JP2018091894A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】断熱部材の円周方向の剛性を低下させて、定着ローラーに対する断熱部材の摺動による異音の発生を抑制できる定着装置を提供する。
【解決手段】定着装置は、熱源によって加熱される円筒状の定着部材と、該定着部材との間にニップを形成する加圧部材と、前記定着部材の端部２１ｂを回転可能に支持する軸受部材２５と、該軸受部材２５と前記定着部材の端部２１ｂとの間に介装される断熱部材２７と、を備えている。前記断熱部材２７は、軸方向に沿ったすり割り溝３１を有する円筒部３２と、該円筒部３２の前記軸方向一端から径方向外側に延設して前記軸受部材２５を位置決めする鍔部３４と、を有している。前記鍔部３４には、外周縁に沿って少なくとも１つの切り欠き３５が形成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、トナー像を用紙に定着する定着装置及び定着装置を備えている画像形成装置に関する。

複写機やプリンター等の画像形成装置は、用紙に転写されたトナー像を用紙に定着する定着装置を備えている。定着装置は、加熱される定着ローラーと、定着ローラーに圧接して定着ニップを形成する加圧ローラーと、を有し、定着ニップにおいてトナー像が加熱及び加圧されて用紙に定着される。

定着ローラーは、両端部に外嵌された断熱部材を介して軸受部材に回転可能に支持されている。定着ローラーは熱源によって所定の高温に加熱されるため、断熱部材は断熱性を有する材料で形成されて、近接する部材への熱の伝達を抑制している。

定着ローラーは、定着作業中は高速で回転し、待機中も低速で回転している。このように定着ローラーが回転すると、断熱部材と軸受部材の内輪も、定着ローラーと一体に回転する。しかし、定着ローラーの端部と断熱部材との間にはややクリアランスが開いているので、定着ローラーの端部に対して断熱部材が摺動することがある。すると、摺動時の摩擦によって異音が発生しやすいという問題がある。この際、断熱部材の円周方向における剛性が高く定着ローラーの端部を締め付ける力が強いと、摩擦が大きくなり異音が発生しやすくなる。また、定着ローラーの加熱及び冷却によって、定着ローラーの端部の外径が変化するので、断熱部材と定着ローラーの端部とのクリアランスが変化することもある。

そこで、特許文献１に記載されている定着装置には、軸方向に沿ってすり割り溝が形成された断熱部材が使用されている。このすり割り溝によって、加熱及び冷却に伴う定着ローラーの膨張及び収縮による外径変化が吸収されるようになっている。

特開平６−３３７６０８号公報

しかしながら上記特許文献１に記載の定着装置のように断熱部材にすり割り溝を設けても、断熱部材の円周方向における剛性を十分に低下させることは困難であり、断熱部材が定着ローラーの端部を締め付けることによる異音の発生を完全には防止できない。また、断熱部材にグリス等の潤滑剤を塗布すると、断熱部材の摺動性を上げることができるが、グリスの塗布ムラが発生したりグリスが飛散したりするので、耐久性を確保できないという問題がある。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、断熱部材の円周方向における剛性を低下させて、定着ローラーに対する断熱部材の摺動による異音の発生を抑制できる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の定着装置は、熱源によって加熱される円筒状の定着部材と、該定着部材との間にニップを形成する加圧部材と、前記定着部材の端部を回転可能に支持する軸受部材と、該軸受部材と前記定着部材の端部との間に介装される断熱部材と、を備えている定着装置であって、前記断熱部材は、軸方向に沿ったすり割り溝を有する円筒部と、該円筒部の前記軸方向一端から径方向外側に延設して前記軸受部材を位置決めする鍔部と、を有し、前記鍔部には、外周縁に沿って少なくとも１つの切り欠きが形成されていることを特徴とする。

本発明の定着装置において、前記切り欠きは、前記鍔部の円周方向に沿って等間隔で複数個形成されていることを特徴としても良い。

本発明の定着装置において、前記断熱部材を前記定着部材の端部に抜け止めするリング状の抜け止め部材を備え、該抜け止め部材は、前記円筒部の中心を中心として前記切り欠きの最深部を通る円の径よりも小さい外径を有していることを特徴としても良い。

本発明の定着装置において、前記切り欠きは、最深部が前記円筒部に達するように形成されていることを特徴としても良い。

本発明の定着装置において、前記円筒部には、前記軸方向に沿った複数個の凸部が、円周方向に所定の間隔を開けて形成されていることを特徴としても良い。

本発明の定着装置において、前記凸部は、前記鍔部に向かって高さが高くなるように傾斜していることを特徴としても良い。

本発明の画像形成装置は、画像形成部で形成されたトナー像を用紙に定着する上記のいずれかに記載の定着装置を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、断熱部材の円周方向における剛性が低下するので、定着部材の端部に対する断熱部材の締め付け力が低下し、定着部材の端部に対する断熱部材の摺動による異音の発生を抑制できる。

本発明の一実施形態に係るプリンターの全体構成を模式的に示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置を示す側断面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置において、定着ローラーを示す側断面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置において、軸受と断熱部材とＣリングを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置において、断熱部材の第１の変形例を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置において、断熱部材の第２の変形例を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置において、第２の変形例の断熱部材の凸部を示す断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る画像形成装置及び定着装置について説明する。

まず、図１を用いて、画像形成装置としてのプリンター１の全体の構成について説明する。図１は本発明の一実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。以下の説明では、図１における紙面手前側をプリンター１の正面側（前側）とし、左右の向きプリンターを正面から見た方向を基準とする。各図に付される矢印Ｆｒ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒは、それぞれプリンター１の前側、後側、左側、右側を示している。

プリンター１の装置本体２には、用紙Ｓが収容される給紙カセット３と、給紙カセット３から用紙Ｓを給紙する給紙装置４と、用紙Ｓにトナー像を形成する画像形成部５と、トナー像を用紙Ｓに定着する定着装置６と、トナー像が定着された用紙Ｓを排出する排出装置７と、排出された用紙Ｓを受け止める排出トレイ８と、が備えられている。また、装置本体２には、給紙装置４から、画像形成部５と定着装置６とを通って、排出装置７に向かう用紙Ｓの搬送経路９が形成されている。

次に、図２及び図３を参照して、定着装置６について説明する。図２は定着装置を示す斜視図、図３は定着装置を模式的に示す側断面図である。

図２に示されるように、定着装置６は、定着ハウジング１１と、定着ハウジング１１内に回転可能に支持される、定着部材としての定着ローラー１２と、定着ローラー１２との間にニップを形成する加圧部材としての加圧ローラー１３と、熱源としてのハロゲンヒーター１４と、を備えている。

図３に示されるように、定着ハウジング１１の下面には、用紙Ｓが進入する入口側開口１１ａが、用紙Ｓの搬送方向と交差する幅方向に沿って形成されている。定着ハウジング１１の上面には、用紙Ｓが排出される出口側開口１１ｂが、幅方向に沿って形成されている。入口側開口１１ａと出口側開口１１ｂとの間に、搬送経路９が形成されている。定着ハウジング１１の内部には、搬送経路９よりも左側に定着ローラー収容部１１ｃが形成され、搬送経路９よりも右側に加圧ローラー収容部１１ｄが形成されている。

定着ローラー１２は、円筒状の芯金１２ａと、芯金１２ａの外周面に接着層を介して設けられている離型層１２ｂと、を有している。定着ローラー１２は、定着ハウジング１１の定着ローラー収容部１１ｃに回転可能に支持されている。

加圧ローラー１３は、回転軸１３ａと、回転軸１３ａの外周面に設けられている弾性層１３ｂと、弾性層１３ｂの外周面に接着層を介して設けられている離型層１３ｃと、を有している。加圧ローラー１３は、定着ハウジング１１の加圧ローラー収容部１１ｄに回転可能に支持されている。さらに、加圧ローラー１３は、定着ローラー１２に圧接して両ローラー１２、１３間に定着ニップＮを形成している。

ハロゲンヒーター１４は、定着ローラー１２の内部に設けられて、定着ローラー１２の内周面に対して輻射熱を放射して、定着ローラー１２を加熱する。

次に、定着ローラー１２について、図４及び図５を参照して説明する。図４は定着ローラーの側断面図、図５はベアリングと断熱部材とＣリングを示す斜視図である。

図４に示されるように、定着ローラー１２の芯金１２ａの両端部２１は、段部を介して小径に形成されている。端部２１は、大径部２１ａと、大径部２１ａよりも外径の小さい小径部２１ｂと、を有している。定着ローラー１２の軸方向において、小径部２１ｂは大径部２１ａの外側に形成されている。小径部２１ｂには、先端よりもやや内側に、円周方向に沿った円周溝２１ｃが形成されている。

定着ローラー１２は、両端部２１の小径部２１ｂが軸受部材２５によって定着ローラー収容部１１ｃの前後側板に回転可能に支持されている。小径部２１ｂと軸受部材２５との間には、断熱部材２７が介装されている。断熱部材２７は、リング状の抜け止め部材としてのＣリング２９によって、小径部２１ｂに抜け止めされている。

図５に示されるように、断熱部材２７は、軸方向に沿ったすり割り溝３１を有する円筒部３２と、円筒部３２の軸方向一端から径方向外側に延設する鍔部３４と、を有している。円筒部３２の内径は、定着ローラー１２の端部２１大径部２１ａの外径よりも小さく、小径部２１ｂに外嵌可能な寸法である。鍔部３４には、外周縁に沿って所定の間隔を開けて複数個（例えば、１０個）の切り欠き３５が形成されている。複数個の切り欠き３５は、円周方向に沿って等間隔で形成されている。各切り欠き３５は、円周方向における幅が深さ方向に狭くなる略台形状を成している。断熱部材２７は断熱性の高い樹脂で形成されている。

Ｃリング２９は、断熱部材２７の鍔部３４に形成された切り欠き３５の内接円Ｃよりも小さい外径（図５の二点鎖線で示す）を有している。ここで、内接円Ｃは、円筒部３２の中心を中心として各切り欠き３５の最深部を通る円を示す。

断熱部材２７は、定着ローラー１２の軸方向において、円筒部３２が内側、鍔部３４が外側となる姿勢で、小径部２１ｂと軸受部材２５との間に介装されている。軸受部材２５の外面が断熱部材２７の鍔部３４に当接することで、断熱部材２７と軸受部材２５とが相対的に位置決めされる。このように断熱部材２７が介装された後、小径部２１ｂの円周溝２１ｃにＣリング２９を係合させることで、断熱部材２７が小径部２１ｂに抜け止めされる。また、断熱部材２７は、大径部２１ａの外面に当接するまで、小径部２１ｂに沿って軸方向にスライドする。

再度図４を参照して説明する。定着ローラー１２の後側の小径部２１ｂには、断熱部材２７よりも外側に従動ギア３８が固定されている。従動ギア３８は、モーター３９の駆動ギア３９ａと噛み合っている。モーター３９が駆動すると、従動ギア３８が駆動ギア３９ａとは反対方向に回転して、定着ローラー１２が図３の反時計回り方向に回転する。なお、加圧ローラー１３が回転駆動される場合もある。

上記構成を有する定着装置６においては、定着動作が開始されると、モーター３９の駆動によって定着ローラー１２が回転し、加圧ローラー１３が定着ローラー１２に従動して回転する。また、ハロゲンヒーター１４が稼働して、定着ローラー１２を加熱する。定着ローラー１２が所定の温度に加熱されると、定着ニップＮに用紙が搬送される。用紙Ｓに転写されたトナー像は、定着ニップＮにおいて、加熱された定着ローラー１２で加熱されると共に加圧ローラー１３で加圧されて用紙Ｓに定着される。

定着ローラー１２は、定着動作中は高速で回転駆動され、待機時には、低速で回転駆動されるようになっている。また、定着動作が終了すると、ハロゲンヒーター１４が稼働を停止して、定着ローラー１２の温度は低下する。この加熱や冷却によって定着ローラー１２が膨張又は収縮して芯金１２ａの端部２１の外径が変化する。断熱部材２７は、この外径変化に追随して、すり割り溝３１が広がる方向又は狭まる方向へ拡径又は縮径する。

上記説明したように本発明の定着装置６によれば、断熱部材２７の鍔部３４に切り欠き３５を形成したことで、円周方向における円筒部３２の剛性が低下するので、断熱部材２７が定着ローラー１２の端部２１の小径部２１ｂを締め付ける力が弱くなる。したがって、断熱部材２７が端部２１に対して摺動する際の摩擦力が弱くなり、異音の発生を抑えることができる。さらに、断熱部材２７の鍔部３４と軸受部材２５との接触面積が少なくなるので、断熱部材２７が軸受部材２５に対して摺動した際に断熱部材２７に作用するねじれ力を低減できる。したがって、断熱部材２７を円滑に回転させることができる。

また、複数個の切り欠き３５を、鍔部３４の外周縁に沿って等間隔で形成したので、円筒部３２の剛性を円周方向において均等に低下させることができる。したがって、円筒部３２を円滑に拡径及び縮径させて、締め付け力の偏りを抑制できる。

また、Ｃリング２９は、鍔部３４に形成された切り欠き３５の内接円Ｃよりも小さい外径を有している。つまり、Ｃリング２９の外周縁の回転軌跡は、この内接円Ｃの内側となる。したがって、断熱部材２７がＣリング２９に対して回転する際に、Ｃリングの円周方向の両端部が切り欠き３５に引っ掛かることを防ぐことができる。

次に、断熱部材２７の第１の変形例について、図６を参照して説明する。図６は第１の変形例の断熱部材を示す正面図である。

第１の変形例においては、鍔部３４の切り欠き３５が、円筒部３２の外周面に達するように形成されている。つまり、前述の実施形態に比べて、切り欠き３５の深さが深くなっている。このように切り欠き３５の深さを深くすることで、円筒部３２の円周方向における剛性がさらに低下し、円筒部３２の締め付け力をより低下させることができる。したがって、異音の発生をより確実に抑制できる。

次に、断熱部材２７の第２の変形例について、図７Ａ、図７Ｂを参照して説明する。図７Ａは第２の変形例の断熱部材を示す斜視図であり、図７Ｂは凸部の縦断面図である。

第２の変形例においては、図７Ｂに示されるように、円筒部３２の外周面に、軸方向に沿った複数の凸部４１が円周方向に所定の間隔を開けて形成されている。凸部４２は、横断面視において、扁平な矩形状を有している。円周方向における凸部４２の角は面取りされている。このように円筒部３２に凸部４１を形成することで、円筒部３２と軸受部材２５との接触面積が少なくなり、断熱部材２７と軸受部材２５との摩擦が減少するので、断熱部材２７を円滑に回転させることができる。

さらに、円筒部３２の外周面にグリスを塗布した際には、隣接する凸部４２間の空間がグリス溜まりとなるので、グリスの塗布ムラが生じにくい。

また、第２の変形例において、図７Ｂに示されるように、凸部４１を、鍔部３４に向かって高さが高くなるように傾斜させても良い。この場合は、円筒部３２と軸受部材２５との接触面積がさらに少なくなるので、断熱部材２７と軸受部材２５との摩擦をさらに減少できる。

また、本実施形態においては、鍔部３４に形成する切り欠き３５の数は一つでも良いが、複数個形成することが、円筒部３２の剛性を低下させる効果がより高まるので好ましい。また、切り欠き３５の形状は台形状に限らず、Ｕ字状やＶ字状であってもよい。

上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る定着装置及び画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

１ プリンター（画像形成装置）
５ 画像形成部
６ 定着装置
１２ 定着ローラー（定着部材）
１３ 加圧ローラー（加圧部材）
１４ ハロゲンヒーター（熱源）
２５ 軸受部材
２７ 断熱部材
２９ 抜け止め部材
３１ すり割り溝
３２ 円筒部
３４ 鍔部
３５ 切り欠き
４１ 凸部

Claims (7)

1. 熱源によって加熱される円筒状の定着部材と、該定着部材との間にニップを形成する加圧部材と、前記定着部材の端部を回転可能に支持する軸受部材と、該軸受部材と前記定着部材の端部との間に介装される断熱部材と、を備えている定着装置であって、
   前記断熱部材は、
   軸方向に沿ったすり割り溝を有する円筒部と、
   該円筒部の前記軸方向一端から径方向外側に延設して前記軸受部材を位置決めする鍔部と、を有し、
   前記鍔部には、外周縁に沿って少なくとも１つの切り欠きが形成されていることを特徴とする定着装置。
2. 前記切り欠きは、前記鍔部の円周方向に沿って等間隔で複数個形成されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記断熱部材を前記定着部材の端部に抜け止めするリング状の抜け止め部材を備え、
   該抜け止め部材は、前記円筒部の中心を中心として前記切り欠きの最深部を通る円の径よりも小さい外径を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記切り欠きは、最深部が前記円筒部に達するように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
5. 前記円筒部には、前記軸方向に沿った複数個の凸部が、円周方向に所定の間隔を開けて形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記凸部は、前記鍔部に向かって高さが高くなるように傾斜していることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 画像形成部で形成されたトナー像を用紙に定着する請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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