(57)【要約】【課題】外部加熱方式で加圧パッドを用いる定着装置に代表される画像加熱装置において、定着ローラの表層である離型層の耐久性を向上させる。【解決手段】定着ローラの最表層である離型層に、離型層の厚みより径の大きなフィラーＦを分散し、平滑化処理等によって、離型層の裏面側の蓄熱層にフィラーＦが部分的に突出するようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段により加熱され、画像を担持した記録材に接して前記記録材を加熱する回転可能な加熱部材を有する画像加熱装置における前記加熱部材であって、前記加熱部材は、表層の離型層と、前記離型層の裏面側で接する弾性層と、を有し、前記離型層にはフィラーが分散されており、前記フィラーは前記離型層の厚みより大きな平均粒子径を有し、前記弾性層に部分的に突出していることを特徴とする画像加熱装置用加熱部材。
【請求項２】
前記離型層の表面側にも、前記フィラーが突出していることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置用加熱部材。
【請求項３】
前記離型層は、フッ素樹脂を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の画像加熱装置用加熱部材。
【請求項４】
前記フィラーの粒子径として、一次粒子が凝集してなる二次粒子径を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像加熱装置用加熱部材。
【請求項５】
前記フィラーが部分的に突出する前記弾性層は蓄熱層であって、熱伝導率の低い第２の弾性層の上に設けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像加熱装置用加熱部材。
【請求項６】
前記弾性層の上に前記離型層を形成した後に、表面に平滑化処理を行うことにより、前記離型層の裏面側に前記フィラーを突出させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像加熱装置用加熱部材。
【請求項７】
前記平滑化処理は、熱した面に前記離型層の表面を圧接し、前記熱した面を転写する処理であることを特徴とする請求項６に記載の画像加熱装置用加熱部材。
【請求項８】
画像を担持した記録材を加熱する回転可能な加熱部材として、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像加熱装置用加熱部材を使用したことを特徴とする画像加熱装置。
【請求項９】
画像を担持した記録材を加熱する回転可能な加熱部材と、前記加熱部材に対して圧接する固定摺動部材と、を備える画像加熱装置であって、前記加熱部材として請求項８に記載の画像加熱装置用加熱部材を使用したことを特徴とする画像加熱装置。
【請求項１０】
画像を担持した記録材を加熱する回転可能な加熱部材と、前記加熱部材に対して圧接する加圧ローラと、を備える画像加熱装置であって、前記加熱部材として請求項８に記載の画像加熱装置用加熱部材を使用したことを特徴とする画像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電子写真方式を採用した複写機やプリンター、あるいはファクシミリ等の記録材上に画像形成可能な画像形成装置に搭載される画像加熱装置に用いられる、回転可能な加熱部材に関する。画像加熱装置としては、記録材に形成された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向上させる光沢処理加熱装置等が挙げられる。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式、静電記録方式等を採用する画像形成装置に具備される画像加熱装置としての定着装置においては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式といった方式が用いられている。さらに、低コスト、省スペースを実現するための加熱方式として、従来の加熱方式で用いられていて加圧ローラに代わり、加圧のための固定摺動部材として加圧パッドを搭載した加熱方式も提案されている。加圧パッドを搭載した画像加熱装置の例は、特許文献１に開示されている。
【０００３】
画像加熱装置における回転可能な加熱部材、例えば定着フィルムや定着ローラには、多くの機能が求められる。一般に、このような加熱部材表層には熱伝導性、記録材搬送性が求められることが多い。特に、回転可能な加熱部材の外部より熱が与えられ、蓄熱させることにより、記録材を加熱する方式の定着方式においては、回転可能な加熱部材は熱伝導率が高く、適度な熱容量を持つ必要がある。
【０００４】
特許文献２には、外部加熱源により定着ローラに熱を与え、記録材を加熱する方式の加熱部材として、断熱弾性層上に蓄熱のための高熱伝導率のゴム層、さらにフィラーを分散した離型層を形成してなるローラの例が開示されている。離型層、蓄熱層が適度な熱伝導率・熱容量を持つことによって、外部加熱源からの熱を素早く蓄熱し、記録材に伝達することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０２０７８９号公報
【特許文献２】特開２００８−２９９３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
パッド定着方式の定着ローラにおいては、加圧パッドと定着ローラは常に摺擦しているため、駆動トルクの上昇を避けるためには、加圧パッドと定着ローラの摺擦抵抗をできるだけ小さくすることが望ましい。従来の定着ローラ表層としては、トナー付着防止のため、主にフッ素樹脂を被覆してなる構成が一般的である。しかし、一般的なトナーの加熱・溶融に必要な温度領域において、フッ素樹脂はガラス転移点を超える場合が多く、そのような温度においてはフッ素樹脂は対向物に対して粘着する。このため、フッ素樹脂単体の離型層では、加圧パッドに離型層が密着してしまい、トルクが大きくなってしまう。
【０００７】
この対策として、離型層にフィラーを分散することにより、フッ素樹脂が加圧パッドに密着する面積を減少させることが考えられる。しかしながら、比較的小粒子径のフィラーを分散した場合、記録材との間の摩擦力も低減してしまい、定着ローラによる記録材搬送性能が低下してしまう。このことを防ぐためには、比較的粒子径の大きなフィラーを表層に分散し、フィラーのスパイク効果により記録材を搬送させることが考えられる。しかし、大径フィラーを分散した場合、フィラーが表層から過剰に突出し、耐久によりフィラーが脱落すること、また表層自体も脆くなり、耐久性能が低下することが問題であった。
【０００８】
また、加熱部材離型層にフィラーを分散した場合、離型層厚みよりも粒子径の小さなフィラーを分散することが一般的であるものの、この場合離型層の搬送力が低下し、加熱部材と記録材の間でスリップが生じる可能性が高くなる。
【０００９】
本発明の目的は、従来の問題点を解決し、画像加熱装置に用いられる耐久性能の高い定着ローラ等の回転可能な加熱部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係わる画像加熱装置用加熱部材の代表的な構成は、加熱手段により加熱され、画像を担持した記録材に接して前記記録材を加熱する回転可能な加熱部材を有する画像加熱装置における前記加熱部材であって、前記加熱部材は、表層の離型層と、離型層の裏面側で接する弾性層と、を有し、前記離型層にはフィラーが分散されており、前記フィラーは前記離型層の厚みより大きな平均粒子径を有し、前記弾性層に部分的に突出していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、前記離型層の裏面側の弾性層にフィラーが部分的に突出することにより、離型層とその直下の弾性層との接着性を高め、耐久性能の向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態における回転可能な加熱部材を用いた画像加熱装置としての定着装置の断面図である。
【図２】上記定着装置における定着ローラの最表層である離型層の平滑化処理の方法を示す図である。
【図３】上記平滑化処理の前後の定着ローラの離型層のフィラーの状態を示す図である。
【図４】本発明の回転可能な加熱部材を用いた画像加熱装置を搭載した画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
本発明の回転可能な加熱部材を用いた画像加熱装置を搭載した画像形成装置の一例の概略断面図を図４に示す。この画像形成装置は電子写真方式を用いたレーザービームプリンタである。図４において、画像形成部にある１０１は像担持体としての有機感光ドラム、１０２は帯電部材としての帯電ローラ、１０３はレーザー露光装置である。１０４は現像スリーブ及び現像ブレード並びに１成分磁性トナー等から成る現像装置、１０５はクリーニングブレード、１０６は転写ローラである。
【００１４】
ドラム１０１は、帯電ローラ１０２によって一様に負の電荷に帯電され、露光装置１０３からのレーザービームによってドラム１０１に静電潜像が形成される。現像装置１０４の中で帯電したトナーがドラム１０１上の静電潜像に付着して可視像となり、転写ローラ１０６上で記録材である紙に転写される。クリーニングブレード１０５は、ドラム１０１上に残ったトナーを除去する。以上の各ユニットの働きにより、未定着トナー画像が形成される。
【００１５】
画像形成部の下流側には、定着ローラ１、加圧パッド５が対向し、未定着トナー画像を担持した記録材Ｐを加熱する画像加熱装置としての定着装置が設けられ、この定着装置により記録材上の未定着トナー画像が記録材に固着する。
【００１６】
（画像加熱装置）
図１に、本発明の実施形態における回転可能な加熱部材を用いた画像加熱装置としての定着装置の断面図を示す。定着装置は、一般的な電子写真方式の画像形成方法により形成されたトナー像を加熱定着するためのものである。図面上右側より、トナー像を担持した記録材Ｐが不図示の搬送手段により搬送され、画像加熱装置用加熱部材である回転可能な定着ローラ１と固定の加圧部材としての定着パッド５の間を通過することにより、未定着トナー像が加熱定着される。２はヒータで、定着ローラ１をその外部から加熱する加熱手段として機能する。３はヒータ２の保持部材としてのヒーターホルダである。
【００１７】
（定着ローラ）
定着ローラ１は、芯金１１の周囲に熱伝導率の低い断熱弾性層１２を有し、その断熱弾性層１２の周囲に蓄熱層１３、最表層の離型層１４を有する。定着ローラ１を最表層の離型層１４の側から見ると、直下の蓄熱層１４の下層には断熱作用を有する第２の弾性層である断熱弾性層１２があるので、定着ローラ１が表面から加熱されると蓄熱層１３に熱が蓄えられる。この定着ローラ１の表面近傍の蓄熱層１３に蓄えられた熱は、ニップ部Ｎにおいて急速に記録材Ｐへ伝熱する。従って、定着ローラ１の表面温度が低くても記録材Ｐへ供給する熱量は多いので、より低温な定着温度で加熱定着が可能となる。
【００１８】
芯金１１の材料としては、アルミ、鉄、ＳＵＳ（ステンレス）、ＳＵＭ（快削鋼）材料等が用いられる。断熱弾性層１２は、例えばシリコーンゴム等に、マイクロバルーンなどの中空フィラーＦなどを配合したバルーンゴム層が用いられる。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発泡させたスポンジゴム層や、熱伝導性の低いソリッドゴム等が用いられる。
【００１９】
蓄熱層１３は、たとえばシリコーンゴムやフッ素ゴムに高熱伝導フィラーＦを配合した高熱伝導弾性層などが用いられる。それにより高い熱伝導率と、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。本実施形態においては、φ６（直径６ｍｍ）の芯金１１に、断熱弾性層１２としてマイクロバルーンを配合したバルーンゴム層を３ｍｍの厚みで形成し、その上に、蓄熱層１３を設けている。蓄熱層１３としては、熱伝導フィラーＦとしてのアルミナ粒子を分散した熱伝導性の高いシリコーンゴムを１５０μｍの厚みで被覆したものを用いている。離型層１４については更に詳細に後述する。
【００２０】
（ヒータ）
加熱手段としてのヒータ２は、長手方向（記録材搬送方向と直交する方向）に細長いヒータ基板２１を有する。基板２１としては、アルミナや窒化アルミ等の絶縁性セラミックス基板や、ポリイミド、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂基板等が用いられる。基板２１の一面には、長手方向に沿って、Ａｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の通電発熱のための抵抗層２２がスクリーン印刷等により線状もしくは細帯状に塗工・形成されている。抵抗層２２の保護、及び絶縁の確保を目的として、たとえばガラス、ポリイミド樹脂などからなる絶縁保護層２３を、抵抗層２２を覆うように基板２１の一面に設ける。
【００２１】
さらに、定着ローラ１の外周面（表面）との摺動性を高め、かつ記録材上の未定着トナーなどの付着を防ぐことを目的とした、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（不図示）を、保護層２３を覆うように基板２１の一面に設けても良い。本実施形態におけるヒータ２は、基板２１の材料としてアルミナを採用し、Ａｇ／Ｐｄからなる抵抗層２２を設け、ガラスコートによる絶縁保護層２３を設けたものを用いている。
【００２２】
上記ヒータ２は保護層２３を定着ローラ１表面と対向させるように基板２１がヒーターホルダ３に保持されている。ヒーターホルダ３は、液晶ポリマー、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂により形成され、長手両端部が装置フレームに保持された定着ステー４と係合する。そして、加圧手段としての加圧バネ（不図示）が、定着ステー４の長手両端部を加圧することによって、ヒーターホルダ３は定着ローラ１側に加圧される。定着ステー４は長手両端に受けた加圧力をヒーターホルダ３の長手方向に対して均一に伝えるため、鉄、ステンレス、ＳＵＭ、ジンコート鋼板等の剛性のある材料を使用し、横断面形状をコの字型等にすることで剛性を高めている。
【００２３】
これにより、ヒーターホルダ３のたわみを抑えた状態で、ヒータ２の保護層２３表面が定着ローラ１表面に接触し、定着ローラ１とヒータ２の間に所定の均一な幅の加熱ニップ部が形成される。本実施形態において、ヒーターホルダ３の材質として液晶ポリマーを用い、定着ステー４の材質としては、ジンコート鋼板を用いている。
【００２４】
（定着パッド）
加圧部材としての固定摺動部材である定着パッド５は、長手方向に細長い基材５１と、その基材５１の表面に形成された摺動層５２とから形成される。基材５１の材料としては、摺動層５２の形成や配置に適した材料であれば特に制限はないものの、定着ローラ１に圧接し、均一な定着ニップ部Ｎを形成するためには、ある程度の剛性があることが望ましい。また、後述する摺動層を塗布・焼成する場合、焼成時の高温に耐える必要がある。そのため、鉄、ステンレス、ＳＵＭ、ジンコート鋼板等の金属材料を用いることが好ましい。
【００２５】
本実施形態においては、定着パッド５の基材５１として、ジンコート鋼板の板金を図１に示す形状に曲げたものを用いている。また、定着パッド５は、不図示の加圧バネにより、総圧５ｋｇｆの力で荷重されている。
【００２６】
摺動層５２の材料としては、記録材との摺擦によって記録材の搬送を妨げないような低摩擦性と、記録材から定着ローラ１へ転移したトナー等が付着しないような離型性とを有しているものが好ましい。例えば、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ等のフッ素樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）やＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＩ（ポリイミド）樹脂等が好ましい。摺動層５２の形成方法としては、基材５１へのスプレーコート、ディッピング等によるコーティングまたは、数μｍ〜数百μｍの薄い樹脂シートを形成し、基材５１へ固定する等の方法が用いられる。
【００２７】
さらに、摺動層５２には導電性が付与されており、摺動層５２と定着ローラ１の回転、摩擦による摺動層５２の帯電が防止される構成になっている。本実施形態においては、摺動層５２としてＰＥＥＫ樹脂とＰＦＡ樹脂の混合物にカーボンを分散したものをスプレーコート・焼成することにより、約５０μｍの均一な厚みを得た。
【００２８】
（定着ローラの離型層）
次に、定着ローラ１の離型層１４について詳述する。離型層１４は、ＰＦＡ等のフッ素樹脂に、トルク低減のための充填剤であるフィラーＦ（図３）を分散し、定着ローラ表面に塗布することにより得られる。フィラーの粒子形状は、球形、立方体のような非配向性形、針状、棒状、あるいは紡錘形のような一軸配向性形、板状、薄片、燐片状の二軸配向性形及び繊維状のもの等が挙げられる。本実施形態においては、ＰＦＡ樹脂にアルミナの丸み状フィラーＦ（商品名ＡＳ−１０、昭和電工製）を分散した。
【００２９】
フィラーＦの外径は、一般的なレーザー回折・散乱式により粒度分布を測定し、その中心径を求めることによって得た。それによると、ＡＳ−１０のフィラーＦの外径は約２５μｍである。また、分散量は（重さ）／（重さ）の質量百分率として５０ｗｔ％とした。
こうして得た分散液をスプレー塗工により、定着ローラ１の表面に塗布・焼成することにより、定着ローラ１を得た。本実施形態における定着ローラの離型層１４厚みは約１５μｍである。さらに、定着ローラ１は、離型層１４の表面に部分的に突出したフィラーＦを押し込み、裏面側に突出させるよう平滑化処理を行っている。
【００３０】
（平滑化処理）
以下、平滑化処理に関して詳述する。平滑化処理は、図２に示すように、約３００℃に加熱した金属ローラ２０１に定着ローラ１を押し当てて回転させることにより行う。高温で定着ローラ１の表面を押し当てることにより、定着ローラ１の表面に、金属ローラ２０１の表面の形状を転写する。このとき、図３に示すように、定着ローラ１の離型層１４の表面から突出していたフィラーＦは、定着ローラ１の内部に向かって押し込まれ、離型層１４の裏面側で接する弾性層である蓄熱層１３にフィラーＦが部分的に突出する。
【００３１】
ここで、部分的に突出するとは、突出量が部分的というものであっても良いし、数量が部分的というものであっても良いし、数量が部分的であって突出量も部分的というものであっても良い。
【００３２】
部分的に突出することにより、定着ローラ１の離型層１４の表面の表面粗さに対して、離型層１４の裏面の表面粗さが大きくなるとともに、蓄熱層１３に食い込んだフィラーＦがアンカー効果により、蓄熱層１３と離型層１４の接着性を向上する役割を果たす。平滑化処理を行った後の定着ローラ１の表面粗さは、ＪＩＳ１０点平均粗さＲｚで４．２μｍであった。そして、離型層１４の表面側にもフィラーＦが突出する状態が残り、表面側のフィラーＦが突出していることでフィラーＦのスパイク効果により記録材の搬送能力を損なわずにトルクを低減できる。
【００３３】
なお、ＪＩＳ１０点平均粗さＲｚとは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、最も高い山頂から５番目までの山頂の標高の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高の絶対値との和を求め、この値をμｍで表したものを言う。
【００３４】
離型層１４中のフィラーＦが、離型層１４より突出し、蓄熱層１３に部分的に突出していることは、離型層１４および蓄熱層１３の部分の断面写真を観察することによって確認できた。フィラーＦの外径が離型層１４の厚みより小さい場合は、図３に示すような処理を行ってフィラーＦを押し込んでも離型層１４の裏面からフィラーＦが蓄熱層１３に突出せず、蓄熱層１３と離型層１４の接着性を向上する効果は期待できない。
【００３５】
本実施形態の方法により得た定着ローラ１をパッド定着方式の定着器に装着し、トルク（定着ローラの軸トルク）を測定したところ、約１ｋｇｆ・ｃｍであった。また、定着ニップ部Ｎで、記録材としての普通紙（Ｘｅｒｏｘ  Ｂｕｓｉｎｅｓｓ社製の４２００（商品名）、ＵＳレターサイズ、秤量７５ｇ／ｍ２）を挟持し、定着器を駆動し、紙を引く力をフォースゲージで測定したところ、約８００ｇｆであった。以後、この方法で測定した値を「搬送力」と呼ぶ。
【００３６】
さらに、本実施形態の方法により得た定着ローラ１に、粒度６０μｍのラッピングフィルム（スリーエム社製の品番Ａ−３−６０ＳＨＴ）を４０ｍｍ幅に切断したものを１ｋｇｆの荷重で押し当て、２０７ｒｐｍの速度で回転させた。蓄熱層１３が露出するまでに何分かかるかを測定したところ、１００分回転させても、蓄熱層１３は露出しなかった。
【００３７】
本実施形態の定着装置を、画像形成装置としての、レーザービームプリンタ（ヒューレット・パッカード社製の商品名ＬａｓｅｒＪｅｔＰ１００６）に装着し、通紙耐久試験を行った。５０，０００枚の通紙を行った結果、耐久期間を通じて、実用上問題ない良好な搬送性を維持することができた。
【００３８】
（比較例１）
本比較例においては、第１の実施形態と同様の工程で製造した定着ローラ１を用いるものの、離型層１４にフィラーＦを分散せず、平滑化処理も行わなかった。本比較例の定着ローラ１の表面粗さは、１０点平均粗さＲｚで約１．２μｍ、搬送力は約１ｋｇｆであった。本比較例の定着ローラ１を第１の実施形態と同様のパッド定着方式の定着装置としての定着器に装着し、トルクを測定したところ、３ｋｇｆ・ｃｍ以上の値を示した。また、第１の実施形態と同様に、対ラッピングフィルムの摩耗により、蓄熱層が露出するまでの時間を測定したところ、１００分間回転させても、蓄熱層は露出しなかった。
【００３９】
しかしながら、本比較例の定着ローラ１を、第１の実施形態と同様のレーザービームプリンタに装着し通紙耐久試験を試みたところ、定着器のトルクが高いため駆動モータが脱調してしまい、通紙耐久試験を行うことができなかった。
【００４０】
（比較例２）
本比較例においては、第１の実施形態と同様の工程で製造した定着ローラ１を用いるものの、離型層１４に分散するフィラーＦを小粒子径のものとした。分散するフィラーＦとしては、球状フィラーＦ（昭和電工社製の商品名ＣＢ−Ａ０５Ｓ、粒子径約３μｍ）を用い、分散量は第１の実施形態と同様５０ｗｔ％とした。本比較例の定着ローラ１の表面粗さは、Ｒｚ３．６μｍであった。また、本比較例の定着ローラ１を第１の実施形態と同様定着装置に装着し、トルクを測定したところ、約６００ｇｆ・ｃｍと、低いトルクの値が得られた。さらに、搬送力を測定したところ、約３００ｇｆであった。
【００４１】
本比較例の定着ローラを、第１の実施形態と同様に対ラッピングフィルムの摩耗により、蓄熱層１３が露出するまでの時間を測定したところ、１００分間回転させても、蓄熱層は露出しなかった。しかしながら、本比較例の定着ローラを、第１の実施形態と同様のレーザープリンタに装着し、通紙耐久試験を試みたところ、数百枚通紙した時点で、紙を搬送することができなくなり、ジャムとなってしまった。これは、定着ローラ１の搬送力が不足しており、定着パッド５の摺動抵抗が通紙によるトナー付着等で少し増大しただけでも搬送が不可能になってしまっているためである。
【００４２】
（比較例３）
本比較例においては、第１の実施形態と同様の工程で製造した定着ローラ１を用いるものの、平滑化処理を行わなかった。本比較例の定着ローラ１の表面粗さを測定したところ、Ｒｚ２０μｍ程度であった。また、本比較例の定着ローラ１を第１の実施形態と同様の定着装置に装着し、トルクを測定したところ、第１の実施形態と同様、約１ｋｇｆ・ｃｍのトルクが得られた。さらに搬送力は約８５０ｇｆであった。本比較例の定着ローラを、第１の実施形態と同様、対ラッピングフィルムの摩耗により、蓄熱層１３が露出するまでの時間を測定したところ、３０分程度の回転で、離型層１４がはがれてしまい、蓄熱層１３が露出した。
【００４３】
次に、本比較例の定着ローラ１を第１の実施形態と同様、レーザービームプリンタに装着し、通紙耐久試験を試みたところ、約２５，０００枚通紙時点で、離型層１４の浮き、ハガレが見られ、蓄熱層１３が露出してしまっていた。この時点で、定着ローラ１の離型層１４を顕微鏡で観察すると、離型層１４のフィラーＦの脱落がところどころ見られた。さらに通紙耐久試験を継続すると、３０，０００枚時点で離型層１４がすべてはがれてしまい、蓄熱層１３が露出することにより、トルクが増大し、駆動モータが脱調したため、通紙耐久試験の続行が不可能となってしまった。
【００４４】
これは、平滑化処理を行わなかったことにより、フィラーＦ部分が脱落しやすくなり、離型層１４が脆くなってしまったためである。これに対し、第１の実施形態では、離型層１４中のフィラーＦが突出し、蓄熱層１３に食い込むことによりアンカー効果を発揮し、離型層１４の耐久性が向上している。
【００４５】
また、本比較例の定着ローラ１をレーザービームプリンタに装着し、画像を出力した際に、初期の数枚の画像で定着不良が発生していた。これは、定着ローラ１の表面粗さが粗すぎるため、ヒータ２と定着ローラ１の間の熱伝達がうまくいかず、定着ローラ１の表面の温度上昇速度が遅くなったためである。
【００４６】
以上より、本実施形態によれば、離型層１４の裏面側にフィラーＦが部分的に突出することにより、離型層１４とその直下の層との接着性を高め、耐久性能の向上に寄与することができる。また、フィラーＦ外径が離型層の厚みより大きいことにより、表面側である記録材側にもフィラーＦの突出が残存することで、記録材に対するスパイク効果を発揮して、記録材の搬送能力を損なわずにトルクを低減できる。
【００４７】
《第２の実施形態》
本実施形態における定着ローラは、第１の実施形態の定着ローラと同様の構成をとるものの、離型層材料として、フッ素樹脂を分散させたゴム（ラテックス）を塗布・焼成したものを用いた。さらに分散するフィラーＦとしては、鱗片状のフィラーＦを用いた。これらの点が第１の実施形態と異なる。
【００４８】
表層材料として用いる、フッ素樹脂を分散させたゴムとしてはゴム系塗料（商品名ＧＬＳ−２１３ＬＡ、ダイキン社製）を、またフィラーＦとしては鱗片状フィラーＦ（商品名ＡＬ−４３ＫＴ、昭和電工製、粒子径約６．５μｍ）を用いた。ＡＬ−４３ＫＴは、単独では離型層１４の厚みよりも粒子径が小さいものの、ゴム系塗料液に分散した際に、約６０μｍの大きさの凝集塊を形成していた。
【００４９】
ＧＬＳ−２１３ＬＡに、ＡＬ−４３ＫＴを４０ｗｔ％分散した材料を、第１の実施形態と同様にスプレー塗工によって定着ローラ１の表面に塗工・焼成することによって、離型層１４を得た。得られた離型層１４の厚みは約３０μｍであった。こうして得られた定着ローラ１に対して、第１の実施形態と同様の方法で平滑化処理を行った。
【００５０】
本実施形態の定着ローラ１を、第１の実施形態と同様に定着装置に装着し、トルクを測定したところ、トルクは約８００ｇｆ・ｃｍであった。また、表面粗さを測定したところ、Ｒｚ１１μｍ程度であった。さらに搬送力を測定したところ、約９００ｇｆであった。また、対ラッピングフィルムの摩耗により、蓄熱層１３が露出するまでの時間を測定したところ、１００分回転しても蓄熱層１３は露出しなかった。
【００５１】
本実施形態の定着ローラ１を、第１の実施形態と同様のレーザービームプリンタに装着し、通紙耐久試験を行ったところ、５０，０００枚通紙によっても搬送力は失われず、実用上問題なく耐久試験を行うことができた。以上、述べてきた実施形態、比較例における定着ローラ１の表面粗さ、トルク、搬送力、対ラッピングフィルム強度、耐久結果をまとめると、以下の表のようになる。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
この表から、搬送力としては、およそ８００ｇｆ以上を確保する必要があることが分かる。また、表面粗さは特に致命的な制約とはならないものの、Ｒｚ２０μｍ以上となると、定着ローラの温度上昇速度が著しく遅くなる。これにより、ＦＰＯＴ（Ｆｉｒｓｔ  Ｐａｇｅ  Ｏｕｔ  Ｔｉｍｅ：プリント開始からプリント１枚目排出までの時間）に対して不利になることが分かる。さらに、対ラッピングフィルム摩耗強度はおよそ１００分以上は必要であることなどがわかる。
【００５４】
（変形例）
本実施形態においては、平滑化処理の方法として、金属ローラ２０１に定着ローラ１の表面を押し当てる方法を取った。しかし、例えば内面を所望の粗さとした型に定着ローラ１をセットし、熱をかけることで定着ローラ１を膨脹させ、型内面を定着ローラ１の表面に転写する、といった方法を取ってもかまわない。また、本実施形態および比較例においては、フィラーＦの材料として、アルミナを用いたものの、材料はアルミナに限定されるものではなく、ＳｉＣ、酸化チタン、酸化亜鉛等、異なる材料を用いてもかまわない。
【００５５】
また、フィラーＦの平均粒子径は、第１の実施形態で示したように、一次粒子径、すなわち個々の粒子単独の外径である必要は必ずしもなく、一次粒子が凝集して形成された凝集体、すなわち、二次粒子径としてもかまわない。
【００５６】
さらに、本発明は、上述した外部加熱方式で加圧パッドを用いた画像加熱装置のみならず、他の加熱方式における回転可能な加熱部材についても適用できる。例えば、回転可能なエンドレスの定着フィルムの内面にヒータを圧接した内部加熱方式で、加圧パッドの替わりに加圧ローラを用いた画像加熱装置に適用できる。また、回転可能なエンドレスの定着フィルムの外側に励磁コイルを離間して設け、電磁誘導により定着フィルムを発熱させるような画像加熱装置にも適用できる。
【００５７】
即ち、回転可能な加熱部材として、離型層に離型層厚みより粒径の大きいフィラーＦを添加した定着フィルムを用いる場合に、離型層の裏面側の直下の層にフィラーＦを突出させることにより、離型層の耐久性を向上できる。これを具体的に製造する方法としては、工具ローラに定着フィルムを巻きつかせた状態で定着ローラ１に類した形態とし、図３に示す金属ローラ２０１の表面に定着フィルムの表面を押し当てる平滑化処理等が考えられる。
【００５８】
また、離型層１４の裏面側の直下に蓄熱層１３を設け、フィラーＦを部分的に蓄熱層１３に突出させることを述べてきたが、本発明はこれに限らない。即ち、蓄熱層１３を備えずに離型層１４の裏面側の直下に弾性層（断熱弾性層１２等）を設け、フィラーＦを部分的にこの弾性層に突出させるようにしても良い。
【符号の説明】
【００５９】
１・・定着ローラ、２・・ヒータ、５・・定着パッド、１１・・芯金、１２・・断熱弾性層、１３・・蓄熱層、１４・・離型層、２０１・・金属ローラ、Ｆ・・フィラー、Ｎ・・定着ニップ部、Ｐ・・記録材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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