JP5902640B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

定着装置及び画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。
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。
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。
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。
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従動側ギアが装着されている。従動側ギアには駆動側ギアが噛み合っている。
特許文献1に記載されているように、通常、従動側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り欠きが形成されている。そして、従動側ギアの突起がヒートローラー本体の切り欠きに挿入されることによって、従動側ギアはヒートローラー本体に装着されている。
しかし、上記切り欠きは単なるスリット状であるため、突起が切り欠き内をスライド移動することによって従動側ギアがヒートローラー本体から容易に抜けてしまう問題がある。そこで、従動側ギアが装着されたヒートローラー本体の端部にCリングをさらに装着することにより、そのCリングをストッパーとして従動側ギアがヒートローラー本体から抜けないようにすることが知られている。ここで、Cリングは、ヒートローラー本体の周方向に延びるように形成された溝に装着される。
特開平7−44048号公報 特開2006−209024号公報
ところで、近年、ヒートローラー本体の厚みを薄肉化することが進められている。そのことにより、ヒートローラー本体を素早く昇温できるので、定着装置の立ち上がり時間を短縮することが可能になる。しかし、ヒートローラー本体の厚みが薄くなるに連れて、Cリングを装着させるための溝をヒートローラー本体に形成することが困難になる。すなわち、上記従来の定着装置には、ヒートローラー本体の厚みが薄くなると、Cリングを従動側ギアのヒートローラー本体からの抜け止めとして用いることが難しいという問題がある。
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、ヒートローラー本体の厚みを比較的薄くしても、従動側ギアをヒートローラー本体から抜け難くすることにある。
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、上記ヒートローラー本体の端部に装着されて駆動側ギアに噛み合う従動側ギアと、上記ヒートローラー本体の端部に形成された切り欠き部と、上記従動側ギアに形成され、該従動側ギアが上記ヒートローラー本体の端部に装着される際に上記切り欠き部に挿入される突起とを備えている。そして、上記ヒートローラー本体の端部には、上記切り欠き部に挿入された上記突起における該突起の挿入方向と反対側の表面を係止する係止部が形成されている。
この構成によると、従動側ギアをヒートローラー本体の端部に装着する際に、従動側ギアの突起はヒートローラー本体に形成されている切り欠き部に挿入される。そして、切り欠き部に挿入された突起は、当該突起の挿入方向と反対側の表面が、ヒートローラー本体に形成された係止部によって係止される。よって、突起の挿入方向と反対側への突起の移動が係止部により規制されるので、従動側ギアはヒートローラー本体から抜け難くなる。しかも、係止部はヒートローラー本体自体に形成されているので、例えばCリングを装着するための溝等をヒートローラー本体に形成する必要がない。したがって、ヒートローラー本体の厚みが比較的薄くても、従動側ギアをヒートローラー本体から抜け難くすることができる
記切り欠き部は、上記従動側ギアが上記ヒートローラー本体に装着された状態で上記突起が収容される収容部と、該収容部における上記突起の挿入方向と反対側に設けられて上記ヒートローラー本体の周方向の幅が上記収容部よりも狭い幅狭部とを有し、上記係止部は、上記収容部の上記突起の挿入方向とは反対側に一組互いに対向して形成されてい
この構成によると、従動側ギアがヒートローラー本体に装着された状態で、従動側ギアの突起が切り欠き部における収容部に収容される。そして、収容部の突起の挿入方向とは反対側に係止部が形成されているので、収容部に収容された突起は、突起の挿入方向と反対側への移動が係止部により規制される。よって、従動側ギアはヒートローラー本体から抜け難くなる。
上記ヒートローラー本体の周方向における上記突起の幅は、上記幅狭部の幅よりも大きく、上記従動側ギアが上記ヒートローラー本体の端部に装着される際、上記突起が上記係止部を弾性変形させて上記幅狭部を広げながら通過して上記収容部に収容される。
この構成によると、収容部に収容された突起は、互いに対向して配置された一組の係止部によって係止されるので、従動側ギアをヒートローラー本体からより一層抜け難くすることができる。
上記ヒートローラー本体は、複数の筒状の軸受け部材を介して筐体に支持されており、上記複数の軸受け部材の1つは、上記ヒートローラー本体の外周面を支持する大径部と、該大径部と一体に形成されると共に上記ヒートローラー本体の一端に当接可能に構成された小径部とを有し、上記従動側ギアは、上記ヒートローラー本体の外周面を支持する大径部と、該大径部と一体に形成されると共に上記ヒートローラー本体の他端に当接可能に構成された小径部とを有し、上記筐体には、上記ヒートローラー本体の他端に装着されている上記従動側ギアに対向するストッパー部が設けられている。
この構成によると、従動側ギアが装着されたヒートローラー本体は、その一端側が軸受け部材の小径部により支持される一方、その他端側が従動側ギアを介して筐体のストッパー部により支持される。よって、ヒートローラー本体は、その軸方向の移動が軸受け部材及びストッパー部によって適切に規制される。
上記ヒートローラー本体の内部には熱源が配置され、上記従動側ギアと上記ストッパー部との間には、上記ヒートローラー本体の熱膨張を吸収可能なように所定の隙間が設けられている。
この構成によると、従動側ギアとストッパー部との間に所定の隙間が設けられているので、熱源により加熱されたヒートローラー本体が熱膨張してヒートローラー本体の長さが大きくなったとしても、ヒートローラー本体及び従動側ギアを、ストッパー部と軸受け部材との間で突っ張らせずに適切に回転させることが可能になる。
また、本発明に係る画像形成装置は、上記定着装置を備えている。この構成によると、定着装置におけるヒートローラー本体の厚みが比較的薄くても従動側ギアがヒートローラー本体から抜け難くなるため、画像形成装置を素早く立ち上げつつ定着不良による画質低下を抑制することが可能になる。
本発明によれば、ヒートローラー本体の厚みを比較的薄くしても、ヒートローラー本体から従動側ギアを抜け難くすることができる。
図1は、参考形態におけるレーザープリンターの概略構成を示す断面図である。 図2は、参考形態におけるヒートローラーの外観を示す正面図である。 図3は、参考形態において従動側ギアが装着されたヒートローラー本体を拡大して示す断面図である。 図4は、参考形態において従動側ギアが装着されたヒートローラー本体を拡大して示す断面図である。 図5は、参考形態のヒートローラー本体における従動側ギアが装着されていない側の端部を拡大して示す断面図である。 図6は、参考形態におけるヒートローラー本体の端部を拡大して示す底面図である。 図7は、参考形態において従動側ギアを一部模式化して示す斜視図である。 図8は、実施形態におけるヒートローラー本体の端部を拡大して示す底面図である。
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。
参考形態
<レーザープリンター>
図1は、参考形態における画像形成装置としてのレーザープリンター1の概略構成を示す断面図である。
レーザープリンター1は、図1に示すように、箱状のプリンター本体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、レーザープリンター1は、プリンター本体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。
カセット給紙部7は、プリンター本体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。
画像形成部8は、プリンター本体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、プリンター本体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。
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。
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。
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、プリンター本体2の上部に凹状に形成されている。
レーザープリンター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。
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。
その後、用紙は、転写ローラー19により感光ドラム16の表面に押し付けられる。そのことにより、用紙に感光ドラム16のトナー像が転写される。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。
<定着装置>
図2は、ヒートローラー22の外観を示す正面図である。図3及び図4は、従動側ギア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。図5は、ヒートローラー本体33における従動側ギア36が装着されていない側の端部を拡大して示す断面図である。
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を備えている。
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側ギア35に噛み合う従動側ギア36とを有している。
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。
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。
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。
ブッシュ37は、図2に示すように、ヒートローラー本体33における従動側ギア36が装着される側の端部に設けられている。また、ブッシュ37は、図3及び図4に示すように、従動側ギア36よりもヒートローラー本体33の軸方向中央側に配置されている。そうして、ブッシュ37は、その内周面によってヒートローラー本体33の外周面を支持している。
ブッシュ38は、図2に示すように、ヒートローラー本体33における従動側ギア36が装着されていない側の端部に設けられている。また、ブッシュ38は、図5に示すように、大径部38bと、大径部38bと一体に形成された小径部38cとを有している。小径部38cの内径は、大径部38bの内径よりも小さくなっている。
大径部38bは、その内周面によってヒートローラー本体33の外周面を支持している。一方、小径部38cは、ブッシュ38に挿入されたヒートローラー本体33の一端に当接可能に構成されている。
そして、ブッシュ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固定されているので、ヒートローラー本体33は、その一端が小径部38cに当接することにより従動側ギア36と反対側(図5で左側)への移動が規制される。
図6は、ヒートローラー本体33の端部を拡大して示す底面図である。図7は、従動側ギア36を示す斜視図である。
図6に示すように、ヒートローラー本体33の端部には、切り欠き部40が形成されている。一方、従動側ギア36には、図7に示すように、従動側ギア36がヒートローラー本体33の端部に装着される際に切り欠き部40に挿入される突起41が形成されている。
ここで、図3及び図7に示すように、従動側ギア36は、大径部36aと、大径部36aと一体に形成された小径部36bとを有している。小径部36bの内径は、大径部36aの内径よりも小さくなっている。そして、上記突起41は、大径部36aの内周面に形成されている。
図7では図示を省略しているが、大径部36aの外周面には、駆動側ギア35に噛み合う歯形が形成されている。また、大径部36aは、その内周面によってヒートローラー本体33の外周面を支持するように構成されている。一方、小径部36bは、従動側ギア36に挿入されたヒートローラー本体33の端に当接可能に構成されている。
こうして、ヒートローラー本体33は、駆動側ギア35から従動側ギア36に伝達された駆動力によりヒートローラー本体33の軸心周りに所定の回転方向(図6におけるA方向)へ回転するように構成されている。
そして、ヒートローラー本体33の端部には、切り欠き部40に挿入された突起41における突起41の挿入方向(図6におけるB方向)と反対側の表面42を係止する係止部43が形成されている。
ここで、切り欠き部40は、ヒートローラー本体33の軸方向に延びると共に突起41が挿入される第1部分45と、第1部分45からヒートローラー本体33の回転方向(A方向)に延びる第2部分46とを有している。よって、切り欠き部40は略L字状に形成されている。
そして、係止部43は、ヒートローラー本体33の一部であって、第2部分46における突起41の挿入方向Bとは反対側部分によって構成されている。
すなわち、従動側ギア36の突起41が切り欠き部40の第1部分45に挿入された状態で、従動側ギア36及び突起41が図6でA方向に回転すると、突起41は、ヒートローラー本体33に対してA方向に相対移動し、第1部分45から第2部分46へ移動する。続いて、従動側ギア36がA方向に回転することにより、ヒートローラー本体33が従動側ギア36と一体にA方向に回転することとなる。そうして、第2部分46に移動した突起41は、突起41の挿入方向Bと反対側への移動が係止部43により規制されるようになっている。
また、図3に示すように、筐体31には、ヒートローラー本体33に装着されている従動側ギア36に対向するストッパー部48が設けられている。従動側ギア36とストッパー部48との間には、所定の隙間Cが設けられている。そのことにより、ヒートローラー本体33及び従動側ギア36が一体に図3で右方向に移動すると、その移動は図4に示すようにストッパー部48によって規制されるようになっている。
尚、隙間Cは、C=(ヒートローラー本体33の軸方向寸法)×(ヒートローラー本体33の線膨張係数)×(ヒートローラー本体33の上昇温度)−(筐体31におけるヒートローラー本体33の軸方向規制寸法)×(筐体31の線膨張係数)×(筐体31の上昇温度)+0.1〜2.0(mm)として規定することが可能である。
したがって、参考形態によると、上述のように、従動側ギア36をヒートローラー本体33の端部に装着する際に、従動側ギア36の突起41は切り欠き部40の第1部分45に挿入される。そして、駆動側ギア35から従動側ギア36に伝達された駆動力により、ヒートローラー本体33はヒートローラー本体33の軸心周りに回転する。このとき、従動側ギア36の突起41は、ヒートローラー本体33の回転方向Aへヒートローラー本体33に対して相対移動し、切り欠き部40における第1部分45から第2部分46へ移動する。第2部分46の上記突起41の挿入方向Bとは反対側に係止部43が形成されているので、第2部分46に移動した突起41は、突起41の挿入方向Bと反対側への移動が係止部43により規制される。そのため、装置全体を大型化することなく、従動側ギア36をヒートローラー本体33から抜け難くすることができる。
しかも、係止部43はヒートローラー本体33自体に形成されているので、例えばCリングを装着するための溝等をヒートローラー本体33に形成する必要がない。したがって、ヒートローラー本体33の厚みを薄くしながらも、従動側ギア36をヒートローラー本体33から抜け難くすることができる。
さらに、ヒートローラー本体33の一端をブッシュ38の小径部38cに当接可能とする一方、ヒートローラー本体33の他端を従動側ギア36を介してストッパー部48に当接可能としたので、ヒートローラー本体33の軸方向の移動を適切に規制することができる。よって、従動側ギア36を駆動側ギア35に対して適切な位置範囲で噛み合わせることができ、従動側ギア36及び駆動側ギア35における偏摩耗や異音の発生を抑制することができる。
ここで、ヒートローラー本体33及び筐体31はヒーター34によって加熱されるが、金属材料からなるヒートローラー本体33の熱膨張率は、樹脂からなる筐体31の熱膨張率よりも大きいので、ヒートローラー本体33の長さは筐体31に対して相対的に大きくなる。これに対し、参考形態では、所定の隙間Cが従動側ギア36とストッパー部48との間に設けられているので、ヒートローラー本体33の長さが大きくなったとしても、ヒートローラー本体33及び従動側ギア36を適切に回転させることができる。
さらにまた、参考形態におけるレーザープリンター1は上記定着装置9を備えているので、そのヒートローラー本体33の厚みが比較的薄くても従動側ギア36がヒートローラー本体33から抜け難くなるため、レーザープリンター1を素早く立ち上げつつ定着不良による画質低下を抑制することができる。
《実施形態》
図8は、実施形態におけるヒートローラー本体33の端部を拡大して示す底面図である。尚、以降の実施形態では、図1〜図7と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
本実施形態における定着装置9は、ヒートローラー本体33に形成されている切り欠き部40の態様が上記参考形態と相違している。
すなわち、本実施形態における切り欠き部40は、図8に示すように、全体としてヒートローラー本体33の軸方向に延びている。切り欠き部40は、従動側ギア36がヒートローラー本体33に装着された状態で突起41が収容される収容部51を有している。収容部51は、切り欠き部40における突起41の挿入方向B側の一部によって構成されている。
係止部43は、収容部51の突起41の挿入方向Bとは反対側に形成されている。また、一組の係止部43がヒートローラー本体33の周方向において互いに対向して配置されている。そうして、ヒートローラー本体33の周方向における収容部51の幅は、一組の係止部43同士の間隔よりも広くなっている。言い換えれば、切り欠き部40は、収容部51と、収容部51における突起41の挿入方向Bと反対側に設けられてヒートローラー本体33の周方向の幅が収容部51よりも狭い幅狭部52とを有している。ヒートローラー本体33の周方向における突起41の幅は、幅狭部52の幅よりも僅かに(例えば0.1mm以上且つ1mm以下程度)大きい。
そして、従動側ギア36がヒートローラー本体33の端部に装着される際には、切り欠き部40に対して突起41が挿入方向Bに挿入される。突起41が係止部43同士の間である幅狭部52を通過する際に、幅狭部52の幅が広げられるように係止部43は弾性変形する。幅狭部52を通過した突起41は、収容部51に収容される。そうして、突起41における上記挿入方向Bと反対側に係止部43が配置されることとなる。
したがって、本実施形態によると、収容部51の上記挿入方向Bとは反対側に係止部43が形成されているので、収容部51に収容された突起41は、上記挿入方向Bと反対側への移動が係止部43により規制される。よって、従動側ギア36をヒートローラー本体33から抜け難くすることができる。
しかも、一組の係止部43が互いに対向して配置される構成としたので、収容部51に収容された突起41を、上記一組の係止部43により係止して、従動側ギア36をヒートローラー本体33からより一層抜け難くすることができる。
尚、上記実施形態では、画像形成装置の一例として、レーザープリンター1について説明したが、本発明に係る画像形成装置は、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。
以上説明したように、本発明は、定着装置及びそれを備えた画像形成装置について有用である。
1 レーザープリンター
9 定着装置
31 筐体
33 ヒートローラー本体
35 駆動側ギア
36 従動側ギア
37,38 ブッシュ
38b 大径部
38c 小径部
40 切り欠き部
41 突起
42 突起の表面
43 係止部
45 第1部分
46 第2部分
48 ストッパー部
51 収容部

Claims (2)

  1. 筒状に形成されたヒートローラー本体と、
    上記ヒートローラー本体の端部に装着されて駆動側ギアに噛み合う従動側ギアと、
    上記ヒートローラー本体の端部に形成された切り欠き部と、
    上記従動側ギアに形成され、該従動側ギアが上記ヒートローラー本体の端部に装着される際に上記切り欠き部に挿入される突起とを備え、
    上記切り欠き部は、上記従動側ギアが上記ヒートローラー本体に装着された状態で上記突起が収容される収容部と、該収容部における上記突起の挿入方向と反対側に設けられて上記ヒートローラー本体の周方向の幅が上記収容部よりも狭い幅狭部とを有し、
    上記ヒートローラー本体の周方向における上記突起の幅は、上記幅狭部の幅よりも大きく、
    上記ヒートローラー本体の端部には、上記切り欠き部に挿入された上記突起における該突起の挿入方向と反対側の表面を係止する係止部が上記収容部の上記突起の挿入方向とは反対側に互いに対向するように一組形成され
    上記従動側ギアが上記ヒートローラー本体の端部に装着される際、上記突起が上記係止部を弾性変形させて上記幅狭部を広げながら通過して上記収容部に収容され、
    上記ヒートローラー本体は、複数の筒状の軸受け部材を介して筐体に支持されており、
    上記複数の軸受け部材の1つは、上記ヒートローラー本体の外周面を支持する大径部と、該大径部と一体に形成されると共に上記ヒートローラー本体の一端に当接可能に構成された小径部とを有し、
    上記従動側ギアは、上記ヒートローラー本体の外周面を支持する大径部と、該大径部と一体に形成されると共に上記ヒートローラー本体の他端に当接可能に構成された小径部とを有し、
    上記筐体には、上記ヒートローラー本体の他端に装着されている上記従動側ギアに対向するストッパー部が設けられ、
    上記ヒートローラー本体の内部には熱源が配置され、
    上記従動側ギアと上記ストッパー部との間には、上記ヒートローラー本体の熱膨張を吸収可能なように所定の隙間が設けられている、定着装置。
  2. 請求項1に記載の定着装置を備えている、画像形成装置。
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