定着装置および画像形成装置
【課題】定着ローラの剥離、亀裂を防止可能な定着装置を提供する。
【解決手段】剛性を有する回転自在な軸芯１５１及びこれを囲繞するように主弾性層１５３が配された定着ローラ１５０と、定着ローラ１５０に圧接した状態で回転駆動される加圧ローラ１６０とを備え、主弾性層１５３が変形することにより定着ニップを形成する定着部５において、主弾性層１５３は、軸芯１５１の周方向に自由度をもつように軸芯１５１に支承されている。
【解決手段】剛性を有する回転自在な軸芯１５１及びこれを囲繞するように主弾性層１５３が配された定着ローラ１５０と、定着ローラ１５０に圧接した状態で回転駆動される加圧ローラ１６０とを備え、主弾性層１５３が変形することにより定着ニップを形成する定着部５において、主弾性層１５３は、軸芯１５１の周方向に自由度をもつように軸芯１５１に支承されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録シート上の未定着画像を定着させる定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機などの画像形成装置には、定着ローラに加圧ローラを押し付けて圧接ニップを確保し、圧接ニップを記録シートが通過することにより記録シート上に形成されたトナーなどの未定着画像を定着させる定着装置がある（特許文献１）。
上記定着ローラは、未定着像を記録材に溶融定着させるために加熱されており、加熱には、ハロゲンヒータを用いる熱ローラ方式や、誘導コイルを用いて電磁誘導加熱する電磁誘導加熱方式等が採用されている。
【０００３】
図６に示すように、上記定着ローラ１１５０は、例えば、電磁誘導加熱方式の場合、回転自在な円筒状の軸芯１１５１にその周面に第１弾性層１１５２が接着され、さらにその上に電磁誘導発熱層１１５３、第２弾性層１１５４及び離型層１１５５がこの順で積層されてなる。
前記電磁誘導発熱層１１５３は、定着ローラ１１５０に近接配置された誘導コイル（不図示）により、電磁誘導で発熱することで、記録シートＳ上に形成されたトナーＴなどの未定着画像を溶融定着させる。
【０００４】
一方、加圧ローラ１１６０は、回転駆動される円柱状の軸芯１１６１にその周面を囲繞する第３弾性層１１６２が接着され、さらに、その上に離型層１１６３が積層されてなる。
第１弾性層１１５２は、第２弾性層１１５４及び第３弾性層１１６２よりも柔らかく設定されており、主にこの第１弾性層１１５２が変形することで、定着に必要な圧接ニップ幅を確保することができる。
【特許文献１】特開２００５‐３５１９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、定着ローラ１１５０に加圧ローラ１１６０を押し付けた状態で、加圧ローラ１１６０を回転駆動するうちに、これに従動する定着ローラ１１５０の第１弾性層１１５２において、変形と復元が繰り返され、変形が抑制され応力が集中し易い軸芯１１５１との接着面に亀裂が生じ、定着ローラ１１５０の寿命が短くなるという問題がある。
この問題は、電磁誘導加熱方式の定着ローラ１１５０と同様の構成を有する熱ローラ方式の定着ローラにおいても同様に起こり得る。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、定着ローラの亀裂を防止可能な定着装置および画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の定着装置は、剛性を有する回転自在なローラ本体及びこれを囲繞するように弾性部材が配された定着ローラと、該定着ローラに圧接した状態で回転駆動される加圧ローラとを備え、前記弾性部材が変形することにより定着ニップを形成する定着装置において、前記弾性部材は、前記ローラ本体の周方向に自由度をもつように前記ローラ本体に支承されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の画像形成装置は、搬送される記録シート上に形成された未定着画像を定着させる定着部を備える画像形成装置であって、前記定着部として、本発明の上記定着装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
ローラ本体とこの周面を囲繞する弾性部材とが、接着剤でしっかりと固着されているのではなく、ローラ本体の周方向に自由度をもつように弾性部材がローラ本体に支承されているために、弾性部材が動く余地を与えられ、弾性部材の変形に伴う応力集中が発生し難くなり、亀裂の発生を防止し、定着ローラの寿命を長くすることができる。
また、前記ローラ本体と前記弾性部材との間に、摩擦を軽減する摩擦軽減部材が介在していることが望ましい。
【００１０】
この構成によれば、ローラ本体と弾性部材とが相対的に動き易くなり、上記弾性部材の内周面における応力集中が起き難くなり、亀裂の発生を防止することができる。
また、前記摩擦軽減部材は、低摩擦材料からなることが望ましい。
これにより、簡単な構成でローラ本体と弾性部材との間で動き易くすることができる。
また、前記摩擦軽減部材は、前記定着ローラの回転軸と平行に配された複数の棒状ころまたは中空ころからなるとしてもよい。
【００１１】
これにより、ローラ本体と定着ローラとの摺動部分がなくなり、摺動による摩耗もなくなるため、定着ローラの耐久性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
１．実施の形態
（構成）
以下、本実施の形態の定着装置および画像形成装置について説明する。
図１は、本実施の形態における定着装置を用いる画像形成装置の一例としてのタンデム型カラーデジタルプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）の全体の構成を示す断面概略図である。
【００１３】
同図に示すように、このプリンタ１は、画像プロセス部３、給送部４、定着部５および制御部６を備えており、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続されて、外部の端末装置（不図示）からの印刷（プリント）ジョブの実行指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック色からなるカラーの画像形成を実行する。以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成部分の番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。
【００１４】
画像プロセス部３は、Ｙ〜Ｋ色のそれぞれに対応する作像部３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、光学部１０、中間転写ベルト１１などを備えている。
作像部３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙ、その周囲に配設された帯電器３２Ｙ、現像器３３Ｙ、一次転写ローラ３４Ｙ、感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナ３５Ｙなどを備えており、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。他の作像部３Ｍ〜３Ｋについても、作像部３Ｙと同様の構成になっており、同図では、符号を省略している。
【００１５】
光学部１０は、レーザダイオードなどの発光素子を備え、感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋを露光するためのレーザ光Ｌを出射する。
中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラ１２と従動ローラ１３に張架されて矢印Ａ方向に回転駆動される。
給送部４は、記録シートとしての用紙Ｓを収容する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の用紙Ｓを搬送路４３上に１枚ずつ繰り出す繰り出しローラ４２と、繰り出された用紙Ｓを二次転写位置４６に送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ対４４と、二次転写ローラ４５などを備えている。
【００１６】
制御部６は、外部の端末装置からの画像信号をＹ〜Ｋ色用のデジタル信号に変換し、光学部１０の発光素子を駆動させるための駆動信号を生成する。
光学部１０は、制御部６からの駆動信号によりＹ〜Ｋ色の画像形成のためのレーザ光Ｌを発し、感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋを露光走査させる。この露光走査により、帯電器３２Ｙ〜３２Ｋにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上に静電潜像が形成される。各静電潜像は、現像器３３Ｙ〜３３Ｋにより現像されて感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上にＹ〜Ｋ色のトナー像が形成される。各色のトナー像は、一次転写ローラ３４Ｙ〜３４Ｋに作用する静電力により中間転写ベルト１１上に順次転写される。この際、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト１１上の同じ位置に重ね合わせて一次転写されるようにタイミングをずらして実行される。中間転写ベルト１１上に重ね合わされた各色トナー像は、中間転写ベルト１１の回転により二次転写位置４６に移動する。
【００１７】
一方、中間転写ベルト１１の移動タイミングに合わせて、給送部４からは、用紙Ｓの基準位置を把握するタイミングローラ対４４を介して用紙Ｓが給送されて来ており、その用紙Ｓは、回転する中間転写ベルト１１と二次転写ローラ４５の間に挟まれて搬送され、二次転写ローラ４５に作用する静電力により中間転写ベルト１１上のトナー像が一括して用紙Ｓ上に二次転写される。
【００１８】
二次転写位置４６を通過した用紙Ｓは、定着部５に搬送され、用紙Ｓ上のトナー像（未定着画像）が定着部５において加熱、加圧により用紙Ｓに定着された後、排出ローラ対７１を介して排出トレイ７２上に排出される。
図２は、定着装置の一例としての定着部５の構成例を示す部分断面斜視図である。
同図に示すように、定着部５は、磁束発生部１７０と、当該磁束発生部１７０の近傍に回転自在に配された筒状の定着ローラ１５０と、バネなどを用いた不図示の加圧機構によって定着ローラ１５０を押圧しながらモータ（不図示）などにより回転駆動する加圧ローラ１６０と、ジャムを防止のために定着ローラ１５０の周面に当接または近接配置された複数の分離爪（不図示）を有する。
【００１９】
主に従動する定着ローラ１５０が変形することで圧接ニップ部、即ち、定着ニップが形成され、この圧接ニップ部を用紙Ｓが通過することにより用紙Ｓ上に形成されたトナー像Ｔなどが加熱溶融されると共に加圧されて定着される。
磁束発生部１７０は、定着ローラ１５０に向けて周期的に変動する磁界を発生させて誘導加熱する機能部であり、コイルボビンを兼ねる長尺な下側ケーシング部１７１と、この下側ケーシング部１７１の長手方向に延面する左右の内壁に沿設された２つの磁性体コア１７２と、この２つの磁性体コア１７２に挟まれる領域において巻回された励磁コイル１７３と、上記２つの磁性体コア１７２に跨設された複数の磁性体コア１７４と、下側ケーシング部１７１を封口する上側ケーシング部１７５とからなる。
【００２０】
下側ケーシング部１７１は、樹脂などの絶縁材料からなる長尺な筐体（以下、「絶縁筐体」という。）の下部を構成するものであり、その内部に励磁コイル１７３の巻回経路となる環状の溝部が配されている。
磁性体コア１７２は、定着ローラ１５０の長手方向寸法に略対応した長さ寸法を有する長尺部材であり、下側ケーシング部１７１の溝部の外周面のうち長い側の２つにそれぞれ沿設されている。
【００２１】
励磁コイル１７３は、下側ケーシング部１７１の溝部に巻回されたリッツ線であり、不図示の耐熱性の樹脂で被覆されている。
この励磁コイル１７３は、高周波インバー夕（不図示）に接続されており、１０〜１００［ｋＨｚ］、１００〜２０００［Ｗ］の高周波電力が供給されことにより、周期的に変動する磁界を発生する。
【００２２】
磁性体コア１７４は、複数存在し、それぞれが励磁コイル１７３の直上において上記２つの磁性体コア１７２に跨設されている。
磁性体コア１７２及び磁性体コア１７４の材料としては、高透磁率であって鉄損が小さなもの、例えば、パーマロイの積層体が用いられる。
上側ケーシング部１７５は、上記絶縁筐体の上部を構成するものであり、磁性体コア１７２、励磁コイル１７３及び磁性体コア１７４を収容した下側ケーシング部１７１を封口する。
【００２３】
定着ローラ１５０は、図３に示すように、例えば、軸芯１５１の表面に、低摩擦層１５２、主弾性層１５３、電磁誘導発熱層１５４、副弾性層１５５及び離型層１５６がこの順で積層され、さらに、これらの層の両端に当接して、これらの回転軸方向への位置ずれを抑止する鍔状のガイドプレート１５７が軸芯１５１の両端部に挿嵌されてなる。
定着ローラ１５０のローラ硬度としては、ＡＳＫＥＲ‐Ｃ硬度で３０〜９０度程度となっている。
【００２４】
以下、定着ローラ１５０の構成について詳細に説明する。
軸芯１５１は、本願発明に係るローラ本体の一例であって、外径が２０ｍｍ、厚みが４ｍｍのアルミニウム製のパイプであり、外周面における摺動性を高めるために、外周面を研磨するか、もしくはフッ素樹脂コーティングすることが望ましい。
また、上述のように軸芯１５１の材料として、金属材料を用いる場合には、磁束発生部１７０で発生した磁界により軸芯が電磁誘導加熱されるのを軽減する為に、電磁誘導の影響が少ない非磁性材料を用いることが望ましい。
【００２５】
低摩擦層１５２は、摩擦係数が小さな厚みが１０μｍ以上の筒状フィルムであり、接着剤で固着されない状態で軸芯１５１に内接、つまり、支承されている。
ここで上記「支承」とは、図３の矢印が示すように、定着ローラの周方向に動く余地、つまり、自由度が与えられつつ支持されている状態をいう。
上記フッ素樹脂の材質としては、例えば、フッ素樹脂が挙げられ、その他にもＰＦＡやＰＴＦＥ等の耐熱材料が使用可能である。
【００２６】
低摩擦層１５２の厚みを１０μｍ以上とした理由は、外力が加わっても形状が保てる程度の剛性を確保するためである。
主弾性層１５３は、本願発明に係る弾性体の一例であって、筒状の弾性体であって、外力が加わると変形し、所定幅の圧接ニップ部を形成して所定の加圧力を生ぜしめ、また高い断熱性能を有することにより、電磁誘導発熱層１５４での発熱効率を高める機能を有する。
【００２７】
上記弾性体の材質としては、弾性及び耐熱性が高いゴム材料や樹脂材のスポンジ体（断熱構造体）、例えば、シリコンゴムまたはフッ素ゴム等の耐熱性エラストマーのスポンジ体を用いる。または、これらゴム材及びスポンジ体の２層構成としてもよい。
ここで、主弾性層１５３の端部形状に着目すると、この端部の外周側の角部（以下、「外周縁角部」という。）が切り欠かれた段部１５３ａが設けられている。
【００２８】
以下、このように段部１５３ａが設けられている理由について説明する。
主弾性層１５３の外周部分は、加圧ローラ１６０からの押圧を受け、主弾性層１５３の長手方向に伸展する押圧領域が変形することとなるが、この押圧領域の両端部の内部応力に着目すると、主弾性層１５３の段部１５３ａが設けられていない場合、上述の外周縁角部がガイドプレート１５７と当接することとなるが、当接することによって上記変形容積の逃げ場がなくなるので、押圧領域の両端部の内部応力が高まり、亀裂が生じ易くなる。
【００２９】
段部１５３ａは、上記押圧領域の両端部における変形容積の逃げ場を確保し、内部応力を緩和し、亀裂が生じないように設けられている。
電磁誘導発熱層１５４は、厚みが１０μｍ以上、１００μｍ以下の無端状のニッケル電鋳ベルトであり、磁束発生部１７０で発生した磁界により渦電流が生じ、電磁誘導発熱層１５４がジュール発熱する機能を有する。
【００３０】
副弾性層１５５は、例えば、ＪＩＳ硬度が１０度、厚みが２００μｍのシリコンゴムの層であり、用紙Ｓと定着ローラ１５０表面との密着性を高める機能を有する。
離型層１５６は、例えば、ＰＴＦＥやＰＦＡ等のフッ素系樹脂からなる厚みが１０μｍ以上、５０μｍ以下の無端状の帯体であり、定着ローラ表面の離型性を高める機能を有する。
【００３１】
ガイドプレート１５７は、鍔状、つまり中心に透孔を有する円盤状の板体であり、上記透孔に軸芯１５１が挿嵌されることで、ガイドプレート１５７が軸芯１５１に固定されている。
このガイドプレート１５７は、２つの主面のうちの一方の面に、低摩擦層１５２、主弾性層１５３、電磁誘導発熱層１５４、副弾性層１５５及び離型層１５６の全ての端部が当接しており、この当接によりこれら層の回転軸方向への位置ずれを防止する機能を有する。
【００３２】
加圧ローラ１６０は、回転駆動される円筒状の軸芯１６１の外周面に、弾性層１６２が接着され、さらに、その上に離型層１６３が接着されてなる。
軸芯１６１は、外径３０ｍｍ、厚みが３ｍｍのアルミニウム製のパイプである。
弾性層１６２は、厚みが３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下のシリコンスポンジゴムからなる。
離型層１５６は、厚みが１０μｍ以上、５０μｍ以下のフッ素系樹脂からなる無端状の帯体である。
【００３３】
上記フッ素系樹脂の具体例としては、ＰＴＦＥまたはＰＦＡ等が挙げられる。
加圧ローラ１６０は、不図示の付勢手段により、定着ローラ１５０に対して３００Ｎ以上、５００Ｎ以下の荷重で加圧されており、その場合の圧接ニップ幅は約５ｍｍ以上、１５ｍｍ以下になる。
（シミュレーション結果）
発明者は、鋭意検討の結果、主弾性層１５３の亀裂の原因が、軸芯１５１の周方向に働くせん断応力にあることを見い出した。
【００３４】
このため、本実施の形態の定着部５と、従来の定着部とについて、亀裂を生じ易い主弾性層１５３の内周面におけるせん断ひずみをシミュレーションにより求めた。
図４に示すように、主弾性層１５３の内周面におけるせん断ひずみを計算すると、低摩擦層を介することなく軸芯と主弾性層１５３とを接着固定した従来品において、せん断ひずみが０．２３であるのに対し、低摩擦層を介して軸芯１５１に主弾性層１５３を支承して実施例品は、０．１８となっており、実施例品は、せん断応力の低減に効果があることがわかる。
（まとめ）
本実施の形態の定着ローラ１５０では、軸芯１５１とこの周面を囲繞する主弾性層１５３とが、従来のように接着剤でしっかりと固着されているのではなく、摩擦係数の小さな低摩擦層１５２を介して、軸芯１５１の周方向に自由度をもつように主弾性層１５３が軸芯１５１に支承されている。
【００３５】
これにより、主弾性層１５３は、軸芯１５１の周方向に動く余地が与えられるので、主弾性層１５３の変形に伴うせん断応力が発生し難くなり、亀裂の発生を防止し、定着ローラの寿命を長くすることができる。
（その他の事項）
なお、本実施の形態では、低摩擦層１５２は、軸芯１５１及び主弾性層１５３のいずれにも接着されていないが、軸芯１５１に接着してもよい。
【００３６】
また、低摩擦層１５２を主弾性層１５３に接着してもよいが、その場合、低摩擦層１５２と主弾性層１５３との接着界面においてせん断力が生じないように、低摩擦層１５２が主弾性層１５３と同様の弾性を有することが望ましい。
上記接着を行う際、層間接着力を向上させるためにプライマー等による接着処理を行ってもよい。
【００３７】
また、本実施の形態では、軸芯１５１に主弾性層１５３が低摩擦層１５２を介して支承されているが、低摩擦層１５２を介さずに単に軸芯１５１と主弾性層１５３とを接着固定しない状態で支承しただけでも、従来よりも軸芯１５１及び主弾性層１５３間の動き易さが増すため、亀裂の発生を抑制することができる。
また、本実施の形態では、低摩擦層１５２は、フッ素樹脂からなる筒状フィルムとしたが、このように摩擦係数が低い材料を用いる構成に限るものではなく、例えば、メカニズム的に摩擦力を軽減する構成を用いてもよい。
（変形例）
以下、メカニズム的に摩擦力を軽減する構成について説明する。
【００３８】
図５に示すように、フッ素樹脂からなるフィルム状の低摩擦層１５２の代わりに、複数の棒状ころ１５９を軸芯１５１と主弾性層１５３との間に配してもよい。
図５では説明の都合上、棒状ころ１５９同士の間に隙間があるが、実際にはこの間隙をできるだけ小さくすることが望ましい。但し、あまりに上記間隙を小さくすると、棒状ころ１５９同士が干渉して回転に支障をきたすおそれがあるため、若干の隙間は必要である。
【００３９】
この構成では、軸芯１５１及び主弾性層１５３は、摺動ではなく棒状ころ１５９が転動するので、磨耗する部品が無く、したがって耐久性が良好となる。
無論、棒状ころ１５９は、中空ころであっても構わない。
また、軸芯１５１は、アルミニウム製のパイプとしたが、これに限らず、アルミニウムの他にも、これと同等の強度が確保できれば、例えば鉄、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）のような耐熱性のモールドのパイプを使用してもよく、また、パイプの代わりに丸棒を用いてもよい。
【００４０】
また、本実施の形態では、低摩擦層１５２は、フッ素樹脂からなる厚みが１０μｍ以上の筒状フィルムとしたが、これに限るものではなく、上記フッ素樹脂からなる筒状フィルムの代わりに、無端状の金属帯体の内周面にフッ素樹脂コーティングを施したものを用いても良い。
その場合、上記金属帯体の材料としては、常温で磁性を有さず電磁誘導加熱され難いオーステナイト系ステンレス材料などの非磁性材料にすることが望ましい。
【００４１】
さらに、軸芯１５１と低摩擦層１５２との間に、シリコーンオイルや耐熱性グリース等潤滑剤を加え、さらに摩擦係数を小さくしてもよい。
また、本実施の形態では、電磁誘導発熱層１５４は、無端状のニッケル電鋳ベルトであるとしたが、ニッケル以外にも、例えば、フェライト系もしくはマルテンサイト系ステンレスのように比較的透磁率μが高く、適当な抵抗率ρを有する磁性材料を用いてもよい。
【００４２】
また、電磁誘導発熱層１５４の材料は、非磁性材料の金属材料であってもよく、その場合、金属などの導電性のある材料は材料を薄膜にする事が望ましい。
また、電磁誘導発熱層１５４の材料は、必ずしも金属材料である必要はなく、樹脂に金属粉などの発熱粒子を分散させたものを用いても良い。
このようにすることで、ローラ硬度が低下し、用紙の分離性を良くすることができる。
【００４３】
また、本実施の形態では、副弾性層１５５は、厚みが２００μｍのシリコンゴムの層であるとしたが、この厚みに限るものではなく、用紙Ｓと定着ローラ１５０表面との密着性を高める上では、１０μｍ以上であればよい。また、定着ローラ１５０の加熱性能の確保、即ち、トナーの溶融定着品質を確保するためには、８００μｍ以下であればよい。
なお、副弾性層１５５の材質としては、シリコンゴムに限るものではなく、定着温度での使用に耐えられるフッ素ゴム等の耐熱性エラストマーを用いてもよい。
【００４４】
また、本実施の形態では、離型層１５６は、ＰＴＦＥやＰＦＡ等のフッ素系樹脂からなるとしたが、これに限らず、シリコンゴム、フッ素ゴム、ＦＥＰ、ＰＦＥＰ等のフッ素樹脂を用いてもよい。
また、本実施の形態では、副弾性層１５５は、例えば、ＪＩＳ硬度が１０度、厚みが２００μｍのシリコンゴムの層であるとしたが、これに限るものではなく、弾性層の強度の低下、密着性の不良を防止しつつ、トナーの定着性の不良を防止する上では、ＪＩＳ硬度が１度以上、８０度以下、（より好ましくは、５度以上、３０度以下）が望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、定着装置及びこれを用いる画像形成装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本実施の形態の画像形成装置の構成を示す断面概略図である。
【図２】本実施の形態の定着部の構成例を示す部分断面斜視図である。
【図３】本実施の形態の定着ローラ及び加圧ローラの断面図である。
【図４】本実施の形態の定着ローラ及び従来の定着ローラに生じるせん断ひずみのシミュレーション結果を示す図である。
【図５】本実施の形態の定着ローラの変形例の構成を示す部分断面斜視図である。
【図６】従来の定着ローラ及び加圧ローラの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ プリンタ
３ 画像プロセス部
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ 作像部
４ 給送部
５ 定着部
６ 制御部
１０ 光学部
１１ 中間転写ベルト
１２ 駆動ローラ
１３ 従動ローラ
３１ 感光体ドラム
３２ 帯電器
３３ 現像器
３４ 一次転写ローラ
３５ クリーナ
４１ 給紙カセット
４２ ローラ
４３ 搬送路
４４ タイミングローラ対
４５ 二次転写ローラ
４６ 二次転写位置
７１ 排出ローラ対
７２ 排出トレイ
１５０ 定着ローラ
１５１ 軸芯
１５２ 低摩擦層
１５３ 主弾性層
１５３ａ 段部
１５４ 電磁誘導発熱層
１５５ 副弾性層
１５６ 離型層
１５７ ガイドプレート
１５９ 棒状ころ
１６０ 加圧ローラ
１６１ 軸芯
１６２ 弾性層
１６３ 離型層
１７０ 磁束発生部
１７１ 下側ケーシング部
１７２ 磁性体コア
１７３ 励磁コイル
１７４ 磁性体コア
１７５ 上側ケーシング部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録シート上の未定着画像を定着させる定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機などの画像形成装置には、定着ローラに加圧ローラを押し付けて圧接ニップを確保し、圧接ニップを記録シートが通過することにより記録シート上に形成されたトナーなどの未定着画像を定着させる定着装置がある（特許文献１）。
上記定着ローラは、未定着像を記録材に溶融定着させるために加熱されており、加熱には、ハロゲンヒータを用いる熱ローラ方式や、誘導コイルを用いて電磁誘導加熱する電磁誘導加熱方式等が採用されている。
【０００３】
図６に示すように、上記定着ローラ１１５０は、例えば、電磁誘導加熱方式の場合、回転自在な円筒状の軸芯１１５１にその周面に第１弾性層１１５２が接着され、さらにその上に電磁誘導発熱層１１５３、第２弾性層１１５４及び離型層１１５５がこの順で積層されてなる。
前記電磁誘導発熱層１１５３は、定着ローラ１１５０に近接配置された誘導コイル（不図示）により、電磁誘導で発熱することで、記録シートＳ上に形成されたトナーＴなどの未定着画像を溶融定着させる。
【０００４】
一方、加圧ローラ１１６０は、回転駆動される円柱状の軸芯１１６１にその周面を囲繞する第３弾性層１１６２が接着され、さらに、その上に離型層１１６３が積層されてなる。
第１弾性層１１５２は、第２弾性層１１５４及び第３弾性層１１６２よりも柔らかく設定されており、主にこの第１弾性層１１５２が変形することで、定着に必要な圧接ニップ幅を確保することができる。
【特許文献１】特開２００５‐３５１９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、定着ローラ１１５０に加圧ローラ１１６０を押し付けた状態で、加圧ローラ１１６０を回転駆動するうちに、これに従動する定着ローラ１１５０の第１弾性層１１５２において、変形と復元が繰り返され、変形が抑制され応力が集中し易い軸芯１１５１との接着面に亀裂が生じ、定着ローラ１１５０の寿命が短くなるという問題がある。
この問題は、電磁誘導加熱方式の定着ローラ１１５０と同様の構成を有する熱ローラ方式の定着ローラにおいても同様に起こり得る。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、定着ローラの亀裂を防止可能な定着装置および画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の定着装置は、剛性を有する回転自在なローラ本体及びこれを囲繞するように弾性部材が配された定着ローラと、該定着ローラに圧接した状態で回転駆動される加圧ローラとを備え、前記弾性部材が変形することにより定着ニップを形成する定着装置において、前記弾性部材は、前記ローラ本体の周方向に自由度をもつように前記ローラ本体に支承されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の画像形成装置は、搬送される記録シート上に形成された未定着画像を定着させる定着部を備える画像形成装置であって、前記定着部として、本発明の上記定着装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
ローラ本体とこの周面を囲繞する弾性部材とが、接着剤でしっかりと固着されているのではなく、ローラ本体の周方向に自由度をもつように弾性部材がローラ本体に支承されているために、弾性部材が動く余地を与えられ、弾性部材の変形に伴う応力集中が発生し難くなり、亀裂の発生を防止し、定着ローラの寿命を長くすることができる。
また、前記ローラ本体と前記弾性部材との間に、摩擦を軽減する摩擦軽減部材が介在していることが望ましい。
【００１０】
この構成によれば、ローラ本体と弾性部材とが相対的に動き易くなり、上記弾性部材の内周面における応力集中が起き難くなり、亀裂の発生を防止することができる。
また、前記摩擦軽減部材は、低摩擦材料からなることが望ましい。
これにより、簡単な構成でローラ本体と弾性部材との間で動き易くすることができる。
また、前記摩擦軽減部材は、前記定着ローラの回転軸と平行に配された複数の棒状ころまたは中空ころからなるとしてもよい。
【００１１】
これにより、ローラ本体と定着ローラとの摺動部分がなくなり、摺動による摩耗もなくなるため、定着ローラの耐久性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
１．実施の形態
（構成）
以下、本実施の形態の定着装置および画像形成装置について説明する。
図１は、本実施の形態における定着装置を用いる画像形成装置の一例としてのタンデム型カラーデジタルプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）の全体の構成を示す断面概略図である。
【００１３】
同図に示すように、このプリンタ１は、画像プロセス部３、給送部４、定着部５および制御部６を備えており、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続されて、外部の端末装置（不図示）からの印刷（プリント）ジョブの実行指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック色からなるカラーの画像形成を実行する。以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成部分の番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。
【００１４】
画像プロセス部３は、Ｙ〜Ｋ色のそれぞれに対応する作像部３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、光学部１０、中間転写ベルト１１などを備えている。
作像部３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙ、その周囲に配設された帯電器３２Ｙ、現像器３３Ｙ、一次転写ローラ３４Ｙ、感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナ３５Ｙなどを備えており、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。他の作像部３Ｍ〜３Ｋについても、作像部３Ｙと同様の構成になっており、同図では、符号を省略している。
【００１５】
光学部１０は、レーザダイオードなどの発光素子を備え、感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋを露光するためのレーザ光Ｌを出射する。
中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラ１２と従動ローラ１３に張架されて矢印Ａ方向に回転駆動される。
給送部４は、記録シートとしての用紙Ｓを収容する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の用紙Ｓを搬送路４３上に１枚ずつ繰り出す繰り出しローラ４２と、繰り出された用紙Ｓを二次転写位置４６に送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ対４４と、二次転写ローラ４５などを備えている。
【００１６】
制御部６は、外部の端末装置からの画像信号をＹ〜Ｋ色用のデジタル信号に変換し、光学部１０の発光素子を駆動させるための駆動信号を生成する。
光学部１０は、制御部６からの駆動信号によりＹ〜Ｋ色の画像形成のためのレーザ光Ｌを発し、感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋを露光走査させる。この露光走査により、帯電器３２Ｙ〜３２Ｋにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上に静電潜像が形成される。各静電潜像は、現像器３３Ｙ〜３３Ｋにより現像されて感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上にＹ〜Ｋ色のトナー像が形成される。各色のトナー像は、一次転写ローラ３４Ｙ〜３４Ｋに作用する静電力により中間転写ベルト１１上に順次転写される。この際、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト１１上の同じ位置に重ね合わせて一次転写されるようにタイミングをずらして実行される。中間転写ベルト１１上に重ね合わされた各色トナー像は、中間転写ベルト１１の回転により二次転写位置４６に移動する。
【００１７】
一方、中間転写ベルト１１の移動タイミングに合わせて、給送部４からは、用紙Ｓの基準位置を把握するタイミングローラ対４４を介して用紙Ｓが給送されて来ており、その用紙Ｓは、回転する中間転写ベルト１１と二次転写ローラ４５の間に挟まれて搬送され、二次転写ローラ４５に作用する静電力により中間転写ベルト１１上のトナー像が一括して用紙Ｓ上に二次転写される。
【００１８】
二次転写位置４６を通過した用紙Ｓは、定着部５に搬送され、用紙Ｓ上のトナー像（未定着画像）が定着部５において加熱、加圧により用紙Ｓに定着された後、排出ローラ対７１を介して排出トレイ７２上に排出される。
図２は、定着装置の一例としての定着部５の構成例を示す部分断面斜視図である。
同図に示すように、定着部５は、磁束発生部１７０と、当該磁束発生部１７０の近傍に回転自在に配された筒状の定着ローラ１５０と、バネなどを用いた不図示の加圧機構によって定着ローラ１５０を押圧しながらモータ（不図示）などにより回転駆動する加圧ローラ１６０と、ジャムを防止のために定着ローラ１５０の周面に当接または近接配置された複数の分離爪（不図示）を有する。
【００１９】
主に従動する定着ローラ１５０が変形することで圧接ニップ部、即ち、定着ニップが形成され、この圧接ニップ部を用紙Ｓが通過することにより用紙Ｓ上に形成されたトナー像Ｔなどが加熱溶融されると共に加圧されて定着される。
磁束発生部１７０は、定着ローラ１５０に向けて周期的に変動する磁界を発生させて誘導加熱する機能部であり、コイルボビンを兼ねる長尺な下側ケーシング部１７１と、この下側ケーシング部１７１の長手方向に延面する左右の内壁に沿設された２つの磁性体コア１７２と、この２つの磁性体コア１７２に挟まれる領域において巻回された励磁コイル１７３と、上記２つの磁性体コア１７２に跨設された複数の磁性体コア１７４と、下側ケーシング部１７１を封口する上側ケーシング部１７５とからなる。
【００２０】
下側ケーシング部１７１は、樹脂などの絶縁材料からなる長尺な筐体（以下、「絶縁筐体」という。）の下部を構成するものであり、その内部に励磁コイル１７３の巻回経路となる環状の溝部が配されている。
磁性体コア１７２は、定着ローラ１５０の長手方向寸法に略対応した長さ寸法を有する長尺部材であり、下側ケーシング部１７１の溝部の外周面のうち長い側の２つにそれぞれ沿設されている。
【００２１】
励磁コイル１７３は、下側ケーシング部１７１の溝部に巻回されたリッツ線であり、不図示の耐熱性の樹脂で被覆されている。
この励磁コイル１７３は、高周波インバー夕（不図示）に接続されており、１０〜１００［ｋＨｚ］、１００〜２０００［Ｗ］の高周波電力が供給されことにより、周期的に変動する磁界を発生する。
【００２２】
磁性体コア１７４は、複数存在し、それぞれが励磁コイル１７３の直上において上記２つの磁性体コア１７２に跨設されている。
磁性体コア１７２及び磁性体コア１７４の材料としては、高透磁率であって鉄損が小さなもの、例えば、パーマロイの積層体が用いられる。
上側ケーシング部１７５は、上記絶縁筐体の上部を構成するものであり、磁性体コア１７２、励磁コイル１７３及び磁性体コア１７４を収容した下側ケーシング部１７１を封口する。
【００２３】
定着ローラ１５０は、図３に示すように、例えば、軸芯１５１の表面に、低摩擦層１５２、主弾性層１５３、電磁誘導発熱層１５４、副弾性層１５５及び離型層１５６がこの順で積層され、さらに、これらの層の両端に当接して、これらの回転軸方向への位置ずれを抑止する鍔状のガイドプレート１５７が軸芯１５１の両端部に挿嵌されてなる。
定着ローラ１５０のローラ硬度としては、ＡＳＫＥＲ‐Ｃ硬度で３０〜９０度程度となっている。
【００２４】
以下、定着ローラ１５０の構成について詳細に説明する。
軸芯１５１は、本願発明に係るローラ本体の一例であって、外径が２０ｍｍ、厚みが４ｍｍのアルミニウム製のパイプであり、外周面における摺動性を高めるために、外周面を研磨するか、もしくはフッ素樹脂コーティングすることが望ましい。
また、上述のように軸芯１５１の材料として、金属材料を用いる場合には、磁束発生部１７０で発生した磁界により軸芯が電磁誘導加熱されるのを軽減する為に、電磁誘導の影響が少ない非磁性材料を用いることが望ましい。
【００２５】
低摩擦層１５２は、摩擦係数が小さな厚みが１０μｍ以上の筒状フィルムであり、接着剤で固着されない状態で軸芯１５１に内接、つまり、支承されている。
ここで上記「支承」とは、図３の矢印が示すように、定着ローラの周方向に動く余地、つまり、自由度が与えられつつ支持されている状態をいう。
上記フッ素樹脂の材質としては、例えば、フッ素樹脂が挙げられ、その他にもＰＦＡやＰＴＦＥ等の耐熱材料が使用可能である。
【００２６】
低摩擦層１５２の厚みを１０μｍ以上とした理由は、外力が加わっても形状が保てる程度の剛性を確保するためである。
主弾性層１５３は、本願発明に係る弾性体の一例であって、筒状の弾性体であって、外力が加わると変形し、所定幅の圧接ニップ部を形成して所定の加圧力を生ぜしめ、また高い断熱性能を有することにより、電磁誘導発熱層１５４での発熱効率を高める機能を有する。
【００２７】
上記弾性体の材質としては、弾性及び耐熱性が高いゴム材料や樹脂材のスポンジ体（断熱構造体）、例えば、シリコンゴムまたはフッ素ゴム等の耐熱性エラストマーのスポンジ体を用いる。または、これらゴム材及びスポンジ体の２層構成としてもよい。
ここで、主弾性層１５３の端部形状に着目すると、この端部の外周側の角部（以下、「外周縁角部」という。）が切り欠かれた段部１５３ａが設けられている。
【００２８】
以下、このように段部１５３ａが設けられている理由について説明する。
主弾性層１５３の外周部分は、加圧ローラ１６０からの押圧を受け、主弾性層１５３の長手方向に伸展する押圧領域が変形することとなるが、この押圧領域の両端部の内部応力に着目すると、主弾性層１５３の段部１５３ａが設けられていない場合、上述の外周縁角部がガイドプレート１５７と当接することとなるが、当接することによって上記変形容積の逃げ場がなくなるので、押圧領域の両端部の内部応力が高まり、亀裂が生じ易くなる。
【００２９】
段部１５３ａは、上記押圧領域の両端部における変形容積の逃げ場を確保し、内部応力を緩和し、亀裂が生じないように設けられている。
電磁誘導発熱層１５４は、厚みが１０μｍ以上、１００μｍ以下の無端状のニッケル電鋳ベルトであり、磁束発生部１７０で発生した磁界により渦電流が生じ、電磁誘導発熱層１５４がジュール発熱する機能を有する。
【００３０】
副弾性層１５５は、例えば、ＪＩＳ硬度が１０度、厚みが２００μｍのシリコンゴムの層であり、用紙Ｓと定着ローラ１５０表面との密着性を高める機能を有する。
離型層１５６は、例えば、ＰＴＦＥやＰＦＡ等のフッ素系樹脂からなる厚みが１０μｍ以上、５０μｍ以下の無端状の帯体であり、定着ローラ表面の離型性を高める機能を有する。
【００３１】
ガイドプレート１５７は、鍔状、つまり中心に透孔を有する円盤状の板体であり、上記透孔に軸芯１５１が挿嵌されることで、ガイドプレート１５７が軸芯１５１に固定されている。
このガイドプレート１５７は、２つの主面のうちの一方の面に、低摩擦層１５２、主弾性層１５３、電磁誘導発熱層１５４、副弾性層１５５及び離型層１５６の全ての端部が当接しており、この当接によりこれら層の回転軸方向への位置ずれを防止する機能を有する。
【００３２】
加圧ローラ１６０は、回転駆動される円筒状の軸芯１６１の外周面に、弾性層１６２が接着され、さらに、その上に離型層１６３が接着されてなる。
軸芯１６１は、外径３０ｍｍ、厚みが３ｍｍのアルミニウム製のパイプである。
弾性層１６２は、厚みが３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下のシリコンスポンジゴムからなる。
離型層１５６は、厚みが１０μｍ以上、５０μｍ以下のフッ素系樹脂からなる無端状の帯体である。
【００３３】
上記フッ素系樹脂の具体例としては、ＰＴＦＥまたはＰＦＡ等が挙げられる。
加圧ローラ１６０は、不図示の付勢手段により、定着ローラ１５０に対して３００Ｎ以上、５００Ｎ以下の荷重で加圧されており、その場合の圧接ニップ幅は約５ｍｍ以上、１５ｍｍ以下になる。
（シミュレーション結果）
発明者は、鋭意検討の結果、主弾性層１５３の亀裂の原因が、軸芯１５１の周方向に働くせん断応力にあることを見い出した。
【００３４】
このため、本実施の形態の定着部５と、従来の定着部とについて、亀裂を生じ易い主弾性層１５３の内周面におけるせん断ひずみをシミュレーションにより求めた。
図４に示すように、主弾性層１５３の内周面におけるせん断ひずみを計算すると、低摩擦層を介することなく軸芯と主弾性層１５３とを接着固定した従来品において、せん断ひずみが０．２３であるのに対し、低摩擦層を介して軸芯１５１に主弾性層１５３を支承して実施例品は、０．１８となっており、実施例品は、せん断応力の低減に効果があることがわかる。
（まとめ）
本実施の形態の定着ローラ１５０では、軸芯１５１とこの周面を囲繞する主弾性層１５３とが、従来のように接着剤でしっかりと固着されているのではなく、摩擦係数の小さな低摩擦層１５２を介して、軸芯１５１の周方向に自由度をもつように主弾性層１５３が軸芯１５１に支承されている。
【００３５】
これにより、主弾性層１５３は、軸芯１５１の周方向に動く余地が与えられるので、主弾性層１５３の変形に伴うせん断応力が発生し難くなり、亀裂の発生を防止し、定着ローラの寿命を長くすることができる。
（その他の事項）
なお、本実施の形態では、低摩擦層１５２は、軸芯１５１及び主弾性層１５３のいずれにも接着されていないが、軸芯１５１に接着してもよい。
【００３６】
また、低摩擦層１５２を主弾性層１５３に接着してもよいが、その場合、低摩擦層１５２と主弾性層１５３との接着界面においてせん断力が生じないように、低摩擦層１５２が主弾性層１５３と同様の弾性を有することが望ましい。
上記接着を行う際、層間接着力を向上させるためにプライマー等による接着処理を行ってもよい。
【００３７】
また、本実施の形態では、軸芯１５１に主弾性層１５３が低摩擦層１５２を介して支承されているが、低摩擦層１５２を介さずに単に軸芯１５１と主弾性層１５３とを接着固定しない状態で支承しただけでも、従来よりも軸芯１５１及び主弾性層１５３間の動き易さが増すため、亀裂の発生を抑制することができる。
また、本実施の形態では、低摩擦層１５２は、フッ素樹脂からなる筒状フィルムとしたが、このように摩擦係数が低い材料を用いる構成に限るものではなく、例えば、メカニズム的に摩擦力を軽減する構成を用いてもよい。
（変形例）
以下、メカニズム的に摩擦力を軽減する構成について説明する。
【００３８】
図５に示すように、フッ素樹脂からなるフィルム状の低摩擦層１５２の代わりに、複数の棒状ころ１５９を軸芯１５１と主弾性層１５３との間に配してもよい。
図５では説明の都合上、棒状ころ１５９同士の間に隙間があるが、実際にはこの間隙をできるだけ小さくすることが望ましい。但し、あまりに上記間隙を小さくすると、棒状ころ１５９同士が干渉して回転に支障をきたすおそれがあるため、若干の隙間は必要である。
【００３９】
この構成では、軸芯１５１及び主弾性層１５３は、摺動ではなく棒状ころ１５９が転動するので、磨耗する部品が無く、したがって耐久性が良好となる。
無論、棒状ころ１５９は、中空ころであっても構わない。
また、軸芯１５１は、アルミニウム製のパイプとしたが、これに限らず、アルミニウムの他にも、これと同等の強度が確保できれば、例えば鉄、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）のような耐熱性のモールドのパイプを使用してもよく、また、パイプの代わりに丸棒を用いてもよい。
【００４０】
また、本実施の形態では、低摩擦層１５２は、フッ素樹脂からなる厚みが１０μｍ以上の筒状フィルムとしたが、これに限るものではなく、上記フッ素樹脂からなる筒状フィルムの代わりに、無端状の金属帯体の内周面にフッ素樹脂コーティングを施したものを用いても良い。
その場合、上記金属帯体の材料としては、常温で磁性を有さず電磁誘導加熱され難いオーステナイト系ステンレス材料などの非磁性材料にすることが望ましい。
【００４１】
さらに、軸芯１５１と低摩擦層１５２との間に、シリコーンオイルや耐熱性グリース等潤滑剤を加え、さらに摩擦係数を小さくしてもよい。
また、本実施の形態では、電磁誘導発熱層１５４は、無端状のニッケル電鋳ベルトであるとしたが、ニッケル以外にも、例えば、フェライト系もしくはマルテンサイト系ステンレスのように比較的透磁率μが高く、適当な抵抗率ρを有する磁性材料を用いてもよい。
【００４２】
また、電磁誘導発熱層１５４の材料は、非磁性材料の金属材料であってもよく、その場合、金属などの導電性のある材料は材料を薄膜にする事が望ましい。
また、電磁誘導発熱層１５４の材料は、必ずしも金属材料である必要はなく、樹脂に金属粉などの発熱粒子を分散させたものを用いても良い。
このようにすることで、ローラ硬度が低下し、用紙の分離性を良くすることができる。
【００４３】
また、本実施の形態では、副弾性層１５５は、厚みが２００μｍのシリコンゴムの層であるとしたが、この厚みに限るものではなく、用紙Ｓと定着ローラ１５０表面との密着性を高める上では、１０μｍ以上であればよい。また、定着ローラ１５０の加熱性能の確保、即ち、トナーの溶融定着品質を確保するためには、８００μｍ以下であればよい。
なお、副弾性層１５５の材質としては、シリコンゴムに限るものではなく、定着温度での使用に耐えられるフッ素ゴム等の耐熱性エラストマーを用いてもよい。
【００４４】
また、本実施の形態では、離型層１５６は、ＰＴＦＥやＰＦＡ等のフッ素系樹脂からなるとしたが、これに限らず、シリコンゴム、フッ素ゴム、ＦＥＰ、ＰＦＥＰ等のフッ素樹脂を用いてもよい。
また、本実施の形態では、副弾性層１５５は、例えば、ＪＩＳ硬度が１０度、厚みが２００μｍのシリコンゴムの層であるとしたが、これに限るものではなく、弾性層の強度の低下、密着性の不良を防止しつつ、トナーの定着性の不良を防止する上では、ＪＩＳ硬度が１度以上、８０度以下、（より好ましくは、５度以上、３０度以下）が望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、定着装置及びこれを用いる画像形成装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本実施の形態の画像形成装置の構成を示す断面概略図である。
【図２】本実施の形態の定着部の構成例を示す部分断面斜視図である。
【図３】本実施の形態の定着ローラ及び加圧ローラの断面図である。
【図４】本実施の形態の定着ローラ及び従来の定着ローラに生じるせん断ひずみのシミュレーション結果を示す図である。
【図５】本実施の形態の定着ローラの変形例の構成を示す部分断面斜視図である。
【図６】従来の定着ローラ及び加圧ローラの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ プリンタ
３ 画像プロセス部
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ 作像部
４ 給送部
５ 定着部
６ 制御部
１０ 光学部
１１ 中間転写ベルト
１２ 駆動ローラ
１３ 従動ローラ
３１ 感光体ドラム
３２ 帯電器
３３ 現像器
３４ 一次転写ローラ
３５ クリーナ
４１ 給紙カセット
４２ ローラ
４３ 搬送路
４４ タイミングローラ対
４５ 二次転写ローラ
４６ 二次転写位置
７１ 排出ローラ対
７２ 排出トレイ
１５０ 定着ローラ
１５１ 軸芯
１５２ 低摩擦層
１５３ 主弾性層
１５３ａ 段部
１５４ 電磁誘導発熱層
１５５ 副弾性層
１５６ 離型層
１５７ ガイドプレート
１５９ 棒状ころ
１６０ 加圧ローラ
１６１ 軸芯
１６２ 弾性層
１６３ 離型層
１７０ 磁束発生部
１７１ 下側ケーシング部
１７２ 磁性体コア
１７３ 励磁コイル
１７４ 磁性体コア
１７５ 上側ケーシング部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛性を有する回転自在なローラ本体及びこれを囲繞するように弾性部材が配された定着ローラと、該定着ローラに圧接した状態で回転駆動される加圧ローラとを備え、前記弾性部材が変形することにより定着ニップを形成する定着装置において、
前記弾性部材は、前記ローラ本体の周方向に自由度をもつように前記ローラ本体に支承されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ローラ本体と前記弾性部材との間に、摩擦を軽減する摩擦軽減部材が介在してい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】
前記摩擦軽減部材は、低摩擦材料からなることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記低摩擦材料は、フッ素樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記摩擦軽減部材は、筒状であって、その内外周面のうち少なくとも一方の面に摩擦を軽減する低摩擦処理が施されていることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項６】
前記弾性部材は、筒状であって、その内周面に摩擦を軽減する低摩擦処理が施されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項７】
前記低摩擦処理は、フッ素コーティングであることを特徴とする請求項５または６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記低摩擦処理は、表面研磨処理であることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項９】
前記摩擦軽減部材は、前記定着ローラの回転軸と平行に配された複数の棒状ころまたは中空ころからなることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記弾性部材は、断熱性を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記定着ローラの両端部において、前記弾性部材と当接し、前記弾性部材の軸方向への移動を規制する移動規制部材が配設されていることを特徴とする請求項１の定着装置。
【請求項１２】
前記定着ローラの両端部において、前記弾性部材及び前記摩擦軽減部材と当接し、前記弾性部材及び前記摩擦軽減部材の軸方向への移動を規制する移動規制部材が配設されていることを特徴とする請求項３の定着装置。
【請求項１３】
搬送される記録シート上に形成された未定着画像を定着させる定着部を備える画像形成装置であって、
前記定着部として、請求項１乃至１２のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
剛性を有する回転自在なローラ本体及びこれを囲繞するように弾性部材が配された定着ローラと、該定着ローラに圧接した状態で回転駆動される加圧ローラとを備え、前記弾性部材が変形することにより定着ニップを形成する定着装置において、
前記弾性部材は、前記ローラ本体の周方向に自由度をもつように前記ローラ本体に支承されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ローラ本体と前記弾性部材との間に、摩擦を軽減する摩擦軽減部材が介在してい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】
前記摩擦軽減部材は、低摩擦材料からなることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記低摩擦材料は、フッ素樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記摩擦軽減部材は、筒状であって、その内外周面のうち少なくとも一方の面に摩擦を軽減する低摩擦処理が施されていることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項６】
前記弾性部材は、筒状であって、その内周面に摩擦を軽減する低摩擦処理が施されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項７】
前記低摩擦処理は、フッ素コーティングであることを特徴とする請求項５または６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記低摩擦処理は、表面研磨処理であることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項９】
前記摩擦軽減部材は、前記定着ローラの回転軸と平行に配された複数の棒状ころまたは中空ころからなることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記弾性部材は、断熱性を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記定着ローラの両端部において、前記弾性部材と当接し、前記弾性部材の軸方向への移動を規制する移動規制部材が配設されていることを特徴とする請求項１の定着装置。
【請求項１２】
前記定着ローラの両端部において、前記弾性部材及び前記摩擦軽減部材と当接し、前記弾性部材及び前記摩擦軽減部材の軸方向への移動を規制する移動規制部材が配設されていることを特徴とする請求項３の定着装置。
【請求項１３】
搬送される記録シート上に形成された未定着画像を定着させる定着部を備える画像形成装置であって、
前記定着部として、請求項１乃至１２のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１４９５７（Ｐ２００９−１４９５７Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７５９３３（Ｐ２００７−１７５９３３）
【出願日】平成１９年７月４日（２００７．７．４）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月４日（２００７．７．４）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]