特許 7703921 定着装置及び定着装置を備えた画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-06-30

(45)【発行日】2025-07-08

(54)【発明の名称】定着装置及び定着装置を備えた画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20250701BHJP

【ＦＩ】

G03G15/20 515

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021109093

(22)【出願日】2021-06-30

(65)【公開番号】P2023006475

(43)【公開日】2023-01-18

【審査請求日】2024-06-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100167302

【弁理士】

【氏名又は名称】種村 一幸

(74)【代理人】

【識別番号】100135817

【弁理士】

【氏名又は名称】華山 浩伸

(74)【代理人】

【識別番号】100141298

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 文典

(74)【代理人】

【識別番号】100187492

【弁理士】

【氏名又は名称】新保 元啓

(72)【発明者】

【氏名】綿谷 友宏

(72)【発明者】

【氏名】金松 良治

【審査官】広瀬 杏奈

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０２６９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１２２５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１２２５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２４８７９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１９８２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１８９７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０７１２７２０３（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】中国実用新案第２０３２０４３０５（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状に形成されたヒートローラー本体と、
前記ヒートローラー本体の端部に装着されて駆動ギアに噛合する被駆動ギアと、
前記ヒートローラー本体の端部に形成されて軸方向の内側に凹む切欠部と、
前記切欠部における軸方向に延びる二つの端縁からローラー内方側に延び、前記軸方向に直交する前記切欠部の幅方向にて対向する一対の突出板部と、
前記被駆動ギアに形成され、該被駆動ギアが前記ヒートローラー本体の端部に装着される際に前記切欠部に挿入され、該被駆動ギアが回転する際に前記一対の突出板部のうちの一方の突出板部に当接することにより該被駆動ギアの回転動力を前記ヒートローラー本体に伝達する伝達突部とを備え、
前記伝達突部の前記切欠部の幅方向に沿った寸法は、前記一対の突出板部の該幅方向の間隔よりも小さく設定されており、
前記被駆動ギアは、前記ヒートローラー本体における前記一方の突出板部よりもローラー回転方向前側に位置し、前記ヒートローラー本体が先回りした際に前記一方の突出板部に当接する当接部を有し、
前記当接部と前記一方の突出板部とのローラー回転方向の間隔は、前記伝達突部が前記一方の突出板部に当接した状態において、前記伝達突部と前記一対の突出板部のうちの他方の突出板部とのローラー回転方向の間隔よりも狭くなるように設定されている、定着装置。

【請求項2】

請求項１記載の定着装置において、
前記当接部は、前記ヒートローラー本体の軸方向から見て、前記伝達突部に対応する部分が欠損したＣ字状リブの一端部により形成されている、定着装置。

【請求項3】

請求項１又は２記載の定着装置を備えた画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、定着装置及び定着装置を備えた画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えばレーザープリンター等の画像形成装置は、画像形成部及び定着装置を有している。画像形成部は、感光ドラムと、現像部と、転写ローラーと、光走査装置（ＬＳＵ）とを有している。

【0003】

光走査装置は、画像情報に基づいてレーザー光を感光ドラムに照射する。そのことにより、感光ドラムには静電潜像が形成される。次いで、現像部が感光ドラムにトナーを供給することによって感光ドラムにトナー像が形成される。感光ドラムのトナー像は、転写ローラーにより用紙に転写される。用紙に転写されたトナー像は、定着装置によって用紙に定着処理される。

【0004】

ここで、定着装置は、筐体内に配置されたヒートローラーと、ヒートローラーに沿って延びる加圧ローラーとを有している。ヒートローラーは、金属材料からなる管状のヒートローラー本体と、ヒートローラー本体の内部に設けられたヒーターとを有している。そして、ヒーターによりヒートローラー本体が加熱された状態で、トナー像が転写された用紙がヒートローラーと加圧ローラーとの間に供給されることにより、トナー像が用紙に定着する。

【0005】

ヒートローラー本体の一端側の外周面には、ヒートローラー本体をその軸周りに回転させるための被駆動ギアが装着されている。被駆動ギアには駆動ギアが噛合している。

【0006】

特許文献１に記載されているように、通常、被駆動ギアの内周面には突起が形成される一方、ヒートローラー本体の端部にはスリット状の切欠部が形成されている。そして、被駆動ギアの突起がヒートローラー本体の切欠部に挿入されることによって、被駆動ギアはヒートローラー本体に装着されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開平７－４４０４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１に示す定着装置では、被駆動ギアに設けられた突起（伝達突部）がヒートローラー本体に設けられた切欠部に挿入されているだけであるため、切欠部の端面が伝達突部に当たり負けする等して動力伝達機能が低下する虞がある。

【0009】

この問題を回避するべく、ヒートローラー本体の切欠部における軸方向に延びる二つの端縁からローラー内方側に向けて一対の突出板部を形成し、被駆動ギアの回転時に伝達突部を該突出板部の側面に当接させることで動力伝達機能を向上させることが考えられる。

【0010】

図９Ａは、このように一対の突出板部１０１ａを設けたヒートローラー本体１０１に被駆動ギア１０２を装着した状態を示す軸方向に垂直な断面図である。一対の突出板部１０１ａの間隔は、熱膨張を考慮して被駆動ギア１０２の伝達突部１０２ａの幅よりも大きく設定することが好ましい。しかしこの場合、例えば被駆動ギア１０２が、図示しない駆動ギアとの間に生じるバックラッシ等に起因して瞬間的に停止した場合に、図９Ｂに示すようにヒートローラー本体１０１が先回りして回転方向の前側に位置する突出板部１０１ａが伝達突部１０２ａの端面に衝突する。この衝突は、被駆動ギアが回転する度に生じるので、衝突に伴う異音が被駆動ギアの回転周期が生じるという問題がある。

【0011】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、一端部に被駆動ギアが装着されるヒートローラー本体を備えた定着装置において、被駆動ギアによる動力伝達機能を十分に確保しつつヒートローラー本体の先回りに起因する異音の発生を防止することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明に係る定着装置は、筒状に形成されたヒートローラー本体と、前記ヒートローラー本体の端部に装着されて駆動ギアに噛合する被駆動ギアと、前記ヒートローラー本体の端部に形成されて軸方向の内側に凹む切欠部と、前記切欠部における軸方向に延びる二つの端縁からローラー内方側に延び、前記軸方向に直交する前記切欠部の幅方向にて対向する一対の突出板部と、前記被駆動ギアに形成され、該被駆動ギアが前記ヒートローラー本体の端部に装着される際に前記切欠部に挿入され、該被駆動ギアが回転する際に前記一対の突出板部のうちの一方に当接することにより該被駆動ギアの回転動力をヒートローラー本体に伝達する伝達突部とを備え、前記伝達突部の前記切欠部の幅方向に沿った寸法は、前記一対の突出板部の該幅方向の間隔よりも小さく設定されており、前記被駆動ギアは、前記ヒートローラー本体における前記一方の突出板部よりもローラー回転方向前側に位置し、ヒートローラー本体が先回りした際に前記一方の突出板部に当接する当接部を有し、前記当接部と前記一方の突出板部とのローラー回転方向の間隔は、前記伝達突部が前記一方の突出板部に当接した状態において、前記伝達突部と他方の突出板部とのローラー回転方向の間隔よりも狭くなるように設定されている。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、一端部に被駆動ギアが装着されるヒートローラー本体を備えた定着装置において、被駆動ギアによる動力伝達機能を十分に確保しつつヒートローラー本体の先回りに起因する異音の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本実施形態における画像形成装置の概略構成を示す断面図である。

【図2】図２は、定着装置をヒートローラー側から見た側面図である。

【図3】図３は、ヒートローラーの端部に被駆動ギアを装着した状態を示す斜視図である。

【図4】図４は、ヒートローラー本体における被駆動ギアが装着される側の端部を示す拡大斜視図である。

【図5】図５は、ヒートローラー本体における被駆動ギアが装着される側の端部を軸方向から見た側面図である。

【図6】図６は被駆動ギアを示す斜視図である。

【図7】図７は被駆動ギアを挿入側から見た側面図である。

【図8A】図８Ａは、図２のVIII－VIII線断面図であって、ヒートローラー本体が先回りせずに被駆動ギアにより回転駆動されている様子を示す概略図である。

【図8B】図８Ｂは、ヒートローラー本体が先回りした状態をいる様子を示す図８Ａ相当図である。

【図9A】図９Ａは、従来例を示す図８Ａ相当図である。

【図9B】図９Ｂは、従来例を示す図８Ｂ相当図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

【0016】

《実施形態》
図１は、本実施形態における画像形成装置１の概略構成を示す断面図である。画像形成装置１は、図１に示すように、筐体２と、カセット給紙部７と、画像形成部８と、定着装置９と、排紙部１０とを備えている。そうして、画像形成装置１は、筐体２内の搬送路に沿って用紙を搬送しながら、不図示の端末等から送信される画像データに基づいて用紙にトナー画像を形成するように構成されている。

【0017】

カセット給紙部７は、筐体２の底部に設けられている。カセット給紙部７は、互いに重ねられた複数の用紙を収容する給紙カセット１１と、給紙カセット１１内の用紙を１枚ずつ取り出すピックローラー１２とを備えている。

【0018】

画像形成部８は、筐体２内におけるカセット給紙部７の上方に設けられている。画像形成部８は、筐体２内に回転可能に設けられた像担持体である感光ドラム１６と、感光ドラム１６の周囲に配置された帯電ローラー１７と、現像部１８と、転写ローラー１９及びクリーニング部２０と、感光ドラム１６の側方に配置された光走査装置であるレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）３０とを備えている。そうして、画像形成部８は、カセット給紙部７から供給された用紙に画像を形成するようになっている。

【0019】

搬送路には、送り出された用紙を、一時的に待機させた後に所定のタイミングで画像形成部８に供給する一対のレジストローラー１５が設けられている。

【0020】

定着装置９は、画像形成部８の上方に配置されている。定着装置９は、互いに圧接されて回転するヒートローラー２２及び加圧ローラー２３を備えている。そうして、定着装置９は、画像形成部８で用紙に転写されたトナー画像を当該用紙に定着させるように構成されている。

【0021】

排紙部１０は、定着装置９の側方に設けられている。排紙部１０は、排紙トレイ３と、排紙トレイ３へ用紙を搬送するための排紙ローラー２４と、排紙ローラー２４へ用紙を案内する搬送ガイドリブ２５とを備えている。排紙トレイ３は、筐体２の上部に凹状に形成されている。

【0022】

画像形成装置１が画像データを受信すると、画像形成部８において、感光ドラム１６が回転駆動されると共に、帯電ローラー１７が感光ドラム１６の表面を帯電させる。

【0023】

そして、画像データに基づいて、レーザー光がレーザースキャナユニット３０から感光ドラム１６へ出射される。感光ドラム１６の表面には、レーザー光が照射されることによって静電潜像が形成される。一方、現像部１８にはトナーコンテナ２１からトナーが供給される。感光ドラム１６上に形成された静電潜像は、現像部１８で現像されることにより、トナー画像として可視像となる。

【0024】

その後、用紙は、転写ローラー１９と感光ドラム１６との間を通過し、この通過の際に転写ローラー１９に印加される転写バイアスによって、感光ドラム１６上のトナー像が用紙に転写される。トナー像が転写された用紙は、定着装置９においてヒートローラー２２と加圧ローラー２３とにより加熱及び加圧される。その結果、トナー画像が用紙に定着する。

【0025】

＜定着装置＞
図２は、定着装置９をヒートローラー２２側から見た側面図であり、図３は、被駆動ギア３６が装着されたヒートローラー本体３３を拡大して示す断面図である。

【0026】

定着装置９は、図２に示すように、筐体３１と、筐体３１に回転自在に支持されたヒートローラー２２とを有している。筐体３１は樹脂材料等によって形成されている。さらに、定着装置９は、ヒートローラー２２に沿って延びる加圧ローラー２３（図１にのみ示す）を備えている。

【0027】

ヒートローラー２２は、筒状に形成されたヒートローラー本体３３と、ヒートローラー本体３３の内部に配置された熱源であるヒーター３４と、ヒートローラー本体３３の端部に装着されて駆動ギア３５に噛み合う被駆動ギア３６とを有している。

【0028】

ヒートローラー本体３３は、例えばアルミニウム等の金属材料によって構成されており、円筒形状を有している。ヒートローラー本体３３の厚みは、例えば１ｍｍ以下程度である。ヒーター３４は、ヒートローラー本体３３の内部に挿通されている。ヒーター３４は、通電されることによって発熱し、ヒートローラー本体３３を所定の温度に加熱するように構成されている。

【0029】

ヒートローラー本体３３は、複数の筒状の軸受け部材であるブッシュ３７，３８を介して筐体３１に支持されている。ブッシュ３７，３８は例えば樹脂材料によって形成されている。

【0030】

ブッシュ３７，３８の外周面には、それぞれフランジ部３７ａ，３８ａが形成されている。フランジ部３７ａ，３８ａは、筐体３１に形成されている溝３１ａにそれぞれ嵌め込まれている。そのことにより、ブッシュ３７，３８は、ヒートローラー本体３３の軸方向に移動しないようになっている。

【0031】

図４及び図５はそれぞれ、ヒートローラー本体３３の端部を拡大して示す斜視図及び軸方向から見た側面図であり、図６及び図７はそれぞれ、被駆動ギア３６を示す斜視図及び軸方向から見た側面図である。

【0032】

図４及び図５に示すように、ヒートローラー本体３３の端部には、切欠部３３ａが形成されている。切欠部３３ａは、ヒートローラー本体３３の径方向から見て、ヒートローラー本体３３の端面から軸方向の内側に凹むように形成されている。

【0033】

切欠部３３ａの内周縁には、ヒートローラー本体３３の径方向内側に突出するＵ字状の壁部が形成されている。このＵ字状の壁部は、切欠部３３ａの幅方向にて対向する一対の突出板部３３ｂ，３３ｃを含んでいる。伝達突部３６ｅの回転方向前側に位置する一方の突出板部３３ｂが伝達突部３６ｅに押圧されることで、被駆動ギア３６からヒートローラー本体３３に回転駆動力が伝達される。

【0034】

被駆動ギア３６には、図７に示すように、被駆動ギア３６がヒートローラー本体３３の端部に装着される際に切欠部３３ａに挿入される伝達突部３６ｅが形成されている。

【0035】

ここで、図６及び図７に示すように、被駆動ギア３６は、周面にギア部が形成された大径筒部３６ａと、大径筒部３６ａと同軸に一体成形された小径筒部３６ｂとを有している。

大径筒部３６ａの外周面には駆動ギア３５（図２にのみ示す）が噛合している。小径筒部３６ｂの外径は、大径筒部３６ａの外径よりも小さくなっている。被駆動ギア３６における大径筒部３６ａと小径筒部３６ｂとの境界部付近には、径方向内側に突出するリング状のフランジ面が形成されており、このフランジ面にヒートローラー本体３３の端面が当接するようになっている。フランジ面の内周縁には、ローラー軸方向に延びる断面Ｃ字状のＣ字状リブ３６ｄが接続されている。

【0036】

Ｃ字状リブ３６ｄは、周方向の一箇所が欠損した断面Ｃ字状の柱状部であって被駆動ギア３６の補強リブとして機能する。また、詳細は後述するがＣ字状リブ３６ｄは、ヒートローラー本体３３の先回りを防止する機能も有している。

【0037】

被駆動ギア３６の内周面には、大径筒部３６ａ及び小径筒部３６ｂに跨って軸方向に延びる伝達突部３６ｅが形成されている。伝達突部３６ｅは、前記Ｃ字状リブ３６ｄの欠損部を軸方向に貫通している。図７に示すように、伝達突部３６ｅは、被駆動ギア３６の内周面から径方向内側に突出していて軸方向から見ると略矩形状をなしている。伝達突部３６ｅの幅はＣ字状リブ３６ｄの欠損部の幅よりも小さい。尚、図中の符号３６ｆは、成形時のヒケを防止するための肉盗み孔である。

【0038】

被駆動ギア３６をヒートローラー本体３３の端部に挿入する際には、被駆動ギア３６に形成された伝達突部３６ｅ（図６参照）の位置を、ヒートローラー本体に形成された切欠部３３ａ（図４参照）の位置に合わせる。そして、被駆動ギア３６の内周面を、ヒートローラー本体３３の端部の外周面に嵌合させつつ軸方向の外側から内側に移動させ、ヒートローラー本体３３の端面が被駆動ギア３６の前記フランジ面に当接したところで移動完了させる。

【0039】

図８Ａは、ヒートローラー本体３３の端部に被駆動ギア３６の装着が完了した状態を示す軸方向に垂直な断面図である。被駆動ギア３６の装着状態では、ヒートローラー本体３３の端部のうち一対の突出板部３３ｂ，３３ｃを除くリング状部分が、被駆動ギア３６の内周面とＣ字状リブ３６ｄの外周面との隙間に挿入され、一対の突出板部３３ｂ，３３ｃの間に被駆動ギア３６の伝達突部３６ｅが挿入される。

【0040】

この状態で被駆動ギア３６が、駆動ギアによりその軸線回りに所定方向（図８Ａの時計回り方向）に回転駆動されると、伝達突部３６ｅの回転方向前側の端面が、一方の突出板部３３ｂに当接する。そして、この一方の突出板部３３ｂが伝達突部３６ｅにより押されることでヒートローラー本体３３が被駆動ギア３６と同方向に回転する。本例では、この被駆動ギア３６の回転時にヒートローラー本体３３が先回りして異音発生しないように異音防止構造を採用している。

【0041】

すなわち、この異音防止構造では、図８Ａに示すように、伝達突部３６ｅが前記一方の突出板部３３ｂに突出した状態で、該突出板部３３ｂと対向する前記Ｃ字状リブ３６ｄの一端部３６ｇと、該突出板部３３ｂとのローラー回転方向の間隔ｋ１が、伝達突部３６ｅと他方の突出板部３３ｃとのローラー回転方向の間隔ｋ２よりも狭く設定されている。

【0042】

したがって、例えば、被駆動ギア３６が駆動ギア３５（図２のみ示す）との間で生じるバックラッシ等に起因して瞬間的に停止する等してヒートローラー本体３３が先回りしたとしても、図８Ｂに示すように、一方の突出板部３３ｂがＣ字状リブ３６ｄの一端部に当接することにより、他方の突出板部３３ｃが伝達突部３６ｅの端面に衝突するのを防止することができる。したがって、他方の突出板部３３ｃと伝達突部３６ｅとが衝突することによる異音の発生を防止することができる。

【0043】

ここで、一方の突出板部３３ｂがＣ字状リブ３６ｄの一端部に当接する際にも僅かに音が発生するが、一方の突出板部３３ｂとＣ字状リブ３６ｄの一端部との間隔ｋ１は、伝達突部３６ｅと他方の突出板部３３ｃとの間隔ｋ２よりも小さいので、衝突エネルギーも小さくなり、発生する音は無視し得るほど小さい。尚、この一方の突出板部３３ｂとＣ字状リブ３６ｄの一端部との衝突音を下げるために、本例のように、Ｃ字状リブ３６ｄの一端部を僅かに尖らせて一方の突出板部３３ｂに線接触又は点接触で衝突するようにしてもよい。これにより、衝突時の接触面関を減らして衝突音の発生を確実に抑制することができる。

【0044】

また、本例では、Ｃ字状リブ３６ｄは、ヒートローラー本体３３の先回り防止部として機能するばかりでなく被駆動ギア３６の補強リブとしても機能する。したがって、別途補強リブを設ける必要がなく、被駆動ギア３６を小型軽量でコンパクト化することができる。

【0045】

［他の実施形態］
前記実施形態では、Ｃ字状リブ３６ｄの一端部３６ｇを当接部として利用しているが、これに限ったものではなく、例えば、伝達突部３６ｅと同じ程度の大きさの矩形状のブロックを配置するだけでもよい。

【0046】

尚、前記実施形態では、画像形成装置の一例として、プリンターを例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば複写機、スキャナー装置、又は複合機等の他の画像形成装置としてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0047】

以上説明したように、本発明は、定着装置について有用であり、特に、プリンター、複写機、スキャナー装置、又は複合機等の画像形成装置に適用する場合に有用である。

【符号の説明】

【0048】

１ 画像形成装置
９ 定着装置
２２ ヒートローラー
３３ ヒートローラー本体
３３ａ 切欠部
３３ｂ 一方の突出板部
３３ｃ 他方の突出板部
３５ 駆動ギア
３６ 被駆動ギア
３６ｄ Ｃ字状リブ
３６ｅ 伝達突部
３６ｇ 一端部（当接部）
１０１ ヒートローラー本体
１０１ａ 突出板部
１０２ 被駆動ギア
１０２ａ 伝達突部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】