JP6248589B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、記録紙等の記録媒体に形成された未定着トナー像を定着装置によって定着して画像形成を行っている。このような画像形成装置に用いられる定着装置としては、例えば、定着ロールと、定着ロールに対して圧接配置される加圧ロールと、を備え、定着ロールと加圧ロールとの間に、未定着トナー像を形成した記録媒体を通過させ、未定着トナー像に対して加熱と加圧を行うことによって、記録媒体上にトナー像を定着させる定着装置がある。このような定着装置は、ロールニップ方式、２ロール方式、又は加熱ロール方式と呼ばれている。

また、例えば、回転可能な回転部材と、この回転部材に接触して回転する管状体（例えば、エンドレスベルトなどの定着ベルト）と、この管状体の内周面に配置され、管状体を回転部材へ押圧して、回転部材と管状体との間に記録媒体が通過するニップ部を形成する押圧部材と、を備え、このニップ部に記録媒体を通過させる、定着装置がある。このような定着装置は、ベルトニップ方式と呼ばれている。

例えば、特許文献１には、回動部材（回転部材）と、エンドレスベルト（管状体）と、エンドレスベルトの内側に配置され、当該エンドレスベルトを前記回動部材に圧接させて当該回動部材と当該エンドレスベルトとの間に記録媒体が通過するニップ部を形成する圧力部材（押圧部材）とを備え、前記回動部材は、前記記録媒体が通過する通紙領域の長手方向外側に、当該通紙領域の摩擦係数よりも高い摩擦係数を有する摩擦抵抗部が形成された定着装置が開示されている。

特開２００５−２６５９９３号公報

本発明の目的は、ベルトニップ方式において、従来に比べ、記録媒体の紙しわの発生が抑制される定着装置及び画像形成装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、回転可能な回転部材と、前記回転部材に接触しながら回転する管状体と、前記管状体の内部に配置され、前記管状体の内周面から前記管状体を前記回転部材へ押圧して、前記回転部材と前記管状体との間に記録媒体が通過するニップ部を形成する押圧部材と、を備え、前記回転部材は、金属支持体と、金属支持体上に被覆される表面層と、を有し、前記回転部材の回転軸方向両端部の外径は、前記回転部材の回転軸方向中央部の外径より大きく、前記回転軸方向中央部の前記表面層の１５０ ℃での貯蔵弾性率は、１．０Ｅ＋０１ＭＰａ以上１．０Ｅ＋０２ＭＰａ以下の範囲であり、前記回転軸方向両端部の前記表面層の貯蔵弾性率は、前記回転軸方向中央部の前記表面層の貯蔵弾性率より大きい定着装置である。

請求項２に係る発明は、前記回転軸方向両端部の前記表面層の貯蔵弾性率が、１．０Ｅ＋０１ＭＰａ以上１．０Ｅ＋０３ＭＰa以下の範囲である請求項１に記載の定着装置である。

請求項３に係る発明は、前記回転軸方向中央部の前記表面層の貯蔵弾性率に対する前記回転軸方向両端部の前記表面層の貯蔵弾性率の比が、１より大きく５以下の範囲である請求項１又は２に記載の定着装置である。

請求項４に係る発明は、像保持体と、前記像保持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像を静電荷像現像用現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着手段と、を含み、前記定着手段が、請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置である画像形成装置である。

請求項１に係る発明によれば、ベルトニップ方式において金属のような硬い加熱部材を用いた場合であっても、本構成を有さない場合と比べて、記録媒体の紙しわの発生が抑制される定着装置が提供される。

請求項２に係る発明によれば、ベルトニップ方式において、本構成を有さない場合と比べて、記録媒体の紙しわの発生がより抑制される定着装置が提供される。

請求項３に係る発明によれば、ベルトニップ方式において金属のような硬い加熱部材を用いた場合であっても、本構成を有さない場合と比べて、さらに記録媒体の紙しわの発生が抑制される定着装置が提供される。

請求項４に係る発明によれば、ベルトニップ方式において金属のような硬い加熱部材を用いた場合であっても、本構成を有さない場合と比べて、記録媒体の紙しわの発生が抑制される画像形成装置が提供される。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略構成図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の構成の一例を示すが概略構成図である。 本発明の実施形態で用いられる定着ロールの構成の一例を示す模式断面図である。 定着装置のニップ部における記録紙の搬送方向の圧力分布の一例を示す図である。

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略構成図である。また、図２は、本発明の実施形態に係る定着装置の構成の一例を示す概略構成図である。

図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１０は、大きく画像形成部（画像形成手段）Ｘと定着部（定着手段）Ｙとの２つの構成に分かれている。

画像形成部Ｘは、帯電後に像様の光を照射することにより表面に静電電位の差による潜像が形成され、矢印Ｄ方向に回転する感光体ドラム（潜像保持体）１を備えており、この周囲に、回転方向（矢印Ｄ方向）の順に、感光体ドラム１の表面を帯電させる帯電ロール（帯電手段）２と、感光体ドラム１に像様の光を照射して表面に静電潜像を形成する像露光器（潜像形成手段）３と、感光体ドラム１表面に形成された潜像にトナーを選択的に転移させてトナー像（未定着像）を形成する現像器（現像手段）４と、感光体ドラム１と対向し、記録紙（被記録媒体）Ｐを挟んで感光体ドラム１との間に転写バイアス電界を生成する転写ロール（転写手段）５と、トナー像の転写後に感光体ドラム１に残留するトナーを除去するクリーナ（クリーニング部材）６とが設けられている。

図１の感光体ドラム１は、例えば、金属製パイプの表面に有機感光材料、アモルファスシリコン系感光材料等から構成される感光体層を形成したものが用いられる。

図１の帯電ロール２は、例えば、ステンレススチール、アルミニウム等の導電性を有する金属等のロールに、ＥＰＤＭ，ＮＢＲ、ＥＣＯ等の材料に導電剤を配合した弾性層と、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂を主成分とする材料に導電剤を配合した表面層を有し、感光体ドラム１に当接し、従動回転するようになっている。そして、予め定められた電圧が印加されることにより、帯電ロール２と感光体ドラム１との接触部近傍における間隙内で継続的な放電が生じ、感光体ドラム１の表面が帯電される。

図１の像露光器３は、例えば、画像信号に基づいて点滅するレーザ光を発生し、これをポリゴンミラー等によって感光体ドラム１の主走査方向に走査するものであり、これにより感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。

図１の現像器４は、例えば、ブラックのトナーを収容しており、当該トナーを担持した現像ロールを感光体ドラム１と近接・対向させ、感光体ドラム１表面に形成された静電潜像に対応してトナーを転移し、可視化したトナー像（未定着像）を形成する（現像する）ものである。

図１の転写ロール５は、例えば、導電性もしくは半導電性のロール状部材等から構成され、感光体ドラム１との間に転写用バイアス電圧を印加することによって、感光体ドラム１表面のトナー像を記録紙Ｐに転写するものである。

図１のクリーナ６は、例えば、感光体ドラム１の表面に圧接されるブレード状の部材等であり、感光体ドラム１表面に残留するトナーを除去するものである。なお、クリーナ６としては、このようなブレード状のものに代えて、ロール状部材によってトナーを掻き取ったり、ブラシによってトナーを掃き出したりするもの等であってもよい。

以上の構成の画像形成部Ｘにおいては、感光体ドラム１と転写ロール５との対向部へ、その上流側（図１における右側）から矢印Ｃ方向に、記録紙Ｐが供給されるように、給紙機構が構成されている（図示省略）。感光体ドラム１と転写ロール５との対向部に搬送された記録紙Ｐの表面には、転写ロール５によりトナー像が、感光体ドラム１から転写される。つまり、画像形成部Ｘにおいて、記録紙Ｐ表面にトナー像（未定着像）が形成される。

そして、記録紙Ｐの搬送方向（矢印Ｃ方向）における画像形成部Ｘの下流側に位置する定着部Ｙは、記録紙Ｐ表面に転写されたトナー像を加熱溶融する等して、記録紙Ｐにトナー像を定着させる定着装置９０により構成されている。

図２に示す定着装置９０は、回転部材の一例としての定着ロール７０と、定着ロール７０に接触しながら回転する管状体の一例としての加圧ベルト（例えば、エンドレスベルト）８１と、加圧ベルト８１の内周面から加圧ベルト８１を定着ロール７０へ押圧して、定着ロール７０と加圧ベルト８１との間に記録紙（記録媒体）Ｐが通過するニップ部を形成する押圧部材の一例としての押圧パッド８２と、加圧ベルト８１と押圧パッド８２との間に配置される摺動部材８３と、加圧ベルト８１の内面をガイドするガイド部材８６と、加圧ベルト８１の内面に潤滑剤を付与する潤滑剤供給部材８７と、押圧パッド８２を保持する保持部材８４と潤滑剤供給部材８７とを固定するベルト内固定保持ホルダ８５とで、主要部が構成されている。また、定着ロール７０の内部には、加熱手段の一例としてのハロゲンヒータ７３が配置されている。

図２に示す定着装置９０は、未定着トナー像Ｔと接する側に、回転部材である定着ロール７０を配し、加圧側に、管状体である加圧ベルト８１と押圧パッド８２とを配した構成であるが、これに制限されるものではなく、未定着トナー像Ｔと接する側に、管状体（例えば定着ベルト）と押圧部材（例えば押圧パッド）を配し、加圧側に、回転部材（例えば加圧ロール）を配した構成であってもよい。

図２に示す定着ロール７０の周辺には、定着後の記録紙Ｐを剥離するための剥離部材６０、定着ロール７０表面の温度を制御するための温度センサ（不図示）等が設けられている。剥離部材６０は、定着ロール７０の回転方向Ｃと対向する向き（カウンタ方向）に、定着ロール７０と近接する状態で配置されている。

図２に示す定着装置９０の動作の一例を説明する。まず、定着ロール７０が図示しない駆動モータに連結されて矢印Ｃ方向に回転し、この回転に従動して加圧ベルト８１も回転する。そして、ハロゲンヒータ７３からの輻射熱により、定着ロール７０が予め定められた温度（定着温度）まで加熱される。そして、記録紙Ｐは、定着ロール７０と加圧ベルト８１との間に形成されたニップ部に搬送される。そして、記録紙Ｐがニップ部を通過する際に、ニップ部に作用する圧力、定着ロール７０から供給される熱等が記録紙Ｐに加えられ、未定着トナー像Ｔが記録紙Ｐ上に定着される。定着後の記録紙Ｐは、ニップ部を通過後、剥離部材６０により定着ロール７０から剥離され、定着装置９０から排出される。

次に、本実施形態で用いられる定着ロール７０について説明する。図３は、本発明の実施形態で用いられる定着ロールの構成の一例を示す模式断面図であり、定着ロールの長手方向を示す図である。図３に示すように、定着ロール７０は、金属支持体（例えば、円筒状芯金）７１と、金属支持体７１上に被覆される表面層７２と、を有している。

図３に示す定着ロール７０は、定着ロール７０の回転軸方向両端部の外径が回転軸方向中央部の外径よりも大きい形状、所謂フレア形状となっている。より具体的には、図３に示す定着ロール７０は、定着ロール７０の回転軸方向の一方の端部から回転軸方向中央に向かって外径が小さくなり、また、定着ロール７０の回転軸方向中央から回転軸方向の他方の端部に向かって外径が大きくなるものである。

また、定着ロール７０の回転軸方向中央部の表面層７２ａの弾性率は、１．０Ｅ＋０１ＭＰａ以上１．０Ｅ＋０２ＭＰａの範囲であり、定着ロール７０の回転軸方向両端部の表面層７２ｂの弾性率は、定着ロール７０の回転軸方向中央部の表面層７２ａの弾性率より大きくなっている。

ここで、回転軸方向端部とは、記録紙Ｐが通過しない非通紙領域から、記録紙Ｐが通過する通紙領域において予め定めた長さ（例えば、最大通紙サイズ両端５ｍｍ以上５０ｍｍ以下）までの範囲であり、回転軸方向中央部とは、上記通紙領域において上記予め定めた長さ以外の通紙領域の範囲である。また、表面層の貯蔵弾性率とは、表面層７２単層の状態で測定された値であり、キーアンドデイ製レオバイブロンＤＤＶ−０１ＦＰ動的粘弾性自動測定機で１５０℃における１０Ｈｚの貯蔵弾性率である。なお、表面層７２の弾性率が大きいほど、表面層７２に加えられる応力に対する変形が少なく抑えられることになる。

図４は、定着装置のニップ部における記録紙の搬送方向の圧力分布の一例を示す図である。図４に示すように、押圧パッド８２により形成されるニップ部の圧力分布は、記録紙Ｐの搬送方向を横軸にした場合、ニップ部の入口側と出口側が、ニップ部の入口側と出口側の間の領域（以下、ニップ部の内部領域と呼ぶ場合がある）と比べて高くなると考えられる。このようにニップ部の入口側の圧力が高いと、ニップ部の入口側での記録紙Ｐの摺動抵抗が大きくなると考えられる。また、定着ロールの回転軸方向両端部の外径が回転軸方向中央部の外径より大きいフレア形状の定着ロールの場合、上記外径差における回転時の線速差により、定着ロールの回転軸方向両端部の方が、回転軸方向中央部と比較してより大きな応力が掛かると考えられる。したがって、前述のニップ部の入口側では、回転軸方向両端部に、より高い圧力が掛かるため、フレア形状の定着ロールの回転軸方向両端部の表面層が弾性変形する等して、ニップ部の入口側での記録紙Ｐの摺動抵抗がより大きくなると考えられる。その結果、ニップ部の入口側での記録紙Ｐの紙しわが発生し易くなる。

そこで、本実施形態では、定着ロール７０の回転軸方向中央部の表面層７２ａの弾性率を１．０Ｅ＋０１ＭＰａ以上１．０Ｅ＋０２ＭＰａ以下の範囲とし、定着ロール７０の回転軸方向両端部の表面層７２ｂの弾性率を定着ロール７０の回転軸方向中央部の表面層７２ａの弾性率より大きくすることで、前述の圧力の高いニップ部の入口側において、定着ロール７０の回転軸方向両端部の表面層７２ｂの弾性変形等が抑えられるため、ニップ部の入口側での記録紙Ｐの摺動抵抗の増加が抑えられ、ニップ部の入口側での記録紙Ｐの紙しわの発生が抑えられると考えらえる。また、定着ロール７０の回転軸方向両端部の外径が回転軸方向中央部の外径より大きいフレア形状の定着ロール７０の場合、ニップ部の入口側より低い圧力が掛かるニップ部の内部領域では、外径差における回転時の線速差により、主に定着ロール７０の回転軸方向中央部から両端部に向う引張力が記録紙Ｐに作用するため、ニップ部の内部領域における記録紙Ｐの紙しわの発生が抑えられると考えられる。

本実施形態では、定着ロール７０の回転軸方向中央部の表面層７２ａの弾性率は、１．０Ｅ＋０１ＭＰａ以上１．０Ｅ＋０２ＭＰａの範囲であり、定着ロール７０の回転軸方向両端部の表面層７２ｂの弾性率は、定着ロール７０の回転軸方向中央部の表面層７２ａの弾性率より大きければ良いが、紙しわの発生をより抑える点、記録紙Ｐの搬送性の点等から、定着ロール７０の回転軸方向中央部の表面層７２ａの弾性率は、２．０Ｅ＋０ＭＰａ以上６．０Ｅ＋０２ＭＰａ以下の範囲であることが好ましい。定着ロール７０の回転軸方向中央部の表面層７２ａの弾性率が、１．０Ｅ＋０１ＭＰａ未満であると、前述の圧力の高いニップ部の入口側において、定着ロール７０の回転軸方向中央部の表面層７２ａの弾性変形が起こり、ニップ部の入口側での記録紙Ｐの摺動抵抗が増加して、ニップ部の入口側での記録紙Ｐの紙しわが発生すると考えられる。また、定着ロール７０の回転軸方向中央部の表面層７２ａの弾性率が、１．０Ｅ＋０２ＭＰａを超えると、表面層７２ａは弾性変形しづらくなるため、幅広いニップ部が形成され難くなり、記録紙Ｐの紙しわの発生や記録紙Ｐの搬送性が低下すると考えられる。また、定着ロール７０の回転軸方向中央部の表面層７２ａの弾性率が１．０Ｅ＋０１ＭＰａ以上１．０Ｅ＋０２ＭＰａ以下であっても、定着ロール７０の回転軸方向両端部の表面層７２ｂの弾性率が、定着ロール７０の回転軸方向中央部の表面層７２ａの弾性率より小さいと、前述の外径差における回転時の線速差により、定着ロール７０の回転軸方向中央部から両端部に向う引張力に加え、定着ロール７０の回転軸方向の両端部から中央部に向う収縮力が記録紙Ｐに作用し、記録紙Ｐの紙しわが発生すると考えられる。

また、定着ロール７０の回転軸方向両端部の表面層７２ｂの弾性率は、定着ロール７０の回転軸方向中央部の表面層７２ａの弾性率より大きく、且つ１．０Ｅ＋０１ＭＰａ以上１．０Ｅ＋０３ＭＰａ以下の範囲であることが好ましい。定着ロール７０の回転軸方向両端部の表面層７２ｂの弾性率が１．０Ｅ＋０１ＭＰａ未満であると、表面層７２ｂの厚さによっては、表面層７２ｂの耐久性が低下する場合があり、１．０Ｅ＋０３ＭＰａを超えると、幅広いニップ部が形成され難くなり、記録紙Ｐの搬送性が低下する場合がある。

また、定着ロール７０の回転軸方向中央部の表面層７２ａの弾性率に対する定着ロール７０の回転軸方向両端部の表面層７２ｂの弾性率の比は、１より大きく５以下の範囲が好ましい。定着ロール７０の回転軸方向中央部の表面層７２ａの弾性率に対する定着ロール７０の回転軸方向両端部の表面層７２ｂの弾性率の比が１以下であると、回転軸方向端部のニップ部入口の定着ロール７０の回転軸方向の両端部から中央部に向う収縮が記録紙Ｐに作用し、記録紙Ｐの紙しわが発生する場合がある。５を超えると、両端のトルクによる回転軸方向中央部か両端部に向う引張力が小さくなるので紙しわが発生することがある。

定着ロール７０の回転軸方向両端部の外径に対する中央部の外径差は、例えば、０．０５％以上から１％以下の範囲であることが好ましく、０．１％以上０．５％以下の範囲がより好ましい。定着ロール７０の回転軸方向中央部の外径に対する両端部の外径の比が０．０５未満であると、外径差における回転時の線速差が低下し、定着ロール７０の回転軸方向中央部から両端部に向う引張力が記録紙Ｐに十分に作用しない場合がある。また、定着ロール７０の回転軸方向中央部の外径に対する両端部の外径の比が１％を超えると、回転軸方向中央部において幅広いニップ部の形成が困難となり、画像の定着性が低下する場合がある。

定着ロール７０の金属支持体７１は、例えば、円筒状の芯金等が用いられ、機械的強度、伝熱性の点で、例えば、鉄、アルミニウム（例えば、Ａ−５０５２材）、ＳＵＳ、銅等の金属または合金等が用いられる。また、定着ロール７０をフレア形状とするために、金属支持体７１は、回転軸方向両端部の外径が回転軸方向中央部の外径よりも大きい形状となっている。金属支持体７１の回転軸方向両端部及び中央部の外径は、使用する定着ロール７０の大きさに応じて適宜設定されるものであり、例えば、両端部の外径はφ１０以上φ１００以下の範囲で設定される。

表面層７２は、トナー像Ｔに対して離型性を示す離型層であることが好ましい。離型層の材質としては、従来公知のものの中から適宜選択されればよいが、耐熱性とトナー像Ｔに対する離型性の点等から、フッ素樹脂を含むことが好ましい。フッ素樹脂としては、例えば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）や、それらの複合材料、又それらの樹脂に炭化ケイ素、アルミナ、硫酸バリウムのような充填剤を配合したものが使用される。

また、表面層７２は、接着層、弾性層、離型層等を有する複数層であってもよい。また、表面層７２が複数層である場合、複数層の最外層をトナー像Ｔに対して離型性を示す離型層とし、金属支持体７１と離型層との間に接着層及び弾性層を配置することが好ましい。定着ロール７０の弾性層の材質は、従来公知のものの中から適宜選択されればよいが、例えば、シリコーンエラストマー（以下、シリコーンゴムと呼ぶ場合がある）、フッ素含有エラストマー（以下、フッ素含有ゴムと呼ぶ場合がある）等が挙げられる。

表面層７２の厚みは、特に制限されるものではないが、例えば、５μｍ以上１００μｍ以下の範囲が好ましい。表面層７２の厚みが、５μｍ未満であると、表面層７２の耐久性が低下する場合があり、１００μｍを超えると、定着ロール７０が大型化する場合がある。

次に、定着装置９０のその他の構成について説明する。

図２に示す加圧ベルト８１は、内部に配置された押圧パッド８２と加圧ベルト８１の走行をガイドするガイド部材８６等によって回転自在に支持され、定着ロール７０からの駆動力を受けることで従動回転される。本実施形態の加圧ベルト８１としては、例えば、原形が円筒形状に形成された継ぎ目がない無端ベルト、継ぎ目（シーム）があるベルト等のベルト部材等が用いられる。

加圧ベルト８１の構造、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じて従来公知のものの中から適宜選択される。加圧ベルト８１の構造としては、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。多層構造の加圧ベルト８１としては、ベース層と離型層とを有するもの等が挙げられる。加圧ベルト８１のベース層の材質としては、例えば、熱硬化性ポリイミド、熱可塑性ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等などが挙げられる。加圧ベルト８１の離型層の材質としては、例えば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）や、それらの複合材料、又それらの樹脂に炭化ケイ素、アルミナ、硫酸バリウムのような充填剤を配合したものが挙げられる。

押圧パッド８２としては、例えば、シリコーンゴムやフッ素含有ゴム等の弾性体、ＰＰＳ、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の耐熱性樹脂、または鉄、アルミニウム、ＳＵＳ等の金属、板バネ等が用いられる。

押圧パッド８２と加圧ベルト８１との間に配置される摺動部材８３は、加圧ベルト８１の内周面と押圧パッド８２との摺動抵抗を小さく等の点から、低摩擦性シートであることが好ましい。低摩擦性シートの材質としては、例えば、熱硬化性ポリイミド、熱可塑性ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、シリコーンエラストマー（シリコーン樹脂）、フッ素樹脂、フッ素含有エラストマー等が挙げられる。

ベルト内固定保持ホルダ８５に設けられる潤滑剤供給部材８７は、加圧ベルト８１の内周面に対して接触するように配置され、アミノ変性シリコーンオイルやフッ素オイル等の潤滑剤を加圧ベルト８１の内周面に適量供給する。これにより、加圧ベルト８１と摺動部材８３との間に潤滑剤が供給され、摺動部材８３を介した加圧ベルト８１のニップ部における摺動抵抗が低減され、加圧ベルト８１の円滑な回転が促進されると考えられる。

潤滑剤は、潤滑性、潤滑性の指標となる動粘度、耐熱性、揮発性の点等から、例えば、アミノ変性シリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、酸化防止剤入りのアミノ変性シリコーンオイルであるヒンダードアミンオイル等のシリコーンオイル等が好ましく、更に濡れ性の点等から、アミノ変性シリコーンオイルがより好ましい。また、耐熱性により優れた性能を有する点等から、メチルフェニルシリコーンオイルも好ましい。なお、耐熱性の点等から、ヒンダードアミンオイルが好ましい。

本実施形態では、ハロゲンヒータ７３を加熱手段として用いているが、加熱手段としては、ニップ部Ｎを加熱するものであれば、定着ロール７０を内部加熱するタイプに限られず、例えば、定着ロール７０を外部加熱するもの等が挙げられる。

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
富士ゼロックス社製の画像形成装置ＤｏｃｕＰｒｉｎｔＰ３５０を用い、以下に示す条件で、試験した。画像形成装置ＤｏｃｕＰｒｉｎｔＰ３５０に搭載した定着装置は、図２に示す定着装置であり、具体的構成は以下の通りである。

定着ロールは、φ２６ｍｍのアルミ製円筒状芯金の回転軸方向両端部に、ＰＦＡ樹脂をフローコート法で３０μｍの厚さで塗布し、また、上記円筒状芯金の回転軸方向中央部に、ＰＦＡ樹脂をフローコート法で３０μｍの厚さで塗布したものである。作製した定着ロールの表面層について、キーアンドデイ製レオバイブロンＤＤＶ−０１ＦＰ動的粘弾性自動測定機を用い１５０℃における１０Ｈｚの貯蔵弾性率を測定した。その結果、定着ロールの回転軸方向両端部の表面層の弾性率は５．５Ｅ＋０１ＭＰａであり、回転軸方向中央部の表面層の弾性率は２．６Ｅ＋０１ＭＰａであり、回転軸方向中央部の表面層の弾性率に対する回転軸方向両端部の表面層の弾性率の比は２．１であった。

円筒状芯金の内部には、加熱源として６００ｗのハロゲンランプを配設した。加圧ベルトは、周長９４ｍｍ、肉厚７５μｍ、長さ２４０ｍｍの熱硬化性ポリイミド樹脂を基材とし、該基材の外周面に、離型層として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共重合体（ＰＦＡ）を３０μｍの厚みで塗布したものである。

押圧パッドを構成する材料としてシリコーンゴムを用いた。使用した押圧パッドの大きさは、長さ（長手方向）が２３０ｍｍ、押圧部の幅（短手方向）が８ｍｍ、厚みが５ｍｍであった。加圧ベルトと押圧パッドの間に配置される摺動部材として、厚さ２０μｍのフッ素樹脂シートを用いた。

（実施例２）
実施例２では、アルミ製円筒状芯金の回転軸方向両端部に、ＰＦＡ樹脂を３０μｍ塗布したこと以外は実施例１と同様の条件とした。実施例２の定着ロールの回転軸方向両端部の表面層の弾性率は４．０Ｅ＋０１ＭＰａであり、回転軸方向中央部の表面層の弾性率は２．６Ｅ＋０１ＭＰａであり、回転軸方向中央部の表面層の弾性率に対する回転軸方向両端部の表面層の弾性率の比は１．５であった。

（実施例３）
実施例３では、アルミ製円筒状芯金の回転軸方向中央部に、ＰＦＡ樹脂を１５μｍ塗布したこと以外は実施例１と同様の条件とした。実施例３の定着ロールの回転軸方向両端部の表面層の弾性率は５．５Ｅ＋０１ＭＰａであり、回転軸方向中央部の表面層の弾性率は１．１Ｅ＋０１ＭＰａであり、回転軸方向中央部の表面層の弾性率に対する回転軸方向両端部の表面層の弾性率の比は４．６であった。

（実施例４）
実施例４では、アルミ製円筒状芯金の回転軸方向中央部に、ＰＦＡ樹脂を５０μｍ塗布し、また、上記円筒状芯金の回転軸方向中央部に、ＰＴＦＥ樹脂を３０μｍの厚さで塗布した。実施例４の定着ロールの回転軸方向両端部の表面層の弾性率は３．０Ｅ＋０２ＭＰａであり、回転軸方向中央部の表面層の弾性率は９．１Ｅ＋０１ＭＰａであり、回転軸方向中央部の表面層の弾性率に対する回転軸方向両端部の表面層の弾性率の比は３．３であった。

（実施例５）
実施例５では、アルミ製円筒状芯金の回転軸方向両端部に、ＰＦＡ樹脂を１５μｍ塗布したこと以外は実施例１と同様の条件とした。実施例５の定着ロールの回転軸方向両端部の表面層の弾性率は２．７Ｅ＋０１ＭＰａであり、回転軸方向中央部の表面層の弾性率は２．６Ｅ＋０１ＭＰａであり、回転軸方向中央部の表面層の弾性率に対する回転軸方向両端部の表面層の弾性率の比は１．１であった。

（実施例６）
実施例６では、アルミ製円筒状芯金の回転軸方向両端部に、ＰＦＡ樹脂を７０μｍ塗布したこと以外は実施例１と同様の条件とした。実施例６の定着ロールの回転軸方向両端部の表面層の弾性率は１．３Ｅ＋０２ＭＰａであり、回転軸方向中央部の表面層の弾性率は２．６Ｅ＋０１ＭＰａであり、回転軸方向中央部の表面層の弾性率に対する回転軸方向両端部の表面層の弾性率の比は４．９であった。

（比較例１）
比較例１では、アルミ製円筒状芯金の回転軸方向両端部及び中央部に、ＰＦＡ樹脂を３０μｍ塗布したこと以外は実施例１と同様の条件とした。比較例１の定着ロールの回転軸方向両端部及び中央部の表面層の弾性率は５．５Ｅ＋０１ＭＰａであった。

（比較例２）
比較例２では、アルミ製円筒状芯金の回転軸方向両端部及び中央部に、ＰＦＡ樹脂を３０μｍ塗布したこと以外は実施例１と同様の条件とした。比較例２の定着ロールの回転軸方向両端部及び中央部の表面層の弾性率は４．０Ｅ＋０１ＭＰａであった。

（比較例３）
比較例３では、アルミ製円筒状芯金の回転軸方向両端部に、ＰＦＡ樹脂を３０μｍ塗布し、アルミ製円筒状芯金の回転軸方向中央部に、ＰＦＡ樹脂を３０μｍ塗布したこと以外は実施例１と同様の条件とした。比較例３の定着ロールの回転軸方向両端部の表面層の弾性率は２．６Ｅ＋０１ＭＰａであり、回転軸方向中央部の表面層の弾性率は５．５Ｅ＋０１ＭＰａであり、回転軸方向中央部の表面層の弾性率に対する回転軸方向両端部の表面層の弾性率の比は０．５であった。

（比較例４）
比較例４では、アルミ製円筒状芯金の回転軸方向両端部に、ＰＦＡ樹脂を３０μｍ塗布し、アルミ製円筒状芯金の回転軸方向中央部に、フッ素樹脂を３０μｍ塗布したこと以外は実施例１と同様の条件とした。比較例４の定着ロールの回転軸方向両端部の表面層の弾性率は４．０Ｅ＋０１ＭＰａであり、回転軸方向中央部の表面層の弾性率は５．５Ｅ＋０１ＭＰａであり、回転軸方向中央部の表面層の弾性率に対する回転軸方向両端部の表面層の弾性率の比は０．７であった。

（比較例５）
比較例５では、アルミ製円筒状芯金の回転軸方向両端部に、ＰＴＦＥ樹脂を３０μｍの厚さを塗布し、アルミ製円筒状芯金の回転軸方向中央部に、ＰＦＡ樹脂を３０μｍ塗布したこと以外は実施例１と同様の条件とした。比較例５の定着ロールの回転軸方向両端部の表面層の弾性率は５．５Ｅ＋０１ＭＰａであり、回転軸方向中央部の表面層の弾性率は３．０Ｅ＋０２ＭＰａであり、回転軸方向中央部の表面層の弾性率に対する回転軸方向両端部の表面層の弾性率の比は５．４であった。

＜紙しわの評価＞
実施例１〜６及び比較例１〜５において、押圧パッドと定着ロール間の荷重（すなわち、ニップ部の荷重）を０．３５ＭＰａに設定し、定着温度を１６０℃に制御し、画像形成装置の画像形成部において両面印刷でハーフトーン画像を普通紙（富士ゼロックス社製Ａ４−Ｐ）に形成した後、ハーフトーン画像が定着ロール側となるように、定着装置に普通紙を２０枚通紙した。２０枚目の普通紙の紙しわを以下の条件で評価し、その結果を表１にまとめた。
◎：目視観察で普通紙に紙しわが認められなかった。
○：目視観察で普通紙に紙しわが若干認められたが問題ないレベルであった。
△：目視観察で普通紙に紙しわが認められた。
×：目視観察で普通紙に紙しわが顕著に認められた。

表１から分かるように、定着ロールの回転軸方向中央部の弾性率を１．０Ｅ＋０１ＭＰａ以上１．０Ｅ＋０２ＭＰａ以下の範囲とし、回転軸方向両端部の弾性率を回転軸方向中央部の弾性率より大きくした実施例１〜６は、普通紙に紙しわがほとんど発生せず、良好な画像が得られた。特に、実施例２，５は、普通紙に紙しわが全く発生していなかった。これに対し、定着ロールの回転軸方向両端部及び中央部の弾性率を同じとした比較例１〜２、回転軸方向両端部の弾性率を回転軸方向中央部の弾性率より小さい比較例３，５、回転軸方向両端部の弾性率は回転軸方向中央部の弾性率より大きいが、回転軸方向中央部の弾性率を１．０Ｅ＋０１ＭＰａ未満又は１．０Ｅ＋０２ＭＰａ超とした比較例４は普通紙に紙しわが発生した。特に比較例３と５では、普通紙に紙しわが顕著に認められた。

１ 感光体ドラム、２ 帯電ロール、３ 像露光器、４ 現像器、５ 転写ロール、６クリーナ、１０ 画像形成装置、６０ 剥離部材、７０ 定着ロール、７１ 金属支持体、７２ 表面層、７２ａ 回転軸方向中央部の表面層、７２ｂ 回転軸方向両端部の表面層、７３ ハロゲンヒータ、８１ 加圧ベルト、８２ 押圧パッド、８３ 摺動部材、８４ 保持部材、８５ ベルト内固定保持ホルダ、８６ ガイド部材、８７ 潤滑剤供給部材、９０ 定着装置。

Claims (4)

1. 回転可能な回転部材と、前記回転部材に接触しながら回転する管状体と、前記管状体の内部に配置され、前記管状体の内周面から前記管状体を前記回転部材へ押圧して、前記回転部材と前記管状体との間に記録媒体が通過するニップ部を形成する押圧部材と、を備え、
   前記回転部材は、金属支持体と、金属支持体上に被覆される表面層と、を備え、
   前記回転部材の回転軸方向両端部の外径は、前記回転部材の回転軸方向中央部の外径より大きく、
   前記回転軸方向中央部の前記表面層の貯蔵弾性率は、１．０Ｅ＋０１ＭＰａ以上１．０Ｅ＋０２ＭＰa以下の範囲であり、
   前記回転軸方向両端部の前記表面層の貯蔵弾性率は、前記回転軸方向中央部の前記表面層の貯蔵弾性率より大きいことを特徴とする定着装置。
2. 前記回転軸方向両端部の前記表面層の貯蔵弾性率は、１．０Ｅ＋０１ＭＰａ以上１．０Ｅ＋０３ＭＰa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. 前記回転軸方向中央部の前記表面層の貯蔵弾性率に対する前記回転軸方向両端部の前記表面層の貯蔵弾性率の比は、１より大きく５以下の範囲であることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 像保持体と、前記像保持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像を静電荷像現像用現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着手段と、を含み、
   前記定着手段が、請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置。

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