JP2004115564A - 表面離型性材料および表面離型性部材 - Google Patents
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Abstract
【課題】オフセット防止特性と耐摩耗性とを兼ね備えた加熱定着ローラ等の表面離型性部材を提供する。
【解決手段】本発明の加熱ローラは、アルミニウム合金からなる基体（芯金）３の表面に、接着層としてＰＡＩ（ポリアミドイミド）からなる耐熱性中間層４と、耐熱性に富むフッ素系ＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）からなる弾性体層５と、含フッ素高分子の共重合物からなるオフセット防止層６とをこの順に積層したものであり、このオフセット防止層がこの加熱定着ローラの最外層を形成している。上記オフセット防止層の表面にフッ素化処理を施すことで、動摩擦係数が特に低い加熱ローラを得ることができる。上記フッ素化処理は、フッ化炭素ガスを用いるプラズマ処理法で行うことが好ましい。この加熱ローラは、電子写真方式による画像形成装置の加熱定着装置を構成する加熱ローラとして有効に応用できる。
【選択図】 図２
【解決手段】本発明の加熱ローラは、アルミニウム合金からなる基体（芯金）３の表面に、接着層としてＰＡＩ（ポリアミドイミド）からなる耐熱性中間層４と、耐熱性に富むフッ素系ＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）からなる弾性体層５と、含フッ素高分子の共重合物からなるオフセット防止層６とをこの順に積層したものであり、このオフセット防止層がこの加熱定着ローラの最外層を形成している。上記オフセット防止層の表面にフッ素化処理を施すことで、動摩擦係数が特に低い加熱ローラを得ることができる。上記フッ素化処理は、フッ化炭素ガスを用いるプラズマ処理法で行うことが好ましい。この加熱ローラは、電子写真方式による画像形成装置の加熱定着装置を構成する加熱ローラとして有効に応用できる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明（第１発明）は、表面に非粘着・非付着性に加えて、耐摩耗性などの機械的耐久性を要求される加工用ローラ、ベルト、パッド、押し圧工具、または加熱ローラ、加熱ベルト、加圧ローラの構成、あるいは熱定着用部材の材料およびその層構成に関する。より具体的には電子写真式の複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いられる、耐摩耗性・低摩擦性に優れ、且つ非粘着表面層を有する加熱定着ローラ、ベルト等の加熱定着部材に関するものである。
【０００２】
また本発明（第２発明）は、表面に非粘着、非付着性に加えて、耐摩耗性などの機械的耐久性を要求される加工用ローラ、ベルト、パッド、押し圧工具、または加熱ローラ、加熱ベルト、加圧ローラの構成、あるいは熱定着用部材の材料およびその表面処理方法に関する。より具体的には電子写真式の複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いられる、耐摩耗性、低摩擦性に優れ、且つ非粘着表面層を有する加熱定着ローラ、ベルト等の加熱定着部材の表面処理方法に関するものである。
【０００３】
本発明が応用できる技術分野としては、非粘着性表面の機能と機械的耐久性に優れた工具、ヒートローラ、圧延ローラなどの加工工具、プロセス装置。特徴的には電子写真式の複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置などの静電転写プロセスを利用する機器の加熱定着ローラ、加熱定着ベルト、定着用加圧ローラ、定着フィルム、定着パッド等及びその表面処理方法、並びにこれらを用いた定着装置及び画像形成装置等が挙げられる。
【０００４】
【従来の技術】
本発明が関連する公知発明として、下記特許文献に開示されたものがある。
（ｉ）定着ローラの耐オフセット性、耐摩耗性の両立のため導電性酸化物の外殻を持つ二重シェル構造の充填剤を使用する。シェルの内殻は耐摩耗の無定形シリカ、外殻は酸化スズなどの導電性のもので形成する（特許文献１参照）。
（ｉｉ）加圧ローラの弾性および特性の改善を目的として、シリコーンゴム組成物の表面にフッ素樹脂チューブを被覆する。また、シリコーン組成物の低温硬化によって歪を小さくし、フッ素樹脂チューブとの接着性を改善する（特許文献２参照）。
（ｉｉｉ）定着ローラの熱伝導性向上、トナー飛び散り防止および耐摩耗性向上を目的として、ＳｉＣのウイスカーや粒体を充填剤として用いる（特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−３４８１６５号公報
【特許文献２】
特開平９−２５５８７５号公報
【特許文献３】
特開２０００−１９８７９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般的な電子写真複写機等の画像形成装置用の定着装置として、様々な定着方式のものが提案され、実施されている。最近ではローラ定着タイプのもの、特にローラ対の少なくとも一方が熱源によって加熱される、ローラタイプの加熱ローラ定着装置（ヒートローラ定着方式）が主流をなしている。ここで一対のローラのうち、記録材の画像担持側の面に接するローラを定着ローラ又は加熱定着ローラと呼び、他方のローラを加圧ローラと呼ぶ。
【０００７】
ローラ定着タイプの定着装置において、定着ローラは記録材の画像担持面に直接に接触するため、永らく稼動しているうちに、記録材上の画像を構成している顕画剤（トナー）の一部が定着ローラ表面に粘着しやすくなり、この付着したトナーがローラ回転に伴い再び記録材上に転写される、いわゆる「オフセット現象」を発生することがある。
【０００８】
そこで、このオフセット現象を防止する手段として、従来技術では下記のような種々の手段が採用されている。
ａ：定着ローラ外周面に、ポリテトラフロロエチレン樹脂（以下、ＰＴＦＥと記す）などのフッ素樹脂やシリコーンゴム等の高離型性材料のオフセット防止層を設けて定着ローラ層の離型性（非粘着性）を向上させる。
ｂ：定着ローラ周面にシリコーンオイル等の離型剤を塗布する手段を設ける。
ｃ：定着ローラ周面の汚染物を清掃除去するブレードやウェブ等の摺擦クリーニング手段を設ける。
ｄ：定着ローラの芯金に、記録材上に担持させた未定着画像のトナーと同極性の直流バイアスを印加する。
ｅ：上記ａ〜ｄの手段の組み合わせ。
【０００９】
しかしながら、上記従来のオフセット防止手段については、以下のような問題点があった。
（１）従来技術ａの問題点
（１−１）ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂の被覆層を設けたローラは優れた非粘着性を示すが、トナー結着樹脂の種類によっては離型性の悪いものがあり、トナーの一部が粘着してローラ面を汚染することがある。
【００１０】
また近年、低コスト化の要求、サービス性の向上、産業廃棄物の規制等から定着ローラ等の各種部品の高耐久化が強く求められているが、フッ素樹脂は表面が無機硬質粒子ほど硬くはなく、表面摩耗に対しては、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂の被覆層を設けた定着ローラの耐摩耗性は十分でなく、寿命が短いという欠点を有する。定着ローラの表面はブレート等のクリーニング手段、離型剤塗布手段、記録材分離爪、温度検出素子、加圧ローラ等で摺擦を受けて摩耗する。また定着ローラと加圧ローラの間を通過する記録材との摺擦も受ける。そして、大量の紙（記録材）を通した時、紙から紙粉が発生し定着ローラに付着する。この紙粉は定着ローラに当接させたクリーニングブレード等で除去されることになるが、特に紙のエッジ部では紙端部によって惹き起こされる摩耗や紙粉の発生が顕著であり、紙粉に含まれる種々の無機充填剤によりローラ表面は摩耗する。また、定着ローラは表面の摩耗により平滑性を失うことで、本来の離型性が低下する。
【００１１】
（１−２）純粋なフッ素樹脂の被覆層は一般に絶縁性もしくは高抵抗であるため、その表面が記録材や、加圧ローラ等の対ローラ当接部材との摺擦による摩擦帯電により大きく帯電し、記録材上のトナーが静電作用により定着ローラ表層に吸着されて、いわゆる「静電オフセット現象」が発生しやすい。フッ素樹脂は記録材等との摺擦により負（−）に大きく帯電する。トナーが正（＋）の極性を持つ場合、トナーは負帯電のフッ素樹脂被覆層の電界にひきつけられ定着ローラ表面に静電オフセット現象で付着しやすくなる。
【００１２】
（１−３）一般にフッ素樹脂等の耐摩耗性はこれにガラス粉、シリカ、炭化ケイ素粉末、ダイヤモンド粉末、コランダム粉、ニッケルや鉄などの金属粉等の比較的高い硬度をもつ無機充填剤を混入することにより向上させることができるが、混合量が少ないと耐摩耗性向上の効果が十分でなく、混合量を増加していくと、離型性が悪くなり、また定着ローラの表面性も悪くなり、オフセット防止効果が低下する。一般にこれらの充填剤はフッ素樹脂中への分散性が悪く、また分散できたとしても充填剤とフッ素樹脂との接着性が悪くなり、使用等により定着ローラ被覆層の充填剤の一部が離脱する等の現象が生じていた。また、充填剤が分散不良の場合は、使用等により充填剤の少ない部分が先にスジ状あるいは、まだら状に削れたりし、この削れた部分にトナーが埋め込まれて定着ローラの非粘着性低下をきたすことが多かった。さらに、充填剤が離脱した場合は、離脱した部分にトナーが埋まり、あるいは離脱した充填剤が逆に研摩剤として作用し、摩耗を加速するなどの問題が生じた。
【００１３】
（１−４）静電オフセット防止手段として、被覆層にカーボンブラック、金属粉、二酸化チタン等の低抵抗の微粉末、又はチタン酸カリウム等の導電化したウイスカー状単結晶繊維等の導電性充填剤を混入させ、被覆層を低抵抗化させて被覆層の摩擦帯電を防止する方法もある。この場合、導電性充填剤に要求される性能は、
・被覆層材料中への分散性が良好で均一であること、
・被覆層材料に対する接着性が良好であること
・被覆層の耐摩耗性が向上すること、
・被覆層に十分な導電性を付与できること、
・被覆層表面の平滑性が得られること、
などである。
【００１４】
しかしながら、従来の充填剤では上記のような性能をすべて満足させることが難しかった。例えば、カーボンあるいは導電化したウイスカー状単結晶繊維の場合、フッ素樹脂被覆層を強靭化し耐摩耗性を良くする効果はあまり認められず、長期間の使用により、被覆層がスジ状に摩耗したりして表面平滑性が悪くなり、オフセット現象を生じたり、定着性が悪くなったりする場合あった。
【００１５】
これは、カーボン等の微粉末の充填剤は、粒径が微細で樹脂を強化させるいわゆるフィラー効果がないからである。また分散性が悪く２次凝集し易いという欠点をもち、耐静電オフセット性を満足させるためには必要以上の量を使用する必要があった。チタン酸カリウム等のウイスカー状単結晶繊維は、比較的に比表面積が大であるために耐静電オフセット性は良好であったが、やはり耐摩耗性を向上させる効果は薄かった。これは、この材料がウイスカー状であるために比較的もろく、かつフッ素樹脂中で樹脂の強度を補強するために要求される３次元橋かけ構造を取りにくいからであると考察されている。
【００１６】
（１−５）定着ローラの耐久性を重視するあまり、充填剤等を利用し表面を必要以上に硬質化すると、画像形成工程において、トナー定着性の不良などで逆に定着後の画質が悪くなるという欠点があった。
【００１７】
（２）上記従来技術ｂ〜ｄの問題点
前記ｂのシリコーンオイル等の離型剤塗布手段、ｃの摺擦クリーニング手段、ｄのバイアス印加手段は、前記ａのオフセット防止被覆層を形成した定着ローラの補助的なオフセット防止手段である。離型剤塗布手段により定着ローラ表面にオイルを供給することにより汚れは軽減するが、オイルのぬれ性が悪く、ツブツブになったり、まだら状になったりして、均一に塗布することが困難であった。従ってオイルの供給量を多くせざるを得なくなり、記録材へのオイルのボタ落ち、シミ等の問題が生じていた。前記ｄのバイアス印加は静電力による付着防止効果はあるが、電圧印加機構が付加され、ブラシ等の接触や電源の新たな追加が必要であり、複写スピードの速い機械には対応が難しいなどの難点がある。
【００１８】
（３）従来技術の問題点のまとめ（高離型性と耐摩耗性の両立について）
・オフセット防止層形成用のベース樹脂の代表例であるフッ素樹脂に高硬度無機充填剤を配合する場合には、充填量の最適値の設定が難しく、配合量が多すぎると離型性に大きな悪影響を及ぼす。
・ベース樹脂への充填剤の分散性、均一性の制御が難しい。
・微粉体、ウイスカー等の充填剤は一般に二次凝集しやすい。
・表面離型性と弾性を付与するため加圧ローラの内層にシリコーンゴム組成物を用いる場合、高温加硫などの処理が必要となるだけでなく、加工時のエネルギーが大きいなる。また、最外層のフッ素樹脂層（ＰＦＡチューブなど）との接着性の問題があるし、フッ素樹脂の粉体材料を用いる場合には最外層の高温焼成が必要になり、シリコーンゴム組成物が劣化する。
・充填剤を配合したベース樹脂表面（フッ素樹脂、ＰＴＦＥ，ＰＦＡなど）は、ベース樹脂単独に比べて表面の摩擦係数が大きく、撥水・撥油性を示す表面の濡れ特性も低下する。
【００１９】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、その第１の目的は、記録材上に未定着画像を加熱定着させる際に、非粘着性を具備すべきオフセット防止層、いわゆる離型層について離型効果を失うことなく耐摩耗性を維持し、かつ定着ローラ表層を導電性に保持したまま静電オフセットの防止効果を持続するため、以下の解決策を提供することである。
【００２０】
本発明の第２の目的は、定着画像の高画質化の要求に応えて、適度な弾性を付与するための材料構成を提供すると同時に、定着ローラ最表層に対して耐摩耗性を維持する層を強固に付与することで、従来技術のいくつかの問題点を同時に、かつ抜本的に解決するため、以下の解決策を提供することである。
【００２１】
本発明の第３の目的は、定着画像の高画質化の要求に応えて、適度な弾性を付与するための材料構成を提供すると同時に、定着ローラ最表層に対して耐摩耗性と低い表面自由エネルギーを維持する層を強固に付与することにより、従来技術のいくつかの問題点を同時に、かつ抜本的に解決するため、以下の解決策を提供することである。
【００２２】
１）表面が硬質であるローラ（ハードローラ）に適度な弾性を付与することで、低加圧力のまま、定着ローラ・加圧ローラ間のニップ幅を確保し、画質向上を図るとともに、摩耗によるローラ表面の損傷を防止する。
２）部材表面の耐摩耗性を確保するため、導電性の硬質充填剤の分散特性を改善し、均一分散性や特性の面内のばらつきを低減する。
３）適度な弾性を持つ樹脂またはゴム組成物を低温でローラ基体に固定化し、ゴム層、樹脂層間の接着性や、稼動時の安定性を確保する。
４）適度な弾性を持つゴム組成物を高温加硫することなく、少ない加工エネルギーでローラ基体に固定化する。
５）適度な弾性と高い離型性、耐摩耗性を持つ部材で構成された定着装置や離型を要求される加工装置を提供する。
６）高寿命な部材と高い機能をもつ定着装置を備えた電子写真式画像形成装置を提供する。
７）部材表面の耐摩耗性を確保するため、最外層表面の表面自由エネルギーを低減し、摩擦係数を下げる。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記第１発明の各構成は下記請求項１〜２０に、上記第２発明の各構成は下記請求項２１〜３５に、それぞれ示すとおりである。
【００２４】
請求項１に係る発明は、少なくとも含フッ素高分子の共重合物と弾性体材料とを含有する混合物からなることを特徴とする表面離型性材料である。
【００２５】
請求項２に係る発明は、含フッ素高分子の共重合物を主成分とする表層と、その内側に積層された弾性体材料からなる層とを備えていることを特徴とする表面離型性部材である。
請求項３に係る発明は、前記表層が含フッ素高分子の共重合物と、弾性体材料との混合物で形成されていることを特徴とする表面離型性部材である。
請求項４に係る発明は、前記混合物が、含フッ素高分子の共重合物の海に弾性体材料が島状に分散した海島構造のものであることを特徴とする請求項３に記載の表面離型性部材である。
請求項５に係る発明は、前記表層が、導電性充填物を配合した含フッ素高分子の共重合物で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の表面離型性部材である。
請求項６に係る発明は、前記表層が含フッ素高分子の共重合物と、弾性体材料と、導電性充填物との混合物で形成されていることを特徴とする請求項５に記載の表面離型性部材である。
請求項７に係る発明は、前記弾性体材料が熱可塑性エラストマーであることを特徴とする２〜６のいずれかに記載の表面離型性部材である。
請求項８に係る発明は、前記熱可塑性エラストマーがフッ素系熱可塑性エラストマーであることを特徴とする請求項７に記載の表面離型性部材である。
請求項９に係る発明は、前記弾性体材料がシリコーンゴムであることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の表面離型性部材である。
請求項１０に係る発明は、前記含フッ素高分子の共重合物が、含フッ素化合物の単量体同士の共重合で得られたものであることを特徴とする請求項２〜９のいずれかに記載の表面離型性部材である。
請求項１１に係る発明は、前記含フッ素高分子の共重合物が、含フッ素化合物の多量体同士の共重合で得られたものであることを特徴とする請求項２〜９のいずれかに記載の表面離型性部材である。
請求項１２に係る発明は、前記含フッ素高分子の共重合物が、含フッ素化合物の単量体と、含フッ素化合物の多量体との共重合で得られたものであることを特徴とする請求項２〜９のいずれかに記載の表面離型性部材である。
請求項１３に係る発明は、当該表面離型性部材が、フィルム状部材またはシート状部材を加圧するための表面離型性加圧部材である特徴とする請求項２〜１２のいずれかに記載の表面離型性部材である。
請求項１４に係る発明は、当該表面離型性部材が、フィルム状またはシート状のワークに圧接してこれを加熱するための表面離型性加熱部材であって、内部または外部に加熱源を備えたものであること特徴とする請求項２〜１２のいずれかに記載の表面離型性部材である。
【００２６】
請求項１５に係る発明は、請求項１３に記載の表面離型性加圧部材及び／又は請求項１４に記載の表面離型性加熱部材を備え、これらの加圧部材及び／又は加熱部材を用いて、フィルム状またはシート状のワークを挟圧加熱することを特徴とする加熱装置である。
請求項１６に係る発明は、前記表面離型性加圧部材および前記加熱部材がローラ状のものであることを特徴とする請求項１５に記載の加熱装置である。
請求項１７に係る発明は、請求項１３に記載の表面離型性加圧部材と、請求項１４に記載の表面離型性加熱部材とを備え、これらの加圧部材と加熱部材とで、トナー像を担持した記録材を挟圧加熱することを特徴とする、電子写真式画像形成装置の加熱定着装置である。
請求項１８に係る発明は、前記表面離型性加圧部材が加圧ローラ、前記表面離型性加熱部材が定着ローラであることを特徴とする請求項１７に記載の、電子写真式画像形成装置の加熱定着装置である。
請求項１９に係る発明は、前記表面離型性加圧部材が加圧ローラであり、前記表面離型性加熱部材が無端状定着ベルト、有端状定着シートまたは定着パッドであることを特徴とする請求項１７に記載の、電子写真式画像形成装置の加熱定着装置である。
請求項２０に係る発明は、請求項１８または１９に記載の定着装置を備えていることを特徴とする電子写真式画像形成装置である。
【００２７】
請求項２１に係る発明は、含フッ素高分子の共重合物を主成分とする表層と、その内側に積層された弾性体材料からなる層とを備えている表面離型性部材であって、前記表層の表面がフッ素化処理されていることを特徴とする表面離型性部材である。
【００２８】
請求項２２に係る発明は、前記表層が、表面がフッ素化された導電性充填物を配合した含フッ素高分子の共重合物で形成されていることを特徴とする請求項２１に記載の表面離型性部材である。
請求項２３に係る発明は、前記導電性充填物が、炭素または炭素−炭素複合体の微粉体であることを特徴とする請求項２２に記載の表面離型性部材である。
請求項２４に係る発明は、表層が含フッ素高分子の共重合物と、弾性体材料との混合物で形成され、かつ前記表層の表面がフッ素化処理されていることを特徴とする表面離型性部材である。
【００２９】
請求項２５に係る発明は、前記フッ素化処理方法が、フッ化炭素ガスを用いたプラズマ処理法であることを特徴とする請求項２１〜２４のいずれかに記載の表面離型性部材である。
【００３０】
請求項２６に係る発明は、前記弾性体材料がフッ素系熱可塑性エラストマーであることを特徴とする請求項２１〜２５のいずれかに記載の表面離型性部材である。
請求項２７に係る発明は、前記弾性体材料がシリコーンゴムであることを特徴とする請求項２１〜２５のいずれかに記載の表面離型性部材である。
【００３１】
請求項２８に係る発明は、当該表面離型性部材が、フィルム状部材またはシート状部材を加圧するための表面離型性加圧部材である特徴とする請求項２１〜２７のいずれかに記載の表面離型性部材である。
請求項２９に係る発明は、当該表面離型性部材が、フィルム状またはシート状のワークに圧接してこれを加熱するための表面離型性加熱部材であって、内部または外部に加熱源を備えたものであること特徴とする請求項２１〜２７のいずれかに記載の表面離型性部材である。
【００３２】
請求項３０に係る発明は、請求項２８に記載の表面離型性加圧部材及び／又は請求項２９に記載の表面離型性加熱部材を備え、これらの加圧部材及び／又は加熱部材を用いて、フィルム状またはシート状のワークを挟圧加熱することを特徴とする加熱装置である。
請求項３１に係る発明は、前記表面離型性加圧部材および前記加熱部材がローラ状のものであることを特徴とする請求項３０に記載の加熱装置である。
請求項３２に係る発明は、請求項２８に記載の表面離型性加圧部材と、請求項２９に記載の表面離型性加熱部材とを備え、これらの加圧部材と加熱部材とで、トナー像を担持した記録材を挟圧加熱することを特徴とする、電子写真式画像形成装置の加熱定着装置である。
請求項３３に係る発明は、前記表面離型性加圧部材が加圧ローラ、前記表面離型性加熱部材が定着ローラであることを特徴とする請求項３２に記載の、電子写真式画像形成装置の加熱定着装置である。
請求項３４に係る発明は、前記表面離型性加圧部材が加圧ローラであり、前記表面離型性加熱部材が無端状定着ベルト、有端状定着シートまたは定着パッドであることを特徴とする請求項３２に記載の、電子写真式画像形成装置の加熱定着装置である。
請求項３５に係る発明は、請求項３３または３４に記載の定着装置を備えていることを特徴とする電子写真式画像形成装置である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１〜図１２は第１発明の実施の形態を示し、図１３〜図２４は第２発明の実施の形態をそれぞれ示している。
【００３４】
図１は本発明（第１発明）の表面離型性部材あるいは表面離型性加熱部材について、代表例として、電子写真式画像形成装置（例えば、乾式複写機、レーザープリンタ等）の加熱定着ローラを例にとった概略構成図である。本発明はローラ以外にも無端形状をもつ定着用のベルトやフィルム、有端状のシートやパッド、表面離型性を要求される加圧部材にも適用可能である。また、上記の部材ばかりでなく、フィルムを延伸加工する熱ローラ、押圧ローラなど表面の非粘着性を要求される部材にも利用可能である。
【００３５】
図１の加熱定着ローラは、基体（芯金）１の表面に、弾性体材料と含フッ素高分子の共重合物とが含まれているオフセット防止層２を、表層として形成したものである。図２の加熱定着ローラは基体３の表面に、接着層としての耐熱性中間層４と、耐熱性ＴＰＥからなる弾性体層５と、含フッ素高分子の共重合物からなるオフセット防止層６をこの順に積層したものである。
【００３６】
図３の加熱定着ローラは、基体７の表面に、接着層としての耐熱性中間層８と、耐熱性フッ素系ＴＰＥからなる弾性体層９と、含フッ素高分子の共重合物からなるオフセット防止層１０と、耐熱性フッ素系ＴＰＥからからなる弾性体層９と、含フッ素高分子の共重合物からなるオフセット防止層１０（合計５層）とを、この順に積層したものである。すなわち、図３の加熱定着ローラでは、弾性体層９とオフセット防止層１０とからなる積層構造が２層組み合わせて設けられている。
【００３７】
図４に示す加熱定着ローラは、基体１１の表面に、接着層としての耐熱性中間層１２と、オフセット防止層１４とを、この順に積層したものである。このオフセット防止層１４は、含フッ素高分子の共重合物１４ａの海に、弾性体材料（ＴＰＥ）１３が島状に分散した形態の海島構造となっている。また、図５に示す表面離型性加圧部材すなわち、表面離型性回転体（無端状ベルトまたはローラ）は、基体１５の表面に、シリコーンゴムからなる弾性体層１６と、接着層としての耐熱性中間層１７と、含フッ素高分子の共重合物からなるオフセット防止層１８とを、この順に積層したものである。
【００３８】
上記オフセット防止層２，６，１０，１４または１８中には、導電性充填剤として、図６（ａ）〜（ｃ）に示す球形充填剤２０、ファイバー状充填剤２１、または不定形充填剤２２を配合することが好ましい。
【００３９】
図７に示す、表面離型性加熱部材および表面離型性加圧部材を備えた加熱装置は、フィルム状ワーク（延伸フィルム）２５を走行させながら挟持加熱するためのもので、図２〜図５に示すローラまたは回転体（表面離型性部材）を加熱ローラ２７および加圧ローラ２８として用いている。符号２６は加熱源である。上記加熱ローラ２７は、図略の加熱源を内蔵している。
【００４０】
図１０は、例えば図８の表面離型性加熱部材（ヒートローラ）４０と、図９の表面離型性加圧部材（加圧ローラ）４２とを設けて構成した加熱定着装置を示す。この加熱定着装置は、顕画剤（トナー）４４を担持した記録材（紙）４３を、加熱部材４０と加圧部材４２とのニップ部を通過させる間に加熱してトナー４４を定着するものである。上記加熱部材４０は熱源４１を備えている。
【００４１】
また、図１１は、図２〜図５に示すローラまたは回転体（表面離型性部材）を用いて構成した電子写真式画像形成装置の加熱定着装置を示す説明図である。図８、図９に示す符号について説明すると３０は基体、３１は中間層、３３はオフセット防止層、３４は基体、３５は弾性体層、３６は接着層、３７はオフセット防止層である（構造の詳細は後記する）。
【００４２】
本発明の実施の形態において加熱定着ローラは、図１のようなアルミニウム合金Ａ５０５２等の基体（芯金）１の表面に、接着層であるプライマー層を塗布した後、その上にオフセット防止層２を被覆したものである。従来技術では、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）や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）の、粉体またはディスパージョンを塗布・焼成してオフセット防止層を形成していた。
【００４３】
本発明の構成は、図２に示されるように、少なくとも１種類の耐熱性弾性体材料と、少なくとも１種類の含フッ素高分子の共重合物を含む材料を表面離型性材料とすることを特徴とする。図２の構成では、基体（アルミニウム合金）３上に耐熱性の中間層４（接着の役目をする）に弾性体層５として熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）を用いる。この熱可塑性エラストマーはフッ素系ＴＰＥであって、フッ素ゴムとフッ素樹脂が結合した一種のポリマーアロイであり、分子中に互いに非相溶な硬質成分と軟質成分の両成分を有しているため、例えばフッ素樹脂であるＰＦＡのみを焼成（焼成温度は約３８０℃）した場合と異なり、適度な弾性を具備する膜形成が可能である。フッ素系ＴＰＥの耐熱性は２００℃程度（使用可能な最高温度）である。
【００４４】
オフセット防止層６としては、含フッ素高分子の共重合物を用いる。ＰＦＡのようなフッ素樹脂の粉体材料を用いると、高温の焼成工程が入るため弾性体層を中間に積層したり、混在したりすることができない。本発明では、このようなＰＦＡ等の既存材料を用いず、高分子ポリマー溶液で含フッ素高分子のブロック共重合体を形成し、塗布・乾燥後に低温（１５０℃程度）で固定化できるため、弾性体層５の混在が容易である。図２では、含フッ素高分子の共重合体を最外層として用いている。表面が硬質な加熱定着ローラ（ハードローラ）に比べて、より低い加圧力で加熱定着ローラと加圧ローラ間のニップ幅が確保できるため、画像品質が良く、加圧力も低いため表面の摩耗に対しても有利である。
【００４５】
図３は図２と同様に、含フッ素高分子の共重合体からなるオフセット防止層１０と、その内側に弾性体層９とを積層するとともに、この弾性体層９の内側に、層１０および９を積層して多重構造としたものである。基体７上には耐熱性中間層８を配設し、それに続く層を強固に固定化する。図３の構成では、図２に比べて弾性体の効果が大きく現れ、加圧力の低減が可能であるうえ、高速（高線速）な複写スピードが必要な場合には特に効果がある。
【００４６】
図４は含フッ素高分子の共重合体をベースとして弾性体材料を混合したものである。この場合、含フッ素高分子の共重合体１４ａの海に対して、弾性体材料１３が島状に混在される海島構造をとる。これをオフセット防止層１４として用いている。この層は図３と同様に、基体１１上に耐熱性中間層１２を介して形成される。この場合の利点は、図２および図３で示されるような耐熱性ＴＰＥの弾性体層を成形する押出成形などの工程が不要になることである。
【００４７】
図５は、図２〜図４とは異なる目的で、表面離型性とともに弾性を要求される場合の例である。ローラやドラムなどの回転体が代表例であるが、押出パッドのようなものであってもよい。プラスチックやフィルムの加工で非粘着性を要求される場合や、加熱定着系の離型性表面を維持する目的の場合に有効である。この場合、基体１５上に接着層（図示せず）を介して弾性体層１６が配設されている。加熱定着ローラの例ではシリコーンゴムが使用され、その上にＰＦＡチューブが熱収縮被覆されるが、温度により、またはや経時的な変化でシリコーンゴム層とＰＦＡチューブの剥離が起こる。これは、シリコーンゴムは一般に加硫工程が必要で、１５０℃〜２００℃で硬化させることが必要であるが、シリコーンゴム組成物とフッ素樹脂との線膨張率の差から、ローラ表面上のＰＦＡチューブに皺が生じることが多い。
【００４８】
図５はこの難点を解決したものである。すなわち、シリコーンゴム上に中間層（接着層）１７を介して含フッ素高分子の共重合体で形成されたオフセット防止層１８を設けることで、ＰＦＡチューブ被覆の収縮や剥離の問題を解決している。図５のような加圧部材は、たとえば表面剥離性を要求される定着装置の加圧ローラとして用いられる。
【００４９】
図２〜図５に見られるオフセット防止層には、図６に示すような充填剤が配合される。オフセット防止層は、含フッ素高分子の被膜であり、摩擦等による帯電現象によって負帯電する傾向がある。したがって、正に帯電したトナー（正帯電トナー）を画像形成プロセスに用いる場合、静電的付着現象（静電オフセット）を避けるため、充填剤は導電性を示す炭素材や、炭素−炭素複合体が良く、これらの具体例として球形充填剤２０、ファイバー状充填剤２１および不定形充填剤２２が挙げられる。これらはオフセット防止層形成の過程で微粉体（サブミクロン〜数μｍ）の状態で混合され、膜の中に取り込まれる。オフセット防止層中に分散された炭素系材料または炭素−炭素複合材料の微粉体は、硬質の導電性充填剤であり、オフセット防止層の体積抵抗を所望の値にコントロールし、帯電による静電オフセットを防止するとともに、オフセット防止層の摩耗による損傷や劣化を防止する。
【００５０】
本発明（第１発明）の構成の概要は上記のとおりであるが、以下、本発明の動作について従来技術と対比しながら説明する。
【００５１】
（１）従来の加熱定着ローラでは、オフセット防止層は２０〜３０μｍ厚のフッ素樹脂膜（ＰＦＡ）であり、４００℃近くの高温焼成が必要である。この場合は、基本的にハードローラとなり、画質を確保するために大きな加圧力で定着部のニップ幅を確保することになり、摩耗に対しても不利な状況にある。
【００５２】
本発明では、ポリマー溶液反応で含フッ素高分子の共重合物を作り、これを弾性体材料と混合して固定化（１５０℃程度の熱工程）することにより、または、上記共重合物の層を弾性体層上に積層することによりソフト成分が作用し、厚い弾性体を配設することなくソフトローラとして動作させることができる。また、利用のし方によっては、ソフト成分をもつ本発明のローラを対にして加熱定着装置の加熱部材、加圧部材として動作させることも可能である。
【００５３】
（２）離型性部材でさらに弾性が必要とされるものは、分厚いシリコーンゴムを配設することなく、上記（１）のソフトローラと併用することによって、基体やシリコーンゴムの厚みを軽減した加圧部材とすることができる。
（３）表面離型性部材でさらに弾性が必要とされるものでは、最外層はチューブ被覆によらなくとも離型性が確保できるので、層同士の剥離や最外層の皺などの欠陥が生じない加圧部材としての動作が可能となる。
【００５４】
図１３は本発明（第２発明）の表面離型性部材あるいは表面離型性加熱部材について、代表例として、電子写真式画像形成装置（例えば、乾式複写機、レーザープリンタ当）の加熱定着ローラを例にとった概略構成図である。本発明はローラ以外にも、無端形状をもつ定着用のベルトやフィルム、有端状のシートやパッド、表面離型性を要求される加圧部材にも適用可能である。また、上記部材ばかりでなく、フィルムを延伸加工する熱ローラ、押圧ローラなど表面の非粘着性を要求される部材にも利用可能である。
【００５５】
図１３の加熱定着ローラは、基体（芯金）１５１の表面に、弾性体材料と含フッ素高分子の共重合物とが含まれている表層（オフセット防止層）１５２を形成した後、この表層（の表面）をフッ素化処理したものである。その他の構成は、図１の加熱定着ローラと同様である。
【００５６】
図１４の加熱定着ローラは基体１５３の表面に、接着層としての耐熱性中間層１５４と、耐熱性ＴＰＥからなる弾性体層１５５と、含フッ素高分子の共重合物からなるオフセット防止層１５６をこの順に積層した後、この表層をフッ素化処理したものである。符号１５７はオフセット防止層表面であり、その他の構成は、図２の加熱定着ローラと同様である。
【００５７】
図１３，１４の加熱定着ローラでは、図１５に示すように、オフセット防止層１６０を、含フッ素高分子の共重合物１６１ａに導電性充填剤１６１ｂを配合した形態とすることが好ましい。この導電性充填剤の具体例としては、図１６（ａ）〜（ｃ）に示すように、球形充填剤１６２、ファイバー状充填剤１６３または不定形充填剤１６４であって、表面にフッ素化処理膜１６５を形成したものが望ましい。
【００５８】
図１７に示す加熱定着ローラは、図３の加熱定着ローラと同様に、オフセット防止層を多層に設けたものであり、最外層（表層）の表面であるオフセット防止層表面１７４をフッ素化処理している点で、図３のものと相違する。図１７に記載の符号について説明すると、１７０は基体、１７１は耐熱性中間層（接着層）１７２は弾性体層（耐熱性フッ素系ＴＰＥ）、１７３はオフセット防止層である。
【００５９】
図１８に示す加熱定着ローラは、図４の加熱定着ローラと同様に、オフセット防止層１８３が、含フッ素高分子の共重合体１８３ａの海に、弾性体材料（耐熱性ＴＰＥ）１８２を島状に混在させた海島構造をもつものである。ただし、最外層（表層）の表面であるオフセット防止層表面１８４をフッ素化処理している点で、図４のものと相違する。図１８において符号１８０は基体、符号１８１は耐熱性中間層（接着層）である。
【００６０】
図１９に示す表面離型性加熱部材からなる加熱装置は、図７と同様に、フィルム状ワーク（延伸フィルム）１８６を走行させながら加熱するためのもので、図１３、図１４、図１７、図１８に示すローラまたは回転体（表面離型性部材）を加熱ローラ１８７および加圧ローラ１８８として用いている。符号１８９は加熱源である。上記加熱ローラ１８７は、図略の加熱源を内蔵している。
【００６１】
図２０の加圧部材は図５と同様のもので、基体１９０上に接着層（図示せず）を介して弾性体層１９１が配設され、その上に中間層（接着層）１９２およびオフセット防止層１９３がこの順に積層されている。この加圧部材は、最外層表面であるオフセット防止層表面１９４をフッ素化処理している点で、図５のものと相違している。
【００６２】
図２０の加圧部材は、シリコーンゴムの弾性体層１９１上に接着層１９２を介して含フッ素高分子の共重合体で形成されたオフセット防止層１９３を設けることで、ＰＦＡチューブ被覆の収縮や剥離の問題を解決している。図２０のような加圧部材は、たとえば表面剥離性を要求される定着装置の加圧ローラとして用いられる。
【００６３】
上記オフセット防止層１９３には、図１５に示されるように、導電性充填剤１６１ｂが混合されている。図１５で、オフセット防止層１６０は含フッ素高分子化合物１６１ａの被膜であり、摩擦等による帯電現象によって負帯電する傾向がある。したがって、正に帯電したトナー（正帯電トナー）を画像形成プロセスに用いる場合、静電的付着現象（静電オフセット）を避けるため、充填剤は導電性を示す炭素材や炭素−炭素複合体が良い。図１６（ａ）〜（ｃ）に示す導電性充填剤１６２〜１６４は、オフセット防止層形成の過程で微粉体（サブミクロン〜数μｍ）の状態で混合され膜の中に取り込まれる。オフセット防止層中に分散された炭素系材料または、炭素−炭素複合材料の微粉体は硬質の導電性充填剤であり、オフセット防止層の体積抵抗を所望の値にコントローラし、帯電による静電オフセットを防止するとともに、オフセット防止層の摩耗による損傷や劣化を防止する。本発明では、図１６に示される充填剤表面がフッ素化処理されていることを特徴としている。
【００６４】
図２３に示す加熱定着装置の構造は図１０に示すものと同様で、図２１のヒートローラ（加熱部材）２１０と、図２２の加圧ローラ（加圧部材）２１２とを備えて構成されている。ただし、これらヒートローラおよび加圧ローラでは、最外層表面がフッ素化処理されている点で、それぞれ図８、図９に示すものと相違している。図２１〜図２３に記載の符号について説明すると、２００は基体、２０１は中間層、２０２はオフセット防止層、２０３はシリコーンゴム弾性体層、２０４は接着層、２１１は熱源、２１３は記録材、２１４はトナーである。
【００６５】
以上は、本発明（第２発明）の構成の概要であるが、動作について従来技術との対比で以下に説明する。
１）従来の熱定着ローラでは、オフセット防止層は２０〜３０μｍ厚のフッ素樹脂膜（ＰＦＡ）であり、４００℃近くの高温焼成が必要である。この場合は、基本的にハードローラとなり、画質を確保するために大きな加圧力で定着部のニップ幅を確保することになり、摩耗に対しても不利な状況にある。
【００６６】
本発明は、ポリマー溶液反応で含フッ素高分子の共重合物を作り、これを弾性体材料と混合して固定化（１５０℃程度の熱工程）することにより、または弾性体層上に上記共重合物の層を積層することによりソフト成分が作用し、厚い弾性体を配設することなくソフトローラとして動作させることができる。本発明では、高い離型特性を示すオフセット防止層の表面をフッ素化処理することにより、低い表面自由エネルギーをもつ表面作用で物体の物理化学的付着を著しく低減させ、摩擦係数等のトライボロジー特性を大きく向上させることが可能となっている。また、利用のし方によっては、ソフト成分をもつ本発明のローラを対にして、表面離型に有利な加熱定着装置の加熱部材および加圧部材として動作させることも可能である。
【００６７】
２）離型性部材でさらに弾性が必要とされるものは、分厚いシリコーンゴムを配設することなく、上記１）のソフトローラと併用することによって、基体の肉厚やシリコーンゴムの厚みを軽減した表面離型性加圧部材とすることが可能になっている。
３）面離型性部材でさらに弾性が必要とされるものは、最外層はチューブ被覆によらなくとも離型性が確保できるので、層同士の剥離や最外層の皺などの欠陥が生じない加圧部材としての動作が可能になっている。
【００６８】
【実施例】
以下の実施例１〜９は第１発明に係るものであり、 実施例１１〜２０は第２発明に係るものである。
【００６９】
実施例１
図２に示されるようにアルミニウム合金Ａ５０５２等の基体３の表面にＰＡＩ等の耐熱性中間層４を塗布した後、その上に弾性体層４を概ね５０〜１００μｍの膜厚で被覆する。弾性体層５は熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）であり、望ましくはフッ素系の耐熱性ＴＰＥを用いる。これは、熱可塑性樹脂成形機によって容易に成形できる。例えばダイキン工業（株）のダイエルサーモプラスチックのブロックポリマーを用いた。
【００７０】
弾性体層５の上には、オフセット防止層６として、含フッ素高分子の共重合体を形成している。作製法はフッ化ビニリデン単量体と、これと共重合しうる単量の混合物を使用した。フッ化ビニリデン単量体と共重合しうる単量体として撥水・撥油性（以下、撥水性と記す）に優れたもので、高いフッ素含有量を示すパーフルオロアルキレン化合物や、含フッ素アルキル基を置換基にもつ化合物（パーフルオロアルキル基を側鎖に含む）があり、より具体的には、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレンやＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）が用いられる。本発明の実施例はポリフッ化ビニリデン系ポリマーの溶液にＰＦＡポリマーの溶液を加えた混合溶液を用いた。
【００７１】
混合の割合は、含フッ素アルキル基を置換基にもつ化合物ポリマー含有量がポリフッ化ビニリデン系ポリマーに対して数％から４０％の範囲である。ポリフッ化ビニリデン系ポリマーの溶媒としてはジメチルホルムアミド、ジエチルアセトアミドなどを用意し、濃度を５重量％から５０重量％に調整する。一方、含フッ素アルキル基を置換基にもつ化合物ポリマーの溶媒として１，１，２−トリクロロ−１，２，２−トリフルオロエタンを用意し、ポリマー溶液を調製する。上記ポリマー溶液を用いてブロック共重合体を作製するが、共重合体の製造方法としては、一般に知られている重付加あるいは重縮合法、ラジカル重合、カップリング法が用いられる。このような共重合体はフッ化ビニリデン系ブロック共重合体の海構造と含フッ素高分子量体の島構造をもつ混合体となる。これはミクロ的な相分離構造を成しており、相反する性質が高度に調和して柔構造と機械的強度、耐久性の両方の性質を併せ持つことが可能である。
【００７２】
このように作られたブロック共重合体を塗膜マトリックス樹脂の原料とし、さらに図６に示されるような導電性充填剤を２〜４重量％混合して水溶性ディスパージョンを作る。これをスプレーや浸漬などの塗布手段で１５〜３０μｍの厚さに塗布して１５０℃の温度で数十分乾燥・焼成後に冷却してローラに固定化する。冷却後は表面を研磨テープ等で磨いて表面を、表面粗さＲａが０．８μｍ程度となるように平坦化する。
【００７３】
実施例２
図３は図２の形態を拡張したもので、作製法は同様である。アルミニウム合金Ａ５０５２等の基体７の表面に耐熱性中間層８を塗布した後、その上に弾性体層９を概ね２０〜４０μｍの膜厚で被覆する。弾性体層９はフッ素系の耐熱性ＴＰＥを用い、例えばダイキン工業（株）のダイエルサーモプラスチックのブロックポリマーを用いて成形加工した。弾性体層９上には、オフセット防止層１０として、含フッ素高分子の共重合体を１５〜２０μｍ厚で形成し、この層構成を数回繰り返して積層体を作製した。
【００７４】
含フッ素高分子の共重合体の作製法は、フッ化ビニリデン単量体と共重合しうる単量体としてテトラフルオロエチレンの単量体を使用した。ポリフッ化ビニリデン系ポリマーの溶液にテトラフルオロエチレンポリマーの溶液を加えた混合溶液を用いた。混合の割合は、パーフルオロアルキレン基を置換基にもつ化合物ポリマー含有量がポリフッ化ビニリデン系ポリマーに対して数％から５０％の範囲である。ポリフッ化ビニリデン系ポリマーの溶媒としてはジメチルホルムアミド、ジエチルアセトアミドなどを用意し、濃度を５重量％から５０重量％に調整する。一方、パーフルオロアルキレン基を置換基にもつ化合物ポリマーの溶媒として１，１，２−トリクロロ−１，２，２−トリフルオロエタンを用意し、ポリマー溶液を調製する。上記ポリマー溶液を用いてブロック共重合体を作製するが、共重合体の製造方法としては、一般に知られている重付加あるいは重縮合法、ラジカル重合が用いられる。このように作られたブロック共重合体を塗膜マトリックス樹脂の原料とし、表面に導電性が必要な部材に対してはさらに、図６に示される導電性充填剤を２〜３重量％混合して水溶性ディスパージョンを作る。これをスプレーや浸漬などの塗布手段で塗布し、１５０℃の温度で数十分乾燥・焼成後に冷却してローラに固定化する。
【００７５】
実施例３
図２および図３に示される層構成で、含フッ素高分子の共重合体は含フッ素高分子単量体同士だけではなく、含フッ素高分子多量体同士、あるいは単量体と多量体の共重合でも同様なことが可能である。一例として、ＴＦＥオリゴマー微粉体を用いる。ＴＦＥオリゴマー微粉体はポリテトラフルオロエチレン粉末をフッ素ガス雰囲気中でフッ素化処理したもので、分子鎖の末端までフッ素で置換したものである。このＴＦＥオリゴマー微粉体を適切な溶媒に溶かし、ポリマー溶液としてＰＦＡのポリマー溶液と混合し、ブロック共重合体を作製した。また、フッ化ビニリデン単量体とＴＦＥオリゴマーとのブロック共重合体も適切な溶媒を用いることで可能である。ＴＦＥオリゴマーと他の含フッ素高分子多量体の組み合わせでは、たとえば、パーフルオロプロピルエーテルオリゴマーなどが挙げられる。
【００７６】
実施例４
図４は実施例１〜実施例３で含フッ素高分子の共重合体を形成する際に耐熱性ＴＰＥ、例えばダイキン工業（株）のダイエルサーモプラスチックのブロックポリマーを混合した混合物を形成する。この場合、耐熱性フッ素系ＴＰＥのブロックポリマーと含フッ素高分子共重合体は非相溶性のままとなり、含フッ素高分子共重合体の海構造中に、耐熱性フッ素系ＴＰＥポリマー粒体が島状に浮かんだ構造となる。図４で基体１１上に耐熱性中間層１２を接着層として、上に示された混合物の形態でオフセット防止層１４を形成する。
【００７７】
実施例５
図５は、基体１５上に接着層（図示せず）を介してシリコーンゴム弾性層体層１６を３００μｍ〜数ｍｍの厚さに被覆したのち、中間層１７を配設したのち、実施例１などの方法でオフセット防止層を形成した実施例である。ＰＦＡチューブを最外層として被覆する場合と異なり、フッ化ビニリデン系ブロック共重合体の海構造と含フッ素高分子量体の島構造をもつ混合体を実施例１の方法によって形成した場合には、シリコーンゴム層への固定化が低温（１５０℃程度）で行えるため、下層の変性や劣化を招くことなくオフセット防止層が１５〜３０μｍの厚さで形成される。
【００７８】
実施例６
図７は実施例１〜実施例５の方法で得られた表面離型性部材を加熱ローラとして用いた一例である。プラスチックフィルムの延伸加工でのローラ表面については、加熱工程でフィルムの加工を行うと同時に、ローラへの巻き付きやワーク２５の皺発生を防止するため離型性が要求される。加熱源を具備するローラ形状の加熱体２７と、圧力を加えるローラ形状の加圧体２８の間に挟持・搬送されるワーク２５を補助加熱源２６で加熱しながら加工する。加圧体２８は、実施例５と同様な方法でやや厚い弾性体層を具備したローラであり、加熱体２７は、例えば実施例１と同様な方法で作製された表面離型性加熱部材である。
【００７９】
実施例７
図１０は加熱定着装置の実施例を示す。この定着装置の具体的利用先は、電子写真式画像形成装置である乾式複写機やレーザープリンタのトナー画像定着装置である。図８は内部に加熱源（図略）を具備したヒートローラ４０である。アルミニウム合金等の円筒形の基体３０に中間層３１を介してオフセット防止層３３が形成されている。このオフセット防止層３３は実施例１〜実施例４のいずれかの方法で作製されたものである。
【００８０】
図９はやや厚いシリコーンゴムの弾性体層３５を有する加圧ローラ４２であり、基体３４上に弾性体層３５、接着層３６およびオフセット防止層３７を積層したものである。作製方法は実施例５に示される方法と同様である。内部に熱源４１を有する加熱部材として図８で示されるヒートローラ４０を用い、加圧部材として図９で示される加圧ローラ４２を用いた加熱定着装置が、図１０に示すものである。表面離型性部材４０および４２に挟持・搬送される記録材４３上の、未定着画像を構成する顕画剤（トナー）４４は、両部材の接点で加熱定着される。この接点では、定着ニップと呼ばれる一定の面積で加熱押圧され、トナーが記録材上に固定される。
【００８１】
従来の技術、例えば金属基体上にＰＦＡ樹脂のみの被膜３０μｍ厚で作製された加熱部材４０の表面硬度が、マイクロゴム硬度で８０度以上あったのに対し、本発明の実施例５で作製された加熱部材４０のマイクロゴム硬度は６２度であった。また、本発明の実施例５で作製された加圧部材４２のマイクロゴム硬度は４１度であった。また本発明の実施例２で作製された部材表面のマイクロゴム硬度は４８度であったため、シリコーンゴムを弾性体層とした加圧部材を用いなくても、加圧部材４２として使用することに何ら支障はなかった。
【００８２】
実施例８
図１１は、実施例７と同様に電子写真式画像形成装置の加熱定着装置に用いた例である。記録材５５上の顕画剤（トナー）５６は、下部加圧ローラ５４と上部加圧ローラ５２の間にあり、かつ循環走行する無端状の定着ベルト５０によって加熱定着される。定着ベルト５０は熱源５１によって、定着時は加熱定着に適する温度に保持される。未定着画像の定着を確実に行うため上部加圧ローラ５２内に圧力印加部材５３が配設されている。この定着装置の機能は実施例７の定着装置と同様であり、本発明によって無端状ベルトの基体上に形成されたオフセット防止層は、従来法によった定着ベルトと比べて表面のマイクロゴム硬度が２０％低くなったうえ、圧力印加部材５３で押圧する加圧力を１５％低減させても同一の定着品質が確保できた。このため同一期間、同一複写枚数に対しても、ベルト表面の割れや皺の発生が確認できなかった。
【００８３】
実施例９
図１０に示す定着装置を搭載してなる、図１２の電子写真式画像形成装置を稼動評価した。従来技術との比較を行うため、直径４０ｍｍの定着ローラ（加熱定着部材）と直径５５ｍｍの加圧ローラ（加圧定着部材）について、定着装置の構成部材の組み合わせを以下のようにして評価した結果、［表１］のようになった。この［表１］において、◎は「特性が非常に良い」、○は「特性が良い」、△は「特性がやや良い」、×は「特性が不十分」をそれぞれ意味する（後記［表２］においても同じ）。
【００８４】
【表１】
【００８５】
表１において、符号Ａ−１〜Ｇ−１およびＸ−１で示す定着装置の構成は、それぞれ以下のとおりである。
・Ａ−１：本発明の実施例１で作製した定着ローラと、シリコーンゴム弾性体層にＰＦＡチューブを被覆した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｂ−１：本発明の実施例２で作製した定着ローラと、シリコーンゴム弾性体層にＰＦＡチューブを被覆した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｃ−１：本発明の実施例３で作製した定着ローラと、シリコーンゴム弾性体層にＰＦＡチューブを被覆した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｄ−１：本発明の実施例４で作製した定着ローラと、シリコーンゴム弾性体層にＰＦＡチューブを被覆した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｅ−１：本発明の実施例１で作製した定着ローラと、本発明の実施例２で作製した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｆ−１：本発明の実施例１で作製した定着ローラと、本発明の実施例５で作製した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｇ−１：本発明の実施例２で作製した定着ローラと、本発明の実施例５で作製した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｘ−１：ＰＦＡの粉体を静電塗装して焼成した定着ローラとシリコーンゴム弾性体層にＰＦＡチューブを被覆した加圧ローラで構成した定着装置
【００８６】
実施例１１
図１４に示す構造の加熱定着ローラを、実施例１と同一の手順・条件で作製した。実施例１との相違点は、オフセット防止層表面１５７をフッ素化処理したことである。
【００８７】
実施例１２
図１６に示される導電性充填剤は、特に炭素−炭素複合体が良く、これらの充填剤には球形充填剤１６２、ファイバー状充填剤１６３および不定形充填剤１６４がある。炭素系材料は一般にＣ−Ｃ結合が強く、ぬれにくい性質を持つ。そのため炭素と炭素（Ｃ−Ｃ）複合体を作るために、あらかじめ電解酸化で表面処理を行って複合化し、その後でフッ素ガスに直接接触させて表面フッ素化処理を行う。実施例１１のオフセット防止層材料に混合する前には、フッ素ガスを用いたフッ素化処理を行った。フッ素圧４Ｐａ、２５℃、８分の処理を行い、ぬれ性が改善されたためマトリックス化合物への分散性が向上した。
【００８８】
実施例１３
図１７に示す加熱定着ローラを実施例２と同一の手順・条件で作製した。実施例２との相違点は、オフセット防止層表面１７４をフッ素化処理したことである。
【００８９】
実施例１４
図１４および図１７に示される層構成で、含フッ素高分子の共重合体は含フッ素高分子単量体同士だけではなく、含フッ素高分子多量体同士、あるいは単量体と多量体の共重合でも同様なことが可能である。一例としてＴＦＥオリゴマー微粉体を用いる。ＴＦＥオリゴマー微粉体はポリテトラフルオロエチレン粉末をフッ素ガス雰囲気中でフッ素化処理したもので、分子鎖の末端までフッ素で置換したものである。このＴＦＥオリゴマー微粉体を適切な溶媒に溶かし、ポリマー溶液としてＰＦＡのポリマー溶液と混合し、ブロック共重合体を作製した。また、フッ化ビニリデン単量体とＴＦＥオリゴマーとのブロック共重合体も適切な溶媒を用いることで可能である。ＴＦＥオリゴマーと他の含フッ素高分子多量体の組み合わせとしては、たとえば、パーフルオロプロピルエーテルオリゴマーなどが挙げられる。この場合も上記の実施例と同様にオフセット防止層表面にフッ素化処理を施した。
【００９０】
実施例１５
図１８は含フッ素高分子の共重合体を形成する際に耐熱性ＴＰＥ、例えばダイキン工業（株）のダイエルサーモプラスチックのブロックポリマーを混合した混合物を形成する。この場合、耐熱性フッ素系ＴＰＥのブロックポリマーと含フッ素高分子共重合体は非相溶性のままとなり、含フッ素高分子共重合体の海構造に、耐熱性フッ素系ＴＰＥポリマー粒体が島状に浮かんだ構造となる。図１８で基体１８０上に耐熱性中間層１８１を接着層として、上記した混合物の形態でオフセット防止層１８３を形成している。この場合も上記の実施例と同様にオフセット防止層表面にフッ素化処理を施した。
【００９１】
実施例１６
図２０は、基体１９０上に接着層（図示せず）を介してシリコーンゴム弾性体層１９１を３００μｍ〜数ｍｍの厚さに被覆し、中間層１９２を配設したのち、実施例１１などの方法でオフセット防止層を形成した実施例である。ＰＦＡチューブを最外層として被覆する場合と異なり、フッ化ビニリデン系ブロック共重合体の海構造と含フッ素高分子量体の島構造をもつ混合体を実施例１１の方法によって形成した場合には、シリコーンゴム層への固定化が低温（１５０℃程度）で行えるため、下層の変性や劣化を招くことなくオフセット防止層が１５〜３０μｍの厚さで形成されている。この場合も上記の実施例と同様にオフセット防止層表面にフッ素化処理を行った。
【００９２】
実施例１７
図２４は、上記の実施例で示したオフセット防止層表面をフッ素化処理する具体的方法の説明図である。一例として、円筒状の表面離型性部材（ローラ）の表面処理を行う例を示す。フッ素化の前に気相で部材表面の酸化処理を行う。フッ素化処理前の酸化処理は図２４に示されるよる気相酸化法によって行った。真空容器２７０内のプラズマ源２８２に酸素、オゾン、窒素酸化物等のガスをガス導入系２８３から導入し、プラズマ化したガスを定着用回転体である定着用部材２７４を回転させながら照射する。符号２７６は部材の保持機構、符号２７５はローラの回転駆動系、符号２７７はその制御装置である。
【００９３】
真空容器２７０は真空排気装置２７２、真空バルブ２７３を用いて真空状態にされる。符号２７８は加熱用ヒータ、符号２７９はその電源である。プラズマ源は種々の方式が利用可能であるが磁場発生装置２８０、マイクロ波発生装置２８１を具備した有磁場マイクロ波プラズマ発生装置を使用した。プラズマは２００Ｗの出力で５分間放電を行い酸化処理を行った。気相の酸化処理の後にフッ素系ガスをガス導入系２７１から導入し５×１．３３Ｐａの圧力下で部材２７４を回転しながら３０℃、１０分間実施した。部材２７４の加熱にはヒータ２７８を用いている。これによってＣ−Ｆ共有結合を形成しえない温度で−ＣＦ３ 基の生成を行うことができた。このように表面処理されたローラの特性を調べたところ、水に対する静的接触角が１１８度以上、マイクロゴム硬度が４１〜５２度、動摩擦係数が０．０５１となった。
【００９４】
実施例１８
図１９は、上述の実施例に示された方法で得られた表面離型性部材を加熱ローラとして用いた一例である。プラスチックフィルムの延伸加工でローラ表面については、加熱工程でフィルムの加工を行うと同時に、ローラへの巻き付きやワークの皺発生のため離型性が要求される。加熱源を具備するローラ形状の加熱体１８７と圧力を加えるローラ形状の加圧体１８８の間に挟持・搬送されるワーク１８６を補助加熱源１８９で加熱しながら加工する。加圧体１８８は、実施例１６と同様な方法でやや厚い弾性体層を具備したローラであり、加熱体１８７は、例えば実施例１１と同様な方法で作製された表面離型性加熱部材である。
【００９５】
実施例１９
図２１〜図２３は、加熱定着装置の実施例を示す。この定着装置の具体的利用先は、電子写真式画像形成装置である乾式複写機やレーザープリンタのトナー画像定着装置である。図２１は内部に加熱源を具備したヒートローラ２１０である。アルミニウム合金等の円筒形の基体２００に中間層２０１を介してオフセット防止層２０２が形成されている。このオフセット防止層は実施例１１〜実施例１４のいずれかの方法で作製されたものである。図２２はやや厚いシリコーンゴムの弾性体層２０３を有する加圧ローラ２１２である。基体２００上に弾性体層２０３、接着層２０４、およびオフセット防止層２０２がある。作製方法は上述の実施例に示される方法と同様である。図２１で示される部材を、内部に熱源（図略）を有する加熱部材２１０として用い、図２２で示される部材を加圧部材２１２として用いた加熱定着装置を図２３に示す。
【００９６】
表面離型性部材２１０および２１２に挟持・搬送される記録材２１３にある未定着画像を構成する顕画剤（トナー）２１４は両部材の接点で加熱定着される。この接点では定着ニップと呼ばれる一定の面積で加熱押圧され、トナーが記録材上に固定される。従来の技術、例えば金属基体上にＰＦＡ樹脂のみの被膜３０μｍ厚で作製された加熱部材２１０の表面硬度が、マイクロゴム硬度で８０度以上あったのに対し、本発明の実施例１１で作製された加熱部材２１０のマイクロゴム硬度は６１度であった。また、本発明の実施例１６で作製された加圧部材２１２のマイクロゴム硬度は４３度であった。また本発明の実施例１３で作製された部材表面のマイクロゴム硬度は４７度であったため、シリコーンゴムを弾性体層として用いた加圧部材を用いずとも、加圧部材２１２として使用することに何ら支障はなかった。
【００９７】
実施例２０
図２３に示す定着装置を搭載して図１２の電子写真式画像形成装置を稼動評価した。従来技術との比較を行うため、直径４０ｍｍの定着ローラ（加熱定着部材）と直径５５ｍｍの加圧ローラ（加圧定着部材）について、定着装置を構成する部材の組み合わせを以下のようにして評価した結果、下記［表２］のようになった。
【００９８】
【表２】
【００９９】
・Ａ−２：本発明の実施例１１で作製した定着ローラと、シリコーンゴム弾性体層にＰＦＡチューブを被覆した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｂ−２：本発明の実施例１１で作製した定着ローラであるが、ローラ表面のフッ素化処理を行わなかったものと、シリコーンゴム弾性体層にＰＦＡチューブを被覆した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｃ−２：本発明の実施例１３で作製した定着ローラと、シリコーンゴム弾性体層にＰＦＡチューブを被覆した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｄ−２：本発明の実施例１３で作製した定着ローラであるが、ローラ表面のフッ素化処理を行わなかったものと、シリコーンゴム弾性体層にＰＦＡチューブを被覆した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｅ−２：本発明の実施例１３で作製した定着ローラと、本発明の実施例１６で作製した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｆ−２：本発明の実施例１４で作製した定着ローラと、本発明の実施例１６で作製した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｇ−２：本発明の実施例１５で作製した定着ローラと、本発明の実施例１３で作製した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｘ−２：ＰＦＡの粉体を静電塗装し焼成した定着ローラと、シリコーンゴム弾性体層にＰＦＡチューブを被覆した加圧ローラとで構成した定着装置
【０１００】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば以下の効果が得られる。
（１）請求項１に係る発明の効果
本発明の表面離型性材料は、ハードセグメントとソフトセグメントという、相反する性質をもつ成分を含有しているので、表面がトナー等に対して優れた離型性を発揮する。この表面離型性材料は同時に、適切な弾性を保持するものであるから、表面への機械的ストレスに対して充分な耐摩耗性および耐擦傷性を発揮する。
【０１０１】
（２）請求項２〜１２に係る発明の効果
これらの発明の表面離型性部材は、表層中に含フッ素高分子の共重合体を含有しているから、優れた表面剥離性を発揮すると同時に、この表層中または、表層より内側の層中に弾性材料を含有しているから、請求項１の表面離型性材料と同様に、優れた耐摩耗性および耐擦傷性を発揮する。また、弾性体材料として、熱可塑性エラストマーやシリコーンゴムを用いるので、高温加硫等の工程が不要であり、エネルギー消費量が少ない部材作製法が実現できる。さらに熱可塑性エラストマーは、そのスクラップの再利用が可能であるため、資源の有効利用が可能である。
【０１０２】
また、請求項３，４の発明では単一の層（単一被膜）により表面剥離性、耐摩耗性および耐擦傷性が得られるので、部材作製工程の削減や、材料使用量の低減が可能となる。また、フッ素系熱可塑性エラストマーを混合した含フッ素高分子の共重合体により表層を形成した場合には、フッ素を含む官能基の作用により、表面の離型性が特に高まる。
請求項５，６の表面離型性部材では、表面に摺擦による帯電が生じても、この静電気を的確に放電させることができる。また、請求項５，６の発明において導電性充填剤は硬質粒であるから、表面離型性部材表面の機械的摩耗を防止する機能を発揮する。
さらに、請求項９の発明ではシリコーンゴム弾性層上に、低温で形成可能かつシリコーンゴムとの良好な密着性をもつ表層が形成されているため、高寿命な表面離型性部材を提供することができる。さらに、請求項１０〜１２の発明では、含フッ素高分子の共重合体を含有する表層を低温処理によって形成できるため、充填剤や他の材料を混合することによる機能の複合化が容易となる。
【０１０３】
（３）請求項１３〜２０に係る発明の効果
これらの発明に係る加圧部材、加熱部材、加熱装置および加熱定着装置は、上記表面離型性部材からなるものであるため、この表面離型性部材による各種特性、すなわち表面離型性（特にトナー離型性）、耐摩耗性および耐擦傷性、放電特性を発揮するうえ、これらの加圧部材、加熱部材等を簡便な製造工程で安価に製造することができる。また、ワークを狭圧するニップ圧力を低く設定することが可能となり、ワークの加圧工程、加熱工程やトナー画像の加熱定着工程の高速化が実現できるとともに加圧部材、加熱部材の耐久性を高めることができる。
また、本発明に係る加圧部材では、加圧対象物に対応する適切な弾性と高度な表面離型特性とを具備することで、加圧対象物を加熱加工する場合に、これに損傷や変形を与えることなくスムーズに加工できる加熱装置が提供できる。また、本発明に係る加熱定着装置（請求項５，６を参照）によれば、帯電に起因するトナー等の静電的付着を、したがってオフセット画像を的確に防止することができる。
さらに本発明によれば、高度な弾性が要求される表面離型性部材が実現でき、他の表面離型性部材との併用により、低い加圧力で大きなニップ幅が確保でき、電子写真式画像形成装置の定着画質の向上と高耐久化が容易に実現できる。
【０１０４】
（４）請求項２１〜３５に係る発明の効果
これらの発明（第２発明）に係る表面離型性部材や、この表面離型性部材を用いた表面離型性加圧部材、表面離型性加熱部材、加熱装置および加熱定着装置では、上記第１発明の構成に加えて、表層表面をフッ素化処理するという構成を具備している。このため、第１発明（請求項１〜２０）による種々の効果が得られるうえ、低い表面自由エネルギーをもつ表面作用により物体の物理化学的付着を著しく低減させ、摩擦係数等のトライボロジー特性を大きく向上させる（たとえば動摩擦係数の低下）ことが可能となる。
【０１０５】
とくに、請求項２２に係る表面離型性部材では、導電性充填剤が凝集しにくくなっているため充填剤の分散が均一となり、表層表面の特性均一性を確保することができる。また、請求項２５に係る表面離型性部材では、表層（オフセット防止層）のフッ素化処理をプラズマの物理化学的作用を用いて行う。この結果、表面の分子鎖が切断された部分には−ＣＦ３ 基が形成され、表面自由エネルギーが低下する。また、フッ素化処理によって機械的特性が更に改善され低摩擦係数で、耐摩耗性に富んだ表面が実現できる。また、プラズマ処理は、廃液を伴わない処理法であるため、処理に係る廃棄物などの環境負荷が非常に少ない。
さらに、本発明によれば、高度な表面離型性と適度な弾性とを具備する定着用回転体（ローラ状またはベルト状）を離型部材として用いることにより、低加圧力でも広いニップ幅が確保できて良好な画質を実現することができるうえ、加圧力による表面の損傷や変形が抑制され、高耐久性の加熱定着装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１発明に係る加熱定着ローラの基本的構造を示す斜視図である（以下、図２〜図１２は第１発明の実施の形態を示す）。
【図２】本発明の実施の形態に係る加熱定着ローラを示す模式的断面図である。
【図３】本発明の別の実施の形態に係る加熱定着ローラを示す模式的断面図である。
【図４】本発明の更に別の実施の形態に係る加熱定着ローラを示す模式的断面図である。
【図５】本発明の更に別の実施の形態に係る加圧ローラを示す模式的断面図である。
【図６】図２〜図５のオフセット防止層内に配合される各種導電性充填剤の形状を示す説明図である。
【図７】本発明の更に別の実施の形態に係る加熱装置を示す軸断面図である。
【図８】本発明の更に別の実施の形態に係る加熱ローラを示す軸断面図である。
【図９】本発明の更に別の実施の形態に係る加圧ローラを示す軸断面図である。
【図１０】本発明に係る加熱定着装置の構造説明図であって、加熱部材および加圧部材を軸断面図で示すものである。
【図１１】本発明の更に別の実施の形態に係る加熱定着装置を示す模式的断面図である。
【図１２】本発明の更に別の実施の形態に係る、電子写真式の画像形成装置を要部構造を示す説明図である。
【図１３】第２発明に係る加熱定着ローラの基本的構造を示す斜視図である（以下、図１４〜図２４は第２発明の実施の形態を示す）。
【図１４】本発明の実施の形態に係る加熱定着ローラを示す模式的断面図である。
【図１５】本発明の別の実施の形態に係る、加熱定着ローラまたは加圧ローラの最外層（オフセット防止層）の構造を示す模式的断面図である。
【図１６】図１５に示すオフセット防止層に配合される各種導電性充填剤の形状を示す説明図である。
【図１７】本発明の更に別の実施の形態に係る加熱定着ローラを示す模式的断面図である。
【図１８】本発明の更に別の実施の形態に係る加熱定着ローラを示す模式的断面図である。
【図１９】本発明に係る加熱ローラおよび加圧ローラを備えた加熱装置を示す説明図である。
【図２０】本発明の更に別の実施の形態に係る加圧ローラを示す軸断面図である。
【図２１】本発明の更に別の実施の形態に係る加熱ローラを示す軸断面図である。
【図２２】本発明の更に別の実施の形態に係る加圧ローラを示す軸断面図である。
【図２３】本発明に係る加熱定着装置の構造説明図であって、加熱部材および加圧部材を軸断面図で示すものである。
【図２４】本発明の実施例で使用したフッ素化処理装置の構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 基体（芯金）
２ オフセット防止層
３ 基体（アルミニウム合金）
４ 耐熱性中間層
５ 弾性体層
６ オフセット防止層
７ 基体
８ 耐熱性中間層
９ 弾性体層
１０ オフセット防止層
１１ 基体
１２ 耐熱性中間層
１３ 弾性体材料
１４ オフセット防止層
１４ａ 含フッ素高分子の共重合体
１５ 基体
１６ 弾性体層
１７ 中間層（接着層）
１８ オフセット防止層
２０ 球形充填剤
２１ ファイバー状充填剤
２２ 不定形充填剤
２５ ワーク
２６ 補助加熱源
２７ 加圧体
２８ 加熱体
３０ 基体
３１ 中間層
３３ オフセット防止層
３４ 基体
３５ 弾性体層（シリコーンゴム）
３６ 接着層
３７ オフセット防止層
４０ 加熱部材（ヒートローラ）
４１ 熱源
４２ 加圧部材（加圧ローラ）
４３ 記録材（紙）
４４ 顕画剤（トナー）
５０ 無端状の定着ベルト
５１ 熱源
５２ 上部加圧ローラ
５３ 圧力印加部材
５４ 下部加圧ローラ
５５ 記録材
５６ 顕画剤（トナー）
１５１ 基体（芯金）
１５２ オフセット防止層
１５３ 基体
１５４ 耐熱性中間層
１５５ 弾性体層
１５６ オフセット防止層
１５７ オフセット防止層表面
１６０ オフセット防止層
１６１ａ 含フッ素高分子化合物
（含フッ素高分子の共重合物）
１６１ｂ 導電性充填剤
１６２ 球形充填剤
１６３ ファイバー状充填剤
１６４ 不定形充填剤
１６５ フッ素化処理膜
１７０ 基体
１７１ 耐熱性中間層（接着層）
１７２ 弾性体層
１７３ オフセット防止層
１７４ オフセット防止層表面
１８０ 基体
１８１ 耐熱性中間層（接着層）
１８２ 弾性体材料
１８３ オフセット防止層
１８３ａ 含フッ素高分子の共重合体
１８４ オフセット防止層表面
１８６ フィルム状ワーク
１８７ 加熱ローラ
１８８ 加圧ローラ
１８９ 補助加熱源
１９０ 基体
１９１ シリコーンゴム弾性体層
１９２ 中間層（接着層）
１９３ オフセット防止層
１９４ オフセット防止層表面
２００ 基体
２０１ 中間層
２０２ オフセット防止層
２０３ シリコーンゴム弾性体層
２０４ 接着層
２１０ 加熱ローラ
２１１ 熱源
２１２ 加圧ローラ
２１３ 記録材
２１４ 顕画剤（トナー）
【発明の属する技術分野】
本発明（第１発明）は、表面に非粘着・非付着性に加えて、耐摩耗性などの機械的耐久性を要求される加工用ローラ、ベルト、パッド、押し圧工具、または加熱ローラ、加熱ベルト、加圧ローラの構成、あるいは熱定着用部材の材料およびその層構成に関する。より具体的には電子写真式の複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いられる、耐摩耗性・低摩擦性に優れ、且つ非粘着表面層を有する加熱定着ローラ、ベルト等の加熱定着部材に関するものである。
【０００２】
また本発明（第２発明）は、表面に非粘着、非付着性に加えて、耐摩耗性などの機械的耐久性を要求される加工用ローラ、ベルト、パッド、押し圧工具、または加熱ローラ、加熱ベルト、加圧ローラの構成、あるいは熱定着用部材の材料およびその表面処理方法に関する。より具体的には電子写真式の複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いられる、耐摩耗性、低摩擦性に優れ、且つ非粘着表面層を有する加熱定着ローラ、ベルト等の加熱定着部材の表面処理方法に関するものである。
【０００３】
本発明が応用できる技術分野としては、非粘着性表面の機能と機械的耐久性に優れた工具、ヒートローラ、圧延ローラなどの加工工具、プロセス装置。特徴的には電子写真式の複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置などの静電転写プロセスを利用する機器の加熱定着ローラ、加熱定着ベルト、定着用加圧ローラ、定着フィルム、定着パッド等及びその表面処理方法、並びにこれらを用いた定着装置及び画像形成装置等が挙げられる。
【０００４】
【従来の技術】
本発明が関連する公知発明として、下記特許文献に開示されたものがある。
（ｉ）定着ローラの耐オフセット性、耐摩耗性の両立のため導電性酸化物の外殻を持つ二重シェル構造の充填剤を使用する。シェルの内殻は耐摩耗の無定形シリカ、外殻は酸化スズなどの導電性のもので形成する（特許文献１参照）。
（ｉｉ）加圧ローラの弾性および特性の改善を目的として、シリコーンゴム組成物の表面にフッ素樹脂チューブを被覆する。また、シリコーン組成物の低温硬化によって歪を小さくし、フッ素樹脂チューブとの接着性を改善する（特許文献２参照）。
（ｉｉｉ）定着ローラの熱伝導性向上、トナー飛び散り防止および耐摩耗性向上を目的として、ＳｉＣのウイスカーや粒体を充填剤として用いる（特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−３４８１６５号公報
【特許文献２】
特開平９−２５５８７５号公報
【特許文献３】
特開２０００−１９８７９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般的な電子写真複写機等の画像形成装置用の定着装置として、様々な定着方式のものが提案され、実施されている。最近ではローラ定着タイプのもの、特にローラ対の少なくとも一方が熱源によって加熱される、ローラタイプの加熱ローラ定着装置（ヒートローラ定着方式）が主流をなしている。ここで一対のローラのうち、記録材の画像担持側の面に接するローラを定着ローラ又は加熱定着ローラと呼び、他方のローラを加圧ローラと呼ぶ。
【０００７】
ローラ定着タイプの定着装置において、定着ローラは記録材の画像担持面に直接に接触するため、永らく稼動しているうちに、記録材上の画像を構成している顕画剤（トナー）の一部が定着ローラ表面に粘着しやすくなり、この付着したトナーがローラ回転に伴い再び記録材上に転写される、いわゆる「オフセット現象」を発生することがある。
【０００８】
そこで、このオフセット現象を防止する手段として、従来技術では下記のような種々の手段が採用されている。
ａ：定着ローラ外周面に、ポリテトラフロロエチレン樹脂（以下、ＰＴＦＥと記す）などのフッ素樹脂やシリコーンゴム等の高離型性材料のオフセット防止層を設けて定着ローラ層の離型性（非粘着性）を向上させる。
ｂ：定着ローラ周面にシリコーンオイル等の離型剤を塗布する手段を設ける。
ｃ：定着ローラ周面の汚染物を清掃除去するブレードやウェブ等の摺擦クリーニング手段を設ける。
ｄ：定着ローラの芯金に、記録材上に担持させた未定着画像のトナーと同極性の直流バイアスを印加する。
ｅ：上記ａ〜ｄの手段の組み合わせ。
【０００９】
しかしながら、上記従来のオフセット防止手段については、以下のような問題点があった。
（１）従来技術ａの問題点
（１−１）ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂の被覆層を設けたローラは優れた非粘着性を示すが、トナー結着樹脂の種類によっては離型性の悪いものがあり、トナーの一部が粘着してローラ面を汚染することがある。
【００１０】
また近年、低コスト化の要求、サービス性の向上、産業廃棄物の規制等から定着ローラ等の各種部品の高耐久化が強く求められているが、フッ素樹脂は表面が無機硬質粒子ほど硬くはなく、表面摩耗に対しては、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂の被覆層を設けた定着ローラの耐摩耗性は十分でなく、寿命が短いという欠点を有する。定着ローラの表面はブレート等のクリーニング手段、離型剤塗布手段、記録材分離爪、温度検出素子、加圧ローラ等で摺擦を受けて摩耗する。また定着ローラと加圧ローラの間を通過する記録材との摺擦も受ける。そして、大量の紙（記録材）を通した時、紙から紙粉が発生し定着ローラに付着する。この紙粉は定着ローラに当接させたクリーニングブレード等で除去されることになるが、特に紙のエッジ部では紙端部によって惹き起こされる摩耗や紙粉の発生が顕著であり、紙粉に含まれる種々の無機充填剤によりローラ表面は摩耗する。また、定着ローラは表面の摩耗により平滑性を失うことで、本来の離型性が低下する。
【００１１】
（１−２）純粋なフッ素樹脂の被覆層は一般に絶縁性もしくは高抵抗であるため、その表面が記録材や、加圧ローラ等の対ローラ当接部材との摺擦による摩擦帯電により大きく帯電し、記録材上のトナーが静電作用により定着ローラ表層に吸着されて、いわゆる「静電オフセット現象」が発生しやすい。フッ素樹脂は記録材等との摺擦により負（−）に大きく帯電する。トナーが正（＋）の極性を持つ場合、トナーは負帯電のフッ素樹脂被覆層の電界にひきつけられ定着ローラ表面に静電オフセット現象で付着しやすくなる。
【００１２】
（１−３）一般にフッ素樹脂等の耐摩耗性はこれにガラス粉、シリカ、炭化ケイ素粉末、ダイヤモンド粉末、コランダム粉、ニッケルや鉄などの金属粉等の比較的高い硬度をもつ無機充填剤を混入することにより向上させることができるが、混合量が少ないと耐摩耗性向上の効果が十分でなく、混合量を増加していくと、離型性が悪くなり、また定着ローラの表面性も悪くなり、オフセット防止効果が低下する。一般にこれらの充填剤はフッ素樹脂中への分散性が悪く、また分散できたとしても充填剤とフッ素樹脂との接着性が悪くなり、使用等により定着ローラ被覆層の充填剤の一部が離脱する等の現象が生じていた。また、充填剤が分散不良の場合は、使用等により充填剤の少ない部分が先にスジ状あるいは、まだら状に削れたりし、この削れた部分にトナーが埋め込まれて定着ローラの非粘着性低下をきたすことが多かった。さらに、充填剤が離脱した場合は、離脱した部分にトナーが埋まり、あるいは離脱した充填剤が逆に研摩剤として作用し、摩耗を加速するなどの問題が生じた。
【００１３】
（１−４）静電オフセット防止手段として、被覆層にカーボンブラック、金属粉、二酸化チタン等の低抵抗の微粉末、又はチタン酸カリウム等の導電化したウイスカー状単結晶繊維等の導電性充填剤を混入させ、被覆層を低抵抗化させて被覆層の摩擦帯電を防止する方法もある。この場合、導電性充填剤に要求される性能は、
・被覆層材料中への分散性が良好で均一であること、
・被覆層材料に対する接着性が良好であること
・被覆層の耐摩耗性が向上すること、
・被覆層に十分な導電性を付与できること、
・被覆層表面の平滑性が得られること、
などである。
【００１４】
しかしながら、従来の充填剤では上記のような性能をすべて満足させることが難しかった。例えば、カーボンあるいは導電化したウイスカー状単結晶繊維の場合、フッ素樹脂被覆層を強靭化し耐摩耗性を良くする効果はあまり認められず、長期間の使用により、被覆層がスジ状に摩耗したりして表面平滑性が悪くなり、オフセット現象を生じたり、定着性が悪くなったりする場合あった。
【００１５】
これは、カーボン等の微粉末の充填剤は、粒径が微細で樹脂を強化させるいわゆるフィラー効果がないからである。また分散性が悪く２次凝集し易いという欠点をもち、耐静電オフセット性を満足させるためには必要以上の量を使用する必要があった。チタン酸カリウム等のウイスカー状単結晶繊維は、比較的に比表面積が大であるために耐静電オフセット性は良好であったが、やはり耐摩耗性を向上させる効果は薄かった。これは、この材料がウイスカー状であるために比較的もろく、かつフッ素樹脂中で樹脂の強度を補強するために要求される３次元橋かけ構造を取りにくいからであると考察されている。
【００１６】
（１−５）定着ローラの耐久性を重視するあまり、充填剤等を利用し表面を必要以上に硬質化すると、画像形成工程において、トナー定着性の不良などで逆に定着後の画質が悪くなるという欠点があった。
【００１７】
（２）上記従来技術ｂ〜ｄの問題点
前記ｂのシリコーンオイル等の離型剤塗布手段、ｃの摺擦クリーニング手段、ｄのバイアス印加手段は、前記ａのオフセット防止被覆層を形成した定着ローラの補助的なオフセット防止手段である。離型剤塗布手段により定着ローラ表面にオイルを供給することにより汚れは軽減するが、オイルのぬれ性が悪く、ツブツブになったり、まだら状になったりして、均一に塗布することが困難であった。従ってオイルの供給量を多くせざるを得なくなり、記録材へのオイルのボタ落ち、シミ等の問題が生じていた。前記ｄのバイアス印加は静電力による付着防止効果はあるが、電圧印加機構が付加され、ブラシ等の接触や電源の新たな追加が必要であり、複写スピードの速い機械には対応が難しいなどの難点がある。
【００１８】
（３）従来技術の問題点のまとめ（高離型性と耐摩耗性の両立について）
・オフセット防止層形成用のベース樹脂の代表例であるフッ素樹脂に高硬度無機充填剤を配合する場合には、充填量の最適値の設定が難しく、配合量が多すぎると離型性に大きな悪影響を及ぼす。
・ベース樹脂への充填剤の分散性、均一性の制御が難しい。
・微粉体、ウイスカー等の充填剤は一般に二次凝集しやすい。
・表面離型性と弾性を付与するため加圧ローラの内層にシリコーンゴム組成物を用いる場合、高温加硫などの処理が必要となるだけでなく、加工時のエネルギーが大きいなる。また、最外層のフッ素樹脂層（ＰＦＡチューブなど）との接着性の問題があるし、フッ素樹脂の粉体材料を用いる場合には最外層の高温焼成が必要になり、シリコーンゴム組成物が劣化する。
・充填剤を配合したベース樹脂表面（フッ素樹脂、ＰＴＦＥ，ＰＦＡなど）は、ベース樹脂単独に比べて表面の摩擦係数が大きく、撥水・撥油性を示す表面の濡れ特性も低下する。
【００１９】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、その第１の目的は、記録材上に未定着画像を加熱定着させる際に、非粘着性を具備すべきオフセット防止層、いわゆる離型層について離型効果を失うことなく耐摩耗性を維持し、かつ定着ローラ表層を導電性に保持したまま静電オフセットの防止効果を持続するため、以下の解決策を提供することである。
【００２０】
本発明の第２の目的は、定着画像の高画質化の要求に応えて、適度な弾性を付与するための材料構成を提供すると同時に、定着ローラ最表層に対して耐摩耗性を維持する層を強固に付与することで、従来技術のいくつかの問題点を同時に、かつ抜本的に解決するため、以下の解決策を提供することである。
【００２１】
本発明の第３の目的は、定着画像の高画質化の要求に応えて、適度な弾性を付与するための材料構成を提供すると同時に、定着ローラ最表層に対して耐摩耗性と低い表面自由エネルギーを維持する層を強固に付与することにより、従来技術のいくつかの問題点を同時に、かつ抜本的に解決するため、以下の解決策を提供することである。
【００２２】
１）表面が硬質であるローラ（ハードローラ）に適度な弾性を付与することで、低加圧力のまま、定着ローラ・加圧ローラ間のニップ幅を確保し、画質向上を図るとともに、摩耗によるローラ表面の損傷を防止する。
２）部材表面の耐摩耗性を確保するため、導電性の硬質充填剤の分散特性を改善し、均一分散性や特性の面内のばらつきを低減する。
３）適度な弾性を持つ樹脂またはゴム組成物を低温でローラ基体に固定化し、ゴム層、樹脂層間の接着性や、稼動時の安定性を確保する。
４）適度な弾性を持つゴム組成物を高温加硫することなく、少ない加工エネルギーでローラ基体に固定化する。
５）適度な弾性と高い離型性、耐摩耗性を持つ部材で構成された定着装置や離型を要求される加工装置を提供する。
６）高寿命な部材と高い機能をもつ定着装置を備えた電子写真式画像形成装置を提供する。
７）部材表面の耐摩耗性を確保するため、最外層表面の表面自由エネルギーを低減し、摩擦係数を下げる。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記第１発明の各構成は下記請求項１〜２０に、上記第２発明の各構成は下記請求項２１〜３５に、それぞれ示すとおりである。
【００２４】
請求項１に係る発明は、少なくとも含フッ素高分子の共重合物と弾性体材料とを含有する混合物からなることを特徴とする表面離型性材料である。
【００２５】
請求項２に係る発明は、含フッ素高分子の共重合物を主成分とする表層と、その内側に積層された弾性体材料からなる層とを備えていることを特徴とする表面離型性部材である。
請求項３に係る発明は、前記表層が含フッ素高分子の共重合物と、弾性体材料との混合物で形成されていることを特徴とする表面離型性部材である。
請求項４に係る発明は、前記混合物が、含フッ素高分子の共重合物の海に弾性体材料が島状に分散した海島構造のものであることを特徴とする請求項３に記載の表面離型性部材である。
請求項５に係る発明は、前記表層が、導電性充填物を配合した含フッ素高分子の共重合物で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の表面離型性部材である。
請求項６に係る発明は、前記表層が含フッ素高分子の共重合物と、弾性体材料と、導電性充填物との混合物で形成されていることを特徴とする請求項５に記載の表面離型性部材である。
請求項７に係る発明は、前記弾性体材料が熱可塑性エラストマーであることを特徴とする２〜６のいずれかに記載の表面離型性部材である。
請求項８に係る発明は、前記熱可塑性エラストマーがフッ素系熱可塑性エラストマーであることを特徴とする請求項７に記載の表面離型性部材である。
請求項９に係る発明は、前記弾性体材料がシリコーンゴムであることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の表面離型性部材である。
請求項１０に係る発明は、前記含フッ素高分子の共重合物が、含フッ素化合物の単量体同士の共重合で得られたものであることを特徴とする請求項２〜９のいずれかに記載の表面離型性部材である。
請求項１１に係る発明は、前記含フッ素高分子の共重合物が、含フッ素化合物の多量体同士の共重合で得られたものであることを特徴とする請求項２〜９のいずれかに記載の表面離型性部材である。
請求項１２に係る発明は、前記含フッ素高分子の共重合物が、含フッ素化合物の単量体と、含フッ素化合物の多量体との共重合で得られたものであることを特徴とする請求項２〜９のいずれかに記載の表面離型性部材である。
請求項１３に係る発明は、当該表面離型性部材が、フィルム状部材またはシート状部材を加圧するための表面離型性加圧部材である特徴とする請求項２〜１２のいずれかに記載の表面離型性部材である。
請求項１４に係る発明は、当該表面離型性部材が、フィルム状またはシート状のワークに圧接してこれを加熱するための表面離型性加熱部材であって、内部または外部に加熱源を備えたものであること特徴とする請求項２〜１２のいずれかに記載の表面離型性部材である。
【００２６】
請求項１５に係る発明は、請求項１３に記載の表面離型性加圧部材及び／又は請求項１４に記載の表面離型性加熱部材を備え、これらの加圧部材及び／又は加熱部材を用いて、フィルム状またはシート状のワークを挟圧加熱することを特徴とする加熱装置である。
請求項１６に係る発明は、前記表面離型性加圧部材および前記加熱部材がローラ状のものであることを特徴とする請求項１５に記載の加熱装置である。
請求項１７に係る発明は、請求項１３に記載の表面離型性加圧部材と、請求項１４に記載の表面離型性加熱部材とを備え、これらの加圧部材と加熱部材とで、トナー像を担持した記録材を挟圧加熱することを特徴とする、電子写真式画像形成装置の加熱定着装置である。
請求項１８に係る発明は、前記表面離型性加圧部材が加圧ローラ、前記表面離型性加熱部材が定着ローラであることを特徴とする請求項１７に記載の、電子写真式画像形成装置の加熱定着装置である。
請求項１９に係る発明は、前記表面離型性加圧部材が加圧ローラであり、前記表面離型性加熱部材が無端状定着ベルト、有端状定着シートまたは定着パッドであることを特徴とする請求項１７に記載の、電子写真式画像形成装置の加熱定着装置である。
請求項２０に係る発明は、請求項１８または１９に記載の定着装置を備えていることを特徴とする電子写真式画像形成装置である。
【００２７】
請求項２１に係る発明は、含フッ素高分子の共重合物を主成分とする表層と、その内側に積層された弾性体材料からなる層とを備えている表面離型性部材であって、前記表層の表面がフッ素化処理されていることを特徴とする表面離型性部材である。
【００２８】
請求項２２に係る発明は、前記表層が、表面がフッ素化された導電性充填物を配合した含フッ素高分子の共重合物で形成されていることを特徴とする請求項２１に記載の表面離型性部材である。
請求項２３に係る発明は、前記導電性充填物が、炭素または炭素−炭素複合体の微粉体であることを特徴とする請求項２２に記載の表面離型性部材である。
請求項２４に係る発明は、表層が含フッ素高分子の共重合物と、弾性体材料との混合物で形成され、かつ前記表層の表面がフッ素化処理されていることを特徴とする表面離型性部材である。
【００２９】
請求項２５に係る発明は、前記フッ素化処理方法が、フッ化炭素ガスを用いたプラズマ処理法であることを特徴とする請求項２１〜２４のいずれかに記載の表面離型性部材である。
【００３０】
請求項２６に係る発明は、前記弾性体材料がフッ素系熱可塑性エラストマーであることを特徴とする請求項２１〜２５のいずれかに記載の表面離型性部材である。
請求項２７に係る発明は、前記弾性体材料がシリコーンゴムであることを特徴とする請求項２１〜２５のいずれかに記載の表面離型性部材である。
【００３１】
請求項２８に係る発明は、当該表面離型性部材が、フィルム状部材またはシート状部材を加圧するための表面離型性加圧部材である特徴とする請求項２１〜２７のいずれかに記載の表面離型性部材である。
請求項２９に係る発明は、当該表面離型性部材が、フィルム状またはシート状のワークに圧接してこれを加熱するための表面離型性加熱部材であって、内部または外部に加熱源を備えたものであること特徴とする請求項２１〜２７のいずれかに記載の表面離型性部材である。
【００３２】
請求項３０に係る発明は、請求項２８に記載の表面離型性加圧部材及び／又は請求項２９に記載の表面離型性加熱部材を備え、これらの加圧部材及び／又は加熱部材を用いて、フィルム状またはシート状のワークを挟圧加熱することを特徴とする加熱装置である。
請求項３１に係る発明は、前記表面離型性加圧部材および前記加熱部材がローラ状のものであることを特徴とする請求項３０に記載の加熱装置である。
請求項３２に係る発明は、請求項２８に記載の表面離型性加圧部材と、請求項２９に記載の表面離型性加熱部材とを備え、これらの加圧部材と加熱部材とで、トナー像を担持した記録材を挟圧加熱することを特徴とする、電子写真式画像形成装置の加熱定着装置である。
請求項３３に係る発明は、前記表面離型性加圧部材が加圧ローラ、前記表面離型性加熱部材が定着ローラであることを特徴とする請求項３２に記載の、電子写真式画像形成装置の加熱定着装置である。
請求項３４に係る発明は、前記表面離型性加圧部材が加圧ローラであり、前記表面離型性加熱部材が無端状定着ベルト、有端状定着シートまたは定着パッドであることを特徴とする請求項３２に記載の、電子写真式画像形成装置の加熱定着装置である。
請求項３５に係る発明は、請求項３３または３４に記載の定着装置を備えていることを特徴とする電子写真式画像形成装置である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１〜図１２は第１発明の実施の形態を示し、図１３〜図２４は第２発明の実施の形態をそれぞれ示している。
【００３４】
図１は本発明（第１発明）の表面離型性部材あるいは表面離型性加熱部材について、代表例として、電子写真式画像形成装置（例えば、乾式複写機、レーザープリンタ等）の加熱定着ローラを例にとった概略構成図である。本発明はローラ以外にも無端形状をもつ定着用のベルトやフィルム、有端状のシートやパッド、表面離型性を要求される加圧部材にも適用可能である。また、上記の部材ばかりでなく、フィルムを延伸加工する熱ローラ、押圧ローラなど表面の非粘着性を要求される部材にも利用可能である。
【００３５】
図１の加熱定着ローラは、基体（芯金）１の表面に、弾性体材料と含フッ素高分子の共重合物とが含まれているオフセット防止層２を、表層として形成したものである。図２の加熱定着ローラは基体３の表面に、接着層としての耐熱性中間層４と、耐熱性ＴＰＥからなる弾性体層５と、含フッ素高分子の共重合物からなるオフセット防止層６をこの順に積層したものである。
【００３６】
図３の加熱定着ローラは、基体７の表面に、接着層としての耐熱性中間層８と、耐熱性フッ素系ＴＰＥからなる弾性体層９と、含フッ素高分子の共重合物からなるオフセット防止層１０と、耐熱性フッ素系ＴＰＥからからなる弾性体層９と、含フッ素高分子の共重合物からなるオフセット防止層１０（合計５層）とを、この順に積層したものである。すなわち、図３の加熱定着ローラでは、弾性体層９とオフセット防止層１０とからなる積層構造が２層組み合わせて設けられている。
【００３７】
図４に示す加熱定着ローラは、基体１１の表面に、接着層としての耐熱性中間層１２と、オフセット防止層１４とを、この順に積層したものである。このオフセット防止層１４は、含フッ素高分子の共重合物１４ａの海に、弾性体材料（ＴＰＥ）１３が島状に分散した形態の海島構造となっている。また、図５に示す表面離型性加圧部材すなわち、表面離型性回転体（無端状ベルトまたはローラ）は、基体１５の表面に、シリコーンゴムからなる弾性体層１６と、接着層としての耐熱性中間層１７と、含フッ素高分子の共重合物からなるオフセット防止層１８とを、この順に積層したものである。
【００３８】
上記オフセット防止層２，６，１０，１４または１８中には、導電性充填剤として、図６（ａ）〜（ｃ）に示す球形充填剤２０、ファイバー状充填剤２１、または不定形充填剤２２を配合することが好ましい。
【００３９】
図７に示す、表面離型性加熱部材および表面離型性加圧部材を備えた加熱装置は、フィルム状ワーク（延伸フィルム）２５を走行させながら挟持加熱するためのもので、図２〜図５に示すローラまたは回転体（表面離型性部材）を加熱ローラ２７および加圧ローラ２８として用いている。符号２６は加熱源である。上記加熱ローラ２７は、図略の加熱源を内蔵している。
【００４０】
図１０は、例えば図８の表面離型性加熱部材（ヒートローラ）４０と、図９の表面離型性加圧部材（加圧ローラ）４２とを設けて構成した加熱定着装置を示す。この加熱定着装置は、顕画剤（トナー）４４を担持した記録材（紙）４３を、加熱部材４０と加圧部材４２とのニップ部を通過させる間に加熱してトナー４４を定着するものである。上記加熱部材４０は熱源４１を備えている。
【００４１】
また、図１１は、図２〜図５に示すローラまたは回転体（表面離型性部材）を用いて構成した電子写真式画像形成装置の加熱定着装置を示す説明図である。図８、図９に示す符号について説明すると３０は基体、３１は中間層、３３はオフセット防止層、３４は基体、３５は弾性体層、３６は接着層、３７はオフセット防止層である（構造の詳細は後記する）。
【００４２】
本発明の実施の形態において加熱定着ローラは、図１のようなアルミニウム合金Ａ５０５２等の基体（芯金）１の表面に、接着層であるプライマー層を塗布した後、その上にオフセット防止層２を被覆したものである。従来技術では、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）や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）の、粉体またはディスパージョンを塗布・焼成してオフセット防止層を形成していた。
【００４３】
本発明の構成は、図２に示されるように、少なくとも１種類の耐熱性弾性体材料と、少なくとも１種類の含フッ素高分子の共重合物を含む材料を表面離型性材料とすることを特徴とする。図２の構成では、基体（アルミニウム合金）３上に耐熱性の中間層４（接着の役目をする）に弾性体層５として熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）を用いる。この熱可塑性エラストマーはフッ素系ＴＰＥであって、フッ素ゴムとフッ素樹脂が結合した一種のポリマーアロイであり、分子中に互いに非相溶な硬質成分と軟質成分の両成分を有しているため、例えばフッ素樹脂であるＰＦＡのみを焼成（焼成温度は約３８０℃）した場合と異なり、適度な弾性を具備する膜形成が可能である。フッ素系ＴＰＥの耐熱性は２００℃程度（使用可能な最高温度）である。
【００４４】
オフセット防止層６としては、含フッ素高分子の共重合物を用いる。ＰＦＡのようなフッ素樹脂の粉体材料を用いると、高温の焼成工程が入るため弾性体層を中間に積層したり、混在したりすることができない。本発明では、このようなＰＦＡ等の既存材料を用いず、高分子ポリマー溶液で含フッ素高分子のブロック共重合体を形成し、塗布・乾燥後に低温（１５０℃程度）で固定化できるため、弾性体層５の混在が容易である。図２では、含フッ素高分子の共重合体を最外層として用いている。表面が硬質な加熱定着ローラ（ハードローラ）に比べて、より低い加圧力で加熱定着ローラと加圧ローラ間のニップ幅が確保できるため、画像品質が良く、加圧力も低いため表面の摩耗に対しても有利である。
【００４５】
図３は図２と同様に、含フッ素高分子の共重合体からなるオフセット防止層１０と、その内側に弾性体層９とを積層するとともに、この弾性体層９の内側に、層１０および９を積層して多重構造としたものである。基体７上には耐熱性中間層８を配設し、それに続く層を強固に固定化する。図３の構成では、図２に比べて弾性体の効果が大きく現れ、加圧力の低減が可能であるうえ、高速（高線速）な複写スピードが必要な場合には特に効果がある。
【００４６】
図４は含フッ素高分子の共重合体をベースとして弾性体材料を混合したものである。この場合、含フッ素高分子の共重合体１４ａの海に対して、弾性体材料１３が島状に混在される海島構造をとる。これをオフセット防止層１４として用いている。この層は図３と同様に、基体１１上に耐熱性中間層１２を介して形成される。この場合の利点は、図２および図３で示されるような耐熱性ＴＰＥの弾性体層を成形する押出成形などの工程が不要になることである。
【００４７】
図５は、図２〜図４とは異なる目的で、表面離型性とともに弾性を要求される場合の例である。ローラやドラムなどの回転体が代表例であるが、押出パッドのようなものであってもよい。プラスチックやフィルムの加工で非粘着性を要求される場合や、加熱定着系の離型性表面を維持する目的の場合に有効である。この場合、基体１５上に接着層（図示せず）を介して弾性体層１６が配設されている。加熱定着ローラの例ではシリコーンゴムが使用され、その上にＰＦＡチューブが熱収縮被覆されるが、温度により、またはや経時的な変化でシリコーンゴム層とＰＦＡチューブの剥離が起こる。これは、シリコーンゴムは一般に加硫工程が必要で、１５０℃〜２００℃で硬化させることが必要であるが、シリコーンゴム組成物とフッ素樹脂との線膨張率の差から、ローラ表面上のＰＦＡチューブに皺が生じることが多い。
【００４８】
図５はこの難点を解決したものである。すなわち、シリコーンゴム上に中間層（接着層）１７を介して含フッ素高分子の共重合体で形成されたオフセット防止層１８を設けることで、ＰＦＡチューブ被覆の収縮や剥離の問題を解決している。図５のような加圧部材は、たとえば表面剥離性を要求される定着装置の加圧ローラとして用いられる。
【００４９】
図２〜図５に見られるオフセット防止層には、図６に示すような充填剤が配合される。オフセット防止層は、含フッ素高分子の被膜であり、摩擦等による帯電現象によって負帯電する傾向がある。したがって、正に帯電したトナー（正帯電トナー）を画像形成プロセスに用いる場合、静電的付着現象（静電オフセット）を避けるため、充填剤は導電性を示す炭素材や、炭素−炭素複合体が良く、これらの具体例として球形充填剤２０、ファイバー状充填剤２１および不定形充填剤２２が挙げられる。これらはオフセット防止層形成の過程で微粉体（サブミクロン〜数μｍ）の状態で混合され、膜の中に取り込まれる。オフセット防止層中に分散された炭素系材料または炭素−炭素複合材料の微粉体は、硬質の導電性充填剤であり、オフセット防止層の体積抵抗を所望の値にコントロールし、帯電による静電オフセットを防止するとともに、オフセット防止層の摩耗による損傷や劣化を防止する。
【００５０】
本発明（第１発明）の構成の概要は上記のとおりであるが、以下、本発明の動作について従来技術と対比しながら説明する。
【００５１】
（１）従来の加熱定着ローラでは、オフセット防止層は２０〜３０μｍ厚のフッ素樹脂膜（ＰＦＡ）であり、４００℃近くの高温焼成が必要である。この場合は、基本的にハードローラとなり、画質を確保するために大きな加圧力で定着部のニップ幅を確保することになり、摩耗に対しても不利な状況にある。
【００５２】
本発明では、ポリマー溶液反応で含フッ素高分子の共重合物を作り、これを弾性体材料と混合して固定化（１５０℃程度の熱工程）することにより、または、上記共重合物の層を弾性体層上に積層することによりソフト成分が作用し、厚い弾性体を配設することなくソフトローラとして動作させることができる。また、利用のし方によっては、ソフト成分をもつ本発明のローラを対にして加熱定着装置の加熱部材、加圧部材として動作させることも可能である。
【００５３】
（２）離型性部材でさらに弾性が必要とされるものは、分厚いシリコーンゴムを配設することなく、上記（１）のソフトローラと併用することによって、基体やシリコーンゴムの厚みを軽減した加圧部材とすることができる。
（３）表面離型性部材でさらに弾性が必要とされるものでは、最外層はチューブ被覆によらなくとも離型性が確保できるので、層同士の剥離や最外層の皺などの欠陥が生じない加圧部材としての動作が可能となる。
【００５４】
図１３は本発明（第２発明）の表面離型性部材あるいは表面離型性加熱部材について、代表例として、電子写真式画像形成装置（例えば、乾式複写機、レーザープリンタ当）の加熱定着ローラを例にとった概略構成図である。本発明はローラ以外にも、無端形状をもつ定着用のベルトやフィルム、有端状のシートやパッド、表面離型性を要求される加圧部材にも適用可能である。また、上記部材ばかりでなく、フィルムを延伸加工する熱ローラ、押圧ローラなど表面の非粘着性を要求される部材にも利用可能である。
【００５５】
図１３の加熱定着ローラは、基体（芯金）１５１の表面に、弾性体材料と含フッ素高分子の共重合物とが含まれている表層（オフセット防止層）１５２を形成した後、この表層（の表面）をフッ素化処理したものである。その他の構成は、図１の加熱定着ローラと同様である。
【００５６】
図１４の加熱定着ローラは基体１５３の表面に、接着層としての耐熱性中間層１５４と、耐熱性ＴＰＥからなる弾性体層１５５と、含フッ素高分子の共重合物からなるオフセット防止層１５６をこの順に積層した後、この表層をフッ素化処理したものである。符号１５７はオフセット防止層表面であり、その他の構成は、図２の加熱定着ローラと同様である。
【００５７】
図１３，１４の加熱定着ローラでは、図１５に示すように、オフセット防止層１６０を、含フッ素高分子の共重合物１６１ａに導電性充填剤１６１ｂを配合した形態とすることが好ましい。この導電性充填剤の具体例としては、図１６（ａ）〜（ｃ）に示すように、球形充填剤１６２、ファイバー状充填剤１６３または不定形充填剤１６４であって、表面にフッ素化処理膜１６５を形成したものが望ましい。
【００５８】
図１７に示す加熱定着ローラは、図３の加熱定着ローラと同様に、オフセット防止層を多層に設けたものであり、最外層（表層）の表面であるオフセット防止層表面１７４をフッ素化処理している点で、図３のものと相違する。図１７に記載の符号について説明すると、１７０は基体、１７１は耐熱性中間層（接着層）１７２は弾性体層（耐熱性フッ素系ＴＰＥ）、１７３はオフセット防止層である。
【００５９】
図１８に示す加熱定着ローラは、図４の加熱定着ローラと同様に、オフセット防止層１８３が、含フッ素高分子の共重合体１８３ａの海に、弾性体材料（耐熱性ＴＰＥ）１８２を島状に混在させた海島構造をもつものである。ただし、最外層（表層）の表面であるオフセット防止層表面１８４をフッ素化処理している点で、図４のものと相違する。図１８において符号１８０は基体、符号１８１は耐熱性中間層（接着層）である。
【００６０】
図１９に示す表面離型性加熱部材からなる加熱装置は、図７と同様に、フィルム状ワーク（延伸フィルム）１８６を走行させながら加熱するためのもので、図１３、図１４、図１７、図１８に示すローラまたは回転体（表面離型性部材）を加熱ローラ１８７および加圧ローラ１８８として用いている。符号１８９は加熱源である。上記加熱ローラ１８７は、図略の加熱源を内蔵している。
【００６１】
図２０の加圧部材は図５と同様のもので、基体１９０上に接着層（図示せず）を介して弾性体層１９１が配設され、その上に中間層（接着層）１９２およびオフセット防止層１９３がこの順に積層されている。この加圧部材は、最外層表面であるオフセット防止層表面１９４をフッ素化処理している点で、図５のものと相違している。
【００６２】
図２０の加圧部材は、シリコーンゴムの弾性体層１９１上に接着層１９２を介して含フッ素高分子の共重合体で形成されたオフセット防止層１９３を設けることで、ＰＦＡチューブ被覆の収縮や剥離の問題を解決している。図２０のような加圧部材は、たとえば表面剥離性を要求される定着装置の加圧ローラとして用いられる。
【００６３】
上記オフセット防止層１９３には、図１５に示されるように、導電性充填剤１６１ｂが混合されている。図１５で、オフセット防止層１６０は含フッ素高分子化合物１６１ａの被膜であり、摩擦等による帯電現象によって負帯電する傾向がある。したがって、正に帯電したトナー（正帯電トナー）を画像形成プロセスに用いる場合、静電的付着現象（静電オフセット）を避けるため、充填剤は導電性を示す炭素材や炭素−炭素複合体が良い。図１６（ａ）〜（ｃ）に示す導電性充填剤１６２〜１６４は、オフセット防止層形成の過程で微粉体（サブミクロン〜数μｍ）の状態で混合され膜の中に取り込まれる。オフセット防止層中に分散された炭素系材料または、炭素−炭素複合材料の微粉体は硬質の導電性充填剤であり、オフセット防止層の体積抵抗を所望の値にコントローラし、帯電による静電オフセットを防止するとともに、オフセット防止層の摩耗による損傷や劣化を防止する。本発明では、図１６に示される充填剤表面がフッ素化処理されていることを特徴としている。
【００６４】
図２３に示す加熱定着装置の構造は図１０に示すものと同様で、図２１のヒートローラ（加熱部材）２１０と、図２２の加圧ローラ（加圧部材）２１２とを備えて構成されている。ただし、これらヒートローラおよび加圧ローラでは、最外層表面がフッ素化処理されている点で、それぞれ図８、図９に示すものと相違している。図２１〜図２３に記載の符号について説明すると、２００は基体、２０１は中間層、２０２はオフセット防止層、２０３はシリコーンゴム弾性体層、２０４は接着層、２１１は熱源、２１３は記録材、２１４はトナーである。
【００６５】
以上は、本発明（第２発明）の構成の概要であるが、動作について従来技術との対比で以下に説明する。
１）従来の熱定着ローラでは、オフセット防止層は２０〜３０μｍ厚のフッ素樹脂膜（ＰＦＡ）であり、４００℃近くの高温焼成が必要である。この場合は、基本的にハードローラとなり、画質を確保するために大きな加圧力で定着部のニップ幅を確保することになり、摩耗に対しても不利な状況にある。
【００６６】
本発明は、ポリマー溶液反応で含フッ素高分子の共重合物を作り、これを弾性体材料と混合して固定化（１５０℃程度の熱工程）することにより、または弾性体層上に上記共重合物の層を積層することによりソフト成分が作用し、厚い弾性体を配設することなくソフトローラとして動作させることができる。本発明では、高い離型特性を示すオフセット防止層の表面をフッ素化処理することにより、低い表面自由エネルギーをもつ表面作用で物体の物理化学的付着を著しく低減させ、摩擦係数等のトライボロジー特性を大きく向上させることが可能となっている。また、利用のし方によっては、ソフト成分をもつ本発明のローラを対にして、表面離型に有利な加熱定着装置の加熱部材および加圧部材として動作させることも可能である。
【００６７】
２）離型性部材でさらに弾性が必要とされるものは、分厚いシリコーンゴムを配設することなく、上記１）のソフトローラと併用することによって、基体の肉厚やシリコーンゴムの厚みを軽減した表面離型性加圧部材とすることが可能になっている。
３）面離型性部材でさらに弾性が必要とされるものは、最外層はチューブ被覆によらなくとも離型性が確保できるので、層同士の剥離や最外層の皺などの欠陥が生じない加圧部材としての動作が可能になっている。
【００６８】
【実施例】
以下の実施例１〜９は第１発明に係るものであり、 実施例１１〜２０は第２発明に係るものである。
【００６９】
実施例１
図２に示されるようにアルミニウム合金Ａ５０５２等の基体３の表面にＰＡＩ等の耐熱性中間層４を塗布した後、その上に弾性体層４を概ね５０〜１００μｍの膜厚で被覆する。弾性体層５は熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）であり、望ましくはフッ素系の耐熱性ＴＰＥを用いる。これは、熱可塑性樹脂成形機によって容易に成形できる。例えばダイキン工業（株）のダイエルサーモプラスチックのブロックポリマーを用いた。
【００７０】
弾性体層５の上には、オフセット防止層６として、含フッ素高分子の共重合体を形成している。作製法はフッ化ビニリデン単量体と、これと共重合しうる単量の混合物を使用した。フッ化ビニリデン単量体と共重合しうる単量体として撥水・撥油性（以下、撥水性と記す）に優れたもので、高いフッ素含有量を示すパーフルオロアルキレン化合物や、含フッ素アルキル基を置換基にもつ化合物（パーフルオロアルキル基を側鎖に含む）があり、より具体的には、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレンやＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）が用いられる。本発明の実施例はポリフッ化ビニリデン系ポリマーの溶液にＰＦＡポリマーの溶液を加えた混合溶液を用いた。
【００７１】
混合の割合は、含フッ素アルキル基を置換基にもつ化合物ポリマー含有量がポリフッ化ビニリデン系ポリマーに対して数％から４０％の範囲である。ポリフッ化ビニリデン系ポリマーの溶媒としてはジメチルホルムアミド、ジエチルアセトアミドなどを用意し、濃度を５重量％から５０重量％に調整する。一方、含フッ素アルキル基を置換基にもつ化合物ポリマーの溶媒として１，１，２−トリクロロ−１，２，２−トリフルオロエタンを用意し、ポリマー溶液を調製する。上記ポリマー溶液を用いてブロック共重合体を作製するが、共重合体の製造方法としては、一般に知られている重付加あるいは重縮合法、ラジカル重合、カップリング法が用いられる。このような共重合体はフッ化ビニリデン系ブロック共重合体の海構造と含フッ素高分子量体の島構造をもつ混合体となる。これはミクロ的な相分離構造を成しており、相反する性質が高度に調和して柔構造と機械的強度、耐久性の両方の性質を併せ持つことが可能である。
【００７２】
このように作られたブロック共重合体を塗膜マトリックス樹脂の原料とし、さらに図６に示されるような導電性充填剤を２〜４重量％混合して水溶性ディスパージョンを作る。これをスプレーや浸漬などの塗布手段で１５〜３０μｍの厚さに塗布して１５０℃の温度で数十分乾燥・焼成後に冷却してローラに固定化する。冷却後は表面を研磨テープ等で磨いて表面を、表面粗さＲａが０．８μｍ程度となるように平坦化する。
【００７３】
実施例２
図３は図２の形態を拡張したもので、作製法は同様である。アルミニウム合金Ａ５０５２等の基体７の表面に耐熱性中間層８を塗布した後、その上に弾性体層９を概ね２０〜４０μｍの膜厚で被覆する。弾性体層９はフッ素系の耐熱性ＴＰＥを用い、例えばダイキン工業（株）のダイエルサーモプラスチックのブロックポリマーを用いて成形加工した。弾性体層９上には、オフセット防止層１０として、含フッ素高分子の共重合体を１５〜２０μｍ厚で形成し、この層構成を数回繰り返して積層体を作製した。
【００７４】
含フッ素高分子の共重合体の作製法は、フッ化ビニリデン単量体と共重合しうる単量体としてテトラフルオロエチレンの単量体を使用した。ポリフッ化ビニリデン系ポリマーの溶液にテトラフルオロエチレンポリマーの溶液を加えた混合溶液を用いた。混合の割合は、パーフルオロアルキレン基を置換基にもつ化合物ポリマー含有量がポリフッ化ビニリデン系ポリマーに対して数％から５０％の範囲である。ポリフッ化ビニリデン系ポリマーの溶媒としてはジメチルホルムアミド、ジエチルアセトアミドなどを用意し、濃度を５重量％から５０重量％に調整する。一方、パーフルオロアルキレン基を置換基にもつ化合物ポリマーの溶媒として１，１，２−トリクロロ−１，２，２−トリフルオロエタンを用意し、ポリマー溶液を調製する。上記ポリマー溶液を用いてブロック共重合体を作製するが、共重合体の製造方法としては、一般に知られている重付加あるいは重縮合法、ラジカル重合が用いられる。このように作られたブロック共重合体を塗膜マトリックス樹脂の原料とし、表面に導電性が必要な部材に対してはさらに、図６に示される導電性充填剤を２〜３重量％混合して水溶性ディスパージョンを作る。これをスプレーや浸漬などの塗布手段で塗布し、１５０℃の温度で数十分乾燥・焼成後に冷却してローラに固定化する。
【００７５】
実施例３
図２および図３に示される層構成で、含フッ素高分子の共重合体は含フッ素高分子単量体同士だけではなく、含フッ素高分子多量体同士、あるいは単量体と多量体の共重合でも同様なことが可能である。一例として、ＴＦＥオリゴマー微粉体を用いる。ＴＦＥオリゴマー微粉体はポリテトラフルオロエチレン粉末をフッ素ガス雰囲気中でフッ素化処理したもので、分子鎖の末端までフッ素で置換したものである。このＴＦＥオリゴマー微粉体を適切な溶媒に溶かし、ポリマー溶液としてＰＦＡのポリマー溶液と混合し、ブロック共重合体を作製した。また、フッ化ビニリデン単量体とＴＦＥオリゴマーとのブロック共重合体も適切な溶媒を用いることで可能である。ＴＦＥオリゴマーと他の含フッ素高分子多量体の組み合わせでは、たとえば、パーフルオロプロピルエーテルオリゴマーなどが挙げられる。
【００７６】
実施例４
図４は実施例１〜実施例３で含フッ素高分子の共重合体を形成する際に耐熱性ＴＰＥ、例えばダイキン工業（株）のダイエルサーモプラスチックのブロックポリマーを混合した混合物を形成する。この場合、耐熱性フッ素系ＴＰＥのブロックポリマーと含フッ素高分子共重合体は非相溶性のままとなり、含フッ素高分子共重合体の海構造中に、耐熱性フッ素系ＴＰＥポリマー粒体が島状に浮かんだ構造となる。図４で基体１１上に耐熱性中間層１２を接着層として、上に示された混合物の形態でオフセット防止層１４を形成する。
【００７７】
実施例５
図５は、基体１５上に接着層（図示せず）を介してシリコーンゴム弾性層体層１６を３００μｍ〜数ｍｍの厚さに被覆したのち、中間層１７を配設したのち、実施例１などの方法でオフセット防止層を形成した実施例である。ＰＦＡチューブを最外層として被覆する場合と異なり、フッ化ビニリデン系ブロック共重合体の海構造と含フッ素高分子量体の島構造をもつ混合体を実施例１の方法によって形成した場合には、シリコーンゴム層への固定化が低温（１５０℃程度）で行えるため、下層の変性や劣化を招くことなくオフセット防止層が１５〜３０μｍの厚さで形成される。
【００７８】
実施例６
図７は実施例１〜実施例５の方法で得られた表面離型性部材を加熱ローラとして用いた一例である。プラスチックフィルムの延伸加工でのローラ表面については、加熱工程でフィルムの加工を行うと同時に、ローラへの巻き付きやワーク２５の皺発生を防止するため離型性が要求される。加熱源を具備するローラ形状の加熱体２７と、圧力を加えるローラ形状の加圧体２８の間に挟持・搬送されるワーク２５を補助加熱源２６で加熱しながら加工する。加圧体２８は、実施例５と同様な方法でやや厚い弾性体層を具備したローラであり、加熱体２７は、例えば実施例１と同様な方法で作製された表面離型性加熱部材である。
【００７９】
実施例７
図１０は加熱定着装置の実施例を示す。この定着装置の具体的利用先は、電子写真式画像形成装置である乾式複写機やレーザープリンタのトナー画像定着装置である。図８は内部に加熱源（図略）を具備したヒートローラ４０である。アルミニウム合金等の円筒形の基体３０に中間層３１を介してオフセット防止層３３が形成されている。このオフセット防止層３３は実施例１〜実施例４のいずれかの方法で作製されたものである。
【００８０】
図９はやや厚いシリコーンゴムの弾性体層３５を有する加圧ローラ４２であり、基体３４上に弾性体層３５、接着層３６およびオフセット防止層３７を積層したものである。作製方法は実施例５に示される方法と同様である。内部に熱源４１を有する加熱部材として図８で示されるヒートローラ４０を用い、加圧部材として図９で示される加圧ローラ４２を用いた加熱定着装置が、図１０に示すものである。表面離型性部材４０および４２に挟持・搬送される記録材４３上の、未定着画像を構成する顕画剤（トナー）４４は、両部材の接点で加熱定着される。この接点では、定着ニップと呼ばれる一定の面積で加熱押圧され、トナーが記録材上に固定される。
【００８１】
従来の技術、例えば金属基体上にＰＦＡ樹脂のみの被膜３０μｍ厚で作製された加熱部材４０の表面硬度が、マイクロゴム硬度で８０度以上あったのに対し、本発明の実施例５で作製された加熱部材４０のマイクロゴム硬度は６２度であった。また、本発明の実施例５で作製された加圧部材４２のマイクロゴム硬度は４１度であった。また本発明の実施例２で作製された部材表面のマイクロゴム硬度は４８度であったため、シリコーンゴムを弾性体層とした加圧部材を用いなくても、加圧部材４２として使用することに何ら支障はなかった。
【００８２】
実施例８
図１１は、実施例７と同様に電子写真式画像形成装置の加熱定着装置に用いた例である。記録材５５上の顕画剤（トナー）５６は、下部加圧ローラ５４と上部加圧ローラ５２の間にあり、かつ循環走行する無端状の定着ベルト５０によって加熱定着される。定着ベルト５０は熱源５１によって、定着時は加熱定着に適する温度に保持される。未定着画像の定着を確実に行うため上部加圧ローラ５２内に圧力印加部材５３が配設されている。この定着装置の機能は実施例７の定着装置と同様であり、本発明によって無端状ベルトの基体上に形成されたオフセット防止層は、従来法によった定着ベルトと比べて表面のマイクロゴム硬度が２０％低くなったうえ、圧力印加部材５３で押圧する加圧力を１５％低減させても同一の定着品質が確保できた。このため同一期間、同一複写枚数に対しても、ベルト表面の割れや皺の発生が確認できなかった。
【００８３】
実施例９
図１０に示す定着装置を搭載してなる、図１２の電子写真式画像形成装置を稼動評価した。従来技術との比較を行うため、直径４０ｍｍの定着ローラ（加熱定着部材）と直径５５ｍｍの加圧ローラ（加圧定着部材）について、定着装置の構成部材の組み合わせを以下のようにして評価した結果、［表１］のようになった。この［表１］において、◎は「特性が非常に良い」、○は「特性が良い」、△は「特性がやや良い」、×は「特性が不十分」をそれぞれ意味する（後記［表２］においても同じ）。
【００８４】
【表１】
表１において、符号Ａ−１〜Ｇ−１およびＸ−１で示す定着装置の構成は、それぞれ以下のとおりである。
・Ａ−１：本発明の実施例１で作製した定着ローラと、シリコーンゴム弾性体層にＰＦＡチューブを被覆した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｂ−１：本発明の実施例２で作製した定着ローラと、シリコーンゴム弾性体層にＰＦＡチューブを被覆した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｃ−１：本発明の実施例３で作製した定着ローラと、シリコーンゴム弾性体層にＰＦＡチューブを被覆した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｄ−１：本発明の実施例４で作製した定着ローラと、シリコーンゴム弾性体層にＰＦＡチューブを被覆した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｅ−１：本発明の実施例１で作製した定着ローラと、本発明の実施例２で作製した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｆ−１：本発明の実施例１で作製した定着ローラと、本発明の実施例５で作製した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｇ−１：本発明の実施例２で作製した定着ローラと、本発明の実施例５で作製した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｘ−１：ＰＦＡの粉体を静電塗装して焼成した定着ローラとシリコーンゴム弾性体層にＰＦＡチューブを被覆した加圧ローラで構成した定着装置
【００８６】
実施例１１
図１４に示す構造の加熱定着ローラを、実施例１と同一の手順・条件で作製した。実施例１との相違点は、オフセット防止層表面１５７をフッ素化処理したことである。
【００８７】
実施例１２
図１６に示される導電性充填剤は、特に炭素−炭素複合体が良く、これらの充填剤には球形充填剤１６２、ファイバー状充填剤１６３および不定形充填剤１６４がある。炭素系材料は一般にＣ−Ｃ結合が強く、ぬれにくい性質を持つ。そのため炭素と炭素（Ｃ−Ｃ）複合体を作るために、あらかじめ電解酸化で表面処理を行って複合化し、その後でフッ素ガスに直接接触させて表面フッ素化処理を行う。実施例１１のオフセット防止層材料に混合する前には、フッ素ガスを用いたフッ素化処理を行った。フッ素圧４Ｐａ、２５℃、８分の処理を行い、ぬれ性が改善されたためマトリックス化合物への分散性が向上した。
【００８８】
実施例１３
図１７に示す加熱定着ローラを実施例２と同一の手順・条件で作製した。実施例２との相違点は、オフセット防止層表面１７４をフッ素化処理したことである。
【００８９】
実施例１４
図１４および図１７に示される層構成で、含フッ素高分子の共重合体は含フッ素高分子単量体同士だけではなく、含フッ素高分子多量体同士、あるいは単量体と多量体の共重合でも同様なことが可能である。一例としてＴＦＥオリゴマー微粉体を用いる。ＴＦＥオリゴマー微粉体はポリテトラフルオロエチレン粉末をフッ素ガス雰囲気中でフッ素化処理したもので、分子鎖の末端までフッ素で置換したものである。このＴＦＥオリゴマー微粉体を適切な溶媒に溶かし、ポリマー溶液としてＰＦＡのポリマー溶液と混合し、ブロック共重合体を作製した。また、フッ化ビニリデン単量体とＴＦＥオリゴマーとのブロック共重合体も適切な溶媒を用いることで可能である。ＴＦＥオリゴマーと他の含フッ素高分子多量体の組み合わせとしては、たとえば、パーフルオロプロピルエーテルオリゴマーなどが挙げられる。この場合も上記の実施例と同様にオフセット防止層表面にフッ素化処理を施した。
【００９０】
実施例１５
図１８は含フッ素高分子の共重合体を形成する際に耐熱性ＴＰＥ、例えばダイキン工業（株）のダイエルサーモプラスチックのブロックポリマーを混合した混合物を形成する。この場合、耐熱性フッ素系ＴＰＥのブロックポリマーと含フッ素高分子共重合体は非相溶性のままとなり、含フッ素高分子共重合体の海構造に、耐熱性フッ素系ＴＰＥポリマー粒体が島状に浮かんだ構造となる。図１８で基体１８０上に耐熱性中間層１８１を接着層として、上記した混合物の形態でオフセット防止層１８３を形成している。この場合も上記の実施例と同様にオフセット防止層表面にフッ素化処理を施した。
【００９１】
実施例１６
図２０は、基体１９０上に接着層（図示せず）を介してシリコーンゴム弾性体層１９１を３００μｍ〜数ｍｍの厚さに被覆し、中間層１９２を配設したのち、実施例１１などの方法でオフセット防止層を形成した実施例である。ＰＦＡチューブを最外層として被覆する場合と異なり、フッ化ビニリデン系ブロック共重合体の海構造と含フッ素高分子量体の島構造をもつ混合体を実施例１１の方法によって形成した場合には、シリコーンゴム層への固定化が低温（１５０℃程度）で行えるため、下層の変性や劣化を招くことなくオフセット防止層が１５〜３０μｍの厚さで形成されている。この場合も上記の実施例と同様にオフセット防止層表面にフッ素化処理を行った。
【００９２】
実施例１７
図２４は、上記の実施例で示したオフセット防止層表面をフッ素化処理する具体的方法の説明図である。一例として、円筒状の表面離型性部材（ローラ）の表面処理を行う例を示す。フッ素化の前に気相で部材表面の酸化処理を行う。フッ素化処理前の酸化処理は図２４に示されるよる気相酸化法によって行った。真空容器２７０内のプラズマ源２８２に酸素、オゾン、窒素酸化物等のガスをガス導入系２８３から導入し、プラズマ化したガスを定着用回転体である定着用部材２７４を回転させながら照射する。符号２７６は部材の保持機構、符号２７５はローラの回転駆動系、符号２７７はその制御装置である。
【００９３】
真空容器２７０は真空排気装置２７２、真空バルブ２７３を用いて真空状態にされる。符号２７８は加熱用ヒータ、符号２７９はその電源である。プラズマ源は種々の方式が利用可能であるが磁場発生装置２８０、マイクロ波発生装置２８１を具備した有磁場マイクロ波プラズマ発生装置を使用した。プラズマは２００Ｗの出力で５分間放電を行い酸化処理を行った。気相の酸化処理の後にフッ素系ガスをガス導入系２７１から導入し５×１．３３Ｐａの圧力下で部材２７４を回転しながら３０℃、１０分間実施した。部材２７４の加熱にはヒータ２７８を用いている。これによってＣ−Ｆ共有結合を形成しえない温度で−ＣＦ３ 基の生成を行うことができた。このように表面処理されたローラの特性を調べたところ、水に対する静的接触角が１１８度以上、マイクロゴム硬度が４１〜５２度、動摩擦係数が０．０５１となった。
【００９４】
実施例１８
図１９は、上述の実施例に示された方法で得られた表面離型性部材を加熱ローラとして用いた一例である。プラスチックフィルムの延伸加工でローラ表面については、加熱工程でフィルムの加工を行うと同時に、ローラへの巻き付きやワークの皺発生のため離型性が要求される。加熱源を具備するローラ形状の加熱体１８７と圧力を加えるローラ形状の加圧体１８８の間に挟持・搬送されるワーク１８６を補助加熱源１８９で加熱しながら加工する。加圧体１８８は、実施例１６と同様な方法でやや厚い弾性体層を具備したローラであり、加熱体１８７は、例えば実施例１１と同様な方法で作製された表面離型性加熱部材である。
【００９５】
実施例１９
図２１〜図２３は、加熱定着装置の実施例を示す。この定着装置の具体的利用先は、電子写真式画像形成装置である乾式複写機やレーザープリンタのトナー画像定着装置である。図２１は内部に加熱源を具備したヒートローラ２１０である。アルミニウム合金等の円筒形の基体２００に中間層２０１を介してオフセット防止層２０２が形成されている。このオフセット防止層は実施例１１〜実施例１４のいずれかの方法で作製されたものである。図２２はやや厚いシリコーンゴムの弾性体層２０３を有する加圧ローラ２１２である。基体２００上に弾性体層２０３、接着層２０４、およびオフセット防止層２０２がある。作製方法は上述の実施例に示される方法と同様である。図２１で示される部材を、内部に熱源（図略）を有する加熱部材２１０として用い、図２２で示される部材を加圧部材２１２として用いた加熱定着装置を図２３に示す。
【００９６】
表面離型性部材２１０および２１２に挟持・搬送される記録材２１３にある未定着画像を構成する顕画剤（トナー）２１４は両部材の接点で加熱定着される。この接点では定着ニップと呼ばれる一定の面積で加熱押圧され、トナーが記録材上に固定される。従来の技術、例えば金属基体上にＰＦＡ樹脂のみの被膜３０μｍ厚で作製された加熱部材２１０の表面硬度が、マイクロゴム硬度で８０度以上あったのに対し、本発明の実施例１１で作製された加熱部材２１０のマイクロゴム硬度は６１度であった。また、本発明の実施例１６で作製された加圧部材２１２のマイクロゴム硬度は４３度であった。また本発明の実施例１３で作製された部材表面のマイクロゴム硬度は４７度であったため、シリコーンゴムを弾性体層として用いた加圧部材を用いずとも、加圧部材２１２として使用することに何ら支障はなかった。
【００９７】
実施例２０
図２３に示す定着装置を搭載して図１２の電子写真式画像形成装置を稼動評価した。従来技術との比較を行うため、直径４０ｍｍの定着ローラ（加熱定着部材）と直径５５ｍｍの加圧ローラ（加圧定着部材）について、定着装置を構成する部材の組み合わせを以下のようにして評価した結果、下記［表２］のようになった。
【００９８】
【表２】
・Ａ−２：本発明の実施例１１で作製した定着ローラと、シリコーンゴム弾性体層にＰＦＡチューブを被覆した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｂ−２：本発明の実施例１１で作製した定着ローラであるが、ローラ表面のフッ素化処理を行わなかったものと、シリコーンゴム弾性体層にＰＦＡチューブを被覆した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｃ−２：本発明の実施例１３で作製した定着ローラと、シリコーンゴム弾性体層にＰＦＡチューブを被覆した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｄ−２：本発明の実施例１３で作製した定着ローラであるが、ローラ表面のフッ素化処理を行わなかったものと、シリコーンゴム弾性体層にＰＦＡチューブを被覆した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｅ−２：本発明の実施例１３で作製した定着ローラと、本発明の実施例１６で作製した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｆ−２：本発明の実施例１４で作製した定着ローラと、本発明の実施例１６で作製した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｇ−２：本発明の実施例１５で作製した定着ローラと、本発明の実施例１３で作製した加圧ローラとで構成した定着装置
・Ｘ−２：ＰＦＡの粉体を静電塗装し焼成した定着ローラと、シリコーンゴム弾性体層にＰＦＡチューブを被覆した加圧ローラとで構成した定着装置
【０１００】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば以下の効果が得られる。
（１）請求項１に係る発明の効果
本発明の表面離型性材料は、ハードセグメントとソフトセグメントという、相反する性質をもつ成分を含有しているので、表面がトナー等に対して優れた離型性を発揮する。この表面離型性材料は同時に、適切な弾性を保持するものであるから、表面への機械的ストレスに対して充分な耐摩耗性および耐擦傷性を発揮する。
【０１０１】
（２）請求項２〜１２に係る発明の効果
これらの発明の表面離型性部材は、表層中に含フッ素高分子の共重合体を含有しているから、優れた表面剥離性を発揮すると同時に、この表層中または、表層より内側の層中に弾性材料を含有しているから、請求項１の表面離型性材料と同様に、優れた耐摩耗性および耐擦傷性を発揮する。また、弾性体材料として、熱可塑性エラストマーやシリコーンゴムを用いるので、高温加硫等の工程が不要であり、エネルギー消費量が少ない部材作製法が実現できる。さらに熱可塑性エラストマーは、そのスクラップの再利用が可能であるため、資源の有効利用が可能である。
【０１０２】
また、請求項３，４の発明では単一の層（単一被膜）により表面剥離性、耐摩耗性および耐擦傷性が得られるので、部材作製工程の削減や、材料使用量の低減が可能となる。また、フッ素系熱可塑性エラストマーを混合した含フッ素高分子の共重合体により表層を形成した場合には、フッ素を含む官能基の作用により、表面の離型性が特に高まる。
請求項５，６の表面離型性部材では、表面に摺擦による帯電が生じても、この静電気を的確に放電させることができる。また、請求項５，６の発明において導電性充填剤は硬質粒であるから、表面離型性部材表面の機械的摩耗を防止する機能を発揮する。
さらに、請求項９の発明ではシリコーンゴム弾性層上に、低温で形成可能かつシリコーンゴムとの良好な密着性をもつ表層が形成されているため、高寿命な表面離型性部材を提供することができる。さらに、請求項１０〜１２の発明では、含フッ素高分子の共重合体を含有する表層を低温処理によって形成できるため、充填剤や他の材料を混合することによる機能の複合化が容易となる。
【０１０３】
（３）請求項１３〜２０に係る発明の効果
これらの発明に係る加圧部材、加熱部材、加熱装置および加熱定着装置は、上記表面離型性部材からなるものであるため、この表面離型性部材による各種特性、すなわち表面離型性（特にトナー離型性）、耐摩耗性および耐擦傷性、放電特性を発揮するうえ、これらの加圧部材、加熱部材等を簡便な製造工程で安価に製造することができる。また、ワークを狭圧するニップ圧力を低く設定することが可能となり、ワークの加圧工程、加熱工程やトナー画像の加熱定着工程の高速化が実現できるとともに加圧部材、加熱部材の耐久性を高めることができる。
また、本発明に係る加圧部材では、加圧対象物に対応する適切な弾性と高度な表面離型特性とを具備することで、加圧対象物を加熱加工する場合に、これに損傷や変形を与えることなくスムーズに加工できる加熱装置が提供できる。また、本発明に係る加熱定着装置（請求項５，６を参照）によれば、帯電に起因するトナー等の静電的付着を、したがってオフセット画像を的確に防止することができる。
さらに本発明によれば、高度な弾性が要求される表面離型性部材が実現でき、他の表面離型性部材との併用により、低い加圧力で大きなニップ幅が確保でき、電子写真式画像形成装置の定着画質の向上と高耐久化が容易に実現できる。
【０１０４】
（４）請求項２１〜３５に係る発明の効果
これらの発明（第２発明）に係る表面離型性部材や、この表面離型性部材を用いた表面離型性加圧部材、表面離型性加熱部材、加熱装置および加熱定着装置では、上記第１発明の構成に加えて、表層表面をフッ素化処理するという構成を具備している。このため、第１発明（請求項１〜２０）による種々の効果が得られるうえ、低い表面自由エネルギーをもつ表面作用により物体の物理化学的付着を著しく低減させ、摩擦係数等のトライボロジー特性を大きく向上させる（たとえば動摩擦係数の低下）ことが可能となる。
【０１０５】
とくに、請求項２２に係る表面離型性部材では、導電性充填剤が凝集しにくくなっているため充填剤の分散が均一となり、表層表面の特性均一性を確保することができる。また、請求項２５に係る表面離型性部材では、表層（オフセット防止層）のフッ素化処理をプラズマの物理化学的作用を用いて行う。この結果、表面の分子鎖が切断された部分には−ＣＦ３ 基が形成され、表面自由エネルギーが低下する。また、フッ素化処理によって機械的特性が更に改善され低摩擦係数で、耐摩耗性に富んだ表面が実現できる。また、プラズマ処理は、廃液を伴わない処理法であるため、処理に係る廃棄物などの環境負荷が非常に少ない。
さらに、本発明によれば、高度な表面離型性と適度な弾性とを具備する定着用回転体（ローラ状またはベルト状）を離型部材として用いることにより、低加圧力でも広いニップ幅が確保できて良好な画質を実現することができるうえ、加圧力による表面の損傷や変形が抑制され、高耐久性の加熱定着装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１発明に係る加熱定着ローラの基本的構造を示す斜視図である（以下、図２〜図１２は第１発明の実施の形態を示す）。
【図２】本発明の実施の形態に係る加熱定着ローラを示す模式的断面図である。
【図３】本発明の別の実施の形態に係る加熱定着ローラを示す模式的断面図である。
【図４】本発明の更に別の実施の形態に係る加熱定着ローラを示す模式的断面図である。
【図５】本発明の更に別の実施の形態に係る加圧ローラを示す模式的断面図である。
【図６】図２〜図５のオフセット防止層内に配合される各種導電性充填剤の形状を示す説明図である。
【図７】本発明の更に別の実施の形態に係る加熱装置を示す軸断面図である。
【図８】本発明の更に別の実施の形態に係る加熱ローラを示す軸断面図である。
【図９】本発明の更に別の実施の形態に係る加圧ローラを示す軸断面図である。
【図１０】本発明に係る加熱定着装置の構造説明図であって、加熱部材および加圧部材を軸断面図で示すものである。
【図１１】本発明の更に別の実施の形態に係る加熱定着装置を示す模式的断面図である。
【図１２】本発明の更に別の実施の形態に係る、電子写真式の画像形成装置を要部構造を示す説明図である。
【図１３】第２発明に係る加熱定着ローラの基本的構造を示す斜視図である（以下、図１４〜図２４は第２発明の実施の形態を示す）。
【図１４】本発明の実施の形態に係る加熱定着ローラを示す模式的断面図である。
【図１５】本発明の別の実施の形態に係る、加熱定着ローラまたは加圧ローラの最外層（オフセット防止層）の構造を示す模式的断面図である。
【図１６】図１５に示すオフセット防止層に配合される各種導電性充填剤の形状を示す説明図である。
【図１７】本発明の更に別の実施の形態に係る加熱定着ローラを示す模式的断面図である。
【図１８】本発明の更に別の実施の形態に係る加熱定着ローラを示す模式的断面図である。
【図１９】本発明に係る加熱ローラおよび加圧ローラを備えた加熱装置を示す説明図である。
【図２０】本発明の更に別の実施の形態に係る加圧ローラを示す軸断面図である。
【図２１】本発明の更に別の実施の形態に係る加熱ローラを示す軸断面図である。
【図２２】本発明の更に別の実施の形態に係る加圧ローラを示す軸断面図である。
【図２３】本発明に係る加熱定着装置の構造説明図であって、加熱部材および加圧部材を軸断面図で示すものである。
【図２４】本発明の実施例で使用したフッ素化処理装置の構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 基体（芯金）
２ オフセット防止層
３ 基体（アルミニウム合金）
４ 耐熱性中間層
５ 弾性体層
６ オフセット防止層
７ 基体
８ 耐熱性中間層
９ 弾性体層
１０ オフセット防止層
１１ 基体
１２ 耐熱性中間層
１３ 弾性体材料
１４ オフセット防止層
１４ａ 含フッ素高分子の共重合体
１５ 基体
１６ 弾性体層
１７ 中間層（接着層）
１８ オフセット防止層
２０ 球形充填剤
２１ ファイバー状充填剤
２２ 不定形充填剤
２５ ワーク
２６ 補助加熱源
２７ 加圧体
２８ 加熱体
３０ 基体
３１ 中間層
３３ オフセット防止層
３４ 基体
３５ 弾性体層（シリコーンゴム）
３６ 接着層
３７ オフセット防止層
４０ 加熱部材（ヒートローラ）
４１ 熱源
４２ 加圧部材（加圧ローラ）
４３ 記録材（紙）
４４ 顕画剤（トナー）
５０ 無端状の定着ベルト
５１ 熱源
５２ 上部加圧ローラ
５３ 圧力印加部材
５４ 下部加圧ローラ
５５ 記録材
５６ 顕画剤（トナー）
１５１ 基体（芯金）
１５２ オフセット防止層
１５３ 基体
１５４ 耐熱性中間層
１５５ 弾性体層
１５６ オフセット防止層
１５７ オフセット防止層表面
１６０ オフセット防止層
１６１ａ 含フッ素高分子化合物
（含フッ素高分子の共重合物）
１６１ｂ 導電性充填剤
１６２ 球形充填剤
１６３ ファイバー状充填剤
１６４ 不定形充填剤
１６５ フッ素化処理膜
１７０ 基体
１７１ 耐熱性中間層（接着層）
１７２ 弾性体層
１７３ オフセット防止層
１７４ オフセット防止層表面
１８０ 基体
１８１ 耐熱性中間層（接着層）
１８２ 弾性体材料
１８３ オフセット防止層
１８３ａ 含フッ素高分子の共重合体
１８４ オフセット防止層表面
１８６ フィルム状ワーク
１８７ 加熱ローラ
１８８ 加圧ローラ
１８９ 補助加熱源
１９０ 基体
１９１ シリコーンゴム弾性体層
１９２ 中間層（接着層）
１９３ オフセット防止層
１９４ オフセット防止層表面
２００ 基体
２０１ 中間層
２０２ オフセット防止層
２０３ シリコーンゴム弾性体層
２０４ 接着層
２１０ 加熱ローラ
２１１ 熱源
２１２ 加圧ローラ
２１３ 記録材
２１４ 顕画剤（トナー）
Claims (35)
- 少なくとも含フッ素高分子の共重合物と弾性体材料とを含有する混合物からなることを特徴とする表面離型性材料。
- 含フッ素高分子の共重合物を主成分とする表層と、その内側に積層された弾性体材料からなる層とを備えていることを特徴とする表面離型性部材。
- 前記表層が含フッ素高分子の共重合物と、弾性体材料との混合物で形成されていることを特徴とする表面離型性部材。
- 前記混合物が、含フッ素高分子の共重合物の海に弾性体材料が島状に分散した海島構造のものであることを特徴とする請求項３に記載の表面離型性部材。
- 前記表層が、導電性充填物を配合した含フッ素高分子の共重合物で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の表面離型性部材。
- 前記表層が含フッ素高分子の共重合物と、弾性体材料と、導電性充填物との混合物で形成されていることを特徴とする請求項５に記載の表面離型性部材。
- 前記弾性体材料が熱可塑性エラストマーであることを特徴とする２〜６のいずれかに記載の表面離型性部材。
- 前記熱可塑性エラストマーがフッ素系熱可塑性エラストマーであることを特徴とする請求項７に記載の表面離型性部材。
- 前記弾性体材料がシリコーンゴムであることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の表面離型性部材。
- 前記含フッ素高分子の共重合物が、含フッ素化合物の単量体同士の共重合で得られたものであることを特徴とする請求項２〜９のいずれかに記載の表面離型性部材。
- 前記含フッ素高分子の共重合物が、含フッ素化合物の多量体同士の共重合で得られたものであることを特徴とする請求項２〜９のいずれかに記載の表面離型性部材。
- 前記含フッ素高分子の共重合物が、含フッ素化合物の単量体と、含フッ素化合物の多量体との共重合で得られたものであることを特徴とする請求項２〜９のいずれかに記載の表面離型性部材。
- 当該表面離型性部材が、フィルム状部材またはシート状部材を加圧するための表面離型性加圧部材である特徴とする請求項２〜１２のいずれかに記載の表面離型性部材。
- 当該表面離型性部材が、フィルム状またはシート状のワークに圧接してこれを加熱するための表面離型性加熱部材であって、内部または外部に加熱源を備えたものであること特徴とする請求項２〜１２のいずれかに記載の表面離型性部材。
- 請求項１３に記載の表面離型性加圧部材及び／又は請求項１４に記載の表面離型性加熱部材を備え、これらの加圧部材及び／又は加熱部材を用いて、フィルム状またはシート状のワークを挟圧加熱することを特徴とする加熱装置。
- 前記表面離型性加圧部材および前記加熱部材がローラ状のものであることを特徴とする請求項１５に記載の加熱装置。
- 請求項１３に記載の表面離型性加圧部材と、請求項１４に記載の表面離型性加熱部材とを備え、これらの加圧部材と加熱部材とで、トナー像を担持した記録材を挟圧加熱することを特徴とする、電子写真式画像形成装置の加熱定着装置。
- 前記表面離型性加圧部材が加圧ローラ、前記表面離型性加熱部材が定着ローラであることを特徴とする請求項１７に記載の、電子写真式画像形成装置の加熱定着装置。
- 前記表面離型性加圧部材が加圧ローラであり、前記表面離型性加熱部材が無端状定着ベルト、有端状定着シートまたは定着パッドであることを特徴とする請求項１７に記載の、電子写真式画像形成装置の加熱定着装置。
- 請求項１８または１９に記載の定着装置を備えていることを特徴とする電子写真式画像形成装置。
- 含フッ素高分子の共重合物を主成分とする表層と、その内側に積層された弾性体材料からなる層とを備えている表面離型性部材であって、前記表層の表面がフッ素化処理されていることを特徴とする表面離型性部材。
- 前記表層は、表面がフッ素化された導電性充填物を配合した含フッ素高分子の共重合物で形成されていることを特徴とする請求項２１に記載の表面離型性部材。
- 前記導電性充填物は、炭素または炭素−炭素複合体の微粉体であることを特徴とする請求項２２に記載の表面離型性部材。
- 表層が含フッ素高分子の共重合物と、弾性体材料との混合物で形成され、かつ前記表層の表面がフッ素化処理されていることを特徴とする表面離型性部材。
- 前記フッ素化処理方法が、フッ化炭素ガスを用いたプラズマ処理法であることを特徴とする請求項２１〜２４のいずれかに記載の表面離型性部材。
- 前記弾性体材料がフッ素系熱可塑性エラストマーであることを特徴とする請求項２１〜２５のいずれかに記載の表面離型性部材。
- 前記弾性体材料がシリコーンゴムであることを特徴とする請求項２１〜２５のいずれかに記載の表面離型性部材。
- 当該表面離型性部材が、フィルム状部材またはシート状部材を加圧するための表面離型性加圧部材である特徴とする請求項２１〜２７のいずれかに記載の表面離型性部材。
- 当該表面離型性部材が、フィルム状またはシート状のワークに圧接してこれを加熱するための表面離型性加熱部材であって、内部または外部に加熱源を備えたものであること特徴とする請求項２１〜２７のいずれかに記載の表面離型性部材。
- 請求項２８に記載の表面離型性加圧部材及び／又は請求項２９に記載の表面離型性加熱部材を備え、これらの加圧部材及び／又は加熱部材を用いて、フィルム状またはシート状のワークを挟圧加熱することを特徴とする加熱装置。
- 前記表面離型性加圧部材および前記加熱部材がローラ状のものであることを特徴とする請求項３０に記載の加熱装置。
- 請求項２８に記載の表面離型性加圧部材と、請求項２９に記載の表面離型性加熱部材とを備え、これらの加圧部材と加熱部材とで、トナー像を担持した記録材を挟圧加熱することを特徴とする、電子写真式画像形成装置の加熱定着装置。
- 前記表面離型性加圧部材が加圧ローラ、前記表面離型性加熱部材が定着ローラであることを特徴とする請求項３２に記載の、電子写真式画像形成装置の加熱定着装置。
- 前記表面離型性加圧部材が加圧ローラであり、前記表面離型性加熱部材が無端状定着ベルト、有端状定着シートまたは定着パッドであることを特徴とする請求項３２に記載の、電子写真式画像形成装置の加熱定着装置。
- 請求項３３または３４に記載の定着装置を備えていることを特徴とする電子写真式画像形成装置。
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2002
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| JP2013015676A (ja) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Canon Inc | 定着部材および定着装置 |
| JP2011215648A (ja) * | 2011-07-29 | 2011-10-27 | Kyocera Mita Corp | 定着装置 |
| US20140119788A1 (en) * | 2012-10-30 | 2014-05-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Fusing device and image forming apparatus having the same |
| JP2019502573A (ja) * | 2015-12-22 | 2019-01-31 | サイテック インダストリーズ インコーポレイテッド | 複合材部材のための離型性表面材 |
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