JP2011145621A - 定着用部材、定着装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基材上に形成された弾性層の端部への応力集中を抑制することができる定着用部材を得る。
【解決手段】定着装置１００は、定着ロール１０２と加圧ロール１０４とを含んで構成されている。加圧ロール１０４は、回転される芯金１１６と、芯金１１６上に形成された弾性層１１８と、弾性層１１８上に形成され弾性層１１８に比べて弾性率の高い表面層１２０と、を有し、弾性層１１８は、軸方向の長さが表面層１２０側よりも芯金１１６側で長くなるように傾斜した傾斜端面１２４を有し該傾斜端面１２４が露出している。ここで、定着ロール１０２に加圧ロール１０４が圧接されたとき、加圧ロール１０４は、傾斜端面１２４の面積が、端面が軸方向に対して直角な方向に形成された場合の面積よりも大きくなるため、弾性層１１８の端部への応力集中を抑制することができる
【選択図】図３

Description

本発明は、定着用部材、定着装置、及び画像形成装置に関する。

特許文献１は、芯金上に形成された弾性層と、弾性層上に形成された表面絶縁層とを有する定着装置用の加圧ロールが記載されている。この加圧ロールは、芯金の軸方向で表面絶縁層の長さが弾性層の長さよりも長くなっている。

特許文献２は、芯金上に形成された弾性層と、弾性層上に形成された離型層とを有する定着ロールが記載されている。この定着ロールの芯金は、両端部に軸方向外側へ向けて徐々に縮径する肩部が形成されており、弾性層の端部が芯金の肩部まで延在している。さらに、離型層の両端部は、弾性層の端部を覆って芯金の肩部まで延在している。

特開平５−６１２０号公報 特開２００５−７０２７２号公報

本発明は、基材上に形成された弾性層の端部への応力集中を抑制することができる定着用部材を得ることを目的とする。

本発明の請求項１に係る定着用部材は、加圧状態で使用される定着用部材であって、回転される基材と、前記基材の外周に形成された弾性層と、前記弾性層の外周に形成され前記弾性層に比べて弾性率の高い表面層と、を有し、前記弾性層の軸方向の端面は、軸方向の長さが前記表面層側よりも前記基材側で長くなるように傾斜されると共に軸方向に露出された傾斜部を有する。

本発明の請求項２に係る定着用部材は、前記表面層は前記弾性層より軸方向に張り出し、且つ前記表面層の端部が前記弾性層の端面と離れて配置されている。

本発明の請求項３に係る定着装置は、記録媒体上の現像剤を加熱する加熱手段と、加熱される現像剤を加圧する加圧手段と、を有する定着装置であって、請求項１又は請求項２に記載の定着用部材が、前記加熱手段及び前記加圧手段の少なくとも一方に設けられている。

本発明の請求項４に係る画像形成装置は、請求項３に記載の定着装置と、前記定着装置に搬送される記録媒体に現像剤で画像を形成する画像形成手段と、を有する。

請求項１の発明は、軸方向の長さが表面層側よりも基材側で長くなるように弾性層の端面が傾斜を有さないものに比べて、基材上に形成された弾性層の端部への応力集中を抑制することができる。

請求項２の発明は、表面層が弾性層より軸方向に張り出さず、且つ表面層の端部が弾性層の端面と離れて配置されていないものに比べて、弾性層が表面層よりも径方向外側に突出する変形を抑制することができる。

請求項３の発明は、軸方向の長さが表面層側よりも基材側で長くなるように弾性層の端面が傾斜を有さない定着用部材を有する構成に比べて、長期間使用することができる。

請求項４の発明は、軸方向の長さが表面層側よりも基材側で長くなるように弾性層の端面が傾斜を有さない定着用部材を有する構成に比べて、長期間使用することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の構成図である。 （ａ）本発明の実施形態に係る加圧ロールの断面図である。（ｂ）本発明の実施形態に係る加圧ロールの部分断面図である。 （ａ）、（ｂ）比較例の加圧ロールの変形状態を示す断面図である。 （ａ）、（ｂ）本発明の実施形態に係る加圧ロールの変形状態を示す断面図である。 （ａ）本発明の他の実施例に係る加圧ロールの部分断面図である。（ｂ）本発明の他の実施例に係る加圧ロールの部分断面図である。（ｃ）本発明の他の実施例に係る加圧ロールの部分断面図である。

本発明の実施形態に係る定着用部材、定着装置、及び画像形成装置の一例について説明する。

図１には、画像形成装置１０が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置１０の本体を構成する筐体１２内に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及び ブラック（Ｋ）の各トナー（現像剤）に対応した光ビーム１６を出射する光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋが固定されている。また、光走査装置１４Ｋに隣接する位置（図の左側）に、画像形成装置１０の各部の動作を制御する制御部７０が設けられている。なお、以後の説明では、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを区別する必要がある場合は、数字の後にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのいずれかの英字を付して説明し、同様の構成でＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを区別する必要がない場合は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの記載を省略する。

光走査装置１４は、光源から出射された光ビームを図示しない回転多面鏡（ポリゴンミラー）で走査するとともに、反射ミラーを含む複数の光学部品で反射して、各トナーに対応した光ビーム１６を出射する構成となっている。また、光走査装置１４の下方側には、各光走査装置１４と対応して各感光体１８が設けられている。

感光体１８は、図示しないモータ及びギアからなる駆動手段によって、矢印Ａ方向（図の時計回り方向）に回転するようになっており、光走査装置１４から出射された光ビーム１６がそれぞれ対応する感光体１８に導かれるようになっている。ここで、感光体１８の表面（外周面）と対向する部位で回転方向（矢印Ａ方向）の上流側には、感光体１８の表面を帯電する帯電器２０が設けられている。

また、感光体１８の回転方向で帯電器２０よりも下流側には、帯電器２０による帯電及び光走査装置１４による露光で形成された感光体１８上の静電潜像を各トナーで現像する現像器２２が設けられている。そして、感光体１８の回転方向で現像器２２よりも下流側には、現像器２２で現像されたトナー像が一次転写される中間転写ベルト２８が配置されている。中間転写ベルト２８は、一例として、ポリイミドあるいはポリアミドといった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。

さらに、感光体１８と中間転写ベルト２８とが対向する位置で中間転写ベルト２８の内側には、感光体１８上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２８に転写する一次転写ロール２４が配置されている。この一次転写ロール２４によって、感光体１８から中間転写ベルト２８に一次転写を行う一次転写部２５が構成されている。

一次転写ロール２４は、図示しないシャフトと、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を有している。シャフトは、一例として、鉄、ＳＵＳといった金属で構成された円柱棒であり、スポンジ層は、一例として、カーボンブラック（導電剤）を配合したゴムで形成されている。

また、一次転写ロール２４は、中間転写ベルト２８を挟んで感光体１８に接触されており、図示しない電圧印加手段によって、各トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されるようになっている。これにより、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト２８に順次、静電吸引され、中間転写ベルト２８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。なお、感光体１８の回転方向で一次転写ロール２４よりも下流側には、感光体１８上の一次転写後の残留トナーを除去するクリーナ２６が設けられている。

一方、中間転写ベルト２８の内側には、モータ(図示省略)により駆動され中間転写ベルト２８を移動させる駆動ロール３０と、各感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの配置方向に沿って略直線状に延び、中間転写ベルト２８を支持する支持ロール３２とが設けられている。この構成により、中間転写ベルト２８は、矢印Ｂ方向に循環移動されるようになっている。

また、中間転写ベルト２８の内側には、中間転写ベルト２８に対して張力を付与すると共に中間転写ベルト２８の蛇行を防止する補助ロール３４が設けられている。さらに、中間転写ベルト２８の移動方向下流側には、中間転写ベルト２８上のトナー像を記録用紙Ｐ上に転写する二次転写部４２が設けられている。

二次転写部４２は、中間転写ベルト２８のトナー像保持面側に配置される二次転写ロール３８と、中間転写ベルト２８の裏面側に配置された支持ロール３６とによって構成されている。二次転写ロール３８は、一次転写ロール２４と同様の層構成及び材質となっている。また、二次転写ロール３８は、支持ロール３６とで中間転写ベルト２８を挟むように支持ロール３６に向けて接触配置されている。

支持ロール３６は、二次転写ロール３８の対向電極を形成しており、支持ロール３６と接触配置された金属製の給電ロール４０を介して二次転写バイアスが印加されるようになっている。ここで、二次転写ロール３８は、接地されるとともに支持ロール３６との間に二次転写バイアスが印加されることにより、二次転写部４２に搬送される記録用紙Ｐ上に中間転写ベルト２８上のトナー像を二次転写するようになっている。

中間転写ベルト２８の移動方向における二次転写部４２よりも下流側には、二次転写後の中間転写ベルト２８上の残留トナーや紙粉を除去する中間転写ベルトクリーナ４６が、中間転写ベルト２８に対して接離自在に設けられている。中間転写ベルトクリーナ４６における中間転写ベルト２８の内側には、支持ロール４４が設けられている。そして、中間転写ベルト２８の移動方向における一次転写ロール２４Ｙよりも上流側で且つ中間転写ベルト２８の内側の位置には、各トナーによる画像形成のタイミングを合わせるための基準信号を発生する位置センサ４８が設けられている。

位置センサ４８は、中間転写ベルト２８の裏側に設けられた検出用マーク（図示省略）からの反射光を検知して基準信号を発生するようになっている。この基準信号に基づいて、前述の制御部７０が画像形成装置１０の各部を動作させ、画像形成を開始するようになっている。また、一次転写ロール２４Ｋの下流側で中間転写ベルト２８の外側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が設けられている。

一方、画像形成装置１０の下方側には、記録用紙Ｐを収納する用紙収納部５０が設けられている。用紙収納部５０の一方端（記録用紙Ｐの送り出し側）には、記録用紙Ｐを設定されたタイミングで送り出して搬送する送出ロール５２が設けられている。送出ロール５２の上方には、モータ及びギアを含む駆動手段（図示省略）で回転駆動され、送出ロール５２によって送り出された記録用紙Ｐを二次転写部４２に搬送する複数の搬送ロール５４、５６が設けられている。また、記録用紙Ｐの搬送方向における搬送ロール５６の下流側には、記録用紙Ｐを二次転写部４２へ送り込む搬送部５８が設けられている。

二次転写部４２における記録用紙Ｐの送出方向には、トナー像の二次転写が終了した記録用紙Ｐを後述する定着装置１００へ搬送する搬送ベルト６０が設けられている。搬送ベルト６０は、支持ロール５７、駆動ロール５９、及び図示しないモータ及びギアを有する駆動手段によって、循環移動可能に設けられている。定着装置１００の入口側には、記録用紙Ｐを定着装置１００に案内するガイド６２が設けられている。また、定着装置１００の出口側には、画像形成装置１０の筐体１２に固定された用紙集積部６４が設けられている。

次に、定着装置１００について説明する。

図２に示すように、定着装置１００は、記録用紙Ｐが進入する開口部１０６Ａと、記録用紙Ｐが排出される開口部１０６Ｂと、が形成された筐体１０６を有している。そして、筐体１０６の内部上方には、矢印Ｄ方向（図の反時計回り方向）へ回転可能に支持された定着ロール１０２が設けられており、筐体１０６の内部下方には、矢印Ｅ方向（図の時計回り方向）へ回転可能に支持された定着用部材の一例としての加圧ロール１０４が設けられている。定着ロール１０２と加圧ロール１０４は、軸方向が揃えられ外周面が接触して接触部Ｎ（ニップ部）を形成している。

定着ロール１０２は、内側から外側に向けて芯金１０８、弾性層１１０、及び表面層１１２がこの順で積層され一体となった構成となっており、一例として、芯金１０８がアルミニウム製で円筒状の部材、弾性層１１０がシリコーンゴム製、表面層１１２がフッ素樹脂製となっている。また、芯金１０８の内側には、制御部７０（図１参照）により通電され発熱するハロゲンヒータ１１４が設けられている。さらに、接触部Ｎの記録用紙Ｐの排出側で且つ定着ロール１０２の外周面に近い場所には、定着ロール１０２の外周面から記録用紙Ｐを引き離すための板状の分離部材１２２が設けられている。

一方、加圧ロール１０４は、内側から外側に向けて基材の一例としての芯金１１６、弾性層１１８、及び表面層１２０がこの順で積層され一体となった構成となっている。

芯金１１６は、一例として、アルミニウム製で円筒状の部材で構成されている。なお芯金１１６の他の例として、鉄、ＳＵＳなどの金属を用いてもよい。また、非金属材料を用いてもよく、例えば、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド、液晶ポリマーなどの耐熱性を有する樹脂や、それらの樹脂にガラスファイバーなどを添加し強化した材料を用いてもよい。

弾性層１１８は、芯金１１６上に形成されると共に芯金１１６に接着されており、デュロメータ硬さＡ１０以上でＡ５０以下（ＪＩＳ Ｋ６２５３）のシリコーンゴム、フッ素ゴムなどの材料、その他にＪＩＳ Ｋ６２６２に定められた圧縮永久歪み性能が小さい材料、ＪＩＳ Ｋ６２５５に定められた反撥弾性率が大きい材料が用いられ、一例として、シリコーンゴムを用いている。

表面層１２０は、弾性層１１８上に形成されると共に弾性層１１８に接着されており、一例として、カーボンを含有するフッ素樹脂で形成されている。また、表面層１２０は、弾性層１１８に比べて１０倍以上弾性率が高くなっている。なお、表面層１２０に含まれるカーボンとしては、ケッチェンブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラックが好ましい。表面層１２０には、更に他の導電剤を含有していてもよい。他の導電剤の一例としては、アルミニウムやニッケルなどの金属、酸化錫などの酸化金属化合物、チタン酸カリウムなどがある。なお、表面層１２０の体積抵抗値としては、４ｌｏｇΩｃｍ以上１０ｌｏｇΩｃｍ以下であることが好ましく、４ｌｏｇΩｃｍ以上７ｌｏｇΩｃｍ以下であることがより好ましい。この範囲内にあると、表面層１２０の導電性が確保でき、帯電による問題が発生しにくく、加圧ロール１０４の耐久性が良好となる。体積抵抗値は、二重リング電極法を用いて測定する。

ここで、弾性層１１８の厚みは、一例として１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下で設定され、ここでは１０ｍｍとなっている。さらに、表面層１２０の厚みは、一例として５０μｍ以上１５０μｍ以下で設定されここでは１００μｍとなっている。なお、弾性層１１８の厚みが１０ｍｍ以上となっているのは、画像形成装置１０の高速化対応で各トナーに与える熱量を短時間で確保するために接触部Ｎの幅を大きくする必要があり、弾性層１１８の変形量を大きくすることが必要なためである。また、接触部Ｎを形成するために、弾性層１１８は、一例として、径方向に１０％から２０％変形される。

図３（ａ）には、加圧ロール１０４の軸方向（矢印Ｘ方向）の断面が示されている。ここで、二点鎖線で表示した定着ロール１０２の軸方向の長さ（弾性層１１０（図２参照）の軸方向長さ）をＬ１とし、加圧ロール１０４の軸方向の長さ（芯金１１６、弾性層１１８、及び表面層１２０の３層が積層した部分の軸方向の長さ）をＬ２とすると、Ｌ１＞Ｌ２となっている。

図３（ｂ）には、図３（ａ）の加圧ロール１０４の一端部の断面領域Ｇの拡大図が示されている。弾性層１１８の両端部には、軸方向の長さが表面層１２０側よりも芯金１１６側で長くなるように傾斜した傾斜部及び端面の一例としての傾斜端面１２４が形成されており、芯金１１６の外周面１１６Ａに対する方向の傾斜角がθ（０°＜θ＜９０°）となっている。そして、傾斜端面１２４は露出している。

また、表面層１２０の端部は、弾性層１１８との密着部位において弾性層１１８よりも軸方向に長さＬ３で張り出して張出部１２０Ａとなっており、張出部１２０Ａは、弾性層１１８の傾斜端面１２４と離間配置されている。なお、張出部１２０Ａの長さＬ３は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。これは、張出部１２０Ａの長さＬ３が１ｍｍよりも小さい場合は、弾性層１１８と定着ロール１０２とが接触しやすく、また、１０ｍｍよりも大きい場合は、張出部１２０Ａが弾性層１１８の裏打ちを伴わないので、張出部１２０Ａ自体で姿勢（形状）を維持できない可能性があるためである。

次に、本発明の実施形態の作用について説明する。

まず、画像形成装置１０の画像形成工程について説明する。

図示しない画像読取装置やパーソナルコンピュータから出力された画像データが、図示しない画像処理装置によって画像処理を施される。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、光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋにそれぞれ出力される。

光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋでは、入力された色材階調データに応じて光ビーム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋを各感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋに照射する。感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、予め帯電器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋによって表面が帯電されており、光ビーム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋによって表面が露光され静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋによって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。

続いて、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ上に形成されたトナー像は、一次転写部２５において中間転写ベルト２８上に転写される。この転写は、一次転写ロール２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋにより中間転写ベルト２８に対しトナーの帯電極性(一例としてマイナス極性)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２８の表面に順次重ね合わせることで行われる。そして、トナー像は、中間転写ベルト２８によって二次転写部４２に搬送される。

一方、トナー像が二次転写部４２に搬送されるタイミングに合わせて送出ロール５２が回転し、用紙収納部５０から設定された大きさの記録用紙Ｐが送出される。そして、送出ロール５２により送り出された記録用紙Ｐは、搬送ロール５４、５６により搬送され、搬送部５８を経て二次転写部４２に到達する。この二次転写部４２に到達する前に記録用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が保持された中間転写ベルト２８の移動タイミングに合わせて位置合せロール(図示省略)が回転することで、記録用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合せが行われる。

二次転写部４２では、中間転写ベルト２８を介して、二次転写ロール３８が支持ロール３６に押圧されている。ここで、トナー像の搬送に合わせて搬送された記録用紙Ｐは、中間転写ベルト２８と二次転写ロール３８との間に挟み込まれる。また、このとき、給電ロール４０から支持ロール３６へ二次転写バイアスが印加され転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト２８上に保持された未定着のトナー像は、二次転写ロール３８と支持ロール３６とによって押圧され、記録用紙Ｐ上に一括して静電転写される。

続いて、トナー像が転写された記録用紙Ｐは、中間転写ベルト２８から剥離された状態で搬送ベルト６０へと搬送され、さらに定着装置１００まで搬送される。そして、定着装置１００に搬送された記録用紙Ｐ上の未定着のトナー像は、定着装置１００の接触部Ｎにおいて加熱及び押圧によって記録用紙Ｐ上に定着される。定着後の記録用紙Ｐは、矢印Ｃ方向に排出され、用紙集積部６４に集積される。なお、記録用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト２８上に残った残留トナーは、中間転写ベルト２８の回転移動に伴って中間転写ベルトクリーナ４６まで搬送され、中間転写ベルト２８上から除去される。このようにして、画像形成装置１０の画像形成が行われる。

次に、加圧ロール１０４の作用について説明する。

まず、本実施形態との比較例である定着装置２００に設けられた加圧ロール２０４の作用について説明する。なお、本実施形態の定着装置１００と同様の構成の部材には、同じ符号を付与して説明を省略する。

図４（ａ）には、比較例である定着装置２００の加圧ロール２０４の一端部の断面が示されている。定着装置２００は、定着ロール１０２と、加圧ロール２０４とを有しており、加圧ロール２０４は、芯金１１６と、弾性層１１８（図２参照）と同じ材質、厚さの弾性層２０８と、表面層１２０（図２参照）と同じ材質の表面層２１０とを有している。

弾性層２０８及び表面層２１０は、端部が軸方向に対して直角な方向に切断されて軸方向位置が同じ位置である端面２０８Ａ、２１０Ａが形成されている。ここで、弾性層２０８と表面層２１０の軸方向長さは同じであり、端面２０８Ａ、２１０Ａと芯金１１６の外周面１１６Ａとで形成される角度は、いずれも９０°となっている。また、加圧ロール２０４が定着ロール１０２に押圧されていない状態では、芯金１１６の外周面１１６Ａから表面層２１０の外周面までの軸方向に対して直角な方向の距離がＨ１となっている。

図４（ｂ）に示すように、比較例の定着装置２００では、定着ロール１０２と加圧ロール２０４とが圧接され加圧ロール２０４の軸方向と交差する方向に押圧力Ｆが作用すると、弾性層２０８が潰れて、芯金１１６の外周面１１６Ａから表面層２１０の外周面までの距離がＨ２（＜Ｈ１）となる。

ここで、潰れた弾性層２０８はゴムで体積が変化しないので、潰された分の体積が接触部Ｎ（図２参照）の前後方向（記録用紙Ｐの搬送方向である矢印Ｃ方向）にはみ出ようとする。しかし、表面層２１０の弾性率は弾性層２０８よりも高いため、はみ出ようとした弾性層２０８の一部は表面層２１０で拘束され、弾性層２０８は、軸方向の両端部で自身の変形を逃がそうとする。そして、弾性層２０８の端部では、芯金１１６側と接触している部位、及び表面層２１０と接触している部位がそれぞれ接着力により拘束（変形が規制）されるため、弾性層２０８の端面２０８Ａは、断面円弧状に膨れて曲面２０８Ｂとなる。このとき、元の端面２０８Ａは鉛直面であり、軸方向に広がりを持つ面ではないので、弾性層２０８には、軸方向に大きな応力が作用することになる。

弾性層２０８が軸方向に膨れた状態で定着装置２００が長期間使用されると、弾性層２０８は、応力が集中した部位で破断することになる。ここでは、弾性層２０８と芯金１１６とが接着されていることから、特に、芯金１１６に接している部分（図の符号２１２の部位）が最初に破断することになる。

また、加圧ロール２０４では、表面層２１０と弾性層２０８の端面２０８Ａ、２１０Ａが揃えられており、弾性層２０８が膨らんで曲面２０８Ｂが形成されても表面層２１０はほとんど膨らまないため、曲面２０８Ｂの一部表面が定着ロール１０２の外周面と接触する可能性がある。このとき、弾性層２０８は摩擦に対して弱いため、さらに破断する可能性が高くなる。

なお、比較例の加圧ロール２０４において、単に表面層２１０の端部を弾性層２０８の端面より軸方向外側へ張り出しても、弾性層２０８が軸方向に広がりを持つ面ではないので、弾性層２０８の軸方向に大きな応力が作用することを抑制することはできない。

一方、図５（ａ）に示すように、本実施形態の定着装置１００において、加圧ロール１０４が定着ロール１０２に押圧されていない状態では、芯金１１６の外周面１１６Ａから表面層１２０の外周面までの軸方向に対して直角な方向距離がＨ１となっている。なお、傾斜端面１２４の傾斜角度がθ（図３（ｂ）参照）であるため、弾性層１１８、２０８を軸方向に見たとき、本実施形態の傾斜端面１２４の方が、比較例の端面２０８Ａ（図４（ａ）参照）よりも表面積が大きくなっている。

図５（ｂ）に示すように、本実施形態の定着装置１００では、定着ロール１０２と加圧ロール１０４とが圧接され加圧ロール１０４の軸方向と交差する方向に押圧力Ｆが作用すると、弾性層１１８が潰れて、芯金１１６の外周面１１６Ａから表面層２１０の外周面までの距離がＨ２（＜Ｈ１）となる。

押圧力Ｆにより潰れた弾性層１１８は、ゴムで構成されており、体積が変化しないので、潰された部分の体積が接触部Ｎ（図２参照）の前後方向（記録用紙Ｐの搬送方向である矢印Ｃ方向）にはみ出ようとする。しかし、表面層１２０の弾性率は弾性層１１８よりも高いため、はみ出ようとした弾性層１１８の一部は表面層１２０で拘束され、弾性層１１８は、軸方向の両端部で自身の変形を逃がそうとする。そして、弾性層１１８の端部では、芯金１１６側と接触している部位、及び表面層１２０と接触している部位がそれぞれ接着力により拘束されるため、弾性層１１８の傾斜端面１２４は、断面円弧状に膨れて曲面１２６となる。

ここで、弾性層１１８の元の傾斜端面１２４は、軸方向にも広がりを持っており、また、比較例よりも表面積が大きいので、弾性層１１８の軸方向端部は、比較例の弾性層２０８（図４（ｂ）参照）の軸方向端部に比べて変形の自由度が大きくなっている。このため、弾性層１１８は、芯金１１６及び表面層１２０で一部が拘束されても変形が容易であり、部分的に大きな応力が集中しにくくなる。

また、加圧ロール１０４では、表面層１２０の端部に張出部１２０Ａが形成されているため、弾性層１１８が膨らんで曲面１２６が形成されても、張出部１２０Ａが曲面１２６を覆うことになる。これにより、曲面１２６の一部表面が定着ロール１０２の外周面と接触せず、弾性層１１８が保護される。さらに、張出部１２０Ａは傾斜端面１２４と離れて配置されているので、張出部１２０Ａが傾斜端面１２４の変形を規制することはなく、弾性層１１８内部に応力が集中しにくくなる。なお、張出部１２０Ａは、縮径していても（図３（ｂ）において内側（芯金１１６側）に折れ曲がっていても）、傾斜端面１２４と接着さえしていなければ、弾性層１１８が表面層１２０よりも径方向外側に突出する変形を抑制する。ここで、張出部１２０Ａが傾斜端面１２４と離れて配置されている状態とは、張出部１２０Ａと傾斜端面１２４が接着せず接触している状態までを含んでいる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。

図６（ａ）に示すように、変形後の弾性層１１８が対向する定着ロールの外周面と接触しない限り、加圧ロール１０４の表面層１２０（図３（ｂ）参照）に代えて、表面層１２０の張出部１２０Ａを除いた表面層１２８を有する加圧ロール１３０を用いてもよい。

また、図６（ｂ）に示すように、加圧ロール１０４の弾性層１１８（図３（ｂ）参照）に代えて、軸方向の端面が、表面層１２０側から傾斜した傾斜部の一例としての傾斜端面１３２Ａと、傾斜端面１３２Ａと連続して芯金１１６まで延びる鉛直端面１３２Ｂと、で構成される加圧ロール１４０を用いてもよい。

さらに、図６（ｃ）に示すように、加圧ロール１０４の弾性層１１８（図３（ｂ）参照）に代えて、軸方向の端面が、表面層１２０側から軸方向に対して直角な方向に延びる鉛直端面１３４Ａと、鉛直端面１３４Ａと連続して芯金１１６まで傾斜した傾斜部の一例としての傾斜端面１３４Ｂと、で構成される加圧ロール１５０を用いてもよい。ここで、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に破線で示された部分が、各弾性層１１８、１３２、１３４の変形状態を表している。

また、傾斜端面１２４、張出部１２０Ａの構成は、加圧ロール１０４に代えて定着ロール１０２に設けてもよく、定着ロール１０２及び加圧ロール１０４の両方に設けてもよい。同様に、傾斜端面１２４、張出部１２０Ａの構成は、加圧ロール１０４に代えて加圧ベルトや定着ベルトに設けてもよく、加圧ベルト及び定着ベルトの両方に設けてもよい。さらに、定着ロール１０２の軸方向の長さが、加圧ロール１０４の表面層１２０の軸方向の長さよりも短いものであってもよい。

１０ 画像形成装置
１４ 光走査装置（画像形成手段）
１８ 感光体（画像形成手段）
２２ 現像器（画像形成手段）
４２ 二次転写部（画像形成手段）
１００ 定着装置
１０２ 定着ロール（加熱手段）
１０４ 加圧ロール（定着用部材、加圧手段）
１１４ ハロゲンヒータ（加熱手段）
１１６ 芯金（基材）
１１８ 弾性層
１２０ 表面層
１２０Ａ 張出部（表面層の端部）
１２４ 傾斜端面（傾斜部、端面）
１３２Ａ 傾斜端面（傾斜部）
１３４Ｂ 傾斜端面（傾斜部）
Ｐ 記録用紙（記録媒体）

Claims (4)

1. 加圧状態で使用される定着用部材であって、
   回転される基材と、
   前記基材の外周に形成された弾性層と、
   前記弾性層の外周に形成され前記弾性層に比べて弾性率の高い表面層と、を有し、
   前記弾性層の軸方向の端面は、軸方向の長さが前記表面層側よりも前記基材側で長くなるように傾斜されると共に軸方向に露出された傾斜部を有する定着用部材。
2. 前記表面層は前記弾性層より軸方向に張り出し、且つ前記表面層の端部が前記弾性層の端面と離れて配置されている請求項１に記載の定着用部材。
3. 記録媒体上の現像剤を加熱する加熱手段と、加熱される現像剤を加圧する加圧手段と、を有する定着装置であって、
   請求項１又は請求項２に記載の定着用部材が、前記加熱手段及び前記加圧手段の少なくとも一方に設けられた定着装置。
4. 請求項３に記載の定着装置と、
   前記定着装置に搬送される記録媒体に現像剤で画像を形成する画像形成手段と、
   を有する画像形成装置。

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