定着ローラおよびこの定着ローラを用いた定着器
【課題】記録媒体の搬送速度にムラが生じ難く，記録媒体に皺も生じ難い定着ローラおよび定着器を提供する。
【解決手段】金属製の中空パイプ６３の外側に設けられた弾性層とを有する定着ローラであり，中空パイプ６３に，中空パイプが熱膨張した際の円周方向における伸びを吸収する隙間６７が中空パイプの軸線方向に設けられている。隙間６７は充填材６８で埋める。隙間６７は中空パイプの半径方向から見て互いに嵌り合う凹凸の連続線状に設け，凹凸形状は互いに嵌り合う楔形状とする。中空パイプは，先ず，金属板の両側部を円弧状に曲げ加工し，次いで，金属板の中央部を円弧状に曲げ加工し，その後，両側部の端面同士が隙間を隔てて対向するようにパイプ状に曲げ加工して形成する。
【解決手段】金属製の中空パイプ６３の外側に設けられた弾性層とを有する定着ローラであり，中空パイプ６３に，中空パイプが熱膨張した際の円周方向における伸びを吸収する隙間６７が中空パイプの軸線方向に設けられている。隙間６７は充填材６８で埋める。隙間６７は中空パイプの半径方向から見て互いに嵌り合う凹凸の連続線状に設け，凹凸形状は互いに嵌り合う楔形状とする。中空パイプは，先ず，金属板の両側部を円弧状に曲げ加工し，次いで，金属板の中央部を円弧状に曲げ加工し，その後，両側部の端面同士が隙間を隔てて対向するようにパイプ状に曲げ加工して形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電子写真技術を用いて画像を形成するプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に用いられる定着ローラおよびこの定着ローラを用いた定着器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に，定着器は，内部に熱源が配置される金属製（例えば鉄やアルミ製）の中空パイプと，この中空パイプの外側に設けられた弾性層とを有する加熱ローラと，この加熱ローラに圧接して回転する加圧ローラとを有している。通常，加熱ローラを定着ローラと称することも多いが，本明細書では，上記加熱ローラと加圧ローラとを総称して定着ローラという。
従来，このような定着ローラにおける中空パイプには，その軸線方向に伸びる隙間は設けられていなかった（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開昭６１−１３７６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来の定着ローラは，加熱されると中空パイプが膨張してその外径が変化するため，弾性層の外径も変化する。このため，上述した従来の定着ローラを用いた定着器では，定着対象である用紙等の記録媒体の搬送速度にムラが生じて画像不良が生じるおそれがあるという問題があった。
また，通常，前記中空パイプの温度は，その軸線方向（長手方向）において不均一となるため，中空パイプの外径（したがって弾性層の外径）も軸線方向に関して不均一となり，定着ローラによる記録媒体の搬送速度も軸線方向に関して不均一となる。
このため，従来の定着ローラを用いた定着器では，用紙等の記録媒体に皺が生じることがあるという問題があった。
本発明の目的は，記録媒体の搬送速度にムラが生じ難く，また，記録媒体に皺が生じ難い定着ローラおよび定着器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために本発明の定着ローラは，金属製の中空パイプと，この中空パイプの外側に注型成形にて設けられた弾性層とを有する定着ローラであって，
前記中空パイプに，当該中空パイプが熱膨張した際のその円周方向における伸びを吸収する隙間を当該中空パイプの軸線方向に設けるとともに，前記隙間を，前記中空パイプをなす金属よりも軟らかい充填材で埋めたことを特徴とする。
このような構成によれば，定着ローラが加熱されて中空パイプが膨張しても，当該中空パイプの円周方向における伸びが，前記隙間によって吸収されることとなる。なお，隙間は充填材で埋められているが，その充填材は中空パイプをなす金属よりも軟らかいので，中空パイプの伸びは充填材によっては大きくは阻害されない。中空パイプの熱膨張による伸びは，その円周方向における伸びがほとんどであり，肉厚方向（半径方向）への伸びは円周方向における伸びに比べて微少である。
したがって，この発明の定着ローラによれば，当該定着ローラの温度が変化しても，その中空パイプの外径がほとんど変化しなくなるので，弾性層の外径の変化量も小さくなる。結果として，この発明の定着ローラを用いた定着器によれば，定着対象である用紙等の記録媒体の搬送速度にムラが生じ難くなる。
また，中空パイプの温度が，その軸線方向（長手方向）において不均一となっても，中空パイプの外径がほとんど変化しなくなる結果として，中空パイプの外径（したがって弾性層の外径）も軸線方向に関して略均一となる。したがって，定着ローラによる記録媒体の搬送速度も軸線方向に関して略均一となる。
したがって，本発明の定着ローラを用いた定着器によれば，用紙等の記録媒体に皺が生じ難くなり，また，画像不良も生じ難くなる。
【０００５】
しかも，前記隙間は充填材で埋められているので，中空パイプの外側に注型成形にて弾性層を形成する際，その弾性層をなす材料が隙間を通じて中空パイプ内に漏れだしてしまうということがなくなる。したがって，弾性層を良好に成形することが可能となる。
なお，前述したように，定着ローラには，前記中空パイプ内に熱源が配置されて，自身が加熱される加熱ローラと，前記中空パイプ内に熱源は配置されないが，加熱ローラに圧接されていることにより間接的に加熱される加圧ローラとが含まれている。
【０００６】
望ましくは，前記充填材は，耐熱性合成樹脂とする。
このようにすることで，中空パイプの外側に弾性層を形成する際，その弾性層をなす材料が隙間を通じて中空パイプ内に漏れ出すことを確実に防止することができる。
【０００７】
また望ましくは，前記隙間は，前記中空パイプの軸線方向から見て，半径方向内方に向けて狭まるＶ形状とする。
このように構成すると，中空パイプの外側に弾性層を形成する際の，その弾性層をなす材料に対する充填材のシール効果が向上し，弾性層をなす材料が隙間を通じて中空パイプ内に漏れ出すことをより確実に防止することができる。
【０００８】
望ましくは，前記隙間は，前記中空パイプの半径方向から見て，互いに嵌り合う凹凸の連続線状に設ける。
中空パイプに軸線方向の隙間を単に一直線状に設けると，その中空パイプは捩り力に対して弱くなる。
これに対し，前記隙間を，中空パイプの半径方向から見て，互いに嵌り合う凹凸の連続線状に設けると，中空パイプに作用する捩り力が，前記凹凸形状における中空パイプの軸線方向に関する対向部同士の当接によって受け止められる。
したがって，軸線方向に隙間が設けられているにもかかわらず，捩り力に対して強い中空パイプが得られる。
【０００９】
また，望ましくは，前記中空パイプは，先ず，金属板の両側部を円弧状に曲げ加工し，次いで，その金属板の中央部を円弧状に曲げ加工し，その後，前記両側部の端面同士が前記隙間を隔てて対向するようにパイプ状に曲げ加工して形成する。
軸線方向の隙間を単に一直線状に設けた中空パイプは，押し出し成形と絞り加工とによっても作成することはできる。しかしながら，そのような加工では，外径精度の高い中空パイプを得ることは困難である。外径精度を高めるためには，さらに，研磨加工が必要となる。
これに対し，上記のような曲げ加工によれば，軸線方向の隙間を有する中空パイプを容易にかつ外径精度良く作成することができる。
しかも，前述したように，隙間を中空パイプの半径方向から見て互いに嵌り合う凹凸の連続線状に設ける場合，押し出し成形と絞り加工とによってはそのようなパイプは作成することはできないが，上記のような曲げ加工によれば，隙間を中空パイプの半径方向から見て互いに嵌り合う凹凸の連続線状とした中空パイプを容易に作成することができる。
さらに望ましくは，前記凹凸は互いに嵌り合う楔形状とする。
このように構成すると，曲げ加工により作成した中空パイプのスプリングバックを防止でき，外径精度の良い中空パイプを得ることができ，結果として，外径精度の良い定着ローラを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下，本発明に係る定着ローラおよび定着器の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は，本発明に係る定着ローラおよび定着器の一実施の形態を用いた画像形成装置の一例の内部構造を示す概略正面図である。
この画像形成装置は，用紙の両面にモノクロ（単色）画像またはフルカラー画像を形成することのできるカラー画像形成装置であり，ケース１１と，このケース１１内に収容された，像担持体ユニット２０と，露光手段としての露光ユニット３０と，現像手段としての現像器（現像装置）４０とを備えている。また，中間転写体ユニット５０と，定着手段としての定着ユニット（定着器）６０とを備えている。
ケース１１には装置本体１０の図示しないフレームが設けられており，このフレームに各ユニット等が取り付けられている。
【００１１】
像担持体ユニット２０は，外周面に感光層を有する感光体２１と，この感光体２１の外周面を一様に帯電させる帯電手段としてのコロナ帯電器（スコロトロン帯電器）２２とを有しており，このコロナ帯電器２２により一様に帯電させられた感光体２１の外周面を露光ユニット３０からのレーザー光Ｌで選択的に露光して静電潜像を形成し，この静電潜像に現像器４０で現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とし，このトナー像を中間転写体ユニット５０の中間転写体である中間転写ベルト５１に一次転写部Ｔ１で一次転写し，さらに，二次転写部（転写部）Ｔ２で，転写対象である用紙に二次転写させるようになっている。
【００１２】
ケース１１内には，上記二次転写部Ｔ２に用紙を供給し二次転写部Ｔ２で片面に画像が形成された用紙をケース１１上面の用紙排出部（排紙トレイ）１５に向けて搬送する搬送路１６と，この搬送路１６により用紙排出部１５に向けて搬送された用紙をスイッチバックさせて他面にも画像を形成すべく前記二次転写部Ｔ２に向けて返送する返送路１７とが設けられている。
７０は，装置本体に対して着脱可能に構成された両面ユニットであり，この両面ユニット７０が装着されることによって前記返送路１７が完成される。
７１は用紙返送用の駆動モータ，７２はこのモータ７１からタイミングベルト等の駆動機構（図示せず）を介して駆動される用紙返送用の返送ローラ対である。
【００１３】
ケース１１の下部には，複数枚の用紙を積層保持する給紙カセット１８が設けられており，その用紙を一枚ずつ上記二次転写部Ｔ２に向けて給送する給紙ローラ１９が設けられている。
上記両面ユニット７０の下方には，手差し給紙部８０をなすマルチパーパーストレイ８１が設けられており，このマルチパーパーストレイ８１にセットされた用紙を一枚ずつ給送する給紙ローラ８２が装置本体に設けられている。
二次転写部Ｔ２の前段にはゲートローラ対１０ｇが設けられている。用紙を二次転写部Ｔ２へ供給するに際し，このゲートローラ対１０ｇに用紙の先端を当接させることで当該用紙の撓みを利用して当該用紙の先端揃え（斜行防止）を行いかつ二次転写部Ｔ２への用紙の供給タイミングを決定する構成となっている。
【００１４】
現像器４０はロータリ現像器（ロータリ現像装置）であり，回転体本体４１に対して，イエロートナー，シアントナー，マゼンタトナー，ブラックトナーが収容された各色用の現像器カートリッジ（図示せず）が着脱可能に装着されている。回転体本体４１が矢印Ｒ方向に９０度ピッチで回転することによって，各現像器カートリッジが備えている現像ローラ（図示せず）を感光体２１に選択的に当接させ，感光体２１の表面を選択的に現像することが可能となっている。
【００１５】
露光ユニット３０は，上記レーザー光Ｌを感光体２１に向けて照射する。
中間転写体ユニット５０は，図示しないユニットフレームと，このフレームで回転可能に支持された駆動ローラ５４と複数本の従動ローラに掛け回されて張架された中間転写体としての前記中間転写ベルト５１とを備えており，中間転写ベルト５１が図示矢印方向に循環駆動される。感光体２１と中間転写ベルト５１との当接部において前記一次転写部Ｔ１が形成されており，駆動ローラと本体側に設けられた二次転写ローラ１０ｂとの圧接部において前記二次転写部Ｔ２が形成される。
【００１６】
二次転写ローラ１０ｂは，前記駆動ローラ５４に対して（したがって中間転写ベルト５１に対して）接離可能であり，接触した際に二次転写部Ｔ２が形成される。
したがって，カラー画像を形成する際には，二次転写ローラ１０ｂが中間転写ベルト５１から離間している状態で，中間転写ベルト５１の１回転につき中間転写ベルト５１上に１色の画像が形成され，中間転写ベルト５１の複数回転により中間転写ベルト５１上に複数色の画像が重畳されて中間転写ベルト５１上にカラー画像が形成され，その後，二次転写ローラ１０ｂが中間転写ベルト５１に当接し，その当接部（二次転写部Ｔ２）に用紙が供給されることによって中間転写ベルト５１上から用紙上にカラー画像（トナー像）が転写（二次転写）されることとなる。
トナー像が転写された用紙は，定着器６０を通ることでトナー像が溶融定着され，上記排紙トレイ１５に向けて排出される。
【００１７】
この画像形成装置は，定着器６０を通過した用紙を排紙トレイ１５上に排出する排紙ローラ対９１，９２と，定着器６０と排紙ローラ対９１，９２との間に設けられていて，定着器６０を通過した用紙をスイッチバックさせて上述した感光体２１等からなる画像形成部へ返送するスイッチバックローラ対９３とを備えている。
スイッチバックローラ対９３は，定着器６０から排紙ローラ対９１，９２へと向かう排紙経路１６ａ中に設けられており，用紙のスイッチバックは，用紙の後端がスイッチバックローラ対９３のニップ部を通過する直前に上記駆動モータ７１で排紙ローラ対９１，９２およびスイッチバックローラ対９３を逆転させて用紙を返送路１７へ供給することによってなされる。
返送路１７へ供給された用紙は，返送ローラ対７２で搬送され，二次転写部Ｔ２への用紙の供給タイミングを決定するゲートローラ対１０ｇを経て二次転写部Ｔ２へと供給される。
【００１８】
図２は定着器（定着ユニット）６０を示す拡大図である。
定着器６０は，定着対象である記録媒体を挟圧しつつ加熱搬送する一対の定着ローラ６１，６１を有している。
６２は定着器のケースであり，このケース６２に上記定着ローラ６１が回転可能に支持されていて，図示しない駆動機構により一方のローラが回転駆動され，他方のローラが従動回転する。定着ローラ６１の内部には熱源（例えばハロゲンランプ）６１ａが配置される。
【００１９】
仮に，例えば上述したような画像形成装置において，定着ローラが加熱されて外径が変化し，それによって，定着対象である用紙等の記録媒体の搬送速度にムラが生じると，その影響が二次転写部Ｔ２に及んで画像不良を生じるおそれがある。また，前述したように定着ローラの外径が軸線方向に関して不均一になると，定着ローラによる記録媒体の搬送速度が軸線方向に関して不均一となって用紙に皺が生じることがある。
そこで，この実施の形態では，一対の定着ローラ６１，６１をいずれも後述する構成としてある。
【００２０】
図３は中空パイプを示す部分斜視図，図４は図３におけるそれぞれのＩＶ−ＩＶ拡大端面図である。
図２，図３に示すように，定着ローラ６１は，金属製の中空パイプ６３と，この中空パイプ６３の外側に設けられた弾性層６４とを有している。弾性層６４の表面には，トナー剥離性に優れた表層６５が設けられている。
図３において，６６は中空パイプ６３の両端（一方のみ図示）に固着された筒状軸部６６ａを有するフランジ部材であり，このフランジ部材６６の筒状軸部６６ａが，ケース６２に図示しない軸受け部材を介して回転可能に支持される。
【００２１】
図３，図４に示すように，中空パイプ６３には，中空パイプ６３が熱膨張した際のその円周方向における伸びを吸収する隙間６７が中空パイプ６３の軸線方向に設けられており，この隙間６７は，中空パイプ６３をなす金属よりも軟らかい充填材６８で埋められている（シールされている）。
充填材６８としては，耐熱性合成樹脂（例えばエポキシ樹脂）を用いる。
【００２２】
図４に示すように，隙間６７は，中空パイプ６３の軸線方向から見て，半径方向内方に向けて狭まるＶ形状としてある。
隙間６７の最狭部の寸法ｃは，例えば，中空パイプ６３がスチール製で，その肉厚ｔが０．５ｍｍ，外径ｄが３２ｍｍの場合，０．１ｍｍ程度とする。
図３に示すように，隙間６７は，中空パイプ６３の半径方向から見て，互いに嵌り合う凹凸の連続線状に設けてある。この凹凸形状は，矩形や波形による凹凸形状としてもよいが，この実施の形態では，前記凹凸形状は，互いに嵌り合う楔形状としてある。
【００２３】
以上のような中空パイプ６３は，先ず，金属板の両側部を円弧状に曲げ加工し，次いで，その金属板の中央部を円弧状に曲げ加工し，その後，前記両側部の端面同士が対向するようにパイプ状に曲げ加工して形成する。
具体的には，例えば次のようにして作成する。
【００２４】
図５は金属板の部分省略平面図，図６（ａ）〜（ｄ），および図７（ｅ）〜（ｇ）は金属板の曲げ加工の工程図である。
（ｉ）図５および図６（ａ）に示すように，両端縁６３ａを，互いに嵌り合うこととなる凹凸の連続形状（ここでは互いに嵌り合う楔形の連続形状）に打ち抜いた金属板６３ｂを用意する。なお，図５および図６（ａ）において，矢印Ｘで示す方向が，金属板６３ｂを圧延加工して製造する際のその圧延方向である。
【００２５】
（ｉｉ）図６（ｂ）に示すような雄型１０１と雌型１０２とで金属板６３ｂをプレス加工し，金属板６３ｂの両側部６３ｃを円弧状（望ましくは略１／４円弧）に曲げ加工する。なお，同図においては，各部材をを分かりやすくするために，金属板６３ｂと雄型１０１と雌型１０２との間にそれぞれ間隔を開けてこれらの部材を描いてあるがこの間隔は実際には存在せず，金属板６３ｂと雄型１０１と雌型１０２とはそれぞれの接触部において密着している。後述する図６（ｃ）（ｄ），図７（ｅ）〜（ｇ）においても同様である。
【００２６】
（ｉｉｉ）図６（ｂ）で得られた金属板６３ｂの中央部を，図６（ｃ）に示すような雄型１０３と雌型１０４とでプレス加工して円弧状（望ましくは略１／４円弧）に曲げ加工する。
（ｉｖ）図６（ｄ）に示すように，図６（ｃ）で得られた金属板６３ｂの内部に芯型１０５を配置し，図６（ｄ）に示すような上型１０６と下型１０７とを用いて，図７（ｅ）から（ｇ）に示すようにして金属板６３ｂの両側部６３ｃの端面（６３ａ）同士が前記隙間６７を隔てて対向するようにパイプ状に曲げ加工して中空パイプ６３を得る。
【００２７】
より詳しくは例えば次の通りである。
図６（ｄ）および図７（ｅ）〜（ｇ）に示す芯型１０５の外径は，得るべき中空パイプ６３の内径と等しくしてある。
上型１０６のプレス面１０６ｃの半径と下型１０７のプレス面１０７ａの半径は，それぞれ得るべき中空パイプ６３の外径（半径）と等しくしてある。
上型１０６は左右の割型であり，それら割型１０６ａ，１０６ｂはそれぞれ独立して昇降可能である。
【００２８】
先ず，図６（ｄ）に示す状態から，図７（ｅ）に示すように右側の上型１０６ａを下型１０７に対して相対的に下降させ（以下，同様に，型の移動は相対的移動を意味する），金属板６３ｂの右側をプレス加工し，略半円形状に曲げ加工する。なお，下型１０７も上型１０６と同様左右の割型とし（割面１０７ｂ参照），この図７（ｅ）に示す工程の際に，右側の下型を上動させてもよい。
次いで，図７（ｆ）に示すように，芯型１０６を多少（右側の端部（６３ａ）に左側の端部（６３ａ）を重ねることができる程度に）下降させるとともに，左側の上型１０６ｂを下降させ，金属板６３ｂの左側をプレス加工し，略半円形状に曲げ加工する。この状態で左右の端部（６３ａ）同士は略重なり合った状態となる。
【００２９】
その後，図７（ｇ）に示すように，芯型１０５および左右の上型１０６ａ，１０６ｂをともに下降させ，中空パイプ６３を得る。この状態では，左右の端部（６３ａ）同士は互いに嵌り合った状態となる。
その後，隙間６７を充填材６８で埋めて（例えばパテで埋めるようにして埋めて），図３に示したとおりの中空パイプ６３を得る。
なお，図６（ｄ）から図７（ｇ）に至る工程では，左右どちらの上型を先に下降させてもよい。
【００３０】
定着ローラ６１は，以上のような中空パイプ６３の外側に，例えば図１１に示すような注型（外径型）１１０を用いて弾性層６４を成形することで得ることができる。
図１１において，１１１，１１２は上下のエンドキャップ，１１３は上エンドキャップ１１１に設けられた液体状弾性材料（例えば液体状ゴム）の注入口である。
定着ローラ６１は，以上のような型内に，図示のように中空パイプ６３をセットし，注入口１１３から液体状弾性材料を充填することで得ることができる。
この際，隙間６７は充填材６８で塞がれているので，液体状弾性材料が中空パイプ中空パイプ６３内に漏れ出すことはない。
【００３１】
以上のような定着ローラないし定着器によれば次のような作用効果が得られる。
（ａ）この実施の形態の定着ローラ６１は，金属製の中空パイプ６３と，この中空パイプ６３の外側に設けられた弾性層６４とを有し，中空パイプ６３に，当該中空パイプ６３が熱膨張した際のその円周方向における伸びを吸収する隙間６７が当該中空パイプ６３の軸線方向に設けられているので，定着ローラ６１が加熱されて中空パイプ６３が膨張しても，中空パイプ６３の円周方向における伸びが，前記隙間６７によって吸収されることとなる。隙間６７は充填材６８で埋められているが，その充填材６８は中空パイプ６３をなす金属よりも遙かに軟らかいので，中空パイプ６３の伸びは充填材６８によってはほとんど阻害されない。中空パイプ６３の熱膨張による伸びは，その円周方向における伸びがほとんどであり，肉厚方向（半径方向）への伸びは円周方向における伸びに比べて微少である。特にこの実施の形態における中空パイプのように薄肉の中空パイプでは，肉厚方向（半径方向）への伸びは円周方向における伸びに比べて極めて微少である。
したがって，この定着ローラ６１によれば，当該定着ローラ６１の温度が変化しても，その中空パイプ６３の外径ｄがほとんど変化しなくなるので，弾性層６４の外径の変化量も小さくなる。結果として，この定着ローラ６１を用いた定着器６０によれば，定着対象である用紙等の記録媒体の搬送速度にムラが生じ難くなる。
また，中空パイプ６３の温度が，その軸線方向（長手方向）において不均一となっても，中空パイプ６３の外径ｄが軸線方向に関してほとんど変化しなくなる結果として，弾性層６４の外径も軸線方向に関して略均一となる。したがって，定着ローラ６１による記録媒体の搬送速度も軸線方向に関して略均一となる。
したがって，この定着ローラ６１を用いた定着器６０によれば，画像不良が生じ難くなり，用紙等の記録媒体に皺も生じ難くなる。
しかも，隙間６７は充填材で埋められているので，中空パイプ６３の外側に注型成形にて弾性層６４を形成する際，その弾性層６４をなす材料が隙間６７を通じて中空パイプ６３内に漏れだしてしまうということがなくなる。したがって，弾性層６４を良好に成形することが可能となる。
【００３２】
（ｂ）充填材６８は耐熱性合成樹脂としてあるので，中空パイプ６３の外側に弾性層６４を形成する際，その弾性層６４をなす材料の熱で充填材６８が溶融してしまうことがない。
したがって，弾性層６４をなす材料が隙間６７を通じて中空パイプ６３内に漏れ出すことを確実に防止することができる。
【００３３】
（ｃ）隙間６７は，中空パイプ６３の軸線方向から見て，半径方向内方に向けて狭まるＶ形状としてあるので，中空パイプ６３の外側に弾性層６４を形成する際の，その弾性層６４をなす材料に対する充填材６８のシール効果が向上し，弾性層をなす材料が隙間６７を通じて中空パイプ６３内に漏れ出すことをより確実に防止することができる。
【００３４】
（ｄ）隙間６７は，中空パイプ６３の半径方向から見て，互いに嵌り合う凹凸の連続線状に設けてあるので，さらに次のような作用効果が得られる。
図８に示すように，中空パイプ６３’には，軸線方向の隙間６７’を単に一直線状に設けることも可能であり，このような中空パイプ６３’も本願発明の一実施の形態を構成しうる。
しかしながら，軸線方向の隙間６７’を単に一直線状に設けた中空パイプ６３は，捩り力に対して弱くなる。このような中空パイプ６３’に捩り力（トルクＴ）が作用すると，隙間６７の対向部位同士がそれぞれ軸線方向Ｓに大きく移動し得るからである。
これに対し，図３に示したように，隙間６７を，中空パイプ６３の半径方向から見て，互いに嵌り合う凹凸（前述したように矩形や波形による凹凸形状を含む）の連続線状に設けると，中空パイプ６３に作用する捩り力が，前記凹凸形状における中空パイプ６３の軸線方向に関する対向部同士の当接（当接部を図３に符号６３ｄで示す）によって受け止められる。
したがって，軸線方向に隙間６７が設けられているにもかかわらず，捩り力に対して強い中空パイプ６３が得られる。
【００３５】
（ｅ）中空パイプ６３は，先ず，金属板６３ｂの両側部６３ｃを円弧状に曲げ加工し，次いで，その金属板６３ｂの中央部を円弧状に曲げ加工し，その後，前記両側部の端面（図３の符号６３ｅ参照）同士が対向するようにパイプ状に曲げ加工して形成するので，さらに次のような作用効果が得られる。
例えば図８に示したような，軸線方向の隙間６７’を単に一直線状に設けた中空パイプ６３’は，押し出し成形と絞り加工とによっても作成することはできる。しかしながら，そのような加工では，外径精度の高い中空パイプを得ることは困難である。外径精度を高めるためには，さらに，研磨加工が必要となる。
これに対し，上記のような曲げ加工によれば，軸線方向の隙間６７を有する中空パイプを容易にかつ外径精度良く作成することができる。例えば，肉厚０．３〜０．５ｍｍ程度の薄肉中空パイプを精度良く作成することができる。
しかも，例えば図３に示したように，隙間６７を中空パイプ６３の半径方向から見て互いに嵌り合う凹凸の連続線状に設ける場合，押し出し成形と絞り加工とによってはそのようなパイプは作成することはできないが，上記のような曲げ加工によれば，隙間６７を中空パイプ６３の半径方向から見て互いに嵌り合う凹凸の連続線状とした中空パイプ６３を容易に作成することができる。
【００３６】
（ｆ）前記凹凸は互いに嵌り合う楔形状としてあるので，曲げ加工により作成した中空パイプ６３のスプリングバックを防止でき，外径精度の良い中空パイプ６３を得ることができ，結果として，外径精度の良い定着ローラ６１を得ることができる。したがって，本願でいう楔形状は，スプリングバックを防止できる末広がり形状の意味であり，曲線からなる形状（例えばジグソーパズルにおける断片同士の嵌め合い部のような形状等）も含んでいる。
また，このような構造の中空パイプ６３は，前述した押し出し成形と絞り加工とによっては作成することはできないが，上記のような曲げ加工によれば，容易に作成することができる。
【００３７】
（ｇ）中空パイプ６３は，当該中空パイプ６３を作成するための金属板６３ｂの圧延方向（図５，図６（ａ）の矢印Ｘ方向）が当該中空パイプ６３の軸線方向と直交方向となるように曲げ加工してあるので（図６参照），得られる中空パイプ６３は，図９に示すように，圧延で金属板６３ｂに生成された結晶組織（結晶繊維）の方向（圧延方向と同方向である矢印Ｘ方向）が，中空パイプ６３の軸線方向と直交する方向となっている。
したがって，中空パイプ６３の軸線方向と直交方向に作用する圧縮力Ｐに対して強いパイプが得られ，定着ローラに適したパイプを得ることができる。
【００３８】
例えば図１０に示すように，中空パイプ６３’’は，金属板６３ｂの圧延方向（図５，図６（ａ）の矢印Ｘ方向）が当該中空パイプ６３’’の軸線方向と同方向となるように曲げ加工して作成することも可能であり，このような中空パイプ６３’’も本願発明の一実施の形態を構成しうる。
しかしながら，このような中空パイプ６３’’は，圧延で金属板６３ｂに生成された結晶組織（結晶繊維）の方向（圧延方向と同方向である矢印Ｘ方向）が，中空パイプ６３の軸線方向と同方向となるので，中空パイプ６３’’の軸線方向と直交方向に作用する圧縮力Ｐに対しては弱いパイプとなり，定着ローラには必ずしも適してはいない。
【００３９】
以上，本発明の実施の形態について説明したが，本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく，本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る定着ローラおよび定着器の一実施の形態を用いた画像形成装置の一例の内部構造を示す概略正面図。
【図２】定着器を示す拡大図。
【図３】中空パイプを示す部分斜視図。
【図４】図３におけるそれぞれのＩＶ−ＩＶ拡大端面図。
【図５】金属板の部分省略平面図。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は金属板の曲げ加工の工程図。
【図７】（ｅ）〜（ｇ）は金属板の曲げ加工の工程図。
【図８】他の実施の形態の中空パイプを示す部分斜視図。
【図９】作用説明図。
【図１０】作用説明図。
【図１１】弾性層の成形方法の説明図。
【符号の説明】
【００４１】
６０：定着器，６１：定着ローラ，６３：中空パイプ，６３ｂ：金属板，６４：弾性層，６７：隙間，６８：充填材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電子写真技術を用いて画像を形成するプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に用いられる定着ローラおよびこの定着ローラを用いた定着器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に，定着器は，内部に熱源が配置される金属製（例えば鉄やアルミ製）の中空パイプと，この中空パイプの外側に設けられた弾性層とを有する加熱ローラと，この加熱ローラに圧接して回転する加圧ローラとを有している。通常，加熱ローラを定着ローラと称することも多いが，本明細書では，上記加熱ローラと加圧ローラとを総称して定着ローラという。
従来，このような定着ローラにおける中空パイプには，その軸線方向に伸びる隙間は設けられていなかった（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開昭６１−１３７６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来の定着ローラは，加熱されると中空パイプが膨張してその外径が変化するため，弾性層の外径も変化する。このため，上述した従来の定着ローラを用いた定着器では，定着対象である用紙等の記録媒体の搬送速度にムラが生じて画像不良が生じるおそれがあるという問題があった。
また，通常，前記中空パイプの温度は，その軸線方向（長手方向）において不均一となるため，中空パイプの外径（したがって弾性層の外径）も軸線方向に関して不均一となり，定着ローラによる記録媒体の搬送速度も軸線方向に関して不均一となる。
このため，従来の定着ローラを用いた定着器では，用紙等の記録媒体に皺が生じることがあるという問題があった。
本発明の目的は，記録媒体の搬送速度にムラが生じ難く，また，記録媒体に皺が生じ難い定着ローラおよび定着器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために本発明の定着ローラは，金属製の中空パイプと，この中空パイプの外側に注型成形にて設けられた弾性層とを有する定着ローラであって，
前記中空パイプに，当該中空パイプが熱膨張した際のその円周方向における伸びを吸収する隙間を当該中空パイプの軸線方向に設けるとともに，前記隙間を，前記中空パイプをなす金属よりも軟らかい充填材で埋めたことを特徴とする。
このような構成によれば，定着ローラが加熱されて中空パイプが膨張しても，当該中空パイプの円周方向における伸びが，前記隙間によって吸収されることとなる。なお，隙間は充填材で埋められているが，その充填材は中空パイプをなす金属よりも軟らかいので，中空パイプの伸びは充填材によっては大きくは阻害されない。中空パイプの熱膨張による伸びは，その円周方向における伸びがほとんどであり，肉厚方向（半径方向）への伸びは円周方向における伸びに比べて微少である。
したがって，この発明の定着ローラによれば，当該定着ローラの温度が変化しても，その中空パイプの外径がほとんど変化しなくなるので，弾性層の外径の変化量も小さくなる。結果として，この発明の定着ローラを用いた定着器によれば，定着対象である用紙等の記録媒体の搬送速度にムラが生じ難くなる。
また，中空パイプの温度が，その軸線方向（長手方向）において不均一となっても，中空パイプの外径がほとんど変化しなくなる結果として，中空パイプの外径（したがって弾性層の外径）も軸線方向に関して略均一となる。したがって，定着ローラによる記録媒体の搬送速度も軸線方向に関して略均一となる。
したがって，本発明の定着ローラを用いた定着器によれば，用紙等の記録媒体に皺が生じ難くなり，また，画像不良も生じ難くなる。
【０００５】
しかも，前記隙間は充填材で埋められているので，中空パイプの外側に注型成形にて弾性層を形成する際，その弾性層をなす材料が隙間を通じて中空パイプ内に漏れだしてしまうということがなくなる。したがって，弾性層を良好に成形することが可能となる。
なお，前述したように，定着ローラには，前記中空パイプ内に熱源が配置されて，自身が加熱される加熱ローラと，前記中空パイプ内に熱源は配置されないが，加熱ローラに圧接されていることにより間接的に加熱される加圧ローラとが含まれている。
【０００６】
望ましくは，前記充填材は，耐熱性合成樹脂とする。
このようにすることで，中空パイプの外側に弾性層を形成する際，その弾性層をなす材料が隙間を通じて中空パイプ内に漏れ出すことを確実に防止することができる。
【０００７】
また望ましくは，前記隙間は，前記中空パイプの軸線方向から見て，半径方向内方に向けて狭まるＶ形状とする。
このように構成すると，中空パイプの外側に弾性層を形成する際の，その弾性層をなす材料に対する充填材のシール効果が向上し，弾性層をなす材料が隙間を通じて中空パイプ内に漏れ出すことをより確実に防止することができる。
【０００８】
望ましくは，前記隙間は，前記中空パイプの半径方向から見て，互いに嵌り合う凹凸の連続線状に設ける。
中空パイプに軸線方向の隙間を単に一直線状に設けると，その中空パイプは捩り力に対して弱くなる。
これに対し，前記隙間を，中空パイプの半径方向から見て，互いに嵌り合う凹凸の連続線状に設けると，中空パイプに作用する捩り力が，前記凹凸形状における中空パイプの軸線方向に関する対向部同士の当接によって受け止められる。
したがって，軸線方向に隙間が設けられているにもかかわらず，捩り力に対して強い中空パイプが得られる。
【０００９】
また，望ましくは，前記中空パイプは，先ず，金属板の両側部を円弧状に曲げ加工し，次いで，その金属板の中央部を円弧状に曲げ加工し，その後，前記両側部の端面同士が前記隙間を隔てて対向するようにパイプ状に曲げ加工して形成する。
軸線方向の隙間を単に一直線状に設けた中空パイプは，押し出し成形と絞り加工とによっても作成することはできる。しかしながら，そのような加工では，外径精度の高い中空パイプを得ることは困難である。外径精度を高めるためには，さらに，研磨加工が必要となる。
これに対し，上記のような曲げ加工によれば，軸線方向の隙間を有する中空パイプを容易にかつ外径精度良く作成することができる。
しかも，前述したように，隙間を中空パイプの半径方向から見て互いに嵌り合う凹凸の連続線状に設ける場合，押し出し成形と絞り加工とによってはそのようなパイプは作成することはできないが，上記のような曲げ加工によれば，隙間を中空パイプの半径方向から見て互いに嵌り合う凹凸の連続線状とした中空パイプを容易に作成することができる。
さらに望ましくは，前記凹凸は互いに嵌り合う楔形状とする。
このように構成すると，曲げ加工により作成した中空パイプのスプリングバックを防止でき，外径精度の良い中空パイプを得ることができ，結果として，外径精度の良い定着ローラを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下，本発明に係る定着ローラおよび定着器の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は，本発明に係る定着ローラおよび定着器の一実施の形態を用いた画像形成装置の一例の内部構造を示す概略正面図である。
この画像形成装置は，用紙の両面にモノクロ（単色）画像またはフルカラー画像を形成することのできるカラー画像形成装置であり，ケース１１と，このケース１１内に収容された，像担持体ユニット２０と，露光手段としての露光ユニット３０と，現像手段としての現像器（現像装置）４０とを備えている。また，中間転写体ユニット５０と，定着手段としての定着ユニット（定着器）６０とを備えている。
ケース１１には装置本体１０の図示しないフレームが設けられており，このフレームに各ユニット等が取り付けられている。
【００１１】
像担持体ユニット２０は，外周面に感光層を有する感光体２１と，この感光体２１の外周面を一様に帯電させる帯電手段としてのコロナ帯電器（スコロトロン帯電器）２２とを有しており，このコロナ帯電器２２により一様に帯電させられた感光体２１の外周面を露光ユニット３０からのレーザー光Ｌで選択的に露光して静電潜像を形成し，この静電潜像に現像器４０で現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とし，このトナー像を中間転写体ユニット５０の中間転写体である中間転写ベルト５１に一次転写部Ｔ１で一次転写し，さらに，二次転写部（転写部）Ｔ２で，転写対象である用紙に二次転写させるようになっている。
【００１２】
ケース１１内には，上記二次転写部Ｔ２に用紙を供給し二次転写部Ｔ２で片面に画像が形成された用紙をケース１１上面の用紙排出部（排紙トレイ）１５に向けて搬送する搬送路１６と，この搬送路１６により用紙排出部１５に向けて搬送された用紙をスイッチバックさせて他面にも画像を形成すべく前記二次転写部Ｔ２に向けて返送する返送路１７とが設けられている。
７０は，装置本体に対して着脱可能に構成された両面ユニットであり，この両面ユニット７０が装着されることによって前記返送路１７が完成される。
７１は用紙返送用の駆動モータ，７２はこのモータ７１からタイミングベルト等の駆動機構（図示せず）を介して駆動される用紙返送用の返送ローラ対である。
【００１３】
ケース１１の下部には，複数枚の用紙を積層保持する給紙カセット１８が設けられており，その用紙を一枚ずつ上記二次転写部Ｔ２に向けて給送する給紙ローラ１９が設けられている。
上記両面ユニット７０の下方には，手差し給紙部８０をなすマルチパーパーストレイ８１が設けられており，このマルチパーパーストレイ８１にセットされた用紙を一枚ずつ給送する給紙ローラ８２が装置本体に設けられている。
二次転写部Ｔ２の前段にはゲートローラ対１０ｇが設けられている。用紙を二次転写部Ｔ２へ供給するに際し，このゲートローラ対１０ｇに用紙の先端を当接させることで当該用紙の撓みを利用して当該用紙の先端揃え（斜行防止）を行いかつ二次転写部Ｔ２への用紙の供給タイミングを決定する構成となっている。
【００１４】
現像器４０はロータリ現像器（ロータリ現像装置）であり，回転体本体４１に対して，イエロートナー，シアントナー，マゼンタトナー，ブラックトナーが収容された各色用の現像器カートリッジ（図示せず）が着脱可能に装着されている。回転体本体４１が矢印Ｒ方向に９０度ピッチで回転することによって，各現像器カートリッジが備えている現像ローラ（図示せず）を感光体２１に選択的に当接させ，感光体２１の表面を選択的に現像することが可能となっている。
【００１５】
露光ユニット３０は，上記レーザー光Ｌを感光体２１に向けて照射する。
中間転写体ユニット５０は，図示しないユニットフレームと，このフレームで回転可能に支持された駆動ローラ５４と複数本の従動ローラに掛け回されて張架された中間転写体としての前記中間転写ベルト５１とを備えており，中間転写ベルト５１が図示矢印方向に循環駆動される。感光体２１と中間転写ベルト５１との当接部において前記一次転写部Ｔ１が形成されており，駆動ローラと本体側に設けられた二次転写ローラ１０ｂとの圧接部において前記二次転写部Ｔ２が形成される。
【００１６】
二次転写ローラ１０ｂは，前記駆動ローラ５４に対して（したがって中間転写ベルト５１に対して）接離可能であり，接触した際に二次転写部Ｔ２が形成される。
したがって，カラー画像を形成する際には，二次転写ローラ１０ｂが中間転写ベルト５１から離間している状態で，中間転写ベルト５１の１回転につき中間転写ベルト５１上に１色の画像が形成され，中間転写ベルト５１の複数回転により中間転写ベルト５１上に複数色の画像が重畳されて中間転写ベルト５１上にカラー画像が形成され，その後，二次転写ローラ１０ｂが中間転写ベルト５１に当接し，その当接部（二次転写部Ｔ２）に用紙が供給されることによって中間転写ベルト５１上から用紙上にカラー画像（トナー像）が転写（二次転写）されることとなる。
トナー像が転写された用紙は，定着器６０を通ることでトナー像が溶融定着され，上記排紙トレイ１５に向けて排出される。
【００１７】
この画像形成装置は，定着器６０を通過した用紙を排紙トレイ１５上に排出する排紙ローラ対９１，９２と，定着器６０と排紙ローラ対９１，９２との間に設けられていて，定着器６０を通過した用紙をスイッチバックさせて上述した感光体２１等からなる画像形成部へ返送するスイッチバックローラ対９３とを備えている。
スイッチバックローラ対９３は，定着器６０から排紙ローラ対９１，９２へと向かう排紙経路１６ａ中に設けられており，用紙のスイッチバックは，用紙の後端がスイッチバックローラ対９３のニップ部を通過する直前に上記駆動モータ７１で排紙ローラ対９１，９２およびスイッチバックローラ対９３を逆転させて用紙を返送路１７へ供給することによってなされる。
返送路１７へ供給された用紙は，返送ローラ対７２で搬送され，二次転写部Ｔ２への用紙の供給タイミングを決定するゲートローラ対１０ｇを経て二次転写部Ｔ２へと供給される。
【００１８】
図２は定着器（定着ユニット）６０を示す拡大図である。
定着器６０は，定着対象である記録媒体を挟圧しつつ加熱搬送する一対の定着ローラ６１，６１を有している。
６２は定着器のケースであり，このケース６２に上記定着ローラ６１が回転可能に支持されていて，図示しない駆動機構により一方のローラが回転駆動され，他方のローラが従動回転する。定着ローラ６１の内部には熱源（例えばハロゲンランプ）６１ａが配置される。
【００１９】
仮に，例えば上述したような画像形成装置において，定着ローラが加熱されて外径が変化し，それによって，定着対象である用紙等の記録媒体の搬送速度にムラが生じると，その影響が二次転写部Ｔ２に及んで画像不良を生じるおそれがある。また，前述したように定着ローラの外径が軸線方向に関して不均一になると，定着ローラによる記録媒体の搬送速度が軸線方向に関して不均一となって用紙に皺が生じることがある。
そこで，この実施の形態では，一対の定着ローラ６１，６１をいずれも後述する構成としてある。
【００２０】
図３は中空パイプを示す部分斜視図，図４は図３におけるそれぞれのＩＶ−ＩＶ拡大端面図である。
図２，図３に示すように，定着ローラ６１は，金属製の中空パイプ６３と，この中空パイプ６３の外側に設けられた弾性層６４とを有している。弾性層６４の表面には，トナー剥離性に優れた表層６５が設けられている。
図３において，６６は中空パイプ６３の両端（一方のみ図示）に固着された筒状軸部６６ａを有するフランジ部材であり，このフランジ部材６６の筒状軸部６６ａが，ケース６２に図示しない軸受け部材を介して回転可能に支持される。
【００２１】
図３，図４に示すように，中空パイプ６３には，中空パイプ６３が熱膨張した際のその円周方向における伸びを吸収する隙間６７が中空パイプ６３の軸線方向に設けられており，この隙間６７は，中空パイプ６３をなす金属よりも軟らかい充填材６８で埋められている（シールされている）。
充填材６８としては，耐熱性合成樹脂（例えばエポキシ樹脂）を用いる。
【００２２】
図４に示すように，隙間６７は，中空パイプ６３の軸線方向から見て，半径方向内方に向けて狭まるＶ形状としてある。
隙間６７の最狭部の寸法ｃは，例えば，中空パイプ６３がスチール製で，その肉厚ｔが０．５ｍｍ，外径ｄが３２ｍｍの場合，０．１ｍｍ程度とする。
図３に示すように，隙間６７は，中空パイプ６３の半径方向から見て，互いに嵌り合う凹凸の連続線状に設けてある。この凹凸形状は，矩形や波形による凹凸形状としてもよいが，この実施の形態では，前記凹凸形状は，互いに嵌り合う楔形状としてある。
【００２３】
以上のような中空パイプ６３は，先ず，金属板の両側部を円弧状に曲げ加工し，次いで，その金属板の中央部を円弧状に曲げ加工し，その後，前記両側部の端面同士が対向するようにパイプ状に曲げ加工して形成する。
具体的には，例えば次のようにして作成する。
【００２４】
図５は金属板の部分省略平面図，図６（ａ）〜（ｄ），および図７（ｅ）〜（ｇ）は金属板の曲げ加工の工程図である。
（ｉ）図５および図６（ａ）に示すように，両端縁６３ａを，互いに嵌り合うこととなる凹凸の連続形状（ここでは互いに嵌り合う楔形の連続形状）に打ち抜いた金属板６３ｂを用意する。なお，図５および図６（ａ）において，矢印Ｘで示す方向が，金属板６３ｂを圧延加工して製造する際のその圧延方向である。
【００２５】
（ｉｉ）図６（ｂ）に示すような雄型１０１と雌型１０２とで金属板６３ｂをプレス加工し，金属板６３ｂの両側部６３ｃを円弧状（望ましくは略１／４円弧）に曲げ加工する。なお，同図においては，各部材をを分かりやすくするために，金属板６３ｂと雄型１０１と雌型１０２との間にそれぞれ間隔を開けてこれらの部材を描いてあるがこの間隔は実際には存在せず，金属板６３ｂと雄型１０１と雌型１０２とはそれぞれの接触部において密着している。後述する図６（ｃ）（ｄ），図７（ｅ）〜（ｇ）においても同様である。
【００２６】
（ｉｉｉ）図６（ｂ）で得られた金属板６３ｂの中央部を，図６（ｃ）に示すような雄型１０３と雌型１０４とでプレス加工して円弧状（望ましくは略１／４円弧）に曲げ加工する。
（ｉｖ）図６（ｄ）に示すように，図６（ｃ）で得られた金属板６３ｂの内部に芯型１０５を配置し，図６（ｄ）に示すような上型１０６と下型１０７とを用いて，図７（ｅ）から（ｇ）に示すようにして金属板６３ｂの両側部６３ｃの端面（６３ａ）同士が前記隙間６７を隔てて対向するようにパイプ状に曲げ加工して中空パイプ６３を得る。
【００２７】
より詳しくは例えば次の通りである。
図６（ｄ）および図７（ｅ）〜（ｇ）に示す芯型１０５の外径は，得るべき中空パイプ６３の内径と等しくしてある。
上型１０６のプレス面１０６ｃの半径と下型１０７のプレス面１０７ａの半径は，それぞれ得るべき中空パイプ６３の外径（半径）と等しくしてある。
上型１０６は左右の割型であり，それら割型１０６ａ，１０６ｂはそれぞれ独立して昇降可能である。
【００２８】
先ず，図６（ｄ）に示す状態から，図７（ｅ）に示すように右側の上型１０６ａを下型１０７に対して相対的に下降させ（以下，同様に，型の移動は相対的移動を意味する），金属板６３ｂの右側をプレス加工し，略半円形状に曲げ加工する。なお，下型１０７も上型１０６と同様左右の割型とし（割面１０７ｂ参照），この図７（ｅ）に示す工程の際に，右側の下型を上動させてもよい。
次いで，図７（ｆ）に示すように，芯型１０６を多少（右側の端部（６３ａ）に左側の端部（６３ａ）を重ねることができる程度に）下降させるとともに，左側の上型１０６ｂを下降させ，金属板６３ｂの左側をプレス加工し，略半円形状に曲げ加工する。この状態で左右の端部（６３ａ）同士は略重なり合った状態となる。
【００２９】
その後，図７（ｇ）に示すように，芯型１０５および左右の上型１０６ａ，１０６ｂをともに下降させ，中空パイプ６３を得る。この状態では，左右の端部（６３ａ）同士は互いに嵌り合った状態となる。
その後，隙間６７を充填材６８で埋めて（例えばパテで埋めるようにして埋めて），図３に示したとおりの中空パイプ６３を得る。
なお，図６（ｄ）から図７（ｇ）に至る工程では，左右どちらの上型を先に下降させてもよい。
【００３０】
定着ローラ６１は，以上のような中空パイプ６３の外側に，例えば図１１に示すような注型（外径型）１１０を用いて弾性層６４を成形することで得ることができる。
図１１において，１１１，１１２は上下のエンドキャップ，１１３は上エンドキャップ１１１に設けられた液体状弾性材料（例えば液体状ゴム）の注入口である。
定着ローラ６１は，以上のような型内に，図示のように中空パイプ６３をセットし，注入口１１３から液体状弾性材料を充填することで得ることができる。
この際，隙間６７は充填材６８で塞がれているので，液体状弾性材料が中空パイプ中空パイプ６３内に漏れ出すことはない。
【００３１】
以上のような定着ローラないし定着器によれば次のような作用効果が得られる。
（ａ）この実施の形態の定着ローラ６１は，金属製の中空パイプ６３と，この中空パイプ６３の外側に設けられた弾性層６４とを有し，中空パイプ６３に，当該中空パイプ６３が熱膨張した際のその円周方向における伸びを吸収する隙間６７が当該中空パイプ６３の軸線方向に設けられているので，定着ローラ６１が加熱されて中空パイプ６３が膨張しても，中空パイプ６３の円周方向における伸びが，前記隙間６７によって吸収されることとなる。隙間６７は充填材６８で埋められているが，その充填材６８は中空パイプ６３をなす金属よりも遙かに軟らかいので，中空パイプ６３の伸びは充填材６８によってはほとんど阻害されない。中空パイプ６３の熱膨張による伸びは，その円周方向における伸びがほとんどであり，肉厚方向（半径方向）への伸びは円周方向における伸びに比べて微少である。特にこの実施の形態における中空パイプのように薄肉の中空パイプでは，肉厚方向（半径方向）への伸びは円周方向における伸びに比べて極めて微少である。
したがって，この定着ローラ６１によれば，当該定着ローラ６１の温度が変化しても，その中空パイプ６３の外径ｄがほとんど変化しなくなるので，弾性層６４の外径の変化量も小さくなる。結果として，この定着ローラ６１を用いた定着器６０によれば，定着対象である用紙等の記録媒体の搬送速度にムラが生じ難くなる。
また，中空パイプ６３の温度が，その軸線方向（長手方向）において不均一となっても，中空パイプ６３の外径ｄが軸線方向に関してほとんど変化しなくなる結果として，弾性層６４の外径も軸線方向に関して略均一となる。したがって，定着ローラ６１による記録媒体の搬送速度も軸線方向に関して略均一となる。
したがって，この定着ローラ６１を用いた定着器６０によれば，画像不良が生じ難くなり，用紙等の記録媒体に皺も生じ難くなる。
しかも，隙間６７は充填材で埋められているので，中空パイプ６３の外側に注型成形にて弾性層６４を形成する際，その弾性層６４をなす材料が隙間６７を通じて中空パイプ６３内に漏れだしてしまうということがなくなる。したがって，弾性層６４を良好に成形することが可能となる。
【００３２】
（ｂ）充填材６８は耐熱性合成樹脂としてあるので，中空パイプ６３の外側に弾性層６４を形成する際，その弾性層６４をなす材料の熱で充填材６８が溶融してしまうことがない。
したがって，弾性層６４をなす材料が隙間６７を通じて中空パイプ６３内に漏れ出すことを確実に防止することができる。
【００３３】
（ｃ）隙間６７は，中空パイプ６３の軸線方向から見て，半径方向内方に向けて狭まるＶ形状としてあるので，中空パイプ６３の外側に弾性層６４を形成する際の，その弾性層６４をなす材料に対する充填材６８のシール効果が向上し，弾性層をなす材料が隙間６７を通じて中空パイプ６３内に漏れ出すことをより確実に防止することができる。
【００３４】
（ｄ）隙間６７は，中空パイプ６３の半径方向から見て，互いに嵌り合う凹凸の連続線状に設けてあるので，さらに次のような作用効果が得られる。
図８に示すように，中空パイプ６３’には，軸線方向の隙間６７’を単に一直線状に設けることも可能であり，このような中空パイプ６３’も本願発明の一実施の形態を構成しうる。
しかしながら，軸線方向の隙間６７’を単に一直線状に設けた中空パイプ６３は，捩り力に対して弱くなる。このような中空パイプ６３’に捩り力（トルクＴ）が作用すると，隙間６７の対向部位同士がそれぞれ軸線方向Ｓに大きく移動し得るからである。
これに対し，図３に示したように，隙間６７を，中空パイプ６３の半径方向から見て，互いに嵌り合う凹凸（前述したように矩形や波形による凹凸形状を含む）の連続線状に設けると，中空パイプ６３に作用する捩り力が，前記凹凸形状における中空パイプ６３の軸線方向に関する対向部同士の当接（当接部を図３に符号６３ｄで示す）によって受け止められる。
したがって，軸線方向に隙間６７が設けられているにもかかわらず，捩り力に対して強い中空パイプ６３が得られる。
【００３５】
（ｅ）中空パイプ６３は，先ず，金属板６３ｂの両側部６３ｃを円弧状に曲げ加工し，次いで，その金属板６３ｂの中央部を円弧状に曲げ加工し，その後，前記両側部の端面（図３の符号６３ｅ参照）同士が対向するようにパイプ状に曲げ加工して形成するので，さらに次のような作用効果が得られる。
例えば図８に示したような，軸線方向の隙間６７’を単に一直線状に設けた中空パイプ６３’は，押し出し成形と絞り加工とによっても作成することはできる。しかしながら，そのような加工では，外径精度の高い中空パイプを得ることは困難である。外径精度を高めるためには，さらに，研磨加工が必要となる。
これに対し，上記のような曲げ加工によれば，軸線方向の隙間６７を有する中空パイプを容易にかつ外径精度良く作成することができる。例えば，肉厚０．３〜０．５ｍｍ程度の薄肉中空パイプを精度良く作成することができる。
しかも，例えば図３に示したように，隙間６７を中空パイプ６３の半径方向から見て互いに嵌り合う凹凸の連続線状に設ける場合，押し出し成形と絞り加工とによってはそのようなパイプは作成することはできないが，上記のような曲げ加工によれば，隙間６７を中空パイプ６３の半径方向から見て互いに嵌り合う凹凸の連続線状とした中空パイプ６３を容易に作成することができる。
【００３６】
（ｆ）前記凹凸は互いに嵌り合う楔形状としてあるので，曲げ加工により作成した中空パイプ６３のスプリングバックを防止でき，外径精度の良い中空パイプ６３を得ることができ，結果として，外径精度の良い定着ローラ６１を得ることができる。したがって，本願でいう楔形状は，スプリングバックを防止できる末広がり形状の意味であり，曲線からなる形状（例えばジグソーパズルにおける断片同士の嵌め合い部のような形状等）も含んでいる。
また，このような構造の中空パイプ６３は，前述した押し出し成形と絞り加工とによっては作成することはできないが，上記のような曲げ加工によれば，容易に作成することができる。
【００３７】
（ｇ）中空パイプ６３は，当該中空パイプ６３を作成するための金属板６３ｂの圧延方向（図５，図６（ａ）の矢印Ｘ方向）が当該中空パイプ６３の軸線方向と直交方向となるように曲げ加工してあるので（図６参照），得られる中空パイプ６３は，図９に示すように，圧延で金属板６３ｂに生成された結晶組織（結晶繊維）の方向（圧延方向と同方向である矢印Ｘ方向）が，中空パイプ６３の軸線方向と直交する方向となっている。
したがって，中空パイプ６３の軸線方向と直交方向に作用する圧縮力Ｐに対して強いパイプが得られ，定着ローラに適したパイプを得ることができる。
【００３８】
例えば図１０に示すように，中空パイプ６３’’は，金属板６３ｂの圧延方向（図５，図６（ａ）の矢印Ｘ方向）が当該中空パイプ６３’’の軸線方向と同方向となるように曲げ加工して作成することも可能であり，このような中空パイプ６３’’も本願発明の一実施の形態を構成しうる。
しかしながら，このような中空パイプ６３’’は，圧延で金属板６３ｂに生成された結晶組織（結晶繊維）の方向（圧延方向と同方向である矢印Ｘ方向）が，中空パイプ６３の軸線方向と同方向となるので，中空パイプ６３’’の軸線方向と直交方向に作用する圧縮力Ｐに対しては弱いパイプとなり，定着ローラには必ずしも適してはいない。
【００３９】
以上，本発明の実施の形態について説明したが，本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく，本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る定着ローラおよび定着器の一実施の形態を用いた画像形成装置の一例の内部構造を示す概略正面図。
【図２】定着器を示す拡大図。
【図３】中空パイプを示す部分斜視図。
【図４】図３におけるそれぞれのＩＶ−ＩＶ拡大端面図。
【図５】金属板の部分省略平面図。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は金属板の曲げ加工の工程図。
【図７】（ｅ）〜（ｇ）は金属板の曲げ加工の工程図。
【図８】他の実施の形態の中空パイプを示す部分斜視図。
【図９】作用説明図。
【図１０】作用説明図。
【図１１】弾性層の成形方法の説明図。
【符号の説明】
【００４１】
６０：定着器，６１：定着ローラ，６３：中空パイプ，６３ｂ：金属板，６４：弾性層，６７：隙間，６８：充填材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の中空パイプと，この中空パイプの外側に注型成形にて設けられた弾性層とを有する定着ローラであって，
前記中空パイプに，当該中空パイプが熱膨張した際のその円周方向における伸びを吸収する隙間を当該中空パイプの軸線方向に設けるとともに，前記隙間を，前記中空パイプをなす金属よりも軟らかい充填材で埋めたことを特徴とする定着ローラ。
【請求項２】
前記充填材を耐熱性合成樹脂としたことを特徴とする請求項１記載の定着ローラ。
【請求項３】
前記隙間を，前記中空パイプの軸線方向から見て，半径方向内方に向けて狭まるＶ形状としたことを特徴とする請求項１または２記載の定着ローラ。
【請求項４】
前記隙間を，前記中空パイプの半径方向から見て，互いに嵌り合う凹凸の連続線状に設けたことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の定着ローラ。
【請求項５】
前記中空パイプは，先ず，金属板の両側部を円弧状に曲げ加工し，次いで，その金属板の中央部を円弧状に曲げ加工し，その後，前記両側部の端面同士が前記隙間を隔てて対向するようにパイプ状に曲げ加工して形成することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の定着ローラ。
【請求項６】
前記凹凸形状を，互いに嵌り合う楔形状としたことを特徴とする請求項４または５記載の定着ローラ。
【請求項７】
定着対象である記録媒体を挟圧しつつ加熱搬送する少なくとも一対のローラを有する定着器であって，前記ローラ対のうちの少なくとも一方のローラが前記請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の定着ローラで構成されていることを特徴とする定着器。
【請求項１】
金属製の中空パイプと，この中空パイプの外側に注型成形にて設けられた弾性層とを有する定着ローラであって，
前記中空パイプに，当該中空パイプが熱膨張した際のその円周方向における伸びを吸収する隙間を当該中空パイプの軸線方向に設けるとともに，前記隙間を，前記中空パイプをなす金属よりも軟らかい充填材で埋めたことを特徴とする定着ローラ。
【請求項２】
前記充填材を耐熱性合成樹脂としたことを特徴とする請求項１記載の定着ローラ。
【請求項３】
前記隙間を，前記中空パイプの軸線方向から見て，半径方向内方に向けて狭まるＶ形状としたことを特徴とする請求項１または２記載の定着ローラ。
【請求項４】
前記隙間を，前記中空パイプの半径方向から見て，互いに嵌り合う凹凸の連続線状に設けたことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の定着ローラ。
【請求項５】
前記中空パイプは，先ず，金属板の両側部を円弧状に曲げ加工し，次いで，その金属板の中央部を円弧状に曲げ加工し，その後，前記両側部の端面同士が前記隙間を隔てて対向するようにパイプ状に曲げ加工して形成することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の定着ローラ。
【請求項６】
前記凹凸形状を，互いに嵌り合う楔形状としたことを特徴とする請求項４または５記載の定着ローラ。
【請求項７】
定着対象である記録媒体を挟圧しつつ加熱搬送する少なくとも一対のローラを有する定着器であって，前記ローラ対のうちの少なくとも一方のローラが前記請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の定着ローラで構成されていることを特徴とする定着器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−２５１９６（Ｐ２００７−２５１９６Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０６５７３（Ｐ２００５−２０６５７３）
【出願日】平成１７年７月１５日（２００５．７．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１５日（２００５．７．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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