(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラの端部に形成されたキー溝と係合するドライブキーを設けた定着装置用ドライブカラーにおいて、
そのドライブカラーの周面に平面部を形成して、その平面部に取付孔を設け、
前記ドライブキーは、ドライブカラーの前記取付孔に挿入、固定される固定部と、ドライブカラーの周面から突出して前記キー溝に係合するキー部と、前記固定部とキー部の間に一体に設けられたフランジ部とを有し、
前記固定部を取付孔に挿入して、フランジ部の下面をドライブカラーの平面部に当接したことを特徴とする定着装置用ドライブカラー。
【請求項２】
用紙をそのニップ部に通して用紙上のトナー像を定着させる一対の定着ローラと、その定着ローラの少なくとも一方のローラの端部に係合するドライブカラーとを備え、そのドライブカラーにより前記定着ローラを回転駆動する電子写真装置の定着装置において、
前記の少なくとも一方のローラの端部にキー溝を形成し、前記ドライブカラーにそのキー溝と係合するドライブキーを設け、
前記ドライブカラーの周面に平面部を形成して、その平面部に取付孔を設け、
前記ドライブキーは、ドライブカラーの前記取付孔に挿入、固定される固定部と、ドライブカラーの周面から突出して前記キー溝に係合するキー部と、前記固定部とキー部の間に一体に設けられたフランジ部とを有し、
前記固定部を取付孔に挿入して、フランジ部の下面をドライブカラーの平面部に当接したことを特徴とする電子写真装置の定着装置。
【請求項３】
感光体と、その感光体の表面を帯電する帯電器と、帯電した感光体の表面に静電潜像を形成する光学系と、その静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、用紙を転写位置に搬送する用紙搬送手段と、前記感光体上に形成されたトナー像を前記用紙上に転写する転写器と、用紙上のトナー像を定着させる定着装置とを備えた電子写真装置において、
前記定着装置が請求項２記載の定着装置であることを特徴とする電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置の定着装置、ならびにそれに用いるドライブカラーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、電子写真装置の１種であるレーザビームプリンタの概略構成図である。同図において１はレーザビームプリンタであり、そのコントローラ２２からの印刷動作開始信号に基づいて感光体ドラム２１が矢印方向に回転を始める。感光体ドラム２１は、レーザビームプリンタ１の印刷速度に相当する速度で回転し、印刷動作が終了するまで回転を続ける。感光体ドラム２１が回転を開始すると、コロナ帯電器２に高電圧が印加され、感光体ドラム２１の表面が均一に帯電される。
【０００３】
回転多面鏡３は、レーザビームプリンタ１に電源が投入されると直ちに回転を開始し、電源が投入されている間、高精度に定速回転が維持される。半導体レーザや発光ダイオードなどで構成された光源４から出力したレーザビームは、回転多面鏡３で反射し、ｆθレンズ５を通して感光体ドラム２１上を走査しながら照射する。
【０００４】
ドットイメージに変換された文字データや図形データがレーザビームのオン／オフ信号としてコントローラ２２からレーザビームプリンタ１に送られると、感光体ドラム２１の表面にレーザビームが照射される部分と照射されない部分とが形成されて、静電潜像が形成される。この静電潜像を保持したドラム領域が現像装置６と対向する位置に到達すると、静電潜像にトナーが供給され、レーザビームの照射により感光体ドラム２１上の電荷が消失した部分に、帯電したトナーが静電気により吸引されて、感光体ドラム２１上にトナー像が形成される。
【０００５】
用紙ホッパ１１に収納された用紙７は、用紙搬送トラクタ８によって、感光体ドラム２１上に形成されたトナー像が転写位置に到達するタイミングと同期させて、感光体ドラム２１と転写器１０の間に向けて搬送される。
【０００６】
感光体ドラム２１上に形成されたトナー像は、用紙７の背面側にトナー像と逆極性の電荷を付与する転写器１０の作用によって用紙７上に吸引される。
【０００７】
このようにして用紙ホッパ１１にセットされていた用紙７は、用紙搬送トラクタ８、転写器１０、用紙搬送トラクタ９およびバッファプレート２４を経て定着装置１２に搬送される。
【０００８】
定着装置１２に到達した用紙７は、プレヒータ１３で予熱された後、定着ランプ（以下、ヒータランプと称する）２５を備えた加熱ローラ１４と加圧ローラ１５からなる一対の定着ローラによって形成されるニップ部によって加熱、加圧されながら挟持搬送され、トナー像が用紙７に溶融定着される。
【０００９】
加熱ローラ１４と加圧ローラ１５によって送り出された用紙７は、用紙送り出しローラ１６によってスタッカーテーブル１９側へ送り出されると共に、スイングフィン１７の揺動動作によってミシン目に沿って交互に折り分けられ、更に回転するパドル１８で折り畳み状態が整えられながら、スタッカーテーブル１９上に積み重ねられる。転写位置を通過したドラム領域は、清掃装置２０で清掃されて次の印刷動作に備えられる。
【００１０】
なお、図７において、２３は印字動作中のレーザビームプリンタ１の状態に基づく情報を表示する表示画面である。前記バッファプレート２４は、用紙搬送トラクタ９と加熱ローラ１４、加圧ローラ１５間で用紙搬送速度差が生じた場合に、用紙７に発生する弛み、あるいは張りを吸収するためのものである。２６は、加熱ローラ１４の表面に接触可能に、且つ巻取り可能に設けられたウェブ部材で、加熱ローラ１４の表面の清掃ならびに加熱ローラ１４表面への離型剤の塗布を行なうためのものである。
【００１１】
図８はヒータランプを内蔵した加熱ローラの一部を断面にした上面図、図９はその加熱ローラの一部を示す斜視図、図１０はその加熱ローラの端部に嵌着されるドライブカラーの斜視図、図１１はそのドライブカラーに用いるドライブキーの図１０においてＢ方向から視た拡大正面図である。
【００１２】
図８において、定着ローラの一方を構成する加熱ローラ１４内には、着脱自在に装着された複数本のヒータランプ２５を有し、そのヒータランプ２５の熱を遮蔽するための遮蔽板３１が加熱ローラ１４の両端部近傍に設けてある。
【００１３】
加熱ローラ１４の端部にそれの軸方向に延びたキー溝３２が形成され、そのキー溝３２内にキー溝磨耗防止のための緩衝材３３が取り付けてある。緩衝材３３は表面をポリテトラフルオロエチレン（商品名テフロン）やシリコンゴム等の非粘着性樹脂でコーティングした熱伝導性のよいＡ５０５２等のアルミニウム材から構成される。
【００１４】
図示しない動力系統と加熱ローラ１４を繋ぐドライブカラー３４には加熱ローラ１４の開口部内側に挿入される筒状部３６が設けられ、それの平面部３７に平面形状が円形の取付孔３８が形成されている（図１０参照）。この取付孔３８に、ＨＲＣ３０〜５０の硬度を有する焼き入れ炭素鋼等からなるドライブキー３５が装着されている。
【００１５】
ドライブキー３５は図１０と図１１に示すように、ドライブカラー３４の取付孔３８に挿入される円柱状の固定部３９と、その固定部３９の上部に一体に設けられた平面形状が長円形のキー部４０から構成されている。図１１に示すように、ドライブキー３５を図１０の矢印Ｂ方向から見たときの固定部３９の寸法（直径）Ｄ１がキー部４０の幅寸法Ｗ（幅狭の方の幅寸法）と同じか、若しくは小さく設計されていた。すなわち従来は、Ｄ１≦Ｗの関係にあった。
【００１６】
図１０に示すようにドライブキー３５の固定部３９をドライブカラー３４の取付孔３８に挿入し、適切な手段で固定して、キー部４０を平面部３７から突出させる（図９参照）。この状態でドライブカラー３４の筒状部３６を加熱ローラ１４の開口部に内嵌するとともに、ドライブキー３５のキー部４０を加熱ローラ１４のキー溝３２に挿入することにより、ドライブカラー３４と加熱ローラ１４が連結され、ドライブカラー３４の回転駆動力を加熱ローラ１４に伝達することができる。前記加圧ローラ１５は、この加熱ローラ１４に従動して回転する。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような加熱ローラ１４への駆動力伝達機構では、加熱ローラ１４はドライブカラー３４に設けられたドライブキー３５を介して回転駆動されるため、加熱ローラ１４に取り付けられている緩衝材３３と、ドライブカラー３４に設けられているドライブキー３５との間の寸法公差や、熱変形等による隙間ですべり磨耗が発生し、ドライブキー３５の機械強度を低下させ、寿命の短命化を引き起こしていた。
【００１８】
また、印刷と印刷停止を繰り返し行う間欠印刷動作の場合、ドライブキー３５にとって機械強度が弱いところであるキー溝３２と係合する部分と、取付孔３８へ挿入する固定部３９との間に繰り返し緩衝がかかることになり、その部分でのドライブキー３５の破損という問題を引き起こしていた。
【００１９】
さらに、ドライブキー３５の疲労度が進捗する過程においては、駆動力伝達不良による騒音、定着強度低下による印刷品質低下などの問題を引き起こすことになる。また印刷用紙の幅拡大のために定着ローラを延長する場合や、高速印刷化のために定着ローラ回転数を上げる場合は、ドライブキー３５にかかる負荷が益々大きくなり、破壊速度が上がるため、ドライブカラー３４の交換周期が短くなるという問題がある。
【００２０】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、機械強度を向上させ破壊速度を抑えて、部品寿命を延ばすことが可能な電子写真装置、定着装置、ならびにそれに用いるドライブカラーを提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、第１の本発明は、ローラの端部に形成されたキー溝と係合するドライブキーを設けた定着装置用ドライブカラーを対象とするものである。
【００２２】
そして前記ドライブカラーの周面に平面部を形成して、その平面部に取付孔を設け、前記ドライブキーは、ドライブカラーの前記取付孔に挿入、固定される固定部と、ドライブカラーの周面から突出して前記キー溝に係合するキー部と、前記固定部とキー部の間に一体に設けられたフランジ部とを有し、前記固定部を取付孔に挿入して、フランジ部の下面をドライブカラーの平面部に当接したことを特徴とするものである。
【００２３】
前記目的を達成するために、第２の本発明は、用紙をそのニップ部に通して用紙上のトナー像を定着させる一対の定着ローラと、その定着ローラの少なくとも一方のローラの端部に係合するドライブカラーとを備え、そのドライブカラーにより前記定着ローラを回転駆動する電子写真装置の定着装置を対象とするものである。
【００２４】
そして前記の少なくとも一方のローラの端部にキー溝を形成し、前記ドライブカラーにそのキー溝と係合するドライブキーを設け、前記ドライブカラーの周面に平面部を形成して、その平面部に取付孔を設け、前記ドライブキーは、ドライブカラーの前記取付孔に挿入、固定される固定部と、ドライブカラーの周面から突出して前記キー溝に係合するキー部と、前記固定部とキー部の間に一体に設けられたフランジ部とを有し、前記固定部を取付孔に挿入して、フランジ部の下面をドライブカラーの平面部に当接したことを特徴とするものである。
【００２５】
前記目的を達成するために、第３の本発明は、感光体と、その感光体の表面を帯電する帯電器と、帯電した感光体の表面に静電潜像を形成する光学系と、その静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、用紙を転写位置に搬送する用紙搬送手段と、前記感光体上に形成されたトナー像を前記用紙上に転写する転写器と、用紙上のトナー像を定着させる定着装置とを備えた電子写真装置を対象とするものである。
【００２６】
そして前記定着装置が前記第２の発明の定着装置であることを特徴とするものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る定着装置におけるドライブカラーの分解斜視図、図２はそのドライブカラーに用いるドライブキーの図１で矢印Ａ方向から視た拡大正面図、図３は加熱ローラの駆動伝達機構を説明するための断面図、図４は本発明と従来例のドライブキーにおける破壊速度と時間の関係を示す特性図である。
【００３０】
本発明の実施形態において、レーザビームプリンタの概略構成は図７のものと同様であるので、それらの説明は省略する。定着装置における定着ローラは加熱ローラ１４と加圧ローラ１５から構成され、加熱ローラ１４を回転駆動することにより加圧ローラ１５が連れ回る機構になっている。
【００３１】
図３に示すように、加熱ローラ１４は、例えばアルミニウムからなる金属製素管１４ａと、その素管１４ａの周面に設けられたポリテトラフルオロエチレン（商品名テフロン）やシリコンゴムなどからなる表面層１４ｂからなり、素管１４ａの両端内部には熱放出を防ぐ遮蔽板３１が設けられている。素管１４ａの両端は、ドライブカラー３４を備えた保持部材４１，４２を介して定着装置のフレーム４３に支持されている。
【００３２】
保持部材４１とドライブカラー３４の間に軸受４４が設けられ、この軸受４４は複数のスプリング４５とガイド板４６により、加熱ローラ１４の熱膨脹や周囲の部材の寸法的なばらつきを吸収できるように配置されている。保持部材４１，は蝶ネジ４７によりフレーム４３に固定されている。
【００３３】
一方、保持部材４２には、加熱ローラ１４を駆動するための駆動モータ（図示せず）からの駆動力を受けるギア４８が設けられ、フレーム４３に取り付けられている軸受４９，５０を含んだハウジング５１，５２により支持されている。保持部材４２の一方の端部はドライブカラー３４に挿入されて、ネジ５３で連結されている。ドライブカラー３４にはドライブキー３５が設けられ、ドライブキー３５は加熱ローラ１４のキー溝３２に嵌入されている。従って前記駆動モータの回転駆動力は、ギア４８、保持部材４２、ドライブカラー３４、ドライブキー３５を介して加熱ローラ１４に伝達される。
【００３４】
ランプカートリッジ５４は、複数本のヒータランプ２５と、ヒータランプ２５の一端を保持する第１のランプホルダ５５と、ヒータランプ２５の他端を保持する第２のランプホルダ５６とから主に構成されている。ランプホルダ５５，５６には給電線５７がそれぞれ接続されている。このランプカートリッジ５４は、保持部材４１に設けられた貫通穴５８から挿入され、加熱ローラ１４内に装着される。
【００３５】
次にドライブキー３５を有するドライブカラー３４について、図１と図２を用いて説明する。
【００３６】
ドライブカラー３４には加熱ローラ１４の開口部内側に挿入される筒状部３６が設けられ、それの周面の一部に平面部３７が形成され、平面部３７のほぼ中央部に平面形状が円形の取付孔３８が形成されている。この取付孔３８に、ＨＲＣ３０〜５０の硬度を有する焼き入れ炭素鋼等からなるドライブキー３５が装着されている。
【００３７】
ドライブキー３５は、ドライブカラー３４の取付孔３８に挿入される円柱状で太径の固定部３９と、その固定部３９の上部に一体に設けられた平面形状が長円形のキー部４０と、固定部３９とキー部４０の間に設けられたフランジ部５９から構成されている。
【００３８】
図２に示すように、ドライブキー３５を図１の矢印Ａ方向から見たときのキー部４０の幅寸法Ｗ（幅狭の方の幅寸法）は従来と同じ５ｍｍであり、従って加熱ローラ１４のキー溝３２の方は寸法の変更はなく従来と同じで、既成の加熱ローラ１４との互換性をもたせてある。一方、固定部３９の寸法（直径）Ｄ２はキー部４０の幅寸法Ｗよりも大きく、本実施形態では８ｍｍである。従ってドライブカラー３４の取付孔３８の孔径も約８ｍｍである。フランジ部５９の寸法（直径）Ｄ３は固定部３９の寸法（直径）Ｄ２よりもさらに大きく、本実施形態では１０ｍｍである。従って、三者はＷ＜Ｄ２＜Ｄ３の寸法関係にある。
【００３９】
図示していないが従来と同様に、加熱ローラ１４の駆動側端部にそれの軸方向に延びたキー溝３２が形成され、そのキー溝３２内にキー溝磨耗防止のための緩衝材３３が取り付けてある。緩衝材３３は表面をポリテトラフルオロエチレン（商品名テフロン）やシリコンゴム等の非粘着性樹脂でコーティングした熱伝導性のよいＡ５０５２等のアルミニウム材から構成される。
【００４０】
図１に示すようにドライブキー３５の固定部３９をドライブカラー３４の取付孔３８に挿入し、フランジ部５９の下面を平面部３７に当接して、適切な手段で固定し、フランジ部５９とキー部４０を平面部３７（周面）から突出させる。この状態でドライブカラー３４の筒状部３６を加熱ローラ１４の開口部に挿入するとともに、ドライブキー３５のキー部４０を加熱ローラ１４のキー溝３２に挿入することにより、ドライブカラー３４と加熱ローラ１４が連結され、ドライブカラー３４の回転駆動力を加熱ローラ１４に伝達することができる。
【００４１】
図４に本発明の前記実施形態に係るドライブキーと図１１に示す従来のドライブキーの破壊速度と時間の関係を示す。この図から明らかなように、ドライブキー破壊域αに達する迄の時間は、従来のドライブキーに対して本発明のドライブキーでは２〜３倍に達しており、ドライブキーの破壊速度を抑え、部品寿命の延長化、すなわちドライブカラーの交換期間の延長化が図れる。
【００４２】
図５は、本発明の第２実施形態に係るドライブキーの拡大正面図である。この実施形態で前記第１実施形態と相違する点は、固定部３９の形状を逆円錐台形にした点である。この固定部３９のフランジ部５９との付け根部の寸法（直径）Ｄ２がキー部４０の幅寸法Ｗより大きくなっている。図示していないが、ドライブカラー３４に設けられる取付孔３８の形状も固定部３９と同じように逆円錐台形になっている。
【００４３】
図６は、本発明の第３実施形態に係るドライブキーの拡大正面図である。この実施形態では固定部３９の寸法（直径）Ｄ１をキー部４０の幅寸法Ｗと同じにして、固定部３９とキー部４０の間にフランジ部５９を設けている。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は前述のような構成になっており、ドライブキーの固定部とキー部の間にフランジ部を設けて、フランジ部の下面をドライブカラーの平面部に当接することにより、ドライブキーの機械強度を向上させ、破壊速度を抑えることができ、部品寿命、すなわちドライブカラーの交換時期を延ばすことができる。さらにドライブキーの寿命延長により、保守費用の低減を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る定着装置におけるドライブカラーの分解斜視図である。
【図２】そのドライブカラーに用いるドライブキーの図１で矢印Ａ方向から視た拡大正面図である。
【図３】加熱ローラの駆動伝達機構を説明するための断面図である。
【図４】本発明と従来例のドライブキーにおける破壊速度と時間の関係を示す特性図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るドライブキーの拡大正面である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るドライブキーの拡大正面である。
【図７】レーザビームプリンタの概略構成図である。
【図８】ヒータランプを内蔵した加熱ローラの一部を断面にした上面図である。
【図９】従来の加熱ローラの一部を示す斜視図である。
【図１０】その加熱ローラの端部に嵌着されるドライブカラーの斜視図である。
【図１１】そのドライブカラーに用いるドライブキーの図１０においてＢ方向から視た拡大正面図である。
【符号の説明】
１  レーザビームプリンタ
１２  定着装置
１４  加熱ローラ
１５  加圧ローラ
２５  定着ランプ（ヒータランプ）
３２  キー溝
３３  緩衝材
３４  ドライブカラー
３５  ドライブキー
３６  筒状部
３７  平面部
３８  取付孔
３９  固定部
４０  キー部
５９  フランジ部
Ｗ  キー部の幅狭の方の幅寸法
Ｄ１，Ｄ２  固定部の直径
Ｄ３  フランジ部の直径
【図１】
0003925135.tif 000002
【図２】
0003925135.tif 000003
【図３】
0003925135.tif 000004
【図４】
0003925135.tif 000005
【図５】
0003925135.tif 000006
【図６】
0003925135.tif 000007
【図７】
0003925135.tif 000008
【図８】
0003925135.tif 000009
【図９】
0003925135.tif 000010
【図１０】
0003925135.tif 000011
【図１１】
0003925135.tif 000012