JP5008519B2 - Fixing device, image forming apparatus, and frame - Google Patents
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Description
この発明は、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、そこに設置される定着装置と、定着装置のフレームと、に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine thereof, a fixing device installed therein, and a frame of the fixing device.
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置に設置される定着装置おいて、2つのローラ部材を圧接させて記録媒体が搬送されるニップ部を形成する技術が知られている(例えば、特許文献1〜3参照。)。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a fixing device installed in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a technique for forming a nip portion in which a recording medium is conveyed by press-contacting two roller members (for example, patents) is known.
このような定着装置は、2つのローラ部材(定着ローラと加圧ローラとである。)、2つのローラ部材を圧接させる加圧手段、定着ローラ(加熱ローラ)を加熱するヒータ、励磁コイル等の加熱手段、2つのローラ部材をボールベアリング等の軸受を介して回転自在に支持するフレーム、等で構成される。そして、加熱手段によって定着ローラが加熱されて、ニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像が熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される。 Such a fixing device includes two roller members (a fixing roller and a pressure roller), a pressure unit that presses the two roller members, a heater that heats the fixing roller (heating roller), an excitation coil, and the like. A heating means, a frame that rotatably supports two roller members via a bearing such as a ball bearing, and the like are configured. Then, the fixing roller is heated by the heating unit, and the toner image on the recording medium conveyed toward the nip portion receives heat and pressure and is fixed on the recording medium.
上述した従来の定着装置は、フレームの穴部に対して周方向のほぼ全域に軸受が当接するように構成されていて、フレームと軸受と接触によって異常音が生じてしまう場合があった。 The conventional fixing device described above is configured such that the bearing is in contact with almost the entire circumferential direction with respect to the hole portion of the frame, and abnormal noise may occur due to contact between the frame and the bearing.
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、フレームと軸受との接触による異常音が生じることのない、定着装置、画像形成装置、及び、フレームを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a fixing device, an image forming apparatus, and a frame that do not cause abnormal noise due to contact between the frame and a bearing. .
この発明の請求項1記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を加熱・溶融して記録媒体上に定着する定着装置であって、加圧手段によって圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する2つのローラ部材と、前記2つのローラ部材の両端軸部にそれぞれ設置される軸受と、前記軸受が保持される穴部を有するとともに、前記2つのローラ部材を前記軸受を介して回転自在に支持するフレームと、を備え、前記フレームの前記穴部は、前記2つのローラ部材が対向する側で前記軸受が当該穴部に当接しないように形成された非当接部と、前記2つのローラ部材が対向する側の反対側で前記軸受が当該穴部に当接するように形成された当接部と、を具備し、前記穴部の前記非当接部は、前記2つのローラ部材の回転中心を結ぶ仮想線分に対して±90度以上の範囲にわたって形成されるとともに、その内径が前記軸受の外径よりも大きくなるように形成され、前記穴部の前記当接部は、その内径が前記軸受の外径と同じになるように形成されたものである。
The fixing device according to the first aspect of the present invention is a fixing device that heats and melts a toner image and fixes the toner image on a recording medium. Two roller members, bearings respectively installed at both end shafts of the two roller members, and holes for holding the bearings, and rotating the two roller members via the bearings A frame that freely supports, and the hole portion of the frame has a non-contact portion formed so that the bearing does not contact the hole portion on a side where the two roller members face each other, An abutting portion formed so that the bearing abuts against the hole portion on the opposite side to the side where the two roller members face each other, and the non-abutting portion of the hole portion includes the two rollers. Paired with imaginary line connecting the rotation centers of members Are formed over a range of ± 90 degrees or more, and the inner diameter thereof is larger than the outer diameter of the bearing. The abutting portion of the hole has the same inner diameter as the outer diameter of the bearing. It was formed to become .
また、請求項2記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1に記載の発明において、前記穴部の前記非当接部は、前記仮想線分に対して±140度以下の範囲にわたって形成されたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the non-contact portion of the hole is formed over a range of ± 140 degrees or less with respect to the virtual line segment. It has been done.
また、請求項3記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記穴部の前記当接部は、周方向に複数に分割されたものである。 The fixing device according to a third aspect of the present invention is the fixing device according to the first or second aspect, wherein the contact portion of the hole is divided into a plurality in the circumferential direction.
また、請求項4記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項3のいずれかに記載の発明において、前記穴部の前記当接部は、グリスが塗布されたものである。 The fixing device according to a fourth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to third aspects, wherein the contact portion of the hole is coated with grease.
また、請求項5記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項4に記載の発明において、前記グリスを、フッ素グリスとしたものである。 A fixing device according to a fifth aspect of the present invention is the fixing device according to the fourth aspect , wherein the grease is fluorine grease.
また、請求項6記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項5のいずれかに記載の発明において、前記軸受は、前記フレームに干渉して前記ローラ部材に対する回転軸方向の移動を規制するツバ部を具備したものである。 The fixing device according to a sixth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the bearing interferes with the frame and moves in the rotation axis direction with respect to the roller member. It is provided with a brim portion that regulates.
また、請求項7記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項6のいずれかに記載の発明において、前記ローラ部材の前記軸部は、前記軸受の前記ローラ部材に対する回転軸方向の移動を規制する止め輪が設置されたものである。 The fixing device according to a seventh aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the shaft portion of the roller member is in a rotational axis direction of the bearing with respect to the roller member. Retaining rings that restrict the movement of the door are installed.
また、請求項8記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項7のいずれかに記載の発明において、前記ローラ部材の前記軸部は、前記軸受の前記ローラ部材に対する回転軸方向の移動を規制する段差部が形成されたものである。 The fixing device according to an eighth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to seventh aspects, wherein the shaft portion of the roller member is in a rotational axis direction of the bearing with respect to the roller member. The step part which regulates the movement of is formed.
また、請求項9記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項8のいずれかに記載の発明において、前記軸受は、前記ローラ部材の前記軸部に圧入されたものである。 A fixing device according to a ninth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to eighth aspects, wherein the bearing is press-fitted into the shaft portion of the roller member.
また、請求項10記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項9に記載の発明において、前記ローラ部材の前記軸部は、その硬度が70HV以上になるように形成されたものである。 According to a tenth aspect of the present invention, in the fixing device according to the ninth aspect, the shaft portion of the roller member is formed to have a hardness of 70 HV or more.
また、請求項11記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項10のいずれかに記載の発明において、前記フレームは、前記2つのローラ部材ごとに分割されたものである。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to tenth aspects, the frame is divided for each of the two roller members.
また、請求項12記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項11のいずれかに記載の発明において、前記フレームは、前記2つのローラ部材の両端部に独立して設置されたものである。 The fixing device according to a twelfth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the frame is installed independently at both ends of the two roller members. Is.
また、請求項13記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項12のいずれかに記載の発明において、前記2つのローラ部材を、定着ローラと、加圧ローラと、したものである。 A fixing device according to a thirteenth aspect of the present invention is the fixing device according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the two roller members are a fixing roller and a pressure roller. is there.
また、請求項14記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項1〜請求項12のいずれかに記載の発明において、前記2つのローラ部材は、無端状のベルト部材を介して圧接して前記ニップ部を形成するものである。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to twelfth aspects, the two roller members are pressed against each other via an endless belt member. A nip portion is formed.
また、請求項15記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項1〜請求項14のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。 An image forming apparatus according to a fifteenth aspect includes the fixing device according to any one of the first to fourteenth aspects.
また、請求項16記載の発明にかかるフレームは、トナー像を加熱・溶融して記録媒体上に定着する定着装置に設置されるフレームであって、加圧手段によって圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する2つのローラ部材の両端軸部にそれぞれ設置される軸受を保持する穴部を備え、前記2つのローラ部材を前記軸受を介して回転自在に支持し、前記穴部は、前記2つのローラ部材が対向する側で前記軸受が当該穴部に当接しないように形成された非当接部と、前記2つのローラ部材が対向する側の反対側で前記軸受が当該穴部に当接するように形成された当接部と、を具備し、前記穴部の前記非当接部は、前記2つのローラ部材の回転中心を結ぶ仮想線分に対して±90度以上の範囲にわたって形成されるとともに、その内径が前記軸受の外径よりも大きくなるように形成され、前記穴部の前記当接部は、その内径が前記軸受の外径と同じになるように形成されたものである。 The frame according to the invention of claim 16, wherein is a frame that is installed in a fixing device for fixing on the recording medium by heating and melting a toner image, the recording medium is conveyed by pressure by pressurizing means Each of the two roller members forming the nip portion includes a hole portion that holds a bearing that is installed at both end shaft portions, and the two roller members are rotatably supported via the bearing. A non-contact portion formed so that the bearing does not contact the hole on the side where the two roller members face each other, and the bearing on the side opposite to the side where the two roller members face each other The non-contact portion of the hole portion is within a range of ± 90 degrees or more with respect to an imaginary line segment connecting the rotation centers of the two roller members. And its inner diameter is Formed to be larger than the outer diameter of the bearing, the contact portion of the hole is one in which its inside diameter is formed to be the same as the outer diameter of the bearing.
本発明は、フレームの穴部に、2つのローラ部材が対向する側で軸受が穴部に当接しないように非当接部を設けているために、フレームと軸受との接触面積が小さくなって軸受がスラスト方向に移動しやすくなるとともに、軸受が偏心方向に振動してもフレームに干渉しにくくなる。これにより、フレームと軸受との接触による異常音が生じることのない、定着装置、画像形成装置、及び、フレームを提供することができる。 In the present invention, since the non-contact portion is provided in the hole portion of the frame so that the bearing does not contact the hole portion on the side where the two roller members face each other, the contact area between the frame and the bearing is reduced. This makes it easier for the bearing to move in the thrust direction and makes it difficult to interfere with the frame even if the bearing vibrates in the eccentric direction. Accordingly, it is possible to provide a fixing device, an image forming apparatus, and a frame in which abnormal noise due to contact between the frame and the bearing does not occur.
以下、この発明を実施するための最良の形態について、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。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
実施の形態1.
図1〜図5にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1に示すように、本実施の形態1における画像形成装置1は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置本体1の上方にあるボトル収容部101には、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した4つのトナーボトル102Y、102M、102C、102Kが着脱自在(交換自在)に設置されている。
ボトル収容部101の下方には中間転写ユニット85が配設されている。その中間転写ユニット85の中間転写ベルト78に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部4Y、4M、4C、4Kが並設されている。
A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the
An
各作像部4Y、4M、4C、4Kには、それぞれ、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kが配設されている。また、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの周囲には、それぞれ、帯電部75、現像部76、クリーニング部77、除電部(不図示である。)等が配設されている。そして、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程)がおこなわれて、各感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上に各色の画像が形成されることになる。
感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kは、不図示の駆動モータによって図1中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部75の位置で、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面が一様に帯電される(帯電工程である。)。
その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、露光部3から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
The
Thereafter, the surfaces of the
その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、現像装置76との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される(現像工程である。)。
その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、中間転写ベルト78及び第1転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上のトナー像が中間転写ベルト78上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
Thereafter, the surfaces of the
Thereafter, the surfaces of the
その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、クリーニング部77との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上に残存した未転写トナーがクリーニング部77のクリーニングブレードによって機械的に回収される(クリーニング工程である。)。
最後に、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
Thereafter, the surfaces of the
Finally, the surfaces of the
Thus, a series of image forming processes performed on the
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト78上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト78上にカラー画像が形成される。
ここで、中間転写ユニット85は、中間転写ベルト78、4つの1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79K、2次転写バックアップローラ82、クリーニングバックアップローラ83、テンションローラ84、中間転写クリーニング部80、等で構成される。中間転写ベルト78は、3つのローラ82〜84によって張架・支持されるとともに、1つのローラ82の回転駆動によって図1中の矢印方向に無端移動される。
Thereafter, the toner images of the respective colors formed on the respective photosensitive drums through the developing process are transferred onto the
Here, the
4つの1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kは、それぞれ、中間転写ベルト78を感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kとの間に挟み込んで1次転写ニップを形成している。そして、1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト78は、矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト78上に重ねて1次転写される。
The four primary
The
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト78は、2次転写ローラ89との対向位置に達する。この位置では、2次転写バックアップローラ82が、2次転写ローラ89との間に中間転写ベルト78を挟み込んで2次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト78上に形成された4色のトナー像は、この2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体P上に転写される。このとき、中間転写ベルト78には、記録媒体Pに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト78は、中間転写クリーニング部80の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト78上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト78上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
Thereafter, the
Thereafter, the
Thus, a series of transfer processes performed on the
ここで、2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Pは、装置本体1の下方に配設された給紙部12から、給紙ローラ97やレジストローラ対98等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部12には、転写紙等の記録媒体Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ97が図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Pがレジストローラ対98のローラ間に向けて給送される。
Here, the recording medium P transported to the position of the secondary transfer nip is transported from the
Specifically, a plurality of recording media P such as transfer paper are stored in the
レジストローラ対98に搬送された記録媒体Pは、回転駆動を停止したレジストローラ対98のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト78上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対98が回転駆動されて、記録媒体Pが2次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体P上に、所望のカラー画像が転写される。
The recording medium P conveyed to the
その後、2次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Pは、定着部20のニップ部(定着ローラ21と加圧ローラ31とが圧接する位置である。)に搬送される。そして、ニップ部(定着ニップ部)で、定着ローラ21及び加圧ローラ31による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体P上に定着される。
その後、記録媒体Pは、排紙ローラ対99のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対99によって装置外に排出された被転写Pは、出力画像として、スタック部100上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
Thereafter, the recording medium P on which the color image has been transferred at the position of the secondary transfer nip is conveyed to the nip portion of the fixing portion 20 (where the fixing
Thereafter, the recording medium P is discharged out of the apparatus through a pair of
Thus, a series of image forming processes in the image forming apparatus is completed.
次に、図2及び図3にて、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及び図3に示すように、定着装置20は、定着ローラ21(ローラ部材)、加圧ローラ31(ローラ部材)、フレーム41、42、軸受43、44、スプリング50、温度センサ40、ガイド板35、分離板38、等で構成される。
Next, the configuration and operation of the fixing
2 and 3, the fixing
ここで、ローラ部材としての定着ローラ21は、図2中の矢印方向に回転する薄肉の円筒体であって、その円筒体の内部には加熱手段としてのヒータ25(熱源)が固設されている。定着ローラ21は、芯金22上に、弾性層23、離型層24が順次積層された多層構造体であって、もう1つのローラ部材としての加圧ローラ31に圧接してニップ部を形成する。
Here, the fixing
定着ローラ21の芯金22は、SUS304等の鉄系材料で形成されている。
また、定着ローラ21の弾性層23としては、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が用いられる。
また、定着ローラ21の離型層24としては、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)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、PES(ポリエーテルサルファイド)、等を用いることができる。定着ローラ21の表層に離型層24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。
The cored
The
Further, as the
定着ローラ21のヒータ25(加熱手段)は、ハロゲンヒータであって、その両端部が定着装置20のフレームに固定されている。そして、装置本体1の電源部(交流電源)により出力制御されたヒータ25によって定着ローラ21が加熱されて、その表面から記録媒体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、定着ローラ21表面に当接する温度センサ40(サーミスタ)によるローラ表面温度の検知結果に基いておこなわれる。詳しくは、温度センサ40の検知結果に基づいて定められる通電時間だけ、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。なお、温度センサ40は、接触型のサーミスタの他に、非接触型のサーモパイル等を用いることもできる。
The heater 25 (heating means) of the fixing
また、ローラ部材としての加圧ローラ31は、主として、芯金32と、芯金32の外周面に接着層を介して形成された弾性層33と、からなる。加圧ローラ31の弾性層33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ることもできる。
そして、加圧ローラ31は、加圧手段としてのスプリング50の付勢力によって定着ローラ21に圧接する。こうして、2つのローラ部材(加圧ローラ31と定着ローラ21とである。)の間に、所望のニップ部が形成される。
The
The
定着ローラ21と加圧ローラ31との当接部(ニップ部である。)の入口側と出口側には、それぞれ、記録媒体Pの搬送を案内するガイド板35が配設されている。ガイド板35は、定着装置20の筐体に固設されている。
また、定着ローラ21の外周面に対向する位置であって、ニップ部の出口側近傍には、分離板38が配設されている。分離板38は、定着工程後の記録媒体Pが定着ローラ21の回転に沿って定着ローラ21に巻き付いてしまう不具合を抑止する。
A
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の電源スイッチが投入されると、交流電源からヒータ25に交流電圧が印加(給電)されるとともに、定着ローラ21及び加圧ローラ31の図2中の矢印方向の回転駆動が開始される。
その後、給紙部12から記録媒体Pが給送されて、2次転写ニップの位置で記録媒体P上に未定着画像が担持される。未定着画像T(トナー像)が担持された記録媒体Pは、図2の矢印Y10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(定着ニップ部)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、記録媒体Pの表面にトナー像Tが定着される。その後、回転する定着ローラ21及び加圧ローラ31によってそのニップ部から送出された記録媒体Pは、矢印Y11方向に搬送される。
The fixing
When the power switch of the apparatus
Thereafter, the recording medium P is fed from the
以下、図3〜図5を用いて、本実施の形態1において特徴的な、定着装置20の構成・動作について説明する。
図3及び図4を参照して、定着装置10のフレーム41、42は、2つのローラ部材21、31ごとに分割されている。そして、それぞれのフレーム41、42には、軸受43、44を保持するための穴部41a、42a(貫通穴)が設けられている。一方、2つのローラ部材21、31の両端軸部21a、31aには、それぞれ、ボールベアリング等の軸受43、44が設置されている。そして、それぞれのフレーム41、42にて、2つのローラ部材21、31が軸受43、44を介して回転自在に支持される。
Hereinafter, the configuration and operation of the fixing
With reference to FIGS. 3 and 4, the
具体的に、定着ローラ21用のフレーム41(第1フレーム)は、定着ローラ21の両端部に独立して設置されていて、定着ローラ21を軸受43(穴部41aに保持されている。)を介して回転自在に支持している。同様に、加圧ローラ31用のフレーム42(第2フレーム)は、加圧ローラ31の両端部に独立して設置されていて、加圧ローラ31を軸受44(穴部42aに保持されている。)を介して回転自在に支持している。なお、両端部に独立して設置された第1フレーム41は、それぞれ、定着装置20のステー(不図示である。)にネジにより締結される。
Specifically, the frame 41 (first frame) for the fixing
そして、図4を参照して、ローラ部材21、31が設置された双方のフレーム41、42は、第2フレーム42に固設されたピンAを第1フレーム41の切欠部に係合させるとともに、第2フレーム42に設置されたネジ棒(スプリング50が巻装されている。)を第1フレーム41に形成された雌ネジ部に螺合させることで、組み立てられる。このようにして組み立てられた定着装置20は、ピンAの位置を中心にして、2つのローラ部材21、31がスプリング50(加圧手段)の付勢力により圧接した状態になりニップ部を形成する。
このように、定着装置10のフレーム41、42を2つのローラ部材21、31ごとに分割することで、2つのローラ部材21、31ごとに独立したユニット(定着ローラ・ユニットと加圧ローラ・ユニットとである。)を構成できるために、定着ローラ21や加圧ローラ31の独立したメンテナンスの作業性が容易になる。
Then, referring to FIG. 4, both the
As described above, the
ここで、図4を参照して、フレーム41、42の穴部41a、42a(軸受43、44を保持するためのものである。)には、2つのローラ部材21、31が対向する側(圧接する側である。)で軸受43、44が穴部41a、42aに当接しないように形成された非当接部41a2、42a2(二点鎖線S2の範囲である。)と、2つのローラ部材21、31が対向する側の反対側で軸受43、44が穴部41a、42aに当接するように形成された当接部41a1、42a1(一点鎖線S1の範囲である。)と、が形成されている。詳しくは、穴部41a、42aの非当接部41a2、42a2は、2つのローラ部材21、31の回転中心を結ぶ仮想線分L1に対して±90度以上の範囲にわたって形成されている。すなわち、上述した仮想線分L1に対して回転中心の位置で直交する線分L2、L3(±90度の範囲)を超えるように非当接部41a2、42a2が形成されている。さらに詳しくは、非当接部41a2、42a2は、その内径が軸受43、44の外径よりも大きくなるように形成されている。また、当接部41a1、42a1は、その内径が軸受43、44の外径とほぼ同じになるように形成されている。
Here, referring to FIG. 4, the two
このような構成により、フレーム41、42(穴部41a、42a)と軸受43、44との接触面積が小さくなるため(一点鎖線S1の範囲でのみ当接するため)、双方の部材の摩擦抵抗(接触抵抗)が小さくなって、軸受43、44(ローラ部材21、31)がスラスト方向(回転軸方向)に移動しやすくなる。したがって、軸受43、44のスラスト方向の移動が制限された際に、フレーム41、42と軸受43、44との間で生じる異常音を抑止することができる。
また、フレーム41、42(穴部41a、42a)と軸受43、44との接触面積が小さくなるため(一点鎖線S1の範囲でのみ当接するため)、ローラ部材21、31のベンディング等により軸受43、44が偏心方向(軸ズレ方向)に振動してもフレーム41、42に干渉しにくくなり、フレーム41、42と軸受43、44との接触による異常音の発生を軽減することができる。
さらに、本実施の形態1では、穴部41a、42aは切欠ではなく、穴部41a、42aに非当接部41a2、42a2を設けてもフレーム41、42の総面積に対する穴部41a、42aの面積の比率は比較的小さいために、フレーム41、42の強度を充分に確保することができる。
Such a configuration reduces the contact area between the
Further, since the contact area between the
Furthermore, in the first embodiment, the
なお、上述した異常音に対する抑止効果をさらに高めるために、当接部41a1、42a1にグリスを塗布することが好ましい。すなわち、当接部41a1、42a1にグリスを塗布することにより、当接部41a1、42a1と軸受43、44との接触抵抗がさらに小さくなり異常音の発生がさらに低減される。特に、当接部41a1、42a1に塗布するグリスとしてフッ素グリスを用いた場合には、高温環境となる定着装置20内であっても長期間その粘度を維持することができるために、安定的に異常音の発生を低減することができる。
In order to further enhance the effect of suppressing the abnormal sound described above, it is preferable to apply grease to the contact portions 41a1 and 42a1. That is, by applying grease to the contact portions 41a1 and 42a1, the contact resistance between the contact portions 41a1 and 42a1 and the
ここで、本実施の形態1では、図5を参照して、定着ローラ21の軸受43(ボールベアリング)に、ツバ部43aを設けている。図示は省略するが、フレーム41に設置された状態で、ツバ部43aとフレーム41との間には所定のクリアランスが設けられている。そして、軸受43のツバ部43aがフレーム41に干渉することで、軸受43の回転軸方向(図5の左右方向である。)の移動が規制されて、フレーム41から軸受43(定着ローラ21)が脱落する不具合が抑止される。なお、図示は省略するが、加圧ローラ31側も定着ローラ21側と同様に構成されている。
ここで、本実施の形態1では、軸受43、44側にフレーム41、42に干渉するツバ部を設けたが、フレーム41、42側に軸受43、44に干渉する突起部を設けることもできる。
Here, in the first embodiment, referring to FIG. 5, a
In the first embodiment, the flanges that interfere with the
また、本実施の形態1では、図5を参照して、定着ローラ21の軸部21a(芯軸)に、軸受43の回転軸方向(図5の左右方向である。)の移動を規制する止め輪51が、軸受43を挟むように設置されている。なお、図示は省略するが、加圧ローラ31側も定着ローラ21側と同様に構成されている。
このような構成により、定着ローラ21の軸部21a上における軸受43の位置が固定されて、軸部21aの磨耗が防止されるとともに、軸部21aと軸受43との間で生じるスティックスリップによる異常音を抑止することができる。
In the first embodiment, referring to FIG. 5, the movement of the bearing 43 in the rotation axis direction (the left-right direction in FIG. 5) is restricted to the
With such a configuration, the position of the bearing 43 on the
以上説明したように、本実施の形態1においては、フレーム41、42の穴部41a、42aに、2つのローラ部材21、31が対向する側で軸受43、44が穴部41a、42aに当接しないように非当接部41a2、42a2を設けているために、フレーム41、42と軸受43、44との接触面積が小さくなって軸受43、44がスラスト方向に移動しやすくなるとともに、軸受43、44が偏心方向に振動してもフレーム41、42に干渉しにくくなる。これにより、フレーム41、42と軸受43、44との接触による異常音が生じるのを低減することができる。
As described above, in the first embodiment, the
なお、本実施の形態1では、定着部材として定着ローラ21を用いて加圧部材として加圧ローラ31を用いた定着装置に対して本発明を適用したが、定着部材として定着ベルトを用いた定着装置や、加圧部材として加圧ベルトを用いた定着装置に対しても本発明を適用することができる。すなわち、2つのローラ部材が無端状のベルト部材(定着ベルトや加圧ベルトである。)を介して圧接して定着ニップ部を形成するように構成された定着装置であっても、本実施の形態1と同様に、2つのローラ部材を支持するフレームの穴部に非当接部を設けることで、本実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
In the first embodiment, the present invention is applied to a fixing device using the fixing
実施の形態2.
図6にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図6は、実施の形態2における定着装置を示す側面図であって、前記実施の形態1における図4に相当する図である。本実施の形態2における定着装置は、フレーム41、42の穴部41a、42aに形成した当接部41a1、42a1及び非当接部41a2、42a2の範囲が、前記実施の形態1のものとは相違する。
A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 6 is a side view showing the fixing device according to the second embodiment, and corresponds to FIG. 4 in the first embodiment. In the fixing device according to the second embodiment, the range of the contact portions 41a1 and 42a1 and the non-contact portions 41a2 and 42a2 formed in the
本実施の形態2における定着装置20も、前記実施の形態1のものと同様に、定着ローラ21(ローラ部材)、加圧ローラ31(ローラ部材)、フレーム41、42、軸受43、44、スプリング50、等で構成される。そして、本実施の形態2においても、フレーム41、42の穴部41a、42aに、当接部41a1、42a1と非当接部41a2、42a2とが形成されている。
Similarly to the first embodiment, the fixing
ここで、本実施の形態2では、図6に示すように、フレーム41、42の穴部41a、42aに形成された非当接部41a2、42a2が、2つのローラ部材21、31の回転中心を結ぶ仮想線分L1に対して±90度以上であって±140度以下の範囲にわたって形成されている。すなわち、当接部41a1、42a1は、その角度θ(範囲)が80度以上になるように形成されている。
このような構成により、穴部41a、42aによる軸受43、44の保持性(当接部41a、42aとの当接面積)を維持しつつ、穴部41a、42aと軸受43、44との接触による異常音の発生を抑止することができることを、本願発明者は実験等により確認した。
Here, in the second embodiment, as shown in FIG. 6, the
With such a configuration, the contact between the
以上説明したように、本実施の形態2においても、前記実施の形態1と同様に、フレーム41、42の穴部41a、42aに、2つのローラ部材21、31が対向する側で軸受43、44が穴部41a、42aに当接しないように非当接部41a2、42a2を設けているために、フレーム41、42と軸受43、44との接触面積が小さくなって軸受43、44がスラスト方向に移動しやすくなるとともに、軸受43、44が偏心方向に振動してもフレーム41、42に干渉しにくくなる。これにより、フレーム41、42と軸受43、44との接触による異常音が生じるのを低減することができる。
As described above, in the second embodiment as well, in the same manner as in the first embodiment, the
実施の形態3.
図7にて、この発明の実施の形態3について詳細に説明する。
図7は、実施の形態3における定着装置を示す側面図であって、前記実施の形態1における図4に相当する図である。本実施の形態3における定着装置は、フレーム41、42の穴部41a、42aに形成した当接部41a1、42a1が周方向に複数分割されている点が、前記実施の形態1のものとは相違する。
A third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 7 is a side view illustrating the fixing device according to the third embodiment, and corresponds to FIG. 4 according to the first embodiment. The fixing device according to the third embodiment is different from that according to the first embodiment in that the contact portions 41a1 and 42a1 formed in the
本実施の形態3における定着装置20も、前記実施の形態1のものと同様に、定着ローラ21(ローラ部材)、加圧ローラ31(ローラ部材)、フレーム41、42、軸受43、44、スプリング50、等で構成される。そして、本実施の形態3においても、フレーム41、42の穴部41a、42aに、当接部41a1、42a1と非当接部41a2、42a2とが形成されている。
As in the first embodiment, the fixing
ここで、本実施の形態3では、図7に示すように、当接部41a1、42a1が、間隙をあけて周方向に3つに分割されている。そして、隣接する当接部41a1、42a1の間は、その内径が軸受43、44の外径よりも大きく形成されていて非当接部と同様に機能している。
このような構成により、フレーム41、42(穴部41a、42a)と軸受43、44との接触面積がさらに小さくなるため、フレーム41、42と軸受43、44との接触による異常音が生じるのをさらに低減することができる。
Here, in the third embodiment, as shown in FIG. 7, the contact portions 41a1 and 42a1 are divided into three in the circumferential direction with a gap. And between the adjacent contact parts 41a1 and 42a1, the internal diameter is formed larger than the outer diameter of the
With such a configuration, the contact area between the
以上説明したように、本実施の形態3においても、前記各実施の形態と同様に、フレーム41、42の穴部41a、42aに、2つのローラ部材21、31が対向する側で軸受43、44が穴部41a、42aに当接しないように非当接部41a2、42a2を設けているために、フレーム41、42と軸受43、44との接触面積が小さくなって軸受43、44がスラスト方向に移動しやすくなるとともに、軸受43、44が偏心方向に振動してもフレーム41、42に干渉しにくくなる。これにより、フレーム41、42と軸受43、44との接触による異常音が生じるのを低減することができる。
As described above, also in the third embodiment, the
実施の形態4.
図8にて、この発明の実施の形態4について詳細に説明する。
図8は、実施の形態4における定着装置を示す側面図であって、前記実施の形態1における図5に相当する図である。本実施の形態4における定着装置は、ローラ部材の軸部に段差部が設けられている点が、前記実施の形態1のものとは相違する。
Embodiment 4 FIG.
A fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 8 is a side view showing the fixing device in the fourth embodiment, and corresponds to FIG. 5 in the first embodiment. The fixing device according to the fourth embodiment is different from that according to the first embodiment in that a step portion is provided in the shaft portion of the roller member.
本実施の形態4における定着装置20も、前記実施の形態1のものと同様に、定着ローラ21(ローラ部材)、加圧ローラ31(ローラ部材)、フレーム41、42、軸受43、44、スプリング50、等で構成される。そして、本実施の形態4においても、フレーム41、42の穴部41a、42aに、当接部41a1、42a1と非当接部41a2、42a2とが形成されている。
Similarly to the first embodiment, the fixing
ここで、本実施の形態4では、図8に示すように、定着ローラ21の軸部21a(芯軸)に、軸受43の回転軸方向(図8の左右方向である。)の移動を規制する段差部21a1が形成されている。詳しくは、軸部21aは、段差部21a1を境にして右側の外径が左側(軸受43が挿設される領域である。)の外径よりも大きく形成されている。また、定着ローラ21の軸部21a(芯軸)には、段差部21a1とによって軸受43を挟むように止め輪51が設置されている。
このような構成により、定着ローラ21の軸部21a上における軸受43の位置が固定されて、軸部21aの磨耗が防止されるとともに、軸部21aと軸受43との間で生じるスティックスリップによる異常音を抑止することができる。特に、軸部21aに段差部21a1を設けることで、軸部21aに設置する止め輪51の数を低減することができる。なお、図示は省略するが、加圧ローラ31側も定着ローラ21側と同様に構成されている。
Here, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 8, the movement of the bearing 43 in the rotation axis direction (the left-right direction in FIG. 8) is restricted to the
With such a configuration, the position of the bearing 43 on the
なお、本実施の形態4では、段差部21a1と止め輪51とを用いて軸部21a上に軸受43を固定したが、軸部21aに軸受43を圧入することで軸部21a上に軸受43を固定することもできる。その場合には、軸部21aの硬度を70HV以上に設定することで、軸受43の圧入による軸部21aの変形を防止することができる。
In the fourth embodiment, the
以上説明したように、本実施の形態4においても、前記各実施の形態と同様に、フレーム41、42の穴部41a、42aに、2つのローラ部材21、31が対向する側で軸受43、44が穴部41a、42aに当接しないように非当接部41a2、42a2を設けているために、フレーム41、42と軸受43、44との接触面積が小さくなって軸受43、44がスラスト方向に移動しやすくなるとともに、軸受43、44が偏心方向に振動してもフレーム41、42に干渉しにくくなる。これにより、フレーム41、42と軸受43、44との接触による異常音が生じるのを低減することができる。
As described above, also in the fourth embodiment, as in each of the above-described embodiments, the
なお、前記各実施の形態では、加熱手段としてヒータ25を用いた定着装置20に対して本発明を適用したが、加熱手段として励磁コイルを用いた電磁誘導加熱方式の定着装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。
In each of the above embodiments, the present invention is applied to the fixing
なお、本発明が前記各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、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各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、形状等は前記各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 above-described embodiments, and within the scope of the technical idea of the present invention, the embodiments can be modified as appropriate in addition to those suggested in the embodiments. Is clear. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above embodiments, and can be set to a number, position, shape, and the like that are suitable for carrying out the present invention.
1 画像形成装置本体(装置本体)、
20 定着装置、
21 定着ローラ(ローラ部材)、
21a、31a 軸部、
21a1 段差部、
25 ヒータ(加熱手段)、
31 加圧ローラ(ローラ部材)、
41、42 フレーム、
41a、42a 穴部、
41a1、42a1 当接部、 41a2、42a2 非当接部、
43、44 軸受、
43a ツバ部、
50 スプリング(加圧手段)、
51 止め輪、 P 記録媒体。
1 image forming apparatus body (apparatus body),
20 fixing device,
21 fixing roller (roller member),
21a, 31a shank,
21a1 step,
25 heater (heating means),
31 Pressure roller (roller member),
41, 42 frames,
41a, 42a hole,
41a1, 42a1 contact part, 41a2, 42a2 non-contact part,
43, 44 bearings,
43a collar part,
50 Spring (pressurizing means),
51 Retaining ring, P Recording medium.
Claims (16)
加圧手段によって圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する2つのローラ部材と、
前記2つのローラ部材の両端軸部にそれぞれ設置される軸受と、
前記軸受が保持される穴部を有するとともに、前記2つのローラ部材を前記軸受を介して回転自在に支持するフレームと、
を備え、
前記フレームの前記穴部は、
前記2つのローラ部材が対向する側で前記軸受が当該穴部に当接しないように形成された非当接部と、
前記2つのローラ部材が対向する側の反対側で前記軸受が当該穴部に当接するように形成された当接部と、
を具備し、
前記穴部の前記非当接部は、前記2つのローラ部材の回転中心を結ぶ仮想線分に対して±90度以上の範囲にわたって形成されるとともに、その内径が前記軸受の外径よりも大きくなるように形成され、
前記穴部の前記当接部は、その内径が前記軸受の外径と同じになるように形成されたことを特徴とする定着装置。 A fixing device that heats and melts a toner image and fixes the toner image on a recording medium,
Two roller members that form a nip portion to which a recording medium is conveyed by pressure contact with a pressure unit;
Bearings respectively installed on both end shaft portions of the two roller members;
A frame having a hole for holding the bearing, and rotatably supporting the two roller members via the bearing;
With
The hole of the frame is
A non-contact portion formed so that the bearing does not contact the hole on the side where the two roller members face each other;
An abutting portion formed such that the bearing abuts against the hole portion on the opposite side of the opposite side of the two roller members;
Equipped with,
The non-contact portion of the hole portion is formed over a range of ± 90 degrees or more with respect to an imaginary line segment connecting the rotation centers of the two roller members, and an inner diameter thereof is larger than an outer diameter of the bearing. Formed to be
The fixing device according to claim 1, wherein the contact portion of the hole portion has an inner diameter equal to an outer diameter of the bearing .
加圧手段によって圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する2つのローラ部材の両端軸部にそれぞれ設置される軸受を保持する穴部を備え、Comprising holes for holding bearings respectively installed on both end shaft portions of two roller members forming a nip portion to which a recording medium is conveyed by being pressed by a pressing means;
前記2つのローラ部材を前記軸受を介して回転自在に支持し、The two roller members are rotatably supported via the bearings,
前記穴部は、The hole is
前記2つのローラ部材が対向する側で前記軸受が当該穴部に当接しないように形成された非当接部と、A non-contact portion formed so that the bearing does not contact the hole on the side where the two roller members face each other;
前記2つのローラ部材が対向する側の反対側で前記軸受が当該穴部に当接するように形成された当接部と、An abutting portion formed such that the bearing abuts against the hole portion on the opposite side of the opposite side of the two roller members;
を具備し、Comprising
前記穴部の前記非当接部は、前記2つのローラ部材の回転中心を結ぶ仮想線分に対して±90度以上の範囲にわたって形成されるとともに、その内径が前記軸受の外径よりも大きくなるように形成され、The non-contact portion of the hole portion is formed over a range of ± 90 degrees or more with respect to an imaginary line segment connecting the rotation centers of the two roller members, and an inner diameter thereof is larger than an outer diameter of the bearing. Formed to be
前記穴部の前記当接部は、その内径が前記軸受の外径と同じになるように形成されたことを特徴とするフレーム。The frame is characterized in that the abutting portion of the hole portion is formed so that an inner diameter thereof is the same as an outer diameter of the bearing.
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