JP2009006586A - 積層体、それを用いた定着部材、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基体上に順次設ける耐熱性ゴム層とフッ素系樹脂層の間にフッ素樹脂を主成分とする接着樹脂に反応性シリコーン化合物を含有させた接着層を介在させ、耐熱性、非粘着性及び柔軟性を有する積層体、定着部材、定着装置及び画像形成装置を提供すること。
【解決手段】基体上に、耐熱性ゴムからなる第１の層、フッ素樹脂を主成分とする接着樹脂からなる第２の層、及びフッ素系樹脂からなる第３の層が順次設けられた積層体であり、前記第２の層が、少なくともシリコーンレジンを含有することを特徴とする積層体。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層体、定着部材、定着装置及び画像形成装置に関し、特にフッ素樹脂層を表面に有し、耐熱性、非粘着性及び柔軟性を有する積層体、定着部材、定着装置及び画像形成装置に関する。

プリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に対し、近年、省エネルギー化や高速化の市場要求が強くなってきている。これらの要求性能を達成するためには、画像形成装置に用いられる定着装置の熱効率の改善が重要である。
画像形成装置では、電子写真記録、静電記録、磁気記録等の画像形成プロセスにより、画像転写方式もしくは直接方式で、記録材シート、印刷紙、感光紙あるいは静電記録紙などの記録材上に未定着トナー画像を形成する。
この場合、未定着トナー画像を定着させるための定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、ベルト定着方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。
また、これら最近の画像形成装置において用いられる定着部材（ローラ形状やベルト形状）には、オイルレスでのトナー離型性、柔軟性、弾力性などが必要とされている。これらの要求を満たすため、積層体により構成した部材が使用されている。

その積層体の構成として、例えば、基体上に、第１の層（耐熱合成ゴムからなる弾性層）と、第２の層（第１の層と第３の層を接合するフッ素樹脂を主成分とする接着層：プライマー層）、第３の層（フッ素樹脂からなる離型層）を設けたものが知られている。
上記の第１の層（弾性層）を構成する材料としては、耐熱性ゴム、中でも耐熱性合成ゴムであるシリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴムなどが使用されている。また第３の層（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）などが使用されている。この第３の層（離型層）を設ける場合、第１の層（弾性層）の表面にプライマー層を形成し、更にその上に上述したようなフッ素樹脂の分散塗料や粉体塗料、もしくはフッ素樹脂チューブを積層し、これらフッ素樹脂の融点以上の温度で加熱して層形成することが知られている。
しかしながら、上記第３の層のフッ素樹脂の融点は非常に高温であり、第１の層の弾性層に用いる耐熱性合成ゴムにとって過酷な温度である。このため、高温加熱して定着部材を作製すると、耐熱合成ゴムが熱劣化し、定着部材の性能を左右する第３の層の離型層の剥がれや、第１の層の弾性層にクラックや表層硬度変化などの問題を引き起こすことがあった。なお、弾性層にクラックや表層硬度の変化を引き起こすと定着部材の表面性が損なわれ、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生じたりする。

そこで、上記問題を解決するための対策として、耐熱合成ゴムに酸化錫及び酸化チタンから選ばれる少なくとも一つを含有（耐熱合成ゴムにＳｎＯ_２、ＴｉＯ_２を添加）させる手法（例えば、特許文献１参照）や、耐熱合成ゴムに酸化錫と、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（耐熱合成ゴムにＳｎＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３、他を添加）させる手法（例えば、特許文献２参照）が提案されている。これにより、耐熱合成ゴムの耐熱性が向上し、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ画像定着不良などが防止される。
また、他の手法として、離型層を形成するために用いるフッ素樹脂にリン酸基を含有させて焼成温度を耐熱合成ゴムが耐えうる温度まで下げる手法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

しかしながら、上述のように無機充填剤の添加による耐熱性向上の手法では、耐熱合成ゴムの粘度上昇を引き起こし、定着部材を塗工加工により製作する際の加工性が必ずしも充分であると言えるものではなかった。また、離型層としてフッ素樹脂を使用するため、耐熱合成ゴムの熱劣化に問題があった。
また、離型層を形成するために用いるフッ素樹脂にリン酸基を含有させて焼成温度を耐熱合成ゴムが耐えうる温度まで下げる手法においては、焼成温度は３００℃という高温処理であるため、耐熱合成ゴムの劣化を必ずしも充分に抑制できるものとは言い難い。さらに、上記構成の定着ベルトにおいても離型層にフッ素樹脂が使用され、熱伝導性を向上させるために熱伝導性の高い無機充填剤が添加されているため、上述した問題と同様の問題がある。

特開２００４−１６３７１５号公報 特開２００４−１７０７５８号公報 特開２００５−２１２３１８号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、基体上に順次設ける耐熱性ゴム層とフッ素系樹脂層の間にフッ素樹脂を主成分とする接着樹脂に反応性シリコーン化合物を含有させた接着層を介在させ、耐熱性、非粘着性及び柔軟性を有する積層体、定着部材、定着装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。

上記課題は、以下の本発明によって解決される。
（１）「基体上に、耐熱性ゴムからなる第１の層、フッ素樹脂を主成分とする接着樹脂からなる第２の層、及びフッ素系樹脂からなる第３の層が順次設けられた積層体であり、前記第２の層が、少なくともシリコーンレジンを含有することを特徴とする積層体」、
（２）「前記シリコーンレジンが、ラダーシリコーンレジンであることを特徴とする前記第（１）項に記載の積層体」、
（３）「転写体上のトナー像を定着させるローラ形状もしくはベルト形状を有する定着部材であって、前記定着部材は、前記第（１）項又は第（２）項のいずれかに記載の積層体からなり、前記第３層で押圧することを特徴とする定着部材」、
（４）「画像形成プロセスにおいて転写体上のトナー像を定着させる定着部材を備える定着装置であって、前記定着部材が、前記第（３）項に記載の定着部材であることを特徴とする定着装置」、
（５）「少なくとも像担持体、帯電手段、静電潜像形成手段、現像手段、転写手段、定着手段、除電手段、及びクリーニング手段を有する画像形成装置であって、前記定着手段が、前記第（４）項に記載の定着装置により構成されていることを特徴とする画像形成装置」。

本発明によれば、第２の層プライマー層は、積層体作製時の塗工作業性が容易で且つ加工時において弾性層の熱劣化を抑制し、層間接着性を良好とする。更に経時熱劣化も抑制する。これによって、表面性が良好で、耐熱性、非粘着性及び柔軟性を有するフッ素系樹脂からなる第３の層（離型層）を備えた積層体、定着部材、定着装置及び画像形成装置を提供することができる。

以下に、本発明の実施形態に係る積層体、定着部材、定着装置及び画像形成装置を、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

本発明に係る積層体は、基体上に、耐熱性ゴムからなる第１の層、フッ素樹脂を主成分とする接着樹脂からなる第２の層、及びフッ素系樹脂からなる第３の層が順次設けられた積層体において、前記第２の層が、少なくともシリコーンレジンを含有することを特徴とする。
本発明における基体は、基材が画像形成に適した形を有するものであり、ローラ状のもの、ベルト状のものが好適に用いられる。特に定着用途において、基材は耐熱性及び機械的強度が要求され、ステンレス、ニッケル、アルミ等の金属やポリイミド、ポリアミドイミド、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂を用いることができる。なお、ベルト状の基材は無端ベルトが好ましい。また、本発明で用いる耐熱性ゴムとしては、好ましくは、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フロロシリコーンゴム等の耐熱性合成ゴムであるが、耐熱性ゴム（いわゆる耐熱性弾性体）であれば特にこれらに限定されるものではない。

図１は、本実施形態に係る積層体の構成例を示す概略断面図である。図１の構成では、基体（１）上に、耐熱性ゴムからなる第１の層（弾性層）（２）、フッ素樹脂を主成分とする接着樹脂とシリコーンレジンを含有する第２の層（プライマー層）（３）、及びフッ素系樹脂からなる第３の層（離型層）（４）が順次設けられている。

すなわち、第２の層（３）はシリコーンレジンを用いて得られることによって、積層体作製時の塗工性を良好に維持しつつ、高温度による加熱加工時における第１の層（２）を形成する耐熱性ゴムの熱劣化を抑制し、接着性を良好とすることが可能となり、加えて経時熱劣化を抑制し、耐熱性、非粘着性及び柔軟性を有するフッ素樹脂層を表面に備えた積層体が得られる。

本実施形態に係る積層体は、シート形状、ローラ形状、あるいはベルト形状であっても構わない。そして、後述のように画像形成装置における定着装置の定着部材のほか、加圧部材や搬送部材（搬送ベルトやローラ）として有用であるばかりではなく、画像形成装置以外の用途、例えば、汚れ防止、離型性、耐熱性などが必要とされる部材として使用可能である。

本発明で使用される前記シリコーンレジンとしては、メチルフェニルシリコーンレジン、メチルシリコーンレジン、ラダーシリコーンレジン、シリコーン変性有機レジン（アルキッド変性等）などが挙げられる。これらから選ばれる何れか一種若しくはそれらを組み合せたものであることが好ましい。以下に、シリコーンレジンについて具体的に説明する。

シリコーンレジンとは、その主要な骨格が−（ＳｉＭｅ_２Ｏ）−基、−（ＳｉＰｈ_２Ｏ）−基−（ＳｉＭｅ_２Ｏ_２）−構造（Ｄ単位）と−（ＳｉＭｅＯ_３）−構造（Ｔ単位）を主構成単位として含むＤＴレジンと−（ＳｉＭｅ_３Ｏ）−構造（Ｍ単位）と−（ＳｉＯ_４）−構造（Ｑ単位）を主構成単位として含むＱＭレジンとであり、−（ＳｉＰｈ_２Ｏ）−構造／フェニル基を構造単位として持つものがメチルフェニルシリコーンレジンである。特にＴ単位のみからなるシリコーンレジンがラダーシリコーンレジンである。特に本シリコーンレジンは反応性のある架橋部位を持ったもので、脱水縮合反応型、付加反応型、過酸化物硬化型などが好ましく用いられる。
これらシリコーンレジンをプライマー中に含有していると高温度による加熱加工時において、劣化の抑制、あるいは接着強度の向上、更には経時熱劣化に効果がある。
また、これらシリコーンレジンはレジン自体の耐熱性のみならず、高温で反応するため、加熱加工時に反応し、レジン被膜を形成することによって劣化を抑制することができ、更にプライマー中のフッ素樹脂に存在する反応性基と相互作用等して、より接着強度を向上することができると推測される。
また、これらシリコーンレジンを希釈したワニスは耐熱性ゴム層に浸透し、分子鎖が相互に絡むことなどにより、プライマーとゴムとにより強い接着効果が上がるものと思われる。
シリコーンレジンを具体的に例示すると、ＧＥ東芝シリコーン製ＴＳＲ１１６、ＴＳＲ１０６や東レダウコーニングシリコーン製ＳＨ８０５，ＳＨ８０５、ＳＨ８０６Ａ、ＳＨ８４０、ＳＲ２４００などが挙げられるが、これに限定されるものではない。

なお、ラダーシリコーンレジンは、架橋可能な官能基を保持しながら、高分子量化しており、更にフッ素樹脂表層の焼成時の加熱によって、高密度のＳｉＯ架橋を形成し、高い耐熱性を付与するとともに、可とう性に優れ、密着性も更に良好となる。
また、シラノール末端シリコーンレジンは、表層を形成するフッ素エマルジョン塗料において分散安定化されるので塗料の添加化合物としても好ましい。
ラダーシリコーンレジンを具体的に例示すると、菱電化成製：ミオサーモＶ−９９５−００，Ｖ−９９５−８０，Ｖ９４０−７０、Ｖ−９１０などが挙げられるが、これに限定されるものではない。

上記シリコーンレジンを用いることによって、加熱加工工程における耐熱ゴム材料の熱劣化を抑制し、接着層の耐熱性も向上され、層間剥がれを抑制する効果が充分に発揮される。これによって、弾性層にクラックや表層硬度変化を引き起こすことなく表面性の良好な、積層体層間の接着力の優れた積層体が提供される。

本発明の実施形態に係る積層体は、画像形成プロセスにおいて転写体上のトナー像を定着させる定着部材として好適に用いられる。定着部材は、ローラ形状もしくはベルト形状であるものが好ましい。

以下、本発明における定着部材の構成を説明する。図２（ａ）は、ローラ形状の定着部材の構成例を示し、（ｂ）はベルト形状の定着部材の構成例を示す概略断面図である。
図２（ａ）において、（Ａ）は定着部材の一例であるローラである。ローラ（Ａ）は、基体（Ａ１）上に、耐熱性合成ゴム等の耐熱性弾性体（ゴム）（以降、「耐熱性合成ゴム」と称することがある。）で構成される第１の層（弾性層）（Ａ２）、第２の層であるプライマー層（Ａ３）、及び第３の層であるフッ素系樹脂で構成される離型層（Ａ４）とを順次備えている。そして、前記プライマー層（Ａ３）には、可とう性のあるシリコーンレジンが含有されている。

図２（ｂ）において、（Ｂ）は定着部材である無端ベルトである。定着部材の無端ベルト（Ｂ）は、基体（Ｂ１）上に、耐熱性合成ゴムで構成される第１の層の弾性層（Ｂ２）、第２の層のプライマー層（Ｂ３）、及び第３の層のフッ素系樹脂で構成される離型層（Ｂ４）を順次備えている。そして、前記プライマー層（Ｂ３）には、可とう性のあるシリコーンレジンが含有されている。なお、基体（Ａ１）と弾性層（Ａ２）との間、または基体（Ｂ１）と弾性層（Ｂ２）との間に接着強度を高めるためにシリコーン系プライマーを使用してもよい。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す定着部材は、それぞれ耐熱性の基体（Ａ１）または（Ｂ１）の表面に前記した耐熱性合成ゴムをコーティングして弾性層（Ａ２）または（Ｂ２）を設け、更にその上面にコーティングにより、プライマー層（Ａ３）または（Ｂ３）を設け、その上にフッ素系樹脂をコーティングして離型層（Ａ４）または（Ｂ４）を設けて作製することができる。

また上記した弾性層の作製方法としては、シリコーンプライマー等で基体表面を改質し、耐熱合成ゴム材料をスプレー塗装やブレードコート、ディッピング等によって塗布し、その後ゴムを加硫して弾性層とすることができる。また、プライマー層の作製方法としては、フッ素樹脂を主成分とするプライマー分散液（水系フッ素樹脂ディスパージョンなど）を弾性層と同様に塗布後、乾燥してプライマー層を形成することができる。

更に離型層の作製方法としては、前記弾性層上のプライマー層上にフッ素系樹脂分散液（水系フッ素樹脂ディスパージョンなど）を、前記した弾性層と同様に、スプレー塗装、ブレードコート、またはディピングなどによる塗装や、フッ素樹脂系粉体塗料を静電塗装、流動浸漬、または回転ライニング法などによってフッ素系樹脂塗布膜を形成後、形成されたフッ素系樹脂を焼成して離型層とすることができる。

前述のように、プライマー層（Ａ３）または（Ｂ３）が、シリコーンレジンを用いると、弾性層と離型層の界面及び接着層の耐熱性を向上させ、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及びそれに起因する接着強度の低下をより抑制させることができる。また特に使用時である定着装置稼動の高温経時において、界面劣化や接着層劣化が抑制させることができ、離型層剥がれや弾性層の表面硬度変化やクラックが抑制される。

上記本発明の実施形態に係る定着部材は、オイルレスでのトナー離型性があり、柔軟性、弾力性等を有し、定着性能及び耐久性の優れた画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等が発生せず、高品質定着を実現することができる。

以上述べたような本発明の実施形態に係る定着部材は、画像形成装置の定着装置に配備されることが好ましく、このような画像形成装置における画像形成プロセスにおいて転写体上のトナー像を定着させる役割を担うのであるので、耐熱劣化に強く、経時変化にも強いため、画像形成装置は耐環境特性により優れ、信頼性に優れたものとなる。

本発明の実施形態に係る積層体を用いてローラ形状もしくはベルト形状の定着部材とすると、オイルレスでのトナー離型性、柔軟性、弾力性などの要求を達成することができ、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の発生のない高品質の画像が定着できる。すなわち、定着性能及び耐久性に優れる。従って、定着手段として上記定着装置が配備された画像形成装置は、常に安定した高品質の画像が形成され、長期に亘ってもこのような性能が低下することが少ない。

以下、図を参照して画像形成装置及び定着装置について説明する。図３は、本発明における電子写真方式の画像形成装置（例えば、複写機やレーザプリンタ等を含む）を説明するための概略構成図である。

図３において、画像形成装置（１００）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なう帯電ローラ（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）、並びに定着ローラ（１１１）及び加圧ローラ（１１２）からなる定着装置（１１０）などを含んで構成されている。

この電子写真方式を用いる画像形成装置（１００）では、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してトナー像とし、このトナー像を記録紙（１０７）上に転写する。そして、この記録紙（１０７）を、定着ローラ（１１１）及び加圧ローラ（１１２）からなる定着装置（１１０）に通過させ、記録紙（１０７）上に付着しているトナーを定着ローラ（１１１）の熱により軟化させつつ加圧して記録紙（１０７）上にトナー像が定着するように構成されている。

この場合の定着ローラ（１１１）として、本発明の積層体からなる定着部材が好適に用いられる。図３の構成では定着部材は、いわゆるローラ形状であるが、定着部材がベルト形状であってもよいことは、言を待たない。このようなベルト方式の定着装置について以下に説明する。

図４はベルト方式の定着装置を説明するための概略構成図である。図４に示した定着装置（１１７）は、加熱ローラ（１１５）と、加熱ローラ（１１５）に平行配置される定着ローラ（１１４）と、前記加熱ローラ（１１５）と定着ローラ（１１４）とによって掛け回される、回転可能に設けた定着ベルト（１１３）と、前記ベルト（１１３）を介して定着ローラ（１１４）に圧接すると共に、前記ベルト（１１３）との間で定着ニップ部を形成する加圧ローラ（１１６）から構成されている。この場合のベルト（１１３）として、本発明の積層体からなる定着部材が好適に用いられる。

図４に示すようなベルト方式の定着装置（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。

本発明の積層体により構成した定着部材について詳しく説明する。図１に示したように、積層体からなる定着部材の構成は、基体（１）と、この基体の上に第１の層として耐熱性ゴム（耐熱合成ゴム）からなる弾性層（２）と、第２の層として、第１の層と第３の層を接合するフッ素樹脂を主成分とする接着樹脂とシリコーンレジンを用いて得られるプライマー層（３）と、この第２の層の上に第３の層としてフッ素樹脂からなる離型層（４）を設けた構成になっている。本明細書中、「第１の層」を「弾性層」、「第２の層」を「プライマー層」、及び「第３の層」を「離型層」と表現することがある。

本発明の定着部材を構成するプライマー層としては、フッ素系樹脂を主成分とするフッ素樹脂系プライマーを用いていれば特に限定されない。ここで、フッ素樹脂系プライマーは、官能基を有するフッ素樹脂からなり、弾性層を形成する材料の種類、その表面の性質、及びフッ素樹脂系プライマーを介して形成する離型層（フッ素樹脂、いわゆるトップコートの種類）などにより適宜選択される。

フッ素樹脂系プライマーは、その上に被覆する離型層のフッ素樹脂の構造と類似の構造を有し、この構造に官能基を含んでいる構造体を用いているものが好ましい。このように類似構造のフッ素樹脂を１種または２種以上組み合わせることによって、フッ素樹脂系プライマーに用いられるフッ素樹脂とその上に被覆されるフッ素樹脂との相性が分子論的に近いものであるので、いわゆるなじみやすい性質を有しているため良好なものとなる。
これにより、フッ素樹脂系プライマー層と弾性層の表面との接着性だけではなく、フッ素樹脂系プライマー層と離型層との層間接着強度も良好なものとなる。また、このようなプライマーは焼成時にシリコーンレジンと反応する場合もあり、より強く弾性層との接着性を向上させるように働く機能ももたらすことがある。

このようなフッ素樹脂系プライマーを用いて得られた積層体を用いれば、高温での使用においても、例えば、他の樹脂成分からなるプライマーを用いた場合に問題となるような、重合体の熱収縮率の違いなどによる層間剥離やクラック、ピンホールなどを起こし難い。

また、塗膜の最表面に官能基を含まないフッ素樹脂を用いて離型層を形成しても、優れた耐熱性、耐薬品性、非粘着性、及び低摩擦性をより効果的に発揮することができる。なお、フッ素樹脂系プライマーで得られるプライマー層の層厚は０．０１〜５μｍであることが好ましい。この範囲の厚さにしていないと、接着強度が低下したり、プライマー自身にクラックや凝集破壊が起きるおそれがあり、所望の性能が得られない場合がある。

また、プライマー層におけるシリコーンレジンの添加量は、フッ素樹脂系プライマー分散液１００重量部に対して、０．０１〜１０重量部、好ましくは０．１〜５重量部である。シリコーンレジンの添加量が０．０１重量部未満では所望の耐熱性が得られず、接着強度が低下したり、耐熱合成ゴムの劣化によってゴム破壊する場合がある。一方、１０重量部を越えると相分離などが起こり、プライマー層の成膜性が劣り、得られるプライマー層にクラックや凝集破壊が生じる場合がある。

なお、前記プライマー分散液への添加方法としては、超音波やホモジナイザー等、一般的な方法で分散・乳化して、添加使用することができる。

図２に示す弾性層（Ａ２）または（Ｂ２）を構成する耐熱性ゴムとしては、好ましくは、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フロロシリコーンゴム等の耐熱性合成ゴムであるが、耐熱性ゴム（いわゆる耐熱性弾性体）であれば特にこれらに限定されるものではない。また特に、弾性層（Ａ２）または（Ｂ２）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、フロロシリコーンゴムなどの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表層にそのまま反映され、安定して良好な定着画像品質が得られる。

また、図２に示すように、離型層（Ａ４）または（Ｂ４）を構成するフッ素系樹脂としては、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テル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などから選ばれるフッ素系樹脂、またはそれらのフッ素樹脂の混合物、また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が挙げられるが、フッ素系樹脂であればよく、特にこれらに限定されるものではない。離型層（Ａ４）または（Ｂ４）がフッ素系樹脂で構成されることでトナーのオイルレス離型性が発現することになる。なお、本発明における離型層（Ａ４）または（Ｂ４）の膜厚が厚いと光沢ムラが発生し易くなるので層構成に応じて適宜厚さを設定することが好ましい。

図２に示すように、加熱定着部材（Ａ）における基体（Ａ１）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状の基体である。また、前記加熱定着部材（Ｂ）における基体（Ｂ１）は、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無端ベルト、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無端ベルト、あるいは、これらの積層無端ベルトである。なお、定着部材がローラ形状、ベルト形状（無端ベルト）であるものについて記載したが、目的、用途に応じて上記材料から構成される（積層構成も含む）シート形状であるものを用いることもできる。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されて解釈されるものではない。先ず、実施例と比較例において用いるフッ素系樹脂含有プライマーについて以下に例示する。

〔調整例〕
プライマー分散液（水性フッ素樹脂ディスパージョン）
攪拌機、バルブ、圧力ゲージ、温度計を備えた３リットルガラスライニング製オートクレーブに純水１５００ｍｌ、パーフルオロオクタン酸アンモニウム９．０ｇを入れ、窒素ガスで充分置換した後、真空にし、エタンガス２０ｍｌを仕込んだ。

次いで、ヒドロキシル基を有する含フッ素エチレン性単量体として、パーフルオロ−（１，１，９，９−テトラハイドロ−２，５−ビストリフルオロメチル−３，６−ジオキサ−８−ノネン−１−オール）３．８ｇ、パーフルオロ（プロピルビニルエーテル）１８ｇを、窒素ガスを用いて圧入し、系内の温度を７０℃に保った。攪拌を行ないながらテトラフルオロエチレンガスを内圧が８．５ｋｇｆ／ｃｍ^２Ｇとなるように圧入した。次いで、過硫酸アンモニウム０．１５ｇを水５．０ｇに溶かした溶液を、窒素を用いて圧入して反応を開始した。

重合反応の進行に伴って圧力が低下するので、７．５ｋｇｆ／ｃｍ^２Ｇまで低下した時点で、テトラフルオロエチレンガス８．５ｋｇｆ／ｃｍ^２Ｇまで再加圧し、降圧、昇圧を繰り返した。テトラフルオロエチレンの供給を続けながら、重合開始からテトラフルオロエチレンガスが約４０ｇ消費されるごとに、前記ヒドロキシル基を有する含フッ素エチレン性単量体１．９ｇを計３回（計５．７ｇ）圧入して重合を継続し、重合開始よりテトラフルオロエチレンが約１６０ｇ消費された時点で供給を止めてオートクレーブを冷却し、未反応モノマーを放出して、青みがかった半透明の水性フッ素樹脂ディスパージョン１７０２ｇを得た。得られた水性フッ素樹脂ディスパージョン中のフッ素樹脂の固形分濃度は１０．９重量％であり、動的光散乱法で測定した粒子径は７０．７ｎｍであった。

更にこの水性フッ素樹脂ディスパージョンを界面活性剤により濃縮して、固形分濃度を１５重量％とした。この水性フッ素樹脂ディスパージョン１００重量部（固形分濃度１５重量％）と、界面活性剤を濃縮時に使用した量と併せて１．０重量部、増粘剤：メチルセルロース水溶液（メチルセルロース４．８重量％）４．０重量部を均一混合し、ＳＵＳ網（３００メッシュ）で濾過して、プライマー分散液とした。

＜実施例１＞
以下の工程を順次経て、実施例１の積層体を作製した。
〈ａ−１〉工程：４０μｍ厚のシート状のステンレススチール（ＳＵＳ）製基体上にプライマー（東レダウコーニングシリコーン社製、ＤＹ３９−０５１）を塗布し乾燥してシリコーンプライマー層を形成した。
〈ｂ−１〉工程：形成したシリコーンプライマー層の上に耐熱性シリコーン樹脂（東レダウコーニングシリコーン社製、ＤＹ３５−４０３９）の溶液を塗布して３００μｍの塗布層を形成し、シリコーンゴムを１２０℃×１５分間の１次加硫後、２００℃×４時間の２次加硫を経て弾性層を形成した。
〈ｃ−１〉工程：形成した弾性層の上に、調整例で調整したプライマー分散液（水性フッ素樹脂ディスパージョン）に５．０重量部のシリコーンレジン（ＴＳＲ１１６／不揮発分５０％：ＧＥ東芝シリコーン製）を混合させたプライマー液をスプレー塗装して厚さ２μｍのプライマー層を形成した。
〈ｄ−１〉工程：形成したプライマー層の上に、ＰＦＡ（三井・デュポンフロロケミカル社製、ＰＦＡ３４０−Ｊ）を２０μｍの膜厚になるように粉体塗布してフッ素樹脂塗布層を形成し、この塗布層を３４０℃で３０分間焼成して離型層を形成した。

＜実施例２＞
実施例１の〈ｃ−１〉工程において用いた、６．０重量部のラダーシリコーンレジン（ミオサーモＶ−９５５−００／不揮発分４０％：菱電化成製）を混合させたプライマー液をスプレー塗装して厚さ２μｍのプライマー層を形成した。

＜比較例１＞
実施例２の〈ｃ−１〉工程において用いた、６．０重量部のラダーシリコーンレジン（ミオサーモＶ−９５５−００／不揮発分４０％：菱電化成製）を含まず、調整例で調整したプライマー分散液（水性フッ素樹脂ディスパージョン）のみのプライマーを用いた以外は、実施例１と同様の工程を順次経て比較例１の積層体を作製した。

上記作製した実施例１〜実施例２、及び比較例１の積層体を用いて、次の条件で剥離試験を行ない接着性の評価を行なった。結果を下記表１に示す。

＜剥離試験法＞
試験巾１０ｍｍ、引張り速度約５０ｍｍ／ｍｉｎで、９０度剥離試験を行なった。剥離場所がフッ素樹脂層（離型層）とプライマー、あるいはゴム層とプライマーの間のものを×とし、ゴム層での破壊より強い接着強度が出たものを○とし、特に接着強度が０．５Ｎ／ｃｍ以上のものを◎として表１に示した。

実施例１〜２の積層体における各層間の剥離強度は高く、ゴム層で破壊するほどの接着強度を示し、積層体形成工程での焼成による劣化は認められなかった。一方、比較例１については、プライマー層とゴム層間で剥離することが観察され、接着力不足であることが認められた。このことから、積層体形成工程での焼成によりゴム層が硬化劣化し、層界面間で剥がれたものと考えられる。

＜実施例３＞
以下の工程を順次経て、実施例３の定着ローラを作製した。
〈ａ−２〉工程：直径４０ｍｍのアルミニウムで構成される芯金上にプライマー（東レダウコーニングシリコーン社製、ＤＹ３９−０５１）を塗布し乾燥してシリコーンプライマー層を形成した。
〈ｂ−２〉工程：形成したシリコーンプライマー層の上に耐熱性シリコーン樹脂（東レダウコーニングシリコーン社製、ＤＹ３５−４０３９）溶液を２５０μｍの塗布層を形成し、シリコーンゴムを１２０℃×１５分間の１次加硫後、２００℃×４時間の２次加硫を経て弾性層を形成した。
〈ｃ−２〉工程：形成した弾性層の上に、調整例で調整したプライマー分散液（水性フッ素樹脂ディスパージョン）に５．０重量部のシリコーンレジン（ＳＨ８０５／不揮発分５０％：東レダウコーニングシリコーン製）を混合させたプライマー液をスプレー塗装して厚さ２μｍのプライマー層を形成した。
〈ｄ−２〉工程：形成したプライマー層の上に、プライマー層の上にＰＦＡ分散液（三井・デュポンフロロケミカル社製、ＰＦＡ９４５ＨＰ−Ｐｌｕｓ）をスプレー塗装して３０μｍ厚の塗布層を形成し、この塗布層を３４０℃で３０分間焼成して離型層を形成した。

＜実施例４＞
実施例３の〈ｃ−２〉工程において用いた、５．０重量部のシリコーンレジン（ＳＨ８０５／不揮発分５０％：東レダウコーニングシリコーン製）に替えて３．０重量部のラダーシリコーンレジン（ミオサーモＶ−９７０−７０／不揮発分７２％：菱電化成製）を混合させたプライマーを用いた以外は、実施例３と同様の工程を順次経て実施例４の定着ローラを作製した。

＜比較例２＞
実施例４の〈ｃ−２〉工程において用いた、５．０重量部のシリコーンレジン（ＳＨ８０５／不揮発分５０％：東レダウコーニングシリコーン製）を含まず、調整例で調整したプライマー分散液（水性フッ素樹脂ディスパージョン）のみのプライマーを用いた以外は、実施例３と同様の工程を順次経て比較例２の定着ローラを作製した。

＜実施例５＞
以下の工程を順次経て、実施例５の定着ベルトを作製した。
〈ａ−３〉工程：直径６０ｍｍ、幅４００ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのポリイミド樹脂製シームレスベルトの表面にシリコーンゴム用プライマー（東レダウコーニング社製、ＤＹ３９−０６７）をスプレー塗装して厚さ１μｍのシリコーンプライマー層を形成した。
〈ｂ−３〉工程：このシリコーンプライマー層の上に耐熱性シリコーンゴム（東レダウコーニング社製、ＤＹ３５−２０８３）のトルエン溶液をスプレー塗装して２００μｍの塗布層を形成し、シリコーンゴムを１２０℃×１５分間の１次加硫後、２００℃×４時間の２次加硫を経て弾性層を形成した。
〈ｃ−３〉工程：形成した弾性層の上に、調整例４で調整したプライマー分散液（水性フッ素樹脂ディスパージョン）に５．０重量部のシリコーンレジン（ＴＳＲ１１６／不揮発分５０％：ＧＥ東芝シリコーン製）を混合させたプライマーをスプレー塗装して厚さ２μｍのプライマー層を形成した。
〈ｄ−３〉このフッ素系樹脂含有プライマー層の上にＰＦＡ分散液（三井・デュポンフロロケミカル社製、ＰＦＡ９４５ＨＰ−Ｐｌｕｓ）をスプレー塗装して３０μｍ厚の塗布層を形成し、この塗布層を３４０℃で３０分間焼成して離型層を形成した。

＜実施例６＞
実施例５の〈ｃ−３〉工程において用いた、５．０重量部のシリコーンレジン（ＴＳＲ１１６／不揮発分５０％：ＧＥ東芝シリコーン製）に替えて６．０重量部のラダーシリコーンレジン（ミオサーモＶ−９５５−００／不揮発分４０％：菱電化成製）を混合させたプライマーを用いた以外は、実施例５と同様の工程を順次経て実施例６の定着ベルトを作製した。

＜比較例３＞
実施例６の〈ｃ−３〉工程において用いた、６．０重量部のラダーシリコーンレジン（ミオサーモＶ−９５５−００／不揮発分４０％：菱電化成製）を含まず、調整例で調整したプライマー分散液（水性フッ素樹脂ディスパージョン）のみのプライマーを用いた以外は、実施例５と同様の工程を順次経て比較例３の定着ベルトを作製した。

なお、実施例及び比較例の他のＰＦＡ系フッ素樹脂としては、ＰＦＡ９４０ＨＰ−ｐｕｌｓ（三井・デュポンフロロケミカル社製）、ＰＦＡ４４０ＨＰ−Ｊ（三井・デュポンフロロケミカル社製）、ＰＦＡ４４１ＨＰ−Ｊ（三井・デュポンフロロケミカル社製）、ＰＦＡ９４０ＨＰ−ｐｕｌｓ（三井・デュポンフロロケミカル社製）、ＰＦＡ９５０ＨＰ−ｐｕｌｓ（三井・デュポンフロロケミカル社製）等も用いることができる。

上記作製した実施例３〜６、及び比較例２、３で作製した定着部材（定着ローラ及び定着ベルト）について次の評価を行なった。

「部材作製後の外観」を目視により観察した。次いで、それぞれの定着部材を用いて複写を行ない、複写枚数が「１枚」、「１０万枚」及び「２０万枚」に達した時点での「画質（ベタ地）」を観察し、定着部材（定着ローラ及び定着ベルト）の表面における「複写後の外観」について異常の有無を目視により確認し、下記評価基準により評価した。評価結果を下記表２に示す。

＜目視観察による評価基準＞
◎：実用上、劣化が認められないレベル
○：実用上、問題とならないレベル
△：若干の異変や劣化が認められるレベル
×：著しい異変や劣化が認められるレベル
ここでいう画質の劣化とは、ゆず肌や光沢ムラのことを意味する。これは定着部材の弾性層が劣化することで、部材表面の平滑性が失われ、あるいは定着時の圧力が不均一になったことに起因するものである。

実施例３〜６については、定着部材作製後（１枚）、１０万枚、及び２０万枚の複写を終えても、画質及び定着ベルトに特に異常は見られなかった。一方、比較例２、３については、１０万枚の複写を終えた時点で定着ベルト表面に多少のクラック、及び弾性層の硬化劣化による画質の劣化が見られたが、部品は破損していなかったので評価を継続した。

しかし、２０万枚の複写を終えた時点では、画質が著しく劣化し、定着ベルトを観察するとクラックが発生・成長・層間剥がれが生じており、定着部材として満足に機能しないレベルまで劣化・破損していた。なお、クラックが発生した場合には、クラックが発生した部分にトナーが残留するので、画像汚れや表面不均一による画像定着不良などの不具合が発生することとなる。

＜実施例７＞
本発明の積層体からなる定着部材を備えた定着装置を組み込んで画像形成装置を構成した。図５は、本発明における定着装置を組み込んだ画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
図中（１）は像担持体、（２）は帯電手段、（３）はレーザ書き込みユニット、（４）は現像装置、（５）は転写ローラ、（６）はクリーニング装置である。また図中（７）は給紙部、（８）は給紙ローラ、（９）はレジストローラ対、（１０）は定着装置、（１１）は排紙部、（１２）は画像形成装置を示す。なお、定着装置（１０）の定着ベルトは、例えば、実施例５、６のようなベルト構成からできている。

像担持体（１）は、図示しない駆動手段により図中矢印方向に回転駆動され、帯電手段（２）によりその表面を一様に帯電させ、ついでレーザ書き込みユニット（３）からの露光により表面に潜像を形成する。この潜像は、現像装置（４）によって可視像化し、給紙部（７）から給紙ローラ（８）やレジストローラ対（９）等を介して供給する紙等の転写体（Ｐ）に転写ローラ（５）によってトナー像を転写する。

トナー像転写後に像担持体（１）表面上に残留するトナーはクリーニング装置（６）によって除去する。画像を転写された転写体（Ｐ）は、定着装置（１０）へ導入し、加熱、加圧によってトナー像を転写体（Ｐ）に定着させ、その後排紙部（１１）へと排紙する。

上記構成の画像形成装置を用いて複写した結果、オイルレスでも画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の発生のない高品質の画像が形成された。なお、本発明の画像形成装置は図５に示す構成に限定されない。

前述のように本発明の積層体を用いれば、第２の層（官能基を有するフッ素樹脂系プライマー層）にシリコーンレジンを含有しているので、何ら熱的な悪影響を与えずに第１の層（弾性層）を形成しつつ、第３の層（離型層）界面との接着性向上が図られ、経時接着性も向上できるため、耐熱性、非粘着性、柔軟性に優れた定着部材を得ることができる。このような定着部材を画像装置に配備すれば、耐熱合成ゴムの劣化による弾性層のクラック発生や層間剥がれに起因する画像汚れ、部材破壊、表面不均一による画像定着不良等の不具合の発生を初期及び経時で防止することができる。

本発明の実施形態に係る積層体の構成例を示す概略断面図である。 本発明の実施形態に係るローラ形状及びベルト形状の定着部材の構成例を示す概略断面図である。 本発明の実施形態に係る電子写真方式の画像形成装置の概略構成図である。 本発明の実施形態に係るベルト方式の定着装置の概略構成図である。 本発明の実施形態に係るベルト方式の定着装置を組み込んだ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

（図１，図２について）
１、Ａ１、Ｂ１ 基体
２、Ａ２、Ｂ２ 第１の層（弾性層）
３、Ａ３、Ｂ３ 第２の層（プライマー層）
４、Ａ４、Ｂ４ 第３の層（離型層）

（図３〜図５について）
１ 像担持体
２ 帯電手段
３ レーザ書き込みユニット
４ 現像装置
５ 転写ローラ
６、１０８ クリーニング装置
７ 給紙部
８ 給紙ローラ
９ レジストローラ対
１０、１１０、１１７ 定着装置
１１ 排紙部
１２、１００ 画像形成装置
１０１ 感光体ドラム
１０２ 帯電ローラ
１０３ 露光手段
１０４ 現像ローラ
１０５ パワーパック
１０６ 転写ローラ
１０７ 記録紙
１０９ 表面電位計
１１１ 定着ローラ
１１２ 加圧ローラ
１１３ 定着ベルト
１１４ 定着ローラ
１１５ 加熱ローラ
１１６ 加圧ローラ
Ａ 定着部材（ローラ）
Ｂ 定着部材（無端ベルト）
Ｐ 転写体

Claims (5)

1. 基体上に、耐熱性ゴムからなる第１の層、フッ素樹脂を主成分とする接着樹脂からなる第２の層、及びフッ素系樹脂からなる第３の層が順次設けられた積層体であり、前記第２の層が、少なくともシリコーンレジンを含有することを特徴とする積層体。
2. 前記シリコーンレジンが、ラダーシリコーンレジンであることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
3. 転写体上のトナー像を定着させるローラ形状もしくはベルト形状を有する定着部材であって、前記定着部材は、請求項１又は２のいずれかに記載の積層体からなり、前記第３層で押圧することを特徴とする定着部材。
4. 画像形成プロセスにおいて転写体上のトナー像を定着させる定着部材を備える定着装置であって、前記定着部材が、請求項３に記載の定着部材であることを特徴とする定着装置。
5. 少なくとも像担持体、帯電手段、静電潜像形成手段、現像手段、転写手段、定着手段、除電手段、及びクリーニング手段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に記載の定着装置により構成されていることを特徴とする画像形成装置。

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