(57)【要約】【課題】初期および経時における芯金と弾性層との接合強度を十分に高めることができる定着装置用押圧ローラ、該定着装置用押圧ローラが設けられて初期および経時における画像品質を高品質に保持することができる定着装置、および、該定着装置が設けられて初期および経時における画像品質を高品質に保持することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】定着装置用押圧ローラ３は、芯金３ａと、前記芯金３ａの外周面に設けられた弾性層３ｂと、を有し、前記芯金３ａの表面に、螺旋状部材１２が外挿されている。【選択図】図４
2013057793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金と、前記芯金の外周面に設けられた弾性層と、を有する定着装置用押圧ローラにおいて、
前記芯金の表面に、螺旋状部材が外挿されていることを特徴とする定着装置用押圧ローラ。
【請求項２】
前記螺旋状部材が、複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置用押圧ローラ。
【請求項３】
前記螺旋状部材が、コイル状ばねであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置用押圧ローラ。
【請求項４】
前記螺旋状部材が、前記芯金の外周面の周方向に形成された溝部に、設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の定着装置用押圧ローラ。
【請求項５】
前記弾性層には、該弾性層の肉厚が前記芯金の軸方向の中心部に向かって徐々に薄肉となる鼓状部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の定着装置用押圧ローラ。
【請求項６】
前記鼓状部の両端部近傍では、前記芯金に外挿された螺旋状部の線径が、前記芯金の両端側または中心部側に外挿された螺旋状部材の線径よりも太径に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の定着装置用押圧ローラ。
【請求項７】
前記弾性層の外周面には、離型層が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の定着装置用押圧ローラ。
【請求項８】
互いに対向して圧接され且つ記録媒体が通過して該記録媒体上の未定着画像を当該記録媒体に定着させる定着ローラと定着装置用押圧ローラとを少なくとも有する定着装置において、
前記定着装置用押圧ローラが、請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の定着装置用押圧ローラであることを特徴とする定着装置。
【請求項９】
記録媒体上の未定着画像を該記録媒体に定着させる定着装置を少なくとも有する画像形成装置において、
前記定着装置が、請求項８に記載の定着装置であ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、定着装置用押圧ローラ、該定着装置用押圧ローラを備えた定着装置、および、該定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置は、記録媒体としての記録用紙に転写されたトナー画像を熱と圧力とによって定着させる定着装置が備えられている。
【０００３】
定着装置としては、例えば、内部にヒータ等の加熱源を有する定着ローラに押圧ローラを圧接したタイプや、定着ローラに無端状の加圧ベルトを押圧部材によって押圧したタイプなどがある。
【０００４】
これらの定着装置は、定着ローラと押圧ローラとの圧接部に形成された定着ニップ、または定着ローラと加圧ベルトとの圧接部に形成された定着ニップに、トナー画像が転写された記録用紙を通過させることによって、その記録用紙を加熱および加圧して、トナー画像を記録用紙に定着させている（例えば、特許文献１または特許文献２など参照。）。
【０００５】
前記特許文献１に示された定着装置は、加熱源としてのハロゲンヒータが設けられた加熱ローラと、定着ローラと、前記定着ローラと圧接する押圧ローラと、前記定着ローラと前記加熱ローラとに張架された無端状の定着ベルトと、を備え、定着ローラが、加熱ローラで加熱された定着ベルトによって加熱されている。
【０００６】
また、前記特許文献２に示された定着装置は、加熱源としてのセラミックヒータが設けられたステー部材と、前記ステー部材と圧接する押圧ローラと、前記ステー部材と前記押圧ローラとの間で該ステー部材と該押圧ローラとに圧接され且つ前記ステー部材上を摺動する無端状の定着フィルムと、を備え、ステー部材が、セラミックヒータによって直接加熱されている。
【０００７】
ところで、前記特許文献１に示された定着装置は、部品点数が多く、装置が大型化し、定着ベルトを介して定着ローラが加熱されるため、トナー画像の定着に必要な熱量を定着ニップに確保するのに時間がかかり、ウォームアップ時間やファーストプリント時間の短縮化に制約がある。
【０００８】
一方、前記特許文献２に示された定着装置は、部品点数が少なく、装置が小型化されており、セラミックヒータでステー部材が直接加熱されるため、トナー画像の定着に必要な熱量を定着ニップに確保するのに要する時間が短縮化され、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短縮化されている。
【０００９】
ここで、前記特許文献１および前記特許文献２などに示された定着装置の押圧ローラは、トナー画像の定着に必要な熱量を定着ニップに確保するために、断熱性を有して形成されている。
【００１０】
このような押圧ローラは、断熱性を発揮するため、発泡シリコーンゴムなどで芯金を被覆して形成されている。また、押圧ローラは、弾性層の空孔の大きさ、該空孔の量（空孔率）が制御されて、断熱層として要求される熱伝導率や硬度が確保されている。また、押圧ローラは、弾性層と芯金との接合面積を拡大するとともに密着性の向上を図るために、芯金の表面が粗化され、その表面粗化した芯金に接着剤が塗布され、発泡シリコーンゴムなどが芯金上に加硫成形されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前記特許文献１および前記特許文献２に示された従来の定着装置は、芯金と弾性層とが互いに接触する表面のみで接合されるので、押圧ローラの初期における芯金と弾性層との接合強度には制約がある。また、押圧ローラには常に回転駆動力が与えられているので、芯金と弾性層とに互いに周方向で逆向きの力が作用する。このため、経時において芯金と弾性層との接合強度が低下し、その接合強度が不十分となる可能性がある。
【００１２】
そして、芯金と弾性層との接合強度が不十分となった場合には、画像不良や通紙ジャムなどの原因となる可能性があり、また、弾性層の剥がれが広範囲で発生して、押圧ローラの破損に至る可能性がある。
【００１３】
また、定着ニップにおいて、所望のニップ幅やニップ圧を保持するには、経時での押圧ローラの安定性が必要であり、初期および経時での芯金と弾性層との高い接合強度が望まれる。
【００１４】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、初期および経時における芯金と弾性層との接合強度を十分に高めることができる定着装置用押圧ローラ、該定着装置用押圧ローラが設けられて初期および経時における画像品質を高品質に保持することができる定着装置、および、該定着装置が設けられて初期および経時における画像品質を高品質に保持する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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の定着装置用押圧ローラは、芯金と、前記芯金の外周面に設けられた弾性層と、を有する定着装置用押圧ローラにおいて、前記芯金の表面に、螺旋状部材が外挿されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の定着装置用押圧ローラは、芯金の表面に外挿された螺旋状部材の周囲に弾性層が回り込んで密着するとともに、螺旋状部材に弾性層が機械的に引掛かる。このため、本発明の定着装置用押圧ローラは、初期および経時における芯金と弾性層との接合強度が十分に高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる画像形成装置の構成を説明するための説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかる定着装置の構成を説明するための斜視図である。
【図３】図２に示す定着装置の構成を説明するための説明図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態にかかる定着装置用押圧ローラの構成を説明するための説明図である。（Ａ）は定着装置用押圧ローラの断面図、（Ｂ）は定着装置用押圧ローラを構成する芯金の平面図である。
【図５】図４に示す定着装置用押圧ローラの芯金に外挿される螺旋状部材を説明するための説明図である。（Ａ）は細径の螺旋状部材を示す平面図、（Ｂ）は太径の螺旋状部材を示す平面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態にかかる定着装置用押圧ローラの構成を説明するための説明図である。（Ａ）は定着装置用押圧ローラの断面図、（Ｂ）は定着装置用押圧ローラを構成する芯金の平面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態にかかる定着装置用押圧ローラの構成を説明するための説明図である。（Ａ）は定着装置用押圧ローラの断面図、（Ｂ）は定着装置用押圧ローラを構成する芯金の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する本発明の実施の形態は、本発明の代表的な形態を示したものに過ぎず、本発明は、実施の形態に限定されるものではない。したがって、本発明は、本発明の骨子を逸脱しない範囲、即ち、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲で種々変形して実施することができる。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる画像形成装置１８の構成図である。図２は、本発明の第１の実施の形態にかかる定着装置１の斜視図である。図４は、本発明の第１の実施の形態にかかる定着装置用押圧ローラ３の構成図である。
【００２０】
画像形成装置１８は、記録媒体としての記録用紙Ｐにトナー像Ｔを定着する複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機などとされ、タンデム方式のフルカラー画像形成装置とされている。なお、画像形成装置１８は、一つの感光体ドラムによって一色ごとに四回印刷する４サイクル方式のフルカラー画像形成装置であってもよい。
【００２１】
画像形成装置１８は、レーザ光を照射する露光装置２０と、前記レーザ光によって静電潜像が形成され且つ該静電潜像からトナー像Ｔを形成するプロセスユニット２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｂｋと、前記トナー像Ｔが転写され且つ該トナー像Ｔを記録用紙Ｐに転写する中間転写ユニット１９と、転写されたトナー像Ｔを記録用紙Ｐに定着させる定着装置１と、トナー像Ｔが定着された記録用紙Ｐを一時的に保持するストックトレイ３９と、複数枚の記録用紙Ｐを収容する給紙トレイ３６と、を備えている。
【００２２】
露光装置２０は、後述する帯電装置２３によって帯電された感光体ドラム２２の表面に、レーザ光を照射して画像データに応じた静電潜像を形成するものである。露光装置２０は、レーザ光を放射する半導体レーザからなる光源と、レーザ光を主走査方向に偏向させる光偏向器と、偏向されたレーザ光を被走査面としての感光体ドラム２２の表面に向けて集光する光走査光学系と、を備えている。
【００２３】
プロセスユニット２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｂｋは、感光体ドラム２２の表面を帯電させるプロセス、感光体ドラム２２の表面の静電潜像を現像してトナー像Ｔを形成するプロセス、感光体ドラム２２の表面の転写残トナーを除去するプロセス、を順次繰り返して行うものである。
【００２４】
プロセスユニット２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｂｋのそれぞれは、露光装置２０から照射されたレーザ光によって静電潜像が形成される感光体ドラム２２と、前記感光体ドラム２２を帯電させる帯電装置２３と、前記静電潜像を現像してトナー像Ｔを形成する現像装置２４と、前記感光体ドラム２２の表面をクリーニングするクリーニング装置２５と、を備えている。プロセスユニット２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｂｋは、画像形成装置１８に対して着脱可能に構成されている。
【００２５】
プロセスユニット２１Ｙには、カラー画像の色分解成分に対応するイエローのトナーが収容されている。プロセスユニット２１Ｃには、カラー画像の色分解成分に対応するシアンのトナーが収容されている。プロセスユニット２１Ｍには、カラー画像の色分解成分に対応するマゼンタのトナーが収容されている。プロセスユニット２１Ｂｋには、カラー画像の色分解成分に対応するブラックのトナーが収容されている。
【００２６】
感光体ドラム２２は、円筒形状に形成されたアルミニウム素管からなり、該アルミニウム素管の外周面に有機感光体層が設けられている。感光体ドラム２２は、画像形成信号に対応して走査されたレーザ光によって前記有機感光体層に静電潜像が形成され、後述する現像装置２４のトナーによって未定着画像としてのトナー像Ｔが形成される。
【００２７】
有機感光体層は、前記アルミニウム素管の外周面にコーティングされるアンダコート層と、光電変換によってプラスの電荷とマイナスの電荷とを生ずる電荷発生層と、前記電荷発生層で生じたプラスの電荷を輸送して表面に帯電されたマイナスの電荷を中和する電荷輸送層と、耐久性を向上させるオーバコート層と、を有している。
【００２８】
帯電装置２３は、帯電バイアスを印加することによって感光体ドラム２２の表面を所望の極性および所望の電位に一様に帯電させる帯電部材を備えている。帯電部材は、例えば、弾性体からなる帯電ローラや、ワイヤ電極とグリッド電極とを有するスコロトロン帯電器などを用いることができる。
【００２９】
現像装置２４は、感光体ドラム２２の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像を行うものである。現像装置２４は、トナー担持体としての現像ローラを備えている。現像ローラは、磁界発生手段としてのマグネットローラが内部に設けられている。現像ローラは、表面にトナーを担持しながら回転することによって、前記トナーを感光体ドラム２２と対向する現像領域へ搬送する。
【００３０】
現像ローラには、現像バイアス電源から現像バイアスが印加されている。このため、前記現像領域において、現像ローラ表面の電位と感光体ドラム２２の表面の静電潜像部分における電位との間に電位差が発生し、この電位差によって形成される現像電界の作用を受けて、トナーが静電潜像へ付着する。これにより、感光体ドラム２２上の静電潜像が未定着画像としてのトナー像Ｔとなる。なお、現像装置２４としては、このような構成に限らず、広く公知のものを利用することができる。
【００３１】
クリーニング装置２５は、後述する中間転写ユニット１９に転写されずに感光体ドラム２２の表面に残留した転写残トナーを該感光体ドラム２２の表面から除去するものである。クリーニング装置２５は、感光体ドラム２２の表面上の転写残トナーを掻き取って除去するブレード部材を備えている。
【００３２】
ブレード部材は、ポリウレタン樹脂などの合成樹脂で形成されており、クリーニング装置の金属製支持体に貼り付けられている。ブレード部材は、感光体ドラム２２の回転方向に対してカウンタ方向とされ、前記感光体ドラム２２の表面に接触している。ブレード部材は、転写残トナーの他に、記録用紙Ｐの紙粉、帯電装置２３によって感光体ドラム２２を帯電した際の放電生成物、トナーに添加されている添加剤などの不純物などを、感光体ドラム２２の表面から除去する。
【００３３】
中間転写ユニット１９は、感光体ドラム２２の表面のトナー像Ｔを記録用紙Ｐの表面に転写するものである。中間転写ユニット１９は、無端状の中間転写ベルト２８と、前記中間転写ベルト２８が張架されて該中間転写ベルト２８を周回させる複数のローラ３０，３１，３２と、複数の感光体ドラム２２のそれぞれに対向するとともに前記中間転写ベルト２８を該感光体ドラム２２のそれぞれに押し当てる複数の一次転写ローラ２６と、前記中間転写ベルト２８に記録用紙Ｐを押し当てる二次転写ローラ２７と、ベルトクリーニング装置２９と、を備えている。
【００３４】
中間転写ベルト２８は、ローラ３０，３１，３２に逆三角形状で張架され、矢印Ｂ方向に周回される。中間転写ベルト２８は、ＰＶＤＦ（フッ化ビニリデン）樹脂、ＥＴＦＥ（四フッ化エチレン−エチレン共重合体）樹脂、ＰＩ（ポリイミド）樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂などが単層または複数層で構成され、カーボンブラック等の導電性材料が分散されて構成されている。
【００３５】
ローラ３０，３１，３２は、中間転写ベルト２８の逆三角形状の各頂点に位置しており、モータによって回転駆動される駆動ローラと、従動ローラとから構成されている。
【００３６】
一次転写ローラ２６は、カーボンブラック等の導電性材料を含み、半導電性とされている。一次転写ローラ２６は、トナーの電荷の極性とは逆の極性でバイアスが印加されている。このため、感光体ドラム２２の表面から中間転写ベルト２８側にトナーを引き寄せて該中間転写ベルト２８にトナー像Ｔを一次転写する。
【００３７】
二次転写ローラ２７は、一次転写ローラ２６と同様に、カーボンブラック等の導電性材料を含み、半導電性とされており、トナーの電荷の極性とは逆の極性でバイアスが印加されている。このため、中間転写ベルト２８の表面から記録用紙Ｐ側にトナーを引き寄せて該記録用紙Ｐにトナー像Ｔを二次転写する。
【００３８】
ベルトクリーニング装置２９は、中間転写ベルト２８に当接するウレタンゴムなどの弾性体で構成されたクリーニングブレードを備えている。クリーニングブレードは、揺動可能なブレードホルダに着脱可能に保持されている。クリーニングブレードは、中間転写ベルト２８の周回方向に対してカウンタ方向で該中間転写ベルト２８に接触し、中間転写ベルト２８の表面の転写残トナーを堰き止めて除去する。
【００３９】
このため、クリーニングブレードは、転写残トナーの他に、記録用紙Ｐの紙粉、トナーに添加されている添加剤などの不純物などを、中間転写ベルト２８の表面から除去する。中間転写ベルト２８から除去されたトナーは、ベルトクリーニング装置内に設けられている搬送手段によってトナー回収部に回収される。
【００４０】
定着装置１は、記録用紙Ｐ上の未定着画像としてのトナー像Ｔを加熱および加圧して該記録用紙Ｐに定着させるものである。定着装置１は、図２に示すように、定着ローラ２と、前記定着ローラ２と圧接して該定着ローラ２を回転駆動する定着装置用押圧ローラ３と、前記定着ローラ２と前記定着装置用押圧ローラ３との間に記録用紙Ｐを案内するガイド部材４と、を備え、前記定着ローラ２と前記定着装置用押圧ローラ３とが互いに圧接して定着ニップＮが形成されている。
【００４１】
定着ローラ２は、図３に示すように、円筒形状に形成された芯金２ａと、前記芯金２ａの外周面を被覆する弾性層２ｂと、前記弾性層２ｂの外周面を被覆する離型層２ｃと、前記芯金２ａ内に設けられた加熱源としてのヒータ８と、を備えている。
【００４２】
芯金２ａは、ステンレス鋼や機械構造用炭素鋼鋼管などで構成されている。芯金２ａは、定着ニップＮを通過する記録用紙Ｐの幅よりも幅広に形成されている。弾性層２ｂは、シリコーンゴム、フッ素ゴム、発泡性シリコーンゴム等で構成されている。離型層２ｃは、ＰＦＡ（四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体）樹脂、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）樹脂等のフッ素樹脂で構成されている。
【００４３】
ヒータ８は、セラミックヒータやハロゲンヒータなどの加熱手段が用いられ、温度検知センサ９によって検知された定着ローラ２の表面温度に基づいて出力制御され、定着ローラ２の表面温度を所定の温度に保持している。
【００４４】
定着装置用押圧ローラ３は、図３および図４（Ａ）に示すように、円筒形状に形成された芯金３ａと、前記芯金３ａの外周面を被覆する弾性層３ｂと、前記弾性層３ｂの外周面を被覆する離型層３ｃと、を備えている。定着装置用押圧ローラ３は、モータなどの駆動装置によって回転駆動され、対向配置されて圧接される定着ローラ２を回転駆動する。また、定着装置用押圧ローラ３は、外径がφ２５ｍｍに形成されている。
【００４５】
芯金３ａは、ステンレス鋼や機械構造用炭素鋼鋼管などで構成されている。芯金３ａは、図４（Ｂ）に示すように、定着ニップＮを通過する記録用紙Ｐの幅よりも幅広に円筒形状が形成されており、その長手方向の両端側に画像形成装置１８の本体部に軸支される軸部がそれぞれ設けられている。
【００４６】
芯金３ａは、該芯金３ａの円筒形状に形成された部分の外周面が粗面化処理され、その外周面に螺旋状部材１２が略等間隔で複数設けられている。また、芯金３ａは、外径Ｃがφ１８ｍｍに形成されている。
【００４７】
弾性層３ｂは、発泡性シリコーンゴムで構成されている。弾性層３ｂは、軸方向の幅が３４０ｍｍに形成されている。なお、発泡性シリコーンゴムとしては、公知の発泡性シリコーンゴムを使用することができる。
【００４８】
弾性層３ｂは、発泡性シリコーンゴムで構成されており、空孔の大きさ、該空孔の量（空孔率）が制御されて、断熱層として要求される熱伝導率や硬度が確保されている。弾性層３ｂは、芯金３ａを金型内に配置して、該金型のキャビティ内に未加硫液状発泡シリコーンゴムを注入し、加圧および加硫を同時に行って発泡硬化させて加硫成形し、芯金３ａの外周面を被覆している。
【００４９】
このため、螺旋状部材１２の周囲に発泡性シリコーンゴムからなる弾性層３ｂが回り込んで密着するとともに、前記螺旋状部材１２に前記弾性層３ｂが機械的に引掛かる。したがって、定着装置用押圧ローラ３の芯金３ａと弾性層３ｂとの接合強度が十分に高くなり、初期および経時における画像品質が高品質となる。
【００５０】
また、弾性層３ｂは、螺旋状部材１２が所定の位置に設けられた芯金３ａに接着剤を塗布および乾燥し、この芯金３ａを成形型に設置して液状発泡シリコーンゴムを流し込み、加圧および加熱処理によってシリコーンゴムの加硫と芯金３ａとの接合を行って形成されている。
【００５１】
このため、螺旋状部材１２の周囲に液状発泡シリコーンゴムが加圧によって廻り込み、その状態で加硫成形されることによって、芯金３ａと発泡シリコーンゴムとをより強固に接合することができる。また、芯金３ａと発泡シリコーンゴムとがより強固に接合されることによって、芯金３ａと発泡シリコーンゴムとの剥離を抑えることができる。
【００５２】
また、螺旋状部材１２が略等間隔で芯金３ａに外挿されているため、芯金３ａおよび複数の螺旋状部材１２と発泡シリコーンゴムとの接合が、該発泡シリコーンゴムの全体で均等になされる。このため、初期および経時における弾性層３ｂの品質を均等に保つことができる。
【００５３】
離型層３ｃは、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂等のフッ素樹脂で構成されている。離型層３ｃは、加硫成形された弾性層３ｂを切削加工して所望の円柱形状に整形し、該弾性層３ｂの外周面に接着剤を塗布し、フッ素樹脂で被覆して形成されている。
【００５４】
このため、定着装置用押圧ローラ３の記録用紙Ｐに対する離型性を向上させることができる。また、シリコーンオイル等を使用することなく、紙粉の固着を防止することができる（オイルレス化）。
【００５５】
螺旋状部材１２は、図５（Ａ）に示すように、径方向に拡縮するばね弾性を有し、導電性の金属で構成されたコイル状ばねである。螺旋状部材１２は、金属製の線状部材の線径Ｇがφ０．８ｍｍ、巻き数が二回に形成されている。螺旋状部材１２は、弾性層３ｂによって被覆される範囲の芯金３ａの円筒状部分の表面に、略等間隔で複数設けられている。
【００５６】
複数の螺旋状部材１２のうち、弾性層３ｂの両端部側の芯金３ａに設けられた螺旋状部材１２は、前記両端部からそれぞれ２０ｍｍの位置に設けられている。また、その他の複数の螺旋状部材１２は、互いに５０ｍｍの間隔をあけて設けられている。このため、螺旋状部材１２は、合計で７箇所に設けられている。
【００５７】
なお、螺旋状部材１２は、芯金３ａが弾性層３ｂで被覆される範囲内に設けることができ、弾性層３ｂで被覆される全範囲で均等に設けることが好ましい。また、螺旋状部材１２は、定着ニップＮのニップ圧や、定着ニップＮを通過する記録用紙Ｐの範囲などに応じて、設置位置や間隔を変更可能である。
【００５８】
また、螺旋状部材１２は、内径Ｄが、芯金３ａの外径（図４に示す）Ｃよりも僅かに小径に形成されている。このため、径方向に拡げた螺旋状部材１２に芯金３ａを挿通して、所定の取付位置で螺旋状部材１２を径方向に縮小させて、芯金３ａに螺旋状部材１２が固定される。即ち、螺旋状部材１２が径方向に縮小する弾性回復力によって、螺旋状部材１２が芯金３ａに強固に固定されるので、作業員が螺旋状部材１２を芯金３ａに容易に設置することができる。
【００５９】
また、図５（Ｂ）に示すように、前記螺旋状部材１２の線径Ｇよりも太い線径Ｇ１の螺旋状部材１２Ａを用いてもよい。その螺旋状部材１２Ａを用いることにより、該螺旋状部材１２Ａと弾性層３ｂとの接合強度が、螺旋状部材１２を用いた場合よりも向上する。
【００６０】
また、螺旋状部材１２の螺旋形状が芯金３ａの軸方向に対して傾斜しているので、弾性層３ｂに周方向の力が作用した場合に、その周方向の力を芯金３ａの軸方向に分解することができる。このため、回転駆動される定着装置用押圧ローラ３の回転駆動力の影響を受けて、弾性層３ｂと芯金３ａとの接合強度が低下することを抑えることができる。
【００６１】
なお、螺旋状部材１２，１２Ａの線径を調整したり、螺旋状部材１２，１２Ａの軸長Ｆを調整したり、螺旋状部材１２，１２Ａの巻き数を調整したり、螺旋状部材１２，１２Ａの設置数を調整したりすることによって、弾性層３ｂとの接合強度を調整することができる。
【００６２】
定着ニップＮは、図２および図３に示すように、図示しない押圧手段によって定着装置用押圧ローラ３と定着ローラ２とが圧接されて該定着装置用押圧ローラ３と該定着ローラ２との間に形成されている。定着ニップＮの入口側の近傍には、該定着ニップＮに記録用紙Ｐを安定的に供給するためのガイド部材４が設けられている。また、定着ニップＮの出口側の近傍には、該定着ニップＮから送り出された記録用紙Ｐの定着ローラ２への巻付きを抑止する分離板が設けられている。
【００６３】
給紙トレイ３６は、画像形成装置１８の下部に、上下方向に二段で設けられている。給紙トレイ３６には、記録媒体としての複数枚の記録用紙Ｐが収容されている。記録用紙Ｐは、給紙ローラ３７によって一枚毎に給紙トレイ３６から引き出されて、画像形成装置１８内に形成された用紙搬送経路Ｒを矢印Ａ方向（用紙搬送方向）に搬送される。
【００６４】
次に、図１を参照して、上述の如く構成された画像形成装置１８の基本的動作について説明する。
【００６５】
画像形成動作が開始されると、各プロセスユニット２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｂｋの各感光体ドラム２２が図示しない駆動装置によって図面上の反時計回りに回転駆動され、各感光体ドラム２２の表面が帯電装置２３によって所定の極性に一様に帯電される。
【００６６】
次いで、帯電された各感光体ドラム２２の表面に、露光装置２０からレーザ光がそれぞれ照射されて、各感光体ドラム２２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム２２に露光される画像情報は、所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの色情報に分解した単色の画像情報とされる。
【００６７】
次いで、各感光体ドラム２２の表面の静電潜像に、各現像装置２４によってトナーが供給され、静電潜像からトナー像Ｔが形成される。また、各一次転写ローラ２６に、トナーの帯電極性と逆極性のバイアスが印加される。これにより、各一次転写ローラ２６と各感光体ドラム２２との間で転写電界が形成され、各感光体ドラム２２に形成された各色のトナー像Ｔが、前記転写電界によって、図中の矢印Ｂ方向に周回する中間転写ベルト２８上に順次重ね合わされて転写される。このとき、中間転写ベルト２８上にフルカラーのトナー像Ｔが担持される。
【００６８】
次いで、トナー像Ｔが転写された後の各感光体ドラム２２の表面に残留する転写残トナーは、各クリーニング装置２５によって各感光体ドラム２２の表面から除去される。次いで、各感光体ドラム２２の表面は、図示しない除電装置によって除電作用を受けて、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。
【００６９】
また、給紙ローラ３７が駆動装置によって回転され、複数の給紙カセット３６のうちの一つから一枚の記録用紙Ｐが用紙搬送経路Ｒに送り出される。用紙搬送経路Ｒに送り出された記録用紙Ｐは、レジストローラ３８によってタイミングが計られて、二次転写ローラ２７とこれに対向するローラ２６との間に送られる。このとき、二次転写ローラ２７には、中間転写ベルト２８上のトナー像Ｔのトナーの帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより転写電界が形成されている。
【００７０】
次いで、前記転写電界によって、中間転写ベルト２８上のトナー像Ｔが記録用紙Ｐ上に一括して転写される。また、トナー像Ｔの転写後の中間転写ベルト２８の表面に残留する転写残トナーは、ベルトクリーニング装置２９によって除去される。
【００７１】
次いで、トナー像Ｔが転写された記録用紙Ｐは、定着装置１へと搬送され、記録用紙Ｐに熱と圧力とが加えられることによってトナー像Ｔが該記録用紙Ｐに定着される。その後、記録用紙Ｐは定着装置１からストックトレイ３９へと排出される。
【００７２】
以上の画像形成装置１８の基本的動作の説明は、記録用紙Ｐ上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、各プロセスユニット２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｂｋのいずれか一つを使用して単色画像を形成したり、二つまたは三つのプロセスユニットを用いて、二色または三色の画像を形成したりしてもよい。
【００７３】
次に、図２および図３を参照して、上述の如く構成された定着装置１の基本的動作について説明する。
【００７４】
画像形成動作が開始されると、ヒータ８が発熱して、定着ローラ２が加熱される。このとき、図示しない制御装置が温度検知センサ９の検知温度に基づいてヒータ８の発熱量を制御し、定着ローラ２の表面温度が所定の温度（定着温度）とされる。
【００７５】
そして、未定着画像としてのトナー像Ｔが表面に形成された記録用紙Ｐがガイド部材４に沿って矢印Ａの方向に案内され、回転する定着ローラ２と定着装置用押圧ローラ３との間の定着ニップＮに記録用紙Ｐが侵入する。これにより、記録用紙Ｐが定着ローラ２と定着装置用押圧ローラ３とによって加熱および加圧され、トナー像Ｔが記録用紙Ｐに定着される。
【００７６】
以上に説明したように、本発明の第１の実施の形態にかかる定着装置用押圧ローラ３は、芯金３ａと、前記芯金３ａの外周面に設けられた弾性層３ｂと、を有し、前記芯金３ａの表面に、螺旋状部材１２が外挿されているので、芯金３ａの表面に外挿された螺旋状部材１２の周囲に弾性層３ｂが回り込んで密着するとともに、螺旋状部材１２に弾性層３ｂが機械的に引掛かる。したがって、定着装置用押圧ローラ３は、初期および経時における芯金３ａと弾性層３ｂとの接合強度が十分に高くなる。
【００７７】
また、本発明の第１の実施の形態にかかる定着装置用押圧ローラ３は、芯金３ａに螺旋状部材１２を複数設けることによって、弾性層３ｂの接合強度を高めているので、発泡性シリコーンゴムの加硫条件および芯金３ａと該発泡性シリコーンゴムとの接合条件を最適化できる条件範囲が狭い場合に、定着装置用押圧ローラ３の量産加工において弾性層３ｂの品質にある程度のばらつきが生じたとしても、弾性層３ｂの接合強度を十分なものとすることができる。
【００７８】
また、本発明の第１の実施の形態にかかる定着装置用押圧ローラ３は、螺旋状部材１２が、該螺旋状部材１２の径方向に縮小して前記芯金３ａに固定されるコイル状ばねとされているので、螺旋状部材１２が径方向に縮小する弾性回復力によって、螺旋状部材１２が芯金３ａに強固に固定される。このため、作業員が螺旋状部材１２を芯金３ａに容易に設置することができる。
【００７９】
また、本発明の第１の実施の形態にかかる定着装置用押圧ローラ３は、弾性層３ｂの外周面に離型層３ｃが設けられているので、記録用紙Ｐに対する離型性を向上させることができる。また、シリコーンオイル等を使用することなく、紙粉の固着を防止することができる（オイルレス化）。
【００８０】
また、本発明の第１の実施の形態にかかる定着装置用押圧ローラ３は、螺旋状部材１２の巻き数を適宜設定することで、より強固に、芯金３ａと弾性層３ｂとを接合することができる。
【００８１】
また、本発明の第１の実施の形態にかかる定着装置用押圧ローラ３は、螺旋状部材１２の線径Ｇを調整したり、螺旋状部材１２の軸長Ｆを調整したり、螺旋状部材１２の巻き数を調整したり、螺旋状部材１２の設置数を調整したりすることによって、弾性層３ｂとの接合強度を調整することができる。
【００８２】
また、本発明の第１の実施の形態にかかる定着装置用押圧ローラ３は、発泡性シリコーンゴムの加硫成形によって芯金３ａの外周面に弾性層３ｂを設けているので、発泡性シリコーンゴムの加硫と芯金３ａへの接合とを一つの工程で行うことができる。このため、製造工程が短縮され、製造にかかる所要時間が短時間化される。
【００８３】
また、本発明の第１の実施の形態にかかる定着装置１は、前述した定着装置用押圧ローラ３を備えたため、定着装置用押圧ローラ３の初期および経時における芯金３ａと弾性層３ｂとの接合強度が十分に高くなる。このため、定着装置１は、初期および経時における画像品質を高品質とすることができる。
【００８４】
また、本発明の第１の実施の形態にかかる画像形成装置１８は、前述した定着装置１を備えたため、初期および経時における画像品質を高品質とすることができる。
【００８５】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態にかかる定着装置用押圧ローラ３Ａについて、添付図面を参照して説明する。図６は、定着装置用押圧ローラ３Ａの構成図である。なお、前述した第１の実施の形態と同一部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００８６】
定着装置用押圧ローラ３Ａは、図６（Ａ）に示すように、前述した定着装置１に設けられる定着装置用押圧ローラ３において、芯金３ａに溝部６が設けられるとともに、該溝部６内に螺旋状部材１２が設けられたものである。定着装置用押圧ローラ３Ａの外径は、φ２３ｍｍに形成されている。
【００８７】
芯金３ａの外周面には、図６（Ｂ）に示すように、定着装置用押圧ローラ３Ａの軸方向に略等間隔で複数の溝部６が設けられている。芯金３ａの外径Ｃは、φ１９ｍｍに形成されている。弾性層３ｂの肉厚（図６（Ａ）に示す）Ｈは、２ｍｍに形成されている。
【００８８】
溝部６の幅Ｅは、３ｍｍに形成されており、螺旋状部材１２の軸方向の軸長Ｆとほぼ同じか、僅かに狭くなるように形成されている。このため、溝部６の両側壁と螺旋状部材１２の両端部とが該螺旋状部材１２の付勢によって当接して、螺旋状部材１２が溝部６内に強固に固定される。
【００８９】
また、溝部６の深さは、０．８ｍｍに形成されており、螺旋状部材１２の線径Ｇとほぼ同じとなるように形成されている。このため、溝部６に設けられた螺旋状部材１２の外径と、芯金３ａの外径Ｃとが略同一となるので、図６（Ａ）に示すように、芯金３ａの外周面を被覆する弾性層３ｂの肉厚Ｈが均等となる。したがって、定着ローラ２と定着装置用押圧ローラ３Ａとの間に形成される定着ニップＮのニップ圧が均等となる。
【００９０】
以上に説明したように、第２の実施の形態にかかる定着装置用押圧ローラ３Ａは、螺旋状部材１２が芯金３ａに形成された溝部６内に設けられているので、芯金３ａの外周面を被覆する弾性層３ｂの肉厚Ｈが均等となる。このため、定着ローラ２と定着装置用押圧ローラ３Ａとの間に形成される定着ニップＮのニップ圧を均等とすることができる。
【００９１】
また、第２の実施の形態にかかる定着装置用押圧ローラ３Ａは、溝部６の深さを螺旋状部材１２の線径Ｇと略同一とするとともに、溝部６内に螺旋状部材１２を設けているので、弾性層３ｂの肉厚が２ｍｍという薄肉に形成されていても、螺旋状部材１２が設けられた位置で弾性層３ｂの肉厚が不足することが防止される。
【００９２】
また、第２の実施の形態にかかる定着装置用押圧ローラ３Ａは、溝部６の内部および螺旋状部材１２の周辺にまで発泡シリコーンゴムが入り込むので、より強固に、芯金３ａと弾性層３ｂとを接合することができ、初期および経時において、安定した画質品質を得ることができる。
【００９３】
また、第２の実施の形態にかかる定着装置用押圧ローラ３Ａは、溝部６を設けて芯金３ａが形成されているので、突起部や突条などの突部を芯金３ａに設けた場合のように不要部分を削り落とす工程が不要である。このため、定着装置用押圧ローラ３Ａの製造にかかる費用の増加を抑えるとともに、製造にかかる所要時間の長時間化を抑制できる。
【００９４】
なお、溝部６の深さと螺旋状部材１２の線径Ｇとは、一致させる必要はなく、適宜変更可能である。また、線径Ｇや巻き数の異なる種々の芯金３ａを組み合わせることで、材質的に均一な発泡シリコーンゴムによって弾性層３ｂを形成した場合においても、部分的に弾性層３ｂの肉厚を変化させた定着装置用押圧ローラ３の製造が可能である。
【００９５】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態にかかる定着装置用押圧ローラ３Ｂについて、添付図面を参照して説明する。図７は、定着装置用押圧ローラ３Ｂの構成図である。なお、前述した第１の実施の形態と同一部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００９６】
定着装置用押圧ローラ３Ｂは、前述した定着装置１に設けられる定着装置用押圧ローラ３において、記録用紙Ｐの搬送時の皺対策として、定着装置用押圧ローラ３Ｂの外周面が鼓形状に形成され、記録用紙Ｐの引張り作用を増加させるものであって、図７（Ａ）に示すように、弾性層３ｂの中心部に向かって徐々に肉厚Ｈ１を減少させた鼓状部１６が形成され、芯金３ａに太い線径Ｇ１の螺旋状部材１２Ａが設けられたものである。
【００９７】
定着装置用押圧ローラ３Ｂの外径は、φ２５ｍｍに形成されている。芯金３ａには、図７（Ｂ）に示すように、細い線径Ｇの螺旋状部材１２と、太い線径Ｇ１の螺旋状部材１２Ａが設けられている。芯金３ａの外径は、φ１８ｍｍに形成されている。また、弾性層３ｂは、図７（Ａ）に示すように、研削加工によって、二箇所の変曲点Ｔから中心部に向かって肉厚Ｈ１が徐々に薄肉となる鼓形状の鼓状部１６が形成されている。
【００９８】
なお、螺旋状部材１２Ａの線径Ｇ１は、螺旋状部材１２の線径Ｇの二倍程度の太さであり、弾性層３ｂの肉厚の四割程度の太さであればよい。また、弾性層３ｂの鼓形状を強調しすぎた場合には定着ローラ２と定着装置用押圧ローラ３Ｂとの密着力が低下する傾向があるため、弾性層３ｂの研削量は大きくても０．２ｍｍ以下である。
【００９９】
螺旋状部材１２は、図７（Ｂ）に示すように、芯金３ａの両端側のそれぞれに設けられている。螺旋状部材１２Ａは、互いに間隔Ｌをあけて、鼓状部１６の鼓形状が開始される変曲点Ｔの位置に設けられている。螺旋状部材１２Ａは、線径（図５（Ｂ）に示す）Ｇ１がφ１．５ｍｍに形成されている。なお、螺旋状部材１２Ａは、鼓状部１６の両端部に位置する変曲点Ｔの近傍に設けられている。
【０１００】
螺旋状部材１２Ａが変曲点Ｔの近傍に設けられているため、変曲点Ｔの位置の弾性層３ｂの肉厚が相対的に薄くなる。このため、鼓形状による記録用紙Ｐの引張り作用が増加して、搬送時の記録用紙Ｐの皺の発生が規制される。
【０１０１】
以上に説明したように、第３の実施の形態にかかる定着装置用押圧ローラ３Ｂは、該定着装置用押圧ローラ３Ｂの外周面が鼓形状に形成され、鼓形状の変曲点Ｔとなる位置の芯金３ａの外周面に、太径の線径Ｇ１の螺旋状部材１２Ａが設けられているので、鼓形状の形成の狙いとする記録用紙Ｐの引張り作用を増加し、記録用紙Ｐの皺の発生を抑制することができる。
【０１０２】
また、第３の実施の形態にかかる定着装置用押圧ローラ３Ｂは、変曲点Ｔの近傍に、線径Ｇ１がφ１．５ｍｍの螺旋状部材１２Ａを用いたので、鼓形状の切削量が０．２ｍｍであっても、記録用紙Ｐの皺の発生を確実に抑えることができる。
【０１０３】
なお、前述した第１ないし第３の実施の形態は、定着ローラ２を回転駆動させるために該定着ローラ２よりも高い負荷がかかる定着装置用押圧ローラ３の芯金３ａに、螺旋状部材１２を優先して設けたものである。したがって、定着ローラ２の芯金２ａに螺旋状部材１２を設けたり、定着ローラ２の芯金２ａおよび定着装置用押圧ローラ３の芯金３ａのそれぞれに螺旋状部材１２を設けたりしてもよい。
【０１０４】
また、定着装置用押圧ローラ３の弾性層３ｂは、前述した発泡性シリコーンゴムの他に、発泡性のＥＰＤＭゴム（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）、発泡性のＥＰＴゴム（エチレン−プロピレンゴム）、ゴム材料に発泡剤を添加したものなど、加硫成形時に発泡して芯金３ａおよび螺旋状部材１２と接合される発泡性ゴム組成物を用いることができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１  定着装置
２  定着ローラ
２ａ  芯金
２ｂ  弾性層
２ｃ  離型層
３，３Ａ，３Ｂ  定着装置用押圧ローラ
３ａ  芯金
３ｂ  弾性層
３ｃ  離型層
６  溝部
１２，１２Ａ  螺旋状部材
１８  画像形成装置
Ｐ  記録用紙（記録媒体）
Ｔ  トナー像（未定着画像）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０６】
【特許文献１】特開平１１−２９８２号公報
【特許文献２】特開２００２−６６５６号公報
【図１】
2013057793.tif 000003
【図２】
2013057793.tif 000004
【図３】
2013057793.tif 000005
【図４】
2013057793.tif 000006
【図５】
2013057793.tif 000007
【図６】
2013057793.tif 000008
【図７】
2013057793.tif 000009