(57)【要約】【課題】規制部材によって回転体の変形を妨げることなく軸方向移動を規制することができると共に、回転体と規制部材との当接によって異音等の不具合が生じることがない定着装置を提供しようとするものである。【解決手段】本発明は、互いに接触して定着ニップＮを形成する一対の回転体２１，３１と、少なくとも一方の回転体２１の端面２１ａ，２１ｂに当接して当該回転体２１の軸方向移動を規制する規制部材４１を備えた定着装置におけるものである。規制部材４１を、それが当接する回転体２１と連れ回り可能に構成した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接触して定着ニップを形成する一対の回転体と、少なくとも一方の前記回転体の端面に当接して当該回転体の軸方向移動を規制する規制部材を備えた定着装置において、
前記規制部材を、それが当接する前記回転体と連れ回り可能に構成したことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記規制部材の回転軸を、それが当接する前記回転体の回転軸に対して直角となるように配設した請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記規制部材を、金属又は難燃性樹脂で構成した請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記規制部材を、前記回転体の周方向の前記定着ニップを除く領域に対応して当接させるように構成した請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記規制部材の回転軸と、前記規制部材が前記回転体に当接する箇所における前記回転体の外周面の接線とが直角となるように構成した請求項１から４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記規制部材を回転可能に支持する支持部材を、当該規制部材が当接する前記回転体を回転可能に支持する軸受部材又はその軸受部材を保持する保持部材に対して固定した請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記規制部材を前記回転体の軸方向に移動可能に構成すると共に、当該規制部材を弾性部材によって前記回転体の端面へ付勢した請求項１から６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記規制部材を、前記回転体の周方向の一箇所で当接させるようにした請求項１から７のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項９】
前記回転体の少なくとも一方を弾性変形可能な筒状部材で構成し、当該筒状部材で構成された回転体の端部に前記規制部材を当接させるように構成した請求項１から８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記規制部材に前記筒状部材で構成された回転体の端部を挿入可能な溝を形成し、当該溝の底部を前記回転体の端部に当接させるように構成した請求項９に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記回転体の一方を、画像を定着するための定着回転体とし、前記回転体の他方を、前記定着回転体を加圧する加圧回転体とした請求項１から１０のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の定着装置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、記録媒体上の未定着画像を当該記録媒体に定着する定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置において、記録媒体としての記録用紙に転写されたトナー画像を熱と圧力によって定着させる定着装置が多く用いられている。この種の定着装置は、例えば、発熱体によって加熱される定着回転体と、その定着回転体を加圧する加圧回転体とを有し、これら回転体が互いに接触して形成される定着ニップに記録用紙を通過させることで、その記録用紙上の未定着トナー画像を熱と圧力で定着するようにしている。
【０００３】
近年、画像形成装置は、小型化、省エネ化、高速化が要求されており、そのため、例えば特許文献１〜４などに記載の画像形成装置においては、上記定着回転体として弾性変形可能な薄肉円筒状のローラを使用している。このように、定着回転体を薄肉円筒状のローラとすることで熱容量が小さくなり、ウォームアップに必要な熱量の低減とウォームアップ時間の短縮が可能である。また、薄肉円筒状のローラが弾性変形することで、定着ニップの幅を広くすることができ、記録用紙に効率良く熱を伝達して定着速度の高速化が図れる。
【０００４】
また、上記薄肉円筒状の定着回転体には、その軸方向の移動を規制するための規制部材が設けられている。例えば、特許文献２には、定着回転体の端面及び外周面に当接する環状の規制部材が開示されている。また、特許文献３では、規制部材として、定着回転体の端部外周を保持するＣ型の止め輪が開示されている。また、特許文献４では、定着回転体の端面のみに当接する樹脂製の板部材が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１や特許文献２に示すように、規制部材が定着回転体の外周面に接触する構成では、定着回転体と加圧回転体とを圧接した際に、規制部材によって定着回転体の径方向の弾性変形が阻害されるため、定着ニップの幅を効果的に広くすることができないと言った問題がある。
【０００６】
これに対し、上記特許文献３の場合は、規制部材が定着回転体の端面のみに当接しているので、定着回転体の径方向の弾性変形が阻害される上記問題は生じない。しかし、この場合、定着回転体が回転すると、定着回転体の端面が規制部材に対して摺動するため、その摺動部において、異音の発生、規制部材の摩耗や破損、定着回転体の回転阻害や回転ムラなどの不具合が生じる虞がある。
【０００７】
そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、規制部材によって回転体の変形を妨げることなく軸方向移動を規制することができると共に、回転体と規制部材との当接によって異音等の不具合が生じることがない定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、互いに接触して定着ニップを形成する一対の回転体と、少なくとも一方の前記回転体の端面に当接して当該回転体の軸方向移動を規制する規制部材を備えた定着装置において、前記規制部材を、それが当接する前記回転体と連れ回り可能に構成したものである。
【０００９】
規制部材をそれが当接する回転体と連れ回り可能に構成しているので、回転体と規制部材との当接部における摺動負荷を大幅に減少させることができ、異音の発生、規制部材の摩耗や破損、回転体の回転阻害や回転ムラなどの不具合が生じるのを防止することができる。また、規制部材を回転体の端面にのみ当接させ、回転体の外周面や内周面には当接させない構成となっているので、回転体同士を接触させた際に、規制部材によって回転体の径方向の変形が阻害されることがない。これにより、定着ニップの幅を広く確保することが可能である。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記規制部材の回転軸を、それが当接する前記回転体の回転軸に対して直角となるように配設したものである。
【００１１】
規制部材の回転軸をそれが当接する回転体の回転軸に対して直角となるように配設することによって、規制部材と回転体との接触状態を線接触となるようすることができる。これにより、連れ回り時の規制部材と回転体との間の摺動負荷を一層低減させることができ、上記異音等の不具合をより効果的に防止できるようになる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の定着装置において、前記規制部材を、金属又は難燃性樹脂で構成したものである。
【００１３】
このような材質で規制部材を構成することにより、規制部材が高温の回転体に接触し続けても、規制部材の熱による変形を防止でき、規制部材を長期間安定して使用することが可能である。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置において、前記規制部材を、前記回転体の周方向の前記定着ニップを除く領域に対応して当接させるように構成したものである。
【００１５】
規制部材を回転体の周方向の定着ニップを除く領域に対応して当接させることによって、規制部材の当接により回転体の変形が妨げられることがなく、定着ニップを幅広く確保することが可能となる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の定着装置において、前記規制部材の回転軸と、前記規制部材が前記回転体に当接する箇所における前記回転体の外周面の接線とが直角となるように構成したものである。
【００１７】
規制部材の回転軸と、規制部材が回転体に当接する箇所における回転体の外周面の接線とが、直角となるように構成することにより、当接箇所における規制部材の周面の移動方向と回転体の端面の移動方向とを一致させることができる。これにより、連れ回り時の規制部材の回転体との間の摺動負荷を一層低減させることができ、上記異音等の不具合をより効果的に防止できるようになる。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置において、前記規制部材を回転可能に支持する支持部材を、当該規制部材が当接する前記回転体を回転可能に支持する軸受部材又はその軸受部材を保持する保持部材に対して固定したものである。
【００１９】
このように構成することによって、回転体の位置が不測に変動した場合や、定着ニップのニップ圧を解除するために回転体同士を離間させた場合であっても、規制部材が定着回転体と一体的に移動することができる。これにより、規制部材と回転体の相対的位置関係は変化しないので、規制部材によって回転体の軸方向移動を確実に規制することができる。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の定着装置において、前記規制部材を前記回転体の軸方向に移動可能に構成すると共に、当該規制部材を弾性部材によって前記回転体の端面へ付勢したものである。
【００２１】
これにより、熱膨張などによって回転体の軸方向長さが伸縮した場合は、規制部材がその伸縮に追随して移動することができるので、回転体をより高精度に軸方向に位置決めすることが可能となる。また、回転体が伸長しても、回転体や規制部材に対して軸方向に過度の負荷が生じることがなく、それぞれの機能を良好に発揮することが可能である。
【００２２】
請求項８の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の定着装置において、前記規制部材を、前記回転体の周方向の一箇所で当接させるようにしたものである。
【００２３】
規制部材を、回転体の周方向の二箇所で当接するように構成すると、規制部材が各当接部において回転体から互いに異なる方向に力を受け、規制部材が円滑に連れ回りすることができなくなる。そこで、上記のように、規制部材を、回転体の周方向の一箇所で当接させることによって、規制部材が回転体から受ける力を一方向のみにすることができ、規制部材を円滑に連れ回りさせることが可能となる。
【００２４】
請求項９の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の定着装置において、前記回転体の少なくとも一方を弾性変形可能な筒状部材で構成し、当該筒状部材で構成された回転体の端部に前記規制部材を当接させるように構成したものである。
【００２５】
このような構成において、回転体の弾性変形を阻害しない本発明の規制部材を用いることにより、回転体は径方向に大きく弾性変形することができ、定着ニップを幅広く確保することが可能となる。
【００２６】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の定着装置において、前記規制部材に前記筒状部材で構成された回転体の端部を挿入可能な溝を形成し、当該溝の底部を前記回転体の端部に当接させるように構成したものである。
【００２７】
規制部材の溝に回転体の端部を挿入することにより、その溝によって回転体の径方向の移動を規制することが可能である。これにより、各回転体の軸間距離を一定に保つことが可能となり、定着ニップの面積やニップ圧を一定に維持することが可能となる。
【００２８】
請求項１１の発明は、請求項１から１０のいずれか１項に記載の定着装置において、前記回転体の一方を、画像を定着するための定着回転体とし、前記回転体の他方を、前記定着回転体を加圧する加圧回転体としたものである。
【００２９】
本発明を、定着回転体と加圧回転体とを有する定着装置に適用可能である。
【００３０】
請求項１２の発明は、請求項１から１１のいずれか１項に記載の定着装置を備えた画像形成装置である。
【００３１】
画像形成装置が、請求項１から１１のいずれか１項に記載の定着装置を備えているので、これらの定着装置による上記効果が得られる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、回転体の回転に伴って規制部材を連れ回りさせることができるので、回転体と規制部材との当接部における摺動負荷を大幅に減少させることができ、異音の発生、規制部材の摩耗や破損、回転体の回転阻害や回転ムラなどの不具合を防止することが可能となる。
【００３３】
また、本発明は、規制部材を回転体の端面にのみ当接させ、回転体の外周面や内周面には当接させない構成となっているので、規制部材によって回転体の径方向の変形が阻害されることがない。これにより、定着ニップの幅を広く確保することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係る定着装置の概略断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る定着装置の正面断面図である。
【図４】前記定着装置の側面図である。
【図５】前記定着装置の斜視図である。
【図６】前記定着装置の比較例を示す図である。
【図７】前記定着装置の他の比較例を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る定着装置の正面断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る定着装置の正面断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る定着装置の正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の一形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００３６】
まず、図１に基づいて、本発明の画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としての複写機の装置本体、２は原稿Ｄの画像情報を光学的に読み込む原稿読込部、３は原稿読込部２で読み込んだ画像情報に基づいた露光光Ｌを感光体ドラム５上に照射する露光部、４は感光体ドラム５上にトナー像（画像）を形成する作像部、７は感光体ドラム５上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する転写部、１０はセットされた原稿Ｄを原稿読込部２に搬送する原稿搬送部、１２〜１４は転写紙等の記録媒体Ｐが収納された給紙部、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着装置、２１は定着装置２０に設置された定着回転体としての定着ローラ、３１は定着装置２０に設置された加圧回転体としての加圧ローラ、を示す。
【００３７】
図１を参照して、画像形成装置における、通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部１０の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部２上を通過する。このとき、原稿読込部２では、上方を通過する原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。そして、原稿読込部２で読み取られた光学的な画像情報は、電気信号に変換された後に、露光部３（書込部）に送信される。そして、露光部３からは、その電気信号の画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Ｌが、作像部４の感光体ドラム５上に向けて発せられる。
【００３８】
一方、作像部４において、感光体ドラム５は図中の時計方向に回転しており、所定の作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程）を経て、感光体ドラム５上に画像情報に対応した画像（トナー像）が形成される。その後、感光体ドラム５上に形成された画像は、転写部７で、レジストローラにより搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。
【００３９】
一方、転写部７に搬送される記録媒体Ｐは、次のように動作する。
まず、画像形成装置本体１の複数の給紙部１２、１３、１４のうち、１つの給紙部が自動又は手動で選択される（例えば、最上段の給紙部１２が選択されたものとする。）。そして、給紙部１２に収納された記録媒体Ｐの最上方の１枚が、搬送経路Ｋの位置に向けて搬送される。
【００４０】
その後、記録媒体Ｐは、搬送経路Ｋを通過してレジストローラの位置に達する。そして、レジストローラの位置に達した記録媒体Ｐは、感光体ドラム５上に形成された画像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部７に向けて搬送される。
【００４１】
そして、転写工程後の記録媒体Ｐは、転写部７の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置２０に達する。定着装置２０に達した記録媒体Ｐは、定着ローラ２１と加圧ローラ３１との間に送入されて、定着ローラ２１から受ける熱と双方のローラ２１、３１から受ける圧力とによって画像が定着される。画像が定着された記録媒体Ｐは、定着ローラ２１と加圧ローラ３１との間の定着ニップから送出された後に、画像形成装置本体１から排出される。こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００４２】
次に、図２にて、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２に示すように、定着装置２０は、定着ローラ２１、加圧ローラ３１、ガイド板３５、分離板３８、等で構成される。
【００４３】
ここで、定着回転体としての定着ローラ２１は、図２中の矢印方向に回転する弾性変形可能な薄肉の円筒体であって、その円筒体の内部にはヒータ２５（熱源）が固設されている。定着ローラ２１は、円筒状の芯金２２上に、弾性層２３、離型層２４が順次積層された多層構造体であって、加圧回転体としての加圧ローラ３１に当接して定着ニップを形成する。
【００４４】
定着ローラ２１の芯金２２は、ＳＵＳ３０４等の鉄系材料（ヤング率が１．５×１０11〜２．７×１０11Ｐａである。）で形成されている。本実施形態において、芯金２２は、幅方向の長さが２００〜２６０ｍｍに設定されている。
【００４５】
また、定着ローラ２１の弾性層２３としては、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料が用いられる。特に、弾性層２３としてシリコーンゴムを用いる場合には、耐膨潤性を向上させるために、弾性層２３上にフッ素層をコーティングするのが好ましい。定着ローラ２１の芯金２２上に弾性層２３を設けることで、定着ニップを通過した後の記録媒体Ｐの分離性が向上するとともに、カラー画像を形成するときの出力画像の光沢性が向上する。ここで、弾性層２３は、厚さが２ｍｍ以下になるように形成することが好ましい。これにより、装置のウォームアップタイムが短縮化される。なお、本実施形態では、弾性層２３の厚さを２ｍｍに設定している。
【００４６】
また、弾性層２３は、ゴム硬度（ＪＩＳ−Ａ）が８Ｈｓ以下になるように形成することが好ましい。これにより、定着ニップにおいて充分なニップ幅を確保することができて、良好な定着性を得ることができる。なお、本実施形態では、弾性層２３のゴム硬度（ＪＩＳ−Ａ）を８Ｈｓに設定している。さらに、弾性層２３は、永久歪が４％以下になるように形成することが好ましい。これにより、定着ローラ２１（弾性層２３）の寿命の低下を抑止することができる。ここで、本実施形態では、弾性層２３の永久歪を４％に設定している。
【００４７】
また、定着ローラ２１の離型層２４としては、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、等を用いることができる。定着ローラ２１の表層に離型層２４を設けることにより、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保されることになる。本実施形態では、離型層２４として、層厚が０．０３ｍｍのＰＦＡチューブが用いられている。
【００４８】
定着ローラ２１のヒータ２５は、内部に電熱線を有する棒状のヒータであって、その両端部が定着装置２０の側板に固定されている。そして、装置本体１の電源部により出力制御されたヒータ２５によって定着ローラ２１が加熱されて、その表面から記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。なお、ヒータ２５の出力制御は、定着ローラ２１表面に当接するサーミスタ（不図示である。）によるローラ表面温度の検知結果に基づいて行われる。また、このようなヒータ２５の出力制御によって、定着ローラ２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定することができる。
【００４９】
また、加圧ローラ３１は、主として、芯金３２と、芯金３２の外周面に接着層を介して形成された弾性層３３と、から成る。加圧ローラ３１の弾性層３３は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。そして、加圧ローラ３１は、不図示の加圧機構によって定着ローラ２１に圧接する。こうして、加圧ローラ３１と定着ローラ２１との間に、所望の定着ニップが形成される。なお、本実施形態では、定着ローラ２１に４００Ｎの荷重がかかるように設定されている。
【００５０】
定着ローラ２１と加圧ローラ３１との接触部（定着ニップ）の入口側と出口側には、それぞれ、記録媒体Ｐの搬送を案内するガイド板３５が配設されている。ガイド板３５は、定着装置２０の側板に固設されている。また、定着ローラ２１の外周面に対向する位置であって、定着ニップの出口側近傍には、分離板３８が配設されている。分離板３８は、定着工程後の記録媒体Ｐが定着ローラ２１の回転に沿って定着ローラ２１に巻き付いてしまう不具合を抑止する。
【００５１】
上述のように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
装置本体１の電源スイッチが投入されると、ヒータ２５に電力が供給されるとともに、定着ローラ２１及び加圧ローラ３１の図２中の矢印方向の回転駆動が開始される。その後、給紙部１２〜１４から記録媒体Ｐが給送されて、作像部４にて記録媒体Ｐ上に未定着画像が担持される。未定着画像Ｔ（トナー像）が担持された記録媒体Ｐは、図２の矢印Ｙ１０方向に搬送されて、圧接状態にある定着ローラ２１及び加圧ローラ３１の定着ニップに送入される。そして、定着ローラ２１による加熱と、定着ローラ２１及び加圧ローラ３１の押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、回転する定着ローラ２１及び加圧ローラ３１によってその定着ニップから送出された記録媒体Ｐは、矢印Ｙ１１方向に搬送される。
【００５２】
図３〜図５は、本発明の第１実施形態に係る定着装置の構成を示す図である。
図３は第１実施形態に係る定着装置の正面断面図、図４はその側面図、図５はその斜視図である。なお、図５において、加圧ローラ３１は図示省略している。以下、図３〜図５に基づいて、第１実施形態に係る定着装置の構成及び動作について説明する。
【００５３】
図３に示すように、定着ローラ２１の両端部には、それぞれ定着ローラ２１の外径よりも大きい内径のベアリング３９（軸受部材）が配設されており、これらベアリング３９によって定着ローラ２１は回転可能に支持されている。また、加圧ローラ３１も、ベアリング等の不図示の軸受部材によって回転可能に支持されている。定着ローラ２１と加圧ローラ３１は、不図示の加圧手段によって互いに圧接されており、各ローラ２１，３１の圧接部には定着ニップＮが形成されている。この場合、定着ローラ２１は、弾性変形可能な薄肉の筒状部材で構成されているため、定着ローラ２１は加圧ローラ３１の外周面に沿って凹状に変形する（図４参照）。このように、定着ローラ２１が凹状に弾性変形することで、定着ニップＮの幅を広くして、定着速度の高速化を図っている。
【００５４】
また、加圧ローラ３１の回転軸の一端部には、ギア４０が固定され、ギア４０は図示しない駆動源と連結されている。駆動源の駆動力がギア４０を介して加圧ローラ３１に伝達され、加圧ローラ３１が回転すると、定着ニップＮにおける摩擦力によって定着ローラ２１が従動回転するようになっている。
【００５５】
図３に示すように、定着ローラ２１の両端側には、それぞれ、定着ローラ２１の軸方向移動を規制する規制部材としての円筒状又は円柱状のコロ４１が配設されている。このように、定着ローラ２１の両端側に一対のコロ４１を配設することで、定着ローラ２１が軸方向の一方に移動しても、定着ローラ２１の端面２１ａ（又は２１ｂ）がそれと対向するコロ４１に当接して、その軸方向の移動が規制されるようになっている。各コロ４１は、支持部材４２によって回転可能に支持されている。従って、定着ローラ２１が回転しながらコロ４１に当接すると、そのコロ４１は定着ローラ２１と連れ回りするようになっている。
【００５６】
コロ４１の材質としては、ＳＵＳ等の金属、又はＰＰＳ等の難燃性樹脂を適用することが好ましい。このような材質でコロ４１を構成することによって、コロ４１が高温の定着ローラ２１に接触し続けても、コロ４１の熱による変形を防止でき、コロ４１を長期間安定して使用することが可能である。ただし、コロ４１の材質として、これら以外のものを適用することも可能である。
【００５７】
図３に示すように、本実施形態では、各コロ４１の回転軸Ｙを、定着ローラ２１の回転軸Ｘに対して直角（９０°）となるように配設している。例えば、図６に示すように、コロ４１の回転軸Ｙを、定着ローラ２１の回転軸Ｘと平行を成すように配設することも可能であるが、この場合、定着ローラ２１の一方の端面２１ａ（又は２１ｂ）がコロ４１に当接すると、その当接部は面接触となる。これに対し、コロ４１の回転軸Ｙと定着ローラ２１の回転軸Ｘとが直角となる場合は、定着ローラ２１の端面２１ａ（又は２１ｂ）とコロ４１との当接部を線接触となるため、連れ回り時のコロ４１と定着ローラ２１との間の摺動負荷を抑制することができる。なお、定着ローラ２１の回転軸Ｘに対するコロ４１の回転軸Ｙの角度は、９０°±３０°（１２０°から６０°）の範囲内であればコロ４１を定着ローラ２１に対して線接触させつつ連れ回りさせることが可能である。
【００５８】
また、図３に示すように、コロ４１同士の間隔Ｄ41は、定着ローラ２１の軸方向長さＬ21よりも若干長く設定されている。コロ４１同士の間隔Ｄ41を定着ローラ２１の軸方向長さＬ21と同じに設定すると、定着ローラ２１が加熱され、熱膨張などによってその軸方向長さが長くなったときに、定着ローラ２１やコロ４１に対して軸方向に過度の負荷が生じる虞がある。そのため、コロ４１同士の間隔Ｄ41を定着ローラ２１の軸方向長さＬ21よりも若干長く設定し、定着ローラ２１の軸方向長さが長くなっても、定着ローラ２１やコロ４１に対して軸方向に過度の負荷が生じないようにしている。これにより、定着ローラ２１とコロ４１がそれぞれの機能を良好に発揮することができる。
【００５９】
図４に示すように、コロ４１は、定着ローラ２１の周方向の定着ニップＮを除く領域に対応して当接するように配設されている。このように定着ニップＮを避けてコロ４１を配設することによって、コロ４１の当接により定着ローラ２１の弾性変形が妨げられることがなく、定着ニップＮを幅広く確保することが可能となる。
【００６０】
また、図４に示すように、コロ４１が定着ローラ２１に当接する箇所における定着ローラ２１の外周面の接線をＺとすると、コロ４１の回転軸Ｙは接線Ｚに対して直角となるように構成されている。このようにコロ４１の回転軸Ｙの向きを設定することにより、当接部におけるコロ４１の周面の移動方向と定着ローラ２１の端面の移動方向とを一致させることができ、定着ローラ２１とコロ４１との間の摺動負荷を低減することが可能となる。なお、コロ４１の回転軸Ｙと接線Ｚとの成す角度は、９０°±１５°（１０５°から７５°）の範囲内であれば摺動負荷を低減することが可能である。
【００６１】
また、図４に示すように、コロ４１は、定着ローラ２１の周方向の一箇所で当接するようしている。例えば、図７に示すように、コロ４１を、定着ローラ２１の周方向の二箇所で当接するように構成すると、コロ４１が各当接部において定着ローラ２１から互いに異なる方向に力を受け、コロ４１が円滑に連れ回りすることができなくなる。そこで、上記のように、コロ４１を、定着ローラ２１の周方向の一箇所で当接させることによって、コロ４１が定着ローラ２１から受ける力を一方向のみにすることができ、コロ４１を円滑に連れ回りさせることが可能となる。
【００６２】
図５に示すように、定着ローラ２１を支持するベアリング３９は、保持部材４３に固定されている。また、保持部材４３には、コロ４１を支持する支持部材４２も固定されている。また、同様に、図５に示す定着ローラ２１の端部とは反対側の端部においても、ベアリング３９と支持部材４２は保持部材４３に固定されている。このように、支持部材４２とベアリング３９を保持部材４３に固定することによって、コロ４１が定着ローラ２１に対して一体的に取り付けられた状態となっている。このため、定着ローラ２１の位置が不測に変動した場合や、定着ニップのニップ圧を解除するために定着ローラ２１を加圧ローラ３１に対して離間させた場合であっても、コロ４１が定着ローラ２１と一体的に移動することができる。これにより、コロ４１と定着ローラ２１の相対的位置関係は変化しないので、コロ４１によって定着ローラ２１の軸方向移動を確実に規制することができる。
【００６３】
図８は、本発明の第２実施形態に係る定着装置の構成を示す図である。
第２実施形態では、２つの支持部材４２ａ，４２ｂのうち、一方の支持部材４２ａ（図の左側の支持部材）を固定し、他方の支持部材４２ｂ（図の右側の支持部材）を定着ローラ２１の軸方向に移動可能に構成している。また、移動可能に構成された支持部材４２ｂは、弾性部材としてのバネ４４によって定着ローラ２１の端面２１ｂへ付勢されている。このバネ４４の付勢によって、移動可能な支持部材４２ｂに支持されたコロ４１ｂは、定着ローラ２１の端面２１ｂに当接し、定着ローラ２１の別の端面２１ａは固定された支持部材４２ａに支持されたコロ４１ａに当接する。すなわち、バネ４４の付勢によって、各コロ４１は定着ローラ２１の端面２１ａ，２１ｂに当接した状態で維持されている。
【００６４】
熱膨張などによって定着ローラ２１の軸方向長さが伸縮した場合は、移動可能な支持部材４２ｂに支持されたコロ４１ｂがその伸縮に追随して移動することができる。これにより、定着ローラ２１をより高精度に軸方向に位置決めすることが可能となる。また、定着ローラ２１が伸長しても、それに追随してコロ４１が移動することで、定着ローラ２１やコロ４１に対して軸方向に過度の負荷が生じることがなく、それぞれの機能を良好に発揮することが可能である。なお、支持部材４２ａ，４２ｂの移動側と固定側を逆にすることも可能である。
【００６５】
以上、本発明の第２実施形態に係る構成について説明したが、その他の構成は上記第１実施形態と同様に構成されているので説明を省略する。
【００６６】
図９は、本発明の第３実施形態に係る定着装置の構成を示す図である。
第３実施形態では、各コロ４１の周面に、定着ローラ２１の端部を挿入可能な溝３７を形成している。この場合、定着ローラ２１が軸方向の一方に移動した際、定着ローラ２１の端面２１ａ（又は２１ｂ）がそれと対向するコロ４１に形成された溝３７の底部に当接することにより、その軸方向の移動が規制されるようになっている。また、溝３７に定着ローラ２１の端部を挿入しているため、溝３７によって定着ローラ２１の径方向の移動が規制される。これにより、定着ローラ２１と加圧ローラ３１の軸間距離を一定に保つことが可能となり、定着ニップＮの面積やニップ圧を一定に維持することが可能となる。
【００６７】
また、本実施形態では、定着ローラ２１の両端面２１ａ，２１ｂに対向する溝３７の底部同士の間隔Ｄ45は、定着ローラ２１の軸方向長さＬ21よりも若干長く設定されており、定着ローラ２１が熱膨張などによって長くなったときに、定着ローラ２１やコロ４１に対して軸方向に過度の負荷が生じるのを防止している。また、第３実施形態に上記第２実施形態の構成を組み合わせることも可能である。つまり、図９において、一方の支持部材４２を固定すると共に、他方の支持部材４２を定着ローラ２１の軸方向に移動可能に構成し、移動可能な支持部材４２を定着ローラ２１の端部側へ付勢するように構成してもよい。
【００６８】
以上、本発明の第３実施形態に係る構成について説明したが、その他の構成は上記第１実施形態と同様に構成されているので説明を省略する。
【００６９】
図１０は、本発明の第４実施形態に係る定着装置の構成を示す図である。
図１０において、上側のローラが加圧ローラ４５であり、下側のローラが定着ローラ４６である。この場合、加圧ローラ４５が、弾性変形可能な薄肉の円筒体で構成されている。一方、定着ローラ４６は、内部にヒータ４７（熱源）を収容した中空の芯金によって構成されている。加圧ローラ４５と定着ローラ４６とが圧接した状態では、加圧ローラ４５が定着ローラ４６の外周面に沿って凹状に変形し、その圧接部において定着ニップＮが形成される。また、本実施形態では、定着ローラ４６の一端部に、駆動部からの駆動力が伝達されるギヤ４８が固定されており、定着ローラ４６が回転することによって加圧ローラ４５が従動回転するようになっている。
【００７０】
また、図１０に示すように、加圧ローラ４５の両端部は、それぞれベアリング４９（軸受部材）によって回転可能に支持されている。また、加圧ローラ４５の両端側では、それぞれ、図３と同様のコロ４１が配設されている。これにより、加圧ローラ４５が軸方向の一方に移動しても、加圧ローラ４５の端面４５ａ（又は４５ｂ）がそれと対向するコロ４１に当接して、その軸方向の移動が規制されるようになっている。さらに、各コロ４１は、支持部材４２によって回転可能に支持されているので、加圧ローラ４５が回転しながらコロ４１に当接すると、そのコロ４１は加圧ローラ４５と連れ回りするようになっている。このように、本実施形態では、加圧ローラ４５の軸方向移動を規制する構成として、図３に示す第１実施形態の構成を適用しているが、本実施形態の構成に、図８に示す第２実施形態の構成や、図９に示す第３実施形態の構成を適用することも可能である。
【００７１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。上記各実施形態では、定着ローラと加圧ローラのいずれか一方が、薄肉円筒体で構成されたものであるが、定着ローラと加圧ローラのいずれもが薄肉円筒体で構成されている定着装置、あるいは、いずれもが薄肉円筒体で構成されていない定着装置においても本発明の構成を適用可能である。また、本発明に係る規制部材（コロ）を定着ローラと加圧ローラの両方に設けることも可能である。
【００７２】
また、本発明に係る定着装置は、上記構成に限定されるものではない。例えば、定着回転体又は加圧回転体として無端状のベルトを用いた構成を採用することも可能である。また、定着ローラと加圧ローラを互いに圧接させる場合に限らず、加圧を行わす単に接触させるだけの構成とすることも可能である。また、本発明は、図１に示す画像形成装置以外の、プリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等にも適用可能である。
【００７３】
以上のように、本発明によれば、規制部材を回転可能に構成しているので、定着ローラや加圧ローラ等の回転体の回転に伴って規制部材を連れ回りさせることができる。これにより、回転体と規制部材との当接部における摺動負荷を大幅に減少させることができ、異音の発生、規制部材の摩耗や破損、回転体の回転阻害や回転ムラなどの不具合を防止することが可能となる。
【００７４】
また、上記本発明の実施形態のように、規制部材の回転軸Ｙを回転体の回転軸Ｘに対して直角となるように配設して、規制部材と回転体との接触状態を線接触となるようにした場合は、連れ回り時の摺動負荷をさらに低減させることができるので、当接部における上記異音等の不具合をより効果的に防止できるようになる。また、規制部材の回転軸Ｙを当接部における回転体の接線Ｚに対して直角にして、当接箇所における規制部材の周面の移動方向とローラの端面の移動方向とを一致させた場合も、連れ回り時の摺動負荷を一層低減させることができ、上記異音等の不具合をより効果的に防止することが可能である。
【００７５】
また、本発明は、規制部材を回転体の端面にのみ当接させ、回転体の外周面や内周面には当接させない構成となっているので、回転体同士を圧接又は接触させた際に、規制部材によって回転体の径方向の弾性変形が阻害されることがない。これにより、定着ニップの幅を広く確保することが可能である。
【符号の説明】
【００７６】
２０    定着装置
２１    定着ローラ（定着回転体）
２１ａ  端面
２１ｂ  端面
３１    加圧ローラ（加圧回転体）
３７    溝
３９    ベアリング（軸受部材）
４１    コロ（規制部材）
４２    支持部材
４３    保持部材
４４    バネ（弾性部材）
４５    加圧ローラ（加圧回転体）
４５ａ  端面
４５ｂ  端面
４６    定着ローラ（定着回転体）
４９    ベアリング（軸受部材）
Ｎ      定着ニップ
Ｘ      定着ローラの回転軸
Ｙ      コロの回転軸
Ｚ      接線
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７７】
【特許文献１】特開２００８−９０２７５号公報
【特許文献２】特許第３７３８６１５号公報
【特許文献３】特開平４−１５６５７６号公報
【特許文献４】特開２００２−２３６４２８号公報
【図１】
2011154181.tif 000003
【図２】
2011154181.tif 000004
【図３】
2011154181.tif 000005
【図４】
2011154181.tif 000006
【図５】
2011154181.tif 000007
【図６】
2011154181.tif 000008
【図７】
2011154181.tif 000009
【図８】
2011154181.tif 000010
【図９】
2011154181.tif 000011
【図１０】
2011154181.tif 000012