(57)【要約】【課題】トナー像を定着する際のトナーの溶融ムラの発生が抑制される定着用加圧部材の提供。【解決手段】円筒状の基材（芯金１１１Ａ）と、基材の外周面上に、気泡が内在し弾性を有する第１の層（弾性層１１１Ｂ）と、前記第１の層の外周面上に、第２の層（離型層１１１Ｄ）と、  前記第１の層および前記第２の層を接着する接着剤層１１１Ｃと、前記第１の層および前記第２の層で挟まれる領域に、少なくとも軸方向の一端にまで接着剤が存在しない未接着領域１１１Ｅと、を有する定着用加圧部材。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の基材と、
前記基材の外周面上に、気泡が内在し弾性を有する第１の層と、
前記第１の層の外周面上に、第２の層と、
前記第１の層および前記第２の層を接着する接着剤層と、
前記第１の層および前記第２の層で挟まれる領域に、少なくとも軸方向の一端にまで接着剤が存在しない未接着領域と、
を有する定着用加圧部材。
【請求項２】
前記接着剤層は、前記第１の層の外周表面において軸方向の全領域にわたって周方向の少なくとも一部を覆うよう形成されている請求項１に記載の定着用加圧部材。
【請求項３】
前記第１の層は、前記気泡および前記未接着領域と繋がる切れ込みを有する請求項１または請求項２に記載の定着用加圧部材。
【請求項４】
前記未接着領域が、軸方向の一端から他端にまで繋がる請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の定着用加圧部材。
【請求項５】
請求項１に記載の定着用加圧部材と、
加熱装置と、
前記加熱装置により加熱され、前記定着用加圧部材を押し当てられて該定着用加圧部材との間に接触領域を形成し、該接触領域にトナー像が表面に形成された記録媒体を挟んで周回移動し前記トナー像を加熱および加圧して定着する加熱定着部材と、
を有する定着装置。
【請求項６】
トナー像を形成し、記録媒体上に該トナー像を転写するトナー像形成部と、
請求項５に記載の定着装置と、
前記トナー像の形成された前記記録媒体を前記加熱部材と前記定着用加圧部材との接触領域に搬送する搬送装置と、
を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着用加圧部材、定着装置、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置におけるトナー像の定着方法として、熱源で加熱された加熱部材と、内部に気泡が存在するゴム等の材料を用いた弾性層を外周面に形成した加圧部材と、を用いた定着方法がある。こうした定着方法では、循環駆動される加熱部材に加圧部材を押し当てて加圧部材の弾性層を押しつぶすことで、加圧部材の周方向にある幅を持つ接触領域を形成し、この接触領域にトナー像を形成した記録媒体を進入させ、トナー像が溶融、加圧されて、記録媒体に定着される。
【０００３】
上記態様の定着方法に用いる加圧部材として、例えば、特許文献１には、弾性層の上にプライマーおよび樹脂材を順次塗布し、焼成することにより弾性層の上にプライマー層および該樹脂材からなる樹脂層が形成される弾性回転体であって前記弾性層とプライマー層との境界をなす前記弾性層の表面には多数の空孔が空孔率３から５０％にて形成され、該空孔にプライマー層の樹脂材が進入し係止されている弾性回転体が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、芯金と、この芯金の外周にこれを取り巻くように配設されたスポンジ層と、このスポンジ層の外周に、接着剤層を介して接着された薄肉スリーブと、この薄肉スリーブの外周にこれを覆うように配設された離型層とを具備する方法が開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、芯金と、この芯金の外周にこれを取り巻くように配設されたスポンジ層と、このスポンジ層の外周に、接着剤層を介して接着された薄肉スリーブと、この薄肉スリーブの外周にこれを覆うように配設された離型層とを具備し、スポンジ層の外径と薄肉スリーブの内径とを同一に設定する方法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献４には、金属その他の軸芯部材と、上記軸芯部材の周囲に形成されたシリコンゴムの多孔性弾性層と、上記多孔性弾性層の外周面に皮膜状に形成された金属その他の外形表面層とを有するロール体において、上記ロール体は、円柱または円筒形状に形成された軸芯部材と、シリコンゴム素材に発泡剤を混入して円筒形状に加硫成形した素地ロール体と、金属その他の耐熱性素材で円筒形状に形成された表面スリーブ体と、から構成し、上記素地ロール体は表面に形成された成型時の表皮層を研磨若しくは剥離する表皮除去加工を施し、この表皮層を除去した凹凸表面を有する素地ロール体を上記表面スリーブ体に接着剤を用いることなく圧入することによって固着する方法が開示されている。
【０００７】
また、特許文献５には、基材外周に、有機マイクロバルーンおよび連泡化剤を含有するゴム材料からなるゴム層、および、離型性樹脂チューブからなる離型性樹脂層を順に有する定着部材であって、ゴム層が、離型性樹脂チューブを被覆した状態でゴム材料を硬化させることにより形成されたものである定着部材において、離型性樹脂チューブの内面に７から４０μｍ厚さのプライマ層を設ける方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０２−１５０８７６号公報
【特許文献２】特開２００４−１０２２３２号公報
【特許文献３】特開２００４−１０２２３１号公報
【特許文献４】特開２００８−００３２６５号公報
【特許文献５】特開２００８−１５８３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、トナー像を定着する際のトナーの溶融ムラの発生が抑制される定着用加圧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】
上記課題は以下の本発明によって解決される。即ち、
請求項１に係る発明は、
円筒状の基材と、
前記基材の外周面上に、気泡が内在し弾性を有する第１の層と、
前記第１の層の外周面上に、第２の層と、
前記第１の層および前記第２の層を接着する接着剤層と、
前記第１の層および前記第２の層で挟まれる領域に、少なくとも軸方向の一端にまで接着剤が存在しない未接着領域と、
を有する定着用加圧部材である。
【００１１】
請求項２に係る発明は、
前記接着剤層は、前記第１の層の外周表面において軸方向の全領域にわたって周方向の少なくとも一部を覆うよう形成されている請求項１に記載の定着用加圧部材である。
【００１２】
請求項３に係る発明は、
前記第１の層は、前記気泡および前記未接着領域と繋がる切れ込みを有する請求項１または請求項２に記載の定着用加圧部材である。
【００１３】
請求項４に係る発明は、
前記未接着領域が、軸方向の一端から他端にまで繋がる請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の定着用加圧部材である。
【００１４】
請求項５に係る発明は、
請求項１に記載の定着用加圧部材と、
加熱装置と、
前記加熱装置により加熱され、前記定着用加圧部材を押し当てられて該定着用加圧部材との間に接触領域を形成し、該接触領域にトナー像が表面に形成された記録媒体を挟んで周回移動し前記トナー像を加熱および加圧して定着する加熱定着部材と、
を有する定着装置である。
【００１５】
請求項６に係る発明は、
トナー像を形成し、記録媒体上に該トナー像を転写するトナー像形成部と、
請求項５に記載の定着装置と、
前記トナー像の形成された前記記録媒体を前記加熱部材と前記定着用加圧部材との接触領域に搬送する搬送装置と、
を有する画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る発明によれば、気泡が内在し弾性を有する第１の層と第２の層とを接着する接着剤層を有し且つ前記第１の層および前記第２の層で挟まれる領域に少なくとも軸方向の一端にまで接着剤が存在しない未接着領域を有するとの要件を満たさない場合に比べ、トナー像を定着する際のトナーの溶融ムラの発生が抑制される定着用加圧部材が提供される。
【００１７】
請求項２に係る発明によれば、接着剤層が第１の層の外周表面において軸方向の全領域にわたって周方向の少なくとも一部を覆うよう形成されていない場合に比べ、第１の層と第２の層との剥離が抑制された定着用加圧部材が提供される。
【００１８】
請求項３に係る発明によれば、第１の層が気泡および未接着領域と繋がる切れ込みを有しない場合に比べ、トナー像を定着する際のトナーの溶融ムラの発生が抑制される定着用加圧部材が提供される。
【００１９】
請求項４に係る発明によれば、未接着領域が軸方向の一端から他端にまで繋がっていない場合に比べ、トナー像を定着する際のトナーの溶融ムラの発生が抑制される定着用加圧部材が提供される。
【００２０】
請求項５に係る発明によれば、気泡が内在し弾性を有する第１の層と第２の層とを接着する接着剤層を有し且つ前記第１の層および前記第２の層で挟まれる領域に少なくとも軸方向の一端にまで接着剤が存在しない未接着領域を有する定着用加圧部材を備えない場合に比べ、光沢ムラの発生が抑制された画像が得られる定着装置が提供される。
【００２１】
請求項６に係る発明によれば、気泡が内在し弾性を有する第１の層と第２の層とを接着する接着剤層を有し且つ前記第１の層および前記第２の層で挟まれる領域に少なくとも軸方向の一端にまで接着剤が存在しない未接着領域を有する定着用加圧部材を備えない場合に比べ、光沢ムラの発生が抑制された画像が得られる画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態における一態様に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す定着装置の構成を示す断面図である。
【図３】図２に示す加熱定着ベルトを用紙が搬送される方向から見た断面図である。
【図４】本実施形態における一態様に係る加圧ロールを示す断面図である。
【図５】図４に示す加圧ロールの接着剤層部分を露出させた斜視図である。
【図６】他の態様に係る加圧ロールの接着剤層部分を露出させた斜視図である。
【図７】従来の加圧ロールを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２４】
［画像形成装置］
図１は、本実施形態の一実施態様にかかる画像形成装置を示す概略構成図である。
【００２５】
図１に示す画像形成装置１００は、中間転写方式のプリンタである。画像形成装置１００は、電子写真方式により各色成分のトナー像を形成する複数の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（１次転写）させる１次転写部１０と、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を記録媒体である用紙Ｐに一括転写（２次転写）させる２次転写部２０と、２次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置６０と、を備えている。画像形成装置１００には、各装置各部の動作を制御する制御部４０も備えられている。ここで、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、中間転写ベルト１５、１次転写部１０、および２次転写部２０の組合せが、本実施形態にいうトナー像形成部の一例に相当する。
【００２６】
画像形成装置１００は、いわゆるタンデム型のプリンタであり、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）が並列的に配置されている。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、使用するトナーの色が異なる以外は互いに等しい構成を有している。
イエローを担当する画像形成ユニット１Ｙに代表させて符号を付して説明すると、画像形成ユニット１Ｙは、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２と、感光体ドラム１１上に露光ビームＢｍを照射して静電潜像を書き込むレーザ露光器１３と、イエローのトナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより現像する現像器１４と、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルトに転写する１次転写部１０と、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ１７と、を有する。
【００２７】
中間転写ベルト１５は、例えば、樹脂に帯電防止剤を含有させた材料であるフィルム状の無端のベルトである。中間転写ベルト１５は、複数のロールに架け渡されており、図１に示すＢ方向に周回移動している。中間転写ベルト１５が架け渡されるロールは、中間転写ベルトを駆動する駆動ロール３１と、中間転写ベルト１５が感光体ドラムの配列に沿って延びた領域の両端を支持する支持ロール３２と、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与える張力ロール３３と、２次転写部に設けられる背面ロール２５と、クリーニング部に設けられたクリーニング部背面ロール３４である。駆動ロールは、モータ（図示せず）により駆動されて、中間転写ベルト１５を予め定められた速度で周回移動させる。張力ロールは、中間転写ベルトの蛇行を防止する補正ロールとしても機能する。
【００２８】
１次転写部は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に対向して配置された１次転写ロール１６を有する。１次転写ロール１６は、感光体ドラム１１との間に中間転写ベルト１５を挟み付けている。１次転写ロール１６には、トナーの帯電極性（本例では、マイナス極性。以下同じ。）とは逆極性の電圧（１次転写バイアス）が印加される。
【００２９】
２次転写部は、中間転写ベルト１５のトナー像保持面側に配置される２次転写ロール２２と、背面ロール２５と、背面ロール２５に２次転写バイアスを印加する給電ロール２６とを備えている。背面ロール２５は、中間転写ベルト１５の内周面側、すなわち、中間転写ベルト１５を挟んで２次転写ロール２２の反対側に配置されており、２次転写ロール２２の対向電極をなしている。また、黒の画像形成ユニット１Ｋよりも下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配設されている。
【００３０】
また、中間転写ベルト１５の２次転写部２０よりも下流側には、２次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去することで、中間転写ベルト表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット１Ｙよりも上流側には、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける画像形成タイミングをとるための基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２が配設されている。
【００３１】
さらに、画像形成装置１００は、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙収容部５０と、この用紙収容部５０に集積された用紙Ｐを繰り出す取り出しロール５１と、用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２と、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを２次転写部へと案内する案内部材５３と、２次転写ロール２２により２次転写された後の用紙Ｐを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５と、用紙Ｐを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６と、を備えている。ここで、搬送ベルト５５、および定着入口ガイド５６の組合せが、本実施形態にいう搬送装置の一例に相当する。
【００３２】
定着装置６０は、図２に示すごとく、加圧ロール１１１と加熱定着ベルト１１０とを有している。加圧ロール１１１は図示しない駆動装置により回転され、加熱定着ベルト１１０は、加圧ロール１１１に従動して周回移動する。加圧ロール１１１および加熱定着ベルト１１０は、用紙Ｐを間に挟んで加熱および加圧することによって、未定着トナー像を用紙Ｐ上に定着する。定着装置６０のより詳細な構成については、後に説明する。
【００３３】
次に、画像形成装置１００の基本的なプロセスについて説明する。
【００３４】
画像形成装置１００は、図示しない画像読取装置やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）から出力された画像データに画像処理を施した後、画像データをＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換し、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋのレーザ露光器１３に供給する。レーザ露光器１３は、供給された色材階調データに応じて、例えば、半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射する。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各感光体ドラム１１は、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの現像器１４によって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。
【００３５】
画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、１次転写部１０において、中間転写ベルト１５上の表面に順次重ね合わせて転写される。トナー像は、中間転写ベルト１５の表面に順次転写された後、中間転写ベルト１５の移動に伴って２次転写部に搬送される。この一方で、用紙搬送系では、トナー像が２次転写部２０に搬送されるタイミングに合わせて取り出しロール５１が用紙収容部に収容された用紙Ｐを繰り出す。取り出しロール５１によって繰り出された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、トナー像が保持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせて２次転写部２０に到達する。
【００３６】
２次転写部２０は、中間転写ベルト１５上に保持されたトナー像を、中間転写ベルト１５と２次転写ロール２２との間に挟み込まれた用紙Ｐ上に転写する。トナー像が静電転写された用紙Ｐは、搬送ベルト５５によって定着装置６０まで搬送される。定着装置６０は、用紙Ｐ上のトナー像に熱および圧力を加え、用紙Ｐ上にトナー像を定着する。定着画像が形成された用紙Ｐは排紙部（図示しない）に排出される。
【００３７】
一方、２次転写部２０で中間転写ベルト１５から用紙Ｐに転写しきれず中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。
【００３８】
［定着装置］
ここで、図１に示す画像形成装置を構成する定着装置について説明する。定着装置は、本実施形態の定着装置の一実施形態である。
【００３９】
図２は、図１に示す定着装置の構成を示す断面図である。
定着装置６０は、電磁誘導加熱方式の定着装置である。定着装置６０は、筐体の内部に加熱定着ベルト１１０、圧力パッド１１３Ｂおよびホルダ１１３Ａを有する圧力部材１１３、加圧ロール１１１、磁場発生装置１１２を設けて構成される。
【００４０】
ここで、加圧ロール１１１が本実施形態にいう加圧部材の一例に相当し、加熱定着ベルト１１０が本実施形態にいう加熱定着部材の一例に相当し、磁場発生装置１１２が本実施形態にいう加熱装置の一例に相当する。
【００４１】
図２に示すように、圧力部材１１３の下面と加圧ロール１１１の外周面との間には加熱定着ベルト１１０が挟まれている。加圧ロール１１１の芯金１１１Ａの両端は軸受によって支持されており、加圧ロール１１１は自在に回転し得るようになっている。軸受には、バネによって上向きの力が働いており、この力によって加圧ロール１１１の外周面は加熱定着ベルト１１０を介して圧力部材１１３の下面に押し当てられている。加圧ロール１１１の弾性層１１１Ｂおよび離型層１１１Ｄは弾性変形し得るものであるため、図２に示すごとく、加熱定着ベルト１１０と加圧ロール１１１との間には、加圧ロール１１１の周方向にある幅を持つ接触領域が形成される。
【００４２】
加圧ロール１１１は、駆動手段により図２において矢印Ｂの方向に回転される。加圧ロール１１１が回転すると、加熱定着ベルト１１０の外周面に対して摩擦力が作用し、加熱定着ベルト１１０の内周面が圧力部材１１３の下面を擦りながら矢印Ｃの方向に駆動される。
この場合、圧力部材１１３の下面と加熱定着ベルト１１０の内周面との間に生じる摩擦力を低減させるため、圧力部材１１３の下面と加熱定着ベルト１１０の内周面との間に耐熱性グリスなどの潤滑剤を介在させるのが望ましい。
【００４３】
磁場発生装置１１２は、後述する加熱定着ベルト１１０の発熱層を発熱させるための交番磁束を発生する。磁場発生装置１１２は、励磁回路、磁性コア、励磁コイルおよび励磁コイル保持部材により構成される。
磁性コアは、フェライトやパーマロイ等、透磁率の高い素材で形成される。励磁回路は、２０ｋＨｚから５００ｋＨｚの交番電流を発生する。励磁コイルは、励磁回路から供給される交番電流によって交番磁束を発生する。励磁コイルは、例えば一本ずつが絶縁性の物質で被覆された銅線を複数本束ねた束線を複数回巻いて形成されている。
磁性コアおよび励磁コイルは、円筒状に保持された加熱定着ベルトの外周面に沿うように形成されている。本実施形態では、加熱定着ベルトの外面と励磁コイルとの間の距離が２ｍｍになるよう設定している。
【００４４】
圧力部材１１３は、ホルダ１１３Ａにシリコーンゴム等からなる圧力パッド１１３Ｂを装着したものである。本実施形態では、シリコーンゴムの硬度を２０°（ＪＩＳ−Ａ）とした。ホルダ１１３Ａは、ステンレス鋼等の金属や耐熱性の高い合成樹脂等からなる。
【００４５】
ここで図３に、図２における加熱定着ベルトを用紙が搬送される方向から見た断面図を示す。図３に示すごとく、加熱定着ベルト１１０の両端部には端部規制部材８０が設けられている。端部規制部材８０は、円筒部８０３、フランジ８０２、保持部８０１から構成されている。円筒部８０３は、加熱定着ベルト１１０を円筒状に保持した場合の内径よりも小さな外径を有している。フランジ８０２は、円筒部８０３に保持された加熱定着ベルト１１０の外径よりも大きな外径を有している。加熱定着ベルト１１０の両端部はフランジ８０２に突き当てられて、これによって加熱定着ベルト１１０の蛇行が防止される。フランジ８０２の外側には保持部８０１が設けられており、保持部８０１は筐体に固定されている。
【００４６】
加熱定着ベルト１１０は環状のベルトであり、内面側から順に基材層、発熱層、弾性層、離型層を積層した層状構造をなしている。
【００４７】
基材層は、例えば厚さ１０μｍ以上１００μｍ以下の耐熱性の高い樹脂で形成されている。樹脂としては、例えばポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリアミド等が挙げられる。本実施形態では、厚さ５０μｍのポリイミドを用いている。
【００４８】
発熱層は、鉄・コバルト・ニッケル・銅・クロム等の金属層を、例えば１μｍ以上５０μｍ以下の厚みで形成したものが用いられる。加熱定着ベルト１１０が圧力部材１１３の形状に沿って変形するよう、発熱層の厚さはより薄くすることが望ましい。本実施形態では、発熱層として、導電率の高い銅を、発熱効率が高くなるように１０μｍの厚さで基材層上にメッキしたものを用いている。
【００４９】
弾性層は、耐熱性、熱伝導性が良い材料であるシリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコンゴム等で形成される。弾性層の厚さは１０μｍ以上５００μｍ以下が好ましく、更には５０μｍ以上５００μｍ以下がより好ましい。本実施形態では、弾性層の厚さを３００μｍとしている。
弾性層の硬度は、６０°（ＪＩＳ−Ａ：ＪＩＳ−ＫＡ型試験機）以下とすることが好ましく、４５°以下とすることがより好ましい。
【００５０】
離型層は、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂、シリコン樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等、離型性および耐熱性の良い材料で形成されることが好ましい。離型層の厚さは２０μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、本実施形態では離型層の厚さを３０μｍとしている。
【００５１】
上記加熱定着ベルト１１０においては、磁場発生装置１１２における励磁コイルが発生した交番磁束が発熱層に作用することによって、発熱層に渦電流が発生して発熱層に発熱が生じる。発熱層で生じた熱は、加熱定着ベルト１１０と加圧ロール１１１との接触領域において、加熱定着ベルト１１０の弾性層および離型層を介して、用紙Ｐ上に形成されたトナー像１１４に伝達され、トナー像１１４の定着がなされる。
【００５２】
［加圧部材］
ここで、図２に示す定着装置を構成する加圧部材の一例としての加圧ロールについて説明する。
図４は本実施形態に係る加圧ロール１１１の断面図を表し、図５は図４に示される加圧ロールの接着層部分を表す斜視図である。
【００５３】
加圧ロール１１１は、芯金１１１Ａと、芯金１１１Ａの外周面に形成された弾性層１１１Ｂと、弾性層１１１Ｂの外周面に形成された離型層１１１Ｄと、弾性層１１１Ｂおよび離型層１１１Ｄを接着する接着剤層１１１Ｃと、を有する。
ここで、芯金１１１Ａが本実施形態にいう円筒状の基材の一例に相当し、弾性層１１１Ｂが本実施形態にいう気泡を内在し弾性を有する第１の層の一例に相当し、離型層１１１Ｄが本実施形態にいう第２の層の一例に相当し、接着剤層１１１Ｃが本実施形態にいう接着剤層の一例に相当する。
【００５４】
また加圧ロール１１１には、図５に示すごとく、弾性層１１１Ｂと離型層１１１Ｄとで挟まれる領域に、少なくとも軸方向の一端にまで接着剤が存在しない未接着領域１１１Ｅ、つまり接着剤が存在せず且つ少なくとも軸方向の一端にまで繋がる隙間を有する。尚、この未接着領域１１１Ｅは、図５に示すごとく、加圧ロール１１１の軸方向の一端から他端にまで繋がるものであることがより好ましい。
【００５５】
・芯金
芯金１１１Ａには、例えば、ニッケル鍍金を施した鉄からなる直径１８ｍｍの円柱状の部材が用いられる。
【００５６】
・弾性層
弾性層１１１Ｂは、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコンゴム等の発泡体で形成される。発泡剤としては、例えばアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウム、ジアゾアミノベンゼンなどが用いられる。
また、前記シリコーンゴム等の未加硫ゴムに対し各種発泡剤を加え加熱発泡させた発泡体にて形成する以外に、架橋反応ガスを発生する２成分型液状シリコーンゴムなどの自己発泡反応式の発泡ゴムも使用し得る。
弾性層１１１Ｂの内部には、多数の気泡が分散されており、気泡内部は空気などの気体で満たされている。弾性層１１１Ｂにおける発泡率は、１２０％以上２５０％以下であることが好ましい。
弾性層１１１Ｂは芯金の外周面のすべてを覆うよう形成され、その厚さは２ｍｍ以上２０ｍｍ以下が好ましく、更には３ｍｍ以上１０ｍｍ以下がより好ましい。
【００５７】
また、弾性層１１１Ｂには、気泡と、後述する未接着領域１１１Ｅ（弾性層１１１Ｂと離型層１１１Ｄとで挟まれる領域に形成され、少なくとも軸方向の一端にまで接着剤が存在しない領域）と、に繋がる切れ込みを有することが好ましい。尚、該切れ込みは、通常の状態では閉塞されており、弾性層１１１Ｂに熱が加えられると気泡内の空気の熱膨張によって広げられる形状を有する。切れ込みは、気泡と未接着領域１１１Ｅとを繋げる形状であれば、径方向に伸びる形状であっても、また径方向に対し斜め方向に伸びる形状であってもよい。
該切れ込みの形成は、例えば、芯金１１１Ａ上に弾性層１１１Ｂを形成した後、該弾性層１１１Ｂに対し径方向や、径方向に対し斜め方向に、針や刃物を刺す等の方法によって形成し得る。
【００５８】
尚、本実施形態では、弾性層１１１Ｂはシリコーンゴムの発泡体により、厚さ５ｍｍの層として形成され、硬度が６０°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）となるよう調整されている。
【００５９】
・離型層
離型層１１１Ｄは、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂、シリコン樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ化ポリイミド等の離型性および耐熱性の良い材料で形成される。
離型層１１１Ｄは弾性層の外周面のすべてを覆うよう形成され、その厚さは１０μｍ以上２００μｍ以下が好ましく、更には２０μｍ以上１００μｍ以下がより好ましい。
尚、本実施形態では、離型層１１１ＤはＰＦＡにより、厚さ３０μｍの層として形成されている。
【００６０】
・接着剤層
前記弾性層１１１Ｂと離型層１１１Ｄとは接着剤層１１１Ｃにより接着されている。接着剤層１１１Ｃに用いられる接着剤としては、例えば湿気硬化型シリコーン接着剤、付加硬化型シリコーン接着剤、弗素ゴム系接着剤、エポキシ系接着剤等が挙げられる。尚、接着剤としては、弾性層１１１Ｂ上に塗布された際に垂れ落ちない粘度特性（チキソ性）を有するものが好ましい。
接着剤層１１１Ｃの厚さは、１μｍ以上３００μｍ以下が好ましく、更には３μｍ以上１００μｍ以下がより好ましい。
尚、本実施形態では、接着剤層１１１Ｃにおける接着剤として付加硬化型シリコーンゴム接着剤（東レダウコーニング社製、商品名ＳＥ１７５０）が用いられ、厚さ１５μｍの層として形成されている。
【００６１】
・未接着領域
尚、本実施形態における加圧ロール１１１では、弾性層１１１Ｂと離型層１１１Ｄとを接着する接着剤層１１１Ｃは、弾性層１１１Ｂの外周面すべてを覆うように塗布されるのではなく、接着剤が存在しない未接着領域を有する。つまり、図５に示されるごとく、弾性層１１１Ｂと離型層１１１Ｄとで挟まれる領域には、少なくとも軸方向の一端にまで接着剤が存在しない（より好ましくは軸方向の一端から他端にまで繋がる）未接着領域１１１Ｅを有する。尚、接着剤層１１１Ｃは、弾性層１１１Ｂの外周表面において軸方向の全領域にわたって周方向の少なくとも一部を覆うよう形成されていることが好ましい。
【００６２】
図５に示される、軸方向に対して平行に伸びる未接着領域１１１Ｅ（隙間）は、その１つの隙間の幅が０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、更には０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることがより好ましい。
また、隙間と隙間との間隔は０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、更には０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることがより好ましく、またすべての隙間同士が等間隔で形成されていることが好ましい。
尚、本実施形態では、未接着領域１１１Ｅとして１つの隙間の幅が２ｍｍ、隙間と隙間との間隔は２ｍｍの隙間を形成している。
【００６３】
図５に示される、軸方向に対して平行に伸びる未接着領域１１１Ｅ（隙間）の形成方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。
(1) 弾性層１１１Ｂを形成した芯金１１１Ａの該弾性層１１１Ｂ上に、接着剤層１１１Ｃを形成するための接着剤を浸漬塗布し、その浸漬塗布の際にマスクを用いて塗布されない領域を設ける方法
【００６４】
(2) シート上に定められた形状で接着剤が塗布された接着剤シートを準備し、弾性層１１１Ｂを形成した芯金１１１Ａの該弾性層１１１Ｂ上に、上記接着剤シートから接着剤を転写塗布する方法
【００６５】
(3) 接着剤を吐出する吐出口と、芯金１１１Ａの軸方向に沿って平行に移動する手段と、弾性層１１１Ｂを備えた芯金１１１Ａを円周方向に回転させる手段と、を備える接着剤吐出装置を用い、接着剤を吐出すると共に弾性層１１１Ｂを備えた芯金１１１Ａを軸方向に移動させる事によって、接着剤を弾性層１１１Ｂの外周に軸方向に対して平行に塗布し、更にこの動作を複数回繰り返す事によって弾性層１１１Ｂの外周全面に、定められた間隔で接着剤を塗布する方法
【００６６】
(4) 接着剤を塗布する部分と同数の吐出口を弾性層１１１Ｂの外径よりわずかに大きな径で円周状に備える接着剤吐出装置を用い、接着剤を吐出すると共に吐出部を芯金１１１Ａの軸方向に移動させるか、または吐出口を固定して弾性層１１１Ｂを備えた芯金１１１Ａを軸方向に移動させる事によって、接着剤を弾性層１１１Ｂの外周に軸方向に対して平行に塗布する方法
【００６７】
(5) 凹凸のない円筒状の基体の外周表面に前記（3）または（4）の方法によって軸方向に沿って接着剤を塗布したのち、この円筒状基体を弾性層１１１Ｂに回転させながら押しあて接着剤を転写する方法
【００６８】
(6) 円筒状の基体の外周表面に軸方向に沿って溝（凹凸）を設け、この凹の部分に接着剤を塗布（凸の部分に接着剤はなし、または全面塗布ののち凸の部分のみ拭き取ってもよい）したのち、この円筒状基体を弾性層１１１Ｂに回転させながら押しあて接着剤を転写する方法
【００６９】
また、図５には、軸方向に対して平行に伸び軸方向の一端から他端にまで繋がる未接着領域１１１Ｅを示したが、本実施形態における未接着領域はこれに限定されるものではない。
他の未接着領域の態様としては、例えば図６に示すごとく、格子状に交差し軸方向の一端から他端にまで繋がる隙間を形成する未接着領域２１１Ｅの態様が挙げられる。図６に示される、格子状に交差し軸方向の一端から他端にまで繋がる未接着領域２１１Ｅにおいて、その１つの隙間の幅や、隙間と隙間との間隔については、前述の図５に示される軸方向に対して平行に伸びる隙間と同じ範囲が好適な範囲として挙げられる。
図６に示す格子状に交差し軸方向の一端から他端にまで繋がる隙間は、例えば、前述の(2)の方法や、円筒状の基体の表面に図６に示す格子状の溝（凹凸）を設け、この凹の部分に接着剤を塗布（凸の部分に接着剤はなし、または全面塗布ののち凸の部分のみ拭き取ってもよい）したのち、弾性層１１１Ｂに押し当てて接着剤を弾性層１１１Ｂの外周に転写塗布する方法等により形成し得る。
【００７０】
更にそれ以外の未接着領域の態様としては、軸方向に対し螺旋状に伸び軸方向の一端から他端にまで繋がる未接着領域や、接着剤がドット状に塗布されそのドット状の接着剤同士の間に形成された未接着領域、等の態様が挙げられる。
【００７１】
尚、弾性層１１１Ｂの外周表面の総面積（ａ）に対する、接着剤が塗布される総面積（ｂ）の比率（（ｂ）／（ａ）×１００）は、３０％以上９０％以下であることが好ましく、更には４０％以上７０％以下であることがより好ましい。
【００７２】
・加圧部材の製造方法
加圧部材１１１は、例えば、まず円筒状の芯金１１１Ａ上に弾性部材からなる層を設けた後、研削部材を用いて研削し求められる形状の弾性層１１１Ｂを形成する。次いで、形成された弾性層１１１Ｂに、針等を刺す方法により切れ込みを形成する。その後、前述の(1)乃至(6)に記載の方法等により接着剤を塗布し、その上から、弾性層１１１Ｂの外形よりも径の小さい離型層形成用のチューブを、拡径しながら被せ拡径を解いて弾性層１１１Ｂ上に被覆し、最後に接着剤を硬化させることで得られる。
【００７３】
［作用］
上述したとおり、本実施形態に係る定着用加圧部材は、円筒状の基材と、前記基材の外周面上に、気泡を内在し弾性を有する第１の層と、前記第１の層の外周面上に、第２の層と、前記第１の層および前記第２の層を接着する接着剤層と、前記第１の層および前記第２の層で挟まれる領域に、少なくとも軸方向の一端にまで接着剤が存在しない未接着領域と、を有する。
【００７４】
定着装置に適用される定着用加圧部材（以下単に「加圧部材」と称す）には、定着装置稼働の際に対を成す加熱定着部材から熱が伝達され、この熱によって弾性を有する前記第１の層が熱膨張し加圧部材の外径が増加する。この熱膨張は、第１の層自体の熱膨張と、該第１の層が有する気泡の中の気体の熱膨張と、によるものと考えられる。
熱膨張を起こした気泡内の気体は、気圧が上昇することにより気泡の隔壁を透過し、最終的には加圧部材の軸方向端部から外部に放出される。しかし、加圧部材の軸方向中央部の気泡に含まれる気体は加圧部材の軸方向端部に到達するまで移動距離が長く外部に放出されるまでに時間を要する。そのため、定着装置を稼働させ加熱を開始した直後には特に加圧部材の軸方向中央部の外径が急激に増加し、その後気体の透過に伴って徐々に増加した分の外径が減少していくとの現象が見受けられた。
【００７５】
尚、こうした定着装置稼動の際の加圧部材の外径の増大を抑える観点で、気泡を内在し弾性を有する第１の層に、軸方向に貫通する孔を周方向に多数設ける手段が考えられる。しかし、弾性を有する第１の層に軸方向に貫通孔を設けた場合、加熱定着部材に加圧部材を押し当てて形成される接触領域において、加圧部材の第１の層に前記貫通孔が存在する部分の圧力が低下するためトナーの熔融ムラが発生し、その結果定着後の画像では光沢ムラが生じることがあった。また、貫通孔が存在する部分の第１の層に応力が集中することから、第１の層の破断が発生しやすかった。
【００７６】
これに対し本実施形態に係る加圧部材は、気泡を内在し弾性を有する第１の層と第２の層とを接着する接着剤層を有し且つ該第１の層と第２の層とで挟まれる領域に少なくとも軸方向の一端にまで接着剤が存在しない未接着領域を有する。そのため、加圧部材に熱が加えられ第１の層の気泡内の気体が熱膨張した際にも、該気体は気泡の隔壁を透過して前記未接着領域に到達した後に該未接着領域を通って軸方向端部にまで容易に到達し外部に放出されるため、加圧部材の外径の増大が抑制される。
更に、定着装置の加熱定着部材に加圧部材を押し当てて形成される接触領域においても、特に加圧部材の押し当てる場所によって圧力の低下が生じることがないため、トナーの熔融ムラが抑制され、その結果定着後の画像における光沢ムラの発生が抑制される。
また、加圧部材の第１の層においても特定の箇所に応力が集中することがないため、第１の層の破断の発生も抑制され耐久性に優れる。
【００７７】
尚、本実施形態において前記第１の層は、前記気泡および前記未接着領域と繋がり且つ径方向に伸びる切れ込みを有することが好ましい。
前記切れ込みは、第１の層に特に熱が加えられていない状態では閉塞されているが、該第１の層に熱が加えられると熱膨張によって切れ込みが広げられる。そのため、第１の層の気泡に存在する気体はこの広げられた切れ込みを通って第１の層と第２の層とで挟まれる領域に存在する未接着領域に到達するため、隔壁を透過する場合よりも早く気体の移動が行われる。その結果、第１の層に切れ込みを有しない場合に比べて、より一層気泡内の気体の外部への放出が円滑に行われ、加圧部材の外径の増大がより効率的に抑制される。
【００７８】
また、本実施形態においては、第１の層と第２の層とで挟まれる領域に存在する前記未接着領域が、軸方向の一端から他端にまで繋がることが好ましい。
前記未接着領域が軸方向の一端から他端にまで繋がるため、未接着領域が軸方向の一端にのみ繋がる場合に比べて、より一層気泡内の気体の外部への放出が円滑に行われ、加圧部材の外径の増大がより効率的に抑制される。
【００７９】
［変形例］
尚、図面を用いて、上記の通り本実施形態に係る定着用加圧部材や定着装置、画像形成装置について説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。
例えば、加圧部材における接着剤層１１１Ｃは、弾性層１１１Ｂの外周表面において軸方向の全領域にわたって周方向の少なくとも一部を覆うよう形成されていなくともよい。但し、弾性層１１１Ｂと離型層１１１Ｄとの剥離を効率的に抑制する観点から、軸方向の全領域にわたって周方向の少なくとも一部を覆うよう形成されていることが好ましい。
【００８０】
また、弾性層１１１Ｂと離型層１１１Ｄとで挟まれる領域に形成される未接着領域は、軸方向の少なくとも一端にまで繋がっていればよく、更には軸方向の中央部から一端にまで繋がっていることがより好ましく、軸方向の一端から他端にまで繋がっていることが更に好ましい。
【００８１】
また、弾性層１１１Ｂ上に接着剤層１１１Ｃを介して離型層１１１Ｄを設けた態様について説明したが、弾性層１１１Ｂ上に接着剤層１１１Ｃを介して中間層を設け該中間層の外周側に離型層１１１Ｄを形成した態様であってもよい。
【００８２】
また、上述した実施形態では、本実施形態にいう加熱定着部材の例として、圧力部材１１３によって加圧ロール１１１に押し付けられる加熱定着ベルト１１０を示したが、本実施形態はこれに限られるものではなく、加熱定着部材として加熱定着ロールを適用した態様であってもよい。
【００８３】
また、上述した実施形態では、記録媒体として用紙Ｐを適用する例を示したが、本実施形態にいう記録媒体は用紙に限られず、種々の用途のシートが用いられる。また、その枚数としては、１枚でもよいし、ラミネートシートを作製する場合のように複数枚であってもよい。
【００８４】
また、上述した実施形態では、画像形成装置の例としてタンデム型のカラープリンタを示したが、本実施形態にいう画像形成装置はこれに限られず、例えば、中間転写ベルトを有しないモノクロ専用プリンタであってもよい。
【００８５】
また、上述した実施形態では、画像形成装置の例としてプリンタを示したが、本実施形態にいう画像形成装置はプリンタに限られず、例えば、画像読取装置で読み取られたデータに基づいて画像を形成する複写機やファクシミリであってもよい。
【００８６】
［試験例１］
以下に、上記のごとく構成された定着装置の性能評価試験の結果を示す。尚、本実施形態に係る定着用加圧部材、定着装置、および画像形成装置は、以下の態様に限定されるものではない。
【００８７】
試験においては、図５に示す加圧ロール１１１を、図２に示すごとく６０ｋｇｆの荷重で加熱定着ベルト１１０に押し当てた。
また、比較例１の加圧ロールとして、図７に示す通り、芯金３１１Ａと、芯金３１１Ａの外周面に形成された弾性層３１１Ｂと、弾性層３１１Ｂの外周面に形成された離型層３１１Ｄと、を有し、弾性層３１１Ｂの軸方向一端から他端まで貫通した通気孔３１１Ｅが設けられた加圧ロール３１１を用いた。尚、この通気孔３１１Ｅは、加熱定着ベルト１１０からの熱が伝達されていない状態での直径が１ｍｍの円形をなし、この通気孔３１１Ｅが加圧ロール３１１の表面から芯金３１１Ａの中心に向かって２．５ｍｍの位置に、周方向に等間隔で１８本設けられている。
【００８８】
本実施形態に係る図５に示す加圧ロール１１１を搭載した定着装置と、比較例１の加圧ロール３１１を搭載した定着装置とで、トナー量が１０ｇ／ｍ２の濃度で塗りつぶされた画像を、各加圧ロールの周速度８０ｍｍ／ｓで定着させた。
その結果、比較例１の加圧部材３１１を使用した場合には、弾性層３１１Ｂの前記通気孔３１１Ｅに対応した筋状の目視で確認し得る光沢ムラが画像に発生した。一方、本実施形態の加圧ロール１１１を使用した場合には、目視で確認し得るレベルの光沢ムラは発生しなかった。
【００８９】
［試験例２］
次に、熱膨張による加圧ロールの外径の変化を調べる試験を行った。
この試験では、本実施形態に係る図５に示す加圧ロール１１１と、上記比較例１に係る加圧ロール３１１と、に加え、比較例１の加圧ロールにおいて弾性層３１１Ｂに通気孔３１１Ｅが設けられていない加圧ロール（比較例２）を用いて対比を行った。
各加圧ロールを６０ｒｐｍで回転させると共に、ハロゲンランプで内面を加熱して外周面の温度を１７０℃とした円筒状の加熱定着ベルトを回転状態で押し当て、加圧ロールの表面を１７０℃保つと共に、レーザー式外径測定機によって加圧ロール中央部の、室温（２５℃）の際の外径からの外径膨張量の測定を行った。
【００９０】
この結果、外径膨張量は、本実施形態に係る加圧ロール１１１は０．８３ｍｍ、比較例１に係るに係る加圧ロール３１１は０．８５ｍｍ、比較例２に係るに係る加圧ロールは１．７ｍｍであった。
【符号の説明】
【００９１】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ  画像形成ユニット
１０  １次転写部
１１  感光体ドラム
１２  帯電器
１３  レーザ露光器
１４  現像器
１５  中間転写ベルト
１６  １次転写ロール
１７  ドラムクリーナ
２０  ２次転写部
２２  ２次転写ロール
２５  背面ロール
２６  給電ロール
３１  駆動ロール
３２  支持ロール
３３  張力ロール
３４  クリーニング部背面ロール
３５  中間転写ベルトクリーナ
４０  制御部
４３  画像濃度センサ
５０  用紙収容部
５１  取り出しロール
５２  搬送ロール
５３  案内部材
５５  搬送ベルト
５６  定着入口ガイド
６０  定着装置
１００  画像形成装置
１１０  加熱定着ベルト
１１１  加圧ロール
１１１Ａ  芯金
１１１Ｂ  弾性層
１１１Ｃ，２１１Ｃ  接着剤層
１１１Ｄ  離型層
１１１Ｅ，２１１Ｅ  未接着領域
１１２  磁場発生装置
１１３  圧力部材
１１３Ａ  ホルダ
１１３Ｂ  圧力パッド
１１４  トナー像
３１１  加圧ロール
３１１Ａ  芯金
３１１Ｂ  弾性層
３１１Ｄ  離型層
３１１Ｅ  通気孔
８０１  保持部
８０２  フランジ
８０３  円筒部
Ｐ  用紙
【図１】
2013200505.tif 000003
【図２】
2013200505.tif 000004
【図３】
2013200505.tif 000005
【図４】
2013200505.tif 000006
【図５】
2013200505.tif 000007
【図６】
2013200505.tif 000008
【図７】
2013200505.tif 000009