加熱ローラ及び加熱定着装置
【課題】小径の加熱ローラを用いた場合でも、薄肉で立上り時間の短縮を図れ、定着ベルトの安定した走行を確保し、さらに、芯金内部に２本のハロゲンヒータを保持可能な内径寸法を確保できる加熱ローラ芯金を提供する。
【解決手段】定着ベルトの内周面の幅方向両端に設けられた寄り止め部の間に圧接して定着ベルトを加熱する加熱ローラに関する。加熱ローラ４の胴部の端部と加熱ローラ４の端部のジャーナル部４ｆとの間の円周上に形成された凹部９を備え、凹部９は、加熱ローラ４の胴部の端部に隣接して配置され、胴部外径を高位置とし、且つ寄り止め部より下方を低位置とする段差と、該段差の低位置から軸方向に連続する細径部と、該細径部から寄り止め部の外端面を囲むように立ち上がる立ち上がり部とを備えている。
【解決手段】定着ベルトの内周面の幅方向両端に設けられた寄り止め部の間に圧接して定着ベルトを加熱する加熱ローラに関する。加熱ローラ４の胴部の端部と加熱ローラ４の端部のジャーナル部４ｆとの間の円周上に形成された凹部９を備え、凹部９は、加熱ローラ４の胴部の端部に隣接して配置され、胴部外径を高位置とし、且つ寄り止め部より下方を低位置とする段差と、該段差の低位置から軸方向に連続する細径部と、該細径部から寄り止め部の外端面を囲むように立ち上がる立ち上がり部とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、転写紙等に形成されたトナー像を加熱および加圧して定着させる熱定着方式の定着装置及び加熱ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、転写材上に形成されたトナー画像を定着する方法として、一般に熱と圧力による熱定着方式が用いられている。具体的には、転写材としての記録紙上に形成されたトナー像を記録紙とともに、内部に加熱源を持った定着ローラと相対する加圧ローラとの間を通過させ、その間でトナーに熱を与え、溶融を起こさせ、同時に両ローラ間の圧力によってトナー像を記録紙上に定着させるものである。
【０００３】
近年、この画像形成装置のカラー化および立上り時間の短縮化がさらに進んできている。まず、カラー化により、定着すべきトナーの量が増えるため、定着ローラと加圧ローラとの間（ニップ部）を通過した段階で溶融したトナーの定着ローラへの付着が問題となってきた。この付着は記録紙の巻きつきの要因となっている。
【０００４】
その対策として、定着ローラを直接加熱するのではなく、間接的に、加熱された定着ベルトを介することで、ニップ部を通過した直後の溶融トナーの冷却が早くなり、トナーの粘性が低下する結果、定着ローラにトナーが付着するのを防止できるようになる。
【０００５】
この定着ベルトを用いる定着装置において、定着ベルトを加熱する手段として、多くの場合、内部に加熱源、例えばハロゲンヒータを設置したローラ、すなわち、加熱ローラが用いられる。
【０００６】
そして、立上り時間を短縮化するためには、定着ベルトを用いた定着装置で、より早く定着ベルトを所定の温度まで加熱する必要がある。その手段として、加熱ローラの肉厚を薄くしたり、加熱ローラと定着ベルトとの巻きつき量を増やしたり、加熱ローラの外径を小径化して内部のハロゲンヒータとの距離を近づけるなどの方法が考えられる。
【０００７】
また、肉厚を薄くした定着ローラとして、特許文献１に開示された技術が知られている。この定着ローラでは、絞り加工したジャーナル部にＵ字状の溝を形成し、剛性を向上させている。
【特許文献１】特開２００３−２８０４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、定着ベルトを用いた定着装置における、加熱ローラの形状について説明を加える。図１２に示すように、定着装置は、加熱ローラ４の胴部に定着ベルト２が配置され、ジャーナル部に軸受１１が取り付けられている。加熱ローラ４は軸受１１を介して回転自在に保持されており、定着ベルト２の移動に伴って連れ回る構成になっている。
【０００９】
また、定着ベルト２の内面には、定着ベルト２の寄りを防止する手段として、寄り止め部材１０が取付けられている。この寄り止め部材１０は、その効果を得るため、厚さ２ｍｍ程度が設定されており、定着ベルト２の内面から見ると、高さ２ｍｍの凸状になっていることがわかる。
【００１０】
この寄り止め部材１０は定着ベルト２と一体的に動くが、定着ベルト２の走行に悪影響を与えないためには、加熱ローラ４から離れている必要がある。よって、加熱ローラ４の胴部端近傍での定着ベルト２との位置関係をみると、図１３に示すように、寄り止め部材１０と相対するジャーナル側の外径寸法、即ち寄り止め逃げ部外周面４ｄの外径Ｄ３は、胴部外径Ｄ１よりも片側２ｍｍ、径でφ４ｍｍの小径になっていなければならない。
【００１１】
さらに、加熱ローラ４は、肉厚を薄くするため、パイプ状であり、かつ、図１１に示すように、内部にはハロゲンヒータ５等の加熱源を保持させなければならない。加熱源である、ハロゲンヒータ５は、加熱ローラ４の軸方向温度分布を保つために２本を保持する場合もある。この場合に、ハロゲンヒータ５の出し入れおよび保持状態で加熱ローラ４の芯金４ａと接触しないだけの内径を加熱ローラ４の芯金４ａに確保しなければならない。
【００１２】
また、上記特許文献１に記載された技術においても、寄り止め用の必要な段差を確保した上で、ローラの小径化とローラの内径の大径化とを達成することができないので、２本のハロゲンヒータを内部に保持することができなかった。
【００１３】
そこで、本発明は、小径の加熱ローラを用いた場合でも、薄肉で立上り時間の短縮を図れ、定着ベルトの安定した走行を確保し、さらに、芯金内部に２本のハロゲンヒータを保持可能な内径寸法を確保できる加熱ローラ芯金を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に記載の発明は、無端ベルトの内周面の幅方向両端に設けられた寄り止め部の間に圧接して前記無端ベルトを加熱する加熱ローラにおいて、前記加熱ローラの胴部の端部と前記加熱ローラの端部のジャーナル部との間の円周上に形成された凹部を備え、該凹部は、前記胴部の端部に隣接して配置され、胴部外径を高位置とし、且つ寄り止め部より下方を低位置とする段差と、該段差の低位置から軸方向に連続する細径部と、該細径部から寄り止め部の外端面を囲むように立ち上がる立ち上がり部とを備えていることを特徴とする加熱ローラである。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、前記加熱ローラの内周面のうち、凹部に対応する内周面より外側を無塗装面としたことを特徴とする請求項１に記載の加熱ローラである。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、前記加熱ローラの芯金が一部材から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱ローラである。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、前記芯金が絞り加工により形成されていることを特徴とする請求項３に記載の加熱ローラである。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記ジャーナル部外径が胴部外径より太径であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の加熱ローラである。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の加熱ローラの内部に配光特性の異なる複数本の加熱手段が配置され、該複数本の加熱手段により前記無端ベルトを介して定着部に伝熱していることを特徴とする加熱定着装置である。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に係る発明によれば、小径の加熱ローラを用いた場合でも、薄肉で立上り時間の短縮を図れ、定着ベルトの安定した走行を確保し、さらに、芯金内部に２本のハロゲンヒータを保持可能な内径寸法を確保できる加熱ローラ芯金を提供することができる。
【００２１】
請求項２に係る発明によれば、加熱ローラ胴部内面および凹み部内径部のみを黒色塗装すればよく、端部まで塗装する必要がないので、工程管理が容易になり、また、端部まで塗装を行う場合には、塗料のはみ出しが起こりやすいが、その発生も防止できる。
【００２２】
請求項３に係る発明によれば、子部品を組み合わせて芯金を製作する必要がなく、１つの素材から形成できるので、製作工程が簡略化でき、組み合わせによる外れが発生することもなく、信頼性の高い加熱ローラを提供できる。
【００２３】
請求項４に係る発明によれば、複雑な型を製作する必要がなく、容易に絞り加工で行えることから、従来の絞り加工したローラと同等の加工時間で量産加工が可能で、かつ、特別な設備を追加することなく、同一設備を用いての量産展開が図れる。
【００２４】
請求項５に係る発明によれば、ジャーナル部外径が胴部外径より太径であるので、汎用性の高い大径の軸受を小径の加熱ローラと組み合わせることができる。また、より胴部径が小径の加熱ローラも提供できる。
【００２５】
請求項６に係る発明によれば、請求項１〜５の何れかの効果を有するとともに、定着むらを防止できる定着装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１１は本発明の加熱ローラを用いることができる定着装置の基本的な構成を示す図である。定着装置の基本的な構成としては、定着ローラ１と加熱ローラ４との間に無端状の定着ベルト２が渡され支持されており、定着ローラ１の相対する位置に加圧ローラ３が支持されている。
【００２７】
加熱ローラ４の内部には、加熱源であるハロゲンヒータ５が加熱ローラ４に接触しない状態で保持されている。この装置において、記録紙７上のトナー像を定着ローラ１と加圧ローラ３との間に挿入し通過させることで、トナー像を記録紙７に定着させる。
【００２８】
図１は本発明に係る一実施形態の加熱ローラの基本的な構成を示す断面図である。この加熱ローラ４の構成は、芯金４ａおよび芯金４ａ上に形成されている離型層８からなっている。芯金４ａは、アルミニウム合金のパイプ材で外径φ２５ｍｍ、加熱ローラとして立上り時間も重要なため、胴部外周面４ｂと胴部内周面４ｃとの間の肉厚を薄肉化しており、胴部肉厚０．４ｍｍとする。両端のジャーナル部４ｆも外径φ２５ｍｍで、強度確保のため肉厚１ｍｍ以上とする。芯金４ａの凹部９の内周面４ｈ間には、熱の吸収を高めるため、黒色塗装１５を行い、芯金４ａの胴部外周面４ｂには、組み合わされる定着ベルト２との接触による磨耗防止のため、アルマイト処理やテフロン（登録商標）塗装を行って離型層８を形成する。芯金４ａの胴部とジャーナル部４ｆとの間に位置する円周状の凹部９の底部の外径Ｄ３は、φ２１ｍｍとし、その内径Ｄ６はφ１９ｍｍとしている。
【００２９】
凹部９の底部の外径Ｄ３を寄り止め部材１０の内径よりも小径とすることにより、加熱ローラ４の胴部外径Ｄ１とジャーナル部外径Ｄ５が類似径の加熱ローラ４でも、組み合わされる定着ベルト２の寄り止め部材１０がジャーナル部の寄り止め逃げ部外周面４ｄの外径Ｄ３と接触することがないので、定着ベルト２の走行が不安定にならず、安定した駆動が可能となる。
【００３０】
凹部９は、加熱ローラ４の胴部の端部に隣接して配置されている。そして、凹部９は、胴部外径Ｄ１を高位置とし、且つ寄り止め部材１０より下方を低位置とする段差部４ｇと、段差部４ｇの低位置から軸方向に連続する細径部である底部外周面４ｊと、底部外周面４ｊ部から寄り止め部材１０の外端面を囲むように立ち上がる立ち上がり部４ｋとを備えている。
【００３１】
この芯金４ａは、特開２００２−１２６９０４号や特開２００２−１２６８２４号に開示されているように、絞りローラによる絞り加工によって縮径し、両端部のジャーナル部４ｆおよび凹部９を形成している。絞りローラによるこれらの形成は、加工油や洗浄剤の不要な乾式で行え、かつ、胴部保持で加工が行われるため、芯金４ａの同軸度を確保できる工法である。一般には、ジャーナル部４ｆの縮径加工はスウェージ加工が用いられるが、型の関係から、本実施形態のように、端部のジャーナル部４ｆより小径の部分が胴部近くにある場合には、同様の加工は難しい。
【００３２】
ここで、図１２と図１３を参照して、従来の加熱ローラ４、定着ベルト２および軸受１１の位置関係について説明を加え、次に図１３と図２を参照して、本発明に係る一実施形態の位置関係について説明する。
【００３３】
図１２は、従来の加熱ローラ４と定着ベルト２および軸受１１との位置関係を示しており、図１３はジャーナル部の芯金断面図を示している。図１３に示すように、芯金４ａの胴部外径Ｄ１がφ３０ｍｍで、ジャーナル部４ｆの軸受取付け部のジャーナル部外径Ｄ５がφ２５ｍｍの場合で説明する。胴部肉厚が０．８ｍｍの場合、胴部内径Ｄ２は、φ３０−０．８×２＝２８．４ｍｍとなる。胴部外径Ｄ１とジャーナル部外径Ｄ５の差は、φ３０−φ２５＝φ５ｍｍで、段差量としては片側２．５ｍｍとなる。
【００３４】
このとき、図１２に示すように、定着ベルト２の内面に取付けられる寄り止め部材１０の半径方向の高さは２ｍｍ程度であるため、図１３に示すように、ジャーナル部４ｆの根元径である底部の外径Ｄ３をφ２５．５ｍｍに設定しても、Ｄ１−Ｄ３＝φ３０−φ２５．５＝φ４．５ｍｍ、片側２．３ｍｍとなる。したがって、芯金４ａのジャーナル部４ｆと定着ベルト２とが接触することはなく、常に安定した定着ベルトの走行が可能となる。ジャーナル部内径Ｄ４に関しては、強度とハロゲンヒータ５の外径との関係から、任意に設定する。肉厚１ｍｍで、Ｄ４はφ２３となる。このときのジャーナル加工は、スウェージ加工でも問題なく加工できる。
【００３５】
上記の従来の加熱ローラに比べて、本発明に係る一実施形態の加熱ローラについて図５と図２を参照して説明する。図５に示すように、定着ベルト２との接触面積を増やし、加熱源であるハロゲンヒータ５との距離を縮める手段として、小径の加熱ローラ４が望まれることから、芯金４ａの胴部外径Ｄ１がφ２５ｍｍで、ジャーナル部４ｆの軸受取付け部のジャーナル部外径Ｄ５がφ２５ｍｍ、かつ、芯金自体の熱容量を低減させるために芯金４ａの胴部肉厚を０．４ｍｍにする場合で、説明する。
【００３６】
胴部内径Ｄ２は、φ２５−０．４×２＝２４．２ｍｍとなる。胴部外径Ｄ１とジャーナル部外径Ｄ５との差は、φ２５−φ２５＝０ｍｍのため、定着ベルト２を支持することができなくなる。その対策として、本発明に係る一実施形態の加熱ローラ４の凹部９を胴部とジャーナル部４ｆとの間に設置し、定着ベルト２の支持を可能にする。定着ベルト２の内面に取付けられる寄り止め部材１０の半径方向の高さは２ｍｍ程度であるため、ジャーナル部根元径である底部の外径Ｄ３をφ２１ｍｍ以下に設定することにより、芯金４ａのジャーナル部４ｆと定着ベルト２とが接触することがなく、常に安定した定着ベルト２の走行が可能となる。このとき、凹部９の内径側の径である内径Ｄ６について見ると、肉厚１ｍｍを確保するためには、Ｄ６＝Ｄ３−１×２＝φ２１−１×２＝φ１９ｍｍとなり、十分にハロゲンヒータ５を支持および出し入れできる径を確保できる。したがって、図４に示すように、第１のヒータ５ａと第２のヒータ５ｂとの複数本、本実施形態では２本のハロゲンヒータ５を芯金４ａの内部に配置することができる。このハロゲンヒータ５は、本実施形態では、端部側を加熱する第１のヒータ５ａと、この第１のヒータ５ａとは異なる配光特性を有し、中央部側を加熱する第２のヒータ５ｂとから構成されている。
【００３７】
加熱ローラ４を小径にする場合、この内径Ｄ６の寸法が重要となり、挿入されるハロゲンヒータ５やジャーナル部４ｆの芯金強度の関係から、決定されるため、組み合わせる部品の構成に応じて適宜設定することができる。
【００３８】
また、凹部９を形成することで、凹部９の内径Ｄ６がジャーナル部内径Ｄ４に比べ小さくなり、芯金４ａを軸方向で見ると、胴部を両側の内径Ｄ６で狭めていることで、この隙間から出入りする空気の流れを低減できる。その結果、芯金４ａの内部にハロゲンヒータ５を組み入れた状態では、隙間がさらにせまくなり、熱の逃げが減ることから、加熱ローラ４としての温度上昇を早めることができる。
【００３９】
さらに、図４に示すように、封止部１４と内径Ｄ６との隙間を狭めるように、ハロゲンヒータ５の封止部１４を凹部９の内径Ｄ６に近づけるレイアウトを設定することによって、より熱の逃げを低減できる。
【００４０】
上記のように、本発明に係る一実施形態の加熱ローラ用の芯金４ａは、１つの素管から形成されており、接合等の加工は行っていないことから、芯金強度が得やすく、部品が外れたりする可能性はない。
【００４１】
加熱ローラ４の芯金４ａの内面全域（胴部内周面４ｃ及び凹部９の内周面４ｈ）に行われる黒色塗装１５の目的は、芯金４ａの熱吸収を高めることの他に、ハロゲンヒータ５からの熱が芯金内面に反射しハロゲンヒータ５の封止部１４を破損させる恐れがあるため、この防止策としての役割も持っている。
【００４２】
図４のレイアウトとすることで、ジャーナル部内径Ｄ４に対応するジャーナル部内周面４ｅに対して、黒色塗装１５が不要にできる。すなわち、芯金４ａの端部内面の黒色塗装１５が省略できることで、量産工程内での塗装範囲の管理が容易になること、芯金４ａの端部まで塗装する時、最悪の場合、芯金４ａの外周面にまで塗料が付着する可能性があったが、その可能性を極力低減できること、などのメリットが得られる。
【００４３】
図３のように、ジャーナル部４ｆの元の肉厚を増やし、定着ベルト２の寄り止め部材１０を逃がす凹部９を削りだし部１６ａとして削りだすことは可能であるが、実際に量産加工を考えると、肉厚の厚い素管を使用する必要があること、芯金４ａの熱容量を低減させるためには、凹部９やジャーナル部内径Ｄ４（図３の削り出し部１６ｂ）の他、胴部肉厚も薄くするため、素管のほとんどを切屑とすることから、加工タクトが延び、削りだすメリットは少ないと言える。芯金４ａの形状としては、特開２００２−１２６９０４号や特開２００２−１２６８２４号で示したようなリブ付でもいいし、もちろん、リブなしでも問題ない。
【００４４】
図６は本発明に係る第２の実施形態の加熱ローラの断面図である。図６に示すように、第２の実施形態の加熱ローラの構成は、第１の実施形態の加熱ローラと比べて、干渉部材１７を設けた点が大きく異なっている。
【００４５】
芯金４ａは、アルミニウム合金のパイプ材で胴部外径Ｄ１：φ２５ｍｍ、加熱ローラ４として立上り時間も重要なため、胴部を薄肉化しており、胴部肉厚０．４ｍｍとする。両端のジャーナル部は、干渉部材１７の肉厚分を１ｍｍ確保とすると、ジャーナル部外径Ｄ５：φ２３ｍｍで、強度確保のため肉厚１ｍｍ以上とするジャーナル部内径Ｄ４：φ２１。芯金４ａの内面には、熱の吸収を高めるため、黒色塗装１５を行い、芯金４ａの外周面には、組み合わされる定着ベルト２との接触による磨耗防止のため、アルマイト処理やテフロン（登録商標）塗装を行って離型層８を形成する。芯金４ａの胴部とジャーナル部４ｆとの間に位置する円周状の凹部９の底部の外径Ｄ３は、φ２１ｍｍとし、その内径Ｄ６はφ１９ｍｍとしている。
【００４６】
組み合わす干渉部材１７は、図８（ａ），（ｂ）に示すように、外径φ２５ｍｍ内径φ２３ｍｍで、軸方向への脱落を防ぐための肩部１７ａが設けられている。材質としては、加熱温度に耐えられるようにＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト゛）などで作られる。
【００４７】
この芯金４ａは、特開２００２−１２６９０４や特開２００２−１２６８２４で示したような、絞りローラによる絞り加工によって縮径し、両端部のジャーナル部４ｆおよび凹部９を成形している。絞りローラによるこれらの成形は、加工油や洗浄剤の不要な乾式で行え、かつ、胴部保持で加工が行われるため、芯金の同軸度を確保できる工法である。一般には、ジャーナル部の縮径加工はスウェージ加工が用いられるが、型の関係から、本発明のように、ジャーナル端部より小径の部分が胴部近くにある場合には、同様の加工は難しい。
【００４８】
この芯金のジャーナル部４ｆに干渉部材１７を組み合わせることで、加熱ローラ４の芯金４ａから、軸受１１への熱の伝達を妨げることが可能となり、加熱ローラ４の軸方向での温度分布を均一にできる。
【００４９】
定着装置において、加熱ローラ４に働く定着ベルト２による張力は、１０Ｎ〜２０Ｎ程度が設定されている。この張力下において、加熱ローラ４を定着装置に組み付け、本実施形態の干渉部材１７を用いたものと、用いないものを比較評価した。加熱ローラには、外径φ３０ｍｍ、肉厚０．３ｍｍのアルミ芯金を用い、定着装置上で１００時間以上の空回しを実施している。
【００５０】
この結果、干渉部材１７を用いない場合は、曲がりの増加量（振れの増加量と同じ意味である）として０．３ｍｍ、曲がりが増加した。これに対し、干渉部材１７を用いた場合には、曲がりの増加は０．０１ｍｍ以下であり、曲がりは発生しない。
【００５１】
すなわち、図１０（ａ）に示すように、干渉部材１７を用いない場合では、加熱ローラの芯金を曲げた状態で、回転をさせたことによるストレスが蓄積され、芯金が塑性変形を起こしたものと考えられる。それに対し、図１０（ｂ）に示すように、干渉部材１７を用いることで、芯金４ａにかかるストレス自体を低減でき、その状態での回転では、ストレスの蓄積がわずかであったため、曲がらなかったと予想できる。
【００５２】
図８は図６の加熱ローラに備える干渉部材を示す図であり、（ａ）は干渉部材の正面図、（ｂ）は干渉部材の側面図、（ｃ）は変形例の干渉部材の正面図、（ｄ）は変形例の干渉部材の側面図である。
【００５３】
さらに、図８（ｃ），（ｄ）に示すように、干渉部材１７の内周面を傾斜角１７ｂで軸方向に傾斜させることで、図１０（ｂ）のように、定着装置内での加熱ローラ４の姿勢を曲げた状態ではあるが、過度に芯金４ａにストレスを与えない状態で支持することが可能となる。その結果、経時で芯金４ａに蓄積されるストレスを低減できるため、芯金寿命の低下を防ぐことができる。
【００５４】
加熱ローラを曲げた状態で使用するために、この状態でも定着ベルト２との接触を確実にする手段として、加熱ローラ４の中央部を太らせることで、十分に対応は可能であり、問題にはならない。
【００５５】
上記目的を達成するために、本発明に係る実施形態の定着装置では、加熱ローラ４の芯金４ａの胴部外径Ｄ１と軸受１１が支持されるジャーナル部外径Ｄ５との間に、円周状の凹部９を設けている。このとき、芯金４ａの胴部外径Ｄ１とジャーナル部外径Ｄ５とは類似径となっている。
【００５６】
最後に、上記説明では、芯金４ａの胴部外径Ｄ１とジャーナル部外径Ｄ５とがほぼ同径の場合で説明しているが、逆に胴部外径Ｄ１の方がジャーナル部外径Ｄ５より小さい組み合わせでも、問題なく適用できる。このときのメリットとしては、芯金４ａの胴部がより小径の加熱ローラ４でも、大径の軸受１１を使用することができるので、特別な小径の軸受を製作しなくても小径の加熱ローラ４を使用可能にできるなどがある。なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の加熱ローラの断面図である。
【図２】図１の加熱ローラのジャーナル部周辺の拡大断面図である。
【図３】図２の加熱ローラの変形例を示す拡大断面図である。
【図４】図２の加熱ローラにハロゲンヒータを組み付けた状態を示す拡大断面図である。
【図５】図１の加熱ローラに定着ベルトを装着した状態を示す断面図である。
【図６】本発明に係る第２の実施形態の加熱ローラの断面図である。
【図７】図６の加熱ローラのジャーナル部周辺の拡大断面図である。
【図８】図６の加熱ローラに備える干渉部材を示す図であり、（ａ）は干渉部材の正面図、（ｂ）は干渉部材の側面図、（ｃ）は変形例の干渉部材の正面図、（ｄ）は変形例の干渉部材の側面図である。
【図９】図６の加熱ローラに定着ベルトを装着した状態を示す断面図である。
【図１０】図１の加熱ローラと図６の加熱ローラとを使用状態で比較した図であり、（ａ）は図１の加熱ローラ、（ｂ）は図６の加熱ローラである。
【図１１】定着装置の基本構成を示す図である。
【図１２】従来の加熱ローラの構成を示す断面図である。
【図１３】従来の加熱ローラのジャーナル部周辺の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 定着ローラ
２ 定着ベルト
３ 加圧ローラ
４ 加熱ローラ
４ａ 芯金
４ｂ 胴部外周面
４ｃ 胴部内周面
４ｄ 寄り止め逃げ部外周面
４ｅ ジャーナル部内周面
４ｆ ジャーナル部
４ｇ 段差部
４ｈ 内周面
４ｉ 抜け止め
４ｊ 底部外周面
４ｋ 立ち上がり部
５ ハロゲンヒータ
５ａ 第１のヒータ
５ｂ 第２のヒータ
６ トナー像
７ 記録紙
８ 離型層
９ 凹部
１０ 寄り止め部材
１１ 軸受
１４ 封止部
１５ 黒色塗装
１６ａ 削りだし部
１６ｂ 削りだし部
１７ 干渉部材
１７ａ 肩部
１７ｂ 傾斜角
Ｄ１ 胴部外径
Ｄ２ 胴部内径
Ｄ３ 外径
Ｄ４ ジャーナル部内径
Ｄ５ ジャーナル部外径
Ｄ６ 凹部の内径
Ｆ テンション力
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、転写紙等に形成されたトナー像を加熱および加圧して定着させる熱定着方式の定着装置及び加熱ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、転写材上に形成されたトナー画像を定着する方法として、一般に熱と圧力による熱定着方式が用いられている。具体的には、転写材としての記録紙上に形成されたトナー像を記録紙とともに、内部に加熱源を持った定着ローラと相対する加圧ローラとの間を通過させ、その間でトナーに熱を与え、溶融を起こさせ、同時に両ローラ間の圧力によってトナー像を記録紙上に定着させるものである。
【０００３】
近年、この画像形成装置のカラー化および立上り時間の短縮化がさらに進んできている。まず、カラー化により、定着すべきトナーの量が増えるため、定着ローラと加圧ローラとの間（ニップ部）を通過した段階で溶融したトナーの定着ローラへの付着が問題となってきた。この付着は記録紙の巻きつきの要因となっている。
【０００４】
その対策として、定着ローラを直接加熱するのではなく、間接的に、加熱された定着ベルトを介することで、ニップ部を通過した直後の溶融トナーの冷却が早くなり、トナーの粘性が低下する結果、定着ローラにトナーが付着するのを防止できるようになる。
【０００５】
この定着ベルトを用いる定着装置において、定着ベルトを加熱する手段として、多くの場合、内部に加熱源、例えばハロゲンヒータを設置したローラ、すなわち、加熱ローラが用いられる。
【０００６】
そして、立上り時間を短縮化するためには、定着ベルトを用いた定着装置で、より早く定着ベルトを所定の温度まで加熱する必要がある。その手段として、加熱ローラの肉厚を薄くしたり、加熱ローラと定着ベルトとの巻きつき量を増やしたり、加熱ローラの外径を小径化して内部のハロゲンヒータとの距離を近づけるなどの方法が考えられる。
【０００７】
また、肉厚を薄くした定着ローラとして、特許文献１に開示された技術が知られている。この定着ローラでは、絞り加工したジャーナル部にＵ字状の溝を形成し、剛性を向上させている。
【特許文献１】特開２００３−２８０４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、定着ベルトを用いた定着装置における、加熱ローラの形状について説明を加える。図１２に示すように、定着装置は、加熱ローラ４の胴部に定着ベルト２が配置され、ジャーナル部に軸受１１が取り付けられている。加熱ローラ４は軸受１１を介して回転自在に保持されており、定着ベルト２の移動に伴って連れ回る構成になっている。
【０００９】
また、定着ベルト２の内面には、定着ベルト２の寄りを防止する手段として、寄り止め部材１０が取付けられている。この寄り止め部材１０は、その効果を得るため、厚さ２ｍｍ程度が設定されており、定着ベルト２の内面から見ると、高さ２ｍｍの凸状になっていることがわかる。
【００１０】
この寄り止め部材１０は定着ベルト２と一体的に動くが、定着ベルト２の走行に悪影響を与えないためには、加熱ローラ４から離れている必要がある。よって、加熱ローラ４の胴部端近傍での定着ベルト２との位置関係をみると、図１３に示すように、寄り止め部材１０と相対するジャーナル側の外径寸法、即ち寄り止め逃げ部外周面４ｄの外径Ｄ３は、胴部外径Ｄ１よりも片側２ｍｍ、径でφ４ｍｍの小径になっていなければならない。
【００１１】
さらに、加熱ローラ４は、肉厚を薄くするため、パイプ状であり、かつ、図１１に示すように、内部にはハロゲンヒータ５等の加熱源を保持させなければならない。加熱源である、ハロゲンヒータ５は、加熱ローラ４の軸方向温度分布を保つために２本を保持する場合もある。この場合に、ハロゲンヒータ５の出し入れおよび保持状態で加熱ローラ４の芯金４ａと接触しないだけの内径を加熱ローラ４の芯金４ａに確保しなければならない。
【００１２】
また、上記特許文献１に記載された技術においても、寄り止め用の必要な段差を確保した上で、ローラの小径化とローラの内径の大径化とを達成することができないので、２本のハロゲンヒータを内部に保持することができなかった。
【００１３】
そこで、本発明は、小径の加熱ローラを用いた場合でも、薄肉で立上り時間の短縮を図れ、定着ベルトの安定した走行を確保し、さらに、芯金内部に２本のハロゲンヒータを保持可能な内径寸法を確保できる加熱ローラ芯金を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に記載の発明は、無端ベルトの内周面の幅方向両端に設けられた寄り止め部の間に圧接して前記無端ベルトを加熱する加熱ローラにおいて、前記加熱ローラの胴部の端部と前記加熱ローラの端部のジャーナル部との間の円周上に形成された凹部を備え、該凹部は、前記胴部の端部に隣接して配置され、胴部外径を高位置とし、且つ寄り止め部より下方を低位置とする段差と、該段差の低位置から軸方向に連続する細径部と、該細径部から寄り止め部の外端面を囲むように立ち上がる立ち上がり部とを備えていることを特徴とする加熱ローラである。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、前記加熱ローラの内周面のうち、凹部に対応する内周面より外側を無塗装面としたことを特徴とする請求項１に記載の加熱ローラである。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、前記加熱ローラの芯金が一部材から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱ローラである。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、前記芯金が絞り加工により形成されていることを特徴とする請求項３に記載の加熱ローラである。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記ジャーナル部外径が胴部外径より太径であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の加熱ローラである。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の加熱ローラの内部に配光特性の異なる複数本の加熱手段が配置され、該複数本の加熱手段により前記無端ベルトを介して定着部に伝熱していることを特徴とする加熱定着装置である。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に係る発明によれば、小径の加熱ローラを用いた場合でも、薄肉で立上り時間の短縮を図れ、定着ベルトの安定した走行を確保し、さらに、芯金内部に２本のハロゲンヒータを保持可能な内径寸法を確保できる加熱ローラ芯金を提供することができる。
【００２１】
請求項２に係る発明によれば、加熱ローラ胴部内面および凹み部内径部のみを黒色塗装すればよく、端部まで塗装する必要がないので、工程管理が容易になり、また、端部まで塗装を行う場合には、塗料のはみ出しが起こりやすいが、その発生も防止できる。
【００２２】
請求項３に係る発明によれば、子部品を組み合わせて芯金を製作する必要がなく、１つの素材から形成できるので、製作工程が簡略化でき、組み合わせによる外れが発生することもなく、信頼性の高い加熱ローラを提供できる。
【００２３】
請求項４に係る発明によれば、複雑な型を製作する必要がなく、容易に絞り加工で行えることから、従来の絞り加工したローラと同等の加工時間で量産加工が可能で、かつ、特別な設備を追加することなく、同一設備を用いての量産展開が図れる。
【００２４】
請求項５に係る発明によれば、ジャーナル部外径が胴部外径より太径であるので、汎用性の高い大径の軸受を小径の加熱ローラと組み合わせることができる。また、より胴部径が小径の加熱ローラも提供できる。
【００２５】
請求項６に係る発明によれば、請求項１〜５の何れかの効果を有するとともに、定着むらを防止できる定着装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１１は本発明の加熱ローラを用いることができる定着装置の基本的な構成を示す図である。定着装置の基本的な構成としては、定着ローラ１と加熱ローラ４との間に無端状の定着ベルト２が渡され支持されており、定着ローラ１の相対する位置に加圧ローラ３が支持されている。
【００２７】
加熱ローラ４の内部には、加熱源であるハロゲンヒータ５が加熱ローラ４に接触しない状態で保持されている。この装置において、記録紙７上のトナー像を定着ローラ１と加圧ローラ３との間に挿入し通過させることで、トナー像を記録紙７に定着させる。
【００２８】
図１は本発明に係る一実施形態の加熱ローラの基本的な構成を示す断面図である。この加熱ローラ４の構成は、芯金４ａおよび芯金４ａ上に形成されている離型層８からなっている。芯金４ａは、アルミニウム合金のパイプ材で外径φ２５ｍｍ、加熱ローラとして立上り時間も重要なため、胴部外周面４ｂと胴部内周面４ｃとの間の肉厚を薄肉化しており、胴部肉厚０．４ｍｍとする。両端のジャーナル部４ｆも外径φ２５ｍｍで、強度確保のため肉厚１ｍｍ以上とする。芯金４ａの凹部９の内周面４ｈ間には、熱の吸収を高めるため、黒色塗装１５を行い、芯金４ａの胴部外周面４ｂには、組み合わされる定着ベルト２との接触による磨耗防止のため、アルマイト処理やテフロン（登録商標）塗装を行って離型層８を形成する。芯金４ａの胴部とジャーナル部４ｆとの間に位置する円周状の凹部９の底部の外径Ｄ３は、φ２１ｍｍとし、その内径Ｄ６はφ１９ｍｍとしている。
【００２９】
凹部９の底部の外径Ｄ３を寄り止め部材１０の内径よりも小径とすることにより、加熱ローラ４の胴部外径Ｄ１とジャーナル部外径Ｄ５が類似径の加熱ローラ４でも、組み合わされる定着ベルト２の寄り止め部材１０がジャーナル部の寄り止め逃げ部外周面４ｄの外径Ｄ３と接触することがないので、定着ベルト２の走行が不安定にならず、安定した駆動が可能となる。
【００３０】
凹部９は、加熱ローラ４の胴部の端部に隣接して配置されている。そして、凹部９は、胴部外径Ｄ１を高位置とし、且つ寄り止め部材１０より下方を低位置とする段差部４ｇと、段差部４ｇの低位置から軸方向に連続する細径部である底部外周面４ｊと、底部外周面４ｊ部から寄り止め部材１０の外端面を囲むように立ち上がる立ち上がり部４ｋとを備えている。
【００３１】
この芯金４ａは、特開２００２−１２６９０４号や特開２００２−１２６８２４号に開示されているように、絞りローラによる絞り加工によって縮径し、両端部のジャーナル部４ｆおよび凹部９を形成している。絞りローラによるこれらの形成は、加工油や洗浄剤の不要な乾式で行え、かつ、胴部保持で加工が行われるため、芯金４ａの同軸度を確保できる工法である。一般には、ジャーナル部４ｆの縮径加工はスウェージ加工が用いられるが、型の関係から、本実施形態のように、端部のジャーナル部４ｆより小径の部分が胴部近くにある場合には、同様の加工は難しい。
【００３２】
ここで、図１２と図１３を参照して、従来の加熱ローラ４、定着ベルト２および軸受１１の位置関係について説明を加え、次に図１３と図２を参照して、本発明に係る一実施形態の位置関係について説明する。
【００３３】
図１２は、従来の加熱ローラ４と定着ベルト２および軸受１１との位置関係を示しており、図１３はジャーナル部の芯金断面図を示している。図１３に示すように、芯金４ａの胴部外径Ｄ１がφ３０ｍｍで、ジャーナル部４ｆの軸受取付け部のジャーナル部外径Ｄ５がφ２５ｍｍの場合で説明する。胴部肉厚が０．８ｍｍの場合、胴部内径Ｄ２は、φ３０−０．８×２＝２８．４ｍｍとなる。胴部外径Ｄ１とジャーナル部外径Ｄ５の差は、φ３０−φ２５＝φ５ｍｍで、段差量としては片側２．５ｍｍとなる。
【００３４】
このとき、図１２に示すように、定着ベルト２の内面に取付けられる寄り止め部材１０の半径方向の高さは２ｍｍ程度であるため、図１３に示すように、ジャーナル部４ｆの根元径である底部の外径Ｄ３をφ２５．５ｍｍに設定しても、Ｄ１−Ｄ３＝φ３０−φ２５．５＝φ４．５ｍｍ、片側２．３ｍｍとなる。したがって、芯金４ａのジャーナル部４ｆと定着ベルト２とが接触することはなく、常に安定した定着ベルトの走行が可能となる。ジャーナル部内径Ｄ４に関しては、強度とハロゲンヒータ５の外径との関係から、任意に設定する。肉厚１ｍｍで、Ｄ４はφ２３となる。このときのジャーナル加工は、スウェージ加工でも問題なく加工できる。
【００３５】
上記の従来の加熱ローラに比べて、本発明に係る一実施形態の加熱ローラについて図５と図２を参照して説明する。図５に示すように、定着ベルト２との接触面積を増やし、加熱源であるハロゲンヒータ５との距離を縮める手段として、小径の加熱ローラ４が望まれることから、芯金４ａの胴部外径Ｄ１がφ２５ｍｍで、ジャーナル部４ｆの軸受取付け部のジャーナル部外径Ｄ５がφ２５ｍｍ、かつ、芯金自体の熱容量を低減させるために芯金４ａの胴部肉厚を０．４ｍｍにする場合で、説明する。
【００３６】
胴部内径Ｄ２は、φ２５−０．４×２＝２４．２ｍｍとなる。胴部外径Ｄ１とジャーナル部外径Ｄ５との差は、φ２５−φ２５＝０ｍｍのため、定着ベルト２を支持することができなくなる。その対策として、本発明に係る一実施形態の加熱ローラ４の凹部９を胴部とジャーナル部４ｆとの間に設置し、定着ベルト２の支持を可能にする。定着ベルト２の内面に取付けられる寄り止め部材１０の半径方向の高さは２ｍｍ程度であるため、ジャーナル部根元径である底部の外径Ｄ３をφ２１ｍｍ以下に設定することにより、芯金４ａのジャーナル部４ｆと定着ベルト２とが接触することがなく、常に安定した定着ベルト２の走行が可能となる。このとき、凹部９の内径側の径である内径Ｄ６について見ると、肉厚１ｍｍを確保するためには、Ｄ６＝Ｄ３−１×２＝φ２１−１×２＝φ１９ｍｍとなり、十分にハロゲンヒータ５を支持および出し入れできる径を確保できる。したがって、図４に示すように、第１のヒータ５ａと第２のヒータ５ｂとの複数本、本実施形態では２本のハロゲンヒータ５を芯金４ａの内部に配置することができる。このハロゲンヒータ５は、本実施形態では、端部側を加熱する第１のヒータ５ａと、この第１のヒータ５ａとは異なる配光特性を有し、中央部側を加熱する第２のヒータ５ｂとから構成されている。
【００３７】
加熱ローラ４を小径にする場合、この内径Ｄ６の寸法が重要となり、挿入されるハロゲンヒータ５やジャーナル部４ｆの芯金強度の関係から、決定されるため、組み合わせる部品の構成に応じて適宜設定することができる。
【００３８】
また、凹部９を形成することで、凹部９の内径Ｄ６がジャーナル部内径Ｄ４に比べ小さくなり、芯金４ａを軸方向で見ると、胴部を両側の内径Ｄ６で狭めていることで、この隙間から出入りする空気の流れを低減できる。その結果、芯金４ａの内部にハロゲンヒータ５を組み入れた状態では、隙間がさらにせまくなり、熱の逃げが減ることから、加熱ローラ４としての温度上昇を早めることができる。
【００３９】
さらに、図４に示すように、封止部１４と内径Ｄ６との隙間を狭めるように、ハロゲンヒータ５の封止部１４を凹部９の内径Ｄ６に近づけるレイアウトを設定することによって、より熱の逃げを低減できる。
【００４０】
上記のように、本発明に係る一実施形態の加熱ローラ用の芯金４ａは、１つの素管から形成されており、接合等の加工は行っていないことから、芯金強度が得やすく、部品が外れたりする可能性はない。
【００４１】
加熱ローラ４の芯金４ａの内面全域（胴部内周面４ｃ及び凹部９の内周面４ｈ）に行われる黒色塗装１５の目的は、芯金４ａの熱吸収を高めることの他に、ハロゲンヒータ５からの熱が芯金内面に反射しハロゲンヒータ５の封止部１４を破損させる恐れがあるため、この防止策としての役割も持っている。
【００４２】
図４のレイアウトとすることで、ジャーナル部内径Ｄ４に対応するジャーナル部内周面４ｅに対して、黒色塗装１５が不要にできる。すなわち、芯金４ａの端部内面の黒色塗装１５が省略できることで、量産工程内での塗装範囲の管理が容易になること、芯金４ａの端部まで塗装する時、最悪の場合、芯金４ａの外周面にまで塗料が付着する可能性があったが、その可能性を極力低減できること、などのメリットが得られる。
【００４３】
図３のように、ジャーナル部４ｆの元の肉厚を増やし、定着ベルト２の寄り止め部材１０を逃がす凹部９を削りだし部１６ａとして削りだすことは可能であるが、実際に量産加工を考えると、肉厚の厚い素管を使用する必要があること、芯金４ａの熱容量を低減させるためには、凹部９やジャーナル部内径Ｄ４（図３の削り出し部１６ｂ）の他、胴部肉厚も薄くするため、素管のほとんどを切屑とすることから、加工タクトが延び、削りだすメリットは少ないと言える。芯金４ａの形状としては、特開２００２−１２６９０４号や特開２００２−１２６８２４号で示したようなリブ付でもいいし、もちろん、リブなしでも問題ない。
【００４４】
図６は本発明に係る第２の実施形態の加熱ローラの断面図である。図６に示すように、第２の実施形態の加熱ローラの構成は、第１の実施形態の加熱ローラと比べて、干渉部材１７を設けた点が大きく異なっている。
【００４５】
芯金４ａは、アルミニウム合金のパイプ材で胴部外径Ｄ１：φ２５ｍｍ、加熱ローラ４として立上り時間も重要なため、胴部を薄肉化しており、胴部肉厚０．４ｍｍとする。両端のジャーナル部は、干渉部材１７の肉厚分を１ｍｍ確保とすると、ジャーナル部外径Ｄ５：φ２３ｍｍで、強度確保のため肉厚１ｍｍ以上とするジャーナル部内径Ｄ４：φ２１。芯金４ａの内面には、熱の吸収を高めるため、黒色塗装１５を行い、芯金４ａの外周面には、組み合わされる定着ベルト２との接触による磨耗防止のため、アルマイト処理やテフロン（登録商標）塗装を行って離型層８を形成する。芯金４ａの胴部とジャーナル部４ｆとの間に位置する円周状の凹部９の底部の外径Ｄ３は、φ２１ｍｍとし、その内径Ｄ６はφ１９ｍｍとしている。
【００４６】
組み合わす干渉部材１７は、図８（ａ），（ｂ）に示すように、外径φ２５ｍｍ内径φ２３ｍｍで、軸方向への脱落を防ぐための肩部１７ａが設けられている。材質としては、加熱温度に耐えられるようにＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト゛）などで作られる。
【００４７】
この芯金４ａは、特開２００２−１２６９０４や特開２００２−１２６８２４で示したような、絞りローラによる絞り加工によって縮径し、両端部のジャーナル部４ｆおよび凹部９を成形している。絞りローラによるこれらの成形は、加工油や洗浄剤の不要な乾式で行え、かつ、胴部保持で加工が行われるため、芯金の同軸度を確保できる工法である。一般には、ジャーナル部の縮径加工はスウェージ加工が用いられるが、型の関係から、本発明のように、ジャーナル端部より小径の部分が胴部近くにある場合には、同様の加工は難しい。
【００４８】
この芯金のジャーナル部４ｆに干渉部材１７を組み合わせることで、加熱ローラ４の芯金４ａから、軸受１１への熱の伝達を妨げることが可能となり、加熱ローラ４の軸方向での温度分布を均一にできる。
【００４９】
定着装置において、加熱ローラ４に働く定着ベルト２による張力は、１０Ｎ〜２０Ｎ程度が設定されている。この張力下において、加熱ローラ４を定着装置に組み付け、本実施形態の干渉部材１７を用いたものと、用いないものを比較評価した。加熱ローラには、外径φ３０ｍｍ、肉厚０．３ｍｍのアルミ芯金を用い、定着装置上で１００時間以上の空回しを実施している。
【００５０】
この結果、干渉部材１７を用いない場合は、曲がりの増加量（振れの増加量と同じ意味である）として０．３ｍｍ、曲がりが増加した。これに対し、干渉部材１７を用いた場合には、曲がりの増加は０．０１ｍｍ以下であり、曲がりは発生しない。
【００５１】
すなわち、図１０（ａ）に示すように、干渉部材１７を用いない場合では、加熱ローラの芯金を曲げた状態で、回転をさせたことによるストレスが蓄積され、芯金が塑性変形を起こしたものと考えられる。それに対し、図１０（ｂ）に示すように、干渉部材１７を用いることで、芯金４ａにかかるストレス自体を低減でき、その状態での回転では、ストレスの蓄積がわずかであったため、曲がらなかったと予想できる。
【００５２】
図８は図６の加熱ローラに備える干渉部材を示す図であり、（ａ）は干渉部材の正面図、（ｂ）は干渉部材の側面図、（ｃ）は変形例の干渉部材の正面図、（ｄ）は変形例の干渉部材の側面図である。
【００５３】
さらに、図８（ｃ），（ｄ）に示すように、干渉部材１７の内周面を傾斜角１７ｂで軸方向に傾斜させることで、図１０（ｂ）のように、定着装置内での加熱ローラ４の姿勢を曲げた状態ではあるが、過度に芯金４ａにストレスを与えない状態で支持することが可能となる。その結果、経時で芯金４ａに蓄積されるストレスを低減できるため、芯金寿命の低下を防ぐことができる。
【００５４】
加熱ローラを曲げた状態で使用するために、この状態でも定着ベルト２との接触を確実にする手段として、加熱ローラ４の中央部を太らせることで、十分に対応は可能であり、問題にはならない。
【００５５】
上記目的を達成するために、本発明に係る実施形態の定着装置では、加熱ローラ４の芯金４ａの胴部外径Ｄ１と軸受１１が支持されるジャーナル部外径Ｄ５との間に、円周状の凹部９を設けている。このとき、芯金４ａの胴部外径Ｄ１とジャーナル部外径Ｄ５とは類似径となっている。
【００５６】
最後に、上記説明では、芯金４ａの胴部外径Ｄ１とジャーナル部外径Ｄ５とがほぼ同径の場合で説明しているが、逆に胴部外径Ｄ１の方がジャーナル部外径Ｄ５より小さい組み合わせでも、問題なく適用できる。このときのメリットとしては、芯金４ａの胴部がより小径の加熱ローラ４でも、大径の軸受１１を使用することができるので、特別な小径の軸受を製作しなくても小径の加熱ローラ４を使用可能にできるなどがある。なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の加熱ローラの断面図である。
【図２】図１の加熱ローラのジャーナル部周辺の拡大断面図である。
【図３】図２の加熱ローラの変形例を示す拡大断面図である。
【図４】図２の加熱ローラにハロゲンヒータを組み付けた状態を示す拡大断面図である。
【図５】図１の加熱ローラに定着ベルトを装着した状態を示す断面図である。
【図６】本発明に係る第２の実施形態の加熱ローラの断面図である。
【図７】図６の加熱ローラのジャーナル部周辺の拡大断面図である。
【図８】図６の加熱ローラに備える干渉部材を示す図であり、（ａ）は干渉部材の正面図、（ｂ）は干渉部材の側面図、（ｃ）は変形例の干渉部材の正面図、（ｄ）は変形例の干渉部材の側面図である。
【図９】図６の加熱ローラに定着ベルトを装着した状態を示す断面図である。
【図１０】図１の加熱ローラと図６の加熱ローラとを使用状態で比較した図であり、（ａ）は図１の加熱ローラ、（ｂ）は図６の加熱ローラである。
【図１１】定着装置の基本構成を示す図である。
【図１２】従来の加熱ローラの構成を示す断面図である。
【図１３】従来の加熱ローラのジャーナル部周辺の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 定着ローラ
２ 定着ベルト
３ 加圧ローラ
４ 加熱ローラ
４ａ 芯金
４ｂ 胴部外周面
４ｃ 胴部内周面
４ｄ 寄り止め逃げ部外周面
４ｅ ジャーナル部内周面
４ｆ ジャーナル部
４ｇ 段差部
４ｈ 内周面
４ｉ 抜け止め
４ｊ 底部外周面
４ｋ 立ち上がり部
５ ハロゲンヒータ
５ａ 第１のヒータ
５ｂ 第２のヒータ
６ トナー像
７ 記録紙
８ 離型層
９ 凹部
１０ 寄り止め部材
１１ 軸受
１４ 封止部
１５ 黒色塗装
１６ａ 削りだし部
１６ｂ 削りだし部
１７ 干渉部材
１７ａ 肩部
１７ｂ 傾斜角
Ｄ１ 胴部外径
Ｄ２ 胴部内径
Ｄ３ 外径
Ｄ４ ジャーナル部内径
Ｄ５ ジャーナル部外径
Ｄ６ 凹部の内径
Ｆ テンション力
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端ベルトの内周面の幅方向両端に設けられた寄り止め部の間に圧接して前記無端ベルトを加熱する加熱ローラにおいて、
前記加熱ローラの胴部の端部と前記加熱ローラの端部のジャーナル部との間の円周上に形成された凹部を備え、該凹部は、前記胴部の端部に隣接して配置され、胴部外径を高位置とし、且つ寄り止め部より下方を低位置とする段差と、該段差の低位置から軸方向に連続する細径部と、該細径部から寄り止め部の外端面を囲むように立ち上がる立ち上がり部とを備えていることを特徴とする加熱ローラ。
【請求項２】
前記加熱ローラの内周面のうち、凹部に対応する内周面より外側を無塗装面としたことを特徴とする請求項１に記載の加熱ローラ。
【請求項３】
前記加熱ローラの芯金が一部材から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱ローラ。
【請求項４】
前記芯金が絞り加工により形成されていることを特徴とする請求項３に記載の加熱ローラ。
【請求項５】
前記ジャーナル部外径が胴部外径より太径であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の加熱ローラ。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の加熱ローラの内部に配光特性の異なる複数本の加熱手段が配置され、該複数本の加熱手段により前記無端ベルトを介して定着部に伝熱していることを特徴とする加熱定着装置。
【請求項１】
無端ベルトの内周面の幅方向両端に設けられた寄り止め部の間に圧接して前記無端ベルトを加熱する加熱ローラにおいて、
前記加熱ローラの胴部の端部と前記加熱ローラの端部のジャーナル部との間の円周上に形成された凹部を備え、該凹部は、前記胴部の端部に隣接して配置され、胴部外径を高位置とし、且つ寄り止め部より下方を低位置とする段差と、該段差の低位置から軸方向に連続する細径部と、該細径部から寄り止め部の外端面を囲むように立ち上がる立ち上がり部とを備えていることを特徴とする加熱ローラ。
【請求項２】
前記加熱ローラの内周面のうち、凹部に対応する内周面より外側を無塗装面としたことを特徴とする請求項１に記載の加熱ローラ。
【請求項３】
前記加熱ローラの芯金が一部材から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱ローラ。
【請求項４】
前記芯金が絞り加工により形成されていることを特徴とする請求項３に記載の加熱ローラ。
【請求項５】
前記ジャーナル部外径が胴部外径より太径であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の加熱ローラ。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の加熱ローラの内部に配光特性の異なる複数本の加熱手段が配置され、該複数本の加熱手段により前記無端ベルトを介して定着部に伝熱していることを特徴とする加熱定着装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−９９５４（Ｐ２００６−９９５４Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８８１９３（Ｐ２００４−１８８１９３）
【出願日】平成１６年６月２５日（２００４．６．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２５日（２００４．６．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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