(57)【要約】【課題】ウォームアップ時間を大幅に短縮できるとともに、ニップが極端な凸状にならず、用紙の分離不良やカールが防止される画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ローラ５１にはヒータ５５を内蔵した定着側加熱ローラ５３が接触する。加圧ローラ５２にはヒータ５６を内蔵した加圧側加熱ローラ５４が接触する。定着ローラ５１と加圧ローラ５２とは外径が略同一であって、何れも弾性体で構成され、両ローラ５１、５２の間に形成されるニップ５７の概略半径は、定着ローラ５１と加圧ローラ５２の半径の１．２５倍以上に設定されている。また定着ローラ５１と加圧ローラ５２とは外径が異なり、何れも弾性体で構成され、両ローラ５１、５２の間に形成されるニップ５７の概略半径は、定着ローラ５１と加圧ローラ５２の内の小径のローラの半径の１．２５倍以上に設定されている。【選択図】　図４
2004078174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙上の未定着トナーを定着する定着ローラと、
前記定着ローラを外部から加熱する定着側外部加熱手段と、
前記定着ローラに当接して前期用紙を挿通させるニップを形成する加圧ローラと、を有する定着装置を備えた画像形成装置において、
前記定着ローラと加圧ローラは外径が略同一であって、何れも弾性体で構成され、これらの両ローラの間に形成されるニップの概略半径が、前記定着ローラと加圧ローラの半径の１．２５倍以上に設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
用紙上の未定着トナーを定着する定着ローラと、
前記定着ローラを外部から加熱する定着側外部加熱手段と、
前記定着ローラに当接して用紙を挿通させるニップを形成する加圧ローラと、
を有する定着装置を備えた画像形成装置において、
前記定着ローラと加圧ローラは外径が異なっており、何れも弾性体で構成され、これらの両ローラの間に形成されるニップの概略半径が、前記定着ローラと加圧ローラの内の小径のローラの半径の１．２５倍以上に設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記ニップの凸部が前記定着ローラ側に向かっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記加圧ローラが、前記定着ローラより小径であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記定着側外部加熱手段が、内部に熱源を備え定着ローラ表面に当接することによって定着ローラを加熱する定着側加熱ローラで構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記定着側加熱ローラが複数設けられていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記加圧ローラを構成する弾性体が、前記定着ローラを構成する弾性体に比べ高硬度であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記定着ローラに接触する部分に分離爪が設けられていないことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記加圧ローラを外部から加熱する加圧側外部加熱手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記加圧側外部加熱手段が、内部に熱源を備え加圧ローラ表面に当接することによって加圧ローラを加熱する加圧側加熱ローラで構成されていることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱したローラ対の間に形成されたニップに未定着トナー画像を担持した用紙を通し、用紙上の未定着トナーを加熱、溶融して用紙に定着させる定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置では、通常、熱ローラ定着方式で用紙上の未定着トナーを定着する。すなわちニップを形成するローラ対の少なくとも一方のローラを内蔵の熱源で加熱し、このローラ対の間のニップに未定着トナー画像を担持した用紙を通して未定着トナーを加熱、溶融し、用紙に定着させるものである。
【０００３】
通常用いられている熱ローラ定着装置は、定着ローラの熱容量が大きく、定着ローラ内部に内蔵されたハロゲンランプなどの熱源から熱が伝播してローラ表面が定着に必要な温度に達するまでに長い時間がかかる。そのため、画像形成装置の電源スイッチをＯＮにしても、ローラ表面が定着可能な温度（定着温度）に達するまで待っていなければならない。この数分間のウォームアップ期間は事務作業の能率を著しく損なう。
【０００４】
また、画像出力後に定着ローラ表面の温度を低めに推移させる省エネモードを設定している場合でも、再び定着温度に復帰させるのに時間がかかる。省エネモードからの復帰を速やかに行うため、省エネモード中のローラ表面温度をあまり下げないこととすれば、省エネ効果は期待できないことになる。
【０００５】
さらに、フルカラー画像形成装置では、カラー画像のグロス性（光沢性）を所期の範囲内で安定して維持するため、定着ローラの表面温度だけでなく加圧ローラの表面温度も一定の温度範囲内に制御することが必要である。このため、定着ローラと加圧ローラの両方にハロゲンランプなどの熱源を内蔵させることが多い。しかしながら画像形成装置全体の消費電力は一定範囲にとどめる必要があり、定着ローラのみに熱源を内蔵させる構成に比較すると、フルカラー機では定着ローラ内部の熱源の消費電力を削減せざるを得ない。その結果、フルカラー画像形成装置ではウォームアップ時間、また省エネモードからの復帰時間がモノクローム画像形成装置以上に長時間化する。
【０００６】
ウォームアップ時間の短縮と消費電力の低減を図るため、外部加熱方式の熱ローラ定着装置が提案されている。例えば、特開２００１−３４３８６０公報には図１６のような装置が示されている。図１６の装置では、定着ローラ１５１と加圧ローラが互いに圧接してニップを形成している。内部に熱源を備えた加熱ローラ１５３が定着ローラ１５１に接触し、定着ローラ１５１を外部から加熱する。この構成は定着ローラ表面に熱を伝えるためには好適であるが、次のような欠点を有している。
【０００７】
第１に、定着ローラ１５１は、構成例によれば外径が５０ｍｍで厚みが３ｍｍのアルミニウム製の芯金１５１ａの表面に厚み４ｍｍの断熱層１５１ｂを被覆した、金属ローラ主体の構成であり、フルカラー画像での光沢が過剰となり、グロス性が安定しない。
【０００８】
第２に、加圧ローラ１５２は、構成例によれば、外径が５０ｍｍで厚みが４ｍｍの鉄製の芯金１５２ａの表面に厚み５ｍｍの弾性層１５２ｂを被覆した、弾性ローラ主体の構成である。このように定着ローラ１５１が金属ローラ主体の構成であるのに対し、加圧ローラ１５２が弾性ローラを主体にしているので、ニップの凸部が加圧ローラ１５２の側に向かう。このため用紙Ｐが定着ローラ１５１側にカールし、しかもその度合いが甚だしい。トナー量の多いフルカラー画像の場合、このようなカールは特に問題である。場合によっては用紙Ｐの分離不良や定着ジャムも発生する。用紙Ｐのカール対策のため分離爪を設けることとすれば、用紙Ｐ上の画像に分離爪の摺擦跡が残り、見苦しい。
【０００９】
第３に、加圧ローラ１５２の表面には定着ローラ１５１を介して加熱ローラ１５３の熱が間接的に伝えられるだけなので、加圧ローラ１５２の表面温度がなかなか所望レベルまで上昇せず、ウォームアップ時間が長引いたり、定着不良を起こすといった問題がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題に鑑みなされたものであって、ウォームアップ時間を大幅に短縮することができるとともに、ニップが極端な凸状になることを防ぎ、ニップを通過する用紙の分離不良やカールを防ぐことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では画像形成装置を次のように構成した。
【００１２】
（１）用紙上の未定着トナーを定着する定着ローラと、この定着ローラを外部から加熱する定着側外部加熱手段と、定着ローラに当接して用紙を挿通させるニップを形成する加圧ローラと、を有する定着装置を備えた画像形成装置において、定着ローラと加圧ローラは外径が略同一であって、何れも弾性体で構成され、これらの両ローラの間に形成されるニップの概略半径が、定着ローラと加圧ローラの半径の１．２５倍以上に設定されているものとした。
【００１３】
この構成によれば、定着ローラと加圧ローラは外径が略同一、且つ両ローラとも弾性ローラで構成され、これらの両ローラの間に形成されるニップの概略半径が、定着ローラと加圧ローラの半径の１．２５倍以上に設定されているので、ニップ方向が極端にどちらかのローラ側に凸状になることがなく、用紙に分離不良やカールが発生しない。
【００１４】
（２）用紙上の未定着トナーを定着する定着ローラと、この定着ローラを外部から加熱する定着側外部加熱手段と、定着ローラに当接して用紙を挿通させるニップを形成する加圧ローラと、を有する定着装置を備えた画像形成装置において、定着ローラと加圧ローラは外径が異なっており、何れも弾性体で構成され、これらの両ローラの間に形成されるニップの概略半径が、定着ローラと加圧ローラの内の小径のローラの半径の１．２５倍以上に設定されているものとした。
【００１５】
この構成によれば、定着ローラと加圧ローラは外径が異なり、且つ両ローラとも弾性ローラで構成され、これらの両ローラの間に形成されるニップの概略半径が、定着ローラと加圧ローラの内の小径のローラの半径の１．２５倍以上に設定されているので、ニップ方向が極端にどちらかのローラ側に凸状になることがなく、用紙にカールや分離不良が発生しない。
【００１６】
（３）上記のような画像形成装置において、前記ニップの凸部が前記定着ローラ側に向かっているものとした。
【００１７】
この構成によれば、用紙は加圧ローラ側へのカール傾向を生じ、用紙の分離不良や定着ジャムが起こりにくくなる。
【００１８】
（４）上記のような画像形成装置において、前記加圧ローラが、前記定着ローラより小径であるものとした。
【００１９】
この構成によれば、ニップは加圧ローラ側から定着ローラ側に向けて凸となる大直径の円弧状に形成される。そのためニップを通過する用紙の先端部分は、加圧ローラ側即ち下向きになり、定着ローラの表面に沿って上向きに巻き付くようなことがなく、用紙の送りをスムーズに行える。
【００２０】
（５）上記のような画像形成装置において、前記定着側外部加熱手段が、内部に熱源を備え定着ローラ表面に当接することによって定着ローラを加熱する定着側加熱ローラで構成されているものとした。
【００２１】
この構成によれば、定着側加熱ローラの熱で定着ローラの表面が均一に加熱される。
【００２２】
（６）上記のような画像形成装置において、前記定着側加熱ローラが複数設けられているものとした。
【００２３】
この構成によれば、定着ローラのウォームアップ時間が大幅に短縮される。
【００２４】
（７）上記のような画像形成装置において、前記加圧ローラを構成する弾性体が、前記定着ローラを構成する弾性体に比べ高硬度であるものとした。
【００２５】
この構成によれば、定着ローラ側に向かうニップの凸部を確実に形成することができる。特に、定着ローラと加圧ローラの外径が同じであったとしても、確実にニップの凸部を定着ローラに向けて形成することができる。
【００２６】
（８）上記のような画像形成装置において、前記定着ローラに接触する部分に分離爪が設けられていないものとした。
【００２７】
この構成によれば、用紙上の画像に分離爪の摺擦跡が残ることがなくなる。また分離爪を省いて部品点数を削減し、コストダウンを図ることができる。
【００２８】
（９）上記のような画像形成装置において、前記加圧ローラを外部から加熱する加圧側外部加熱手段が設けられているものとした。
【００２９】
この構成によれば、定着ローラを定着側外部加熱手段で加熱するうえ、加圧ローラを加圧側外部加熱手段で加熱するので、ウォームアップ時間が大幅に短縮される。
【００３０】
（１０）上記のような画像形成装置において、前記加圧側外部加熱手段が、内部に熱源を備え加圧ローラ表面に当接することによって加圧ローラを加熱する加圧側加熱ローラで構成されているものとした。
【００３１】
この構成によれば、加圧側加熱ローラの熱で加圧ローラの表面が均一に加熱される。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図４及び図１２、１３に基づき説明する。
【００３３】
図１に示すのはゼログラフィー方式画像形成装置の一例であるタンデム方式カラープリンタ１の模型的断面である。図２に示すのはその画像形成部の模型的断面である。
【００３４】
プリンタ１においては、外部コンピュータからの原稿画像データの色情報に応じてフルカラー画像出力とモノクロ画像出力の何れかが選択される。画像出力速度はフルカラーの場合でもモノクロの場合でもＡ４サイズで２０枚／分とされている。なお本明細書には画像出力速度以外にも寸法、比率、速度、電圧、温度等の具体的な数値が登場するが、これらの数値は一つの好適例の例示であり、発明の範囲を限定するものではない。
【００３５】
プリンタ１のハウジング２の内部には用紙搬送ベルト８が配置されている。用紙搬送ベルト８はプーリ１０、１１に巻き掛けられ、用紙を図１において右方から左方へ、水平方向に搬送する。用紙搬送ベルト８の用紙受入側には給紙装置１２と用紙搬送路１３が配置される。用紙搬送ベルト８の用紙排出側には定着装置５０、用紙搬送路１５、及び排出部１６が配置される。排出部１６はハウジング２の上面に設けられる。
【００３６】
用紙搬送ベルト８の上には計４台の画像形成部が用紙搬送方向の上流側から下流側に向けて直列に配置される。４台の画像形成部とは、上流側から順に、ブラック用の画像形成部３０Ｂ、イエロー用の画像形成部３０Ｙ、シアン用の画像形成部３０Ｃ、及びマゼンタ用の画像形成部３０Ｍである。
【００３７】
画像形成部３０Ｂ、３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍの構造を図２に示す。各画像形成部とも構造は共通なので、「Ｂ」「Ｙ」「Ｃ」「Ｍ」の識別記号を省き、「３０」の符号のみ置いている。
【００３８】
画像形成部３０の中核をなすのはアモルファスシリコンを感光体とする感光体ドラム４であり、その周囲に主帯電器５、ＬＥＤプリントヘッドユニット６、現像装置３、及びクリーニング装置２０が配置されている。また図１に見られるように、転写ローラ９が用紙搬送ベルト８を隔てて感光体ドラム４に対峙する。転写ローラ９は用紙搬送ベルト８を支持し、感光体ドラム４に当接させる役割も担う。転写ローラ９には−１．５ｋＶの電圧が印加されている。
【００３９】
現像装置３はブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色のトナーとフェライトキャリアを５：９５の重量比で混合した現像剤を収容する。トナーはコールターカウンタによるメジアン径（体積基準）が９μｍ、フェライトキャリアは平均粒径が７０μｍとなっている。現像装置３には固定磁石（図示せず）を内蔵した現像スリーブ３ａが設けられている。
【００４０】
感光体ドラム４と現像スリーブ３ａとは０．５ｍｍの隙間を隔てて対峙し、対向する表面同士が同方向に移動する向きに回転する。感光体ドラム４の周速度は１００ｍｍ／ｓｅｃ、現像スリーブ３ａの周速度は２００ｍｍ／ｓｅｃである。現像スリーブ３ａの表面には現像剤により磁気ブラシが形成される。またトナーはキャリアとの摩擦により正に帯電する。現像スリーブ３ａに対しては図示しない穂切板が設けられる。穂切板と現像スリーブ３ａとの隙間は０．５ｍｍである。現像スリーブ３ａには＋３００Ｖの現像バイアス電圧が印加される。
【００４１】
現像により、現像装置３の中の現像剤が消費される。消費した現像剤を補うため、画像形成部３０Ｂ、３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍに対応してトナー供給容器７Ｂ、７Ｙ、７Ｃ、７Ｍを設け、図示しない搬送手段により現像剤を補給する。これにより、現像装置３は常に適量の現像剤を内部に保有することになる。
【００４２】
クリーニング装置２０は感光体ドラム４に接触するゴム製のクリーニングローラ２１、用紙に転写されなかったトナーを感光体ドラム４からかき落とすクリーニングブレード２２、及びトナーを図示しない回収容器に排出する排出スパイラル２３を有する。なおクリーニング装置２０のカバーは図１においては図示を省略してある。
【００４３】
プリンタ１は次のように画像出力動作を行う。
【００４４】
感光体ドラム４の表面は主帯電器５により一様に＋４００Ｖに帯電せしめられている。外部コンピュータ等から原稿画像データが入力されると、ＬＥＤプリントヘッド６が原稿画像データに対応するＬＥＤ光を感光体ドラム４の表面に照射する。感光体ドラム４の表面は、ＬＥＤ光の照射された露光部の電圧が＋２５Ｖにまで減衰し、非露光部の＋４００Ｖの部分と合わせて静電潜像が形成される。現像スリーブ３ａに印加された＋３００Ｖの現像バイアス電圧により、現像剤中の正帯電トナーが前記露光部に付着し、静電潜像がトナーで可視化される。
【００４５】
用紙搬送ベルト８は、給紙装置１２から供給された用紙を載せ、感光体ドラム４の表面の移動方向と同じ方向に、感光体ドラム４の周速度と同じ１００ｍｍ／ｓｅｃで走行している。用紙上の所定位置からトナーの転写が開始されるよう、ＬＥＤプリントヘッド６による感光体ドラム４の露光タイミングが設定される。
【００４６】
用紙搬送ベルト８上の用紙が感光体ドラム４の下を通過する際、転写ローラ９に印加された−１．５ＫＶの電圧により、感光体ドラム４に付着したトナーが用紙に引きつけられる。これにより、トナーが用紙に転写される。
【００４７】
用紙に転写されなかったトナーはクリーニングブレード２２によりかき落とされ、排出スパイラル２３により図示しない回収容器に排出される。クリーニングローラ２１はトナー転写後の感光体ドラム４の表面を整える。
【００４８】
画像形成部３０Ｂ、３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍでブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色のトナーを順次転写され、未定着ではあるもののトナーによりカラー画像を形成された用紙は用紙搬送ベルト８を出て定着装置５０に引き込まれる。そして定着装置５０の内部で熱ローラによりトナーを定着された後、用紙搬送路１５を経て排出部１６に排出される。
【００４９】
図３は定着装置５０のローラ構成を示す模型的断面図である。互いに圧接して定着のためのニップを形成する定着ローラ５１と加圧ローラ５２、定着ローラ５１に接触する定着側加熱ローラ５３、及び加圧ローラ５２に接触する加圧側加熱ローラ５４の計４本のローラが配置されている。
【００５０】
定着側加熱ローラ５３及び加圧側加熱ローラ５４の内部には熱源である加熱用ヒータ５５及び５６が配設されている。定着ローラ５１と定着側加熱ローラ５３は一方が回転すれば他方もこれに従って回転し、定着側加熱ローラ５３の熱で定着ローラ５１の外周部分は均一に加熱される。同様に加圧ローラ５２と加圧側加熱ローラ５４は一方が回転すれば他方もこれに従って回転し、加圧側加熱ローラ５４の熱で加圧ローラ５２の外周部分は均一に加熱される。定着ローラ５１と加圧ローラ５２の間に形成されるニップ５７を通る用紙Ｐ上の未定着トナーＴは定着ローラ５１の熱により、又は定着ローラ５１と加圧ローラ５２両方の熱により、加熱され、溶融し、用紙Ｐに定着する。
【００５１】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２は外径が同一であって、その外周部分は何れも弾性体で構成される。そして、定着ローラ５１と加圧ローラ５２の間に形成されるニップ５７の概略半径が、定着ローラ５１の半径でもあり加圧ローラ５２の半径でもある数値の１．２５倍以上となるように設定されている。
【００５２】
ニップによる圧力で用紙にシワが入るのを防ぐため、定着ローラ５１と加圧ローラ５２のうち、少なくとも定着ローラ５１は図１２に示すような逆クラウン形状、正面形状に形成されている。すなわち定着ローラ５１は中央部が両端部に比べ若干直径が小さい。ここでは最大直径Ｄｍａｘを２５ｍｍとし、最小直径Ｄｍｉｎはそれより０．３ｍｍ細くしてある。最大直径と最小直径の差は弾性体の材質やローラ径によって異なり、０．５ｍｍに達することもある。
【００５３】
加圧ローラ５２の方は、直管形状でもよく、定着ローラ５１と同様に逆クラウン形状としてもよい。図１３には、定着ローラ５１、加圧ローラ５２とも逆クラウン形状としたものを組み合わせた状態が示されている。
【００５４】
ニップ５７の概略半径は、ローラの最大直径部で測定する。ここで「概略半径」とは、ニップ５７の凸形状を円弧とみなし、その円弧の半径をいう。この「概略半径」は、定着ローラ５１と加圧ローラ５２のニップ状態をローラ対の端部の方向から写真撮影し、その写真から作図して求める。前述のとおり、定着ローラ５１は、あるいは定着ローラ５１、加圧ローラ５２ともに、逆クラウン形状を呈しており、その逆クラウン形状のローラのニップ状態を撮影する。第２実施形態以下の実施形態についても同様である。
【００５５】
図４はローラ半径とニップの概略半径との関係を示す模型的断面図である。ローラ半径をｒ、ニップ５７の概略半径をＲとした場合、Ｒ≧１．２５ｒとなるように設定される。
【００５６】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の弾性体は同一素材でも異なる素材でもよい。ニップ５７の概略半径が定着ローラ５１と加圧ローラ５２の半径の１．２５倍以上となりさえすればよい。
【００５７】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２とは金属芯金＋スポンジローラ＋離型層の構成とするのがよい。ただしこの構成は絶対的なものではなく、金属芯金＋低熱容量ゴム＋離型層の構成、金属芯金＋スポンジローラ＋ゴム（又は金属）＋離型層の構成など、様々な構成が採用可能である。
【００５８】
このように、定着ローラ５１を定着側加熱ローラ５３で加熱し、加圧ローラ５２を加圧側加熱ローラ５４で加熱することにより、ウォームアップ時間が大幅に短縮される。さらに、定着ローラ５１と加圧ローラ５２の間のニップ５７の概略半径が、定着ローラ５１と加圧ローラ５２の半径の１．２５倍以上に設定されており、ニップ５７がどちらかのローラの側に極端に凸状になることがないので、用紙Ｐのカールが抑制され、分離不良の発生が少なくなる。
【００５９】
このように分離不良が防止されるので、定着ローラ５１に接触する不動構成要素の一部分に分離爪を設ける必要がなくなる。これにより分離爪を省き、部品点数を削減し、コストダウンを図ることができる。
【００６０】
ニップ５７は凸部が定着ローラ５１の側に向かっている、言い換えれば定着ローラ５１に向かって凸となるように湾曲しているのが望ましい。こうすることにより用紙Ｐには定着ローラ５１の側を凸、加圧ローラ５２の側を凹とするカール傾向が生じ、ニップ５７を出た用紙Ｐの先端が下向き傾向となり、定着ローラ５１に巻き付かなくなる。分離爪はますます不要になる。
【００６１】
加圧ローラ５２を構成する弾性体は定着ローラ５１を構成する弾性体より高硬度であることが望ましい。これにより、ニップ５７の凸部が確実に定着ローラ５１の側に向かうことになる。
【００６２】
図５は本発明の第２実施形態を示す図３と同様の模型的断面図である。第２実施形態も互いに圧接して定着のためのニップを形成する定着ローラ５１と加圧ローラ５２、定着ローラ５１に接触する定着側加熱ローラ５３、及び加圧ローラ５２に接触する加圧側加熱ローラ５４を備えるが、定着ローラ５１と加圧ローラ５２の外径は同一ではなく異なっている。すなわち加圧ローラ５２は定着ローラ５１より小径である。
【００６３】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の外周部分は何れも弾性体で構成される。そして、定着ローラ５１と加圧ローラ５２の間に形成されるニップ５７の概略半径は、小径側のローラである加圧ローラ５２の半径の１．２５倍以上となるように設定されている。
【００６４】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の弾性体は同一素材でも異なる素材でもよい。ニップ５７の概略半径が加圧ローラ５２の半径の１．２５倍以上となりさえすればよい。
【００６５】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２とは金属芯金＋スポンジローラ＋離型層の構成とするのがよい。ただしこの構成は絶対的なものではなく、金属芯金＋低熱容量ゴム＋離型層の構成、金属芯金＋スポンジローラ＋ゴム（又は金属）＋離型層の構成など、様々な構成が採用可能である。
【００６６】
第１実施形態と同様、定着ローラ５１を定着側加熱ローラ５３で加熱し、加圧ローラ５２を加圧側加熱ローラ５４で加熱することにより、ウォームアップ時間が大幅に短縮される。さらに、定着ローラ５１と加圧ローラ５２の間のニップ５７の概略半径が、加圧ローラ５２の半径の１．２５倍以上に設定されており、ニップ５７がどちらかのローラの側に極端に凸状になることがないので、用紙Ｐのカールが抑制され、分離不良の発生が少なくなる。
【００６７】
このように分離不良が防止されるので、定着ローラ５１に接触する不動構成要素の一部分に分離爪を設ける必要がなくなる。これにより分離爪を省き、部品点数を削減し、コストダウンを図ることができる。
【００６８】
ニップ５７は凸部が定着ローラ５１の側に向かっている、言い換えれば定着ローラ５１に向かって凸となるように湾曲しているのが望ましい。こうすることにより用紙Ｐには定着ローラ５１の側を凸、加圧ローラ５２の側を凹とするカール傾向が生じ、ニップ５７を出た用紙Ｐの先端が下向き傾向となり、定着ローラ５１に巻き付かなくなる。分離爪はますます不要になる。
【００６９】
第２実施形態の場合、加圧ローラ５２が定着ローラ５１より小径なので、両ローラの弾性体が同一素材の場合、ニップ５７は加圧ローラ５２側から定着ローラ５１に向けて凸となる大直径の円弧状に形成される。そのためニップ５７を通過する用紙Ｐの先端部分は、加圧ローラ５２側すなわち下向きになり、定着ローラ５１の表面に沿って上向きに巻き付くようなことがなく、用紙Ｐはスムーズに送られる。
【００７０】
加圧ローラ５２を構成する弾性体が定着ローラ５１を構成する弾性体より高硬度であることとすれば、前記直径の差と相まって、ニップ５７の凸部が確実に定着ローラ５１の側に向かうことになる。
【００７１】
本発明の第３実施形態を図１４に示す。図１４は図３と同様の模型的断面図である。第３実施形態も、第１実施形態と同様、外周部分が弾性体で構成された定着ローラ５１と加圧ローラ５２を備え、これら両ローラの外形は略同一である。そして、定着ローラ５１と加圧ローラ５２の間に形成されるニップ５７の概略半径が、定着ローラ５１の半径でもあり加圧ローラ５２の半径でもある数値の１．２５倍以上となるように設定されている。但し第１実施形態と異なり、加圧ローラ５２の方には加熱ローラがなく、その代わり定着ローラ５１の方に複数の定着側加熱ローラ５３が配置されている。
【００７２】
このように、定着ローラ５１を複数（図では２個）の定着側加熱ローラ５３で加熱することにより、ウォームアップ時間が大幅に短縮される。これにさらにつけ加える形で、加圧ローラ５２に加圧側加熱ローラを配置してもよい。
【００７３】
本発明の第４実施形態を図１５に示す。図１４は図３と同様の模型的断面図である。第４実施形態は、第２実施形態と同様、外周部分が弾性体で構成された定着ローラ５１と加圧ローラ５２を備え、定着ローラ５１と加圧ローラ５２の外径は同一ではなく異なっている。すなわち加圧ローラ５２は定着ローラ５１より小径である。そして、定着ローラ５１と加圧ローラ５２の間に形成されるニップ５７の概略半径は、小径側のローラである加圧ローラ５２の半径の１．２５倍以上となるように設定されている。但し第２実施形態と異なり、加圧ローラ５２の方には加熱ローラがなく、その代わり定着ローラ５１の方に複数の定着側加熱ローラ５３が配置されている。
【００７４】
このように、定着ローラ５１を複数（図では２個）の定着側加熱ローラ５３で加熱することにより、ウォームアップ時間が大幅に短縮される。これにさらにつけ加える形で、加圧ローラ５２に加圧側加熱ローラを配置してもよい。
【００７５】
第１実施形態及び第２実施形態はタンデム方式のフルカラー画像形成装置に関わるものであるが、他の構成の画像形成装置にも本発明を適用できることは言うまでもない。
【００７６】
またニップ５７の概略半径の設定に関して言えば、定着ローラ５１を加圧ローラ５２より小径にし、定着ローラ５１の半径に対してニップ５７の概略半径が１．２５倍以上となるようにしてもよい。
【００７７】
【実施例】
以下本発明の実施例につき説明する。
【００７８】
画像形成装置１の用紙送り速度（プロセススピード）を１２０ｍｍ／ｓｅｃに設定する。加熱ローラには熱伝導性と強度の観点から金属（実用的にはアルミニウム又は鉄）を用いるのが一般的であり、必要に応じ表面にＰＥＡ、ＰＴＥＥ等の耐熱離型材が施される。この実施例では直径２０ｍｍ、肉圧０．５ｍｍのアルミ中空シャフトを使用した。
【００７９】
定着ローラは、用紙上のトナーを定着させるだけの熱量を保持できる熱容量がローラ表面にあればよく、低熱容量ゴム、発泡スポンジ、あるいは低熱容量ゴム又は発泡スポンジ＋高熱伝導薄肉層と耐熱離型層の組み合わせを使用できる。高熱を伝えたいときは、高熱伝導シリコンゴム、金属、シリコンゴムに熱伝導性フィラー（金属等）を分散させたもの等を使用できる。
【００８０】
この実施例では直径１２ｍｍの金属シャフトの表面に厚さ６．５ｍｍの発泡シリコンゴムの層を成型し、その表面に厚さ５０μｍのＰＦＡチューブを被覆している。ここで、加熱ローラと定着ローラとのニップの幅は約６ｍｍになり、定着ローラと加圧ローラとのニップの幅は約６〜７ｍｍとなる。
【００８１】
定着ローラと加圧ローラのアスカーＣ硬度を同一にした場合は、両ローラにかける荷重が小さくない限り、ニップの概略半径は定着ローラ又は加圧ローラの半径の１．２５倍以上となる。荷重が小さい場合は、ニップの概略半径が定着ローラ又は加圧ローラの半径の１．２５倍を下回り、カールや分離不良が発生しやすくなる。定着ローラと加圧ローラのアスカーＣ硬度を共に４０°とし、両ローラ間に片側３ｋｇｆの荷重をかけた場合は、ニップはほぼ平坦ではあるが、上下どちらかのローラに向かい若干凸状になる。
【００８２】
この凸状のニップは概略半径が１７ｍｍとなり、ローラ半径１２．５ｍｍの１．３６倍で、カールもほとんど無く十分な分離性を得られた。但し、かけた荷重が片側１ｋｇｆの場合は、概略半径が１４ｍｍ（ローラ半径の１．１２倍）となり、分離不良が発生した。これらの結果を図６の表に示す。
【００８３】
上方の定着ローラに比べ下方の加圧ローラを高硬度とした場合、例えば定着ローラのアスカーＣ硬度を４０°、加圧ローラのアスカーＣ硬度を５０°で圧力をかけた場合、必ず上方に凸のニップとなる。但し、上下のローラに大きな硬度差がないため、硬度の高い側である加圧ローラも変形し、ニップの概略半径がローラ半径の１．２５倍以上となる。
【００８４】
これも、ある程度以上の圧力をかけた場合に実現できる数値であって、圧力が不十分だと、加圧ローラが十分に変形しない。そのため、上記硬度条件で図６の表以上のニップ概略半径を得るには、図６の表以上に大きな荷重をかける必要がある。片側３ｋｇｆ荷重の場合、ニップの概略半径は１６ｍｍで、ローラ半径の１．２８倍となった。これは図６の表の片側３ｋｇｆ荷重のときの数値より小さく、分離可能な限界レベルである。定着ローラのアスカーＣ硬度を４０°、加圧ローラのアスカーＣ硬度を５０°としたときの結果をまとめたものが図７の表である。定着ローラと加圧ローラの硬度差をさらに広げると、ニップの概略半径をローラ半径の１．２５倍とすることが難しくなることは言うまでもない。
【００８５】
上記実施例から、定着ローラと加圧ローラで構成されるニップの概略半径は、両ローラのうちの外径の小さいローラの半径の１．２５倍以上に設定することが必要であることが判明した。
【００８６】
図８〜図１１に他の実施例を示す。図８は加圧ローラ５２を定着ローラ５１より小径としニップ５７を定着ローラ５１の側に向かわせる状況を示す模型的断面図、図９はかかる状況を実現するための条件及びその条件よりもたらされる結果の表である。図１０は定着ローラ５１を加圧ローラ５２より小径としニップ５７を加圧ローラ５２の側に向かわせる状況を示す模型的断面図、図１１はかかる状況を実現するための条件及びその条件よりもたらされる結果の表である。
【００８７】
図８及び図１０にはニップ５７の概略半径の求め方が図解されている。すなわち、まず定着ローラ５１の中心と加圧ローラ５２の中心を通る線分ａｂを引く。線分ａｂがニップ５７と交わる点ｃとニップ５７の端の点ｄを結ぶ線分ｃｄの中点ｅより法線を立てる。この法線と線分ａｂとの交点ｆを求め、中点ｅと交点ｆとの距離をニップ５７の概略半径Ｒ３とする。
【００８８】
図９の実施例１では定着ローラ５１の半径Ｒ１を１３．５ｍｍ、加圧ローラ５２の半径Ｒ２を１２．５ｍｍとした。硬度に関しては定着ローラ５１はアスカーＣ硬度４０゜、加圧ローラ５２もアスカーＣ硬度４０゜とした。両ローラ間にかける荷重は片側２ｋｇｆとした。ニップ５７は定着ローラ５１の側に向かう凸状湾曲となった。ニップ５７の概略半径Ｒ３は１５．７ｍｍであった。ニップ５７の概略半径Ｒ３と加圧ローラ５２の半径Ｒ２の比Ｒ３／Ｒ２は１．２６となった。
【００８９】
加熱ローラの表面温度は２００゜Ｃとした。これにより、定着ローラ５１と加圧ローラ５２の表面温度が１７０゜Ｃになるようにした。
【００９０】
上記条件において、実験１では加圧ローラ５２の側に下分離爪を取りつけ、全面ベタ焼きコピーの両面コピーを実施し、下分離爪による用紙表面上のトナー画像面の摺擦跡を目視判断した。
【００９１】
実験２では加圧ローラ５２の側に下分離爪を取りつけず、全面ベタ焼きコピーの１００枚連続両面コピーを５回実施し、加圧ローラ５２への用紙の巻き付きを確認した。
【００９２】
実験３では全面ベタ焼きの片面コピーを行い、用紙先端の用紙中央に比較しての浮きを確認した。
【００９３】
実験１では下分離爪の摺擦跡が僅かに発生した。実験２では５回中１回巻き付きが発生した。実験３では用紙先端の用紙中央に比較しての浮きは５ｍｍ以内であった。
【００９４】
図９の実施例２では定着ローラ５１の半径Ｒ１及び加圧ローラ５２の半径Ｒ２は実施例１と同じにした。定着ローラ５１及び加圧ローラ５２の硬度も実施例１と同じにした。両ローラ間にかける荷重は片側３ｋｇｆとした。ニップ５７は定着ローラ５１の側に向かう凸状湾曲となった。ニップ５７の概略半径Ｒ３は１７．０ｍｍであった。ニップ５７の概略半径Ｒ３と加圧ローラ５２の半径Ｒ２の比Ｒ３／Ｒ２は１．３６となった。
【００９５】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の表面温度の条件は実施例１と同じにした。また実施例１と同じ条件で実験１、実験２及び実験３を実施した。
【００９６】
実験１では下分離爪の摺擦跡の発生は皆無であった。実験２では５回とも巻き付きは発生しなかった。実験３では用紙先端の用紙中央に比較しての浮きは５ｍｍ以内であった。
【００９７】
図９の実施例３では定着ローラ５１の半径Ｒ１を１３．０ｍｍ、加圧ローラ５２の半径Ｒ２を１２．５ｍｍとした。硬度に関しては定着ローラ５１はアスカーＣ硬度４０゜、加圧ローラ５２もアスカーＣ硬度４０゜とした。両ローラ間にかける荷重は片側３ｋｇｆとした。ニップ５７は定着ローラ５１の側に向かう凸状湾曲となった。ニップ５７の概略半径Ｒ３は６５．０ｍｍであった。ニップ５７の概略半径Ｒ３と加圧ローラ５２の半径Ｒ２の比Ｒ３／Ｒ２は５．２となった。
【００９８】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の表面温度の条件は実施例１と同じにした。また実施例１と同じ条件で実験１、実験２及び実験３を実施した。
【００９９】
実験１では下分離爪の摺擦跡の発生は皆無であった。実験２では５回とも巻き付きは発生しなかった。実験３では用紙先端の用紙中央に比較しての浮きは５ｍｍ以内であった。
【０１００】
図９の実施例４では定着ローラ５１の半径Ｒ１を１２．８ｍｍ、加圧ローラ５２の半径Ｒ２を１２．５ｍｍとした。硬度に関しては定着ローラ５１はアスカーＣ硬度４０゜、加圧ローラ５２もアスカーＣ硬度４０゜とした。両ローラ間にかける荷重は片側３ｋｇｆとした。ニップ５７は定着ローラ５１の側に向かう凸状湾曲となった。ニップ５７の概略半径Ｒ３は５０３ｍｍであった。ニップ５７の概略半径Ｒ３と加圧ローラ５２の半径Ｒ２の比Ｒ３／Ｒ２は４０．２となった。
【０１０１】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の表面温度の条件は実施例１と同じにした。また実施例１と同じ条件で実験１、実験２及び実験３を実施した。
【０１０２】
実験１では下分離爪の摺擦跡の発生は皆無であった。実験２では５回とも巻き付きは発生しなかった。実験３では用紙先端の用紙中央に比較しての浮きは５〜１０ｍｍとなった。
【０１０３】
図９の実施例５では定着ローラ５１の半径Ｒ１を１３．５ｍｍ、加圧ローラ５２の半径Ｒ２を１２．５ｍｍとした。硬度に関しては定着ローラ５１はアスカーＣ硬度４０゜、加圧ローラ５２はアスカーＣ硬度５０゜とした。両ローラ間にかける荷重は片側２ｋｇｆとした。ニップ５７は定着ローラ５１の側に向かう凸状湾曲となった。ニップ５７の概略半径Ｒ３は１６．０ｍｍであった。ニップ５７の概略半径Ｒ３と加圧ローラ５２の半径Ｒ２の比Ｒ３／Ｒ２は１．２８となった。
【０１０４】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の表面温度の条件は実施例１と同じにした。また実施例１と同じ条件で実験１、実験２及び実験３を実施した。
【０１０５】
実験１では下分離爪の摺擦跡が僅かに発生した。実験２では５回とも巻き付きは発生しなかった。実験３では用紙先端の用紙中央に比較しての浮きは５ｍｍ以内であった。
【０１０６】
図９の実施例６では定着ローラ５１の半径Ｒ１及び加圧ローラ５２の半径Ｒ２は実施例５と同じにした。定着ローラ５１及び加圧ローラ５２の硬度も実施例５と同じにした。両ローラ間にかける荷重は片側３ｋｇｆとした。ニップ５７は定着ローラ５１の側に向かう凸状湾曲となった。ニップ５７の概略半径Ｒ３は１７．２ｍｍであった。ニップ５７の概略半径Ｒ３と加圧ローラ５２の半径Ｒ２の比Ｒ３／Ｒ２は１．３８となった。
【０１０７】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の表面温度の条件は実施例１と同じにした。また実施例１と同じ条件で実験１、実験２及び実験３を実施した。
【０１０８】
実験１では下分離爪の摺擦跡の発生は皆無であった。実験２では５回とも巻き付きは発生しなかった。実験３では用紙先端の用紙中央に比較しての浮きは５ｍｍ以内であった。
【０１０９】
図９の実施例７では定着ローラ５１の半径Ｒ１を１２．５ｍｍ、加圧ローラ５２の半径Ｒ２も１２．５ｍｍとした。硬度に関しては定着ローラ５１はアスカーＣ硬度４０゜、加圧ローラ５２はアスカーＣ硬度６０゜とした。両ローラ間にかける荷重は片側３ｋｇｆとした。ニップ５７は定着ローラ５１の側に向かう凸状湾曲となった。ニップ５７の概略半径Ｒ３は１６．５ｍｍであった。ニップ５７の概略半径Ｒ３と加圧ローラ５２の半径Ｒ２の比Ｒ３／Ｒ２は１．３２となった。
【０１１０】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の表面温度の条件は実施例１と同じにした。また実施例１と同じ条件で実験１、実験２及び実験３を実施した。
【０１１１】
実験１では下分離爪の摺擦跡の発生は皆無であった。実験２では５回とも巻き付きは発生しなかった。実験３では用紙先端の用紙中央に比較しての浮きは５ｍｍ以内であった。
【０１１２】
図９の実施例８では定着ローラ５１の半径Ｒ１を１２．５ｍｍ、加圧ローラ５２の半径Ｒ２も１２．５ｍｍとした。硬度に関しては定着ローラ５１はアスカーＣ硬度４０゜、加圧ローラ５２もアスカーＣ硬度４０゜とした。両ローラ間にかける荷重は片側２ｋｇｆとした。ニップ５７は平面状になった。ニップ５７の概略半径Ｒ３は∞、ニップ５７の概略半径Ｒ３と加圧ローラ５２の半径Ｒ２の比Ｒ３／Ｒ２も∞となった。
【０１１３】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の表面温度の条件は実施例１と同じにした。また実施例１と同じ条件で実験１、実験２及び実験３を実施した。
【０１１４】
実験１では下分離爪の摺擦跡の発生は皆無であった。実験２では５回とも巻き付きは発生しなかった。実験３では用紙先端の用紙中央に比較しての浮きは１０ｍｍ以上となった。
【０１１５】
図９の比較例１では定着ローラ５１の半径Ｒ１を１３．５ｍｍ、加圧ローラ５２の半径Ｒ２を１２．５ｍｍとした。硬度に関しては定着ローラ５１はアスカーＣ硬度４０゜、加圧ローラ５２もアスカーＣ硬度４０゜とした。両ローラ間にかける荷重は片側１ｋｇｆとした。ニップ５７は定着ローラ５１の側に向かう凸状湾曲となった。ニップ５７の概略半径Ｒ３は１４．０ｍｍ、ニップ５７の概略半径Ｒ３と加圧ローラ５２の半径Ｒ２の比Ｒ３／Ｒ２は１．１２となった。
【０１１６】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の表面温度の条件は実施例１と同じにした。また実施例１と同じ条件で実験１、実験２及び実験３を実施した。
【０１１７】
実験１では下分離爪の摺擦跡の発生は顕著であった。実験２では５回とも巻き付きが発生した。実験３では用紙先端の用紙中央に比較しての浮きは５ｍｍ以内であった。
【０１１８】
図９の比較例２では定着ローラ５１の半径Ｒ１を１３．５ｍｍ、加圧ローラ５２の半径Ｒ２を１２．５ｍｍとした。硬度に関しては定着ローラ５１はアスカーＣ硬度４０゜、加圧ローラ５２はアスカーＣ硬度５０゜とした。両ローラ間にかける荷重は片側１ｋｇｆとした。ニップ５７は定着ローラ５１の側に向かう凸状湾曲となった。ニップ５７の概略半径Ｒ３は１４．７ｍｍ、ニップ５７の概略半径Ｒ３と加圧ローラ５２の半径Ｒ２の比Ｒ３／Ｒ２は１．１８となった。
【０１１９】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の表面温度の条件は実施例１と同じにした。また実施例１と同じ条件で実験１、実験２及び実験３を実施した。
【０１２０】
実験１では下分離爪の摺擦跡の発生は顕著であった。実験２では５回とも巻き付きが発生した。実験３では用紙先端の用紙中央に比較しての浮きは５ｍｍ以内であった。
【０１２１】
図９の比較例３では定着ローラ５１の半径Ｒ１を１２．５ｍｍ、加圧ローラ５２の半径Ｒ２も１２．５ｍｍとした。硬度に関しては定着ローラ５１はアスカーＣ硬度４０゜、加圧ローラ５２はアスカーＣ硬度６０゜とした。両ローラ間にかける荷重は片側１ｋｇｆとした。ニップ５７は定着ローラ５１の側に向かう凸状湾曲となった。ニップ５７の概略半径Ｒ３は１３．５ｍｍ、ニップ５７の概略半径Ｒ３と加圧ローラ５２の半径Ｒ２の比Ｒ３／Ｒ２は１．０８となった。
【０１２２】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の表面温度の条件は実施例１と同じにした。また実施例１と同じ条件で実験１、実験２及び実験３を実施した。
【０１２３】
実験１では下分離爪の摺擦跡の発生は顕著であった。実験２では５回とも巻き付きが発生した。実験３では用紙先端の用紙中央に比較しての浮きは５ｍｍ以内であった。
【０１２４】
図１１の実施例９では定着ローラ５１の半径Ｒ１を１２．５ｍｍ、加圧ローラ５２の半径Ｒ２を１３．５ｍｍとした。硬度に関しては定着ローラ５１はアスカーＣ硬度４０゜、加圧ローラ５２もアスカーＣ硬度４０゜とした。両ローラ間にかける荷重は片側２ｋｇｆとした。ニップ５７は加圧ローラ５２の側に向かう凸状湾曲となった。ニップ５７の概略半径Ｒ３は１５．７ｍｍであった。ニップ５７の概略半径Ｒ３と定着ローラ５１の半径Ｒ１の比Ｒ３／Ｒ１は１．２６となった。
【０１２５】
加熱ローラの表面温度は２００゜Ｃとした。これにより、定着ローラ５１と加圧ローラ５２の表面温度が１７０゜Ｃになるようにした。
【０１２６】
上記条件において、実験１では定着ローラ５１の側に上分離爪を取りつけ、全面ベタ焼きコピーの両面コピーを実施し、上分離爪による用紙表面上のトナー画像面の摺擦跡を目視判断した。
【０１２７】
実験２では定着ローラ５１の側に上分離爪を取りつけず、全面ベタ焼きコピーの１００枚連続両面コピーを５回実施し、定着ローラ５１への用紙の巻き付きを確認した。
【０１２８】
実験１では上分離爪の摺擦跡が僅かに発生した。実験２では５回中１回巻き付きが発生した。
【０１２９】
図１１の実施例１０では定着ローラ５１の半径Ｒ１及び加圧ローラ５２の半径Ｒ２は実施例９と同じにした。定着ローラ５１及び加圧ローラ５２の硬度も実施例９と同じにした。両ローラ間にかける荷重は片側３ｋｇｆとした。ニップ５７は加圧ローラ５２の側に向かう凸状湾曲となった。ニップ５７の概略半径Ｒ３は１７．０ｍｍであった。ニップ５７の概略半径Ｒ３と定着ローラ５１の半径Ｒ１の比Ｒ３／Ｒ１は１．３６となった。
【０１３０】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の表面温度の条件は実施例９と同じにした。また実施例９と同じ条件で実験１及び実験２を実施した。
【０１３１】
実験１では上分離爪の摺擦跡の発生は皆無であった。実験２では５回とも巻き付きは発生しなかった。
【０１３２】
図１１の実施例１１では定着ローラ５１の半径Ｒ１を１２．５ｍｍ、加圧ローラ５２の半径Ｒ２を１３．０ｍｍとした。硬度に関しては定着ローラ５１はアスカーＣ硬度４０゜、加圧ローラ５２もアスカーＣ硬度４０゜とした。両ローラ間にかける荷重は片側３ｋｇｆとした。ニップ５７は加圧ローラ５２の側に向かう凸状湾曲となった。ニップ５７の概略半径Ｒ３は６５．０ｍｍであった。ニップ５７の概略半径Ｒ３と定着ローラ５１の半径Ｒ１の比Ｒ３／Ｒ１は５．２となった。
【０１３３】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の表面温度の条件は実施例９と同じにした。また実施例９と同じ条件で実験１及び実験２を実施した。
【０１３４】
実験１では上分離爪の摺擦跡の発生は皆無であった。実験２では５回とも巻き付きは発生しなかった。
【０１３５】
図１１の実施例１２では定着ローラ５１の半径Ｒ１を１２．５ｍｍ、加圧ローラ５２の半径Ｒ２を１２．８ｍｍとした。硬度に関しては定着ローラ５１はアスカーＣ硬度４０゜、加圧ローラ５２もアスカーＣ硬度４０゜とした。両ローラ間にかける荷重は片側３ｋｇｆとした。ニップ５７は加圧ローラ５２の側に向かう凸状湾曲となった。ニップ５７の概略半径Ｒ３は５０３ｍｍであった。ニップ５７の概略半径Ｒ３と定着ローラ５１の半径Ｒ１の比Ｒ３／Ｒ２は４０．２となった。
【０１３６】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の表面温度の条件は実施例９と同じにした。また実施例９と同じ条件で実験１及び実験２を実施した。
【０１３７】
実験１では上分離爪の摺擦跡の発生は皆無であった。実験２では５回とも巻き付きは発生しなかった。
【０１３８】
図１１の実施例１３では定着ローラ５１の半径Ｒ１を１２．５ｍｍ、加圧ローラ５２の半径Ｒ２を１３．５ｍｍとした。硬度に関しては定着ローラ５１はアスカーＣ硬度５０゜、加圧ローラ５２はアスカーＣ硬度４０゜とした。両ローラ間にかける荷重は片側２ｋｇｆとした。ニップ５７は加圧ローラ５２の側に向かう凸状湾曲となった。ニップ５７の概略半径Ｒ３は１６．０ｍｍであった。ニップ５７の概略半径Ｒ３と定着ローラ５１の半径Ｒ１の比Ｒ３／Ｒ１は１．２８となった。
【０１３９】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の表面温度の条件は実施例９と同じにした。また実施例９と同じ条件で実験１及び実験２を実施した。
【０１４０】
実験１では上分離爪の摺擦跡が僅かに発生した。実験２では５回とも巻き付きは発生しなかった。
【０１４１】
図１１の実施例１４では定着ローラ５１の半径Ｒ１及び加圧ローラ５２の半径Ｒ２は実施例１３と同じにした。定着ローラ５１及び加圧ローラ５２の硬度も実施例１３と同じにした。両ローラ間にかける荷重は片側３ｋｇｆとした。ニップ５７は加圧ローラ５２の側に向かう凸状湾曲となった。ニップ５７の概略半径Ｒ３は１７．２ｍｍであった。ニップ５７の概略半径Ｒ３と定着ローラ５１の半径Ｒ１の比Ｒ３／Ｒ１は１．３８となった。
【０１４２】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の表面温度の条件は実施例９と同じにした。また実施例９と同じ条件で実験１及び実験２を実施した。
【０１４３】
実験１では上分離爪の摺擦跡の発生は皆無であった。実験２では５回とも巻き付きは発生しなかった。
【０１４４】
図１１の実施例１５では定着ローラ５１の半径Ｒ１を１２．５ｍｍ、加圧ローラ５２の半径Ｒ２も１２．５ｍｍとした。硬度に関しては定着ローラ５１はアスカーＣ硬度６０゜、加圧ローラ５２はアスカーＣ硬度４０゜とした。両ローラ間にかける荷重は片側３ｋｇｆとした。ニップ５７は加圧ローラ５２の側に向かう凸状湾曲となった。ニップ５７の概略半径Ｒ３は１６．５ｍｍであった。ニップ５７の概略半径Ｒ３と定着ローラ５１の半径Ｒ１の比Ｒ３／Ｒ１は１．３２となった。
【０１４５】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の表面温度の条件は実施例９と同じにした。また実施例９と同じ条件で実験１及び実験２を実施した。
【０１４６】
実験１では上分離爪の摺擦跡の発生は皆無であった。実験２では５回とも巻き付きは発生しなかった。
【０１４７】
図１１の比較例４では定着ローラ５１の半径Ｒ１を１２．５ｍｍ、加圧ローラ５２の半径Ｒ２を１３．５ｍｍとした。硬度に関しては定着ローラ５１はアスカーＣ硬度４０゜、加圧ローラ５２もアスカーＣ硬度４０゜とした。両ローラ間にかける荷重は片側１ｋｇｆとした。ニップ５７は加圧ローラ５２の側に向かう凸状湾曲となった。ニップ５７の概略半径Ｒ３は１４．０ｍｍ、ニップ５７の概略半径Ｒ３と定着ローラ５１の半径Ｒ１の比Ｒ３／Ｒ１は１．１２となった。
【０１４８】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の表面温度の条件は実施例９と同じにした。また実施例９と同じ条件で実験１及び実験２を実施した。
【０１４９】
実験１では上分離爪の摺擦跡の発生は顕著であった。実験２では５回とも巻き付きが発生した。
【０１５０】
図１１の比較例５では定着ローラ５１の半径Ｒ１を１２．５ｍｍ、加圧ローラ５２の半径Ｒ２を１３．５ｍｍとした。硬度に関しては定着ローラ５１はアスカーＣ硬度５０゜、加圧ローラ５２はアスカーＣ硬度４０゜とした。両ローラ間にかける荷重は片側１ｋｇｆとした。ニップ５７は加圧ローラ５２の側に向かう凸状湾曲となった。ニップ５７の概略半径Ｒ３は１４．７ｍｍ、ニップ５７の概略半径Ｒ３と定着ローラ５１の半径Ｒ１の比Ｒ３／Ｒ１は１．１８となった。
【０１５１】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の表面温度の条件は実施例９と同じにした。また実施例９と同じ条件で実験１及び実験２を実施した。
【０１５２】
実験１では上分離爪の摺擦跡の発生は顕著であった。実験２では５回とも巻き付きが発生した。
【０１５３】
図１１の比較例６では定着ローラ５１の半径Ｒ１を１２．５ｍｍ、加圧ローラ５２の半径Ｒ２も１２．５ｍｍとした。硬度に関しては定着ローラ５１はアスカーＣ硬度６０゜、加圧ローラ５２はアスカーＣ硬度４０゜とした。両ローラ間にかける荷重は片側１ｋｇｆとした。ニップ５７は加圧ローラ５２の側に向かう凸状湾曲となった。ニップ５７の概略半径Ｒ３は１３．５ｍｍ、ニップ５７の概略半径Ｒ３と定着ローラ５１の半径Ｒ１の比Ｒ３／Ｒ１は１．０８となった。
【０１５４】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２の表面温度の条件は実施例９と同じにした。また実施例９と同じ条件で実験１及び実験２を実施した。
【０１５５】
実験１では上分離爪の摺擦跡の発生は顕著であった。実験２では５回とも巻き付きが発生した。
【０１５６】
上記の実施例及び比較例より、満足すべき用紙分離性能を分離爪にたよることなく得るためには次の条件を満たす必要があることが裏付けられた。すなわち定着ローラと加圧ローラの外径が同一である場合には、これらの両ローラで構成されるニップの概略半径が、定着ローラと加圧ローラの半径の１．２５倍以上であることを要する。定着ローラと加圧ローラの外径が異なっている場合には、これらの両ローラで構成されるニップの概略半径が、定着ローラと加圧ローラの内の小径のローラの半径の１．２５倍以上であることを要する。
【０１５７】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【０１５８】
【発明の効果】
本発明により、次に掲げるような効果が奏される。
【０１５９】
（１）用紙上の未定着トナーを定着する定着ローラと、この定着ローラを外部から加熱する定着側外部加熱手段と、定着ローラに当接して用紙を挿通させるニップを形成する加圧ローラと、を有する定着装置を備えた画像形成装置において、定着ローラと加圧ローラは外径が略同一であって、何れも弾性体で構成され、これらの両ローラの間に形成されるニップの概略半径が、定着ローラと加圧ローラの半径の１．２５倍以上に設定されているものとしたから、ニップ方向が極端にどちらかのローラ側に凸状になることがなく、用紙に分離不良やカールが発生しない。
【０１６０】
（２）用紙上の未定着トナーを定着する定着ローラと、この定着ローラを外部から加熱する定着側外部加熱手段と、定着ローラに当接して用紙を挿通させるニップを形成する加圧ローラと、を有する定着装置を備えた画像形成装置において、定着ローラと加圧ローラは外径が異なっており、何れも弾性体で構成され、これらの両ローラの間に形成されるニップの概略半径が、定着ローラと加圧ローラの内の小径のローラの半径の１．２５倍以上に設定されているものとしたから、ニップ方向が極端にどちらかのローラ側に凸状になることがなく、用紙にカールや分離不良が発生しない。
【０１６１】
（３）上記のような画像形成装置において、前記ニップの凸部が前記定着ローラ側に向かっているものとしたから、用紙は加圧ローラ側へのカール傾向を生じ、用紙の分離不良や定着ジャムが起こりにくくなる。
【０１６２】
（４）上記のような画像形成装置において、前記加圧ローラが、前記定着ローラより小径であるものとしたから、ニップは加圧ローラ側から定着ローラ側に向けて凸となる大直径の円弧状に形成される。そのためニップを通過する用紙の先端部分は、加圧ローラ側即ち下向きになり、定着ローラの表面に沿って上向きに巻き付くようなことがなく、用紙の送りをスムーズに行える。
【０１６３】
（５）上記のような画像形成装置において、前記定着側外部加熱手段が、内部に熱源を備え定着ローラ表面に当接することによって定着ローラを加熱する定着側加熱ローラで構成されているものとしたから、定着側加熱ローラの熱で定着ローラの表面が均一に加熱される。
【０１６４】
（６）上記のような画像形成装置において、前記定着側加熱ローラが複数設けられているものとしたから、定着ローラのウォームアップ時間が大幅に短縮される。
【０１６５】
（７）上記のような画像形成装置において、前記加圧ローラを構成する弾性体が、前記定着ローラを構成する弾性体に比べ高硬度であるものとしたから、定着ローラ側に向かうニップの凸部を確実に形成することができる。特に、定着ローラと加圧ローラの外径が同じであったとしても、確実にニップの凸部を定着ローラに向けて形成することができる。
【０１６６】
（８）上記のような画像形成装置において、前記定着ローラに接触する部分に分離爪が設けられていないものとしたから、用紙上の画像に分離爪の摺擦跡が残ることがなくなる。また分離爪を省いて部品点数を削減し、コストダウンを図ることができる。
【０１６７】
（９）上記のような画像形成装置において、前記加圧ローラを外部から加熱する加圧側外部加熱手段が設けられているものとしたから、定着ローラを定着側外部加熱手段で加熱するうえ、加圧ローラを加圧側外部加熱手段で加熱するので、ウォームアップ時間が大幅に短縮される。
【０１６８】
（１０）上記のような画像形成装置において、前記加圧側外部加熱手段が、内部に熱源を備え加圧ローラ表面に当接することによって加圧ローラを加熱する加圧側加熱ローラで構成されているものとしたから、加圧側加熱ローラの熱で加圧ローラの表面が均一に加熱される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプリンタの模型的断面図
【図２】上記プリンタの画像形成部の模型的断面図
【図３】上記プリンタの定着部のローラ構成を示す模型的断面図
【図４】ローラ半径とニップの概略半径との関係を示す模型的断面図
【図５】本発明の第２実施形態に係る図３と同様の模型的断面図
【図６】実施例の条件と結果を示す第１の表
【図７】実施例の条件と結果を示す第２の表
【図８】ニップを定着ローラの側に向かわせる状況を示す模型的断面図
【図９】図８の状況を実現する条件及びその条件よりもたらされる結果の表
【図１０】ニップを加圧ローラの側に向かわせる状況を示す模型的断面図
【図１１】図１０の状況を実現する条件及びその条件よりもたらされる結果の表
【図１２】ローラの概略形状を示す正面図
【図１３】定着ローラと加圧ローラを組み合わせた状態を示す正面図
【図１４】本発明の第３実施形態に係る図３と同様の模型的断面図
【図１５】本発明の第４実施形態に係る図３と同様の模型的断面図
【図１６】従来の定着部のローラ構成を示す模型的断面図
【符号の説明】
５０　定着部
５１　定着ローラ
５２　加圧ローラ
５３　定着側加熱ローラ（定着側外部加熱手段）
５４　加圧側加熱ローラ（加圧側外部加熱手段）
５５、５６　加熱用ヒータ（熱源）
５７　ニップ
【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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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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