(57)【要約】【課題】定着ローラと加圧ローラの各層の熱伝導率を規定することにより、トナーを定着するときに必要な最低限の熱を定着ローラと加圧ローラの各表面に効率的に与え、ウォームアップ時間を短縮できる画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ローラ５１と加圧ローラ５２の間のニップに用紙を通し、用紙上の未定着トナーを定着する。定着ローラ５１には第１の加熱ローラ５３が圧接し、加圧ローラ５２には第２の加熱ローラ５４が圧接する。定着ローラ５１及び加圧ローラ５２の最外層をなす離型層５９の熱伝導率は０．１５Ｗ／Ｍｋ以上０．９０Ｗ／Ｍｋ以下とし、離型層５９の内側の弾性体層５８の熱伝導率は０．１５Ｗ／Ｍｋ以下とし、離型層５９と弾性体層５８の間に設ける中間層６０の熱伝導率は０．１５Ｗ／Ｍｋ以上１．１０Ｗ／Ｍｋ以下とするのが望ましい。【選択図】　図４
2004101865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙上の未定着トナーを定着する定着ローラと、
この定着ローラの表面を加熱する第１の加熱ローラと、
定着ローラに当接して、用紙を挿通させるニップを形成する加圧ローラと、
この加圧ローラの表面を加熱する第２の加熱ローラとから構成される定着装置を備えた画像形成装置であって、
前記定着ローラ及び加圧ローラは、最外層に離型層、その内側に弾性体層を有し、離型層の熱伝導率が０．１５Ｗ／Ｍｋ以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記離型層の熱伝導率が０．９０Ｗ／Ｍｋ以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記弾性体層の熱伝導率が０．１５Ｗ／Ｍｋ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記離型層と弾性体層の中間に中間層を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記中間層の熱伝導率が０．１５Ｗ／Ｍｋ以上であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記中間層が熱伝導率０．１５Ｗ／Ｍｋ以上且つ１．１０Ｗ／Ｍｋ以下のゴム材料からなることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱したローラ対のニップに未定着トナー画像を担持した用紙を挿通して用紙上の未定着トナーを加熱、溶融し、用紙に定着する定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置においては、ニップを形成するローラ対の少なくとも一方のローラに熱源を内蔵させ、この熱源によって加熱されたローラ対のニップに未定着トナー画像を担持した用紙を挿通することによって用紙にトナーを定着する熱ローラ定着方式が広く用いられている。
【０００３】
特にフルカラー画像形成装置では、多量のトナーを高画質で定着させる必要があり、定着ローラ、加圧ローラ共、柔軟性を持った表面構造が必要である。そこで、各ローラ共に芯金の周囲に一定の厚さを持った弾性ゴム層を巻きつけた構成となっている。
【０００４】
このような熱ローラ定着方式では、定着ローラの熱容量が大きく、定着ローラに内蔵されたハロゲンランプなどの熱源からローラ表面まで熱が伝播するのに長時間が必要である。その結果、画像形成装置本体に電源を入れてからローラ表面が定着可能な定着温度に達するまでのウォームアップ時間に数分もの時間を要することになり、画像出力動作を速やかに実行できないといった問題があった。
【０００５】
また、画像出力後に省エネモードに移行して定着ローラ表面の温度を低めに制御した場合、再び定着温度に復帰させる時間が長いといった問題や、画像出力を短時間で再開できるように上記省エネモード時の温度を定着温度からそれほど下げないとすれば、省エネ効果が多く望めないなどの問題があり、これらの点の改良が望まれていた。
【０００６】
熱ローラ定着方式でのウォームアップ時間の短縮、消費電力の低減などを目的として、近年ではさまざまな工夫がなされている。例えば特許文献１に記載された定着装置では、図７に示すように、同一構成とした１対のローラ２０７の間にトナーを転写した用紙を通して定着を行う。ローラ２０７は内部に熱源を持たず、その代わり、ローラ２０７の外周面に接して従動回転する加熱ローラ２０１が設けられている。ローラ２０７は、芯金２１１の周囲にシリコンスポンジなどの耐熱性及び断熱性を有する発泡弾性体層２１０が設けられ、その上に良熱伝導性弾性体、例えばゴムの中にアルミナやシリカなどの高熱伝導フィラーを充填した材料の薄層２０９を設け、表層にＰＦＡ（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）チューブなどの離型性樹脂層２０８を設けて構成されている。
【０００７】
各ローラ２０７に圧接する加熱ローラ２０１は中心にヒータ２０６が設けられた金属ローラ２０５からなる。ヒータ２０６に通電して発熱させれば、金属ローラ２０５の温度は上昇し、金属ローラ２０５が当接するローラ２０７の表面の良熱伝導性弾性層２０９に熱が伝達され、ローラ２０７は昇温する。しかしその内側の発泡弾性体層２１０は断熱性を有するから奥の方、すなわち芯金２１１までは熱が伝わらない。これにより熱効率が向上し、定着可能となるまでの立ち上がり時間が短くなるのみならず、芯金２１１及び発泡弾性体層２１０の境界部分の温度差が小さくなり、両者の接着が剥離し、ローラ２０７が破損するおそれもなくなる。またローラ２０７は芯金２１１の上に発泡弾性体層２１０、良熱伝導性弾性体層２０９、離型性樹脂層２０８を積層して構成されているので小さな圧接力でも弾性変形して大きいニップを得ることができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平４−１１６６７７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような外面加熱タイプの熱ローラ定着方式において、定着ローラ及び加圧ローラの各層の熱伝導率を規定することにより、トナーを定着するときに必要な最低限の熱を定着ローラと加圧ローラの各表面に効率的に与えることができ、ウォームアップ時間を短縮することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、用紙上の未定着トナーを定着する定着ローラと、この定着ローラの表面を加熱する第１の加熱ローラと、定着ローラに当接して、用紙を挿通させるニップを形成する加圧ローラと、この加圧ローラの表面を加熱する第２の加熱ローラとから構成される定着装置を備えた画像形成装置であって、前記定着ローラ及び加圧ローラは、最外層に離型層、その内側に弾性体層を有し、離型層の熱伝導率が０．１５Ｗ／Ｍｋ以上であることを特徴としている。
【００１１】
請求項１の発明によれば、加熱ローラから離型層へと熱が急速に移転し、離型層の温度上昇が速い。従って高速定着が可能である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記離型層の熱伝導率が０．９０Ｗ／Ｍｋ以下であることを特徴としている。
【００１３】
請求項２の発明によれば、離型層から熱が放散しすぎず、用紙に接するまで所定の温度を保っていられる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記弾性体層の熱伝導率が０．１５Ｗ／Ｍｋ以下であることを特徴としている。
【００１５】
請求項３の発明によれば、離型層の受け取った熱が弾性体層の芯の方へ伝わることが抑えられ、ローラの表面部分のみに熱を蓄積してローラ表面を所定温度に保つことができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記離型層と弾性体層の中間に中間層を設けたことを特徴としている。
【００１７】
請求項４の発明によれば、離型層と弾性体層の間に中間層を設けたので、熱伝導率（熱の蓄積性）と弾性をさらに好適に調整することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の画像形成装置において、前記中間層の熱伝導率が０．１５Ｗ／Ｍｋ以上であることを特徴としている。
【００１９】
請求項５の発明によれば、加熱ローラからの熱の移転が速く、高速定着が可能となる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の画像形成装置において、前記中間層が熱伝導率０．１５Ｗ／Ｍｋ以上且つ１．１０Ｗ／Ｍｋ以下のゴム材料からなることを特徴としている。
【００２１】
請求項６の発明によれば、ローラ表面部における熱の蓄積性と弾性とが定着作業により適したものとなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図４に基づき説明する。
【００２３】
図１に示すのはゼログラフィー方式画像形成装置の一例であるタンデム方式カラープリンタ１の概略構造を示す模型的断面である。図２はその画像形成部の概略構造を示す模型的断面図である。
【００２４】
プリンタ１においては、外部コンピュータからの原稿画像データの色情報に応じてフルカラー画像出力とモノクロ画像出力の何れかが選択される。画像出力速度はフルカラーの場合でもモノクロの場合でもＡ４サイズで２０枚／分とされている。なお本明細書には画像出力速度以外にも寸法、比率、速度、電圧、温度等の具体的な数値が登場するが、これらの数値は一つの好適例の例示であり、発明の範囲を限定するものではない。
【００２５】
プリンタ１のハウジング２の内部には用紙搬送ベルト８が配置されている。用紙搬送ベルト８はプーリ１０、１１に巻き掛けられ、用紙を図１において右方から左方へ、水平方向に搬送する。用紙搬送ベルト８の用紙受入側には給紙装置１２と用紙搬送路１３が配置される。用紙搬送ベルト８の用紙排出側には定着装置５０、用紙搬送路１５、及び排出部１６が配置される。排出部１６はハウジング２の上面に設けられる。
【００２６】
用紙搬送ベルト８の上には計４台の画像形成部が用紙搬送方向の上流側から下流側に向けて直列に配置される。４台の画像形成部とは、上流側から順に、ブラック用の画像形成部３０Ｂ、イエロー用の画像形成部３０Ｙ、シアン用の画像形成部３０Ｃ、及びマゼンタ用の画像形成部３０Ｍである。
【００２７】
画像形成部３０Ｂ、３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍの構造を図２に示す。各画像形成部とも構造は共通なので、「Ｂ」「Ｙ」「Ｃ」「Ｍ」の識別記号を省き、「３０」の符号のみ置いている。
【００２８】
画像形成部３０の中核をなすのはアモルファスシリコンを感光体とする感光体ドラム４であり、その周囲に主帯電器５、ＬＥＤプリントヘッドユニット６、現像装置３、及びクリーニング装置２０が配置されている。また図１に見られるように、転写ローラ９が用紙搬送ベルト８を隔てて感光体ドラム４に対峙する。転写ローラ９は用紙搬送ベルト８を支持し、感光体ドラム４に当接させる役割も担う。転写ローラ９には−１．５ｋＶの電圧が印加されている。
【００２９】
現像装置３はブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色のトナーとフェライトキャリアを５：９５の重量比で混合した現像剤を収容する。トナーはコールターカウンタによるメジアン径（体積基準）が９μｍ、フェライトキャリアは平均粒径が７０μｍとなっている。現像装置３には固定磁石（図示せず）を内蔵した現像スリーブ３ａが設けられている。
【００３０】
感光体ドラム４と現像スリーブ３ａとは０．５ｍｍの隙間を隔てて対峙し、対向する表面同士が同方向に移動する向きに回転する。感光体ドラム４の周速度は１２０ｍｍ／ｓｅｃ、現像スリーブ３ａの周速度は２４０ｍｍ／ｓｅｃである。
現像スリーブ３ａの表面には現像剤により磁気ブラシが形成される。またトナーはキャリアとの摩擦により正に帯電する。現像スリーブ３ａに対しては図示しない穂切板が設けられる。穂切板と現像スリーブ３ａとの隙間は０．５ｍｍである。現像スリーブ３ａには＋３００Ｖの現像バイアス電圧が印加される。
【００３１】
現像により、現像装置３の中の現像剤が消費される。消費した現像剤を補うため、画像形成部３０Ｂ、３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍに対応してトナー供給容器７Ｂ、７Ｙ、７Ｃ、７Ｍを設け、図示しない搬送手段により現像剤を補給する。これにより、現像装置３は常に適量の現像剤を内部に保有することになる。
【００３２】
クリーニング装置２０は感光体ドラム４に接触するゴム製のクリーニングローラ２１、用紙に転写されなかったトナーを感光体ドラム４からかき落とすクリーニングブレード２２、及びトナーを図示しない回収容器に排出する排出スパイラル２３を有する。なおクリーニング装置２０のカバーは図１においては図示を省略してある。
【００３３】
プリンタ１は次のように画像出力動作を行う。
【００３４】
感光体ドラム４の表面は主帯電器５により一様に＋４００Ｖに帯電せしめられている。外部コンピュータ等から原稿画像データが入力されると、ＬＥＤプリントヘッド６が原稿画像データに対応するＬＥＤ光を感光体ドラム４の表面に照射する。感光体ドラム４の表面は、ＬＥＤ光の照射された露光部の電圧が＋２５Ｖにまで減衰し、非露光部の＋４００Ｖの部分と合わせて静電潜像が形成される。
現像スリーブ３ａに印加された＋３００Ｖの現像バイアス電圧により、現像剤中の正帯電トナーが前記露光部に付着し、静電潜像がトナーで可視化される。
【００３５】
用紙搬送ベルト８は、給紙装置１２から供給された用紙を載せ、感光体ドラム４の表面の移動方向と同じ方向に、感光体ドラム４の周速度と同じ１２０ｍｍ／ｓｅｃで走行している。用紙上の所定位置からトナーの転写が開始されるよう、ＬＥＤプリントヘッド６による感光体ドラム４の露光タイミングが設定される。
【００３６】
用紙搬送ベルト８上の用紙が感光体ドラム４の下を通過する際、転写ローラ９に印加された−１．５ＫＶの電圧により、感光体ドラム４に付着したトナーが用紙に引きつけられる。これにより、トナーが用紙に転写される。
【００３７】
用紙に転写されなかったトナーはクリーニングブレード２２によりかき落とされ、排出スパイラル２３により図示しない回収容器に排出される。クリーニングローラ２１はトナー転写後の感光体ドラム４の表面を整える。
【００３８】
画像形成部３０Ｂ、３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍでブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色のトナーを順次転写され、未定着ではあるもののトナーによりカラー画像を形成された用紙は用紙搬送ベルト８を出て定着装置５０に引き込まれる。そして定着装置５０の内部で熱ローラによりトナーを定着された後、用紙搬送路１５を経て排出部１６に排出される。
【００３９】
図３に定着装置５０のローラ構成を模型的断面の形で示す。定着ローラ５１、加圧ローラ５２、定着ローラ５１に接触する加熱ローラ５３、及び加圧ローラ５２に接触する加熱ローラ５４の計４本のローラが配置されている。
【００４０】
定着ローラ５１及び加圧ローラ５２は中心に直径１２ｍｍの鋼鉄製の芯金５７を有する。芯金５７の外側にはアスカーＣ硬度が２５度、厚さ６．５ｍｍの耐熱性シリコンゴム発泡体よりなる弾性体層５８を設ける。弾性体層５８の外側には厚さ７０μｍのＰＦＡチューブを被せて最外層である離型層５９を形成し、トナーの離型性を高める。
【００４１】
離型層５９の素材はＰＦＡ以外のフッ素樹脂、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）であってもよい。またチューブを被せるのでなく、弾性体層５８の表面にスプレーガンでＰＦＡやＰＴＦＥの塗料を吹き付け、その後焼き付けるという方法を採用してもよい。
【００４２】
離型層５９は０．１５Ｗ／Ｍｋ以上、好ましくは０．２５Ｗ／Ｍｋ以上の熱伝導率を備えているものとする。熱伝導率は導電材料を添加するなどして調整できる。離型層５９の厚さは２０〜３００μｍとする。耐久性とトナーの離型性とを共に満足し、なおかつ定着ニップ幅や用紙の分離性などが十分得られる２０〜１００μｍ程度とするのが好ましい。
【００４３】
一方、加熱ローラ５３又は５４によって離型層５９に与えられた熱は、弾性体層５８の芯の方まで伝導せず、できるだけ表面の方に留まるようにしたい。そのためには弾性体層５８の熱伝導率は０．１５Ｗ／Ｍｋ以下にする必要がある。好ましくは０．１０Ｗ／Ｍｋ以下にするのが良いが、これは、弾性体層５８を前述のように耐熱性シリコンゴム発泡体で形成することにより達成できる。
【００４４】
定着ローラ５１と加圧ローラ５２とは所定の圧力で互いに圧接せしめられ、所定幅の定着ニップを形成する。十分な弾性とニップが得られるよう、弾性体層５８の厚さはローラ径に応じて１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍ程度とする。第１実施形態では前記のように弾性体層５８を厚さ６．５ｍｍとし、その表面を厚さ５０μｍのＰＦＡチューブで被覆し、離型層５９を形成する。定着ニップは６〜７ｍｍとなる。
【００４５】
加圧ローラ５２が圧接した状態で、定着ローラ５１は図示しない駆動装置により回転駆動せしめられる。加圧ローラ５２は定着ローラ５１に従って回転する。
定着ローラ５１及び加圧ローラ５２の周速度が用紙搬送ベルト８の走行速度と同じ１２０ｍｍ／ｓｅｃとなるように定着ローラ５１の回転数が制御される。
【００４６】
加熱ローラ５３、５４は外径２０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍの円筒形中空アルミニウムシャフトにより外殻部を構成する。加熱ローラ５３は熱源として消費電力４５０Ｗのハロゲンランプ５５を内蔵する。加熱ローラ５４は熱源として消費電力４５０Ｗのハロゲンランプ５６を内蔵する。加熱ローラ５３は第１の加熱ローラ、ハロゲンランプ５５は第１の熱源である。加熱ローラ５４は第２の加熱ローラ、ハロゲンランプ５６は第２の熱源である。
【００４７】
図示しない支持手段により、加熱ローラ５３は定着ローラ５１に、加熱ローラ５４は加圧ローラ５２に、それぞれ所定の圧力で圧接せしめられる。加熱ローラ５３は定着ローラ５１の外周部分を均一に加熱し、加熱ローラ５４は加圧ローラ５２の外周部分を均一に加熱する。加熱ローラ５３と定着ローラ５１の間のニップ、及び加熱ローラ５４と加圧ローラ５２の間のニップはそれぞれ約６ｍｍになる。
【００４８】
定着ローラ５１及び加圧ローラ５２は各々の回転軸と同軸に歯車を有しており、両方の歯車は互いにかみ合う。定着ローラ５１側に設けた歯車を図示しない駆動手段で駆動すると定着ローラ５１及び加圧ローラ５２は互いに反対方向に回転する。加熱ローラ５３は定着ローラ５１の回転に従って、加熱ローラ５４は加圧ローラ５２の回転に従って、それぞれ従動回転する。
【００４９】
図４は本発明の第２実施形態に係る定着装置５０のローラ構成を示す模型的断面図である。第２実施形態の構成は、以下に述べる相違点を除き第１実施形態と変わらない。
【００５０】
第２実施形態の定着ローラ５１と加圧ローラ５２は、弾性体層５８と離型層５９の間に中間層６０を有している。中間層６０は石英などを添加して熱伝導率を高めた耐熱性シリコンゴムやローラの弾性に影響を与えない程度の薄い金属フィルムなどで構成する。厚さはローラ直径や定着線速などに応じて０．１〜２．０ｍｍとする。中間層６０の熱伝導率は、加熱ローラ５３、５４により離型層５９に与えられた熱量を蓄えるため、離型層５９を下回ることがないように設定する。離型層５９と同様、０．２５Ｗ／Ｍｋ以上にするのが望ましい。
【００５１】
第２実施形態では、芯金５７の直径を１２ｍｍとし、その外側に弾性体層５８として厚さ６．０ｍｍの発泡シリコンゴム層を形成し、さらにその外側に中間層６０として厚さ０．５ｍｍの高熱伝導率シリコンゴム層を形成する。最外層には離型層５９として厚さ５０μｍのＰＦＡチューブを被覆している。定着ニップは６〜７ｍｍとなる。加熱ローラ５３と定着ローラ５１の間のニップ、及び加熱ローラ５４と加圧ローラ５２の間のニップはそれぞれ約６ｍｍになる。
【００５２】
【実施例】
以下本発明の実施例につき説明する。
【００５３】
第１実施形態の定着装置５０の実施例をまとめたものが図５の表である。この表は定着ローラ５１及び加圧ローラ５２の離型層５９及び弾性体層５８の熱伝導率がローラの昇温時間と装置の耐久性に与える影響につき調べた結果を示す。
【００５４】
定着ローラ５１及び加圧ローラ５２の離型層５９及び弾性体層５８の熱伝導率を、各材料に分散させる導電材（フィラー、カーボンなど）の量の調整で様々に変え、実施例１〜７を設定した。ローラの製品硬度はアスカーＣ硬度で４０度に統一した。昇温時間はローラの表面温度を２０゜Ｃから１７０゜Ｃまで上昇させるのに要する時間である。
【００５５】
昇温時間を評価するにあたっては、昇温時間が６０秒以内であれば合格、６０秒を超えたら不合格とした。
【００５６】
定着装置５０の耐久性は連続通紙１０万枚の試験を行って確認した。１０万枚までに、ローラ自身及び画像に重大な欠陥が発生した場合は×（不合格）、ローラに異常はあるが画像には影響がないレベルを△とした。
【００５７】
図５の実施例１では定着ローラ及び加圧ローラの離型層の熱伝導率を０．１０Ｗ／Ｍｋ、弾性体層の熱伝導率を０．１５Ｗ／Ｍｋとした。
【００５８】
実施例１の場合、昇温時間が６４秒なので、この点で不合格である。装置耐久性は「○」である。総合評価は「×」となった。
【００５９】
図５の実施例２では定着ローラ及び加圧ローラの離型層の熱伝導率を０．１７Ｗ／Ｍｋ、弾性体層の熱伝導率を０．１５Ｗ／Ｍｋとした。
【００６０】
実施例２の場合、昇温時間が５３秒なので、この点は合格である。装置耐久性は「○」である。総合評価は「○」となった。
【００６１】
図５の実施例３では定着ローラ及び加圧ローラの離型層の熱伝導率を０．３０Ｗ／Ｍｋ、弾性体層の熱伝導率を０．１５Ｗ／Ｍｋとした。
【００６２】
実施例３の場合、昇温時間が４１秒なので、この点は合格である。装置耐久性は「○」である。総合評価は「○」となった。
【００６３】
図５の実施例４では定着ローラ及び加圧ローラの離型層の熱伝導率を０．３０Ｗ／Ｍｋ、弾性体層の熱伝導率を０．２５Ｗ／Ｍｋとした。
【００６４】
実施例４の場合、昇温時間が６３秒なので、この点で不合格である。装置耐久性は「○」である。総合評価は「×」となった。
【００６５】
図５の実施例５では定着ローラ及び加圧ローラの離型層の熱伝導率を０．６０Ｗ／Ｍｋ、弾性体層の熱伝導率を０．１５Ｗ／Ｍｋとした。
【００６６】
実施例５の場合、昇温時間が３７秒なので、この点は合格である。装置耐久性は「○」である。総合評価は「○」となった。
【００６７】
図５の実施例６では定着ローラ及び加圧ローラの離型層の熱伝導率を０．９０Ｗ／Ｍｋ、弾性体層の熱伝導率を０．１５Ｗ／Ｍｋとした。
【００６８】
実施例６の場合、昇温時間が４５秒なので、この点は合格である。装置耐久性は「○」である。総合評価は「○」となった。
【００６９】
図５の実施例７では定着ローラ及び加圧ローラの離型層の熱伝導率を１．００Ｗ／Ｍｋ、弾性体層の熱伝導率を０．１５Ｗ／Ｍｋとした。
【００７０】
実施例７の場合、昇温時間が５０秒なので、この点は合格である。装置耐久性は「△」である。総合評価は「×」となった。
【００７１】
離型層の熱伝導率が０．１０Ｗ／Ｍｋ（０．１５Ｗ／Ｍｋを下回る）の実施例１と、弾性体層の熱伝導率が０．２５Ｗ／Ｍｋ（０．１５Ｗ／Ｍｋを超える）の実施例４では、ローラ表面部の熱蓄積がスムーズに行われないため、昇温時間が長くなってしまう。また、離型層の熱伝導率が１．００Ｗ／Ｍｋ（０．９５Ｗ／Ｍｋを超える）の実施例７では、熱伝導率を高めるため多量の不純物を含ませたために材料の耐久性が損なわれ、離型層にしわが発生してしまった。
【００７２】
第２実施形態の定着装置５０の実施例をまとめたものが図６の表である。この表は定着ローラ５１及び加圧ローラ５２の離型層５９、中間層６０、及び弾性体層５８の熱伝導率がローラの昇温時間と装置の耐久性に与える影響につき調べた結果を示す。
【００７３】
定着ローラ５１及び加圧ローラ５２の離型層５９、中間層６０、及び弾性体層５８の熱伝導率を、各材料に分散させる導電材（フィラー、カーボンなど）の量の調整で様々に変え、実施例８〜１５を設定した。ローラの製品硬度はアスカーＣ硬度で４０度に統一した。昇温時間及び装置耐久性の評価基準は実施例１〜７と同じである。
【００７４】
図６の実施例８では定着ローラ及び加圧ローラの離型層の熱伝導率を０．１０Ｗ／Ｍｋ、中間層の熱伝導率を０．２０Ｗ／Ｍｋ、弾性体層の熱伝導率を０．１５Ｗ／Ｍｋとした。
【００７５】
実施例８の場合、昇温時間が６３秒なので、この点で不合格である。装置耐久性は「○」である。総合評価は「×」となった。
【００７６】
図６の実施例９では定着ローラ及び加圧ローラの離型層の熱伝導率を０．２０Ｗ／Ｍｋ、中間層の熱伝導率を０．２０Ｗ／Ｍｋ、弾性体層の熱伝導率を０．１５Ｗ／Ｍｋとした。
【００７７】
実施例９の場合、昇温時間が５３秒なので、この点は合格である。装置耐久性は「○」である。総合評価は「○」となった。
【００７８】
図６の実施例１０では定着ローラ及び加圧ローラの離型層の熱伝導率を０．２０Ｗ／Ｍｋ、中間層の熱伝導率を０．１０Ｗ／Ｍｋ、弾性体層の熱伝導率を０．１５Ｗ／Ｍｋとした。
【００７９】
実施例１０の場合、昇温時間が６５秒なので、この点で不合格である。装置耐久性は「○」である。総合評価は「×」となった。
【００８０】
図６の実施例１１では定着ローラ及び加圧ローラの離型層の熱伝導率を０．５０Ｗ／Ｍｋ、中間層の熱伝導率を０．５０Ｗ／Ｍ、弾性体層の熱伝導率を０．１５Ｗ／Ｍｋとした。
【００８１】
実施例１１の場合、昇温時間が４２秒なので、この点は合格である。装置耐久性は「○」である。総合評価は「○」となった。
【００８２】
図６の実施例１２では定着ローラ及び加圧ローラの離型層の熱伝導率を０．８０Ｗ／Ｍｋ、中間層の熱伝導率を０．８０Ｗ／Ｍｋ、弾性体層の熱伝導率を０．１５Ｗ／Ｍｋとした。
【００８３】
実施例１２の場合、昇温時間が４６秒なので、この点は合格である。装置耐久性は「○」である。総合評価は「○」となった。
【００８４】
図６の実施例１３では定着ローラ及び加圧ローラの離型層の熱伝導率を０．８０Ｗ／Ｍｋ、中間層の熱伝導率を１．１０Ｗ／Ｍｋ、弾性体層の熱伝導率を０．１５Ｗ／Ｍｋとした。
【００８５】
実施例１３の場合、昇温時間が５１秒なので、この点は合格である。装置耐久性は「○」である。総合評価は「○」となった。
【００８６】
図６の実施例１４では定着ローラ及び加圧ローラの離型層の熱伝導率を０．８０Ｗ／Ｍｋ、中間層の熱伝導率を１．２０Ｗ／Ｍｋ、弾性体層の熱伝導率を０．１５Ｗ／Ｍｋとした。
【００８７】
実施例１４の場合、昇温時間が５４秒なので、この点は合格である。装置耐久性は「×」であった。総合評価は「×」となった。
【００８８】
図６の実施例１５では定着ローラ及び加圧ローラの離型層の熱伝導率を１．００Ｗ／Ｍｋ、中間層の熱伝導率を０．２０Ｗ／Ｍｋ、弾性体層の熱伝導率を０．１５Ｗ／Ｍｋとした。
【００８９】
実施例１５の場合、昇温時間が５１秒なので、この点は合格である。装置耐久性は「△」である。総合評価は「×」となった。
【００９０】
離型層の熱伝導率が０．１０Ｗ／Ｍｋ（０．１５Ｗ／Ｍｋを下回る）の実施例８と、中間層の熱伝導率が０．１０Ｗ／Ｍｋ（０．１５Ｗ／Ｍｋを下回る）の実施例１０では、ローラ表面部の熱蓄積がスムーズに行われないため、昇温時間が長くなってしまう。また、離型層の熱伝導率が１．００Ｗ／Ｍｋ（０．９５Ｗ／Ｍｋを超える）の実施例１５と、中間層の熱伝導率が１．２０Ｗ／Ｍｋ（１．１０Ｗ／Ｍｋを下回る）の実施例１４では、熱伝導率を高めるため多量の不純物を含ませたために材料の耐久性が損なわれ、離型層にはしわ、また中間層には破損が発生してしまった。
【００９１】
上記実施例１〜１５より、次の結論が導き出される。すなわち昇温時間及び装置耐久性の観点から、離型層の熱伝導率は０．１５Ｗ／Ｍｋ以上０．９０以下であることが望ましい。弾性体層の熱伝導率は０．１５Ｗ／Ｍｋ以下であることが望ましい。中間層を設ける場合は、その熱伝導率は０．１５Ｗ／Ｍｋ以上１．１０Ｗ／Ｍｋ以下であることが望ましい。
【００９２】
【発明の効果】
定着ローラ及び加圧ローラの最外層である離型層、その内側の弾性体層、またこれら両層間の中間層の熱伝導率を規定することにより、トナーを定着するときに必要な最低限の熱を定着ローラと加圧ローラの各表面に効率的に与えることができ、ウォームアップ時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプリンタの模型的断面図
【図２】上記プリンタの画像形成部の模型的断面図
【図３】上記プリンタの定着装置のローラ構成を示す模型的断面図
【図４】本発明の第２実施形態に係る定着装置のローラ構成を示す模型的断面図
【図５】実施例の条件と結果を示す第１の表
【図６】実施例の条件と結果を示す第２の表
【図７】従来の定着装置のローラ構成を示す模型的断面図
【符号の説明】
５０　定着装置
５１　定着ローラ
５２　加圧ローラ
５３　第１の加熱ローラ
５４　第２の加熱ローラ
５７　芯金
５８　弾性体層
５９　離型層
６０　中間層
【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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