JP7413681B2 - ローラー、加熱装置、定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、ローラー、加熱装置、定着装置および画像形成装置に関し、特に、無端ベルトを懸架するローラー、そのローラーを備えた加熱装置、その加熱装置を備えた定着装置、その定着装置を備えた画像形成装置に関する。

複数のローラー等で無端ベルトを懸架してベルトを回転させるベルト搬送機構において、軽量化やコスト削減等のために、中空円筒形状のローラーが用いられることが多い。さらに、ローラーは、肉厚をできるだけ薄くして、外径をできるだけ小さくするのが好ましい。一方で、ローラーの変形を防止するために所定の強度を有することが求められる。このため、ローラーの肉厚および外径は、所定の強度が得られるように定められる。

また、ベルト搬送機構において、無端ベルトの蛇行を規制する機能を有するブッシュがローラーの両端に設けられる。ローラーとブッシュとに隙間があると、ベルト端部がローラーとブッシュとの間に挟まれ、ベルトが破損してしまう場合がある。また、ローラーとブッシュとがスリップすると、ベルト端部がローラーとブッシュの間に入り込み、ベルトが破損してしまう場合がある。

例えば、特開２００３－２８７０２２号公報には、スリットによって周方向に拡開自在に分割されているとともに、加熱回転部材の軸部に対して相対的に係合する係合部によって回り止め状態に装着され、加熱ローラーの軸部に設けられた係合部は、穴形状に形成されている断熱スリーブが記載されている。

しかしながら、ブッシュをローラーへ圧入する過程でローラーの端部が変形してしまうことがある。例えば、ブッシュを十分に拡径することなくローラーに圧入したり、ブッシュをローラーに対して斜めに圧入したりすると、ローラーが局部的に塑性変形する場合がある。また、ブッシュの係合部が加熱ローラーの軸部に設けられた係合部と係合するまでに、ブッシュの拡径量が拡径しすぎによりブッシュの弾性変形の限界を超えてブッシュが破損してしまう場合がある。また、ブッシュの係合部がローラーの穴形状部以外に当たるとローラーが塑性変形してしまう場合がある。

ローラーの端部の強度を向上させる技術として、特開２０００－１３７４００号公報には、中空円筒状の加熱ローラーを有する加熱装置において、上記加熱ローラーは、その一端が全周に亘って折り曲げられた折曲部を有し、上記加熱ローラーは、上記折曲部において加熱ローラーを回転駆動する駆動手段と係合していることを特徴とする加熱装置が記載されている。

しかしながら、特開２０００－１３７４００号公報に記載の加熱ローラーは、一端に折曲部を有するので、折曲部が障害となってブッシュを挿入することができないといった問題がある。

特開２００３－２８７０２２号公報 特開２０００－１３７４００号公報

この発明の目的の１つは、嵌合部材を圧入する作業を容易にしたローラーを提供することである。

この発明の他の目的は、嵌合部材を圧入する作業を容易にしたローラーを備えた加熱装置を提供することである。

この発明のさらに他の目的は、嵌合部材を圧入する作業を容易にしたローラーを備えた定着装置を提供することである。

この発明のさらに他の目的は、嵌合部材を圧入する作業を容易にしたローラーを備えた画像形成装置を提供することである。

この発明のある局面によれば、ローラーは、中空円筒形状の円筒部材と、円筒部材の端部から圧入されることにより拡径して内周面が円筒部材の外周面の一部に接触する嵌合部材と、を備え、円筒部材は、円筒部材の端部から所定の長さの切欠部が形成されており、切欠部は、嵌合部材の内周面の一部に形成された係合部と係合し、円筒部材は、円筒部材の端部を含む円筒部であって、周方向の一部が切欠部により切断された円筒端部を含み、円筒端部は、円筒部材の端部側の補強部分と補強部分よりも円筒部材の長手方向で中央寄りの非補強部分とを含み、補強部分は、端部に向かって外径が徐々に小さくなる傾斜面を含む。

この局面によれば、円筒部材の端部を含む円筒部であって、周方向の一部が切欠部により切断された円筒端部は、端部側の補強部分と補強部分よりも円筒部材の長手方向で中央寄りの非補強部分とを含む。このため、端部側の補強部分が補強されているので、嵌合部材が圧入される間などのローラー取り扱い時にローラーの端部が塑性変形または弾性変形しにくくできる。その結果、嵌合部材を圧入する作業を容易にしたローラーを提供することができる。

好ましくは、補強部分は、非補強部分よりも内径が小さい部分を含む。

この局面に従えば、ローラー端部の形状を変更することにより補強部分の強度が変更前の強度よりも高くなる。このため、ローラーの強度を部分的に高くすることができる。また、ローラー形状の大型化をしなくても、端部の補強ができ、嵌合部材の挿入ができる。

好ましくは、補強部分は、円筒部材の外周面より小径の部分で、周方向で切欠部により切断されることなく繋がる連続部分を有する。

この局面に従えば、補強部分は、円筒部材の外周面より小径の部分で繋がる連続部分を有するので、連続部分を有しない場合に比較してローラー端部の強度をより高くすることができるとともに、ローラー端部の塑性変形または弾性変形しにくくできる。

好ましくは、円筒部材は、両端それぞれに補強部分を有する。

このため、円筒部材の両端に嵌合部材を圧入することができる。

この発明の他の局面によれば、加熱装置は、上記のローラーと、円筒部材の内部に配置され、熱を発する加熱部材と、を備える。

この局面に従えば、嵌合部材を圧入する作業を容易にしたローラーを備えた加熱装置を提供することができる。

この発明のさらに他の局面によれば、定着装置は、上記の加熱装置を備え、加熱部材により熱せられたトナー像を記録媒体に定着させる。

この局面に従えば、嵌合部材を圧入する作業を容易にしたローラーを備えた定着装置を提供することができる。

この発明のさらに他の局面によれば、画像形成装置は、上記の定着装置を備える。

この局面に従えば、嵌合部材を圧入する作業を容易にしたローラーを備えた画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施の形態の１つにおけるＭＦＰの外観を示す第１の斜視図である。 ＭＦＰの内部構成の一例を模式的に示す断面図である。 定着装置の断面図である。 加熱ローラーの第１の断面図である。 加熱ローラーの一部の斜視図である。 加熱ローラーの第２の断面図である。 ブッシュの斜視図である。 第１の変形例における加熱ローラーの一部の斜視図である。 第１の変形例における加熱ローラーの断面図である。 第２の変形例における加熱ローラーの一部の斜視図である。 第２の変形例における加熱ローラーの断面図である。 第３の変形例における加熱ローラーの一部の斜視図である。 第３の変形例における加熱ローラーの断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明では同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、本発明の実施の形態の１つにおけるＭＦＰの外観を示す第１の斜視図である。図２は、ＭＦＰの内部構成の一例を模式的に示す断面図である。以下、説明のため、図２の左右の方向を左右方向といい、表裏の方向を奥行方向という。左右方向で左から右に向かう方向を右側面方向といい、右から左に向かう方向を左側面方向という。奥行方向の表から裏に向かう方向を正面方向といい、裏から表に向かう方向を背面方向という。図１および図２を参照して、ＭＦＰ１００は、画像形成装置の一例であり、画像データに基づいて用紙に画像を形成する画像形成部１４０と、画像形成部１４０に用紙を供給する給紙部１５０と、を含む。

画像形成部１４０は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックそれぞれの画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋを備える。ここで、“Ｙ”、“Ｍ”、“Ｃ”および“Ｋ”は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックを表す。画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの少なくとも１つが駆動されることにより、画像が形成される。画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋのすべてが駆動されると、フルカラーの画像が形成される。画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋには、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの印字用データがそれぞれ入力される。画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、取扱うトナーの色彩が異なるのみなので、ここでは、イエローの画像を形成するための画像形成ユニット２０Ｙについて説明する。

画像形成ユニット２０Ｙは、イエローの印字用データが入力される露光装置２１Ｙと、像担持体である感光体ドラム２３Ｙと、感光体ドラム２３Ｙの表面を一様に帯電するための帯電ローラー２２Ｙと、現像器２４Ｙと、感光体ドラム２３Ｙ上に形成されたトナー像を電界力の作用で像担持体である中間転写ベルト３０上に転写するための１次転写ローラー２５Ｙと、感光体ドラム２３Ｙ上の転写残トナーを除去するためのドラム清掃ブレード２７Ｙと、トナーボトル４１Ｙと、トナーホッパー４２Ｙと、を備える。

トナーボトル４１Ｙは、イエローのトナーを収容する。トナーボトル４１Ｙは、トナーボトルモーターを駆動源として回転し、トナーを外部に排出する。トナーボトル４１Ｙから排出されたトナーは、トナーホッパー４２Ｙに供給される。トナーホッパー４２Ｙは、現像器２４Ｙに収容されたトナーの残量が予め定められた下限値以下になることに応じて現像器２４Ｙにトナーを供給する。

感光体ドラム２３Ｙの周辺に、帯電ローラー２２Ｙ、露光装置２１Ｙ、現像器２４Ｙ、１次転写ローラー２５Ｙ、ドラム清掃ブレード２７Ｙが、感光体ドラム２３Ｙの回転方向に沿って順に配置される。

感光体ドラム２３Ｙは、帯電ローラー２２Ｙによって帯電された後、露光装置２１Ｙが発光するレーザー光が照射される。露光装置２１Ｙは、感光体ドラム２３Ｙの表面の画像対応部を露光して静電潜像を形成する。これにより、感光体ドラム２３Ｙに静電潜像が形成される。続いて、現像器２４Ｙが、感光体ドラム２３Ｙに形成された静電潜像を帯電したトナーで現像する。具体的には、感光体ドラム２３Ｙに形成された静電潜像上に電界力の作用でトナーが載せられることにより、トナー像が感光体ドラム２３Ｙに形成される。感光体ドラム２３Ｙ上に形成されたトナー像は、像担持体である中間転写ベルト３０上に１次転写ローラー２５Ｙにより電界力の作用で転写される。感光体ドラム２３Ｙ上で転写されずに残ったトナーは、ドラム清掃ブレード２７Ｙにより感光体ドラム２３Ｙから除去される。

一方、中間転写ベルト３０は、駆動ローラー３３と従動ローラー３４とにより弛まないように懸架されている。駆動ローラー３３が図２中で反時計回りに回転すると、中間転写ベルト３０が所定の速度で図中反時計回りに回転する。中間転写ベルト３０の回転に伴って、従動ローラー３４が、反時計回りに回転する。

これにより、画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋが、順に中間転写ベルト３０上にトナー像を転写する。画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋそれぞれが、中間転写ベルト３０上にトナー像を転写するタイミングは、中間転写ベルト３０に付された基準マークを検出することにより、調整される。これにより、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト３０上に重畳される。

中間転写ベルト３０に形成されたトナー像は、転写部材である２次転写ローラー２６によって電界力の作用で用紙に転写される。タイミングローラー３１により搬送される用紙は、中間転写ベルト３０と２次転写ローラー２６とが接するニップ部に搬送される。トナー像が転写された用紙は、定着装置５０に搬送され、加熱および加圧される。これにより、トナーが溶かされて用紙に定着する。その後、用紙は排紙トレイ３９に排出される。

中間転写ベルト３０の画像形成ユニット２０Ｙの上流に、ベルト清掃ブレード２８が設けられている。ベルト清掃ブレード２８は、中間転写ベルト３０上で用紙に転写されずに残ったトナーを除去する。

ＭＦＰ１００は、フルカラーの画像を形成する場合、画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋのすべてを駆動するが、モノクロの画像を形成する場合、画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋのいずれか１つを駆動する。また、画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの２以上を組み合わせて画像を形成することもできる。なお、ここでは、ＭＦＰ１００は、用紙に４色のトナーそれぞれを形成する画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋを備えたタンデム方式を採用する例について説明するが、１つの感光体ドラムで４色のトナーを順に用紙に転写する４サイクル方式を採用してもよい。

給紙カセット３５には、複数枚の用紙がセットされている。給紙カセット３５に収容された用紙は、給紙カセット３５に取付けられている取出ローラー３６により、１枚ずつ順に搬送経路へ供給され、給紙ローラー３７によりタイミングローラー３１へ送られる。また、手差カセット３５Ａに、１枚以上の用紙がセットされる場合、手差カセット３５Ａにセットされた１枚以上の用紙は、手差カセット３５Ａに取付けられている取出ローラー３６Ａにより、１枚ずつ順に搬送経路へ供給され、給紙ローラー３７によりタイミングローラー３１へ送られる。

用紙の搬送経路は、画像形成経路４５、第１搬送経路４６、第２搬送経路４７および表裏反転経路４８を含む。画像形成経路４５は、タイミングローラー３１から経路切換ゲート４９までの経路であり、タイミングローラー３１から順に、２次転写ローラー２６、および定着装置５０が配置される。タイミングローラー３１は、給紙カセット３５または手差カセット３５Ａから搬送される用紙を画像形成経路４５に送り出す。タイミングローラー３１は、中間転写ベルト３０に形成されたトナー像が２次転写ローラー２６に到達するタイミングで用紙が２次転写ローラー２６に到達するように、用紙の搬送を開始する。タイミングローラー３１により搬送される用紙は、２次転写ローラー２６により中間転写ベルト３０に押し当てられ、中間転写ベルト３０上に重畳して形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が用紙に転写される。

２次転写ローラー２６から搬送される用紙は、定着装置５０に搬送される。定着装置５０は、用紙に転写されたトナーを加熱し、用紙に加圧する。これにより、用紙にトナーが定着される。その後、用紙は経路切換ゲート４９により第１搬送経路４６および第２搬送経路４７のいずれかに搬送される。

第１搬送経路４６は、経路切換ゲート４９から排紙ローラー４３までの経路である。第１搬送経路４６に搬送される用紙は、排紙ローラー４３によって排紙トレイ３９に排紙される。

第２搬送経路４７は、経路切換ゲート４９から反転ローラー４４までの経路である。第２搬送経路４７は、経路切換ゲート４９において、画像形成経路４５と表裏反転経路４８と繋がる。経路切換ゲート４９から第２搬送経路４７に進入する用紙は、反転ローラー４４まで搬送される。反転ローラー４４は、待機動作と、反転動作と、排紙動作と、の３つの動作をする。反転ローラー４４は、待機動作をする場合、正回転して、タイミングローラー３１が駆動してから所定の時間経過後に停止する。これにより、反転ローラー４４は、経路切換ゲート４９から進入する用紙を、その後端が経路切換ゲート４９を通過した状態で保持する。反転ローラー４４は、待機動作後に反転動作をする。反転ローラー４４は、反転動作をする場合、逆回転し、保持した用紙を経路切換ゲート４９側に搬送する。これにより、用紙は、反転ローラー４４により第２搬送経路４７を搬送され、経路切換ゲート４９により表裏反転経路４８に導かれる。また、反転ローラー４４は、排出動作をする場合、正回転して用紙を排紙トレイ３９に排紙する。

表裏反転経路４８は、経路切換ゲート４９と画像形成経路４５中のタイミングローラー３１とを結ぶ経路である。経路切換ゲート４９から表裏反転経路４８に進入する用紙は、搬送ローラー３８によりタイミングローラー３１まで搬送される。したがって、用紙が最初に画像形成経路４５を通過する間に用紙の表面に画像が形成され、その用紙が表裏反転経路４８を経由して再度画像形成経路４５を通過する間に用紙の裏面に画像が形成される。裏面に画像が形成された用紙は、経路切換ゲート４９により第１搬送経路４６に導かれ、排紙トレイ３９に排紙される。

図３は、定着装置の断面図である。図３では、定着装置５０を加熱ローラー５３の回転軸を法線とする面で切断した断面を示している。図３を参照して、定着装置５０は、加熱部５１と、加圧ローラー５９と、を含む。加熱部５１は、加熱ローラー５３と、定着パッド５５と、無端状の定着ベルト５７と、を含む。加熱ローラー５３は、中空円筒形状の部材であり、内部に熱源６１を内蔵する。加熱ローラー５３の内径は、熱源６１が接触しないサイズに設定されている。

加熱ローラー５３はステンレス製である。加熱ローラー５３をステンレス製とするので、強度があり、加工性も良い。この場合、加熱ローラー５３の厚みは、０．１ｍｍ～０．２ｍｍ前後にできる。なお、加熱ローラー５３をアルミニウム製としてもよい。この場合、ベンディングや局部的な変形に対する強度を確保するために、加熱ローラー５３の厚みは０．２５ｍｍ以上にすることが好ましい。また、加熱ローラー５３を、ＳＴＫＭ（機械構造用炭素鋼鋼管）等の鉄系金属製としてもよい。

熱源６１は、例えば、ハロゲンヒーターである。本実施の形態においては、熱源６１として、発光長の異なる２本のハロゲンヒーターが用いられる。なお、熱源６１はハロゲンヒーターに限定されず、抵抗発熱体またはＩＨ（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ）が用いられてもよい。

熱源６１が発熱することにより、加熱ローラー５３が加熱され、加熱ローラー５３の温度が上昇する。加熱ローラー５３を薄肉化することで、加熱ローラー５３の熱容量が小さくなる。このため、加熱ローラー５３の昇温速度が速くなるので、加熱ローラー５３が所定の温度に達するまでのウォームアップ時間を短くすることができる。また、熱源６１の消費電力量を低減することができる。

図４は、加熱ローラーの第１の断面図である。図４は、加熱ローラー５３の端部付近を加熱ローラー５３の回転軸を含む平面で切断した状態を示す。図３および図４を参照して、加熱ローラー５３は、その端部の外周に、嵌合部材であるブッシュ６３が圧入されている。ブッシュ６３は、耐熱性がある合成樹脂で成形される。ブッシュ６３は周方向の１箇所が軸方向に沿ったスリット６３Ａが形成されている。ブッシュ６３は、スリット６３Ａによって分断されるので、拡径可能な形状である。また、ブッシュ６３は、スリット６３Ａが形成されているので、加熱ローラー５３が熱膨張してもブッシュ６３や加熱ローラー５３が破損しない。ブッシュ６３は、その外側にボールベアリング６５が嵌合されている。ボールベアリング６５は、加熱ローラー５３の軸受けである。ボールベアリング６５は、加熱フレームに取り付けられている。加熱フレームはＭＦＰ１００の本体フレーム１０に摺動可能に取り付けられている。

図３に戻って、加熱ローラー５３の外周および定着パッド５５に無端状の定着ベルト５７が架けられている。定着パッド５５の加熱ローラー５３と反対側には摺動シートが固定されており、定着ベルト５７は摺動シート上で摺動する。

ボールベアリング６５は、ばね６７によって定着パッド５５から離れる方向に押圧される。これにより、定着ベルト５７が所定のテンションが加わった状態となり、定着ベルト５７のたるみが防止される。このため、加熱ローラー５３とブッシュ６３とは、定着ベルト５７の回転に伴って回転する。

加熱ローラー５３が本体フレーム１０に対して揺動可能な範囲や部品公差を考慮し、加熱ローラー５３の内径は可能な範囲で小さくするのが好ましい。本実施の形態における加熱ローラー５３は、軸方向全域に亘り内径が２０ｍｍのストレート管を用いている。加熱ローラー５３は、厚みが０．１ｍｍであり、外径は２０．２ｍｍである。また、本実施の形態においては、ブッシュ６３は、内径が２０．２ｍｍ以下であり、加熱ローラー５３の外径よりも小さい。このため、ブッシュ６３は、加熱ローラー５３に圧入されるときに拡径し、加熱ローラー５３に嵌合される。

定着パッド５５と対向する位置に加圧ローラー５９が配置される。加圧ローラー５９は、円柱形状の部材である。加圧ローラー５９の回転軸が加圧フレームに回転可能に軸支される。加圧フレームは、本体フレーム１０に摺動可能に取り付けられる。加圧フレームは、バネなどの弾性体により定着パッド５５側に付勢され、加圧ローラー５９と定着パッド５５との間にニップ部が形成される。ニップ部は、加圧ローラー５９が定着ベルト５７と接触する部分である。加圧ローラー５９は、モーターによって所定の回転速度で回転される。定着ベルト５７は、加圧ローラー５９との摩擦により従動回転する。定着ベルト５７の回転により、加熱ローラー５３が従動回転する。定着ベルト５７は、加熱ローラー５３と接触する間に所定の温度まで熱せられる。

加熱ローラー５３の外側で、加熱ローラー５３と非接触の状態でサーミスタが配置されている。このサーミスタにより加熱ローラー５３により熱が伝達した定着ベルト５７の表面温度が検知され、熱源６１の発熱量が制御される。このように、定着ベルト５７の表面温度が所定の温度となるように制御される。

２次転写ローラー２６から搬送される用紙は、定着パッド５５と加圧ローラー５９との間のニップ部で定着ベルト５７に押し付けられる。加圧ローラー５９の回転軸と加熱ローラー５３の回転軸とは奥行方向に平行であり、用紙の搬送方向と垂直に交わる。用紙に転写されたトナーは、定着ベルト５７により熱せられるとともに、定着パッド５５と加圧ローラー５９との間で加圧される。これにより、熱により溶かされたトナーが用紙に圧着される。

図５は、加熱ローラーの一部の斜視図である。図６は、加熱ローラーの第２の断面図である。図６は、加熱ローラー５３の端部付近を回転軸を含む面で切断した断面を示す。図５および図６を参照して、加熱ローラー５３は、基本形状は中空円筒状の円筒部材である。加熱ローラー５３は、端部から回転軸に平行な方向に長さＬ１の切欠部７３が形成されている。切欠部７３の加熱ローラー５３の端部とは反対側の最奥部の形状は半円形である。なお、切欠部７３の加熱ローラー５３の最奥部の形状は半円形である必要はなく、角のある形状でもよい。ただし、最奥部の形状を半円形とする方が角のある形状に比較して強度的には優れている。

切欠部７３は、嵌合部材としてのブッシュ６３と嵌合した状態で、ブッシュ６３の内周面の一部に形成された係合部６６（図７を参照）と係合する。加熱ローラー５３の端部側の補強部分７１と補強部分７１よりも加熱ローラー５３の長手方向で中央寄りの非補強部分７２とを含む。本実施の形態においては、加熱ローラー５３の円筒端部７５は、加熱ローラー５３の端部を含む円筒部であって、周方向の一部が切欠部７３により切断された部分である。円筒端部７５において、加熱ローラー５３の端部から長さＬ２の範囲の部分が補強部分７１であり、補強部分７１以外の部分が非補強部分７２である。

加熱ローラー５３の補強部分７１の内径は、非補強部分７２の内径よりも小さい。内径の大きい非補強部分７２と内径の小さい補強部分７１が繋がっていることにより、加熱ローラー５３の端部付近の強度が高められている。加熱ローラー５３の円筒端部７５を補強することにより、特に、加熱ローラー５３の回転軸に交わる方向からの外力に対する強度が高くなる。また、補強部分７１の内径が非補強部分７２の内径よりも小さいので、加熱ローラー５３の形状の大型化をしなくても、加熱ローラー５３の端部の補強ができる。このため、ブッシュ６３を挿入する作業が容易になる。さらに、加熱ローラー５３の端部が小径化しているため、熱源６１であるハロゲンヒーターからの光が外部に漏れる量を低減でき、消費電力量を抑制することができる。

加熱ローラー５３にブッシュ６３が嵌合された状態で、ブッシュ６３の内周面と加熱ローラー５３の外周面とが接触する。補強部分７１の内径は非補強部分７２の外径よりも小さいので、加熱ローラー５３とブッシュ６３とが嵌合された状態で、非補強部分７２の外周面はブッシュ６３と接触するが、補強部分７１の外周面はブッシュ６３と接触しない。

また、加熱ローラー５３の補強部分７１があることにより、ブッシュ６３が圧入される間に十分な拡径がなされずブッシュ６３から加熱ローラー５３に加わる力がある場合でも、ブッシュ６３から加わる力により塑性変形しないようにできるとともに、加熱ローラー５３に形成された切欠部７３の近傍の部分の弾性変形量を小さくできる。このため、切欠部７３の変形量が小さくなるので、切欠部７３においてブッシュ６３の係合部６６が係合するのに十分な空間を維持することができる。

本実施の形態における加熱ローラー５３は、中空円筒形状のストレート管の端部を、曲げ加工、絞り加工、押出し加工、押しつぶし加工等することにより補強部分７１が形成され、その後、切欠部７３が形成されることにより製造される。したがって、加熱ローラー５３を容易に製造することができる。なお、切欠部７３が形成された後に、補強部分７１が形成されてもよい。

図７は、ブッシュの斜視図である。図７を参照して、ブッシュ６３は、周方向の１箇所に軸方向に沿ったスリット６３Ａが形成されている。また、ブッシュ６３は、内周面から内側に突出した係合部６６を有する。係合部６６は、回転軸と平行な方向に延びる。ブッシュ６３が加熱ローラー５３に嵌合された状態で、係合部６６が加熱ローラー５３に形成された切欠部７３と係合する。また、ブッシュ６３が加熱ローラー５３に嵌合された状態で、その内周面が加熱ローラー５３の補強部分７１を除く部分の外周面に接触する。

ブッシュ６３は、加熱ローラー５３の両端に嵌合される。このため、定着ベルト５７が蛇行しないようにできる。また、加熱ローラー５３に形成された切欠部７３とブッシュ６３の係合部６６とが係合するので、加熱ローラー５３とブッシュ６３とが周方向に滑ることなく、ブッシュ６３が加熱ローラー５３の周りで回転しない。また、ブッシュ６３にはスリット６３Ａが形成されているので、ブッシュ６３の内周面と加熱ローラー５３の外周面との間に隙間が生じない。このため、定着ベルト５７がブッシュ６３と加熱ローラー５３との間に挟まることを防止し、定着ベルト５７が破損しないようできる。このため、加熱ローラー５３に嵌合部材であるブッシュ６３を圧入する作業を容易にすることができる。

＜第１の変形例＞
図８は、第１の変形例における加熱ローラーの一部の斜視図である。図９は、第１の変形例における加熱ローラーの断面図である。図９は、第１の変形例における加熱ローラー５３Ａの端部付近を回転軸を含む面で切断した断面を示す。図８および図９を参照して、加熱ローラー５３Ａは、基本形状は中空円筒状の円筒部材である。加熱ローラー５３Ａは、端部から回転軸に平行な方向に長さＬ１の切欠部７３Ａが形成されている。切欠部７３Ａは、嵌合部材としてのブッシュ６３と嵌合した状態で、ブッシュ６３の内周面の一部に形成された係合部６６と係合する。加熱ローラー５３Ａの端部側の補強部分７１Ａと補強部分７１Ａよりも加熱ローラー５３Ａの長手方向中央寄りの非補強部分７２Ａとを含む。第１の変形例においては、加熱ローラー５３Ａの円筒端部７５Ａは、加熱ローラー５３Ａの端部を含む円筒部であって、周方向の一部が切欠部７３Ａにより切断された部分である。円筒端部７５Ａにおいて、加熱ローラー５３Ａの端部から長さＬ２の範囲の部分が補強部分７１Ａであり、補強部分７１Ａ以外の部分が非補強部分７２Ａである。

加熱ローラー５３Ａの補強部分７１Ａの内径は、非補強部分７２Ａの内径よりも小さい。内径の大きい非補強部分７２Ａと内径の小さい補強部分７１Ａが繋がっていることにより、加熱ローラー５３Ａの端部付近の強度が高められている。加熱ローラー５３Ａの円筒端部７５Ａを補強することにより、特に、加熱ローラー５３の回転軸に交わる方向からの外力に対する強度が高くなる。

加熱ローラー５３Ａにブッシュ６３が嵌合された状態で、ブッシュ６３の内周面と加熱ローラー５３Ａの外周面とが接触する。加熱ローラー５３とブッシュ６３とが嵌合された状態で、補強部分７１と非補強部分７２それぞれの外周面がブッシュ６３と接触する。

また、加熱ローラー５３Ａの補強部分７１Ａがあることにより、ブッシュ６３が圧入される間に十分な拡径がなされずブッシュ６３から加熱ローラー５３Ａに加わる力がある場合でも、ブッシュ６３から加わる力により加熱ローラー５３Ａが塑性変形しないようにできるとともに、加熱ローラー５３Ａに形成された切欠部７３Ａの近傍の部分の弾性変形量を小さくできる。このため、切欠部７３Ａの変形量が小さくなるので、切欠部７３Ａにおいてブッシュ６３の係合部６６が係合するのに十分な空間を維持することができる。

第１の変形例における加熱ローラー５３Ａは、中空円筒形状のストレート管の端部を、曲げ加工、絞り加工、押出し加工、押しつぶし加工等することにより補強部分７１Ａが形成され、その後、切欠部７３Ａが形成されることにより製造される。なお、切欠部７３Ａが形成された後に、補強部分７１Ａが形成されてもよい。また、ストレート管に円周方向に切込みスリットが形成された円環形状の補強部分７１Ａが溶接、インサートまたは圧入されてもよい。また、補強部分７１Ａは、ストレート管を部分的な厚肉加工、溶射加工することにより形成されてもよい。

＜第２の変形例＞
図１０は、第２の変形例における加熱ローラーの一部の斜視図である。図１１は、第２の変形例における加熱ローラーの断面図である。図１１は、第２の変形例における加熱ローラー５３Ｂの端部付近を回転軸を含む面で切断した断面を示す。図１０および図１１を参照して、第２の変形例における加熱ローラー５３Ｂは、第１の変形例における加熱ローラー５３Ａの補強部分７１Ａを、補強部分７１Ｂに変更したものである。第２の変形例における加熱ローラー５３Ｂの補強部分７１Ｂ以外の構成は、第１の変形例における加熱ローラー５３Ａと同じである。したがって、それらについて説明は繰り返さない。

第２の変形例における加熱ローラー５３Ｂは、端部から回転軸に平行な方向に長さＬ１の切欠部７３Ｂが形成されている。切欠部７３Ｂは、嵌合部材としてのブッシュ６３と嵌合した状態で、ブッシュ６３の内周面の一部に形成された係合部６６と係合する。加熱ローラー５３Ｂの端部側の補強部分７１Ｂと補強部分７１Ｂよりも加熱ローラー５３Ｂの長手方向中央寄りの非補強部分７２Ｂとを含む。第２の変形例においては、加熱ローラー５３Ｂの円筒端部７５Ｂは、加熱ローラー５３Ｂの端部を含む円筒部であって、周方向の一部が切欠部７３Ｂにより切断された部分である。円筒端部７５Ｂにおいて、加熱ローラー５３Ｂの端部から長さＬ２の範囲の部分が補強部分７１Ｂであり、補強部分７１Ｂ以外の部分が非補強部分７２Ｂである。

加熱ローラー５３Ｂの補強部分７１Ｂの内径は、非補強部分７２Ｂの内径よりも小さい。内径の大きい非補強部分７２Ｂと内径の小さい補強部分７１Ｂが繋がっていることにより、加熱ローラー５３Ｂの端部付近の強度が高められている。さらに、第２の変形例における加熱ローラー５３Ｂの補強部分７１Ｂは、周方向で切欠部７３Ｂにより切断されることなく繋がる連続部分７７を有する。連続部分７７は、加熱ローラー５３Ｂの外周面より小径の部分で繋がる部分である。換言すれば、加熱ローラー５３Ｂの補強部分７１Ｂは、切欠部７３Ｂにより切断されることなく内周で繋がっている。このため、第２の変形例における加熱ローラー５３Ｂの補強部分７１Ｂは、第１の変形例における加熱ローラー５３Ａの補強部分７１Ｂより強度が高い。また、切欠部７３Ｂは、外周を加熱ローラー５３Ｂにより囲まれた開口である。

第２の変形例における加熱ローラー５３Ｂは、中空円筒形状のストレート管の端部を、曲げ加工、絞り加工、押出し加工、押しつぶし加工等することにより補強部分７１Ｂが形成され、その後、切欠部７３Ｂが形成されることにより製造される。なお、切欠部７３Ｂが形成された後に、補強部分７１Ｂが形成されてもよい。また、ストレート管に一部が切込み加工された円環形状の補強部分７１Ｂが溶接、インサートまたは圧入されてもよい。また、補強部分７１Ｂは、ストレート管を部分的な厚肉加工、溶射加工することにより形成されてもよい。

＜第３の変形例＞
図１２は、第３の変形例における加熱ローラーの一部の斜視図である。図１３は、第３の変形例における加熱ローラーの断面図である。図１３は、第３の変形例における加熱ローラー５３Ｃの端部付近を回転軸を含む面で切断した断面を示す。図１２および図１３を参照して、第３の変形例における加熱ローラー５３Ｃは、端部から回転軸に平行な方向に長さＬ１の切欠部７３Ｃが形成されている。切欠部７３Ｃの加熱ローラー５３Ｃの端部とは反対側の最奥部の形状は半円形である。なお、切欠部７３Ｃの加熱ローラー５３Ｃの最奥部の形状は半円形である必要はなく、角のある形状でもよい。ただし、最奥部の形状を半円形とする方が角のある形状に比較して強度的には優れている。

切欠部７３Ｃは、嵌合部材としてのブッシュ６３と嵌合した状態で、ブッシュ６３の内周面の一部に形成された係合部６６と係合する。加熱ローラー５３Ｃの端部を含む円筒部であって、周方向で切欠部７３Ｃにより切断された部分が補強部分７１Ｃである。補強部分７１Ｃは、加熱ローラー５３Ｃの端部を含む円筒部であって、加熱ローラー５３Ｃの端部を少なくとも含む部分である。補強部分７１Ｃは、加熱ローラー５３Ｃの端部から回転軸に平行な方向に長さＬ１以下の部分であってもよいし、加熱ローラー５３Ｃの端部から回転軸に平行な方向に長さＬ１の部分であってもよいし、加熱ローラー５３Ｃの端部から回転軸に平行な方向に長さＬ１以上の部分であってもよい。強度を強くするために、補強部分７１Ｃは、加熱ローラー５３Ｃの端部から回転軸に平行な方向に長さＬ１以上の部分であることが好ましい。換言すれば、補強部分７１Ｃは、加熱ローラー５３の端部を含む円筒部であって、周方向の一部が切欠部７３Ｃにより切断された円筒端部を含む。

補強部分７１Ｃは、焼き入れ処理されることにより形成される。補強部分７１Ｃ以外の非補強部分はこの焼き入れ処理はされていない。

第３の変形例における加熱ローラー５３Ｃは、中空円筒形状のストレート管の端部を、焼き入れ処理することにより補強部分７１Ｃが形成され、その後、ストレート管の一部を切削加工することにより切欠部７３Ｃが形成される。したがって、加熱ローラー５３Ｃを容易に製造することができる。補強部分７１Ｃは、焼き入れ処理されていない非補強部分より硬度が高い。加熱ローラーの補強部分７１Ｃは非補強部分よりも硬度が高いので、ブッシュ６３が圧入される間に十分な拡径がなされずブッシュ６３から加熱ローラー５３Ｃに加わる力がある場合でも、ブッシュ６３から加わる力により塑性変形しないようにできるとともに、加熱ローラー５３Ｃに形成された切欠部７３Ｃの近傍の部分の弾性変形量を小さくできる。このため、切欠部７３Ｃの変形量が小さくなるので、切欠部７３Ｃにおいてブッシュ６３の係合部６６が係合するのに十分な空間を維持することができる。このため、第３の変形例における加熱ローラー５３Ｃに嵌合部材であるブッシュ６３を圧入する作業を容易にすることができる。

なお、本実施の形態においては、ローラーの一例として、ＭＦＰ１００が備える加熱ローラー５３，５３Ａ，５３Ｂ、５３Ｃを例に説明したが、ブッシュ６３等の嵌合部材が端部から圧入される中空円筒形状の円筒部材であればよい。例えば、搬送用のコンベアの搬送ベルトを回転させるローラーに適用できる。また、ＭＦＰ１００に用いられる用紙搬送ベルトを回転させるローラー、または、中間転写ベルト３０を回転させる駆動ローラー３３および従動ローラー３４に適用できる。

また、本実施の形態においては、画像形成装置の一例としてＭＦＰ１００を例に説明したが、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ装置等であってもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００ ＭＦＰ、２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ 画像形成ユニット、２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ 露光装置、２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ 帯電ローラー、２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ 感光体ドラム、２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ 現像器、２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋ １次転写ローラー、２６ ２次転写ローラー、２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７Ｋ ドラム清掃ブレード、２８ ベルト清掃ブレード、３０ 中間転写ベルト、３１ タイミングローラー、３３ 駆動ローラー、３４ 従動ローラー、３５ 給紙カセット、３６，３６Ａ 取出ローラー、３７ 給紙ローラー、３９ 排紙トレイ、４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ トナーボトル、４２Ｙ、４２Ｍ，４２Ｃ，４２Ｋ トナーホッパー、４３ 排紙ローラー、４４ 反転ローラー、４５ 画像形成経路、４６ 第１搬送経路、４７ 第２搬送経路、４８ 表裏反転経路、５０ 定着装置、５１ 加熱部、５３，５３Ａ，５３Ｂ 加熱ローラー、５５ 定着パッド、５７ 定着ベルト、５９ 加圧ローラー、６１ 熱源、６３ ブッシュ、６３Ａ スリット、６５ ボールベアリング、６６ 係合部、７１，７１Ａ，７１Ｂ、７１Ｃ 補強部分、７２，７２Ａ，７２Ｂ 非補強部分、７３，７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ 切欠部、７５，７５Ａ，７５Ｂ 円筒端部、７７ 連続部分。

Claims (7)

1. 中空円筒形状の円筒部材と、
   前記円筒部材の端部から圧入されることにより拡径して内周面が前記円筒部材の外周面の一部に接触する嵌合部材と、を備え、
   前記円筒部材は、前記円筒部材の端部から所定の長さの切欠部が形成されており、
   前記切欠部は、前記嵌合部材の内周面の一部に形成された係合部と係合し、
   前記円筒部材は、前記円筒部材の端部を含む円筒部であって、周方向の一部が前記切欠部により切断された円筒端部を含み、
   前記円筒端部は、前記円筒部材の端部側の補強部分と前記補強部分よりも前記円筒部材の長手方向で中央寄りの非補強部分とを含み、
   前記補強部分は、端部に向かって外径が徐々に小さくなる傾斜面を含む、ローラー。
2. 前記補強部分は、前記非補強部分よりも内径が小さい部分を含む、請求項１に記載のローラー。
3. 前記補強部分は、前記円筒部材の外周面より小径の部分で、周方向で前記切欠部により切断されることなく繋がる連続部分を有する、請求項１または２に記載のローラー。
4. 前記円筒部材は、両端それぞれに前記補強部分を有する、請求項１～３のいずれかに記載のローラー。
5. 請求項１～４のいずれかに記載のローラーと、
   前記円筒部材の内部に配置され、熱を発する加熱部材と、を備えた加熱装置。
6. 請求項５に記載の加熱装置を備え、
   前記加熱部材により熱せられたトナー像を記録媒体に定着させる定着装置。
7. 請求項６に記載の定着装置を備えた、画像形成装置。

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