JP2002214949A

JP2002214949A - 定着装置

Info

Publication number: JP2002214949A
Application number: JP2001007661A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Nagase; 久喜永瀬
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2001-01-16
Filing date: 2001-01-16
Publication date: 2002-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】定着ローラ部材の熱効率の向上を図る定着装
置を提供すること。【解決手段】定着ローラ部材を薄肉の円筒状弾性体と
するもので、定着ローラ部材の両端に、定着ローラ部材
の外径よりもより大きな内径を有する軸受部材を設けて
定着ローラ部材を回転可能とすると共に、定着ローラ部
材と軸受部材との間に、定着ローラ部材の外径よりも大
きく、軸受部材に内接して定着ローラ部材を保持する断
熱部材を設けることを特徴とする定着装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ＦＡＸ等の画像形成装置に用いられる定着装置に関
し、特に省エネルギーでウォーミングアップ時間の短縮
が可能な定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画
像形成装置に用いられる定着装置として、技術的な完成
度が高く安定したものとして加熱手段を内部に有する定
着ローラ部材（定着ローラ）を用いた熱ローラ定着方式
が、低速機から高速機まで、モノクロ機からフルカラー
機まで、と幅広く採用されている。

【０００３】しかしながら、従来の熱ローラ定着方式の
定着装置では、転写材やトナーを加熱する際に、熱容量
の大きな定着ローラ部材（定着ローラ）を加熱する必要
があるためエネルギー効率が悪く、省エネ面で不利であ
り、また、プリント時に定着装置を暖めるのに時間がか
かりプリント時間（ウォーミングアップ時間）が長くな
ってしまうという問題がある。

【０００４】これを解決し、省エネルギーでウォーミン
グアップ時間の短い定着ローラ部材とするには、定着ロ
ーラ部材の薄肉化が要求されるので、本願発明者らは、
内部に加熱手段（ハロゲンヒータ）を有する金属基体か
らなる円筒状弾性体を用いて定着ローラ部材を構成し、
定着ローラ部材の薄肉化を図り、ニップ幅が広く、省エ
ネルギーでウォーミングアップ時間を短縮する定着装置
を検討しており、特願平１１−２３０４９９号にて提案
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案の円筒状弾性体を用いる定着ローラ部材による定着装
置において、定着ローラ部材の外径よりも大きい、例え
ばベアリングを軸受部材として用いて定着ローラ部材の
円筒状弾性体を保持すると、軸受部材を通して熱が定着
装置全体に伝わって行き、定着ローラ部材の熱効率が悪
く、定着装置の省エネルギー化や定着ローラ部材のウォ
ーミングアップ時間の短縮が図られないという問題が起
こる。

【０００６】本発明は上記の問題点を解決し、定着ロー
ラ部材の熱効率の向上を図る定着装置を提供することを
第１の目的とする。

【０００７】また、前記提案の円筒状弾性体を用いる定
着ローラ部材による定着装置において、定着ローラ部材
の軸方向（転写材の送り方向と直交する方向）の寄りを
防止するための規制部材を設けているが、定着ローラ部
材の円筒状弾性体がつぶされた状態で回転されるため
に、規制部材に摩耗が生じたり、定着ローラ部材に回転
むらが生じるという問題が起こる。また規制部材が固定
であると、擦れによる摩耗が激しいという問題が起こ
る。

【０００８】本発明は上記の問題点を解決し、定着ロー
ラ部材との擦れによる規制部材の摩耗を防止すると共
に、定着ローラ部材の回転むらを防止する定着装置を提
供することを第２の目的とする。

【０００９】また、前記提案の金属基体からなる円筒状
弾性体を用いる定着ローラ部材による定着装置では、ウ
ォーミングアップ時間を短縮するために円筒状弾性体の
薄肉化が要求されるが、従来より、定着ローラ部材の円
筒状弾性体に用いる金属基体の素管として、アルミやＳ
ＴＫＭ等の鋼管を用いており、円筒状弾性体自体にバネ
性があまり無く、変形させて用いることが困難であっ
た。また、ステンレス材を用いる場合でも、通常ステン
レス板を円筒状として溶接し、ステンレス管を形成した
ものを円筒状弾性体に用いていたため、バネ性があまり
無かった。即ち、円筒状弾性体に用いる適正なバネ性を
有する金属基体の選択が困難であるという問題を有して
おり、このため、円筒状弾性体からなる定着ローラ部材
があまり変形せず、定着ローラ部材とこれに対向して設
けられる加圧ローラ部材とで形成されるニップ部の幅が
あまり広くならず、定着の高速化があまり図られなかっ
たり、また定着ローラ部材の径があまり小さくならず、
省エネルギー化があまり図られなかったり、さらに熱容
量も大きくなってしまい、ウォーミングアップ時間の短
縮もあまり図られないという問題を有していた。

【００１０】本発明は上記の問題点を解決し、定着ロー
ラ部材として、適正なバネ性を有する円筒状弾性体を用
いる定着装置を提供することを第３の目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的は、内部
に加熱手段を有する定着ローラ部材と、前記定着ローラ
部材と対向して弾性力を有する加圧ローラ部材とを設
け、転写材上のトナー像を定着する定着装置において、
前記定着ローラ部材を薄肉の円筒状弾性体とするもの
で、前記定着ローラ部材の両端に、前記定着ローラ部材
の外径よりもより大きな内径を有する軸受部材を設けて
前記定着ローラ部材を回転可能とすると共に、前記定着
ローラ部材と前記軸受部材との間に、前記定着ローラ部
材の外径よりも大きく、前記軸受部材に内接して前記定
着ローラ部材を保持する断熱部材を設けることを特徴と
する定着装置（第１の発明）によって達成される。

【００１２】また、上記第２の目的は、内部に加熱手段
を有する定着ローラ部材と、前記定着ローラ部材と対向
して弾性力を有する加圧ローラ部材とを設け、転写材上
のトナー像を定着する定着装置において、前記定着ロー
ラ部材を薄肉の円筒状弾性体とし、前記定着ローラ部材
の外径よりも大きな内径を有する回転保持部材を前記定
着ローラ部材の両端に設けて前記定着ローラ部材を保
持、回転すると共に、前記定着ローラ部材の軸方向のず
れを規制する規制部材を前記定着ローラ部材の両側端に
設け、前記定着ローラ部材のニップ部中央と前記回転保
持部材の保持部中央とを結ぶ線の中点に、前記規制部材
の回転中心が位置するよう前記規制部材を配設すること
を特徴とする定着装置（第２の発明）、及び、内部に加
熱手段を有する定着ローラ部材と、前記定着ローラ部材
と対向して弾性力を有する加圧ローラ部材とを設け、転
写材上のトナー像を定着する定着装置において、前記定
着ローラ部材を薄肉の円筒状弾性体とし、前記定着ロー
ラ部材の外径よりも大きな内径を有する回転保持部材を
前記定着ローラ部材の両端に設けて前記定着ローラ部材
を保持、回転すると共に、前記定着ローラ部材の軸方向
のずれを規制する規制部材を前記定着ローラ部材の両側
端に設けるもので、前記定着ローラ部材と前記規制部材
との摩擦係数μ２が、０．２＜μ２＜０．４であること
を特徴とする定着装置（第３の発明）によって達成され
る。

【００１３】また、上記第３の目的は、内部に加熱手段
を有する定着ローラ部材と、前記定着ローラ部材と対向
して弾性力を有する加圧ローラ部材とを設け、転写材上
のトナー像を定着する定着装置において、パイプ状の金
属基体を圧延して製造した円筒状弾性体を、前記定着ロ
ーラ部材に用いることを特徴とする定着装置（第４の発
明）によって達成される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の
意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の
実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示
すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限
定するものではない。

【００１５】本発明にかかわる定着装置を用いる画像形
成装置の一実施形態の画像形成プロセスおよび各機構に
ついて、図１ないし図５を用いて説明する。図１は、本
発明にかかわる定着装置を用いる画像形成装置の一実施
形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図であり、図
２は、本発明にかかわる定着装置の第１の例の概要断面
図であり、図３は、図２の定着装置の概要側断面図であ
り、図４は、図３の断熱部材の変形例を示す図であり、
図５は、定着ローラ部材の層構成と機能とを示す図であ
る。

【００１６】図１によれば、像形成体である感光体ドラ
ム１０は、例えばガラスや透光性アクリル樹脂等の透光
性部材によって形成される円筒状の透光性基体の外周
に、透光性の導電層及び有機感光層（ＯＰＣ）の光導電
体層を形成したものである。

【００１７】感光体ドラム１０は、図示しない駆動源か
らの動力により、透光性の導電層を接地された状態で図
１の矢印で示す時計方向に回転される。

【００１８】以下に説明する帯電手段としてのスコロト
ロン帯電器１１、画像書込手段としての露光光学系１
２、現像手段としての現像器１３は、それぞれ、イエロ
ー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒色
（Ｋ）の各色毎の画像形成プロセス用として準備されて
おり、本実施形態においては、転写位置よりみて、図１
の矢印にて示す感光体ドラム１０の回転方向に対して、
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に配置される。

【００１９】スコロトロン帯電器１１は像形成体である
感光体ドラム１０の移動方向に対して直交する方向（図
１において紙面垂直方向）に感光体ドラム１０と対峙し
近接して取り付けられ、感光体ドラム１０の前述した有
機感光体層に対し所定の電位に保持された制御グリッド
（符号なし）と、コロナ放電電極１１ａとして、例えば
鋸歯状電極を用い、トナーと同極性のコロナ放電とによ
って帯電作用（本実施形態においてはマイナス帯電）を
行い、感光体ドラム１０に対し一様な電位を与える。コ
ロナ放電電極１１ａとしては、その他ワイヤ電極や針状
電極を用いることも可能である。

【００２０】露光光学系１２は、それぞれ、像露光光の
発光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオード）を感光体ド
ラム１０の軸と平行に複数個アレイ状に並べた線状の露
光素子（不図示）と等倍結像素子としてのセルフォック
レンズ（不図示）とがホルダに取り付けられた露光用ユ
ニットとして構成される。露光光学系保持部材としての
円柱状の保持体２０に、各色毎の露光光学系１２が取付
けられて感光体ドラム１０の透光性基体の内部に収容さ
れる。露光素子としてはその他、ＦＬ（蛍光体発光）、
ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）、ＰＬ（プラズマ放
電）等の複数の発光素子をアレイ状に並べた線状のもの
が用いられる。

【００２１】露光光学系１２は、感光体ドラム１０上で
の露光位置を、スコロトロン帯電器１１と現像器１３と
の間で、現像器１３に対して感光体ドラム１０の回転方
向上流側に設けた状態で、感光体ドラム１０の内部に配
置され、別体のコンピュータ（不図示）から送られメモ
リに記憶された各色の画像データに基づいて画像処理を
施した後、一様に帯電した感光体ドラム１０に像露光
（画像書込）を行い、感光体ドラム１０上に潜像を形成
する。この実施形態で使用される発光素子の発光波長
は、通常Ｙ、Ｍ、Ｃのトナーの透光性の高い６８０〜９
００ｎｍの範囲のものが良好であるが、感光体ドラム１
０の裏面から像露光を行うことからカラートナーに透光
性を十分に有しないこれより短い波長でもよい。

【００２２】現像器１３は、内部にイエロー（Ｙ）、マ
ゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）若しくは黒色（Ｋ）の二成
分（一成分でもよい）の現像剤を収容し、それぞれ、例
えば厚み０．５〜１ｍｍ、外径１５〜２５ｍｍの円筒状
の非磁性のステンレスあるいはアルミ材で形成された現
像剤担持体である現像スリーブ１３ａを備えている。

【００２３】現像領域では、現像スリーブ１３ａは、突
き当てコロ（不図示）により感光体ドラム１０と所定の
間隙、例えば１００〜１０００μｍをあけて非接触に保
たれ、感光体ドラム１０の回転方向と最近接位置におい
て順方向に回転するようになっており、現像時、現像ス
リーブ１３ａに対してトナーと同極性（本実施形態にお
いてはマイナス極性）の直流電圧或いは直流電圧に交流
電圧ＡＣを重畳する現像バイアス電圧を印加することに
より、感光体ドラム１０の露光部に対して非接触の反転
現像が行われる。この時の現像間隔精度は画像むらを防
ぐために２０μｍ程度以下が必要である。

【００２４】以上のように現像器１３は、スコロトロン
帯電器１１による帯電と露光光学系１２による像露光と
によって形成される感光体ドラム１０上の静電潜像を、
非接触の状態で感光体ドラム１０の帯電極性と同極性の
トナー（本実施形態においては感光体ドラムは負帯電で
あり、トナーは負極性）により反転現像する。

【００２５】画像形成のスタートにより不図示の像形成
体駆動モータの始動により、感光体ドラム１０が図１の
矢印で示す時計方向へ回転され、同時にＹのスコロトロ
ン帯電器１１の帯電作用により感光体ドラム１０に電位
の付与が開始される。感光体ドラム１０は電位を付与さ
れたあと、Ｙの露光光学系１２において第１の色信号す
なわちＹの画像データに対応する電気信号による像露光
が開始され感光体ドラム１０の回転走査によってその表
面の有機感光層に原稿画像のイエロー（Ｙ）の画像に対
応する静電潜像が形成される。この潜像はＹの現像器１
３により非接触の状態で反転現像され、感光体ドラム１
０上にイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。

【００２６】次いで、感光体ドラム１０は前記イエロー
（Ｙ）のトナー像の上に、Ｍのスコロトロン帯電器１１
の帯電作用により電位が付与され、Ｍの露光光学系１２
の第２の色信号すなわちＭの画像データに対応する電気
信号による像露光が行われ、Ｍの現像器１３による非接
触の反転現像によって前記のイエロー（Ｙ）のトナー像
の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が重ね合わせて形成さ
れる。

【００２７】同様のプロセスにより、Ｃのスコロトロン
帯電器１１、露光光学系１２及び現像器１３によってさ
らに第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像
が、また、Ｋのスコロトロン帯電器１１、露光光学系１
２及び現像器１３によって第４の色信号に対応する黒色
（Ｋ）のトナー像が順次重ね合わせて形成され、感光体
ドラム１０の一回転以内にその周面上に重ね合わせカラ
ートナー像（カラートナー像）が形成される。

【００２８】このように、本実施の形態では、Ｙ、Ｍ、
Ｃ及びＫの露光光学系１２による感光体ドラム１０の有
機感光層に対する露光は、感光体ドラム１０の内部より
透光性基体を通して行われる。従って、第２、第３及び
第４の色信号に対応する画像の像露光は何れも先に形成
されたトナー像により遮光されることなく静電潜像を形
成することが可能となる。感光体ドラム１０の内部から
露光を行うことが好ましいが、感光体ドラム１０の外部
から露光してもよい。

【００２９】一方、転写材としての記録紙Ｐは、転写材
収納手段としての給紙カセット１５より、送り出しロー
ラ（符号なし）により送り出され、給送ローラ（符号な
し）により給送されてタイミングローラ１６へ搬送され
る。

【００３０】記録紙Ｐは、タイミングローラ１６の駆動
によって、感光体ドラム１０上に担持されたカラートナ
ー像との同期がとられ、紙帯電手段としての紙帯電器１
５０の帯電により搬送ベルト１４ａに吸着されて転写域
へ給送される。搬送ベルト１４ａにより密着搬送された
記録紙Ｐは、転写域でトナーと反対極性（本実施形態に
おいてはプラス極性）の電圧が印加される転写手段とし
ての転写器１４ｃにより、感光体ドラム１０の周面上の
カラートナー像が一括して記録紙Ｐに転写される。

【００３１】カラートナー像が転写された記録紙Ｐは、
転写材分離手段としての紙分離ＡＣ除電器１４ｈにより
除電されて、搬送ベルト１４ａから分離され、定着装置
１７へと搬送される。

【００３２】定着装置１７は、後段において詳述するよ
うに、外側に軸受部材としての軸受けベアリングＢ５が
嵌め込まれた、リング状の断熱部材としての樹脂軸受け
ＪＨａにより保持される、カラートナー像を定着するた
めの上側（記録紙Ｐ上のカラートナー像側）の定着ロー
ラ部材である薄板状の定着ローラ１７ａと、下側の加圧
ローラ部材である弾性力を有する加圧ローラ４７ａとに
より構成される。定着ローラ１７ａの内部には、発熱源
としての発熱フィラメントを有する加熱手段であるハロ
ゲンヒータ１７１ｇが設けられる。

【００３３】定着ローラ１７ａとソフトローラである加
圧ローラ４７ａとの間で形成されるニップ部Ｎで記録紙
Ｐが挟持され、熱と圧力とを加えることにより記録紙Ｐ
上のカラートナー像が定着され、記録紙Ｐが排紙ローラ
１８により送られて、装置上部のトレイへ排出される。

【００３４】転写後の感光体ドラム１０の周面上に残っ
たトナーは、像形成体クリーニング手段としてのクリー
ニング装置１９に設けられたクリーニングブレード１９
ａによりクリーニングされる。残留トナーを除去された
感光体ドラム１０はスコロトロン帯電器１１によって一
様帯電を受け、次の画像形成サイクルに入る。

【００３５】図２ないし図５によれば、第１の例の定着
装置１７は、図２に示すように、上側（記録紙Ｐ上のカ
ラートナー像側）には、カラートナー像を定着するため
のバネ性を有する薄肉の円筒状弾性体としての薄板弾性
ローラ１７１ａを用いた定着ローラ部材である定着ロー
ラ１７ａが、定着ローラ部材の外径よりも大きな内径を
有するリング状の断熱部材で、その外側に軸受部材とし
ての軸受けベアリングＢ５が嵌め込まれた樹脂軸受けＪ
Ｈａにより保持され、樹脂軸受けＪＨａと一体として回
転可能に配置され、また下側には、弾性を有し、ソフト
ローラとして形成される加圧ローラ部材である加圧ロー
ラ４７ａが配置されて構成されており、定着ローラ１７
ａの内部には、発熱源としての発熱フィラメント（符号
なし）を有する加熱手段であるハロゲンヒータ１７１ｇ
が設けられる。

【００３６】定着ローラ１７ａの両端に、定着ローラ１
７ａの外径よりもより大きな内径を有する軸受けベアリ
ングＢ５を設けて定着ローラ１７ａを回転可能とするも
ので、定着ローラ１７ａと軸受けベアリングＢ５との間
に、定着ローラ１７ａの外径よりも大きく、軸受けベア
リングＢ５に内接して定着ローラ１７ａを保持し、定着
ローラ１７ａと一体的に回転する樹脂軸受けＪＨａを設
けるものである。即ち、定着ローラ１７ａの外径よりも
大きな内径を有する樹脂軸受けＪＨａを定着ローラ１７
ａに嵌入して、定着ローラ１７ａと樹脂軸受けＪＨａと
を一体とすると共に、樹脂軸受けＪＨａの外径よりも大
きな内径を有する軸受けベアリングＢ５を樹脂軸受けＪ
Ｈａに圧入して設け、軸受けベアリングＢ５により、樹
脂軸受けＪＨａと一体とされる定着ローラ１７ａを回転
可能とするものである。

【００３７】上側の薄板状の定着ローラ部材である定着
ローラ１７ａは、図５に示すように、バネ性を有する薄
肉の円筒状弾性体である薄板弾性ローラ１７１ａと、該
薄板弾性ローラ１７１ａの外側（外周面）のゴム層１７
１ｂと、該ゴム層１７１ｂの表面に設けられる離型層１
７１ｃとによる層構成とされる。必要に応じて、ゴム層
１７１ｂを省略し、薄板弾性ローラ１７１ａと、その表
面の離型層１７１ｃとのみによる層構成としてもよい。

【００３８】薄板弾性ローラ１７１ａは、径にもよる
が、厚さ（肉厚）ｔ（ｍｍ）としては０．１〜０．３ｍ
ｍ程度の、例えばニッケルでも使用可能であるが、好ま
しくはステンレスやリン青銅等を用いたバネ性を有する
薄板（薄肉）の金属性部材により形成され、バネ材とし
て使用可能な疲れ限界を有するバネ性の金属性部材を使
用することによって、薄板弾性ローラ１７１ａが定着装
置１７に適用される場合での、円筒状弾性体である薄板
弾性ローラ１７１ａの弾性変形による疲労破壊の発生が
防げる。弾性変形による疲労破壊の発生を防止するの
に、平面曲げ疲れ試験方法（ＪＩＳ、Ｚ２２７５）に
て、繰返し数１０⁷回で、１４０Ｎ／ｍｍ²以上の疲れ強
さを有する薄板（薄肉）の金属性部材とすることが好ま
しいことが実験的に確認された。

【００３９】また、薄板弾性ローラ１７１ａの肉厚ｔ
（ｍｍ）に対して、薄板弾性ローラ１７１ａの外径をＲ
（ｍｍ）とするとき、Ｒ／１００＞ｔ＞Ｒ／５００とすることが、薄板弾性ローラ１７１ａが定着装置１７
に適用される場合において好ましく、これにより、変形
や破損がなくニップ部Ｎの幅を５〜２０ｍｍと広くする
ことが可能となる。薄板弾性ローラ１７１ａの外径Ｒ
は、１５〜４０ｍｍが好ましく用いられる。ｔ≧Ｒ／１
００では、薄板弾性ローラ１７１ａの厚さが厚すぎて、
定着装置１７に適用される場合、楕円状に変形せず、ニ
ップ部Ｎの幅が広くならない。また、熱容量が大きいた
めに昇温速度が遅くなる欠点もある。ｔ≦Ｒ／５００で
は、薄板弾性ローラ１７１ａの厚さが薄すぎて、定着装
置１７に適用される場合に強度が低すぎ押圧力が不足
し、定着むらとなる。また、熱容量が小さく、通紙時に
温度差が生じる原因となる。

【００４０】薄板弾性ローラ１７１ａの外側（外周面）
に設けられるゴム層１７１ｂとしては、シリコン、フッ
素系ゴムとしてゴム硬度が１０Ｈｓ〜５０Ｈｓ（ＪＩ
Ｓ、Ａゴム硬度）、好ましくは１５Ｈｓ〜４０Ｈｓで、
層厚０．１〜０．５ｍｍ程度が好ましい。ソフトなゴム
層１７１ｂを設けることにより、定着むらの発生が少な
くなる。これにより、光沢性をもたせ得るカラー定着用
の定着装置としても用いることができる。モノクロ画像
用の定着装置として用いられる場合等、必要に応じて、
このゴム層を省略することも可能である。

【００４１】またゴム層１７１ｂの外側（外周面）に設
けられる離型層１７１ｃとしては、厚さ（層厚）２０〜
５０μｍ程度のフッ素樹脂（ＰＦＡまたはＰＴＦＥ）が
用いられる。これにより、トナーとの離型性が良好とさ
れる。

【００４２】下側の加圧ローラ部材としての加圧ローラ
４７ａは、例えばステンレス材を用いた棒状の金属パイ
プ４７１ａと、該金属パイプ４７１ａの外側の、断熱性
を有するゴム材、例えばシリコン材を用い、ゴム硬度が
１０Ｈｓ〜５０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）、好ましく
は１５Ｈｓ〜４０Ｈｓで、厚さ２ｍｍ〜５ｍｍ程度のゴ
ムローラ層４７１ｂとからなる弾性力を有するソフトロ
ーラとして構成される。

【００４３】下側の加圧ローラ４７ａに断熱性の高いソ
フトなゴムローラを用い、上側の定着ローラ１７ａの薄
板弾性ローラ１７１ａから下側の加圧ローラ４７ａへの
熱の拡散を防止すると共に、定着ローラ１７ａと加圧ロ
ーラ４７ａとの相互の加圧圧力により、定着ローラ１７
ａと加圧ローラ４７ａとの間に５〜２０ｍｍ程度の幅広
いニップ幅を確保する平面状のニップ部Ｎを形成する。

【００４４】また図３に示すように、バネ性を有する薄
肉の円筒状弾性体である薄板弾性ローラ１７１ａを用い
た定着ローラ部材である定着ローラ１７ａの両端に、例
えばポリアミドイミド（ＰＡＩ）やポリフェニレンサル
ファイド（ＰＰＳ）等の断熱性を有する樹脂部材を用い
たリング状の断熱部材としての樹脂軸受けＪＨａを嵌め
込み、定着ローラ１７ａと両端の樹脂軸受けＪＨａとを
一体とし、さらに両端の樹脂軸受けＪＨａの外側に、樹
脂軸受けＪＨａの外径よりも大きな内径を有する軸受部
材としての軸受けベアリングＢ５を圧入する。定着ロー
ラ１７ａの両端の樹脂軸受けＪＨａに圧入された軸受け
ベアリングＢ５により、両端の樹脂軸受けＪＨａと一体
とされる定着ローラ１７ａが回転可能とされる。また定
着ローラ１７ａの両端部に、例えばポリアミドイミド
（ＰＡＩ）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等
の断熱性を有する樹脂部材を用い、定着ローラ１７ａの
端部を位置規制する受け板ＰＬａを固定して設け、定着
ローラ１７ａを両端より位置決めする。

【００４５】定着ローラ１７ａの両端に嵌め込まれる樹
脂軸受けＪＨａの中心位置と一致させて圧入される、両
端の軸受けベアリングＢ５の中心位置を、押圧部材であ
る両端の押圧バネＳＰａにより、１００〜５００Ｎ程度
の一定加重の加圧圧力（適正圧力）にて、樹脂軸受けＪ
Ｈａを介して定着ローラ１７ａを押圧し、定着ローラ１
７ａと加圧ローラ４７ａとを圧着する。両端の押圧バネ
ＳＰａにて押圧される軸受部材としての軸受けベアリン
グＢ５の保持部中心位置間（図３にＬ１で示される幅の
位置間隔）を、両端の断熱部材としての樹脂軸受けＪＨ
ａの中心位置間隔と同じとして、両端の樹脂軸受けＪＨ
ａ及び軸受けベアリングＢ５を配設する。これにより、
定着ローラ１７ａより幅狭な加圧ローラ４７ａにより押
圧力を受ける薄板弾性ローラ１７１ａの端部の変形が防
止される。

【００４６】また、金属パイプ４７１ａの両端に嵌め込
まれたベアリングＢ６により回転可能に保持される下側
の加圧ローラ４７ａには、金属パイプ４７１ａの一方の
端部に歯車Ｇ１２を固定して設け、定着駆動モータＭａ
により駆動回転される歯車Ｇ２２を歯車Ｇ１２と繋合
し、定着駆動モータＭａの駆動により加圧ローラ４７ａ
を回転駆動し、加圧ローラ４７ａに押圧される定着ロー
ラ１７ａを従動回転させる。従動回転により、定着ロー
ラ１７ａの回転が均一化され、定着むらが防止される。

【００４７】上述したように、定着ローラ部材である定
着ローラ１７ａをバネ性を有する薄肉の薄板弾性ローラ
１７１ａとすると共に、樹脂軸受けＪＨａを一体とする
定着ローラ１７ａを、樹脂軸受けＪＨａに圧入されて設
けられる軸受けベアリングＢ５を押圧し、それぞれソフ
トローラである加圧ローラ４７ａの押圧力を定着ローラ
１７ａの薄板弾性ローラ１７１ａの弾性力にて受ける
（加圧ローラ４７ａを定着ローラ１７ａに押圧して、加
圧ローラ４７ａとの押圧力を定着ローラ１７ａのバネ性
を有する薄肉の薄板弾性ローラ１７１ａの弾性力にて受
けるようにしてもよい）。これにより、薄板弾性ローラ
１７１ａが塑性変形なく楕円状に広がり、加圧ローラ４
７ａに薄板弾性ローラ１７１ａが押圧され、それぞれソ
フトローラである定着ローラ１７ａと加圧ローラ４７ａ
との間に平面状の５〜２０ｍｍ程度の広幅のニップ部Ｎ
が形成される。幅広いニップ部Ｎにより良好な定着が行
われる。

【００４８】また図４に示すように、図３にて説明した
樹脂軸受けＪＨａと受け板ＰＬａとを一体として、定着
ローラ１７ａと軸受けベアリングＢ５との間に、断熱部
材としての樹脂軸受けＪＨｂを設け、樹脂軸受けＪＨｂ
の面ＰＭａにて定着ローラ１７ａの端部を位置規制する
ことも可能である。

【００４９】バネ性を有する薄肉の円筒状弾性体である
薄板弾性ローラ１７１ａを用いた定着ローラ部材である
定着ローラ１７ａの両端に、例えばポリアミドイミド
（ＰＡＩ）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等
の断熱性を有する樹脂部材を用いたリング状の断熱部材
としての樹脂軸受けＪＨｂが嵌め込まれ、定着ローラ１
７ａと両端の樹脂軸受けＪＨｂとが一体とされ、さらに
両端の樹脂軸受けＪＨａの外側に、樹脂軸受けＪＨｂの
外径よりも大きな内径を有する軸受部材としての軸受け
ベアリングＢ５が圧入される。定着ローラ１７ａの両端
の樹脂軸受けＪＨｂに圧入された軸受けベアリングＢ５
により、両端の樹脂軸受けＪＨｂと一体とされる定着ロ
ーラ１７ａが回転可能とされる。

【００５０】上記により、断熱部材により、定着ローラ
部材の軸方向（転写材の送り方向と直交する方向）の適
正な位置規制が行われる。

【００５１】上記の如くにして、円筒状弾性体とソフト
ローラである加圧ローラ部材とによりニップ幅が５〜２
０ｍｍ程度とやや広くとれ、従って、省エネルギーでウ
ォーミングアップ時間の短い定着装置が可能となる。

【００５２】上記の如く、定着ローラ部材と軸受部材と
の間に、断熱部材を設けることにより、定着ローラ部材
から熱が逃げることを防ぎ、定着ローラ部材の熱効率の
向上が図られる。

【００５３】上記図２ないし図５にて説明した定着装置
１７の構成において、上述したように断熱部材を設ける
ことにより、定着ローラ部材からの熱の逃げを防止する
ことが可能となったものの、定着ローラ部材の外径より
も大きい、例えばベアリングを軸受部材として用いて定
着ローラ部材の円筒状弾性体を保持すると、軸受部材を
通して熱が定着装置全体に伝わって行き、定着ローラ部
材の熱効率が悪くなる。このため、定着ローラ部材の熱
効率の向上をより図るように、断熱部材に以下の条件を
設定することが好ましい。

【００５４】軸受部材としての軸受けベアリングＢ５の
熱伝導率は、例えば炭素鋼やステンレス鋼等の鋼材を用
いるとして、（０．１５〜０．５０）×１０^-1Ｗ／ｍ・
Ｋ程度であるが、断熱部材として用いる樹脂軸受けＪＨ
ａ（或いは樹脂軸受けＪＨｂ）に、例えばポリアミドイ
ミド（ＰＡＩ）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰ
Ｓ）等の樹脂部材を用い、樹脂軸受けＪＨａ（或いは樹
脂軸受けＪＨｂ）の熱伝導率ｋ（Ｗ／ｍ・Ｋ）を、０．１０＜ｋ＜０．３５と設定することが好ましい。樹脂軸受けＪＨａ（或いは
樹脂軸受けＪＨｂ）の熱伝導率ｋ（Ｗ／ｍ・Ｋ）が、
０．１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下で低過ぎると、樹脂軸受けＪＨ
ａ（或いは樹脂軸受けＪＨｂ）が嵌め込まれた部分の定
着ローラ１７ａの温度が上がり、薄板弾性ローラ１７１
ａの疲労破壊につながることがある。また、樹脂軸受け
ＪＨａ（或いは樹脂軸受けＪＨｂ）の熱伝導率ｋ（Ｗ／
ｍ・Ｋ）が、０．３５Ｗ／ｍ・Ｋ以上で高過ぎると、定
着ローラ１７ａの熱が樹脂軸受けＪＨａ（或いは樹脂軸
受けＪＨｂ）から逃げてしまい、定着ローラ１７ａの熱
効率が落ちる。

【００５５】上記条件設定により、定着ローラ部材の熱
効率の向上がより図られて、定着装置の省エネルギー化
や定着ローラ部材のウォーミングアップ時間の短縮がよ
り図られた定着装置の提供が可能となる。

【００５６】また、定着ローラ１７ａと一体とされて回
転される樹脂軸受けＪＨａ（或いは樹脂軸受けＪＨｂ）
の、定着ローラ１７ａとの滑りの発生を防止するため、
例えばポリアミドイミド（ＰＡＩ）やポリフェニレンサ
ルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂部材を用いる樹脂軸受け
ＪＨａ（或いは樹脂軸受けＪＨｂ）と定着ローラ１７ａ
との摩擦係数μ１を、０．１５＜μ１＜０．３０と設定することが好ましい。樹脂軸受けＪＨａ（或いは
樹脂軸受けＪＨｂ）と定着ローラ１７ａとの摩擦係数μ
１が、０．１５以下で小さ過ぎると、定着ローラ１７ａ
と樹脂軸受けＪＨａ（或いは樹脂軸受けＪＨｂ）との間
に滑りが発生し、樹脂軸受けＪＨａ（或いは樹脂軸受け
ＪＨｂ）に摩耗が生じる。樹脂軸受けＪＨａ（或いは樹
脂軸受けＪＨｂ）と定着ローラ１７ａとの摩擦係数μ１
が、０．３０以上で大き過ぎると、定着ローラ１７ａと
樹脂軸受けＪＨａ（或いは樹脂軸受けＪＨｂ）との間に
軸方向（転写材の送り方向と直交する方向）の軋みが生
じ、揺動等により樹脂軸受けＪＨａ（或いは樹脂軸受け
ＪＨｂ）に局所的な削れが生じることが実験的に確認さ
れた。

【００５７】上記条件設定により、定着ローラ部材と断
熱部材との滑りの発生が防止されると共に、断熱部材の
過剰な摩耗が防止される。

【００５８】また、前記提案の円筒状弾性体を用いる定
着ローラ部材による定着装置において、定着ローラ部材
の軸方向（転写材の送り方向と直交する方向）の寄りを
防止するための規制部材（図３にて説明した受け板ＰＬ
ａがこれに当たる）を設けているが、定着ローラ部材の
円筒状弾性体がつぶされた状態で、規制部材とのセンタ
ー（中心）がずれて回転されるために、規制部材に摩耗
が生じたり、定着ローラ部材に回転むらが生じる。また
規制部材が固定であると（図３にて説明した受け板ＰＬ
ａが固定であると）、擦れによる規制部材の摩耗が激し
い。

【００５９】これを解決し、定着ローラ部材との擦れに
よる規制部材の摩耗を防止すると共に、定着ローラ部材
の回転むらを防止する定着装置について、図６ないし図
８、及び前述した図５を用いて説明する。図６は、本発
明にかかわる定着装置の第２の例の概要断面図であり、
図７は、図６の定着装置の概要側断面図であり、図８
は、図６の定着装置での規制部材の配置を示す図であ
る。なお、以下の第２の例の定着装置の説明において、
図２ないし図５にて前述した第１の例の定着装置と同様
な構造、機能を有する部材には同一番号を付す。

【００６０】図６ないし図８によれば、第２の例の定着
装置１７Ａは、図６に示すように、上側（記録紙Ｐ上の
カラートナー像側）には、定着ローラ１７ａの外径より
も大きな内径を有し、定着ローラ１７ａの外側の両端に
貫通して設けられる回転保持部材としての保持ベアリン
グＢＨａにより保持、回転されると共に、定着ローラ１
７ａの軸方向のずれを規制する規制部材としての位置規
制リングＲＪａ（図７参照、図６には不図示）がその両
側端に設けられて、カラートナー像を定着するためのバ
ネ性を有する薄肉の円筒状弾性体としての薄板弾性ロー
ラ１７１ａを用いた定着ローラ部材である定着ローラ１
７ａが、位置規制リングＲＪａと一体として回転可能に
配置され、また下側には、弾性を有し、ソフトローラと
して形成される加圧ローラ部材である加圧ローラ４７ａ
が配置されて構成されており、定着ローラ１７ａの内部
には、発熱源としての発熱フィラメント（符号なし）を
有する加熱手段であるハロゲンヒータ１７１ｇが設けら
れる。

【００６１】上側の薄板状の定着ローラ部材である定着
ローラ１７ａは、図５にて前述したと同様に、バネ性を
有する薄肉の円筒状弾性体である薄板弾性ローラ１７１
ａと、該薄板弾性ローラ１７１ａの外側（外周面）のゴ
ム層１７１ｂと、該ゴム層１７１ｂの表面に設けられる
離型層１７１ｃとによる層構成とされる。必要に応じ
て、ゴム層１７１ｂを省略し、薄板弾性ローラ１７１ａ
と、その表面の離型層１７１ｃとのみによる層構成とし
てもよい。定着装置１７Ａに用いられる定着ローラ１７
ａの各層の構造及び諸特性は、図５にて前述したと同様
である。

【００６２】下側の加圧ローラ部材としての加圧ローラ
４７ａは、例えばステンレス材を用いた棒状の金属パイ
プ４７１ａと、該金属パイプ４７１ａの外側の、断熱性
を有するゴム材、例えばシリコン材を用い、ゴム硬度が
１０Ｈｓ〜５０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）、好ましく
は１５Ｈｓ〜４０Ｈｓで、厚さ２ｍｍ〜５ｍｍ程度のゴ
ムローラ層４７１ｂとからなる弾性力を有するソフトロ
ーラとして構成される。

【００６３】下側の加圧ローラ４７ａに断熱性の高いソ
フトなゴムローラを用い、上側の定着ローラ１７ａの薄
板弾性ローラ１７１ａから下側の加圧ローラ４７ａへの
熱の拡散を防止すると共に、定着ローラ１７ａと加圧ロ
ーラ４７ａとの相互の加圧圧力により、定着ローラ１７
ａと加圧ローラ４７ａとの間に５〜２０ｍｍ程度の幅広
いニップ幅を確保する平面状のニップ部Ｎを形成する。

【００６４】また図７に示すように、回転保持部材とし
ての保持ベアリングＢＨａに保持、回転される薄板弾性
ローラ１７１ａを用いた定着ローラ１７ａの両側端に、
例えばポリアミドイミド（ＰＡＩ）やポリフェニレンサ
ルファイド（ＰＰＳ）等の断熱性を有する樹脂部材を用
いたリング状の規制部材としての位置規制リングＲＪａ
を当接させて設け、定着ローラ１７ａと両側端の位置規
制リングＲＪａとを一体として、定着ローラ１７ａが回
転可能とされる。

【００６５】定着ローラ１７ａの外側の両端に貫通して
設けられる保持ベアリングＢＨａの中心位置を、押圧部
材である両端の押圧バネＳＰａにより、１００〜５００
Ｎ程度の一定加重の加圧圧力（適正圧力）にて押圧し、
定着ローラ１７ａと加圧ローラ４７ａとを圧着する。こ
れにより、定着ローラ１７ａより幅狭な加圧ローラ４７
ａにより押圧力を受ける薄板弾性ローラ１７１ａの端部
の変形が防止される。

【００６６】また、金属パイプ４７１ａの両端に嵌め込
まれたベアリングＢ６により回転可能に保持される下側
の加圧ローラ４７ａには、金属パイプ４７１ａの一方の
端部に歯車Ｇ１２を固定して設け、定着駆動モータＭａ
により駆動回転される歯車Ｇ２２を歯車Ｇ１２と繋合
し、定着駆動モータＭａの駆動により加圧ローラ４７ａ
を回転駆動し、加圧ローラ４７ａに押圧される定着ロー
ラ１７ａを従動回転させる。従動回転により、定着ロー
ラ１７ａの回転が均一化され、定着むらが防止される。

【００６７】上述したように、定着ローラ部材である定
着ローラ１７ａをバネ性を有する薄肉の薄板弾性ローラ
１７１ａとすると共に、位置規制リングＲＪａを一体と
する定着ローラ１７ａを、定着ローラ１７ａの外側の両
端に貫通して設けられる保持ベアリングＢＨａ部にて押
圧し、それぞれソフトローラである加圧ローラ４７ａの
押圧力を定着ローラ１７ａの薄板弾性ローラ１７１ａの
弾性力にて受ける（加圧ローラ４７ａを定着ローラ１７
ａに押圧して、加圧ローラ４７ａとの押圧力を定着ロー
ラ１７ａのバネ性を有する薄肉の薄板弾性ローラ１７１
ａの弾性力にて受けるようにしてもよい）。これによ
り、薄板弾性ローラ１７１ａが塑性変形なく楕円状に広
がり、加圧ローラ４７ａに薄板弾性ローラ１７１ａが押
圧され、それぞれソフトローラである定着ローラ１７ａ
と加圧ローラ４７ａとの間に平面状の５〜２０ｍｍ程度
の広幅のニップ部Ｎが形成される。幅広いニップ部Ｎに
より良好な定着が行われる。

【００６８】上記の如く、定着ローラ１７ａの両端に、
定着ローラ１７ａの外径よりもより大きな内径を有する
保持ベアリングＢＨａを設けて定着ローラ１７ａを保
持、回転可能とするもので、定着ローラ１７ａの両側端
に、定着ローラ１７ａの軸方向（転写材の送り方向と直
交する方向）のずれを規制する規制部材としての位置規
制リングＲＪａを当接させて設け、定着ローラ１７ａと
両側端の位置規制リングＲＪａとを一体として、定着ロ
ーラ１７ａが回転可能とされるものである。

【００６９】上記により、規制部材が固定であることに
よる摩耗は防止されるが、定着ローラ部材の円筒状弾性
体がつぶされた状態で、回転されるために生じる、規制
部材の摩耗や、定着ローラ部材の回転むらを防止するた
め、定着ローラ部材に対する規制部材の位置設定を以下
の条件の如くすることが好ましい。

【００７０】即ち、図８に示すように、定着ローラ１７
ａの薄板弾性ローラ１７１ａのニップ部Ｎの中央の点Ｐ
１と、保持ベアリングＢＨａによる薄板弾性ローラ１７
１ａの保持部中央の点Ｐ２とを結ぶ線の中点Ｐ３に、位
置規制リングＲＪａの回転中心が位置するよう位置規制
リングＲＪａを配設することが好ましく、位置規制リン
グＲＪａの回転中心を、つぶされた状態で回転される薄
板弾性ローラ１７１ａのセンター（中心）に合わせるこ
とにより、規制部材の円筒状弾性体との擦れによる規制
部材の摩耗が防止されると共に、定着ローラ部材の回転
むらが防止される。

【００７１】また、端面を当接されて、定着ローラ１７
ａと一体とされて回転される位置規制リングＲＪａの、
定着ローラ１７ａとの滑りの発生を防止するため、例え
ばポリアミドイミド（ＰＡＩ）やポリフェニレンサルフ
ァイド（ＰＰＳ）等の樹脂部材を用いる位置規制リング
ＲＪａと定着ローラ１７ａとの摩擦係数μ２を、０．２＜μ２＜０．４と設定することが好ましい。位置規制リングＲＪａと定
着ローラ１７ａとの摩擦係数μ２が、０．２以下で小さ
過ぎると、位置規制リングＲＪａが良好に従動回転され
ず、位置規制リングＲＪａに局所的な削れが生じる。位
置規制リングＲＪａと定着ローラ１７ａとの摩擦係数μ
２が、０．４以上で大き過ぎても位置規制リングＲＪａ
に局所的な削れが生じることが実験的に確認された。

【００７２】上記により、定着ローラ部材と規制部材と
の滑りの発生が防止されると共に、規制部材の過剰な摩
耗が防止される。

【００７３】なお、図７に示す位置規制リングＲＪａの
定着ローラ１７ａとの当接側の面ＰＭｂを、上述した摩
擦係数μ２の範囲内で（摩擦係数μ２を持たせて）、研
磨処理等により鏡面とすることが、ハロゲンヒータ１７
１ｇからの光エネルギーの端部での漏れを防止するため
に好ましい。

【００７４】また前述した各定着装置において、従来よ
り、定着ローラ部材の円筒状弾性体に用いる金属基体の
素管として、アルミやＳＴＫＭ等の鋼管を用いており、
円筒状弾性体自体にバネ性があまり無く、変形させて用
いることが困難であった。また、ステンレス材を用いる
場合でも、通常ステンレス板を円筒状として溶接し、ス
テンレス管を形成したものを円筒状弾性体に用いていた
ため、バネ性があまり無かった。即ち、円筒状弾性体に
用いる適正なバネ性を有する金属基体の選択が困難であ
るという問題を有しており、このため、円筒状弾性体か
らなる定着ローラ部材があまり変形せず、定着ローラ部
材とこれに対向して設けられる加圧ローラ部材とで形成
されるニップ部の幅があまり大きくならず、定着の高速
化があまり図られなかったり、また定着ローラ部材の径
があまり小さくならず、省エネルギー化があまり図られ
なかったり、さらに熱容量も大きくなってしまい、ウォ
ーミングアップ時間の短縮もあまり図られなかった。

【００７５】このため、前述した各定着装置の定着ロー
ラ部材として用いるための、適正なバネ性を有する円筒
状弾性体の加工方法の一実施形態について、図９、及び
前述した図２ないし図７を用いて説明する。図９は、本
発明の各定着装置に用いられる円筒状弾性体の製法の一
実施形態を示す概念図である。

【００７６】図９に示すように、例えばステンレス材を
用いた肉厚ｔａのパイプ状の金属基体である金属素管Ｋ
Ｐａを、治具（符号なし）により固定して保持されるダ
イスＤＪを通して圧延し、肉厚ｔ、好ましくは０．１〜
０．３ｍｍ程度の肉厚の薄板弾性ローラ１７１ａを製造
し、定着ローラ１７ａの円筒状弾性体として用いる。金
属素管ＫＰａの肉厚ｔａとして０．６ｍｍ程度のものか
ら、肉厚ｔが０．３ｍｍ程度の薄板弾性ローラ１７１ａ
を製造し、金属素管ＫＰａの肉厚ｔａが０．３ｍｍ程度
のものから、肉厚ｔが０．１ｍｍ程度の薄板弾性ローラ
１７１ａを製造する。この際、金属素管ＫＰａの圧延工
程における圧下比を、１．５〜３．０と設定することが
好ましい。圧下比が１．５未満で小さいと（薄板弾性ロ
ーラ１７１ａの肉厚ｔが厚い場合）、ステンレス材を用
いる薄板弾性ローラ１７１ａにバネ性があまりでず、薄
板弾性ローラ１７１ａが加圧されてつぶれた状態で、塑
性変形を起こし疲労破壊され易い。また、圧下比が３．
０を越えて大きいと（薄板弾性ローラ１７１ａの肉厚ｔ
が薄い場合）、圧延による肉厚ｔのバラツキや、円筒度
の低下が大きくなってしまい好ましくない。

【００７７】上述の如くにして製造した薄板弾性ローラ
１７１ａを用いた定着ローラ１７ａを用い、図２或いは
図６にて前述した、定着ローラ１７ａに対向して設けら
れる加圧ローラ部材である加圧ローラ４７ａとの間にニ
ップ部Ｎを形成する。

【００７８】前述したように薄板弾性ローラ１７１ａの
肉厚ｔは、０．１〜０．３ｍｍ程度が好ましく、薄板弾
性ローラ１７１ａの肉厚ｔが０．１ｍｍ未満で薄過ぎる
と、薄板弾性ローラ１７１ａが弱過ぎて、定着ローラ１
７ａと加圧ローラ４７ａとの相互の加圧圧力が出せず、
定着不良となる。また、薄板弾性ローラ１７１ａの肉厚
ｔが０．３ｍｍを越えて厚過ぎると、ニップ部Ｎの幅が
広くならない。

【００７９】しかしながら、この方法により製造された
薄板弾性ローラ１７１ａを用いると、薄板弾性ローラ１
７１ａの幅方向（薄板弾性ローラ１７１ａの中心軸と平
行する方向）での、中央部と端部とのニップ部Ｎの幅に
差が生じる。中央部は撓みが大きくニップ部Ｎの幅が広
く、端部では撓みが小さくニップ部Ｎの幅が中央部より
狭くなる。

【００８０】このため、前述の如くにして製造した薄板
弾性ローラ１７１ａを用いた円筒状弾性体である薄板弾
性ローラ１７１ａを用いた定着ローラ１７ａの外側の両
端に、図３或いは図４にて前述した、薄板弾性ローラ１
７１ａの外径より大きな内径を有する樹脂軸受けＪＨａ
（或いは樹脂軸受けＪＨｂ）を、定着ローラ部材の保持
部材として設け、両端の樹脂軸受けＪＨａ（或いは樹脂
軸受けＪＨｂ）と一体とされる定着ローラ１７ａを保
持、回転させる。また、前述の如くにして製造した薄板
弾性ローラ１７１ａを用いた円筒状弾性体である薄板弾
性ローラ１７１ａを用いた定着ローラ１７ａの外側の両
端に、図７にて前述した、薄板弾性ローラ１７１ａの外
径より大きな内径を有する保持ベアリングＢＨａを、定
着ローラ部材の保持部材として設け、両端の保持ベアリ
ングＢＨａにより定着ローラ１７ａを保持、回転させ
る。これにより、前述の如くにして製造した薄板弾性ロ
ーラ１７１ａを用いた定着ローラ１７ａと、図２或いは
図６にて前述した、定着ローラ１７ａに対向して設けら
れる加圧ローラ部材である加圧ローラ４７ａとの間に、
均一で安定した幅広いニップ部Ｎを形成することが可能
となる。

【００８１】前述した定着装置１７或いは定着装置１７
Ａに用いられる定着ローラ１７ａの諸特性は、前述の如
くにして製造した薄板弾性ローラ１７１ａを用いた定着
ローラ１７ａにより、図５にて前述したよりも向上さ
れ、薄板弾性ローラ１７１ａの弾性変形による疲労破壊
の発生を防止する上での、平面曲げ疲れ試験方法（ＪＩ
Ｓ、Ｚ２２７５）にての繰返し数１０⁷回で、１４０Ｎ
／ｍｍ²以上の疲れ強さを有することが実験的に確認さ
れた。

【００８２】また、前述の如くにして製造した薄板弾性
ローラ１７１ａの肉厚ｔ（ｍｍ）に対して、薄板弾性ロ
ーラ１７１ａの外径をＲ（ｍｍ）とするとき、図５にて
前述したと同様に、Ｒ／１００＞ｔ＞Ｒ／５００と設定することが、薄板弾性ローラ１７１ａが定着装置
１７或いは定着装置１７Ａに適用される場合においてよ
り好ましく、これにより、変形や破損がなくニップ部Ｎ
の幅を５〜２０ｍｍ程度で、均一幅で安定して広くする
ことが可能となる。前述の如くにして製造した薄板弾性
ローラ１７１ａの外径Ｒは、１５〜４０ｍｍが好ましく
用いられる。ｔ≧Ｒ／１００では、薄板弾性ローラ１７
１ａの厚さが厚すぎて、定着装置１７或いは定着装置１
７Ａに適用される場合、楕円状に変形せず、ニップ部Ｎ
の幅が広くならない。また、熱容量が大きいために昇温
速度が遅くなる欠点もある。ｔ≦Ｒ／５００では、薄板
弾性ローラ１７１ａの厚さが薄すぎて、定着装置１７或
いは定着装置１７Ａに適用される場合に強度が低すぎ押
圧力が不足し、定着むらとなる。また、熱容量が小さ
く、通紙時に温度差が生じる原因となる。

【００８３】上記により、定着ローラ部材として適正な
バネ性を有する金属基体からなる円筒状弾性体が用いら
れ、保持部材により保持される円筒状弾性体の適正な変
形により、定着ローラ部材とこれに対向して設けられる
加圧ローラ部材とで形成されるニップ部の幅を広くする
ことが可能となり、定着の高速化が図られ、また定着ロ
ーラ部材の径を小径とすることが可能となり、省エネル
ギー化が図られ、さらに熱容量も小さくすることが可能
となり、ウォーミングアップ時間の短縮が図られた定着
装置の提供が可能となる。

【００８４】

【発明の効果】請求項１または２によれば、定着ローラ
部材の熱効率の向上が図られて、定着装置の省エネルギ
ー化や定着ローラ部材のウォーミングアップ時間の短縮
が図られた定着装置の提供が可能となる。

【００８５】請求項３によれば、定着ローラ部材と断熱
部材との滑りの発生が防止されると共に、断熱部材の過
剰な摩耗が防止される。

【００８６】請求項４によれば、断熱部材により、定着
ローラ部材の軸方向（転写材の送り方向と直交する方
向）の適正な位置規制が行われる。

【００８７】請求項５によれば、規制部材の回転中心
を、つぶされた状態で回転される円筒状弾性体のセンタ
ー（中心）に合わせることにより、規制部材の円筒状弾
性体との擦れによる規制部材の摩耗が防止されると共
に、定着ローラ部材の回転むらが防止される定着装置の
提供が可能となる。

【００８８】請求項６によれば、定着ローラ部材と規制
部材との滑りの発生が防止されると共に、規制部材の過
剰な摩耗が防止される。

【００８９】請求項７によれば、ハロゲンランプからの
光エネルギーの漏れが防止される。請求項８ないし１０
によれば、定着ローラ部材として適正なバネ性を有する
金属基体からなる円筒状弾性体が用いられ、保持部材に
より保持される円筒状弾性体の適正な変形により、定着
ローラ部材とこれに対向して設けられる加圧ローラ部材
とで形成されるニップ部の幅を広くすることが可能とな
り、定着の高速化が図られ、また定着ローラ部材の径を
小径とすることが可能となり、省エネルギー化が図ら
れ、さらに熱容量も小さくすることが可能となり、ウォ
ーミングアップ時間の短縮が図られた定着装置の提供が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかわる定着装置を用いる画像形成装
置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図
である。

【図２】本発明にかかわる定着装置の第１の例の概要断
面図である。

【図３】図２の定着装置の概要側断面図である。

【図４】図３の断熱部材の変形例を示す図である。

【図５】定着ローラ部材の層構成と機能とを示す図であ
る。

【図６】本発明にかかわる定着装置の第２の例の概要断
面図である。

【図７】図６の定着装置の概要側断面図である。

【図８】図６の定着装置での規制部材の配置を示す図で
ある。

【図９】本発明の各定着装置に用いられる円筒状弾性体
の製法の一実施形態を示す概念図である。

【符号の説明】

１０感光体ドラム１１スコロトロン帯電器１２露光光学系１３現像器１７，１７Ａ定着装置１７ａ定着ローラ４７ａ加圧ローラ１７１ａ薄板弾性ローラ１７１ｇハロゲンヒータＢ５軸受けベアリングＢＨａ保持ベアリングＤＪダイスＪＨａ，ＪＨｂ樹脂軸受けＭａ定着駆動モータＮニップ部Ｐ記録紙ＲＪａ位置規制リングＳＰａ押圧バネ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に加熱手段を有する定着ローラ部材
と、前記定着ローラ部材と対向して弾性力を有する加圧
ローラ部材とを設け、転写材上のトナー像を定着する定
着装置において、前記定着ローラ部材を薄肉の円筒状弾性体とするもの
で、前記定着ローラ部材の両端に、前記定着ローラ部材の外
径よりもより大きな内径を有する軸受部材を設けて前記
定着ローラ部材を回転可能とすると共に、前記定着ローラ部材と前記軸受部材との間に、前記定着
ローラ部材の外径よりも大きく、前記軸受部材に内接し
て前記定着ローラ部材を保持する断熱部材を設けること
を特徴とする定着装置。
【請求項２】前記断熱部材の熱伝導率ｋ（Ｗ／ｍ・
Ｋ）は、０．１０＜ｋ＜０．３５であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】前記断熱部材と前記定着ローラ部材との
摩擦係数μ１は、０．１５＜μ１＜０．３０であることを特徴とする請求項１または２に記載の定着
装置。
【請求項４】前記断熱部材に、前記定着ローラ部材の
端部を位置規制する面を設けることを特徴とする請求項
１〜３の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項５】内部に加熱手段を有する定着ローラ部材
と、前記定着ローラ部材と対向して弾性力を有する加圧
ローラ部材とを設け、転写材上のトナー像を定着する定
着装置において、前記定着ローラ部材を薄肉の円筒状弾性体とし、前記定着ローラ部材の外径よりも大きな内径を有する回
転保持部材を前記定着ローラ部材の両端に設けて前記定
着ローラ部材を保持、回転すると共に、前記定着ローラ部材の軸方向のずれを規制する規制部材
を前記定着ローラ部材の両側端に設け、前記定着ローラ部材のニップ部中央と前記回転保持部材
の保持部中央とを結ぶ線の中点に、前記規制部材の回転
中心が位置するよう前記規制部材を配設することを特徴
とする定着装置。
【請求項６】内部に加熱手段を有する定着ローラ部材
と、前記定着ローラ部材と対向して弾性力を有する加圧
ローラ部材とを設け、転写材上のトナー像を定着する定
着装置において、前記定着ローラ部材を薄肉の円筒状弾性体とし、前記定着ローラ部材の外径よりも大きな内径を有する回
転保持部材を前記定着ローラ部材の両端に設けて前記定
着ローラ部材を保持、回転すると共に、前記定着ローラ部材の軸方向のずれを規制する規制部材
を前記定着ローラ部材の両側端に設けるもので、前記定着ローラ部材と前記規制部材との摩擦係数μ２
が、０．２＜μ２＜０．４であることを特徴とする定着装置。
【請求項７】前記規制部材の前記定着ローラ部材との
当接側の面を鏡面とすることを特徴とする請求項５また
は６に記載の定着装置。
【請求項８】内部に加熱手段を有する定着ローラ部材
と、前記定着ローラ部材と対向して弾性力を有する加圧
ローラ部材とを設け、転写材上のトナー像を定着する定
着装置において、パイプ状の金属基体を圧延して製造した円筒状弾性体
を、前記定着ローラ部材に用いることを特徴とする定着
装置。
【請求項９】前記円筒状弾性体の両端を、前記円筒状
弾性体の外径より大きな内径を有する保持部材にて保持
することを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
【請求項１０】前記パイプ状の金属基体を圧延する圧
延工程における圧下比を、１．５〜３．０とすることを
特徴とする請求項８または９に記載の定着装置。