JP2001125404A

JP2001125404A - ポリイミド管状物およびその製造方法

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Publication number: JP2001125404A
Application number: JP30356599A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kowaki; 高志小脇; Seisuke Nagaoka; 成介永岡; Tatsuya Kumagai; 竜也熊谷
Original assignee: IST Corp Japan
Current assignee: IST Corp Japan
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2001-05-11
Anticipated expiration: 2019-10-26
Also published as: JP4248711B2

Abstract

(57)【要約】【課題】定着装置(50)に用いる定着フィルム(1)におい
て、全面オフセットと剥離オフセットの現象の異なる静
電オフセットの発生をともに防止したポリイミド管状物
(1)及びその製造方法を提供する。【解決手段】ポリイミド樹脂基材と、その表面のプライ
マー層と、その表面のフッ素樹脂層とからなり、トナー
像を加熱溶融させて転写材に定着させるポリイミド管状
物(1)において、前記フッ素樹脂に無機半導電性物質(例
えば酸化チタン)、または良導電性物質(例えばカーボン
ブラック)および無機半導電性物質(例えば酸化チタン)
を含み、紙(10)の接触回転によるフッ素樹脂層の耐摩耗
減少量を７μｍ以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機やプリンター
などに使用されるポリイミド樹脂管状物およびその製造
方法に関するものである。さらに詳しくは、ポリイミド
樹脂を基材にしその表面にフッ素樹脂を被覆した複写機
やプリンターなどの熱定着用管状物に関する。さらに詳
しくはフッ素樹脂被覆層の帯電性を改良し、かつ好まし
い耐摩耗性を有する耐久性に優れたポリイミド樹脂管状
物およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリイミド樹脂は優れた耐熱性、寸法安
定性、機械的特性および化学的特性を有しており、その
用途の一例として複写機やレーザービームプリンターな
どの熱定着ベルトが挙げられる。ここで、複写機やレー
ザービームプリンターなどの定着部品として使用される
ポリイミド管状物について例を挙げて説明する。電子写
真技術を利用した複写機やレーザービームプリンターに
おいては、複写紙や転写紙上に形成したトナー像を定着
するための定着装置としてポリイミド樹脂管状物を使用
したフィルム定着方式が広く使用されているされてい
る。すなわち、ポリイミド樹脂管状物の内側にフィルム
ガイドとセラミックヒーターを備え、ヒーターと圧接し
た加圧ロールの間にトナー像を形成した複写紙を順次送
り込みながら、トナーを加熱溶融させ、トナー像をコピ
ー用紙上に定着させるものである。

【０００３】前記フィルム定着方式では、薄いフィルム
状のポリイミド樹脂管状物の外層に溶融したトナーの付
着を防止すためにフッ素樹脂離型層を設けこの複合管状
物を介して、ヒーターが実質的に直接トナーを加熱する
ため、加熱部が短時間で所定の定着温度に達し、電源投
入から定着可能に達するまでの待ち時間がなく、消費電
力も小さい。

【０００４】前記フィルム定着方式に使用されるポリイ
ミド樹脂管状物は、トナー溶融温度に耐えうる耐熱性と
定着装置で高速の回転に耐えうる機械的性質が要求され
る。

【０００５】最近のＯＡ機器の高速複写に伴い、ポリイ
ミド管状物が高速で回転することによる静電気の発生
や、転写紙上の静電気の移動などによって、転写紙上の
トナー画像を飛散させたり、またはフッ素樹脂表面に帯
電する静電気の極性や、放電の仕方によりオフセットが
発生し鮮明な画像が得られない問題が指摘されている。

【０００６】同時にＯＡ機器の高速化はポリイミド管状
物の表面に被覆しているフッ素樹脂離型層の耐摩耗性に
対しても十分な耐久性が得られなく、高速化に対応する
には十分な特性を持っていない。

【０００７】また、近年インターネットによる絵や写真
などの画像複写が多くなりこれらの絵画像の品位または
画質の問題も指摘されてきている。すなわちポリイミド
管状物の最外層の表面粗度が粗い場合に起る現象で、管
状物に異物などが付着しているとその部分のトナー粉が
未定着状態になり、未定着トナーが複写紙から脱落し、
その部分は複写紙の地膚がピンホールのように複写画像
に出てきて画質が低下するという現象である（白抜け現
象）。異物の問題は後述するように静電オフセットを防
止するために表層のフッ素樹脂に添加するカーボンブラ
ックなどの凝集物などによるものが多い。

【０００８】ここでポリイミド管状物を用いてトナー画
像を熱定着させる場合に発生するオフセット現象につい
て記載する。電子写真装置おいては感光ドラム上に静電
帯電させてトナー画像を成形し、あらかじめ帯電させた
転写紙（コピー用紙）にトナー像を転写し、その後熱定
着させている。

【０００９】この場合、転写紙と定着フィルムの摩擦帯
電によって、もしくは転写紙の転写電荷によって、転写
紙上のトナーが定着フィルムに引き寄せられる電界が生
じ、トナーの一部が定着フィルム上に転移してしまう。
移転したトナーは定着フィルムが一周した後、転写紙上
に戻り、画像上ゴーストとなってしまう。これを静電オ
フセットと称する。静電オフセットは大きく分けて二つ
のでかたがあり、ここでは全面オフセットと剥離オフセ
ットに分類できる。全面オフセットは転写紙、定着フィ
ルムが互いに摩擦帯電などで電荷のやり取りをし、オフ
セット電界が定常的に発生するものであり、オフセット
は画像全体に連続的に出る。一方、剥離オフセットは転
写紙後端が定着器を抜け出る時に転写紙後端がはねて定
着フィルムと強く接触し、フィルム長手に一直線上に電
位履歴を残し、この電位がオフセットを発生させるもの
であり画像上では走査方向に一直線上に発生するために
両者を判別できる。

【００１０】これらの静電オフセットを防止するため
に、従来は定着フィルムの電位を一定に制御している。
具体的には、ネガ耐電性のトナーを用いた場合には定着
フィルムがプラスに帯電しないように帯電防止処理を行
なったり、さらには導電化してアースに接続し電位が０
Ｖになるよな処理を行なう。一般的に定着フィルム表面
の帯電を防止するためには、表層材料の表面抵抗値を低
下させる。具体的には定着フィルム表層の離型層にカー
ボンなどの導電材料を添加することが行われている（特
開平７−１７８７４１号公報）。または、表層材料の表
面抵抗値を低下させるためのカーボンの分散状態、継時
変化などによる表面抵抗値のバラツキを防止ために、有
機燐酸塩などのイオン導電性物質を添加する方法なども
行なわれている（特開平８−２２０９０７号公報）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このようにＯＡ機器が
高速化にともない、静電オフセットもその発生の仕方が
非常に複雑になり、全面オフセットと剥離オフセットの
両方の発生を一つの処方や方法でなくすることは難しく
なっている。すなわち、コピー速度が早くなると定着フ
ィルム離型層の表面抵抗が低い場合に発生する全面静電
オフセットと、逆に表面抵抗が高い場合に発生する剥離
オフセットを制御するための表面抵抗値の許容制御範囲
が非常に狭くなり、それぞれ相反する現象をコントロー
ルするためには、離型層の表面抵抗値をある程度、高い
領域で精密ににコントロールする事が要求されてきてい
る。また、高速化に向うことによるポリイミド管状物の
離型層の耐摩耗性の改良、または画質、品位改善も現状
では目新しい技術は開発されていない。

【００１２】本発明は、前記従来の問題を解決するた
め、全面静電オフセットと剥離オフセットを制御できる
ポリイミド管状物およびその製造方法を提供することを
目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のポリイミド管状物は、ポリイミド樹脂基材
と、その表面のプライマー層と、その表面のフッ素樹脂
層とからなり、トナー像を加熱溶融させて転写材に定着
させるポリイミド管状物において、前記フッ素樹脂に無
機半導電性物質を含み、紙の接触回転によるフッ素樹脂
層の耐摩耗減少量が７μｍ以下であることを特徴とす
る。前記において、紙の接触回転によるフッ素樹脂層の
耐摩耗減少量は、加圧ローラーと定着フィルムとの面に
１０ｋｇの圧力をかけ、１５０ｒｐｍの回転速度で、４
０分間連続で回転させ、定着フィルム表面を摺擦させ、
その後定着フィルムの摺擦部分の摩耗量をダイヤルゲー
ジで測定する。

【００１４】前記ポリイミド管状物においては、フッ素
樹脂にさらに良導電性物質を含むことが好ましい。

【００１５】また前記ポリイミド管状物においては、無
機半導電性物質の存在量が良導電性物質の存在量より多
いことが好ましい。

【００１６】また前記ポリイミド管状物においては、良
導電性物質が、カーボンブラック、金属粉末及びグラフ
ァイトから選ばれる少なくとも一つであることが好まし
い。

【００１７】また前記ポリイミド管状物においては、無
機半導電性物質が、酸化チタン、酸化鉄、水酸化アルミ
ニウム、タルク、チタン酸バリウム、酸化アンチモン、
シリカ及び炭酸カルシウムから選ばれる少なくとも一つ
であることが好ましい。

【００１８】また前記ポリイミド管状物においては、フ
ッ素樹脂被膜の表面電気抵抗率が、１×１０⁶Ω／□〜
１×１０¹⁴Ω／□の範囲であることが好ましい。

【００１９】また前記ポリイミド管状物においては、ポ
リイミド樹脂からなる基材の厚さが２０μｍ以上５００
μｍ以下の範囲であり、フッ素樹脂の厚さが５μｍ以上
２０μｍ以下の範囲であることが好ましい。

【００２０】また前記ポリイミド管状物においては、無
機半導電物質または良導電性物質の平均粒子径が３μｍ
以下であり、かつフッ素樹脂層の表面粗さ（Ｒｚ）が
３．５μｍ以下であることが好ましい。

【００２１】また前記ポリイミド管状物においては、フ
ッ素樹脂固形分に対して無機半導電性物質の添加量が５
重量％以上５０重量％以下であり、良導電性物質の添加
量が０．３重量％以上８％重量％以下であることが好ま
しい。

【００２２】次に本発明のポリイミド管状物の製造方法
は、ポリイミド樹脂基材と、その表面のプライマー層
と、その表面のフッ素樹脂層とからなり、トナー像を加
熱溶融させて転写材に定着させるポリイミド管状物の製
造方法において、フッ素樹脂粒子の水性懸濁液中にあら
かじめ無機半導電性物質、または良導電性物質および無
機半導電性物質を混合しておき、ポリイミド管状物表面
にプライマー層を介して、前記混合水分散液をコーティ
ングし、次いで焼成することを特徴とする。

【００２３】前記方法においては、フッ素樹脂粒子の水
性懸濁液にあらかじめ水性エマルジョン化した無機半導
電性物質、または良導電性物質および無機半導電性物質
を混合することが好ましい。

【００２４】

【発明の実施の態様】本発明において、無機半導電性物
質、または無機半導電性物質と良導電性物質を混合して
フッ素樹脂に添加することにより、表面抵抗値の精密な
調整が可能になり好ましい。また紙の接触回転によるフ
ッ素樹脂層の耐摩耗減少量が７μｍ以下であると高速化
に伴なう複写機や、プリンターの耐久性に十分対応でき
る。前記耐摩耗減少量は５μｍ以下がさらに好ましい。

【００２５】また前記において、無機半導電性物質の量
が良導電性物質より多いと、無機半導電性物質で目的と
する表面抵抗値の領域を決定し、その領域の中で精密に
抵抗値を制御できる。

【００２６】前記において、良導電性物質がカーボンブ
ラック、金属粉末、またはグラファイトであると、無機
半導電性物質に配合した場合、調整が容易であり正確な
表面抵抗値が得られやすい。またエマルジョン化が容易
でフッ素樹脂ディスパージョンへの添加も容易である。
無機半導電性物質が酸化チタン、酸化鉄、水酸化アルミ
ニウム、タルク、チタン酸バリウム、酸化アンチモン、
シリカ、炭酸カルシウムのいずれか１つであると、表面
抵抗値を緩やかに制御できて好ましい。同時にこれらの
無機半導電性物質は表面抵抗値の制御と同時にフッ素樹
脂層の耐摩耗性を向上できる。

【００２７】また前記において、フッ素樹脂被膜の表面
電気抵抗率が、１×１０⁶Ω／□〜１×１０¹⁴Ω／□の
範囲で厚みが５〜２０μｍの範囲であると、全面または
剥離オフセットの両オフセットをなくすことができる。
フッ素樹脂層の厚みは耐久性とに影響し、５μｍ未満で
は要求する耐久性に問題があり、２０μｍを超えるとポ
リイミド管状物全体としての熱伝導性が悪くなり正常な
定着ができなくなる。

【００２８】前記において、導電物質の平均粒子径が３
μｍ以下であれば、ポリイミド管状物の外層にフッ素樹
脂焼成被膜を成形した場合にフッ素樹脂層の表面粗度が
３．５μｍを超えることが無く、また表面粗度（Ｒｚ）
が３．５μｍ以下であれば、トナーが異物化して未定着
状態になり白抜け現象が発生することが無く好ましい。
表面粗度（Ｒｚ）は２．５μｍ以下がさらに好ましい。

【００２９】前記において、フッ素樹脂固形分に対して
無機半導電性物質の添加量が５〜５０重量％であり、良
導電性物質の添加量が０．３〜８重量％であると、全面
オフセットおよび剥離オフセットの両静電オフセットを
解消することができ、またフッ素樹脂フィルムの耐摩耗
性が改良され好ましい。良導電性物質の添加量は０．５
〜６重量％がさらに好ましい。

【００３０】また、フッ素樹脂粒子の水性懸濁液とあら
かじめ水性エマルジョン化させた導電性物質を混合しポ
リイミド管状物表面に導電性プライマー層を介して、前
記混合水分散液をコーティングし、次いで焼成する製造
方法を用いると、導電物質の分散が良好で比重の大きい
導電性物質を配合しても沈降または凝集が発生せず、好
ましい。

【００３１】前記した本発明の構成によれば、トナー像
を加熱溶融させて転写させるポリイミド管状物におい
て、トナー像と接する管状物の表面が少なくとも焼成さ
れたフッ素樹脂よりなり、あらかじめフッ素樹脂に無機
半導電性物質または無機半導電性物質と良導電性物質を
混合した懸濁液を用い、ポリイミド管状物の外面にコー
ティングし、所定の温度で焼成することにより、その表
面抵抗率が１×１０⁶Ω／□〜１×１０¹⁴Ω／□の範囲
であり帯電防止機能を有することにより全面静電オフセ
ットおよび剥離静電オフセットの相反するオフセット現
象を防止でき、表面抵抗値を精密に調整することができ
る。同時に無機半導電性物質を添加することによりフッ
素樹脂離型層の耐摩耗性を向上することがでる。また導
電性物質の平均粒子径を３μｍ以下にすることによりフ
ッ素樹脂表面の粗さをＲｚ３．５μｍ以下に調整できト
ナーの未定着による白抜けなどの現象が起らないポリイ
ミド管状物を製造できる。

【００３２】以下、本発明を更に具体的に説明する。（１）基材となるポリイミド管状物は特開平７−７６０
２５号公報などの製造方法によって製造したものを用い
ることができる。（２）基材のポリイミド管状物の厚みは２０μｍ〜５０
０μｍのものを使用することができる。（３）ポリイミド樹脂はポリイミド前駆体液を用いる。
例えば芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミ
ン成分を有機極性溶媒中で、反応させることによって得
ることができる。このような芳香族テトラカルボン酸の
代表例としては次のようなものが上げられる。ピロメリ
ット酸二無水物、3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボ
ン酸二無水物、3,3',4,4'−ベンゾフェノンテトラカル
ボン酸二無水物、2,3,4,4'−ビフェニルテトラカルボン
酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二
無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水
物、2,2−ビス（3,4−ジカルボキシフェニル）エーテル
二無水物、またはこれらテトラカルボン酸エステル、上
記各テトラカルボン酸類の混合物でも良い。一方、芳香
族ジアミン成分としては特に制限はなく、パラフェニレ
ンジアミン、メタフェニレンジアミン、4,4'−ジアミノ
ジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノフェニルメタン、
ベンジジン、3,3'−ジアミノジフェニルメタン、3,3'−
ジメトキシベンチジン、4,4'ジアミノジフェニルプロパ
ン、2,2−ビス〔4-（4−アミノフェノキシ）フェニル〕
プロパンなどが挙げられる。本発明の方法においてはポ
リイミド前駆体が有機極性溶媒に溶解している組成物
（原料）を用い管状物を製作する。前記の有機極性溶媒
としては、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミ
ド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、フェノール、Ｏ−，
Ｍ−，Ｐ−クレゾール、などが挙げられる。これらの有
機極性溶媒にはキシレン、ヘキサン、トルエンなどの炭
化水素類（ハイドロカーボン）などを混合することもで
きる。また、芳香族テトラカルボン酸成分と芳香族ジア
ミン成分とを有機極性溶媒中で重合させて得られたポリ
イミド前駆体液の中に窒化ホウ素、金属粉末などの熱伝
導改良剤などを混合しても良い。（４）フッ素樹脂はポリテトラフルオロエチレン(PTF
E)、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)、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)などが単体
でまたは混合して使用できる。（５）基材のポリイミド管状物のキャスト成形からフッ
素樹脂層の焼き付けコーティングまでは、特開平７−１
７８７４１号公報に開示の方法で製造することができ
る。（６）表面抵抗の測定方法電気抵抗測定器（アドバンテスト社製Ｒ８３４０Ａ）
を使用した。プローブはリング二重電極を用い測定時の
印加電圧は５０Ｖで測定した。（７）表面粗度の測定方法表面粗度計（小坂研究所（株）ＳＥ−３Ｈ）を使用した
測定方法はＪＩＳ−Ｂ０６０１に基づく。（８）耐摩耗減少値の測定方法図１に示すように、回転可能な摩耗試験機は、定着フィ
ルム１をフィルムガイド２に固定し、そのフィルム１上
を加圧力調整バネ１２による一定の荷重がかかるように
なっている。図１において、２はフィルムガイド、４は
加圧ローラー、１０はＰＰＣ用紙、１１は摺擦部、１３
は駆動伝達ギアー、１４は駆動モーター、５０は定着装
置である。

【００３３】図２の加圧ローラー４には定着器に近い条
件でテストするため、Ｂ５サイズのＰＰＣ用紙１０（キ
ャノンＰＰＣ用紙ＱＫＤＢ５）を１．５周分巻き、両面
テープで貼り付けた。この加圧ローラー４と定着フィル
ムとの面に１０ｋｇの圧力をかけ、１５０ｒｐｍの回転
速度で、４０分間連続で回転させ定着フィルム表面を摺
擦させた。その後、定着フィルムの摺擦部分の摩耗量を
ダイヤルゲージで測定し摩耗減少値を測定した。１本の
フィルムのテストが完了する毎にＰＰＣ用紙を取り替え
た。なお、加圧ローラー４は、外径が２０ｍｍのシリコ
ンゴムローラであり、ゴム厚み３ｍｍ、ゴム硬度２０度
（測定器Asker硬度計タイプＣ）のものを使用した。な
お図２において、３は紙にトナーを融着するためのヒー
ター、５はヒーター３を押圧する加圧力調整バー、６は
ＰＰＣ用紙、７は定着前のトナー、８は定着されたトナ
ー、９は加圧ローラーの芯金部、Ｎは定着フィルム１と
加圧ローラー４のニップ点である。（９）表面電位の測定方法定着器で通紙を行なうと、フィルム上には転写紙が保持
しているプラス電荷が移転しフィルムの表面抵抗値が高
いほどプラス電荷の逃げ場が無くなり、フィルム表面に
電荷がチャージアップされていき、全面オフセットが発
生することになる。この現象はフィルム表面に一定電荷
をかけてからその電荷が放電していく現象と同一であ
り、フィルム表面抵抗値が高いほどチャージアップした
電荷は逃げにくく、オフセットが発生しやすい。従っ
て、前記のようにフィルム表面に一定電荷をかけてから
その電荷が放電していく速度を測定することにより、フ
ィルムに発生するオフセットの状態をあらかじめ知る事
ができる。オフセットの発生についてはフィルム表面に
電位をチャージさせた瞬間から短時間内に電荷が放電さ
れるような、表面電位特性をもつフィルムが有効であ
る。しかしフィルムの表面抵抗値が低すぎる場合には電
荷の放電も短時間内に行われるが反面、転写紙から転写
電荷がリークしてしまい、転写体がトナーを保持する電
荷が逃げていき、前記フィルムの表面抵抗が高い場合と
は正反対のオフセットの発生につながる。従って定着フ
ィルムの表面抵抗値または一定電荷をかけてからの放電
の状態を測定することによってオフセットの発生の優劣
を判断できる。

【００３４】図３に示すようなピックアッププローブを
Ｔｅｒｋ社３４４表面電位計60に装着し導電性の針65の
先が接触している微少領域の測定を行なった。このピッ
クアッププローブは定着フィルム表面の電位を導電性の
針でピックアップ板に誘起させ、この電位を非接触で測
定するものである。図３において、61は表面電位プロー
ブ、62は微少領域電位測定用ピックアッププローブ、63
は測定部、64は金属板である。

【００３５】

【実施例】以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に
説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるも
のではない。

【００３６】

【実施例１】外径が２４ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミ
ニウム製金型を用意した。アルミ製金型の外面の平均表
面粗さ（Ｒｚ）が１μｍ以下になるよう研磨加工し、表
面に酸化けい素コーティング剤をディッピング法により
コーティングし、１２０℃で３０分および３８０℃で３
０分加熱して焼き付け、酸化けい素膜で被覆した。

【００３７】次いで１５００ポイズのポリイミド前駆体
液（（株）ＩＳＴ社製ＲＣ５０６３ＰｙｒｅＭＬワニ
ス）に前記金型を４００ｍｍ部分まで浸漬し、ポリイミ
ド前駆体液を塗布したのち、内径２５ｍｍのリング状ダ
イスを前記金型の上部から挿入し走行させ、前記金型の
表面に５００μｍの厚みのポリイミド前駆体液をキャス
ト成形した。その後、第１次イミド転化処理として、温
度１２０℃のオーブンに入れ６０分間乾燥後、２００℃
の温度まで４０分間で昇温させ、同温度で２０分間保持
した。オーブンから取出し常温まで冷却した後、フッ素
樹脂用プライマー液（デュポン社製：テフロン８５５−
００３）に浸漬し、４μｍの厚みにコーティングした。
その後、２００℃の温度で３０分間乾燥し、再び常温ま
で冷却した。

【００３８】次いでＰＴＦＥ樹脂とＰＦＡ樹脂が７：３
の割合で混合したフッ素樹脂ディスパーション（デュポ
ン社製８５５−５１０）を用いた。このディスパージ
ョンの固形分濃度は４５重量％でありこのディスパージ
ョンに、大日精化工業(株)社製の酸化チタン水分散液Ｅ
Ｐ６７７（平均粒子径０．６μ）を２０重量％と、カー
ボンブラックの一種であるライオン（株）社製ケッチン
ブラック水性分散液（基本一次粒子径０．０３μｍ）を
２重量％混合した。その後前記導電性プライマーをコー
ティングしたポリイミド管状物を前記フッ素樹脂ディス
パージョンに浸漬し、引き上げ、１０μｍの厚みにコー
ティングした、次に２００℃で１０分、３２０℃で４０
分、４００℃で２０分間加熱し、ポリイミド前駆体液の
イミド転化と、フッ素樹脂の焼成を同一工程で完成させ
たのち、オーブンから取出し冷却した後、金型と管状物
を分離し目的とするポリイミド管状物を製作した。

【００３９】この管状物の内径は２４ｍｍでフッ素樹脂
を含む総厚みは６５μｍであり、管状物の平均表面粗度
（Ｒｚ）を測定したところ、Ｒｚは１．２５μｍであっ
た。

【００４０】このフィルムの表面抵抗値は１×１０¹²Ω
／□であり、前記の表面電位計で温度２３℃、湿度６０
％環境下で測定したフィルムの電位は、電位をかけた瞬
間のフィルム電位は−１５５Ｖであり１５秒後に−６６
Ｖまで低下した。

【００４１】このポリイミド管状物を定着器に組み入
れ、オフセットの評価を行なったところ、全面及び剥離
オフセットとも発生がなく良好な画像が得られた。ま
た、同条件で製造したポリイミド管状物の耐摩耗減少値
は０．９μｍであった。また、毎分１２枚の複写速度で
通紙耐久テストを行なった結果２０万枚の通紙耐久性が
得られた。

【００４２】

【実施例２】フッ素樹脂ディスパージョンの配合条件を
変更した以外は実施例１と同一条件で行った。フッ素樹
脂ディスパーション（デュポン社製８５５−５１０）
にタルク（富士タルク（株）ＬＭＳ３００平均粒子径
１．５μｍ）を界面活性剤で水分散させたものを３０重
量％と、（大日精化工業（株）製）のカーボンブラック
（ＥＰ−５１０）を０．５重量％混合した。その後前記
導電性プライマーをコーティングしたポリイミド管状物
を前記フッ素樹脂ディスパージョンに浸漬し、引き上
げ、１０μｍの厚みにコーティングし、実施例１と同じ
条件で目的とするポリイミド管状物を製作した。

【００４３】この管状物の内径は２４ｍｍでフッ素樹脂
を含む総厚みは６２μｍであり、管状物の平均表面粗度
（Ｒｚ）を測定したところ、Ｒｚは２．３μｍであっ
た。

【００４４】このフィルムの表面抵抗率は１×１０¹³Ω
／□であり、前記の表面電位計で温度２３℃、湿度６０
％環境下で測定したフィルムの電位は、電位をかけた瞬
間のフィルム電位は−３７１Ｖであり１５秒後に−１３
４Ｖまで低下した。

【００４５】このポリイミド管状物を定着器に組み入
れ、オフセットの評価を行なったところ、全面及び剥離
オフセットとも発生せず、良好な画像が得られた。また
同条件で製造したポリイミド管状物の耐摩耗減少値は
０．３μｍであり良好な耐久性がえられた。

【００４６】

【実施例３】フッ素樹脂ディスパージョンの配合条件を
変更した以外は実施例１と同一条件で行った。フッ素樹
脂ディスパーション（デュポン社製８５５−５１０）
に、実施例１の酸化チタンのみ４０重量％を混合した。
その後、前記導電性プライマーをコーティングしたポリ
イミド管状物を前記フッ素樹脂ディスパージョンに浸漬
し、引き上げ、１０μｍの厚みにコーティングし、実施
例１と同じ条件で目的とするポリイミド管状物を製作し
た。

【００４７】この管状物の内径は２４ｍｍでフッ素樹脂
を含む総厚みは６６μｍであり、管状物の平均表面粗度
（Ｒｚ）を測定したところ、Ｒｚは２．２６μｍであっ
た。

【００４８】このフィルムの表面抵抗率は７×１０¹⁰Ω
／□であり、前記の表面電位計で温度２３℃、湿度６０
％環境下で測定したフィルムの電位は、電位をかけた瞬
間のフィルム電位は−６９Ｖであり１５秒後に−２２Ｖ
まで低下した。ポリイミド管状物の耐摩耗減少値は０．
３μｍであり良好な耐久性がえられた。

【００４９】このポリイミド管状物を定着器に組み入
れ、オフセットの評価を行なったところ、全面及び剥離
オフセットとも発生せず、良好な画像が得られた。

【００５０】

【比較例１】フッ素樹脂ディスパージョンの配合条件を
変更した以外は実施例１と同一条件で行なった。

【００５１】フッ素樹脂ディスパーション（デュポン社
製８５５−５１０）に実施例１の酸化チタンのみ５８
重量％を混合した。その後前記導電性プライマーをコー
ティングしたポリイミド管状物を前記フッ素樹脂ディス
パージョンに浸漬し引き上げ１０μｍの厚みにコーティ
ングし、実施例１と同じ条件で目的とするポリイミド管
状物を製作した。

【００５２】この管状物の内径は２４ｍｍでフッ素樹脂
を含む総厚みは６８μｍであり、管状物の平均表面粗度
を測定したところＲｚは３．１μｍであった。

【００５３】前記の表面電位計で温度２３℃、湿度６０
％環境下で測定したフィルムの電位は、電位をかけた瞬
間のフィルム電位は−６５Ｖであり１５秒後に−３０Ｖ
まで低下した。このポリイミド管状物の耐摩耗減少値は
０．３μｍであった。

【００５４】このポリイミド管状物を定着器に組みいれ
オフセットの評価を行なったところ、剥離オフセットは
良好であったが、全面オフセットが多発し、鮮明な画像
は得られなかった。

【００５５】

【比較例２】フッ素樹脂ディスパージョンの配合条件を
変更した以外は実施例１と同一条件で行なった。フッ素
樹脂ディスパーション（デュポン社製８５５−５１
０）に実施例１のケッチンブラックのみ５重量％を混合
した。その後前記導電性プライマーをコーティングした
ポリイミド管状物を前記フッ素樹脂ディスパージョンに
浸漬し引き上げ１０μｍの厚みにコーティングし、実施
例１と同じ条件で目的とするポリイミド管状物を製作し
た。

【００５６】この管状物の内径は２４ｍｍでフッ素樹脂
を含む総厚みは６５μであり、管状物の平均表面粗度
（Ｒｚ）を測定したところ、Ｒｚは１．５５μｍであっ
た。

【００５７】このフィルムの表面抵抗率は５．１４×１
０⁵Ω／□であり、前記の表面電位計で温度２３℃、湿
度６０％環境下で測定したフィルムの電位は、電位をか
けた瞬間のフィルム電位は−１１８Ｖであり１５秒後に
−７８Ｖまで低下した。

【００５８】このポリイミド管状物を定着器に組み入
れ、オフセットの評価を行なったところ、剥離オフセッ
トはまったく発生しなく良好であったが全面オフセット
が発生し鮮明な画像を得ることができなかった。また同
条件で製造したポリイミド管状物の耐摩耗減少値は１
２．３μｍであり、プライマー層まで磨耗が進行した。
通紙耐久テストでは、管状物表面のフッ素樹脂層の複写
紙の両端部が通過する部分は、局部的に摩耗しその部分
にトナーの融着が発生した。

【００５９】

【比較例３】フッ素樹脂ディスパージョンの配合条件を
変更した以外は実施例１と同一条件で行なった。フッ素
樹脂ディスパーション（デュポン社製８５５−５１
０）に実施例１の酸化チタンを３重量％と、（大日精化
工業（株）製）のカーボンブラック（ＥＰ−５１０）を
０．２重量％混合した。その後前記導電性プライマーを
コーティングしたポリイミド管状物を前記フッ素樹脂デ
ィスパージョンに浸漬し引き上げ１０μｍの厚みにコー
ティングし、実施例１と同じ条件で目的とするポリイミ
ド管状物を製作した。

【００６０】この管状物の内径は２４ｍｍでフッ素樹脂
を含む総厚みは６２μｍであり、管状物の平均表面粗度
を測定したところ、Ｒｚは１．３５μｍであった。

【００６１】このフィルムの表面抵抗率は３．２１×１
０¹⁵Ω／□であり、前記の表面電位計で温度２３℃、湿
度６０％環境下で測定したフィルムの電位は、電位をか
けた瞬間のフィルム電位は−４１０Ｖであり１５秒後に
−１７０Ｖまで低下した。

【００６２】このポリイミド管状物を定着器に組み入
れ、オフセットの評価を行なったところ、全面オフセッ
トは発生しなかったが、転写紙後端部に線上の剥離オフ
セットが発生し鮮明な画像を得ることができなかった。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ポリイミ
ド管状物を用いた定着装置において、フッ素樹脂層に無
機半導電性物質、または無機半導電性物質と良導電性物
質とを配合することによって全面オフセットと剥離オフ
セットの現象の異なる静電オフセットの発生を防止で
き、適切な表面抵抗のコントロールができる。また無機
半導電性物質を配合することによりフッ素樹脂層の耐摩
耗性を改善でき、定着装置の耐久性を上げることができ
ると同時に、カーボンブラックを多用した時にカーボン
の凝集によって発生する異物化が防止でき白抜け現象の
ない鮮明な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の耐摩耗減少値の測定方法を
示す図。

【図２】本発明の一実施例の耐摩耗減少値の測定方法を
示す図。

【図３】本発明の一実施例の表面電位の測定方法を示す
図。

【符号の説明】

１定着フィルム２フィルムガイド３ヒーター４加圧ローラー５加圧力調整バー６ＰＰＣ用紙７定着前のトナー８定着されたトナー９加圧ローラーの芯金部１０ＰＰＣ用紙１１摺擦部１２加圧力調整バネ１３駆動伝達ギアー１４駆動モーター５０定着装置６０表面電位計６１表面電位プローブ６２微少領域電位測定用ピックアッププローブ６３測定部６４金属板６５針Ｎニップ点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者熊谷竜也滋賀県大津市一里山５丁目13番13号株式会社アイ・エス・テイ内Ｆターム(参考） 2H033 AA09 AA23 BA11 BE03 4F205 AA16 AA40 AB13 AB16 AB17 AB18 AC05 AD05 AD12 AD18 AD34 AE03 AE10 AG03 AG08 GA08 GB01 GB11 GB26 GC01 GE02 GF01 GF05 GF24 GN13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリイミド樹脂基材と、その表面のプラ
イマー層と、その表面のフッ素樹脂層とからなり、トナ
ー像を加熱溶融させて転写材に定着させるポリイミド管
状物において、前記フッ素樹脂に無機半導電性物質を含
み、紙の接触回転によるフッ素樹脂層の耐摩耗減少量
（ただし、耐摩耗減少量は、加圧ローラーと定着フィル
ムとの面に１０ｋｇの圧力をかけ、１５０ｒｐｍの回転
速度で４０分間連続で回転させ、定着フィルム表面を摺
擦させたときの摺擦部分の摩耗量をダイヤルゲージで測
定測定する。）が７μｍ以下であることを特徴とするポ
リイミド管状物。
【請求項２】フッ素樹脂にさらに良導電性物質を含む
請求項１に記載のポリイミド管状物。
【請求項３】無機半導電性物質の存在量が良導電性物
質の存在量より多い請求項２に記載のポリイミド管状
物。
【請求項４】良導電性物質が、カーボンブラック、金
属粉末及びグラファイトから選ばれる少なくとも一つで
ある請求項２に記載のポリイミド管状物。
【請求項５】無機半導電性物質が、酸化チタン、酸化
鉄、水酸化アルミニウム、タルク、チタン酸バリウム、
酸化アンチモン、シリカ及び炭酸カルシウムから選ばれ
る少なくとも一つである請求項１に記載のポリイミド管
状物。
【請求項６】フッ素樹脂被膜の表面電気抵抗率が、１
×１０⁶Ω／□〜１×１０¹⁴Ω／□の範囲である請求項
１または２に記載のポリイミド管状物。
【請求項７】ポリイミド樹脂からなる基材の厚さが２
０μｍ以上５００μｍ以下の範囲であり、フッ素樹脂の
厚さが５μｍ以上２０μｍ以下の範囲である請求項１ま
たは２に記載のポリイミド管状物
【請求項８】無機半導電物質または良導電性物質の平
均粒子径が３μｍ以下であり、かつフッ素樹脂層の表面
粗さ（Ｒｚ）が３．５μｍ以下である請求項１または２
に記載のポリイミド管状物。
【請求項９】フッ素樹脂固形分に対して無機半導電性
物質の添加量が５重量％以上５０重量％以下であり、良
導電性物質の添加量が０．３重量％以上８％重量％以下
である請求項２に記載のポリイミド管状物。
【請求項１０】ポリイミド樹脂基材と、その表面のプ
ライマー層と、その表面のフッ素樹脂層とからなり、ト
ナー像を加熱溶融させて転写材に定着させるポリイミド
管状物の製造方法において、フッ素樹脂粒子の水性懸濁
液中にあらかじめ無機半導電性物質、または良導電性物
質および無機半導電性物質を混合しておき、ポリイミド
管状物表面にプライマー層を介して、前記混合水分散液
をコーティングし、次いで焼成することを特徴とするポ
リイミド管状物の製造方法。
【請求項１１】フッ素樹脂粒子の水性懸濁液にあらか
じめ水性エマルジョン化した無機半導電性物質、または
良導電性物質および無機半導電性物質を混合する請求項
１０に記載のポリイミド管状物の製造方法。