(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトが巻き掛けられた円筒状のローラーと、
上記ローラーの端部に装着されると共に、該ローラーに巻き掛けられているベルトに当接することによって該ベルトのローラー軸方向への移動を規制するブッシュとを備え、
上記ローラーの端部には、該ローラーの径方向内側に突出した突起部が形成されており、
上記ブッシュには、上記ローラーの端部に装着された状態で上記突起部に係合する係合部が形成されている、定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置において、
上記係合部には、上記ローラーの周方向一方側に突出すると共に、上記突起部における上記ローラーの軸方向内側の端面を係止する係止爪が形成され、
上記突起部は、上記係合部における上記ローラーの周方向一方側の側面を支持する支持面を有している、定着装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の定着装置において、
互いに係合する２組の上記突起部及び上記係合部が、上記ローラーの軸を通る平面に関して対称に配置されている、定着装置。
【請求項４】
請求項３に記載の定着装置において、
上記突起部の支持面は、上記ローラーの軸方向外側から軸方向内側へ向かって上記係合部側に傾斜している、定着装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１つに記載の定着装置を備えている、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばレーザープリンターや複合機等の画像形成装置は、シートに転写されたトナー像をそのシートに定着させる定着装置を有している。
【０００３】
特許文献１に記載されている定着装置は、加熱ローラー、定着ローラー、テンションローラー及び加圧ローラーを有している。加熱ローラー、定着ローラー及びテンションローラーには加熱機構により誘電加熱される金属製のベルトが巻き掛けられている。加圧ローラーは、ベルトを介して定着ローラーに圧接するように配置されている。そして、定着ローラー上のベルトと加圧ローラーとの間に形成されるニップ部にシートを通過させることによって、当該シートにトナー像を定着させる。
【０００４】
また、特許文献２には、加熱ローラーの両端にブッシュを装着することによって、加熱ローラーの軸方向へのベルトの移動を規制してベルトの蛇行を抑制することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−８４８７号公報
【特許文献２】特開２０１２−１５５３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記ブッシュを加熱ローラーの端部に装着するために、加熱ローラーの端部にはその軸方向に延びるスリット状の切欠部を形成する一方、ブッシュには切欠部に挿入されるキー部を形成することが考えられる。そのことによって、ブッシュを加熱ローラーと共に回転させることができる。
【０００７】
しかし、この構成では、加熱ローラーの端部に切欠部を形成することから、その加熱ローラーの端部を真円状に形成することが困難である。また、加熱ローラー端部の機械的強度が低下するので、加熱ローラーの製造工程や搬送中において加熱ローラーの端部が変形する虞がある。そのことにより、ベルト側部に負荷が加わりやすくなるので、ベルト側部に亀裂が生じてベルトの寿命を低下させる問題がある。
【０００８】
さらに、キー部が切欠部において加熱ローラーの軸方向に移動可能になっているので、ブッシュが加熱ローラーの軸方向外側に移動してしまい、ベルトの蛇行を適切に防止できないという問題もある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ベルトが巻き掛けられるローラーを有する定着装置について、ベルトの蛇行を抑えるだけでなく、ローラー端部の変形を抑制してベルトの寿命を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る定着装置は、ベルトが巻き掛けられた円筒状のローラーと、上記ローラーの端部に装着されると共に、該ローラーに巻き掛けられているベルトに当接することによって該ベルトのローラー軸方向への移動を規制するブッシュとを備え、上記ローラーの端部には、該ローラーの径方向内側に突出した突起部が形成されており、上記ブッシュには、上記ローラーの端部に装着された状態で上記突起部に係合する係合部が形成されている。
【００１１】
この構成によると、ブッシュに形成されている係合部がローラーの径方向内側に突出した突起部に係合することによって、ブッシュはローラーの端部に装着されている。そして、ローラーが回転することによってベルトは回動する。そのとき、ベルトは、ローラーに装着して固定されているブッシュに当接することによって、ローラー軸方向への移動が規制される。そのことによって、ベルトの蛇行が適切に抑制される。
【００１２】
さらに、ブッシュの係合部をローラーの突起部に係合させる構成であるため、従来のように、ブッシュをローラーの端部に装着する目的でローラーの端部にスリット状の切欠部を形成する必要がない。よって、ローラー端部の機械的強度が大幅に低下しないようにして、ローラー端部の形状を真円形状に維持できるので、ベルトへの負荷を低減してベルトの寿命を高めることが可能となる。
【００１３】
上記係合部には、上記ローラーの周方向一方側に突出すると共に、上記突起部における上記ローラーの軸方向内側の端面を係止する係止爪が形成され、上記突起部は、上記係合部における上記ローラーの周方向一方側の側面を支持する支持面を有していることが好ましい。
【００１４】
この構成によると、ブッシュの係合部における係止爪が、ローラーの突起部におけるローラーの軸方向内側の端面を係止するようにしたので、ローラーの軸方向外側へのブッシュの移動を規制することができる。よって、ローラーに対してブッシュを好適に固定することが可能になる。
【００１５】
さらに、ローラーが回転しているときに、ブッシュの係合部をローラーの突起部における支持面によって支持することが可能になるので、ブッシュをローラーと一体に回転させることが可能となる。
【００１６】
互いに係合する２組の上記突起部及び上記係合部が、上記ローラーの軸を通る平面に関して対称に配置されていることが好ましい。
【００１７】
この構成によると、一方の組の突起部及び係合部によって、ローラーの周方向一方側へのブッシュの移動を規制できる一方、他方の組の突起部及び係合部によって、ローラーの周方向他方側へのブッシュの移動を規制できる。すなわち、ローラーの周方向の何れにおいても、ローラーに対するブッシュの回転移動を規制することが可能になる。
【００１８】
さらに、上記突起部の支持面は、上記ローラーの軸方向外側から軸方向内側へ向かって上記係合部側に傾斜していることが好ましい。
【００１９】
この構成によると、ローラーの軸方向内側へブッシュを移動させるに連れて、係止爪が突起部の支持面から受ける押圧力は徐々に大きくなる。そして、係止爪が突起部よりも上記ローラーの軸方向内側へ移動して係止爪が支持面から受ける押圧力が無くなった際に、係合部が突起部に圧接するようになるので、係合部及び突起部は互いに強固に係合することとなる。
【００２０】
本発明に係る画像形成装置は、上記定着装置を備えている。この構成によると、定着装置において、ベルトがブッシュに当接することによってベルトの蛇行が適切に抑制される。さらに、ローラー端部の形状を真円形状に維持できるので、ベルトへの負荷を低減してベルトの寿命を高めることが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ベルトが巻き掛けられるローラーを有する定着装置について、ベルトの蛇行を抑えるだけでなく、ローラー端部の変形を抑制してベルトの寿命を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本実施形態における画像形成装置の概略構造を示す断面図である。
【図２】図２は、定着装置の概略構成を示す側面図である。
【図３】図３は、ブッシュが装着された加熱ローラーの外観を示す正面図である。
【図４】図４は、ブッシュが装着された加熱ローラーを拡大して示す斜視図である。
【図５】図５は、ブッシュが装着されていない加熱ローラーを拡大して示す斜視図である。
【図６】図６は、ブッシュの外観を示す斜視図である。
【図７】図７は、ブッシュの外観を示す斜視図である。
【図８】図８は、加熱ローラーに装着されているブッシュを示す断面図である。
【図９】図９は、加熱ローラーに装着されているブッシュの係合部を示す平面図である。
【図１０】図１０は、図９におけるX−X線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
＜画像形成装置＞
【００２４】
図１は、画像形成装置１の概略構造を示す断面図である。画像形成装置１は、例えばタンデム方式のカラープリンターであって、図１に示すように、中間転写ベルト７と、一次転写部８及び二次転写部９と、定着装置１１と、光走査装置１５と、複数の画像形成部１６とを備えている。
【００２５】
画像形成装置１の本体２の内部下方には、給紙カセット３が配置されている。給紙カセット３は、その内部に印刷前の用紙等のシート（図示省略）を積載して収容している。給紙カセット３の側方には、第１用紙搬送部２１が設けられている。第１用紙搬送部２１は、給紙カセット３から送り出された用紙を受け取り、その用紙を上方の二次転写部９へ搬送する。
【００２６】
給紙カセット３の右側方には、手差し給紙部５が設けられている。手差し給紙部５の左方には第２用紙搬送部２２が設けられている。第２用紙搬送部２２は、手差し給紙部５から送り出された用紙等を受け取って第１用紙搬送部２１へ搬送する。
【００２７】
光走査装置１５は、第２用紙搬送部２２の上方に配置され、画像形成装置１が受信した画像データに基づいてレーザ光を画像形成部１６へ照射する。画像形成部１６は、光走査装置１５の上方に例えば４つ設けられている。各画像形成部１６の上方には、無端状の中間転写ベルト７が設けられている。中間転写ベルト７は、複数のローラーに巻き掛けられており、図示しない駆動装置によって回転駆動される。
【００２８】
４つの画像形成部１６は、図１に示すように、中間転写ベルト７に沿って一列に配置されており、イエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像をそれぞれ形成する。すなわち、各画像形成部１６では、光走査装置１５によって照射されたレーザ光により原稿画像の静電潜像がそれぞれ形成され、この静電潜像を現像することによって各色のトナー像が形成される。
【００２９】
一次転写部８は、各画像形成部１６の上方にそれぞれ配置されている。一次転写部８は、画像形成部１６により形成されたトナー像を中間転写ベルト７表面に一次転写する転写ローラーを有している。
【００３０】
そして、中間転写ベルト７が回転駆動されると共に、所定のタイミングで各画像形成部１６のトナー像が中間転写ベルト７に転写されることによって、中間転写ベルト７の表面には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナー像が互いに重ね合わされたカラートナー像が形成される。
【００３１】
二次転写部９は、図１に示すように、中間転写ベルト７の左側方に配置された転写ローラー１８を有している。そして、二次転写部９は、第１用紙搬送部２１から送られてきた用紙にトナーと逆極性の転写バイアス電圧を印加することによって、トナー像を中間転写ベルト７から用紙へ転写するようになっている。
【００３２】
定着装置１１は、二次転写部９の上方に設けられている。二次転写部９と定着装置１１との間には、トナー像が二次転写された用紙を定着装置１１へ搬送する第３用紙搬送部２３が形成されている。そして、定着装置１１は、第３用紙搬送部２３から搬送された用紙を加熱及び加圧することによって、その用紙にトナー像を定着させるようになっている。
【００３３】
定着装置１１の上方には、分岐部２７が設けられている。定着装置１１から排出された用紙は、両面印刷を行わない場合、分岐部２７から画像形成装置１の上部に形成された用紙排出部２８に排出される。両面印刷を行う場合には、分岐部２７から第４用紙搬送部２４を介して用紙を再び二次転写部９へ搬送する。
＜定着装置＞
【００３４】
図２は、定着装置１１の概略構成を示している。定着装置１１は、加圧ローラー３１と、定着ローラー３２と、加熱ローラー３３と、テンションローラー３４とを備えている。各ローラー３１〜３４は、その軸方向が互いに平行となるように配置されている。
【００３５】
定着ローラー３２、加熱ローラー３３及びテンションローラー３４には、無端状のベルト３５が巻き掛けられている。ベルト３５は、例えばニッケル電鋳基材等のシート状の金属基材を有している。図示を省略するが、ベルト３５を構成するニッケル電鋳基材にはシリコンゴム層を積層し、そのシリコンゴム層に離型層をさらに積層することが可能である。離型層は、ベルト３５から用紙が容易に剥離できるように設けられた層であって、例えばＰＦＡ等のフッ素樹脂によって形成されている。
【００３６】
ベルト３５は、加圧ローラー３１と定着ローラー３２とによって挟持されている。そして、定着ローラー３２とベルト３５との間には、ニップが形成されている。
【００３７】
定着装置１１は、ベルト３５を加熱する加熱機構としてのＩＨコイルユニット３６を備えている。ＩＨコイルユニット３６は、加熱ローラー３３に対向して配置されている。そして、ＩＨコイルユニット３６は、磁界を発生させるコイル（図示省略）を有し、加熱ローラー３３に巻き掛けられているベルト３５を電磁誘導加熱するように構成されている。
【００３８】
定着ローラー３２は、例えば円柱状に形成されている。定着ローラー３２は、図示を省略するが、ステンレス鋼からなる芯金ローラーと、芯金ローラーの外周面を被覆するシリコンゴムからなるスポンジ層とを有している。
【００３９】
加圧ローラー３１は、例え円柱状に形成されている。加圧ローラー３１は、図示を省略するが、ステンレス鋼からなる芯金ローラーと、芯金ローラー外周面を被覆するシリコンゴムからなるスポンジ層及び離型層（例えば、ＰＦＡ層）とを有している。
【００４０】
テンションローラー３４は、加熱ローラー３３から定着ローラー３２へ向かうベルト３５の内面に当接するように配置されている。テンションローラー３４は、例えばアルミニウムからなる円筒状のローラーであって、走行中のベルト３５の撓みを抑制すると共に、ベルト３５を安定して走行させる。アルミニウムは熱伝導率が比較的高いので、ベルト３５における温度分布の変動を低減することができる。
【００４１】
図３は、加熱ローラー３３の外観を示している。図３に示すように、加熱ローラー３３は、円筒形状のローラー本体３８と、ローラー本体３８の両端部に装着されたブッシュ３９とを有している。
【００４２】
図４は、加熱ローラー３３の端部を拡大して示している。図５は、ローラー本体３８の端部を拡大して示している。図６及び図７は、ブッシュ３９の外観を示している。図８は、ローラー本体３８に装着されているブッシュ３９の断面を示している。
【００４３】
ローラー本体３８は、例えば円筒状の鉄基材と、鉄基材の外周面に形成されたＰＦＡ層等の離型層とを有している。ブッシュ３９は、ローラー本体３８に装着された状態で、当該加熱ローラー３３に巻き掛けられているベルト３５の側端に当接することによって、ベルト３５のローラー軸方向への移動を規制するようになっている。
【００４４】
ブッシュ３９は、図６及び図７に示すように、ローラー本体３８に挿入される円筒状の小径部３９ａと、小径部３９ａの一端に形成された大径部３９ｂとを有している。すなわち、大径部３９ｂはフランジ状に形成されている。図８に示すように、小径部３９ａの外径は、ローラー本体３８の内径よりも僅かに小さい。そして、ブッシュ３９がローラー本体３８に装着された状態で、小径部３９ａの外周面がローラー本体３８の内周面に沿うように小径部３９ａがローラー本体３８の内部に配置されると共に、大径部３９ｂの側面には、ローラー本体３８の端部が当接している。
【００４５】
尚、図示を省略しているが、大径部３９ｂの外周にはギアが形成されている。そして、ギアの回転出力に基づいて加熱ローラー３３の回転状態を検知するセンサーが設けられている。
【００４６】
そして、ブッシュ３９は、ローラー本体３８に装着された状態でローラー本体３８に係合するように構成されている。ここで、図９及び図１０は、ブッシュ３９とローラー本体３８との係合状態を示している。
【００４７】
すなわち、図５及び図１０に示すように、ローラー本体３８の端部には、そのローラー本体３８の径方向内側に突出した突起部４１が形成されている。ローラー本体３８の端部には、ローラー本体３８の端縁から離れた位置に開口部４２が形成されている。開口部４２は、ローラー本体３８の軸方向に延びる長穴状に形成されている。
【００４８】
突起部４１は、ローラー本体３８の一部を開口部４２の内側において当該ローラー本体３８の径方向内側に折り曲げることによって形成されている。
【００４９】
一方、ブッシュ３９には、ローラー本体３８の端部に装着された状態で突起部４１に係合する係合部４３が形成されている。図９に示すように、係合部４３には、ローラー本体３８の周方向一方側Ａに突出すると共に、突起部４１におけるローラー本体３８の軸方向内側Ｂの端面４１ａを係止する係止爪４５が形成されている。
【００５０】
係合部４３は、ブッシュ３９がローラー本体３８の端部に装着される際に、ローラー本体３８の内壁面に沿ってローラー本体３８の内側に挿入される。したがって、係合部４３は、開口部４２よりもローラー本体３８の径方向内側に配置されている。
【００５１】
突起部４１は、係合部４３におけるローラー本体３８の周方向一方側Ａの側面を支持する支持面４１ｂを有している。突起部４１の支持面４１ｂは、ローラー本体３８の軸方向外側から軸方向内側Ｂへ向かって係合部４３側（つまり、図９で左側）に傾斜している。
【００５２】
そして、図８に示すように、互いに係合する２組の突起部４１及び係合部４３が、ローラー本体３８の軸を通る平面Ｈに関して対称に配置されている。２組の突起部４１及び係合部４３は、ローラー本体３８の直径方向に対向していることが好ましい。
【００５３】
したがって、本実施形態によると、ブッシュ３９に形成されている係合部４３がローラー本体３８の径方向内側に突出した突起部４１に係合することによって、ブッシュ３９をローラー本体３８の端部に装着することができる。そして、加熱ローラー３３のローラー本体３８が回転することによってベルト３５が回動する。そのとき、ベルト３５は、ローラー本体３８に装着して固定されているブッシュ３９の大径部３９ｂに当接することによって、ローラー本体３８の軸方向への移動が規制される。そのことによって、ベルト３５の蛇行を適切に抑制することができる。
【００５４】
さらに、ブッシュ３９の係合部４３をローラー本体３８の突起部４１に係合させる構成としたので、従来のように、ブッシュ３９をローラー本体３８の端部に装着する目的でローラー本体３８の端部にスリット状の切欠部を形成する必要がない。よって、ローラー本体３８の端部を機械的強度を大幅に低下させることなく真円形状に維持できる。したがって、ローラー本体３８から走行しているベルト３５に加わる負荷を低減して、ベルト３５の寿命を高めることができる。
【００５５】
さらにまた、ブッシュ３９の係合部４３における係止爪４５が、突起部４１におけるローラー本体３８の軸方向内側Ｂの端面を係止するようにしたので、ローラー本体３８の軸方向外側へのブッシュ３９の移動を規制できる。よって、ローラー本体３８に対してブッシュ３９を好適に固定することができる。
【００５６】
また、ローラー本体３８が回転しているときに、ブッシュ３９の係合部４３をローラー本体３８の突起部４１における支持面４１ｂによって支持できるので、ブッシュ３９をローラー本体３８と一体に回転させることができる。
【００５７】
さらに、互いに係合する２組の突起部４１及び係合部４３を、ローラー本体３８の軸を通る平面Ｈに関して対称に配置するようにしたので、図８に示すように、一方の組の突起部４１Ａ及び係合部４３Ａによって、ローラー本体３８の周方向一方側Ａへのローラー本体３８に対するブッシュ３９の移動を規制できる。また、他方の組の突起部４１Ｂ及び係合部４３Ｂによって、ローラー本体３８の周方向他方側Ｃへのローラー本体３８に対するブッシュ３９の移動を規制できる。
【００５８】
したがって、２組の突起部４１及び係合部４３を設けることにより、ローラー本体３８の周方向Ａ，Ｃの何れ側においても、ローラー本体３８に対するブッシュ３９の回転移動を規制することができる。
【００５９】
そのことに加え、本実施形態では、図９に示すように、突起部４１の支持面４１ｂが、ローラー本体３８の軸方向外側から軸方向内側Ｂへ向かって係合部４３側に傾斜するようにした。よって、ブッシュ３９をローラー本体３８に装着するときに、ローラー本体３８の軸方向内側Ｂへブッシュ３９を移動させるに連れて、係止爪４５の先端が突起部４１の支持面４１ｂから受ける押圧力が徐々に大きくなり、係止爪４５の先端が圧縮される。
【００６０】
そして、係止爪４５が突起部４１の端面４１ａよりもローラー本体３８の軸方向内側Ｂへ移動して、係止爪４５が支持面４１ｂから受ける押圧力が無くなった際に、係合部４３が突起部４１の支持面４１ｂに圧接するようになるので、係合部４３及び突起部４１を互いに強固に係合させることができる。
【００６１】
尚、上記実施形態では、加熱ローラー３３のローラー本体３８にブッシュ３９が設けられた例について説明したが、これに限らず、定着装置１１においてベルト３５が巻き掛けられる他のローラーにブッシュ３９を設けるようにしてもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、ローラー本体３８に開口部４２を形成した例について説明したが、開口部４２は必ずしも形成しなくてもよい。すなわち、開口部４２がない円筒状のローラー本体３８の内周面に突起部４１を形成する構成としてもよい。ただし、開口部４２を設ける構成とすれば、開口部４２を加工する際に突起部４１を容易に形成できる点で好ましい。
【００６３】
また、上記実施形態では、カラープリンターを画像形成装置の一例として説明したが、これに限らず、例えばトナー像を定着させる定着装置を有する複合機やモノクロプリンター等の他の画像形成装置であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上説明したように、本発明は、定着装置及びそれを備えた画像形成装置について有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１      画像形成装置
１１    定着装置
３１    加圧ローラー
３２    定着ローラー
３３    加熱ローラー
３４    テンションローラー
３５    ベルト
３８    ローラー本体
３９    ブッシュ
４１    突起部
４１ａ  端面
４１ｂ  支持面
４３    係合部
４５    係止爪
Ａ      ローラー本体の周方向一方側
Ｂ      ローラー本体の軸方向内側
Ｈ      ローラー本体の軸を通る平面
【図１】
0005931016.tif 000002
【図２】
0005931016.tif 000003
【図３】
0005931016.tif 000004
【図４】
0005931016.tif 000005
【図５】
0005931016.tif 000006
【図６】
0005931016.tif 000007
【図７】
0005931016.tif 000008
【図８】
0005931016.tif 000009
【図９】
0005931016.tif 000010
【図１０】
0005931016.tif 000011