JPH09297484A - 画像形成装置における定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造コストを低減させたものでありながら、
画像形成装置の電源ＯＮからの定着装置の使用温度まで
の到達時間を短縮できるようにする。 【解決手段】 定着ユニットのケース内に回転可能に配
置されたゴム製の押圧ローラ１６にて加圧力が0.01kg/m
m 〜0.03kg/mm の範囲で加圧されるアルミ製の加熱ロー
ラ１５を、薄肉筒状であって、断面二次モーメント値が
700mm⁴〜1700mm⁴ の範囲内に設定し、且つ加熱ローラ１
５の長手方向中央部の最大撓み量を0.29mm以内に設定す
る。画像形成装置の電源ＯＮから作業開始可能状態に入
るまでのいわゆる装置立ち上げ所要時間を短縮するため
には、定着装置におけるハロゲンランプ等の加熱体をか
らの熱が加熱ローラ１５の外径まで速く伝達されると共
に、加熱ローラ１５を逆クラウン状に形成しなくて済
む。

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、ファクシ
ミリ、或いはレーザプリンタ等、用紙等の被記録媒体に
トナー像を形成し、そのトナー像を加熱定着して記録す
る画像形成装置における定着装置の構造に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば静電写真式の画像形成装置
は、特開平８−６４１６号公報等に開示されているよう
に、本体ケース内に配置したスキャナユニットから発射
され走査されるレーザービームにて感光体ドラムの外周
面に静電潜像が形成され、この静電潜像にトナーカート
リッジから供給された現像剤（トナー）を静電気的に付
着させて顕在化した後、感光体ドラムの転写部を通過さ
せた用紙等の被記録媒体の表面に前記トナー像を転写
し、次いで、定着ユニットにおける加熱ローラと押圧ロ
ーラとの間の加熱定着部（ニップ部）に前記被記録媒体
を通過させてトナー像を被記録媒体に加熱定着した後、
排紙ローラとピンチローラとの対により装置外に排紙す
る形式のものが一般的である。

【０００３】ところで、従来、一般には、ゴム製の押圧
ローラの左右両側端部からの加圧力で金属製の加熱ロー
ラに対して用紙をニップするように構成されていた。こ
のとき、両ローラとも左右両端単純支持構造であるの
で、押圧ローラ及び加熱ローラは共に、そのローラ軸線
に沿って長手中央側の撓み量が最大となるような撓み曲
線で変形する。これにより、前記ニップ部から排出され
た用紙のカールが大きくなりすぎたり、用紙の幅方向の
中央部寄り部位に用紙搬送方向に長い縦皺が発生すると
いう問題が発生するので、従来では、押圧ローラを正ク
ラウン状（ローラの中央側の外径が左右両端部の外径よ
り大きくなるように太鼓の胴状）に形成するか、または
ストレートに形成する一方、加熱ローラは逆クラウン状
（ローラの中央側の外径が左右両端部の外径より小さく
なるように鼓状）に形成していた。

【０００４】他方、画像形成装置の電源ＯＮから作業開
始可能状態に入るまでに、定着装置が所定の使用温度に
到達していなければならず、そのための待機時間（余熱
所要時間）が長いと迅速に画像形成操作に入ることがで
きない。そこで、従来から、定着装置の余熱所要時間を
短くする、いわゆる装置の立ち上げ所要時間（ウオーミ
ングアップ時間）を短縮するためには、定着装置におけ
るハロゲンランプ等の加熱体を内径部に内挿した筒状の
加熱ローラを、熱伝導率の高い材料（金属製）で形成し
ていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、加熱ロ
ーラを前記のように逆クラウン状に形成するには、当該
加熱ローラの筒部の肉厚寸法を余り薄くすることができ
ず、従って、前記装置の立ち上げ所要時間を短縮するこ
とにも限界があった。また、加熱ローラに押圧ローラか
ら加えられる加圧力が非常に大きい時には、加熱ローラ
に正クラウンを予め形成しておかなければならず、いず
れにしても加熱ローラにクラウンを形成することは、製
造コストが大幅に高くなる原因となる。

【０００６】そこで、本発明は、加熱ローラの筒部の肉
厚寸法を薄く形成すれば、押圧ローラ側からの適度の加
圧力により、加熱ローラが逆クラウン状に撓み変形する
現象に着目したものであり、加熱定着作業を安定して実
行でき、且つ製造コストの廉価な画像形成装置における
定着装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１に記載した発明の画像形成装置における定
着装置は、トナー像形成手段にて用紙等の被記録媒体に
形成されたトナー像を加熱定着する加熱ローラと押圧ロ
ーラとを備えた画像形成装置における定着装置におい
て、内径部にハロゲンランプ等の加熱体を内装した金属
製の加熱ローラをローラ軸に沿って平行な円筒状に形成
し、該加熱ローラの断面二次モーメント値を700mm⁴〜17
00mm⁴ の範囲内に設定し、且つ加熱ローラの長手方向中
央部の最大撓み量を0.29mm以内に設定したものである。

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の画像形成装置における定着装置において、前記
加熱ローラに対する押圧ローラ側からの加圧力が0.01kg
/mm〜0.03kg/mm の範囲であるように設定したものであ
る。さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の画像形成装置における定着装置におい
て、前記押圧ローラの円周面形状を、ローラ軸に沿って
平行な円柱状に形成したものである。

【０００９】そして、請求項４に記載の発明は、請求項
１または請求項２に記載の画像形成装置における定着装
置において、前記押圧ローラの円周面形状を、ローラ軸
に対して正クラウン状に形成したものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明をレーザービーム式
のプリンタに具体化した実施形態を図面に基づいて説明
する。図１は画像形成装置としてのレーザプリンタの主
要構成部品の斜視図、図２はレーザプリンタの概略側断
面図である。レーザプリンタにおける合成樹脂製の本体
ケース１は、図１に示すように、上面から露光ユニット
としてのスキャナユニット２と、トナー像形成手段とし
てのプロセスユニット３と、定着手段としての定着ユニ
ット４と、給紙ユニット５とを装着できるメインフレー
ム１ａと、該メインフレーム１ａの四周（前後及び左右
両側）外面を覆うメインカバー体１ｂとからなり、メイ
ンフレーム１ａとメインカバー体１ｂとを、一体的に射
出成形等により形成したものである。

【００１１】そして、駆動モータとギヤ列を含む駆動系
ユニット６は、メインカバー体１ｂの図１の左側内面と
それに近接するメインフレーム１ａの左側との間の収納
凹所１ｄ内に本体ケース１の下方から挿入して装着固定
する。さらに、前記メインフレーム１ａ及びメインカバ
ー体１ｂの上面を覆うための合成樹脂製の本体カバーと
してのトップカバー７には、前記メインフレーム１ａの
右側に上向きに突出する操作パネル部１ｃを貫通させる
孔７ａと、前記給紙ユニット５の基部を貫通させるため
の孔７ｂとが穿設されている。排紙トレイ８の基部は前
記トップカバー７の前端の左右両側に突設したブラケッ
ト９、９（図１で一方のみ示す）に上下回動可能に装着
されており、不使用の場合には、排紙トレイ８をトップ
カバー７の上面側に折り畳んで覆うことができる構成で
ある。

【００１２】積層された状態で給紙ユニット５における
フィダー部ケース５ａ内にセットされた用紙Ｐの先端側
は、フィダー部ケース５ａ内の付勢ばね１０ａ付き支持
板１０にて給紙ローラ１１に向かって押圧され、上記駆
動系ユニット６から動力伝達されて回転する給紙ローラ
１１と分離パッド１２とによって１枚ずつ分離される。
分離された用紙Ｐは、上下一対のレジストローラ１３，
１４にてプロセスユニット３に給送され、このプロセス
ユニット３で表面にトナーにより画像を形成された用紙
Ｐは、後に詳述する定着ユニット４の加熱ローラ１５と
押圧ローラ１６とにて画像が固定された後、定着ユニッ
トケース内における下流側に配置された排紙ローラ１７
とピンチローラ１８とからなる排紙部を介して排紙トレ
イ８に排出される。

【００１３】本体ケース１における上面開放箱体状のメ
インフレーム１ａの平面視ほぼ中央部に配置するプロセ
スユニット３の下方の部位には、スキャナユニット２の
上支持板２ａが、前記メインフレーム１ａの底板部の上
面側に一体的に形成したステー部にビス等にて固定され
る。そして、露光ユニットとしてのスキャナユニット２
には、合成樹脂製の上支持板２ａの下面側に、レーザ発
光部、ポリゴンミラー２０、レンズ２１、反射鏡２２等
を配置し、前記上支持板２ａに感光体ドラム２３の軸線
に沿って延びるように穿設された横長スキャナ孔を覆う
硝子板２４を通過してプロセスユニット３における感光
体ドラム２３の外周面にレーザービームを照射して露光
するように構成されている。

【００１４】図２に示すように、前記プロセスユニット
３は、前記感光体ドラム２３とその上面に当接した転写
ローラ２５、感光体ドラム２３の下方に配置したスコロ
トロン型等の帯電器２６、給紙方向において感光体ドラ
ム２３よりも上流側に配置した現像ローラ２７及び供給
ローラ２８を有する現像装置、さらにその上流側に配置
した現像剤（トナー）供給部すなわち着脱可能なトナー
カートリッジ２９、また感光体ドラム２３よりも下流側
に配置したクリーニングローラ３０等から成っている。
感光体ドラム２３の外周面は、帯電器２６にて形成され
た帯電層に前記スキャナユニット２からレーザービーム
を走査することによって静電潜像が形成される。前記ト
ナーカートリッジ２９内の現像剤（トナー）は、攪拌体
３１にて攪拌されて放出されたのち、供給ローラ２８を
介して現像ローラ２７の外周面に担持され、ブレード３
２によってトナー層厚さが規制される。感光体ドラム２
３の静電潜像は、現像ローラ２７から現像剤が付着する
ことによって顕像化され、転写ローラ２５と感光体ドラ
ム２３の間を通る用紙Ｐに転写される。そして、感光体
ドラム２３上に残ったトナーはクリーニングローラ３０
で一時的に回収された後、所定のタイミングで感光体ド
ラム２３上に戻され、現像ローラ２７によりプロセスユ
ニット３内に回収される。

【００１５】なお、スキャナユニット２の上支持板２ａ
には、上向きに突出するトナーセンサ３３を設け、発光
部と受光部との対からなるトナーセンサ３３がプロセス
ユニット３におけるトナーカートリッジ２４の下面凹所
内に臨んで、トナーカートリッジ２９内のトナーの有無
を検出できるようになっている。プロセスユニット３
は、合成樹脂製のケース３４に組み込むことにてカート
リッジ化されており、このカートリッジ化したプロセス
ユニット３は、前記メインフレーム１ａに着脱可能に装
着される。

【００１６】メインフレーム１ａの前部位とメインカバ
ー体１ｂの前部位との連設部下面側には、冷却フアン３
５を収納するための収納部３６と、用紙Ｐの通過方向と
直交する左右方向に延びる通風ダクト３７とが連通して
形成される。そして、通風ダクト３７の上面板部３７ａ
を断面下向きＶ字状に形成し、この上面板部３７ａが前
記プロセスユニット３と定着ユニット４との間に位置さ
せて、定着ユニット４における加熱ローラ１５から発生
する熱がプロセスユニット３側に直接伝達しないように
遮断される。また、冷却フアン３５で発生した冷却風は
通風ダクト３７内を通って、メインフレーム１ａの一側
下面を伝い後部の電源部３９（図２参照）及び前記駆動
系ユニット６の駆動モータ（図示せず）を冷却する一
方、前記上面板部３７ａのうちプロセスユニット３側に
開口した複数箇所のスリット孔３８から吹き出し、該冷
却風は、プロセスユニット３と定着ユニット４の間を通
過して上昇し、トップカバー７に複数穿設した排気孔４
０から装置外に排出されるように構成すると、後述する
定着ユニット４から出る蒸気をプロセスユニット３の方
向（給紙ユニット５方向）に向かわせないようにするエ
アカーテンの機能も発揮できるのである。

【００１７】次に、図３〜図８を参照しながら、定着手
段としての定着ユニット４の詳細な構造について説明す
る。定着ユニット４における耐熱性合成樹脂製のケース
は、上ケース４１と下ケース４２とに分離され、この両
ケース４１，４２の左右両側部位の係合爪（図示せず）
の箇所で係脱自在に合わせ装着されている。

【００１８】上ケース４１の下面側には、芯金５０に軟
質の耐熱性ゴム等の弾性体層５１を被覆した押圧ローラ
１６の左右両端軸５２，５２を、それぞれ付勢バネ５３
及び上ケース４１の左右両側の装着孔５５に対して上下
移動可能で且つ落下不能な合成樹脂製の軸受５４を介し
て支持され、押圧ローラ１６の円周面下側が加熱ローラ
１５の円周面上側に常時押圧付勢されている（図６〜図
８参照）。

【００１９】下ケース４２には、用紙Ｐの搬送上流側
に、内径部に細筒状のハロゲンランプ４３を内装したア
ルミニューム等の良熱伝導性の金属筒状の加熱ローラ１
５は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファィド）等の合成
樹脂製のリング状等の軸受４４，４４を介して回転自在
に軸支され、搬送下流側に排紙ローラ（上側ローラ）１
７及びピンチローラ（下側ローラ）１８とからなる排紙
ローラ対がそれぞれ回転自在に軸支されている。

【００２０】また、前記駆動系ユニット６の伝動下流側
の伝動歯車（図示せず）から、加熱ローラ１５の一側に
被嵌係合した合成樹脂製の駆動ギヤ４５に動力伝達さ
れ、２つの中間歯車４７（図４で一方のみ示す）を介し
て前記排紙ローラ１７に取付けられた従動歯車４６に伝
達され、加熱ローラ１５と排紙ローラ１７とは同期して
回転駆動される。この場合、前記駆動ギヤ４５は耐熱性
を有し且つ高強度であり、且つ熱伝導率が金属より低い
値の熱可塑性合成樹脂材料、例えば、ＰＰＳ（ポリフェ
ニレンサルファィド：融点約２８０℃、熱伝導率0.007
(cal/cm・sec ・℃）にて形成する。この合成樹脂にガ
ラス短繊維を混入して一体的に射出成形するなど、ガラ
ス強化複合材料にて形成することが好ましい。

【００２１】実施例では加熱ローラ１５はアルミニュー
ム製管材料のダイ引き抜き成形又は押出成形されてお
り、図９に示すように、全長にわたって同じ外径寸法Ｄ
１のストレート筒である。また、内径部のハロゲンラン
プ４３からの熱が加熱ローラ１５の外周面まで迅速に到
達できるように、加熱ローラ１５の外径を16mm〜20mmの
範囲に設定し、且つ肉厚を薄くするため断面二次モーメ
ント値を700mm⁴〜1700mm ⁴ の範囲に設定した。

【００２２】なお、断面二次モーメント値が600mm⁴〜18
00mm⁴ の範囲のストレート筒であって、軸受４４，４４
の間の長さＬ＝245mm の加熱ローラ１５に対して、クラ
ウンを持たない、ストレートの押圧ローラ１６からの加
圧力を付与した場合の加熱ローラ１５の最大撓み量（加
熱ローラ１５の中央位置の撓み量）の関係を、図１０に
示す。この場合、図９に示すように、加熱ローラ１５と
押圧ローラ１６とのニップ部８０の幅寸法Ｈは、用紙Ｐ
の幅Ｌ１方向の左右両側端部側で広く、中央部側で狭く
なる。

【００２３】図１０において、ストレートの加熱ローラ
１５における断面二次モーメント値が小さい時には加圧
力Ｗ（kg/mm)が大きくなるにしたがって、最大撓み量Hm
ax(mm)が大きくなり、押圧ローラ１６とのニップ側で加
熱ローラ１５の逆クラウンがきつくなる。そして、断面
二次モーメント値が600mm⁴のごとく小さい値であると、
実質上、加熱ローラ１５の筒の肉厚寸法が薄くなり過
ぎ、アルミ部材の押出し成形加工もしくは引き抜き成形
加工、またはアルミ板を筒状に曲げ加工し、合わせ部を
溶接等で接ぎ合わせてパイプを形成することにより製作
することは実質上困難である。

【００２４】また、加熱ローラ１５の断面二次モーメン
ト値が1800mm⁴ のごとく大きい値で、且つ加圧力Ｗが0.
008kg/mm〜0.01kg/mm 程度の小さい値であると、加熱ロ
ーラ１５の長手方向中央部に対する加圧力不足のため、
定着不良が発生する。これを防止するには、加熱ローラ
１５に正クラウンを予め形成しておかなければならな
い。

【００２５】逆に加圧力が大きすぎると、用紙Ｐの幅方
向中央部に搬送方向に沿う長い縦皺が発生するし、常時
の加圧力に対して押圧ローラ１６及び加熱ローラ１５の
軸受部分の合成樹脂製の上ケース４１、下ケース４２の
クリープが発生してしまい、時間経過により加圧力が実
質上減少してしまう不都合が発生する。従って、金属製
の加熱ローラをローラ軸に沿って平行な円筒状に形成
し、該加熱ローラの断面二次モーメント値を700mm⁴〜17
00mm⁴ の範囲内に設定し、且つ加熱ローラの長手方向中
央部の最大撓み量を0.29mm以内に設定することが好まし
く、より好ましくは、加熱ローラ１５に対する押圧ロー
ラ１６側からの加圧力が0.01kg/mm 〜0.03kg/mm の範囲
である。また、図１１は加熱ローラ１５の直径（外径）
とその筒部の肉厚寸法とによる断面二次モーメントの計
算値である。図１１から明らかなように、加熱ローラ１
５の断面二次モーメント値を700mm⁴〜1700mm⁴ の範囲内
に設定し、且つ加熱ローラ１５の外径を16mm〜20mmの範
囲に設定すれば、加熱ローラ１５の肉厚は0.3mm 〜1.4m
m の製作可能な肉厚となり、加熱ローラ１５の低熱容量
化が可能となる。

【００２６】これにより、プリンタの電源をＯＮしてか
ら使用温度に到達するまでの温度上昇速度を早めること
ができ、画像形成作業を迅速に開始することができるの
である。なお、正クラウンを有する押圧ローラ１６にて
加熱ローラ１５をニップする場合であっても、適宜小さ
い値の加圧力にて、ストレートの加熱ローラ１５が逆ク
ラウンになるように構成できるものである。

【００２７】なお、前記加熱ローラ１５と押圧ローラ１
６とからなる定着部と、その下流側の排紙ローラ１７と
ピンチローラ１８とからなる排紙部との間の搬送経路７
０の少なくとも上側空間を狭めるため、上ケース４１の
うちの中途部の上側壁体を、図３〜図５に示すように、
下向き凸状に湾曲形成し、加熱定着の作業時に加熱ロー
ラ１５から出る熱で加熱される空気や、用紙Ｐから発生
する蒸気が溜まる定着ユニットケースのうちの搬送経路
７０の上側空間体積を少なくして、搬送経路７０を通過
する用紙Ｐが前記空間内の高温多湿の雰囲気に晒される
のを防止して、用紙Ｐがふやけたり、余分の水蒸気を再
度吸収することがなくなり、排紙される用紙Ｐが排紙に
より冷却された時にカールする等の発生も無くなるので
ある。

【００２８】また、前記押圧ローラ１６の外周面に近い
側のほぼ垂直方向の壁体４１ａのうち上部寄り部位に
は、前記定着部で発生する蒸気を外に逃がすための蒸気
逃がし孔７１を用紙Ｐの幅方向に沿って複数穿設する一
方、前記トップカバー７にも、前記蒸気逃がし孔７１か
ら出た蒸気をプリンタ装置外に排出するための排出孔７
２を用紙Ｐの幅方向に沿って複数（多数）穿設する（図
２及び図３を参照）。

【００２９】このように構成すれば、定着ユニット４の
定着部で発生した蒸気は、上昇気流に乗って前記壁体４
１ａの蒸気逃がし孔７１から定着ユニット４外に直ちに
排気され、次いで排出孔７２から装置外に排出できるの
で、定着ユニット４のケース内に蒸気が溜まらず、且つ
上ケース４１内面にも結露しないので、定着部から搬送
経路７０を通過して排紙部に至る用紙Ｐに余分の水分を
再吸収させたり、水滴が用紙Ｐの表面に落ちて濡れる等
の不都合を無くすることができる。

【００３０】なお、図示実施例では、前記上ケース４１
の中途部の下向き凸状部を水滴溜部７３としたものであ
り、他方、トップカバー７の下面のうち前記水滴溜部７
３のほぼ上方にて左右長手のガイドリブ７４，７４を下
向き突出するように設けて（図３参照）、トップカバー
７の下面に結露して水滴となったものが当該トップカバ
ー７の下面に沿って流れても、ガイドリブ７４の箇所で
遮られて排紙側に垂れ落ちず、水滴溜部７３の箇所に水
滴が確実に落下して溜めるように導くことができる。

【００３１】さらに他の実施例としては、図３に示すよ
うに、排紙トレイ８の広幅面に用紙Ｐの幅方向に沿って
長い排気孔７５を開口しておく。このように構成すれ
ば、排紙トレイ８をトップカバー７の上方を覆うように
して画像形成して排紙させるときにも、排紙トレイ８と
トップカバー７との空間に蒸気が溜まることを防止でき
るのである。

【００３２】さらに図３に示すように、プロセスユニッ
ト３のケース３４の上方位置、つまり給紙ユニット５よ
りも用紙搬送下流側にて、トップカバー７の下面にスポ
ンジ材等の吸湿部材７６を広い範囲にわたり、もしくは
用紙Ｐの幅方向に長く、且つ用紙Ｐの搬送方向に適宜幅
寸法にわたって配置すれば、トップカバー７の下面を伝
って給紙ユニット５方向に向かう蒸気をスポンジ材等の
吸湿部材７６にて捕捉でき、給紙ユニット５から給紙さ
れる用紙Ｐの表面に水滴として落下するの防止できるの
である。

【００３３】なお、加熱ローラ１５の排出側に搬送ガイ
ド部材としてのガイドリブ８２を、用紙Ｐの幅方向に沿
って適宜間隔にて複数を配置し、この各ガイドリブ８２
の上端面（ガイド面）にて排出される用紙Ｐの先端部分
を摺接支持しながら排紙ローラ１７とピンチローラ１８
とからなる排紙部に誘導する。排紙ローラ１７はその支
軸部１７ａと一体的に成形されたものであり、他方、複
数のピンチローラ１８はコイルバネ製の軸４８にて弾性
的に且つ回転自在に支持されている。

【００３４】次に、定着ユニット４の温度制御関係につ
いて説明すると、図４及び図６に示すように、下ケース
４２の左右ほぼ中央部位にネジ止めされたソケット６０
から延びる金属製弾性支持体６１に装着されたサーミス
タ（温度センサ手段）６２を加熱ローラ１５の外周面に
当接させ、当該加熱ローラ１５の周面の温度を感知し、
図示しない制御コントローラに信号を送り、加熱ローラ
１５の温度を通常の使用温度に保持するように制御して
いる。

【００３５】他方、図４及び図６に示すように、下ケー
ス４２の内面の一側部寄りには、安全基準を満足する所
定の沿面距離を隔て、且つ加熱ローラ１５の過熱状態に
迅速に反応できるように温度ヒューズ６４を配置するた
め、電気絶縁部材としての耐熱性を有する合成樹脂製、
またはセラミック製等のカバー体６３を温度ヒューズ６
４の長さ及び太さより大きい寸法に形成し、該カバー体
６３の集熱面（表面）６３ａを加熱ローラ１５の外周面
（円周面）にほぼ沿うように凹湾曲状に形成し、該集熱
面６３ａを前記加熱ローラ１５の外周面に近接させて対
向配置すべく、下ケース４２の内面であって押圧ローラ
１６による加熱ローラ１５への加圧方向と反対側である
加熱ローラ１５の下面側に一体的に突設した左右一対の
支持部６９，６９にカバー体６３を載置する。また、カ
バー体６３の裏面側には，当該裏面側に一体的に突設し
た一対の把持爪を介して温度ヒューズ６４を固定装着す
る。

【００３６】そして、前記温度ヒューズ６４の左右両端
に接続したリード線６４ａ，６４ｂを、下ケース４２に
設けた台部に外部端子（金属片）６７ａ，６７ｂ及び止
めビス６８，６８を介して固定し（図４及び図６参
照）、一方の外部端子６７ａを前記ハロゲンランプ４３
への一方の端子４３ａに接続し、他方の外部端子６７ｂ
を前記電源部（一次回路）３９に接続する一方、ハロゲ
ンランプ４３の他方の端子４３ｂを電源部３９に接続す
るというように、電源部３９から前記ハロゲンランプ４
３への電源供給回路に温度ヒューズ６４を直列接続させ
る（図６参照）。

【００３７】このように構成すれば、何らかの原因で加
熱ローラ１５が異常高温となると、当該加熱ローラ１５
の左右両端の耐熱性熱可塑性合成樹脂製のリング状等の
軸受４４，４４が軟化もしくは溶け始める。そして、こ
の加熱ローラ１５は、前述するように押圧ローラ１６に
て常時加圧されているから、その加圧力にて加熱ローラ
１５はカバー体６３の集熱面６３ａに接近し、ついには
加熱ローラ１５の円周面とカバー体の集熱面６３ａとが
当接し、加熱ローラ１５からの熱がカバー体６３の内部
を熱伝導し、温度ヒューズ６４に速やかに伝わり、当該
温度ヒューズ６４を溶断し、電源部３９からハロゲンラ
ンプ４３への電力供給を迅速に遮断することができるの
である。

【００３８】なお、本発明におけるトナー像形成手段
は、前記感光体ドラム２３からのトナー像の転写するも
のの他、電極アレイにおける用紙搬送方向と交叉する方
向に多数の開口部と対峙させて背面電極を配置し、前記
開口部と背面電極との間を通過させる被記録媒体の表面
に、画像データに基づいて前記各開口部に関連させたア
パチャ電極体への電圧印加にて選択的にトナーを開口部
を介して直接的に移動させてトナー像を形成するタイプ
のもの等がある。

【００３９】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１に記載
した発明の画像形成装置における定着装置は、トナー像
形成手段にて用紙等の被記録媒体に形成されたトナー像
を加熱定着する加熱ローラと押圧ローラとを備えた画像
形成装置における定着装置において、内径部にハロゲン
ランプ等の加熱体を内装した金属製の加熱ローラをロー
ラ軸に沿って平行な円筒状に形成し、該加熱ローラの断
面二次モーメント値を700mm⁴〜1700mm⁴ の範囲内に設定
し、且つ加熱ローラの長手方向中央部の最大撓み量を0.
29mm以内に設定したものである。

【００４０】このように、アルミ等の金属製の加熱ロー
ラをクラウンを有しない筒状とすれば、引き抜き加工も
しくは押出し加工にて成形できるから、製造コストが大
幅に低減することができるという顕著な効果を奏する。
そして、加熱ローラの断面二次モーメント値を700mm⁴〜
1700mm⁴ の範囲内に設定設定すれば、当該加熱ローラの
外径が小径もしくは筒の肉厚寸法の小さいものに形成で
き、全体として加熱ローラの熱容量を小さくできて、内
径側のハロゲンランプ等の加熱体からの熱が加熱ローラ
の外径に到達する迄の時間を短縮できるから、定着装置
が常温から必要な使用温度（加熱定着温度）になるまで
の、いわゆるウオーミングアップ時間を短縮でき、画像
形成装置の電源ＯＮから短時間で画像形成作業が開始で
きるという効果も奏する。

【００４１】さらに、正クラウンもしくはストレート状
の押圧ローラからの加圧力で加熱ローラの中央部が撓む
時の最大撓み量を0.29mm以内に設定しておけば、ストレ
ート状の加熱ローラであっても、加圧時には、その長手
方向中央部の撓みで、逆クラウンが形成された加熱ロー
ラを使用したときと同じ適性なニップ状態となり、定着
性能が悪化しないものでありながら、被記録媒体に縦皺
が発生することも確実に防止できるという効果を奏する
のである。

【００４２】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の画像形成装置における定着装置において、前記
加熱ローラに対する押圧ローラ側からの加圧力が0.01kg
/mm〜0.03kg/mm の範囲であるように設定すれば、画像
形成作業を迅速にできるという請求項１に記載の発明の
効果に加えて、最大撓み量を0.29mm以内とするように、
加熱ローラの外径及び肉厚寸法、並びに全長を選択する
ことができ、且つ加圧力も過大でないから、定着装置に
おけるローラの軸受部位のクリープ現象も発生しないか
ら、高価な高強度の材料を使う必要がなく、製造コスト
の低減を図ることができる。

【００４３】さらに、請求項３に記載の発明は、請求項
１または請求項２に記載の画像形成装置における定着装
置において、前記押圧ローラの円周面形状を、ローラ軸
に沿って平行な円柱状に形成すれば、押圧ローラの製造
も容易となる効果を奏するのである。そして、請求項４
に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の画像
形成装置における定着装置において、前記押圧ローラの
円周面形状を、ローラ軸に対して正クラウン状に形成し
た場合であっても、加熱ローラの断面二次モーメント
値、加圧力及び最大撓み量を適性に選択することで、加
熱ローラをストレート状のもるを使用して安定した加熱
定着作業を実行できるという効果を奏するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザプリンタの主要部品の斜視図である。

【図２】レーザプリンタの概略断面図である。

【図３】定着ユニットの要部側断面図である。

【図４】定着の一部切欠き平面図である。

【図５】図４のIV−IV線矢視断面図である。

【図６】図４のVI−VI矢視断面図である。

【図７】押圧ローラの押圧手段の要部拡大断面図であ
る。

【図８】図７の VIII −VIII線矢視断面図である。

【図９】加熱ローラの箇所で示すニップ部の平面視形状
である。

【図１０】加熱ローラの断面二次モーメント値と加圧力
とによる、加熱ローラの最大撓み量の変化を示す図であ
る。

【図１１】加熱ローラの外径とその筒部の肉厚寸法との
変化による断面二次モーメント値を示す図である。

【符号の説明】

Ｐ 用紙 ４ 定着ユニット １５ 加熱ローラ １６ 押圧ローラ １７ 排紙ローラ １８ ピンチローラ ４１ 上ケース ４２ 下ケース ４３ ハロゲンランプ ４４ リング状軸受

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー像形成手段にて用紙等の被記録媒
   体に形成されたトナー像を加熱定着する加熱ローラと押
   圧ローラとを備えた画像形成装置における定着装置にお
   いて、内径部にハロゲンランプ等の加熱体を内装した金
   属製の加熱ローラをローラ軸に沿って平行な円筒状に形
   成し、該加熱ローラの断面二次モーメント値を700mm⁴〜
   1700mm⁴ の範囲内に設定し、且つ加熱ローラの長手方向
   中央部の最大撓み量を0.29mm以内に設定したことを特徴
   とする画像形成装置における定着装置。
2. 【請求項２】 前記加熱ローラに対する押圧ローラ側か
   らの加圧力が0.01kg/mm 〜0.03kg/mm の範囲であること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置における定
   着装置。
3. 【請求項３】 前記押圧ローラの円周面形状を、ローラ
   軸に沿って平行な円柱状に形成したことを特徴とする請
   求項１または請求項２に記載の画像形成装置における定
   着装置。
4. 【請求項４】 前記押圧ローラの円周面形状を、ローラ
   軸に対して正クラウン状に形成したことを特徴とする請
   求項１または請求項２に記載の画像形成装置における定
   着装置。