JP2022186614A - 加圧部材、定着装置及び電子写真画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表面層の外表面における表面抵抗の増加を抑制しつつ、厚み方向の断熱性を向上させた加圧部材の提供。【解決手段】基体と、前記基体の上に形成された弾性層と、前記弾性層の上に形成されたフッ素樹脂を含む表面層を有し、該表面層の温度２５℃におけるＤＣ５００Ｖ印加時の表面抵抗率が１×１０１１［Ω／□］以下、厚み方向の熱伝導率λが０．０９３［Ｗ／ｍＫ］以下である加圧部材が提供される。【選択図】図１

Description

本開示は、加圧部材、定着装置及び電子写真画像形成装置に関する。

複写機やレーザープリンタといった電子写真画像形成装置（以下、「画像形成装置」とも称する。）には、記録材上に形成した未定着トナー像を加熱及び加圧することによって記録材に定着させるための定着装置が備えられている。定着装置は、対向配置された加熱部材と加圧部材とを有する。加熱部材と加圧部材とが、互いに反対方向に回転しながら圧接し、記録材を挟持搬送するニップを形成する。そして、記録材がニップ部を通過する際に、未定着トナーが加熱及び加圧されて定着画像として記録材に定着される。

電子写真用の定着装置に用いられる加圧部材において、トナーの付着を抑制するために、加圧部材の外表面を構成する表面層（以下、「表面層」と称する。）に、フッ素樹脂、具体的にはテトラフルオロエチレン（－Ｃ_２Ｆ_４－）と、パーフルオロアルキルビニルエーテル（－ＣＦ_２－ＣＦ（ＯＲ_ｆ）－）との共重合体（以降、「ＰＦＡ」とも称する。）を含む表面層が用いられることがある。ここで、「Ｒ_ｆ」はパーフルオロアルキル基を表す。

近年、ファーストプリントタイムの短縮化の観点から、加熱部材がトナー画像を定着し得る十分な温度に達するまでの時間（以下、「起動時間」と称する）の短縮化が求められている。そのためには、加圧部材の表面層の多孔化して熱伝導率を下げることにより、定着時の加熱部材から加圧部材への熱の伝達を抑えることが有効である。そして、特許文献１には、フッ素樹脂と、外殻が無機材料で形成された中空粒子と、を含む層によって表面が構成されている加圧用部材が開示されている。

ところで、定着工程においては、静電オフセットと呼ばれる現象が起きる場合がある。
これは、加熱部材と加圧部材とが摺動した結果、加圧部材の加熱部材との対向面（以降、単に「外表面」ともいう）が未定着トナーと同極性に帯電し、ニップ部又はその近傍において未定着トナーに対して反発力が生じ、未定着トナーが加熱部材に飛翔する現象である。静電オフセットの防止には、加圧部材の外表面の帯電を防止することが有効である。

特開２０１４－２３２２０８号公報

ここで本発明者らは、表面層の厚み方向の熱伝導率をより低下させるために、表面層をより多孔化することを検討した。その過程で、表面層の多孔化を進めるにしたがって、カーボンブラックの如き導電材を含んでいる表面層であっても、その外表面の表面抵抗率が高くなり、静電オフセットを生じやすくなる場合があることを見出した。すなわち、表面層の厚み方向のより一層の高断熱化と、外表面の表面抵抗率の低減との両立が困難であるとの知見を得た。

そこで、本開示の一態様は、外表面の高抵抗化を抑えつつ、厚み方向の断熱性を高めた電子写真用の加圧部材の提供に向けたものである。
また、本開示の他の態様は、ファーストプリントタイムのより一層の短縮と、静電オフセットの発生とをより良く防止し得る定着装置の提供に向けたものである。更に、本開示の更に他の態様は、ファーストプリントタイムがより短縮され、かつ、高品位な電子写真画像を安定して形成することができる電子写真画像形成装置の提供に向けたものである。

本開示の一態様によれば、基体と、該基体の上の弾性層と、該弾性層の上のフッ素樹脂を含む表面層を有し、該表面層の温度２５℃におけるＤＣ５００Ｖ印加時の表面抵抗率が、１×１０^１１［Ω／□］以下であり、かつ、該表面層の厚み方向の熱伝導率λが、０．０９３［Ｗ／ｍＫ］以下である加圧部材が提供される。
また、本開示の他の態様によれば、上記の加圧部材と、該加圧部材と対向配置された加熱部材とを有する定着装置が提供される。また、本開示の更に他の態様によれば、上記の定着装置を備えた電子写真画像形成装置が提供される。

本開示の一態様によれば、外表面の高抵抗化を抑えつつ、厚み方向の熱伝導率を低減させた電子写真用の加圧部材を得ることができる。また、本開示の他の態様によれば、ファーストプリントタイムのより一層の短縮と、静電オフセットの発生とをより良く防止し得る定着装置を得ることができる。また、本開示の更に他の態様によれば、ファーストプリントタイムがより短縮され、かつ、高品位な電子写真画像を安定して形成することができる電子写真画像形成装置を得ることができる。

本開示の一態様に係る加圧部材の表面層の厚み方向の概略断面図である。 実施例に記載の表層近傍の孔をつぶす工程の概略模式図である。 本開示の一例である加圧部材の断面模式図である。 本開示に係る加圧部材を用いた定着装置の断面模式図である。 本開示の電子写真画像形成装置の一態様を示す概略模式図である。

本発明者等は、静電オフセットの発生を防止でき、また、加熱部材からの熱量の移動を低減できる加圧部材を得るべく検討を重ねた。その結果、以下の構成を有する加圧部材が、上記した課題の解決に資することを見出した。すなわち、本開示の一態様に係る加圧部材は、基体と、該基体の上の弾性層と、該弾性層の上のフッ素樹脂を含む表面層を有する。そして、該表面層の温度２５℃におけるＤＣ５００Ｖ印加時の表面抵抗率が、１×１０^１１［Ω／□］以下であり、かつ、該表面層の厚み方向の熱伝導率λが、０．０９３［Ｗ／ｍＫ］以下である。

以下に、図面を用いて本開示の詳細を説明する。
１．加圧部材
図３は、本開示の一態様に係るローラ形状の加圧部材（以降、「加圧ローラ」とも称する）１９の周方向の断面図である。加圧ローラ１９は、円柱状の基体１９ａの外周面の上に、基体１９ａと同心かつ円筒状に形成された弾性層１９ｂを有する。弾性層１９ｂの外周面は、最外層としての表面層１９ｃで被覆されている。なお、弾性層１９ｂは、基体１９ａの外周面に不図示の接着層で接着されていても良く、表面層１９ｃは弾性層１９ｂの外周面に不図示の接着層で接着されていても良い。

１－１．基体
基体１９ａには、鉄やアルミニウム製の基体が好適に用いられ、予めサンドブラスト等で表面を活性化した後、メチレンクロライドや炭化水素系洗浄剤あるいは水系洗浄剤等で脱脂しても良い。

１－２．弾性層
弾性層１９ｂは、２．定着装置において後述する定着ニップ部Ｎを形成するための層であり、ソリッドゴム層、発泡ゴム層としても良い。加圧部材１９に用いられる弾性層１９ｂの厚さは所望の幅の定着ニップ部Ｎを形成することができる厚さであれば特に限定はされないが、２～１０ｍｍであることが好ましい。

弾性層１９ｂのメインポリマーとしては以下のいずれのものも好適に用いられる。例えば、高温加硫型シリコーンゴム（ＨＴＶ；Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉｚｉｎｇ）、付加反応硬化型シリコーンゴム（ＬＴＶ；Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉｚｉｎｇ）、縮合反応硬化型シリコーンゴム（ＲＴＶ；Ｒｏｏｍ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉｚｉｎｇ）、フッ素ゴム、又はこれらの混合物等が挙げられる。具体的には、例えばジメチルシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、メチルフェニルシリコーンゴム、ビニルシリコーンゴム等のシリコーンゴム、フッ化ビニリデンゴム、テトラフルオロエチレン－プロピレンゴム、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ゴム、ホスファゼン系フッ素ゴム、フルオロポリエーテル等のフッ素ゴム等を使用することができる。これらのメインポリマーは、それぞれ単独で、或いは２種以上を組み合わせて使用することができる。カーボンブラック及び湿式シリカや乾式シリカ等の補強充填剤、炭酸カルシウム、石英粉などの増量充填剤を上記メインポリマーに付与しても良い。

１－３．表面層
表面層１９ｃは、その厚さ方向の熱伝導率λが、０．０９３［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下である。このことにより、定着工程における加熱部材からの加圧部材への熱伝導を抑制し得る。
更に、該表面層は、その外表面において測定される、温度２５℃におけるＤＣ５００Ｖ印加時の表面抵抗率が１×１０^１１［Ω／□］以下である。このことにより、加熱部材との摺動によっても外表面が帯電しにくく、静電オフセットを有意に抑制し得る加圧部材とすることができる。

このような物性を満たす表面層は、例えば、空孔を有するフッ素樹脂の層によって構成することができる。図１は、本開示の一態様に係る加圧ローラの周方向に直交する方向、すなわち、該加圧ローラの長手方向に平行な方向に表面層を切断したときの表面層の厚み方向断面の模式図である。図１に示すように、加圧ローラの外表面を構成する表面層１９ｃの外表面１０１から深さ方向に５μｍまでの領域を「領域Ａ」１０３とし、外表面１０１から深さ方向に５μｍから外表面１０１とは反対側の表面１０２までの領域を「領域Ｂ」１０５とする。そして、該断面における領域Ａの任意の位置に一辺が５μｍの正方形の観察領域（以降、「第１の観察領域」ともいう）を置いたとき、該第１の観察領域内に観察される空孔１０７の面積の総和の該第１の観察領域の面積に対する割合を空孔率ΦＡ（％）とする。また、該断面における領域Ｂの任意の位置に一辺が１０μｍの正方形の観察領域（以降、「第２の観察領域」ともいう）を置いたとき、該第２の観察領域内に観察される該空孔の面積の総和の該第２の観察領域の面積に対する割合を空孔率ΦＢ（％）とする。そして、ΦＡ＜ΦＢとすることで、外表面１０１の表面抵抗率を上昇させることなく表面層の厚さ方向の熱伝導率を低減させることが可能である。空孔率ΦＡが０％以上、１３％以下であり、領域Ａよりも弾性層に近い側の領域Ｂの空孔率ΦＢが２８％以上、５０％以下であることが好ましい。

このような構成は、例えば、空孔率を外表面１０１から表面１０２に向かって増加するように構成されてなる単層膜で達成してもよく、また、領域Ａを為すフッ素樹脂層と領域Ｂをなすフッ素樹脂層との積層膜によっても実現し得る。しかしながら、表面層内での界面のない単層膜によって表面層１９ｃを構成することが好ましい。かかる単層膜を表面層として有する加圧ローラの非限定的な製造方法の一例として、下記工程（ｉ）～（ｖ）を含む方法を挙げる。
（ｉ）基層上に形成された弾性層の外周面を、カーボンブラックの如き導電材を含むフッ素樹脂チューブで被覆した積層体を得る工程、
（ｉｉ）該積層体を、フッ素樹脂の融点近傍、例えば、フッ素樹脂ＰＦＡである場合においては、３００℃±５０℃、好ましくは、２９０～３２５℃に加熱したパーフルオロポリエーテル（以降、「ＰＦＰＥ」）の浴に該積層体を浸漬し、好ましくは２０秒～５分、より好ましくは３０秒～２分放置し、フッ素樹脂チューブの弾性層に対向する側とは反対側の外表面からフッ素樹脂チューブ内にＰＦＰＥを含浸させる工程、
（ｉｉｉ）工程（ｉｉ）によってＰＦＰＥがフッ素樹脂チューブ内に含浸した積層体を浴から取り出し、室温、例えば、２０～３５℃、好ましくは２５～３０℃まで冷却する工程、
（ｉｖ）工程（ｉｉｉ）を経て得られた積層膜を、ＰＦＰＥを溶解可能な溶媒中に浸漬し、ＰＦＡチューブ内に含浸されたＰＦＰＥをフッ素樹脂チューブの外表面から除去して、フッ素樹脂チューブの外表面に開口し、かつ、フッ素樹脂チューブ内に厚み方向に延びる空孔を形成する工程、及び、
（ｖ）工程（ｉｖ）を経て得られた積層体を、所定の温度（例えば、２００℃）に加熱された金属板上を転動させて、フッ素樹脂チューブの外表面近傍の空孔をつぶすことで、領域Ａ及び領域Ｂを有する表面層を形成する工程。

上記した工程（ｉ）～（ｖ）を含む方法によって、本開示の一態様に係る表面層を備えた加圧ローラを得られる理由を本発明者らは以下のように推測している。まず、工程（ｉｉ）において、樹脂層が含むフッ素樹脂の融点近傍の温度（例えば、フッ素樹脂がＰＦＡの場合、温度３００℃±５０℃（好ましくは２９０℃～３２５℃））で、フッ素樹脂チューブの外表面をＰＦＰＥと接触させることにより、ＰＦＰＥがフッ素樹脂チューブ内に含浸されていく。次いで、工程（ｉｉｉ）において、樹脂層を室温に冷却するが、その過程において、工程（ｉｉ）で膨張していたフッ素樹脂チューブが収縮する。それに伴って、フッ素樹脂チューブの外表面近傍のＰＦＰＥがフッ素樹脂チューブの外に放出される。一方、フッ素樹脂チューブの外表面から浸透し、フッ素樹脂チューブの外表面から離れた内部にまで浸透したＰＦＰＥは、フッ素樹脂チューブの冷却に伴う収縮によっても放出されず、フッ素樹脂チューブ内に留まる。次に、工程（ｉｖ）で行われる溶剤による樹脂層からのＰＦＰＥの除去によりＰＦＰＥが存在していた部位に樹脂層の第１の面に開口した空孔が形成される。上記の理由により、フッ素樹脂チューブの外表面側よりも、外表面とは反対側、すなわち弾性層に近い側の方が、空孔率が高い多孔質のフッ素樹脂チューブが形成される。更に、工程（ｖ）で多孔化されたフッ素樹脂チューブの外表面を加熱下で加圧することでフッ素樹脂チューブの外表面近傍の空孔をつぶす。これにより、単層であるフッ素樹脂チューブ内に空孔の少ない領域Ａと空孔の多い領域Ｂとを形成することができる。

工程（ｉｉ）における、フッ素樹脂チューブへのＰＦＰＥの含浸量は、例えば、含浸時のＰＦＰＥの温度、粘度、フッ素樹脂チューブとＰＦＰＥとの接触時間によって調整することができる。具体的には、フッ素樹脂の融点近傍の温度範囲（フッ素樹脂がＰＦＡの場合、温度２５０～３５０℃）の内で高いほど、ＰＦＰＥの粘度が低いほど、また、接触時間が長いほど、フッ素樹脂チューブへのＰＦＰＥの含浸量を増加させることができる。ここで、ＰＦＰＥの好ましい粘度としては、好ましくは１０ｍＰａ・ｓ～４００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは３０ｍＰａ・ｓ～３５０ｍＰａ・ｓである。このような粘度範囲の市販のＰＦＰＥとしては、「ＫｒｙｔｏｘＧＰＬ－１０１」（粘度１２ｍＰａ・ｓ）、「ＫｒｙｔｏｘＧＰＬ－１０２」（粘度２６ｍＰａ・ｓ）、「ＫｒｙｔｏｘＧＰＬ－１０３」（粘度５４ｍＰａ・ｓ）、「ＫｒｙｔｏｘＧＰＬ－１０４」（粘度１１１ｍＰａ・ｓ）、「フォンブリンＭ０３」（粘度３０ｍＰａ・ｓ）、「ＫｒｙｔｏｘＧＰＬ－１０５」（粘度３０１ｍＰａ・ｓ）が挙げられる。

工程（ｉｖ）において、フッ素樹脂チューブに含浸させたＰＦＰＥを除去するためには、ＰＦＰＥを溶解可能であり、フッ素樹脂を溶解しない溶剤中に、フッ素樹脂チューブの表面が濡れるように浸漬する。ここで、「ＰＦＰＥを溶解する溶剤」とは、例えば、温度２５℃において、溶剤１００ｇに対しＰＦＰＥの溶解量が１０ｇ以上の溶剤が挙げられる。一方、「フッ素樹脂を溶解しない溶剤」とは、２５℃において、溶剤１００ｇに対しフッ素樹脂の溶解量が１ｇ以下の溶剤が挙げられる。フッ素樹脂がＰＦＡである場合、上記の溶媒としては、例えば、ハイドロフルオロエーテル（商品名：ＮｏｖｅＣ７６００；スリーエム社製）を用いることができる。また、工程（ｉｖ）における、フッ素樹脂チューブからのＰＦＰＥの除去の際に、フッ素樹脂チューブに超音波を印加することは、フッ素樹脂チューブからのＰＦＰＥの除去を促進するうえで好ましい。

なお、上記の工程（ｉｉ）～（ｉｖ）においては、弾性層上にフッ素樹脂チューブを被覆した積層体を形成したのち、当該フッ素樹脂チューブの多孔化を行った。しかしながら、本開示に係る表面層の形成方法はこれに限定されるものではない。例えば、フッ素樹脂チューブ単体を上記したようにＰＦＰＥへの含浸と含浸されたＰＦＰＥの除去を行って多孔化し、多孔化されたフッ素樹脂チューブを弾性層上に接着固定する方法によっても本開示に係る表面層を形成することができる。なお、フッ素樹脂チューブへのＰＦＰＥの含浸を、フッ素樹脂チューブをＰＦＰＥに浸漬して行う場合は、フッ素樹脂チューブの内周面からのＰＦＰＥの含浸が生じないように、フッ素樹脂チューブのＰＦＰＥへの浸漬に先立って、フッ素樹脂チューブの内周面をマスキングしておくことが好ましい。

工程（ｖ）は、多孔化されたフッ素樹脂チューブの外表面１０１近傍の空孔をつぶし、表面層の外表面における表面抵抗率を低下させる処理である。本発明者らの検討によれば、金属板の温度を上げるほど、外表面近傍の空孔をより多くつぶすことができる。ここで、金属板の温度、表層を多孔化した積層体の金属板への押圧力処理時間は、表面層の外表面で測定される表面抵抗率が、本開示に係る値を満たすように空孔がつぶすことができる限り適宜選択すればよい。また、外表面近傍の空孔をつぶす方法は、これに限定されるものではなく、例えば温風を外表面に当て、表面層の外表面側を加熱する方法も挙げられる。

＜フッ素樹脂＞
表面層の構成材料であるフッ素樹脂の例としては、ＰＦＡ、ポリテトラフルオロエチレン（以降、「ＰＴＦＥ」）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体（以降、「ＦＥＰ」）を挙げられる。中でも、ＰＦＡは、トナー等に対する高い離型性を示す外表面を備えた表面層を形成し得ること、また、前記したＰＦＰＥを用いた含浸と除去とによって効率的に多孔化することができるため、より好適に用い得る。

ここで、ＰＦＡは前記した通り、パーフルオロアルキルビニルエーテル（以下、「ＰＡＶＥ」と称する。）とテトラフルオロエチレン（以下、「ＴＦＥ」と称する。）の共重合体である。ＰＡＶＥにおけるパーフルオロアルキル鎖の炭素数は好ましくは１～６であり、より好ましくは１～４であり、更に好ましくは１～３である。 ＰＡＶＥは、好ましくはパーフルオロメチルビニルエーテル（ＣＦ_２＝ＣＦ－Ｏ－ＣＦ_３）、パーフルオロエチルビニルエーテル（ＣＦ_２＝ＣＦ－Ｏ－ＣＦ_２ＣＦ_３）及びパーフルオロプロピルビニルエーテル（ＣＦ_２＝ＣＦ－Ｏ－ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３）から選択される。ＰＦＡの融点は、好ましくは２８０℃～３２０℃であり、より好ましくは２９０℃～３１０℃である。

ＰＦＡとしては、市販のものを用いることができ、以下に具体例を挙げる。
・「４５１ＨＰ－Ｊ」「９５９ＨＰ－Ｐｌｕｓ」「３５０－Ｊ」「９５０ＨＰ－Ｐｌｕｓ」（いずれも商品名、三井・ケマーズ フロロプロダクツ社製）；
・「Ｐ－６６Ｐ」、「Ｐ－６６ＰＴ」、「Ｐ－８０２ＵＰ」（いずれも商品名、ＡＧＣ社製）；
・「ＡＰ－２３０」「ＡＰ－２３１ＳＨ」等（いずれも商品名、ダイキン工業社製）； ・「６５０２Ｎ」（商品名、スリーエム社製）。

＜パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）＞
ＰＦＰＥは、パーフルオロポリエーテル構造を有する。具体的には、例えば、下記構造式（１）で示される構造を有する。

（構造式（１）中、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、及びｆは、それぞれ独立に０又は正の整数であり、１≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ≦６００を満たし、ａ、ｂ、ｃ、及びｄの少なくとも１つは正の整数である。）

また、構造式（１）中の各繰り返し単位の存在順序は、構造式（１）における記載の順序に限定されるものではない。更に、各繰り返し単位は、構造式（１）で表されるＰＦＰＥ中の複数個所に存在してもよい。すなわち、構造式（１）で表されるＰＦＰＥはブロックコポリマーであってもよく、ランダムコポリマーであってもよい。

ＰＦＰＥとしては、市販のものを用いることができるが、フッ素樹脂の融点においてオイル状であるものがより好適に用いられる。フッ素樹脂がＰＦＡである場合、上記の構造式を有するＰＦＰＥとしては、具体的には、「Ｋｒｙｔｏｘ ＧＰＬ１０３」「Ｋｒｙｔｏｘ ＧＰＬ１０４」「Ｋｒｙｔｏｘ ＧＰＬ１０５」（いずれも商品名、ケマーズ社製）等を用いることができる。

表面層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常は、１２μｍ以上１００μｍ以下、特には、２０μｍ以上８５μｍ以下が好ましい。

２．定着装置
図４はベルト加熱方式の定着装置の概略構成の例の断面を示す模式図である。
定着ベルト１１はベルトガイド部材１６にルーズに外嵌させてある。加圧用剛性ステイ１８はベルトガイド部材１６の内側に挿通してある。ベルトガイド部材１６は、例えば、耐熱性・断熱性を有する樹脂によって形成されている。
ベルトガイド部材１６と定着ベルト１１の内面とが接触する位置に熱源としてのセラミックヒータ１７を具備する。セラミックヒータ１７はベルトガイド部材１６の長手方向に沿って設けられている溝部に嵌入され、固定されている。セラミックヒータ１７は、不図示の手段によって通電され発熱する。
ローラ状の加圧部材１９は、本開示の一態様に係る加圧部材である。加圧用剛性ステイ１８の両端部と装置シャーシ側のバネ受け部材（不図示）との間にそれぞれ加圧バネ（不図示）を縮設している。これによって、加圧用剛性ステイ１８に押し下げ力を付与することでベルトガイド部材１６の下面に配設したセラミックヒータ１７の下面と加圧部材１９上面とが定着ベルト１１を挟んで圧接され、所定の定着ニップ部Ｎが形成される。すなわち、セラミックヒータ１７の下面は、定着ベルト１１の内周面に接して配置されている。
この定着ニップ部Ｎに未定着トナーＧによって画像が形成された、被加熱体となる記録媒体Ｐを搬送速度Ｖで挟持搬送させる。これにより、トナー像を加熱、加圧する。その結果、トナー像は溶融・混色、その後、冷却されることによって記録媒体Ｐ上にトナー像が定着される。
ここで、本例のようなベルト加熱方式以外の方式、例えば熱ローラ方式などにおいても本開示に係る加圧部材を有する構成にすることで、同様な効果を得ることができる。

３．画像形成装置
画像形成装置としては、電子写真方式を用いた複合機、コピー、ファックス、プリンタなどがある。ここではカラーレーザープリンタを例に用い、画像形成装置の全体構成について概略説明する。

図５は、本開示の一様態に係るレーザープリンタ４０の概略断面図である。図５に示したレーザープリンタ４０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色毎に一定速度で回転する電子写真感光体ドラム３９（以下、「感光体ドラム３９」と称する。）を有する画像形成部を有する。また、画像形成部で現像され多重転写されたカラー画像を保持し、給送部から給送された記録媒体Ｐに更に転写する中間転写体３８を有する。
感光体ドラム３９（３９Ｙ、３９Ｍ、３９Ｃ、３９Ｋ）は、駆動手段（不図示）によって、図５に示すように反時計回りに回転駆動される。
感光体ドラム３９の周囲には、その回転方向にしたがって、順に、感光体ドラム３９の表面を均一に帯電する帯電装置２１（２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し、感光体ドラム３９上に静電潜像を形成するスキャナユニット２２（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像ユニット２３（２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ）、感光体ドラム３９上のトナー像を一次転写部Ｔ１で中間転写体３８に転写させる一次転写ローラ２４（２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋ）、転写後の感光体ドラム３９の表面に残った転写残トナーを除去するクリーニングブレードを有するクリーニングユニット２５（２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ）が配置されている。
画像形成に際しては、ローラ２６、２７及び２８に張架されたベルト状の中間転写体３８が回転すると共に各感光体ドラム３９に形成された各色トナー像が前記中間転写体３８に重畳して一次転写されることでカラー画像が形成される。

前記中間転写体３８への一次転写と同期するように搬送手段によって記録媒体Ｐが二次転写部Ｔ２へ搬送される。搬送手段は複数枚の記録媒体Ｐを収納した給送カセット２９、給送ローラ３０、分離パッド３１、レジストローラ対３２を有する。画像形成時には給送ローラ３０が画像形成動作に応じて駆動回転し、給送カセット２９内の記録媒体Ｐを一枚ずつ分離し、該レジストローラ対３２によって画像形成動作とタイミングを合わせて二次転写部Ｔ２へ搬送する。

二次転写部Ｔ２には移動可能な二次転写ローラ３３が配置されている。二次転写ローラ３３は、略上下方向に移動可能である。そして、像転写に際して、二次転写ローラ３３は記録媒体Ｐを介して中間転写体３８に所定の圧で押しつけられる。この時同時に二次転写ローラ３３にはバイアスが印加され中間転写体３８上のトナー像は記録媒体Ｐに転写される。
中間転写体３８と二次転写ローラ３３とはそれぞれ駆動されているため、両者に挟まれた状態の記録媒体Ｐは、図５に示す左矢印方向に所定の搬送速度Ｖで搬送され、更に搬送ベルト３４により次工程である定着部３５に搬送される。定着部３５では熱及び圧力が印加されて転写トナー像が記録媒体Ｐに定着される。その記録媒体Ｐは排出ローラ対３６によって装置上面の排出トレイ３７上へ排出される。

以下に、実施例を用いて本開示を具体的に説明する。なお、本開示は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
（積層体の作製）
まず、ＰＦＡ（商品名：９５９ＨＰ－Ｐｌｕｓ、三井・ケマーズ フロロプロダクツ社製）とカーボンブラック（商品名：ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ、ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ社製）と共に溶融混錬し、円筒状に押出し成形して、厚みが２０μｍ、外表面で測定される表面抵抗率が１×１０^７［Ω／□］であるＰＦＡチューブを作製した。なお、このＰＦＡの融点は２９６℃であった。
次に、表面をサンドブラスト処理した直径が２３ｍｍの鉄製の軸芯体の外周に、接着層として付加硬化型液状導電性シリコーンゴム用プライマー（商品名：ＳＩＬＡＳＴＩＣ ＤＹ３５－０５１ Ａ＆Ｂ；ダウ・東レ社製）の「Ａ液」及び「Ｂ液」を等量混合をスプレー塗布し温度１５０℃で３０分間焼成した。
次に、鉄製の軸芯体を中心に装着した内径３０ｍｍのキャビティを有する成形金型内に、付加型液状シリコーンゴム（商品名：ＳＩＬＡＳＴＩＣ ＤＹ３５－１３４９ＳＣ、ダウ・東レ社製；（体積抵抗値は１０^５Ω・ｃｍ品）のＡ液（主剤）／Ｂ液（硬化剤））各５０部を注型し、１５０℃で１時間、１次加硫を行った後、金型から脱型して軸芯体の周面に弾性層を形成した。次いで、付加硬化型シリコーンゴム接着剤（商品名：ＤＯＷＳＩＬ ＳＥ１８１９ＣＶ、ダウ・東レ社製）の「Ａ液」及び「Ｂ液」を等量混合１００部にペンタフルオロエタンスルホン酸カリウム（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_３Ｋ）０．５部を添加したものを該弾性層の外周面に５μｍの厚さで塗布した。そして、その上に先に作製したＰＦＡチューブを被せた。そして、温度２００℃に設定した電気炉に、弾性層及びＰＦＡチューブが積層された軸芯体を入れ、４時間加熱して、接着剤を硬化させて積層体を得た。

（加圧部材の作成）
（含浸）
ＰＦＰＥ（商品名：Ｋｒｙｔｏｘ ＧＰＬ１０４、ケマーズ社製、粘度１１１ｍＰａ・ｓ（４０℃））を硼珪酸ガラス製メスシリンダに入れ、ＰＦＰＥを３００℃に加熱した。３００℃のＰＦＰＥ中に上記で作製した積層体を１分間浸漬した後、取出し、室温（温度２５℃）になるまで放置した。

（空孔形成）
次に、別途用意したフッ素溶剤（商品名：Ｎｏｖｅｃ７３００、スリーエム社製）を入れたメスシリンダに入れ、室温になるまで放置した積層体を１０分間浸漬し、次いで、積層体を入れたままの該メスシリンダを超音波洗浄装置（商品名：ブランソニック（形式２５１０Ｊ－ＤＴＨ）、日本エマソン社製）の水槽内に入れ、６０分間超音波を印加した。
その後、該メスシリンダから積層体を取り出し、温度２５℃の環境下で６０分間乾燥させた。なお、得られた積層体は、目視で表面層が白濁しており、ＰＦＡチューブ内に空孔が形成されたことが確認できた。

（加熱圧縮）
次いで、図２に示すように、温度２００℃に加熱した金属板５０上で、積層体を周速９０ｍｍ／ｓのスピードで１秒間回転させ、ＰＦＡチューブを外表面から圧縮した。こうして、本実施例に係る加圧ローラ１を得た。

＜評価＞
得られた加圧ローラ１を下記の評価１～評価５に供した。

（測定サンプルの調製）
加圧ローラ１から、弾性層と表面層との評価用積層体を切り出した。次いで、該評価用積層体を、シリコーン樹脂の溶解剤（商品名：ｅソルブ２１ＲＳ、カネコ化学社製）に浸漬して弾性層中のシリコーンゴムを溶解させて、評価用積層体から弾性層を除去し、ＰＦＡチューブからなる表面層の全厚さ部分を含む測定サンプルを得た。

（評価１：表面層の厚み方向の熱伝導率）
表面層の厚み方向の熱伝導率λは、以下の式から算出した。
λ＝α×Ｃ_ｐ×ρ
式中、λは表面層の厚み方向の熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））、αは厚み方向の熱拡散率（ｍ^２／ｓ）、Ｃ_ｐは定圧比熱（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））、ρは密度（ｋｇ／ｍ^３）である。
ここで、厚み方向の熱拡散率α、定圧比熱Ｃ_ｐ、及び密度ρの値は、以下の方法により求めた。

（熱拡散率α）
表面層の厚み方向の熱拡散率αは、周期加熱法熱物性測定装置（商品名：ＦＴＣ－１、アドバンス理工社製）を用いて、室温（２５℃）で測定した。測定サンプルから、面積が８×１２ｍｍの試料片をカッターで切り取り、計５個の試料片を作製し、それぞれの試料片の厚みをデジタル測長器（商品名：ＤＩＧＩＭＩＣＲＯ ＭＦ－５０１、フラット測定子Φ４ｍｍ、ニコン社製）を用いて測定した。次に、それぞれの試料片に対し、計５回測定し、その平均値（ｍ^２／ｓ）を求めた。なお、測定は、１ｋｇの重りを使用して試料片を加圧しながら行った。

（定圧比熱Ｃ_Ｐ）
表面層の定圧比熱は、示差走査熱量測定装置（商品名：ＤＳＣ８２３ｅ、メトラー・トレド社製）を用いて測定した。
具体的には、試料用のパン及び参照用のパンとして、アルミニウム製のパンを用いた。
まず、ブランク測定として、両方のパンが空の状態で、１０分間、１５℃の定温に保った後、２１５℃まで１０℃／分の昇温速度で昇温し、更に１０分間、２１５℃の定温で保つプログラムで測定を実施した。次に、定圧比熱が既知である１０ｍｇの合成サファイアを基準物質に用い、同じプログラムで測定を行った。次いで、基準物質の合成サファイアと同量の１０ｍｇの測定試料を測定サンプルから切り出した後、試料パンにセットし、同じプログラムで測定を実施した。これらの測定結果を上記示差走査熱量測定装置に付属の比熱解析ソフトウェアを用いて解析し、５回の測定結果の平均値から、２５℃における定圧比熱Ｃ_Ｐを算出した。

（密度ρ）
表面層の密度は、乾式自動密度計（商品名：アキュピック１３３０－０１、島津製作所製）を用いて測定した。
具体的には、１０ｃｍ^３の試料セルを用い、セル容積のおおよそ８割程度を満たすように試料片を測定サンプルから切り出し、この試料片の質量を測定した後、試料セルに入れた。この試料セルを装置内の測定部にセットし、測定用のガスとしてヘリウムを用い、ガス置換の後、容積測定を１０回実施した。各回について試料片の質量と測定された容積から、表面層の密度を算出し、その平均値を求めた。

最後に単位換算した表面層の定圧比熱Ｃ_ｐ（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））と密度ρ（ｋｇ／ｍ^３）、及び測定した熱拡散率α（ｍ^２／ｓ）から、表面層の厚み方向の熱伝導率λを算出した。

（評価２：表面抵抗率の評価）
表面層の厚みはマイクロメータを用いて測定した。また、表面層の表面抵抗率は、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準拠した方法で実施した。具体的には、日東精工アナリテック社製、ハイレスターＵＸ ＭＣＰ－ＨＴ８００により、ＵＲ－ＳＳプローブを各サンプルに当てて表面抵抗率を測定した。測定の際はＤＣ５００Ｖを印加して、２０秒間印加したのちに測定することにより得られる値を表面抵抗率とした。

（評価３：起動時間の評価）
加圧ローラ１を、電子写真画像形成装置（商品名：ｉｍａｇｅＲＵＮＮＥＲ－ＡＤＶＡＮＣＥ Ｃ５０５１；キヤノン社製）の定着装置に装着した。定着ベルトと加圧ローラとの間にかかる加圧力を２０Ｋｇｆに設定した。そして、定着装置のセラミックヒータに１２００Ｗで通電し、定着ベルトの表面温度が、定着可能温度である２００℃になるまでの時間を計測し、起動時間とした。起動時間の評価基準は以下のように行った。
（評価基準）
ランクＡ：７．５秒未満
ランクＢ：７．５秒以上８．５秒以下
ランクＣ：８．５秒以上

（評価４：静電オフセットの評価）
加圧ローラ１を用いて図４に示す加熱定着装置を組み立て、未定着トナー像を形成した紙を通して定着させて、電子写真画像を形成した。定着条件としては、定着温度１６０℃、通紙速度を５０ｍｍ／ｓｅｃで３００枚連続通紙した後に、３００枚目の電子写真画像について目視で観察して、静電オフセットの有無を下記基準で評価した。
（評価基準）
ランクＡ：トナーオフセット及びトナー欠落が共にない。
ランクＢ：トナーオフセット及びトナー欠落が微量確認される
ランクＣ：トナーオフセット及びトナー欠落が共に確認される。

（評価５：表面層の空孔率の算出）
加圧ローラ１の表面層の領域Ａの空孔率ΦＡと領域Ｂの空孔率ΦＢを以下のようにして算出した。
加圧ローラ１から、クライオウルトラミクロトーム（ライカマイクロシステムズ社製）を用いて、加圧ローラの周方向と直交する方向と平行な厚さ方向の断面を切り出した。
得られた断面サンプルの表面層の断面に相当する面を、走査型電子顕微鏡で観察し該断面のＳＥＭ画像（倍率：１００００倍）を取得した。ＳＥＭ画像の取得位置は、該断面の表面層の厚み方向について、以下の通りとした。
（１）該断面の表面層の外表面側から反対側の表面に向かって５μｍの領域に、縦５μｍ、横５μｍの正方形の第１観察領域を、その上端が外表面と一致し、かつ、該第１観察領域の上端が外表面と平行となるように設定した。
（２）該断面の表面層の外表面とは反対側の表面から外表面に向かって１０μｍの領域に、縦１０μｍ、横１０μｍの正方形の第２観察領域を、その下端が外表面とは反対側の表面と一致し、かつ、該第２観察領域の下端が外表面とは反対側の表面と平行となるように設定した。
ＳＥＭ画像の解像度は、断面の空孔がＳＥＭ画像において観察できるように縦７１７ピクセル、横９８６ピクセルとした。なお、観察領域の横方向が第一の表面と平行になるようにした。ＳＥＭ画像について、数値計算ソフト（商品名：ＭＡＴＬＡＢ（登録商標）；ＭａｔｈＷｏｒｋ社製）を用いて２値化処理し、２値化画像を得た。２値化処理は、ＳＥＭ画像内の空孔に相当する部分とＰＦＡに相当する部分とを判別するために大津の方法を用いた。
そして、得られた２値化画像における空孔に相当する部分のピクセル数の全体のピクセル数に対する比率を求めた。

（実施例２～９）
表面層に用いるＰＦＡチューブの膜厚、積層体を浸漬するＰＦＰＥの温度、及び多孔化したＰＦＡチューブの外表面を加熱圧縮する際の金属板の温度のうちの少なくとも１つを表１に示すように変更した以外は実施例１と同様にして加圧ローラ２～９を作製した。

（実施例１０）
実施例１と同様にして、ＰＦＡチューブの被覆前までの積層体を作製した。次いで、弾性層上に形成した接着層の外表面に下記の塗料１を塗布し、焼成することによって厚さ２０μｍの多孔質ＰＦＡ膜を形成した。塗料１としては、ＰＦＡ塗料（パーフルオロエチレンプロピレン共重合体；三井・デュポンフロロケミカル社製「ＥＭ－５６０ＣＬ」）１００質量部に対し、中空粒子（商品名：３ＭグラスバブルズｉＭ３０Ｋ、３Ｍ社製）を６５質量部混合したものを用いた。次いで、多孔質ＰＦＡ膜の外周面上に下記の塗料２を塗布し、焼成することによって厚さ２０μｍのソリッドなＰＦＡ膜を形成した。塗料２としてはＰＦＡ塗料（パーフルオロエチレンプロピレン共重合体；三井・デュポンフロロケミカル社製「ＥＭ－５６０ＣＬ」）を用いた。こうして、２層のＰＦＡ膜からなる表面層を備えた加圧ローラ１０を得た。

（比較例１）
実施例１において作製した積層体を本比較例１に係る加圧ローラＡ－１とした。

（比較例２～４）
比較例１に係る加圧ローラＡ－１の表層（ＰＦＡチューブ）の厚さを表１に示す通りに変更したものを比較例２～４に係る加圧ローラＡ－２～４とした。

（比較例５～６）
表面層に用いるＰＦＡチューブの膜厚、積層体を浸漬するＰＦＰＥの温度、及び多孔化したＰＦＡチューブの外表面を加熱圧縮する際の金属板の温度を表１に示す通りとした。
それら以外は実施例１と同様にして加圧ローラＢ－１～Ｂ－２を作製した。

（比較例７）
実施例１と同様にして、ＰＦＡチューブの被覆前までの積層体を作製した。次いで、弾性層上に形成した接着層の外表面に下記の塗料１を塗布し、焼成することによって厚さ２０μｍの多孔質ＰＦＡ膜を形成した。塗料１としては、ＰＦＡ塗料（パーフルオロエチレンプロピレン共重合体；三井・デュポンフロロケミカル社製「ＥＭ－５６０ＣＬ」）１００質量部に対し、中空粒子（商品名：３ＭグラスバブルズｉＭ３０Ｋ、３Ｍ社製）を６５質量部混合したものを用いた。こうして、１層の多孔質ＰＦＡ膜からなる表面層を備えた加圧ローラＣを作製した。

（比較例８）
実施例１に係る加圧ローラ１の製造工程において、多孔化したＰＦＡチューブの外表面の加熱圧縮を行わない以外は実施例１と同様にして加圧ローラＤを作製した。

上記で作製した実施例１～１０に係る加圧ローラ１～１０、比較例１～８に係る加圧ローラＡ－１～Ａ－４、Ｂ－１～Ｂ－２、Ｃ及びＤを前記した評価１～評価５に供した。評価結果を表１～表２に示す。

表２から、本態様に係る加圧部材が、優れた表面抵抗率を示し、且つ優れた熱伝導率を示すため、その結果、静電オフセットを防ぎつつ、起動時間を短縮できることが分かった。
また領域Ａの空孔率ΦＡを０％以上、１３％以下にすれば表面抵抗率を１×１０^１１［Ω／□］以下にすることができ、領域Ｂの空孔率ΦＢを２８％以上、５０％以下にすれば熱伝導率を０．０９３［Ｗ／ｍＫ］以下にすることができることが分かった。

本実施形態の開示は、以下の構成を含む。
（構成１）
基体と、該基体の上の弾性層と、該弾性層の上のフッ素樹脂を含む表面層を有する加圧部材であって、
該表面層の温度２５℃におけるＤＣ５００Ｖ印加時の表面抵抗率が、１×１０^１１［Ω／□］以下であり、かつ、該表面層の厚み方向の熱伝導率λが、０．０９３［Ｗ／ｍＫ］以下である、加圧部材。
（構成２）
前記表面層が単層である構成１に記載の加圧部材。
（構成３）
前記表面層が少なくとも２つの層の積層体から構成される構成１に記載の加圧部材。
（構成４）
前記表面層の、前記加圧部材の長手方向と平行に切断したときの該表面層の全厚さ方向の断面において、該表面層の外表面から、該外表面から深さ５μｍの位置までの間の領域Ａの任意の位置に置いた一辺が５μｍの正方形の第１の観察領域における空孔率ΦＡが、
０％以上、１３％以下である構成１～３のいずれかに記載の加圧部材。
（構成５）
前記表面層の、前記加圧部材の長手方向と平行に切断したときの該表面層の全厚さ方向の断面において、該表面層の外表面から深さ５μｍの位置から該外表面とは反対側の表面までの間の領域Ｂの任意の位置に置いた一辺が１０μｍの正方形の第２の観察領域における空孔率ΦＢが２８％以上、５０％以下である構成１～４のいずれかに記載の加圧部材。
（構成６）
前記表面層の厚さが１２μｍ以上である構成１～５のいずれかに記載の加圧部材。
（構成７）
前記表面層が、導電材を含む構成１～６のいずれかに記載の加圧部材。
（構成８）
前記フッ素樹脂がＰＦＡである構成」１～７のいずれかに記載の加圧部材。
（構成９）
前記弾性層がソリッドゴム層である構成１～８のいずれかに記載の加圧部材。
（構成１０）
前記加圧部材が加圧ローラである構成１～９のいずれかに記載に記載の加圧部材。
（構成１１）
加圧部材と、該加圧部材に対向して配置されている定着ベルトと、を具備する定着装置であって、該加圧部材が、
基体と、該基体の上の弾性層と、該弾性層の上のフッ素樹脂を含む表面層を有し、該表面層の温度２５℃におけるＤＣ５００Ｖ印加時の表面抵抗率が、１×１０^１１［Ω／□］以下であり、かつ、該表面層の厚み方向の熱伝導率λが、０．０９３［Ｗ／ｍＫ］以下である、ことを特徴とする定着装置。
（構成１２）
定着装置を備える電子写真画像形成装置であって、該定着装置が、加圧部材と、該加圧部材に対向して配置されている定着ベルトと、を具備し、該加圧部材が、
基体と、該基体の上の弾性層と、該弾性層の上のフッ素樹脂を含む表面層を有し、該表面層の温度２５℃におけるＤＣ５００Ｖ印加時の表面抵抗率が、１×１０^１１［Ω／□］以下であり、かつ、該表面層の厚み方向の熱伝導率λが、０．０９３［Ｗ／ｍＫ］以下である、電子写真画像形成装置。

１０１ 外表面
１０２ 外表面とは反対側の表面
１０３ 領域Ａ
１０５ 領域Ｂ
１０７ 空孔
１９ 加圧ローラ（ローラ形状の加圧部材）
１９ａ 基体
１９ｂ 弾性層
１９ｃ 表面層
５０ 加熱した金属板
３５ 定着部

Claims (12)

1. 基体と、該基体の上の弾性層と、該弾性層の上のフッ素樹脂を含む表面層を有する加圧部材であって、
   該表面層の温度２５℃におけるＤＣ５００Ｖ印加時の表面抵抗率が、１×１０^１１［Ω／□］以下であり、かつ、該表面層の厚み方向の熱伝導率λが、０．０９３［Ｗ／ｍＫ］以下である、ことを特徴とする加圧部材。
2. 前記表面層が単層である請求項１に記載の加圧部材。
3. 前記表面層が少なくとも２つの層の積層体から構成される請求項１に記載の加圧部材。
4. 前記表面層の、前記加圧部材の長手方向と平行に切断したときの該表面層の全厚さ方向の断面において、該表面層の外表面から、該外表面から深さ５μｍの位置までの間の領域Ａの任意の位置に置いた一辺が５μｍの正方形の第１の観察領域における空孔率ΦＡが、
   ０％以上、１３％以下である請求項１に記載の加圧部材。
5. 前記表面層の、前記加圧部材の長手方向と平行に切断したときの該表面層の全厚さ方向の断面において、該表面層の外表面から深さ５μｍの位置から該外表面とは反対側の表面までの間の領域Ｂの任意の位置に置いた一辺が１０μｍの正方形の第２の観察領域における空孔率ΦＢが２８％以上、５０％以下である請求項１に記載の加圧部材。
6. 前記表面層の厚さが１２μｍ以上である請求項１に記載の加圧部材。
7. 前記表面層が、導電材を含む請求項１に記載の加圧部材。
8. 前記フッ素樹脂がＰＦＡである請求項１に記載の加圧部材。
9. 前記弾性層がソリッドゴム層である請求項１に記載の加圧部材。
10. 前記加圧部材が加圧ローラである請求項１に記載の加圧部材。
11. 請求項１～１０のいずれか一項に記載の加圧部材と、該加圧部材に対向して配置されている定着ベルトと、を具備することを特徴とする定着装置。
12. 請求項１１に記載の定着装置を備えることを特徴とする電子写真画像形成装置。

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