JP2008129530A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特に高速機の画像形成装置に搭載される定着装置において、加熱ローラの端部からの熱伝搬や放熱を確実に阻止することで、ころがり軸受の保護、ひいては周辺部材の温度上昇の低減を図る。
【解決手段】加熱ローラ３５の端部３５２と、ころがり軸受３７０の内輪部３７１との間に断熱ブッシュ３６０を配置し、ころがり軸受３７０の外輪部３７３とローラ保持フレーム３９０との間に断熱カラー３８０を配置する。断熱ブッシュ３６０は、ころがり軸受３７０の内輪部３７１に固定されて、加熱ローラ３５と同期回転するように構成し、断熱カラー３８０は、ころがり軸受３７０の外輪部３７３に取り付けられて、ローラ保持フレーム３９０の嵌合穴３９１に嵌合固定されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置における定着装置に係り、より詳細には、内部に発熱源が配置された加熱ローラと加圧ローラとを備え、前記ローラの端部がころがり軸受を介してローラ保持部材に保持された構造の定着装置に関する。

画像形成装置は、記録用紙上の未定着トナーを溶融・固着する定着装置を備えている。この種の定着装置では、加熱ローラと加圧ローラの圧接域（ニップ域）に記録用紙を挟み込んで搬送しつつ、加熱ローラと加圧ローラにより記録用紙を加熱及び加圧して、記録用紙上のトナーを加熱溶融し定着させる熱定着ローラ方式が多く用いられている。

このような定着装置における加熱手法は、加熱ローラの内部において、加熱ローラの軸線方向に並行に加熱手段（通常、ハロゲン方式を用いたヒータが多用される）を配置し、この加熱手段（以下、「ヒータ」という。）により、加熱ローラの表面温度を未定着トナーの溶融温度より高くなるように加熱するようになっている。具体的には、トナーの溶融温度が、１５０〜１７０℃程度であるので、加熱ローラの表面温度は、１６０〜２００℃程度に加熱される。そのため、加熱ローラ内部（場合によってはさらに加圧ローラ内部）に配置されるヒータは、画像形成装置の総消費電力の６０〜７０％程度の消費電力に相当するヒータが用いられている。

一方、加熱ローラを回転可能に支持するため、加熱ローラの端部は、ころがり軸受を介してローラ保持フレームに保持された構造となっている。また、加熱ローラは、ヒータを内部で保持しつつその電力線を左右の端部から引き出す必要があり、さらに、内部のヒータと加熱ローラ内面とが接触することによるヒータの破壊を防止する必要がある。このような事情から、加熱ローラの端部は、その径を極端に細い形状とすることができない構造となっている。そのため、ヒータによって加熱された加熱ローラ表面の熱が、加熱ローラの端部からころがり軸受を介してローラ保持フレームに伝達することを防止するため、加熱ローラの端部ところがり軸受との間に、断熱性で熱膨張の少ないＰＯＭ(polyoxymethylene)樹脂等を用いた断熱ブッシュを配置した構造の定着装置が従来から提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図５は、従来の定着装置における加熱ローラの保持構造の一例を示しており、（ａ）は内部に１本のヒータを配置したもの、（ｂ）は内部に２本のヒータを配置したものを示している。

図５（ａ）に示す保持構造では、内部に１本のヒータ３１０が配置された加熱ローラ３００の端部３０１の芯金部分が若干絞り加工されており、この端部３０１が、リング状の断熱ブッシュ３０２を介してころがり軸受３０３の内輪部３０３ａに固定されており、転動体であるボールベアリング（若しくはロールベアリング）３０３ｂを介して外輪部３０３ｃが、ローラ保持フレーム３２０に形成された嵌合穴３２１に嵌合固定された構造となっている。一方、図５（ｂ）に示す保持構造も、加熱ローラ３００の内部に２本のヒータ３１１，３１２が配置されており、加熱ローラ３００の端部３０１が絞り加工されていないことを除けば、図５（ａ）に示した保持構造と全く同じである。
特開平０４−２７４４７１号公報

ところで、従来の低速機の画像形成装置に搭載されている定着装置では、図５（ａ）に示すように、加熱ローラ３００の内部に１本のヒータ３１０が配置されており、加熱ローラ３００の端部３０１は、絞り加工によって小径となっていることが多い。このような低速機の画像形成装置に搭載されている定着装置では、加熱ローラ３００の端部３０１ところがり軸受３０３との間に断熱ブッシュ３０２を配置することで、ヒータからの輻射熱によって加熱された加熱ローラ３００の熱が、ころがり軸受３０３を介してローラ保持フレーム３２０や周辺部材に伝搬することを阻止することができていた。

しかし、近年、画像形成装置の多機能化（カラー化）、及び高速印字処理（１００枚／分等）化に伴い、図５（ｂ）に示すように、加熱ローラ３００の内部に複数本（この例では２本）のヒータ３１１，３１２が配置されている定着装置では、図５（ａ）に示すような加熱ローラ３００の端部３０１に極端な絞り部分を形成することができず、放熱現象を阻止する構造とすることが困難であった。また、高速機の画像形成装置に搭載されている定着装置では、単位時間当たりの印字処理枚数の増加に伴う加熱ローラ３００の表面温度の低下に対応すべく消費電力の大きなヒータを用いる傾向にあり、このような傾向と上記した放熱現象を阻止しづらい構造とに起因して、種々の問題が発生していた。

すなわち、断熱ブッシュ３０２で阻止しきれない熱が、ころがり軸受３０２を介してローラ保持フレーム３２０へ伝搬し、ローラ保持フレーム３２０が加熱されることによる周辺部材の温度上昇や、加熱ローラの中央部からの直接的な放熱による周辺部材の温度上昇によって、周辺部材に種々の問題が発生していた。例えば、クリーニングユニットの廃トナーが搬送スクリューの熱によるトナー軟化で負荷が増大し、ブロッキング現象による詰り現象が発生していた。また、現像装置の現像槽内では、現像槽内温度の上昇によるトナーの攪拌性能の低下によってトナー帯電量の不足が発生していた。さらに、感光体では、熱による感光体感度の低下によって印字品位が低下する現象が発生していた。

本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、特に高速機の画像形成装置に搭載される定着装置において、加熱ローラの端部からの熱伝搬や放熱を確実に阻止することで、ころがり軸受の保護、ひいては周辺部材の温度上昇の低減を図った定着装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の定着装置は、内部に発熱源が配置された加熱ローラと加圧ローラとを備え、前記ローラの端部がころがり軸受を介してローラ保持部材に保持された構造の定着装置において、前記加熱ローラの端部と前記ころがり軸受との間に第１断熱部材が配置され、前記ころがり軸受と前記ローラ保持部材との間に第２断熱部材が配置されていることを特徴としている。また、前記加圧ローラの端部と前記ころがり軸受との間に第１断熱部材が配置され、前記ころがり軸受と前記ローラ保持部材との間に第２断熱部材が配置されていることを特徴としている。

すなわち、ころがり軸受の内輪部と外輪部の両方に断熱部材を配置することで、加熱ローラの端部に蓄積する熱が、ころがり軸受を介してローラ保持フレームに伝搬することを確実に阻止するとともに、加熱ローラの端部からの放熱も低減することが可能となる。また、これとは逆に、加熱ローラの中央部からの放熱で暖められたローラ保持フレームの熱が加熱ローラの端部に設けられているころがり軸受に伝搬することを、断熱カラーで阻止することができる。これにより、ころがり軸受への蓄熱による変形が抑えられ、加熱ローラの回転時にスムーズな回転が可能となる。

ここで、前記第１断熱部材は断熱ブッシュであり、前記第２断熱部材は断熱カラーである。また、前記断熱ブッシュは、前記ころがり軸受の内輪に固定されて、前記ローラと同期回転するようになっており、前記断熱カラーは、ころがり軸受の外輪に取り付けられて前記ローラ保持部材に固定されている。なお、前記ころがり軸受の転動体としては、ボールベアリングまたはローラベアリングのいずれのタイプでもよい。

本発明は上記のように構成したので、加熱ローラの回転に同期して回転するころがり軸受の転動体の温度上昇が低減され、加熱ローラの回転時にスムーズな回転が可能となり、定着工程を通過中の用紙の脈動を防止することができ、定着性能の向上を図ることができる。また、断熱ブッシュと断熱カラーの両方を用いて加熱ローラの断熱を行うため、加熱ローラからの放熱が低減でき、周辺部材の温度上昇を抑えることができる。これにより、周辺部材の温度上昇による悪影響を排除でき、印字品位の向上が図れるとともに、搬送用紙のジャムの発生を低減することができる。さらに、加熱ローラの中央部からの放熱で暖められたローラ保持フレームの熱が加熱ローラの端部に設けられているころがり軸受に伝搬することを断熱カラーで阻止することができるため、ころがり軸受への蓄熱による変形が防止され、加熱ローラの回転時にスムーズな回転が可能となる。これにより、定着工程を通過中の用紙が脈動することを防止することができ、定着性能の向上を図ることができる。

以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

−画像形成装置の全体説明−
図１は、本発明の定着装置の一実施形態を適用した画像形成装置を示す概略図である。

図１を参照して、まず画像形成装置の全体構成を説明する。

画像形成装置１００は、原稿用紙から読取られた画像データを取得したり、或いは、外部から受信した画像データを取得し、この画像データによって示されるモノクロ画像を記録用紙に形成するものであり、その構成を大別すると、原稿用紙搬送部（ＡＤＦ）１０１、画像読取り部１０２、印字部１０３、記録用紙搬送部１０４、及び給紙部１０５からなる。

原稿用紙搬送部１０１では、少なくとも１枚の原稿用紙が原稿セットトレイ１１にセットされると、原稿用紙を１枚ずつ原稿セットトレイ１１から引き出して搬送し、この原稿用紙を画像読取り部１０２の原稿読取り窓１０２ａに導いて通過させ、この原稿用紙を排紙トレイ１２に排出する。

原稿読取り窓１０２ａの上方には、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）１３を配設している。このＣＩＳ１３は、原稿読取り窓１０２ａを原稿用紙が通過する際に、原稿用紙裏面の画像を主走査方向に繰り返し読取り、原稿用紙裏面の画像を示す画像データを出力する。

また、画像読取り部１０２は、原稿用紙が原稿読取り窓１０２ａを通過する際に、第１走査ユニット１５のランプによって原稿用紙表面を露光し、第１及び第２走査ユニット１５，１６のミラーによって原稿用紙表面からの反射光を結像レンズ１７へと導き、結像レンズ１７によって原稿用紙表面の画像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）１８上に結像する。ＣＣＤ１８は、原稿用紙表面の画像を主走査方向に繰り返し読取り、原稿用紙表面の画像を示す画像データを出力する。

さらに、原稿用紙が画像読取り部１０２上面のプラテンガラス上に置かれた場合は、第１及び第２走査ユニット１５，１６を相互に所定の速度関係を維持しつつ移動させ、第１走査ユニット１５によってプラテンガラス上の原稿用紙表面を露光し、第１及び第２走査ユニット１５，１６によって原稿用紙表面からの反射光を結像レンズ１７へと導き、結像レンズ１７によって原稿用紙表面の画像をＣＣＤ１８上に結像する。

ＣＩＳ１３もしくはＣＣＤ１８から出力された画像データは、マイクロコンピュータ等の制御回路により各種の画像処理を施されてから、印刷部１０３に出力される。

印刷部１０３は、画像データによって示される原稿を用紙に記録するものであって、感光体ドラム２１、帯電器２２、光書込みユニット２３、現像器２４、転写ユニット２５、クリーニングユニット２６、及び定着装置２７等を備えている。

感光体ドラム２１は、一方向に回転しており、その表面をクリーニングユニット２６によりクリーニングされてから、その表面を帯電器２２により均一に帯電される。帯電器２２は、チャージャー型のものであっても、感光体ドラム２１に接触するローラ型やブラシ型のものであっても良い。

光書込みユニット２３は、２つのレーザ照射部２８ａ，２８ｂ、及び２つのミラー群２９ａ，２９ｂを備えるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。この光書込みユニット２３では、画像データを入力して、この画像データに応じたレーザ光を各レーザ照射部２８ａ，２８ｂからそれぞれ出射し、これらのレーザ光を各ミラー群２９ａ，２９ｂ介して感光体ドラム２１に照射して、均一に帯電された感光体ドラム２１表面を露光し、感光体ドラム２１表面に静電潜像を形成する。

この光書込みユニット２３は、高速印字処理に対応するために２つのレーザ照射部２８ａ，２８ｂを備えた２ビーム方式を採用して、照射タイミングの高速化に伴う負担を軽減している。

なお、光書込ユニット２３として、レーザスキャニングユニットの代わりに、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ書き込みヘッドやＬＥＤ書き込みヘッドを用いることもできる。

現像器２４は、トナーを感光体ドラム２１表面に供給して、静電潜像を現像し、トナー像を感光体ドラム２１表面に形成する。転写ユニット２５は、感光体ドラム２１表面のトナー像を用紙搬送部１０４により搬送されてきた記録用紙に転写する。定着装置２７は、記録用紙を加熱及び加圧して、記録用紙上のトナー像を定着させる。この後、記録用紙は、用紙搬送部１０４により排紙トレイ４７へと更に搬送されて排出される。また、クリーニングユニット２６は、現像、転写後に感光体ドラム２１の表面に残留したトナーを除去して回収する。

ここで、転写ユニット２５は、転写ベルト３１、駆動ローラ３２、従動ローラ３３、及び弾性導電性ローラ３４等を備えており、転写ベルト３１を該各ローラ３２〜３４と他のローラに張架して回転させている。転写ベルト３１は、所定の抵抗値（例えば、１×１０⁹〜１×１０¹³Ω／ｃｍ）を有しており、その表面に載せられた記録用紙を搬送する。弾性導電性ローラ３４は、転写ベルト３１を介して感光体ドラム２１表面に押し付けられており、転写ベルト３１上の記録用紙を感光体ドラム２１表面に押し付ける。この弾性導電性ローラ３４には、感光体ドラム２１表面のトナー像の電荷とは逆極性の電界が印加されており、この逆極性の電界により感光体ドラム２１表面のトナー像が転写ベルト３１上の記録用紙に転写される。例えば、トナー像が（−）極性の電荷を有している場合は、弾性導電性ローラ３４に印加されている電界の極性が（＋）極性にされる。

定着装置２７は、加熱ローラ３５及び加圧ローラ３６を備えている。加熱ローラ３５に対して加圧ローラ３６が所定圧で圧接されるように、加圧ローラ３６の両端に図示しない加圧部材を配置している。加熱ローラ３５と加圧ローラ３６間の圧接域（ニップ域Ｎと称す）に記録用紙が搬送されて来ると、各ローラ３５、３６により記録用紙が搬送されつつ、記録用紙上の未定着トナー像が加熱溶融され加圧されて、トナー像が記録用紙上に定着される。

用紙搬送部１０４は、記録用紙を搬送するための複数対の搬送ローラ４１、一対のレジストローラ４２、搬送経路４３、反転搬送経路４４ａ，４４ｂ、複数の分岐爪４５、及び一対の排紙ローラ４６等を備えている。

搬送経路４３では、記録用紙を給紙部１０５から受け取り、記録用紙の先端がレジストローラ４２に達するまで該記録用紙を搬送する。このときレジストローラ４２を一時的に停止させているので、記録用紙の先端がレジストローラ４２に達して当接し、記録用紙が撓む。この撓んだ記録用紙の弾性力により該記録用紙の先端をレジストローラ４２と平行に揃える。この後、レジストローラ４２の回転を開始して、レジストローラ４２により記録用紙を印字部１０３の転写ユニット２５へと搬送し、更に排紙ローラ４６により記録用紙を排紙トレイ４７へと搬送する。

レジストローラ４２の停止及び回転は、レジストローラ４２と駆動軸間のクラッチをオンオフに切り替えたり、レジストローラ４２の駆動源であるモータをオンオフに切り替えてなされる。

また、記録用紙の裏面にも画像を記録する場合は、各分岐爪４５を選択的に切替え、記録用紙を搬送経路４３から反転搬送経路４４ｂへと導き入れて、記録用紙の搬送を一旦停止させ、更に各分岐爪４５を選択的に再度切替え、記録用紙を反転搬送経路４４ｂから反転搬送経路４４ａへと導き入れて、記録用紙の表裏を反転させてから、記録用紙を反転搬送経路４４ａを通じて搬送経路４３のレジストローラ４２へと戻す。

このような記録用紙の搬送をスイッチバック搬送と称し、このスイッチバック搬送により記録用紙の表裏を反転させることができ、同時に記録用紙の先端及び後端も入れ替わる。従って、記録用紙が反転されて戻されると、記録用紙の後端がレジストローラ４２に当接して、記録用紙の後端がレジストローラ４２と平行に揃えられ、レジストローラ４２により記録用紙がその後端から印字部１０３の転写ユニット２５へと搬送されて、記録用紙の裏面に印字がなされ、定着装置２７の各ローラ３５，３６間のニップ域により記録用紙裏面の未定着トナー像が加熱溶融され加圧されて、トナー像が記録用紙の裏面に定着され、この後に排紙ローラ４６により記録用紙が排紙トレイ４７へと搬送される。

搬送経路４３及び反転搬送経路４４ａ，４４ｂにおいては、記録用紙の位置等を検出するセンサーを各所に配置し、各センサーにより検出された記録用紙の位置に基づいて搬送ローラやレジストローラを駆動制御して、記録用紙の搬送及び位置決めを行っている。

給紙部１０５は、複数の給紙トレイ５１を備えている。各給紙トレイ５１は、記録用紙を蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置１００の下方に設けられている。また、各給紙トレイ５１は、記録用紙を一枚ずつ引き出すためのピックアップローラ等を備えており、引き出した記録用紙を用紙搬送部１０４の搬送経路４３へと送り出す。

画像形成装置１００は、高速印字処理を目的としているため、各給紙トレイ５１には、定型サイズの記録用紙を５００〜１５００枚収納可能な容積を確保している。

また、画像形成装置１００の側面には、複数種の記録用紙を多量に収納可能な大容量給紙カセット（ＬＣＣ）５２、及び主として不定型サイズの記録用紙を供給するための手差しトレイ５３を設けている。

排紙トレイ４７は、手差しトレイ５３とは反対側の側面に配置されている。この排紙トレイ４７に代えて、排紙用紙の後処理装置（ステープル、パンチ処理等々）や、複数段の排紙トレイをオプションとして配置することも可能な構成となっている。

このような画像形成装置１００においては、印字処理速度を高速化して、使い勝手を向上させている。例えば、Ａ４定型の記録用紙を用いる場合は、記録用紙の搬送速度を７０枚／分（プロセス速度３５０ｍｍ／ｓｅｃ）に設定している。

定着装置２７においては、記録用紙の搬送速度もしくはプロセス速度が高速になると、加熱ローラ３５及び加圧ローラ３６間のニップ域を通過する記録用紙に十分な熱量を与えることができなくなったり、各ローラ３５，３６の表面温度が低下する傾向にあり、これを放置しておくと、記録用紙上のトナー像の定着不良が発生する。

このため、定着装置２７では、各ローラ３５，３６のいずれにもヒータを内蔵して、各ローラ３５、３６を加熱している。

−定着装置２７のより詳細な説明−
図２は、定着装置２７の全体を側方から見た概略断面図、図３は、加熱ローラ３５をローラ軸線方向に沿って切断した状態を示す一部拡大した断面図、図４は、加熱ローラ３５部分の側面図である。

この定着装置２７では、加熱ローラ３５、加圧ローラ３６、加熱ローラ３５表面の付着トナーを除去するクリーニングユニット２６、及び各ローラ３５，３６の表面に設けられたそれぞれの剥離爪７１，７２を備えている。

クリーニングユニット２６は、オイル（シリコンオイル）を含侵した薄い（１００μｍ厚み前後）布からなるウェブシート６１を巻き付けた送り出しローラ６２と、このウェブシート６１の先端を接続した巻き取りローラ６３と、送り出しローラ６２から巻き取りローラ６３へと到るウェブシート６１の搬送経路で該ウェブシート６１にテンションを付与する複数のテンションローラ６４と、送り出しローラ６２と巻き取りローラ６３間でウェブシート６１を加熱ローラ３５に圧接させる圧接ローラ６５とを備えており、圧接ローラ６５によりウェブシート６１を加熱ローラ３５表面に圧接して、加熱ローラ３５表面に付着している残留トナーを拭きとり除去する。

各剥離爪７１，７２は、それぞれのローラ３５，３６の回転方向におけるニップ域Ｎよりも下流側に配置されている。これらの剥離爪７１，７２の根元付近が揺動自在もしくは弾性的に支持され、各剥離爪７１，７２の先端側が弾性部材によりそれぞれのローラ３５，３６側に付勢されて、各剥離爪７１，７２の先端近傍がそれぞれのローラ３５，３６表面に軽く圧接されている。記録用紙が各ローラ３５，３６のいずれかに巻き付いたときには、記録用紙の先端が各剥離爪７１，７２のいずれかの先端により剥離されて、記録用紙がローラ表面から剥がされる。これにより、記録用紙のジャムが防止される。

各ローラ３５，３６は、所定の押圧力（例えば６００Ｎ）で互いに圧接されており、それらの間にニップ域Ｎを形成している。このニップ域Ｎの長さ（各ローラ３５，３６の回転方向に沿った長さ）は、例えば９ｍｍに設定されている。各ローラ３５，３６は、規定の定着温度（例えば２００℃）に加熱されながら回転し、ニップ域Ｎを通過する記録用紙上のトナー像を加熱溶融する。

加熱ローラ３５は、芯金３５１の外表面に弾性層３５３を設け、この弾性層３５３の外表面に離型層３５４を形成してなる３層構造のローラである。芯金３５１には、例えば鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属或いはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層３５３にはシリコンゴムが用いられ、離型層３５４にはＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂が用いられる。

加熱ローラ３５内部（芯金の内部）には、該ローラ３５を加熱する熱源のハロゲンヒータ３７が設けられている。

ハロゲンヒータ３７は、ローラ軸線方向中央部において記録用紙のセンタ基準に合わせてヒータを配置してなるメインヒータ３７ａと、このメインヒータ３７ａのローラ軸線方向両側にそれぞれヒータを配置してなる第１サブヒータ３７ｂと、ローラ軸線方向の全長に渡ってヒータを配置してなる第２サブヒータ（瞬間通電用ヒータ）３７ｃとを備えている。これらメインヒータ３７ａ、第１サブヒータ３７ｂ及び第２サブヒータ３７ｃは、ガラス管Ｇの内部にフィラメントＦが収容されて構成されており、このフィラメントＦは、上記したように、各ヒータ３７ａ〜３７ｃによって加熱すべき範囲に対応した部分が発熱箇所として形成されている。そして、図示しない制御回路からフィラメントＦに通電されることによって、所定の発熱分布となるように発光して赤外線が放射され、加熱ローラ３５の内周面を加熱するようになっている。すなわち、メインヒータ３７ａ、第１サブヒータ３７ｂ及び第２サブヒータ３７ｃは、制御回路によってそれぞれ独立に温度制御されている。なお、第２サブヒータ３７ｃは、メインヒータ３７ａや第１サブヒータ３７ｂに比較して、巻線密度が低くなっており、瞬間通電を行ったときの突入電流の発生が大きくなるように配慮されている。

加圧ローラ３６も、加熱ローラ３５と同様に、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属或いはそれらの合金等よりなる芯金、この芯金表面のシリコンゴム等の弾性層、更にその上のＰＦＡやＰＴＦＥ等の離型層からなる３層構造のローラである。そして、加圧ローラ３６内部（芯金の内部）にも、該ローラ３６を加熱するハロゲンヒータ３８が設けられている。

また、加熱スーラ３５の表面近傍には、サーミスタ５６が配置されており、このサーミスタ５６により加熱ローラ３５の表面温度が検出される。

ここで、加熱ローラ３５は、その軸をモータ及び動力伝達機構等（図示せず）により回転駆動されて、矢印Ｘで示す方向に回転される。加圧ローラ３６は、加熱ローラ３５に圧接されていることから矢印Ｙで示す方向に従動回転する。

また、サーミスタ５６により検出された加熱ローラ３５の表面温度に基づいて、加熱ローラ３５及び加圧ローラ３６の各ハロゲンヒータ３７，３８を制御し、加熱ローラ３５及び加圧ローラ３６の表面温度を調節する。これにより、各ローラの表面温度が適確に制御されて、記録用紙のトナー像を確実に定着することが可能になる。

上記構成の定着装置２７において、芯金３５１の両端部３５２は、図３に示すように、若干絞り加工されており、この端部３５２が、リング状に形成された断熱ブッシュ３６０を介してころがり軸受３７０の内輪部３７１に固定されている。また、転動体であるボールベアリング（若しくはロールベアリング）３７２を介して外輪部３７３には、リング状に形成された断熱カラー３８０が外嵌固定されており、この断熱カラー３８０が、ローラ保持フレーム３９０に形成された嵌合穴３９１に嵌合固定されることによって、加熱ローラ３５の端部３５２がローラ保持フレーム３９０に回転可能に支持された構造となっている。

すなわち、断熱ブッシュ３６０は、従来と同様、加熱ローラ３５の端部３５２ところがり軸受３７０の内輪部３７１との間に配置することで、駆動回転する加熱ローラ３５との接触距離、及びボールベアリング３７２との接触距離を充分に保ち、回転負荷を低減するボールベアリングの効果を充分に発揮できる構成となっている。

一方、断熱カラー３８０は、ころがり軸受３７０の外輪部３７３とローラ保持フレーム３９０との間に配置することで、加熱ローラ３５の輻射熱が周辺部材に伝搬しないようにしている。すなわち、加熱ローラ３５の端部３５２からの熱伝搬を、断熱ブッシュ３６０と、ころがり軸受３７０を介した断熱カラー３８０とで阻止することで、ローラ保持フレーム３９０の温度上昇を防止している。また逆に、加熱ローラ３５の表面からの輻射熱により直接温められたローラ保持フレーム３９０の熱が、断熱カラー３８０で阻止され、ころがり軸受３７０に伝搬されることを防止することができる。

そして、この両作用によって、ころがり軸受３７０の温度上昇を抑えることが可能となり、加熱ローラ３５の回転時にスムーズな回転が可能となるだけでなく、熱履歴を受けるころがり軸受３７０の耐久性の低下を防止することが可能となる。さらに、断熱部材を断熱ブッシュ３６０と断熱カラー３８０の２段階構成とすることで、加熱ローラ３５からの輻射熱が画像形成装置内部に拡散することが少なくなり、定着装置２７の内部で保持できることから、定着装置２７内部の温度コントロールが容易となり、熱量の保持効率が向上することから省エネ効果も期待できるものである。

なお、断熱ブッシュ３６０及び断熱カラー３８０の材質としては、ＰＯＭ樹脂を用いることができる。例えば、ＰＯＭを素材とした、熱膨張率：０．２ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃、線膨張率（＋２０〜７０℃）：１３×１０^-5ｃｍ／℃、引火温度：３５０℃、着火温度：４５０℃のジュラコン（ポリプラスチック株式会社の登録商標）を用いることが可能である。

また、上記実施形態では、本発明を加熱ローラ３５に適用した場合について説明しているが、加圧ローラ３６に適用してもよいことは当然である。

本発明の定着装置の一実施形態を適用した画像形成装置を示す概略図である。 定着装置を側方から見た概略断面図である。 加熱ローラをローラ軸線方向に沿って切断した状態を示す一部拡大した断面図である。 加熱ローラ部分の側面図である。 従来の定着装置における加熱ローラの保持構造の一例を示す概略断面であり、（ａ）は内部に１本のヒータを配置したもの、（ｂ）は内部に２本のヒータを配置したものである。

符号の説明

２１ 感光体ドラム
２２ 帯電器
２３ 光書込みユニット
２４ 現像器
２５ 転写ユニット
２６ クリーニングユニット
２７ 定着ユニット
３５ 加熱ローラ
３６ 加圧ローラ
３７，３８ ハロゲンヒータ
３７ａ メインヒータ
３７ｂ 第１サブヒータ
３７ｃ 第２サブヒータ
４１ 搬送ローラ
４２ レジストローラ
５６ サーミスタ
６１ ピックアップローラ
７１，７２ 剥離爪
１００ 画像形成装置
１０１ 原稿用紙搬送部
１０２ 画像読取り部
１０３ 印字部
１０４ 記録用紙搬送部
１０５ 給紙部
３５１ 芯金
３５２ 端部
３５３ 弾性層
３５４ 離型層
３６０ 断熱ブッシュ
３７０ ころがり軸受
３７１ 内輪部
３７２ ボールベアリング
３７３ 外輪部
３８０ 断熱カラー
３９０ ローラ保持フレーム
３９１ 嵌合穴

Claims (6)

1. 内部に発熱源が配置された加熱ローラと加圧ローラとを備え、前記ローラの端部がころがり軸受を介してローラ保持部材に保持された構造の定着装置において、
   前記加熱ローラの端部と前記ころがり軸受との間に第１断熱部材が配置され、前記ころがり軸受と前記ローラ保持部材との間に第２断熱部材が配置されていることを特徴とする定着装置。
2. 前記加圧ローラの端部と前記ころがり軸受との間に第１断熱部材が配置され、前記ころがり軸受と前記ローラ保持部材との間に第２断熱部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記第１断熱部材が断熱ブッシュであり、前記第２断熱部材が断熱カラーであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置。
4. 前記断熱ブッシュは、前記ころがり軸受の内輪部に固定されて、前記ローラと同期回転することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記断熱カラーは、前記ころがり軸受の外輪部に取り付けられて、前記ローラ保持部材に固定されていることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
6. 前記ころがり軸受の転動体がボールベアリングまたはローラベアリングであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の定着装置。

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