JP5538708B2 - 定着装置、及びこの定着装置に用いられる加熱回転部材 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像形成装置に搭載する定着装置、及びこの定着装置に用いられる加熱回転部材に関する。

電子写真式の複写機やプリンタに搭載される定着装置（定着器）として、圧力加熱定着方式のものがある。

この圧力加熱定着方式の定着装置は、ヒーターなどの熱源を内部に有する定着ローラと、該定着ローラと対向するように配置された加圧ローラとによりニップ部を形成している。そして未定着のトナー画像を担持する記録材をニップ部で挟持搬送しつつ加熱することにより、その未定着のトナー画像を溶融させると共に溶融したトナー画像を記録材に定着させている。

記録紙等の記録材上に形成された未定着のトナー画像が直接接触する定着ローラは、一般的に、金属や耐熱性樹脂で形成された基層、基層の上に形成された弾性層、さらにその上にトナー画像との剥離性を良好にするための離型層が設けられている。

従来より、定着ローラの離型層としては、フッ素樹脂を静電塗装によりコーティングしたものや、フッ素樹脂のチューブを被覆したもの提案されている。

そして、一般的には離型層と基層の間には弾性層を設けられる。この弾性層は定着ローラと加圧ローラを互いに押圧させた際に弾性変形することによって、より幅広いニップ幅を形成すると同時に、記録材である紙の繊維の凹凸に追従させ、トナーの溶融ムラが発生するのを防止しようとするものである。

近年、このような定着装置を搭載した画像形成装置の高速化に対応する為に、熱源からの熱をさらに効率よくトナー画像及び記録媒体に伝達し、短い時間でトナーを加熱することを目的とした以下のような提案がなされている。

特許文献１、特許文献２では、離型層中に炭化珪素（ＳｉＣ）を充填材として用いることにより離型層の熱伝導性の向上を試みる方法が提案されている。さらに、特許文献３には、グラファイト粉末を充填材として用い熱伝導性の向上を試みる方法が提案されている。
特開昭６０−１２２９７６号公報 特公平４−５２９５５号公報 特開平９−２３７００７号公報

定着ローラにおいて、離型層にＳｉＣ、グラファイト等の熱伝導性の良い充填材を入れることで離型層の熱伝導率を上げる方法では、トナー画像、記録材（記録紙）に対する熱の伝達率はよくなるものの、離型層全体の硬度が高くなってしまいやすい。

定着ローラの離型層の硬度が高くなってしまうと記録紙への追従性が悪化し、記録紙の有する微小な凹凸への追従性が損なわれてしまい、記録紙の持つ凹凸の凸部分に圧力が集中しやすくなる。そのため、記録紙上のトナー画像の一様性が悪くなってしまいやすい。

また、これらの充填材はいずれも一般的な離型層の基材として用いられるフッ素樹脂よりも硬いことから、離型層表面近くに位置する充填材を覆っている部分のフッ素樹脂の磨耗が進行しやすい。充填材を覆っている部分のフッ素樹脂の磨耗が進行し、充填材が露出してしまうと、離型性能が極めて低下してしまう恐れがある。

いずれもフッ素樹脂よりも離型性が悪く、充填材を含まないフッ素樹脂のみの場合の離型層に比べて離型性が劣ってしまう。

本発明の目的は、記録材が担持する未定着トナー画像を記録材に定着する際に、未定着トナー画像の定着不良を抑えつつ、定着後のトナー画像の表面の平滑性を向上させて光沢度を確保し、且つ耐久性も優れた定着装置、及びこの定着装置に用いられる加熱回転部材を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明に係る定着装置の構成は、基層と、離型層と、前記基層と前記離型層の間に設けられた弾性層と、を有する加熱回転部材と、前記加熱回転部材を加熱する加熱部材と、前記離型層と接触してニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、前記ニップ部で未定着トナー画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ未定着トナー画像を記録材に定着する定着装置において、前記離型層は、フッ素系樹脂基材中に、前記基材よりも硬度が低い耐熱性ゴム粒子が分散されている層であり、表面に前記ゴム粒子が露出しないように前記ゴム粒子が前記基材で覆われていることを特徴とする。

上記課題を解決するための本発明に係る加熱回転部材の構成は、基層と、離型層と、前記基層と前記離型層の間に設けられた弾性層と、を有し、定着装置に用いられる加熱回転部材において、前記離型層は、フッ素系樹脂基材中に、前記基材よりも硬度が低い耐熱性ゴム粒子が分散されている層であり、表面に前記ゴム粒子が露出しないように前記ゴム粒子が前記基材で覆われていることを特徴とする。

本発明によれば、記録材が担持する未定着トナー画像を記録材に定着する際に、未定着トナー画像の定着不良を抑えつつ、定着後のトナー画像の表面の平滑性を向上させて光沢度を確保し、且つ耐久性も優れた定着装置、及びこの定着装置に用いられる加熱回転部材の提供を実現できる。

本発明を図面に基づいて説明する。

［実施例］
（１）画像形成装置例
図１２は本発明に係る定着装置（定着器）を搭載する画像形成装置の一例の構成模型図である。この画像形成装置は、電子写真画像形成方式を用いて記録材（例えば、記録紙、ＯＨＰシート等）に画像を形成するレーザビームプリンタである。

本実施例に示す画像形成装置１００は、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）１０１を有する。この感光ドラム１０１は、画像形成装置Ａの筐体を構成する画像形成装置本体Ｂに回転自在に支持されている。そしてプリント指令に応じてドラムモータ（不図示）が駆動され、そのドラムモータの駆動によって感光ドラム１０１は矢印方向へ所定のプロセススピードで回転する。その感光ドラム１０１の周囲には、回転方向に沿って、帯電ローラ（帯電手段）１０２、レーザ露光装置（露光手段）１０３、現像装置（現像手段）１０５、転写ローラ（転写手段）１０６、クリーニング装置（クリーニング手段）１０７がその順に配設してある。

感光ドラム１０１の回転動作中において、感光ドラム１０１の外周面（表面）は帯電ローラ１０２により所定の電位及び極性に一様に帯電される。そしてその感光ドラム１０１表面に対しレーザ露光装置１０３から目的の画像情報に基づいたレーザＬがミラー１０４等を介して走査露光される。これによりその露光部分の電荷が除去され、感光ドラム１０１表面に画像情報に応じた静電潜像（静電像）が形成される。その静電潜像は現像ローラ１０５ａを有する現像装置１０５によりトナー（現像剤）を用いて現像される。即ち、現像装置１０５は現像ローラ１０５ａに現像バイアスを印加し、感光ドラム１０１表面の静電潜像にトナーを付着させる。これによって静電潜像はトナー画像（現像像）として可視化（顕像化）される。

一方、所定のタイミングで給送ローラ１０９により給送カセット１０８から記録紙Ｐが給送され、その記録紙Ｐは搬送ローラ１１０によって感光ドラム１０１と転写ローラ１０６との間の転写ニップ部Ｔｎへと搬送される。そしてその記録紙Ｐは転写ニップ部Ｔｎで挟持搬送され、その搬送過程において転写ローラ１０６に転写バイアスを印加する。これにより感光ドラム１０１表面のトナー画像が順次記録紙Ｐの上に転写される。

転写ニップ部Ｔｎで未定着トナー画像を担持した記録紙Ｐは感光ドラム１０１表面から分離し搬送ガイド１１１に沿って定着装置１１２へ搬送される。定着装置１１２は記録紙Ｐ上の未定着トナー画像に熱と圧力を付与して未定着トナー画像を記録紙Ｐ上に加熱定着する。定着装置１１２を出た記録紙Ｐは、搬送ローラ１１３により排出ローラ１１４に搬送され、その排出ローラ１１４により装置本体Ｂ上の排出トレイ１１５に排出される。

トナー画像転写後の感光ドラム１０１表面は、クリーニング装置１０７の有するクリーニングブレード１０７ａにより転写残トナー等の付着物が除去され、次の画像形成に供される。

（２）定着装置
以下の説明において、定着装置およびこの定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向をいう。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向をいう。幅とは短手方向の寸法をいう。

（２−１）定着装置全体の構成
図１は定着装置１１２の一例の横断面模式図である。

本実施例１に示す定着装置１１２は、加熱回転部材としての定着ローラ１０と、加熱部材としてのハロゲンヒータ２０と、バックアップ部材としての加圧ローラ３０などを有する。

図２は定着ローラ１０の層構成を示す図である。

定着ローラ１０は、金属製の細長い中空円筒状の基層（芯金）１４と、この基層１４の外周面上に長手方向両端部を残してローラ状に設けられた弾性層１３と、この弾性層１３の外周面上に設けられた離型層１２と、を有する。

基層１４としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ＳＵＳ、真鍮等の金属材料などを使用することができる。基層１４の内周面（内面）は黒色に塗装がなされ、基層１４の内部に配されるハロゲンヒータ２０の輻射熱を吸収しやすくなっている。

弾性層１３は、例えばシリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム材料がである。この弾性層１３の厚さは、出力画像として求められる画像品質に応じて、適宜選ぶことができる。

この弾性層１３の有無は、本発明の効果に影響するものではないので、必ずしもなければならないというものではないが、一般的には、弾性層１３の外側に形成される離型層１２の記録材に対する追従性を確保する為に０．５〜１０ｍｍ程度が好ましい。

さらに好ましくは、ハロゲンヒータ２０により加熱された基層１４の熱を効率よく定着ローラ１０表面に伝達する為には、できるだけ薄くする方がよい。一方で離型層１２の記録材に対する追従性を確保する為には、弾性層１３はある程度の厚さを有している方が良い。そこで弾性層１３の厚さは１〜５ｍｍ程度とするのがよい。

トナー画像との剥離性を良好にするための離型層１２は、弾性層１３の上に均一な厚みで形成されている。この離型層１２は、１〜１００μｍの厚さを有する樹脂材（樹脂基材）１２ｂ中に弾性体（ゴム粒子）１２ａが分散されたものである。

この離型層１２の厚さは、内面から弾性層１３に伝達された熱を効率よく定着ローラ表面に伝達する為には、できるだけ薄くする方がよく、一方で耐久性能の維持する為にはある程度の厚さを有している方が良いので、５〜５０ｍｍ程度とするのがさらに好ましい。

樹脂材１２ｂは、主にフッ素系樹脂が好適であり、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰまたはＥＴＦＥ等が好ましい。またはこれらの複合樹脂から選択されたものを樹脂材１２ｂとして用いてもよい。ここで、ＰＦＡとは４フッ化エチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル共重合樹脂であり、ＰＴＦＥとは４フッ化エチレン樹脂である。ＦＥＰとは４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合樹脂であり、ＥＴＦＥとはテトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹脂である。

弾性体１２ａは、樹脂材１２ｂ中に分散・含有される耐熱性を有する弾性材料である。具体的には、フッ素ゴム、フロロシリコーンゴム、シリコーンゴムのうちの一種類を主成分とする耐熱性を有するゴム材料が好ましい。

弾性体１２ａの形状は、球状、粉状、粒状等どのような形状でも良い。

本実施例１の定着ローラ１０では、この離型層１２中に、耐熱性弾性材１２ａが分散、含有されて形成されていることが必須である。

この弾性体１２ａの平均粒径は、フロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−３０００（商品名））、シスメックス株式会社製によって測定することができる。

なお、弾性体の硬さについては、ＪＩＳ−Ａ硬さ（ＪＩＳ Ｋ ６２５３「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム―硬さの求め方」に規定される硬さ）で測定することができる。
弾性体の硬度については、使用するゴム材により形成したシート厚さ６ｍｍのサンプルにて硬度の測定を行った。

樹脂材１２ｂについては、上記と同様の方法で測定を試みることも可能であるが、一般的に、定着装置の離型層として用いられるフッ素樹脂系の樹脂材は上記耐熱性弾性材に用いられるゴム材よりも硬度が高いことは言うまでもない。

加圧ローラ３０は、金属製の細長い中空円筒状の基層（芯金）３１と、この基層３１の外周面上に長手方向両端部を残してローラ状に設けられた弾性層３２と、この弾性層３２の外周面上に設けられた離型層３３と、を有する。

基層３１としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ＳＵＳ、真鍮等の金属材料などを使用することができる。

弾性層３２は、例えばシリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム材料がである。この弾性層１３の厚さは、出力画像として求められる画像品質に応じて、適宜選ぶことができる。

離型層３３は、弾性層３２の上にフッ素樹脂などの樹脂材を均一な厚みで形成したものである。

具体的には、定着装置１１２に用いた加圧ローラは、以下のようにして製造されたものである。

ＳＵＳ（ステンレス）製の肉厚３．０ｍｍ、外径Φ３０ｍｍの中空円筒状の基層に２液反応形のシリコーンゴムを被覆して公知の条件で加熱硬化し、厚み３ｍｍの弾性層を形成する。次に、前記シリコーンゴム層の表面を公知のフッ素系プライマーで表面処理後、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブ（グンゼ株式会社製）を被覆した。

上記の定着ローラ１０は、定着ローラ１０の基層１１の長手方向両端部が軸受（不図示）を介して定着装置１１２の装置フレーム（不図示）に回転自在に支持されている。そして定着ローラ１０の基層１４の内部に配置されたハロゲンヒータ２０は、ハロゲンヒータ２０の長手方向両端部の口金（不図示）が装置フレームに支持されている。上記の加圧ローラ３０は、定着ローラ１０の下方において定着ローラ１０と並列に配置され、加圧ローラ３０の基層３１の長手方向両端部が軸受（不図示）を介して定着装置１１２の装置フレーム（不図示）に回転自在に、かつ上下動自在に支持されている。そして加圧ローラ３０は、加圧ローラ３０の基層３１の長手方向両端部が定着ローラ１０の軸線に向けて加圧されている。その加圧によって加圧ローラ３０の外周面（表面）と定着ローラ１０の外周面（表面）が接触し弾性層３２・１３がそれぞれ弾性変形することにより、加圧ローラ３０表面と定着ローラ１０表面との間に所定幅のニップ部Ｎが形成される。

（２−２）定着装置の加熱定着動作
プリント指令に応じて定着モータ（駆動源）Ｍが駆動され、その定着モータＭの駆動によって加圧ローラ３０の基層３１の長手方向端部に設けられた駆動ギア（不図示）が回転されることにより、加圧ローラ３０は矢印方向に所定のプロセススピードで回転する。その加圧ローラ３０の回転はニップ部Ｎを介して定着ローラ１０表面に伝達され、これにより定着ローラ１０は加圧ローラ３０の回転に追従して矢印方向に回転する。

またプリント指令に応じて制御回路（制御手段）Ｃは、ハロゲンヒータ２０に電力を供給するように、電力供給回路（電力供給部）Ｅを制御する。これにより電力供給回路Ｅからハロゲンヒータ２０に電力が供給され、ハロゲンヒータ２０は発熱する。ハロゲンヒータ２０の発熱により定着ローラ１０の基層１４、弾性層１３、離型層１２が加熱され、これによって定着ローラ１１表面が昇温する。また加圧ローラ３０の回転に追従して定着ローラ１０が回転することにより、定着ローラ１０の表面温度と加圧ローラ３０の表面温度が略等しくなる。定着ローラ１１の表面温度は、定着ローラ１１の表面近傍に配設されたサーミスタ（温度検知部材）ＴＨによって検知される。制御回路（制御手段）Ｃは、サーミスタＴＨからの検知温度（検知信号）に基づき、定着ローラ１１の表面温度を所定温度（目標温度）に維持するように、電力供給回路Ｅからハロゲンヒータ２０に供給する電力を制御する。

加圧ローラ３０及び定着ローラ１０の回転が安定し、かつ定着ローラ１０の表面温度が所定温度に維持された状態で、未定着のトナー画像Ｔを担持した記録材Ｐがニップ部Ｎに導入される。その記録材Ｐはニップ部Ｐで定着ローラ１０表面と加圧ローラ３０表面とにより挟持搬送される。そしてその搬送過程においてトナー画像Ｔ及び記録材Ｐに定着ローラ１０表面の熱とニップ部Ｎのニップ圧を付与することによりトナー画像Ｔは記録材Ｐの面上に加熱定着される。

（２−３）定着ローラの実施例
（２−３−１）実施例１
実施例１の定着ローラ１０は、次のようにして製造した。

ＳＵＳ（ステンレス）製の肉厚１．５ｍｍ、外径φ３０ｍｍの中空円筒状の基層１４上に、２液反応型のシリコーンゴムを被覆して公知の条件で加熱硬化し、厚み３ｍｍの弾性層１３を形成した。

一方、バルク状のフッ素ゴムを液体窒素中で凍らせ、粉砕後、分級することで平均粒径１μｍなるフッ素ゴム粒子（弾性体１２ａ）を得た。

次に前記シリコーンゴム弾性層表面を公知のフッ素系プライマーで表面処理後、上記平均粒径１μｍのフッ素ゴム粒子をフッ素樹脂分散塗料（ダイキン社製：ＰＦＡ分散塗料ＡＤ２ＣＲ−Ｅ）（樹脂材１２ｂ）中に１０重量％分散した。

このフッ素ゴムを分散させたフッ素樹脂分散塗料を厚さ２５μｍになるようスプレー塗装し、所定温度で乾燥させる。

その後、フッ素樹脂分散塗料のみを５μｍの厚さになるようスプレー塗装し、所定温度で焼成した後、室温にて徐冷した。

このようにして、平均厚さ約３０μｍの離型層１２であって、フッ素ゴム粒子が離型層１２の最表層に現れることなくＰＦＡに覆われた定着ローラ１１を得た。

このときのＲｚは０．５μｍである。

実施例１において作製した定着ローラ１０の層構成の一例の横断面図を図２に示す。

（２−３−２）（実施例２〜６）
実施例２〜６で作成された定着ローラ１０は、離型層１２中に充填される弾性体１２ａの平均粒径が表１に示す平均粒径であること以外は、実施例１と同様にして定着ローラ１１を作製した。

実施例２〜６において充填材として用いたフッ素ゴム（弾性体１２ａ）の平均粒径は、それぞれ２、５、２０、４０、５０μｍである。

それぞれの粗さＲｚは表１に示すとおりである。ここで、Ｒｚ（十点平均粗さ）はＪＩＳ Ｂ０６０１ １９９４ に則って測定されたものである。

実施例２〜６の定着ローラ１０では、離型層の平均厚さは実施例１と同じ３０μｍで、かつ実施例１の定着ローラ１０に対して平均粒径の大きなフッ素ゴム粒子を離型層１２に分散、充填されている。

従って、離型層表面形状は、離型層１２に充填されているフッ素ゴム粒子の平均粒径が大きくなると、Ｒｚも大きくなる。

実施例２において作製した定着ローラ１０の層構成の横断面図を図３に示す。

（２−４）定着ローラの比較例
（２−４−１）比較例１
ＳＵＳ（ステンレス）製の肉厚１．５ｍｍ、外径φ３０ｍｍの中空円筒状の基層１４上に、２液反応型のシリコーンゴムを被覆して公知の条件で加熱硬化し、厚み３ｍｍの弾性層１３を形成した。

次に前記シリコーンゴム弾性層表面を公知のフッ素系プライマーで表面処理後、上記フッ素樹脂分散塗料を３０μｍの厚さになるようスプレー塗装し、所定温度で焼成した後、室温にて徐冷した。

このようにして、平均厚さ約３０μｍのＰＦＡ（樹脂材１２ｂ）からなる離型層を有する定着ローラ１０を得た。

この比較例１の定着ローラ１０はすなわち充填材を含まない離型層１２を持つ定着ローラ１０である。

このときのＲｚは０．１μｍであった。

比較例１において作製した定着ローラ１０の層構成の横断面図を図４に示す。

（２−４−２）比較例２
ＳＵＳ（ステンレス）製の肉厚１．５ｍｍ、外径φ３０ｍｍの中空円筒状の基層１４上に、２液反応型のシリコーンゴムを被覆して公知の条件で加熱硬化し、厚み３ｍｍの弾性層１３を形成した。

次に前記シリコーンゴム弾性層表面を公知のフッ素系プライマーで表面処理後、フッ素ゴム１２ｃを平均厚さ約３０μｍで形成し、所定の温度で加熱を行ない、比較例２の定着ローラ１０を得た。

この比較例２の定着ローラ１０はフッ素ゴム１２ｃにより離型層１２を形成した定着ローラ１０である。

このときのＲｚは５μｍであった。

比較例２において作製した定着ローラ１０の層構成の横断面図を図５に示す。

（２−４−３）比較例３
比較例３の定着ローラ１０は、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）粒子を離型層１２中に充填したものである。

すなわち、ＳＵＳ（ステンレス）製の肉厚１．５ｍｍ、外径φ３０ｍｍの中空円筒状の基層１４上に、２液反応型のシリコーンゴムを被覆して厚み３ｍｍの弾性層１３を形成した。

次に平均粒径５μｍのＳｉＣ粒子１２ｄ（図６）を分散した１０重量％の分散した上記フッ素樹脂分散塗料（樹脂材１２ｂ）を厚さ２５μｍになるようスプレー塗装し、所定温度で乾燥させる。

その後、上記フッ素樹脂分散塗料のみを５μｍの厚さになるようスプレー塗装し、所定温度で焼成した後、室温にて徐冷した。

このようにして、平均粒径５μｍのＳｉＣ粒子が分散された平均厚さ約３０μｍのＰＦＡからなる離型層１２を有する定着ローラ１０を得た。

このときのＲｚは３μｍである。

比較例３において作製した定着ローラ１０の層構成の横断面図を図６に示す。

表１は上記実施例１〜６、比較例１〜３の各定着ローラ１０の離型層１２の構成についてまとめたものである。

（２−５）実施例１〜６及び比較例１〜３の定着ローラの評価方法
実施例１〜６、比較例１〜３のそれぞれの定着ローラ１０を用いて、定着装置１１２を構成し、下記のとおり画像評価、及び離型耐久性の評価を行った。

前記定着装置１１２を、画像形成装置１００に搭載し、プロセススピード２５０ｍｍ／ｓで連続して画像形成を行った。

使用したトナーＴは、ワックスを含有する、平均粒径７μｍのトナーである。

定着装置１１２における定着ローラ１０と加圧ローラ３０との加圧力は約２５４．８Ｎ（２６ｋｇｆ）であり、これにより定着ローラ１０と加圧ローラ３０の当接部であるニップ部幅は７ｍｍ形成される。

この画像形成装置内においては、定着装置の記録紙搬送方向上流側の転写部において、シアンとマゼンタのトナー画像１．０ｍｇ／ｃｍ^２と、ブラックのトナー画像０．５ｍｇ／ｃｍ^２の２種類の評価画像パッチが複写機用普通紙（７５ｇ／ｍ^２）に転写される。

引き続き、未定着トナー画像Ｔを担持した記録紙Ｐは定着装置１１２に搬送され、定着が行われる。

この画像形成装置１００において、それぞれ実施例１〜６、比較例１〜３の定着ローラ１０を用いて構成した定着装置１１２を用いて連続して画像形成を行ない、１０万枚までの通紙耐久テストを行った。

通紙後までの所定枚数ごとの定着画像について、下記の４項目について、画像評価、離型耐久性の評価を行った。

＜光沢度（グロス）＞
光沢度（グロス）は、ＪＩＳ Ｚ ８７４１、ＪＩＳ Ｋ ７１０５に記載されている規定に基づいて、ハンディ光沢計グロスメータＰＧ−３Ｄ（日本電色工業製）を用いて光の入射角６０度の条件で測定した値である。ここで、ＪＩＳ Ｚ ８７４１には「鏡面光沢度測定方法」が記載されており、ＪＩＳ Ｋ ７１０５には「プラスチックの光学的特性試験方法」が記載されている。測定は、シアンとマゼンタのトナー画像のパッチで行った。
測定された光沢度に応じて、
○：２０以上
△：１０以上２０未満
×：１０未満
とし、評価ランクを付した。好ましい光沢度は２０以上であることから、○を良好な光沢度を有する定着画像とした。

＜反射濃度＞
画像反射濃度は「マクベス反射濃度計 ＲＤ９１８」（マクベス社製）を用いて、原稿濃度が０．００の白地部分の画像に対する相対濃度を測定した。
測定は、ブラックのトナー画像のパッチで行った。

好ましい範囲は、１．５５以上であることから、○が濃度として良好な状態である。
○：１．５５以上
△：１．４５以上１．５５未満
×：１．４５未満
＜均一性＞
画像全体の均一性について目視により判定した。
○：良好 （均一性が全面に渡って良好）
△：やや難あり（均一性が悪く、若干ムラが目立つ）
×：難あり （均一性が悪く、ムラが目立つ）
＜耐久性（離型性）＞
所定の枚数を連続して印字した後の、定着ローラ表面のトナーによる付着の有無を確認した。
○：良好 （トナーオフセットの発生なし）
△：やや難あり （トナーオフセット一部発生）
×：難あり （トナーオフセット発生）
以上の評価ランクに基づいて、評価を行った結果を表２に示す。

表中の“Ｋ”は１０００単位であることを示し、すなわち、５Ｋ枚とは５０００枚のことを示す。

ここで、画質に関する評価項目である＜光沢度（グロス）＞、＜反射濃度＞、＜均一性＞については、１０万枚までの画像評価を通して、評価ランクの変化がなかった為、連続通紙を通しての評価を示す。

（２−６）評価結果の説明
表２に示した実施例１〜６及び比較例１〜３のそれぞれの定着ローラ１０についての画像評価の結果より、以下のことが分かる。

平均粒径５μｍのフッ素ゴムを充填材として用いた実施例１の定着ローラ１０においては、光沢度（グロス）、均一性、反射濃度ともに「○」であり、良好な定着画像を得られる。またオフセットが発生することなく離型耐久性にも問題はなかった。

実施例２〜５の定着ローラ１０についても、実施例１の定着ローラ１０と同様に光沢度（グロス）、均一性が、反射射濃度ともに「○」であり、また離型耐久性にも問題はなかった。

実施例６の定着ローラ１０については、均一性、反射濃度はともに「○」であるが、光沢度（グロス）は「△〜○」あった。また、離型耐久性については後半にやや悪化する傾向が見られた。

また、充填材を含まないＰＦＡからなる離型層を有する比較例１の定着ローラ１０では、離型耐久性は耐久を通して「○」であるものの、反射濃度と均一性が「△」であった。

また、フッ素ゴムからなる離型層を有する比較例２の定着ローラ１０の場合、反射濃度、均一性は「○」であるが、良好な光沢度（グロス）が得られず「×」であった。また、離型性能も徐々に低下する傾向が見られた。

また、ＳｉＣを充填材として有する厚さ３０μｍの離型層をもつ比較例３の定着ローラ１０では、光沢度（グロス）反射濃度、均一性共に「△」の評価結果であった。また、離型性能も徐々に低下する傾向が見られた。

（２−７）トナーの溶融過程の説明
以下に、どのようにして上述のような評価結果となる定着画像が形成されるのかについて、定着プロセス中におけるトナーの溶融過程を示すモデル図より説明する。

（２−７−１）実施例１の定着ローラ
図７は、実施例１の定着ローラ１０を用いて定着装置１１２を構成し、その定着装置１１２を用いて定着を行った際の定着ローラ１０の表層付近及びトナー画像Ｔを担時した記録紙Ｐの状態を表わす説明図である。図７の（ａ）はトナー画像Ｔを担持した記録紙Ｐがニップ部Ｎに挟持される前の状態を表わす図である。（ｂ）はトナー画像Ｔを担持した記録紙Ｐをニップ部Ｎで挟持搬送している状態を表わす図であって、定着ローラ１０表面とトナー画像Ｔ及び記録紙Ｐが接触している状態を表わす図である。（ｃ）はニップ部Ｎを通過後に定着ローラ１０表面から記録紙Ｐが離れた状態を表わす図である。すなわち、定着装置１１２で最終的に得られる定着画像としての画像表面の形状は図７（ｃ）の状態である。

まず、図７（ａ）に示すように、実施例１の定着ローラ１０の離型層１２にはフッ素ゴム粒子１２ａが分散されている。このときのＲｚは前述したように約２μｍであった。

一方、トナー画像Ｔを担時した記録紙Ｐも凹凸を有している。

一般的にオフィス等で用いられている普通紙の表面粗さＲｚは１〜２０μｍ程度である。本実施例１において記録紙Ｐとして用いた複写機用普通紙の表面粗さＲｚはおよそ１２μｍ程度の粗さを有していた。従って、この記録紙Ｐ上に担時されるトナー画像Ｔの表面も記録紙Ｐの有する凹凸を反映して、凹凸を有する形状となる。

ニップ部Ｎ中では、上述のフッ素ゴム粒子１２ａが分散された離型層１２と、凹凸を有する記録紙Ｐに担持されたトナー画像Ｔとが接触することになる。このときの様子を図７（ｂ）に示す。

図７（ｂ）に示すように、ニップ部Ｎにおいて記録紙Ｐが定着ローラ１０と加圧ローラ３０に挟持されると、定着ローラ１０の離型層１２中に分散して存在するフッ素ゴム粒子１２ａが変形する。

例えば、記録紙Ｐの持つ凹凸の凸部分に対して当接する離型層１２に相当する位置に存在するフッ素ゴム粒子（図中「Ｆ１」で示した充填材）は、図７（ｂ）に示すように変形することによって、離型層と記録紙とが局所的に高い圧力がかからないように作用する。

通常、ニップ部Ｎ中において記録紙Ｐに担持されたトナー画像Ｔに対し、過剰に高い圧力が加わると、溶融したトナーＴは記録紙Ｐに浸透してしまい、記録紙Ｐの繊維がトナー画像Ｔ表面にまで露出してしまう。このようになってしまうと、トナー画像Ｔがあるべきところに紙の繊維が露出してしまうことになるので、画像の濃度が著しく低下するとともに、光沢度（グロス）も低下する。

実施例１の定着ローラ１０では、離型層１２中のフッ素ゴム粒子１２ａが局所的に高い圧力がかからないように作用することにより、このような画像欠陥が発生することなく、良好な光沢度（グロス）、反射濃度を達成することができる。

同時に、上述のようにフッ素ゴム粒子１２ａを分散した離型層１２は柔軟に変形することにより、離型層１２と記録紙Ｐとの接触面積を大きくとることができるので、効率よく熱を伝達することができるようになる。これにより、記録紙Ｐ上に担持されたトナー画像Ｔに対して均一に熱を伝達し、溶融させることができるので、均一性に優れた定着画像を得ることができる。

以上のように、熱の伝達、適度に加圧されたトナー画像Ｔを担持した記録紙Ｐはニップ部Ｎより排出され、図７（ｃ）に示すよう、光沢度（グロス）、反射濃度、均一性の優れた定着画像を得ることができる。

一方、離型性能に関しては、一般に離型性の良いフッ素樹脂（ＰＦＡ等）で全面覆われていることが好ましいが、離型層１２中に含まれる充填材等の露出がわずかであれば、定着装置としてのトナーの離型耐久性能には、特に問題は生じない。

実施例１の定着ローラ１０においては、離型層１２中に分散して存在するフッ素ゴム粒子１２ｂが変形することにより、離型層１２と記録紙Ｐとが局所的に高い圧力がかからないため、最表層のＰＦＡ部分の磨耗も進行しにくい。

これにより、実施例１の定着ローラ１０は、上記の優れた定着画像を長期間維持することが可能であり、実施例１の定着ローラ１０においては１００Ｋ通紙後までフッ素樹脂の持つ優れた離型性能を維持することが可能となった。

（２−７−２）実施例２〜６の定着ローラ
実施例２〜６の定着ローラ１０は、実施例１の定着ローラ１０に対して分散粒子の充填量を増やした場合、また実施例１の定着ローラ１０に対して平均粒径の大きい充填材粒子を用い、さらにその充填量を変更した場合である。

このように、離型層１２の平均厚さを実施例１の定着ローラ１０と同じ３０μｍとしたままで、分散粒子の充填量を増やす、或いは、充填材の粒径を大きくすると、離型層１２表面のＲｚは実施例１の定着ローラ１０に比べて大きいものを得ることができる。

ここでは実施例１の定着ローラ１０に対してＲｚが大きい実施例２〜６の定着ローラ１０を代表する説明例として、実施例４（Ｒｚ＝７）のモデルを用いて説明する。

図８は、実施例４（Ｒｚ＝７）の定着ローラ１０を用いて定着装置１１２を構成し、その定着装置１１２を用いて定着を行った際の定着ローラ１０の表層付近及びトナー画像Ｔを担時した記録紙Ｐの状態を表わす説明図である。図８の（ａ）はトナー画像Ｔを担持した記録紙Ｐがニップ部Ｎに挟持される前の状態を表わす図である。（ｂ）はトナー画像Ｔを担持した記録紙Ｐをニップ部Ｎで挟持搬送している状態を表わす図であって、定着ローラ１０表面とトナー画像Ｔ及び記録紙Ｐが接触している状態を表わす図である。（ｃ）はニップ部Ｎを通過後に定着ローラ１０表面から記録紙Ｐが離れた状態を表わす図である。すなわち、定着装置１１２で最終的に得られる定着画像としての画像表面の形状は図８（ｃ）の状態である。

まず、図８（ａ）に示すように、実施例４の定着ローラ１０の離型層１２にはフッ素ゴム粒子１２ａが分散されていることにより、Ｒｚは前述したように約７μｍであった。

一方、トナー画像を担時した記録紙Ｐも前述した通り凹凸を有していることから、この記録紙Ｐ上に担時されるトナー画像Ｔの表面も記録紙Ｐの有する凹凸を反映して、凹凸を有する形状となる。

ニップ部Ｎ中では、上述のフッ素ゴム粒子１２ａが分散された離型層１２と、凹凸を有する記録紙Ｐに担持されたトナー画像Ｔとが接触することになる。このときの様子を図８（ｂ）に示す。

図８（ｂ）に示すように、ニップ部Ｎにおいて記録紙Ｐが定着ローラ１０と加圧ローラ３０に挟持されると、定着ローラ１０の離型層１２中に分散して存在するフッ素ゴム粒子１２ａが変形する。

例えば、記録紙Ｐの持つ凹凸の凸部分に対して、離型層１２の凸部分が接触する部分では、その離型層１２の凸部分に相当する位置に存在するフッ素ゴム粒子が、変形することによって、離型層１２と記録紙Ｐとが局所的に高い圧力がかからないように作用する。

実施例１の定着ローラ１０について説明したのと同様に、実施例４の定着ローラ１０では、離型層１２中のフッ素ゴム粒子１２ａが局所的に高い圧力がかからないように作用することにより、良好な光沢度（グロス）、反射濃度を達成することができる。

また、記録紙Ｐの持つ凹凸の凸部分に対して、離型層１２の凹部分が接触する部分では、ちょうど記録紙Ｐの凸部分を包み込むような接触状態となるので、離型層１２と記録紙Ｐとの接触面積を大きくなり、効率よく熱を伝達することができるようになる。

同時に、上述のようにフッ素ゴム粒子１２ａを分散した離型層１２は柔軟に変形することにより、離型層１２と記録紙Ｐとの接触面積を大きくとることができるので、効率よく熱を伝達することができるようになる。これにより、記録紙Ｐ上に担持されたトナー像Ｔに対して均一に熱を伝達し、溶融させることができるので、均一性に優れた定着画像を得ることができる。

以上のように、熱の伝達、適度に加圧されたトナー画像Ｔを担持した記録紙Ｐはニップより排出され、図８（ｃ）に示すよう、光沢度（グロス）、反射濃度、均一性の優れた定着画像を得ることができる。

また、離型層１２中に分散して存在するフッ素ゴム粒子１２ａが変形することにより、離型層１２と記録紙Ｐとが局所的に高い圧力がかからないため、最表層のＰＦＡ部分の磨耗も進行しにくい。

これにより、実施例４の定着ローラ１０は、上記の優れた定着画像を長期間維持することが可能であり、実施例１の定着ローラ１０と同様に１００Ｋ通紙後までフッ素樹脂の持つ優れた離型性能を維持することが可能となった。

実施例２〜３、５の定着ローラ１０についても同様のメカニズムにより、良好な定着画像を得られることが説明できる。

一方、実施例６の定着ローラ１０については、全般的に良好な結果であったが、実施例１〜５の定着ローラ１０と比較すると、光沢度（グロス）がやや低く、また耐久後半において離型性が若干低下した。この光沢度の違いは実施例６の定着ローラ１０の表面のＲｚは２２［μｍ］と他の実施例に比べてやや高いためである。

また、耐久後半において離型性が若干低下する原因もＲｚが高いために磨耗が若干進みやすいためと考えられる。

これらのことから、フッ素ゴム粒子１２ａが離型層１２に分散された定着ローラであっても、好ましくは、Ｒｚを２０μｍ以下とすると良い。

（２−７−３）比較例１の定着ローラ
図９は、比較例１の定着ローラ１０を用いて定着装置１１２を構成し、その定着装置１１２を用いて定着を行った際の定着ローラ１１の表層付近及びトナー画像Ｔを担時した記録紙Ｐの状態を表わす説明図である。（ａ）はトナー画像Ｔを担持した記録紙Ｐがニップ部Ｎに挟持される前の状態を表わす図である。（ｂ）はトナー画像Ｔを担持した記録紙Ｐをニップ部Ｎで挟持搬送している状態を表わす図であって、定着ローラ１０表面とトナー画像Ｔ及び記録紙Ｐが接触している状態を表わす図である。（Ｃ）はニップ部Ｎを通過後に定着ローラ１０表面から記録紙Ｐが離れた状態を表わす図である。すなわち、定着装置１１２で最終的に得られる定着画像としての画像表面の形状は図９（ｃ）の状態である。

まず、図９（ａ）に示すように、比較例１の定着ローラ１０の離型層１２は厚さ３０μｍのＰＦＡにより形成されたフッ素樹脂層である。このときのＲｚは前述したように０．１μｍ程度であった。

一方、トナー画像Ｔを担時した記録紙Ｐは図９（ａ）のように凹凸を有している。

実施例１の定着ローラ１０でのトナー画像Ｔの溶融過程を説明したものと同様に、ここで用いた複写機用普通紙の表面粗さＲｚはおよそ１２μｍ程度の粗さを有している。従って、この記録紙Ｐ上に担時されるトナー画像Ｔの表面も記録紙Ｐの有する凹凸を反映して、凹凸を有する形状となる。

ニップ部Ｎ中では、上述のフッ素樹脂からなる離型層１２と、凹凸を有する記録紙Ｐに担持されたトナー画像Ｔとが接触することになる。このときの様子を図９（ｂ）に示す。

図９（ｂ）に示すように、記録紙Ｐの持つ凹凸の凸部分が存在するトナー画像Ｔには離型層１２表面はしっかりと当接するものの、凹部分に存在するトナー画像Ｔに対しては離型層１２表面が近づきにくい。

これは、フッ素樹脂は比較的硬度が高く変形しにくい為である。

このため、比較例１の定着ローラ１０は、実施例１の定着ローラ１０に対して、離型層１２と記録紙Ｐとの接触面積が小さくなるため、熱の伝達にムラが生じる。すなわち、記録紙Ｐの持つ凹凸の凸部分が存在するトナー画像Ｔに対しては離型層１２を介してしっかりと熱を伝達し、溶融させることができる。しかし記録紙Ｐの持つ凹部分に存在するトナー画像Ｔに対しては、離型層１２と接触していない為に熱の供給が不足しトナーの溶融がしっかり進行しない。

このような状態を経て記録紙Ｐはニップ部Ｎから排出されることにより、比較例１の定着ローラ１０においては、図９（ｃ）のようなトナー層が均一に溶融定着されていない定着画像となる。

以上のことから、比較例１の定着ローラ１０を用いた場合の画像評価、離型耐久性性能となった理由は具体的に下記のように説明できる。

まず、画像の均一性が悪く見えるのは、上述したように記録紙Ｐのトナー画像Ｔがしっかりと溶融する部分と、しっかりと溶融していない部分が混在する為である。

また、反射濃度がやや悪くなってしまうのは、比較的硬度が高く平坦な形状から変形しにくいフッ素樹脂表層が記録紙Ｐの持つ凹凸に接触する為、記録紙Ｐの凸部分に圧力が集中し、トナー画像Ｔが記録紙Ｐに浸透しやすくなるためである。

また、比較例１の定着ローラ１０の離型層１２は比較的硬度が高く平坦な形状から変形しにくいことから、記録紙Ｐの凸部分のトナー画像も平坦な形状となりやすい。一方、記録紙Ｐの凹部分のトナー画像Ｔはしっかりと溶融が進まないので、この領域からの反射光は帰ってこないものの、凸部分のトナー画像Ｔがフラットになる為、数値的には光沢度（グロス）の高い画像となった。

離型耐久性能については、フッ素樹脂系の優れた離型性が維持され、１００Ｋ通紙後までオフセットが発生することはなかった。

以上のように、フッ素樹脂により形成された離型層１２を有する比較例１の定着ローラ１０の場合、記録紙Ｐの有する凹凸に対しての追従性が本実施形態に対して悪い為、実施例１の定着ローラ１０と同等の反射濃度、均一性をもつ定着画像は得られなかった。

（２−７−４）比較例２の定着ローラ
図１０は、比較例２の定着ローラ１０を用いて定着装置１１２を構成し、その定着装置１１２を用いて定着を行った際の定着ローラ１０の表層付近及びトナー画像Ｔを担時した記録紙Ｐの状態を表わす説明図である。（ａ）はトナー画像Ｔを担持した記録紙Ｐがニップ部Ｎに挟持される前の状態を表わす図である。（ｂ）はトナー画像Ｔを担持した記録紙Ｐをニップ部で挟持搬送している状態を表わす図であって、定着ローラ１０表面とトナー画像Ｔ及び記録紙Ｐが接触している状態を表わす図である。（ｃ）はニップ部Ｎを通過後に定着ローラ１０表面から記録紙Ｐが離れた状態を表わす図である。すなわち、定着装置１１２で最終的に得られる定着画像としての画像表面の形状は図１０（ｃ）の状態である。

まず、図１０（ａ）に示すように、比較例２の定着ローラ１０の離型層１２は厚さ３０μｍのフッ素ゴム１２ｃにより形成されている。このときのＲｚは前述したように５μｍ程度であった。

一方、トナー画像Ｔを担時した記録紙Ｐは図１０（ａ）のように凹凸を有している。

実施例１の定着ローラ１０でのトナー画像Ｔの溶融過程を説明したものと同様に、ここで用いた複写機用普通紙の表面粗さＲｚはおよそ１２μｍ程度の粗さを有している。従って、この記録紙Ｐ上に担時されるトナー画像Ｔの表面も記録紙の有する凹凸を反映して、凹凸を有する形状となる。

ニップ部Ｎ中では、上述のフッ素樹脂からなる離型層１２と、凹凸を有する記録紙Ｐに担持されたトナー画像Ｔとが接触することになる。このときの様子を図１０（ｂ）に示す。

図１０（ｂ）に示すように、フッ素ゴムからなる表層（離型層１２）は、硬度が十分に低いので、記録紙Ｐの持つ凹凸に対して、ほぼ追従するように変形する。これにより、記録紙Ｐ上に担持されたトナー画像Ｔは一様に離型層１２に接触し、十分に溶融される。

その後、ニップ部Ｎから排出され、記録紙Ｐと離型層１２が離れ、図１０（ｃ）に示すような表面形状を有する定着画像となる。

以上の定着プロセスから、比較例２の定着ローラ１０を用いた場合の画像評価、離型耐久性能が表２に示すようになった理由は下記のように説明できる。

まず、均一性がよいのは、記録紙Ｐの凹凸に対する追従性がよいためである。フッ素ゴムで形成された離型層１２は記録紙Ｐの持つ凹凸に対して、ほぼ追従するように変形する。これにより記録紙Ｐの凹凸にかかわらず、記録紙Ｐに担持されたトナー画像Ｔは、一様に溶融される。このため、定着画像表面において溶融度合いの差が少ないため、均一性の良い定着画像となる。

また、反射濃度も十分高いのは、記録紙Ｐの凸部分に圧力が集中することなく分散して圧力がかかることから、記録紙Ｐの凸部分に存在するトナー画像Ｔも記録紙Ｐに浸透することが少ないためである。

一方で、比較例２の定着ローラ１０の離型層１２は比較的硬度が低く記録紙Ｐの有する凹凸に容易に追従してしまう為に平滑な面が形成されにくい。このため、反射光が散乱しやすく、適度な光沢度（グロス）を有する定着画像は得られなかった。

また、ワックスを含有するトナーであっても、フッ素ゴムは同じフッ素系樹脂に対して、離型性能に劣る為、耐久評価の後半に次第にオフセットが発生してしまった。

以上のように、フッ素ゴムにより形成された離型層１２を有する比較例２ｂの定着ローラ１０の場合、記録紙Ｐの有する凹凸に対する追従性はよく、十分な反射濃度、均一性を達成できる。その反面、光沢度（グロス）、離型耐久性能については、実施例１の定着ローラ１０と同等の性能を得ることはできなかった。

（２−７−５）比較例３の定着ローラ
図１１は、比較例３の定着ローラ１０を用いて定着装置１１２を構成し、その定着装置１１２を用いて定着を行った際の定着ローラ１０の表層付近及びトナー画像Ｔを担時した記録紙Ｐの状態を表わす説明図である。（ａ）はトナー画像Ｔを担持した記録紙Ｐがニップ部Ｎに挟持される前の状態を表わす図である。（ｂ）はトナー画像を担持した記録紙Ｐをニップ部Ｎで挟持搬送している状態を表わす図であって、定着ローラ１０表面とトナー画像Ｔ及び記録紙Ｐが接触している状態を表わす図である。（ｃ）はニップ部Ｎを通過後に定着ローラ１０から記録紙Ｐが離れた状態を表わす図である。すなわち、定着装置１１２で最終的に得られる定着画像としての画像表面の形状は図１１（ｃ）の状態である。

まず、図１１（ａ）に示すように、比較例３の定着ローラ１０の離型層１２は平均粒径５μｍのＳｉＣ粒子を含有する厚さ３０μｍのＰＦＡ層である。このときのＲｚは前述したように約３μｍであった。

一方、トナー画像Ｔを担時した記録紙Ｐは図１１（ａ）のように凹凸を有している。

実施例１の定着ローラ１０でのトナー画像Ｔの溶融過程を説明したものと同様に、ここで用いた複写機用普通紙の表面粗さＲｚはおよそ１２μｍ程度の粗さを有している。従って、この記録紙Ｐ上に担時されるトナー画像Ｔの表面も記録紙Ｐの有する凹凸を反映して、凹凸を有する形状となる。

ニップ部Ｎ中では、上述のフッ素樹脂からなる離型層１２と、凹凸を有する記録紙Ｐに担持されたトナー画像Ｔとが接触することになる。このときの様子を図１１（ｂ）に示す。

図１１（ｂ）に示すように、ＳｉＣを含有した離型層１２は、比較例１に示したＰＦＡのみを離型層１２として形成したものに比べて硬度が同程度か、或いはさらに高くなる。このため、比較例３の定着ローラ１０と記録紙Ｐの当接状態は図１１（ｂ）に示すように、記録紙Ｐの凸部分に対してはしっかりと接触するものの、凹部分に対しては接触しづらい。
すなわち、記録紙Ｐの持つ凹凸の凸部分が存在するトナー画像Ｔに対しては離型層１２を介してしっかりと熱を伝達し、溶融させることができる。しかし、記録紙Ｐの持つ凹部分に存在するトナー画像Ｔに対しては、離型層１２と接触していない為に熱の供給が不足しトナーの溶融がしっかり進行しない。

このような状態のまま記録紙Ｐはニップ部Ｎから排出されるため、比較例３の定着ローラ１０においては、図１１（ｃ）のようなトナー層が均一に溶融定着されていない定着画像となる。

以上のことから、比較例３の定着ローラ１０を用いた場合の画像評価、離型耐久性性能となった理由は具体的に下記のように説明できる。

まず、画像の均一性が悪く見えるのは、比較例１の定着ローラ１０の場合と同様に記録紙Ｐのトナー画像Ｔがしっかりと溶融する部分と、しっかりと溶融していない部分が混在する為である。

また、反射濃度がやや悪くなってしまうのは、比較例１の定着ローラ１０の場合と同様に離型層１２表面の硬度が高いためである。このため、離型層１２表層と記録紙Ｐとが接触した時に、記録紙Ｐの凸部分に圧力が集中し、トナー画像Ｔが記録紙Ｐに浸透しやすくなるためである。

また、光沢度（グロス）が比較例１の定着ローラ１０に対してやや低いのは、表面粗さが３μｍと比較例１の定着ローラ１０に対してやや大きく、さらに離型層１２表面の硬度が高い為である。これにより、比較例１の定着ローラ１０での記録紙Ｐと離型層１２表面の接触状態に対して、さらに接触面積が小さく、点接触に近い状態になってしまうために、トナー画像Ｔ表面がフラットになりにくいためである。

離型耐久性能については、耐久初期はＰＦＡが最表面を覆っている為に離型性能は良好であるものの、ＳｉＣを充填したものでは離型層１２の磨耗の進行が早く、徐々に充填材としてのＳｉＣが最表面に露出してしまう為である。

フッ素樹脂層に対してＳｉＣのような弾性を有さない充填材が分散されていると、定着ローラ１０の離型層１２面内においてＳｉＣ充填材が存在する離型層１２部分に局所的に高い圧力がかかる。

このため、ＳｉＣを覆っている最表面のＰＦＡ層の磨耗が早く進行する。

比較例３の定着ローラ１０としては、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）粒子１２ｄを離型層１２中に充填したものを作製した。このシリコンカーバイド粒子１２ｄに代えてグラファイト、金属粒子等、金属酸化物等の熱伝導性粒子類を用いたとしても、これらはいずれも基材であるフッ素樹脂材よりも硬度が高い。したがって、ここで示したものと同様のメカニズムによって、実施例１で示した定着ローラ１０と同等の画像品質、離型耐久性能を得ることは困難である。

本実施例１において述べた、各部材に関する層構成、厚さ、外径、材質等は本実施例１に限定されるものでなく、実際に製品化される定着装置に応じて適宜設定されるものである。

また記録材に熱を伝達する加熱部材はローラ形状に限定するものではなくベルト状であってもよい。

加熱手段についても、定着ローラ１０の基層内面から熱供給に限定するものではなく外周面からの熱の供給であっても良い。

熱源についても、ハロゲンヒータのような抵抗発熱体を用いたものに限定されるものではなく、誘導加熱、等であっても良い。

定着装置の一例の横断面模式図である。 実施例１の定着ローラの層構成を表わす横断面図である。 実施例２の定着ローラの層構成を表わす横断面図である。 比較例１の定着ローラの層構成を表わす横断面図である。 比較例２の定着ローラの層構成を表わす横断面図である。 比較例３の定着ローラの層構成を表わす横断面図である。 実施例１の定着ローラを用いた定着装置によって未定着のトナー画像の定着を行なった場合のトナーの溶融・定着過程を示す説明図である。 実施例４の定着ローラを用いた定着装置によって未定着のトナー画像の定着を行なった場合のトナーの溶融・定着過程を示す説明図である。 比較例１の定着ローラを用いた定着装置によって未定着のトナー画像の定着を行なった場合のトナーの溶融・定着過程を示す説明図である。 比較例２の定着ローラを用いた定着装置によって未定着のトナー画像の定着を行なった場合のトナーの溶融・定着過程を示す説明図である。 比較例３の定着ローラを用いた定着装置によって未定着のトナー画像の定着を行なった場合のトナーの溶融・定着過程を示す説明図である。 画像形成装置の一例の構成模型図である。

符号の説明

１０：定着ローラ
１２：離型層
１２ａ：弾性体
１２ｂ：樹脂材
１２ｃ：フッ素ゴム
１２ｄ：ＳｉＣ粒子
２０：ハロゲンヒータ
３０：加圧ローラ
１１２：定着装置
Ｔ：トナー画像
Ｐ：記録材

Claims (6)

1. 基層と、離型層と、前記基層と前記離型層の間に設けられた弾性層と、を有する加熱回転部材と、前記加熱回転部材を加熱する加熱部材と、前記離型層と接触してニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、前記ニップ部で未定着トナー画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ未定着トナー画像を記録材に定着する定着装置において、
   前記離型層は、フッ素系樹脂基材中に、前記基材よりも硬度が低い耐熱性ゴム粒子が分散されている層であり、表面に前記ゴム粒子が露出しないように前記ゴム粒子が前記基材で覆われていることを特徴とする定着装置。
2. 前記離型層表面の粗さＲｚが、２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記基材は、ＰＦＡ（４フッ化エチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル共重合樹脂）、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）、ＦＥＰ（４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合樹脂）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹脂）のうちの一種類、或いはこれらの複合樹脂から選択されたフッ素樹脂であり、前記ゴム粒子は、フッ素ゴム、フロロシリコーンゴム、シリコーンゴムのうちの一種類を主成分とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
4. 基層と、離型層と、前記基層と前記離型層の間に設けられた弾性層と、を有し、定着装置に用いられる加熱回転部材において、
   前記離型層は、フッ素系樹脂基材中に、前記基材よりも硬度が低い耐熱性ゴム粒子が分散されている層であり、表面に前記ゴム粒子が露出しないように前記ゴム粒子が前記基材で覆われていることを特徴とする加熱回転部材。
5. 前記離型層表面の粗さＲｚが、２０μｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の加熱回転部材。
6. 前記基材は、ＰＦＡ（４フッ化エチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル共重合樹脂）、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）、ＦＥＰ（４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合樹脂）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹脂）のうちの一種類、或いはこれらの複合樹脂から選択されたフッ素樹脂であり、前記ゴム粒子は、フッ素ゴム、フロロシリコーンゴム、シリコーンゴムのうちの一種類を主成分とすることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の加熱回転部材。