JP2017037244A - 定着部材、定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弾性層の弾性率が接着層の弾性率と比較して同じまたは高い場合に比べて、弾性層と接着層との間の剥がれが抑制される定着部材が提供される。
【解決手段】円筒状の基材６１１と、基材６１１の周囲に形成された弾性層６１２と、弾性層６１２の表面を被覆する表面層６１３と、弾性層６１２と表面層６１３との間に形成された接着層とを有し、弾性層６１２の弾性率が接着層の弾性率と比較して低い定着ロール６１である。
【選択図】図１

Description

本発明は、定着部材、定着装置および画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、記録紙等の記録媒体に形成された未定着トナー像を定着装置によって定着して画像形成を行っている。このような画像形成装置に用いられる定着装置としては、定着部材としての加熱用の定着ロールおよび加圧部材としての加圧ロールを備えるロール・ロール方式がある。また、画像形成装置の高速化等に対応させるために、定着部材としての表面が弾性変形する回転可能な定着ロールと、この定着ロールに接触して走行可能なベルト部材と、このベルト部材の内側に非回転状態で配置された加圧部材としての圧力パッドとを備え、圧力パッドによって定着ロールとの接触面が形成されるようにベルト部材を定着ロールに圧接させて構成し、ベルト部材と定着ロールとの間に記録媒体を通過させるようにニップ部を設けるベルトニップ方式と呼ばれる技術がある。

例えば、特許文献１には、表面が弾性変形する回転可能な加熱定着ロールと、前記加熱定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内側に非回転状態で配置されて、前記エンドレスベルトを前記加熱定着ロールに圧接させ、前記エンドレスベルトと前記加熱定着ロールとの間にシートが通過させられるベルトニップを設けると共に、前記加熱定着ロールの表面を弾性変形させる圧力パッドとを具備する画像定着装置が記載されている。

定着装置に使用する定着ロールには、特にカラー用途において弾性ロールが使用される。弾性ロールには弾性体として特に耐熱性ゴムであるシリコーンゴムが多く用いられる。また、近年では、トナーにワックスを添加することによって、従来のオイルを用いるトナー剥離アシストを用いなくてもよい、いわゆるオイルレストナーに対する適合性を高めるために、弾性ロールの表面にフッ素樹脂のチューブを被覆し、これをトナー離型層とする構造のものが多く提案されている。

弾性ロールの表面にフッ素樹脂のチューブを被覆する方法としては、例えば、金型を用いて、予めチューブ状に成形したフッ素樹脂とゴム材料を含んでなる弾性層とを１つの金型内で成形および接着させて一体成型する方法、または弾性層を形成してから加硫することで弾性層体を形成した後、弾性層体にフッ素樹脂のチューブを被覆する方法等がある。フッ素樹脂を被覆する他の方法としては、弾性層表面にフッ素樹脂分散液をスプレーコートやディップコート等でコーティングし、その後に焼成して被覆する方法等がある。耐磨耗性等の観点から、チューブを被覆する方法を使用する場合が多い。

例えば、特許文献２には、記録材に担持したトナー像を定着する定着装置に使用する定着ロールであって、円筒状芯金の周囲に形成した弾性層と、前記弾性層表面を被覆するフッ素樹脂層と、を有し、前記弾性層は、ＪＩＳ Ｋ６２５７における２３０℃×１６８時間の加熱老化試験でのＪＩＳ Ｋ６２５３におけるタイプＡデュロメータ硬さの変化が加熱老化試験前の硬さ−５以上、加熱老化試験前の硬さ＋５以下、ＪＩＳ Ｋ６２６２における１８０℃×２２時間の圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率が１０％以内、かつ、ＪＩＳ Ｋ６２５５における反発弾性率が７０％以上である定着ロールが記載され、チューブ状に成形したフッ素樹脂とゴム材料を含んでなる弾性層とを一体成型して弾性層表面を被覆するフッ素樹脂層を形成する方法が記載されている。

特許文献３には、基材と、接着層と、該接着層に接して設けられている表層とを有している定着部材であって、該表層がエーテル結合を有するフッ素ゴムとポリエーテル構造を有するポリシロキサンとを含み、該接着層がポリオルガノシロキサン樹脂を含有し、かつ該接着層における、酸素に結合しているケイ素に対する酸素に結合している炭素の存在比が、１．０以上２０．０以下である定着部材が記載され、弾性層表面にフッ素樹脂分散液をコーティングし、その後に焼成して被覆する方法が記載されている。

特開平０８−２６２９０３号公報 特開２００７−２３３０８４号公報 特開２００８−１７６２９３号公報

本発明の目的は、弾性層の弾性率が接着層の弾性率と比較して同じまたは高い場合に比べて、弾性層と接着層との間の剥がれが抑制される定着部材、その定着部材を用いた定着装置、および画像形成装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、円筒状の基材と、前記基材の周囲に形成された弾性層と、前記弾性層の表面を被覆する表面層と、前記弾性層と前記表面層との間に形成された接着層とを有し、前記弾性層の弾性率が前記接着層の弾性率と比較して低い定着部材である。

請求項２に係る発明は、前記接着層の厚みが１０μｍ以上である、請求項１に記載の定着部材である。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の定着部材を備える定着装置である。

請求項４に係る発明は、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、前記像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像保持体の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、前記現像されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記被転写体に転写されたトナー像を定着する、請求項３に記載の定着装置と、を備える画像形成装置である。

請求項１に係る発明によると、弾性層の弾性率が接着層の弾性率と比較して同じまたは高い場合に比べて、弾性層と接着層との間の剥がれが抑制される定着部材が提供される。

請求項２に係る発明によると、接着層の厚みが１０μｍ未満である場合と比較して、弾性層と接着層との間の剥がれが抑制される定着部材が提供される。

請求項３に係る発明によると、定着部材の弾性層の弾性率が接着層の弾性率と比較して同じまたは高い場合に比べて、弾性層と接着層との間の剥がれが抑制される定着部材を有する定着装置が提供される。

請求項４に係る発明によると、定着部材の弾性層の弾性率が接着層の弾性率と比較して同じまたは高い場合に比べて、弾性層と接着層との間の剥がれが抑制される定着部材を有する定着装置を備える画像形成装置が提供される。

本発明の実施形態に係る定着装置の一例を示す概略構成図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

＜定着装置および定着部材＞
本実施形態に係る定着装置の構成の一例について説明する。本実施形態に係る定着装置は、例えば、回転可能な定着部材と、定着部材に接触しながら移動可能なベルト部材と、ベルト部材を介して対向するように配置され、ベルト部材を定着部材に圧接させて定着部材とベルト部材との間に記録媒体が通過するニップ部を形成するニップ部形成部材と、を備えるものである。定着装置は、記録媒体の通過方向の上流側からニップ部形成部材とベルト部材との間にわたって配置される摺動シート部材を有していてもよい。

図１は、本実施形態に係る定着装置６０の構成の一例の概略を示す側断面図である。図１に示す定着装置６０は、定着部材としての定着ロール６１と、定着ロール６１に接触しながら移動可能なベルト部材の一例としての加圧ベルト６２と、加圧ベルト６２を介して対向するように配置され、加圧ベルト６２を定着ロール６１に圧接させて定着ロール６１と加圧ベルト６２との間に記録媒体が通過するニップ部を形成するニップ部形成部材の一例としての加圧パッド６４と、記録媒体の通過方向の上流側から加圧パッド６４と加圧ベルト６２との間にわたって配置される摺動シート部材６８と、により主要部が構成されている。

図１に示す定着装置６０は、ベルトを張架するための支持ロールや加圧ロールを有さず、後述するベルト走行ガイド６３に沿ってガイドされ、定着ロール６１からの駆動力を受けることで加圧ベルト６２を従動させている。このようなベルト型の定着装置は、支持ロールや加圧ロールを有するタイプと区別するために、フリーベルト型定着装置と呼ばれる場合がある。

定着ロール６１は、金属製等の基材（円筒状基材）６１１の周囲に弾性層６１２、および表面層６１３を積層して構成された円筒状ロールであり、回転自在に支持されている。定着ロール６１の詳細については後述する。

定着ロール６１の内部には、発熱源として、例えば、ヒータランプ６６等の加熱手段が設けられている。また、定着ロール６１の周辺には、定着後の記録媒体を剥離するための剥離部材７０、ロール表面の温度を制御するための温度センサ６９が設けられている。剥離部材７０は、定着ロール６１の回転方向Ｃと対向する向き（カウンタ方向）に、定着ロール６１と近接する状態で配置される剥離バッフル７１と、剥離バッフル７１を保持するホルダ７２とで構成されている。

加圧ベルト６２は、加圧ベルト６２の内部に配置された加圧パッド６４とベルト走行ガイド６３とによって回転自在に支持されている。加圧ベルト６２は、出力画像に継ぎ目に起因する欠陥が生じないように、原形が円筒形状に形成された継ぎ目がない無端ベルトであることが好ましいが、無端ベルトに限定されるものではなく、例えばベルトに継ぎ目（シーム）があるもの等であってもよい。

加圧パッド６４は、加圧ベルト６２の内側において金属製等のホルダ６５に支持されている。そして、加圧パッド６４は加圧ベルト６２を介して定着ロール６１と対向するように配置され、加圧ベルト６２を定着ロール６１に圧接させて定着ロール６１と加圧ベルト６２との間に記録媒体５６が通過するニップ部Ｎを形成している。加圧パッド６４は、記録媒体５６の通過方向に沿って、異なる硬度の２つの加圧部としてプレニップ部材６４ａと、剥離ニップ部材６４ｂとを有する。記録媒体突入側（上流側）のプレニップ部材６４ａをゴム状弾性部材等から構成させ、記録媒体排出側（下流側）の剥離ニップ部材６４ｂを金属等の硬い圧力付与部材から構成させ、ニップ部Ｎの圧力を記録媒体突入側より記録媒体排出側が高くなるようにしている。この構成により、例えば、記録媒体５６の剥離性が向上される。プレニップ部材６４ａ、剥離ニップ部材６４ｂは、ホルダ６５により支持され、テフロン（登録商標）等を含むガラス繊維シートやフッ素樹脂シート等の低摩擦層を有する摺動シート部材６８を介して加圧ベルト６２の内周面から定着ロール６１を押圧している。

ホルダ６５には、定着装置６０の長手方向にわたって、潤滑剤塗布部材６７が配置されている。潤滑剤塗布部材６７は、加圧ベルト６２の内周面に対して接触するように配置され、アミノ変性シリコーンオイル等の潤滑剤が供給される。これにより、加圧ベルト６２と摺動シート部材６８との摺動部に潤滑剤が供給され、摺動シート部材６８を介した加圧ベルト６２と加圧パッド６４との間の摺動抵抗が低減される。

図１に示す定着装置６０では、定着ロール６１が図示しない駆動モータに連結されて矢印Ｃ方向に回転し、この回転に従動して加圧ベルト６２も定着ロール６１と同じ方向に回転する。後述する図２に示した画像形成装置の二次転写部２０においてトナー像が静電転写された記録媒体５６は、不図示の搬送手段によって、図１の定着ロール６１と加圧ベルト６２とが圧接して形成されたニップ部Ｎに搬送される。そして、記録媒体５６がニップ部Ｎを通過した際に、記録媒体５６上のトナー像Ｐはニップ部Ｎに作用する圧力、定着ロール６１から供給される熱等が記録媒体５６に加えられ、未定着トナー像Ｐが記録媒体５６上に定着される。定着後の記録媒体５６は、ニップ部Ｎを通過後、剥離部材７０により定着ロール６１から剥離され、定着装置６０から排出される。このようにして定着処理が行われる。

摺動シート部材６８は、記録媒体５６の通過方向の上流側から加圧パッド６４と加圧ベルト６２との間にわたって配置される。摺動シート部材６８を介した加圧ベルト６２と加圧パッド６４との間の摺動抵抗を小さくする等の点で、摺動シート部材６８は、加圧パッド６４と加圧ベルト６２との間の全域にわたって配置されることが好ましい。ニップ部Ｎより上流側の摺動シート部材６８の少なくとも一部は、不図示の固定部材等によってホルダ６５に固定されている。図１の例では、ホルダ６５がニップ部Ｎより上流側の摺動シート部材６８の被固定部となっているが、特にホルダ６５に限定されるものではなく、ニップ部Ｎより上流側に配置され、摺動シート部材６８が固定可能な面積を有する部材であればよい。また、記録媒体５６の通過方向の下流側の摺動シート部材６８は、摺動シート部材６８の歪みを抑制する等の点で、被固定部等に固定されず自由端（フリー）の状態に設定されることが好ましい。このような摺動シート部材６８により、加圧ベルト６２の回転に伴って発生する摺動シート部材６８を介した加圧ベルト６２と加圧パッド６４との間の摺動抵抗等が低減される。

加圧パッド６４を構成するプレニップ部材６４ａには、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体や板バネ等が用いられる。また、加圧パッド６４を構成する剥離ニップ部材６４ｂは、例えば、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の耐熱性を有する樹脂、または鉄、アルミニウム、ＳＵＳ等の金属等で形成されている。

摺動シート部材６８は、耐摩耗性、潤滑剤保持性等の点から、例えばフッ素系樹脂により形成されることが好ましい。ここで、フッ素系樹脂により形成された摺動シート部材とは、フッ素系樹脂シート以外にも、ガラスクロス等の基材にフッ素系樹脂をコーティングしたものや、ガラスクロス等の基材上にフッ素系樹脂シートを積層したもの等も含まれる。フッ素系樹脂には、例えば、４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、３フッ化塩化エチレン樹脂、６フッ化プロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、２フッ化２塩化エチレン樹脂、およびそれらの共重合体等が挙げられ、これらのうち、例えば、耐摩耗性の観点から４フッ化エチレン樹脂を用いることが好ましい。

潤滑剤としては、例えば、フッ素系潤滑油を含んだシリコーンオイル、信越化学工業製Ｘ−２２−９４４６オイル 動粘度２４０〜３３０ｍｍ^２／ｓ（ＪＩＳ Ｚ ８８０３）等が挙げられる。

本実施形態に係る定着装置６０における定着部材である定着ロール６１は、円筒状の基材６１１と、基材６１１の周囲に形成された弾性層６１２と、弾性層６１２の表面を被覆する表面層６１３と、弾性層６１２と表面層６１３との間に形成された接着層とを有し、弾性層６１２の弾性率が接着層の弾性率と比較して低い。

画像形成装置内で使用されることを想定した熱老化試験により、一体成型方式の定着ロールでは弾性層の凝集破壊、チューブを後工程で被覆する方式では、弾性層と接着剤との間での剥がれが発生する場合があった。本実施形態に係る定着部材においては、定着ロールを作製する方法として、主に、弾性層を成形、加硫後に表面層を後工程で被覆する方法が用いられる。しかし、従来技術の項で記述したように弾性層と接着剤間での剥がれが生じることから、以下のような方法を発明した。本発明者らは、弾性層の弾性率を接着層の弾性率と比較して低くすることにより、弾性層の弾性率が接着層の弾性率と比較して同じまたは高い場合に比べて、弾性層と接着層との間の剥がれが抑制されることを見出した。弾性層と接着層との間の剥がれが抑制され、耐熱性が向上した定着ロールを用いることにより、画質色点の発生が抑制され、良好な画質が安定して得られる。なお、本発明における画質色点は、定着ロールの弾性層と接着層との間での剥がれが生じ、剥がれた部分の押圧力が変化することでニップ部Ｎの押圧力が不均一となり、記録媒体上のトナー像の一部または全部が定着不良となることにより発生する現象であると推定される。

弾性層の弾性率を接着層の弾性率よりも低く抑えることによって、以下のことが考えられる。弾性層の弾性率が接着層の弾性率よりも低くなることで、せん断応力が低減され、構成層内で生じる応力が弾性層と接着層との間に集中することが抑制される。弾性層の弾性率が接着層の弾性率と同じ、または接着層の弾性率よりも高くなった場合、せん断応力が弾性層と接着層との間の界面に集中することによって、弾性層の凝集破壊とはならず、弾性層と接着層との間での剥がれが引き起こされ、接着耐久性が低下すると考えられる。これを回避するために、弾性層の弾性率を接着層の弾性率よりも低くすることによって、弾性層と接着層との間の界面にかかる応力集中が抑制され、弾性層側に応力が集中することによって、所望の接着耐久性が得られると考えられる。

弾性層の弾性率は、接着層の弾性率よりも低ければよいが、例えば、０．１ＭＰａ以上５．０ＭＰａ以下の範囲であることが好ましく、０．２ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下の範囲であることがより好ましい。弾性層の弾性率が０．１ＭＰａ未満であると、未硬化が発生する場合があり、５．０ＭＰａを超えると、高硬度となり、画像形成装置内で十分なニップが確保できない場合がある。

接着層の弾性率は、弾性層の弾性率よりも高ければよいが、例えば、０．２ＭＰａ以上６．０ＭＰａ以下の範囲であることが好ましく、０．３ＭＰａ以上２．５ＭＰａ以下の範囲であることがより好ましい。接着層の弾性率が０．２ＭＰａ未満であると、未硬化が発生する場合があり、６．０ＭＰａを超えると、高硬度となり、画像形成装置内で十分なニップが確保できない場合がある。

接着層の厚みは、１０μｍ以上であることが好ましく、１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲であることがより好ましく、１５μｍ以上３０μｍ以下の範囲であることがさらに好ましい。接着層の厚みが１０μｍ未満であると、接着効果が十分に発揮されず、弾性層と接着層との間の剥がれが生じやすくなる場合があり、５０μｍを超えると、接着層自体が破壊される場合がある。

接着層を構成する材料としては、例えば、シリコーン系接着剤等が挙げられる。接着層を構成する材料として、例えば、ビニル基を有するジメチルポリオルガノシロキサン等のジアルキルポリオルガノシロキサンと、ケイ素原子結合水素原子を有する分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジエンシロキサン共重合体等のシリコーン樹脂とを架橋させたシリコーン系接着剤を用いることが好ましい。

接着層が、シランカップリング剤を含むことが好ましい。シランカップリング剤としては、グリシドキシ基含有シランカップリング剤等が挙げられる。グリシドキシ基含有シランカップリング剤としては、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等のグリシドキシアルキルトリアルコキシシラン、グリシドキシアルキルジアルコキシシラン、グリシドキシアルキルアルコキシシラン等が挙げられ、反応性の点から、グリシドキシアルキルトリアルコキシシランが好ましい。グリシドキシアルキルトリアルコキシシランのアルキル基は、炭素数１以上５以下が好ましく、アルコキシ基は、炭素数１以上３以下が好ましい。中でもアルキル基の炭素数が３であり、アルコキシ基の炭素数が１であるグリシドキシプロピルトリメトキシシランがより好ましい。

接着層中のシランカップリング剤の含有量は、接着層全体の質量に対して５質量％以上３０質量％以下の範囲であることが好ましく、５質量％以上２０質量％以下の範囲であることがより好ましい。接着層中のシラン系カップリング剤の含有量が５質量％未満であると、接着性が不充分になる場合があり、３０質量％を超えると、作製のときにシランカップリング剤がゲル化する場合がある。

定着ロール６１の基材６１１は、例えば、鉄、アルミニウム（例えば、Ａ−５０５２材）、ＳＵＳ、銅等の熱伝導率の高い金属または合金、セラミックス、ＦＲＭ（繊維強化メタル）等で形成される。

基材６１１の外径および肉厚は、例えば、通常、外径１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であり、例えば、アルミニウム製の場合は、厚さ０．５ｍｍ以上４ｍｍ以下、ＳＵＳ（ステンレス鋼）製または鉄製の場合は、厚さ０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下程度である。

定着ロール６１の弾性層６１２の材質は、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性体が挙げられる。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）等が挙げられる。弾性層６１２を構成する材料として、例えば、ビニル基を有するジメチルポリオルガノシロキサン等のジアルキルポリオルガノシロキサンと、ケイ素原子結合水素原子を有する分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジエンシロキサン共重合体等のシリコーン樹脂とを架橋させたシリコーンゴムを用いることが好ましい。弾性層６１２の製法としては、一体成型であってもフローコートであってもよく、所望の形状が得られる方法であればよい。

弾性層６１２の厚みは、例えば、０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、好ましくは０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下である。

定着ロール６１の表面層６１３の材質は、例えば、フッ素樹脂等が挙げられる。フッ素樹脂としては、例えば、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−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）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体等の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）等が挙げられる。

表面層６１３の厚みは、例えば、５μｍ以上１００μｍ以下であり、好ましくは１０μｍ以上４０μｍ以下である。

定着ロール６１の製造方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。接着剤と、必要に応じて他の添加剤とを予め定めた量で含む接着剤組成物を調製する。予めプライマを塗布した円筒状の芯金の外周に弾性層形成用組成物を塗布して、予め定めた膜厚になるように形成した後、例えば１４０℃以上２５０℃以下で３０分以上３時間以下焼成する。室温まで放冷して弾性層体を得る。この弾性層体に接着剤組成物を例えば１０μｍ以上の厚さで塗布した後、円筒状の金型内壁に表面層となるＰＦＡチューブ等のフッ素樹脂チューブ等が減圧して沿うように設置した後、接着剤組成物を塗布した弾性層体を金型内に挿入し、挿入し終わった後に、減圧を解除することによって、弾性層体にＰＦＡチューブ等を被覆させることで、定着ロールを得る。

例えば、弾性層および接着層を構成する弾性体の架橋度等を調整して、弾性層の弾性率を接着層の弾性率よりも低くすればよい。例えば、弾性層を形成する際の硬化（焼成）温度、硬化（焼成）時間等を変えて弾性層の架橋度を調整することにより、弾性層の弾性率を接着層の弾性率よりも低くすればよい。また、弾性層および接着層を構成する材料として、例えば、ジメチルポリオルガノシロキサン等のジアルキルポリオルガノシロキサンと、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジエンシロキサン共重合体等のシリコーン樹脂とを用いる場合、例えば、両者の比率（モル比）を変えて弾性層または接着層の架橋度を調整することにより、弾性層の弾性率を接着層の弾性率よりも低くすればよい。

なお、本実施形態に係る定着装置６０では、定着部材として上記本実施形態に係る定着ロールと、加圧部材として加圧ベルトを適用した、いわゆるロール・ベルト方式の定着装置について説明したが、これに限られず、定着部材として上記本実施形態に係る定着ロールと、加圧部材として加圧ロールを適用した、いわゆるロール・ロール方式の定着装置であってもよい。

＜画像形成装置＞
本実施形態に係る画像形成装置は、前記本実施形態に係る定着部材を備えるものであればよく、特に制限はない。画像形成装置は、例えば、像保持体と、像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体の表面に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像手段と、現像されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、被転写体に転写されたトナー像を定着するための定着装置とを備え、定着装置は上記本実施形態に係る定着部材を有する。本実施形態の画像形成装置は、必要に応じて、転写後の像保持体の表面に残留した残留トナー等を除去して清掃する像保持体清掃手段を備えていてもよい。

以下、図面を参照しつつ本実施形態に係る画像形成装置の構成を説明するが、本発明は下記実施形態に限定されるものではない。

図２は、本実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略構成図である。図２に示された画像形成装置３は、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）させる一次転写部１０と、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー像を記録媒体（記録紙）５６に一括転写（二次転写）させる二次転写部２０と、二次転写された画像を記録媒体５６上に定着させる定着装置６０と、を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。

本実施形態において、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋには、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２と、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１３（図２中、露光ビームを符号Ｂｍで示す）と、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４と、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６と、感光体ドラム１１上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１７等の電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に、略直線状に配置されている。

中間転写体である中間転写ベルト１５は、例えば、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルト（エンドレスベルト）で構成されている。そして、中間転写ベルト１５の体積抵抗率は、例えば、１０^６Ωｃｍ以上１０^１４Ωｃｍ以下となるように形成されており、その厚さは、例えば、０．１ｍｍ程度に構成されている。中間転写ベルト１５は、各種ロールによって、図１に示すＢ方向に予め定めた速度で循環駆動（回転駆動）されている。本実施形態では、各種ロールとして、定速性に優れたモータ（図示せず）等により駆動されて中間転写ベルト１５を回転させる駆動ロール３１と、各感光体ドラム１１の配列方向に沿って延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２と、中間転写ベルト１５に対して張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行等を防止する補正ロールとして機能するテンションロール３３と、二次転写部２０に設けられるバックアップロール２５と、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール３４とを有している。

一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に対向して配置される一次転写ロール１６により構成されている。一次転写ロール１６は、例えば、シャフト（不図示）と、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層（不図示）とで構成されている。シャフトは、例えば、鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層は、例えば、カーボンブラック等の導電剤を配合したアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）とスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）とエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）とのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が例えば１０^７Ωｃｍ以上１０^９Ωｃｍ以下のスポンジ状の円筒ロールである。そして、一次転写ロール１６は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に圧接して配置され、さらに一次転写ロール１６には、トナーの帯電極性（マイナス極性とする。以下同様。）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。

二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像保持面側に配置される二次転写ロール２２と、バックアップロール２５とによって構成される。バックアップロール２５は、表面が例えばカーボン等を分散したＥＰＤＭゴムとＮＢＲのブレンドゴムのチューブ、内部は例えばＥＰＤＭゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率は、例えば、１０^７Ω／□以上１０^１０Ω／□以下となるように形成され、硬度は、例えば７０°（アスカーＣ：高分子計器社製、以下同様）に設定されている。このバックアップロール２５は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写ロール２２の対向電極をなし、二次転写バイアスを印加する金属製等の給電ロール２６が接触配置されている。

一方、二次転写ロール２２は、例えば、シャフト（不図示）と、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層（不図示）とで構成されている。シャフトは、例えば、鉄、ＳＵＳ等の金属等で構成された円柱状等の棒である。スポンジ層は、例えば、カーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴム等で形成され、体積抵抗率が例えば１０^７Ωｃｍ以上１０^９Ωｃｍ以下のスポンジ状等の円筒状等のロールである。そして、二次転写ロール２２は、中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５に圧接して配置され、さらに二次転写ロール２２は接地されてバックアップロール２５との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部２０に搬送される記録媒体５６上にトナー像が二次転写される。

また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉等を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が接離自在に設けられている。また、本実施形態では、イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側に、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける画像形成タイミングをとるための基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２が配設されている。また、黒の画像形成ユニット１Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配設されている。この基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられたマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは画像形成を開始するように構成されている。

さらに、本実施形態の画像形成装置３では、用紙搬送系として、例えば、記録媒体５６を収容する用紙トレイ５０と、この用紙トレイ５０に集積された記録媒体５６を取り出して搬送するピックアップロール５１と、ピックアップロール５１により繰り出された記録媒体５６を搬送する搬送ロール５２と、搬送ロール５２により搬送された記録媒体５６を二次転写部２０へと送り込む搬送シュート５３と、二次転写ロール２２により二次転写された後に搬送される記録媒体５６を定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５と、記録媒体５６を定着装置６０に導く定着入口ガイド５７とを備えている。

次に、本実施形態に係る画像形成装置３の基本的な作像プロセスについて説明する。図２に示すような画像形成装置３では、画像読取装置（ＩＩＴ）（図示せず）やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）（図示せず）等から出力される画像データは、画像処理装置（ＩＰＳ）（図示せず）により画像処理が施された後、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって作像作業が実行される。具体的には、ＩＰＳでは、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。そして、画像処理が施された画像データは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。

レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば、半導体レーザから出射された露光ビームＢｍが、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射される。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナー像として現像される。

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが接触する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部１０において、一次転写ロール１６により、中間転写ベルト１５の基材に対し、トナーの帯電極性（マイナス極性）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像を中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。

トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１５は移動してトナー像が二次転写部２０に搬送される。トナー像が二次転写部２０に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部２０に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙トレイ５０から予め定めたサイズの用紙である記録媒体５６が供給される。ピックアップロール５１により供給された記録媒体５６は、搬送ロール５２により搬送され、搬送シュート５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、記録媒体５６は一旦停止され、トナー像が保持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール（図示せず）が回転することで、記録媒体５６の位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。

二次転写部２０では、中間転写ベルト１５を介して、二次転写ロール２２がバックアップロール２５に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された記録媒体５６は、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール２６からトナーの帯電極性（マイナス極性）と同極性の電圧（二次転写バイアス）が印加されると、二次転写ロール２２とバックアップロール２５との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１５上に保持された未定着トナー像は、二次転写ロール２２およびバックアップロール２５によって押圧される二次転写部２０にて、記録媒体５６上に一括して静電転写される。

その後、トナー像が静電転写された記録媒体５６は、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へと搬送される。搬送ベルト５５では、定着装置６０における最適な搬送速度に合わせて、記録媒体５６が定着装置６０まで搬送される。

定着装置６０に搬送された記録媒体５６上の未定着トナー像は、上述したように、定着装置６０によって熱および圧力で定着処理を受けることで記録媒体５６上に定着される。そして定着画像が形成された記録媒体５６は、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部に搬送される。

一方、記録媒体５６への転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナー等は、中間転写ベルト１５の回転に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール３４および中間転写ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定的に解釈されるものではなく、種々の変形、変更、改良が可能であり、本発明の要件を満足する範囲内で実現可能であることは言うまでもない。

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
［シリコーンゴム組成物の調製］
予め、ジメチルポリオルガノシロキサン（ビニル基含有量０．０８ｍｍｏｌ／ｇ、粘度（２５℃）３０，０００Ｐａ・ｓ）１００質量部のうち４０質量部を混練装置に配合し、そこにアルミナ微粉末（Ｎａイオン含有量１０ｐｐｍ、体積平均粒子径３μｍ）１００質量部を配合した。これらを１５０℃で２時間加熱混練した後、残りのジメチルポリオルガノシロキサン６０質量部で希釈し、さらに分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジエンシロキサン共重合体（ケイ素原子結合水素原子含有量３ｍｍｏｌ／ｇ、粘度（２５℃）５ｍＰａ・ｓ）４．０質量部、触媒として塩化白金酸−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を白金含有量として１０ｐｐｍ、硬化遅延剤として１−エチニル−１−シクロヘキサノール０．１質量部、さらに酸化第二鉄（Ｆｅ_３Ｏ_４）２質量部をできるだけ均一になるように混合し、シリコーンゴム組成物を調製した。

［弾性層体の形成］
前述したシリコーンゴム組成物を用いて弾性層体の成形を行った。成形方法は、予めプライマ（東レ・ダウコーニング株式会社製、ＤＹ３９−０５１ Ａ／Ｂ）を塗布した円筒状の芯金（材質：アルミニウム）に対して、この芯金を横にした状態で回転させた状態で、シリコーンゴム組成物を上部から滴下し、かつ下部にてブレードで押し当てることにより、予め定めた膜厚（６００μｍ）になるように形成した後、２００℃／１時間で焼成した。焼成終了後、室温まで放冷して、弾性層体を得た。

［接着剤組成物の調製］
ジメチルポリオルガノシロキサン（ビニル基含有量０．０８ｍｍｏｌ／ｇ、粘度（２５℃）３０，０００Ｐａ・ｓ）１００質量部のうち４０質量部を混練装置に配合し、そこにアルミナ微粉末（Ｎａイオン含有量１０ｐｐｍ、体積平均粒子径３μｍ）１００質量部を配合した。これらを１５０℃で２時間加熱混練した後、残りのジメチルポリオルガノシロキサン６０質量部で希釈し、さらに分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジエンシロキサン共重合体（ケイ素原子結合水素原子含有量３ｍｍｏｌ／ｇ、粘度（２５℃）５ｍＰａ・ｓ）２．０質量部、触媒として塩化白金酸−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を白金含有量として１０ｐｐｍ、硬化遅延剤として１−エチニル−１−シクロヘキサノール０．１質量部、さらに酸化第二鉄（Ｆｅ_３Ｏ_４）２質量部をできるだけ均一になるように混合した混合物を１００質量部とし、この混合物に対してグリシドキシプロピルトリメトキシシラン５質量部を加えた。グリシドキシプロピルトリメトキシシランを加えた混合物をｎ−ヘプタンで４０質量％に希釈して、接着剤組成物を得た。

［定着ロールの作製］
前述した弾性層体に前記の接着剤組成物を２０μｍの厚さで塗布した後、円筒状の金型内壁にＰＦＡチューブが減圧して沿うように設置した後、前記接着剤組成物を塗布した弾性層体を金型内に挿入し、挿入し終わった後に、減圧を解除することで、弾性層体にＰＦＡチューブを被覆させることで、定着ロールを得た。

なお、定着ロールの弾性層および接着層の弾性率（ＭＰａ）は、動的粘弾性測定器ＲＨＥＯＶＩＢＲＯＮ装置（ＯＲＩＥＮＴＥＣ社製、型：ＤＤＶ−０１ＦＰ）を用いて、測定した。

［測定・評価］
上記の方法で得られた定着ロールを画像形成装置（富士ゼロックス社製、カラー複写機ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ−ＩＩＩ Ｃ３３００）に装着し、１５万枚の通紙試験を行った後、マゼンタハーフトーン５０％の画質サンプルを採取し、以下の観点で目視にて画質評価を行った。結果を表１に示した。

（画質評価基準）
◎：弾性層と接着層との間の剥がれによる画質色点が未発生
○：弾性層と接着層との間の剥がれによる画質色点が部分的に発生（実使用上問題なし）
△：弾性層と接着層との間の剥がれによる画質色点が軽微に発生（実使用上問題になることがある）
×：弾性層と接着層との間の剥がれによる画質色点が発生（実使用上問題あり）

＜実施例２＞
分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジエンシロキサン共重合体（ケイ素原子結合水素原子含有量３ｍｍｏｌ／ｇ、粘度（２５℃）５ｍＰａ・ｓ）の量を１２質量部とすることによって、シリコーンゴム弾性層体の弾性率を表１に示す通りに変更した以外は、実施例１と同様にして定着ロールを作製し、評価についても実施例１と同様にして実施した。

＜実施例３＞
分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジエンシロキサン共重合体（ケイ素原子結合水素原子含有量３ｍｍｏｌ／ｇ、粘度（２５℃）５ｍＰａ・ｓ）の量を２０質量部とすることによって、シリコーンゴム弾性層体の弾性率を表１に示す通りに変更した以外は、実施例１と同様にして定着ロールを作製し、評価についても実施例１と同様にして実施した。

＜実施例４＞
分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジエンシロキサン共重合体（ケイ素原子結合水素原子含有量３ｍｍｏｌ／ｇ、粘度（２５℃）５ｍＰａ・ｓ）の量を２５質量部とすることによって、シリコーンゴム弾性層体の弾性率を表１に示す通りに変更した以外は、実施例１と同様にして定着ロールを作製し、評価についても実施例１と同様にして実施した。

＜実施例５〜９＞
接着層体の膜厚を表１に示す通りに変更した以外は、実施例１と同様にして定着ロールを作製し、評価についても実施例１と同様にして実施した。

＜比較例１＞
弾性層の分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジエンシロキサン共重合体（ケイ素原子結合水素原子含有量３ｍｍｏｌ／ｇ、粘度（２５℃）５ｍＰａ・ｓ）の量を３２質量部、および接着剤組成物における分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジエンシロキサン共重合体（ケイ素原子結合水素原子含有量３ｍｍｏｌ／ｇ、粘度（２５℃）５ｍＰａ・ｓ）の量を０．６質量部とし、シリコーンゴム弾性層体の弾性率、および接着層体の弾性率を表１に示す通りに変更した以外は、実施例１と同様にして定着ロールを作製し、評価についても実施例１と同様にして実施した。

＜比較例２＞
接着層体の膜厚を表１に示す通りに変更した以外は、比較例１と同様にして定着ロールを作製し、評価についても実施例１と同様にして実施した。

＜比較例３＞
弾性層の分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジエンシロキサン共重合体（ケイ素原子結合水素原子含有量３ｍｍｏｌ／ｇ、粘度（２５℃）５ｍＰａ・ｓ）の量を３２質量部、および接着剤組成物における分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジエンシロキサン共重合体（ケイ素原子結合水素原子含有量３ｍｍｏｌ／ｇ、粘度（２５℃）５ｍＰａ・ｓ）の量を１．６質量部とし、シリコーンゴム弾性層体の弾性率、および接着層体の弾性率を表１に示す通りに変更した以外は、実施例１と同様にして定着ロールを作製し、評価についても実施例１と同様にして実施した。

このように、実施例の定着ロールは、弾性層の弾性率が接着層の弾性率と比較して同じまたは高い比較例の定着ロールに比べて、弾性層と接着層との間の剥がれが抑制された。

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 画像形成ユニット、３ 画像形成装置、１０ 一次転写部、１１ 感光体ドラム、１２ 帯電器、１３ レーザ露光器、１４ 現像器、１５ 中間転写ベルト、１６ 一次転写ロール、１７ ドラムクリーナ、２０ 二次転写部、２２ 二次転写ロール、２５ バックアップロール、２６ 給電ロール、３１ 駆動ロール、３２ 支持ロール、３３ テンションロール、３４ クリーニングバックアップロール、３５ 中間転写ベルトクリーナ、４０ 制御部、４２ 基準センサ、４３ 画像濃度センサ、５０ 用紙トレイ、５１ ピックアップロール、５２ 搬送ロール、５３ 搬送シュート、５５ 搬送ベルト、５６ 記録媒体、５７ 定着入口ガイド、６０ 定着装置、６１ 定着ロール、６２ 加圧ベルト、６３ ベルト走行ガイド、６４ 加圧パッド、６４ａ プレニップ部材、６４ｂ 剥離ニップ部材、６５ ホルダ、６６ ヒータランプ、６７ 潤滑剤塗布部材、６８ 摺動シート部材、６９ 温度センサ、７０ 剥離部材、７１ 剥離バッフル、７２ ホルダ、６１１ 基材、６１２ 弾性層、６１３ 表面層、Ｐ 未定着トナー像、Ｂｍ 露光ビーム。

Claims (4)

1. 円筒状の基材と、前記基材の周囲に形成された弾性層と、前記弾性層の表面を被覆する表面層と、前記弾性層と前記表面層との間に形成された接着層とを有し、
   前記弾性層の弾性率が前記接着層の弾性率と比較して低いことを特徴とする定着部材。
2. 前記接着層の厚みが１０μｍ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の定着部材。
3. 請求項１または２に記載の定着部材を備えることを特徴とする定着装置。
4. 像保持体と、
   前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
   前記像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
   前記像保持体の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
   前記現像されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、
   前記被転写体に転写されたトナー像を定着する、請求項３に記載の定着装置と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。