画像加熱装置
【課題】耐久を通じ固定加圧部材において低い摩擦係数と高い離型性を維持することができ、通紙に伴う搬送性の劣化を抑制できる画像加熱装置を提供することにある。
【解決手段】定着パッドとして、凹凸付与加工により表面に凹凸構造が付与された基材と、前記基材の前記凹凸構造の少なくとも凹部に充填される離型層と、を有する。
【解決手段】定着パッドとして、凹凸付与加工により表面に凹凸構造が付与された基材と、前記基材の前記凹凸構造の少なくとも凹部に充填される離型層と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やＬＢＰ等、電子写真方式・静電記録方式等の作像プロセスを採用した画像形成装置に使用される画像加熱装置に関する。
【０００２】
画像加熱装置としては、記録材上に形成した未定着トナー画像を固着画像として加熱定着する定着装置や、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を増大させる光沢度増大装置等を挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
電子写真方式の複写機やプリンタに搭載する定着装置として、定着ローラと、定着ローラをその外部から加熱する加熱手段と、定着ローラと接してニップ部を形成する加圧ローラと、を有するものがある。この画像加熱装置は、ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ記録材上の未定着トナー像を定着ローラの熱によって記録材上に加熱定着する。加熱手段としてセラミックヒータを用いて定着ローラの外周面（表面）を加熱するタイプの定着装置、加熱手段としてハロゲンヒータを内蔵した小径の加熱ローラを用いて定着ローラの外周面（表面）を加熱するタイプの定着装置が、それぞれ提案されている。
【０００４】
これらの定着装置は、セラミックヒータや、ハロゲンヒータを内蔵した小径の加熱ローラなどにより、外部から定着ローラ表面を加熱するため、定着ローラ表面を急激に昇温させることが可能となる。そのため、複写機やプリンタの立ち上げの際に、定着ローラを室温からトナーの定着温度（目標温度）まで温めるためのウォームアップ 時間を短くできるという利点がある。
【０００５】
定着ローラ表面を定着ローラ外部から加熱する定着装置では、定着ローラの回転中心軸の周囲に、熱伝導率の低いシリコーンゴムや発泡シリコーンゴムを用いて断熱弾性層を形成する。そして、熱伝導率の高いシリコーンゴムや金属を用いた熱伝導層、更にフッ素樹脂からなる離型層を順に形成している。
【０００６】
上記定着装置においては、定着ローラが弾性を有するため、記録材上で加熱され軟らかくなったトナーを定着ローラにより包み込むことができ、定着ムラのない高画質な画像を形成することができる。また、定着ローラ表面を加熱する方式のため、定着ローラ表面下に断熱弾性層を有していても、定着ローラ表面を急激に昇温させることが可能となる。
【０００７】
これらの定着装置に対し、特許文献１では、回転可能な加圧ローラに替えて熱容量の小さい加圧部材を定位置に固定して用いることで、加圧部材から大気中への放熱等による熱損失を減少させた定着装置が提案されている。これにより、更なるウォームアップ時間の短縮と省エネルギー化を実現させることができる。
【０００８】
この、定着装置は未定着トナー像を担持した記録材を定着ニップ部に通紙し、固定された加圧部材に対して加熱回転体である定着ローラを摺擦しながら回転させる。そして、記録材は加圧部材との摺擦に伴い搬送されることから、記録材を安定して搬送させるために、加圧部材の表面は定着ローラ表面及び記録材との摩擦抵抗を低くすることが望ましいことが判明している。また、加圧部材の表面は記録材や定着ローラに付着したトナーと接触するため、トナーに対する離型性を有することが望ましいことも判明している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２０７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
摩擦抵抗が低くトナー離型性も有するＰＥＥＫやＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素樹脂を含む樹脂材料を加圧部材の表面に離型層として配置すると、記録材の搬送性が安定化し、加圧部材へのトナー付着等も抑制できる。しかし、記録材摺擦搬送の繰り返しにより、記録材に含まれる炭酸カルシウム等で加圧部材表面離型層の樹脂材料が磨耗し、離型層の磨耗剥奪により基材ないし接着層等の露出に伴う摩擦抵抗の増大により、記録材の搬送に支障をきたす問題があった。
【００１１】
本発明は上記従来技術の更なる改善である。そして、その目的は通紙に伴う搬送性の劣化を抑制できる画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】
【００１２】
上記目的を達成するために、この発明に係わる画像加熱装置の代表的な構成は、加熱回転体と、前記加熱回転体に対向配置される固定加圧部材と、を有し、前記加熱回転体と前記固定加圧部材とで形成されるニップ部に画像を担持した記録材を通紙させて前記記録材を加熱する画像加熱装置において、前記固定加圧部材は、凹凸付与加工により表面に凹凸構造が付与された基材と、前記基材の前記凹凸構造の少なくとも凹部に充填される離型層と、を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、磨耗による離型層の削れ或いは剥落による搬送性劣化の抑制が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態である定着装置の搬送方向における断面概略図である。
【図２】第１の実施形態における加熱ニップ部及びその近傍と温度制御系を表す概要図である。
【図３】第１の実施形態である定着装置の長手方向の断面概略図である。
【図４】本実施形態の凹凸構造における作用メカニズムに関し、（ａ）は凹凸構造を備えない比較例としての従来例の図、（ｂ）は凹凸構造を備える本実施形態の図である。
【図５】（ａ）は凹凸構造を備える本実施形態の図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は凹凸構造を備えずに離型層の厚さを変えた比較例の図である。
【図６】本実施形態における磨耗量ｄに関する説明図である。
【図７】第２の実施形態における定着パッドに関し、（ａ）は定着パッドの基材の外観斜視図、（ｂ）は長手方向における断面概略図である。
【図８】第３の実施形態における定着パッドの断面概略図である。
【図９】（ａ）は比較例に関し、離型層の厚さが大き過ぎる場合にニップ形状が実質変化することを示す図、（ｂ）は第３の実施形態に関し、離型層の厚さがゼロでニップ形状が変化しないことを示す図である。
【図１０】定着パッドにおける凹凸構造を２次元的に分散させた場合を示す図である。
【図１１】画像加熱装置としての定着装置を搭載した画像形成装置の構成概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一又は対応する部分には同一の符号を付す。
【００１６】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図１１は、本発明に係る画像加熱装置の実施形態である画像加熱定着装置（定着器）を搭載する画像形成装置の一例の全体構成図である。この画像形成装置は電子写真方式を用いたレーザービームプリンタである。
【００１７】
本実施形態に示すプリンタ１は、プリンタの筐体を構成するプリンタ本体（画像形成装置本体）１ａの外部に設けられたホストコンピュータ等の画像情報提供装置（図示せず）から画像情報を入力する。そしてプリンタ１は、入力した画像情報に応じた画像をシート状の記録材（記録媒体）Ｐに形成して記録するという一連の画像形成プロセスを公知の電子写真方式に則り行う。
【００１８】
プリンタ１は、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体２と、一次帯電機構８と、現像装置３と、を保持するプロセスカートリッジ４を備えている。また、画像情報提供装置から入力した画像情報に応じた露光処理工程により感光体２の外周面に画像情報に応じた静電潜像を形成するレーザスキャナユニット５を備えている。また、記録材Ｐに画像を転写する処理を施す転写体６と、画像転写処理済みの記録材Ｐに加熱及び加圧により定着処理を施す画像加熱装置としての定着装置７を備えている。
【００１９】
カートリッジ４はプリンタ本体１ａに取り外し可能に装着されている。感光体２の修理及び現像装置３への現像剤補給等のメンテナンスが必要であるときには、プリンタ本体１ａに開閉自在に支持されているカバー９を開いた後、カートリッジ４ごと交換することによりメンテナンスの迅速化及び簡易化等が図られている。
【００２０】
一次帯電機構８は、スキャナユニット５による露光処理工程前において商用電源等から規定のバイアスを印加されることにより、回転している感光体２の外周面（表面）を規定電位分布に帯電せしめるようになっている。
【００２１】
スキャナユニット５は、画像情報提供装置からの画像情報の時系列的電気デジタル画素信号に応じて変調されたレーザＬａを出力する。そしてそのレーザＬａにより、カートリッジ４のカートリッジフレーム（図示せず）に設けられた窓４ａを通して、感光体２表面の帯電処理済みの部位が走査及び露光される。これにより画像情報に応じた静電潜像が感光体２表面に形成される。
【００２２】
次に、プリンタ１における一連の画像形成プロセスに関して説明する。プリンタ本体１ａに設けられたスタートボタン等（図示せず）が押されるなどにより、感光体２の回転駆動が開始される。感光体２は矢印Ｋ１の時計方向に規定の周速度にて回転駆動される。これと共に、規定のバイアスが印加されている一次帯電機構８により感光体２表面が規定の電位分布に帯電せしめられる。
【００２３】
次に、画像情報提供装置からの画像情報に応じて感光体２表面の帯電処理済みの部位がスキャナユニット５により走査及び露光される。これにより画像情報に応じた静電潜像が感光体２の前記部位に形成される。その静電潜像が現像装置３の現像剤により現像されて、トナー画像として可視像化される。
【００２４】
一方、所定のタイミングにて駆動された給送ローラ１２により給送カセット１１から記録材Ｐが一枚分離給送される。給送カセット１１には複数枚の記録材Ｐが積載収容されている。給送カセット１１はプリンタ本体１ａに取り外し可能に装着されている。給送カセット１１から給送された記録材Ｐは、レジストローラ対１３により所定の制御タイミングにて感光体２と転写体６との間に形成された転写ニップ部へと給送され、転写ニップ部を挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において感光体２側のトナー画像が転写体６により記録材Ｐ側に順次に転写される。
【００２５】
そして、転写処理済みの記録材Ｐは、定着装置７によりトナー画像の加熱定着処理が施されたのち、プリンタ本体１ａにて回転自在に支持された定着排出部１４を経由してプリンタ排出部１５により機外へと排出される。排出された記録材Ｐは、プリンタ本体１ａの上面に取り付けられたトレイ１６上に積載される。以上により、一連の画像形成プロセスが終了することとなる。
（プロセスカートリッジ）
図１１でカバー９の開閉により、プロセスカートリッジ４のプリンタ本体１ａからの離脱、プリンタ本体１ａへの挿入が行われる。
ここで、プロセスカートリッジとは、プロセス手段としての、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して、装置本体に取り外し可能に装着されるものである。
従って、プロセスカートリッジとは、プロセス手段としての現像手段と、前記電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して、電子写真画像形成装置の本体に取り外し可能に装着されるものも含まれる。
また、プロセスカートリッジとは、プロセス手段としての、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と、前記電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して、前記本体に取り外し可能に装着されるものも含まれる。
尚、電子写真感光体ドラムと現像手段とを一体的に有するプロセスカートリッジを所謂一体型と称する。また、電子写真感光体ドラムと現像手段以外のプロセス手段とを一体的に有するプロセスカートリッジを所謂分離型と称する。即ち、現像手段はプロセスカートリッジとは別の現像ユニットに設けて、この現像ユニットと対になって画像を形成するプロセスカートリッジを所謂分離型と称する。尚、前記プロセス手段は、前記電子写真感光体ドラムに作用するものである。
ここで前記プロセスカートリッジは、使用者自身によって本体に対する着脱を行うことができる。そのため、装置本体のメンテナンスを容易に行うことができる。
プロセスカートリッジ４を有する画像形成部と、以下に示すような下流側に設けられる画像加熱装置としての定着装置７との間には、必要に応じて断熱部材が設けられる。これは特に両者が接近する場合などに有効であるが、プロセスカートリッジ内に収納されている現像剤（トナー）に、定着装置における熱源から発生する熱が伝わらないようにすることができるからである。
【００２６】
（画像加熱装置）
画像加熱装置としての本実施形態に係る定着装置７について、図１乃至図３を用いて説明する。３０は加熱回転体としての定着ローラである。２１は定着ローラ３０をその外部から加熱する加熱手段（加熱源）としてのヒータである。２３は保持部材としてのヒータホルダーである。２４は、加熱回転体である定着ローラ３０に対向配置される固定されたヒータ側加圧部材（バックアップ部材）である。定着ローラ３０とヒータ側加圧部材２４は加熱ニップＮｈを形成する。
【００２７】
一方、定着ローラ３０と固定加圧部材４０は定着ニップＮｔを形成し、トナーＴを用いた未定着トナー画像を担持した記録材Ｐを通紙させることで、固着画像を得る。
【００２８】
なお、これらの部材は何れも長手方向（記録材搬送方向に直交する方向）に細長い部材である。
【００２９】
本実施形態の定着装置７は、定着ローラ３０内部に加熱源を有しておらず、金属製のローラの内部にハロゲンランプ等の加熱源を有する加熱ローラを定着ローラとして用いる熱ローラ方式の定着装置と異なる。そのため、定着ローラ３０の外径を小さくして低熱容量化が可能である。
【００３０】
また、加熱ニップＮｈ部と定着ニップＮｔ部は、定着ローラ３０の表面において異なる位置に形成される。加熱ニップＮｈ部と定着ニップＮｔ部との間の距離は短い方が、空気中への放熱、定着ローラ３０内部への熱の逃げが少なく、より効率的に熱を運搬することができる。このようなことを考慮して、定着ローラ３０の外径を１０〜２０ｍｍの範囲で設定している。また、加圧部材４０の構成が簡単であることから、装置全体の構成を簡略化できて小型化、低熱容量化が可能である。
【００３１】
以上のように、本実施形態の定着装置７は、ウォームアップ時間の短縮と省エネルギー化に適した構成としている。
【００３２】
ａ）定着ローラ３０
定着ローラ３０は、芯金３１の周囲に熱伝導率の低い断熱弾性層３２を有し、その断熱弾性層３２の周囲に少なくとも１層の熱伝導層３３を有する。芯金３１の材料としてはアルミ、鉄、ＳＵＳ（ステンレス）、ＳＵＭ（快削鋼）材等が用いられる。芯金３１はその周囲に設けられた断熱弾性層３２によって定着ローラ３０表面から断熱される為、低熱伝導性、低熱容量であってもその効果は少ない。従って芯金３１の形態は中実であっても中空の筒状であっても良い。
【００３３】
断熱弾性層３２は、例えばシリコーンゴムなどに、マイクロバルーンなどの中空フィラーなどを配合したバルーンゴム層、または、吸水性ポリマーが含有されたシリコーンゴム層、シリコーンゴムを水素発泡させたスポンジゴム層とする。熱伝導性が低ければソリッドゴム層でも良い。
【００３４】
熱伝導層３３は、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴムに高熱伝導フィラーを配合した高熱伝導弾性層などが好適である。蓄熱作用により記録材Ｐへの安定した熱供給が目的である。表面離型層３４は、例えばフッ素樹脂にフィラーを配合した層で、トナー等に対する離型性と記録材Ｐを搬送するのに必要な摩擦力を得ることを両立させていることが求められる。表面離型層３４は高熱伝導弾性層３３を兼ねる構成であっても良い。この定着ローラ３０は芯金３１の長手方向両端部が、定着装置７の装置フレーム（図示せず）に軸受を介して回転自在に保持されている。
【００３５】
ｂ）ヒータ２１
ヒータ２１は、図２に示すように長手方向に細長いヒータ基板２１ａを有する。基板２１ａとして、アルミナや窒化アルミ等の絶縁性のセラミックス基板や、ポリイミド、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂基板が用いられる。基板２１ａの一面には、長手方向に沿って、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の通電発熱抵抗層２１ｂがスクリーン印刷等により線状もしくは細帯状に塗工して形成されている。抵抗層２１ｂの厚さは１０μｍ程度、幅は１〜５ｍｍ程度である。また、抵抗層２１ｂの保護、及び絶縁の確保を目的として、例えばガラス、ポリイミド樹脂などからなる絶縁保護層２１ｃを、抵抗層２１ｂを覆うように基板２１ａの一面に設ける。その保護層２１ｃの厚さは１０μｍから１００μｍ程度とする。
【００３６】
更に、定着ローラ３０の外周面（表面）との摺動性を高め、かつ記録材Ｐ上の未定着トナーなどの付着を防ぐことを目的として、保護層２１ｃを基板２１ａの一面から覆うように設けても良い。例えばフッ素樹脂などの摺動性、離型性が良好な材料からなる摺動層（図示せず）を用いる。或いは、抵抗層２１ｂの上に直接フッ素樹脂などからなる厚さ１０μｍから１００μｍ程度の保護層２１ｃを形成し、その保護層２１ｃで上記摺動層の機能を兼ねる構成としても良い。
【００３７】
ヒータ２１は保護層２１ｃを定着ローラ３０表面と対向させるように基板２１ａがホルダー２３に保持されている。ホルダー２３は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂により形成され、熱伝導率が低いほど定着ローラ３０の加熱に際する熱効率が高くなる。よって樹脂層の中に中空のフィラー、例えばガラスバルーン、シリカバルーン等を内包してあっても良い。
【００３８】
ホルダー２３は長手方向両端部が装置フレームに保持された定着ステー２４と係合する。そして、図３に示すように加圧手段としての加圧バネ２５が定着ステー２４の長手方向両端部を加圧することによって、ホルダー２３は定着ローラ３０側に加圧される。定着ステー２４は長手方向両端に受けた加圧力をホルダー２３の長手方向に対して均一に伝えなければならないため、鉄、ステンレス、ＳＵＭ、ジンコート鋼板等の剛性のある材料を使用し、横断面形状をコの字型等にすることで形状的にも剛性を高めている。これにより、ホルダー２３の撓みを抑えた状態で、ヒータ２１の保護層２１ｃ表面は定着ローラ３０表面に加圧され、その加圧力により定着ローラ３０の弾性層が変形して定着ローラ３０表面に所定幅の加熱ニップＮｈ部が略均一に形成できる。
【００３９】
ここで、ヒータ２１は抵抗層２１ｂを基板２１ａの定着ローラ３０側の面に形成しているが、熱伝導性の良好な窒化アルミ等を基板２１ａの材料として使用する場合には、抵抗層２１ｂを基板２１ａの定着ローラ３０側と反対側の面に形成してもよい。その場合、保護層２１ｃを基板２１ａの定着ローラ３０側と反対側の面に設け、摺動層を基板２１ａの定着ローラ３０側の面に配置する。
【００４０】
また、ヒータ２１の基板２１ａは、定着ローラ３０表面に沿う曲面形状であっても良い。定着ローラ３０表面に沿いやすくなり、より軽い加圧力で、ニップＮｈ部の幅を広く形成することができる。
【００４１】
ｃ）固定加圧部材４０
定着パッドである固定加圧部材４０は、図５（ａ）に示すように固定された加圧部材であり、長手方向に細長い基材４１（表面に凹凸構造４３を付与）と、その基材４１の表面に形成された離型層４２とから形成される。この加圧部材４０は、定着ローラ３０の径方向においてヒータ２１と対向するように配置される。そして基材４１の長手方向両端部が装置フレームに保持されると共に加圧手段としての加圧バネ４４によって定着ローラ３０側に加圧される。その加圧バネ４４（図３）の加圧力により、加圧部材４０は定着ローラ３０表面と接し定着ローラ３０の弾性層が変形して、加圧部材４０と定着ローラ３０表面とで所定幅の定着ニップＮｔ部が形成される。
【００４２】
ｃ−１）離型層４２
離型層４２は、図５（ａ）に示すように凹凸構造４３を内包する厚さＤで、前記基材４１の上方に設けられる。離型層４２の材料は、記録材Ｐの搬送を妨げない低摩擦性と、記録材Ｐから定着ローラ３０表面へ転移したトナーＴ等が付着しない離型性、および表面に凹凸構造４３を付与した基材に対する十分な接着性とを有していることが好ましい。そこで、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）、ＦＥＰ、ＰＦＡやＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＩ（ポリイミド）樹脂等、およびそれらの混合物を使用している。本実施形態ではＰＥＥＫにＰＦＡを添加した樹脂層を離型層として用いた。
【００４３】
定着ニップＮｔ部における離型層４２の占める面積割合は、第２の実施形態で詳述するが、基材表面凹凸構造４３の形成方法／形状によらず、４０％以上であることが好ましい。
【００４４】
ｃ−２）基材４１
基材４１の材料は、記録材Ｐおよび定着ローラ３０との摺擦に対する耐磨耗性に優れているものであり、鉄、ステンレス、ＳＵＭ、ジンコート鋼板等の金属が好ましい。
【００４５】
ｃ−３）凹凸構造４３
凹凸付与加工により基材４１の表面には凹凸構造４３が付与される。即ち基材４１と離型層４２の境界となる基材表面部に、凹凸構造４３が人工的に設けられる。凹凸構造４３はブラスト処理、化学処理、ベルダー加工、グラインダー加工等によって形成するが、凹凸構造付与手段に制限はない。また、凹凸構造４３においては、対象とする記録材等の研磨性に応じて、浸炭処理、窒化処理、焼き入れ処理などの表面強化処理を施しても良い。本実施形態ではジンコート鋼材を用い、表面酸化膜を高温還元した後にブラスト処理による表面に対する凹凸構造付与を行った。
【００４６】
ｄ）加圧バネ２５、４４
前述したように、図３に示す加圧バネ２５は定着ステー２４の長手方向の両端部を加圧することによって、ホルダー２３は定着ローラ３０側に加圧される。
【００４７】
また加圧バネ４４は、加圧部材４０の長手方向の両端付近と中央付近の計３箇所に配置され、加圧部材４０の撓みを抑えた状態で定着ローラ３０に加圧し、これにより定着ニップＮｔ部は所定幅に略均一に形成させることができる。
【００４８】
（定着装置の加熱定着動作）
図１で、定着ローラ３０は、芯金３１端部に設けられた駆動ギア３５（図３）が回転駆動系（図示せず）により駆動されることにより矢印方向に回転される。その状態で図２に示す制御手段としての温度制御部１００が、通電駆動手段としてのトライアック素子１０１をＯＮとする。そして、ＡＣ電源１０２よりヒータ２１の基板２１ａ長手方向端部に設けられた電極部（図示せず）を通じて抵抗層２１ｂへの通電を開始する。抵抗層２１ｂは通電されることで発熱し、その抵抗層２１ｂの発熱に応じてヒータ２１が昇温する。ヒータ２１は、ヒータ２１自体が低熱容量である為、温度立ち上がりが速い。
【００４９】
そのヒータ２１の立ち上がり温度は基板２１ａの他方の面に設けられたサーミスタ等の温度検知手段２２（図２）により検知され、その検知信号を温度制御部１００が取り込む。温度制御部１００は、その検知信号に基づきトライアック素子１０１をＯＮ／ＯＦＦして抵抗層２１ｂへの通電を制御することにより、ヒータ２１を所定の温度（目標温度）に維持する温度制御を行う。そのヒータ２１の熱で回転中の定着ローラ３０表面が加熱されることによって、定着ローラ３０表面は記録材Ｐのトナーを溶融し記録材Ｐ上に定着させる定着可能温度に保たれる。
【００５０】
ヒータ２１の温度制御方式としては、検知信号に応じて、抵抗層２１ｂに印加される電圧のデューティー比や波数等を適切に制御することで、ヒータ２１を所定の温度に温度制御する。ヒータ２１の温度制御を行う他の構成として、定着ローラ３０表面の温度を温度検知手段（図示せず）で検知する。そしてその検知信号に基づき温度制御部１００によりトライアック素子１０１をＯＮ／ＯＦＦして抵抗層２１ｂへの通電を制御することよって、ヒータ２１を所定の温度に維持するようにしてもよい。
【００５１】
上記のように定着ローラ３０表面を定着可能温度とするように、ヒータ２１を温度制御することによって、記録材Ｐの定着性を一定に保つことができるとともに、記録材Ｐに対し熱を与えすぎることによって発生するホットオフセットなどの画像不良も防止できる。
【００５２】
定着ローラ３０表面を定着可能温度に保った状態で、未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｐが固定された加圧部材４０の離型層４２に接しながら定着ニップＮｔ部に導入される。その記録材Ｐは定着ニップＮｔ部において定着ローラ３０表面と離型層４２とにより挟持搬送される。そして、その搬送過程において記録材Ｐ上の未定着トナー像Ｔを定着ローラ３０の熱で記録材Ｐ上に加熱定着して固着画像とする。ここで、加圧部材４０は熱容量が小さいため、定着ローラ３０の熱は記録材Ｐに迅速に伝わり、短い接触時間でも、記録材Ｐ上のトナー画像Ｔを加熱定着することが可能である。
【００５３】
（本実施形態における加圧部材の機能とメカニズム）
画像加熱装置において、加圧部材４０を固定摺動加圧方式とする場合、搬送性とトナー付着等による汚れ及び耐久性が問題となる。要求される機能としては、安定した搬送性の為に定着ニップ（Ｎｔ）部の上流部および下流部におけるトナー付着など汚れ発生を抑制する高い離型性の維持である。
【００５４】
記録材Ｐの搬送性に関わるのは摩擦抵抗であり、ＰＥＥＫや各種フッ素系樹脂およびそれらの混合物が表面エネルギーの観点から優れる。また、トナー付着等による汚れに対しても同様の理由によりＰＥＥＫや各種フッ素系樹脂およびそれらの混合物が優れる。しかしながら、記録材Ｐは炭酸カルシウムに代表される研磨作用のある物質を含んでおり、記録材Ｐを長期に渡り摺擦させることから、樹脂系の材料ではニップＮｔ部において磨耗による削れが起こる。これにより耐久性が問題として残る。
【００５５】
本実施形態による固定加圧部材は、金属物質などから成る硬質材料を基材４１とし、基材表面に凹凸構造４３を付与した後にＰＥＥＫや各種フッ素系樹脂から成る離型層を形成することを特徴としている。これにより、記録材が接する表面は摺動性と離型性に優れた表面状態となる。
【００５６】
定着ニップ部は圧力が高く、磨耗に対する耐久性が問題となるわけであるが、基材表面に付与した凹凸構造４３の凸部により、磨耗削れの侵食を抑制することが可能となる。定着ニップ部においては、基材凹部に残る離型層により摩擦抵抗や離型性を保つことで搬送性を維持し、基材凸部によって磨耗侵食を抑制することにより耐久性を確保する。
【００５７】
即ち、単純に基材４１上に離型層を設けた従来例では、定着ニップＮｔ部は削れにより離型層が容易に消失し、搬送能力不足となる。本実施形態では基材４１表面に凹凸構造４３を付与した上に離型層を設けることにより、ニップＮｔ部では基材４１凸部が現れた状態で削れが抑制され、離型層と基材が混在した状態が保持される。これにより、搬送能力が維持される。
【００５８】
図４（ａ）は基材上に離型層を単純に配備した比較例としての従来例であり、図４（ｂ）は基材表面に凹凸構造４３を付与した本実施形態の場合で、それぞれ通紙耐久後における状態である。トナー付着等に代表される各種汚れは、ニップの上下流位置、とりわけ定着ニップＮｔの下流部に発生する場合が多い。本実施形態ではニップ部において基材４１と離型層４２の混合状態であり、ニップ外部においては離型層４２が初期状態のまま維持されることから、耐汚れ性に関しても製品寿命を通じて良好な状態を保つことが可能である。以上により、画像加熱装置として記録材の安定した搬送性・耐久性・耐汚れ性を実現する。
【００５９】
（比較実験）
本実施形態の定着装置７を備えたプリンタ１を用いて記録材Ｐの通紙耐久評価を行い、記録材Ｐの搬送性、加圧部材４０の磨耗による削れおよび汚れ付着の有無の確認を行った。実験に使用した画像形成装置のプロセススピードは１１６ｍｍ／ｓｅｃであり、１分間に１９枚のプリントを実施するレーザービームプリンタを用いた。まず、実験に用いた本実施形態の定着装置７の基本構成を以下に説明する。
【００６０】
ヒータ２１は、厚さ１．０ｍｍのセラミック基板２１ａ上に、抵抗層２１ｂとして銀とパラジウムの発熱体ペーストを、厚さ１０μｍで形成したセラミックヒータを使用した。セラミックヒータは、ホルダー２３としての、中空樹脂を含有する断熱性の液晶ポリマー部材によって保持される。セラミックヒータ表面には、発熱体を保護する為に保護層２１ｃとして厚さ３０μｍの絶縁ガラス層を形成している。セラミック基板の裏側には、温度検知手段２２として、セラミックヒータの温度制御用のサーミスタが当接されており、２１０℃の温度で制御されている。
【００６１】
定着ローラ３０は、外径６ｍｍのＳＵＭ芯金３１上に、断熱弾性層３２として、厚み３．０ｍｍのシリコーンゴム層を形成している。さらにそのシリコーンゴム層の外側には、熱伝導層３３として、厚み１００μｍのシリコーンソリッドゴム層を、その外側に離型層として厚み２０μｍのフィラーを混合したフッ素樹脂コート層３４を形成している。つまり定着ローラ３０は３層構成の定着ローラである。
【００６２】
加圧部材４０は、板厚０．８ｍｍのジンコート鋼板を基材とし、加熱処理により表層メッキ部を除去した後にブラスト処理を行い基材表面に凹凸構造４３を付与する。ブラスト処理後の表面粗さはＲａ２μｍ、Ｒｚ１０μｍであった。
【００６３】
ここで、Ｒａとは、いわゆる「中心線平均粗さ」であり、粗さ曲線を中心線から折り返し、その粗さ曲線と中心線によって得られた面積を長さＬで割った値をマイクロメートル（μｍ）で表わしたものである。また、Ｒｚとは、十点平均粗さをいい、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜取り部分の平均線から縦倍率の方向に測定する。そして、最も高い山頂から５番目までの山頂の標高の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高の絶対値の平均値との和を求め、この値をマイクロメートル（μm）で表したものをいう。
【００６４】
本実験では、凹凸構造４３を付与した基材上にＰＥＥＫ／ＰＦＡ／導電材からなる、凸部を基準に厚さＤ＝２０μｍの離型層をコーティングにより形成し、焼成した。本実施形態ではショットブラストによって凹凸構造４３を付与したが、凹凸付与加工の手段は特に制限するものではない。
【００６５】
以上の構成で、ヒータ２１と定着ローラ３０の間に４９Ｎ（５ｋｇｆ）の加圧力を付加して加熱ニップＮｈ部を幅３ｍｍで形成している。また、加圧部材４０と定着ローラ３０の間にも４９Ｎ（５ｋｇｆ）の加圧力を付加して加熱ニップＮｔ部を幅３ｍｍで形成している。そして、ヒータ２１と加圧部材４０は、定着ローラ３０を中心に定着ローラ３０の径方向で対向して配置してある。
【００６６】
図５は本実施形態における加圧部材４０の断面構成概略図及び比較実験に用いた加圧部材の構成概略図である。図５（ａ）は本実施形態を表すものであり、基材表層凹凸構造４３の凸部を基準に、離型層の厚みＤは２０μｍである。図５（ｂ）は比較例１であり厚み１００μｍのＰＴＦＥ樹脂バルク材をジンコート鋼板から成る基材４１上に接着したものである。図５（ｃ）は比較例２であり厚み２０μｍのＰＦＡ／ＰＴＦＥ／接着剤から成るフッ素樹脂系コートをジンコート鋼板から成る基材４１上に直接コーティングしたものである。図５（ｄ）は比較例３でありジンコート鋼板から成る基材４１上にＤＬＣコーティングを施したものである。
【００６７】
本実施形態の定着装置７と比較例１、比較例２及び比較例３の定着装置７を備えたプリンタ１を用いて記録材Ｐの通紙耐久を行い、本実施形態の機能評価を実験により行った。加圧部材以外の構成は共通である。坪量７５ｇのＬＴＲサイズ普通紙に横線パターンを印字し、通紙耐久（新品状態、１０００枚時点、５０００枚時点、１００００枚時点、３００００枚時点）での記録材Ｐ搬送可否および図６に示すように、加圧部材４０における摺動層４２の磨耗量ｄを測定した。同時に、トナー付着汚れによって引き起こされる記録材Ｐ裏面先端部への汚れ有無の確認を行った。
【００６８】
記録材Ｐ搬送可否は連続印字通紙においてスリップ、搬送路逸脱によるジャム等を含め、搬送状況に問題が無い場合は○、搬送に失敗した場合は×と記載するものとした。結果を表１に示す。
【００６９】
【表１】
表１に示す結果より、本実施形態による記録材Ｐ搬送性能に関する安定性と耐久性の有意性が示された。本実施形態では３００００枚の通紙耐久において安定して記録材Ｐを搬送したのに対し、各比較例では早期に搬送不良が発生した。比較例１では５０００枚を越えた時点で、記録材がカールし搬送路から反れることによるジャムが散見されるようになり、基材露出に伴いスリップが発生するようになった。比較例２では１５００枚程度でニップにおける離型層の剥落および基材の露出に伴いスリップが起こるようになった。比較例３においても２０００枚を越えたあたりから後述の汚れ付着に起因すると考えられる搬送不良が起こった。
【００７０】
加圧部材４０の離型層４２の磨耗量ｄは図６に示すように、定着ローラ３０と対向する離型層４２の初期状態を基準とした凹み量を測定した値として定義した。評価の結果を表２に示す。
【００７１】
【表２】
表２に示す結果より、本実施形態による耐久性の有意性が示された。本実施形態では加圧部材４０の表層離型層は通紙初期において磨耗するものの、凹凸構造４３を付与した基材の凸部によって磨耗進行が抑制されているのが実験結果より分かる。
【００７２】
比較例１はＰＴＦＥのバルク材であることから耐久に伴い磨耗が進んでいるのが分かる。前述の表１に示す結果とも併せて分かるように、離型層４２の厚みを増しても削れ自体は進行し磨耗量ｄの増大に伴い凹量が大きくなることから基材４１の露出前であってもニップＮｔ部の形状変化が大きく、カールやジャムといった問題が発生した。比較例２は１５００枚程度で表層の離型層であるコーティングが磨耗によりニップＮｔ部で消失することによって記録材Ｐがスリップにより搬送不能になったため、評価を終了した。比較例３は、ＤＬＣが非常に硬質であることから初期的には何ら磨耗は起こらなかったが、前述の通り２０００枚を越えたあたりから搬送性に支障が出た。
【００７３】
ＤＬＣは、離型性や摩擦抵抗の低さなどの観点ではＰＥＥＫやフッ素系の樹脂に劣ることから、本実験における構成では耐久に伴う汚れの付着による摩擦抵抗の増大及び定着ローラ３０の搬送能力低下等により、搬送性能に差が現れたものと言える。
【００７４】
記録材Ｐの裏面先端部への汚れ付着は、目視により汚れを観察し、汚れが分からない場合は○、凝視すると汚れているのが分かるが意識しないと気づかないレベルの場合は△、汚れが分かる場合は×とした。評価の結果を表３に示す。
【００７５】
【表３】
表３に示す結果より、本実施形態による耐汚れ性に関する有意性が示された。本実施形態では３００００枚通紙時点においても排出された記録材Ｐ裏面先端部に汚れは見られなく、ニップＮｔ上流部およびニップＮｔ下流部においても汚れの付着は見られなかった。比較例１及び比較例２においても前述のように記録材Ｐの搬送性能に関しては問題が出たものの、記録材Ｐ裏面先端部の汚れに関しての問題は見られなかった。比較例３に関しては１０００枚通紙時点で軽微な汚れが確認された。ニップＮｔを確認したところ、ニップＮｔ下流部においてトナーの付着が見られた。離型性が十分でないことが要因であるといえる。
【００７６】
すなわち、これらの結果より、以下のことが確認できた。基材４１に凹凸構造４３を設けない場合には、離型層４２は耐久と共に削れていき、最終的にはニップＮｔ部に離型層が存在しなくなってしまう。基材４１自体は摩擦抵抗が大きいため、その様な状態においては搬送不良が発生する。一方、本実施形態のように基材４１に凹凸構造４３を設けた場合には、離型層４２の削れは基材４１の凸部が表面に現れたところで急激に抑制される。この時のニップＮｔ部は、基材４１と離型層４２が混在した状態であり、基材４１により磨耗が抑制され、離型層４２により低摩擦／高離型性が維持されている。また、削れが抑制されることでニップＮｔ部の形状変化が抑えられ、安定した搬送性能が得られる。
【００７７】
以上のように、本実施形態の定着装置７は、基材の表面に凹凸構造４３を付与した上に離型層を形成することにより、耐久を通じて低い摩擦係数を維持することができる。そして、記録材Ｐを安定搬送させると共にトナー付着等に起因する汚れの発生を抑制することができるのである。
【００７８】
（加熱手段の他の構成例）
本実施形態の定着装置７では、加熱手段として、ヒータ２１を定着ローラ３０表面と摺動させながら接触させる構成を例として説明を行ったが、加熱手段はこれに限定されるものではない。
【００７９】
加熱手段としては、例えば、ヒータ２１と定着ローラ３０表面との間に可撓性の定着フィルムを回転可能に配置した所謂フィルム加熱方式を用いる。或いは、中空芯金の内側にハロゲンヒータ等の加熱手段を配置した所謂熱ローラ加熱方式等を用いて、定着ローラ３０表面を加熱してもよい。その他、非接触のハロゲン輻射、ＩＨ方式による非接触加熱であっても良い。
【００８０】
（定着手段の他の構成例）
本実施形態の定着装置７では、定着回転体として、外部加熱方式の定着ローラ３０を例として説明を行ったが、定着回転体はこれに限定されるものではない。定着回転体が加圧部材４０と定着ニップＮｔ部を形成して記録材Ｐ上のトナー画像Ｔを加熱定着するものであればよい。定着回転体としては、中空芯金の内側にハロゲンヒータ等の加熱手段を配置した所謂熱ローラを使用してもよい。
【００８１】
（基材表面凹凸構造４３の粗さ度合いに関して）
加圧部材４０の基層４１表面における凹凸構造４３付与においてＲａ２μｍ、Ｒｚ１０μｍの場合を例にあげたが、これに限るものではない。表面粗さの粗さ度合いが低い場合は基材と離型層の接着力が不足しニップＮｔ部において基材のみ残存露出する場合があり、逆に粗さの度合いが高すぎる場合は局所的に基材の凸部が不均一に析出することで搬送性に影響がでる場合がある。
【００８２】
ブラスト処理において粒径および吐出圧を変えることにより、基材４１表面における凹凸構造４３付与の度合いを振って通紙耐久による比較評価実験を行った。基材４１表面に付与した凹凸構造４３以外は共通であり、離型層４２を凹凸構造４３の凸部よりも実測２０μｍ程度厚い状態にコーティングを施してある。凹凸構造４３はＲａ０．５μｍ、Ｒｚ１．５μｍの評価品１、Ｒａ１μｍ、Ｒｚ３μｍの評価品２、Ｒａ２μｍ、Ｒｚ１０μｍの評価品３を用意した。更に、Ｒａ８μｍ、Ｒｚ４２μｍの評価品４、Ｒａ１５μｍ、Ｒｚ５８μｍの評価品５、Ｒａ２０μｍ、Ｒｚ７９μｍの評価品６の６種類を用意した。各評価品を用いて実施形態１と同様に、記録材Ｐの搬送性評価をおこなった。搬送性の評価結果を表４に、各評価品の基材表面粗さ及び凸部高さムラと搬送性への影響をまとめたものを表５に示す。
【００８３】
ここで、凸部ムラは基材凹凸構造４３に関し、表面粗さプロファイルを長さ１０ｍｍに渡って測定した結果において凸部の５点平均位置を算出し、その最大値と最小値の差で規定した。
【００８４】
【表４】
【００８５】
【表５】
表４における評価品１の結果はニップＮｔ部における離型層４２の剥落によるものであった。凹凸構造４３の程度が低かったことから離型層の接着強度が不十分であったためと考えられる。評価品６はニップＮｔ部の長手方向において基材４１の析出にムラが起こることにより搬送不良が引き起こされたものと考えられる。表６に示すように、基材４１の表面凹凸構造４３の程度を大きくしたことにより、凹凸構造４３の凸部の高さ位置バラツキが大きくなる。これにより基材４１が局所的に析出することから記録材Ｐにかかる搬送抵抗に不均一性およびニップＮｔ通過過程において記録材Ｐ先端部分の基材４１局所析出部分に対する引っかかりによる搬送阻害が起こる確率が上がることが原因と考えられる。
【００８６】
従って、加圧部材４０の基材４１における表面凹凸構造４３に関しては、以下に示すＲａ、Ｒｚにつき、
１μｍ≦Ｒａ≦１５μｍ、３μｍ≦Ｒｚ≦６０μｍ程度の範囲が望ましい。
【００８７】
なお、本実施形態で加工手番は増えるが、加圧部材４０の基材４１に対して凹凸構造４３付与加工を施した後に、凸部の高さバラツキを抑えるために研磨処理などを施しても良く、その場合は表面粗さの上限に関しては前記の限りではない。表５の結果より、表面粗さに関しては１μｍ≦Ｒａ、３μｍ≦Ｒｚを満たしており、凸部の高さムラが２０μｍ程度までに抑えることが望ましい。
【００８８】
本実施形態によれば、基材表面に凹凸を付与した上に離型層を形成した固定加圧部材により、磨耗による離型層の削れと剥落を抑制することによって、製品寿命を延ばして良好な搬送性と離型性を備える画像加熱装置を提供することができる。
【００８９】
《第２の実施形態》
図７に本発明第２の実施形態における、加圧部材４０の概略図を示す。図７（ａ）は加圧部材４０の基材４１の凹凸構造４３加工施行後における概略外観図であり、図７（ｂ）は加圧部材４０の長手方向断面構造の概要図である。図７（ａ）に示すように、本実施形態において、離型層４２は凹凸構造４３を内包する厚さで前記基材４１の上方に設けられる。
【００９０】
第１の実施形態では、ブラスト処理により基材４１に凹凸構造４３を付与した。しかし、ブラスト処理では一般に凹凸構造４３を深く形成するのが難しい。また、凸部の高さムラを小さく抑えることが難しい。
【００９１】
そこで、本実施形態ではベルダー加工により、スリット形状の凹凸構造４３を付与した。これによって、凹凸構造４３を深く形成することができ、かつ凸部の高さムラの発生を小さく抑えることができる。
【００９２】
本実施形態では、加圧部材４０は、板厚０．８ｍｍのジンコート鋼板を基材とし、加熱処理により表層メッキ部を除去した後に、幅方向（短手方向）に対して平行なスリット形状となるようベルダー加工を施し基材４１上に凹凸構造４３を付与した。ベルダー加工後の長手方向における表面粗さはＲａ８μｍ、Ｒｚ４２μｍであった。凹凸構造４３を付与した基材上にＰＥＥＫ／ＰＦＡからなる離型層４２をコーティングにより凸部を基準に２０μｍの厚みで形成し、焼成した。本実施形態ではベルダー加工により幅方向（短手方向）に対して方向性が一様な凹凸構造４３を付与したが、加工方法は限定するものではない。
【００９３】
本実施形態では使用に伴い、ニップＮｔ部の離型層４２の表層部分が磨耗した状態においては、幅方向（短手方向）に関して、断面構造は局所的に単一かつ平坦な状態である。また、長手方向に関しては図７（ｂ）に示すように凹凸構造４３形状による基材４１と離型層４２の混在状態となっている。これにより、ニップＮｔ部においてブラスト処理による凹凸構造４３形状付与の場合には、使用に伴い凹凸構造４３の凸部で離散的に点接触となるのに対し、本実施形態ではスリットの凸部による線接触となる。
【００９４】
本実施形態において、記録材Ｐの搬送性、磨耗量ｄ、耐汚れ性に関して実験による比較評価を行った。結果を以下の表６に示す。
【００９５】
【表６】
本実施形態では、加圧部材４０の基材４１にベルダー加工によりスリット状の凹凸構造４３形状を付与したが、ニップＮｔ部において基材４１および離型層４２が混在した状態である。表６から、通紙耐久実験を通じて、記録材Ｐの搬送性能、耐磨耗、耐汚れ性の観点において十分な性能であることが示された。
【００９６】
また、本実施形態において、基材４１の凹凸構造４３の高さは第１の実施形態と同様であり、形成方法・形状によらず、前述した範囲であれば効果を発揮する。
【００９７】
また、加圧部材４０のニップＮｔ部においては、使用に伴う磨耗作用により基材４１と離型層４２の混在状態となるが、基材４１の占める割合が支配的になると記録材Ｐに対する摩擦抵抗が上昇し、搬送性に支障をきたす場合がある。ニップＮｔにおける基材４１と離型層４２の混合比の変化による影響を実験により評価した。
【００９８】
簡単のため、基材４１の表面凹凸構造４３における凹部の占める割合で混合比を近似的に規定した。放電加工により幅７０μｍ、高さ５０μｍの凸部を基材４１に形成し、凸部の形成間隔を振ることにより磨耗が凸部に到達した段階での離型層混在比が８０％、６０％、４０％、２０％となるように加工を行った。加工の概要としては図７となる。これらの基材４１に対し離型層４２をコーティングし、通紙耐久による評価を行った。混在比（％）は通紙耐久後において、ニップＮｔ部における離型層４２の占める割合であり、１００×離型層／（離型層＋基材）で表される。離型層４２は基材４１の凸部より２０μｍ程度の厚みと成るように形成した。３００００枚通紙において問題なく搬送できれば○、スリップなど搬送に失敗した場合は×とした。実験結果を表７に示す。
【００９９】
【表７】
表７に示すように、ニップＮｔ部において離型層４２の占める割合が多ければ、耐久を通じて搬送性は維持される。混在比が２０％、つまり離型層４２の占める比が低くなり基材４１が析出した比が高くなると摩擦抵抗の上昇により記録材Ｐの搬送性等に影響が見られた。従って、ニップＮｔ部においては離型層４２の占める面積割合が４０％以上であることが望ましい。
【０１００】
また、第２の実施形態において、定着ニップＮｔ部において基材表面の凹凸構造４３がスリット状であると説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、凹凸構造４３を２次元的に分散された配置（図では凸部を丸印で表記し、丸印の間が凹部となる）とすることもできる。
【０１０１】
《第３の実施形態》
第１、第２の実施形態では、基材４１に凹凸構造４３を設けることにより、離型層の削れが抑制され、低摩擦力を維持できることを説明した。しかし、図９（ａ）に示すように、離型層の厚みＤが相当大きい場合には、初期状態と通紙耐久後の状態とでニップ形状の変化が大きくなってしまう。これにより、カールやジャムという問題が発生する場合があった。
【０１０２】
図９（ｂ）に示す本実施形態では、加圧部材４０のニップ部が初期から基材４１と離型層４２が混在することを特徴とする。これにより、初期から離型層の削れが抑制されるため、通紙耐久後のニップ形状の変化は少ない。即ち、初期から凹部に離型層が充填されるように構成される。
【０１０３】
図８に本実施形態における、加圧部材４０の概略図を示す。本実施形態では、加圧部材４０は、板厚０．８ｍｍのジンコート鋼板を基材とし、加熱処理により表層メッキ部を除去した後に、ブラスト処理を行い基材表面に凹凸構造４３を付与する。ブラスト処理後の表面粗さはＲａ２μｍ、Ｒｚ１０μｍであった。凹凸構造４３を付与した基材上にＰＥＥＫ／ＰＦＡ／導電材からなる離型層をコーティングにより形成し焼成した後に、Ｄ＝０μｍかつ基材凹凸構造４３の凸部高さムラを抑制するよう、バフ研磨を施した。研磨により削除した表層部分を図８の表層研磨削除部分４５に示す。これにより、加圧部材４０の表層摺動面は初期状態より、基材４１と離型層４２が共存した状態となっている。
【０１０４】
尚、本実施形態ではショットブラストによって凹凸構造４３を付与したが、凹凸構造４３付与加工の手段は特に制限するものではない。また、本実施形態においても、本発明の効果を得るためには、基材４１の凹凸構造４３の粗さ及び基材４１と離型層４２の面積割合は第１、第２の実施形態にて前述した範囲であれば効果を発揮する。本実施形態では表層の研磨においてバフ研磨を行ったが、研磨方法は特に制限するものではない。
【０１０５】
本実施形態では、研磨を行うことにより基材凹凸構造４３の凸部高さムラを抑えることができる。それと共に、初期状態から基材４１と離型層４２の共存状態であることから、記録材Ｐの搬送に伴って引き起こされる磨耗が抑制され、ニップＮｔ部の形状変化が耐久を通じて少なく、搬送性の安定化が達成される。
【０１０６】
（変形例）
以上、基材表面に凹凸構造を備え、その上に離型層を備える定着パッドにおいて、離型層として樹脂層が好ましいことを説明した。しかし、本発明はこれに限られない。
例えば、通紙の繰り返しによる磨耗を抑制するために、離型層として摩擦抵抗が低く表面硬度は高いＤＬＣやＴｉＮ、ＣｒＮ等のセラミックコーティング膜、金属物質を加圧部材の表面に配置することも考えられる。
【０１０７】
しかし、離型性が樹脂層ほど充分ではないため、通紙の繰り返しにより加圧部材のニップ部下流近傍にトナーや紙粉等が付着・堆積し、記録材の紙コバ等を汚してしまうことが考えられる。更に、記録材の搬送に対する摩擦抵抗に関しては前記樹脂材料に比べると高くなることが考えられる。
【０１０８】
即ち、基材表面に凹凸構造を備え、その上に離型層を備える定着パッドにおいて、離型層としては樹脂層がより好ましい
【符号の説明】
【０１０９】
２１・・ヒータ、２３・・ホルダー、２４・・定着ステー、３０・・定着ローラ、３１・・芯金、３２・・断熱弾性層、３３・・熱伝導層、３４・・表面離型層、４０・・加圧部材、４１・・基材、４２・・離型層、４３・・基材凹凸構造４３付与面、Ｎｈ・・加熱ニップ、Ｎｔ・・定着ニップ、Ｐ・・記録材、Ｔ・・トナー画像
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やＬＢＰ等、電子写真方式・静電記録方式等の作像プロセスを採用した画像形成装置に使用される画像加熱装置に関する。
【０００２】
画像加熱装置としては、記録材上に形成した未定着トナー画像を固着画像として加熱定着する定着装置や、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を増大させる光沢度増大装置等を挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
電子写真方式の複写機やプリンタに搭載する定着装置として、定着ローラと、定着ローラをその外部から加熱する加熱手段と、定着ローラと接してニップ部を形成する加圧ローラと、を有するものがある。この画像加熱装置は、ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ記録材上の未定着トナー像を定着ローラの熱によって記録材上に加熱定着する。加熱手段としてセラミックヒータを用いて定着ローラの外周面（表面）を加熱するタイプの定着装置、加熱手段としてハロゲンヒータを内蔵した小径の加熱ローラを用いて定着ローラの外周面（表面）を加熱するタイプの定着装置が、それぞれ提案されている。
【０００４】
これらの定着装置は、セラミックヒータや、ハロゲンヒータを内蔵した小径の加熱ローラなどにより、外部から定着ローラ表面を加熱するため、定着ローラ表面を急激に昇温させることが可能となる。そのため、複写機やプリンタの立ち上げの際に、定着ローラを室温からトナーの定着温度（目標温度）まで温めるためのウォームアップ 時間を短くできるという利点がある。
【０００５】
定着ローラ表面を定着ローラ外部から加熱する定着装置では、定着ローラの回転中心軸の周囲に、熱伝導率の低いシリコーンゴムや発泡シリコーンゴムを用いて断熱弾性層を形成する。そして、熱伝導率の高いシリコーンゴムや金属を用いた熱伝導層、更にフッ素樹脂からなる離型層を順に形成している。
【０００６】
上記定着装置においては、定着ローラが弾性を有するため、記録材上で加熱され軟らかくなったトナーを定着ローラにより包み込むことができ、定着ムラのない高画質な画像を形成することができる。また、定着ローラ表面を加熱する方式のため、定着ローラ表面下に断熱弾性層を有していても、定着ローラ表面を急激に昇温させることが可能となる。
【０００７】
これらの定着装置に対し、特許文献１では、回転可能な加圧ローラに替えて熱容量の小さい加圧部材を定位置に固定して用いることで、加圧部材から大気中への放熱等による熱損失を減少させた定着装置が提案されている。これにより、更なるウォームアップ時間の短縮と省エネルギー化を実現させることができる。
【０００８】
この、定着装置は未定着トナー像を担持した記録材を定着ニップ部に通紙し、固定された加圧部材に対して加熱回転体である定着ローラを摺擦しながら回転させる。そして、記録材は加圧部材との摺擦に伴い搬送されることから、記録材を安定して搬送させるために、加圧部材の表面は定着ローラ表面及び記録材との摩擦抵抗を低くすることが望ましいことが判明している。また、加圧部材の表面は記録材や定着ローラに付着したトナーと接触するため、トナーに対する離型性を有することが望ましいことも判明している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２０７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
摩擦抵抗が低くトナー離型性も有するＰＥＥＫやＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素樹脂を含む樹脂材料を加圧部材の表面に離型層として配置すると、記録材の搬送性が安定化し、加圧部材へのトナー付着等も抑制できる。しかし、記録材摺擦搬送の繰り返しにより、記録材に含まれる炭酸カルシウム等で加圧部材表面離型層の樹脂材料が磨耗し、離型層の磨耗剥奪により基材ないし接着層等の露出に伴う摩擦抵抗の増大により、記録材の搬送に支障をきたす問題があった。
【００１１】
本発明は上記従来技術の更なる改善である。そして、その目的は通紙に伴う搬送性の劣化を抑制できる画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】
【００１２】
上記目的を達成するために、この発明に係わる画像加熱装置の代表的な構成は、加熱回転体と、前記加熱回転体に対向配置される固定加圧部材と、を有し、前記加熱回転体と前記固定加圧部材とで形成されるニップ部に画像を担持した記録材を通紙させて前記記録材を加熱する画像加熱装置において、前記固定加圧部材は、凹凸付与加工により表面に凹凸構造が付与された基材と、前記基材の前記凹凸構造の少なくとも凹部に充填される離型層と、を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、磨耗による離型層の削れ或いは剥落による搬送性劣化の抑制が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態である定着装置の搬送方向における断面概略図である。
【図２】第１の実施形態における加熱ニップ部及びその近傍と温度制御系を表す概要図である。
【図３】第１の実施形態である定着装置の長手方向の断面概略図である。
【図４】本実施形態の凹凸構造における作用メカニズムに関し、（ａ）は凹凸構造を備えない比較例としての従来例の図、（ｂ）は凹凸構造を備える本実施形態の図である。
【図５】（ａ）は凹凸構造を備える本実施形態の図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は凹凸構造を備えずに離型層の厚さを変えた比較例の図である。
【図６】本実施形態における磨耗量ｄに関する説明図である。
【図７】第２の実施形態における定着パッドに関し、（ａ）は定着パッドの基材の外観斜視図、（ｂ）は長手方向における断面概略図である。
【図８】第３の実施形態における定着パッドの断面概略図である。
【図９】（ａ）は比較例に関し、離型層の厚さが大き過ぎる場合にニップ形状が実質変化することを示す図、（ｂ）は第３の実施形態に関し、離型層の厚さがゼロでニップ形状が変化しないことを示す図である。
【図１０】定着パッドにおける凹凸構造を２次元的に分散させた場合を示す図である。
【図１１】画像加熱装置としての定着装置を搭載した画像形成装置の構成概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一又は対応する部分には同一の符号を付す。
【００１６】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図１１は、本発明に係る画像加熱装置の実施形態である画像加熱定着装置（定着器）を搭載する画像形成装置の一例の全体構成図である。この画像形成装置は電子写真方式を用いたレーザービームプリンタである。
【００１７】
本実施形態に示すプリンタ１は、プリンタの筐体を構成するプリンタ本体（画像形成装置本体）１ａの外部に設けられたホストコンピュータ等の画像情報提供装置（図示せず）から画像情報を入力する。そしてプリンタ１は、入力した画像情報に応じた画像をシート状の記録材（記録媒体）Ｐに形成して記録するという一連の画像形成プロセスを公知の電子写真方式に則り行う。
【００１８】
プリンタ１は、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体２と、一次帯電機構８と、現像装置３と、を保持するプロセスカートリッジ４を備えている。また、画像情報提供装置から入力した画像情報に応じた露光処理工程により感光体２の外周面に画像情報に応じた静電潜像を形成するレーザスキャナユニット５を備えている。また、記録材Ｐに画像を転写する処理を施す転写体６と、画像転写処理済みの記録材Ｐに加熱及び加圧により定着処理を施す画像加熱装置としての定着装置７を備えている。
【００１９】
カートリッジ４はプリンタ本体１ａに取り外し可能に装着されている。感光体２の修理及び現像装置３への現像剤補給等のメンテナンスが必要であるときには、プリンタ本体１ａに開閉自在に支持されているカバー９を開いた後、カートリッジ４ごと交換することによりメンテナンスの迅速化及び簡易化等が図られている。
【００２０】
一次帯電機構８は、スキャナユニット５による露光処理工程前において商用電源等から規定のバイアスを印加されることにより、回転している感光体２の外周面（表面）を規定電位分布に帯電せしめるようになっている。
【００２１】
スキャナユニット５は、画像情報提供装置からの画像情報の時系列的電気デジタル画素信号に応じて変調されたレーザＬａを出力する。そしてそのレーザＬａにより、カートリッジ４のカートリッジフレーム（図示せず）に設けられた窓４ａを通して、感光体２表面の帯電処理済みの部位が走査及び露光される。これにより画像情報に応じた静電潜像が感光体２表面に形成される。
【００２２】
次に、プリンタ１における一連の画像形成プロセスに関して説明する。プリンタ本体１ａに設けられたスタートボタン等（図示せず）が押されるなどにより、感光体２の回転駆動が開始される。感光体２は矢印Ｋ１の時計方向に規定の周速度にて回転駆動される。これと共に、規定のバイアスが印加されている一次帯電機構８により感光体２表面が規定の電位分布に帯電せしめられる。
【００２３】
次に、画像情報提供装置からの画像情報に応じて感光体２表面の帯電処理済みの部位がスキャナユニット５により走査及び露光される。これにより画像情報に応じた静電潜像が感光体２の前記部位に形成される。その静電潜像が現像装置３の現像剤により現像されて、トナー画像として可視像化される。
【００２４】
一方、所定のタイミングにて駆動された給送ローラ１２により給送カセット１１から記録材Ｐが一枚分離給送される。給送カセット１１には複数枚の記録材Ｐが積載収容されている。給送カセット１１はプリンタ本体１ａに取り外し可能に装着されている。給送カセット１１から給送された記録材Ｐは、レジストローラ対１３により所定の制御タイミングにて感光体２と転写体６との間に形成された転写ニップ部へと給送され、転写ニップ部を挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において感光体２側のトナー画像が転写体６により記録材Ｐ側に順次に転写される。
【００２５】
そして、転写処理済みの記録材Ｐは、定着装置７によりトナー画像の加熱定着処理が施されたのち、プリンタ本体１ａにて回転自在に支持された定着排出部１４を経由してプリンタ排出部１５により機外へと排出される。排出された記録材Ｐは、プリンタ本体１ａの上面に取り付けられたトレイ１６上に積載される。以上により、一連の画像形成プロセスが終了することとなる。
（プロセスカートリッジ）
図１１でカバー９の開閉により、プロセスカートリッジ４のプリンタ本体１ａからの離脱、プリンタ本体１ａへの挿入が行われる。
ここで、プロセスカートリッジとは、プロセス手段としての、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して、装置本体に取り外し可能に装着されるものである。
従って、プロセスカートリッジとは、プロセス手段としての現像手段と、前記電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して、電子写真画像形成装置の本体に取り外し可能に装着されるものも含まれる。
また、プロセスカートリッジとは、プロセス手段としての、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と、前記電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して、前記本体に取り外し可能に装着されるものも含まれる。
尚、電子写真感光体ドラムと現像手段とを一体的に有するプロセスカートリッジを所謂一体型と称する。また、電子写真感光体ドラムと現像手段以外のプロセス手段とを一体的に有するプロセスカートリッジを所謂分離型と称する。即ち、現像手段はプロセスカートリッジとは別の現像ユニットに設けて、この現像ユニットと対になって画像を形成するプロセスカートリッジを所謂分離型と称する。尚、前記プロセス手段は、前記電子写真感光体ドラムに作用するものである。
ここで前記プロセスカートリッジは、使用者自身によって本体に対する着脱を行うことができる。そのため、装置本体のメンテナンスを容易に行うことができる。
プロセスカートリッジ４を有する画像形成部と、以下に示すような下流側に設けられる画像加熱装置としての定着装置７との間には、必要に応じて断熱部材が設けられる。これは特に両者が接近する場合などに有効であるが、プロセスカートリッジ内に収納されている現像剤（トナー）に、定着装置における熱源から発生する熱が伝わらないようにすることができるからである。
【００２６】
（画像加熱装置）
画像加熱装置としての本実施形態に係る定着装置７について、図１乃至図３を用いて説明する。３０は加熱回転体としての定着ローラである。２１は定着ローラ３０をその外部から加熱する加熱手段（加熱源）としてのヒータである。２３は保持部材としてのヒータホルダーである。２４は、加熱回転体である定着ローラ３０に対向配置される固定されたヒータ側加圧部材（バックアップ部材）である。定着ローラ３０とヒータ側加圧部材２４は加熱ニップＮｈを形成する。
【００２７】
一方、定着ローラ３０と固定加圧部材４０は定着ニップＮｔを形成し、トナーＴを用いた未定着トナー画像を担持した記録材Ｐを通紙させることで、固着画像を得る。
【００２８】
なお、これらの部材は何れも長手方向（記録材搬送方向に直交する方向）に細長い部材である。
【００２９】
本実施形態の定着装置７は、定着ローラ３０内部に加熱源を有しておらず、金属製のローラの内部にハロゲンランプ等の加熱源を有する加熱ローラを定着ローラとして用いる熱ローラ方式の定着装置と異なる。そのため、定着ローラ３０の外径を小さくして低熱容量化が可能である。
【００３０】
また、加熱ニップＮｈ部と定着ニップＮｔ部は、定着ローラ３０の表面において異なる位置に形成される。加熱ニップＮｈ部と定着ニップＮｔ部との間の距離は短い方が、空気中への放熱、定着ローラ３０内部への熱の逃げが少なく、より効率的に熱を運搬することができる。このようなことを考慮して、定着ローラ３０の外径を１０〜２０ｍｍの範囲で設定している。また、加圧部材４０の構成が簡単であることから、装置全体の構成を簡略化できて小型化、低熱容量化が可能である。
【００３１】
以上のように、本実施形態の定着装置７は、ウォームアップ時間の短縮と省エネルギー化に適した構成としている。
【００３２】
ａ）定着ローラ３０
定着ローラ３０は、芯金３１の周囲に熱伝導率の低い断熱弾性層３２を有し、その断熱弾性層３２の周囲に少なくとも１層の熱伝導層３３を有する。芯金３１の材料としてはアルミ、鉄、ＳＵＳ（ステンレス）、ＳＵＭ（快削鋼）材等が用いられる。芯金３１はその周囲に設けられた断熱弾性層３２によって定着ローラ３０表面から断熱される為、低熱伝導性、低熱容量であってもその効果は少ない。従って芯金３１の形態は中実であっても中空の筒状であっても良い。
【００３３】
断熱弾性層３２は、例えばシリコーンゴムなどに、マイクロバルーンなどの中空フィラーなどを配合したバルーンゴム層、または、吸水性ポリマーが含有されたシリコーンゴム層、シリコーンゴムを水素発泡させたスポンジゴム層とする。熱伝導性が低ければソリッドゴム層でも良い。
【００３４】
熱伝導層３３は、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴムに高熱伝導フィラーを配合した高熱伝導弾性層などが好適である。蓄熱作用により記録材Ｐへの安定した熱供給が目的である。表面離型層３４は、例えばフッ素樹脂にフィラーを配合した層で、トナー等に対する離型性と記録材Ｐを搬送するのに必要な摩擦力を得ることを両立させていることが求められる。表面離型層３４は高熱伝導弾性層３３を兼ねる構成であっても良い。この定着ローラ３０は芯金３１の長手方向両端部が、定着装置７の装置フレーム（図示せず）に軸受を介して回転自在に保持されている。
【００３５】
ｂ）ヒータ２１
ヒータ２１は、図２に示すように長手方向に細長いヒータ基板２１ａを有する。基板２１ａとして、アルミナや窒化アルミ等の絶縁性のセラミックス基板や、ポリイミド、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂基板が用いられる。基板２１ａの一面には、長手方向に沿って、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の通電発熱抵抗層２１ｂがスクリーン印刷等により線状もしくは細帯状に塗工して形成されている。抵抗層２１ｂの厚さは１０μｍ程度、幅は１〜５ｍｍ程度である。また、抵抗層２１ｂの保護、及び絶縁の確保を目的として、例えばガラス、ポリイミド樹脂などからなる絶縁保護層２１ｃを、抵抗層２１ｂを覆うように基板２１ａの一面に設ける。その保護層２１ｃの厚さは１０μｍから１００μｍ程度とする。
【００３６】
更に、定着ローラ３０の外周面（表面）との摺動性を高め、かつ記録材Ｐ上の未定着トナーなどの付着を防ぐことを目的として、保護層２１ｃを基板２１ａの一面から覆うように設けても良い。例えばフッ素樹脂などの摺動性、離型性が良好な材料からなる摺動層（図示せず）を用いる。或いは、抵抗層２１ｂの上に直接フッ素樹脂などからなる厚さ１０μｍから１００μｍ程度の保護層２１ｃを形成し、その保護層２１ｃで上記摺動層の機能を兼ねる構成としても良い。
【００３７】
ヒータ２１は保護層２１ｃを定着ローラ３０表面と対向させるように基板２１ａがホルダー２３に保持されている。ホルダー２３は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂により形成され、熱伝導率が低いほど定着ローラ３０の加熱に際する熱効率が高くなる。よって樹脂層の中に中空のフィラー、例えばガラスバルーン、シリカバルーン等を内包してあっても良い。
【００３８】
ホルダー２３は長手方向両端部が装置フレームに保持された定着ステー２４と係合する。そして、図３に示すように加圧手段としての加圧バネ２５が定着ステー２４の長手方向両端部を加圧することによって、ホルダー２３は定着ローラ３０側に加圧される。定着ステー２４は長手方向両端に受けた加圧力をホルダー２３の長手方向に対して均一に伝えなければならないため、鉄、ステンレス、ＳＵＭ、ジンコート鋼板等の剛性のある材料を使用し、横断面形状をコの字型等にすることで形状的にも剛性を高めている。これにより、ホルダー２３の撓みを抑えた状態で、ヒータ２１の保護層２１ｃ表面は定着ローラ３０表面に加圧され、その加圧力により定着ローラ３０の弾性層が変形して定着ローラ３０表面に所定幅の加熱ニップＮｈ部が略均一に形成できる。
【００３９】
ここで、ヒータ２１は抵抗層２１ｂを基板２１ａの定着ローラ３０側の面に形成しているが、熱伝導性の良好な窒化アルミ等を基板２１ａの材料として使用する場合には、抵抗層２１ｂを基板２１ａの定着ローラ３０側と反対側の面に形成してもよい。その場合、保護層２１ｃを基板２１ａの定着ローラ３０側と反対側の面に設け、摺動層を基板２１ａの定着ローラ３０側の面に配置する。
【００４０】
また、ヒータ２１の基板２１ａは、定着ローラ３０表面に沿う曲面形状であっても良い。定着ローラ３０表面に沿いやすくなり、より軽い加圧力で、ニップＮｈ部の幅を広く形成することができる。
【００４１】
ｃ）固定加圧部材４０
定着パッドである固定加圧部材４０は、図５（ａ）に示すように固定された加圧部材であり、長手方向に細長い基材４１（表面に凹凸構造４３を付与）と、その基材４１の表面に形成された離型層４２とから形成される。この加圧部材４０は、定着ローラ３０の径方向においてヒータ２１と対向するように配置される。そして基材４１の長手方向両端部が装置フレームに保持されると共に加圧手段としての加圧バネ４４によって定着ローラ３０側に加圧される。その加圧バネ４４（図３）の加圧力により、加圧部材４０は定着ローラ３０表面と接し定着ローラ３０の弾性層が変形して、加圧部材４０と定着ローラ３０表面とで所定幅の定着ニップＮｔ部が形成される。
【００４２】
ｃ−１）離型層４２
離型層４２は、図５（ａ）に示すように凹凸構造４３を内包する厚さＤで、前記基材４１の上方に設けられる。離型層４２の材料は、記録材Ｐの搬送を妨げない低摩擦性と、記録材Ｐから定着ローラ３０表面へ転移したトナーＴ等が付着しない離型性、および表面に凹凸構造４３を付与した基材に対する十分な接着性とを有していることが好ましい。そこで、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）、ＦＥＰ、ＰＦＡやＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＩ（ポリイミド）樹脂等、およびそれらの混合物を使用している。本実施形態ではＰＥＥＫにＰＦＡを添加した樹脂層を離型層として用いた。
【００４３】
定着ニップＮｔ部における離型層４２の占める面積割合は、第２の実施形態で詳述するが、基材表面凹凸構造４３の形成方法／形状によらず、４０％以上であることが好ましい。
【００４４】
ｃ−２）基材４１
基材４１の材料は、記録材Ｐおよび定着ローラ３０との摺擦に対する耐磨耗性に優れているものであり、鉄、ステンレス、ＳＵＭ、ジンコート鋼板等の金属が好ましい。
【００４５】
ｃ−３）凹凸構造４３
凹凸付与加工により基材４１の表面には凹凸構造４３が付与される。即ち基材４１と離型層４２の境界となる基材表面部に、凹凸構造４３が人工的に設けられる。凹凸構造４３はブラスト処理、化学処理、ベルダー加工、グラインダー加工等によって形成するが、凹凸構造付与手段に制限はない。また、凹凸構造４３においては、対象とする記録材等の研磨性に応じて、浸炭処理、窒化処理、焼き入れ処理などの表面強化処理を施しても良い。本実施形態ではジンコート鋼材を用い、表面酸化膜を高温還元した後にブラスト処理による表面に対する凹凸構造付与を行った。
【００４６】
ｄ）加圧バネ２５、４４
前述したように、図３に示す加圧バネ２５は定着ステー２４の長手方向の両端部を加圧することによって、ホルダー２３は定着ローラ３０側に加圧される。
【００４７】
また加圧バネ４４は、加圧部材４０の長手方向の両端付近と中央付近の計３箇所に配置され、加圧部材４０の撓みを抑えた状態で定着ローラ３０に加圧し、これにより定着ニップＮｔ部は所定幅に略均一に形成させることができる。
【００４８】
（定着装置の加熱定着動作）
図１で、定着ローラ３０は、芯金３１端部に設けられた駆動ギア３５（図３）が回転駆動系（図示せず）により駆動されることにより矢印方向に回転される。その状態で図２に示す制御手段としての温度制御部１００が、通電駆動手段としてのトライアック素子１０１をＯＮとする。そして、ＡＣ電源１０２よりヒータ２１の基板２１ａ長手方向端部に設けられた電極部（図示せず）を通じて抵抗層２１ｂへの通電を開始する。抵抗層２１ｂは通電されることで発熱し、その抵抗層２１ｂの発熱に応じてヒータ２１が昇温する。ヒータ２１は、ヒータ２１自体が低熱容量である為、温度立ち上がりが速い。
【００４９】
そのヒータ２１の立ち上がり温度は基板２１ａの他方の面に設けられたサーミスタ等の温度検知手段２２（図２）により検知され、その検知信号を温度制御部１００が取り込む。温度制御部１００は、その検知信号に基づきトライアック素子１０１をＯＮ／ＯＦＦして抵抗層２１ｂへの通電を制御することにより、ヒータ２１を所定の温度（目標温度）に維持する温度制御を行う。そのヒータ２１の熱で回転中の定着ローラ３０表面が加熱されることによって、定着ローラ３０表面は記録材Ｐのトナーを溶融し記録材Ｐ上に定着させる定着可能温度に保たれる。
【００５０】
ヒータ２１の温度制御方式としては、検知信号に応じて、抵抗層２１ｂに印加される電圧のデューティー比や波数等を適切に制御することで、ヒータ２１を所定の温度に温度制御する。ヒータ２１の温度制御を行う他の構成として、定着ローラ３０表面の温度を温度検知手段（図示せず）で検知する。そしてその検知信号に基づき温度制御部１００によりトライアック素子１０１をＯＮ／ＯＦＦして抵抗層２１ｂへの通電を制御することよって、ヒータ２１を所定の温度に維持するようにしてもよい。
【００５１】
上記のように定着ローラ３０表面を定着可能温度とするように、ヒータ２１を温度制御することによって、記録材Ｐの定着性を一定に保つことができるとともに、記録材Ｐに対し熱を与えすぎることによって発生するホットオフセットなどの画像不良も防止できる。
【００５２】
定着ローラ３０表面を定着可能温度に保った状態で、未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｐが固定された加圧部材４０の離型層４２に接しながら定着ニップＮｔ部に導入される。その記録材Ｐは定着ニップＮｔ部において定着ローラ３０表面と離型層４２とにより挟持搬送される。そして、その搬送過程において記録材Ｐ上の未定着トナー像Ｔを定着ローラ３０の熱で記録材Ｐ上に加熱定着して固着画像とする。ここで、加圧部材４０は熱容量が小さいため、定着ローラ３０の熱は記録材Ｐに迅速に伝わり、短い接触時間でも、記録材Ｐ上のトナー画像Ｔを加熱定着することが可能である。
【００５３】
（本実施形態における加圧部材の機能とメカニズム）
画像加熱装置において、加圧部材４０を固定摺動加圧方式とする場合、搬送性とトナー付着等による汚れ及び耐久性が問題となる。要求される機能としては、安定した搬送性の為に定着ニップ（Ｎｔ）部の上流部および下流部におけるトナー付着など汚れ発生を抑制する高い離型性の維持である。
【００５４】
記録材Ｐの搬送性に関わるのは摩擦抵抗であり、ＰＥＥＫや各種フッ素系樹脂およびそれらの混合物が表面エネルギーの観点から優れる。また、トナー付着等による汚れに対しても同様の理由によりＰＥＥＫや各種フッ素系樹脂およびそれらの混合物が優れる。しかしながら、記録材Ｐは炭酸カルシウムに代表される研磨作用のある物質を含んでおり、記録材Ｐを長期に渡り摺擦させることから、樹脂系の材料ではニップＮｔ部において磨耗による削れが起こる。これにより耐久性が問題として残る。
【００５５】
本実施形態による固定加圧部材は、金属物質などから成る硬質材料を基材４１とし、基材表面に凹凸構造４３を付与した後にＰＥＥＫや各種フッ素系樹脂から成る離型層を形成することを特徴としている。これにより、記録材が接する表面は摺動性と離型性に優れた表面状態となる。
【００５６】
定着ニップ部は圧力が高く、磨耗に対する耐久性が問題となるわけであるが、基材表面に付与した凹凸構造４３の凸部により、磨耗削れの侵食を抑制することが可能となる。定着ニップ部においては、基材凹部に残る離型層により摩擦抵抗や離型性を保つことで搬送性を維持し、基材凸部によって磨耗侵食を抑制することにより耐久性を確保する。
【００５７】
即ち、単純に基材４１上に離型層を設けた従来例では、定着ニップＮｔ部は削れにより離型層が容易に消失し、搬送能力不足となる。本実施形態では基材４１表面に凹凸構造４３を付与した上に離型層を設けることにより、ニップＮｔ部では基材４１凸部が現れた状態で削れが抑制され、離型層と基材が混在した状態が保持される。これにより、搬送能力が維持される。
【００５８】
図４（ａ）は基材上に離型層を単純に配備した比較例としての従来例であり、図４（ｂ）は基材表面に凹凸構造４３を付与した本実施形態の場合で、それぞれ通紙耐久後における状態である。トナー付着等に代表される各種汚れは、ニップの上下流位置、とりわけ定着ニップＮｔの下流部に発生する場合が多い。本実施形態ではニップ部において基材４１と離型層４２の混合状態であり、ニップ外部においては離型層４２が初期状態のまま維持されることから、耐汚れ性に関しても製品寿命を通じて良好な状態を保つことが可能である。以上により、画像加熱装置として記録材の安定した搬送性・耐久性・耐汚れ性を実現する。
【００５９】
（比較実験）
本実施形態の定着装置７を備えたプリンタ１を用いて記録材Ｐの通紙耐久評価を行い、記録材Ｐの搬送性、加圧部材４０の磨耗による削れおよび汚れ付着の有無の確認を行った。実験に使用した画像形成装置のプロセススピードは１１６ｍｍ／ｓｅｃであり、１分間に１９枚のプリントを実施するレーザービームプリンタを用いた。まず、実験に用いた本実施形態の定着装置７の基本構成を以下に説明する。
【００６０】
ヒータ２１は、厚さ１．０ｍｍのセラミック基板２１ａ上に、抵抗層２１ｂとして銀とパラジウムの発熱体ペーストを、厚さ１０μｍで形成したセラミックヒータを使用した。セラミックヒータは、ホルダー２３としての、中空樹脂を含有する断熱性の液晶ポリマー部材によって保持される。セラミックヒータ表面には、発熱体を保護する為に保護層２１ｃとして厚さ３０μｍの絶縁ガラス層を形成している。セラミック基板の裏側には、温度検知手段２２として、セラミックヒータの温度制御用のサーミスタが当接されており、２１０℃の温度で制御されている。
【００６１】
定着ローラ３０は、外径６ｍｍのＳＵＭ芯金３１上に、断熱弾性層３２として、厚み３．０ｍｍのシリコーンゴム層を形成している。さらにそのシリコーンゴム層の外側には、熱伝導層３３として、厚み１００μｍのシリコーンソリッドゴム層を、その外側に離型層として厚み２０μｍのフィラーを混合したフッ素樹脂コート層３４を形成している。つまり定着ローラ３０は３層構成の定着ローラである。
【００６２】
加圧部材４０は、板厚０．８ｍｍのジンコート鋼板を基材とし、加熱処理により表層メッキ部を除去した後にブラスト処理を行い基材表面に凹凸構造４３を付与する。ブラスト処理後の表面粗さはＲａ２μｍ、Ｒｚ１０μｍであった。
【００６３】
ここで、Ｒａとは、いわゆる「中心線平均粗さ」であり、粗さ曲線を中心線から折り返し、その粗さ曲線と中心線によって得られた面積を長さＬで割った値をマイクロメートル（μｍ）で表わしたものである。また、Ｒｚとは、十点平均粗さをいい、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜取り部分の平均線から縦倍率の方向に測定する。そして、最も高い山頂から５番目までの山頂の標高の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高の絶対値の平均値との和を求め、この値をマイクロメートル（μm）で表したものをいう。
【００６４】
本実験では、凹凸構造４３を付与した基材上にＰＥＥＫ／ＰＦＡ／導電材からなる、凸部を基準に厚さＤ＝２０μｍの離型層をコーティングにより形成し、焼成した。本実施形態ではショットブラストによって凹凸構造４３を付与したが、凹凸付与加工の手段は特に制限するものではない。
【００６５】
以上の構成で、ヒータ２１と定着ローラ３０の間に４９Ｎ（５ｋｇｆ）の加圧力を付加して加熱ニップＮｈ部を幅３ｍｍで形成している。また、加圧部材４０と定着ローラ３０の間にも４９Ｎ（５ｋｇｆ）の加圧力を付加して加熱ニップＮｔ部を幅３ｍｍで形成している。そして、ヒータ２１と加圧部材４０は、定着ローラ３０を中心に定着ローラ３０の径方向で対向して配置してある。
【００６６】
図５は本実施形態における加圧部材４０の断面構成概略図及び比較実験に用いた加圧部材の構成概略図である。図５（ａ）は本実施形態を表すものであり、基材表層凹凸構造４３の凸部を基準に、離型層の厚みＤは２０μｍである。図５（ｂ）は比較例１であり厚み１００μｍのＰＴＦＥ樹脂バルク材をジンコート鋼板から成る基材４１上に接着したものである。図５（ｃ）は比較例２であり厚み２０μｍのＰＦＡ／ＰＴＦＥ／接着剤から成るフッ素樹脂系コートをジンコート鋼板から成る基材４１上に直接コーティングしたものである。図５（ｄ）は比較例３でありジンコート鋼板から成る基材４１上にＤＬＣコーティングを施したものである。
【００６７】
本実施形態の定着装置７と比較例１、比較例２及び比較例３の定着装置７を備えたプリンタ１を用いて記録材Ｐの通紙耐久を行い、本実施形態の機能評価を実験により行った。加圧部材以外の構成は共通である。坪量７５ｇのＬＴＲサイズ普通紙に横線パターンを印字し、通紙耐久（新品状態、１０００枚時点、５０００枚時点、１００００枚時点、３００００枚時点）での記録材Ｐ搬送可否および図６に示すように、加圧部材４０における摺動層４２の磨耗量ｄを測定した。同時に、トナー付着汚れによって引き起こされる記録材Ｐ裏面先端部への汚れ有無の確認を行った。
【００６８】
記録材Ｐ搬送可否は連続印字通紙においてスリップ、搬送路逸脱によるジャム等を含め、搬送状況に問題が無い場合は○、搬送に失敗した場合は×と記載するものとした。結果を表１に示す。
【００６９】
【表１】
表１に示す結果より、本実施形態による記録材Ｐ搬送性能に関する安定性と耐久性の有意性が示された。本実施形態では３００００枚の通紙耐久において安定して記録材Ｐを搬送したのに対し、各比較例では早期に搬送不良が発生した。比較例１では５０００枚を越えた時点で、記録材がカールし搬送路から反れることによるジャムが散見されるようになり、基材露出に伴いスリップが発生するようになった。比較例２では１５００枚程度でニップにおける離型層の剥落および基材の露出に伴いスリップが起こるようになった。比較例３においても２０００枚を越えたあたりから後述の汚れ付着に起因すると考えられる搬送不良が起こった。
【００７０】
加圧部材４０の離型層４２の磨耗量ｄは図６に示すように、定着ローラ３０と対向する離型層４２の初期状態を基準とした凹み量を測定した値として定義した。評価の結果を表２に示す。
【００７１】
【表２】
表２に示す結果より、本実施形態による耐久性の有意性が示された。本実施形態では加圧部材４０の表層離型層は通紙初期において磨耗するものの、凹凸構造４３を付与した基材の凸部によって磨耗進行が抑制されているのが実験結果より分かる。
【００７２】
比較例１はＰＴＦＥのバルク材であることから耐久に伴い磨耗が進んでいるのが分かる。前述の表１に示す結果とも併せて分かるように、離型層４２の厚みを増しても削れ自体は進行し磨耗量ｄの増大に伴い凹量が大きくなることから基材４１の露出前であってもニップＮｔ部の形状変化が大きく、カールやジャムといった問題が発生した。比較例２は１５００枚程度で表層の離型層であるコーティングが磨耗によりニップＮｔ部で消失することによって記録材Ｐがスリップにより搬送不能になったため、評価を終了した。比較例３は、ＤＬＣが非常に硬質であることから初期的には何ら磨耗は起こらなかったが、前述の通り２０００枚を越えたあたりから搬送性に支障が出た。
【００７３】
ＤＬＣは、離型性や摩擦抵抗の低さなどの観点ではＰＥＥＫやフッ素系の樹脂に劣ることから、本実験における構成では耐久に伴う汚れの付着による摩擦抵抗の増大及び定着ローラ３０の搬送能力低下等により、搬送性能に差が現れたものと言える。
【００７４】
記録材Ｐの裏面先端部への汚れ付着は、目視により汚れを観察し、汚れが分からない場合は○、凝視すると汚れているのが分かるが意識しないと気づかないレベルの場合は△、汚れが分かる場合は×とした。評価の結果を表３に示す。
【００７５】
【表３】
表３に示す結果より、本実施形態による耐汚れ性に関する有意性が示された。本実施形態では３００００枚通紙時点においても排出された記録材Ｐ裏面先端部に汚れは見られなく、ニップＮｔ上流部およびニップＮｔ下流部においても汚れの付着は見られなかった。比較例１及び比較例２においても前述のように記録材Ｐの搬送性能に関しては問題が出たものの、記録材Ｐ裏面先端部の汚れに関しての問題は見られなかった。比較例３に関しては１０００枚通紙時点で軽微な汚れが確認された。ニップＮｔを確認したところ、ニップＮｔ下流部においてトナーの付着が見られた。離型性が十分でないことが要因であるといえる。
【００７６】
すなわち、これらの結果より、以下のことが確認できた。基材４１に凹凸構造４３を設けない場合には、離型層４２は耐久と共に削れていき、最終的にはニップＮｔ部に離型層が存在しなくなってしまう。基材４１自体は摩擦抵抗が大きいため、その様な状態においては搬送不良が発生する。一方、本実施形態のように基材４１に凹凸構造４３を設けた場合には、離型層４２の削れは基材４１の凸部が表面に現れたところで急激に抑制される。この時のニップＮｔ部は、基材４１と離型層４２が混在した状態であり、基材４１により磨耗が抑制され、離型層４２により低摩擦／高離型性が維持されている。また、削れが抑制されることでニップＮｔ部の形状変化が抑えられ、安定した搬送性能が得られる。
【００７７】
以上のように、本実施形態の定着装置７は、基材の表面に凹凸構造４３を付与した上に離型層を形成することにより、耐久を通じて低い摩擦係数を維持することができる。そして、記録材Ｐを安定搬送させると共にトナー付着等に起因する汚れの発生を抑制することができるのである。
【００７８】
（加熱手段の他の構成例）
本実施形態の定着装置７では、加熱手段として、ヒータ２１を定着ローラ３０表面と摺動させながら接触させる構成を例として説明を行ったが、加熱手段はこれに限定されるものではない。
【００７９】
加熱手段としては、例えば、ヒータ２１と定着ローラ３０表面との間に可撓性の定着フィルムを回転可能に配置した所謂フィルム加熱方式を用いる。或いは、中空芯金の内側にハロゲンヒータ等の加熱手段を配置した所謂熱ローラ加熱方式等を用いて、定着ローラ３０表面を加熱してもよい。その他、非接触のハロゲン輻射、ＩＨ方式による非接触加熱であっても良い。
【００８０】
（定着手段の他の構成例）
本実施形態の定着装置７では、定着回転体として、外部加熱方式の定着ローラ３０を例として説明を行ったが、定着回転体はこれに限定されるものではない。定着回転体が加圧部材４０と定着ニップＮｔ部を形成して記録材Ｐ上のトナー画像Ｔを加熱定着するものであればよい。定着回転体としては、中空芯金の内側にハロゲンヒータ等の加熱手段を配置した所謂熱ローラを使用してもよい。
【００８１】
（基材表面凹凸構造４３の粗さ度合いに関して）
加圧部材４０の基層４１表面における凹凸構造４３付与においてＲａ２μｍ、Ｒｚ１０μｍの場合を例にあげたが、これに限るものではない。表面粗さの粗さ度合いが低い場合は基材と離型層の接着力が不足しニップＮｔ部において基材のみ残存露出する場合があり、逆に粗さの度合いが高すぎる場合は局所的に基材の凸部が不均一に析出することで搬送性に影響がでる場合がある。
【００８２】
ブラスト処理において粒径および吐出圧を変えることにより、基材４１表面における凹凸構造４３付与の度合いを振って通紙耐久による比較評価実験を行った。基材４１表面に付与した凹凸構造４３以外は共通であり、離型層４２を凹凸構造４３の凸部よりも実測２０μｍ程度厚い状態にコーティングを施してある。凹凸構造４３はＲａ０．５μｍ、Ｒｚ１．５μｍの評価品１、Ｒａ１μｍ、Ｒｚ３μｍの評価品２、Ｒａ２μｍ、Ｒｚ１０μｍの評価品３を用意した。更に、Ｒａ８μｍ、Ｒｚ４２μｍの評価品４、Ｒａ１５μｍ、Ｒｚ５８μｍの評価品５、Ｒａ２０μｍ、Ｒｚ７９μｍの評価品６の６種類を用意した。各評価品を用いて実施形態１と同様に、記録材Ｐの搬送性評価をおこなった。搬送性の評価結果を表４に、各評価品の基材表面粗さ及び凸部高さムラと搬送性への影響をまとめたものを表５に示す。
【００８３】
ここで、凸部ムラは基材凹凸構造４３に関し、表面粗さプロファイルを長さ１０ｍｍに渡って測定した結果において凸部の５点平均位置を算出し、その最大値と最小値の差で規定した。
【００８４】
【表４】
【００８５】
【表５】
表４における評価品１の結果はニップＮｔ部における離型層４２の剥落によるものであった。凹凸構造４３の程度が低かったことから離型層の接着強度が不十分であったためと考えられる。評価品６はニップＮｔ部の長手方向において基材４１の析出にムラが起こることにより搬送不良が引き起こされたものと考えられる。表６に示すように、基材４１の表面凹凸構造４３の程度を大きくしたことにより、凹凸構造４３の凸部の高さ位置バラツキが大きくなる。これにより基材４１が局所的に析出することから記録材Ｐにかかる搬送抵抗に不均一性およびニップＮｔ通過過程において記録材Ｐ先端部分の基材４１局所析出部分に対する引っかかりによる搬送阻害が起こる確率が上がることが原因と考えられる。
【００８６】
従って、加圧部材４０の基材４１における表面凹凸構造４３に関しては、以下に示すＲａ、Ｒｚにつき、
１μｍ≦Ｒａ≦１５μｍ、３μｍ≦Ｒｚ≦６０μｍ程度の範囲が望ましい。
【００８７】
なお、本実施形態で加工手番は増えるが、加圧部材４０の基材４１に対して凹凸構造４３付与加工を施した後に、凸部の高さバラツキを抑えるために研磨処理などを施しても良く、その場合は表面粗さの上限に関しては前記の限りではない。表５の結果より、表面粗さに関しては１μｍ≦Ｒａ、３μｍ≦Ｒｚを満たしており、凸部の高さムラが２０μｍ程度までに抑えることが望ましい。
【００８８】
本実施形態によれば、基材表面に凹凸を付与した上に離型層を形成した固定加圧部材により、磨耗による離型層の削れと剥落を抑制することによって、製品寿命を延ばして良好な搬送性と離型性を備える画像加熱装置を提供することができる。
【００８９】
《第２の実施形態》
図７に本発明第２の実施形態における、加圧部材４０の概略図を示す。図７（ａ）は加圧部材４０の基材４１の凹凸構造４３加工施行後における概略外観図であり、図７（ｂ）は加圧部材４０の長手方向断面構造の概要図である。図７（ａ）に示すように、本実施形態において、離型層４２は凹凸構造４３を内包する厚さで前記基材４１の上方に設けられる。
【００９０】
第１の実施形態では、ブラスト処理により基材４１に凹凸構造４３を付与した。しかし、ブラスト処理では一般に凹凸構造４３を深く形成するのが難しい。また、凸部の高さムラを小さく抑えることが難しい。
【００９１】
そこで、本実施形態ではベルダー加工により、スリット形状の凹凸構造４３を付与した。これによって、凹凸構造４３を深く形成することができ、かつ凸部の高さムラの発生を小さく抑えることができる。
【００９２】
本実施形態では、加圧部材４０は、板厚０．８ｍｍのジンコート鋼板を基材とし、加熱処理により表層メッキ部を除去した後に、幅方向（短手方向）に対して平行なスリット形状となるようベルダー加工を施し基材４１上に凹凸構造４３を付与した。ベルダー加工後の長手方向における表面粗さはＲａ８μｍ、Ｒｚ４２μｍであった。凹凸構造４３を付与した基材上にＰＥＥＫ／ＰＦＡからなる離型層４２をコーティングにより凸部を基準に２０μｍの厚みで形成し、焼成した。本実施形態ではベルダー加工により幅方向（短手方向）に対して方向性が一様な凹凸構造４３を付与したが、加工方法は限定するものではない。
【００９３】
本実施形態では使用に伴い、ニップＮｔ部の離型層４２の表層部分が磨耗した状態においては、幅方向（短手方向）に関して、断面構造は局所的に単一かつ平坦な状態である。また、長手方向に関しては図７（ｂ）に示すように凹凸構造４３形状による基材４１と離型層４２の混在状態となっている。これにより、ニップＮｔ部においてブラスト処理による凹凸構造４３形状付与の場合には、使用に伴い凹凸構造４３の凸部で離散的に点接触となるのに対し、本実施形態ではスリットの凸部による線接触となる。
【００９４】
本実施形態において、記録材Ｐの搬送性、磨耗量ｄ、耐汚れ性に関して実験による比較評価を行った。結果を以下の表６に示す。
【００９５】
【表６】
本実施形態では、加圧部材４０の基材４１にベルダー加工によりスリット状の凹凸構造４３形状を付与したが、ニップＮｔ部において基材４１および離型層４２が混在した状態である。表６から、通紙耐久実験を通じて、記録材Ｐの搬送性能、耐磨耗、耐汚れ性の観点において十分な性能であることが示された。
【００９６】
また、本実施形態において、基材４１の凹凸構造４３の高さは第１の実施形態と同様であり、形成方法・形状によらず、前述した範囲であれば効果を発揮する。
【００９７】
また、加圧部材４０のニップＮｔ部においては、使用に伴う磨耗作用により基材４１と離型層４２の混在状態となるが、基材４１の占める割合が支配的になると記録材Ｐに対する摩擦抵抗が上昇し、搬送性に支障をきたす場合がある。ニップＮｔにおける基材４１と離型層４２の混合比の変化による影響を実験により評価した。
【００９８】
簡単のため、基材４１の表面凹凸構造４３における凹部の占める割合で混合比を近似的に規定した。放電加工により幅７０μｍ、高さ５０μｍの凸部を基材４１に形成し、凸部の形成間隔を振ることにより磨耗が凸部に到達した段階での離型層混在比が８０％、６０％、４０％、２０％となるように加工を行った。加工の概要としては図７となる。これらの基材４１に対し離型層４２をコーティングし、通紙耐久による評価を行った。混在比（％）は通紙耐久後において、ニップＮｔ部における離型層４２の占める割合であり、１００×離型層／（離型層＋基材）で表される。離型層４２は基材４１の凸部より２０μｍ程度の厚みと成るように形成した。３００００枚通紙において問題なく搬送できれば○、スリップなど搬送に失敗した場合は×とした。実験結果を表７に示す。
【００９９】
【表７】
表７に示すように、ニップＮｔ部において離型層４２の占める割合が多ければ、耐久を通じて搬送性は維持される。混在比が２０％、つまり離型層４２の占める比が低くなり基材４１が析出した比が高くなると摩擦抵抗の上昇により記録材Ｐの搬送性等に影響が見られた。従って、ニップＮｔ部においては離型層４２の占める面積割合が４０％以上であることが望ましい。
【０１００】
また、第２の実施形態において、定着ニップＮｔ部において基材表面の凹凸構造４３がスリット状であると説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、凹凸構造４３を２次元的に分散された配置（図では凸部を丸印で表記し、丸印の間が凹部となる）とすることもできる。
【０１０１】
《第３の実施形態》
第１、第２の実施形態では、基材４１に凹凸構造４３を設けることにより、離型層の削れが抑制され、低摩擦力を維持できることを説明した。しかし、図９（ａ）に示すように、離型層の厚みＤが相当大きい場合には、初期状態と通紙耐久後の状態とでニップ形状の変化が大きくなってしまう。これにより、カールやジャムという問題が発生する場合があった。
【０１０２】
図９（ｂ）に示す本実施形態では、加圧部材４０のニップ部が初期から基材４１と離型層４２が混在することを特徴とする。これにより、初期から離型層の削れが抑制されるため、通紙耐久後のニップ形状の変化は少ない。即ち、初期から凹部に離型層が充填されるように構成される。
【０１０３】
図８に本実施形態における、加圧部材４０の概略図を示す。本実施形態では、加圧部材４０は、板厚０．８ｍｍのジンコート鋼板を基材とし、加熱処理により表層メッキ部を除去した後に、ブラスト処理を行い基材表面に凹凸構造４３を付与する。ブラスト処理後の表面粗さはＲａ２μｍ、Ｒｚ１０μｍであった。凹凸構造４３を付与した基材上にＰＥＥＫ／ＰＦＡ／導電材からなる離型層をコーティングにより形成し焼成した後に、Ｄ＝０μｍかつ基材凹凸構造４３の凸部高さムラを抑制するよう、バフ研磨を施した。研磨により削除した表層部分を図８の表層研磨削除部分４５に示す。これにより、加圧部材４０の表層摺動面は初期状態より、基材４１と離型層４２が共存した状態となっている。
【０１０４】
尚、本実施形態ではショットブラストによって凹凸構造４３を付与したが、凹凸構造４３付与加工の手段は特に制限するものではない。また、本実施形態においても、本発明の効果を得るためには、基材４１の凹凸構造４３の粗さ及び基材４１と離型層４２の面積割合は第１、第２の実施形態にて前述した範囲であれば効果を発揮する。本実施形態では表層の研磨においてバフ研磨を行ったが、研磨方法は特に制限するものではない。
【０１０５】
本実施形態では、研磨を行うことにより基材凹凸構造４３の凸部高さムラを抑えることができる。それと共に、初期状態から基材４１と離型層４２の共存状態であることから、記録材Ｐの搬送に伴って引き起こされる磨耗が抑制され、ニップＮｔ部の形状変化が耐久を通じて少なく、搬送性の安定化が達成される。
【０１０６】
（変形例）
以上、基材表面に凹凸構造を備え、その上に離型層を備える定着パッドにおいて、離型層として樹脂層が好ましいことを説明した。しかし、本発明はこれに限られない。
例えば、通紙の繰り返しによる磨耗を抑制するために、離型層として摩擦抵抗が低く表面硬度は高いＤＬＣやＴｉＮ、ＣｒＮ等のセラミックコーティング膜、金属物質を加圧部材の表面に配置することも考えられる。
【０１０７】
しかし、離型性が樹脂層ほど充分ではないため、通紙の繰り返しにより加圧部材のニップ部下流近傍にトナーや紙粉等が付着・堆積し、記録材の紙コバ等を汚してしまうことが考えられる。更に、記録材の搬送に対する摩擦抵抗に関しては前記樹脂材料に比べると高くなることが考えられる。
【０１０８】
即ち、基材表面に凹凸構造を備え、その上に離型層を備える定着パッドにおいて、離型層としては樹脂層がより好ましい
【符号の説明】
【０１０９】
２１・・ヒータ、２３・・ホルダー、２４・・定着ステー、３０・・定着ローラ、３１・・芯金、３２・・断熱弾性層、３３・・熱伝導層、３４・・表面離型層、４０・・加圧部材、４１・・基材、４２・・離型層、４３・・基材凹凸構造４３付与面、Ｎｈ・・加熱ニップ、Ｎｔ・・定着ニップ、Ｐ・・記録材、Ｔ・・トナー画像
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱回転体と、
前記加熱回転体に対向配置される固定加圧部材と、
を有し、前記加熱回転体と前記固定加圧部材とで形成されるニップ部に画像を担持した記録材を通紙させて前記記録材を加熱する画像加熱装置において、
前記固定加圧部材は、
凹凸付与加工により表面に凹凸構造が付与された基材と、
前記基材の前記凹凸構造の少なくとも凹部に充填される離型層と、
を有することを特徴とする画像加熱装置。
【請求項２】
前記離型層は前記凹凸構造を内包する厚さで前記基材の上方に設けられることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
【請求項３】
前記離型層は樹脂層であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像加熱装置。
【請求項４】
前記基材は金属で形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
【請求項１】
加熱回転体と、
前記加熱回転体に対向配置される固定加圧部材と、
を有し、前記加熱回転体と前記固定加圧部材とで形成されるニップ部に画像を担持した記録材を通紙させて前記記録材を加熱する画像加熱装置において、
前記固定加圧部材は、
凹凸付与加工により表面に凹凸構造が付与された基材と、
前記基材の前記凹凸構造の少なくとも凹部に充填される離型層と、
を有することを特徴とする画像加熱装置。
【請求項２】
前記離型層は前記凹凸構造を内包する厚さで前記基材の上方に設けられることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
【請求項３】
前記離型層は樹脂層であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像加熱装置。
【請求項４】
前記基材は金属で形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−７３３４４（Ｐ２０１２−７３３４４Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１７０６９（Ｐ２０１０−２１７０６９）
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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