JP2018072438A - 定着装置、画像形成装置及び定着回転部材 - Google Patents

Abstract

【課題】離型層と加圧部材とで第１ニップ部が形成され、軸部材と加圧部材とで第２ニップ部が形成された構成において、軸部材に段差が無い構成に比べて、離型層への現像剤の静電気オフセットを抑制すると共に画質の低下を抑制する。【解決手段】定着装置２０は、定着ロール２２と加圧部材３２とを有する。定着ロール２２は、芯金２３と、弾性層２７と、離型層２８とを有する。芯金２３は、軸部２４と径方向に拡大されている拡径部２５とを備え、軸回りに回転可能に設けられ、接地されている。弾性層２７は、軸部２４の外周に積層されている。離型層２８は、外周面２８Ａが拡径部２５の外周面２５Ａよりも径方向に突出するように弾性層２７に積層され、弾性層２７よりも抵抗が高い。加圧部材３２は、導電性を有し外周面２８Ａと接触して第１ニップ部Ｎ１を形成すると共に外周面２５Ａと接触して第２ニップ部Ｎ２を形成する外周部３５を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、定着装置、画像形成装置及び定着回転部材に関する。

特許文献１の定着装置は、接地された芯金及び該芯金に形成された絶縁性離型層を備えた加熱ローラと、軸方向の長さが絶縁性離型層の軸方向の長さよりも長い導電性離型層を備え、導電性離型層が芯金に電気的に接触している加圧ローラとを有する。加熱ローラ及び加圧ローラの表面の電荷は、絶縁性離型層及び芯金を介してアースに移動する。

特開２００４−２４０２８４号公報

記録媒体及び現像剤との接触時間を増やすために、軸部の外周に弾性層を積層し、さらに弾性層に離型層を積層した定着回転部材がある。離型層には、例えば、フッ素樹脂素材が用いられる。しかし、フッ素樹脂は帯電し易いことから、未定着の現像剤が離型層に静電的に付着し、定着回転部材が１回転した後に記録媒体上に再度、付着する静電オフセットと呼ばれる現象が生じる可能性がある。また、離型層の電荷を軸部を介して接地させようとしても、弾性層があることで、離型層から軸部へ電荷を流し難い。

本発明は、離型層と加圧部材とで第１ニップ部が形成され、軸部材と加圧部材とで第２ニップ部が形成された構成において、軸部材に段差が無い構成に比べて、離型層への現像剤の静電気オフセットを抑制すると共に画質の低下を抑制することを目的とする。

本発明の請求項１に係る定着装置は、軸部と該軸部の軸方向の両端部よりも外側で該軸部の径方向に拡大されている拡径部とを備えた軸部材と、前記軸部の外周に積層されている弾性層と、外周面が前記拡径部の外周面よりも径方向に突出するように該弾性層に積層され該弾性層よりも抵抗が高い離型層と、を有し、前記軸部材において接地された状態で回転しながら加熱源により加熱され、記録媒体上の現像剤と接触する定着回転部材と、導電性を有し前記離型層の外周面と接触して第１ニップ部を形成すると共に前記拡径部の外周面と接触して第２ニップ部を形成する外周部を備え、前記定着回転部材と共に記録媒体を加圧する加圧部材と、を有する。

本発明の請求項２に係る定着装置は、前記拡径部の外周面に対する前記離型層の外周面の径方向の突出高さは、前記定着回転部材の非加圧状態において、１０μｍ以上１６０μｍ以下である。

本発明の請求項３に係る画像形成装置は、現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、前記現像剤像形成手段で形成された現像剤像を前記記録媒体に定着する請求項１又は請求項２に記載の定着装置と、を有する。

本発明の請求項４に係る定着回転部材は、軸部と該軸部の軸方向の両端部よりも外側で該軸部の径方向に拡大されている拡径部とを備えた軸部材と、前記軸部の外周に積層されている弾性層と、外周面が前記拡径部の外周面よりも径方向に突出するように該弾性層に積層され該弾性層よりも抵抗が高い離型層と、前記軸部材に設けられ接地端子が接触する接触部と、を有し、前記軸部材において接地された状態で回転しながら加熱源により加熱され、記録媒体上の現像剤を定着させる。

請求項１の発明は、離型層と加圧部材とで第１ニップ部が形成され、軸部材と加圧部材とで第２ニップ部が形成された構成において、軸部材に段差が無い構成に比べて、離型層への現像剤の静電気オフセットを抑制すると共に画質の低下を抑制することができる。

請求項２の発明は、拡径部の外周面に対する離型層の外周面の径方向の突出高さが１６０μｍよりも高い構成に比べて、画質の低下を抑制することができる。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の定着装置を有さない構成に比べて、定着後の画像不良を抑制することができる。

請求項４の発明は、軸部材に段差が無い構成に比べて、離型層への現像剤の静電気オフセットを抑制すると共に画質の低下を抑制することができる。

本実施形態に係る画像形成装置を示す構成図である。 本実施形態に係る定着装置の加圧状態の構成図である。 （Ａ）本実施形態に係る定着ロール及び加圧ベルトの縦断面図（図２の３Ａ−３Ａ線断面）である。（Ｂ）本実施形態に係る定着ロールの段差部分の拡大断面図である。 （Ａ）本実施形態に係る離型層外周面の突出高さと加圧ベルトの表面電位との関係を示すグラフである。（Ｂ）本実施形態に係る離型層外周面の突出高さと加圧ベルトの表面電位との関係を示すグラフである。

本実施形態に係る定着装置、画像形成装置及び定着回転部材の一例について説明する。

〔全体構成〕
図１には、本実施形態の画像形成装置１０が示されている。なお、以下の説明では、図１に矢印Ｙで示す方向を装置高さ方向、矢印Ｘで示す方向を装置幅方向とする。また、装置高さ方向及び装置幅方向のそれぞれに直交する方向（Ｚで示す）を装置奥行き方向とする。そして、画像形成装置１０を正面視して、装置高さ方向、装置幅方向、装置奥行き方向をＹ方向、Ｘ方向、Ｚ方向と記載する。さらに、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のそれぞれ一方側と他方側を区別する必要がある場合は、画像形成装置１０を正面視して、上側をＹ側、下側を−Ｙ側、右側をＸ側、左側を−Ｘ側、奥側をＺ側、前側を−Ｚ側と記載する。

画像形成装置１０は、箱状の筐体１１を有する。また、画像形成装置１０は、一例として、搬送部１２と、現像剤像形成手段の一例としての画像形成部１４と、制御部１６と、定着装置２０とを有する。搬送部１２は、ロール対１３を含んで構成され、搬送経路Ａに沿って用紙Ｐを搬送する。制御部１６は、画像形成装置１０の各部の動作を制御する。

画像形成部１４は、一例として、４つの画像形成ユニット１５を有している。また、画像形成部１４は、公知の電子写真方式である帯電、露光、現像、転写の各工程を行うことで、搬送部１２により搬送される用紙Ｐ上にトナーＴを用いてトナー像Ｇを形成する。用紙Ｐは、記録媒体の一例である。トナーＴは、現像剤の一例である。トナー像Ｇは現像剤像の一例である。定着装置２０は、画像形成部１４で形成されたトナー像Ｇを、後述する定着ロール２２（図３（Ａ）参照）の回転に伴い加熱及び加圧して用紙Ｐに定着する。なお、定着装置２０の詳細については後述する。

〔要部構成〕
次に、定着装置２０について説明する。

図３（Ａ）に示す定着装置２０は、定着用回転部材の一例としての定着ロール２２と、加圧部材３２と、加熱源の一例としてのハロゲンヒータ４２とを有する。定着ロール２２、加圧部材３２及びハロゲンヒータ４２は、定着装置２０の装置本体となる直方体状の図示しない筐体内に収容されている。

＜定着ロール＞
定着ロール２２は、軸部材の一例としての芯金２３と、芯金２３に積層されている弾性層２７と、弾性層２７に積層されている離型層２８とを有する構成とされている。また、定着ロール２２は、用紙Ｐの搬送経路Ａに対して、トナー像Ｇ側（Ｘ側）にＺ方向を軸方向として、該軸周りに回転可能に配置されている。つまり、定着ロール２２は、用紙Ｐの搬送方向と直交するＺ方向を軸方向として回転して、用紙Ｐ上のトナー像Ｇと接触するようになっている。なお、定着ロール２２は、芯金２３のＺ側端部が図示しないモータにより回転駆動される。

（芯金）
図２に示す芯金２３は、一例として、Ｚ方向を軸方向として延びているアルミニウム製の円筒体で構成されている。また、芯金２３は、詳細は後述するが、接地されている。さらに、芯金２３は、Ｚ方向に区分された軸部２４と、拡径部２５と、接触部２６とを備えており、Ｚ方向に沿った中心軸Ｋ周りに回転可能に設けられている。

軸部２４は、Ｚ方向を軸方向とする円筒状に形成されている。つまり、軸部２４は、Ｚ方向に見た外周面２４Ａ（図３（Ａ）参照）が円形に形成されている。なお、軸部２４の−Ｚ側端部からＺ側端部までのＺ方向の長さをＬ１とする。また、軸部２４の外径は、Ｚ方向でほぼ同じ大きさである外径ｄ１に揃えられている。軸部２４の内径ｄ０は、後述するハロゲンヒータ４２が内側に配置される大きさとされている。

拡径部２５は、軸部２４の軸方向（Ｚ方向）の両端部よりも外側（Ｚ側及び−Ｚ側）で軸部２４の径方向に径が拡大されている部位である。具体的には、拡径部２５は、Ｚ方向を軸方向とする円筒状に形成されている。つまり、拡径部２５は、Ｚ方向に見た外周面２５Ａが円形に形成されている。拡径部２５の外径は、Ｚ方向でほぼ同じ大きさである外径ｄ２（＞ｄ１）に揃えられている。言い換えると、芯金２３には、軸部２４と拡径部２５との境界に径方向の高さの差Δｄ（図３（Ｂ）参照）の段差部２９が形成されている。なお、Δｄ＝（ｄ２−ｄ１）／２とされている。拡径部２５の内径はｄ０とされている。

芯金２３のＺ方向の全長をＬ２とする。また、１つの拡径部２５のＺ方向の長さをＬ３とする。ここで、一例として、Ｌ３＝（Ｌ２−Ｌ１）／２とされている。−Ｚ側の拡径部２５及びＺ側の拡径部２５は、定着装置２０の図示しない筐体に取付けられたベアリング３１により、中心軸Ｋ周りに回転可能に支持されている。

接触部２６は、拡径部２５のＺ側の端面２５Ｂにより構成されている。言い換えると、本実施形態では、一例として、拡径部２５と接触部２６とが一体化されている。接触部２６には、板バネ状の接地端子４４が接触している。接地端子４４は、抵抗器４６を介して接地されている。つまり、芯金２３は、拡径部２５から接触部２６、接地端子４４及び抵抗器４６を通って電荷が流れるように接地されている。

（弾性層）
図３（Ｂ）に示す弾性層２７は、一例として、シリコーンゴム製であり、芯金２３の軸部２４の外周に積層されている。弾性層２７は、拡径部２５には形成されていない。また、弾性層２７は、Ｚ方向に見たときの断面が円環状に形成されている。さらに、弾性層２７の径方向の厚さは、Ｚ方向の各部においてほぼ同じ厚みに揃えられている。弾性層２７のＺ方向の両端面の一部は、拡径部２５の両内側面と接触している。なお、本実施形態では、一例として、弾性層２７の径方向の一部が拡径部２５の外周面２５Ａよりも径方向の外側に突出されている。

（離型層）
離型層２８は、弾性層２７の外周に積層されている。また、離型層２８は、弾性層２７よりも抵抗（体積抵抗率）が高い材料で構成されており、一例として、ＰＦＡ（パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）により構成されている。離型層２８は、拡径部２５には形成されていない。また、離型層２８は、Ｚ方向に見たときの断面が円環状に形成されている。さらに、離型層２８の径方向の厚みは、Ｚ方向の各部においてほぼ同じ厚みに揃えられている。離型層２８のＺ方向の両側端面は、一例として、拡径部２５の両内側面と接触していない。

離型層２８の外周面２８Ａは、一例として、拡径部２５の外周面２５Ａよりも径方向の外側に突出されている。ここで、外周面２５Ａに対する離型層２８の外周面２８Ａの径方向の突出高さｈは、定着ロール２２の非加圧状態において、１０〔μｍ〕以上１６０〔μｍ〕以下の範囲内で設定されている。本実施形態では、一例として、ｈ＝１００〔μｍ〕とされている。なお、突出高さｈの範囲を設定するにあたって実施した評価については、後述する。

＜加圧部材＞
図３（Ａ）に示す加圧部材３２は、一例として、加圧ベルト３４と、パッド部材３６とを有する。

（加圧ベルト）
図２に示す加圧ベルト３４は、一例として、Ｚ方向両端部の外径ｄＢが中央部の外径ｄＡとほぼ等しい形状（フラット形状）のエンドレスベルトとされている。また、加圧ベルト３４は、用紙Ｐの搬送経路Ａ（図３（Ａ）参照）に対して定着ロール２２側とは反対側（−Ｘ側）にＺ方向を軸方向として、該軸周りに回転（周回移動）可能に配置されている。加圧ベルト３４は、一例として、定着ロール２２とＸ方向に並んでいる。

加圧ベルト３４のＺ方向の長さ（幅）をＬ４とする。長さＬ４は、軸部２４のＺ方向の長さＬ１よりも長くかつ芯金２３のＺ側端部から−Ｚ側端部までのＺ方向の長さＬ２よりも短い長さで設定されている。つまり、Ｌ１＜Ｌ４＜Ｌ２となっている。また、加圧ベルト３４のＺ側端部は、Ｚ側の拡径部２５と対向しており、加圧ベルト３４の−Ｚ側端部は、−Ｚ側の拡径部２５と対向している。さらに、加圧ベルト３４は、基層３４Ａと、基層３４Ａの外周面に形成された弾性層３４Ｂと、弾性層３４Ｂの外周面に形成された離型層３４Ｃとを有する。

基層３４Ａは、一例として、厚さ８０〔μｍ〕のポリイミド製とされている。弾性層３４Ｂは、一例として、厚さ４５０〔μｍ〕のシリコーンゴム製とされている。離型層３４Ｃは、一例として、カーボンブラックを含有し厚さ３０〔μｍ〕の導電性のフッ素樹脂製とされている。本実施形態では、導電性とは、体積抵抗率が１０^７〔 Ω・ｃｍ〕未満であることを意味している。加圧ベルト３４の基層３４Ａの内側には、後述する加圧パッド６２が設けられている。

（パッド部材）
パッド部材３６は、一例として、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製であり、Ｚ方向の幅が加圧ベルト３４のＺ方向の幅とほぼ同じ長さで、Ｚ方向に長い長尺状の部材である。また、図３（Ａ）に示すように、パッド部材３６は、Ｘ−Ｙ断面がＸ方向に長い矩形状とされている。パッド部材３６の−Ｙ側部分は、定着ロール２２に向けて凸となるＲ形状とされている。さらに、パッド部材３６は、加圧ベルト３４の内側でＺ方向両端部が図示しないホルダに固定されることにより、加圧ベルト３４の内側に設けられている。このホルダは、後述するニップ部Ｎを形成するときに、図示しないバネを含むリトラクト機構部により定着ロール２２側に向けて押し付けられるようになっている。

加圧ベルト３４は、パッド部材３６により加圧された状態において、定着ロール２２と離型層３４Ｃの外周面３４Ｄとの接触の摩擦力により、定着ロール２２の回転に同期して周回移動するようになっている。また、加圧ベルト３４は、定着ロール２２と共に用紙Ｐを挟んで搬送するようになっている。

ここで、定着ロール２２の外周面と加圧ベルト３４の外周面とが用紙Ｐを挟むと共に用紙Ｐ及びトナー像Ｇを加圧する部位をニップ部Ｎと称する。つまり、加圧ベルト３４は、定着ロール２２と共にニップ部Ｎを形成しており、ニップ部Ｎで用紙Ｐを加圧する。なお、用紙Ｐが無い場合は、ニップ部Ｎにおいて、定着ロール２２と加圧ベルト３４が接触する。加圧ベルト３４における定着ロール２２と接触する部位を外周部３５と称する。本実施形態では、一例として、定着装置２０における用紙Ｐの搬送方向がＹ方向に沿っており、用紙Ｐの搬送方向と直交する幅方向がＺ方向となっている。

図２に示す外周部３５は、既述のように導電性を有しており、用紙Ｐが無い状態でかつ加圧状態において、離型層２８の外周面２８Ａと接触して第１ニップ部Ｎ１を形成すると共に、拡径部２５の外周面２５Ａと接触して第２ニップ部Ｎ２を形成している。言い換えると、ニップ部Ｎは、第１ニップ部Ｎ１と、第１ニップ部Ｎ１のＺ方向の両外側に形成された第２ニップ部Ｎ２とで構成されている。第１ニップ部Ｎ１は、用紙Ｐを挟んで加圧する部位である。第２ニップ部Ｎ２は、用紙Ｐが通らない部位であり、拡径部２５の外周面が加圧ベルト３４の外周面と接触する部位である。

＜ハロゲンヒータ＞
図３（Ａ）に示すハロゲンヒータ４２は、一例として、芯金２３の内側にＺ方向を軸方向として芯金２３とは非接触状態で設けられている。また、ハロゲンヒータ４２は、画像形成装置１０（図１参照）の図示しない電源からの通電により発熱し、芯金２３を加熱することで、定着ロール２２全体を加熱するようになっている。ハロゲンヒータ４２への通電の有無は、定着ロール２２の外周面の温度を検知する図示しない温度センサの検知結果に基づいて行われる。

ここで、定着装置２０では、定着ロール２２が接地状態でハロゲンヒータ４２により加熱されると共に図示しないモータにより回転されることで、加圧ベルト３４が従動（周回移動）し、用紙Ｐ上のトナー像Ｇ（図１参照）を加熱及び加圧して用紙Ｐに定着させる。

〔作用〕
次に、本実施形態の作用について説明する。

図２に示す定着装置２０では、定着ロール２２が加圧部材３２により加圧されたときに、弾性層２７が径方向に圧縮される。このため、離型層２８の外周面２８Ａ（図３（Ｂ）参照）の径方向の高さと、拡径部２５の外周面２５Ａ（図３（Ｂ）参照）の径方向の高さとが揃うようになる。つまり、ニップ部Ｎに用紙Ｐが無くかつ加圧状態において、離型層２８の外周面２８Ａと、加圧ベルト３４の外周部３５の外周面３４Ｄとが接触して第１ニップ部Ｎ１を形成する。さらに、定着ロール２２の拡径部２５の外周面２５Ａと、加圧ベルト３４の外周部３５の外周面３４Ｄとが接触して第２ニップ部Ｎ２を形成する。

ここで、定着ロール２２及び加圧ベルト３４が回転して、第１ニップ部Ｎ１において、外周面２８Ａと外周面３４Ｄとの接触による摩擦で離型層２８に図示しない電荷が生じたとする。この場合に、離型層２８の電荷は、離型層２８内をＺ方向に移動することはできないため、加圧ベルト３４の導電性を有する外周部３５に流れる。さらに、外周部３５に流れた電荷は、外周部３５のＺ側及び−Ｚ側の少なくとも一方に流れる。

続いて、外周部３５のＺ側、−Ｚ側に流れた電荷は、第２ニップ部Ｎ２において、導電性を有する拡径部２５に流れ、接触部２６から既述の経路で流れる。このように、定着ロール２２の離型層２８に生じた電荷が、接地により減少するので、拡径部２５が接地されていない構成に比べて、離型層２８での電荷の残留が抑制され、離型層２８へのトナーＴ（図１参照）の静電気オフセットが抑制される。

さらに、定着装置２０では、軸部２４と拡径部２５との境界に段差部２９が形成されているため、段差部２９の高さを変えることで、軸部２４の外周に積層する弾性層２７の径方向の厚みを自由に設定可能となる。これにより、段差部２９及び弾性層２７が無い構成に比べて、用紙Ｐの搬送方向における第１ニップ部Ｎ１の周方向の幅を広げられ、トナー像Ｇに加える熱量が確保されるので、定着後のトナー像Ｇの画質の低下が抑制される。

また、定着装置２０では、拡径部２５の外周面２５Ａに対する離型層２８の外周面２８Ａの径方向の突出高さｈが、１０〔μｍ〕以上１６０〔μｍ〕以下の範囲内で設定されている。これにより、突出高さｈが１６０〔μｍ〕よりも高い構成に比べて、第２ニップ部Ｎ２における接触面積が大きくなり、離型層２８に電荷が残留し難くなるので、静電気オフセットに起因する画質の低下が抑制される。

画像形成装置１０では、定着装置２０における静電気オフセット及び画質の低下が抑制されることにより、定着装置２０を有さない構成に比べて、用紙Ｐへの定着後のトナー像Ｇの画像不良（一例として画像ムラ）が抑制される。

〔各種評価〕
次に、本実施形態の定着ロール２２と比較例の定着ロールとを用いた各種評価について説明する。

＜各定着ロールの作製＞
以下の方法により、本実施形態の定着ロール２２と比較例の定着ロールとを作製した。

（芯金の段差部の形成）
厚み１〔ｍｍ〕、外径φ２９〔ｍｍ〕、軸方向長さ３５０〔ｍｍ〕のアルミニウム製（モリタ興産製Ａ−５０５２）の芯金の軸方向中央部に、切削加工機（Ｒｏｌａｎｄ社製ＳＲＭ−２０）を用いて、３５０〔ｍｍ〕全周に亘って切削加工を施し、段差部を形成した。

（弾性層の形成）
段差部が形成された芯金を弾性層塗布工程用の金型に挿入し、金型の軸方向を略水平方向に保ちながら芯金を周方向に回転させる回転台に設置した。そして、芯金を回転させた状態で、ノズルを軸方向に移動させながら、ノズルから外径の小さい軸部の外周に向けて塗布液を吐出させた。このように、塗布方式としてフローコート法を用いた。塗布液としては、溶媒ヘプタン中にシリコーンゴムを５０〔質量％〕含む液状シリコーンゴム塗布液を用いた。軸部に塗布した液状シリコーンゴム塗布液を、ノズル移動に伴って、平板状ＳＵＳ（ステンレス鋼）板でならした後、回転乾燥炉内にて乾燥させた。続いて、加熱炉内において加硫を行った。軸部の外周に積層された弾性層の膜厚は、３００〔μｍ〕であった。

（離型層の形成）
弾性層まで形成した管状体の外径よりも２〔％〕小径である厚み３０〔μｍ〕のＰＦＡチューブを準備して、このＰＦＡチューブを、内径がこの管状体の外径よりも０．８〔％〕大径である外型の内周に配置した。そして、このＰＦＡチューブの内側に、弾性層まで形成した管状体を挿入した状態で、このＰＦＡチューブを外型から外して、弾性層の外周に被覆した（積層させた）。さらに、室温（２５〔℃〕）で２４時間放置した後で加熱し、厚み３０〔μｍ〕の離型層を形成した。

異なる段差高さ〔μｍ〕を設定することにより、本実施形態の３種類（実施例１、２、３）の定着ロール２２と、比較例の６種類（比較例１、２、３、４、５、６）の定着ロールとを準備した。実施例１、２、３の定着ロール２２及び比較例１、２、３、４、５、６の定着ロールの段差高さ〔μｍ〕及び突出高さ〔μｍ〕は、表１に示すように設定した。本実施形態、比較例共に、弾性層の厚みは３００〔μｍ〕、離型層の厚みは３０〔μｍ〕となっている。

実施例１の突出高さは９０〔μｍ〕である。実施例２の突出高さは１０〔μｍ〕である。実施例３の突出高さは１６０〔μｍ〕である。比較例１は、段差が無く突出高さが３３０〔μｍ〕である。比較例２は、段差及び離型層が無く突出高さが３００〔μｍ〕である。比較例３は、段差及び弾性層が無く突出高さが３０〔μｍ〕である。比較例４は、突出高さが９０〔μｍ〕で、拡径部の外周面が離型層で被覆されている。比較例５は、突出高さが９０〔μｍ〕で、加圧ベルトの離型層の軸方向長さと、定着ロールの離型層の軸方向長さとが同じとされている。比較例６は、突出高さが９０〔μｍ〕で、芯金（拡径部）が接地されていない。ここで、実施例１、２、３の定着ロール２２と、比較例１、２、３、４、５、６の定着ロールとについて、静電気オフセット評価、画質評価を行った結果を表１に示す。

静電気オフセット評価、画質評価のいずれにおいても、画像形成装置として富士ゼロックス株式会社ＤｏｃｕｐｒｉｎｔＣＰ４００を用いた。該画像形成装置の定着装置に実施例１、２、３の定着ロール２２又は比較例１、２、３、４、５、６の定着ロールを順次、交換して搭載した状態で、各評価を行った。

＜静電気オフセット評価＞
富士ゼロックスオフィスサプライ社製Ｐ紙（Ａ４サイズ）に黒色トナーを用いたベタ画像を形成して定着を行った。そして、定着後の定着ロールの外周面を目視確認して、トナーの残留が顕著な場合をＮＧ、トナーの残留が見られない又はトナーの残留が僅かである場合をＯＫと判定した。

＜画質評価＞
画質評価は、静電気オフセット評価において排出されたＰ紙のベタ画像を目視で確認して、画像ムラの発生度合でランク分けした。目視レベルで画像ムラが見られないものをＡランク、かすかに画像ムラが見られるものをＢランク、明確に画像ムラが見られるものをＣランク、顕著に画像ムラが見られるものをＤランクと判定した。なお、Ａランク又はＢランクが実使用レベルでＯＫであり、Ｃランク、Ｄランクについては実使用レベルでＮＧである。

表１に示すように、静電気オフセット評価、画質評価のいずれにおいても、本実施形態の定着ロール２２の方が比較例の各定着ロールよりも評価が高いことが確認された。なお、比較例３では、第２ニップ部Ｎ２が形成されることになるため、静電気オフセット評価がＯＫとなっているが、弾性層が無い影響により画質評価がＮＧのため、比較例３は実使用レベルにない。

＜表面電位測定結果＞
図４（Ａ）には、離型層２８の外周面２８Ａの非加圧状態における突出高さｈ（図３（Ｂ）参照）と、加圧ベルト３４（図２参照）の表面電位との関係を示すグラフが示されている。また、図４（Ｂ）には、図４（Ａ）の突出高さｈについて、１５０〔μｍ〕から１９０〔μｍ〕までを１０〔μｍ〕間隔で設定した場合の加圧ベルト３４の表面電位が示されている。なお、図４（Ａ）、（Ｂ）では、各プロットを既述の画質評価のランクで区別して示している。表面電位〔Ｖ〕の測定については、トレック・ジャパン社製の表面電位計（Ｍｏｄｅｌ３４４）を用いて測定した。

図４（Ａ）に示すように、突出高さｈが長くなるほど、加圧ベルト３４（図２参照）の表面電位が負側に大きくなっている。これは、離型層３４Ｃ（図２参照）が、負側に帯電し易いフッ素樹脂で構成されており、突出高さｈが長くなるほど、拡径部２５（図２参照）と加圧ベルト３４との間隔が広がり接地され難くなって、加圧ベルト３４の負極性の残留電荷が多くなるためと考えられる。

図４（Ｂ）に示すように、非加圧状態における突出高さｈが１５０、１６０〔μｍ〕の場合は、画質のランクがＡランクとなった。一方、非加圧状態における突出高さｈが１７０〔μｍ〕以上（１９０〔μｍ〕まで）の場合は、画質のランクがＢランクとなった。この結果から、非加圧状態における突出高さｈは、１６０〔μｍ〕以下で設定することが好ましい。なお、非加圧状態における突出高さｈの下限については、ニップ形成時に弾性層２７（厚み３００〔μｍ〕）が１０〔μｍ〕程度収縮することから、１０〔μｍ〕で設定するとよい。

本発明は、上記の実施形態に限定されない。

定着ロール２２は、拡径部２５の外周面２５Ａが加圧ベルト３４の外周面３４Ｄと接触する構成に限らず、外周面２５Ａに導電性の被覆層が形成され、この被覆層が外周面３４Ｄと接触してもよい。また、拡径部２５は、Ｚ方向の両端部に形成されるものに限らず、Ｚ方向の一端部のみに形成されていてもよい。さらに、拡径部２５をベアリング３１により回転可能に支持する構成に限らず、拡径部２５からＺ方向の外側に延びる軸を形成して、この軸を他のベアリングなどの軸受部材により回転可能に支持させてもよい。段差部２９の壁は、径方向に直立した形状の壁に限らず、径方向と交差する斜め方向に沿ったテーパ状の壁とされていてもよい。

弾性層２７は、Ｚ方向の中央部から両端部に向けて、徐々に厚みが大きくなる形状とされていてもよい。又は、軸部２４が、Ｚ方向の中央部から両端部に向けて、徐々に厚みが大きくなる形状とされていてもよい。

加圧ベルト３４の外周面３４Ｄの表面電位は、負極性に帯電するものに限らず、正極性に帯電するものであってもよい。また、加圧ベルト３４の内側にハロゲンヒータ等の加熱源を設けてもよい。

突出高さｈは、静電気オフセット評価がＯＫでかつ画質評価がＯＫとなる条件であれば、１０〔μｍ〕よりも小さく又は１６０〔μｍ〕よりも大きくてもよい。

接触部２６は、端面２５Ｂのように拡径部２５に一体に設けられたものに限らず、拡径部２５とは別体とされ、拡径部２５に設けられた導電性の部材であってもよい。また、芯金２３を支持する軸受部材を導電性として、接地端子４４を軸受部材に接触させてもよい。

１０ 画像形成装置
１４ 画像形成部（現像剤像形成手段の一例）
２０ 定着装置
２２ 定着ロール（定着回転部材の一例）
２３ 芯金（軸部材の一例）
２４ 軸部
２５ 拡径部
２６ 接触部
２７ 弾性層
２８ 離型層
３２ 加圧部材
３５ 外周部
４２ ハロゲンヒータ（加熱源の一例）
４４ 接地端子
Ｎ１ 第１ニップ部
Ｎ２ 第２ニップ部

Claims (4)

1. 軸部と該軸部の軸方向の両端部よりも外側で該軸部の径方向に拡大されている拡径部とを備えた軸部材と、前記軸部の外周に積層されている弾性層と、外周面が前記拡径部の外周面よりも径方向に突出するように該弾性層に積層され該弾性層よりも抵抗が高い離型層と、を有し、前記軸部材において接地された状態で回転しながら加熱源により加熱され、記録媒体上の現像剤と接触する定着回転部材と、
   導電性を有し前記離型層の外周面と接触して第１ニップ部を形成すると共に前記拡径部の外周面と接触して第２ニップ部を形成する外周部を備え、前記定着回転部材と共に記録媒体を加圧する加圧部材と、
   を有する定着装置。
2. 前記拡径部の外周面に対する前記離型層の外周面の径方向の突出高さは、前記定着回転部材の非加圧状態において、１０μｍ以上１６０μｍ以下である請求項１に記載の定着装置。
3. 現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、
   前記現像剤像形成手段で形成された現像剤像を前記記録媒体に定着する請求項１又は請求項２に記載の定着装置と、
   を有する画像形成装置。
4. 軸部と該軸部の軸方向の両端部よりも外側で該軸部の径方向に拡大されている拡径部とを備えた軸部材と、前記軸部の外周に積層されている弾性層と、外周面が前記拡径部の外周面よりも径方向に突出するように該弾性層に積層され該弾性層よりも抵抗が高い離型層と、前記軸部材に設けられ接地端子が接触する接触部と、を有し、前記軸部材において接地された状態で回転しながら加熱源により加熱され、記録媒体上の現像剤を定着させる定着回転部材。