(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱される無端状ベルトと、
表面側に弾性体層を有し、前記無端状ベルトとの間に記録媒体を挟んで回転する回転体であって、前記記録媒体の最大通紙領域の端部を境界として、前記記録媒体の最大通紙領域の端部より外側の外径が端部に行くに従って小径となるように形成され、且つ前記記録媒体の最大通紙領域の端部より内側の外径が端部から中央部に行くに従って小径となるように形成された加圧回転体と、
前記無端状ベルトの内部に配置され、当該無端状ベルトと前記加圧回転体を圧接させる押圧部材を備え、
前記加圧回転体は、前記押圧部材の最大通紙領域及び非通紙領域を含む領域に圧接されることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加圧回転体は、前記記録媒体の最大通紙領域の端部より外側の外径が端部に行くに従って直線的に変化するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記加圧回転体は、前記記録媒体の最大通紙領域の端部より外側の外径が端部に行くに従って、前記押圧部材が前記加圧回転体と圧接することによって変形する撓み曲線に沿った形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記無端状ベルトは、発熱層を有し、電磁誘導加熱されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記無端状ベルトは、その両端部に筒状部材が装着されており、前記筒状部材を介して回転駆動されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
トナー像を保持する像保持体と、
前記像保持体に保持されたトナー像を直接又は中間転写体を介して記録媒体に転写する転写手段と、
前記転写手段によって前記記録媒体上に転写されたトナー像を定着する定着手段を備え、
前記定着手段として請求項１乃至５のいずれかに記載された定着装置を用いた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】
この発明は、定着装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記画像形成装置では、感光体ドラム上に形成されたトナー像を直接又は中間転写体を介して記録媒体に転写し、当該記録媒体上に転写された未定着トナー像を定着装置によって定着することで永久画像を得るように構成されている。
【０００３】
ところで、かかる画像形成装置に用いられる定着装置としては、例えば、特開２００５−２２１７１９号公報や特開２００７−０７２２７５号公報、あるいは特開２００８−２２４８７４号公報、特開２０１１−０５９３７２号公報などに開示されているように、無端状の定着ベルトを用いたものが種々提案されている。
【０００４】
上記特開２００５−２２１７１９号公報に係る定着装置は、定着ベルトのスリップを防止して記録媒体を円滑に搬送するとともに、記録媒体を定着ベルトから確実に剥離することを目的として、定着ベルトは、端部駆動部材から周方向の駆動力が伝達されるように構成するとともに、押圧部材の断面形状を、最大サイズの記録媒体使用時の通紙域と非通紙域である両端部とで異ならせ、該両端部では、加圧ロールに押圧されたときの押圧部材の定着ベルトとの接触面が、端部駆動部材と定着ベルトとの接触面とほぼ同じ曲率となるように構成したものである。
【０００５】
また、上記特開２００７−０７２２７５号公報に係る定着装置は、記録紙をベルト部材から安定的に分離することを目的として、剛体からなる円筒状基体の表面に熱の伝導を妨げる断熱機能層が被覆されて構成された定着ロールと、定着ロールに張架されるベルト部材と、ベルト部材を加熱するとともに、ベルト部材を張架する張架ロールと、定着ロールを押圧するように配置されるとともに、弾性層が被覆された加圧部材とを備えるように構成したものである。
【０００６】
さらに、上記特開２００８−２２４８７４号公報に係る定着装置は、定着部材の揺れやしわを防止することを目的とし、加熱され現像剤を記録媒体に定着する無端状の定着部材と、定着部材の両端部外側に取付けられ、回転力が伝達される駆動伝達部材と、駆動伝達部材と対向して定着部材の両端部内側に取付けられ、定着部材の断面形状を略円形に保持する保持部材と、を備えるように構成したものである。
【０００７】
又、上記特開２０１１−０５９３７２号公報に係る画像形成方法は、従来よりも低い加熱温度で定着が可能となる定着装置と、特定のトナーを組み合わせた画像形成方法を提供することを目的として、定着装置は、加熱源によって加熱される定着部材と、定着部材に圧接して配設された加圧部材を備え、定着部材と加圧部材が互いに圧接して形成された定着ニップに記録媒体を通過させることにより、記録媒体上の未定着画像を記録媒体に定着させる定着装置であり、定着部材と加圧部材の線速度が少なくとも部分的に異なり、トナーは、長径が０．２μｍ以上の空隙を有し、かつ空隙率が２〜５０％であるものを用いるように構成したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２２１７１９号公報
【特許文献２】特開２００７−０７２２７５号公報
【特許文献３】特開２００８−２２４８７４号公報
【特許文献２】特開２０１１−０５９３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、この発明が解決しようとする課題は、定着圧力を増加させた場合でも加圧回転体の弾性体層が損傷するのを回避することが可能な定着装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、請求項１に記載された発明は、  加熱される無端状ベルトと、
表面側に弾性体層を有し、前記無端状ベルトとの間に記録媒体を挟んで回転する回転体であって、前記記録媒体の最大通紙領域の端部を境界として、前記記録媒体の最大通紙領域の端部より外側の外径が端部に行くに従って小径となるように形成され、且つ前記記録媒体の最大通紙領域の端部より内側の外径が端部から中央部に行くに従って小径となるように形成された加圧回転体と、
前記無端状ベルトの内部に配置され、当該無端状ベルトと前記加圧回転体を圧接させる押圧部材を備え、
前記加圧回転体は、前記押圧部材の最大通紙領域及び非通紙領域を含む領域に圧接されることを特徴とする定着装置である。
【００１１】
請求項２に記載された発明は、前記加圧回転体は、前記記録媒体の最大通紙領域の端部より外側の外径が端部に行くに従って直線的に変化するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
【００１２】
請求項３に記載された発明は、前記加圧回転体は、前記記録媒体の最大通紙領域の端部より外側の外径が端部に行くに従って、前記押圧部材が前記加圧回転体と圧接することによって変形する撓み曲線に沿った形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
【００１５】
請求項４に記載された発明は、前記無端状ベルトは、発熱層を有し、電磁誘導加熱されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置である。
【００１６】
請求項５に記載された発明は、前記無端状ベルトは、その両端部に筒状部材が装着されており、前記筒状部材を介して回転駆動されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の定着装置である。
【００１７】
請求項６に記載された発明は、トナー像を保持する像保持体と、
前記像保持体に保持されたトナー像を直接又は中間転写体を介して記録媒体に転写する転写手段と、
前記転写手段によって前記記録媒体上に転写されたトナー像を定着する定着手段を備え、
前記定着手段として請求項１乃至５のいずれかに記載された定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載された発明によれば、定着圧力を増加させた場合でも加圧回転体の弾性体層が損傷するのを回避することができる。
また、請求項１に記載された発明によれば、記録媒体にしわが発生するのを抑制することができる。
さらに、請求項１に記載された発明によれば、加圧回転体の最大通紙領域から非通紙領域にわたって圧接力が変動するのを抑制することができる。
【００１９】
請求項２に記載された発明によれば、加圧回転体の端部の構成を簡略化できる。
【００２２】
請求項３に記載された発明によれば、加圧回転体の最大通紙領域から非通紙領域にわたって圧接力が変動するのを抑制することができる。
【００２３】
請求項４に記載された発明によれば、無端状ベルトを短時間に加熱することができる。
【００２４】
請求項５に記載された発明によれば、無端状ベルトを確実に回転駆動することができる。
【００２５】
請求項６に記載された発明によれば、定着装置を長寿命化することができ、長期にわたって良好な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の実施の形態１に係る定着装置を示す断面構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置を示す構成図である。
【図３】定着ベルトを示す断面構成図である。
【図４】押圧パッドと加圧ロールの圧接状態を示す構成図である。
【図５】定着ベルトの端部を示す構成図である。
【図６】加圧ロールを示す構成図である。
【図７】図４の矢示断面図である。
【図８】押圧パッドの長手方向に沿った形状を示す模式図である。
【図９】定着装置を示す構成図である。
【図１０】定着装置の変形例を示す断面構成図である。
【図１１】圧力分布の測定結果を示す模式図である。
【図１２】圧力分布の測定結果を示す模式図である。
【図１３】圧力分布の測定結果を示す模式図である。
【図１４】圧力分布の測定結果を示す模式図である。
【図１５】この発明の実施の形態２に係る定着装置を示す構成図である。
【図１６】加圧ロールを示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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２はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのタンデム方式のフルカラー画像形成装置を示すものである。なお、このタンデム方式のフルカラー画像形成装置は、画像読取装置を備えており、フルカラーの複写機としても機能するように構成されているが、画像読取装置を備えていなくとも勿論良い。また、この発明は、タンデム方式の画像形成装置に限定されるものではないことは勿論であり、感光体ドラムを１つのみ備えたモノクロの画像形成装置や４サイクルのフルカラー画像形成装置であっても適用可能である。
【００２９】
図２において、１は画像形成装置の本体を示すものであり、この画像形成装置本体１の上部の一端（図示例では、左端）には、原稿２の画像を読み取る画像読取装置３が配置されている。この画像読取装置３は、原稿押え部材４によって押さえられた状態でプラテンガラス５上に置かれた原稿２を光源６によって照明し、原稿２からの反射光像をフルレートミラー７及びハーフレートミラー８、９及び結像レンズ１０からなる縮小光学系を介してＣＣＤ等からなる画像読取素子１１上に走査露光することにより、画像読取素子１１によって原稿２の画像を予め定められたドット密度で読み取るように構成されている。
【００３０】
上記画像読取装置３によって読み取られた原稿２の画像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）（例えば、各８ｂｉｔ）の３色の画像データとして画像処理装置１２に送られ、この画像処理装置１２では、原稿２の画像データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の予め定められた画像処理が施される。また、上記の如く画像処理装置１２で予め定められた画像処理が施された画像データは、同じく画像処理装置１２によってシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の４色の画像データに変換される。なお、画像処理装置１２によって変換される画像データの色は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の４色の画像データに限らず、高彩度シアン（ＨＣ）や高彩度マゼンタ（ＨＭ）を含む６色等に変換しても良く、その色や彩度は任意である。また、上記画像処理装置１２に入力される画像データとしては、図示しない通信回線を介してパーソナルコンピュータ等から送られてくるものであっても勿論良い。
【００３１】
ところで、この実施の形態では、互いに色が異なるか又は同一色であって彩度や濃度が異なるトナーを用いて画像を形成する複数の画像形成手段を備えるように構成されている。
【００３２】
すなわち、この実施の形態に係る画像形成装置本体１の内部には、図２に示すように、複数の画像形成手段として、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応した４つの画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋが、水平方向に沿って一定の間隔を隔てて並列的に配置されている。
【００３３】
これらの４つの画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、図２に示すように、使用するトナーの種類を除いて、基本的にすべて同様に構成されており、大別して、矢印Ａ方向に沿って予め定められた回転速度で駆動される像保持体としての感光体ドラム１４と、この感光体ドラム１４の表面を一様に帯電する一次帯電手段としてのスコロトロン１５と、当該感光体ドラム１４の表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する潜像形成手段としての画像露光装置１６と、感光体ドラム１４上に形成された静電潜像を対応する色のトナーで現像する現像手段としての現像装置１７と、感光体ドラム１４の表面に残った転写残トナーをクリーニングするクリーニング装置１８とから構成されている。
【００３４】
上記画像露光装置１６では、図２に示すように、半導体レーザ１９が画像データに応じて変調され、この半導体レーザ１９からは、レーザ光ＬＢが画像データに応じて出射される。この半導体レーザ１９から出射されたレーザ光ＬＢは、反射ミラー２０、２１を介して回転多面鏡２２によって偏向走査され、図示しないｆ−θレンズで走査角度に応じて焦点距離が調整された状態で、複数枚の反射ミラー２３、２４を介して像保持体としての感光体ドラム１４上に走査露光される。なお、上記画像露光装置１６としては、レーザ光ＬＢを偏向走査させて画像露光を行う装置に限らず、例えば、ＬＥＤ発光素子を感光体ドラム１４の軸方向に沿って多数配列したＬＥＤアイレを用いた装置を使用しても良く、ＬＥＤアイレを用いた画像露光装置１６の場合には、レーザ光ＬＢを偏向走査させて画像露光を行う画像露光装置１６と比較して、画像露光装置１６の大幅な小型化が可能となり、画像形成装置全体を小型化することができ望ましい。
【００３５】
上記イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの表面は、スコロトロン１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋによって予め定められた電位に一様に帯電される。そして、上記画像処理装置１２からは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの画像露光装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋに各色に対応した画像データが順次出力される。そして、これらの画像露光装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋから画像データに応じて出射されるレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、対応する感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの表面に主走査方向（感光体ドラム１４の軸方向）に沿って走査露光され、感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの表面には静電潜像が形成される。上記各感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ上に形成された静電潜像は、対応する現像装置１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋによって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。
【００３６】
上記各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ上に順次形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、図２に示すように、各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの下方に配置された中間転写体としての中間転写ベルト２５上に、一次転写手段としての一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋによって互いに重ね合わせた状態で一次転写される。
【００３７】
上記中間転写ベルト２５は、駆動ロール２７と、従動ロール２８と、張力付与ロール２９と、従動ロール３０と、二次転写部の背面支持ロール３１と、従動ロール３２からなる複数のロール間に予め定められた張力で架け渡されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モータによって回転駆動される駆動ロール２７により、矢印Ｂ方向に沿って感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの回転速度（周速）と略等しい予め定められた速度で循環移動するように駆動される。上記中間転写ベルト２５としては、例えば、可撓性を有するポリイミドやポリアミドイミド等の合成樹脂フィルムを無端ベルト状に形成したものが用いられる。
【００３８】
上記中間転写ベルト２５上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、背面支持ロール３１に中間転写ベルト２５を介して圧接する二次転写手段としての二次転写ロール３３によって記録媒体としての記録用紙３４上に一括して二次転写され、これらの各色のトナー像が転写された記録用紙３４は、二連の搬送ベルト３５、３６によって本実施の形態１に係る定着手段としての定着装置３７へと搬送される。そして、上記各色の未定着トナー像が転写された記録用紙３４は、後述するように、定着装置３７によって熱及び圧力で定着処理を受けた後、画像形成装置本体１の外部に設けられた排出トレイ３８上に排出される。
【００３９】
上記記録用紙３４は、図２に示すように、例えば、画像形成装置本体１内の底部に配置された給紙トレイ３９から予め定められたサイズや材質のものが、給紙ロール４０及び用紙搬送ロール４１を備えた用紙搬送経路４２を介して１枚ずつ分離された状態で、レジストロール４３まで一旦搬送される。上記給紙トレイ３９から供給された記録用紙３４は、中間転写ベルト２５上のトナー像と同期をとって回転駆動されるレジストロール４３によって中間転写ベルト２５の二次転写位置へと送り出される。
【００４０】
なお、トナー像の一次転写が終了した後の感光体ドラム１４は、その表面がクリーニング装置１８によってクリーニングされる。また、トナー像の二次転写が終了した後の中間転写ベルト２５は、その表面が従動ロール３２と対向する位置に配置されたベルトクリーニング装置４４によってクリーニングされる。
【００４１】
図１は上記の如く構成される画像形成装置に使用される定着装置を示す断面構成図である。
【００４２】
この定着装置３７は、図１に示すように、加熱される無端状ベルトとしての定着ベルト５１と、定着ベルト５１との間に形成される圧接部（ニップ部）Ｎに未定着トナー像Ｔを保持した記録用紙３４を挟んで回転する加圧回転体としての加圧ロール５２と、定着ベルト５１を加圧ロール５２に圧接させるための押圧部材としての押圧パッド５３と、押圧パッド５３を支持する支持部材５４とを備えている。
【００４３】
さらに、上記定着装置３７は、定着ベルト５１のニップ部Ｎと反対側に位置する外周面に予め定められた間隙を介して離間した状態で対向配置され、定着ベルト５１を電磁誘導加熱する交番磁界を発生させる交番磁界発生装置５５と、定着ベルト５１を介して交番磁界発生装置５５と対向するように当該定着ベルト５１の内部に接触状態で配置され、定着ベルト５１が発する熱を蓄熱する蓄熱部材５６と、定着ベルト５１から記録用紙３４が剥離されるのを補助する剥離補助部材５７とを備えている。
【００４４】
上記定着ベルト５１は、加圧ロール５２に圧接されて変形する前の断面形状が、外径２０〜５０ｍｍ程度の薄肉円筒形状に形成されており、この実施の形態では、定着ベルト５１の外径が約３０ｍｍに設定されている。この定着ベルト５１は、図３に示すように、例えば、基層５１１と、その外周面に順次積層された発熱層５１２と弾性層５１３と表面離型層５１４とから構成されているが、発熱層５１２の外周に保護層を設けても良く、その層構成は任意である。
【００４５】
上記基層５１１としては、例えば、耐熱性の高い合成樹脂であるポリイミド樹脂や鉄、ニッケル、銅、ジルコニウム、コバルト等の金属又はこれらの合金からなる金属材料が用いられ、その厚さは、１０〜２００μｍ程度に設定されている。この実施の形態では、厚さ８０μｍのポリイミド樹脂が用いられている。
【００４６】
また、上記発熱層５１２は、交番磁界発生装置５５によって生じる交番磁界の電磁誘導作用により発熱する層である。この発熱層５１２としては、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、銅、アルミニウム、クロム等の金属又はこれらの合金からなる金属材料が用いられ、電磁誘導による渦電流で十分な発熱が得られるように固有抵抗値を考慮して材質及び厚さが選択される。この実施の形態では、厚さ５μｍ程度の銅が用いられている。
【００４７】
さらに、上記弾性層５１３は、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性を有する弾性体で構成されている。記録媒体としての記録用紙３４に保持されるトナー像は、粉体からなる複数色のトナーが積層して形成されており、特にフルカラー画像の場合にはトナーの総量が多い。そのため、定着装置３７のニップ部Ｎ内でトナー像を均一に加熱して溶融するには、記録用紙３４上のトナー像の凹凸に倣って定着ベルト５１の表面が弾性変形することが望ましい。この実施の形態では、弾性層５１３として、厚さが１００〜６００μｍ、例えば２００μｍの厚さで、ＪＩＳ−Ａ硬度が１０〜３０°のシリコーンゴムが用いられている。
【００４８】
また、上記弾性層５１３の表面に積層される表面離型層５１４は、記録用紙３４上に保持された未定着トナー像と直接接触する層であるため、離型性の高い材料が使用される。この表面離型層５１４は、例えば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、シリコーン共重合体、またはこれらの複合層等が用いられる。この表面離型層５１４の厚さとしては、薄すぎると、耐摩耗性の点で不十分であり、定着ベルト５１の寿命を短くする。その反面、表面離型層５１４は厚すぎると、定着ベルト５１の熱容量が大きくなりすぎ、ウォームアップタイムが長くなる。そこで、この実施の形態では、表面離型層５１４の厚さとして、耐摩耗性と熱容量とのバランスを考慮して１０〜５０μｍ、例えば３０μｍに設定されている。
【００４９】
上記の如く構成される定着ベルト５１は、図４及び図５に示すように、その長手方向（軸方向）に沿った両端部に、当該定着ベルト５１を回転駆動するために駆動力を伝達する筒状部材としてのフランジ部材５８が圧入や接着等の手段によって固定した状態でそれぞれ取り付けられている。これらのフランジ部材５８は、図５に示すように、定着ベルト５１の端部に挿入される円筒形状の円筒部５８ａと、定着ベルト５１の軸方向外側に円筒部５８ａよりも厚肉の円筒形状に突出した状態で設けられ、外周面にハスバギア等の歯車の歯面が一体的に形成された駆動部５８ｂと、円筒部５８ａと駆動部５８ｂとの間に半径方向の外向きの円環状に突出するように設けられたフランジ部５８ｃとを備えるように構成されている。また、上記フランジ部材５８は、図５に示すように、その円筒部５８ａから駆動部５８ｂにわたる内周面に配設された軸受部材５９を介して、支持部材５４の長手方向に沿った両端部に設けられた円柱形状の支持部６０に回転自在に支持されている。この支持部６０には、図５（ｂ）に示すように、支持部材５６の長手方向に沿った両端部に、外側に向けて突出するように形成された断面矩形状の固定部６１が設けられている。
【００５０】
上記フランジ部材５８を構成する材質としては、機械的強度や耐熱性の高い、例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂等の所謂エンジニアリングプラスチックスが適している。
【００５１】
一方、上記加圧ロール５２は、図３に示すように、ステンレスやアルミニウム等の金属によって円柱形状に形成された芯金部材５２１と、当該芯金部材５２１の表面に予め定められた厚さに被覆されたシリコーンゴム等からなる耐熱性を有する弾性体層５２２と、当該弾性体層５２２の表面に例えば５０μｍ程度の暑さに被覆されたＰＦＡ（四フッ化エチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体）等の離型性に優れた材料からなる離型層５２３とを備えるように構成されている。この加圧ロール５２は、例えば、外径が約２８ｍｍ程度の中実の略円柱形状に形成されている。
【００５２】
さらに、この実施の形態では、加圧ロール５２として、弾性率が相対的に小さなシリコーンスポンジ層からなる弾性体層５２２の内部に、軸方向に沿って貫通した小径の貫通孔５２４を円周方向に沿って等間隔に複数配置するとともに、弾性体層５２２の外周にＰＦＡ製のチューブからなる離型層５２３を被覆した所謂ＳＯＬＴロール（商品名）と呼ばれるものが用いられている。このＳＯＬＴロールからなる加圧ロール５２は、表面側に弾性率が相対的に小さなシリコーンスポンジ層からなる弾性体層５２２を有しているため、相対的に外径が小さな小径のロールであっても相対的に広いニップ部Ｎ（ニップ幅）を得ることができ、加圧ロール５２の小径化を図ることができるため望ましい。
【００５３】
また、上記加圧ロール５２は、弾性体層５２２が複数の貫通孔５２４を有しているため熱容量が相対的に小さく、且つ断熱性に優れているため、定着ベルト５１からの熱伝導を抑制することができ、加熱開始時には、定着ベルト５１の温度上昇に素早く追従するので予熱時間の短縮が可能となる。ただし、上記加圧ロール５２としては、ＳＯＬＴロール（商品名）に限らず、貫通孔５２４を有していない中実ロールを用いても良いことは勿論である。
【００５４】
上記加圧ロール５２は、図６に示すように、当該加圧ロール５２と定着ベルト５１が圧接するニップ部Ｎを通過する記録用紙３４に紙しわが発生するのを抑制するため、加圧ロール５２の最大通紙領域の外径は、軸方向に沿った中央部の外径φＡが相対的に小さく、記録用紙３４の最大通過領域の端部の外径φＢが相対的に大きくなるように設定されている。上記加圧ロール５２の中央部の外径φＡと記録用紙３４の最大通過領域端部の外径φＢとの差（φＢ−φＡ）は、記録用紙３４に紙しわが発生するのを抑制乃至防止するために予め定められた値に設定されており、５０μｍ〜１００μｍ程度、例えば、７５μｍに設定されている。
【００５５】
また、定着ベルト５１と加圧ロール５２を圧接させる押圧パッド５３の材料としては、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性を有する弾性体で構成され、図３に示すように、支持部材５４の加圧ロール５２と対向する位置に設けられた凹部６２に嵌め込まれた状態で取り付けられている。そして、この押圧パッド５３は、定着ベルト５１を介して加圧ロール５２と圧接されることにより、定着ベルト５１と加圧ロール３２との間にニップ部Ｎを形成する部材である。
【００５６】
上記押圧パッド５３は、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体で構成されるが、押圧パッド５３を構成する材料としては、これに限らず、耐熱性を有するとともに、熱伝導性が小さい合成樹脂材料である、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ＰＥＳ樹脂（ポリエーテルサルフォン）、ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド）、ＬＣＰ（液晶ポリマ）など、耐熱性の樹脂を用いても良い。なお、この実施の形態では、押圧パッド５３の材料としては、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性を有する弾性体が用いられている。
【００５７】
上記押圧パッド５３は、図４に示すように、定着ベルト５１の幅方向における最大サイズの記録用紙３４の通紙領域（最大通紙領域）及びその両側の非通紙領域にわたって設けられており、両端面は、フランジ部材５８の内側面と小さな間隙をおいて対向している。そして、加圧ロール５２の弾性体層５２２の長さは、押圧パッド５３の最大通紙領域及び非通紙領域を含めた長さと同程度に設定されており、押圧パッド５３には、その略全長にわたって加圧ロール５２が圧接されている。
【００５８】
上記押圧パッド５３の断面形状は、図４及び図７（ａ）に示すように、最大サイズの記録用紙３４の通紙領域は同一形状に形成されており、図７（ｂ）（ｃ）に示すように、最大サイズの記録用紙３４の通紙領域から端部に向けて形状が滑らかに変化するように構成されている。押圧パッド５３の最大サイズの通紙領域の断面形状は、図７（ａ）に示すように、記録用紙３４の搬送方向上流側に位置するニップ部Ｎの入口側であるプレニップ領域５３ａと、記録用紙３４の搬送方向下流側に位置するニップ部Ｎの出口側である剥離ニップ領域５３ｂとで形状が異なるように設定されている。更に説明すると、押圧パッド５３のプレニップ領域５３ａは、加圧ロール５２側の面が加圧ロール５２の外周面に略倣う定着ベルト５１側に凸形状の円弧形状に形成され、均一で幅の広いニップ部Ｎを形成する。一方、押圧パッド５３の剥離ニップ領域５３ｂでは、当該剥離ニップ領域５３ｂを通過する定着ベルト５１の曲率半径が小さくなるように、加圧ロール５２の表面を加圧ロール５２側に向けて凸形状となるよう局所的に大きなニップ圧で押圧するように形成されている。かかる構成により、剥離ニップ領域５３ｂを通過する記録用紙３４に定着ベルト５１表面から離れる方向のカール（ダウンカール）を形成して、記録用紙３４に対する定着ベルト５１表面からの剥離を促進させている。その結果、上記記録用紙５１は、ニップ部Ｎを通過した後、ダウンカールを形成するように変形して、自らの剛性によって定着ベルト５１の表面から剥離される。
【００５９】
なお、上記押圧パッド５３は、図７（ｂ）（ｃ）に示すように、その断面形状が軸方向の端部に行くに従ってフランジ部材５８の外形に倣った円弧形状に近づくように形成されており、フランジ部材５８側の端部は、フランジ部材５８の外形と略同一形状の円弧形状に形成されている。
【００６０】
また、上記押圧パッド５３は、図７（ａ）に示すように、その最大通紙領域の長手方向に沿った厚さＴが一定であると、当該押圧パッド５３に圧接する両端支持梁状の加圧ロール５２によって、押圧パッド５３並びに当該押圧パッド５３を支持する支持部材５４が湾曲した形状に変形し、押圧パッド５３と加圧ロール５２との圧接力は、加圧ロール５２の軸方向に沿った両端部の圧力が高く、中央部の圧力が相対的に低くなり、加圧ロール５２の軸方向に沿って不均一となる傾向にある。
【００６１】
そこで、上記押圧パッド５３は、図８に示すように、押圧パッド５３及び支持部材５４の撓みを予め考慮して、押圧パッド５３と加圧ロール５２との圧接力が加圧ロール５２の最大通紙領域において軸方向に沿って略均一となるように、その中央部が長手方向に沿った両端部よりも相対的に加圧ロール５２側に向けて突出するように湾曲した形状に形成されている。
【００６２】
上記支持部材５４は、図３に示すように、押圧パッド５３を介して加圧ロール５２からの圧接力を受けたときの撓み量が予め定められた値以下となるような剛性を有するように断面矩形状に形成されている。この支持部材５４は、誘導磁界に影響を与えないか、又は与え難い材料からなり、例えば、ガラス繊維が混入したＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂や、例えばアルミニウム等の非磁性金属材料等が用いられる。
【００６３】
また、上記定着装置３７は、図８に示すように、細長い矩形状に形成された枠体としての装置フレーム６２を備えている。この装置フレーム６２には、支持部材５４の両端部に設けられた固定部６１が固定した状態で取り付けられており、当該支持部材５４の支持部６０の外周には、図６に示すように、定着ベルト５１が軸受部材５９を介して回転自在に装着されている。
【００６４】
さらに、上記装置フレーム６２には、図９に示すように、支持部材５４がその両端部に一体的に設けられた断面矩形状の固定部６１を介して固定した状態で取り付けられている。この支持部材５４の外周には、図５に示すように、円柱形状に形成された支持部６０の外周に介挿された軸受部材５９を介して、定着ベルト５１のフンラジ部材５８が回転自在に支持されている。
【００６５】
また、上記装置フレーム６２には、図９に示すように、定着ベルト５１を回転駆動するための駆動軸６３の両端部が軸受部材６４を介して回転自在に取り付けられている。上記駆動軸６３には、装置フレーム６２の内側に位置する両端部に、定着ベルト５１の両端部に位置するフランジ部材５８の駆動部５８ｂと噛み合う従動ギア６５がそれぞれ取り付けられている。また、上記駆動軸６３には、装置フレーム６２の外側に位置する一端部に、当該駆動軸６３に駆動力を伝達する伝達ギア６６が取り付けられており、この伝達ギア６６には、駆動モータ６７の回転軸６８に固着された駆動ギア６９が噛み合わされている。また、上記駆動モータ６７の回転軸６８は、その基端部が定着装置３７の装置フレーム６２に回転自在に取り付けられている。そして、上記定着装置３７は、駆動モータ６７を回転駆動することにより、当該駆動モータ６７の回転駆動力を駆動ギア６９及び伝達ギア６６を介して駆動軸６３に伝達し、駆動軸６３に取り付けられた従動ギア６５、６５を回転させ、これらの従動ギア６５、６５と噛み合う定着ベルト５１の両端部に設けられたフランジ部材５８の駆動部５８ｂ、５８ｂによって、定着ベルト５１が予め定められた回転速度で回転駆動される。
【００６６】
なお、上記定着ベルト５１は、上述したように、金属材料や合成樹脂材料などからなる基層５１１、発熱層５１２、弾性層５１３及び表面離型層５１４を積層して構成されているため、柔軟性・フレキシブル性を有しているとともに、機械的強度をも有しており、フランジ部材５８の駆動部５８ｂ、５８ｂから回転駆動トルクを受けた場合であっても、座屈等が生じることはなく、滑らかに回転駆動される。
【００６７】
また、上記実施の形態では、定着ベルト５１のみを回転駆動し、加圧ロール５２を定着ベルト５１に圧接させて従動回転するように構成した場合について説明したが、駆動モータ６７の回転駆動力を図示しないギアを介して加圧ロール５２に伝達し、定着ベルト５１と加圧ロール５２の双方を回転駆動するように構成しても良い。
【００６８】
上記加圧ロール５２は、図９に示すように、その回転軸５２５の両端部が装置フレーム６２に軸受部材７０を介して回転自在に支持されているとともに、その回転軸５２５の両端部に配置された付勢手段としてのコイルバネ７１により定着ベルト５１に対して予め定められた圧接力で圧接されている。この実施の形態では、後述するように、定着装置３７の生産性を向上させるため、加圧ロール５２と押圧パッド５３との圧接力が従来に比較して高く設定されており、２つのコイルバネ７１の総荷重は、例えば、５０〜８０ｋｇｆ程度に設定されている。なお、上記加圧ロール５２を回転自在に支持する軸受部材７０は、定着装置３７の装置フレーム６２に対して、定着ベルト５１に接離する方向に移動自在に図示しない長孔によって保持されている。
【００６９】
なお、上記加圧ロール５２は、図示しない接離機構によって、定着ベルト５１と圧接又は離間する方向に移動可能に構成し、定着ベルト５１の加熱開始時には、加圧ロール５２を離間させるように構成しても良い。
【００７０】
接離機構７２の具体的な構成としては、例えば、図９に示すように、加圧ロール５２の回転軸５２５の両端部を回転自在に支持するアーム部材７３を備えており、このアーム部材７３の一端部７３ａは、支点７４を中心にして回動自在に支持されているとともに、他端部７３ｂは、コイルスプリング７１によって定着ベルト５１に圧接する方向に押圧されるように構成される。また、上記アーム部材７３の他端部７３ｂの上方には、回転軸７５によって回転駆動される偏芯カム７６が配置されており、予め定められたタイミングで偏芯カム７６が回転駆動されることにより、アーム部材７３の他端部７３ｂが押し下げられて、加圧ロール５２が定着ベルト５１から離間するように構成しても良い。
【００７１】
また、上記定着ベルト５１と加圧ロール５２とが圧接するニップ部Ｎの記録用紙３４の搬送方向（矢印方向）に沿った下流側には、図３に示すように、剥離補助部材５７が設けられている。この剥離補助部材５７は、先端部５７ａがニップ部Ｎの出口近傍まで延長されているとともに、その基端部５７ｂは、定着ベルト５１から剥離された記録用紙３４の搬送路から離間するように折り曲げられた状態で配置されている。そして、この剥離補助部材５７は、記録用紙３４自身の剛性によって定着ベルト５１から剥離されなかった記録用紙３４を、当該剥離補助部材５７の先端部５７ａによって強制的に剥離するものである。
【００７２】
さらに、上記定着ベルト５１の加圧ロール５２と反対側に配設される交番磁界発生装置５３は、図３に示すように、例えば、交番磁界を発生させる励磁コイル８０と、励磁コイル８０を略円弧状の予め定められた位置に保持する保持部材８１と、励磁コイル８０にて生成された交番磁界の磁路のうち、定着ベルト５１の外周側の磁路を形成する略円弧形状に形成された外部磁路形成部材８２と、励磁コイル８０に高周波電流を供給して励磁する励磁回路８３とを備えている。
【００７３】
上記保持部材８１は、その定着ベルト５１側に位置する端面の断面形状が、定着ベルト５１の表面形状に沿って湾曲した同心円の円弧形状に形成されており、励磁コイル８０を支持する支持面が定着ベルト５１との距離が予め定められた値（例えば０.５〜２ｍｍ）となるように円弧形状に形成されている。また、この保持部材８１を構成する材質としては、例えば、耐熱ガラス、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂、又はこれらにガラス繊維を混合した繊維強化の耐熱性樹脂等の耐熱性を有する非磁性材料が用いられる。
【００７４】
上記励磁コイル８０は、相互に絶縁された例えば直径０.１７ｍｍの銅線材を例えば９０本束ねたリッツ線が長円形状や楕円形状、長方形状等の中空の閉ループ状に巻かれて構成されている。そして、この励磁コイル８０には、励磁回路８４から予め定められた周波数の高周波電流が供給され、励磁コイル８０の周囲には、閉ループ状に巻かれたリッツ線を中心とする交番磁界が生成される。励磁回路８３から励磁コイル８０に供給される高周波電流の周波数は、例えば、２０〜１００ｋＨｚに設定される。
【００７５】
また、上記外部磁路形成部材８２は、例えば、ソフトフェライト、フェライト樹脂、非晶質合金（アモルファス合金）やパーマロイ、感温磁性合金等の高透磁率の酸化物や合金材料で構成される強磁性体が用いられ、定着ベルト５１の外側に位置する磁路形成部材として機能する。この外部磁路形成部材８２は、励磁コイル８０によって発生された交番磁界による磁力線（磁束）が、励磁コイル８０から定着ベルト５１を横切って発熱制御部材５６の方向に向かい、発熱制御部材５６の中を通過して励磁コイル８０に戻るといった磁力線の通路（磁路）を形成する。このように、外部磁路形成部材８２によって磁路を形成することにより、励磁コイル８０によって発生された交番磁界（磁力線）が定着ベルト５１の外部磁路形成部材８２と対向する領域に集中される。この外部磁路形成部材８２としては、磁路形成による損失が小さい材料が望ましく、具体的には渦電流損を小さくする形態（凹所等による電流経路遮断や分断化、薄板束ね等）で使用するのが望ましく、しかもヒステリシス損の小さい材料からなるものが望ましい。
【００７６】
また、上記定着ベルト５１の内部には、図３に示すように、蓄熱部材５６が配設されている。この蓄熱部材５６は、定着ベルト５１を介して交番磁界発生装置５５と対向するように配置され、定着ベルト５１に対して熱伝導を行って定着ベルト５１の温度低下を補う蓄熱機能を有する部材である。また、上記蓄熱部材５６は、交番磁界発生装置５５が発生する交番磁界の内側の磁路を形成する部材であって、しかも透磁率が温度によって変化する感温磁性材料からなり、定着ベルト５１の発熱層５１２の発熱を制御する機能をも備えている。この蓄熱部材５６は、定着ベルト５１の内周面に倣った円弧形状に形成されており、その定着ベルト５１の内周面に沿った円弧状部分の中心角は、例えば、１６０度程度に設定される。上記発熱制御部材５６は、その両端部に取り付けられた板状部材８４を介して支持部材５４にネジ８５止めされている。
【００７７】
また、上記定着ベルト５１と発熱制御部材５６との間には、両者間の摺動抵抗を低減するため、潤滑剤を含浸させた多孔室構造を有するシート状部材からなる摺動部材８６を設けるのが望ましい。
【００７８】
ところで、上記の如く構成される定着装置３７において、単位時間当たりに定着される記録用紙３４の枚数で決まる生産性を向上させるための一手段として定着圧力を増加させる、つまり定着ベルト５１と加圧ロール５２が圧接する圧接力を従来に比較して高く設定することが考えられる。
【００７９】
しかし、定着ベルト５１と加圧ロール５２との圧接力を増加させていくと、加圧ロール５２の非通紙領域に位置する弾性体層５２２が許容応力限界を超えて凝集破壊を起こす場合があることが本発明者等の研究によって明らかとなった。
【００８０】
そこで、この実施の形態では、定着圧力を増加させた場合でも加圧ロール５２の弾性体層５２２が損傷するのを回避するため、加圧ロール５２として、記録用紙３４の最大通過領域より外側の外径が端部に行くに従って小径となるように構成したものを用いている。
【００８１】
すなわち、上記加圧ロール５２は、図４に示すように、画像形成装置で使用される最大サイズの記録用紙３４の通紙領域よりも、その軸方向に沿った長さが長く設定されており、加圧ロール５２の軸方向に沿った両端部は、最大通紙領域の外側である非通紙領域においても押圧パッド５３に圧接されている。
【００８２】
上記加圧ロール５２は、図６に示すように、その軸方向に沿った中央部に位置する最大通紙領域の端部５２６から軸方向の外側に位置する非通紙領域の外径が、最大通紙領域の端部から軸方向の外側に向けて直線状に小径となるように設定されている。このとき、上記加圧ロール５２の最大通紙領域の端部の外径φＢと、非通紙領域の端部の外径φＣとの差（φＢ−φＣ）は、非通紙領域の長さにもよるが、例えば、０．５〜２．０ｍｍ程度に設定されており、この実施の形態では、φＢ−φＣ＝１．０ｍｍ程度に設定されている。
【００８３】
ここで、上記加圧ロール５２の非通紙領域の端部の外径φＣをあまりに小さく設定した場合には、当該加圧ロール５２の非通紙領域と押圧パッド５３との圧接力が局所的に低くなり、フランジ部材５８を介して定着ベルト５１を回転駆動する際に、定着ベルト５１と加圧ロール５２との間に定着ベルト５１の変形等が生じる虞れがあり望ましくなく、０．５〜２．０ｍｍ程度に設定するのが良い。
【００８４】
したがって、上記加圧ロール５２は、非通紙領域の外径を最大通紙領域の端部から軸方向の外側に向けて小径となるように設定した場合であっても、非通紙領域の端部の外径φＣを予め定められた値以上に設定するのが望ましい。
【００８５】
以上の構成において、この実施の形態に係る定着装置を使用した画像形成装置では、次のようにして、定着圧力を増加させた場合でも加圧回転体の弾性体層が損傷するのを回避することが可能となっている。
【００８６】
上記画像形成装置においては、図２に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ上に画像データに応じて対応する色のトナー像が形成され、これらの感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、一次転写ロール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋによって中間転写ベルト２５上に多重に転写された後、中間転写ベルト２５から二次転写ロール３３によって記録用紙３４上に一括して二次転写される。そして、上記の如くイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）等の各色の未定着トナー像が保持された記録用紙３４は、定着装置３７へと搬送されて定着処理が施される。
【００８７】
上記定着装置３７では、トナー像を形成する動作が開始されるのと略同時に、図９に示すように、駆動モータ６７が起動されて定着ベルト５１が回転駆動されるとともに、図３に示すように、交番磁界発生装置５５に電力が供給される。そして、上記定着ベルト５１は、交番磁界発生装置５５と対向する加熱領域を通過する際に、発熱層５１２に電磁誘導作用によってうず電流が誘導され、うず電流のうず電流損によるジュール熱によって発熱し加熱される。
【００８８】
定着ベルト５１が予め定められた定着温度まで加熱されると、図３に示すように、未定着トナー像Ｔを保持した記録用紙３４が定着ベルト５１と加圧ロール５２が圧接するニップ部Ｎへと搬送されて、ニップ部Ｎを通過する間に未定着トナー像Ｔが加熱・加圧されて溶融されることで記録用紙３４上に永久画像として定着される。
【００８９】
未定着トナー像Ｔが定着された記録用紙３４は、定着ベルト５１と加圧ロール５２が圧接するニップ部Ｎの出口近傍において、押圧パッド５３の曲率が上向きの凸形状から下向きの凸形状へと反転しており、定着ベルト５１から記録用紙３４自身の腰（剛性）によって剥離される。
【００９０】
ところで、上記定着装置３７では、単位時間当たりに定着可能な記録用紙３４の枚数で決まる生産性を向上させるため、定着ベルト５１と加圧ロール５２の圧接力が従来の定着装置と比較して高く設定されている。具体的には、図９に示すように、加圧ロール５２を定着ベルト５１に圧接させるための付勢手段としての２つのコイルバネ７１の総荷重を、従来の約３０ｋｇｆに対して、約５０〜８０ｋｇｆ程度に大幅に高く設定されている。
【００９１】
このように、上記定着装置３７では、定着ベルト５１と加圧ロール５２の圧接力を従来に比較して高く設定することにより、定着ベルト５１と加圧ロール５２が圧接するニップ部Ｎを通過する記録用紙３４に対して、定着ベルト５１と未定着トナー像Ｔと記録用紙３４との密着圧力を高めるとともに、定着ベルト５１の熱を効率良く未定着トナー像Ｔ及び記録用紙３４に伝達することで、定着性を大幅に向上させることが可能となる。
【００９２】
一方、上記押圧パッド５３を支持する支持部材５４は、図９に示すように、その軸方向に沿った両端部が定着装置３７の装置フレーム６２に固定されているとともに、加圧ロール５２は、その軸方向に沿った両端部が定着ベルト５１を介して押圧パッド５３に圧接されている。
【００９３】
ところで、この実施の形態では、加圧ロール５２は、図６に示すように、その軸方向に沿った中央部に位置する最大通紙領域の端部５２６から軸方向の外側に位置する非通紙領域の外径が、最大通紙領域の端部５２６から軸方向の外側に向けて直線状に小径となるように設定されている。そのため、上記加圧ロール５２は、生産性を向上させるため、定着ベルト５１と加圧ロール５２の圧接力を従来に比較して高く設定した場合であっても、加圧ロール５２の非通紙領域における押圧パッド５３との圧接力が過大となることが抑制され、定着ベルト５１と加圧ロール５２の圧接力をその端部にわたって略均一に保持することができる。
【００９４】
そのため、定着ベルト５１と加圧ロール５２との圧接力を増加させた場合であっても、加圧ロール５２の非通紙領域における圧接力が過大となって、加圧ロール５２の弾性体層５２２の許容応力限界を超えるのを回避し、加圧ロール５２の弾性体層５２２に凝集破壊が発生するのを抑制することができ、加圧ロール５２の長寿命化が可能となる。
【００９５】
また、加圧ロール５２の非通紙領域における圧接力が過大となるのを回避することができるため、定着ベルト５１の幅方向に沿った端部への熱移動が減少し、定着ベルト５１の幅方向に沿った端部の温度上昇を抑制することができ、定着ベルト５１の長寿命化も可能となる。
【００９６】
さらに、定着ベルト５１と加圧ロール５２の圧接力をその端部にわたって略均一に保持することができるので、ニップ荷重を加圧ロール５２の通紙領域に有効に作用させることで、限定された荷重で良好な定着性能を得ることができる。
【００９７】
実験例
本発明者らは、上述した実施の形態１に係る定着装置の効果を確認するため、図３に示すような定着装置３７のベンチモデルを試作し、定着ベルト５１と加圧ロール５２の圧接力（総荷重）を８０ｋｇｆに設定した場合における定着ニップ部Ｎの軸方向に沿った圧力分布を計測する実験を行った。定着ベルト５１と加圧ロール５２の圧接力の測定は、定着ベルト５１と加圧ロール５２とのニップ部Ｎ間に圧力分布を測定する極薄のセンサであるタクタイルシートを介在させ、当該タクタイルシートによって定着ベルト５１と加圧ロール５２とのニップ部Ｎ間の圧力分布を測定した。
【００９８】
なお、加圧ロール５２としては、図６に示すように、最大通紙領域の端部の外径と非通紙領域の外径との差が１ｍｍだけ直線状に小径となるように設定したものを用いた。
【００９９】
図１１は上記実験例の結果を示すグラフである。
【０１００】
図１１から明らかなように、本実験例の定着装置３７の場合には、定着ベルト５１の駆動側の面圧が最大で許容面圧限界と若干高くなっているものの、定着ベルト５１と加圧ロール５２の圧接圧力を軸方向の両端部に位置する非通紙部を含めて略一定にすることができることが判り、加圧ロール５２を連続して駆動した場合における弾性体層５２２の端部の損傷も発生しなかった。
【０１０１】
比較例
本発明者らは、比較例として、加圧ロール５２の軸方向に沿った両端部の非通紙領域の外径を、最大通紙領域の端部の外径と等しい円柱形状に形成した従来の定着装置において、定着ベルト５１と加圧ロール５２の圧接力（総荷重）を３０ｋｇｆ、５０ｋｇｆ、８０ｋｇｆにそれぞれ設定した場合におけるニップ部Ｎの軸方向に沿った圧力分布を計測するとともに、定着装置３７を連続して駆動した場合に、加圧ロール５２端部の弾性体層５２２に損傷が発生するか否かを確認する実験を行った。
【０１０２】
図１２乃至１４は上記比較例の結果を示すグラフである。
【０１０３】
図１２から明らかなように、定着ベルト５１と加圧ロール５２の圧接圧力を８０ｋｇｆに設定した場合には、非通紙領域の面圧が上昇して許容面圧限界を超えている領域があることが判った。また、定着装置３７を連続して駆動した場合に、加圧ロール５１の弾性体層５２２の軸方向に沿った端部に凝集破壊が発生していた。
【０１０４】
また、図１３から明らかなように、定着ベルト５１と加圧ロール５２の圧接圧力を５０ｋｇｆに設定した場合には、一方の非通紙部の面圧が上昇して許容面圧限界を超えている領域があることが判る。また、定着装置を連続して駆動した場合に、加圧ロールの軸方向に沿った端部に破断が発生した。
【０１０５】
一方、図１４から明らかなように、定着ベルト５１と加圧ロール５２の圧接圧力を３０ｋｇｆに設定した場合には、非通紙部の面圧が上昇しているが許容面圧限界程度であることが判る。また、定着装置を連続して駆動した場合でも、加圧ロールの軸方向に沿った端部に破断が発生しなかった。
【０１０６】
実施の形態２
図１５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、前記加圧回転体は、前記記録媒体の最大通過領域より外側の外径が端部に行くに従って、前記押圧部材が前記加圧回転体と圧接することによって変形する撓み曲線に沿った形状に形成されるように構成されている。
【０１０７】
すなわち、この実施の形態２では、図１５に示すように、加圧ロール５２を定着ベルト５１を介して押圧パッド５３に圧接させる際に、加圧ロール５２の軸方向に沿った両端部に突出した回転軸にそれぞれ荷重を加えると、押圧パッドの表面は、図１６に示すように、加圧ロール５２の回転軸に加わる荷重に応じて撓むように変形する。この押圧パッド表面の撓み変形は、両端部が固定された支持部材５４と、当該支持部材５４に圧接する両端が支持された加圧ロール２５とからなる両端支持梁の変形例として、構造力学によって解析され、押圧パッド表面の撓み曲線は、４次曲線として現すことができることが判っている。
【０１０８】
そこで、この実施の形態２では、図１６に示すように、加圧ロール５２の非通紙領域の外径を、押圧パッド表面の撓み曲線である４次曲線に基づいて端部に行くに従って小径となるように構成されている。
【０１０９】
このように構成することにより、加圧ロール５２の非通紙領域の圧接力が過大となるのを回避することができ、加圧ロール５２の弾性体層５２２の軸方向に沿った端部に凝集破壊等が発生するのを抑制乃至防止することができる。
【０１１０】
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。
【符号の説明】
【０１１１】
３７：定着装置、５１：定着ベルト、５２：加圧ロール、５３：押圧パッド、５４：支持部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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