JP2002169397A

JP2002169397A - 加熱装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2002169397A
Application number: JP2000362912A
Authority: JP
Inventors: Hideo Nagafuji; 秀夫長藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2002-06-14
Also published as: EP1211573B1; US6969252B2; DE60112025T2; EP1211573A2; US20040126728A1; EP1211573A3; DE60112025D1; US6701120B2; US20020064407A1

Abstract

(57)【要約】【課題】加熱（定着）ローラから玉軸受への熱の伝導
を抑制するために、ローラの芯金と玉軸受の間に介在さ
せた樹脂層が芯金或いは玉軸受と擦れ、発生していた異
音を無くすこと。【解決手段】定着ローラの芯金２４と玉軸受２１の間
に介在させた樹脂層２２を別体とした場合発生していた
芯金、樹脂層間の異音を芯金２４と樹脂層２２を接着さ
せることで防止する。図示の例では樹脂層は、記録紙と
の接触面（通紙部）に施される表面層と共通の層を用い
ている。クリアランスが必要な樹脂層、軸受間で発生す
る異音は、樹脂層表面の動摩擦係数が所定の値を持つ材
料、表面粗さを選択し、抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高温の加熱ローラ
を被加熱体に接触させる形式の加熱装置に関し、より詳
細には、電子写真プロセスにおけるトナー画像の定着処
理に適用可能な加熱装置、該加熱装置を定着部に備えた
プリンタ、複写機等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真プロセスでは、感光
体上に生成された静電潜像にトナーによる現像を施し、
現像されたトナー画像を記録紙に転写させた後、定着処
理を行う。定着処理では、転写紙上のトナーに少なくと
も熱と圧力を加え、所謂熱圧着により転写紙に画像を定
着させる。定着装置は加熱され高温状態の定着ローラと
定着ローラに圧接され従動する加圧ローラのローラ間に
トナー像を付着させた転写紙を通し、駆動トルクが加え
られる定着ローラにより転写紙を送りながら紙上のトナ
ー画像の定着を行う。近年、電子写真プロセスにより画
像形成を行うプリンタ、複写機等の画像形成装置におい
て、装置の立ち上げ時間の短縮化や処理の高速化が図ら
れ、これに伴って定着装置の性能に対しては、トナー画
像に接触する定着ローラの温度をそれまでよりもさらに
高温にし、送り速度を高速にすることが求められ、その
ために種々の手段を講じている。定着ローラの軸受につ
いては、低コストで提供可能な樹脂のすべり軸受をこの
ような状況でも採用することが考えられるが、すべり軸
受にすると、定着ローラの回転数が早い場合、初期及び
特に経時での駆動トルクが大きくなってしまったり、熱
によるストレスで起きる変形により耐久性が落ちるとい
った不利な点があることから、すべり軸受に代え、玉軸
受を用いることが試みられている。玉軸受を使用する
と、駆動トルクが低減できるので、すべり軸受の使用時
に比べ、モータを小さくでき、駆動部にかかるコストを
低く抑えることができる。一方、定着ローラの形状につ
いては、上記のように定着の立上げを早く行う状況で用
いるためには、肉厚を薄く（定着ローラはドラム形状を
なし、ヒータを内蔵した構造を有しているため）する方
かよいが、肉厚を薄くすると加圧時の変形が大きくな
り、転写紙のシワが発生しやすくなる。これを防ぐため
に、ローラ径との関係で、定着ローラの画像領域（転写
紙を通す部分）“肉厚／外径”の比を所定の範囲内に収
めるようにする必要がある。一方、定着ローラの形状に
ついては、従来、画像領域部分と軸受部分の外径の寸法
の関係は、通常、両端の軸受部分の方を小径にし、その
小径部分を本体側に設けた軸受により支承していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、装置の立ち
上げ時間の短縮化や処理の高速化を実現するために、玉
軸受を採用する場合、玉軸受と定着ローラの芯金が直接
接触すると、玉軸受に熱が伝わりやすくなり、玉軸受が
高温になるため、玉軸受の寿命が短くなってしまう。ま
た、定着装置の立上げ時に玉軸受を設けたローラ両端か
ら熱が逃げ、両端の温度が下がる傾向になり、両端に定
着不良を発生させ、不具合を起こす。そのため、定着ロ
ーラと玉軸受の間に樹脂層（ブッシュ）或いはセラミッ
ク部材を介在させ、断熱することにより、かかる不具合
を起こす熱の挙動を抑制するようにしている。しかしな
がら、芯金と玉軸受の間に介在させた樹脂層やセラミッ
ク部材を従来のように別体に独立した断熱部材にする
と、芯金と断熱部材、断熱部材と玉軸受とがこすれ異音
が発生してしまう。グリスを使用することにより、異音
を低減化することができるが、高温対応のフッ素グリス
は非常に高価である。また、セラミック部材を使用した
場合、断熱効果は大きくなるが、別部材でコストが高く
なるだけでなく、異音の発生が著しい。

【０００４】また、玉軸受を採用する場合、次の点が課
題となる。即ち、上記したように、転写紙のシワの発生
を防止するために、定着ローラの画像領域の“肉厚／外
径”の比を所定の範囲内に収めるように肉厚を定める
が、肉厚を定める場合、画像領域に対し定めた肉厚に応
じてローラの両端部の軸受部分の肉厚も変更しないとロ
ーラの潰れが起き、転写紙のシワが発生してしまうが、
これまでこの点について考慮されていない。さらに、こ
の点を考慮する際、これまでの設計方法によると、定着
ローラの内径については、画像領域部分から両端の軸受
部分に至るまで同じ値にしていたので、軸受部分の肉厚
を定める際、定めた肉厚により設計変更をすると、直
接、軸受部外径の変化になって現れることになる。従っ
て、このような設計方法に従う場合、変化する軸受部分
の外径に合わせた内径の軸受が必要になり、汎用の玉軸
受を採用することができなくなってしまう。一方、定着
ローラの形状については、従来、画像領域部分と軸受部
分の外径の寸法の関係は両端の軸受部分の方を小径に
し、その小径部分をを本体側に設けた軸受により支承し
ていたので、定着ローラの交換を行うときには分解作業
に手間が掛かり、簡単に取り外すことができず、交換性
に問題があった。

【０００５】本発明は、電子写真プロセスにおけるトナ
ー画像の定着処理にも適用可能であり、高温の加熱ロー
ラを被加熱体に接触させる形式の加熱装置における上記
した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目
的は、加熱（定着）ローラから玉軸受への熱の伝導を抑
制するために、加熱ローラの芯材（芯金）と玉軸受の間
に介在させた樹脂層（樹脂部材）が加熱ローラの芯材或
いは玉軸受とこすれることにより発生していた異音を無
くすようにした加熱装置及び該加熱装置を定着部に備え
たプリンタ、複写機等の画像形成装置を提供することに
ある。また、上記した異音の発生を、樹脂層と加熱ロー
ラの間の滑りを無くすことにより、もしくは樹脂層と玉
軸受内輪の間の滑りをスムーズにすることにより、抑制
し、それを具体化する場合に、樹脂層を加熱ローラが有
する部材と共通化し、より安価な手段により実現し得る
ようにした加熱装置及び該加熱装置を定着部に備えたプ
リンタ、複写機等の画像形成装置を提供することにあ
る。さらに、電子写真プロセスにおけるトナー画像の定
着処理にも適用可能であり、高温の加熱ローラを被加熱
体に接触させる形式の加熱装置において、加熱ローラの
画像領域部分の肉厚を定める場合、この肉厚に応じてロ
ーラの両端部の軸受部分の肉厚を所定の関係に設定し、
ローラの潰れを小さく抑え、転写紙のシワを発生させな
いようにし、又、加熱ローラの軸受部分の肉厚を定める
際、それを汎用の玉軸受が採用できる構造により実現し
得るようにした加熱装置及び該加熱装置を定着部に備え
たプリンタ、複写機等の画像形成装置を提供することを
さらなる目的とする。さらに、、電子写真プロセスにお
けるトナー画像の定着処理にも適用可能であり、高温の
加熱ローラを被加熱体に接触させる形式の加熱装置にお
いて、部品交換性の良い加熱ローラを備えた加熱装置及
び該加熱装置を定着部に備えたプリンタ、複写機等の画
像形成装置を提供することをさらなる目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、被加
熱体に接触する加熱ローラを有し、該加熱ローラを玉軸
受により支持する加熱装置において、前記加熱ローラの
芯材と前記玉軸受との接合部分に、該芯材に接着して設
けた樹脂層を介在させたことを特徴とする加熱装置であ
る。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１に記載された
加熱装置において、前記樹脂層の動摩擦係数を軸受との
間に発生し得る音が抑制可能な所定の値となるようにし
たことを特徴とするものである。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１又は２に記載
された加熱装置において、前記樹脂層の玉軸受に接する
面の表面粗さを、断熱性を高め、軸受との間に発生し得
る音が抑制可能な所定の値となるようにしたことを特徴
とするものである。

【０００９】請求項４の発明は、請求項１乃至３のいず
れかに記載された加熱装置において、前記樹脂層を被加
熱体に接触するローラ面に設けた樹脂層と一体に形成し
た樹脂層としたことを特徴とするものである。

【００１０】請求項５の発明は、請求項１乃至４のいず
れかに記載された加熱装置において、前記加熱ローラの
形状を、軸受により支持される部分の該加熱ローラの外
径が被加熱体に接触する部分の外径以上の大きさとなる
ようにしたことを特徴とするものである。

【００１１】請求項６の発明は、請求項１乃至５のいず
れかに記載された加熱装置において、前記加熱ローラの
形状を、軸受により支持される部分の該加熱ローラの肉
厚が被加熱体に接触する部分の肉厚より厚くするように
したことを特徴とするものである。

【００１２】請求項７の発明は、被加熱体に接触する加
熱ローラを有し、該加熱ローラを軸受により支持する加
熱装置において、前記加熱ローラの形状を、軸受により
支持される部分の該加熱ローラの外径が被加熱体に接触
する部分の外径以上の大きさとなるようにしたことを特
徴とする加熱装置である。

【００１３】請求項８の発明は、請求項５乃至７のいず
れかに記載された加熱装置において、軸受により支持さ
れる部分の加熱ローラの外径が被加熱体に接触する部分
の外径より大きい場合、両部分をテーパによって接続さ
せることを特徴とするものである。

【００１４】請求項９の発明は、請求項８に記載された
加熱装置において、前記テーパの接続端に生じる角部を
円弧形状としたことを特徴とするものである。

【００１５】請求項１０の発明は、被加熱体に接触する
加熱ローラを有し、該加熱ローラを軸受により支持する
加熱装置において、前記加熱ローラの形状を、軸受によ
り支持される部分の該加熱ローラの肉厚が被加熱体に接
触する部分の肉厚より厚くなるようにしたことを特徴と
する加熱装置である。

【００１６】請求項１１の発明は、請求項６，８，９，
又は１０に記載された加熱装置において、軸受により支
持される部分の加熱ローラの肉厚を厚くする場合、外径
が所定値に維持されるように肉厚を定めることを特徴と
するものである。

【００１７】請求項１２の発明は、電子写真プロセスの
定着処理に用いる加熱手段として請求項１乃至１１のい
ずれかに記載された加熱装置を用いたことを特徴とする
画像形成装置である。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明を添付する図面とともに示
す以下の実施例に基づき説明する。図１は、本発明に係
わる画像形成装置の実施例としてのプリンタの構成を示
す概略図である。ここに示す画像形成装置には、本発明
の加熱装置を有する定着装置を装備するものであり、図
２に、その定着装置を示す。図１を参照し、画像が形成
される記録紙のフローに沿って本画像形成装置の構成及
び動作を説明する。給紙装置５から供給される記録紙
は、画像（静電潜像）を担持する感光体（この例ではベ
ルト状をなす）４に向けて搬送され、レジストローラ６
によって感光体４上の画像とのタイミングがとられる。
感光体４は、時計方向に回転駆動され、その移動経路に
沿って設けられた電子写真プロセスの各工程を行う手段
の作用を受ける。帯電チャージャー２によってその表面
が帯電された後、そこに画像データにより駆動するレー
ザー書き込み光学系１からの走査ビーム光が照射されて
静電潜像が形成される。この潜像は、現像装置３を通る
ときトナーによって可視像化され、感光体４とタイミン
グをとって搬送されてくる記録紙に転写チャージャー７
により転写される。転写工程で感光体４に密着した記録
紙は、その後、曲率により分離されて定着装置８に搬送
され、そこで、画像は定着され、排紙部９に排出され
る。一方、転写を終えた感光体４は、除電ランプ１０で
除電後、クリーニング装置１１によって残留トナーを除
去され、回収される。また、こうした一連の動作に必要
なＡＣ・ＤＣ電源は、電源部１２より給電される。

【００１９】定着装置８について、詳細に説明する。定
着装置８は、転写工程で記録紙に感光体４からトナー画
像が転写され付着した記録紙上のトナーに、少なくとも
熱と圧力を加え、所謂熱圧着により転写紙に画像を定着
させる。定着装置８は、加熱され高温状態にあり、駆動
トルクが加えられる定着ローラと、定着ローラに圧接さ
れ従動する加圧ローラのローラ間にトナー像を付着させ
た転写紙を通し、回転駆動される定着ローラにより転写
紙を送りながら紙上のトナー画像の定着を行う。図２を
参照すると、定着装置は、定着ローラ１４、定着ローラ
に圧接され従動する加圧ローラ１６、クリーニングパッ
ト１８、分離爪１７、加圧スプリング１５、定着入口ガ
イド板１９、定着ローラ１４を駆動するギヤ（図示せ
ず）、定着ローラ１４用の軸受（図示せず）、サーミス
タ（図示せず）等から構成される。２０は、定着処理す
べき記録紙である。

【００２０】上記定着装置に用いる定着ローラ１４は、
本発明の加熱装置によるもので、図３にその全体の概略
構成を示す。同図に示すように、定着ローラ１４の両端
は、玉軸受２１により回転可能に支えられ、また、一方
の軸受の外側に駆動ギア１４ｇを取り付け、駆動ギア１
４ｇからローラを回転させる駆動トルクを入力する。ロ
ーラの径は、記録紙を通す画像領域部分（ローラの中心
部分）の径に対して軸受部分の径を従来のように小径と
していない。このため、ローラは、ローラの最端部近く
に嵌められたスラスト方向の移動を規制する止め輪１４
ｒを外すことにより、軸方向に挿抜を可能とし、ローラ
を交換するときに、本体側の軸受等の部品に手を加える
ことなく、簡単に取り外すことができるようにし、定着
ローラの部品交換性を良くする。定着ローラ１４は、芯
材としての芯金の材料が鉄系(STKM11,STKM12)又はアル
ミ合金で、直径がφ１６〜４０mm、長さが３５０〜４１
０mmである。ローラの肉厚は、ローラ径によって加圧時
の変形が異なる（同じ肉厚でも、ローラ径が大きいと、
変形が大きくなる）ため、“肉厚／外径”＝８／１００
０〜２０／１０００の範囲内の値（例えば、φ３０mm
で、肉厚０．２４mm〜０．６mm）、好ましくは基材が鉄
系では８／１０００〜１４／１０００の範囲、アルミ合
金では１０／１０００〜２０／１０００とする。“肉厚
／外径”値が小さいと、加圧時の変形が大きく、転写紙
のシワが発生しやすくなり、大きいと、定着に必要な温
度に立ち上げるために時間が掛かるので、定着の立上り
が遅くなる。

【００２１】記録紙２０は、定着ローラ１４に加えられ
る駆動トルクにより移送されるが、本実施例では移送さ
れる記録紙２０の線速は、１００mm/s〜１３０mm/sとす
る場合を例示する。弾性ローラ１６は、直径がφ３０mm
で、ゴムの肉厚を５．５mm,ゴム長さを３１６mmとし、
スポンジタイプ、または、非スポンジのソリッドタイプ
とした。また、定着ローラ１４として、芯金の材料が鉄
系（STKM12）で、外径φ３０、通紙（画像領域）部の肉
厚を０．３mmで肉厚／外径＝１０／１０００，アルミ合
金（A5052）で、外径φ３０、通紙部の肉厚０．４５mm
で肉厚／外径＝１５／１０００、全長３６５mmを使用し
た例を示す。この例によると、通紙部の肉厚を薄肉で構
成しているので、ローラ内蔵のヒータ１３を７００〜８
００Wとすると、定着の立ち上がり時間を１０〜１５秒
と、非常に短くできる。

【００２２】このように、定着ローラ１４の回転数を早
くする必要がある場合には、定着ローラ１４を支える軸
受として玉軸受２１を用いることが有利である。樹脂の
すべり軸受により高速回転させる定着ローラを受ける
と、初期及び特に経時での駆動トルクが大きくなってし
まうが、玉軸受２１では駆動トルクがあまり大きくなら
ないので、このような条件では有効に働く。また、駆動
トルクが低減できることから、スベリ軸受使用時に比
べ、モータを小さくでき、駆動部のコストを下げること
もできる。但し、従来技術に示したように、玉軸受が定
着ローラ芯金に直接接触すると、熱の伝導により従来技
術に示したような不具合が起きるので、定着ローラの芯
金と玉軸受の間に樹脂層（樹脂部材）を介在させ、これ
により断熱をするが、樹脂層を別部材として設けると、
樹脂層が定着ローラの芯金或いは玉軸受とこすれること
により異音を発生する。

【００２３】次に、定着ローラの芯金と玉軸受の間に介
在させた樹脂層により発生していた異音を無くすための
手段を講じた定着ローラについてその実施例を示す。先
ず、定着ローラの芯金と樹脂層の間で発生しうる異音を
抑制する手段を施した実施例として、定着ローラの芯金
と樹脂層を接着させ、こすれを無くし異音の発生を防止
するようにした例を示す。図４は、定着ローラの芯金と
樹脂層を接着させて構成した定着ローラの実施例を示
す。なお、図４は、両端部を玉軸受２１によって支えら
れた定着ローラの軸を含む縦断面と、その一部を拡大図
にて示すもので、図３に示した駆動ギア、止め輪は省略
されている。また、図５は、定着ローラの横断面図を示
す。図４に示す例では、定着ローラの外径は、通紙部よ
りも軸受部を僅かに大きく（φ０．２〜０．６mmの差）
している（これにより、先に説明したように定着ローラ
の部品交換性を良くする）ので、両端部に設けた軸受部
のところで径が変化するために段差ができる。図４中に
この段差部の拡大図を示す。図５の横断面図或いは図４
中に示された段差部の拡大図中に、樹脂層２２が芯金２
４にプライマ層２３を介して接着されている様子が示さ
れている。ここに示した樹脂層２２は、両端の軸受部か
ら通紙部に亘る円周面全体に設けられているが、これ
は、記録紙との接触面として必要な性質（主として離型
性）を与えるために通紙部に施される表面層と共通の層
を用いたためで、この目的のためには、軸受部のみに断
熱性に優れた樹脂を接着するようにしても良い。

【００２４】また、定着ローラの芯金２４と一体化され
た樹脂層２２と玉軸受の間で発生しうる異音を抑制する
手段を施した実施例を次に示す。玉軸受２１と定着ロー
ラと一体となった樹脂層２２の間には、定着ローラに熱
が加わり膨張するためクリアランスを０．０４〜０．１
５mm設けている（図４参照）。玉軸受２１は、図６にそ
の外観の概略を斜視図にて示すように、外輪２１ｏと内
輪２１ｉを持ち、ここで用いる場合、外輪２１ｏを本体
に固定し、内輪２１ｉが回転するので、玉軸受内輪２１
ｉと定着ローラ樹脂層２２との間でこすれなど発生しな
いはずであるが、前述のクリアランスを設けているこ
と、定着ローラ１４と加圧ローラ１６間に通紙されてい
る場合、通紙されていない場合でトルクが変動するなど
の要因によって、実際には、樹脂層２２と内輪２１ｉの
間でこすれ、異音の発生することがある。そこで、こす
れの原因である樹脂層２２の表面の動摩擦係数に着目
し、異音の発生を抑制できる係数値を検討したところ、
樹脂層２２表面の動摩擦係数（７kgf/cm²の荷重，５０m
m/sで移動した場合）を０．２〜０．５とした場合、内
輪２１ｉと樹脂層２２がなめらかに滑るようになって、
異音の発生を抑制することが可能であるという結果を得
た。所定の動摩擦係数を得るために選択される材料、手
段については、後記の実施例に示す。

【００２５】先の実施例の説明に触れたが、軸受部に接
着する樹脂層２３として断熱性に優れた樹脂を別部品と
して作成し、用いるようにしても良いと述べたが、樹脂
層に別部品を使用するとコストアップになる。そこで、
図４に示したように、軸受で支持される部分まで、通紙
部で必要なフッ素樹脂（主として離型性を与えるために
施される）を一体に設け、樹脂層２２とする。その際、
プライマ層２３（接着層）により定着ローラの芯金２４
とフッ素樹脂層２２を接着させる。フッ素樹脂のなかで
も、動摩擦係数（７kgf/cm²の荷重，５０mm/sで移動し
た場合）が０．２〜０．５となる材料、例えばパ−フル
オロアルコキシ樹脂や四フッ化エチレン樹脂、それらの
樹脂の混合樹脂または、それらをベースに添加剤や、
カーボンやグラスファイバ−の強化剤を加えたものを用
いることができる。また、樹脂層２２の表面粗さについ
ても、上記した動摩擦係数を適正範囲に維持しつつなる
べく荒らした面にする。図７に樹脂層２２の表面を粗面
としたときの樹脂層２２の面と軸受面との関係を縦断面
図にて示す。同図に示すように、軸受２１の内輪に接す
る樹脂層２２の面を粗面としている。その時の表面粗さ
はＲｚを３μm〜１２μmとする。これは、樹脂層（フッ
素樹脂）２２と玉軸受２１の接触面積を減らし、断熱効
果を上げることができ、また、その部分を無研磨また
は、１回研磨で、仕上げの研磨を無くし、コストを安く
する結果をもたらす。

【００２６】図４を参照し、先の実施例に説明したよう
に、定着ローラの軸受で支持される部分の外径を通紙部
分の外径より大きくし、定着ローラを軸方向に挿抜可能
とし、定着ローラの部品交換性を良くしたが、そのため
に、軸受で支持される部分と通紙部分の段差部ができ、
この段差部が通常の直角に切り立った段差部（図８
（Ｂ）の定着ローラ１４の段差部１４ｃに示す）のまま
にしておくと、ローラ表面をテープ研磨するときに、段
差に引っかかるという不具合が発生する。図８（Ａ）に
定着ローラを研磨テープにより研磨する様子を示してい
る。同図に示すように、矢印方向にリールを移動させな
がら研磨テープを回転するローラの表面に作用させてロ
ーラ面を全面にわたり研磨する。この研磨法では、段差
部で研磨テープが引っかかることや段差部の角のフッ素
樹脂が削れて剥げてしまうという不具合が起きることが
ある。この不具合を回避する為、定着ローラの軸受で支
持される部分と通紙部分の間にできる段差部を直角に切
り立った段差部とせずに、テーパ状とすることにより、
研磨テープによるローラ表面の研磨をやり易くする。テ
ーパ状とした段差部は、図４の拡大図に示される。拡大
図に示されるように、テーパ状部により研磨時、角部の
フッ素樹脂層の削れを小さく出来る。また、テーパ状の
段差部は、更に軸受で支持される部分と通紙部分の段差
部に設けたテーパ状部の角部にR０．５からR１．５のＲ
形状１４ｒを設けて、角部のフッ素樹脂層が剥げるのを
ほぼ完全に防止することを可能とした。

【００２７】先に、通紙部の“肉厚／外径”の値を所定
の範囲内に定めることにより、定着シワの発生を防止す
る実施例を示したが、この値を定着ローラの軸受部分に
適用すると、ローラの潰れが起き、定着シワが発生して
しまう。以下の実施例では、ローラの潰れが起きない軸
受部分の適正値を示す。軸受部の適正値は、通紙部の肉
厚を基に定められ、通紙部の肉厚の１．５〜３倍の範囲
内の値が選択される。例えば、通紙部の肉厚が０．４５
である場合、軸受部の肉厚を０．９mm〜１．０mmとす
る。この値を採用すると、定着ローラの潰れを防止し、
定着シワの発生を無くすことができ、定着可能な温度ま
での立上げ時間の短縮化を図ることもできる。また、通
紙部の定着ローラ径は、システム的に記録紙を送る線速
と駆動トルクを定着ローラに伝達するギヤ構成で決ま
り、早い定着の立上り時間を達成する為、画像領域の肉
厚も必然的に決定される。これらの値から通紙部の芯金
２４の内径が決定される。設計にあたって、芯金２４の
内径を軸受部まで同じにし、定着シワなど発生しないよ
うにするため、上記したような通紙部の肉厚を基に軸受
部の肉厚の適正値を定める方法により軸受部の肉厚を定
めると、設計変更により軸受部の外径が変更されること
になり、汎用の玉軸受（玉軸受の内径が決まっている）
が使用できなく、高価な特注形状の玉軸受になってしま
う。そこで、肉厚の変更に対して外径に影響しないよう
にし、即ち内径を通紙部の内径より小さくし、そこで肉
厚の変更に対応する。従って、外径を変えずに、汎用の
玉軸受を使用できる定着ローラ外径寸法にすることが可
能になる。そうすることによって、汎用の玉軸受が使用
でき、安価に定着シワの発生を無くすことが出来る。上
記した条件を考慮した定着ローラとして実際に採用可能
な数値としては、（軸受部の外径−通紙領域部の外径）
／２＝０．１mm〜０．３mm、テーパ（段差）部の軸方向
寸法＝０．５〜２mm、（通紙部の内径−軸受部の内径）
／２＝０．３mm〜０．５mm、軸受部（厚肉部）と通紙部
（薄肉部）の軸方向の位置関係（図５の拡大図、参照）
は、１〜３mmとし、長手方向で急激に肉厚が変化しない
ようにする。

【００２８】

【発明の効果】（１）請求項１の発明に対応する効果被加熱体に接触する加熱ローラを有し、加熱ローラを玉
軸受により支持する加熱装置において、加熱ローラの芯
金に接着して設けた樹脂層を加熱ローラの玉軸受との接
合部分に介在させたことにより、次の効果を奏し得る。
即ち、玉軸受により駆動トルクを小さくでき、樹脂層の
断熱効果により、玉軸受が高温にならないので、その寿
命を延ばすことが可能になる。また、加熱装置の立上げ
時に玉軸受に熱が逃げるのを小さく抑えられ、両端の温
度降下を小さくできるので、立ち上げ時間の短縮化が可
能になる。さらに、芯金に接着して設けているので、樹
脂層と加熱ローラ芯金の間で従来起きた滑りがなく、異
音の発生を無くすことが可能になる。（２）請求項２の発明に対応する効果上記（１）の効果に加えて、樹脂層の動摩擦係数を軸受
との間に発生し得る音が抑制可能な所定の値となるよう
にしたことことにより、樹脂層と軸受の間にクリアラン
スを設け、そのために滑りが起きても、スムーズに滑る
ので、異音の発生を抑制することが可能になる。（３）請求項３の発明に対応する効果上記（１）、（２）の効果に加えて、樹脂層の玉軸受に
接する面の表面粗さを、断熱性を高め、軸受との間に発
生し得る音が抑制可能な所定の値となるようにしたこと
により、１つの手段により加熱ローラに必要な複数の条
件を与えることができ、より有効な手段を提供すること
ができ、また、仕上げの研磨が不要なので、低コスト化
に役立つ。

【００２９】（４）請求項４の発明に対応する効果上記（１）〜（３）の効果に加えて、樹脂層を被加熱体
に接触するローラ面に設けた樹脂層と一体に形成したこ
とことにより、別部品を使うこと無く、同一プロセスで
設けることができるので、低コスト化に役立つ。（５）請求項５の発明に対応する効果上記（１）〜（４）の効果に加えて、加熱ローラの形状
を、軸受により支持される部分の外径が被加熱体に接触
する部分の外径以上の大きさとなるようにしたことによ
り、加熱ローラを軸方向から挿抜することが可能になる
ので、定着ローラの交換性を良くすることができる。（６）請求項６の発明に対応する効果上記（１）〜（５）の効果に加えて、加熱ローラの形状
を、軸受により支持される部分のローラの肉厚を被加熱
体に接触する部分の肉厚より厚くするようにしたことに
より、加熱装置の使用状態への立上げを早く行うことを
維持しつつ、加熱ローラの潰れを小さく抑えられ、被加
熱体のシワの発生を無くすことが可能となる。

【００３０】（７）請求項７の発明に対応する効果被加熱体に接触する加熱ローラを有し、加熱ローラを軸
受により支持する加熱装置において、加熱ローラの形状
を、軸受により支持される部分のローラの外径を被加熱
体に接触する部分の外径以上の大きさとなるようにした
ことにより、加熱ローラを軸方向から挿抜することが可
能になるので、定着ローラの交換性を良くすることがで
きる。（８）請求項８の発明に対応する効果上記（５）〜（７）の効果に加えて、軸受により支持さ
れる部分のローラの外径が被加熱体に接触する部分の外
径より大きい場合、両部分をテーパによって接続させる
ことにより、ローラ表面の研磨をやり易くすることが可
能になる。（９）請求項９の発明に対応する効果上記（８）の効果に加えて、テーパの接続端に生じる角
部を円弧形状としたことにより、角部の樹脂層が剥げる
のを防止することが可能になる。

【００３１】（１０）請求項１０の発明に対応する効果被加熱体に接触する加熱ローラを有し、該加熱ローラを
軸受により支持する加熱装置において、加熱ローラの形
状を、軸受により支持される部分のローラの肉厚を被加
熱体に接触する部分の肉厚より厚くなるようにしたこと
により、加熱装置の使用状態への立上げを早く行うこと
を維持しつつ、加熱ローラの潰れを小さく抑えられ、被
加熱体のシワの発生を無くすことが可能になる。（１１）請求項１１の発明に対応する効果上記（６）、（８）〜（１０）の効果に加えて、加熱ロ
ーラの軸受により支持される部分の肉厚を厚くする場
合、外径が所定値に維持されるように肉厚を定めること
により、汎用の、従って安価な玉軸受を使用することが
可能になる。（１２）請求項１２の発明に対応する効果電子写真プロセスの定着処理に用いる加熱手段として請
求項１乃至１１のいずれかに記載された加熱装置を用い
たことにより、電子写真プロセスにより画像形成を行う
画像形成装置において、上記（１）〜（１１）の効果が
具現化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる画像形成装置の実施例として
のプリンタの構成を示す概略図である。

【図２】図１に示した画像形成装置に装備される定着
装置を示す。

【図３】本発明による加熱装置の実施例としての定着
ローラについて、その概略構成を示す。

【図４】定着ローラの芯金と樹脂層を接着させて構成
した本発明の実施例を示す。

【図５】図４に示した定着ローラの横断面図を示す。

【図６】図４の実施例に用いる玉軸受の外観の概略を
斜視図にて示す。

【図７】樹脂層の表面を粗面としたときの樹脂層の面
と軸受面との関係を縦断面図にて示す。

【図８】研磨テープによる定着ローラの研磨を説明す
る図である。

【符号の説明】

４…感光体、７…転写チャージ
ャー、８…定着装置、１３…ヒー
タ、１４…定着ローラ、１４ｒ…止め
輪、１４ｇ…駆動ギア、１６…加圧
（弾性）ローラ、２０…記録紙、
２１…玉軸受、２２…フッ素樹脂層、２
３…プライマ層、２４…定着ローラ芯金。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加熱体に接触する加熱ローラを有し、
該加熱ローラを玉軸受により支持する加熱装置におい
て、前記加熱ローラの芯材と前記玉軸受との接合部分
に、該芯材に接着して設けた樹脂層を介在させたことを
特徴とする加熱装置。
【請求項２】請求項１に記載された加熱装置におい
て、前記樹脂層の動摩擦係数を軸受との間に発生し得る
音が抑制可能な所定の値となるようにしたことを特徴と
する加熱装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載された加熱装置に
おいて、前記樹脂層の玉軸受に接する面の表面粗さを、
断熱性を高め、軸受との間に発生し得る音が抑制可能な
所定の値となるようにしたことを特徴とする加熱装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載された
加熱装置において、前記樹脂層を被加熱体に接触するロ
ーラ面に設けた樹脂層と一体に形成した樹脂層としたこ
とを特徴とする加熱装置。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載された
加熱装置において、前記加熱ローラの形状を、軸受によ
り支持される部分の該加熱ローラの外径が被加熱体に接
触する部分の外径以上の大きさとなるようにしたことを
特徴とする加熱装置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載された
加熱装置において、前記加熱ローラの形状を、軸受によ
り支持される部分の該加熱ローラの肉厚が被加熱体に接
触する部分の肉厚より厚くするようにしたことを特徴と
する加熱装置。
【請求項７】被加熱体に接触する加熱ローラを有し、
該加熱ローラを軸受により支持する加熱装置において、
前記加熱ローラの形状を、軸受により支持される部分の
該加熱ローラの外径が被加熱体に接触する部分の外径以
上の大きさとなるようにしたことを特徴とする加熱装
置。
【請求項８】請求項５乃至７のいずれかに記載された
加熱装置において、軸受により支持される部分の加熱ロ
ーラの外径が被加熱体に接触する部分の外径より大きい
場合、両部分をテーパによって接続させることを特徴と
する加熱装置。
【請求項９】請求項８に記載された加熱装置におい
て、前記テーパの接続端に生じる角部を円弧形状とした
ことを特徴とする加熱装置。
【請求項１０】被加熱体に接触する加熱ローラを有
し、該加熱ローラを軸受により支持する加熱装置におい
て、前記加熱ローラの形状を、軸受により支持される部
分の該加熱ローラの肉厚が被加熱体に接触する部分の肉
厚より厚くなるようにしたことを特徴とする加熱装置。
【請求項１１】請求項６，８，９，又は１０に記載さ
れた加熱装置において、軸受により支持される部分の加
熱ローラの肉厚を厚くする場合、外径が所定値に維持さ
れるように肉厚を定めることを特徴とする加熱装置。
【請求項１２】電子写真プロセスの定着処理に用いる
加熱手段として請求項１乃至１１のいずれかに記載され
た加熱装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。