(57)【要約】      （修正有）【課題】定着ロール、搬送ベルトの耐久性に優れる定着装置を提供すること。【解決手段】定着ロール１２と、圧力印可部材１４を備える定着部材であり、該圧力印可部材は、搬送ベルト２８と、支持部材２４を備える。支持部材は、定着ロールの表面に歪みを与えるための加圧部３６を備える。該加圧部は、定着ロールの径方向を加圧し、歪みを与える。歪みを与える際、定着ロールの両端側に加える圧力を、中央部に加える圧力よりも大きくする。【選択図】図１
2006267870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ロールと、定着ロールに対向し、圧接して配置される圧力印可部材とを備える定着装置であって、
該定着ロールは、径方向に弾性変形可能な定着層を有し、
該圧力印可部材は、径方向に変形可能な円筒状部材からなる搬送ベルトと、搬送ベルトをその内側から循環可能に支持する支持部材とを有し、
該搬送ベルトは、定着ロールと接触し、回転する定着ロールと連動して支持部材上を循環し、
該支持部材は、搬送ベルトを介して定着ロールの径方向に荷重を加え、定着層に定着ロールの軸方向に沿った歪みを発生させる加圧部を有し、
該定着層は、記録体が通過する領域である通紙領域と、記録体が通過しない領域であって該通紙領域の外側に配置し、少なくとも１０ｍｍ以上の幅を有する２つの非通紙領域とを有し、
該加圧部により、２つの非通紙領域において加えられる荷重が、通紙領域において加えられる荷重よりも大きく、かつ、２つの非通紙領域において加えられるそれぞれの最大荷重の大きさが略等しく、かつ、２つの非通紙領域においてそれぞれ最大荷重が加えられている位置は、通紙領域と非通紙領域との境界線から少なくとも５ｍｍ以上離れた位置にあることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
定着層に発生する歪みの歪み率は、０．１％〜１０％の範囲にある請求項１に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式等の画像形成装置において用いられる、紙等の記録体上の未定着トナー像を定着するための定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを利用する複写機、プリンタ等の画像形成装置は、紙等の記録体上に転写された未定着のトナー像を定着するための定着装置を備える。該定着装置としては、ヒータを有する定着ロールと、圧力印可部材とを備え、加熱された定着ロールと圧力印可部材との間において未定着のトナー像を乗せた紙等の記録体を挟持、搬送して未定着トナー像を記録体へ定着する加熱加圧定着法を採用する定着装置がよく知られている。
【０００３】
上記熱加圧定着法を採用する定着装置としては、例えば、図５に示されるような、定着ロール１２と、搬送ベルト２８と、搬送ベルト２８を内側から支持する支持部材２４を備える圧力印可部材１４からなる定着装置１０がある（例えば、特許文献１参照）。搬送ベルト２８は、支持部材２４によって搬送ベルト２８の内側から支持されている。圧力印可部材１４は定着ロール１２と圧接しており、定着ロール１２が回転すると、圧力印可部材１４の搬送ベルト２８が定着ロール１２との摺擦力によって、支持部材２４上を循環移動する。
【０００４】
図５に示されるように、未定着のトナー像Ｔを乗せた紙等の記録体Ｐを定着装置１０の定着ロール１２と圧力印可部材１４との間において、挟持、搬送させると、未定着トナー像Ｔは溶融し記録体Ｐに浸透して記録体Ｐ上で定着画像となる。定着ロール１２と圧力印可部材１４が接触する箇所において、圧力印可部材１４の一部が、定着ロール１２の表面形状に即する形状（円弧面３４Ａ）を備えているので、定着装置１０はニップ幅が広く、未定着トナー像を確実に、記録体Ｐ上に定着することが出来る。
【０００５】
上記定着装置１０において、記録体Ｐを定着ロール１２の表面から剥離し易くするために、圧力印可部材１４が備える加圧部３６（加圧体）によって、定着ロール１２の径方向へ荷重を加え、定着ロール１２の表面に歪みを発生させている。
【０００６】
ここで言う「歪み」とは、定着ロール１２を圧力印可部材１４で加圧した時に定着ロール１２の表面に現れる、定着ロール１２内側への局部的な弾性変形のことである。なお特許文献１において示されるように、定着ロール１２の表面に発生する歪みは、加圧部３６（加圧体）により加えられる力（荷重）が大きくなるに従い、大きくなる関係を有することが知られている。
【０００７】
上記定着装置１０において、加圧部３６により定着ロール１２表面に荷重を加える際、所定の条件の下、定着ロール１２表面に略均一に荷重を加えるか、あるいは、定着ロール１２の両端側の部分（例えば、記録体Ｐの挟持搬送時に記録体Ｐの端部が位置する頻度の高い部分）よりも、中央部分（軸方向略中央）に大きな荷重を加えている。
【０００８】
上記両端側の部分は、定着ロール１２が最も摩耗し易い部分であるが、上記のように定着ロール１２に加える荷重を設定すると、その部分に加わる圧力を小さくすることが出来る。よって、上記のように定着ロール１２に加える荷重を設定すれば、定着ロール１２の表面の摩耗を低減することが可能となる。
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−２３１７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上記定着装置１０のように、所定の条件下で、圧力印可部材１４の加圧部３６によって加える荷重を、定着ロール１２の中央部分（軸方向略中央）において最も大きく設定した場合、支持部材２４上における搬送ベルト２８の位置が、軸方向において不安定になり、軸方向へ移動し易くなる。その為、搬送ベルト２８の位置が一定箇所に定まり難くなる。
【００１１】
搬送ベルト２８の両端には、通常、搬送ベルト２８の位置を規制するガイド部材が備えられているが、搬送ベルト２８が軸方向へ移動すると、搬送ベルト２８の端部とガイド部材との間で干渉が生じる。搬送ベルト２８の軸方向の位置が不安定になると、搬送ベルト２８とガイド部材とが干渉する頻度が高くなる。干渉する頻度が高くなると、搬送ベルト２８の端部が挫屈し、搬送ベルト２８が破損する場合があり問題となっている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る定着装置は、定着ロールと、定着ロールに対向し、圧接して配置される圧力印可部材とを備える定着装置であって、該定着ロールは、径方向に弾性変形可能な定着層を有し、該圧力印可部材は、径方向に変形可能な円筒状部材からなる搬送ベルトと、搬送ベルトをその内側から循環可能に支持する支持部材とを有し、該搬送ベルトは、定着ロールと接触し、回転する定着ロールと連動して支持部材上を循環し、該支持部材は、搬送ベルトを介して定着ロールの径方向に荷重を加え、定着層に定着ロールの軸方向に沿った歪みを発生させる加圧部を有し、該定着層は、記録体が通過する領域である通紙領域と、記録体が通過しない領域であって該通紙領域の外側に配置し、少なくとも１０ｍｍ以上の幅を有する２つの非通紙領域とを有し、該加圧部により、２つの非通紙領域において加えられる荷重が、通紙領域において加えられる荷重よりも大きく、かつ、２つの非通紙領域において加えられるそれぞれの最大荷重の大きさが略等しく、かつ、２つの非通紙領域においてそれぞれ最大荷重が加えられている位置は、通紙領域と非通紙領域との境界線から少なくとも５ｍｍ以上離れた位置にあることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る定着装置は、定着層に発生する歪みの歪み率が、０．１％〜１０％の範囲であることが好ましい。
【００１４】
また上記本発明に係る定着装置は、定着ロールの表面層の軸方向の長さが、２３０ｍｍ〜３３０ｍｍであることが好ましい。
【００１５】
また上記本発明に係る定着装置は、定着層の通紙領域の幅が、２１０ｍｍ〜３１０ｍｍであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、軸方向における搬送ベルトの移動を抑制し、軸方向における搬送ベルトの位置を安定化することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
〔定着装置〕
図１に示されるのは、本発明の一実施形態に係る定着装置１である。定着装置１は、定着ロール１２と、定着ロール１２に対向し、圧接して配置される圧力印可部材１４を備える。定着装置１は、定着ロール１２と圧力印可部材１４との間で紙等の記録体Ｐを挟持し、搬送する。記録体Ｐ上には、転写手段（図示せず）によって転写された未定着のトナーＴがある。トナーＴを乗せた記録体Ｐが、定着ロール１２と圧力印可部材１４との間で挟持搬送されると、記録体Ｐ上にトナーが定着される。
【００１８】
定着ロール１２は、軸方向に所定の長さを有する円筒状の芯材１６と、芯材１６上に円筒状の定着層３０を備える。芯材１６の内部には、加熱源であるハロゲンランプ２２が備えられている。ハロゲンランプ２２によって定着ロール１２の定着層３０が加熱される。定着ロール１２の表面温度は、温度センサ（図示せず）によって検知され、温度コントローラ（図示せず）により所定温度の範囲で維持されるように制御されている。
【００１９】
芯材１６の材料としては、剛性に優れる鉄、ステンレス、熱伝導性に優れるアルミニウム等の公知材料を用いることが出来る。
【００２０】
定着層３０は、芯材１６の外周に形成される弾性層１８と、該弾性層１８の外周に形成される表面層２０とを備える。
【００２１】
弾性層１８の材料としては、耐熱性に優れる弾性体が望ましく、例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴム等からなることが好ましい。
【００２２】
弾性層１８には、所望により、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等のフィラーが添加されても良い。
【００２３】
弾性層１８の厚みは、０．４ｍｍ〜２ｍｍの範囲であることが好ましい。弾性層１８の厚みが０．４ｍｍ未満であると、定着層３０に歪みを発生させ難くなり、紙等の記録体Ｐが定着ロール１２に巻き付き易くなり、剥離し難くなる。一方、弾性層１８の厚みが２ｍｍを超えると、定着層３０の熱伝導性が悪くなり、定着ロール１２の表面が所定温度に達するまでに要する時間、いわゆる、ウォームアップ時間が長くなってしまう。
【００２４】
弾性層１８の硬度は、ＪＩＳ  Ｋ６２４９による硬度においてＡ１０/Ｓ〜Ａ６０/Ｓの範囲であることが好ましい。弾性層１８の硬度が、Ａ１０/Ｓ〜Ａ６０/Ｓの範囲にあると、定着ロール１２が径方向に弾性変形し易くなり、定着ロール１２から紙等の記録体Ｐを剥離し易くなる。また弾性層１８の硬度がＡ１０/Ｓ〜Ａ６０/Ｓの範囲にあると、定着ロール１２の定着層３０と、未定着のトナー像との密着性が良くなる。その為、光沢ムラの無い高品質の画像を得ることが出来る。弾性層１８の硬度がＡ１０/Ｓ未満の場合、往々にして、弾性層１８の熱伝導率に問題が生じている場合がある。一方、硬度がＡ６０/Ｓを超えると、弾性層１８に歪みを発生させ難くなり、定着ロール１２から紙等の記録体Ｐが剥離し難くなるという問題が生じる。
【００２５】
弾性層１８は、０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有することが望ましい。弾性層１８の熱伝導率が０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上であると、連続通紙時の定着ロール１２表面の温度低下の抑制や、紙等の記録体Ｐが通過しない非通紙領域の温度上昇を抑制することが出来る。
【００２６】
表面層２０は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）等のフッ素系樹脂からなることが望ましい。フッ素系樹脂は耐熱性に優れ、トナー離型性に優れる材料である。フッ素系樹脂の中でも、耐熱性、加工性等の観点より、ＰＦＡを該表面層２０の材料として選択することが望ましい。
【００２７】
表面層２０を上記弾性層１８上へ形成する方法としては、例えば、予めフッ素系樹脂からなるチューブを用意し、チューブを弾性層１８上へ被覆し、チューブと弾性層１８を所定の接着剤で接着する方法がある。この方法において、弾性層１８と表面層２０（チューブ）の密着性を向上させるために、チューブの内面あるいは弾性層１８の外面に、エッチング等の表面処理や、プライマー等の塗布を適宜、行っても良い。
【００２８】
表面層２０の厚みは、定着ロール１２の耐久性の観点より、１０μｍ以上であることが好ましい。表面層２０の厚みが１０μｍ未満であると、表面層２０は摩耗し易い為、定着ロール１２の寿命が短くなってしまう。一方、定着ロール１２の径方向に圧力を加えた際、定着層３０に所定の歪みを発生させ、定着ロール１２の離型性を向上させるためには、表面層２０の厚みが４０μｍ以下であることが好ましい。表面層２０の厚みが４０μｍを超えると定着ロールの表面が固くなり、定着ロールと記録体Ｐ上のトナー像との密着性が悪くなり、得られる画質が悪くなる。よって表面層２０の厚みは１０μｍ〜４０μｍの範囲であることが好ましい。
【００２９】
定着ロール１２の定着層３０は、図２に示されるように、紙等の記録体Ｐが通過する領域である通紙領域Ｂと、記録体Ｐが通過しない領域である２つの非通紙領域Ａ１，Ａ２を備える。なお図２は、説明の都合上、定着ロール１２と、記録体Ｐと、圧力印可部材１４がそれぞれ離れた状態で図示されている。通紙領域Ｂ、非通紙領域Ａ１、Ａ２は、それぞれ定着ロール１２の表面層２０の外周面の一部を構成するものである。通紙領域Ｂの外側に非通紙領域Ａ１およびＡ２が配置されている。通紙領域Ｂと非通紙領域Ａ１との間には、境界線ｍ１、通紙領域Ｂと非通紙領域Ａ２との間には境界線ｍ２があり、それぞれの境界線ｍ１、ｍ２によって通紙領域Ｂと非通紙領域Ａ１、Ａ２とが区分されている。なお境界線ｍ１、ｍ２は、それぞれ定着ロール１２の定着層３０上で外周円を形成している。
【００３０】
非通紙領域Ａ１の幅と、非通紙領域Ａ２の幅は、略同じであることが望ましい。通紙領域Ｂの幅は、用いられる用紙等の記録体の幅によって決定することが出来る。また通紙領域Ｂの幅は、最大印字可能幅として把握することも出来る。
【００３１】
圧力印可部材１４は、径方向に変形可能な円筒状部材からなる搬送ベルト２８と、搬送ベルト２８を支持する支持部材２４とを備える。圧力印可部材１４は、定着ロール１２に対向して配置され、かつ定着ロール１２の軸方向が水平となるように図示されないハウジングに固定されている。
【００３２】
搬送ベルト２８は、その表面の一部が定着ロール１２の定着層３０と接触している。搬送ベルト２８は、回転する定着ロール１２と連動して支持部材２４上を循環する。
【００３３】
搬送ベルト２８は、例えば、ポリイミド等の樹脂からなることが好ましい。搬送ベルト２８は、繋ぎ目の無い、シームレスベルトであることが好ましい。
【００３４】
支持部材２４は、断面の形状が略円筒状の部材からなる。支持部材２４は、搬送ベルト２８をその内側から循環可能に支持している。支持部材２４の上部には、上面が開放された支持箱３２が備えられている。支持箱３２内には、定着ロール１２の定着層３０を加圧する加圧部３６と、耐熱性ゴム体３４が収納されている。加圧部３６は、支持箱３２内において、記録体Ｐの搬送方向下流側に配置されている。
【００３５】
耐熱性ゴム体３４は、定着ロール１２の定着層３０と対向して配置されている。また耐熱性ゴム体３４は、定着ロール１２と圧接することにより表面に円弧面３４Ａが形成される。
【００３６】
加圧部３６は、定着ロール１２に向かって円弧面３４Ａから所定の突出高さで突出し、円弧面３４Ａよりも小さい所定の曲率半径を有する凸部３６Ｂを備える。
【００３７】
円弧面３４Ａおよび加圧部３６の上部には、摩擦低減部材３８が貼着されている。摩擦低減部材３８の存在により、搬送ベルト２８と、耐熱性ゴム体３４および加圧部３６との摩擦が低減されている。
【００３８】
搬送ベルト２８は、円弧面３４Ａの形状に沿って変形し、搬送ベルト２８の内側へ向けて凹み、また凸部３６Ｂの形状に沿って変形し、搬送ベルト２８の外側へ湾曲した状態で定着ロール１２の定着層３０と接する。その為、搬送ベルト２８と定着ロール１２の接触面積が広くなっている。
【００３９】
円筒状の搬送ベルト２８の内側に配置される加圧部３６は、搬送ベルト２８を介し、搬送ベルト２８の内側から外側に向けて、定着ロール１２に圧力を及ぼす。圧力を及ぼされた定着ロール１２の定着層３０の表面には、歪みＷが発生する。歪みＷは、定着層３０の表面に定着ロール１２の軸方向に沿って形成される。
【００４０】
ここで、歪みとは、定着ロール１２を加圧印可部材１４で加圧した時、定着ロール１２の定着層３０の表面（表面層２０の表面）に表れる内側への局所的な弾性変形のことを言う。
【００４１】
上記加圧部３６は、定着ロール１２の表面層２０の径方向に荷重を加える。荷重を加えられた定着ロール１２の表面層２０には、定着ロール１２の軸方向に沿った歪みが発生する。定着ロール１２が回転し、加圧部３６により加えられる荷重が表面層から無くなると、定着層３０の有する弾性力によって定着層３０の表面の形状が復元し、歪みは解消される。歪みが解消される際、定着ロール１２と紙等の記録体Ｐとの間にわずかな間隙が生じるため、定着ロール１２から記録体Ｐが剥離し易くなる。
【００４２】
図２に示されるように、加圧印可部材１４の加圧部３６の軸方向の長さは、定着ロール１２の表面層２０の長さよりも長く設定されている。加圧部３６によって、定着ロール１２の表面層２０の軸方向全体に渡って荷重を加えるために、このような長さの関係を有している。
【００４３】
加圧部３６によって定着ロール１２の表面層２０に荷重を加え、表面層２０に歪みを発生させる際、その歪みの歪み率ε（％）は、０．１％〜１０％の範囲であることが望ましい。歪み率が０．１％未満であると、定着ロールに剥離性を付与することが出来ない。また歪み率が１０％を超えると、定着ロール表面層２０の皺が１０ｍｍ以上の長さにまで成長し、また定着ロール１２の表面層２０や弾性層１８の剥がれが発生する場合がある。
【００４４】
ここで上記歪み率εとは、歪みを定量的に把握する場合に使用されるものである。歪み率ε（％）は、ε＝（Ｍｗ／Ｍｎ−１）×１００（％）によって定義される。ここで、Ｍｗは、歪みを生じた定着ロールを使用して用紙を挟持搬送した場合の、定着ロール一回転当たりの用紙の搬送長を示し、一方、Ｍｎは、歪みを生じていない定着ロールを使用して用紙を挟持搬送した場合の、定着ロール一回転当たりの用紙の搬送長を示す。一般的に、歪みが生じた定着ロール一回転で送り出される用紙の長さは、歪みが生じていない定着ロール一回転で送り出される用紙の長さよりも長くなる。なお、通常の定着装置において、Ａ４サイズの用紙を使用した場合、定着ロールに加えられる荷重が１０ｋｇであると、歪み率は０．１４％前後、荷重が２５ｋｇであると、歪み率が０．６％前後となる。
【００４５】
加圧部３６によって定着層３０に加えられる荷重の大きさは、定着層３０の通紙領域Ｂと、非通紙領域Ａ１、Ａ２とにおいて異なる。本実施形態では、非通紙領域Ａ１、Ａ２に加えられる荷重は、通紙領域Ｂに加えられる荷重よりも大きく設定される。つまり、定着ロール１２の軸方向の外側部分の方が、中央部分よりも加えられる荷重が大きい関係にある。このように、加圧部３６によって加える荷重を、定着ロールの定着層の外側の領域（非通紙領域Ａ１およびＡ２）では大きく、内側の領域（通紙領域Ｂ）では小さく設定すると、加圧印可部材１４の搬送ベルト２８が支持部材２４上を軸方向へ沿って移動し難くなる。その為、搬送ベルト２８の端部が他の部材等と干渉し、挫屈し、破損することを防止出来る。
【００４６】
なお定着ロール１２に加える荷重の大きさや、定着ロール１２の表面層２０に形成される歪みの大きさ（歪み率）は、加圧印可部材１４の形状を変更することによって調節出来る。例えば、加圧部３６の凸部３６Ｂの形状を変更することにより加える荷重を変更することが出来る。具体的には、大きな荷重を加える場合には、加圧部３６の突出高さを高くすることや、凸部３６Ｂの上面の曲率を大きく（曲率半径を小さく）すること等が行われる。
【００４７】
本実施形態では、非通紙領域Ａ１およびＡ２において、所定形状を有する加圧部３６を利用することにより、最大の歪みを発生させている。この最大の歪みが発生している位置（最大歪み位置）は、それぞれの非通紙領域Ａ１およびＡ２内であって、通紙領域Ｂと非通紙領域Ａ１、Ａ２の境界線ｍ１、ｍ２から、少なくとも５ｍｍ以上離れた位置であることが望ましい。
【００４８】
以下、図３および図４を用いて、最大歪み位置について説明する。ここで、図３に示されるように、定着ロール１２の定着層３０の軸方向（定着層３０の幅方向）の長さをＬ（ｍｍ）とする。また定着層３０上の非通紙領域Ａ１、Ａ２の軸方向の長さ（幅）をそれぞれａ1（ｍｍ）、ａ2（ｍｍ）とし、通紙領域Ｂの軸方向の長さ（幅）をｂ（ｍｍ）とする。また、それぞれの非通紙領域Ａ１、Ａ２内において、加圧部３６により最も大きな加重を加えられる位置を、通紙領域Ｂと非通紙領域Ａ１との境界線ｍ１からｘ１（ｍｍ）離れた位置、および通紙領域Ｂと非通紙領域Ａ２との境界線ｍ２からｘ2（ｍｍ）離れた位置とする。
【００４９】
最大歪み位置と、上記加圧部３６により最も大きな荷重を加えられる位置は一致する。歪みと、加えられる荷重との間には、大凡比例関係が成り立つ。そこで、例えば、圧力分布測定システム（タクタイルセンサシステム、ニッタ株式会社製、センサシート型番：Ｉ−ＳＣＡＮＡ４−４０）により測定した圧力の最大値の位置を、最大歪み位置とすることができる。該装置を使用すれば、歪みと圧力の関係を簡易な方法で確認することが出来る。図４は、定着ロール１２の表面に、加圧部３６によって加えた圧力（荷重）の大きさと、定着ロール１２の表面の各位置において、加えられた圧力の大きさとの関係（圧力分布）を示す説明図（グラフ）である。図４において、縦軸は定着ロール１２表面に加えられた圧力（荷重）を示し、横軸は定着ロール１２の定着層３０の軸方向の位置を示す。なお横軸に示されるａ1、ａ2、ｂ、ｘ１、ｘ２、Ｌは、図３に示されるそれらのものと同じである。最大歪み位置ｆ１、ｆ２において、定着ロール１２に加えられる圧力をＰ１とＰ２とすると、圧力Ｐ１および圧力Ｐ２はそれぞれ非通紙領域Ａ１および非通紙領域Ａ２において最大となる。この場合において、圧力Ｐ１、圧力Ｐ２は、それぞれ非通紙領域Ａ１、非通紙領域Ａ２における最大荷重である。また圧力Ｐ１と圧力Ｐ２の値は略等しい。加圧部３６が定着ロール１２の表面に力を加える際、搬送ベルト２８を介して行われるが、定着ロール１２表面上の最大歪み位置ｆ１、ｆ２における圧力Ｐ１、Ｐ２が略等しい場合、加圧印可部材１４の搬送ベルト２８が軸方向へ殆ど移動することがない。
【００５０】
本実施形態において、非通紙領域Ａ１、Ａ２の幅ａ1（ｍｍ）、ａ2（ｍｍ）は、それぞれａ1≧１０（ｍｍ）、ａ2≧１０（ｍｍ）であることが望ましい。またｘ１（ｍｍ）、ｘ２（ｍｍ）は、ａ1（ｍｍ）＞ｘ１（ｍｍ）≧５（ｍｍ）、ａ2（ｍｍ）＞ｘ２（ｍｍ）≧５（ｍｍ）であることが望ましい。
【００５１】
本実施形態の定着装置１において、最大歪み位置ｆ１、ｆ２は、それぞれ非通紙領域Ａ１、Ａ２内であって、かつａ1、ａ2、ｘ１、ｘ２が上記条件を満たすように設定されている。このような条件を満たす位置に、最大歪み位置ｆ１、ｆ２が存在すると、該位置ｆ１、ｆ２を起点として定着ロール１２の定着層３０の表面に皺が発生しても、皺は、位置ｆ１、ｆ２を起点として定着ロール１２の軸方向へ５ｍｍ程度の大きさ（最大全長１０ｍｍ程度）までしか成長しない。そのため皺が通紙領域Ｂ、即ち、画像形成領域内へ入り込むことが無い。従って、定着ロール１２の表面に皺が生じても皺は非通紙領域Ａ１、Ａ２内に留まっており、画像が形成される領域である通紙領域Ｂにおいては、皺による画像欠陥は発生しない。
【００５２】
また、通紙領域Ｂと非通紙領域Ａ１の境界線ｍ１および通紙領域Ｂと非通紙領域Ａ２の境界線ｍ２上は、紙等の記録体Ｐの端部が最も高い頻度で通過する箇所であり、最も定着ロール１２の表面が摩耗しやすい箇所である。本実施形態においては、最大歪み位置ｆ１、ｆ２を、境界線ｍ１、ｍ２から少なくとも５ｍｍ以上離した箇所に設定し、境界線ｍ１、ｍ２上に加えられる負荷を低減することにより、定着ロール１２の表面の摩耗を抑制している。
【００５３】
図２に示されるように、圧力印可部材１４の搬送ベルト２８の両端には、ガイド部材４０，４０が備えられている。ガイド部材４０，４０は、搬送ベルト２８の支持部材２４上における位置を規制するものである。搬送ベルト２８が軸方向へ移動すると、搬送ベルト２８の端部がガイド部材４０，４０と接触する。ガイド部材４０，４０を搬送ベルト２８の両端に設けることにより、搬送ベルト２８が際限なく軸方向へ移動することが防止される。
【００５４】
なお、本実施形態の定着ロール１２は、その表面を加熱することにより熱定着ロールとして使用されるものであるが、定着ロールの表面を加熱することなく加圧ロールとして使用することも出来る。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明を、実施例を用いて説明する。なお、本発明は以下に示される実施例のみに限定されない。
【００５６】
〔実施例１〕
図１に示される定着装置１を用いて走行試験を行った。定着ロール１２は、芯材１６（円筒体、鉄製、外径２５ｍｍ、厚み０．５ｍｍ、）と、定着層３０からなる。該定着層３０は、芯材１６上の弾性層１８（シリコーンゴム層、ＪＩＳ  Ｋ６２４９による硬度Ａ３５/Ｓ）と、該弾性層１８の上に形成される表面層２０（ＰＦＡ樹脂）からなる。該表面層２０は、ＰＦＡ樹脂のチューブからなり、該チューブの厚みは３０μｍであった。該チューブは弾性層１８の上に被覆し、表面層２０を該弾性層１８上に形成した。なお表面層２０の軸方向長さを、弾性層１８の軸方向長さと略同等の長さとし、これらの両端部の位置が、通紙領域Ｂの幅（最大印字可能幅）ｂ＝２１０ｍｍ、非通紙領域Ａ１の幅ａ1＝１０．０ｍｍ、非通紙領域Ａ２の幅ａ2＝１０．０ｍｍとし、表面層２０および弾性層１８からなる定着層３０の軸方向の長さＬ＝２４０ｍｍとした。なお６００Ｗのハロゲンランプ２２を使用し、定着ロール１２の表面温度を１６０℃で維持した。
【００５７】
一方、圧力印可部材１４は、長さ２６０ｍｍ、外径２５ｍｍのポリカーボネート製の略円筒体からなる支持部材２４と、ポリイミド製ベルト（周方向長さ９０ｍｍ、肉厚８０μｍ）に厚さ３０μｍのフッ素樹脂をコーティングしたものである搬送ベルト２８と、シリコーンゴム（硬度Ａ２０/Ｓ、ＪＩＳ  Ｋ６２４９）からなる耐熱性ゴム体３４を備える。搬送ベルト２８の幅は、耐熱性ゴム体３４の長手方向（定着ロールの軸方向）の長さよりも長く設定し、搬送ベルト２８の幅方向両端が耐熱性ゴム体３４の長手方向両端よりも外側に位置するようにした。摩擦低減部材３８としては、ガラス繊維にフッ素樹脂を含浸させて焼成された部材を使用した。
【００５８】
加圧部３６の上端（定着ロール１２を加圧する部分）の曲率半径は５ｍｍとし、加圧部３６により定着ロール１２の定着層３０の表面に最大の歪みを発生させる位置（最大歪み位置）が、ｘ１＝５．０、ｘ２＝５．０の条件を満たすように、加圧部３６の高さ、形状を調整した。なお最大歪み位置は、上記圧力分布測地システム（タクタイルセンサシステム、ニッタ株式会社製、センサシート型番：Ｉ−ＳＣＡＮＡ４−４０）を用いて行った。該装置を用いて圧力分布を測定し、その測定結果の数値データが最も高くなる位置を定着ロールに最大の歪みが発生している位置ｆ１、ｆ２とした。なお、歪み率は０．６％であった。
【００５９】
上記定着装置１を用いて、記録体（用紙）Ｐの搬送速度を１５０ｍｍ／secになるように設定し、図１における定着ロール１２を、時計周りに回転させ、一方、圧力印可部材１４による荷重が２５ｋｇとなる条件にて、走行試験を行った。該走行試験は、１万枚、５万枚、１０万枚後において、それぞれ画質欠陥の有無の確認、定着ロール１２の表面の皺の発生の有無の確認、搬送ベルト２８の破損の有無の確認を、目視にて行った。
【００６０】
上記走行試験の結果、上記定着装置１において、１万枚後の試験結果は、画質欠陥、皺の発生、搬送ベルト２８の破損は何れも見られなかった。５万枚後の試験結果は、画質欠陥、搬送ベルト２８の破損は見られなかった。しかし、定着ロール１２の端部に、数ミリの皺が発生していた。しかし、皺は非常に小さなものであり、非通紙領域Ａ１、Ａ２内に充分留まるものであった。１０万枚用紙走行後に定着ロール１２の端部に複数本の皺が発生していた。これらの皺は定着ロール１２の軸方向に沿ったものであり、最も長いもので、約１０ｍｍあった。しかし、本実施例においては、これらの皺は、定着ロール１２の定着層３０の表面に形成されるものであるが、非通紙部領域Ａ１、Ａ２内、つまり画像形成に関係ない領域内に発生するものである。従って、１０万枚の走行試験後においても、得られる画像に欠陥は見られなかった。また搬送ベルト２８は、軸方向に殆ど移動することがないので、該ベルト２８の端部が挫屈せず、破損することもなかった。
【００６１】
〔比較例１〕
上記実施例１において、ａ1＝７．０ｍｍ、ａ2＝７．０ｍｍとし、ｘ１＝３．０、ｘ２＝３．０としたこと以外は、実施例１と同様にして走行試験を行った。
【００６２】
比較例１の定着装置において、１万枚走行後の結果は、定着ロールの端部に数ミリ程度の皺が複数個見受けられた。しかし、これらの皺は、画像形成に悪影響を与える程度のものでは無かった。ところが、５万枚走行後において、定着ロール１２の非通紙領域Ａ１、Ａ２に皺が侵入し、画像欠陥が発生した。
【００６３】
〔比較例２〕
上記実施例１において、最大歪み位置ｆ１、ｆ２の位置を、通紙領域Ｂの内側に設定したこと以外は、上記実施例１と同様にして走行試験を行った。なお最大歪み位置ｆ１、ｆ２の位置は、境界線ｍ１、ｍ２から通紙領域Ｂへそれぞれ３ｍｍの位置に設定した。
【００６４】
比較例２の定着装置において、１万枚走行後には既に画像欠陥を生じた。この際の定着ロール１２の表面において、通紙領域Ｂに数ミリの皺を複数確認することが出来た。なお５万枚走行後においては、搬送ベルト２８の端部の破損が見られた。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態に係る定着装置の概略構成図を示す。
【図２】本発明の一実施形態に定着装置の部分的な構成の説明図を示す。
【図３】本発明の一実施形態に係る定着装置の定着ロールにおける非通紙領域、通紙領域、定着層の幅の関係の説明図を示す。
【図４】本発明の一実施形態に係る定着ロールの表面上の圧力分布を示す説明図である。
【図５】従来の定着装置の概略構成図を示す。
【符号の説明】
【００６６】
１  定着装置、１２  定着ロール、１４  圧力印可部材、１６  芯材、１８  弾性層、２０  表面層、２２  ハロゲンランプ、  ２４  支持部材、  ２８  搬送ベルト、３０  定着層、３２  支持箱、３４Ａ  円弧面、３４  耐熱性ゴム体、３６  加圧部、３６Ｂ  凸部、３８  摩擦低減部材、４０  ガイド部材。
【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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