(57)【要約】【課題】紙シワの発生と光沢ムラの発生を効率よく防止できる定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】ベルトニップ方式の定着装置において、ニップ部の下流側に配設され、張架された定着ベルトを内側から押圧する分離ローラの形状を、両端から中央に向かって増径する多段クラウン形状とする。具体的には、分離ローラは、軸方向中央を頂点とする第１クラウン量の第１双曲線を軸中心に回転させた形状を有する中央部と、軸方向中央を頂点とし、第１クラウン量以下の第２クラウン量の第２双曲線を軸中心に回転させた形状を有する両端部と、第１双曲線と第２双曲線を連結する連結線を軸中心に回転させた形状を有する中間部と、で構成され、中間部の平均斜度が中央部及び両端部の平均斜度より大きくなっている。【選択図】図３
2011227162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱源により所定の温度に加熱される定着ローラと、前記定着ローラに圧接される定着ベルトを備え、前記定着ローラに前記定着ベルトが圧接されることにより形成されたニップ部で、トナー像が形成された用紙を狭持搬送しながら、熱圧着により前記トナー像を前記用紙に定着させるベルトニップ方式の定着装置であって、
前記ニップ部の下流側に配設され、張架された前記定着ベルトを内側から押圧する分離ローラは、
両端から中央に向かって増径するクラウン形状を有し、
軸方向中央を頂点とする第１クラウン量の第１双曲線を軸中心に回転させた形状を有する中央部と、
軸方向中央を頂点とし、前記第１クラウン量以下の第２クラウン量の第２双曲線を軸中心に回転させた形状を有する両端部と、
前記第１双曲線と前記第２双曲線を連結する連結線を軸中心に回転させた形状を有する中間部と、で構成され、
前記中間部の平均斜度が、前記中央部及び前記両端部の平均斜度より大きいことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記第１双曲線を前記分離ローラの長さ範囲で回転させた回転体の最小外径が、前記第２双曲線を前記分離ローラの長さ範囲で回転させた回転体の最小外径より大きいことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記第１クラウン量が前記第２クラウン量と同じであることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記第１双曲線を前記分離ローラの長さ範囲で回転させた回転体の最小外径が、前記第２双曲線を前記分離ローラの長さ範囲で回転させた回転体の最小外径と同じであり、
前記第１クラウン量が前記第２クラウン量よりも大きいこと特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の定着装置を備え、この定着装置によって用紙上に形成されたトナー像を定着させ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、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式のプリンタや複写機等の画像形成装置においては、画像データに基づいて感光体ドラム上にトナー像が現像され、そのトナー像が用紙上に転写される。そして、定着装置において、ニップ部で用紙を狭持搬送しながら熱圧着によりトナー像を定着させることで、用紙上に画像が形成される。定着装置としては、例えば内部に加熱源を有する定着ローラに、複数の支持ローラに張架された無端ベルトを圧接することによりニップ部を形成するベルトニップ方式の定着装置が知られている。このベルトニップ方式の定着装置は、コンパクトなサイズで幅広の定着ニップを形成できる利点を有している。
【０００３】
一方で、ベルトニップ方式の定着装置においては、ニップ部の軸方向（用紙幅方向）の圧力分布が不均一、特に軸方向の両端の圧力が小さいと紙シワが発生しやすくなるため、ニップ部の軸方向両端の圧力が比較的大きくなるように、押圧部材の付勢状態（押圧荷重）が調整される。例えば、ニップ部の下流（用紙出口側）に配設される押圧部材としての支持ローラ（以下、分離ローラ）においては、両端が比較的大きい押圧荷重で定着ベルトに対して付勢される。
しかしながら、ニップ部の両端が所定の圧力となるように分離ローラの両端を大きな押圧荷重で付勢すると、分離ローラが撓んで軸方向中央の圧力が小さくなる。この場合、通紙される用紙先端側の幅方向中央においてトナー層中に気泡が発生しやすくなり、この気泡に起因して水が滴ったような光沢ムラ等が発生して画像品質が劣化してしまう（図６参照）。
【０００４】
そこで従来は、分離ローラの形状を、両端に比較して中央の外径が大きい正クラウン形状としている。これにより、図７に示すように、ニップ部の両端の圧力が所定値以上となるように分離ローラを付勢したときに、分離ローラの撓み量（中央に生じる定着ローラとの隙間）が小さくなる。すなわち、ニップ部の両端の圧力が相対的に低下し、ニップ部の軸方向の圧力分布が均一化される。
特許文献１，２には、定着ローラに加圧ローラを圧接させるローラニップ方式の定着装置において、加圧ローラを正クラウン形状としてニップ部の圧力分布を均一化することが開示されている。
【０００５】
ここで、正クラウン形状とは、ローラの軸方向中央を頂部とする双曲線等の２次曲線を軸中心に回転させた形状であり、この２次曲線はクラウン量（（ローラの最大外径−最小外径）／２）で特定される。すなわち、クラウン量が（ａ−ｂ）／２の２次曲線をローラの長さ範囲で軸中心に回転させると、ローラ中央の外径がａで、両端の外径がｂである正クラウン形状となる。
【０００６】
上述したように、光沢ムラの発生を防止する上では、分離ローラを正クラウン形状とし、ニップ部の軸方向にわたる圧力分布を均一化するのが有効である。また、図８に示すように、両端の押圧荷重が同じであれば、クラウン量の大きい分離ローラの方が、ニップ部の軸方向の圧力分布を均一化する効果は高い。従来は分離ローラの両端を付勢するときの押圧荷重とクラウン量を調整することにより、ニップ部の両端で所定値以上の圧力を保持しつつ、できるだけ均一な圧力分布を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特願２００８−１７５９１１号公報
【特許文献２】特願２００５−２８４０８９号公報
【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、近年では画像形成の高速化が要求されており、分離ローラの両端を付勢するときの押圧荷重とクラウン量を調整する手法では、ニップ部において所望の圧力分布を実現することが困難となっている。すなわち、画像形成の高速化に対応すべく、紙シワの発生を防止する観点から分離ローラの両端の押圧荷重を大きくすると、分離ローラの撓み量が大きくなって中央の圧力低下を招き、光沢ムラが発生してしまう。そして、この光沢ムラを解消すべく分離ローラのクラウン量を大きくすると、圧力分布の均一化が図れる一方で両端の圧力が低下してしまうため、紙シワが発生しやすくなる。
特に、分離ローラは、通紙された用紙が定着ローラから剥離しやすいように小径とされているため、両端が所定の押圧荷重で付勢されたときの撓み量が加圧ローラに比較して大きい。そのため、分離ローラの両端の押圧荷重とクラウン量をバランスさせること自体容易ではなく、光沢ムラの防止と紙シワの防止を両立させることは極めて困難となっている。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、紙シワの発生と光沢ムラの発生を効率よく防止できる定着装置及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】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、加熱源により所定の温度に加熱される定着ローラと、前記定着ローラに圧接される定着ベルトを備え、前記定着ローラに前記定着ベルトが圧接されることにより形成されたニップ部で、トナー像が形成された用紙を狭持搬送しながら、熱圧着により前記トナー像を前記用紙に定着させるベルトニップ方式の定着装置であって、
前記ニップ部の下流側に配設され、張架された前記定着ベルトを内側から押圧する分離ローラは、
両端から中央に向かって増径するクラウン形状を有し、
軸方向中央を頂点とする第１クラウン量の第１双曲線を軸中心に回転させた形状を有する中央部と、
軸方向中央を頂点とし、前記第１クラウン量以下の第２クラウン量の第２双曲線を軸中心に回転させた形状を有する両端部と、
前記第１双曲線と前記第２双曲線を連結する連結線を軸中心に回転させた形状を有する中間部と、で構成され、
前記中間部の平均斜度が、前記中央部及び前記両端部の平均斜度より大きいことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記第１双曲線を前記分離ローラの長さ範囲で回転させた回転体の最小外径が、前記第２双曲線を前記分離ローラの長さ範囲で回転させた回転体の最小外径より大きいことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の定着装置において、前記第１クラウン量が前記第２クラウン量と同じであることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記第１双曲線を前記分離ローラの長さ範囲で回転させた回転体の最小外径が、前記第２双曲線を前記分離ローラの長さ範囲で回転させた回転体の最小外径と同じであり、
前記第１クラウン量が前記第２クラウン量よりも大きいこと特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４の何れか一項に記載の定着装置を備え、この定着装置によって用紙上に形成されたトナー像を定着させることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、定着装置又は画像形成装置において、ニップ部の両端で所定値以上の圧力を保持しつつ、ニップ部の軸方向の圧力分布を均一化できるので、紙シワの発生と光沢ムラの発生を効率よく防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の内部構成を示す図である。
【図２】定着装置の詳細構成について示す図である。
【図３】分離ローラのクラウン形状を示す図である。
【図４】実施例１に係る分離ローラの外形プロファイルを示す図である。
【図５】実施例２に係る分離ローラの外形プロファイルを示す図である。
【図６】用紙上に発生する光沢ムラについて示す図である。
【図７】定着ローラに対する分離ローラの圧接状態について示す図である。
【図８】ニップ部における軸方向の圧力分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態では、本発明に係る画像形成装置を、コピーやプリンタなどの機能を有するデジタル複合機（ＭＦＰ：Multi Function Peripheral）に適用した例について説明する。なお、本発明に係る画像形成装置は、デジタル複合機に限定されるものではなく、用紙に画像形成する画像形成装置であれば、ファクシミリ装置、コピー又はプリンタ単体の装置などであってもよい。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の内部構成を示す図である。
画像形成装置１は、原稿に形成されているカラー画像を読み取って取得された画像データ、又は、ネットワークを介して外部の情報機器（例えばパーソナルコンピュータ）から入力された画像データに基づいて、用紙に色を重ね合わせて画像を形成する。画像形成装置１では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応する感光体ドラム２３（２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ）を連装し、一回の手順で各色トナー像を順次転写し、用紙にカラー画像を形成するタンデム方式を採用している。
【００１９】
図１に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、画像形成部２０、搬送部３０、定着装置６０等を備えて構成される。
画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１、原稿画像走査装置１２等で構成されている。自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。原稿画像走査装置１２は、搬送された原稿ｄを光走査し、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）により光電変換して原稿画像を読み取る。ここで、画像には、図形や写真等のイメージデータの他、文字や記号等のテキストデータ等も含まれる。
【００２０】
画像読取部１０により読み取られた画像（アナログ画像信号）は、後述する制御部５０に出力され、Ａ／Ｄ変換処理、シェーディング補正処理等の各種画像処理が施された後、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に色分解され、出力用画像データとして画像形成部２０に出力される。
なお、自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となっている。読み取られた原稿画像のデータは画像形成部２０内部の画像メモリ（図示略）に記憶され、順次出力用画像データとして読み出される。
【００２１】
画像形成部２０は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色ごとに設けられた、露光装置２１（２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ）、現像装置２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）、感光体ドラム２３（２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ）、帯電装置２４（２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ）、クリーニング装置２５（２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋ）、中間転写ユニット２６、及びクリーニング装置２７等で構成されている。
【００２２】
画像形成部２０において、帯電装置２４は感光体ドラム２３を帯電し、露光装置２１は帯電された感光体ドラム２３に各色の画像データに応じた光を照射して静電潜像を形成する。現像装置２２は、静電潜像が形成された感光体ドラム２３の表面に各色トナーを付着させて静電潜像を現像する。
【００２３】
中間転写ユニット２６は、無端ベルト（以下、中間転写ベルト）２６ａが支持ローラ２６ｂに張架されて構成されている。中間転写ベルト２６ａが１次転写ローラ１０１（１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｋ）によって、トナーが付着された感光体ドラム２３に圧接されると、中間転写ベルト２６ａに各色トナー像が順次重ねて１次転写される。そして、１次転写された中間転写ベルト２８ａが２次転写ローラ１０２によって用紙に圧接されると、用紙にトナー像が２次転写される。
クリーニング装置２５は、１次転写後に感光体ドラム２３の表面に残存するトナーを除去する。クリーニング装置２７は、２次転写後に中間転写ベルト２６ａに残存するトナーを除去する。
【００２４】
定着装置６０は、ベルトニップ方式の定着装置であり、定着ローラ６１と定着ローラ６１に圧接される定着ベルト６２５を有する加圧ユニット６２等を備えて構成されている。定着ローラ６１に定着ベルト６２５が圧接されることにより形成されたニップ部で、トナー像が形成された用紙を狭持搬送しながら、熱圧着によりトナー像を用紙に定着させる。なお、定着装置６０の詳細な構成については後述する。
【００２５】
搬送部３０は、給紙装置３１、搬送装置３２、排紙装置３３等で構成されている。給紙装置３１は、３つの給紙トレイユニット３１ａ〜３１ｃを備え、これらの給紙トレイユニット３１ａ〜３１ｃには、用紙の斤量やサイズ等に基づいて識別された規格用紙や特殊用紙が予め設定された種類ごとに収容されている。給紙トレイユニット３１ａ〜３１ｃに収容されている用紙は、最上部から一枚ずつ送出され、レジストローラ１０３等の複数の搬送ローラを備えた搬送装置３２により画像形成部２０に搬送される。このとき、レジストローラ１０３が配設されたレジスト部により、給紙された用紙の傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。
そして、画像形成部２０において、中間転写ベルト２６ａのトナー像が用紙の一方の面に一括して２次転写され、定着装置６０により定着処理が施される。画像形成された用紙は、排紙ローラ１０４を備えた排紙装置３３により機外の排紙トレイ３３ａに排紙される。
【００２６】
図２は、定着装置６０の詳細構成について示す図である。
図２に示すように、定着装置６０はベルトニップ方式の定着装置であり、定着ローラ６１、加圧ユニット６２、外部加熱ユニット６３、クリーニングユニット６４、リフレッシュローラ６５等を備えて構成されている。
定着ローラ６１は、例えば外径φ８０の中空状のＡｌ製芯金６１１に、シリコーンゴムからなる１．５ｍｍ厚の弾性層６１２が形成され、その上に５０μｍ厚のＰＦＡチューブからなる離型層６１３が形成された構成を有し、加熱源としてのハロゲンヒータ６１４が内蔵されている。なお、弾性層６１２上に離型材をコーティングして離型層６１３を形成するようにしてもよい。
【００２７】
加圧ユニット６２は、分離ローラ６２１、インレットローラ６２２、ステアリングローラ６２３及び支持ローラ６２４に張架された加圧部材としての定着ベルト６２５と、定着ベルト６２５を内側から定着ローラ６１に向けて押圧する固定押圧部材６２７とを備えている。
定着ベルト６２５は、例えば７０μｍ厚のポリイミド基材に、シリコーンゴムからなる１８０μｍ厚の弾性層が形成され、その上に５０μｍ厚のＰＦＡチューブからなる離型層が形成された構成を有する無端ベルトである。
【００２８】
分離ローラ６２１は、例えば最小外径φ２０、幅３８０ｍｍの中実状のＳＵＳ製ローラであり、ニップ部の出口において定着ベルト６２５を定着ローラ６１に向けて押圧する。分離ローラ６２１は、定着ベルト６２５を押圧したときの軸方向の圧力分布を適正に保つために、軸方向両端から中央部に向けて増径する正クラウン形状に成型されている。
本実施形態では、この分離ローラ６２１のクラウン形状を改良することにより、紙シワの発生と光沢ムラの発生を効率的に防止している。
【００２９】
固定押圧部材６２７は、ＳＵＳやＡｌ等の金属製のステー６２６上に、定着ローラ６１の曲率に近い曲面形状の弾性層が形成された構成を有し、分離ローラ６２１とインレットローラ６２２の間に配設されている。例えば、固定押圧部材６２７の弾性層の上流側（用紙入口側）はシリコーンスポンジで構成され、下流側は硬度ＪＩＳ−Ａ１０°のシリコーンゴムで構成される。
固定押圧部材６２７の表面は、固定押圧部材６２７と定着ベルト６２５間の摺動抵抗を低減するために、例えば耐熱性樹脂からなる７０μｍ厚の摺動シート６２８で被覆されている。摺動シート６２８は、固定押圧部材６２７の摺動面に沿うようにステー６２６に取り付けられている。
定着ベルト６２５が分離ローラ６２１と固定押圧部材６２７によって定着ローラ６１に圧接されることにより、幅広のニップ部（例えばニップ幅：２０ｍｍ）が形成される。
【００３０】
加圧ユニット６２の用紙進入側に配設されたインレットローラ６２２は、ヒータ（図示略）を内蔵しており、定着ベルト６２５を加熱する。また、インレットローラ６２２には、潤滑剤供給部材６２９が当接しており、インレットローラ６２２を介して定着ベルト６２５の内周面に潤滑剤が供給されるようになっている。
潤滑剤供給部材６２９は、ステー６２６に取り付けられ、例えばアラミド繊維等のフェルトからなるオイル含浸部材の上にＰＴＦＥ多孔質体からなるオイル規制膜が袋状に形成された構成を有する。潤滑剤供給部材６２９は、オイル含浸部材から供給される潤滑剤を、オイル規制膜を介してインレットローラ６２２に塗布する。潤滑剤としては、例えば粘度１００〜１０００ｃｓのジメチルシリコンオイル、又は粘度１００〜１０００ｃｓのメチルフェニルシリコンオイル等のシリコンオイルが用いられる。
インレットローラ６２２のベルト搬送方向上流側に配設されたステアリングローラ６２３は、例えば一端を上下に移動させて、回転軸を揺動させることにより定着ベルト６２５の偏り（蛇行）を補正する。
【００３１】
外部加熱ユニット６３は、加熱源を内蔵された加熱ローラ６３１と支持ローラ６３２に無端ベルト（以下、加熱ベルト）６３３が張架さて構成されており、加熱ベルト６３３が定着ローラ６１の表面に沿って圧接されることにより、定着ローラ６１を補助的に加熱して温度を安定させる。加熱ローラ６３１は、例えばアルミ製芯金の表面がＰＦＡチューブ（又はコーティング層）で被覆された構成を有している。
【００３２】
クリーニングユニット６４は、クリーニングウェブ方式のクリーニング装置であり、紙又は布等からなるクリーニングウェブ６４４をロール状に巻いた元巻部６４１と、元巻部６４１から繰り出されたクリーニングウェブ６４４を加熱ローラ６３１に圧接する押圧ローラ６４３と、クリーニング後のクリーニングウェブ６４４を巻き取る巻取部６４２とを有する。元巻部６４１から繰り出されたクリーニングウェブ６４４を押圧ローラ６４３で加熱ベルト６３３（加熱ローラ６３１）に圧接し、巻き取り移動させながら加熱ベルト６３３に付着している残存トナーを除去する。つまり、定着ローラ６１に付着したトナーは加熱ベルト６３３に転写され、クリーニングウェブ６４４により除去される。
【００３３】
リフレッシュローラ６５は、所定の表面粗さを有し、定着ローラ６１の表面を摺擦することにより定着ローラ６１の表面性状を回復させる。リフレッシュローラ６５は、例えば外径φ８０の中実状のＳＵＳ製ローラであり、表面にガラスビーズによるブラスト処理加工が施されている
【００３４】
図３は、分離ローラ６２１のクラウン形状を示す図である。なお、図３では分離ローラ６２１の特徴的な形状を顕著に表すために軸方向にわたる外径差を大きく表しているが、実際には最小外径がφ２０ｍｍであるのに対して、中央と両端との外径差は１ｍｍ弱である。
図３に示すように、分離ローラ６２１は、両端Ｌ，Ｒから中央Ｃに向かって増径するクラウン形状を有し、平均斜度θ１で幅１６０ｍｍの緩やかな傾斜の中央部Ｐ１、平均斜度θ３で幅３０ｍｍの急傾斜の中間部Ｐ３、平均斜度θ２で幅８０ｍｍの緩やかな傾斜の両端部Ｐ２に区画される。
ここで、平均斜度θは、ｔａｎθ＝各領域における外径差／軸方向の幅（中央部Ｐ１については軸方向の幅／２）で規定されるもので、外形を規定する曲線の形状に左右されない。
【００３５】
中央部Ｐ１は、軸方向中央Ｃを頂点とする第１双曲線Ｌ１を軸中心に回転させた形状を有している。両端部Ｐ２は、軸方向中央を頂点とする第２双曲線Ｌ２を軸中心に回転させた形状を有している。また、中央部Ｐ１を形成する第１双曲線Ｌ１のクラウン量（第１クラウン量）は、両端部Ｐ２を形成する第２双曲線Ｌ２のクラウン量（第２クラウン量）以上となっている。
第１双曲線Ｌ１及び第２双曲線Ｌ２は軸方向中央Ｃから両端Ｌ，Ｒに向けて接線の傾きが大きくなるので、中央部Ｐ１及び両端部Ｐ２の長さにかかわらず、中央部Ｐ１の平均斜度θ１の方が両端部Ｐ２の平均斜度θ２よりも小さくなる。
【００３６】
ここで、第１双曲線Ｌ１及び第２双曲線Ｌ２のクラウン量は、第１双曲線Ｌ１又は第２双曲線Ｌ２を分離ローラ６２１の長さ範囲で軸中心に回転させたときに形成される回転体の（最大外径−最小外径）／２で定義される。
分離ローラ６２１において、第１双曲線Ｌ１のクラウン量を例えば０．８ｍｍとした場合、この双曲線を軸中心に回転させたときの回転体は、最大外径が中央Ｃで２０．８ｍｍ、最小外径が両端Ｌ，Ｒで２０ｍｍとなり、この回転体の一部が中央部Ｐ１となる。
【００３７】
中間部Ｐ３は、第１双曲線Ｌ１と第２双曲線Ｌ２を連結する連結線Ｌ３を軸中心に回転させた形状を有している。中間部Ｐ３と両端部Ｐ２又は中央部Ｐ１の境界にはＲ加工が施され、中間部Ｐ３と両端部Ｐ２又は中央部Ｐ１が滑らかに連結されている。
また、中間部Ｐ３の平均斜度θ３は、中央部Ｐ１の平均斜度θ１及び両端部Ｐ２の平均斜度θ２より大きくなっている。すなわち、分離ローラ６２１は、緩やかな傾斜の両端部Ｐ２と中央部Ｐ１の間に急傾斜の中間部Ｐ３を形成した２段クラウン形状となっている。
なお、分離ローラ６２１は、従来の分離ローラに比較して複雑な形状を有することとなるが、旋盤加工等により比較的容易に所望の形状を実現できる。
【００３８】
このように、分離ローラ６２１は、従来のように単一の双曲線を軸中心に回転させた正クラウン形状ではなく、２つの双曲線を合成した外形プロファイルのクラウン形状を有している。
分離ローラ６２１によれば、中央部Ｐ１の外径が太くなっているために、両端が大きな押圧荷重で付勢されたときのニップ部の軸方向中央における圧力低下が抑制される。また、両端部Ｐ２の外径が、中央部Ｐ１より明らかに細くなっているために、ニップ部の軸方向両端における圧力が保持される。
したがって、分離ローラ６２１を備えた定着装置６０によれば、ニップ部の両端で所定値以上の圧力を保持しつつ、ニップ部の軸方向の圧力分布が均一化されるので、紙シワの発生と光沢ムラの発生を効率的に防止することができる。また、定着装置６０を備えた画像形成装置１よれば、紙シワが発生することなく、高品質の画像形成が実現される。
【００３９】
［実施例１］
図４は、実施例１に係る分離ローラ６２１の外形プロファイルを示す図である。
図４に示すように、実施例１では、中央部Ｐ１を形成する第１双曲線Ｌ１及び両端部Ｐ２を形成する第２双曲線Ｌ２を、クラウン量が同じで、頂点座標が異なる２つの双曲線で構成している。具体的には、クラウン量が０．７４ｍｍの双曲線を第２双曲線Ｌ２とし、この第２双曲線Ｌ２に補正値として０．０６ｍｍを加算した双曲線を第１双曲線Ｌ１としている。また、第２双曲線Ｌ２を０〜０．０６ｍｍで線形補完した曲線を連結線Ｌ３としている。
すなわち、実施例１においては、第１双曲線Ｌ１を分離ローラ６２１の長さ範囲で回転させた回転体の最小外径（２０．０６ｍｍ、シフト量：０．０６ｍｍ）が、第２双曲線Ｌ２を分離ローラ６２１の長さ範囲で回転させた回転体の最小外径（２０ｍｍ）より大きくなっている。
【００４０】
実施例１の分離ローラ６２１を備えた定着装置６０を用いて、用紙にトナー像を熱圧着させたときの、紙しわと光沢ムラの発生を観察した。このとき、用紙の搬送速度は４００ｍｍ／ｓｅｃ、分離ローラ６２１の押圧荷重は６８０Ｎとした。その結果、紙シワも光沢ムラも発生しなかった。
【００４１】
なお、実施例１では、第１双曲線Ｌ１のクラウン量（第１クラウン量）が第２双曲線Ｌ２のクラウン量（第２クラウン量）と同じとなるようにしているが、第１クラウン量が第２クラウン量より大きくてもよい。
【００４２】
［実施例２］
図５は、実施例２に係る分離ローラ６２１の外形プロファイルを示す図である。
図５に示すように、実施例２では、中央部Ｐ１を形成する第１双曲線Ｌ１及び両端部Ｐ２を形成する第２双曲線Ｌ２を、クラウン量が異なる２つの双曲線で構成している。具体的には、クラウン量が０．８ｍｍの双曲線を第１双曲線Ｌ１とし、クラウン量が０．７４ｍｍの双曲線を第２双曲線Ｌ２としている。また、連結線Ｌ３は、第１双曲線Ｌ１と第２双曲線Ｌ２を滑らかに連結している。
すなわち、実施例２においては、第１双曲線Ｌ１を分離ローラ６２１の長さ範囲で回転させた回転体の最小外径（２０ｍｍ）が、第２双曲線Ｌ２を分離ローラ６２１の長さ範囲で回転させた回転体の最小外径と同じで、第１双曲線Ｌ１のクラウン量（第１クラウン量）が第２双曲線Ｌ２のクラウン量（第２クラウン量）よりも大きくなっている。
【００４３】
実施例２の分離ローラ６２１を備えた定着装置６０を用いて、実施例１と同様の条件で用紙にトナー像を熱圧着させ、紙しわと光沢ムラの発生を観察した。その結果、紙シワも光沢ムラも発生しなかった。
【００４４】
なお、実施例２のように第１双曲線Ｌ１のクラウン量が第２双曲線Ｌ２のクラウン量より大きい場合には、第１双曲線Ｌ１と第２双曲線Ｌ２を直接滑らかに連結し、第１双曲線Ｌ１の一部が中間部Ｐ３の連結線Ｌ３となるようにしてもよい。この場合も、中間部Ｐ３の平均斜度θ３は中央部Ｐ１の平均斜度θ１及び両端部Ｐ２の平均斜度θ２より大きくなる。
【００４５】
［比較例１］
比較例１では、分離ローラ６２１の形状を、クラウン量が０．７４ｍｍの双曲線を軸中心に回転させた正クラウン形状とした。
比較例１の分離ローラ６２１を備えた定着装置６０を用いて、実施例１と同様の条件で用紙にトナー像を熱圧着させ、紙しわと光沢ムラの発生を観察した。その結果、紙シワは発生しなかったが、光沢ムラが発生した。比較例１に係る分離ローラ６２１では、ニップ部中央における圧力が著しく低下したためと考えられる（図８のクラウン量：小を参照）。
【００４６】
［比較例２］
比較例２では、分離ローラ６２１の形状を、クラウン量が０．８ｍｍの双曲線を軸中心に回転させた正クラウン形状とした。
比較例２の分離ローラ６２１を備えた定着装置６０を用いて、実施例１と同様の条件で用紙にトナー像を熱圧着させ、紙しわと光沢ムラの発生を観察した。その結果、光沢ムラは発生しなかったが、紙シワが発生した。比較例２に係る分離ローラ６２１は中央部の外径が大きすぎて、ニップ部両端における圧力が低下したためと考えられる（図８のクラウン量：大を参照）。
【００４７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記実施形態では分離ローラ６２１の形状を２段クラウン形状としたが、双曲線を軸中心に回転させた部分（緩やかな傾斜部）が中間部Ｐ３に含まれるように、例えば、中間部Ｐ３を急傾斜部と緩傾斜部が交互に形成された構成とし、３段以上の多段クラウン形状としてもよい。この場合も、中間部Ｐ３の平均斜度θ３は、中央部Ｐ１の平均斜度θ１及び両端部Ｐ２の平均斜度θ２よりも大きくなる。
【００４８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４９】
１  画像形成装置
６０  定着装置
６１  定着ローラ
６２  加圧ユニット
６２１  分離ローラ
Ｐ１  中央部
Ｐ２  両端部
Ｐ３  中間部
Ｌ１  第１双曲線
Ｌ２  第２双曲線
Ｌ３  連結線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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