(57)【要約】【課題】ベルトの劣化及び片寄り現象を防止するとともに、ニップ部の均一性を確保できる定着ローラ及びそれを有する定着装置並びにその定着装置を有する画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ローラ１の弾性層１２には、複数の凸部１３が、弾性層１２の軸方向Ｐにおける中心Ｏから端Ｌ、Ｒまで連続するように且つ該中心Ｏに対称的になるように配されている。そして、複数の凸部１３のそれぞれは、中心Ｏ側に高くし且つ端Ｌ、Ｒ側に低くする正テーパ面Ｓを有している。即ち、定着ローラには、その中心Ｏに対称的な複数対の正テーパ面Ｓが、該中心Ｏから端Ｌ、Ｒまで連続して配列されている。そして、これら複数の凸部のそれぞれの正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔの合計が、加熱ベルトの片寄り現象を防止するために必要な正テーパ段差量として予め定められた片寄り防止値となるように、複数の凸部１３のそれぞれが設けられている。【選択図】図１
2011257514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心と、該軸心の表面に設けられた円筒状の弾性層と、を有する定着ローラにおいて、
前記弾性層の表面部分には、該弾性層の軸方向における中心側に高くし且つ端側に低くする正テーパ面を有する複数の凸部が、前記弾性層の軸方向における中心から端まで連続するように且つ該中心に対称的になるように配され、そして、
これら複数の凸部のそれぞれの前記正テーパ面における正テーパ段差量の合計が予め定められた片寄り防止値になるように、前記複数の凸部が、設けられている
ことを特徴とする定着ローラ。
【請求項２】
前記正テーパ面が、その凸部の全長に亘って設けられていることを特徴とする請求項１に記載の定着ローラ。
【請求項３】
前記複数の凸部のそれぞれが、該凸部の前記正テーパ面における前記正テーパ段差量が同一になるように且つ該凸部の全長が同一になるように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の定着ローラ。
【請求項４】
前記複数の凸部のうち少なくとも一部の凸部には、前記弾性層の軸方向における中心側に低くし且つ端側に高くする、前記弾性層の軸方向における長さが前記正テーパ面のそれより短い、逆テーパ面が設けられており、
前記逆テーパ面の前記端側寄りの一端が、該正テーパ面と連接され、且つ、
前記逆テーパ面の前記中心側寄りの他端が、該凸部に隣接して設けられた他の凸部の正テーパ面に連接されている
ことを特徴とする請求項１に記載の定着ローラ。
【請求項５】
前記複数の凸部のそれぞれにおける頂部の高さが前記弾性層の軸方向における中心側から端側に向かうにしたがって徐々に低くなるように、前記複数の凸部が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の定着ローラ。
【請求項６】
定着ローラと、前記定着ローラに張架される無端状の加熱ベルトと、前記加熱ベルトを介して前記定着ローラと圧接される加圧ローラと、を有する定着装置において、
前記定着ローラが、請求項１〜５のいずれか一項に記載の定着ローラである
ことを特徴とする定着装置。
【請求項７】
定着装置を有する画像形成装置において、
前記定着装置が、請求項６に記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式による複写機、プリンタ、ファクシミリ等において、未定着トナー画像を定着させる定着ローラ及びそれを有する定着装置並びにその定着装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を採用する画像形成装置には、転写紙、ＯＨＰ等のシート状の記録媒体上で現像された未定着トナー画像を加熱定着する定着装置が備えられている。このような定着装置において用いられる定着方式の一つとして、加熱ベルト定着方式がある。かかる加熱ベルト定着方式では、ヒータなどの加熱手段によって加熱される無端状の加熱ベルトを、定着ローラと該定着ローラに対し間隔をあけて平行に配された支持ローラとに回転可能に張架し、該加熱ベルトを間に挟むようにして該定着ローラに対し加圧ローラを圧接させてニップ部を形成し、そして、このニップ部に記録媒体を通過させることにより該記録媒体を加熱及び加圧して未定着トナー画像を定着させている。
【０００３】
このような加熱ベルト定着方式を採用した定着装置においては、例えば、加熱ベルトや定着ローラの成形精度又はこれらの組み付け精度などに起因して、加熱ベルトが回転移動する際に定着ローラの軸方向に（即ち、定着ローラの端に向けて）移動してしまう片寄り現象が生じるという問題があり、そのため、このような問題を回避するための種々の技術が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、定着装置において、加熱ベルトの幅方向端部に、その内面側に凸のレール状の寄り規制部を設けるとともに、この寄り規制部と噛み合うように外周面に凹溝が設けられた円板状の寄り止め部材を、定着ローラの端面付近に設ける技術が開示されている。そして、加熱ベルトの寄り規制部と定着ローラの寄り止め部材とが互いに噛み合うことにより、加熱ベルトの幅方向の移動を規制して、加熱ベルトの片寄り現象を防止していた。
【０００５】
また、特許文献２では、図１０に示すように、定着装置が備える定着ローラ８０１において、軸方向に三分割された各部分のうち、その軸方向における中心付近の部分８１１を、外径が均一の円柱形状に形成し、その両方の端付近の各部分８１２、８１３が、それぞれ軸方向における中心に対称的になるように、中心側を高くし（即ち、定着ローラの外径を大きくし）且つ端側を低くする（即ち、定着ローラの外径を小さくする）正テーパ面を備えたテーパ形状（円錐台形状）に形成することにより、定着ローラ全体を、中心付近の外径が大きく且つ両端に近づくにしたがって外径が小さくなる正クラウン形状にする技術が開示されている。
【０００６】
このような定着ローラでは、その形状を表す指標値として正クラウン量Ｃが用いられる。本明細書において、正クラウン形状の定着ローラにおける正クラウン量Ｃとは、定着ローラの軸方向における中心の外径と両端の外径の平均値との差異を示し、つまり、定着ローラの中心が両端に対してどの程度張り出しているかを示すものであり、次の式、
Ｃ  ＝  ａ−（ｂ＋ｃ）／２
（ａは、定着ローラの軸方向における中心の外径（即ち、最大外径）であり、ｂ及びｃは、両端の外径である）
によって表される。この正クラウン量Ｃは、加圧ローラが圧接されたときにおける定着ローラのたわみ等を考慮して、ニップ部におけるシート上の記録媒体への圧力等が均一になるようにその値が設定されている。
【０００７】
上述したような、中心に対称的な一対の正テーパ面が設けられた定着ローラにおいては、その形状から明らかなように、正クラウン量Ｃは正テーパ面Ｓの形状に依存する。そして、このような定着ローラにおいては、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、定着ローラ９０１がその外周面に巻き付けられた加熱ベルト９０２とともに回転したときに該加熱ベルト９０２が正テーパ面Ｓの母線Ｇに対して直交方向に進む特性を利用して、該加熱ベルト９０２に対し中心Ｏに向けて移動させる力Ｆを働かせることができる。また、正テーパ面Ｓにおいては、それが定着ローラの軸方向Ｐに対してなす角度が大きいほど、つまり、正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔが大きいほど、加熱ベルトのねじれ角θ、即ち、上記力Ｆが大きくなる。本明細書において、正テーパ段差量Ｈｔとは、原則的に正テーパ面Ｓにおける定着ローラの最大外径と最小外径（即ち、正テーパ面の両端の外径）の差分値を示し、次の式、
Ｈｔ  ＝  ｄ−ｅ
（ｄは、正テーパ面Ｓの一端における定着ローラの外径（即ち、最大外径）であり、ｅは、正テーパ面Ｓの他端における定着ローラの外径（即ち、最小外径）である）
で表される。そして、このような定着ローラにおいては、正テーパ段差量Ｈｔを、加熱ベルトの片寄り現象を防止するために必要な正テーパ段差量として予め定められた片寄り防止値Ｈｓに設定することで、片寄り現象を確実に防止していた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に示された定着装置では、定着ローラの端に向けて移動しようとする加熱ベルト（即ち、寄り規制部）を寄り止め部材によって受け抑えるようにしているので、加熱ベルトと寄り止め部材とが摺動して、加熱ベルトが劣化してしまうという問題があった。また、このような加熱ベルトの劣化が進んだ場合、又は、加熱ベルトが定着ローラの端に向けて移動しようとする力が大きい場合などに、加熱ベルトが寄り止め部材に乗り上げてしまうことが考えられ、これにより、加熱ベルトの座屈等が生じて、該加熱ベルトが破損してしまうという問題などがあった。
【０００９】
これに対し、特許文献２に示された定着ローラでは、特許文献１のように加熱ベルトを受け抑えるものではないので、上述したような加熱ベルトの劣化、座屈などの問題は生じない。しかしながら、このような一対の正テーパ面Ｓを有する従来の正クラウン形状の定着ローラにおいては、正テーパ段差量Ｈｔを上記片寄り防止値Ｈｓに設定する必要があるところ、この片寄り防止値Ｈｓは、加熱ベルトの片寄り現象を確実に防止するためにある程度大きい値であるので、この定着ローラに設けられた一対の正テーパ面Ｓによってこの片寄り防止値Ｈｓを確保しようとすると、定着ローラ９０１の中心Ｏの外径ａと両端の外径ｂ、ｃとの差異が広がって、定着ローラ９０１と圧接される加圧ローラとの間に形成されるニップ部の幅や圧力が不均一になってしまうという問題があった。
【００１０】
また、このような問題に対して、特許文献３に示されるように、加圧ローラの形状を、中心付近の外径が小さく且つ両端に近づくにしたがって外径が大きくなる逆クラウン形状にするなどして、定着ローラの形状に適合させることで、定着ローラの中心の外径と両端の外径との差異が広がっても、ニップ部の幅及び圧力を均一にすることができるが、この技術は上記差異自体を解消するものではないので、上記差異に因る定着ローラの中心付近の外周長と両端付近の外周長との長さの差によって、加熱ベルトにその幅方向について湾曲させるような応力などが生じて加熱ベルトが変形してしまい、加熱ベルトの劣化が早まるという問題があった。つまり、加熱ベルトの劣化及び片寄り現象、並びに、ニップ部の均一性について、同時に解決することができなかった。
【００１１】
本発明は、上記課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、ベルトの劣化及び片寄り現象を防止するとともに、ニップ部の均一性を確保できる定着ローラ及びそれを有する定着装置並びにその定着装置を有する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】
【００１２】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、軸心と、該軸心の表面に設けられた円筒状の弾性層と、を有する定着ローラにおいて、前記弾性層の表面部分には、該弾性層の軸方向における中心側に高くし且つ端側に低くする正テーパ面を有する複数の凸部が、前記弾性層の軸方向における中心から端まで連続するように且つ該中心に対称的になるように配され、そして、これら複数の凸部のそれぞれの前記正テーパ面における正テーパ段差量の合計が予め定められた片寄り防止値になるように、前記複数の凸部が、設けられていることを特徴とする定着ローラである。
【００１３】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記正テーパ面が、その凸部の全長に亘って設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３に記載された発明は、請求項２に記載された発明において、前記複数の凸部のそれぞれが、該凸部の前記正テーパ面における前記正テーパ段差量が同一になるように且つ該凸部の全長が同一になるように設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記複数の凸部のうち少なくとも一部の凸部には、前記弾性層の軸方向における中心側に低くし且つ端側に高くする、前記弾性層の軸方向における長さが前記正テーパ面のそれより短い、逆テーパ面が設けられており、前記逆テーパ面の前記端側寄りの一端が、該正テーパ面と連接され、且つ、前記逆テーパ面の前記中心側寄りの他端が、該凸部に隣接して設けられた他の凸部の正テーパ面に連接されていることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載された発明において、前記複数の凸部のそれぞれにおける頂部の高さが前記弾性層の軸方向における中心側から端側に向かうにしたがって徐々に低くなるように、前記複数の凸部が設けられていることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項６に記載された発明は、上記目的を達成するために、定着ローラと、前記定着ローラに張架される無端状の加熱ベルトと、前記加熱ベルトを介して前記定着ローラと圧接される加圧ローラと、を有する定着装置において、前記定着ローラが、請求項１〜５のいずれか一項に記載の定着ローラであることを特徴とする定着装置である。
【００１８】
請求項７に記載された発明は、上記目的を達成するために、定着装置を有する画像形成装置において、前記定着装置が、請求項６に記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置である。
【００１９】
請求項１に記載された発明によれば、定着ローラの弾性層の表面部分には、複数の凸部が、弾性層の軸方向における中心から端まで連続するように且つ該中心に対称的になるように配されている。そして、これら複数の凸部のそれぞれは、該弾性層の軸方向における中心側に高くし且つ端側に低くする正テーパ面を有している。即ち、定着ローラには、その中心に対称的な複数対の正テーパ面が、該中心から端まで連続して配列されているので、各テーパ面において加熱ベルトに対し弾性層の軸方向における中心に向けて移動させる力を生じさせて、これら力を加熱ベルトに対して該軸方向について連続して加えることができ、そのため、定着ローラの軸方向における中心に対称的に一対の正テーパ面が設けられた従来の構成と同様に、加熱ベルトの幅方向全体に対し、弾性層の軸方向における中心に向けて移動させる力を加えることができる。
【００２０】
また、これら複数の凸部のそれぞれは正テーパ面を有し、そして、これら複数の凸部のそれぞれの正テーパ面における正テーパ段差量の合計が、加熱ベルトの片寄り現象を防止するために必要な正テーパ段差量として予め定められた片寄り防止値となるように、複数の凸部のそれぞれが設けられている。つまり、加熱ベルトの片寄り現象を防止するために必要な片寄り防止値が、複数の凸部のそれぞれの正テーパ面における正テーパ段差量として、定着ローラの軸方向に分散して設けられている。
【００２１】
請求項２に記載された発明によれば、前記凸部に設けられた正テーパ面が、その凸部の全長、即ち、該凸部における弾性層の軸方向に沿う長さに亘って設けられているので、該凸部と隣接される他の凸部との間に段差、即ち、弾性層の軸方向に垂直な面（垂直面）が形成され、そのため、この垂直面と正テーパ面との連接部分に該凸部の頂部が形成されるとともに、この頂部の角度が、弾性層の軸方向における中心側を向く鋭角に形成される。
【００２２】
請求項３に記載された発明によれば、前記複数の凸部のそれぞれが、該凸部の正テーパ面における正テーパ段差量が同一になるように且つ該凸部の全長が同一になるように設けられているので、正テーパ面における弾性層の軸方向に対する角度、及び、正テーパ面の母線の長さが同一になり、即ち、全ての凸部の正テーパ面の形状が同一になる。
【００２３】
請求項４に記載された発明によれば、前記複数の凸部のうち少なくとも一部の凸部には、前記弾性層の軸方向における中心側に低くし且つ端側に高くする、前記弾性層の軸方向における長さが前記正テーパ面のそれより短い、逆テーパ面が設けられており、前記逆テーパ面の前記端側寄りの一端が、該正テーパ面と連接され、且つ、前記逆テーパ面の前記中心側寄りの他端が、該凸部に隣接して設けられた他の凸部の正テーパ面に連接されているので、逆テーパ面が、正テーパ面とともに凸部の頂部を形成し、且つ、隣り合う凸部の正テーパ面を互いに連結している。
【００２４】
請求項５に記載された発明によれば、前記複数の凸部のそれぞれにおける頂部の高さが前記弾性層の軸方向における中心側から端側に向かうにしたがって徐々に低くなるように、前記複数の凸部が設けられているので、定着ローラ全体が、その軸方向における中心付近の外径が大きく且つ端部に近づくにしたがって外径が小さくなる正クラウン形状に形成されている。
【００２５】
請求項６に記載された発明によれば、定着ローラと、前記定着ローラに張架される無端状の加熱ベルトと、前記加熱ベルトを介して前記定着ローラと圧接される加圧ローラと、を有する定着装置において、前記定着ローラが、請求項１〜５のいずれか一項に記載の定着ローラであるので、この定着ローラにおいて、加熱ベルトの片寄り現象を防止するために必要な正テーパ段差量としての片寄り防止値が、複数の凸部のそれぞれの正テーパ面における正テーパ段差量として、定着ローラの軸方向に分散して設けられている。
【００２６】
請求項７に記載された発明によれば、定着装置を有する画像形成装置において、前記定着装置が、請求項６に記載の定着装置であるので、この定着装置が有する定着ローラにおいて、加熱ベルトの片寄り現象を防止するために必要な正テーパ段差量としての片寄り防止値が、複数の凸部のそれぞれの正テーパ面における正テーパ段差量として、定着ローラの軸方向に分散して設けられている。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１、６、７に記載された発明によれば、定着ローラにおいて、加熱ベルトの片寄り現象を防止するために必要な正テーパ段差量としての片寄り防止値が、複数の凸部のそれぞれの正テーパ面における正テーパ段差量として、定着ローラの軸方向に分散して設けられているので、定着ローラの中心に対称的な一対の正テーパ面が設けられた従来の構成に比べて、定着ローラの中心付近の外径と両端の外径との差異を広げることなく、定着ローラ全体として片寄り現象を防止するために必要な片寄り防止値を確保することができる。そのため、定着ローラが、加熱ベルトに対し中心に向けて移動させる力を十分に働かせて片寄り現象を防止することができ、また、定着ローラの中心付近の外径と両端の外径との差異が広がることを回避してニップ部の均一性を確保できるとともに、加熱ベルトの劣化を防止できる。
【００２８】
請求項２に記載された発明によれば、凸部における頂部の角度が、弾性層の軸方向における中心側を向く鋭角に形成されているので、このような鋭角に形成された頂部が加熱ベルトの内面に当接することで、加熱ベルトが弾性層の軸方向における端側に寄ろうとする力に対して抵抗力が働き、加熱ベルトの片寄り現象をさらに確実に防止できる。
【００２９】
請求項３に記載された発明によれば、全ての凸部の正テーパ面の形状が同一になるので、定着ローラが、その外周面に巻き付けられた加熱ベルトとともに回転したときに、各凸部の正テーパ面のそれぞれにおいて生じる、該加熱ベルトを中心に向けて移動させる力が同一になり、そのため、加熱ベルトの幅方向（即ち、弾性層の軸方向）について、加熱ベルトに加わる力を均一にして、加熱ベルトの幅方向のシワや伸びを防止できる。
【００３０】
請求項４に記載された発明によれば、複数の凸部に設けられた逆テーパ面が、正テーパ面とともに凸部の頂部を形成し、且つ、隣り合う凸部の正テーパ面を互いに連結しているので、正テーパ面における最も高い箇所（即ち、頂部）とそれに隣り合う他の正テーパ面における最も低い箇所とを、傾斜面である逆テーパ面でなだらかに連結することができ、そのため、急激な高さ（即ち、定着ローラの外径）の変化による、加熱ベルトの幅方向におけるニップ部の圧力変化を抑えることができ、記録媒体に定着される画像のムラを軽減できる。
【００３１】
請求項５に記載された発明によれば、定着ローラ全体が、その軸方向における中心付近の外径が大きく且つ端部に近づくにしたがって外径が小さくなる正クラウン形状に形成されているので、加熱ベルトの片寄り現象をさらに防止できるとともに、ニップ部の均一性をさらに確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の定着ローラの第１の実施形態を示す側面図である。
【図２】図１の定着ローラが有する弾性層の左半分を模式的に示す図である。
【図３】図１の定着ローラにおいて加熱ベルトに加わる力を説明する図であって、（ａ）は、加熱ベルトが定着ローラの左側に片寄っている状態を示す図であり、（ｂ）は、加熱ベルトが定着ローラの中央に位置している状態を示す図であり、（ｃ）は、加熱ベルトが定着ローラの右側に片寄っている状態を示す図である。
【図４】本発明の定着ローラの第３の実施形態を示す側面図である。
【図５】図４の定着ローラが有する弾性層の左半分を模式的に示す図である。
【図６】逆テーパ面が設けられた凸部における正テーパ段差量を説明する図である。
【図７】図１の定着ローラの他の構成例（凸部多数構成）を示す側面図である。
【図８】本発明の定着装置の概略構成を示す図である。
【図９】本発明の画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図１０】従来の定着ローラを示す側面図である。
【図１１】従来の定着ローラを示し、そのテーパ面において加熱ベルトに加わる力を説明する図であって、（ａ）は、定着ローラに巻き付けられた加熱ベルトを示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（定着ローラの第１の実施形態）
以下に、本発明に係る定着ローラの第１の実施形態を、図１〜図３を参照して説明する。
【００３４】
図１に示す定着ローラ１は、芯金１１と、弾性層１２と、を有している。芯金１１は、例えば、鉄製で中空の円筒状に形成されている。芯金１１は、後述する定着装置１１６にその軸心を中心に回転可能に取り付けられる。弾性層１２は、例えば、発泡シリコンなどの弾性部材からなり、円筒状に形成されるとともに、芯金１１の外周面に密に重ねられ且つ芯金１１と同軸に設けられている。図１、図２に示すように、弾性層１２の外周面（表面部分）には、外方向に向けて凸の複数の凸部１３（１３Ｌ１〜１３Ｌ３、１３Ｒ１〜１３Ｒ３）が設けられている。
【００３５】
これら複数の凸部１３のそれぞれには、弾性層１２の軸方向Ｐにおける中心Ｏ側に高くし且つ端Ｌ、Ｒ側に低くする正テーパ面Ｓが設けられている。即ち、本明細書において、正テーパ面とは、中心Ｏ側から端Ｌ、Ｒに向かうにしたがって外径が徐々に小さくなるテーパ面のことである。複数の凸部１３のうち、弾性層１２の中心Ｏ付近に配置された凸部１３Ｌ１、１３Ｒ１は、それぞれの正テーパ面Ｓが中心Ｏにおいて互いに連接されている。なお、本実施形態において、凸部１３Ｌ１と凸部１３Ｒ１とで１つの凸部を構成しているようにも見えるが、これらは弾性層１２の中心Ｏで分割された、それぞれ別々の凸部１３とみなしている。また、これら以外の凸部１３Ｌ２、１３Ｌ３、１３Ｒ２、１３Ｒ３には、弾性層１２の軸方向Ｐに垂直（略垂直含む）に形成された垂直面Ｖが設けられている。この垂直面Ｖは、一端が、該凸部１３が備える正テーパ面Ｓにおける中心Ｏ寄りの端部に連接され、且つ、他端が、該凸部１３に隣接する他の凸部１３が備える正テーパ面Ｓの端Ｌ、Ｒ寄りの端部に連接されている。
【００３６】
凸部１３において、正テーパ面Ｓと垂直面Ｖとが連接された箇所に形成される頂部Ｔは、弾性層１２の軸方向Ｐにおける中心Ｏ側を向く鋭角に形成されている。ここで、弾性層１２の軸方向における中心Ｏ側を向く鋭角とは、凸部１３における弾性層１２の軸方向Ｐに沿う断面形状（即ち、三角形状の断面）において、頂部Ｔに対応する頂角が９０度未満の鋭角に形成されているとともに、該頂角と該三角形状の底辺の中心とを結ぶ線が、弾性層１２の軸方向Ｐにおける中心Ｏ側に傾いていることをいう。
【００３７】
また、弾性層１２の軸方向Ｐにおける中心Ｏに対称に配置される２つの凸部、即ち、凸部１３Ｌ１と凸部１３Ｒ１、凸部１３Ｌ２と凸部１３Ｒ２、及び、凸部１３Ｌ３と凸部１３Ｒ３、は、それぞれ対をなし、互いに同形状で且つ中心Ｏに対称に形成されている。つまり、弾性層１２は、その外形が軸方向Ｐにおける中心Ｏに対称に形成されている。
【００３８】
複数の凸部１３のそれぞれは、正テーパ面Ｓを有しており、そして、この正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔは、以下の式で表される。
【００３９】
凸部１３Ｌ１の正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔ１は、次の式、
Ｈｔ１  ＝  ｄ１−ｅ１
（ｄ１は、上記正テーパ面Ｓの中心Ｏ寄りの一端の外径であり、ｅ１は、端Ｌ寄りの他端の外径である）
で表される。
【００４０】
また、凸部１３Ｌ２の正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔ２は、次の式、
Ｈｔ２  ＝  ｄ２−ｅ２
（ｄ２は、上記正テーパ面Ｓの中心Ｏ寄りの一端（頂部Ｔ）の外径であり、ｅ２は、端Ｌ寄りの他端の外径である）
で表される。
【００４１】
また、凸部１３Ｌ３の正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔ３は、次の式、
Ｈｔ３  ＝  ｄ３−ｅ３
（ｄ３は、上記正テーパ面Ｓの中心Ｏ寄りの一端（頂部Ｔ）の外径であり、ｅ３は、端Ｌ寄りの他端の外径である）
で表される。なお、凸部１３Ｒ１〜１３Ｒ３においても同様にして正テーパ段差量Ｈｔ１〜Ｈｔ３が表される。
【００４２】
これら複数の凸部１３Ｌ１〜１３Ｌ３（凸部１３Ｒ１〜１３Ｒ３）のそれぞれにおける正テーパ段差量Ｈｔ１〜Ｈｔ３の合計が、後述する定着ベルト２の片寄り現象を防止するために必要な正テーパ段差量として予め定められた片寄り防止値Ｈｓとなるように、複数の凸部１３のそれぞれが設けられている。つまり、定着ベルト２の片寄り現象を防止するために必要な片寄り防止値Ｈｓが、複数の凸部１３のそれぞれにおける正テーパ段差量Ｈｔ１〜Ｈｔ３として、定着ローラ１の軸方向Ｐに分散して設けられている。
【００４３】
この片寄り防止値Ｈｓは、例えば、予備実験やシミュレーションなどにより、互いに異なる正テーパ段差量Ｈｔの合計値が設定された複数の定着ローラ１について、該定着ローラ１がその外周面に巻き付けられた定着ベルト２とともに回転されたときの該定着ベルト２の片寄り現象の発生有無を確認して、これら確認結果に基づき、定着ローラの構成（形状、材料など）等を考慮して、片寄り現象を防止するために必要な片寄り防止値Ｈｓを決定する。この片寄り防止値Ｈｓは、上述した従来の定着ローラを用いた確認結果に基づいて決定してもよい。本実施形態においては、片寄り防止値Ｈｓを０．５ｍｍとしている。
【００４４】
本実施形態において、芯金１１は、その外径が１８ｍｍに形成されている。弾性層１２は、その軸方向における中心Ｏの外径ａ（即ち、ｄ１）が５２．３ｍｍ、端Ｌ、Ｒの外径ｂ、ｃ（即ち、ｅ３）が５２ｍｍ、全長Ｋが３１８ｍｍ、に形成されている。また、複数の凸部１３を６個（左右３個ずつ）備え、凸部１３Ｌ１の全長Ｋ１が５３ｍｍ、正テーパ段差量Ｈｔ１が０．２ｍｍ、凸部１３Ｌ２の全長Ｋ２が５３ｍｍ、正テーパ段差量Ｈｔ２が０．２ｍｍ、凸部１３Ｌ３の全長Ｋ３が５３ｍｍ、正テーパ段差量Ｈｔ３が０．１ｍｍになるように、形成されている。また、凸部１３Ｒ１〜１３Ｒ３についても同様に形成されている。すなわち、弾性層１２は、その中心Ｏから端Ｌ（又は、端Ｒ）までの各凸部１３の正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔ１〜Ｈｔ３の合計が０．５ｍｍとなる。
【００４５】
次に、本実施形態における本発明に係る動作（作用）について、図３（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。
【００４６】
定着ローラ１の弾性層１２は、複数の凸部１３を備えており、これら凸部１３のそれぞれには正テーパ面Ｓが設けられている。そのため、定着ローラ１が、その外周面に巻き付けられた定着ベルト２とともに回転されると、各正テーパ面Ｓにおいて該定着ベルト２を弾性層１２における軸方向Ｐの中心Ｏに向けて移動させようとする力ＦＬ、ＦＲが働く。
【００４７】
このとき、弾性層１２はその中心Ｏに対称的に形成されているので、例えば、図３（ａ）に示すように、定着ベルト２が定着ローラの端Ｌ側に片寄っているとき、定着ベルト２の幅方向について、定着ローラ１における中心Ｏから端Ｌ側に接する面積のほうが、定着ローラ１における中心Ｏから端Ｒ側に接する面積より大きくなり、そのため、定着ベルト２を端Ｌから端Ｒに向けて移動させようとする力ＦＬが、その逆向きの力ＦＲより大きく働き、図３（ｂ）に示すように、加熱ベルトが中心Ｏに戻る。
【００４８】
また、定着ベルト２が、図３（ｃ）に示すように、定着ローラの端Ｒに片寄っているときも同様に、定着ベルト２の幅方向について、定着ローラ１における中心Ｏから端Ｒ側に接する面積のほうが、定着ローラ１における中心Ｏから端Ｌ側に接する面積より大きくなり、そのため、加熱ベルトを端Ｒから端Ｌに向けて移動させようとする力ＦＲが、その逆向きの力ＦＬより大きく働き、図３（ｂ）に示すように、加熱ベルトが中心Ｏに戻る。
【００４９】
このように定着ローラ１においては、定着ベルト２を自動的にセンタリングして、片寄り現象を防止する。そして、各凸部１３の正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔの合計が、定着ベルト２の片寄り現象を防止するのに必要な正テーパ段差量として予め定められた片寄り防止値Ｈｓに設定されているので、加熱ベルトの片寄り現象を確実に防止する。
【００５０】
本実施形態において、定着ローラ１の弾性層１２の表面部分には、複数の凸部１３が、弾性層１２の軸方向Ｐにおける中心Ｏから端Ｌ、Ｒまで連続するように且つ該中心Ｏに対称的になるように配されている。そして、これら複数の凸部１３のそれぞれは、該弾性層１２の軸方向Ｐにおける中心Ｏ側に高くし且つ端Ｌ、Ｒ側に低くする正テーパ面Ｓを有している。即ち、定着ローラ１には、その中心Ｏに対称的な複数対の正テーパ面Ｓが、該中心Ｏから端Ｌ、Ｒまで連続して配列されているので、各正テーパ面Ｓにおいて定着ベルト２に対し弾性層１２の軸方向Ｐにおける中心Ｏに向けて移動させる力Ｆを生じさせて、これら力Ｆを定着ベルト２に対して該軸方向Ｐについて連続して加えることができ、そのため、定着ローラの軸方向における中心に対称的に一対の正テーパ面が設けられた従来の構成と同様に、定着ベルト２の幅方向全体に対し、弾性層１２の軸方向Ｐにおける中心Ｏに向けて移動させる力Ｆを加えることができる。
【００５１】
また、これら複数の凸部１３のそれぞれは正テーパ面Ｓを有しており、そして、これら複数の凸部１３Ｌ１〜１３Ｌ３（凸部１３Ｒ１〜１３Ｒ３）のそれぞれの正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔ１〜Ｈｔ３の合計が、定着ベルト２の片寄り現象を防止するために必要な正テーパ段差量として予め定められた片寄り防止値Ｈｓとなるように、複数の凸部１３のそれぞれが設けられている。つまり、定着ベルト２の片寄り現象を防止するために必要な片寄り防止値Ｈｓが、複数の凸部１３のそれぞれの正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔ１〜Ｈｔ３として、定着ローラ１の軸方向Ｐに分散して設けられている。
【００５２】
また、各凸部１３Ｌ２、１３Ｌ３、１３Ｒ２、１３Ｒ３に設けられた正テーパ面Ｓが、それぞれの全長Ｋ２、Ｋ３亘って設けられているので、その凸部１３と隣接される他の凸部１３との間に段差、即ち、弾性層１２の軸方向Ｐに垂直な面（垂直面Ｖ）が形成され、そのため、この垂直面Ｖと正テーパ面Ｓとの連接部分に該凸部１３の頂部Ｔが形成されるとともに、この頂部Ｔの角度が、弾性層１２の軸方向Ｐにおける中心Ｏ側を向く鋭角に形成される。
【００５３】
以上より、本発明によれば、定着ローラ１において、定着ベルト２の片寄り現象を防止するために必要な正テーパ段差量として予め定められた片寄り防止値Ｈｓが、複数の凸部１３のそれぞれの正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔとして、定着ローラ１の軸方向Ｐに分散して設けられているので、定着ローラの中心に対称的な一対の正テーパ面が設けられた従来の構成に比べて、定着ローラ１の中心Ｏの外径ａと端Ｌ、Ｒの外径ｂ、ｃとの差異を広げることなく、定着ローラ１全体として片寄り現象を防止するために必要な片寄り防止値Ｈｓを確保することができる。そのため、定着ローラ１が、定着ベルト２に対し中心Ｏに向けて移動させる力Ｆを十分に働かせて片寄り現象を防止することができ、また、定着ローラ１の中心Ｏの外径ａと端Ｌ、Ｒの外径ｂ、ｃとの差異が広がることを回避してニップ部Ｎの均一性を確保できるとともに、定着ベルト２の劣化を防止できる。
【００５４】
また、凸部１３における頂部Ｔの角度が、弾性層１２の軸方向Ｐにおける中心Ｏ側を向く鋭角に形成されているので、このような鋭角に形成された頂部Ｔが定着ベルト２の内面に当接することで、定着ベルト２が弾性層１２の軸方向Ｐにおける端Ｌ、Ｒ側に寄ろうとする力に対して抵抗力が働き、定着ベルト２の片寄り現象をさらに確実に防止できる。
【００５５】
（定着ローラの第２の実施形態）
以下に、本発明に係る定着ローラの第２の実施形態を説明する。この第２の実施形態の定着ローラは、第１の実施形態と同様の形状で各部の寸法のみ異なるので、上記第１の実施形態の説明で用いた図１、図２を参照して説明する。
【００５６】
この第２の実施形態の定着ローラ１では、全ての凸部１３（１３Ｌ１〜１３Ｌ３、１３Ｒ１〜１３Ｒ３）の正テーパ面Ｓの形状が同一に形成されている。具体的には、それぞれの凸部１３の正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔ１〜Ｈｔ３が同一になるように且つ凸部１３の全長Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３が同一になるようにしている。
【００５７】
このように、全ての凸部１３の正テーパ面Ｓの形状、即ち、正テーパ面Ｓにおける弾性層の軸方向に対する角度、及び、正テーパ面Ｓの母線の長さ、を同一にすることで、定着ローラ１が、その外周面に巻き付けられた定着ベルト２とともに回転したときに、各凸部１３の正テーパ面Ｓのそれぞれにおいて生じる該定着ベルト２を中心に向けて移動させる力Ｆが同一になるので、定着ベルト２の幅方向（即ち、弾性層１２の軸方向Ｐ）について、定着ベルト２に加わる力を均一にして、定着ベルト２の幅方向のシワや伸びを防止できる。勿論、第１の実施形態と同様の効果も得ることができる。
【００５８】
また、各凸部１３における最大外径である外径ｄ１〜ｄ３について、外径ｄ１−外径ｄ２と、外径ｄ２−外径ｄ３と、が同一になるように、即ち、隣接する凸部１３における最大外径の差分値がそれぞれ同一に形成されていることが好ましい。このようにすることで、隣接する凸部における最大外径箇所を繋いだ仮想線が直線となるので、各凸部１３がより均一に定着ベルト２に接し、そのため、定着ベルト２に加わる力をさらに均一にして、定着ベルト２の幅方向のシワや伸びをさらに防止できる。
【００５９】
また、寸法の関係で、全ての凸部１３を同一形状に形成できないときは、最も両端に位置する２つ凸部１３以外の凸部１３における正テーパ面Ｓの形状を同一とし、且つ、最も両端に位置する２つ凸部１３より大きくなるように（即ち、最も両端に位置する２つの凸部１３で寸法調整をするように）、それぞれの凸部１３を形成してもよい。
【００６０】
（定着ローラの第３の実施形態）
以下に、本発明に係る定着ローラの第３の実施形態を、図４〜図６を参照して説明する。
【００６１】
図４に示す定着ローラ１Ａは、芯金１１と、弾性層１２Ａと、を有している。芯金１１は、上述した第１の実施形態と同一に形成されている。弾性層１２Ａは、例えば、発泡シリコンなどの弾性部材からなり、円筒状に形成されるとともに、芯金１１の外周面に密に重ねられ且つ芯金１１と同軸に設けられている。図４、図５に示すように、弾性層１２Ａの外周面（表面部分）には、外方向に向けて凸の複数の凸部１４（１４Ｌ１〜１４Ｌ３、１４Ｒ１〜１４Ｒ３）が設けられている。
【００６２】
これら複数の凸部１４のそれぞれには、弾性層１２Ａの軸方向Ｐにおける中心Ｏ側に高くし且つ端Ｌ、Ｒ側に低くする正テーパ面Ｓが設けられている。複数の凸部１４のうち、弾性層１２Ａの中心Ｏ付近に配置された凸部１４Ｌ１、１４Ｒ１は、それぞれの正テーパ面Ｓが中心Ｏにて互いに連接されている。また、これら以外の凸部１４Ｌ２、１４Ｌ３、１４Ｒ２、１４Ｒ３には、弾性層１２Ａの軸方向Ｐにおける中心Ｏ側に低くし且つ端Ｌ、Ｒ側に高くする、弾性層１２Ａの軸方向Ｐにおける長さＫ２２、Ｋ３２が正テーパ面Ｓの弾性層１２Ａの軸方向Ｐにおける長さＫ２１、Ｋ３１より短い、逆テーパ面Ｗが設けられている。本明細書において、逆テーパ面とは、中心Ｏ側から端Ｌ、Ｒに向かうにしたがって外径が徐々に大きくなるテーパ面のことを表す。この逆テーパ面Ｗは、その端Ｌ、Ｒ寄りの一端が、該凸部１４の正テーパ面Ｓとともに該凸部１４の頂部Ｔを形成するように、該正テーパ面Ｓの中心Ｏ寄りの端部と連接され、且つ、中心Ｏ寄りの他端が、該凸部１４に隣接して設けられた他の凸部１４の正テーパ面Ｓの端Ｌ、Ｒ寄りの端部に連接されている。つまり、逆テーパ面Ｗは、互いに隣り合う凸部１４の正テーパ面Ｓを互いに連結している。
【００６３】
また、弾性層１２Ａの軸方向Ｐにおける中心Ｏに対称に配置される２つの凸部、即ち、凸部１４Ｌ１と凸部１４Ｒ１、凸部１４Ｌ２と凸部１４Ｒ２、及び、凸部１４Ｌ３と凸部１４Ｒ３、は、それぞれ対をなし、互いに同形状で且つ中心Ｏに対称に形成されている。つまり、弾性層１２Ａは、その外形が軸方向Ｐにおける中心Ｏに対称に形成されている。
【００６４】
複数の凸部１４のそれぞれは、正テーパ面Ｓを有しており、そして、この正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔは、以下の式で表される。
【００６５】
凸部１４Ｌ１の正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔ１は、次の式、
Ｈｔ１  ＝  ｄ１−ｅ１
（ｄ１は、上記正テーパ面Ｓの中心Ｏ寄りの一端の外径であり、ｅ１は、端Ｌ寄りの他端の外径である）
で表される。
【００６６】
また、凸部１４Ｌ２の正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔ２は、次の式、
Ｈｔ２  ＝  （ｄ２−ｅ２）−（ｄ２−ｅ１）＝ｄ２−ｅ２−ｄ２＋ｅ１
ｅ１−ｅ２
（ｄ２は、上記凸部１４Ｌ２の頂部Ｔの外径であり、ｅ１は、上記凸部１４Ｌ２の中心Ｏ寄りの一端の外径であり、ｅ２は、上記凸部１４Ｌ２の端Ｌ寄りの他端の外径である）
で表される。
【００６７】
また、凸部１４Ｌ３の正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔ３は、次の式、
Ｈｔ３  ＝  （ｄ３−ｅ３）−（ｄ３−ｅ２）＝ｄ３−ｅ３−ｄ３＋ｅ２
ｅ２−ｅ３
（ｄ３は、上記凸部１４Ｌ３の頂部Ｔの外径であり、ｅ２は、上記凸部１４Ｌ３の中心Ｏ寄りの一端の外径であり、ｅ３は、上記凸部１４Ｌ３の端Ｌ寄りの他端の外径である）
で表される。なお、凸部１４Ｒ１〜１４Ｒ３においても同様にして正テーパ段差量Ｈｔ１〜Ｈｔ３が表される。
【００６８】
上記正テーパ段差量Ｈｔ２、Ｈｔ３の式について、図６を参照して以下に説明する。図６は、凸部１４Ｌ２を側方から見た図である。この図において、ｅ１を通り軸方向Ｐに水平な補助線ＡＢを引き、頂部Ｔを通り軸方向Ｐに直交する補助線ＴＤを引き、ｅ２通り軸方向Ｐに水平な補助線ＣＥを引き、点Ａを通り軸方向Ｐに直交する補助線ＡＥを引く。これら補助線によって形成された三角形△ＡＴＤと三角形△ＢＴＤとにおいて、△ＡＴＤの角Ａの正弦ＴＤと△ＢＴＤの角Ｂの正弦ＴＤとが同一となり且つ角Ａ及び角Ｂについては互いに逆方向を向く正テーパ面Ｓ及び逆テーパ面Ｗの軸方向Ｐに対する角度であるので、これら正弦ＴＤ、即ち、段差量は相殺される。また、反対側に位置する△Ａ’ＴＤ’と△Ｂ’ＴＤ’についても同様である。そのため、正テーパ面Ｓにおいて、補助線によって形成された三角形△ＣＡＥ及び三角形△Ｃ’Ａ’Ｅ’を構成する部分のみが有効な正テーパ面となり、△ＣＡＥの正弦ＡＥ及び△Ｃ’Ａ’Ｅ’の正弦Ａ’Ｅ’が、凸部１４Ｌ２における正テーパ段差量Ｈｔ２となる。そして、この正テーパ段差量Ｈｔ２は図６から明らかなように、凸部１４Ｌ２の両端部の外径であるｅ２とｅ１との差分値であることが判る。また、凸部１４Ｌ３についても同様である。また、逆テーパ面Ｗが設けられた凸部１４Ｌ２、１４Ｌ３については、中心Ｏ寄りの一端の外径の方が、端Ｌ寄りの他端の外径より大きい。また、定着ローラの構成によっては一部の凸部１４において、正テーパ段差量がマイナスになるものも考えられ、このような場合でも、後述するように、複数の凸部１４の正テーパ段差量の合計が予め定められた片寄り防止値Ｈｓを満足すればよいが、全ての凸部１４における正テーパ段差量がプラスであることが望ましい。
【００６９】
これら複数の凸部１４Ｌ１〜１４Ｌ３（凸部１４Ｒ１〜１４Ｒ３）のそれぞれにおける正テーパ段差量Ｈｔ１〜Ｈｔ３の合計が、加熱ベルトとしての後述する定着ベルト２の片寄り現象を防止するために必要な正テーパ段差量として予め定められた片寄り防止値Ｈｓとなるように、複数の凸部１４のそれぞれが設けられている。つまり、定着ベルト２の片寄り現象を防止するために必要な片寄り防止値Ｈｓが、複数の凸部１４のそれぞれにおける正テーパ段差量Ｈｔ１〜Ｈｔ３として、定着ローラ１の軸方向Ｐに分散して設けられている。
【００７０】
この定着ローラ１Ａにおいても、上述した第１の実施形態と同様に、図３（ａ）〜（ｃ）に示される動作（作用）が行われる。
【００７１】
本実施形態においては、上述した第１の実施形態と同様に、定着ローラ１Ａの弾性層１２Ａの表面部分には、複数の凸部１４が、弾性層１２Ａの軸方向Ｐにおける中心Ｏから端Ｌ、Ｒまで連続するように且つ該中心Ｏに対称的になるように配されている。そして、これら複数の凸部１４のそれぞれは、該弾性層１２Ａの軸方向Ｐにおける中心Ｏ側に高くし且つ端Ｌ、Ｒ側に低くする正テーパ面Ｓを有している。即ち、定着ローラ１Ａには、その中心Ｏに対称的な複数対の正テーパ面Ｓが、該中心Ｏから端Ｌ、Ｒまで連続して配列されているので、各正テーパ面Ｓにおいて定着ベルト２に対し弾性層１２Ａの軸方向Ｐにおける中心Ｏに向けて移動させる力Ｆを生じさせて、これら力Ｆを定着ベルト２に対して該軸方向Ｐについて連続して加えることができ、そのため、定着ローラの軸方向における中心に対称的に一対の正テーパ面が設けられた従来の構成と同様に、定着ベルト２の幅方向全体に対し、弾性層１２Ａの軸方向Ｐにおける中心Ｏに向けて移動させる力Ｆを加えることができる。
【００７２】
また、これら複数の凸部１４のそれぞれは正テーパ面Ｓを有しており、そして、これら複数の凸部１４Ｌ１〜１４Ｌ３（凸部１４Ｒ１〜１４Ｒ３）のそれぞれの正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔ１〜Ｈｔ３の合計が、定着ベルト２の片寄り現象を防止するために必要な正テーパ段差量として予め定められた片寄り防止値Ｈｓとなるように、複数の凸部１４のそれぞれが設けられている。つまり、定着ベルト２の片寄り現象を防止するために必要な片寄り防止値Ｈｓが、複数の凸部１４のそれぞれの正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔ１〜Ｈｔ３として、定着ローラ１の軸方向Ｐに分散して設けられている。
【００７３】
また、複数の凸部１４のうち少なくとも一部の凸部１４（１４Ｌ２、１４Ｌ３、１４Ｒ２、１４Ｒ３）には、弾性層１２Ａの軸方向Ｐにおける中心Ｏ側に低くし且つ端Ｌ、Ｒ側に高くする、弾性層１２Ａの軸方向Ｐにおける長さＫ２２、Ｋ３２が正テーパ面ＳのそれＫ２１、３１より短い、逆テーパ面Ｗが設けられている。そして、この逆テーパ面Ｗの弾性層１２Ａの軸方向Ｐにおける端Ｌ、Ｒ側寄りに位置する一端が、該凸部１４の正テーパ面Ｓとともに該凸部１４の頂部Ｔを形成するように、該正テーパ面Ｓと連接され、且つ、この逆テーパ面Ｗの弾性層１２Ａの軸方向Ｐにおける中心Ｏ側寄りに位置する他端が、該凸部１４に隣接して設けられた他の凸部１４の正テーパ面Ｓに連接されている。つまり、逆テーパ面Ｗが、正テーパ面Ｓとともに凸部１４の頂部Ｔを形成し、且つ、隣り合う正テーパ面Ｓを互いに連結している。
【００７４】
以上より、本発明によれば、上述した第１の実施形態と同様に、定着ローラ１Ａにおいて、定着ベルト２の片寄り現象を防止するために必要な正テーパ段差量として予め定められた片寄り防止値Ｈｓが、複数の凸部１４のそれぞれの正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔとして、定着ローラ１Ａの軸方向Ｐに分散して設けられているので、定着ローラの中心に対称的な一対の正テーパ面が設けられた従来の構成に比べて、定着ローラ１Ａの中心Ｏの外径ａと端Ｌ、Ｒの外径ｂ、ｃとの差異を広げることなく、定着ローラ１Ａ全体として片寄り現象を防止するために必要な片寄り防止値Ｈｓを確保することができる。そのため、定着ローラ１Ａが、定着ベルト２に対し中心Ｏに向けて移動させる力Ｆを十分に働かせて片寄り現象を防止することができ、また、定着ローラ１Ａの中心Ｏの外径ａと端Ｌ、Ｒの外径ｂ、ｃとの差異が広がることを回避してニップ部Ｎの均一性を確保できるとともに、定着ベルト２の劣化を防止できる。
【００７５】
また、複数の凸部１４に設けられた逆テーパ面Ｗが、正テーパ面Ｓとともに凸部１４の頂部Ｔを形成し、且つ、隣り合う正テーパ面Ｓを互いに連結しているので、正テーパ面Ｓにおける最も高い箇所（即ち、頂部Ｔ）とそれに隣り合う他の正テーパ面Ｓにおける最も低い箇所とを、傾斜面である逆テーパ面Ｗでなだらかに連結しており、そのため、急激な高さ（即ち、定着ローラの外径）の変化による、定着ベルト２の幅方向におけるニップ部Ｎの圧力変化を抑えることができ、記録媒体に定着される画像のムラを軽減できる。
【００７６】
本発明に係る定着ローラは、上述した第１〜第３の実施形態に示した以外の構成でもよく、例えば、上述した第１の実施形態において、定着ローラ１の弾性層１２の表面部分に設けられた複数の凸部１３のそれぞれにおける頂部Ｔの高さが前記弾性層１２の軸方向Ｐにおける中心Ｏ側から端Ｌ、Ｒ側に向かうにしたがって徐々に低くなるように、複数の凸部１３が形成されていてもよい。このようにすることで、定着ローラ１全体が、その軸方向Ｐにおける中心Ｏの外径が大きく且つ端Ｌ、Ｒ部に近づくにしたがって外径が小さくなる正クラウン形状に形成されるので、定着ベルト２の片寄り現象をさらに防止できるとともに、ニップ部の均一性をさらに確保できる。また、第２、第３の実施形態においても同様である。
【００７７】
また、上述した第１の実施形態において、弾性層１２には、複数の凸部１３が左右３個ずつ、計６個設けられたものであったが、これに限定するものではない。例えば、図７に示す定着ローラ１Ｂのように、弾性層１２Ｂには、複数の凸部１３を左右８個ずつ、計１６個設けるなど、本発明の目的に反しない限り、凸部１３の個数は任意である。このように、複数の凸部１３の個数をより多く設けることで、片寄り現象を防止するために必要な定着ローラ１Ｂにおける片寄り防止値Ｈｓをより細かく分散でき、即ち、１つの凸部１３の正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔをより小さくできるので、急激な高さ（即ち、定着ローラの外径）の変化による、定着ベルト２の幅方向におけるニップ部Ｎの圧力変化を抑えることができ、記録部材に定着される画像のムラを軽減できる。また、第２、第３の実施形態においても同様である。
【００７８】
また、この定着ローラ１Ｂは、複数の凸部１３のそれぞれにおける頂部Ｔの高さが弾性層１２Ｂの軸方向Ｐにおける中心Ｏ側から端Ｌ、Ｒ側に向かうにしたがって徐々に低くなるように、複数の凸部１３が形成されている。そのため、定着ローラ１Ｂ全体が、図中点線で示す樽形の正クラウン形状に形成されており、定着ベルト２の片寄り現象をさらに防止できるとともに、ニップ部Ｎの均一性をさらに確保できる。また、第２、第３の実施形態においても同様である。
【００７９】
（定着装置の実施形態）
以下に、本発明に係る定着装置の実施形態を、図８を参照して説明する。
【００８０】
定着装置１１６は、図８に示すように、定着ローラ１と、加熱ベルトとしての定着ベルト２と、加圧ローラとしての記録媒体搬送ローラ３と、加熱ローラとしてのベルト搬送ローラ５と、熱源６、７と、を備えている。この定着ローラ１は、上述の本発明に係る定着ローラの第１の実施形態としての定着ローラ１である。
【００８１】
定着ベルト２は、その表面が離型材で被覆されるとともに、無端状に形成されている。定着ベルト２は、それぞれ回転可能に軸支され且つ平行に配された定着ローラ１とベルト搬送ローラ５とにたるみ無く（即ち、テンションを持たせて）架けわたされており、即ち、定着ベルト２は、定着ローラ１とベルト搬送ローラ５とに回転可能に張架されている。
【００８２】
記録媒体搬送ローラ３は、例えば、鉄製で中空の円筒状に形成された芯金と、該芯金の外表面に密に重なるシリコンゴムからなる弾性層と、を有している。記録媒体搬送ローラ３は、その全体を、中心付近の外径が小さく且つ両端に近づくにしたがって外径が大きくなる逆クラウン形状に形成されている。記録媒体搬送ローラ３は、回転可能に軸支されているとともに、定着ローラ１との間にニップ部Ｎが形成されるように、該定着ローラ１との間に定着ベルト２を挟んで、定着ローラ１に圧接して配置されている。記録媒体搬送ローラ３は、芯金の内部に設けられた、例えば、電熱線やハロゲンヒータなどの周知の加熱手段からなる熱源６が設けられている。記録媒体搬送ローラ３は、シート状の記録媒体としての用紙Ｇを、ニップ部Ｎを通過するように搬送する。また、記録媒体搬送ローラ３は、用紙Ｇがニップ部Ｎを通過する際に、熱源６からの熱を弾性層に当接する用紙Ｇへ伝熱させる。
【００８３】
本実施形態において、記録媒体搬送ローラ３は、両端の外径が５０ｍｍ、弾性層の厚みが１．５ｍｍに形成されている。そして、その軸方向における中心側に低くし且つ端側に高くする一対の逆テーパ面が、該中心に対称に設けられて、その全体が逆クラウン形状に形成されている。そして、記録媒体搬送ローラ３における逆クラウン量Ｄは、次の式、
Ｄ  ＝  （ｂ＋ｃ）／２−ａ
（ａは、記録媒体搬送ローラ３の軸方向における中心の外径（即ち、最小外径）であり、ｂ及びｃは、両端の外径である）
で表され、この式によって得られる値が、０．０９ｍｍになるように形成されている。勿論、この構成は一例であって、記録媒体搬送ローラ３は、例えば、外径が均一（即ち、逆クラウン量Ｄが０）な円柱状に形成されているなど、その形状は定着装置１１６の構成などに応じて適宜定められる。
【００８４】
ベルト搬送ローラ５は、その内部に設けられた熱源７（熱源６と同様の加熱手段）からの熱を当接する定着ベルト２へ伝熱させるために設けられたものであるが、その内面に黒色塗装を施すことで、熱源７からの熱（赤外線）を効率良く集光して、ベルト搬送ローラ５の発熱効率を向上させることができる。ベルト搬送ローラ５は、アルミニウム、炭素鋼等の金属で構成されているが、前記アルミニウムは、熱伝導率の高い金属であるので、加熱ローラの構成材料に適したものであるといえる。また、ベルト搬送ローラ５の外周面には、フッ素樹脂等の摩擦係数の小さい樹脂で被覆して、磨耗を低減することが好ましい。
【００８５】
定着装置１１６において、定着ローラ１は図示しない駆動部により回転駆動されて、これにより、定着ベルト２が、定着ローラ１及びベルト搬送ローラ５の周囲を一定速度で所定方向（図中反時計回り）に回転移動する。このとき定着ベルト２が、ベルト搬送ローラ５（即ち、熱源７）によって所定の温度に加熱される。また、記録媒体搬送ローラ３が、図示しない駆動部により定着ローラ１（即ち、定着ベルト２）と等速で所定方向（図中時計回り）に回転駆動されるとともに、熱源６によって所定の温度に加熱される。そして、上流に配置された後述する画像形成手段によって未定着トナー画像８が形成された用紙Ｇが定着装置１１６に送られてくると、記録媒体搬送ローラ３が、該用紙Ｇをニップ部Ｎを通過するように搬送する。そして、このニップ部Ｎの通過の際に、所定の温度に加熱された定着ベルト２及び記録媒体搬送ローラ３によって未定着トナー画像８を加熱するとともに、定着ローラ１及び記録媒体搬送ローラ３によって加圧して、該未定着トナー画像８を用紙Ｇに定着させる。そして、用紙Ｇを下流に配置された排紙トレイに送り出す。
【００８６】
即ち、本実施形態においては、定着ローラ１と、この定着ローラ１に張架される定着ベルト２と、定着ベルト２を介して定着ローラ１と圧接される、記録媒体搬送ローラ３と、を有する定着装置１１６において、定着ローラ１として、上述した定着ローラ１を有しているので、定着装置１１６が有する定着ローラ１は、定着ベルト２の片寄り現象を防止するために必要な正テーパ段差量として予め定められた片寄り防止値Ｈｓが、正テーパ面Ｓを有する凸部１３のそれぞれの正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔとして、定着ローラ１の軸方向に分散されて設けられている。
【００８７】
以上より、本発明によれば、定着装置１１６が有する定着ローラ１において、定着ベルト２の片寄り現象を防止するために必要な正テーパ段差量として予め定められた片寄り防止値Ｈｓが、複数の凸部１３のそれぞれの正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔとして、定着ローラ１の軸方向Ｐに分散して設けられているので、定着ローラの中心に対称的な一対の正テーパ面が設けられた従来の構成に比べて、定着ローラ１の中心Ｏの外径ａと端Ｌ、Ｒの外径ｂ、ｃとの差異を広げることなく、定着ローラ１全体として片寄り現象を防止するために必要な片寄り防止値Ｈｓを確保することができる。そのため、定着ローラ１が、定着ベルト２に対し中心Ｏに向けて移動させる力Ｆを十分に働かせて片寄り現象を防止することができ、また、定着ローラ１の中心Ｏの外径ａと端Ｌ、Ｒの外径ｂ、ｃとの差異が広がることを回避してニップ部Ｎの均一性を確保できるとともに、定着ベルト２の劣化を防止できる。
【００８８】
なお、本実施形態において、定着ローラ１として、上述した第１の実施形態の定着ローラ１を有するものであったが、これに代えて、上述した第２の実施形態の定着ローラ１、又は、第３の実施形態の定着ローラ１Ａなどを有するものであってもよい。
【００８９】
（画像形成装置の実施形態）
以下に、本発明に係る画像形成装置の実施形態を、図９を参照して説明する。
【００９０】
画像形成装置１００は、図９に示すように、図示しない駆動部により矢印方向（図中反時計回り）に回転される像担持体としてのドラム状の感光体１０１を有しており、この感光体１０１の周りには、帯電手段１０２、クリーニング手段１０３、感光体１０１上の静電潜像を顕像化する現像手段としての現像スリーブ１０５を含む現像部１０７、及び、転写手段１０６が配置されている。また、画像形成装置１００は、上述の本発明に係る定着装置の実施形態としての定着装置１１６を有している。
【００９１】
感光体１０１は、帯電手段１０２により一様に帯電された後に書き込み手段（露光手段）としてのレーザ光学系１４０からのレーザ光ＬＺで露光されて静電潜像が形成される。そして、感光体１０１上に形成された静電潜像が、現像部１０７により現像されてトナー画像となる。この感光体１０１上に現像されたトナー画像は、後述するように転写手段１０６により記録媒体としての用紙Ｇへ転写される。この時点では、用紙Ｇに転写されたトナー画像は未だ定着されておらず、つまり、未定着トナー画像８となる。そして、感光体１０１は、トナー画像が転写された後にクリーニング手段１０３によりクリーニングされる。このように、感光体１０１、帯電手段１０２、レーザ光学系１４０、現像部１０７、転写手段１０６は、用紙Ｇ上に未定着トナー画像８を形成する画像形成手段を構成している。
【００９２】
画像形成装置１００の下部には矢印ａ方向に着脱可能な給紙カセット１１０を有する給紙装置が設けられている。給紙カセット１１０内に収容された用紙Ｇは、中板１１１で支えられ、図示しないスプリングの力によってアーム１１２を介して給紙ローラ１１３に押し付けられている。給紙カセット１１０内の最も上に位置する紙（最上紙）は、図示しない制御部から指令が発せられて給紙ローラ１１３が回転することによって給紙され、分離パッド１１４で重送を防止されながら下流側のレジストローラ対１１５まで搬送される。
【００９３】
また、給紙トレイ１３２が外装部１３１の側面に回動可能に取り付けられ、給紙トレイ１３２内の最上位の用紙Ｇは給紙ローラ１３３により給紙されて分離パッドで重送を防止されながら下流側のレジストローラ対１１５まで搬送される。給紙カセット１１０内及び給紙トレイ１３２内の用紙Ｇは、いずれか一方が選択的に給紙される。
【００９４】
レジストローラ対１１５は、搬送されてきた用紙Ｇを感光体１０１上の画像（トナー画像）と同期するようにタイミングをとって転写手段１０６に向けて送り出す。転写手段１０６はレジストローラ対１１５から送られてきた用紙Ｇへ感光体１０１上の画像を転写して、この画像（即ち、未定着トナー画像８）の転写された用紙Ｇは定着装置１１６に搬送される。定着装置１１６は、上述したようにして用紙Ｇ上の未定着トナー画像８を加熱及び加圧により用紙Ｇに定着させる。
【００９５】
定着装置１１６からの定着済みの用紙Ｇは、排紙ローラ対１２０によって画像面を下にして排紙口１２１より排紙トレイ１２２上に排出されてスタックされる。排出される用紙Ｇのサイズに対応するため、排紙補助トレイ１２５は矢印ｂ方向にスライド可能となっている。また、排紙トレイ１２２を構成しているカバー１３８は回転支点１３９を中心に解放可能である。
【００９６】
本画像形成装置１００の図中右側には操作面が配置されており、操作パネル１３０が外装部１３１の上部前面（画像形成装置１００の上右側）で突き出ている。図中左側に配置されたケース１３４内には、電源回路１３５やプリント板（エンジンドライバーボード）１３６等の電装・制御装置が収納され、コントローラボード１３７も収納されている。
【００９７】
即ち、本実施形態では、定着装置１１６を有する画像形成装置１００が、上述した定着装置１１６を有しているので、この定着装置１１６が有する定着ローラ１は、定着ベルト２の片寄り現象を防止するために必要な正テーパ段差量として予め定められた片寄り防止値Ｈｓが、正テーパ面Ｓを有する凸部１３のそれぞれの正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔとして、定着ローラ１の軸方向に分散されて設けられている。
【００９８】
以上より、本発明によれば、画像形成装置の定着装置１１６が有する定着ローラ１において、定着ベルト２の片寄り現象を防止するために必要な正テーパ段差量として予め定められた片寄り防止値Ｈｓが、複数の凸部１３のそれぞれの正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔとして、定着ローラ１の軸方向Ｐに分散して設けられているので、定着ローラの中心に対称的な一対の正テーパ面が設けられた従来の構成に比べて、定着ローラ１の中心Ｏの外径ａと端Ｌ、Ｒの外径ｂ、ｃとの差異を広げることなく、定着ローラ１全体として片寄り現象を防止するために必要な片寄り防止値Ｈｓを確保することができる。そのため、定着ローラ１が、定着ベルト２に対し中心Ｏに向けて移動させる力Ｆを十分に働かせて片寄り現象を防止することができ、また、定着ローラ１の中心Ｏの外径ａと端Ｌ、Ｒの外径ｂ、ｃとの差異が広がることを回避してニップ部Ｎの均一性を確保できるとともに、定着ベルト２の劣化を防止できる。
【００９９】
（動作検証）
本発明者は、本発明の効果を確認するために、本発明に係る定着ローラ及び従来の定着ローラについて動作検証を行った。
【０１００】
（実施例１）
本発明に係る定着ローラの第１の実施形態として上述した定着ローラ１において、芯金１１を、その外径が２４ｍｍに形成し、弾性層１２を、その軸方向における中心Ｏの外径ａが５２．３５ｍｍ、端Ｌ、Ｒの外径ｂ、ｃが５２．００ｍｍ、全長Ｋが３１８ｍｍ、に形成し、弾性層１２の各凸部１３を、それらの正テーパ段差量Ｈｔの合計が０．７５ｍｍとなるように形成した。
【０１０１】
（実施例２）
実施例１の定着ローラ１において、弾性層１２を、その軸方向における中心Ｏの外径ａが５２．３０ｍｍ、端Ｌ、Ｒの外径ｂ、ｃが５２．００ｍｍ、に形成し、各凸部１３の正テーパ段差量Ｈｔの合計が０．５０ｍｍとなるように形成し、それ以外は実施例１と同一の構成とした。
【０１０２】
（比較例１）
実施例１の定着ローラ１において、弾性層１２を、その軸方向における中心Ｏの外径ａが５２．１０ｍｍ、端Ｌ、Ｒの外径ｂ、ｃが５２．００ｍｍ、に形成し、各凸部１３の正テーパ段差量Ｈｔの合計が０．２５ｍｍとなるように形成し、それ以外は実施例１と同一の構成とした。
【０１０３】
（比較例２）
実施例１の定着ローラ１において、弾性層１２を、その軸方向における中心Ｏの外径ａが５２．０５ｍｍ、端Ｌ、Ｒの外径ｂ、ｃが５２．００ｍｍ、に形成し、各凸部１３の正テーパ段差量Ｈｔの合計が０．１０ｍｍとなるように形成し、それ以外は実施例１と同一の構成とした。
【０１０４】
（比較例３）
実施例１の定着ローラ１において、弾性層１２を、その軸方向における中心Ｏの外径ａが５２．００ｍｍ、端Ｌ、Ｒの外径ｂ、ｃが５２．００ｍｍ、で、凸部１３がなく外径が均一な円筒形状に（即ち、各凸部１３の正テーパ段差量Ｈｔの合計が０．００ｍｍとなるように）形成し、それ以外は実施例１と同一の構成とした。
【０１０５】
（比較例４）
図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、軸方向における中心Ｏから両端Ｌ、Ｒにかけて対称的に一対の正テーパ面Ｓが設けられている、正クラウン形状の定着ローラ９０１において、弾性層９１２を、その軸方向における中心Ｏの外径ａが５２．６０ｍｍ、端Ｌ、Ｒの外径ｂ、ｃが５２．００ｍｍ、全長Ｋが３１８ｍｍ、に形成して、定着ローラ９０１の正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔを、０．６０ｍｍとした。それ以外は実施例１と同一の構成とした。
【０１０６】
（比較例５）
比較例４の定着ローラ９０１において、弾性層９１２を、その軸方向における中心Ｏの外径ａが５２．５０ｍｍ、端Ｌ、Ｒの外径ｂ、ｃが５２．００ｍｍ、全長Ｋが３１８ｍｍ、に形成して、定着ローラ９０１の正テーパ面Ｓにおける正テーパ段差量Ｈｔを、０．５０ｍｍとした。それ以外は比較例４と同一の構成とした。
【０１０７】
これら実施例及び比較例の定着ローラを、それぞれ、上述した画像形成装置１００が備える定着装置１１６に組み込んだ後、ベタ画像の３０万枚形成（通紙）を試みて、通紙できた枚数（試験１）、形成された画像の濃度ムラ（試験２）、及び、通紙後の定着ベルトの劣化（試験３）、についてそれぞれ確認した。
【０１０８】
試験１では、定着装置１１６における用紙Ｇの搬送速度を３００ｍｍ／秒として動作させたときに通紙できた枚数から、定着ベルト２の片寄り現象の発生について、以下の基準を用いて判定した。
○・・・３０万枚通紙できた
×・・・３０万枚通紙できなかった
表１のカッコ内は、通紙できた枚数を示す。
【０１０９】
試験２では、定着ローラのへたりの無い状態、即ち、最初（１枚目）に形成されたベタ画像について、定着ベルトの幅方向における濃度ムラを、以下の基準を用いて判定した。
○・・・目視で確認できる程度の濃度ムラなし
×・・・目視で確認できる濃度ムラあり
この幅方向の濃度ムラからニップ部Ｎの均一性を確認した。
【０１１０】
試験３では、初期状態の定着ベルト２と３０万枚通紙後の定着ベルトの幅方向についての変形（伸び）を、以下の基準を用いて判定した。
○・・・目視で確認できる程度の変形なし
×・・・目視で確認できる変形あり
この変形の有無から定着ベルトの劣化を確認した。
なお、試験２、３については、実施例１、２及び比較例４、５のみ実施している。
【０１１１】
これら各試験の結果を表１に示す。
【０１１２】
【表１】
2011257514.tif 000003
【０１１３】
試験１では、本発明の定着ローラ及び従来の定着ローラともに、正テーパ段差量Ｈｔの合計（本発明）又は正テーパ段差量Ｈｔ（従来）を０．５０ｍｍ以上に設定すると３０万枚の通紙が確認でき、定着ベルトの片寄り現象が発生しないことが明らかとなった（実施例１、２、比較例４、５）。これに対して、正テーパ段差量Ｈｔの合計を、予備計測により取得した片寄り防止値Ｈｓ（＝０．５０ｍｍ以上）より小さくすると、正テーパ段差量Ｈｔの合計の大きさに応じて通紙できた枚数が減少して、つまり、早い段階で定着ベルトの片寄り現象が発生することが明らかとなった（比較例１〜３）。
【０１１４】
試験２では、本発明の定着ローラにおいて正テーパ段差量Ｈｔの合計を大きく設定した場合でも、濃度ムラのない画像を得ることができ、定着ベルトの幅方向についてニップ部Ｎが均一に形成されていることが明らかとなった（実施例１、２）。これに対して、従来の定着ローラにおいては、正テーパ段差量Ｈｔが適切であれば濃度ムラのない画像を得ることができるものの（比較例５）、正テーパ段差量Ｈｔが大きくなると幅方向についての濃度ムラが発生してしまい、ニップ部Ｎが不均一に形成されていることが明らかとなった（比較例４）。
【０１１５】
試験３では、本発明の定着ローラにおいて正テーパ段差量Ｈｔの合計を大きく設定した場合でも、３０万枚通紙後の定着ベルトにおける変形が確認されず、定着ベルトの劣化が防止できることが明らかとなった（実施例１、２）。これに対して、従来の定着ローラにおいては、正テーパ段差量Ｈｔを大きく設定すると、定着ベルトの変形が生じてしまい、定着ベルトが劣化してしまうことが明らかとなった（比較例４、５）。
【０１１６】
これら試験１〜３の結果によっても、本発明の定着ローラにおいて、片寄り現象を防止することができ、また、ニップ部の均一性を確保できるとともに、加熱ベルトの劣化を防止できることが明らかとなった。
【０１１７】
なお、本発明は、上記実施形態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。
【符号の説明】
【０１１８】
１、１Ａ、１Ｂ        定着ローラ
１１                  芯金
１２、１２Ａ、１２Ｂ  弾性層
１３、１４            凸部
２      定着ベルト（加熱ベルト）
３      記録媒体搬送ローラ（加圧ローラ）
１００  画像形成装置
１１６  定着装置
Ｓ      正テーパ面
Ｖ      垂直面
Ｗ      逆テーパ面
Ｔ      頂部
Ｐ      弾性層の軸方向
Ｏ      弾性層の軸方向における中心
Ｌ、Ｒ  弾性層の軸方向における端
Ｃ      定着ローラにおける正クラウン量
Ｈｔ    凸部の正テーパ面における正テーパ段差量
Ｈｓ    片寄り防止値
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１９】
【特許文献１】特開２００８−２１６４４４号公報
【特許文献２】特開２００４−２２６８１９号公報
【特許文献３】特開２００２−３３３７８９号公報
【図１】
2011257514.tif 000004
【図２】
2011257514.tif 000005
【図３】
2011257514.tif 000006
【図４】
2011257514.tif 000007
【図５】
2011257514.tif 000008
【図６】
2011257514.tif 000009
【図７】
2011257514.tif 000010
【図８】
2011257514.tif 000011
【図９】
2011257514.tif 000012
【図１０】
2011257514.tif 000013
【図１１】
2011257514.tif 000014