(57)【要約】【課題】  加熱部材と、ゴム層を有し加熱部材と共にニップ部を形成するバックアップローラと、を有する定着装置において、連続プリントでバックアップローラが温まると膨張してニップ部における記録材の搬送速度が変動する。【解決手段】  無機系の増粘剤が含有されたスポンジ形成性シリコーンゴム組成物から形成されたゴム層を有するバックアップローラを有し、バックアップローラが駆動され、バックアップローラの回転に従動して加熱部材が回転する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部材と、
芯金と、前記芯金の外側に形成されたゴム層と、を有し、前記加熱部材と共にニップ部を形成するバックアップローラと、
を有し、前記ニップ部でトナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱して前記トナー像を記録材に定着する定着装置において、
前記ゴム層は、無機系の増粘剤が含有されたスポンジ形成性シリコーンゴム組成物から形成され、
前記バックアップローラが駆動され、前記バックアップローラの回転によって前記加熱部材が回転することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
加熱部材と、
芯金と、前記芯金の外側に形成されたゴム層と、を有し、前記加熱部材と共にニップ部を形成するバックアップローラと、
を有し、前記ニップ部でトナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱して前記トナー像を記録材に定着する定着装置において、
前記ゴム層は、含水率が高くなると硬度が下がり含水率が低くなると硬度が上がる可逆的な特性を有し、
前記バックアップローラが駆動され、前記バックアップローラの回転によって前記加熱部材が回転することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
前記加熱部材に供給する電力を制御する制御部を有し、
定着処理を開始する指示を待つ待機モードの時に、前記制御部は前記加熱部材への電力の供給を停止することを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記ゴム層の連続気泡率は、７０％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記増粘材は、無機系の粘度鉱物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記粘度鉱物は、モンモリロナイト、ヘクトライト、サポナイト、ソーコナイト、バイデライト、及び、ノントロナイトのうち少なくとも一つであることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記加熱部材は、筒状のフィルムを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記加熱部材は、前記フィルムの内面に接触するヒータを有することを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の複写機・プリンタ等の画像形成装置に用いられる定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられる定着装置として、筒状のフィルムと、フィルムの内面に接触するヒータと、フィルムを介してヒータと共にニップ部を形成するバックアップローラと、を有するものが知られている。この定着装置は、熱容量の小さいフィルムを用いているため、ウォームアップ時間を短いというメリットを有する。特許文献１には、バックアップローラに駆動源からの駆動力を伝達して駆動し、フィルムをニップ部でバックアップローラから受ける摩擦力によって回転させるものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３１５０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この特許文献１に記載の定着装置は、連続プリントを継続するにつれて加圧ローラが加熱され、その外径が膨張してニップ幅が広くなり、ニップ部における記録材の搬送速度が速くなる。つまり、ニップ部における記録材の搬送速度が安定しないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための本願発明の好適な一つ目の実施形態は、加熱部材と、芯金と、前記芯金の外側に形成されたゴム層と、を有し、前記加熱部材と共にニップ部を形成するバックアップローラと、を有し、前記ニップ部でトナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱して前記トナー像を記録材に定着する定着装置において、前記ゴム層は、無機系の増粘剤が含有されたスポンジ形成性シリコーンゴム組成物から形成され、前記バックアップローラが駆動され、前記バックアップローラの回転によって前記加熱部材が回転することを特徴とする。
【０００６】
上記課題を解決するための本願発明の好適な２つ目の実施形態は、加熱部材と、芯金と、前記芯金の外側に形成されたゴム層と、を有し、前記加熱部材と共にニップ部を形成するバックアップローラと、を有し、前記ニップ部でトナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱して前記トナー像を記録材に定着する定着装置において、前記ゴム層は、含水率が高くなると硬度が下がり含水率が低くなると硬度が上がる可逆的な特性を有し、前記バックアップローラが駆動され、前記バックアップローラの回転によって前記加熱部材が回転することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、バックアップローラの温まり具合によらず定着装置のニップ部における記録材の搬送速度が安定するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１に係る定着装置の断面図
【図２】実施例１に係る転写装置及び定着装置の断面図
【図３】実施例２に係る定着装置の断面図
【図４】（ａ）ハロゲンランプを有する定着装置（実施例１の変形例）の断面図、（ｂ）ハロゲンランプを有する定着装置（実施例２の変形例）の断面図
【図５】実施例１に係る画像形成装置の断面図
【図６】実施例１に係る相対湿度とゴム硬度との関係を示した図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施例１）
以下、図面を参照しながら本実施例に係る画像形成装置及び定着装置について詳しく説明する。
【００１０】
（画像形成装置）
本実施例に係る画像形成装置５０について説明する。図５は、本実施例に係る画像形成装置の断面図である。本実施例における画像形成装置５０は、像担持体である感光ドラム１の周面には、回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿って順に、帯電器２、レーザ光を感光ドラム１に照射する露光装置３、現像器５、転写ローラ１０、及び感光ドラムクリーナー１６が配置されている。まず、感光ドラム１は、その表面が帯電器２によってマイナス極性に帯電される。次に帯電された感光ドラム１は、露光手段３の露光Ｌにより、その表面上に静電潜像が形成される。本実施例のトナーはマイナス極性に帯電されており、まずトナーが入った現像器５によって、感光ドラム１上の静電潜像部にのみマイナストナーが付着し、感光ドラム１上にトナー像が形成される。記録材Ｐが搬送ローラ９によって、感光ドラム１と転写ローラ１０とで形成される転写ニップ部に搬送されると、感光ドラム１上のトナー像は、転写ニップ部において記録材Ｐ上に転写される。トナー像が感光ドラム１から記録材Ｐへ転写される時に、転写ローラ１０に不図示の電源からトナーの極性とは逆の極性であるプラス極性の転写バイアスが印加される。転写後の感光ドラム１は、弾性体ブレードを有する感光ドラムクリーナー１６によって表面の転写残トナーが除去される。以上の帯電、露光、現像、転写、クリーニングの一連の画像形成プロセスを画像形成部８０で行い、記録材Ｐにトナー像を形成する。トナー像を担持した記録材Ｐは、定着装置１００に搬送され、表面のトナー像の加熱定着が行なわれる。
【００１１】
（定着装置）
図１は本実施例における定着装置１００の断面図である。定着装置１００は、加熱部材としての筒状の定着フィルム１１２及び定着フィルム１１２の内面に接触するヒータ１１３と、定着フィルム１１２を介してヒータ１１３と共にニップ部Ｎ１を形成するバックアップローラとしての加圧ローラ１１０と、を有する。定着装置１００は、ニップ部Ｎ１で未定着トナー像Ｔが形成された記録材を搬送しながら加熱して未定着トナー像Ｔを記録材に定着する定着処理を行う。
【００１２】
加圧ローラ１１０は駆動源（不図示）によって駆動され、加圧ローラ１１０からニップ部Ｎ１で摩擦力を受けて定着フィルム１１２が回転する構成である。加圧ローラ１１０の回転方向は、図１矢印Ｒ２方向であり、定着フィルム１１２の回転方向は図１矢印Ｒ１方向である。ヒータ１１３の熱は定着フィルム１１２の内面から外面に伝わり、ニップ部Ｎ１で加圧ローラ１１０表面も加熱される。未定着トナー像Ｔが転写された記録材Ｐが、図中矢印Ａ１方向からニップ部Ｎ１に搬送されると、定着フィルム１１２の熱が、未定着トナー像Ｔと記録材Ｐに伝わり、トナー像Ｔが記録材Ｐに定着される。
【００１３】
尚、以下の説明において、定着装置１００のニップ部Ｎ１よりも記録材Ｐの搬送方向の上流側を上流と定義し、ニップ部Ｎ１よりも記録材Ｐの搬送方向の下流側を下流と定義する。また、ニップ部Ｎ１における記録材Ｐの搬送方向を短手方向、記録材の搬送方向と直交する方向を長手方向と定義する。
【００１４】
ヒータ１１３は、ヒータホルダー１１９によって支持され、このヒータホルダー１１９の周囲に定着フィルム１１２が設けられた構成である。ヒータホルダー１１９は、低熱容量の材料が好ましく、本実施例では耐熱性樹脂である液晶ポリマー（ＬＣＰ）を用いた。ヒータホルダー１１９のヒータ１１３を支持する側の面と反対側の面は、曲げ剛性の向上のため、金属製で横断面がＵ字形状のステイ１２０によって長手方向に亘って支持されている。ステイ１２０は加圧バネ１１４によって長手方向の両端部が図中矢印Ａ２方向に１４７Ｎの力で押圧される。ステイ１２０に加えられた押圧力は、ヒータホルダー１１９を介してヒータ１１３に伝わり、ヒータ１１３は定着フィルム１１２を介して加圧ローラ１１０に押圧され、幅７．５ｍｍのニップ部Ｎ１が形成される。本実施例ではステイ１２０の材質は、鉄である。
【００１５】
（定着フィルム）
本実施例の定着フィルム１１２は内径がφ１８であり、厚み方向で多層構成となっている。定着フィルム１１２は、フィルムの強度を保つための基層１１２ｂと、表面への汚れ付着低減のための離型層１１２ａと、を有する。基層１１２ｂの材質は、ヒータ１１３の熱を受けるため耐熱性が必要であり、ポリイミドなどの耐熱性樹脂や金属（ＳＵＳ、Ｎｉ）などを用いると良い。樹脂は金属に比べると比重が小さいため熱容量が小さく温まりやすい利点がある。本実施例では、定着フィルム１１２の基層１１２ｂの材質としてポリイミド樹脂を用い、熱伝導率と強度を向上させるためカーボン系のフィラーを添加している。基層１１２ｂの厚さは薄いほどヒータ１１３の熱を定着フィルム１１２表面に伝達しやすいものの、強度が低下するため１５μｍ〜１００μｍ程度が好ましく、本実施例では６０μｍとした。
【００１６】
定着フィルム１１２の離型層１１２ａの材質は、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、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−ヘキサフルオロプロピレン樹脂（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂を用いることが好ましい。本実施例ではフッ素樹脂の中でも離型性と耐熱性に優れるＰＦＡを用いた。離型層１１２ａは、チューブを被覆させたもの、塗料でコートして形成したもの、のいずれでも良い。本実施例では、薄肉成型に優れるコートにより成型された離型層１１２ａを用いた。離型層１１２ａは薄いほどヒータ１１３の熱を定着フィルム１１２表面に伝達しやすいが、薄すぎると耐久性が悪化するため、５μｍ〜３０μｍ程度が好ましく、本実施例では１０μｍとした。
【００１７】
定着フィルム１１２は、長手方向に移動する片寄りが発生する場合があり、定着フィルム１１２の端部には片寄りを規制する定着フランジ１３０（規制部材）が定着フィルム１１２両端部に設けられている。定着フィルム端面は片寄りが発生した方の定着フランジ１３０に突き当たり片寄りが規制されるようになっている。
【００１８】
（ヒータ）
ヒータ１１３は、幅６ｍｍで厚さ１ｍｍのアルミナの基板表面に、Ａｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）の発熱抵抗層をスクリーン印刷により１０μｍ塗工し、その上に発熱抵抗体の保護層として５０μｍの厚さのガラスで覆ったものを用いた。ヒータ１１３の背面には基板の温度を検知するための温度検知素子１１５が配置されている。この温度検知素子１１５の検知温度に応じて、長手方向の端部にある不図示の電極部から発熱抵抗層に供給する電力の供給量を適切に制御し、温度検知素子１１５の検知温度が目標温度になるようにしている。そして、ヒータ１１３の熱は、定着フィルム１１２の内面から表面に伝わり、ニップ部Ｎ１を介して加圧ローラ１１０の表面を加熱する。上述のように未定着トナー像Ｔが転写された記録材Ｐが、ニップ部Ｎ１に搬送されると、定着フィルム１１２と加圧ローラ１１０の熱は、未定着トナー像Ｔと記録材Ｐに伝わり、記録材Ｐにトナー像Ｔが定着されるようになっている。
【００１９】
（加圧ローラ）
本実施例の加圧ローラ１１０は、芯金１１７と、芯金１１７の外側に形成されたゴム層１１０ａと、ゴム層１１０ａの外側に形成された離型層１１０ｂと、を有する。本実施例の加圧ローラ１１０の外径はφ１８である。加圧ローラ１１０の表面硬度は、２５℃５０％の環境下で、ゴム硬度をＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度（４．９Ｎ荷重）４２〜４８°とした。
【００２０】
芯金１１７は、鉄製でφ１２のものを使用した。離型層１１０ｂは、チューブを被覆させたものでも塗料でコートしたものでも良く、本実施例では、耐久性に優れるパーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）チューブを使用した。離型層１１０ｂの材質は、ＰＦＡの他に、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂や、離型性の良いフッ素ゴムやシリコーンゴム等を用いても良い。
【００２１】
ゴム層１１０ａは、厚さ３ｍｍのシリコーンゴムスポンジで形成されている。ゴム層１１０ａは、ポリオルガノシロキサン、乳化剤、水、増粘剤等から製造されるシリコーン組成物からなる。増粘剤は、天然又は合成の無機系の増粘剤であり、水と混合することで水の粘度を高め、シリコーン組成分中への水の分散を容易にできる。増粘剤は、シリコーン組成分中の水の分散状態を安定させるために配合される。ポリオルガノシロキサン中に水と増粘剤を分散させてエマルジョン化させる。
【００２２】
無機系の増粘剤としては、モンモリロナイト、ヘクトライト、サポナイト、ソーコナイト、バイデライト及びノントロナイト等の無機系の粘土鉱物を主成分とするベントナイト等の天然又は合成のスメクタイトクレー、及び、これらとポリアクリル酸等のアニオン性ポリマー等との親水性複合物が挙げられる。
【００２３】
円柱のローラ成形用型などに芯金を円柱中心に固定し、シリコーンゴム組成物を完全に充填後、熱風循環式オーブンや熱水中に投入する等して加熱する。これにより、型内でスポンジ形成性シリコーンゴム組成物が硬化（架橋）して芯金と一体化してローラ状のシリコーンゴムスポンジが成形される。所定時間加熱後、必要に応じてローラ成形用型を冷却し、シリコーンゴムスポンジ製ローラを取り出す。
【００２４】
取り出されたシリコーンゴムスポンジ製ローラは含水状態なので、これを加熱して脱水する。一方多くの増粘剤はセル内に残留している。このようにして、微細で均一な連続気泡を有するシリコーンゴムスポンジ製ローラを得ることができる。
【００２５】
尚、脱水時の加熱温度は任意であり、常温での自然乾燥も可能であるが、効率的なスポンジの形成のためには１００℃以上の温度が好ましく、１２０〜２５０℃の加熱温度がより好ましい。
【００２６】
加圧ローラ１１０は、熱容量が大きく熱伝導率が大きいと、加圧ローラ１１０の表面の熱が内部へ吸収され易く、加圧ローラ１１０の表面温度が上昇しにくくなる。すなわち、加圧ローラ１１０のゴム層は、できるだけ低熱容量で熱伝導率が低く、断熱効果の高い材質の方が、定着装置１００のウォームアップ時間を短縮できる。上記シリコーンゴムスポンジの熱伝導率は０．８〜０．１６Ｗ／ｍ・Ｋであり、ソリッドゴムよりも熱伝導率が低い。また、熱容量に関係する比重はソリッドゴムが約１．０５〜１．３０であるのに対して、シリコーンゴムスポンジが約０．５〜０．８５であり、低熱容量でもある。従って、このシリコーンゴムスポンジは、定着装置１００のウォームアップ時間の短縮に貢献する。
【００２７】
（連続気泡性）
本実施例の、シリコーンゴムスポンジの硬度変化は、加圧ローラ内に雰囲気の空気を取り込むことで生じるため、連続気泡率（気泡セルが連続している率）が高い程効果が高い。連続気泡率は、好ましくは７０％以上、更に好ましくは９０％以上である。ここで連続気泡率は、スポンジを水中に沈め、減圧することで、連続気泡中の空気を水に置換して調べることができる。スポンジ中の全気泡セルに対して連続気泡の占める割合、すなわち連続気泡率は水の密度を１．０ｇ／ｃｍ３として以下の式：
［数１］
連続気泡率（％）＝｛（吸水した水の質量）／（気泡部分体積）｝×１００
で求めることができる。なお、上記式中「気泡部分体積」は以下の式：
［数２］
気泡部分体積（ｃｍ３）＝｛（スポンジ質量）／（スポンジ密度）｝−｛（スポンジ質量）／（ゴム密度）｝
で求めることができる。なお、上記式中「ゴム密度」は、（Ｃ）成分、（Ｄ）成分及び（Ｅ）成分を含まない他は同様にして調製したシリコーンゴム組成物を架橋・硬化させて得られるシリコーンゴム成形品の密度を測定することで得られる値であり、スポンジ気泡壁の密度を表す。本実施例は連続気泡率９５％以上の加圧ローラを用いた。
【００２８】
（ゴム硬度変化のメカニズム）
前述した通り、本実施例の加圧ローラ１１０のゴム層１１０ａのシリコーンゴムスポンジ形成時に増粘剤として無機系の粘土鉱物を用いている。スポンジ形成性シリコーンゴム組成物に含まれた無機系の粘土鉱物はローラ形成の架橋時や脱水時にもシリコーンゴムスポンジ内に留まっている。無機系の粘土鉱物は親水性が高く、雰囲気内の水分を容易に吸湿する。無機系の粘土鉱物は含水率によって硬度を変化させ、乾燥すれば硬く、吸湿すれば柔らかくなる。この無機系の粘土鉱物の硬度が形成後のゴム硬度に影響を与える。つまり、本実施例のゴム層１１０ａは、乾燥して含水率が低くなると硬度が高くなり、吸湿して含水率が高くなると硬度が低くなるという可逆的な特性を有する。特に、加圧ローラ１００が定着処理過程でヒータ１１３からの熱を受けた場合、加圧ローラ１１０の無機系の粘土鉱物の水分が蒸発して固くなり、加圧ローラ１１０のゴム硬度は上昇しやすい。逆に、加圧ローラが室温（例えば温度２５℃湿度５０％）で放置された場合、無機系の粘土鉱物が吸湿しゴム硬度は低下する。硬度変化量は、増粘剤の含有量やセルの大きさ、気泡セルの大きさや数で調整可能であり、本実施例の加圧ローラ１１０は、相対湿度０％付近と室温想定の相対湿度５０％では約３°の硬度差を有するよう調整した。ここで言う相対湿度とは、ある気温における飽和水蒸気量を１００とし、実際の水蒸気量の測定値を比率（パーセント）で表したものである。
【００２９】
次に、本実施例の定着装置１００の効果について説明する。まず、最初に、加圧ローラ１１０のゴム層１１０ａの硬度と、ニップ部Ｎ１における記録材の搬送速度と、の関係について説明する。加圧ローラ１１０のゴム層１１０ａの硬度が低い程、ニップ部Ｎ１の幅が広がり記録材の搬送速度が上がる。また、加圧ローラ１１０の外径が膨張して大きくなる程、ニップ部Ｎ１の幅が広がり搬送速度が上がる。逆に、加圧ローラ硬度が高いとニップ部Ｎ１の幅が狭くなり記録材の搬送速度は下がる。また、加圧ローラ１１０の外径が収縮して小さくなる程、ニップ部Ｎ１の幅が狭まくなり記録材の搬送速度が低下する。このように、加圧ローラ１１０の外径及び硬度は、ニップ部Ｎ１の幅に影響し、ニップ部Ｎ１の幅は記録材の搬送速度に影響する。
【００３０】
図６に、本実施例の定着装置１００と、比較例１の定着装置と、で相対湿度を振ってゴム硬度の変化を比較した結果を示す。比較例１の定着装置は、無機系の粘土鉱物を使用せず樹脂マイクロバルーンで発泡させたシリコーンゴムスポンジ層を有する加圧ローラを搭載した装置である。また、本実施例の定着装置１００は、無機系の粘度鉱物を使用して形成した加圧ローラ１１０を搭載した装置である。図６によれば、比較例１の加圧ローラは、湿度が変化してもゴム硬度がほとんど変化しないのに対して、本実施例の加圧ローラ１１０の硬度は、相対湿度が上昇するにつれてゴム硬度が低下している。つまり、比較例１の加圧ローラは、定着処理中に加熱されると膨張して外径は大きく成るものの、ゴム硬度が変わらないからニップ部の幅が広くなり、記録材の搬送速度が上がる。つまり、比較例１はニップ部における記録材の搬送速度が変動しやすい。これに対して、本実施例の加圧ローラ１１０は、定着処理中に加圧ローラ１１０が膨張して外径は大きくなるものの、ゴム硬度が上がるので、加圧ローラ１１０の端部におけるニップ部の幅は比較例１よりも広がりにくい。よって、本実施例のニップ部における記録材の搬送速度は、比較例１よりも変動し難く安定する。
【００３１】
次に、画像形成装置としての課題について説明する。図２に示すように、定着装置１００のニップ部Ｎ２と、ニップ部Ｎ２よりも記録材の搬送方向の上流側にある転写部８０の転写ニップ部Ｎ３と、の双方に記録材が挟持され、各々のニップ部で記録材が搬送されている場合について考える。比較例１の定着装置のようにニップ部Ｎ２における記録材の搬送速度が変動しやすい場合、次のような課題が生じる。転写ニップ部Ｎ３の搬送速度よりも定着装置１００のニップ部Ｎ２の搬送速度が速くなると、転写ニップ部Ｎ３において記録材に転写される未定着トナー像が伸びて画像不良となる。反対に、定着装置１００のニップ部Ｎ２における記録材の搬送速度が転写ニップ部Ｎ３における搬送速度よりも遅くなると、記録材が転写ニップ部Ｎ３に押し込まれ、転写ニップ部Ｎ３で記録材に転写されるトナー像が縮んで画像不良となる。これに対して、本実施例１の定着装置１００は、定着装置１００のニップ部Ｎ２の搬送速度は変動し難く転写ニップ部Ｎ３における搬送速度との差が大きくなりにくいため、比較例１よりも画像不良が生じにくいという効果がある。
【００３２】
（効果確認）
本実施例の効果を確認するために、本実施例の加圧ローラ１１０を搭載した定着装置１００と、比較例１の加圧ローラを搭載した定着装置と、で小サイズ記録材を連続プリントした時のニップ部の搬送速度の変動について比較する実験を行った結果を表１に示す。
【００３３】
実験方法として、印字精度の副走査倍率からニップ部における搬送速度の変化を評価した。副走査倍率とは、一つの格子が１０ｍｍ×１０ｍｍのサイズである格子画像をプリントし、プリントされた記録材の格子の記録材の搬送方向（副走査方向）の長さが１０ｍｍに対してどれだけ変動しているかを倍率で定量化する方法を採用した。一つの格子の記録材の搬送方向の長さが１０ｍｍより長ければ、定着装置のニップ部における搬送速度が転写部のニップ部における搬送速度より速いことを意味する。反対に、一つの格子の記録材の搬送方向の長さが１０ｍｍよりも短ければ、定着装置のニップ部における搬送速度が転写部のニップ部における搬送速度より遅いことを意味している。
【００３４】
２３℃、５０％の環境下で坪量８０ｇ／ｍ２、Ａ４サイズ（幅２１０ｍｍ縦２９７ｍｍ）サイズ紙を用い、定着装置は３０分以上上記環境に放置した状態からスタートし、上記の格子画像を２００枚プリントした。尚、本実施例の定着装置で使用可能な最大幅の記録材は、レターサイズ（幅２１６ｍｍ縦２７９ｍｍ）である。プリント物の１枚の中で一つの格子の記録材の搬送方向の長さを平均し、プリント開始から終了にかけて１つの格子の長さがどれくらい変化しているかを測定した。また、加圧ローラのプリント枚数相当の温度におけるニップ部の幅を測定した。ニップ部の幅の測定方法は、定着済みのベタ黒画像を再度、画像を形成せずに定着装置のニップ部で搬送し、その搬送の途中で搬送を停止する。ニップ部内の定着済みトナーが再度溶けることでニップ部に相当するベタ黒画像の領域の光沢度がニップ部以外のベタ黒画像の領域よりも高くなる。その光沢度が増した部分をニップ部の幅として測定する。
【００３５】
【表１】
2016031516.tif 000003
【００３６】
表１によれば、比較例１は、連続プリント枚数１〜２００枚の間で副走査倍率が７％程度大きくなっているので、連続プリント初期から後半にかけて定着装置のニップ部における搬送速度が上がっていることを示している。比較例１の画像形成装置において、高いプリント精度を確保するためには、加圧ローラの回転速度を可変にするなどの対策が必要になると考えられる。一方、本実施例においては、連続プリント初期から後半にかけて副走査倍率はほぼ同じであり、定着装置のニップ部における搬送速度の変動は少ないことがわかる。
【００３７】
ニップ部の幅についても、比較例１では、連続プリント枚数１〜２００枚の間で１．３ｍｍ広くなっており、加定着装置のニップ部の搬送速度が上がっていることを示している。一方、本実施例では、プリント初期とプリント後半におけるニップ部の幅はほぼ同じであり、定着装置のニップ部の搬送速度が変動しにくいことがわかる。
【００３８】
以上述べたことから、本実施例によると、加圧ローラ１１０の温まり具合によらずニップ部における記録材の搬送速度が変動し難く安定しやすいという効果がある。
【００３９】
尚、本実施例の定着装置は、定着フィルム１１２の回転を止めてプリント指示を待つスタンバイモード（待機モード）を実行する時に、ヒータ１１３に電力を供給しない。スタンバイモード時に、ヒータ１１３に電力を供給して加圧ローラ１１０を温めると、ゴム層１１０ａの水分が蒸発してプリント開始前から硬度が高い状態になる。そして、連続プリントによって加圧ローラ１１０が温まっても既に水分が蒸発しているので硬度は上がりにくく、本願発明の効果が小さくなるからである。
【００４０】
（実施例２）
実施例２に係る画像形成装置５０及び定着装置２００ついて説明する。本実施例の画像形成装置５０の構成は、定着装置２００を除いて実施例１と同じであるので、説明を省略する。図３に示す本実施例の定着装置２００は、定着ローラ２１０と、加熱部材としての加熱フィルム１１２及び定着フィルム１１２の内面に接触するヒータ１１３と、バックアップ部材としての加圧フィルム２４０及びニップ部形成部材２５０と、を有する。ヒータ１１３は、加熱フィルム１１２を介して定着ローラ２００と共に加熱圧接部Ｎ５を形成する。また、ニップ部形成部材２５０は、加圧フィルム２４０を介して定着ローラ２００と共にニップ部Ｎ６を形成する。ニップ部でトナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱しトナー像を記録材に定着する。温度検知部材としてのサーミスタ１１５は、ヒータ１１３の加熱フィルム１１２と接触する側の面と反対側の面に設けられ、ヒータ１１３の温度を検知する。サーミスタ１１５の検知温度に基づいて制御部（不図示）はヒータ１１３を制御する。
【００４１】
（定着ローラ）
定着ローラ２１０は、芯金２１７と、芯金２１７の外側に形成された第１のゴム層２１０ａと、第１のゴム層２１０ａの外側に形成された第２のゴム層２１０ｂと、第２のゴム層２１０ｂの外側に形成された離型層２１０ｃと、を有する。本実施例の芯金２１７は、鉄製で外径がφ１８のものを用いている。第１のゴム層２１０ａは、実施例１と同様の製造方法で製造された厚さ３ｍｍの無機系の増粘材として無機系の粘土鉱物を含有するシリコーンゴムスポンジである。第２のゴム層２１０ｂは、肉厚が２００μｍのアルミナゴム等を主成分としたゴム層であり、第１のゴム層２１０ａよりも熱伝導率が高い。離型層２１０ｃは、肉厚１０μｍのＰＴＦＥ、ＰＦＡ又はＦＥＰ等などを主成分とする層である。
【００４２】
（加熱部材）
実施例１と同様のため、詳しい構成の説明を省略する。
【００４３】
（バックアップ部材）
加圧フィルム２４０は、ポリイミド等で形成された外径１８ｍｍ厚み６０μｍの基層と、基層の外側にＰＦＡ等で形成された厚み１０μｍの離型層と、を有する。ニップ部形成部材２５０の材料は、機械的強度と高熱伝導性を有するステンレスや鉄、アルミ等の金属材料が好ましい。本実施例のニップ部形成部材はステンレスで形成された、幅７．５ｍｍ、厚み１ｍｍの板状部材である。バックアップ部材２６０は、更に、ニップ部形成部材２５０を支持するホルダー２５１と、ホルダー２５１を支持する支持体２５２と、を有する。ホルダー２５１は、液晶ポリマーで形成された部材である。ホルダー２５１のニップ部形成部材２５０を支持する面と反対側の面は、長手方向に亘って金属で形成された支持体２５２に支持されている。加圧機構（不図示）によって、ニップ部形成部材２５０が加圧フィルム２４０を介して定着ローラ２１０に押圧され、所定幅のニップ部Ｎ６が形成される。
【００４４】
また、加圧機構（不図示）によって、ヒータ２２１が加熱フィルム１１２を介して定着ローラ２１０に押圧されニップ部Ｎ５を形成している。バックアップ部材２６０は、定着ローラ２１０に対して加熱部材と反対側に配置されている。
【００４５】
尚、本実施例のバックアップ部材は、加熱フィルム２４０を用いるものであったが、ゴム層を有するローラでも良い。本実施例の定着装置の駆動方式は、定着ローラ２１０が駆動源（不図示）によって駆動され、加熱フィルム１１２と加圧フィルム２４０は定着ローラ２１０の回転に従動して回転する。
【００４６】
（効果確認）
本実施例の効果を確認するために、本実施例の定着装置と、比較例２の定着装置と、で実施例１と同じ実験を行った結果を表２に示す。比較例２の定着装置は、無機系の粘土鉱物を使用せず樹脂マイクロバルーンにより発泡させたシリコーンゴムスポンジのゴム層を有する定着ローラを搭載した装置である。実験方法及び条件は、実施例１と同じなので説明を省略する。
【００４７】
【表２】
2016031516.tif 000004
【００４８】
表２によれば、比較例２は連続プリント枚数１〜２００枚の間で副走査倍率が８％程度増えているので、プリント初期から後半にかけてニップ部における記録材の搬送速度が上がっていることを示している。一方、本実施例はプリント初期と後半の副走査倍率はほぼ同じであり、ニップ部における記録材の搬送速度はプリント初期からプリント後半にかけてほとんど変動していないことを示している。ニップ部の幅についても、比較例２は、連続プリント枚数１〜２００枚の間で１．８ｍｍ広がっており、ニップ部における記録材の搬送速度が大きくなっていることを示している。一方、本実施例は、プリント初期と後半のニップ部の幅はほぼ同じであり、ニップ部における記録材の搬送力はプリント初期から後半にかけてほとんど変動していないことを示している。
【００４９】
以上述べたことから、本実施例によると、定着ローラ２１０の温まり具合によらずニップ部における記録材の搬送速度が安定するという効果がある。
【００５０】
尚、実施例１、２の加熱部材は、フィルムを用いたものであったが、この構成に限定されない。例えば、加熱部材としては、図４（ａ）や、図４（ｂ）に示すように定着フィルム４１０にハロゲンヒータ４０１を内包するものでも良い。図４（ａ）の定着装置は、フィルム４１０を介して加圧ローラ１１０と共にニップ部を形成するためのニップ部形成部材４２０を有する。また、図４（ｂ）の定着装置は、フィルム４１０を介して定着ローラ２１０と共に加熱圧接部を形成するためのニップ部形成部材４２０を有する。
【００５１】
尚、本実施例の定着装置についても、実施例１と同じ理由で、定着ローラ２１０の回転を止めてプリント指示を待つスタンバイ（待機）モードを実行する時に、ヒータ１１３に電力を供給しない。
【符号の説明】
【００５２】
１００  定着装置
１１０  加圧ローラ
１１０ａ  ゴム層
１１２  定着フィルム
１１３  ヒータ
１１５  温度検知素子
１１７  芯金
【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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