JP4622224B2 - 断熱スリーブ、これを用いた定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等の画像形成装置、この画像形成装置に用いられる定着装置、およびこの定着装置に用いられる断熱スリーブに関する。

一般に、電子写真方式を採用した複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、感光体ドラムの表面を帯電装置によって一様に帯電した後、感光体ドラムの表面に像光を照射して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置によって現像してトナー像を形成する。そして、トナー像を用紙上に転写した後、この用紙上のトナー像を定着装置へ搬送する。

上記定着装置は、内部にヒーターを内蔵した加熱ローラと、この加熱ローラに用紙を圧接する加圧ローラとを備えている。そして、加熱ローラと加圧ローラとの間に、トナー像を担持した用紙を通過させ、トナー像を加熱及び加圧により溶融して用紙上に定着させるように構成されている。

このような定着装置では、プロセススピードを高速にし加熱温度を高温に設定した場合に、ヒーターの消費電力を抑えるため、熱効率の向上を追及する要請がある。そのため、例えば図１５に示すように、内部にヒーター１０１を備えた加熱ローラ１００の軸部１０２と、この加熱ローラ１００を回転自在に支持するボールベアリング１０４との間に断熱スリーブ１０６を介在させ、加熱ローラ１００の熱がボールベアリング１０４に伝わるのを防止している。

また、断熱スリーブ１０６には、図１６に示すように軸方向に沿ってスリット１０８を設け、加熱ローラ１００の軸部１０２の熱膨張に対してスリット１０８が広がることにより、軸部１０２の熱膨張を吸収するようになっている（例えば特許文献１を参照）。
特開２００１−５６０２０号公報

特許文献１に記載の定着装置では、スリット１０８により加熱ローラ１００の軸部１０２の熱膨張を吸収することができるが、加熱ローラの軸部１０２と断熱スリーブ１０６との間にすべりが発生し、このすべりに起因して異常音が発生するという問題がある。

このため、例えば図１７に示すように、断熱スリーブ１１６の内周面に係合用のボス部１１７を設け、このボス部１１７を加熱ローラの軸部１１２の溝孔１１８に係合させて、加熱ローラの軸部１１２と断熱スリーブ１１６との間のすべりを防止するものが使用されている。

この定着装置では、断熱スリーブ１１６と軸部１１２との間のすべりを防止しているため、異常音は発生しにくいが、加熱ローラの軸部１１２の熱膨張に対して断熱スリーブ１１６がストレスを受ける。また、加熱ローラ１１０内のヒーターによる熱が開口状の溝孔１１８から漏れてしまい、熱効率が悪くなる。

また、断熱スリーブ１１６には、軸部１１２の加熱ローラ本体１１３の側にフランジ１１９が設けられており、回転時にフランジ１１９が加熱ローラ本体１１３の端面に押し付けられることにより、断熱スリーブ１１６が軸方向に移動するのを防止している。しかし、フランジ１１９が断熱スリーブ１１６の半径方向に突出するため、軸部１１２の周囲にフランジ１１９の取付けスペースが必要となり、小型化を達成することができない。これに対し、断熱スリーブのフランジをなくすことも考えられるが、回転時に断熱スリーブのスリット１０８によって形成された周方向端が軸方向へ相対的に移動し（特に回転方向下流側が軸方向へ飛び出し）、断熱スリーブの捩れが発生するという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、加熱ローラの軸部に取り付けられた断熱スリーブの熱膨張によるストレスや回転時の捩れを防止し、熱効率を向上することができる断熱スリーブ、定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ヒーターが内蔵された加熱回転部材の軸部を回転自在に支持する軸受部材と、前記軸部との間に配置される断熱スリーブであって、断熱スリーブは、スリットで周方向に拡開可能に分割され、前記スリットを挟んで周方向の両側に設けられ、前記加熱回転部材の軸部に形成された被係合部に係合させることにより、前記断熱スリーブが前記軸部に回り止めされる係合部と、前記スリットと対向する位置に設けられ、前記加熱回転部材の軸部に形成された第２被係合部と係合される第２係合部と、を備えることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、内蔵されたヒーターによって加熱される加熱ローラと、前記加熱ローラの軸部に取り付けられた断熱スリーブと、前記断熱スリーブを介して前記軸部を回転自在に支持する軸受部材と、を備える定着装置であって、前記断熱スリーブは、スリットで周方向に拡開可能に分割され、前記断熱スリーブの前記スリットを挟んで周方向の両側に設けられ、前記加熱ローラの軸部に形成された被係合部に係合させることにより、前記断熱スリーブが前記軸部に回り止めされる係合部と、前記断熱スリーブの前記スリットと対向する位置に設けられ、前記加熱ローラの軸部に形成された第２被係合部と係合される第２係合部と、を有することを特徴としている。

請求項１又は請求項４に記載の発明によれば、加熱回転部材（加熱ローラ）の軸部が熱膨張しても断熱スリーブのスリットが広がり、断熱スリーブが機械的ストレスを受けることがない。また、スリットを挟んで周方向の両側に軸部の被係合部に係合する係合部を設けたので、断熱スリーブと軸部とのすべりがなくなり、異常音の発生を防止できるとともに、断熱スリーブの削れによる寿命の低下を防止できる。また、回転時にスリットで形成された断熱スリーブの周方向端部が２つの係合部によって軸方向へ飛び出すのを抑制できる。このため、断熱スリーブが回転時に捩れて軸受部材から突出し、他の部材に当たって異常音を発生させることがない。さらに、断熱スリーブにフランジを設けることなく回転時の捩れを防止できるので、軸部にフランジの取付けスペースが不要となり、装置の小型化に寄与できる。さらに、スリットを開いて係合部を加熱ローラ軸部に係合させることができるので、リング等の止め輪を使用する必要がなく、部品点数を削減でき、組み立てを簡略化できるとともに、コストダウンが可能となる。
さらに、断熱スリーブにはスリットと対向する位置に第２係合部が形成され、軸部の第２被係合部と係合するので、回転時に断熱スリーブのスリットの反対側が軸方向に飛び出すのが抑えられ、断熱スリーブが軸方向に傾くのを防止できる。このため、断熱スリーブのすべりに起因した異常音の発生を防止できるとともに、断熱スリーブの削れによる寿命の低下を防止できる。

請求項２に記載の発明は、ヒーターが内蔵された加熱回転部材の軸部を回転自在に支持する軸受部材と、前記軸部との間に配置される断熱スリーブであって、断熱スリーブは、スリットで周方向に拡開可能に分割され、前記スリットによって形成された一方の周方向端部から突出する凸部と、他方の端部に形成され前記凸部と係合する凹部と、前記スリットの近傍であって前記スリットより前記加熱回転部材の回転方向上流側に形成され、前記加熱回転部材の軸部に形成された被係合部に係合させることにより、前記断熱スリーブが前記軸部に回り止めされる上流側係合部と、を備えると共に、前記スリットと対向する位置に設けられ、前記加熱回転部材の軸部に形成された第２被係合部と係合される第２係合部を備えることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、内蔵されたヒーターによって加熱される加熱ローラと、前記加熱ローラの軸部に取り付けられた断熱スリーブと、前記断熱スリーブを介して前記軸部を回転自在に支持する軸受部材と、を備える定着装置であって、前記断熱スリーブは、スリットで周方向に拡開可能に分割され、前記スリットによって形成された一方の周方向端部から突出する凸部と、他方の端部に形成され前記凸部と係合する凹部と、前記スリットの近傍であって前記スリットより前記加熱ローラの回転方向上流側に形成され、前記加熱ローラの軸部に形成された被係合部に係合させることにより、前記断熱スリーブが前記軸部に回り止めされる上流側係合部と、を有すると共に、前記断熱スリーブの前記スリットと対向する位置に、前記加熱ローラの軸部に形成された第２被係合部と係合される第２係合部を有することを特徴としている。

請求項２又は請求項５に記載の発明によれば、加熱回転部材（加熱ローラ）の軸部が熱膨張しても断熱スリーブのスリットが広がり、断熱スリーブが機械的ストレスを受けることがない。断熱スリーブには、スリットの近傍であって回転方向上流側に上流側係合部が形成されているので、上流側係合部に対して回転方向に作用する力は、スリットの間隔を狭め断熱スリーブを軸部へ締める方向に働く。また、被係合部と上流側係合部とが係合しているので、加熱ローラを回転駆動しても、断熱スリーブが軸部に係合された状態が維持され、断熱スリーブと軸部との擦れによる異常音も発生しない。

また、スリットによって形成されたスリーブの周方向端部には凸部と凹部が設けられ、凸部と凹部は係合している。このため、回転時に周方向端部が軸方向に飛び出すのが抑制され、断熱スリーブが捩れるのを防止できる。従って、断熱スリーブが回転時に捩れて軸受部材から突出し、他の部材に当たって異常音を発生させることがない。また捩れを防止することで、断熱スリーブの削れによる寿命の低下を防止できる。さらに、断熱スリーブにフランジを設けることなく回転時の捩れを防止できるので、軸部にフランジの取付けスペースが不要となり、装置の小型化に寄与できる。さらに、スリットを開いて係合部を加熱ローラ軸部に係合させることができるので、リング等の止め輪を使用する必要がなく、部品点数を削減でき、組み立てを簡略化できるとともに、コストダウンを図ることが可能となる。
さらに、断熱スリーブにはスリットと対向する位置に第２係合部が形成され、軸部の第２被係合部と係合するので、回転時に断熱スリーブのスリットの反対側が軸方向に飛び出すのが抑えられ、断熱スリーブが軸方向に傾くのを防止できる。このため、断熱スリーブのすべりに起因した異常音の発生を防止できるとともに、断熱スリーブの削れによる寿命の低下を防止できる。

なお、上記凸部と凹部は、スリットによって形成された周方向端部が軸方向へ飛び出すのを規制できる形状であれば適宜に設定でき、例えば、スリットをＳ字状やかぎ型の形状にしてもよい。さらに、請求項３又は請求項６に記載の発明のように、断熱スリーブをスリットで軸方向に対して斜めに分割し、周方向に拡開可能な形状としてもよい。軸方向に対して斜めに分割することで、スリットによって形成された周方向端部が軸方向へ飛び出すのを防止できる。

請求項７に記載の発明は、請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の構成において、前記被係合部又は前記第２被係合部は、凹形状に形成されていることを特徴としている。

請求項７に記載の発明によれば、加熱ローラ軸部の被係合部又は第２被係合部を凹形状としたので、従来のような開口状の溝孔を設けた場合と比較して加熱ローラ内部の熱が被係合部又は第２被係合部から漏れるのを防止できる。このため、熱効率を向上することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項４から請求項７までのいずれか１項に記載の構成において、前記加熱ローラは、前記ヒーターが内蔵された中空形状の円筒部と、前記円筒部の両端部を絞り加工した前記軸部とを備え、前記被係合部又は前記第２被係合部の近傍を除いて前記軸部及び前記円筒部の内周壁に黒塗り塗装が施されていることを特徴としている。

請求項８に記載の発明によれば、加熱ローラの内周壁（円筒部と軸部の内周壁）に黒塗り塗装を施すことにより、ヒーターの熱を効率的に加熱ローラに伝達することが可能となる。さらに、被係合部又は第２被係合部の近傍をマスキング処理して黒塗り塗装が施されないようにすることで、被係合部又は第２被係合部から熱が吸収されるのを防止することができる。

請求項９に記載の発明は、請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の構成において、前記断熱スリーブが黒色以外の色で形成されていることを特徴としている。

請求項９に記載の発明によれば、断熱スリーブが黒以外の色で形成されているので、断熱効果が高く、加熱ローラの熱を断熱スリーブが奪うのをより確実に防止できる。黒以外の色としては、熱を奪いにくい色が好ましく、白色が最も好ましい。

請求項１０に記載の発明は、請求項４から請求項７までのいずれか１項に記載の構成において、前記係合部又は前記上流側係合部と前記被係合部との係合面を傾斜面とし、前記軸部の回転時に前記被係合部から前記係合部へ伝わる力を、前記断熱スリーブを外側へ拡開させる方向とすることを特徴としている。

請求項１０に記載の発明によれば、係合部又は上流側係合部に被係合部から回転方向の力が加わったときに、この力が傾斜面により断熱スリーブを外側へ押し拡げる方向に作用するので、軸受部材と断熱スリーブとが圧接され、軸受部材と断熱スリーブとの間のすべりに起因した異常音の発生を防止することができる。

請求項１１に記載の発明は、請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の構成において、前記係合部又は前記上流側係合部は、前記断熱スリーブの巾方向において、前記加熱ローラの内側へ偏って設けられていることを特徴としている。

請求項１１に記載の発明によれば、断熱スリーブの巾方向において、加熱ローラの内側へ係合部又は上流側係合部が偏って設けられているので、軸部が短くなり、加熱ローラの軸方向の省スペース化が可能となる。このため、装置の小型化を実現できる。

請求項１２に記載の発明に係る画像形成装置は、請求項４から請求項１１までのいずれか１項に記載の定着装置を備えたことを特徴としている。

請求項１２に記載の画像形成装置によれば、請求項４から請求項１１までのいずれか１項に記載の定着装置を備えているので、加熱ローラの熱膨張によるストレスを回避して断熱スリーブ等の部品の破損を防止できる。また、スリットによる断熱スリーブの捩れを防止できる。

以上説明したように、本発明に係る断熱スリーブ、定着装置及び画像形成装置によれば、軸部の熱膨張による断熱スリーブのストレスを防止して熱効率を向上できるとともに、回転時の断熱スリーブの捩れを防止できる。

以下、本発明に係る断熱スリーブを用いた定着装置の第１実施形態を図１から図１１に基づいて説明する。

本実施形態の定着装置は、図９及び図１１に示すように、画像形成装置本体２００に対して脱着可能な定着ユニット１０として構成されている。

図１０に示すように、定着ユニット１０の内部には、所定の温度に加熱されるヒートローラ１４と、このヒートローラ１４に用紙を圧接する加圧ローラ１６とを備えている。ヒートローラ１４は、表面に低摩擦係数の離型層（膜厚３０μｍのＰＦＡからなるチューブ）を設けた中空形状の芯金（肉厚０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの鉄またはアルミ素管）からなり、内部にランプヒーター１８が配置されている。このランプヒーター１８は、図８に示すように、ヒートローラ１４の中心よりも右側にオフセットされており、図示しない温度センサによって高めの温度が検出される。これにより、ヒートローラ１４がオーバーヒートしないように制御している。

また、図１０に示すように、ヒートローラ１４の一方の軸部１２（後述）には、画像形成装置本体２００の駆動ギア（図示せず）と噛み合い、ヒートローラ１４に回転駆動力を伝達するヒートローラギア２０がキー溝（図示せず）に嵌め込まれている。

一方、加圧ローラ１６は、ステンレス又は鉄製の芯金に耐熱性の弾性体層（シリコーンスポンジ、アスカーＣ硬度４０°）を備え、さらに表層に低摩擦係数の離型層（膜厚３０μｍのＰＦＡからなるチューブ）が設けられている。

図１及び図７に示すように、ヒートローラ１４の両端部は絞り加工によって小径に成形され、軸部１２，１３となっている。ヒートローラギア２０側（ドライブ側）の軸部１２には断熱スリーブ２４が取付けられ、ヒートローラギア２０と反対側（反ドライブ側）の軸部１３には断熱スリーブ３２が取付けられる。軸部１２，１３のそれぞれには、回り止め用のＤカット３３が形成された断熱スリーブ２４，３２を介して、軸受部材としてのボールベアリング３０（図８及び図１０参照）が嵌合されている。この断熱スリーブ２４、３２は、ヒートローラ１４の熱がより熱容量の大きいボールベアリング３０に伝達して熱損失が生じるのを防止するために配置されている。

ヒートローラ１４の軸部１２，１３には、図１及び図７に示すように周方向に長方形状の凹状部２２，２３が設けられている。また、軸部１３の凹状部２３と対向する位置には、周方向に長方形状の凹状部２５が設けられている。この凹状部２２，２３，２５は、具体的にはヒートローラ管壁に絞り加工等で成形される。

反ドライブ側の断熱スリーブ３２は、軸方向にスリット３４を備えており、このスリット３４によって断熱スリーブ３２が周方向に拡開自在に分割されている。図２〜図４に示すように、断熱スリーブ３２の内側には、スリット３４を挟んで両側に、凹状部２３と係合可能な２つの係合凸部３６，３７が形成されている。スリット３４と対向する位置には、凹状部２５よりも周方向に短い寸法で形成された凸状部３８が形成されている。そして、図８に示すように、係合凸部３６，３７を凹状部２３に係合させることにより、断熱スリーブ３２が軸部１３に回り止め状態で装着されるようになっている。

この凹状部２３は、図８に示すように、スリット３４の上流側の係合凸部３６と回転方向に接する部分（係合凸部３６との係合面）が断熱スリーブ３２の外周に向かって広がるような傾斜面２３ａとなっており、この形状に合わせて係合凸部３６にも傾斜面３６ａが形成されている。

一方、ドライブ側の断熱スリーブ２４には、軸方向にスリット２６が設けられており、このスリット２６によって断熱スリーブ２４が周方向に拡開自在に分割されている。また、図１及び図６に示すようにスリット２６の近傍であって、スリット２６よりヒートローラ１４の回転方向上流側には、凹状部２２に係合される周方向に長方形状の係合突起２８が設けられている。そして、係合突起２８を凹状部２２に係合させることにより、断熱スリーブ２４が軸部１２に回り止め状態で装着されるようになっている。

なお、断熱スリーブ２４，３２の幅方向両側には、内側面よりも径が僅かに大きい段差部４０が形成されており、さらに段差部４０の縁部はＲ形状の曲面部４１となっている。また、軸部１２，１３の外径はφ２６ｍｍとなっており、断熱スリーブ２４，３２の外径はφ３０ｍｍとなっている。また、スリット３４を挟んだ２つの係合凸部３６，３７の周方向の寸法は７．４ｍｍとなっている。

断熱スリーブ２４，３２の夫々は、例えば導電性ＰＰＳ等の耐熱性の合成樹脂によって一体的に成形されている。また、ヒートローラ１４の熱を奪いにくくするために、断熱スリーブ２４，３２を白色に調色してもよい。

ヒートローラ１４の円筒部及び軸部１２，１３の内周壁には、ランプヒーター１８からの輻射熱を吸収しやすくするために黒塗り塗装Ｐが施されているが、凹状部２２，２３，２５の近傍はマスキング処理により黒塗り塗装Ｐが施されていない（図８参照）。

次に、断熱スリーブ２４，３２を用いた定着ユニット１０の作用について説明する。

断熱スリーブ３２をヒートローラ１４の軸部１３に装着するときには、スリット３４を周方向に拡開して軸部１３に嵌め込み、係合凸部３６，３７を凹状部２３に係合するとともに、凸状部３８を凹状部２５に係合する。これにより、リング等の止め輪を使用しなくても、断熱スリーブ３２が軸部１３の所定位置に固定され、脱落することがない。さらに、図１０に示すように、断熱スリーブ３２の外周にはボールベアリング３０が嵌合される。

一方、断熱スリーブ２４は、スリット２６を周方向に拡開して軸部１２に嵌め込み、係合突起２８を凹状部２２に係合することによって断熱スリーブ２４を固定する。断熱スリーブ２４の外周にはボールベアリング３０が嵌合され、ヒートローラ１４が回転自在に軸支される。軸部１２のボールベアリング３０の外側には、断熱スリーブ２４の側面と当接するようにヒートローラギア２０が嵌め込まれる。そして、画像形成装置本体２００の駆動ギア（図示せず）からヒートローラギア２０に回転駆動力が伝達されることにより、ヒートローラ１４が一定方向に回転する。

このような定着ユニット１０では、ヒートローラ１４と加圧ローラ１６とが一定方向に回転駆動され、これらの間にトナー像を担持した用紙が搬送されることによって、トナー像が加熱及び加圧により溶融され、用紙上に定着画像が形成される。

定着ユニット１０に使用される断熱スリーブ３２は、スリット３４によって拡開自在に分割されているので、ヒートローラ１４の軸部１３が熱膨張により拡径しても、軸部１３の熱膨張を吸収することができる。

また、断熱スリーブ３２には、スリット３４を挟んで周方向の両側に係合凸部３６，３７が設けられているので、断熱スリーブ３２が回転し、スリット３４の反対側からスリット３４の方向に加圧ローラ１６からの荷重が作用する状態となった場合でも、係合凸部３６に対して回転方向に作用する力が断熱スリーブ３２のスリット３４を締める方向に働き、断熱スリーブ３２が軸部１３に装着された状態が維持される。

さらに、２つの係合凸部３６，３７が凹状部２３に係合されることで、スリット３４によって形成された周方向端部（特に回転方向下流側）が軸方向外側に飛び出すのが防止され、断熱スリーブ３２が捩れるのを防止できる。また、スリット３４と対向する位置に形成された凸状部３８が凹状部２５と係合されるので、断熱スリーブ３２の係合凸部３６，３７と対向する部分が軸方向に飛び出すのが防止され、断熱スリーブ３２が軸方向に傾くのが防止される。また、凸状部３８は凹状部２５よりも周方向に短く形成され、周方向に遊びを持たせているので、断熱スリーブ３２にストレスを与えることなく軸方向に傾くのを防止できる。これにより、スリット３４を設けても断熱スリーブ３２が捩れないので、断熱スリーブ３２と軸部１３とのすべりが防止され、異常音の発生を防止できるとともに、断熱スリーブが削れることによる寿命の低下を防止できる。

さらに、図８に示すように、係合凸部３６と凹状部２３とが回転方向に接する部分（係合面）には、断熱スリーブ３２の外周に向かって広がる傾斜面３６ａ，２３ａが形成されているので、回転力が凹状部２３から断熱スリーブ３２の係合凸部３６に作用すると、断熱スリーブ３２を外側へ押し拡げる方向に力が働く。このため、ボールベアリング３０と断熱スリーブ３２とが圧接された状態となり、ボールベアリング３０と断熱スリーブ３２とのすべりがなくなり、異常音の発生を防止できる。

一方、軸部１２に嵌め込まれる断熱スリーブ２４の外側には、断熱スリーブ２４の側面と当接するようにヒートローラギア２０が取付けられるので（図１０参照）、回転時に断熱スリーブ２４の端面がヒートローラギア２０に押し付けられ、スリット２６によって形成された周方向端部が外側に飛び出すのが防止される。このため、断熱スリーブ３２のように係合凸部３６，３７を設けなくても、断熱スリーブ２４の捩れの発生を回避できる。

また、断熱スリーブ２４の係合突起２８は周方向に長方形状であるので、せん断方向に対してせん断面積が広く、耐性が高くなり、係合突起２８の許容せん断応力が大きくなる。このため、断熱スリーブ２４のストレスによる破損を防止できる。

また、係合突起２８，３６，３７及び凸状部３８とこれらに係合される凹状部２２，２３，２５とを周方向に長方形状とすることで、断熱スリーブ２４，３２の軸方向長さを最小化でき、軸方向の省スペース化が可能となる。

さらに、凹状部２２，２３，２５が従来のような開口状の溝孔ではないため、ヒートローラ１４の内部の熱が漏れるのを防止できる。また、ヒートローラ１４及び軸部１２，１３の内周壁に黒塗り塗装Ｐが施されているので、ランプヒーター１８の熱を効率的にヒートローラ１４に伝達することができる。凹状部２２，２３，２５の近傍はマスキング処理により黒塗り塗装されていないので、係合凸部３６，３７、凸状部３８、係合突起２８から熱が吸収されるのを防止できる。

次に、上記定着ユニット１０を適用した画像形成装置の一実施形態を図１１に基づき説明する。

この画像形成装置は、画像形成装置本体２００に開閉カバー２０２を備えており、この開閉カバー２０２を開放して画像形成装置本体２００の中に定着ユニット１０が装填されるようになっている。定着ユニット１０が画像形成装置本体２００に装填されると、これと同時に定着ユニット１０のコネクター２５２が画像形成装置本体２００のコネクター２５０と結合され、定着ユニット１０に給電が可能となるとともに、定着ユニット１０の装填完了が検知される。画像形成装置本体２００に定着ユニット１０が装填された後は、開閉カバー２０２を閉じることで画像形成装置が作動可能な状態になる。

また、画像形成装置本体２００には、画像形成部を一体的にユニット化したプロセスカートリッジ２０４が設けられている。このプロセスカートリッジ２０４の内部には、一定方向に回転する感光体ドラム２１６が設けられている。この感光体ドラム２１６の周囲には、回転方向上流側から、感光体ドラムを帯電する帯電ローラ２１８と、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像する現像ローラ２２０と、感光体ドラム上の現像されたトナー像を用紙に転写する転写ローラ２２２とが配設されている。さらに、感光体ドラム２１６の回転方向における転写ローラ２２２の下流側には、転写後の感光体ドラム表面を清掃するクリーニング部材２２４が設けられている。また、画像形成装置本体２００には、帯電ローラ２１８と現像ローラ２２０との間で、感光体ドラム２１６に像光を照射する露光装置２１４が設けられている。

画像形成装置本体２００の下部には、用紙を収容する給紙カセット２０６，２０８が外部に引き出し可能に配設されており、この給紙カセット２０６，２０８の用紙の取り出し位置には、用紙を一枚ずつ取り出して搬送する給紙ローラ２０５，２０７が設けられている。さらに、給紙ローラ２０５，２０７から供給される用紙を感光体ドラム２１６と転写ローラ２２２との対向位置に搬送する搬送ローラ２１０，２１１，２１２，２１３が設けられている。用紙の搬送方向における転写ローラ２２２の下流側には定着ユニット１０が装填されており、さらに定着ユニット１０の下流側には、定着後の用紙を排出する排紙トレイ２３０が設けられている。

このような画像形成装置では、感光体ドラム２１６が帯電ローラ２１８により帯電され、露光装置２１４から像光が照射されることによって表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ローラ２２０によって現像され、感光体ドラム２１６上にトナー像が形成される。

一方、給紙カセット２０６から給紙ローラ２０５により用紙が供給され、搬送ローラ２１０，２１１，２１２，２１３によって感光体ドラム２１６と転写ローラ２２２との対向位置に搬送される。そして、感光体ドラム２１６上のトナー像が転写ローラ２２２によって用紙上に転写され、さらに定着ユニット１０のヒートローラ１４と加圧ローラ１６との間で加熱加圧されることによってトナー像が溶融して用紙上に画像が定着される。その後、画像が形成された用紙は排紙トレイ２３０に排出される。

このような画像形成装置では、本実施形態の断熱スリーブ３２及び定着ユニット１０を適用したので、ヒートローラ１４の熱膨張によるストレスを防止できるとともに、スリット３４による断熱スリーブ３２の捩れや軸方向への傾きを防止できる。これにより、断熱スリーブ３２とヒートローラ１４との間のすべりに起因した異常音の発生を防止でき、断熱スリーブの削れによる寿命の低下を防止できる。

次に、本発明に係る断熱スリーブの第２実施形態を図１２に基づいて説明する。

なお、第１実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

この断熱スリーブ５０は、図１２（Ａ），（Ｂ）に示すように、スリット５２によって形成された回転方向上流側の周方向端部に凸部５４を備えており、回転方向下流側の周方向端部に凸部５４と係合される凹部５６を備えている。また、断熱スリーブ５０の内側には、スリット５２の近傍であって回転方向上流側に係合凸部５８が形成されており、この係合凸部５８はヒートローラ１４の軸部１３に設けられた凹状部２３と係合されるようになっている。

このような断熱スリーブ５０では、スリット５２によって形成された周方向端部で凸部５４と凹部５６とが係合されるので、回転時に周方向端部（特に回転方向下流側の端部）が軸方向に飛び出すのが抑制され、断熱スリーブ５０が捩れるのが防止される。このため、断熱スリーブ５０が回転時にボールベアリング３０（図１０参照）から外側へ突出し、他の部材に当たって異常音を発生させることがない。さらに、スリット５２の近傍であって回転方向上流側に係合凸部５８が形成されているので、断熱スリーブ５０が回転し、スリット５２の反対側からスリット５２の方向に加圧ローラ１６からの荷重が作用しても、係合凸部５８に対して回転方向に作用する力が断熱スリーブ５０のスリット５２を締める方向に働き、断熱スリーブ５０が軸部１３に装着された状態が維持される。このため、断熱スリーブ５０のすべりに起因した異常音の発生を防止できるとともに、断熱スリーブ５０の削れによる寿命の低下を防止できる。

なお、第１実施形態と同様に、スリット５２と対向する位置に、軸部１３の凹状部２５と係合される凸状部を設けても良い。これにより、断熱スリーブが軸方向に傾くのを防止できる。

次に、本発明に係る断熱スリーブ及び定着ユニットの第３実施形態を図１３に基づいて説明する。

なお、第１実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

この断熱スリーブ７０は、図１３（Ａ），（Ｂ）に示すように、軸方向に対して斜めに分割されたスリット７２を備えており、スリット７２によって形成された回転方向上流側の周方向端部７４と下流側の周方向端部７６とが、軸方向に対して斜めに対向している。このスリット７２は、断熱スリーブ７０が軸部１３に取付けられたときに、上流側の周方向端部７４が軸方向の外側で鋭角となるように形成されている。また、断熱スリーブ７０の内側には、スリット７２の近傍であって回転方向上流側に係合凸部７８が形成されており、この係合凸部７８はヒートローラ１４の軸部１３に設けられた凹状部２３と係合されるようになっている。

このような断熱スリーブ７０では、図１３（Ｂ）に示すように、下流側の周方向端部７６が上流側の周方向端部７４によって軸方向外側へ飛び出すのが抑制され、断熱スリーブ７０が捩れるのが防止される。このため、断熱スリーブ７０が回転時にボールベアリング３０（図１０参照）から外側へ突出し、他の部材に当たって異常音を発生させることがない。さらに、スリット７２の近傍であって回転方向上流側に係合凸部７８が形成されているので、断熱スリーブ７０が回転し、スリット７２の反対側からスリット７２の方向に加圧ローラ１６からの荷重が作用しても、係合凸部７８に対して回転方向に作用する力が断熱スリーブ７０のスリット７２を締める方向に働き、断熱スリーブ７０が軸部１３に装着ざれた状態が維持される。このため、断熱スリーブ７０のすべりに起因した異常音の発生を防止できるとともに、断熱スリーブ７０の削れによる寿命の低下を防止できる。

なお、第１実施形態と同様に、スリット７２と対向する位置に、軸部１３の凹状部２５と係合される凸状部を設けても良い。これにより、断熱スリーブが軸方向に傾くのを防止できる。

次に、本発明に係る断熱スリーブ及び定着ユニットの第４実施形態を図１４に基づいて説明する。

なお、第１実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

この実施形態では、図１４（ａ）に示すように、ヒートローラギア２０と反対側（反ドライブ側）に配置される断熱スリーブ１３２の係合凸部１３６，１３７及び凸状部１３８が、断熱スリーブ１３２の巾方向において、ヒートローラ１４の内側へ偏って設けられている。一方、ヒートローラギア２０側（ドライブ側）の断熱スリーブ１２４の係合凸部１２８は、断熱スリーブ２４の巾方向において、ドライブ側へ偏って設けられているが、ヒートローラ１４の内側へ偏って設けてもよい。係合凸部１３６，１３７及び凸状部１３８をこのように配置したのは以下の理由による。

ランプヒーター１８は、両端部に太径の硝子部１９を有するため、硝子部１９をヒートローラ１４内部に設けると、ヒートローラ１４と硝子部１９とが干渉するので、ランプヒーター１８とヒートローラ１４を接近して設けることができず、熱効率の観点から好ましくない。したがって、図１４（ａ）に示すように硝子部１９をヒートローラ１４の円筒部１４Ａ及び軸部１２，１３の外側に配置する必要がある。

このとき、図１４（ｂ）に示すように、断熱スリーブ１３２の係合凸部１４６，１４７及び凸状部１４８をヒートローラ１４の端部側に偏って設けると、軸部１３に凹状部２３，２５を形成しているため、図１４（ａ）に示す場合と比較すると、軸部が長くなった寸法Ｌ分だけヒートローラ１４の長さが大きくなってしまう。したがって、図１４（ａ）に示すように、反ドライブ側に配置される断熱スリーブ１３２の係合凸部１３６，１３７及び凸状部１３８を断熱スリーブ１３２の巾方向において、ヒートローラ１４の内側へ偏って設けることで、ランプヒーター１８の硝子部１９を含めた全長を小さくすることができる。これにより、定着ユニットの軸方向の長さを小さくでき、省スペース化を実現できる。

本発明の第１実施形態に係る断熱スリーブ及びヒートローラを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る反ドライブ側の断熱スリーブを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る反ドライブ側の断熱スリーブを示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係る反ドライブ側の断熱スリーブを示す図であって、図３中のＥ−Ｅ線における断面図である。 本発明の第１実施形態に係る反ドライブ側の断熱スリーブのスリットを示す部分拡大図、及び図３中のＹ−Ｙ線における構成図である。 本発明の第１実施形態に係るドライブ側の断熱スリーブを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る断熱スリーブ及びヒートローラを示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る断熱スリーブ及びヒートローラを示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る断熱スリーブを使用した定着ユニットを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る断熱スリーブを装着したヒートローラ及び加圧ローラを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る断熱スリーブ及び定着ユニットを適用した画像形成装置を示す構成図である。 本発明の第２実施形態に係る断熱スリーブ及びヒートローラを示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る断熱スリーブ及びヒートローラを示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係る断熱スリーブ及びヒートローラを示す断面図であり、係合突起の位置が異なる場合を比較した図である。 従来の断熱スリーブ及び加熱ローラを示す断面図である。 従来の断熱スリーブを示す図である。 従来の断熱スリーブ及び加熱ローラの軸部を示す平面図である。

符号の説明

１０ 定着ユニット（定着装置）
１２，１３ 軸部
１４ ヒートローラ（加熱ローラ）
１４Ａ 円筒部
１８ ランプヒーター
２０ ヒートローラギア
２３ 凹状部（被係合部）
２３ａ 傾斜面
２４ 断熱スリーブ
２５ 凹状部（第２被係合部）
３０ ボールベアリング（軸受部材）
３２ 断熱スリーブ
３４ スリット
３６，３７ 係合凸部（係合部）
３６ａ 傾斜面
３８ 凸状部（第２係合部）
５０ 断熱スリーブ
５２ スリット
５４ 凸部（規制部）
５６ 凹部（規制部）
５８ 係合凸部（上流側係合部）
７０ 断熱スリーブ
７２ スリット
７４ 対向部（規制部）
７６ 対向部（規制部）
７８ 係合凸部（上流側係合部）
１３６ 係合凸部（係合部）
１３７ 係合凸部（係合部）
１３８ 凸状部（第２係合部）
Ｐ 黒塗り塗装

Claims (12)

1. ヒーターが内蔵された加熱回転部材の軸部を回転自在に支持する軸受部材と、前記軸部との間に配置される断熱スリーブであって、
   断熱スリーブは、スリットで周方向に拡開可能に分割され、
   前記スリットを挟んで周方向の両側に設けられ、前記加熱回転部材の軸部に形成された被係合部に係合させることにより、前記断熱スリーブが前記軸部に回り止めされる係合部と、
   前記スリットと対向する位置に設けられ、前記加熱回転部材の軸部に形成された第２被係合部と係合される第２係合部と、
   を備えることを特徴とする断熱スリーブ。
2. ヒーターが内蔵された加熱回転部材の軸部を回転自在に支持する軸受部材と、前記軸部との間に配置される断熱スリーブであって、
   断熱スリーブは、スリットで周方向に拡開可能に分割され、
   前記スリットによって形成された一方の周方向端部から突出する凸部と、他方の端部に形成され前記凸部と係合する凹部と、
   前記スリットの近傍であって前記スリットより前記加熱回転部材の回転方向上流側に形成され、前記加熱回転部材の軸部に形成された被係合部に係合させることにより、前記断熱スリーブが前記軸部に回り止めされる上流側係合部と、を備えると共に、
   前記スリットと対向する位置に設けられ、前記加熱回転部材の軸部に形成された第２被係合部と係合される第２係合部を備えることを特徴とする断熱スリーブ。
3. ヒーターが内蔵された加熱回転部材の軸部を回転自在に支持する軸受部材と、前記軸部との間に配置される断熱スリーブであって、
   断熱スリーブは、スリットで軸方向に対して斜めに分割され、周方向に拡開可能とされ、
   前記スリットの近傍であって前記スリットより前記加熱回転部材の回転方向上流側に形成され、前記加熱回転部材の軸部に形成された被係合部に係合させることにより、前記断熱スリーブが前記軸部に回り止めされる上流側係合部と、
   前記スリットと対向する位置に設けられ、前記加熱回転部材の軸部に形成された第２被係合部と係合される第２係合部と、
   を備えることを特徴とする断熱スリーブ。
4. 内蔵されたヒーターによって加熱される加熱ローラと、前記加熱ローラの軸部に取り付けられた断熱スリーブと、前記断熱スリーブを介して前記軸部を回転自在に支持する軸受部材と、を備える定着装置であって、
   前記断熱スリーブは、スリットで周方向に拡開可能に分割され、
   前記断熱スリーブの前記スリットを挟んで周方向の両側に設けられ、前記加熱ローラの軸部に形成された被係合部に係合させることにより、前記断熱スリーブが前記軸部に回り止めされる係合部と、
   前記断熱スリーブの前記スリットと対向する位置に設けられ、前記加熱ローラの軸部に形成された第２被係合部と係合される第２係合部と、
   を有することを特徴とする定着装置。
5. 内蔵されたヒーターによって加熱される加熱ローラと、前記加熱ローラの軸部に取り付けられた断熱スリーブと、前記断熱スリーブを介して前記軸部を回転自在に支持する軸受部材と、を備える定着装置であって、
   前記断熱スリーブは、スリットで周方向に拡開可能に分割され、
   前記スリットによって形成された一方の周方向端部から突出する凸部と、他方の端部に形成され前記凸部と係合する凹部と、
   前記スリットの近傍であって前記スリットより前記加熱ローラの回転方向上流側に形成され、前記加熱ローラの軸部に形成された被係合部に係合させることにより、前記断熱スリーブが前記軸部に回り止めされる上流側係合部と、を有すると共に、
   前記断熱スリーブの前記スリットと対向する位置に、前記加熱ローラの軸部に形成された第２被係合部と係合される第２係合部を有することを特徴とする定着装置。
6. 内蔵されたヒーターによって加熱される加熱ローラと、前記加熱ローラの軸部に取り付けられた断熱スリーブと、前記断熱スリーブを介して前記軸部を回転自在に支持する軸受部材と、を備える定着装置であって、
   前記断熱スリーブは、スリットで軸方向に対して斜めに分割され、周方向に拡開可能とされ、
   前記スリットの近傍であって前記スリットより前記加熱ローラの回転方向上流側に形成され、前記加熱ローラの軸部に形成された被係合部に係合させることにより、前記断熱スリーブが前記軸部に回り止めされる上流側係合部と、
   前記断熱スリーブの前記スリットと対向する位置に設けられ、前記加熱ローラの軸部に形成された第２被係合部と係合される第２係合部と、
   を有することを特徴とする定着装置。
7. 前記被係合部又は前記第２被係合部は、凹形状に形成されていることを特徴とする請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の定着装置。
8. 前記加熱ローラは、前記ヒーターが内蔵された中空形状の円筒部と、前記円筒部の両端部を絞り加工した前記軸部とを備え、
   前記被係合部又は前記第２被係合部の近傍を除いて前記軸部及び前記円筒部の内周壁に黒塗り塗装が施されていることを特徴とする請求項４から請求項７までのいずれか１項に記載の定着装置。
9. 前記断熱スリーブが黒色以外の色で形成されていることを特徴とする請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の定着装置。
10. 前記係合部又は前記上流側係合部と前記被係合部との係合面を傾斜面とし、前記軸部の回転時に前記被係合部から前記係合部へ伝わる力を、前記断熱スリーブを外側へ拡開させる方向とすることを特徴とする請求項４から請求項７までのいずれか１項に記載の定着装置。
11. 前記係合部又は前記上流側係合部は、前記断熱スリーブの巾方向において、前記加熱ローラの内側へ偏って設けられていることを特徴とする請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の定着装置。
12. 請求項４から請求項１１までのいずれか１項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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