JP2005352056A - 定着部材、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高画質で、かつ良好な剥離性を維持することができる定着部材及びそれを用いた定着装置、並びに画像形成装置を提供することである。
【解決手段】 担体表面に１層以上の層を有し、少なくとも最外層がフッ化ピッチを含有するフルオロカーボンシロキサンゴムからなる層であることを特徴とする定着部材である。
【選択図】 なし

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真方式を利用した画像形成装置に用いる定着部材及びそれを用いた定着装置、並びに画像形成装置に関する。

一般に、複写機等の画像形成装置においては、未定着トナー画像を定着するために定着装置が用いられる。従来この種の定着装置としては、互いに圧接しながら回転する定着ロールと加圧ロールやベルトとを備え、未定着トナー画像が担持された用紙等の記録材をこれらの圧接部に挿通させて未定着トナー画像を定着する所謂加熱定着方式が広く用いられている。

また、記録材上の未定着トナー画像が前記定着ロールや前記加圧ロールまたはベルトに付着するのを防止するという観点からすれば、これらの表面にはトナーが付着しにくい、すなわちトナーとの離型性の高い材質のものを用いることが好ましく、このような観点から、フッ素樹脂を用いた表面層やシリコーンゴムを用いた表面層をこれらの表面に設けたものが用いられている。

しかしながら、前記フッ素樹脂を用いた表面層を設けた場合は、フッ素樹脂が硬いために、その表面が微少な凹凸に追従できず、得られる画像の画質が悪くなるという問題点がある。また、シリコーンゴムを用いた表面層を設けた場合は、トナー中に含まれる色材等の成分の付着や沈着が起こり易いために、長期の使用に耐えられないという問題点がある。

以上の観点から、表面が微少な凹凸に追従し、かつ、トナー中の成分の付着や沈着が起こりにくい表面層として、フルオロカーボンシロキサンゴム組成物を用いたロールやベルト等が知られているが（例えば、特許文献１、２参照）、前記フルオロカーボンシロキサンゴム組成物をそのまま用いた場合、プリント枚数が増えるに従い、加熱・放電等のストレスを受け、離型性が悪化し、オフセット等の画像欠陥が発生してしまう。

また、離型性の悪化を防ぐために、定着部材表面にシリコーンオイル等の離型剤を塗布する方法が知られているが、フルオロカーボンシロキサンゴムはシリコーンオイルとの親和性が悪いために、少量の離型剤を供給してもはじいてしまい、有効に効果が得られず、初期の数百枚から数千枚の間にオフセット等の画質欠陥が発生してしまう。
特許第２７８４１４１号明細書 特許第２９０３９７２号明細書

本発明は、上記従来技術の問題点を解決することを目的とする。
すなわち、本発明は、高画質で、かつ良好な剥離性を維持することができる定着部材及びそれを用いた定着装置、並びに画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題は、シリコーンオイルとの親和性の悪いフルオロカーボンシロキサンゴムに、反応性を有するフッ化ピッチを含有させ、このフッ化ピッチの反応性を利用し、シリコーンオイルとの親和性を向上させることにより達成された。

すなわち本発明は、
＜１＞ 担体表面に１層以上の層を有し、少なくとも最外層がフッ化ピッチを含有するフルオロカーボンシロキサンゴムからなる層であることを特徴とする定着部材である。

＜２＞ 前記フッ化ピッチの含有量が、最外層全体の０．５〜５０重量％の範囲であることを特徴とする＜１＞に記載の定着部材である。

＜３＞ 前記フルオロカーボンシロキサンゴムが、主鎖にパーフルオロアルキルエーテル基及び／またはパーフルオロアルキル基を有することを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の定着部材である。

＜４＞ 前記フルオロカーボンシロキサンゴムが、下記（Ａ）〜（Ｄ）の成分を含む前駆体組成物の硬化物であることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の定着部材である。

（Ａ）下記一般式（１）で示される繰り返し単位を有するフルオロカーボンシロキサンを主成分とし、脂肪族不飽和基を有するフルオロカーボンシロキサンポリマー。

上記式（１）中、Ｒ¹⁰は非置換または置換の一価炭化水素基、ｘは１以上の整数、ａ、ｅはそれぞれ０または１、ｂ、ｄはそれぞれ１〜４の整数、ｃは０〜８の整数を各々表す。

（Ｂ）１分子中に２個以上の≡ＳｉＨ基を含有し、前記フルオロカーボンシロキサンポリマー由来の脂肪族不飽和基量に対して、前記≡ＳｉＨ基の含有量が１〜４倍モル量であるオルガノポリシロキサン及び／またはフルオロカーボンシロキサン。
（Ｃ）充填剤。
（Ｄ）有効量の触媒。

＜５＞ 担体表面に１層以上の層を有し、少なくとも最外層がフッ化ピッチを含有するフルオロカーボンシロキサンゴムからなる層である定着部材の表面に、反応性の変性シリコーンオイルが塗布されてなることを特徴とする定着部材である。

＜６＞ 前記反応性の変性シリコーンオイルが、アミン変性シリコーンオイルであることを特徴とする＜５＞に記載の定着部材である。

＜７＞ 前記定着部材の形状が、ロール状もしくはベルト状であることを特徴とする＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載の定着部材である。

＜８＞ 加熱源により加熱された加熱部材と、該加熱部材に圧接して配置される加圧部材との間に、未定着トナー画像が形成された記録材を通過させて該未定着トナー画像の加熱定着を行う定着装置であって、
前記加熱部材及び／または加圧部材が＜１＞〜＜７＞のいずれかに記載の定着部材であることを特徴とする定着装置である。

＜９＞ 前記加熱部材及び／または前記加圧部材の表面に、離型剤を塗布する機能を有することを特徴とする＜８＞記載の定着装置である。

＜１０＞ 前記離型剤が、アミン変性シリコーンオイルまたはジメチルシリコーンオイルであることを特徴とする＜９＞記載の定着装置である。

＜１１＞ 前記離型剤の塗布量が、６４μｌ／ｍ²以下であることを特徴とする＜９＞に記載の定着装置である。

＜１２＞ 潜像保持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像をトナーにより現像する現像手段と、得られたトナー画像を記録材上に転写する転写手段と、転写された記録材上のトナー画像を定着する定着手段とを有する画像形成装置であって、
前記定着手段が、＜８＞〜＜１１＞のいずれかに記載の定着装置を用いて記録材上のトナー画像を定着させる手段であることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、高画質で、かつ良好な剥離性を維持することができる定着部材及びそれを用いた定着装置、並びに画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明について詳細に説明する。
＜定着部材＞
本発明の定着部材は、担体表面に１層以上の層を有し、少なくとも最外層がフッ化ピッチを含有するフルオロカーボンシロキサンゴムからなる層であることを特徴とする。なお、該フルオロカーボンシロキサンゴムとは、主骨格にフッ素含有基を有し、シロキサン結合を介して架橋されたゴムである。

本発明の定着部材は、離型剤としてシリコーンオイルを用いる定着装置に使用されるものであるが、前述のように、フルオロカーボンシロキサンゴムはシリコーンオイルとの親和性が悪いため、フルオロカーボンシロキサンゴムを表面層に用いた定着部材では有効な離型性効果が得られない。

上記問題に対しては、フルオロカーボンシロキサンゴムの表面にシリコーンオイルとの親和性の高い化合物を反応させて、定着部材表面を改質させる方法が考えられるが、フルオロカーボンシロキサンゴム表面は通常非反応性（非活性）でることから何らかの物質を添加し、反応点（活性点）を形成する必要がある。

しかし、上記反応点形成のために通常のフィラー等をフルオロカーボンシロキサンゴムに添加した場合には、これらがフルオロカーボンシロキサンゴムが有する優れた離型性を阻害してしまい、定着部材として使用する場合により多くのシリコーンオイルの塗布が必要となるなど、定着部材の耐久性やマシン設計等に新たな問題を生じてしまう。

本発明者等が鋭意検討した結果、前記反応点形成のための物質としてフッ化ピッチを用いることにより、フルオロカーボンシロキサンゴムの離型性を低下させることなく、有効な反応点を形成することができることが見出された。すなわち、フッ化ピッチは反応性に優れるだけでなく表面エネルギーが小さいためフルオロカーボンシロキサンゴムに添加してもその離型性を低下させることがない。また、フッ化ピッチはその構造からフルオロカーボンシロキサンゴムとの混合性に優れるため、反応点を定着部材の表面に均一に形成することができる。

ここで、上記フッ化ピッチとは、石炭系あるいは石油系のピッチをフッ素化することにより得られる化合物であるが、反応性に富むだけでなく、フッ素の撥水性も付与されたものである。

そして、上記フッ化ピッチがフルオロカーボンシロキサンゴムに分散されることによりこれが反応点となり、後述するように反応性の変性シリコーンオイルと加熱等により反応させることで、シリコーンオイルとの親和性に優れた表面を有する定着部材を得ることができる。

本発明の第１の定着部材は、前記のように、担体表面に１層以上の層を有し、少なくとも最外層をフッ化ピッチを含有するフルオロカーボンシロキサンゴムからなる層としたものである。この定着部材は、そのままでは定着装置においてシリコーンオイルとの親和性に優れたものとはならないが、例えば反応性の変性シリコーンオイルをシリコーンオイルとして使用する定着装置に用いた場合には、使用開始直後から最外層表面が変性シリコーンオイルと反応するため、そのままシリコーンオイルとの親和性に優れた定着部材となる。

一方、本発明の第２の定着部材は、前記のようにして作製される第１の定着部材について、定着装置に装着される前に定着部材表面に反応性の変性シリコーンオイルが塗布されてなるものである。この定着部材は、塗布された変性シリコーンオイルが最外層表面と反応するため、そのままシリコーンオイルとの親和性に優れた定着部材となる。なお、この場合の定着装置で使用するシリコーンオイルは、必ずしも反応性のシリコーンオイルでなくてもよい。

以下、本発明の定着部材の具体的な構成及び構成材料等について説明する。
本発明の定着部材の担体の材料としては、無機基材として、熱伝導性の良好なアルミニウムや銅、ニッケル等の金属、ステンレスやニッケル合金等の合金、あるいはセラミックス等が挙げられる。また、耐熱性樹脂基材として、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアリーレンスルフィド、ポリエーテル等の耐熱性樹脂が挙げられる。耐熱性樹脂には、充填材としてカーボンや金属、金属酸化物、炭化珪素や窒化ホウ素のような無機粒子を添加してもよい。

これらの担体は、例えば無機基材の場合、金属では中空芯金等のロールやＮｉ電鋳シート等のベルトであり、耐熱性樹脂としてはポリイミドフイルム等のベルトといった形態で提供されるが、これらに限定されるものではない。また、担体表面には、形成される層を強固に接着させるために表面処理を行ってもよい。例えば、有機溶媒を用いた脱脂処理およびサンドブラスト等による粗面化処理、または、プライマー処理を行うことができる。

また、担体と最外層の間のいずれかの層に、シリコーンゴムやフッ素ゴムからなる、弾性層を設けてもよい。この弾性層の材質としては、熱応答性の観点より、熱伝導性の良好なものを選択することが好ましい。

次に、担体表面に形成される層のうち、その最外層を形成するフルオロカーボンシロキサンゴムについて説明する。
前記フルオロカーボンシロキサンゴムは、主鎖にパーフルオロアルキルエーテル基及び／またはパーフルオロアルキル基を有するものが、トナーとの離型性向上やシリコーンオイルに対する膨潤低減の観点から好ましい。

また特に、このフルオロカーボンシロキサンゴムとしては、（Ａ）下記式（１）のフルオロカーボンシロキサンを主成分とし、脂肪族不飽和基を有するフルオロカーボンシロキサンポリマー、（Ｂ）１分子中に２個以上の≡ＳｉＨ基を含有し、前記フルオロカーボンシロキサンポリマー由来の脂肪族不飽和基量に対して、前記≡ＳｉＨ基の含有量が１〜４倍モル量であるオルガノポリシロキサン及び／またはフルオロカーボンシロキサン、（Ｃ）充填剤、及び（Ｄ）有効量の触媒を含有するフルオロカーボンシロキサンゴムの前駆体組成物の硬化物であることが好ましい。

前記式（１）において、Ｒ¹⁰は非置換または置換の一価の炭化水素基を表す。ａ、ｅはそれぞれ独立に０または１を表し、ｂ、ｄはそれぞれ独立に１〜４の整数を表し、ｃは０〜８の整数を表す。また、ｘは１以上の整数を表す。

前記（Ａ）成分においては、前記式（１）におけるＲ¹⁰で表される非置換または置換の一価の炭化水素基は、好ましくは炭素数１〜８の一価炭化水素基であり、より好ましくは炭素数１〜８のアルキル基または炭素数２〜３のアルケニル基であり、特に好ましくはメチル基である。また、ｘは１０〜３０であることが好ましい。

一方、前記（Ａ）成分における脂肪族不飽和基は、一価の脂肪族不飽和炭化水素基を少なくとも含む。該一価の脂肪族不飽和炭化水素基の炭素数は２〜３であることが好ましく、具体的にはビニル基、アリル基、エチニル基等の炭素数２〜３のアルケニル基が挙げられ、特にビニル基が好ましい。前記脂肪族不飽和基は分子鎖のどこに存在してもよいが、分子鎖末端にあることが好ましく、例えばビニルジアルキルシリル基、ジビニルアルキルシリル基、トリビニルシリル基を主鎖に有することが好ましい。この場合、前記脂肪族不飽和基の主鎖に含まれるアルキル基は、炭素数１〜８アルキル基が好ましく、特にメチル基が好ましい。
このような（Ａ）成分としては、下記式（２）で表される化合物を挙げることができる。

前記（Ｂ）成分は、１分子中に２個以上の≡ＳｉＨ基を含有し、この≡ＳｉＨ基が前記フルオロカーボンシロキサンポリマー由来の脂肪族不飽和基量の１〜４倍モル量であるオルガノポリシロキサン及び／またはフルオロカーボンである。

ここで、≡ＳｉＨ基を有するオルガノポリシロキサンとしては、ケイ素原子に結合した水素原子を分子中に少なくとも２個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを挙げることができる。

また、本発明で用いるフルオロカーボンシロキサンゴムにおいては、（Ａ）成分の脂肪族不飽和基を有するフルオロカーボンシロキサンポリマーに対し、硬化剤として前記オルガノハイドロジェンポリシロキサンを使用することができる。即ち、この場合には、フルオロカーボンシロキサンポリマー中の脂肪族不飽和基と、オルガノハイドロジェンポリシロキサン中のケイ素原子に結合した水素原子との間で生ずる付加反応によって硬化物が形成されるものである。

このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、付加硬化型のシリコーン系ゴム組成物に使用される種々のオルガノハイドロジェンポリシロキサンを使用することができるが、本発明においては、特に下記式（３）〜（５）で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンが好適に使用される。

上記式（３）及び（４）において、ｓ及びｔは０以上の整数を表し、ｕは２以上の整数を表す。また、Ｒ²は脂肪族不飽和結合を有しない非置換または置換の一価炭化水素基を表す。また、式（３）〜（５）において、Ｒ_fは含フッ素有機基を表し、Ｒ⁴はケイ素原子と含フッ素有機基Ｒ_fとの間に介在する二価の基を表す。

前記Ｒ²としては、炭素数が１〜１２のものが好ましく、炭素数が１〜８のものがより好ましい。具体例としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ブチル基等のアルキル基；シクロヘキシル基、シクロペンチル基等のシクロアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基；ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基；クロロメチル基、クロロプロピル基、クロロシクロヘキシル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化炭化水素基；２−シアノエチル基等のシアノ炭化水素基等が挙げられ、このうちメチル基、エチル基、フェニル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基が好ましい。

前記Ｒ⁴はケイ素原子と含フッ素有機基Ｒ_fとの間に介在する二価の基であり、例えば脂肪族不飽和結合を有しない二価の炭化水素基、または、一般式−Ｒ⁵−Ｏ−Ｒ⁶−（但し、Ｒ⁵及びＲ⁶は脂肪族不飽和結合を有しない二価の炭化水素基である）で表されるエーテル基を有する二価の炭化水素基等が挙げられる。
前記Ｒ⁴としては炭素数１〜８のものが好ましく、具体的には下記に示すものが挙げられる。

なお、Ｒ⁴のうちで特に好適な基は、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−Ｏ−ＣＨ₂−である。
Ｒ_fとしては、パーフルオロアルキル基またはパーフルオロアルキルエーテル基等が挙げられる。パーフルオロアルキル基としては式Ｃ_pＦ_2p+1（但し、ｐは４〜１０の整数である）で表されるものが挙げられ、この中でもＣ₆Ｆ₁₃−、Ｃ₈Ｆ₁₇−、Ｃ₁₀Ｆ₂₁−が好ましい。パーフルオロアルキルエーテル基としては特に炭素数が５〜１５のものが好ましく、具体的には下記のものが例示される。

また、本発明における前記オルガノハイドロジェンポリシロキサンとして（ＣＨ₃）₂ＨＳｉＯ_0.5単位とＳｉＯ₂単位とからなる共重合体も好適に用いられる。該共重合体としては下記式（６）で表される化合物がより好ましい。

なお、これらのオルガノハイドロジェンポリシロキサンの２５℃における粘度は、通常、０．００１ｍ²／ｓ以下であることが好ましい。上述したオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、一般にその≡ＳｉＨ基の数が、（Ａ）成分のフルオロカーボンシロキサン中の脂肪族不飽和炭化水素基１個に対して、少なくとも１個、特に１〜５個の範囲となるような割合で配合することが好適である。

また、≡ＳｉＨ基を有するフルオロカーボンシロキサンとしては、前記式（１）の繰り返し単位または式（１）においてＲ¹⁰がジアルキルハイドロジェンシロキシ基であり、かつ末端がジアルキルハイドロジェンシロキシ基またはシリル基等であるものが好ましく、下記式（７）で示すものを挙げることができる。

前記（Ｃ）成分の充填剤としては、一般的なシリコーン系ゴム組成物に使用されている種々の充填剤を用いることができる。例えば、煙霧質シリカ、沈降性シリカ、カーボン粉末、二酸化チタン、酸化アルミニウム、石英粉末、タルク、セリサイト及びベントナイト等の補強性充填剤、アスベスト、ガラス繊維、有機繊維等の繊維質充填剤などを例示することができる。

これらの充填剤は、前記（Ａ）成分１００部（重量部、以下同じ）に対して０．１〜３００部の範囲、特に１〜２００部の範囲の割合で配合されることが好適である。この充填剤の配合量が０．１部未満の場合には、十分な補強効果を得ることができない場合があり、また３００部を超える割合で配合された場合には、硬化物の機械的強度が低下するという不都合を生じる場合がある。

前記（Ｄ）成分の触媒としては、付加反応用触媒として公知とされている塩化白金酸、アルコール変性塩化白金酸、塩化白金酸とオレフィンとの錯体、白金またはパラジウムをアルミナ、シリカ、カーボンなどの担体に担持したもの、ロジウムとオレフィンとの錯体、クロロトリス（トリフェニルフォスフィン）ロジウム（ウィルキンソン触媒）、ロジウム（III）アセチルアセトネートなどのような周期律表第VIII族元素またはその化合物が例示されるが、これらの錯体はアルコール系、エーテル系、炭化水素などの溶剤に溶解して用いることが好ましい。

これらの白金族金属系触媒の配合量は、触媒の有効量であればよいが、通常、前記（Ａ）成分１００部に対して、白金族金属換算で１〜５００ｐｐｍ、特に５〜２０ｐｐｍの割合で使用することが好ましい。

次に、本発明に用いるフッ化ピッチについて説明する。
本発明で用いるフッ化ピッチは、固体状乃至樹脂状の化合物であり、石炭系或いは石油系のピッチをフッ素化することにより製造される。フッ化ピッチのフッ素含有率、分子量、製造方法などは、特に限定されるものではないが、例えば特開昭６２−２７５１９０号公報に記載された方法に従って、ピッチを０〜３５０℃の範囲でフッ素ガスと直接反応させることにより得られる分子量１０００〜３０００の範囲程度のものを好適な例として挙げることができる。

本発明で用いるフッ化ピッチは、粉末状であることが好ましく、一般に組成式ＣＦｘ（通常０．５≦ｘ≦１．８程度、より好ましくは１．４≦ｘ≦１．６程度）で表され、各炭素原子にフッ素が１〜３個共有結合によって強固に結合したものである。そのミクロ的性状は、フッ化黒鉛に類似した層状乃至アモルファス構造を有し、褐色〜黄白色〜白色を呈する。

フッ化ピッチの平均粒子径は、できるだけ小さいことが好ましく、通常５μｍ以下である。この様な固体状フッ化ピッチをフッ素雰囲気中その軟化点以上の温度、例えば１５０〜３１０℃程度の温度で再度フッ素化処理したものは、透明な樹脂状を呈する。また、フッ化ピッチとしては、フッ素含有量の異なる２種以上のものを混合して使用してもよい。このようなフッ化ピッチは、フッ素系の溶媒に可溶である。

本発明の定着部材は、担体表面、もしくは該担体表面に設けられた１ないし複数の層の表面に、前記フッ化ピッチを含有させた前記フルオロカーボンシロキサンゴム前駆体を塗布し、硬化することによって最外層を形成して得られる。

フルオロカーボンシロキサンゴム前駆体へのフッ化ピッチの混合方法としては、液状の前駆体に前記フッ化ピッチの粉末をそのまま添加しミキサーで混合してもよいが、ｍ−キシレンヘキサフロライド、ベンゾトリフロライド等の溶剤で希釈して適当な粘度の塗工液として混合することが好ましい。フッ化ピッチは前記フルオロカーボンシロキサンゴム前駆体及び前記溶剤によく相溶するが、溶剤を加えることにより、フッ化ピッチが分子状に分散されフルオロカーボンシロキサンゴムの表面に均一に反応点を形成することができるからである。

フッ化ピッチの含有量としては、最外層全体の０．５〜５０重量％の範囲が好ましく、１．０〜３０重量％の範囲がより好ましい。含有量が０．５重量％より少ないと、フッ化ピッチ由来の活性点が少なく、十分な効果を発揮しない可能性がある。また、含有量が５０重量％より大きいと、フルオロカーボンシロキサンゴムとフッ化ピッチの相溶性が悪くなり、表面状態の悪化が生じる場合がある。

前記硬化の条件は、材料の選択、成型方法等により適宜選択することができるが、７０〜２００℃の範囲で、０．５〜２時間加熱硬化することが好ましい。

前記最外層の厚さは、１〜５０００μｍの範囲が好ましく、より好ましくは１〜３０００μｍの範囲であり、更に好ましくは５〜３００μｍの範囲、特に好ましくは１０〜１００μｍの範囲である。前記最外層の厚さが１μｍより薄いと、弾性が不足してゴム層を加える効果がなくなり、耐久性が不足したりする場合がある。一方、前記最外層の厚さが５０００μｍを越えると、定着部材の比熱が増大して熱移動量が低下し、定着速度の低下につながる場合がある。

前記フルオロカーボンシロキサンゴム層を構成する材料の硬度（ＪＩＳ Ｋ６３０１「加流ゴム物性試験方法」で測定）は、１０〜８０の範囲が好ましく、より好ましくは２０〜７０の範囲、さらに好ましくは３０〜６０の範囲である。前記硬度が１０未満であると、強度が低下し耐久性に問題が発生する場合がある。また、前記硬度が８０を超えると、表面層の膜厚に係らず剛性が大きくなり、定着部材と記録媒体との密着性が低下して、定着が不完全になったり、画質が悪くなるような問題が生ずる場合がある。

本発明の定着部材では、最外層にフッ化ピッチを含有するフルオロカーボンシロキサンゴムからなる層を設けることにより、活性を持たないフルオロカーボンシロキサンゴム表面にフッ化ピッチ由来の各種官能基と反応する活性点を導入することにより、離型剤であるシリコーンオイルとの親和性を高めることができる。

より具体的には、前述のように、本発明の第１の定着部材では定着装置に組み込まれた段階で、本発明の第２の定着部材では予め、定着部材表面に反応性の変性シリコーンオイルが塗布され、表面にシリコーンオイル成分を固定化させることにより、シリコーンオイルに対する親和性を高めることができる。

前記反応性の変性シリコーンオイルとしては、官能基を持つシリコーンオイルであれば特に限定されないが、アミン変性シリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイルから選択される変性シリコーンオイルが好ましく、この中でもアミン変性シリコーンオイルがより好ましい。

また、反応性の変性シリコーンオイル分子が持つ、官能基の量は特に制限を受けないが、１分子当り１つ有ればよい。また、例えばアミン変性シリコーンオイルにジメチルシリコーンオイル等の官能基を持たないシリコーンオイルを混合して用いてもよい。
反応性の変性シリコーンオイルの塗布量としては、０．５〜２４μｌ／ｍ²の範囲程度が好ましい。
また、本発明の第２の定着部材のように、予め反応性の変性シリコーンオイルを塗布して、表面にシリコーンオイル成分を固定化する場合には、多量の変性シリコーンオイルを塗布した後に、余分な変性シリコーンオイルを拭取ってもよい。

反応性の変性シリコーンオイルをフルオロカーボンシロキサンゴム表面と反応させるには、反応性の変性シリコーンオイルが劣化しない程度の温度で加熱することが好ましく、反応温度としては７０〜２００℃の範囲程度が好ましい。

本発明の定着部材（第１の定着部材、第２の定着部材）の形状は、特に限定されないが、後述するように定着装置に組み込まれる定着部材としては、ロール状もしくはベルト状であることが好ましい。

＜定着装置及び画像形性装置＞
本発明の定着装置は、加熱源により加熱された加熱部材と、該加熱部材に圧接して配置される加圧部材との間に、未定着トナー画像が形成された記録材を通過させて該未定着トナー画像の加熱定着を行う定着装置であって、前記加熱部材及び／または加圧部材が、前記本発明の定着部材であることを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、潜像保持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像をトナーにより現像する現像手段と、得られたトナー画像を記録材上に転写する転写手段と、転写された記録材上のトナー画像を定着する定着手段とを有する画像形成装置であって、前記定着手段が、前記本発明の定着装置を用いて記録材上のトナー画像を定着させる手段であることを特徴とする。

前記のように、本発明の定着部材はロール状或いはベルト状の何れの形状で用いてもよい。したがって、本発明の定着部材が加熱ロールと加圧ロールとを有する２ロール方式の定着装置に用いられる場合には、前記定着部材は加熱ロール（加熱部材）及び／または加圧ロール（加圧部材）として使用することができる。また、本発明の定着部材が加熱ロールと定着ベルト（必要により加圧ロール）とを有する定着装置に用いられる場合には、前記定着部材は加熱ロール（加熱部材）及び／または定着ベルト（加熱部材あるいは加圧部材）、さらに必要により加圧ロール（加圧部材）として使用することができる。

本発明の定着部材を定着ベルトとして用いた場合の本発明の定着装置を、図１を用いて説明する。また、本発明の定着装置を用いた本発明の画像形成装置を、図２を用いて説明する。
図１は、本発明の定着部材を定着ベルトとして用いた定着装置の一例の概略構成図を示したものである。この定着装置には、矢印Ａ方向に移動するエンドレスの定着ベルト１と、駆動ローラを兼ねる加熱ローラ２（内部に加熱源を備える）と、テンションローラ３と、定着ベルトを介して加熱ローラ２と対向して配置された加圧ローラ４（加圧部材）と、定着ベルト表面に離型剤を供給する離型剤供給装置６（離型剤を塗布する手段）とが備えられている。

また、図２は、本発明の定着装置を用いた画像形成装置の一例の概略構成図を示したものである。この画像形成装置には、感光体上に潜像を形成する潜像形成手段と、この潜像をトナーにより現像する現像手段とを有するトナー画像形成手段１１と、これに対向して配置された転写ロール１０とが備えられている。

トナー画像形成手段１１により形成されたトナー画像は、転写位置Ｔ１で記録材５に転写される。これにより記録材５上に形成された未定着トナー画像Ｔは、定着位置Ｆに搬送され、ここで、定着ベルト１と加圧ローラ４との間に供給され、そこで加熱された定着ベルト１及び加熱ローラ２と加圧ローラ４とにより加熱加圧されて、記録材５上に定着される。離型剤塗布位置Ｃでは、離型剤供給装置６により定着ベルト１に離型剤が供給される。

離型剤としては、予め、例えば反応性のアミン変性シリコーンオイルを塗布することにより、シリコーンオイルとの親和性を有する定着部材（第２の定着部材）を用いる場合には、ジメチルシリコーンオイルを用いることができるが、アミン変性シリコーンオイルを用いることがより好ましい。
また、本発明の前記第１の定着部材では、定着装置での使用直前に表面に反応性の変性シリコーンオイルを塗布し、その後ジメチルシリコーンオイルを使用する定着装置に用いることもできる。

また、前記離型剤の塗布量は６４μｌ／ｍ²以下であることが好ましい。離型剤の塗布量が６４μｌ／ｍ²より多いと、オイル筋等の画像欠陥が発生してしまう場合がある。ただし、塗布量の下限は１．０μｌ／ｍ²程度である。

図１に示す定着装置は、高画質で、かつ良好な剥離性を維持することができる本発明の定着部材を用いているので、オフセット等の画質欠陥を生じることがなく、高画質な画像が得られる。
また、本発明の定着部材を定着ロールとして用いた定着装置においても、上記と同様の効果が得られる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。なお、本発明は以下の内容に何ら限定されるものではない。また、本実施例は、ベルト状の定着部材について説明したものであるが、本発明の効果はロール状の定着部材においても、勿論、有効である。

＜実施例１＞
フルオロカーボンシロキサンゴム前駆体（ＳＨＩＮ−ＥＴＳＵ ＳＩＦＥＬ６１０、信越化学工業社製）９０部に対し、フッ化ピッチ（大阪瓦斯株式会社製、平均粒径：３μｍ）１０部、及び溶剤としてメタキシレンヘキサフルオライド及びパーフロロ−２−ブチルテトラヒドロフランの８対２の混合溶媒３０部を混合し、ミキサーで分散させることにより最外層塗工液を作製した。

内径１００ｍｍ、厚さ５０μｍのポリイミドからなるベルト上に、前記塗工液をコーターにより塗布し、１５０℃で１時間硬化させることにより、厚さ３０μｍで１０重量％のフッ化ピッチを含有するフルオロカーボンシロキサンゴムからなる最外層を形成し、定着ベルトＢ１を得た。
なお、上記フルオロカーボンシロキサンゴムの硬度（ＪＩＳ Ｋ６３０１）は３５度（Ｔｙｐｅ−Ａ）であった。

＜実施例２＞
実施例１において、フッ化ピッチの含有量を５０重量％とした以外は実施例１と同様にして、厚さ５０μｍのポリイミドからなるベルト上に、厚さ３０μｍのフルオロカーボンシロキサンゴムからなる最外層を形成し、定着ベルトＢ２を得た。

＜実施例３＞
実施例１において作製した定着ベルトＢ１の表面に、アミン変性シリコーンオイル（カラーフューザーオイル、富士ゼロックス社製）をベルト表面を完全に覆うように塗布し、１００℃にて１時間加熱処理を行った後、余分なアミン変性シリコーンオイルをふき取ることにより定着ベルトＢ３を得た。

＜実施例４＞
実施例１において作製した定着ベルトＢ１の表面に、メルカプト変性シリコーンオイル（ＫＦ−２００４、信越化学工業社製）をベルト表面を完全に覆うように塗布し、１００℃にて１時間加熱処理を行った後、余分なメルカプト変性シリコーンオイルをふき取ることにより定着ベルトＢ４を得た。

＜比較例１＞
実施例１の最外層塗工液の作製において、フッ化ピッチを添加しなかった以外は実施例１と同様にして、厚さ５０μｍのポリイミドからなるベルト上に、厚さ３０μｍのフッ化ピッチを含有しないフルオロカーボンシロキサンゴムからなる最外層を形成し、定着ベルトＢ５を得た。

＜定着ベルトの評価＞
（ベルト外観評価）
得られた定着ベルトＢ１からＢ５について、ベルト表面の外観評価を目視により以下の判断基準により行った。

○：均一な平滑面であり、凹凸は観察されない。
×：異物のような凹凸やざらつきが見られる。

（実機特性評価）
前記各定着ベルトを、ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ Ｃｏｌｏｒ ５００（富士ゼロックス社製）の定着装置部分を改造して、図１に示したように定着ベルトを装着できるようにした定着装置に定着ベルトとして装着し、以下の３条件で各々５０万枚の未定着トナー画像の定着を連続して行い種々の評価を行った。
（１）離型剤としてアミン変性シリコーンオイルをＡ４サイズの用紙１枚あたり１．０μｌ（１６μｌ／ｍ²）定着部材に塗布する。
（２）離型剤としてジメチルシリコーンオイルをＡ４サイズの用紙１枚あたり１．０μｌ（１６μｌ／ｍ²）定着部材に塗布する。
（３）離型剤としてアミン変性シリコーンオイルをＡ４サイズの用紙１枚あたり４．０μｌ（６４μｌ／ｍ²）定着部材に塗布する。

−トナー離型維持性−
５０万枚定着後のトナー離型維持性について、定着後の用紙が定着ベルトから剥離する際の用紙の姿勢を観察することにより以下の判断基準で評価した。
○：加圧ロール側に剥離する。
△：定着ベルト側に剥離する（実用上問題ないレベル）。
×：定着ベルトに巻きつく（剥離不良）。

−画質−
５０万枚定着後の定着画像の画質について、目視によりにより以下の判断基準で評価した。
○：画像欠陥（画像荒れ、オフセット、オイル筋）がない。
△：軽微な画像欠陥が発生（実用上問題ないレベル）。
×：画像欠陥が発生。
以上の結果をまとめて表１に示す。

表１に示すように、実施例１〜４の本発明の定着部材を用いた場合には、５０万枚定着後であっても、トナー離型維持性、画質に実用上の問題はなかった。一方、比較例１のフッ化ピッチを含有しないフルオロカーボンシロキサンゴムを用いた定着部材では、離型剤塗布量が少ない条件では剥離不良やオフセットが発生し、離型剤塗布量を増加しても画質を改善することはできなかった。

本発明の定着装置の一例を示す概略構成図である。 本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。

符号の説明

１ 定着ベルト（定着部材）
２ 加熱ローラ
３ テンションローラ
４ 加圧ローラ
５ 記録材
６ 離型剤供給装置
１０ 転写ロール
１１ トナー画像形成手段

Claims (7)

1. 担体表面に１層以上の層を有し、少なくとも最外層がフッ化ピッチを含有するフルオロカーボンシロキサンゴムからなる層であることを特徴とする定着部材。
2. 前記フッ化ピッチの含有量が、最外層全体の０．５〜５０重量％の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の定着部材。
3. 担体表面に１層以上の層を有し、少なくとも最外層がフッ化ピッチを含有するフルオロカーボンシロキサンゴムからなる層である定着部材の表面に、反応性の変性シリコーンオイルが塗布されてなることを特徴とする定着部材。
4. 加熱源により加熱された加熱部材と、該加熱部材に圧接して配置される加圧部材との間に、未定着トナー画像が形成された記録材を通過させて該未定着トナー画像の加熱定着を行う定着装置であって、
   前記加熱部材及び／または加圧部材が請求項１〜３のいずれかに記載の定着部材であることを特徴とする定着装置。
5. 前記加熱部材及び／または前記加圧部材の表面に、離型剤を塗布する手段を有することを特徴とする請求項４記載の定着装置。
6. 前記離型剤の塗布量が、６４μｌ／ｍ²以下であることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 潜像保持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像をトナーにより現像する現像手段と、得られたトナー画像を記録材上に転写する転写手段と、転写された記録材上のトナー画像を定着する定着手段とを有する画像形成装置であって、
   前記定着手段が、請求項４〜６のいずれかに記載の定着装置を用いて記録材上のトナー画像を定着させる手段であることを特徴とする画像形成装置。

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