(57)【要約】【課題】部品点数を増やすことなく、通紙時の従動部材のスリップ現象を抑制し、良好な画像品質を得ることのできる定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】回転する定着部材と、前記定着部材を押圧して通過する記録媒体上の未定着トナーを該記録媒体に定着させるニップ部を形成する加圧ローラ３１と、前記定着部材を加熱するヒータと、を備え、加圧ローラ３１は、円筒状の芯金３２と、芯金３２の外周上に設けられる弾性層３３と、からなるローラ部材であって、非通紙部の少なくとも軸方向の一部における芯金３２の外径ＲＯ１が通紙部におけるその外径ＲＯ２よりも大きく、前記非通紙部の少なくとも軸方向の一部における弾性層３３の厚さｔ１が通紙部におけるその厚さｔ２よりも薄くなっている。【選択図】図３
2012103467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する定着部材と、
前記定着部材を押圧して通過する記録媒体上の未定着トナーを該記録媒体に定着させるニップ部を形成する加圧部材と、
前記定着部材を加熱する加熱手段と、を備え、
前記定着部材又は加圧部材は、少なくとも円筒状の芯金と、該芯金の外周上に設けられる弾性層と、からなるローラ部材であって、非通紙部の少なくとも軸方向の一部における前記芯金の外径が通紙部におけるその外径よりも大きく、前記非通紙部の少なくとも軸方向の一部における前記弾性層の厚さが通紙部におけるその厚さよりも薄くなっていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ローラ部材は、その外周面が軸方向に略平坦であ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】
前記芯金は、軸方向で一定の厚みとなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記芯金は、軸方向で内径が一定であって、前記非通紙部の少なくとも軸方向の一部における厚さが通紙部における厚さよりも厚くなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項５】
前記芯金は、非通紙部における外径が前記通紙部側からローラ端部側に向かうにつれて徐々に大きくなっており、前記弾性層は、前記非通紙部における厚さが前記通紙部側からローラ端部側に向かうにつれて徐々に薄くなっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記ローラ部材は、前記非通紙部の少なくとも軸方向の一部の表面が前記通紙部表面と異なる材料で構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記ローラ部材は、前記通紙部表面が前記弾性層上に形成される離型層で構成されており、前記非通紙部の少なくとも軸方向の一部の表面が該離型層よりも摩擦係数の大きな材料で構成されていることを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記ローラ部材における前記非通紙部の少なくとも軸方向の一部の表面は、前記弾性層が露出していることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
前記ローラ部材における弾性層は、前記非通紙部の少なくとも軸方向の一部と前記通紙部とで硬度が異なる材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の定着装置を備える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、熱と圧力により記録媒体にトナーを定着させる定着装置及び該定着装置を備える電子写真方式、静電記録方式等を利用したＦＡＸ、プリンタ、複写機またはそれらの複合機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録媒体（被定着材、用紙、記録紙ともいう）に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録媒体上のトナー画像を定着する過程により成立している。
【０００３】
この定着装置では、対向するローラもしくはベルトもしくはそれらの組み合わせにより構成された定着部材及び加圧部材が当接してニップ部を形成するように配置されており、該ニップ部に記録媒体を挟みこみ、熱および圧力を加え前記トナー像を記録媒体上に定着することを行っている。
【０００４】
前記定着装置の一例を挙げると、複数のローラ部材に張架された定着ベルトを定着部材として用いる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような定着ベルトを用いた装置は、定着部材としての定着ベルト（無端状ベルト）、定着ベルトを張架・支持する複数のローラ部材、複数のローラ部材のうち１つのローラ部材に内設されたヒータ、加圧ローラ（加圧部材）、等で構成されている。ヒータは、ローラ部材を介して定着ベルトを加熱する。そして、定着ベルトと加圧ローラとの間に形成されたニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像は、ニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される（ベルト定着方式）。
【０００５】
また、このような定着装置において、定着部材、加圧部材のいずれかを駆動により回転する部材（駆動部材）とし、他方を該駆動部材に連れ回りする従動部材としているが、通常、加圧部材を駆動部材とし、定着部材を従動部材としている。
【０００６】
ここで、通紙時にはニップ部に記録媒体が挿入されて、ニップ部では大部分が定着部材と加圧部材が接触しなくなり、両者間の摩擦力が減少するため、従動部材（例えば定着部材）が駆動部材（例えば加圧部材）に対して遅れて回転してしまうスリップ現象が発生し、画像品質を劣化させてしまう問題があった。
【０００７】
この問題に対しては、加圧部材の軸方向において端部表層を中央部よりも高摩擦係数の材料からなるものとしたり、あるいは軸方向端部が中央部よりも定着部材に対して高荷重で押圧したりすることで、該定着部材を加圧部材に対して確実に連れ回りさせる構成の定着装置が提案されている。
【０００８】
例えば、特許文献２では、加圧部材である加圧ベルトの非通紙部と定着部材である加熱ローラの非通紙部に高摩擦体をもうけ、さらにこの加圧ベルトの内部から別部材で加熱ローラに押し付けることで充分なグリップを得て駆動させる構成が開示されている。しかしながら、この方法では加圧部材を定着部材に押し付ける部材が別に必要であり、部品点数の増加につながることから、コストの面で不利である。また部品が増えることで熱容量が増えることになり、熱効率も下がってしまう。
【０００９】
また特許文献３では、定着部材である加熱ローラの端部グリップ部を中央通紙部よりも大きい外径に設定し、記録媒体が通過する際に加圧部材の端部と加熱ローラの端部同士が離れることを防止し、確実に端部のグリップで動力を伝達できる構成が開示されている。この場合、定着部材の回転数（あるいは速度）は端部で決まるが、記録媒体の速度は通紙部となる中央部で決まる。そのため、通紙部と端部で加熱ローラの外径差が大きくなると、加熱ローラの速度と記録媒体の搬送速度に差が生じ、結果として画像品質が劣化する問題が発生してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、以上の従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、部品点数を増やすことなく、通紙時の従動部材のスリップ現象を抑制し、良好な画像品質を得ることのできる定着装置及び該定着装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。なお、カッコ内に本発明を実施するための形態において対応する部位及び符号等を示す。
〔１〕  回転する定着部材（定着ベルト２１、定着ローラ）と、前記定着部材を押圧して通過する記録媒体（記録媒体Ｐ）上の未定着トナー（トナー像Ｔ）を該記録媒体に定着させるニップ部を形成する加圧部材（加圧ローラ３１）と、前記定着部材を加熱する加熱手段（ヒータ２５）と、を備え、前記定着部材（前記定着ローラの場合）又は加圧部材は、少なくとも円筒状の芯金（芯金３２）と、該芯金の外周上に設けられる弾性層（弾性層３３）と、からなるローラ部材であって、非通紙部の少なくとも軸方向の一部における前記芯金の外径（外径ＲＯ１）が通紙部におけるその外径（外径ＲＯ２）よりも大きく、前記非通紙部の少なくとも軸方向の一部における前記弾性層の厚さ（厚さｔ１）が通紙部におけるその厚さ（厚さｔ２）よりも薄くなっていることを特徴とする定着装置（定着装置２０、図２〜図５）。
〔２〕  前記ローラ部材（加圧ローラ３１）は、その外周面が軸方向に略平坦であることを特徴とする前記〔１〕に記載の定着装置（図３〜図５）。
〔３〕  前記芯金は、軸方向で一定の厚みとなっていることを特徴とする前記〔１〕または〔２〕に記載の定着装置（図３，図５）。
〔４〕  前記芯金は、軸方向で内径（内径ＲＩ）が一定であって、前記非通紙部の少なくとも軸方向の一部における厚さが通紙部における厚さよりも厚くなっていることを特徴とする前記〔１〕または〔２〕に記載の定着装置（図４）。
〔５〕  前記芯金は、非通紙部における外径が前記通紙部側からローラ端部側に向かうにつれて徐々に大きくなっており、前記弾性層は、前記非通紙部における厚さが前記通紙部側からローラ端部側に向かうにつれて徐々に薄くなっていることを特徴とする前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の定着装置（図５）。
〔６〕  前記ローラ部材は、前記非通紙部の少なくとも軸方向の一部の表面が前記通紙部表面と異なる材料で構成されていることを特徴とする前記〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の定着装置（図６〜図８）。
〔７〕  前記ローラ部材は、前記通紙部表面が前記弾性層上に形成される離型層（離型層３４）で構成されており、前記非通紙部の少なくとも軸方向の一部の表面が該離型層よりも摩擦係数の大きな材料で構成されていることを特徴とする前記〔６〕に記載の定着装置（図６〜図８）。
〔８〕  前記ローラ部材における前記非通紙部の少なくとも軸方向の一部の表面は、前記弾性層が露出していることを特徴とする前記〔７〕に記載の定着装置（図７，図８）。
〔９〕  前記ローラ部材における弾性層は、前記非通紙部の少なくとも軸方向の一部と前記通紙部とで硬度が異なる材料で形成されていることを特徴とする前記〔１〕〜〔８〕のいずれかに記載の定着装置。
〔１０〕  前記〔１〕〜〔９〕のいずれかに記載の定着装置（定着装置２０）を備えることを特徴とする画像形成装置（画像形成装置１、図１）。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の定着装置によれば、定着部材、加圧部材いずれかのローラ部材において、非通紙部の少なくとも軸方向の一部における前記芯金の外径が通紙部におけるその外径よりも大きく、前記非通紙部の少なくとも軸方向の一部における前記弾性層の厚さが通紙部におけるその厚さよりも薄くなっているので、ローラの総外径を変えることなく、非通紙部の軸上硬度を増加させることができる。その結果、定着部材と加圧部材の間でニップ部を形成する際に非通紙部（例えば軸方向の端部）に押圧力がより集中するようになり、これより通紙時に、従動部材に対して強い駆動力を与えられ、スリップすることなく定着動作を行うことができる。
本発明の画像形成装置によれば、本発明の定着装置を備えているので、良好な画像品質の画像形成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る定着装置の基本構成（１）を示す断面図である。
【図３】本発明の定着装置に用いられる加圧ローラの構成例（１）を示す断面図である。
【図４】本発明の定着装置に用いられる加圧ローラの構成例（２）を示す断面図である。
【図５】本発明の定着装置に用いられる加圧ローラの構成例（３）を示す断面図である。
【図６】本発明の定着装置に用いられる加圧ローラの表面状態の構成例（１）を示す外観図である。
【図７】本発明の定着装置に用いられる加圧ローラの表面状態の構成例（２）を示す外観図である。
【図８】図７の加圧ローラの層構成を示す断面図である。
【図９】本発明に係る定着装置の基本構成（２）を示す断面図である。
【図１０】本発明に係る定着装置の基本構成（３）を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る定着装置及び画像形成装置の構成について説明する。
図１にて、本発明に係る画像形成装置全体の構成例について説明する。
図１に示すように、画像形成装置１は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置本体１の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。
ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。
【００１５】
各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５、現像部７６、クリーニング部７７、除電部（不図示である。）等が配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。
【００１６】
感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、不図示の駆動モータによって図１中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５の位置で、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部３から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。
【００１７】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像装置７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８及び第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【００１８】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
【００１９】
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト７８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。
ここで、中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０、等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ８２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。
【００２０】
４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。
【００２１】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト７８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
【００２２】
ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１の下方に配設された給紙部１２から、給紙ローラ９７やレジストローラ対９８等を経由して搬送されたものである。詳しくは、給紙部１２には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。
【００２３】
レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００２４】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト２１及び加圧ローラ３１による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された被転写Ｐは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２５】
つぎに、本発明に係る定着装置について説明する。
図２は、本発明に係る定着装置の基本構成を示す断面図である。
図２に示すように、定着装置２０は、定着部材としての定着ベルト２１、加熱部材２２、補強部材２３、ニップ部を形成する当接部材２６、熱源としてのヒータ２５、加圧部材としての加圧ローラ３１、定着ベルト２１の温度を検知してヒータ２５を制御するための温度センサ（不図示）などから構成されている。
【００２６】
ここで、定着部材としての定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、図２中の矢印方向（反時計方向）に回転（走行）する。定着ベルト２１は、基材上に弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが１ｍｍ以下に設定されている。
【００２７】
定着ベルト２１の基材は、層厚が３０〜１００μｍであって、ニッケル、ステンレス等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料で形成されている。
また、定着ベルト２１の弾性層は、層厚が１００〜３００μｍであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料で形成されている。弾性層を設けることで、ニップ部における定着ベルト２１表面の微小な凹凸が形成されなくなり、記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。
定着ベルト２１の離型層は、層厚が１０〜５０μｍであって、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、等の材料で形成されている。離型層を設けることで、トナー（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保される。
【００２８】
また、定着ベルト２１の直径は１５〜１２０ｍｍになるように設定されている。本実施形態では、定着ベルト２１の直径は例えば３０ｍｍに設定されている。
定着ベルト２１の内部（内周面側）には、ヒータ２５（熱源）、加熱部材２２、補強部材２３、当接部材２６、等が固設されている。これにより、定着ベルト２１は、補強部材２３によって補強された当接部材２６に押圧されて、加圧ローラ３１との間にニップ部を形成する。
【００２９】
加熱部材２２は、例えば薄肉の金属板が曲げ加工されて形成された略パイプ状のものであって、ニップ部を除く位置で定着ベルト２１の内周面に対向するように略円形に形成され、ニップ部の位置では当接部材２６を収納して保持するように凹部が形成されている。また、加熱部材２２は、その幅方向（軸方向）両端部が定着装置２０の側板に固定支持されている。
【００３０】
補強部材２３は、ニップ部における当接部材２６の強度を補強する断面形状が略Ｔ字型の部材であり、幅方向（軸方向）の長さが当接部材２６の長手方向の長さと同等になるように形成されており、定着ベルト２１の内周側においてその幅方向両端部が定着装置２０の側板に固定支持されている。
【００３１】
ヒータ２５は、ハロゲンヒータやカーボンヒータであって、その両端部が定着装置２０の側板に固定されている。そして、装置本体の電源部により出力制御されたヒータ２５の輻射熱によって、加熱部材２２が加熱される。さらに、加熱部材２２によって定着ベルト２１が全体的に加熱されて、加熱された定着ベルト２１の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。なお、ヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２１表面に対向するサーミスタ等の温度センサによるベルト表面温度の検知結果に基いておこなわれる。また、このようなヒータ２５の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定することができる。
【００３２】
加熱部材２２は、ニップ部の位置を除く定着ベルト２１の内周面全域に対向するように固設されていて、ヒータ２５の輻射熱により加熱されて定着ベルト２１を加熱する（熱を伝える。）。加熱部材２２の材料としては、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属熱伝導体（熱伝導性を有する金属である。）を用いることが好ましい。
【００３３】
当接部材２６は、加圧ローラ３１との対向面が、加圧ローラ３１の曲率にならうように凹状に形成されている。これにより、記録媒体Ｐは加圧ローラ３１の曲率にならうようにニップ部から送出されるために、定着工程後の記録媒体Ｐが定着ベルト２１に吸着して分離しないような不具合を抑止することができる。
【００３４】
ここで、当接部材２６は、定着装置２０に対して着脱自在に設置されている。具体的に、当接部材２６は、その幅方向両端部が定着装置２０の側板に、ネジやスナップフィット等によって着脱自在に固定されている。これにより、長時間の使用にともない定着ベルト２１との摺接により当接部材２６の磨耗が大きくなっても、当接部材２６のみを効率的に交換（メンテナンス）することができる。
【００３５】
なお、当接部材２６と定着ベルト２１とが摺接しても定着ベルト２１の磨耗が軽減されるように、当接部材２６の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成したり、当接部材２６と定着ベルト２１との間に潤滑剤を塗布したりすることが好ましい。具体的に、当接部材２６の摺接面に、テフロン（登録商標）、メッキ、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、ガラスコート等の表面コートを施すことにより、摺接面の表面粗さをＲｚ＝６４μｍ以下にすることが望ましい。
【００３６】
加圧ローラ３１は、直径が３０ｍｍであって、中空円筒形状の芯金３２上に弾性層３３を形成したものである。加圧ローラ３１の弾性層３３は、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。
【００３７】
また、加圧ローラ３１は、その幅方向両端部が定着装置２０の側板に軸受を介して回転自在であるとともに当接部材２６側に移動可能に支持されている。そして、加圧ローラ３１には、該加圧ローラ３１の軸方向両端のローラ軸を当接部材２６側に押圧する加圧手段（不図示）が付設されており、この加圧手段の押圧により加圧ローラ３１は定着ベルト２１を介して当接部材２６に圧接して、双方の部材間に所望のニップ部を形成する。
【００３８】
また、加圧ローラ３１には不図示の駆動機構の駆動ギアに噛合するギアが設置されていて、加圧ローラ３１は図２中の矢印方向（時計方向）に回転駆動される。なお、加圧ローラ３１の内部に、ハロゲンヒータ等の熱源を設けることもできる。
【００３９】
以上のように構成された定着装置２０は、つぎのように動作する。
まず装置本体の電源スイッチが投入されると、ヒータ２５に電力が供給されるとともに、加圧ローラ３１は加圧手段により定着ベルト２１を介して当接部材２６を押圧した状態で、図２中の矢印方向の回転駆動が開始される。これにより、加圧ローラ３１との摩擦力によって、定着ベルト２１も図２中の矢印方向に従動（回転）する。
その後、給紙部１２から記録媒体Ｐが給送されて、２次転写ローラ８９の位置で、記録媒体Ｐ上に未定着のカラー画像が担持（転写）される。未定着画像（トナー像Ｔ）が担持された記録媒体Ｐは、不図示のガイド板に案内されて、圧接状態にある定着ベルト２１及び加圧ローラ３１のニップ部に送入される。
そして、加熱部材２２（ヒータ２５）によって加熱された定着ベルト２１による加熱と、補強部材２３によって補強された当接部材２６と加圧ローラ３１との押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、記録媒体Ｐは、ニップ部から排出される。
【００４０】
このように、本実施形態における定着装置２０は、定着ベルト２１の一部のみが局所的に加熱されることなく、加熱部材２２によって定着ベルト２１が周方向にわたってほぼ全体的に加熱されることになるために、装置を高速化した場合であっても定着ベルト２１が充分に加熱されて定着不良の発生を抑止することができる。すなわち、比較的簡易な構成で効率よく定着ベルト２１を加熱できるために、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短縮化されるとともに、装置の小型化が達成される。
【００４１】
ここで、定着ベルト２１は、加圧ローラ３１と当接部材２６によってニップされており、加圧ローラ３１が回転しようとするときに発生する摩擦力の反作用力によって定着ベルト２１は回転するようになっているが、通紙時にはニップ部に記録媒体Ｐが挿入されて、ニップ部では大部分が定着ベルト２１と加圧ローラ３１が接触しなくなり、両者間の摩擦力が減少するため、従動部材としての定着ベルト２１が駆動部材である加圧ローラ３１に対してスリップし、画像品質を劣化させてしまう問題が発生した。
発明者らは、ニップ部における記録媒体が存在する通紙部以外の領域である非通紙部における定着ベルト２１と加圧ローラ３１の接触状態を改善すべく鋭意検討を行い、本発明を成すに至った。以下、本発明の要部構成について説明する。
【００４２】
［加圧ローラの構成］
本発明は、定着装置２０において、加圧ローラ３１は、少なくとも円筒状の芯金３２と、該芯金３２の外周上に設けられる弾性層３３と、からなるローラ部材であって、非通紙部の少なくとも軸方向の一部における芯金３２の外径が通紙部におけるその外径よりも大きく、前記非通紙部の少なくとも軸方向の一部における弾性層３３の厚さが通紙部におけるその厚さよりも薄くなっていることを特徴とするものである。
このとき、加圧ローラ３１は、その外周面が軸方向に略平坦であることが好ましい。
これにより、加圧ローラ３１の総外径を変えることなく、非通紙部の軸上硬度を増加させることができ、その結果、定着ベルト２１と加圧ローラ３１の間でニップ部を形成する際に非通紙部（例えば軸方向の端部）に押圧力がより集中するようになり、これより通紙時に、従動部材となる定着ベルト２１に対して強い駆動力を与えられ、スリップすることなく定着動作を行うことが可能となる。
以下、加圧ローラ３１の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００４３】
（第１実施形態）
図３は、本発明の定着装置に用いられる加圧ローラの構成例（１）を示す断面図である。ここでは、加圧ローラ３１の回転中心軸の上半分の断面を示している。
図３に示すように、加圧ローラ３１は、円筒形状の芯金３２の外周上に、弾性層３３、ＰＦＡなどのフッ素樹脂からなる離型層３４が積層されたものとなっている。
【００４４】
ここで、芯金３２は、軸方向で一定の厚みとなっているとともに、非通紙部の少なくとも軸方向の一部における芯金３２の外径ＲＯ１が通紙部におけるその外径ＲＯ２よりも大きくなっている。したがって、芯金３２は、非通紙部の少なくとも軸方向の一部における内径ＲＩ１が通紙部におけるその内径ＲＩ２よりも大きくなっている。
【００４５】
また、弾性層３３について、前記非通紙部の少なくとも軸方向の一部における弾性層３３の厚さｔ１が通紙部におけるその厚さｔ２よりも薄くなっている。なお、離型層３４はごく薄い層である。
【００４６】
これにより、前記非通紙部における芯金３２の外径ＲＯ１と弾性層３３の厚さｔ１の合計と、前記通紙部における芯金３２の外径ＲＯ２と弾性層３３の厚さｔ２の合計はほぼ等しくなり、加圧ローラ３１は、その外周面が軸方向に略平坦となっている。あるいは、その外周面の軸方向両端部側がわずかに盛り上がった逆クラウン形状（つづみ形状）となるようにしてもよい。
【００４７】
なお、ここでいう通紙部とは、ニップ部において理想的な状態で記録媒体Ｐが通過する領域のことである。そのため、実際の装置機構における加圧ローラ３１の軸方向のガタ分、また搬送される記録媒体Ｐの主走査方向（軸方向）の通紙位置のばらつき分を考慮して、芯金３２において小さい外径ＲＯ２となる領域をその通紙部よりも広めにとってある。そして、前記通紙部以外の領域である非通紙部において、これらのガタ分やばらつき分を考慮しても記録媒体Ｐが通過しない部分を大きな外径ＲＯ１となる領域としている。
また、非通紙部の少なくとも軸方向の一部とは、これらのガタ分やばらつき分を考慮しても記録媒体Ｐが通過しない部分であり、定着ベルト２１がスリップしない程度の領域である。
【００４８】
以上の構成により、芯金３２の相対的に外径が大きくなっている部分（外径ＲＯ１の部分）は弾性層３３の厚さｔ１が薄くなっていることから、この部分の軸上硬度は増加するようになる。このように、加圧ローラ３１において、両端部の非通紙部のみ軸上硬度が上昇するので、従来と同じような定着方式で定着ベルト２１を介して当接部材２６に押し付けることで、両端部により荷重が集中する。加圧ローラ３１の両端部が固いため、通紙部と同じ量を潰すためにはその部分に荷重が必要なためである。これにより、通紙時でも記録媒体Ｐが通過していない非通紙部で相手方の従動部材である定着ベルト２１をしっかり駆動させてやることができ、通紙時にスリップすることが無くなり、良好な画像が得られる。
【００４９】
また、後述の第２実施形態（図４）のように、芯金３２の軸方向の厚さとして通紙部（中央部）のみを薄くし、非通紙部側の両端部を通紙部よりも厚い状態にすると、芯金３２の非通紙部の方が通紙部よりも熱容量をもってしまうため、省エネ性などが悪化してしまうが、本実施形態では、芯金３２の厚さを軸方向で一定の厚みとしているので、芯金３２の非通紙部における無駄な熱容量の増加を省くことができ、昇温時間の短縮や消費電力を抑えて省エネ性を向上させることができる。
【００５０】
なお、芯金３２の外径をあまり極端に大きくし、弾性層３３を薄くすると、両端部に荷重が集中しすぎてしまい、その部分の弾性層３３を破壊してしまうようになり、また通紙部のニップ圧が減少し、画像品質も劣化してしまうようになる。そのため、通紙部と非通紙部での芯金３２の外径差は２ｍｍ以内が望ましい。
【００５１】
（第２実施形態）
図４は、本発明の定着装置に用いられる加圧ローラの構成例（２）を示す断面図である。
本実施形態の加圧ローラ３１は、第１実施形態のものと芯金３２の形状が異なるのみで、それ以外は第１実施形態と同じである。
すなわち、芯金３２は、軸方向で内径ＲＩが一定であって、非通紙部の少なくとも軸方向の一部における厚さが通紙部における厚さよりも厚くなっており、これにより非通紙部の少なくとも軸方向の一部における芯金３２の外径ＲＯ１が通紙部におけるその外径ＲＯ２よりも大きくなっている。
【００５２】
これにより、前記非通紙部における芯金３２の外径ＲＯ１と弾性層３３の厚さｔ１の合計と、前記通紙部における芯金３２の外径ＲＯ２と弾性層３３の厚さｔ２の合計はほぼ等しくなり、加圧ローラ３１は、その外周面が軸方向に略平坦となっている。
【００５３】
その結果、第１実施形態と同様に、芯金３２の外径ＲＯ１の部分の軸上硬度は増加するので、通紙時でも記録媒体Ｐが通過していない非通紙部で相手方の従動部材である定着ベルト２１をしっかり駆動させてやることができ、通紙時にスリップすることが無くなり、良好な画像が得られる。
【００５４】
なお、本実施形態の芯金３２は、外周面が平坦な芯金基材について通紙部の領域とそこから少し広げた領域の外周を細くすることで通紙部・非通紙部との外径差を設けるようにするとよい。これにより、芯金３２の厚みが一定のまま非通紙部の外径を通紙部よりも大きくしようとすると、加工工程が複雑になり工数が掛かるところ、外径一定の芯金基材に対して例えば通紙部に対応する外周のみを切削すれば良くなり、第１実施形態の場合よりも芯金３２の同軸度が良好となる。
【００５５】
（第３実施形態）
図５は、本発明の定着装置に用いられる加圧ローラの構成例（３）を示す断面図である。
本実施形態の加圧ローラ３１は、第１実施形態のものと芯金３２及び弾性層３３の形状がともに異なる。
すなわち、芯金３２は、非通紙部における外径が前記通紙部側からローラ端部側に向かうにつれて徐々に大きくなっている。図５では、芯金３２の軸方向で一定の厚みであるとともに、芯金３２の外径が加圧ローラ３１の通紙部で最小径ＲＯ２であり、非通紙部の所定位置までは最小径ＲＯ２一定であるが、該非通紙部の所定位置から軸方向端部に向かうに連れて一定の割合で外径が大きくなり、軸方向最端部となる位置（図中一番右側）で最大径ＲＯ１となっている。
なお、芯金３２の内径は軸方向で一定として、非通紙部における外径のみが前記通紙部側からローラ端部側に向かうにつれて徐々に大きくなるようにしてもよい。
【００５６】
弾性層３３は、前記非通紙部における厚さが前記通紙部側からローラ端部側に向かうにつれて徐々に薄くなっている。図５では、弾性層３３の厚さが加圧ローラ３１の通紙部で最大厚さｔ２であり、非通紙部の所定位置までは最大厚さｔ２一定であるが、該非通紙部の所定位置から軸方向端部に向かうに連れて一定の割合で厚さが薄くなり、軸方向最端部となる位置（図中一番右側）で最小厚さｔ１となっている。
【００５７】
これにより、加圧ローラ３１の軸方向のどの位置においても芯金３２の外径と弾性層３３の厚さの合計はほぼ一定となり、加圧ローラ３１は、その外周面が軸方向に略平坦となっている。
【００５８】
その結果、第１実施形態と同様に、加圧ローラ３１の非通紙部の端部側の所定領域の軸上硬度は増加するので、通紙時でも記録媒体Ｐが通過していない非通紙部で相手方の従動部材である定着ベルト２１をしっかり駆動させてやることができ、通紙時にスリップすることが無くなり、良好な画像が得られる。
【００５９】
また、第１，２実施形態のように、芯金３２において階段状に外径を変化させた場合、加圧ローラ３１として使用するとその段差部分の弾性層３３に応力が集中し、その部分から弾性層３３にゴム破壊が発生してしまうが、本実施形態のように芯金３２の外径を徐々に大きくすることで、前記弾性層３３の応力集中を緩和し弾性層３３のゴム破壊を防止することが可能となる。また、第１，２実施形態のように、芯金３２の外径が急激に大きくなる部分があると、その部分のニップ圧が不均一となるため、画像ムラの原因となるが、本実施形態のように芯金３２の外径を徐々に大きくするようにするとニップ圧が局部的に不均一となることがなくなり、画像ムラを防ぐことも可能となる。
【００６０】
ここで、前述した第１〜３実施形態において、加圧ローラ３１は、前記非通紙部の少なくとも軸方向の一部の表面が前記通紙部表面と異なる材料で構成されていることが好ましい。すなわち、加圧ローラ３１の軸方向中央部は通紙領域が含まれていることから、離型性の良い材料で構成する必要があり、一方、端部側は非通紙部であることから離型性は必要なく、定着ベルト２１を駆動させるのに強い摩擦力を生じさせる材料で構成する（図６〜図８）。
【００６１】
図６は、その構成例を示す加圧ローラ３１の外観図である。
図６に示すように、加圧ローラ３１の軸方向中央領域には、フッ素チューブ被覆が施されることにより離型層３４が形成されている。このフッ素チューブで被覆される領域は、前述したように、加圧ローラ３１の軸方向のガタ分や記録媒体Ｐ通過時の主走査方向（軸方向）の通過位置のばらつき分を考慮して、通紙部（用紙幅）よりも僅かに広い領域となっている。
【００６２】
また、非通紙部のうち、離型層３４よりも軸方向端部側の領域は、フッ素チューブとは別材質からなる高摩擦表面層３５となっている。このとき、高摩擦表面層３５は、前記フッ素チューブなどのフッ素樹脂よりも摩擦係数の大きな材料からなることが好ましく、例えば通紙部と共通の弾性層３３の上に、高摩擦塗料をコーティングして形成してもよいし、高摩擦ゴムをさらに加硫して形成してもよい。あるいは、芯金３２近傍の弾性層３３には低熱容量のシリコーンゴムを使用し、非通紙部はフッ素チューブの被覆は行わず、その代わりに低熱容量タイプのシリコーンゴム層（弾性層３３）の上に高摩擦係数のシリコーンゴムを形成することが好適である。
【００６３】
この構成により、加圧ローラ３１の非通紙部の端部側の所定領域の軸上硬度は増加していることに加えて、その領域のローラ表面が通紙部の離型層３４よりも高摩擦係数化されているため、通紙時における従動部材である定着ベルト２１のスリップをより確実に防止することができる。
【００６４】
図７は、別の構成例を示す加圧ローラ３１の外観図であり、図８は、その断面図である。
図７，図８（ｂ）に示すように、加圧ローラ３１の軸方向中央領域（通紙部）には、図６の場合と同様に、フッ素チューブ被覆が施されることにより離型層３４が形成されている。
【００６５】
また、図７，図８（ａ）に示すように、非通紙部のうち、離型層３４よりも軸方向端部側の領域（加圧ローラ３１における前記非通紙部の少なくとも軸方向の一部の表面）は、弾性層３３が露出している。
【００６６】
これによっても、加圧ローラ３１の非通紙部の端部側の所定領域の軸上硬度は増加していることに加えて、その領域のローラ表面が通紙部の離型層３４よりも高摩擦係数化された状態となるため、通紙時における従動部材である定着ベルト２１のスリップをより確実に防止することができる。
【００６７】
また、この構成によれば、非通紙部の高摩擦係数化の一つとして、該非通紙部を別部材や別材料で構成するのではなく、フッ素チューブの被覆を予め行わないか、あるいはフッ素チューブで軸方向全体を被覆した後に非通紙部のみこのフッ素チューブ被覆を剥してやればよく、簡易な方法で非通紙部の摩擦係数を大きくすることが可能である。
【００６８】
またさらに、加圧ローラ３１における弾性層３３は、前記非通紙部の少なくとも軸方向の一部と前記通紙部とで硬度が異なる材料で形成されていることが好ましい。弾性層３３を構成する材料としては、例えば、通紙部には低硬度で低熱容量タイプのシリコーンゴム、非通紙部には高硬度で高摩擦係数のシリコーンゴムなどを用いるとよい。
【００６９】
これにより、加圧ローラ３１の非通紙部により荷重をかけて使用しようとしても、非通紙部の芯金３２の外径を大きくし弾性層３３を薄くする方法では限度がある場合に、弾性層３３のゴム硬度自体を通紙部と非通紙部で差を設けることにより、その対応が可能となる。また、加圧ローラ３１の軸方向において芯金３２の外径と弾性層３３の厚さの関係を大きく変化させなくても、弾性層３３に使用するゴム硬度を通紙部と非通紙部で変えることで、ニップ部形成時に非通紙部により荷重を掛かることができるため、通紙時に定着ベルト２１のスリップを防止することが可能となる。
【００７０】
なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【００７１】
例えば、定着装置２０の基本構成は、図２に示したものに限定されるものではなく、例えば図９に示すように、図２のヒータ２５に替えて、電磁誘導加熱方式の誘導加熱部５０を加熱部材２２の外周側に配置して、該誘導加熱部５０により加熱部材２２を介して定着ベルト２１を加熱するようにしてもよい。それ以外の構成は図２に示したものと同じである。なお、補強部材２３を省略してもよい。
【００７２】
また、定着装置２０の基本構成として、図１０に示す構成としてもよい。ここでは、図２に示す構成において、当接部材２６を省略し、ニップ部において加熱部材２２が定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１と当接している。このとき、加熱部材２２は断面が略円形であってニップ部に対応する位置が平面となるように形成されている。また、補強部材２３がニップ部位置の加熱部材２２を裏面側から支持する構成となっており、補強部材２３と加熱部材２２との間に加熱効率を低下させないように断熱部材２７が設けられている。それ以外の構成は図２に示したものと同じである。
【００７３】
また、定着ローラ、加熱ローラからなる複数のローラに掛け回される定着ベルトと、該定着ベルトを介して前記定着ローラを押圧してニップ部を形成する加熱ローラと、からなるベルト定着装置における加圧ローラまたは定着ローラに本発明を適用してもよい。
あるいは、定着ローラと加圧ローラとが直接当接してニップ部を形成するローラ・ローラ方式の定着装置における加圧ローラまたは定着ローラに本発明を適用してもよい。
加圧部材として、加熱ローラ３１に替えて加圧ベルト方式の構成としてもよい。
【００７４】
また、前述した実施形態では、ニップ部の中央が通紙部となる方式を前提とした構成を示したが、ニップ部の軸方向のどちらかの端部側を基準にした通紙方式（すなわち端部側が通紙部となる方式）の場合にも本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１    画像形成装置（装置本体）
３    露光部
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ    作像部
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ    感光体ドラム
１２    給紙部
２０    定着装置
２１    定着ベルト（定着部材）
２２    加熱部材
２３    補強部材
２５    ヒータ（熱源）
２６    当接部材
２７    断熱部材
３１    加圧ローラ（加圧部材）
３２    芯金
３３    弾性層
３４    離型層
３５    高摩擦表面層
５０    誘導加熱部
７５    帯電部
７６    現像装置
７７    クリーニング部
７８    中間転写ベルト
７９Ｙ，７９Ｍ，７９Ｃ，７９Ｋ    １次転写バイアスローラ
８０    中間転写クリーニング部
８２    ２次転写バックアップローラ
８３    クリーニングバックアップローラ
８４    テンションローラ
８５    中間転写ユニット
８９    ２次転写ローラ
９７    給紙ローラ
９８    レジストローラ対
９９    排紙ローラ対
１００    スタック部
１０１    ボトル収納部
１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋ    トナーボトル
Ｐ    記録媒体
Ｔ    トナー（トナー像）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７６】
【特許文献１】特開平１１−２９８２号公報
【特許文献２】特開２００８−１６５１０２号公報
【特許文献３】特開２００９−１０４０４５号公報
【図１】
2012103467.tif 000003
【図２】
2012103467.tif 000004
【図３】
2012103467.tif 000005
【図４】
2012103467.tif 000006
【図５】
2012103467.tif 000007
【図８】
2012103467.tif 000008
【図９】
2012103467.tif 000009
【図１０】
2012103467.tif 000010
【図６】
2012103467.tif 000011
【図７】
2012103467.tif 000012