従動ローラ、定着装置及び画像形成装置
【課題】 簡単な構成で弾性層が破断し難く高寿命化が図れる従動ローラ。
【解決手段】 他のローラにより駆動されて従動回転すると共に、金属製の芯金と、該芯金の外周面側に位置して弾性を有する弾性層とを有し、前記芯金に対して前記弾性層が回転可能に構成されていること。
【解決手段】 他のローラにより駆動されて従動回転すると共に、金属製の芯金と、該芯金の外周面側に位置して弾性を有する弾性層とを有し、前記芯金に対して前記弾性層が回転可能に構成されていること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部の弾性層を破断し難くして高寿命化を達成した従動ローラ、内部の弾性層を破断し難くして高寿命化を達成した加圧ローラを設けた定着装置、及び該定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの諸機能を備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置においては、原稿に対応した潜像を感光体に形成し、この潜像にトナーを付与することによって顕像化し、この顕像化されたトナー像を記録紙上に転写し、この後、記録紙上に転写されたトナー像を定着して排紙している。
【０００３】
また、カラー画像を形成する場合には、原稿色に対応したＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの潜像を４個の感光体ドラムに形成し、顕像化された４色のトナー像を無端状ベルトからなる中間転写体に一次転写した後、記録紙上に二次転写して、記録紙上に転写されたトナー像を定着して排紙している。
【０００４】
このようなトナー像を定着する定着装置としては、ハロゲンランプ等を内蔵した加熱ローラと、加熱ローラに加圧する加圧ローラとの間に形成されたニップ部によって、トナー像が転写された記録紙を挟持・搬送しながら、加熱・加圧する熱ローラ定着方式の定着装置があり、このような定着装置は簡易な構成であるため、広く利用されている。
【０００５】
また、無端状の定着ベルトをハロゲンランプ等を内蔵した加熱ローラと定着ローラとに張架し、定着ベルトを介して定着ローラを加圧する加圧ローラを有し、定着ベルトと加圧ローラとの間に形成されたニップ部によって、トナー像が転写された記録紙を挟持・搬送しながら、加熱・加圧するベルト定着方式の定着装置があり、このような定着装置においては、加熱ローラの肉厚を薄くでき、且つ定着ベルトの熱容量が小さいので、ウオーミングアップタイムが短縮し、省エネになる。
【０００６】
近年は、単位時間当たりに多数枚の記録材を処理することができる画像形成装置が要求され、記録材の搬送速度の高速化がなされている。これに伴って、定着装置においても各ローラの回転速度を早くする必要があり、充分なニップ時間を確保するために、加圧ローラ等を大型化したり、加圧ローラの弾性層の厚みを厚くしたり、更に加圧ローラの弾性層の硬度を低くしたりするといった方策を用いて、ニップ幅を広げている。
【０００７】
なお、加圧ローラは、金属製の芯金と、該芯金の外周面に付着してスポンジやゴム等からなる弾性層と、該弾性体の外周面をコーティング等によって被覆する離型層とから構成されていて、芯金をインサートして弾性層を成型することが一般に行われている。従って、芯金、弾性層及び離型層は一体的に回転する。
【０００８】
ここで、充分なニップ時間を確保するために、加圧ローラ等を大型化するのは、定着装置が大型化し、延いては画像形成装置が大型化するので好ましくない。
【０００９】
また、加圧ローラの外径寸法を変更しないで、加圧ローラの弾性層の厚みを厚くした場合には、弾性層の内周面側に位置する芯金の外径が小さくなる。従って、芯金の外径が小さくなるほど、ニップ部での押圧力が弾性層と芯金との境界面に集中して強く掛かる。この際に、芯金を押圧して加圧ローラを定着ローラに圧着しているので、芯金を押圧する部材と芯金との間に摩擦力が生じている。依って、加圧ローラが従動回転するときに、離型層及び弾性層は素直に従動回転するが、芯金の回転には抵抗があって、弾性層と芯金との間に剪断力が生ずる。この結果、弾性層が破断し易くなって、高寿命となり難い。
【００１０】
また、加圧ローラの弾性層が例えばスポンジの場合に、その発泡倍率を低下させると、硬度も低下する。しかし、弾性層の硬度が低下すると剪断強度も低下して、同様に弾性層が破断し易くなって、高寿命となり難い。
【００１１】
なお、低光沢のカラー画像を得るため、弾性層に低硬度のゴムを用いてニップ圧を低下させるようにした画像形成装置が特許文献に開示されている。この画像形成装置によれば、弾性層と離型層の間に、弾性層より硬度の高いゴムを用いた中間層を設けることにより、弾性層の破断に対して高寿命化を図っている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１９８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に記載の画像形成装置においては、弾性層が破断し難くなるとしても、新たに中間層を設ける必要があって、複雑で高価なローラとなる。
【００１３】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で弾性層が破断し難く高寿命化が図れる従動ローラ、簡単な構成で弾性層が破断し難く高寿命化が図れる加圧ローラを設けた定着装置、及び該定着装置を備えた画像形成装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的は下記の手段によって達成される。
【００１５】
［１］他のローラにより駆動されて従動回転すると共に、金属製の芯金と、該芯金の外周面側に位置して弾性を有する弾性層とを有し、前記芯金に対して前記弾性層が回転可能に構成されていることを特徴とする従動ローラ。
【００１６】
［２］前記芯金の外周面は円滑に加工されていることを特徴とする［１］に記載の従動ローラ。
【００１７】
［３］前記芯金の外周面に離型剤を塗布したことを特徴とする［２］に記載の従動ローラ。
【００１８】
［４］前記芯金の中心軸と前記弾性層の中心軸が偏心していることを特徴とする［１］又は［２］に記載の従動ローラ。
【００１９】
［５］前記弾性層の内周面に、円筒状に形成された非弾性の支持ローラを密着させたことを特徴とする［４］に記載の従動ローラ。
【００２０】
［６］前記弾性層が前記芯金に対して軸方向に移動することを規制する規制部材を設けたことを特徴とする［１］〜［５］の何れか１項に記載の従動ローラ。
【００２１】
［７］所定の加熱手段によって加熱される加熱ローラと、定着ローラと、前記加熱ローラと前記定着ローラとに張架されて循環駆動される無端状の定着ベルトと、該定着ベルトを介して前記定着ローラを加圧する加圧ローラとを有し、前記定着ベルトと前記加圧ローラとの間に形成されたニップ部で記録紙上のトナー像を定着する定着装置において、前記加圧ローラは、前記定着ベルトにより駆動されて従動回転すると共に、金属製の芯金と、該芯金の外周面側に位置して弾性を有する弾性層と、該弾性層の外周面を被覆する離型層とを有し、前記芯金に対して前記弾性層が回転可能に構成されていることを特徴とする定着装置。
【００２２】
［８］所定の加熱手段によって加熱される加熱ローラと、定着ローラと、前記加熱ローラと前記定着ローラとに張架されて循環駆動される無端状の定着ベルトと、該定着ベルトを介して前記定着ローラを加圧する加圧ローラとを有し、前記定着ベルトと前記加圧ローラとの間に形成されたニップ部で記録紙上のトナー像を定着する定着装置において、前記定着ローラは、前記加圧ローラにより前記定着ベルトを介して駆動されて従動回転すると共に、金属製の芯金と、該芯金の外周面側に位置して弾性を有する弾性層とを有し、前記芯金に対して前記弾性層が回転可能に構成されていることを特徴とする定着装置。
【００２３】
［９］所定の加熱手段によって加熱された定着ローラと、該定着ローラを加圧する加圧ローラとの間に形成されたニップ部で記録材上のトナー像を定着する定着装置において、前記加圧ローラは、前記定着ローラにより駆動されて従動回転すると共に、金属製の芯金と、該芯金の外周面側に位置して弾性を有する弾性層と、該弾性層の外周面を被覆する離型層とを有し、前記芯金に対して前記弾性層が回転可能に構成されていることを特徴とする定着装置。
【００２４】
［１０］前記芯金の外周面は円滑に加工されていることを特徴とする［７］〜［９］の何れか１項に記載の定着装置。
【００２５】
［１１］前記芯金の外周面に離型剤を塗布したことを特徴とする［１０］に記載の定着装置。
【００２６】
［１２］前記芯金の中心軸と前記弾性層の中心軸が偏心していることを特徴とする［７］〜［１１］の何れか１項に記載の定着装置。
【００２７】
［１３］前記弾性層の内周面に、円筒状に形成された非弾性の支持ローラを密着させたことを特徴とする［１２］に記載の定着装置。
【００２８】
［１４］前記弾性層が前記芯金に対して軸方向に移動することを規制する規制部材を設けたことを特徴とする［１］〜［１３］の何れか１項に記載の定着装置。
【００２９】
［１５］［７］〜［１４］の何れか１項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１に記載の従動ローラ、請求項７〜９に記載の定着装置によれば、従動ローラ、加圧ローラ若しくは定着ローラが従動回転するときに、ローラ内部の芯金に対して弾性層が回転可能に構成されているので、芯金と弾性層の境界面に応力が集中しても、芯金に対する弾性層の滑りによって境界面に剪断力が作用せず、弾性層が境界面で破断することがないので、高寿命化が図れる。
【００３１】
請求項２に記載の従動ローラ、請求項１０に記載の定着装置によれば、芯金に対して弾性層が滑り易くなる。
【００３２】
請求項３に記載の従動ローラ、請求項１１に記載の定着装置によれば、芯金に対して弾性層がより滑り易くなる。
【００３３】
請求項４に記載の従動ローラ、請求項１２に記載の定着装置によれば、芯金に対して弾性層が更に滑り易くなる。
【００３４】
請求項５に記載の従動ローラ、請求項１３に記載の定着装置によれば、弾性層の成型がし易く、且つ、芯金に対して弾性層が更に滑り易くなる。
【００３５】
請求項６に記載の従動ローラ、請求項１４に記載の定着装置によれば、芯金に対して弾性層が軸方向に移動することが防止される。
【００３６】
請求項１５に記載の画像形成装置によれば、請求項７〜１４の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下に本発明に関する実施の形態を図を参照して説明する。
【００３８】
先ず、本発明の定着装置を用いた画像形成装置の一例を図１の構成図に基づいて説明する。
【００３９】
本画像形成装置は画像形成装置本体ＧＨと画像読取装置ＹＳとから構成される。
【００４０】
画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、ベルト状の中間転写体６、給紙搬送手段及び定着装置９等からなる。
【００４１】
画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された原稿ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。
【００４２】
ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されて形成された信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等が行われた後、露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに送られる。
【００４３】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙの周囲に帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング手段８Ｙを配置している。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、感光体ドラム１Ｍの周囲に帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング手段８Ｍを配置している。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、感光体ドラム１Ｃの周囲に帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング手段８Ｃを配置している。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、感光体ドラム１Ｋの周囲に帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段８Ｋを配置している。そして、帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光装置３Ｃ、及び帯電手段２Ｋと露光装置３Ｋは、潜像形成手段を構成する。
【００４４】
なお、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。
【００４５】
中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
【００４６】
定着装置９は、無端状の定着ベルト９１を加熱ローラ９２と定着ローラ９３とに張架し、定着ベルト９１を介して定着ローラ９３を押圧する加圧ローラ９４を有し、定着ベルト９１と加圧ローラ９４との間に形成されたニップ部で記録材（記録紙）Ｐ上のトナー像を加熱・加圧して定着する。
【００４７】
かくして、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に転写手段７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにより逐次転写されて（１次転写）、カラー画像合成されたトナー像が形成される。給紙カセット２０内に収容された記録材Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，レジストローラ２３等を経て、転写手段７Ａに搬送され、記録材Ｐ上にカラー画像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写された記録材Ｐは定着装置９において加熱・加圧され、記録材Ｐ上のカラートナー像が定着される。その後、排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。
【００４８】
一方、転写手段７Ａにより記録材Ｐにカラー画像を転写した後、記録材Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。
【００４９】
なお、以上はカラー画像を形成する画像形成装置であったが、モノクロ画像を形成する画像形成装置であってもよい。
【００５０】
次に、本発明に係わる定着装置について、図２の拡大断面図に基づいて説明する。
【００５１】
定着ベルト９１は、無端状に形成され、例えば基体として厚さ７０μｍのＰＩ（ポリイミド）等からなる耐熱性の樹脂ベルトを用い、基体の外周面を弾性層として厚さ２００μｍの耐熱性のシリコンゴムで被覆し、更に、離型層として厚さ３０μｍのＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブで被覆している。なお、例えば外径寸法は８０ｍｍで、幅は３４０ｍｍである。
【００５２】
加熱ローラ９２は、定着ベルト９１を加熱する加熱手段としてのハロゲンランプ９２Ａを内蔵し、アルミニュウム等から形成された肉厚２ｍｍの円筒状の中空回転体９２Ｂの外周面を、耐熱性のＰＦＡチューブ９２Ｃで被覆し、ハードローラとして構成されている。なお、外径寸法は例えば４７ｍｍである。
【００５３】
定着ローラ９３は、鉄等の金属から形成された中実の芯金９３Ａを、厚さ４．５ｍｍの耐熱性のシリコンゴム９３Ｂで被覆し、更に、厚さ２．５ｍｍのスポンジ９３Ｃで被覆して、ソフトローラとして構成されている。外径寸法は例えば４０ｍｍである。
【００５４】
加圧ローラ９４（従動ローラ）は、アルミニュウム、鉄若しくはステンレス等から形成された肉厚３ｍｍの円筒状の芯金９４Ａを中央に配置し、芯金９４Ａの外周面側の位置に、厚さ８ｍｍの耐熱性を有するシリコンスポンジ、シリコンゴム、若しくはフッ素ゴム等から形成された弾性層９４Ｂを設け、更に、弾性層９４Ｂの外周面を離型層９４Ｃとして例えば厚さ３０μｍにＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）若しくはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）で形成したチューブを被覆したりコーティングを施したりして、ソフトローラとして構成されている。なお、外径寸法は例えば４５ｍｍである。
【００５５】
また、加圧ローラ９４の外径は３０〜６０ｍｍが好ましい。弾性層９４Ｂの厚みは３〜２０ｍｍが好ましく、更に５〜１０ｍｍが好ましい。離型層９４Ｃの厚みは１０〜７０μｍが好ましい。
【００５６】
また、加圧ローラ９４の弾性層９４Ｂにゴムを用いた場合には、ゴム硬度が２０°（ＪＩＳＡ硬度）、引っ張り強度が１．２ＭＰａであることが望ましい。
【００５７】
なお、加圧ローラ９４を押圧して加圧ローラ９４を定着ローラ９３に圧着させるために、不図示の付勢手段が芯金９４Ａに係合して芯金９４Ａを定着ローラ９３の方向に付勢している。
【００５８】
また、定着ベルト９１を加熱する加熱手段として、どのような加熱手段を用いてもよく、例えば励磁コイルを用いた誘導加熱発熱体を用いてもよい。また、加熱手段は、必ずしも加熱ローラ９２の中に配置されていなくてもよく、どこに配置されていてもよい。
【００５９】
また、定着ベルト９１を介して加熱ローラ９２の温度を検知する温度センサＳ１、及び加圧ローラ９４の温度を検知する温度センサＳ２が設けられていて、定着温度を所定の温度に制御している。
【００６０】
以上の構成において、不図示の駆動手段によって定着ローラ９３を時計方向に回転させると、定着ベルト９１及び加熱ローラ９２も時計方向に回転し、加圧ローラ９４は反時計方向に従動して回転する。また、加熱ローラ９２に当接する定着ベルト９１はハロゲンランプ９２Ａにより加熱される。そして、不図示の付勢手段によって加圧ローラ９４が定着ローラ９３の方向に付勢されているので、定着ローラ９３に巻回された定着ベルト９１と加圧ローラ９４との間に形成されたニップ部Ｎによって、トナー像が転写された記録材Ｐを挟持・搬送しながら加熱・加圧し、記録材Ｐ上のトナー像を定着する。
【００６１】
ここで、加圧ローラを製造する場合に、従来の方法では金型に芯金をインサートして弾性層を成型し、その後に離型層を被覆していた。そして、芯金の外周面に荒らし加工やローレット加工等を施して、芯金、弾性層及び離型層が一体的に回転するように構成していた。
【００６２】
しかし、本発明の加圧ローラ９４においては、芯金９４Ａの外周面を円滑に加工して、荒らし加工等を施すことはしない。そして、同様に金型に芯金９４Ａをインサートして弾性層９４Ｂを成型し、その後に離型層９４Ｃを被覆したりコーティングしたりする。
【００６３】
従って、定着ベルト９１を回転させたときに、定着ベルト９１に直接圧着している離型層９４Ｃは従動回転し、離型層９４Ｃと一体的に構成されている弾性層９４Ｂもそのまま従動回転する。しかし、弾性層９４Ｂは芯金９４Ａに対して密着していなく、且つ、芯金９４Ａの外周面は円滑に加工されているので、弾性層９４Ｂが回転したときに芯金９４Ａに対して滑り、弾性層９４Ｂと芯金９４Ａは一体的に回転することがない。
【００６４】
依って、弾性層９４Ｂが厚く形成されていたり、硬度が低く形成されていて、弾性層９４Ｂと芯金９４Ａとの境界面に応力が集中して掛かっているときに、弾性層９４Ｂと芯金９４Ａとの滑りによって剪断力が作用せず、弾性層９４Ｂがこの境界面で破断することがなくなる。
【００６５】
なお、芯金９４Ａの外周面に離型剤を塗布した後に成型すれば、弾性層９４Ｂは芯金９４Ａに対して更に滑り易くなるので、より効果的である。
【００６６】
但し、弾性層９４Ｂは、芯金９４Ａに対して固定されていないので、軸方向に移動する虞がある。そこで、例えば図３に示す如き抜け止めを設ければよい。図３は加圧ローラ９４の軸方向の断面図であって、加圧ローラ９４の両端には抜け止めとしてのＣリング９６（規制部材）が芯金９４Ａに係着している。従って、弾性層９４ＢはＣリング９６によって軸方向の移動が規制される。
【００６７】
なお、弾性層９４Ｂが芯金９４Ａに対して軸方向に移動することを規制する部材ならどのような形態の規制部材であってもよい。
【００６８】
図４は前述とは異なる構成の加圧ローラを備えた定着装置の図である。
【００６９】
図４において、定着ベルト９１、加熱ローラ９２及び定着ローラ９３は図２に基づいて説明したものと同等であるので、説明は省略する。しかし、加圧ローラ１９４のみが異なる。
【００７０】
加圧ローラ１９４は、中央にアルミニュウム、鉄若しくはステンレス等の金属から形成された円筒状の芯金１９４Ａを配置している。芯金１９４Ａの外周面側の位置には、ステンレス等の金属やＰＩ（ポリイミド）等の樹脂から形成されて非弾性であって、円筒状の支持ローラ１９４Ｂが配置され、その外周面に耐熱性を有するシリコンスポンジ、シリコンゴム、若しくはフッ素ゴム等から形成された弾性層１９４Ｃを密着させ、更に、弾性層１９４Ｃの外周面にＰＦＡ若しくはＰＴＦＥのチューブを被覆したりコーティングを施したりして離型層１９４Ｄを形成している。
【００７１】
そして、不図示の付勢部材で芯金１９４Ａを定着ローラ９３の方向に付勢し、支持ローラ１９４Ｂ及び弾性層１９４Ｃを介して離型層１９４Ｄを定着ローラ９３に圧着している。なお、支持ローラ１９４Ｂ、弾性層１９４Ｃ及び離型層１９４Ｄは一体的に形成されているが、芯金１９４Ａは独立して形成されていて、支持ローラ１９４Ｂ、弾性層１９４Ｃ及び離型層１９４Ｄの中心軸と芯金１９４Ａの中心軸は偏心している。
【００７２】
従って、定着ベルト９１の回転により、離型層１９４Ｄ、弾性層１９４Ｃ及び支持ローラ１９４Ｂは一体的に従動回転し、支持ローラ１９４Ｂは芯金１９４Ａに対して滑って回転する。
【００７３】
依って、弾性層１９４Ｃが厚く形成されていたり、硬度が低く形成されていたりしても、弾性層１９４Ｃは支持ローラ１９４Ｂと一体的に回転し、支持ローラ１９４Ｂは芯金１９４Ａに対して滑るので、弾性層１９４Ｃと支持ローラ１９４Ｂとの境界面に剪断力が作用せず、弾性層１９４Ｃが破断することがない。
【００７４】
なお、場合によっては支持ローラ１９４Ｂを省略して、弾性層１９４Ｃを芯金１９４Ａに当接させることも可能である。しかし、支持ローラ１９４Ｂを設けた方が、弾性層１９４Ｃを成型し易く、且つ、一体化した支持ローラ１９４Ｂ、弾性層１９４Ｃ及び離型層１９４Ｄの強度が増すので、好ましい。また、弾性層１９４Ｃとして低硬度のゴムを用いると、表面が粘着質で摩擦抵抗が大きくなる場合があるので、芯金９４Ａに対する摩擦力を低減するためにも支持ローラ１９４Ｂを設けた方が好ましい。
【００７５】
その他に、以上の如く説明した定着装置は定着ローラ９３を駆動して定着ベルト９１を介して加圧ローラ９４を従動回転させる構成であったが、これとは逆に加圧ローラ９４を駆動して定着ベルト９１を介して定着ローラ９３を駆動する構成の定着装置であってもよい。
【００７６】
この場合は、加圧ローラ９４の弾性層９４Ｂと芯金９４Ａは一体的に回転してよいが、定着ローラ９３に関してはシリコンゴム９３Ｂ（弾性層）が回転したときに芯金９３Ａに対して滑るように前述と同様に構成し、シリコンゴム９３Ｂと芯金９３Ａとが一体的に回転しないようにする。
【００７７】
以上は、ベルト定着装置において加圧ローラの弾性層の破断を防止した構成であったが、熱ローラ定着装置であっても加圧ローラを同様に構成することができる。
【００７８】
図５は熱ローラ定着装置の拡大断面図である。
【００７９】
加熱ローラ２９２は、加熱手段としてのハロゲンランプ２９２Ａを中央に内蔵し、アルミニュウム等の金属から形成された芯金２９２Ｂと、芯金２９２Ｂの外周面に設けたシリコンゴム等から形成された弾性層２９２Ｃと、弾性層２９２Ｃを被覆するＰＦＡ若しくはＰＴＦＥから形成された離型層２９２Ｄとから構成される。
【００８０】
加圧ローラ２９４は、アルミニュウム、鉄若しくはステンレス等から形成された円筒状の芯金２９４Ａを中央に配置し、芯金２９４Ａの外周面側に設けた耐熱性を有するシリコンスポンジ、シリコンゴム、若しくはフッ素ゴム等から形成された弾性層２９４Ｂと、弾性層２９４Ｂの外周面を被覆しＰＦＡ若しくはＰＴＦＥで形成した離型層２９４Ｃとから構成されている。
【００８１】
以上の構成において、不図示の駆動手段によって加熱ローラ２９２を時計方向に回転させると、加圧ローラ２９４は反時計方向に従動して回転する。また、加熱ローラ２９２はハロゲンランプ２９２Ａにより加熱される。そして、不図示の付勢手段によって加圧ローラ２９４は加熱ローラ２９２の方向に付勢されているので、加熱ローラ２９２と加圧ローラ２９４との間に形成されたニップ部によって、トナー像が転写された記録材Ｐを挟持・搬送しながら加熱・加圧し、記録材のトナー像を定着する。
【００８２】
ここで、図２に示したベルト定着装置と同様に、加圧ローラ２９４における芯金２９４Ａに対して弾性層２９４Ｂが回転可能に構成されているので、加熱ローラ２９２の駆動により加圧ローラ２９４が従動回転したときには、芯金２９４Ａに対して弾性層２９４Ｂが滑り、芯金２９４Ａと弾性層２９４Ｂとの境界面で剪断力が生じないので、弾性層２９４Ｂが破断することがない。
【００８３】
また、この加圧ローラ２９４にも図３に示した構成と同様である抜け止めとしての規制部材を設けることが望ましい。
【００８４】
更に、熱ローラ定着装置に用いる加圧ローラの構成として、図４に示した構成と同様に弾性層に対して芯金を偏心させた構成を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】画像形成装置の構成図である。
【図２】ベルト定着装置の拡大図である。
【図３】加圧ローラの軸方向の断面図である。
【図４】異なる構成の加圧ローラを備えたベルト定着装置の拡大図である。
【図５】熱ローラ定着装置の拡大図である。
【符号の説明】
【００８６】
９１ 定着ベルト
９２，２９２ 加熱ローラ
９３ 定着ローラ
９４，１９４，２９４ 加圧ローラ
９４Ａ，１９４Ａ，２９４Ａ 芯金
９４Ｂ，１９４Ｃ，２９４Ｂ 弾性層
９４Ｃ，１９４Ｄ，２９４Ｃ 離型層
９６ Ｃリング
１９４Ｂ 支持ローラ
Ｎ ニップ部
Ｐ 記録材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部の弾性層を破断し難くして高寿命化を達成した従動ローラ、内部の弾性層を破断し難くして高寿命化を達成した加圧ローラを設けた定着装置、及び該定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの諸機能を備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置においては、原稿に対応した潜像を感光体に形成し、この潜像にトナーを付与することによって顕像化し、この顕像化されたトナー像を記録紙上に転写し、この後、記録紙上に転写されたトナー像を定着して排紙している。
【０００３】
また、カラー画像を形成する場合には、原稿色に対応したＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの潜像を４個の感光体ドラムに形成し、顕像化された４色のトナー像を無端状ベルトからなる中間転写体に一次転写した後、記録紙上に二次転写して、記録紙上に転写されたトナー像を定着して排紙している。
【０００４】
このようなトナー像を定着する定着装置としては、ハロゲンランプ等を内蔵した加熱ローラと、加熱ローラに加圧する加圧ローラとの間に形成されたニップ部によって、トナー像が転写された記録紙を挟持・搬送しながら、加熱・加圧する熱ローラ定着方式の定着装置があり、このような定着装置は簡易な構成であるため、広く利用されている。
【０００５】
また、無端状の定着ベルトをハロゲンランプ等を内蔵した加熱ローラと定着ローラとに張架し、定着ベルトを介して定着ローラを加圧する加圧ローラを有し、定着ベルトと加圧ローラとの間に形成されたニップ部によって、トナー像が転写された記録紙を挟持・搬送しながら、加熱・加圧するベルト定着方式の定着装置があり、このような定着装置においては、加熱ローラの肉厚を薄くでき、且つ定着ベルトの熱容量が小さいので、ウオーミングアップタイムが短縮し、省エネになる。
【０００６】
近年は、単位時間当たりに多数枚の記録材を処理することができる画像形成装置が要求され、記録材の搬送速度の高速化がなされている。これに伴って、定着装置においても各ローラの回転速度を早くする必要があり、充分なニップ時間を確保するために、加圧ローラ等を大型化したり、加圧ローラの弾性層の厚みを厚くしたり、更に加圧ローラの弾性層の硬度を低くしたりするといった方策を用いて、ニップ幅を広げている。
【０００７】
なお、加圧ローラは、金属製の芯金と、該芯金の外周面に付着してスポンジやゴム等からなる弾性層と、該弾性体の外周面をコーティング等によって被覆する離型層とから構成されていて、芯金をインサートして弾性層を成型することが一般に行われている。従って、芯金、弾性層及び離型層は一体的に回転する。
【０００８】
ここで、充分なニップ時間を確保するために、加圧ローラ等を大型化するのは、定着装置が大型化し、延いては画像形成装置が大型化するので好ましくない。
【０００９】
また、加圧ローラの外径寸法を変更しないで、加圧ローラの弾性層の厚みを厚くした場合には、弾性層の内周面側に位置する芯金の外径が小さくなる。従って、芯金の外径が小さくなるほど、ニップ部での押圧力が弾性層と芯金との境界面に集中して強く掛かる。この際に、芯金を押圧して加圧ローラを定着ローラに圧着しているので、芯金を押圧する部材と芯金との間に摩擦力が生じている。依って、加圧ローラが従動回転するときに、離型層及び弾性層は素直に従動回転するが、芯金の回転には抵抗があって、弾性層と芯金との間に剪断力が生ずる。この結果、弾性層が破断し易くなって、高寿命となり難い。
【００１０】
また、加圧ローラの弾性層が例えばスポンジの場合に、その発泡倍率を低下させると、硬度も低下する。しかし、弾性層の硬度が低下すると剪断強度も低下して、同様に弾性層が破断し易くなって、高寿命となり難い。
【００１１】
なお、低光沢のカラー画像を得るため、弾性層に低硬度のゴムを用いてニップ圧を低下させるようにした画像形成装置が特許文献に開示されている。この画像形成装置によれば、弾性層と離型層の間に、弾性層より硬度の高いゴムを用いた中間層を設けることにより、弾性層の破断に対して高寿命化を図っている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１９８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に記載の画像形成装置においては、弾性層が破断し難くなるとしても、新たに中間層を設ける必要があって、複雑で高価なローラとなる。
【００１３】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で弾性層が破断し難く高寿命化が図れる従動ローラ、簡単な構成で弾性層が破断し難く高寿命化が図れる加圧ローラを設けた定着装置、及び該定着装置を備えた画像形成装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的は下記の手段によって達成される。
【００１５】
［１］他のローラにより駆動されて従動回転すると共に、金属製の芯金と、該芯金の外周面側に位置して弾性を有する弾性層とを有し、前記芯金に対して前記弾性層が回転可能に構成されていることを特徴とする従動ローラ。
【００１６】
［２］前記芯金の外周面は円滑に加工されていることを特徴とする［１］に記載の従動ローラ。
【００１７】
［３］前記芯金の外周面に離型剤を塗布したことを特徴とする［２］に記載の従動ローラ。
【００１８】
［４］前記芯金の中心軸と前記弾性層の中心軸が偏心していることを特徴とする［１］又は［２］に記載の従動ローラ。
【００１９】
［５］前記弾性層の内周面に、円筒状に形成された非弾性の支持ローラを密着させたことを特徴とする［４］に記載の従動ローラ。
【００２０】
［６］前記弾性層が前記芯金に対して軸方向に移動することを規制する規制部材を設けたことを特徴とする［１］〜［５］の何れか１項に記載の従動ローラ。
【００２１】
［７］所定の加熱手段によって加熱される加熱ローラと、定着ローラと、前記加熱ローラと前記定着ローラとに張架されて循環駆動される無端状の定着ベルトと、該定着ベルトを介して前記定着ローラを加圧する加圧ローラとを有し、前記定着ベルトと前記加圧ローラとの間に形成されたニップ部で記録紙上のトナー像を定着する定着装置において、前記加圧ローラは、前記定着ベルトにより駆動されて従動回転すると共に、金属製の芯金と、該芯金の外周面側に位置して弾性を有する弾性層と、該弾性層の外周面を被覆する離型層とを有し、前記芯金に対して前記弾性層が回転可能に構成されていることを特徴とする定着装置。
【００２２】
［８］所定の加熱手段によって加熱される加熱ローラと、定着ローラと、前記加熱ローラと前記定着ローラとに張架されて循環駆動される無端状の定着ベルトと、該定着ベルトを介して前記定着ローラを加圧する加圧ローラとを有し、前記定着ベルトと前記加圧ローラとの間に形成されたニップ部で記録紙上のトナー像を定着する定着装置において、前記定着ローラは、前記加圧ローラにより前記定着ベルトを介して駆動されて従動回転すると共に、金属製の芯金と、該芯金の外周面側に位置して弾性を有する弾性層とを有し、前記芯金に対して前記弾性層が回転可能に構成されていることを特徴とする定着装置。
【００２３】
［９］所定の加熱手段によって加熱された定着ローラと、該定着ローラを加圧する加圧ローラとの間に形成されたニップ部で記録材上のトナー像を定着する定着装置において、前記加圧ローラは、前記定着ローラにより駆動されて従動回転すると共に、金属製の芯金と、該芯金の外周面側に位置して弾性を有する弾性層と、該弾性層の外周面を被覆する離型層とを有し、前記芯金に対して前記弾性層が回転可能に構成されていることを特徴とする定着装置。
【００２４】
［１０］前記芯金の外周面は円滑に加工されていることを特徴とする［７］〜［９］の何れか１項に記載の定着装置。
【００２５】
［１１］前記芯金の外周面に離型剤を塗布したことを特徴とする［１０］に記載の定着装置。
【００２６】
［１２］前記芯金の中心軸と前記弾性層の中心軸が偏心していることを特徴とする［７］〜［１１］の何れか１項に記載の定着装置。
【００２７】
［１３］前記弾性層の内周面に、円筒状に形成された非弾性の支持ローラを密着させたことを特徴とする［１２］に記載の定着装置。
【００２８】
［１４］前記弾性層が前記芯金に対して軸方向に移動することを規制する規制部材を設けたことを特徴とする［１］〜［１３］の何れか１項に記載の定着装置。
【００２９】
［１５］［７］〜［１４］の何れか１項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１に記載の従動ローラ、請求項７〜９に記載の定着装置によれば、従動ローラ、加圧ローラ若しくは定着ローラが従動回転するときに、ローラ内部の芯金に対して弾性層が回転可能に構成されているので、芯金と弾性層の境界面に応力が集中しても、芯金に対する弾性層の滑りによって境界面に剪断力が作用せず、弾性層が境界面で破断することがないので、高寿命化が図れる。
【００３１】
請求項２に記載の従動ローラ、請求項１０に記載の定着装置によれば、芯金に対して弾性層が滑り易くなる。
【００３２】
請求項３に記載の従動ローラ、請求項１１に記載の定着装置によれば、芯金に対して弾性層がより滑り易くなる。
【００３３】
請求項４に記載の従動ローラ、請求項１２に記載の定着装置によれば、芯金に対して弾性層が更に滑り易くなる。
【００３４】
請求項５に記載の従動ローラ、請求項１３に記載の定着装置によれば、弾性層の成型がし易く、且つ、芯金に対して弾性層が更に滑り易くなる。
【００３５】
請求項６に記載の従動ローラ、請求項１４に記載の定着装置によれば、芯金に対して弾性層が軸方向に移動することが防止される。
【００３６】
請求項１５に記載の画像形成装置によれば、請求項７〜１４の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下に本発明に関する実施の形態を図を参照して説明する。
【００３８】
先ず、本発明の定着装置を用いた画像形成装置の一例を図１の構成図に基づいて説明する。
【００３９】
本画像形成装置は画像形成装置本体ＧＨと画像読取装置ＹＳとから構成される。
【００４０】
画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、ベルト状の中間転写体６、給紙搬送手段及び定着装置９等からなる。
【００４１】
画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された原稿ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。
【００４２】
ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されて形成された信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等が行われた後、露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに送られる。
【００４３】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙの周囲に帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング手段８Ｙを配置している。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、感光体ドラム１Ｍの周囲に帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング手段８Ｍを配置している。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、感光体ドラム１Ｃの周囲に帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング手段８Ｃを配置している。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、感光体ドラム１Ｋの周囲に帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段８Ｋを配置している。そして、帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光装置３Ｃ、及び帯電手段２Ｋと露光装置３Ｋは、潜像形成手段を構成する。
【００４４】
なお、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。
【００４５】
中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
【００４６】
定着装置９は、無端状の定着ベルト９１を加熱ローラ９２と定着ローラ９３とに張架し、定着ベルト９１を介して定着ローラ９３を押圧する加圧ローラ９４を有し、定着ベルト９１と加圧ローラ９４との間に形成されたニップ部で記録材（記録紙）Ｐ上のトナー像を加熱・加圧して定着する。
【００４７】
かくして、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に転写手段７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにより逐次転写されて（１次転写）、カラー画像合成されたトナー像が形成される。給紙カセット２０内に収容された記録材Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，レジストローラ２３等を経て、転写手段７Ａに搬送され、記録材Ｐ上にカラー画像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写された記録材Ｐは定着装置９において加熱・加圧され、記録材Ｐ上のカラートナー像が定着される。その後、排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。
【００４８】
一方、転写手段７Ａにより記録材Ｐにカラー画像を転写した後、記録材Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。
【００４９】
なお、以上はカラー画像を形成する画像形成装置であったが、モノクロ画像を形成する画像形成装置であってもよい。
【００５０】
次に、本発明に係わる定着装置について、図２の拡大断面図に基づいて説明する。
【００５１】
定着ベルト９１は、無端状に形成され、例えば基体として厚さ７０μｍのＰＩ（ポリイミド）等からなる耐熱性の樹脂ベルトを用い、基体の外周面を弾性層として厚さ２００μｍの耐熱性のシリコンゴムで被覆し、更に、離型層として厚さ３０μｍのＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブで被覆している。なお、例えば外径寸法は８０ｍｍで、幅は３４０ｍｍである。
【００５２】
加熱ローラ９２は、定着ベルト９１を加熱する加熱手段としてのハロゲンランプ９２Ａを内蔵し、アルミニュウム等から形成された肉厚２ｍｍの円筒状の中空回転体９２Ｂの外周面を、耐熱性のＰＦＡチューブ９２Ｃで被覆し、ハードローラとして構成されている。なお、外径寸法は例えば４７ｍｍである。
【００５３】
定着ローラ９３は、鉄等の金属から形成された中実の芯金９３Ａを、厚さ４．５ｍｍの耐熱性のシリコンゴム９３Ｂで被覆し、更に、厚さ２．５ｍｍのスポンジ９３Ｃで被覆して、ソフトローラとして構成されている。外径寸法は例えば４０ｍｍである。
【００５４】
加圧ローラ９４（従動ローラ）は、アルミニュウム、鉄若しくはステンレス等から形成された肉厚３ｍｍの円筒状の芯金９４Ａを中央に配置し、芯金９４Ａの外周面側の位置に、厚さ８ｍｍの耐熱性を有するシリコンスポンジ、シリコンゴム、若しくはフッ素ゴム等から形成された弾性層９４Ｂを設け、更に、弾性層９４Ｂの外周面を離型層９４Ｃとして例えば厚さ３０μｍにＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）若しくはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）で形成したチューブを被覆したりコーティングを施したりして、ソフトローラとして構成されている。なお、外径寸法は例えば４５ｍｍである。
【００５５】
また、加圧ローラ９４の外径は３０〜６０ｍｍが好ましい。弾性層９４Ｂの厚みは３〜２０ｍｍが好ましく、更に５〜１０ｍｍが好ましい。離型層９４Ｃの厚みは１０〜７０μｍが好ましい。
【００５６】
また、加圧ローラ９４の弾性層９４Ｂにゴムを用いた場合には、ゴム硬度が２０°（ＪＩＳＡ硬度）、引っ張り強度が１．２ＭＰａであることが望ましい。
【００５７】
なお、加圧ローラ９４を押圧して加圧ローラ９４を定着ローラ９３に圧着させるために、不図示の付勢手段が芯金９４Ａに係合して芯金９４Ａを定着ローラ９３の方向に付勢している。
【００５８】
また、定着ベルト９１を加熱する加熱手段として、どのような加熱手段を用いてもよく、例えば励磁コイルを用いた誘導加熱発熱体を用いてもよい。また、加熱手段は、必ずしも加熱ローラ９２の中に配置されていなくてもよく、どこに配置されていてもよい。
【００５９】
また、定着ベルト９１を介して加熱ローラ９２の温度を検知する温度センサＳ１、及び加圧ローラ９４の温度を検知する温度センサＳ２が設けられていて、定着温度を所定の温度に制御している。
【００６０】
以上の構成において、不図示の駆動手段によって定着ローラ９３を時計方向に回転させると、定着ベルト９１及び加熱ローラ９２も時計方向に回転し、加圧ローラ９４は反時計方向に従動して回転する。また、加熱ローラ９２に当接する定着ベルト９１はハロゲンランプ９２Ａにより加熱される。そして、不図示の付勢手段によって加圧ローラ９４が定着ローラ９３の方向に付勢されているので、定着ローラ９３に巻回された定着ベルト９１と加圧ローラ９４との間に形成されたニップ部Ｎによって、トナー像が転写された記録材Ｐを挟持・搬送しながら加熱・加圧し、記録材Ｐ上のトナー像を定着する。
【００６１】
ここで、加圧ローラを製造する場合に、従来の方法では金型に芯金をインサートして弾性層を成型し、その後に離型層を被覆していた。そして、芯金の外周面に荒らし加工やローレット加工等を施して、芯金、弾性層及び離型層が一体的に回転するように構成していた。
【００６２】
しかし、本発明の加圧ローラ９４においては、芯金９４Ａの外周面を円滑に加工して、荒らし加工等を施すことはしない。そして、同様に金型に芯金９４Ａをインサートして弾性層９４Ｂを成型し、その後に離型層９４Ｃを被覆したりコーティングしたりする。
【００６３】
従って、定着ベルト９１を回転させたときに、定着ベルト９１に直接圧着している離型層９４Ｃは従動回転し、離型層９４Ｃと一体的に構成されている弾性層９４Ｂもそのまま従動回転する。しかし、弾性層９４Ｂは芯金９４Ａに対して密着していなく、且つ、芯金９４Ａの外周面は円滑に加工されているので、弾性層９４Ｂが回転したときに芯金９４Ａに対して滑り、弾性層９４Ｂと芯金９４Ａは一体的に回転することがない。
【００６４】
依って、弾性層９４Ｂが厚く形成されていたり、硬度が低く形成されていて、弾性層９４Ｂと芯金９４Ａとの境界面に応力が集中して掛かっているときに、弾性層９４Ｂと芯金９４Ａとの滑りによって剪断力が作用せず、弾性層９４Ｂがこの境界面で破断することがなくなる。
【００６５】
なお、芯金９４Ａの外周面に離型剤を塗布した後に成型すれば、弾性層９４Ｂは芯金９４Ａに対して更に滑り易くなるので、より効果的である。
【００６６】
但し、弾性層９４Ｂは、芯金９４Ａに対して固定されていないので、軸方向に移動する虞がある。そこで、例えば図３に示す如き抜け止めを設ければよい。図３は加圧ローラ９４の軸方向の断面図であって、加圧ローラ９４の両端には抜け止めとしてのＣリング９６（規制部材）が芯金９４Ａに係着している。従って、弾性層９４ＢはＣリング９６によって軸方向の移動が規制される。
【００６７】
なお、弾性層９４Ｂが芯金９４Ａに対して軸方向に移動することを規制する部材ならどのような形態の規制部材であってもよい。
【００６８】
図４は前述とは異なる構成の加圧ローラを備えた定着装置の図である。
【００６９】
図４において、定着ベルト９１、加熱ローラ９２及び定着ローラ９３は図２に基づいて説明したものと同等であるので、説明は省略する。しかし、加圧ローラ１９４のみが異なる。
【００７０】
加圧ローラ１９４は、中央にアルミニュウム、鉄若しくはステンレス等の金属から形成された円筒状の芯金１９４Ａを配置している。芯金１９４Ａの外周面側の位置には、ステンレス等の金属やＰＩ（ポリイミド）等の樹脂から形成されて非弾性であって、円筒状の支持ローラ１９４Ｂが配置され、その外周面に耐熱性を有するシリコンスポンジ、シリコンゴム、若しくはフッ素ゴム等から形成された弾性層１９４Ｃを密着させ、更に、弾性層１９４Ｃの外周面にＰＦＡ若しくはＰＴＦＥのチューブを被覆したりコーティングを施したりして離型層１９４Ｄを形成している。
【００７１】
そして、不図示の付勢部材で芯金１９４Ａを定着ローラ９３の方向に付勢し、支持ローラ１９４Ｂ及び弾性層１９４Ｃを介して離型層１９４Ｄを定着ローラ９３に圧着している。なお、支持ローラ１９４Ｂ、弾性層１９４Ｃ及び離型層１９４Ｄは一体的に形成されているが、芯金１９４Ａは独立して形成されていて、支持ローラ１９４Ｂ、弾性層１９４Ｃ及び離型層１９４Ｄの中心軸と芯金１９４Ａの中心軸は偏心している。
【００７２】
従って、定着ベルト９１の回転により、離型層１９４Ｄ、弾性層１９４Ｃ及び支持ローラ１９４Ｂは一体的に従動回転し、支持ローラ１９４Ｂは芯金１９４Ａに対して滑って回転する。
【００７３】
依って、弾性層１９４Ｃが厚く形成されていたり、硬度が低く形成されていたりしても、弾性層１９４Ｃは支持ローラ１９４Ｂと一体的に回転し、支持ローラ１９４Ｂは芯金１９４Ａに対して滑るので、弾性層１９４Ｃと支持ローラ１９４Ｂとの境界面に剪断力が作用せず、弾性層１９４Ｃが破断することがない。
【００７４】
なお、場合によっては支持ローラ１９４Ｂを省略して、弾性層１９４Ｃを芯金１９４Ａに当接させることも可能である。しかし、支持ローラ１９４Ｂを設けた方が、弾性層１９４Ｃを成型し易く、且つ、一体化した支持ローラ１９４Ｂ、弾性層１９４Ｃ及び離型層１９４Ｄの強度が増すので、好ましい。また、弾性層１９４Ｃとして低硬度のゴムを用いると、表面が粘着質で摩擦抵抗が大きくなる場合があるので、芯金９４Ａに対する摩擦力を低減するためにも支持ローラ１９４Ｂを設けた方が好ましい。
【００７５】
その他に、以上の如く説明した定着装置は定着ローラ９３を駆動して定着ベルト９１を介して加圧ローラ９４を従動回転させる構成であったが、これとは逆に加圧ローラ９４を駆動して定着ベルト９１を介して定着ローラ９３を駆動する構成の定着装置であってもよい。
【００７６】
この場合は、加圧ローラ９４の弾性層９４Ｂと芯金９４Ａは一体的に回転してよいが、定着ローラ９３に関してはシリコンゴム９３Ｂ（弾性層）が回転したときに芯金９３Ａに対して滑るように前述と同様に構成し、シリコンゴム９３Ｂと芯金９３Ａとが一体的に回転しないようにする。
【００７７】
以上は、ベルト定着装置において加圧ローラの弾性層の破断を防止した構成であったが、熱ローラ定着装置であっても加圧ローラを同様に構成することができる。
【００７８】
図５は熱ローラ定着装置の拡大断面図である。
【００７９】
加熱ローラ２９２は、加熱手段としてのハロゲンランプ２９２Ａを中央に内蔵し、アルミニュウム等の金属から形成された芯金２９２Ｂと、芯金２９２Ｂの外周面に設けたシリコンゴム等から形成された弾性層２９２Ｃと、弾性層２９２Ｃを被覆するＰＦＡ若しくはＰＴＦＥから形成された離型層２９２Ｄとから構成される。
【００８０】
加圧ローラ２９４は、アルミニュウム、鉄若しくはステンレス等から形成された円筒状の芯金２９４Ａを中央に配置し、芯金２９４Ａの外周面側に設けた耐熱性を有するシリコンスポンジ、シリコンゴム、若しくはフッ素ゴム等から形成された弾性層２９４Ｂと、弾性層２９４Ｂの外周面を被覆しＰＦＡ若しくはＰＴＦＥで形成した離型層２９４Ｃとから構成されている。
【００８１】
以上の構成において、不図示の駆動手段によって加熱ローラ２９２を時計方向に回転させると、加圧ローラ２９４は反時計方向に従動して回転する。また、加熱ローラ２９２はハロゲンランプ２９２Ａにより加熱される。そして、不図示の付勢手段によって加圧ローラ２９４は加熱ローラ２９２の方向に付勢されているので、加熱ローラ２９２と加圧ローラ２９４との間に形成されたニップ部によって、トナー像が転写された記録材Ｐを挟持・搬送しながら加熱・加圧し、記録材のトナー像を定着する。
【００８２】
ここで、図２に示したベルト定着装置と同様に、加圧ローラ２９４における芯金２９４Ａに対して弾性層２９４Ｂが回転可能に構成されているので、加熱ローラ２９２の駆動により加圧ローラ２９４が従動回転したときには、芯金２９４Ａに対して弾性層２９４Ｂが滑り、芯金２９４Ａと弾性層２９４Ｂとの境界面で剪断力が生じないので、弾性層２９４Ｂが破断することがない。
【００８３】
また、この加圧ローラ２９４にも図３に示した構成と同様である抜け止めとしての規制部材を設けることが望ましい。
【００８４】
更に、熱ローラ定着装置に用いる加圧ローラの構成として、図４に示した構成と同様に弾性層に対して芯金を偏心させた構成を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】画像形成装置の構成図である。
【図２】ベルト定着装置の拡大図である。
【図３】加圧ローラの軸方向の断面図である。
【図４】異なる構成の加圧ローラを備えたベルト定着装置の拡大図である。
【図５】熱ローラ定着装置の拡大図である。
【符号の説明】
【００８６】
９１ 定着ベルト
９２，２９２ 加熱ローラ
９３ 定着ローラ
９４，１９４，２９４ 加圧ローラ
９４Ａ，１９４Ａ，２９４Ａ 芯金
９４Ｂ，１９４Ｃ，２９４Ｂ 弾性層
９４Ｃ，１９４Ｄ，２９４Ｃ 離型層
９６ Ｃリング
１９４Ｂ 支持ローラ
Ｎ ニップ部
Ｐ 記録材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
他のローラにより駆動されて従動回転すると共に、金属製の芯金と、該芯金の外周面側に位置して弾性を有する弾性層とを有し、前記芯金に対して前記弾性層が回転可能に構成されていることを特徴とする従動ローラ。
【請求項２】
前記芯金の外周面は円滑に加工されていることを特徴とする請求項１に記載の従動ローラ。
【請求項３】
前記芯金の外周面に離型剤を塗布したことを特徴とする請求項２に記載の従動ローラ。
【請求項４】
前記芯金の中心軸と前記弾性層の中心軸が偏心していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の従動ローラ。
【請求項５】
前記弾性層の内周面に、円筒状に形成された非弾性の支持ローラを密着させたことを特徴とする請求項４に記載の従動ローラ。
【請求項６】
前記弾性層が前記芯金に対して軸方向に移動することを規制する規制部材を設けたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の従動ローラ。
【請求項７】
所定の加熱手段によって加熱される加熱ローラと、定着ローラと、前記加熱ローラと前記定着ローラとに張架されて循環駆動される無端状の定着ベルトと、該定着ベルトを介して前記定着ローラを加圧する加圧ローラとを有し、前記定着ベルトと前記加圧ローラとの間に形成されたニップ部で記録紙上のトナー像を定着する定着装置において、
前記加圧ローラは、前記定着ベルトにより駆動されて従動回転すると共に、金属製の芯金と、該芯金の外周面側に位置して弾性を有する弾性層と、該弾性層の外周面を被覆する離型層とを有し、前記芯金に対して前記弾性層が回転可能に構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
所定の加熱手段によって加熱される加熱ローラと、定着ローラと、前記加熱ローラと前記定着ローラとに張架されて循環駆動される無端状の定着ベルトと、該定着ベルトを介して前記定着ローラを加圧する加圧ローラとを有し、前記定着ベルトと前記加圧ローラとの間に形成されたニップ部で記録紙上のトナー像を定着する定着装置において、
前記定着ローラは、前記加圧ローラにより前記定着ベルトを介して駆動されて従動回転すると共に、金属製の芯金と、該芯金の外周面側に位置して弾性を有する弾性層とを有し、前記芯金に対して前記弾性層が回転可能に構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項９】
所定の加熱手段によって加熱された定着ローラと、該定着ローラを加圧する加圧ローラとの間に形成されたニップ部で記録材上のトナー像を定着する定着装置において、
前記加圧ローラは、前記定着ローラにより駆動されて従動回転すると共に、金属製の芯金と、該芯金の外周面側に位置して弾性を有する弾性層と、該弾性層の外周面を被覆する離型層とを有し、前記芯金に対して前記弾性層が回転可能に構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項１０】
前記芯金の外周面は円滑に加工されていることを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記芯金の外周面に離型剤を塗布したことを特徴とする請求項１０に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記芯金の中心軸と前記弾性層の中心軸が偏心していることを特徴とする請求項７〜１１の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項１３】
前記弾性層の内周面に、円筒状に形成された非弾性の支持ローラを密着させたことを特徴とする請求項１２に記載の定着装置。
【請求項１４】
前記弾性層が前記芯金に対して軸方向に移動することを規制する規制部材を設けたことを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項１５】
請求項７〜１４の何れか１項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
他のローラにより駆動されて従動回転すると共に、金属製の芯金と、該芯金の外周面側に位置して弾性を有する弾性層とを有し、前記芯金に対して前記弾性層が回転可能に構成されていることを特徴とする従動ローラ。
【請求項２】
前記芯金の外周面は円滑に加工されていることを特徴とする請求項１に記載の従動ローラ。
【請求項３】
前記芯金の外周面に離型剤を塗布したことを特徴とする請求項２に記載の従動ローラ。
【請求項４】
前記芯金の中心軸と前記弾性層の中心軸が偏心していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の従動ローラ。
【請求項５】
前記弾性層の内周面に、円筒状に形成された非弾性の支持ローラを密着させたことを特徴とする請求項４に記載の従動ローラ。
【請求項６】
前記弾性層が前記芯金に対して軸方向に移動することを規制する規制部材を設けたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の従動ローラ。
【請求項７】
所定の加熱手段によって加熱される加熱ローラと、定着ローラと、前記加熱ローラと前記定着ローラとに張架されて循環駆動される無端状の定着ベルトと、該定着ベルトを介して前記定着ローラを加圧する加圧ローラとを有し、前記定着ベルトと前記加圧ローラとの間に形成されたニップ部で記録紙上のトナー像を定着する定着装置において、
前記加圧ローラは、前記定着ベルトにより駆動されて従動回転すると共に、金属製の芯金と、該芯金の外周面側に位置して弾性を有する弾性層と、該弾性層の外周面を被覆する離型層とを有し、前記芯金に対して前記弾性層が回転可能に構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
所定の加熱手段によって加熱される加熱ローラと、定着ローラと、前記加熱ローラと前記定着ローラとに張架されて循環駆動される無端状の定着ベルトと、該定着ベルトを介して前記定着ローラを加圧する加圧ローラとを有し、前記定着ベルトと前記加圧ローラとの間に形成されたニップ部で記録紙上のトナー像を定着する定着装置において、
前記定着ローラは、前記加圧ローラにより前記定着ベルトを介して駆動されて従動回転すると共に、金属製の芯金と、該芯金の外周面側に位置して弾性を有する弾性層とを有し、前記芯金に対して前記弾性層が回転可能に構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項９】
所定の加熱手段によって加熱された定着ローラと、該定着ローラを加圧する加圧ローラとの間に形成されたニップ部で記録材上のトナー像を定着する定着装置において、
前記加圧ローラは、前記定着ローラにより駆動されて従動回転すると共に、金属製の芯金と、該芯金の外周面側に位置して弾性を有する弾性層と、該弾性層の外周面を被覆する離型層とを有し、前記芯金に対して前記弾性層が回転可能に構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項１０】
前記芯金の外周面は円滑に加工されていることを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記芯金の外周面に離型剤を塗布したことを特徴とする請求項１０に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記芯金の中心軸と前記弾性層の中心軸が偏心していることを特徴とする請求項７〜１１の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項１３】
前記弾性層の内周面に、円筒状に形成された非弾性の支持ローラを密着させたことを特徴とする請求項１２に記載の定着装置。
【請求項１４】
前記弾性層が前記芯金に対して軸方向に移動することを規制する規制部材を設けたことを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項１５】
請求項７〜１４の何れか１項に記載の定着装置を備えた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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−３０８７５６（Ｐ２００６−３０８７５６Ａ）
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２９５３３（Ｐ２００５−１２９５３３）
【出願日】平成１７年４月２７日（２００５．４．２７）
【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１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２７日（２００５．４．２７）
【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）】
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