JP2010281916A - 定着部材、並びに定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カラー化に対応した高画像を得るのに十分な弾性を維持しつつ、最表面の耐久性を大幅に向上させることができる定着部材、並びに該定着部材を用いて、高画質化及び高信頼性を両立し、長時間安定した定着を実現できる定着装置及び画像形成装置の提供。
【解決手段】トナー像を記録媒体上に定着するために用いられる定着部材であって、複数の層と、該複数の層のうちの隣接する最表層２０１と中間層２０２の界面に設けられ、粒子を含む粒子層２０４とを有することを特徴とする。
【選択図】図２Ｂ

Description

本発明は、定着部材、並びに該定着部材を用いた定着装置及び画像形成装置に関する。

従来より、電子写真方式を採用した画像形成装置、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等においては、通常、回転する感光体ドラムを有し、この感光体ドラムの感光層を一様に帯電させた後で、レーザー走査ユニットからのレーザービームによって露光して、静電潜像を形成する。静電潜像をトナーによって現像した後、記録媒体としての転写紙上に転写する。次いで、該転写紙を、一対の定着ローラー等の定着部材を通過させて、トナー像を熱定着させる。

また、フルカラーの複写機やレーザープリンタでは、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、及びブラック（Ｋ）の４色のカラートナーが用いられる。このカラートナーによって現像されたトナー像の熱定着時には、４色のカラートナーを溶融状態で混合する必要があり、トナーを低融点化して溶融しやすくするとともに、定着ベルト等の定着部材の表面で、複数種のカラートナーを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。

前記定着部材を用いる熱定着方式においては、紙等の記録媒体に融着したトナー像が定着部材に接触するので、定着部材の最表層は離型性のよい材料（例えばフッ素系樹脂）が表面に１５μｍ〜３０μｍの膜厚で形成される。しかし、例えば、フッ素系樹脂は、樹脂であるがゆえに、材料硬度が高いという問題がある。材料硬度が高いと、静電的に形成されたトナー画像を熱と圧力により記録媒体に定着させる際に、紙繊維の凹凸に対する追従性が低く、高画質な画像が得られない。特に、近年のカラー化に伴い、複数種のカラートナーを包み込むようにして溶融状態にする必要があるため、その影響は顕著である。この問題を解決すべく、弾性体を表面に形成した定着部材が用いられている。弾性体を定着部材の表面に形成すると、弾性により追従性が改善され、カラー画像においても高画質が得られるが、前記フッ素系樹脂ほどの耐久性を確保できず、耐摩耗性に著しく劣るという問題がある。また、最表層に転写紙の摩擦や転写紙を分離するための分離爪などによる傷が発生すると、定着部材に傷が付いてしまい、定着工程で傷が転写されて異常画像を発生させることがある。耐摩耗性向上のために、弾性層であるシリコーンゴム組成物に多量のシリカ微粉末やアルミナ微粉末を配合してなる組成物は、既に公知である。しかし、このようなシリコーンゴムは、ゴム硬度が高くなり、高画質を得るための十分な弾性が得られない。そのため、例えば、特許文献１にあるように、ゴムの低硬度化のためには架橋密度を低くしたりして、これを改善するための材料に関する発明も提案がなされている。しかし、この場合、ゴム強度が低下するため、無機充填物の脱落などが発生し、十分な耐摩耗性を得られない。また、条件によっては、無機充填材が摩耗材料として作用し、摩耗が促進されることもある。

本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、カラー化に対応した高画像を得るのに十分な弾性を維持しつつ、最表面の耐久性を大幅に向上させることができる定着部材、並びに該定着部材を用いて、高画質化及び高信頼性を両立し、長時間安定した定着を実現できる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ トナー像を記録媒体上に定着するために用いられる定着部材であって、複数の層と、該複数の層のうちの隣接する２つの層の界面に設けられ、粒子を含む粒子層とを有することを特徴とする定着部材である。
該＜１＞に記載の定着部材においては、複数の層のうちの隣接する２つの層の界面に設けられ、粒子を含む粒子層を有するので、「トナーや紙の凹凸に追従可能な柔軟性」を維持したまま、「耐摩耗性を向上させることによる高耐久性」を実現できる。
＜２＞ 隣接する２つの層が最表層及び中間層であり、該最表層及び該中間層の界面に粒子層が設けられた前記＜１＞に記載の定着部材である。
＜３＞ 粒子層の硬度が中間層の硬度よりも高い前記＜２＞に記載の定着部材である。
＜４＞ 粒子層上にフッ素系高分子を含有する層が設けられた前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の定着部材である。
該＜４＞に記載の定着部材においては、粒子層上にフッ素系高分子を含有する層が形成されているので、最表面の離型性を向上させ、溶融トナーの付着力低減や転写紙の巻きつきに起因するジャムを低減し、長期にわたり安定した定着を実現できる。
＜５＞ 粒子層における粒子が連結している前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の定着部材である。
＜６＞ 粒子が無機粉体である前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の定着部材である。
該＜６＞に記載の定着部材においては、粒子が無機粉体であるので、耐熱性及び経時安定性に優れた定着部材を提供できる。
＜７＞ 無機粉体がシリカである前記＜６＞に記載の定着部材である。
＜８＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の定着部材を有する定着装置である。
該＜８＞に記載の定着装置においては、本発明の前記定着部材を有するので、耐久性及び信頼性が向上する。
＜９＞ 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、前記定着手段が、前記＜８＞に記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置である。
該＜９＞に記載の画像形成装置においては、本発明の前記定着装置を有しているので、
電子写真方式の複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンターなどに利用可能であり、「環境負荷低減」や「顧客満足の向上」に寄与する。

本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、カラー化に対応した高画像を得るのに十分な弾性を維持しつつ、最表面の耐久性を大幅に向上させることができる定着部材、並びに該定着部材を用いて、高画質化及び高信頼性を両立し、長時間安定した定着を実現できる定着装置及び画像形成装置を提供することができる。

図１は、本発明の画像形成装置の構成を概念的に示した図である。 図２Ａは、本発明の定着部材の構成を概念的に示した図である。 図２Ｂは、図２ＡにおけるＸを拡大した図である。 図２Ｃは、図２ＢにおけるＹを拡大した図である。 図３Ａは、本発明の定着部材における粒子層（単粒子）の構成を概念的に示した図である。 図３Ｂは、本発明の定着部材における粒子層（連結粒子）の構成を概念的に示した図である。

（定着部材）
本発明の定着部材は、少なくとも、複数の層と、該複数の層のうちの隣接する２つの層の界面に設けられた粒子層とを有してなり、更に必要に応じてその他の層、例えば、定着部材の各層の間に設けられたプライマー層、離型層表面には該離型層の表面を改質するための改質層、などを有していてもよい。

前記定着部材の一例としては、中間層としての弾性層と、最表層としての離型層と、該弾性層及び該離型層の間に形成された粒子層を有してなり、更に必要に応じてその他の層を有してなることが好ましく、更に基材を有し、該基材上に設けられた弾性層と、該弾性層上に設けられた粒子層と、該粒子層上に離型層とを有することがより好ましく、更に該粒子層上に設けられたフッ素系高分子を含有する層を有することが特に好ましい。
前記定着部材が粒子層上に設けられたフッ素系高分子を含有する層を有すると、最表面の離型性を向上させ、溶融トナーの付着力低減や転写紙の巻きつきに起因するジャムを低減し、長期にわたり安定した定着を実現できる。

−基材−
前記基材としては、その形状、構造、厚み、材質、大きさ等としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができる。
前記形状としては、特に制限はなく、目的に応じて選択することができ、例えば、平板状、ベルト状、円筒状、などが挙げられる。
前記構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
前記材質としては、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が、耐熱性を有するものが好ましく、例えば、樹脂、金属、などが挙げられる。
前記樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、フッ素樹脂、などが挙げられる。
また、前記樹脂に磁性導電性粒子を分散したものを用いることもできる。
具体的には、ワニス状態の樹脂材料中に、ロールミル、サンドミル、遠心脱泡装置等の分散装置を用いて磁性導電性粒子を分散する。これを溶剤により適当な粘度に調整して、金型により所望の厚みに成形する。
前記金属としては、例えば、ニッケル、鉄、クロム、又はこれらの合金であって、それ自体が発熱してもよい。

前記基材の厚みは、熱容量及び強度の点から、３０μｍ〜５００μｍであることが好ましく、５０μｍ〜１５０μｍがより好ましい。なお、金属材料の場合にはベルトの撓みを考慮して、１００μｍ以下の厚みであることが好ましい。
前記金属の場合には、各材料の添加量と加工条件とを調整することで所望のキューリー点を得ることができ、キューリー点が定着ベルトの定着温度近傍となる磁性導電性材料にて発熱層を形成することで、発熱層は電磁誘導によって過昇温されることなく加熱できる。
また、基材を弾性体によっても形成することができる。前記弾性体としては、例えば、天然ゴム、ＳＢＲ、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロカーボンシロキサンゴム、液状フッ素エラストマーなどが挙げられるが、中でも、耐熱性の点から、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロカーボンシロキサンゴム、液状フッ素エラストマー、などが好ましい。

−弾性層−
前記弾性層としては、耐熱性のある弾性体である限り、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が、耐熱性ゴムが好ましく、例えば、天然ゴム、ＳＢＲ、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、フッ素ゴム、液状フッ素エラストマー、などが挙げられる。これらの中でも、耐熱性の点からシロキサン結合を主鎖とする弾性ゴムが好ましく、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロカーボンシロキサンゴム、液状フッ素エラストマーがより好ましく、耐熱性、離型剤濡れ性の点から、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴムが特に好ましい。

前記弾性層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばブレード塗装法、ロール塗装法、ダイ塗装法などが挙げられる。
前記弾性層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、５０μｍ〜２５０μｍが好ましい。
前記弾性層の厚みが５０μｍ未満であると、転写紙の凹凸に追従できず良好な画像を得られないことがあり、２５０μｍを超えると、定着に必要な熱量を蓄積するための時間がかかりため利便性を著しく低下させることがある。

−離型層−
最表層である離型層としては、例えば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（ＦＥＰ）等のフッ素系ポリマー；これらのポリマーの混合物、又はこれらのポリマーを耐熱性樹脂・ゴムに分散させたもの、またシリコーン架橋反応基中にフッ素化ポリエーテルを持つフッ素系エラストマーなどが適用できる。これらの中でも、強度、平滑性を両立する点からフッ素系ポリマーを持つものが特に好ましい。

前記フッ素系ポリマーは、例えば、水酸基、シラノール基、カルボキシル基、及び加水分解可能な基から選ばれる少なくとも１つの官能基を有する非晶質樹脂である。そして、前記離型層の非晶質樹脂と、前記弾性層の耐熱性ゴムとが酸素を介した結合を有している。前記非晶質樹脂としては、例えば、主鎖にパーフルオロポリエーテルを有する樹脂などが挙げられる。
前記加水分解可能な基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基；メトキシシラン基、エトキシシラン基等のアルコキシシラン基、などが挙げられる。

前記離型層には、低比熱・低熱伝導率の物質として中空フィラー、導電性物質等を添加することができる。
さらに、前記最表層は、耐熱性のある弾性体、好ましくは、耐熱性ゴムでも構成可能であり、例えば、天然ゴム、ＳＢＲ、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロカーボンシロキサンゴム、液状フッ素エラストマー、などが挙げられるが、特に、耐熱性の点から、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロカーボンシロキサンゴム、液状フッ素エラストマー、などが好ましい。特に、耐熱性・離型剤濡れ性の点から、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、などが好ましい。
前記離型層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばチューブ状にしたものを弾性層に被せてもよく、湿式スプレー塗装法、粉体塗装後に焼き付ける方法、などが挙げられる。

前記離型層の厚みは、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が、０．０１μｍ〜５μｍが好ましく、０．０１μｍ〜３μｍがより好ましい。この範囲であると、転写紙凹凸追従性の点で有利である。前記厚みが、０．０１μｍ未満であると、弾性層の粗さにより、成膜性が確保されないことがあり、５μｍを超えると、画像に段差が形成され、光沢差による画像不良が形成されるためである。
ここで、前記離型層の厚みは、例えばＸＰＳにてＳｉＯ_２換算の膜厚として計測することができる。ＸＰＳは、Ｑｕａｎｔｅｒａ ＳＸＭ（アルバックファイ社製、イメージングＸＰＳ）を用いた。ＸＰＳ測定条件は、Ｘ線として単色化ＡｌＫα線（１４８６．６ｅＶ、Ｘ線スポット１００μｍ）を用い、また、測定時の帯電補正のために、中和電子銃１ｅＶ、アルゴンイオン銃７ｅＶを使用した。更に、測定は、試料法線方向より２５°方向からＸ線を入射し、試料法線方向より２０°方向で光電子を検出することにより行った。Ｃ_６０スパッタリングは、Ｃ_６０イオン銃（ＰＨＩ０６−Ｃ６０、アルバックファイ社製）を用い、試料法線方向に対して７０°の方向から行った。加速電圧は１０ｋＶ、スパッタリング速度はＳｉＯ_２をスパッタリングする場合で１ｎｍ／分であった。更に、スペクトルの解析はＭｕｌｔｉＰａｋＶ６．１Ａ（アルバックファイ社製）を用いて行った。最表層からスパッタリングを行い、スペクトルＣ１ｓのＣＦ_２結合のケミカルシフトがなくなった時点を膜厚としている。

−粒子層−
前記粒子層は、上述した層構成の定着部材の層間に配置されるものである限り、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。
前記粒子層の硬度としては、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が、前記中間層の硬度よりも高いことが好ましく、具体的には、０．８Ｎ／ｍｍ^２（ユニバーサル硬度）以上が好ましい。前記粒子層の硬度が前記中間層の硬度以下であると、十分な耐摩耗性が得られないことがある。
前記粒子層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、０．０１μｍ〜１０μｍが好ましく、０．０１μｍ〜０．１μｍがより好ましい。この範囲であると、転写紙凹凸追従性の点で有利である。
前記粒子層の厚みが、０．０１μｍ未満であると、十分な接着界面強度が得られないことがあり、１０μｍを超えると画像光沢ムラを発生させることがある。

粒子の材質としては、定着温度に耐え得る耐熱材料である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、（１）ガラス粉、シリカ、炭化ケイ素粉末、ダイヤモンド粉末、コランダム粉、ジルコニア粉、カーボン粉末（２）ニッケル、鉄、アルミ、珪素等の金属粉・金属酸化物・金属窒化物・金属炭化物、等の比較的高い硬度をもつ無機充填剤、（３）白雲母、金雲母、黒雲母、リシア雲母、モンモリロン石、ベントナイト、ヘクトライト、ヒル石、サポナイト、（４）カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、グラファイトナノファイバー、グラファイトナノシート、フラーレン、等の炭素系ナノクラスター材料、（５）熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ＰＥＥＫ、フェノール樹脂）、フッ素樹脂、等の有機物、などが挙げられる。これらの中でも、コスト・機能の点で、コロイダルシリカが好ましい。
前記粒子層の形状としては、不定形・球形の粒子が連結したパールネックレス状（連結粒子２０５（図３Ｂ参照））、層状、中空状、繊維状、網鎖状などの形態を取り得るが、表面均一性の点で、球形の粒子が連結したパールネックレス状（連結粒子２０５（図３Ｂ参照））が好ましい。
前記粒子の表面は、修飾されていても可能であり、例えば、カップリング材や各種モノマー、光感応型官能基、疎水性・親水性官能基の形成など下層や上層との相性や機能付与の点で適宜選択可能である。また、前記粒子は多孔質においても適用可能であり、例えば、多孔質シリカを用いた場合、表面積が増えることで密着性が増し、耐久性の点でより好ましい。
前記粒子層が上述した構成を採ることにより、層界面内で高硬度の粒子層が形成されることで、粒子は界面に対して垂直方向に可動であり、トナーの段差や転写紙の凹凸に追従し、カラー化に対応した高画像を得るのに十分な弾性を維持できる。そして、界面に対して平行方向で、表面にせん断応力のかかりうる状態（摩耗負荷）に対しては、硬度に起因する十分な強度とすべり性の発現により、最表面の耐久性を大幅に向上させた定着部材を実現できる。結果として、高画質化と高信頼を両立し、長時間安定した定着を実現できる定着装置、および電子写真式の画像形成装置を提供することができる。

また、前記粒子層上にフッ素系高分子を含有する層が設けられていることが好ましい。前記粒子層上にフッ素系高分子を含有する層が設けられていると、離型性を向上させ、溶融トナーの残存付着物の低減や転写紙の巻きつきに起因するジャムを低減することがある。

ここで、前記定着部材は、図２Ａに示すように、基材２０３と、該基材２０３上に形成された弾性層（中間層）２０２と、離型層（最表層）２０１とが順次形成され、図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、離型層（最表層）２０１と弾性層（中間層）２０２との間に粒子２０４を含む粒子層が形成された多層構造からなる。

（定着装置）
本発明の定着装置は、本発明の前記定着部材を有し、更に必要に応じてその他の部材を有してなる。
前記定着部材としては、例えば定着ベルト、定着ローラが挙げられ、該定着ベルトは支持ローラと定着補助ローラとの間を張架され、支持されている。

本発明の定着部材（定着装置）を用いることにより、耐久性及び信頼性が向上する。

（画像形成装置）
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、静電潜像形成手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
前記定着手段が、本発明の前記定着装置である。

−静電潜像担持体−
前記静電潜像担持体（以下、「電子写真感光体」、「感光体」、「像担持体」と称することがある）としては、その材質、形状、構造、大きさ、等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、その形状としてはドラム状が好適に挙げられ、その材質としては、例えば、アモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体、などが挙げられる。これらの中でも、長寿命性の点でアモルファスシリコン等が好ましい。

−静電潜像形成手段−
前記静電潜像形成手段は、例えば、前記静電潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電器と、前記静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光器とを少なくとも備える。

前記帯電は、例えば、前記帯電器を用いて前記静電潜像担持体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。
前記帯電器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、などが挙げられる。

前記露光は、例えば、前記露光器を用いて前記静電潜像担持体の表面を像様に露光することにより行うことができる。
前記露光器としては、前記帯電器により帯電された前記静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、などの各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。

−現像手段−
前記現像手段は、例えば、前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、前記トナー乃至現像剤を収容し、前記静電潜像に該トナー乃至該現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられる。

前記現像器は、乾式現像方式のものであってもよいし、湿式現像方式のものであってもよく、また、単色用現像器であってもよいし、多色用現像器であってもよく、例えば、前記トナー乃至前記現像剤を摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラとを有してなるもの、などが好適に挙げられる。

前記現像器内では、例えば、前記トナーと前記キャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦により該トナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。該マグネットローラは、前記静電潜像担持体（感光体）近傍に配置されているため、該マグネットローラの表面に形成された前記磁気ブラシを構成する前記トナーの一部は、電気的な吸引力によって該静電潜像担持体（感光体）の表面に移動する。その結果、前記静電潜像が該トナーにより現像されて該静電潜像担持体（感光体）の表面に該トナーによる可視像が形成される。

前記現像器に収容させる現像剤は、前記トナーを含む現像剤であるが、該現像剤としては一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよい。

−転写手段−
前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。

前記転写手段（前記第一次転写手段、前記第二次転写手段）は、前記静電潜像担持体（感光体）上に形成された前記可視像を前記記録媒体側へ剥離帯電させる転写器を少なくとも有するのが好ましい。前記転写手段は、１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。
前記転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器、などが挙げられる。
なお、前記記録媒体としては、特に制限はなく、公知の記録媒体（記録紙）の中から適宜選択することができる。

−定着手段−
前記定着手段は、記録媒体に転写された可視像を定着装置を用いて定着させる手段であり、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記定着手段としては、本発明の前記定着装置が用いられる。

−除電手段−
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。

−クリーニング手段−
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体上に残留する前記電子写真トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。

−リサイクル手段−
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。

−制御手段−
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。

ここで、図１は、複写装置の感光体ドラム１０１と、その作像系と、定着装置５との構成を概念的に示す。この電子写真方式の画像形成装置における画像作成プロセスは、回転する感光体ドラム１０１の感光層を、帯電ローラ１０２を用いて一様に帯電させた後、図示しないレーザー走査ユニットからのレーザービーム１０３によって露光し、それによって感光体ドラム１０１上の静電潜像をトナーによって現像してトナー像とし、該トナー像を記録紙１０７上に転写し、更にその記録紙１０７を定着装置５に通してトナー像を加熱、加圧して記録紙１０７に定着するように構成されている。なお、図１中１０４は現像ローラ、１０５はパワーパック（電源）、１０６は転写ローラ、１０８はクリーニング装置、１０９は表面電位計である。
このような定着装置５においては、本発明の定着部材を備えた加熱定着ローラ１１０を使用している。また、このような定着装置においては、例えば、アルミニウム等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のフッ素樹脂層等からなる粘着防止層が設けられている。このような加熱定着ローラ１１０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加熱定着ローラ１１０を内側から加熱するようになっている。

また、定着装置５としては、加熱定着ローラ１１０と平行に、これに圧接する加圧ローラ１１１を設け、加圧ローラ１１１と加熱定着ローラ１１０との間に記録紙１０７を通過させることにより、記録紙１０７上に付着しているトナーを加熱定着ローラ１１０の熱により軟化させつつ、加圧ローラ１１１と加熱定着ローラ１１０との間に挟むことによって加圧することにより、記録紙１０７上にトナー像を定着させている。なお、ベルト方式の定着装置１１２も用いられている。図１中、１１３は定着ベルト、１１４は定着ローラ、１１５は加圧ローラ、１１６は加熱ローラである。前記定着ベルトは、本発明の前記定着部材を備えている。発熱部材としての定着ベルト１１３は、定着ローラ１１４と加熱ローラ１１６とに張架／支持されている。

本発明の画像形成装置は、耐久性及び信頼性を向上させた本発明の前記定着装置を用いているので、電子写真方式の複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンターなどに好適である。

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。

（実施例１）
円筒状の長さ３２０ｍｍ、厚み５０μｍの基材（ポリイミド樹脂製）上にシリコーン用プライマー（信越化学工業株式会社製プライマーNo.4）層を下地としてスプレー塗布・乾燥した後、その上にフロロシリコーン（信越化学工業株式会社製、Ｘ３６−４２０Ｕ（ゴム硬度４０Ｈｓ（ショアＡ）（ビッカース硬度では、約２８０Ｈｖに相当）））をブレード塗装にて塗布し、１５０℃で１０分間加熱して、厚み２００μｍの弾性層を形成した。形成した弾性層の上にコロナ放電などの表面改質方法を用いて表面を活性化し、さらにこの表面上に水を媒質とし、粒子径１０ｎｍ〜５０ｎｍの球状コロイダルシリカが５０ｎｍ〜２００ｎｍの長さに結合したパールスライクコロイダルシリカゾル（日産化学：スノーテックスＰＳ−ＳＯ（一般的なシリカの硬度は、３,０００Ｈｖ〜５,０００Ｈｖ（ビッカース硬度））をディッピング速度１ｍｍ／ｓｅｃにて塗布し、粒子層を形成した。その後、湿度９０％温度８０℃の環境で３０分間保持後、１５０℃１０分間の乾燥を実施し乾燥した。そして、粒子層の上にフッ素系炭素化合物であるオプツールＨＤ（ダイキン工業株式会社製）１％希釈溶液をディッピング工法にて塗布し、その後、湿度９０％温度８０℃の環境で３０分間保持後、１５０℃１０分間の乾燥を実施して、離型層を形成したものを定着部材として用いた。
上述したように作製した定着部材を、(株)リコー製複写機：ＭＰＣ３０００の定着装置に装着させ、トナーベタ画像１００，０００枚の通紙試験を行い、耐摩耗性評価、初期光沢度（凹凸追従性）評価、及び経時光沢度（凹凸追従性）評価を下記のように行った。試験紙としては、Ｓａｂｌｅ−Ｘ８０を使用した。なお、耐摩耗性評価、初期光沢度（凹凸追従性）評価、及び経時光沢度（凹凸追従性）評価は、表１に示す基準で判定した。

−耐摩耗性評価−
紙端部摩擦摩耗部や分離爪接触による摩耗部を特定し、ブラックのベタ画像を出力した際の画像表面を目視によるランク付けにより評価し、合否判定を実施した。

−初期・経時光沢度（凹凸追従性）評価−
光沢度計（商品名：ＰＧ−１、角度６０°、日本電色株式会社製）を用いて、表面を測定した。

また、粒子層における粒子が連結しているか否かは、ＴＥＭ及びＳＥＭによる観察像により判定された。実施例１では、粒子層における粒子が連結していた。

（実施例２）
実施例１において、パールスライクコロイダルシリカゾルを用いる代わりに、粒子径１０ｎｍ〜２０ｎｍの球形オルガノシリカゾル（日産化学：ＩＰＡ−ＳＴ）を用いた以外は、実施例１と同様に定着部材を作製し、該作製した定着部材の評価を行った。また、実施例２では、粒子層における粒子が連結していなかった。

（実施例３）
実施例１において、フロロシリコーンを用いる代わりに、シリコーン（信越化学工業株式会社製：Ｘ３４−３８７）：（ゴム硬度４１Ｈｓ（ショアＡ））をブレード塗装にて２００μｍ塗装し、１５０℃、３０分間で加熱後、２００℃４時間で二次加硫したものを用いた以外は、実施例１と同様に定着部材を作製し、該作製した定着部材の評価を行った。また、実施例３では、粒子層における粒子が連結していた。

（実施例４）
実施例１において、オプツールＨＤを塗布して乾燥する代わりに、フロロシリコーン（信越化学工業株式会社製、Ｘ３６−４２０Ｕ）を３０μｍの膜厚でブレード塗布し、１５０℃で１０分間加熱したものを用いた以外は、実施例１と同様に定着部材を作製し、該作製した定着部材の評価を行った。また、実施例４では、粒子層における粒子が連結していた。

（実施例５）
実施例１において、オプツールＨＤを塗布して乾燥する代わりに、シリコーンゴム（信越化学工業株式会社製：Ｘ３４−３８７）：（ゴム硬度４１Ｈｓ（ショアＡ））を８０μｍの膜厚でブレード塗布し、１５０℃で１０分間加熱して形成したものを用いた以外は、実施例１と同様に定着部材を作製し、該作製した定着部材の評価を行った。

（実施例６）
実施例１において、粒子層にパールスライクコロイダルシリカゾルを用いる代わりに、カーボンブラック（三菱化学社製＃９５０）を用いた以外は、実施例１と同様に定着部材を作製し、該作製した定着部材の評価を行った。

（実施例７）
円筒状の長さ３２０ｍｍ、厚み５０μｍの基材（ポリイミド樹脂製）上にシリコーン用プライマー（信越化学工業株式会社製プライマーNo.4）層を下地としてスプレー塗布・乾燥した後、コロナ放電などの表面改質方法を用いて表面を活性化し、さらにこの表面上に水を媒質とし、粒子径１０ｎｍ〜５０ｎｍの球状コロイダルシリカが５０ｎｍ〜２００ｎｍの長さに結合したパールスライクコロイダルシリカゾル（日産化学：スノーテックスＰＳ−ＳＯ（一般的なシリカの硬度は、３,０００Ｈｖ〜５,０００Ｈｖ（ビッカース硬度））をディッピング速度１ｍｍ／ｓｅｃにて塗布し、粒子層を形成した。
形成した粒子層の上に、フロロシリコーン（信越化学工業株式会社製、Ｘ３６−４２０Ｕ（ゴム硬度４０Ｈｓ（ショアＡ）））を塗布し、１５０℃で１０分間加熱して、厚み２０μｍの弾性層を形成した。形成した弾性層の上にフッ素系炭素化合物であるオプツールＨＤ（ダイキン工業株式会社製）１％希釈溶液をディッピング工法にて塗布し、その後、湿度９０％温度８０℃の環境で３０分間保持後、１５０℃１０分間の乾燥を実施し乾燥して、離型層を形成したものを定着部材として用いた。さらに、実施例１と同様の評価を行った。

（実施例８）
実施例１において、粒子層にパールスライクコロイダルシリカゾルを用いる代わりに、シリコーンパウダー微粒子（信越化学工業製：ＫＭＰ−６００（ゴム硬度３０Ｈｓ（ショアＡ）））を用いた以外は、実施例１と同様に定着部材を作製し、該作製した定着部材の評価を行った。

（比較例１）
円筒状の長さ３２０ｍｍ、厚み５０μｍの基材（ポリイミド樹脂製）に、シリコーン（信越化学工業株式会社製：Ｘ３４−３８７）：（ゴム硬度４１Ｈｓ（ショアＡ））をブレード塗装にて２００μｍ塗装し、１５０℃３０分間で加熱後、２００℃４時間で二次加硫することにより形成したものを定着部材として用いた。そして実施例１と同様の評価を行った。

（比較例２）
円筒状の長さ３２０ｍｍ、厚み５０μｍの基材（ポリイミド樹脂製）にコロナ放電などの表面改質方法を用いて表面を活性化し、さらに、この表面上に水を媒質とし、粒子径１０ｎｍ〜５０ｎｍの球状コロイダルシリカが５０ｎｍ〜２００ｎｍの長さに結合したパールスライクコロイダルシリカゾル（日産化学：スノーテックスＰＳ−ＳＯ）をディッピング速度１ｍｍ／ｓｅｃにて塗布し、粒子層を形成した。形成した粒子層の上にシリコーン用プライマー（信越化学工業株式会社製プライマーＮｏ．４）層を下地としてスプレー塗布・乾燥した後、その上にフロロシリコーン（信越化学工業株式会社製、Ｘ３６−４２０Ｕ（ゴム硬度４０Ｈｓ（ショアＡ）））をブレード塗装にて塗布し、１５０℃で１０分間加熱して、厚み２００μｍの弾性層を形成した。形成した弾性層の上にフッ素系炭素化合物であるオプツールＨＤ（ダイキン工業株式会社製）１％希釈溶液をディッピング工法にて塗布し、その後、湿度９０％温度８０℃の環境で３０分間保持後、１５０℃１０分間の乾燥を実施し乾燥して、離型層を形成したものを定着部材として用いた。さらに、実施例１と同様の評価を行った。
表２は、実施例及び比較例の評価判定結果である。

実施例１では、耐摩耗性、初期光沢度及び経時光沢度の全てにおいて最高合格ランクレベルに達し、効果を確認できた。
粒子層における粒子が連結していない実施例２では、耐摩耗効果が合格レベルに達し、初期光沢度及び経時光沢度が最高合格ランクレベルに達し、効果を確認できた。
実施例３では、耐摩耗性、初期光沢度及び経時光沢度の全てにおいて合格レベルに達し、効果を確認できた。
実施例４では、耐摩耗効果及び経時光沢度が合格レベルに達し、初期光沢度が最高合格ランクレベルに達し、効果を確認できた。
粒子層上にフッ素系高分子膜が設けられていない実施例５では、耐摩耗効果、初期光沢度、及び経時光沢度が合格レベルに達し、効果を確認できた。
シリカ以外の粒子を含む粒子層を有する実施例６では、耐摩耗効果及び経時光沢度が合格レベルに達し、初期光沢度が最高合格ランクレベルに達し、効果を確認できた。
プライマー層上に粒子層が設けられ、該粒子層上に弾性層及び離型層が設けられた実施例７では、耐摩耗効果が合格レベルに達し、初期光沢度及び経時光沢度が最高合格ランクレベルに達し、効果を確認できた。
粒子層の硬度が弾性層の硬度よりも低い実施例８では、耐摩耗効果及び経時光沢度が合格レベルに達し、初期光沢度が最高合格ランクレベルに達し、効果を確認できた。
比較例１では、部材表面の摩耗が著しく進行し、その傷に起因する定着不良が発生し、また、初期の凹凸追従性には問題なく、合格レベルに達する光沢画像が得られるが、経時光沢度においては表面摩耗による影響で、光沢度が低下し、合格レベルに達しない。
基板上に粒子層が設けられ、該粒子層上にプライマー層、弾性層、及び離型層が設けられた比較例２では、部材表面の摩耗が著しく進行し、その傷に起因する定着不良が発生し、また、初期及び経時の凹凸追従性には問題なく、合格レベルに達する光沢画像が得られる。

以上より、本発明によれば、耐摩耗性に優れ、摩耗に起因する画像不良を長期にわたり発生することのない定着部材を提供できる。また、同時に、凹凸に追従し、十分な光沢画像を得るために必要な弾性を初期から経時にわたって保持できる定着部材を提供できる。前記定着部材を有することで、耐久性及び信頼性を向上させた定着装置を提供でき、前記定着装置を有することで、電子写真方式の複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンターなどに利用可能であり、「環境負荷低減」や「顧客満足の向上」に寄与する。

本発明の定着部材は、表面に弾性と耐久性を必要とするエラストマー製品／部品に応用可能であり、例えば、電子写真における転写部材及び転写定着部材に好適である。

５ 定着装置
１０１ 感光体ドラム
１０２ 帯電ローラ
１０３ レーザービーム（露光）
１０４ 現像ローラ
１０５ パワーパック（電源）
１０６ 転写ローラ
１０７ 記録紙
１０８ クリーニング装置
１０９ 表面電位計
１１０ 加熱定着ローラ
１１１ 加圧ローラ
１１２ ベルト方式定着器（定着装置）
１１３ 定着ベルト
１１４ 定着ローラ
１１５ 加圧ローラ
１１６ 加熱ローラ
２０１ 最表層（離型層）
２０２ 中間層（弾性層）
２０３ 基材
２０４ 粒子
２０５ 連結粒子

特許第３２４３９９１号公報 特開２００５−２６５９９８号公報 特開２００７−２１２５８０号公報 特開２００４−１６３５７８号公報 特許第３５２６１９３号公報 特開２００５−２５７８６２号公報 特開２００５−１４８３２２号公報 特開２００５−３１４４６３号公報

Claims (9)

1. トナー像を記録媒体上に定着するために用いられる定着部材であって、複数の層と、該複数の層のうちの隣接する２つの層の界面に設けられ、粒子を含む粒子層とを有することを特徴とする定着部材。
2. 隣接する２つの層が最表層及び中間層であり、該最表層及び該中間層の界面に粒子層が設けられた請求項１に記載の定着部材。
3. 粒子層の硬度が中間層の硬度よりも高い請求項２に記載の定着部材。
4. 粒子層上にフッ素系高分子を含有する層が設けられた請求項１から３のいずれかに記載の定着部材。
5. 粒子層における粒子が連結している請求項１から４のいずれかに記載の定着部材。
6. 粒子が無機粉体である請求項１から５のいずれかに記載の定着部材。
7. 無機粉体がシリカである請求項６に記載の定着部材。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の定着部材を有する定着装置。
9. 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、
   前記定着手段が、請求項８に記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置。