JP4649204B2 - 画像形成装置の定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置、特に、現像剤を転写材に加熱定着させる画像形成装置の定着装置に関する。

画像形成装置の定着装置は、トナーを転写材に加熱定着させるためのものである。この定着装置は、主に、ハウジングと、加熱定着ローラと、加圧ローラと、加圧レバーとを備えている（特許文献１）。ハウジングは、画像形成装置本体に装着されている。加熱定着ローラは、ハウジングに回転自在に装着されている。この加熱定着ローラは、第１回転軸と第１ローラ部とを有している。第１ローラ部は、第１回転軸に回転不能に設けられている。また、第１ローラ部の内部には、第１ローラ部を加熱するための加熱源たとえばヒートランプが設置されている。加圧ローラは、ハウジングの内部に配置されている。この加圧ローラは、第２回転軸と軸受部と第２ローラ部とを有している。軸受部は、第２回転軸の端部に回転自在に設けられている。第２ローラ部は、第２回転軸に回転不能に設けられている。加圧レバーは、ハウジングに揺動自在に装着されており、軸受部を支持している。この加圧レバーは、軸受部を介して加圧ローラの第２ローラ部を加熱定着ローラの第１ローラ部に付勢手段により押圧可能になっている。

このような定着装置では、加熱定着ローラの第１ローラ部が、ヒータランプにより加熱される。そして、転写材が加熱定着ローラの第１ローラ部を通過するときに、転写材が加圧ローラの第２ローラ部によって加熱定着ローラの第１ローラ部に押し当てられる。そして、転写部で転写材に転写されたトナーが、加熱された加熱定着ローラによって溶融され、転写材に形成されたトナー画像が転写材に定着される。
特開平９−１６００７（図１）

従来の定着装置では、転写材に形成されたトナー画像を転写材に溶融定着するために、加熱定着ローラの第１ローラ部がヒータランプによって加熱されている。この加熱定着ローラの第１ローラ部に加圧ローラの第２ローラ部が押し当てられるようになっているので、加熱定着ローラの第１ローラ部から加圧ローラの第２ローラ部へと熱が伝達される。これにより、加圧ローラの第２ローラ部の温度が上昇して、第２ローラ部からの熱によって第２回転軸が軸方向外方に熱膨張するおそれがある。第２回転軸が軸方向外方に熱膨張してしまうと、軸受部が、第２回転軸の軸方向外方に押し出されてしまう。すると、加圧レバーにおける軸受部の回転が不安定になり、加圧ローラの回転が安定しなくなるおそれがある。特に、軸受部がボールベアリングを含み、ボールベアリングの内輪が第２回転軸に回転不能に装着されボールベアリングの外輪が加圧レバーに支持されるような場合、第２回転軸が軸方向外方に熱膨張すると、第２回転軸に回転不能に装着されたボールベアリングの内輪は、ボールベアリングの外輪に対して、第２回転軸の軸方向外方に移動してしまうおそれがある。すると、ボールベアリングの内輪の回転が不安定になり、状況によっては、ボールベアリングがロックしてしまうおそれがある。

本発明の課題は、加圧ローラの軸受部の回転を安定させることにある。

請求項１に係る画像形成装置の定着装置は、現像剤を転写材に加熱定着させるためのものである。この定着装置は、ハウジングと、加熱定着ローラと、加圧ローラと、加圧レバーとを備えている。ハウジングは、画像形成装置本体に装着される。加熱定着ローラは、ハウジングの内部に回転自在に装着される。この加熱定着ローラは、第１回転軸と、第１回転軸に回転不能に設けられた第１ローラ部と、第１ローラ部の内部に設けられた加熱源とを有している。加圧ローラは、ハウジングの内部に配置されている。この加圧ローラは、第２回転軸と、第２回転軸の両端部に回転自在に設けられた一対の軸受部と、一対の軸受部の間で第２回転軸に回転不能に設けられた第２ローラ部とを有している。加圧レバーは、加圧ローラの第２ローラ部を加熱定着ローラの第１ローラ部に押圧可能なように、ハウジングに装着される。この加圧レバーは、軸受部を支持する軸受支持部と、軸受部のハウジング側への移動を規制可能な規制部とを有している。

この定着装置では、加圧レバーが、軸受部を支持する軸受支持部と、軸受部のハウジング側への移動を規制可能な規制部とを有している。このため、加熱定着ローラから加圧ローラに伝達された熱により加圧ローラの第２回転軸が軸方向外方すなわちハウジング側に熱膨張するようなことがあっても、軸受部のハウジング側への移動を規制部により規制することができる。これにより、加圧レバーにおける軸受部の回転を安定させることができる。

請求項２に係る画像形成装置の定着装置では、請求項１に記載の定着装置において、軸受部が、内輪部と外輪部と複数のボールとからなるボールベアリングを含んでいる。内輪部は、第２回転軸の両端部に回転不能に装着される。外輪部は、内輪部の半径方向外方に配置されており、内輪部に対して相対回転する。複数のボールは、内輪部と外輪部との間に配置されている。ここでは、軸受支持部がボールベアリングの外輪部を支持しており、規制部がボールベアリングの内輪部のハウジング側への移動を規制可能になっている。

この場合、軸受支持部がボールベアリングの外輪部を支持しており、規制部がボールベアリングの内輪部のハウジング側への移動を規制可能になっている。このため、加熱定着ローラから加圧ローラに伝達された熱により加圧ローラの第２回転軸が軸方向外方すなわちハウジング側に熱膨張するようなことがあっても、内輪部のハウジング側への移動を規制部により規制することができる。これにより、加圧レバーにおける軸受部の回転を安定させることができる。

請求項３に係る画像形成装置の定着装置では、請求項２に記載の定着装置において、規制部が、第２ローラ部から離反した側の内輪部の外面に当接することにより、内輪部のハウジング側への移動を規制可能になっている。

たとえば、規制部と第２ローラ部から離反した側の内輪部の外面との間に所定の隙間が設けられた場合、加圧ローラの第２回転軸がハウジング側に熱膨張したときに、規制部は、第２ローラ部から離反した側の内輪部の外面に当接して、内輪部のハウジング側への移動を規制することができる。なお、上記の所定の隙間は、第２回転軸が熱膨張して内輪部が外輪部に対してハウジング側に移動したとしても、ボールベアリングが安定的に回転することができる範囲内で定められる。これにより、加圧レバーにおける軸受部の回転を安定させることができる。一方で、たとえば、規制部が第２ローラ部から離反した側の内輪部の外面に当接している場合、加圧ローラの第２回転軸の熱膨張の有無にかかわらず、規制部は、内輪部のハウジング側への移動を規制することができ、軸受部を加圧レバーに位置決めすることができる。

本発明によれば、加圧レバーが、軸受部を支持する軸受支持部と、軸受部のハウジング側への移動を規制可能な規制部とを有している。このため、加熱定着ローラから加圧ローラに伝達された熱により加圧ローラの第２回転軸が軸方向外方すなわちハウジング側に熱膨張するようなことがあっても、軸受部のハウジング側への移動を規制部により規制することができる。これにより、加圧レバーにおける軸受部の回転を安定させることができる。たとえば、軸受部がボールベアリングを含むような場合、軸受支持部がボールベアリングの外輪部を支持しており、規制部がボールベアリングの内輪部のハウジング側への移動を規制可能になっている。このため、加熱定着ローラから加圧ローラに伝達された熱により加圧ローラの第２回転軸が軸方向外方すなわちハウジング側に熱膨張するようなことがあっても、内輪部のハウジング側への移動を規制部により規制することができる。これにより、加圧レバーにおける軸受部の回転を安定させることができる。

図１は、本発明の一実施形態によるタンデム型カラープリンタの概略断面図を示している。このカラープリンタ１は、カラー画像形成のための各色の画像形成部２（２Ｍ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｂ）と、各色のトナー供給装置３（３Ｍ，３Ｙ，３Ｃ，３Ｂ）と、用紙を搬送する搬送ベルト４と、搬送される用紙に各色のトナー画像を転写するための第１から第４転写ローラ５Ｍ，５Ｙ，５Ｃ，５Ｂと、画像形成部２Ｍ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｂに用紙を給紙する給紙機構６と、用紙上に転写されたトナー画像を定着するための定着部７と、排出部８とを有している。

画像形成部２Ｍ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｂは、それぞれマゼンダ、イエロー、シアン、ブラックの各色のトナー画像を形成するものであり、用紙の搬送方向上流側から搬送ベルト４に沿って横方向に順に並べて配置されている。これらの画像形成部２Ｍ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｂのそれぞれは、像担持体としてのアモルファスシリコン等からなる感光層を有する感光体ドラム１０を有し、各感光体ドラム１０の周囲には帯電器１１、露光器１２、現像装置１３及びクリーニング装置１４が順に配置されている。

搬送ベルト４は、駆動ローラ２０と従動ローラ２１との間に掛け渡されて循環駆動されている。この搬送ベルト４は、給紙機構６から給紙搬送路２２を介して搬送されてきた用紙を吸着してほぼ水平方向に搬送している。第１から第４転写ローラ５Ｍ，５Ｙ，５Ｃ，５Ｂは、この搬送ベルト４を介して各画像形成部２Ｍ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｂの感光体ドラム１０に対向するように配置されている。この第１から第４転写ローラ５Ｍ，５Ｙ，５Ｃ，５Ｂは、それぞれがソレノイド２３によって上方の転写位置と下方の解除位置との間で移動可能となっている。ここで、第１から第４転写ローラ５Ｍ，５Ｙ，５Ｃ，５Ｂが上方に移動して転写位置に配置されると、搬送ベルト４上の用紙は感光体ドラム１０に接触した状態になる。一方、第１から第４転写ローラ５Ｍ，５Ｙ，５Ｃ，５Ｂが下方に移動して解除位置に配置されると、搬送ベルト４上の用紙と感光体ドラム１０とは離れた状態になる。

給紙搬送路２２は、搬送のガイドとなるガイド部材と、複数のローラ対とから構成されており、この給紙搬送路２２の最も下流側には、トナー画像の形成と用紙の搬送とを同期させるためのレジストローラ対２５が設けられている。そして、レジストローラ対２５と第１転写ローラ５Ｍとの間には、吸着ローラ２６が設けられている。この例では、吸着ローラ２６が、搬送ベルト４が掛けられた従動ローラ２１の上方に従動ローラ２１と対向して配置されている。この位置で、吸着ローラ２６は、用紙の先端部あるいは全面に吸着用のバイアス電圧を印加して、用紙を搬送ベルト４に吸着させている。

排紙搬送路２７は、定着部７と排出部８との間に設けられている。排紙搬送路２７は、給紙搬送路２２と同様に、ガイド部材と、複数のローラ対とから構成されている。なお、排出部８は装置の上面に形成されており、定着部７を通過した用紙が、排紙搬送路２７を介して上方に搬送され装置の上面に排出される。

トナー供給装置３は、現像装置１３にトナーを供給するためのものであり、現像装置１３の上部に配置されている。トナー供給装置３は、主に、トナーを収容するためのトナー収容容器と、トナーを攪拌するための複数のトナー攪拌部材と、攪拌されたトナーをトナー供給口へと搬送するためのトナー搬送部材とを有している（図示しない）。現像装置１３は、感光体ドラム１０に形成された静電潜像をトナーによって現像するためのものである。現像装置１３は、主に、トナーを収容するハウジングと、トナーを攪拌搬送する搬送部材と、トナーを表面に磁気的に保持し感光体ドラム１０上の静電潜像へと供給する現像ローラとを有している（図示しない）。

定着部すなわち定着装置７は、現像剤を転写材に加熱定着させるためのものである。
定着装置７は、主に、図２および図３に示すように、ハウジング７０と、加熱定着ローラ７１と、加圧ローラ７２と、加圧レバー７３とを備えている。ハウジング７０は、画像形成装置本体に装着される。ハウジング７０は、互いに対向する一対の一対の側壁部７０ａを有している。一対の側壁部７０ａには、加熱定着ローラ７１と加圧レバー７３とが装着される。一対の側壁７０ａそれぞれの内面には、加圧レバー７３を装着するための円柱状の突出部７０ｂが一体に形成されている。

加熱定着ローラ７１は、図３および図４に示すように、ハウジング７０の内部に回転自在に装着されている。この加熱定着ローラ７１は、第１回転軸７１ａと、第１ローラ部７１ｂと、加熱源（図示しない）とを有している。第１回転軸７１ａは、両端部において、ハウジング７０の側壁部７０ａに回転自在に装着されている。第１ローラ部７１ｂは、第１回転軸７１ａに回転不能に設けられている。加熱源は、第１ローラ部７１ｂの内部たとえば第１回転軸７１ａの内部に設けられている。

加圧ローラ７２は、図２および図４に示すように、ハウジング７０の内部に配置されている。加圧ローラ７２は、第２回転軸７２ａと、一対の軸受部７２ｂと、第２ローラ部７２ｃとを有している。一対の軸受部７２ｂは、第２回転軸７２ａの両端部に回転自在に設けられている。軸受部７２ｂは、ボールベアリング８０を含んでいる。ボールベアリング８０は、内輪部８０ａと、外輪部８０ｂと、複数のボール８０ｃとからなっている。内輪部８０ａは、第２回転軸７２ａの両端部それぞれに回転不能に装着されている。外輪部８０ｂは、内輪部８０ａの半径方向外方に配置されており、内輪部８０ａに対して相対回転可能になっている。複数のボール８０ｃは、外輪部８０ｂと内輪部８０ａと外輪部８０ｂとの間に配置されている。第２ローラ部７２ｃは、一対の軸受部７２ｂの間で第２回転軸７２ａに回転不能に設けられている。

加圧レバー７３は、図２から図５に示すように、加圧ローラ７２を加熱定着ローラ７１側に押圧するためのものである。加圧レバー７３は、ハウジング７０に揺動自在に装着されている。加圧レバー７３は、図５に示すように、第１板状部７３ａと、第２板状部７３ｂと、第１板状部７３ａおよび第２板状部７３ｂを連結する連結板部７３ｃとを有している。第１板状部７３ａと第２板状部７３ｂとは、所定の間隔を隔てて連結板部７３ｃ上に設けられている。第１板状部７３ａと第２板状部７３ｂとには、互いに対向した位置に貫通穴８１ａ，８１ｂが形成されている。これら貫通穴８１ａ，８１ｂには、ハウジング７０の側壁７０ａの内面に設けられた突出部７０ｂが嵌合される。これにより、加圧レバー７３は、ハウジング７０に揺動自在に装着される。このような加圧レバー７３は、ハウジング７０に装着された付勢手段７４によって、貫通穴８１ａ，８１ｂに嵌合された突出部７０ｂを支点として、加熱定着ローラ７１側に付勢される（図２および図３を参照）。これにより、加圧レバー７３に加圧ローラ７２が装着された状態において、加圧ローラ７２を加熱定着ローラ７１に押圧することができる。

加圧レバー７３は、図５に示すように、軸受支持部８３ａと、規制部８３ｂとを有している。軸受支持部８３ａは、第１板状部７３ａに半円形状に形成されている。軸受支持部８３ａは、加圧レバー７３がハウジング７０に装着された状態において、第１板状部７３ａの上部に形成されている。軸受支持部８３ａは、軸受部７２ｂを支持可能になっている。ここでは、軸受支持部８３ａは、ボールベアリング８０の外輪部８０ｂを支持可能になっている。

規制部８３ｂは、第２板状部７３ｂに設けられており、第２板状部７３ｂから第１板状部７３ａに向けて円弧状に突出している。規制部８３ｂは、加圧レバー７３がハウジング７０に装着された状態において、第２板状部７３ｂの上部に形成されている。

規制部８３ｂは、軸受部７２ｂが軸受支持部８３ａに支持された状態で、軸受部７２ｂのハウジング７０側すなわち第２板状部７３ｂ側への移動を規制可能になっている。具体的には、規制部８３ｂは、図４に示すように、ボールベアリング８０の外輪部８０ｂが軸受支持部８３ａに支持された状態で、ボールベアリング８０の内輪部８０ａに対向する位置で第２板状部７３ｂに一体に形成されており、内輪部８０ａのハウジング７０の側壁７０ａ側すなわち第２板状部７３ｂ側への移動を規制可能になっている。規制部８３ｂとボールベアリング８０の内輪部８０ａとの間には、所定の隙間が設けられている。このため、加熱定着ローラ７１からの熱の影響を受けて加圧ローラ７２の第２回転軸７２ａが第２板状部７３ｂ側に熱膨張しても、規制部８３ｂが、第２ローラ部７２ｃから離反した側の内輪部８０ａの外面８０ｄに当接して、内輪部８０ａの第２板状部７３ｂ側への移動を規制することができる。なお、上記の所定の隙間は、第２回転軸７２ａが熱膨張して内輪部８０ａが外輪部８０ｂに対して第２板状部７３ｂ側に移動したとしても、ボールベアリング８０が安定的に回転することができる範囲内で定められる。ここでは、所定の隙間が、たとえば０．５から１．０ｍｍの範囲に設定されている。

上記のような定着装置７では、加圧レバー７３が、軸受部７２ｂを支持する軸受支持部８３ａと、軸受部７２ｂの第２板状部７３ｂ側への移動を規制可能な規制部８３ｂとを有している。このため、加熱定着ローラ７１から加圧ローラ７２に伝達された熱により加圧ローラ７２の第２回転軸７２ａが軸方向外方すなわち第２板状部７３ｂ側に熱膨張するようなことがあっても、ボールベアリング８０の内輪部８０ａの第２板状部７３ｂ側への移動を規制部８３ｂにより規制することができる。これにより、加圧レバー７３における軸受部７２ｂすなわちボールベアリング８０の回転を安定させることができる。

〔他の実施形態〕
（ａ） 前記実施形態では、画像形成装置がプリンタである場合の例を示したが、本発明は複写機やファクシミリ等の画像形成装置に対しても適用することができる。

（ｂ） 前記実施形態では、規制部８３ｂと第２ローラ部７２ｃから離反した側の内輪部８０ａの外面８０ｄとの間に所定の隙間が設けられた場合の例を示したが、加圧レバー７３における軸受部７２ｂの回転を安定させることができれば、規制部８３ｂが第２ローラ部７２ｃから離反した側の内輪部８０ａの外面８０ｄに予め当接した状態にしても良い。この場合、加圧ローラ７２の第２回転軸７２ａの熱膨張の有無にかかわらず、規制部８３ｂは、内輪部８０ａのハウジング７０側への移動を規制することができ、軸受部７２ｂを加圧レバー７３に位置決めすることができる。

（ｃ） 前記実施形態では、規制部８３ｂが円弧状に形成された場合の例を示したが、規制部８３ｂの形状は、前記実施形態に限定されず、軸受部７２ｂのハウジング７０側への移動を規制することができれば、どのような形状にしても良い。

本発明の一実施形態によるカラープリンタの概略断面図。 定着装置のハウジング内部に装着された加熱定着ローラと加圧ローラと加圧レバーとを前方から見たときの斜視図。 定着装置のハウジング内部に装着された加熱定着ローラと加圧レバーとを前方から見たときの斜視図。 定着装置のハウジング内部に装着される加熱定着ローラと加圧ローラと加圧レバーとを側方から見たときの斜視図。 加圧レバーを説明するための斜視図。

符号の説明

７ 定着装置
７０ ハウジング
７１ 加熱定着ローラ
７１ａ 第１回転軸
７１ｂ 第１ローラ部
７２ 加圧ローラ
７２ａ 第２回転軸
７２ｂ 軸受部
７２ｃ 第２ローラ部
７３ 加圧レバー
８３ａ 軸受支持部
８３ｂ 規制部

Claims (2)

1. 現像剤を転写材に加熱定着させるための画像形成装置の定着装置であって、
   画像形成装置本体に装着されるハウジングと、
   前記ハウジングの内部に回転自在に装着され、第１回転軸と前記第１回転軸に回転不能に設けられた第１ローラ部と前記第１ローラ部の内部に設けられた加熱源とを有する加熱定着ローラと、
   前記ハウジングの内部に配置され、第２回転軸と前記第２回転軸の両端部に回転自在に設けられた一対の軸受部と一対の前記軸受部の間で前記第２回転軸に回転不能に設けられた第２ローラ部とを有する加圧ローラと、
   前記加圧ローラの前記第２ローラ部を前記加熱定着ローラの前記第１ローラ部に押圧可能なように前記ハウジングに装着され、前記軸受部を支持する軸受支持部と前記軸受部の前記ハウジング側への移動を規制可能な規制部とを有する加圧レバーと、を備え、
   前記軸受部は、前記第２回転軸の両端部に回転不能に装着される内輪部と前記内輪部の半径方向外方に配置され前記内輪部に対して相対回転する外輪部と前記内輪部と前記外輪部との間に配置される複数のボールとからなるボールベアリングを含んでおり、
   前記加圧レバーは、第１板状部と、前記第１板状部と間隔を隔てて前記ハウジング側に設けられた第２板状部と、前記第１板状部と前記第２板状部とを連結する連結板状部とを有しており、
   前記軸受支持部は、前記第１板状部に円弧状に形成されると共に、前記外輪部を支持しており、
   前記規制部は、前記第２板状部に前記第２板状部から前記第１板状部に向けて突出して円弧状に形成されると共に、前記第２ローラ部から離反した側の前記内輪部の外面に当接することにより、前記内輪部の前記ハウジング側への移動を規制可能になっている、
   画像形成装置の定着装置。
2. 前記規制部と前記内輪部との間には、隙間が設けられている、
   請求項１に記載の画像形成装置の定着装置。

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