JP2005084160A - 摺動部材および定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 長期にわたって耐熱安定性および強度に優れるとともにベルト状回転体の走行の安定性が図られ、且つそのベルト状回転体との間に発生する電荷を抑えることができる摺動部材、およびその摺動部材を備えた定着装置を提供する。
【解決手段】 定着ロール１１と、定着ロール１１に従動して回転する樹脂フイルム管状体１２と、樹脂フイルム管状体１２の内周面に接して樹脂フイルム管状体１２と摺動するシート状の摺動部材１３と、樹脂フイルム管状体１２をシート状の摺動部材１３に押圧する押圧部材１４とを備えた定着装置１において、
シート状の摺動部材１３を、カーボンナノチューブを含有する耐熱性のフッ素樹脂から構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、駆動部材に従動して回転するベルト状回転体の内面に接しその内面と摺動する摺動部材、およびその摺動部材を備えた定着装置に関する。

電子写真方式の複写機やプリンタあるいはファクシミリなどに用いられる画像形成装置には、用紙等の記録媒体上に転写された未定着のトナー像を加熱および加圧することによりそのトナー像を記録媒体上に定着させる定着装置が備えられている。このような定着装置として、所定の駆動部材である定着ロール（あるいは加圧ロール）に従動する耐熱性プラスチック製のフイルム管状体（ベルト状回転体）を用いたベルトニップ方式を採用した定着装置が知られている。

このベルトニップ方式を採用した定着装置の１つに、定着ロールにベルト状回転体を外接させるとともに、そのベルト状回転体の、外接される部分に対応する部分に弾性を有する押圧部材を内接させ、さらにこれらベルト状回転体と押圧部材との間に摺動シートを設置してオイル（潤滑剤）を塗布し、定着ロールと上記ベルト状回転体との間に形成されたニップ部に記録媒体を通過させることによりトナー像を定着させるものがある。

このようなベルトニップ方式を採用した定着装置において、記録媒体に対して、優れた定着画像や定着性を保証するためには、定着ロールと記録媒体との間でのスリップ、および記録媒体とベルト状回転体との間でのスリップを防止することが不可欠である。ここで、定着ロールと記録媒体との間の摩擦係数をμａ、記録媒体とベルト状回転体との摩擦係数をμｂ、ベルト状回転体と押圧部材との摩擦係数をμｃとすると、少なくとも、μａ＞μｃ、μｂ＞μｃの関係を満たす必要がある。

ここで、摩擦係数μｃを低減するために、フッ素樹脂を塗布して焼成したガラス繊維シートよりなる被覆層（低摩擦シートと称する）や親油化剤処理されたフッ素樹脂を用いる技術、或いは親油化剤と併用している低摩擦シートを上記押圧部材上に被覆し且つその被覆された被覆層とフイルム状回転体との間に潤滑剤として種々の変性シリコーンオイルを介在させる技術が提案されている（例えば、特許文献１，特許文献２，特許文献３，特許文献４，特許文献５）。
特開平１０−２１３９８４号公報 特開２００１−２４９５５８号公報 特開２００１−３４０９３号公報 特開２００１−５６６１５号公報 特開２００１−６６９１７号公報

上述した特許文献１〜特許文献５に提案された、フッ素樹脂を塗布して焼成したガラス繊維シートよりなる低摩擦シートは、以下に示すような問題がある。

長期にわたる使用において、低摩擦シートの、コーティングされた最表層のフッ素樹脂層が磨耗し、補強基材であるガラス繊維シートが剥き出しになる場合がある。すると、そのガラス繊維シートでベルト状回転体の内面が磨耗されてしまうという現象が発生し、ベルト状回転体の信頼性が損なわれるという問題がある。また、ベルト状回転体からの磨耗紛の蓄積や、ガラス繊維シートとベルト状回転体内面との直接接触により、ベルト状回転体の内周面と低摩擦シート表面との間の摩擦係数が増大して、定着ロールの駆動トルクが大きくなる。すると、定着ロールの駆動トルクが大きくなるという現象が発生し、円滑なベルト走行が不安定になる。その結果、薄肉の定着ロールコアのギア受け部に働く応力が大きくなり、ギアやコアの破損を引き起こす恐れがある。また、当然のことながら、定着ロールを駆動するモータへの負担も大きくなるという問題がある。さらに、低摩擦シートとベルト状回転体との間に発生する摩擦帯電による電荷で、記録媒体上に形成されるトナー像が乱れる場合がある。

本発明は、上記事情に鑑み、長期にわたって耐熱安定性および強度に優れるとともにベルト状回転体の走行の安定性が図られ、且つそのベルト状回転体との間に発生する電荷を抑えることができる摺動部材、およびその摺動部材を備えた定着装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の摺動部材は、駆動部材に従動して回転するベルト状回転体の内面に接しその内面と摺動する摺動部材において、
上記摺動部材の少なくとも上記ベルト状回転体の内面に接する摺動面を形成する部分が、カーボンナノチューブを含有する耐熱性樹脂からなることを特徴とする。

従来の摺動部材は、長期にわたる使用において、耐熱性のガラス繊維シートが剥き出しになる場合があり、ベルト状回転体の信頼性が損なわれるという問題や、ベルト状回転体に帯電した電荷による静電気で記録媒体上に形成されたトナー像が乱れるという問題がある。

そこで、本発明者らは、上記の問題を解決すべく、摺動部材の信頼性向上に焦点を向け、この摺動部材を構成する材料特性（強度、弾性、塑性、低摩擦性、耐熱性、熱伝導性、反応性、幾何学的特性、フィラー粒径、フィラー形状、フィラー添加量、フィラー種類など）に関して鋭意研究を重ねた結果、摺動面側に耐熱性樹脂を用い、この中に低摩擦性、導電性、分散安定性、分散均一性を得ることが可能なカーボンナノチューブを含有することで、長期の使用において信頼性を高めることができるということを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明の摺動部材は、この摺動部材の少なくともベルト状回転体の内面に接する摺動面を形成する部分が、カーボンナノチューブを含有する耐熱性樹脂からなるものであるため、耐熱性樹脂にナノレベルの炭素粒子からなる筒状の中空繊維が均一に分散される。従って、長期にわたって耐熱安定性および強度に優れるとともにベルト状回転体の走行の安定性が図られる。また、耐熱性樹脂に含有されたカーボンナノチューブは導電性の材質であるため、ベルト状回転体との間に発生する電荷を抑えることができ、記録媒体上に形成されるトナー像の乱れが防止される。

ここで、上記耐熱性樹脂がフッ素樹脂であり、上記フッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体、および変性ポリテトラフルオロエチレンの中から選択された少なくとも一つからなることが好ましい。

耐熱性樹脂が、上記の材質のものから選択されたフッ素樹脂であると、長期にわたり摺動部材の変形を小さく抑えることができる。従って、長期の使用における信頼性が高まる。

また、上記耐熱性樹脂がフッ素樹脂であり、上記フッ素樹脂が架橋されたポリテトラフルオロエチレン或いは架橋されたポリテトラフルオロエチレンを含むポリテトラフルオロエチレンからなることも好ましい態様である。

耐熱性樹脂が、上記の架橋された材質のものからなると、長期にわたり摺動部材の変形をさらに小さく抑えることができるとともに耐摩耗性も高まる。

さらに、上記耐熱性樹脂がフッ素樹脂であり、そのフッ素樹脂中にカーボンナノチューブを１．０重量部から３０．０重量部含むことも好ましい。

フッ素樹脂中に含まれるカーボンナノチューブが１．０重量部未満であると、摺動部材における導電性等の効果が薄れ、一方、カーボンナノチューブが３０．０重量部を超えると、摺動部材がもろくなる。従って、１．０重量部から３０．０重量部が好ましい。

また、上記カーボンナノチューブが、直径が０．００５〜１．０μｍであり、長さが１〜１００μｍであることも好ましい。

直径が０．００５μｍ未満あるいは長さが１μｍ未満であると、製造が困難となりコストアップの要因となる。一方、直径が１．０μｍを超えたり長さが１００μｍを超えたりすると、均一な分散が困難となる。従って、直径が０．００５〜１．０μｍであり、長さが１〜１００μｍであることが好ましい。

また、上記目的を達成する本発明の定着装置は、駆動部材と、その駆動部材に接しその駆動部材に従動して回転するベルト状回転体とを備え、これら駆動部材とベルト状回転体との間に未定着トナー像を担持した記録媒体を挟持してそのトナー像をその記録媒体に定着する定着装置において、
上記ベルト状回転体の内周面に接してそのベルト状回転体と摺動するシート状の摺動部材と、
上記ベルト状回転体を上記摺動部材を介して上記駆動部材に押圧する押圧部材とを備え、
上記摺動部材の少なくとも上記ベルト状回転体の内面に接する摺動面を形成する部分が、カーボンナノチューブを含有する耐熱性樹脂からなることを特徴とする。

本発明の定着装置は、ベルト状回転体と摺動するシート状の摺動部材の少なくとも上記ベルト状回転体の内面に接する摺動面を形成する部分が、カーボンナノチューブを含有する耐熱性樹脂からなるものであるため、耐熱性樹脂にナノレベルの炭素粒子からなる筒状の中空繊維が均一に分散されて、長期にわたって耐熱安定性および強度に優れるとともにベルト状回転体の走行の安定性が図られる。また、耐熱性樹脂に含有されたカーボンナノチューブは導電性の材質であるため、ベルト状回転体との間に発生する電荷を抑えることができ、記録媒体上に形成されるトナー像の乱れが防止される。

ここで、上記耐熱性樹脂がフッ素樹脂であり、上記摺動部材と上記ベルト状回転体との間に潤滑剤が存在することが好ましい。

摺動部材とベルト状回転体との間に潤滑剤が存在すると、摺動部材とベルト状回転体との間における摩擦係数を低く維持することができる。

また、上記潤滑剤が、耐熱合成潤滑剤、あるいはその耐熱合成潤滑剤を含有するグリースであってもよい。

本発明によれば、長期にわたって耐熱安定性および強度に優れるとともにベルト状回転体の走行の安定性が図られ、且つそのベルト状回転体との間に発生する電荷を抑えることができる摺動部材、およびその摺動部材を備えた定着装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態の定着装置の断面図である。

尚、本実施形態の定着装置には、本発明の一実施形態の摺動部材も備えられている。

図１に示す本実施形態の定着装置１には、駆動部材であり矢印Ａ方向に回転する定着ロール１１と、定着ロール１１に接しその定着ロール１１に従動して矢印Ｂ方向に回転する樹脂フイルム管状体１２（本発明にいうベルト状回転体の一例に相当）が備えられている。定着ロール１１は、円筒状のコア１１ａと、そのコア１１ａの外周面に形成された弾性層１１ｂと、その弾性層１１ｂの表面に形成された離型層１１ｃと、コア１１ａの内部に配備された加熱源１１ｄとから構成されている。

また、この定着装置１には、樹脂フイルム管状体１２の内周面に接してその樹脂フイルム管状体１２と摺動するシート状の摺動部材１３と、樹脂フイルム管状体１２をシート状の摺動部材１３に押圧する押圧部材１４が備えられている。押圧部材１４は、支持体１５に装着されている。

この定着装置１は、未定着のトナー像を担持した記録媒体（図示せず）を、ニップ部２０で挟持して加熱および加圧することによりそのトナー像を記録媒体に定着させる装置である。定着装置１を構成する定着ロール１１および樹脂フイルム管状体１２は、矢印Ａ方向および矢印Ｂ方向に回転するとともに、加熱源１１ｄで所定の温度に加熱される。また、シート状の摺動部材１３と樹脂フイルム管状体１２との間には、潤滑剤が存在している。このため、シート状の摺動部材１３と樹脂フイルム管状体１２との間における摩擦係数が低く維持される。尚、樹脂フイルム管状体１２は、非張架状態で支持されるものであってもよいし、あるいは複数のロールに掛け渡すなどして張架支持されるものであってもよい。

先ず、本発明の摺動部材の一実施形態であるシート状の摺動部材１３について説明する。このシート状の摺動部材１３は、カーボンナノチューブを含んだフッ素樹脂から構成されている。

カーボンナノチューブは、炭素からなる筒状の中空繊維であり、直径に対して長さが数十倍以上のものが挙げられる。具体的には、直径が０．００５〜１μｍで、長さが１〜１００μｍのものが好ましい。より好ましくは直径が０．０１〜０．５μｍで、長さが１〜１０μｍのものである。

フッ素樹脂としては、加工性、摩擦特性の観点からポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、パーフルオロポリビニルエーテル樹脂（ＰＦＡ）、又はこれらの変性体（例えば、ポリテトラフルオロエチレンとパーフルオロポリビニルエーテルとを共重合させたものなど）が挙げられる。

尚、フッ素樹脂は、１種類の材質のものを用いてもよいし、２種類以上の材質を併用したものを用いてもよい。

また、フッ素樹脂として、電離性放射線（例えば、電子線、γ線、中性子線、Ｘ線、高エネルギーイオン等）を照射して得られる改質ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）を用いることも好ましい。この改質ポリテトラフルオロエチレン樹脂は、耐摩耗性、耐久性を向上させることが可能であり、より長期安定性を向上させることが可能となる。さらには、改質ポリテトラフルオロエチレン樹脂を前述のポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、パーフルオロポリビニルエーテル樹脂（ＰＦＡ）、又はこれらの変性体（例えば、ポリテトラフルオロエチレンとパーフルオロポリビニルエーテルとを共重合させたもの等）に混合させたものであってもよい。

これらのフッ素樹脂の中に、カーボンナノチューブが１．０重量部から３０．０重量部、好ましくは２．０重量部〜２０．０重量部、より好ましくは２．０重量部〜１５．０重量部含まれていることが望ましい。

次に、定着装置１を構成する、シート状の摺動部材１３以外の部材について説明する。定着部材としての定着ロール１１としては、その形状、構造、大きさ等に関しては特に制限はなく、目的に応じてそれ自体公知のものの中から適宜選択して使用することができる。この定着ロール１１には、前述したように、弾性層１１ｂの表面に離型層１１ｃが形成されているため、トナー像のオフセットを好適に防止することができ、安定した状態で定着装置１を運転することができる点で有利である。

定着ロール１１を構成するコア１１ａの材質としては、機械的強度に優れ、伝熱性が良好である材質ならば特に制限はないが、例えば、アルミ、ＳＵＳ、鉄、銅等の金属、合金、セラミックス、ＦＲＭなどが挙げられる。

弾性層１１ｂの材質としては、その弾性層１１ｂとして公知な材質の中から適宜選択することができ、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。これらの材質の中でも、表面張力が小さく、弾性に優れる点でシリコーンゴムが好ましい。シリコーンゴムとしては、例えば、ＲＴＶシリコーンゴム、ＨＴＶシリコーンゴムなどが挙げられ、具体的には、ポリジメチルシリコーンゴム（ＭＱ）、メチルビニルシリコーンゴム（ＶＭＱ）、メチルフェニルシリコーンゴム（ＰＭＱ）、フルオロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）などが挙げられる。

弾性層１１ｂの厚みとしては、通常、３ｍｍ以下であり、好ましくは０．３〜１．５ｍｍである。弾性層１１ｂをコア１１ａの表面に形成する方法としては、特に制限はなく、例えば、それ自体公知のコーティング法や成型法などが採用できる。

離型層１１ｃの材質としては、トナー像に対し適度な離型性を示すものであれば特に制限はなく、例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの材質の中でもフッ素樹脂が好適に挙げられる。上記フッ素樹脂としては、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−パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体（ＭＦＡ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体（ＥＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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）、ポリエチレン・テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロ三フッ化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、フッ化ビニル（ＰＶＦ）等のフッ素樹脂が挙げられ、特に耐熱性、機械特性等の面からポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、及び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−パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体（ＭＦＡ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチルビニルエーテル（ＥＦＡ）共重合体が好適に用いられる。

離型層１１ｃの厚みとしては、通常、１０〜１００μｍであり、好ましくは２０〜３０μｍである。離型層１１ｃを弾性層１１ｂの表面に形成する方法としては、特に制限はなく、例えば、上述したコーティング法などが挙げられる。また、押出し成型によって形成されたチューブを被覆する方法が挙げられる。

尚、定着部材は、定着ロール１１に限られず、回転可能に配設されるものであれば、ロール状、ベルト状等適宜選定して差し支えない。

加熱源１１ｄとしては、ニップ部２０を加熱するものであればよく、定着ロール１１を内部加熱するタイプに限られるものでもなく、外部から定着装置を加熱するタイプのように、定着部材を介してニップ部を加熱するものは勿論のこと、樹脂フイルム管状体１２やシート状の押圧部材１３を加熱することでニップ部２０を加熱するもの、あるいはベルト状の定着部材自体が電磁誘導加熱等によって発熱するもの等、適宜選定して差し支えない。

樹脂フイルム管状体１２としては、その形状、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じてそれ自体公知のものの中から適宜選択して使用することができる。上記樹脂フイルム管状体１２としては、帯状かつ無端に形成されたベルトが一般的である。樹脂フイルム管状体１２の構造としては、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。多層構造の樹脂フイルム管状体１２としては、少なくともベース層と離型層とを有するものなどが挙げられる。

樹脂フイルム管状体１２の材質としては、例えば、熱硬化性ポリイミド、熱可塑性ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等などが挙げられる。これらの中でも、耐熱性、耐磨耗性、耐薬品性等に優れる点で熱硬化性ポリイミドが好ましい。上記離型層の材質としては、例えば、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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）、ポリエチレン・テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロ三フッ化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、フッ化ビニル（ＰＶＦ）等のフッ素樹脂、ポリジメチルシリコーンゴム（ＭＱ）、メチルビニルシリコーンゴム（ＶＭＱ）、メチルフェニルシリコーンゴム（ＰＭＱ）、フルオロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）等のシリコーンゴム、フッ化ビニリデン系ゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム、フルオロホスファゼン系ゴム、テトラフルオロエチレン−パーフルオロビニルエーテル系ゴム等のフッ素ゴム、などが挙げられる。

押圧部材１４は、弾性体の部材であり、支持体１５上に装着されて上記樹脂フイルム管状体１２を上記シート状の摺動部材１３を介して定着ロール１１に押圧する。尚、押圧部材１４は、固定配設されて定着ロール１１に向けて樹脂フイルム管状体１２を押圧するものであれば適宜選定して差し支えないが、定着時の熱による劣化を防止するという観点からすれば、耐熱性を具備するもので構成することが好ましい。弾性体である押圧部材１４は、例えばスプリングなどの耐熱性部材で支持体１５に固定される。

押圧部材１４の弾性体の材質としては、目的に応じて適宜公知のものの中から選択できる。特に硬度の点からＪＩＳ−Ａ硬度１０〜４０°のシリコーンゴムが好適に用いられる。

尚、押圧部材１４の形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、押圧部材１４は、単一の部材からなる構造であってもよいし、異なる機能を有する複数の部材からなる構造であってもよい。

シート状の摺動部材１３とベルト状回転体１２との間に存在する潤滑剤は、潤滑性が優れている点が重要であるが、この指標としては動粘度があり、定着装置１で使用する場合、耐熱性、揮発性等を考慮する必要がある。この点より、シリコーンオイルが好ましく、更に濡れ性に優るアミノ変性シリコーンオイルがより好ましい。また、耐熱性により優れた性能が必要な場合、メチルフェニルシリコーンオイルを使用することも好適である。尚、耐熱性を向上させるためにシリコーンオイル中に微量の酸化防止剤を添加することも可能である。

上記潤滑剤は、特に、酸化防止剤入りのアミノ変性シリコーンオイルを用いることが望ましいが、アミノ変性シリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、芳香族アミン系酸化防止剤入りのアミノ変性シリコーンオイルであるヒンダードアミンオイル、有機金属系（チタネート系）酸化防止剤入りのアミン変性オイルなどが使用可能であり、長期間の使用において、高い耐熱性を有し、熱的な劣化の少ない有機金属系（チタネート系）酸化防止剤入りのアミン変性シリコーンオイルを用いるのが、特に望ましい。

潤滑剤としてシリコーンオイルを用いる態様にあっては、その粘度が常温で５０〜３０００ｃｓであることが好ましい。ここで、この下限値はシリコーンオイルの不必要な蒸発を防止するという観点に基づいて定められたものであり、一方、上限値はシリコーンオイルが摺動抵抗の大きくなる要因となってしまうのを防止する観点に基づいて定められたものである。

さらに、高温下において使用する場合には耐熱安定性に優れるパーフルオロポリエーテルオイルを使用することが最も望ましい。

また、上記シート状の摺動部材１３は、内部に潤滑剤を保持しないタイプのものであり、このため潤滑剤としては、粘度の比較的高い潤滑剤、例えば、グリース（例えば、フッ素オイルを基油としたフッ素グリース（例えばスミテックＦ９５０（住鉱潤滑社製））も使用することができ、さらには用いる潤滑剤量を低減させることも可能である。

潤滑剤として具体的に適用可能なものを列挙すると、フッ素グリース、ジメチルシリコーンオイル、有機金属塩添加ジメチルシリコーンオイル、ヒンダードアミン添加ジメチルシリコーンオイル、有機金属塩及びヒンダードアミン添加ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、有機金属塩添加アミノ変性シリコーンオイル、ヒンダードアミン添加アミノ変性シリコーンオイル、パーフルオロポリエーテルオイル、変性パーフルオロポリエーテルオイル、変性パーフルオロポリエーテルオイル含有パーフルオロポリエーテルオイルなどが挙げられる。

尚、上述したものに限られるものではなく、本発明の要件を満足する範囲内で実現可能であるものであればよい。

このように、本実施形態の定着装置１によれば、長期の使用にも耐え得る耐熱安定性及び低摩擦性に優れたカーボンナノチューブを含有したフッ素樹脂組成物からなるシート状の摺動部材１３が備えられているため、信頼性の高いベルト状回転体１２の走行を実現する定着装置１、およびそれを用いた電子写真装置を提供することができる。即ち、本実施形態によれば、所謂フリー回転体方式、特にはベルト回転体方式を用いた定着装置において、シート状の摺動部材としてカーボンナノチューブを含有した耐熱性樹脂組成物からなる低摩擦摺動部材を用いることにより、微細凹凸による接触面積の低減、カーボンナノチューブのもつ低摩擦特性、潤滑剤内部浸透からくる表面膨潤などによる化学的変質を招来させず、ニップ形状のばらつきによる定着画像乱れなどの画質欠陥を防止することができる。

また、フィラーを好適量添加した場合には補強効果と潤滑性を同時に実現できるため、機器の長期使用において、従来よりも信頼性の高い定着装置の提供を実現することができる。

次に、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図１に示す定着装置１と同様な構成の評価装置（カラープリンターＤＣＣ４００富士ゼロックス（株）製）を用い、フルカラーのパターン画像をＪ紙に出力したものを試験に供した。具体的構成は、以下の通りである。

定着ロール１１としては、外径２６ｍｍ、肉厚１．８ｍｍ、長さ３６０ｍｍの円筒状アルミ製のコア１１ａの外周面に、弾性層１１ｂとしてシリコーンＨＴＶゴム（ゴム硬度３３度：ＪＩＳ−Ａ）を６００μｍの厚みに被覆し、その弾性層１１ｂの表面に離型層１１ｃとしてテトラフルオロエチレン パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）を２５μｍの厚みにチューブ被覆して、鏡面状態に近い表面に仕上げたものを用いた。コア１１ａの内部には、加熱源１１ｄとして６００ｗのハロゲンランプを配設した。

定着ロール１１の表面温度は、その定着ロール１１の表面に当接した状態で配置された感温素子の温度センサと、温度コントローラとにより１７５℃に制御した。

樹脂フイルム管状体１２は、周長９４ｍｍ、肉厚８０μｍ、長さ３４４ｍｍの熱硬化性ポリイミドを基材とし、該基材の外周面にテトラフルオロエチレン パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）を３０μｍの厚みにコーティングして離型層を形成した。

弾性体である押圧部材１４は、支持体１５上に配置し、この押圧部材１４の、樹脂フイルム管状体１２との接触面側に、シート状の摺動部材１３を張りつけた。また、支持体１５には、樹脂フイルム管状体１２がスムーズに回転するようにベルト走行ガイドを設けた。押圧部材１４は、幅１０ｍｍ、肉厚５ｍｍ、長さ３４０ｍｍのシリコーンゴムであり、ベルト走行ガイドの表面に、ベルト回転方向のリブを設けて、樹脂フイルム管状体１２の内周面との接触面積を少なくした。支持体１５に配置された押圧部材１４は、薄膜状の樹脂フイルム管状体１２を介して圧縮コイルスプリングにより定着ロール１１を３４．５ｋｇの荷重で押圧した。

定着ロール１１への樹脂フイルム管状体１２の巻き付け角度を、約４０°に設定した。この時のニップ部２０の幅は、約１０ｍｍであった。このような状態において、モータからの駆動力を定着ロール１１に伝達させて、定着ロール１１及び樹脂フイルム管状体１２を、１９４ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転させることとする。

シート状の摺動部材１３としては、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（三井デュポンフロロケミカル社製ＰＴＦＥ樹脂：テフロン（Ｒ）モールディングパウダー）１００重量部にカーボンナノチューブ（昭和電工製カーボンナノチューブ（直径約１５０ｎｍ、長さ約１０μｍ））を１０重量部配合し、フッ素樹脂が溶融した状態にて混合分散し、ペレットを作製し、圧縮成型機を用いて基体を作製し、これを１００μｍの厚みにスカイビングして低摩擦シートを得、これを押圧部材１４の表面に被覆した。

また、シート状の摺動部材１３の表面と樹脂フイルム管状体１２の内面との間には、潤滑剤としてパーフルオロポリエーテルオイル（Ｓ１００；ダイキン工業社製）を介在した。

この状態で定着装置１を稼動させ、初期と経時（２００，０００枚プリント後）でプリントした際の駆動トルクとプリントの画質とを確認した。その結果、初期と経時で駆動トルクに変動がなく、画質も極めて良好であった。

ここで、トナー帯電量が大きく、静電気の発生しやすい湿度２０％、温度１０℃における低温低湿下において、ベタ画像形成による画質評価を実施した。その結果、静電気による過剰帯電トナー像から発生する静電気オフセット現象は発生しなかった。
（実施例２）
実施例１において、フッ素樹脂１００重量部あたりに昭和電工製カーボンナノチューブ（直径約１５０ｎｍ、長さ約１０μｍ）を１．０重量部添加させて作製したこと以外は同様の条件で行なった。

ここで、初期と経時（２００，０００枚プリント後）でプリントした際の駆動トルクとプリントの画質とを確認した。その結果、初期と経時で駆動トルクに変動がなく、画質も極めて良好であった。

また、実施例１と同様に静電オフセット評価を実施したところ、その発生は見受けられなかった。
（実施例３）
実施例１において、フッ素樹脂１００重量部あたりに昭和電工製カーボンナノチューブ（直径約１５０ｎｍ、長さ約１０μｍ）を２８重量部添加させて作製したこと以外は同様の条件で行なった。

ここで、初期と経時（２００，０００枚プリント後）でプリントした際の駆動トルクとプリントの画質とを確認した。その結果、初期と経時で駆動トルクに変動がなく、画質も極めて良好であった。

また、実施例１と同様に、静電オフセット評価を実施したところ、その発生は見受けられなかった。
（実施例４）
実施例１において、フッ素樹脂１００重量部あたりに昭和電工製カーボンナノチューブ（直径約５０ｎｍ、長さ約１μｍ）を１０重量部添加させて作製したこと以外は同様の条件で行なった。

ここで、初期と経時（２００，０００枚プリント後）でプリントした際の駆動トルクとプリントの画質とを確認した。その結果、初期と経時で駆動トルクに変動がなく、画質も極めて良好であった。

また、実施例１と同様に、静電オフセット評価を実施したところ、その発生は見受けられなかった。
（実施例５）
実施例１において、フッ素樹脂１００重量部あたりに昭和電工製カーボンナノチューブ（直径約４５０ｎｍ、長さ約８μｍ）を１０重量部添加させて作製したこと以外は同様の条件で行なった。

ここで、初期と経時（２００，０００枚プリント後）でプリントした際の駆動トルクとプリントの画質とを確認した。その結果、初期と経時で駆動トルクに変動がなく、画質も極めて良好であった。

また、実施例１と同様に、静電オフセット評価を実施したところ、その発生は見受けられなかった。
（実施例６）
実施例１において、変性フッ素樹脂１００重量部（ダイキン工業社製：ニューポリフロンＭ１１１）あたりに昭和電工製カーボンナノチューブ（直径約１５０ｎｍ、長さ約１０μｍ）を１．０重量部添加させて作製したこと以外は同様の条件で行なった。

ここで、初期と経時（２００，０００枚プリント後）でプリントした際の駆動トルクとプリントの画質とを確認した。その結果、初期と経時で駆動トルクに変動がなく、画質も極めて良好であった。

また、実施例１と同様に、静電オフセット評価を実施したところ、その発生は見受けられなかった。
（実施例７）
実施例１において、架橋フッ素樹脂粉末含有フッ素樹脂（日立電線社製：ＸＦ１Ａ）１００重量部あたりに昭和電工製カーボンナノチューブ（直径約１５０ｎｍ、長さ約１０μｍ）を１０重量部添加させて作製したこと以外は同様の条件で行なった。

ここで、初期と経時（２００，０００枚プリント後）でプリントした際の駆動トルクとプリントの画質とを確認した。その結果、初期と経時で駆動トルクに変動がなく、画質も極めて良好であった。

また、実施例１と同様に、静電オフセット評価を実施したところ、その発生は見受けられなかった。
（比較例１）
実施例１において、低摩擦シートとしてガラス繊維にフッ素樹脂を含浸させたシートを用いたこと以外は、実施例１と同様の条件で定着装置を構成して稼動させ、初期と経時でプリントした際の、プリントの画質と駆動トルクを確認した。その結果、画質は初期においては良好であったが、経時では、大きな画像乱れが認められ、記録シート（記録媒体）の紙しわも発生した。また、駆動トルクは、初期では低いものの、時間の経過と共に駆動トルクが上昇する結果となった。

また、実施例１と同様に、静電オフセット評価を実施したところ、画質上に白抜けが発生し、画質欠陥が見受けられた。
（比較例２）
実施例１において、低摩擦シートとして摺動面にフッ素樹脂繊維に多孔質フッ素樹脂皮膜を積層させたシートを用いたこと以外は、実施例１と同様の条件で定着装置を構成して稼動させ、初期と経時でプリントした際の、プリントの画質と駆動トルクを確認した。その結果、画質は初期においては良好であったが、経時では、大きな画像乱れが認められ、記録シートの紙しわも発生した。また、駆動トルクは、初期では低いものの、時間の経過と共に駆動トルクが上昇する結果となった。

また、実施例１と同様に、静電オフセット評価を実施したところ、画質上に白抜けが発生し、画質欠陥が見受けられた。

本発明の一実施形態の定着装置の断面図である。

符号の説明

１ 定着装置
１１ 定着ロール
１１ａ コア
１１ｂ 弾性層
１１ｃ 離型層
１１ｄ 加熱源
１２ 樹脂フイルム管状体
１３ シート状の摺動部材
１４ 押圧部材
１５ 支持体
２０ ニップ部

Claims (8)

1. 駆動部材に従動して回転するベルト状回転体の内面に接し該内面と摺動する摺動部材において、
   前記摺動部材の少なくとも前記ベルト状回転体の内面に接する摺動面を形成する部分が、カーボンナノチューブを含有する耐熱性樹脂からなることを特徴とする摺動部材。
2. 前記耐熱性樹脂がフッ素樹脂であり、前記フッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体、および変性ポリテトラフルオロエチレンの中から選択された少なくとも一つからなることを特徴とする請求項１記載の摺動部材。
3. 前記耐熱性樹脂がフッ素樹脂であり、前記フッ素樹脂が架橋されたポリテトラフルオロエチレン或いは架橋されたポリテトラフルオロエチレンを含むポリテトラフルオロエチレンからなることを特徴とする請求項１記載の摺動部材。
4. 前記耐熱性樹脂がフッ素樹脂であり、該フッ素樹脂中にカーボンナノチューブを１．０重量部から３０．０重量部含むことを特徴とする請求項１記載の摺動部材。
5. 前記カーボンナノチューブが、直径が０．００５〜１．０μｍであり、長さが１〜１００μｍであることを特徴とする請求項１記載の摺動部材。
6. 駆動部材と、該駆動部材に接し該駆動部材に従動して回転するベルト状回転体とを備え、これら駆動部材とベルト状回転体との間に未定着トナー像を担持した記録媒体を挟持して該トナー像を該記録媒体に定着する定着装置において、
   前記ベルト状回転体の内周面に接して該ベルト状回転体と摺動するシート状の摺動部材と、
   前記ベルト状回転体を前記摺動部材を介して前記駆動部材に押圧する押圧部材とを備え、
   前記摺動部材の少なくとも前記ベルト状回転体の内面に接する摺動面を形成する部分が、カーボンナノチューブを含有する耐熱性樹脂からなることを特徴とする定着装置。
7. 前記耐熱性樹脂がフッ素樹脂であり、前記摺動部材と前記ベルト状回転体との間に潤滑剤が存在することを特徴とする請求項６記載の定着装置。
8. 前記潤滑剤が、耐熱合成潤滑剤、あるいは該耐熱合成潤滑剤を含有するグリースであることを特徴とする請求項７記載の定着装置。

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