(57)【要約】【課題】記録材Ｐ上の画像Ｔをニップ部Ｎｔにて加熱する回転可能な加熱部材３０と、この加熱部材３０をその外側から加熱する加熱手段２１と、を有する像加熱装置において、ウォームアップタイムやファーストプリントアウトタイムの短縮、消費電力の低減を達成させ、加熱（定着）ムラのない良好な画質が得られる装置を提供する。【解決手段】内部に低熱伝導弾性層３２を有し、その外側に、体積熱容量が低熱伝導弾性体よりも大きく、定着部材の単位表面積あたりの熱容量が、１００Ｊ／ｍ２Ｋ以上、６００Ｊ／ｍ２Ｋ以下の蓄熱層３３を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱性を有する弾性層とこの弾性層よりも外側に設けられており少なくとも一つの層から成る蓄熱層とを有し表面がトナー像と接触する回転可能な加熱部材と、前記加熱部材と共に記録材を挟持搬送するニップ部を形成するニップ形成部材と、前記加熱部材を外側から加熱するヒータと、を有し、記録材上に形成されたトナー像を加熱する像加熱装置において、
前記蓄熱層の単位表面積あたりの熱容量Ｃ／Ｓが、
１００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）≦Ｃ／Ｓ≦６００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）
を満たしていることを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記加熱部材の表面の一点が前記ニップ部を通過するのに要する時間をｔとすると、前記蓄熱層の単位表面積あたりの熱容量Ｃ／Ｓが、
Ｃ／Ｓ［Ｊ／（ｍ２・Ｋ）］≦１００００［Ｊ／（ｓ・ｍ２・Ｋ）］×ｔ［ｓ］
を満たしていることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記加熱部材の周速が異なる複数の加熱モードを有しており、前記加熱部材の周速が最も早い加熱モードにおいて前記加熱部材の表面の一点が前記ニップ部を通過するのに要する時間をｔとすると、前記蓄熱層の単位表面積あたりの熱容量Ｃ／Ｓが、
Ｃ／Ｓ［Ｊ／（ｍ２・Ｋ）］≦１００００［Ｊ／（ｓ・ｍ２・Ｋ）］×ｔ［ｓ］
を満たしていることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記弾性層の熱伝導率は０．２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記蓄熱層の厚みは３０μｍ以上４００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の像加熱装置。
【請求項６】
表面が記録材上のトナー像と接触する回転可能な加熱部材と、前記加熱部材と共に記録材を挟持搬送するニップ部を形成するニップ形成部材と、前記加熱部材を外側から加熱するヒータと、を有する像加熱装置に用いられる加熱部材において、
断熱性を有する弾性層と、前記弾性層よりも外側に設けられており少なくとも一つの層から成る蓄熱層と、を有し、前記蓄熱層の単位表面積あたりの熱容量Ｃ／Ｓが
１００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）≦Ｃ／Ｓ≦６００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）．
を満たしていることを特徴とする加熱部材。
【請求項７】
前記弾性層の熱伝導率は０．２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることを特徴とする請求項６に記載の加熱部材。
【請求項８】
前記蓄熱層の厚みは３０μｍ以上４００μｍ以下であることを特徴とする請求項６又は７に記載の加熱部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真技術や静電記録技術を用いたプリンタや複写機等の画像形成装置に搭載される加熱定着装置として用いれば好適な像加熱装置に関する。
【０００２】
また、該像加熱装置に組み込まれる回転可能な加熱部材に関する。
【０００３】
像加熱装置としては、記録材上の未定着画像を定着する定着装置や、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を増大させる光沢増大装置を挙げることができる。
【背景技術】
【０００４】
従来、画像形成装置において、記録材上に形成担持させた未定着トナー画像を記録材に加熱定着する装置としては接触加熱型の装置が汎用されている。この接触加熱型の定着装置は、所定の温度に加熱された回転可能な加熱部材（以下、定着ローラと記す）を記録材に対してニップ部にて接触させて、記録材上の未定着トナー画像を固着画像として加熱定着するものである。
【０００５】
定着ローラの加熱方式としては、内部加熱方式と、外部加熱方式（表面加熱方式）がある。内部加熱方式は、定着ローラの内部に加熱手段（加熱源：ヒータ）を配設し、定着ローラを内側から加熱して定着ローラの表面を所定の定着温度に加熱するものである。外部加熱方式は、定着ローラの外部に加熱手段を配設し、定着ローラを外側から加熱して定着ローラの表面を所定の定着温度に加熱するものである。
【０００６】
外部加熱方式の装置は、セラミックヒータや、ハロゲンヒータを内蔵した小径の加熱ローラなどの低熱容量の加熱手段により定着ローラを外側より加熱するため、定着ローラの表面を急激に昇温させることが可能である。そのために、ウォームアップ時間が内部加熱方式の装置に比べ短縮される。
【０００７】
特許文献１には、定着可能温度に達するまでの時間を短縮することができる外部加熱用の定着ローラ（ヒートローラ）の構成が記載されている。即ち、芯金と、その外周に形成したシリコーンゴムよりなる弾性を有する断熱層と、その外周に形成した金属製材料よりなる厚さ５〜１００μｍの熱伝導層と、その外周に形成した厚さ５〜３０μｍのフッ素樹脂の表面層（トナー離形型性層）を有するローラである。
【０００８】
定着ローラが弾性を持つため、定着ムラのない高画質な画像を形成する事ができる。また、定着ローラの表面を加熱する方式のため、定着ローラ表層下に弾性層を有していても、定着ローラ表面を急激に昇温させることが可能となる。
【０００９】
さらに、特許文献２、３では、断熱弾性層と離型性層の間に高熱伝導のシリコーンゴム層を介在させる構成を提案している。
【００１０】
定着ローラ表層近傍の熱伝導率の高くする事で、外部加熱手段からの熱を伝わりやすくし、定着ローラ表面の温度上昇を速め、ウォームアップタイムを短くすることができる。
【００１１】
特許文献２では、定着部材とそれに圧接される加圧部材を備え、その圧接ニップ部で記録材を加熱するものであり、定着部材と加圧部材の双方に、断熱弾性層と高熱伝導のシリコーンゴム層と高熱伝導の離型層を備える。そして、それぞれに外部加熱手段として熱ローラを当接させ、記録材上の未定着トナーを担持している面（以下、この面を紙表とし、その裏面を紙裏とする）側と、紙裏の双方から加熱する構成が提案されている。
【００１２】
この提案では、ウォームアップ時間を短くするための高熱伝導のソリッドゴム層、断熱弾性層の熱伝導率も規定されており、これによりウォームアップ時間は６０秒以下にする事ができると開示されている。
【特許文献１】特開平６−７５４９１号公報
【特許文献２】特開２００２−１２３１１７号公報
【特許文献３】特開２００４−３１７７８８号公報
【特許文献４】特開２００４−１０１８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、内部に加熱手段を持たない外部加熱方式、特に定着ローラのみに加熱手段を備える外部加熱方式では、ウォームアップ時間の短縮を図り、定着ローラ、加圧部材の低熱容量化を図っていくと、次に述べる問題が生じる。
【００１４】
即ち、内部に熱源を持たない定着ローラでは、記録材と接触して熱を伝える際に、定着ローラ表面の温度が低下する。そのため、加熱手段によって定着ローラの表面温度をかなり高温に加熱しておかなければ、記録材に十分な熱量を与えることができなくなる。
【００１５】
定着ローラ表面の使用可能温度は、定着ローラ、温度検知素子、安全素子等、の耐熱性を考慮すると、所定の温度以下に制限される。例えば、定着ローラの弾性層に耐熱性の高いシリコーンゴムを用いても、２３０℃以上の高温下で連続使用するとゴムが劣化し、破壊に至る可能性がある。定着ローラには、この温度以下で、定着ニップ部で加熱定着に必要な熱量を十分に確保する事が必要となる。
【００１６】
定着ローラ表面近傍に高熱伝導層を備え、加熱手段によって効率的に定着ローラ表面近傍の温度を上昇させることができても、加熱定着に必要な定着ローラ表面の温度が高すぎれば安全かつ安定して使用する事ができない。
【００１７】
このため、定着ローラには、内部の断熱性と、表面近傍の高い熱伝導率を有するだけでなく、表面近傍の熱容量が適正でなければ、トナーを記録材に加熱定着させる為に必要な熱量を蓄熱させる事はできない。
【００１８】
従来の外部加熱方式の定着装置に関する提案では、この定着ローラ表面近傍の適切な熱容量に対する提案はされていなかった。
【００１９】
また、従来の外部加熱方式の定着装置に関する提案は、ウォームアップ時間が６０秒程度の加熱装置に関するものである。現在は、スタンバイ中に電力を消費せず、かつ、プリント信号を受信してから未定着トナー画像が形成された記録材を加熱定着するまでの時間が十分に短い像加熱装置が要求されている。この時間は２０秒以下が一般的である。
【００２０】
定着ローラ内部には熱伝導率の低い層を有し、表面から加熱する構成ではあるものの、想定しているウォームアップ時間は、実際には表面近傍のみならず内部にまで伝達してしまうほど長い。２０秒以下の短いウォームアップ時間で、定着ローラ表面近傍にのみ蓄熱された熱量で加熱定着させる事を考慮されたものではなかった。
【００２１】
以上、従来の外部加熱方式の加熱定着装置は、スタンバイ中に電力を消費せず、プリント信号を受信してから未定着トナー画像が形成された記録材を加熱定着するまでの時間を十分に低減し、記録材に対して十分な定着性能を達成する装置は実現していない。
【００２２】
上記において、プリント信号を受信してから未定着トナー画像が形成された記録材を加熱定着するまでの時間を、以後、ファーストプリントアウトタイムと記す。
【００２３】
本発明は上述の課題に鑑み成されたものであり、その目的は、ファーストプリントアウトタイムを短くできる像加熱装置及びこの装置に用いられる加熱部材を提供することにある。
【００２４】
本発明の更なる目的は、添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記の目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の代表的な構成は、断熱性を有する弾性層とこの弾性層よりも外側に設けられており少なくとも一つの層から成る蓄熱層とを有し表面がトナー像と接触する回転可能な加熱部材と、前記加熱部材と共に記録材を挟持搬送するニップ部を形成するニップ形成部材と、前記加熱部材を外側から加熱するヒータと、を有し、記録材上に形成されたトナー像を加熱する像加熱装置において、前記蓄熱層の単位表面積あたりの熱容量Ｃ／Ｓが、
１００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）≦Ｃ／Ｓ≦６００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）
を満たしていることを特徴とする。
【００２６】
また、上記の目的を達成するための本発明に係る加熱部材の代表的な構成は、表面が記録材上のトナー像と接触する回転可能な加熱部材と、前記加熱部材と共に記録材を挟持搬送するニップ部を形成するニップ形成部材と、前記加熱部材を外側から加熱するヒータと、を有する像加熱装置に用いられる加熱部材において、断熱性を有する弾性層と、前記弾性層よりも外側に設けられており少なくとも一つの層から成る蓄熱層と、を有し、前記蓄熱層の単位表面積あたりの熱容量Ｃ／Ｓが
１００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）≦Ｃ／Ｓ≦６００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）．
を満たしていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ファーストプリントアウトタイムを短くできる像加熱装置及びこの装置に用いられる加熱部材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
《実施例１》
（１）画像形成装置例
図２は、本実施形態の画像形成装置を好適に示す一例たるレーザビームプリンタ（以下、プリンタと略称する）１の概略構成を示す模式的断面図である。
【００２９】
このプリンタ１には、プリンタの外部に設けられたホストコンピュータ等の画像情報提供装置（図示せず）から画像情報が入力する。そして、プリンタ１は、入力した画像情報に応じた画像をシート状の記録材（記録媒体）Ｐに形成して記録するという一連の画像形成プロセスを公知の電子写真方式に則り行う。
【００３０】
プリンタ１は、潜像担持体としてのドラム状の回転自在な電子写真感光体（以下、感光体と略記する）２と、一次帯電機構８と、現像装置３と、を保持するプロセスカートリッジ４を備えている。また、画像情報提供装置から入力した画像情報に応じた露光処理工程により感光体２の外周面に前記画像情報に応じた静電潜像を形成するレーザスキャナユニット（以下、スキャナと略記する）５を備えている。また、記録材Ｐに画像を転写する処理を施すロール状の回転自在な転写体６と、画像転写処理済みの記録材Ｐに加熱及び加圧により定着処理を施す像加熱装置としての定着装置７を備えている。
【００３１】
プロセスカートリッジ４はプリンタ本体に対して着脱自在に支持されている。なお、プリンタ本体とは、プロセスカートリッジ以外の画像形成装置部分である。感光体２の修理及び現像装置３への現像剤補給等のメンテナンスが必要であるときには、プリンタ本体にて開閉自在に支持されているカバー９を開いたのち、プロセスカートリッジ４ごと交換することによりメンテナンスの迅速化及び簡易化等が図られている。
【００３２】
一次帯電機構８は、スキャナ５による露光処理工程前において商用電源等から規定のバイアスが印加されることにより、回転している感光体２の外周面を規定電位分布に帯電せしめるようになっている。
【００３３】
スキャナ５は、画像情報提供装置からの画像情報の時系列的電気デジタル画素信号に応じて変調されたレーザＬａを出力する。そして、そのレーザＬａにより、プロセスカートリッジに設けられた窓４ａを通して、感光体２の外周面の帯電処理済みの部位が走査露光される。これにより、前記画像情報に応じた静電潜像が感光体２の外周面に形成されようになっている。
【００３４】
次に、プリンタ１における一連の画像形成プロセスに関して説明する。プリンタに設けられたスタートボタン等（図示せず）が押されるなどにより、感光体２の回転駆動が開始される。感光体２は矢印Ｋ１の時計方向に規定の周速度にて回転駆動される。これと共に、規定のバイアスが印加されている一次帯電機構８により感光体２の外周面が規定の電位分布に帯電せしめられる。
【００３５】
次に、画像情報提供装置からの画像情報に応じて感光体２の外周面の帯電処理済みの部位がスキャナ５により走査露光される。これにより、前記画像情報に応じた静電潜像が感光体２の前記部位に形成される。その静電潜像が現像装置３の現像剤により現像されてトナー画像（トナー像）として可視像化される。
【００３６】
一方、所定のタイミングにて駆動された給紙ローラ１２により給紙カセット１１から記録材Ｐが一枚分離給送される。給紙カセット１１には複数枚の記録材Ｐを積載収容してある。給紙カセット１１は、プリンタに取り外し自在に支持されている。給紙カセット１１から給送された記録材Ｐはレジストローラ対１２ａにより所定の制御タイミングにて感光体２と転写体６との間に形成された転写ニップ部へと給送され、転写ニップ部を挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において感光体２側の前記トナー画像が転写体６により記録材Ｐ側に順次に転写される。
【００３７】
そして、転写処理済みの記録材Ｐは、定着装置７によりトナー画像の加熱定着処理が施されたのち、回転自在に支持された定着排紙部１０を経由して排紙部１３により機外へと排紙される。排紙された記録材Ｐは、プリンタ上面に取り付けられたトレイ１４上に積載される。以上により、一連の画像形成プロセスが終了することとなる。
【００３８】
（２）定着装置７
図１は本実施例における外部加熱方式の像加熱装置である定着装置７の模式的断面図である。
【００３９】
３０は、外側から加熱され、記録材上の画像をニップ部にて加熱する回転可能な加熱部材としての定着ローラ（定着用回転体）である。６３は加圧部材としての回転可能な加圧ローラである。
【００４０】
定着ローラ３０と加圧ローラ６３は、上下に略並行に配列され、且つ端部の加圧バネ（図示せず）により圧接されている。これにより、両者間に記録材搬送方向において所定幅の定着ニップ部（圧接ニップ部）Ｎｔを形成させている。
【００４１】
定着ローラ３０は駆動手段（図示せず）によって矢印の時計方向に規定の周速度で回転駆動される。加圧ローラ６３は定着ローラ３０の回転に従動して回転する。なお、定着ローラ３０と、加圧ローラ６３を別途、回転駆動しても良い。
【００４２】
２１は定着ローラ３０をその外側から加熱する加熱手段（加熱源）である。本実施例において、この加熱手段２１は板状ヒータ（以下、ヒータと略記する）である。このヒータ２１は、ヒータホルダ２４に固定して保持させて、定着ローラ３０の上側に長手を定着ローラ３０の軸線と並行にして配列してある。そして、ホルダ２４を加圧機構（図示せず）により、ヒータ２１が定着ローラ３０の上面に所定の圧力で圧接するように付勢している。すなわち、ヒータ２１は定着ローラ３０に対して常に同じ部位で接触して、定着ローラ３０との間に定着ローラ３０の回転方向において所定幅の加熱接触領域部Ｎｈを形成している。
【００４３】
定着ローラ３０と加圧ローラ６３のローラ部の長さ寸法（図面に垂直な方向）、ヒータ２１の有効発熱部の長さ寸法（同）は、定着装置の最大通紙幅よりも大きい。
【００４４】
回転する定着ローラ３０は、加熱接触領域部Ｎｈにおいてヒータ２１により外側から加熱されて、定着ニップ部Ｎｔにて記録材Ｐ上の未定着トナー画像Ｔを定着するのに必要・十分な熱量が与えられる。
【００４５】
記録材Ｐは前述したように画像形成部にてトナー画像Ｔが形成されたあと、定着装置７へ送られ、定着ローラ３０と加圧ローラ６３とで形成される定着ニップ部Ｎｔへ導入されて挟持搬送される。記録材Ｐはこの定着ニップ部Ｎｔを挟持搬送されていく過程において、定着ローラ３０によって加熱され、またニップ部圧を受ける。これにより、未定着トナー画像Ｔが記録材Ｐ面に固着画像として熱圧定着される。
【００４６】
加熱接触領域部Ｎｈと、定着ニップ部Ｎｔは、定着ローラ３０の周上の異なる位置に形成される。加熱接触領域部Ｎｈと定着ニップ部Ｎｔの、定着ローラ回転方向における定着ローラ周上の距離は短い方が、空気中への放熱、定着ローラ内部への熱の逃げが少なく、加熱接触領域部Ｎｈから定着ニップ部Ｎｔへより効率的に熱を運搬する事できる。
【００４７】
一方、定着ニップ部Ｎｔと加熱接触領域部Ｎｈの位置を、図１のように、定着ローラ半周分１８０°ずらして対向させると、ヒータ２１の定着ローラ３０への加圧力と、加圧ローラ６３の定着ローラ３０への加圧力は、互いに相殺し合う。そのため、定着ローラ３０の撓みを低く抑える事ができ、芯金に必要な強度が小さくなる為、小径化、低熱容量化がしやすくなるというメリットがある。
【００４８】
定着ローラ３０を小径化すると、結果的に、加熱接触領域部Ｎｈと定着ニップ部Ｎｔの距離も短くする事ができる。そのため、ヒータ２１と加圧ローラ６３の定着ローラ３０への加圧力に大きな差が必要でない場合は、図１のように、定着ニップ部Ｎｔと加熱接触領域部Ｎｈは対向して配置した方が良い。
【００４９】
（３）定着ローラ（回転可能な加熱部材）３０
図３は、本実施例における定着ローラ３０の概略模式図を示す。この定着ローラ３０は、芯金３１と、その外周に形成した、第１層３２と、更にその外側に形成した第２層３３を有する。第１層３２は第２層３３に対して内側の層であり、第２層３３は第１層３２に対して外側の層である。
【００５０】
第１層３２は低熱伝導弾性層であり、第２層３３よりも熱伝導率が低く、弾性を持つ。以下、この第１層３２を断熱弾性層と記す。
【００５１】
第２層３３は蓄熱層であり、加熱部材である定着ローラ３０の単位表面積あたりの熱容量が、１００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）以上、６００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）以下である。以下、この第２層３３を蓄熱層と記す。
【００５２】
芯金３１は、例えば、アルミや鉄、ＳＵＭ材等の金属材料、セラミック等の他の剛体材料によりより形成される。芯金３１は、断熱弾性層３２によって、定着ローラ表面から断熱される為、蓄熱層３３よりも低熱伝導性、低熱容量であってもその効果は少ない。従って、蓄熱層３３よりも高熱伝導性、高熱容量であってもよいし、また、その形態は中実であっても、中空の筒状であっても良く、その形態は問わない。
【００５３】
以上のように、定着ローラ（回転可能な加熱部材）３０は、断熱性を有する弾性層３２と、弾性層よりも外側に設けられており少なくとも１つの層から成る蓄熱層３３と、を有する。断熱弾性層３２の熱伝導率は０．２０Ｗ／（ｍ・ｋ）以下が好ましい。
【００５４】
蓄熱層３３は、例えば高熱伝導シリコーンゴムからなり、総熱容量が定着ローラの単位表面積あたり１００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）以上、６００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）以下となるよう配合調整される。
【００５５】
定着ローラの単位表面積あたり熱容量とは、蓄熱層３３の熱容量Ｃを、定着ローラの外周面の表面積Ｓで割った値（Ｃ／Ｓ）である。定着ローラ表面温度を所定温度に保った場合に定着ローラの単位表面積下に蓄えられる熱量に関係する。
【００５６】
また、「蓄熱層３３の単位表面積あたり熱容量Ｃ／Ｓ」と、「記録材Ｐを通紙した際に、定着ニップＮｔにて、定着ローラ３０が１回転あたりに、記録材と接触する時間ｔ（即ち、定着ローラ（加熱部材）の表面の一点が定着ニップ部を通過するのに要する時間ｔ）」との関係を、
Ｃ／Ｓ［Ｊ／（ｍ２・Ｋ）］≦１００００［Ｊ／（ｓ・ｍ２・Ｋ）］×ｔ［ｓ］
とする。
【００５７】
記録材Ｐと定着ローラ３０が接触する時間ｔが短い場合、短時間で記録材Ｐに熱を伝えるには、定着ローラ３０と記録材Ｐの間に大きな温度差が必要である。定着ローラ温度を高めにしなければならない場合、蓄熱層３３の熱容量は小さくする必要がある。
【００５８】
この熱容量に求められる特性については、実験結果を元に後述する。
【００５９】
蓄熱層３３の体積熱容量（第２層の体積熱容量）は、断熱弾性層３２の体積熱容量（第１層の体積熱容量）よりも大きい事が望ましい。好ましくは、一般的なソリッドゴムよりも体積熱容量を大きくし、１．２５×１０６Ｊ／（ｍ３・Ｋ）以上とするのが望ましい。蓄熱層３３の熱容量を、内部の断熱弾性層３２よりも高くする事で、定着ローラ３０に蓄熱された熱を、表面近傍の蓄熱層３３に偏在させて、記録材Ｐへの熱伝達を行いやすくできる。
【００６０】
前記蓄熱層３３の熱伝導率は、断熱弾性層３２よりも高い事が望ましい。好ましくは、一般的なソリッドゴムよりも熱伝導率を高め、０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とするのが望ましい。
【００６１】
内部の断熱弾性層３２の熱伝導率を、蓄熱層３３の熱伝導率よりも低くする事で、定着ローラ表面から伝達された熱を、表面近傍の蓄熱層３３に偏在させ、保ちやすくする。また、蓄熱層３３の熱伝導率を断熱弾性層３２よりも高くする事で、蓄熱層３３での熱の吸収と放出を迅速に行う事ができる。
【００６２】
蓄熱層３３の、熱伝導率、体積熱容量、単位表面積あたりの熱容量は、以下の方法で測定する。
【００６３】
即ち、図４のように、定着ローラ３０の蓄熱層３３より、縦５ｍｍ、横５ｍｍの試験片Ａを切り出す。
【００６４】
質量密度は、上記試験片Ａを、乾式自動密度計（型番ＡｃｃｕＰｙｃ１３３０  株式会社  島津製作所）にて測定して求める。
【００６５】
また、比熱は、上記試験片Ａを、示差走査熱量計（型番ＤＳＣ８２４０、株式会社リガク製）にて測定して求める。
【００６６】
体積熱容量、定着ローラの単位表面積あたりの熱容量は、以下の式から求める。
【００６７】
１）体積熱容量＝質量密度×比熱容量
２）定着ローラの単位表面積あたりの熱容量
＝試験片Ａの体積×体積熱容量÷試験片Ａの表面積
または、
＝体積熱容量×比熱容量×蓄熱層厚み
熱伝導率は、試験片Ａについて、フーリエ変換型温度熱拡散率測定装置（型番ＦＴＣ−１、アルバック理工株式会社製）にて、厚み方向の熱拡散率を測定する。そして、下記の式から、蓄熱層３３の厚み方向の熱伝導率を求める。
【００６８】
３）熱伝導率＝熱拡散率×質量密度×比熱容量
蓄熱層３３は、例えば、以下の方法により形成される。例えば、シリコーンゴム、あるいはフッ素ゴムなどのゴム材料に、粉末状のフィラーを１０質量％以上、５０質量％以下混入させた層を断熱弾性層３２の上に形成したソリッドゴム層とする。
【００６９】
フィラーを１０質量％以上配合することで、通常のソリッドゴムよりも熱容量を高められる。また、配合するフィラーは配合量が多いと蓄熱層３３が硬くなり、定着ローラ３０の表面が硬くなる。配合量が５０質量％以下であれば、定着ローラ３０の表面を十分な弾性をもたせることができる。
【００７０】
粉末状のフィラーは、体積熱容量が少なくとも１．２５×１０６Ｊ／（ｍ３・Ｋ）以上（体積熱容量が高いフィラー）、熱伝導率が少なくとも１０［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］以上（熱伝導率が高いフィラー）の材料から成るものである。
【００７１】
このように、体積熱容量の高いフィラーを分散することで、配合量を抑えながら、蓄熱層３３の体積熱容量を高める事ができる。また、熱伝導率が高いフィラーを分散することで、配合量を抑えながら、熱伝導率を高める事ができる。
【００７２】
例えば、ＡｌＮ、グラファイト、アルミナ等の金属酸化物、カーボンナノチューブ、ダイアモンド、アルミ、チタン合金、銅合金等の金属、チッ化ホウ素、チッ化珪素、結晶性シリカ等の粉末状のフィラーである。
【００７３】
また、所望の熱容量と熱伝導率を達成する手段であれば、フィラーの材料の種類は問わず、また、フィラーの形状はどのような形状のものであっても良く、本実施例の目的を達成するために制約を受けるものではない。
【００７４】
蓄熱層３３の厚み（第２層の厚み）は３０μｍ以上４００μｍ以下で形成されている事が望ましい。フィラーを分散し、高熱容量化された蓄熱層３３は、弾性はもつものの硬度が高くなる。そのため、蓄熱層３３が厚すぎると定着ローラ表面も硬くなり、記録材Ｐへの密着性がわるくなる。記録材Ｐへの密着性が悪くなり、均一なトナー画像定着を行う事が難しくなる。従って、蓄熱層３３は４００μｍ以下が望ましい。また蓄熱層３３が薄すぎると、フィラーを均一に分散し、均一な熱容量、熱伝導率とする事が難しくなり、定着ムラなどの原因となる。従って、蓄熱層３３は薄くとも、３０μｍ以上が好ましい。
【００７５】
断熱弾性層３２は、低熱伝導化したゴム層であり、熱伝導率は蓄熱層３３より小さくなるよう配合調整される。上述したように、断熱弾性層３２の熱伝導率は０．２０Ｗ／（ｍ・ｋ）以下が好ましい。
【００７６】
断熱弾性層３２の熱伝導率、体積熱容量は、以下の方法で測定する。図４のように、定着ローラ３０の断熱弾性層３２より、厚み５００μｍ、縦５ｍｍ、横５ｍｍの試験片Ｂを切り出す。蓄熱層３３の試験片Ａと同様の方法で、厚み方向の熱伝導率、体積熱容量を求める。
【００７７】
芯金３１の外周に形成する断熱弾性層３２の厚さは特に制限されないが、有効な断熱性を有し、かつ熱容量が大きくなりすぎず、小径の定着ローラ３０を構成するためには、１．０〜５．０ｍｍ、好ましくは２．０〜４．０ｍｍとするのがよい。
【００７８】
本実施例における外部加熱方式の定着装置７は、従来の内部加熱方式の熱ローラ定着装置と異なり、定着ローラ内部に加熱源などの内蔵物がない為、定着ローラ３０の外径を小さくする事ができる。
【００７９】
そして、加熱手段であるヒータ２１と加圧部材である加圧ローラ６３の定着ローラ３０に当接する方向を水平対向とし、それぞれの当接する圧力を同等とすれば、定着ローラ３０に対する圧力は相殺され、小径化しても強度不足による撓みの心配はない。
【００８０】
定着ローラ３０は小径、低熱容量である方が望ましく、外径１０〜２０ｍｍの範囲が望ましい。
【００８１】
断熱弾性層３２は、例えば、以下の方法により形成される。オルガノポリシロキサン組成物に中空フィラーを配合した配合物、あるいは、オルガノポリシロキサン組成物に吸水性ポリマーおよび水を配合した配合物を形成後に焼成および硬化して形成される。
【００８２】
例えば、シリコーンゴム組成物であり、熱硬化性オルガノポリシロキサン組成物１００重量部に平均粒子径が５００μｍ以下の中空フィラーを０．１〜２００質量％配合してなるシリコーンゴム組成物を加熱硬化して形成されるバルーンゴム層とする。
【００８３】
ここで、中空フィラーとしては、硬化物内に気体部分を持つことでスポンジゴムのように熱伝導率を低下させるもので、マイクロバルーン材等がある。このような材料としては、ガラスバルーン、シリカバルーン、カーボンバルーン、フェノールバルーン、アクリロニトリルバルーン、塩化ビニリデンバルーン、アルミナバルーン、ジルコニアバルーン、シラスバルーンなど、いかなるものでもかまわない。
【００８４】
上記の中空フィラーの配合量は、熱硬化性オルガノポリシロキサン組成物１００重量部に対し０．１〜２００重量部であり、好ましくは０．２〜１５０重量部、より好ましくは０．５〜１００重量部である。この場合、中空フィラーの定着ローラ用シリコーンゴム組成物中での含有量が体積比で１０〜８０％、特に１５〜７５％となるように配合することが好ましい。体積割合が少なすぎると熱伝導率の低下が不十分で、また多すぎると成形、配合が難しいだけでなく成形物もゴム弾性のない脆いものとなってしまうおそれがある。      
【００８５】
また、例えば、吸水性ポリマーおよび水を添加する方法で、シリコーンゴム断熱層３２を形成したものでも良い。
【００８６】
かかるシリコーンゴム組成物としては、オルガノポリシロキサン組成物１００重量部に吸水性ポリマーを０．１〜５０重量部、水を１０〜２００重量部、その他、白金化合物触媒のような硬化触媒、ＳｉＨポリマーのような架橋剤を添加した組成物を形成する。その後、これを加熱成形して断熱弾性層３２としても良い。
【００８７】
また、この場合には、以下の３段階あるいは２段階に分けて加熱する。即ち、第一段階では、シリコーンベースポリマーの実質的な硬化が起こらず、しかも水分が蒸発しない１００℃以下、好ましくは５０〜８０℃のもとで１０〜３０時間加熱して型成型する。次いで、第二段階では、該型成形物を１２０〜２５０℃、好ましくは１２０〜１８０℃で１〜５時間加熱して、含まれている水及び水を含んだ不純物中の水分を蒸発させる。この水分が蒸発する際の加熱条件により、独立した各気泡が連続気泡構造に転化する条件としても転化しない条件としても構わない。硬化速度が速ければ転化せずに独立した気泡が多くなり、架橋による実質的硬化が生じないようにコントロールすれば、連続気泡構造に転化する。そして、最後の第三段階では、得られた気泡体を１８０〜３００℃、好ましくは２００℃〜２５０℃で２〜８時間加熱して、硬化を進めることにより、所望の多孔質ゴム状弾性体のシリコーンゴム層を完成させる。
【００８８】
シリコーンゴムを発泡処理したスポンジ状シリコーンゴム層でも、本実施例で使用することは可能である。該発泡シリコーンゴムは、熱分解型発泡剤を添加する方法や硬化時に副生する水素ガスを発泡剤として発泡体を成形する方法などがある。
【００８９】
ただし、射出成形のような金型内で発泡させる成形においては、微小かつ均一なセルを有する発泡シリコーンゴムを得ることが難しいという問題があり、発泡シリコーンゴム中のセル径は不均一に成形されやすく、セルの壁厚も不均一で強度のバラツキが大きい。
【００９０】
このことから、小径の定着ローラ３０として形成した場合に、小さな曲率半径で定着ローラにテンションをかけ続けると強度の弱いセル壁が破れ、破泡に至ることが確認されている。また、発泡シリコーンゴムでは、耐久性と断熱性を両立することが困難になっていた。すなわち不均一な発泡径の発泡シリコーンゴムの場合には、断熱性を増すために発泡倍率を上げると弾性層を構成するセル壁がさらに薄くなり、耐久によって破泡がさらに起こりやすくなるという不具合が生じやすくなってしまう。
【００９１】
シリコーンゴムからなるソリッドゴム層であっても本実施例で使用することは可能である。補強性フィラーなど熱伝導性の高い配合物のシリコーンゴムに対する混入量を極端に少なくする事で、０．２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の低熱伝導を達成する事ができる。
【００９２】
ただし、低熱伝導ソリッドゴムは熱膨張が大きい。ヒータ２１により直接加熱される定着ローラ３０として用いる場合、熱膨張による外径変化が大きく、画像形成装置における定着装置に用いた場合、記録材Ｐの搬送速度が変化してしまい、記録材上の画像の印字精度を維持する事が困難になる。
【００９３】
よって、断熱弾性層３２は、マイクロバルーン等のバルーンや吸水性ポリマーが含有されたオルガノポリシロキサンを主成分とする液状シリコーン組成物より形成されたものが望ましい。連泡化された均一なセルが得られる。そのため、スポンジシリコーンゴム断熱層や、ソリッドゴム断熱層に比べ、断熱性と耐久性に優れ、また、熱膨張も少ない。
【００９４】
定着ローラ３０の製法は特に限定されない。金属製の芯金３１上に断熱弾性層３２を形成し、さらに最表層を断熱弾性層３２より高い熱伝導率を持つ蓄熱層３３で形成する。かつ、蓄熱層３３の熱容量が定着ローラの単位表面積あたり１００Ｊ／ｍ２・Ｋ以上、６００Ｊ／ｍ２・Ｋ以下となるように形成されていれば、どのような製法であっても構わない。
【００９５】
（４）定着ローラ以外の構成
（４−１）ヒータ２１
図５はヒータ２１の模式的断面図である。２１ａはヒータ基板であり、アルミナや窒化アルミ等の絶縁性のセラミックスや、ポリイミド、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂より形成された、耐熱性で電気絶縁性の部材である。この基板２１ａは図面に垂直方向を長手とする細長部材であり、長さ寸法は定着装置の最大通紙幅よりも大きい。
【００９６】
基板２１ａの表面（定着ローラ対向面）に長手方向に沿って、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の通電発熱抵抗層２１ｂをスクリーン印刷等により、厚み１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度の線状もしくは細帯状に塗工して形成してある。
【００９７】
通電発熱抵抗層２１ｂの上には、この層の保護、絶縁の確保を目的に、例えば、ガラス、ポリイミド（ＰＩ）樹脂などからなる厚さ１０μｍから１００μｍ程度の絶縁保護層２１ｃを形成する。
【００９８】
さらに、定着ローラ３０との摺動性を高め、トナーなどの付着を防ぐ目的で、例えば、フッ素樹脂などの摺動性、離型性が良好な材料からなる摺動層２１ｄを、厚さ１０μｍから３０μｍ程度の厚みで形成する。
【００９９】
あるいは、通電発熱抵抗層２１ｂの上に、直接、フッ素樹脂などからなる厚さ１０μｍから１００μｍ程度の保護層を形成し、絶縁保護層と摺動層を兼ねる構成としても良い。      
【０１００】
上記の絶縁保護層２１ｃ、摺動層２１ｄ、あるいはその両者の兼用層は、耐久性、平滑性、離型性などが確保できる範囲で、極力薄く形成する。また、離型性などが維持できる範囲で、高熱伝導フィラーなどを混入し、熱伝導性を向上させたものが望ましい。
【０１０１】
ヒータ２１を固定して保持するヒータホルダ２４は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂により形成され、熱伝導率が低いほど定着ローラ３０の加熱に際する熱効率が高くなる。よって樹脂層の中に中空のフィラー、例えばガラスバルーン、シリカバルーン等を内包してあっても良い。
【０１０２】
ヒータ２１の定着ローラ３０と反対側には、通電発熱抵抗層２１ｂの発熱に応じて昇温した基板２１ａの温度を検知するためのサーミスタ等の温度検知手段２２が配置されている。この温度検知手段２２はヒータ２１を温度制御する目的で設けられている。
【０１０３】
温度制御方式としては、温度検知手段２２の信号に応じて、ヒータ２１の長手方向端部にある電極部（図示せず）から通電発熱抵抗層２１ｂに印加される電圧のデューティー比や波数等を適切に制御することで、ヒータ２１を発熱させ、温度制御する。ヒータ２１の長手方向における有効発熱領域幅は定着装置の最大通紙幅よりも大きい。温度検知素子２２からの検知温度情報は温度制御部１００を介し、通電ドライバとしてのトライアック素子１０１に送られる。トライアック素子１０１は温度制御部１００の通電信号に基づいて、通電発熱抵抗層２１ｂに電力供給するＡＣ電源１０２の通電ＯＮ／ＯＦＦを行う。
【０１０４】
温度の制御方法としては、ヒータ２１の温度を所定の温度とするよう温度制御する方法と、定着ローラ表面にも温度検知素子を当接し、定着ローラ表面の温度を所定の温度とするようヒータ２１への電力制御を行う方法がある。
【０１０５】
定着ローラ表面の温度を所定の温度とするように温度制御する事で、定着性を一定に保ち、熱の与えすぎによるホットオフセットなどの画像不良を防止できる。
【０１０６】
定着ローラ３０、ヒータ２１及びその周辺部品に使用されるシリコーンゴムや、フッ素樹脂の連続使用可能温度は、一般的に２３０℃、好ましくは２００℃程度である。これ以上の高温下で使用されると、シリコーンゴムが劣化したり、フッ素樹脂の耐磨耗性が悪化したりする。
【０１０７】
定着ローラ表面の温度、または、ヒータ２１の温度は、高くても２３０℃以下、好ましくは２００℃〜２３０℃程度となるよう温度制御されるのが望ましい。
【０１０８】
ヒータ２１は、通電発熱抵抗層２１ｂを基板２１ａの定着ローラ側に形成した形で説明したが、ヒータ基板２１ａとして熱伝導性の良好な窒化アルミ等を使用する場合には、図６のように、裏面（背面）加熱型のヒータ２１にすることもできる。すなわち、通電発熱抵抗層２１ｂは基板２１ａの裏面（定着ローラ対向面側とは反対面側）に形成し、その発熱体通電発熱抵抗層２１ｂ上に絶縁保護層２１ｃを設ける。そして、基板２１ａの表面（定着ローラ対向面側）に摺動層２１ｄを設けた構成としても良い。
【０１０９】
図７に示すように、ヒータ２１の基板２１ａは、その定着ローラ対向面が定着ローラ３０の外面に対応した曲面形状であっても良い。ヒータ２１が定着ローラ表面に沿いやすくなり、より軽い圧接力で、定着ローラ３０の回転方向において幅の広い定着ニップ部Ｎｈを確保できる。
【０１１０】
また、図８に示すように、柔軟性をもつヒータ２１であっても良い。例えば、ポリイミドやポリアミドイミドなどからなる耐熱性樹脂を５０μｍから３００μｍの厚みのシート状に形成して、これを柔軟性を有する耐熱性・絶縁性のヒータ基板２１ｇとする。その上に例えばＳＵＳ薄膜などからなる通電発熱抵抗体２１ｂを形成する。その上に、ポリイミド（ＰＩ）樹脂などからなる厚さ１０μｍから１００μｍ程度の絶縁保護層２１ｃを形成する。さらに、１０μｍから３０μｍ程度のフッ素樹脂からなる摺動層２１ｄを形成して、全体に柔軟性をもつシート状のヒータ２１とする。
【０１１１】
このヒータ２１は、定着ローラ回転方向上流側と下流側の両端部をそれぞれその側の支持体２６によって固定支持され、定着ローラ３０の表面に対して圧接して配設される。このシート状ヒータ２１は、柔軟性を持つ為、定着ローラ３０の表面に沿いやすく、軽い圧接力で、定着ローラ３０の回転方向において幅の広い定着ニップ部Ｎｈを確保できる。
【０１１２】
ヒータ２１の摺動保護層２１ｅの替わりに、図９のように、ヒータ２１の定着ローラ側（表面側）に保護シート２１ｅ−ａを介在させて、ヒータ２１と定着ローラ３０の間に定着ニップ部Ｎｈを形成する構成としても良い。
【０１１３】
保護シート２１ｅ−ａは、例えば、シート基層と、このシート基層の定着ローラ側の面に、例えばフッ素樹脂などからなる離型層を厚さ１０〜３０μｍで形成したものである。シート基層は、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）やニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）等の金属製部材である。あるいは、ポリイミド（ＰＩ）等の耐熱性樹脂に金属粒子、や金属酸化物、人工ダイアモンド、グラファイト等の粉末より成る高熱伝導フィラーを大量に混入した厚さ３０〜１００μｍのシートである。また、保護シート２１ｅ−ａは、例えば、フッ素樹脂単体で、厚さ３０〜１００μｍのシート状に形成したものなどである。
【０１１４】
（４−２）加圧ローラ（ニップ形成部材）６３
本実施例においては、加圧ローラ６３は、アルミや鉄製、ＳＵＭ材等よりなる芯金４１の外側に、弾性層４２、および最表層に離型性層４３を形成したものである。
【０１１５】
加圧ローラ６３は、定着ローラ３０との接触加圧により定着ニップ部Ｎｔを形成する。この定着ニップ部Ｎｔにおいて、定着ローラ３０の表面から加圧ローラ６３への熱の流れを極力抑えた方が、加熱接触領域部Ｎｈでの定着ローラ３０の表面の昇温スピードが速くなる。
【０１１６】
よって、弾性層４２は、定着ローラ３０の断熱弾性層３２と同様に、シリコーンゴムなどに、マイクロバルーンなどの中空フィラーなどを配合したバルーンゴム層とする。または、吸水性ポリマーが含有されたシリコーンゴム層、シリコーンゴムを水素発泡させたスポンジゴム層とする。熱伝導性が低ければソリッドゴム層でも良い。
【０１１７】
また、離型性層４３は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、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共重合体樹脂（ＰＦＡ）、フッ化エチレンポリプロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）を挙げることができる。さらには、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ）等を挙げることができる。
【０１１８】
コーティングとしては、ラテックスやダイエルラテックス（ダイキン工業社製、フッ素系ラテックス）、ディスパージョンによるディッピング塗工、スプレー塗工等により形成することができる。これらは前述した定着ローラ３０の最表層と異なり、熱伝導性が低い方が好ましく、高熱伝導のフィラー等を混入しない方が適している。
【０１１９】
加圧ローラ６３は、図１０のように、芯金４５の外側に直接、離型性層４３を形成して成る剛体の円筒部材でも良い。定着ローラ３０に弾性層がある為、加圧ローラ６３は弾性体でなくても定着ニップ部Ｎｔを形成する事ができる。芯金４５と離型性層４３の間に断熱性弾性層がない為、断熱性が不足し、定着ローラ３０の熱が加圧ローラ６３に逃げやすくなるので、芯金４５は実芯よりも中空芯金として、熱容量を小さくする事が望ましい。
【０１２０】
（５）駆動説明
以上の構成で、定着ローラ３０が回転駆動され、また加圧ローラ６３が従動回転した状態で、ヒータ２１へ通電を開始し、ヒータ２１および定着ローラ３０の表面温度を記録材の加熱定着に必要な温度まで立ち上げる。
【０１２１】
ヒータ２１は、ヒータ自体が低熱容量である為、温度立ち上がりが速い。
【０１２２】
定着ローラ３０は、芯金３１上に断熱弾性層３２が形成されており、表面近傍のみ十分な熱容量を持っており、内部の断熱弾性層３２は熱容量が小さい。また、表面には熱伝導率の高い蓄熱層３３が形成され、ヒータ２１から定着ローラ表面近傍の蓄熱層３３に効率良く熱を伝えることができる。その為、定着ローラ３０の表面温度の立ち上がりが速い。
【０１２３】
定着ローラ表面を所定温度に保った状態で、定着ニップ部Ｎｔに未定着トナー画像Ｔが形成された記録材Ｐを導入することにより、記録材Ｐ上の未定着トナー画像Ｔを加熱定着して固着画像とする。
【０１２４】
定着ローラ３０の表面には、熱伝導率が高く、定着ローラ表面に十分な熱容量をもつ蓄熱層３３がある為、十分な熱量を持って記録材Ｐ上のトナー画像Ｔを加熱定着する事が可能である。
【０１２５】
このときの定着ニップ部Ｎｔ内でのトナー画像Ｔと定着ローラ３０の様子について図１１を用いて説明する。図１１において、未定着トナー画像Ｔが形成された記録材Ｐが定着ニップ部Ｎｔに導入されると、トナー画像Ｔは定着ローラ３０の表面によって加圧され、潰された状態となる。このとき、定着ローラ３０は、弾性を有するため、トナー画像Ｔの凹凸に対応して微少に表面変形する。この結果、トナー画像Ｔを包み込むように定着ローラ３０の最表面高熱伝導層３３が凹む。この結果、トナー画像Ｔに対して、定着ローラ３０の接触面積が増え、効率的に定着ローラ３０から記録材Ｐ上のトナー画像Ｔへ熱が伝えられる。特に本実施例に示したように定着ローラ３０が弾性を有する部材であるため、表面粗さの大きな記録材上のトナー画像であっても、記録材Ｐの凹凸に対する定着ローラ３０の表面の追随性にも優れ、記録材Ｐ上の定着均一性を得ることができる。
【０１２６】
記録材は定着ローラ表面に追随して移動する為、定着ローラ表面に多少の変形があるものの、記録材上の単位面積上のトナー画像が受け取る熱は、定着ローラ３０表面における単位面積の表面および、その内部領域に蓄熱された熱ｑの染み出しとなる。つまり、定着ローラの単位表面積下に蓄熱された熱量ｑが、単位面積あたりのトナー画像Ｔを加熱定着する主要な熱源となる。本発明では、定着ローラの蓄熱層が単位表面積あたり１００Ｊ／ｍ２・Ｋ以上の熱容量をもつよう形成されており、定着ローラの蓄熱層に十分な熱量を蓄熱しているので、未定着トナー画像Ｔを定着する事ができる。
【０１２７】
本実施例における定着装置７は、短いファーストプリントアウトタイムで、定着ムラのない良好な画像を得る事ができる。ウォームアップ時間が短い為、スタンバイ温調は行わない。待機中の無駄な電力消費がないため、省エネルギーが達成される。
【０１２８】
（６）他の加熱手段例
以上、定着ローラ３０を外側から加熱する加熱手段とし、板状ヒータ２１を用い、これを定着ローラ３０の表面に圧接させて、回転する定着ローラ３０に擦らせながら接触させる構成を例として、説明を行った。
【０１２９】
しかしながら、定着ローラ３０を外側から加熱する加熱手段は、それ自体が低熱容量で、迅速な温度立ち上がりが可能であり、定着ローラ３０と加熱ニップＮｈを形成して定着ローラを加熱することができるものであれば、上記の構成に限定されるものではない。
【０１３０】
例えば、図１２のように、ヒータ２１を支持させたヒータホルダ２４の外側に、可撓性部材である加熱フィルム２１ｆをヒータ２１に対して摺動回転可能に外嵌する。そして、加熱フィルム２１ｆをヒータ２１と定着ローラ３０の間に介在させて加熱接触領域部Ｎｈを形成する構成としても良い。
【０１３１】
加熱フィルム２１ｆは、定着ローラ３０の回転に従動して、ヒータ２１の表面を摺動しながらヒータホルダ２４の外側を回転して、ヒータ２１を保護する。
【０１３２】
加熱フィルム２１ｆは、例えば、シート基層と、シート基層の定着ローラ側に、例えばフッ素樹脂などからなる離型層を厚さ１０〜３０μｍで形成したフィルム状部材である。シート基層は、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）やニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）等の金属製部材である。あるいは、ポリイミド（ＰＩ）等の耐熱性樹脂に金属粒子、や金属酸化物、人工ダイアモンド、グラファイト等の粉末より成る高熱伝導フィラーを大量に混入した厚さ３０〜１００μｍのシート部材基層である。また、加熱フィルム２１ｆは、フッ素樹脂単体で、厚さ３０〜１００μｍのシート状に形成したフィルム状部材である。
【０１３３】
加熱フィルム２ｆ自体の熱容量を抑える為と、空気中への放熱を抑える為、加熱フィルム２１ｆの外径は、例えばφ１８〜φ１０程度の小径とする事が望ましい。
【０１３４】
また、定着ローラ３０を外側から加熱する加熱手段を、図１３のように、熱ローラ２１Ａにすることもできる。熱ローラ２１Ａは、中空芯金５３の内側に、例えばハロゲンヒータなどの加熱源５１を設けたものである。
【０１３５】
熱ローラ２１Ａは、低熱容量化する事で、迅速な温度立ち上がりを達成したものが望ましい。例えば、外径φ１８〜φ１０程度、厚み１〜０．３ｍｍの中空芯金５３上に、例えばフッ素樹脂などからなる離型層５４を厚み１０〜３０μｍで形成する小径の円筒部材とする。
【０１３６】
（７）実験による確認
以上について、本実施例における定着装置７を備えた画像形成装置を用いて実験を行い、確認した。
【０１３７】
まず、本実験に用いた定着装置７の基本構成を以下に説明する。
【０１３８】
使用した画像形成装置のプロセススピードは１００ｍｍ／ｓｅｃであり、１分間に１６枚のプリントを実施するレーザビームプリンタを用いて実験した。
【０１３９】
定着装置７において、定着ローラ３０を外側から加熱する加熱手段は、厚み１．０ｍｍのセラミック基板２１ａ上に、銀とパラジウムの発熱体ペーストを、厚み１０μｍで形成したセラミックヒータ（板状ヒータ）２１を使用した。セラミックヒータ２１は、中空樹脂を含有する断熱性の液晶ポリマー部材（ヒータホルダ）２４によって保持される。
【０１４０】
セラミックヒータの表面には、発熱体保護の為に厚み３０μｍの絶縁ガラス層２１ｃを形成し、さらに厚み１０μｍのＰＦＡ樹脂からなる摺動層２１ｄを設けている。
【０１４１】
また、加圧ローラ６３としては、外径８ｍｍのＳＵＭ芯金４１上に、熱伝導率０．１２Ｗ／（ｍ・Ｋ）、厚み２．０ｍｍのシリコーンゴム層４２を設け、さらにその外側にはフッ素樹脂層４３を設けたものを用いた。
【０１４２】
以上の構成で、セラミックヒータ２１と定着ローラ３０の間に４９Ｎの加圧力を付加して加熱接触領域部Ｎｈを幅７ｍｍで形成した。また、定着ローラ３０と加圧ローラ６３の間にも４９Ｎの加圧力を付加して定着ニップ部Ｎｔを幅７ｍｍで形成した。セラミックヒータ２１と加圧ローラ６３は、定着ローラ３０を中心に１８０°対向させて配置した。
【０１４３】
（実験１）
実験に用いる定着ローラ３０は、外径８ｍｍのＳＵＭ芯金３１上に、断熱弾性層３２として、厚み２．０ｍｍのシリコーンゴム層を形成した。この断熱弾性層３２のシリコーンゴムは、シリコーンゴム中に、中空樹脂である粒径８０μｍのアクリロニトリルバルーンを含有させ、気泡が連結するようにトリエチレングリコールを微少量配合した、バルーンゴムである。この断熱弾性層３２の熱伝導率は０．１２［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、体積熱容量は１．１×１０６［Ｊ／（ｍ３・Ｋ）］であった。
【０１４４】
さらに、その断熱弾性層３２の外側には蓄熱層３３として、シリコーンソリッドゴム層を形成した。
【０１４５】
すなわち、実験に用いる定着ローラ３０は、定着ローラ表層を蓄熱層とした、シリコーンゴム２層３２・３３の定着ローラである。定着ローラ３０の外径は１２ｍｍ、ゴム部の長さＬは、２３０ｍｍ、外周面の表面積Ｓは、８６７１ｍｍ２である。
【０１４６】
蓄熱層３３には、熱容量の異なる５種類のシリコーンゴム１〜５を用い、また、厚みを５０、１５０、４００μｍ厚とそれぞれ変えて、蓄熱層３３の熱容量が異なる合計１５種類のローラＡ１〜Ａ１５を作成した。作成したローラＡ１〜Ａ１５の概要は表１のとおりである。
【０１４７】
【表１】
2008299314.tif 000003
【０１４８】
ゴム１〜５は、シリコーンゴム中に、フィラーとして粒径４〜６μｍのシリカと、粒径４〜６μｍのアルミナを、総量として１０質量％以上、５０質量％以下で配合して、所望の体積熱容量と熱伝導率となるよう配合調整したソリッドゴムである。
【０１４９】
定着装置７に未定着トナー画像Ｔを形成した記録材Ｐを通紙し、定着性能評価を行った。
【０１５０】
ヒータ２１及び定着ローラ３０、定着装置全体の温度が、雰囲気温度になじんだ状態から実験を開始する（以下、この条件をコールドスタートと称する）。実験時の環境は、温度２５℃・湿度６０％であった。
【０１５１】
定着ローラ３０の表面温度は、図１４のように、定着ローラ３０の回転方向において加熱接触領域部Ｎｈから定着ニップ部Ｎｔに至る中間部位置Ｄの定着ローラ３０の表面温度を非接触の放射温度計１０３を用いて測定する。
【０１５２】
コールドスタートから、定着ローラ３０の回転駆動開始と同時に、セラミックヒータ２１に５００Ｗの電力を投入し、セラミックヒータ２１を発熱させて、定着ローラ３０を加熱し、定着ローラ３０を目標の温度まで立ち上げる。
【０１５３】
定着ローラ３０は、放射温度計１０３を用いて温度制御され、所望の定着ローラ温度に達した後は、目標温度を維持するようセラミックヒータ３０の電力が制御される。
【０１５４】
２０秒のウォームアップ時間の後、未定着トナー画像Ｔを形成した記録材Ｐを通紙する。定着ローラ３０の目標温度を変えて、セラミックヒータ２１の目標温調温度を変えて実験を行い、加熱定着された記録材Ｐ上の画像の定着性が良好となる定着ローラ３０の温度を求めた。
【０１５５】
記録材Ｐ上の未定着トナー画像Ｔの定着性能評価方法としては、加熱定着後の記録材Ｐのトナー画像上にセロハンテープを貼り付け、０．４９Ｎ／ｃｍ２（５０ｇ／ｃｍ２）の面圧で１分間押し付けた後にセロハンテープを剥がす。そして、そのときのトナー画像における画像欠陥（テープにより剥ぎ取られた欠陥）の程度によって評価を行った。
【０１５６】
画像欠陥が元のトナー画像の５％を超える場合をＮＧ（不良）とした。記録材Ｐとして、ＸＥＲＯＸ社製４０２４、坪量７５ｇ／ｍｍ２紙を使用した。
【０１５７】
この実験を、蓄熱層３３の熱容量が異なる１５種類のローラＡ１〜Ａ１５、それぞれを用いた実験装置でおこない、熱容量と定着ローラ温度の関係を比較した。
【０１５８】
結果を、図１５に示す。横軸は、定着ローラの単位表面積あたりの蓄熱層の熱容量であり、縦軸は、定着性能がＯＫとなる、記録材が通紙されたときの定着ローラ表面温度である。同じ厚みの蓄熱層でも、体積熱容量が小さいゴムで作成したものは熱容量が小さい。熱容量／表面積（Ｃ／Ｓ）が小さくなると、定着性能が良好となる定着ローラ表面温度が高くなる。
【０１５９】
これは、一般的に、
熱量Ｑ＝熱容量Ｃ×温度Ｔ
となるためである。
【０１６０】
蓄熱層３３の熱容量が小さいほど、記録材Ｐの単位表面積あたりに載ったトナーを溶融定着させる熱量を溜めるためには、定着ローラ表面を高温にしなければならない事がわかる。
【０１６１】
熱容量／表面積が１００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）より小さくなると、トナーを定着させるのに必要な定着ローラ表面温度は２３０℃を超えてしまった。これは、蓄熱層３３や断熱弾性層３２に使用されているシリコーンゴムなどの連続使用可能な耐熱温度を超えている。耐熱温度以上に加熱されつづけると、ゴムの架橋が破壊、もしくは、再結合を起こし、硬度変化をおこし、ゴムの破壊に至る。よって、良好な定着性を得ながら、故障なく安定して動作させるためには、熱容量／表面積が１００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）以上の蓄熱層３３を備えた定着ローラ３０を使用する必要がある。
【０１６２】
熱容量／表面積が大きくなると、定着性能が良好となる定着ローラ表面温度は低くなった。ただし、熱容量／表面積が６００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）より大きくなっても、定着性能が良好となる定着ローラ表面温度は変わらなかった。つまり、熱容量／表面積が６００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）より大きい場合、蓄熱層が余分な熱量を蓄えていることになる。また、蓄熱層が蓄える熱量が多いので、ヒータで定着ローラを加熱するためのエネルギーも多くなってしまう。
【０１６３】
前述したように、定着ローラ３０は２３０℃以下の温度で使用する事が必要である。定着ローラ表面に必要な温度が高くなると、ヒータをより高温にする必要がある。また、ヒータ自体の温度立ち上がりに大きな電力が必要となる。また、ヒータおよび周辺部品に高い耐熱性能が必要となりコストアップに繋がる。また定着装置からの放熱により画像形成装置全体の温度も上昇し、例えば現像装置３の近傍の温度が上昇すると、現像装置３内に貯蔵されている未使用の現像剤が溶けたり、劣化したりする問題がおこる。定着ローラ３０をなるべく低い温度で使用するためには熱容量を大きくする事は有効である。
【０１６４】
しかしながら、定着ローラの温度（蓄熱層の温度）が低くなりすぎると、たとえトナーの定着に必要な熱量を蓄えていたとしても、トナーの定着性は不十分となってしまう。なぜなら、定着ローラの温度が低いと、定着ローラと記録材の温度勾配が小さくなり、定着ローラから記録材（トナー）への熱伝導率が低下してしまうからである。
【０１６５】
蓄熱層の熱容量が大きすぎる場合（（ａ）及び（ｂ）：単位表面積あたりの熱容量Ｃ／Ｓが６００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）より大きい場合）と、適度な場合（（ｃ）：Ｃ／Ｓが６００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）以下の場合）を比較したイメージを図２７に示す。
【０１６６】
図２７の縦軸は定着ローラの蓄熱層の温度を示している。図２７の（ａ）は熱容量が大きく（Ｃ２）且つ蓄えた熱量も多い（Ｑ２）ので、無駄な熱量を蓄えているモデルである。（ｂ）は、熱容量の大きな蓄熱層にトナーの定着に必要な熱量Ｑ１のみを蓄えているモデルである。この場合、定着ローラの温度が低くなるので、定着ローラと記録材の温度勾配が小さくなり、蓄えている熱量を記録材に（トナーに）伝えにくい。（ｃ）は、熱容量が適度（Ｃ１）な蓄熱層にトナーの定着に必要な熱量Ｑ１のみを蓄えているモデルである。この場合、トナーの定着に必要な熱量以外に余分な熱量が少なく、また、定着ローラの温度も適度に高いので、定着ローラと記録材の温度勾配が大きくなり、蓄えている熱量を記録材に（トナーに）伝え易い。本発明は（ｃ）のモデルもしくは（ｃ）のモデルに近い装置を提供するものである。
【０１６７】
定着ローラの単位表面積下に蓄熱された熱量は、定着ローラの
［熱容量／表面積×定着ローラ温度］
として見積もる事ができる。
【０１６８】
実験１の結果を、トナーの定着性を確保するために必要な定着ローラ温度と、トナーの定着性を確保するために必要な蓄熱量の関係として変換した。図１６に示す。縦軸は定着に必要な温度、横軸は定着ローラの単位表面積あたりの蓄熱量である。
【０１６９】
ここで、定着ローラＡ１３、Ａ１４、Ａ１５は、定着ローラＡ１２に対して同等の定着温度が必要であり、すなわち余分な蓄熱量を有していることを示している。
【０１７０】
これらの定着ローラは、無駄に熱容量が大きく、トナー定着に寄与する事のない無駄な蓄熱を行っており、エネルギーの浪費となる。定着ローラＡ１３、Ａ１４、Ａ１５は、熱容量／表面積が６００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）より大きい定着ローラである。
【０１７１】
すなわち、定着動作でのエネルギーの無駄を少なくするには、熱容量／表面積が６００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）以下の蓄熱層３３を備えた定着ローラを使用する必要がある。
【０１７２】
（実験２）
次に、定着ローラ３０の蓄熱層３３の厚みだけを変えて蓄熱層を形成し、比較実験を行った。
【０１７３】
実験に用いる定着ローラ３０は、外径８ｍｍのＳＵＭ芯金３１上に、断熱弾性層３２として、厚み２．０ｍｍのシリコーンゴム層を形成した。この断熱弾性層３２のシリコーンゴムは、シリコーンゴム中に、中空樹脂である粒径８０μｍのアクリロニトリルバルーンを含有させ、気泡が連結するようにトリエチレングリコールを微少量配合した、バルーンゴムである。この断熱弾性層３２の熱伝導率０．１２［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、体積熱容量１．１×１０６［Ｊ／（ｍ３・Ｋ）］であった。
【０１７４】
さらに、その断熱弾性層３２の外側には蓄熱層３３として、熱伝導率０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）、体積熱容量１．５×１０６Ｊ／（ｍ３・Ｋ）からなるシリコーンソリッドゴム層を形成した。
【０１７５】
蓄熱層３３の厚みを変えて、蓄熱層３３の熱容量が異なる７種類の定着ローラＡ１６〜Ａ２２を作成した。作成した定着ローラＡ１６〜Ａ２２の蓄熱層３３の概要は表２のとおりである。
【０１７６】
【表２】
2008299314.tif 000004
【０１７７】
実験１と同様の実験を行い、それぞれの定着ローラで定着性がＯＫとなる定着ローラ温度を測定した。結果を図１７に示す。横軸は、定着ローラの単位表面積あたりの蓄熱層の熱容量であり、縦軸は、定着性能が良好となる、記録材Ｐが通紙されたときの定着ローラ表面温度である。
【０１７８】
実験１と同様に、熱容量／表面積が小さくなると、良好な定着性能が得られる定着ローラ表面温度が高くなる。熱容量／表面積が１００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）より小さくなると、必要な定着ローラ表面温度は２３０℃を超えてしまった。また、熱容量／表面積が６００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）より大きくなっても、定着性能が良好となる定着ローラ表面温度は変わらなかった。
【０１７９】
良好な定着性を得ながら、故障なく安定して動作させるためには、熱容量／表面積が１００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）以上の蓄熱層を備えた定着ローラを使用する必要がある。定着動作でのエネルギーの無駄を少なくするには、熱容量／表面積が６００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）以下の蓄熱層３３を備えた定着ローラ３０を使用する必要がある。
【０１８０】
（実験３）
実験１、２より、熱容量Ｃ／Ｓが１００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）以上、６００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）以下の蓄熱層３３を備える事で、破損を防ぎ、無駄なく記録材の加熱定着に必要な熱量を蓄熱できる事がわかった。
【０１８１】
次に、定着ローラ３０と記録材Ｐとの接触時間に対して、適切な熱容量Ｃ／Ｓの蓄熱層３３を備える事で、無駄なく記録材の加熱定着に必要な熱量を蓄熱できる事を説明する。
【０１８２】
定着ローラ３０と記録材が接触する時間を変えて実験を行った。使用した画像形成装置のプロセススピードは１００ｍｍ／ｓｅｃであり、１分間に１６枚のプリントを実施するレーザビームプリンタを用いて実験した。
【０１８３】
実験に使用した画像形成装置は、定着ローラ３０と加圧ローラ６３間の加圧力を変更し、定着ニップＮｔの幅（記録材搬送方向の幅）を、６．０ｍｍ、５．０ｍｍ、４．０ｍｍ、３．０ｍｍ、２．０ｍｍと変えた５種類の実験装置である。
【０１８４】
これらの実験装置における定着ニップ部Ｎｔで、記録材と、定着ローラ３０が接触する定着ニップ時間ｔは、定着ローラの１回転あたりにつき、０．０６、０．０５、０．０４、０．０３、０．０２［秒］である。換言すると、定着ローラの表面の一点が定着ニップ部を通過するのに要する時間ｔが、０．０６、０．０５、０．０４、０．０３、０．０２［秒］である。
【０１８５】
実験２で使用した定着ローラＡ１７〜Ａ２１を使用し、実験１と同様の実験を行った。
【０１８６】
この結果を図１８に示す。縦軸は定着に必要な定着ローラ温度、横軸は使用した定着ローラの単位表面積あたりの熱容量Ｃ／Ｓである。定着温度と蓄熱層の熱容量の関係を、実験に使用した定着ローラと記録材の接触時間が異なる実験装置それぞれの結果を示した。
【０１８７】
定着ローラと記録材の接触時間が０．０６［秒］の実験装置では、熱容量Ｃ／Ｓが大きい定着ローラは定着に必要な定着ローラ温度は低かった。例えば定着ローラＡ２１では定着ローラが１２０℃程度で定着可能である。しかし、同じ定着ローラを用いても、定着ニップ時間が０．０２［秒］の実験装置では、１９０℃程度が定着に必要となった。同じ定着ローラでは、定着ローラ温度が高い方が当然、蓄熱量は多い。定着ローラＡ２１と定着ニップ時間０．０２秒の実験装置の組み合わせでは、定着に必要な蓄熱量が大きくなってしまう。
【０１８８】
前述したように、定着ローラの単位表面積下に蓄熱された熱量は、
［定着ローラの熱容量／表面積×定着ローラ温度］
として見積もる事ができる。
【０１８９】
実験３の結果を、定着に必要な定着ローラ温度と、定着に必要な蓄熱量の関係として、変換して図１９に示す。縦軸は定着に必要な温度、横軸は定着ローラの単位表面積あたりの熱量である。実験に使用した、定着ニップ時間が異なる実験装置それぞれの結果を示した。図１９を参照すれば理解できるように、良好な定着性を確保するためには、定着ローラ表面の一点が定着ニップ部を通過するのに要する時間が短いほど、単位表面積あたりに蓄える必要のある熱量が大きくなっている。つまり、処理速度が速いプリンタになるほど、単位表面積あたりに蓄える必要のある熱量が大きくなる。
【０１９０】
ここで、定着ローラと記録材の接触時間が０．０２［秒］の実験装置で、定着ローラＡ１９、Ａ２０、Ａ２１は、定着ローラＡ１８に対して同等の定着温度が必要であり、省エネルギー性は劣る。同様に、０．０３［秒］の実験装置では定着ローラＡ２０、Ａ２１が、０．０５［秒］の実験装置では定着ローラＡ２１が省エネルギー性に劣るローラである。
【０１９１】
図１９において、破線より左下に示した領域（○の領域）での、定着ローラと、この定着装置を搭載する装置と、の組み合わせが、省エネルギー性において最良の組み合わせとなる。
【０１９２】
上記のように、定着ローラと装置の組み合わせにおいて、省エネルギー性に優れた組合せと、そうでない組合せを分ける事ができた。
【０１９３】
この結果を図２０にグラフとして示す。横軸に実験に使った実験装置における定着ローラと記録材の接触時間、縦軸は定着ローラのＣ／Ｓ、効率が良い組み合わせは○、効率が悪い組み合わせは×とした。図２０で、○と×の領域は、直線で分ける事ができた。○の領域は、
Ｃ／Ｓ≦１００００［Ｊ／（ｓ・ｍ２・Ｋ）］×ｔ［ｓ］
で表すことができた。ここで、ｔは、定着装置における定着ローラの記録材との接触時間、換言すると定着ローラの表面の一点が定着ニップ部を通過するのに要する時間である。即ち、
１００［Ｊ／（ｍ２・Ｋ）］≦Ｃ／Ｓ≦６００［Ｊ／（ｍ２・Ｋ）］
の範囲内で、定着ローラ３０の蓄熱層３３の熱容量Ｃ／Ｓと、使用する定着装置の時間ｔとの関係が、
Ｃ／Ｓ≦１００００［Ｊ／（ｓ・ｍ２・Ｋ）］×ｔ［ｓ］
であれば、蓄熱した熱量を有効に使用する事ができる効率の良い定着装置と定着ローラの組み合わせとする事ができる。
【０１９４】
（実験４）
以上述べたように、熱容量の大きい定着ローラでは定着ローラと記録材の接触時間が長い実験装置に組み合わせた時ほど、定着に必要な定着ローラ温度は低くなる。しかし、定着ローラと記録材の接触時間が短い実験装置に組み合わせると、その効果は発揮されず、定着に必要な定着ローラ温度は高い。その結果、この組み合わせは、蓄熱量が大きいのに低温定着できない非効率な組み合わせとなる。
【０１９５】
この現象のメカニズムを以下の実験結果で説明する。
【０１９６】
記録材の上に熱電対を貼り付け、定着ニップで、定着ローラと記録材とが接触している間の記録材の温度上昇を測定した。一例として、定着ローラＡ１９と定着ローラＡ２０で、定着ローラを１６５℃で温調して、実験３と同じようにウォームアップを行い通紙した。
【０１９７】
結果を図２１に示す。縦軸は記録材上に貼り付けた熱電対の温度、横軸は記録材が定着ニップに突入してからの経過時間である。
【０１９８】
ローラＡ１９とローラＡ２０では、記録材上の熱伝対は、定着ニップ突入後０．０２［秒］までは同じように温度上昇したが、ローラＡ１９では温度上昇が緩やかになり、０．０５［秒］の時点ではローラＡ１９とローラＡ２０では熱伝対の温度に差が生じた。
【０１９９】
ローラＡ１９は、ローラＡ２０に比べて定着ローラの蓄熱層の熱容量が小さく蓄熱量が小さいため、定着ニップで熱を記録材に奪われ、記録材への熱伝達が鈍る。熱容量が大きいローラは２０では、記録材への熱供給が持続する。
【０２００】
このように、熱容量が大きく、蓄熱量が大きい定着ローラは、長い接触時間の間に大きな効果を発揮する。
【０２０１】
ただし、定着ニップが細く、定着ローラから記録材との接触時間が０．０２［秒］しかなければ、熱容量が小さいローラと効果は同じである。
【０２０２】
熱容量が大きい定着ローラは、熱容量が小さい定着ローラに比べて、所定の温度に立ち上げるのに必要なエネルギーが多くなり、立ち上げ時に消費する電力も大きく、ウォームアップ時間も長くなってしまう。記録材との接触時間が短い実験装置では、蓄熱量が大きい定着ローラは、使い切れない熱量までも蓄熱する無駄の多いローラとなる。
【０２０３】
以上述べたように、外部から加熱する加熱定着装置において、内部を低熱容量化した定着ローラの表面近傍に蓄熱層を設け、定着ローラ３０の蓄熱層３３の熱容量／表面積が１００［Ｊ／（ｍ２・Ｋ）］以上、６００［Ｊ／（ｍ２・Ｋ）］以下とする。これにより、低熱容量でありながら、記録材の加熱定着に十分な熱量を蓄熱し、また、蓄熱した熱量を有効に使用する事ができ、かつ故障なく安定して使用できる定着ローラを提供できる。
【０２０４】
また、定着ローラ３０の蓄熱層３３の熱容量／表面積と、定着ローラ１回転あたりに記録材と、定着ローラ３０が接触する時間ｔとの関係を、
Ｃ／Ｓ≦１００００［Ｊ／（ｓ・ｍ２・Ｋ）］×ｔ［ｓ］
とする。これにより、所定の接触時間の中で記録材に伝えうる熱量を、内部が低熱容量化された定着ローラ表層近傍にのみ蓄熱でき、エネルギーの浪費の少なく、ウォームアップ時間が短い加熱定着装置を提供できる。
【０２０５】
また、加熱定着装置が、定着ローラ３０の１回転あたりの記録材との接触時間が異なる複数の加熱モードを持つ場合、即ち、定着ローラ（加熱部材）の周速が異なる複数の加熱モードを設定できる装置の場合、次のように設定すればよい。すなわち、定着ローラと記録材との接触時間が最も短い（定着ローラの周速が最も早い）加熱モードにおける定着ローラの表面の一点が定着ニップ部を通過するのに要する時間をｔとした時、蓄熱層３３の定着ローラ単位表面積あたりの熱容量Ｃ／Ｓが、
Ｃ／Ｓ［Ｊ／（ｍ２・Ｋ）］≦１００００［Ｊ／（ｓ・ｍ２・Ｋ）］×ｔ［ｓ］
である事が望ましい。
【０２０６】
例えば、プロセススピードが１００ｍｍ／ｓｅｃで定着ローラと記録材が接触する時間がｔ１の加熱モード１と、プロセススピードが５０ｍｍ／ｓｅｃで定着ローラと記録材が接触する時間がｔ２の加熱モード２、二つの加熱モードを有するプリンタがあるとする。いずれのモードでも定着ニップ部の幅が同じであればｔ１は、ｔ２よりも短い時間となる。よって、
Ｃ／Ｓ≦１００００［Ｊ／（ｓ・ｍ２・Ｋ）］×ｔ１［ｓ］
を満たす定着ローラを搭載するのが望ましい。
【０２０７】
記録材への接触時間の長い加熱モード１の接触時間ｔ２で好適となるよう蓄熱層３３の熱容量／表面積を大きくすると、加熱モード１の時に接触時間が短いｔ１の間では蓄熱された熱量を熱伝達しきる事が出来ない。ｔ１に好適となるよう蓄熱層３３に蓄熱すると、加熱モード１でも、加熱モード２でも、蓄熱層３３の熱量を有効に使用する事ができ、エネルギーの浪費の少なく、ウォームアップ時間が短い加熱定着装置を提供できる。
【０２０８】
《実施例２》
図２２に本実施例における定着ローラ３０の構成を説明する模式的断面図を示す。
【０２０９】
本実施例における実施形態は、実施例１とほぼ同様であるが、本実施例における定着ローラ３０は、芯金３１上に断熱弾性層３２を形成し、その外側にソリッドゴムからなる蓄熱弾性層３３を形成し、最外層（最表層）に離型層３４を形成する。
【０２１０】
蓄熱弾性層３３と離型層３４は、合わせて蓄熱層３３Ａを形成しており、蓄熱層３３Ａの熱容量が、定着ローラの単位表面積あたり１００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）以上、６００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）以下となるよう形成されている。
【０２１１】
また、蓄熱層３３Ａの蓄熱弾性層３３と離型層３４の熱伝導率は、それぞれ、断熱弾性層３２の熱伝導率よりも高くなるよう形成させている。断熱弾性層３２の熱伝導率は０．２０Ｗ／（ｍ・ｋ）以下である。
【０２１２】
また、図２３のように、断熱弾性層３２の外側に、熱容量が、定着ローラの単位表面積あたり１００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）以上、６００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）以下となるよう形成されている離型層３４のみ形成して蓄熱層３３Ｂとしても良い。
【０２１３】
蓄熱層３３Ａ・３３Ｂの熱伝導率、熱容量は以下の方法で測定される。定着ローラ表層の蓄熱層３３Ａ・３３Ｂより、定着ローラ表面を含む縦５ｍｍ、横５ｍｍの試験片を切り出し、前述した蓄熱層３３と同様の測定方法（図４）にて、表層３３Ａ・３３Ｂの熱容量と、厚み方向の熱伝導率を求める。
【０２１４】
離型層３４は、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどのゴム材料、あるいはフッ素化合物などのベース樹脂材料に、高熱伝導フィラーを混入させた層とすることが望ましい。具体的には、ベース樹脂材料に、少なくとも１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有する材料から成る粉末状の高熱伝導フィラーを、１０質量％以上、５０質量％以下、混入させた層を形成し、高熱伝導性の離型層とすることが望ましい。
【０２１５】
上記のベース樹脂材料としては、例えば、フッ素樹脂、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、液晶ポリエステル、ポリアミドイミド、ポリイミド等を挙げることができる。
【０２１６】
上記において、フッ素系樹脂としては、例えばポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、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共重合体樹脂（ＰＦＡ）を挙げることができる。また、フッ化エチレンポリプロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ）等を挙げることができる。
【０２１７】
そして、フッ素系樹脂を用いた高熱伝導離型層３４は、フッ素系樹脂コーティング剤やフッ素系樹脂チューブなどにより形成される。
【０２１８】
コーティングとしては、ラテックスやダイエルラテックス（ダイキン工業社製、フッ素系ラテックス）、ディスパージョンによるディッピング塗工、スプレー塗工等、どのような方法であっても良い。
【０２１９】
また上記の高熱伝導フィラーとしては、例えば、ダイアモンド、グラファイト、カーボン、カーボンナノチューブ、窒化ホウ素、金属酸化物、種々の合金、ＡｌＮ、結晶性シリカ等を挙げることができる。
【０２２０】
また、高熱伝導性を達成する手段であれば、フィラーの材料の種類は問わず、また、フィラーの形状はどのような形状のものであっても良く、本実施例の目的を達成するために制約を受けるものではない。
【０２２１】
本実施例のように、定着ローラ３０の最表層は、フッ素化合物に、高熱伝導フィラーを配合してなる配合物とする。これにより、加熱部材３０の最表層に必要な熱伝導率を達成しつつ、加熱部材最表面に離型性を持たせる事ができ、より安定な動作が可能な画像形成装置とする事ができる。
【０２２２】
高熱伝導ソリッドゴム層３３と、高熱伝導離型層３４の間に、接着層が必要な場合、接着層にも高熱伝導フィラーを分散し、高熱伝導接着層とする事が望ましい。
【０２２３】
以上の構成とする事で、定着ローラ３０の最表面に離型性層３４を設けても、ウォームアップ時間の短縮、および短いファーストプリントタイムの実現、省エネルギー化を達成する定着装置を提供する事が可能となる。
【０２２４】
（実験５）
以上の効果を確認する為に、定着ローラ表面にフッ素樹脂からなる離型層３４を設けた場合の実験を行った。
【０２２５】
定着ローラ以外の構成は、実験１と同様であり、使用した画像形成装置のプロセススピードは１００ｍｍ／ｓｅｃであり、１分間に１６枚のプリントを実施するレーザビームプリンタを用いている。また、加熱接触領域部Ｎｈを幅７ｍｍ、定着ニップ部Ｎｔを幅７ｍｍで形成している。
【０２２６】
実験に用いた定着ローラ３０は、構成としては、実験１で使用した定着ローラ１６〜２２の構成の最外層に、離型層３４として、フッ素樹脂層を厚さ１５μｍで形成したものである。
【０２２７】
すなわち、外径８ｍｍのＳＵＭ芯金３１上に、断熱弾性層３２として、熱伝導率０．１２Ｗ／（ｍ・Ｋ）、体積熱容量１．１×１０６Ｊ／（ｍ３・Ｋ）のシリコーンゴム層を厚さ２ｍｍで形成する。さらに、その外側には蓄熱層３３として、熱伝導率０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）、体積熱容量１．５×１０６Ｊ／（ｍ３・Ｋ）からなるシリコーンソリッドゴム層を厚みを変えて形成し、さらにその外側に、離型層３４を設けている。
【０２２８】
離型層３４としてのフッ素樹脂層について、一般的に、純粋なフッ素樹脂は熱伝導率０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の低熱伝導率である。本実験では、フッ素樹脂としてＰＦＡを用いた。このＰＦＡ中に、熱伝導フィラーとして、粒径４〜６μｍのアルミナを、１０〜５０重量部含有させた、体積熱容量２．０×１０３（Ｊ／ｍ３・Ｋ）、熱伝導率０．３（Ｗ／（ｍ・Ｋ））の高熱伝導化したフッ素樹脂を用いた。
【０２２９】
作成した概要は表３のとおりである。
【０２３０】
【表３】
2008299314.tif 000005
【０２３１】
以上の定着ローラＡ２３〜Ａ２９を用い、実験１と同様の実験を行った。実験結果を図２４に示す。横軸は、定着ローラの単位表面積あたりの蓄熱層の熱容量Ｃ／Ｓであり、縦軸は、定着性能がＯＫとなる、記録材が通紙されたときの定着ローラ表面温度である。
【０２３２】
実施例１の実験１と同様に、熱容量／表面積が１００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）以下となると、必要な定着ローラ表面温度は２３０℃を超えてしまった。また、熱容量／表面積が６００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）以上になっても、定着性能がＯＫとなる定着ローラ表面温度は変わらなかった。
【０２３３】
以上のように、本実施例では、定着ローラ３０の最外層に高熱伝導離型層３４を設け、離型性、滑り性の良好な定着ローラとする。
【０２３４】
最表層にフッ素樹脂層があっても、実施例１と同様に、定着ローラの蓄熱層の熱容量／表面積が１００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）以上、６００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）以下とする。これにより、破壊を防ぎ、安定して定着動作ができ、また、蓄熱した熱量を有効に使用する事ができる定着ローラを提供できる。
【０２３５】
《実施例３》
本実施例における実施形態は、実施例１とほぼ同様である。ただし、図２５のように、定着ローラ３０と定着ニップ部Ｎｔを形成する加圧部材９５を、板状加圧部材９０・９１と、これに外嵌され、定着ローラ３０の回転に従い板状加圧部材９０・９１の周りを回転するフィルム９３と、を有する構成のものにしている。
【０２３６】
板状加圧部材９０・９１は、例えば、ＳＵＭ材等からなる支持体９０の上に、断熱部材または断熱層９１を形成したものである。その外周に低熱容量・低熱伝導性のフィルム９３を外嵌させている。
【０２３７】
上記の加圧部材９５と定着ローラ３０とを所定の圧力で当接させて、定着ニップ部Ｎｔを形成する。定着ニップ部Ｎｔでは、定着ローラ表面とフィルム９３が連れまわりつつ記録材Ｐを狭持搬送し、記録材に熱と圧力を加えて、記録材上のトナー画像を定着させる。
【０２３８】
断熱層９１は、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどからなる弾性部材であっても良いが、定着ローラ表面が弾性体である為、断熱層９１が剛体部材であっても定着ニップ部Ｎｔは確保できる。つまり、断熱層９１は液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ポリイミド、ポリアミドイミド、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂により形成された剛体部材であっても良い。
【０２３９】
加圧部材９５の熱伝導率が低いほど、定着ローラ表面の温度上昇が早まる為、断熱層９１は熱伝導性は低いほど良い。
【０２４０】
断熱層９１を弾性断熱層とした場合は、例えば、中空フィラーを混入したオルガノポリシロキサン組成物あるいは、吸水ポリマーおよび水を含有させたオルガノポリシロキサン組成物から製造されるバルーン含有シリコーン弾性層が適している。あるいは、気泡含有シリコーン弾性層、あるいはシリコーンゴムを発泡処理して成るシリコーンスポンジ弾性層等が適している。
【０２４１】
断熱層９１を剛体断熱層とした場合は、定着ローラ３０との接触面を平滑な面とすれば、定着ニップ部Ｎｔを平滑にし、記録材の搬送性にすぐれた構成とする事ができる。剛体断熱層でも、中空のフィラー、例えばガラスバルーン、シリカバルーン等を内包し、低熱伝導化された樹脂材が好適である。
【０２４２】
フィルム９３は、例えば、厚み３０μｍから１００μｍ程度のＰＰＳ、ポリイミド、ポリアミドイミドなどの耐熱性が高く、熱伝導が低い樹脂材からなる基層の上に、１０μｍから３０μｍ程度のフッ素樹脂層などからなる離型層を設けて形成される。
【０２４３】
フィルム９３は、低熱容量、低熱伝導であるため、フィルム９３への熱の逃げ、また、フィルム表面から大気へ放熱が少ない。板状加圧部材９０・９１とフィルム９３との間には、シリコーンオイルなどの潤滑材を介在させ、フィルムの摺動性を良くする。
【０２４４】
本実施例の効果は、実施例１と同様であるが、本実施例における板状加圧部材を使用した定着装置は、構成が簡単で小型化、低熱容量化が可能である。また、加圧ローラに比べて、大気中への放熱などによる熱の損失が少なく、ウォームアップ時間の短縮と、省エネルギーに適している。
【０２４５】
以上のように、本実施例の構成によれば、ウォームアップ時間の短縮、および短いファーストプリントタイムの実現、省エネルギー化を達成し、画質に優れた定着装置を提供する事が可能となる。
【０２４６】
《実施例４》
本実施例における実施形態は、実施例４とほぼ同様であるが、図２６のように、加圧部材９６を、定着ローラ３０と摺動接触させる板状加圧部材９０・９１・９２とする。実施例４で設けていたフィルム９３は設けない。
【０２４７】
板状加圧部材９０・９１・９２は、例えば、ＳＵＭ材等からなる支持体９０の上に、断熱部材または断熱層９１を形成し、さらに摺動離型層９２を形成して構成したものである。
【０２４８】
摺動離型層９２は、記録材Ｐの搬送を妨げないよう摺動性に優れた材料が望ましく、また、定着ローラ上へ転移したトナーなどが付着しないよう離型性に優れた材料が望ましい。例えば、フッ素樹脂製のシートを接着、またコーティングし、摺動離型層として形成したものが適している。
【０２４９】
本実施例における定着ローラ３３の表面層３３には、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴムに高熱伝導フィラーを配合した高熱伝導弾性層などが好適である。高い熱伝導率と、記録材を搬送するのに必要な摩擦力を得ることができる。
【０２５０】
定着ローラ表面に高い摩擦係数を持つよう構成する事で、記録材を搬送する事ができる。
【０２５１】
定着ローラ３０と加圧部材９６は所定の圧力で当接されて定着ニップ部Ｎｔを形成する。定着ニップ部Ｎｔでは、定着ローラ表面の摩擦力と、板状加圧部材９０・９１・９２の摩擦力の違いから、記録材は定着ローラ表面よって搬送され、記録材に熱と圧力を加えて、記録材上のトナー画像を定着させる。
【０２５２】
本実施例の効果は、実施例１と同様であるが、本実施例における定着装置は、構成が簡単で小型化、低熱容量化が可能である。定着ローラ３０と板状加圧部材９０・９１・９２は定着ニップ部Ｎｔだけで接触し、かつ断熱されている。そのため、加圧部材９６への伝熱や、大気中への放熱による熱の損失が極めて少なく、ウォームアップ時間の短縮と、省エネルギーに適している。
【０２５３】
以上のように、本実施例の構成によれば、ウォームアップ時間の短縮、および短いファーストプリントタイムの実現、省エネルギー化を達成し、画質に優れた定着装置を提供する事が可能となる。
【０２５４】
実施例４のように、加圧部材は、加熱部材に対して常に同じ部位で接触する板状部材とする事で、加圧部材からの放熱を抑え、装置を低熱容量化して、より少ない電力、短いファーストプリントアウトタイムを達成することができる。
【０２５５】
以上、各実施例で説明したように、加熱ムラ（定着ムラ）の発生を抑えつつ、ウォームアップタイムやファーストプリントアウトタイムを短縮できる。また、消費電力の低減をすることができる。すなわち、加熱部材の内部を低熱伝導弾性層とし、その外側及び最表面を、定着部材の単位表面積あたりの熱容量が、１００［Ｊ／（ｍ２・Ｋ）］以上、６００［Ｊ／（ｍ２・Ｋ）］以下の蓄熱層とする。これにより、外部加熱手段から加熱部材表面に伝えられた熱を、加熱部材表層近傍だけに、記録材上の画像を十分に加熱定着できる熱量で蓄熱できる。
【０２５６】
加熱部材の表面近傍に適正な熱容量を持っている。そのため、記録材上の画像の加熱に必要な加熱部材の表面温度を、定着ローラを構成する例えばシリコーンゴムからなる弾性層などの連続使用耐熱温度を超えず、また記録材上のトナーより高い温度の範囲とする事ができる。低熱容量でありながら、記録材の加熱定着に十分な熱量を蓄熱し、また、蓄熱した熱量を有効に使用する事ができ、かつ故障なく安定して使用できる定着ローラを提供できる。
【０２５７】
また、定着ローラの蓄熱層の熱容量／表面積と、定着ローラ１回転あたりに記録材と、定着ローラ３０が接触する時間ｔとの関係を、
Ｃ／Ｓ［Ｊ／（ｍ２・Ｋ）］≦１００００［Ｊ／（ｓ・ｍ２・Ｋ）］×ｔ［ｓ］
とする。これにより、所定の接触時間の中で記録材に伝えうる熱量を、内部が低熱容量化された定着ローラ表層近傍にのみ蓄熱でき、エネルギーの浪費の少なく、ウォームアップ時間が短い加熱定着装置を提供できる。
【０２５８】
蓄熱層の下層には熱伝導率が低い低熱伝導弾性層を設けることで、加熱部材の芯金への熱の逃げを抑え、加熱部材表面の昇温速度を速める事ができる。定着に必要な温度まで加熱部材の表面温度を立ち上げる時間を短縮できる。また、低熱伝導層を弾性体とする事で、加熱部材の表面の画像への密着性を良くし、加熱ムラのない良好な画質を得る事ができる。
【０２５９】
以上の各実施例は本発明における最良の実施形態の例ではあるものの、本発明はこれらの実施例にしめした構成のみに限定されるものではない。すなわち、本発明の思想の範囲内において各種の変形構成が可能である。
【０２６０】
１）たとえば、加熱手段や加圧部材は接離機構により定着ローラに対して圧接・離間可能にして、定着装置の稼動時に所定の制御タイミングで定着ローラに対して圧接させ、定着装置の非稼動時には定着ローラから離間させる構成にすることもできる。これにより、定着ローラに対して加熱手段や加圧部材が常に加圧圧接していることによる定着ローラ弾性層のへたりを防止できる。
【０２６１】
２）記録材上の画像をニップ部にて加熱する回転可能な加熱部材は、実施例のローラ形態に限られず、フレキシブルなエンドレスベルト形態のものにすることもできる。
【０２６２】
３）加熱部材を外側から加熱する加熱手段は、加熱部材とは非接触に配置した、赤外線ランプや電磁誘導加熱手段等の非接触タイプにすることもできる。
【０２６３】
４）本発明の像加熱装置には、実施例の加熱定着装置にかぎられず，画像を担持した記録材を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着する像加熱装置など、画像を担持した記録材を加熱処理する装置として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２６４】
【図１】実施例１における定着装置の模式的断面図である。
【図２】実施例１における画像形成装置の概略断面図である。
【図３】実施例１における定着ローラの概略図である。
【図４】定着ローラ構成層の熱伝導率の測定方法を説明する模式図である。
【図５】板状ヒータの模式的断面図である。
【図６】他の構成の板状ヒータの構成模式的断面図である。
【図７】他の構成の板状ヒータの構成模式的断面図である。
【図８】他の構成の板状ヒータの構成模式的断面図である。
【図９】他の構成の板状ヒータの構成模式的断面図である。
【図１０】他の構成の定着装置の模式的断面図である。
【図１１】定着ニップ内の挙動を説明する模式図である。
【図１２】他の構成の定着装置の模式的断面図である。
【図１３】他の構成の定着装置の模式的断面図である。
【図１４】定着ローラ表面の温度測定要領の説明図である。
【図１５】定着ローラの蓄熱層の単位表面積あたりの熱容量と加熱定着に必要な定着ローラ温度の関係を示すグラフである。
【図１６】定着ローラの蓄熱層の単位表面積あたりの熱量と加熱定着に必要な定着ローラ温度の関係を示すグラフである。
【図１７】定着ローラの蓄熱層の単位表面積あたりの熱容量と加熱定着に必要な定着ローラ温度の関係を示すグラフである。
【図１８】定着ローラと記録材の接触時間ごとの、定着ローラの蓄熱層の単位表面積あたりの熱容量と加熱定着に必要な定着ローラ温度の関係を示すグラフである。
【図１９】定着ローラと記録材の接触時間ごとの、定着ローラの蓄熱層の単位表面積あたりの熱量と加熱定着に必要な定着ローラ温度の関係を示すグラフである。
【図２０】定着ローラの蓄熱層の単位表面積あたりの蓄熱量と記録材の接触時間の効率の良い組み合わせと、悪い組み合わせを示したグラフである。
【図２１】定着ローラと接触した記録材上の熱電対の温度上昇を示すグラフである。
【図２２】実施例２の定着ローラの層構成を示す模式的断面図（その１）である。
【図２３】実施例２の定着ローラの層構成を示す模式的断面図（その２）である。
【図２４】定着ローラの蓄熱層の単位表面積あたりの熱容量と加熱定着に必要な定着ローラ温度の関係を示すグラフである。
【図２５】実施例３の定着装置模式的断面図である。
【図２６】実施例４の定着装置模式的断面図である。
【図２７】蓄熱層の熱容量が大きすぎる場合（（ａ）及び（ｂ）：単位表面積あたりの熱容量Ｃ／Ｓが６００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）より大きい場合）と、適度な場合（（ｃ）：Ｃ／Ｓが６００Ｊ／（ｍ２・Ｋ）以下の場合）を比較したイメージ。
【符号の説明】
【０２６５】
１・・画像形成装置、２・・感光体、７・・加熱定着装置、２１・・板状加熱用ヒータ、２１ａ・・基板、２１ｂ・・通電発熱抵抗層、２１ｃ・・絶縁保護層、２１ｄ・・摺動層、２２・・サーミスタ、２４・・ヒータホルダ、３０・・定着ローラ、３１・・芯金、３２・・低熱伝導弾性層、３３・・高熱伝導層、３４・・高熱伝導離型層、４１・・芯金、４２・・弾性層、４３・・離型層、６３・・加圧ローラ、Ｎｈ・・加熱ニップ、Ｎｔ・・定着ニップ部、Ｐ・・記録材、Ｔ・・トナー
【図２４】
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【図２７】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２５】
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【図２６】
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