JP2002055557A - 弾性回転体およびそれを有する定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決課題】 プリンタや複写機等の画像形成装置（特
にカラー機）に対する市場からの更なる高速化、高画質
化の要求に対応して、加熱ローラ（又はベルト）と加圧
ローラとが圧接する定着部で、トナーの溶融に必要な熱
を充分に且つ速く、効率的に供給するための定着ニップ
幅を大きく形成することを可能とする弾性回転体および
これを有する定着装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 支持体上に弾性体層を設け、当該弾性体
層の上に厚さ０．０３〜０．１５ｍｍのステンレス等に
よる極薄肉金属層を形成し、必要に応じて当該極薄肉金
属層の表面に離型層を設けるように構成して課題を解決
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真方式を
採用したプリンタや複写機等の画像形成装置において、
被記録材上に形成された未定着トナー像を加熱加圧する
ことによって定着する定着装置の弾性回転体および当該
弾性回転体を備えた定着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記電子写真方式を採用したプリ
ンタや複写機等の画像形成装置において、画像形成工程
の最終段階は、被記録材上に形成された未定着トナー像
を、定着装置によって加熱・溶融し、被記録材上に定着
して永久画像とする定着工程である。この定着工程を実
施する定着方法としては、熱ローラ定着方式が長く一般
的に用いられているが、最近の新しい機種では、省エネ
ルギータイプで、ウエイト時間の短縮が可能なベルトニ
ップ加熱定着方式も採用されており、注目を集めてい
る。

【０００３】上記熱ローラ定着方式を採用した定着装置
は、基本的に、中空ローラの内部にハロゲンランプ等の
発熱体を配設した加熱ローラと、当該加熱ローラに圧接
させたシリコーンゴム等の弾性体で形成された加圧ロー
ラとから構成されている。この定着装置は、加熱ローラ
と加圧ローラとからなる一対のローラを互いに圧接させ
た状態で回転させて、当該一対のローラ間のニップ部
（圧接部）に未定着トナー像が形成された被記録材を通
過させることにより、加熱ローラからの熱とニップ部の
加圧力によって被記録材上にトナー画像を加熱溶融して
定着させるものである。

【０００４】これに対して、近年、エンドレスベルト状
の回転体を介して、発熱体により被記録体上のトナー画
像を加熱するベルトニップ加熱方式の定着装置が製品化
されてきており、注目を集めている。このベルトニップ
加熱方式の定着装置は、熱ローラ定着方式と比較して、
薄肉のベルトを介するだけで回転体と発熱体とが一体と
なるため、実質的には、トナー画像を直接加熱すること
ができ、加熱効率も良く、また加熱部を短時間で昇温す
ることが可能となり、待ち時間も略ゼロとなる。また、
定着部の必要な部分のみを加熱するため消費電力も少な
く、省エネルギーの効果は大きいという特徴を有してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の場合には、次のような問題点を有している。す
なわち、上記熱ローラ定着方式を採用した定着装置の場
合には、加熱ローラ自体が中空・厚肉金属ローラのため
に熱容量が比較的大きく、またローラ内部の発熱体から
空気を介して加熱するため、加熱ローラが冷えた状態の
時には、加熱ローラ全体を所定の温度まで昇温させるの
に長い加熱時間が必要となり、電源投入時からの待ち時
間が長くなるばかりか、消費電力も大きくなり、省エネ
ルギー上問題点を有している。

【０００６】また、上記熱ローラ定着方式を採用した定
着装置の場合には、加熱ローラは金属製やガラス、セラ
ミック製のために表面は硬く、また一方の加圧ローラも
シリコーンゴム等によって形成されているために、充分
なニップ幅を得ることができず、特にフルカラーのトナ
ー画像を定着する場合など、高速化するにも限界がある
という問題点を有している。

【０００７】一方、上記ベルトニップ加熱方式の定着装
置の場合には、エンドレスベルトの材質として、ポリイ
ミド等の合成樹脂系と、電鋳工法により製造されたニッ
ケル等の金属系のものとがあるが、何れも高価な材質で
あり、また前者は熱伝導性、後者は耐熱性等の基本性能
の上でも問題が多いのが現状である。

【０００８】また、このベルトニップ加熱方式の定着装
置も、発熱体による加熱方式を採用しているため、周囲
への放熱量も多く、充分な定着性を得るためには、必要
以上に高い温度に設定し、被記録材が圧接されたローラ
間を通過する時間を長く設定して、定着時間を充分にと
る必要がある。

【０００９】近年、電子写真方式のプリンタや複写機等
の画像形成装置（特にカラー機）に要求されている更な
る高速化や高画質化に対応する定着性の向上には、被記
録材のローラ間の通過時間すなわち加熱・加圧時間を短
縮させる必要があり、省エネルギー化に反して温度を大
幅に上昇させるか、または加熱、加圧両ローラ間に形成
される圧接ニップ幅を大きくする必要が生じてくる。

【００１０】さらに、定着時の問題となる別の不具合
は、被記録材から圧着されなかった未定着トナーの一部
が、加熱ローラ（又はベルト）や加圧ローラに転移付着
するいわゆるオフセット現象が発生し、繰り返し回転す
る度に順次ニップ部を通過していく被記録材に熱転写さ
れ、当該被記録材の表面に斑点状の汚れが発生する。こ
の汚れを防止するためには、加圧ローラにクリーニング
部材を設ける例があるが、確実な防止はできていないの
が現状である。

【００１１】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたものであり、その第一の目
的とするところは、プリンタや複写機等の画像形成装置
（特にカラー機）に対する市場からの更なる高速化、高
画質化の要求に対応して、加熱ローラ（又はベルト）と
加圧ローラとが圧接する定着部で、トナーの溶融に必要
な熱を充分に供給するためのニップ幅を大きく形成する
ことを可能とする弾性回転体の提供と、また該弾性回転
体を適用することにより、ニップ部において温度分布及
び圧力の均一性が確保されて確実な定着性が得られ、高
画質化を実現できる定着装置の提供、さらにまた必要と
する定着温度までの昇温速度が速く、電源投入時からの
待ち時間が短い省消費電力型の定着装置を提供すること
にある。

【００１２】さらに、この発明の第二の目的とするとこ
ろは、従来の薄肉金属製ベルトを用いたベルトニップ方
式の長所を生かしながら、ベルトの蛇行やたわみ等薄肉
ベルトに起因する定着不具合の解決を図るとともに、シ
ンプルな装置構成となり、コンパクト化、省スペース化
を可能にして、ローラの耐久性やメンテナンス性等が優
れて且つ低コスト化が可能な定着装置を提供することに
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１に記載された発明は、支持体上に弾性体層
を設け、当該弾性体層の上に厚さ０．０３〜０．１５ｍ
ｍの極薄肉金属層を形成し、必要に応じて当該極薄肉金
属層の表面に離型層を設けたことを特徴とし、これによ
り定着部に大きなニップ幅を形成して定着の高速化及び
高画質化等の性能向上に対応できる弾性回転体を提供す
るものである。

【００１４】ここで、上記支持体としては、例えば、金
属又は合成樹脂等で形成されたチューブ状又はシャフト
状のものが用いられる。

【００１５】また、上記弾性体層としては、例えば、ゴ
ム又は合成樹脂系の発泡材や、ゴム及び合成樹脂の共重
合体からなる弾性体等からなるものが用いられる。

【００１６】さらに、上記極薄肉金属層の厚さは、０．
０３〜０．１５ｍｍに設定されるが、望ましくは０．０
５ｍｍ以下に設定される。

【００１７】また更に、上記離型層としては、例えば、
フッ素樹脂等の離型材からなるものが用いられる。

【００１８】ところで、薄肉の金属層を弾性体層の上に
積層してなる回転体に関する技術としては、例えば、特
開平１０−３４００２３号公報に開示されているもの
が、すでに提案されている。上記特開平１０−３４００
２３号公報の特許請求の範囲に記載された内容は、「少
なくとも芯金と弾性を有する材料からなる弾性体層と、
金属からなる金属層と、離型性を有する材料からなる離
型層とを、この順番に順次積層して一体化してなるロー
ラと、該ローラと一部で圧接した押圧部材と、前記ロー
ラを加熱する加熱手段を有することを特徴とする加熱装
置」である。上記内容の金属については、材料は、Ｎ
ｉ、ＳＵＳ、Ａｌなどが比較的安価で加工しやすく好ま
しいとされ、またその厚さは０．０２〜０．５ｍｍの厚
さが好ましいとされている。また、該ローラの加工方法
としては、具体的にシームレスのベルトを電鋳などの方
法で形成したものとされている。さらにはシームレスの
金属ベルトは高価なため、シート状の金属箔を巻付ける
方法が比較的容易に製作できてコストが安く好ましいと
提案されている。

【００１９】しかしながら、上記特開平１０−３４００
２３号公報に開示されたローラは、加熱手段であり、ロ
ーラ外表面より内部への熱放射を抑えて、昇温効率を上
げる等加熱時の不具合解決のみを目的としたもので、定
着装置に係る高速化、高画質化等の性能向上要求に対応
しようという目的ではない。

【００２０】これに対し、この発明は、極く薄肉金属よ
りなる表面金属層（特にシームレスステンレス層）が備
える特長である・・・・・ １． 高剛性／曲げ応力小 ２． バネ性／弾性変形 ３． 板厚均一性 ４． 軽量 ５． 耐久性・耐食性・ 耐磨耗性／発塵なし ６． 耐熱性 ７． 熱伝導性／温度分布の均一性 ８． 熱容量小 ９． 導電性 １０．磁性 １１．表面平滑性 １２．表面加工性（孔開け・微細加工等） 等 と、またゴム又は合成樹脂系の発泡材等よりなる弾性体
層が備えた特長である・・・・・ １． 弾力性 ２． 成形性 ３． 断熱性 ４． 絶縁性（不導体） ５． 軽量 等

【００２１】表面の極く薄肉の金属層と内部の弾性体層
双方の特長を生かして構成した回転体であり、加熱手段
や加圧手段だけでなく他の手段、例えばクリーニング部
材等として使用することも可能であり、プリンタや複写
機等の定着高速化、高画質化対策を実現できる汎用可能
な弾性回転体を提供するものである。

【００２２】また、請求項２に記載された発明は、極薄
肉金属層としてシームレスステンレススリーブを用いた
ことを特徴とし、金属層を薄肉の丸めて両端を溶接によ
り形成された金属スリーブを用いた場合に、金属層にで
きた溶接個所の継ぎ目に起因して発生する定着不具合を
回避し、定着性等の一層の性能向上を図るものである。
さらに、ステンレス材は耐熱性、加工性も高く、低コス
トであり、本発明の材質として最適である。尚、請求項
１に記載された発明において、金属層に板厚０．０５ｍ
ｍレベルの溶接スリーブを使用すると、溶接継ぎ目の個
所での耐久性が極端に悪くなり、ローラの寿命は大きく
低下する。

【００２３】さらに、請求項３に記載された発明は、電
子写真方式のプリンタや複写機等の画像形成装置におい
て、被記録材上に形成されたトナー画像を加熱・ 溶融す
る加熱回転体又は被記録材の裏面より圧接する加圧回転
体として、前記請求項１又は２のいずれかに記載の弾性
回転体を用いたことを特徴とし、以って定着部のニップ
幅を大きくし、定着に必用な温度と圧力の保持等を可能
にして高速回転でも確実な定着が得られる定着装置を提
供するものである。

【００２４】又、請求項４に記載された発明は、前記請
求項３に記載の加熱回転体及び加圧回転体の両方の回転
体として、前記請求項１又は２のいずれかに記載の弾性
回転体を用いたことを特徴とし、これにより定着部に安
定した大きなニップ幅を形成することが可能となり、定
着に必用な温度と圧力の保持等が充分となり、高速回転
でも確実な定着が得られる定着装置を提供するものであ
る。

【００２５】更に、請求項５に記載された発明は、電子
写真方式のプリンタや複写機等の画像形成装置におい
て、トナー画像定着時に被記録材の裏面より加圧する加
圧回転体の表面に圧接して、当該加圧回転体の表面に付
着したオフセットトナー等の付着物を回収するクリーニ
ング部材として、前記請求項１又は２のいずれかに記載
の弾性回転体を用いたことを特徴とし、以って加圧回転
体のトナー汚れに起因する被記録材の斑点汚れを防止
し、常に良好な定着画像が得られる定着装置を提供する
ものである。

【００２６】なお、この請求項５に記載された発明にお
いて、クリーニング部材として、請求項１又は２のいず
れかに記載の弾性回転体を用いる場合には、当該弾性回
転体の表面には、離型層を設けることなく、極薄肉金属
層が表面に露出した状態とする必用がある。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。

【００２８】実施の形態１ 図１は、この発明の実施の形態１に係る薄肉金属被覆の
弾性回転体の一例を示す積層構造説明図である。

【００２９】図１において、１は定着装置の加熱ローラ
等として使用される弾性回転体を示すものであり、この
弾性回転体１は、金属又は耐熱性の合成樹脂等で形成さ
れたチューブ状又はシャフト状（図示例では、チューブ
状）の支持体２上に、ゴムや合成樹脂系のバルク材や発
泡材、例えばシリコーンゴム等からなる厚さ３〜８ｍｍ
の弾性体層３を被覆し、その上に金属例えばステンレ
ス、鉄等を厚さ０．０３〜０．１５ｍｍ、望ましくは
０．０５ｍｍ以下に薄肉化して形成されたスリーブから
なる金属層４を積層し、必要に応じて当該金属層４の表
面にフッ素樹脂等の離型材よりなる離型層５を設けて構
成されている。

【００３０】次に、上記弾性回転体１の製造方法につい
て説明する。この弾性回転体１は、図１に示すように、
金属層４としての金属製のスリーブの内部に、支持体２
の上に弾性体層３を形成したものを挿入するか、または
金属スリーブ４の中心部に支持体２を配置し、金属製ス
リーブ４と支持体２の間に、未硬化状態のシリコーンゴ
ム等からなる流動状の発泡材を充填し、当該流動状の発
泡材を硬化させて弾性体層３とする方法が挙げられる。

【００３１】金属製スリーブ４は、軸線方向に溶接等の
継ぎ目がないシームレススリーブが好ましく、溶接継ぎ
目のある金属スリーブは、前述したように、耐久性が低
く適当ではない。また、この金属製スリーブ４の材質と
しては、上述した中でもとりわけ剛性、バネ性および耐
久性等に優れ、低コストで加工が可能なステンレス製の
スリーブが最適である。

【００３２】実施の形態２ 図２はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記
実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明
すると、この実施の形態２では、電子写真方式のプリン
タや複写機等の画像形成装置において、被記録材上に形
成されたトナー画像を加熱・ 溶融する加熱回転体又は被
記録材の裏面より圧接する加圧回転体として、支持体上
に弾性体層を設け、当該弾性体層の上に厚さ０．０３〜
０．１５ｍｍの極薄肉金属層を形成し、必要に応じて当
該極薄肉金属層の表面に離型層を設けたことを特徴とす
る弾性回転体か、又は上記極薄肉金属層としてシームレ
スステンレススリーブを用いたことを特徴とする弾性回
転体を用いるように構成されている。

【００３３】図２は、この発明の実施の形態２に係る薄
肉金属被覆の弾性回転体を、加熱ローラとして適用した
定着装置を示す概略構成図である。

【００３４】上記定着装置が装着された電子写真方式の
プリンタや複写機等の画像形成装置においては、公知の
画像形成プロセスを用いて、記録用紙等の被記録材１１
上にトナー画像１２が形成され、このトナー画像１２が
形成された被記録材１１は、画像形成プロセスの最終段
階で、本発明の薄肉金属被覆の弾性回転体が加熱ローラ
として適用された定着装置１３に搬送される。

【００３５】この定着装置１３は、図２に示すように、
上記実施の形態１と同様に形成された弾性回転体として
の加熱ローラ１４と、金属又は耐熱性の合成樹脂等で形
成された円筒状の支持体上に、ゴムや合成樹脂系の発泡
材、例えばシリコーンゴム等からなる弾性体層を比較的
厚く被覆してなる加圧ローラ１５とを互いに圧接させ、
両ローラ１４、１５間のニップ部１６に、トナー画像１
２が形成された被記録材１１を通過させるように構成さ
れている。上記加熱ローラ１４を加熱する方式として
は、例えば、当該加熱ローラの圧接ニップ部の上流側近
傍に発熱体１７を配設し、この発熱体１７によって加熱
ローラ１４の表面を直接加熱する方式と、不図示の磁場
発生手段により磁界を発生させ渦電流を生じさせて、ジ
ュール熱により加熱ローラ１４を直接発熱させる磁気誘
導加熱方式とがあるが、何れの方式であっても本発明の
薄肉金属被覆の弾性回転体としての加熱ローラ１４は、
表面被覆の金属層４がステンレス等の金属からなり、し
かも極薄肉であるため、熱伝導性も良く熱容量も小さい
ので、熱効率の良い加熱ローラとして好適である。

【００３６】近年、益々激化するプリンタや複写機等の
画像形成装置の高速化、高画質化競争に伴い、定着の高
速化や定着性の向上が求められているが、中でも高速化
のためには、被記録材の定着部での通過時間を短縮する
必要がある。そのためには、定着に必要な熱量をニップ
部に充分供給することと、均一な定着圧力の保持のため
に圧接ニップ幅を大きくする工夫が必要となるが、本発
明によれば、加熱ローラの表面を被覆する極く薄肉金属
の熱伝導性、剛性とバネ性および弾性体層の適正な弾力
性により、定着に必要な温度および圧力を保持できる充
分なニップ幅の確保を実現し、定着の高速化と同時に定
着性の向上、安定化を可能にすることができる。その他
表面弾力性によりニップ幅を大きくすることができるの
で、加熱ローラ等を小径化して装置をコンパクトにする
ことが可能となり、シンプルな構造と共に定着装置の省
スペース化を実現する効果も生まれる。

【００３７】その他の構成及び作用は、前記実施の形態
１と同様であるので、その説明を省略する。

【００３８】実施の形態３ 図３はこの発明の実施の形態３を示すものであり、前記
実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して説明す
ると、この実施の形態３では、薄肉金属被覆の弾性回転
体を、加圧ローラとして用いるように構成されている。

【００３９】図３は、この発明の実施の形態３に係る薄
肉金属被覆の弾性回転体を、加圧ローラとして適用した
定着装置を示す概略構成図である。

【００４０】図３（ａ）（ｂ）および（ｃ）は駆動およ
び張力の機能を持つ二つのローラ２１、２２に懸回され
たエンドレスベルト２３を用いたエンドレスベルト式の
加熱回転体を備えた定着装置、また図３（ｄ）はローラ
式または中空ベルト式の加熱回転体を備えた定着装置を
示す。尚、図３（ａ）において、２５はエンドレスベル
ト２３を介して加圧ローラ２４の表面に圧接する発熱体
を示すものである。

【００４１】前記実施の形態２と同様に、被記録材１１
の上に形成されたトナー画像１２を加熱回転体２３によ
り加熱・溶融し、同時に裏面より圧接された本発明品で
ある薄肉金属被覆の弾性回転体を適用した加圧ローラ２
４により押圧して、トナー画像を定着画像とする。図３
（ａ）（ｂ）（ｃ）および（ｄ）の何れの方式の加熱回
転体であっても本発明品である薄肉金属被覆の弾性回転
体を適用した加圧ローラ２４はセット対応が可能であ
り、加圧ローラ２４の表面を被覆する極薄肉金属の剛性
とバネ性および弾性体層の適正な弾力性により、定着に
必要な温度および圧力を保持できる充分なニップ幅の確
保を実現し、定着の高速化と同時に定着性の向上を可能
にして高画質化を実現することができる。

【００４２】上記加圧ローラ２４の層構成は、基本的
に、図１に示す加熱ローラと同様であるが、当該弾性回
転体を加圧ローラ２４として用いる場合には、加熱ロー
ラと異なり加圧を目的とするため、支持体の肉厚や直径
を加熱ローラよりも大きく設定するとともに、弾性体層
の肉厚を薄く設定し、更に、金属層の肉厚を厚く設定す
るのが望ましい。

【００４３】尚、従来のシリコーンゴム等により製造さ
れた加圧ローラと比較すると、本発明品は極く薄肉金属
層が有する何れも高い剛性、バネ性、熱伝導性および表
面平滑性等により適正なニップ部を形成することが可能
となり、ニップ部での定着性の向上が実現できる。その
他、ローラ径を小径化して装置をコンパクトにすること
が可能になり、シンプルな構造と共に定着装置の省スペ
ース化を可能とする効果も生まれる。さらに、必要に応
じて発熱方式を選ぶことにより、補助加熱体としての機
能を持たせることもできるので、ニップ部近傍の温度管
理を高度に実施することにより、ハイレベルな省消費電
力化を可能とする。尚、さらに金属層の残熱により加圧
ローラに転移付着したオフセットトナーを加圧ローラ上
で軟化させることができ、クリーニング部材により剥離
し回収し易くなる。

【００４４】その他の構成及び作用は、前記実施の形態
１と同様であるので、その説明を省略する。

【００４５】実施の形態４ 図４はこの発明の実施の形態４を示すものであり、前記
実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して説明す
ると、この実施の形態４では、加熱回転体及び加圧回転
体の両方の回転体として、支持体上に弾性体層を設け、
当該弾性体層の上に厚さ０．０３〜０．１５ｍｍの極薄
肉金属層を形成し、必要に応じて当該極薄肉金属層の表
面に離型層を設けたことを特徴とする弾性回転体か、又
は上記極薄肉金属層としてシームレスステンレススリー
ブを用いたことを特徴とする弾性回転体を用いるように
構成されている。

【００４６】図４は、この発明の実施の形態４に係る薄
肉金属被覆の弾性回転体を、加熱ローラ及び加圧ローラ
として適用した定着装置を示す概略構成図である。

【００４７】上記定着装置が装着された電子写真方式の
プリンタや複写機等の画像形成装置において、画像形成
の最終段階にて被記録材３１の上に形成されたトナー画
像３２を本発明品である薄肉金属被覆の弾性回転体を適
用した加熱ローラ３３により加熱・ 溶融し、同時に被記
録材３１の裏面より本発明品である薄肉金属被覆の弾性
回転体を適用した加圧ローラ３４により押圧されてトナ
ー画像３２を定着画像とする定着装置を示したものであ
る。本発明は、前記実施の形態２に係る加熱ローラと、
前記実施の形態３に係る加圧ローラの両方を備えたこと
を特徴とする構造であり、プリンタや複写機等の画像形
成装置の高速化および高画質化の要求に対応して、高速
且つ高い定着性を可能とする定着装置を実現することが
できる。また、最もシンプルな構造となるためメンテナ
ンス性は高く、且つまた金属層が極く薄肉のためローラ
の小径化も可能となり、コンパクトで省スペースとなる
定着装置を提供することができる。

【００４８】その他の構成及び作用は、前記実施の形態
１と同様であるので、その説明を省略する。

【００４９】実施の形態５ 図５はこの発明の実施の形態５を示すものであり、前記
実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して説明す
ると、この実施の形態５では、電子写真方式のプリンタ
や複写機等の画像形成装置において、トナー画像定着時
に被記録材の裏面より加圧する加圧回転体の表面に圧接
して、当該加圧回転体の表面に付着したオフセットトナ
ー等の付着物を回収するクリーニング部材として、支持
体上に弾性体層を設け、当該弾性体層の上に厚さ０．０
３〜０．１５ｍｍの極薄肉金属層を形成し、必要に応じ
て当該極薄肉金属層の表面に離型層を設けたことを特徴
とする弾性回転体か、又は上記極薄肉金属層としてシー
ムレスステンレススリーブを用いたことを特徴とする弾
性回転体を用いるように構成されている。

【００５０】図５は、この発明の実施の形態５に係る薄
肉金属被覆の弾性回転体を、加圧ローラのクリーニング
部材として適用した定着装置を示す概略構成図である。
尚、本図は、加圧ローラのクリーニング部材を例に説明
するが、他のローラ等の回転体に圧接してクリーニング
部材として適用できることは勿論である。

【００５１】定着装置において被記録材４１の上にある
トナー画像４２が、加熱ローラ４３と加圧ローラ４４に
より圧接されたニップ部を通過する際に、被記録材４１
に何らかの不具合で定着されなかった微量のトナーが、
加熱ローラ４３側に転移したいわゆるオフセットトナー
が、加圧ローラ４４に転移・付着して、後続してニップ
部を通過する被記録材４１に転移して、被記録材４１の
表面に斑点状の汚れが発生することが多い。

【００５２】このような加圧ローラ４４に付着したオフ
セットトナーを回収し、被記録材４１に発生する斑点状
の汚れを防止するために、クリーニング部材を備える定
着装置の提案もあるが、従来のシリコーンゴム材による
加圧ローラでは付着したトナーが軟化変形せず、クリー
ニング部材による回収率は悪く、斑点状の汚れ発生を確
実に防止することは困難である。

【００５３】そこで、本発明の薄肉金属被覆の弾性回転
体を、加圧ローラ４４に圧接してクリーニング部材４５
として使用することにより、金属層に残る熱によってト
ナーは軟化した状態となり、尚且つ表面の弾力性により
接触面積が増えるため、加圧ローラ４４表面に付着した
トナーを確実に回収することができる。

【００５４】実施の形態６ 図６はこの発明の実施の形態６を示すものであり、前記
実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して説明す
ると、この実施の形態６では、弾性回転体に使用される
金属層として、塑性加工が可能な金属からなる円筒状素
管を、薄肉化処理により所定の肉厚まで薄肉化したもの
を用いたものである。

【００５５】また、上記弾性回転体に使用される金属層
としては、塑性加工が可能な金属からなる軸線方向に継
ぎ目のない円筒状素管を、薄肉化処理により所定の肉厚
まで薄肉化したものを用いても良い。

【００５６】さらに、上記弾性回転体に使用される金属
層は、例えば、塑性加工が可能な金属製の板材にプレス
加工を施すことによりカップ状素管を形成するプレス工
程と、前記金属製カップ状素管の円筒状部をしごき加工
することにより、所定の肉厚まで薄肉化する薄肉化工程
とによって製造される。

【００５７】また更に、上記弾性回転体に使用される金
属層は、例えば、塑性加工が可能な金属からなる円筒状
素管を軸線の周りに回転させた状態で、当該円筒状素管
の外周壁に絞り加工を施すことにより、所定の肉厚まで
薄肉化する薄肉化工程と、前記薄肉化工程の前後又は途
中に少なくとも１回以上行なわれ、前記金属製カップ状
素管の少なくとも円筒状部を焼鈍処理する焼鈍工程とに
よって製造しても良い。

【００５８】さらに、上記弾性回転体に使用される金属
層は、例えば、塑性加工が可能な金属からなる円筒状素
管を引抜き加工することにより、所定の肉厚まで薄肉化
する薄肉化工程によって製造しても良い。

【００５９】又さらに、上記弾性回転体に使用される金
属層は、例えば、塑性加工が可能な金属からなる円筒状
素管をバルジ拡管加工機の内部に挿入し、当該円筒状素
管に対してその内部より圧力を加えて拡管処理加工する
ことにより、所定の肉厚まで薄肉化する薄肉化工程によ
って製造しても良い。

【００６０】次に、この発明の実施の形態６に係る金属
製スリーブの製造方法について、具体的に説明する。

【００６１】工程１ まず、図６（ａ）に示すように、金属製スリーブ４の素
材となる平板状の金属板１２１を用意する。この平板状
の金属板１２１は、その板厚が例えば０．１〜１ｍｍ程
度に設定される。この金属製スリーブ４の材質として
は、塑性加工が可能な金属材料であれば、任意の材質の
ものを用いることができるが、中でも特に延性が高く、
加工硬化により弾性が向上するＳＵＳ、Ｎｉ合金、Ｔｉ
合金、Ａｌ合金、Ｃｕ合金、Ｆｅ等を用いるのが望まし
い。この実施の形態１では、金属製無端ベルト８、１１
の材質としてＳＵＳを用いている。中でもＳＵＳ３０４
が好ましい。

【００６２】上記平板状の金属板１２１は、図６（ａ）
に示すように、深絞り機の上型１２３と下型１２２を用
いたプレス加工によって深絞りが行なわれ、図６（ｂ）
に示すようなカップ形状の円筒状素管１２４が形成され
る。このカップ形状の円筒状素管２４の望ましい板厚
は、０．１〜０．１５ｍｍであるが、これ以外の板厚で
あっても良い。

【００６３】工程２ その後、円筒状素管１２４を、図６（ｃ）に示すよう
に、しごき加工機１２５の円筒状の内型１２６に嵌合し
た状態で装着し、外径の異なる複数の外型１２７を外部
に配置する。そして、上記しごき加工機１２５の内型１
２６を、矢印Ａ方向に沿って移動させるとともに、２〜
３段のしごき加工を行ない、図６（ｄ）に示すように、
円筒状素管１２４を厚さ約０．０３〜０．０５ｍｍ程度
に極く薄肉化且つ長尺化する。尚、外型・内型のどちら
か一方または両方を回転させるケースも考えられる。

【００６４】このようにして製造された金属製スリーブ
４は、厚さムラもなく、形状は歪みのない真円となり、
高精度な回転体の金属層として使用できる。

【００６５】実施の形態７ 図７はこの発明の実施の形態７を示すものであり、この
実施の形態７に係る金属製スリーブの製造方法は、塑性
加工が可能な金属からなる円筒状素管を軸線の周りに回
転させた状態で、当該円筒状素管の外周壁に絞り加工を
施すことにより、所定の肉厚まで薄肉化する薄肉化工程
とを具備するように構成したものである。

【００６６】次に、この発明の実施の形態７に係る金属
製スリーブの製造方法について、具体的に説明する。

【００６７】工程１ まず、図７（ａ）に示すように、塑性加工が可能な金属
材料からなる円筒状素管１３１を形成する。この円筒状
素管１３１は、図示しない平板状の金属板を円筒状に丸
め、その両端部をレーザービーム溶接等によって溶接し
た溶接パイプであっても、前記実施の形態１と同様に軸
線方向に継ぎ目がないように形成したシームレスパイプ
であっても良いが、軸線方向に継ぎ目がないシームレス
パイプを用いるのが望ましい。

【００６８】工程２ 次に、上記円筒状素管１３１は、図７（ｂ）に示すよう
に、スピニング機１３２の回転基軸１３３の先端に嵌め
込まれた状態で、回転駆動される。そして、回転してい
る円筒状素管１３１の外周壁に外圧ローラ１３４を接触
させて、均一に押し付け、矢印Ｂ方向に移動させる。こ
うすることによって、外圧ローラ１３４により円筒状素
管１３１の周壁が絞られ、薄肉化かつ長尺化される。こ
のスピニング加工により図７（ｃ）に示す肉厚が約０．
０３〜０．１５ｍｍの薄肉金属スリーブ３５を形成す
る。

【００６９】工程３ 必要に応じて、薄肉化工程の前後または途中で、円筒状
素管３１に対して加工性を向上するために、内部応力を
除去する等の目的で焼鈍処理を行う。しかる後、上記の
如く薄肉化かつ長尺化された薄肉金属スリーブ３５を得
ることにより、薄肉金属無端シームレススリーブ４を製
造する。

【００７０】このようにして製造された金属製スリーブ
４は、厚さムラもなく、形状は歪みのない真円となり、
高精度な高精度な回転体の金属層として使用できる。

【００７１】その他の構成及び作用は、前記実施の形態
１と同様であるので、その説明を省略する。

【００７２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、電子
写真方式のプリンタや複写機等の画像形成装置におい
て、近年益々激化する性能競争、特にフルカラー化、高
画質化、高速化および省消費電力化等の要求に応える定
着装置を提供することが可能となる。

【００７３】厚さ０．０３〜０．５ｍｍ、望ましくは
０．０５ｍｍ以下の極く薄肉金属とりわけステンレス等
による金属層の下に、シリコーンゴム等の弾性体層を形
成してなる本発明の薄肉金属被覆の弾性回転体を、定着
装置の加熱体又は加圧体の一方の回転体、あるいは加熱
体と加圧体両方の回転体として適用すると、表面の極く
薄肉のステンレススリーブが持つ高いバネ性（弾性）、
剛性と表面平滑性等によって可能となる大きなニップ幅
を定着部に形成することができ、被記録材の定着ニップ
部での通過時間を長くし、且つ表面層のステンレスが持
つ熱伝導性を利用して最も有効となる加熱方式を選択す
ることにより、定着に要する所定の温度の安定保持、ニ
ップ部の温度分布及び圧力分布の均一化等が可能となり
定着の高速化、同時に定着性の向上を達成することがで
きる。また、加熱時間の少ない省消費電力型の定着装置
を実現することができる。

【００７４】尚、定着装置としての構造はシンプルにな
る上に、高剛性、耐磨耗性の金属被覆のためローラは長
寿命となり、メンテナンス性は高く、且つ表面の弾力性
によりニップ幅がとれるため、ローラの小径化も可能と
なり、装置のコンパクト化、省スペース化および省資源
化を実現することができる。

【００７５】さらに、この発明の薄肉金属被覆の弾性回
転体を装置内部にある回転体のクリーニング部材として
適用すれば、回転体に付着したオフセットトナーを確実
に回収することができ、被記録材にオフセットトナーが
転移付着して発生する画像汚れを防止することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明の実施の形態１に係る薄肉金
属被覆の弾性回転体の一例を示す積層構造説明図であ
る。

【図２】 図２はこの発明の実施の形態２に係る薄肉金
属被覆の弾性回転体を加熱ローラとした定着装置を示す
概略説明図である。

【図３】 図３はこの発明の実施の形態３に係る薄肉金
属被覆の弾性回転体を加圧ローラとした定着装置を示す
概略説明図である。

【図４】 図４はこの発明の実施の形態４に係る薄肉金
属被覆の弾性回転体を加熱ローラ及び加圧ローラとした
定着装置を示す概略説明図である。

【図５】 図５はこの発明の実施の形態５に係る薄肉金
属被覆の弾性回転体をクリーニング部材とした定着装置
を示す概略説明図である。

【図６】 図６（ａ）〜（ｄ）はこの発明の実施の形態
６に係る金属製スリーブの製造方法の製造工程をそれぞ
れ示す構成図である。

【図７】 図７（ａ）〜（ｃ）はこの発明の実施の形態
７に係る金属製スリーブの製造方法の製造工程をそれぞ
れ示す構成図である。

【符号の説明】

１：弾性回転体、２：支持体、３：弾性体層、４：金属
層、５：離型層。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H033 AA23 AA30 AA32 BA49 BA54 BA55 BB04 BB14 BB29 BB30 BB33 3J103 AA02 AA14 AA15 AA33 AA41 AA51 AA69 AA72 BA02 BA17 BA31 BA41 FA01 FA02 FA07 FA12 FA16 FA18 FA19 FA20 GA02 GA52 GA57 GA58 GA64 GA68 HA01 HA03 HA04 HA05 HA11 HA12 HA15 HA18 HA31 HA32 HA33 HA41 HA53

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体上に弾性体層を設け、当該弾性体
   層の上に厚さ０．０３〜０．１５ｍｍの極薄肉金属層を
   形成し、必要に応じて当該極薄肉金属層の表面に離型層
   を設けたことを特徴とする弾性回転体。
2. 【請求項２】 上記極薄肉金属層としてシームレスステ
   ンレススリーブを用いたことを特徴とする請求項１に記
   載の弾性回転体。
3. 【請求項３】 電子写真方式のプリンタや複写機等の画
   像形成装置において、被記録材上に形成されたトナー画
   像を加熱・ 溶融する加熱回転体又は被記録材の裏面より
   圧接する加圧回転体として、前記請求項１又は２のいず
   れかに記載の弾性回転体を用いたことを特徴とする定着
   装置。
4. 【請求項４】 前記請求項３に記載の加熱回転体及び加
   圧回転体の両方の回転体として、前記請求項１又は２の
   いずれかに記載の弾性回転体を用いたことを特徴とする
   定着装置。
5. 【請求項５】 電子写真方式のプリンタや複写機等の画
   像形成装置において、トナー画像定着時に被記録材の裏
   面より加圧する加圧回転体の表面に圧接して、当該加圧
   回転体の表面に付着したオフセットトナー等の付着物を
   回収するクリーニング部材として、前記請求項１又は２
   のいずれかに記載の弾性回転体を用いたことを特徴とす
   る定着装置。