(57)【要約】【課題】ヒートローラの回転に伴い互いに摺接する構成とされたヒートローラ側の導電部材と、該ヒートローラとの電気的導通状態を維持するための接点部材との摩擦により生じる磨耗粉の飛散を、簡易な構成で防止できる定着装置を提供する。【解決手段】ヒートローラ１２と、該ヒートローラを回転自在に軸支する一対の電気絶縁性の軸受部材３０と、該ヒートローラと接触する接点部材３３とを備えた定着装置１１であって、前記ヒートローラは、円筒からなる基材２１と、該基材に設けられた発熱体２２と、該基材の両端部外周面に形成された導電面２２ａと、該導電面に取付けられた環状導電部材２９と、該基材の両端部に形成され前記軸受部材に軸支される軸部２５とを備え、前記接点部材は、前記ヒートローラとの電気的導通状態を維持するためのものとされるとともに、該ヒートローラの回転に伴い前記環状導電部材と摺接する構成とされており、前記軸受部材は、前記環状導電部材を周方向に沿って包囲する包囲部３２を備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートローラと、該ヒートローラを回転自在に軸支する一対の電気絶縁性の軸受部材と、該ヒートローラと接触する接点部材とを備えた定着装置であって、
前記ヒートローラは、円筒からなる基材と、該基材に設けられた発熱体と、該基材の両端部外周面に形成された導電面と、該導電面に取付けられた環状導電部材と、該基材の両端部に形成され前記軸受部材に軸支される軸部とを備え、
前記接点部材は、前記ヒートローラとの電気的導通状態を維持するためのものとされるとともに、該ヒートローラの回転に伴い前記環状導電部材と摺接する構成とされており、
前記軸受部材は、前記環状導電部材を周方向に沿って包囲する包囲部を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記発熱体は、基材の外周面または内周面に設けられるとともに、前記導電面と電気的に接続されており、前記接点部材を介して給電がなされる定着装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記発熱体は、基材の内部に設けられ、
前記接点部材は、前記ヒートローラを除電するためにアースされている定着装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項において、
前記包囲部の上側部位には、放熱スリットが開設されている定着装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項において、
前記環状導電部材は、コイルスプリングからなる定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファクシミリ装置、複写機或いはプリンタ（これらの複合機も含む）等の画像形成装置に備えられる定着装置に関し、詳しくは、ヒートローラと、該ヒートローラを回転自在に軸支する一対の電気絶縁性の軸受部材と、該ヒートローラと接触する接点部材とを備えた定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
前記のような画像形成装置においては、給紙カセット等を備えた給紙部から、１枚ずつ用紙（記録紙）を繰出し、記録紙搬送路の途中に配設された搬送ローラ対（レジストローラ対）を経て、画像形成プロセス部を構成する感光体ドラム及び転写ローラの対合部に給送し、現像装置からトナーを供給して、感光体ドラム表面に形成されたトナー画像を記録紙に転写させ、定着装置で永久画像として定着させた後、排出させるようにした電子写真方式の画像記録部を用いたものが多用されている。
【０００３】
前記画像形成装置に備えられる定着装置としては、トナー画像が転写された記録紙を、互いに圧接状態で回転するヒートローラとプレスローラとのニップ部において、ヒートローラで加熱するとともに、プレスローラで加圧して、その結果、トナー画像を記録紙に永久画像として定着させる加熱加圧方式の定着装置が汎用されている。
このような定着装置に用いられるヒートローラとしては、アルミニウムなどの中空円筒からなり、その内部にハロゲンランプなどの発熱体を収容したヒートローラや、円筒の外周面や、中空円筒の内部や内周面に電熱線などの発熱体を設けたヒートローラが知られている。
【０００４】
前記のようなハロゲンランプなどの発熱体を収容したヒートローラを備えた定着装置では、ヒートローラ及びプレスローラの回転に伴い、これら各ローラの表面が静電気の発生により帯電する。その結果、記録紙上に転写されたトナー画像を乱したり、引き付けたりすることによる画像乱れが生じてしまう。
よって、ヒートローラを電気的にアースして静電気を除去することにより、ヒートローラの表面電位を一定に制御する必要がある。
【０００５】
例えば、下記特許文献１では、アルミニウム製パイプ状部材で構成されたヒートローラの長手方向両端部以外の外周面に樹脂層を形成し、該長手方向両端部のアルミニウムが露出した部分に、除電ブラシを接触させた定着装置が提案されている。
このものでは、ヒートローラの表面に帯電した電荷が前記除電ブラシを経由してアースされるものとなっている。
【０００６】
また、前記のような円筒の外周面や、中空円筒の内部や内周面に電熱線などの発熱体を設けたヒートローラを備えた定着装置では、円筒とともに発熱体自体が定着装置のハウジング内で回転する構成となり、該発熱体への給電は、ハウジング内に固定された給電部材と、発熱体の導電部との相対的移動を伴うものとなるので、その給電方式に工夫が必要となり、様々な提案がなされている。
【０００７】
例えば、下記特許文献２では、金属材料で構成され、その内外側の表面を絶縁層で被覆し、それら絶縁層の表面に更に抵抗発熱層を形成したヒートローラを備えた定着装置が提案されている。
上記ヒートローラの内外側に形成された抵抗発熱層への給電は、それら抵抗発熱層の両端部の電極部に摺接する給電ブラシによりなされるものとされている。
【特許文献１】特開２００３−３０７９６１号公報（図７参照）
【特許文献２】特開平９−１９７８７６号公報（図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、前記特許文献１で提案されている定着装置では、露出したアルミニウムに除電ブラシを接触させているため、ヒートローラの回転に伴い、該除電ブラシとヒートローラとが摺接するため、それら部材間の摩擦により磨耗粉が生じる恐れがあった。
また、前記特許文献２で提案されている定着装置においても、ヒートローラの回転に伴い、抵抗発熱層の電極部と給電ブラシとが摺接するため、前記同様、それら部材間の摩擦により磨耗粉が生じる恐れがあった。
このような磨耗粉が発生することにより、各種機器に故障が発生したり、定着装置内へ磨耗粉が散乱して画質不良が発生したりする恐れがあった。
【０００９】
本発明は、前記問題を解決するために提案されたもので、その目的は、ヒートローラの回転に伴い互いに摺接する構成とされたヒートローラ側の導電部材と、該ヒートローラとの電気的導通状態を維持するための接点部材との摩擦により生じる磨耗粉の飛散を、簡易な構成で防止できる定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明に係る定着装置は、ヒートローラと、該ヒートローラを回転自在に軸支する一対の電気絶縁性の軸受部材と、該ヒートローラと接触する接点部材とを備えた定着装置であって、前記ヒートローラは、円筒からなる基材と、該基材に設けられた発熱体と、該基材の両端部外周面に形成された導電面と、該導電面に取付けられた環状導電部材と、該基材の両端部に形成され前記軸受部材に軸支される軸部とを備え、前記接点部材は、前記ヒートローラとの電気的導通状態を維持するためのものとされるとともに、該ヒートローラの回転に伴い前記環状導電部材と摺接する構成とされており、前記軸受部材は、前記環状導電部材を周方向に沿って包囲する包囲部を備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、前記発熱体は、基材の外周面または内周面に設けられるとともに、前記導電面と電気的に接続されており、前記接点部材を介して給電がなされるものとしてもよい。
あるいは、前記発熱体は、基材の内部に設けられ、前記接点部材は、前記ヒートローラを除電するためにアースされているものとしてもよい。
【００１２】
また、本発明においては、前記包囲部の上側部位には、放熱スリットが開設されているものとしてもよい。
さらに、本発明においては、前記環状導電部材は、コイルスプリングからなるものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る定着装置によれば、ヒートローラを回転自在に軸支する電気絶縁性の軸受部材が、ヒートローラの導電面に取付けられた環状導電部材を周方向に沿って包囲する包囲部を備えているので、ヒートローラの回転に伴い互いに摺接する前記環状導電部材と接点部材との摩擦により生じる恐れがある磨耗粉の飛散を防止できる。これにより、磨耗粉の飛散による各種機器の故障や、定着装置内部へ散乱することによる画質不良の発生を低減できる。
また、軸受部材に、軸部を軸支する軸受としての機能だけではなく、環状導電部材を周方向に沿って包囲して、接点部材と環状導電部材との摩擦により生じる恐れがある磨耗粉の飛散を防止する磨耗粉飛散防止手段としての機能を付加させることにより、部品点数を増加させることなく、簡易な構成で磨耗粉の飛散の防止が図れるものとなる。
【００１４】
前記発熱体が、基材の外周面または内周面に設けられるとともに、ヒートローラの導電面と電気的に接続されているものとし、前記接点部材を介して給電がなされるものとすれば、ヒートローラの回転に伴い発熱体自体が回転する場合においても、磨耗粉の飛散を防止するとともに、発熱体への給電を安全に行うことが可能なものとなる。
また、前記発熱体が、基材の内部に設けられ、接点部材がヒートローラを除電するためにアースされているものとすれば、ヒートローラの回転に伴いヒートローラ表面に発生する静電気の除電を、磨耗粉の飛散を防止するとともに、安全に行うことが可能なものとなる。
【００１５】
さらに、前記軸受部材の包囲部の上側部位に、放熱スリットを開設したものとすれば、前記環状導電部材と接点部材との摩擦により発生する摩擦熱や、発熱体からの輻射熱を効果的に放熱できる。よって、接点部材の酸化による劣化、前記軸受部材の包囲部の変形等を防止できる。
さらにまた、前記環状導電部材を、コイルスプリングからなるものとすれば、前記ヒートローラの導電面への固定が容易であり、また導電面と環状導電部材との電気的導通が確実に取れるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の最良の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の定着装置が適用される画像形成装置の一例を示す概略縦断面図、図２は、同定着装置の一実施形態を模式的に示す概略縦断面図、図３は、同定着装置が備えるヒートローラの軸受部材及び環状導電部材の一例を示す分解概略斜視図、図４は、同定着装置内においてヒートローラが軸受部材により軸支されている状態を模式的に示す概略一部破断平面図である。
【００１７】
図１の画像形成装置Ａは、電子写真方式の記録部を備えたプリンタを例に採って示しているが、これに限らず、画像読取装置を備えた複写機、ファクシミリ装置或いはこれらの機能を兼ね備えた所謂複合機等であっても良く、また、白黒の電子写真方式の記録部に限られず、各種カラー記録方式の記録部などを備えた各種装置にも本実施形態に係る定着装置の適用が可能である。
図において、画像形成装置Ａの装置本体１は、記録紙（用紙）の給紙部２と、電子写真方式の画像記録部３と、印字後の記録紙の排出部４とが、この順序で高さ方向に層積されて構成されている。
【００１８】
記録紙の給紙部２は、多数枚の記録紙を堆積収納し得る抜差し可能な給紙カセット２ａと、該給紙カセット２ａの給紙方向前端部に設置された分離給紙ローラ２ｂと、該分離給紙ローラ２ｂの周面に弾接する分離パッド２ｃとよりなる。
尚、給紙カセット２ａの下に、更に同様のカセットを段積みして多段カセットとし、或いは、オプションカセット（不図示）を設置し得るよう構成することも可能である。また、上記分離パッド２ｃに代えリタードローラとすることも可能である。
【００１９】
画像記録部３は、感光体ドラム５の周囲に、コロナ帯電方式の帯電器（コロナ放電器）６、ＬＥＤ等からなる露光器７、現像器８、転写ローラ（転写器）９及び転写残トナーのクリーニング装置１０をこの順序で配したプロセス部と、その下流側の後記する定着装置１１とより構成される。これらプロセス部は、露光器７及び転写ローラ９を除き、感光体ドラム５、帯電器６及びクリーニング装置１０を一括したドラムユニット５０と、現像器ハウジング８１、攪拌搬送スクリュー８２、８３、供給パドル８４及び現像ローラ８５等を一括した現像器ユニット８０とよりなるプロセスユニットとされる。
【００２０】
図例の現像器ユニット８０は、２成分現像剤を用いる方式の現像器であって、樹脂成型された現像剤容器を兼ねる現像器ハウジング８１内にトナーとキャリアを収容し、２本の平行な攪拌・搬送スクリュー８２、８３で攪拌・搬送しながら、供給パドル８４によりバイアス印加された現像ローラ８５に現像剤を供給するよう構成されている。現像器ハウジング８１の外面には磁気センサ８６が付設され、現像器ハウジング８１内のトナー濃度（トナーとキャリアの混合比）が検出される。この現像器ユニット８０から離間した位置には、トナータンク１４及びトナーホッパー１５が設置され、磁気センサ８６により現像器ハウジング８１内のトナー濃度が低下したことが検出されると、トナーホッパー１５よりスクリューコンベア（パイプスクリュー）１６を介してトナーが現像器ハウジング８１内に補給される。トナーホッパー１５へのトナーの供給は、トナータンク１４によりなされる。
尚、本実施形態では、前記のように２成分現像剤を用いる方式の現像器を例示しているが、これに限られず、１成分方式にも適用可能である。
【００２１】
ドラムユニット５０及び現像器ユニット８０は、装置本体１に対してその前面側より、個々に或いは両者を何等かの結合手段で結合した状態で着脱可能に装着される。また、露光器７及び転写ローラ９を除く全てのプロセス部を一括してプロセスユニットとすることも可能である。更に、後記する廃トナータンク１７とトナータンク１４とが一体とされて構成されたトナーカートリッジ１８も装置本体１に対して、その前面側より着脱可能に装着される。これらプロセスユニット５０、８０及びトナーカートリッジ１８は、消耗品として適宜新品に交換される。ここで、装置本体１の前面側とは、図１における紙面手前側を言い、給紙カセット２ａも装置本体１に対して前面側より抜差し可能とされている。
【００２２】
定着装置１１の下流側には、切替ゲート４ｂ、排出ローラ対４ｃ及び排出トレイ４ｄが連設され、これらによって排出部４が構成される。上記プロセス部の上流側近傍には、レジストローラ対４ａが配設され、上記給紙カセット２ａから、分離給紙ローラ２ｂ及び分離パッド２ｃの作用により１枚ずつ分離繰出された記録紙（用紙）は、該レジストローラ対４ａによりレジストされて、前記感光体ドラム５と転写ローラ９との対合部に導入される。感光体ドラム５は図１の矢示方向に回転しながら、帯電器６によりその表面が一様にマイナス帯電され、画像情報に基づく光学画像が露光器７によって感光体ドラム５の表面に照射され、感光体ドラム５の表面には静電潜像が形成される。この静電潜像は、感光体ドラム５の表面の光導電体の特性により、光の照射部分の電位が変化し、その他の部位の電位が維持されて形成されるものである。
【００２３】
そして、この静電潜像は、バイアス印加された現像器８で逐次現像されてトナー画像として感光体ドラム５と転写ローラ９との対合部に至る。この現像の際、光の照射により電位が変化した部位には、現像器８との電位差によりトナーが感光体ドラム５に吸引されて黒部分となり、その他の部分にはトナーは吸引されず白部分となって、全体として、画像情報に基づく白黒のトナー画像が形成される。上記レジストローラ対４ａは、感光体ドラム５の表面のトナー画像に同期して記録紙がこの対合部に導入されるようレジスト制御されて回転駆動される。
【００２４】
転写ローラ９はバイアス印加されており、感光体ドラム５と対合され且つ矢示方向（感光体ドラム５とウイズ方向）に回転駆動されながら記録紙をニップ搬送し、この間感光体ドラム５の表面のトナー像が記録紙に転写される。感光体ドラム５の表面に残ったトナー等（紙粉を含むことがある）は、クリーニング装置１０で除去・回収される。トナー像が転写された記録紙は、定着装置１１に導入され、永久画像として定着された後、切替ゲート４ｂを押し上げ、排出ローラ対４ｃを経て排出トレイ４ｄ上に排出される。この一連の記録紙の給送は、給紙カセット２ａからの繰出し直後に略垂直（鉛直）に立ち上がり、排出ローラ対４ｃでは給紙カセット２ａからの繰出し方向とは略１８０度の方向にＵターンするような主給送パスＰに沿ってなされる。このようなレイアウト構成により、装置全体のコンパクト化が図られる。
前記クリーニング装置１０で除去回収された廃トナーは、スクリューコンベア１９を介して、トナーカートリッジ１８を構成する廃トナータンク１７に収容される。
【００２５】
図例の画像形成装置Ａは、両面記録機能を更に備えており、上記主給送パスＰの切替ゲート４ｂの取付け位置から、前記レジストローラ対４ａの上流側で上記主給送パスＰに循環合流する反転給送パスＰ１に沿って、記録紙が搬送されてなされる。
尚、図において、符号１ａは、記録紙の手差機能を構成する手差給紙トレイであり、符号１ｂは、前記主給送パスＰ及び反転給送パスＰ１などで紙ジャムが発生した場合などに開閉されるジャムアクセスカバーである。
【００２６】
次に、第１実施形態に係る定着装置について図２に基づいて詳説する。
定着装置１１は、ドラムユニット５０（図１参照）の下流側に配設され、樹脂成型された定着装置ハウジング１１ａ内に、互いに圧接されたヒートローラ１２とプレスローラ１３とを備えている。
定着装置ハウジング１１ａの記録紙搬送方向上流側（紙面下方）には、主給送パスＰに沿って搬送される記録紙を受入れる上流側開口１１ｂが開設され、記録紙搬送方向下流側（紙面上方）には、トナー画像が定着された記録紙を排出部４に向けて排出する下流側開口１１ｃが開設されている。
装置本体１に装着された状態で定着装置１１は、図１に示すように、ヒートローラ１２とプレスローラ１３とのニップ部ｎが主給送パスＰに沿うように配置される。
【００２７】
また、定着装置ハウジング１１ａには、搬送される記録紙をヒートローラ１２から剥離するための剥離爪１１ｄと記録紙の搬送をガイドするガイドリブ１１ｅがローラ軸方向に沿って複数箇所に配設されている。
剥離爪１１ｄは、その基端部が軸支されて揺動自在に構成され、トーションバネなどにより常にヒートローラ１２の外表面に、その先端が当接するように付勢されている。
さらに、定着装置ハウジング１１ａには、後記するヒートローラ１２の面状発熱体２２への給電を行うための、導電性材料、例えば、りん青銅などの金属材からなる電極板１１ｉ及びブラシ付勢手段１１ｊ（図４参照）が設けられている。
尚、ブラシ付勢手段１１ｊは、図例では、圧縮コイルバネとしているが、後記する給電ブラシ３４を環状導電部材２９に対して、所定の押圧力で付勢するものであればどのようなものでもよく、例えば、板バネ等であってもよい。
【００２８】
ヒートローラ１２は、両端に設けられた軸部２５（図４参照）が後記する軸受部材３０（図４参照）で軸支されて定着装置ハウジング１１ａ内に回転自在に支持されている。ヒートローラ１２の回転駆動は、一方の軸部２５に形成されたフライスカット面２５ａ（図４参照）の部位にギア１１ｋ（図４参照）が取付けられ、モータ等の駆動手段（不図示）によりなされる。
このヒートローラ１２の回転駆動により、プレスローラ１３が従動回転して、ニップ部ｎに導入された記録紙がニップ搬送され、ニップ部ｎを記録紙が通過する間に、転写されたトナー画像が熱圧着により記録紙に定着される。
尚、ヒートローラ１２についての詳細は、後述するが、大略的に軸部材２４（図３参照）を構成する芯材２６、基材２１、発熱体を構成する面状発熱体２２及び離型層２３とからなるローラ体２０と、環状導電部材２９（図３参照）とから構成されている。
ヒートローラ１２の外表面となる離型層２３には、表面温度を計測する温度センサ１１ｆが当接（摺接）あるいは近接して配置されており、温度センサ１１ｆから出力された計測温度に基づいて、外表面が所定の定着温度に維持されるように面状発熱体２２への通電（ＯＮ／ＯＦＦ）の制御がなされる。
【００２９】
プレスローラ１３は、鉄鋼材等の金属材料で形成されたプレスローラ軸１３ａと、該プレスローラ軸１３ａに外装された円筒状弾性部材１３ｂとからなる。
円筒状弾性部材１３ｂは、シリコーン、ウレタン等のゴム体あるいはスポンジ体からなり、プレスローラ軸１３ａに接着剤等を介して固着されている。
円筒状弾性部材１３ｂには、記録紙やトナーの剥離性を高めるための離型層として、例えば、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニル共重合体等のフッ素系樹脂チューブ１３ｃが外装されている。
尚、プレスローラ軸に適用される金属材料としては、ＳＵＭ２４ＬやＳ２０Ｃなどの鉄鋼材にニッケル鍍金を施したものとしてもよい。また、フッ素系樹脂チューブ１３ｃの厚みは、３０μｍ〜５０μｍ程度のものが好ましい。
【００３０】
プレスローラ軸１３ａは、その両端が軸受体１１ｇにより回転自在に支持されている。該軸受体１１ｇは、定着装置ハウジング１１ａに対してスライド自在に設けられており、定着装置ハウジング１１ａに固定されたコイルバネ等からなるローラ付勢手段１１ｈにより付勢されている。
このローラ付勢手段１１ｈにより、プレスローラ１３は、ヒートローラ１２に向けて圧接され、ニップ部ｎが形成されている。
【００３１】
尚、ローラ付勢手段１１ｈは、定着装置ハウジング１１ａ内に固定された金属シャーシ（不図示）に固定支持されている。
また、ローラ付勢手段１１ｈとしては、コイルバネに限らず、プレスローラ１３をヒートローラ１２に対して付勢可能な付勢手段であればどのようなものでもよい。
さらに、図示していないが、定着装置１１は、ヒートローラ１２とプレスローラ１３とのニップを解除するニップ解除機構、ヒートローラ１２の表面に付着した紙粉やトナーを除去するクリーニングローラあるいはクリーニングブレードなどを備えている。
【００３２】
次に、本実施形態に係る定着装置が備えるヒートローラ、軸受部材及び接点部材の一例について、図３及び図４に基づいて詳説する。尚、図４では、一部を破断した状態を示している。
ヒートローラ１２は、中空円筒からなる基材２１、軸部材２４、基材２１の外周面に形成された面状発熱体２２及び面状発熱体２２の外周面に形成された離型層２３からなるローラ体２０と、環状導電部材２９とから構成されている。
【００３３】
基材２１は、電気絶縁性を有する樹脂、例えばポリフェニレンサルファイド（以下、ＰＰＳと略す）樹脂を中空円筒状に成型して構成されている。
尚、ＰＰＳ樹脂は、耐熱性、強度、寸法安定性等に優れ、ヒートローラ１２の基材２１として好適であるが、その他、電気絶縁性かつ耐熱性の他の樹脂材から構成されたものとしてもよい。
軸部材２４は、基材２１の中空内に挿設され真鍮やステンレス、鉄鋼材等の金属材料からなる円柱状の芯材２６と、芯材２６の両端に一体形成され基材２１の円心と同心とされた円柱状の軸部２５とからなる。基材２１の内周面と芯材２６の外周面とは、接着剤等を介して全面に亘って密接するように固着されている。
また、一方の軸部２５には、ギア１１ｋとの供廻りを防止するため、その周面の一部を軸方向に沿ってフライスカットしたフライスカット面２５ａが形成されている。
尚、基材２１を中実の円筒状に形成し、その両端に軸部を取着する構成としてもよい。また、後記する面状発熱体２２との絶縁性が絶縁層などを介して確保されていれば、電気絶縁性とせず、導電性の金属材からなる基材としてもよい。
【００３４】
面状発熱体２２は、耐熱絶縁層、ヒータ層、耐熱絶縁弾性体層及び伝熱層を半径方向外方にこの順に積層した四層構造とされている。
耐熱絶縁層としては、ポリイミドフィルムが挙げられ、伝熱層としては、銅箔が挙げられる。
面状発熱体２２は、例えば、ポリイミドフィルムからなる耐熱絶縁層の一方の面に、ステンレスやニッケルクロムからなる箔状の材料を、ポリイミド、シリコーン等の耐熱接着剤で加熱圧着させ、ウェットエッチング等の公知の方法により、複数の線を有するパターン形状に加工してヒータ層を形成し、その上面に、耐熱絶縁弾性体層としてのポリイミド、シリコーン等の耐熱接着剤を介して、銅箔からなる伝熱層を貼着して形成される。
このような構成により、面状発熱体２２は、可撓性を有したシート状のヒータとなり、基材２１の外周面に形成された耐熱断熱層及び、接着剤等を介して基材２１の外周面に固着される。
面状発熱体２２の両端部外周面は、導電面２２ａとされ、導電面２２ａにおいては、給電のためヒータ層が露出している。
尚、基材２１の外周面に形成された前記耐熱断熱層としては、セラミックスファイバーを主成分とするマット、ガラスファイバー、発泡樹脂、多孔質セラミック等が挙げられる。
【００３５】
離型層２３は、トナーや紙粉の付着を低減するためのもので、例えば、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニル共重合体等のフッ素系樹脂からなり、面状発熱体２２の両端部外周面の導電面２２ａを残して、面状発熱体２２の外周面に接着剤等を介して固着されている。
すなわち、その両端部外周面には導電面２２ａが露出しており、それ以外のローラ軸方向内方側部位には、離型層２３が形成されている。離型層２３のローラ軸方向に沿った長さは、少なくとも圧接状態とされたヒートローラ１２とプレスローラ１３（図２参照）とのニップ部ｎを搬送される最大サイズ（幅）、例えばＪＩＳ  Ａ列４番、Ａ列３番などの記録紙幅以上の長さとされている。
【００３６】
環状導電部材２９は、前記のように構成されたローラ体２０の面状発熱体２２への給電を行うための電極部材であり、金属材で構成され、面状発熱体２２の導電面２２ａの外径と略同径の内径として環状に形成されている。適用される金属材としては、電気導電性、耐摩耗性等から、りん青銅や真鍮が好ましく、その他、亜鉛、ステンレス、あるいは導電性合金でもよい。
この環状導電部材２９を、ローラ体２０の面状発熱体２２の両端部外周面に形成された導電面２２ａに、その内周面が全周に亘って密接するように取付けて、ヒートローラ１２が形成される。
尚、環状導電部材２９を導電面２２ａに取付ける際には、導電性接着剤等を介して固着させるようにしてもよい。
【００３７】
次に、前記のように構成されたヒートローラを軸支する軸受部材及び、ヒートローラとの電気的導通状態を維持するための接点部材について説明する。
軸受部材３０は、電気絶縁性の耐熱樹脂で形成されており、軸部２５を回転自在に軸支する軸受部３１と、環状導電部材２９を周方向に沿って包囲する包囲部３２とをローラ軸方向外方からこの順に有しており、軸受部３１と包囲部３２とは、円板部３３により連結されている。
軸受部３１は、円筒状に形成され、その略中心には、軸部２５が挿通される軸挿通孔３１ａが開設されている。
包囲部３２は、軸受部３１のローラ軸方向内方側基端部から遠心方向に円板状に延出する円板部３３の外周端縁からローラ軸方向内方に円筒状に延出している。
包囲部３２の内径は、前記導電面２２ａに取付けられた環状導電部材２９の外径よりも大となるように形成されている。
【００３８】
包囲部３２の適所には、後記する給電ブラシ３４を移動自在に受入れるブラシ挿通孔３２ａが開設されており、図例では、鉛直方向略中間の対向位置に２つのブラシ挿通孔３２ａが設けられている。
また、本実施形態では、包囲部３２の上側部位には、複数の放熱スリット３２ｂが開設されており、図例では、７つの放熱スリット３２ｂが設けられている。
尚、軸受部材３０に適用される耐熱樹脂としては、耐熱性及び摺動性の観点から液晶ポリマー（ＬＣＰ）が好ましいが、電気絶縁性の耐熱樹脂であればどのようなものでもよい。
また、軸受部材３０は、定着装置ハウジング１１ａ（図２参照）の適所に形成された軸受部材取付部（不図示）に固着される。
さらに、ブラシ挿通孔３２ａ及び放熱スリット３２ｂの個数や形状は、図例のものに限らず、どのような個数、形状としてもよい。
【００３９】
接点部材を構成する給電ブラシ３４は、導電性材からなり、円柱状に形成されている。
給電ブラシ３４は、ブラシ挿通孔３２ａ内において移動自在とされており、一端に取付けられた前記ブラシ付勢手段１１ｊにより付勢されて、他端が環状導電部材２９に常に当接するように構成されている。
尚、給電ブラシ３４に適用される導電性材としては、銅、黒鉛合金等が挙げられ、例えば、銅とカーボンとから焼結成型する構成としてもよい。
【００４０】
前記のように構成されたヒートローラ１２は、軸受部材３０の軸受部３１により、軸部２５が軸支されるとともに、軸受部材３０の包囲部３２により、環状導電部材２９が包囲されている。
このように、ヒートローラ１２が軸受部材３０に軸支された状態で、電源から面状発熱体２２への給電は、電極板１１ｉ、ブラシ付勢手段１１ｊ、給電ブラシ３４、環状導電部材２９を介してなされる。
ここで、前記のように、ヒートローラ１２は回転駆動がなされ、環状導電部材２９と給電ブラシ３４の接触部位は、ヒートローラ１２の回転に伴うそれら両部材の摩擦により、磨耗粉が生じる恐れがあるが、本実施形態によれば、その接触部位及び環状導電部材２９が、周方向に沿って包囲部３２により包囲されているので、磨耗粉が生じた場合にも、その磨耗粉が飛散せず、これにより、磨耗粉の飛散による各種機器の故障や、定着装置ハウジング１１ａ内への磨耗粉の散乱による画質不良の発生を低減できる。
【００４１】
また、軸受部材３０に、軸部２５を軸支する軸受としての機能だけではなく、環状導電部材２９を周方向に沿って包囲して、給電ブラシ３４と環状導電部材２９との摩擦により生じる恐れがある磨耗粉の飛散を防止する磨耗粉飛散防止手段としての機能を付加させることにより、部品点数を増加させることなく、簡易な構成で磨耗粉の飛散の防止が図れるものとなる。
さらに、給電ブラシ３４を、半径方向外方からブラシ付勢手段１１ｊにより環状導電部材２９の外周面に対して付勢する構成としているので、ヒートローラ１２の回転駆動に伴い、それら両部材間で生じるジャンピング等に起因する接触不良などが生じることがない。特に、本実施形態のように、複数個の給電ブラシ３４が、半径方向外方から環状導電部材２９に対して摺接する構成としているので、接触不良をより低減できる。
さらにまた、ヒートローラ１２に適用される発熱体として、面状発熱体２２を基材２１の外周面に形成したものとしているので、ローラ表面近くに熱源が配置され、従来のような、ハロゲンランプを内蔵したものや、基材の内周面や内部に電熱線を形成したもの等と比べて、ヒートローラ１２の表面の温度を急速に上昇させることができ、定着温度に達するまでの時間、すなわちウォームアップタイムが短縮される。
【００４２】
尚、ヒートローラ１２が備える発熱体としては、前記した基材２１の外周面に形成した面状発熱体２２に限られず、基材の内部や内周面に設けられるものであって、その発熱体と導電面とが電気的に接続されている構成のものであればどのようなものでもよく、例えば、中空円筒の基材の内周面や内部に設けられた面状発熱体、あるいは電熱線等でもよい。
また、本実施形態では、包囲部３２に放熱スリット３２ｂを設けた構成としているが、放熱スリット３２ｂを設けない構成としてもよい。
【００４３】
次に、本発明に係る他の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図５は、第２実施形態に係る定着装置が備えるヒートローラの軸受部材及び環状導電部材の一例を示す分解概略斜視図、図６は、同定着装置内においてヒートローラが軸受部材により軸支されている状態を模式的に示す概略一部破断平面図である。
尚、第１実施形態との相違点は、ローラ体及び環状導電部材の構成であり、他の構成は、第１実施形態と同様であるため、同一符号を付し、説明を省略する。
【００４４】
本実施形態に係る定着装置が備えるヒートローラ１２Ａのローラ体２０Ａでは、主に基材２１Ａ及び軸部材２４Ａの構成が、前記第１実施形態の基材２１及び軸部材２４の構成と異なる。
基材２１Ａは、中空円筒状に形成され、その両端部内周面には、軸部材２４Ａの円板状フランジ部２７を規制する段差部２１Ａａが形成されている。
軸部材２４Ａは、軸受部材３０に軸支される円柱状の軸部２５と、円板状フランジ部２７と、円柱状または中空円筒状の挿入部２８とを、それぞれ基材２１Ａの円心と同心としてローラ軸方向外方からこの順に有しており、本実施形態では、これらが金属材により一体形成されている。
尚、軸部材２４Ａは、基材２１Ａの両端部に取着される一対のものであるが、一方の軸部材２４Ａ´の軸部２５には、前記第１実施形態同様、フライスカット面２５ａが形成されている。
【００４５】
円板状フランジ部２７の径は、前記した基材２１Ａに形成された段差部２１Ａａに合わせて、挿入部２８の径よりも大とされている。
軸部材２４Ａは、挿入部２８及び円板状フランジ部２７を基材２１Ａの両端部開口に嵌入することにより、基材２１Ａの両端部に固着される。または、接着剤を介して、軸部材２４Ａを基材２１Ａの両端部に固着させる構成としてもよい。
このように形成されたローラ体２０Ａは、軸部材２４Ａが基材２１Ａの両端部に固着された状態では、基材２１Ａのローラ軸方向内方側には、空間が形成され、前記第１実施形態で説明した中空円筒の基材２１に芯材２６を挿設したものや、中実の基材としたものと比べて、軽量且つ安価なものとなる。
尚、符号２４Ａａは、円板状フランジ部２７及び挿入部２８を貫通して開設された空気抜き孔である。
【００４６】
次に、前記したローラ体２０Ａの導電面２２ａに取付けられる環状導電部材２９Ａについて説明する。
本実施形態の環状導電部材２９Ａは、導電性金属材で形成されたコイルスプリング２９Ａからなる。
コイルスプリング２９Ａは、その弾性変形を伴わない状態における内径が導電面２２ａの外径よりも、やや小とされている。
尚、コイルスプリング２９Ａに適用される導電性金属材としては、りん青銅やステンレス等が挙げられる。
【００４７】
前記のように構成されたコイルスプリング２９Ａは、その弾性力に抗してコイルスプリング２９Ａを半径方向外方に拡開させて、ローラ体２０Ａの導電面２２ａに取付けられる。
導電面２２ａに取付けられたコイルスプリング２９Ａは、弾性変形を伴い（半径方向内方に収縮し）、その内周面が導電面２２ａに全周に亘って密接して、導電面２２ａとの電気的導通が確実かつ容易になされるものとなる。
尚、本実施形態に係るローラ体２０Ａに換えて、前記第１実施形態に係るローラ体２０を適用してもよい。
また、コイルスプリング２９Ａの形状、例えば巻き数等は、図例のものに限らず、導電面２２ａや給電ブラシ３４との電気的導通が取れる形状であればどのようなものでもよい。
【００４８】
次に、本発明に係る更に他の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図７は、第３実施形態に係る定着装置が備えるヒートローラの軸受部材及び環状導電部材の一例を示す分解概略斜視図、図８は、同定着装置内においてヒートローラが軸受部材により軸支されている状態を模式的に示す概略一部破断平面図である。
尚、第１実施形態との相違点は、ローラ体及び軸受部材の構成であり、他の構成は、第１実施形態と同様であるため、同一符号を付し、説明を省略する。
【００４９】
本実施形態に係る定着装置が備えるヒートローラ１２Ｂのローラ体２０Ｂでは、主に基材２１Ｂ及び発熱体２２Ａの構成が、前記第１実施形態の基材２１及び発熱体（面状発熱体）２２の構成と異なる。
ヒートローラ１２Ｂは、大略的に中空に形成され基材を構成するアルミニウム円筒２１Ｂと、そのアルミニウム円筒２１Ｂの内部に収容した発熱体を構成するハロゲンランプ２２Ａとからなる。
アルミニウム円筒２１Ｂは、両端部外周面の導電面２２ａ´を残して、そのローラ軸方向内方側外周面にはフッ素系樹脂のコーティング層（離型層）２３Ａが形成されている。すなわち、その両端部外周面には、アルミニウムが露出して導電面２２ａ´が形成されている。
また、アルミニウム円筒２１Ｂの両端部は、後記する軸受部材３０Ａにより軸支される軸部２５Ａとされている。
【００５０】
コーティング層２３Ａは、トナーや紙粉の付着を低減するためのもので、例えば、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニル共重合体等からなり、塗装等により形成されている。
コーティング層２３Ａのローラ軸方向に沿った長さは、少なくとも圧接状態とされたヒートローラ１２Ｂとプレスローラ１３（図２参照）とのニップ部ｎを搬送される最大サイズ（幅）、例えばＪＩＳ  Ａ列４番、Ａ列３番などの記録紙幅以上の長さとされている。
【００５１】
また、アルミニウム円筒２１Ｂの一端部には、略Ｕ字状の切欠２１Ｂａがローラ軸方向に沿って内方に向けて形成されるとともに、ギア１１ｋ´が取付けられている。ギア１１ｋ´の内周面には、切欠２１Ｂａに合わせて突出部（不図示）が形成されており、この突出部により、供廻りが規制され、モータ等の駆動手段（不図示）を介して、ヒートローラ１２Ｂの回転駆動がなされる。尚、切欠２１Ｂａは、少なくとも２箇所に形成されている。
ハロゲンランプ２２Ａは、電熱線をガラス等で被覆したもので、その両端部に形成された取付部２２Ａａを介して定着装置ハウジング１１ａ（図２参照）内に固定支持される。
【００５２】
次に、前記のように構成されたヒートローラ１２Ｂを軸支する軸受部材３０Ａ及び、ヒートローラ１２Ｂとの電気的導通状態を維持するための接点部材を構成する除電ブラシ３４Ａについて説明する。
軸受部材３０Ａは、前記第１実施形態の軸受部材３０と同様、軸部２５Ａを軸支する軸受部３１Ａと、包囲部３２とをローラ軸方向外方からこの順に有し、軸受部３１Ａと包囲部３２とは、円板部３３Ａにより連結されている。
軸受部３１Ａは、前記第１実施形態の軸受部材３０と同様、円筒状に形成され軸部２５Ａを軸支する円筒部３１Ａａと、その円筒部３１Ａａのローラ軸方向外方側基端部に連成された円板状の閉塞部３１ｂとからなる。
閉塞部３１ｂは、ハロゲンランプ２２Ａの放熱を防止するためのもので、その略中央には、ハロゲンランプ２２Ａの取付部２２Ａａを突出させる開口３１ｃが開設されている。
尚、円板部３３Ａは、軸受部３１Ａの円筒部３１Ａａの径と、包囲部３２の径との径差が前記第１実施形態のそれらに対応する部材の径差と異なるため形状が異なっている。
【００５３】
除電ブラシ３４Ａは、ヒートローラ１２Ｂの外表面に発生した静電気の除電をするためのものであり、その目的が前記第１実施形態の給電ブラシ３４と異なるのみで、構成は同様である。すなわち、除電ブラシ３４Ａは、ブラシ挿通孔３２ａ内において移動自在とされており、一端に取付けられた前記ブラシ付勢手段１１ｊにより付勢されて、他端が環状導電部材２９に常に当接するように構成されている。
ブラシ付勢手段１１ｊは、定着装置ハウジング１１ａ（図２参照）内に固定されアース（接地）された金属シャーシ（不図示）に固定されている導電部材１１ａａに固定保持されている。尚、導電部材１１ａａを別途設けず、アースされた金属シャーシに直接、ブラシ付勢手段１１ｊを固定する構成としてもよい。
【００５４】
前記のように構成されたヒートローラ１２Ｂは、軸受部材３０Ａの軸受部３１Ａにより、軸部２５Ａが軸支されて、前記駆動手段を介して回転駆動がなされヒートローラ１２Ｂに圧接するプレスローラ１３（図２参照）も従動回転し、これらヒートローラ１２Ｂ及びプレスローラ１３の回転に伴い、ヒートローラ１２Ｂの外表面、すなわちコーティング層２３Ａに静電気が発生する。
この発生した静電気は、導電面２２ａ´、環状導電部材２９、除電ブラシ３４Ａ、ブラシ付勢手段１１ｊ及び導電部材１１ａａを経由して、導電部材１１ａａが固定された前記金属シャーシを介して接地され、その除去がなされる。
ここで、前記第１実施形態同様、ヒートローラ１２Ｂは回転駆動がなされ、環状導電部材２９と除電ブラシ３４Ａの接触部位は、ヒートローラ１２Ｂの回転に伴うそれら両部材の摩擦により、磨耗粉が生じる恐れがあるが、その接触部位及び環状導電部材２９が、周方向に沿って包囲部３２により包囲されているので、磨耗粉が生じた場合にも、その磨耗粉が飛散せず、これにより、磨耗粉の飛散による各種機器の故障や、定着装置ハウジング１１ａ内への磨耗粉の散乱による画質不良の発生を低減できる。
尚、環状導電部材２９に換えて、前記第２実施形態で説明したコイルスプリング２９Ａを適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る定着装置の実施形態の一例が適用される画像形成装置を示す概略縦断面図である。
【図２】同定着装置の一例を模式的に示す概略縦断面図である。
【図３】同定着装置が備えるヒートローラの軸受部材及び環状導電部材の一例を示す分解概略斜視図である。
【図４】同定着装置内においてヒートローラが軸受部材により軸支されている状態を模式的に示す概略一部破断平面図である。
【図５】本発明に係る定着装置の実施形態の他例を示す図３と同様図である。
【図６】同実施形態における図４と同様図である。
【図７】本発明に係る定着装置の実施形態の更に他例を示す図３と同様図である。
【図８】同実施形態における図４と同様図である。
【符号の説明】
【００５６】
１１      定着装置
１２、１２Ａ、１２Ｂ      ヒートローラ
２１、２１Ａ、２１Ｂ      基材
２２      面状発熱体（発熱体）
２２Ａ      ハロゲンランプ（発熱体）
２２ａ、２２ａ´      導電面
２５、２５Ａ      軸部
２９      環状導電部材
２９Ａ      コイルスプリング（環状導電部材）
３０、３０Ａ      軸受部材
３２      包囲部
３２ｂ      放熱スリット
３４      給電ブラシ（接点部材）
３４Ａ      除電ブラシ（接点部材）
【図１】
2008286898.tif 000003
【図２】
2008286898.tif 000004
【図３】
2008286898.tif 000005
【図４】
2008286898.tif 000006
【図５】
2008286898.tif 000007
【図６】
2008286898.tif 000008
【図７】
2008286898.tif 000009
【図８】
2008286898.tif 000010