(57)【要約】【課題】ウォーミングアップ時間が僅かで済み、トナー層の厚さの厚い画像についても、高い定着率で安定に定着可能な定着装置を提供する。【解決手段】この発明の定着装置は、定着装置は、断熱性があり、弾性材の一面に導電層が形成された被加熱体１と、被加熱体１に所定の圧力で接触される加圧ローラ２を有し、両ローラ間に定義されるニップ部４を通過される用紙７に画像（トナー）を、長期にわたって安定な定着性を提供可能に、定着できる。【選択図】          図４
2005031308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱性を有し、導電層が一体に形成された弾性材であって、エンドレスベルト状または円筒状に形成され、導電層が所定の温度に維持される被加熱部材と、
この被加熱部材に対して所定の圧力を提供する加圧部材と、
前記被加熱部材を加熱する加熱装置と、を有する定着装置において、
前記弾性材の硬度が、長手方向の両端部において高められていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
断熱性を有し、導電層が一体に形成された弾性材であって、回転軸と同心円状の円筒状または回転軸により任意の位置が移動されるエンドレスベルト状に形成され、導電層が所定の温度に維持される被加熱部材と、
この被加熱部材に対して所定の圧力を提供する加圧部材と、
前記被加熱部材を加熱する加熱装置と、を有する定着装置において、
前記被加熱部材内を前記回転軸が貫通されていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
断熱性を有し、円筒状に形成され、外周面に、所定の温度に維持される導電層が一体に形成された被加熱部材と、
この被加熱部材に対して所定の圧力を提供する加圧部材と、
前記被加熱部材を加熱する加熱装置と、
前記被加熱部材の長手方向の両端部に設けられ、前記被加熱部材を回転可能に支持する支持部材と、を有することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
断熱性を有し、円筒状に形成され、外周面に、所定の温度に維持される導電層が、長手方向の両端部を除いた所定の領域に一体に形成された被加熱部材と、
この被加熱部材に対して所定の圧力を提供する加圧部材と、
前記被加熱部材を加熱する加熱装置と、を有することを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば静電複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置に利用可能で、被定着部材に出力画像を定着する定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスを用いた複写装置に組み込まれる定着装置は、被定着部材上に形成された現像剤すなわちトナーを加熱して溶融させ、被定着部材にトナーを固着するものである。なお、定着装置に利用可能なトナーを加熱する方法としては、ハロゲンランプ（フィラメントランプ）による放射熱を用いる方法や、うず電流により、金属ローラあるいはフィルムに誘導熱を発生させる誘導加熱による方法が、広く利用されている。
【０００３】
熱源としてハロゲンランプを用いる方法においては、被定着部材とトナーに、所定の圧力を提供可能に一対のローラを設け、少なくとも一方のローラの内部にハロゲンランプを配置する構成が広く用いられている。
【０００４】
一方、誘導加熱を用いる方法においては、薄い金属層（導体膜）を有する耐熱性フィルム材を無端ベルト状または円筒状として、被定着部材に接触させる例が知られている。
【０００５】
なお、円筒形剛体と、その外側に低熱伝導性材料からなる層を設け、その外側にさらに導電体層および離型層を配置し、離型層の外側に対面して、導電体層を誘導加熱する誘導過熱源を配置する定着ローラを用いる定着装置において、低熱伝導性材料を、シリコーンゴムまたは発泡シリコーンゴムとした例がある（例えば、特許文献１）。
【０００６】
また、表面から内側に向かって薄肉導電層、断熱層、支持層を、隣同士互いに密着させ、外部から励磁して加熱する像加熱装置において、断熱層の薄肉導電層と接する面または薄肉導電層の断熱層と接する面の一方もしくは両方の面を粗面化した例がある（例えば、特許文献２）。
【０００７】
一方、導電発熱部材の弾性層中あるいは表層中に、導電性で高透磁率の粒子やウィスカーを分散させることにより、弾性層や導電発熱層として機能させた加熱装置の例がある（例えば、特許文献３）。
【０００８】
さらに、弾性体層を含み、その外部に厚さ１０〜１５０μｍの金属スリーブを設けた加熱回転体を、加熱手段により外部より加熱する加熱装置の例がある（例えば、特許文献４）。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−４９２６１号公報（要約、図１、図２、段落［００１６］、同［００２２］）
【００１０】
【特許文献２】
特開２００１−５３１５号公報（要約、請求項３、図１ないし図４、段落［００２７］、同［００３２］〜［００３６］）
【００１１】
【特許文献３】
特開平８−７６６２０号公報（要約、図１、請求項１ないし３項）
【００１２】
【特許文献４】
特開平８−１２９３１３号公報（要約、請求項１、図２）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示された定着装置においては、熱容量の小さな導電体層を低熱伝導性材料からなる層の外側に設けたことにより、ローラ体を用いて、クイック発熱を可能としているが、低熱伝導性材料からなる層がシリコーンゴムあるいは発泡倍率が２５０％の発泡シリコーンゴムの層であり、トナー層が厚くなることの多いカラー用定着装置とした場合に、文字画像において、つぶれが生じる虞れがある。
【００１４】
特許文献２に開示された像加熱装置においては、加圧ローラ及び加熱ローラの圧接部において、ニップ出口の排紙のカール方向が記録材上のトナー側となり、加熱ローラヘの記録材の巻きつきやホットオフセットが発生する虞れがある。
【００１５】
特許文献３に開示された加熱装置においては、導電体層が接着剤等による接着で形成されることに起因して、接着剤が劣化することで表面にしわが生じ、または導電体層が剥がれる虞れがある。
【００１６】
特許文献４に開示された加熱装置においては、クイック発熱は可能であるが、芯金部に当たる支持部や両端の支持部への伝熱が大きいため、小サイズの用紙を通紙した場合に、ローラ端部の温度が上昇する問題がある。
【００１７】
この発明の目的は、ウォーミングアップ時間が短縮可能で、トナー層の厚さの厚い画像についても、高い定着率で安定に定着可能な定着装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、断熱性を有し、導電層が一体に形成された弾性材であって、エンドレスベルト状または円筒状に形成され、導電層が所定の温度に維持される被加熱部材と、この被加熱部材に対して所定の圧力を提供する加圧部材と、前記被加熱部材を加熱する加熱装置と、を有する定着装置において、前記弾性材の硬度が、長手方向の両端部において高められていることを特徴とする定着装置を提供するものである。
【００１９】
またこの発明は、断熱性を有し、導電層が一体に形成された弾性材であって、回転軸と同心円状の円筒状または回転軸により任意の位置が移動されるエンドレスベルト状に形成され、導電層が所定の温度に維持される被加熱部材と、この被加熱部材に対して所定の圧力を提供する加圧部材と、前記被加熱部材を加熱する加熱装置と、を有する定着装置において、前記被加熱部材内を前記回転軸が貫通されていることを特徴とする定着装置を提供するものである。
【００２０】
さらにこの発明は、断熱性を有し、円筒状に形成され、外周面に、所定の温度に維持される導電層が一体に形成された被加熱部材と、この被加熱部材に対して所定の圧力を提供する加圧部材と、前記被加熱部材を加熱する加熱装置と、前記被加熱部材の長手方向の両端部に設けられ、前記被加熱部材を回転可能に支持する支持部材と、を有することを特徴とする定着装置を提供するものである。
【００２１】
またさらにこの発明は、断熱性を有し、円筒状に形成され、外周面に、所定の温度に維持される導電層が、長手方向の両端部を除いた所定の領域に一体に形成された被加熱部材と、この被加熱部材に対して所定の圧力を提供する加圧部材と、前記被加熱部材を加熱する加熱装置と、を提供するものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明が適用される定着装置について、説明する。
【００２３】
図１および図２は、この発明の実施の形態が適用される定着装置の一例を示す概略図である。なお、図１は、定着装置を用紙が搬送される方向と直交する方向から見た状態を示し、図２は、定着装置を用紙が搬送される方向の手前側（用紙搬入側）から見た状態を示している。
【００２４】
図１および図２に示されるように、定着装置は、加熱（定着）ローラ１と、加熱ローラ１に対して所定の圧力で接触される加圧（プレス）ローラ２を有する。なお、加熱ローラ１は、例えば直径４０ｍｍで、加圧ローラ２は、例えば直径４０ｍｍである。また、加熱ローラ１または加圧ローラ２の少なくとも一方は、弾性材を円筒形あるいはベルト状としたエンドレス部材である。
【００２５】
加圧ローラ２は、中心軸２ａを有し、中心軸２ａが加圧スプリング３ａにより加圧される加圧機構３から所定の圧力を受けることにより加熱ローラ１に対して圧接されている。これにより、加熱ローラ１と加圧ローラ２とが接する位置で、所定の幅のニップ部４が形成される。
【００２６】
加熱ローラ１の周囲の所定位置、例えばニップ部４よりも加熱ローラ１が回転される方向の上流には、少なくとも加熱ローラ１の表面を所定温度まで昇温可能な加熱装置５が設けられている。なお、加熱装置５は、例えば誘導加熱用のうず電流を加熱ローラ１の表面に発生させることのできるコイル部材である。また、詳述しないが、加熱装置５は、加熱ローラ１の外周を、放射熱により昇温させるハロゲンランプ等であってもよい。
【００２７】
加熱ローラ１の周囲の所定位置であって、例えばニップ部４よりもローラ１が回転される方向の下流側には、加熱ローラ１の表面に付着することのあるトナーを除去するクリーニングローラ６が設けられている。
【００２８】
加熱ローラ１の周上であって、ニップ部４よりも回転方向下流側の所定の位置には、用紙７を加熱ローラ１から剥離させる剥離爪８が設置されている。なお、剥離爪８は、用紙７が、剥離爪８を用いることなく加熱ローラ１から剥離可能であれば、必ずしも設けられる必要はない。また、剥離爪８は、必要に応じて複数個設けられてもよい。なお、加圧ローラ２の外周にも、用紙７が加圧ローラ２に付着することを抑止可能な剥離爪（図示せず）が設けられてもよい。
【００２９】
また、加熱ローラ１と加圧ローラ２により形成されるニップ部４の上流には、用紙７の先端をニップ部４に案内するガイド板９が設けられている。
【００３０】
加熱ローラ１の周上であって、ニップ部４、クリーニングローラ６、剥離爪８等と競合（干渉）しない所定の位置には、加熱ローラ１の表面の温度を検出するサーミスタ１０およびサーミスタ１０の焼損等に起因する加熱ローラ１の異常な温度の上昇を検知して加熱装置５への電力の供給を遮断するサーモスタット１１が設けられている。なお、サーミスタ１０およびサーモスタット１１は、通常、加熱ローラ１の長手方向に、複数（図２に示されるように、サーミスタは３個、サーモスタットは２個）設けられる。
【００３１】
加熱ローラ１は、駆動モータ（図示せず）により、矢印（ＣＷ）方向に所定の速度で回転される。従って、加圧ローラ２は、加熱ローラ１の回転に従って矢印（ＣＣＷ）方向に回転される。
【００３２】
トナー像（トナー）を保持した用紙７が、表面が所定の温度に昇温された加熱ローラ１と加圧ローラ２との間のニップ部４に搬送されることにより、用紙７上のトナーが溶融される。溶融されたトナーは、加圧ローラ２から提供される圧力により用紙７に圧着されることで、用紙７に固着（定着）される。
【００３３】
図３は、図１および図２により前に説明した定着装置に用いられる加熱ローラあるいは加圧ローラすなわちエンドレス部材に適用される構成の特徴を説明する概略図である。なお、以下に説明する特徴
（構成）は、加熱ローラあるいは加圧ローラの少なくとも一方に適用可能であり、両ローラに同一の構造が適用されてもよいことはいうまでもない。
【００３４】
図３に示すように、エンドレス部材は、円筒状もしくはベルト状の弾性材２１を有する。なお、弾性材２１は、例えば耐熱性のある発泡材料により形成され、熱伝導率０．２５Ｗ／ｍ×ｋ以下の断熱性を有する。また、弾性材２１は、伸縮可能で、硬度（ＡＳＣＡＲ−Ｃゴム硬度）４５°以下で、弾性係数（ヤング率）３．５×１０−４以下の材質により形成される。なお、耐熱温度は、定着装置として要求される定着温度以上であることはいうまでもない。
【００３５】
弾性材２１には、図１および図２に示した定着装置に組み込む場合に用紙７と接する側に、所定の熱容量を有する導電層２２およびトナーあるいは用紙７の粉等が固着することが抑止可能な離型層２３が形成されている。
【００３６】
導電層２２は、所定の厚さのフィルム状またはシート状の薄い金属層（金属薄層）であり、例えばシート状またはフィルム状の金属が、接着剤による接着とは異なる溶接または溶着により、弾性材２１に固定されたものである。また、導電層２２は、析出、メッキ、電気鋳造等による生成も可能である。
【００３７】
離型層２３は、例えば耐熱シリコーンゴム等が所定の厚さに形成された薄膜であり、高い弾性係数を呈する。なお、離型層２３は、ＰＦＡチューブやＰＦＡ層でも構わない。また、離型層２３は、ニップ部４によりトナーが定着された用紙７が加熱ローラ１から確実に分離できる場合には、省略可能である。
【００３８】
エンドレス部材は、弾性材２１の側２４が内側になるように、円筒状あるいはベルト状等の任意の形状のエンドレス形状に形成される。このため、エンドレス部材は、加熱ローラ１および加圧ローラ２のいずれか、あるいは両者に利用可能である。なお、エンドレス部材を円筒状とした場合、内側が必ずしも中空である必要もない。
【００３９】
以上説明した定着装置においては、エンドレス部材２１の硬度（ＡＳＣＡＲ−Ｃゴム硬度）が４５°以下であることにより、画像形成速度が低速の定着装置に利用した場合に、ニップ部を通過する時間が長くなって過剰な圧力を受け、用紙上のトナー、特に文字画像が潰れることが防止できる。また、用紙上のトナーがカラー画像であって複数のトナーが重ね合わせられている場合に、ローラの硬度が高すぎて、光沢の程度が所定の程度（範囲）から外れることが抑止される。
【００４０】
しかも、エンドレス部材２１の弾性係数を３．５×１０−４以下としたことにより、ニップ部４による変形から元の形状に戻る際の弾性力が高く、用紙を剥離する際に用紙側のトナーが引きずられて画像がずれことが抑止される。
【００４１】
また、所定の厚さのフィルム状またはシート状の薄い金属層（金属薄層）を、溶接または溶着により弾性材２１に固定して導電層２２としたので、定着装置として用いた場合のトナーを用紙７へ定着可能な温度、例えば２００℃前後の温度で長時間利用された場合であっても、導電層２２が剥がれることに起因してしわが寄る等の悪影響が生じることもない。従って、ニップ部４を通過される用紙７に固着されるトナーすなわち用紙７に定着される画像ににじみが生じ、あるいは画像がぶれることが抑止される。
【００４２】
図４は、図１および図２により前に説明した定着装置の変形例を示す概略図である。なお、図１および図２により前に説明した定着装置と同じ構成には、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４３】
図４に示した定着装置においては、エンドレス部材を、弾性材２１の側２４が内側になるように、円筒状とした加熱ローラ１を、熱線、例えば近赤外線あるいは遠赤外線を比較的多く放射可能なヒータランプ１１５と、ヒータランプ１１５により放射される熱を、加熱ローラ１の導電層２２に向けて反射するリフレクタ１１５ａにより、加熱することを特徴とする。なお、ヒータランプ１１５としては、例えば周知のハロゲンランプ等が、安価に、しかも容易に入手可能である。
【００４４】
また、図４に示した定着装置においても、加熱ローラ１の内側が必ずしも中空である必要はない（中実であってもよい）。
【００４５】
従って、図４により説明した定着装置においても、図１および図２により前に説明した定着装置で得られる全ての効果が得られる。また、コスト面でも、図１および図２により前に説明した定着装置に比較して、何ら遜色がない。
【００４６】
図５は、図１および図２により前に説明した定着装置の加熱ローラを、ベルト状とした例を示す概略図である。なお、図１および図２により前に説明した定着装置と同じ構成には、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４７】
図５に示す定着装置は、所定の円周長に形成したエンドレス部材を、軸２１１ａと軸２１１ｂとに掛け渡してベルト（ループ）状とした加熱ベルト２１１を、用いることを特徴とする。なお、加熱ベルト２１１の弾性材（図３の符号２１に相当）の厚さは、一例を示すと、７ｍｍ程度である。また、加熱装置２１５は、図５に示した例では、誘導加熱方式を用いている。
【００４８】
図５に示した定着装置においても、図１および図２により前に説明した定着装置で得られる全ての効果が得られる。また、コスト面でも、図１および図２により前に説明した定着装置に比較して、何ら遜色がない。
【００４９】
なお、図１および図２ならびに図４により説明した定着装置においては、加熱ローラ１のエンドレス部材は、図３により説明した弾性材２１の側２４が内側になるように、円筒状に形成される。このため、加熱ローラ１単体を考慮すると、画像形成回数が増大されるにつれて、圧力および熱の影響により、弾性材２１が劣化することが予想される。
【００５０】
このことから、図６により以下に説明するように、加熱ローラの弾性材が劣化して弾性係数が大きくなった場合においても、定着に寄与するローラ部分（用紙７が搬送される際に用紙７と接触される領域）３１１に一定以上の圧力がかかることを防止するために、フランジ部３１２を設けることが好ましい。
【００５１】
このように、加熱ローラの長手方向に関し、用紙にトナーを定着させるために利用される領域（ローラ部分）３１１以外の弾性を低く（硬度を高く）することで、画像形成が繰り返される回数に拘わりなく、ローラ部分３１１に所定の圧力よりも大きな圧力がかかることが防止できる。
【００５２】
この構造により、加圧ローラとの間に規定されるニップ幅が、長期にわたって一定に保持されるので、画像形成が繰り返される回数が増大した場合において、例えばニップ部の幅が増大されることに起因して定着画像がつぶれることが防止できる。また、用紙が剥離されずに加熱ローラまたは加圧ローラに巻きつくことが防止できる。
【００５３】
なお、フランジ部３１２は、例えば非導電性金属もしくは金属以外で熱容量の小さい材料により形成される。この場合、その製造方法や工程等は、何ら制約を受けない。また、フランジ部３１２とエンドレス部材すなわち弾性材２１を固定（接続）する構成および方法としては、例えば接着等の周知のさまざまな方法が利用可能である。この場合、フランジ部３１２と加熱ローラ３１１（弾性材）とは、弾性材（ローラ体）の端部が、フランジ部３１２と全面で接した状態で固定されることが好ましい。
【００５４】
さらに、フランジ部３１２は、非導電性金属または金属以外の材料により形成されることから、加熱装置により加熱された際に、用紙が通過されることのない端部の温度が不所望に増大することが抑止される。
【００５５】
また、ローラ体３１１とフランジ部３１２とを別部材としたことにより、フランジ部３１２の軸３１３に伝達されるローラ体３１１で発生された熱の量が低減される。従って、図示しない軸受け部の温度が上昇することが抑止され、軸受け部に要求されるコストが低減される。
【００５６】
図７は、図６に代わり、エンドレス部材すなわち弾性材が圧力および熱の影響により劣化することを抑止できる別の実施の形態を説明している。
【００５７】
図７に示される加熱ローラは、加熱ローラの長手方向に関して、用紙にトナーを定着させるために利用される領域（ローラ部分）４１１以外の領域、すなわちローラ端部４１２において、弾性が低く（硬度が高く）形成されることを特徴とする。
【００５８】
すなわち、加熱ローラの弾性材が劣化して弾性係数が大きくなった場合においても、定着に寄与するローラ部分（用紙７が搬送される際に用紙７と接触される領域）４１１に一定以上の圧力がかかることを防止するため、ローラ部４１１の両側の端部４１２の硬度を高めて弾性材を形成することにより、画像形成が繰り返される回数に拘わりなく、ローラ部分４１１に所定の圧力よりも大きな圧力がかかることが防止できる。
【００５９】
この場合、ローラ部４１１および両端部４１２のそれぞれに対応される弾性材の硬度は、例えば弾性材の発泡率を制御することにより、容易に設定される。
【００６０】
なお、ローラ部分４１１の軸方向の長さは、少なくとも用紙７が搬送される際に用紙７と接触される領域よりも僅かに長く定義されることで、製造上の管理幅「Ｃ」の下限値を比較的緩く、すなわちコストを低く、製造可能となる。また、両端部４１２に対応される領域Ｃ´の軸方向長さは、トナーを用紙に定着する際の定着性に影響を与えることのない長さに、任意に設定できるので、ローラ部分４１１の管理幅「Ｃ」が下限値よりも短くなることのないよう、製造工程を管理することのみにより、容易に形成できる。
【００６１】
また、ローラ部分４１１の管理幅「Ｃ」の長さは、搬送される用紙の内で最大幅の用紙の幅よりも僅かに広く（長く）形成され、例えばＡ３サイズの用紙を、用紙の短辺方向を搬送方向と直交する方向に向けた状態で搬送する場合においては、２９７ｍｍより広く（長く）設定される。
【００６２】
図１０は、エンドレス部材すなわち加熱ローラのフランジ部の構成の別の実施の形態を説明する概略図である。
【００６３】
図１０に示される通り、例えば図６に示したフランジ部に代えて、エンドレス部材すなわち加熱ローラ５１１の両端部に、フランジ５３１を、複数のワイヤ５２１により接続してもよい。
【００６４】
すなわち、加熱ローラの弾性材のうち、用紙にトナーを定着させるために利用される領域（ローラ部分）５１１以外の弾性を低く（硬度を高く）することで、画像形成が繰り返される回数に拘わりなく、ローラ部分５１１に所定の圧力よりも大きな圧力がかかることが防止できる。
【００６５】
この構造により、加圧ローラとの間に規定されるニップ幅が、長期にわたって一定に保持されるので、画像形成が繰り返される回数が増大した場合において、例えばニップ部の幅が増大されることに起因して定着画像がつぶれることが防止できる。また、用紙が剥離されずに加熱ローラまたは加圧ローラに巻きつくことが防止できる。
【００６６】
なお、フランジ５３１と加熱ローラ５１１は、複数のワイヤ（接続部）５２１により、加熱ローラ５１１の弾性を不所望に低下、または変形に際して不所望な制約を与えることなく接続されるので、ニップ部４の幅が適切に管理できる。
【００６７】
また、フランジ５３１と加熱ローラ５１１すなわち弾性材２１とが、別工程により製造されることから、加熱ローラ５１１の汎用性が拡大される。
【００６８】
さらに、フランジ５３１は、ローラ体と独立に、非導電性金属あるいは金属以外の材料により形成されることから、加熱装置により加熱された際に、用紙が通過されないローラ体の端部の温度が不所望に増大することが抑止される。
【００６９】
なお、図６により既に説明したと同様にフランジ５３１の加熱ローラ５１１の端部と接触される側と反対の側に、高強度の軸５３１ａを設けることにより、加圧スプリング３ａおよび加圧機構３により加圧ローラを介して提供される圧力を、加熱ローラ５１１の長手方向の全域について概ね均一に設定できる。
【００７０】
すなわち、軸５３１ａを設けることで、加圧ローラ２との間に規定されるニップ部４の圧力が均一となり、定着性が向上される。また、例えばカラートナーによるカラー画像の場合、加熱ローラの長手方向すなわち用紙が搬送される方向と直交する方向の光沢の程度が均一化される。
【００７１】
なお、軸５３１ａの材質としては、金属、例えばアルミニウムまたはステンレス等の鋼材もしくはセラミック等が適している。また、軸５３１ａは、図示しないが加熱ローラ５１１内部を貫通されてもよい。
【００７２】
さらに、ローラ体５１１とフランジ５３１とを別体としたことにより、ローラ体５１１からの熱により軸５３１ａが加熱されることが低減され、図示しない軸受け部の温度が上昇することが抑止される。これにより、軸受け部のコストが低減される。
【００７３】
図８および図９は、エンドレス部材すなわち弾性材を円筒状とした場合の外形径の特徴を説明している。なお、前に説明した通り、弾性材を円筒状とした場合には、加熱ローラおよび加圧ローラのいずれか一方、あるいは両者に利用可能であるから、ここでは、弾性金属ローラと呼称する。
【００７４】
図８および図９に示される弾性金属ローラは、ローラの軸方向に沿って、外径が連続的に変化されている。なお、図８に示す例では、軸（長手）方向の中央部（Ａ部）に比較して、両端部（Ｂ部）の直径（外径）が大きくなるように、形成されている。また、図９に示す例では、軸（長手）方向の中央部（Ａ部）に比較して、両端部（Ｂ部）の直径（外径）が小さくなるように、形成されている。
【００７５】
この構造により、用紙７がニップ部４から排出される際に、用紙７の角部に向かう力が作用することから、用紙７に、しわが生じることが防止される。また、用紙７に、用紙７が搬送される方向の曲率の変化であるカールが発生することも抑止される。
【００７６】
但し、加熱ローラと加圧ローラのそれぞれが同じ特性（外形の特徴）のローラ同士とならないように、組み合わせが選択されることはいうまでもない。
【００７７】
なお、弾性金属ローラとしては、図６および図７により前に説明したと同様に、ローラ体の長手方向の両端部の硬度が中央部に比較して高められているローラである。また、硬度が変化されるべき領域は、図７により既に説明したが、搬送される用紙のうちで最大幅の用紙の幅（最大用紙通過幅）よりも僅かに広く（長く）形成され、例えばＡ３サイズの用紙を、短辺方向を搬送方向と直交する方向に向けた状態で搬送する場合においては、２９７ｍｍより広く（長く）設定される。
【００７８】
図１１は、エンドレス部材すなわち弾性材の圧力を、ニップ部の長手方向で、概ね均一にできる実施の形態を説明している。
【００７９】
図１１に示される加熱ローラは、用紙にトナーを定着させるために利用される領域すなわちローラ部分６１１以外の領域にフランジ部６１２を設け、軸６１３を、ローラ部分６１１内部を貫通させた構造としている。なお、ローラ体単体としては、図６および図７により前に説明したと同様のローラ部分よりも両端部の硬度が高いものが利用される。
【００８０】
なお、軸６１３を貫通軸としたことにより、加圧ローラにより提供される圧力を、ローラ体６１１の長手方向の全域について、概ね均一に設定できる。なお、軸６１３の材質としては、金属、例えばアルミニウムまたはステンレス等の鋼材もしくはセラミック等が適している。
【００８１】
すなわち、６１３を設けることで、加圧ローラ２との間に規定されるニップ部４の圧力が均一となり、定着性が向上される。また、例えばカラートナーによるカラー画像の場合、光沢の程度が均一化される。
【００８２】
また、フランジ部６１２を、図６に示した例に準じて、熱容量の小さい材料により構成することで、加熱装置により加熱された際に、用紙が通過されることのない端部の温度が不所望に増大することが抑止される。
【００８３】
なお、ローラ体部分（弾性材）は、内側が必ずしも中空である必要はないが、もちろん、中空であってもよいことは、いうまでもない。
【００８４】
図１２は、エンドレス部材すなわち弾性材のさらに別の特徴を説明している。
【００８５】
図１２に示されるように、弾性材７１１の中央部分すなわち用紙が搬送される際に用紙と接触される領域における導電層（図３で符号２２で説明されている）の長さＤは、図７により既に説明したと同様に、搬送される用紙の内で最大幅の用紙の幅（最大用紙通過幅）よりも僅かに広く（長く）形成され、例えばＡ３サイズの用紙を、用紙の短辺方向を搬送方向と直交する方向に向けた状態で搬送する場合においては、２９７ｍｍより広く（長く）設定される。
【００８６】
すなわち、導電層の軸方向の範囲は、
最大用紙通過幅  ＜  導電層範囲  ＜  弾性材長さ
である。
【００８７】
また、ローラ体７１１の導電層が形成される領域の長さを、搬送される用紙の最大の幅に基づいて設定することにより、加熱装置により加熱された際に、用紙が通過されることのない端部の温度が不所望に増大することが抑止される。
【００８８】
以上説明したように、この発明の定着装置は、定着対象と接する面に、少なくとも導電層を設けた弾性材を用いて、長期に亘って、安定な定着性を得ることができる。弾性材の両端をフランジ状とし、または硬度を高めたことにより、弾性材が劣化することが抑制される。
【００８９】
また、弾性材を用いることによりニップ部を好適に設定でき、しかもニップ部の幅や弾性材の特性が、画像形成回数の累計に応じて変化することを抑止できるので、定着時に画像（トナー）がずれて、不良画像が生じることが防止できる。しかも、加圧性能も向上されるので、長手方向の全域において、均一な定着性を得ることができる。なお、定着対象がカラー画像である場合には、光沢の程度が変化することも抑止される。
【００９０】
さらに、導電層（発熱部材）の熱容量が小さいため、ウォームアップに必要な時間が僅かでよく、消費電力の少ない定着装置が得られる。
【００９１】
またさらに、導電層を、弾性材の両端部を除いて形成したことにより、または別部材のフランジを設けたことにより、ローラ軸受け部の温度上昇が抑制され、軸受け部材のコストが低減される。
【００９２】
さらにまた、ローラの両端部の温度が上昇しにくいことにより、および導電層をローラの両端部を除いた形成したことにより、幅の狭い用紙に対する画像形成が繰り返された場合であっても、ローラ端部または非通紙部の温度が異常に上昇することが防止できる。
【００９３】
なお、この発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々な変形、変更が可能である。また、各実施の形態は、可能な限り適宜組み合わせて実施されてもよく、その場合、組み合わせによる効果が得られる。例えば、上述した実施の形態を説明するために、カラー画像形成装置に利用可能な定着装置の一例を説明したが、トナーを用いるファクシミリ装置等にも利用可能であることはいうまでもない。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、消費電力が少なく、長期にわたって安定な定着性能が維持可能で、しかも低コストの定着装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態が適用される定着装置の一例を示す概略図。
【図２】図１に示した定着装置を、用紙が搬送される方向の手前側（用紙搬入側）から見た状態を示す概略図。
【図３】図１および図２に示した定着装置に用いられるエンドレス部材に適用される構成の特徴を説明する概略図。
【図４】図１および図２に示した定着装置の変形例を示す概略図。
【図５】図１および図２により説明した定着装置の加熱ローラをベルト状とした例を示す概略図。
【図６】図１、図２および図４により説明した定着装置に利用可能な加熱ローラの構成の特徴を説明する概略図。
【図７】図１、図２および図４により説明した定着装置に利用可能な加熱ローラの構成の特徴を説明する概略図。
【図８】図１、図２および図４により説明した定着装置に利用可能な加熱ローラの構成の特徴を説明する概略図。
【図９】図１、図２および図４により説明した定着装置に利用可能な加熱ローラの構成の特徴を説明する概略図。
【図１０】図１、図２および図４により説明した定着装置に利用可能な加熱ローラの構成の特徴を説明する概略図。
【図１１】図１、図２および図４により説明した定着装置に利用可能な加熱ローラの構成の特徴を説明する概略図。
【図１２】図１、図２および図４により説明した定着装置に利用可能な加熱ローラの構成の特徴を説明する概略図。
【符号の説明】
１…加熱ローラ（エンドレス部材）、２…加圧ローラ（エンドレス部材）、３…加圧機構、４…ニップ部、５，１１５…加熱装置、６…クリーニングローラ、２１…弾性材、２２…導電層、２３…剥離層、３１１，４１１…ローラ体（硬度−低）、３１２…フランジ部（硬度−高）、４１２…ローラ体（硬度−高）、５１１…ローラ体、５２１…ワイヤ（接続部）、５３１…フランジ、５３１ａ…軸、６１３…貫通軸、７１１…導電層（最大用紙通過幅）。
【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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