JP4548825B2 - 画像形成装置における定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置における定着装置に係わり、特に、両端部を軸受けで支持されたヒートローラと、該ヒートローラに圧接されてトナー画像を転写された転写材をヒートローラとの間で挟持する加圧ローラからなり、前記加圧ローラは、その軸の両端部を外輪と内輪との間に複数の玉部材を有した玉軸受けで支持され、加圧板によって前記玉軸受けをヒートローラ側に押圧することで加圧ローラがヒートローラに圧接されるようにした定着装置に関するものである。

電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置においては、感光体上に形成されて転写材（記録媒体）に転写されたトナー画像を定着するため、ヒートローラと加圧ローラとを備え、熱と圧力によってトナー画像を転写材に定着する定着装置が知られている。そしてこのような機構の定着装置においては、加圧ローラをヒートローラに圧接させるため、加圧ローラの軸受けにヒートローラ側への押圧力を加えるようにしたものがある。

そのため、この加圧ローラやヒートローラの軸受けに玉軸受けを用いた場合、ヒータからの熱と押圧力がこの玉軸受けに加わるから、押圧力がベアリング中心に加わるように押圧力を加えないと、ベアリングが蛇行して偏摩耗したり、ヒータからの熱で加熱されたグリースの温度がさらに上昇してしまい、劣化を早めてしまうという問題が生じることがある。

すなわち玉軸受けは、内輪と外輪の間にベアリングが設けられて外輪を支持部材で支持するようにしているが、例えばこの支持部材がハウジングの場合、このベアリング中心部近傍に溝を作ってハウジングを固定するようにすると、外輪におけるベアリング中心部近傍は薄肉となっているため強度的に問題が出る。そのため、ベアリング中心からずれた位置に溝を作り、ハウジングを固定して軸受けを支持するようにし、ハウジングにより軸受けに押圧力をかけるようにした装置があるが、この場合、ベアリングの中心からずれた位置に圧力がかかるため、内輪と外輪に傾斜方向の力が掛かり、偏摩耗や剥離摩耗が生じてしまう。そのため特許文献１には、外輪にフランジ部を形成したり位置決め部材を設け、外輪の幅方向中心がハウジング厚み幅内に位置するようにした定着装置が示されている。

特開２００２−３９２００号公報

しかしながら、上記特許文献１に示された技術では、（取付部材（ハウジング）の厚み寸法／軸受け外輪の幅寸法）を、０．１から０．４の間にするよう規定しているが、例えば軸受け外輪の幅寸法が１０ｍｍの場合、ハウジングの板厚は少なくとも１ｍｍ以上必要であり、そのため図８に示したように、玉軸受け４を押圧するハウジング８を金型で抜いて形成した場合、抜きダレ９が生じて玉軸受け４の幅方向中心を垂直に押すことができなくなる場合がある。すると、加圧ローラとベアリングが斜めに取り付くことになり、内輪と外輪との間で軸受けが捻れ、内部のベアリングの蛇行に至って軸受けが破損してしまう場合がある。

そのため本発明においては、両端部を軸受けで支持されたヒートローラと、該ヒートローラに圧接されてトナー画像を転写された転写材をヒートローラとの間で挟持する加圧ローラからなり、前記加圧ローラは、その軸の両端部を外輪と内輪との間に複数の玉部材を有した玉軸受けで支持され、加圧板によって前記玉軸受けをヒートローラ側に押圧することで加圧ローラがヒートローラに圧接されるようにした定着装置において、玉軸受けにおける内輪と外輪との間で捻れや偏摩耗が生じたり、グリースが早期に劣化してしまうのを防止できるようにした画像形成装置における定着装置を提供することが課題である。

上記課題を解決するため本発明における画像形成装置における定着装置は、
両端部を軸受けで支持されたヒートローラと、該ヒートローラに圧接されてトナー画像を転写された転写材をヒートローラとの間で挟持する加圧ローラからなり、前記加圧ローラは、その軸の両端部を外輪と内輪との間に複数の玉部材を有した玉軸受けで支持され、加圧板によって前記玉軸受けをヒートローラ側に押圧することで加圧ローラがヒートローラに圧接されるようにした定着装置において、
前記加圧板は、前記外輪の幅方向中央位置で、該外輪外周に沿って略半円形に線接触する凸部を有し、該凸部は、弾性部材によって、前記略半円形に線接触する凸部が加圧ローラを介してヒートローラ側に押圧可能に構成したことを特徴とする。

このように画像形成装置における定着装置を構成することにより、加圧板の凸部は外輪の幅方向における玉部材中央に対応した位置を押圧することになるから、軸受けにおける内輪と外輪との間で捻れや偏摩耗を生じることがなく、従ってグリースが早期に劣化する、ということも防止でき、長期にわたって精度を保持できる画像形成装置における定着装置を提供することができる。

そして、加圧板は外輪側の幅を前記外輪幅と略同一に形成し、かつ、凸部を前記加圧板に一体に形成したり別部材を付加して形成することが本発明の好適な実施例である。

また、前記軸受けと加圧板とを一体に形成したり、前記加圧板に配した凸部内径を前記軸受けを圧入できる径とし、前記凸部における軸受けの圧入方向にテーパを設けて挿入しやすく構成することも本発明の好適な実施例である。

さらに、前記軸受けを保持した加圧板を加圧板保持部材に取り付け、前記加圧板を、前記加圧板保持部材への取り付け部に対して加圧板幅方向に移動可能に構成すると、加圧板保持部材が板材の場合、加圧板保持部材も容易に前記玉部材中央と対応する位置となるよう加圧板を取り付けることができ、どのような厚さの加圧板保持部材でも対応できる定着装置とすることができる。

以上記載のごとく本発明によれば、加圧板に、軸受け外輪の幅方向における玉部材中央に対応した位置を押圧する凸部を設けたことにより、該凸部は玉部材中央を押圧することになるから、軸受けにおける内輪と外輪との間で捻れや偏摩耗を生じることがなく、従ってグリースが早期に劣化する、ということも防止でき、長期にわたって精度を保持できる画像形成装置における定着装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は本発明になる画像形成装置における定着装置の斜視図、図２は定着装置を構成する加圧ローラの軸受け部の斜視図、図３は本発明になる定着装置における第１実施例を示した図で、（Ａ）は定着装置への軸受け装置の組み込み状態を一部断面で示した図、（Ｂ）は軸受け部の拡大図、（Ｃ）は加圧板と玉軸受けの組み合わせを説明するための概念図、（Ｄ）は（Ｂ）におけるＥ−Ｅ’断面図、図４は本発明になる定着装置における第２実施例を示した図で、（Ａ）は定着装置への軸受け装置の組み込み状態を一部断面で示した図、（Ｂ）は軸受け部の拡大図、図５は本発明になる定着装置における第３実施例を示した図で、（Ａ）は本発明の定着装置を加圧板保持部材へ組み込んだ状態を示した図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ’断面図、（Ｃ）は（Ｂ）におけるＢ−Ｂ’断面図、図６は本発明になる定着装置における第４実施例を示した図で、（Ａ）は本発明の定着装置を加圧板保持部材へ組み込んだ状態を示した断面図、（Ｂ）は加圧板と玉軸受けを分離して示した拡大図、図７は本発明になる定着装置における第５実施例を示した図で、（Ａ）は本発明の定着装置を加圧板保持部材へ組み込んだ状態を示した図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ’断面図、（Ｃ）は加圧板と玉軸受けを分離して示した拡大図である。

図中同一構成要素には全て同じ番号が付されており、図１、図２は、本発明になる定着装置を用いた画像形成装置における定着装置の斜視図と、定着装置を構成する加圧ローラの軸受け部の斜視図である。１は両端部を軸受けで支持されてヒータ２を内蔵したヒートローラで、３はこのヒートローラ１に圧接されてトナー画像を転写された転写材をヒートローラ１との間で挟持する加圧ローラであり、この加圧ローラ３は、その軸３０の両端部を外輪と内輪との間に複数の玉部材を有した玉軸受け４で支持され、図示していないスプリングなどによって押圧される加圧板５が、この玉軸受け４をヒートローラ１側に押圧することで加圧ローラ３がヒートローラ１に圧接されるようになっている。

図３は本発明になる定着装置の第１実施例であり、図３（Ｂ）、（Ｄ）に示したように、玉軸受け４を押圧する加圧板５０には、玉軸受け４における外輪４０に沿って略半円形に線接触する凸部５１が設けられ、この凸部５１は、玉軸受け４の外輪４０におけるベアリング４２の中心位置に対応する位置で外輪４０に線接触するよう加圧板５０の形成時に一体に形成される。なお、この図３において、４１は玉軸受け４における内輪である。

また加圧板５０は、外輪４０側の幅が玉軸受け４における外輪４０の幅と略同一に形成され、図３（Ｃ）に示したように、凸部５１が外輪４０に当接するまで玉軸受け４に填め込まれる。さらにその加圧板５０は、例えば図５（Ａ）に示したように、外周部に留め具６２が設けられ、板金で略コの字状に形成されて軸６３によって回動可能に構成された加圧板保持部材８０の、加圧板保持部８１に填められる。そしてこの加圧板保持部材８０は、図示していないスプリングなどの弾性部材によって、図３（Ａ）におけるヒートローラ１側に押圧されるようになっている。

そのため玉軸受け４は、図３（Ａ）に示したように、加圧板５０に形成された凸部５１によってベアリング４２の中心に相当する外輪４０の外周がヒートローラ１側に押され、同時に、玉軸受け４で軸３０が保持されている加圧ローラ３がヒートローラ１に圧接される。従って、加圧板５０の凸部５１がベアリング４２の中央に対応した外輪４０の位置を押すから、玉軸受け４における内輪４１と外輪４０との間で捻れや偏摩耗を生じることがなく、グリースが早期に劣化する、ということも防止できる画像形成装置における定着装置を提供することができる。

図４は、本発明になる定着装置における第２実施例であり、前記第１実施例においては凸部５１を加圧板５０に一体に形成したが、この第２実施例では、図４（Ｂ）にその詳細を示したように、線材５６などを加圧板５５に蝋付け、溶接などで接着して凸部としたものである。それ以外の構成は前記第１実施例の場合と同様であり、玉軸受け４を押圧する加圧板５５における玉軸受け４側に、玉軸受け４におけるベアリング４２の中心位置に対応する外輪４０の位置を押圧できるよう、前記線材５６を接着して形成した凸部が、玉軸受け４における外輪４０に沿って略半円形に線接触するように設けられている。

また、加圧板５５における外輪４０側の幅は、玉軸受け４における外輪４０の幅と略同一に形成され、前記第１実施例と同様、線材（凸部）５６が外輪４０に当接するまで玉軸受け４に填め込まれる。そのため玉軸受け４は、図４（Ａ）に示したように、加圧板５５に接着して設けられた線材（凸部）５６によってベアリング４２の中心に相当する外輪４０の外周がヒートローラ１側に押され、同時に、玉軸受け４で軸３０が保持されている加圧ローラ３がヒートローラ１に圧接される。従って、玉軸受け４における内輪４１と外輪４０との間で捻れや偏摩耗を生じることがなく、グリースが早期に劣化する、ということも防止できる画像形成装置における定着装置を提供することができる。

図５は、本発明になる定着装置における第３実施例であり、前記第１実施例、第２実施例においては加圧板５０または５５と玉軸受け４を別体とし、加圧板５０または５５を玉軸受け４に填め込むようにしたが、この第３実施例では、図５（Ｂ）、（Ｃ）に示したように、加圧板６０と玉軸受け４とを一体として凸部６１を加圧板６０の全周に渡って設けてある。そして、加圧板６０には外周部に留め具６２が設けられ、板金で略コの字状に形成されて軸６３によって回動可能に構成された加圧板保持部材８０の、加圧板保持部８１に填め込まれる。

なお凸部６１は、玉軸受け４を押圧する加圧板６０における玉軸受け４側に、玉軸受け４におけるベアリング４２の中心位置に対応する外輪４０の位置を押圧できるよう設けられていることは前記と同様であり、また、この凸部６１は、第１実施例のように加圧板６０と一体に形成しても、第２実施例のように線材を接着して形成しても良い。そして加圧板保持部材８０は、図示していないスプリングなどの弾性部材によって、図１、図２におけるヒートローラ１側に押圧されるようになっている。

このように定着装置を構成することにより、加圧板６０に設けられた凸部６１が、玉軸受け４におけるベアリング４２の中心に対応する外輪４０の位置を正確に押圧したまま加圧板６０と一体化されるから、常に安定してベアリング４２の中心を押圧する定着装置と該定着装置を用いた画像形成装置における定着装置を提供することができる。

図６は、本発明になる定着装置における第４実施例であり、前記第３実施例では加圧板６０と玉軸受け４とを一体としたが、この第４実施例では図６（Ｂ）に示したように、玉軸受け４を加圧板６５に圧入できるよう構成し、かつ、その圧入に際して玉軸受け４を容易に加圧板６５に圧入できるよう、加圧板６５に設けた凸部６６にテーパを付けたものである。その他の構成は前記第３実施例と同様で、このテーパを付けた凸部６６は加圧板６５の内側全周にわたって設けられ、加圧板６５には外周部に留め具６７が設けられて、板金で略コの字状に形成されて軸６３によって回動可能に構成された加圧板保持部材８０の、加圧板保持部８１に前記図５（Ａ）のように填め込まれる。

なお凸部６６は、玉軸受け４を押圧する加圧板６５における玉軸受け４側に、玉軸受け４におけるベアリング４２の中心位置に対応する外輪４０の位置を押圧できるよう設けられていることは前記と同様である。そして加圧板保持部材８０は、図示していないスプリングなどの弾性部材によって、図１、図２におけるヒートローラ１側に押圧されるようになっている。このように定着装置を構成することにより、玉軸受け４を加圧板６５と容易に一体化することができる。

図７は、本発明になる定着装置における第５実施例であり、前記第３、第４実施例における加圧板６０、６５は、加圧板６０、６５に設けられた留め具６２、６７で加圧板保持部材８０に保持されていたが、この第５実施例では、図７（Ｃ）に拡大図で示したように、樹脂などで形成した加圧板７０にネジまたは螺旋７２を設け、加圧板保持部材８５における加圧板保持部８６にもそのネジまたは螺旋７２に対応したネジまたは螺旋を設けたものである。その他の構成は前記第３、第４実施例と同様で、凸部７１は加圧板７０の内側全周に渡って設けられ、板金で略コの字状に形成されて軸６３によって回動可能に構成された加圧板保持部材８５の、加圧板保持部８６に前記図７（Ａ）のように填め込まれる。

なお凸部７１は、玉軸受け４を押圧する加圧板７０における玉軸受け４側に、玉軸受け４におけるベアリング４２の中心位置に対応する外輪４０の位置を押圧できるよう設けられ、第１実施例のように加圧板６０と一体に形成しても、第２実施例のように線材を接着して形成しても良く、さらに、第４実施例のようにテーパを設けて玉軸受け４を填め込みやすくしても良い。そして加圧板保持部材８５は、図示していないスプリングなどの弾性部材によって、図１、図２におけるヒートローラ１側に押圧されるようになっている。

このように定着装置を構成することにより、加圧板７０をネジまたは螺旋７２で回転させ、加圧板保持部材８５における加圧板保持部８６の最適な位置とすることにより、加圧板保持部材８５がどのような板厚でも対応できる加圧板７０を提供することができる。

以上種々述べてきたように本発明によれば、加圧板に、軸受け外輪の幅方向における玉部材中央に対応した位置を押圧する凸部を設けたことにより、該凸部は玉部材中央を押圧することになるから、軸受けにおける内輪と外輪との間で捻れや偏摩耗を生じることがなく、従ってグリースが早期に劣化する、ということも防止でき、長期にわたって精度を保持できる画像形成装置における定着装置を提供することができる。

本発明によれば、圧力や熱に対する耐久性に優れた定着装置を提供することができ、画像形成装置における定着装置などに適用して好適な定着装置を提供することができる。

本発明になる画像形成装置における定着装置の斜視図である。 定着装置を構成する加圧ローラの軸受け部の斜視図である。 本発明になる定着装置における第１実施例を示した図で、（Ａ）は定着装置への軸受け装置の組み込み状態を一部断面で示した図、（Ｂ）は軸受け部の拡大図、（Ｃ）は加圧板と玉軸受けの組み合わせを説明するための概念図、（Ｄ）は（Ｂ）におけるＥ−Ｅ’断面図である。 本発明になる定着装置における第２実施例を示した図で、（Ａ）は定着装置への軸受け装置の組み込み状態を一部断面で示した図、（Ｂ）は軸受け部の拡大図である。 本発明になる定着装置における第３実施例を示した図で、（Ａ）は本発明の定着装置を加圧板保持部材へ組み込んだ状態を示した図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ’断面図、（Ｃ）は（Ｂ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。 本発明になる定着装置における第４実施例を示した図で、（Ａ）は本発明の定着装置を加圧板保持部材へ組み込んだ状態を示した断面図、（Ｂ）は加圧板と玉軸受けを分離して示した拡大図である。 本発明になる定着装置における第５実施例を示した図で、（Ａ）は本発明の定着装置を加圧板保持部材へ組み込んだ状態を示した図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ’断面図、（Ｃ）は加圧板と玉軸受けを分離して示した拡大図である。 従来技術における軸受けへの加圧部材の欠点を説明するための図である。

１ ヒートローラ
２ ヒータ
３ 加圧ローラ
４ 玉軸受け
３０ 軸
４０ 外輪
４１ 内輪
４２ ベアリング
５０ 加圧板
５１ 凸部

Claims (7)

1. 両端部を軸受けで支持されたヒートローラと、該ヒートローラに圧接されてトナー画像を転写された転写材をヒートローラとの間で挟持する加圧ローラからなり、前記加圧ローラは、その軸の両端部を外輪と内輪との間に複数の玉部材を有した玉軸受けで支持され、加圧板によって前記玉軸受けをヒートローラ側に押圧することで加圧ローラがヒートローラに圧接されるようにした定着装置において、
   前記加圧板は、前記外輪の幅方向中央位置で、該外輪外周に沿って略半円形に線接触する凸部を有し、該凸部は、弾性部材によって、前記略半円形に線接触する凸部が加圧ローラを介してヒートローラ側に押圧可能に構成したことを特徴とする定着装置。
2. 前記加圧板における外輪側の幅を、前記外輪幅と略同一に形成したことを特徴とする請求項１に記載した定着装置。
3. 前記凸部は、前記加圧板に一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載した定着装置。
4. 前記凸部は、前記加圧板に別部材を付加して形成されていることを特徴とする請求項１に記載した定着装置。
5. 前記軸受けと加圧板とを一体に形成したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載した定着装置。
6. 前記加圧板に配した凸部内径を前記軸受けを圧入できる径とし、前記凸部における軸受けの圧入方向にテーパを設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載した定着装置。
7. 前記軸受けを保持した加圧板を加圧板保持部材に取り付け、前記加圧板を、前記加圧板保持部材への取り付け部に対して加圧板幅方向に移動可能に構成したことを特徴とする請求項５または６に記載した定着装置。

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