JP4312526B2

JP4312526B2 - 定着装置

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Publication number: JP4312526B2
Application number: JP2003195272A
Authority: JP
Inventors: 英樹後藤; 弘一森山; 元章沖津; 裕明堀; 嘉儀白石; 達也新川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2023-07-10
Also published as: JP2005031313A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタおよびファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置に適用される定着装置に関し、詳しくは、定着装置本体に対して加熱ローラを回転自在に支持する軸受け部の位置決め精度の向上を図る対策に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複写機、プリンタおよびファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置においては、その定着装置本体に対し加熱ローラが回転自在に取り付けられている。そして、加熱ローラの定着装置本体に対する位置決めは、加熱ローラの肉厚が厚いものの場合、加熱ローラの外周面に周方向の溝を形成し、その溝内にＣリングを嵌め込むことによって、加圧ローラと対をなす加圧ローラを連れ回りさせるためのギヤとベアリングとを加熱ローラに固定し、そのベアリングを定着装置本体に対し取り付けることによって行われるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３３８２９１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年省電力化を図ることを目的として加熱ローラの薄肉化が開発・商品化されている。その場合、加熱ローラの省電力化を図る上で、肉厚が概ね０．１ｍｍ〜２．０ｍｍ程度に形成された薄肉の加熱ローラが用いられている。その場合、ベアリングなどの軸受けを取り付ける上で薄肉の加熱ローラにＣリングを嵌め込むための溝を形成すると、肉厚がさらに薄くなり、加熱ローラの回転負荷、熱履歴による変形などによって加熱ローラの耐久性を保証することができない。
【０００５】
また、定着の際に加熱ローラを加熱した際の熱によって加熱ローラが熱膨張することになるが、ギヤおよび軸受け（ベアリング）が加熱ローラに固定されていると、軸受けにより加熱ローラの軸方向への熱膨張が規制されて、加熱ローラの軸方向への熱膨張を吸収することができないために反りを生じ、加熱ローラの回転に伴う偏心が発生する。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、薄肉の加熱ローラの耐久性の向上を図りかつ加熱ローラの回転に伴う偏心の発生を確実に防止することができる定着装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、加熱ローラと、加圧ローラとを備え、用紙上に転写された未定着トナーで表現される画像情報を上記加熱ローラと上記加圧ローラとの間のニップ部を通して定着する定着装置を前提とする。そして、上記加熱ローラを収容する定着装置本体と、上記加熱ローラを周方向に回転自在にかつ軸線方向に摺動自在に支持する円環形状の軸受け部とを備え、上記定着装置本体の軸線方向両端部に上記加熱ローラの軸線方向への動きを許容範囲内で規制するストッパを設け、上記加熱ローラを、上記定着装置本体における上記ストッパに対し軸線方向への動きが許容範囲内で規制された状態で上記定着装置本体に収容し、その加熱ローラの両端に上記軸受け部を挿通し、上記定着装置本体の内周面に上記軸受け部を支持する支持部を設け、上記支持部の内周面に凹部を設け、上記各軸受け部に、上記定着装置本体における上記支持部の内周面に設けられた上記凹部に脱着自在に嵌合して上記加熱ローラを上記支持部に対し位置決めする凸部を設けている。
【０００８】
この特定事項により、上記定着装置本体における上記ストッパに対し軸線方向への動きが許容範囲内で規制された状態で上記定着装置本体に収容されている上記加熱ローラを周方向に回転自在にかつ軸線方向に摺動自在に支持する上記軸受け部の上記凸部を上記定着装置本体における上記支持部内周面の上記凹部に脱着自在に嵌合することによって、上記加熱ローラが上記支持部に対し位置決めされるので、省電力化を図る上で薄肉の加熱ローラが用いられていても、このような加熱ローラに軸受けを取り付ける上で必要なＣリングを嵌め込むための溝を形成する必要がなく、上記定着装置本体内において軸線方向への動きが許容範囲内で規制された状態で上記加熱ローラが上記支持部に対して円滑に位置決めされることになる。そのため、上記加熱ローラの回転負荷、熱履歴によって上記加熱ローラが変形することが確実に防止され、上記加熱ローラの耐久性を図ることが可能となる。
【０００９】
しかも、上記定着装置本体における上記ストッパに対し軸線方向への動きが許容範囲内で規制された状態で収容されている上記加熱ローラが上記各軸受けに対し軸線方向に摺動自在に支持されていることにより、定着時に上記加熱ローラを加熱した際の熱によって上記加熱ローラが熱膨張しても、その熱膨張が上記軸受けによって規制されることなく軸線方向で吸収され、反りによる上記加熱ローラの回転に伴う偏心の発生が確実に防止される。
【００１０】
さらに、上記定着装置本体における上記支持部の上記凹部を、この凹部内に挿入された上記各軸受け部の上記凸部を上記加熱ローラの回転方向に所定量回転させる長穴に形成し、上記各軸受け部の上記凸部に、上記加熱ローラの回転方向に突出する突出部を設ける一方、上記定着装置本体における上記支持部の上記凹部に、上記各軸受け部の上記凸部を上記加熱ローラの回転方向に所定量回転させた際に上記突出部を反嵌合方向に離脱不能に係合する係合部を設けていることで、上記定着装置本体の上記支持部の上記凹部に対する上記各軸受け部の上記凸部の嵌合は、その凹部内に挿入された上記各軸受け部の上記凸部を上記加熱ローラの回転方向に所定量回転させた際に上記凸部の上記加熱ローラ回転方向に突出する上記突出部が上記凹部の上記係合部に係合して、上記突出部を反嵌合方向に離脱不能にするので、定着時に上記加熱ローラに対する連れ回り方向に回動付勢された上記各軸受け部が上記定着装置本体から離脱することが確実に防止され、上記定着装置本体の上記支持部に対する上記加熱ローラの経時的な位置ズレを確実に防止することが可能となる。
【００１１】
特に、上記軸受け部を支持する上記定着装置本体における上記支持部を特定するものとして、以下の構成が掲げられる。
つまり、上記定着装置本体における上記支持部に、上記各軸受け部の外周部分を包囲するように設けられた包囲部と、この包囲部の端部に連続して設けられ、上記凹部に対する上記凸部の嵌合方向から上記各軸受け部の外周部分を上記包囲部へ案内する案内部とを設ける。そして、上記包囲部を、上記各軸受け部の外周部分の略半円弧分に相当する略半円弧状に形成している。
【００１２】
この特定事項により、上記各軸受け部は、上記定着装置本体の上記支持部の上記凹部に対する上記凸部の嵌合方向から上記案内部によって外周部分が上記包囲部へ案内されて上記包囲部に包囲されるので、上記支持部に対する上記各軸受け部の嵌合をよりスムーズに行うことが可能となる。しかも、上記包囲部が上記各軸受け部の外周部分の略半円弧分に相当する略半円弧状に形成されているので、上記各軸受け部の外周部分が上記支持部の上記包囲部によって確実に保持され、上記加熱ローラの支持性能を高めることが可能となる。
【００１４】
更に、頭部を有するピンが挿通される丸穴を上記加熱ローラの一端部に開口させ、この加熱ローラの一端部に対し回転一体に連結される駆動ギヤの内周部の一部に上記加熱ローラの外表面に対し所定の間隙を存して外方に開口する切欠部を設け、上記駆動ギヤを、上記加熱ローラの上記丸穴に上記ピンを挿通させていない状態で、上記加熱ローラの一端側から挿通した後、上記加熱ローラの上記丸穴に上記ピンを挿通させた状態で、上記加熱ローラの一端側へ戻すことによって、外方に開口する上記切欠部を上記ピンの頭部に対し嵌合させて取り付けている場合には、上記加熱ローラの一端部において開口する上記丸穴に挿通させた上記ピンの上記頭部に対し内周部の一部に設けられた上記切欠部を嵌合させて上記駆動ギヤが上記加熱ローラの一端部に固定されるので、上記駆動ギヤを上記加熱ローラに対して確実に取り付けることが可能となる。しかも、上記加熱ローラの一端部に開口する上記丸穴に上記ピンが挿通されることにより、上記加熱ローラの一端部での上記丸穴による強度低下が可及的に抑制され、上記加熱ローラの剛性を効果的に確保することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
本形態では、コピー機能、プリント機能、ファクシミリ機能を兼ね備えた複合機に本発明を適用した場合について説明する。
【００１７】
−複合機の全体構成の説明−
図１は本形態に係る複合機１（画像形成装置）の内部構成の概略を示している。この図１のように、本複合機１は、スキャナ部２、プリント部３及び原稿自動給紙部４を備えている。以下、各部について説明する。
【００１８】
−スキャナ部２の説明−
スキャナ部２は、透明なガラス等で成る原稿台４１上に載置された原稿の画像や原稿自動給紙部４により１枚ずつ給紙される原稿の画像を読み取って画像データを作成する部分である。このスキャナ部２は、露光光源２１、複数の反射鏡２２，２３，２４、結像レンズ２５、光電変換素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）２６を備えている。
【００１９】
上記露光光源２１は、原稿自動給紙部４の原稿台４１上に載置された原稿や原稿自動給紙部４を搬送される原稿に対して光を照射するものである。各反射鏡２２，２３，２４は、図１に一点鎖線Ａで光路を示すように、原稿からの反射光を一旦図中左方向に反射させた後、下方に反射させ、その後、結像レンズ２５に向かうように図中右方向に反射させるようになっている。
【００２０】
原稿の画像読取動作として、上記原稿台４１上に原稿が載置された場合（「シート固定方式」として使用する場合）には、露光光源２１及び各反射鏡２２，２３，２４が原稿台４１に沿って水平方向に走査して、原稿全体の画像を読み取ることになる。一方、原稿自動給紙部４を搬送される原稿を読み取る場合（「シート移動方式」として使用する場合）には、露光光源２１及び各反射鏡２２，２３，２４が図１に示す位置に固定され、後述する原稿自動給紙部４の原稿読取部４２を原稿が通過する際にその画像を読み取ることになる。
【００２１】
上記各反射鏡２２，２３，２４で反射されて結像レンズ２５を通過した光は光電変換素子２６に導かれ、この光電変換素子２６において反射光が電気信号（原稿画像データ）に変換されるようになっている。
【００２２】
−プリント部３の説明−
プリント部３は、画像形成系３１と用紙搬送系３２とを備えている。
【００２３】
画像形成系３１は、露光手段としてのレーザスキャニングユニット３１ａ及びドラム型の静電潜像担持体としての感光体ドラム３１ｂを備えている。レーザスキャニングユニット３１ａは、上記光電変換素子２６において変換された原稿画像データに基づいたレーザ光を感光体ドラム３１ｂの表面に照射するものである。感光体ドラム３１ｂは、図１中に矢印で示す方向に回転し、レーザスキャニングユニット３１ａからのレーザ光が照射されることによってその表面に静電潜像が形成されるようになっている。
【００２４】
また、感光体ドラム３１ｂの外周囲には、上記レーザスキャニングユニット３１ａの他に、現像手段としての現像装置３１ｃ、転写手段としての転写ローラ３１ｄ、クリーニング装置３１ｅ、図示しない除電器、帯電手段としての帯電ローラ３１ｆが周方向に亘って順に配設されている。現像装置３１ｃは、感光体ドラム３１ｂの表面に形成された静電潜像をトナー（顕像化物質）により可視像に現像するものである。転写ローラ３１ｄは、感光体ドラム３１ｂの表面に形成されたトナー像を用紙としての画像形成用紙Ｐ（図２参照）に転写するものである。クリーニング装置３１ｅは、トナー転写後において感光体ドラム３１ｂの表面に残留したトナーを除去するようになっている。除電器は、感光体ドラム３１ｂの表面の残留電荷を除去するものである。帯電ローラ３１ｆとしては、静電潜像が形成される前の感光体ドラム３１ｂの表面に対し電源（図示せず）からの直流電圧を接触帯電により印加して帯電させる接触帯電方式のものが適用されている。
【００２５】
このため、画像形成用紙Ｐに画像を形成する際には、帯電ローラ３１ｆの接触によって感光体ドラム３１ｂの表面が所定の電位に帯電され、レーザスキャニングユニット３１ａが原稿画像データに基づいたレーザ光を感光体ドラム３１ｂの表面に照射する。その後、現像装置３１ｃが感光体ドラム３１ｂの表面にトナーによる可視像を現像し、転写ローラ３１ｄによって、トナー像が画像形成用紙Ｐに転写される。更に、その後、感光体ドラム３１ｂの表面に残留したトナーはクリーニング装置３１ｅによって除去されると共に、感光体ドラム３１ｂの表面の残留電荷が除電器によって除去される。これにより、画像形成用紙Ｐへの画像形成動作（印刷動作）の１サイクルが終了する。このサイクルが繰り返されることにより、複数枚の画像形成用紙Ｐに対して連続的に画像形成を行うことができるようになっている。
【００２６】
一方、用紙搬送系３２は、用紙カセット３３に収容された画像形成用紙Ｐを１枚ずつ搬送して上記画像形成系３１による画像形成を行わせると共に、画像形成された画像形成用紙Ｐを排紙トレイ３５へ排出するものである。
【００２７】
また、上記用紙搬送系３２は、主搬送路３６と反転搬送路３７とを備えている。主搬送路３６は用紙カセット３３の排出側に対向していると共に他端が排紙トレイ３５に対向している。反転搬送路３７は、一端が転写ローラ３１ｄの配設位置よりも上流側（図中下側）で主搬送路３６に繋がっていると共に、他端が転写ローラ３１ｄの配設位置よりも下流側（図中上側）で主搬送路３６に繋がっている。
【００２８】
主搬送路３６の上流端（用紙カセット３３の排出側に対向する部分）には断面が半円状のピックアップローラ３６ａが配設されている。このピックアップローラ３６ａの回転により、用紙カセット３３に収容されている画像形成用紙Ｐを１枚ずつ間欠的に主搬送路３６に給紙できるようになっている。
【００２９】
この主搬送路３６における転写ローラ３１ｄの配設位置よりも上流側には、レジストローラ３６ｄ，３６ｄが配設されている。このレジストローラ３６ｄ，３６ｄは、感光体ドラム３１ｂ表面のトナー像と画像形成用紙Ｐとの位置合わせを行いながら画像形成用紙Ｐを搬送するものである。主搬送路３６における転写ローラ３１ｄの配設位置よりも下流側には、画像形成用紙Ｐに転写されたトナー像を加熱ローラ３９１と加圧ローラ３９０との間のニップ部を通して定着させる定着装置３９が配設されている。更に、主搬送路３６の下流端には、画像形成用紙Ｐを排紙トレイ３５に排紙するための排出ローラ３６ｅが配設されている。
【００３０】
主搬送路３６に対する反転搬送路３７の上流端の接続位置には分岐爪３８が配設されている。この分岐爪３８は、図１に実線で示す第１位置とこの第１位置から図中反時計回り方向に回動して反転搬送路３７を開放する第２位置との間で水平軸回りに回動自在となっている。この分岐爪３８が第１位置にあるときには画像形成用紙Ｐが排紙トレイ３５に向けて搬送され、第２位置にあるときには画像形成用紙Ｐが反転搬送路３７へ供給可能となっている。反転搬送路３７には搬送ローラ３７ａが配設されており、画像形成用紙Ｐが反転搬送路３７に供給された場合（所謂スイッチバック搬送により画像形成用紙Ｐが反転搬送路３７に供給された場合）には、この搬送ローラ３７ａによって画像形成用紙Ｐが搬送され、レジストローラ３６ｄの上流側で画像形成用紙Ｐが反転されて再び転写ローラ３１ｄに向かって主搬送路３６を搬送されるようになっている。つまり、画像形成用紙Ｐの裏面に対して画像形成が行えるようになっている。
【００３１】
−原稿自動給紙部４の説明−
次に、原稿自動給紙部４について説明する。この原稿自動給紙部４は、所謂自動両面原稿搬送装置として構成されている。この原稿自動給紙部４は、シート移動式として使用可能であって、原稿載置部としての原稿トレイ４３、中間トレイ４４、原稿排出部としての原稿排紙トレイ４５及び各トレイ４３，４４，４５間で原稿を搬送する原稿搬送系４６を備えている。
【００３２】
上記原稿搬送系４６は、原稿トレイ４３に載置された原稿を、原稿読取部４２を経て中間トレイ４４または原稿排紙トレイ４５へ搬送するための主搬送路４７と、中間トレイ４４上の原稿を主搬送路４７に供給するための副搬送路４８とを備えている。
【００３３】
主搬送路４７の上流端（原稿トレイ４３の排出側に対向する部分）には原稿ピックアップローラ４７ａ及び捌きローラ４７ｂが配設されている。捌きローラ４７ｂの下側には捌き板４７ｃが配設されており、原稿ピックアップローラ４７ａの回転に伴って原稿トレイ４３上の原稿のうちの１枚がこの捌きローラ４７ｂと捌き板４７ｃとの間を通過して主搬送路４７に給紙されるようになっている。主搬送路４７と副搬送路４８との合流部分（図中Ｂ部分）よりも下流側にはＰＳローラ４７ｅ，４７ｅが配設されている。このＰＳローラ４７ｅ，４７ｅは、原稿の先端とスキャナ部２の画像読取タイミングとを調整して原稿を原稿読取部４２に供給するものである。つまり、このＰＳローラ４７ｅ，４７ｅは原稿が供給された状態でその原稿の搬送を一旦停止し、上記タイミングを調整して原稿を原稿読取部４２に供給するようになっている。
【００３４】
原稿読取部４２は、プラテンガラス４２ａと原稿押え板４２ｂとを備え、ＰＳローラ４７ｅ，４７ｅから供給された原稿がプラテンガラス４２ａと原稿押え板４２ｂとの間を通過する際に、上記露光光源２１からの光がプラテンガラス４２ａを通過して原稿に照射されるようになっている。この際、上記スキャナ部２による原稿画像データの取得が行われる。上記原稿押え板４２ｂの背面（上面）には図示しないコイルスプリングによる付勢力が付与されている。これにより、原稿押え板４２ｂがプラテンガラス４２ａに対して所定の押圧力をもって接触しており、原稿が原稿読取部４２を通過する際にプラテンガラス４２ａから浮き上がることを阻止している。
【００３５】
プラテンガラス４２ａの下流側には、搬送ローラ４７ｆ及び原稿排紙ローラ４７ｇが備えられている。プラテンガラス４２ａ上を通過した原稿が搬送ローラ４７ｆ及び原稿排紙ローラ４７ｇを経て中間トレイ４４または原稿排紙トレイ４５へ排紙される構成となっている。
【００３６】
原稿排紙ローラ４７ｇと中間トレイ４４との間には中間トレイ揺動板４４ａが配設されている。この中間トレイ揺動板４４ａは、中間トレイ４４側の端部が揺動中心とされて、図中実線で示すポジション１とこのポジション１から上方へ跳ね上げられたポジション２との間で揺動可能となっている。中間トレイ揺動板４４ａがポジション２にある場合には原稿排紙ローラ４７ｇから排紙された原稿は原稿排紙トレイ４５へ回収される。一方、中間トレイ揺動板４４ａがポジション１にある場合には原稿排紙ローラ４７ｇから排紙された原稿は中間トレイ４４へ排出されるようになっている。この中間トレイ４４への排紙時には、原稿の端縁が原稿排紙ローラ４７ｇ，４７ｇ間に挟持された状態となっており、この状態から原稿排紙ローラ４７ｇが逆回転することによって原稿が副搬送路４８に供給され、この副搬送路４８を経て再び主搬送路４７に送り出されるようになっている。この原稿排紙ローラ４７ｇの逆回転動作は、主搬送路４７への原稿の送り出しと画像読取タイミングとを調整して行われる。これにより、原稿の裏面の画像が原稿読取部４２によって読み取られるようになっている。
【００３７】
−複合機の基本動作説明−
以上の如く構成された複合機１の動作として、先ず、本複合機１が、プリンタとして機能する場合には、パーソナルコンピュータ等のホスト装置から送信された印刷データ（イメージデータやテキストデータ）を受信し、この受信した印刷データ（プリントデータ）を図示しないバッファ（メモリ）に一旦格納していく。このバッファへのプリントデータの格納と共に、バッファからのプリントデータの読み出しを順次行って、この読み出したプリントデータに基づき、上述したプリント部３の画像形成動作により画像形成用紙Ｐに画像形成が行われる。
【００３８】
また、本複合機１がスキャナとして機能する場合には、上記スキャナ部２によって読み取った原稿のスキャン画像データをバッファに一旦格納していく。このバッファへのスキャン画像データの格納と共に、バッファからホスト装置へのスキャン画像データの送信を順次行って、このホスト装置のディスプレイ等に画像表示する。
【００３９】
更に、本複合機１がコピー機として機能する場合には、上記スキャナ機能によって読み取った原稿画像データに基づきプリント部３の画像形成動作によって画像形成用紙Ｐに画像形成が行われることになる。
【００４０】
そして、本発明の特徴部分として、図２に示すように、定着装置３９は、加熱ローラ３９１および加圧ローラ３９２を収容する定着ユニット３９０を備えている。この定着ユニット３９０は、加熱ローラ３９１を収容する定着装置本体としての定着上フレーム３９０ａと、加圧ローラ３９２を収容する定着下フレーム３９０ｂとを備え、この各フレーム３９０ａ，３９０ｂがヒンジ（図示せず）を介して開閉可能に構成され、両フレーム３９０ａ，３９０ｂを閉塞させたときに加熱ローラ３９１と加圧ローラ３９２とが接触するように対向配置されてなる。この場合、両フレーム３９０ａ，３９０ｂの閉塞状態は、その軸線方向両端部に設けられたロックレバー（図示せず）によって保持されるようになっている。
【００４１】
上記加熱ローラ３９１の内部には、軸線方向中央部において画像形成用紙Ｐのセンタ基準に合わせてランプを配置してなるメインヒータ３９１ａと、このメインヒータ３９１ａの軸線方向両側にそれぞれランプを配置してなるサブヒータ２９１ｂとが収容されてなる。このメインヒータ３９１ａおよびサブヒータ３９１ｂは、図示しない制御回路から通電されることによって、所定の発熱分布（中央部および左右両側部）で発光し、赤外線が放射され、加熱ローラ３９１の内周面を加熱するようになっている。そして、メインヒータ３９１ａとサブヒータ３９１ｂは、制御回路によってそれぞれ独立に温度制御される。また、図３に示すように、加熱ローラ３９１の軸線方向両端は、半径方向中心向きに略直角に折り返された、いわゆる面落とし加工が施されている。尚、メインヒータ３９１ａとサブヒータ３９１ｂの分割方法は、上記構成に限定されるものではなく、一方を基準とした分割方法など多数の分割方法が考えられる。
【００４２】
加熱ローラ３９１は、メインヒータ３９１ａおよびサブヒータ３９１ｂにより所定の温度（ここでは２００℃）に加熱されて、定着装置３９のニップ部（加熱ローラ３９１と加圧ローラ３９２との間のニップ部）を通過する画像形成用紙Ｐを加熱するためのものである。また、図２に示すように、加熱ローラ３９１は、その本体である芯金３９１ｃと、画像形成用紙Ｐ上のトナーＴがオフセットするのを防止するために芯金３９１ｃの外周表面に形成された離型層３９１ｄとを備えている。
【００４３】
芯金３９１ｃには、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等が用いられる。尚、本実施例の芯金３９１ｃとしては、直径４０ｍｍ、肉厚０．２５ｍｍの鉄（ＳＴＫＭ）よりなる薄肉のものを使用している。
【００４４】
離型層３９１ｄには、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が適している。尚、本実施例の離型層３９１ｄとしては、フッ素樹脂が適用されている。
【００４５】
加圧ローラ３９２は、鉄鋼、ステンレス鋼、アルミニウム等の芯金３９２ａの外周表面にシリコーンゴム等の耐熱弾性材層３９２ｂを有するように構成されている。加圧ローラ３９２の耐熱弾性材層３９２ｂの表面には、加熱ローラ３９１の場合と同様のフッ素樹脂による離型層が形成されてもよい。尚、本実施例における加圧ローラ３９２としては、直径４０ｍｍで、シリコーンゴムからなる耐熱弾性体層３９２ｂと、ＰＦＡチューブからなる離型層３９２ｃが設けられており、図示しないばね等の弾性部材により加熱ローラ３９１に２００Ｎの力で圧接され、これにより、加熱ローラ３９１との間に幅が約６ｍｍのニップ部が形成されるよう構成されている。
【００４６】
そして、図４に示すように、上記定着上フレーム３９０ａの軸線方向両端部には、この定着上フレーム３９０ａ内に収容された加熱ローラ３９１の軸線方向両端に対し所定量（例えば数ミリ程度）隔てて対峙するストッパ３９９（図では一端部側のもののみ示す）が設けられ、このストッパ３９９に対し加熱ローラ３９１の軸線方向両端が当接することによって、定着上フレーム３９０ａ内での加熱ローラ３９１の軸線方向への動きが許容範囲内で規制された状態で収容されるようになっている。また、上記加熱ローラ３９１の両端には、この加熱ローラ３９１を周方向に回転自在にかつ軸線方向に摺動自在に支持する円環形状の軸受け部３９３，３９３が挿通されている。この各軸受け部３９３は、図３にも示すように、定着上フレーム３９０ａの内周面（上面）に設けられた断面略凹字状の支持部３９４に対し外周面が周方向に摺動自在に支持される環状突起３９５を外周部に有している。この環状突起３９５の周方向一箇所には、上記支持部３９４の底部に設けられた凹部３９４ａに脱着自在に嵌合して加熱ローラ３９１を定着上フレーム３９０ａに対し位置決めする凸部３９５ａが設けられている。また、図５および図６の（ａ）〜（ｃ）にも示すように、上記支持部３９４は、各軸受け部３９３の外周部分（環状突起３９５を含む）を包囲するように支持部３９４（凹部３９４ａ上）に設けられた包囲部３９４ｂと、この包囲部３９４ｂの一端部｛図５および図６の（ａ）〜（ｃ）では右側｝に連続して設けられ、凹部３９４に対する凸部３９５の嵌合方向（図５に示す矢印方向）から上記各軸受け部３９３の外周部分を案内する案内部３９４ｃとを備えている。上記包囲部３９４ｂは、各軸受け部３９３の外周部分の略半円弧分に相当する略半円弧状に形成されている。
【００４７】
また、上記定着上フレーム３９０ａの凹部３９４ａは、この凹部３９４ａ内に嵌合された各軸受け部３９３の凸部３９５ａを加熱ローラ３９１の回転方向｛図６の（ｃ）に示す矢印方向｝に所定量回転させる長穴に形成されている。そして、上記各軸受け部３９３の凸部３９５ａの先端には、加熱ローラ３９１の回転方向および反回転方向にそれぞれ突出する突出部３９５ｂ，３９５ｂが設けられている。一方、上記定着上フレーム３９０ａの凹部３９４ａには、各軸受け部３９３の凸部３９５ａを加熱ローラ３９１の回転方向に所定量回転させた際に一方の突出部３９５ｂを反嵌合方向に離脱不能に係合する係合部３９６が設けられている。
【００４８】
そして、図７に示すように、上記加熱ローラ３９１の一端部（図３および図４では右側）には、頭部３９７ａを有するピン３９７が挿通される丸穴３９１ｅが開設されている。また、上記加熱ローラ３９１の一端部外周面上に対し回転一体に連結される駆動ギヤ３９８の内周部の一部には、加熱ローラ３９１の外表面に対し所定の間隙を存して外方（図３および図４では右側）に開口する切欠部３９８ａが設けられている。そして、図８の（ａ）に示すように、上記駆動ギヤ３９８は、加熱ローラ３９１の一端側（図８では右側）から挿通され、図８の（ｂ）に示すように、丸穴３９１ｅに対しピン３９７を挿通させた状態で、図８の（ｃ）に示すように、加熱ローラ３９１の一端側へ戻すことによって、切欠部３９８ａが上記ピン３９７の頭部３９７ａに対し嵌合されて取り付けられている。
【００４９】
この場合、加圧ローラ３９２は、厚肉に形成されている関係上、定着下ケース３９０ｂに対し図示しない軸受け部および駆動ギヤ３９８と噛合する従動ギヤが従来公知のＣリングなどによって取り付けられている。
【００５０】
したがって、上記実施形態では、定着上フレーム３９０ａに対し軸線方向への動きが許容範囲内で規制された状態で収容されている加熱ローラ３９１を周方向に回転自在にかつ軸線方向に摺動自在に支持する軸受け部３９３の環状突起３９５の凸部３９５ａを定着上フレーム３９０ａの支持部３９４の凹部３９４ａに脱着自在に嵌合することによって、加熱ローラ３９１が定着上フレーム３９０ａに対し位置決めされるので、省電力化を図る上で肉厚０．２５ｍｍの鉄よりなる薄肉の加熱ローラ３９１が用いられていても、このような加熱ローラ３９１に軸受け部３９３を取り付ける上で必要なＣリングを嵌め込むための溝を形成する必要がなく、定着上フレーム３９０ａ内において軸線方向への動きがストッパ３９９によって許容範囲内で規制された状態で加熱ローラ３９１が定着上フレーム３９０ａに対して円滑に位置決めされることになる。そのため、加熱ローラ３９１の回転負荷、熱履歴によって加熱ローラ３９１が変形することが確実に防止され、加熱ローラ３９１の耐久性を図ることができる。
【００５１】
しかも、定着上フレーム３９０ａに対し軸線方向への動きが許容範囲内で規制された状態で収容されている加熱ローラ３９１が各軸受け部３９３に対し軸線方向に摺動自在に支持されていることにより、定着の際に加熱ローラ３９１を加熱した際の熱によって加熱ローラ３９１が熱膨張しても、その熱膨張が軸受け部３９３によって規制されることなく軸線方向で吸収され、反りによる加熱ローラ３９１の回転に伴う偏心の発生を確実に防止することができる。
【００５２】
また、定着上フレーム３９０ａの支持部３９４は、各軸受け部３９３の外周部分を包囲するように支持部３９４（凹部３９４ａ上）に設けられた略半円弧状の包囲部３９４ｂと、この包囲部３９４ｂの一端部に連続して設けられ、凹部３９４に対する凸部３９５の嵌合方向から上記各軸受け部３９３の外周部分を案内する案内部３９４ｃとで構成されているので、各軸受け部３９３の外周部分が、定着上フレーム３９０ａの支持部３９４の凹部３９４ａに対する環状突起３９５の凸部３９５ａの嵌合方向から案内部３９４ｃによって案内されて包囲部３９４ｂに包囲されるので、定着上フレーム３９０ａに対する各軸受け部３９３の嵌合をよりスムーズに行うことができる。しかも、包囲部３９４ｂが各軸受け部３９３の外周部分の略半円弧分に相当する略半円弧状に形成されているので、各軸受け部３９３の外周部分が定着上フレーム３９０ａの支持部３９４の包囲部３９４ｂによって確実に保持され、加熱ローラ３９１の支持性能を高めることができる。
【００５３】
そして、定着上フレーム３９０ａの凹部３９４ａが各軸受け部３９３の凸部３９５ａを加熱ローラ３９１の回転方向に所定量回転させる長穴に形成され、各軸受け部３９３の凸部３９５ａ先端より加熱ローラ３９１の回転方向に突出する一方の突出部３９５ｂを加熱ローラ３９１の回転方向に所定量回転させた際に反嵌合方向に離脱不能に係合する係合部３９６が定着上フレーム３９０ａの凹部３９４ａに設けられているので、定着時に加熱ローラ３９１に対する連れ回り方向に回動付勢された各軸受け部３９３が定着上フレーム３９０ａから離脱することが確実に防止され、定着上フレーム３９０ａに対する加熱ローラ３９１の経時的な位置ズレを確実に防止することができる。
【００５４】
更に、駆動ギヤ３９８は、加熱ローラ３９１の一端側から挿通され、加熱ローラ３９１一端部の丸穴３９１ｅに対しピン３９７を挿通させた状態で、加熱ローラ３９１を一端側へ戻すことによって、駆動ギヤ３９８の内周部の一部に加熱ローラ３９１の外表面に対し所定の間隙を存して外方に開口する切欠部３９８ａが上記ピン３９７の頭部３９７ａに対し嵌合されて取り付けられているので、駆動ギヤ３９８を加熱ローラ３９１の一端部に対して確実に取り付けることができる。しかも、加熱ローラ３９１の一端部に開口する丸穴３９１ｅにピン３９７が挿通されることにより、加熱ローラ３９１の一端部での丸穴３９１ｅによる強度低下が可及的に抑制され、加熱ローラ３９１の剛性を効果的に確保することができる。
【００５５】
なお、上記実施形態では、複合機の定着装置に本発明を適用した場合について説明したが、コピー機能、プリント機能、またはファクシミリ機能を備えた画像形成装置の定着装置に本発明が適用されていても良いのはもちろんである。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、定着装置本体に対し軸線方向への動きを許容範囲内で規制した状態で収容する加熱ローラを周方向に回転自在にかつ軸線方向に摺動自在に支持する軸受け部の凸部を定着装置本体上面の凹部に脱着自在に嵌合することによって、加熱ローラを定着装置本体に対し位置決めすることで、省電力化を図る上で用いた薄肉の加熱ローラにＣリングを嵌め込むための溝を形成しなくとも、加熱ローラを定着装置本体に対して円滑に位置決めでき、加熱ローラの回転負荷、熱履歴による加熱ローラの変形を確実に防止して加熱ローラの耐久性を図ることができる。しかも、定着時に加熱ローラを加熱した際の熱による加熱ローラの熱膨張を軸受けによって規制することなく軸線方向で吸収し、反りによる加熱ローラの回転に伴う偏心の発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係わる定着装置を備えた複合機の概略構成を示す模式図である。
【図２】定着装置を側方から見た断面図である。
【図３】定着装置の一端部付近の断面図である。
【図４】定着装置の全体構成を示す断面図である。
【図５】軸受け部を定着上フレームの支持部に嵌合する前の状態を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は軸受け部を定着上フレームの支持部に嵌合する前の状態を軸線方向から見た側面図である。
（ｂ）は軸受け部を定着上フレームの支持部に嵌合した状態を軸線方向から見た側面図である。
（ｃ）は軸受け部の一方の突出部を定着上フレームの支持部の係合部に係合した状態を軸線方向から見た側面図である。
【図７】駆動ギヤを加熱ローラに取り付けた状態を示す丸穴付近の断面図である。
【図８】（ａ）は駆動ギヤを一端部側から挿通させた状態を示す加熱ローラの正面図である。
（ｂ）は丸穴にピンを挿通させた状態を示す加熱ローラの正面図である。
（ｃ）は駆動ギヤを外方に移動させて切欠部内にピンの頭部を嵌合させた嵌合状態を示す加熱ローラの正面図である。
【符号の説明】
３９定着装置
３９０ａ定着上フレーム（定着装置本体）
３９１加熱ローラ
３９１ｅ丸穴
３９２加圧ローラ
３９３軸受け部
３９４ａ凹部
３９４ｂ包囲部
３９４ｃ案内部
３９５ａ凸部
３９５ｂ突出部
３９６係合部
３９７ピン
３９７ａ頭部
３９８駆動ギヤ
Ｐ画像形成用紙（用紙）

Claims

加熱ローラと、加圧ローラとを備え、用紙上に転写された未定着トナーで表現される画像情報を上記加熱ローラと上記加圧ローラとの間のニップ部を通して定着する定着装置において、
上記加熱ローラを収容する定着装置本体と、上記加熱ローラを周方向に回転自在にかつ軸線方向に摺動自在に支持する円環形状の軸受け部とを備え、
上記定着装置本体の軸線方向両端部には、上記加熱ローラの軸線方向への動きを許容範囲内で規制するストッパが設けられており、
上記加熱ローラは、上記定着装置本体における上記ストッパに対し軸線方向への動きが許容範囲内で規制された状態で収容されており、
その加熱ローラの両端には、上記軸受け部が挿通されており、
上記定着装置本体の内周面には、上記軸受け部を支持する支持部が設けられており、
上記支持部の内周面には、凹部が設けられており、
上記各軸受け部は、上記定着装置本体における上記支持部の内周面に設けられた上記凹部に脱着自在に嵌合して上記加熱ローラを上記支持部に対し位置決めする凸部を備えており、
上記定着装置本体における上記支持部の上記凹部は、この凹部内に挿入された上記各軸受け部の上記凸部を上記加熱ローラの回転方向に所定量回転させる長穴に形成されており、
上記各軸受け部の上記凸部には、上記加熱ローラの回転方向に突出する突出部が設けられている一方、
上記定着装置本体における上記支持部の上記凹部には、上記各軸受け部の上記凸部を上記加熱ローラの回転方向に所定量回転させた際に上記突出部を反嵌合方向に離脱不能に係合する係合部が設けられていることを特徴とする定着装置。
上記請求項１に記載の定着装置において、
上記定着装置本体における上記支持部は、上記各軸受け部の外周部分を包囲するように設けられた包囲部と、この包囲部の端部に連続して設けられ、上記凹部に対する上記凸部の嵌合方向から上記各軸受け部の外周部分を上記包囲部へ案内する案内部とを備え、
上記包囲部は、上記各軸受け部の外周部分の略半円弧分に相当する略半円弧状に形成されていることを特徴とする定着装置。
上記請求項１または請求項２に記載の定着装置において、
上記加熱ローラの一端部には、頭部を有するピンが挿通される丸穴が開口しており、
この加熱ローラの一端部に対し回転一体に連結される駆動ギヤの内周部の一部には、上記加熱ローラの外表面に対し所定の間隙を存して外方に開口する切欠部が設けられており、
上記駆動ギヤは、上記加熱ローラの上記丸穴に上記ピンを挿通させていない状態で、上記加熱ローラの一端側から挿通された後、上記加熱ローラの上記丸穴に上記ピンを挿通させた状態で、上記加熱ローラの一端側へ戻すことによって、外方に開口する上記切欠部が上記ピンの頭部に対し嵌合されて取り付けられていることを特徴とする定着装置。