(57)【要約】【課題】シート端部での定着不足および押圧力のばらつきを低減し、全体に一様でかつ鮮明な画像を得ることができる定着装置および搬送物端部に湾曲等の変形の少ない搬送装置を提供する。【解決手段】搬送装置は、円筒形状の第１ローラと、第１ローラの表面硬度より高い表面硬度を有する円筒形状の第２ローラと、第１ローラまたは第２ローラの何れかの外周に設置されたベルトを含み、第１ローラと第２ローラはベルトを介し圧接され、ベルトに対向する第１ローラまたは第２ローラとベルトとにより形成されたニップ部を通過させて搬送物を移動させる搬送装置において、第１ローラの外周部の長手方向の長さが、第２ローラの外周部の長手方向の長さより短い。【選択図】図２
2008115014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の第１ローラと、
上記第１ローラの表面硬度より高い表面硬度を有する円筒形状の第２ローラと、
上記第１ローラまたは上記第２ローラの何れかの外周に設置されたベルトを含み、
上記第１ローラと上記第２ローラは上記ベルトを介し圧接され、上記ベルトに対向する上記第１ローラまたは上記第２ローラと上記ベルトとにより形成されたニップ部を通過させて搬送物を移動させる搬送装置において、
上記第１ローラの外周部の長手方向の長さが、上記第２ローラの外周部の長手方向の長さより短いことを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
円筒形状の第１ローラと、
上記第１ローラの表面硬度より高い表面硬度を有する円筒形状の第２ローラと、
上記第１ローラまたは上記第２ローラと、第３ローラとの間に張架されたベルトを含み、
上記第１ローラと上記第２ローラは上記ベルトを介し圧接され、上記ベルトに対向する上記第１ローラまたは上記第２ローラと上記ベルトとにより形成されたニップ部を通過させて搬送物を移動させる搬送装置において、
上記第１ローラの外周部の長手方向の長さが、上記第２ローラの外周部の長手方向の長さより短いことを特徴とする搬送装置。
【請求項３】
上記第１ローラの外周部の長手方向の長さと上記第２ローラの外周部の長手方向の長さの差が２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の搬送装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一つに記載の搬送装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
円筒形状の定着ローラと、
上記定着ローラの表面硬度より高い表面硬度を有する円筒形状の加圧ローラと、
上記定着ローラの外周に設置された定着ベルトを含み、
上記定着ローラと上記加圧ローラとは、上記定着ベルトを介し圧接され、上記加圧ローラと上記定着ベルトにより形成されたニップ部を、表面にトナー像を有するシートが通過し、トナー粒子が上記シートに定着される定着装置において、
上記定着ローラの外周部の長手方向の長さが、上記加圧ローラの外周部の長手方向の長さより短いことを特徴とする定着装置。
【請求項６】
円筒形状の定着ローラと、
上記定着ローラの表面硬度より高い表面硬度を有する円筒形状の加圧ローラと、
上記定着ローラと支持ローラとの間に張架された定着ベルトを含み、
上記定着ローラと上記加圧ローラとは、上記定着ベルトを介し圧接され、上記加圧ローラと上記定着ベルトにより形成されたニップ部を、表面にトナー像を有するシートが通過し、トナー粒子が上記シートに定着される定着装置において、
上記定着ローラの外周部の長手方向の長さが、上記加圧ローラの外周部の長手方向の長さより短いことを特徴とする定着装置。
【請求項７】
上記定着ローラの外周部は、長手方向に関してシート通過領域以外の端部領域に凹部を有し、かつ、上記定着ローラの外周部の長手方向の長さが定着ベルトの長手方向の長さより短いことを特徴とする請求項５または６に記載の定着装置。
【請求項８】
上記定着ローラの外周部の長手方向の長さと上記加圧ローラの外周部の長手方向の長さとの差が２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項５から７までのいずれか一つに記載の定着装置。
【請求項９】
上記定着ローラの表面硬度がアスカーＣ硬度で１０度から３０度までの範囲内であり、かつ、上記加圧ローラの表面硬度がアスカーＣ硬度で５０度から８０度までの範囲内であることを特徴とする請求項５から８までのいずれか一つに記載の定着装置。
【請求項１０】
上記定着ローラの外周部が樹脂またはゴムの発泡体を弾性層として含むことを特徴とする請求項５から９までのいずれか一つに記載の定着装置。
【請求項１１】
上記定着ローラの外周部の長手方向の長さは、上記定着ベルトの幅よりも短いことを特徴とする請求項５から１０までのいずれか一つに記載の定着装置。
【請求項１２】
上記定着ベルトを加熱するために、電磁誘導方式の加熱部を含むことを特徴とする請求項５から１１までのいずれか一つに記載の定着装置。
【請求項１３】
上記定着ローラの中心軸を含み上記長手方向に平行な断面において、上記定着ローラの外周部の上記端部領域に設けられた上記凹部の長さおよび高さがそれぞれ２ｍｍ以上および１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項１４】
請求項１０に記載の定着装置において、
上記定着ローラの上記弾性層は、上記長手方向に関してシート通過領域以外の両端部領域に、外径寸法が上記長手方向に関して外側へ向かって連続的に減少している傾斜部を有することを特徴とする定着装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の定着装置において、
上記定着ローラの上記弾性層は、上記長手方向に関してシート通過領域以外の両端部領域に、上記傾斜部の外側に連なって、外径寸法が一定である平坦部を有することを特徴とする定着装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の定着装置において、
上記定着ローラの中心軸を含み上記長手方向に平行な断面で、上記シート通過領域における上記弾性層の外周面に対して上記傾斜部は２０°以上かつ６５°以下の角度で屈曲していることを特徴とする定着装置。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載の定着装置において、
上記定着ローラの中心軸を含み上記長手方向に平行な断面で、上記弾性層の上記平坦部の外周面に対して上記弾性層の上記傾斜部は０°を超えかつ６５°以下の角度で屈曲し、又は湾曲して立ち上がっていることを特徴とする定着装置。
【請求項１８】
請求項１４から１７までのいずれか一つに記載の定着装置において、
上記定着ローラの中心軸を含み上記長手方向に平行な断面で、上記弾性層の上記傾斜部は直線をなしていることを特徴とする定着装置。
【請求項１９】
請求項５から１８までのいずれか一つに記載の定着装置を含む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、プリンタ、複写機、ファクシミリ、またはそれらの機能を複合的に備えた複合機等の画像形成装置、及び画像形成装置に用いる定着装置と搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、画像担持体であるシートの上に担持された現像剤をそれに熱と圧力を加えてシートに定着する。そのために、従来、画像形成装置に組み込まれた定着装置においてシートと現像剤を加熱する加熱手段として、ソリッドゴム等からなるローラが使用されている。しかし、最近では、ローラに比べて熱容量が小さく短時間で昇温ができ、この結果、ウォームアップ時間を短縮できる、熱効率に優れた定着ベルトを用いるベルト式定着装置が用いられるようになってきた。
【０００３】
ベルト式定着装置の一例が特許文献１に開示されている。ここで、特許文献１に開示されたベルト式定着装置は、無端状の定着ベルトと、定着ベルトの内側にあって定着ベルトを支持する定着ローラ及び加熱ローラと、定着ローラの外側にあって定着ローラと共に定着ベルトを挟持する加圧ローラを有する。定着ローラと加圧ローラの長手方向の長さは同一に設計されている。加熱ローラと加圧ローラには加熱源（ハロゲンランプ）が内蔵されている。したがって、定着時、加熱ローラと加圧ローラの加熱源に電力が供給され、該加熱源によって加熱された加熱ローラと加圧ローラから供給される熱によって、定着ベルトと加圧ローラとの間に供給されるシート及び現像剤が加熱され、現像剤がシートに定着される。
【０００４】
このようなベルト式定着装置に利用される定着ローラや加圧ローラなどのローラの外周面は弾性層で被覆されている。弾性層は、優れた変形能を有することから、定着ベルトと加圧ローラとの間に大きな接触領域（ニップ部、ニップ領域）を形成する。これにより、高速でシートを搬送しても十分な定着時間を確保できる。また、定着ローラの弾性層は軟質に設定され、加圧ローラの弾性層は定着ローラのものよりも硬質に設定されて、ニップ部は定着ローラに向かって凸状に湾曲して形成される。これにより、ニップ部から排出されるシートの先端が定着ベルトから離れる方向に向けられて、シートを定着ベルトから容易に分離させることができる。
【特許文献１】特開２００６−１８９６９０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述のように硬質加圧ローラと軟質定着ローラを備えたベルト式定着装置において、金属層を含む積層構造のベルトを使用した場合、硬質加圧ローラと軟質定着ローラの当たり具合によってはベルトに過度のストレスを与えるおそれがある。例えば、定着ローラの外周部の軟質な弾性層が長手方向に膨出して、ベルトの縁部が加圧ローラに向けて折り曲げられる。その結果、シートの両側端部では、現像剤の定着が不十分であったり、定着前の現像剤が端部に向かって外側に移動して画像の乱れを生じる。特にフルカラーの画像形成装置では、シートに複数の色の現像剤が積層されていることから、画像に乱れを生じることが多い。また、定着ベルトが金属層（電磁誘導発熱層）を含む場合、この金属層に過度の曲げ応力が生じて割れを発生することがある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、ベルト式の搬送装置であって、ベルトに過度のストレスを与えることの無い搬送装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の課題は、ベルト式の定着装置であって、ベルトに過度のストレスを与えることが無く、上述した画像の乱れや金属層の破壊といった問題を未然に解消できる定着装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の課題は、それらの搬送装置や定着装置を備え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】
【０００９】
第１の局面では、本発明は、円筒形状の第１ローラと、第１ローラの表面硬度より高い表面硬度を有する円筒形状の第２ローラと、第１ローラまたは第２ローラの何れかの外周に設置されたベルトを含み、第１ローラと第２ローラはベルトを介し圧接され、ベルトに対向する第１ローラまたは第２ローラとベルトとにより形成されたニップ部を通過させて搬送物を移動させる搬送装置において、第１ローラの外周部の長手方向の長さが、第２ローラの外周部の長手方向の長さより短いことを特徴とする搬送装置である。
【００１０】
本発明の搬送装置によれば、第１ローラと第２ローラとがベルトを介し圧接されて、第１ローラの外周部が長手方向に関して膨らんだ状態にあっても、第１ローラの膨らんだ外周部の端部を第２ローラの外周部の端部とほぼ同じ位置に揃えることが可能になる。これにより、ベルトに過度のストレスを与えるという問題が解消される。
【００１１】
第２の局面では、本発明は、円筒形状の第１ローラと、第１ローラの表面硬度より高い表面硬度を有する円筒形状の第２ローラと、第１ローラまたは第２ローラと、第３ローラとの間に張架されたベルトを含み、第１ローラと第２ローラはベルトを介し圧接され、ベルトに対向する第１ローラまたは第２ローラとベルトとにより形成されたニップ部を通過させて搬送物を移動させる搬送装置において、第１ローラの外周部の長手方向の長さが、第２ローラの外周部の長手方向の長さより短いことを特徴とする搬送装置である。
【００１２】
本発明の搬送装置によれば、第１の局面におけるのと同様に、第１ローラと第２ローラとがベルトを介し圧接されて、第１ローラの外周部が長手方向に関して膨らんだ状態にあっても、第１ローラの膨らんだ外周部の端部を第２ローラの外周部の端部とほぼ同じ位置に揃えることが可能になる。これにより、ベルトに過度のストレスを与えるという問題が解消される。
【００１３】
一実施形態の搬送装置では、上記第１ローラの外周部の長手方向の長さと上記第２ローラの外周部の長手方向の長さの差が２ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００１４】
第３の局面では、本発明は、第１または第２の局面の搬送装置を含むことを特徴とする画像形成装置である。
【００１５】
本発明の画像形成装置では、上記搬送装置を用いて定着装置を構成することで、トナー粒子層の厚さが厚くてもシート端部での定着不足の発生が低減され、また、ローラの長手方向に関してシートに付与される押圧力のばらつきが低減される。このため全体に一様でかつ鮮明な画像を得ることができる。また、シート端部に湾曲等の変形が少なくなる。
【００１６】
第４の局面では、本発明は、円筒形状の定着ローラと、定着ローラの表面硬度より高い表面硬度を有する円筒形状の加圧ローラと、定着ローラの外周に設置された定着ベルトを含み、定着ローラと加圧ローラとは、定着ベルトを介し圧接され、加圧ローラと定着ベルトにより形成されたニップ部を、表面にトナー像を有するシートが通過し、トナー粒子が上記シートに定着される定着装置において、定着ローラの外周部の長手方向の長さが、加圧ローラの外周部の長手方向の長さより短いことを特徴とする定着装置である。
【００１７】
本発明によれば、定着ローラと加圧ローラとが定着ベルトを介し圧接されて、定着ローラの外周部が長手方向に関して膨らんだ状態にあっても、定着ローラの膨らんだ外周部の端部を加圧ローラの外周部の端部とほぼ同じ位置に揃えることが可能になる。これにより、定着ベルトに過度のストレスを与えることが無くなり、上述した画像の乱れや金属層の破壊といった問題が解消される。
【００１８】
さらに第５の局面では、本発明は、円筒形状の定着ローラと、定着ローラの表面硬度より高い表面硬度を有する円筒形状の加圧ローラと、定着ローラと支持ローラとの間に張架された定着ベルトを含み、定着ローラと加圧ローラとは、定着ベルトを介し圧接され、加圧ローラと定着ベルトにより形成されたニップ部を、表面にトナー像を有するシートが通過し、トナー粒子がシートに定着される定着装置において、定着ローラの外周部の長手方向の長さが、上記加圧ローラの外周部の長手方向の長さより短いことを特徴とする定着装置である。
【００１９】
本発明の定着装置によれば、第４の局面におけるのと同様に、定着ローラと加圧ローラとが定着ベルトを介し圧接されて、定着ローラの外周部が長手方向に関して膨らんだ状態にあっても、定着ローラの膨らんだ外周部の端部を加圧ローラの外周部の端部とほぼ同じ位置に揃えることが可能になる。これにより、定着ベルトに過度のストレスを与えることが無くなり、上述した画像の乱れや金属層の破壊といった問題が解消される。
【００２０】
一実施形態の定着装置では、上記定着ローラの外周部は、長手方向に関してシート通過領域以外の端部領域に凹部を有し、かつ、上記定着ローラの外周部の長手方向の長さが定着ベルトの長手方向の長さより短いことを特徴とする。
【００２１】
この一実施形態の定着装置では、上記定着ローラの外周部は、長手方向に関してシート通過領域以外の端部領域に凹部を有している。したがって、定着ローラと加圧ローラとが定着ベルトを介し圧接されて、定着ローラの外周部の端部が長手方向に関して膨らもうとしても、上記凹部を満たすのみに止めることが可能になる。これにより、定着ベルトにさらにストレスを与えることが無くなり、上述した画像の乱れや金属層の破壊といった問題が確実に解消される。
【００２２】
一実施形態の定着装置では、上記定着ローラの外周部の長手方向の長さと上記加圧ローラの外周部の長手方向の長さとの差が２ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００２３】
一実施形態の定着装置では、上記定着ローラの表面硬度がアスカーＣ硬度で１０度から３０度までの範囲内であり、かつ、上記加圧ローラの表面硬度がアスカーＣ硬度で５０度から８０度までの範囲内であることを特徴とする。
【００２４】
一実施形態の定着装置では、上記定着ローラの外周部が樹脂またはゴムの発泡体を弾性層として含むことを特徴とする。
【００２５】
一実施形態の定着装置では、上記定着ローラの外周部の長手方向の長さは、上記定着ベルトの幅よりも短いことを特徴とする。
【００２６】
一実施形態の定着装置では、上記定着ベルトを加熱するために、電磁誘導方式の加熱部を含むことを特徴とする。
【００２７】
一実施形態の定着装置では、上記定着ローラの中心軸を含み上記長手方向に平行な断面において、上記定着ローラの外周部の上記端部領域に設けられた上記凹部の長さおよび高さがそれぞれ２ｍｍ以上および１ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００２８】
一実施形態の定着装置では、上記定着ローラの上記弾性層は、上記長手方向に関してシート通過領域以外の両端部領域に、外径寸法が上記長手方向に関して外側へ向かって連続的に減少している傾斜部を有することを特徴とする。
【００２９】
ここで「連続的に減少」とは、上記長手方向に関して外側へ向かって徐々に減少するという意味であり、上記長手方向に対して垂直な段差をもって減少する場合を除く意味である。
【００３０】
この一実施形態の定着装置では、上記定着ローラの上記弾性層は、長手方向に関してシート通過領域以外の端部領域に、上記傾斜部が形成する凹部を有することとなる。
【００３１】
一実施形態の定着装置では、上記定着ローラの上記弾性層は、上記長手方向に関してシート通過領域以外の両端部領域に、上記傾斜部の外側に連なって、外径寸法が一定である平坦部を有することを特徴とする。
【００３２】
この一実施形態の定着装置では、上記定着ローラの上記弾性層は、長手方向に関してシート通過領域以外の端部領域に、上記傾斜部と上記平坦部とが形成する凹部を有することとなる。この場合、上記弾性層の外側端面（上記長手方向に関して外側の端面）の外径寸法を容易に或る程度確保できる。したがって、上記定着ベルトの蛇行を防止するための蛇行規制部材を、上記弾性層の外側端面に当接して容易に位置決めすることができる。これにより、上記定着ベルトの蛇行を有効に防止できる。
【００３３】
一実施形態の定着装置では、上記定着ローラの中心軸を含み上記長手方向に平行な断面で、上記シート通過領域における上記弾性層の外周面に対して上記傾斜部は２０°以上かつ６５°以下の角度で屈曲していることを特徴とする。
【００３４】
この一実施形態の定着装置では、上記定着ローラの中心軸を含み上記長手方向に平行な断面で、上記シート通過領域における上記弾性層の外周面に対して上記傾斜部は２０°以上の角度で屈曲しているので、上記凹部の長さを抑えながら上記凹部の高さ（空間）を容易に確保できる。一方、上記シート通過領域における上記弾性層の外周面に対して、上記傾斜部は６５°以下の角度で屈曲している。したがって、定着ローラと加圧ローラとが定着ベルトを介し圧接された状態で、例えば上記シート通過領域における上記弾性層の外周面に対して上記傾斜部が９０°の角度で屈曲している場合に比して、上記弾性層のうち上記傾斜部およびその近傍部分に加わる剪断応力が緩和される。したがって、上記弾性層が長時間の駆動に耐えられるようになり、信頼性が向上する。
【００３５】
一実施形態の定着装置では、上記定着ローラの中心軸を含み上記長手方向に平行な断面で、上記弾性層の上記平坦部の外周面に対して上記弾性層の上記傾斜部は０°を超えかつ６５°以下の角度で屈曲し、又は湾曲して立ち上がっていることを特徴とする。
【００３６】
この一実施形態の定着装置では、上記弾性層の上記平坦部の外周面に対して上記弾性層の上記傾斜部は０°を超えかつ６５°以下の角度で屈曲し、又は湾曲して立ち上がっているので、上記弾性層のうち上記傾斜部およびその近傍部分に加わる剪断応力が緩和される。したがって、上記弾性層が長時間の駆動に耐えられるようになり、信頼性が向上する。
【００３７】
一実施形態の定着装置では、上記定着ローラの中心軸を含み上記長手方向に平行な断面で、上記弾性層の上記傾斜部は直線をなしていることを特徴とする。
【００３８】
この一実施形態の定着装置では、上記弾性層の上記傾斜部は直線をなしているので、上記弾性層の加工および寸法管理が容易になる。
【００３９】
さらに第６の局面では、本発明は、第４または第５の局面の定着装置を含むことを特徴とする画像形成装置である。
【００４０】
本発明の画像形成装置では、上記定着装置を用いることで、トナー粒子層の厚さが厚くてもシート端部での定着不足の発生が低減され、また、ローラの長手方向に関してシートに付与される押圧力のばらつきが低減される。このため全体に一様でかつ鮮明な画像を得ることができる。また、シート端部に湾曲等の変形が少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分又は部材を示す。
【００４２】
〔実施形態１〕
図１は、全体が符号１０１で表される本発明の実施形態１にかかる、電子写真式画像形成装置（例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機）の定着装置の側面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ方向より見た定着装置の断面図である。図２の断面は、後述する２つのローラ１００，３００の中心軸（図示せず）を面内に含んでいる。
【００４３】
図面を参照すると、定着装置１０１は、第１のローラとしての加熱ローラ１００と、加熱ローラ１００と平行に配置された第２のローラとしての加圧ローラ３００を有する。加熱ローラ１００は、加熱ローラ１００の外径と同一又はほぼ同一若しくは加熱ローラ１００の外径よりも僅かに大きな内径を有する円筒状の定着ベルト２００が外装されており、加熱ローラ１００と加圧ローラ３００が定着ベルト２００を介して圧接している。
【００４４】
定着ローラ１００は芯金１１０を有する。芯金１１０は、中空又は中実の円筒体からなり、図示しない軸受を介して画像形成装置の本体に回転自在に支持されている。本実施形態では、芯金１１０に、例えば、外径２０ｍｍ厚さ４ｍｍのアルミニウム製のパイプを用いている。芯金１１０に用いる材料は、使用中に定着ローラが過度に撓まない強度を有していればよく、アルミニウム以外に、例えば鋼や、ステンレス、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂モールドのパイプでもよい。後に説明するように、定着ベルト２００の加熱に電磁誘導加熱方式を採用する場合、電磁誘導波により芯金１１０が加熱されるのを防止するため、芯金１１０は非磁性材料で形成することが好ましい。
【００４５】
芯金１１０の外周は両端側の一部を除き（図２参照）、断熱性を有する弾性層１２０で覆われている。この例では、弾性層１２０が定着ローラ１１０の外周部を構成している。弾性層１２０は、現像剤であるトナー粒子を加熱するために所定の温度まで昇温された定着ベルト２００の熱が定着ローラ１００を通じて拡散しないように、断熱性を有する材料が用いられる。図１に示すように、弾性層１２０は、定着ベルト２００とこれに圧接する加圧ローラ３００との間に、周方向に所定の長さを有する接触領域のニップ部（以下、「ニップ領域」という。）を形成するために、加圧ローラ３００よりも硬度が低く、圧力が加えられたときに圧縮変形し易い材料で形成することが望ましい。
【００４６】
このような耐熱性、変形能、硬度を有する材料として、ゴムや樹脂の発泡体（断熱構造体）が使用可能である。弾性層１２０の好ましい例は、シリコンゴム発泡体である。弾性層１２０は、単層構造である必要はなく、異なる種類の発泡体を複数積層した構造、または非発泡体と発泡体を交互に積層した構造であってもよい。シリコンゴム発泡体を用いる場合、弾性層１２０の厚さは、好ましくは３〜７ｍｍである。なお、本件特許出願でいう「厚さ」は変形していない状態での寸法を意味する。硬度は、アスカーゴム硬度計で１０度〜６０度、好ましくは１０度〜３０度、より好ましくは１９度〜２５度（例えばアスカーＣ硬度計で９．８Ｎ荷重時）である。定着ローラ１００の弾性層１２０の長手方向（ローラの中心軸と平行な方向）の長さＬ１は、例えば３３０ｍｍである。
【００４７】
周方向に関するニップ領域の長さが大きくなると、ニップ領域を通過するシート４００上の溶融トナーと定着ベルトとの間に付着力が強まり、分離爪（図示せず）を用いてもシート４００が定着ベルト２００から容易に分離できないことがある。そのため、図１に示すように、定着ベルト２００と加圧ローラ３００の間に、定着ローラ１００に向かって凸状に湾曲したニップ領域が形成されるように、弾性層１２０の硬度は加圧ローラ３００の表面硬度より低くする。これにより、図示するように、ニップ領域を通過した直後のシート４００の先端は定着ベルト２００から離れる方向（図上、右斜め下方）に向けられ、シート４００の持つ撓み難さ（腰の強さ）によって定着ベルト２００から容易に分離する。
【００４８】
加圧ローラ３００は、図示しない軸受を介して画像形成装置の本体に回転自在に支持され、また、図示しない駆動源のモータに駆動連結されており、モータの駆動に基づいて図１において時計回り方向に回転駆動するようにしてある。加圧ローラ３００の両軸受と定着ローラ１００の両軸受は、図示しないばね等の加圧機構によって連結され、例えば３００Ｎ〜５００Ｎの力で圧接されており、これにより、定着ローラ１００が圧縮変形し、加圧ローラ３００と定着ベルト２００の間に、加圧ローラ３００の外周に沿って所定の長さ（例えば、５ｍｍ〜１５ｍｍ）を有するニップ領域が形成されている。
【００４９】
実施形態において、加圧ローラ３００は芯金３１０を有する。芯金３１０は、中空又は中実の円筒体からなる。芯金３１０は、例えば直径２０ｍｍの厚さ３ｍｍのアルミニウム製のパイプで形成される。芯金３１０として使用できる材料および好ましい材料は、定着ローラ１００の芯金１１０と同じである。芯金３１０の外周は断熱性を有する弾性層３２０で被覆されている。弾性層３２０は、例えば厚さが３ｍｍ〜１０ｍｍのシリコンゴム発泡体からなる。弾性層３２０の外周は、離型層３３０で被覆することが好ましい。この例では、弾性層３２０と離型層３３０とが加圧ローラ３００の外周部を構成している。離型層３３０は、定着ベルト２００の離型層２３０と同様に、シート４００の離型性を高めるために、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）や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共重合体）等のフッ素系樹脂よりなり、厚さ１０μｍから５０μｍである。上述のように、定着ローラ１００に向かって凸状のニップ領域を形成するために、加圧ローラ３００の表面硬度は、定着ローラ１００の表面硬度よりも高い。例えば、定着ローラ１００の表面硬度がアスカーＣ硬度で１０度〜３０度の場合、加圧ローラ３００の表面硬度はアスカーＣ硬度で５０度〜８０度であることが好ましい。
【００５０】
定着ベルト２００は、単一の層からなる単層構造、複数の層からなる複数構造のいずれであってもよい。実施形態では、定着ベルト２００は、内層の電磁誘導発熱層２１０、中間層の弾性層２２０、外層の離型層２３０からなる３層構造を有する。なお、実施形態では、定着ベルト２００の加熱手段として電磁誘導加熱方式を採用しており、単層構造の場合、定着ベルト２００は電磁誘導によって加熱され得る材料で形成する。
【００５１】
定着ベルト２００の弾性層２２０は、ニップ領域において、シート４００と定着ベルトとの密着性を高め、定着に必要なトナー粒子の加熱および加圧が確実に行われることを目的に配置されている。弾性層２２０の材料は、シリコンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性および弾性を有するゴムや樹脂の発泡材料が好ましい。好ましいシリコンゴムは、１成分系、２成分系、または３成分系以上のシリコンゴム、ＬＴＶ（低温加硫）型、ＲＴＶ（室温加硫）型または、ＨＴＶ（高温加硫）型のシリコンゴム、縮合型または付加型のシリコンゴムである。
【００５２】
弾性層２２０の熱伝導性の向上および強度の向上を目的に、充填材を混入してもよい。熱伝導性を向上できる充填材としてダイヤモンド、銀、銅、アルミニウム、大理石および硝子を主成分とする粒子がある。充填材として好ましい粒子は、例えば、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、酸化ベリリウムの粒子である。
【００５３】
弾性層２２０の厚さは、１０μｍ〜８００μｍが好ましく、１００μｍ〜３００μｍ、さらには１５０μｍ〜２５０μｍがより好ましい。弾性層の厚さが１０μｍ未満では所望の密着性が得られず、８００μｍを超えると電磁誘導発熱層２１０で生じた熱のトナー粒子への伝達を阻害する。
【００５４】
弾性層２２０の硬度は、アスカ−Ｃ硬度で１０〜３０度が望ましい。硬度がこの範囲内であれば、弾性層２２０の強度低下、密着性不良を防止し、かつ、トナーの良好な定着性を達成することができる。
【００５５】
シート４００がニップ領域を通過した後、シート４００を定着ベルト２００から容易に離型させるために、離型層２３０は定着ベルトの最も外側に配置される。離型層２３０として好ましい材料は、例えばシリコンゴム、フッ素ゴムおよび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共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（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）、ＰＦＥＰ（パーフルオロエチレンプロペンコポリマー）等のフッ素樹脂である。必要に応じて、導電材、耐摩耗材、高熱伝導材をフィラーとして添加しても良い。離型層２３０の厚さは、５μｍ〜１００μｍが好ましく、１０μｍ〜５０μｍ、さらには３０μｍ〜５０μｍがより好ましい。
【００５６】
なお、定着ベルト２００の各層間または定着ベルト２００と定着ローラ１００との間の密着力を高めるために必要に応じプライマー等による接着処理を行ってもよい。
【００５７】
電磁誘導発熱層２１０は、電磁誘導加熱により発熱するように、金属等の電気伝導性を有する材料を含む必要がある。電磁誘導発熱層２１０の材料は、強磁性で比較的透磁率が高く、適度な電気抵抗率を有することが好ましい。このような好ましい材料として、例えば、電鋳ニッケル、マルテンサイト系ステンレス鋼のような強磁性ステンレス鋼が挙げられる。電磁誘導発熱層２１０の厚さは、トナーの溶融に必要な熱容量を確保するために、１０μｍ〜１００μｍ、好ましくは２０μｍ〜５０μｍ、より好ましくは３０μｍ〜４５μｍとすることが好ましい。
【００５８】
電磁誘導加熱装置５００は、励磁コイル５１０を有する。コイル５１０は、例えば細い銅線を１０本以上撚り合わせたリッツ線に耐熱性樹脂を被覆したものである。コイル５１０は定着ベルト２００の上部外周面を覆うように該上部外周面の周りに配置されて磁気回路を構成している。コイル５１０に高周波が印加されることにより、定着ベルト２１０の長手方向の全長に亘って電磁誘導発熱層２１０を通る交番磁界が均一に形成され、該電磁誘導発熱層２１０が全長に亘って均一に電磁誘導加熱されるようにしてある。コイル５１０の外側には磁性体コア５２０が配置されており、電磁誘導によって形成される磁束が周辺の装置に漏れるのを防止すると共に磁気回路の磁束密度を高めるようにしてある。ただし、磁気の存在によって悪い影響を受ける装置が磁気コイル５１０の周囲に無い場合、磁性体コア５２０は省略できる。また、図示しないが、コイル５１０とコア５２０の間に消磁コイルを配置してもよい。コイル５１０の両端は誘導加熱電源（交流電源）５３０に接続されている。誘導加熱電源５３０は、例えば定格周波数が１０ｋＨｚから〜１００ｋＨｚ、定格出力１００Ｗ〜２，０００Ｗの高周波インバータを有する。誘導加熱電源５３０は、その出力を調整する制御装置５４０に接続されている。制御装置５４０は、定着ベルト２００の外周面近傍に配置された温度検出素子５５０に接続されている。図面上、温度検出素子５５０は、定着ベルト２００から離間して示してあるが、非接触型の温度検出素子である必要はなく、接触型の温度検出素子（例えば、サーミスタ）を用いてもよい。これにより、制御装置５４０は、温度検出素子５５０の出力をもとに定着ベルト２００の温度を検出し、検出した温度に基づいて誘導加熱電源５３０の出力を調整することで、定着ベルト２００の表面温度を所定の温度（例えば、約１８０℃）に調整する。
【００５９】
以上の構成を備えた定着装置１０１の基本的な動作を説明する。定着時、図示しないモータの駆動に基づいて加圧ローラ３００が図上時計回り方向に回転する。定着ベルト２００と定着ローラ１００は、それぞれ加圧ローラ３００と定着ベルト２００との摩擦力と定着ベルト２００と定着ローラ１００の摩擦力に基づき、図上反時計回り方向に回転する。電磁誘導加熱装置５００では、誘導加熱電源５３０がコイル５１０に高周波を印加し、コイル５１０に囲まれた領域に交番磁界を形成する。その結果、コイル５１０の対向領域を通過する定着ベルト部分が発熱する。定着ベルト２００の表面温度は温度検出素子５５０で検出され、その検出結果に基づいて制御装置５４０が誘導加熱電源５３０の出力を調整し、定着ベルト２００の表面温度を一定に維持する。
【００６０】
図示するように、画像形成装置の画像形成部で形成された現像剤像（トナー像）を上面に担持したシート４００は、定着ベルト２００と加圧ローラ３００が接触するニップ領域に図上左側から供給される。ニップ領域を通過するシート４００に担持されている未定着現像剤は、定着ベルト２００から与えられる熱によって加熱されて溶融する。溶融した現像剤は、定着ローラ１００と加圧ローラ３００の間に作用する圧力によってシート４００に定着される。図示するように、ニップ領域は、加圧ローラ３００から定着ローラ１００に向かって凸状に形成されていることから、ニップ領域を通過したシート４００の先端は、シート４００の撓み難さと相まって、定着ベルト２００から離れるように図上右斜め下方に向けて送り出される。これにより、シート４００は、定着ベルト２００から確実に分離され、例えば図示しない排出トレイに排出される。
【００６１】
なお、以上の説明では、定着ベルト２００の加熱手段として電磁誘導加熱装置５００を用いたが、例えば通電加熱やハロゲンランプによる照射加熱のような他の加熱手段を用いても良い。加熱手段にハロゲンランプを用いる場合、発熱層２１０は電気伝導性を有しない材料であってもよい。その場合、発熱層２１０に代えて、厚さ５０μｍ〜１００μｍの樹脂層、例えばＰＩ（ポリイミド）層を用いることができる。
【００６２】
本発明において、定着ローラ１００、加圧ローラ３００および定着ベルト２００の長手方向の長さについて説明する。
【００６３】
上述のように、従来は、軟質の定着ローラと硬質の加圧ローラを用い、両者の間に所定の大きさのニップ領域を形成した定着装置または他のシート搬送装置にあっては、これら２つのローラの長手方向の長さは同一に設計される。しかし、このように設計した場合、次のような問題がある。
【００６４】
図３Ａ−３Ｂは、同一の長さを有する定着ローラと加圧ローラの両端を揃えて配置された従来の定着装置の一部を示す。この図において、図３Ａは、定着ローラ１１００と加圧ローラ１３００が圧接されていない状態を示し、図３Ｂは硬質加圧ローラ１３００が軟質定着ローラ１１００に圧接されて軟質定着ローラ１１００が変形している状態を示す。図３Ａに示すように、軟質定着ローラ１１００と硬質加圧ローラ１３００が圧接していない状態では両ローラ１１００，１３００の端部１１２０，１３２０は揃っているが、図３Ｂに示すように軟質定着ローラ１１００と硬質加圧ローラ１３００が圧接している状態では軟質定着ローラ１１００の両端部（図中、左端部のみ示す。）１１２０が外側に膨出する。その結果、定着ローラ１１００と加圧ローラ１３００の間に保持されている定着ベルト１２００の端部１２１０が、定着ローラの膨出した端部１１２０によって加圧ローラ１３００に向けて折り曲げられる。特に、図示するように、シート１４００の端部が加圧ローラ１３００の端部１３２０よりも内側にある場合、定着ベルト１２００の折り曲げ量は更に大きくなる。また、両端部領域では定着ローラ１１００と加圧ローラ１３００の加圧力が定着ローラ１１００の膨出方向（水平方向外側）に逃げて分散し、シート１４００の両端部では定着力が不足する。
【００６５】
これにより、シート１４００の両端部では、現像剤の定着が不十分であったり、定着前の現像剤が端部に向かって外側に移動して画像の乱れを生じる。特にフルカラーの画像形成装置では、シート１４００に複数の色の現像剤が積層されているため、画像に乱れを生じることが多い。また、定着ベルト１２００が金属層（電磁誘導発熱層１２１０）を含む場合、この金属層に過度の曲げ応力が生じて割れを発生することがある。
【００６６】
このような問題を解消するため、本発明に係る定着装置１０１では、図２に示すように、硬質加圧ローラ３００を軟質定着ローラ１００よりも長くし、加圧ローラ３００の外周部（離型層３３０および弾性層３２０）の両端を定着ローラ１００の外周部（弾性層１２０）の両端よりも外側に位置させてある。具体的に、実施形態では、例えば幅３１１ｍｍのＡ３Ｗ紙を定着できるように、定着ローラ１００の外周部の長手方向Ｘの長さＬ１が３３０ｍｍ、加圧ローラ３００の外周部の長手方向Ｘの長さＬ２が３３６ｍｍである。つまり、長さＬ１が長さＬ２より短くなっている。例えば、定着ベルトのＸ方向寸法Ｌ３は３４０ｍｍである。また、定着ローラ１００の外周部の端部が加圧ローラ３００の外周部の端部より３ｍｍ内側（図２のＸ方向）に位置させてある。したがって、図示しないが、定着ローラ１００と加圧ローラ３００が所定の圧力で圧接している状態にあっても、定着ローラ１００の弾性層１２０の膨出した端部が加圧ローラ３００の外周部の端部とほぼ同じ位置になる。これにより、上述した画像の乱れや金属層の破壊といった問題が解消される。
【００６７】
ただし、定着ローラ１００と加圧ローラ３００の加圧力によって異なるが、定着ローラ１００の外周部の長さＬ１と加圧ローラ３００の外周部の長さＬ２は、以下の式（１）の関係を満足することが好ましい。
〔数１〕
２ｍｍ≦Ｌ２−Ｌ１≦１０ｍｍ      （１）
【００６８】
なお、定着ローラ１００の外周部の両端から長手方向に突出する加圧ローラ３００の外周部の長さは左右で同じことが必要ではない。ただし、この場合もで、定着ローラ１００の端部から突出する加圧ローラ３００の長さは、約１ｍｍ〜５ｍｍとすることが好ましい。
【００６９】
以上の説明では、定着ベルトは一つのローラ（定着ローラ）に支持されているが、図４に示すように、本発明は定着ベルトが複数のローラに支持された形態の定着装置も含むものである。具体的に、この形態の定着装置１０１’において、定着ベルト６００は定着ローラ１００と支持ローラ７００に支持されている。定着ベルト６００は上述の定着ベルト２００と同様に、３層（発熱層６１０、弾性層６２０、離型層６３０）の構造を有する。発熱層６１０、弾性層６２０、離型層６３０に用いられる材料や厚さ等の特性は、定着ベルト２００の発熱層２１０、弾性層２２０、離型層２３０とそれぞれ同じである。定着装置１０１’では、加熱手段として、支持ローラ７００内部に設置されたハロゲンランプ８００を使用している。したがって、定着ベルト６００に金属層（誘導加熱層）は不要である。定着ローラ１００、および加圧ローラ３００の構造、材料、長さについては。定着装置１０１に関して説明した通りである。
【００７０】
上述の定着装置を含む画像形成装置の実施形態を説明する。図５は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの機能を複合的に備えた複合機等のフルカラー式電子写真式画像形成装置を示す。なお、本発明の特徴部分を明確にすることで発明の理解を容易にするために、画像形成装置の筐体は図面から除かれている。
【００７１】
画像形成装置２は、所謂タンデム方式のカラー画像形成装置である。ただし、本発明は、この種の画像形成装置にのみに適用されるものでなく、他の形態の画像形成装置、例えば、回転軸の周囲に４つの現像装置を配置し、これらを順次静電潜像担持体に対向させてフルカラー画像を作成する所謂４サイクル方式の画像形成装置、または、一つの現像装置しか備えていないモノクロ画像形成装置にも同様に適用できる。
【００７２】
図示するように、画像形成装置２は、無端状の中間転写ベルト３０を有する。転写ベルト３０は、図上左右に配置されたローラ３２，３４に支持されている。ローラ３２，３４のいずれか一方は、図示しないモータに駆動連結されており、図上反時計回り方向に移動するようにしてある。図上右側のローラ３２から図上左側のローラ３４に移動するベルト部分の上には、図上右側から左側に向かって順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像剤をそれぞれ用いて対応する色のトナー像を作成する４つの作像部３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ（符号３で総称する。）が配置されている。
【００７３】
各作像部３は、静電潜像担持体として円筒状の感光体４を有する。感光体４の周囲には、その回転方向（図中時計回り方向）に沿って順に、帯電器８、露光装置１０、現像装置１８、一次転写ローラ１４、潤滑剤塗布装置６、クリーニングブレード１６が配置されており、一次転写ローラ１４は無端状中間転写ベルト３０の内側に配置されている。
【００７４】
カラーモードにおける画像形成動作の一例について簡単に説明する。先ず、各作像部３では、所定の周速度で回転駆動されている感光体４の外周面（像担持面）が、潤滑剤塗布装置６により潤滑剤を塗布され、クリーニングブレード１６で残存するトナーを除去された後に帯電器８により帯電される。実施の形態では、感光体クリーニングブレード１６として板状のブレードが使用されており、その一端側が感光体４の外周面に接触している。次に、帯電された感光体４の外周面には、画像情報に応じた光が露光装置１０から投射され、静電潜像が形成される。続いて、静電潜像は、現像装置１８から供給される現像剤のトナーにより顕在化されトナー像を形成する。このようにして感光体４上に形成された各色のトナー像は、感光体４の回転により一次転写領域に達すると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体４から中間転写ベルト３０上へ転写（一次転写）されて重ねられる。
【００７５】
中間転写ベルト３０に転写されることなく感光体４上に残留しているトナーは、感光体４とクリーニングブレード１６との接触部に達すると、クリーニングブレード１６で掻き取られ、感光体４の外周面から除去される。
【００７６】
中間転写ベルト３０上で重ね合わされた４色のトナー像は、中間転写ベルト３０によって二次転写領域４１に搬送される。一方、そのタイミングに合わせて、給紙カセット４４に収容された用紙が、二次転写領域４１に搬送される。そして、４色のトナー像が、二次転写領域４１において中間転写ベルト３０から用紙に二次転写される。４色のトナー像が転写された用紙は、搬送路５０のさらに下流側へ搬送され、高周波誘導式の加熱装置を含む定着装置１０１によってトナー像が用紙に定着された後、排紙ローラ５６によって排紙部５８に送り出される。二次転写領域４１を通過した中間転写ベルト３０は、クリーニング部材４２で清掃される。その後、各感光体４及び中間転写ベルト３０の回転駆動が停止される。
【００７７】
この画像形成装置２では、上記定着装置１０１を用いることで、トナー粒子層の厚さが厚くてもシート端部での定着不足の発生が低減され、また、ローラの長手方向Ｘに関してシートに付与される押圧力のばらつきが低減される。このため全体に一様でかつ鮮明な画像を得ることができる。また、シート端部に湾曲等の変形が少なくなる。
【００７８】
〔実施形態２〕
図６は、本発明の実施形態２にかかる定着装置９０１の断面図である。図６の断面は、後述する２つのローラ９００，３００の中心軸（図示せず）を面内に含んでいる。定着装置９０１において、定着ローラ９００は、実施形態１で示した定着ローラ１００と同様に、芯金９１０、芯金９１０の外周を覆う断熱性を有する弾性層９２０を含む。芯金９１０に用いられる材料は芯金１１０と同じであり、弾性層９２０の材料および硬度は弾性層１２０と同じである。
【００７９】
弾性層９２０は、図６中に示す定着ローラ９００の長手方向Ｘに関してシート通過領域Ａ以外の両端部領域Ｅにおいて、外周部に周方向に連続した環状の凹部９２５を有する。この例では、凹部９２５は、長手方向Ｘに関して外側へ向かって弾性層９２０の外径寸法が垂直な段差をもって減少した断面矩形の片溝の形態になっている。定着ローラ９００を金型で成型する場合、凹部９２５は定着ローラ９００と一体に形成することができる。または、芯金９１０の上に弾性層９２０を形成した後、両端部領域Ｅにおいて角部を例えば切削等により切除して凹部９２５を形成してもよい。
【００８０】
このような構成を採用したことにより、実施形態２の定着装置９０１では、定着ローラ９００の外周部の長手方向Ｘの長さＬ１は、加圧ローラの外周部の長手方向Ｘの長さＬ２より短くなっている。なお、本実施形態２においても、Ｌ１とＬ２は式（１）の関係を満足することが好ましい。
【００８１】
具体的な寸法を説明すると、定着ローラ９００の長手方向Ｘに関して凹部９２５の長さＬ４（図６、図７参照）は、６ｍｍであり、好ましい範囲は２ｍｍ〜１０ｍｍである。凹部９２５の高さＬ５（図６、図７参照）は、例えば２ｍｍであり、好ましい範囲は１〜５ｍｍである。これらの値は、定着ローラ９００が圧接されていない（押圧力を受けていない）状態での値である。
【００８２】
このような構成によれば、定着ローラ９００と加圧ローラ３００とが定着ベルト２００を介し圧接されて、定着ローラ９００の外周部の端部が長手方向Ｘに関して膨らもうとしても、上記凹部９２５を満たすのみに止めることが可能になる。これにより、定着ベルト９００にさらにストレスを与えることが無くなり、上述した画像の乱れや金属層の破壊といった問題が確実に解消される。
【００８３】
凹部９２５は、定着ローラ９００の外周部の両端部領域Ｅに設けることが望ましい。しかし、定着ローラ９００の外周部と加圧ローラ３００の外周部とで長手方向のセンターの位置が異なる等の理由により、一方の端部領域Ｅにおいて凹部９２５を設けなくても加圧ローラ３００の外周部の端部の方が、定着ローラ９００の外周部の端部より外側にある場合等は、定着ローラ９００の外周部の片方の端部領域Ｅにのみ凹部９２５を設けても良い。また、定着ローラ９００の外周部の長手方向Ｘの長さＬ１は定着ベルト３００のＸ方向寸法Ｌ３より短いか、又は同じであることが好ましい。
【００８４】
〔実施形態３〕
図６に示す凹部９２５の断面の形状は矩形状であるであるが、この形状に限定されるものではない。図７Ａに示す三角形の断面をもつ凹部９２６、図７Ｂに示す横向きのＵ字形状の断面をもつ凹部９２７、図７Ｃ示す台形の断面をもつ凹部９２８、図７Ｄに示すバーズビーク（鳥の嘴）形状の断面をもつ凹部９２９であってもよい。なお、これらの凹部９２６，９２７，９２８，９２９は、図６に示す凹部９２５と同様に、いずれも周方向に連続した環状の片溝の形態になっている。
【００８５】
図７Ａに示す三角形の断面をもつ凹部９２６は、外径寸法が長手方向Ｘに関して外側へ向かって直線的に減少している傾斜部を有している。この例では、シート通過領域Ａ（図６参照）における弾性層９２０の外周面（本来の外周面）に対して、上記傾斜部は２０°以上、この例では３０°の角度で屈曲している。これにより、凹部９２６の長さＬ４を抑えながら凹部９２６の高さ（空間）Ｌ５を容易に確保できる。この凹部９２６では、上記傾斜部は直線をなしているので、弾性層９２０の加工および寸法管理が容易になる。
【００８６】
図７Ｂに示す凹部９２７は、長手方向Ｘに関して外側へ向かって開いた、横向きのＵ字形状の断面をもつ。これにより、凹部９２７が作る空間を容易に確保できる。
【００８７】
図７Ｃに示す台形の断面をもつ凹部９２８は、外径寸法が長手方向Ｘに関して外側へ向かって直線的に減少している傾斜部９２８ａと、この傾斜部９２８ａの外側に連なって、外径寸法が一定である平坦部９２８ｂとを有している。これにより、凹部９２８が作る空間を容易に確保できる。
【００８８】
図７Ｄに示すバーズビーク形状の断面をもつ凹部９２９は、外径寸法が長手方向Ｘに関して外側へ向かって徐々に緩やかに減少している傾斜部９２９ａと、この傾斜部９２９ａの外側に連なって、外径寸法が一定である平坦部９２９ｂとを有している。これにより、凹部９２９が作る空間を容易に確保できる。
【００８９】
これらの凹部９２６，９２７，９２８，９２９が設けられていれば、図６中に示した凹部９２５が設けられている場合と同様に、定着ローラ９００と加圧ローラ３００とが定着ベルト２００を介し圧接されて、定着ローラ９００の外周部の端部が長手方向Ｘに関して膨らもうとしても、上記凹部９２６，９２７，９２８，９２９を満たすのみに止めることが可能になる。これにより、定着ベルト９００にストレスを与えることが無くなり、上述した画像の乱れや金属層の破壊といった問題が解消される。
【００９０】
次に、図７Ｃに示す台形の断面をもつ凹部９２８に関して詳細に説明する。
【００９１】
この凹部９２８では、傾斜部９２８ａは直線をなしているので、図７Ａに示した凹部９２６と同様に、弾性層９２０の加工および寸法管理が容易になる。
【００９２】
また、図８Ａに示すように、この凹部９２８では、弾性層９２０の本来の外周面９２０ａに対して、上記傾斜部９２８ａは２０°以上かつ６５°以下の角度θ１、この例ではθ１＝６１．３°で屈曲している。θ１が２０°以上であるから、凹部９２８の長さＬ４を抑えながら凹部９２８の高さ（空間）Ｌ５を容易に確保できる。一方、θ１が６５°以下であるから、定着ローラ９００と加圧ローラ３００とが定着ベルト２００を介し圧接された状態で、例えばθ１が９０°である場合（図６中の凹部９２５）に比して、弾性層９２０のうち傾斜部９２８ａおよびその近傍部分に加わる剪断応力が緩和される。したがって、弾性層９２０が長時間の駆動に耐えられるようになり、信頼性が向上する。また、弾性層９２０の平坦部９２８ｂの外周面に対して、弾性層９２０の傾斜部は０°を超えかつ６５°以下の角度θ２、この例ではθ２＝６１．３°（＝θ１）で屈曲して立ち上がっている。したがって、弾性層９２０の傾斜部９２８ａ近傍に加わる剪断応力がさらに緩和される。したがって、弾性層９２０がさらに長時間の駆動に耐えられるようになり、さらに信頼性が向上する。
【００９３】
図１０、図１１は、定着ローラ９００と加圧ローラ３００とが定着ベルト２００を介し圧接されたときの、弾性層９２０の最大ひずみ、最大応力についてのＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析の結果を示している。図６中に示す凹部９２５を設けた場合に比して、図７Ｃ中に示す凹部９２８を設けた場合に、それぞれ最大主ひずみ、最大主応力が緩和されるという結果が得られている。図１３Ａ、図１３Ｂは、図７Ｃ中に示す凹部９２８を設けた場合において、定着ローラ９００と加圧ローラ３００とが定着ベルト２００を介し圧接される前、後の弾性層９２０の状態をシミュレーションした結果を示している。図１３Ａ、図１３Ｂ中の網の目は、弾性層９２０の各部の移動を示すために仮想的に設定したものである。これらの図１３Ａ、図１３Ｂから、圧接による応力がうまく分散されていることが分かる。
【００９４】
また、図１２は、「凹部なし」である未対策の場合と、図６中に示す凹部９２５を設けた場合と、図７Ｃ中に示す凹部９２８を設けた場合とで、定着装置を連続駆動したときの耐久性の結果を比較して示している。「凹部なし」の場合は、約２時間の連続駆動でベルト金属層が破壊した。図６中に示す凹部９２５を設けた場合は、弾性層９２０が破断するまで、約３２０時間の連続駆動が可能であった。図７Ｃ中に示す凹部９２８を設けた場合は、１０００時間の連続駆動でも不具合が発生しなかった。このように、凹部９２５、凹部９２８を設けたことによる効果が確認された。
【００９５】
弾性層９２０のうち傾斜部およびその近傍部分に加わる剪断応力を緩和する効果は、図７Ｄに示すバーズビーク形状の断面をもつ凹部９２９によっても得られる。図８Ｂに示すように、この凹部９２９では、弾性層９２０の本来の外周面９２０ａに対して、上記傾斜部９２９ａは２０°以上かつ６５°以下の角度θ１、この例ではθ１＝６１．３°で屈曲している。θ１が２０°以上であるから、凹部９２９の長さＬ４を抑えながら凹部９２９の高さ（空間）Ｌ５を容易に確保できる。一方、θ１が６５°以下であるから、定着ローラ９００と加圧ローラ３００とが定着ベルト２００を介し圧接された状態で、例えばθ１が９０°である場合（図６中の凹部９２５）に比して、弾性層９２０のうち傾斜部９２９ａおよびその近傍部分に加わる剪断応力が緩和される。したがって、弾性層９２０が長時間の駆動に耐えられるようになり、信頼性が向上する。また、弾性層９２０の平坦部９２９ｂの外周面に対して、弾性層９２０の傾斜部９２９ａは湾曲して立ち上がっている（なお、傾斜部９２９ａは０°を超えかつ６５°以下の角度θ２で屈曲して立ち上がっていても良い。）。したがって、弾性層９２０のうち傾斜部９２９ａおよびその近傍部分に加わる剪断応力がさらに緩和される。したがって、弾性層９２０がさらに長時間の駆動に耐えられるようになり、さらに信頼性が向上する。
【００９６】
また、図７Ｃ示す凹部９２８、図７Ｄに示す凹部９２９は、図７Ｂに示す凹部９２７と同様に、長手方向Ｘに関して外側に、外形寸法が一定である平坦部９２８ｂ，９２９ｂを有している。この場合、例えば図９中に示すように、弾性層９２０の外側端面９２０ｅの外径寸法を容易に或る程度確保できる。したがって、定着ベルト２００の蛇行を防止するための蛇行規制部材２５０を、弾性層９２０の外側端面９２０ｅに当接して容易に位置決めすることができる。これにより、定着ベルト２００の蛇行を有効に防止できる。
【００９７】
実施形態１、２および３では、本発明を定着装置に適用した例を示したが、本発明は、シート又は帯状の部材（ストリップ）を搬送する装置、さらには単に物を搬送するだけでなく、搬送物を加熱する装置、搬送物を塗装する装置、搬送物に他の物を貼り付ける装置にも提供可能である。そして、このような搬送装置にあっても、ローラによる搬送物への長手方向の押圧力の変動を低減することができ、また２つのローラの硬度が異なることに起因する搬送物およびベルトのローラの長手方向側端部の湾曲を解消できる。
【００９８】
当然、画像形成装置にあっては、定着装置にシートを搬送するための搬送装置にも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施形態１にかかる定着装置の断面図である。
【図２】図１に示す定着装置のＩＩ―ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３Ａ】従来の定着装置のニップ領域のローラ長手方向端部の断面図であって、定着ローラと加圧ローラが圧接されていない状態を示す図である。
【図３Ｂ】従来の定着装置のニップ領域のローラ長手方向端部の断面図であって、定着ローラと加圧ローラが圧接されている状態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態１にかかる別の定着装置の側面図である。
【図５】本発明の実施形態１にかかる画像形成装置の断面図である。
【図６】本発明の実施形態２にかかる定着装置であって、定着ローラの弾性層に矩形状の断面をもつ凹部を有するものを示す断面図である。
【図７Ａ】定着ローラの弾性層に設けられた三角形の断面をもつ凹部を示す図である。
【図７Ｂ】定着ローラの弾性層に設けられた横向きのＵ字形状の断面をもつ凹部を示す図である。
【図７Ｃ】定着ローラの弾性層に設けられた台形の断面をもつ凹部を示す図である。
【図７Ｄ】定着ローラの弾性層に設けられたバーズビーク形状の断面をもつ凹部を示す図である。
【図８Ａ】図７Ｃの凹部を詳細に示す図である。
【図８Ｂ】図７Ｄの凹部を詳細に示す図である。
【図９】定着ローラの弾性層の外側端面に蛇行規制部材を当接した態様を示す図である。
【図１０】定着ローラと加圧ローラとが定着ベルトを介し圧接されたときの、定着ローラの弾性層の最大主ひずみを、図６中に示す凹部を設けた場合と図７Ｃ中に示す凹部を設けた場合とで比較して示す図である。
【図１１】定着ローラと加圧ローラとが定着ベルトを介し圧接されたときの、定着ローラの弾性層の最大主応力を、図６中に示す凹部を設けた場合と図７Ｃ中に示す凹部を設けた場合とで比較して示す図である。
【図１２】「凹部なし」である未対策の場合と、図６中に示す凹部を設けた場合と、図７Ｃ中に示す凹部を設けた場合とで、定着装置を連続駆動したときの耐久性の結果を比較して示す図である。
【図１３Ａ】弾性層に図７Ｃ中に示す凹部を設けた場合において、定着ローラと加圧ローラとが定着ベルトを介し圧接される前の上記弾性層の状態を示す図である。
【図１３Ｂ】弾性層に図７Ｃ中に示す凹部を設けた場合において、定着ローラと加圧ローラとが定着ベルトを介し圧接された後の上記弾性層の状態を示す図である。
【符号の説明】
【０１００】
１０１，１０１’，９０１：定着装置、
１００，９００：定着ローラ、
１１０，９１０：芯金、
１２０，９２０：弾性層、
２００：定着ベルト、
２１０：加熱層、
２２０：弾性層、
２３０：離型層、
３００：加圧ローラ、
３１０：芯金、
３２０：弾性層、
３３０：離型層、
４００：シート
９２５，９２６，９２７，９２８，９２９：凹部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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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１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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