定着装置および画像形成装置
【課題】 ベルト状部材を用いた定着用回転体を備え、高速で可視画像を形成しても十分なニップ幅が得られ、しかも、記録材に対する良好な分離性能が発揮される定着装置および画像形成装置の提供。
【解決手段】 定着ニップ部において記録材を挟圧搬送するための、記録材における未定着トナー像が形成された一面に接する第１の定着用回転体と、この第１の定着用回転体に圧接されるよう設けられた第２の定着用回転体とを具え、第１の定着用回転体は、無端状のベルト状部材と、これを加熱するためのベルト加熱用ローラと、前記ベルト状部材を第２の定着用回転体に圧接する、少なくとも弾性体層を有するニップ形成用ローラとを具え、ニップ形成用ローラの弾性体層を構成する材料が、連泡率が５０％以上の連泡タイプスポンジゴムであり、その要復元時間が０．０１５ｓｅｃ以下のものであることを特徴とする。
【解決手段】 定着ニップ部において記録材を挟圧搬送するための、記録材における未定着トナー像が形成された一面に接する第１の定着用回転体と、この第１の定着用回転体に圧接されるよう設けられた第２の定着用回転体とを具え、第１の定着用回転体は、無端状のベルト状部材と、これを加熱するためのベルト加熱用ローラと、前記ベルト状部材を第２の定着用回転体に圧接する、少なくとも弾性体層を有するニップ形成用ローラとを具え、ニップ形成用ローラの弾性体層を構成する材料が、連泡率が５０％以上の連泡タイプスポンジゴムであり、その要復元時間が０．０１５ｓｅｃ以下のものであることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式による定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式による画像形成装置においては、紙などの記録材の一面に形成されたトナー像を当該記録材に熱定着させるために、当該記録材の一面に接する、加熱用ローラ、ニップ形成用ローラおよびこれらの加熱用ローラ、ニップ形成用ローラに張架された無端状のベルト状部材を有する第１の定着用回転体と、この第１の定着用回転体のニップ形成用ローラにベルト状部材を介して圧接されて設けられた第２の定着用回転体とを具え、第１の定着用回転体および第２の定着用回転体の圧接部によって形成される定着ニップ部に記録材が挟圧されながら搬送されて当該記録材に形成された未定着トナー像が加熱により定着されるベルト定着方式の定着装置が広く用いられている。
【０００３】
このようなベルト定着方式の定着装置において、例えば高速で画像形成を行うためには、定着ニップ部における記録材の搬送方向の長さ（以下、「ニップ幅」ともいう。）が大きいものであることが必要とされ、この要請に応じるために、例えばニップ形成用ローラの外径を大きいものとすることや、ニップ形成用ローラの弾性体層の厚みを大きいものとすることや、または当該弾性体層の硬度を低いものとすることなどが提案されている。
【０００４】
また、ベルト定着方式の定着装置においては、ベルト状部材からニップ形成用ローラへの熱拡散の抑止も要請されており、このために、弾性体層を構成する材料として独立発泡タイプのスポンジゴムを用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
しかしながら、このように弾性体層を構成する材料として独立発泡タイプのスポンジゴムを用いると、当該独立発泡タイプのスポンジゴムは内部に多くの気泡が存在するために熱伝導率が小さいものとなり、ベルト状部材からニップ形成用ローラへの熱拡散が抑止されて定着温度を確実に確保することができるが、所望のニップ幅を得るためにニップ形成用ローラの弾性体層の厚みを大きいものとすると、またはその硬度を低いものとすると、その圧縮永久歪が低下することによってニップ形成ローラの耐久性が低下してしまう。また、所望のニップ幅を得るためにニップ形成用ローラの外径を大きいものとすると、必然的に定着ニップ部の出口における曲率半径が大きいものとなるために定着装置からの記録材の分離性能が十分に発揮されずに巻き付き現象などが発生してしまう、という問題がある。
【特許文献１】特開２００４−１３９０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、ベルト状部材を用いた定着用回転体を備えた定着装置であって、高速で可視画像を形成する場合にも、十分なニップ幅が得られて確実にトナーの記録材に対する定着が実行され、しかも、記録材に対する良好な分離性能が発揮され、その結果、画像欠陥のない良好な可視画像が得られる定着装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記の定着装置を具えた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】
【０００７】
本発明の定着装置は、定着ニップ部において記録材を挟圧しながら搬送して当該記録材上に形成された未定着トナー像を加熱により定着するための、記録材における未定着トナー像が形成された一面に接する第１の定着用回転体と、この第１の定着用回転体に圧接されて定着ニップ部が形成されるよう設けられた、当該記録材の他面に接する第２の定着用回転体とを具える定着装置であって、
前記第１の定着用回転体は、無端走行路に沿って走行する無端状のベルト状部材と、このベルト状部材を加熱するためのベルト加熱用ローラと、前記ベルト状部材を第２の定着用回転体に圧接することにより定着ニップ部を形成する、少なくとも弾性体層を有するニップ形成用ローラとを具え、
ニップ形成用ローラの弾性体層を構成する材料が、連泡率が５０％以上の連泡タイプスポンジゴムであり、当該連泡タイプスポンジゴムは、その要復元時間が０．０１５ｓｅｃ以下のものであることを特徴とする。
【０００８】
本発明の定着装置においては、ニップ形成用ローラの弾性体層を構成する連泡タイプスポンジゴムが、その熱伝導率が０．０８〜０．１５ｍＷ／ｓの範囲のものであることが好ましい。
【０００９】
本発明の画像形成装置は、上記の定着装置を具えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の定着装置によれば、第１の定着用回転体のニップ形成用ローラが特定の連泡タイプスポンジゴムよりなる弾性体層を含有しているために、この連泡タイプスポンジゴムの特性により、高速で可視画像を定着する場合も、十分なニップ幅が得られて確実にトナーの記録材に対する定着が実行され、しかも、定着ニップ部において圧縮変形される弾性体層について要回復時間が小さく、小さい時間で当該弾性体層の大きさが圧縮状態から基準状態まで回復するので、定着ニップ部の出口における曲率半径が確実に小さいものとなって記録材に対する良好な分離性能が発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の定着装置が搭載された画像形成装置の構成の一例を示す説明図である。
この画像形成装置は、回転される像担持体１０と、各々、この像担持体１０の回転方向に対してこの順に並ぶよう像担持体１０の外周面に沿って配設された、像担持体１０の表面を帯電させる帯電装置１１、像担持体１０の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光装置１２、トナーを含む現像剤を用いて静電潜像を顕在化させることによりトナー像を形成する現像器１３、像担持体１０上のトナー像を転写領域において記録材Ｐ上に転写する転写手段１４、像担持体１０に密着した状態にある記録材Ｐを分離させる分離装置１５、および転写領域を通過した像担持体１０上に残留する未転写トナーを除去するゴムブレード１８Ａよりなるクリーニング装置１８とを具えている。そして、２０は、転写領域より搬送される記録材Ｐ上の未定着トナー像を定着させて画像を形成する定着装置である。
【００１２】
像担持体１０は、ドラム状の金属基体と、この金属基体の外周面に形成された有機光導電性化合物よりなる感光層とにより構成されており、図１において紙面に対して垂直な方向に伸びる状態で配設されている。感光層を構成する樹脂としては、例えばポリカーボネートなどを例示することができる。
この像担持体１０が回転されるときの線速度は、例えば２００〜５００ｍｍ／ｓｅｃの範囲に設定されている。
【００１３】
帯電装置１１は、例えば制御グリッドと帯電極とを有するスコロトロン帯電器よりなり、露光装置１２は、例えばレーザ照射装置よりなる。
【００１４】
現像器１３は、例えばマグネットを内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブ１３１および像担持体１０とこの現像スリーブ１３１との間にバイアス電圧を印加する電圧印加装置（図示せず）が設けられてなるものである。
【００１５】
転写手段１４は、適正な大きさに制御された転写電圧が印加されて転写電界が形成され、この転写電界が作用されることにより、像担持体１０上に形成されたトナー像を転写領域において記録材Ｐに転写させる構成のものであり、具体的には、例えば、像担持体１０の軸方向に伸びるよう配設された矩形枠状の外匣１４Ｂ内に、金属ワイヤよりなる放電ワイヤ１４Ａが像担持体１０の軸方向に伸びるよう当該像担持体１０と対向して設けられてなる放電機構により構成することができる。
【００１６】
分離装置１５は、像担持体１０に密着した状態にある記録材Ｐの電荷を除去することによりこの記録材Ｐを像担持体１０から分離させるものであり、例えばコロトロン帯電器よりなるものが用いられる。
【００１７】
クリーニング装置１８のゴムブレード１８Ａは、例えば、ポリウレタンゴムなどの弾性体よりなり、その基端部分が支持部材（図示せず）によって支持されると共に、先端部分が像担持体１０の表面に当接されるよう設けられており、ゴムブレード１８Ａの基端側から伸びる方向は、当接箇所における像担持体１０の回転による移動方向と反対方向である、いわゆるカウンター方向とされている。
【００１８】
定着装置２０は、図２に示すように、ニップ形成用ローラ２３、ベルト加熱用ローラ２１およびこれらニップ形成用ローラ２３、ベルト加熱用ローラ２１に懸架されたベルト状部材２７よりなる定着ベルト回転体２２とにより構成され、転写材Ｐの未定着トナー像が形成された一面（図２においては、例えば転写材Ｐの上面）に接するよう配置された第１の定着用回転体と、ベルト状部材２７を介してニップ形成用ローラ２３に圧接されるよう設けられた第２の定着用回転体である加圧ローラ２５とを備えており、このニップ形成用ローラ２３と加圧ローラ２５との圧接部により、定着ニップ部Ｎが形成されている。図２において、２９は非接触型の温度検知手段である。
【００１９】
定着ベルト回転体２２のベルト加熱用ローラ２１は、例えばハロゲンランプなどのヒータランプよりなる加熱源ＨＬａが内部に配置された円筒状の芯金２１ａよりなるハードローラである。
【００２０】
ここで、加熱源ＨＬａは、芯金２１ａの内部において、ベルト加熱用ローラ２１の長さ方向に伸びるよう配置されており、直接の加熱対象であるベルト加熱用ローラ２１の外周面の温度が設定温度域に維持されるよう、温度検知手段２９によって検知されるベルト状部材２７の表面温度に基づき、図示しない制御手段により、例えば点灯状態がオン−オフ制御される。
【００２１】
芯金２１ａを構成する材料としては特に限定されるものではないが、アルミニウム、鉄、銅などの金属またはそれらの合金を挙げることができる。
【００２２】
定着ベルト回転体２２のニップ形成用ローラ２３は、例えば、金属よりなる芯金２３ａと、この芯金２３ａの外周面に形成された、後述する材料よりなる弾性体層２３ｂとにより構成されている。
芯金２３ａを構成する材料としては特に限定されるものではないが、例えば鉄、アルミニウム、銅などの金属あるいはこれらの合金を挙げることができる。
【００２３】
ニップ形成用ローラ２３の硬度は、高分子計器株式会社製のＡｓｋｅｒ−Ｃ型測定器を用いてその厚み方向に荷重９．８Ｎで測定されるアスカーＣ硬度で例えば２０〜４０°の範囲である。
アスカーＣ硬度が過大なものであると、定着ニップ部Ｎにおいて十分なニップ幅が確保されないことがあり、また、アスカーＣ硬度が過小なものであると、ニップ形成用ローラ２３として十分な耐久性を得ることができないおそれがある。
【００２４】
ベルト状部材２７としては、無端状のベルト基材の表面に弾性体層を介して被覆層が形成されてなるものを好適に用いることができる。
ベルト基材を構成する材料としては、ニッケル、ステンレス鋼などの金属材料、ポリイミドなどの樹脂材料を用いることができる。また、ベルト基材の厚みは、金属材料により形成する場合には、例えば４０〜６０μｍ、樹脂材料により構成する場合には、例えば５０〜９０μｍである。
弾性体層を構成する材料としては、例えばシリコーンゴムなどを用いることができる。また、弾性体層の厚みは、例えば１５０〜３５０μｍである。
被覆層は、トナーが付着するのを防ぐためのトナー離型層としての機能を有する層であって、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＰＦＡ）およびテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体（ＦＥＰ）から選択されるフッ素樹脂よりなり、その厚さが例えば２０〜５０μｍであることが好ましい。
【００２５】
定着ベルト回転体２２の加圧ローラ２５としては、例えば円筒状の芯金２５ａと、当該芯金２５ａの外周面に形成された弾性体層２５ｂと、当該弾性体層２５ｂの表面に形成された被覆層２５ｃとよりなるソフトローラを用いることができる。
【００２６】
弾性体層２５ｂを構成する弾性体材料としては、例えばシリコーンゴム、発泡シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられるが、特にシリコーンゴムを用いることが好ましい。この弾性体層２５ｂの厚みは、例えば０．５〜３ｍｍである。
【００２７】
芯金２５ａを構成する材料としては特に限定されるものではないが、アルミニウム、鉄、銅などの金属またはそれらの合金を挙げることができる。
【００２８】
被覆層２５ｃを構成する材料の具体例としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂を主成分とする樹脂などが挙げられる。
具体的には、被覆層２５ｃは、例えば（１）ディスパージョン状態のフッ素樹脂を塗布焼成することにより、厚さ２０〜５０μｍに形成すること、（２）厚さ２０〜５０μｍに成形されたフッ素樹脂チューブを芯金２５ａに被覆させることによって形成すること、などができる。
【００２９】
加圧ローラ２５の硬度は、高分子計器株式会社製のＡｓｋｅｒ−Ｃ型測定器を用いてその厚み方向に荷重９．８Ｎで測定されるアスカーＣ硬度で例えば４０〜９０°の範囲である。
【００３０】
定着ベルト回転体２２のニップ形成用ローラ２３は、ベルト状部材２７を介して加圧ローラ２５によって例えば２０Ｎ／ｃｍの押圧力で押圧されており、これにより、ベルト状部材２７と加圧ローラ２５との間に定着ニップ部Ｎが形成される。
【００３１】
以上において、定着ベルト回転体２２を押圧するニップ形成用ローラ２３の弾性体層２３ｂを構成する材料としては、連泡タイプスポンジゴムが用いられ、その連泡率は５０％以上とされる。この弾性体層２３ｂの厚みは、例えば、３〜１０ｍｍとされる。
【００３２】
連泡率とは、スポンジゴム中における全ての気泡の体積のうち、スポンジゴムの外界に連通している気泡の割合であり、この連泡率が１００％であるとき、すべての気泡がスポンジゴムの外界に連通していることを表す。この連泡率は、水中にて減圧した後に大気中に戻したときの空隙に対する給水率を測定することによって得ることができる。
【００３３】
また、ニップ形成用ローラ２３の弾性体層２３ｂを構成する連泡タイプスポンジゴムは、要回復時間が０．０１５ｓｅｃ以下のものであることが好ましい。
【００３４】
ここに、連泡タイプスポンジゴムについて「要回復時間」とは、基準状態の連泡タイプスポンジゴムを押圧することによって圧縮状態とし、その後、押圧を解除して圧縮状態から基準状態に回復するまでに要する時間を表し、例えばＪＩＳＫ６２４９におけるタイプＥデュロメータによって測定することができる。すなわち、図３に示されているように、基準状態（図３（ａ）参照）から押圧板３１を下降させて連泡タイプスポンジゴムの試料３２を荷重８００Ｎで押圧して押圧状態とさせ（図３（ｂ）参照）、その後、押圧板３１を解除し（図３（ｃ）参照）、押圧状態から基準状態まで回復する時間をレーザー変位計で測定される。
【００３５】
ニップ形成用ローラ２３の連泡タイプスポンジゴムについて要回復時間が０．０１５ｓｅｃより長いものであると、定着ニップ部Ｎの出口においてニップ形成用ローラ２３の大きさが十分に回復せず、当該定着ニップ部Ｎの出口における曲率半径が大きいものとなって、記録材に対する分離性能が十分に発揮されないことがある。
【００３６】
さらに、ニップ形成用ローラ２３の弾性体層２３ｂを構成する連泡タイプスポンジゴムは、熱伝導率が０．０８〜０．１５ｍＷ／ｓのものであることが好ましい。
【００３７】
ニップ形成用ローラ２３の連泡タイプスポンジゴムについて、熱伝導率が０．１５ｍＷ／ｓ以下であることによって、ベルト状部材２７からのニップ形成用ローラ２３への熱拡散が抑制され、定着ニップ部Ｎにおいて十分な定着温度を得ることができる。
【００３８】
以上の画像形成装置において現像に用いられるトナーは、例えば、重合性単量体を水系媒体中で重合させて得られる、いわゆる重合トナーとすることができるが、トナーとしては重合トナーであることに限定されるものではなく、例えば粉砕法などによって製造されたものであってもよい。
【００３９】
現像剤としては、例えば、以上のトナーと、スチレン−メタクリレート共重合体で被覆した、平均粒径が６５μｍであるフェライトキャリアを、トナーが５０ｇ、キャリアが９５０ｇとなる割合で混合することにより製造されたものを用いることができる。
【００４０】
以上の画像形成装置においては、次のようにして画像形成動作が行われる。
先ず、予め帯電装置１１により所定の極性（例えば負極性）に帯電された像担持体１０上に、露光装置１２によって露光された照射個所（露光領域）の電位が低下されることにより静電潜像が形成される。その後、現像器１３によって像担持体１０の表面電位と同じ極性（例えば負極性）に帯電されたトナーが像担持体１０の静電潜像に付着して反転現像が行われ、これにより、像担持体１０上にトナー像が形成される。
【００４１】
次いで、転写領域に像担持体１０上に形成されたトナー像と同期して搬送された記録材Ｐ上に、転写手段１４により像担持体１０上のトナー像が転写された後、分離装置１５により像担持体１０と密着した状態にある記録材Ｐが分離される。
【００４２】
そして、トナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置２０に向かって搬送され、定着ベルト回転体２２のニップ形成用ローラ２３の弾性体層２３ｂが基準状態から圧縮状態に押圧されて形成された定着ニップ部Ｎの入口から当該定着ニップ部Ｎに進入し、第１の定着用回転体である定着ベルト回転体２２と第２の定着用回転体である加圧ローラ２５とにより記録材Ｐが挟圧されながら搬送されると、この定着ニップ部Ｎにおいて、加熱源ＨＬａによって加熱された定着用回転体の熱が記録材Ｐに付与され、記録材Ｐ上の未定着トナー像が熱定着される。
【００４３】
このような状態においてこの記録材Ｐが定着ニップ部Ｎの出口から排出されるが、定着ニップ部Ｎにおける出口においては、定着ベルト回転体２２のニップ形成用ローラ２３の弾性体層２３ｂを構成する連泡タイプスポンジゴムの特性によって小さい時間で弾性体層２３ｂの大きさが圧縮状態から基準状態まで回復し、曲率半径が小さいものとされて当該記録材Ｐが定着ベルト回転体２２から分離され、記録材Ｐに原稿の画像に対応した可視画像が形成される。
【００４４】
一方、転写領域を通過して像担持体１０上に残留する未転写トナーはクリーニング装置１８のゴムブレード１８Ａによって除去される。
【００４５】
このような定着装置２０によれば、ニップ形成用ローラ２３の弾性体層２３ｂが特定の連泡タイプスポンジゴムよりなり、この連泡タイプスポンジゴムの特性により、高速で可視画像を定着する場合も、連泡タイプスポンジゴムの圧縮変形により十分なニップ幅が得られて確実にトナーの記録材Ｐに対する定着が実行される。
しかも、定着ニップ部Ｎにおいて圧縮変形される弾性体層２３ｂについて要回復時間が小さく、小さい時間で当該弾性体層２３ｂの大きさが圧縮状態から基準状態まで回復するので、定着ニップ部Ｎの出口における曲率半径が小さいものとなって記録材Ｐに対する良好な分離性能が発揮される。
【００４６】
また、この画像形成装置によれば、上記の定着装置を具えているために、記録材Ｐに対する良好な分離性能が発揮される。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
【実施例】
【００４８】
以下に、本発明の効果を確認するために行った実施例について説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００４９】
＜実施例１＞
図１に示される構成に従って画像形成装置を製造した。具体的な構成は以下に示すとおりである。
【００５０】
（１）像担持体としては、フタロシアニン顔料をポリカーボネートに分散させたものからなる厚みが２５μｍの感光層が、外径が１００ｍｍ、軸方向長さが３３２ｍｍ、肉厚が１ｍｍであるであるアルミニウム製のドラム状金属基体の外周面にて形成されてなる、負帯電特性を有する有機感光体よりなるものを用い、この像担持体が回転されるときの線速度の大きさを２００ｍｍ／ｓｅｃに設定した。
【００５１】
（２）帯電装置としては、正放電特性を有するスコロトロン帯電器よりなるものを用いた。
（３）露光装置としては、表面標準出力が３００μＷである半導体レーザ照射装置よりなるものを用いた。
（４）現像器としては、２成分現像方式のものを用いた。
（５）現像剤としては、重量平均粒径が６．５μｍである重合トナーが、４質量％の濃度で含有されたものを用いた。
【００５２】
（６）転写手段としては、コロナ放電器よりなるものを用い、供給する転写電流の大きさを２０μＡに設定した。
（７）分離装置としては負帯電特性を有するコロトロン帯電器よりなるものを用いた。
【００５３】
（８）クリーニング装置としては、ウレタンゴムよりなり、ＪＩＳ Ａ硬度が６５°、２５℃で測定された反発弾性係数が５０％の板状のゴムブレードからなるものを用い、このゴムブレードの像担持体に対する押圧力を２９４ｍＮ／ｃｍ、像担持体に対する実効当接角を２０°に設定した。
【００５４】
（９）定着装置としては、図２に示された、ベルト状部材、ベルト加熱用ローラおよびニップ形成用ローラよりなる定着ベルト回転体と、加圧ローラとにより構成されるベルト定着方式のものを用いた。詳細は以下の通りである。
【００５５】
〔９−１〕ベルト状部材としては、厚み８０μｍのポリイミドよりなるベルト基材上に、厚みが３００μｍのシリコーンゴムよりなる弾性体層が形成され、この弾性体層上に厚み３０μｍの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（ＰＦＡ）チューブよりなる被覆層が形成された、その全長が２４０ｍｍであるものを用いた。
〔９−２〕ベルト加熱用ローラとしては、外径が４０ｍｍのアルミニウムよりなる厚み５ｍｍのハードローラを用いた。
〔９−３〕ニップ形成用ローラとしては、外径が４０ｍｍであり、厚み５ｍｍのアルミニウム芯金の外周面上に、連泡率が５０％、熱伝導率が０．１０ｍＷ／ｓである連泡タイプスポンジゴムよりなる厚み１０ｍｍの弾性体層が形成されたものであり、アスカーＣ硬度が２５°であり、要復元時間が０．０１ｓｅｃであるものを用いた。
〔９−４〕加圧ローラとしては、外径が１８ｍｍであり、厚み５ｍｍのアルミニウム芯金の外周面上に、発泡シリコーンゴムよりなる厚み３ｍｍの弾性体層が形成され、この弾性体層の外周面上に、厚み３０μｍの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（ＰＦＡ）チューブよりなる被覆層が形成されたものであり、ニップ形成用ローラに対して８００Ｎの圧接力で圧接され、アスカーＣ硬度が３５°であるものを用いた。
【００５６】
このような構成の画像形成装置において、非露光領域における像担持体の表面電位を−５０Ｖ、露光領域における像担持体の表面電位を０Ｖに設定し、常温常湿（温度２０℃、湿度５０％）環境下において、定着装置の搬送速度２００ｍｍ／ｓｅｃに設定すると共に定着温度を１４０℃、１５０℃、１６０℃、１７０℃および１８０℃のそれぞれに設定し、記録材としてＡ４サイズの普通紙を用いて５種類の定着温度について各々１０００枚にわたる実写テストを行い、記録材の分離性能を評価した。結果を表１に示す。
【００５７】
〔記録材の分離性能〕
得られた可視画像について１０００枚のすべてについて加熱ローラに巻き付く現象が発生しなかった場合を「○」、１枚以上発生した場合を「×」として評価した。
【００５８】
＜実施例２＞
ニップ形成用ローラのアスカーＣ硬度が３５°であり、要復元時間が０．００９ｓｅｃであることの他は実施例１と同様の画像形成装置を用いて実施例１と同様にして実写テストを行い、記録材の分離性能を評価した。結果を表１に示す。
＜比較例１＞
ニップ形成用ローラの弾性体層がシリコーンゴムであるソリッドゴムよりなり、ニップ形成用ローラのアスカーＣ硬度が２５°であり、要復元時間が０．０１６ｓｅｃであることの他は実施例１と同様の画像形成装置を用いて実施例１と同様にして実写テストを行い、記録材の分離性能を評価した。結果を表１に示す。
【００５９】
＜比較例２＞
ニップ形成用ローラの弾性体層が独立発泡スポンジゴムよりなり、ニップ形成用ローラのアスカーＣ硬度が２５°であり、要復元時間が０．０２３ｓｅｃであることの他は実施例１と同様の画像形成装置を用いて実施例１と同様にして実写テストを行い、記録材の分離性能を評価した。結果を表１に示す。
【００６０】
＜比較例３＞
ニップ形成用ローラの弾性体層が独立発泡スポンジゴムよりなり、ニップ形成用ローラのアスカーＣ硬度が３５°であり、要復元時間が０．０２ｓｅｃであることの他は実施例１と同様の画像形成装置を用いて実施例１と同様にして実写テストを行い、記録材の分離性能を評価した。結果を表１に示す。
【００６１】
＜実施例３〜４、比較例４〜６＞
像担持体が回転されるときの線速度の大きさを４００ｍｍ／ｓｅｃに設定すると共に定着装置の搬送速度を４００ｍｍ／ｓｅｃに設定したことの他はそれぞれ実施例１〜２、比較例１〜３と同様の画像形成装置を用いて実施例１と同様にして実写テストを行い、記録材の分離性能を評価した。結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】
以上においては、実施例１〜４に係る画像形成装置においては、いずれの定着温度においても記録材について良好な分離性能が発揮されることが確認された。これは、ニップ形成用ローラの弾性体層を構成する材料として特定の連泡率および要復元時間を有する連泡タイプスポンジゴムを用いたために、定着ニップ部において圧接されていても、当該定着ニップ部の出口においては弾性体層の大きさが復元し、曲率半径が小さいものとなったからであると推察される。
一方、比較例１〜６に係る画像形成装置においては、定着温度が１５０℃、１６０℃、１７０℃の場合に記録材が定着ベルト回転体のベルト状部材に巻き付く現象が多数枚にわたって発生した。ここに、定着温度が１４０°、１８０℃である場合には、トナーに含有されたワックスの成分の作用が大きく発揮され、記録材について良好な分離性能が発揮されたものと推察される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の定着装置が搭載された画像形成装置の構成の一例を示す説明図である。
【図２】図１の画像形成装置における定着装置を拡大して示す説明図である。
【図３】要復元時間を測定する方法を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 像担持体
１１ 帯電装置
１２ 露光装置
１３ 現像器
１３１ 現像スリーブ
１４ 転写手段
１４Ａ 放電ワイヤ
１４Ｂ 外匣
１５ 分離装置
１８ クリーニング装置
１８Ａ ゴムブレード
２０ 定着装置
２１ ベルト加熱用ローラ
２１ａ 芯金
２２ 定着ベルト回転体
２３ ニップ形成用ローラ
２３ａ 芯金
２３ｂ 弾性体層
２５ 加圧ローラ
２５ａ 芯金
２５ｂ 弾性体層
２５ｃ 被覆層
２７ ベルト状部材
２９ 温度検知手段
３１ 押圧板
３２ 試料
Ｎ 定着ニップ部
Ｐ 記録材
ＨＬａ 加熱源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式による定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式による画像形成装置においては、紙などの記録材の一面に形成されたトナー像を当該記録材に熱定着させるために、当該記録材の一面に接する、加熱用ローラ、ニップ形成用ローラおよびこれらの加熱用ローラ、ニップ形成用ローラに張架された無端状のベルト状部材を有する第１の定着用回転体と、この第１の定着用回転体のニップ形成用ローラにベルト状部材を介して圧接されて設けられた第２の定着用回転体とを具え、第１の定着用回転体および第２の定着用回転体の圧接部によって形成される定着ニップ部に記録材が挟圧されながら搬送されて当該記録材に形成された未定着トナー像が加熱により定着されるベルト定着方式の定着装置が広く用いられている。
【０００３】
このようなベルト定着方式の定着装置において、例えば高速で画像形成を行うためには、定着ニップ部における記録材の搬送方向の長さ（以下、「ニップ幅」ともいう。）が大きいものであることが必要とされ、この要請に応じるために、例えばニップ形成用ローラの外径を大きいものとすることや、ニップ形成用ローラの弾性体層の厚みを大きいものとすることや、または当該弾性体層の硬度を低いものとすることなどが提案されている。
【０００４】
また、ベルト定着方式の定着装置においては、ベルト状部材からニップ形成用ローラへの熱拡散の抑止も要請されており、このために、弾性体層を構成する材料として独立発泡タイプのスポンジゴムを用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
しかしながら、このように弾性体層を構成する材料として独立発泡タイプのスポンジゴムを用いると、当該独立発泡タイプのスポンジゴムは内部に多くの気泡が存在するために熱伝導率が小さいものとなり、ベルト状部材からニップ形成用ローラへの熱拡散が抑止されて定着温度を確実に確保することができるが、所望のニップ幅を得るためにニップ形成用ローラの弾性体層の厚みを大きいものとすると、またはその硬度を低いものとすると、その圧縮永久歪が低下することによってニップ形成ローラの耐久性が低下してしまう。また、所望のニップ幅を得るためにニップ形成用ローラの外径を大きいものとすると、必然的に定着ニップ部の出口における曲率半径が大きいものとなるために定着装置からの記録材の分離性能が十分に発揮されずに巻き付き現象などが発生してしまう、という問題がある。
【特許文献１】特開２００４−１３９０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、ベルト状部材を用いた定着用回転体を備えた定着装置であって、高速で可視画像を形成する場合にも、十分なニップ幅が得られて確実にトナーの記録材に対する定着が実行され、しかも、記録材に対する良好な分離性能が発揮され、その結果、画像欠陥のない良好な可視画像が得られる定着装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記の定着装置を具えた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】
【０００７】
本発明の定着装置は、定着ニップ部において記録材を挟圧しながら搬送して当該記録材上に形成された未定着トナー像を加熱により定着するための、記録材における未定着トナー像が形成された一面に接する第１の定着用回転体と、この第１の定着用回転体に圧接されて定着ニップ部が形成されるよう設けられた、当該記録材の他面に接する第２の定着用回転体とを具える定着装置であって、
前記第１の定着用回転体は、無端走行路に沿って走行する無端状のベルト状部材と、このベルト状部材を加熱するためのベルト加熱用ローラと、前記ベルト状部材を第２の定着用回転体に圧接することにより定着ニップ部を形成する、少なくとも弾性体層を有するニップ形成用ローラとを具え、
ニップ形成用ローラの弾性体層を構成する材料が、連泡率が５０％以上の連泡タイプスポンジゴムであり、当該連泡タイプスポンジゴムは、その要復元時間が０．０１５ｓｅｃ以下のものであることを特徴とする。
【０００８】
本発明の定着装置においては、ニップ形成用ローラの弾性体層を構成する連泡タイプスポンジゴムが、その熱伝導率が０．０８〜０．１５ｍＷ／ｓの範囲のものであることが好ましい。
【０００９】
本発明の画像形成装置は、上記の定着装置を具えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の定着装置によれば、第１の定着用回転体のニップ形成用ローラが特定の連泡タイプスポンジゴムよりなる弾性体層を含有しているために、この連泡タイプスポンジゴムの特性により、高速で可視画像を定着する場合も、十分なニップ幅が得られて確実にトナーの記録材に対する定着が実行され、しかも、定着ニップ部において圧縮変形される弾性体層について要回復時間が小さく、小さい時間で当該弾性体層の大きさが圧縮状態から基準状態まで回復するので、定着ニップ部の出口における曲率半径が確実に小さいものとなって記録材に対する良好な分離性能が発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の定着装置が搭載された画像形成装置の構成の一例を示す説明図である。
この画像形成装置は、回転される像担持体１０と、各々、この像担持体１０の回転方向に対してこの順に並ぶよう像担持体１０の外周面に沿って配設された、像担持体１０の表面を帯電させる帯電装置１１、像担持体１０の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光装置１２、トナーを含む現像剤を用いて静電潜像を顕在化させることによりトナー像を形成する現像器１３、像担持体１０上のトナー像を転写領域において記録材Ｐ上に転写する転写手段１４、像担持体１０に密着した状態にある記録材Ｐを分離させる分離装置１５、および転写領域を通過した像担持体１０上に残留する未転写トナーを除去するゴムブレード１８Ａよりなるクリーニング装置１８とを具えている。そして、２０は、転写領域より搬送される記録材Ｐ上の未定着トナー像を定着させて画像を形成する定着装置である。
【００１２】
像担持体１０は、ドラム状の金属基体と、この金属基体の外周面に形成された有機光導電性化合物よりなる感光層とにより構成されており、図１において紙面に対して垂直な方向に伸びる状態で配設されている。感光層を構成する樹脂としては、例えばポリカーボネートなどを例示することができる。
この像担持体１０が回転されるときの線速度は、例えば２００〜５００ｍｍ／ｓｅｃの範囲に設定されている。
【００１３】
帯電装置１１は、例えば制御グリッドと帯電極とを有するスコロトロン帯電器よりなり、露光装置１２は、例えばレーザ照射装置よりなる。
【００１４】
現像器１３は、例えばマグネットを内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブ１３１および像担持体１０とこの現像スリーブ１３１との間にバイアス電圧を印加する電圧印加装置（図示せず）が設けられてなるものである。
【００１５】
転写手段１４は、適正な大きさに制御された転写電圧が印加されて転写電界が形成され、この転写電界が作用されることにより、像担持体１０上に形成されたトナー像を転写領域において記録材Ｐに転写させる構成のものであり、具体的には、例えば、像担持体１０の軸方向に伸びるよう配設された矩形枠状の外匣１４Ｂ内に、金属ワイヤよりなる放電ワイヤ１４Ａが像担持体１０の軸方向に伸びるよう当該像担持体１０と対向して設けられてなる放電機構により構成することができる。
【００１６】
分離装置１５は、像担持体１０に密着した状態にある記録材Ｐの電荷を除去することによりこの記録材Ｐを像担持体１０から分離させるものであり、例えばコロトロン帯電器よりなるものが用いられる。
【００１７】
クリーニング装置１８のゴムブレード１８Ａは、例えば、ポリウレタンゴムなどの弾性体よりなり、その基端部分が支持部材（図示せず）によって支持されると共に、先端部分が像担持体１０の表面に当接されるよう設けられており、ゴムブレード１８Ａの基端側から伸びる方向は、当接箇所における像担持体１０の回転による移動方向と反対方向である、いわゆるカウンター方向とされている。
【００１８】
定着装置２０は、図２に示すように、ニップ形成用ローラ２３、ベルト加熱用ローラ２１およびこれらニップ形成用ローラ２３、ベルト加熱用ローラ２１に懸架されたベルト状部材２７よりなる定着ベルト回転体２２とにより構成され、転写材Ｐの未定着トナー像が形成された一面（図２においては、例えば転写材Ｐの上面）に接するよう配置された第１の定着用回転体と、ベルト状部材２７を介してニップ形成用ローラ２３に圧接されるよう設けられた第２の定着用回転体である加圧ローラ２５とを備えており、このニップ形成用ローラ２３と加圧ローラ２５との圧接部により、定着ニップ部Ｎが形成されている。図２において、２９は非接触型の温度検知手段である。
【００１９】
定着ベルト回転体２２のベルト加熱用ローラ２１は、例えばハロゲンランプなどのヒータランプよりなる加熱源ＨＬａが内部に配置された円筒状の芯金２１ａよりなるハードローラである。
【００２０】
ここで、加熱源ＨＬａは、芯金２１ａの内部において、ベルト加熱用ローラ２１の長さ方向に伸びるよう配置されており、直接の加熱対象であるベルト加熱用ローラ２１の外周面の温度が設定温度域に維持されるよう、温度検知手段２９によって検知されるベルト状部材２７の表面温度に基づき、図示しない制御手段により、例えば点灯状態がオン−オフ制御される。
【００２１】
芯金２１ａを構成する材料としては特に限定されるものではないが、アルミニウム、鉄、銅などの金属またはそれらの合金を挙げることができる。
【００２２】
定着ベルト回転体２２のニップ形成用ローラ２３は、例えば、金属よりなる芯金２３ａと、この芯金２３ａの外周面に形成された、後述する材料よりなる弾性体層２３ｂとにより構成されている。
芯金２３ａを構成する材料としては特に限定されるものではないが、例えば鉄、アルミニウム、銅などの金属あるいはこれらの合金を挙げることができる。
【００２３】
ニップ形成用ローラ２３の硬度は、高分子計器株式会社製のＡｓｋｅｒ−Ｃ型測定器を用いてその厚み方向に荷重９．８Ｎで測定されるアスカーＣ硬度で例えば２０〜４０°の範囲である。
アスカーＣ硬度が過大なものであると、定着ニップ部Ｎにおいて十分なニップ幅が確保されないことがあり、また、アスカーＣ硬度が過小なものであると、ニップ形成用ローラ２３として十分な耐久性を得ることができないおそれがある。
【００２４】
ベルト状部材２７としては、無端状のベルト基材の表面に弾性体層を介して被覆層が形成されてなるものを好適に用いることができる。
ベルト基材を構成する材料としては、ニッケル、ステンレス鋼などの金属材料、ポリイミドなどの樹脂材料を用いることができる。また、ベルト基材の厚みは、金属材料により形成する場合には、例えば４０〜６０μｍ、樹脂材料により構成する場合には、例えば５０〜９０μｍである。
弾性体層を構成する材料としては、例えばシリコーンゴムなどを用いることができる。また、弾性体層の厚みは、例えば１５０〜３５０μｍである。
被覆層は、トナーが付着するのを防ぐためのトナー離型層としての機能を有する層であって、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＰＦＡ）およびテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体（ＦＥＰ）から選択されるフッ素樹脂よりなり、その厚さが例えば２０〜５０μｍであることが好ましい。
【００２５】
定着ベルト回転体２２の加圧ローラ２５としては、例えば円筒状の芯金２５ａと、当該芯金２５ａの外周面に形成された弾性体層２５ｂと、当該弾性体層２５ｂの表面に形成された被覆層２５ｃとよりなるソフトローラを用いることができる。
【００２６】
弾性体層２５ｂを構成する弾性体材料としては、例えばシリコーンゴム、発泡シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられるが、特にシリコーンゴムを用いることが好ましい。この弾性体層２５ｂの厚みは、例えば０．５〜３ｍｍである。
【００２７】
芯金２５ａを構成する材料としては特に限定されるものではないが、アルミニウム、鉄、銅などの金属またはそれらの合金を挙げることができる。
【００２８】
被覆層２５ｃを構成する材料の具体例としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂を主成分とする樹脂などが挙げられる。
具体的には、被覆層２５ｃは、例えば（１）ディスパージョン状態のフッ素樹脂を塗布焼成することにより、厚さ２０〜５０μｍに形成すること、（２）厚さ２０〜５０μｍに成形されたフッ素樹脂チューブを芯金２５ａに被覆させることによって形成すること、などができる。
【００２９】
加圧ローラ２５の硬度は、高分子計器株式会社製のＡｓｋｅｒ−Ｃ型測定器を用いてその厚み方向に荷重９．８Ｎで測定されるアスカーＣ硬度で例えば４０〜９０°の範囲である。
【００３０】
定着ベルト回転体２２のニップ形成用ローラ２３は、ベルト状部材２７を介して加圧ローラ２５によって例えば２０Ｎ／ｃｍの押圧力で押圧されており、これにより、ベルト状部材２７と加圧ローラ２５との間に定着ニップ部Ｎが形成される。
【００３１】
以上において、定着ベルト回転体２２を押圧するニップ形成用ローラ２３の弾性体層２３ｂを構成する材料としては、連泡タイプスポンジゴムが用いられ、その連泡率は５０％以上とされる。この弾性体層２３ｂの厚みは、例えば、３〜１０ｍｍとされる。
【００３２】
連泡率とは、スポンジゴム中における全ての気泡の体積のうち、スポンジゴムの外界に連通している気泡の割合であり、この連泡率が１００％であるとき、すべての気泡がスポンジゴムの外界に連通していることを表す。この連泡率は、水中にて減圧した後に大気中に戻したときの空隙に対する給水率を測定することによって得ることができる。
【００３３】
また、ニップ形成用ローラ２３の弾性体層２３ｂを構成する連泡タイプスポンジゴムは、要回復時間が０．０１５ｓｅｃ以下のものであることが好ましい。
【００３４】
ここに、連泡タイプスポンジゴムについて「要回復時間」とは、基準状態の連泡タイプスポンジゴムを押圧することによって圧縮状態とし、その後、押圧を解除して圧縮状態から基準状態に回復するまでに要する時間を表し、例えばＪＩＳＫ６２４９におけるタイプＥデュロメータによって測定することができる。すなわち、図３に示されているように、基準状態（図３（ａ）参照）から押圧板３１を下降させて連泡タイプスポンジゴムの試料３２を荷重８００Ｎで押圧して押圧状態とさせ（図３（ｂ）参照）、その後、押圧板３１を解除し（図３（ｃ）参照）、押圧状態から基準状態まで回復する時間をレーザー変位計で測定される。
【００３５】
ニップ形成用ローラ２３の連泡タイプスポンジゴムについて要回復時間が０．０１５ｓｅｃより長いものであると、定着ニップ部Ｎの出口においてニップ形成用ローラ２３の大きさが十分に回復せず、当該定着ニップ部Ｎの出口における曲率半径が大きいものとなって、記録材に対する分離性能が十分に発揮されないことがある。
【００３６】
さらに、ニップ形成用ローラ２３の弾性体層２３ｂを構成する連泡タイプスポンジゴムは、熱伝導率が０．０８〜０．１５ｍＷ／ｓのものであることが好ましい。
【００３７】
ニップ形成用ローラ２３の連泡タイプスポンジゴムについて、熱伝導率が０．１５ｍＷ／ｓ以下であることによって、ベルト状部材２７からのニップ形成用ローラ２３への熱拡散が抑制され、定着ニップ部Ｎにおいて十分な定着温度を得ることができる。
【００３８】
以上の画像形成装置において現像に用いられるトナーは、例えば、重合性単量体を水系媒体中で重合させて得られる、いわゆる重合トナーとすることができるが、トナーとしては重合トナーであることに限定されるものではなく、例えば粉砕法などによって製造されたものであってもよい。
【００３９】
現像剤としては、例えば、以上のトナーと、スチレン−メタクリレート共重合体で被覆した、平均粒径が６５μｍであるフェライトキャリアを、トナーが５０ｇ、キャリアが９５０ｇとなる割合で混合することにより製造されたものを用いることができる。
【００４０】
以上の画像形成装置においては、次のようにして画像形成動作が行われる。
先ず、予め帯電装置１１により所定の極性（例えば負極性）に帯電された像担持体１０上に、露光装置１２によって露光された照射個所（露光領域）の電位が低下されることにより静電潜像が形成される。その後、現像器１３によって像担持体１０の表面電位と同じ極性（例えば負極性）に帯電されたトナーが像担持体１０の静電潜像に付着して反転現像が行われ、これにより、像担持体１０上にトナー像が形成される。
【００４１】
次いで、転写領域に像担持体１０上に形成されたトナー像と同期して搬送された記録材Ｐ上に、転写手段１４により像担持体１０上のトナー像が転写された後、分離装置１５により像担持体１０と密着した状態にある記録材Ｐが分離される。
【００４２】
そして、トナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置２０に向かって搬送され、定着ベルト回転体２２のニップ形成用ローラ２３の弾性体層２３ｂが基準状態から圧縮状態に押圧されて形成された定着ニップ部Ｎの入口から当該定着ニップ部Ｎに進入し、第１の定着用回転体である定着ベルト回転体２２と第２の定着用回転体である加圧ローラ２５とにより記録材Ｐが挟圧されながら搬送されると、この定着ニップ部Ｎにおいて、加熱源ＨＬａによって加熱された定着用回転体の熱が記録材Ｐに付与され、記録材Ｐ上の未定着トナー像が熱定着される。
【００４３】
このような状態においてこの記録材Ｐが定着ニップ部Ｎの出口から排出されるが、定着ニップ部Ｎにおける出口においては、定着ベルト回転体２２のニップ形成用ローラ２３の弾性体層２３ｂを構成する連泡タイプスポンジゴムの特性によって小さい時間で弾性体層２３ｂの大きさが圧縮状態から基準状態まで回復し、曲率半径が小さいものとされて当該記録材Ｐが定着ベルト回転体２２から分離され、記録材Ｐに原稿の画像に対応した可視画像が形成される。
【００４４】
一方、転写領域を通過して像担持体１０上に残留する未転写トナーはクリーニング装置１８のゴムブレード１８Ａによって除去される。
【００４５】
このような定着装置２０によれば、ニップ形成用ローラ２３の弾性体層２３ｂが特定の連泡タイプスポンジゴムよりなり、この連泡タイプスポンジゴムの特性により、高速で可視画像を定着する場合も、連泡タイプスポンジゴムの圧縮変形により十分なニップ幅が得られて確実にトナーの記録材Ｐに対する定着が実行される。
しかも、定着ニップ部Ｎにおいて圧縮変形される弾性体層２３ｂについて要回復時間が小さく、小さい時間で当該弾性体層２３ｂの大きさが圧縮状態から基準状態まで回復するので、定着ニップ部Ｎの出口における曲率半径が小さいものとなって記録材Ｐに対する良好な分離性能が発揮される。
【００４６】
また、この画像形成装置によれば、上記の定着装置を具えているために、記録材Ｐに対する良好な分離性能が発揮される。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
【実施例】
【００４８】
以下に、本発明の効果を確認するために行った実施例について説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００４９】
＜実施例１＞
図１に示される構成に従って画像形成装置を製造した。具体的な構成は以下に示すとおりである。
【００５０】
（１）像担持体としては、フタロシアニン顔料をポリカーボネートに分散させたものからなる厚みが２５μｍの感光層が、外径が１００ｍｍ、軸方向長さが３３２ｍｍ、肉厚が１ｍｍであるであるアルミニウム製のドラム状金属基体の外周面にて形成されてなる、負帯電特性を有する有機感光体よりなるものを用い、この像担持体が回転されるときの線速度の大きさを２００ｍｍ／ｓｅｃに設定した。
【００５１】
（２）帯電装置としては、正放電特性を有するスコロトロン帯電器よりなるものを用いた。
（３）露光装置としては、表面標準出力が３００μＷである半導体レーザ照射装置よりなるものを用いた。
（４）現像器としては、２成分現像方式のものを用いた。
（５）現像剤としては、重量平均粒径が６．５μｍである重合トナーが、４質量％の濃度で含有されたものを用いた。
【００５２】
（６）転写手段としては、コロナ放電器よりなるものを用い、供給する転写電流の大きさを２０μＡに設定した。
（７）分離装置としては負帯電特性を有するコロトロン帯電器よりなるものを用いた。
【００５３】
（８）クリーニング装置としては、ウレタンゴムよりなり、ＪＩＳ Ａ硬度が６５°、２５℃で測定された反発弾性係数が５０％の板状のゴムブレードからなるものを用い、このゴムブレードの像担持体に対する押圧力を２９４ｍＮ／ｃｍ、像担持体に対する実効当接角を２０°に設定した。
【００５４】
（９）定着装置としては、図２に示された、ベルト状部材、ベルト加熱用ローラおよびニップ形成用ローラよりなる定着ベルト回転体と、加圧ローラとにより構成されるベルト定着方式のものを用いた。詳細は以下の通りである。
【００５５】
〔９−１〕ベルト状部材としては、厚み８０μｍのポリイミドよりなるベルト基材上に、厚みが３００μｍのシリコーンゴムよりなる弾性体層が形成され、この弾性体層上に厚み３０μｍの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（ＰＦＡ）チューブよりなる被覆層が形成された、その全長が２４０ｍｍであるものを用いた。
〔９−２〕ベルト加熱用ローラとしては、外径が４０ｍｍのアルミニウムよりなる厚み５ｍｍのハードローラを用いた。
〔９−３〕ニップ形成用ローラとしては、外径が４０ｍｍであり、厚み５ｍｍのアルミニウム芯金の外周面上に、連泡率が５０％、熱伝導率が０．１０ｍＷ／ｓである連泡タイプスポンジゴムよりなる厚み１０ｍｍの弾性体層が形成されたものであり、アスカーＣ硬度が２５°であり、要復元時間が０．０１ｓｅｃであるものを用いた。
〔９−４〕加圧ローラとしては、外径が１８ｍｍであり、厚み５ｍｍのアルミニウム芯金の外周面上に、発泡シリコーンゴムよりなる厚み３ｍｍの弾性体層が形成され、この弾性体層の外周面上に、厚み３０μｍの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（ＰＦＡ）チューブよりなる被覆層が形成されたものであり、ニップ形成用ローラに対して８００Ｎの圧接力で圧接され、アスカーＣ硬度が３５°であるものを用いた。
【００５６】
このような構成の画像形成装置において、非露光領域における像担持体の表面電位を−５０Ｖ、露光領域における像担持体の表面電位を０Ｖに設定し、常温常湿（温度２０℃、湿度５０％）環境下において、定着装置の搬送速度２００ｍｍ／ｓｅｃに設定すると共に定着温度を１４０℃、１５０℃、１６０℃、１７０℃および１８０℃のそれぞれに設定し、記録材としてＡ４サイズの普通紙を用いて５種類の定着温度について各々１０００枚にわたる実写テストを行い、記録材の分離性能を評価した。結果を表１に示す。
【００５７】
〔記録材の分離性能〕
得られた可視画像について１０００枚のすべてについて加熱ローラに巻き付く現象が発生しなかった場合を「○」、１枚以上発生した場合を「×」として評価した。
【００５８】
＜実施例２＞
ニップ形成用ローラのアスカーＣ硬度が３５°であり、要復元時間が０．００９ｓｅｃであることの他は実施例１と同様の画像形成装置を用いて実施例１と同様にして実写テストを行い、記録材の分離性能を評価した。結果を表１に示す。
＜比較例１＞
ニップ形成用ローラの弾性体層がシリコーンゴムであるソリッドゴムよりなり、ニップ形成用ローラのアスカーＣ硬度が２５°であり、要復元時間が０．０１６ｓｅｃであることの他は実施例１と同様の画像形成装置を用いて実施例１と同様にして実写テストを行い、記録材の分離性能を評価した。結果を表１に示す。
【００５９】
＜比較例２＞
ニップ形成用ローラの弾性体層が独立発泡スポンジゴムよりなり、ニップ形成用ローラのアスカーＣ硬度が２５°であり、要復元時間が０．０２３ｓｅｃであることの他は実施例１と同様の画像形成装置を用いて実施例１と同様にして実写テストを行い、記録材の分離性能を評価した。結果を表１に示す。
【００６０】
＜比較例３＞
ニップ形成用ローラの弾性体層が独立発泡スポンジゴムよりなり、ニップ形成用ローラのアスカーＣ硬度が３５°であり、要復元時間が０．０２ｓｅｃであることの他は実施例１と同様の画像形成装置を用いて実施例１と同様にして実写テストを行い、記録材の分離性能を評価した。結果を表１に示す。
【００６１】
＜実施例３〜４、比較例４〜６＞
像担持体が回転されるときの線速度の大きさを４００ｍｍ／ｓｅｃに設定すると共に定着装置の搬送速度を４００ｍｍ／ｓｅｃに設定したことの他はそれぞれ実施例１〜２、比較例１〜３と同様の画像形成装置を用いて実施例１と同様にして実写テストを行い、記録材の分離性能を評価した。結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】
以上においては、実施例１〜４に係る画像形成装置においては、いずれの定着温度においても記録材について良好な分離性能が発揮されることが確認された。これは、ニップ形成用ローラの弾性体層を構成する材料として特定の連泡率および要復元時間を有する連泡タイプスポンジゴムを用いたために、定着ニップ部において圧接されていても、当該定着ニップ部の出口においては弾性体層の大きさが復元し、曲率半径が小さいものとなったからであると推察される。
一方、比較例１〜６に係る画像形成装置においては、定着温度が１５０℃、１６０℃、１７０℃の場合に記録材が定着ベルト回転体のベルト状部材に巻き付く現象が多数枚にわたって発生した。ここに、定着温度が１４０°、１８０℃である場合には、トナーに含有されたワックスの成分の作用が大きく発揮され、記録材について良好な分離性能が発揮されたものと推察される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の定着装置が搭載された画像形成装置の構成の一例を示す説明図である。
【図２】図１の画像形成装置における定着装置を拡大して示す説明図である。
【図３】要復元時間を測定する方法を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 像担持体
１１ 帯電装置
１２ 露光装置
１３ 現像器
１３１ 現像スリーブ
１４ 転写手段
１４Ａ 放電ワイヤ
１４Ｂ 外匣
１５ 分離装置
１８ クリーニング装置
１８Ａ ゴムブレード
２０ 定着装置
２１ ベルト加熱用ローラ
２１ａ 芯金
２２ 定着ベルト回転体
２３ ニップ形成用ローラ
２３ａ 芯金
２３ｂ 弾性体層
２５ 加圧ローラ
２５ａ 芯金
２５ｂ 弾性体層
２５ｃ 被覆層
２７ ベルト状部材
２９ 温度検知手段
３１ 押圧板
３２ 試料
Ｎ 定着ニップ部
Ｐ 記録材
ＨＬａ 加熱源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ニップ部において記録材を挟圧しながら搬送して当該記録材上に形成された未定着トナー像を加熱により定着するための、記録材における未定着トナー像が形成された一面に接する第１の定着用回転体と、この第１の定着用回転体に圧接されて定着ニップ部が形成されるよう設けられた、当該記録材の他面に接する第２の定着用回転体とを具える定着装置であって、
前記第１の定着用回転体は、無端走行路に沿って走行する無端状のベルト状部材と、このベルト状部材を加熱するためのベルト加熱用ローラと、前記ベルト状部材を第２の定着用回転体に圧接することにより定着ニップ部を形成する、少なくとも弾性体層を有するニップ形成用ローラとを具え、
ニップ形成用ローラの弾性体層を構成する材料が、連泡率が５０％以上の連泡タイプスポンジゴムであり、当該連泡タイプスポンジゴムは、その要復元時間が０．０１５ｓｅｃ以下のものであることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
ニップ形成用ローラの弾性体層を構成する連泡タイプスポンジゴムは、その熱伝導率が０．０８〜０．１５ｍＷ／ｓの範囲のものであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載の定着装置を具えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
定着ニップ部において記録材を挟圧しながら搬送して当該記録材上に形成された未定着トナー像を加熱により定着するための、記録材における未定着トナー像が形成された一面に接する第１の定着用回転体と、この第１の定着用回転体に圧接されて定着ニップ部が形成されるよう設けられた、当該記録材の他面に接する第２の定着用回転体とを具える定着装置であって、
前記第１の定着用回転体は、無端走行路に沿って走行する無端状のベルト状部材と、このベルト状部材を加熱するためのベルト加熱用ローラと、前記ベルト状部材を第２の定着用回転体に圧接することにより定着ニップ部を形成する、少なくとも弾性体層を有するニップ形成用ローラとを具え、
ニップ形成用ローラの弾性体層を構成する材料が、連泡率が５０％以上の連泡タイプスポンジゴムであり、当該連泡タイプスポンジゴムは、その要復元時間が０．０１５ｓｅｃ以下のものであることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
ニップ形成用ローラの弾性体層を構成する連泡タイプスポンジゴムは、その熱伝導率が０．０８〜０．１５ｍＷ／ｓの範囲のものであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載の定着装置を具えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−２１５０７０（Ｐ２００６−２１５０７０Ａ）
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４８８０（Ｐ２００５−２４８８０）
【出願日】平成１７年２月１日（２００５．２．１）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１日（２００５．２．１）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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