JP2009282293A - 可撓性部材、及びその可撓性部材を有する像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂材料からなるエンドレスの可撓性部材であって、記録材との密着性が低下するようなたわみの発生を抑えつつ耐久性を向上できるようにする。
【解決手段】記録材Ｐが担持する画像ｔを加熱する像加熱装置に用いられる可撓性部材１３であって、基層１３ａと、前記基層上に設けられている離型層１３ｂと、を有し、前記基層と前記離型層の材料が樹脂からなる厚さ２０μｍ以上１００μｍ以下、外径１５ｍｍ以上４５ｍｍ以下のエンドレスの細長い可撓性部材において、剛性を示す指標として、前記可撓性部材の長手方向の全面にわたって、板状の荷重部材３０により、前記可撓性部材の直径方向に荷重（０．７ｇｆ／ｍｍ）を与えたときの荷重方向歪みγＴを０．７０以上とする。屈曲強度を示す指標として、前記可撓性部材を切り取りとった試験片でＪＩＳ−Ｐ８１１５に準じてＭＩＴ試験を行い、破断までの折り曲げ回数（耐折回数）を４０００以上とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に搭載する加熱定着装置（定着器）の定着フィルムとして用いれば好適な可撓性部材、及びその可撓性部材を有する像加熱装置に関する。

電子写真式の複写機やプリンタなどの画像形成装置に搭載する加熱定着装置（定着器）として、フィルム加熱方式のものが知られている。特許文献１、特許文献２及び特許文献３にはこのタイプの加熱定着装置が記載されている。この加熱定着装置は、セラミック製の基板上に通電発熱抵抗層を有するヒータ、そのヒータと接触しつつ移動する定着フィルム、その定着フィルムと接触しニップ部を形成する加圧ローラと、を有する。未定着のトナー画像を担持した記録材は加熱定着装置のニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上のトナー画像は記録材に加熱定着される。

このタイプの加熱定着装置は、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間が短いというメリットを有する。したがって、この加熱定着装置を搭載するプリンタは、プリント指令の入力後、１枚目の画像を出力するまでの時間（ＦＰＯＴ：Ｆｉｒｓｔ Ｐｒｉｎｔ Ｏｕｔ Ｔｉｍｅ）を短く出来る。またこのタイプの加熱定着装置は、プリント指令を待つ待機中の消費電力が少ないというメリットもある。
特開平２−１５７８７８号公報 特開平４−４４０７５号公報 特開平４−２０４９８０号公報

上記の加熱定着装置では、定着フィルムの材料としてＳＵＳや樹脂が使用される。ＳＵＳは熱伝導率が良く、剛性に優れている。一方、樹脂は、ＳＵＳに比べ、熱伝導率、剛性ともに劣るが、カーボン、金属酸化物系のフィラーを充填することで、熱伝導率をＳＵＳと同等まで向上させることが可能である。

しかし、樹脂材料を用いた定着フィルムでは、剛性が弱いため、ニップ部よりも定着フィルムの回転方向下流側の領域においてヒータと定着フィルムとの間に空隙があると、定着フィルムがヒータ側にたわみやすい。定着フィルムにたわみが発生した場合には、定着フィルムと記録材の密着性が低下しオフセットと呼ばれる画像不良が発生しやすい。

定着フィルムの剛性を向上させる方法として、定着フィルムの厚さを厚くする、硬い金属酸化物系のフィラーを入れる等がある。

しかし、定着フィルムを厚くすると熱伝導が悪くなり、定着性が悪化する。また、金属酸化物系のフィラーを入れ過ぎると、定着フィルムはもろくなり、耐久性に問題が生じる。

本発明の目的は、樹脂材料からなるエンドレスの可撓性部材であって、記録材との密着性が低下するようなたわみの発生を抑えつつ耐久性を向上できる可撓性部材、及びその可撓性部材を有する像加熱装置を提供することにある。

上記目的を達成するための構成は、記録材が担持する画像を加熱する像加熱装置に用いられる可撓性部材であって、少なくとも、基層と、前記基層上に設けられている離型層と、を有し、前記基層と前記離型層の材料が樹脂からなる厚さ２０μｍ以上１００μｍ以下、外径１５ｍｍ以上４５ｍｍ以下のエンドレスの細長い可撓性部材において、
前記可撓性部材の剛性を示す指標として、前記可撓性部材の長手方向の全面にわたって、板状の荷重部材により、前記可撓性部材の直径方向に荷重（０．７ｇｆ／ｍｍ）を与えたとき、式（１）
荷重方向歪みγＴ＝φＴ／φ （１）
〔ただし、φは、荷重を与える前の可撓性部材の直径（ｍｍ）であり、φＴは、荷重を与えたときの荷重方向の可撓性部材の径（ｍｍ）である。〕で表わされる荷重方向歪みγＴが０．７０以上であり、
かつ、前記可撓性部材の屈曲強度を示す指標として、前記可撓性部材を切り取りとった試験片でＪＩＳ−Ｐ８１１５に準じてＭＩＴ試験を行い、破断までの折り曲げ回数（耐折回数）が４０００以上である特性を有することを特徴とする。

また、上記目的を達成するための構成は、加熱体と、前記加熱体と接触しつつ移動する可撓性部材と、前記加熱体と前記可撓性部材を挟むことによってニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、前記ニップ部で画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ画像を加熱する像加熱装置において、
前記可撓性部材は、少なくとも、基層と、前記基層上に設けられている離型層と、を有し、前記基層と前記離型層の材料が樹脂からなる厚さ２０μｍ以上１００μｍ以下、外径１５ｍｍ以上４５ｍｍ以下のエンドレスの細長い可撓性部材であり、前記可撓性部材の剛性を示す指標として、前記可撓性部材の長手方向の全面にわたって、板状の荷重部材により、前記可撓性部材の直径方向に荷重（０．７ｇｆ／ｍｍ）を与えたとき、式（１）
荷重方向歪みγＴ＝φＴ／φ （１）
〔ただし、φは、荷重を与える前の可撓性部材の直径（ｍｍ）であり、φＴは、荷重を与えたときの荷重方向の可撓性部材の径（ｍｍ）である。〕で表わされる荷重方向歪みγＴが０．７０以上であり、
かつ、前記可撓性部材の屈曲強度を示す指標として、前記可撓性部材を切り取りとった試験片でＪＩＳ−Ｐ８１１５に準じてＭＩＴ試験を行い、破断までの折り曲げ回数（耐折回数）が４０００以上である特性を有することを特徴とする。

本発明によれば、樹脂材料からなるエンドレスの可撓性部材であって、記録材との密着性が低下するようなたわみの発生を抑えつつ耐久性を向上できる可撓性部材、及びその可撓性部材を有する像加熱装置を提供することにある。

本発明を図面に基づいて説明する。

[実施例]
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る可撓性部材を有する像加熱装置を加熱定着装置として搭載する画像形成装置の一例の構成模式図である。この画像形成装置は電子写真方式のレーザープリンタであって、ホストコンピュータなどの外部装置（不図示）より入力する画像情報に応じた画像を記録材に形成する。

本実施例に示す画像形成装置は、外部装置からプリント指令を入力すると、像担持体としてのドラム形状の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）を矢印方向に所定の速度（プロセススピード）で回転駆動する。この感光ドラム１は、アルミニウムやニッケルなどの材料により形成されているシリンダ状の基盤上にＯＰＣ、アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料を有するものである。その感光ドラム１の外周面（表面）は帯電装置としての帯電ローラ２によって一様に帯電される。次に、その感光ドラム１表面の帯電面に対し光走査装置３により画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビームＬａによる走査露光が施され、これによって感光ドラム１表面の帯電面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そしてその静電潜像は、現像装置４によってトナー（現像剤）を用いてトナー画像（以下、トナー像と記す）として現像される。現像方法としては、ジャンピング現像法、接触現像法、２成分現像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。

一方、給送カセット（不図示）より記録材搬送機構（不図示）によって給送された記録材Ｐはトップセンサ８により先端が検知される。そしてその記録材Ｐは記録材搬送機構によって感光ドラム１表面のトナー像と同期がとられ感光ドラム１と転写装置としての転写ローラ５間の転写ニップ部へと搬送される。感光ドラム１表面のトナー像は記録材Ｐの搬送過程において転写ローラ５により記録材Ｐ上に転写され、記録材Ｐはそのトナー像を担持する。

トナー像を担持する記録材Ｐは加熱定着装置６に導入され、その加熱定着装置６より熱と圧力を受けることによってトナー像は記録材Ｐ上に加熱定着される。トナー像が加熱定着された記録材Ｐは排出トレイ（不図示）上に排出される。

トナー像の転写後に感光ドラム1表面に残る転写残トナーはクリーニング装置７によって感光ドラム１表面より除去される。これにより感光ドラム1表面は次の画像形成に供される。

（２）加熱定着装置
以下の説明において、加熱定着装置及び加熱定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。また長手方向とは定着フィルの回転方向に直交する方向でもある。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。幅とは短手方向の寸法である。記録材に関し、幅方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。幅とは幅方向の寸法である。

図２は加熱定着装置６の一例の横断側面模式図である。

本実施例に示す加熱定着装置６は、加熱体としてのヒータ１１と、加熱体保持部材としてのヒータホルダ１２と、可撓性部材としてのエンドレスの定着フィルム１３と、バックアップ部材としての加圧ローラ２０と、を有する。ヒータ１１、ヒータホルダ１２、定着フィルム１３及び加圧ローラ２０は何れも画像形成装置に使用される最大サイズの記録材Ｐの幅よりも長手方向に細長い部材である。

（２−１）定着フィルム
図３は定着フィルム１３の横断側面模式図である。

定着フィルム１３は、少なくとも、エンドレスのスリーブ状に形成されている基層１３ａと、その基層１３ａの外周面上（基層上）に設けられている離型層１３ｂと、を有する。この定着フィルム１３は、熱容量の小さいフィルムであり、クイックスタートを可能にするために１００μｍ以下の厚さで構成されている。そして定着フィルム１３は外径１５ｍｍ以上４５ｍｍ以下である。本実施例では外径は２４ｍｍに設定してある。

基層１３ａと離型層１３ｂの材料は何れも樹脂である。基層１３ａと離型層１３ｂの樹脂材料としては、耐熱性、熱可塑性を有するポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥなどが用いられる。基層１３ａ、離型層１３ｂの樹脂材料のいずれにも、熱伝導性を向上させる、或いは電気抵抗を調整する目的のために、カーボン、金属系酸化物等のフィラーが入っていても良い。また離型層１３ｂの外周面には、オフセット防止や記録材Ｐの分離性を確保するために、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、シリコーン樹脂等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合ないし単独で被覆するようにしてもよい。

長寿命の加熱定着装置６を構成するために、充分な強度を持ち、耐久性に優れた定着フィルム１３として、２０μｍ以上の厚さが必要である。したがって定着フィルム１３の厚さは２０μｍ以上１００μｍ以下が最適である。

（２−２）ヒータ
図４はヒータ１１の一例の構成模式図である。

ヒータ１１は長手方向に細長いセラミック製の基板１１ａを有する。その基板１１ａの表面（加圧ローラ２０側の面）には、基板１１ａの長手方向に沿って例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ_２、Ｔａ_２Ｎなどの通電発熱抵抗層１１ｂがスクリーン印刷などにより線状若しくは細帯状に塗工して形成してある。また、基板１１ａの表面には、通電発熱抵抗層１１ｂに給電するための給電電極１１ｄが基板１１ａの長手方向両端部の内側に設けられている。また、基板１１ａの表面には、通電発熱抵抗層１１ｂを保護する保護摺動層１１ｃが設けられている。

（２−３）ヒータホルダ
ヒータホルダ１２は横断面略樋型形状をしており、ヒータホルダ１２の下面の幅方向中央にヒータホルダ１２の長手方向に沿って凹溝１２ａが設けられている。この凹溝１２ａには、ヒータ１１の基板１１ａが保護摺動層１１ｃを下向きにして保持させてある。このヒータホルダ１２は、後述するニップ部Ｎと反対方向への放熱を防ぐために断熱部材で構成されている。ヒータホルダ１２の材料として、例えば液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等が用いられている。ヒータホルダ１２には定着フィルム１３が余裕をもってルーズに外嵌されている。そしてそのヒータホルダ１２はヒータホルダ１２の長手方向両端部が装置フレーム（不図示）に保持されている。

（２−４）加圧ローラ
加圧ローラ２０は、丸軸状の芯金２１と、芯金２１の外周面上にローラ状に設けられている弾性層２２と、弾性層２２の外周面上に設けられている離型層２３と、を有する。弾性層２２の材料としては、シリコンゴムやフッ素ゴムなどの耐熱ゴム、或いはシリコンゴムを発泡したものが用いられている。離型層２３の材料としては、ＰＲＦ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰなどが用いられている。この加圧ローラ２０は、ヒータホルダ２１の下面においてヒータ１１と対向するようにヒータホルダ２１と並列に配されている。そして芯金２１の長手方向両端部が装置フレームに軸受（不図示）を介して回転自在に保持されている。そしてその軸受を加圧ばねなどの加圧部材（不図示）によりヒータ１１の幅方向中心に向けて付勢し加圧ローラ２０の外周面（表面）を定着フィルム１３を介してヒータ１１の保護摺動層１１ｃの表面に加圧している。これにより加圧ローラ２０の弾性層２２を弾性変形させ定着フィルム１３表面と加圧ローラ２０表面との間に所定幅のニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成している。つまり、加圧ローラ２０はヒータ１１と定着フィルム１３を挟むことによってニップ部Ｎを形成している。

（２−５）加熱定着装置の加熱定着動作
図５はニップ部Ｎとニップ部Ｎ部付近の横断側面拡大図である。

駆動源であるモータＭ（図２）が駆動し加圧ローラ２０の芯金２１の長手方向端部に設けられている駆動ギア（不図示）を回転させる。これにより加圧ローラ２０は所定の周速度（プロセススピード）で矢印方向へ回転する。その際、ニップ部Ｎにおける加圧ローラ２０表面と定着フィルム１３表面との摩擦力によって定着フィルム１３に加圧ローラ２０の回転方向とは逆向きに回転する回転力が作用する。これにより定着フィルム１３は、定着フィルム１３の内周面（内面）がヒータ１１の保護摺動層１１ｃの表面に接触しながらヒータホルダ１２の外周を加圧ローラ２０と略同じ速度で矢印方向へ従動回転する。本実施例では、ヒータ１１の保護摺動層１１ｃ表面と定着フィルム１３内面との間、及び定着フィルム１３内面と定着フィルム１３内面が接触するヒータホルダ１２の外面との間に耐熱性グリースを少量介在させている。これによりヒータ１１及びヒータホルダ１２に対する定着フィルム１３の摩擦抵抗を小さくし定着フィルム１３の回転をスムーズに行えるようにしている。

制御手段としての温調制御部４１は、電源４２からヒータ１１の給電電極１１ｄを通じて通電発熱抵抗層１１ｂに通電する。その通電により通電発熱抵抗層１１ｂが発熱しヒータ１１は急速昇温して定着フィルム１３を加熱する。ヒータ１１の温度は基板１１ａの裏面（ニップ部Ｎと反対側の面）に設けられている温度検知手段としてのサーミスタなどの温度検知素子１４により検知され、その温度検知素子１４はヒータ１１の温度検知信号を温調制御部４１に出力する。この温度検知素子１４はヒータ１１の長手方向におけるニップ部Ｎの記録材搬送領域において画像形成装置に使用される各種サイズの記録材Ｐが必ず通過する領域に配置されている。温調制御部４１は、温度検知素子１４からの温度検知信号を取り込み、その温度検知信号に基づいて定着フィルム１３が所定の温調温度（目標温度）を維持するようにヒータ１１の通電発熱抵抗層１１ｂへの通電を制御する。

加圧ローラ２０及び定着フィルム１３の回転が安定し、かつ定着フィルム１３が所定の温調温度に維持された状態で、未定着のトナー像ｔを担持する記録材Ｐがニップ部Ｎの記録材搬送領域に導入される。その記録材Ｐはニップ部Ｎで定着フィルム１３表面と加圧ローラ２０表面とにより挟持搬送される。その搬送過程においてトナー像ｔには定着フィルム１３の温調温度に対応する熱とニップ部Ｎの圧力が加えられ、その熱と圧力によってトナー像ｔは記録材Ｐ上に加熱定着される。

未定着のトナー像ｔが記録材Ｐに加熱定着されるまでの過程を図６に示す。なお、記録材Ｐが担持するトナー像ｔについては図示を省略してある。

トナー像ｔを担持した記録材Ｐがニップ部Ｎで定着フィルム１３と加圧ローラ２０とにより挟持搬送されつつ加熱されることによって、トナー像ｔは融解され記録材Ｐ上に付着する。次に、定着フィルム１３がヒータ１１の保護摺動層１１ｃ表面から離れることで冷却され、記録材Ｐ上のトナー像ｔは凝固される。最後に、定着フィルム１３の回転方向においてヒータホルダ１２の下流側に設けられているフィルム摺動部１２ｂと接触している定着フィルム１３から記録材Ｐが分離することによって、トナー像ｔは記録材Ｐ上に定着される。

（３）定着フィルムの剛性と屈曲強度の説明
樹脂材料を用いた定着フィルム１３では、剛性が弱いため、以下に示すような問題が発生する可能性がある。

未定着のトナー像ｔを担持する記録材Ｐがニップ部Ｎで定着フィルム１３と加圧ローラ２０とによって挟持搬送されている様子を図７に示す。図７の（ａ）は記録材Ｐから定着フィルム１３表面に作用する力を表わす説明図、（ｂ）は定着フィルム１３にたわみが発生した状態を表わす説明図である。なお、記録材Ｐが担持する未定着のトナー像ｔについては図示を省略してある。

図７の（ａ）に示されるように、ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐと密着した状態に接触している定着フィルム１３表面は、その記録材Ｐを介して加圧ローラ２０より加圧力Ｆｙｎと記録材搬送力Ｆｘを受ける。そのため定着フィルム１３表面には、加圧力Ｆｙｎと記録材搬送力Ｆｘとの合力Ｆ１が作用する。定着フィルム１３がヒータ１１の保護摺動層１１ｃ表面より離れるニップ部Ｎ端からヒータホルダ１２のフィルム摺動部１２ｂに接触するまでの領域では、記録材Ｐは加圧力Ｆｙｎよりも小さい押圧力Ｆｙを保持している。この押圧力Ｆｙは記録材Ｐがニップ部Ｎ端から離れるに従って小さくなる。そのため定着フィルム１３表面は記録材Ｐを介して押圧力Ｆｙを受ける。またその領域では、定着フィルム１３表面は記録材Ｐを介して加圧ローラ２０より記録材搬送力Ｆｘを受ける。従ってその領域において記録材Ｐと密着した状態に接触している定着フィルム１３表面には、その記録材Ｐを介して押圧力Ｆｙと記録材搬送力Ｆｘとの合力Ｆ２が作用する。

上記ニップ部Ｎ端からフィルム摺動部１２ｂまでの領域においてヒータ１１の保護摺動層１１ｃ表面と定着フィルム１３内面との間に空隙があるため、定着フィルム１３は合力Ｆ２によってヒータ１１側にたわみやすい。図７の（ｂ）に示されるように、定着フィルム１３にたわみが発生した場合には、オフセットと呼ばれる画像不良が発生しやすい。その原因は、定着フィルム１３のたわみにより定着フィルム１３と記録材Ｐの密着性が低下するためである。定着フィルム１３と記録材Ｐの密着性が低下すると、ニップ部Ｎで融解されたトナー像がニップ部Ｎとフィルム摺動部１２ｂとの間で冷却する前に、記録材Ｐが定着フィルム１３から分離する。トナー像が融解した状態で分離してしまうと、トナー像を記録材Ｐに完全には定着できず、そのトナー像の一部（以下、トナーと記す）が定着フィルム１３表面に付着する。定着フィルム１３表面に付着したトナーが再び記録材Ｐに転移することで、オフセットが発生する。

上記ニップ部Ｎ端からフィルム摺動部１２ｂまでの領域で定着フィルム１３にたわみが発生しないようにするためには、定着フィルム１３の剛性を向上させることが必要である。

図８は定着フィルム１３の剛性を測定する方法を表わす説明図である。

本実施例では、定着フィルム１３の剛性を表わす指標として、歪みγＴを定義する。図８に示すように、定着フィルム１３の長手方向の全面にわたって、板状の荷重部材３０により、その定着フィルム１３の直径方向に荷重（０．７ｇｆ／ｍｍ）を与えたとき、式（１）で表わされる荷重方向歪みγＴを０．７０以上とする。その場合、定着フィルム１３にたわみが発生しにくくなり、オフセットは抑制される。

ここで、例えば外径２４ｍｍ、長手方向長さが２３０ｍｍの定着フィルム１３に対しては、板状の荷重部材３０として長さ３００ｍｍ、幅２１０ｍｍ、重さ１６１ｇｆのアルミ板を定着フィルム１３全体に均等に荷重がかかるように載せる。

式（１）で表わされる荷重方向歪みγＴは
荷重方向歪みγＴ＝φＴ／φ （１）
である。ただし、φは、荷重を与える前の定着フィルム１３の径（ｍｍ）であり、φＴは、荷重を与えたときの荷重方向の定着フィルム１３の径（ｍｍ）である。

荷重方向歪み(以下、歪みと記す）γＴが０．７０以上で、オフセットが抑制されたデータは、外径２４ｍｍ、長さ２３０ｍｍの定着フィルム１３を使用し、定着フィルム１３の厚さ、フィラー以外の条件を揃えて行った通紙テストに基づくものである。詳細は、後述の通紙テストの結果で述べる。

また、定着フィルム１３は、定着フィルム１３内面がヒータ１１の保護摺動層１１ｃ表面とヒータホルダ１２のフィルム摺動部１２ｂに密着しながら摺動しているため、絶えず屈曲して回転している。この繰返しの屈曲変形に対する耐久性を満足するために、屈曲強度を有することが必要である。屈曲強度を表す指標として、定着フィルム１３を切り取った試験片でＪＩＳ−Ｐ８１１５に準じたＭＩＴ試験を行うことが好適である。

定着フィルム１３のＭＩＴ試験による破断までの折り曲げ回数（耐折回数）と定着フィルム１３の破断の相関を調べた結果が表１（後述）である。

詳細は後述するが、表１は歪みγＴとオフセットの関係を評価したときと同様に、実施例１として外径２４ｍｍ、長さ２３０ｍｍの定着フィルムを使用し、この定着フィルムの厚さ、フィラー以外は、条件を揃えて評価を行っている。この結果より、定着フィルムの屈曲強度の指標としてのＭＩＴ試験回数が４０００以上である特性を有する場合、定着フィルムの破れといった不具合が抑制される。

以上の装置、条件に基づき通紙テストを行い、オフセットと前記剛性の指標及び耐久性と前記屈曲強度の指標との相関を示す。記録材の搬送スピードは２３５ｍｍ／ｓｅｃである。定着フィルムの温調温度は２１０℃、加圧ローラへの加圧力は１３７．２Ｎ（１４ｋｇｆ）、ニップ部の幅は８ｍｍ、ヒータの基板の幅は１０ｍｍである。試験環境は室温２３℃湿度５０％である。記録材としてはレターサイズの普通紙（坪量７５ｇ／ｍ²）を用いた。定着フィルムの基層はポリイミドからなり、この基層の外周面上に離型層がＰＦＡによって形成されている。基層には、熱伝導率向上のために、フィラーが充填されている。定着フィルムの厚さは７０μｍ、外径は２４ｍｍ、長さは２３０ｍｍである。この定着フィルムを実施例１とし、その定着フィルムについてオフセットと耐久性の試験を行った。

オフセットは、１０枚通紙し、最も悪い画像について、下記基準で評価した。

◎：オフセット発生なし。

〇：若干のオフセットはあるものの、実用上問題ないレベル。

×：オフセット発生があり、実用に耐えないレベル。

耐久性の評価は、３００Ｋ枚の連続通紙を行い、下記基準で評価した。

〇：定着フィルムに異常なし
×：定着フィルムに破れ発生等の異常あり。

次に、実施例２〜３、参考例１〜３の各定着フィルムについて説明する。

実施例２〜３、参考例１〜３の各定着フィルムについては、実施例１の定着フィルムと厚さ、フィラー量が異なる定着フィルムを用いた以外は実施例１の定着フィルムと同様の装置、条件で評価を行った。これらの実施例２〜３、参考例１〜３の定着フィルムの厚さ、フィラー量と、そのときの結果を表１に統括して示す。

表１の結果から、剛性の指標である歪みγＴが０．５８、０．６１ではオフセット発生があり、実用に耐えないレベルだが、０．７３以上では、実用上問題ないレベルである。オフセット発生状況を考慮すると、歪みγＴが０．７０以上あれば、オフセットは実用上問題ないレベルになるといえる。また、屈曲強度の指標である耐折回数が４０００以上では、３００Ｋ連続通紙後において、定着フィルムに破れ等の異常がなく、耐久性に問題ないといえる。

以上より、定着フィルムの歪みγＴを０．７０以上、屈曲強度を４０００以上と規定することで、オフセットの発生を抑制させることができ、かつ、耐久性のある定着フィルムを提供することが可能である。

[比較例１]
定着フィルムの厚さ、フィラー量と歪みγＴ、屈曲強度の相関を明確にするために、定着フィルムの厚さ、フィラー量以外の条件を揃えて比較を行った。

本比較例１では、定着フィルムの厚さ、フィラー量を変えた時の定着フィルムの歪みγＴ測定を行った。定着フィルムの外径は２４ｍｍ、長さは２３０ｍｍである。定着フィルムの基層はポリイミドからなり、その基層の外周面上に離型層としてＰＦＡが成形されているものを使用した。基層には熱伝導率を向上させるために、フィラーが充填されている。定着フィルムの厚さは４０、６０、７０、８０、１００μｍであり、それぞれの厚さの定着フィルムについて測定を行った。

定着フィルムの厚みが厚くなると、熱伝導が低下する。熱伝導を改善するには、フィラーを充填して、熱伝導率を向上させる必要がある。そこで、フィラー量を変えた定着フィルムにおいて歪みγＴの測定を行った。フィラー量は[１]、[２]、[３]の３種類あり、量の関係は下記のようになっている。

フィラー量 多い [１] ＞ [２] ＞ [３] 少
歪みγＴの測定結果を表２、及び図９に示す。

歪みγＴは定着フィルムの厚さにより大きく変化し、厚い方が歪みγＴは小さくなる。フィラー量を変えても大きな変化はない。

[比較例２]
定着フィルムの厚さ、フィラー量を変えた時の屈曲強度測定を行った。定着フィルムの厚さとフィラー量以外は同じ条件で行った。定着フィルムの外径は２４ｍｍ、長さは２３０ｍｍである。定着フィルムの基層はポリイミドからなり、その基層の外周面上に離型層としてＰＦＡが成形されているものを使用した。定着フィルムの厚さは７０、８０μｍであり、フィラー量は[１]、[２]、[３]の３種類ある。そのフィラー量の関係は比較例１と同じである。そしてそれぞれの厚さの定着フィルムについて屈曲強度の測定を行った。

ＭＩＴ試験結果を表３、及び図１０に示す。

屈曲強度は、定着フィルムの厚さ、フィラー量に大きく影響する。厚さは薄く、フィラー量は少ないと屈曲強度は強くなる。

以上、比較例１、２の結果より、定着フィルムは、定着フィルムの厚みを厚くすると屈曲強度が低下し、定着フィルムの厚みを薄くすると歪みγＴの値が低下する。オフセットに強く、耐久性のある定着フィルムを実現するには適切な厚みが必要になる。また、耐久性はフィラー量も大きく影響するため、適切な量にする必要がある。

本実施例によれば、定着フィルム１３において剛性を示す指標として歪みγＴを０．７０以上、屈曲強度を示す指標として耐折回数を４０００以上と規定する。このように定着フィルムの歪みγＴと耐折回数を規定することにより、記録材Ｐとの密着性が低下するようなたわみの発生を抑えつつ耐久性を向上できる。これによって、オフセットの発生を抑制でき、かつ、耐久性のある定着フィルム１３を提供できる。またその定着フィルム１３を有する加熱定着装置１６を提供することができる。

画像形成装置の一例の構成模式図である。 加熱定着装置の一例の横断側面模式図である。 加熱定着装置の定着フィルムの横断側面模式図である。 ヒータの一例の構成模式図である。 ニップ部Ｎとニップ部Ｎ部付近の横断側面拡大図である。 未定着のトナー像が記録材に加熱定着されるまでの過程を表わす説明図である。 未定着のトナー像を担持する記録材がニップ部で定着フィルムと加圧ローラとによって挟持搬送されている様子を表わす説明図である。 定着フィルムの剛性を測定する方法を表わす説明図である。 比較例１の定着フィルムのフィルム厚さと歪みの関係を表わす説明図である。 比較例２の定着フィルムのフィルム厚みと屈曲強度の関係を表わす説明図である。

符号の説明

６・・・加熱定着装置、１１・・・ヒータ、１３・・・定着フィルム、２０・・・加圧ローラ、３０・・・板状の荷重部材、Ｎ・・・ニップ部、Ｐ・・・記録材、ｔ・・・トナー画像

Claims (2)

1. 記録材が担持する画像を加熱する像加熱装置に用いられる可撓性部材であって、少なくとも、基層と、前記基層上に設けられている離型層と、を有し、前記基層と前記離型層の材料が樹脂からなる厚さ２０μｍ以上１００μｍ以下、外径１５ｍｍ以上４５ｍｍ以下のエンドレスの細長い可撓性部材において、
   前記可撓性部材の剛性を示す指標として、前記可撓性部材の長手方向の全面にわたって、板状の荷重部材により、前記可撓性部材の直径方向に荷重（０．７ｇｆ／ｍｍ）を与えたとき、式（１）
   荷重方向歪みγＴ＝φＴ／φ （１）
   〔ただし、φは、荷重を与える前の可撓性部材の直径（ｍｍ）であり、φＴは、荷重を与えたときの荷重方向の可撓性部材の径（ｍｍ）である。〕で表わされる荷重方向歪みγＴが０．７０以上であり、
   かつ、前記可撓性部材の屈曲強度を示す指標として、前記可撓性部材を切り取りとった試験片でＪＩＳ−Ｐ８１１５に準じてＭＩＴ試験を行い、破断までの折り曲げ回数（耐折回数）が４０００以上である特性を有することを特徴とする可撓性部材。
2. 加熱体と、前記加熱体と接触しつつ移動する可撓性部材と、前記加熱体と前記可撓性部材を挟むことによってニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、前記ニップ部で画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ画像を加熱する像加熱装置において、
   前記可撓性部材は、少なくとも、基層と、前記基層上に設けられている離型層と、を有し、前記基層と前記離型層の材料が樹脂からなる厚さ２０μｍ以上１００μｍ以下、外径１５ｍｍ以上４５ｍｍ以下のエンドレスの細長い可撓性部材であり、
   前記可撓性部材の剛性を示す指標として、前記可撓性部材の長手方向の全面にわたって、板状の荷重部材により、前記可撓性部材の直径方向に荷重（０．７ｇｆ／ｍｍ）を与えたとき、式（１）
   荷重方向歪みγＴ＝φＴ／φ （１）
   〔ただし、φは、荷重を与える前の可撓性部材の直径（ｍｍ）であり、φＴは、荷重を与えたときの荷重方向の可撓性部材の径（ｍｍ）である。〕で表わされる荷重方向歪みγＴが０．７０以上であり、
   かつ、前記可撓性部材の屈曲強度を示す指標として、前記可撓性部材を切り取りとった試験片でＪＩＳ−Ｐ８１１５に準じてＭＩＴ試験を行い、破断までの折り曲げ回数（耐折回数）が４０００以上である特性を有することを特徴とする像加熱装置。