JP6365223B2 - 駆動構造、定着器、および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動構造、定着器、および画像形成装置に関する。

従来、用紙上の未定着トナー像をその用紙に熱定着させる定着器、およびそのような定着器を備えた画像形成装置が知られている。

例えば特許文献１には、金属素管６４の一端部にローラ駆動ギヤ６５が取り付けられた加熱ローラ５２を有する定着部１９が開示されている。この金属素管６４には端縁から軸線方向の内方に向かって略Ｕ字状に切り欠かれた凹部７１が形成され、ローラ駆動ギヤ６５には内周面に、凹部７１と係合する凸部７５が形成されている。そして、凹部７１と凸部７５が対向するように位置合わせされてローラ駆動ギヤ６５の内周面に金属素管６４の一端部が差し込まれることで凹部７１と凸部７５が係合される。

特開２００６−３９４３３号公報（段落［００５１］〜［００５４］）

回転部材の端部が駆動部材に差し込まれて係合されるため回転部材の外周面と駆動部材の内周面とは隙間を有し、駆動時には回転部材と駆動部材とのがたつきで回転部材と駆動部材との接触音が生じる。

本発明は、駆動時における回転部材と駆動部材とのがたつきによる接触音を低減することを目的とする。

請求項１に係る駆動構造は、
筒形状を有し、周方向に回転する回転部材と、
上記回転部材の端部と接触し、その回転部材の周方向へ駆動される駆動部材と、
上記回転部材の端部に設けられた凹部と、
上記駆動部材の内面に設けられ、上記凹部を通じて上記回転部材の外周面から内周面の方向へ突出し、駆動力を上記回転部材に伝える突出部と、
上記駆動部材の内面に設けられ、その駆動部材の駆動方向の前方から上記突出部に近づくにつれて上記回転部材の外周面の外側から内側へと斜めに突き出した斜面と、を備え、
上記突出部と上記斜面とが段差を有することを特徴とする。

請求項２に係る定着器は、
筒形状を有し、周方向に回転する回転部材と、
未定着のトナー像を表面に保持した記録媒体を上記回転部材との間に挟み込んで加圧す
ることにより、その記録媒体の表面にそのトナー像を定着させる加圧部材と、
上記回転部材と上記加圧部材が挟み込んだ記録媒体を加熱するための熱源と、
上記回転部材の端部と接触し、その回転部材の周方向へ駆動される駆動部材と、
上記回転部材の端部に設けられた凹部と、
上記駆動部材の内面に設けられ、上記凹部を通じて前記回転部材の外周面から内周面の方向へ突出し、駆動力を前記回転部材に伝える突出部と、
上記駆動部材の内面に設けられ、その駆動部材の駆動方向の前方から上記突出部に近づくにつれて上記回転部材の外周面の外側から内側へと斜めに突き出した斜面と、を備え、
上記突出部と上記斜面とが段差を有することを特徴とする。

請求項３に係る画像形成装置は、
筒形状を有し、周方向に回転する回転部材と、
未定着のトナー像を表面に保持した記録媒体を上記回転部材との間に挟み込んで加圧することにより、その記録媒体の表面にそのトナー像を定着させる加圧部材と、
上記回転部材と上記加圧部材が挟み込んだ記録媒体を加熱するための熱源と、
上記回転部材の端部と接触し、その回転部材の周方向へ駆動される駆動部材と、
上記回転部材の端部に設けられた凹部と、
上記駆動部材の内面に設けられ、上記凹部を通じて前記回転部材の外周面から内周面の方向へ突出し、駆動力を前記回転部材に伝える突出部と、
上記駆動部材の内面に設けられ、その駆動部材の駆動方向の前方から上記突出部に近づくにつれて上記回転部材の外周面の外側から内側へと斜めに突き出した斜面と、を備え、
上記突出部と上記斜面とが段差を有する定着器；および
上記記録媒体の表面に未定着の上記トナー像を形成する像形成器；
を備えたことを特徴とする。

請求項４に係る駆動構造は、
筒形状を有し、周方向に回転する回転部材と、
未定着のトナー像を表面に保持した記録媒体を上記回転部材との間に挟み込んで加圧することにより、その記録媒体の表面にそのトナー像を定着させる加圧部材と、
上記回転部材と上記加圧部材が挟み込んだ記録媒体を加熱するための熱源と、
上記回転部材の端部と接触し、その回転部材の周方向へ駆動される駆動部材と、
上記回転部材の端部に設けられた凹部と、
上記駆動部材の内面に設けられ、上記凹部を通じて前記回転部材の外周面から内周面の方向へ突出し、駆動力を前記回転部材に伝える突出部と、
上記駆動部材の内面に設けられ、その駆動部材の駆動方向の前方から上記突出部に近づくにつれて上記回転部材の外周面の外側から内側へと斜めに突き出した斜面と、を有し、
上記凹部を形成する壁面のうち、上記斜面に近い側における壁面の延びる方向が、その斜面の延びる方向よりも上記回転部材の半径方向に沿っていることを特徴とする。

請求項１に係る駆動構造、請求項２に係る定着器、および請求項４に係る画像形成装置によれば、駆動時における上記回転部材と上記駆動部材とのがたつきによる接触音を低減することができる。

請求項３に係る定着器によれば、上記突出体と上記斜面との組が１組である場合に較べ、上記回転部材の中心と回転駆動の中心とのずれが少ない。

本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタの概略構成図である。 図１に示すプリンタにおける、定着器と排出器の断面を示した図である。 加熱ロールを表す斜視図である。 加熱ロールのキー溝の構造を表す図である。 駆動ギアの構造を表す正面図である。 駆動ギアの構造を表す斜視図である。 駆動ギアと加熱ロールとが固定される動作における駆動開始時の状態を示す図である。 駆動ギアと加熱ロールとが固定される動作における固定開始時の状態を示す図である。 駆動ギアと加熱ロールとが固定される動作における固定完了時の状態を示す図である。

本発明の実施形態について、以下図面を参照して説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタの概略構成図である。

図１に示すプリンタ１０はモノクロプリンタであり、プリンタ１０には、本発明の定着器の一実施形態が組み込まれている。

プリンタ１０には、プリンタ１０外で作成された、画像を表す画像信号が、不図示の信号ケーブル等を介して入力される。プリンタ１０には、このプリンタ１０内の各構成要素の動きを制御する制御部１１が備えられており、画像信号はこの制御部１１に入力される。そして、プリンタ１０では、この制御部１１の制御の下で画像信号に基づく画像の形成が行われる。

プリンタ１０の下部には用紙トレイ２１が備えられていて、用紙トレイ２１には、用紙Ｐが積み重なった状態に収容されている。用紙トレイ２１は、用紙Ｐの補給のために、引出し自在に構成されている。

用紙トレイ２１内の用紙Ｐは、ピックアップロール２２およびさばきロール２３により待機ロール２４へと送られる。待機ロール２４に到達した用紙Ｐは、搬送のタイミングが調整されてさらに搬送される。

このプリンタ１０には、矢印Ａで示す向きに回転する感光体１２が待機ロール２４の上方に備えられている。そして、この感光体１２の周囲に、帯電器１３、露光器１４、現像器１５、転写器１６、および感光体クリーナ１７が配備されている。

帯電器１３は感光体１２の表面を帯電させ、露光器１４は、感光体１２の表面を露光して静電潜像を形成する。静電潜像は現像器１５により現像されてトナー像が形成される。

ここで、上記の待機ロール２４は、感光体１２上のトナー像が、転写器１６に対面した位置に達するタイミングに合わせてその位置に到達するように用紙Ｐを送り出す。そして、感光体１２上のトナー像は、転写器１６の作用を受け、その送り出されてきた用紙Ｐ上に転写される。

トナー像の転写後に感光体１２上に残存するトナーは、感光体クリーナ１７により、感光体１２から取り除かれる。

感光体１２、帯電器１３、露光器１４、現像器１５、および転写器１６を合わせたものが、本発明にいう像形成器の一例に相当する。

トナー像の転写を受けた用紙Ｐは、さらに矢印Ｂ方向に進み、定着器１００による加熱
および加圧を受けてその用紙Ｐ上にトナー像が定着される。その結果、用紙Ｐ上には定着トナー像からなる画像が形成される。この定着器１００は、本発明の定着器の一実施形態に相当する。

定着器１００を通過した用紙Ｐは、排出器２００に向かって矢印Ｃ方向に進み、さらに、その排出器２００によってさらに矢印Ｄ方向に送られて排紙台１８上に排出される。

図２は、図１に示すプリンタ１０における、定着器と排出器の断面を示した図である。

定着器１００は、加熱ロール１０１と加圧ロール１０２とを有している。加熱ロール１０１は、金属製の筒の外周面に離型材料がコーティングされたものであり、加熱ロール１０１の内部には熱源１０３が配置されている。加圧ロール１０２も筒状のものであり、加圧ロール１０２の周面が加熱ロール１０１の周面に押し付けられている。矢印Ｂ方向に進んで定着器１００に達した用紙は、加圧ロール１０２と加熱ロール１０１との接触部へと進入する。用紙は、その接触部で加熱ロール１０１と加圧ロール１０２とに挟み付けられる。このとき、用紙は、トナー像が形成されている面が加熱ロール１０１側を向いた状態となる。

加熱ロール１０１と加圧ロール１０２は互いに接したまま矢印Ｆ方向に回転している。このため、接触部へと進入した用紙は、その加熱ロール１０１と加圧ロール１０２の回転によってその接触部を通過し排出器２００に向かって矢印Ｃ方向に進む。そして、その通過の際に、加熱ロール１０１内部の熱源１０３による加熱および加圧ロール１０２による加圧を受けてトナー像が用紙上に定着されて定着トナー像からなる画像が形成される。用紙は、排紙ロール２０３によって、排出器２００から矢印Ｄ方向に送り出されて排紙台１８上に排出される。

加熱ロール１０１が本発明にいう回転部材の一例に相当し、加圧ロール１０２が本発明にいう加圧部材の一例に相当し、熱源１０３が本発明にいう熱源の一例に相当する。

ここで、加熱ロール１０１の詳細について説明する。

図３は、加熱ロールを表す斜視図である。

加熱ロール１０１の一端には、加熱ロール１０１を回転駆動させる駆動ギア１０４が嵌っている。この駆動ギア１０４は、周囲に、図示が省略された歯が並んでいて、その歯を介してモータから駆動力を受ける。また、駆動ギア１０４には、内側に突き出したキー１０５が設けられており、このキー１０５が、加熱ロール１０１の端部に設けられたキー溝１０６に嵌り込んでいる。駆動ギア１０４がモータから受けた駆動力は、このキー１０５を介して加熱ロール１０１に伝えられ、加熱ロール１０１は、キー溝１０６でその駆動力を受けることとなる。加熱ロール１０１はその駆動力で図の矢印Ｆ方向に回転する。

駆動ギア１０４が、本発明にいう駆動部材の一例に相当し、キー１０５が、本発明にいう突出部の一例に相当する。また、キー溝１０６が、本発明にいう凹部の一例に相当する。また、加熱ロール１０１と駆動ギア１０４とを備えた構造部分が本発明の駆動構造の一実施形態に相当する。

図４は、加熱ロールのキー溝の構造を表す図である。

図４には加熱ロール１０１の端部だけが示されている。この加熱ロール１０１には、加熱ロール１０１の半周毎に１つずつ、合わせて２つのキー溝１０６が設けられている。各キー溝１０６は、加熱ロール１０１の端部側から央部側へと延びており、加熱ロール１０１の内外を貫通した、いわゆる開口溝となっている。このような加熱ロール１０１の端部に駆動ギア１０４が、被せられるように嵌め込まれる。言い換えれば、加熱ロール１０１の端部が駆動ギア１０４に挿入される。

図５は、駆動ギアの構造を表す正面図で、図６は、駆動ギアの構造を表す斜視図である。

駆動ギア１０４の内周面には、駆動ギア１０４の半周毎に１つずつ、合わせて２つのキー１０５が設けられている。各キー１０５は、内周壁から駆動ギア１０４の中心へ向かって突出している。駆動ギア１０４は図中の矢印Ｆ方向に回転し、各キー１０５に対する回転方向前方には斜面１０７が設けられている。この斜面１０７は、キー１０５に近い側が駆動ギア１０４の中心側に出ている状態に傾いている。そして、斜面１０７の両端のうちキー１０５に近い側の端は、駆動ギア１０４に挿入された加熱ロール１０１の外周面よりも内側（即ち駆動ギア１０４の中心側）に達しているのに対し、斜面１０７の両端のうちキー１０５から遠い側の端は、加熱ロール１０１の外周面より外側に位置している。

上述したように駆動ギア１０４が加熱ロール１０１の端部に嵌め込まれるため、駆動ギア１０４の内周面は加熱ロール１０１の外周面よりも径が大きく、駆動ギア１０４の内周面と加熱ロール１０１の外周面との間には隙間が生じているが、以下説明するように、駆動ギア１０４の斜面１０７によって駆動ギア１０４と加熱ロール１０１とは駆動時に互いに強く固定される事となる。

図７〜図９は、駆動ギアと加熱ロールとが固定される動作原理を説明する図であり、図７には駆動開始時の状態が示され、図８には固定開始時の状態が示され、図９には固定完了時の状態が示されている。なお、図７〜図９は駆動ギアと加熱ロールとが固定される原理を概念的に示した図であるため寸法などは正確では無い。

駆動ギア１０４には駆動源のギア１１０がかみ合っていて、駆動源のギア１１０が図中の矢印Ｇ方向に回転することで駆動ギア１０４は図中の矢印Ｆ方向に回転する。一方で加熱ロール１０１には、上述した加圧ロール１０２との接触などにより、回転を規制する抵抗が掛かっているため、駆動ギア１０４が回転することで相対的に加熱ロール１０１は斜面１０７およびキー１０５に接近する方向へと移動する。

加熱ロール１０１が斜面１０７に接近していくと、加熱ロール１０１のキー溝１０６の縁が、斜面１０７に食い込むように斜面１０７上を移動する。その結果、加熱ロール１０１の外周面は斜面１０７を介して駆動ギア１０４の内周面に押し付けられていく。そして、キー溝１０６の縁がキー１０５に達すると、キー溝１０６の縁は斜面１０７に強く食い込み、その結果、加熱ロール１０１と駆動ギア１０４が互いに強く固定されることとなる。従って、駆動ギア１０４の内周面と加熱ロール１０１の外周面との間に隙間が存在するにもかかわらず、加熱ロール１０１と駆動ギア１０４との駆動時のがたつきは防止され、接触音の発生も防止されている。

また、ここに示す例では、キー１０５と斜面１０７の組が駆動ギア１０４の内周面の複数箇所に設けられており、その結果、各箇所でほぼ同様に斜面１０７に対するキー溝１０６の縁の食い込みが生じるので、キー１０５と斜面１０７の組が１カ所のみに設けられている場合に較べ、駆動ギア１０４と加熱ロール１０１の中心同士のずれが少ない。

なお、上記実施形態では、画像形成装置の一例としてモノクロプリンタを示して説明したが、本発明の画像形成装置は、カラープリンタであっても良く、あるいは、ファクシミリやコピー機や複合機であってもよい。

また、上記実施形態では、本発明にいう像形成器の一例として、感光体上に形成されたトナー像を記録媒体上に転写するタイプの像形成器を示して説明したが、本発明にいう像形成器は、記録媒体上にトナー像を直接に形成するものであってもよい。

また、上記実施形態では、帯電、露光、現像を経る電子写真方式でトナー画像を形成する例が示されているが、本発明にいう像形成器は、潜像を作らずにトナー像を直接描画するものであってもよい。

また、電子写真方式を採用する場合、帯電器は、帯電ロールなどを用いた接触式の帯電器であってもよく、あるいは、放電ワイヤなどを用いた非接触式の帯電器であってもよい。また、露光器は、レーザ光を光源とするものであってもよく、あるいは、ＬＥＤ等を光源とするものであってもよい。また、現像器は、トナーとキャリアが混ざったいわゆる２成分現像剤を用いるものであってもよく、あるいはトナーが主成分の現像剤を用いるものであってもよい。また、転写器は、感光体から用紙上へ直接にトナー像を転写する直接方式の転写器であってもよく、あるいは、中間転写体などを介して感光体から用紙上へと間接的にトナー像を転写する間接方式の転写器であってもよい。

また、上記実施形態では、本発明にいう回転部材の凹部が２つ設けられたものを示して説明したが、本発明にいう回転部材は凹部を１つ有するものであってもよく、あるいは凹部を３つ以上有するものであってもよい。

１０ プリンタ
１２ 感光体
１３ 帯電器
１４ 露光器
１５ 現像器
１６ 転写器
１００ 定着器
１０１ 加熱ロール
１０２ 加圧ロール
１０３ 熱源
１０４ 駆動ギア
１０５ キー
１０６ キー溝
１０７ 斜面
１１０ 駆動源のギア

Claims (4)

1. 筒形状を有し、周方向に回転する回転部材と、
   前記回転部材の端部と接触し、該回転部材の周方向へ駆動される駆動部材と、
   前記回転部材の端部に設けられた凹部と、
   前記駆動部材の内面に設けられ、前記凹部を通じて前記回転部材の外周面から内周面の方向へ突出し、駆動力を前記回転部材に伝える突出部と、
   前記駆動部材の内面に設けられ、該駆動部材の駆動方向の前方から前記突出部に近づくにつれて前記回転部材の外周面の外側から内側へと斜めに突き出した斜面と、を備え、
   前記突出部と前記斜面とが段差を有することを特徴とする駆動構造。
2. 筒形状を有し、周方向に回転する回転部材と、
   未定着のトナー像を表面に保持した記録媒体を前記回転部材との間に挟み込んで加圧することにより、該表面に該トナー像を定着させる加圧部材と、
   前記回転部材と前記加圧部材が挟み込んだ記録媒体を加熱するための熱源と、
   前記回転部材の端部と接触し、該回転部材の周方向へ駆動される駆動部材と、
   前記回転部材の端部に設けられた凹部と、
   前記駆動部材の内面に設けられ、前記凹部を通じて前記回転部材の外周面から内周面の方向へ突出し、駆動力を前記回転部材に伝える突出部と、
   前記駆動部材の内面に設けられ、該駆動部材の駆動方向の前方から前記突出部に近づくにつれて前記回転部材の外周面の外側から内側へと斜めに突き出した斜面と、を備え、
   前記突出部と前記斜面とが段差を有することを特徴とする定着器。
3. 筒形状を有し、周方向に回転する回転部材と、
   未定着のトナー像を表面に保持した記録媒体を前記回転部材との間に挟み込んで加圧することにより、該表面に該トナー像を定着させる加圧部材と、
   前記回転部材と前記加圧部材が挟み込んだ記録媒体を加熱するための熱源と、
   前記回転部材の端部と接触し、該回転部材の周方向へ駆動される駆動部材と、
   前記回転部材の端部に設けられた凹部と、
   前記駆動部材の内面に設けられ、前記凹部を通じて前記回転部材の外周面から内周面の方向へ突出し、駆動力を前記回転部材に伝える突出部と、
   前記駆動部材の内面に設けられ、該駆動部材の駆動方向の前方から前記突出部に近づくにつれて前記回転部材の外周面の外側から内側へと斜めに突き出した斜面と、を備え、
   前記突出部と前記斜面とが段差を有する定着器；および
   前記記録媒体の表面に未定着の前記トナー像を形成する像形成器；
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
4. 筒形状を有し、周方向に回転する回転部材と、
   前記回転部材の端部と接触し、該回転部材の周方向へ駆動される駆動部材と、
   前記回転部材の端部に設けられた凹部と、
   前記駆動部材の内面に設けられ、前記凹部を通じて前記回転部材の外周面から内周面の方向へ突出し、駆動力を前記回転部材に伝える突出部と、
   前記駆動部材の内面に設けられ、該駆動部材の駆動方向の前方から前記突出部に近づくにつれて前記回転部材の外周面の外側から内側へと斜めに突き出した斜面と、を有し、
   前記凹部を形成する壁面のうち、前記斜面に近い側における壁面の延びる方向が、該斜面の延びる方向よりも前記回転部材の半径方向に沿っていること
   を特徴とする駆動構造。

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