(57)【要約】  【課題】  紙しわの発生や、画像ずれ、画像汚れ等といった画像不良の発生を抑えて高品質な定着画像を形成する。  【解決手段】  記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置において、ベルト部材を圧力部材によって回動部材に圧接させて記録材が通過するニップ部を形成するように構成し、ベルト部材の厚さが、幅方向において中央よりも両端部で厚く形成されている。  【選択図】  図２
2006091214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、
回動部材と、
前記回動部材に接触しながら移動可能なベルト部材と、
前記ベルト部材の内側に配置され、当該ベルト部材を前記回動部材に圧接させて当該回動部材と当該ベルト部材との間に前記記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材とを備え、
前記ベルト部材は、厚さが、幅方向において中央よりも両端部で厚く形成されたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ベルト部材は、幅方向中央での前記厚さをt１、両端部での当該厚さをt２として、１．２t１≦t２≦２．０t１を満たすように形成されたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記ベルト部材は、耐熱性樹脂からなる基材と、当該基材の少なくとも前記回動部材側の面に形成されたフッ素樹脂からなる表面層とから構成されたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
前記ベルト部材は、前記回動部材側の面の動摩擦係数が０．０６以下であることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項５】
前記ベルト部材は、弾性率が３０００〜１１０００ＭＰａに形成されたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項６】
前記回動部材は、外径が軸方向において略一定に形成された定着ロールであることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項７】
前記圧力部材は、長手方向に亘って均一の押圧力で前記回動部材に圧接することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項８】
前記回動部材を加熱する加熱部材、または前記ベルト部材を加熱する加熱部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項９】
記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置に用いられるベルト管状体であって、
耐熱性樹脂からなる基材と、
前記基材の少なくとも外周面に形成されたフッ素樹脂からなる表面層とを有し、
厚さが、幅方向において中央よりも両端部で厚く形成されたことを特徴とするベルト管状体。
【請求項１０】
前記厚さは、幅方向中央での当該厚さをt１、両端部での当該厚さをt２として、１．２t１≦t２≦２．０t１を満たすことを特徴とする請求項９記載のベルト管状体。
【請求項１１】
前記基材は、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂のうちの、１または複数からなることを特徴とする請求項９記載のベルト管状体。
【請求項１２】
トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写されたトナー像を当該記録材に定着する定着手段とを含み、
前記定着手段は、
回動部材と、
前記回動部材に接触しながら移動可能なベルト部材と、
前記ベルト部材の内側に配置され、当該ベルト部材を前記回動部材に圧接させて当該回動部材と当該ベルト部材との間に前記記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材とを備え、
前記ベルト部材は、厚さが、幅方向中央での当該厚さをt１、両端部での当該厚さをt２として、１．２t１≦t２≦２．０t１を満たすように形成され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】
本発明は、定着装置等に関し、より詳しくは例えば電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられる定着装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体（感光体ドラム）を一様に帯電し、この感光体ドラムを画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体ドラム上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像をトナーによって可視像（トナー像）とし、このトナー像を感光体ドラム上から記録紙に転写した後、定着装置によってこのトナー像を記録紙に定着している。
【０００３】
かかる画像形成装置に用いられる定着装置は、円筒状の芯金の内部に加熱源を備え、その芯金に耐熱性弾性体層と、その外周面に離型層とが積層して形成された定着ロールと、この定着ロールに対して圧接配置され、芯金に耐熱性弾性体層と、その外周面に耐熱性樹脂被膜あるいは耐熱性ゴム被膜による離型層とが積層して形成された加圧ロールとで構成されている。そして、定着ロールと加圧ロールとの間に、未定着トナー像を担持した記録紙を通過させて、未定着トナー像に対して加熱と加圧とを行うことによって、記録紙にトナー像を定着している。このような定着装置は、ロールニップ方式と呼ばれて、一般に広く利用されている。
【０００４】
近年、画像形成装置における高生産性やカラー化の進展に伴い、定着装置においても高速化への対応が要求されている。その際、ロールニップ方式の定着装置では、トナーと記録紙に充分な熱量が供給できるように、ニップ幅を定着速度に比例して広く設定することが必要となる。ニップ幅を広くする方法として、定着ロールと加圧ロールとの間の荷重を大きくする方法や、弾性体層の厚さを厚くする方法、さらにはロール径を大きくする方法が考えられる。
しかし、荷重を大きくする方法や、弾性体層の厚さを厚くする方法では、ロールの撓みに起因するニップ幅の形状がロール軸に沿って不均一になることから、定着むらや紙しわが生じ易い等といった画像品質上の問題がある。また、ロール径を大きくする方法では、装置の大型化を招くとともに、ロールを室温から定着可能温度に上昇させるまでの時間（ウォームアップタイム）が長くなるという問題がある。
【０００５】
そこで、これらの問題を解消して、画像形成装置の高速化に対応した定着装置を実現するべく、本出願人は、表面が弾性変形する回転可能な定着ロールと、この定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルトと、このエンドレスベルトの内側に非回転状態で配置された圧力パッドとを具備し、圧力パッドによって、定着ロールとの接触面が形成されるようにエンドレスベルトを定着ロールに圧接させ、エンドレスベルトと定着ロールとの間にシートを通過させることができるようにベルトニップを設けるとともに、定着ロールの表面のうち、シートの出口側を局部的に弾性変形させるように構成した定着装置に関する技術を提案している（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
かかる特許文献１に記載した定着装置（「ベルトニップ方式」という。）では、従来のロールニップ方式の定着装置における加圧ロールに代え、圧力パッドを用いてエンドレスベルトを定着ロールに圧接させている。このような構成を採用することにより、定着ロールとエンドレスベルトとによって形成されるベルトニップの幅が従来の定着ロールと加圧ロールとのロールニップの幅よりも容易に大きくすることができるとともに、ニップ部において均一で高いニップ圧を付与することができるので、高速化への対応が可能となり、しかも装置の小型化を図ることも容易である。
【０００７】
さらには、定着ロールに圧接させるエンドレスベルトの熱容量は小さく、加えて圧力パッドが非回転状態で配置されていることから、定着ロールから伝わる熱が外部に発散され難い構成を実現している。そのため、定着ロールの回転が開始されても、定着ロールからエンドレスベルト側に奪われる熱量は少なく、トナーの溶融に際しての熱効率を高めることができるとともに、ベルトニップでの温度低下量も小さいことから、トナーの定着性の向上を図ることができるという利点も有している。
【０００８】
【特許文献１】特許第３２９８３５４号公報(第４-７頁)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記したベルトニップ方式の定着装置においては、定着ロールが中央部から両端部にかけて外径を大きくした所謂フレア形状で形成されているか、または、エンドレスベルトを定着ロールに圧接させる圧力パッドの押圧力が、軸方向において中央部よりも両端部側で大きくなるように設定されている。このように構成することで、ニップ部を通過する記録紙の速度は中央部よりも両端部にかけて速くなるので、ニップ部に挟持される用紙に対して、中央部から両端部に向かう幅方向の引張力を作用させることができる。この幅方向の引張力によって、用紙における紙しわの発生、さらには画像ずれの発生を抑制している。このような紙しわの抑制は、特に定着装置の高速化や両面印刷機構の普及に伴い、重要なファクターとなっている。
【００１０】
しかしながら、フレア形状の定着ロールは、両端部側の外径が中央部よりも大きいことから、成型時に金型から抜き出す際に、両端部領域の表面に引き抜き方向の傷（引き抜き傷）が生じ易い。特に、ウォームアップタイムの短縮化や熱効率を高める等のために、定着ロールの耐熱性弾性体層の薄層化を図る場合には、両端部領域表面の引き抜き傷は回避し難い。このような定着ロール表面の傷は、画像汚れの発生を招き、画像品質の低下を引き起こす場合があった。
一方、圧力パッドに関しても、圧力パッドの押圧力分布を、紙しわ等の発生を抑制するように最適な状態に設定することは容易ではない。そのため、定着装置の製造時に圧力パッドの設定に際して複雑な調整が必要となって、生産効率の低下、製造コストの上昇を招く原因となっていた。
【００１１】
そこで本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、紙しわの発生や、画像ずれ、画像汚れ等といった画像不良の発生を抑えて高品質な定着画像を形成することにある。
さらに他の目的は、定着装置の生産効率を向上し、製造コストの低減化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的のもと、本発明の定着装置は、記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、回動部材と、回動部材に接触しながら移動可能なベルト部材と、ベルト部材の内側に配置され、ベルト部材を回動部材に圧接させて回動部材とベルト部材との間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材とを備え、ベルト部材は、厚さが、幅方向において中央よりも両端部で厚く形成されたことを特徴としている。
【００１３】
ここで、ベルト部材は、幅方向中央での厚さをt１、両端部での厚さをt２として、１．２t１≦t２≦２．０t１を満たすように形成されたことを特徴とすることができる。また、ベルト部材は、耐熱性樹脂からなる基材と、基材の少なくとも回動部材側の面に形成されたフッ素樹脂からなる表面層とから構成することができる。さらに、ベルト部材は、回動部材側の面の動摩擦係数が０．０６以下であることを特徴とすることもできる。また、ベルト部材は、弾性率が３０００〜１１０００ＭＰａに形成されたことを特徴とすることもできる。
また、回動部材は、外径が軸方向において略一定に形成された定着ロールであることを特徴とすることもできる。さらに、圧力部材は、長手方向に亘って均一の押圧力で回動部材に圧接する構成とすることもできる。
加えて、回動部材を加熱する加熱部材、またはベルト部材を加熱する加熱部材をさらに備えた構成とすることもできる。
【００１４】
さらに、本発明をベルト管状体として捉え、本発明のベルト管状体は、記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置に用いられるベルト管状体であって、耐熱性樹脂からなる基材と、基材の少なくとも外周面に形成されたフッ素樹脂からなる表面層とを有し、厚さが、幅方向において中央よりも両端部で厚く形成されたことを特徴としている。
ここで、ベルト管状体の厚さは、幅方向中央での厚さをt１、両端部での厚さをt２として、１．２t１≦t２≦２．０t１を満たすことを特徴とすることができる。また、基材は、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂のうちの、１または複数からなることを特徴とすることもできる。
【００１５】
さらに、本発明を画像形成装置として捉え、本発明の画像形成装置は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、記録材上に転写されたトナー像を記録材に定着する定着手段とを含み、定着手段は、回動部材と、回動部材に接触しながら移動可能なベルト部材と、ベルト部材の内側に配置され、ベルト部材を回動部材に圧接させて回動部材とベルト部材との間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材とを備え、ベルト部材は、厚さが、幅方向中央での厚さをt１、両端部での厚さをt２として、１．２t１≦t２≦２．０t１を満たすように形成されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の効果として、定着装置を備えた画像形成装置において、紙しわや画像不良の発生を抑えて高品質な定着画像を形成することが可能となった。また、定着装置の生産効率を向上し、製造コストの低減化を図ることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[実施の形態１]
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋ、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写(一次転写)させる一次転写部１０、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写部２０、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置６０を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。
【００１８】
本実施の形態において、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６、感光体ドラム１１上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１７、などの電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に、略直線状に配置されている。
【００１９】
中間転写体である中間転写ベルト１５は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は１０6〜１０14Ωｃｍとなるように形成されており、その厚さは例えば０．１ｍｍ程度に構成されている。中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図１に示すＢ方向に所定の速度で循環駆動（回動）されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ（図示せず）により駆動されて中間転写ベルト１５を回動させる駆動ロール３１、各感光体ドラム１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する補正ロールとして機能するテンションロール３３、二次転写部２０に設けられるバックアップロール２５、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール３４を有している。
【００２０】
一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に対向して配置される一次転写ロール１６で構成されている。一次転写ロール１６は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７〜１０９Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。そして、一次転写ロール１６は中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に圧接配置され、さらに一次転写ロール１６にはトナーの帯電極性（マイナス極性とする。以下同様。）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
【００２１】
二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール２２と、バックアップロール２５とによって構成される。バックアップロール２５は、表面がカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲとのブレンドゴムのチューブ、内部がＥＰＤＭゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率が１０７〜１０１０Ω／□となるように形成され、硬度は例えば７０°（アスカーＣ）に設定されている。このバックアップロール２５は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写ロール２２の対向電極をなし、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール２６が当接配置されている。
【００２２】
一方、二次転写ロール２２は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７〜１０９Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。そして、二次転写ロール２２は中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５に圧接配置され、さらに二次転写ロール２２は接地されてバックアップロール２５との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部２０に搬送される用紙Ｐ上にトナー像を二次転写する。
【００２３】
また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が接離自在に設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側には、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋにおける画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２が配設されている。また、黒の画像形成ユニット１Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配設されている。この基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは画像形成を開始するように構成されている。
【００２４】
さらに、本実施の形態の画像形成装置では、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０、この用紙トレイ５０に集積された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１、ピックアップロール５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを二次転写部２０へと送り込む搬送シュート５３、二次転写ロール２２により二次転写された後に搬送される用紙Ｐを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５、用紙Ｐを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６を備えている。
【００２５】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図１に示すような画像形成装置では、図示しない画像読取装置（ＩＩＴ）や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置（ＩＰＳ）により所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋによって作像作業が実行される。ＩＰＳでは、入力された反射率データに対して、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、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。
【００２６】
レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射している。画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの各感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋによって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。
【００２７】
画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部１０において、一次転写ロール１６により中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性（マイナス極性）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像を中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。
【００２８】
トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１５は移動してトナー像が二次転写部２０に搬送される。トナー像が二次転写部２０に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部２０に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙トレイ５０から所定サイズの用紙Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、搬送シュート５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が担持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール（図示せず）が回転することで、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。
【００２９】
二次転写部２０では、中間転写ベルト１５を介して、二次転写ロール２２がバックアップロール２５に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール２６からトナーの帯電極性（マイナス極性）と同極性の電圧（二次転写バイアス）が印加されると、二次転写ロール２２とバックアップロール２５との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１５上に担持された未定着トナー像は、二次転写ロール２２とバックアップロール２５とによって押圧される二次転写部２０において、用紙Ｐ上に一括して静電転写される。
【００３０】
その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へと搬送される。搬送ベルト５５では、定着装置６０における最適な搬送速度に合わせて、用紙Ｐを定着装置６０まで搬送する。定着装置６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置６０によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部に搬送される。
一方、用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回動に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール３４および中間転写ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。
【００３１】
次に、本実施の形態の画像形成装置に用いられる定着装置６０について説明する。図２は本実施の形態の定着装置６０の構成を示す側断面図である。定着装置６０は、回動部材の一例としての定着ロール６１、ベルト部材の一例としてのエンドレスベルト６２、およびエンドレスベルト６２を介して定着ロール６１から押圧される圧力部材の一例としての圧力パッド６４により主要部が構成されている。
【００３２】
定着ロール６１は、金属製のコア（円筒状芯金）６１１の周囲に耐熱性弾性体層６１２、および離型層６１３を積層して構成された円筒状ロールであり、回転自在に支持されて所定の表面速度（例えば、１９４ｍｍ／ｓｅｃ）で回転する。本実施の形態の定着ロール６１は、外径が軸方向で一様な所謂ストレートロールで形成されている。
定着ロール６１の内部には、発熱源として、例えば定格６００Ｗのハロゲンヒータ６６が配設されている。一方、定着ロール６１の表面には温度センサ６９が接触して配置されている。画像形成装置の制御部４０は、この温度センサ６９による温度計測値に基づいてハロゲンヒータ６６の点灯を制御し、定着ロール６１の表面温度が所定の設定温度（例えば、１７５℃）を維持するように調整している。
【００３３】
エンドレスベルト６２は、継ぎ目がない無端状のベルトであり、エンドレスベルト６２の内部に配置された圧力パッド６４とベルトガイド部材６３、さらにはエンドレスベルト６２の両端部に配置されたエッジガイド部材８０（後段の図３参照）によって回動自在に支持されている。そして、ニップ部Ｎにおいて定着ロール６１に対して圧接されるように配置され、定着ロール６１に従動して回動（例えば、１９４ｍｍ／ｓｅｃ）する。
ここで、図３はエンドレスベルト６２が支持される構成を説明する構成図であり、用紙Ｐの搬送方向下流側から見た定着装置６０の一方の端部領域を示している。
図３に示したように、エンドレスベルト６２の内部に配置されたホルダ６５の両端部にエッジガイド部材８０が配設されている。エッジガイド部材８０は、ニップ部Ｎとその近傍に対応する部分に切り欠きが形成された円筒状、すなわち断面がＣ形状のベルト走行ガイド部８０１、このベルト走行ガイド部８０１の外側に設けられ、エンドレスベルト６２の外径よりも大きな外径で形成されたフランジ部８０２、さらにフランジ部８０２の外側に設けられ、エッジガイド部材８０を定着装置６０本体に位置決めして固定するための保持部８０３で構成されている。
【００３４】
そして、エンドレスベルト６２の両端部では、ニップ部Ｎとその近傍を除いて、両端部の内周面がベルト走行ガイド部８０１の外周面に支持され、エンドレスベルト６２はベルト走行ガイド部８０１の外周面に沿って回動する。したがって、ベルト走行ガイド部８０１は、エンドレスベルト６２がスムーズに回動することができるように摩擦係数の小さな材質で形成され、さらには、エンドレスベルト６２から熱を奪い難いように熱伝導率の低い材質で形成されている。
また、フランジ部８０２は、ホルダ６５の両端部において対向するように配置された両フランジ部８０２の内側面が、エンドレスベルト６２の幅と略一致する間隔を持つように配置されている。そして、エンドレスベルト６２が回動する際には、エンドレスベルト６２の端部がフランジ部８０２の内側面に当接することによって、エンドレスベルト６２の幅方向への移動（ベルトウォーク）が制限されている。このように、エンドレスベルト６２は、エッジガイド部材８０によって片寄りが規制されるように支持されている。
【００３５】
また、エンドレスベルト６２の両端部を除く長手方向の領域では、エンドレスベルト６２は圧力パッド６４とベルトガイド部材６３とに支持されている（図２も参照）。そして、エンドレスベルト６２の両端部を除く領域では、エンドレスベルト６２の内周面が圧力パッド６４とベルトガイド部材６３とに摺擦しながら回動する。
ベルトガイド部材６３は、エンドレスベルト６２の内部に配置されたホルダ６５に、長手方向に沿って取り付けられている。また、ベルトガイド部材６３には、エンドレスベルト６２の回転方向に向けて複数のリブが形成され、エンドレスベルト６２内周面との接触面積を極力少なくするように構成されている。さらに、ベルトガイド部材６３は、エンドレスベルト６２がスムーズに回動することができるように摩擦係数が低い材質であって、かつ、エンドレスベルト６２から熱を奪い難いように熱伝導率が低い材質で形成されている。具体的には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共重合体（ＰＦＡ）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の耐熱性樹脂が用いられる。
【００３６】
次に、圧力パッド６４は、エンドレスベルト６２の内側において金属製のホルダ６５に支持されている。そして、エンドレスベルト６２を介して定着ロール６１に押圧される状態で配置され、定着ロール６１との間でニップ部Ｎを形成している。圧力パッド６４は、ニップ部Ｎの入口側（上流側）に、幅の広いニップ部Ｎを確保するためのプレニップ部材６４ａを配置している。また、ニップ部Ｎの出口側（下流側）には、定着ロール６１表面を局所的に押圧することで、トナー像表面を平滑化して画像光沢を付与するとともに、定着ロール６１表面に歪み（凹み）を与えて用紙Ｐにダウンカールを形成するための剥離ニップ部材６４ｂを配置している。
【００３７】
さらに、圧力パッド６４には、エンドレスベルト６２の内周面と圧力パッド６４との摺動抵抗を小さくするために、エンドレスベルト６２と接する面に摺擦部材の一例としての低摩擦シート６８が設けられている。
低摩擦シート６８は、ニップ部Ｎの上流側端部が低摩擦シート固定部材６８ａによってホルダ６５に固定されている。そして、エンドレスベルト６２の回動方向に沿って、圧力パッド６４とエンドレスベルト６２内周面との間に挟持された状態で、ニップ部Ｎの全域に亘って配設されている。なお、低摩擦シート６８のニップ部Ｎ下流側は、低摩擦シート６８に歪みが生じないように、固定されず自由端（フリー）の状態に設定されている。そして、低摩擦シート６８は、ニップ部Ｎにおいて圧力パッド６４と定着ロール６１との間に押圧力が印加されている状態の下で、エンドレスベルト６２内周面と圧力パッド６４との摺動抵抗（摩擦抵抗）を低減している。
【００３８】
このような構成において、定着ロール６１は、図示しない駆動モータに連結されて矢印Ｃ方向に回転し、この回転に従動してエンドレスベルト６２も定着ロール６１と同じ方向に回動する。図１に示した画像形成装置の二次転写部２０においてトナー像が静電転写された用紙Ｐは、定着入口ガイド５６によって導かれて、ニップ部Ｎに搬送される。そして、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際に、用紙Ｐ上のトナー像はニップ部Ｎに作用する圧力と、定着ロール６１から供給される熱とによって定着される。本実施の形態の定着装置６０では、ほぼ定着ロール６１の外周面に倣う凹形状のプレニップ部材６４ａによりニップ部Ｎを広く構成することができるため、安定した定着性能を確保することができる。
【００３９】
なお、ニップ部Ｎの下流側近傍には、剥離ニップ部材６４ｂによって定着ロール６１から剥離された用紙Ｐを完全に定着ロール６１から分離し、画像形成装置の排出部へ向かう排紙通路に誘導するための剥離補助部材７０が配設されている。剥離補助部材７０は、剥離バッフル７１が定着ロール６１の回転方向と対向する向き（カウンタ方向）に定着ロール６１と近接する状態でバッフルホルダ７２によって保持されている。
【００４０】
次に、定着装置６０を構成する各部材について詳細に述べる。まず定着ロール６１では、コア６１１は、鉄、アルミニウム（例えば、Ａ−５０５２材）、ＳＵＳ等の熱伝導率の高い金属で形成された、例えば外径φ３０ｍｍ、肉厚１．８ｍｍ、長さ３６０ｍｍの円筒体で構成されている。
耐熱性弾性体層６１２は、耐熱性の高い弾性体で構成され、特に、ゴム硬度が１５〜４５°（ＪＩＳ−Ａ）程度のゴム、エラストマー等の弾性体を用いるのが好ましい。具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いることができる。本実施の形態の定着装置６０では、ゴム硬度が３５°（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンＨＴＶゴムを６００μｍの厚さでコア６１１に被覆している。
【００４１】
離型層６１３には、例えばシリコーン樹脂、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂が用いられるが、トナーに対する離型性や耐摩耗性の観点から、フッ素樹脂が適している。フッ素樹脂としては、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共重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等が使用できる。離型層６１３の厚さは、５〜３０μｍが好ましい。本実施の形態の定着装置６０では、厚さ３０μｍのＰＦＡを被覆している。
【００４２】
エンドレスベルト６２は、出力画像に継ぎ目に起因する欠陥が生じないように、原形が円筒形状に形成された継ぎ目がない無端ベルトであり、ベース層と、このベース層の定着ロール６１側の面（外周面）または両面に被覆された離型層（表面層）とから構成されている。ベース層は、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂等から選ばれた１または複数の混合体が耐熱性、機械特性等の観点から好適に用いられる。
【００４３】
ベース層の表面に被覆される離型層（表面層）としては、フッ素樹脂が用いられる。ここで、フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体（ＭＦＡ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体（ＥＦＡ）、ポリエチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロ三フッ化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、フッ化ビニル（ＰＶＦ）等が挙げられる。特に耐熱性、機械特性等の観点から、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体（ＭＦＡ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体（ＥＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）が好適に用いられる。その厚さは５〜１００μｍ、好ましくは１０〜３０μｍ程度に設定される。
【００４４】
エンドレスベルト６２の内部に配置された圧力パッド６４は、上述したように、プレニップ部材６４ａと剥離ニップ部材６４ｂとで構成され、バネや弾性体によって定着ロール６１を、例えば３５ｋｇｆの荷重で押圧するようにホルダ６５に支持されている。プレニップ部材６４ａには、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体や板バネ等を用いることができ、定着ロール６１側の面は、ほぼ定着ロール６１の外周面に倣う凹状曲面で形成されている。本実施の形態の定着装置６０では、幅１０ｍｍ、厚さ５ｍｍ、長さ３２０ｍｍのシリコーンゴムを用いている。
剥離ニップ部材６４ｂは、ＰＰＳ、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の耐熱性を有する樹脂、または鉄、アルミニウム、ＳＵＳ等の金属で形成されている。剥離ニップ部材６４ｂの形状としては、ニップ部Ｎにおける外面形状が一定の曲率半径を有する凸状曲面に形成されている。
そして、本実施の形態の定着装置６０では、エンドレスベルト６２は、圧力パッド６４により定着ロール６１に約４０°の巻き付き角度でラップされ、約８ｍｍ幅のニップ部Ｎを形成している。
【００４５】
さらに、ホルダ６５には、定着装置６０の長手方向に亘って潤滑剤塗布部材６７が配設されている。潤滑剤塗布部材６７は、エンドレスベルト６２内周面に対して接触するように配置され、潤滑剤を適量供給する。これにより、エンドレスベルト６２と低摩擦シート６８との摺動部に潤滑剤を供給し、低摩擦シート６８を介したエンドレスベルト６２と圧力パッド６４との摺動抵抗をさらに低減して、エンドレスベルト６２の円滑な回動を図っている。また、エンドレスベルト６２の内周面や低摩擦シート６８表面の摩耗を抑制する効果も有している。
【００４６】
なお、潤滑剤としては、定着温度環境下での長期使用に対する耐久性を有し、かつ、エンドレスベルト６２内周面との濡れ性を維持できるものが適している。例えば、シリコーンオイルやフッ素オイル等の液体状のオイルや、固形物質と液体とを混合させた合成潤滑油グリース等、さらにはこれらを組み合わせたものを用いることができる。シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、有機金属塩添加ジメチルシリコーンオイル、ヒンダードアミン添加ジメチルシリコーンオイル、有機金属塩およびヒンダードアミン添加ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、有機金属塩添加アミノ変性シリコーンオイル、ヒンダードアミン添加アミノ変性シリコーンオイル、カルボキシ変性シリコーンオイル、シラノール変性シリコーンオイル、スルホン酸変性シリコーンオイル等を用いることもできる。また、フッ素オイルとしては、パーフルオロポリエーテルオイル、変性パーフルオロポリエーテルオイルを用いることもできる。本実施の形態の定着装置６０では、粘度４００ｃｓのメチルフェニルシリコーンオイル（ＫＦ５４：信越化学（株）製）を用いている。
【００４７】
続いて、エンドレスベルト６２の幅方向における厚さについて説明する。
図４は、エンドレスベルト６２の幅方向における厚さを説明する断面図である。なお、図４では、理解の容易のため、厚さを誇張して表現している。図４に示すように、本実施の形態のエンドレスベルト６２では、エンドレスベルト６２の厚さが、幅方向において中央部よりも両端部で厚く形成されている。具体的には、幅方向における中心位置を対称軸として、両端部にかけて徐々に厚さが厚くなるように形成され、幅方向の中心での厚さをｔ１とした場合に、両端部の厚さｔ２は、１．２ｔ１≦ｔ２≦２．０ｔ１の範囲となるように形成されている。
【００４８】
このように形成することによって、定着ロール６１において外径が軸方向で一様な所謂ストレートロールで構成しても、また、圧力パッド６４による定着ロール６１に対する押圧力を長手方向に亘って均一に設定しても、ニップ部Ｎにおいては、定着ロール６１へのエンドレスベルト６２からの押圧力が、中央部よりも両端部で大きく設定することができる。そのため、ニップ部Ｎでの用紙Ｐの速度は両端部ほど速くなり、ニップ部Ｎに挟持された用紙Ｐには、中央部から両端部方向へ向かう幅方向の引張力が働くこととなる。その結果、用紙Ｐにおける紙しわの発生や、画像ずれ等の画像不良の発生を抑制することが可能となる。
ところで、エンドレスベルト６２の厚さを厚くする方向は、図４（ａ）に示すように、外側に向けて厚くしてもよく、また、図４（ｂ）に示すように、内側に向けて厚くしてもよい。すなわち、いずれの方向に厚さを厚くしても、定着ロール６１へのエンドレスベルト６２からの押圧力は、中央部よりも両端部で大きく設定することができる。
なお、エンドレスベルト６２の外径または内径は、軸方向に亘って略同一に形成することが、エンドレスベルト６２の回動を安定させるために好ましい。
【００４９】
ここで、エンドレスベルト６２が定着ロール６１を押圧する場合の、ニップ部Ｎにおける定着ロール６１の表層の状態を説明する。図５は、ニップ部Ｎにおいてエンドレスベルト６２が定着ロール６１を押圧する状態を説明する断面構成図である。図５に示したように、定着ロール６１は圧力パッド６４によって押圧されることで、定着ロール６１の耐熱性弾性体層６１２はエンドレスベルト６２により圧接される（なお、図５では、定着ロール６１の離型層６１３を省略している。）。エンドレスベルト６２の厚さは、両端部にかけて徐々に厚く形成されているので、定着ロール６１の耐熱性弾性体層６１２では、軸方向の両端部に向かうほど撓み量が大きくなる。そのため、定着ロール６１の耐熱性弾性体層６１２は、中央部から両端部にかけて凹状（エンドレスベルト６２側を下に見た場合）に湾曲した状態となる。
【００５０】
ニップ部Ｎにおいては、用紙Ｐは定着ロール６１の表面形状に倣って移動するため、用紙Ｐは定着ロール６１からエンドレスベルト６２に向けて凹状に湾曲した形状で移動することとなる。そのため、用紙Ｐは両端部ほど相対的に移動速度が大きくなる。したがって、エンドレスベルト６２の厚さを、幅方向における中心位置を対称軸として、両端部にかけて徐々に厚さが厚くなるように形成することで、ニップ部Ｎを通過する際の用紙Ｐに対し、両端部ほど相対的に移動速度を速くすることが可能となる。そのため、ニップ部Ｎに挟持された用紙Ｐには、中央部から両端部に向かって幅方向に充分な引張力を作用させることができるので、用紙Ｐにおける紙しわの発生を抑制することが可能となる。それに加えて、用紙Ｐ上に画像ずれが生じることも抑制できる。
【００５１】
また、本実施の形態のエンドレスベルト６２を用いることで、ニップ部Ｎを通過する際の用紙Ｐにおいて、中央部が相対的に遅く、両端部に向かうほど相対的に速いという速度分布が生じるが、その際に、用紙Ｐでの速度変化は、幅方向に連続的である必要がある。すなわち、用紙Ｐの幅方向において、用紙Ｐの一部に伸びが生じたり、移動速度差が大きくなって、速度が不連続の部分が生じるとなると、その部分で用紙Ｐが歪み、紙しわの発生原因となる。そこで、用紙Ｐの速度が幅方向に向けて連続的に変化するように、用紙Ｐとエンドレスベルト６２外周面との間では、微視的な滑り（スリップ）が生じることが必要となる。このように、用紙Ｐがエンドレスベルト６２外周面に対して微視的にスリップを生じれば、用紙Ｐの一部に伸びが生じたり、移動速度差が大きくなっても、速度が幅方向に向けて連続的に変化するように、用紙Ｐにおいて自律的な調整が行なわれる。
そのため、用紙Ｐがエンドレスベルト６２に対してスリップを生じるように、エンドレスベルト６２外周面の動摩擦係数は、所定値以下に設定することが必要である。本発明者の知見によれば、エンドレスベルト６２外周面に形成した離型層（表面層）の動摩擦係数を０．０６以下に設定することにより、用紙Ｐとエンドレスベルト６２外周面との間にスリップが生じ、エンドレスベルト６２の厚さに基づく用紙Ｐでの速度分布を連続的なものとして、紙しわの発生を抑制する効果を高めることができる。
【００５２】
次に、エンドレスベルト６２の弾性率に関して述べる。エンドレスベルト６２の弾性率が所定値よりも低い場合には、定着ロール６１の耐熱性弾性体層６１２を、紙しわの発生が抑制される程度に凹状に湾曲した形状とするように押圧することができない。一方、弾性率が所定値よりも高い場合には、エンドレスベルト６２の定着ロール６１に対する当接圧が高くなりすぎるために、用紙Ｐの一部が伸び易くなり、上述した用紙Ｐとエンドレスベルト６２外周面との間の微視的なスリップだけでは、用紙Ｐの速度の不連続性を回復できない程度となる場合がある。
そこで、本実施の形態のエンドレスベルト６２では、弾性率を２５００〜１１０００ＭＰａに設定している。このように、弾性率を設定することで、定着ロール６１の耐熱性弾性体層６１２を、紙しわの発生が抑制される程度に凹状に湾曲した形状とすることが可能となる。また、上述した用紙Ｐとエンドレスベルト６２外周面との間の微視的なスリップによって、用紙Ｐの速度が幅方向に向けて連続的に変化するように、用紙Ｐにおいて自律的な調整が行なわれる程度に用紙Ｐの伸びを抑えることが可能となる。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例およびこれに対する比較例に基づき、本実施の形態のエンドレスベルト６２の幅方向における厚さ構成について、紙しわに与える効果と対比させながら具体的に説明する。なお、本実施の形態のエンドレスベルト６２は実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
ポリイミド前駆体溶液としては、ポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液（商品名：Ｕワニス／宇部興産（株）製、固形分濃度：１８％、粘度：約５Ｐａ・ｓ）を用い、これを内径８０ｍｍ、高さ６００ｍｍの円筒容器からなる塗布槽に満たした。
また、円筒状芯体としては、外径が中央部でφ２９．４ｍｍ、両端部でφ２９．３ｍｍであって、中央部から両端部に向かって連続的に外径が減少するように形成された、長さ５００ｍｍのアルミニウム製円筒金型を用いた。また、円筒状芯体の表面をショットブラスト加工することにより、円筒状芯体表面に、微細凹凸形状を形成した。
そして、この表面に脱型補助剤であるシリコーン系離型剤ＫＳ７００（信越化学（株）製）を塗布し、３００℃にて１時間の焼き付け処理を実施して被塗布金型とした。
その後、被塗布金型上に、上述した塗布槽においてポリイミド前駆体溶液をディッピングコートした。その際に、ポリイミド前駆体溶液の揮発分を考慮しながら、所定の厚さとなるように、被塗布金型表面とのクリアランスを設定したリング状の表面規制治具を用いて、余分なポリイミド前駆体溶液を掻き落とした。
そして、１００℃にて１時間乾燥した後に、フッ素樹脂分散液７１０ＣＬ（三井デュポンフロロケミカル（株）製）をコートした。
【００５４】
被塗布金型上にコートされたポリイミド前駆体溶液およびフッ素樹脂分散液は、焼成炉内において６０℃にて１０分間乾燥された後、３８０℃まで徐々に加熱され、２０分間の焼成が行なわれた。そして、常温まで冷却されて、ベルト管状体が形成された。
このように形成されたベルト管状体は、外径が軸方向均一にφ３０．０ｍｍ、内径は中央部でφ２９．７ｍｍ、両端部でφ２９．６ｍｍである。したがって、厚さは、中央部で１５０μｍ、両端部で２００μｍであり、ｔ２＝１．３ｔ１であった。
そして、かかるベルト管状体をエンドレスベルト６２とした定着装置６０を富士ゼロックス（株）製カラープリンタＣ２２２０に組み込み、２０万枚までのランニング試験を実施した。その結果、ランニング初期および２０万枚のランニング後のいずれにおいても、紙しわや画像ずれ等の画像不良はいずれも発生することはなかった。
【００５５】
（実施例２）
円筒状芯体として、外径が中央部でφ２９．４ｍｍ、両端部でφ２９．２ｍｍであって、中央部から両端部に向かって連続的に外径が減少するように形成された、長さ５００ｍｍのアルミニウム製円筒金型を用いたこと以外は、実施例１と同様の方法によってベルト管状体を形成した。
このように形成されたベルト管状体は、外径が軸方向均一にφ３０．０ｍｍ、内径は中央部でφ２９．７ｍｍ、両端部でφ２９．５ｍｍである。したがって、厚さは、中央部で１５０μｍ、両端部で２５０μｍであり、ｔ２＝１．７ｔ１であった。
そして、かかるベルト管状体をエンドレスベルト６２として、実施例１と同様のランニング試験を実施した。その結果、ランニング初期および２０万枚のランニング後のいずれにおいても、紙しわや画像ずれ等の画像不良はいずれも発生することはなかった。
【００５６】
（実施例３）
円筒状芯体として、外径が中央部でφ２９．４ｍｍ、両端部でφ２９．１ｍｍであって、中央部から両端部に向かって連続的に外径が減少するように形成された、長さ５００ｍｍのアルミニウム製円筒金型を用いたこと以外は、実施例１と同様の方法によってベルト管状体を形成した。
このように形成されたベルト管状体は、外径が軸方向均一にφ３０．０ｍｍ、内径は中央部でφ２９．７ｍｍ、両端部でφ２９．４ｍｍである。したがって、厚さは、中央部で１５０μｍ、両端部で３００μｍであり、ｔ２＝２．０ｔ１であった。
そして、かかるベルト管状体をエンドレスベルト６２として、実施例１と同様のランニング試験を実施した。その結果、ランニング初期および２０万枚のランニング後のいずれにおいても、紙しわや画像ずれ等の画像不良はいずれも発生することはなかった。
【００５７】
（実施例４）
円筒状芯体として、外径が中央部でφ２９．４ｍｍ、両端部でφ２９．３４ｍｍであって、中央部から両端部に向かって連続的に外径が減少するように形成された、長さ５００ｍｍのアルミニウム製円筒金型を用いたこと以外は、実施例１と同様の方法によってベルト管状体を形成した。
このように形成されたベルト管状体は、外径が軸方向均一にφ３０．０ｍｍ、内径は中央部でφ２９．７ｍｍ、両端部でφ２９．６４ｍｍである。したがって、厚さは、中央部で１５０μｍ、両端部で１８０μｍであり、ｔ２＝１．２ｔ１であった。
そして、かかるベルト管状体をエンドレスベルト６２として、実施例１と同様のランニング試験を実施した。その結果、ランニング初期および２０万枚のランニング後のいずれにおいても、紙しわや画像ずれ等の画像不良はいずれも発生することはなかった。
【００５８】
（比較例１）
円筒状芯体として、外径が中央部でφ２９．４ｍｍ、両端部でφ２９．３６ｍｍであって、中央部から両端部に向かって連続的に外径が減少するように形成された、長さ５００ｍｍのアルミニウム製円筒金型を用いたこと以外は、実施例１と同様の方法によってベルト管状体を形成した。
このように形成されたベルト管状体は、外径が軸方向均一にφ３０．０ｍｍ、内径は中央部でφ２９．７ｍｍ、両端部でφ２９．６６ｍｍである。したがって、厚さは、中央部で１５０μｍ、両端部で１７０μｍであり、ｔ２＝１．１３ｔ１であった。
そして、かかるベルト管状体をエンドレスベルト６２として、実施例１と同様のランニング試験を実施した。その結果、ランニング１５万枚程度から、紙しわや画像ずれ等の画像不良が発生した。
【００５９】
（比較例２）
円筒状芯体として、外径が中央部でφ２９．４ｍｍ、両端部でφ２９．４ｍｍであって、中央部から両端部に向かって連続的に外径が減少するように形成された、長さ５００ｍｍのアルミニウム製円筒金型を用いたこと以外は、実施例１と同様の方法によってベルト管状体を形成した。
このように形成されたベルト管状体は、外径が軸方向均一にφ３０．０ｍｍ、内径は中央部でφ２９．７ｍｍ、両端部でφ２９．７ｍｍである。したがって、厚さは、中央部で１５０μｍ、両端部で１５０μｍであり、ｔ２＝１．０ｔ１であった。
そして、かかるベルト管状体をエンドレスベルト６２として、実施例１と同様のランニング試験を実施した。その結果、ランニング初期から、紙しわや画像ずれ等の画像不良が発生した。
【００６０】
（比較例３）
円筒状芯体として、外径が中央部でφ２９．４ｍｍ、両端部でφ２９．０ｍｍであって、中央部から両端部に向かって連続的に外径が減少するように形成された、長さ５００ｍｍのアルミニウム製円筒金型を用いたこと以外は、実施例１と同様の方法によってベルト管状体を形成した。
このように形成されたベルト管状体は、外径が軸方向均一にφ３０．０ｍｍ、内径は中央部でφ２９．７ｍｍ、両端部でφ２９．３ｍｍである。したがって、厚さは、中央部で１５０μｍ、両端部で３５０μｍであり、ｔ２＝２．３ｔ１であった。
そして、かかるベルト管状体をエンドレスベルト６２として、実施例１と同様のランニング試験を実施した。その結果、ランニング初期から、紙しわや画像ずれ等の画像不良が発生した。
【００６１】
以上の実施例および比較例の結果をまとめたものが図６である。図６に示したように、本実施の形態のエンドレスベルト６２では、エンドレスベルト６２の厚さが、幅方向の中心での厚さをｔ１とした場合に、両端部の厚さｔ２は、１．２ｔ１≦ｔ２≦２．０ｔ１となる範囲で形成された場合に、２０万枚のランニング試験においても、紙しわや画像ずれ等の画像不良の発生を抑えることができる。かかる本実施の形態のエンドレスベルト６２における際だった効果は、厚さが１．２ｔ１≦ｔ２≦２．０ｔ１を満たさない比較例との対比によって明確である。
【００６２】
このように、エンドレスベルト６２の厚さが、１．２ｔ１≦ｔ２≦２．０ｔ１の範囲で中央部から両端部にかけて厚く形成することで、紙しわや画像ずれ等が良好であるのは、以下の理由に基づくものと推測できる。すなわち、エンドレスベルト６２の厚さがｔ２＜１．２ｔ１の範囲では、ニップ部Ｎを通過する際の用紙Ｐに対して、両端部の移動速度を中央部に対して充分に速くすることができないために、ニップ部Ｎに挟持された用紙Ｐに、中央部から両端部に向かう充分な幅方向の引張力を作用させることができないためであると考えられる。また、エンドレスベルト６２の厚さがｔ２＞２．０ｔ１の範囲では、定着ロール６１の耐熱性弾性体層６１２に形成される、中央部から両端部にかけての凹状湾曲が大きくなり過ぎ、用紙Ｐに想定しない引張力がかかってしまうためであると考えられる。
【００６３】
以上説明したように、本実施の形態の定着装置６０では、エンドレスベルト６２の厚さが、幅方向において中央部よりも両端部で厚く形成されて、幅方向の中心での厚さをｔ１とした場合に、両端部の厚さｔ２は、１．２ｔ１≦ｔ２≦２．０ｔ１の範囲となるように形成されている。このように形成することによって、定着ロール６１として外径が軸方向で一様なストレートロールで構成しても、また、圧力パッド６４による定着ロール６１に対する押圧力を長手方向に亘って均一に設定しても、ニップ部Ｎでの用紙Ｐの速度は両端部ほど速くなり、ニップ部Ｎに挟持された用紙Ｐには、中央部から両端部方向へ向かう幅方向の引張力が働くこととなる。その結果、用紙Ｐにおける紙しわの発生や、画像ずれ等の画像不良の発生を抑制することが可能となる。
【００６４】
また、定着ロール６１は、外径が軸方向で一様なストレートロールで構成できるので、製造時においても成型時に金型から抜き出す際に、両端部領域の表面に抜き方向の傷（引き抜き傷）が生じることはなく、定着ロール６１の表面を加工処理することなく鏡面に近く構成することができる。特に、ウォームアップタイムの短縮化や熱効率を高める等のために、定着ロールの耐熱性弾性体層６１２の薄層化を図る場合においても、引き抜き傷を生じることなく、定着ロール６１を形成することができる。そのため、定着ロール６１の表面の傷に基づく画像汚れの発生を招くことがなく、画像品質を高く維持することが可能となる。
さらには、圧力パッド６４の押圧力は、軸方向において一定に設定すればよいので、圧力パッド６４の設定に際して複雑な調整を必要とせず、生産効率の向上、製造コストの低下を図ることもできる。
【００６５】
[実施の形態２]
実施の形態１では、加熱手段として発熱源を有する定着ロール６１を用い、加圧手段として圧力パッド６４が押圧されたエンドレスベルト６２を用いた定着装置６０が搭載された画像形成装置について説明した。実施の形態２では、図１に示した画像形成装置に搭載する定着装置であって、加熱手段として発熱源が押圧された定着ベルトを用い、加圧手段として加圧ロールを用いた定着装置について説明する。尚、実施の形態１と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
【００６６】
図７は、本実施の形態における定着装置９０の構成を示す側断面図である。図７に示すように、本実施の形態の定着装置９０では、ベルト部材の一例としての定着ベルト９２が用紙Ｐのトナー像担持面側に配置されている。定着ベルト９２の内側に発熱源の一例としての抵抗発熱体であるセラミックヒータ８２が配設され、セラミックヒータ８２からニップ部Ｎに熱を供給するように構成している。
セラミックヒータ８２は、加圧ロール９１側の面がほぼフラットに形成されている。そして、定着ベルト９２を介して加圧ロール９１に押圧される状態で配置され、ニップ部Ｎを形成している。したがって、セラミックヒータ８２は圧力部材としても機能している。ニップ部Ｎを通過した用紙Ｐは、ニップ部Ｎの出口領域（剥離ニップ部）において定着ベルト９２の曲率の変化によって定着ベルト９２から剥離される。
さらに、定着ベルト９２内周面とセラミックヒータ８２との間には、定着ベルト９２の内周面とセラミックヒータ８２との摺動抵抗を小さくするため、摺擦部材の一例としての低摩擦シート６８が配設されている。この低摩擦シート６８は、セラミックヒータ８２と別体に構成しても、セラミックヒータ８２と一体的に構成しても、いずれでもよい。
【００６７】
一方、加圧ロール９１は定着ベルト９２に対向するように配置され、図示しない駆動モータにより矢印Ｄ方向に回転し、この回転により定着ベルト９２が従動回転するように構成されている。加圧ロール９１は、コア (円柱状芯金)９１１と、コア９１１の外周面に被覆した耐熱性弾性体層９１２と、さらに耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層９１３とが積層されて構成されている。また、本実施の形態の定着装置９０では、定着ベルト９２は、原形が円筒形状に形成された無端ベルトであり、ベース層と、このベース層の加圧ロール９１側の面または両面に被覆された離型層とから構成されている。
また、剥離の補助手段として、定着ベルト９２のニップ部Ｎの下流側に、剥離補助部材７０を配設することも可能である。剥離補助部材７０は、剥離バッフル７１が定着ベルト９２の回転方向と対向する向き（カウンタ方向）に定着ベルト９２と近接する状態でバッフルホルダ７２によって保持されている。
【００６８】
そして、図１に示した画像形成装置の二次転写部２０においてトナー像が静電転写された用紙Ｐは、定着入口ガイド５６によって定着装置９０のニップ部Ｎに導かれる。用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際には、用紙Ｐ上のトナー像は、ニップ部Ｎに作用する圧力と、定着ベルト９２側のセラミックヒータ８２から供給される熱とによって定着される。本実施の形態の定着装置９０でも、加圧ロール９１とセラミックヒータ８２との間でニップ部Ｎを広く構成することができるため、安定した定着性能を確保することができる。
【００６９】
ここで、本実施の形態の定着装置９０では、定着ベルト９２の厚さが、幅方向において中央部よりも両端部で厚く形成されて、幅方向の中心での厚さをｔ１とした場合に、両端部の厚さｔ２は、１．２ｔ１≦ｔ２≦２．０ｔ１の範囲となるように形成されている。このように形成することによって、実施の形態１と同様に、加圧ロール９１として外径が軸方向で一様なストレートロールで構成しても、また、セラミックヒータ８２による加圧ロール９１への押圧力を長手方向に亘って均一に設定しても、ニップ部Ｎでの用紙Ｐの速度は両端部ほど速くなり、ニップ部Ｎに挟持された用紙Ｐには、中央部から両端部方向へ向かう幅方向の引張力が働くこととなる。その結果、用紙Ｐにおける紙しわの発生や、画像ずれ等の画像不良の発生を抑制することが可能となる。
また、セラミックヒータ８２の押圧力は、軸方向において一定に設定すればよいので、セラミックヒータ８２の設定に際して複雑な調整を必要とせず、生産性の向上、製造コストの低下を図ることもできる。
【００７０】
[実施の形態３]
実施の形態１では、加熱手段として発熱源を有する定着ロール６１を用い、加圧手段として圧力パッド６４が押圧されたエンドレスベルト６２を用いた定着装置６０が搭載された画像形成装置について説明した。実施の形態３では、図１に示した画像形成装置に搭載する定着装置であって、加熱手段として発熱源を有する定着ロールを用い、加圧手段として３本のロールにより張架された加圧ベルトを用いた定着装置について説明する。尚、実施の形態１と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
【００７１】
図８は本実施の形態の定着装置１００の構成を示す側断面図である。この定着装置１００は、回動部材の一例としての定着ロール６１、ベルト部材の一例としての加圧ベルト６２０、加圧ベルト６２０を介して定着ロール６１から押圧される圧力部材の一例としての圧力パッド６４により主要部が構成されている。
加圧ベルト６２０は、インレットロール６３１、圧力ロール６３２および張架ロール６３３の３本のロールにより張架されている。そして、加圧ベルト６２０は、定着ロール６１が矢印Ｅ方向へ回転するのに伴い、定着ロール６１と同様の方向（矢印Ｆ）に回動する。その移動速度は、定着ロール６１の表面速度と同じである。
【００７２】
加圧ベルト６２０は、定着ロール６１の外周面に当接してニップ部Ｎを形成しているが、このニップ部Ｎには、加圧ベルト６２０の内側に圧力パッド６４が加圧ベルト６２０を介して定着ロール６１に向けて付勢された状態で配置されている。したがって、ニップ部Ｎにおいては、高いニップ圧が均一に付与されている。
また、加圧ベルト６２０は、ベース層とその表面（定着ロール６１側の面、または両面）に被覆された離型層とから構成されている。そして、ベース層としては、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂等から選ばれた１または複数の混合体が耐熱性、機械特性等の観点から好適に用いられる。ベース層の厚さは、例えば５０〜３００μｍ程度に形成される。ベース層の表面に形成される離型層としては、フッ素樹脂、例えばＰＦＡ等が５〜２０μｍの厚さでコーティングされたものが好ましい。さらには、必要であればベース層と離型層との間に厚さ１００〜２００μｍの弾性層を積層させた構成を採ることもできる。弾性層の材料としては、シリコーンゴム等を使用することができる。 
【００７３】
さらに、加圧ベルト６２０を張架する３個のロールは、ステンレス製のインレットロール６３１、スチールコアに弾性体層としてシリコーンゴムが被覆された圧力ロール６３２、およびステンレス製の張架ロール６３３であり、１０ｋｇの張力で加圧ベルト６２０を張架している。また、インレットロール６３１の内部には、加熱源としてハロゲンヒータ６３５が配設されている。そして、図示しない温度センサおよび制御部４０（図１参照）によりその表面温度は１２０℃に制御され、加圧ベルト６２０に予熱を与えている。
また、圧力ロール６３２には、両端部にフランジ６３２ａが配設され、圧力ロール６３２の両端部において対向するように配置された両フランジ６３２ａの内側面が、加圧ベルト６２０の幅と略一致する間隔を持つように設定されている。そして、加圧ベルト６２０が回動する際には、加圧ベルト６２０の端部がフランジ６３２ａの内側面に当接することによって、加圧ベルト６２０の幅方向への移動（ベルトウォーク）が規制されている。このように、加圧ベルト６２０は、圧力ロール６３２の両端部に配置された両フランジ６３２ａによって片寄りが規制されるように設定されている。
なお、圧力ロール６３２のほか、インレットロール６３１および張架ロール６３３の両方、またはいずれか一方においても、ベルトウォークを規制するため、両端部にフランジを配設してもよい。
【００７４】
次に、押圧部材としての圧力パッド６４は、幅の広いニップ部Ｎを確保するための弾性体部材と、弾性体部材が加圧ベルト６２０の内周面と接触する面に設けられた低摩擦層とで構成され、金属等からなるホルダ６５に保持されている。低摩擦層を表面に有する弾性体部材は、定着ロール６１側がほぼ定着ロール６１の外周面に倣う凹形状に形成され、定着ロール６１に対して押圧されて配置され、ニップ部Ｎの入口側領域を形成している。弾性体部材としては、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性の高い弾性体や、板バネ等を用いることができる。弾性体部材上に形成された低摩擦層は、加圧ベルト６２０内周面と圧力パッド６４との摺動抵抗を小さくするために設けられ、摩擦係数が小さく、耐摩耗性のある材質であることが望ましい。具体的には、テフロン（登録商標）を含浸させたガラス繊維シート、フッ素樹脂シート、フッ素樹脂塗膜等を用いることができる。 
なお、圧力パッド６４としては、本実施の形態のようにパッド状に成型されたものの他に、例えば、ロール状に成型されたもの（圧力ロール）を用いることもでき、加圧ベルト６２０を介して定着ロール６１表面に付勢させて従動回転させてもよい。ただし、本実施の形態のようにパッド状に成型された圧力パッド６４の方が、当接するニップ部Ｎ全域に亘って、広く均一にニップ圧を付与することができる。 
【００７５】
このような構成により、本実施の形態の定着装置１００においては、図１に示した画像形成装置の二次転写部２０においてトナー像が静電転写された用紙Ｐは、定着入口ガイド５６によって導かれて、ニップ部Ｎに搬送され、トナー像を担持した用紙Ｐは、このニップ部Ｎを通過する際に加熱および加圧されてトナー像が用紙Ｐに定着される。本実施の形態の定着装置１００でも、ほぼ定着ロール６１の外周面に倣う凹形状の圧力パッド６４によりニップ部Ｎを広く構成することができるため、安定した定着性能を確保することができる。
【００７６】
また、圧力パッド６４に対して用紙Ｐ搬送方向の下流側に配置された圧力ロール６３２は、加圧手段としての圧縮コイルスプリング（不図示）によって、加圧ベルト６２０を介して定着ロール６１の中心軸に向けて付勢されており、定着ロール６１の当接部に局所的な高圧を生じさせている。それによって、定着ロール６１の表面の耐熱性弾性体層６１２は弾性変形して歪みが生じ、ニップ部Ｎの出口では、この定着ロール６１の歪みにより、用紙Ｐが定着ロール６１側から剥離される。ここで、この定着ロール６１に対する局所的な高圧を低荷重で効率良く与えるために、圧力ロール６３２は定着ロール６１より小径で、その表面は硬質に形成されていることが望ましい。
なお、剥離の補助手段として、定着ロール６１のニップ部Ｎの下流側に、剥離補助部材７０を配設することもできる。剥離補助部材７０は、剥離バッフル７１が定着ロール６１の回転方向と対向する向き（カウンタ方向）に定着ロール６１と近接する状態でバッフルホルダ７２によって保持されている。
【００７７】
ここで、本実施の形態の定着装置１００では、加圧ベルト６２０の厚さが、幅方向において中央部よりも両端部で厚く形成されて、幅方向の中心での厚さをｔ１とした場合に、両端部の厚さｔ２は、１．２ｔ１≦ｔ２≦２．０ｔ１の範囲となるように形成されている。このように形成することによって、実施の形態１と同様に、定着ロール６１として外径が軸方向で一様なストレートロールで構成しても、また、圧力パッド６４による定着ロール６１に対する押圧力を長手方向に亘って均一に設定しても、ニップ部Ｎでの用紙Ｐの速度は両端部ほど速くなり、ニップ部Ｎに挟持された用紙Ｐには、中央部から両端部方向へ向かう幅方向の引張力が働くこととなる。その結果、用紙Ｐにおける紙しわの発生や、画像ずれ等の画像不良の発生を抑制することが可能となる。
【００７８】
また、定着ロール６１は、外径が軸方向で一様なストレートロールで構成できるので、製造時においても成型時に型から抜き出す際に、両端部領域の表面に抜き方向の傷（引き抜き傷）が生じることはなく、定着ロール６１の表面を加工処理することなく鏡面に近く構成することができる。特に、ウォームアップタイムの短縮化や熱効率を高める等のために、定着ロールの耐熱性弾性体層６１２の薄層化を図る場合においても、引き抜き傷を生じることなく、定着ロール６１を形成することができる。そのため、定着ロール６１の表面の傷に基づく画像汚れの発生を招くことがなく、画像品質を高く維持することが可能となる。
さらには、圧力パッド６４やロール状の押圧部材である圧力ロールの押圧力は、軸方向において一定に設定すればよいので、圧力パッド６４や圧力ロールの設定に際して複雑な調整が必要とせず、生産性の向上、製造コストの低下を図ることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明の活用例として、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置への適用、例えば記録紙（用紙）上に担持された未定着トナー像を定着する定着装置への適用がある。また、インクジェト方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置への適用、例えば記録紙（用紙）上に担持された未乾燥インク像を乾燥する定着装置への適用がある。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の画像形成装置を示した概略構成図である。
【図２】実施の形態１に係る定着装置の構成を示す側断面図である。
【図３】エンドレスベルトが支持される構成を説明する図である。
【図４】エンドレスベルトの幅方向における厚さを説明する断面図である。
【図５】ニップ部においてエンドレスベルトが定着ロールを押圧する状態を説明する断面構成図である。
【図６】エンドレスベルトに関する評価結果を示した図である。
【図７】実施の形態２に係る定着装置の構成を示す側断面図である。
【図８】実施の形態３に係る定着装置の構成を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋ…画像形成ユニット、１１…感光体ドラム、１２…帯電器、１３…レーザ露光器、１４…現像器、１５…中間転写ベルト、１６…一次転写ロール、１７…ドラムクリーナ、２０…二次転写部、６０,９０,１００…定着装置、６１…定着ロール、６２…エンドレスベルト、６３…ベルトガイド部材、６４…圧力パッド、６４ａ…プレニップ部材、６４ｂ…剥離ニップ部材、６５…ホルダ、６６…ハロゲンヒータ、６７…潤滑剤塗布部材、６８…低摩擦シート、６９…温度センサ、７０…剥離補助部材、８２…セラミックヒータ、９１…加圧ロール、９２…定着ベルト、６２０…加圧ベルト、６３１…インレットロール、６３２…圧力ロール、６３２ａ…フランジ、６３３…張架ロール
【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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