(57)【要約】【課題】  像加熱装置のコールド状態からホット状態にかけて、記録材のカール量を安定的に低減させることが可能な加圧回転体の提供。【解決手段】  像加熱装置に用いられる加圧回転体であり、加熱部材１２０と接触して記録材Ｐを挟持搬送しつつ記録材上の画像Ｔを加熱するためのニップ部Ｎを形成する加圧回転体１４０において、少なくとも断熱性弾性体層１４２ｂと蓄熱性弾性体層１４２ａを積層した弾性体層１４２を有し、前記断熱性弾性体層が前記蓄熱性弾性体層の外側に配置されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像加熱装置に用いられる加圧回転体であり、加熱部材と接触して記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱するためのニップ部を形成する加圧回転体において、
少なくとも断熱性弾性体層と蓄熱性弾性体層を積層した弾性体層を有し、前記断熱性弾性体層が前記蓄熱性弾性体層の外側に配置されていることを特徴とする加圧回転体。
【請求項２】
前記断熱性弾性体層は、熱伝導率が前記蓄熱性弾性体層の熱伝導率より小さく、厚みが０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の加圧回転体。
【請求項３】
前記蓄熱性弾性体層は、単位体積当りの熱容量が２．２×１０６Ｊ／ｍ３℃以下であり、前記蓄熱性弾性体層の厚みが１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の加圧回転体。
【請求項４】
加熱体と、前記加熱体と接触しつつ移動する筒状の加熱部材と、前記加熱部材と接触してニップ部を形成する加圧回転体と、を有し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、
前記加圧回転体は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の加圧回転体であることを特徴とする像加熱装置。
【請求項５】
磁束発生手段と、前記磁束発生手段の発生磁束の作用により電磁誘導発熱する筒状の加熱部材と、前記加熱部材と接触してニップ部を形成する加圧回転体と、を有し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、
前記加圧回転体は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の加圧回転体であることを特徴とする像加熱装置。
【請求項６】
加熱部材と、前記加熱部材の表面を加熱する加熱体と、前記加熱部材と接触してニップ部を形成する加圧回転体と、を有し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、
前記加圧回転体は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の加圧回転体であることを特徴とする像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機や電子写真プリンタ等の画像形成装置に搭載される定着装置の加圧ローラとして用いれば好適な加圧回転体、及びその加圧回転体を備える像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機やレーザービームプリンタ等の画像形成装置には、記録材上に形成した未定着トナー像を記録材上に加熱定着する定着装置が搭載されている。近年、定着装置の省電力化を実現できる加熱方式として、フィルム加熱方式や表面加熱方式が提案されている。
【０００３】
フィルム加熱方式としてはフィルム内面加熱方式が挙げられる。このタイプの定着装置は、耐熱樹脂や金属をベースにした定着フィルムの内面側に加熱体を配置し、定着フィルムを介して加熱体に加圧ローラを加圧して定着フィルムと加圧ローラとで形成した定着ニップ部により熱を記録材へ付与する（特許文献１参照）。また、フィルム加熱方式としては誘導加熱方式が挙げられる。このタイプの定着装置は、筒状の定着フィルムのベース金属に対して磁束を与え、定着フィルムに発生した渦電流により定着フィルムを自己発熱させ、定着フィルムと加圧ローラとで形成した定着ニップ部により熱を記録材へ付与する（特許文献２参照）。表面加熱方式としては表面加熱方式が挙げられる。このタイプの定着装置は、定着ローラの表面を外部から加熱させ、定着ローラと加圧ローラとで形成した定着ニップ部により熱を記録材へ付与する（特許文献３参照）。
【０００４】
上記の加熱方式を用いた定着装置は、定着フィルムや定着ローラの記録材加熱面側の表面付近を集中的に加熱させる構成のため、省電力化・ウェイトタイム短縮化（クイックスタート性）が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献２】特開平７−１１４２７６号公報
【特許文献３】特開２００４−１７８８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
定着装置では、定着ニップ部を通過した記録材の一方の面側と他方の面側の収縮差に関連して、排出された記録材が変形する（以下、カールと記す）という課題が生じやすい。特に、上述のような省電力タイプの定着装置においては、定着装置の暖まり具合によって、記録材の変形量（以下、カール量と記す）が変化しやすい。特に装置全体が低温状態（以下、コールド状態と記す）からの稼動時におけるカール量は、装置全体が高温状態（以下、ホット状態と記す）からの稼動時におけるカール量より大きくなる傾向がある。
【０００７】
カール量が大きい記録材は、記録材の排出積載性を低下させたり、記録材に両面印字や多重印字する際における搬送障害（ジャム等）を引き起こしたりする場合がある。
【０００８】
また近年、環境保護などの観点から、記録材の種類として、再生紙やより薄いシートが好まれる傾向にあるが、これらの記録材は、紙を形成する繊維もしくはシートとしての剛性が低く、上記カール量はより大きくなる傾向がある。このため、再生紙等を含めた記録材のカール量をより低減できる定着装置が望まれている。
【０００９】
本発明の目的は、像加熱装置のコールド状態からホット状態にかけて、記録材のカール量を安定的に低減させることが可能な加圧回転体、及びその加圧回転体を備える像加熱装置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の本発明に係る加圧回転体の構成は、像加熱装置に用いられる加圧回転体であり、加熱部材と接触して記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱するためのニップ部を形成する加圧回転体において、少なくとも断熱性弾性体層と蓄熱性弾性体層を積層した弾性体層を有し、前記断熱性弾性体層が前記蓄熱性弾性体層の外側に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の構成は、加熱体と、前記加熱体と接触しつつ移動する筒状の加熱部材と、前記加熱部材と接触してニップ部を形成する加圧回転体と、を有し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、前記加圧回転体は、少なくとも断熱性弾性体層と蓄熱性弾性体層を積層した弾性体層を有し、前記断熱性弾性体層が前記蓄熱性弾性体層の外側に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
また上記目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の構成は、磁束発生手段と、前記磁束発生手段の発生磁束の作用により電磁誘導発熱する筒状の加熱部材と、前記加熱部材と接触してニップ部を形成する加圧回転体と、を有し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、前記加圧回転体は、少なくとも断熱性弾性体層と蓄熱性弾性体層を積層した弾性体層を有し、前記断熱性弾性体層が前記蓄熱性弾性体層の外側に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
また上記目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の構成は、加熱部材と、前記加熱部材の表面を加熱する加熱体と、前記加熱部材と接触してニップ部を形成する加圧回転体と、を有し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、前記加圧回転体は、少なくとも断熱性弾性体層と蓄熱性弾性体層を積層した弾性体層を有し、前記断熱性弾性体層が前記蓄熱性弾性体層の外側に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、像加熱装置のコールド状態からホット状態にかけて、記録材のカール量を安定的に低減させることが可能な加圧回転体、及びその加圧回転体を備える像加熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１に係る定着装置の一例の概略構成を表す横断面図
【図２】画像形成装置の一例の概略構成模式図
【図３】実施例１に係る定着装置の加圧ローラの概略構成を表す横断面図
【図４】実施例１に係る定着装置の実験例１における定着フィルムの表面温度と加圧ローラの表面温度のページ推移グラフ
【図５】実施例１に係る定着装置の実験例１における定着フィルムの表面温度と加圧ローラの表面温度との温度差のページ推移グラフ
【図６】実施例２に係る定着装置の加圧ローラの概略構成を表す横断面図
【図７】実施例３に係る定着装置の加圧ローラの概略構成を表す横断面図
【図８】比較例１の加圧ローラの概略構成を表す横断面図
【図９】比較例２の加圧ローラの概略構成を表す横断面図
【図１０】比較例３の加圧ローラの概略構成を表す横断面図
【図１１】実施例１の加圧ローラを具備する誘導加熱方式の定着装置の一例の概略構成を表す横断面図
【図１２】実施例１の加圧ローラを具備する表面加熱方式の定着装置の一例の概略構成を表す横断面図
【図１３】実施例１の加圧ローラを具備する表面加熱方式の定着装置の他の例の概略構成を表す横断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
[実施例１]
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
【００１７】
（Ｉ）画像形成装置例
図２は本発明に係る像加熱装置を定着装置として搭載する画像形成装置の一例の概略構成模式図である。図２に示す画像形成装置は電子写真方式のレーザービームプリンタである。このプリンタは、搬送可能な最大用紙幅が２１６ｍｍ、搬送速度が１２０mm／ｓｅｃ、ＬＴＲサイズ（２１６ｍｍ×２７９ｍｍ）を縦搬送で２２枚／分の出力が可能なプリンタである。またこのプリンタは、電源投入直後あるいはスリープ状態からのプリント指令に対して１枚目を１５秒以内で排出できる、ウェイトタイムレスのプリンタである。
【００１８】
本実施例に示すプリンタは、ホストコンピュータなどの外部装置（不図示）から出力されるプリント指令に応じて制御部（不図示）が所定の画像形成シーケンスを実行し、この画像形成シーケンスに従って所定の画像形成動作を行う。制御部はＣＰＵとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとからなり、メモリには画像形成シーケンス及び画像形成に必要な各種プログラムなどが記憶されている。
【００１９】
本実施例のプリンタは、記録材上にトナー像を形成する画像形成部と、記録材が担持するトナー像を記録材上に加熱定着する定着装置（像加熱装置）などを有している。画像形成シーケンスが実行されると、画像形成部において、先ず像担持体としてのドラム形状の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）１が所定の周速度（プロセススピード）で矢印方向へ回転される。そしてその感光ドラム１の外周面（表面）が帯電装置としての帯電ローラ２によって一様に帯電される。
【００２０】
その感光ドラム１表面の一様帯電面に対して、像露光手段であるレーザースキャナー３より、画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザービームＬによる走査露光が施され、感光ドラム１表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置４によりトナー（現像剤）によって現像される。そしてそのトナーによって現像されたトナー画像（現像像）は感光ドラム１表面に担持されて後述の転写ニップ部へと搬送される。
【００２１】
一方、カセット１１から給送ローラ１２によって記録材Ｐが１枚ずつ繰り出され、給送ガイド１３を通じて搬送ローラ１４に送られる。搬送ローラ１４は、感光ドラム１表面のトナー画像と同期させてその記録材Ｐを感光ドラム１と転写手段としての転写ローラ５間の転写ニップ部に所定のタイミングで搬送する。即ち、トップセンサＳ１にて記録材Ｐの先端を検知し、その検知信号に基づいて感光ドラム１表面のトナー画像の画像形成位置と記録材Ｐの先端の書き出し位置が合致するように搬送ローラ１４で記録材Ｐを転写ニップ部に送り出している。
【００２２】
転写ニップ部に送り出された記録材Ｐは感光ドラム１と転写ローラ５とにより挟持搬送される。その搬送過程で転写ローラ５が記録材Ｐの表面（印字面）とは反対側の裏面（背面）からトナーと逆極性の電界を加えることにより、感光ドラム１表面から記録材上にトナー画像が転写される。そのトナー画像を担持した記録材Ｐは搬送ガイド１５を通じて定着装置７へ搬送される。そしてこの定着装置７により記録材Ｐが担持している未定着のトナー画像は記録材上に加熱定着される。定着装置７を出た記録材Ｐは、搬送ローラ１６により排出ガイド１７を通じて排出ローラ１８へと排出され、この排出ローラ１８により排出トレイ１９に画像形成物（プリント、コピー）として排出される。記録材分離後の感光ドラム１表面は、クリーニング手段としてのクルーニング装置６による転写残りのトナーの除去処理を受けて清浄面化され、次の画像形成に供される。
【００２３】
（ＩＩ）定着装置（像加熱装置）
以下の説明において、定着装置及び定着装置を構成する部材について、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。
【００２４】
ａ）定着装置７の概要
図１は定着装置７の一例の概略構成を表す横断面図である。この定着装置７はフィルム加熱方式の定着装置である。
【００２５】
本実施例に示す定着装置７は、加熱体としてのセラミックヒータ１００と、加熱体支持体としてのヒータホルダ１１０と、加熱部材としての筒状の定着フィルム１２０と、加圧回転体としての加圧ローラ１４０などを有している。セラミックヒータ（以下、ヒータと記す）１００と、ヒータホルダ（以下、ホルダと記す）１１０と、定着フィルム１２０と、加圧ローラ１４０は、何れも長手方向に長い部材である。本実施例の定着装置７は、ヒータ１００をホルダ１１０で支持し、このホルダ１１０に定着フィルム１２０をルーズに外嵌させている。そしてヒータ１００に対し定着フィルム１２０を介して加圧ローラ１４０を加圧させることにより、定着フィルム１２０と加圧ローラ１４０とで定着ニップ部（ニップ部）Ｎを形成している。
【００２６】
ヒータ１００は、定着装置７の熱源として機能するものであり、加熱体駆動制御部としてのヒータ駆動制御部１５０からの通電により自己昇温して定着フィルム１２０に熱を供給する。このヒータ１００は、アルミナや窒化アルミニウムなどの細長いヒータ基板（以下、基板と記す）１００ａを有している。基板１００ａの表面（定着ニップ部Ｎ側の面）には、通電により発熱する通電発熱抵抗層１００ｂが基板１００ａの長手方向に沿って細線状或いは細い帯状にパターン印刷されている。そして通電発熱抵抗層１００ｂを覆うように保護層としてのガラス層１００ｃを基板１００ａ表面に設けている。
【００２７】
耐熱性樹脂製のホルダ１１０は、ヒータ１００を支持すると共に定着フィルム１２０の内側で定着フィルム１２０の回転をガイドできるように横断面略樋型形状に形成してある。ホルダ１１０の下面（定着ニップ部Ｎ側の面）の短手方向中央には、ホルダ１１０の長手方向に沿って溝１１０ａが形成してある。そしてこの溝１１０ａには、ヒータ１００のガラス層１００を溝１１０ａから僅かに突出させた状態にヒータ１００の基板１００ａが支持されている。そしてヒータ１００を支持させたホルダ１１０の長手方向両端部を定着装置７の装置フレーム（不図示）に支持させている。
【００２８】
定着フィルム１２０は、ヒータ１００の熱を定着ニップ部Ｎを介して記録材Ｐへ付与するものである。この定着フィルム１２０は、ＳＵＳやＮｉ等を主成分とする無端状の金属基材（内径φ１８〜３０ｍｍ）を１０〜４０μｍの厚みで形成し、その金属基材の外周面にシリコーンゴム等の弾性体層が１００〜４００μｍの厚みで形成されている。そしてその弾性体層の外周面にＰＦＡやＰＴＦＥ等の離型層を１０〜４０μｍの厚みで形成したものである。定着フィルム１２０の別形態として、上記金属基材に代えて、ポリイミド等を主成分とする耐熱性樹脂基材を用いたものや、弾性体層を除いた構成でもよい。
【００２９】
加圧ローラ１４０は、鉄やアルミニウム等を主成分とする円柱状の芯金１４１の外周面に、シリコーンゴム等を主成分とする複数の弾性体からなる弾性体層１４２が２〜４ｍｍの厚みで形成されている。そしてその弾性体層１４２の外周面にＰＦＡやＰＴＦＥ等の離型層１４３を３０〜８０μｍの厚みで形成したものである。芯金１４１は円柱状に限らずパイプ状であってもよい。この加圧ローラ１４０は、加圧ローラ１４０の外周面（表面）が定着フィルム１２０を介してヒータ１００と対向するように配置されている。加圧ローラ１４０の芯金１４１の長手方向両端部は軸受（不図示）を介して装置フレームに回転可能に支持されている。そしてこの軸受を加圧ばね（不図示）により付勢して加圧ローラ１４０を定着フィルム１２０を介してヒータ１００に加圧している。これにより加圧ローラ１４０表面を定着フィルム１２０の外周面（表面）に加圧状態に接触させて加圧ローラ１４０の弾性体層１４２を弾性変形させることにより、加圧ローラ表面と定着フィルム表面とで所定幅の定着ニップ部（ニップ部）Ｎを形成している。本実施例における加圧ローラ１４０の詳細な構成については後述する。
【００３０】
本実施例の定着装置７は、プリント指令に応じて駆動モータＭが回転駆動されることにより加圧ローラ１４０が矢印方向へ所定の周速度（プロセススピード）で回転される。加圧ローラ１４０の回転は定着ニップ部Ｎにおける加圧ローラ１４０表面と定着フィルム１２０表面との摩擦力によって定着フィルム１２０表面に伝わる。これにより定着フィルム１２０は、定着フィルム１２０内面がヒータ１００のガラス層１００ｃの表面に接触しながら加圧ローラ１４０の回転に追従して矢印方向へ回転する。またプリント指令に応じてヒータ駆動制御部１５０がオンされヒータ１００の通電発熱抵抗層１００ｂへの通電が開始される。これにより通電発熱抵抗層１００ｂが発熱しヒータ１００は急速に昇温して定着フィルム１２０を加熱する。この定着フィルム１２０の温度を温度検出部材としてのサーミスタ１３０で検出し、このサーミスタ１３０から出力される温度情報をヒータ駆動制御部１５０のＣＰＵ１５０ａが取り込む。本実施例では、ホルダ１１０の長手方向中央位置において記録材搬送方向下流側の外表面に定着フィルム１２０内面と接触するようにサーミスタ１３０を配設している。サーミスタ１３０の配設位置はこれに限られずヒータ１００の基板１００ａの裏面（定着ニップ部Ｎ側の面とは反対側の面）に配設し、このサーミスタ１３０から出力される温度情報をヒータ駆動制御部１５０のＣＰＵ１５０ａが取り込むように構成してもよい。ＣＰＵ１５０ａは、サーミスタ１３０からの温度情報をもとにトライアック１５０ｂによりＡＣ電圧を位相制御あるいは波数制御等の電力駆動制御を行い、サーミスタによる定着フィルムの検出温度が略一定となるようにヒータ１００に対する通電量を制御する。これによりヒータ１００の温度は所定の温調温度(目標温度）に維持される。
【００３１】
加圧ローラ１４０が回転され、かつヒータ１００の温度が温調温度に維持されると、記録材Ｐはトナー画像Ｔ担持面を上向きにして定着ニップ部Ｎに導入される。この記録材Ｐは定着ニップ部Ｎで定着フィルム１２０表面と加圧ローラ１４０表面とで挟持されその状態に搬送（挟持搬送）される。そしてこの搬送過程において定着フィルム１２０の熱と定着ニップ部Ｎの圧力を受けることによってトナー画像Ｔは記録材上に加熱定着される。トナー画像Ｔが加熱定着された記録材Ｐは定着フィルム１２０表面から分離して定着ニップ部Ｎより排出される。
【００３２】
ｂ）加圧ローラ１４０の構成詳細
図３は本実施例で用いた加圧ローラ１４０の概略構成を表す横断面図である。本実施例における加圧ローラ１４０の特徴は、熱特性の異なる２種類の弾性体を用いて積層した弾性体層１４２を有し、そのうち断熱性に優れる断熱性弾性体１４２ｂを外層側に、蓄熱性に優れる蓄熱性弾性体１４２ａを内層側に配置形成した点にある。即ち、少なくとも断熱性弾性体層１４２ｂと蓄熱性弾性体層１４２ａを積層した弾性体層１４２を有し、断熱性弾性体層１４２ｂが蓄熱性弾性体層１４２ａの外側に配置されている点にある。
【００３３】
加圧ローラ１４０は、芯金１４１の外周面上に、蓄熱性弾性体層１４２ａ、断熱性弾性体層１４２ｂ、及び離型層１４３を順次形成して構成されている。それぞれの層間については接着剤等により接着している。
【００３４】
本実施例における芯金１４１は、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼材等をφ１４ｍｍの円柱状またはパイプ状に形成されている。
【００３５】
蓄熱性弾性体層（以下、蓄熱ゴム層と記す）１４２ａは、シリコーンゴムを主成分とする耐熱性弾性体を用いた中実のゴム材（以下、ソリッドゴムと記す）で形成されている。具体的には、シリコーンゴム中にアルミナや酸化亜鉛等の熱伝導性フィラーを配合することにより熱伝導性を持たせ、中実のゴム層を形成することにより蓄熱性を確保している。本実施例においては、熱伝導率λが０．４Ｗ／ｍＫ、比熱Ｃｐが約２０００Ｊ／ｋｇ℃、密度ρが約１１００ｋｇ／ｍ３、の熱特性を有するソリッドゴムを使用した。熱伝導率λはアルバック理工社製のフーリエ変換型温度波熱拡散率測定装置で測定される熱拡散率αと、比熱Ｃｐ、密度ρからλ＝α×Ｃｐ×ρで算出したものであり、比熱Ｃｐはパーキンエルマー社製のＤＳＣ８０００で測定したものである。密度ρは島津製作所製のアキュピック１３４０で測定したものである。比熱Ｃｐと密度ρの測定は、ソリッドゴムのゴム材のテストピースで測定した。
【００３６】
断熱性弾性体層（以下、断熱ゴム層と記す）１４２ｂは、熱伝導率λが上記１４２ａより小さい断熱ゴム材で形成されている。具体的には、特開２００２−１４８９８８号公報に開示されるような断熱ゴム材を使用しており、シリコーンゴム中にφ８０〜２００μｍ程度の中空樹脂玉（以下、樹脂マイクロバルーンと記す）を配合して成形することにより低熱伝導性を持たせている。断熱ゴム材の形成方法として、シリコーンゴム中に発泡剤等を配合して発泡成形した、いわゆるスポンジゴムを用いる方法もある。このようにスポンジゴムを弾性体層１４２の外層として用いた場合、定着ニップ部Ｎを形成するための加圧力により中空部が潰れやすく、所望の低熱伝導性が得られにくい。このため、中空部が潰れにくい前記樹脂マイクロバルーンを用いた断熱ゴム材のほうが好ましい。本実施例においては、熱伝導率λが０．１２Ｗ／ｍＫ、比熱Ｃｐが約１９００Ｊ／ｋｇ℃、密度ρを約６００ｋｇ／ｍ３、の熱特性を有する断熱ゴム材を使用した。
【００３７】
上記弾性体層１４２ａ、１４２ｂの厚みについて、後述の実験例１においては蓄熱ゴム層１４２ａの厚みを２ｍｍ、断熱ゴム層１４２ｂの厚みを１ｍｍとしている（弾性体層１４２の厚みは３ｍｍ）。そして上述のように蓄熱ゴム層１４２ａを内層側、断熱ゴム層１４２ｂを外層側に形成した。
【００３８】
離型層１４３は、厚み５０μｍのＰＦＡ樹脂チューブ（熱伝導率λ＝約０．２Ｗ／ｍＫ、比熱Ｃｐ＝約１０００Ｊ／ｋｇ℃、密度ρ＝約２０００ｋｇ／ｍ３）を被覆している。
【００３９】
本実施例においては、上述のように加圧ローラ１４０の外径をφ２０．１ｍｍとして、以下の実験例をおこなった。
【００４０】
（ＩＩＩ）実験例１〜６
（実験例１）
本実験例は、実施例１の定着装置７における加圧ローラ１４０の弾性体層１４２の構成によりカール量が安定的に低減することを検証するための実験例である。以下、本実験例に用いる加圧ローラ１４０を実験例１と記す。比較例として、加圧ローラ１４０の外径や弾性体の肉厚が共通で、弾性体の層構成が実施例１と異なる加圧ローラを用いた例を示す。
【００４１】
本実施例の加圧ローラ１４０を用いた定着装置７における、記録材のカール改善効果を説明する実験方法について記述する。本実施例におけるカール評価用の記録材Ｐ（以下、用紙Ｐと記す）としては、リサイクルペーパーＧＦ−Ｒ１００（キヤノンマーケティングジャパン株式会社製、坪量６６ｇ／m３、Ａ４サイズ）を用いた。
【００４２】
（手順１）定着装置７が全体として室温付近である状態をコールド状態とし、その状態から画像形成装置を稼動して用紙Ｐを片面印字で連続２００枚定着ニップ部Ｎに通紙（導入）する。この際、定着ニップ部Ｎにおける用紙Ｐの記録材搬送方向上流側即ち図１におけるブロック矢印Ａ、Ｂから臨んだ定着フィルム１２０の表面温度と加圧ローラ１４０の表面温度をそれぞれ計測する。上記コールド状態として、例えばプリント前における定着装置全体の温度４０℃以下から１０枚以内のプリントを行なったときの状態を想定している。定着フィルム１２０及び加圧ローラ１４０の表面温度は、赤外線サーモグラフィ装置（ＮＥＣ製サーモトレーサ[ＴＨ９１００ＭＲ／ＷＲ]を用いて計測した。
【００４３】
（手順２）画像形成装置の排出トレイに排出された用紙Ｐの１枚目、５枚目、１０枚目、３０枚目、５０枚目、１００枚目、２００枚目を取り出して印字面を上向きに平板上に１分放置した。その後、平板の高さから各四隅までの距離を測定し、その平均値である平均カール量をそれぞれ○△×方式で判定する。○：１０ｍｍ未満、△：１０ｍｍ以上２０ｍｍ未満、×：２０ｍｍ以上である。
【００４４】
定着装置７の稼動中における温調温度について、コールド状態初期から２００枚目までの間、トナー画像Ｔの定着性が略同等になるような（排出された用紙Ｐの印字面側の最高到達温度が略同等になるような）温度条件で制御されている。本実験例の場合、ヒータ１００の温調温度を１６５℃に設定している。
【００４５】
比較例として、下記３種類の加圧ローラ（７４０、８４０、９４０）を用いた場合においても同様の評価をおこなった。
【００４６】
（比較例１）前述の蓄熱ゴム層のみを用いて弾性体層７４２を形成した加圧ローラ７４０（図８）
（弾性体層７４２の厚みは３ｍｍ、加圧ローラ７４０の外径はφ２０．１ｍｍ）
（比較例２）前述の断熱ゴム層のみを用いて弾性体層８４２を形成した加圧ローラ８４０（図９）
（弾性体層８４２の厚みは３ｍｍ、加圧ローラ８４０の外径はφ２０．１ｍｍ）
（比較例３）前述の蓄熱ゴム層を外層側に厚み１ｍｍで配置（蓄熱ゴム層９４２ｂ）し、前記断熱ゴム層を内層側に厚み２ｍｍで配置（断熱ゴム層９４２ａ）して弾性体層９４２を形成した加圧ローラ９４０（図１０）
（弾性体層９４２の厚みは３ｍｍ、加圧ローラ９４０の外径はφ２０．１ｍｍ）
表１に、実験例１、比較例１〜３における加圧ローラの弾性体層の構成を示す。
【００４７】
【表１】
2012163872.tif 000003
【００４８】
まず、実験例１、比較例１〜３における、定着フィルム１２０と加圧ローラ１４０の表面温度の測定結果について説明する。図４は、用紙Ｐの定着ニップ部Ｎ通過中における、定着フィルム１２０の表面温度と、加圧ローラ１４０の表面温度のページ内平均値（それぞれＴａ、Ｔｂ）を、ページ毎にプロットした図である。これによると、定着フィルム１２０の表面温度Ｔａは、いずれの構成においてもほぼ一定の値で推移する。それに対して加圧ローラ温度Ｔｂは、コールド状態初期から数十枚目までについて、実験例１と比較例２の構成は他の構成に比べて加圧ローラ表面温度Ｔｂが大きくなっていることがわかる。１００枚目以降については、実験例１と比較例１の構成は他の構成に比べて加圧ローラ温度Ｔｂが大きくなっていることがわかる。
【００４９】
次に、上述のような加圧ローラ１４０の表面温度推移の違いについて説明する。コールド状態初期から数十枚目までの間においては、定着装置７は全体として冷たい状態であるため、温調を維持するためのヒータ１００の発熱量が大きく、このような状態においては、加圧ローラ１４０の表面付近の断熱性がその表面温度に影響を及ぼす。加圧ローラ１４０の表面付近の断熱性が高い場合、その熱伝導度の低さにより、定着フィルム１２０側からの熱が加圧ローラ１４０内部へ伝わりにくい。この伝わりにくさと、先に述べた発熱量が大きいことにより、定着装置１０の温度立上げ中および用紙Ｐのページ間（紙間）において、加圧ローラ１４０の表面側に熱が留まりやすく、加圧ローラ１４０表面温度が上昇しやすくなる。加圧ローラ１４０表面がより高温の状態で用紙Ｐが定着ニップ部Ｎへ導入されると、用紙Ｐの加熱面（印字面）と反対側の面（反対面（裏面））上に吐き出される熱量が多くなるため、結果として用紙Ｐの裏面温度は高くなる。すなわち、コールド状態においては、加圧ローラ１４０の表面付近の断熱性がその表面温度、及び用紙Ｐ裏面温度を支配する。
【００５０】
そして数十枚目以降では、定着装置７が全体として暖まっていき、温調を維持するためのヒータ１００の発熱量は徐々に小さくなるため、定着フィルム１２０側からの伝熱量は小さくなり、紙間における加圧ローラ１４０表面の温度上昇度が減少していく。一方で、加圧ローラ１４０内部が徐々に蓄熱されていくため、用紙Ｐが定着ニップ部Ｎを通過中における加圧ローラ１４０から用紙Ｐ裏面への伝熱に際して、加圧ローラ１４０内部からの伝熱量が大きくなっていく。すなわち、ホット状態においては、加圧ローラ１４０内部の蓄熱性がその表面温度、及び用紙Ｐ裏面温度を支配する。上記ホット状態として、例えば上記コールド状態から数十枚目以降のプリント、あるいはプリント前の定着装置全体の温度７０℃以上からのプリントを行なったときの状態を想定している。
【００５１】
図５は、図４から換算した、定着フィルム１２０の表面温度Ｔａと加圧ローラ１４０の表面温度Ｔｂとの温度差のページ内平均値（以下、部材温度差とも記す）ΔＴ（＝Ｔａ−Ｔｂ）のページ推移である。これによると、コールド状態初期から数十枚目までについて、実験例１と比較例２の構成は他の構成に比べて部材温度差ΔＴが小さくなっている。そして１００枚目以降について、実験例１と比較例１の構成は他の構成に比べて部材温度差ΔＴが小さくなっていることがわかる。
【００５２】
図５に基づいて、上記部材温度差ΔＴとカール量との関係について説明する。カール発生の一要因として、用紙Ｐの表裏温度差ΔＴｐが挙げられる。一般的に、用紙Ｐの任意箇所が定着ニップ部Ｎを通過中において、用紙Ｐの加熱面（印字面）側の温度は反対面側の温度よりも高温まで上昇するため、定着ニップ部Ｎを通過する間に表裏温度差ΔＴｐが生じる。このとき、用紙Ｐ内に含まれていた水分は水蒸気として外部へ抜けるが、前記表裏温度差ΔＴｐの影響により用紙Ｐの加熱面側と反対面側とで水分の抜け度合が異なるため、互いの面付近における紙繊維の収縮量に差が生じる。その収縮量の差と、用紙Ｐの持つシート剛性とのバランスによってカールが発生する。
【００５３】
そして用紙Ｐの表裏温度差ΔＴｐは、先に記した部材温度差ΔＴと相関が強いため、定着フィルム１２０と加圧ローラ１４０との部材温度差ΔＴを小さくする構成はΔＴｐが小さく、結果としてカール量が小さくなる。
【００５４】
表２は、実験例１における用紙Ｐの平均カール量の推移、及び各構成の比較結果を示すものである。
【００５５】
【表２】
2012163872.tif 000004
【００５６】
表２によると、実験例１の構成は比較例１〜３と比べ、コールド状態初期から２００枚目までの間において、カール量が安定して小さいことがわかる。また、各比較例１，２，３も合せたカール量の判定結果は、図５中のブロック矢印（○△×）範囲におけるΔＴのページ推移とよく合致していることがわかる。
【００５７】
以上、実験例１のように断熱性弾性体層１４２ｂを蓄熱性弾性体層１４２ａの外側に配置形成した加圧ローラ１４０は、コールド状態からホット状態にかけて安定的に用紙Ｐ裏面温度を高く保つことができるため、カール量を安定的に低減することが可能となる。
【００５８】
上記部材温度差ΔＴとカール量との対応が十分にとれるため、以下の実験例２〜６においては、カール量の結果のみを用いて各温度の説明をする。
【００５９】
（実験例２）
実験例２は、カール量を安定的に低減できる断熱ゴム層１４２ｂの厚み範囲についての実験例である。表３は、実験例２で用いた加圧ローラ（１）〜（４）の弾性体層の構成を示す表であり、弾性体層１４２を構成する蓄熱ゴム層１４２ａ（内層側）と断熱ゴム層１４２ｂ（外層側）の厚み比率を異ならせて組み合わせたものである。各弾性体層の熱特性（熱伝導率λ、比熱Ｃｐ、密度ρ）は実験例１と同様である。また、画像形成装置や実験手順、用紙Ｐの種類についても実験例１と同様である。参考として比較例１、比較例２の構成も併記する。ここで（２）は実験例１と同じ構成の加圧ローラである。
【００６０】
【表３】
2012163872.tif 000005
【００６１】
表４に、実験例２における用紙Ｐの平均カール量の推移、及び各構成の比較結果を示す。参考として、比較例１、比較例２の結果も併記する。
【００６２】
【表４】
2012163872.tif 000006
【００６３】
表４によると、（１）の構成は、比較例１と比べるとカール量のレベルが良好である。ただし（１）の構成は、（２）や（３）の構成と比べると若干低下悪化方向であり、比較例１の結果に近づく方向である。これは、（１）の構成より断熱ゴム層厚が薄くなる、つまり断熱ゴム層厚が０．５ｍｍより下回ると、加圧ローラ表面付近の断熱効果は殆どみられなくなるためと考えられる。すなわち断熱ゴム層１４２ｂの厚みは０．５ｍｍ以上であることが望ましい。
【００６４】
また、（４）の構成は、比較例２と比べるとカール量のレベルが同等以上に良好である。ただし（４）の構成は、（２）や（３）の構成と比べると若干悪化方向であり、比較例２の結果に近づく方向である。これは、（４）の構成より断熱ゴム層厚が厚くなる、つまり断熱ゴム厚が２ｍｍより上回ると、加圧ローラ内部の蓄熱効果は殆どみられなくなるためと考えられる。すなわち断熱ゴム層１４２ｂの厚みは２ｍｍ以下であることが望ましい。
【００６５】
（実験例３）
実験例３は、カール量を安定的に低減できる蓄熱ゴム層１４２ａの厚み範囲についての実験例である。表５は、実験例３で用いた加圧ローラ（５）〜（８）の弾性体層の構成を示す表であり、弾性体層１４２を構成する断熱ゴム層１４２ｂ（外層側）の厚みを２ｍｍに固定して蓄熱ゴム層１４２ａ（内層側）の厚みを異ならせて組み合わせたものである。ここで、加圧ローラ１４０の外径をφ２０．１に合せるために芯金１４１の直径も異ならせている。各弾性体の熱特性（熱伝導率λ、比熱Ｃｐ、密度ρ）は実験例１と同様である。また、画像形成装置や実験手順、用紙Ｐの種類についても実験例１と同様である。参考として比較例２の構成も併記する。ここで（６）は実験例２の（４）と同じ構成の加圧ローラである。
【００６６】
【表５】
2012163872.tif 000007
【００６７】
表６に、実験例３における用紙Ｐの平均カール量の推移、及び各構成の比較結果を示す。参考として、比較例２の結果も併記する。
【００６８】
【表６】
2012163872.tif 000008
【００６９】
表６によると、（６）（７）（８）の構成は、比較例２と比べるとカール量のレベルが同等以上に良好だったが、（５）の構成（蓄熱ゴム層１４２ａの厚みを０．５ｍｍで形成）は比較例２に対して殆ど効果がみられなかった。この理由としては、蓄熱ゴム層１４２ａの厚みが１ｍｍより下回る場合、定着フィルム１２０側から伝達した熱が、蓄熱ゴム層１４２ａから芯金１４１へ移動しやすく、蓄熱ゴム層２４２ａの温度上昇が促進されないためと考えられる。蓄熱ゴム層１４２ａの厚みは１ｍｍ以上であることが望ましい。
【００７０】
（実験例４）
実験例４は、カール量を安定的に低減できる断熱ゴム層１４２ｂの熱伝導率λの範囲についての実験例である。表７は、実験例４で用いた加圧ローラ（９）〜（１２）の弾性体層の構成を示す表であり、弾性体層１４２を構成する蓄熱ゴム層１４２ａと断熱ゴム層１４２ｂの厚み比率を異ならせると同時に、断熱ゴム層１４２ｂの熱特性を異ならせて組み合わせたものである。蓄熱ゴム層１４２ａの熱特性（熱伝導率λ、比熱Ｃｐ、密度ρ）は実験例１と同様である。参考として、（１）、（４）、比較例１、比較例２の構成も併記する。
【００７１】
断熱ゴム層１４２ｂの熱特性を異ならせる方法としては、シリコーンゴム中に配合する樹脂マイクロバルーンの配合量を調整することによりおこなった。この方法によると、熱伝導率λを低くするために前記樹脂マイクロバルーンの配合量を増やした場合、密度ρが比例的に小さくなり、比熱Ｃｐは殆ど変わらない。ここで（９）と（１１）に用いられる低熱伝導性の断熱ゴム層は、ゴムとしての強度限界であり、これ以上熱伝導率λを小さくすることは困難な構成である。
【００７２】
【表７】
2012163872.tif 000009
【００７３】
表８に、実験例４における用紙Ｐの平均カール量の推移、及び各構成の比較結果を示す。参考として、（１）、（４）、比較例１、２の結果も併記する。
【００７４】
【表８】
2012163872.tif 000010
【００７５】
表８によると、（９）（１０）（１１）（１２）の構成は、いずれも比較例１や比較例２に対してカール量のレベルは同等以上に良好である。
【００７６】
（９）の構成（（１）（４）より低熱伝導性の断熱ゴム層を使用）は、先の実験例２における（１）の構成よりもコールド状態初期におけるカール量低減効果が上がった。この理由は、断熱ゴム層の厚みが０．５ｍｍと薄くても熱伝導率が低ければ、コールド状態初期における加圧ローラ表面付近の断熱性を確保できるためと考えられる。ただし、（１１）の構成のように低熱伝導の断熱ゴム層の厚みが厚くなると、ホット状態におけるカール量低減効果が少なくなる傾向がみられる。すなわち断熱ゴム層の厚みが、先の実験例２における０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下という厚み範囲の中で薄め（０．５ｍｍ以上１ｍｍ未満）の場合、断熱ゴム層の熱伝導率λは蓄熱ゴム層の熱伝導率λより低い範囲内でより低めであるほうが望ましい。
【００７７】
（１０）の構成（（１）（４）より高熱伝導性の断熱ゴム層を使用）は、（１）の構成よりコールド状態初期における断熱性能が落ちるため、カール量低減効果も少なくなる。ただし、外層側の断熱ゴム層１４２ｂの熱伝導率λが内層側の蓄熱ゴム層１４２ａの熱伝導率λより低いため、比較例１の構成に対してカール量を低減できる。そして、（１２）の構成のように断熱ゴム層１４２ｂの熱伝導率λが高めでも厚ければ、ホット状態における蓄熱性を確保できるため、先の実験例２における（４）の構成よりもカール量低減効果を上げることができる。すなわち断熱ゴム層の厚みが、先の実験例２における０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下という厚み範囲の中で厚め（１．５ｍｍ超２ｍｍ以下）の場合、断熱ゴム層の熱伝導率λは蓄熱ゴム層の熱伝導率λより低い範囲内で高めであるほうが望ましい。
【００７８】
（実験例５）
実験例５は、カール量を安定的に低減できる蓄熱ゴム層１４２ａの熱伝導率λの範囲についての実験例である。表９は、実験例５で用いた加圧ローラ（１３）〜（１６）の弾性体層の構成を示す表である。表９に示されるように、弾性体層１４２を構成する蓄熱ゴム層１４２ａ（内層側）と断熱ゴム層１４２ｂ（外層側）の厚み比率を異ならせると同時に、蓄熱ゴム層１４２ａの熱伝導率λを異ならせて組み合わせたものである。断熱ゴム層１４２ｂの熱特性（熱伝導率λ、比熱Ｃｐ、密度ρ）は実験例１と同様である。参考として、（１）、（４）、比較例１、２の構成も併記する。
【００７９】
蓄熱ゴム層１４２ａの熱伝導率λを異ならせる方法としては、シリコーンゴム中に配合するアルミナ等の熱伝導性フィラーの配合量を調整することによりおこなった。この方法によると、熱伝導率λが低い蓄熱ゴム層は熱容量Ｃｐ×ρが少し小さくなり、熱伝導率λが高い蓄熱ゴム層は熱容量Ｃｐ×ρが少し大きくなるが、大きな差はない。
【００８０】
【表９】
2012163872.tif 000011
【００８１】
表１０に、実験例５における用紙Ｐの平均カール量の推移、及び各構成の比較結果を示す。参考として、（１）、（４）、比較例１、比較例２の結果も併記する。
【００８２】
【表１０】
2012163872.tif 000012
【００８３】
表１０によると、（１３）（１４）（１５）（１６）の構成は、いずれも比較例１や比較例２に対してカール量のレベルは同等以上に良好である。ただし、（１３）と（１４）の構成は実験例２における（１）（各弾性体層の厚み比率が同じ）の結果とほぼ同じであり、（１５）と（１６）の構成は実験例２における（４）（各弾性体層の厚み比率が同じ）の結果とほぼ同じだった。この結果は、蓄熱ゴム層１４２ａを断熱ゴム層１４２ｂの内層側に形成した場合、蓄熱ゴム層１４２ａの熱伝導率λを変化させても加圧ローラ表面温度への寄与度が小さいことを示している。すなわち、蓄熱ゴム層の熱伝導率λは断熱ゴムの熱伝導率λより高い範囲内であればよい。
【００８４】
（実験例６）
実験例６は、カール量を安定的に低減できる蓄熱ゴム層１４２ａの熱容量の範囲についての実験例である。表１１は、実験例６で用いた加圧ローラ（１７）（１８）の弾性体層の構成を示す表である。表１１に示されるように、弾性体層１４２を構成する蓄熱ゴム層１４２ａ（内層側）と断熱ゴム層１４２ｂ（外層側）の厚み比率を異ならせると同時に、蓄熱ゴム層１４２ａの熱容量Ｃｐ×ρを小さくしたものである。断熱ゴム層１４２ｂの熱特性（熱伝導率λ、比熱Ｃｐ、密度ρ）は実験例１と同様である。参考として、（１）、（４）、比較例１、比較例２の構成も併記する。
【００８５】
蓄熱ゴム層１４２ａの熱容量を異ならせる方法について、シリコーンゴム中に配合する熱伝導フィラーとして、アルミナ等に比べて比熱や密度が小さく高熱伝導性を有する材料を用いることにより形成した。シリコーンゴム中に配合する熱伝導フィラーとしては、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、金属ケイ素、カーボンファイバーなどを用いた。この方法によると、実験例１と同じ熱伝導率λを得るための熱伝導フィラーの配合量を少なくすることができるため、単位体積当り熱容量Ｃｐ×ρを実験例１における熱容量（約２．２×１０６Ｊ／ｍ３℃）より小さくすることができる。
【００８６】
【表１１】
2012163872.tif 000013
【００８７】
表１２に、実験例６における用紙Ｐの平均カール量の推移、及び各構成の比較結果を示す。参考として、（１）、（４）、比較例１、比較例２の構成の結果も併記する。
【００８８】
【表１２】
2012163872.tif 000014
【００８９】
表１２によると、（１７）（１８）の構成は、いずれも比較例１や比較例２に対してカール量のレベルは同等以上に良好であることに加え、（１）や（４）よりもカール量低減効果が上がった。この理由について、蓄熱ゴム層１４２ａの熱容量が小さくなることにより、その蓄熱性能が向上することが考えられる。蓄熱ゴム層１４２ａの熱容量が小さくなると、定着フィルム１２０側から伝達した熱量に対して蓄熱ゴム層１４２ａの温度上昇が促進され、定着ニップ部Ｎを通過中の用紙Ｐの裏面に対してより多くの熱を吐き出すことができる。したがって、コールド状態初期における加圧ローラ１４０表面温度の落ち込みを低減できることに加え、より少ない枚数でホット状態に近づけることが可能となり、より安定的にカール量を低減することが可能となる。また、逆に蓄熱ゴム層１４２ａの熱容量が先の（１）や（４）より大きくなると、上記理由によりホット状態に近づけるのにより多くの枚数が必要になる。このため、蓄熱ゴム層１４２ａの単位体積当り熱容量Ｃｐ×ρは、（１）や（４）の蓄熱ゴム層１４２ｂの単位体積当り熱容量、２．２×１０６Ｊ／ｍ３℃以下であることが望ましい。
【００９０】
以上に説明したように、上記加圧ローラ１４０を備えた定着装置７は、定着装置７のコールド状態からホット状態にかけて、記録材Ｐのカール量を安定的に低減することが可能である。上記加圧ローラ１４０において、弾性体層１４２の断熱性弾性体層１４２ｂは、その熱伝導率が蓄熱性弾性体層１４２ａの熱伝導率より小さく、厚みが０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが望ましい。蓄熱性弾性体層１４２ａは、その単位体積当り熱容量が２．２×１０６Ｊ／ｍ３℃以下であり厚みが１ｍｍ以上であることが望ましい。
【００９１】
［実施例２］
本発明に係る像加熱装置よる作用効果は、以下に示す実施例２の定着装置７の構成によっても達成される。本実施例に示す定着装置７は、実施例１の加圧ローラ１４０に代えて、３層以上に積層した弾性体層２４２を有する加圧ローラ２４０を用いた例であり、その他の構成は実施例１と同様である。
【００９２】
図６は本実施例で用いた定着装置７の概略構成を表す横断面図である。加圧ローラ２４０の特徴は、弾性体層２４２を３層で形成し、断熱性弾性体層２４２ａ，２４２ｃを最外層側と最内層側に形成し、蓄熱性弾性体層２４２ｂを断熱性弾性体層２４２ａと断熱性弾性体層２４２ｃとの間に挟むように配置形成したことである。
【００９３】
本実施例の加圧ローラ２４０においては、芯金２４１上に第１の断熱ゴム層２４２ａを形成し、その外層として蓄熱ゴム層２４２ｂを、そして弾性体層２４２の最外層として第２の断熱ゴム層２４２ｃを形成配置している。断熱ゴム層と蓄熱ゴム層の熱特性については、実施例１と同様な範囲のものを用いている。また、第１と第２の断熱ゴム層は同じ熱特性である必要はない。また各ゴム層の厚みについて、蓄熱ゴム層２４２ｂと第２の断熱ゴム層２４２ｃは実施例１に記載のような範囲とし、第１の断熱ゴム層２４２ａは断熱効果が期待できる０．５ｍｍ以上であればよい。例えば、第１の断熱ゴム層２４２ａ、蓄熱ゴム層２４２ｂ、第２の断熱ゴム層２４２ｃともに１ｍｍ厚で形成してもよい。そして加圧ローラ２４０の表層として離型層２４３を第２の断熱ゴム層２４２上に被覆している。
【００９４】
第１の断熱ゴム層２４２ａを芯金２４１と蓄熱ゴム層２４２ｂとの間に形成することにより、蓄熱ゴム層２４２ｂの蓄熱性をより高めることが期待できる。その理由は、定着フィルム側から伝達した熱が、蓄熱ゴム層２４２ｂから芯金２４１へ移動しにくくなるため、蓄熱ゴム層２４２ｂの温度上昇が促進され、定着ニップ部Ｎを通過中の記録材Ｐの裏面に対してより多くの熱を吐き出すことができるからである。したがって、より少ない記録材枚数でホット状態に近づけることが期待でき、より安定的にカール量を低減することが可能となる。
【００９５】
本実施例のような加圧ローラ２４２の構成は、芯金２４１として鉄やステンレスなど、アルミニウムなどと比べて熱容量が非常に大きい材料を用いる場合に効果が大きくなる。また、本実施例の加圧ローラ２４２では弾性体層が３層で最内側に断熱ゴム層を形成した例を説明したが、弾性体層は３層に限られず目的によって４層以上に積層した弾性体層を形成するなどしてもよい。４層以上に積層した弾性体層としては、本実施例の効果を増すために、例えば芯金から断熱ゴム、蓄熱ゴムＡ、蓄熱ゴムＢ（ＡとＢの熱伝導率がＡ＞Ｂ）、断熱ゴム、という組合せを採用することができる。また芯金との接着力確保のために、芯金から蓄熱ゴムＣ、断熱ゴム、蓄熱ゴムＤ、断熱ゴム、という組合せを採用することができる。
【００９６】
［実施例３］
本発明に係る像加熱装置による作用効果は、以下に示す実施例３の定着装置７の構成によっても達成される。本実施例に示す定着像装置７は、実施例１の加圧ローラ１４０に代えて、加圧ローラの最外層に樹脂等の離型層を設けない加圧ローラ３４０を用いた例であり、その他の構成は実施例１と同様である。
【００９７】
図７は本実施例で用いた定着装置７の概略構成を表す横断面図である。加圧ローラ３４０の特徴は、その最外層に断熱性弾性体層３４２ｂを形成し、その内層側に蓄熱性弾性体層３４２ａを配置形成したことである。つまり、実施例１における加圧ローラ１４０から、ＰＦＡ樹脂等の被覆を削除していることが特徴である。実施例１における加圧ローラ１４０の最表層としての離型層１４３は、厚み５０μｍのＰＦＡ樹脂チューブ（熱伝導率λ＝約０．２Ｗ／ｍＫ、比熱Ｃｐ＝約１０００Ｊ／ｋｇ℃、密度ρ＝約２０００ｋｇ／ｍ３）であった。
【００９８】
本実施例３においては、加圧ローラ３４０の最表層として、実施例１に記載したような断熱ゴム材を用いて断熱ゴム層３４２ｂを形成し、その内層として、実施例１に記載したような蓄熱ゴム材を用いて蓄熱ゴム層３４２ａを形成している。
【００９９】
本実施例の加圧ローラ３４０を用いた場合におけるカール量低減効果について説明する。加圧ローラ３４０の最表層の熱特性について、先の実施例１で用いた熱伝導率λが０．１２Ｗ／ｍＫ、比熱Ｃｐが約１９００Ｊ／ｋｇ℃、密度ρを６００ｋｇ／ｍ３、の断熱ゴム材を使用できる。断熱ゴム層３４２ｂの熱特性は、実施例１における加圧ローラ１４０の最表層（離型層１４３）のそれよりも低熱伝導性、低熱容量であるため、加圧ローラ３４０表面付近の断熱性能が高くなる。したがって、画像形成装置において記録材Ｐを定着装置７の定着ニップ部Ｎに連続通紙した場合、コールド状態初期において記録材Ｐの裏面温度を高く保つことができる。また、離型層１４３がない分だけ、加圧ローラ３４０表面から蓄熱ゴム層３４２ａへの熱抵抗が低減するため、加圧ローラ３４０内部への蓄熱性能が高くなる。すなわち、より少ない記録材枚数でホット状態に近づけることが期待でき、より安定的にカール量を低減することが可能となる。
【０１００】
[他の実施例]
以上、本発明に係る加圧回転体及び像加熱装置は実施例１〜３に限られるものではなく技術思想内でのあらゆる変形が可能である。例えば、背景技術に記したような誘導加熱方式や表面加熱方式の定着装置等、ウェイトタイムが短い省電力タイプの定着装置に対して、実施例１〜３に記載したような加圧ローラを具備させることによっても同様の効果を得ることが期待できる。
【０１０１】
また、加圧ローラの外径や弾性体層の総厚が異なる場合、定着装置の記録材搬送速度が異なる場合等においては、加圧ローラの表面温度や記録材Ｐの表裏温度差が変化し、カール量の全体傾向が変わってくることがある。このような場合であっても、実施例１〜３に記載した弾性体層の構成を用いることにより、弾性体層を単一材料で形成した加圧ローラを用いる場合に比べて記録材Ｐのカール量を低減することが可能となる。
【０１０２】
実施例１〜３の定着装置は未定着のトナー画像を記録材に加熱定着する装置としての使用に限られない。例えば未定着のトナー画像を加熱して記録材に仮定着する装置、或いは記録材に加熱定着されているトナー画像を加熱してトナー画像表面に光沢を付与する装置としても使用できる。
【０１０３】
図１１に実施例１に記載した加圧ローラ１４０を具備する誘導加熱方式の定着装置の一例を示す。図１１において、筒状の加熱部材としての定着ローラ４００は、例えば鉄、ニッケル、鉄−ニッケル合金などの材料により円筒状に形成された誘導発熱体としての芯金４０１と、この芯金４０１上に設けられたフッ素樹脂製の離型層４０２などを有している。この定着ローラ４００の内側に配設された磁束発生手段としてのコイル・アセンブリ４０３は、ボビン４０４と、磁性体コア４０５と、誘導コイル（励磁コイル）４０６と、絶縁材料製のステー４０７などの組み立て体である。コア４０５はボビン４０４に形成した通孔に挿入させてあり、コイル４０６はボビン４０４の周囲に銅線を巻回して形成されている。そしてボビン４０４と、コア４０５と、コイル４０６のユニットをステー４０７に固定支持させてある。加圧ローラ１４０は、定着ローラ４００を介してコイル・アセンブリ４０３のコイル４０６と対向するように定着ローラ４００と接触して定着ニップ部Ｎを形成している。コイル４０６には励磁回路（不図示）から交流電流が印加され、これによってコイル４０６の周囲に高周波交番磁束が発生し、定着ローラ４００の芯金４０１が電磁誘導発熱して、定着ローラ４００が昇温する。つまり、コイル４０６の発生磁束の作用により定着ローラ４００が電磁誘導発熱して昇温する。この定着ローラ４００の表面温度をサーミスタ４０８で検出し、このサーミスタ４０８から出力される温度情報を制御部（不図示）のＣＰＵが取り込む。ＣＰＵはサーミスタ４０８からの温度情報をもとにサーミスタ４０８による定着ローラ４００の検出温度が略一定となるように励磁回路の電力駆動制御を行う。これにより定着ローラ４００の温度は所定の温調温度(目標温度）に維持される。加圧ローラ１４０が回転され、かつ定着ローラ４００の温度が温調温度に維持されると、記録材Ｐはトナー画像Ｔ担持面を上向きにして定着ニップ部Ｎに導入される。記録材Ｐ上のトナー画像Ｔは定着ローラ４００の熱と定着ニップ部Ｎの圧力を受けることによって記録材上に加熱定着される。
【０１０４】
図１２に実施例１に記載した加圧ローラ１４０を具備する表面加熱方式の定着装置の一例を示す。この定着装置は、筒状の加熱部材としての定着ローラ５００の外周面（表面）に可撓性フィルム５０６を接触させ、この可撓性フィルム５０６を介して定着ローラ５００表面を加熱体としてのセラミックヒータ５０４により加熱するタイプの装置である。
【０１０５】
図１２において、定着ローラ５００は、芯金５０１上にシリコーンゴムなどを主成分とする弾性層５０２を有し、この弾性層５０２上にフッ素樹脂製の離型層５０３を有している。定着ローラ５００の上方に設けられた加熱ユニット５０４は、セラミックヒータ５０５と、ヒータ５０５を支持するヒータホルダ５０６と、ホルダ５０６の外周にルーズに外嵌された筒状の伝熱性の可撓性フィルム５０７などを有している。ホルダ５０６の長手方向両端部は加圧バネ（不図示）により付勢されてヒータ５０５が可撓性フィルム５０７を介して定着ローラ５００の外周面（表面）に加圧されている。これにより定着ローラ５００の弾性層５０２を弾性変形させて定着ローラ５００表面と可撓性フィルム５０７の外周面（表面）とで所定幅の加熱ニップ部Ｎｋを形成している。加圧ローラ１４０は、定着ローラ５００と接触して定着ニップ部Ｎを形成している。ヒータ５０５の基板５０５ａの表面に設けられた通電発熱抵抗層５０５ｂにはヒータ駆動制御部（不図示）のトライアックから通電され、これにより通電発熱抵抗層５０５ｂが発熱しヒータ５０５は急速に昇温して定着ローラ５００の外周面（表面）を加熱する。５０５ｃはガラス層である。ヒータ５０５の温度をヒータ基板５０５ａの裏面に設けられた温度検出部材としてのサーミスタ５０８で検出し、このサーミスタ５０８から出力される温度情報を制御部（不図示）のＣＰＵが取り込む。ＣＰＵは、サーミスタ５０８からの温度情報をもとにトライアックによりＡＣ電圧を位相制御あるいは波数制御等の電力駆動制御を行い、サーミスタによる定着ローラの検出温度が略一定となるようにヒータ５０５に対する通電量を制御する。これにより定着ローラ５００の温度は所定の温調温度(目標温度）に維持される。加圧ローラ１４０が回転され、かつ定着ローラ５００の温度が温調温度に維持されると、記録材Ｐはトナー画像Ｔ担持面を上向きにして定着ニップ部Ｎに導入される。記録材Ｐ上のトナー画像Ｔは定着ローラ５００の熱と定着ニップ部Ｎの圧力を受けることによって記録材上に加熱定着される。
【０１０６】
図１３に実施例１に記載した加圧ローラ１４０を具備する表面加熱方式の定着装置の他の例を示す。この定着装置は、筒状の加熱部材としての定着ローラ６００の外周面（表面）を加熱体としてのハロゲンランプ６０４の輻射熱で加熱するタイプの装置である。
【０１０７】
図１３において、定着ローラ６００は、芯金６０１上にシリコーンゴムなどを主成分とする弾性層６０２を有し、この弾性層６０２上にフッ素樹脂製の離型層６０３を有している。加圧ローラ１４０は、定着ローラ６００と接触して定着ニップ部Ｎを形成している。定着ローラ６００の上方に設けられたハロゲンランプ６０４にはランプ駆動制御部（不図示）のトライアックから通電され、これによりハロゲンランプ６０４が点灯して輻射熱を放出し定着ローラ６００の外周面（表面）を加熱する。定着ローラ６００の温度を温度検出部材としてのサーミスタ６０５で検出し、このサーミスタ６０５から出力される温度情報を制御部（不図示）のＣＰＵが取り込む。ＣＰＵは、サーミスタ６０５からの温度情報をもとにトライアックによりＡＣ電圧を位相制御あるいは波数制御等の電力駆動制御を行い、サーミスタによる定着ローラの検出温度が略一定となるようにハロゲンランプに対する通電量を制御する。これにより定着ローラ６００の温度は所定の温調温度(目標温度）に維持される。加圧ローラ１４０が回転され、かつ定着ローラ６００の温度が温調温度に維持されると、記録材Ｐはトナー画像Ｔ担持面を上向きにして定着ニップ部Ｎに導入される。記録材Ｐ上のトナー画像Ｔは定着ローラ６００の熱と定着ニップ部Ｎの圧力を受けることによって記録材上に加熱定着される。
【符号の説明】
【０１０８】
１００：セラミックヒータ、１２０：定着フィルム、１４０：加圧ローラ、１４２：弾性体層、１４２ａ：蓄熱性弾性体層、１４２ｂ：断熱性弾性体層、２４０：加圧ローラ、２４２：弾性体層、１４２ａ：断熱性弾性体層、２４２ｂ：蓄熱性弾性体層、２４２ｃ：断熱性弾性体層、３４０：加圧ローラ、３４２：弾性体層、３４２ａ：蓄熱性弾性体層、３４２ｂ：断熱性弾性体層、Ｎ：定着ニップ部、Ｐ：記録材、Ｔ：トナー画像
【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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