JP2004170758A

JP2004170758A - 加熱定着部材及びそれを有する画像形成装置

Info

Publication number: JP2004170758A
Application number: JP2002337836A
Authority: JP
Inventors: Nozomi Takahata; 望高畑; Takayuki Yoshii; 孝之吉井; Kyoichi Ashikawa; 恭一芦川; Norihiko Yasuse; 徳彦安瀬; Haruaki Kondo; 玄章近藤; Koji Kamiya; 公二神谷; Atsushi Ishibe; 篤石部; Takuzo Kurachi; 卓三倉地
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-11-21
Filing date: 2002-11-21
Publication date: 2004-06-17

Abstract

【課題】画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができ、しかも、酸化錫を単独で含有しているよりも、粘度増加を抑えて加工性を向上させることができると共に、加工コストを押さえることができる加熱定着部材及びそれを有する画像形成装置を提供する。
【解決手段】基体１上に、耐熱性合成ゴムで構成される弾性層２、及び、フッ素系樹脂で構成される離型層３を順次有する加熱定着部材１０において、該弾性層２が、酸化錫と、酸化鉄、カーボンブラック、酸化セリウム及び水酸化セリウムから選ばれる少なくとも１種と、を含有している。前記酸化錫は、好ましくは、酸素欠損型酸化錫である。前記耐熱性合成ゴムは、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フロロシリコーンゴムから選ばれる耐熱性合成ゴムである。前記フッ素系樹脂は、例えば、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転写紙上に形成されたトナーで構成される未定着像を加熱、加圧して定着するために用いられる加熱定着部材、及び、それを有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の電子写真方式の画像形成装置の説明図である。図７に示されているように、従来の電子写真方式の画像形成装置１００、例えば、複写機及びレーザプリンタは、静電潜像が形成される感光体ドラム１０１、感光体ドラム１０１に接触して帯電処理を行う帯電ローラ１０２、レーザビーム等の露光手段１０３、感光体ドラム１０１の静電潜像にトナーを付着させる現像ローラ１０４、帯電ローラ１０２にＤＣ電圧を印加するためのパワーパック１０５、感光体ドラム１０１上のトナー像を記録紙１０７に転写処理する転写ローラ１０６、転写処理後の感光体ドラム１０１をクリーニングするためのクリーニング装置１０８、感光体ドラム１０１の表面電位を測定する表面電位計１０９、並びに、熱定着ローラ１１１及び加圧ローラ１１２からなる熱定着装置１１０によって構成されている。
【０００３】
この電子写真方式を用いる画像形成装置１００は、回転する感光体ドラム１０１の感光体層を帯電ローラ１０２を用いて一様に帯電させた後にレーザビーム等の露光手段１０３で露光して静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーによって現像することによりトナー像とし、このトナー像を記録紙１０７上に転写し、そして、この記録紙１０７を熱定着ローラ１１１及び加圧ローラ１１２からなる熱定着装置１１０に通過させて記録紙１０７上に付着しているトナーを熱定着ローラ１１１の熱により軟化させつつ加圧して記録紙１０７上にトナー像を熱定着するように構成されている。
【０００４】
このような画像形成装置１００の熱定着装置においては、アルミニウム等の金属の中空円筒体からなる芯金の外周面にトナーの粘着を防止するために被覆された四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）等のフッ素系樹脂からなる離型層を設けた熱定着ローラ１１１が使用されているが、この熱定着ローラ１１１は、芯金の中空部に回転中心線に沿ってハロゲンランプ等のヒータを配置し、その輻射熱によって熱定着ローラ１１１を内側から加熱するようになっており、そして、熱定着ローラ１１１と加圧ローラ１１２との間に記録紙１０７を通過させることにより、記録紙１０７の上に付着しているトナーを熱定着ローラ１１１の熱により軟化させつつ加圧して記録紙上に定着させるようになっている。
【０００５】
この熱定着ローラ１１１は、離型性には優れているが、柔軟性及び弾力性には劣っているので、光沢を必要とするフルカラー複写機、フルカラーレーザープリンター等の画像形成装置に対応することができない。従来、光沢画像を必要とするフルカラー複写機、レーザープリンター等の画像形成装置においては、赤（マゼンタ）、青（シアン）、黄（イエロー）、黒（ブラック）の４色のカラートナーが用いられているが、これらのカラートナーで構成されるカラー画像を定着する際には、これらのカラートナーを溶融状態で混合する必要があり、そのために、カラートナーを低融点化して溶融しやすくすると共に、複数種のカラートナーを、熱定着ローラ１１１の表面で包み込むようにして、溶融状態で均一に混合させることが必要になる。それ故、熱定着ローラ１１１の表面の必要な特性の一つとして柔軟性があげられる。
【０００６】
従来の光沢画像のフルカラー熱定着ローラにおいては、このような熱定着ローラの表面に柔軟性を付与するために、シリコーンゴムで構成されるローラ（基材）上に、該基材のシリコーンゴムよりも離型性及び耐久性の優れたシリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性合成ゴムで構成されるゴム層を設けた熱定着ローラがある。
【０００７】
熱ローラ定着法は、熱ローラ全体が所定温度に保持されること、熱容量が大きいこと等の利点を有しているので、プリント速度の高速化に適した方法であるが、熱ローラを所定の温度まで加熱するのにかなりの時間が必要となるので、熱ローラ全体を加熱するのに、電力消費が大きくなるという欠点も有している。近年、省エネルギー化への活動が活発になっており、立ち上がり時間の短縮が検討されている。立ち上がり時間の短縮をする技術の一つとして、ヒータにより熱せられたフィルム状のエンドレスベルトを介して、記録紙上のトナーを加熱するベルト定着方法（特許文献１参照。）が提案されている。
【０００８】
図８は、従来のベルト方式の熱定着装置の説明図である。図８に示されているように、従来の電子写真方式の画像形成装置においては、加熱ローラ１１５と熱定着ローラ１１４とによって回転可能に設けた定着ベルト１１３、及び、前記定着ベルト１１３を介して前記熱定着ローラ１１４に接するように設けた加圧ローラ１１６を有するベルト方式の熱定着装置１１７が用いられている。このようなベルト方式の熱定着装置１１７は、加熱ローラ１１５で加熱された定着ベルト１１３と加圧ローラ１１６との間に記録紙１０７を通過させることにより、記録紙１０７の上に付着しているトナーを定着ベルト１１３の熱により軟化させつつ加圧ローラ１１６で加圧して記録紙上に定着させるようになっている。
【０００９】
従来のベルト方式の熱定着装置１１７によれば、薄いフィルム状の定着ベルト１１３を直接加熱するので、電源投入後短時間で所定の温度に達し、そのために、電源投入後の待ち時間を削減することができ、また、必要部分のみを加熱するので、電力消費が少ないという利点もある。
【００１０】
これまでの熱定着ローラ及び定着ベルトの表面は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等で構成されているので、柔軟性に優れているが、トナー離型性が不足しており、そのために、トナーオフセット現象が発生しやすい。また、これらゴム弾性層は、耐摩耗性が低いので、表面の摩耗及び劣化が激しい。
【００１１】
これらの不具合を解消するために、シリコーン系の潤滑オイルを熱定着ローラ及び定着ベルト表面に塗布する方法があった。この方法は、初期的には効果がみられるが、十分ではなく、また、この潤滑オイルにより耐熱性合成ゴムが膨潤するという新たな不具合が発生するという問題があった。さらに、この方法は、▲１▼シリコーンオイルの補充といったユーザーメンテナンスが必要となること、▲２▼シリコーンオイル補充システムを付属させなければならずコストがかかること、▲３▼シリコーンオイルが転写紙に付着し転写紙にペンで記入できなくなること、等の問題があった。それ故、シリコーンオイル不使用の熱定着ローラ及び熱定着ベルトが必要とされていた。
【００１２】
シリコーンオイル不使用の熱定着ローラ及び熱定着ベルトとしては、上記の熱定着ローラ及び熱定着ベルトの弾性層の表面に離型層を形成したものがあった。離型層を構成する材料としては、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、及び、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）といったものが使用されていた。
【００１３】
このような熱定着ローラ及び熱定着ベルトの形成において、シリコーンゴム等の耐熱性合成ゴムで構成される弾性層上にフッ素樹脂塗布層を塗工する手段には、スプレー、ディッピング等の湿式塗工法、電着塗工等の乾式塗工法等の手段があった。そして、このように弾性層上に塗工されたフッ素樹脂塗布層は、３００℃以上の高温で溶融・焼成されて、トナー、紙紛等に対して充分な離型性を有するフッ素樹脂層に成膜されていた。
【００１４】
【特許文献１】
特開平６−３１８００１号公報
【特許文献２】
特開平１１−６０９５５号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような弾性層上に塗工されたフッ素樹脂塗布層を焼成して離型層を成膜すると、弾性層を構成するシリコーンゴム等の耐熱性合成ゴムが焼成による熱で劣化するので、次のような問題があった。
即ち、（ａ）シリコーンゴム等の耐熱性合成ゴムは、２５０℃前後から、耐熱性が低下し、引張り強さ等のゴム特性の劣化が大きくなるので、弾性層にクラック等が生じやすくなり、（ｂ）高温時にシリコーンゴムで構成される弾性層から揮発物が発生するので、フッ素樹脂で構成される表面層に欠陥が生じやすくなり、そして、（ｃ）シリコーンゴム等の耐熱性合成ゴムで構成される弾性層の上にフッ素樹脂塗布層を形成し、これを焼成して表面層を成膜した後冷却すると、これらの層の線膨張係数の違いによって歪が発生するので、表面層にクラックが生じやすくなり、それらの結果、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合が発生すると共に耐久性が低下するという問題があった。
【００１６】
かかるクラックの発生を回避するために、フッ素樹脂チューブの中にゴムを注形する方法があった。この方法では、弾性層を構成する耐熱性合成ゴムを高温にさらす必要がないので、耐熱性合成ゴムの劣化を防ぐことができるが、フッ素樹脂チューブは、薄膜化に限界があるので、この方法で作製された熱定着ベルトは、厚膜の硬いフッ素樹脂層の影響により、前述した離型層の表面の重要特性である柔軟性が損なわれ、そのために、光沢度ムラ等の不具合が発生するといった問題があった。
【００１７】
また、シリコーンゴムに添加剤を加えてシリコーンゴムの耐熱性を上げる方法があった。このような添加剤としては、酸化鉄、カーボンブラック、酸化セリウムといったもの（特許文献２を参照。）が使用されてきたが、最近、それらを上回る耐熱性向上効果がある添加剤として酸化錫が発見された。
【００１８】
酸化錫の添加量と耐熱性の効果とは、比例関係にあるので、耐熱性の効果を向上させるには、酸化錫の添加量を多くすることが考えられるが、酸化錫を多く添加して耐熱性を向上させようとすると、（１）シリコーンゴムの粘度が増加して送液等の加工性が悪くなること、及び、（２）酸化錫が高価であるので部品コストが高くなること、という問題があった。
【００１９】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
即ち、本発明は、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができ、しかも、酸化錫を単独で含有しているよりも、粘度増加を抑えて加工性を向上させることができると共に、加工コストを押さえることができる加熱定着部材及びそれを有する画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、基体上に、耐熱性合成ゴムで構成される弾性層、及び、フッ素系樹脂で構成される離型層を順次有する加熱定着部材において、該弾性層が、酸化錫と、酸化鉄、カーボンブラック、酸化セリウム及び水酸化セリウムから選ばれる少なくとも１種と、を含有していることを特徴とする加熱定着部材である。
【００２１】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記酸化錫が、酸素欠損型酸化錫であることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記耐熱性合成ゴムが、シリコーンゴム、フッ素ゴム、及び、フロロシリコーンゴムから選ばれる耐熱性合成ゴムであることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれかに記載された発明において、前記フッ素系樹脂が、テトラフルオロエチレン−ポリエチレンフルオロビニルエーレル共重合体（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）、及び、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から選ばれるフッ素系樹脂、又は、それらのフッ素樹脂の混合物、或いは、それらのフッ素樹脂を耐熱性の樹脂に分散させたものであることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のいずれかに記載された発明において、前記基体が、アルミニウム、ステンレススチール、真鍮等の金属材料で構成されるローラであることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項６に記載された発明は、請求項１〜４のいずれかに記載された発明において、前記基体が、（イ）ステンレススチール、ニッケル等の金属材料で構成されるシート又は無端ベルト、（ロ）ポリイミド、ポリアミドイミド、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂材料で構成されるシート又は無端ベルト、又は、（ハ）前記（イ）及び（ロ）の積層シート又は無端ベルトであることを特徴とするものである。
【００２６】
請求項７に記載された発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の加熱定着部材を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態を示す加熱定着部材（ローラ）の断面図であって、（ａ）は、横断面図であり、そして、（ｂ）は、一部拡大断面図である。図２は、本発明の他の一実施の形態を示す加熱定着部材（無端ベルト）の断面図である。図３は、各添加剤の添加量と引張り強さ［ＭＰａ］の関係を示すグラフである。図４は、各添加剤の添加量と切断時伸び［％］の関係を示すグラフである。図５は、各添加剤の添加量と重量変化割合［％］の関係を示すグラフである。図６は、各添加剤の添加量と線膨張係数［１０^−４］の関係を示すグラフである。
【００２８】
図１において、１０は、加熱定着部材（ローラ）である。加熱定着部材（ローラ）１０は、基体１上に、耐熱性合成ゴムで構成される弾性層２、及び、フッ素系樹脂で構成される離型層３を順次有している。そして、前記弾性層２は、酸化錫と、酸化鉄、カーボンブラック、酸化セリウム及び水酸化セリウムから選ばれる少なくとも１種と、を含有している。前記酸化錫は、好ましくは、酸素欠損型酸化錫である。
【００２９】
図２において、２０は、加熱定着部材（無端ベルト）である。加熱定着部材（無端ベルト）２０は、基体１１上に、耐熱性合成ゴムで構成される弾性層１２、及び、フッ素系樹脂で構成される離型層１３を順次有している。そして、前記弾性層１２は、酸化錫と、酸化鉄、カーボンブラック、酸化セリウム及び水酸化セリウムから選ばれる少なくとも１種と、を含有している。前記酸化錫は、好ましくは、酸素欠損型酸化錫である。
【００３０】
このように、前記弾性層２，１２が、酸化錫と、酸化鉄、カーボンブラック、酸化セリウム及び水酸化セリウムから選ばれる少なくとも１種と、を含有していると、酸化錫を単独で含有しているものよりも、耐熱性を向上させて、フッ素樹脂焼成時の熱による弾性層を構成する耐熱性合成ゴムの劣化をより低減させることにより、シリコーンオイルを塗布しなくても、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができ、しかも、酸化錫を単独で含有しているよりも、粘度増加を抑えて加工性を向上させることができると共に、加工コストを押さえることができる。本発明においては、前記「酸化錫を単独で含有しているよりも、耐熱性を向上させる」という意味は、例えば、酸化錫１０重量％を添加するよりも、酸化錫５重量％とカーボンブラック５重量％とを添加する方が、耐熱性を向上させることができる、ということを意味している。
【００３１】
前記弾性層２、１２を構成する耐熱性合成ゴムは、好ましくは、シリコーンゴム、フッ素ゴム、及び、フロロシリコーンゴムから選ばれる耐熱性合成ゴムであるが、本発明の目的に反しない限り、それら以外の耐熱性合成ゴムであってもかまわない。このように、弾性層２，１２を構成する耐熱性合成ゴムがシリコーンゴム、フッ素ゴム、及び、フロロシリコーンゴムから選ばれる耐熱性合成ゴムであると、定着時の温度（〜２００℃）において耐熱性を有しているので、定着部材の表面の柔軟性が確保される。
【００３２】
また、前記離型層３，１３を構成するフッ素系樹脂は、例えば、テトラフルオロエチレン−ポリエチレンフルオロビニルエーレル共重合体（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）、及び、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から選ばれるフッ素系樹脂、又は、それらのフッ素樹脂の混合物、或いは、それらのフッ素樹脂を耐熱性の樹脂に分散させたものであるが、本発明の目的に反しない限り、それら以外のフッ素系樹脂であってもかまわない。本発明における離型層３，１３は、その膜厚が厚いと光沢ムラが発生するので、好ましくは、その膜厚が薄いもののほうがよい。このように、離型層３，１３がフッ素系樹脂で構成されていると、シリコーンオイル等を使用しなくてもトナー離型性、紙粉固着防止が可能になる（オイルレス化）。
【００３３】
前記加熱定着部材１０における前記基体１は、好ましくは、アルミニウム、ステンレススチール、真鍮等の金属材料で構成されるローラである。
前記加熱定着部材２０における前記基体１１は、（イ）ステンレススチール、ニッケル等の金属材料で構成されるシート又は無端ベルト、（ロ）ポリイミド、ポリアミドイミド、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂材料で構成されるシート又は無端ベルト、又は、（ハ）前記（イ）及び（ロ）の積層シート又は無端ベルトである。また、前記基体１１は、金属材料で構成されている場合には、無端ベルト又はシートの撓みを考慮して、その膜厚は、１００μｍ以下であることが好ましい。また、前記基体１１は、耐熱性樹脂材料で構成されている場合には、熱容量（立ち上がり時間短縮から、薄い方が有利である）、及び、強度（厚い方が有利である）の観点から、その膜厚は、３０〜２００μｍであることが好ましい。
【００３４】
本発明の画像形成装置は、請求項１〜６のいずれかに記載の加熱定着部材を有しているので、シリコーンオイルを塗布しなくても、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができると共に、耐久性を向上させることができる。
【００３５】
【実施例】
（実施例１）
酸化錫（三菱マテリアル社製、Ｓ−１）２．５重量％及びカーボンブラック（旭カーボン社製、旭ＨＳ−５００）２．５重量％をシリコーンゴム溶液（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、ＤＸ３５−５４７）に添加し、これを遠心攪拌装置で攪拌して、前記酸化錫及びカーボンブラックをシリコーンゴム溶液中に十分に分散させた後、この酸化錫及びカーボンブラックを分散させたシリコーンゴム溶液を４０μｍ厚のベルト状のステンレススチール（ＳＵＳ）製基体上に被覆して、１５０μｍ厚のシリコーンゴム弾性層を形成した。そして、このシリコーンゴム弾性層の表面に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（ＦＥＰ）をスプレー塗装して塗装膜を形成し、続いて、この塗装膜を３２０℃で３０分間焼成して１５μｍ厚の表面層を形成することにより熱定着ベルトを得た。
【００３６】
（実施例２）
酸化錫（三菱マテリアル社製、Ｓ−１）５重量％及びカーボンブラック（旭カーボン社製、旭ＨＳ−５００）５重量％をシリコーンゴム溶液（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、ＤＸ３５−５４７）に添加し、これを遠心攪拌装置で攪拌して、前記酸化錫及びカーボンブラックをシリコーンゴム溶液中に十分に分散させた後、この酸化錫及びカーボンブラックを分散させたシリコーンゴム溶液を４０μｍ厚のベルト状のステンレススチール（ＳＵＳ）製基体上に被覆して、１５０μｍ厚のシリコーンゴム弾性層を形成した以外は、実施例１と同様にして、熱定着ベルトを得た。
【００３７】
（実施例３）
酸化錫（三菱マテリアル社製、Ｓ−１）７．５重量％及びカーボンブラック（旭カーボン社製、旭ＨＳ−５００）７．５重量％をシリコーンゴム溶液（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、ＤＸ３５−５４７）に添加し、これを遠心攪拌装置で攪拌して、前記酸化錫及びカーボンブラックをシリコーンゴム溶液中に十分に分散させた後、この酸化錫及びカーボンブラックを分散させたシリコーンゴム溶液を４０μｍ厚のベルト状のステンレススチール（ＳＵＳ）製基体上に被覆して、１５０μｍ厚のシリコーンゴム弾性層を形成した以外は、実施例１と同様にして、熱定着ベルトを得た。
【００３８】
（実施例４）
酸化錫（三菱マテリアル社製、Ｓ−１）２．５重量％及び酸化鉄（戸田工業社製、１４０ＥＤ）２．５重量％をシリコーンゴム溶液（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、ＤＸ３５−５４７）に添加し、これを遠心攪拌装置で攪拌して、前記酸化錫及びカーボンブラックをシリコーンゴム溶液中に十分に分散させた後、この酸化錫及びカーボンブラックを分散させたシリコーンゴム溶液を４０μｍ厚のベルト状のステンレススチール（ＳＵＳ）製基体上に被覆して、１５０μｍ厚のシリコーンゴム弾性層を形成した以外は、実施例１と同様にして、熱定着ベルトを得た。
【００３９】
（実施例５）
酸化錫（三菱マテリアル社製、Ｓ−１）５重量％及び酸化鉄（戸田工業社製、１４０ＥＤ）５重量％をシリコーンゴム溶液（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、ＤＸ３５−５４７）に添加し、これを遠心攪拌装置で攪拌して、前記酸化錫及びカーボンブラックをシリコーンゴム溶液中に十分に分散させた後、この酸化錫及びカーボンブラックを分散させたシリコーンゴム溶液を４０μｍ厚のベルト状のステンレススチール（ＳＵＳ）製基体上に被覆して、１５０μｍ厚のシリコーンゴム弾性層を形成した以外は、実施例１と同様にして、熱定着ベルトを得た。
【００４０】
（実施例６）
酸化錫（三菱マテリアル社製、Ｓ−１）７．５重量％及び酸化鉄（戸田工業社製、１４０ＥＤ）７．５重量％をシリコーンゴム溶液（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、ＤＸ３５−５４７）に添加し、これを遠心攪拌装置で攪拌して、前記酸化錫及びカーボンブラックをシリコーンゴム溶液中に十分に分散させた後、この酸化錫及びカーボンブラックを分散させたシリコーンゴム溶液を４０μｍ厚のベルト状のステンレススチール（ＳＵＳ）製基体上に被覆して、１５０μｍ厚のシリコーンゴム弾性層を形成した以外は、実施例１と同様にして、熱定着ベルトを得た。
【００４１】
以上、実施例１〜６によって得られた熱定着ベルトを評価するために、実施例１〜６で用いられた、▲１▼「酸化錫」（三菱マテリアル社製、Ｓ−１）２．５重量％及び「カーボンブラック」（旭カーボン社製、旭ＨＳ−５００）２．５重量％を含有する耐熱性シリコーン樹脂（東レダウコーニング社製、ＤＸ３５−５４７）、▲２▼「酸化錫」（三菱マテリアル社製、Ｓ−１）５重量％及び「カーボンブラック」（旭カーボン社製、旭ＨＳ−５００）５重量％を含有する耐熱性シリコーン樹脂（東レダウコーニング社製、ＤＸ３５−５４７）、▲３▼「酸化錫」（三菱マテリアル社製、Ｓ−１）７．５重量％及び「カーボンブラック」（旭カーボン社製、旭ＨＳ−５００）７．５重量％を含有する耐熱性シリコーン樹脂（東レダウコーニング社製、ＤＸ３５−５４７）、▲４▼、「酸化錫」（三菱マテリアル社製、Ｓ−１）２．５重量％及び「酸化鉄」（戸田工業社製、１４０ＥＤ）２．５重量％を含有する耐熱性シリコーン樹脂（東レダウコーニング社製、ＤＸ３５−５４７）、▲５▼「酸化錫」（三菱マテリアル社製、Ｓ−１）５重量％及び「酸化鉄」（戸田工業社製、１４０ＥＤ）５重量％を含有する耐熱性シリコーン樹脂（東レダウコーニング社製、ＤＸ３５−５４７）、並びに、▲６▼「酸化錫」（三菱マテリアル社製、Ｓ−１）７．５重量％及び「酸化鉄」（戸田工業社製、１４０ＥＤ）７．５重量％を含有する耐熱性シリコーン樹脂（東レダウコーニング社製、ＤＸ３５−５４７）でそれぞれ弾性層の試験片を作成して、それらを３２０℃、即ち、離型層を構成するフッ素樹脂の焼成温度、に加熱した後の引張り強さ［ＭＰａ］、切断時伸び［％］、重量変化割合［％］、及び、線膨張係数［１０^−４］を測定した。
【００４２】
そして、比較するために、▲７▼「酸化錫」（三菱マテリアル社製、Ｓ−１）５，１０，１５重量％をそれぞれ含有する耐熱性シリコーン樹脂（東レダウコーニング社製、ＤＸ３５−５４７）、▲８▼従来の「カーボンブラック」（旭カーボン社製、旭ＨＳ−５００）５，１０，１５重量％をそれぞれ含有する耐熱性シリコーン樹脂（東レダウコーニング社製、ＤＸ３５−５４７）、及び、▲９▼従来の「酸化鉄」（戸田工業社製、１４０ＥＤ）５，１０，１５重量％をそれぞれ含有する耐熱性シリコーン樹脂（東レダウコーニング社製、ＤＸ３５−５４７）でそれぞれ弾性層の試験片を作成して、それらを３２０℃、即ち、離型層を構成するフッ素樹脂の焼成温度、に加熱した後の引張り強さ［ＭＰａ］、切断時伸び［％］、重量変化割合［％］、及び、線膨張係数［１０^−４］を測定した。
【００４３】
それらの測定結果は、引張り強さ［ＭＰａ］については、図３に示され、切断時伸び［％］については、図４に示され、重量変化割合［％］については、図５に示され、そして、線膨張係数［１０^−４］については、図６に示される。
【００４４】
図３、図４より、「酸化錫」及び「カーボンブラック」を含有する耐熱性シリコーン樹脂で作成した試験片、及び、「酸化錫」及び「酸化鉄」を含有する耐熱性シリコーン樹脂で作成した試験片の３２０℃で加熱した後の引張り強さ及び切断時伸びは、「酸化錫」を単独に含有する耐熱性シリコーン樹脂で作成した試験片の３２０℃で加熱したものよりも大きいことが分かる。つまり、クラックの発生と深い関わりのある３２０℃で加熱した後の引張り強さ及び切断時伸びを向上させるためには、「酸化錫」単独よりも、これに「カーボンブラック」、「酸化鉄」等の他の耐熱性向上剤を混ぜた方がよいことが分かる。
【００４５】
図５より、「酸化錫」及び「カーボンブラック」を含有する耐熱性シリコーン樹脂で作成した試験片、及び、「酸化錫」及び「酸化鉄」を含有する耐熱性シリコーン樹脂で作成した試験片の３２０℃で加熱した後の重量変化は、「酸化錫」を単独に含有する耐熱性シリコーン樹脂で作成した試験片の３２０℃で加熱したものよりも少ないことが分かる。耐熱性シリコーン樹脂の重量減少は、ポリマー鎖の断裂及び低分子量化による揮発によるものと考えられるが、「酸化錫」を単独に含有する耐熱性シリコーン樹脂よりも、「酸化錫」及び「カーボンブラック」、或いは、「酸化錫」及び「酸化鉄」を含有する耐熱性シリコーン樹脂の方が、ポリマー鎖が保護されるので、低分子化を抑えていると考えられる。これにより、フッ素樹脂で構成される表面層の欠陥、揮発によるベルトの変形による走行不安定の原因となる耐熱性シリコーン樹脂の重量減少は、「酸化錫」及び「カーボンブラック」、或いは、「酸化錫」及び「酸化鉄」を含有するものの方が、「酸化錫」を単独に含有するものよりも少ないことが分かる。
【００４６】
図６より、「酸化錫」及び「カーボンブラック」を含有する耐熱性シリコーン樹脂で作成した試験片、及び、「酸化錫」及び「酸化鉄」を含有する耐熱性シリコーン樹脂で作成した試験片の３２０℃で加熱した後の線膨張係数は、「酸化錫」を単独に含有する耐熱性シリコーン樹脂で作成した試験片の３２０℃で加熱したものよりも減少することが分かる。これにより、クラックの発生原因となる線膨張係数は、「酸化錫」及び「カーボンブラック」、或いは、「酸化錫」及び「酸化鉄」を含有するものの方が、「酸化錫」を単独に含有するものよりも小さく抑えることが分かる。
【００４７】
本実施例には、「酸化錫」と「カーボンブラック」又は「酸化鉄」とを組み合わせたものを記載したが、本発明においては、「酸化錫」と「酸化セリウム」又は「水酸化セリウム」といった他の添加剤と組み合わせたもの、或いは、「酸化錫」と「カーボンブラック」及び「酸化鉄」といった２種類の添加剤との組み合わせも可能である。また、本実施例には、熱定着ベルトについてのみ記載したが、本発明においては、基体（芯金）上に耐熱性合成ゴムで構成される弾性層を形成し、その表面に離型層樹脂を形成した定着ローラであっても、熱定着ベルトと同様の効果を奏する。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１〜７に記載された発明によれば、弾性層が、酸化錫と、酸化鉄、カーボンブラック、酸化セリウム及び水酸化セリウムから選ばれる少なくとも１種と、を含有しているので、酸化錫を単独で含有しているものよりも、耐熱性を向上させて、フッ素樹脂焼成時の熱による弾性層を構成する耐熱性合成ゴムの劣化をより低減させることにより、シリコーンオイルを塗布しなくても、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができ、しかも、酸化錫を単独で含有しているよりも、粘度増加を抑えて加工性を向上させることができると共に、加工コストを押さえることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す加熱定着部材（ローラ）の断面図であって、（ａ）は、横断面図であり、そして、（ｂ）は、一部拡大断面図である。
【図２】本発明の他の一実施の形態を示す加熱定着部材（無端ベルト）の断面図である。
【図３】各添加剤の添加量と引張り強さ［ＭＰａ］の関係を示すグラフである。
【図４】各添加剤の添加量と切断時伸び［％］の関係を示すグラフである。
【図５】各添加剤の添加量と重量変化割合［％］の関係を示すグラフである。
【図６】各添加剤の添加量と線膨張係数［１０^−４］の関係を示すグラフである。
【図７】従来の電子写真方式の画像形成装置の説明図である。
【図８】従来のベルト方式の熱定着装置の説明図である。
【符号の説明】
１，１１基体
２，１２弾性層
３，１３離型層
１０加熱定着部材（ローラ）
２０加熱定着部材（無端ベルト）

Claims

基体上に、耐熱性合成ゴムで構成される弾性層、及び、フッ素系樹脂で構成される離型層を順次有する加熱定着部材において、該弾性層が、酸化錫と、酸化鉄、カーボンブラック、酸化セリウム及び水酸化セリウムから選ばれる少なくとも１種と、を含有していることを特徴とする加熱定着部材。
前記酸化錫が、酸素欠損型酸化錫であることを特徴とする請求項１に記載の加熱定着部材。
前記耐熱性合成ゴムが、シリコーンゴム、フッ素ゴム、及び、フロロシリコーンゴムから選ばれる耐熱性合成ゴムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱定着部材。
前記フッ素系樹脂が、テトラフルオロエチレン−ポリエチレンフルオロビニルエーレル共重合体（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）、及び、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から選ばれるフッ素系樹脂、又は、それらのフッ素樹脂の混合物、或いは、それらのフッ素樹脂を耐熱性の樹脂に分散させたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の加熱定着部材。
前記基体が、アルミニウム、ステンレススチール、真鍮等の金属材料で構成されるローラであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の加熱定着部材。
前記基体が、（イ）ステンレススチール、ニッケル等の金属材料で構成されるシート又は無端ベルト、（ロ）ポリイミド、ポリアミドイミド、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂材料で構成されるシート又は無端ベルト、又は、（ハ）前記（イ）及び（ロ）の積層シート又は無端ベルトであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の加熱定着部材。
請求項１〜６のいずれかに記載の加熱定着部材を有することを特徴とする画像形成装置。