(57)【要約】【課題】加熱ローラと分離ローラとのニップ幅を軸方向の全域にわたって均一にし、加熱ローラと分離ローラとの間を通過する用紙に加熱ローラから離間する方向の力を軸方向の全域にわたって均等に作用させる。【解決手段】内部にハロゲンヒータ２２が設置された定着ローラ２３と、該定着ローラ２３における用紙搬送方向上流側に定着ローラ２３に対向して設けられ、かつ長手方向に逆クラウン形状をなす加圧ローラ２４と、該加圧ローラ２４の用紙搬送方向下流側に定着ローラ２３に対向して設けられた分離ローラ２５とを備え、分離ローラ２５は、長手方向で径が異なり、中央部が最も大きく端部に行くほど径が小さくなるような正クラウン形状とし、加圧ローラ２４とはクラウン方向を異ならせ、かつ加圧ローラ２４よりもクラウン量を大きくする。【選択図】図２
2007310210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱弾性層を有する定着ローラと、前記定着ローラに圧接する加圧部材と、前記定着ローラと前記加圧部材とのニップよりも記録媒体搬送方向の下流側に配設されて、前記定着ローラに圧接して前記耐熱弾性層を変形させることにより前記定着ローラから記録媒体を分離する分離部材とを備えた定着装置において、前記分離部材を長手方向にクラウン形状をなすローラとし、前記加圧部材と前記分離部材とのクラウン量を前記分離部材が前記加圧部材よりも大であるように設定したことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記分離部材が正クラウン形状であり、前記加圧部材のローラ形状が逆クラウン形状であることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記分離部材を、金属材および／または硬質断熱材から構成したことを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
【請求項４】
前記分離部材を、少なくとも金属性の芯金と該芯金の周囲に設けた硬質断熱材から構成したことを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
【請求項５】
前記分離部材を、少なくとも中空の金属ローラと該金属ローラ内部に充填された硬質断熱材から構成したことを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
【請求項６】
前記分離部材のクラウン量を、０．０１〜０．５ｍｍに設定したことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の定着装置。
【請求項７】
前記分離部材を少なくとも弾性層と離型層から構成し、該分離部材の弾性層を前記定着部材の弾性層よりも薄くしたことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の定着装置。
【請求項８】
記録媒体に対して画像を形成する画像形成部と、該画像形成部にて画像が形成された記録媒体に対して定着処理を行う定着部とを備えた画像形成装置において、前記定着部として請求項１〜７いずれか１項記載の定着装置を搭載した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、用紙あるいはシートなどの記録媒体に形成された未定着画像を定着する定着装置、および該定着装置を搭載する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、記録用紙などのシート上に転写されて担持されているトナー顕像などの未定着画像を加熱定着することにより、複写物や記録物を得ることができ、使用される記録用紙も多種のものが使用される。
【０００３】
電子写真方式のカラー画像形成装置に用いられる定着装置は、定着対象の用紙上に転写された未定着画像のトナー厚さがモノクロ画像形成時に比較して厚いことから、トナーの溶融性能だけでなく、用紙を加熱／加圧するローラからの分離性、および発色性，光沢度，光沢ムラなどの画質でもモノクロ画像よりも高い要求がなされている。
【０００４】
このため、従来のカラー画像形成装置用の定着装置において、互いに圧接する加熱ローラおよび加圧ローラのそれぞれに弾性層（ゴム層など）を配置し、用紙搬送方向における加熱ローラと加圧ローラとのニップ幅が、モノクロ画像形成装置用の定着装置に比較して広くなるようにしている。また、加熱ローラの弾性層の厚みを加圧ローラの弾性層よりも厚くすることにより、ニップの排紙方向を用紙の画像形成面と異なる方向にして、分離性のマージンを上げるようにしている。さらには、補助的な分離部材として分離爪や分離板などによって強制的に加熱ローラから用紙を剥離するものもある。
【０００５】
また、トナー像と接触するローラ面に弾性層を設けることにより、トナー像の凹凸に追従して均一に接触できるようにして、光沢ムラや色ムラなどを防止するようにしている。
【０００６】
通常、定着装置では、加熱ローラが大容量の熱源を用いて加熱され、加熱ローラの表面をカラートナーを充分に溶融できる設定温度にすることによりウォームアップが終了し、画像形成装置が画像形成可能な状態となる。しかし、加熱ローラに前記のように弾性層を設けると、加熱ローラの加熱開始からウォームアップ終了までに長時間を要し、画像形成装置の省電力化および高速化の要求に対処できない。
【０００７】
このような問題を解決するために、モノクロ画像形成装置用の定着装置と同様に、０．３〜３．０ｍｍの肉厚のアルミ管、または０．３〜３ｍｍの肉厚の鉄管などに０．１〜３．０ｍｍのシリコンゴムなどの弾性層を設け、さらに離型性向上のための表面コート（例えば四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ），四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ））を施した薄肉の加熱ローラと、ニップ幅を確保するために、加圧ローラ側に３．０〜１０．０ｍｍのシリコンゴムや発泡シリコンゴムなどの弾性層を用いた定着装置がある。
【０００８】
また、強度を向上するために、加熱ローラの内部にリブを設けているのもある。この場合、加熱ローラの熱容量が小さく、また弾性層も薄いため、昇温時間が比較的短くなり、省電力化が可能である。
【０００９】
ところが、カラー画像形成装置用の定着装置では、前記のように、加熱ローラの弾性層が加圧ローラの弾性層よりも薄いため、ニップの排紙方向が加熱ローラ側になってしまい、用紙上のトナー像が加熱ローラに接触したままで排紙されて巻き付き、ジャムを発生する場合がある。このため前記分離爪あるいは分離板により強制的に分離したとしても、巻き付き力が大きいと、画像面に擦りキズが発生し、画質を著しく低下させる場合がある。
【００１０】
そこで、加圧ローラの用紙搬送方向下流側に、加熱ローラに圧接する分離ローラを設け、加熱ローラと加圧ローラと分離ローラとの３本のローラを設ける定着装置の構成が特許文献１に記載されている。特許文献１の定着装置では、分離ローラの外径を加熱ローラの外径よりも小さくし、また、分離ローラの表面硬度を加熱ローラの表面硬度と同等以上にするようにしている。これは、一対のローラ間を通過した用紙は、外径の小さいローラの周面に巻き付こうとするため、加熱ローラの周面における弾性体を、分離ローラの周面となすニップ部分で凹状に変形させて、用紙を分離ローラ側に向かわせるようにするためである。加圧ローラの周面を加熱ローラの周面に比較して充分に柔軟になるように構成して、広いニップ幅を確保するようにすることにより、カラートナーの溶融性を高めることができと共に、分離ローラによって加熱ローラの周面に対するトナーの離型性、および用紙の分離性を高めることができる。
【００１１】
また特許文献１の定着装置では、分離ローラの外径を加熱ローラよりも小さくする必要があるため、分離ローラを加熱ローラに押圧する際に撓みが生じ、分離ローラと加熱ローラとのなす分離ニップ幅が均一にならず、安定した用紙分離性を確保することができない場合がある。この分離ニップ幅の不均一を防止するために、特許文献２〜４などでは、分離ローラ（剥離ローラ）と加熱ローラとがなす分離ニップに対して、略逆側からバックアップ用のローラを押し付けることによって前記撓みの発生を防止する構成にしている。
【特許文献１】実開平４−８７８６６号公報
【特許文献２】特開２００３−０９１１９７号公報
【特許文献３】特開２００５−１７３０３０号公報
【特許文献４】特開２００５−１９５６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献２〜４に記載の構成においては、分離ローラにバックアップ用のローラが接触しているため、加熱ローラからの熱が分離ローラを介してバックアップ用のローラに伝熱してしまう。バックアップ用のローラは撓みを防止するために剛性が高くなっており、熱容量も大きいため、加熱ローラからの熱がバックアップ用のローラに吸収され、昇温時間を結果的に長くしてしまい、ユーザの利便性や省エネルギ性を低下させてしまう。
【００１３】
本発明は、前記従来技術の課題を解決し、加熱ローラと分離ローラとのニップ幅を軸方向の全域にわたって均一にし、加熱ローラと分離ローラとの間を通過する用紙に加熱ローラから離間する方向の力を軸方向の全域にわたって均等に作用させることにより、用紙を安定して搬送することができ、省エネルギかつ低コストで定着性能に優れた定着装置、および該定着装置を備えて高画質な画像を得ることが可能な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】
【００１４】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、耐熱弾性層を有する定着ローラと、前記定着ローラに圧接する加圧部材と、前記定着ローラと前記加圧部材とのニップよりも記録媒体搬送方向の下流側に配設されて、前記定着ローラに圧接して前記耐熱弾性層を変形させることにより前記定着ローラから記録媒体を分離する分離部材とを備えた定着装置において、前記分離部材を長手方向にクラウン形状をなすローラとし、前記加圧部材と前記分離部材とのクラウン量を前記分離部材が前記加圧部材よりも大であるように設定したことを特徴とし、この構成によって、分離部材が長手方向にクラウン形状をなすローラであり、かつ分離部材のクラウン量が加圧部材よりも大にしたため、分離部材を定着ローラに押圧した際、分離部材に撓みが生じても、分離部材の軸方向において加圧状態およびニップ幅を均一にすることができ、分離性能のバラツキを抑え、記録媒体のジャムおよびしわの発生を防止することができるなど、記録媒体を安定して搬送することができ、省エネルギかつ低コストで定着性能に優れた定着装置が実現する。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、分離部材が正クラウン形状であり、加圧部材のローラ形状が逆クラウン形状であることを特徴とし、この構成によって、加圧部材を逆クラウンにすることにより用紙のしわを防止でき、また分離部材を正クラウンにして撓みによるジャムを防止でき、さらに、逆クラウンから正クラウンのニップを通過するので用紙のカールが矯正され、用紙のカールも防止することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の定着装置において、分離部材を、金属材および／または硬質断熱材から構成したことを特徴とし、金属材を用いることにより、分離部材と定着ローラとでなすニップにおいて、定着ローラに設けた弾性層を効率よく凹状にし、分離ニップによる分離力を向上することができる。また、硬質断熱材を用いることにより、分離部材の見かけ上の熱容量を低減することができ、定着ローラの昇温時間を短縮できる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２記載の定着装置において、分離部材を、少なくとも金属性の芯金と該芯金の周囲に設けた硬質断熱材から構成したことを特徴とし、この構成によって、分離部材がクラウン形状で、芯金に硬質断熱材の層を設けることにより、熱容量と撓みを低減し、昇温時間を短縮させ、安定した分離ニップが形成できる。定着ローラとの接触面近傍が低熱伝導率の硬質断熱材で構成されることにより、分離部材への熱伝導を抑え、定着ローラの昇温時間を短縮することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１または２記載の定着装置において、分離部材を、少なくとも中空の金属ローラと該金属ローラ内部に充填された硬質断熱材から構成したことを特徴とし、この構成によって、分離部材を金属製の中空のクラウン形状で、かつ内部に硬質断熱材を充填することにより、見かけ上の熱容量を低減し、昇温時間を短縮させ、安定した分離ニップを形成することができる。また、定着ローラとの接触面が金属ベースであるため請求項４の構成よりも平滑化し易く、凹凸などによる圧ムラが原因の異常画像を防止することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５いずれか１項記載の定着装置において、分離部材のクラウン量を、０．０１〜０．５ｍｍに設定したことを特徴とするものである。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６いずれか１項記載の定着装置において、分離部材を少なくとも弾性層と離型層から構成し、該分離部材の弾性層を定着部材の弾性層よりも薄くしたことを特徴とし、この構成によって、分離部材に弾性層を設けることにより、さらに均一なニップ幅を得ることが可能になり、さらに、定着ローラに設けた分離部材よりも弾性層を薄くすることにより、ニップの排紙方向を分離部材側に設定ができ、分離性を維持することができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、記録媒体に対して画像を形成する画像形成部と、該画像形成部にて画像が形成された記録媒体に対して定着処理を行う定着部とを備えた画像形成装置において、前記定着部として請求項１〜７いずれか１項記載の定着装置を搭載したことを特徴とし、定着部の定着性能が向上し、高画質な画像を得ることが可能になる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、定着ローラと、加圧部材と、定着ローラから用紙などの記録媒体を分離する分離部材とを備え、該分離部材を長手方向にクラウン形状をなすローラとし、かつ分離部材のクラウン量を加圧部材よりも大であるように設定したことにより、分離部材を定着ローラに押圧した際、分離部材に撓みが生じても、分離部材の軸方向における加圧状態およびニップ幅が均一になり、分離性能のバラツキを抑えることができて、記録媒体のジャムおよびしわの発生を防止することができるなど、記録媒体を安定して搬送することができ、省エネルギかつ低コストが図れ、定着性能に優れた定着装置が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は本発明の実施形態を説明するための電子写真画像形成装置である複写機の概略構成図であり、装置本体内における感光体１の周囲に、帯電チャージャ２，露光部３，トナー現像部４，転写チャージャ５，感光体クリーニング部６が配設されている。
【００２５】
さらに、装置本体の上部には、原稿が載置されるコンタクトガラス７、該コンタクトガラス７上の原稿画像を読み取る画像読取装置８が設けられ、該画像読取装置８により光学的に読み取られた画像情報に基づき感光体１を露光する。また、装置本体の下部には、用紙Ｐが積載される用紙収納カセット９が設けられている。
【００２６】
前記用紙収納カセット９から記録媒体である用紙Ｐは、ピックアップコロ１０にて給紙され、レジストローラ１１により、感光体１に現像されているトナー像の位置とタイミングを合わせて、転写チャージャ５に搬送される。転写チャージャ５によりトナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置１２に送られ、加熱，加圧を受けて像定着された後、排出ローラ１３により排紙トレイ１４に排出される。
【００２７】
図２は前記定着装置の概略構成を説明するための構成図であり、本定着装置１２は、３つのローラで構成され、内部に熱源であるハロゲンヒータ２２が設置された定着ローラ２３と、該定着ローラ２３における用紙Ｐの搬送方向上流側に、定着ローラ２３に対向して設けられる加圧部材である加圧ローラ２４と、該加圧ローラ２４の用紙搬送方向下流側に定着ローラ２３に対向して設けられる分離部材である分離ローラ２５とからなる。定着ローラ２３のハロゲンヒータ２２は、定着ローラ２３の外部に設けられた図示しない温度センサによる温度検知に基づき制御装置によりオン／オフ制御されて、定着ローラ２３の表面が任意の温度に制御される。
【００２８】
また、定着ローラ２３は、本例では外径がΦ３０〜４０ｍｍであって、図２（ａ）に示す一部断面図のように、Ａｌ製またはＦｅ製の肉厚０．４〜１．０ｍｍの芯金２６上に弾性層２７としてシリコンゴムが０．２〜１．０ｍｍ設けられており、さらに最外層に１０〜５０μｍのフッ素系樹脂であるＰＦＡ製またはＰＴＦＥ製の離型層２８が設けられているものである。芯金２６は、撓みの強度を向上するために内部にリング状のリブを設けることにより、芯金２６の薄肉化を図ることができ、熱容量の低減化と強度を向上することが可能である。
【００２９】
加圧ローラ２４は、外径がΦ２０〜４０ｍｍであって、図２（ｂ）に示す一部断面図のように、外径がΦ１０〜２０ｍｍのＦｅ製またはＳＵＳ（ステンレス）製の中実芯金２９の外側に弾性層３０として発泡シリコンゴムが５〜１０ｍｍ設けられ、最外層に離型層３１としてＰＦＡ製またはＰＴＦＥ製のチューブが被覆されている。加圧ローラ２４は、図示しない付勢部材により定着ローラ２３に加圧され、第１ニップ（定着ニップ）Ｎ１を形成する。第１ニップＮ１は、ニップ幅として５〜１０ｍｍ、面圧が０．５〜２ｋｇｆ／ｃｍ２程度となっている。
【００３０】
また、加圧ローラ２４は、長手方向の外径が端部よりも中央部の方が小さい逆クラウン形状になっている。このようにすることによって、定着ローラ２３と第１ニップＮ１を形成した際に、弾性層３０である発泡シリコンゴムの変形量が中央と端部とで差ができる。この結果、用紙Ｐの搬送速度が中央と端部とにおいて連続的に変化し、中央部が遅く、端部が速くなって、用紙Ｐに対して中央から端部に引っ張られる力が働き、用紙Ｐにしわが発生することを防止することができる。
【００３１】
第１ニップＮ１の下流側に、図２（ｃ）に示す一部断面図のように、外径がΦ８〜１８ｍｍのＦｅ製またはＳＵＳ製の中実芯金３２からなる分離ローラ２５が配設され、中実芯金３２の最外層には、トナーとの離型性を向上させるための離型層３３としてＰＦＡまたはＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂がコーティングにより、あるいはチューブ状のものを被覆することにより設けられている。
【００３２】
分離ローラ２５は、図示しない付勢部材により定着ローラ２３に押圧され、第２ニップ（分離ニップ）Ｎ２を形成する。第２ニップＮ２は、ニップ幅が０．５〜３ｍｍ、かつ面圧が２ｋｇｆ／ｃｍ２以上になるように設定される。
【００３３】
さらに、分離ローラ２５は、図４に示す長手方向の断面図のように、長手方向で径が異なり、中央部が最も大きく（径ａ）、端部に行くほど径ｂが小さくなるような正クラウン形状にしており、また、加圧ローラ２４よりもクラウン量（ａ−ｂ）を大きくしている。
【００３４】
また、分離ローラ２５において、加圧ローラ２とクラウン方向を異ならせることにより、用紙のカールを矯正する作用が生じる。中央部と端部の径の差（ａ−ｂ）は、本例では加圧時の撓みを考慮して０．０１〜０．５ｍｍ程度の外径差になっている。例えば、Ｆｅ製で外径Φ１２ｍｍの中実ローラの場合、軸長３１０ｍｍ、かつ総荷重２０ｋｇｆの圧力で押圧させると、中央部と端部とにおいて約０．３６ｍｍの撓みが生じる。このため、あらかじめ、この撓み量に応じて中央部の径ａを直径Φ１２＋０．３６ｍｍと大きくすることによって、定着ローラ２３となす第２ニップＮ２の幅や圧力を均一にすることが可能となる。
【００３５】
さらに第２ニップＮ２において安定なニップ幅を形成するために、芯金３２と離型層３３間に０．０５〜０．２ｍｍ程度のシリコンゴムなどの弾性層を設けてもよい。この弾性層は、定着ローラ２３の弾性層２７の厚みよりも薄く、硬度が高いものを用いる必要があり、このようにすることにより、第２ニップＮ２において、分離ローラ２５よりも定着ローラ２３の弾性層２７の変形を大きくでき、用紙Ｐの排紙方向を分離ローラ２５側にすることができる。
【００３６】
次に、前記構成の実施形態１の定着装置における動作を説明する。
【００３７】
プリント信号を受けると、定着ローラ２３が図示しない駆動装置により所定の速度で回転を開始する。それに従動して加圧ローラ２４および分離ローラ２５が回転する。また、定着ローラ２３内のハロゲンヒータ２２により定着ローラ２３が加熱され、所定の温度１３０〜１８０℃で通紙可能状態になる。
【００３８】
そして、図１を参照すれば、画像形成装置では、用紙Ｐが感光体１に現像されているトナー像の位置とタイミングを合わせて、転写チャージャ５に搬送される。この転写チャージャ５によりトナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置１２に搬送され、図２に示すように、加圧ローラ２４と定着ローラ２３との第１ニップＮ１に達する。
【００３９】
定着装置１２におけるニップ部を拡大した図３を参照して説明する。未定着トナー像Ｔを有する用紙Ｐは、第１ニップＮ１において熱と圧力によりトナー像Ｔが定着される。このとき、第１ニップＮ１の排紙方向は、定着ローラ２３の表面側になっており、定着ローラ２３に沿って排紙される。排紙された用紙Ｐは、第２ニップＮ２を通過し、分離ローラ２５の押圧力により、定着ローラ２３の弾性層２７が凹状に変形しているため、分離ローラ２５の表面側に沿って図３の矢印Ａ方向に排紙される。このとき、前記のようにクラウン形状である分離ローラ２５は撓みが補正されているため、軸方向に均一な圧力で押圧し、定着ローラ２３の弾性層２７を均一に変形させるため、安定した搬送が可能になっており、用紙Ｐを定着ローラ２３の表面より確実に剥離させ、ジャムなどの発生を防止することができる。
【００４０】
また、第１ニップＮ１よりも第２ニップＮ２の面圧を高く設定していることにより、第２ニップＮ２部分でのトナー像Ｔの表面凹凸の平滑化が行われ、光沢度の向上や光沢ムラを防止して画質を向上することができる。
【００４１】
さらに、本実施形態では、分離ローラ２５の撓みを補正する従来のような押圧部材を用いないため、定着ローラ２３の熱容量を増やすことなく、所望の温度まで速やかに昇温することができ、装置の大型化やコストを抑えることができる。
【００４２】
図５は分離ローラの変形例１を示す長手方向の断面図であり、この分離ローラ４０は、中実芯金４１としてＦｅまたはＳＵＳなどが用いられ、中実芯金４１の外層に中空ガラスビーズを樹脂もしくはシリコン系接着材でバインドした硬質断熱層４２が設けられた断熱分離ローラの構造になっている。硬質断熱層４２としては、細孔状のセラミックである中空セラミックを使用することができる。
【００４３】
前記硬質断熱層４２は、弾性体をほとんど含まず、ＪＩＳ−Ａ硬度が８０度以上の硬質とする。さらに中空ガラスビーズや気泡によって空気の含有率が高く、熱伝導率が０．２Ｗ／ｍＫ以下になっており、断熱性が高いものである。また、硬質断熱層４２の厚みは、１ｍｍ〜５ｍｍにしており、中実芯金４１に対して層厚は、中央部が厚く（図５のａ）、端部を薄くし（図５のｂ）、正クラウン形状にしている。
【００４４】
また、中実芯金４１の外周の最外層として、トナーとの離型性を向上させるための離型層４３として、ＰＦＡまたはＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂がコーティングにより、あるいはチューブ状のものを被覆することにより設けられている。
【００４５】
さらに、安定なニップ幅を形成するために、離型層４３と硬質断熱層４２との間に、０．０５〜０．２ｍｍ程度のシリコンゴムなどの弾性層を設けてもよい。このようにすることにより、硬質断熱層４２の表面の粗さを平均化することができる。また、この場合、定着ローラ２３の弾性層２７の厚みよりも薄く、硬度が高いものを用いる必要があり、このようにしたことにより、第２ニップＮ２で分離ローラ４０よりも定着ローラ２３の弾性層２７の変形を大きくすることができ、用紙の排紙方向を分離ローラ４０側にすることができる。
【００４６】
本分離ローラ４０を用いることにより、定着ローラ２３からの伝熱を抑え、見かけ上の熱容量を小さくすることができるため、図４に示す分離ローラ２５のように、金属だけで構成された場合よりも昇温時間を短縮でき、かつ表面を硬質にして撓みを正クラウン形状にすることにより、用紙が最適に補正されるため、均一なニップを構成でき、用紙を安定的に分離することが可能になる。
【００４７】
図６は分離ローラの変形例２を示す長手方向の断面図であり、この分離ローラ５０は、中空芯金５１としてＦｅやＳＵＳなどが用いられ、中空芯金５１の中空内部に、中空ガラスビーズを樹脂もしくはシリコン系接着材でバインドした硬質断熱材５２が充填された断熱分離ローラの構造になっている。硬質断熱材５２としては、細孔状のセラミックである中空セラミックも使用することができる。
【００４８】
前記硬質断熱材５２は、弾性体をほとんど含まず、ＪＩＳ−Ａ硬度が８０度以上の硬質とする。さらに、中空ガラスビーズや気泡によって空気の含有率が高く、熱伝導率が０．２Ｗ／ｍＫ以下であって、断熱性が高いものである。
【００４９】
また、中空芯金５１の肉厚は１ｍｍ〜５ｍｍにしており、外径は中央部が大きく（図６の径ａ）、端部を小さくし（図６の径ｂ）、正クラウン形状にしている。
【００５０】
中空芯金５１の外周の最外層には、トナーとの離型性を向上させるための離型層５３としてＰＦＡまたはＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂コーティングにより、あるいはチューブ状のものを被覆することにより設けられている。
【００５１】
さらに、安定なニップ幅を形成するために、中空芯金５１と離型層５３間に０．０５〜０．２ｍｍ程度のシリコンゴムなどの弾性層を設けてもよい。この場合、定着ローラ２３の弾性層２７の厚みよりも薄く、硬度が高いものを用いる必要があり、このようにすることにより、第２ニップＮ２で分離ローラ５０よりも定着ローラ２３の弾性層２７の変形を大きくすることができ、用紙の排紙方向を分離ローラ５０側にすることができる。
【００５２】
本分離ローラ５０を用いることにより、定着ローラ２３からの伝熱を抑え、見かけ上の熱容量を小さくすることができるため、図４に示す分離ローラ２５のような金属のみの構成よりも、昇温時間を短縮することができる。また、撓みも中空構造のローラのみの場合よりも小さくすることができ、また、正クラウン形状にすることにより、用紙が最適に補正されるため均一なニップを構成でき、用紙を安定的に分離することが可能になる。また、ローラ表面近傍が金属で構成されているため、変形例１の場合よりも表面の粗さを小さくでき、光沢ムラなどの余裕度を向上できる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、複写機，プリンタ，ファクシミリ装置，印刷機などの画像形成装置に搭載され、用紙またはシートなどの記録媒体に、トナーなどの粉体粒子状の像形成物質で形成された未定着画像を定着する定着装置に適用され、特に、省エネルギかつ低コストで定着性能に優れた定着装置として有効である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態を説明するための電子写真画像形成装置である複写機の概略構成図
【図２】本実施形態の定着装置の概略構成を説明するための構成図であり、（ａ）〜（ｃ）は各ローラの一部断面図
【図３】本実施形態の定着装置におけるニップ部を拡大した示す説明図
【図４】本実施形態の定着装置における分離ローラの長手方向の断面図
【図５】本実施形態の定着装置における分離ローラの変形例１を示す長手方向の断面図
【図６】本実施形態の定着装置における分離ローラの変形例２を示す長手方向の断面図
【符号の説明】
【００５５】
１２  定着装置
２２  ハロゲンヒータ
２３  定着ローラ
２４  加圧ローラ
２５  分離ローラ
２６  芯金
２７  弾性層
２８  離型層
２９  中実芯金
３０  弾性層
３１  離型層
３２  中実芯金
３３  離型層
４０  分離ローラ
４１  中実芯金
４２  硬質断熱層
４３  離型層
５０  分離ローラ
５１  中空芯金
５２  硬質断熱材
５３  離型層
Ｐ  用紙
Ｎ１  第１ニップ
Ｎ２  第２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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