JPH08314319A

JPH08314319A - 定着装置

Info

Publication number: JPH08314319A
Application number: JP12193795A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Echigo; 勝博越後; Yasuhiko Taguchi; 泰彦田口; Hiroyuki Shibaki; 弘幸芝木; Jun Yura; 純由良
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-05-19
Filing date: 1995-05-19
Publication date: 1996-11-29

Abstract

(57)【要約】【目的】クロス加圧構成をとる定着装置であっても、
スラストを発生せず、したがって端部の断熱ブッシュ等
での摩耗や摺動による異音発生を防止する。【構成】互いに軸線がクロスして押圧回転する一対の
ローラのうち、駆動側ローラ１に取り付けられた歯車１
２がハスバ歯車であり、ハスバ歯車の回転駆動の際に歯
車の噛合で駆動側ローラ１に作用するスラストが、クロ
スして押圧回転することで駆動側ローラに生じるスラス
トを相殺するように、当該歯車１２のねじれ方向が設定
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機やレーザプリン
タ等の画像形成装置に装着される定着装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般的に知られた電子写真式画像形成装
置は次のようなプロセスで印字を行っている。即ち、帯
電器によって感光体の表面を均一に帯電し、光学系によ
る光照射で画像情報を静電潜像として当該表面に形成す
る。次いで当該静電潜像が現像装置の対向位置を通過す
る際にトナー付着によって当該潜像を可視像化し、タイ
ミングを合わせて搬送されてくる記録紙と重ね、転写器
を用いて、トナー像を記録紙に転写する。転写されたト
ナー像は定着装置を通過することによって記録紙上に定
着される。一方、転写処理後の感光体はクリーニング装
置によって残留トナーを除去され、感光体上の残留電荷
は除電装置によって除電される。

【０００３】このような一連のプロセスを行う画像形成
装置のうち、転写されたトナー像を記録紙に定着する定
着装置においては、互いに圧接された２本のローラをク
ロスさせて設置することが行われている。このようなク
ロス加圧構成は、従来から加圧定着装置における中央部
と両端部の当接圧力を均一化するために用いられている
とともに、一般的なローラ定着方式においても中央部と
両端部の当接圧力あるいはニップ幅を均一化するのに有
効であることが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】２本のローラをクロス
させるクロス加圧構成において、定着ローラを駆動側ロ
ーラとし、加圧ローラを従動回転する構成とする場合、
定着ローラ軸芯と加圧ローラ軸芯が所定角度をもって互
いに傾いているがために、定着ローラには軸線方向にも
加圧ローラからの反力が働き、その結果、定着ローラの
両端部にある断熱ブッシュ及びスラスト抜け止めリング
が摺動して、これらが摩耗したり、異音が発生するとい
った不具合が発生してしまう。

【０００５】そこで本発明は、クロス加圧構成をとる定
着装置であっても、スラストを発生せず、したがって端
部の断熱ブッシュ等での摩耗や摺動による異音発生を防
止することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明にしたがい、互いに軸線がクロスして押圧回
転する一対のローラのうち、駆動側ローラに取り付けら
れた歯車がハスバ歯車であり、ハスバ歯車の回転駆動の
際に歯車の噛合で駆動側ローラに作用するスラストが、
クロスして押圧回転することで駆動側ローラに生じるス
ラストを相殺するように、当該歯車のねじれ方向が設定
される。

【０００７】上記ハスバ歯車の回転駆動の際に歯車の噛
合で駆動側ローラに作用するスラストが、クロスして押
圧回転することで駆動側ローラに生じるスラストと相反
する方向で、その力の絶対値が同一になるように、前記
ハスバ歯車のねじれ方向とねじれ角度が設定されていれ
ば、一層効果的である。

【０００８】また、互いに軸線がクロスして押圧回転す
る一対のローラを備えた定着装置において、少なくとも
一方のローラの端部軸受部に断熱部材が装着され、その
外側にスラスト止め部材が配置されていて、当該スラス
ト止め部材の端部が断熱部材と反対向きに曲げられてい
れば、端部の断熱部材の摩耗を低減することが可能とな
る。断熱部材とスラスト止め部材の相対する面の少なく
とも一方を高耐摺擦性材料で構成することによっても、
端部の断熱部材の摩耗を低減することができる。これら
の場合、クロスして押圧回転することで生じるスラスト
を受けるローラ端部側にのみ、スラスト止め部材が設け
られていれば、好ましい。

【０００９】互いに軸線がクロスして押圧回転する一対
のローラを備えた定着装置において、クロスして押圧回
転することで駆動側ローラに生じるスラストの向きが、
回転伝達を行う歯車の取り付けられたローラ端部と反対
向きになるように、ローラ回転に対してクロス方向が設
定されていることによっても、上記課題を解決すること
ができる。

【００１０】

【実施例】本発明の詳細を、図に示された実施例に基づ
いて、説明する。図１に本発明に係る定着装置の概略的
な正面端面図を示す。定着装置は、不図示の転写部より
搬送され未定着トナー像を載置した記録紙を案内する入
口ガイド板２４と、金属芯金の外周に離型層としてのテ
フロン樹脂コーティングが施されヒータ３を内蔵した定
着ローラ１と、当該加熱ローラ１に回動自在に圧接され
た加圧ローラ２と、不図示の分離爪によって定着ローラ
１から剥がされた記録紙を排紙コロ対２７に案内する排
紙ガイド板２５，２６と、定着ローラ１周囲に配置さ
れ、当該定着ローラ１に当接してその表面温度を検出す
るサーミスタ１７とからなる。なお各部材の構成は例示
的なものであり、図示のものに限定されないことはもち
ろんである。図２にも示されるように、加圧ローラ軸の
両端に嵌め込まれた加圧ベアリング１０は、上下に動き
うるように加圧フレーム７のガイド溝に保持され、当該
加圧フレーム７に回動自在に取り付けられた加圧レバー
８を介して加圧スプリング１６によって定着ローラ１に
対して所定圧力で加圧されるようになっている。

【００１１】図３から認識されるように、本装置は、加
圧ローラ２が定着ローラ１に対してクロス中心点（Ｃ・
Ｐ）にて或る角度θをもって交差するクロス加圧構成を
とっている。定着ユニットの両側側板６には、定着ロー
ラ１の回転を支持するための定着ベアリング４が取り付
けられており、更にその外側且つ内周位置には、定着ロ
ーラ１の端部から熱が逃げるのを防止するための断熱ブ
ッシュ５が挿入されていて、定着ローラ１とともに回転
するようになっている。

【００１２】これら定着ベアリング４、断熱ブッシュ５
の装着は、図４に示されるように、定着ローラ１のギヤ
の付いていない側では、定着ユニット側板６に取り付け
られる定着ベアリング４の外側の断熱ブッシュ５の更に
外側に固定リング１１があって、定着ベアリング４の内
周に接するように断熱ブッシュ５が嵌め込まれ、この断
熱ブッシュ５に定着ローラ１が嵌挿されて、固定リング
１１の両端近傍で半径方向内側に折り曲げられた凸部２
０が定着ローラ１の縁端領域に形成されたリングひっか
け穴２２に挿入されることで行われる。一方、定着ギヤ
の側では、図５に示されるように、定着ベアリング４の
外側の断熱ブッシュ５の更に外側に、駆動側ローラとし
ての定着ローラ１を駆動するための定着ギヤ１２が取り
付けられており、当該定着ギヤ１２の更に外側に軸線方
向の抜け止めのための固定リング１１があって、断熱ブ
ッシュ５が定着ベアリング４の内周に接するように嵌め
込まれ、この断熱ブッシュ５と定着ギヤ１２に定着ロー
ラ１が嵌挿されて、固定リング１１の凸部２０が定着ロ
ーラ縁端領域に形成されたリングひっかけ穴２２に挿入
され、軸線方向に抜けないように装着される。これら部
材の装着の際に、定着ギヤ１２の内側突起１８が定着ロ
ーラ１の切欠き１９にはまり込み、定着ギヤ１２の回転
を定着ローラ１に確実に伝えることとなる。固定リング
１１は図４及び図５から明らかなように、線材で且つそ
の両先端に形成された凸曲げ部２１が断熱ブッシュ５と
反対側に折り曲げられていて、摺動しても摩耗しにくい
形状になっている。この固定リングの変形例としては、
板材で構成され、当該固定リングの断熱ブッシュ側のエ
ッジをＲ形状に面取りした形態とするものを挙げること
ができる。

【００１３】図３に戻って、定着ギヤ１２とこれに噛合
して駆動力を伝える本体側の定着駆動ギヤ１３とは、そ
れぞれハスバ歯車が用いられている。定着駆動ギヤ１３
が駆動することで定着ギヤ１２が回転する。定着ローラ
１に対して加圧ローラ２が、定着ギヤ１２の歯のねじれ
方向と同方向に傾いている場合、定着駆動ギヤ１３から
駆動を受けた定着ローラ１が矢印方向に回転すると、定
着ローラ１が加圧ローラ２を摩擦力により駆動するが、
定着ローラ１が加圧ローラ２に加える力Ｆ_tの加圧ロー
ラ軸線方向の成分Ｆ_sに対して、定着ローラ１にはその
反力Ｆ_s’が作用する。その結果、定着ローラ１の軸線
方向には当該反力Ｆ_s’の軸線方向成分Ｆ_s''が生じる。
これに対して、駆動側の定着駆動ギヤ１３の支持軸１４
は、本体側板１５に固定されていて、ほぼ剛体と考える
ことができるので、定着駆動ギヤ１３の駆動回転により
定着ギヤ１２及び定着ローラ１が図示の方向に回転する
と、ハスバ歯車の歯のねじれ方向の関係で、これら定着
ギヤ１２及び定着ローラ１には図の左方向へのスラスト
が働き、反力Ｆ_s’の軸線方向成分Ｆ_s''と相殺し合うこ
ととなる。

【００１４】加圧ローラ２の反力により定着ローラ１の
軸線方向に生じる分力の方向と大きさは、定着ローラ１
と加圧ローラ２の交差方向と、定着ローラ表面線速とユ
ニット負荷トルクの関係とによって決まる値であるの
で、ハスバ歯車のねじれ方向とねじれ角度は、装置構成
に応じて定着ローラ１に軸線方向の力が発生しないよう
に、即ち、加圧ローラ２からの反力Ｆ_s’の軸線方向成
分Ｆ_s''を打ち消すように、適宜に設定されるべきもの
である。しかしながら、加圧ローラ２からの反力Ｆ _s’
の軸線方向成分Ｆ_s''を打ち消すように定着ギヤの歯の
ねじれ方向とねじれ角度が設計上設定されても、製造誤
差や取付誤差等によって定着ローラに対するスラストが
完全に相殺されない事態も考えられる。加圧ローラから
の反力に基づくＦ_s''の方が大きな状態では、定着ロー
ラ１が図３において右方向にずれようとする。この場
合、固定リング１１は既述の取付状態から定着ローラ１
と等しく回転し、また移動するのに対して、断熱ブッシ
ュ５は定着ベアリング４に嵌挿してその軸線方向の移動
ができないようになっている（図４及び図５）。基本的
に断熱ブッシュ５は定着ローラ１に連れ回りするが、両
者の間には僅かにクリアランスがあるため実際には周速
差が生じる。その結果、図３の左側では、定着ローラ１
と同速で回転する固定リング１１が断熱ブッシュ５に押
し付けられながら、これらの間で摩擦が生じる。そこ
で、これら断熱ブッシュ５、固定リング１１は摩擦係数
の低い材料で構成されているのが好ましい。特に断熱ブ
ッシュ５は、その外周で定着ベアリング４とも摺擦する
ので、耐摺擦性の優れた樹脂等で構成されているのがよ
い。

【００１５】またクロス加圧構成では加圧ローラからの
反力に基づくＦ_s''が定着ローラ１の軸線方向の一方側
へ働き、定着ギヤの歯のねじれ方向とねじれ角度によっ
て完全に相殺されない限りは、大小の差はあれ、定着ロ
ーラは加圧ローラからの反力に基づくスラストを一方方
向に受けることとなる。そこで当該スラストを受ける側
のみにスラスト止め用の固定リングを設けるだけで、他
端側の固定リングは省略することも可能である。

【００１６】図６に示されるように、加圧ローラ２が定
着ローラ１に対して図３とは逆の交差角度θ’でクロス
している場合、定着ギヤ１２を介して定着駆動ギヤ１３
から駆動を受けた定着ローラ１が矢印方向に回転する
と、定着ローラ１が加圧ローラ２を摩擦力により駆動す
るが、定着ローラ１が加圧ローラ２に加える力Ｆ_t1の加
圧ローラ軸線方向の成分Ｆ_s1に対して、定着ローラ１に
はその反力Ｆ_s1’が作用する。その結果、定着ローラ１
の軸線方向には当該反力Ｆ_s1’の軸線方向成分Ｆ _s1''が
生じる。一方、定着ギヤ１２とこれに噛合する本体側の
定着駆動ギヤ１３とは、図３と異なり平歯車であるの
で、定着ギヤ１２及び定着ローラ１にはギヤの噛合に起
因したスラストが働かない。定着ベアリング４、断熱ブ
ッシュ５の装着は、定着ローラ１のギヤの付いていない
側とギヤの付いている側とで、それぞれ図４及び図５に
示された状態で行われている。図６の左方向へ働く
Ｆ_s1''によって図の左側の固定リング１１は定着ローラ
１とともに左方向へずれようとする。それに対して図の
左側の断熱ブッシュ５は軸線方向へ移動しない。その結
果、固定リング１１と断熱ブッシュ５の間は開きぎみに
なって、両者に周速差が生じても両者間で摺擦が生じな
い。一方、図の右側では定着ギヤ１２と固定リング１１
には圧接力が働くが、定着ローラ１と定着ギヤ１２は、
図５で理解されるように突起１８と切欠き１９で係合
し、したがって定着ギヤ１２と固定リング１１とは同速
で回転することが保証されるので、両者間に摺擦は生ぜ
ず、両部材は摩耗しない。

【００１７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、互いに
軸線がクロスして押圧回転する一対のローラのうち、駆
動側ローラに取り付けられた歯車がハスバ歯車であり、
ハスバ歯車の回転駆動の際に歯車の噛合で駆動側ローラ
に作用するスラストが、クロスして押圧回転することで
駆動側ローラに生じるスラストを相殺するように、当該
歯車のねじれ方向が設定されているので、クロスして押
圧回転することで駆動側ローラに生じるスラストが低減
され、端部の断熱ブッシュ等での摩耗や摺動による異音
の発生が抑えられる。

【００１８】請求項２に記載の発明によれば、ハスバ歯
車の回転駆動の際に歯車の噛合で駆動側ローラに作用す
るスラストが、クロスして押圧回転することで駆動側ロ
ーラに生じるスラストと相反する方向で、その力の絶対
値が同一になるように、ハスバ歯車のねじれ方向とねじ
れ角度が設定されているので、上記請求項１の効果を一
段と奏することとなり、クロスして押圧回転することで
駆動側ローラに生じるスラストがなくなり、端部の断熱
ブッシュ等での摩耗や摺動による異音の発生が防止され
る。

【００１９】請求項３に記載の発明によれば、互いに軸
線がクロスして押圧回転する一対のローラを備えた定着
装置において、少なくとも一方のローラの端部軸受部に
断熱部材が装着され、その外側にスラスト止め部材が配
置されていて、当該スラスト止め部材の端部が断熱部材
と反対向きに曲げられているので、クロスして押圧回転
することでローラにスラストが発生しても、端部の断熱
部材の摩耗を低減することができ、摺動による異音の発
生を防止できる。同様に、請求項４に記載の発明では、
断熱部材とスラスト止め部材の相対する面の少なくとも
一方を高耐摺擦性材料で構成するので、端部の断熱部材
の摩耗を低減し、摺動による異音の発生を防止できる。

【００２０】請求項５に記載の発明によれば、クロスし
て押圧回転することで生じるスラストを受けるローラ端
部側にのみ、スラスト止め部材が設けられているので、
部品点数の低減あるいはコストダウンを図ることができ
る。

【００２１】請求項６に記載の発明によれば、互いに軸
線がクロスして押圧回転する一対のローラを備えた定着
装置において、クロスして押圧回転することで駆動側ロ
ーラに生じるスラストの向きが、回転伝達を行う歯車の
取り付けられたローラ端部と反対向きになるように、ロ
ーラ回転に対してクロス方向が設定されているので、歯
車の取り付けられていない側のローラ端部において、断
熱部材やスラスト止め部材の間で摺擦が生ぜず、また摺
擦による異音も発生しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る定着装置の概略端面図である。

【図２】本発明に係る加圧部の部分概略斜視図である。

【図３】ハスバ歯車を備えた定着装置の定着ローラ、加
圧ローラを中心とした概略平面図である。

【図４】定着ローラのギヤの付いていない側での定着ベ
アリング、断熱ブッシュの取付分解図である。

【図５】定着ローラのギヤの付いている側での定着ベア
リング、断熱ブッシュの取付分解図である。

【図６】平歯車を備えた定着装置の定着ローラ、加圧ロ
ーラを中心とした概略平面図である。

【符号の説明】

１定着ローラ２加圧ローラ４定着ベアリング５断熱ブッシュ１２定着ギア１３定着駆動ギア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者由良純東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに軸線がクロスして押圧回転する一
対のローラを備えた定着装置において、前記一対のロー
ラのうち、駆動側ローラに取り付けられた歯車がハスバ
歯車であり、ハスバ歯車の回転駆動の際に歯車の噛合で
駆動側ローラに作用するスラストが、クロスして押圧回
転することで駆動側ローラに生じるスラストを相殺する
ように、当該歯車のねじれ方向が設定されていることを
特徴とする定着装置。
【請求項２】前記ハスバ歯車の回転駆動の際に歯車の
噛合で駆動側ローラに作用するスラストが、クロスして
押圧回転することで駆動側ローラに生じるスラストと相
反する方向で、その力の絶対値が同一になるように、前
記ハスバ歯車のねじれ方向とねじれ角度が設定されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】互いに軸線がクロスして押圧回転する一
対のローラを備えた定着装置において、少なくとも一方
のローラの端部軸受部に断熱部材が装着され、その外側
にスラスト止め部材が配置されていて、当該スラスト止
め部材の端部が断熱部材と反対向きに曲げられているこ
とを特徴とする定着装置。
【請求項４】互いに軸線がクロスして押圧回転する一
対のローラを備えた定着装置において、少なくとも一方
のローラの端部軸受部に断熱部材が装着され、その外側
にスラスト止め部材が配置されていて、断熱部材とスラ
スト止め部材の相対する面の少なくとも一方を高耐摺擦
性材料で構成することを特徴とする定着装置。
【請求項５】クロスして押圧回転することで生じるス
ラストを受けるローラ端部側にのみ、スラスト止め部材
が設けられたことを特徴とする請求項３又は４に記載の
定着装置。
【請求項６】互いに軸線がクロスして押圧回転する一
対のローラを備えた定着装置において、クロスして押圧
回転することで駆動側ローラに生じるスラストの向き
が、回転伝達を行う歯車の取り付けられたローラ端部と
反対向きになるように、ローラ回転に対してクロス方向
が設定されていることを特徴とする定着装置。