(57)【要約】    【課題】定着装置の圧ローラにおいて、交換が必要な部品のみを交換できるようにすること。    【解決手段】圧ローラ６は、鉄芯８と、鉄芯８に外嵌される弾性体９とを有している。弾性体９の内周面１３と鉄芯８の中間部１２の外周面１４とは、向かい合っている。外周面１４に係合溝１６が形成されるとともに、内周面１３に上記係合溝１６と係合し得る凸条１７が形成されている。    【効果】鉄芯８と弾性体９とを鉄芯８の軸方向にずらすことで、鉄芯８から弾性体９を容易に取り外すことができる。    【選択図】            図３
2006171638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が転写された用紙を加熱および加圧することによりトナー像を用紙に定着させる定着装置において、上記加熱および加圧を行うために、熱ローラと対をなす圧ローラであって、
軸方向に伸びた鉄芯と、
鉄芯に外嵌される円筒状の弾性体と、を有し、
上記鉄芯の外表面には、軸方向に伸びた係合溝が形成され、
上記弾性体の内表面には、上記鉄芯の係合溝と係合し得る、軸方向に伸びた凸条が形成されていて、上記鉄芯に対して上記弾性体は取り外し可能に嵌合されていることを特徴とする定着装置の圧ローラ。
【請求項２】
上記係合溝は複数設けられ、
上記凸条は、係合溝にあわせて複数設けられていることを特徴とする請求項１記載の定着装置の圧ローラ。
【請求項３】
上記係合溝の幅は、上記対をなす熱ローラと圧ローラとのニップの幅よりも狭くされていることを特徴とする請求項１または２記載の定着装置の圧ローラ。
【請求項４】
トナー像が転写された用紙を加熱および加圧することによりトナー像を用紙に定着させる定着装置において、上記加熱および加圧を行うために、熱ローラと対をなす圧ローラであって、
弾性体で形成された円柱状ローラと、
円柱状ローラの軸方向に伸び、円柱状ローラの外表面に接して円柱状ローラを回転可能に支持する複数の支持軸と、
上記複数の支持軸のうち少なくとも１つを、上記円柱状ローラに押し当てる方向に付勢する付勢手段と、を有することを特徴とする定着装置の圧ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機などの画像形成装置に備えられる定着装置の圧ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機などの画像形成装置には、電子写真方式により形成したトナー像を用紙に転写し、定着装置を用いて定着するものがある。通常、定着装置は、対をなす熱ローラと圧ローラとを有しており（たとえば、特許文献１，２参照）、当該ローラ対のニップに、トナー像が転写された用紙を通して加熱および加圧することで、トナー像を用紙に定着させるようになっている。
【０００３】
上記圧ローラは、回転軸である鉄芯と、鉄芯の外周に固着されたソフトローラとを有している。鉄芯とソフトローラとは、インサート成形や接着剤によって固着されている。
また、ソフトローラの外周面には、たとえば、フッ素コーティングが施されており、この外周面が熱ローラに圧接されて、上記のニップを形成している。
【特許文献１】特開２００２−３１８５０１号公報
【特許文献２】特開２００２−３１８５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このため、ソフトローラの外周部は、熱ローラからの熱や圧接力によって劣化を生じ易く、当該ソフトローラを定期的に交換する必要がある。しかしながら、ソフトローラは、鉄芯と固着されているため、ソフトローラのみを交換することができず、鉄芯も一緒に、すなわち、圧ローラ自体を交換する必要があり、無駄が生じている。
また、圧ローラを廃棄処分する際には、ソフトローラを鉄芯から取り外す必要があるが、この取り外し作業に手間がかかってしまう。
【０００５】
この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、交換が必要な部品のみを交換することのできる定着装置の圧ローラを提供することを目的とする。
この発明の別の目的は、弾性体の交換にかかる手間を低減することのできる定着装置の圧ローラを提供することにある。
この発明のさらに別の目的は、メンテナンスにかかる費用を低減することのできる定着装置の圧ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、トナー像が転写された用紙（Ｐ）を加熱および加圧することによりトナー像を用紙に定着させる定着装置（３）において、上記加熱および加圧を行うために、熱ローラ（５）と対をなす圧ローラ（６）であって、軸方向に伸びた鉄芯（８）と、鉄芯に外嵌される円筒状の弾性体（９）と、を有し、上記鉄芯の外表面（１４）には、軸方向に伸びた係合溝（１６）が形成され、上記弾性体の内表面（１３）には、上記鉄芯の係合溝と係合し得る、軸方向に伸びた凸条（１７）が形成されていて、上記鉄芯に対して上記弾性体は取り外し可能に嵌合されていることを特徴とする定着装置の圧ローラである。
【０００７】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、弾性体と鉄芯とを鉄芯の軸方向にずらすという簡易な作業で、弾性体を鉄芯から容易に取り外すことができる。これにより、弾性体の交換作業にかかる手間を低減することができる。また、圧ローラのうち、劣化を生じた弾性体のみを交換でき、鉄芯を交換せずに済む。したがって、交換の必要な部品のみを交換できて無駄がなく、メンテナンスにかかる費用を低減することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、上記係合溝は複数設けられ、上記凸条は、係合溝にあわせて複数設けられていることを特徴とする請求項１記載の定着装置の圧ローラである。
この構成によれば、弾性体と鉄芯との連結をより強固なものにでき、弾性体が、鉄芯に対して擦れてしまうことをより確実に防止できる。
請求項３記載の発明は、上記係合溝の幅（Ｗ１）は、上記対をなす熱ローラと圧ローラとのニップの幅（Ｗ２）よりも狭くされていることを特徴とする請求項１または２記載の定着装置の圧ローラである。
【０００９】
この構成によれば、係合溝に係合した凸条の弾性変形量を小さくでき、その結果、弾性体が鉄芯と擦れてしまうことをより確実に防止することができる。
請求項４記載の発明は、トナー像が転写された用紙を加熱および加圧することによりトナー像を用紙に定着させる定着装置において、上記加熱および加圧を行うために、熱ローラと対をなす圧ローラ（６Ａ）であって、弾性体で形成された円柱状ローラ（１８）と、円柱状ローラの軸方向に伸び、円柱状ローラの外表面（２２）に接して円柱状ローラを回転可能に支持する複数の支持軸（１９，２０）と、上記複数の支持軸のうち少なくとも１つ（２０）を、上記円柱状ローラに押し当てる方向に付勢する付勢手段（２１）と、を有することを特徴とする定着装置の圧ローラである。
【００１０】
この構成によれば、円柱状ローラと各支持軸とは、互いの外表面で接しているため、円柱状ローラを支持軸から抜き取る作業が必要なく、円柱状ローラ（弾性体）の交換作業にかかる手間が少なくて済む。また、圧ローラのうち、長年の使用により劣化を生じた円柱状ローラのみを交換でき、支持軸を交換せずに済む。したがって、交換の必要な部品のみを交換できて無駄がなく、メンテナンスにかかる費用を低減することができる。さらに、円柱状ローラの内部に支持軸などの剛体を挿通する必要がないので、円柱状ローラの交換がより容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、この発明の一実施形態にかかる定着装置を備える複写機の概略構成を示す図解的な正面図である。複写機１は、電子写真方式によって、画像データに基づくトナー像を形成して用紙Ｐに転写し、転写したトナー像を用紙Ｐに定着させることにより、所定の画像を用紙Ｐに形成するものである。
【００１２】
なお、以下では、「上」または「下」というときは、図１の上下方向ＵＤに沿う方向における上下をいうものとする。
複写機１は、感光体ドラム２と、定着装置３と、これら感光体ドラム２および定着装置３を収容するハウジング４とを有している。
感光体ドラム２は、その軸方向（図１の紙面に垂直な方向）に長い筒状に形成されている。画像形成時、感光体ドラム２の外周面には、所定の画像データに基づくトナー像が形成され、このトナー像は、たとえば、転写位置Ｔで用紙Ｐに転写される。
【００１３】
転写位置Ｔを通過した用紙Ｐは、定着装置３に送られ、トナー像が定着されるようになっている。定着装置３は、感光体ドラム２と平行に延びる熱ローラ５と圧ローラ６とを有しており、これら熱ローラ５および圧ローラ６は対をなしている。熱ローラ５内には、熱ローラ５を加熱するためのヒータ７が設けられている。圧ローラ６は、熱ローラ５の下方に配置されており、熱ローラ５に圧接されている。これにより、圧ローラ６と熱ローラ５との間にニップＮが形成されている。
【００１４】
定着装置３に送られた用紙Ｐは、ニップＮを通過する際、熱ローラ５および圧ローラ６によって、加熱・加圧され、用紙Ｐにトナー像が定着される。定着装置３を通過した用紙Ｐは、複写機１から排出され、画像形成動作が完了する。
図２は、単品の圧ローラ６を用紙Ｐの搬送方向に見た図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。図２および図３を参照して、圧ローラ６は、鉄芯８と、鉄芯８に外嵌される弾性体９とを有している。
【００１５】
鉄芯８は、ステンレス材などの金属により形成された、軸方向に長い丸棒部材である。鉄芯８の一端部１０および他端部１１は、それぞれ、当該鉄芯８の中間部１２よりも小径に形成されており、図示しない軸受などを介して、ハウジング４（図１参照）に回転可能に支持されている。
弾性体９は、シリコンゴムなどの弾性部材によって形成された、軸方向に長い円筒状の部材である。弾性体９は、鉄芯８の中間部１２に嵌め合わされている。弾性体９の内周面１３と鉄芯８の中間部１２の外周面１４（外表面）とは、向かい合っている。弾性体９と鉄芯８とは、それぞれの軸線が重ね合わされている。
【００１６】
弾性体９の外周面１５には、フッ素をコーティングして形成された表面層が設けられている。この外周面１５の一部は、熱ローラ５の外周面に圧接されてくぼむようになっている（図３において、くぼんだ状態の外周面１５を２点鎖線で図示）。当該くぼんだ部分に上記のニップＮが形成されている。
この実施形態の特徴の１つは、鉄芯８と弾性体９とを、一体回転可能に、かつ、鉄芯８から弾性体９を容易に取り外すことができるように嵌合している点にある。
【００１７】
具体的には、鉄芯８の中間部１２の外周面１４に係合溝１６が形成されるとともに、弾性体９の内周面１３に、上記係合溝１６と係合し得る凸条１７が形成されている。
係合溝１６は、鉄芯８の周方向に等間隔に複数（たとえば、４つ）設けられている。各係合溝１６は、中間部１２の軸方向の全域に亘って、鉄芯８の軸線と平行に伸びている。各係合溝１６は、外周面１４から鉄芯８の径方向に沿って所定の深さＤを有している。
【００１８】
各係合溝１６の幅Ｗ１（鉄芯８の周方向における各係合溝１６の長さ）は、ニップＮの幅Ｗ２（弾性体９の周方向におけるニップＮの長さ）よりも狭くされている（Ｗ１＜Ｗ２）。
凸条１７は、係合溝１６にあわせて複数（４つ）設けられている。これらの凸条１７は、上記複数の係合溝１６に対応する位置に配置されている。具体的には、凸条１７は、弾性体９の内周面１３の周方向に等間隔に配置されている。
【００１９】
各凸条１７は、弾性体９の軸方向の全域に亘って、弾性体９の軸線と平行に伸びている。各凸条１７の、弾性体９の内周面１３からの高さは、係合溝１６の深さＤの値と略同じにされている。各凸条１７の幅（弾性体９の周方向における各凸条１７の長さ）は、鉄芯８の係合溝１６の幅Ｗ１の値と略同じにされている。
以上説明したように、この実施形態によれば、弾性体９と鉄芯８とを鉄芯８の軸方向にずらすという簡易な作業で、弾性体９を鉄芯８から容易に取り外すことができる。これにより、弾性体９の交換作業にかかる手間を低減することができる。
【００２０】
また、圧ローラ６のうち、長年の使用により劣化を生じた弾性体９のみを交換でき、鉄芯８を交換せずに済む。したがって、交換の必要な部品のみを交換できて無駄がなく、メンテナンスにかかる費用を低減することができる。
さらに、係合溝１６を複数設けるとともに、凸条１７を係合溝１６にあわせて複数設けているので、弾性体９と鉄芯８との連結をより強固なものにでき、弾性体９が、鉄芯８に対して擦れてしまうことをより確実に防止できる。
【００２１】
また、係合溝１６の幅Ｗ１をニップＮの幅Ｗ２よりも狭くしていることにより、係合溝１６に係合した凸条１７の弾性変形量を小さくでき、その結果、弾性体９が鉄芯８と擦れてしまうことをより確実に防止することができる。
図４は、この発明の別の実施形態の要部の図解的な平面図である。図５は、図４のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図である。なお、以下では、図１〜図３に示す実施の形態と異なる点について主に説明し、同様の構成については、図に同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２２】
図４および図５を参照して、圧ローラ６Ａは、熱ローラ５と対をなして配置されている。この圧ローラ６Ａは、円柱状ローラ１８と、第１および第２の支持軸１９，２０（複数の支持軸）と、ばね部材２１（付勢手段）とを有している。
円柱状ローラ１８は、シリコンゴムなどの弾性体で形成された、軸方向に長い中実の部材である。円柱状ローラ１８の外周面２２（外表面）には、フッ素をコーティングして形成された表面層が設けられている。この外周面２２は、その一部が熱ローラ５の外周面に圧接されてくぼむようになっている（図５において、くぼんだ状態の外周面２２を２点鎖線で図示）。当該くぼんだ部分にニップＮが形成されている。
【００２３】
第１および第２の支持軸１９，２０は、それぞれ、円柱状ローラ１８を回転可能に支持するためのものである。第１および第２の支持軸１９，２０は、それぞれ、鉄などの金属部材で形成された、軸方向に長い丸棒部材であり、円柱状ローラ１８よりも小径に形成されて、円柱状ローラ１８の軸方向に伸びている。第１および第２の支持軸１９，２０は、それぞれ、その軸方向への移動が規制されている。各支持軸１９，２０の外周面２３，２４は、円柱状ローラ１８の外周面２２に当接しており、両者が転がり接触するようになっている。
【００２４】
第１の支持軸１９の外周面２３と、円柱状ローラ１８の外周面２２とは、第１の接触部Ｃ１で当接している。第２の支持軸２０の外周面２４と、円柱状ローラ１８の外周面２２とは、第２の接触部Ｃ２で当接している。
第１および第２の接触部Ｃ１，Ｃ２は、円柱状ローラ１８の中心軸線Ｓを通る鉛直面Ｐ１を挟んで配置されるとともに、中心軸線Ｓを通る水平面Ｐ２の下方に配置されている。
【００２５】
第１の支持軸１９は、その両端部に取り付けられた軸受２５，２６などを介して、ハウジングに回転可能に支持されている。
第１の支持軸１９の両端部には、環状のスペーサ２７，２８が外嵌されて固定されている。一方のスペーサ２７は、軸受２５と円柱状ローラ１８の一端面との間に挟まれており、当該一端面と円柱状ローラ１８の軸方向に対向している。同様に、他方のスペーサ２８は、軸受２６と円柱状ローラ１８の他端面との間に挟まれており、当該他端面と円柱状ローラ１８の軸方向に対向している。
【００２６】
また、円柱状ローラ１８の軸方向において、一対のスペーサ２７，２８間の距離は、円柱状ローラ１８の軸方向の全長よりも長くされている。
上記の構成により、円柱状ローラ１８は、その軸方向に関して、一対のスペーサ２７，２８よりも外側に移動することが規制されている。
第２の支持軸２０は、その両端部に取り付けられた軸受２９，３０などを介して、ハウジング４に、回転可能かつ揺動可能に支持されている。たとえば、軸受２９，３０は、アーム部材３２，３３の一端部に支持されており、アーム部材３２，３３の他端部は、上記ハウジング４に回動可能に支持されている。
【００２７】
ばね部材２１は、たとえば、圧縮コイルばねからなる。ばね部材２１の一端は、たとえば、ハウジング４に固定され、他端は、第２の支持軸２０の外周面２４に接して付勢力を付与している。この付勢力の方向は、図５の白抜き矢印に示すように、第２の支持軸２０の外周面２４を円柱状ローラ１８の外周面２２に押し当て、かつ、押し当てられた円柱状ローラ１８の外周面２２が、熱ローラ５の外周面に押し当てられる（圧接される）方向とされている。
【００２８】
以上説明したように、この実施形態によれば、円柱状ローラ１８と各支持軸１９，２０とは、互いの外周面２２，２３，２４で接しているため、円柱状ローラ１８を各支持軸１９，２０から抜き取る作業が必要なく、円柱状ローラ１８の交換作業にかかる手間が少なくて済む。
また、圧ローラ６Ａのうち、長年の使用により劣化を生じた円柱状ローラ１８のみを交換でき、各支持軸１９，２０を交換せずに済む。したがって、交換の必要な部品のみを交換できて無駄がなく、メンテナンスにかかる費用を低減することができる。
【００２９】
さらに、円柱状ローラ１８の内部に支持軸などの剛体を挿通する必要がないので、円柱状ローラ１８の交換がより容易である。また、円柱状ローラ１８の肉厚をより多くすることができ、熱ローラ５との圧接により形成されるニップＮの幅を、より多く確保することができる。
この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
【００３０】
たとえば、図１〜図３に示す実施形態において、弾性体９の外周面１５にフッ素コーティングを施して表面層を設ける代わりに、弾性体９にフッ素チューブを外嵌してもよい。また、係合溝１６および凸条１７のそれぞれの数は、１，２または３つでもよいし、５つより多くてもよい。さらに、係合溝１６の幅Ｗ１は、熱ローラ５と圧ローラ６とのニップＮの幅Ｗ２と同じでもよいし、幅Ｗ２よりも広くされていてもよい。
【００３１】
また、図４および図５に示す実施形態において、円柱状ローラ１８の外周面２２にフッ素コーティングを施して表面層を設ける代わりに、円柱状ローラ１８にフッ素チューブを外嵌してもよい。さらに、第１および第２の支持軸１９，２０に加え、１または２以上の支持軸をさらに設けてもよい。この場合、水平面Ｐ２より上方に配置される支持軸を設けてもよい。また、ばね部材２１によって、円柱状ローラ１８に向けて付勢される支持軸の数は、２つ以上でもよい。さらに、付勢手段として、コイルばね以外のばねなどの他の弾性部材を用いてもよい。
【００３２】
その他、本発明は、プリンタなどの他の画像形成装置に備えられる定着装置の圧ローラに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の一実施形態にかかる定着装置を備える複写機の概略構成を示す図解的な正面図である。
【図２】単品の圧ローラを用紙の搬送方向に見た図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。
【図４】この発明の別の実施形態の要部の図解的な平面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
３  定着装置
５  熱ローラ
６，６Ａ  圧ローラ
８  鉄芯
９  弾性体
１３  （弾性体の）内周面（内表面）
１４  （鉄芯の中間部の）外周面（外表面）
１６  係合溝
１７  凸条
１８  円柱状ローラ
１９  第１の支持軸
２０  第２の支持軸
２１  ばね部材（付勢手段）
２２  （円柱状ローラの）外周面（外表面）
Ｎ  ニップ
Ｐ  用紙
Ｗ１  （係合溝の）幅
Ｗ２  （ニップの）幅
【図１】
2006171638.tif 000003
【図２】
2006171638.tif 000004
【図３】
2006171638.tif 000005
【図４】
2006171638.tif 000006
【図５】
2006171638.tif 000007