JP5428470B2 - 定着装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばレーザビームプリンタなどの画像形成装置に係り、特にそれの定着装置に関するものである。

レーザビームプリンタや複写機などの画像形成装置の定着装置として、表面に未定着のトナー像を保持した被記録媒体を加熱ローラと加圧ローラの間で挟持して搬送しながら加熱加圧し、トナー像を被記録媒体に定着する形態の定着装置が知られている。

加熱ローラの内部には熱源として複数本のヒータランプが設置され、一般に印刷速度の速い画像形成装置や高連量用紙をサポートしている画像形成装置になればなる程、トナー像の定着に必要な熱容量が増すため、加熱ローラを或る温度以上に維持させなければならず、定着温度はますます高温になる。

このように高温に維持された加熱ローラが寿命に達し、加熱ローラの交換を行う場合、画像形成装置の稼動を止めてから、加熱ローラ自体の温度を交換作業が可能な程度まで冷ました上で、保守技術者が加熱ローラを定着装置から取り外して、新品の加熱ローラと交換するのでは、加熱ローラを冷ますのに時間がかかり、非常に作業効率が悪い。またこれにより、装置の停止状態が長くなりそれの稼動効率が下がるだけではなく、交換保守作業にかかる費用負担も大きい。

近年、画像形成装置には高印刷速度、高画質、様々な種類の用紙への対応が求められており、定着装置においては、高速印刷を求める場合にはトナー像定着に必要な熱供給の敏速化を目的とした表面層をＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニールエーテル共重合体）樹脂などで薄くコーティングした加熱ローラ、高画質を求める場合にはトナー像の定着時の潰れやにじみを最小に抑えることを目的とした表面層をシリコンゴムなどで覆った加熱ローラ、又、ある程度の画質で且つローラの耐久性も必要である場合にはシリコンゴム層の上にＰＦＡチューブなどを被覆した加熱ローラなどのように、数種類の加熱ローラの使用が要求されている。

そこで、１台の画像形成装置で求められる要求に応じるためには、要求に合った加熱ローラに変更する必要がある。しかし、加熱ローラは、種類により多少の差はあるが基本的には熱容量が高く、最適なトナー像定着に必要な熱量を供給するための加熱ローラの維持温度である高温状態から冷えてローラ交換可能になるまでかなりの時間が必要であった。
加熱ローラの交換に関しては、例えば下記のような特許文献１を挙げることができる。

図１６および図１７は、前記特許文献１に記載されている定着装置の一部断面図、および加熱ローラを交換するときの状態を示す斜視図である。

図１６に示すように加熱ローラ１００の一端は、支承フランジ１０１を介してフレーム１０２に支承されている。支承フランジ１０１は軸受け１０３を有し、この軸受け１０３はセンタリング部材１０４とともに加熱ローラ１００の開口端に嵌合されている。図示していないが、加熱ローラ１００の他端も同様に軸受けを介して支承フランジに支承されている。

支承フランジ１０１は、蝶ネジ１０６を介してフレーム１０２に固定されている。支承フランジ１０１には蝶ネジ１０７を介して保持つめ１０８が固定され、この保持つめ１０８は加熱ローラ１００の交換時に加熱ローラ１００を位置固定する機能を有している。

加熱ローラ１００の内側には複数本の放射器モジュール１０５が配置され、放射器モジュール１０５の一端は保持部材１０９を介して支承フランジ１０１の中央部に保持されている。図示していないが、放射器モジュール１０５の他端も同様に保持部材を介して間接的に支承フランジに保持されている。

同図に示すように放射器モジュール１０５を支承フランジ１０１の中央部に保持した状態で、放射器モジュール１０５の端部に設けられたコネクタ１１０は支承フランジ１０１よりも外側に突出している。支承フランジ１０１には加熱ローラ１００の交換のためのグリップ１１１が一体に設けられているが、このグリップ１１１は支承フランジ１０１から突出した前記放射器モジュール１０５のコネクタ１１０を跨ぐように設けられている。

加熱ローラ１００を交換する際には、蝶ネジ１０６を緩めて、図１７に示すように前記グリップ１１１を一方の手で持ち、加熱ローラ１００を支承フランジ１０１などと一緒にフレーム１０２から引き抜く。このとき加熱ローラ１００がフレーム１０２の開口部を通過する際にフレーム１０２への接触を防ぐために、フレーム１０２の開口部外周にフェルト１３０を貼り付けて加熱ローラ１００への傷防止を図っている。

この種の定着装置に用いられている加熱ローラは、直径が１００ｍｍ程度、長さが５００ｍｍ以上もある円筒形状のもので、それ自体でもかなりの重量がある。このような状況下において前記特許文献１に開示された定着装置では、前記グリップ１１１を一方の手で持ち、手袋１２０をした他方の手で加熱ローラ１００を支えながら、加熱ローラ１００を支承フランジ１０１などと共にフレーム１０２から引き抜く際に、加熱ローラ１００などの重さと熱さとで抜き差し作業中の動作が不安定である。そのため加熱ローラ１００の交換作業中に加熱ローラ１００が例えばフレーム１０２などの他の部品と接触して、ローラ表面に傷を付ける危険があった。

このように加熱ローラ１００の姿勢が不安定であり、しかも加熱ローラ１００の姿勢を安定化するための補助具がないため、前記特許文献１に開示された実施形態では、交換時に加熱ローラ１００に手袋１２０を嵌めた手を添えて行なっている。しかし、高温状態の加熱ローラ１００に触れると火傷をしたり、加熱ローラ１００に付着している離型剤や潤滑油などが手袋１２０などに付いて汚れるなど、操作性に問題がある。

また、前記グリップ１１１を一方の手で持って、加熱ローラ１００を支承フランジ１０１などと共にフレーム１０２から引き抜く際に、フレーム１０２と接触して、ローラ表面に傷を付ける危険があるため、フレーム１０２の開口部付近にフェルト１３０を貼り付けて保護している。しかし、離型剤や潤滑油が付着している加熱ローラ１００を滑らせるため、フェルト１３０上に汚れが溜り、加熱ローラ１００の表面保護としては不十分な構成である。

また加熱ローラ１００の交換の度毎にフェルト１３０を貼り付けたり剥がしたりする作業が必要であり、そのために交換作業が煩雑になる。さらに加熱ローラ１００の交換の度毎にフェルト１３０が汚れるから、汚れたフェルト１３０の処分と新しいフェルト１３０の準備が必要である。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、ローラの交換が簡便にかつ安全に行える定着装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の第１の手段は、加熱ローラと、その加熱ローラに対して圧接可能に設けた加圧ローラを有し、前記加熱ローラおよび加圧ローラのうちの少なくとも一方のローラが軸方向に沿って挿抜可能に設けられ、
その挿抜可能なローラと対向するフレームの部分に交換用開口部が形成されている定着装置において、
前記フレームの外側でかつ前記交換用開口部の近傍に、挿抜する前記ローラ を支える支承部材を設け、
前記支承部材が、前記ローラを支える作動位置と、その作動位置から離れた待機位置の間で往復移動可能になっており、その支承部材が作動位置にある状態を保持する例えばフックとそれが挿入される溝部からなるロック手段が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記支承部材の少なくとも前記ローラと接する表面が滑性を有する例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニールエーテル共重合体）樹脂、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）樹脂などの材料で構成されていることを特徴とするものである。

本発明の第３の手段は前記第２の手段において、前記ローラに例えばＰＴＦＥ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＦＥＰ樹脂などのフッ素系樹脂の表面層が形成されているとともに、前記支承部材のローラと接する箇所が同様にフッ素系樹脂で構成されていることを特徴とするものである。

本発明の第４の手段は前記第１ないし第３の手段において、前記支承部材の少なくとも前記ローラと接する部分に回転自在な例えばローラやボールなどの回転子を有していることを特徴とするものである。

本発明の第５の手段は前記第１ないし第４の手段において、前記ローラを支承部材の点接触で支えていることを特徴とするものである。

本発明の第６の手段は前記第１ないし第５の手段において、装置から抜き出す前記ローラが高温状態にあることを特徴とするものである。

本発明の第７の手段は前記第１ないし第６の手段において、前記ローラのローラ中心を通る垂直線上を０°としたとき、±３０°〜±６０°の範囲内に前記支承部材がローラの下部を支えるように少なくとも２個設置されていることを特徴とするものである。

本発明の第８の手段は前記第７の手段において、前記垂直線を中心にして左右対称位置に前記支承部材が設置されていることを特徴とするものである。

本発明の第９の手段は前記第７または第８の手段において、前記挿抜するローラの上部側にも前記支承部材がローラの上部との間に隙間をおいて設置されていることを特徴とするものである。

本発明の第１０の手段は前記第１ないし第９の手段において、前記挿抜するローラが熱源を内蔵したローラであることを特徴とするものである。

本発明の第１１の手段は前記第１ないし第１０の手段において、前記挿抜するローラは離型剤あるいは潤滑油が塗布されたローラであることを特徴とするものである。

本発明の第１２の手段は、像担持体上のトナー像を被記録媒体上に転写する転写装置と、
加熱ローラと、その加熱ローラに対して圧接可能に設けた加圧ローラを有し、前記加熱ローラと加圧ローラの間に前記トナー像を転写した未定着の被記録媒体を通して、トナー像を被記録媒体上に定着する定着装置を備えた画像形成装置において、
前記定着装置が第１ないし第１１の手段の定着装置であることを特徴とするものである。

本発明は前述のような構成になっており、前記従来技術の欠点を解消し、ローラの交換が簡便にかつ安全に行える定着装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施例において案内シャフトを加熱ローラの内側に装着した状態を示す断面図である。 本発明の実施例において加熱ローラから保持部材を抜き出した状態を示す断面図である。 本発明の実施例において加熱ローラに支援ユニットを挿入した状態を示す断面図である。 本発明の実施例において加熱ローラに支援ユニットを取り付けた状態を示す一部断面図である。 本発明の実施例に係る支援ユニットの一部斜視図である。 その支援ユニットの断面図で、同図（ａ）は２つのラッチのレバー部が互いに外側に開いた状態を示す図、同図（ｂ）はレバー部を互いに内側に回転した状態を示す図である。 図３の矢印Ｘ−Ｘ方向から視たアブソーバとホルダの挟持片部との関係を示す図で、同図（ａ）は支援ユニットを加熱ローラ内に挿入したときの状態を示す図、同図（ｂ）は支援ユニットをアブソーバに取り付けたときの状態を示す図である。 支承ローラ部材を示す図で、同図（ａ），（ｂ）は支承ローラ部材が作動位置にある状態を示す側面図ならびに平面図、同図（ｃ），（ｄ）は支承ローラ部材が作動位置から待機位置に移動する途中の状態を示す側面図ならびに平面図、同図（ｅ），（ｆ）は支承ローラ部材が待機位置にある状態を示す側面図ならびに平面図である。 支援ユニットに対する２つの支承ローラ部材の配置を示す図である。 本発明の実施例において２つの支承ローラ部材で加熱ローラを支持した状態を示す一部断面図である。 本発明の実施例において加熱ローラの交換手順を示す工程図である。 本発明の実施例において加熱ローラの抜き出しの途中の状態を示す断面図である。 本発明の実施例において加熱ローラに保護部材を装着した状態を示す断面図である。 本発明の実施例における加熱ローラ付近の断面図である。 本発明の実施例に係る画像形成装置の概略構成図である。 従来提案された定着装置の一部断面図である。 その定着装置の加熱ローラを交換するときの状態を示す斜視図である。

次に本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。
（レーザービームプリンタの全体構成）
始めに本発明を適用した電子写真方式のレーザービームプリンタについて、その全体構成を図１５とともに説明する。

同図において、１はレーザービームプリンタであり、そのコントローラ２２からの印刷動作開始信号に基づいて感光ドラム２１が矢印方向に回転する。感光ドラム２１は、レーザービームプリンタ１の印刷速度に相当する速度で回転し、印刷動作が終了するまで回転を続ける。感光ドラム２１が回転を開始すると、コロナ帯電器２に高電圧が印加され、感光ドラム２１の表面に例えば正の電荷が均一に帯電される。

回転多面鏡３は、レーザービームプリンタ１に電源が投入されると直ちに回転を開始し、電源が投入されている間、高精度に定速回転が維持される。半導体レーザなどの光源４から出力した光は、回転多面鏡３で反射し、ｆθレンズ５を通じて感光ドラム２１上を走査しながら照射する。ドットイメージに変換された文字データや図形データがレーザビームのオン／オフ信号としてコントローラ２２からレーザービームプリンタ１に送られると、感光ドラム２１の表面にレーザビームが照射される部分と照射されない部分とが形成され、所謂、静電潜像が形成される。

この静電潜像を保持した感光ドラム２１の領域が現像装置６と対向する位置に到達すると、静電潜像にトナーが供給され、前述のレーザビームの照射により感光ドラム２１上の電荷が消失した部分に、例えば正電荷に帯電したトナーが静電気により吸引されて感光ドラム２１上にトナー像が形成される。

用紙ホッパ１１に収納された連続した用紙（被記録媒体）７は用紙搬送トラクタ８によって、感光ドラム２１上に形成された前記トナー像が転写位置に到達するタイミングと同期させて、感光ドラム２１と転写器１０の間に向けて搬送される。感光ドラム２１上に形成されたトナー像は、用紙７の背面側にトナー像と逆極性の電荷を付与する転写器１０の作用によって用紙７上に吸引される。

このようにして用紙７は、用紙搬送トラクタ８、転写器１０、用紙搬送トラクタ９およびバッファプレート２４を経て定着装置１２に搬送される。定着装置１２に到達した用紙７は、内部に複数のヒータを有するプレヒータ１３で予熱された後、内部に複数本のヒータランプ２５を備えた加熱ローラ１４と加圧ローラ１５からなる一対の定着ローラによって形成されるニップ部によって加熱加圧されながら挟持搬送され、トナー像が用紙７に溶融定着される。

加熱ローラ１４と加圧ローラ１５によって送り出されてきた用紙７は、用紙送出しローラ１６によってスタッカテーブル１９側へ送り出されるとともに、スイングフィン１７の揺動動作によってミシン目に沿って交互に折り分けられ、さらに、回転するパドル１８で折りたたみ状態が整えられながら、スタッカテーブル１９上に積み重ねられて行く。感光ドラム２１の転写位置を通過した領域は、清掃装置２０で清掃され、次の印刷動作に備えられる。

前記バッファプレート２４は、用紙搬送トラクタ９および定着ローラ（加熱ローラ１４,加圧ローラ１５）間で用紙搬送速度差が生じた場合に、用紙７に発生する弛み、あるいは張りを吸収するためのものである。２３は印刷動作中のレーザービームプリンタ１の状態に基づく情報を表示したりする表示画面である。２６は加熱ローラ１４表面に接触可能に、且つ巻き取り可能に設けられたウェブ部材で、加熱ローラ１４表面への離型剤や潤滑油の塗布を行うためのものである。

（加熱ローラ付近の構造）
次に図１４を用いて前記定着装置１２の加熱ローラ付近の構造について説明する。加熱ローラ１４は、例えばアルミニウム等の金属製素管１４ａと、その素管１４ａの周面の通紙領域上に設けられた表面層１４ｂから構成されている。加熱ローラ１４の両端開口部付近の内側には、例えばアルミニウム等の放熱防止部材（以下、アブソーバという）１４ｃ，１４ｄが固定されている。このアブソーバ１４ｃ，１４ｄは、加熱ローラ１４の内側に挿入された複数本のヒータランプ２５からの輻射熱が加熱ローラ１４の外側に放出して、機内が高温になるのを防止している。

加熱ローラ１４の両端部は、センタリング部材４６，４７を有する保持部材４８，４９を介して定着装置のフレーム５０に支持されている。

保持部材４８には、軸受５１を介してセンタリング部材４６が設けられ、そのセンタリング部材４６が加熱ローラ１４の開口端内側に挿入されている。又、軸受５１は、それの周方向に設置された複数のスプリング５２と、保持部材４８の内側端面に取り付けられたストッパー板５３により、加熱ローラ１４の熱膨張や周囲の支持部材のばらつきを吸収できるようになっている。加熱ローラ１４を組み込んだ状態では、前記スプリング５２が若干圧縮されて同図に示すようにセンタリング部材４６ならびに軸受５１とストッパー板５３の間に隙間が形成されている。保持部材４８は複数の蝶ネジ５４によってフレーム５０に固定されている。

前記保持部材４９には加熱ローラ１４を回転駆動するモータ(図示せず)からの駆動力を受けるギヤ５５が設けられ、保持部材４９は軸受５６，５７を介してハウジング５８，５９により回転自在に支持されている。加熱ローラ１４からセンタリング部材４６，４７への熱の流出や損傷を防ぐために、加熱ローラ１４の両端とセンタリング部材４６，４７との間に耐熱プラスチック製のリング６０が介挿されている。

加熱ローラ１４の熱源となる複数のヒータランプ２５は、各ヒータランプ２５の両端を保持するランプホルダ６１、６２により束ねられてランプカートリッジ６３を構成しており、このランプカートリッジ６３は図に示すように加熱ローラ１４の内側中央部に設置される。

（ランプカートリッジの脱着）
次に図１３を用いてランプカートリッジ６３の脱着について説明する。ランプカートリッジ６３の交換あるいは後述する加熱ローラ１４の交換時には、同図に示されているように紙筒などからなる保護部材６４が用いられる。保護部材６４の外径は保持部材４８の内径ならびにハウジング５９の内筒部５９ｂの内径と略同寸、保護部材６４の内径はランプホルダ６２の外径と略同寸、保護部材６４の長さは左右のフレーム５０，５０の間隔よりも若干長く設計されている。

ランプカートリッジ６３を加熱ローラ１４内に挿入する際には、ランプホルダ６２側から保護部材６４を被せ、保護部材６４の右端部を他方のランプホルダ６１の端面に当接する。ランプホルダ６２の先端部は、保護部材６４の挿入を容易にするため傾斜部６２ａが設けられている。

保護部材６４を装着したランプカートリッジ６３を同図の矢印Ａに示すように保持部材４８側から挿入し、保護部材６４は保持部材４８ならびにハウジング５９の内筒部５９ｂに案内され、ランプホルダ６１の一部が保持部材４８に当接した所でランプカートリッジ６３の挿入が停止する。このとき保護部材６４の挿入方向先端部はハウジング５９から突出しているため、その突出部分を持って保護部材６４を矢印Ａ方向に引き抜くことによりランプカートリッジ６３の装着が完了する。

ランプカートリッジ６３を加熱ローラ１４から取り出す際には、保護部材６４を同図の矢印Ｂに示すようにハウジング５９の貫通孔５９ａ側から挿入し、ハウジング５９の内筒部５９ｂ、ランプホルダ６２の傾斜部６２ａ、保持部材４８に案内されて、保護部材６４の挿入方向先端部がランプホルダ６１の端面に当接する。さらに保護部材６４を挿入することによりランプカートリッジ６３が保護部材６４と共に矢印Ｂ方向に押し出されて、ランプカートリッジ６３の取り出しができる。

このようにランプカートリッジ６３を保護部材６４で覆って挿入あるいは取り出しを行うことにより、ランプカートリッジ取扱中のヒータランプ２５の損傷を防止することができる。紙筒は断熱性があり、所定の機械的強度を有し、安価で入手し易いため保護部材６４として好適である。

（加熱ローラの交換補助具の構成）
次に加熱ローラ１４の交換補助具について説明する。本実施例に係る交換補助具は、案内シャフト３０と支援ユニット４０と支承ローラ部材７０から構成されている。

案内シャフト３０は金属製などの剛性のある円筒体からなり、案内シャフト３０の長さは図１に示すように左右のフレーム５０，５０の間隔よりも若干長く、案内シャフト３０の外径は保持部材４８の内径、一方のアブソーバ１４ｄの内径、ならびにハウジング５９の内筒部５９ｂの内径と略同寸に設計されている。

ハウジング５９の側面には、案内シャフト３０を固定（ロック）するための板状のストッパー３１がピン３２によってスライド可能に保持されており、図１に示すように案内シャフト３０を所定の位置まで挿入したときに、前記ストッパー３１が案内シャフト３０内に挿入するように案内シャフト３０の周壁にスリット３０ａが設けられている。

このようにして案内シャフト３０を所定の位置に固定（ロック）することにより、後述する加熱ローラ１４、保持部材４８ならびに支援ユニット４０の挿抜動作のときに案内シャフト３０が位置ずれすることなく、前述の各部材の挿抜動作をスムーズに行うことができる。

案内シャフト３０の挿入方向先端部の外周には支援ユニット４０などの挿入をスムーズにするための傾斜面３０ｂが形成されており、案内シャフト３０を所定の位置に固定したときに案内シャフト３０の挿入方向先端部（傾斜面３０ｂ）はフレーム５０の外側面より若干外側に突出している（図２参照）。

支援ユニット４０は図５に示すように、ユニット本体４５と、ユニット本体４５の側面に回動可能に取り付けられた２つのラッチ４１と、そのラッチ４１の動作をホルダ４３に伝えるシャフト４２と、一端がシャフト４２に連結されて他端が外側に折れ曲がったホルダ４３（図６参照）と、部品公差を吸収し加熱ローラ１４の固定を確実にさせるためのコイル状のバネ４４と、前記ユニット本体４５の側面に取り付けられたハンドル６６とから構成されている。

前記ユニット本体４５の中央部に軸方向に沿って貫通した挿通穴４５dが設けられ、一方の側面にフランジ部４５ｃが形成され、加熱ローラ１４の交換時に加熱ローラ１４の開口端と接触する位置にリング６５（図６参照）が設けられている。前記挿通穴４５d の内径は、前記案内シャフト３０の外径とほぼ同寸に設計されている。

前記２つのラッチ４１は同形状をしており、一方の端部に形成された半円周状の回転部４１ａと、その回転部４１ａの内側に偏心して設けられた軸部４１ｂと、前記回転部４１ａとは反対側に設けられたレバー部４１ｃを有している。この２つのラッチ４１は、前記挿通穴４５dを間にして対向するように前記ユニット本体４５に取り付けられている。

図６に示すように前記シャフト４２の一端は、前記ラッチ４１の軸部４１ｂに連結されている。さらにホルダ４３のシャフト４２と連結する側とは反対側の端部には、前記ユニット本体４５の側面４５ａと対向するように屈曲した挟持片部４３ａが設けられている。コイル状のバネ４４はユニット本体４５に設けられた段状のバネ受け部４５ｅとラッチ４１との間に介在され、そのバネ４４の内側に前記シャフト４２が挿通しており、ラッチ４１はバネ４４の弾性力により常に外方向に弾性付勢されているが、ラッチ４１には抜け止め手段４１ｄが設けられている（図５参照）。

図６（ａ）は、２つのラッチ４１のレバー部４１ｃが互いに外側に向いている状態を示している。このときラッチ４１の軸部４１ｂはユニット本体４５寄りの位置にあり、従ってホルダ４３の挟持片部４３ａとユニット本体４５の側面４５ａの間隔はＬ１と大きくなっている。この間隔Ｌ１は、アブソーバ１４ｃの厚みより若干広く設計されている。図５も同じように２つのラッチ４１のレバー部４１ｃが互いに外側に開いている状態を示している。

この状態から図６（ｂ）に示すように２つのラッチ４１のレバー部４１ｃを互いに内側に回転して倒すと、ラッチ４１の軸部４１ｂはユニット本体４５から離れる方向に移動し、その偏心に伴ってシャフト４２ならびにホルダ４３も移動して、ホルダ４３の挟持片部４３ａとユニット本体４５の側面４５ａの間隔はＬ２と狭くなる。この間隔Ｌ２は、アブソーバ１４ｃの厚みより若干狭く設計されている。

支承ローラ部材７０は図８に示すように、支承ローラ７１と、その支承ローラ７１を回転自在に支持する第１シャフト７２と、その第１シャフト７２を一方の自由端部に固定するローラプレート７３と、そのローラプレート７３の基端部側に設けられた第２シャフト７４と、その第２シャフト７４を回転自在に支持するホルダープレート７５から主に構成されている。

後述するように加熱ローラ１４の交換時に、支承ローラ７１上を約２００℃程度の高温状態の加熱ローラ１４が通過するため、支承ローラ７１は耐熱性に優れ、加熱ローラ１４の表面層１４ｂ（図１４参照）にダメージを与えないように、表面層１４ｂと同一あるいは同一系統の材料で構成されている。本実施例の場合、加熱ローラ１４の表面層１４ｂはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニールエーテル共重合体）樹脂、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）樹脂などのフッ素系樹脂で形成され、支承ローラ７１もこれらと同一あるいは同一系統（本実施例の場合はフッ素系樹脂）の材料で構成されている。

また、回転する支承ローラ７１上を加熱ローラ１４が通過する際、支承ローラ７１により加熱ローラ１４の表面を傷つけないように、加熱ローラ１４の表面と支承ローラ７１の表面が点接触するように支承ローラ７１の形状は太鼓状に成形されている。

ローラプレート７３の一方の側端には、折り曲げによってフック７６が一体に設けられ、ホルダープレート７５には前記フック７６が嵌入（係合）する溝部７７が形成されている。溝部７７の幅寸法は、前記フック７６の板厚と略同寸に設定されている。またホルダプレート７５には前記溝部７７と平行に延びて前記第２シャフト７４が挿通する長穴７８が形成され、後述するようにローラプレート７３は上下動可能に支持されている。

図８の（ａ），（ｂ）は、画像形成装置から加熱ローラ１４を引き出すとき或いは挿入するときの支承ローラ部材７０の状態を示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）平面図である。図８（ａ）に示すようにローラプレート７３に設けられているフック７６がホルダプレート７５に設けられている溝部７７に挿入されて（ロック状態）、ローラプレート７３の起立状態が維持され、従って支承ローラ７１は図２に示すようにフレーム５０の交換用開口部７８に臨んでいる。

図８の（ｃ），（ｄ）は、支承ローラ部材７０を前述の作動位置から後述の待機位置に移す途中の状態を示す図で、（ｃ）は側面図、（ｄ）平面図である。図８（ｃ）に示すようにローラプレート７３を矢印Ｅ方向に持ち上げて、フック７６を溝部７７から外し（ロック解除）、次にローラプレート７３を第２シャフト７４を中心に矢印Ｆ方向に約１８０度回転する。

図８の（ｅ），（ｆ）は、支承ローラ部材７０が待機位置にある状態を示す図で、（ｅ）は側面図、（ｆ）は平面図である。この状態ではローラプレート７３は第２シャフト７４に吊り下げられており、従って支承ローラ７１は下位置にあって前記フレーム５０の交換用開口部８２から離れた待機位置にある（図１参照）。

図９は、支援ユニット４０に対する支承ローラ部材７０の配置を示す図である。本実施例の場合、２つの支承ローラ部材７０ａ，７０ｂが用いられ、図２などに示されているようにフレーム５０の外側面で交換用開口部８２の近傍で、 支援ユニット４０のハンドル６６を手で持って加熱ローラ１４を引き抜く動作が円滑に実施できる位置に設置されている。

具体的に２つの支承ローラ部材７０ａ，７０ｂの設置位置を、加熱ローラ１４の下側で、かつ図９に示すうに加熱ローラ１４のローラ中心Ｏを通る垂直線７９上を０°とすると、支承ローラ７１ａ，７１ｂのローラ軸と直交する中心線８０が前記垂直線７９に対して±３０°〜±６０°程度、好ましくは±４０°〜±５０°（本実施例では４５°）の範囲で交わる位置（角度θ）に設定し、前記垂直線７９を中心として左右対称の位置に支承ローラ部材７０ａ，７０ｂが配置されている。このようにすることにより、支援ユニット４０による加熱ローラ１４の引出時に支承ローラ部材７０ａ，７０ｂがその動作を干渉することなく、加熱ローラ１４を安定に支え、それを引き出す際の不安定要素を排除することができる。

図中の符号８１は、支承ローラ部材７０ａ，７０ｂを左右対称の位置に取り付ける取付プレートで、この取付プレート８１を介して支承ローラ部材７０ａ，７０ｂがフレーム５０の外側に固定される。

本実施例では支承ローラ部材７０を加熱ローラ１４の下方に２個設置したが、加熱ローラ１４の上方にも１〜２個程度の支承ローラ部材７０を設置することも可能である。この場合も下方の支承ローラ部材７０ａ，７０ｂと同様に、支援ユニット４０による加熱ローラ１４の引出時に障害にならない位置に設置する必要がある。なお、加熱ローラ１４に対する拘束力が高くならないように、上部に設置する支承ローラ部材７０は加熱ローラ１４との間に所定量の隙間を設ける必要がある。

（加熱ローラの交換手順）
次に加熱ローラ１４の交換手順について説明する。加熱ローラ１４の交換は、それ自体が耐用寿命に達したとき、あるいは前述のように画像形成装置で求められる要求に応じるために、その要求に合った加熱ローラ１４に変更するときに行われる。

図１１は、加熱ローラ１４の交換手順を示した工程図である。
同図に示すようにまず手順１で、保護部材６４を用いてランプカートリッジ６３を加熱ローラ１４の内側から抜き出す。この操作は図１３を用いて先に説明した通りであるから、重複する説明は省略する。抜き出したランプカートリッジ６３は保護部材６４を被せたままにしておくことにより、ランプカートリッジ６３は剛性の保護部材６４内に収納されているから、交換作業中にランプカートリッジ６３が不用意に損傷することはない。

次に手順２で、案内シャフト３０を図１に示すようにハウジング５９の貫通孔５９ａの方から矢印Ｂ方向に挿入する。案内シャフト３０はハウジング５９の内筒部５９ｂ、一方のアブソーバ１４ｄならびに保持部材４８によって案内・保持されて貫通し、所定の位置まで挿入した所でストッパー３１が案内シャフト３０のスリット３０ａに挿入されて、案内シャフト３０の装着が完了する。

次に手順３で、蝶ネジ５４を緩めて、センタリング部材４６、軸受５１、スプリング５２ならびにストッパー板５３などを保持した保持部材４８を矢印Ｂ方向に抜き出す。このとき案内シャフト３０の先端部はフレーム５０の外側面よりも若干外側に突出しているから、案内シャフト３０のガイドによりフレーム５０の開口端に衝突することなく、スムーズに抜き出すことができる。なお、抜き出し途中でセンタリング部材４６が加熱ローラ１４から離れることにより、スプリング５２の復元力によりセンタリング部材４６ならびに軸受５１がストッパー板５３に当接する。

このとき図１に示されているように支承ローラ部材７０の支承ローラ７１は待機位置（下位置）にあるから、保持部材４８の抜き出し動作に障害を及ぼすことはない。

次に手順４で、支援ユニット４０を傾斜面３０ｂが形成されている案内シャフト３０の先端部側からハンドル６６を持って挿入する。このとき図６（ａ）に示すように、ラッチ４１のレバー部４１は互いに外側に開いた状態になっており、従ってユニット本体４５の側面４５ａとホルダ４３の挟持片部３４ａの間隔は広い間隔Ｌ１となっている。

図７は図３の矢印Ｘ−Ｘ方向から視たアブソーバ１４ｃとホルダ４３の挟持片部４３ａとの関係を示す図で、同図（ａ）は支援ユニット４０を加熱ローラ１４内に挿入したときの状態を示す図、同図（ｂ）は支援ユニット４０をアブソーバ１４ｃに取り付けたときの状態を示す図である。

図７（ａ）に示すようにアブソーバ１４ｃの内周部には、ホルダ４３の挟持片部４３ａが挿通する大きさの切欠部６７が２つ対向するように形成されている。支援ユニット４０を加熱ローラ１４内に挿入すると図３に示すように、ホルダ４３の挟持片部４３ａは前記切欠部６７を通過してアブソーバ１４ｃの図面に向って左側に位置し、ユニット本体４５のフランジ部４５ｃがフレーム５０の外側面に当接したところでアブソーバ１４ｃの挿入が停止する。

この状態でハンドル６６を持って支援ユニット４０を所定角度回転することにより、図７（ｂ）に示すようにホルダ４３の挟持片部４３ａは切欠部６７から外れてホルダ４３の他の内周部と対向する。この状態で図４に示すように２つのラッチ４１のレバー部４１ｃを互いに内側に回転することにより、シャフト４２を介してホルダ４３の挟持片部４３ａがユニット本体４５側に引き寄せられて、ホルダ４３の内周部がホルダ４３の挟持片部４３ａとユニット本体４５の側面４５ａの間で弾性的に挟持される。このようにしてアブソーバ１４ｃを介して支援ユニット４０が加熱ローラ１４に取り付けられる。

次に手順５で、支承ローラ７１を作動位置に移動してロックする。この支承ローラ７１の移動とロックは、図８（ｅ）に示すローラプレート７３を矢印Ｆ方向とは反対方向に１８０度回転させ、フック７６を溝部７７に嵌入することによってなされる。この移動で図２に示すように、支承ローラ７１はフレーム５０の交換用開口部８２内に臨む。

次に手順６で、支援ユニット４０のハンドル６６をもって高温状態のままの加熱ローラ１４を画像形成装置から抜き出す。このとき案内シャフト３０はハウジング５９の内筒部５９ｂにより確実に保持されており、アブソーバ１４ｄの内周部が案内シャフト３０の外周面上を摺動し、フレーム５０から外に出た加熱ローラ１４の部分は支承ローラ７１ａ，７１ｂによって安定に支承され、加熱ローラ１４の引き出しに伴って支承ローラ７１ａ，７１ｂは回転する。図１０は、加熱ローラ１４の支承状態を示しており、同図に示されているように加熱ローラ１４は２つの点接触Ｐにより支承ローラ７１ａ，７１ｂに支えられている。このようにして約２００℃の高温状態にある加熱ローラ１４の一部を手で支える必要がなく、加熱ローラ１４の抜き出しがスムーズにかつ安全に行われる。

加熱ローラ１４が抜き出されても、センタリング部材４７や保持部材４９はそのまま残っている。図１２は、この加熱ローラ１４の抜き出しの途中の状態を示している。

次に手順７で、図示していないが交換する新しい加熱ローラ１４に支援ユニット４０を取り付けて、案内シャフト３０を利用して支援ユニット４０と共に加熱ローラ１４を装着する。この装着時にも支承ローラ７１ａ，７１ｂが使用されて、加熱ローラ１４がスムーズに挿入される。

次に手順８で、支承ローラ７１ａ，７１ｂをロック解除して、待機位置に移動する。この支承ローラ７１ａ，７１ｂのロック解除と待機位置への移動手順は先に図８を用いて説明したので、重複する説明は省略する。

次に手順９で、支援ユニット４０を加熱ローラ１４から取り出し、手順１０で案内シャフト３０を利用して保持部材４８を装着して、手順１１でストッパー３１を外して案内シャフト３０を抜き出し、手順１２で保護部材６４で覆われたランプカートリッジ６３を加熱ローラ１４内に挿入し、その後に保持部材４８を加熱ローラ１４から抜き出してランプカートリッジ６３の装着を終了する。

なお、前記手順７での新しい加熱ローラ１４の装着は手順６の加熱ローラ１４の抜き出しと逆の操作、前記手順９での支援ユニット４０の取り出しは手順４の支援ユニット４０の装着と逆の操作、前記手順１０での保持部材４８の装着は手順３の保持部材４８の抜き出しと逆の操作、前記手順１１での案内シャフト３０の抜き出しは手順２の案内シャフト３０の装着と逆の操作、前記手順１２でのランプカートリッジ６３の装着は手順１のランプカートリッジ６３の抜き出しと逆の操作であるので、それらの説明は省略する。

前記実施例では加熱ローラ１４の交換時に図４に示すようにアブソーバ１４ｃを利用して加熱ローラ１４と支援ユニット４０とを連結したが、加熱ローラ１４に支援ユニット４０との連結専用係合部（例えば凹部、凸部、穴などの係合部）を設けて、この連結専用係合部を利用して加熱ローラ１４と支援ユニット４０とを連結することも可能である。

前記実施例では支承部材として支承ローラを備えた部材を用いたが、例えば一方向に回転自在なボールを備えた支承部材、あるいは回転しない円弧状の突部を有する支承部材など他の形状の支承部材を用いることも可能である。

前記実施例では支承ローラの全体をフッ素系樹脂で構成したが、前記支承ローラ、ボールあるいは突部の本体を金属などの剛性のある材料で構成し、その表面層をフッ素系樹脂で構成することもできる。

前記実施例では加熱ローラ１４の交換の場合について説明したが、熱源を有するまたは有さない加圧ローラ１５の交換にも本発明を適用することは可能である。

前記実施例では加熱ローラ１４側に離型剤や潤滑油を塗布したが、加圧ローラ１５側、あるいは加熱ローラ１４と加圧ローラ１５の両側に離型剤や潤滑油を塗布する定着装置（画像形成装置）にも本発明は適用可能である。

１・・・レーザビームプリンタ、２・・・コロナ帯電器、３・・・回転多面鏡、４・・・光源、５・・・ｆθレンズ、６・・・現像装置、７・・・用紙、８・・・用紙搬送トラクタ、９・・・用紙搬送トラクタ、１０・・・転写器、１１・・・用紙ホッパ、１２・・・定着装置、１３・・・プレヒータ、１４・・・加熱ローラ、１４a・・・素管、１４b・・・表面層、１４c・・・放熱防止部材（アブソーバ）、１４d・・・放熱防止部材（アブソーバ）、１５・・・加圧ローラ、１６・・・用紙送出しローラ、１７・・・スイングフィン、１８・・・バドル、１９・・・スタッカテーブル、２０・・・清掃装置、２１・・・感光ドラム、２２・・・コントローラ、２３・・・表示画面、２４・・・バッファプレート、２５・・・ヒータランプ、２６・・・ウェブ部材、３０・・・案内シャフト、３０a・・・スリット、３０b・・・傾斜面、３１・・・ストッパー、３２・・・ピン、４０・・・支援ユニット、４１・・・ラッチ、４１ａ・・・回転部、４１ｂ・・・軸部、４１ｃ・・・レバー部、４１ｄ・・・抜け止め手段、４２・・・シャフト、４３・・・ホルダ、４３ａ・・・挟持片部、４４・・・バネ、４５・・・ユニット本体、４５a・・・側面、４５b・・・嵌合部、４５ｃ・・・フランジ部、４５d・・・挿通穴、４５ｅ・・・バネ受け部、４６・・・センタリング部材、４７・・・センタリング部材、４８・・・保持部材、４９・・・保持部材、５０・・・フレーム、５１・・・軸受、５２・・・スプリング、５３・・・ストッパー板、５４・・・蝶ネジ、５５・・・ギア、５６・・・軸受、５７・・・軸受、５８・・・ハウジング、５９・・・ハウジング、５９a・・・貫通孔、５９ｂ・・・内筒部、６０・・・リング、６１・・・ランプホルダ、６２・・・ランプホルダ、６２ａ・・・傾斜部、６３・・・ランプカートリッジ、６４・・・保護部材、６５・・・リング、６６・・・ハンドル、６７・・・切欠部、７０・・・支承ローラ部材、７１・・・支承ローラ、７２・・・第１シャフト、７３・・・ローラプレート、７４・・・第２シャフト、７５・・・ホルダプレート、７６・・・フック、７７・・・溝部、７８・・・交換用開口部、７９・・・垂直線、８０・・・中心線、８１・・・取付プレート、Ｏ・・・ローラ中心、Ｐ・・・点接触。

特表平５−５０４６３３号公報

Claims (12)

1. 加熱ローラと、その加熱ローラに対して圧接可能に設けた加圧ローラを有し、前記加熱ローラおよび加圧ローラのうちの少なくとも一方のローラが軸方向に沿って挿抜可能に設けられ、
   その挿抜可能なローラと対向するフレームの部分に交換用開口部が形成されている定着装置において、
   前記フレームの外側でかつ前記交換用開口部の近傍に、挿抜する前記ローラ を支える支承部材を設け、
   前記支承部材が、前記ローラを支える作動位置と、その作動位置から離れた待機位置の間で往復移動可能になっており、その支承部材が作動位置にある状態を保持するロック手段が設けられていることを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置において、前記支承部材の少なくとも前記ローラと接する表面が滑性を有する材料で構成されていることを特徴とする定着装置。
3. 請求項２に記載の定着装置において、前記ローラにフッ素系樹脂の表面層が形成されているとともに、前記支承部材のローラと接する箇所がフッ素系樹脂で構成されていることを特徴とする定着装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の定着装置において、前記支承部材の少なくとも前記ローラと接する部分に回転自在な回転子を有していることを特徴とする定着装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の定着装置において、前記ローラを支承部材の点接触で支えていることを特徴とする定着装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の定着装置において、
   装置から抜き出す前記ローラが高温状態にあることを特徴とする定着装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の定着装置において、前記ローラのローラ中心を通る垂直線上を０°としたとき、±３０°〜±６０°の範囲内に前記支承部材がローラの下部を支えるように少なくとも２個設置されていることを特徴とする定着装置。
8. 請求項７に記載の定着装置において、前記垂直線を中心にして左右対称位置に前記支承部材が設置されていることを特徴とする定着装置。
9. 請求項７または８に記載の定着装置において、前記挿抜するローラの上部側にも前記支承部材がローラの上部との間に隙間をおいて設置されていることを特徴とする定着装置。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の定着装置において、前記挿抜するローラが熱源を内蔵したローラであることを特徴とする定着装置。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の定着装置において、前記挿抜するローラは離型剤あるいは潤滑油が塗布されたローラであることを特徴とする定着装置。
12. 像担持体上のトナー像を被記録媒体上に転写する転写装置と、
    加熱ローラと、その加熱ローラに対して圧接可能に設けた加圧ローラを有し、前記加熱ローラと加圧ローラの間に前記トナー像を転写した未定着の被記録媒体を通して、トナー像を被記録媒体上に定着する定着装置を備えた画像形成装置において、
    前記定着装置が請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置。

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