JP2018106068A - 定着部材 - Google Patents

Abstract

【課題】未定着トナーを定着させる定着機能を有すると共に、高離型性、低帯電性及び高摩擦力を満たすことが可能な定着部材を提供する。【解決手段】弾性層１２と、弾性層１２の外周面に形成された離型層１３とを有する定着部材において、離型層１３は、誘電緩和率が１５％以上である低帯電性を有するフッ素樹脂チューブからなる。【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式の複写機やプリンター等の画像形成装置の定着部に用いる定着部材に関する。

電子写真方式の複写機やプリンター等の画像形成装置の定着部（定着装置）には、電鋳（Ｎｉ（ニッケル）、Ｎｉ／Ｃｕ（銅）／Ｎｉ、ＰＩ（ポリイミド）樹脂、ＳＵＳ（ステンレス鋼）等）、弾性層、離型層（フッ素樹脂チューブ）等で構成された定着ベルトや、芯金等の芯体、弾性層、離型層等で構成された定着ロールや加圧ロール等が用いられている。

定着装置は、回転する加圧ロールに従動され、内部に配置された加熱手段によって加熱された定着ベルト（ベルト形状の定着部材）が回転し、定着ベルトと加圧ロールとの間を紙等の記録媒体が通過する際に、熱と圧力によって未定着トナーを定着するものである。

このような定着装置においては、記録媒体の未定着トナーが吐出される側（トナー側）に定着ベルトが配置され、未定着トナーと直接接するようになっている。また、記録媒体のトナー側とは反対側に加圧ロールが配置され、更に、加圧ロールと定着ベルトとの間にニップ部が形成されている。なお、かかる定着装置では、トナー側の反対側に定着ベルトが配置された加圧ベルト方式の装置も存在する。

定着装置における加圧ロールには、未定着トナーを定着する定着機能の他に、３つの性能が求められている。即ち、加圧ロールには、第１に高い離型性が求められており、表面エネルギーを小さくしてトナーや紙粉の付着量を低減し、記録媒体の裏面の汚れを防止することができる。第２に低帯電性が求められており、電気的な要因による付着物を低減して、画像の乱れを防止することができる。第３に高摩擦力が求められており、高い摩擦係数を有することで、定着ベルトを駆動するグリップ力を向上することができる。

従来、加圧ロールの離型層に高い離型性を求めてＰＦＡ（パーフルオロアルコキシフッ素樹脂）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂が用いられており、これにより表面を平滑に形成すると、定着ベルト等の定着部材との密着性がよく、定着部材を円滑に駆動させる十分なグリップ力が得られるものであった。しかしながら、表面が絶縁性を有するためか、電気的な要因による付着物が増加するという問題があった。

そこで、カーボンや金属等からなる導電性粒子を混合したフッ素樹脂をチューブ状に形成してなる導電性フッ素樹脂チューブを離型層として設けた加圧ロールが提案されている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。この加圧ロールは、表面が導電性を有するためか、付着物が低減される。しかしながら、離型層に含まれる導電性粒子により表面の粗さが増大して摩擦係数が低下するため、高いグリップ力を得ることができないという問題があった。

特開２０１４−１１２２０１号公報 特許第４７９０００２号公報

導電性及び絶縁性のうちの何れかを有するフッ素樹脂チューブを離型層に用いたとしても、高摩擦係数を維持しつつ、電気的な要因による付着物を低減することは困難である。即ち、定着装置における加圧ロールにおいて、未定着トナーを定着させる定着機能を有すると共に、高離型性、低帯電性及び高摩擦力を満たす必要があるところ、そのような加圧ロールは実現されていない。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて提案するものであり、未定着トナーを定着させる定着機能を有すると共に、高離型性、低帯電性及び高摩擦力を満たすことが可能な定着部材を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の第１の態様は、弾性層と、前記弾性層の外周面に形成された離型層とを有する定着部材であって、前記離型層は、誘電緩和率が１５％以上である低帯電性を有するフッ素樹脂チューブからなることを特徴とする定着部材にある。

本発明の第２の態様は、前記離型層が、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０２μｍ以上、０．０７μｍ以下であることを特徴とする第１の態様の定着部材にある。

本発明の第３の態様は、前記離型層が、摩擦係数が０．５以上であることを特徴とする第１の態様又は第２の態様の定着部材にある。

本発明によれば、未定着トナーを定着させる定着機能を有すると共に、高離型性、低帯電性及び高摩擦力を満たすことが可能な定着部材を提供することができる。

実施形態１の定着部材の構成例を示す周方向の断面図である。 実施形態１の定着部材の構成例を示す軸方向の断面図である。 実施形態２の定着装置の構成例を示す断面図である。 実施形態３の定着装置の構成例を示す断面図である。 実施形態４の定着装置の構成例を示す断面図である。 試験例７の試験方法を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明は、本発明の一態様を示すものであって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更可能である。また、各図面において示す構成要素、即ち、各部の形状や大きさ、層の厚さ、相対的な位置関係等は、本発明を説明する上で誇張して示されている場合がある。更に、本明細書の「上」という用語は、構成要素の位置関係が「直上」であることを限定するものではない。例えば、「芯体上の弾性層」や「弾性層上の離型層」という表現は、芯体と弾性層との間や、弾性層と離型層との間に、他の構成要素を含むものを除外しない。

（実施形態１）
（加圧ロール）
本実施形態における定着部材は、電子写真方式の複写機やプリンター等の画像形成装置の定着部（定着装置）に用いて好適なものである。これにより、未定着トナー像を熱と圧力で紙等の記録媒体に定着することができる。本実施形態では、定着部材として、加圧ロールを例示している。

図１は、実施形態１の定着部材の構成例を示す周方向の断面図であり、図２は、実施形態１の定着部材の構成例を示す軸方向の断面図である。図示するように、定着部材である加圧ロール１０は、芯体１１と、芯体１１の外周面に形成された弾性層１２と、弾性層１２の外周面に形成された離型層１３とを具備するものであり、内側から芯体１１、弾性層１２及び離型層１３が順次積層されたものである。なお、加圧ロール１０は、弾性層１２の下層に、必要に応じて更に１層以上設けてもよい。

芯体１１は、熱伝導性及び機械的強度に優れた金属又は樹脂材料からなる。芯体１１の材料に何ら制限はなく、例えば、ＳＵＳ合金、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル合金、鉄（Ｆｅ）、磁性ステンレス、コバルト−ニッケル（Ｃｏ−Ｎｉ）合金等の金属材料や、ポリイミド（ＰＩ）樹脂等の樹脂材料を用いることができる。また、芯体１１の形状にも何ら制限はなく、中空であっても、中空でなくてもよい。

芯体１１の外周には、図示しない接着剤層を介して弾性層１２が設けられている。弾性層１２の材料としては、公知の弾性材料を使用することができ、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等を用いることができる。これらの弾性材料のうち、シリコーンゴムは、加熱により硬化して弾性体を生成するシリコーンゴムであれば、特に制限なく使用することができる。具体的には、液状シリコーンゴムやミラブル型シリコーンゴム等が挙げられるが、液状シリコーンゴムが好ましい。シリコーンゴムは、市販されているものを用いてもよい。勿論、２種類以上のシリコーンゴムを併用してもよい。

弾性層１２は、絶縁性を有していてもよいし、導電性を有していてもよい。弾性層１２に導電性を付与する場合には、上述した弾性材料に、カーボンや金属等からなる導電性粒子やイオン導電剤を混合すればよい。なお、必要に応じて、１種又は２種以上の導電性粒子やイオン導電剤を混合して添加してもよい。

添加するカーボンの態様としては、弾性層１２に導電性を付与することができれば特に限定されず、例えば、粉末状、繊維状、糸状、針状、棒状等が挙げられる。このようなカーボンとしては、カーボンブラック、炭素繊維、炭素原子クラスター等又はこれらの混合物等が挙げられる。炭素繊維としては、アクリル繊維系炭素繊維（ＰＡＮ）、ピッチ系炭素繊維（ＰＩＴＣＨ）、炭素繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等又はこれらの混合物等が挙げられ、炭素原子クラスターとしては、カーボンナノチューブ等又はこれらの混合物等が挙げられる。

また、金属としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、リン（Ｐ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、金（Ａｕ）等又はこれらの合金若しくはこれらの酸化物を、粉末状、繊維状、糸状、針状、棒状等の態様に形成したものが挙げられる。或いは、上記金属を、シリカ等の無機フィラーにコーティングして添加してもよい。

また、イオン導電剤としては、有機塩類、無機塩類、金属錯体、イオン液体等が挙げられる。有機塩類としては、三フッ化酢酸ナトリウム等が挙げられ、無機塩類としては、過塩素酸リチウム等が挙げられる。また、金属錯体としては、ハロゲン化第二鉄−エチレングリコール等が挙げられ、具体的には、特許第３６５５３６４号公報に記載されたものを挙げることができる。一方、イオン液体は、室温で液体である溶融塩であり、常温溶融塩とも呼ばれるものであり、特に、融点が７０℃以下、好ましくは３０℃以下のものをいう。具体的には、特開２００３−２０２７２２号公報に記載されたものを挙げることができる。

弾性層１２の厚さは、１００μｍ以上にすることが好ましい。これにより、画像形成の際に、記録媒体７０（図４参照）の凹凸又はトナー層の凹凸に、加圧ロール１０の加熱面が追従できないことによる光沢ムラを低減することができる。弾性層１２の厚さが１００μｍ未満の場合には、弾性層１２が弾性部材としての機能を発揮し難く、未定着トナー８０（図４参照）の定着時における圧力分布が不均一となる。これにより、特にフルカラー画像における定着時に、二次色の未定着トナー８０を十分に加熱定着することができず、定着画像のグロスにおいてムラを生じる。また、未定着トナー８０の溶融が不十分であることによって混色性が低下し、高精細なフルカラー画像を得ることができない。

このような弾性層１２を設けることで、加圧ロール１０の柔軟性及びこれを用いた定着装置１（図３参照）等への熱効率を高めることができ、未定着トナー８０像の記録媒体７０への定着性を向上させ、画像の高画質化を図ることができる。なお、弾性層１２は、必要に応じて設けなくてもよし、２層以上を設けてもよい。

本実施形態の離型層１３は、高離型性、低帯電性及び高摩擦力を満たす合成樹脂材料を適用した。このような合成樹脂材料としては、例えば、フッ素樹脂と、フッ化ビニリデン系共重合体と、イオン性添加物とを含むフッ素樹脂組成物が挙げられる。これにより、電気絶縁性が良好でありながら帯電性を小さくすることができ、また、コロナ放電や摩擦等によって帯電した場合に、速やかに除電することができる。

フッ素樹脂組成物に使用可能なフッ素樹脂としては、例えば、テトラフルオロエチレン−フルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、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（ＦＥＰ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等が挙げられる。これらのフッ素樹脂を、１種又は複数種組み合わせて用いてもよい。

フッ素樹脂組成物に使用可能なイオン性添加物としては、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム−ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（ＥＭＩ−ＴＦＳＩ）、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム−ビス（パーフルオロブチルスルホニル）イミド（ＥＭＩ−ＰＦＢＳＩ）、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム−ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム−ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム−パーフルオロブチルスルホネート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム−パーフルオロエチルスルホネート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム−シクロヘキサフルオロプロパン−１，３−ビス（スルホニル）イミド等が挙げられる。これらのイオン性添加物を、１種又は複数種組み合わせて用いてもよい。

イオン性添加物の含有量は、フッ素樹脂組成物の全量に対して、０．０１質量％以上、１．０質量％以下であることが好ましい。イオン性添加物の含有量が０．０１質量％未満の場合には帯電性が低下せず、また、１．０質量％を超過した場合にはフッ素樹脂組成物からブリードアウトを起こす虞がある。

また、本実施形態のフッ素樹脂組成物は、導電性を付与する導電性粒子を含まないものである。上述した通り、フッ素樹脂組成物により低帯電特性を実現しているからであり、また、離型層１３の表面を平滑にして高いグリップ力を実現するためである。よって、離型層１３表面の平滑性に影響を及ぼさない範囲内であれば、例えば、着色等の用途で含有してもよい。

なお、フッ素樹脂組成物に使用するフッ化ビニリデン系共重合体は、フッ素樹脂組成物からなる離型層１３が、高離型性、低帯電性及び高摩擦力を満たすことができれば特に限定されない。

フッ素樹脂組成物は、フッ素樹脂と、フッ化ビニリデン系共重合体と、イオン性添加物とを含むフッ素樹脂組成物を所定の割合で混合した後に、押出成形法、ロール成形法、射出成形法等の公知の成形方法によって、所望の形状に成形することができる。本実施形態では、チューブ状に成形してフッ素樹脂チューブとした。フッ素樹脂チューブの厚みは、高離型性、低帯電性及び高摩擦力を付与できれば特に制限はない。例えば、１μｍ以上、１００μｍ以下であればよく、好ましくは３０μｍ以上、７０μｍ以下であればよい。

フッ素樹脂組成物の低帯電性は、除電のし易さ（表面電位減衰特性）を測定することにより評価することができる。具体的には、フッ素樹脂組成物をチューブ状に成形してフッ素樹脂チューブとし、当該チューブの初期電位と、一定時間後の電位（緩和後電位）とを測定し、初期電位に対する緩和後電位の割合（誘電緩和率）を算出して評価する。誘電緩和率は、下記式（１）により算出することができる。

誘電緩和率＝１−（緩和後電位／初期電位） ・・・（１）

式（１）により算出された誘電緩和率を百分率（％）で表した場合において、その値は１５％以上であり、３０％以上であることが好ましい。この値が、１５％未満になると、フッ素樹脂組成物が帯電した場合に速やかに除電することができず、電気的な要因による付着物が増大する。

フッ素樹脂組成物は、高いグリップ力を得る観点から、その表面が平滑であることが望ましい。フッ素樹脂組成物の平滑性を示す指標として、例えば、「ＪＩＳ Ｂ０６０１ １９９４」の測定規定に基づく算術平均粗さ（Ｒａ）が挙げられる。即ち、算術平均粗さ（Ｒａ）が一定の範囲内にあれば、フッ素樹脂組成物の表面が平滑性を有していると判断することができる。具体的には、フッ素樹脂組成物の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０２μｍ以上、０．０７μｍ以下であることが好ましい。これにより、定着ベルト等の定着部材を円滑に駆動させる十分なグリップ力を得ることができる。

また、フッ素樹脂組成物は、高いグリップ力を得る観点から、その表面が一定の摩擦係数を有していることが望ましい。摩擦係数は、例えば、市販の測定装置を用いて測定することができ、０．５以上であることが好ましく、０．５以上、１０以下であることが更に好ましい。これにより、定着ベルトを駆動するグリップ力を向上することができる。一方、摩擦係数が０．５未満になると、定着ベルトを円滑に駆動するグリップ力を得ることが困難となる。

（加圧ロールの製造方法）
次に、加圧ロール１０の製造方法について説明するが、以下の製法は一例であって、これに限定されない。本実施形態では、シリコーンゴム原料として液状シリコーンゴムを用いて加圧ロール１０を製造する場合について例示する。

まず、液状シリコーンゴムからシリコーンゴム組成物を調製する。次に、金型の内面の同芯円上に、離型層１３となるＰＦＡチューブ（ＰＦＡとフッ化ビニリデン系共重合体とイオン性添加物とを含むフッ素樹脂組成物からなるフッ素樹脂チューブ）を設けて、その中に芯体１１を配置する。なお、ＰＦＡチューブは、後述するシリコーンゴムとの接着性を確保するための処理を行うことが好ましい。このような処理としては、ＰＦＡチューブにおいて、シリコーンゴムからの脱落を防止できればよく、例えば、脱フッ化処理等が挙げられる。本実施形態では、内周部に脱フッ化処理を施したＰＦＡチューブを用いた。

次に、芯体１１の外周と、ＰＦＡチューブからなる離型層１３との間にシリコーンゴム組成物を充填し、シリコーンゴム組成物を加熱し、冷却して金型から脱型する。具体的には、液状シリコーンゴムの硬化温度以上で加熱し、シリコーンゴム組成物を硬化（一次硬化）してシリコーンゴムとする。その後、このシリコーンゴムを更に加熱（二次硬化）して、弾性層１２を形成する。なお、弾性層１２との接着性を確保する観点から、必要に応じて、離型層１３と弾性層１２との間にプライマー層を設けてもよい。

上述した工程を経て、内側から芯体１１、弾性層１２及び離型層１３が順に積層された加圧ロール１０が完成する。なお、得られた加圧ロール１０は、フッ素樹脂組成物の高離型性、低帯電性及び高摩擦力が維持されているものである。

なお、加圧ロール１０の製造方法はこれに限定されず、芯体１１の外周面に弾性層１２を成形した後に、必要に応じて研磨し、その後、離型層１３を被覆するようにしてもよい。この場合、必要に応じて導電性接着剤で接着してもよい。

（実施形態２）
（定着装置）
次に、本実施形態にかかる定着装置について説明する。実施形態２の定着装置は、実施形態１の加圧ロール１０を具備し、画像形成装置に搭載されるものである。なお、実施形態１と同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図３は、実施形態２の定着装置の構成例を示す断面図である。図３に示すように、定着装置１は、加圧ロール１０と、加圧ロール１０に対向して配置される定着ベルト２０と、加圧ロール１０に対向する位置で定着ベルト２０を内側から加圧ロール１０に対して押圧して所定のニップ部を形成する押圧部材３０と、定着ベルト２０を所定温度まで加熱する加熱手段４０とを具備するものである。なお、加熱手段４０は、定着ベルト２０の外側に配置されてもよい。

定着ベルト２０は、対向する加圧ロール１０との圧接により所定のニップ部を形成できるものであればよく、例えば、シームレス電鋳ベルトを少なくとも一層有する金属基体と、金属基体の外周面に形成された弾性層と、弾性層の外周面に形成された離型層とを具備している。

押圧部材３０は、ゴム等の弾性体、樹脂、金属等から構成される。押圧部材３０の表面には、必要に応じてフッ素樹脂等からなる層が形成されてもよいし、摺動シートや溝等が設けられてもよい。なお、摺動シートの表面に凹凸加工が施されてもよい。

加熱手段４０は、定着ベルト２０を加熱できるものであればよく、定着ベルト２０の外側に設けられてもよい。加熱手段４０としては、ハロゲンヒーター、電熱線ヒーター、赤外線ヒーター、励磁コイル（熱源）による電磁誘導発熱等が挙げられる。

本実施形態に係る定着装置１は、上述したように、高離型性、低帯電性及び高摩擦力を満たす加圧ロール１０を具備するものである。これにより、加圧ロール１０が定着ベルト２０を円滑に駆動することができ、加圧ロール１０と定着ベルト２０との摩擦帯電による異物の付着を防止すると共に、トナー等のオフセットを防止することができ、定着性に優れた信頼性の高い定着装置１を実現することができる。

（実施形態３）
（定着装置）
次に、本実施形態にかかる定着装置について説明する。実施形態３の定着装置は、実施形態１の加圧ロール１０を具備し、画像形成装置に搭載されるものであり、実施形態２の定着装置１とは異なる構成を有するものである。なお、実施形態２と同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図４は、実施形態３の定着装置の構成例を示す断面図である。図４に示すように、定着装置２は、加圧ロール１０と、加圧ロール１０に対向して配置される定着ベルト２１と、定着ベルト２１を内側から加圧ロール１０に対して押圧するインナーロール５０と、加熱手段４１を内蔵する加熱ロール６０とを具備する。定着ベルト２１の内側２２には、インナーロール５０と加熱ロール６０とが配置され、これらのインナーロール５０と加熱ロール６０とで定着ベルト２１を回転駆動するものである。なお、本実施形態の加圧ロール１０は、定着ベルト２１及びインナーロール５０に適用することができる。加圧ロール１０を定着ベルト２１に適用する場合には、例えば、Ｎｉ（ニッケル）、Ｎｉ／Ｃｕ（銅）／Ｎｉ、ＰＩ（ポリイミド）樹脂、ＳＵＳ（ステンレス鋼）等のベルト基材の外周に、弾性層１２及びＰＦＡチューブからなる離型層１３を順次設けた構成にしてもよい。また、加熱手段４１は、加熱ロール６０の外側に配置されてもよい。

定着装置２は、回転する加圧ロール１０に従動され、内部に配置された加熱手段４１によって加熱され、内側２２に配置されたインナーロール５０と加熱ロール６０とで定着ベルト２１が回転し、定着ベルト２１と加圧ロール１０との間を紙等の記録媒体７０が通過する際に、熱と圧力によって未定着トナー８０を定着することができる。そして、実施形態１の加圧ロール１０を具備することで、加圧ロール１０が定着ベルト２１を円滑に駆動するのに十分なグリップ力を有し、摩擦帯電による異物の付着を防止すると共に、トナー等のオフセットを防止することができ、定着性に優れた信頼性の高い定着装置２を実現することができる。

（実施形態４）
（定着装置）
次に、本実施形態にかかる定着装置について説明する。実施形態４の定着装置は、実施形態１の加圧ロール１０を具備し、画像形成装置に搭載されるものであり、実施形態２の定着装置１とは異なる構成を有するものである。なお、実施形態２と同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図５は、実施形態４の定着装置の構成例を示す断面図である。図５に示すように、定着装置３は、加熱手段４２を内蔵する加圧ロール１０と、加圧ロール１０に対向して配置される定着ロール９０とを具備する。なお、本実施形態の加圧ロール１０は、定着ロール９０としても使用することができる。また、加熱手段は、加圧ロール１０の外側に配置されてもよい。

実施形態１の加圧ロール１０を具備することで、加圧ロール１０が定着ロール９０を円滑に駆動するのに十分なグリップ力を有し、加圧ロール１０と定着ロール９０との摩擦帯電による異物の付着を防止すると共に、トナー等のオフセットを防止することができ、定着性に優れた信頼性の高い定着装置３を実現することができる。

（定着部材の変形例）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る定着部材は、上述したような定着ベルトや定着ロールに好適に用いられるものであるが、転写直後に定着を行う転写・定着ベルト等にも用いることができる。このように、定着ベルトの使用態様は特に限定されるものではない。また、本発明に係る定着部材を具備する定着装置は、複写機、ファクシミリ、レーザビームプリンター、その他のプリンター及びこれらの複合機等の各種の画像形成装置（特に電子写真方式）に搭載可能である。

以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されない。

（実施例１）
実施例１は、液状シリコーンゴムを用いて、図１及び図２に示した加圧ロール１０を製造する場合について例示した。まず、付加反応型液状シリコーンゴム（絶縁ゴム）（信越化学工業製、ＫＥ−２３００−１６ Ａ／Ｂ）を混合して、シリコーンゴム組成物を調製した。

次に、内径φ２５ｍｍの金型の内面の同芯円上に、離型層１３となる低帯電性を有した低帯電ＰＦＡチューブ（膜厚：３０μｍ）を設けて、その中に、外周に液状シリコーンゴム用プライマー（東レダウ製、ＤＹ３９−０５１ Ａ／Ｂ）を塗布乾燥した直径１５ｍｍの鉄製の芯体１１（芯金）を配置した。なお、低帯電ＰＦＡチューブとしては、導電性粒子が含まれていないものを用いた。また、内周部に脱フッ化処理を施した低帯電ＰＦＡチューブを用いた。

次に、内部に芯金を配置した低帯電ＰＦＡチューブを下フランジに立てて、金型と上フランジを載せて固定した。次に、注型機にて調製したシリコーンゴム組成物を、下フランジ側から金型にセットされた低帯電ＰＦＡチューブと芯金との間に注ぎ込み、１００℃〜１５０℃に適時加熱することにより、液状シリコーンゴムを硬化（一次硬化）してシリコーンゴムとし、低帯電ＰＦＡチューブと芯金とを接着した。

次に、１５０℃〜２００℃の恒温槽で４時間加熱することにより、シリコーンゴムを更に硬化（二次硬化）して弾性層１２を形成した後に、冷却して金型から脱型し、加圧ロール１０を得た。なお、実施例１の加圧ロール１０の構成については、下記表１に示した。

（実施例２）
実施例２は、導電ゴムを用いて、図１及び図２に示した加圧ロール１０を製造する場合について例示した。即ち、液状シリコーンゴムを導電ゴム（信越化学工業製、Ｘ−３４−２７７７ Ａ／Ｂ）に変更して導電ゴム組成物を調整したこと以外は実施例１と同様にして、加圧ロール１０を得た。なお、実施例２の加圧ロール１０の構成については、下記表１に示した。

（比較例１）
比較例１は、絶縁性ＰＦＡチューブを用いて、図１及び図２に示した加圧ロール１０を製造する場合について例示した。即ち、低帯電ＰＦＡチューブを絶縁性ＰＦＡチューブ（三井デュポン製、４５１ＨＰ−Ｊ）に変更して離型層１３としたこと以外は実施例１と同様にして、加圧ロール１０を得た。なお、絶縁性ＰＦＡチューブとしては、導電性粒子が含まれていないものを用いた。なお、比較例１の加圧ロール１０の構成については、下記表１に示した。また、内周部に脱フッ化処理を施した絶縁性ＰＦＡチューブを用いた。

（比較例２）
比較例２は、絶縁性ＰＦＡチューブ及び導電ゴムを用いて、図１及び図２に示した加圧ロール１０を製造する場合について例示した。即ち、液状シリコーンゴムを導電ゴム（信越化学工業製、Ｘ−３４−２７７７ Ａ／Ｂ）に変更して導電ゴム組成物を調整したこと、及び、低帯電ＰＦＡチューブを絶縁性ＰＦＡチューブ（三井デュポン製、４５１ＨＰ−Ｊ）に変更して離型層１３としたこと以外は実施例１と同様にして、加圧ロール１０を得た。なお、比較例２の加圧ロール１０の構成については、下記表１に示した。また、内周部に脱フッ化処理を施した絶縁性ＰＦＡチューブを用いた。

（比較例３）
比較例３は、導電性ＰＦＡチューブを用いて、図１及び図２に示した加圧ロール１０を製造する場合について例示した。即ち、低帯電ＰＦＡチューブを導電性ＰＦＡチューブ（三井デュポン製、表面抵抗値（規格）：１．０×１０^８Ω／□（ｓｑｕａｒｅ）以下）に変更して離型層１３としたこと以外は実施例１と同様にして、加圧ロール１０を得た。なお、導電性ＰＦＡチューブには、導電性粒子としてカーボンが含まれており、導電性ＰＦＡチューブのシート抵抗の実測値は、２．１３×１０^７Ω／□であった。なお、比較例３の加圧ロール１０の構成については、下記表１に示した。また、内周部に脱フッ化処理を施した導電性ＰＦＡチューブを用いた。

（試験例１）
（臨界表面張力の測定）
接触角計（協和界面科学製、Ｄｒｏｐ Ｍａｓｔｅｒ）を用いて、実施例１、実施例２及び比較例１〜比較例３で用いた各ＰＦＡチューブの臨界表面張力を測定した。具体的には、ジスマンプロット（Ｚｉｓｍａｎ Ｐｌｏｔ）を用いて臨界表面張力を算出した。また、接触角の測定には、ぬれ張力試験用混合液（和光純薬工業製、Ｎｏ．４０、Ｎｏ．３５、Ｎｏ．３０、Ｎｏ．２７．３、Ｎｏ．２２．６）を用い、測定環境を２３℃及び１５０℃とした。これらの測定値については、それぞれ下記表２に示した。

（試験例２）
（表面電位減衰特性の評価）
誘電緩和測定機を用いて、実施例１、実施例２及び比較例１〜比較例３で用いた各ＰＦＡチューブ並びに得られた加圧ロール１０の誘電緩和率を測定した。具体的には、各ＰＦＡチューブ及び加圧ロール１０の表面と電極との間に、３ｋＶ（チャージ電圧）を印加してアーク放電させた後に、０．０８秒後（初期電位）と５０秒後（緩和後電位）の電位をそれぞれ測定した。また、測定した初期電位と緩和後電位の差（緩和量）を算出すると共に、初期電位に対する緩和後電位の割合（誘電緩和率）を百分率（％）で表した。これらの測定値及び算出値については、それぞれ下記表１及び下記表２に示した。なお、誘電緩和率は、下記式（２）により算出した。

誘電緩和率＝１−（緩和後電位／初期電位） ・・・（２）

（試験例３）
（表面抵抗率の測定）
抵抗率計（三菱化学アナリテック製、ハイレスタＵＰ、ＭＣＰ−ＨＴ４５０型）及びプローブ（三菱化学アナリテック製、ＵＲ−１００、ＭＣＰ−ＨＴＰ１６型）を用いて、実施例１、実施例２及び比較例１〜比較例３で用いた各ＰＦＡチューブ並びに得られた加圧ロール１０の表面抵抗率を測定した。具体的には、切り裂いた各ＰＦＡチューブ及び加圧ロール１０の表層面側について、１０Ｖ，１００Ｖ，２５０Ｖ，１０００Ｖをそれぞれ印加し、１０秒値の条件で測定を行った。これらの測定値については、それぞれ下記表１及び下記表２に示した。

（試験例４）
（表面粗さの測定）
表面粗さ計（東京精密製、Ｓｕｒｆｃｏｍ１４００Ｄ）を用いて、「ＪＩＳ Ｂ０６０１ １９９４」の測定規定に基づき、実施例１、実施例２及び比較例１〜比較例３で得られた加圧ロール１０の表面における軸方向の算術平均粗さ（Ｒａ）μｍを測定した。具体的には、測定長２．５ｍｍ及びカットオフ０．８ｍｍで行った。これらの測定値については、それぞれ下記表１に示した。

（試験例５）
（摩擦係数の測定）
摩擦係数測定機（ヘイドン−１４ＤＲ）を用い、実施例１、実施例２及び比較例１〜比較例３で用いた各ＰＦＡチューブについて、絶縁性ＰＦＡ表面摺動材との摩擦係数を測定した。具体的には、平板圧子を用い、荷重５００ｇｆ及び移動速度５０ｍｍ／分で測定を行った。また、測定環境を、室温（２５℃）及び１５０℃とした。これらの測定値については、それぞれ下記表２に示した。

（試験例６）
（ロール特性の評価：オフセットの評価）
市販のカラープリンターを用いて、実施例１、実施例２及び比較例１〜比較例３で得られた加圧ロール１０のトナーの付着状態を比較した。具体的には、カラープリンターにより形成されたベタ画像（画像種：ブラック）をホットプレート上に載置し、ベタ画像上に加圧ロール１０を１０分間押付けた後に剥離し、加圧ロール１０を押付けた箇所へのトナーの移行状態を観察した。測定の際には、１００℃から１７０℃まで１０℃ずつホットプレートの温度を上げていった。これらの観察結果については、それぞれ下記表１に示した。オフセットの評価基準は、面状にトナーが付着したものを「×」、線状にトナーが付着したものを「△」、トナーが付着しなかったものを「○」とした。なお、１７０℃は、用いたカラープリンターに適用したトナーの溶融温度である。

（試験例７）
（ロール特性の評価：耐スリップ性の測定）
図６は、試験例７の試験方法を説明するための図である。図６に示すように、実施例１、実施例２及び比較例１〜比較例３で得られた加圧ロール１０と相手方ロール１００を配置し、回転抵抗（ブレーキ１０１）を設けた相手方ロール１００を回転可能な駆動トルクの上限値を測定した。具体的には、加圧ロール１０で相手方ロール１００を回転させて、ブレーキ１０１の抵抗に打ち勝ちスリップせずに相手方ロール１００を回転可能な駆動トルクを測定した。測定の際には、図中の矢印ａの方向に押し込んだ際の総荷重を２００Ｎ，３００Ｎ，４００Ｎ，５００Ｎとし、加圧ロール１０を図中の矢印ｂの方向に回転させた際の駆動トルクを、加圧ロール１０の軸にて測定した。また、測定環境を、室温（２５℃）とした。これらの測定値については、それぞれ下記表１に示した。

（まとめ）
実施例１及び実施例２の加圧ロール１０は、導電性粒子を含まず、フッ素樹脂と、フッ化ビニリデン系共重合体と、イオン性添加物とを含む低帯電ＰＦＡチューブを用いることで、表１及び表２に示した通り、電気絶縁性が良好でありながら帯電性が小さく、帯電した場合に速やかに除電できることが明らかとなった。また、加圧ロール１０表面は、平坦面であることが明らかとなった。

更に、実施例１及び実施例２の加圧ロール１０は、表１及に示した通り、試験例６において、高温域であってもオフセットトナーを防止することができ、試験例７において、スリップを低減してグリップ力を向上することが明らかとなった。これにより、実施例１及び実施例２の加圧ロール１０は、高離型性、低帯電性及び高摩擦力を満たすことが確認できた。

一方、比較例１及び比較例２の加圧ロール１０は、絶縁性ＰＦＡチューブを用いたことにより、表１及び表２に示した通り、帯電した場合に殆ど除電できないことが明らかとなった。また、試験例６において、１５０℃以上の高温域におけるオフセットトナーを防止することが困難であることが明らかとなった。

他方、比較例３の加圧ロール１０は、導電性粒子を含む導電性ＰＦＡチューブを用いたことにより、表１及び表２に示した通り、表面に凹凸が形成され、殆ど帯電しないことが明らかとなった。また、表１に示した通り、試験例６において、１６０℃以上の高温域におけるオフセットトナーを防止することが困難であり、試験例７において、スリップの低減性は実施例１及び実施例２の加圧ロール１０よりも劣っていた。

本発明に係る定着部材は、特に電子写真方式の複写機やプリンター等の画像形成装置の定着部に用いて好適である。

１，２，３ 定着装置
１０ 加圧ロール
１１ 芯体
１２ 弾性層
１３ 離型層
２０，２１ 定着ベルト
２２ 内側
３０ 押圧部材
４０，４１，４２ 加熱手段
５０ インナーロール
６０ 加熱ロール
７０ 記録媒体
８０ 未定着トナー
９０ 定着ロール
１００ 相手方ロール
１０１ ブレーキ

Claims (3)

1. 弾性層と、前記弾性層の外周面に形成された離型層とを有する定着部材であって、
   前記離型層は、誘電緩和率が１５％以上である低帯電性を有するフッ素樹脂チューブからなることを特徴とする定着部材。
2. 前記離型層は、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０２μｍ以上、０．０７μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の定着部材。
3. 前記離型層は、摩擦係数が０．５以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着部材。

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