(57)【要約】【課題】  定着装置において、安価にしかも簡単な構成で加圧ローラ用ベアリングの傾きを防止する。【解決手段】  定着装置２０は加熱ローラ１４及び加圧ローラ１６と、加圧ローラを回転可能に支持するベアリング１５を支持してベアリングに対して加熱ローラの方向に加圧力を加えて加圧ローラを加熱ローラに圧接するための加圧部材２１を有し、加熱ローラと加圧ローラとのニップ部を通過する記録用紙上のトナー像を定着する。加圧部材には加圧ローラの軸方向に交差するとともに加圧力の方向に交差する方向に開口された溝部２１ａが規定され、この溝部に当接してベアリングが保持されている。【選択図】      図６
2006208931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱ローラ及び加圧ローラと、前記加圧ローラを回転可能に支持するベアリングを支持して前記ベアリングに対して前記加熱ローラの方向に加圧力を加えて前記加圧ローラを前記加熱ローラに圧接するための加圧部材を有し、前記加熱ローラと前記加圧ローラとのニップ部を通過する記録用紙上のトナー像を定着する定着装置において、
前記加圧部材には前記加圧ローラの軸方向と前記加圧ローラから前記加熱ローラに加えられる加圧力の方向の夫々に交差する方向に開口された保持部が形成され、前記保持部に当接して前記ベアリングが保持されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記保持部はＵ溝状又はコの字状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記ベアリングの前記加圧ローラの軸方向移動による前記加圧部材の前記加圧ローラの軸方向への変形を阻止する変形阻止部材を備え、
前記変形阻止部材は前記加圧ローラの軸方向に沿って延びその一端側が定着装置筐体に取り付けられて他端側が前記加圧部材に当接し、
前記変形阻止部材は前記加圧ローラの軸よりも前記加熱ローラ側に配設されていることを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
前記保持部は、前記加圧ローラの軸方向におけるベアリングの幅に亘って前記ベアリングと面接触する底面部と少なくとも１つの腕部とを有し、該底面部及び腕部によって前記ベアリングを支持するようにしたことを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、又はファクシミリ装置等の画像形成装置に用いられ、定着ローラ（加熱ローラ）及び加圧ローラを備えてトナー像を記録用紙に定着させるための定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真プロセスを用いた画像形成装置には、定着装置が備えられ、この定着装置は加熱ローラ及び加圧ローラを用いて、記録用紙（以下単に用紙と呼ぶ）上のトナー像を定着する。定着装置においては、加熱ローラは、定着装置筐体（以下単に装置筐体と呼ぶ）加熱ローラの回転軸上に配設したギア、ベアリング、及びブッシュ等を介して回転駆動可能に支持されており、加圧ローラは、装置筐体にベアリングを介して回転可能に支持され、加圧部材によってベアリングが付勢されて加圧ローラは定着ローラに圧接さされている。そして、加熱ローラと加圧ローラとのニップ部に用紙を通過させて、用紙上のトナー像を定着している。
【０００３】
上述の加圧部材にはＵ字形状の溝部が形成されており、この溝部にベアリングを挿入して、加圧部材によって加圧ローラを支持するとともに、加圧ローラを加熱ローラの方向に押圧している。そして、この溝部は加圧ローラの加圧方向に開口している。
【０００４】
ところで、定着装置は加熱・冷却を繰り返しているため、つまり、画像形成装置がオンされた際に加熱ローラは加熱され、画像形成装置がオフすると、加熱ローラの加熱が停止されるため、加熱ローラの加熱に応じて加圧ローラは膨張・収縮を繰り返すことになり、この膨張・収縮に起因して、加圧ローラに取り付けられたベアリングが徐々に軸方向外側に押されしまう。そして、ベアリングは加圧部材に当るまで軸方向外側に移動する。
【０００５】
前述のように、ベアリングが加圧部材に当接した後、加圧部材によって加熱ローラ側に押圧されると、加圧部材は加圧方向に開口しているから、ベアリングと加圧部材の当接部分を支点としてベアリングが傾いてしまうことがある。そして、ベアリングは傾いた状態で加圧される結果、加圧ローラを回転すると加圧ローラの回転軸がけずれてしまう。
【０００６】
一方、ベアリングの内輪はクリープして、圧バランスが悪くなってしまい、定着の際用紙にシワが発生してしまう。さらに、上述の状態で回転を繰り返すと、最悪の場合ベアリングが破損してしまうことになる。
【０００７】
一方、定着装置として、加圧ローラとの圧接部側が開放されたＵ字形状の嵌合開口部を設けて、この嵌合開口部に加熱ローラのベアリングを嵌合させ、枠体のフック部によって、ベアリングの外周の一部を支持し、定着上ユニットを、加圧ローラが支持された定着下ユニットに対して支軸を中心に開閉可能に支持して、一端を定着上ユニットの枠体に支持させて、他端を枠体の凸部に取り外し自在に係合させた棒状の弾性部材であるベアリング押さえにより、ベアリングを保持するようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−４４２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のような不具合を防止するためには、例えば、加圧ローラの両端部にＥリング又はビス等を使用して加圧ローラ用ベアリングの傾きを防止するようにしているが、つまり、加圧ローラの両端部にベアリング傾き防止部材を配設して、加圧ローラ用ベアリングの傾きを防止すればよいが、このようなベアリング傾き防止部材を用いると、部品点数が増えてしまうばかりでなく、定着装置組み立て工数が増加して、定着装置自体のコストアップを招くという課題がある。
【００１０】
従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、安価にしかも簡単な構成で加圧ローラ用ベアリングの傾きを防止することのできる定着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】
【００１１】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、加熱ローラ及び加圧ローラと、前記加圧ローラを回転可能に支持するベアリングを支持して前記ベアリングに対して前記加熱ローラの方向に加圧力を加えて前記加圧ローラを前記加熱ローラに圧接するための加圧部材を有し、前記加熱ローラと前記加圧ローラとのニップ部を通過する記録用紙上のトナー像を定着する定着装置において、前記加圧部材には前記加圧ローラの軸方向と前記加圧力の方向の夫々に交差する方向に開口された保持部が規定され前記保持部に当接して前記ベアリングが保持されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明では、前記保持部は、例えば、Ｕ溝状又はコの字状に形成されている。また、本発明では、前記ベアリングの前記加圧ローラの軸方向移動による前記加圧部材の前記加圧ローラの軸方向への変形を阻止する変形阻止部材を備え、前記変形阻止部材は前記加圧ローラの軸方向に沿って延びその一端側が定着装置筐体に取り付けられて他端側が前記加圧部材に当接し、前記変形阻止部材を前記加圧ローラの軸よりも前記加熱ローラ側に配設することが望ましい。
【００１３】
また、本発明では、前記保持部はベアリングの軸方向幅に亘って面接触する底面部と少なくとも１つの腕部とを有して、該底面部及び腕部によって前記ベアリングを支持するようにする。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明による定着装置は、加圧部材に加圧ローラの軸方向と加圧力の方向の夫々に交差する方向に開口された保持部を規定して、この保持部に当接してベアリングが保持したので、加圧ローラの軸方向への膨張に起因して、ベアリングが軸方向外側に移動して加圧部材を押しても、ベアリングに回転力が発生することがなくなって、しかも新たに部品を必要とせず、その結果、安価に簡単な構成でベアリングの傾きを防止できるという効果がある。
【００１５】
本発明では、加圧ローラの軸方向への変形を阻止する変形阻止部材を備えて、変形阻止部材を加圧ローラの軸よりも加熱ローラ側に配置するようにしたので、加圧ローラの熱膨張に起因してベアリングが軸方向に押圧されても、加圧部材の変形を阻止することができるという効果がある。
【００１６】
本発明では、底面部及び腕部によってベアリングを支持するようにしたので、安定的にベアリングを支持することができ、ベアリングが底面部で加圧されるから、ベアリングの軸方向幅に対してその中央部で加圧力を加えることができる結果、ベアリングが傾くことがないという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【実施例１】
【００１８】
まず、図１を参照して、定着装置の構成について説明する。図１は定着装置の一例を示す斜視図であり、図示の定着装置１０は画像形成装置において用いられ、電子写真プロセスによって用紙上に形成されたトナー像を定着する。定着装置１０は装置筐体１１を有し、装置筐体１１には、一対のベアリング支持部材１２が取り付けられて、これらベアリング支持部材１２にはそれぞれベアリング１３が支持され、中空円筒状の加熱ローラ（定着ローラ）１４の両端部がベアリング１３によって回転駆動可能に支持されている。なお、図示はしないが、加熱ローラ１４の内部には、例えば、加熱ヒータが配設されている。
【００１９】
さらに、装置筐体１１にはベアリング１５によって加圧ローラ１６の両端部がそれぞれ回転可能に支持され、これらベアリング１５は後述する加圧部材１７で支持されている。そして、加圧部材１７によってベアリング１５は加熱ローラ１４の方向に付勢され、これによって加圧ローラ１６が加熱ローラ１４に圧接される。加圧ローラ１６と加熱ローラ１４とのニップ部にはトナー像が転写された用紙が通過し、この際用紙上のトナー像が定着される。
【００２０】
なお、図示のように、加熱ローラ１４及び加圧ローラ１６の一端部（図中左端部）において、回転軸にはそれぞれギア１８及び１９が配設され、これらギア１８及び１９は互いに噛み合い、図示しないモーター等の駆動源によって加熱ローラ１４が回転駆動されると、加熱ローラ１４に同期して加圧ローラ１６が回転する。
【００２１】
ここで、図２及び図３を参照して、従来の定着装置について説明する。図２及び図３において、図１と同一の構成要素については同一の参照番号を付す。図２は従来の定着装置を部分的に示す斜視図であり、図３は従来の定着装置を部分的に正面から示す図である。
【００２２】
図示のように、ベアリング１５は加圧部材１７にその外輪が支持され、加圧ローラ１６の回転軸はベアリング１５に回転可能に支持されている。この加圧部材１７は図３に示すように断面コの字形状に形成されており、その一面（加圧ローラ１６の側面側の面）にはＵ字形状の溝部（保持部）１７ａが形成れ、この溝部１７ａにベアリング１５が挿入されてベアリング１５の外輪が加圧部材１７に支持されている。
【００２３】
Ｕ字形状の溝部１７ａは加圧ローラ１６の加圧方向に開口されており、加圧ローラ１６の回転軸と偏心して加圧ローラ１６の回転軸と平行に延びる軸部材１７ｂが配設され、加圧部材１７はこの軸部材１７ｂに回転可能に支持されている。そして、軸部材１７ｂは装置筐体１１に形成された支持板部１１ａに支持されている。前述のように、加圧部材１７によってベアリング１５は加熱ローラ１４の方向に押圧されて、これによって、加圧ローラ１６が加熱ローラ１４に圧接される。
【００２４】
前述したように、加熱ローラ１４の加熱に応じて加圧ローラ１６は膨張・収縮を繰り返すことになり、この膨張・収縮に起因して、加圧ローラ１６に取り付けられたベアリング１５が、図３に実線矢印で示すように、徐々に軸方向外側に押されてしまう。そして、ベアリング１５の軸方向内側端に形成されたフランジ部１５ａが加圧部材１７に当接するまで、ベアリング１５は軸方向外側に移動する。
【００２５】
図４は、ベアリング１５のフランジ部１５ａが加圧部材１７に当接した状態を正面側から示す図であり、図４に示すように、ベアリング１５のフランジ部１５ａが加圧部材１７に当接した後においても、加圧部材１７によってベアリング１５、つまり、加圧ローラ１６は加熱ローラ１４側に押圧されており、加圧部材１７は加圧方向に開口する溝部１７ａを有し、この溝部に１７ａでベアリングが支持されているから、ベアリング１５が加熱ローラ１４側に押圧されると、図５に示すように、ベアリング１５に加熱ローラ１４方向への力が加わって、フランジ部１５ａと加圧部材１７との接点Ａを支点して、図中実線矢印で示す方向にベアリング１５が傾いてしまう。
【００２６】
そして、ベアリング１５は傾いた状態で加圧される結果、加圧ローラ１６が回転すると加圧ローラ１６の回転軸がけずれてしまう。一方、ベアリング１５の内輪はクリープして、圧バランスが悪くなってしまい、定着の際用紙にシワが発生してしまう。さらに、上述の状態で回転を繰り返すと、最悪の場合ベアリング１５が破損してしまうことになる。
【００２７】
本実施例では、上述のようなベアリング１５の傾きを防止するため、図６に示す構成をとった。図６は本発明の実施例１による定着装置の一例を部分的に示す斜視図であり、図６において定着装置を符号２０で示し、図１〜図５と同一の構成要素については同一の参照番号を付す。
【００２８】
図６を参照すると、図示の定着装置２０は加圧部材２１を有しており、この加圧部材２１は、実線矢印で示す加圧方向と直交し、図中前側に開口するＵ字形状の溝部２１ａが形成され、この溝部２１ａにベアリング１５の外輪が支持されている。つまり、加圧部材２１は、加圧ローラ１６の側面側において一対の腕部２１ｂ及び２１ｃを有し、腕部２１ｂ及び２１ｃは実線矢印で示す加圧方向に直交して図中前側に延在している。そして、腕部２１ｂは腕部２１ｃよりも短く、腕部２１ｂ及び２１ｃによってＵ字形状の溝部２１ａが形成される。
【００２９】
図示のように腕部２１ｂは板状体であり、腕部２１ｃは底面部２１ｆと底面部２１ｆの軸方向両端部に直立する直立辺部２１ｄ及び２１ｅとを有している。そして、腕部２１ｃは直立辺部２１ｄと対向しており、ベアリング１５の外輪は腕部２１ｂと直立辺部２１ｄとによって挟持される。
【００３０】
上述の加圧部材２１においては、Ｕ字形状の溝部２１ａは加圧方向に直交する方向に開口しているから、つまり、腕部２１ｂ及び２１ｃが加圧方向に直交する方向に延在しているから、ベアリング１５が軸方向外側に移動してフランジ部１５ａが加圧部材２０に当接した後において、加圧ローラ１６が加熱ローラ１４側に押圧されるとしても、腕部２１ｂが当り部材として機能し、ベアリング１５の傾きが防止される。
【００３１】
つまり、加圧ローラ１６及び加圧方向と直交する方向に延在する腕部２１ｂ及び２１ｃが当り部材として機能し、フランジ部１５ａが加圧部材２１に当接した際においても回転力が発生することがなく、ベアリング１５の傾きが防止される。
【００３２】
なお、加圧ローラ１６の回転軸が短いと、膨張・収縮に起因してベアリング１５が軸方向外側に押し出された際、ベアリング１５が加圧ローラ１６の回転軸のエッジ（端部）に引っ掛かって、膨張した際に、回転軸がベアリング１５を押し出そうとする力が増加する。このため、加圧ローラ１６の回転軸１６ａを、少なくともベアリング１５の径方向幅＋がた分（遊び分）＋熱膨張分の余裕を持たせた長さとして、ベアリング１５が加圧ローラ１６の回転軸１６ａのエッジに引っ掛か駆らないようにすることが望ましい。
【００３３】
図６に示す例においては、加圧部材２１にＵ字形状の溝部２１ａを形成するようにしたが、図７に示すように、コの字形状の溝部２１１を形成するようにしてもよい。つまり、腕部２１ｂ及び２１ｃによってコの字形状の溝部２１１を形成し、溝部２１１が加圧ローラ１６及び加圧方向に直交する方向に開口部を有するようにしてもよい。
【００３４】
このようにすれば、Ｕ字形状の溝部２１ａに比べて、ベアリング１５の外輪が溝部２１１の周面に当接する面積が少なくなって、ベアリング１５との摩擦力を少なくすることができる。なお、図７においては、ベアリング１３、加熱ローラ１４、及び軸部材１７ｂは省略されている。
【００３５】
ところで、図６及び図７に示す例においては、腕部２１ｂが板状であるため、加圧ローラ１６の熱膨張に起因して、ベアリング１５が軸方向に押圧された際、腕部２１ｂ及び腕部２１ｃが抜け止めとして機能するものの、図６及び図７に示す例においては、腕部２１ｂが板状であるため、腕部２１ｂが変形することがある。このような変形を防止するため、図８及び図９に示すように変形阻止部材３１を設けることが望ましい。
【００３６】
図８は定着装置２０を部分的に示す斜視図であり、図９は定着装置２０を部分的に正面側から示す図である。図示のように変形阻止部材３１はその一端側が支持板部１１ａに取り付けられ、他端側が腕部２１ｂに当接している。そして、この変形阻止部材３１は加圧ローラ１６の回転軸１６ａよりも加熱ローラ１４側に寄った位置に配設される。
【００３７】
このようにして、変形阻止部材３１を設ければ、加圧ローラ１６の熱膨張に起因してベアリング１５が軸方向に押圧されて、腕部２１ｂがベアリング１５によって軸方向に押されても、変形阻止部材３１によって腕部２１ｂの変形が阻止される。
【００３８】
さらに、図６又は図７に示す例では、腕部２１ｂ及び腕部２１ｃに形成された溝部２１ａ又は２１１でベアリング１５を支持するようにしたが、腕部２１ｂが板状であるため、ベアリング１５は面積の小さい辺状の部分で支持されていることになって、ベアリング１５の支持が不安定となって、ベアリング１５が傾くことがある。
【００３９】
このような不具合を防止するため、例えば、図１０及び図１１に示す加圧部材４１を用いる。図１０は定着装置２０を部分的に示す斜視図であり、図１１は定着装置２０を部分的に正面側から示す図である。図１０及び図１１において、図６及び図７に示す構成要素と同一の構成要素については同一の参照番号を付す。前述のように腕部２１ｃは底面部２１ｆと直立辺部２１ｄ及び２１ｅとを有しており、図１０及び図１１においては、腕部２１ｂは底面部２１ｆと対向する位置に形成されている。さらに、加圧部材４１は直立辺部２１ｅと対向する位置に腕部４１ａが形成されて、この腕部４１ａは直立辺部２１ｅの延在方向に延在している。
【００４０】
図示のようにベアリング１５は腕部２１ｂ、腕部２１ｃ、及び腕部４１ａで形成される空間に収納されて、ベアリング１５の外輪は底面部２１ｆ及び腕部２１ｂに当接している。このようにして、ベアリング１５を支持すれば、安定的にベアリング１５を支持することができて、加圧ローラ１６の熱膨張に起因してベアリング１５が軸方向に押圧されても、ベアリング１５が傾くことはない。
【００４１】
さらに、ベアリング１５は底面部２１ｆで加熱ローラ１４側に加圧されるから、つまり、面でベアリング１５は押されるから、ベアリング１５の軸方向幅に対してその中央部で加圧力を加えることができる結果、ベアリング１５が傾くことがない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
加圧部材に加圧ローラの軸方向に交差するとともに加圧力の方向に交差する方向に開口された保持部を規定して、この保持部に当接してベアリングが保持したから、ベアリングが軸方向外側に移動して加圧部材を押しても、ベアリングに回転力が発生することがなくなって、簡単な構成でベアリングの傾きを防止できる結果、加熱ローラ及び加圧ローラを有する定着装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】画像形成装置に用いられる定着装置の一例を示す斜視図である。
【図２】従来の定着装置を部分的に示す斜視図である。
【図３】従来の定着装置を部分的に正面から示す図である。
【図４】図３に示す加圧ローラ用ベアリングのフランジ部が加圧部材に当接した状態を正面側から示す図である。
【図５】図４に示す加圧ローラ用ベアリングが傾いた状態を正面側から示す図である。
【図６】本発明の実施例１による定着装置の第１の例を部分的に示す斜視図である。
【図７】本発明の実施例１による定着装置の第２の例を部分的に示す斜視図である。
【図８】本発明の実施例１による定着装置の第３の例を部分的に示す斜視図である。
【図９】本発明の実施例１による定着装置の第３の例を部分的に正面から示す図である。
【図１０】本発明の実施例１による定着装置の第４の例を部分的に示す斜視図である。
【図１１】本発明の実施例１による定着装置の第４の例を部分的に正面から示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０，２０  定着装置
１１  装置筐体
１２  ベアリング支持部材
１３，１５  ベアリング
１４  加熱ローラ
１６  加圧ローラ
１７，２１，４１  加圧部材
１７ａ，２１ａ，２１１  溝部
２１ｂ，２１ｃ，４１ａ  腕部
２１ｄ，２１ｅ  直立辺部
２１ｆ  底面部
３１  変形阻止部材
【図１】
2006208931.tif 000003
【図２】
2006208931.tif 000004
【図３】
2006208931.tif 000005
【図４】
2006208931.tif 000006
【図５】
2006208931.tif 000007
【図６】
2006208931.tif 000008
【図７】
2006208931.tif 000009
【図８】
2006208931.tif 000010
【図９】
2006208931.tif 000011
【図１０】
2006208931.tif 000012
【図１１】
2006208931.tif 000013