定着装置、ゴムロール及びロール部材
【課題】 トナー像の乱れを防止するとともに、長期にわたりトナー像を良好に定着させることができる定着装置を提供すること。
【解決手段】 定着装置１６０において、ハロゲンヒータ４５を備えた定着ロール４０１、加圧ロール５２と張架ロール５３及びリードロール５４に張架された加圧ベルト５５、ニップ部Ｎの上流に設けた圧力補助ロール５１、を有し、圧力補助ロール５１は、表面層と、硬弾性層である内層と、軟弾性層である中間層とからなる３層構造を有し、中間層の硬度は、他の２個のゴム層の硬度よりも低く形成されている。
【解決手段】 定着装置１６０において、ハロゲンヒータ４５を備えた定着ロール４０１、加圧ロール５２と張架ロール５３及びリードロール５４に張架された加圧ベルト５５、ニップ部Ｎの上流に設けた圧力補助ロール５１、を有し、圧力補助ロール５１は、表面層と、硬弾性層である内層と、軟弾性層である中間層とからなる３層構造を有し、中間層の硬度は、他の２個のゴム層の硬度よりも低く形成されている。
【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、画像形成装置における定着装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録シート上に担持された未定着のトナー像を加熱・溶融して定着する装置として、回転可能に支持された定着ロールと、無端移動が可能に張架された加圧ベルトとを圧接し、これらの間に記録シートを送り込んで定着するものが知られている（特許文献１参照）。
例えば、図７は、従来のベルトニップ方式の定着装置を説明するための図である。図７に示されたベルトニップ方式の定着装置２００は、内部にハロゲンランプ１０７が設けられた定着ロール１０１と、支持ロール１０４、１０５及び加圧ロール１０３に張架された加圧ベルト１０２と、から主要部が構成されている。定着ロール１０１は、金属製の円筒状のコア１１２と、その表面に形成された下地層１１３及びトップコート層１１４からなる弾性体層を有している。
【０００３】
図７に示すように、加圧ロール１０３が定着ロール１０１に圧接され、これにともなって加圧ベルト１０２の一部が定着ロール１０１に巻き回されるように接触している。さらに、定着ロール１０１と加圧ベルト１０２とが接触する部分の上流部には、圧力補助ロール１０６が加圧ベルト１０２を介して定着ロール１０１に押圧され、これらの接触部分がニップ部を形成している。未定着のトナー１１６を担持した記録記録シート１１５がニップ部に送り込まれると、定着ロール１０１と加圧ベルト１０２との間に挟持されて搬送される。そして定着ロール１０１から伝えられるハロゲンランプ１０７の熱によってトナーが溶融し、加圧ベルト１０２または加圧ロール１０３の圧接力で記録記録シート１１５に圧着される。
このようなベルトニップ方式の定着装置２００は、加圧ベルト１０２を使用しない定着装置に比べ、記録シートの搬送速度を大きくすることができ、また、特に多層のトナーを所望の色に発色させるカラー複写機の定着に適している。
【０００４】
従来、ベルトニップ方式の定着装置には、条件によってトナー画像のズレが発生するという問題が知られている。この原因は、トナー１１６を記録シート１１５に融着させる際に、暖められた記録シート１１５の繊維の間隙やトナー粒子の間隙から発生した空気または蒸発した水蒸気によるものと考えられている。このような空気や水蒸気は、記録シート１１５と定着ロール１０１またはエンドレスベルト１０２との間に気泡となって介在し、記録シート１１５がニップ部を通過し終えると同時に外部に排出される。
【０００５】
ここで、図８は、定着装置２００における加圧力分布を説明する図である。図８（ａ）に示すように、加圧ロール１０３による押圧部と圧力補助ロール１０６による押圧部との間に、圧力Ｐが小さい領域が広く存在している。この領域に存在する気泡は定着ロール１０１とエンドレスベルト１０２との間で動き回り、その気泡の動きに影響されてニップ部における記録シート１１５上の未定着のトナー１１６が移動し、このため、トナー画像のズレが発生する場合がある。
【０００６】
上述した現象は、例えば、圧力補助ロール１０６を大径化し、且つ、弾性層の厚さを大きくし、硬度を下げることにより、定着ロール１０１に押圧したときのニップ部の幅を大きくすることにより改善される。
例えば、図８（ｂ）は、定着装置２００において大径化した圧力補助ロールを用いた場合の加圧力分布を説明する図である。図８（ｂ）に示すように、大径化した圧力補助ロール１０６を用いることにより、定着装置２００におけるニップ部の押圧部を、周方向に幅広く形成することが可能となり、ニップ部内で圧力Ｐが小さくなる部分を少なくすることができる。その結果、記録シート１１５やトナー粒子間に含まれる空気や水蒸気の熱膨張による画像ズレを抑制することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１６６７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ベルトニップ方式の定着装置２００では、上述したように、加圧ロール１０３による押圧部と圧力補助ロール１０６による押圧部との間の圧接力の小さい領域を少なくするために、圧力補助ロール１０６を大きく変形させる必要がある。そのために、圧力補助ロール１０６の弾性層は、出来るだけ低硬度の材料を用いる必要がある。しかし、低硬度の弾性体を用いた場合、以下の問題が発生する。
即ち、圧力補助ロール１０６は、芯金両端を支持されて定着ロール１０１に当接される際に、弾性層内の応力分布は、芯金付近に集中した状態となる。この場合、最大応力が弾性層のゴム強度よりも大きいとゴムは破断し、ロールが破壊する。また、一般に、ゴム強度はゴム硬度が低いほど小さくなるため、低硬度のゴムを使用すると、圧力補助ロール１０６が容易に破壊されるおそれがある。また、この応力集中は、芯金の外径が小さいほど顕著になるため、圧力補助ロール１０６を大きく変形させるために弾性層の厚みを大きくし、芯金の径を小さくするほど、圧力補助ロール１０６は容易に破壊されるおそれがある。
【０００９】
また、画像欠陥を生じさせないためには、定着の際に発生する空気や水蒸気に対抗できるＮｉｐ荷重で圧力補助ロール１０６を押圧し、記録シート１１５と定着部材表面を密着させる必要がある。
しかし、圧力補助ロール１０６の表面が軟らかい場合は、Ｎｉｐ荷重が十分に大きい場合であっても、部分的に発生する空気や水蒸気の圧力に圧力補助ロール１０６の表面が耐えられず変形する。従って、Ｎｉｐ荷重が大きい場合であっても、画像欠陥の防止が困難となる。
【００１０】
本発明は、前述した課題を解決するためになされたものである。
即ち、本発明の目的は、トナー像の乱れを防止するとともに、長期にわたりトナー像を良好に定着させることができる定着装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、トナー像の乱れを防止し、トナー像を良好に定着させるゴムロールを提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、広いニップ幅を確保できるロール部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本発明においては、硬度の異なる複数の層構造を有するロール部材を用いている。
即ち、本発明によれば、被押圧部材と、被押圧部材を押圧して記録媒体が通過するニップ部を形成するロール部材と、を備える定着装置であって、ロール部材は、被押圧部材と接触する表面層と、金属製芯金の周囲に形成された硬弾性層と、表面層及び硬弾性層より低硬度の軟弾性層と、を有することを特徴とする定着装置が提供される。
ここで、本発明が適用される定着装置において使用されるロール部材は、軟弾性層が、表面層と硬弾性層との間に設けられている３層構造を有することが好ましい。ロール部材の構造を、このような硬度が異なる３層の積層構造とすることにより、ロール部材の長寿命化が図れるとともに画像欠陥を防止することが可能となる。
【００１２】
このとき、ロール部材を構成する軟弾性層は、多孔質体により構成されることが好ましい。軟弾性層がスポンジ状等の多孔質体により形成されることにより、被押圧部材に圧接されたロール部材の変形を確保することができる。
また、ロール部材は、軸方向に対して複数の軟弾性層が所定の間隔で配置された構造を有することもできる。複数の軟弾性層が軸方向に延在することにより、軸方向全体にわたり広いニップ幅を確保することができる。
【００１３】
さらに、被押圧部材としては、回動部材と、回動部材に接触しながら移動するベルト部材と、を有する構成とすることにより、ベルトニップ方式の定着装置に適用することができる。
また、被押圧部材として、加熱源により加熱される被加熱部材と、被加熱部材に接触しながら移動するベルト部材と、を有する構成の場合は、未定着のトナー像の上側に配置された定着ベルトを有する定着装置に適用することができる。
【００１４】
次に、本発明によれば、記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着装置であって、加熱源を備えた被押圧部材と、被押圧部材に接触しながら移動するベルト部材と、ベルト部材を介して被押圧部材を押圧しつつ回転し、記録媒体が通過するニップ部を形成するロール部材と、を備え、ロール部材は、ベルト部材と接触する表面層と、金属製芯金の周囲に形成された硬弾性層と、表面層及び硬弾性層の硬度より低硬度を有する軟弾性層と、を有することを特徴とする定着装置が提供される。
ここで、ロール部材の表面層と硬弾性層との間に設けられている軟弾性層の硬度が、ＡＳＫＥＲ Ｃ ５〜５０（ＳＲＩＳ ０１０１）の範囲であることが好ましい。
【００１５】
また、被押圧部材として、被押圧部材とベルト部材との間に記録媒体が通過するニップ部を形成する定着ロールであり、ロール部材として、ベルト部材の内側に配置され、ニップ部の上流側に設けられた圧力補助ロールの場合、ベルトニップ方式の定着装置におけるニップ部が容易に確保される。
また、定着装置としては、被押圧部材として、回動する定着ロールと、定着ロールを含む複数個のロールにより張架された定着ベルトと、定着ベルト部材と接触しつつ移動し、定着ベルトとの間に記録媒体が通過するニップ部を形成する加圧ベルトと、を有する構成の定着装置に適用することができる。
【００１６】
さらに、本発明によれば、画像形成装置に用いられ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従動回転するベルト部材と、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媒体が通過するニップ部を形成する圧力部材と、を備え、回動部材は、金属製芯金の周囲に形成された硬度が異なる少なくとも３個のゴム層を有し、回動部材のベルト部材と接触する表面と芯金との間に、他の２個のゴム層より低硬度の軟弾性層を有することを特徴とする定着装置が提供される。
この場合、回動部材が、金属製芯金の外周面を覆う硬弾性層と、ベルト部材と接触する表面層と、を有する層構造とすることにより、長期にわたりトナー像を良好に定着させることができる。
さらに、回動部材の構造は、金属製芯金の表面に形成された硬弾性層と、硬弾性層上に形成された軟弾性層と、軟弾性層上に形成され、ベルト部材と接触する表面層と、が順番に積層された３層構造を有することが好ましい。
また、圧力部材は、ニップ部に熱を供給する発熱源を有することが好ましい。
【００１７】
次に、本発明によれば、定着回転体を押圧してニップ部を形成するゴムロールであって、長尺状の金属製芯金と、金属製芯金の周囲に形成された硬弾性層と、定着回転体と接触する表面層と、表面層及び硬弾性層より低硬度の軟弾性層と、を有することを特徴とするゴムロールが提供される。
ここで、軟弾性層は、硬弾性層の周囲に積層されることが好ましい。
また、ゴムロールの構造として、軟弾性層が、硬弾性層中に配置される構造とすることも可能である。
さらに、軟弾性層は、シリコーンゴムの多孔質体により構成されることが好ましい。また、表面層上に、フッ素ゴム又はフッ素樹脂からなる被覆層を有することが好ましい。
【００１８】
また、本発明によれば、表面層と、金属製芯金の周囲に形成された硬弾性層と、硬弾性層を軸方向に貫通するように所定の間隔で配置された複数の軟弾性層と、を有し、軟弾性層は、表面層及び硬弾性層より低硬度であることを特徴とするロール部材が提供される。
この場合、硬弾性層中に複数の軟弾性層が軸方向に延在することにより、ニップ部を形成するための変形が確保されるとともに軸方向全体にわたり広いニップ幅を確保することができる。
ここで、軟弾性層は、多孔質体から構成されることが好ましい。また、軟弾性層は、ＡＳＫＥＲ Ｃ ５〜２０（ＳＲＩＳ ０１０１）の範囲の硬度を有することが好ましい。さらに、被押圧部材と接触する表面層は、フッ素ゴムまたはフッ素樹脂から構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明が適用される定着装置によれば、トナー像の乱れを防止するとともに、長期にわたり、トナー像を良好に定着させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態（実施の形態）について、図面に基づき説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、使用する図面は、本実施の形態を説明するために使用するものであり、実際の大きさを表すものではない。
（画像形成装置）
初めに、画像形成装置について説明する。
図１は、画像形成装置１００を説明するための概略構成図である。図１には、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１００が示されている。図１に示された画像形成装置１００は、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と、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１４５に順次転写（一次転写）させる一次転写部１１０と、中間転写ベルト１４５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１２０と、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置１６０と、を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部１４０を有している。
【００２１】
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１１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１１を帯電する帯電器１２１と、感光体ドラム１１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１４１（図１中、露光ビームを符号Ｂｍで示す）と、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４４と、感光体ドラム１１１上に形成された各色成分トナー像を一次転写部１１０にて中間転写ベルト１４５に転写する一次転写ロール１４６と、感光体ドラム１１１上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１１７と、等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１４５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。
【００２２】
中間転写体である中間転写ベルト１４５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、１０６Ωｃｍ〜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１４５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ー（図示せず）により駆動されて中間転写ベルト１４５を回動させる駆動ロール１３１と、各感光体ドラム１１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１４５を支持する支持ロール１３２と、中間転写ベルト１４５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１４５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１３３と、二次転写部１２０に設けられるバックアップロール１２５と、中間転写ベルト１４５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１３４と、を有している。
【００２３】
一次転写部１１０は、中間転写ベルト１４５を挟んで感光体ドラム１１１に対向して配置される一次転写ロール１４６により構成されている。一次転写ロール１４６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、例えば、鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層は、例えば、カーボンブラック等の導電剤を配合したアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）とスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）とエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）とのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７Ωｃｍ〜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１４６は、中間転写ベルト１４５を挟んで感光体ドラム１１１に圧接配置され、さらに一次転写ロール１４６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１１１上のトナー像が中間転写ベルト１４５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１４５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。
【００２４】
二次転写部１２０は、中間転写ベルト１４５のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール１２２と、バックアップロール１２５と、によって構成される。バックアップロール１２５は、ＥＰＤＭゴムからなる内層部とカーボンを分散したＥＰＤＭ及びＮＢＲのブレンドゴムからなるチューブ状の表面層とから構成されている。そして、その表面抵抗率が１０７Ω／□〜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１２５は、中間転写ベルト１４５の裏面側に配置されて二次転写ロール１２２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１２６が当接配置されている。
【００２５】
一方、二次転写ロール１２２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、例えば、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とのブレンドゴムから形成され、体積抵抗率が１０７Ωｃｍ〜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１２２は、中間転写ベルト１４５を挟んでバックアップロール１２５に圧接配置され、さらに二次転写ロール１２２は接地されてバックアップロール１２５との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部１２０に搬送される用紙Ｐ上にトナー像を二次転写する。
【００２６】
また、中間転写ベルト１４５の二次転写部１２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１４５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１４５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ１３５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信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）１４２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１４３が配設されている。この基準センサ１４２は、中間転写ベルト１４５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１４０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。
【００２７】
さらに、本実施の形態の画像形成装置１００では、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ１５０と、この用紙トレイ１５０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１５１と、ピックアップロール１５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール１５２と、搬送ロール１５２により搬送された用紙Ｐを二次転写部１２０へと送り込む搬送シュート１５３と、二次転写ロール１２２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１６０へと搬送する搬送ベルト１５５と、用紙Ｐを定着装置１６０に導く定着入口ガイド１５６と、を備えている。
【００２８】
次に、本実施の形態が適用される画像形成装置１００の基本的な作像プロセスについて説明する。
図１に示す画像形成装置１００では、画像読取装置（ＩＩＴ）（図示せず）やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）（図示せず）等から出力される画像データは、画像処理装置（ＩＰＳ）（図示せず）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１４１に出力される。
【００２９】
レーザ露光器１４１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１１１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１１１では、帯電器１２１によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１４１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。
【００３０】
画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの感光体ドラム１１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１１と中間転写ベルト１４５とが当接する一次転写部１１０において、中間転写ベルト１４５上に転写される。より具体的には、一次転写部１１０において、一次転写ロール１４６により、中間転写ベルト１４５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１４５の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。
【００３１】
トナー像が中間転写ベルト１４５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１４５は移動してトナー像が二次転写部１２０に搬送される。トナー像が二次転写部１２０に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部１２０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１５１が回転し、用紙トレイ１５０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１５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール１５２により搬送され、搬送シュート１５３を経て二次転写部１２０に到達する。この二次転写部１２０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１４５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。
【００３２】
二次転写部１２０では、中間転写ベルト１４５を介して、二次転写ロール１２２がバックアップロール１２５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１４５と二次転写ロール１２２との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール１２６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１２２とバックアップロール１２５との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１４５上に担持された未定着トナー像は、二次転写ロール１２２とバックアップロール１２５とによって押圧される二次転写部１２０において、用紙Ｐ上に一括して静電転写される。
【００３３】
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１２２によって中間転写ベルト１４５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１２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト１５５へと搬送される。搬送ベルト１５５では、定着装置１６０における最適な搬送速度に合わせて、用紙Ｐを定着装置１６０まで搬送する。定着装置１６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置１６０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１４５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１４５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１３４および中間転写ベルトクリーナ１３５によって中間転写ベルト１４５上から除去される。
【００３４】
（定着装置）
次に、定着装置１６０について説明する。
（第１の実施形態）
図２は、定着装置の第１の実施形態を説明するための概略構成図である。図２に示されたベルトニップ方式の定着装置１６０は、内部にハロゲンランプ４５が設けられた第１の部材としての定着ロール４０１と、張架ロール５３、リードロール５４及び加圧ロール５２に張架されたベルト部材としての加圧ベルト５５と、定着ロール４０１と加圧ベルト５５とが接触する部分の上流部に設けられ、加圧ベルト５５を介して定着ロール４０１に押圧してニップ部Ｎを形成する第２の部材としての圧力補助ロール５６と、から主要部が構成されている。加圧ロール５２は加圧ベルト５５を定着ロール４０１に圧接している。
【００３５】
本実施の形態が適用される定着装置１６０において、第１の部材である定着ロール４０１は、金属製の円筒状のコア４２と、その表面に形成された下地層４３ａ及びトップコート層４３ｂからなる弾性体層を有している。本実施の形態では、コア４２はアルミニウムで形成され、外径６２ｍｍ、長さ３５０ｍｍである。下地層４３ａは、ＨＴＶシリコーンゴムにより形成され、厚さ１．５ｍｍ、硬度Ｈｓ３５ ＪＩＳ Ａ（ＪＩＳ Ｋ ６３０１）である。トップコート層４３ｂ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コポリマー（ＰＦＡ）により形成され、厚さ３０μｍで鏡面状態に近い表面にコートされている。
【００３６】
図２に示すように、定着ロール４０１は、モータ４６により周方向（Ｅ）に回転駆動される。二次転写部１２０（図１）において、記録紙４７の上にトナー像４８が転写され、ニップ部Ｎに搬送された記録紙４７は、ニップ部Ｎの定着ロール４０１に圧力補助ロール５１が圧接する部分に侵入する。未定着のトナー像４８は、加圧ベルト５５に作用する圧力及びハロゲンランプ４５によって定着ロール４０１を介して付与される熱により、記録紙４７上に定着される。
【００３７】
コア４２の内部には、加熱源として出力１２００ｗのハロゲンランプ４５が配置されている。また、定着ロール４０１の表面には温度センサ５０が配置され、この表面の温度を計測する。そして、温度センサ５０の計測信号により、図示しない温度コントローラによってハロゲンランプ４５がフィードバック制御されて、定着ロール４０１の表面が１６０℃に調節される。定着ロール４０１は、モータ４６により周速度（Ｖ）２７０ｍｍ／ｓｅｃで回転する。
【００３８】
本実施の形態が適用される定着装置１６０において、ベルト部材である加圧ベルト５５は、厚さ７５μｍ、幅３００ｍｍのポリイミド基材層の上に、厚さ４０μｍのＰＦＡがスプレーコートされている。加圧ベルト５５は、支持ロール５２、５３、５４の周囲に約１０ｋｇｆの張力で巻回されている。加圧ベルト５５は、定着ロール４０１の回転に伴い、速度２７０ｍｍ／ｓｅｃで従動回転する。張架ロール５３、５４はステンレスにより構成され、その直径は、いずれも１８ｍｍである。
【００３９】
加圧ロール５２は、定着ロール４０１の回転方向（Ｅ）における圧力補助ロール５１の下流側に設けられており、コイルスプリング５７によって定着ロール４０１に約５０ｋｇｆの荷重で押圧されている。これにより、定着ロール４０１の弾性層４３に局部的に変形を生じさせている。加圧ロール５２および圧力補助ロール５１によって、加圧ベルト５５が定着ロール４０１に圧接され、これらの配置により、加圧ベルト５５の定着ロール４０１への巻付角度は約５０°である。この場合ベルトニップの幅は約２８ｍｍとなる。
【００４０】
次に、圧力補助ロール５１について説明する。
本実施の形態が適用される定着装置１６０において、第２の部材である圧力補助ロール５１は、定着ベルト５５を介して、コイルスプリング５６によって定着ロール４０１に接触荷重６０ｋｇｆで押圧されている。圧力補助ロール５１の長軸方向の長さは３３０ｍｍである。接触面の幅は１７ｍｍであり、平均接触圧力は約１ｋｇｆ／ｃｍ２である。
本実施の形態では、圧力補助ロール５１が、硬度が異なる３種類のゴム層により構成されていることにより、ニップ部Ｎにおける充分なニップ幅を確保できるとともに、ニップ部Ｎにおける空気の膨張や水蒸気の発生によるトナー像の乱れを防止し、長期にわたりトナー像を良好に定着させることができる。
【００４１】
図３は、圧力補助ロール５１の構造を説明するための断面概略図である。圧力補助ロール５１は、芯金５１１と、芯金５１１の表面に形成された硬弾性層である内層５１２と、内層５１２の外周に形成された軟弾性層である中間層５１３と、最外層を形成する表面層５１４と、から主要部が構成されている。
【００４２】
芯金５１１は、通常、金属材料により構成され、その種類は特に限定されない。本実施の形態では、芯金５１１はステンレスにより構成され、直径φ１３ｍｍである。
硬弾性層である内層５１２は、芯金５１１周辺の応力集中に耐えうる硬度を有し、定着ロール４０１に押圧される圧力補助ロール５１が変形により破壊されることを防止する。内層５１２を構成するゴム材料の種類は、芯金５１１周辺の応力集中に耐え、且つ耐熱性を有するものであれば特に限定されないが、本実施の形態では、内層５１２はＨＴＶシリコーンゴムにより構成されている。内層５１２の硬度は、芯金５１１周辺の応力集中に耐えうる硬度であれば特に限定されないが、本実施の形態では、内層５１２の硬度は、３５Ｈｓ ＪＩＳ Ａ（ＪＩＳ Ｋ ６３０１）である。内層５１２の厚さは、特に限定されないが、本実施の形態では、厚さ２ｍｍである。
【００４３】
軟弾性体層である中間層５１３は、他の２個のゴム層（内層５１２、表面層５１４）と比較して硬度が低く、定着ロール４０１に押圧される圧力補助ロール５１の変形を大きくすることができる。中間層５１３を構成するゴム材料の種類は、圧力補助ロール５１を大きく変形させ、且つ耐熱性を有するものであれば特に限定されないが、本実施の形態では、発泡シリコーンゴムにより構成されている。中間層５１３の硬度は、圧力補助ロール５１が破壊されない範囲で変形を大きくすることができる硬度であれば特に限定されないが、通常、ＡＳＫＥＲ Ｃ ５〜５０（ＳＲＩＳ ０１０１）、好ましくは、ＡＳＫＥＲ Ｃ ２０〜３０（ＳＲＩＳ ０１０１）である。本実施の形態では、中間層５１３の硬度は、ＡＳＫＥＲ Ｃ ２５（ＳＲＩＳ ０１０１）である。また、中間層５１３を多孔質体（例えば、スポンジ、発泡ゴム）により構成することにより、中間層５１３をの硬度をより低くすることが可能となる。中間層５１３の厚さは、特に限定されないが、本実施の形態では、厚さ１１ｍｍである。
【００４４】
最外層を形成する表面層５１４は、ニップ部Ｎにおいて部分的に発生する空気の膨張や水蒸気の圧力に抗する硬度を有することが必要である。表面層５１４の硬度は、特に限定されないが、本実施の形態では、硬度５５Ｈｓ ＪＩＳ Ａ（ＪＩＳ Ｋ ６３０１）である。表面層５１４を構成するゴム材料の種類は、ニップ部Ｎに発生する空気等の圧力に抗する硬度が得られ、且つ、離型性付与や潤滑を目的として用いられるシリコーンオイル等に対する耐油性、及び耐熱性を有するものであれば特に限定されないが、本実施の形態では、フッ素ゴムにより構成されている。表面層５１４の厚さは特に限定されないが、本実施の形態では、厚さ１ｍｍである。
【００４５】
本実施の形態では、圧力補助ロール５１が、硬度が異なる３種類のゴム層により構成されていることに特徴を有するものである。特に、軟弾性層である中間層５１３の硬度（Ｈｂ）は、他の２個のゴム層の硬度（内層５１２の硬度（Ｈａ）、表面層５１４の硬度（Ｈｃ））よりも小さいことが必要である（Ｈａ、Ｈｃ＞＞Ｈｂ）。軟弾性層である中間層５１３の硬度が他の２個のゴム層よりも小さいことにより、圧力補助ロール５１の変形が確保される。また、内層５１２の硬度（Ｈａ）は表面層５１４の硬度（Ｈｃ）より大きいこと（Ｈａ＞Ｈｃ）が好ましい。
【００４６】
次に、圧力補助ロールの他の実施形態について説明する。
図４は、圧力補助ロールの他の実施形態について説明するための図である。図４（ａ）は、長軸方向の構造を示す概略断面図であり、図４（ｂ）は、長軸方向に直行する方向の構造を示す概略断面図である。図４（ａ）に示すように、圧力補助ロール６１は、芯金６１１と、芯金６１１の表面に形成された硬弾性層である内層６１２と、所定の径を有する複数の軟弾性層から形成され、内層６１２中を長軸方向に延在する中間層６１３と、最外層を形成する表面層６１４と、から主要部が構成されている。本実施の形態では、圧力補助ロール６１の長軸方向の長さは３３０ｍｍである。また、図４（ｂ）に示すように、硬弾性層である内層６１２中に１６個の軟弾性層からなる中間層６１３が形成され、芯金６１１外周を取り囲むように配置されている。
本実施の形態では、圧力補助ロール６１の長軸方向の長さが３３０ｍｍである。また、圧力補助ロール６１の接触荷重は６０ｋｇｆに設定されており、接触面の幅が１７ｍｍであることから、平均接触圧力は、約１ｋｇｆ／ｃｍ２である。
【００４７】
芯金６１１は、前述した圧力補助ロール５１の場合と同様に、通常、金属材料により構成され、金属材料の種類は特に限定されない。本実施の形態では、芯金６１１はステンレスにより構成され、直径φ１５ｍｍである。
硬弾性層である内層６１２は、圧力補助ロール６１が変形による応力集中に耐え得る強度を有し、且つ耐熱性を有するゴム材料を用いて形成される。本実施の形態では、内層６１２はＨＴＶシリコーンゴムにより構成されている。内層６１２の硬度は、本実施の形態では、ＡＳＫＥＲ Ｃ ３０（ＳＲＩＳ ０１０１）である。内層６１２の厚さは、本実施の形態では、厚さ１７．５ｍｍである。
【００４８】
軟弾性体層である中間層６１３は、内層６１２と比較して硬度が低く、内層６１２中を長軸方向に貫通するように設けられている。内層６１２中に複数の中間層６１３を設けることにより、圧力補助ロール６１の形状変化が防止できるとともに、加圧変形による応力集中が抑制され、長軸方向全域にわたり、フラットなニップ部Ｎを確保することが可能となる。さらに、軟弾性体層である中間層６１３が容易に変形することにより、充分なニップ幅を得ることができる。
中間層６１３を構成するゴム材料の種類は特に限定されないが、本実施の形態では、発泡シリコーンゴムにより構成されている。中間層６１３の硬度は、本実施の形態では、ＡＳＫＥＲ Ｃ １０（ＳＲＩＳ ０１０１）である。また、中間層６１３の径は、特に限定されないが、本実施の形態では、径φ３ｍｍである。
【００４９】
表面層６１４の硬度は、特に限定されないが、本実施の形態では、硬度５５Ｈｓ ＪＩＳ Ａ（ＪＩＳ Ｋ ６３０１）である。表面層６１４を構成するゴム材料の種類は特に限定されないが、本実施の形態では、フッ素ゴムにより構成されている。尚、ＰＦＡ等のフッ素樹脂を用いることもできる。表面層６１４の厚さは、本実施の形態では、厚さ３０μｍである。
【００５０】
（第２の実施形態）
次に、定着装置の第２の実施形態について説明する。
図５は、定着装置の第２の実施形態を説明するための概略構成図である。図５に示された定着装置１７０は、定着ベルトモジュール１７１と加圧ベルトモジュール１７２とで主要部が構成されている。定着ベルトモジュール１７１は、第１の部材として、内部に加熱部材としてのハロゲンランプ４５ａが配設され矢印Ａ方向に回転する定着ロール５０１、内部にハロゲンランプ４５ｂが配設された張架ロール５９、同様に内部にハロゲンランプ４５ｃが配設された張架ロール５８、定着ロール５０１と張架ロール５９と張架ロール５８とに張架されて矢印Ｄ方向に従動回転する定着ベルト６０を有している。
【００５１】
一方、加圧ベルトモジュール１７２は、内部に加熱部材としてのハロゲンランプ４５ｄが配設されたリードロール６４、ベルト部材として加圧ロール６２と張架ロール６３及びリードロール６４の３本のロールにより張架された加圧ベルト６５、第２の部材として加圧ベルト６５を介して定着ロール５０１に押圧される圧力補助ロール６０１により主要部が構成されている。そして、加圧ベルト６５は、定着ロール５０１が矢印Ａ方向へ回転するのに伴い、定着ロール５０１に従動して矢印Ｆ方向に回動する。
【００５２】
定着ベルトモジュール１７１における定着ロール５０１は、アルミニウムで形成され、外径１００ｍｍ、長軸方向の長さ３９０ｍｍである。定着ロール５０１は、モータ４６によって周方向Ａに回転駆動される。コア４２の内部には、加熱源として出力１０００ｗのハロゲンランプ４５ａが配置されている。定着ロール５０１の表面には温度センサ５０ａが配置され、表面温度を計測する。尚、温度センサ５０ａの計測信号に基づき温度コントローラ（図示せず）によってハロゲンランプ４５ａがフィードバック制御されて、定着ロール５０１の表面は１７０℃に調節されている。
【００５３】
定着ベルト６０は、厚さ７５μｍ、幅３００ｍｍのポリイミド基材層の上に、厚さ２００μｍのシリコーンゴム弾性層（硬度：２０Ｈｓ ＪＩＳ Ａ）、厚さ３０μｍのＰＦＡ離型層が形成されている。定着ベルト６０は、定着ロール５０１及び張架ロール５８，５９によって張架され、約１５ｋｇｆの張力で巻回されている。
張架ロール５８，５９の内部には、それぞれ、加熱源として出力１０００ｗのハロゲンランプ４５ｂ，４５ｃが配置されている。また、張架ロール５８，５９の表面には、それぞれ、温度センサ５０ｂ，５０ｃが配置され、表面温度を計測する。尚、温度センサ５０ｂ，５０ｃの計測信号に基づき温度コントローラ（図示せず）によってハロゲンランプ４５ｂ，４５ｃがフィードバック制御されて、温度センサ５０ｂ，５０ｃの表面は１７０℃に調節されている。
定着ロール５０１は、モータ４６により周速度（Ｖ）３００ｍｍ／ｓｅｃで回転し、定着ロール５０１の回転により定着ベルト６０は、速度３００ｍｍ／ｓｅｃで従動回転する。
【００５４】
加圧ベルトモジュール１７２における加圧ベルト６５は、厚さ７５μｍ、幅３００ｍｍのポリイミド基材層の上に、厚さ４０μｍのＰＦＡがスプレーコートされている。加圧ベルト６５は、張架ロール６３、リードロール６４及び加圧ロール６２に張架され、約１５ｋｇｆの張力で巻回されている。張架ロール６３及びリードロール６４は、ステンレスにより構成され、それぞれの直径は、２５ｍｍ、２５ｍｍである。
加圧ロール６２は、直径４６ｍｍのステンレス製芯金の外周に、厚さ２ｍｍのシリコーンゴム弾性層（硬度：４５Ｈｓ ＪＩＳ Ａ）が被覆されている。
【００５５】
図５に示すように、加圧ロール６２は、定着ロール５０１の回転方向（Ａ）における圧力補助ロール６０１の下流側に設けられ、コイルスプリング６７により加圧ベルト６５及び定着ベルト６０を介して定着ロール５０１に約１００ｋｇｆの荷重で押圧されている。定着ロール５０１への加圧ベルト６５の巻付角度は約５０゜である。この場合、ベルトニップの幅は約４５ｍｍとなる。
【００５６】
本実施の形態が適用される定着装置１７０では、圧力補助ロール６０１が、硬度が異なる３種類のゴム層により構成されている。
即ち、圧力補助ロール６０１は、長軸方向の長さ３９０ｍｍであり、ステンレス製の芯金は直径φ１６ｍｍである。圧力補助ロール６０１は、芯金の外周に形成された厚さ４ｍｍの硬弾性層、硬弾性層の外周に設けられた厚さ２２ｍｍの軟弾性体層、最外周を被覆する厚さ１．５ｍｍの表面層、から主要部が構成されている。
【００５７】
本実施の形態における圧力補助ロール６０１において、硬弾性層は、硬度４５Ｈｓ ＪＩＳ ＡのＨＴＶシリコーンゴムにより形成されている。また、軟弾性層は、硬度 ＡＳＫＥＲ Ｃ ３０のシリコーンゴムにより形成されている。さらに、表面層は、硬度５５Ｈｓ ＪＩＳ Ａのシリコーンゴムにより形成されている。尚、表面層の外周には、厚さ３０μｍのフッ素ゴムがコーティングされている。
図５に示すように、圧力補助ロール６０１は、コイルスプリング６６により加圧ベルト６５及び定着ベルト６０を介して、定着ロール５０１に約８０ｋｇｆの荷重で押圧されている。接触面の幅が２０ｍｍであり、平均接触圧力は、約１ｋｇｆ／ｃｍ２である。
【００５８】
（第３の実施形態）
次に、定着装置の第３の実施形態について説明する。
図６は、定着装置の第３の実施形態を説明するための概略構成図である。図６に示した定着装置１９０は、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ている。
図６に示すように、定着装置１９０は、記録用紙４７のトナー像４８担持面側に配置されたベルト部材としての定着ベルト９２と、定着ベルト９２の内側にホルダ８５に保持されたセラミックヒータ８２と、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、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。尚、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８８が配設されている。
【００５９】
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、厚さ７５μｍ、幅３００ｍｍのポリイミド基材層の上に、厚さ２００μｍのシリコーンゴム弾性層（硬度：２０Ｈｓ ＪＩＳ Ａ）、厚さ３０μｍのＰＦＡ離型層が形成されている。
尚、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低摩擦シート８８が配設されている。
【００６０】
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、駆動モータ（図示せず）により矢印Ｄ方向に回転する。尚、加圧ロール９１の回転により、定着ベルト９２が従動回転する。
本実施の形態では、加圧ロール９１が、硬度が異なる３種類のゴム層により構成されていることにより、ニップ部Ｎにおける充分なニップ幅を確保できるとともに、ニップ部Ｎにおける空気の膨張や水蒸気の発生によるトナー像の乱れを防止し、長期にわたりトナー像を良好に定着させることができる。
【００６１】
即ち、加圧ロール９１は、芯金９１１と、芯金９１１の表面に形成された硬弾性層である内層９１２と、内層９１２の外周に形成された軟弾性層である中間層９１３と、最外層を形成する表面層９１４と、から主要部が構成されている。加圧ロール９１を構成する３種類のゴム層の硬度は、特に、軟弾性層である中間層９１３の硬度（Ｈｂ）は、他の２個のゴム層の硬度（内層９１２の硬度（Ｈａ）、表面層９１４の硬度（Ｈｃ））よりも小さくなるように形成されている（Ｈａ、Ｈｃ＞＞Ｈｂ）。軟弾性層である中間層９１３の硬度が他の２個のゴム層よりも小さいことにより、加圧ロール９１の変形が確保される。
【実施例】
【００６２】
以下に、実施例により本実施の形態をさらに具体的に説明する。尚、本発明は以下の実施例に限定されない。
（実施例１）
前述した第１の実施形態が適用される定着装置１６０を用いて画像出力を行い、画像ズレの発生を確認した。画像出力条件は、像ズレが起こりやすいストレス条件とした。具体的には、Ａ４サイズの記録紙（王子製紙株式会社製ＯＫトップコートＮ（１２７．９ｇｓｍ）を高温高湿条件（３０℃×８５％）で調湿し、この記録紙に、画像ズレの目視検知が最も容易なサイアン単色（濃度１００％）のベタ画像トナーを転写した。転写したベタ画像トナーを定着装置１６０により定着したときの像ズレの有無を、目視／ルーペで判断した。
その結果、記録紙５０枚を通紙した場合の像ズレの発生頻度は０枚であり、像ズレの発生が防止された。
【００６３】
また、定着装置１６０の圧力補助ロール５１の維持性テストを、上述した使用状態での空回しを行うことにより評価した。
その結果、圧力補助ロール５１は、６０時間の空回しにおいて破壊しなかった。これに対し、比較のため、芯金（直径：φ１３）の周囲に弾性層である内層を設けずに、２層構造とした圧力補助ロール（軟弾性層（厚さ：１３ｍｍ）／表面層（厚さ：１ｍｍ））を、同様な条件で空回しを行ったところ、約５時間で破壊した。
これにより、圧力補助ロール５１の構造を、硬度が異なる３種類のゴム層から構成することにより、定着装置１６０の長寿命化が図れることが分かる。
【００６４】
（実施例２）
前述した第２の実施形態が適用される定着装置１７０を用いて、実施例１と同様な条件で画像出力を行い、画像ズレの発生を確認した。
その結果、記録紙５０枚を通紙した場合の像ズレの発生頻度は０枚であり、像ズレの発生が防止されることがわかる。
また、実施例１と同様に圧力補助ロール６０１の維持性テストを行い、実施例１と同様に、圧力補助ロール６０１は、６０時間の空回しにおいて破壊しなかった。
尚、内層を設けずに２層構造とした圧力補助ロールを同様な条件で空回しを行ったところ、約３時間で破壊した。
【００６５】
以上説明したとおり、本実施の形態が適用される定着装置１６０、１７０は、硬度が異なる３層のゴム層からなる圧力補助ロール５１、６０１を用いることにより、圧力補助ロール５１、６０１の長寿命化が図れ、且つ、空気や水蒸気に起因する画像欠陥を防止することが可能となる。
尚、本実施の形態においては、定着ロールとエンドレスベルトの組み合わせからなる定着装置１６０、１７０について説明したが、対向する部材の形態によらずに適用することができる。例えば、定着ロールに張架されたエンドレスベルトと、そのエンドレスベルトとニップを形成するエンドレスベルトとを有する、いわゆる２ベルト構成の定着装置であっても、同様の効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】画像形成装置を説明するための概略構成図である。
【図２】定着装置の第１の実施形態を説明するための概略構成図である。
【図３】圧力補助ロールの構造を説明するための断面概略図である。
【図４】圧力補助ロールの他の実施形態について説明するための図である。
【図５】定着装置の第２の実施形態を説明するための概略構成図である。
【図６】定着装置の第３の実施形態を説明するための概略構成図である。
【図７】従来のベルトニップ方式の定着装置を説明するための図である。
【図８】定着装置における加圧力分布を説明する図である。
【符号の説明】
【００６７】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ…画像形成ユニット、５１，６１，１０６，６０１…圧力補助ロール、５２，６２，９１，１０３…加圧ロール、５５，６５，１０２…加圧ベルト、１００…画像形成装置、１０１，４０１，５０１…定着ロール、１１１…感光体ドラム、１１７…ドラムクリーナ、１２０…二次転写部、１２１…帯電器、１４１…レーザ露光器、１４４…現像器、１４５…中間転写ベルト、１４６…一次転写ロール、１６０，１７０，１９０…定着装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置等に関し、より詳しくは、画像形成装置における定着装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録シート上に担持された未定着のトナー像を加熱・溶融して定着する装置として、回転可能に支持された定着ロールと、無端移動が可能に張架された加圧ベルトとを圧接し、これらの間に記録シートを送り込んで定着するものが知られている（特許文献１参照）。
例えば、図７は、従来のベルトニップ方式の定着装置を説明するための図である。図７に示されたベルトニップ方式の定着装置２００は、内部にハロゲンランプ１０７が設けられた定着ロール１０１と、支持ロール１０４、１０５及び加圧ロール１０３に張架された加圧ベルト１０２と、から主要部が構成されている。定着ロール１０１は、金属製の円筒状のコア１１２と、その表面に形成された下地層１１３及びトップコート層１１４からなる弾性体層を有している。
【０００３】
図７に示すように、加圧ロール１０３が定着ロール１０１に圧接され、これにともなって加圧ベルト１０２の一部が定着ロール１０１に巻き回されるように接触している。さらに、定着ロール１０１と加圧ベルト１０２とが接触する部分の上流部には、圧力補助ロール１０６が加圧ベルト１０２を介して定着ロール１０１に押圧され、これらの接触部分がニップ部を形成している。未定着のトナー１１６を担持した記録記録シート１１５がニップ部に送り込まれると、定着ロール１０１と加圧ベルト１０２との間に挟持されて搬送される。そして定着ロール１０１から伝えられるハロゲンランプ１０７の熱によってトナーが溶融し、加圧ベルト１０２または加圧ロール１０３の圧接力で記録記録シート１１５に圧着される。
このようなベルトニップ方式の定着装置２００は、加圧ベルト１０２を使用しない定着装置に比べ、記録シートの搬送速度を大きくすることができ、また、特に多層のトナーを所望の色に発色させるカラー複写機の定着に適している。
【０００４】
従来、ベルトニップ方式の定着装置には、条件によってトナー画像のズレが発生するという問題が知られている。この原因は、トナー１１６を記録シート１１５に融着させる際に、暖められた記録シート１１５の繊維の間隙やトナー粒子の間隙から発生した空気または蒸発した水蒸気によるものと考えられている。このような空気や水蒸気は、記録シート１１５と定着ロール１０１またはエンドレスベルト１０２との間に気泡となって介在し、記録シート１１５がニップ部を通過し終えると同時に外部に排出される。
【０００５】
ここで、図８は、定着装置２００における加圧力分布を説明する図である。図８（ａ）に示すように、加圧ロール１０３による押圧部と圧力補助ロール１０６による押圧部との間に、圧力Ｐが小さい領域が広く存在している。この領域に存在する気泡は定着ロール１０１とエンドレスベルト１０２との間で動き回り、その気泡の動きに影響されてニップ部における記録シート１１５上の未定着のトナー１１６が移動し、このため、トナー画像のズレが発生する場合がある。
【０００６】
上述した現象は、例えば、圧力補助ロール１０６を大径化し、且つ、弾性層の厚さを大きくし、硬度を下げることにより、定着ロール１０１に押圧したときのニップ部の幅を大きくすることにより改善される。
例えば、図８（ｂ）は、定着装置２００において大径化した圧力補助ロールを用いた場合の加圧力分布を説明する図である。図８（ｂ）に示すように、大径化した圧力補助ロール１０６を用いることにより、定着装置２００におけるニップ部の押圧部を、周方向に幅広く形成することが可能となり、ニップ部内で圧力Ｐが小さくなる部分を少なくすることができる。その結果、記録シート１１５やトナー粒子間に含まれる空気や水蒸気の熱膨張による画像ズレを抑制することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１６６７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ベルトニップ方式の定着装置２００では、上述したように、加圧ロール１０３による押圧部と圧力補助ロール１０６による押圧部との間の圧接力の小さい領域を少なくするために、圧力補助ロール１０６を大きく変形させる必要がある。そのために、圧力補助ロール１０６の弾性層は、出来るだけ低硬度の材料を用いる必要がある。しかし、低硬度の弾性体を用いた場合、以下の問題が発生する。
即ち、圧力補助ロール１０６は、芯金両端を支持されて定着ロール１０１に当接される際に、弾性層内の応力分布は、芯金付近に集中した状態となる。この場合、最大応力が弾性層のゴム強度よりも大きいとゴムは破断し、ロールが破壊する。また、一般に、ゴム強度はゴム硬度が低いほど小さくなるため、低硬度のゴムを使用すると、圧力補助ロール１０６が容易に破壊されるおそれがある。また、この応力集中は、芯金の外径が小さいほど顕著になるため、圧力補助ロール１０６を大きく変形させるために弾性層の厚みを大きくし、芯金の径を小さくするほど、圧力補助ロール１０６は容易に破壊されるおそれがある。
【０００９】
また、画像欠陥を生じさせないためには、定着の際に発生する空気や水蒸気に対抗できるＮｉｐ荷重で圧力補助ロール１０６を押圧し、記録シート１１５と定着部材表面を密着させる必要がある。
しかし、圧力補助ロール１０６の表面が軟らかい場合は、Ｎｉｐ荷重が十分に大きい場合であっても、部分的に発生する空気や水蒸気の圧力に圧力補助ロール１０６の表面が耐えられず変形する。従って、Ｎｉｐ荷重が大きい場合であっても、画像欠陥の防止が困難となる。
【００１０】
本発明は、前述した課題を解決するためになされたものである。
即ち、本発明の目的は、トナー像の乱れを防止するとともに、長期にわたりトナー像を良好に定着させることができる定着装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、トナー像の乱れを防止し、トナー像を良好に定着させるゴムロールを提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、広いニップ幅を確保できるロール部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本発明においては、硬度の異なる複数の層構造を有するロール部材を用いている。
即ち、本発明によれば、被押圧部材と、被押圧部材を押圧して記録媒体が通過するニップ部を形成するロール部材と、を備える定着装置であって、ロール部材は、被押圧部材と接触する表面層と、金属製芯金の周囲に形成された硬弾性層と、表面層及び硬弾性層より低硬度の軟弾性層と、を有することを特徴とする定着装置が提供される。
ここで、本発明が適用される定着装置において使用されるロール部材は、軟弾性層が、表面層と硬弾性層との間に設けられている３層構造を有することが好ましい。ロール部材の構造を、このような硬度が異なる３層の積層構造とすることにより、ロール部材の長寿命化が図れるとともに画像欠陥を防止することが可能となる。
【００１２】
このとき、ロール部材を構成する軟弾性層は、多孔質体により構成されることが好ましい。軟弾性層がスポンジ状等の多孔質体により形成されることにより、被押圧部材に圧接されたロール部材の変形を確保することができる。
また、ロール部材は、軸方向に対して複数の軟弾性層が所定の間隔で配置された構造を有することもできる。複数の軟弾性層が軸方向に延在することにより、軸方向全体にわたり広いニップ幅を確保することができる。
【００１３】
さらに、被押圧部材としては、回動部材と、回動部材に接触しながら移動するベルト部材と、を有する構成とすることにより、ベルトニップ方式の定着装置に適用することができる。
また、被押圧部材として、加熱源により加熱される被加熱部材と、被加熱部材に接触しながら移動するベルト部材と、を有する構成の場合は、未定着のトナー像の上側に配置された定着ベルトを有する定着装置に適用することができる。
【００１４】
次に、本発明によれば、記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着装置であって、加熱源を備えた被押圧部材と、被押圧部材に接触しながら移動するベルト部材と、ベルト部材を介して被押圧部材を押圧しつつ回転し、記録媒体が通過するニップ部を形成するロール部材と、を備え、ロール部材は、ベルト部材と接触する表面層と、金属製芯金の周囲に形成された硬弾性層と、表面層及び硬弾性層の硬度より低硬度を有する軟弾性層と、を有することを特徴とする定着装置が提供される。
ここで、ロール部材の表面層と硬弾性層との間に設けられている軟弾性層の硬度が、ＡＳＫＥＲ Ｃ ５〜５０（ＳＲＩＳ ０１０１）の範囲であることが好ましい。
【００１５】
また、被押圧部材として、被押圧部材とベルト部材との間に記録媒体が通過するニップ部を形成する定着ロールであり、ロール部材として、ベルト部材の内側に配置され、ニップ部の上流側に設けられた圧力補助ロールの場合、ベルトニップ方式の定着装置におけるニップ部が容易に確保される。
また、定着装置としては、被押圧部材として、回動する定着ロールと、定着ロールを含む複数個のロールにより張架された定着ベルトと、定着ベルト部材と接触しつつ移動し、定着ベルトとの間に記録媒体が通過するニップ部を形成する加圧ベルトと、を有する構成の定着装置に適用することができる。
【００１６】
さらに、本発明によれば、画像形成装置に用いられ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従動回転するベルト部材と、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媒体が通過するニップ部を形成する圧力部材と、を備え、回動部材は、金属製芯金の周囲に形成された硬度が異なる少なくとも３個のゴム層を有し、回動部材のベルト部材と接触する表面と芯金との間に、他の２個のゴム層より低硬度の軟弾性層を有することを特徴とする定着装置が提供される。
この場合、回動部材が、金属製芯金の外周面を覆う硬弾性層と、ベルト部材と接触する表面層と、を有する層構造とすることにより、長期にわたりトナー像を良好に定着させることができる。
さらに、回動部材の構造は、金属製芯金の表面に形成された硬弾性層と、硬弾性層上に形成された軟弾性層と、軟弾性層上に形成され、ベルト部材と接触する表面層と、が順番に積層された３層構造を有することが好ましい。
また、圧力部材は、ニップ部に熱を供給する発熱源を有することが好ましい。
【００１７】
次に、本発明によれば、定着回転体を押圧してニップ部を形成するゴムロールであって、長尺状の金属製芯金と、金属製芯金の周囲に形成された硬弾性層と、定着回転体と接触する表面層と、表面層及び硬弾性層より低硬度の軟弾性層と、を有することを特徴とするゴムロールが提供される。
ここで、軟弾性層は、硬弾性層の周囲に積層されることが好ましい。
また、ゴムロールの構造として、軟弾性層が、硬弾性層中に配置される構造とすることも可能である。
さらに、軟弾性層は、シリコーンゴムの多孔質体により構成されることが好ましい。また、表面層上に、フッ素ゴム又はフッ素樹脂からなる被覆層を有することが好ましい。
【００１８】
また、本発明によれば、表面層と、金属製芯金の周囲に形成された硬弾性層と、硬弾性層を軸方向に貫通するように所定の間隔で配置された複数の軟弾性層と、を有し、軟弾性層は、表面層及び硬弾性層より低硬度であることを特徴とするロール部材が提供される。
この場合、硬弾性層中に複数の軟弾性層が軸方向に延在することにより、ニップ部を形成するための変形が確保されるとともに軸方向全体にわたり広いニップ幅を確保することができる。
ここで、軟弾性層は、多孔質体から構成されることが好ましい。また、軟弾性層は、ＡＳＫＥＲ Ｃ ５〜２０（ＳＲＩＳ ０１０１）の範囲の硬度を有することが好ましい。さらに、被押圧部材と接触する表面層は、フッ素ゴムまたはフッ素樹脂から構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明が適用される定着装置によれば、トナー像の乱れを防止するとともに、長期にわたり、トナー像を良好に定着させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態（実施の形態）について、図面に基づき説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、使用する図面は、本実施の形態を説明するために使用するものであり、実際の大きさを表すものではない。
（画像形成装置）
初めに、画像形成装置について説明する。
図１は、画像形成装置１００を説明するための概略構成図である。図１には、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１００が示されている。図１に示された画像形成装置１００は、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と、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１４５に順次転写（一次転写）させる一次転写部１１０と、中間転写ベルト１４５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１２０と、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置１６０と、を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部１４０を有している。
【００２１】
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１１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１１を帯電する帯電器１２１と、感光体ドラム１１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１４１（図１中、露光ビームを符号Ｂｍで示す）と、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４４と、感光体ドラム１１１上に形成された各色成分トナー像を一次転写部１１０にて中間転写ベルト１４５に転写する一次転写ロール１４６と、感光体ドラム１１１上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１１７と、等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１４５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。
【００２２】
中間転写体である中間転写ベルト１４５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、１０６Ωｃｍ〜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１４５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ー（図示せず）により駆動されて中間転写ベルト１４５を回動させる駆動ロール１３１と、各感光体ドラム１１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１４５を支持する支持ロール１３２と、中間転写ベルト１４５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１４５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１３３と、二次転写部１２０に設けられるバックアップロール１２５と、中間転写ベルト１４５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１３４と、を有している。
【００２３】
一次転写部１１０は、中間転写ベルト１４５を挟んで感光体ドラム１１１に対向して配置される一次転写ロール１４６により構成されている。一次転写ロール１４６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、例えば、鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層は、例えば、カーボンブラック等の導電剤を配合したアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）とスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）とエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）とのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７Ωｃｍ〜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１４６は、中間転写ベルト１４５を挟んで感光体ドラム１１１に圧接配置され、さらに一次転写ロール１４６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１１１上のトナー像が中間転写ベルト１４５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１４５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。
【００２４】
二次転写部１２０は、中間転写ベルト１４５のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール１２２と、バックアップロール１２５と、によって構成される。バックアップロール１２５は、ＥＰＤＭゴムからなる内層部とカーボンを分散したＥＰＤＭ及びＮＢＲのブレンドゴムからなるチューブ状の表面層とから構成されている。そして、その表面抵抗率が１０７Ω／□〜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１２５は、中間転写ベルト１４５の裏面側に配置されて二次転写ロール１２２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１２６が当接配置されている。
【００２５】
一方、二次転写ロール１２２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、例えば、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とのブレンドゴムから形成され、体積抵抗率が１０７Ωｃｍ〜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１２２は、中間転写ベルト１４５を挟んでバックアップロール１２５に圧接配置され、さらに二次転写ロール１２２は接地されてバックアップロール１２５との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部１２０に搬送される用紙Ｐ上にトナー像を二次転写する。
【００２６】
また、中間転写ベルト１４５の二次転写部１２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１４５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１４５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ１３５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信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）１４２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１４３が配設されている。この基準センサ１４２は、中間転写ベルト１４５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１４０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。
【００２７】
さらに、本実施の形態の画像形成装置１００では、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ１５０と、この用紙トレイ１５０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１５１と、ピックアップロール１５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール１５２と、搬送ロール１５２により搬送された用紙Ｐを二次転写部１２０へと送り込む搬送シュート１５３と、二次転写ロール１２２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１６０へと搬送する搬送ベルト１５５と、用紙Ｐを定着装置１６０に導く定着入口ガイド１５６と、を備えている。
【００２８】
次に、本実施の形態が適用される画像形成装置１００の基本的な作像プロセスについて説明する。
図１に示す画像形成装置１００では、画像読取装置（ＩＩＴ）（図示せず）やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）（図示せず）等から出力される画像データは、画像処理装置（ＩＰＳ）（図示せず）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１４１に出力される。
【００２９】
レーザ露光器１４１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１１１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１１１では、帯電器１２１によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１４１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。
【００３０】
画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの感光体ドラム１１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１１と中間転写ベルト１４５とが当接する一次転写部１１０において、中間転写ベルト１４５上に転写される。より具体的には、一次転写部１１０において、一次転写ロール１４６により、中間転写ベルト１４５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１４５の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。
【００３１】
トナー像が中間転写ベルト１４５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１４５は移動してトナー像が二次転写部１２０に搬送される。トナー像が二次転写部１２０に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部１２０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１５１が回転し、用紙トレイ１５０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１５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール１５２により搬送され、搬送シュート１５３を経て二次転写部１２０に到達する。この二次転写部１２０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１４５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。
【００３２】
二次転写部１２０では、中間転写ベルト１４５を介して、二次転写ロール１２２がバックアップロール１２５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１４５と二次転写ロール１２２との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール１２６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１２２とバックアップロール１２５との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１４５上に担持された未定着トナー像は、二次転写ロール１２２とバックアップロール１２５とによって押圧される二次転写部１２０において、用紙Ｐ上に一括して静電転写される。
【００３３】
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１２２によって中間転写ベルト１４５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１２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト１５５へと搬送される。搬送ベルト１５５では、定着装置１６０における最適な搬送速度に合わせて、用紙Ｐを定着装置１６０まで搬送する。定着装置１６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置１６０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１４５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１４５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１３４および中間転写ベルトクリーナ１３５によって中間転写ベルト１４５上から除去される。
【００３４】
（定着装置）
次に、定着装置１６０について説明する。
（第１の実施形態）
図２は、定着装置の第１の実施形態を説明するための概略構成図である。図２に示されたベルトニップ方式の定着装置１６０は、内部にハロゲンランプ４５が設けられた第１の部材としての定着ロール４０１と、張架ロール５３、リードロール５４及び加圧ロール５２に張架されたベルト部材としての加圧ベルト５５と、定着ロール４０１と加圧ベルト５５とが接触する部分の上流部に設けられ、加圧ベルト５５を介して定着ロール４０１に押圧してニップ部Ｎを形成する第２の部材としての圧力補助ロール５６と、から主要部が構成されている。加圧ロール５２は加圧ベルト５５を定着ロール４０１に圧接している。
【００３５】
本実施の形態が適用される定着装置１６０において、第１の部材である定着ロール４０１は、金属製の円筒状のコア４２と、その表面に形成された下地層４３ａ及びトップコート層４３ｂからなる弾性体層を有している。本実施の形態では、コア４２はアルミニウムで形成され、外径６２ｍｍ、長さ３５０ｍｍである。下地層４３ａは、ＨＴＶシリコーンゴムにより形成され、厚さ１．５ｍｍ、硬度Ｈｓ３５ ＪＩＳ Ａ（ＪＩＳ Ｋ ６３０１）である。トップコート層４３ｂ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コポリマー（ＰＦＡ）により形成され、厚さ３０μｍで鏡面状態に近い表面にコートされている。
【００３６】
図２に示すように、定着ロール４０１は、モータ４６により周方向（Ｅ）に回転駆動される。二次転写部１２０（図１）において、記録紙４７の上にトナー像４８が転写され、ニップ部Ｎに搬送された記録紙４７は、ニップ部Ｎの定着ロール４０１に圧力補助ロール５１が圧接する部分に侵入する。未定着のトナー像４８は、加圧ベルト５５に作用する圧力及びハロゲンランプ４５によって定着ロール４０１を介して付与される熱により、記録紙４７上に定着される。
【００３７】
コア４２の内部には、加熱源として出力１２００ｗのハロゲンランプ４５が配置されている。また、定着ロール４０１の表面には温度センサ５０が配置され、この表面の温度を計測する。そして、温度センサ５０の計測信号により、図示しない温度コントローラによってハロゲンランプ４５がフィードバック制御されて、定着ロール４０１の表面が１６０℃に調節される。定着ロール４０１は、モータ４６により周速度（Ｖ）２７０ｍｍ／ｓｅｃで回転する。
【００３８】
本実施の形態が適用される定着装置１６０において、ベルト部材である加圧ベルト５５は、厚さ７５μｍ、幅３００ｍｍのポリイミド基材層の上に、厚さ４０μｍのＰＦＡがスプレーコートされている。加圧ベルト５５は、支持ロール５２、５３、５４の周囲に約１０ｋｇｆの張力で巻回されている。加圧ベルト５５は、定着ロール４０１の回転に伴い、速度２７０ｍｍ／ｓｅｃで従動回転する。張架ロール５３、５４はステンレスにより構成され、その直径は、いずれも１８ｍｍである。
【００３９】
加圧ロール５２は、定着ロール４０１の回転方向（Ｅ）における圧力補助ロール５１の下流側に設けられており、コイルスプリング５７によって定着ロール４０１に約５０ｋｇｆの荷重で押圧されている。これにより、定着ロール４０１の弾性層４３に局部的に変形を生じさせている。加圧ロール５２および圧力補助ロール５１によって、加圧ベルト５５が定着ロール４０１に圧接され、これらの配置により、加圧ベルト５５の定着ロール４０１への巻付角度は約５０°である。この場合ベルトニップの幅は約２８ｍｍとなる。
【００４０】
次に、圧力補助ロール５１について説明する。
本実施の形態が適用される定着装置１６０において、第２の部材である圧力補助ロール５１は、定着ベルト５５を介して、コイルスプリング５６によって定着ロール４０１に接触荷重６０ｋｇｆで押圧されている。圧力補助ロール５１の長軸方向の長さは３３０ｍｍである。接触面の幅は１７ｍｍであり、平均接触圧力は約１ｋｇｆ／ｃｍ２である。
本実施の形態では、圧力補助ロール５１が、硬度が異なる３種類のゴム層により構成されていることにより、ニップ部Ｎにおける充分なニップ幅を確保できるとともに、ニップ部Ｎにおける空気の膨張や水蒸気の発生によるトナー像の乱れを防止し、長期にわたりトナー像を良好に定着させることができる。
【００４１】
図３は、圧力補助ロール５１の構造を説明するための断面概略図である。圧力補助ロール５１は、芯金５１１と、芯金５１１の表面に形成された硬弾性層である内層５１２と、内層５１２の外周に形成された軟弾性層である中間層５１３と、最外層を形成する表面層５１４と、から主要部が構成されている。
【００４２】
芯金５１１は、通常、金属材料により構成され、その種類は特に限定されない。本実施の形態では、芯金５１１はステンレスにより構成され、直径φ１３ｍｍである。
硬弾性層である内層５１２は、芯金５１１周辺の応力集中に耐えうる硬度を有し、定着ロール４０１に押圧される圧力補助ロール５１が変形により破壊されることを防止する。内層５１２を構成するゴム材料の種類は、芯金５１１周辺の応力集中に耐え、且つ耐熱性を有するものであれば特に限定されないが、本実施の形態では、内層５１２はＨＴＶシリコーンゴムにより構成されている。内層５１２の硬度は、芯金５１１周辺の応力集中に耐えうる硬度であれば特に限定されないが、本実施の形態では、内層５１２の硬度は、３５Ｈｓ ＪＩＳ Ａ（ＪＩＳ Ｋ ６３０１）である。内層５１２の厚さは、特に限定されないが、本実施の形態では、厚さ２ｍｍである。
【００４３】
軟弾性体層である中間層５１３は、他の２個のゴム層（内層５１２、表面層５１４）と比較して硬度が低く、定着ロール４０１に押圧される圧力補助ロール５１の変形を大きくすることができる。中間層５１３を構成するゴム材料の種類は、圧力補助ロール５１を大きく変形させ、且つ耐熱性を有するものであれば特に限定されないが、本実施の形態では、発泡シリコーンゴムにより構成されている。中間層５１３の硬度は、圧力補助ロール５１が破壊されない範囲で変形を大きくすることができる硬度であれば特に限定されないが、通常、ＡＳＫＥＲ Ｃ ５〜５０（ＳＲＩＳ ０１０１）、好ましくは、ＡＳＫＥＲ Ｃ ２０〜３０（ＳＲＩＳ ０１０１）である。本実施の形態では、中間層５１３の硬度は、ＡＳＫＥＲ Ｃ ２５（ＳＲＩＳ ０１０１）である。また、中間層５１３を多孔質体（例えば、スポンジ、発泡ゴム）により構成することにより、中間層５１３をの硬度をより低くすることが可能となる。中間層５１３の厚さは、特に限定されないが、本実施の形態では、厚さ１１ｍｍである。
【００４４】
最外層を形成する表面層５１４は、ニップ部Ｎにおいて部分的に発生する空気の膨張や水蒸気の圧力に抗する硬度を有することが必要である。表面層５１４の硬度は、特に限定されないが、本実施の形態では、硬度５５Ｈｓ ＪＩＳ Ａ（ＪＩＳ Ｋ ６３０１）である。表面層５１４を構成するゴム材料の種類は、ニップ部Ｎに発生する空気等の圧力に抗する硬度が得られ、且つ、離型性付与や潤滑を目的として用いられるシリコーンオイル等に対する耐油性、及び耐熱性を有するものであれば特に限定されないが、本実施の形態では、フッ素ゴムにより構成されている。表面層５１４の厚さは特に限定されないが、本実施の形態では、厚さ１ｍｍである。
【００４５】
本実施の形態では、圧力補助ロール５１が、硬度が異なる３種類のゴム層により構成されていることに特徴を有するものである。特に、軟弾性層である中間層５１３の硬度（Ｈｂ）は、他の２個のゴム層の硬度（内層５１２の硬度（Ｈａ）、表面層５１４の硬度（Ｈｃ））よりも小さいことが必要である（Ｈａ、Ｈｃ＞＞Ｈｂ）。軟弾性層である中間層５１３の硬度が他の２個のゴム層よりも小さいことにより、圧力補助ロール５１の変形が確保される。また、内層５１２の硬度（Ｈａ）は表面層５１４の硬度（Ｈｃ）より大きいこと（Ｈａ＞Ｈｃ）が好ましい。
【００４６】
次に、圧力補助ロールの他の実施形態について説明する。
図４は、圧力補助ロールの他の実施形態について説明するための図である。図４（ａ）は、長軸方向の構造を示す概略断面図であり、図４（ｂ）は、長軸方向に直行する方向の構造を示す概略断面図である。図４（ａ）に示すように、圧力補助ロール６１は、芯金６１１と、芯金６１１の表面に形成された硬弾性層である内層６１２と、所定の径を有する複数の軟弾性層から形成され、内層６１２中を長軸方向に延在する中間層６１３と、最外層を形成する表面層６１４と、から主要部が構成されている。本実施の形態では、圧力補助ロール６１の長軸方向の長さは３３０ｍｍである。また、図４（ｂ）に示すように、硬弾性層である内層６１２中に１６個の軟弾性層からなる中間層６１３が形成され、芯金６１１外周を取り囲むように配置されている。
本実施の形態では、圧力補助ロール６１の長軸方向の長さが３３０ｍｍである。また、圧力補助ロール６１の接触荷重は６０ｋｇｆに設定されており、接触面の幅が１７ｍｍであることから、平均接触圧力は、約１ｋｇｆ／ｃｍ２である。
【００４７】
芯金６１１は、前述した圧力補助ロール５１の場合と同様に、通常、金属材料により構成され、金属材料の種類は特に限定されない。本実施の形態では、芯金６１１はステンレスにより構成され、直径φ１５ｍｍである。
硬弾性層である内層６１２は、圧力補助ロール６１が変形による応力集中に耐え得る強度を有し、且つ耐熱性を有するゴム材料を用いて形成される。本実施の形態では、内層６１２はＨＴＶシリコーンゴムにより構成されている。内層６１２の硬度は、本実施の形態では、ＡＳＫＥＲ Ｃ ３０（ＳＲＩＳ ０１０１）である。内層６１２の厚さは、本実施の形態では、厚さ１７．５ｍｍである。
【００４８】
軟弾性体層である中間層６１３は、内層６１２と比較して硬度が低く、内層６１２中を長軸方向に貫通するように設けられている。内層６１２中に複数の中間層６１３を設けることにより、圧力補助ロール６１の形状変化が防止できるとともに、加圧変形による応力集中が抑制され、長軸方向全域にわたり、フラットなニップ部Ｎを確保することが可能となる。さらに、軟弾性体層である中間層６１３が容易に変形することにより、充分なニップ幅を得ることができる。
中間層６１３を構成するゴム材料の種類は特に限定されないが、本実施の形態では、発泡シリコーンゴムにより構成されている。中間層６１３の硬度は、本実施の形態では、ＡＳＫＥＲ Ｃ １０（ＳＲＩＳ ０１０１）である。また、中間層６１３の径は、特に限定されないが、本実施の形態では、径φ３ｍｍである。
【００４９】
表面層６１４の硬度は、特に限定されないが、本実施の形態では、硬度５５Ｈｓ ＪＩＳ Ａ（ＪＩＳ Ｋ ６３０１）である。表面層６１４を構成するゴム材料の種類は特に限定されないが、本実施の形態では、フッ素ゴムにより構成されている。尚、ＰＦＡ等のフッ素樹脂を用いることもできる。表面層６１４の厚さは、本実施の形態では、厚さ３０μｍである。
【００５０】
（第２の実施形態）
次に、定着装置の第２の実施形態について説明する。
図５は、定着装置の第２の実施形態を説明するための概略構成図である。図５に示された定着装置１７０は、定着ベルトモジュール１７１と加圧ベルトモジュール１７２とで主要部が構成されている。定着ベルトモジュール１７１は、第１の部材として、内部に加熱部材としてのハロゲンランプ４５ａが配設され矢印Ａ方向に回転する定着ロール５０１、内部にハロゲンランプ４５ｂが配設された張架ロール５９、同様に内部にハロゲンランプ４５ｃが配設された張架ロール５８、定着ロール５０１と張架ロール５９と張架ロール５８とに張架されて矢印Ｄ方向に従動回転する定着ベルト６０を有している。
【００５１】
一方、加圧ベルトモジュール１７２は、内部に加熱部材としてのハロゲンランプ４５ｄが配設されたリードロール６４、ベルト部材として加圧ロール６２と張架ロール６３及びリードロール６４の３本のロールにより張架された加圧ベルト６５、第２の部材として加圧ベルト６５を介して定着ロール５０１に押圧される圧力補助ロール６０１により主要部が構成されている。そして、加圧ベルト６５は、定着ロール５０１が矢印Ａ方向へ回転するのに伴い、定着ロール５０１に従動して矢印Ｆ方向に回動する。
【００５２】
定着ベルトモジュール１７１における定着ロール５０１は、アルミニウムで形成され、外径１００ｍｍ、長軸方向の長さ３９０ｍｍである。定着ロール５０１は、モータ４６によって周方向Ａに回転駆動される。コア４２の内部には、加熱源として出力１０００ｗのハロゲンランプ４５ａが配置されている。定着ロール５０１の表面には温度センサ５０ａが配置され、表面温度を計測する。尚、温度センサ５０ａの計測信号に基づき温度コントローラ（図示せず）によってハロゲンランプ４５ａがフィードバック制御されて、定着ロール５０１の表面は１７０℃に調節されている。
【００５３】
定着ベルト６０は、厚さ７５μｍ、幅３００ｍｍのポリイミド基材層の上に、厚さ２００μｍのシリコーンゴム弾性層（硬度：２０Ｈｓ ＪＩＳ Ａ）、厚さ３０μｍのＰＦＡ離型層が形成されている。定着ベルト６０は、定着ロール５０１及び張架ロール５８，５９によって張架され、約１５ｋｇｆの張力で巻回されている。
張架ロール５８，５９の内部には、それぞれ、加熱源として出力１０００ｗのハロゲンランプ４５ｂ，４５ｃが配置されている。また、張架ロール５８，５９の表面には、それぞれ、温度センサ５０ｂ，５０ｃが配置され、表面温度を計測する。尚、温度センサ５０ｂ，５０ｃの計測信号に基づき温度コントローラ（図示せず）によってハロゲンランプ４５ｂ，４５ｃがフィードバック制御されて、温度センサ５０ｂ，５０ｃの表面は１７０℃に調節されている。
定着ロール５０１は、モータ４６により周速度（Ｖ）３００ｍｍ／ｓｅｃで回転し、定着ロール５０１の回転により定着ベルト６０は、速度３００ｍｍ／ｓｅｃで従動回転する。
【００５４】
加圧ベルトモジュール１７２における加圧ベルト６５は、厚さ７５μｍ、幅３００ｍｍのポリイミド基材層の上に、厚さ４０μｍのＰＦＡがスプレーコートされている。加圧ベルト６５は、張架ロール６３、リードロール６４及び加圧ロール６２に張架され、約１５ｋｇｆの張力で巻回されている。張架ロール６３及びリードロール６４は、ステンレスにより構成され、それぞれの直径は、２５ｍｍ、２５ｍｍである。
加圧ロール６２は、直径４６ｍｍのステンレス製芯金の外周に、厚さ２ｍｍのシリコーンゴム弾性層（硬度：４５Ｈｓ ＪＩＳ Ａ）が被覆されている。
【００５５】
図５に示すように、加圧ロール６２は、定着ロール５０１の回転方向（Ａ）における圧力補助ロール６０１の下流側に設けられ、コイルスプリング６７により加圧ベルト６５及び定着ベルト６０を介して定着ロール５０１に約１００ｋｇｆの荷重で押圧されている。定着ロール５０１への加圧ベルト６５の巻付角度は約５０゜である。この場合、ベルトニップの幅は約４５ｍｍとなる。
【００５６】
本実施の形態が適用される定着装置１７０では、圧力補助ロール６０１が、硬度が異なる３種類のゴム層により構成されている。
即ち、圧力補助ロール６０１は、長軸方向の長さ３９０ｍｍであり、ステンレス製の芯金は直径φ１６ｍｍである。圧力補助ロール６０１は、芯金の外周に形成された厚さ４ｍｍの硬弾性層、硬弾性層の外周に設けられた厚さ２２ｍｍの軟弾性体層、最外周を被覆する厚さ１．５ｍｍの表面層、から主要部が構成されている。
【００５７】
本実施の形態における圧力補助ロール６０１において、硬弾性層は、硬度４５Ｈｓ ＪＩＳ ＡのＨＴＶシリコーンゴムにより形成されている。また、軟弾性層は、硬度 ＡＳＫＥＲ Ｃ ３０のシリコーンゴムにより形成されている。さらに、表面層は、硬度５５Ｈｓ ＪＩＳ Ａのシリコーンゴムにより形成されている。尚、表面層の外周には、厚さ３０μｍのフッ素ゴムがコーティングされている。
図５に示すように、圧力補助ロール６０１は、コイルスプリング６６により加圧ベルト６５及び定着ベルト６０を介して、定着ロール５０１に約８０ｋｇｆの荷重で押圧されている。接触面の幅が２０ｍｍであり、平均接触圧力は、約１ｋｇｆ／ｃｍ２である。
【００５８】
（第３の実施形態）
次に、定着装置の第３の実施形態について説明する。
図６は、定着装置の第３の実施形態を説明するための概略構成図である。図６に示した定着装置１９０は、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ている。
図６に示すように、定着装置１９０は、記録用紙４７のトナー像４８担持面側に配置されたベルト部材としての定着ベルト９２と、定着ベルト９２の内側にホルダ８５に保持されたセラミックヒータ８２と、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、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。尚、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８８が配設されている。
【００５９】
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、厚さ７５μｍ、幅３００ｍｍのポリイミド基材層の上に、厚さ２００μｍのシリコーンゴム弾性層（硬度：２０Ｈｓ ＪＩＳ Ａ）、厚さ３０μｍのＰＦＡ離型層が形成されている。
尚、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低摩擦シート８８が配設されている。
【００６０】
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、駆動モータ（図示せず）により矢印Ｄ方向に回転する。尚、加圧ロール９１の回転により、定着ベルト９２が従動回転する。
本実施の形態では、加圧ロール９１が、硬度が異なる３種類のゴム層により構成されていることにより、ニップ部Ｎにおける充分なニップ幅を確保できるとともに、ニップ部Ｎにおける空気の膨張や水蒸気の発生によるトナー像の乱れを防止し、長期にわたりトナー像を良好に定着させることができる。
【００６１】
即ち、加圧ロール９１は、芯金９１１と、芯金９１１の表面に形成された硬弾性層である内層９１２と、内層９１２の外周に形成された軟弾性層である中間層９１３と、最外層を形成する表面層９１４と、から主要部が構成されている。加圧ロール９１を構成する３種類のゴム層の硬度は、特に、軟弾性層である中間層９１３の硬度（Ｈｂ）は、他の２個のゴム層の硬度（内層９１２の硬度（Ｈａ）、表面層９１４の硬度（Ｈｃ））よりも小さくなるように形成されている（Ｈａ、Ｈｃ＞＞Ｈｂ）。軟弾性層である中間層９１３の硬度が他の２個のゴム層よりも小さいことにより、加圧ロール９１の変形が確保される。
【実施例】
【００６２】
以下に、実施例により本実施の形態をさらに具体的に説明する。尚、本発明は以下の実施例に限定されない。
（実施例１）
前述した第１の実施形態が適用される定着装置１６０を用いて画像出力を行い、画像ズレの発生を確認した。画像出力条件は、像ズレが起こりやすいストレス条件とした。具体的には、Ａ４サイズの記録紙（王子製紙株式会社製ＯＫトップコートＮ（１２７．９ｇｓｍ）を高温高湿条件（３０℃×８５％）で調湿し、この記録紙に、画像ズレの目視検知が最も容易なサイアン単色（濃度１００％）のベタ画像トナーを転写した。転写したベタ画像トナーを定着装置１６０により定着したときの像ズレの有無を、目視／ルーペで判断した。
その結果、記録紙５０枚を通紙した場合の像ズレの発生頻度は０枚であり、像ズレの発生が防止された。
【００６３】
また、定着装置１６０の圧力補助ロール５１の維持性テストを、上述した使用状態での空回しを行うことにより評価した。
その結果、圧力補助ロール５１は、６０時間の空回しにおいて破壊しなかった。これに対し、比較のため、芯金（直径：φ１３）の周囲に弾性層である内層を設けずに、２層構造とした圧力補助ロール（軟弾性層（厚さ：１３ｍｍ）／表面層（厚さ：１ｍｍ））を、同様な条件で空回しを行ったところ、約５時間で破壊した。
これにより、圧力補助ロール５１の構造を、硬度が異なる３種類のゴム層から構成することにより、定着装置１６０の長寿命化が図れることが分かる。
【００６４】
（実施例２）
前述した第２の実施形態が適用される定着装置１７０を用いて、実施例１と同様な条件で画像出力を行い、画像ズレの発生を確認した。
その結果、記録紙５０枚を通紙した場合の像ズレの発生頻度は０枚であり、像ズレの発生が防止されることがわかる。
また、実施例１と同様に圧力補助ロール６０１の維持性テストを行い、実施例１と同様に、圧力補助ロール６０１は、６０時間の空回しにおいて破壊しなかった。
尚、内層を設けずに２層構造とした圧力補助ロールを同様な条件で空回しを行ったところ、約３時間で破壊した。
【００６５】
以上説明したとおり、本実施の形態が適用される定着装置１６０、１７０は、硬度が異なる３層のゴム層からなる圧力補助ロール５１、６０１を用いることにより、圧力補助ロール５１、６０１の長寿命化が図れ、且つ、空気や水蒸気に起因する画像欠陥を防止することが可能となる。
尚、本実施の形態においては、定着ロールとエンドレスベルトの組み合わせからなる定着装置１６０、１７０について説明したが、対向する部材の形態によらずに適用することができる。例えば、定着ロールに張架されたエンドレスベルトと、そのエンドレスベルトとニップを形成するエンドレスベルトとを有する、いわゆる２ベルト構成の定着装置であっても、同様の効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】画像形成装置を説明するための概略構成図である。
【図２】定着装置の第１の実施形態を説明するための概略構成図である。
【図３】圧力補助ロールの構造を説明するための断面概略図である。
【図４】圧力補助ロールの他の実施形態について説明するための図である。
【図５】定着装置の第２の実施形態を説明するための概略構成図である。
【図６】定着装置の第３の実施形態を説明するための概略構成図である。
【図７】従来のベルトニップ方式の定着装置を説明するための図である。
【図８】定着装置における加圧力分布を説明する図である。
【符号の説明】
【００６７】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ…画像形成ユニット、５１，６１，１０６，６０１…圧力補助ロール、５２，６２，９１，１０３…加圧ロール、５５，６５，１０２…加圧ベルト、１００…画像形成装置、１０１，４０１，５０１…定着ロール、１１１…感光体ドラム、１１７…ドラムクリーナ、１２０…二次転写部、１２１…帯電器、１４１…レーザ露光器、１４４…現像器、１４５…中間転写ベルト、１４６…一次転写ロール、１６０，１７０，１９０…定着装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被押圧部材と、前記被押圧部材を押圧して記録媒体が通過するニップ部を形成するロール部材と、を備える定着装置であって、
前記ロール部材は、
前記被押圧部材と接触する表面層と、
金属製芯金の周囲に形成された硬弾性層と、
前記表面層及び前記硬弾性層より低硬度の軟弾性層と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ロール部材は、前記軟弾性層が、前記表面層と前記硬弾性層との間に設けられている３層構造を有することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記ロール部材は、前記軟弾性層が多孔質体により構成されることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
前記ロール部材は、軸方向に対して複数の前記軟弾性層が所定の間隔で配置された構造を有することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項５】
前記被押圧部材は、
回動部材と、
前記回動部材に接触しながら移動するベルト部材と、
を有することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項６】
前記被押圧部材は、
加熱源により加熱される被加熱部材と、
前記被加熱部材に接触しながら移動するベルト部材と、
を有することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項７】
記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着装置であって、
加熱源を備えた被押圧部材と、
前記被押圧部材に接触しながら移動するベルト部材と、
前記ベルト部材を介して前記被押圧部材を押圧しつつ回転し、前記記録媒体が通過するニップ部を形成するロール部材と、を備え、
前記ロール部材は、
前記ベルト部材と接触する表面層と、
金属製芯金の周囲に形成された硬弾性層と、
前記表面層及び前記硬弾性層の硬度より低硬度を有する軟弾性層と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項８】
前記軟弾性層が、前記表面層と前記硬弾性層との間に設けられていることを特徴とする請求項７記載の定着装置。
【請求項９】
前記軟弾性層は、ＡＳＫＥＲ Ｃ ５〜５０（ＳＲＩＳ ０１０１）の範囲の硬度を有することを特徴とする請求項７記載の定着装置。
【請求項１０】
前記被押圧部材が、当該被押圧部材と前記ベルト部材との間に前記記録媒体が通過するニップ部を形成する定着ロールであり、
前記ロール部材が、前記ベルト部材の内側に配置され、前記ニップ部の上流側に設けられた圧力補助ロールであることを特徴とする請求項７記載の定着装置。
【請求項１１】
前記被押圧部材は、
回動する定着ロールと、
前記定着ロールを含む複数個のロールにより張架された定着ベルトと、
前記定着ベルト部材と接触しつつ移動し、当該定着ベルトとの間に前記記録媒体が通過するニップ部を形成する加圧ベルトと、
を有することを特徴とする請求項７記載の定着装置。
【請求項１２】
画像形成装置に用いられ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従動回転するベルト部材と、
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媒体が通過するニップ部を形成する圧力部材と、を備え、
前記回動部材は、金属製芯金の周囲に形成された硬度が異なる少なくとも３個のゴム層を有し、
前記回動部材の前記ベルト部材と接触する表面と前記金属製芯金との間に、他の２個の前記ゴム層より低硬度の軟弾性層を有することを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
前記回動部材は、
前記金属製芯金の外周面を覆う硬弾性層と、
前記ベルト部材と接触する表面層と、
を有することを特徴とする請求項１２記載の定着装置。
【請求項１４】
前記回動部材は、
前記金属製芯金の表面に形成された硬弾性層と、
前記硬弾性層上に形成された前記軟弾性層と、
前記軟弾性層上に形成され、前記ベルト部材と接触する表面層と、が
順番に積層された３層構造を有することを特徴とする請求項１２記載の定着装置。
【請求項１５】
前記圧力部材は、前記ニップ部に熱を供給する発熱源を有することを特徴とする請求項１２記載の定着装置。
【請求項１６】
定着回転体を押圧してニップ部を形成するゴムロールであって、
長尺状の金属製芯金と、
前記金属製芯金の周囲に形成された硬弾性層と、
前記定着回転体と接触する表面層と、
前記表面層及び前記硬弾性層より低硬度の軟弾性層と、
を有することを特徴とするゴムロール。
【請求項１７】
前記軟弾性層は、前記硬弾性層の周囲に積層されることを特徴とする請求項１６記載のゴムロール。
【請求項１８】
前記軟弾性層は、前記硬弾性層中に配置されることを特徴とする請求項１６記載のゴムロール。
【請求項１９】
前記軟弾性層は、シリコーンゴムの多孔質体により構成されることを特徴とする請求項１６記載のゴムロール。
【請求項２０】
前記表面層上にフッ素ゴム又はフッ素樹脂からなる被覆層を有することを特徴とする請求項１６記載のゴムロール。
【請求項２１】
表面層と、
金属製芯金の周囲に形成された硬弾性層と、
前記硬弾性層を軸方向に貫通するように所定の間隔で配置された複数の軟弾性層と、を有し、
前記軟弾性層は、前記表面層及び前記硬弾性層より低硬度であることを特徴とするロール部材。
【請求項２２】
前記軟弾性層は、多孔質体から構成されることを特徴とする請求項２１記載のロール部材。
【請求項２３】
前記軟弾性層は、ＡＳＫＥＲ Ｃ ５〜２０（ＳＲＩＳ ０１０１）の範囲の硬度を有することを特徴とする請求項２１記載のロール部材。
【請求項２４】
前記表面層は、フッ素ゴムまたはフッ素樹脂から構成されることを特徴とする請求項２１記載のロール部材。
【請求項１】
被押圧部材と、前記被押圧部材を押圧して記録媒体が通過するニップ部を形成するロール部材と、を備える定着装置であって、
前記ロール部材は、
前記被押圧部材と接触する表面層と、
金属製芯金の周囲に形成された硬弾性層と、
前記表面層及び前記硬弾性層より低硬度の軟弾性層と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ロール部材は、前記軟弾性層が、前記表面層と前記硬弾性層との間に設けられている３層構造を有することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記ロール部材は、前記軟弾性層が多孔質体により構成されることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
前記ロール部材は、軸方向に対して複数の前記軟弾性層が所定の間隔で配置された構造を有することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項５】
前記被押圧部材は、
回動部材と、
前記回動部材に接触しながら移動するベルト部材と、
を有することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項６】
前記被押圧部材は、
加熱源により加熱される被加熱部材と、
前記被加熱部材に接触しながら移動するベルト部材と、
を有することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項７】
記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着装置であって、
加熱源を備えた被押圧部材と、
前記被押圧部材に接触しながら移動するベルト部材と、
前記ベルト部材を介して前記被押圧部材を押圧しつつ回転し、前記記録媒体が通過するニップ部を形成するロール部材と、を備え、
前記ロール部材は、
前記ベルト部材と接触する表面層と、
金属製芯金の周囲に形成された硬弾性層と、
前記表面層及び前記硬弾性層の硬度より低硬度を有する軟弾性層と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項８】
前記軟弾性層が、前記表面層と前記硬弾性層との間に設けられていることを特徴とする請求項７記載の定着装置。
【請求項９】
前記軟弾性層は、ＡＳＫＥＲ Ｃ ５〜５０（ＳＲＩＳ ０１０１）の範囲の硬度を有することを特徴とする請求項７記載の定着装置。
【請求項１０】
前記被押圧部材が、当該被押圧部材と前記ベルト部材との間に前記記録媒体が通過するニップ部を形成する定着ロールであり、
前記ロール部材が、前記ベルト部材の内側に配置され、前記ニップ部の上流側に設けられた圧力補助ロールであることを特徴とする請求項７記載の定着装置。
【請求項１１】
前記被押圧部材は、
回動する定着ロールと、
前記定着ロールを含む複数個のロールにより張架された定着ベルトと、
前記定着ベルト部材と接触しつつ移動し、当該定着ベルトとの間に前記記録媒体が通過するニップ部を形成する加圧ベルトと、
を有することを特徴とする請求項７記載の定着装置。
【請求項１２】
画像形成装置に用いられ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従動回転するベルト部材と、
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媒体が通過するニップ部を形成する圧力部材と、を備え、
前記回動部材は、金属製芯金の周囲に形成された硬度が異なる少なくとも３個のゴム層を有し、
前記回動部材の前記ベルト部材と接触する表面と前記金属製芯金との間に、他の２個の前記ゴム層より低硬度の軟弾性層を有することを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
前記回動部材は、
前記金属製芯金の外周面を覆う硬弾性層と、
前記ベルト部材と接触する表面層と、
を有することを特徴とする請求項１２記載の定着装置。
【請求項１４】
前記回動部材は、
前記金属製芯金の表面に形成された硬弾性層と、
前記硬弾性層上に形成された前記軟弾性層と、
前記軟弾性層上に形成され、前記ベルト部材と接触する表面層と、が
順番に積層された３層構造を有することを特徴とする請求項１２記載の定着装置。
【請求項１５】
前記圧力部材は、前記ニップ部に熱を供給する発熱源を有することを特徴とする請求項１２記載の定着装置。
【請求項１６】
定着回転体を押圧してニップ部を形成するゴムロールであって、
長尺状の金属製芯金と、
前記金属製芯金の周囲に形成された硬弾性層と、
前記定着回転体と接触する表面層と、
前記表面層及び前記硬弾性層より低硬度の軟弾性層と、
を有することを特徴とするゴムロール。
【請求項１７】
前記軟弾性層は、前記硬弾性層の周囲に積層されることを特徴とする請求項１６記載のゴムロール。
【請求項１８】
前記軟弾性層は、前記硬弾性層中に配置されることを特徴とする請求項１６記載のゴムロール。
【請求項１９】
前記軟弾性層は、シリコーンゴムの多孔質体により構成されることを特徴とする請求項１６記載のゴムロール。
【請求項２０】
前記表面層上にフッ素ゴム又はフッ素樹脂からなる被覆層を有することを特徴とする請求項１６記載のゴムロール。
【請求項２１】
表面層と、
金属製芯金の周囲に形成された硬弾性層と、
前記硬弾性層を軸方向に貫通するように所定の間隔で配置された複数の軟弾性層と、を有し、
前記軟弾性層は、前記表面層及び前記硬弾性層より低硬度であることを特徴とするロール部材。
【請求項２２】
前記軟弾性層は、多孔質体から構成されることを特徴とする請求項２１記載のロール部材。
【請求項２３】
前記軟弾性層は、ＡＳＫＥＲ Ｃ ５〜２０（ＳＲＩＳ ０１０１）の範囲の硬度を有することを特徴とする請求項２１記載のロール部材。
【請求項２４】
前記表面層は、フッ素ゴムまたはフッ素樹脂から構成されることを特徴とする請求項２１記載のロール部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２５１６２０（Ｐ２００６−２５１６２０Ａ）
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７０６４８（Ｐ２００５−７０６４８）
【出願日】平成１７年３月１４日（２００５．３．１４）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１４日（２００５．３．１４）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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