(57)【要約】【課題】「端部温度上昇」を抑制した定着装置を提供する。【解決手段】加圧ローラ６０は、例えば金属製の芯金６２の外周面に、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体層６４を所定の厚み被覆したものである。加圧ローラ６０を定着ローラ５０に所定圧力で押し付けて回転させながら、記録媒体にトナーを定着させるための荷重を付与する。芯金６２の長手方向両端部は筒状になっており、内部は中空６２ａになっている。この中空６２ａの部分は、軸受又はモールド部材（例えば樹脂製の壁）に回転自在に保持されている。【選択図】　　図２
2004117926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱される定着部材と、該定着部材に押し付けられる加圧ローラとを備え、記録媒体に転写されたトナーが前記定着部材に接触するように前記定着部材と前記加圧ローラとで記録媒体を挟持して搬送しながら記録媒体にトナーを定着する定着装置において、
前記加圧ローラは、
その回転中心軸の長手方向両端部が中空になっているものであることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加圧ローラは、
その回転中心軸の長手方向両端部の中空部分の外周面若しくは内周面に凹凸が形成されたもの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】
前記加圧ローラは、
その回転中心軸の長手方向両端部の中空部分に螺旋状部材が嵌め込まれたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体に現像像を加熱して定着する定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置としては、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばＬＥＤプリンタやレーザービームプリンタなど）、電子写真ファクシミリ装置、及び電子写真ワードプロセッサなどが挙げられる。これらの画像形成装置では、感光ドラムなどの像担持体に静電潜像を形成し、この静電潜像に現像剤を供給して現像像を形成し、さらに、この現像像を記録媒体に転写して記録媒体に転写像（現像像）を形成し、この転写像を定着装置で記録媒体に定着させる。
【０００３】
上記した定着装置には、例えば、ヒータなどの熱源が内蔵された定着ローラと、この定着ローラに押し付けられる加圧ローラとが備えられている。現像像が形成された記録媒体は、定着ローラと加圧ローラのニップ部（定着ローラの外周面のうち加圧ローラが押し付けられている部分）で挟持されながら搬送される。定着ローラに内蔵されたヒータは約１７０℃にまで昇温する。
【０００４】
また、定着装置には、定着ローラに代えてエンドレスフィルムを用いるタイプ（直接加熱タイプ）もある。この直接加熱タイプでは、エンドレスフィルムの内側にヒータが配置されており、定着ローラを用いたタイプ（間接加熱タイプ）と同様に、ヒータは高温になる。
【０００５】
ところで、近年、省エネ意識や環境保護意識の高まりから、各種の電子写真装置を使用しないときは定着ヒータの電源をオフすることが必要とされている。このため、電子写真装置には、不使用状態が長時間続いたときは自動的にヒータ電源をオフにすると共に、省電センサなどによって使用者の接近などを検知して自動的にヒータ電源をオンにする機能が備わっているタイプのものがある。
【０００６】
このような省エネタイプの電子写真装置では、ヒータ電源をオンさせた後に定着ローラを迅速に昇温できることが要求される。この要求を満たすために、定着ローラの基体の肉厚を１ｍｍ以下に薄肉化したものがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように定着ローラを迅速に昇温できる定着装置では、「端部温度上昇」という問題がある。この「端部温度上昇」とは、その電子写真装置における最大通紙幅（普及機ではＡ３サイズを縦にしたときの幅）よりも小さい幅（例えばＢ５サイズを縦にしたときの幅）を連続して定着したときに、定着ローラ及び加圧ローラの長手方向両端部の温度が昇温し過ぎることをいう。この「端部温度上昇」が生じる理由は、小さい幅の記録媒体を連続して定着するときは、定着ローラ及び加圧ローラの長手方向中央部に接触する記録媒体にヒータからの熱が伝達するが、長手方向両端部には記録媒体が接触しないので熱が伝達せずに蓄積してこの長手方向両端部が上昇し過ぎるからである。
【０００８】
上記の「端部温度上昇」によって、加圧ローラの回転中心軸の長手方向両端部を保持する軸受の寿命が短くなることがある。また、加圧ローラの回転中心軸の長手方向両端部を軸受ではなくてモールド部材で保持しているタイプの画像形成装置では、「端部温度上昇」によってモールド部材が変形してしまい、加圧ローラを適正な荷重で定着ローラに押し付けられないこともあり、この結果、定着不良が発生することもある。さらに、「端部温度上昇」後に大きな幅の記録媒体を定着した場合、この記録媒体の幅方向両端部（定着ローラの長手方向両端部に相当する部分）が設定温度よりも高温になって定着異常が発生したり搬送異常が発生したりするおそれがある。このような「端部温度上昇」は、上記した間接加熱タイプの定着装置にも直接加熱タイプの定着装置にも共通する問題である。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、「端部温度上昇」を抑制した定着装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の定着装置は、加熱される定着部材と、該定着部材に押し付けられる加圧ローラとを備え、記録媒体に転写されたトナーが前記定着部材に接触するように前記定着部材と前記加圧ローラとで記録媒体を挟持して搬送しながら記録媒体にトナーを定着する定着装置において、
（１）前記加圧ローラは、その回転中心軸の長手方向両端部が中空になっているものであることを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、
（２）前記加圧ローラは、その回転中心軸の長手方向両端部の中空部分の外周面若しくは内周面に凹凸が形成されたものであってもよい。
【００１２】
また、
（３）前記加圧ローラは、その回転中心軸の長手方向両端部の中空部分に螺旋状部材が嵌め込まれたものであってもよい。
【００１３】
なお、定着部材とは、定着ローラ又は、上記した直接加熱タイプのエンドレスフィルムをいう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１を参照して本発明の定着装置の一実施形態が組み込まれた画像形成装置の概略構造を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の定着装置の一実施形態が組み込まれた画像形成装置の一例であるデジタル複写機を示す模式図である。
【００１６】
複写機１０の頂面には開閉自在な直方体状の原稿圧着板１２が配置されている。原稿圧着板１２の下には、原稿に記録された画像を読み取る画像読取装置１４が配置されている。画像読取装置１４の上面（上壁）は、原稿が載置される原稿台ガラス（図示せず）である。
【００１７】
原稿圧着板１２よりも手前側（正面側）には、複写枚数などが入力される操作パネル（図示せず）が配置されている。また複写機１０の下部には、複数枚のカット紙が収容されるカセット１６が複写機１０に出し入れ自在に備えられている。また、複写機１０の左側部分には空間が形成されており、排出された記録紙が積載される排紙トレイ１８が形成されている。
【００１８】
複写機１０で画像を形成する手順等を説明する。
【００１９】
原稿に記録された画像を記録媒体に形成するためには、原稿圧着板１２を開き、原稿台ガラス（図示せず）の上面に、画像面が下になるように原稿を載置し、この原稿を原稿圧着板１２で押さえて固定する。次に、所定の操作ボタン等を押すことにより、原稿に記録された画像は、画像読取装置１４で読み取られる。読み取られた画像はデジタル信号に変換され、このデジタル信号は、レーザスキャナ２０に送信される。
【００２０】
レーザスキャナ２０に送信された信号はレーザ光に変換されて、このレーザ光は、高速で回転するスキャナミラー２０ａ、折り返しミラー２０ｂを経由して感光ドラム２２に照射される。感光ドラム２２は帯電器２４によって一様に帯電されており、レーザ光が照射された感光ドラム２２には静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ローラ２６から供給された現像剤で現像されて現像像が形成される。
【００２１】
一方、カセット１６からは記録紙などの記録媒体が給紙ローラ２８によって矢印Ａ方向（給紙方向）に給紙され、搬送ローラ３０とレジストローラ３２によって転写ローラ３４に搬送される。転写ローラ３４は感光ドラム２２と共に記録媒体を挟持しながら、この記録媒体に感光ドラム２２の現像像を転写する。現像像が転写された記録媒体は搬送ガイド３６によって定着装置４０に案内される。定着装置４０には定着ローラ５０（本発明にいう定着部材の一例である）と加圧ローラ６０が配置されている。加圧ローラ６０は加圧ばね（図示せず）によって定着ローラ５０に押し付けられている。記録媒体は２つのローラ５０，６０のニップ部で挟持されながら搬送されて、現像像が記録媒体に定着される。このようにして現像像が定着された記録媒体は排紙ローラ８０によって排出されて排紙トレイ１８に積載される。
【００２２】
図２から図４までを参照して、上記した定着装置４０について、従来の定着装置と比較しながら説明する。
【００２３】
図２は、本実施形態の定着ローラと加圧ローラを示す断面図である。図３は、加圧ローラの長手方向両端部を示す断面図である。図４は、従来の定着ローラと加圧ローラを示す断面図である。
【００２４】
定着ローラ５０は、例えば鉄製やアルミニウム製のパイプ状部材からなる芯金５２の外周面に、離型性の良いフッ素樹脂層５４を被覆したものである。定着ローラ５０は駆動源（図示せず）によって回転する。
【００２５】
加圧ローラ６０は、定着ローラ５０に記録媒体を所定圧力で押し付けるためのものである。加圧ローラ６０は、例えば金属製の芯金６２（本発明にいう回転中心軸の一例である）の外周面に、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体層６４を所定の厚み被覆したものである。加圧ローラ６０を定着ローラ５０に所定圧力で押し付けて回転させながら、記録媒体にトナーを定着させるための荷重を付与する。芯金６２の長手方向両端部は筒状になっており、内部は中空６２ａになっている。この中空６２ａの部分は、後述する図５に示すように、軸受又はモールド部材（例えば樹脂製の壁）に回転自在に保持されている。
【００２６】
図４に示す従来の定着ローラ５０は、図２に示す定着ローラ５０と同じである。しかし、加圧ローラ７０の芯金７２は、加圧ローラ６０の芯金６２とは相違する。芯金７２の長手方向両端部は中実であって中空にはなっていない。
【００２７】
上記した加圧ローラ６０を備えた定着装置と加圧ローラ７０を備えた定着装置とで、小サイズの記録媒体を定着した場合について図５から図７までを参照して説明する。
【００２８】
図５は、本実施形態の加圧ローラを備えた定着装置で小サイズの記録媒体を定着する場合を模式的に示す説明図である。図６は、従来の加圧ローラを備えた定着装置で小サイズの記録媒体を定着する場合を模式的に示す説明図である。図７は、本実施形態及び従来の加圧ローラの長手方向両端部の温度上昇を比較して示すグラフである。図５では、図２に示された構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。図６では、図４に示された構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。
【００２９】
図５や図６に示すように、加圧ローラ６０の長さよりも短いサイズ（小サイズ）の記録媒体９０を連続して定着した場合、加圧ローラ６０の長手方向中央部に接触する記録媒体９０には、定着ローラ５０からの熱が伝達する。しかし、加圧ローラ６０の長手方向両端部には記録媒体９０が接触しないので熱が伝達せずに蓄積してこの長手方向両端部の温度は、図７に示すように上昇する。
【００３０】
しかし、加圧ローラ６０の芯金６２の長手方向両端部は中空になっているので、この長手方向両端部の熱容量は少ない。また、この中空６２ａの部分には内周面６２ｂと外周面６２ｃが形成されているので、芯金６２の長手方向両端部の表面積が広くなって放熱効果が向上する。従って、最大通紙幅よりも狭い記録媒体を連続して通紙しても、加圧ローラ６０の長手方向両端部の温度は上昇しにくい。この結果、加圧ローラ６０の長手方向両端部の周辺に配置された軸受６６や樹脂製側壁６８（モールド部材）の温度上昇を抑制できる。約７５０枚を連続して通紙した後における加圧ローラ６０の長手方向両端部の温度は、図７に示すように、約７２℃（モールド部材の耐熱温度）以下であった。
【００３１】
一方、加圧ローラ７０の芯金７２の長手方向両端部は中空になっていないので、この長手方向両端部の熱容量は多い。従って、最大通紙幅よりも狭い記録媒体を連続して通紙した場合、加圧ローラ７０の長手方向両端部の温度は上昇し易い。この結果、加圧ローラ７０の長手方向両端部の周辺に配置された軸受６６や樹脂製側壁６８の温度も上昇し易い。約７５０枚を連続して通紙した後における加圧ローラ７０の長手方向両端部の温度は、図７に示すように、約９０℃となってモールド部材の耐熱温度を超えた。
【００３２】
なお、中空６２ａの部分の内周面６２ｂや外周面６２ｃに凹凸を形成してもよい。この場合は、加圧ローラ６０の芯金６２の長手方向両端部では凹凸によって表面積がいっそう広くなっているので、加圧ローラ６０の長手方向両端部の温度はいっそう上昇しにくい。この結果、加圧ローラ６０の長手方向両端部の周辺に配置された部品や部材の温度上昇をいっそう抑制できる。
【００３３】
図８を参照して、加圧ローラの他の例を説明する。
【００３４】
図８は、加圧ローラの他の例を示す断面図である。図８では、図３に示された構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。
【００３５】
加圧ローラ１００の基本的な構成は、図２と図３に示す加圧ローラ６０と同じである。加圧ローラ１００の特徴は、中空６２ａの部分に、コイルばね１０２（本発明にいう螺旋状部材の一例である）を嵌め込んだ点にある。このように中空６２ａの部分にコイルばね１０２を嵌め込んだ場合は、コイルばね１０２によって中空６２ａの部分が補強されるので、この中空６２ａの部分の肉厚をいっそう薄くできる。このため、加圧ローラ１００の長手方向両端部の熱容量をいっそう少なくできる。この結果、加圧ローラ１００の長手方向両端部の周辺に配置された部品や部材の温度上昇をさらにいっそう抑制できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の定着装置では、加圧ローラの回転中心軸の長手方向両端部が中空になっているので、この長手方向両端部の熱容量は少ない。また、この中空部分には外周面と内周面が形成されているので、加圧ローラの長手方向両端部の表面積が広くなって放熱効果が向上する。従って、最大通紙幅よりも狭い記録媒体を連続して通紙しても、加圧ローラの長手方向両端部の温度は上昇しにくい。この結果、加圧ローラの長手方向両端部の周辺に配置された部品や部材の温度上昇を抑制できる。
【００３７】
ここで、前記加圧ローラは、その回転中心軸の長手方向両端部の中空部分の外周面若しくは内周面に凹凸が形成されたものである場合は、加圧ローラの回転中心軸の長手方向両端部では凹凸によって表面積がいっそう広くなっているので、加圧ローラの長手方向両端部の温度はいっそう上昇しにくい。この結果、加圧ローラの長手方向両端部の周辺に配置された部品や部材の温度上昇をいっそう抑制できる。
【００３８】
また、前記加圧ローラは、その回転中心軸の長手方向両端部の中空部分に螺旋状部材が嵌め込まれたものである場合は、螺旋状部材によって中空部分が補強されるので、この中空部分の肉厚をいっそう薄くできる。このため、加圧ローラの長手方向両端部の熱容量をいっそう少なくできる。この結果、加圧ローラの長手方向両端部の周辺に配置された部品や部材の温度上昇をさらにいっそう抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の定着装置の一実施形態が組み込まれた画像形成装置の一例であるデジタル複写機を示す模式図である。
【図２】本実施形態の定着ローラと加圧ローラを示す断面図である。
【図３】加圧ローラの長手方向両端部を示す断面図である。
【図４】従来の定着ローラと加圧ローラを示す断面図である。
【図５】本実施形態の加圧ローラを備えた定着装置で小サイズの記録媒体を定着する場合を模式的に示す説明図である。
【図６】従来の加圧ローラを備えた定着装置で小サイズの記録媒体を定着する場合を模式的に示す説明図である。
【図７】本実施形態及び従来の加圧ローラの長手方向両端部の温度上昇を比較して示すグラフである。
【図８】加圧ローラの他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
５０　定着ローラ
６０，１００　加圧ローラ
６２　芯金
１０２　コイルばね
【図１】
2004117926.tif 000003
【図２】
2004117926.tif 000004
【図３】
2004117926.tif 000005
【図４】
2004117926.tif 000006
【図５】
2004117926.tif 000007
【図６】
2004117926.tif 000008
【図７】
2004117926.tif 000009
【図８】
2004117926.tif 000010