(57)【要約】【課題】加圧ローラが所定温度まで上昇する所要時間の短縮を可能としながらも、定着作動時における転写紙のシワ発生を抑制可能とする加圧ローラを提供すること。【解決手段】定着部材と協働して転写紙を加熱および加圧しつつ搬送してトナー像を転写紙に定着させる加圧面３００を芯金材３０の外周に備えた加圧ローラＡであって、加圧面３００は、芯金材３０との間に弾性層を介在させることなく形成されているとともに、軸方向中央側の外径寸法よりも両端側の外径寸法の方が大きくなる径変化部３０１を備え、径変化部３０１は、クラウン率が、このクラウン率とシワの発生の有無とを関連付けてシワの未発生領域とシワ発生領域との間に設定されたシワ有無クラウン率境界線よりもシワ未発生領域側に設定されて、相対的に軸方向中央側の径変化による傾斜よりも軸方向両端側の傾斜の方が急となった形状に形成されていることを特徴とする加圧ローラとした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着トナー像を担持した転写紙を定着部材と協働して前記転写紙を加熱および加圧しつつ搬送して前記トナー像を前記転写紙に定着させる加圧面を芯金材の外周に備えた加圧ローラであって、
前記加圧面は、前記芯金材との間に弾性層を介在させることなく形成されているとともに、ローラ軸方向に沿う方向で、軸方向中央側の外径寸法よりも両端側の外径寸法の方が大きくなる径変化部を備え、
この径変化部は、前記軸方向基準寸法に対する外径寸法変化量であるクラウン率が、このクラウン率とシワの発生の有無とを関連付けてシワの未発生領域とシワ発生領域との間に設定されたシワ有無クラウン率境界線に関連付けて、相対的に前記中央側の径変化による傾斜よりも前記両端側の傾斜の方が急となった形状に形成されていることを特徴とする加圧ローラ。
【請求項２】
前記径変化部は、少なくとも前記転写紙の幅方向両端部を加圧する領域に設けられ、そのクラウン率は、前記シワ有無クラウン率境界線よりも前記シワ未発生領域側に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の加圧ローラ。
【請求項３】
前記径変化部は、前記クラウン率が異なる複数のテーパ部を備え、
これらのテーパ部は、前記軸方向の中央側に配置されたものよりも前記両端部側に配置されたものの方が大きなクラウン率に設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加圧ローラ。
【請求項４】
前記加圧面の径変化部は、前記加圧ローラ中央側から前記両端部に向けて外径が徐々に大きくなる湾曲形状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加圧ローラ。
【請求項５】
前記加圧面は、前記径変化部よりも前記軸方向中央側位置に、外径寸法が一定のフラット部を備え、
このフラット部は、想定される最小幅寸法の前記転写紙の幅方向両端縁よりも内側に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の加圧ローラ。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載された加圧ローラを搭載した定着装置。
【請求項７】
請求項６に記載された定着装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置やその複合機などの画像形成装置の定着装置に使用される加圧ローラおよびこの加圧ローラを備えた定着装置、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置やその複合機などの画像形成装置では、像担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像し、形成された可視トナー像を中間転写ベルトなどの中間転写体に転写した後、さらに転写紙供給部から搬送されて来る転写紙に転写し、この転写されたトナー像を定着装置により転写紙に定着させている。
【０００３】
また、定着装置では、定着ローラや定着ベルトなどの定着部材と、定着部材に圧接された加圧ローラとにより転写紙を挟みながら搬送し、その際に、加熱および加圧して、トナー像を転写紙に定着させている。
【０００４】
また、一般的に、転写紙の搬送性を良好とするために、加圧ローラには、芯金の表面に弾性層であるシリコーンゴム層が設けられている。そして、定着装置の加圧ローラなどは、転写紙のシワ発生を防止するために、加圧ローラの軸方向中央部よりも両端部の外径の方が大きく形成されて軸方向で凹形状となった、いわゆる逆クラウン形状に形成することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のような加圧ローラでは、芯金材の表面に弾性層であるシリコーンゴム層が設けられているため、加圧ローラの熱容量が大きくなり、その分、画像形成装置を稼働させる立上時に、加圧ローラを、その表面温度が正常な定着動作を得ることができる所定温度となるまで温めるのに時間を要するとともに、加熱手段における電力使用量が多くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決することを目的とするものであり、加圧ローラが所定温度まで上昇するのに要する時間の短縮を可能としながらも、定着作動時における転写紙のシワ発生を抑制可能とする加圧ローラおよび画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、未定着トナー像を担持した転写紙を定着部材と協働して前記転写紙を加熱および加圧しつつ搬送して前記トナー像を前記転写紙に定着させる加圧面を芯金材の外周に備えた加圧ローラであって、前記加圧面は、前記芯金材との間に弾性層を介在させることなく形成されているとともに、ローラ軸方向に沿う方向で、軸方向中央側の外径寸法よりも両端側の外径寸法の方が大きくなる径変化部を備え、この径変化部は、前記軸方向基準寸法に対する外径寸法変化量であるクラウン率が、このクラウン率とシワの発生の有無とを関連付けてシワの未発生領域とシワ発生領域との間に設定されたシワ有無クラウン率境界線に関連付けて、相対的に前記中央側の径変化による傾斜よりも前記両端側の傾斜の方が急となった形状に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の加圧ローラにおいて、前記径変化部は、少なくとも前記転写紙の幅方向両端部を加圧する領域に設けられ、そのクラウン率は、前記シワ有無クラウン率境界線よりも前記シワ未発生領域側に設定されていることを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の加圧ローラにおいて、前記径変化部は、前記クラウン率が異なる複数のテーパ部を備え、これらのテーパ部は、前記軸方向の中央側に配置されたものよりも前記両端部側に配置されたものの方が大きなクラウン率に設定されていることを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の加圧ローラにおいて、前記加圧面の径変化部は、前記加圧ローラ中央側から前記両端部に向けて外径が徐々に大きくなる湾曲形状に形成されていることを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の加圧ローラにおいて、前記加圧面は、前記径変化部よりも前記軸方向中央側位置に、外径寸法が一定のフラット部を備え、このフラット部は、想定される最小幅寸法の前記転写紙の幅方向両端縁よりも内側に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載された加圧ローラを搭載した定着装置としたことを特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載された定着装置を備えた画像形成装置としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の加圧ローラでは、加圧面と芯金材との間に弾性層を有しないため、加圧ローラの熱容量を低く抑えることができ、その分、加圧ローラの加熱時に、弾性層を有するものと比較して短時間に昇温することができる。
また、加圧面の径変化部は、クラウン率が、シワ有無クラウン率境界線に関連付けて相対的に前記中央側の径変化による傾斜よりも前記両端側の傾斜の方が急な形状に形成しているため、転写紙が定着部材と加圧ローラとの間を通過する際に、転写紙が幅方向の両端に向かうほど強く引っ張られ、シワの発生を抑制することができる。
このように、本発明の加圧ローラは、弾性層を有しないことで熱容量を低く抑えて加圧ローラが所定温度まで上昇する所要時間の短縮を可能としながら、弾性層を有していなくても、径変化部の形状に基づいて、定着作動時における転写紙のシワ発生を抑制することができる。
【００１１】
さらに、請求項２に記載の発明では、加圧面の径変化部は、クラウン率が、シワ有無クラウン率境界線よりもシワ未発生領域側に設定しているため、転写紙の両端部に確実に径差による引張力が作用し、いっそう確実にシワの発生を抑制することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、径変化部の複数のテーパ部は、軸方向の中央側に配置されたものよりも両端部側に配置されたものの方が大きなクラウン率に設定しているため、転写紙を、幅方向の両端側ほど確実に強く引っ張り、より確実にシワの発生を抑制することができる。
請求項４に記載の発明では、径変化部を、軸方向中央側から両端部側に向けて外径が徐々に大きくなる湾曲形状に形成したため、転写紙を、幅方向の両端側ほど強く引っ張り、シワ発生を、より確実に抑制することができる。
請求項５に記載の発明では、軸方向中央側にフラット部を設けるとともに、このフラット部の転写紙の最小幅よりも内側に配置したため、全ての種類の転写紙において、その幅方向両端部が径変化部により確実に両端方向に引っ張られ、シワの発生を抑制できるとともに、フラット部を設けることで加圧面における外径変化量を抑え、転写紙に過大な引張力が作用することを抑えることができる。
請求項６の定着装置および請求項７の画像形成装置では、加圧ローラの昇温時間を短縮できるとともに、転写紙のシワ発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明の実施例１の加圧ローラを備えた定着装置を搭載した画像形成装置の概略の構成を示す断面図である。
【図２】実施例１の加圧ローラを備えた定着装置を示す概略図である。
【図３】図３は実施例１の加圧ローラの加圧面の形状を示す正面図である。
【図４】図４は実施例１の加圧ローラの各テーパ部のクラウン率とシワ有無クラウン率境界線との関係を表す説明図である。
【図５】図５は実施例１の加圧ローラを用いた転写紙の搬送性評価実験結果を表す図である。
【図６】図６は実施例２の加圧ローラの加圧面の形状を示す正面図である。
【図７】図７は実施例２の加圧ローラの各テーパ部のクラウン率とシワ有無クラウン率境界線との関係を表す説明図である。
【図８】図８は実施例１の加圧ローラを用いた転写紙の搬送性評価実験結果を表す説明図である。
【図９】図９は実施例３の加圧ローラの加圧面の形状を示す正面図である。
【図１０】図１０は実施例３の加圧ローラの各テーパ部のクラウン率とシワ有無クラウン率境界線との関係を表す説明図である。
【図１１】図１１は実施例３の加圧ローラを用いた転写紙の搬送性評価実験結果を表す説明図である。
【図１２】図１２は本発明実施例と比較するための比較例１の加圧ローラのクラウン率を表す説明図である。
【図１３】図１３は比較例１に基づくシワの発生の有無およびシワ有無クラウン率境界線を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１〜図５によりこの発明の実施例１の加圧ローラＡについて詳細に説明する。
【００１６】
まず、図１に基づいて、実施例１の加圧ローラＡを搭載した画像形成装置Ｂの全体の構成および動作について説明する。
【００１７】
図１は、タンデム型カラー複写機である画像形成装置Ｂの概略を示しており、この画像形成装置Ｂは、入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込部２、原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部４、原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部３、転写紙Ｐが収容される給紙部７、転写紙Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ９、各色（ イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック） のトナー像が形成される感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ、各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上を帯電する帯電部１２、各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像部１３、各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上に形成されたトナー像を転写紙Ｐ上に重ねて転写する転写バイアスローラ１４、各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上の未転写トナーを回収するクリーニング部１５、複数色のトナー像が転写紙Ｐ上に重ねて担持されるように転写紙Ｐを搬送する転写ベルト１７、転写ベルト１７を清掃する転写ベルトクリーニング部１６、転写紙Ｐ上のトナー像（未定着画像）を定着させる定着装置２０を備えている。
【００１８】
次に、画像形成装置Ｂにおける、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。
【００１９】
詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群およびレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
【００２０】
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込部２に送信される。そして、書込部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上に向けて発せられる。
【００２１】
一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫは、それぞれ、図１の時計回り方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫの表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される。こうして、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
【００２２】
書込部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる。
【００２３】
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙの表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸に沿う方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
【００２４】
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍの表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃの表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫの表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
【００２５】
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫの表面は、それぞれ、現像部１３との対向位置に達する。そして、各現像部１３から感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上の潜像が現像される。
【００２６】
その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫの表面は、それぞれ、転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、転写ベルト１７の内周面に当接するように転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、転写バイアスローラ１４の位置で、転写ベルト１７上の転写紙Ｐに、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫの上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される。
【００２７】
その後、転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫの表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される。
【００２８】
その後、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫの表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。
【００２９】
他方、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された転写紙Ｐは、図中の矢印方向に走行して、分離チャージャ１８との対向位置に達する。そして、分離チャージャ１８との対向位置で、転写紙Ｐに蓄積された電荷が中和されて、トナーのちりなどを生じさせることなく転写紙Ｐが転写ベルト１７から分離される。
その後、転写ベルト１７の表面は、転写ベルトクリーニング部１６の位置に達する。そして、転写ベルト１７の上に付着した付着物が、転写ベルトクリーニング部１６に回収される。ここで、転写ベルト１７の上を搬送される転写紙Ｐは、給紙部７からレジストローラ９などを経由して搬送されたものである。
詳しくは、転写紙Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された転写紙Ｐが、不図示の搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達した転写紙Ｐは、タイミングを合わせて、転写ベルト１７の位置に向けて搬送される。
【００３０】
そして、フルカラー画像が転写された転写紙Ｐは、転写ベルト１７から分離された後に定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、後述する定着ベルト２４と加圧ローラＡとの間の定着ニップ部ＮＰ（図２参照）にて、カラー画像（トナー）が転写紙Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の転写紙Ｐは、不図示の排紙ローラによって、画像形成装置Ｂの外部に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００３１】
次に、画像形成装置Ｂに設置された定着装置２０の構成および動作について詳述する。
図２は定着装置２０を示す概略図であって、定着装置２０は、加圧ローラＡ、定着ローラ２１、加熱ローラ２２、テンションローラ２３、定着ベルト（定着部材）２４、ハロゲンランプ２５，２６を備え、転写紙Ｐが、定着ベルト２４と加圧ローラＡとにより圧接された定着ニップ部ＮＰを通ることにより、圧力と熱とでトナー像を転写紙Ｐに定着させる。
【００３２】
定着ベルト２４は、定着ローラ２１と加熱ローラ２２とに張架されている。
定着ローラ２１は、例えばステンレススチールなどの金属製の芯金の外周に、耐熱性を有したシリコーンゴムをソリッド状または発泡状にした弾性部材を被覆して形成されている。なお、本実施例１では、芯金は、外径が直径１２ｍｍ、ジャーナル部の外径直径１０ｍｍのものを用いており、弾性部材は、外径の直径が３０ｍｍ、長さ３１０ｍｍのものを用いている。
【００３３】
加熱ローラ２２は、金属製の中空円筒状の芯金により形成されており、本実施例１では、アルミニウム製で外径直径が３０ｍｍ、肉厚０．６ｍｍ、長さ３１０ｍｍのものを用いている。また、加熱ローラ２２の外周にはテフロンコートが施され、加熱ローラ２２の内側の中心部には、定着ベルト２４を加熱する手段としてのハロゲンランプ２５が設けられている。
【００３４】
加熱ローラ２２と定着ローラ２１との間に張り渡された定着ベルト２４は、加熱ローラ２２との接触部位で加熱される。そして、各ローラ２１，２２，２３の回転によって定着ベルト２４の内面が連続的に加熱され、結果として定着ベルト２４が全体に亘って加熱される。
【００３５】
定着ベルト２４は、外径直径６０ｍｍ、厚さ１００μｍのポリイミド基材の上に厚さ２００μｍのシリコーンゴムと、その上に厚さ３０μｍのＰＦＡ、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂を積層した複合層ベルトを用いている。
【００３６】
なお、定着ベルト２４の基材として、上記ポリイミド樹脂の代わりに、フッ素系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂などの耐熱性を有する樹脂を用いてもよい。
【００３７】
加圧ローラＡは、例えば、銅、アルミあるいはＳＵＳなどの熱伝導性の高い金属製の円筒部材である芯金材３０を備え、実施例１では、芯金材３０は、ジャーナル部外径直径２０ｍｍ、胴部外径直径３０ｍｍ、長さ３１１ｍｍのものを用いている。また、本実施例１では、芯金材３０の上に、トナー付着防止のために、厚さ３０μｍ程度のＰＦＡチューブ（図示省略）で被覆している。なお、このような被覆材としては、弾性層を形成するものでなければＰＴＦＥなどの他の被覆材を用いてもよい。
この加圧ローラＡは、定着ベルト２４を介して定着ローラ２１を押圧して定着ニップ部ＮＰを形成しているが、本実施例１では、加圧ローラＡの硬度を定着ローラ２１に比べて硬くすることによって、加圧ローラＡが定着ローラ２１（および定着ベルト２４）へ食い込む形となり、この食い込みにより、転写紙Ｐは加圧ローラＡの外周の加圧面３００の外周形状に沿うため、転写紙Ｐが定着ベルト２４の表面から離れやすくなる効果を持たせている。
【００３８】
次に、加圧ローラＡの芯金材３０の外周の加圧面３００の形状について説明する。
図３は加圧ローラＡの正面図であって、加圧ローラＡは、その外径が軸方向に沿う方向の中央（図において一点差線Ｃの位置）から、両端部に向けて徐々に外径が大きくなったいわゆる逆クラウン形状に形成されている。
【００３９】
本実施例１では、加圧面３００は、軸方向中央を挟み、その両側に径変化部３０１，３０１を備えている。この径変化部３０１，３０１は、それぞれ軸方向の中央から両端側に向かうほど傾斜が急になるテーパ形状に形成されている。加圧面３００にこのようなテーパ形状を与えることにより、定着ベルト２４との定着ニップ部ＮＰにおいて、転写紙Ｐを加圧ローラＡの両端方向に引っ張り、シワの発生を抑制することができる。
【００４０】
本実施例１では、径変化部３０１は、テーパの傾きが一定ではなく、軸方向中央から両端に向けて、相互にテーパの傾き（クラウン率）が異なる第１テーパ部３０ａ、第２テーパ部３０ｂ、第３テーパ部３０ｃが形成されており、これらのテーパ部３０ａ〜３０ｃは、相対的に軸方向中央側のものよりも両端側のものの傾斜が急になっている。
すなわち、この第１テーパ部３０ａのクラウン率Ｃ１、第２テーパ部３０ｂのクラウン率Ｃ２、第３テーパ部３０ｃのクラウン率Ｃ３は、Ｃ１＜Ｃ２＜Ｃ３の関係に形成されている。なお、クラウン率（％）＝（軸方向の任意の位置ａの外径Ｒａ−軸方向の任意の位置ｂの外径Ｒｂ）／ａｂ間の軸方向距離）×１００（％）である。
【００４１】
図４は、加圧ローラＡの軸方向中央からの距離と径変化部３０１のクラウン率との関係を示す図であって、実線Ｋ１が径変化部３０１のクラウン率を示している。この図に示すように、Ｃ１＝０．１７％、Ｃ２＝０．２５％、Ｃ３＝０．６％に設定されている。また、第１テーパ部３０ａは、軸方向中央から両端側に軸方向９０ｍｍの位置までの範囲に設けられ、第２テーパ部３０ｂは、この中央から軸方向９０ｍｍの位置から両端側に軸方向１１８．５ｍｍの位置までの範囲に設けられ、第３テーパ部３０ｃは、この中央から軸方向１１８．５ｍｍの位置から両端（中央から軸方向１５５．５ｍｍの位置）までの範囲に設けられている。
【００４２】
なお、図３では、各テーパ部３０ａ，３０ｂ，３０ｃのテーパ量を視覚的に分かりやすくするために強調して示しているが、各クラウン率Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、図３に示されるほど大きなものではない。
【００４３】
次に、図４に示すシワ有無クラウン率境界線Ｌ１について説明する。
本願発明者は、実施例１の加圧ローラＡと同様に、弾性層を有することなく芯金材の表面にＰＦＡチューブによる被覆を行ない、クラウン率のみ実施例１と異ならせた加圧ローラ（これを比較例１とする）を有した定着装置をプリンタに搭載し、搬送性評価実験を実施した。
【００４４】
図１２は、その比較例１の加圧ローラのクラウン率（％）を示している。すなわち、搬送性評価実験には、７種類の形状の比較例１の加圧ローラＡ１〜Ａ７を用いた。加圧ローラＡ１〜Ａ４は、それぞれ全幅に亘ってクラウン率を一定とし、Ａ１〜Ａ４の順で徐々にクラウン率を高く設定した。すなわち、加圧ローラＡ１のクラウン率０．０６％、加圧ローラＡ２のクラウン率０．０８％、加圧ローラＡ３のクラウン率０．１３％、加圧ローラＡ４のクラウン率０．１９％である。また、加圧ローラＡ５〜Ａ７は、それぞれ、軸方向の中央から両端に向けて、６段階で徐々にクラウン率を高くしており、加圧ローラＡ５〜Ａ７の順で、各クラウン率を高く設定した。なお、図１２において、紙幅の寸法は、加圧ローラの軸方向中央からの距離の２倍の寸法に対応している。
【００４５】
このような比較例１の加圧ローラＡ１〜Ａ７を用いて、紙種４５ｋ（４５ｋ＝四六判１０００枚の重さが４５ｋｇ）の紙を、６種類の紙幅についてそれぞれ１００枚ずつコピーし、各種の紙幅のシワの有無を判定した結果を示すのが図１３である。
図１３を見ると、比較例１の加圧ローラＡ１〜Ａ７にあっては、クラウン率が低いものほどシワが生じ、かつ、加圧ローラＡ１〜Ａ７の両端に近くなるほど、高いクラウン率のものでもシワが生じていることが分かる。この評価実験に基づいて、本願発明者は、図示のように、シワ未発生領域とシワ発生領域との境界となるシワ有無クラウン率境界線Ｌ１の存在を見出した。
【００４６】
このシワ有無クラウン率境界線Ｌ１に基づいて、実施例１の加圧ローラＡの径変化部３０１における各テーパ部３０ａ，３０ｂ，３０ｃのクラウン率Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、図４に示すように、シワ有無クラウン率境界線Ｌ１よりもシワ未発生領域内の値であって、シワ有無クラウン率境界線Ｌ１に近い値に設定した。
【００４７】
この実施例１の加圧ローラＡを備えた定着装置２０を搭載した画像形成装置Ｂにより、比較例１と同様（紙種：４５ｋ、１００枚）の搬送性評価実験を実施した結果を図５に示している。この結果に示すように、本実施例１では、全紙幅種で、シワが未発生であった。なお、図５においても図１２と同様に、紙幅の寸法は、加圧ローラＡの軸方向中央（一点鎖線Ｃの位置）からの距離の２倍の値に相当する。
【００４８】
次に、実施例１の加圧ローラＡにおける立ち上がり所要時間について説明する。
定着装置２０では、圧力と熱とでトナー像を転写紙Ｐに定着させるものであり、稼働時には、加圧ローラＡの表面温度が所定の温度となるまでハロゲンランプ２６により温める必要がある。実施例１の加圧ローラＡでは、この所定の温度となるまでに要する時間を測定したところ、２３ｓｅｃであった。
それに対し、従来のように、芯金材の外周に、厚さ２ｍｍのシリコーンゴムおよび厚さ３０μｍの４フッ化エチレン樹脂製のチューブを装着した比較例の加圧ローラ（これを比較例２とする）が同じ所定温度まで立ち上がるのに必要な時間を測定したところ、３３ｓｅｃであった。
このように、実施例１の加圧ローラＡは、芯金材３０の表面と加圧面３００との間に弾性層を有していないため、従来技術である比較例２と比べ、熱容量を少なくでき、所定温度までの立ち上がり所用時間を短縮できた。
【００４９】
以上説明したように、実施例１の加圧ローラＡは、芯金材３０の表面と加圧面３００との間に弾性層を有していないため、弾性層を有したものよりも熱容量を低く抑え、所定温度までの立ち上がり所用時間を短縮でき、ハロゲンランプ２６の点灯時間を短くして消費電力を軽減できる。
そして、加圧ローラＡは、加圧面３００と芯金材３０との間に弾性層を有していないが、加圧面３００の径変化部３０１を形成する各テーパ部３０ａ，３０ｂ，３０ｃのクラウン率Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を、シワ有無クラウン率境界線Ｌ１よりもシワ未発生領域において徐々に大きくなるように設定したため、シワの発生を抑制することができた。加えて、クラウン率Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、Ｃ１＜Ｃ２＜Ｃ３とし、かつ、シワ有無クラウン率境界線Ｌ１の近傍でこのシワ有無クラウン率境界線Ｌ１の傾斜に沿う階段状に設定したため、各クラウン率Ｃ１〜Ｃ３を、シワ未発生領域においてシワ有無クラウン率境界線Ｌ１から離して設定した場合と比較して、逆クラウン形状のストレスによる歪みの蓄積で転写紙Ｐの後端通過時に転写紙Ｐにばたつきが生じて跳ね上がるのを抑制できるとともに、この跳ね上がりによる異常画像の発生を抑制できる。
（他の実施例）
以下に、他の実施例の加圧ローラについて説明する。
なお、他の実施例を説明するのにあたり、実施例１と同じ構成については同じ符号を付けて説明を省略する。作用についても、実施例１と相違する作用について説明し、実施例１と同じ作用については説明を省略する。
【実施例２】
【００５０】
実施例２は、加圧ローラの加圧面３２０の形状を実施例１と異ならせた例である。
図６は実施例２の加圧ローラを示しており、芯金材３２の加圧面３２０には、軸方向の中央部分にフラット部２３０ｆが設けられ、その両端側に径変化部３２１，３２１が設けられている。
【００５１】
図７は、実施例２の加圧ローラの軸方向中央からの距離と径変化部３２１のクラウン率との関係を示す図であって、実線Ｋ２が加圧面３２０のクラウン率を示している。この図に示すように、フラット部２３０ｆは、クラウン率Ｃ０は０％であり、最小の転写紙Ｐの幅方向両端よりも内側に配置され、具体的には、軸方向中央から両端方向に７０ｍｍまでの範囲に設けられている。また、各径変化部３２１は、実施例１と同様の第１テーパ部２３０ａ、第２テーパ部２３０ｂ、第３テーパ部２３０ｃの３つのテーパ部で形成されており、第１テーパ部２３０ａのクラウン率Ｃ１は０．１７％、第２テーパ部２３０ｂのクラウン率Ｃ２は０．２５％、第３テーパ部２３０ｃのクラウン率Ｃ３は０．６％に設定されている。
【００５２】
この実施例２の加圧ローラを用いて実施例１と同様の搬送性評価実験を実施した結果を図８に示している。この結果に示すように、本実施例２にあっても、全紙幅種で、シワが未発生であった。また、加圧ローラが所定の温度となるまでの所要時間は、実施例１と同様に２３ｓｅｃであった。
【００５３】
したがって、実施例２の加圧ローラにあっても、立ち上がり所要時間の短縮化を図り、ハロゲンランプ２６の点灯時間を短くして消費電力を軽減できつつ、芯金材３２の表面に弾性層を有していないにもかかわらず、シワの発生を抑制することができた。
また、実施例２では、軸方向中央部分にフラット部２３０ｆを設けるとともに、このフラット部２３０ｆを形成する領域を、最小の転写紙Ｐの幅よりも内側に配置したため、全ての種類の転写紙Ｐにおいて、その幅方向両端部を径変化部３２１により確実に両端方向に引っ張ることができ、シワの発生を抑制できるとともに、フラット部２３０ｆを設けることで加圧面３２０における外径変化量を抑え、転写紙Ｐに過大な引張力が作用することを抑えることができる。
しかも、径変化部３２１を形成する各テーパ部２３０ａ〜２３０ｃのクラウン率Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を、Ｃ１＜Ｃ２＜Ｃ３として、シワ有無クラウン率境界線Ｌ１の近傍でこのシワ有無クラウン率境界線Ｌ１の傾斜に沿う階段状に設定したため、シワ未発生領域においてシワ有無クラウン率境界線Ｌ１から離して各値を設定した場合と比較して、転写紙Ｐの後端通過時に転写紙Ｐにばたつきが生じて跳ね上がるのを抑制できるとともに、この跳ね上がりによる異常画像の発生を抑制できる。
【実施例３】
【００５４】
実施例３の加圧ローラは、加圧面３３０の形状が実施例１とは異なる。
図９は実施例３の加圧ローラを示しており、芯金材３３の加圧面３３０は、軸方向の中央を挟んで径変化部３３１，３３１が設けられている。そして、各径変化部３３１は、軸方向中央から両端に向けて、徐々に外径を大きくした湾曲形状に形成されている。
図１０は、実施例３の加圧ローラの軸方向中央からの距離と径変化部３３１のクラウン率との関係を示す図であって、実線Ｋ３が径変化部３３１のクラウン率を示している。この図に示すように、この実施例３では、径変化部３３１のクラウン率は、シワ未発生領域においてシワ有無クラウン率境界線Ｌ１に沿って徐々に変化する値に設定されている。
【００５５】
この実施例３の加圧ローラを用いて実施例１と同様の搬送性評価実験を実施した結果を図１１に示している。この結果に示すように、本実施例３にあっても、全紙幅種で、シワが未発生であった。また、加圧ローラが所定の温度となるまでの所要時間は、実施例１と同様に２３ｓｅｃであった。
【００５６】
したがって、実施例３の加圧ローラにあっても、立ち上がり所要時間の短縮化を図り、ハロゲンランプ２６の点灯時間を短くして消費電力を軽減できつつ、芯金材３３の表面に弾性層を有していないにもかかわらず、シワの発生を抑制することができた。また、加圧面３３０の径変化部３３１のクラウン率を、シワ有無クラウン率境界線Ｌ１の近傍でこの境界線Ｌ１に沿って徐々に変化する値に設定したため、各クラウン率を、シワ未発生領域においてシワ有無クラウン率境界線Ｌ１から離して設定した場合と比較して、転写紙Ｐの後端通過時に転写紙Ｐにばたつきが生じて跳ね上がるのを抑制できるとともに、この跳ね上がりによる異常画像の発生を抑制できる。
特に、本実施例３では、径変化部３３１の全域で軸方向中央側よりも両端側の傾斜が急になるように湾曲形状に形成するとともに、軸方向中央付近のクラウン率を低く設定したため、軸方向中央側において発生する引張力を抑えながらも、軸方向両端部では、シワ発生を確実に抑制する大きな引張力を得ることができる。
【００５７】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形および置換を加えることができる。
【００５８】
例えば、実施例１〜３では、本発明の加圧ローラが設けられた定着装置適用する画像形成装置として複写機を示したが、画像形成装置としては、複写機に限定されず、プリンタ、ファクシミリ装置やその複合機などに適用してもよい。
【００５９】
また、実施例１〜３では、定着装置として、定着ベルトを用いたものを示したが、これに限定されず、定着ローラと加圧ローラとの間に定着ニップ部を形成するものに適用してもよい。また、定着装置の加熱手段としてハロゲンランプを示したが、これ以外のヒータや、電磁波により定着ベルトや加圧ローラの金属部分を加熱する手段などを用いることもできる。
【００６０】
また、実施例１，２では、径変化部３０１，３０２を、第１〜第３テーパ部３０ａ〜３０ｃ、２３０ａ〜２３０ｃにより形成した例を示したが、このテーパ部の数は、３つに限られず、２つにしてもよいし、４以上の複数としてもよい。
【００６１】
また、実施例３では、径変化部として、加圧面の全域で湾曲させたものを示したが、実施例２と同様に、中央部にフラット部を設け、その両側に径変化部を設け、この径変化部を、シワ有無クラウン率境界線Ｌ１に沿わせて湾曲させてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
Ａ     加圧ローラ
Ｂ     画像形成装置
Ｐ     転写紙
２０   定着装置
２１   定着ローラ
２４   定着ベルト（定着部材）
３０   芯金材
３０ａ 第１テーパ部
３０ｂ 第２テーパ部
３０ｃ 第３テーパ部
３００ 加圧面
３０１ 径変化部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６３】
【特許文献１】特開平１１−２４４７８号公報
【図１】
2011215442.tif 000003
【図２】
2011215442.tif 000004
【図３】
2011215442.tif 000005
【図４】
2011215442.tif 000006
【図５】
2011215442.tif 000007
【図６】
2011215442.tif 000008
【図７】
2011215442.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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