(57)【要約】【課題】中空ガラスビーズを含有する弾性層１層を有する場合に比較して、軸方向の表面の温度差が小さい加圧部材を提供する。【解決手段】基材６２１と、低熱伝導体６２４を含む低熱伝導弾性層６２２ａと、低熱伝導弾性層６２２ａよりも熱伝導率が高い高熱伝導弾性層６２２ｂと、離型層６２３とを順次有し、低熱伝導弾性層６２２ａの膜厚は、高熱伝導弾性層６２２ｂの膜厚よりも厚い加圧部材である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、低熱伝導体を含む低熱伝導弾性層と、前記低熱伝導弾性層よりも熱伝導率が高い高熱伝導弾性層と、離型層とを順次有し、
前記低熱伝導弾性層の膜厚は、前記高熱伝導弾性層の膜厚よりも厚いことを特徴とする加圧部材。
【請求項２】
前記低熱伝導体が、中空ガラスフィラーであることを特徴とする、請求項１に記載の加圧部材。
【請求項３】
請求項１または２に記載の加圧部材を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
像保持体と、
前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着させる、請求項３に記載の定着装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
粉状のトナーを用いる画像形成装置では、像保持体上に形成された静電電位の差による潜像にトナーを選択的に転移させてトナー像を形成する。通常は、このトナー像を記録媒体上に静電的に直接転写した後、あるいは中間転写体に一次転写してから記録媒体に二次転写した後、加熱部材と加圧部材との間に記録媒体を挟み込み、トナー像を加熱および加圧して記録媒体上に定着する。
【０００３】
このようにトナー像を記録媒体上に定着する定着装置として、例えば、円筒状芯金の内部にハロゲンランプ等の発熱体を有する定着ロールと、この定着ロールに押圧される加圧ロールとで構成されるものが広く知られている。この定着装置では、定着ロールと加圧ロールとが互いに圧接されて形成されるニップ部に未定着トナー像を保持した記録媒体が送り込まれ、回転駆動される定着ロールと加圧ロールとの間を通過する際にトナー像が加熱および加圧される。
【０００４】
また、定着部材として定着ロールに代えて無端状のベルトと、加圧ロールとを用いる定着装置が提案されている。定着ベルトには複数の支持ロールによって張架されたタイプや、内部に押圧支持体を有し、無張架の状態で加圧ロールと圧接され回転駆動されるタイプ等がある。定着ベルトは薄肉の耐熱性樹脂等を基層としており、ロール状部材に比べ熱容量が小さいため、短時間でウォーミングアップが行われる。さらに、定着ベルトを用いることによってニップ部の形状を自由に形成することもできる。
【０００５】
これらのような定着装置に用いられる加圧ロールとして、例えば、特許文献１には、ビニル基含有シリコーン生ゴム、シリカ系充填材、並びに、ビニル基含有シリコーン生ゴムおよびシリカ系充填材の合計１００質量部に対して３から２０質量部の中空ガラスビーズを含有するビーズ含有発泡シリコーンゴム組成物を軸体の外周面で発泡硬化して成る発泡弾性層と、発泡弾性層の外周面に配置されたフッ素樹脂層とを備える加圧ローラが記載されている。
【０００６】
特許文献２には、回動可能に保持されて加熱される基体と、基体上に形成される弾性層と、弾性層は内側弾性層と内側弾性層よりも外側に形成された低い熱伝導率からなる外側弾性層と、外側弾性層上に形成した離型層とからなる加熱定着部材が記載されている。
【０００７】
特許文献３には、芯金上に、発泡体弾性層、ゴム弾性層、離型層がこの順序で順次積層され、離型層がフッ素系樹脂の塗装膜である加圧ローラが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−１１４１１５号公報
【特許文献２】特開２００５−０８４１３４号公報
【特許文献３】特開２００５−０１０３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、中空ガラスビーズを含有する弾性層１層を有する場合に比較して、軸方向の表面の温度差が小さい加圧部材、その加圧部材を用いた定着装置、および画像形成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】
請求項１に係る発明は、基材と、低熱伝導体を含む低熱伝導弾性層と、前記低熱伝導弾性層よりも熱伝導率が高い高熱伝導弾性層と、離型層とを順次有し、前記低熱伝導弾性層の膜厚は、前記高熱伝導弾性層の膜厚よりも厚い加圧部材である。
【００１１】
請求項２に係る発明は、前記低熱伝導体が、中空ガラスフィラーである、請求項１に記載の加圧部材である。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の加圧部材を備える定着装置である。
【００１３】
請求項４に係る発明は、像保持体と、前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記トナー像を前記記録媒体に定着させる、請求項３に記載の定着装置と、を備える画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によると、中空ガラスビーズを含有する弾性層１層を有する場合に比較して、軸方向の表面の温度差が小さい加圧部材が提供される。
【００１５】
請求項２に係る発明によると、前記低熱伝導体が中空ガラスビーズではない場合に比較して、熱伝導率が低い加圧部材が提供される。
【００１６】
請求項３に係る発明によると、加圧部材が中空ガラスビーズを含有する弾性層１層を有する場合に比較して、軸方向の表面の温度差が小さい加圧部材を備える定着装置が提供される。
【００１７】
請求項４に係る発明によると、加圧部材が中空ガラスビーズを含有する弾性層１層を有する場合に比較して、軸方向の表面の温度差が小さい加圧部材を備える画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る定着装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る加圧部材の層構成の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００２０】
＜定着装置および加圧部材＞
本発明の実施形態に係る定着装置の一例の概略を図１に示し、その構成について説明する。なお、本実施形態における定着装置として、電磁誘導加熱方式を採用する定着装置を例に挙げて説明する。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態に係る定着装置６０は、回転可能な加圧部材である加圧ロール６２と、加圧部材である加圧ロール６２に圧接配置され、加圧ロール６２との間に形成される加圧部Ｎ（以下「ニップ部Ｎ」ともいう）に未定着トナー像を保持した記録媒体Ｐが狭持されることで未定着トナー像が記録媒体Ｐに定着される、回転可能なフィルム管状体である定着ベルト６１と、フィルム管状体である定着ベルト６１と押圧部材である押圧パッド６４との間に介在する摺動シート６８とを備える。
【００２２】
定着装置６０は、フィルム管状体である定着ベルト６１と、交流電流により生じる磁界によって定着ベルト６１を発熱させる加熱部材の一例としての磁場発生ユニット８５と、定着ベルト６１に対向するように配置される、加圧部材の一例としての加圧ロール６２と、定着ベルト６１を介して、加圧部材である加圧ロール６２から押圧される押圧部材である押圧パッド６４とを備える。
【００２３】
フィルム管状体である定着ベルト６１は、押圧パッド６４とベルトガイド部材６３、定着ベルト６１の両端部に配置するエッジガイド部材（図示せず）によって回転自在に支持される。そして、加圧部（ニップ部）Ｎにおいて加圧ロール６２に圧接され、加圧ロール６２に従動して矢印方向に回転される。
【００２４】
上述したフィルム管状体としては、樹脂製でも金属製でもよい。また、フィルム管状体を定着ベルトとして使用する場合、例えば単層の樹脂製フィルムまたは単層の金属製フィルムが使用されるが、樹脂の層と金属の層をそれぞれ複層にしてもよく、金属製フィルムを基材とし、その上に樹脂製の弾性層や離型層を設けるなど、樹脂層と金属層とを組み合わせてもよい。
【００２５】
ベルトガイド部材６３は、定着ベルト６１の内部に配置するホルダ６５に取り付けられる。そして、ベルトガイド部材６３は、定着ベルト６１の回転方向に向けた複数のリブ（図示せず）で形成され、定着ベルト６１内周面との接触面積を小さくする。さらに、ベルトガイド部材６３は、摩擦係数が低く、かつ熱伝導率が低いＰＦＡ（パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂で形成される。これにより、ベルトガイド部材６３と定着ベルト６１内周面との摺動抵抗が低減され、熱の発散を低くするように構成される。
【００２６】
押圧パッド６４は、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２から押圧されて加圧部Ｎを形成する。押圧部材である押圧パッド６４は、バネや弾性体等によって加圧ロール６２を、例えば３５ｋｇｆの荷重で押圧するように、保持部材であるホルダ６５に支持されている。押圧パッド６４は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性体を含んでなる。押圧パッド６４は、加圧ロール６２側に凹部と凸部が形成されている。これにより、定着ベルト６１が、押圧パッド６４の加圧ロール６２側の面から離れる際に急激な曲率の変化を生じ、定着後の記録媒体Ｐが定着ベルト６１から剥離しやすくしている。
【００２７】
加圧部Ｎの下流側近傍に配設する剥離補助部材７０は、剥離バッフル７１が定着ベルト６１の回転方向と対向する方向（カウンタ方向）に向け、バッフルホルダ７２により保持される。また、押圧パッド６４と定着ベルト６１との間に摺動シート６８が配設され、定着ベルト６１内周面と押圧パッド６４との摺動抵抗が低減される。本実施形態では、摺動シート６８は押圧パッド６４と別体に構成され、少なくとも両端がホルダ６５に固定される。
【００２８】
保持部材であるホルダ６５に、定着装置６０の長手方向に亘って潤滑剤塗布部材６７が配設される。潤滑剤塗布部材６７は、定着ベルト６１内周面に接触され、定着ベルト６１と摺動シート６８との摺動部に潤滑剤が供給される。なお、潤滑剤としては、例えば、シリコーンオイル、フッ素オイル等の液体状オイル、固形物質と液体とを混合させたグリース等、さらにこれらを組み合わせたもの等が挙げられる。
【００２９】
加圧ロール６２は、基材６２１と、弾性層６２２と、離型層６２３とを順次有する。加圧ロール６２の詳細については後述する。
【００３０】
加圧ロール６２は、定着ベルト６１に対向するように配置され、矢印Ｄ方向に、例えば１４０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転され、定着ベルト６１を従動させる。また、加圧ロール６２と押圧パッド６４とにより定着ベルト６１が挟持された状態で保持されて加圧部Ｎが形成され、この加圧部Ｎに未定着トナー像を保持した記録媒体Ｐが通過され、熱および圧力が加えられて未定着トナー像が記録媒体Ｐに定着される。
【００３１】
磁場発生ユニット８５は、断面が定着ベルト６１の形状に沿った曲線形状を有し、定着ベルト６１の外周表面と例えば０．５ｍｍから２ｍｍ程度の間隙で設置される。磁場発生ユニット８５は、磁界を発生させる励磁コイル８５１と、励磁コイル８５１を保持するコイル支持部材８５２と、励磁コイル８５１に電流を供給する励磁回路８５３とを有する。
【００３２】
励磁コイル８５１は、例えば、相互に絶縁された直径φ０．５ｍｍの銅線材を１６本から２０本程度束ねたリッツ線が、長円形状や楕円形状、長方形状等の閉環状に巻かれて形成されたものを用いる。励磁コイル８５１に励磁回路８５３によって予め定められた周波数の交流電流が印加されることにより、励磁コイル８５１の周囲に交流磁界Ｈが発生する。交流磁界Ｈが、定着ベルト６１の金属層を横切る際に、電磁誘導作用によってその交流磁界Ｈの変化を妨げる磁界を発生するように渦電流Ｉが生じる。励磁コイル８５１に印加される交流電流の周波数は、例えば、１０ｋＨｚから５０ｋＨｚに設定される。渦電流Ｉが定着ベルト６１の金属層を流れることによって、金属層の抵抗値Ｒに比例した電力Ｗ（Ｗ＝Ｉ２Ｒ）によるジュール熱が発生し、定着ベルト６１が加熱される。
【００３３】
コイル支持部材８５２は、例えば耐熱性を有する非磁性材料で構成される。このような非磁性材料としては、例えば、耐熱ガラス、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、ＰＰＳ等の耐熱性樹脂、またはこれらにガラス繊維を混合した耐熱性樹脂等が挙げられる。
【００３４】
なお、本実施形態では、定着ベルト６１を加熱する加熱部材の一例として磁場発生ユニット８５を備える電磁誘導加熱方式の定着装置６０について説明したが、加熱部材としては、輻射ランプ発熱体、抵抗発熱体を採用することもできる。
【００３５】
輻射ランプ発熱体としては、例えば、ハロゲンランプ等が挙げられる。抵抗発熱体としては、例えば、鉄−クロム−アルミ系、ニッケル−クロム系、白金、モリブデン、タンタル、タングステン、炭化珪素、モリブデン−シリサイド、カーボン等が挙げられる。
【００３６】
定着装置６０では、加圧ロール６２の矢印Ｄ方向への回転に伴い、定着ベルト６１が従動回転し、励磁コイル８５１により発生した磁界に曝される。この際、定着ベルト６１中の金属層には渦電流が発生し、定着ベルト６１の外周面が定着可能な温度まで加熱される。このようにして加熱された定着ベルト６１は、加圧ロール６２との加圧部Ｎまで移動する。搬送手段により、未定着トナー像がその表面に設けられた記録媒体Ｐが定着入口ガイド５６を介して定着装置６０に搬入される。記録媒体Ｐが定着ベルト６１と加圧ロール６２との加圧部Ｎを通過した際に、未定着トナー像は定着ベルト６１により加熱され記録媒体Ｐの表面に定着される。その後、画像が表面に形成された記録媒体Ｐは、搬送手段により搬送され、定着装置６０から排出される。また、加圧部Ｎにおいて定着処理を終え、外周面の表面温度が低下した定着ベルト６１は、励磁コイル８５１方向へと回転し、次の定着処理に備えて再度加熱される。
【００３７】
図２は、本実施形態に係る定着装置における加圧部材の層構成の一例を示す概略断面図である。図２に示すように、加圧部材である加圧ロール６２は、基材６２１と、弾性層６２２と、離型層６２３とを順次有し、弾性層６２２は、基材６２１側に低熱伝導体６２４を含む低熱伝導弾性層６２２ａと、離型層６２３側に低熱伝導弾性層６２２ａよりも熱伝導率が高い高熱伝導弾性層６２２ｂとを有する。
【００３８】
画像形成装置における加熱用の定着ベルトと加圧ロールとを備えるベルト・ロール方式、加熱用の定着ロールと加圧ロールとを備えるロール・ロール方式等の定着装置において、例えば連続通紙の際に、非通紙部となる加圧ロールの軸方向の端部の温度が上昇し、通紙部となる加圧ロールの軸方向の中央部の温度との差が大きくなるように、軸方向の表面の温度差が大きくなることがある。軸方向の表面の温度差が大きくなると、例えば非通紙部の熱膨張量が大きくなり、加圧ロールが常温の場合に比べて、加圧ロールの軸方向の端部と中央部のロール径の差が大きくなることがある。また、加熱部材側からの熱（図１の例では定着ベルト６１からの熱）が、トナーの溶融に効率よく使用されることが望ましく、加圧部材からの熱流出を抑制することが望ましい。本発明者は、加圧ロール６２の離型層６２３と基材６２１との間に、弾性層６２２として、低熱伝導体６２４を含む低熱伝導弾性層６２２ａを存在させ、かつその離型層６２３側に、低熱伝導弾性層６２２ａよりも熱伝導率の高い高熱伝導弾性層６２２ｂを形成し、低熱伝導弾性層６２２ａの膜厚を高熱伝導弾性層６２２ｂの膜厚よりも厚くすることにより、加圧ロール６２の軸方向の表面の温度差が小さくなることを見出した。これは、低熱伝導弾性層６２２ａにより基材６２１側からの熱流出が抑制され、高熱伝導弾性層６２２ｂにより加圧ロール６２の表面の熱が拡散されるために、表面の軸方向温度差が低下されると考えられる。また、本構成により、トナーへの効率的な熱移動、すなわち省エネルギ化と、高速化と、低熱膨張とが達成される。
【００３９】
高熱伝導弾性層６２２ｂの熱伝導率λ１は、低熱伝導弾性層６２２ａの熱伝導率λ２よりも高ければよい（λ１＞λ２）が、例えば、低熱伝導弾性層６２２ａの熱伝導率λ２の１．０倍より大きく６倍以下の範囲が好ましく、１．５倍以上２．５倍以下の範囲がより好ましい。高熱伝導弾性層６２２ｂの熱伝導率λ１が低熱伝導弾性層６２２ａの熱伝導率λ２の１．０倍以下の場合、表面の軸方向温度差を低下させる効果が達成できず、６倍を超えると、ウォームアップタイムが長くなる場合がある。
【００４０】
高熱伝導弾性層６２２ｂの熱伝導率λ１は、例えば、０．１５以上３．０以下の範囲であることが好ましく、０．１５以上２．０以下の範囲であることが好ましい。高熱伝導弾性層６２２ｂの熱伝導率λ１が０．１５未満であると、表面の軸方向温度差を低下させる効果が小さくなり、３．０を超えると、ウォームアップタイムが長くなる場合がある。
【００４１】
低熱伝導弾性層６２２ａの熱伝導率λ２は、例えば、０．５以下であることが好ましく、０．２以下であることがより好ましい。
【００４２】
低熱伝導弾性層６２２ａの膜厚は、高熱伝導弾性層６２２ｂの膜厚よりも厚ければよい。
【００４３】
低熱伝導弾性層６２２ａの膜厚は、例えば、２００μｍ以上５ｍｍ以下の範囲であることが好ましく、４５０μｍ以上２ｍｍ以下の範囲であることがより好ましい。低熱伝導弾性層６２２ａの膜厚が２００μｍ未満であると、十分な断熱性が得られない場合があり、５ｍｍを超えると、熱膨張が大きくなりすぎる場合がある。
【００４４】
高熱伝導弾性層６２２ｂの膜厚は、例えば、１０μｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲であることが好ましく、１０μｍ以上２．５ｍｍ以下の範囲であることがより好ましい。高熱伝導弾性層６２２ｂの膜厚が１０μｍ未満であると、表面の軸方向温度差を低下させる効果が得られなくなる場合があり、５．０ｍｍを超えると、低熱膨張効果が低下する場合がある。
【００４５】
低熱伝導弾性層６２２ａに含まれる低熱伝導体６２４としては、熱伝導率の低い材料であればよく、特に制限はないが、例えば、中空ガラスフィラー、中空樹脂フィラー、中空セラミックスフィラー等の球状等の中空状粒子等が挙げられる。これらのうち、熱伝導率が低く、熱膨張率が低い等の点から、中空ガラスフィラーが好ましい。中空ガラスフィラーは内部が空洞であるため熱伝導および熱膨張しにくく、中空ガラスフィラーを低熱伝導弾性層６２２ａに含有させることにより、低熱伝導弾性層６２２ａが低熱伝導化され、熱膨張しにくくなる。
【００４６】
中空ガラスフィラー等の中空状粒子の平均粒子径は、例えば、１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲であることが好ましく、３０μｍ以上４５μｍ以下の範囲であることがより好ましい。中空状粒子の平均粒子径が１０μｍ未満であると、熱伝導率低下の効果が得られない場合があり、１００μｍを超えると、中空ガラスフィラーの破壊が発生する場合がある。なお、ここでいう平均粒子径とは、レーザ光回折法による粒度分布測定装置における累積重量平均値（Ｄ５０）である。
【００４７】
中空ガラスフィラー等の中空状粒子の真密度は、例えば、０．１ｇ／ｃｍ３以上１．１ｇ／ｃｍ３以下の範囲であることが好ましく、０．２５ｇ／ｃｍ３以上０．５ｇ／ｃｍ３以下の範囲であることがより好ましく、０．３ｇ／ｃｍ３以上０．５ｇ／ｃｍ３以下の範囲であることがさらに好ましい。中空状粒子の真密度が０．１ｇ／ｃｍ３未満であると、破壊される可能性があり、１．１ｇ／ｃｍ３を超えると、断熱性が低下し、低熱伝導弾性層６２２ａの熱伝導率が高くなる場合がある。中空状粒子の真密度は、例えば気体密度置換法で測定する。
【００４８】
中空ガラスフィラー等の中空状粒子の含有量は、例えば、低熱伝導弾性層６２２ａに対して２０ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下の範囲であることが好ましく、３０ｖｏｌ％以上４５ｖｏｌ％以下の範囲であることがより好ましい。中空状粒子の含有量が２０ｖｏｌ％未満であると、低熱伝導性が得られなくなる場合があり、６０ｖｏｌ％を超えると、成型のときの流動性が悪くなる場合がある。
【００４９】
低熱伝導弾性層６２２ａおよび高熱伝導弾性層６２２ｂを構成する弾性材料としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素化シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられ、耐熱性、硬度等の点からシリコーンゴムが好ましい。低熱伝導弾性層６２２ａおよび高熱伝導弾性層６２２ｂを構成する弾性材料は、同じものを用いてもよいし、異なるものを用いてもよい。
【００５０】
基材６２１としては、例えば、中実の円柱状等の金属部材等が挙げられる。金属部材を構成する金属としては、鉄、アルミ製等が挙げられる。
【００５１】
離型層６２３を構成する材料としては、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（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂等が挙げられる。
【００５２】
離型層６２３の膜厚は、例えば、５μｍ以上３００μｍ以下の範囲である。
【００５３】
加圧ロール６２の製造方法としては、例えば、ＰＦＡチューブ（離型層６２３になる）の内周面に接着用プライマーを塗布したフッ素樹脂チューブと中実の円柱状芯金（基材６２１になる）とを成形金型内にセットし、フッ素樹脂チューブと中実の円柱状芯金との間に中空ガラスフィラーを含む付加型シリコーンゴム材料、および付加型シリコーンゴム材料をそれぞれ注入後、加熱処理（例えば１００℃以上２００℃以下、０．５時間以上４時間以下）によりシリコーンゴムを加硫、発泡させて低熱伝導弾性層６２２ａおよび高熱伝導弾性層６２２ｂを形成する方法が挙げられる。
【００５４】
なお、本実施形態に係る定着装置６０では、加熱用の定着ベルトと、加圧部材として上記本実施形態に係る加圧ロールを適用した、いわゆるベルト・ロール方式の定着装置について説明したが、これに限られず、加熱用の定着ロールと、加圧部材として上記本実施形態に係る加圧ロールを適用した、いわゆるロール・ロール方式の定着装置であってもよい。
【００５５】
［画像形成装置］
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、トナー像を前記記録媒体に定着させる、上記定着装置と、を備える。
【００５６】
図３に、本実施形態に係る上記加圧部材および上記定着装置が適用される画像形成装置の一例の概略構成を示す。ここでは、一般にタンデム型と呼ぶ中間転写方式の画像形成装置を例に挙げて説明する。
【００５７】
図３は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。図３の画像形成装置１００は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成され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（一次転写）させる一次転写部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（二次転写）させる二次転写部２０と、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置６０とを備える。この定着装置６０が上記定着装置である。また、画像形成装置１００は、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を備える。
【００５８】
画像形成装置１００の各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、表面に形成されるトナー像を保持する像保持体の一例として、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１を備える。
【００５９】
感光体ドラム１１の周囲には、像保持体の表面を帯電させる帯電手段の一例として、感光体ドラム１１を帯電させる帯電器１２が設けられ、帯電手段により帯電した像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段の一例として、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）が設けられている。また、感光体ドラム１１の周囲には、潜像形成手段により像保持体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段の一例として、各色成分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可視像化する現像器１４が設けられ、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６が設ける。
【００６０】
さらに、感光体ドラム１１の周囲には、感光体ドラム１１上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１７が設けられ、帯電器１２、レーザ露光器１３、現像器１４、一次転写ロール１６およびドラムクリーナ１７の電子写真用デバイスが感光体ドラム１１の回転方向に沿って順次配設される。これらの画像形成ユニット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）、ブラック（Ｋ）の順に、略直線状に配置される。
【００６１】
中間転写体である中間転写ベルト１５は、ポリイミドまたはポリアミド等の樹脂をベース層としてカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の加圧ベルトで構成される。そして、その体積抵抗率は、例えば１０６Ωｃｍ以上１０１４Ωｃｍ以下となるように形成されており、その厚みは、例えば０．１ｍｍ程度に構成される。
【００６２】
中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図３に示すＢ方向に予め定めた速度で循環駆動（回転）されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ（図示せず）により駆動されて中間転写ベルト１５を回転させる駆動ロール３１、各感光体ドラム１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２、中間転写ベルト１５に対して予め定めた張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を抑制する補正ロールとして機能するテンションロール３３、二次転写部２０に設けられるバックアップロール２５、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール３４を有する。
【００６３】
一次転写部１０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る一次転写ロール１６で構成されている。一次転写ロール１６は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは、例えば、鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層は、例えば、カーボンブラック等の導電剤を配合したニトリルゴム（ＮＢＲ）とスチレンゴム（ＳＢＲ）とエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）とのブレンドゴムで形成され、例えば、体積抵抗率が１０７．５Ωｃｍ以上１０８．５Ωｃｍ以下のスポンジ状の円筒ロールである。
【００６４】
一次転写ロール１６は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に圧接配置され、さらに一次転写ロール１６にはトナーの帯電極性（例えばマイナス極性とする。以下同様。）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
【００６５】
二次転写部２０は、バックアップロール２５と、現像手段により形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段の一例としての、中間転写ベルト１５のトナー像保持面側に配置される二次転写ロール２２と、を備えて構成される。
【００６６】
バックアップロール２５は、例えば、表面がカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲのブレンドゴムのチューブ、内部はＥＰＤＭゴムで構成される。そして、その表面抵抗率が、例えば、１０７Ω／□以上１０１０Ω／□以下となるように形成され、硬度は、例えば、７０°（アスカーＣ：高分子計器社製、以下同様。）に設定される。このバックアップロール２５は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写ロール２２の対向電極を構成し、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール２６が接触配置されている。
【００６７】
二次転写ロール２２は、例えば、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは、例えば、鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層は、例えば、カーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、例えば、体積抵抗率が１０７．５Ωｃｍ以上１０８．５Ωｃｍ以下のスポンジ状の円筒ロールである。
【００６８】
二次転写ロール２２は、中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５に圧接配置され、さらに二次転写ロール２２は接地されてバックアップロール２５との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部２０に搬送される用紙Ｐ上にトナー像を二次転写する。
【００６９】
中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉等を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が接離自在に設けられる。
【００７０】
イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側には、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となる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が配設される。また、黒の画像形成ユニット１Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配設される。この基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは画像形成を開始するように構成される。
【００７１】
本実施形態の画像形成装置１００では、用紙Ｐを搬送する搬送手段として、用紙Ｐを収容する用紙収容部５０、この用紙収容部５０に集積された用紙Ｐを予め定めたタイミングで取り出して搬送する給紙ロール５１、給紙ロール５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを二次転写部２０へと送り込む搬送ガイド５３、二次転写ロール２２により二次転写された後に搬送される用紙Ｐを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５、用紙Ｐを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６を備える。
【００７２】
次に、本実施形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。
【００７３】
図３に示す画像形成装置１００では、図示しない画像読取装置や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置により所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって作像作業が実行される。
【００７４】
画像処理装置１００では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。
【００７５】
レーザ露光器１３では、入力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では、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によって、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナー像として現像される。
【００７６】
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、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが接触する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部１０において、一次転写ロール１６により中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性（例えばマイナス極性）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像を中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。
【００７７】
トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１５は移動してトナー像が二次転写部２０に搬送される。トナー像が二次転写部２０に搬送されると、搬送手段では、トナー像が二次転写部２０に搬送されるタイミングに合わせて給紙ロール５１が回転し、用紙収容部５０から予め定めたサイズの用紙Ｐが供給される。給紙ロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、搬送ガイド５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、用紙Ｐは一旦停止され、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レジストロール（図示せず）が回転することで、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。
【００７８】
二次転写部２０では、中間転写ベルト１５を介して、二次転写ロール２２がバックアップロール２５に加圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール２６からトナーの帯電極性（例えばマイナス極性）と同極性の電圧（二次転写バイアス）が印加されると、二次転写ロール２２とバックアップロール２５との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１５上に保持された未定着トナー像は、二次転写ロール２２とバックアップロール２５とによって加圧される二次転写部２０において、用紙Ｐ上に一括して静電転写される。
【００７９】
その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へと搬送される。搬送ベルト５５では、定着装置６０における最適な搬送速度に合わせて、用紙Ｐを定着装置６０まで搬送する。定着装置６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置６０によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙収容部（不図示）に搬送される。
【００８０】
一方、用紙Ｐへの転写が終了した後、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１５の回転に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール３４および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。
【００８１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定的に解釈されるものではなく、種々の変形、変更、改良が可能であり、本発明の要件を満足する範囲内で実現可能であることは言うまでもない。
【実施例】
【００８２】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００８３】
＜実施例１＞
離型層となる導電性ＰＦＡチューブ（厚さ５０μｍ）の内周面に接着用プライマー（信越シリコーン製、Ｘ３３−５１８）を塗布したフッ素樹脂チューブと基材として中実の円柱状芯金（ＳＵＳ製、φ１８ｍｍ、４００ｍｍ）とを成形金型内にセットし、フッ素樹脂チューブと中実の円柱状芯金との間に中空ガラスフィラー（ポッターズバロティーニ社製「Ｓｐｈｅｒｉｃｅｌ」３４Ｐ３０、真密度＝０．３４ｇ／ｃｍ３、平均粒子径＝３０μｍ）４５体積分率を含む付加型シリコーンゴム材料（信越シリコーン製、ＫＥ−７６５）を注入後、加熱処理（一次焼成：１５０℃１時間、二次焼成：２００℃４時間）によりシリコーンゴムを加硫させて、基材の外周に第１弾性層（低熱伝導弾性層）、第２弾性層（高熱伝導弾性層）、離型層をこの順序になるように形成し、加圧ロールを得た。弾性層の幅は３５０ｍｍ、第１弾性層（低熱伝導弾性層）の厚みは４ｍｍ、第２弾性層（高熱伝導弾性層）の厚みは１ｍｍ（弾性層の合計厚みは５ｍｍ）、加圧ロール径は、２８．１ｍｍとした。第１弾性層および第２弾性層の膜厚は、切断面を顕微鏡観察することで測定した。
【００８４】
＜実施例２＞
中空ガラスフィラーとして、ポッターズバロティーニ社製「Ｓｐｈｅｒｉｃｅｌ」２５Ｐ４５（真密度＝０．２５ｇ／ｃｍ３、平均粒子径＝４５μｍ）を用いて第１弾性層（低熱伝導弾性層）を形成した以外は実施例１と同様にして、加圧ロールを得た。
【００８５】
＜比較例１＞
中空ガラスフィラーとして、ポッターズバロティーニ社製「Ｓｐｈｅｒｉｃｅｌ」６０Ｐ１８（真密度＝０．６０ｇ／ｃｍ３、平均粒子径＝１８μｍ）を用いて第１弾性層を形成した以外は実施例１と同様にして、加圧ロールを得た。
【００８６】
＜比較例２＞
第２弾性層（高熱伝導弾性層）を形成せずに、第１弾性層（低熱伝導弾性層）の厚みを５ｍｍとした以外は実施例１と同様にして、加圧ロールを得た。
【００８７】
＜比較例３＞
第２弾性層（高熱伝導弾性層）の厚みを２．５ｍｍとし、第１弾性層（低熱伝導弾性層）の厚みを２．５ｍｍとした以外は実施例１と同様にして、加圧ロールを得た。
【００８８】
＜比較例４＞
中空ガラスフィラー（「Ｓｐｈｅｒｉｃｅｌ」３４Ｐ３０）１５体積分率を含む付加型シリコーンゴム材料（信越シリコーン製、ＫＥ−７６５）を用いて第１弾性層を形成した以外は実施例１と同様にして、加圧ロールを得た。
【００８９】
＜比較例５＞
中空ガラスフィラーを用いずに第１弾性層を形成した以外は実施例１と同様にして、加圧ロールを得た。
【００９０】
＜比較例６＞
中空ガラスフィラーとして、ポッターズバロティーニ社製「Ｓｐｈｅｒｉｃｅｌ」１１０Ｐ８（真密度＝１．１ｇ／ｃｍ３、平均粒子径＝８μｍ）を用いて第１弾性層を形成した以外は実施例１と同様にして、加圧ロールを得た。
【００９１】
［評価］
（熱伝導率）
熱伝導率測定装置（京都電子製、ＱＴＭ−５００型）を用い、加圧ロールの第１弾性層および第２弾性層の熱伝導率λ１，λ２をそれぞれ測定した。
【００９２】
（熱膨張率）
レーザ外径測定により加圧ロールの外径Ｒ１を室温（２２℃）で測定した。次に、加圧ロールを３０ｒｐｍで回転させながら、ロールの表面温度をハロゲンランプで１５０℃まで昇温させた場合の加圧ロールの外径Ｒ２を測定した。下記式により、膨張率（％）を求めた。熱膨張率は、１．３％以下を合格基準とした。
膨張率（％）＝（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１
【００９３】
（回復時間）
表面到達温度１５０℃の加熱ベルト（ポリイミド樹脂製）に加圧ロールを接触させた後に加熱ベルトの表面温度が１５０℃まで回復するまでの時間（ｓｅｃ）を測定した。回復時間は、６ｓｅｃ以下を合格基準とした。
【００９４】
（軸方向温度差）
電磁誘導加熱方式の定着ベルトを採用する画像形成装置（富士ゼロックス社製、ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ  Ｃ６２０改造ベンチ）に加圧ロールを装着し、Ａ４用紙を１０００枚連続通紙した時点での加圧ロールの通紙部および非通紙部の軸方向温度差を測定した。以下の基準で評価した。
○：通紙部と非通紙部の軸方向温度差が１００℃未満
×：通紙部と非通紙部の軸方向温度差が１００℃以上
【００９５】
【表１】
2016166914.tif 000003
【００９６】
このように、実施例の加圧ロールは、比較例２の中空ガラスビーズを含有する弾性層１層を有する場合に比較して、軸方向の表面の温度差が小さかった。
【符号の説明】
【００９７】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ  画像形成ユニット、１０  一次転写部、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  一次転写ロール、１７  ドラムクリーナ、２０  二次転写部、２２  二次転写ロール、２５  バックアップロール、２６  給電ロール、３１  駆動ロール、３２  支持ロール、３３  テンションロール、３４  クリーニングバックアップロール、３５  中間転写ベルトクリーナ、４０  制御部、４２  基準センサ（ホームポジションセンサ）、４３  画像濃度センサ、５０  用紙収容部、５１  給紙ロール、５２  搬送ロール、５３  搬送ガイド、５５  搬送ベルト、５６  定着入口ガイド、６０  定着装置、６１  定着ベルト、６２  加圧ロール、６３  ベルトガイド部材、６４  押圧パッド、６５  ホルダ、６７  潤滑剤塗布部材、６８  摺動シート、７０  剥離補助部材、７１  剥離バッフル、７２  バッフルホルダ、８５  磁場発生ユニット、１００  画像形成装置、６２１  基材、６２２  弾性層、６２２ａ  低熱伝導弾性層、６２２ｂ  高熱伝導弾性層、６２３  離型層、６２４  低熱伝導体、８５１  励磁コイル、８５２  コイル支持部材、８５３  励磁回路。
【図１】
2016166914.tif 000004
【図２】
2016166914.tif 000005
【図３】
2016166914.tif 000006