JP3274799B2 - 加圧回転体及び定着装置並びに画像記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真、静電記
録、磁気記録等の適宜の作動原理・プロセスの記録部に
て記録材（転写材、静電記録紙、エレクトロファックス
紙、印刷紙、印字用紙等）に目的の画像情報に対応した
未定着画像を形成担持させ、これを加熱定着装置へ供給
して未定着画像を記録材に加熱定着させて画像記録物を
得る、プリンタ、複写機、記録装置、ファクシミリ等の
画像記録装置、及びこの画像記録装置に用いられる定着
装置、並びにこの定着装置に用いられる加圧回転体に関
する。

【０００２】より詳しくは、加熱体と、該加熱体に圧接
して回転駆動される加圧回転体を有し、該加熱体と加圧
回転体との間に形成される圧接部に記録部からの画像定
着すべき未定着画像を有する記録材を供給して圧接部を
加圧回転体の駆動力で挟持搬送させて加熱体の熱で未定
着画像を記録材に加熱定着させる定着装置、及びこの定
着装置の加圧回転体、並びにこの定着装置を備えた画像
記録装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、画像記録装置においては、記録部
から搬送されてくる画像定着すべき未定着画像（トナー
画像）を有する記録材を加熱して未定着画像を記録材に
定着処理する装置には、熱ローラ方式が広く使われてき
た。

【０００４】この熱ローラ方式は図７に示すように、内
部にハロゲンヒータ等の熱源Ｈを備え、所定の定着温度
に温調管理される加熱体たる金属製の熱ローラ２１と、
これに圧接する弾性を有する加圧回転体としての加圧ロ
ーラ２２を基本構成とし、この一対の熱ローラ２１及び
加圧ローラ２２を回転させて該両ローラ対の圧接部（以
下、定着ニップ部とする）Ｎに記録部Ａからの記録材Ｐ
を供給して定着ニップ部Ｎを挟持搬送通過させること
で、熱ローラ２１の熱と定着ニップ部Ｎの加圧力にて未
定着画像Ｔを記録材Ｐに定着させるものである。

【０００５】記録部Ａにおいて、２は像担持体としての
例えば電子写真回転感光ドラムであり、その周面に作像
プロセス機器（図示せず）により目的の画像情報のトナ
ー画像Ｔが形成され、そのトナー画像が感光ドラム２と
転写ローラ６との圧接部（以下、転写ニップ部とする）
ｎに導入された記録材Ｐの面に順次転写されて定着部へ
搬送される。

【０００６】この熱ローラ方式では熱ローラ２１の熱容
量が大きいため、熱ローラ２１の表面を所定の定着温度
まで上げるのに非常に多くの時間（ウエイトタイム、ウ
ォーミングアップタイム）を要していた。またこのた
め、画像出力動作を速やかに実行するためには、装置を
使用していないときも熱ローラ表面をある程度の温度に
温調していなければならず、電力消費が大きくなるとい
う問題もあった。

【０００７】このような問題のない定着装置として、本
出願人の先の出願に係る、例えば特開昭６３−３１３１
８２号公報、特開平２−１５７８７８号公報等に開示さ
れたフィルム加熱方式の定着装置がある。

【０００８】図６にこの定着装置に一例の概略構成を示
す。図６において３５はエンドレスベルト状の薄肉の耐
熱性フィルムであり、該フィルム３５は、互いに略平行
な第１のフィルム懸回用ローラ３１と、第２のフィルム
懸回用ローラ３２と、耐熱性及び断熱性のあるヒータ支
持体３４に支持させた低熱容量加熱体３３との間に懸回
張設してある。

【０００９】また、このフィルム３５の下方には、該フ
ィルム３５を挟んで所定の押圧力で加熱体３３に圧接し
たシリコーンゴム等の離型性の良いゴム弾性層を有する
加圧回転体としての加圧ローラ３６が配設されており、
フィルム３５は第１のフィルム懸回用ローラ３１もしく
は加圧ローラ３６を駆動ローラとして、あるいは第１の
フィルム懸回用ローラ３１と第２のフィルム懸回用ロー
ラ３２にフィルム３５を挟んで圧接させた弾性ローラ３
７（図６において二点鎖線により示す）を駆動ローラと
して、該駆動ローラとフィルム３５の内面または外面と
の摩擦力により矢印の時計方向ａに回転駆動される。

【００１０】従って、フィルム３５を挟んで加熱体３３
と加圧ローラ３６とで形成される定着ニップ部Ｎのフィ
ルム３５と加圧ローラ３６との間に画像定着すべき記録
材Ｐを導入してフィルム３５と一緒に定着ニップ部Ｎに
て挟持搬送させることにより、加熱体３３の熱をフィル
ム３５を介して記録材Ｐに付与して記録材上の未定着画
像Ｔを記録材Ｐ面に加熱定着させるものである。定着ニ
ップ部Ｎを通った記録材Ｐはフィルム３５の面から分離
されて搬送される。

【００１１】加熱体３３はフィルム３５の搬送方向ａに
対して直角方向を長手とする細長の耐熱性、絶縁性、良
熱伝導性のアルミナ等の基板３３ａと、該基板３３ａの
表面側の短手方向の略中央部に基板長手に沿って線状ま
たは細帯状にスクリーン印刷等で形成具備させたＡｇ／
Ｐｄ等の通電発熱体（抵抗発熱体）３３ｂと、この通電
発熱体３３ｂの長手両端部にスクリーン印刷等で形成具
備させたＡｇ等の給電用電極と、通電発熱体３３ｂを形
成した加熱体３３の表面を保護する耐熱ガラス等のオー
バーコート層３３ｅと、基板３３ａの裏面側に具備させ
た加熱体温度を検知するサーミスタ等の検温素子３３ｅ
等からなる全体に低熱容量の線状加熱体（セラミックヒ
ータ）である。

【００１２】この加熱体３３は、通電発熱体３３ｂを形
成具備させた表面側を下向きにして支持体３４に支持さ
せてあり、両端部電極間に対する給電により通電発熱体
３３ｂが長手全長にわたって発熱することで昇温し、そ
の昇温が検温素子３３ｅで検知され、その検知温度が温
度制御回路（図示せず）へフィードバックされ、加熱体
３３の温度が所定の定着温度に維持されるように、通電
発熱体３３ｂへの通電が制御される。

【００１３】耐熱性フィルム３５は、一般的には、総厚
１００μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下の耐熱性、離
型性、耐久性等に優れた薄肉フィルムであり、例えばＰ
Ｉ（ポリイミド）、ポリエーテルイミド等のフィルムで
ある。

【００１４】このようなフィルム加熱方式の定着装置
は、加熱体３３として低熱容量の加熱体を用い、フィル
ム３５として薄膜の低熱容量のものを用いることができ
るため、省電力化、ウエイトタイム短縮化（クイックス
タート性）が可能になる。クイックスタートができるこ
とにより、非定着動作時の予熱が必要なくなり、総合的
な意味での省電力化を図ることができ、また、機内昇温
を抑えることができ、さらに定着点と分離点が別に設定
できるため、オフセットを防止できる等の利点を有して
いる。

【００１５】ただ、このタイプの装置は、エンドレスベ
ルト状のフィルム３５の全周に強いテンションが作用し
て回転駆動するために、回転駆動過程でのフィルム寄り
移動力すなわちフィルム３５が回転と直角の方向（フィ
ルム幅方向）に第１のフィルム懸回用ローラ３１、第２
のフィルム懸回用ローラ３２、加熱体３３の長手に沿っ
て寄り移動する力が強く、その寄り移動制御のための複
雑な制御機構を必要とした。

【００１６】また、第１のフィルム懸回用ローラ３１を
駆動ローラとしてフィルム内面と該第１のフィルム懸回
用ローラ３１との摩擦力でフィルム３５を駆動するよう
にした装置の場合は、フィルム内面から駆動する一方
で、加熱体３３とフィルム内面とは摺動抵抗を減らさな
ければならないという問題点があった。

【００１７】そこで、本出願人の先の出願に係る特開平
４−４４０７５〜４４０８３号公報、特開平４−２０４
９８０〜２０４９８４号公報等に開示されているよう
に、フィルムの寄り移動力を弱くしたテンションフリー
タイプのフィルム加熱方式の定着装置が提案された。

【００１８】図５にこの装置の一例の概略構成を示す。
図５において、３８は横断面が略半円弧状の樋形のフィ
ルム内面ガイド部材であり、該ガイド部材３８の外側下
面の略中央部に該ガイド部材３８の長手に沿って加熱体
嵌め込み溝を設け、この溝内に低熱容量線状加熱体３３
を嵌め込んで支持させてある。

【００１９】そして、この加熱体３３付きのフィルム内
面ガイド部材３８に対して円筒型の耐熱性フィルム３５
をルーズに外嵌させてあり、加熱体３３との間にフィル
ム３５を挟ませて加圧回転体としての加圧ローラ３６を
圧接させてある。

【００２０】この加圧ローラ３６は、一般的には、ステ
ンレス鋼あるいはアルミニウムの芯金にゴム部を設けた
弾性ローラであり、ゴムにはシリコーンゴムを用いる場
合が多い。また、これにトナーに対する離型性を持たせ
るために、フッ素ゴムラテックス層やフッ素樹脂層を設
けているものもある。

【００２１】この定着装置では、加圧ローラ３６を駆動
ローラとして駆動手段Ｍより回転駆動させて該ローラ３
６とフィルム外面との摩擦力にて円筒型のフィルム３５
をその内面を加熱体３３の下向き表面に密着摺動させつ
つ、フィルム内面ガイド部材３８の回りを回転駆動させ
ている。

【００２２】従って、フィルム回転駆動状態において、
フィルム３５と加圧ローラ３６との間に記録材Ｐが導入
されてニップ部Ｎを通過することで、上記図６に示した
定着装置の場合と同様に記録材Ｐがニップ部Ｎを通過す
る過程で加熱体３３の熱がフィルム３５を介して記録材
Ｐに与えられて未定着画像Ｔの加熱定着がなされる。

【００２３】上記図６に示した定着装置の場合は、駆動
時にエンドレスベルト状のフィルム３５に強いテンショ
ンが全周に作用しているが、この図５に示す定着装置の
場合は、定着ニップ部Ｎとこの定着ニップ部Ｎよりもフ
ィルム回転方向上流側のフィルム内面ガイド部材３８の
外面とフィルムとの接触部領域Ｂのフィルム部分のみに
テンションが作用し、残余の大部分のフィルム部分には
テンションが作用しない。

【００２４】このようなテンションフリータイプの装置
は、フィルム駆動時にフィルム３５の寄り移動力が上記
図６に示した定着装置の場合よりも小さく、フィルムの
寄り移動規制手段ないしはフィルム寄り制御手段を簡単
化することができる。例えば、フィルムの寄り移動規制
手段としては、フィルム端部を受け止めるフランジ部材
のような簡単なものにすることができ、フィルム寄り制
御手段は省略して装置のコストダウンや小型化を図るこ
とができる。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
５に示すテンションフリータイプのフィルム加熱方式の
定着装置においては、加熱体３３にフィルム３５を介し
て圧接する加圧ローラ３６を駆動ローラにしてフィルム
３５や記録材Ｐを移動駆動させるため、加圧ローラ３６
の径が加熱体３３の熱で熱膨張して変化すると、該加圧
ローラ３６による記録材Ｐの搬送速度が変化するという
ことがあった。

【００２６】これは、加圧ローラ３６の熱膨張による径
の変化に伴って、記録材搬送速度が枚数を追うごとに変
化する以外に、長手方向に関してもゴム表面部に温度ム
ラが生じ、外径が中央と端部で違ってくるため、中央と
端部で速度差が生じることに起因している。

【００２７】つまり、加圧ローラの外径は連続通紙を行
うに従い、中央部の方が熱がこもり易く、端部はギアあ
るいは空気の流れによって冷やされるため、中央は端部
よりも１０〜２０℃温度が高くなって所謂クラウン形状
となり、このような状態で記録材として紙を用いて搬送
を行うと、中央部の方が紙送りスピードが速いため、紙
中央部方向に力が働き、紙シワが発生することがあった
のである。

【００２８】この紙シワは、紙の剛性が弱い薄紙ほど顕
著であり、環境も水分を含んで剛性が弱くなる高湿環境
下の方が発生し易く、また、昨今エコロジーの観点か
ら、両面プリントをする機会が増えているが、このと
き、一面目を通紙すると、紙に熱が加わるため、水分は
蒸発するが、その際に紙が変形（カール）して二面目を
通紙する際も、紙シワは発生し易い。

【００２９】上記のような紙シワは、上記図６に示した
装置のように、加圧ローラ３６を駆動ローラにしてフィ
ルム３５と記録材Ｐを移動駆動させる構成とした場合で
も同様に発生することがあり、上記図７に示した熱ロー
ラ方式の装置のように、加圧ローラ２２を駆動ローラに
して記録材を移動駆動させる構成とした場合にも同様に
発生することがあった。

【００３０】さらに、図８（ａ），（ｂ）に示す方式の
定着装置でも同様であった。この図８（ａ）に示す装置
は、加熱体３３と従動ローラ３２との間にエンドレスベ
ルト状の耐熱性フィルム３５を懸回張設し、フィルム３
５を挟んで加熱体３３に圧接させた加圧回転体としての
加圧ローラ３６を駆動ローラとしてフィルム３５と記録
材Ｐを移動駆動する構成のものであり、この場合でも同
様に紙シワが発生することがあった。また、図８（ｂ）
の装置は、耐熱性フイルム３５としてエンドレスベルト
状のものではなく、ロール巻きにした長尺の有端フィル
ムを用い、これを繰り出し軸４１側から加熱体３３を経
由させて巻き取り軸４２側へ掛け渡し、フィルム３５を
挟んで加熱体３３に圧接させた加圧回転体としての加圧
ローラ３６を駆動ローラとしてフィルム３５と記録材Ｐ
を移動駆動する構成のものであるが、この場合でも同様
であった。

【００３１】そこで、本発明は、駆動ローラとしての上
記加圧ローラが熱膨張したときでも、薄紙や、高湿環境
下、両面プリントにおいても記録材シワの発生しない加
熱定着装置を提供することを目的としている。

【００３２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、加圧回転体に関しては、芯金上にゴム層が形成さ
れ、加熱体に圧接するように配設されて該加熱体との間
に形成される圧接部に未定着画像を有する記録材を挟持
搬送させるように用いられる加圧回転体において、加圧
回転体の芯金形状を中央部が最大径で、両端に向かって
テーパー状に縮径している形状とし、芯金を覆うゴム層
の厚みが端部より中央部につれて薄くなることに加え、
次の（１）もしくは（２）を備える第１の発明もしくは
第２の発明により達成される。

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】（１）ゴム層の熱膨張率は端部の方を中央
部に比して大きくすること。

【００３７】（２）ゴム層の表面摩擦係数は端部の方を
中央部に比して大きくすること。

【００３８】さらに、本発明によれば、上記目的は、定
着装置に関しては、加熱体に圧接して回転駆動される加
圧回転体を有し、該加熱体と加圧回転体との間に形成さ
れる圧接部で未定着画像を有する記録材を挟持搬送させ
て加熱及び加圧により未定着画像を記録材に加熱定着さ
せる定着装置において、上記加圧回転体の芯金形状を中
央部が最大径で、両端に向かってテーパー状に縮径して
いる形状とし、芯金を覆うゴム層の厚みが端部より中央
部につれて薄くなることに加え、次の（３）もしくは
（４）を備える第３の発明もしくは第４の発明により達
成される。

【００３９】

【００４０】

【００４１】

【００４２】（３）加圧回転体のゴム層の熱膨張率は端
部の方を中央部に比して大きくすること。

【００４３】（４）加圧回転体のゴム層の表面摩擦係数
は端部の方を中央部に比して大きくすること。

【００４４】

【００４５】

【００４６】

【００４７】また、本発明によれば、上記目的は、画像
記録装置に関しては、記録材上に未定着現像剤像を形成
する記録部と、該記録部から搬送される未定着現像剤像
の形成された記録材を加熱体及び加圧回転体の間に形成
される圧接部で挟持搬送させて加熱及び加圧により未定
着画像を記録材に加熱定着させる定着装置とを備えた画
像記録装置において、上記定着装置の加圧回転体の芯金
形状を中央部が最大径で、両端に向かってテーパー状に
縮径している形状とし、芯金を覆うゴム層の厚みが端部
より中央部につれて薄くなることに加え、次の（５）も
しくは（６）を備える第５の発明もしくは第６の発明に
より達成される。

【００４８】

【００４９】

【００５０】

【００５１】（５）定着装置の加圧回転体のゴム層の熱
膨張率は端部の方を中央部に比して大きくすること。

【００５２】（６）定着装置の加圧回転体のゴム層の表
面摩擦係数は端部の方を中央部に比して大きくするこ
と。

【００５３】

【００５４】

【００５５】

【００５６】つまり、本出願に係る第１及び第２の発明
においては、加圧回転体の芯金形状を中央部が最大径
で、両端に向かってテーパー状に縮径している形状と
し、芯金を覆うゴム層の厚みが端部より中央部につれて
薄くなるようにすることにより、加熱体の熱を受けると
ゴム層は層厚の大きな端部の方が中央部よりも膨張し、
加圧回転体の外径が逆クラウン形状になるため、記録、
搬送中に記録材を端部へ引っ張る力が働き、シワの発生
を抑えると共に、第１の発明においては、ゴム層の熱膨
張率は端部の方を中央部に比して大きくすることによ
り、端部の方を確実に中央部よりも大径化し、記録材の
シワの発生を抑え、第２の発明においては、ゴム層の表
面摩擦係数は端部の方を中央部に比して大きくすること
により、中央部に比して端部の記録材搬送力が増加し、
記録材を外側に引っ張る力が大きくなり、より一層確実
に記録材のシワの発生を抑える。

【００５７】

【００５８】

【００５９】

【００６０】

【００６１】

【００６２】また、本出願に係る第３及び第４の発明に
おいては、加熱体に圧接する加圧回転体の芯金形状を中
央部が最大径で、両端に向かってテーパー状に縮径して
いる形状とし、芯金を覆うゴム層の厚みが端部より中央
部につれて薄くなるようにすることにより、加熱体の熱
を受けるとゴム層は層厚の大きな端部の方が中央部より
も膨張し、加圧回転体の外径が逆クラウン形状になるた
め、記録、搬送中に記録材を端部へ引っ張る力が働き、
シワの発生を抑え良好な定着を行うと共に、第３の発明
においては、ゴム層の熱膨張率は端部の方を中央部に比
して大きくすることにより、端部の方を確実に中央部よ
りも大径化し、記録材のシワの発生を抑え良好な定着を
行い、第４の発明においては、ゴム層の表面摩擦係数は
端部の方を中央部に比して大きくすることにより、中央
部に比して端部の記録材搬送力が増加し、記録材を外側
に引っ張る力が大きくなり、より一層確実に記録材のシ
ワの発生を抑え良好な定着を行う。

【００６３】

【００６４】

【００６５】

【００６６】

【００６７】

【００６８】

【００６９】

【００７０】

【００７１】また、本出願に係る第５及び第６の発明に
おいては、定着装置の加熱体に圧接する加圧回転体の芯
金形状を中央部が最大径で、両端に向かってテーパー状
に縮径している形状とし、芯金を覆うゴム層の厚みが端
部より中央部につれて薄くなるようにすることにより、
加熱体の熱を受けるとゴム層は層厚の大きな端部の方が
中央部よりも膨張し、加圧回転体の外径が逆クラウン形
状になるため、記録、搬送中に記録材を端部へ引っ張る
力が働き、シワの発生を抑え、良好な画像記録を行うと
共に、第５の発明においては、定着装置の加圧回転体の
ゴム層の熱膨張率は端部の方を中央部に比して大きくす
ることにより、端部の方を確実に中央部よりも大径化
し、記録材のシワの発生を抑え、良好な画像記録を行
い、第６の発明においては、定着装置の加圧回転体のゴ
ム層の表面摩擦係数は端部の方を中央部に比して大きく
することにより、中央部に比して端部の記録材搬送力が
増加し、記録材を外側に引っ張る力が大きくなり、より
一層確実に記録材のシワの発生を抑え、良好な画像記録
を行う。

【００７２】

【００７３】

【００７４】

【００７５】

【００７６】

【００７７】

【００７８】

【００７９】

【００８０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図面
に基づいて説明する。

【００８１】（第１の実施形態）先ず、本発明に係る第
１の実施形態を図１ないし図３に基づいて説明する。図
３は本発明の第１の実施形態の画像記録装置の概略構成
図である。本実施形態の画像記録装置は電子写真プロセ
ス利用のレーザービームプリンタである。本実施形態の
画像記録装置は定着装置として上記図５に示したような
テンションレスタイプのフィルム加熱方式の定着装置を
用いている。

【００８２】図３において、１は装置筐体、２は像担持
体としての電子写真感光ドラムであり、該感光ドラム２
は矢印の時計方向に所定の周速度（プロセススピード）
をもって回転駆動される。

【００８３】感光ドラム２はその回転過程で帯電ローラ
３により所定の極性・電位に一様に一次帯電処理され、
その帯電面にレーザー走査露光装置（レーザービームス
キャナ）４より出力される、目的の画像情報の時系列電
気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザー光Ｌ
による走査露光を受け、ドラム周面に目的の画像情報に
対応した静電潜像が形成される。

【００８４】その潜像が現像装置５によりトナー画像と
して現像され、そのトナー画像が感光ドラム２と転写ロ
ーラ６との間の転写ニップ部ｎへ至る。

【００８５】一方、給紙ローラ７により給紙カセット８
内の記録材Ｐが片側基準搬送で１枚づつ搬送され、シー
トパス９を通って所定のタイミングにて転写ニップ部ｎ
へ導入され、転写ローラ６により記録材Ｐの背面からト
ナーと逆極性の電界が加えられて感光ドラム２側のトナ
ー画像が記録材Ｐの面に転写されていく。

【００８６】トナー画像の転写を受けて転写ニップ部ｎ
を通過した記録材Ｐは、感光ドラム２面から分離されて
搬送ガイド１０に導かれて定着装置１１へ入り、定着ニ
ップ部Ｎを通ることで上述したようにトナー画像の加熱
定着を受け、シートパス１２を通って装置外へ排出され
る。なお、記録材Ｐに対するトナー画像転写後の感光ド
ラム２面はクリーニング装置１３により清掃されて繰り
返して作像に供される。

【００８７】以上のような本実施形態の画像記録装置に
おける定着装置１１は、横断面が略半円弧状の樋形のフ
ィルム内面ガイド部材３８の外側下面の略中央部に、該
ガイド部材３８の長手に沿って加熱体嵌め込み溝を設
け、この溝内に低熱容量線状加熱体３３を嵌め込んで支
持させ、この加熱体３３付きのフィルム内面ガイド部材
３８に対して円筒型の耐熱性フィルム３５をルーズに外
嵌させて、加熱体３３との間にフィルム３５を挟ませて
加圧回転体としての加圧ローラ５０を圧接させたもので
ある。

【００８８】この加圧ローラ５０は、図１に示すよう
に、芯金５０ａの形状を中央部を最大径１４ｍｍに形成
され、両端に向かって徐々にテーパー状に小径化し、端
部は直径１１ｍｍとなっている。この芯金５０ａの材質
にしアルミニウム（Ａ５０５６）を用いている。この芯
金に外径が略１７ｍｍとなるように、シリコーンゴム層
５０ｂを設け、表層５０ｃにフッ素ゴムラテックスを３
０μｍ焼成したものである。

【００８９】また、定着フィルム３５は、長さ２２６ｍ
ｍ、内径２４ｍｍ、肉厚４５μｍの円筒状ポリイミドフ
ィルムの外面に、ＰＴＦＥを１０μｍ厚コーティングし
たものである。

【００９０】さらに、加熱体３３は、幅６．５ｍｍ、長
さ２３６ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍのアルミナ基板３３
ａ上に通電発熱体層３３ｂとして銀パラジウムの発熱抵
抗体パターンをスクリーン印刷で塗布した後、焼成して
２８．３Ωになるようにした。

【００９１】また、サーミスタ３３ｅは、基板３３ａの
裏側（通電発熱体層３３ｂ側とは反対側の基板面）に基
板長手中央より通紙基準側へ４０ｍｍ寄せた位置に取り
付けた。

【００９２】この加熱定着装置１１を図３のようにプリ
ンタに組み込み、フィルム送り速度（紙送り速度）は４
８ｍｍ／ｓｅｃとし、記録材に紙を用い、レターサイズ
やＡ４サイズの紙に対して紙間を５０ｍｍに一定で通紙
するようにして、加圧ローラ５０のアルミニウム芯金５
０ａのアルミニウムの体積熱膨張率を測定した。

【００９３】この測定は、２５℃時の外径から順次温度
を１８０℃まで上昇させた時の外径を測定することによ
り行った。測定装置には、キーエンス社のレーザ外径測
定器ＬＳ−３００１を使用した。

【００９４】その結果、アルミニウム芯金５０ａのアル
ミニウムの体積熱膨張率は、 約７×１０^-5℃^-1 であり、シリコーンゴム層５０ｂの体積熱膨張率は、 １．０５×１０^-3℃^-1 であった。このことから、加圧ローラ５０の外径変化
は、殆どシリコーンゴムの熱膨張に依存することがわか
る。

【００９５】本実施形態の加圧ローラ５０において、室
温の２０℃から中央部が１４０℃、端部が１３０℃まで
温度が上昇したときの外径膨張は、中央部の外径膨張を
Ｘ₁、端部の外径膨張をＸ₂とすると、

【００９６】中央部において、 ｛（８，５＋Ｘ₁）²−８．５²｝／（８．５²−７²）＝
１．０５×１０^-3×（１４０−２０） から求められ、Ｘ₁＝０．１７（ｍｍ）となる。

【００９７】また、端部においては、 ｛（８，５＋Ｘ₂）²−８．５²｝／（８．５²−５．
５²）＝１．０５×１０^-3×（１３０−２０） から求められ、Ｘ₂＝０．２８（ｍｍ）となる。

【００９８】従って、熱が付与されたときの加圧ローラ
５０の外径の形状としては、図２に示すような逆クラウ
ン形状となり、紙を送る場合、図２に示すように端部に
向かって紙を伸ばすような力が働き、このような力が働
きながら紙送りをすると、紙の中にストレスがなくなる
ため、紙シワの発生を抑えることができる。

【００９９】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態を図４に基づいて説明する。なお、第１の実施
形態との共通箇所には同一符号を付して説明を省略す
る。

【０１００】第１の実施形態では、外径を略ストレート
としたが、本実施形態においては、図４に示すように、
室温２０℃においても、約１００μｍの逆クラウン形状
となるようにゴム層５１ｂを成形し、第１の実施形態と
同様の芯金５１ａ上にこのゴム層５１ｂを設け、さらに
このゴム層５１ｂ上に第１の実施形態と同様の表層５１
ｃを設けて加圧ローラ５１を形成した。

【０１０１】こうすることで、加圧ローラ５１の加熱時
の逆クラウン形状はさらに大きくなり、紙を端部に向か
って引き伸ばす力も大きくなるため、薄紙の両面を通紙
した際にも紙シワの発生は抑えられる。

【０１０２】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態について説明する。なお、第１の実施形態との
共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【０１０３】第１の実施形態及び第２の実施形態では、
長手に被覆するゴムは同一材料としているが、本実施形
態では、端部５０ｍｍにおいて、中央部より熱膨張が大
きくなるものを用いた。これは逆に中央部の熱膨張を抑
えるようにすれば良く、中央部に使用するゴムにフィラ
を分散している。

【０１０４】このような構成にすることで、端部の方が
熱膨張が大きいために、熱が付与されたときに、長手全
体の形状として逆クラウン形状が大きくなる。

【０１０５】こうすることで、より紙シワが発生しない
ような紙搬送が可能となる。

【０１０６】（第４の実施形態）次に、本発明の第４の
実施形態について説明する。なお、第１の実施形態との
共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【０１０７】第１の実施形態及び第２の実施形態では、
表面コートするフッ素ゴムラテックスは均一に３０μｍ
塗布しているが、本実施形態では、これを端部を２０μ
ｍに、中央部を３０μｍの塗布にする。フッ素ゴムラテ
ックスは塗布する厚みが厚い程、フッ素樹脂の析出が多
くなってすべり易くなり、薄い程表面の摩擦係数が高く
なることが分かっている。従って、上記のように塗布す
れば、端部は中央よりも摩擦係数は高くなり、中央に比
べ端部の搬送力は増す。

【０１０８】このように、中央よりも端部の摩擦係数を
大きくし、搬送力を増せば、図２に示すような紙を外側
に引っ張る力が大きくなり、より紙シワが発生しない紙
搬送が可能となる。

【０１０９】なお、上述した各実施形態においては、定
着装置としてテンションレスタイプのフィルム方式の定
着装置を用いて説明を行ったが、本発明は、これに限ら
れるものではなく、従来例で説明したような、熱ローラ
方式の定着装置、フィルム懸回用ローラを用いたフィル
ム方式の定着装置にも適用可能である。

【０１１０】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第１
及び第２の発明によれば、加圧回転体の芯金形状を中央
部が最大径で、両端に向かってテーパー状に縮径してい
る形状とし、芯金を覆うゴム層の厚みが端部より中央部
につれて薄くなるようにすることにより、加圧回転体の
外径が逆クラウン形状になるため、記録、搬送中に記録
材を端部へ引っ張る力が働き、記録材の搬送を安定さ
せ、シワの発生を抑えることができる。特に、シワの生
じ易い、薄紙や吸湿紙等のシワを確実に防止することが
できると共に、第１の発明によれば、ゴム層の熱膨張率
は端部の方を中央部に比して大きくすることにより、記
録材のシワの発生を確実に抑えることができ、第２の発
明によれば、ゴム層の表面摩擦係数は端部の方を中央部
に比して大きくすることにより、より一層確実に記録材
のシワの発生を抑えることができる。

【０１１１】

【０１１２】

【０１１３】

【０１１４】

【０１１５】

【０１１６】さらに、本出願に係る第３及び第４の発明
によれば、加熱体に圧接する加圧回転体の芯金形状を中
央部が最大径で、両端に向かってテーパー状に縮径して
いる形状とし、芯金を覆うゴム層の厚みが端部より中央
部につれて薄くなるようにすることにより、加圧回転体
の外径が逆クラウン形状になるため、記録、搬送中に記
録材を端部へ引っ張る力が働き、記録材の搬送を安定さ
せ、記録材のシワの発生を抑えることができ、良好な定
着を行うことができる。特に、シワの発生し易い薄紙や
吸湿紙を用いても確実に記録材のシワの発生を防止し
て、良好な定着を行うことができると共に、第３の発明
によれば、ゴム層の熱膨張率は端部の方を中央部に比し
て大きくすることにより、端部の方を確実に中央部より
も大径化し、記録材のシワの発生を抑え良好な定着を行
え、第４の発明によれば、ゴム層の表面摩擦係数は端部
の方を中央部に比して大きくすることにより、記録材を
外側に引っ張る力を大きくして、より一層確実に記録材
のシワの発生を抑えることができ、良好な定着を行うこ
とができる。

【０１１７】

【０１１８】

【０１１９】

【０１２０】

【０１２１】

【０１２２】

【０１２３】

【０１２４】

【０１２５】また、本出願に係る第５及び第６の発明に
よれば、定着装置の加熱体に圧接する加圧回転体の芯金
形状を中央部が最大径で、両端に向かってテーパー状に
縮径している形状とし、芯金を覆うゴム層の厚みが端部
より中央部につれて薄くなるようにすることにより、加
圧回転体の外径が逆クラウン形状になるため、記録、搬
送中に記録材を端部へ引っ張る力が働き、記録材のシワ
の発生を抑えることができ、良好な画像記録を行うこと
ができる。特に、シワの発生し易い高湿環境下において
も、また、シワの発生し易い薄紙や吸湿紙を用いた場合
でも、さらに、両面記録や多重記録の際にも確実に記録
材のシワの発生を防止して、良好な画像記録を行うこと
ができると共に、第５の発明によれば、定着装置の加圧
回転体のゴム層の熱膨張率は端部の方を中央部に比して
大きくすることにより、記録材のシワの発生を抑えるこ
とができ、良好な画像記録を行うことができ、第６の発
明によれば、定着装置の加圧回転体のゴム層の表面摩擦
係数は端部の方を中央部に比して大きくすることによ
り、記録材を外側に引っ張る力が大きくなり、より一層
確実に記録材のシワの発生を抑えることができ、良好な
画像記録を行うことができる。

【０１２６】

【０１２７】

【０１２８】

【０１２９】

【０１３０】

【０１３１】

【０１３２】

【０１３３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に用いた加圧ローラの
概略図である。

【図２】本発明の第１の実施形態における逆クラウン形
状の加圧ローラを用いたときに紙を送る力について示し
た図である。

【図３】本発明の第１の実施形態におけるレーザビーム
プリンタの概略構成図である。

【図４】本発明の第２の実施形態における加圧ローラの
概略図である。

【図５】従来のテンションレスタイプのフィルム加熱定
着装置の概略構成図である。

【図６】従来のテンションタイプのフィルム加熱定着装
置の概略構成図である。

【図７】従来の熱ローラ方式の定着装置の概略構成図で
ある。

【図８】従来のフィルム定着装置の他の構成形態の概略
構成図である。

【符号の説明】

１１ 定着装置 ３３ 加熱体 ３５ 耐熱性フィルム ５０，５１ 加圧ローラ（加圧回転体） ５０ａ，５１ａ 芯金 ５０ｂ，５１ｂ シリコーンゴム層 Ｎ 定着ニップ部（圧接部） Ｐ 記録材 Ｔ トナー画像（未定着現像剤像）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−102792（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−234596（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−30128（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−84065（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/20

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯金上にゴム層が形成され、加熱体に圧
   接するように配設されて該加熱体との間に形成される圧
   接部に未定着画像を有する記録材を挟持搬送させるよう
   に用いられる加圧回転体において、加圧回転体の芯金形
   状を中央部が最大径で、両端に向かってテーパー状に縮
   径している形状とし、芯金を覆うゴム層の厚みが端部よ
   り中央部につれて薄くなっており、ゴム層の熱膨張率は
   端部の方を中央部に比して大きくすることを特徴とする
   加圧回転体。
2. 【請求項２】 芯金上にゴム層が形成され、加熱体に圧
   接するように配設されて該加熱体との間に形成される圧
   接部に未定着画像を有する記録材を挟持搬送させるよう
   に用いられる加圧回転体において、加圧回転体の芯金形
   状を中央部が最大径で、両端に向かってテーパー状に縮
   径している形状とし、芯金を覆うゴム層の厚みが端部よ
   り中央部につれて薄くなっており、ゴム層の表面摩擦係
   数は端部の方を中央部に比して大きくすることを特徴と
   する加圧回転体。
3. 【請求項３】 加熱体に圧接して回転駆動される加圧回
   転体を有し、該加熱体と加圧回転体との間に形成される
   圧接部で未定着画像を有する記録材を挟持搬送させて加
   熱及び加圧により未定着画像を記録材に加熱定着させる
   定着装置において、上記加圧回転体の芯金形状を中央部
   が最大径で、両端に向かってテーパー状に縮径している
   形状とし、芯金を覆うゴム層の厚みが端部より中央部に
   つれて薄くなっており、加圧回転体のゴム層の熱膨張率
   は端部の方を中央部に比して大きくすることを特徴とす
   る定着装置。
4. 【請求項４】 加熱体に圧接して回転駆動される加圧回
   転体を有し、該加熱体と加圧回転体との間に形成される
   圧接部で未定着画像を有する記録材を挟持搬送させて加
   熱及び加圧により未定着画像を記録材に加熱定着させる
   定着装置において、上記加圧回転体の芯金形状を中央部
   が最大径で、両端に向かってテーパー状に縮径している
   形状とし、芯金を覆うゴム層の厚みが端部より中央部に
   つれて薄くなっており、加圧回転体のゴム層の表面摩擦
   係数は端部の方を中央部に比して大きくすることを特徴
   とする定着装置。
5. 【請求項５】 記録材上に未定着現像剤像を形成する記
   録部と、該記録部から搬送される未定着現像剤像の形成
   された記録材を加熱体及び加圧回転体の間に形成される
   圧接部で挟持搬送させて加熱及び加圧により未定着画像
   を記録材に加熱定着させる定着装置とを備えた画像記録
   装置において、上記定着装置の加圧回転体の芯金形状を
   中央部が最大径で、両端に向かってテーパー状に縮径し
   ている形状とし、芯金を覆うゴム部の厚みが端部より中
   央部につれて薄くなっており、定着装置の加圧回転体の
   ゴム層の熱膨張率は端部の方を中央部に比して大きくす
   ることを特徴とする画像記録装置。
6. 【請求項６】 記録材上に未定着現像剤像を形成する記
   録部と、該記録部から搬送される未定着現像剤像の形成
   された記録材を加熱体及び加圧回転体の間に形成される
   圧接部で挟持搬送させて加熱及び加圧により未定着画像
   を記録材に加熱定着させる定着装置とを備えた画像記録
   装置において、上記定着装置の加圧回転体の芯金形状を
   中央部が最大径で、両端に向かってテーパー状に縮径し
   ている形状とし、芯金を覆うゴム部の厚みが端部より中
   央部につれて薄くなっており、定着装置の加圧回転体の
   ゴム層の表面摩擦係数は端部の方を中央部に比して大き
   くすることを特徴とする画像記録装置。