JP2023056186A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、トナー像を加熱してシートの表面に定着する定着装置と、それを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、に関するものである。 The present invention relates to a fixing device that heats a toner image to fix it on the surface of a sheet, and an image forming apparatus having the fixing device, such as a copier, printer, facsimile machine, or a multi-function machine of these.
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置における定着装置において、そのハウジングで、軸受を介して定着回転体(定着ローラ)の軸部を回転可能に保持する技術が広く知られている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a fixing device in an image forming apparatus such as a copier or a printer, a technique of rotatably holding a shaft portion of a fixing rotating body (fixing roller) via a bearing in the housing is widely known (for example, , see Patent Document 1).
詳しくは、定着装置は、定着ローラ(定着回転体)に、加圧ローラ(加圧回転体)が圧接していて、シート(用紙)が搬送されるニップ部(定着ニップ)が形成されている。定着ローラは、ヒータや電磁誘導コイルや抵抗発熱体などの加熱手段によって加熱される。そして、ニップ部に搬送されたシート上のトナー像が、定着ローラから受ける熱と、ニップ部の圧力と、によって、シート上に定着されることになる。
このような定着装置において、定着ローラは、その回転軸方向端部の軸部が、玉軸受、スベリ軸受などの軸受を介して、装置のハウジング(枠体)に回転可能に保持されている。
Specifically, in the fixing device, a pressure roller (pressure roller) is pressed against a fixing roller (fixing rotary member), and a nip portion (fixing nip) through which a sheet (paper) is conveyed is formed. . The fixing roller is heated by heating means such as a heater, an electromagnetic induction coil, or a resistance heating element. Then, the toner image on the sheet conveyed to the nip portion is fixed on the sheet by the heat received from the fixing roller and the pressure of the nip portion.
In such a fixing device, the fixing roller is rotatably held by a housing (frame body) of the device through bearings such as ball bearings and sliding bearings at the ends of the fixing roller in the direction of the rotation axis.
従来の定着装置は、定着回転体(定着ローラ)の軸部を保持する軸受が、異常音の発生源となっていた。 In the conventional fixing device, the bearing that holds the shaft portion of the fixing rotating body (fixing roller) is a source of abnormal noise.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、異常音が生じにくい、定着装置、及び、画像形成装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus which are less likely to generate abnormal noise.
この発明における定着装置は、加熱手段によって加熱されてトナー像を加熱してシートの表面に定着するとともに、回転軸方向の端部に軸部を具備した定着回転体と、前記定着回転体に圧接することでシートが搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、前記定着回転体の前記軸部が内径部に挿入されるとともに、前記軸部の駆動伝達部から駆動が伝達される被駆動伝達部が前記内径部に形成されて、前記定着回転体とともに回転する軸受部材と、前記軸受部材が回転可能に保持される保持部を具備したハウジングと、を備えたものである。 The fixing device according to the present invention includes a fixing rotator heated by a heating means to heat a toner image and fix it on the surface of a sheet, and a fixing rotator having a shaft portion at an end in a rotation axis direction, and a fixing rotator pressed against the fixing rotator. As a result, the pressure rotator forming the nip portion where the sheet is conveyed and the shaft portion of the fixing rotator are inserted into the inner diameter portion, and the driving force is transmitted from the drive transmission portion of the shaft portion. The housing includes a bearing member having a drive transmission portion formed in the inner diameter portion and rotating together with the fixing rotating body, and a housing provided with a holding portion in which the bearing member is rotatably held.
本発明によれば、異常音が生じにくい、定着装置、及び、画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a fixing device and an image forming apparatus in which abnormal noise is less likely to occur.
以下、この発明を実施するための形態について、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。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be appropriately simplified or omitted.
まず、図1にて、画像形成装置1における全体の構成・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タンデム型カラー複写機、2は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、3は原稿Dを原稿読込部4に搬送する原稿搬送部、4は原稿Dの画像情報を読み込む原稿読込部、を示す。
また、7は用紙等のシートPが収容される給紙部、9はシートPの搬送タイミングを調整するレジストローラ(タイミングローラ)、11Y、11M、11C、11BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成される感光体ドラム、を示す。
First, the overall configuration and operation of the image forming apparatus 1 will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, 1 is a tandem type color copier as an image forming apparatus, 2 is a writing unit that emits laser light based on input image information, 3 is a document conveying unit that conveys a document D to a
また、12は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面を帯電する帯電部、13は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面に形成される静電潜像を現像する現像部、14は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面に形成されたトナー像をシートPの表面に重ねて転写する1次転写ローラ、15は各感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面に残留した未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。
また、16は中間転写ベルト17を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、17は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、18は中間転写ベルト17上のカラートナー像をシートP上に転写するための2次転写ローラ、20はシートP上のトナー像(未定着画像)を定着する定着装置、を示す。
A
16 is an intermediate transfer belt cleaning unit for cleaning the intermediate transfer belt 17; 17 is an intermediate transfer belt onto which toner images of a plurality of colors are superimposed and transferred; A secondary transfer roller for transferring, and 20 denotes a fixing device for fixing the toner image (unfixed image) on the sheet P. FIG.
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作(印刷動作)について説明する。
まず、原稿Dは、原稿搬送部3の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス5上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス5上に載置された原稿Dの画像情報が光学的に読み取られる。
An operation (printing operation) in normal color image formation in the image forming apparatus will be described below.
First, the document D is conveyed from the document platen by the conveying rollers of the
詳しくは、原稿読込部4は、コンタクトガラス5上の原稿Dの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Dにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Dのカラー画像情報は、カラーセンサにてRGB(レッド、グリーン、ブルー)の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、RGBの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
Specifically, the
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部2に送信される。そして、書込み部2からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光(露光光)が、それぞれ、対応する感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面に向けて発せられる。
Image information for each color of yellow, magenta, cyan, and black is sent to the
一方、4つの感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKは、それぞれ、図1の反時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面は、帯電部12との対向部で、一様に帯電される(帯電工程である。)。こうして、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面には、帯電電位が形成される。
その後、帯電された感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する(露光工程である。)。詳しくは、書込み部2において、4つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる。
On the other hand, the four
After that, the surfaces of the
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から1番目の感光体ドラム11Yの表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム11Yの回転軸方向(主走査方向、幅方向)に走査される。こうして、帯電部12にて帯電された後の感光体ドラム11Y上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
A laser beam corresponding to a yellow component is irradiated onto the surface of the first
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から2番目の感光体ドラム11Mの表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から3番目の感光体ドラム11Cの表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から4番目の感光体ドラム11BKの表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
Similarly, the laser beam corresponding to the magenta component is irradiated onto the surface of the
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面は、それぞれ、現像部13との対向位置に達する。そして、各現像部13から感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面に形成された潜像が現像される(現像工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面は、それぞれ、中間転写ベルト17との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように1次転写ローラ14が設置されている。そして、1次転写ローラ14の位置で、中間転写ベルト17上に、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される(1次転写工程である。)。
After that, the surfaces of the
After that, the surfaces of the
そして、転写工程後の感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面は、それぞれ、クリーニング部15との対向位置に達する。そして、クリーニング部15で、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面に残存する未転写トナーが回収される(クリーニング工程である。)。
その後、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面は、除電部を通過して、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKにおける一連の作像プロセスが終了する。
After the transfer process, the surfaces of the
After that, the surfaces of the
他方、感光体ドラム11Y、11M、11C、11BKの表面の各色のトナーが重ねて転写(担持)された中間転写ベルト17は、図1の時計方向に走行して、2次転写ローラ18との対向位置に達する。そして、2次転写ローラ18との対向位置で、シートP上に中間転写ベルト17上に担持されたカラーのトナー像が転写される(2次転写工程である。)。
その後、中間転写ベルト17の表面は、中間転写ベルトクリーニング部16の位置に達する。そして、中間転写ベルト17上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部16に回収されて、中間転写ベルト17における一連の転写プロセスが終了する。
On the other hand, the intermediate transfer belt 17, on which the toners of the respective colors on the surfaces of the
After that, the surface of the intermediate transfer belt 17 reaches the position of the intermediate transfer
ここで、中間転写ベルト17と2次転写ローラ18との間(2次転写ニップである。)に搬送されるシートPは、給紙部7からレジストローラ9等を経由して搬送されるものである。
詳しくは、シートPを収納する給紙部7から、給紙ローラ8により給送されたシートPが、搬送経路を通過した後に、レジストローラ9に導かれる。レジストローラ9に達したシートPは、タイミングを合わせて、2次転写ニップに向けて搬送される。
Here, the sheet P conveyed between the intermediate transfer belt 17 and the secondary transfer roller 18 (secondary transfer nip) is conveyed from the
Specifically, the sheet P fed from the
そして、フルカラー画像が転写されたシートPは、搬送ベルトによって定着装置20に導かれる。定着装置20では、定着ローラと加圧ローラとのニップ部(定着ニップ)にて、カラー画像(トナー像)がシートPの表面に定着される(定着工程である。)。
そして、定着工程後のシートPは、排紙ローラによって、装置本体1の外部に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセス(印刷)が完了する。
Then, the sheet P onto which the full-color image has been transferred is guided to the
After the fixing process, the sheet P is discharged as an output image to the outside of the apparatus main body 1 by a paper discharge roller, and a series of image forming processes (printing) is completed.
次に、図2等を用いて、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、定着回転体としての定着ローラ21、加熱手段としてのヒータ25、加圧回転体としての加圧ローラ31、定着ローラ21の幅方向中央部の温度(表面温度)を検知する温度センサ45(温度検知手段)、等で構成されている。
Next, the configuration and operation of the fixing
As shown in FIG. 2, the fixing
ここで、定着回転体としての定着ローラ21(定着部材)は、ステンレス鋼などの金属材料からなる中空構造の芯金21a上に、被覆層21b(弾性層と離型層とが積層されたものである。)が形成された多層構造のローラ部材であって、加圧回転体としての加圧ローラ31に圧接してニップ部(定着ニップ)を形成している。定着ローラ21は、加熱手段としてのヒータ25によって加熱されてトナー像を加熱してシートPの表面に定着するものである。
定着ローラ21の被覆層21bにおける弾性層は、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で形成されている。定着ローラ21の被覆層21bにおける離型層は、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)等で形成されている。定着ローラ21の表層に離型層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。定着ローラ21は、駆動モータ90によって図2の時計方向に回転駆動される。
Here, the fixing roller 21 (fixing member) as a fixing rotating body is formed by laminating a
The elastic layer of the
中空構造の定着ローラ21(芯金21a)の内部には、加熱手段としてのヒータ25が固設されている。
ヒータ25は、棒状に形成されたハロゲンヒータであって、その両端部が定着装置20の側板(ハウジング40の一部である。)に固定されている。そして、画像形成装置本体1のメインスイッチがオン(電源オン)された状態で、電源部(不図示)からヒータ25に電力が供給される。そして、制御部により出力制御(PID制御)されたヒータ25からの輻射熱によって定着ローラ21が加熱されて、さらに加熱された定着ローラ21の表面からシートP上のトナー像Tに熱が加えられる。
ヒータ25の出力制御は、幅方向(図2の紙面垂直方向であって、回転軸方向である。)の中央部において定着ローラ21の表面に非接触で対向する温度センサ45(例えば、サーモパイルや非接触サーミスタなどである。)によるローラ表面温度の検知結果に基づいておこなわれる。すなわち、温度センサ45の検知結果に基づいて、加熱手段としてのヒータ25が制御される。詳しくは、温度センサ45の検知結果に基づいて定められる通電時間だけ、電源部(不図示)からヒータ25に交流電圧が印加される。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(目標制御温度)に調整制御することができる。
A
The
The output control of the
また、加圧回転体としての加圧ローラ31(加圧部材)は、主として、芯金32と、芯金32の外周面を覆う被覆層としての弾性層33と、からなるローラ部材である。
加圧ローラ31の弾性層33(被覆層)は、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て、弾性層33と離型層とで被覆層を構成することもできる。
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、所望のニップ部が形成される。なお、加圧機構としては、例えば、加圧ローラ31の両端部の軸部に接触する回動可能なレバー、レバーを上方(定着ローラ21に近づく方向である。)に付勢するスプリング(付勢部材)、などで構成することができる。
加圧ローラ31は、定着ローラ21の回転にともない、図2の反時計方向に従動回転する。
Also, the pressure roller 31 (pressure member) as a pressure rotating body is a roller member mainly composed of a
The elastic layer 33 (coating layer) of the
The
As the fixing
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のメインスイッチが投入されると、不図示の電源部からヒータ25に交流電圧が印加(給電)される。
そして、印刷指令(プリント要求)が入力されると、駆動モータ90(駆動機構)の駆動力が定着ギア55(図3)に伝達されて、定着ローラ21の時計方向の回転駆動が開始される。同時に、加圧ローラ31の反時計方向の従動回転が開始される。その後、給紙部7からシートPが給送されて、2次転写ローラ18の位置で、中間転写ベルト17上のトナー像がシートP上に未定着画像として担持される。未定着画像T(トナー像)が担持されたシートPは、図2の矢印方向に搬送されて、圧接状態にある定着ローラ21及び加圧ローラ31のニップ部に送入される。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、シートPの表面にトナー像Tが定着される。そして、定着工程後のシートPは、回転する定着ローラ21及び加圧ローラ31によって、ニップ部から矢印方向に送出される。
The fixing
When the main switch of the apparatus main body 1 is turned on, AC voltage is applied (powered) to the
When a print command (print request) is input, the driving force of the driving motor 90 (driving mechanism) is transmitted to the fixing gear 55 (FIG. 3), and the fixing
以下、本実施の形態における定着装置20(画像形成装置1)において、特徴的な構成・動作について詳しく説明する。
図3を参照して、本実施の形態において、定着回転体としての定着ローラ21は、回転軸方向(図2、図4の垂直方向、図3の左右方向である。)の端部に、軸部21xが設けられている。この軸部21xは、被覆層21b(図2参照)が設けられておらず、シートPに接触しない部分(定着工程に寄与しない部分)である。
なお、軸部21xは、中空状の芯金21a(図2参照)と一体的に形成することができる(芯金21aを延在させて被覆層21bが設けられていない部分とすることができる。)。
Hereinafter, the characteristic configuration and operation of the fixing device 20 (image forming apparatus 1) according to the present embodiment will be described in detail.
With reference to FIG. 3, in the present embodiment, a fixing
The
この軸部21xは、図3に示す駆動側の端部(一端側)とは別に、その反対側の非駆動側の端部(他端側)にも設けられている。すなわち、定着ローラ21の回転軸方向両端部にそれぞれ軸部21xが形成されている。
なお、図3に示すように、駆動側の端部(一端側)に設けられた軸部21xには、駆動モータ90(図2参照)からの駆動力が入力される定着ギア55のD穴(不図示)を嵌合させるためのDカット部21x10が形成されている。また、軸部21xに設置された定着ギア55の脱落を防止するための止め輪61が、軸部21xに設置されている。このような構成により、駆動モータ90によって定着ローラ21が回転駆動されることになる。
This
As shown in FIG. 3, a D hole of the fixing
ここで、図3、図4に示すように、本実施の形態における定着装置20には、定着ローラ21(定着回転体)の軸部21xを受ける軸受部材50が設けられ、その軸受部材50を保持する保持部としての円形穴部40aがハウジング40に形成されている。
Here, as shown in FIGS. 3 and 4, the fixing
軸受部材50は、耐熱性樹脂材料で形成された略円筒状の部材であって、その内径部50bに定着ローラ21(定着回転体)の軸部21xが挿入される。また、軸受部材50の内径部50bは、軸部21xの駆動伝達部としての溝部21x1から駆動が伝達される被駆動伝達部としての凸部50b1が形成されている。これにより、軸受部材50は、定着ローラ21(定着回転体)とともに回転することになる。
図4を参照して、溝部21x1は、径方向(回転中心の側に向かう方向である。)に凹むように形成されていて、軸部21xの駆動伝達部として機能する。
これに対して、凸部50b1は、溝部21x1に嵌合可能に径方向(回転中心の側に向かう方向である。)に突出するように形成されていて、軸受部材50の被駆動伝達部として機能する。
なお、本実施の形態では、図4に示すように、回転軸方向に直交する断面でみたときに、駆動伝達部として機能する溝部21x1と、被駆動伝達部として機能する凸部50b1と、が駆動伝達時に互いに接触して駆動が伝達される壁面(図4の上下方向に延びる壁面である。)の反対側に平行する壁面を形成したが、この平行する壁面は駆動伝達に供するものではない。そのため、溝部21x1及び凸部50b1の形状は、これに限定されず、例えば、駆動が伝達される壁面の反対側の壁面のない略三角状のものなど、駆動伝達が可能なものであれば種々のものとすることができる。
The bearing
Referring to FIG. 4, groove portion 21x1 is formed so as to be recessed in the radial direction (the direction toward the center of rotation), and functions as a drive transmission portion for
On the other hand, the convex portion 50b1 is formed so as to protrude in the radial direction (the direction toward the center of rotation) so as to be fitted into the groove portion 21x1, and serves as a driven transmission portion of the bearing
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, when viewed in a cross section perpendicular to the direction of the rotation axis, the groove 21x1 functioning as a driving force transmitting portion and the convex portion 50b1 functioning as a driven force transmitting portion are formed. A parallel wall surface is formed on the opposite side of the wall surface (the wall surface extending in the vertical direction in FIG. 4) to which drive is transmitted by contacting each other during drive transmission, but this parallel wall surface is not used for drive transmission. . Therefore, the shape of the groove portion 21x1 and the projection portion 50b1 is not limited to this. can be of
なお、本実施の形態において、軸部21xと、軸受部材50の内径部50bと、の間に僅かな隙間を形成することもできる。
軸受部材50は、溝部21x1から凸部50b1への回転駆動力の伝達によって、軸部21x(定着ローラ21)とともに回転するものである。そのため、軸受部材50は、軸受部材50の内径部50bに対して、圧入されている必要はなく、ルーズに挿入されていても、充分に軸部21xとともに回転可能である。
そして、そのように軸部21xと軸受部材50(内径部50b)との嵌合をルーズに設定することで、互いの部材の寸法精度を緩められるため、部品コスト(歩留まり)を低くすることが可能になる。
In addition, in the present embodiment, a slight gap can be formed between the
The bearing
By loosely setting the fitting between the
ハウジング40は、定着ローラ21や加圧ローラ31を回転可能に保持するとともに、定着装置20の主たる構成部材を覆うように形成された、金属材料(又は樹脂材料)からなる枠体である。なお、このハウジング40を覆う耐熱樹脂材料からなるカバー部材を設けることもできる。
そして、このハウジング40には、軸受部材50を回転可能に保持する保持部としての円形穴部40aが形成されている。この円形穴部40aは、軸受部材50の外径部50aが嵌め込まれるように挿入されて、ハウジング40の保持部として機能する。本実施の形態において、円形穴部40aは、図3に示すように、回転軸方向内側への軸受部材50の移動を規制する段部(小径穴部)が設けられている。
The
The
このように構成された円形穴部40a(保持部)は、定着ローラ21(軸部21x)とともに回転する軸受部材50を、回転可能に支持する軸受のように機能するとも言える。
そのため、円形穴部40aと軸受部材50(外径部50a)との摺動抵抗を減ずるため、円形穴部40aと軸受部材50(外径部50a)とのうち少なくとも一方を低摩擦材料で形成することが好ましい。具体例として、円形穴部40aや、軸受部材50の外径部50aに、フッ素コーティングを施すことが好ましい。
It can be said that the
Therefore, in order to reduce the sliding resistance between the
ここで、本実施の形態では、円形穴部40aにセットされた軸受部材50の脱落(図3の左方への脱落である。)を防止するために、軸部21xに止め輪62が設置されている。
なお、本実施の形態では、止め輪62と、先に説明した円形穴部40aの段部と、によって軸受部材50の回転軸方向の位置決めをしたが、軸受部材50の回転軸方向の位置決め方法はこれに限定されることなく、例えば、ハウジング40にリブを形成して軸受部材50の回転軸方向の位置決めをおこなうこともできる。
また、本実施の形態では、図3において定着装置20の駆動側(一端側)の端部を図示したが、定着装置20の非駆動側(他端側)の端部も、定着ギア55が設置されていない点と、左右対称である点と、を除き、ほぼ同様に構成されている。
Here, in this embodiment, in order to prevent the bearing
In the present embodiment, the bearing
In the present embodiment, FIG. 3 shows the drive side (one end side) end of the fixing
以下、図3を参照しながら、ハウジング40への定着ローラ21や軸受部材50の組付け手順について簡単に説明する。
まず、部品単体の状態(軸受部材50が設置されていない状態である。)の定着ローラ21を、ハウジング40にセットする。
そして、ハウジング40にセットされた定着ローラ21の軸部21xに、軸受部材50を装着する。このとき、定着ローラ21のローラ部(被覆層21bが設けられている部分である。)の端面を、ハウジング40の内壁面(図3の右側の端面である。)の側に移動させて、溝部21x1がハウジング40の外側(図3の左側である。)に位置するようにすると、軸部21xへの軸受部材50の装着が容易になる。そして、軸受部材50は、Dカット部21x10の側(図3の左側)からDカット部21x10(溝部21x1に繋がっている。)を経由して、凸部50b1が溝部21x1に嵌合するように溝部21x1の位置にスライド移動されて装着される。
そして、定着ローラ21がスライド移動されて、軸部21x(溝部21x1)に嵌合された軸受部材50が、ハウジング40の円形穴部40aに挿入される(図3の状態である)。そして、図3に示すように、止め輪62が軸部21xに設置された後に、定着ギア55がDカット部21x10の位置にセットされて、止め輪61が軸部21xに設置される。こうして、ハウジング40への定着ローラ21や軸受部材50の組付けが完了する。
A procedure for assembling the fixing
First, the fixing
Then, the bearing
Then, the fixing
このように、本実施の形態における定着装置20は、定着ローラ21とともに回転する軸受部材50を、回転可能に保持する円形穴部40a(保持部)をハウジング40に設けている。これにより、軸受部材50を発生源とする異常音が生じにくくなる。
従来の定着装置において、定着ローラは、その回転軸方向端部の軸部が、玉軸受、スベリ軸受などの軸受を介して、装置のハウジング(枠体)に回転可能に保持されていた。このように構成された定着装置において、軸受は、定着ローラとともに回転することなく、ハウジングに嵌め込まれていた。しかし、軸受と定着ローラの軸部とは互いに異なる材料で形成されていて、熱変形(熱膨張や熱収縮)の度合いが異なる。そのため、装置の稼働状況(熱環境)などによって双方の部材の嵌合の度合いも変化して、摺動抵抗によって軸受が不規則に連れ回りして不規則な振動が生じてしまったり、固定された位置で軸受が振動を繰り返したり、双方の部材のいずれかの部材の削れによってスティックスリップが生じたりすることで、異常音が生じてしまっていた。
これに対して、本実施の形態では、定着ローラ21(軸部21x)とともに軸受部材50が強制的に回転するように構成しているため、上述したような軸受部材50の振動などの不具合が減ぜられて、軸受部材50を発生源とする異常音が生じにくくなる。
Thus, in the fixing
2. Description of the Related Art In a conventional fixing device, a fixing roller is rotatably held in a housing (frame) of the device through bearings such as ball bearings and sliding bearings at the ends of the fixing roller in the rotation axis direction. In the fixing device constructed in this manner, the bearing is fitted in the housing without rotating together with the fixing roller. However, the bearing and the shaft portion of the fixing roller are made of different materials and have different degrees of thermal deformation (thermal expansion and thermal contraction). Therefore, the degree of fitting between the two members changes depending on the operating conditions (thermal environment) of the device, etc., and the sliding resistance causes the bearings to rotate irregularly, causing irregular vibrations. Abnormal noise has been generated due to repeated vibration of the bearing at the position where the bearing is stuck or stick-slip due to abrasion of one of the two members.
On the other hand, in the present embodiment, since the bearing
ここで、本実施の形態では、軸受部材50と円形穴部40aとの熱変形の有無に関わらず、軸受部材50の外径部50aの外径が、円形穴部40aの穴径に対して、同等以上にならないように構成されている。
すなわち、軸受部材50(外径部50a)と円形穴部40aとの隙間が、熱膨張や熱膨張によってゼロになって、軸受部材50の良好な回転が妨げられる不具合が生じないようにしている。具体的に、このような不具合が生じないように、軸受部材50やハウジング40の材料がそれぞれ設定されている。特に、軸受部材50とハウジング40とが同じ材料で形成されている場合には、外径部50aと円形穴部40aとの隙間がゼロ以上になるように設定され(微小な隙間が好ましい。)、軸受部材50とハウジング40とが異なる材料で形成されている場合には、外径部50aと円形穴部40aとの隙間がゼロにならないように、材料の熱膨張係数が材料選定のポイントとなる。
Here, in the present embodiment, regardless of the presence or absence of thermal deformation between the bearing
That is, the gap between the bearing member 50 (
なお、本実施の形態では、定着ローラ21とともに回転する軸受部材50を回転軸方向両端部にそれぞれ設置したが、定着ローラ21とともに回転する軸受部材50を回転軸方向一端側にのみ設置して、定着ローラ21とともに回転しない通常の軸受(玉軸受やスベリ軸受などである。)を回転方向他端側に設置することもできる。
その場合、定着ローラ21とともに回転する軸受部材50を設置する回転軸方向一端側を、駆動側(駆動モータ90の駆動力が入力される側であって、定着ギア55が設置された側である。)とすることが好ましい。これは、駆動側は、非駆動側に比べて、振動が大きいとともに、発熱量が大きくなる傾向があり、異常音が生じやすいためである。そのため、駆動側にのみ積極的に回転する軸受部材50を設置することで、効率的に異常音の発生を減ずることができる。
In this embodiment, the bearing
In this case, the one end side in the rotation axis direction where the bearing
<変形例>
変形例として、図5(A)に示す定着装置20は、軸受部材50の凸部50b1と、軸部21xの溝部21x1と、が周方向の離れた位置に、複数組設けられている(図5(A)の例では、2組設けられている。)。
また、図5(B)に示す定着装置20は、軸部21xに、径方向(回転中心から離れる側に向かう方向である。)に突出するように、駆動伝達部としての凸部21x2が形成されている。これに対して、軸受部材50に、凸部21x2に嵌合可能に径方向(回転中心から離れる側に向かう方向である。)に凹むように、被駆動伝達部としての溝部50b2が形成されている。
これらのように構成した場合にも、定着ローラ21とともに軸受部材50が積極的に回転するため、軸受部材50を発生源とする異常音が生じにくくなる。
<Modification>
As a modification, in the fixing
In the fixing
Even in such a configuration, since the bearing
以上説明したように、本実施の形態における定着装置20は、ヒータ25(加熱手段)によって加熱されてトナー像Tを加熱してシートPの表面に定着するとともに、回転軸方向の端部に軸部21xを具備した定着ローラ21(定着回転体)と、定着ローラ21に圧接することでシートPが搬送されるニップ部を形成する加圧ローラ31(加圧回転体)と、が設けられている。また、定着ローラ21の軸部21xが内径部50bに挿入されるとともに、軸部21xの溝部21x1(駆動伝達部)から駆動が伝達される凸部50b1(被駆動伝達部)が内径部50bに形成されて、定着ローラ21とともに回転する軸受部材50が設けられている。さらに、軸受部材50が回転可能に保持される円形穴部40a(保持部)を具備したハウジング40が設けられている。
これにより、異常音を生じにくくすることができる。
As described above, the fixing
As a result, it is possible to make it difficult for abnormal sounds to occur.
なお、本実施の形態では、定着回転体として定着ローラ21を用いて、加圧回転体として加圧ローラ31を用いたが、定着回転体や加圧回転体はこれらに限定されることなく、例えば、定着回転体として定着ベルトを用いることもできるし、加圧回転体として加圧ベルトを用いることもできる。
また、本実施の形態では、定着回転体(定着ローラ21)を加熱する加熱手段として熱ヒータ方式のものを用いたが、加熱手段はこれに限定されることなく、例えば、電磁誘導方式(IH方式)のものや、抵抗発熱体方式のものを用いることもできる。
そして、それらのような場合にも、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
In this embodiment, the fixing
In addition, in the present embodiment, a heat heater system is used as a heating means for heating the fixing rotating body (fixing roller 21), but the heating means is not limited to this. system) or a resistance heating element system can also be used.
Also in such cases, the same effects as those of the present embodiment can be obtained.
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the present embodiment, and it is obvious that the present embodiment can be appropriately modified within the scope of the technical idea of the present invention other than suggested in the present embodiment. be. Moreover, the number, position, shape, etc. of the constituent members are not limited to those of the present embodiment, and the number, position, shape, etc. can be set to be suitable for carrying out the present invention.
なお、本願明細書等において、「シート」とは、紙(用紙)の他に、コート紙、ラベル紙、OHPシート、フィルムシート等のシート状の記録媒体のすべてを含むものと定義する。 In this specification and the like, the term "sheet" is defined to include all sheet-like recording media such as coated paper, label paper, OHP sheets, and film sheets in addition to paper.
1 画像形成装置(画像形成装置本体)、
20 定着装置、
21 定着ローラ(定着回転体)、
21x 軸部、
21x1 溝部(駆動伝達部)、
25 ヒータ(加熱手段)、
31 加圧ローラ(加圧回転体)、
40 ハウジング(枠体)、
40a 円形穴部(保持部)、
50 軸受部材、
50a 外径部、
50b 内径部、
50b1 凸部(被駆動伝達部)、
P シート(用紙)。
1 image forming apparatus (image forming apparatus main body),
20 fixing device,
21 fixing roller (fixing rotating body),
21x shaft,
21x1 groove (driving transmission part),
25 heater (heating means),
31 pressure roller (pressure rotating body),
40 housing (frame),
40a circular hole (holding portion),
50 bearing member,
50a outer diameter portion,
50b inner diameter portion,
50b1 convex portion (driven transmission portion),
P sheet (paper).
Claims (6)
前記定着回転体に圧接することでシートが搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、
前記定着回転体の前記軸部が内径部に挿入されるとともに、前記軸部の駆動伝達部から駆動が伝達される被駆動伝達部が前記内径部に形成されて、前記定着回転体とともに回転する軸受部材と、
前記軸受部材が回転可能に保持される保持部を具備したハウジングと、
を備えたことを特徴とする定着装置。 a fixing rotator heated by a heating means to heat the toner image to fix it on the surface of the sheet, and having a shaft portion at the end in the direction of the rotation axis;
a pressing rotator forming a nip portion where the sheet is conveyed by being pressed against the fixing rotator;
The shaft portion of the fixing rotator is inserted into the inner diameter portion, and a driven transmission portion to which drive is transmitted from the drive transmission portion of the shaft portion is formed in the inner diameter portion and rotates together with the fixing rotator. a bearing member;
a housing comprising a holding portion in which the bearing member is rotatably held;
A fixing device comprising:
前記軸受部材の前記被駆動伝達部は、前記溝部に嵌合可能に前記径方向に突出する凸部であることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The drive transmission portion of the shaft portion is a groove portion recessed in a radial direction,
2. The fixing device according to claim 1, wherein the driven transmission portion of the bearing member is a convex portion projecting in the radial direction so as to be fittable in the groove portion.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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