(57)【要約】【課題】  定着用回転体のしわ及び破損を防止する簡易な構成の定着用回転体を提供する。【解決手段】  未定着画像を担持した記録媒体を搬送して、記録媒体に未定着画像を定着する定着装置に用いられる定着用回転体であって、基体と、基体の上に形成された複数の層と、を有する定着用回転体において、定着用回転体の長手方向端部領域であって記録媒体の幅方向端部が通過する位置を含む領域における外力及び／又は熱膨張に起因する表層の伸びを、その他の部位における外力及び／又は熱膨張に起因する表層の伸びより小さくなるように構成する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着画像を担持した記録媒体を搬送して、当該記録媒体に未定着画像を定着する定着装置に用いられる定着用回転体であって、
基体と、
前記基体の上に形成された複数の層と、を有する定着用回転体において、
定着用回転体の長手方向端部領域であって記録媒体の幅方向端部が通過する位置を含む領域における外力及び／又は熱膨張に起因する表層の伸びが、その他の部位における外力及び／又は熱膨張に起因する表層の伸びより小さくなるように構成されることを特徴とする定着用回転体。
【請求項２】
定着用回転体の長手方向端部領域であって記録媒体の幅方向端部が通過する位置を含む領域における表層の厚さが、その他の部位の表層の厚さより厚いことを特徴とする請求項１に記載の定着用回転体。
【請求項３】
定着用回転体の長手方向端部領域であって記録媒体の幅方向端部が通過する位置を含む領域における定着用回転体の外径が、その他の部位の定着用回転体の外径より大きいことを特徴とする請求項２に記載の定着用回転体。
【請求項４】
前記記録媒体の幅方向端部が通過する位置よりも定着用回転体の長手方向中央側の領域では、定着用回転体の長手方向端部に向かうほど、表層の厚みが増して定着用回転体の外径が大きいことを特徴とする請求項３に記載の定着用回転体。
【請求項５】
表層が最も厚い部分の定着用回転体の外径に対する表層が最も薄い部分の定着用回転体の外径の割合は、９７％以上であることを特徴とする請求項３又は４に記載の定着用回転体。
【請求項６】
表層が厚い部分の定着用回転体の外径から表層が薄い部分の定着用回転体の外径への勾配は、１／１００以下とすることを特徴とする請求項３〜５の何れか一項に記載の定着用回転体。
【請求項７】
前記記録媒体の幅方向端部が通過する位置とは、使用頻度が最も高いサイズの記録媒体の幅方向端部が通過する位置であることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の定着用回転体。
【請求項８】
表層の厚い部分は、表層の薄い部分よりも前記基体側に突出していることを特徴とする請求項２に記載の定着用回転体。
【請求項９】
定着用回転体の長手方向端部領域であって記録媒体の幅方向端部が通過する位置を含む領域における表層の材質が、その他の部位の表層の材質と異なることを特徴とする請求項１に記載の定着用回転体。
【請求項１０】
定着用回転体の長手方向端部領域であって記録媒体の幅方向端部が通過する位置を含む領域における表層の弾性係数が、他の部位の表層の弾性係数より大きいことを特徴とする請求項９に記載の定着用回転体。
【請求項１１】
前記記録媒体の幅方向端部が通過する位置とは、使用頻度が最も高いサイズの記録媒体の幅方向端部が通過する位置であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の定着用回転体。
【請求項１２】
定着用回転体の長手方向端部領域であって記録媒体の幅方向端部が通過する位置を含む領域の表層の下層には、補強部材が配置されることを特徴とする請求項１に記載の定着用回転体。
【請求項１３】
前記補強部材の弾性係数は、表層の弾性係数より大きいことを特徴とする請求項１２に記載の定着用回転体。
【請求項１４】
前記記録媒体の幅方向端部が通過する位置とは、使用頻度が最も高いサイズの記録媒体の幅方向端部が通過する位置であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の定着用回転体。
【請求項１５】
表層と、該表層の下層の層との間には、接着層を有し、
定着用回転体の長手方向端部領域であって記録媒体の幅方向端部が通過する位置を含む領域の接着層の厚さが、他の部位の接着層の厚さより厚いことを特徴とする請求項１に記載の定着用回転体。
【請求項１６】
定着用回転体の長手方向端部領域であって記録媒体の幅方向端部が通過する位置を含む領域の接着層の材質が、他の部位の接着層の材質と異なることを特徴とする請求項１５に記載の定着用回転体。
【請求項１７】
前記複数の層のうち、表層以外の少なくとも１つの層が弾性層であり、
定着用回転体の長手方向端部領域であって記録媒体の幅方向端部が通過する位置を含む領域の弾性層の厚さが、他の部位の弾性層の厚さより厚いことを特徴とする請求項１に記載の定着用回転体。
【請求項１８】
定着用回転体の長手方向端部領域であって記録媒体の幅方向端部が通過する位置を含む領域の弾性層の材質が、他の部位の弾性層の材質と異なることを特徴とする請求項１７に記載の定着用回転体。
【請求項１９】
請求項１〜１８の何れか一項に記載の定着用回転体を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の定着装置を備え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、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置、このような画像形成装置に搭載される定着装置及びこのような定着装置に搭載される回転体に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置では、画像情報に基づいて像担持体上にトナー像を形成し、このトナー像を紙やＯＨＰシート等の記録材上に転写し、トナー像を担持した記録材を定着装置に通し、熱と圧力により記録材上にトナー像を定着する。
【０００３】
このような定着装置としては、熱ローラタイプとフィルム加熱タイプが知られている。
熱ローラタイプの定着装置は、ハロゲンランプ等の熱源を備え、加熱されながら互いに押圧されて回転する定着ローラと加圧ローラのニップ部（定着ニップ部）によって、記録材を挟持搬送しつつ、トナー像を溶融し記録材上に定着する。
フィルム加熱タイプの定着装置は、耐熱樹脂や金属をベースにした可撓性スリーブの内側にヒータを配備し、そのヒータにより加熱された可撓性スリーブと加圧ローラとによって記録材を挟持搬送しつつ、トナー像を記録材に加熱定着する。
何れのタイプの定着装置も、定着ローラ、可撓性スリーブ、加圧ローラには、ニップを形成するための弾性層を有し、その外周にフッ素樹脂チューブなどの離型層を設けて、記録材の離型性を向上させた構成が既に知られている。
【０００４】
しかしながら、このような定着装置の定着用ローラやスリーブ（以下、「定着用回転体」と記載する）は、長時間画像定着装置内で使用した場合に、弾性層と離型層の熱膨張の違いに起因して、定着用回転体の離型層にしわが発生するという問題があった。
【０００５】
具体的には、定着装置が加熱定着動作を行うとき、定着用回転体の温度が上がって熱膨張が発生する。シリコーンゴム等を主成分とする弾性層の熱膨張は、フッ素樹脂等からなる離型層に比べて大きい。そのため、離型層は、弾性層の熱膨張によって弾性層の周方向へ引っ張られて伸びる。定着装置の加熱定着動作が終了し、定着用回転体の温度が下がると、定着用回転体は収縮し、元の外径に戻る。しかしながら、弾性層の熱膨張によって周方向へ引っ張られて伸び過ぎた離型層は、定着用回転体が収縮しても元の周長に戻らず、弛んでシワになってしまう。
【０００６】
定着用回転体が収縮した際に発生した離型層のシワは、定着装置が加熱定着動作を行う際に、再び熱膨張によって伸ばされる。しかしながら、離形層のシワが発生した部位は、弱くなっており、同じ位置に繰り返してしわが発生する。そのため、定着ローラが膨張と収縮を繰り返すうちにシワは深くなる。最終的に、離型層のシワは、離型層の材料の弾性限界を超えて折り曲がり、その状態に塑性変形する。即ち、離型層に折り目がついてしまい、離型層は、シワの付いた形状で安定する。そうすると、定着装置が加熱定着動作を行うときに、定着ローラの弾性層が熱膨張をしてシワを伸ばそうとする力よりも、シワの形状を維持する応力が強くなる。そのため、弾性層が熱膨張をしても、離型層のシワが伸びきらなくなってしまう。
【０００７】
これに対し、定着用回転体にシワ防止層を設けた構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
特許文献１に記載の定着用回転体は、芯金上に弾性層と、弾性層より表層側にフッ素ゴムとフッ素樹脂と熱伝導性フィラーを混ぜた熱伝導性フッ素ゴムラテックス層と、熱伝導性フッ素ゴムラテックス層と弾性層との間に高熱伝導性シリコーンゴムとを有し、ローラ表面のしわを防止できる。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の定着用回転体は、熱伝導性フッ素ゴムからなるラテックス層を有するため、部品が高価になる問題がある。
【００１０】
一方、定着用回転体の最外層の端部非通紙領域に樹脂層を新たに設ける構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。これにより、ローラ表面の弾性層と離型層の伸縮を防止できる。
【００１１】
しかしながら、特許文献２に記載の定着用回転体は、定着用回転体の長手方向において、記録材が通過する領域とその外側との境界部分では、記録材の端部エッジによって、定着用回転体の離型層が削られる問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、定着用回転体のしわ及び破損を防止する簡易な構成の定着用回転体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】
【００１３】
上述した課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の定着用回転体は、
未定着画像を担持した記録媒体を搬送して、当該記録媒体に未定着画像を定着する定着装置に用いられる定着用回転体であって、
基体と、
前記基体の上に形成された複数の層と、を有する定着用回転体において、
定着用回転体の長手方向端部領域であって記録媒体の幅方向端部が通過する位置を含む領域における外力及び／又は熱膨張に起因する表層の伸びが、その他の部位における外力及び／又は熱膨張に起因する表層の伸びより小さくなるように構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、定着用回転体のしわ及び破損を防止する簡易な構成の定着用回転体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置を概略的に示す構成図である。
【図２】図１に示した画像形成装置の定着装置を概略的に示す構成図である。
【図３】図１に示した画像形成装置の定着装置を概略的に示す構成図である。
【図４】画像形成装置の従来の定着用回転体を概略的に示す構成図である。
【図５】図１に示した画像形成装置の第１実施形態に係る定着用回転体を概略的に示す構成図である。
【図６】図１に示した画像形成装置の第２実施形態に係る定着用回転体を概略的に示す構成図である。
【図７】図１に示した画像形成装置の第３実施形態に係る定着用回転体を概略的に示す構成図である。
【図８】図１に示した画像形成装置の第４実施形態に係る定着用回転体を概略的に示す構成図である。
【図９】図１に示した画像形成装置の第５実施形態に係る定着用回転体を概略的に示す構成図である。
【図１０】図１に示した画像形成装置の第６実施形態に係る定着用回転体を概略的に示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【００１７】
ここに示した画像形成装置１は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体の中央には、４つの作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが設けられている。各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。
【００１８】
具体的に、各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体５と、感光体５の表面を帯電させる帯電装置６と、感光体５の表面にトナーを供給する現像装置７と、感光体５の表面をクリーニングするクリーニング装置８等を備える。なお、図１では、ブラックの作像部４Ｋが備える感光体５、帯電装置６、現像装置７、クリーニング装置８のみに符号を付しており、その他の作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃにおいては符号を省略している。
【００１９】
各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの下方には、感光体５の表面を露光する露光装置９が配設されている。露光装置９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体５の表面へレーザー光を照射するようになっている。
【００２０】
各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの上方には、転写装置３が配設されている。転写装置３は、転写体としての中間転写ベルト３０と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ３１と、二次転写手段としての二次転写ローラ３６とを備える。さらに、転写装置３は二次転写バックアップローラ３２と、クリーニングバックアップローラ３３と、テンションローラ３４、ベルトクリーニング装置３５を備えている。
【００２１】
中間転写ベルト３０は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ３２、クリーニングバックアップローラ３３及びテンションローラ３４によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ３２が回転駆動することによって、中間転写ベルト３０は図の矢印で示す方向に周回走行（回転）するようになっている。
【００２２】
４つの一次転写ローラ３１は、それぞれ、各感光体５との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ３１には、公知の電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が各一次転写ローラ３１に印加されるようになっている。
【００２３】
二次転写ローラ３６は、二次転写バックアップローラ３２との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、一次転写ローラ３１と同様に、二次転写ローラ３６にも公知の電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ３６に印加されるようになっている。
【００２４】
ベルトクリーニング装置３５は、中間転写ベルト３０に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードを有する。このベルトクリーニング装置３５から伸びた公知の廃トナー移送ホースは、公知の廃トナー収容器の入り口部に接続されている。
【００２５】
プリンタ本体の上部には、ボトル収容部２が設けられており、ボトル収容部２には補給用のトナーを収容した４つのトナーボトル２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが着脱可能に装着されている。各トナーボトル２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと各現像装置７との間には、公知の補給路が設けてあり、この補給路を介して各トナーボトル２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋから各現像装置７へトナーが補給されるようになっている。
【００２６】
一方、プリンタ本体の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１０や、給紙トレイ１０から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１１等が設けてある。ここで、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。また、公知の手差し給紙機構が設けてあってもよい。
【００２７】
プリンタ本体内には、用紙Ｐを給紙トレイ１０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向上流側には、二次転写ニップへ用紙Ｐを搬送する搬送手段としての一対のレジストローラ（位置合わせローラ）１２が配設されている。
【００２８】
また、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐに転写された未定着画像を定着するための定着装置５０が配設されている。さらに、定着装置５０よりも搬送路Ｒの用紙搬送方向下流側には、用紙を装置外へ排出するための一対の排紙ローラ１３が設けられている。また、プリンタ本体の上面部には、装置外に排出された用紙をストックするための排紙トレイ１４が設けてある。
【００２９】
続いて、図１を参照して、本実施形態に係るプリンタの基本的動作について説明する。
作像動作が開始されると、各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにおける各感光体５が公知の駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体５の表面が帯電装置６によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体５の表面には、露光装置９からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体５の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体５に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体５上に形成された静電潜像に、各現像装置７によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。
【００３０】
また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ３２が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト３０を図の矢印で示す方向に周回走行させる。そして、各一次転写ローラ３１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ３１と各感光体５との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。
【００３１】
その後、各感光体５の回転に伴い、感光体５上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体５上のトナー画像が中間転写ベルト３０上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト３０の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト３０に転写しきれなかった各感光体５上のトナーは、クリーニング装置８によって除去される。その後、公知の除電装置によって各感光体５の表面が除電され、表面電位が初期化される。
【００３２】
画像形成装置の下部では、給紙ローラ１１が回転駆動を開始し、給紙トレイ１０から用紙Ｐが搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１２によってタイミングを計られて、二次転写ローラ３６と二次転写バックアップローラ３２との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ３６には、中間転写ベルト３０上のトナー画像のトナー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、二次転写ニップに転写電界が形成されている。
【００３３】
その後、中間転写ベルト３０の周回走行に伴って、中間転写ベルト３０上のトナー画像が二次転写ニップに達したときに、そのニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト３０上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。また、このとき用紙Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト３０上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置３５によって除去され、除去されたトナーは公知の廃トナー収容器へと搬送され回収される。
【００３４】
その後、用紙Ｐは定着装置５０へと搬送され、定着装置５０によって用紙Ｐ上のトナー画像が当該用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、排紙ローラ１３によって装置外へ排出され、排紙トレイ１４上にストックされる。
【００３５】
以上の説明は、用紙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、４つの作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの何れか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つの作像部を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。
【００３６】
次に、本実施形態に係る定着装置について説明する。
図２は、本実施形態に係る定着装置を示す断面図である。
定着装置５０は、図２に示すように、ベルト部材の一例である定着ベルト５１、伝熱部材５２、補強部５３（支持部材）、反射部材５４、ヒータ５５（熱源）、固定部材５６、加圧回転体の一例である加圧ローラ１６１、接離機構８１等で構成される。定着ベルト５１は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、加圧ローラ１６１の回転駆動に連れ回って駆動される。
【００３７】
また、ニップ部の位置で定着ベルト５１の外周面に当接する加圧回転体の一例である加圧ローラ１６１は、中空又は中実構造の基体として芯金６２上に弾性層６３を形成したものである。加圧ローラ１６１は定着ベルト５１に圧接して、双方の部材間に所望のニップ部を形成し、このニップ部を記録媒体Ｐが図２中の矢印Ａ方向に通過することで定着ベルト５１及び加圧ローラ１６１から熱と圧力を受けて、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
【００３８】
加圧ローラ１６１の軸方向端部には、公知のギヤが設置されていて、他の駆動ギヤから駆動力を受けることで、加圧ローラ１６１は図２中の矢印Ｂ方向（反時計方向）に回転駆動される。また、加圧ローラ１６１は、その幅方向両端部が定着装置５０の側板に軸受７０を介して回転自在に支持されている。
【００３９】
固定部材５６は、液晶ポリマー等の耐熱樹脂材料等で構成され、補強部５３（支持部材）は、ニップ部を形成する固定部材５６を補強、支持するためのもので、定着ベルト５１の内周面側に固設されている。
【００４０】
伝熱部材５２は、薄肉のパイプ状部材である。伝熱部材５２の材料としては、アルミニウム、鉄、ステンレス等の熱伝導性の高い金属を用いることができる。伝熱部材５２は、ニップ部を除く位置で定着ベルト５１の内周面に近接もしくは接触するように形成され、ニップ部の位置には内部に凹状に形成されるとともに開口部が形成されて、固定部材５６と係合している。
【００４１】
伝熱部材５２は、その幅方向両端部が定着装置５０の側板に固定支持されている。伝熱部材５２は、ヒータ５５の輻射熱（輻射光）により加熱されて定着ベルト５１を加熱する。すなわち、伝熱部材５２がヒータ５５（加熱手段）によって直接的に加熱されて、伝熱部材５２を介して定着ベルト５１がヒータ５５によって間接的に加熱されることになる。
【００４２】
また、補強部５３におけるヒータ５５に対向する面に、反射部材５４を配置することで、ヒータ５５から補強部５３に向かう輻射熱（補強部５３を加熱する熱）が反射され、伝熱部材５２の加熱に用いられることになるために、定着ベルト５１（伝熱部材５２）の加熱効率が向上する。
【００４３】
なお、定着装置は、定着ベルトを用いたベルト加熱タイプに限定されない。例えば、図３に示すように、加圧ローラ１６１に対向する部材として、定着ローラ５７’を使用しても良い。定着ローラ５７’は、ヒータ５５’を内蔵する芯金５６’の表面に耐熱性ゴムで形成された弾性層とフッ素樹脂からなる離型層が形成されており、上記定着ベルト５１と同じ構成である。加圧ローラ１６１の構成は、上述の加圧ローラと同様であるため、その記載を省略する。
なお、定着ローラ、加圧ローラなどを総称して、定着用回転体と呼ぶことにする。
【００４４】
次に、従来の定着用回転体の構成を説明する。
従来の定着用回転体一例として加圧ローラ９６１を用い、図４を参照して長手方向の断面図としてその構成を説明する。
【００４５】
加圧ローラ９６１は、鉄、ＳＵＳ、アルミニウム等の金属材料からなる中実又は中空状の基体としての芯金６２を有している。この芯金６２の外周面上には、耐熱性と弾力を備えたシリコーンゴム等のゴム材を主成分とする弾性層６３が形成され、さらに弾性層６３の外周面上に表層としてＰＴＦＥ、ＰＦＡ又はＦＥＰなどを主成分とする離型層６４が形成されている。離型層６４は、チューブを被覆して形成しても、塗装により形成しても良い。
【００４６】
芯金６２と弾性層６３を接合するため、芯金６２と弾性層６３との間には接着層６３ａが設けられている。同様に、弾性層６３と表層６４とを接合するため、弾性層６３と表層６４との間には接着層６４ａが設けられている。
【００４７】
次に、本発明の第１実施形態に係る定着用回転体について説明する。
図５は、本発明の第１実施形態に係る定着用回転体の長手方向における具体的な構造について説明する説明図である。
【００４８】
本実施形態の定着用回転体は、従来の定着用回転体と比較して、離型層の構成が異なり、離型層以外の構成は、従来の定着用回転体と同様であるため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４９】
加圧ローラ１６１の長手方向端部側であって、記録媒体端部通過位置Ｐｅを含む領域において、離型層（表層）１６４の厚さは、それより内側（図５中、Ｐｅよりも左側）における離型層１６４の厚さよりも、厚くなるように構成する。また、加圧ローラ１６１の長手方向端部側であって、記録媒体端部通過位置Ｐｅを含む領域における加圧ローラ１６１の外径Ｄ１は、加圧ローラ１６１の長手方向中央部の外径Ｄ２より、大きくなるように構成する。
【００５０】
これにより、加圧ローラ１６１の長手方向における中央部付近では、加圧ローラ１６１の離型層１６４が薄く、加圧ローラ１６１の製品硬度が低いため、所望のニップ幅を確保できる。また、加圧ローラ１６１の長手方向端部側であって、記録媒体端部通過位置Ｐｅを含む領域においては、表層強度が高くなり、ニップ部での外力や熱膨張に起因する離型層１６４の伸びが抑えられる。そのため、離型層１６４にシワの発生を防止できる。
【００５１】
ところで、加圧ローラ１６１の離型層１６４は、記録媒体のエッジにより、磨耗が進行しやすい。これに対して、記録媒体端部通過位置Ｐｅ点における離型層１６４を厚くすることで、経時磨耗による離型層１６４の破損を防止できる。
【００５２】
上記のような加圧ローラ１６１を用いた画像形成装置において、最も高頻度に使用される用紙サイズが、例えばＡ４サイズである場合には、記録媒体端部通過位置Ｐｅ点をＡ４サイズ用紙端部に一致させるように設計する。これにより、記録媒体のエッジによる集中的な攻撃にも耐え得る高耐久の定着装置及び画像形成装置とすることができる。
【００５３】
また、記録媒体端部通過位置Ｐｅ付近においては、離型層１６４が厚い分、加圧ローラ１６１の硬度は高くなりニップ幅は狭くなる。一方、記録媒体端部通過位置Ｐｅ付近では、加圧ローラ１６１の外径が大きく、加圧ローラ１６１の潰れ量が大きくなりニップ幅が広くなる。そのため、相対的には、中央部と端部とでニップ幅は大きく変動せず、定着性への影響は少ない。
【００５４】
また、記録媒体通過領域Ｗにおいて、記録媒体通過領域Ｗの外側（図５中、右方向）に向かうほど、離型層１６４の厚みが増して加圧ローラ１６１の外径が大きくなる、いわゆる逆クラウン形状となるように加圧ローラ１６１を構成することが好ましい。これにより、ニップを通過する記録媒体を、加圧ローラ１６１の長手方向端部側（外側）に押し広げる。そのため、薄紙や湿気を含んだ記録媒体そのものに紙シワが発生するのを防止できる。
【００５５】
なお、最も離型層１６４が厚い記録媒体端部通過位置Ｐｅ部における加圧ローラ１６１の外径Ｄ１に対する、それよりも内側に位置する最も離型層１６４が薄い部分の外径Ｄ２の割合を、９７％以上とする。また、離型層１６４が最も厚い部分から最も薄い部分へと切り替わる部分は、厚さを１／１００以下の勾配で緩やかに変化させる。これにより、記録媒体端部通過位置Ｐｅ部を含む最大外径部と最小外径部との線速差による加圧ローラ１６１のねじれや、転写材後端部の跳ね等を抑制できる。また、離型層１６４の厚さ偏差による画像上の光沢差等を緩和できる。
【００５６】
次に、本発明の第２実施形態に係る定着用回転体について説明する。
図６は、本発明の第２実施形態に係る定着用回転体の長手方向における具体的な構造について説明する説明図である。
第２実施形態では、離型層及び弾性層の構成が異なる点で第１実施形態と相違する。
【００５７】
加圧ローラ２６１の長手方向端部側であって、記録媒体端部通過位置Ｐｅを含む領域において、離型層（表層）２６４の厚さは、それより内側（図６中、Ｐｅよりも左側）における離型層２６４の厚さよりも、厚くなるように構成する。また、加圧ローラ２６１の長手方向端部側であって、記録媒体端部通過位置Ｐｅを含む領域において、弾性層２６３の厚さは、それより内側（図６中、Ｐｅよりも左側）における弾性層２６３の厚さよりも、薄くなるように構成する。また、加圧ローラ２６１の外径は、加圧ローラ２６１の長手方向の位置に拠らず、一定（Ｄ１）とする。すなわち、離型層２６４の厚い部分は、離型層２６４の薄い部分よりも、加圧ローラ２６１の芯金６２側に向けて突出するよう構成する。
【００５８】
このような構成は、逆クラウン形状が必要ない場合であって、表層強度を部分的に強化したいときに使用できる。これにより、記録媒体端部位置Ｐｅ付近においては、表層強度が高くなり、ニップ部での外力や熱膨張に起因する離型層２６４の伸びが抑えられ、離型層２６４にシワの発生を防止できる。また、記録媒体の端部エッジによる表層磨耗によって、離型層２６４に亀裂が発生するのを防止できる。
【００５９】
次に、本発明の第３実施形態に係る定着用回転体について説明する。
図７は、本発明の第３実施形態に係る定着用回転体の長手方向における具体的な構造について説明する説明図である。
第３実施形態では、離型層の構成が異なる点で第１実施形態と相違する。
【００６０】
加圧ローラ３６１の長手方向端部側であって、記録媒体端部通過位置Ｐｅを含む領域における離型層３６４の材質をＸ材とし、それより内側（図７中、Ｐｅよりも左側）の表層３６４の材質をＹ材とする。Ｘ材の弾性係数をＥｘ、Ｙ材の弾性係数Ｅｙとした場合、Ｅｘ＞Ｅｙのような関係となるよう材質を選定する。加圧ローラ３６１の外径は、加圧ローラ３６１の長手方向の位置に拠らず、一定とする。これにより、経時における加圧ローラ３６１上のシワの発生を防げる。例えば、Ｘ材として高強度で廉価なＥＴＦＥを使用し、Ｙ材としてトナー離型性の高いＰＦＡを使用すれば、画像通過領域における加圧ローラ３６１へのトナー付着を防止し、かつ記録媒体の端部エッジによる表層磨耗によって、離型層３６４に亀裂が発生するのを防止できる。
【００６１】
上記のような加圧ローラ３６１を用いた画像形成装置において、最も高頻度に使用される用紙サイズが、例えばＡ４サイズである場合には、記録媒体端部通過位置Ｐｅ点をＡ４サイズ用紙端部に一致させるように設計する。これにより、記録媒体のエッジによる集中的な攻撃にも耐え得る高耐久の定着装置及び画像形成装置とすることができる。
【００６２】
次に、本発明の第４実施形態に係る定着用回転体について説明する。
図８は、本発明の第４実施形態に係る定着用回転体の長手方向における具体的な構造について説明する説明図である。
第４実施形態では、離型層の構成が異なる点で第１実施形態と相違する。
【００６３】
加圧ローラ４６１の長手方向端部側であって、記録媒体端部通過位置Ｐｅを含む領域において、離型層４６４の下層に別材質の補強部材４６５を積層して、離型層４６４が部分的に補強されるよう構成する。加圧ローラ４６１の長手方向端部側であって、記録媒体端部通過位置Ｐｅを含む領域における加圧ローラ４６１の外径Ｄ１は、加圧ローラ４６１の長手方向中央部の外径Ｄ２より、大きく構成する。
さらに、離型層４６４の材質をＹ材、補強部材４６５の材質をＸ材として、異なる材質で構成することが好ましい。Ｘ材の弾性係数をＥｘ、Ｙ材の弾性係数Ｅｙとした場合、Ｅｘ＞Ｅｙのような関係となるよう材質を選定する。
【００６４】
これにより、経時における記録媒体端部通過位置Ｐｅでの離型層４６４の伸びを防止できる。なお、補強部材４６５は、記録媒体上の像形成面に直接接触しないため、Ｘ材としては、高強度で廉価であるが、溶融トナーへの非接着性に劣る材質、例えばＥＴＦＥを使用できる。
【００６５】
上記のような加圧ローラ４６１を用いた画像形成装置において、最も高頻度に使用される用紙サイズが、例えばＡ４サイズである場合には、記録媒体端部通過位置Ｐｅ点をＡ４サイズ用紙端部に一致させるように設計する。これにより、記録媒体のエッジによる集中的な攻撃にも耐え得る高耐久の定着装置及び画像形成装置とすることができる。
【００６６】
次に、本発明の第５実施形態に係る定着用回転体について説明する。
図９は、本発明の第５実施形態に係る定着用回転体の長手方向における具体的な構造について説明する説明図である。
第５実施形態では、接着層の構成が異なる点で第１実施形態と相違する。
【００６７】
加圧ローラ５６１の長手方向端部側であって、記録媒体端部通過位置Ｐｅを含む領域において、離型層５６４と弾性層６３の間の接着層５６４ａの厚さが、他の部位の接着層５６４ａの厚さよりも、厚くなるよう構成する。加圧ローラ５６１の長手方向端部側であって、記録媒体端部通過位置Ｐｅを含む領域における加圧ローラ５６１の外径Ｄ１は、加圧ローラ５６１の長手方向中央部の外径Ｄ２より、大きく構成する。
さらに、加圧ローラ５６１の長手方向端部側であって、記録媒体端部通過位置Ｐｅを含む領域の接着層５６４ａの材質を、それより内側の部位とは異なる材質となるように構成しても良い。
【００６８】
これにより、記録媒体端部通過位置Ｐｅにおける離型層５６４の強度を補助的に向上させて、離型層５６４にシワ・破損の発生を防止できる。また、離型層５６４自体の厚さや材質を変更しないので、廉価な構成とできる。
【００６９】
次に、本発明の第６実施形態に係る定着用回転体について説明する。
図１０は、本発明の第６実施形態に係る定着用回転体の長手方向における具体的な構造について説明する説明図である。
第５実施形態では、弾性層の構成が異なる点で第１実施形態と相違する。
【００７０】
加圧ローラ６６１の長手方向端部側であって、記録媒体端部通過位置Ｐｅを含む領域において、弾性層６６３の厚さが、他の部位の弾性層６６３の厚さよりも、厚くなるよう構成する。加圧ローラ６６１の長手方向端部側であって、記録媒体端部通過位置Ｐｅを含む領域における加圧ローラ６６１の外径Ｄ１は、加圧ローラ６６１の長手方向中央部の外径Ｄ２より、大きく構成する。
さらに、加圧ローラ６６１の長手方向端部側であって、記録媒体端部通過位置Ｐｅを含む領域の弾性層６６３の材質を、それより内側の部位とは異なる材質となるように構成しても良い。
【００７１】
これにより、記録媒体端部通過位置Ｐｅにおける離型層６６４の強度を補助的に向上させて、離型層６６４にシワ・破損の発生を防止できる。また、離型層６６４自体の厚さや材質を変更しないので、廉価な構成とできる。
【００７２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。また、各実施形態は、適用できる範囲で組合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
６２    芯金（基体の一例）
６４    離型層（表層の一例）
Ｐ    用紙（記録媒体の一例）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７４】
【特許文献１】特開２００９−２７６４１９号公報
【特許文献２】特開２００３−２８０４３３号公報
【図１】
2017072806.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2017072806.tif 000006
【図５】
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【図６】
2017072806.tif 000008
【図７】
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【図８】
2017072806.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2017072806.tif 000012