(57)【要約】【課題】基材の外周面、内周面または内部に設けられた発熱体の導電部に電気的に接続される導電性軸部材と、給電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、該ヒートローラへの給電を行うための給電部材２９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２０と、該基材の外周面、内周面または内部に設けられ両端部に導電部２１ａを有した発熱体２１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２４を有した導電性軸部材２３とを備え、該導電性軸部材は、前記発熱体の導電部と電気的に接続されるとともに、前記軸部のローラ軸方向外方側端面２４ａに、前記給電部材が接触する構成とされており、前記軸受部材は、前記軸部と前記給電部材との接触部位を包囲する空洞部３１を備えている。【選択図】図５
2008268345.tif 000002
【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、該ヒートローラへの給電を行うための給電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、該基材の外周面、内周面または内部に設けられ両端部に導電部を有した発熱体と、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を有した導電性軸部材とを備え、
該導電性軸部材は、前記発熱体の導電部と電気的に接続されるとともに、前記軸部のローラ軸方向外方側端面に、前記給電部材が接触する構成とされており、
前記軸受部材は、前記軸部と前記給電部材との接触部位を包囲する空洞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、
前記導電性軸部材は、前記軸部のローラ軸方向内方に一体形成された円板状フランジ部を更に備えており、
該円板状フランジ部の周面が前記発熱体の導電部に接触する構成とされている定着装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記給電部材は、ローラ軸方向外方から付勢手段により前記軸部のローラ軸方向外方側端面に対して付勢されており、
前記空洞部は、中空円筒状に形成された円筒部とされ、該円筒部は、前記軸部を軸支する軸受部をローラ軸方向内方に連成するとともに、前記付勢手段、前記給電部材及び前記軸部の給電部材との接触部位を包囲する構成とされている定着装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記円筒部の外周面には、複数の放熱フィンが突設されている定着装置。
【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、該ヒートローラへの給電を行うための給電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を内蔵したものでは、中空円筒は回転するが、ハロゲンランプ自体は定着装置のハウジングに対して固定されているものが多く、その場合は、該ハロゲンランプへの給電は比較的容易である。
一方、発熱体自体も円筒とともに定着装置のハウジング内で回転する構成の場合、特に中空円筒の外周面や内周面、内部に発熱体を設けたもの等の場合は、該発熱体への給電は、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。
【０００５】
例えば、下記特許文献１では、円筒状の芯管と外管との間に形成した発熱体としての電熱線を備えたヒーターロールを用いた定着装置であって、該ヒーターロールの両端に導電性フランジを嵌合し、該導電性フランジに開設された軸受用開口部に、給電ばねにより付勢された給電支持軸の軸支部を嵌入させた構造とした定着装置が提案されている。
このものでは、前記電熱線への給電は、給電ばね、給電支持軸、導電性フランジ、芯管を介してなされ、これによれば、給電支持軸の軸支部と、導電性フランジの軸受用開口部とは、それらの径が小さいので、摺接面間の相対的移動速度が小さくなり、雑音を低減できるとされている。
【０００６】
また、下記特許文献２では、中空円筒状の基材の内周面に絶縁層、発熱抵抗体を順次積層した加熱ローラであって、円筒状の非導電性樹脂の給電キャップホルダと、該給電キャップホルダに組み付けられた円筒状の導電性の給電キャップとを、該加熱ローラの両端部内周面に嵌合した構成とされた加熱ローラが提案されている。給電キャップの加熱ローラ内への固定は、接着強度を保つ必要があるため「やきばめ」によりなされている。
このものでは、加熱ローラの両端外方から給電キャップ及び給電キャップホルダの円筒内部に向けて突出された給電ブラシホルダに保持された給電ブラシが、前記給電キャップの内底面の突部に摺接して、発熱抵抗体への給電がなされる構成となっている。
これによれば、給電キャップと給電ブラシとの摺接部位が給電キャップホルダで覆われているため、加熱ローラの回転に伴う給電キャップと給電ブラシとの摩擦により生じる磨耗粉が、給電キャップホルダ内で溜まるものとされている。
【特許文献１】特開平８−３２８４１６号公報（図２参照）
【特許文献２】特開平１０−２８８９０５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】
【０００７】
しかし、前記特許文献１で提案されている定着装置では、電熱線への給電が、給電支持軸の軸支部と導電性フランジの軸受用開口部と芯管とを介してなされるものであり、ヒータロールの回転駆動に伴う軸支部及び軸受用開口部の磨耗により、接触不良を起こす恐れがあった。また、それらの磨耗により生じる磨耗粉が、導電性の芯管や装置内に飛散する恐れがあり、これにより、機器の故障や画質不良が生じる恐れがあった。
【０００８】
また、前記特許文献２のものでは、前記のように、磨耗粉が給電キャップホルダ内で溜まる構成とされているため、前記特許文献１のような問題は低減されると思われる。
しかしながら、このものでは、電極部材としての給電キャップと、給電ブラシが、中空円筒状の加熱ローラに内包されているため、発熱抵抗体からの輻射熱や、加熱ローラの回転に伴う給電キャップと給電ブラシとの摩擦による摩擦熱が、給電キャップホルダ内で滞留して、給電キャップホルダ内が高温となり、給電ブラシや給電キャップホルダ等の各部材の劣化が生じる恐れがあった。
さらに、給電キャップホルダと給電キャップとを組み付けて、基材の内周面に形成された発熱抵抗体の内周面に固定する作業工程は、接着強度を保つ必要があるため、煩雑なものであり、作業工程の増加からコスト高となる恐れがあった。
【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、基材の外周面、内周面または内部に設けられた発熱体の導電部に電気的に接続される導電性軸部材と、給電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、該ヒートローラへの給電を行うための給電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、該基材の外周面、内周面または内部に設けられ両端部に導電部を有した発熱体と、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を有した導電性軸部材とを備え、該導電性軸部材は、前記発熱体の導電部と電気的に接続されるとともに、前記軸部のローラ軸方向外方側端面に、前記給電部材が接触する構成とされており、前記軸受部材は、前記軸部と前記給電部材との接触部位を包囲する空洞部を備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、前記導電性軸部材は、前記軸部のローラ軸方向内方に一体形成された円板状フランジ部を更に備えており、該円板状フランジ部の周面が前記発熱体の導電部に接触する構成とされているものとしてもよい。
【００１２】
また、本発明においては、前記給電部材は、ローラ軸方向外方から付勢手段により前記軸部のローラ軸方向外方側端面に対して付勢されており、前記空洞部は、中空円筒状に形成された円筒部とされ、該円筒部は、前記軸部を軸支する軸受部をローラ軸方向内方に連成するとともに、前記付勢手段、前記給電部材及び前記軸部の給電部材との接触部位を包囲する構成とされているものとしてもよい。
この場合、前記円筒部の外周面には、複数の放熱フィンが突設されてい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、該ヒートローラの発熱体の導電部に電気的に接続される導電性軸部材の軸部と、該ヒートローラへの給電を行うための給電部材との接触部位を包囲する空洞部を備えた構成としているので、該ヒートローラの回転駆動に伴う軸部と給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、軸部と給電部材との接触部位を包囲する空洞部を設けて、それら両部材の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、給電部材を、電極部材としての軸部のローラ軸方向外方側端面と接触させる構成としているので、それらの接触部位が発熱体から比較的遠くに配置されるため、発熱体の輻射熱の影響を受け難く、給電部材の酸化による劣化、及びそれらの接触部位を包囲する軸受部材が備える空洞部の変形等を防止できる。
【００１４】
また、導電性軸部材を、前記軸部のローラ軸方向内方に一体形成された円板状フランジ部を更に備えた構成とし、該円板状フランジ部の周面が発熱体の導電部に接触する構成とされたものとすれば、軸部と一体形成された円板状フランジ部が、軸部と発熱体の導電部とを電気的に接続して、発熱体への給電を行うための給電部材と接触させる電極部材となるので、軸部材の他に別途、電極部材を設ける必要がなく、部品点数の減少、組立工数の減少から低コストなものとなる。
【００１５】
また、給電部材を、ローラ軸方向外方から付勢手段により前記軸部のローラ軸方向外方側端面に対して付勢されているものとすれば、ヒートローラの回転駆動に伴い、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。
さらに、軸受部材の空洞部を中空円筒状に形成された円筒部とし、該円筒部が、付勢手段、給電部材及び前記軸部の給電部材との接触部位を包囲する構成とすれば、給電部材と軸部との間の摩擦により生じる磨耗粉の飛散を、より効果的に防止できる。さらに、付勢手段をも包囲する構成としているので、付勢手段が保護される。
この場合において、さらに、前記円筒部の外周面に、複数の放熱フィンを突設したものとすれば、軸部と給電部材との摩擦により発生する摩擦熱や、導電性軸部材を通じて伝わる発熱体からの輻射熱を効果的に放熱できる。よって、各部材の劣化等を、より効果的に防止できる。
【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一例を示す概略一部破断平面図、図４は、同定着装置が備えるヒートローラの軸受部材及び給電部材の一例を示す分解概略斜視図、図５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側面図、図６は、同定着装置が備える軸受部材の変形例を示し、（ａ）は、概略正面図、（ｂ）は、概略側面図である。
【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ー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、本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２１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（図５参照）が設けられている。
【００２８】
ヒートローラ１２は、両端に取着された導電性軸部材２３が後記する軸受部材３０（図５参照）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おり、一端に取着された導電性軸部材２３の後記するフライスカット面２７ａを有するギア取付部２７にギア１１ｋ（図５参照）が取付けられ、モータ等の駆動手段（不図示）により駆動されて、回転駆動がなされる。
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、基材２０（図３参照）、発熱体を構成する面状発熱体２１、離型層２２及び基材２０の両端に取着された導電性軸部材２３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２２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２１への通電（ＯＮ／ＯＦＦ）の制御がなされる。
また、図２において、符号２３ａ、符号２５については、後記するが、それぞれ空気抜き孔、円板状フランジ部である。
【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では、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の一例について、図３に基づいて詳説する。尚、図３では、ヒートローラの一部を破断した状態及び、基材と円板状フランジ部の一部が露出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２０と、基材２０の外周面に形成された面状発熱体２１と、面状発熱体２１の外周面に形成された離型層２２と、基材２０の両端に取着された導電性軸部材２３とから構成されている。
基材２０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２０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。
また、基材２０の外周面には、耐熱断熱層が形成されている。この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。
【００３３】
面状発熱体２１は、耐熱絶縁弾性体層、ヒータ層、耐熱絶縁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２１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、銅箔からなる伝熱層を貼着して、他方の面に、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することにより形成される。
【００３４】
前記のような構成により、面状発熱体２１は、可撓性を有したシート状のヒータとなり、基材２０の外周面に形成された耐熱断熱層、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、基材２０の外周面に固着される。
面状発熱体２１のローラ軸方向に沿う長さは、基材２０の長さよりも大とされており、基材２０の外周面に固着された状態で、面状発熱体２１の両端部が、後記する導電性軸部材２３の円板状フランジ部２５のローラ軸方向に沿う長さに合わせて基材２０の両端部から延出されて、延出部２１ｂとされている。
その延出部２１ｂの内周面は、導電部２１ａとされ、導電部２１ａにおいては、給電のためヒータ層が露出している。
【００３５】
離型層２２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２１の外周面（伝熱層の上面）に耐熱接着剤等を介して固着されている。
【００３６】
導電性軸部材２３は、後記する軸受部材３０に軸支される円柱状の軸部２４と、面状発熱体２１の導電部２１ａに電気的に接続される円板状フランジ部２５と、基材２０の両端部開口に挿入される円柱状または中空円筒状の挿入部２６とを、それぞれ基材２０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、導電性軸部材２３に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。
また、導電性軸部材２３は、基材２０の両端部に取着される一対のものであるが、本実施形態では、一方の導電性軸部材２３には、他方の導電性軸部材２３´が備えていない後記するギア取付部２７が形成されている。
【００３７】
挿入部２６の外径は、基材２０の両端部開口の内径と略同径とされており、挿入部２６を基材２０の両端部開口に嵌入することにより、導電性軸部材２３が基材２０の両端部に固着される。または、接着剤を介して、導電性軸部材２３を基材２０の両端部に固着させる構成としてもよい。
円板状フランジ部２５は、挿入部２６よりも径を大とし、挿入部２６が基材２０の両端部開口に挿入された状態で、そのローラ軸方向内方側面が基材２０の端部に当接する構成とされている。また、円板状フランジ部２５の外周面は、面状発熱体２１の導電部２１ａに全周に亘って密接しており、これにより、面状発熱体２１の導電部２１ａと導電性軸部材２３とが電気的に接続される。
すなわち、挿入部２６の径と円板状フランジ部２５の径との径差は、基材２０の厚み（その外周面に形成された耐熱絶縁層も含む）に合わせて設定されており、これにより、円板状フランジ部２５の外周面が、面状発熱体２１の延出部２１ｂの内周面である導電部２１ａに、全周に亘って密接する構成としている。
尚、符号２３ａは、円板状フランジ部２５及び挿入部２６を貫通して開設された空気抜き孔である。
【００３８】
ギア取付部２７は、前記したように、一方の導電性軸部材２３にのみ形成されており、軸部２４と円板状フランジ部２５との間に形成されている。また、ギア取付部２７は、基材２０の円心と同心とされた円柱体であり、その周面の一部には、軸方向に沿ってフライスカットすることにより、ギア１１ｋ（図５参照）との供廻りを防止するフライスカット面２７ａが形成されている。
【００３９】
前記のように構成された各部材を、例えば、基材２０の両端部に導電性軸部材２３を固着させた状態で、面状発熱体２１を基材２０の外周面に、前記のように固着するとともに、面状発熱体２１の両端部の延出部２１ｂの内周面である導電部２１ａを円板状フランジ部２５の外周面に密接させて、ヒートローラ１２が形成される。
【００４０】
尚、離型層２３及びその下層に位置する面状発熱体２２のローラ軸方向に沿う長さは、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。
また、ヒートローラ１２が備える発熱体としては、前記した基材２０の外周面に形成した面状発熱体２１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、その発熱体の導電部が導電性軸部材２３と電気的に接続され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。
さらに、基材２０を、本実施形態では、電気絶縁性の中空円筒のものとしているが、中実円筒でもよく、また、発熱体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。
さらにまた、導電性軸部材２３の構成も、図例のものに限らず、少なくとも軸部２４を有した構成とし、例えば、導電部材を介して、軸部２４と発熱体の導電部とが電気的に接続される構成としてもよい。
例えば、円板状フランジ部２５を備えずに、あるいは、円板状フランジ部２５を軸部２４と別体として形成された絶縁性の部材として、軸部２４のみを基材２０の両端部、あるいは、円板状フランジ部２５に取着して、該軸部２４と前記導電部２１ａとを電気的に接続するハーネスなどの導電部材を別途、備えた構成としてもよい。
また、導電性軸部材２３の基材への固着方法も前記したものに限られず、例えば、挿入部２６を設けず、基材を肉厚あるいは中実として、ビス止め等により円板状フランジ部２５を基材に対して固着させるようにしてもよい。
【００４１】
次に、軸受部材、給電部材の一例を図４に基づいて詳説する。
軸受部材３０は、電気絶縁性の耐熱樹脂で形成されており、前記軸部２４と後記する給電部材としての給電ブラシ２９との接触部位を包囲する空洞部３１を有する。
本実施形態では、軸受部材３０は、空洞部３１を中空円筒状に形成した円筒部３１とし、そのローラ軸方向内方に、軸部２４を軸支する軸受部３２を連成した構成としている。
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。
【００４２】
円筒部３１は、後記する給電ブラシ２９と軸部２４との接触部位を受入れる中空部３１ａを有している。
軸受部３２は、正面視が半円形状の部位と、一辺を膨出させて曲線にした矩形状の部位とを連成した異形のフランジ状に形成されており、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取付部（不図示）に嵌め込まれる。このような異形の嵌め込み形状（非円形）とすることにより、軸部２４の回転に伴う供廻りを防止することができる。
軸受部３２の略中央には、軸部２４を軸支する軸挿通孔３２ａ（図５参照）が開設されており、その軸挿通孔３２ａと、円筒部３１の中空部３１ａとは連通されている。
円筒部３１の内周面は、後記する給電ブラシ２９が、回転する軸部２４と接触することによる軸部２４との供廻りを防止するため、給電ブラシ２９の外周形状に合わせて形成されており、曲面３１ｂの部位と平坦面３１ｃの部位を有する。
【００４３】
給電部材を構成する給電ブラシ２９は、導電性材からなり、円柱状に形成されたその一部の外周面をフライスカットしたフライスカット面２９ｃを有する円柱体２９ｂ、その円柱体２９ｂの両側面にそれぞれ連成され円柱体２９ｂよりも小径とされた円柱状の軸側突出部２９ａ及び付勢手段側突出部２９ｄとからなる。
付勢手段側突出部２９ｄの外周面には、導電性のブラシ付勢手段２８が接触するように取付けられる。
軸側突出部２９ａは、後記するようにヒートローラ１２を軸支する軸受部材３０に組み付けられた状態で、軸部２４のローラ軸方向外方側端面２４ａに接触する。
尚、給電ブラシ２９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。
また、ブラシ付勢手段２８に適用される導電性材としては、りん青銅が挙げられる。
【００４４】
次に、前記のような構成とされたヒートローラ、軸受部材及び給電部材が定着装置ハウジング内で組み付けられた状態を図５に基づいて詳説する。尚、図５では、一部の部材を破断して示している。また、定着装置ハウジングは図示省略している。
ヒートローラ１２は、その一方の端部に固着された導電性軸部材２３のギア取付部２７に、ギア１１ｋが取付けられ、前記したように駆動手段（不図示）により回転駆動される。
ヒートローラ１２の両端部に固着された導電性軸部材２３の軸部２４は、軸受部材３０の軸受部３２に形成された軸挿通孔３２ａに挿入され、そのローラ軸方向外方側端部が、軸受部材３０の円筒部３１に形成された中空部３１ａ内に延出している。
【００４５】
給電ブラシ２９は、軸受部材３０の中空部３１ａ内をローラ軸方向に沿って移動自在とされており、ローラ軸方向外方からブラシ付勢手段２８により軸部２４のローラ軸方向外方側端面２４ａに対して付勢されている。
ここで、給電ブラシ２９の円柱体２９ｂの外周面には、前記したように、フライスカット面２９ｃが形成されているので、軸受部材３０の円筒部３１の内周面に形成された平坦面３１ｃに規制されて、軸部２４の回転に伴う給電ブラシ２９の供廻りが防止され、軸部２４のローラ軸方向外方側端面２４ａとの接点を確実にとることができる。
【００４６】
ブラシ付勢手段２８は、定着装置ハウジング１１ａ（図２参照）内に固定された電極板１１ｉに、そのローラ軸方向外方側端が固定されている。
これら給電ブラシ２９及びブラシ付勢手段２８は、軸受部材３０の中空部３１ａ内に配置、すなわち、円筒部３１に包囲されている。
尚、給電ブラシ２９の形状は、図例のものに限定されず、軸受部材３０の円筒部３１の内周形状と合わせる形状とすれば、どのようなものでもよく、例えば、角柱状のものとしてもよい。また、ブラシ付勢手段２８も図例では、圧縮コイルバネとしているが、給電ブラシ２９を軸部２４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。
【００４７】
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２１への給電は、電極板１１ｉ、ブラシ付勢手段２８、給電ブラシ２９、導電性軸部材２３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、軸部２４と給電ブラシ２９の接触部位は、軸部２４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、その接触部位が、軸受部材３０の円筒部３１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。
【００４８】
また、ヒートローラ１２の軸部材２３を、導電性とし、面状発熱体２１の導電部２１ａと電気的に接続して、面状発熱体２１への給電を行うための給電ブラシ２９と接触させる電極部材としているので、軸部材の他に別途、電極部材を設ける必要がなく、部品点数の減少、組立工数の減少から低コストなものとなる。
さらに、軸受部材３０に、軸部２４と給電ブラシ２９との接触部位を包囲する円筒部３１を設けて、それら両部材の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。
さらにまた、給電ブラシ２９を、電極部材としての軸部２４のローラ軸方向外方側端面２４ａと接触させる構成としているので、それらの接触部位が面状発熱体２１から比較的遠くに配置されるため、面状発熱体２１の輻射熱の影響を受け難く、給電ブラシ２９の酸化による劣化、及びそれらの接触部位を包囲する軸受部材３０の変形等を防止できる。
【００４９】
また、給電ブラシ２９を、ローラ軸方向外方からブラシ付勢手段２８により軸部２４のローラ軸方向外方側端面２４ａ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。
さらに、軸受部材３０の円筒部３１が、ブラシ付勢手段２８、給電ブラシ２９及び軸部２４の給電ブラシ２９との接触部位を包囲する構成としているので、給電ブラシ２９と軸部２４との間の摩擦により生じる磨耗粉の飛散を、より効果的に防止できる。さらに、ブラシ付勢手段２８をも包囲する構成としているので、ブラシ付勢手段２８も保護され、安全性に優れたものとなる。
さらに、ヒートローラに適用される発熱体として、面状発熱体２１を基材２０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。
【００５０】
次に、本実施形態に係る定着装置に適用される軸受部材の変形例について、図６に基づいて説明する。
尚、前記した軸受部材３０との相違点についてのみ説明し、同様の構成については、同一符号を付し、説明を省略する。
【００５１】
本例の軸受部材３０Ａは、複数の放熱フィン３３を備えている。
放熱フィン３３は、軸受部３０Ａの円筒部３１の外周面に放射状に突設されており、図例では、８箇所の均等位置に形成されている。
これにより、軸部２４と給電ブラシ２９との摩擦により発生する摩擦熱や、導電性軸部材２３を通じて伝わる面状発熱体２１からの輻射熱を効果的に放熱できる。よって、各部材の劣化等を、より効果的に防止できる。
尚、放熱フィン３３の形状や突設個数は、図例のものに限られず、円筒部３１の外周面に突設する構成とすればどのようなものでもよく、例えば、円筒部３１の外周面に軸方向に沿って、複数のリング状の放熱フィンを突設する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【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一例を示す概略一部破断平面図である。
【図４】同定着装置が備えるヒートローラの軸受部材及び給電部材の一例を示す分解概略斜視図である。
【図５】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側面図である。
【図６】本発明に係る定着装置が備える軸受部材の変形例を示し、（ａ）は、概略正面図、（ｂ）は、概略側面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１１      定着装置
１２      ヒートローラ
２０      基材
２１      面状発熱体（発熱体）
２１ａ      導電部
２３、２３´      導電性軸部材
２４      軸部
２４ａ      軸部のローラ軸方向外方側端面
２５      円板状フランジ部
２８      ブラシ付勢手段（付勢手段）
２９      給電ブラシ（給電部材）
３０      軸受部材
３１      円筒部（空洞部）
３２      軸受部
３３      放熱フィン
【図１】
2008268345.tif 000003
【図２】
2008268345.tif 000004
【図３】
2008268345.tif 000005
【図４】
2008268345.tif 000006
【図５】
2008268345.tif 000007
【図６】
2008268345.tif 000008