(57)【要約】【課題】定着装置において軸受部材の倒れを軽減するようにし、異常音の発生、あるいは回転体や軸受部材の耐久性などが損なわれることを防止する。【解決手段】加圧ローラベアリング３１における軸方向の重心に対し、加圧ローラ付勢部材３３により対称の力で付勢することにより、加圧ローラベアリング３１にモーメントが発生せず、加圧ローラベアリング３１は傾くことがない。このように、加圧ローラ１８と加圧ローラベアリング３１とにおいて、加圧ローラベアリング３１の倒れや傾きを軽減することにより、異常音の発生、および加圧ローラ１８や加圧ローラベアリング３１の耐久性が損なわれることを軽減することができる。【選択図】図４
2008065043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源により表面が加熱される定着用回転体と、未定着画像を有する記録媒体に対して定着処理を行うため前記定着用回転体に圧接される加圧用回転体とを具備し、前記定着用回転体と前記加圧用回転体とにおける両端部の外周面に軸受部材を嵌着し、前記定着用回転体と前記加圧用回転体とを回転自在に支持してなる定着装置において、
前記定着用回転体あるいは前記加圧用回転体の前記軸受部材を、該軸受部材における軸方向の重心に対し対称の力で付勢する付勢部材を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記軸受部材における軸方向の中心と重心が同じである場合に、該軸受部材の軸方向全域を前記付勢部材により均一に付勢することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記付勢部材による前記軸受部材の軸方向に対する付勢位置を、前記付勢部材と前記軸受部材との構成に応じて設定することを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
【請求項４】
前記定着用回転体が少なくとも２つ以上の定着側回転体にて張架されて移動する無端ベルトからなり、前記加圧用回転体が前記無端ベルトを介して前記定着側回転体の少なくとも１つに圧接される少なくとも１つの加圧側回転体からなることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項５】
記録媒体の未定着画像像を複数の回転体により形成されたニップ部にて加圧，加熱して定着処理を行う定着部が設置されている画像形成装置において、前記定着部として請求項１〜４いずれか１項記載の定着装置を設置し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、未定着画像を有する記録媒体に対して画像定着処理を行う定着装置、および、その定着装置を搭載する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から定着装置は、熱源により加熱される定着用回転体と該定着用回転体に圧接される加圧用回転体とにより形成されるニップ部に、未定着画像を有する記録媒体を通すことにより記録媒体に対する画像定着処理を行っている。
【０００３】
前記構成の定着装置では、一般的に、定着用回転体と加圧用回転体とを回転可能に支承する軸受としてボールベアリングが多く用いられている。さらに、このボールベアリングを付勢することにより、ボールベアリングを介して加圧用回転体を定着用回転体へ圧接する構成のものが多い。
【０００４】
また、定着用回転体と加圧用回転体とはハロゲンランプなどの熱源を内部に有することが多く、これらの回転体は高温となる。このため前記回転体の熱膨張を考慮し、該回転体とボールベアリングとの嵌合部分の隙間寸法は、熱をかけない部位に比べて大きくすることが多い。
【０００５】
また、熱膨張時の前記回転体の外径の値は、該回転体の最高到達温度から算出されることが多く、加熱されている実使用時には想定上の熱膨張径にはならず、前記回転体とボールベアリングとの隙間は通常よりも大きい場合の方が多い。
【０００６】
この場合、ボールベアリングと回転体との嵌合部分に隙間があるため、ボールベアリングに傾きが発生し易く、この傾いた状態にて回転体が回転した場合、異常音の発生、あるいは回転体やボールベアリングの耐久性が損なわれてしまうなどの問題が生じていた（特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特許第３０９７５５４号公報
【特許文献２】特開２００５−２９２６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記従来の定着装置の構成において、ベアリングなどの軸受部材が傾く原因としては、いくつかのことが考えられるが、その大きな要因の１つとして、軸受を付勢する部材が当該軸受部材におけるどの部位に付勢力を加えているかという問題がある。
【０００８】
例えば軸受部材の軸方向の重心に対し非対称に力が付勢されている場合は、回転モーメントが発生し、軸受部材の設置部分から倒れ易くなる。
【０００９】
本発明の目的は、前記従来の課題を解決し、軸受部材に対する付勢力付与などを工夫し、軸受部材の倒れを軽減するようにして、異常音の発生、あるいは回転体や軸受部材の耐久性などが損なわれるという問題を軽減することができるようにした定着装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、熱源により表面が加熱される定着用回転体と、未定着画像を有する記録媒体に対して定着処理を行うため前記定着用回転体に圧接される加圧用回転体とを具備し、前記定着用回転体と前記加圧用回転体とにおける両端部の外周面に軸受部材を嵌着し、前記定着用回転体と前記加圧用回転体とを回転自在に支持してなる定着装置において、前記定着用回転体あるいは前記加圧用回転体の前記軸受部材を、該軸受部材における軸方向の重心に対し対称の力で付勢する付勢部材を備えたことを特徴とし、この構成によって、軸受部材に対して付勢力を均一に加えられるため、回転体とその軸受部材において、軸受部材の倒れや傾きを軽減することができ、これにより発生する軸受異常音の発生や、回転体や軸受部材の耐久性が損なわれるなどの問題を軽減することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、軸受部材における軸方向の中心と重心が同じである場合に、該軸受部材の軸方向全域を付勢部材により均一に付勢することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の定着装置において、付勢部材による軸受部材の軸方向に対する付勢位置を、付勢部材と軸受部材との構成に応じて設定することを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、定着用回転体が少なくとも２つ以上の定着側回転体にて張架されて移動する無端ベルトからなり、加圧用回転体が無端ベルトを介して定着側回転体の少なくとも１つに圧接される少なくとも１つの加圧側回転体からなることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、記録媒体の未定着画像像を複数の回転体により形成されたニップ部にて加圧，加熱して定着処理を行う定着部が設置されている画像形成装置において、前記定着部として請求項１〜４いずれか１項記載の定着装置を設置したことを特徴とし、本発明に係る前記定着装置を搭載することにより、信頼性に優れた定着処理が行われ、高画質の画像形成が実現する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る定着装置によれば、定着装置を構成する回転体における軸受部材に対して付勢力を均一に加えることにより、回転体とその軸受部材において、軸受部材の倒れや傾きを軽減することができ、これにより発生する軸受異常音の発生や、回転体および軸受部材の耐久性が損なわれることなどを防止することができ、安定した定着処理が行われ、定着の信頼性が向上する。
【００１６】
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る定着装置を搭載することにより、信頼性に優れた定着処理が行われ、高画質の画像形成が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本発明に係る画像形成装置の実施形態の概略構成図であり、１は、中間転写ベルト２と複数の感光体３などからなり、トナー像を形成する電子写真式の画像形成部、４は中間転写ベルト２に形成されているトナー像を記録媒体である転写紙Ｐに転写する転写ローラ、５はトナー像が転写された転写紙Ｐに対して加圧，加熱して定着処理を行う定着ユニット、６，６は記録媒体である転写紙Ｐが収納されている複数の給紙トレイ、７，７は各給紙トレイ６に対応して設けられている給紙ローラ、８は中間転写ベルト２と転写ローラ４間のニップに転写紙Ｐをタイミングをとって搬送するレジストローラ、９は手差しトレイである。
【００１９】
さらに、１０は定着後の転写紙Ｐを排紙トレイ１１に排出する排紙ローラ、１２は定着後の転写紙Ｐの表裏面を反転する反転ユニット、１３は反転ユニット１２からの転写紙Ｐをレジストローラ８へ搬送する両面搬送ユニットである。
【００２０】
給紙トレイ６の転写紙Ｐは、給紙ローラ７によりピックアップされてレジストローラ８に搬送され、転写ローラ４によりトナー像が転写され、未定着トナー像を担持した状態で定着ユニット５に送られる。定着ユニット５において転写紙Ｐに対してトナー像の定着処理が行われた後、排紙ローラ１０により排紙トレイ１１へ排出される。
【００２１】
両面画像形成モードが設定されているときには、一方の面に画像が形成され定着ユニット５にて定着処理を受けた転写紙Ｐは、反転ユニット１２へ送られて表裏面が反転され、両面搬送ユニット１３を経て、再びレジストローラ８に搬送される。そして転写紙Ｐは、転写ローラ４にて他方の面のトナー像が転写され、転写後に定着ユニット５に送られ、定着処理が行われた後、排紙ローラ１０により排紙トレイ１１へ排出される。
【００２２】
図２は本実施形態における定着ユニットの構成図であり、定着ユニット５は、定着処理が行われる転写紙Ｐを搬送するための無端状の定着ベルト１５と、定着ベルト１５が張架され該定着ベルト１５を矢印方向へ駆動する加熱ローラ１６および定着ローラ１７と、定着ベルト１５を介して定着ローラ１７に圧接する加圧ローラ１８と、加熱ローラ１６および加圧ローラ１８の内部にそれぞれ設けられたヒータ１９，２０とから構成されている。
【００２３】
前記定着ベルト１５は、ベルト張架部材２１と定着ベルト用付勢部材２２により外方に押し付けられ、所定の張力を有するようになっている。また、図２中の２３は加圧ローラ１８に接触して表面をクリーニングするクリーニングローラ、２４は転写紙Ｐの搬送案内を行う入口ガイド板、２５は出口ガイド板である。
【００２４】
前記構成の定着ユニット５において、定着ベルト１５は、ヒータ１９により加熱されている加熱ローラ１６から熱を受け、定着ローラ１７の一側において、同じくヒータ２０により加熱されている加圧ローラ１８に圧接してニップＮを形成している。このニップＮに未定着トナー像を有する転写紙Ｐが送られると、該転写紙Ｐに対して加熱，加圧がなされ、トナー像の転写紙Ｐに対する定着がなされることになる。
【００２５】
図３は本実施形態の前記定着ユニットにおける定着ローラと加圧ローラとの正面構成を示す説明図であって、本例では、加圧ローラ１８の軸受構造のみを図示しているが、定着ローラ１７の軸受構造も同様なものにしてもよい。
【００２６】
図３において、加圧用回転体である加圧ローラ１８の両端に突出する回転軸３０のそれぞれに、軸受部材である加圧ローラベアリング３１を嵌着し、加圧ローラ１８を回転可能に支持している。加圧ローラベアリング３１は、スプリング３２による付勢力を受ける加圧ローラ付勢部材３３により上圧されており、この加圧ローラベアリング３１を介して付勢力を加圧ローラ１８に与えて、前記のように定着ベルト１５を介して加圧ローラ１８を定着ローラ１７へ圧接し、定着ベルト１５との間にトナー像を転写紙Ｐに定着させるために必要なニップＮを形成している。
【００２７】
また、加圧ローラ１８と加圧ローラベアリング３１との嵌合部分には、背景技術にて説明したように、加圧ローラ１８の熱膨張の影響を考慮して隙間が形成されている。そのため、図４（ａ）に示すように、加圧ローラ付勢部材３３により加圧ローラベアリング３１における軸方向の重心に対し非対称に力が付勢されている場合には、加圧ローラベアリング３１において回転モーメントが発生して、図４（ｂ）に示すように傾いてしまう。
【００２８】
しかし、図４（ｃ）に示すように、加圧ローラベアリング３１における軸方向の重心に対し、加圧ローラ付勢部材３３により対称の力で付勢すれば、前記のようなモーメントが発生せず、図４（ｄ）に示すように、加圧ローラベアリング３１は傾かない。
【００２９】
なお、加圧ローラベアリング３１において軸方向の中心と重心とが同一位置である場合には、当該中心に対称な力を付勢するようにすることにより、加圧ローラベアリング３１の傾きを軽減することができる。
【００３０】
このように、加圧ローラベアリング３１に対して付勢力を均一に加えることにより、加圧ローラ１８と加圧ローラベアリング３１とにおいて、加圧ローラベアリング３１の倒れや傾きを軽減することができ、これにより発生する異常音の発生や、加圧ローラ１８や加圧ローラベアリング３１の耐久性が損なわれることを軽減することができる。
【００３１】
また、加圧ローラベアリング３１において軸方向の中心と重心とが同一位置にある場合には、図５に示すように、加圧ローラベアリング３１における軸方向全域に均一な力を付勢することにより、加圧ローラベアリング３１における軸方向重心に対して対称な力で付勢することになるため、加圧ローラベアリング３１の傾きを軽減することができる。
【００３２】
このとき、加圧ローラ付勢部材３３における加圧ローラ１８の軸方向の長さを、加圧ローラベアリング３１の軸方向の長さよりも長くすることにより、加圧ローラ付勢部材３３の位置精度を高精度にすることなく付勢することが可能になる。
【００３３】
また、図６（ａ），（ｂ）に示す構成にすることにより、加圧ローラ付勢部材３３における加圧ローラベアリング３１の軸方向に対する位置を加圧ローラ付勢部材３３の形状と加圧ローラベアリング３１との形状により決めることができる。
【００３４】
すなわち、図６（ａ）に示す構成例では、加圧ローラ付勢部材３３における加圧ローラベアリング３１との付勢面に凹凸を形成し、中央を凸部にて支承するような構成にしており、これにより加圧ローラベアリング３１の重心への作用点を、加圧ローラベアリング３１と加圧ローラ付勢部材３３の寸法のみで決定することができる。
【００３５】
また、図６（ｂ）に示す例では、加圧ローラ付勢部材３３における加圧ローラベアリング３１との付勢面を凹状に形成し、この凹部に加圧ローラベアリング３１を嵌着させて支持するような構成にしており、これにより加圧ローラベアリング３１のラジアル方向に平行な力を加える場合、加圧ローラベアリング３１と加圧ローラ付勢部材３３の寸法のみで力の方向を決定することができる。
【００３６】
図６（ａ），（ｂ）に示す構成を用いると、加圧ローラベアリング３１の重心位置が分っていれば、加圧ローラ付勢部材３３と加圧ローラベアリング３１との接触部と、加圧ローラベアリング３１の重心とを一致させるために必要な位置は、加圧ローラベアリング３１と加圧ローラ付勢部材３３の寸法，形状のみによって決めることができ、より正確に、重心に対して対称に付勢させることができる。
【００３７】
また、加圧ローラベアリング３１のラジアル方向に平行に力を加えることに関しても、加圧ローラベアリング３１と加圧ローラ付勢部材３３の寸法，形状によってのみ、付勢力の方向を決めることができるため、正確にラジアル方向に平行な力を付勢させることができ、加圧ローラベアリング３１の傾きを軽減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、レーザープリンタ，複写機，ファクシミリ装置などの画像形成部に適用され、特に熱ローラ方式を用いた加熱定着装置に用いて有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の実施形態の概略構成図
【図２】本実施形態における定着ユニットの構成図
【図３】本実施形態の定着ユニットにおける定着ローラと加圧ローラとの正面構成を示す説明図
【図４】（ａ）〜（ｄ）本実施形態における加圧ローラ付勢部材による加圧ローラベアリングへの付勢力付加状態と加圧ローラベアリングの傾き発生の説明図
【図５】本実施形態における加圧ローラ付勢部材と加圧ローラベアリングとの他の構成例を示す説明図
【図６】（ａ），（ｂ）は本実施形態における加圧ローラ付勢部材と加圧ローラベアリングとの他の構成例を示す説明図
【符号の説明】
【００４０】
５  定着ユニット
１５  定着ベルト
１６  加熱ローラ
１７  定着ローラ（定着用回転体）
１８  加圧ローラ（加圧用回転体）
１９，２０  ヒータ
３０  回転軸
３１  加圧ローラベアリング（軸受部材）
３２  スプリング
３３  加圧ローラ付勢部材
Ｎ  ニップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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