(57)【要約】【課題】ゴム破断がなく、画像光沢ムラ、紙しわの発生を抑制するローラを提供することを目的とする。また、本発明は、当該定着装置を備える定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】芯金２２Ａと、前記芯金２２Ａの外周面上に形成される弾性層２２Ｂと、を有し、前記弾性層２２Ｂが、前記芯金２２Ａの軸方向に貫通し、該芯金２２Ａの周方向に切断したときの断面における形状が長径及び短径を有する長穴形状である貫通孔２２Ｄを、複数有し、前記断面において、前記貫通孔２２Ｄの重心と該芯金２２Ａの重心とを結ぶ直線と、前記貫通孔２２Ｄの長径方向に伸びる直線とがなす角度が、それぞれ３０°以上６０°以下であることを特徴とするローラ、該ローラを用いる定着装置及び画像形成装置。【選択図】図１
2008139691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金と、
前記芯金の外周面上に形成される弾性層と、
を有し、
前記弾性層が、前記芯金の軸方向に貫通し、該芯金の周方向に切断したときの断面における形状が長径及び短径を有する長穴形状である貫通孔を、複数有し、
前記断面において、前記貫通孔の重心と前記芯金の重心とを結ぶ直線と、前記貫通孔の長径方向に伸びる直線とがなす角度が、それぞれ３０°以上６０°以下であることを特徴とするローラ。
【請求項２】
前記短径の長さが、それぞれ、前記弾性層の平均厚みの１／６以上１／３以下であることを特徴とする請求項１に記載のローラ。
【請求項３】
前記長径の長さが、それぞれ、前記弾性層の平均厚みの１／２以上３／２以下であることを特徴とする請求項１に記載のローラ。
【請求項４】
記録媒体上の未定着画像を記録媒体へ定着する定着部材と、
前記定着部材の周面に加圧する加圧部材と、
を備え、
前記定着部材、もしくは加圧部材の少なくとも１つが、請求項１に記載のローラを備えることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
像保持体と、
前記像保持体表面を帯電する帯電手段と、
前記像保持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
形成された前記潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体に定着する定着手段と、
を備え、
前記帯電手段、転写手段、及び定着手段の少なくとも１つが、請求項１に記載のローラを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記定着手段が、前記ローラを備えることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローラ、定着装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法としては、既に多数の方法が知られている。一般的には、感光体（像保持体）表面に、種々の手段により電気的に潜像を形成し、形成された潜像を、静電荷現像用トナー（以下、単に「トナー」という場合がある）を用いて現像しトナー画像を形成した後、感光体表面のトナー画像を、中間転写体を介して若しくは介さずに、紙等の被記録体(記録媒体)表面に転写し、この転写画像を加熱、加圧若しくは加熱加圧あるいは溶剤蒸気等により定着する、という複数の工程を経て、定着画像が形成される。感光体表面に残ったトナーは、必要に応じて種々の方法によりクリーニングされ、再び前記の複数の工程に供される。
【０００３】
この電子写真法の転写画像の定着に用いられる定着器用ローラは、硬度が低いことが望まれ、芯金の周面に、押出し成形して加硫発泡したシリコーンゴムスポンジ層を介して表面被覆層を形成してなる定着器用ローラにおいて、前記スポンジ層に、芯金の周方向に気泡内部の加熱された気体を逃して気泡内部の熱膨張を抑制するための多数の貫通孔あるいは螺旋状の貫通孔を設けた定着器用ローラが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１で提案されている定着器用ローラの一例は、図４に示すように、芯金３２Ａの外周面上に弾性層３２Ｂと離型層３２Ｃが順次形成され、弾性層３２Ｂは、円形の貫通孔３２Ｄを有しているローラである。
【０００４】
また、転写画像の定着に用いられる加圧ローラとして、芯金の上に弾性層と離型層を順次形成し、該弾性層中に、該芯金の長手方向で、該芯金の周方向の複数箇所に設けられた貫通孔を有し、加熱手段により加熱された被加熱部材に圧接されるように配設され、該被加熱部材との圧接部にて記録媒体を挟持搬送しつつ、記録媒体上の未定着画像を記録媒体へ定着させる画像形成装置の定着装置に使用される加圧ローラが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この加圧ローラの表面と上記貫通孔との距離は、３ｍｍ以上に設定されている。
【０００５】
更に、特許文献２には、最も近接する上記貫通孔間の上記弾性層の厚さは２ｍｍ以上に設定されていること、上記加圧ローラの変形量ｉと上記弾性層の厚さｔとの比の値ｉ／ｔは０．０３以下に設定されていること、上記弾性層部の断面積をＳ０、上記貫通孔部の総断面積をＳとすると、ＳとＳ０との比の値Ｓ／Ｓ０は、０．０２以下に設定されていること、及び加圧ローラのローラ硬度は４６°以下に設定されていることも記載されている。
【特許文献１】特許第２８７０８７８号公報
【特許文献２】特開平７−２９５４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、弾性層の破断がなく、画像光沢ムラ、紙しわの発生を抑制するローラを提供することを目的とする。また、本発明は、当該ローラを備え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】
【０００７】
上記課題は、下記の本発明により解決される。即ち、
請求項１に係る発明は、
芯金と、前記芯金の外周面上に形成される弾性層と、を有し、前記弾性層が、前記芯金の軸方向に貫通し、該芯金の周方向に切断したときの断面における形状が長径及び短径を有する長穴形状である貫通孔を、複数有し、前記断面において、前記貫通孔の重心と前記芯金の重心とを結ぶ直線と、前記貫通孔の長径方向に伸びる直線とがなす角度が、それぞれ３０°以上６０°以下であることを特徴とするローラである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、
前記短径の長さが、前記弾性層の平均厚みの１／６以上１／３以下であることを特徴とする請求項１に記載のローラである。
【０００９】
請求項３に係る発明は、
前記長径の長さが、前記弾性層の平均厚みの１／２以上３／２以下であることを特徴とする請求項１に記載のローラである。
【００１０】
請求項４に係る発明は、
記録媒体上の未定着画像を記録媒体へ定着する定着部材と、前記定着部材の周面に加圧する加圧部材と、を備え、前記定着部材、もしくは加圧部材の少なくとも１つが、請求項１に記載のローラを備えることを特徴とする定着装置である。
【００１１】
請求項５に係る発明は、
像保持体と、前記像保持体表面を帯電する帯電手段と、前記像保持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、形成された前記潜像をトナー像として現像する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体に定着する定着手段と、を備え、前記帯電手段、転写手段、及び定着手段の少なくとも１つが、請求項１に記載のローラを備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００１２】
請求項６に係る発明は、
前記定着手段が、前記ローラを備えることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、弾性層の破断がないといった効果を奏する。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、弾性層の破断がないといった効果が顕著になる。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、弾性層の破断がないといった効果が顕著になる。
【００１６】
請求項４に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、１８０℃以上の高温の定着温度において使用しても通紙部と非通紙部とでの外径差を少なくできる、といった効果を奏する。
【００１７】
請求項５に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、画像光沢ムラが少ない画像が得られ、紙しわの発生を抑制することができる、といった効果を奏する。
【００１８】
請求項６に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、１８０℃以上の高温の定着温度での定着ができ、更に生産性も向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明のローラは、芯金と、前記芯金の外周面上に形成される弾性層と、を有し、前記弾性層が、前記芯金の軸方向に貫通し、該芯金の周方向に切断したときの断面における形状が長径及び短径を有する長穴形状である貫通孔を、複数有し、前記断面において、前記貫通孔の重心と前記芯金の重心とを結ぶ直線と、前記貫通孔の長径方向に伸びる直線とがなす角度が、それぞれ３０°以上６０°以下であることを特徴とする。
【００２０】
本発明のローラは、帯電手段、転写手段、及び定着手段等として画像形成装置に備えられるローラ、物体を搬送する手段としてベルトコンベアに備えられるローラ等に用いることができ、これらの中でも帯電手段、転写手段、及び定着手段等として画像形成装置に備えられるローラに好ましく用いることができ、定着装置（定着手段）に定着部材、もしくは加圧部材として備えられるローラにより好ましく用いることができ、特に加圧部材として好ましく用いることができる。
【００２１】
以下に、本発明のローラの好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。尚、同一の機能を有する部材には、全図面を通して同じ符号を付与し、重複する説明は省略することがある。
【００２２】
図１は、本発明のローラの一実施形態を示す概略構成図である。図１に示すローラは、芯金２２Ａの外周面上に弾性層２２Ｂと離型層２２Ｃが順次形成されている。尚、図１に示すローラには離型層２２Ｃが形成されているが、離型層２２Ｃは本発明のローラにおいては必ずしも形成されていなくてもよい。更に、図１に示すローラは、弾性層２２Ｂにおいて、芯金２２Ａの軸方向に貫通する複数の貫通孔２２Ｄを有している。複数の貫通孔２２Ｄは、それぞれ図１のように、長径及び短径を有する長穴形状であり、芯金２２Ａの周方向（軸方向に対して垂直な方向に）に切断したときの断面において、該貫通孔の重心と該芯金の重心とを結ぶ直線と、該貫通孔の長径方向に伸びる直線とがなす角度が３０°以上６０°以下であることを特徴とする。尚、本発明において、貫通孔２２Ｄが弾性層２２Ｂを軸方向に貫通するとは、弾性層２２Ｂの一端から他の端部まで貫通することを意味する。また、本発明において、弾性層とは、１００Ｐａの外力の印加により変形させても、もとの形状に復元する材料から構成される層をいう。
【００２３】
ここで、長穴形状とは、芯金２２Ａの周方向に切断したときの断面において、長径及び短径を有し、曲線的に湾曲している構造をいい、具体的には、円を曲線的に湾曲させた構造が挙げられ、楕円形状（長径と短径との比率を変更したものも含む。）、小判型の形状のものが挙げられる。
また、長径の長さとは、前述した断面において、最も離れた２点間の長さをいい、短径の長さとは、該長径と直行する角度で測定した径の内、最も離れた２点間の長さをいう。長径、短径の長さは、マイクロメーターによる測定や、顕微鏡による観察、電子顕微鏡による画像解析等で測定することができる。本発明において、長径、短径の長さはマイクロメーター（ミツトヨ社製ＭＤＣ−ＭＪ／ＰＪ）を用いて測定した。
【００２４】
上述のように長穴形状の貫通孔２２Ｄを３０°以上６０°以下の角度で傾けることにより、弾性層２２Ｂを外周面側からみたときに、貫通孔２２Ｄの占める割合が多くなり（貫通孔２２Ｄを傾けないと、弾性層２２Ｂを外周面側からみたときの貫通孔２２Ｄの占める割合が小さくなる。）、弾性層２２Ｂの表面硬度のむらを少なくでき、画像光沢ムラ、紙しわの発生を抑制することができる。さらに貫通孔同士の距離を一定以上の長さに保てるため、弾性層の破断を抑制することができる。
また、本発明のローラを定着装置に用いる場合においても、貫通孔同士の距離を一定以上の長さに保ちながら貫通孔の断面積を大きくできるため、高温（１８０℃以上）で定着しても、ローラの外径の変化を抑えることができる。この結果、生産性も向上する。
【００２５】
また、貫通孔２２Ｄは、前記短径の長さが弾性層２２Ａの平均厚みの１／６以上１／３以下であることが好ましく、５／２４以上７／２４以下であることがより好ましく、１１／４８以上１３／４８以下であることが更に好ましい。前記短径の長さが弾性層２２Ａの平均厚みの１／６以上であると、充分な空気抜けができ、高温（１８０℃以上）で定着してもローラの外径の変化を抑えることができる。一方、１／３以下であると、貫通孔同士の距離を充分に保てる。
【００２６】
更に、貫通孔２２Ｄは、前記長径の長さが、前記弾性層の平均厚みの１／２以上３／２以下であることが好ましく、５／８以上１１／８以下であることがより好ましく、３／４以上５／４以下であることが更に好ましい。前記長径の長さが、前記弾性層の平均厚みの１／２以上であると、充分な空気抜けができ、高温（１８０℃以上）での定着が可能となる。一方、３／２以下であると、貫通孔同士の距離を一定長さ以上に保てるという効果が顕著になる。
【００２７】
尚、本発明において、弾性層２２Ｂの平均厚みは、まずマイクロメーター（ミツトヨ社製ＭＤＣ−ＭＪ／ＰＪ）にて芯金の径を測定し、弾性層以外の層（例えば離型層）が備わる場合は弾性層以外の層の厚さを別途測定し、次にローラ１つあたり軸方向の４箇所について、レーザー外径測定器（キーエンス社製ＶＧ−０３５／ＶＧ−３００）を用いてローラの外径を測定し、測定されたローラの外径から、先に測定した芯金の径と、場合によって弾性層以外の層の厚さを引いたものを半分にした値を平均したものである。
【００２８】
貫通孔２２Ｄは、芯金２２Ａの周方向に沿って切断したときの断面において、貫通孔２２Ｄの重心と芯金２２Ａの重心とを結ぶ直線と、貫通孔２２Ｄの長径方向に伸びる直線とがなす角度が３０°以上６０°以下であることを特徴とし、３５°以上５５°以下であることが好ましく、４０°以上５０°以下であることがより好ましい。前記角度が３０°未満であると、弾性層の表面硬度のむらが発生してしまい、６０°を超えると、貫通孔２２Ｄ同士の距離が一定以上の長さを保てなくなる。
ここで、貫通孔２２Ｄの重心は、貫通孔２２Ｄにおける長径の両端を結んだ線分を二等分する点と定める。また、芯金の重心は、芯金２２Ａの直径を二等分する点（芯金の中心）と定める。
また、貫通孔２２Ｄの長径方向とは、貫通孔２２Ｄにおける長径の両端を結ぶ直線に沿った方向をいう。
【００２９】
また、貫通孔２２Ｄは、弾性層の耐久性確保とローラの外径変化抑制の点で、弾性層２２Ｂの芯金２２Ａと接する面からの最短距離が弾性層２２Ａの平均厚みの１／１２以上５／１２以下であることが好ましく、１／６以上１／３以下であることがより好ましい。
更に、貫通孔２２Ｄは、弾性層の表面硬度のむら低減と外径変化の抑制の点で、弾性層２２Ｂの外周面（離型層を有する場合は離型層と接する面）からの最短距離が弾性層２２Ａの平均厚みの１／１２以上５／１２以下であることが好ましく、１／６以上１／３以下であることがより好ましい。
【００３０】
一方、貫通孔２２Ｄの数は、弾性層の耐久性確保の点で、１０以上２６以下であることが好ましく、１３以上２３以下であることがより好ましく、１６以上２０以下であることがより好ましい。
【００３１】
芯金２２Ａとしては、例えば、金属としてアルミニウム、鉄、銅等のローラ、ガラス製のローラが用いられる。
【００３２】
弾性層２２Ｂとしては、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の汎用のゴム組成物、スポンジで構成することができるが、この中でもスポンジが好ましい。該スポンジとしては、シリコーンゴムが好ましい。
また、弾性層２２Ｂの厚みとしては、ローラに対向する部材との接触領域確保の点で、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上８ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００３３】
本発明のローラは、芯金と弾性層の他に、前述した離型層やその他の層を有していてもよい。
【００３４】
本発明の定着装置は、記録媒体上の未定着画像を記録媒体へ定着させる定着部材と、前記定着部材の周面に圧接される加圧部材とを備え、前記定着部材、もしくは前記加圧部材の少なくとも１つが既述の本発明のローラを備えることを特徴とする。既述のように本発明のローラは、加圧部材として好ましく用いることができる。
【００３５】
図２は、本発明の定着装置の一実施形態を示す概略構成図である。図２に示される定着装置２８は、本発明のローラである加圧ローラ２２と、加圧パッド２４と、電磁誘導加熱装置２６と、定着ベルト２０とから構成される。定着ベルト２０は加圧ローラ２２と接触部分を形成する。
【００３６】
次に定着装置２８について説明する。
図２に示されるように、本発明の定着装置２８は、磁界が印加された際に発生する渦電流により発熱する発熱層を含む定着ベルト２０と、定着ベルト２０に接して接触部分を形成し回転する加圧ローラ２２と、定着ベルト２０の加圧ローラ２２が設けられた側と反対側の面を内側から押圧する加圧パッド２４と、交番電流を流すことにより定着ベルト２０の発熱層に磁界を印加する電磁誘導加熱装置２６とを有している。
【００３７】
定着装置２８における定着は、未定着トナー像８６が形成された記録媒体８８を、定着ベルト２０と加圧ローラ２２との接触部分に、加熱された定着ベルト２０と接するように挿通させて行われる。記録媒体８８が接触部分を通過する際に、未定着トナー像８６が溶融した状態で押圧され記録媒体表面に定着される。
【００３８】
次に、定着装置の具体例について、詳細に説明する。
この定着ベルト２０に接するように加圧ローラ２２が配され、定着ベルト２０と加圧ローラ２２とは接触部分を形成している。加圧ローラ２２は、芯金２２Ａ上にシリコーンゴム等による貫通孔２２Ｄを有するスポンジ層（弾性層）２２Ｂが形成され、さらにその上層にフッ素系化合物による離型層２２Ｃが形成された構成を有する。
【００３９】
定着ベルト２０の内側には、加圧ローラ２２と対向する位置に、定着ベルト２０の内面を押圧し、局所的に接触圧を高める加圧パッド２４が設けられている。この加圧パッド２４は、定着ベルト２０の内面に接して接触部分を押圧する接触部ヘッド２４Ｂと、この接触部ヘッド２４Ｂを保持するシリコーンゴム等を含む接触部パッド２４Ｃと、接触部パッド２４Ｃを支持する支持体２４Ａとから構成されている。
【００４０】
さらに、定着ベルト２０を中心として加圧ローラ２２と対向する位置に、電磁誘導コイル（励磁コイル）２６Ａを内蔵した電磁誘導加熱装置２６が設けられている。電磁誘導加熱装置２６は、電磁誘導コイル２６Ａに交流電流を印加することにより、発生する磁場を励磁回路で変化させ、定着ベルト２０の発熱層に渦電流を発生させるものである。この渦電流が発熱層の電気抵抗によって熱（ジュール熱）に変換され、結果的に定着ベルト２０の表面が発熱する。
【００４１】
定着装置２８による定着について説明する。
まず、不図示の駆動装置により加圧ローラ２２が矢印Ｇ方向に回転し、それにつれて定着ベルト２０も矢印Ｆ方向に従動回転する。ここで、未定着トナー像８６が形成された記録媒体８８は矢印Ｈ方向に、定着装置２８の接触部分に挿通される。この際、未定着トナー像８６は溶融状態で記録媒体８８表面に押圧され、記録媒体８８表面に定着される。
尚、図２に示した例では、ローラ駆動（ベルトが従動）であるが、駆動方法はベルト駆動（ローラが従動）であってもよい。
【００４２】
定着ベルト２０の構成について詳細に説明する。
定着ベルト２０は、その内周側から外周側へと、耐熱性樹脂層（基材）、発熱層、離型層がこの順に設けられた構成であるが、発熱層があればその他の層は特に限定されない。また、カラー画像の高画質化や、白黒画像の形成速度向上のために、発熱層の外周側で離型層の内周側の位置に弾性層を設けてもよい。
耐熱性樹脂層（基材）に用いられる材料としては、ポリイミド、芳香族ポリアミド、サーモトロピック液晶ポリマー等の液晶材料など、高耐熱・高強度樹脂等が挙げられるが、この中でもポリイミド、またはポリイミドを主成分（５０質量％以上）としたものが好ましい。
【００４３】
発熱層は、電磁誘導コイル（励磁コイル）２６Ａから発生する磁界により渦電流を発生させることで発熱するための層である。かかる金属としては、例えば、ニッケル、鉄、銅、金、銀、アルミニウム、クロム、錫、亜鉛などの単一もしくは２種類以上の合金のどちらでも選択可能である。この中でも銅、金、銀は固有抵抗が低いため、銅、金、銀およびこれらの合金が好ましく、コスト及び加工性から特に銅あるいは銅を主成分（「主成分」とは質量比で５０％以上を意味し、保護層の場合も質量比で５０％以上を主成分という。）とする合金が好ましい。
離型層に用いられる材料としては、例えば、フッ素ゴムや、ポリテトラフルオロエチレン（以下、「ＰＴＦＥ」という）、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（以下、「ＰＦＡ」という）、四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合体（以下、「ＦＥＰ」という）等のフッ素樹脂などを用いることができるが、特に限定されるものではない。
【００４４】
上述のように、本発明のローラを用いた定着装置（加圧ローラ）について説明したが、本発明のローラを、定着装置の加熱ローラ、帯電手段（帯電ローラ）及び転写手段（転写ローラ）として用いても、ゴム破断がなく、画像光沢ムラ、紙しわの発生を抑制するという効果が得られる。
【００４５】
本発明の画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体表面を帯電する帯電手段と、前記像保持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、形成された前記潜像をトナー像として現像する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体に定着する定着手段と、を備え、前記帯電手段、転写手段、及び定着手段の少なくとも１つが、既述の本発明のローラを備えることを特徴とし、前記定着手段が、既述の本発明のローラを備えることが好ましい。以下、前記定着手段が既述の本発明のローラを備える画像形成装置について図３を用いて説明する。図３は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００４６】
図３に示される画像形成装置４０は、像保持体としての感光ドラム６０と、感光ドラム６０の表面を帯電す帯電装置（帯電手段）６２と、帯電させた感光ドラム６０の表面に潜像を形成する潜像形成手段としてのレーザースキャナ６４及びミラー６５と、形成された前記潜像をトナー像として現像する現像手段としての回転式現像装置６６と、トナー像を被転写体に転写する転写手段としての中間転写体６８及び転写ローラ７０と、トナー像を記録媒体に加熱定着する定着手段であると共に、トナーを溶融加熱する定着部材としての定着ベルト２０、加圧部材としての加圧ローラ２２、定着ベルト２０を加圧する加圧パッド２４、及び定着ベルト２０に磁界を印加する電磁誘導加熱装置２６を備える定着装置２８と、感光ドラム６０の表面を清掃するクリーニング装置７４と、感光ドラム６０の表面を除電する除電装置７６と、記録媒体を収納する給紙ユニット７８と、記録媒体を順次送り出す給紙ローラ８０と、送り出された記録媒体を一枚ずつ搬送するレジストローラ８２と、記録媒体を案内する記録媒体ガイド８４と、を少なくとも備えている。
【００４７】
詳細には、感光ドラム６０の周囲に沿って矢印Ａ方向に順に、感光ドラム６０に近接して設けられその表面を帯電させる（非接触型の）帯電装置６２と、感光ドラム６０の表面に形成された潜像にトナーを付与することによりトナー像を形成する回転式の現像装置６６と、外周面が感光ドラム６０表面に接し矢印Ｂ方向および矢印Ｃ方向の両方に回転可能な中間転写体６８と、中間転写体６８の表面にトナー像を転写した後の感光ドラム６０の表面を清掃するクリーニング装置７４と、感光ドラム６０の表面を除電する除電装置７６とが設けられている。
【００４８】
なお、帯電装置６２の下流で現像装置６６の上流の感光ドラム６０の表面には、感光ドラム６０の表面に潜像を形成するために、各色の画像情報（信号）に応じたレーザ光が、ミラー６５を介してレーザースキャナ６４より照射される。
また、現像装置６６は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナーをそれぞれ収容した各色の現像器（不図示）を備えており、現像装置６６が回転することにより、感光ドラム６０の表面に形成された潜像に各色のトナーを付与し、トナー像を形成することが可能である。
【００４９】
中間転写体６８の周囲には、感光ドラム６０の他に、転写ローラ７０が設けられている。中間転写体６８の外周面と転写ローラ７０表面とは圧接し、この圧接部を記録媒体が矢印Ｄ方向に挿通可能であり、圧接部を記録媒体が通過した際に、中間転写体６８表面に保持されたトナー像が、記録媒体の表面に転写される。また、圧接部に対して、矢印Ｄ方向と反対側には給紙装置７７が設けられ、矢印Ｄ方向側には定着装置２８が設けられている。
【００５０】
給紙装置７７は、給紙ユニット７８、給紙ローラ８０、レジストローラ８２および記録媒体ガイド８４から構成される。
中間転写体６８と転写ローラ７０との圧接部への給紙は、給紙ユニット７８に収納された記録媒体が、給紙ユニット７８に内蔵された不図示の記録媒体押し上げ手段により給紙ローラ８０に接触する位置まで押し上げられ、記録媒体が給紙ローラ８０に接触した時点で、給紙ローラ８０およびレジストローラ８２が回転することにより記録媒体ガイド８４に沿って矢印Ｄ方向に搬送されることにより行われる。
【００５１】
次に、画像形成装置４０における転写および加熱定着について以下に説明する。
まず、感光ドラム６０表面に形成された各色のトナー像は、感光ドラム６０と中間転写体６８とに印加されたバイアス電圧により、感光ドラム６０と中間転写体６８との接触部において、各色のトナー像毎に画像情報と一致するように中間転写体６８外周面に重ねて転写される。このようにしてカラーのトナー像がその外周面に転写された中間転写体６８は矢印Ｃ方向に回転し、トナー像は、転写ローラ７０と中間転写体６８との圧接部において、給紙装置によって、圧接部に搬送されてきた記録媒体表面に転写される。
【００５２】
トナー像がその表面に転写された記録媒体は、矢印Ｄ方向に移動し、定着装置２８により加熱定着され、記録媒体表面に画像が定着される。定着ベルト２０の表面は、表面に対向して設けられた電磁誘導加熱装置２６により、定着可能な温度に達するまで加熱される。表面が定着可能な温度に達した後は、定着ベルト２０は加圧ローラ２２と接触して矢印Ｖ１方向へ、加圧ローラ２２はＶ２方向へ回転し、加圧ローラ２２との接触部分において、矢印Ｄ方向へと挿通される記録媒体表面のトナー像を加熱溶融することにより加熱定着する。このようにしてカラー画像がその表面に形成された記録媒体はさらに矢印Ｄ方向に搬送され、画像形成装置４０の外部に排出される。
【００５３】
上述のように、本発明のローラを用いた定着装置（加圧ローラ）について説明したが、本発明のローラを、定着装置の加熱ローラ、帯電手段（帯電ローラ）及び転写手段（転写ローラ）を用いても、ゴム破断がなく、画像光沢ムラ、紙しわの発生を抑制するという効果が得られる。また、上述のように、本発明のローラを定着装置の加圧ローラに用いると、ゴム破断がなく、画像光沢ムラ、紙しわの発生を抑制するという効果と共に、定着温度を高くすることができ、結果として生産性を向上させることができるという効果が得られる。
【実施例】
【００５４】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。但し、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
図１と同様の構造のローラを作製した。具体的には、芯金２２Ａは、鉄を使用している。弾性層２２Ｂ（平均厚み：５ｍｍ）は、スポンジ層でありシリコーンゴムを加硫発泡させたスポンジゴムを使用している。離型層２２Ｃは、カーボンブラック等の導電性付与剤を混入したテトラフルオルエチレンとパーフルオルアルキルパーフルオルビニルエーテルの共重合体（以下、導電性（表面抵抗値が１０６Ω以下）ＰＦＡとする）の５０μｍ厚の導電性ＰＦＡチューブを使用している。貫通孔２２Ｄは、図示しない押出機のトーピードに断面が長穴形状のピンを多数設け、原料ゴムをスクリューにより押出成形し、加熱しながら加硫発泡することにより形成した。貫通孔２２Ｄは、それぞれ芯金２２Ａの周方向に切断したときの断面における重心が、離型層２２Ｃと接する面からの最短距離が２．５ｍｍとなるように、加圧ローラの軸に平行に１８個、等間隔に形成されている。尚、複数の貫通孔２２Ｄ（円を長径と短径を有するように湾曲させた長穴形状の貫通孔）の詳細（芯金２２Ａの周方向に切断したときの断面において、弾性層２２Ｂの平均厚みに対する長径及び短径の長さの比率、貫通孔２２Ｄの重心と芯金２２Ａの重心とを結ぶ直線と、貫通孔２２Ｄの長径方向に伸びる直線とがなす角度）を表１に示す。なお、各長さは前述の方法で測定した。
【００５５】
一方、定着ベルト２０の直径を３０ｍｍ、加圧ローラ２２の直径を３０ｍｍ、ローラ硬度を５５〜６５°（高分子計器株式会社製ＡＳＫＥＲ−Ｃ型ゴム硬度計による測定値）とし、さらに加圧力を３０ｋｇ程度、定着ベルト２０と加圧ローラ２２の距離を６〜８ｍｍ程度として、表１に記載の貫通孔２２Ｄを設けながら、図３に示す構造の画像形成装置に加圧ローラとして装着して長時間画像形成動作を行った。その際のゴム破断、画像の光沢むら、紙しわ、定着ベルトの発熱層クラック、剥離不良のレベルを以下の方法で評価した。その結果を表１に示す。
【００５６】
（評価方法）
［ゴム破断］
１０万枚以上通紙した後に、弾性層に亀裂が発生しているかどうかを目視にて確認して、以下の基準でゴム破断を評価した。
○：亀裂なし
△：長さ１ｍｍ未満の亀裂発生
×：長さ１ｍｍ以上の亀裂発生
【００５７】
［画像の光沢むら］
１００％濃度の黒色画像を形成して定着処理した後の用紙画像部を、７５度鏡面光沢計ＧＭ−２６Ｄ（村上色彩技術研究所社製品）を用いて測定して、以下の基準で画像の光沢むらを評価した。
○：光沢度の差が５％未満
△：光沢度の差が５％以上１０％未満
×：光沢度の差が１０％以上
【００５８】
［紙しわ］
Ａ３サイズで坪量が６４ｇ／ｍ２の用紙を１００枚連続通紙した場合の紙しわ発生状況を目視確認して、以下の基準で紙しわを評価した。
○：紙しわが未発生（０枚）
△：紙しわが１枚発生
×：紙しわが２枚以上発生
【００５９】
［発熱層クラック］
１０万枚以上通紙した後に、定着ベルト表面温度を小スポット型赤外放射温度計（キーエンス社製ＩＴ２−０２）で全面について測定し、φ３０ｍｍ以内の部分的な温度低下の有無を確認して、以下の基準で発熱層クラックを評価した。
○：定着ベルト表面の温度差が１０℃未満
△：定着ベルト表面の温度差が１０℃以上２０℃未満
×：定着ベルト表面の温度差が２０℃以上
【００６０】
［剥離不良］
先端に白紙部（２ｍｍ以上８ｍｍ以下）を設け、２４０％濃度の画像を形成し定着処理したＡ４サイズで坪量が６４ｇ／ｍ２の用紙先端が、剥離爪に接触するかどうかを確認して、以下の基準で剥離不良を評価した。
○：用紙先端白紙部の幅が４ｍｍ未満で剥離爪に非接触
△：用紙先端白紙部の幅が４ｍｍ以上６ｍｍ未満で剥離爪に非接触
×：用紙先端白紙部の幅が６ｍｍ以上で剥離爪に接触
【００６１】
表１に示すように実施例１では、ゴム破断、画像光沢むら、紙しわ、定着ベルト発熱層クラック、剥離不良は発生しなかった。
【００６２】
（実施例２）
実施例１において、複数の貫通孔を、それぞれの貫通孔の重心と該芯金の重心とを結ぶ直線と、該貫通孔の長径方向に伸びる直線とがなす角度を３０°に変えたこと以外、実施例１と同様にローラを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果、表１に示すようにゴム破断、画像光沢むら、紙しわ、定着ベルト発熱層クラック、剥離不良は発生しなかった。
【００６３】
（実施例３）
実施例１において、複数の貫通孔を、それぞれの貫通孔の重心と該芯金の重心とを結ぶ直線と、該貫通孔の長径方向に伸びる直線とがなす角度を６０°に変えたこと以外、実施例１と同様にローラを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果、表１に示すようにゴム破断、画像光沢むら、紙しわ、定着ベルト発熱層クラック、剥離不良は発生しなかった。
【００６４】
（実施例４）
実施例１において、複数の貫通孔を、それぞれ弾性層の平均厚みに対する短径の長さの比率を１／６に変えたこと以外、実施例１と同様にローラを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果、表１に示すようにゴム破断、画像光沢むら、紙しわ、定着ベルト発熱層クラック、剥離不良は発生しなかった。
【００６５】
（実施例５）
実施例１において、複数の貫通孔を、それぞれの貫通孔の重心と該芯金の重心とを結ぶ直線と、該貫通孔の長径方向に伸びる直線とがなす角度を６０°に変え、それぞれ弾性層の平均厚みに対する短径の長さの比率を１／３に変えたこと以外、実施例１と同様にローラを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果、表１に示すようにゴム破断、画像光沢むら、紙しわ、定着ベルト発熱層クラック、剥離不良は発生しなかった。
【００６６】
（実施例６）
実施例１において、複数の貫通孔を、それぞれの貫通孔の重心と該芯金の重心とを結ぶ直線と、該貫通孔の長径方向に伸びる直線とがなす角度を６０°に変え、それぞれ弾性層の平均厚みに対する短径の長さの比率を１／４に、長径の長さの比率を１／２に変えたこと以外、実施例１と同様にローラを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果、表１に示すようにゴム破断、画像光沢むら、紙しわ、定着ベルト発熱層クラック、剥離不良は発生しなかった。
【００６７】
（実施例７）
実施例１において、複数の貫通孔を、それぞれの貫通孔の重心と該芯金の重心とを結ぶ直線と、該貫通孔の長径方向に伸びる直線とがなす角度を６０°に変え、それぞれ弾性層の平均厚みに対する短径の長さの比率を１／４に、長径の長さの比率を３／２に変えたこと以外、実施例１と同様にローラを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果、表１に示すようにゴム破断、画像光沢むら、紙しわ、定着ベルト発熱層クラック、剥離不良は発生しなかった。
【００６８】
（実施例８）
実施例１において、複数の貫通孔を、それぞれの貫通孔の重心と該芯金の重心とを結ぶ直線と、該貫通孔の長径方向に伸びる直線とがなす角度を３０°に変え、それぞれ弾性層の平均厚みに対する短径の長さの比率を１／７に、長径の長さの比率を１／２に変えたこと以外、実施例１と同様にローラを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果、表１に示すように、弾性層の平均厚みに対する短径の長さの比率を１／７にすることにより、紙しわや定着ベルトの発熱層にクラックが僅かに生じ、剥離不良が僅かに発生したが問題のないレベルであった。
【００６９】
（実施例９）
実施例１において、複数の貫通孔を、それぞれの貫通孔の重心と該芯金の重心とを結ぶ直線と、該貫通孔の長径方向に伸びる直線とがなす角度を３０°に変え、それぞれ弾性層の平均厚みに対する短径の長さの比率を２／５に、長径の長さの比率を２／３に変えたこと以外、実施例１と同様にローラを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果、表１に示すように、弾性層の平均厚みに対する短径の長さの比率が１／３を超えると、前記断面孔角度が３０°の場合には、画像の光沢むらが僅かに発生したが問題のないレベルであった。
【００７０】
（実施例１０）
実施例１において、複数の貫通孔を、それぞれの貫通孔の重心と該芯金の重心とを結ぶ直線と、該貫通孔の長径方向に伸びる直線とがなす角度を６０°に変え、それぞれ弾性層の平均厚みに対する短径の長さの比率を２／５に、長径の長さの比率を２／３に変えたこと以外、実施例１と同様にローラを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果、表１に示すように、弾性層の平均厚みに対する短径の長さの比率が１／３を超えると、前記断面孔角度が６０°の場合には、ゴム破断が僅かに発生するが問題のないレベルであった。
【００７１】
（実施例１１）
実施例１において、複数の貫通孔を、それぞれの貫通孔の重心と該芯金の重心とを結ぶ直線と、該貫通孔の長径方向に伸びる直線とがなす角度を３０°に変え、それぞれ弾性層の平均厚みに対する短径の長さの比率を１／６に、長径の長さの比率を１／３に変えたこと以外、実施例１と同様にローラを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果、表１に示すように、弾性層の平均厚みに対する長径の長さの比率が１／２未満であると、紙しわや定着ベルトの発熱層にクラックが僅かに生じ、剥離不良が僅かに発生したが問題のないレベルであった。
【００７２】
（実施例１２）
実施例１において、複数の貫通孔を、それぞれの貫通孔の重心と該芯金の重心とを結ぶ直線と、該貫通孔の長径方向に伸びる直線とがなす角度を６０°に変え、それぞれ弾性層の平均厚みに対する短径の長さの比率を１／３に、長径の長さの比率を５／３に変えたこと以外、実施例１と同様にローラを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果、表１に示すように、弾性層の平均厚みに対する長径の長さの比率が３／２を超えると、画像の光沢むらが僅かに発生し、ゴム破断が僅かに発生したが問題のないレベルであった。
【００７３】
（比較例１）
実施例１において、複数の貫通孔を、図４に示すようにそれぞれ弾性層の平均厚みに対して１／５の径を有する貫通孔に変えたこと以外、実施例１と同様にローラを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果、表１に示すように弾性層のゴム破断や画像の光沢むらは発生しないが、貫通孔径が小さいため弾性層中の空気の抜けが悪く、ローラ中央部と端部とで温度差による外径差が大きくなり紙しわや発熱層にクラックが発生したり、弾性層中への空気の入りが悪く、接触部分を通過後のローラの弾性層の厚さの回復が遅れるために、剥離部手前で用紙を定着ベルト側に押し付ける力が低下して剥離不良が発生した。
【００７４】
（比較例２）
比較例１において、複数の貫通孔を、図４に示すようにそれぞれ弾性層の平均厚みに対して２／５の径を有する貫通孔に変えたこと以外実施例１と同様にローラを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果、表１に示すように弾性層中の空気の抜けが良くなるため、紙しわの発生レベルや発熱層にクラックが発生するまでの用紙走行枚数に若干の改善はみられたが、弾性層のゴム破断や画像の光沢むらが発生するようになった。また、剥離不良については改善がみられなかった。
【００７５】
（比較例３）
実施例１において、複数の貫通孔を、それぞれの貫通孔の重心と該芯金の重心とを結ぶ直線と、該貫通孔の長径方向に伸びる直線とがなす角度を２０°に変えたこと以外、実施例１と同様にローラを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果、表１に示すように貫通孔がある部分とない部分とのローラ表面の硬度差が大きくなるため、接触部分の圧力差も大きくなり、画像の光沢むらが発生した。
【００７６】
（比較例４）
実施例１において、複数の貫通孔を、それぞれの貫通孔の重心と該芯金の重心とを結ぶ直線と、該貫通孔の長径方向に伸びる直線とがなす角度を７０°に変えたこと以外、実施例１と同様にローラを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果、表１に示すように近接する貫通孔との周方向における距離が短くなりすぎるため、せん断力が働く周方向のゴムの厚さが薄くなり強度が不足し、ゴム破断が発生した。
【００７７】
【表１】
2008139691.tif 000003
【００７８】
以上、表１からわかるように実施例１〜１２では、ゴム破断、画像光沢むら、紙しわ、定着ベルト発熱層クラック、剥離不良を防止できていることがわかる。
【００７９】
なお、以上説明した各実施例においては、離型層としてＰＦＡチューブを用いたが、この他に、フッ素ゴム、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）のフッ素樹脂を使用してもよい。
また、弾性層として、シリコーンゴムの他に、ＥＰＤＭゴム、フッ素ゴム等を発泡させたスポンジゴムでも良い。さらに、加圧ローラは加熱手段により加熱されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明のローラの好ましい実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の定着装置の好ましい実施形態を示す概略構成図である。
【図３】本発明の画像形成装置の好ましい実施形態を示す概略構成図である。
【図４】従来の加圧ローラの概略構成図である。
【符号の説明】
【００８１】
２０      定着ベルト（定着用部材）
２２      加圧ローラ（加圧部材）
２２Ａ    芯金
２２Ｂ    弾性層
２２Ｃ    離型層
２２Ｄ    貫通孔
２６      電磁誘導加熱装置
２８      定着装置
３２Ａ    芯金
３２Ｂ    弾性層
３２Ｃ    離型層
３２Ｄ    貫通孔
４０      画像形成装置
６０      感光ドラム（像保持体）
６２      帯電装置（帯電手段）
６４      レーザースキャナ（潜像形成手段）
６６      回転式現像装置（現像手段）
７０      転写ローラ（転写手段）
【図１】
2008139691.tif 000004
【図２】
2008139691.tif 000005
【図３】
2008139691.tif 000006
【図４】
2008139691.tif 000007