(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒形状を有し、該筒の周方向に回転する、該筒の端部に、該筒の内外を貫通し該筒の端部側から央部側へと延びた溝を有し、該溝で回転駆動力を受け、該溝の回転方向前方側の縁に、該筒の周壁と交わる方向に突き出した突出部を有する金属製の回転部材と、
未定着のトナー像を表面に保持した記録媒体を上記回転部材との間に挟み込んで加圧することにより、該表面に該トナー像を定着させる加圧部材と、
前記回転部材と前記加圧部材が挟み込んだ記録媒体を加熱するための熱源と、
前記回転部材の溝に嵌り込み、前記突出部と接触する面における先端が前記回転部材の回転方向側に突出しており、前記筒の周壁から距離を空けた箇所で前記突出部と接触する嵌込部を有し、該嵌込部を介して該回転部材に回転駆動力を与える駆動部材とを備えたことを特徴とする定着器。
【請求項２】
前記駆動部材は、前記嵌込部の側面が前記回転部材の突出部の先端と接触するものであることを特徴とする請求項１記載の定着器。
【請求項３】
筒形状を有し、該筒の周方向に回転する、該筒の端部に、該筒の内外を貫通し該筒の端部側から央部側へと延びた溝を有し、該溝で回転駆動力を受け、該溝の回転方向前方側の縁に、該筒の周壁と交わる方向に突き出した突出部を有する金属製の回転部材と、
未定着のトナー像を表面に保持した記録媒体を上記回転部材との間に挟み込んで加圧することにより、該表面に該トナー像を定着させる加圧部材と、
前記回転部材と前記加圧部材が挟み込んだ記録媒体を加熱するための熱源と、
前記回転部材の溝に嵌り込み、前記突出部と接触する面における先端が前記回転部材の回転方向側に突出しており、前記筒の周壁から距離を空けた箇所で前記突出部と接触する嵌込部を有し、該嵌込部を介して該回転部材に回転駆動力を与える駆動部材とを備えた定着器；および
前記記録媒体の表面に未定着の前記トナー像を形成する像形成器；
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着器および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真方式の画像形成装置として、未定着のトナー像を記録媒体上に定着させる定着器を備えたものが知られている。このような定着器としては、回転駆動力を受けて回転する定着ロールを有するものが知られており、駆動ギアから突出したキーが嵌り込む軸方向のキー溝を有する定着ロールが汎用されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、キー溝の部分に緩衝材を設ける技術が開示されている。
【０００４】
また、例えば特許文献２には、キー溝の終端部分に、軸方向の応力を周方向に再配向させる周方向スロットを設ける技術が開示されている。
【０００５】
また、例えば特許文献３には、キー溝を強化する手段として補強部材や壁などを設ける技術が開示されている。
【０００６】
また、例えば特許文献４には、キー溝を開口キー溝ではなくて有底溝とする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−１２９２９７号公報
【特許文献２】特開２００５−１８２０１５号公報
【特許文献３】特開２００５−１８２０２３号公報
【特許文献４】特開平０９−２８１８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、定着器が備えている回転部材が大きな回転駆動力に耐えることが出来る定着器および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る定着器は、
筒形状を有し、その筒の周方向に回転する、その筒の端部に、その筒の内外を貫通しその筒の端部側から央部側へと延びた溝を有し、その溝で回転駆動力を受け、その溝の回転方向前方側の縁に、その筒の周壁と交わる方向に突き出した突出部を有する回転部材と、
未定着のトナー像を表面に保持した記録媒体を上記回転部材との間に挟み込んで加圧することにより、その表面にそのトナー像を定着させる加圧部材と、
上記回転部材と上記加圧部材が挟み込んだ記録媒体を加熱するための熱源と、
上記回転部材の溝に嵌り込み、上記筒の周壁から距離を空けた箇所で上記突出部と接触する嵌込部を有し、該嵌込部を介して該回転部材に回転駆動力を与える駆動部材とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る定着器は、
上記駆動部材は、上記嵌込部の側面が上記回転部材の突出部の先端と接触するものであることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る画像形成装置は、
筒形状を有し、その筒の周方向に回転する、その筒の端部に、その筒の内外を貫通しその筒の端部側から央部側へと延びた溝を有し、その溝で回転駆動力を受け、その溝の回転方向前方側の縁に、その筒の周壁と交わる方向に突き出した突出部を有する回転部材と、
未定着のトナー像を表面に保持した記録媒体を上記回転部材との間に挟み込んで加圧することにより、その表面にそのトナー像を定着させる加圧部材と、
上記回転部材と上記加圧部材が挟み込んだ記録媒体を加熱するための熱源と、
上記回転部材の溝に嵌り込み、上記筒の周壁から距離を空けた箇所で上記突出部と接触する嵌込部を有し、該嵌込部を介して該回転部材に回転駆動力を与える駆動部材とを備えた定着器；および
上記記録媒体の表面に未定着の上記トナー像を形成する像形成器；
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る定着器および請求項３に係る画像形成装置によれば、本構成を有さない場合と比較して、回転部材が大きな回転駆動力に耐えることが出来る。
【００１３】
請求項２に係る定着器によれば、本構成を有さない場合と比較して、より大きな回転駆動力に耐えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の画像形成装置の第１実施形態としてのプリンタの概略構成図である。
【図２】図１に示すプリンタにおける、定着器と排出器の断面を示した図である。
【図３】加熱ロールを表す斜視図である。
【図４】加熱ロールのキー溝の構造を表す図である。
【図５】駆動ギアのキーが加熱ロールのキー溝に嵌っている状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態について、以下図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の画像形成装置の第１実施形態としてのプリンタの概略構成図である。
【００１７】
図１に示すプリンタ１０はモノクロプリンタであり、プリンタ１０には、本発明の定着器の一実施形態が組み込まれている。
【００１８】
プリンタ１０には、プリンタ１０外で作成された、画像を表す画像信号が、不図示の信号ケーブル等を介して入力される。プリンタ１０には、このプリンタ１０内の各構成要素の動きを制御する制御部１１が備えられており、画像信号はこの制御部１１に入力される。そして、プリンタ１０では、この制御部１１の制御の下で画像信号に基づく画像の形成が行われる。
【００１９】
プリンタ１０の下部には、２台の用紙トレイ２１が収容されている。これらの用紙トレイ２１には、各用紙トレイ２１ごとに寸法の異なる用紙Ｐが積み重なった状態に収容されている。各用紙トレイ２１は、用紙Ｐの補給のために、引出し自在に構成されている。
【００２０】
それら２台の用紙トレイ２１のうちの、制御部１１に入力された画像信号が表している画像の寸法に適合した寸法の用紙Ｐが用紙トレイからピックアップロール２２により送り出される。送り出された用紙Ｐは、さばきロール２３により１枚ずつに分離され、その分離された１枚の用紙Ｐが上方に搬送されてその用紙Ｐの先端が待機ロール２４に至る。待機ロール２４は、それ以降の搬送のタイミングを調整して用紙Ｐを送り出す役割りを担っている。待機ロール２４に到達した用紙Ｐは、その待機ロール２４によりそれ以降の搬送のタイミングが調整されてさらに搬送される。
【００２１】
このプリンタ１０には、矢印Ａで示す向きに回転する感光体１２が待機ロール２４の上方に備えられている。そして、この感光体１２の周囲に、帯電器１３、露光器１４、現像器１５、転写器１６、および感光体クリーナ１７が配備されている。
【００２２】
感光体１２は円筒形状を有し、図１の奥行き方向に延伸しており、表面の帯電により電荷を保持し露光によりその電荷を放出してその表面に静電潜像が形成される。
【００２３】
帯電器１３は、感光体１２の表面に接触して回転する帯電ロールを備えており、その帯電ロールで感光体１２の表面に電荷を付与することによってその表面を帯電させる。なお、帯電器１３としては、帯電ロールの他に、感光体に非接触のコロナ放電器なども採用され得る。
【００２４】
露光器１４は、制御部１１から供給される画像信号に応じて変調されたレーザ光（露光光）を発光する発光器と、レーザ光で感光体１２を走査するための回転多面鏡とを有しており、露光器１４からはその露光光が出力される。感光体１２は、この露光光による露光を受け、感光体１２の表面に静電潜像が形成される。なお、露光器１４としては、レーザ光を用いる方式の他に、走査方向に沿って多数のＬＥＤが並んだＬＥＤアレイなども採用され得る。さらに、潜像形成器としては、露光方式の他に、走査方向に沿って並んだ多数の電極で直接に潜像を形成する方式なども採用され得る。
【００２５】
感光体１２表面が露光光により露光されてその表面に形成された静電潜像は現像器１５により現像される。現像器１５は現像ロール１５ｃを備えており、この現像器１５には、トナー供給路１５ｂを介してトナー収納部１５ａが繋がっている。現像器１５内にはトナーと磁性キャリアを含んだ現像剤が収納されていて、トナー収納部１５ａに収納されているトナーが、トナー供給路１５ｂを通って現像器１５へと適宜に補給される。磁性キャリアは、例えば鉄粉の表面に樹脂コーテイングを施したものである。また、トナー粒子は、例えば結着樹脂、着色剤、および離型剤を材料として形成されたものである。現像器１５は、磁性キャリアの粒子とトナーの粒子とが混合された現像剤を撹拌することでトナーおよび磁性キャリアを帯電させる。現像器１５内の現像剤は現像ロール１５ｃによって感光体１２の表面に供給され、現像剤中の帯電トナーによって感光体１２表面の潜像が現像されてトナー像が形成される。
【００２６】
ここで、上記の待機ロール２４は、感光体１２上のトナー像が、転写器１６に対面した位置に達するタイミングに合わせてその位置に到達するように用紙Ｐを送り出す。そして、感光体１２上のトナー像は、転写器１６の作用を受け、その送り出されてきた用紙Ｐ上に転写される。なお、転写器１６としては、中間転写体を備えて間接的にトナー像を転写するものも採用され得る。
【００２７】
トナー像の転写後に感光体１２上に残存するトナーは、感光体クリーナ１７により、感光体１２から取り除かれる。
【００２８】
感光体１２、帯電器１３、露光器１４、現像器１５、および転写器１６を合わせたものが、本発明にいう像形成器の一例に相当する。
【００２９】
トナー像の転写を受けた用紙Ｐは、さらに矢印Ｂ方向に進み、定着器１００による加熱
および加圧を受けてその用紙Ｐ上にトナー像が定着される。その結果、用紙Ｐ上には定着トナー像からなる画像が形成される。この定着器１００は、本発明の定着器の一実施形態に相当する。
【００３０】
定着器１００を通過した用紙Ｐは、排出器２００に向かって矢印Ｃ方向に進み、さらに、その排出器２００によってさらに矢印Ｄ方向に送られて排紙台１８上に排出される。
【００３１】
図２は、図１に示すプリンタ１０における、定着器と排出器の断面を示した図である。
【００３２】
定着器１００は、加熱ロール１０１と加圧ロール１０２とを有している。加熱ロール１０１は、金属製の筒の外周面に離型材料がコーティングされたものであり、加熱ロール１０１の内部には熱源１０３が配置されている。加圧ロール１０２も筒状のものであり、加圧ロール１０２の周面が加熱ロール１０１の周面に押し付けられている。矢印Ｂ方向に進んで定着器１００に達した用紙は、加圧ロール１０２と加熱ロール１０１との接触部へと進入する。用紙は、その接触部で加熱ロール１０１と加圧ロール１０２とに挟み付けられる。このとき、用紙は、トナー像が形成されている面が加熱ロール１０１側を向いた状態となる。
【００３３】
加熱ロール１０１と加圧ロール１０２は互いに接したまま矢印Ｆ方向に回転している。このため、接触部へと進入した用紙は、その加熱ロール１０１と加圧ロール１０２の回転によってその接触部を通過し排出器２００に向かって矢印Ｃ方向に進む。そして、その通過の際に、加熱ロール１０１内部の熱源１０３による加熱および加圧ロール１０２による加圧を受けてトナー像が用紙上に定着されて定着トナー像からなる画像が形成される。
【００３４】
加熱ロール１０１が本発明にいう回転部材の一例に相当し、加圧ロール１０２が本発明にいう加圧部材の一例に相当し、熱源１０３が本発明にいう熱源の一例に相当する。
【００３５】
排出器２００には、排出器２００内に進入してきた用紙を引き続き矢印Ｃ方向に送り、さらに矢印Ｄ方向に送る排紙ロール２０３が配備されている。用紙は、この排紙ロール２０３によって、排出器２００から矢印Ｄ方向に送り出されて排紙台１８上に排出される。
【００３６】
ここで、加熱ロール１０１の詳細について説明する。
【００３７】
図３は、加熱ロールを表す斜視図である。
【００３８】
加熱ロール１０１の一端には、加熱ロール１０１を回転駆動させる駆動ギア１０４が嵌っている。この駆動ギア１０４は、周囲に、図示が省略された歯が並んでいて、その歯を介してモータから駆動力を受ける。また、駆動ギア１０４には、内側に突き出したキー１０５が設けられており、このキー１０５が、加熱ロール１０１の端部に設けられたキー溝１０６に嵌り込んでいる。駆動ギア１０４がモータから受けた駆動力は、このキー１０５を介して加熱ロール１０１に伝えられ、加熱ロール１０１は、キー溝１０６でその駆動力を受けることとなる。加熱ロール１０１はその駆動力で図の矢印Ｆ方向に回転する。
【００３９】
駆動ギア１０４が、本発明にいう駆動部材の一例に相当し、キー１０５が、本発明にいう嵌込部の一例に相当する。また、キー溝１０６が、本発明にいう回転部材の溝の一例に相当する。
【００４０】
画像形成装置の高速化などが近年望まれているのに伴って、駆動ギア１０４によって加熱ロール１０１に与えられる駆動力は、より大きい駆動力が望まれている。そのため、加熱ロール１０１が駆動力に耐える力を向上することも望まれている。加熱ロール１０１が耐える力を向上するためには、特に、キー溝１０６が大きな力に耐え得ることが求められる。
【００４１】
図４は、加熱ロールのキー溝の構造を表す図である。
【００４２】
図４には加熱ロール１０１の端部だけが示されている。この加熱ロール１０１には、加熱ロール１０１の半周毎に１つずつ、合わせて２つのキー溝１０６が設けられている。各キー溝１０６は、加熱ロール１０１の端部側から凹部側へと延びており、加熱ロール１０１の内外を貫通した、いわゆる開口溝となっている。キー溝１０６の縁には、加熱ロール１０１を成す金属に折り曲げ加工が施されて突出壁１０７が形成されている。この突出壁１０７は、加熱ロール１０１の周壁１０８から加熱ロール１０１内部側へと突き出している。この突出壁１０７が、本発明にいう回転部材の突出部の一例に相当する。
【００４３】
図５は、駆動ギアのキーが加熱ロールのキー溝に嵌っている状態を示す図である。
【００４４】
駆動ギア１０４および加熱ロール１０１の回転方向は、図に示す矢印Ｆ方向である。駆動ギア１０４のキー１０５は、回転方向の前方側で、加熱ロール１０１の突出壁１０７に対し、周壁１０８から距離を置いた位置で接触している。このため、突出壁１０７の根本から接触部までの箇所がばねとして働き、駆動力を受けることによる応力が分散する。その結果、加熱ロール１０１は大きな駆動力に耐えることとなる。特に本実施形態では、キー１０５の側面１０５ａが突出壁１０７の先端と接触しているので、突出壁１０７の全体がばねとして働き、より大きな駆動力に耐える。
【００４５】
このような構造の加熱ロール１０１についてシミュレーションを行ったところ、突出壁１０７の全面がキー１０５に接触した比較例に対し、安全率が約１．４〜１．９倍に向上することが確認された。
【００４６】
なお、上記実施形態では、画像形成装置の一例としてモノクロプリンタを示して説明したが、本発明の画像形成装置は、カラープリンタであっても良く、あるいは、ファクシミリやコピー機や複合機であってもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、本発明にいう像形成器の一例として、感光体上に形成されたトナー像を記録媒体上に転写するタイプの像形成器を示して説明したが、本発明にいう像形成器は、記録媒体上にトナー像を直接に形成するものであっても良い。
【００４８】
また、上記実施形態では、本発明にいう回転部材の溝が２つ設けられたものを示して説明したが、本発明にいう回転部材は溝を１つ有するものであってもよく、あるいは溝を３つ以上有するものであってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０    プリンタ
１２    感光体
１３    帯電器
１４    露光器
１５    現像器
１６    転写器
１００    定着器
１０１    加熱ロール
１０２    加圧ロール
１０３    熱源
１０４    駆動ギア
１０５    キー
１０６    キー溝
１０７    突出壁
【図１】
0005915310.tif 000002
【図２】
0005915310.tif 000003
【図３】
0005915310.tif 000004
【図４】
0005915310.tif 000005
【図５】
0005915310.tif 000006