JPH09251252A - 加圧ローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多孔質弾性体層を有する加圧ローラにおいて
ローラ端部の定着性能を向上させる。 【解決手段】 加圧ロ−ラ２０において、多孔質弾性体
層１２の気泡４の分布密度をローラ軸方向の両端部で中
央部よりも小さく（粗に）する。気泡は圧力により変形
しやすく、ローラは気泡４が密な方が柔らかく粗い方が
硬くなる。従って、加圧ローラ２０は、両端部における
ラジアル方向の硬度が中央部よりも大きくなり、定着ロ
−ラ（図示せず）に圧接されるとき、ローラ両端部にお
けるニップ圧が増大し、ローラ両端部での定着性が良好
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
等の画像形成装置における熱定着装置の加圧ロ−ラに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ等の画像形成装置にお
いて、記録材上に転写された未定着画像（トナー像）を
記録材に定着させる定着装置として熱定着装置が広く利
用されている。従来、熱定着装置としては、ヒーターを
内蔵した定着ローラと加圧ローラとを圧接させ、記録材
を両ローラで挟持搬送しながら熱と圧力とにより未定着
トナー像の定着を行なう、ヒートローラ方式のものが多
用されている。

【０００３】従来の熱定着装置の加圧ロ−ラとしては、
ローラ芯金上にプライマーを塗り、その上にシリコーン
ゴム等の弾性体層を厚く設けたものが一般的である。こ
のような加圧ロ−ラに比べて、独立気泡を有する多孔質
弾性体により弾性体層を形成した加圧ローラは装置の立
ち上がり時間（ウエイトタイム）を短縮できるという特
徴がある。これは、後者の加圧ロ−ラの方がローラ軸に
直交する方向の硬度（以下、ラジアル硬度と呼ぶ）を柔
らかく作成することが可能なため、定着ロ−ラと圧接さ
せて所定のニップ幅を得るための加圧力が小さくて済む
からである。加圧ロ−ラを定着ロ−ラに圧接させる加圧
力が小さい場合、アルミ等により形成される定着ロ−ラ
にかかる荷重が小さくなり、従って定着ロ−ラの肉圧を
薄くすることができ、ウエイトタイムの短縮につなが
る。

【０００４】ところが、定着ロ−ラは一般にローラ端部
で熱が逃げやすく（軸受等を介して）ローラ両端部の温
度が中央部に比べ低くなる。そのためヒートローラ方式
の定着装置ではローラ端部側の定着性が若干悪いもので
あるが、多孔質弾性体層を有する加圧ロ−ラを用いる場
合には上記のように加圧力が小さいことによりニップ部
にかかる面圧が下がり、さらに定着性を低下させる。従
って、多孔質弾性体層を有する加圧ロ−ラはローラ端部
側の定着性が著しく悪くなるという不具合があった。

【０００５】その様な不具合を解消するものとして、特
公平４−３０５９１号公報には、定着ロ−ラ加熱手段の
配熱分布を中央部よりも両端部を大きくし、ローラ両端
部への供給熱量を増大させるようにした定着装置が開示
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヒート
ローラ方式の定着装置において、用紙（記録材）が通過
する部分は用紙によりローラ表面の熱が奪われるが用紙
の無い部分は熱損失がないため、小サイズの用紙を連続
して通紙した場合には、用紙の無い部分のローラ温度が
許容範囲を越えて上昇する恐れがある。従って、上記公
報に記載の定着装置のように定着ロ−ラ配熱分布を中央
部より両端部で大きくした場合、中・高速装置で小サイ
ズ用紙を連続通紙した場合など、ローラ端部では温度が
上昇しすぎてしまい、ローラ寿命や軸受の寿命が短くな
るという問題があった。

【０００７】本発明は、従来の定着装置において多孔質
弾性体層を有する加圧ロ−ラを用いる場合の上述の問題
を解決し、ウエイトタイムを短縮するとともに優れた定
着性能を発揮して、ローラ端部の温度過昇を招くことの
ない加圧ローラを提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題は、本発明に
より、加熱手段により加熱される定着ローラに圧接され
る加圧ロ−ラであって、ローラ芯金上に多孔質弾性体層
と表面樹脂層とを有する熱定着装置の加圧ロ−ラにおい
て、前記多孔質弾性体層は多数の独立気泡を有し、前記
ローラ芯金は鼓形状に形成されることにより解決され
る。

【０００９】また、本発明は、前記の課題を解決するた
めに、加熱手段により加熱される定着ローラに圧接され
る加圧ロ−ラであって、ローラ芯金上に多孔質弾性体層
と表面樹脂層とを有する熱定着装置の加圧ロ−ラにおい
て、前記多孔質弾性体層は多数の独立気泡を有し、ロー
ラ軸方向の両端部における前記気泡の分布密度がローラ
中央部よりも小さいことを提案する。

【００１０】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ために、加熱手段により加熱される定着ローラに圧接さ
れる加圧ロ−ラであって、ローラ芯金上に多孔質弾性体
層と表面樹脂層とを有する熱定着装置の加圧ロ−ラにお
いて、前記多孔質弾性体層は多数の独立気泡を有し、該
多孔質弾性体層と表面樹脂層との間に多孔質弾性体層よ
り硬度の高いスキン層を設け、該スキン層のローラ軸方
向の両端部における厚みをローラ中央部より大きくし、
これに対応して前記多孔質弾性体層のローラ軸方向の両
端部における厚みをローラ中央部より小さくすることを
提案する。

【００１１】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ために、加熱手段により加熱される定着ローラに圧接さ
れる加圧ロ−ラであって、ローラ芯金上に多孔質弾性体
層と表面樹脂層とを有する熱定着装置の加圧ロ−ラにお
いて、前記多孔質弾性体層は多数の独立気泡を有し、該
多孔質弾性体層と表面樹脂層との間に多孔質弾性体層よ
り硬度の高いスキン層を設け、該スキン層のローラ軸方
向の両端部における厚みをローラ中央部より大きくする
ことを提案する。

【００１２】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ために、加熱手段により加熱される定着ローラに圧接さ
れる加圧ロ−ラであって、ローラ芯金上に多孔質弾性体
層と表面樹脂層とを有する熱定着装置の加圧ロ−ラにお
いて、前記多孔質弾性体層は多数の独立気泡を有し、前
記表面樹脂層のローラ軸方向の両端部における厚みをロ
ーラ中央部より大きくすることを提案する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、請求項１に係る発明の一実施例を示す断
面構成図である。この図に示す加圧ロ−ラ１０は、芯金
１と多孔質弾性体層２と樹脂層３とを有している。

【００１４】芯金１は、ローラ中央部の径が両端部の径
より小さくなった鼓形状をしている。その芯金１の上に
（外周側に）設けられた多孔質弾性体層２は多数の気泡
（独立気泡）４を有している。本実施例では多孔質弾性
体層２を発泡シリコーンゴムにより形成しているが、多
孔質弾性体の材質はこれに限定されるものではない。そ
して、その多孔質弾性体層２の上には樹脂層３が設けら
れている。

【００１５】本実施例において、多孔質弾性体層２のロ
ーラ両端とローラ中央における厚みの差は芯金１の鼓量
と等しくなっている。そのため、芯金１は鼓形状をして
いるが加圧ローラ１０の外形はストレート形状の円筒形
外周面になっている。すなわち、ローラ軸方向の両端部
における多孔質弾性体層２の厚みがローラ中央部におけ
る多孔質弾性体層２の厚みより小さく（薄く）なってい
る。従って、加圧ローラ１０は、両端部のラジアル硬度
が中央部よりも大きくなっている。これにより、加圧ロ
ーラ１０が定着ロ−ラ（図示せず）に圧接されるとき、
ローラ両端部におけるニップ圧が増大し、ローラ両端部
での定着性が良好となる。

【００１６】このように、本実施例の加圧ロ−ラ１０に
おいては、多孔質弾性体層を用いていてもローラ両端部
におけるニップ圧が上がりローラ両端部での定着性が良
好となるので、ローラ端部における定着性を補うために
定着ローラ両端部への供給熱量を増大させる必要がな
い。その結果、中・高速の画像形成装置で小サイズ用紙
を連続通紙するときでも用紙の無い部分のローラ温度が
許容範囲を越えて上昇する恐れがなく、ローラ寿命や軸
受の寿命を短縮させることがない。

【００１７】次に、請求項２に係る発明の実施例につい
て説明する。図２に示す加圧ロ−ラ２０は、ストレート
形状の芯金１１上に一様な厚みの多孔質弾性体層１２が
設けられ、さらにローラ表面に樹脂層３が設けられてス
トレート形状の円筒形に構成されている。

【００１８】本実施例において、多孔質弾性体層１２
は、ローラ軸方向の両端部での気泡４の密度が中央部よ
りも小さく（粗に）なっている。多孔質弾性体層１２に
おける気泡４の分布密度の大小は、気泡４の発泡倍率
（加熱等により気泡を発生させる率）を調整することに
より行なうことができる。気泡は圧力により変形しやす
いので、弾性体層１２としては気泡４が密な方が柔らか
く粗い方が硬くなる。従って、加圧ローラ２０は、両端
部のラジアル硬度が中央部よりも大きくなっている。そ
のため、加圧ローラ２０が定着ロ−ラ（図示せず）に圧
接されるとき、ローラ両端部におけるニップ圧が増大
し、ローラ両端部での定着性が良好となる。その結果、
前記実施例の加圧ロ−ラ１０と同様の効果を奏する。な
お、ローラ両端部側における気泡の密度を小さくする領
域の大きさは、加圧ロ−ラ及びそれが圧接される定着ロ
−ラの特性に応じて適宜設定することが可能である。

【００１９】次に、請求項３に係る発明の実施例につい
て説明する。図３に示す加圧ロ−ラ３０は、ストレート
形状の芯金１１上に多孔質弾性体層２２と、スキン層２
１と、樹脂層３とが設けられてストレート形状の円筒形
に構成されている。スキン層２１の硬度は多孔質弾性体
層２２の硬度よりも高く（硬く）なっている。なお、本
実施例では、スキン層２１の材質は多孔質弾性体層２２
と同じものであるが、気泡を発生させないことにより硬
度の差を設けるようにしている。もちろん、スキン層２
１と多孔質弾性体層２２とで異なる材質を用いることも
可能である。

【００２０】本実施例の加圧ロ−ラ３０において、多孔
質弾性体層２２は、ローラ軸方向の中央部の厚みが大き
く、端部の厚みが小さく形成されている。これに対応し
て、スキン層２１は、ローラ軸方向の中央部の厚みが小
さく、端部の厚みが大きく形成されている。両者の厚い
部分と薄い部分はちょうど逆の関係になっており、両者
の端部と中央部の厚みの差も同じになっている。そのた
め、両者を重ねてみた場合、一様な厚みとなる。従っ
て、加圧ロ−ラ３０の外周面はストレート形状になって
いる。

【００２１】本実施例においては、ローラ軸方向の両端
部における多孔質弾性体層２２の厚みがローラ中央部に
おける多孔質弾性体層２２の厚みより小さく（薄く）な
っている。柔らかい多孔質弾性体層２２の厚みがローラ
両端部で小さいことにより、加圧ローラ３０は、両端部
のラジアル硬度が中央部よりも大きくなっている。その
ため、加圧ローラ３０が定着ロ−ラ（図示せず）に圧接
されるとき、ローラ両端部におけるニップ圧を増大さ
せ、ローラ両端部での定着性が良好となる。その結果、
前記実施例の加圧ロ−ラ１０と同様の効果を奏する。

【００２２】なお、本実施例の加圧ローラ３０は、多孔
質弾性体層２２の上（外周側）にスキン層２１を設けて
いるが、この順序を逆に設けることもできる。その場合
でもローラ両端部におけるラジアル硬度を中央部よりも
高くしてローラ両端部での定着性を上げることができる
が、硬度の高いスキン層２１を多孔質弾性体層２２の上
にした方が、定着性の向上には効果が大きい。

【００２３】次に、請求項４に係る発明の実施例につい
て説明する。図４に示す加圧ロ−ラ４０は、ストレート
形状の芯金１１上に一様な厚みの多孔質弾性体層３２が
設けられ、さらにスキン層３１及びローラ表面に樹脂層
３が設けられている。スキン層３１の硬度は多孔質弾性
体層３２の硬度よりも高く（硬く）なっている。この加
圧ロ−ラ４０において、スキン層３１は、ローラ軸方向
の中央部の厚みが小さく、端部の厚みが大きく形成され
ている。その結果、加圧ロ−ラ４０の外形は、ローラ軸
方向の中央部の直径が小さく両端部の直径が大きい鼓形
に形成されている。

【００２４】本実施例において、多孔質弾性体層３２の
厚みは一様であり、また気泡４の分布密度も均一である
が、多孔質弾性体層３２より硬度の高いスキン層３１が
ローラ両端部で厚くなっているため、加圧ローラ４０が
定着ロ−ラ（図示せず）に圧接されるとき、ローラ両端
部におけるニップ圧が増大し、ローラ両端部での定着性
が良好となる。その結果、前記実施例の加圧ロ−ラ１０
と同様の効果を奏する。

【００２５】なお、本実施例の加圧ローラ４０は、多孔
質弾性体層３２の上（外周側）にスキン層３１を設けて
いるが、この順序を逆に設けることもできる。その場合
でもローラ両端部におけるニップ圧を増大させてローラ
両端部での定着性を上げることができるが、硬度の高い
スキン層３１を多孔質弾性体層３２の上にした方が、定
着性の向上には効果が大きい。

【００２６】次に、請求項５に係る発明の実施例につい
て説明する。図５に示す加圧ロ−ラ５０は、ストレート
形状の芯金１１上に一様な厚みの多孔質弾性体層１２が
設けられ、その上（外周側）に樹脂層４３が設けられて
いる。この樹脂層４３は、ローラ軸方向の中央部の厚み
が小さく、端部の厚みが大きく形成されている。その結
果、加圧ロ−ラ５０の外形は、ローラ軸方向の中央部の
直径が小さく両端部の直径が大きい鼓形に形成されてい
る。

【００２７】本実施例において、多孔質弾性体層１２の
厚みは一様であり、また気泡４の分布密度も均一である
が、樹脂層４３がローラ両端部で厚くなっているため、
加圧ローラ５０が定着ロ−ラ（図示せず）に圧接される
とき、ローラ両端部におけるニップ圧が増大し、ローラ
両端部での定着性が良好となる。その結果、前記実施例
の加圧ロ−ラ１０と同様の効果を奏する。

【００２８】以上、図面に基づき本発明の各実施例を説
明したが、図１，図２及び図５に示した実施例では、そ
れぞれ樹脂層と多孔質弾性体層との間に一様な厚みのス
キン層を設けることもでき、その場合でも同様の効果を
得ることができる。

【００２９】また、図２により説明した実施例におけ
る、多孔質弾性体層のローラ軸方向の両端部での気泡密
度が中央部よりも小さく（粗に）なっている構成を、他
の各実施例に適用することもできる。その場合、各実施
例における効果が増大されることになり、ローラ両端部
におけるニップ圧をより増加させ、ローラ両端部での定
着性の向上を顕著なものとすることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の加圧ロ−
ラによれば、多孔質弾性体層を用いていてもローラ両端
部におけるニップ圧が上がりローラ両端部での定着性が
良好となる。その結果、ローラ端部における定着性を補
うために定着ローラ両端部への供給熱量を増大させる必
要がないので、中・高速の画像形成装置で小サイズ用紙
を連続通紙するときでも用紙の無い部分のローラ温度が
許容範囲を越えて上昇する恐れがなく、ローラ寿命や軸
受の寿命を短縮させることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に係る発明の実施例を示す断面構成図
である。

【図２】請求項２に係る発明の実施例を示す断面構成図
である。

【図３】請求項３に係る発明の実施例を示す断面構成図
である。

【図４】請求項４に係る発明の実施例を示す断面構成図
である。

【図５】請求項５に係る発明の実施例を示す断面構成図
である。

【符号の説明】

１，１１ 芯金 ２，１２，２２，３２ 多孔質弾性体層 ３，４３ 樹脂層 ４ 気泡 １０，２０，３０，４０，５０ 加圧ローラ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱手段により加熱される定着ローラに
   圧接される加圧ロ−ラであって、ローラ芯金上に多孔質
   弾性体層と表面樹脂層とを有する熱定着装置の加圧ロ−
   ラにおいて、 前記多孔質弾性体層は多数の独立気泡を有し、前記ロー
   ラ芯金は鼓形状に形成されることを特徴とする加圧ロ−
   ラ。
2. 【請求項２】 加熱手段により加熱される定着ローラに
   圧接される加圧ロ−ラであって、ローラ芯金上に多孔質
   弾性体層と表面樹脂層とを有する熱定着装置の加圧ロ−
   ラにおいて、 前記多孔質弾性体層は多数の独立気泡を有し、ローラ軸
   方向の両端部における前記気泡の分布密度がローラ中央
   部よりも小さいことを特徴とする加圧ロ−ラ。
3. 【請求項３】 加熱手段により加熱される定着ローラに
   圧接される加圧ロ−ラであって、ローラ芯金上に多孔質
   弾性体層と表面樹脂層とを有する熱定着装置の加圧ロ−
   ラにおいて、 前記多孔質弾性体層は多数の独立気泡を有し、該多孔質
   弾性体層と表面樹脂層との間に多孔質弾性体層より硬度
   の高いスキン層を設け、該スキン層のローラ軸方向の両
   端部における厚みをローラ中央部より大きくし、これに
   対応して前記多孔質弾性体層のローラ軸方向の両端部に
   おける厚みをローラ中央部より小さくしたことを特徴と
   する加圧ロ−ラ。
4. 【請求項４】 加熱手段により加熱される定着ローラに
   圧接される加圧ロ−ラであって、ローラ芯金上に多孔質
   弾性体層と表面樹脂層とを有する熱定着装置の加圧ロ−
   ラにおいて、 前記多孔質弾性体層は多数の独立気泡を有し、該多孔質
   弾性体層と表面樹脂層との間に多孔質弾性体層より硬度
   の高いスキン層を設け、該スキン層のローラ軸方向の両
   端部における厚みをローラ中央部より大きくしたことを
   特徴とする加圧ロ−ラ。
5. 【請求項５】 加熱手段により加熱される定着ローラに
   圧接される加圧ロ−ラであって、ローラ芯金上に多孔質
   弾性体層と表面樹脂層とを有する熱定着装置の加圧ロ−
   ラにおいて、 前記多孔質弾性体層は多数の独立気泡を有し、前記表面
   樹脂層のローラ軸方向の両端部における厚みをローラ中
   央部より大きくしたことを特徴とする加圧ロ−ラ。