定着装置および画像形成装置
【課題】加熱ローラの寿命を向上できて、装置全体の寿命を向上できる定着装置を提供する。
【解決手段】加圧ベルト１２の表面硬度は、加熱ローラ１１の表面硬度よりも大きい。加圧ベルト１２の全長Ｌ１２は、加熱ローラ１１のゴム層１１２の全長Ｌ１１２よりも長く、かつ、加圧ベルト１２の両端部は、加熱ローラ１１のゴム層１１２の両端部よりも外側に位置する。
【解決手段】加圧ベルト１２の表面硬度は、加熱ローラ１１の表面硬度よりも大きい。加圧ベルト１２の全長Ｌ１２は、加熱ローラ１１のゴム層１１２の全長Ｌ１１２よりも長く、かつ、加圧ベルト１２の両端部は、加熱ローラ１１のゴム層１１２の両端部よりも外側に位置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、複写機、レーザプリンタやファクシミリ等に用いられる定着装置、および、この定着装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、定着装置としては、加熱ローラと、この加熱ローラに接触する加圧ベルトと、この加圧ベルトの内部に配置されてこの加圧ベルトの内面を上記加熱ローラに向けて押圧する押圧部材とを備えたものがある（特開平１１−２３１７０２号公報：特許文献１参照）。
【０００３】
一般的に、上記加熱ローラの軸方向に関して、上記加圧ベルトの全長は、上記加熱ローラのゴム層の全長よりも短く、かつ、上記加圧ベルトの両端部は、上記加熱ローラのゴム層の両端部よりも内側に位置する。また、上記加圧ベルトの表面硬度は、上記加熱ローラの表面硬度よりも大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２３１７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の定着装置では、上記加熱ローラの軸方向に関して、上記加圧ベルトの全長は、上記加熱ローラのゴム層の全長よりも短く、かつ、上記加圧ベルトの両端部は、上記加熱ローラのゴム層の両端部よりも内側に位置するので、加圧ベルトの両端部（エッジ）による応力集中が、加熱ローラに発生していた。
【０００６】
そして、応力が集中する加熱ローラの部分では、その他の部分に比べて、加熱ローラのゴム層の歪みや、加熱ローラの外周面（表層）の摩耗が大きくなっていた。このため、加熱ローラの寿命が低減して、定着装置の寿命が低減していた。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、加熱ローラの寿命を向上できて、装置全体の寿命を向上できる定着装置および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】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明の定着装置は、
互いに接触して共に回転する加熱回転体および加圧回転体と、
上記加熱回転体を加熱する加熱部と、
上記加圧回転体の内部に配置されると共に、上記加圧回転体を上記加熱回転体に向けて押圧する押圧部材と
を備え、
上記加熱回転体は、少なくともゴム層を有し、
上記加圧回転体の表面硬度は、上記加熱回転体の表面硬度よりも大きく、
上記加熱回転体の軸方向に関して、上記加圧回転体の全長は、上記加熱回転体のゴム層の全長よりも長く、かつ、上記加圧回転体の両端部は、上記加熱回転体のゴム層の両端部よりも外側に位置することを特徴としている。
【０００９】
この発明の定着装置によれば、上記加熱回転体の軸方向に関して、上記加圧回転体の全長は、上記加熱回転体のゴム層の全長よりも長く、かつ、上記加圧回転体の両端部は、上記加熱回転体のゴム層の両端部よりも外側に位置するので、加圧回転体の両端部（エッジ）による応力集中が、加熱回転体に発生することがない。
【００１０】
このため、加熱回転体のゴム層の歪みや、加熱回転体の外周面（表層）の摩耗を、抑えることができる。なお、加熱回転体の両端部（エッジ）による応力集中が、加圧回転体に発生しても、加圧回転体の表面硬度は、加熱回転体の表面硬度よりも大きいため、加圧回転体の表面の摩耗を防止できる。
【００１１】
したがって、加熱回転体の寿命を向上できて、定着装置の寿命を向上できる。
【００１２】
また、一実施形態の定着装置では、上記加熱回転体の軸方向に関して、上記押圧部材の全長は、上記加圧回転体の全長よりも長く、かつ、上記押圧部材の両端部は、上記加圧回転体の両端部よりも外側に位置する。
【００１３】
この実施形態の定着装置によれば、上記加熱回転体の軸方向に関して、上記押圧部材の全長は、上記加圧回転体の全長よりも長く、かつ、上記押圧部材の両端部は、上記加圧回転体の両端部よりも外側に位置するので、押圧部材の両端部（エッジ）による応力集中が、加圧回転体に発生することがない。
【００１４】
このため、加圧回転体の外周面（表層）の摩耗を、抑えることができる。したがって、加圧回転体の寿命を向上できて、定着装置の寿命を一層向上できる。
【００１５】
また、一実施形態の定着装置では、上記押圧部材は、弾性を有する第１のパッドと、この第１のパッドよりも硬度の高い第２のパッドとから構成され、上記第１のパッドは、上記第２のパッドよりも、上記加熱回転体と上記加圧回転体との接触面における上記加圧回転体の回転方向の上流側に配置されている。
【００１６】
また、一実施形態の定着装置では、上記押圧部材は、弾性を有する第１のパッドから構成される。
【００１７】
また、この発明の画像形成装置は、上記定着装置を備えることを特徴としている。
【００１８】
この発明の画像形成装置によれば、上記定着装置を備えるので、寿命を向上できる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明の定着装置によれば、上記加熱回転体の軸方向に関して、上記加圧回転体の全長は、上記加熱回転体のゴム層の全長よりも長く、かつ、上記加圧回転体の両端部は、上記加熱回転体のゴム層の両端部よりも外側に位置するので、加熱回転体の寿命を向上できて、定着装置の寿命を向上できる。
【００２０】
この発明の画像形成装置によれば、上記定着装置を備えるので、寿命を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す簡略構成図である。
【図２】本発明の定着装置の一実施形態を示す断面図である。
【図３】摺動部材の断面図である。
【図４】定着装置の平面図である。
【図５】定着装置の他の実施形態を示す平面図である。
【図６Ａ】加熱ローラの断面図である。
【図６Ｂ】加圧ベルトの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の画像形成装置の一実施形態である簡略構成図を示している。この画像形成装置は、定着装置１０と作像装置３０とを有する。作像装置３０は、記録材Ｐに未定着のトナーを付着して画像を形成する。定着装置１０は、トナーを溶融して記録材Ｐに定着させる。
【００２４】
上記作像装置３０は、トナー像を形成する感光体３１と、この感光体３１によって形成されたトナー像を上記記録材Ｐに転写する転写ローラ３５とを備える。
【００２５】
上記感光体３１の表面は、帯電器３２によって、一様に所定電位に帯電され、露光部３３によって、原稿画像に応じた画像露光が施され、感光体３１上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、トナーを有する現像部３４によって、現像される。つまり、この現像部３４は、現像ローラ３４ａを有し、この現像ローラ３４ａは、現像バイアスを印加され、感光体３１上に可視トナー像を現像する。
【００２６】
上記転写ローラ３５は、上記感光体３１に圧接される。転写ローラ３５は、転写電圧を印加され、感光体３１上のトナー像を、記録材Ｐに転写する。
【００２７】
上記定着装置１０は、（加熱回転体としての）加熱ローラ１１と（加圧回転体としての）加圧ベルト１２とを有する。加熱ローラ１１と加圧ベルト１２とは、互いに外周面が接触して共に回転する。加熱ローラ１１および加圧ベルト１２は、互いに接触して記録材Ｐを搬送しつつこの記録材Ｐのトナーを定着させる。
【００２８】
次に、この画像形成装置の作用を説明する。
【００２９】
記録材Ｐを収容したカセット４０から、給紙ローラ４２にて、記録材Ｐを１枚ずつ引き出して、タイミングローラ４１へ供給する。
【００３０】
このタイミングローラ４１は、感光体３１にトナー像を形成するタイミングと同期をとって、記録材Ｐを感光体３１と転写ローラ３５との間に送り込む。
【００３１】
感光体３１と転写ローラ３５との間に記録材Ｐを通過することで、記録材Ｐにトナー像が転写され、その後、定着装置１０によって、記録材Ｐにトナー像を定着する。
【００３２】
なお、感光体３１上のトナー像の転写後、感光体３１上に残留するトナーは、クリーナ３７によって、除去清掃され、感光体３１上に残留する電荷は、イレーサ３８によって、消去される。
【００３３】
図２は、この発明の定着装置の簡略構成図を示している。この定着装置は、互いに外周面が接触して共に回転する（加熱回転体としての）加熱ローラ１１および（加圧回転体としての）加圧ベルト１２と、上記加熱ローラ１１を加熱する（加熱部としての）加熱ヒータ１８と、上記加圧ベルト１２の内部に配置されると共に上記加圧ベルト１２を上記加熱ローラ１１に向けて押圧する押圧部材１３とを有する。上記加圧ベルト１２と上記押圧部材１３との間に、摺動部材１７が配置され、この摺動部材１７は、回転する上記加圧ベルト１２の内面に摺動される。
【００３４】
上記加熱ローラ１１は、図示しないモータ等の駆動部によって、回転され、上記加圧ベルト１２は、上記加熱ローラ１１との摩擦によって、上記加熱ローラ１１の回転に従動して回転する。
【００３５】
そして、上記加熱ローラ１１および上記加圧ベルト１２は、互いに接触して記録材Ｐを搬送しつつこの記録材Ｐのトナーｔを定着させる。具体的に述べると、上記加熱ローラ１１と上記加圧ベルト１２との接触によりニップ部Ｎを形成し、このニップ部Ｎによって、上記記録材Ｐの上記トナーｔを溶融して定着しつつ上記記録材Ｐを搬送する。
【００３６】
上記記録材Ｐは、例えば、用紙やＯＨＰシートなどのシートである。この記録材Ｐの一面には、トナーｔが付着され、このトナーｔは、例えば、樹脂、磁性体または着色料などの加熱溶融性を有する材料からなる。
【００３７】
上記加熱ローラ１１は、上記記録材Ｐの一面（画像面）に接触する。上記加熱ローラ１１は、中空ローラであり、内側から外側に順に、芯金１１１、ゴム層１１２および表層１１３を有する。加熱ローラ１１の外径は、例えば、１０〜５０ｍｍが望ましい。
【００３８】
上記芯金１１１は、例えば、アルミや鉄等の金属が望ましく、パイプ形状であり、その厚さは、０．１〜５ｍｍ程度である。なお、軽量化およびウォームアップ時間を考慮すると、その厚さは、０．２〜１．５ｍｍ程度が望ましい。
【００３９】
上記ゴム層１１２は、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等であり、弾性を有しかつ耐熱性の高い材質が望ましい。その厚さは、０．０５〜２ｍｍ程度が望ましい。上記ゴム層１１２の硬度は、例えば、１０〜４０°（ＪＩＳ−Ａ）であり、好ましくは２５±３°（ＪＩＳ−Ａ）である。
【００４０】
上記表層１１３は、例えば、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ等のフッ素系チューブやフッ素系コーティング、または、シリコーン系チューブやシリコーン系コーティングであり、離型性を有し、導電性を有してもよい。その厚さは、５〜１００μｍ程度が望ましい。
【００４１】
フッ素系チューブとしては、例えば、三井・デュポンフロロケミカル（株）製ＰＦＡ３５０−Ｊ、４５１ＨＰ−Ｊ、９５１ＨＰ Ｐｌｕｓ、等がある。水との接触角は、９０度以上であり、望ましくは１１０度以上である。表面粗さは、Ｒａ：０．０１〜５０μｍ程度が望ましい。
【００４２】
上記加圧ベルト１２は、内側から外側に順に、基材１２１および表層１２２を有する。加圧ベルト１２の外径は、例えば、２０〜１００ｍｍが望ましい。
【００４３】
上記基材１２１は、例えば、ポリイミド、ポリフェニレンスルファイド、ニッケル、鉄やＳＵＳ等からなる。
【００４４】
上記表層１２２は、例えば、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ等のフッ素系チューブやフッ素系コーティング、または、シリコーン系チューブやシリコーン系コーティングであり、離型性を有し、導電性を有してもよい。その厚さは、５０〜１５０μｍ程度が望ましい。
【００４５】
なお、上記基材１２１と上記表層１２２との間に、ゴム層を設けてもよく、このゴム層は、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等であり、弾性を有しかつ耐熱性の高い材質が望ましい。その厚さは、０．０５〜２ｍｍ程度が望ましいが、上記加熱ローラ１１の上記ゴム層１１２よりも厚みが薄いものが選択される。上記加圧ベルト１２にゴム層を用いる場合、その硬度は、例えば、２０〜６０°（ＪＩＳ−Ａ）であり、好ましくは４３±３°（ＪＩＳ−Ａ）である。
【００４６】
以上のように、上記加熱ローラ１１および上記加圧ベルト１２の各構成要素の材質、硬度、厚さの条件により、上記加熱ローラ１１および上記加圧ベルト１２の表面硬度が決定されるものであり、上記加熱ローラ１１の表面硬度よりも、上記加圧ベルト１２の表面硬度を、大きくしている。
【００４７】
特に、上記加熱ローラ１１には、上記ゴム層１１２が存在することにより、上記加熱ローラ１１の表面硬度よりも、上記加圧ベルト１２の表面硬度が、大きくなっている。加圧ベルトにゴム層を設ける場合であっても、上述の通り、上記加熱ローラ１１の上記ゴム層１１２の方がより厚くかつより硬度が低いものを使用することにより、上記加熱ローラ１１の表面硬度よりも、上記加圧ベルト１２の表面硬度を、大きくする。
【００４８】
上記押圧部材１３は、弾性を有する第１のパッド１３１と、この第１のパッド１３１よりも硬度の高い第２のパッド１３２とから構成される。
【００４９】
上記第１のパッド１３１は、例えば、シリコーン系ゴムやフッ素系ゴム等であり、弾性を有しかつ耐熱性の高い材質が望ましい。その厚さは、０．１〜１０ｍｍ程度が望ましい。その硬度は、アスカーＣで１５〜３０°が望ましい。
【００５０】
上記第２のパッド１３２は、例えば、ポリフェニレンスルファイド、ポリイミドや液晶ポリマー等の樹脂、または、アルミや鉄等の金属、または、セラミック等からなる。
【００５１】
上記第１のパッド１３１は、上記第２のパッド１３２よりも、上記加熱ローラ１１と上記加圧ベルト１２との接触面における上記加圧ベルト１２の回転方向の上流側に配置されている。
【００５２】
上記第１のパッド１３１は、上記第２のパッド１３２に取り付けられ、上記第２のパッド１３２は、保持フレーム１６に取り付けられている。この保持フレーム１６は、例えば、アルミや鉄等の金属からなり、引抜材や押出材や板金等で構成されている。
【００５３】
上記第１のパッド１３１は、上記加熱ローラ１１に向けて上記加圧ベルト１２を弾性変形して押圧する。上記第２のパッド１３２は、上記第１のパッド１３１よりも、上記加熱ローラ１１と上記加圧ベルト１２との接触面における上記加圧ベルト１２の回転方向の下流側で、上記加熱ローラ１１に向けて上記加圧ベルト１２を押圧する。
【００５４】
上記第１のパッド１３１の弾性変形による押圧によって、上記記録材Ｐに上記トナーｔを良好に定着する。上記第２のパッド１３２の押圧によって、上記加熱ローラ１１にひずみを生じさせて、上記記録材Ｐと上記加熱ローラ１１との付着力を低下し、上記記録材Ｐを容易に剥離できる。
【００５５】
なお、上記押圧部材１３としては、上記第２のパッド１３２を除いて、上記第１のパッド１３１のみから構成されるようにしてもよい。
【００５６】
上記加圧ベルト１２の内面には、図示しない潤滑剤供給部により、潤滑剤が塗布され、上記加圧ベルト１２と上記摺動部材１７との間の潤滑性を確保する。この潤滑剤供給部は、例えば、オイル塗布フェルトである。上記潤滑剤は、例えば、シリコンオイルである。上記潤滑剤の粘度は、２００ｃｓ以上４００ｃｓ以下である。
【００５７】
図３に示すように、上記摺動部材１７は、基材としてのガラスクロス１７１と、このガラスクロス１７１を被覆した耐熱性樹脂１７２とを有する。ここで、上記摺動部材１７の摺動面が平滑であると、上記ニップ部Ｎの領域内の上記潤滑剤が圧力により押し出されてしまって、上記潤滑剤の層を形成できなくなる。そこで、上記摺動部材１７では、上記ガラスクロス１７１に上記耐熱性樹脂１７２としてＰＴＦＥを含浸させ焼成することで、上記ガラスクロス１７１の凹凸を活かしながら、凹凸のある摺動面を形成している。
【００５８】
図４に、上記加熱ローラ１１の軸方向に関して、上記加熱ローラ１１の全長（幅）Ｌ１１、上記加熱ローラ１１のゴム層１１２の全長（幅）Ｌ１１２、上記加圧ベルト１２の全長（幅）Ｌ１２、上記摺動部材１７の全長（幅）Ｌ１７、および、上記押圧部材１３の全長（幅）Ｌ１３の関係を、示す。
【００５９】
なお、上記加熱ローラ１１の両端部において、ゴム層１１２および表層１１３がなく、芯金１１１が露出している。つまり、ゴム層１１２の全長と表層１１３の全長とは、同じであり、芯金１１１の全長は、ゴム層１１２の全長および表層１１３の全長よりも長い。一方、上記加圧ベルト１２において、基材１２１の全長と表層１２２の全長とは、同じである。
【００６０】
上記押圧部材１３の全長Ｌ１３は、上記加熱ローラ１１のゴム層１１２の全長Ｌ１１２よりも長く、かつ、上記押圧部材１３の両端部は、上記加熱ローラ１１のゴム層１１２の両端部よりも外側に位置する。
【００６１】
上記押圧部材１３の全長Ｌ１３は、上記加圧ベルト１２の全長Ｌ１２よりも長く、かつ、上記押圧部材１３の両端部は、上記加圧ベルト１２の両端部よりも外側に位置する。
【００６２】
上記押圧部材１３の全長Ｌ１３は、上記加熱ローラ１１の全長Ｌ１１よりも短い。
【００６３】
上記加圧ベルト１２の全長Ｌ１２は、上記加熱ローラ１１のゴム層１１２の全長Ｌ１１２よりも長く、かつ、上記加圧ベルト１２の両端部は、上記加熱ローラ１１のゴム層１１２の両端部よりも外側に位置する。
【００６４】
上記押圧部材１３の両端部は、上記摺動部材１７の両端部よりも外側に位置し、かつ、上記摺動部材１７の両端部は、上記加圧ベルト１２の両端部よりも外側に位置する。上記摺動部材１７の全長Ｌ１７は、上記加圧ベルト１２の全長Ｌ１２よりも長く、上記押圧部材１３の全長Ｌ１３よりも短い。
【００６５】
ここで、定着装置の寿命を決定しているのは、主に、加熱ローラ１１および加圧ベルト１２である。
【００６６】
例えば、加熱ローラ１１の寿命は、主に、表層１１３の摩耗、ゴム層１１２の破壊、芯金１１１からのゴム層１１２の浮き、および、ゴム層１１２からの表層１１３の浮きで、決定される。加圧ベルト１２の寿命は、主に、表層１２２の摩耗で、決定される。
【００６７】
上記現象は、荷重（圧力）が最も大きくなる位置で発生するため、従来では、軸方向の圧分布が均等になるように、押圧部材を、ローラに接触する方向に中凸状に形成し、または、押圧部材の両端部を、面取りまたはＲ状に形成していた。
【００６８】
しかしながら、これだけでは十分ではなく、押圧部材の両端部が、加熱ローラ１１および加圧ベルト１２に接触し、その部分で応力集中が起こってしまっていた。
【００６９】
そこで、本実施形態の構成の定着装置によれば、上記押圧部材１３の全長Ｌ１３は、上記加熱ローラ１１のゴム層１１２の全長Ｌ１１２よりも長く、かつ、上記押圧部材１３の両端部は、上記加熱ローラ１１のゴム層１１２の両端部よりも外側に位置するので、押圧部材１３の両端部（エッジ）による応力集中が、加熱ローラ１１に発生することがない。このため、加熱ローラ１１のゴム層１１２の歪みや、加熱ローラ１１の外周面（表層１１３）の摩耗を、抑えることができる。
【００７０】
また、上記押圧部材１３の全長Ｌ１３は、上記加圧ベルト１２の全長Ｌ１２よりも長く、かつ、上記押圧部材１３の両端部は、上記加圧ベルト１２の両端部よりも外側に位置するので、押圧部材１３の両端部（エッジ）による応力集中が、加圧ベルト１２に発生することがない。このため、加圧ベルト１２の外周面（表層１２２）の摩耗を、抑えることができる。
【００７１】
したがって、加熱ローラ１１および加圧ベルト１２の寿命を向上できて、定着装置の寿命を向上できる。
【００７２】
また、上記押圧部材１３の全長Ｌ１３は、上記加熱ローラ１１の全長Ｌ１１よりも短いので、押圧部材１３に邪魔されずに、加熱ローラ１１の端部に、ベアリングやギヤなどの機械的駆動部分を設けることができ、加熱ローラ１１の全長Ｌ１１を大きくする必要がない。したがって、定着装置の大型化を抑制できる。
【００７３】
また、上記加圧ベルト１２の全長Ｌ１２は、上記加熱ローラ１１のゴム層１１２の全長Ｌ１１２よりも長く、かつ、上記加圧ベルト１２の両端部は、上記加熱ローラ１１のゴム層１１２の両端部よりも外側に位置するので、加圧ベルト１２の両端部（エッジ）による応力集中が、加熱ローラ１１に発生することがない。
【００７４】
このため、加熱ローラ１１のゴム層１１２の歪みや、加熱ローラ１１の外周面（表層１１３）の摩耗を、抑えることができる。したがって、加熱ローラ１１の寿命を向上できる。なお、加熱ローラ１１の両端部（エッジ）による応力集中が、加圧ベルト１２に発生しても、加圧ベルト１２の表面硬度は、加熱ローラ１１の表面硬度よりも大きいため、加圧ベルト１２の表面の摩耗を防止できる。
【００７５】
また、上記押圧部材１３の両端部は、上記摺動部材１７の両端部よりも外側に位置し、かつ、上記摺動部材１７の両端部は、上記加圧ベルト１２の両端部よりも外側に位置するので、上記押圧部材１３の両端部が最も外側に位置し、押圧部材１３の両端部（エッジ）による応力集中が、摺動部材１７および加圧ベルト１２のどちらにも発生することがない。このため、摺動部材１７および加圧ベルト１２の摩耗を抑えることができる。したがって、摺動部材１７および加圧ベルト１２の寿命を向上できる。
【００７６】
また、上記摺動部材１７の両端部は、上記加圧ベルト１２の両端部よりも外側に位置するので、加圧ベルト１２が軸方向に移動可能であり、かつ、摺動部材１７が押圧部材１３に取り付けられて軸方向に移動不能である場合、加圧ベルト１２が回転中に軸方向に移動しても、加圧ベルト１２の内面には、摺動部材１７が介在し、押圧部材１３が直接に接触しない。このため、押圧部材１３による加圧ベルト１２内面の傷や摩耗の発生を防止する。
【００７７】
また、本実施形態の構成の画像形成装置によれば、上記定着装置を備えるので、寿命を向上できる。
【００７８】
（第２の実施形態）
図５は、この発明の定着装置の第２の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、加熱ローラおよび加圧ベルトの構成が相違する。なお、この第２の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の符号は、上記第１の実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
【００７９】
図５に示すように、加熱ローラ１１Ａにおいて、芯金１１１の全長は、ゴム層１１２の全長よりも長く、ゴム層１１２の全長は、表層１１３の全長よりも長い。芯金１１１の両端部は、ゴム層１１２の両端部の外側に位置し、ゴム層１１２の両端部は、表層１１３の両端部の外側に位置する。そして、加熱ローラ１１Ａの表面に露出しているゴム層１１２が、グリップ部Ｇ１１を構成する。
【００８０】
一方、加圧ベルト１２Ａにおいて、表層１２２の両端外側に、ゴム層１２３が設けられている。そして、加圧ベルト１２Ａの表面に露出しているゴム層１２３が、グリップ部Ｇ１２を構成する。
【００８１】
上記加熱ローラ１１Ａのグリップ部Ｇ１１と、上記加圧ベルト１２Ａのグリップ部Ｇ１２とは、互いに、接触する。
【００８２】
なお、上記加熱ローラ１１Ａの全長Ｌ１１、上記加熱ローラ１１Ａのゴム層１１２の全長Ｌ１１２、上記加圧ベルト１２Ａの全長Ｌ１２、上記摺動部材１７の全長Ｌ１７、および、上記押圧部材１３の全長Ｌ１３の関係は、上記第１の実施形態（図４）と同じである。
【００８３】
図６Ａに示すように、上記加熱ローラ１１Ａは、内側より順に、芯金１１１、ゴム層１１２および表層１１３を有する。ゴム層１１２は、加熱ローラ１１Ａの中央部に相当する部分に、凹部を有し、この凹部に、表層１１３が、位置している。
【００８４】
つまり、加熱ローラ１１Ａの端部は、内側から順に、芯金１１１およびゴム層１１２からなる。加熱ローラ１１Ａの中央部は、内側から順に、芯金１１１、ゴム層１１２および表層１１３からなる。
【００８５】
図６Ｂに示すように、上記加圧ベルト１２Ａは、基材１２１と、この基材１２１の外側に位置する表層１２２およびゴム層１２３とを有する。ゴム層１２３は、加圧ベルト１２Ａの端部に相当する部分に、位置し、表層１２２は、加圧ベルト１２Ａの中央部に相当する部分に、位置している。
【００８６】
つまり、加圧ベルト１２Ａの端部は、内側から順に、基材１２１およびゴム層１２３からなる。加圧ベルト１２Ａの中央部は、内側から順に、基材１２１および表層１２２からなる。
【００８７】
このように、上記加熱ローラ１１Ａのグリップ部Ｇ１１と、上記加圧ベルト１２Ａのグリップ部Ｇ１２とは、互いに、接触することで、摩擦係数を大きくできる。
【００８８】
したがって、上記加熱ローラ１１Ａのグリップ部Ｇ１１と、上記加圧ベルト１２Ａのグリップ部Ｇ１２とを、確実に圧接し、上記加熱ローラ１１Ａのグリップ部Ｇ１１と、上記加圧ベルト１２Ａのグリップ部Ｇ１２との間の摩擦抵抗を向上できて、上記加熱ローラ１１Ａの回転に従動して上記加圧ベルト１２Ａを確実に回転できる。
【００８９】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記加熱ローラ１１は、少なくともゴム層１１２を有していればよく、加熱ローラ１１を構成する層の増減は、自由である。また、加熱ローラ１１におけるゴム層１１２の位置は、変更可能である。また、加圧ベルト１２を構成する層の増減は、自由である。また、上記加熱回転体として、上記加熱ローラ１１の代わりに、エンドレスベルトを用いてもよい。また、上記加熱ローラ１１の外部に、上記加熱ヒータ１８を配置してもよい。
【００９０】
また、画像形成装置としては、モノクロ／カラーの複写機、プリンタ、ＦＡＸやこれらの複合機など、どれであってもかまわない。
【符号の説明】
【００９１】
１０ 定着装置
１１，１１Ａ 加熱ローラ（加熱回転体）
１１１ 芯金
１１２ ゴム層
１１３ 表層
１２，１２Ａ 加圧ベルト（加圧回転体）
１２１ 基材
１２２ 表層
１２３ ゴム層
１３ 押圧部材
１３１ 第１のパッド
１３２ 第２のパッド
１７ 摺動部材
１８ 加熱ヒータ（加熱部）
３０ 作像装置
Ｎ ニップ部
Ｐ 記録材
Ｌ１１ 加熱ローラの全長
Ｌ１１２ 加熱ローラのゴム層の全長
Ｌ１２ 加圧ベルトの全長
Ｌ１３ 押圧部材の全長
Ｌ１７ 摺動部材の全長
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、複写機、レーザプリンタやファクシミリ等に用いられる定着装置、および、この定着装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、定着装置としては、加熱ローラと、この加熱ローラに接触する加圧ベルトと、この加圧ベルトの内部に配置されてこの加圧ベルトの内面を上記加熱ローラに向けて押圧する押圧部材とを備えたものがある（特開平１１−２３１７０２号公報：特許文献１参照）。
【０００３】
一般的に、上記加熱ローラの軸方向に関して、上記加圧ベルトの全長は、上記加熱ローラのゴム層の全長よりも短く、かつ、上記加圧ベルトの両端部は、上記加熱ローラのゴム層の両端部よりも内側に位置する。また、上記加圧ベルトの表面硬度は、上記加熱ローラの表面硬度よりも大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２３１７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の定着装置では、上記加熱ローラの軸方向に関して、上記加圧ベルトの全長は、上記加熱ローラのゴム層の全長よりも短く、かつ、上記加圧ベルトの両端部は、上記加熱ローラのゴム層の両端部よりも内側に位置するので、加圧ベルトの両端部（エッジ）による応力集中が、加熱ローラに発生していた。
【０００６】
そして、応力が集中する加熱ローラの部分では、その他の部分に比べて、加熱ローラのゴム層の歪みや、加熱ローラの外周面（表層）の摩耗が大きくなっていた。このため、加熱ローラの寿命が低減して、定着装置の寿命が低減していた。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、加熱ローラの寿命を向上できて、装置全体の寿命を向上できる定着装置および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】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明の定着装置は、
互いに接触して共に回転する加熱回転体および加圧回転体と、
上記加熱回転体を加熱する加熱部と、
上記加圧回転体の内部に配置されると共に、上記加圧回転体を上記加熱回転体に向けて押圧する押圧部材と
を備え、
上記加熱回転体は、少なくともゴム層を有し、
上記加圧回転体の表面硬度は、上記加熱回転体の表面硬度よりも大きく、
上記加熱回転体の軸方向に関して、上記加圧回転体の全長は、上記加熱回転体のゴム層の全長よりも長く、かつ、上記加圧回転体の両端部は、上記加熱回転体のゴム層の両端部よりも外側に位置することを特徴としている。
【０００９】
この発明の定着装置によれば、上記加熱回転体の軸方向に関して、上記加圧回転体の全長は、上記加熱回転体のゴム層の全長よりも長く、かつ、上記加圧回転体の両端部は、上記加熱回転体のゴム層の両端部よりも外側に位置するので、加圧回転体の両端部（エッジ）による応力集中が、加熱回転体に発生することがない。
【００１０】
このため、加熱回転体のゴム層の歪みや、加熱回転体の外周面（表層）の摩耗を、抑えることができる。なお、加熱回転体の両端部（エッジ）による応力集中が、加圧回転体に発生しても、加圧回転体の表面硬度は、加熱回転体の表面硬度よりも大きいため、加圧回転体の表面の摩耗を防止できる。
【００１１】
したがって、加熱回転体の寿命を向上できて、定着装置の寿命を向上できる。
【００１２】
また、一実施形態の定着装置では、上記加熱回転体の軸方向に関して、上記押圧部材の全長は、上記加圧回転体の全長よりも長く、かつ、上記押圧部材の両端部は、上記加圧回転体の両端部よりも外側に位置する。
【００１３】
この実施形態の定着装置によれば、上記加熱回転体の軸方向に関して、上記押圧部材の全長は、上記加圧回転体の全長よりも長く、かつ、上記押圧部材の両端部は、上記加圧回転体の両端部よりも外側に位置するので、押圧部材の両端部（エッジ）による応力集中が、加圧回転体に発生することがない。
【００１４】
このため、加圧回転体の外周面（表層）の摩耗を、抑えることができる。したがって、加圧回転体の寿命を向上できて、定着装置の寿命を一層向上できる。
【００１５】
また、一実施形態の定着装置では、上記押圧部材は、弾性を有する第１のパッドと、この第１のパッドよりも硬度の高い第２のパッドとから構成され、上記第１のパッドは、上記第２のパッドよりも、上記加熱回転体と上記加圧回転体との接触面における上記加圧回転体の回転方向の上流側に配置されている。
【００１６】
また、一実施形態の定着装置では、上記押圧部材は、弾性を有する第１のパッドから構成される。
【００１７】
また、この発明の画像形成装置は、上記定着装置を備えることを特徴としている。
【００１８】
この発明の画像形成装置によれば、上記定着装置を備えるので、寿命を向上できる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明の定着装置によれば、上記加熱回転体の軸方向に関して、上記加圧回転体の全長は、上記加熱回転体のゴム層の全長よりも長く、かつ、上記加圧回転体の両端部は、上記加熱回転体のゴム層の両端部よりも外側に位置するので、加熱回転体の寿命を向上できて、定着装置の寿命を向上できる。
【００２０】
この発明の画像形成装置によれば、上記定着装置を備えるので、寿命を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す簡略構成図である。
【図２】本発明の定着装置の一実施形態を示す断面図である。
【図３】摺動部材の断面図である。
【図４】定着装置の平面図である。
【図５】定着装置の他の実施形態を示す平面図である。
【図６Ａ】加熱ローラの断面図である。
【図６Ｂ】加圧ベルトの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の画像形成装置の一実施形態である簡略構成図を示している。この画像形成装置は、定着装置１０と作像装置３０とを有する。作像装置３０は、記録材Ｐに未定着のトナーを付着して画像を形成する。定着装置１０は、トナーを溶融して記録材Ｐに定着させる。
【００２４】
上記作像装置３０は、トナー像を形成する感光体３１と、この感光体３１によって形成されたトナー像を上記記録材Ｐに転写する転写ローラ３５とを備える。
【００２５】
上記感光体３１の表面は、帯電器３２によって、一様に所定電位に帯電され、露光部３３によって、原稿画像に応じた画像露光が施され、感光体３１上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、トナーを有する現像部３４によって、現像される。つまり、この現像部３４は、現像ローラ３４ａを有し、この現像ローラ３４ａは、現像バイアスを印加され、感光体３１上に可視トナー像を現像する。
【００２６】
上記転写ローラ３５は、上記感光体３１に圧接される。転写ローラ３５は、転写電圧を印加され、感光体３１上のトナー像を、記録材Ｐに転写する。
【００２７】
上記定着装置１０は、（加熱回転体としての）加熱ローラ１１と（加圧回転体としての）加圧ベルト１２とを有する。加熱ローラ１１と加圧ベルト１２とは、互いに外周面が接触して共に回転する。加熱ローラ１１および加圧ベルト１２は、互いに接触して記録材Ｐを搬送しつつこの記録材Ｐのトナーを定着させる。
【００２８】
次に、この画像形成装置の作用を説明する。
【００２９】
記録材Ｐを収容したカセット４０から、給紙ローラ４２にて、記録材Ｐを１枚ずつ引き出して、タイミングローラ４１へ供給する。
【００３０】
このタイミングローラ４１は、感光体３１にトナー像を形成するタイミングと同期をとって、記録材Ｐを感光体３１と転写ローラ３５との間に送り込む。
【００３１】
感光体３１と転写ローラ３５との間に記録材Ｐを通過することで、記録材Ｐにトナー像が転写され、その後、定着装置１０によって、記録材Ｐにトナー像を定着する。
【００３２】
なお、感光体３１上のトナー像の転写後、感光体３１上に残留するトナーは、クリーナ３７によって、除去清掃され、感光体３１上に残留する電荷は、イレーサ３８によって、消去される。
【００３３】
図２は、この発明の定着装置の簡略構成図を示している。この定着装置は、互いに外周面が接触して共に回転する（加熱回転体としての）加熱ローラ１１および（加圧回転体としての）加圧ベルト１２と、上記加熱ローラ１１を加熱する（加熱部としての）加熱ヒータ１８と、上記加圧ベルト１２の内部に配置されると共に上記加圧ベルト１２を上記加熱ローラ１１に向けて押圧する押圧部材１３とを有する。上記加圧ベルト１２と上記押圧部材１３との間に、摺動部材１７が配置され、この摺動部材１７は、回転する上記加圧ベルト１２の内面に摺動される。
【００３４】
上記加熱ローラ１１は、図示しないモータ等の駆動部によって、回転され、上記加圧ベルト１２は、上記加熱ローラ１１との摩擦によって、上記加熱ローラ１１の回転に従動して回転する。
【００３５】
そして、上記加熱ローラ１１および上記加圧ベルト１２は、互いに接触して記録材Ｐを搬送しつつこの記録材Ｐのトナーｔを定着させる。具体的に述べると、上記加熱ローラ１１と上記加圧ベルト１２との接触によりニップ部Ｎを形成し、このニップ部Ｎによって、上記記録材Ｐの上記トナーｔを溶融して定着しつつ上記記録材Ｐを搬送する。
【００３６】
上記記録材Ｐは、例えば、用紙やＯＨＰシートなどのシートである。この記録材Ｐの一面には、トナーｔが付着され、このトナーｔは、例えば、樹脂、磁性体または着色料などの加熱溶融性を有する材料からなる。
【００３７】
上記加熱ローラ１１は、上記記録材Ｐの一面（画像面）に接触する。上記加熱ローラ１１は、中空ローラであり、内側から外側に順に、芯金１１１、ゴム層１１２および表層１１３を有する。加熱ローラ１１の外径は、例えば、１０〜５０ｍｍが望ましい。
【００３８】
上記芯金１１１は、例えば、アルミや鉄等の金属が望ましく、パイプ形状であり、その厚さは、０．１〜５ｍｍ程度である。なお、軽量化およびウォームアップ時間を考慮すると、その厚さは、０．２〜１．５ｍｍ程度が望ましい。
【００３９】
上記ゴム層１１２は、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等であり、弾性を有しかつ耐熱性の高い材質が望ましい。その厚さは、０．０５〜２ｍｍ程度が望ましい。上記ゴム層１１２の硬度は、例えば、１０〜４０°（ＪＩＳ−Ａ）であり、好ましくは２５±３°（ＪＩＳ−Ａ）である。
【００４０】
上記表層１１３は、例えば、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ等のフッ素系チューブやフッ素系コーティング、または、シリコーン系チューブやシリコーン系コーティングであり、離型性を有し、導電性を有してもよい。その厚さは、５〜１００μｍ程度が望ましい。
【００４１】
フッ素系チューブとしては、例えば、三井・デュポンフロロケミカル（株）製ＰＦＡ３５０−Ｊ、４５１ＨＰ−Ｊ、９５１ＨＰ Ｐｌｕｓ、等がある。水との接触角は、９０度以上であり、望ましくは１１０度以上である。表面粗さは、Ｒａ：０．０１〜５０μｍ程度が望ましい。
【００４２】
上記加圧ベルト１２は、内側から外側に順に、基材１２１および表層１２２を有する。加圧ベルト１２の外径は、例えば、２０〜１００ｍｍが望ましい。
【００４３】
上記基材１２１は、例えば、ポリイミド、ポリフェニレンスルファイド、ニッケル、鉄やＳＵＳ等からなる。
【００４４】
上記表層１２２は、例えば、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ等のフッ素系チューブやフッ素系コーティング、または、シリコーン系チューブやシリコーン系コーティングであり、離型性を有し、導電性を有してもよい。その厚さは、５０〜１５０μｍ程度が望ましい。
【００４５】
なお、上記基材１２１と上記表層１２２との間に、ゴム層を設けてもよく、このゴム層は、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等であり、弾性を有しかつ耐熱性の高い材質が望ましい。その厚さは、０．０５〜２ｍｍ程度が望ましいが、上記加熱ローラ１１の上記ゴム層１１２よりも厚みが薄いものが選択される。上記加圧ベルト１２にゴム層を用いる場合、その硬度は、例えば、２０〜６０°（ＪＩＳ−Ａ）であり、好ましくは４３±３°（ＪＩＳ−Ａ）である。
【００４６】
以上のように、上記加熱ローラ１１および上記加圧ベルト１２の各構成要素の材質、硬度、厚さの条件により、上記加熱ローラ１１および上記加圧ベルト１２の表面硬度が決定されるものであり、上記加熱ローラ１１の表面硬度よりも、上記加圧ベルト１２の表面硬度を、大きくしている。
【００４７】
特に、上記加熱ローラ１１には、上記ゴム層１１２が存在することにより、上記加熱ローラ１１の表面硬度よりも、上記加圧ベルト１２の表面硬度が、大きくなっている。加圧ベルトにゴム層を設ける場合であっても、上述の通り、上記加熱ローラ１１の上記ゴム層１１２の方がより厚くかつより硬度が低いものを使用することにより、上記加熱ローラ１１の表面硬度よりも、上記加圧ベルト１２の表面硬度を、大きくする。
【００４８】
上記押圧部材１３は、弾性を有する第１のパッド１３１と、この第１のパッド１３１よりも硬度の高い第２のパッド１３２とから構成される。
【００４９】
上記第１のパッド１３１は、例えば、シリコーン系ゴムやフッ素系ゴム等であり、弾性を有しかつ耐熱性の高い材質が望ましい。その厚さは、０．１〜１０ｍｍ程度が望ましい。その硬度は、アスカーＣで１５〜３０°が望ましい。
【００５０】
上記第２のパッド１３２は、例えば、ポリフェニレンスルファイド、ポリイミドや液晶ポリマー等の樹脂、または、アルミや鉄等の金属、または、セラミック等からなる。
【００５１】
上記第１のパッド１３１は、上記第２のパッド１３２よりも、上記加熱ローラ１１と上記加圧ベルト１２との接触面における上記加圧ベルト１２の回転方向の上流側に配置されている。
【００５２】
上記第１のパッド１３１は、上記第２のパッド１３２に取り付けられ、上記第２のパッド１３２は、保持フレーム１６に取り付けられている。この保持フレーム１６は、例えば、アルミや鉄等の金属からなり、引抜材や押出材や板金等で構成されている。
【００５３】
上記第１のパッド１３１は、上記加熱ローラ１１に向けて上記加圧ベルト１２を弾性変形して押圧する。上記第２のパッド１３２は、上記第１のパッド１３１よりも、上記加熱ローラ１１と上記加圧ベルト１２との接触面における上記加圧ベルト１２の回転方向の下流側で、上記加熱ローラ１１に向けて上記加圧ベルト１２を押圧する。
【００５４】
上記第１のパッド１３１の弾性変形による押圧によって、上記記録材Ｐに上記トナーｔを良好に定着する。上記第２のパッド１３２の押圧によって、上記加熱ローラ１１にひずみを生じさせて、上記記録材Ｐと上記加熱ローラ１１との付着力を低下し、上記記録材Ｐを容易に剥離できる。
【００５５】
なお、上記押圧部材１３としては、上記第２のパッド１３２を除いて、上記第１のパッド１３１のみから構成されるようにしてもよい。
【００５６】
上記加圧ベルト１２の内面には、図示しない潤滑剤供給部により、潤滑剤が塗布され、上記加圧ベルト１２と上記摺動部材１７との間の潤滑性を確保する。この潤滑剤供給部は、例えば、オイル塗布フェルトである。上記潤滑剤は、例えば、シリコンオイルである。上記潤滑剤の粘度は、２００ｃｓ以上４００ｃｓ以下である。
【００５７】
図３に示すように、上記摺動部材１７は、基材としてのガラスクロス１７１と、このガラスクロス１７１を被覆した耐熱性樹脂１７２とを有する。ここで、上記摺動部材１７の摺動面が平滑であると、上記ニップ部Ｎの領域内の上記潤滑剤が圧力により押し出されてしまって、上記潤滑剤の層を形成できなくなる。そこで、上記摺動部材１７では、上記ガラスクロス１７１に上記耐熱性樹脂１７２としてＰＴＦＥを含浸させ焼成することで、上記ガラスクロス１７１の凹凸を活かしながら、凹凸のある摺動面を形成している。
【００５８】
図４に、上記加熱ローラ１１の軸方向に関して、上記加熱ローラ１１の全長（幅）Ｌ１１、上記加熱ローラ１１のゴム層１１２の全長（幅）Ｌ１１２、上記加圧ベルト１２の全長（幅）Ｌ１２、上記摺動部材１７の全長（幅）Ｌ１７、および、上記押圧部材１３の全長（幅）Ｌ１３の関係を、示す。
【００５９】
なお、上記加熱ローラ１１の両端部において、ゴム層１１２および表層１１３がなく、芯金１１１が露出している。つまり、ゴム層１１２の全長と表層１１３の全長とは、同じであり、芯金１１１の全長は、ゴム層１１２の全長および表層１１３の全長よりも長い。一方、上記加圧ベルト１２において、基材１２１の全長と表層１２２の全長とは、同じである。
【００６０】
上記押圧部材１３の全長Ｌ１３は、上記加熱ローラ１１のゴム層１１２の全長Ｌ１１２よりも長く、かつ、上記押圧部材１３の両端部は、上記加熱ローラ１１のゴム層１１２の両端部よりも外側に位置する。
【００６１】
上記押圧部材１３の全長Ｌ１３は、上記加圧ベルト１２の全長Ｌ１２よりも長く、かつ、上記押圧部材１３の両端部は、上記加圧ベルト１２の両端部よりも外側に位置する。
【００６２】
上記押圧部材１３の全長Ｌ１３は、上記加熱ローラ１１の全長Ｌ１１よりも短い。
【００６３】
上記加圧ベルト１２の全長Ｌ１２は、上記加熱ローラ１１のゴム層１１２の全長Ｌ１１２よりも長く、かつ、上記加圧ベルト１２の両端部は、上記加熱ローラ１１のゴム層１１２の両端部よりも外側に位置する。
【００６４】
上記押圧部材１３の両端部は、上記摺動部材１７の両端部よりも外側に位置し、かつ、上記摺動部材１７の両端部は、上記加圧ベルト１２の両端部よりも外側に位置する。上記摺動部材１７の全長Ｌ１７は、上記加圧ベルト１２の全長Ｌ１２よりも長く、上記押圧部材１３の全長Ｌ１３よりも短い。
【００６５】
ここで、定着装置の寿命を決定しているのは、主に、加熱ローラ１１および加圧ベルト１２である。
【００６６】
例えば、加熱ローラ１１の寿命は、主に、表層１１３の摩耗、ゴム層１１２の破壊、芯金１１１からのゴム層１１２の浮き、および、ゴム層１１２からの表層１１３の浮きで、決定される。加圧ベルト１２の寿命は、主に、表層１２２の摩耗で、決定される。
【００６７】
上記現象は、荷重（圧力）が最も大きくなる位置で発生するため、従来では、軸方向の圧分布が均等になるように、押圧部材を、ローラに接触する方向に中凸状に形成し、または、押圧部材の両端部を、面取りまたはＲ状に形成していた。
【００６８】
しかしながら、これだけでは十分ではなく、押圧部材の両端部が、加熱ローラ１１および加圧ベルト１２に接触し、その部分で応力集中が起こってしまっていた。
【００６９】
そこで、本実施形態の構成の定着装置によれば、上記押圧部材１３の全長Ｌ１３は、上記加熱ローラ１１のゴム層１１２の全長Ｌ１１２よりも長く、かつ、上記押圧部材１３の両端部は、上記加熱ローラ１１のゴム層１１２の両端部よりも外側に位置するので、押圧部材１３の両端部（エッジ）による応力集中が、加熱ローラ１１に発生することがない。このため、加熱ローラ１１のゴム層１１２の歪みや、加熱ローラ１１の外周面（表層１１３）の摩耗を、抑えることができる。
【００７０】
また、上記押圧部材１３の全長Ｌ１３は、上記加圧ベルト１２の全長Ｌ１２よりも長く、かつ、上記押圧部材１３の両端部は、上記加圧ベルト１２の両端部よりも外側に位置するので、押圧部材１３の両端部（エッジ）による応力集中が、加圧ベルト１２に発生することがない。このため、加圧ベルト１２の外周面（表層１２２）の摩耗を、抑えることができる。
【００７１】
したがって、加熱ローラ１１および加圧ベルト１２の寿命を向上できて、定着装置の寿命を向上できる。
【００７２】
また、上記押圧部材１３の全長Ｌ１３は、上記加熱ローラ１１の全長Ｌ１１よりも短いので、押圧部材１３に邪魔されずに、加熱ローラ１１の端部に、ベアリングやギヤなどの機械的駆動部分を設けることができ、加熱ローラ１１の全長Ｌ１１を大きくする必要がない。したがって、定着装置の大型化を抑制できる。
【００７３】
また、上記加圧ベルト１２の全長Ｌ１２は、上記加熱ローラ１１のゴム層１１２の全長Ｌ１１２よりも長く、かつ、上記加圧ベルト１２の両端部は、上記加熱ローラ１１のゴム層１１２の両端部よりも外側に位置するので、加圧ベルト１２の両端部（エッジ）による応力集中が、加熱ローラ１１に発生することがない。
【００７４】
このため、加熱ローラ１１のゴム層１１２の歪みや、加熱ローラ１１の外周面（表層１１３）の摩耗を、抑えることができる。したがって、加熱ローラ１１の寿命を向上できる。なお、加熱ローラ１１の両端部（エッジ）による応力集中が、加圧ベルト１２に発生しても、加圧ベルト１２の表面硬度は、加熱ローラ１１の表面硬度よりも大きいため、加圧ベルト１２の表面の摩耗を防止できる。
【００７５】
また、上記押圧部材１３の両端部は、上記摺動部材１７の両端部よりも外側に位置し、かつ、上記摺動部材１７の両端部は、上記加圧ベルト１２の両端部よりも外側に位置するので、上記押圧部材１３の両端部が最も外側に位置し、押圧部材１３の両端部（エッジ）による応力集中が、摺動部材１７および加圧ベルト１２のどちらにも発生することがない。このため、摺動部材１７および加圧ベルト１２の摩耗を抑えることができる。したがって、摺動部材１７および加圧ベルト１２の寿命を向上できる。
【００７６】
また、上記摺動部材１７の両端部は、上記加圧ベルト１２の両端部よりも外側に位置するので、加圧ベルト１２が軸方向に移動可能であり、かつ、摺動部材１７が押圧部材１３に取り付けられて軸方向に移動不能である場合、加圧ベルト１２が回転中に軸方向に移動しても、加圧ベルト１２の内面には、摺動部材１７が介在し、押圧部材１３が直接に接触しない。このため、押圧部材１３による加圧ベルト１２内面の傷や摩耗の発生を防止する。
【００７７】
また、本実施形態の構成の画像形成装置によれば、上記定着装置を備えるので、寿命を向上できる。
【００７８】
（第２の実施形態）
図５は、この発明の定着装置の第２の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、加熱ローラおよび加圧ベルトの構成が相違する。なお、この第２の実施形態において、上記第１の実施形態と同一の符号は、上記第１の実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
【００７９】
図５に示すように、加熱ローラ１１Ａにおいて、芯金１１１の全長は、ゴム層１１２の全長よりも長く、ゴム層１１２の全長は、表層１１３の全長よりも長い。芯金１１１の両端部は、ゴム層１１２の両端部の外側に位置し、ゴム層１１２の両端部は、表層１１３の両端部の外側に位置する。そして、加熱ローラ１１Ａの表面に露出しているゴム層１１２が、グリップ部Ｇ１１を構成する。
【００８０】
一方、加圧ベルト１２Ａにおいて、表層１２２の両端外側に、ゴム層１２３が設けられている。そして、加圧ベルト１２Ａの表面に露出しているゴム層１２３が、グリップ部Ｇ１２を構成する。
【００８１】
上記加熱ローラ１１Ａのグリップ部Ｇ１１と、上記加圧ベルト１２Ａのグリップ部Ｇ１２とは、互いに、接触する。
【００８２】
なお、上記加熱ローラ１１Ａの全長Ｌ１１、上記加熱ローラ１１Ａのゴム層１１２の全長Ｌ１１２、上記加圧ベルト１２Ａの全長Ｌ１２、上記摺動部材１７の全長Ｌ１７、および、上記押圧部材１３の全長Ｌ１３の関係は、上記第１の実施形態（図４）と同じである。
【００８３】
図６Ａに示すように、上記加熱ローラ１１Ａは、内側より順に、芯金１１１、ゴム層１１２および表層１１３を有する。ゴム層１１２は、加熱ローラ１１Ａの中央部に相当する部分に、凹部を有し、この凹部に、表層１１３が、位置している。
【００８４】
つまり、加熱ローラ１１Ａの端部は、内側から順に、芯金１１１およびゴム層１１２からなる。加熱ローラ１１Ａの中央部は、内側から順に、芯金１１１、ゴム層１１２および表層１１３からなる。
【００８５】
図６Ｂに示すように、上記加圧ベルト１２Ａは、基材１２１と、この基材１２１の外側に位置する表層１２２およびゴム層１２３とを有する。ゴム層１２３は、加圧ベルト１２Ａの端部に相当する部分に、位置し、表層１２２は、加圧ベルト１２Ａの中央部に相当する部分に、位置している。
【００８６】
つまり、加圧ベルト１２Ａの端部は、内側から順に、基材１２１およびゴム層１２３からなる。加圧ベルト１２Ａの中央部は、内側から順に、基材１２１および表層１２２からなる。
【００８７】
このように、上記加熱ローラ１１Ａのグリップ部Ｇ１１と、上記加圧ベルト１２Ａのグリップ部Ｇ１２とは、互いに、接触することで、摩擦係数を大きくできる。
【００８８】
したがって、上記加熱ローラ１１Ａのグリップ部Ｇ１１と、上記加圧ベルト１２Ａのグリップ部Ｇ１２とを、確実に圧接し、上記加熱ローラ１１Ａのグリップ部Ｇ１１と、上記加圧ベルト１２Ａのグリップ部Ｇ１２との間の摩擦抵抗を向上できて、上記加熱ローラ１１Ａの回転に従動して上記加圧ベルト１２Ａを確実に回転できる。
【００８９】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記加熱ローラ１１は、少なくともゴム層１１２を有していればよく、加熱ローラ１１を構成する層の増減は、自由である。また、加熱ローラ１１におけるゴム層１１２の位置は、変更可能である。また、加圧ベルト１２を構成する層の増減は、自由である。また、上記加熱回転体として、上記加熱ローラ１１の代わりに、エンドレスベルトを用いてもよい。また、上記加熱ローラ１１の外部に、上記加熱ヒータ１８を配置してもよい。
【００９０】
また、画像形成装置としては、モノクロ／カラーの複写機、プリンタ、ＦＡＸやこれらの複合機など、どれであってもかまわない。
【符号の説明】
【００９１】
１０ 定着装置
１１，１１Ａ 加熱ローラ（加熱回転体）
１１１ 芯金
１１２ ゴム層
１１３ 表層
１２，１２Ａ 加圧ベルト（加圧回転体）
１２１ 基材
１２２ 表層
１２３ ゴム層
１３ 押圧部材
１３１ 第１のパッド
１３２ 第２のパッド
１７ 摺動部材
１８ 加熱ヒータ（加熱部）
３０ 作像装置
Ｎ ニップ部
Ｐ 記録材
Ｌ１１ 加熱ローラの全長
Ｌ１１２ 加熱ローラのゴム層の全長
Ｌ１２ 加圧ベルトの全長
Ｌ１３ 押圧部材の全長
Ｌ１７ 摺動部材の全長
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接触して共に回転する加熱回転体および加圧回転体と、
上記加熱回転体を加熱する加熱部と、
上記加圧回転体の内部に配置されると共に、上記加圧回転体を上記加熱回転体に向けて押圧する押圧部材と
を備え、
上記加熱回転体は、少なくともゴム層を有し、
上記加圧回転体の表面硬度は、上記加熱回転体の表面硬度よりも大きく、
上記加熱回転体の軸方向に関して、上記加圧回転体の全長は、上記加熱回転体のゴム層の全長よりも長く、かつ、上記加圧回転体の両端部は、上記加熱回転体のゴム層の両端部よりも外側に位置することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置において、
上記加熱回転体の軸方向に関して、上記押圧部材の全長は、上記加圧回転体の全長よりも長く、かつ、上記押圧部材の両端部は、上記加圧回転体の両端部よりも外側に位置することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の定着装置において、
上記押圧部材は、弾性を有する第１のパッドと、この第１のパッドよりも硬度の高い第２のパッドとから構成され、
上記第１のパッドは、上記第２のパッドよりも、上記加熱回転体と上記加圧回転体との接触面における上記加圧回転体の回転方向の上流側に配置されていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の定着装置において、
上記押圧部材は、弾性を有する第１のパッドから構成されることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一つ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。
【請求項１】
互いに接触して共に回転する加熱回転体および加圧回転体と、
上記加熱回転体を加熱する加熱部と、
上記加圧回転体の内部に配置されると共に、上記加圧回転体を上記加熱回転体に向けて押圧する押圧部材と
を備え、
上記加熱回転体は、少なくともゴム層を有し、
上記加圧回転体の表面硬度は、上記加熱回転体の表面硬度よりも大きく、
上記加熱回転体の軸方向に関して、上記加圧回転体の全長は、上記加熱回転体のゴム層の全長よりも長く、かつ、上記加圧回転体の両端部は、上記加熱回転体のゴム層の両端部よりも外側に位置することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置において、
上記加熱回転体の軸方向に関して、上記押圧部材の全長は、上記加圧回転体の全長よりも長く、かつ、上記押圧部材の両端部は、上記加圧回転体の両端部よりも外側に位置することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の定着装置において、
上記押圧部材は、弾性を有する第１のパッドと、この第１のパッドよりも硬度の高い第２のパッドとから構成され、
上記第１のパッドは、上記第２のパッドよりも、上記加熱回転体と上記加圧回転体との接触面における上記加圧回転体の回転方向の上流側に配置されていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の定着装置において、
上記押圧部材は、弾性を有する第１のパッドから構成されることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一つ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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【公開番号】特開２０１０−１９１１８６（Ｐ２０１０−１９１１８６Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３５３２２（Ｐ２００９−３５３２２）
【出願日】平成２１年２月１８日（２００９．２．１８）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１８日（２００９．２．１８）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]