(57)【要約】【課題】筒状部材を備えた加圧ローラにおいて、筒状部材の径方向の歪みを抑制することができる加圧ローラを提供する。【解決手段】加圧ローラ１５０では、一対の係合部材１５２，１５３から離れて配置された第１補強部材１５５Ａが一対の係合部材１５２，１５３の間で筒状部材１５４の内周面と接触している。このため、第１補強部材１５５Ａが無い場合に比べて、加圧ローラ１５０の筒状部材１５４には、径方向に高い剛性が得られる。その結果、加圧ローラ１５０の筒状部材１５４が加熱部材に圧接する際の筒状部材１５４の径方向の歪みが抑制される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体により加熱されるように構成される加熱部材に圧接した状態で配置される加圧ローラであって、
前記加熱部材に圧接可能な筒状部材と、
前記筒状部材の両端部に係合する一対の係合部材と、
前記一対の係合部材の間において、前記一対の係合部材から離れて配置され、前記筒状部材の内周面と接触する第１部材とを有することを特徴とする加圧ローラ。
【請求項２】
前記第１部材は、前記筒状部材の軸線方向の中央部に配置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】
前記一対の係合部材の一方の係合部材と前記第１部材との間に設けられ、前記筒状部材の内周面と接触する第２部材と、
前記一対の係合部材の他方の係合部材と前記第１部材との間に設けられ、前記筒状部材の内周面と接触する第３部材とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の加圧ローラ。
【請求項４】
前記第１部材は、円筒状または環状であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１の請求項に記載の加圧ローラ。
【請求項５】
前記第１部材は、金属製であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１の請求項に記載の加圧ローラ。
【請求項６】
前記筒状部材を被覆する弾性部材を備え、
前記第１部材は、空気よりも熱伝導率の大きい材料からなることを特徴とする請求項１〜４の何れか１の請求項に記載の加圧ローラ。
【請求項７】
無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの内側に配置される発熱体と、
前記定着ベルトの外周に圧接した状態で配置される加圧ローラとを備える定着装置であって、
前記加圧ローラは、
前記加熱部材に圧接可能な筒状部材と、
前記筒状部材の両端部に係合する一対の係合部材と、
前記一対の係合部材の間において、前記一対の係合部材から離れて配置され、前記筒状部材の内周面と接触する第１部材とを有することを特徴とする定着装置。
【請求項８】
前記第１部材は、前記筒状部材の軸線方向の中央部に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
前記一対の係合部材の一方の係合部材と前記第１部材との間に設けられ、前記筒状部材の内周面と接触する第２部材と、
前記一対の係合部材の他方の係合部材と前記第１補強部材との間に設けられ、前記筒状部材の内周面と接触する第３部材とを有することを特徴とする請求項７または８に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記第２部材および前記第３部材の熱容量は、前記第１部材の熱容量よりも小さく、
前記発熱体は、所定発熱量以下で発熱するように構成される第１発熱部と、前記所定発熱量よりも大きい発熱量で発熱するように構成される第２発熱部とを有し、
前記筒状部材の軸線方向において、前記第１発熱部は、前記第１部材に対応して配置され、前記２発熱部は、前記第２部材および前記第３部材に対応して配置されていることを特徴とする請求項７〜９の何れか１の請求項に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記第１部材は、円筒状または環状であることを特徴とする請求項７〜１０の何れか１の請求項に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記第１部材は、金属製であることを特徴とする請求項７〜１１の何れか１の請求項に記載の定着装置。
【請求項１３】
前記筒状部材を被覆する弾性部材を備え、
前記第１部材は、空気よりも熱伝導率の大きい材料からなることを特徴とする請求項７〜１２の何れか１の請求項に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置などに用いられる加圧ローラおよび定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーザプリンタやデジタル複写機などの電子写真方式の画像形成装置は、記録シートに形成された現像剤像を熱定着させるための定着装置を備えている。この種の定着装置として、例えば特許文献１には、発熱体により加熱されるように構成された加熱部材と、この加熱部材に圧接した状態で配置される加圧ローラとを備えた定着装置が記載されている。
【０００３】
この定着装置において、加圧ローラは、熱容量を極力小さくするため、筒状の中空ローラ部の内部に気体を封入した気密中空体として構成されている。この定着装置では、現像剤像が形成された記録シートが加熱部材と加圧ローラとの間を通過することで、記録シートに形成された現像剤像が熱定着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−７０４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載された定着装置の加圧ローラは、筒状の中空ローラ部の内部に気体を封入した気密中空体として構成されているため、中実のローラに比べて径方向の剛性が低くなる。この加圧ローラは、加熱部材に圧接した状態で回転する際に、径方向に歪が発生する恐れがあり、その場合には、加熱部材と加圧ローラとの間を通過する記録シートの搬送や熱定着に悪影響が出る恐れがある。
【０００６】
そこで、本発明は、筒状部材を備えた加圧ローラにおいて、筒状部材の径方向の歪みを抑制することができる加圧ローラおよび定着装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した課題を解決するための本発明に係る加圧ローラは、発熱体により加熱されるように構成される加熱部材に圧接した状態で配置される加圧ローラである。この加圧ローラは、加熱部材に圧接可能な筒状部材と、筒状部材の両端部に係合する一対の係合部材と、一対の係合部材の間において、一対の係合部材から離れて配置され、筒状部材の内周面と接触する第１部材とを有する。
【０００８】
この加圧ローラでは、一対の係合部材から離れて配置された第１部材が一対の係合部材の間で筒状部材の内周面と接触しているため、第１部材が無い場合に比べて、加圧ローラの筒状部材には、径方向に高い剛性が得られる。その結果、加圧ローラの筒状部材が加熱部材に圧接する際の筒状部材の径方向の歪みが抑制される。
【０００９】
この加圧ローラにおいて、第１部材が筒状部材の軸線方向の中央部に配置されていると、筒状部材の軸線方向の中央部が第１部材でバランス良く支持されるため、例えば一端側のみに第１部材が設けられる構成に比べて、筒状部材の剛性を軸線方向にバランス良く向上させることができる。
【００１０】
このような加圧ローラは、一対の係合部材の一方の係合部材と第１部材との間に設けられて筒状部材の内周面と接触する第２部材と、一対の係合部材の他方の係合部材と第１部材との間に設けられて筒状部材の内周面と接触する内側から支える第３部材とを有する構成とすることができる。この加圧ローラでは、筒状部材の軸線方向の中央部に加え、その両側の部分にも径方向への高い剛性が得られる。
【００１１】
ここで、第１部材は、中実の円柱状としてもよいが、中空の円筒状または環状とすると、軽量でありながら必要な剛性が得られるので好ましい。第２部材および第３部材についても円筒状または環状とするのが好ましい。
【００１２】
また、第１部材は、筒状部材の軸方向中央部の剛性を一層高めるため、金属製とするのが好ましい。
【００１３】
さらに、加圧ローラが筒状部材を被覆する弾性部材を備える場合、第１部材は、空気よりも熱伝導率の大きい材料で構成されているのが好ましい。この場合、軸方向中央部に配置された第１部材の熱伝導率が大きいため、弾性部材の軸方向中央部は熱膨張し難くなり、弾性部材の軸方向に沿った外周面の形状は、例えば軸方向中央部が凹んだ逆クラウン形状を維持し易くなる。
【００１４】
ここで、本発明に係る定着装置は、無端状の定着ベルトと、定着ベルトの内側に配置される発熱体と、定着ベルトの外周に圧接した状態で配置される加圧ローラとを備える。加圧ローラは、加熱部材に圧接可能な筒状部材と、筒状部材の両端部に係合する一対の係合部材と、一対の係合部材の間において、一対の係合部材から離れて配置され、筒状部材の内周面と接触する第１部材とを有する。
【００１５】
この定着装置では、加圧ローラが定着ベルトの外周に圧接した状態で回転することにより、定着ベルトが加圧ローラに従動して回転する。そして、内側の発熱体により加熱された定着ベルトと加圧ローラとの間を用紙が搬送されることで、用紙上に形成された現像剤像が熱定着される。
【００１６】
その際、加圧ローラの筒状部材の両端部に係合する一対の係合部材の間で、一対の係合部材から離れて配置された第１部材が筒状部材の内周面と接触しているため、第１部材が無い場合に比べて、加圧ローラの筒状部材に径方向への高い剛性が得られる。その結果、加圧ローラの筒状部材が加熱部材に圧接する際の筒状部材の歪みが抑制される。
【００１７】
この定着装置の加圧ローラにおいて、第１部材が筒状部材の軸線方向の中央部に配置されていると、筒状部材の軸線方向の中央部が第１部材でバランス良く支持されるため、例えば一端側のみに第１部材が設けられる構成に比べて、筒状部材の剛性を軸線方向にバランス良く向上させることができる。
【００１８】
このような定着装置の加圧ローラは、一対の係合部材の一方の係合部材と第１部材との間に設けられて筒状部材の内周面と接触する第２部材と、一対の係合部材他方の係合部材と第１部材との間に設けられて筒状部材の内周面と接触する第３部材とを有する構成とすることができる。この加圧ローラでは、筒状部材の軸線方向の中央部に加え、その両側の部分にも径方向への高い剛性が得られる。
【００１９】
ここで、定着装置を構成する加圧ローラの第２部材および第３部材の熱容量は、第１部材の熱容量よりも小さいものとし、発熱体は、所定発熱量以下で発熱するように構成される第１発熱部と、所定発熱量よりも大きい発熱量で発熱するように構成される第２発熱部とを有するものとすることができる。この場合、筒状部材の軸線方向において、第１発熱部は第１部材に対応して配置し、第２発熱部は第２部材および第３部材に対応して配置する。
【００２０】
このように構成した定着装置の加圧ローラでは、発熱体における発熱量が所定発熱量よりも大きい第２発熱部が熱容量の小さい第２部材および第３部材に対応して配置され、発熱量が所定発熱量以下の第１発熱部が熱容量の大きい第１部材に対応して配置されるため、加熱ローラは、第１部材が配置された筒状部材の軸方向の中央部側が両端部側より熱膨張し難くなり、加熱ローラの軸方向に沿った外周面の形状は、例えば軸方向中央部が凹んだ逆クラウン形状を維持し易くなる。
【００２１】
ここで、定着装置を構成する加圧ローラの第１部材は、中実の円柱状としてもよいが、中空の円筒状または環状とすると、軽量でありながら高い剛性が得られるので好ましい。第２部材および第３部材についても円筒状または環状とするのが好ましい。
【００２２】
また、定着装置を構成する加圧ローラの第１部材は、筒状部材の軸方向中央部の剛性を一層高めるため、金属製とするのが好ましい。
【００２３】
さらに、定着装置を構成する加圧ローラが筒状部材を被覆する弾性部材を備える場合、第１部材は、空気よりも熱伝導率の大きい材料で構成されているのが好ましい。この場合、軸方向中央部に配置された第１部材の熱伝導率が大きいため、弾性部材の軸方向中央部は熱膨張し難くなり、弾性部材の軸方向に沿った外周面の形状は、例えば軸方向中央部が凹んだ逆クラウン形状を維持し易くなる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の加圧ローラおよび定着装置によれば、加圧ローラの筒状部材の両端部に係合する一対の係合部材の間で、一対の係合部材から離れて配置された第１部材が筒状部材の内周面と接触しているため、第１部材が無い場合に比べて、加圧ローラの筒状部材には、径方向に高い剛性が得られる。その結果、加圧ローラの筒状部材が加熱部材に圧接する際の筒状部材の径方向の歪みを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る定着装置を備えたレーザプリンタの概略構成を示す側断面図である。
【図２】図１に示した定着装置の概略構成を示す横断面図である。
【図３】図２に示した定着装置の構成部品を分解して示す分解斜視図である。
【図４】図２に示した加圧ローラの構造を示す縦断面図である。
【図５】図４に示した加圧ローラの構造の第１変形例を示す縦断面図である。
【図６】加圧ローラの構造の第２変形例を示す縦断面図である。
【図７】加圧ローラの構造の第３変形例を示す縦断面図である。
【図８】加圧ローラの構造の第４変形例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る加圧ローラおよび定着装置の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。一実施形態の定着装置は、例えば図１に示すようなレーザプリンタ１の定着装置１００として具現化されている。そこで、まず、図１を参照してレーザプリンタ１の構成を概略的に説明し、続いて、図２〜図５を参照して定着装置１００の構成を詳細に説明する。
【００２７】
ここで、図１を参照した説明においては、レーザプリンタ１を使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１の紙面に向かって右方向を「後」、左方向を「前」、上下方向を「上下」、手前方向を「右」、奥方向を「左」として説明する。
【００２８】
＜レーザプリンタの概略構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体筐体２内に、記録シートの一例としての用紙Ｐを供給する給紙部３と、露光装置４と、用紙Ｐ上にトナー像（現像剤像）を転写するプロセスカートリッジ５と、用紙Ｐ上のトナー像を熱定着させる定着装置１００とを主に備えている。
【００２９】
給紙部３は、本体筐体２内の下部に設けられ、給紙トレイ３１と、用紙押圧板３２と、給紙機構３３とを主に備えている。給紙トレイ３１に収容された用紙Ｐは、用紙押圧板３２によって上方に寄せられ、給紙機構３３によってプロセスカートリッジ５（感光体ドラム６１と転写ローラ６３との間）に向けて供給される。
【００３０】
露光装置４は、本体筐体２内の上部に配置され、図示しないレーザ発光部や、符号を省略して示すポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを備えている。この露光装置４では、レーザ発光部から出射される画像データに基づくレーザ光（鎖線参照）が、感光体ドラム６１の表面で高速走査されることで、感光体ドラム６１の表面を露光する。
【００３１】
プロセスカートリッジ５は、露光装置４の下方に配置され、本体筐体２に設けられたフロントカバー２１を開いたときにできる開口から本体筐体２に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスカートリッジ５は、ドラムユニット６と、現像ユニット７とから構成されている。
【００３２】
ドラムユニット６は、感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを主に備えている。また、現像ユニット７は、ドラムユニット６に対して着脱可能に装着される構成となっており、現像ローラ７１と、供給ローラ７２と、層厚規制ブレード７３と、トナー（現像剤）を収容するトナー収容部７４とを主に備えている。
【００３３】
このプロセスカートリッジ５では、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２により一様に帯電された後、露光装置４からのレーザ光の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、トナー収容部７４内のトナーは、供給ローラ７２を介して現像ローラ７１に供給され、現像ローラ７１と層厚規制ブレード７３の間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ７１上に担持される。
【００３４】
現像ローラ７１上に担持されたトナーは、現像ローラ７１から感光体ドラム６１上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム６１上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム６１と転写ローラ６３の間を用紙Ｐが搬送されることで感光体ドラム６１上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。
【００３５】
＜定着装置の構成＞
定着装置１００は、プロセスカートリッジ５の後方に設けられている。用紙Ｐ上に転写されたトナー像（トナー）は、定着装置１００を通過することで用紙Ｐ上に熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Ｐは、搬送ローラ２３，２４によって排紙トレイ２２上に排出される。
【００３６】
図２に拡大して示すように、定着装置１００は、無端状の定着ベルト１１０と、発熱体の一例としてのハロゲンランプ１２０と、ニップ部材の一例としてのニップ板１３０と、反射板１４０と、バックアップ部材の一例としての加圧ローラ１５０と、ステイ１６０とを備えて構成されている。
【００３７】
定着ベルト１１０は、耐熱性および可撓性を有する合成樹脂フィルムからなる。この定着ベルト１１０は、厚さが薄すぎると剛性の低下により形状が崩れ易くなり、厚さが厚すぎると柔軟性が低下し、かつ、加熱し難くなる。そこで、定着ベルト１１０の厚さは、例えば３０〜５０μｍの範囲内とされている。
【００３８】
ハロゲンランプ１２０、ニップ板１３０、反射板１４０およびステイ１６０は、図３に示すように相互に平行に配置されて左右方向に延在する部材であり、図２に示すように定着ベルト１１０の内側に配置されている。
【００３９】
ハロゲンランプ１２０は、輻射熱を発してニップ板１３０および定着ベルト１１０を加熱することにより、用紙Ｐ上のトナー像を加熱する発熱体である。このハロゲンランプ１２０は、定着ベルト１１０の仮想の回転軸線Ｘ１と略平行に配置される直管状のランプであり、ニップ板１３０の上側の内面から所定の間隔をあけて配置されている。
【００４０】
ニップ板１３０は、ハロゲンランプ１２０から輻射熱を受ける長板状の部材であり、受けた輻射熱により、定着ベルト１１０を介して用紙Ｐ上のトナー像を加熱する。このニップ板１３０は、熱伝導率が大きいアルミニウム板などを材料として、長手方向に直交する断面形状が扁平なＵ字状を呈する浅いトレイ状に形成されている。そして、このニップ板１３０は、長手方向に直交する断面において、用紙Ｐの搬送方向に沿う本体部１３１と、本体部１３１の側縁部から上方に立ち上がるように折り曲げられた側壁部１３２とを有している。
【００４１】
このようなニップ板１３０の本体部１３１の下側の外面１３１Ａは、定着ベルト１１０の内面に潤滑剤を介して接触している。この潤滑剤は、定着ベルト１１０の内面に保持される程度の粘度を有するものが好ましく、常温で固体または半固体の性状を呈するグリースが好ましい。
【００４２】
反射板１４０は、ハロゲンランプ１２０を囲む逆Ｕ字状の断面形状に形成された反射部１４１を有する。反射部１４１の長手方向に直交する両側縁部には、ニップ板１３０の本体部１３１の内面に重なるフランジ部１４２，１４２が折り曲げ形成されている。このような反射板１４０の反射部１４１は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を内側に反射してニップ板１３０の本体部１３１の上面を効率良く加熱する。
【００４３】
ステイ１６０は、ニップ板１３０の本体部１３１の前後方向の両端に位置する両側部１３１Ｂを反射板１４０のフランジ部１４２を介して支持することでニップ板１３０の剛性を確保する部材である。このステイ１６０は、反射板１４０の反射部１４１の外面形状に沿った逆Ｕ字状の断面形状を有しており、反射板１４０を覆うように配置されている。このようなステイ１６０は、剛性が比較的大きい、例えば、鋼板などを断面視略Ｕ形状に折り曲げることで形成されている。
【００４４】
図２および図３に示すように、ステイ１６０の前後の側壁１６１，１６２における長手方向両端部の内面には、内側に向けて突出する当接ボス１６８が合計４つ設けられている。この当接ボス１６８が反射板１４０の側壁外面に当接することにより、反射板１４０の側壁部分の振動や位置ずれが抑制される。
【００４５】
図３に示すように、ニップ板１３０は、本体部１３１の長手方向の一端部から平板状に延びる挿入部１３３と、長手方向の他端部に形成された係合部１３４とを有している。この係合部１３４は、Ｕ字形状に屈曲して形成されており、上方に突出する前後の起立部１３４Ａ，１３４Ａには係合孔１３４Ｂ，１３４Ｂが開けられている。
【００４６】
また、反射板１４０の長手方向の両端部には、フランジ状の係止部１４３が合計４つ形成されている（３つのみ図示）。各係止部１４３は、フランジ部１４２より上方に位置してる。そして、ステイ１６０の長手方向に沿った側壁１６１，１６２の下端には、略櫛歯状をなすように形成された複数の接触部１６３が設けられている。
【００４７】
また、ステイ１６０の側壁１６１，１６２の左端部には、図３の下方に向けて延び、さらに右方へ向けて延びる略Ｌ形状の係止部１６５が設けられている。さらに、ステイ１６０の右端部には、ステイ１６０の上壁１６６から右方に向けて延びる側面視略Ｕ形状に折り曲げられた保持部１６７が設けられている。保持部１６７の各側壁部１６７Ａの内面には、内側に向けて突出する係合ボス１６７Ｂ（一方のみ図示）が設けられている。
【００４８】
ステイ１６０に反射板１４０とニップ板１３０を組み付ける場合、まず、ステイ１６０に反射板１４０を嵌め込むようにして取り付ける。ステイ１６０の側壁１６１，１６２の内面には当接ボス１６８が設けられているので、この当接ボス１６８が反射板１４０の側壁部分に当接することで、反射板１４０はステイ１６０に仮保持される。
【００４９】
その後、ニップ板１３０の挿入部１３３をステイ１６０の係止部１６５の間に挿入して本体部１３１を係止部１６５に係合させ、次いで、ニップ板１３０の係合部１３４の係合孔１３４Ｂとステイ１６０の保持部１６７の係合ボス１６７Ｂとを係合させる。
【００５０】
これにより、ニップ板１３０は、挿入部１３３がステイ１６０の係止部１６５に支持され、係合部１３４がステイ１６０の保持部１６７に保持されることで、ステイ１６０に保持される。また、反射板１４０は、フランジ部１４２がニップ板１３０とステイ１６０に挟まれた状態でステイ１６０に保持される。
【００５１】
＜加圧ローラの詳細構成＞
一方、図２に示すように、加圧ローラ１５０は、ニップ板１３０の下方となる定着ベルト１１０の外側に配置されている。この加圧ローラ１５０は、外周部が弾性変形可能な弾性部材で構成されており、弾性部材が弾性変形した状態でニップ板１３０の本体部１３１との間に定着ベルト１１０を挟むことで、定着ベルト１１０との間にニップ部Ｎを形成する。
【００５２】
この加圧ローラ１５０は、図１に示した本体ケーシング４０内に設けられている図示しない駆動モータから駆動力が伝達されることで、定着ベルト１１０の仮想の回転軸線Ｘ１と略平行な回転軸線Ｘ２周りに回転するように構成されている。
【００５３】
このような加圧ローラ１５０は、回転軸線Ｘ２周りに回転することで、定着ベルト１１０（または用紙Ｐ）との摩擦力により定着ベルト１１０を仮想の回転軸線Ｘ１周りに周方向に従動回転させる。
【００５４】
ここで、図５に示すように、加圧ローラ１５０は、円筒状の筒状部材１５１と、筒状部材１５１の両端部に係合する一対の係合部材１５２，１５３と、筒状部材１５１および係合部材１５２，１５３の外周を被覆する弾性部材１５４と、筒状部材１５１の内周に接触する第１部材の一例としての第１補強部材１５５Ａ、第２部材の一例としての第２補強部材１５５Ｂおよび第３部材の一例としての第３補強部材１５５Ｃとを備えて構成されている。
【００５５】
筒状部材１５１は、加熱部材である定着ベルト１１０からの熱を受けて素早く昇温できるように、例えばアルミニウム合金などの熱伝導率の高い材料からなる円筒状のパイプ材で構成されている。
【００５６】
係合部材１５２は、筒状部材１５１の一端部の内周に圧入などの手段で嵌合されて固定されている。係合部材１５２の中心部には、図示しない軸受部材に回転自在に支持される中心軸１５２Ａが加圧ローラ１５０の回転軸線に沿って筒状部材１５１の外側に突設されている。同様に、係合部材１５３は、筒状部材１５１の他端部の内周に圧入などの手段で嵌合されて固定されており、その中心部には、図示しない軸受部材に回転自在に支持される中心軸１５３Ａが加圧ローラ１５０の回転軸線に沿って筒状部材１５１の外側に突設されている。
【００５７】
弾性部材１５４は、例えば円筒状に成形されたシリコンゴムやフッ素ゴムからなる。この弾性部材１５４は、筒状部材１５１および係合部材１５２，１５３の外周に嵌合されて接着されることにより、筒状部材１５１および係合部材１５２，１５３の外周を覆っている。この弾性部材１５４は、例えば最大直径が３０ｍｍ程度、長さが２４０ｍｍ前後であり、軸方向に沿った外周面の形状は、例えば軸方向中央部が凹んだ逆クラウン形状となっている。
【００５８】
第１補強部材１５５Ａ、第２補強部材１５５Ｂおよび第３補強部材１５５Ｃは、空気よりも熱伝導率が極めて高い材料として、例えばアルミニウム合金や銅合金などの金属で構成されている。
【００５９】
第１補強部材１５５Ａは、一対の係合部材１５２，１５３の間において、筒状部材１５１の軸線方向の中央部に配置されている。この第１補強部材１５５Ａは、長さが例えば３０ｍｍ程度の円柱状に形成されており、各係合部材１５２，１５３から離れて配置されている。
【００６０】
第２補強部材１５５Ｂは、一方の係合部材１５２と第１補強部材１５５Ａとの間に配置されている。この第２補強部材１５５Ｂは、長さが第１補強部材１５５Ａの１／４程度の円板状に形成されている。また、第３補強部材１５５Ｃは、他方の係合部材１５３と第１補強部材１５５Ａとの間に配置されている。この第３補強部材１５５Ｃは、長さが第１補強部材１５５Ａの１／４程度の円板状に形成されている。
【００６１】
ここで、加圧ローラ１５０と平行に配置されるハロゲンランプ１２０は、加圧ローラ１５０の軸線方向中央部に対応した中央部分Ａと、中央部分Ａの左側に隣接する左側部分Ｂと、中央部分Ａの右側に隣接する右側部分Ｃとでフィラメントの巻き密度が異なっている。
【００６２】
ハロゲンランプ１２０の中央部分Ａは、フィラメントの巻き密度が疎な部分となっており、発熱量が所定発熱量以下の第１発熱部を構成している。一方、ハロゲンランプ１２０の左側部分Ｂおよび右側部分Ｃは、フィラメントの巻き密度が密な部分となっており、発熱量が所定発熱量よりも大きい第２発熱部を構成している。
【００６３】
すなわち、加圧ローラ１５０の第１補強部材１５５Ａ、第２補強部材１５５Ｂ、第３補強部材１５５Ｃのうち、質量に対応して熱容量が大きい第１補強部材１５５Ａに対向するハロゲンランプ１２０の中央部分Ａは、発熱量が所定発熱量以下となっており、熱容量が小さい第２補強部材１５５Ｂおよび第３補強部材１５５Ｃに対向するハロゲンランプ１２０の左側部分Ｂおよび右側部分Ｃは、発熱量が所定発熱量よりも大きくなっている。
【００６４】
以上のように構成された本実施形態の加圧ローラ１５０および定着装置１００においては、図２に示した加圧ローラ１５０がニップ板１３０との間に定着ベルト１１０を挟み込んだ加圧状態で回転することにより、定着ベルト１１０が周方向に従動回転する。そして、ハロゲンランプ１２０の輻射熱により加熱された定着ベルト１１０と加圧ローラ１５０との間を用紙Ｐが搬送されることで、用紙Ｐ上に転写されたトナー像が熱定着される。
【００６５】
その際、定着ベルト１１０を介してニップ板１３０に圧接した状態で回転する加圧ローラ１５０においては、アルミニウム合金や銅合金などの金属製の第１補強部材１５５Ａ、第２補強部材１５５Ｂおよび第３補強部材１５５Ｃが筒状部材１５１に嵌合固定されているため、筒状部材１５１は、長手方向の全域にわたって径方向への剛性が高まる。
【００６６】
特に、筒状部材１５１の軸線方向の中央部には、長さが例えば３０ｍｍ程度の円柱状であって剛性の高い第１補強部材１５５Ａが嵌合固定されているため、筒状部材１５１は、軸線方向中央部における径方向への剛性が大幅に高まり、軸線方向中央部における筒状部材１５１の径方向への歪みが抑制される。
【００６７】
ここで、筒状部材１５１を径方向に補強する第１補強部材１５５Ａ、第２補強部材１５５Ｂ、第３補強部材１５５Ｃのうち、ハロゲンランプ１２０の発熱量の小さな中央部分Ａに対向する第１補強部材１５５Ａは、第２補強部材１５５Ｂおよび第３補強部材１５５Ｃに比べて熱容量が大きく、ハロゲンランプ１２０の発熱量の大きな左側部分Ｂおよび右側部分Ｃに対向する第２補強部材１５５Ｂおよび第３補強部材１５５Ｃは、第１補強部材１５５Ａに比べて熱容量が小さいため、筒状部材１５１は、中央部分Ａに対応した軸線方向の中央部の温度上昇が小さくなり、左側部分Ｂおよび右側部分Ｃに対応した両側部分の温度上昇が大きくなる。その結果、加圧ローラ１５０は、軸線方向の中央部側が両端部側より熱膨張し難くなり、弾性部材１５４の軸方向に沿った外周面の形状は、逆クラウン形状を維持し易くなる。
【００６８】
すなわち、本実施形態の加圧ローラ１５０および定着装置１００によれば、加圧ローラ１５０の長手方向の全域にわたって筒状部材１５１の径方向への剛性を高めることができ、特に、軸線方向中央部における筒状部材１５１の径方向への剛性を大幅に高めることができる。
【００６９】
また、加圧ローラ１５０の弾性部材１５４の軸方向に沿った外周面の形状を逆クラウン形状に維持することが容易にでき、定着ベルト１１０と加圧ローラ１５０との間を搬送される用紙Ｐにシワが寄るのを抑制することができる。
【００７０】
以上、本発明に係る加圧ローラおよび定着装置の一実施形態について説明したが、本発明の加圧ローラおよび定着装置は、一実施形態に限定されるものではなく、その構造は適宜変更することができる。例えば、例えば図４に示した加圧ローラ１５０は、図５〜図８に示す加圧ローラ１５０に変更することができる。
【００７１】
図５に示す加圧ローラ１５０は、図４に示した第１補強部材１５５Ａ、第２補強部材１５５Ｂ、第３補強部材１５５Ｃのうち、第１補強部材１５５Ａを円筒状の第１補強部材１５６Ａに変更すると共に、第２補強部材１５５Ｂ、第３補強部材１５５Ｃを円環状の第２補強部材１５６Ｂ、第３補強部材１５６Ｃに変更したものである。この変形例においては、図４に示した加圧ローラ１５０の作用効果に加え、軽量化が達成できるという効果が得られる。
【００７２】
図６に示す加圧ローラ１５０は、図４に示した筒状部材１５１の内周にメネジ部１５１Ａを形成すると共に、第１補強部材１５５Ａ、第２補強部材１５５Ｂ、第３補強部材１５５Ｃを外周にオネジ部が形成された第１補強部材１５７Ａ、第２補強部材１５７Ｂ、第３補強部材１５７Ｃに変更したものである。この変形例においては、筒状部材１５１の内周のメネジ部１５１Ａに第１補強部材１５７Ａ、第２補強部材１５７Ｂ、第３補強部材１５７Ｃの外周のオネジ部をねじ込むことで、第１補強部材１５７Ａ、第２補強部材１５７Ｂ、第３補強部材１５７Ｃを筒状部材１５１の軸線方向に容易に位置決めすることができる。なお、第１補強部材１５７Ａ、第２補強部材１５７Ｂ、第３補強部材１５７Ｃの端面には、筒状部材１５１のメネジ部１５１Ａにねじ込む作業に使用するドライバやレンチなどの工具の係合部が設けられている。
【００７３】
図７に示す加圧ローラ１５０は、図６に示した単一の第２補強部材１５７Ｂおよび第３補強部材１５７Ｃをそれぞれ３個の第２補強部材１５７Ｂおよび第３補強部材１５７Ｃとしたものである。この変形例においては、加圧ローラ１５０の両端部付近における筒状部材１５１の径方向への剛性をより高めることができる。
【００７４】
図８に示す加圧ローラ１５０は、図７に示した単一の第１補強部材１５７Ａを５個の第１補強部材１５８Ａとしたものである。なお、３個の第２補強部材１５８Ｂおよび３個の第３補強部材１５８Ｃは、図７に示した第２補強部材１５７Ｂおよび第３補強部材１５７Ｃに相当する。この変形例においても、加圧ローラ１５０の軸方向中央部付近における筒状部材１５１の径方向への剛性を高めることができる。
【００７５】
ここで、加圧ローラ１５０の軸方向中央部付近に配置される５個の第１補強部材１５８Ａの相互間隔は、加圧ローラ１５０の軸方向両端部付近に配置される３個の第２補強部材１５８Ｂおよび３個の第３補強部材１５８Ｃの相互間隔より狭くなっている。この場合、５個の第１補強部材１５８Ａは、相互間の空気層が薄くなって熱膨張し難くなる。
【符号の説明】
【００７６】
１    レーザプリンタ
１００    定着装置
１１０    定着ベルト（加熱部材）
１２０    ハロゲンランプ（発熱体）
１３０    ニップ板（ニップ部材）
１５０    加圧ローラ
１５１    筒状部材
１５２    第１係合部材
１５３    第２係合部材
１５４    弾性部材
１５５Ａ  第１補強部材
１５５Ｂ  第２補強部材
１５５Ｃ  第３補強部材
【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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