(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体を含む機構部品を支持するための支持筐体である樹脂成形品であって、
前記支持筐体は、両端部にあって前記機構部品を支持するための支持部と、前記両端部にある支持部と支持部との間の中央部と、を有し、
前記支持筐体は、内部に、気泡セルが複数分布する発泡部と、前記気泡セルが存在しない非発泡部と、を有する発泡樹脂であって、
前記中央部は、前記発泡部によって構成され、
前記支持部は、前記非発泡部によって構成されていることを特徴とする樹脂成形品。
【請求項２】
前記機構部品は加熱ローラであることを特徴とする請求項１記載の樹脂成形品。
【請求項３】
前記発泡部と前記非発泡部は、同一の樹脂材料であることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂成形品。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか一項記載の樹脂成形品を製造するための樹脂成形品の製造方法であって、
可動コアと不動コアを有する金型内に発泡性樹脂を射出充填する工程と、
前記可動コアを移動させて容積を変化させて前記発泡性樹脂を発泡させる工程と、を有することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
【請求項５】
前記可動コアと前記不動コアとの境界部の形状はなだらかに変化していることを特徴とする請求項４記載の樹脂成形品の製造方法。
【請求項６】
加熱ローラと
前記加熱ローラを軸受を介して支持する支持筐体を有するヒートローラ定着器であって、
前記支持筐体は、前記加熱ローラへの取り付け部であり両端に形成された支持部と、前記両端の支持部の間の中央部と、を有し、前記中央部は内部に気泡セルが複数存在する発泡樹脂で構成され、前記支持部は非発泡樹脂で構成されていることを特徴とするヒートローラ定着器。
【請求項７】
前記発泡樹脂と前記非発泡樹脂は同一の樹脂材料あることを特徴とする請求項６記載のヒートローラ定着器。
【請求項８】
請求項１乃至３いずれか一項記載の樹脂成形品を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項６または７記載のヒートローラ定着器を有する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、ユニットの構造体を構成する樹脂成形品、および樹脂成形品を用いたユニットに関し、特に画像形成装置の定着ユニットを構成する構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来ブタンガス、メタンガス、水、窒素、炭酸ガスなどの発泡剤を樹脂中に浸透もしくは機械的に溶融混漣又は化学反応を誘発する事で、発泡性樹脂を製造している。
その後、製造された発泡性樹脂を、射出成形機や押し出し成形機などで金型内に射出もしくは押し出し成形し、所望の形状と発泡倍率を持つ発泡成形品を加工する樹脂成形品の加工方法が知られている。
【０００３】
また、近年では樹脂材料中に高圧高温度下で超臨界状態の窒素又は炭酸ガスを浸透させ、圧力と温度を調整し、ミクロンサイズの小さな発泡径を多数内蔵する発泡成形品を得る方法が知られている（特許文献１参照）。
さらに、発泡成形において、型内に発泡性樹脂を注入後、型の容積を拡大し、発泡倍率を大きくするコアバックと呼ばれる成形方法が知られている（特許文献２参照）。
コアバック発泡成形においては、全体をコアバックする方法に加え、部分的にコアバックを行なう方法が知られている（特許文献３及び特許文献４参照）。
これらの技術を用いることにより、樹脂成形品１個あたりに使用する樹脂量を減少させることが可能となり、樹脂部品のコストダウンに貢献している。特に、単価の高い樹脂に対するコストダウン効果は大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４４７３６６５号明細書
【特許文献２】特公昭３９−２２２１３号公報
【特許文献３】特開２００３−１７０７６２号公報
【特許文献４】特開２００５−３１３５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、画像形成装置の定着ユニットに用いられている樹脂部品は耐熱性が要求されるため、その他の樹脂成形部品よりも比較的単価の高い樹脂を用いることになり、部品単価が高くなっていた。そのため、前記発泡成形を用いてコストダウンを図るための種々の工夫がなされてきた。
しかしながら、定着ユニット内の定着ローラ等の機構部品を支持する構造体を、図９に示すように発泡成形による樹脂成形品を用いて構成する場合、発泡により部品剛性が低下するという課題が生じる。
すなわち、剛性低下のレベルは発泡率により変化するが１０〜２０％程度にまで及び、その結果、画像形成装置の落下・振動試験時に発泡樹脂成形品の機構部品支持部付近に変形・割れ等が発生する。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、機構部品を支持する支持部を備えた構造体を発泡樹脂で成形するに当たり、該構造体の支持部における剛性低下を抑制することが可能となる樹脂成形品および樹脂成形品を用いたユニットの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の樹脂成形品は、発熱体を含む機構部品を支持するための支持筐体である樹脂成形品であって、前記支持筐体は、両端部にあって前記機構部品を支持するための支持部と、前記両端部にある支持部と支持部との間の中央部と、を有し、前記支持筐体は、内部に、気泡セルが複数分布する発泡部と、前記気泡セルが存在しない非発泡部と、を有する発泡樹脂であって、前記中央部は、前記発泡部によって構成され、前記支持部は、前記非発泡部によって構成されていることを特徴とする。
また、本発明のヒートローラ定着器は、加熱ローラと前記加熱ローラを軸受を介して支持する支持筐体を有するヒートローラ定着器であって、前記支持筐体は、前記加熱ローラへの取り付け部であり両端に形成された支持部と、前記両端の支持部の間の中央部と、を有し、前記中央部は内部に気泡セルが複数存在する発泡樹脂で構成され、前記支持部は非発泡樹脂で構成されていることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、上記樹脂成形品を有することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、上記ヒートローラ定着器を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、機構部品を支持する支持部を備えた構造体を発泡樹脂で成形するに当たり、該構造体の支持部における剛性低下を抑制することが可能となる樹脂成形品および樹脂成形品を用いたユニットを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１における樹脂成形品を用いたユニットを構成するヒートローラ定着器を示す断面図。
【図２】本発明の実施形態における画像形成装置本体の構成を示す断面図。
【図３】本発明の実施例１におけるヒートローラ定着器の構成を示す拡大横断面図。
【図４】本発明の実施例１におけるヒートローラ定着器の構成を示す拡大縦断面図。
【図５】本発明の実施例２における金型の構成を示す断面図。
【図６】本発明の実施例２における定着ユニットの構成を示す断面図。
【図７】本発明の実施例２における定着ユニットの構成を示す断面図。
【図８】本発明の実施例３における定着ユニットの構成を示す断面図。
【図９】従来の定着ユニットの構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、機構部品を支持する支持部を備えた構造体を発泡樹脂で成形した発泡樹脂成形品における該機構部品を支持する支持部以外を、内部に気泡セルが複数分布する発泡部によって成形する。
一方、機構部品を支持する支持部を、気泡セルが内部に存在しない非発泡部によって、前記支持部以外の発泡部と一体成形される。
その際、発泡部と非発泡部とは同一の樹脂材料で成形することができる。
これにより、機構部品を支持する支持部を備えた構造体を発泡樹脂で成形するに当たり、該構造体の支持部における剛性低下を抑制し、機構部品支持部付近の変形、破損等を防止することが可能となる。
そのため、定着ユニットの樹脂部品を発泡成形を用いてコストダウンを図ることができる。さらに、発泡による樹脂部品の断熱性能向上により、画像形成装置本体内の過昇温防止にも寄与することが可能となる。
つぎに、本発明の実施形態における樹脂成形品および樹脂成形品を用いた定着ユニットについて、画像形成装置を例にとり、図を用いて説明する。
【００１１】
図２は本実施形態における画像形成装置１００の概略構成図である。
以下に説明する画像形成装置１００における定着ユニットを構成する発熱源を有するヒートローラ定着器１２８は、本発明の樹脂成形品を用いたユニットの構成例に相当するものである。
また、このヒートローラ定着器１２８における支持筐体１は本発明の機構部品を支持する支持部の構成例に相当するものである。
【００１２】
以下に、この画像形成装置１００における具体的な構成について説明する。
本実施形態の画像形成装置１００は、転写式電子写真プロセスを用いた、レーザー走査露光方式の複写機である。Ａは電子写真画像形成機構部、ＢとＣはその上部と下部に配設された原稿読取機構部と給紙機構部である。
原稿読取機構部Ｂにおいて、１１２は原稿台ガラス、１１１はこの原稿台ガラス上に搭載した自動原稿送り装置である。
複写すべき原稿はこの自動原稿送り装置１１１により或いは手動で原稿台ガラス１１２の上面の所定の位置に載置される。
そして、その載置された原稿の下向き画像面が原稿台ガラス１１２の下面に沿って移動駆動されるコンタクトイメージセンサー（ＣＩＳ）１１３により読み取り走査（スキャニング）される。
すなわち、原稿画像が光電読取りされる。１１４はＣＩＳ１１３の移動ガイドレール、１１５はＣＩＳ１１３を移動駆動するリーダモーターである。ＣＩＳ１１３による画像読取り電気信号が画像形成機構部Ａの制御回路部（図に省略）に入力する。
【００１３】
画像形成機構部Ａにおいて、１２１は像担持体としての電子写真感光体ドラム（以下、ドラムと記す）である。
このドラム１２１は矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動され、帯電ローラ１２２により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。
その帯電処理面に対して像露光手段としてのレーザースキャナユニット１２６によりレーザー走査露光Ｌがなされる。
これにより、ドラム１２１の周面に露光パターンに対応した静電潜像が形成される。
レーザースキャナユニット１２６において、ａはポリゴンミラー、ｂは該ミラーを回転駆動するスキャナモーター、ｃは結像レンズ部、ｄは反射ミラーである。回転するポリゴンミラーａに対して半導体レーザー（図に省略）からレーザー光が出力される。
半導体レーザーは、前記のＣＩＳ１１３からの原稿画像読取り電気信号に対応して変調されたレーザー光を出力する。
そのレーザー光が、ポリゴンミラーａ、結像レンズ部ｃ、反射ミラーｄを介して、ドラム１２１の面に結像される。そして、ポリゴンミラーａの回転により、感光ドラム面が走査露光される。
【００１４】
上記のようにしてドラム１２１に形成された静電潜像は、ドラムの回転とともに現像器１２３によりトナー像として現像される。
そのトナー像は、ドラム１２１と転写ローラ１２７との当接部である転写ニップ部において、該転写ニップ部に給紙機構部Ｃより該転写ニップ部へ所定の制御タイミングにて給送された記録材（シート）Ｓに順次に転写される。
転写ニップ部を出た記録材Ｓはドラム１２１の面から分離されて、定着器へ導入される。本実施形態においては、定着器としてヒートローラ定着器１２８が用いられる。
記録材Ｓはこのヒートローラ定着器１２８の定着ニップ部で挟持搬送されていく過程において、表面のトナー像が記録材面に熱圧定着される。
そして、画像形成物として、排紙ローラ対１２９により画像形成装置外の排紙部１３０に排出される。
また、記録材分離後のドラム１２１はクリーニング器１２４によってクリーニングされ、次の画像形成に備えられる。
【００１５】
給紙部Ｃにおいて、１３１は給紙カセットであり、例えばＡ４サイズの記録材Ｓを複数枚積載して横置きで格納してある。
１３２は給紙ローラ、１３３は給紙カセット内の中板である。中板１３３はバネ１３３ａにより押上げ付勢されていて、給紙カセット内の積載記録材Ｓの先端付近を給紙ローラ１３２に対して持ち上げている。
所定の制御タイミングで給紙ローラ１３２が回転駆動されると、積載記録材Ｓの最上位の記録材に送りがかかり、その記録材が１枚分離ローラ対１３４により１枚分離されて送出される。
その記録材Ｓはその時点では回転を停止しているレジストローラ対１３５のニップ部に先端が一旦受け止められて斜行矯正される。
そして、ドラム１２１上に形成されたトナー像に対してタイミング合わせされて、レジストローラ対１３５の回転がなされることで、記録材Ｓが転写ニップ部に送出される。
【００１６】
１３６は手差し給紙部（マルチパーパストレイ）である。この給紙部１３６は画像形成部Ａの右側面部に開閉可能に配設してあり、不使用時は２点鎖線示のように画像形成部Ａの右側面部に対して閉じ込んで格納状態にすることができる。使用時は実線示のように開き倒した状態にして、記録材を載置する。
そして、手差し給紙ローラ１３７が駆動されることで、記録材が１枚分離給送され、レジストローラ対１３５を介して転写ニップ部に送出される。
本実施形態の画像形成装置は、画像形成部Ａにおける、ドラム１２１、帯電ローラ１２２、現像器１２３、クリーニング器１２４、を枠体によって一体的にカートリッジ化して、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジ１２５である。
【実施例】
【００１７】
［実施例１］
実施例１として、本発明を適用した樹脂成形品および樹脂成形品を用いたユニットの構成例について説明する。
図１は本実施例における樹脂成形品を用いたユニットである定着器１２８を示す図であり、図３はこの定着器の拡大横断面図、図４は定着器の拡大縦断面図である。
この定着器１２８としてヒートローラ定着器が用いられ、加熱ローラ（定着ローラ）３と加圧ローラ４とを加圧バネ７ａ、７ｂで圧接させて定着ニップ部Ｎを形成させている。
加熱ローラ３は長手方向の両端軸を、それぞれ軸受５ａ、５ｂを介して支持筺体１に支持されている。
加熱ローラ３は図示せぬ駆動源より駆動ギア８を介して矢印の時計方向に回転駆動される。
加圧ローラ４は長手方向の両端軸を、それぞれ軸受６ａ、６ｂおよび加圧バネ７ａ、７ｂを介して支持筺体２に支持されている。
加圧ローラ４は加熱ローラ３の回転に従動して回転する。支持筺体１と支持筺体２は図示せぬ枠体により連結支持されている。
加熱ローラ３はハロゲンランプ等の内部ヒータにより加熱され、表面温度が所定の定着温度に維持されるように、ヒータへの電力供給が温調回路（図に省略）により制御される。
そして、定着ニップ部Ｎに未定着トナー像を形成担持させた記録材を通紙して挟持搬送させることで、加熱ローラ３の熱と定着ニップ部Ｎの圧とにより未定着トナー像を記録材面に永久固着像として熱圧定着させる。
【００１８】
図４において、支持筺体１は加熱ローラ３を支持する両端部１ａ、１ｂが非発泡部となっており、中央部１ｃは発泡部となっている。
これにより、加熱ローラ３を支持する両端部１ａ、１ｂの強度が、全体が発泡部の従来構成よりも１０〜２０％向上するため、両端部１ａ、１ｂの変形・破損が防止可能となる。
支持筺体２は加圧ローラ４を支持する両端部２ａ、２ｂが非発泡部となっており、中央部２ｃは発泡部となっている。
これにより、加圧ローラ４を支持する両端部２ａ、２ｂの強度が、全体が発泡部の従来構成よりも１０〜２０％向上するため、両端部２ａ、２ｂの変形・破損が防止可能となる。
これにより、定着ユニットの樹脂部品を発泡成形を用いて従来の性能を損なうことなくコストダウンすることが可能となる。
さらに、発泡による樹脂部品の断熱性能向上により、画像形成装置本体内の過昇温防止にも貢献する。
実験結果によると、液晶ポリマーを用いた発泡率８％の発泡樹脂成形品で、熱伝導率が約２０％低下する。
【００１９】
［実施例２］
実施例２として、本発明の樹脂成形品を金型を用いて射出成形する構成例について説明する。
図５、図６、図７は本実施例における金型基本構成を断面図で示しており、１１が不動コア、１２がコアバックを行なう可動コア、１３が本発明の発泡樹脂成形品、１４がキャビ駒、１５が不動コアと作動コアを内蔵するコア駒である。
次に、図６、図７を用いて本実施例の金型動作を説明する。
図６はコアバック前の状態を示しており、図７はコアバック後の状態を示している。
図６において、可動コア１２は予め設定された容積もしくは肉厚の位置で静止しており、その後発泡性樹脂が型内へ射出充填される。
樹脂が充填された後、可動コア１２が決められた位置まで作動し、コアバックによる発泡が行なわれる。このとき、発泡樹脂成形品１３の発泡部１３ａはコアバックにより容積が変化して発泡し、非発泡部１３ｂ、１３ｃは容積の変化がなく発泡しない。
【００２０】
また、不動コア部と可動コア部境界形状がなだらかに連続して変化している為に、局部的な段差やひけのような変形も生じない。
これにより、定着ユニットの樹脂部品を発泡成形を用いて従来の性能を損なうことなくコストダウンすることが可能となる。
さらに、発泡による樹脂部品の断熱性能向上により、画像形成装置本体内の過昇温防止にも貢献する。
実験結果によると、液晶ポリマーを用いた発泡率８％の発泡樹脂成形品で、熱伝導率が約２０％低下する。
なお、成形条件・成形品形状等の条件により、非発泡部に多少の発泡が認められる場合も考えられる。
その際は、外部より金型の非発泡部１３ｂ、１３ｃにつながる微小なガス経路（図示せず）を設け、空気又は窒素などで金型のキャビティ内を予め加圧した後、樹脂を射出した後、直ちにガス抜きを行うカウンタープレッシャー法が有効である。
【００２１】
［実施例３］
実施例３として、実施例２と異なる形態の樹脂成形品の成形例について説明する。
図８に、本実施例における金型基本構成の断面図を示す。
ここで２１はキャビ駒、２２はコア駒、２３は本発明の発泡樹脂成形品を示す。あらかじめ発泡成形した発泡樹脂成形品２３ａを金型内にセットし型締めを行う。
金型内の２３ｂ、２３ｃに樹脂を射出・充填させることで、２３ａ、２３ｂ、２３ｃを一体化した射出成形品２３が完成する。
これにより、定着ユニットの樹脂部品を発泡成形を用いて従来の性能を損なうことなくコストダウンすることが可能となる。
さらに、発泡による樹脂部品の断熱性能向上により、画像形成装置本体内の過昇温防止にも貢献する。
実験結果によると、液晶ポリマーを用いた発泡率８％の発泡樹脂成形品で、熱伝導率が約２０％低下する。
【符号の説明】
【００２２】
１：支持筺体
２：支持筺体
３：加熱ローラ
４：加圧ローラ
５ａ、５ｂ：軸受
６ａ、６ｂ：軸受
７ａ、７ｂ：加圧バネ
８：駆動ギア
１２８：ヒートローラ定着器
【図１】
0005812729.tif 000002
【図２】
0005812729.tif 000003
【図３】
0005812729.tif 000004
【図４】
0005812729.tif 000005
【図５】
0005812729.tif 000006
【図６】
0005812729.tif 000007
【図７】
0005812729.tif 000008
【図８】
0005812729.tif 000009
【図９】
0005812729.tif 000010