JP5814574B2 - 定着装置及びこの定着装置に用いられる可撓性スリーブ - Google Patents

Description

本発明は、複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の画像形成装置に用いられるトナー像を定着する定着装置に関する。

画像形成装置において、トナー像を記録材に定着させる定着装置として、サーフ加熱方式の定着装置が使用されている。この定着装置では、ヒータと、ヒータの支持体であるステーと、ヒータを内包する耐熱性フィルムであるスリーブと、スリーブを介してヒータと圧接して定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有する。そして、定着ニップ部で記録材を挟持しながら搬送する際に、スリーブを介してヒータの熱を記録材へ付与することで、記録材面に形成されている未定着のトナー像を記録材面に加熱定着させる。
ヒータとしては具体的に、昇温の速いセラミックヒータを用い、スリーブの材料には、薄肉のポリイミド樹脂を用いる。これにより、短時間に加熱部である定着ニップ部の温度を所定の温度に立ち上げることができ、省電力化やウェイトタイムの短縮化が可能となる利点を有する。

一方、トナー像を記録材に定着させる方式の画像形成装置においては、本発明者らが「尾引き」と呼んでいる画像不良が発生することがあった。「尾引き」とは、未定着トナー像を載せた記録材が像加熱装置に突入する際、トナーが記録材搬送方向とは逆の方向に飛び散ってしまう現象であり、特に横線の画像で顕著に発生する。横線を形成するトナーが搬送方向の反対側に飛び散ると、横線が尾を引いたような画像となるため、これを「尾引き」と呼んでいる。「尾引き」は記録材やトナーに含まれる水分が、定着ニップ部において蒸発する際の圧力によってトナーが飛散されてしまうために発生する。特に高温高湿環境下等で、記録材やトナーが吸湿している状態において顕著に生じる。
この「尾引き」の対策方法の一つとして、サーフ加熱方式の定着装置においては、スリーブに電圧をかけ、スリーブと記録材との間に電界を作る技術が用いられてきた（例えば、特許文献１参照）。これによって、電気的な力でトナーを記録材上に拘束し、飛び散りを抑えるようにしていた。
図５に、スリーブに電圧を印加し、スリーブと記録材との間に電界を作ったときの定着装置の概略断面、及びこのときに形成される電気的等価回路を示す。スリーブは、内側から外側へ順番に、不図示のベース層、接着層３２、離型層３３の３層構成となっている。このうち接着層３２には導電性粒子が分散され、導電性が付与されており、接着層３２に接続された電源３０によって接着層３２にマイナスの電圧が印加されている。
一方、定着ニップ部の下流側にはトナー像を定着した記録材の搬送のために、排紙ローラ３１が配置されている。排紙ローラ３１は導電性が付与されたゴム等で構成されており、接地されている。
抵抗Ｒｆｐは電源３０の出力端からスリーブにおける接着層３２の定着ニップ部の周辺までの抵抗を示している。抵抗Ｒｆｐには、スリーブの接着層３２に対する給電接点の接触抵抗や接着層３２の抵抗なども含まれている。抵抗Ｒｆｔはスリーブの離型層３３が厚み方向で有する抵抗である。抵抗Ｒｐは記録材が有する抵抗である。抵抗Ｒｇは排紙ローラ３１が有する抵抗である。
記録材が定着ニップ部を通過し、排紙ローラ３１に挟持されると、この記録材を介して、接着層３２から、接地された排紙ローラ３１まで、電流が流れる流路が形成される。流路中の抵抗の両端には、電圧降下による電圧が生じる。離型層３３の抵抗Ｒｆｔにより生じる電圧によって、定着ニップ部の周辺に、記録材から接着層３２の方向に電界Ｅｆｔが生じる。トナーは負の帯電極性を有しているため、この電界Ｅｆｔによってトナーの記録材に対する拘束力が生まれる。
この拘束力を大きくするためには、スリーブの接着層に印加する電圧を大きくする、若しくは、離型層の抵抗（Ｒｆｔ）を他の抵抗（Ｒｆｐ、Ｒｐ、Ｒｇ等）よりも相対的に大きくし、離型層にかかる分圧の値を大きくする、の２つの方法がある。

特開２０００−１３１９７４号公報

しかしながら、離型層の抵抗を高くし過ぎてしまうと、記録材が定着ニップ部から抜ける際の剥離放電が多く生じ、次の記録材上の未定着トナー像を静電的に記録材から剥ぎ取ってしまう、本発明者らが「剥離オフセット」と呼んでいる画像不良が生じてしまう。
「剥離オフセット」では、定着ニップ部から記録材が排出される際、記録材の後端とスリーブとの間での剥離放電現象によって、スリーブが剥離帯電することにより、スリーブの表面に、トナーをスリーブ側に引き付けるような電荷が残されてしまう。この結果、次の記録材上のトナーがこの電荷に引き付けられ、記録材から剥ぎ取られてしまう。具体的には、例えば全面にベタ黒画像やハーフトーン画像を形成した場合、トナーがスリーブに剥ぎ取られることによって、横白線が画像上に出てしまう。この問題は特に記録材が高抵抗となる、低湿環境において、生じ易い。
この剥離帯電を防止するために、例えば、離型層に導電性を付与し、離型層の表面から剥離帯電による電荷を拡散さてしまうことが考えられる。しかし、その場合には、最外層である離型層の抵抗を下げることになり、定着ニップ部の周辺の電界の強度を弱めてしまうことになる。
本発明は、トナーの記録材への拘束力を充分に保持しながら、スリーブへの剥離帯電も抑制し、尾引きや剥離オフセットといった画像不良の発生を防止し、高品位な画像形成を可能にすることを目的とする。

上述の解題を解決するための本発明は、樹脂製のベース層と、離型層と、前記ベース層と前記離型層との間に設けられた層であって前記ベース層と前記離型層とを接着する接着層と、を有する可撓性スリーブと、前記スリーブの内面に接触するヒータと、前記スリーブを介して前記ヒータと共にトナー像が形成された記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材と、前記スリーブにトナーの極性と同極性の電圧を印加する電圧印加部材と、前記ニップ部に挟持された状態の記録材と接触し、記録材を接地する接地部材と、を有し、記録材に形成されたトナー像を記録材に定着する定着装置において、前記スリーブの各層の厚み方向の電気抵抗値の関係は、前記接着層が前記離型層よりも大きく、前記離型層が前記ベース層よりも大きく、前記電圧印加部材は前記ベース層と接触して電圧を印加し、前記ベース層の厚み方向の電気抵抗値は４×１０ ⁴ Ω以上４×１０ ⁶ Ω以下であることを特徴とする。
また、本発明は、記録材に形成されたトナー像を記録材に定着する定着装置に用いられる可撓性スリーブであって、樹脂製のベース層と、離型層と、前記ベース層と前記離型層との間に設けられた層であって前記ベース層と前記離型層とを接着する接着層と、を有し、前記可撓性スリーブの各層の厚み方向の電気抵抗値の関係は、前記接着層が前記離型層よりも大きく、前記離型層が前記ベース層よりも大きく、前記ベース層の厚み方向の電気抵抗値は４×１０ ⁴ Ω以上４×１０ ⁶ Ω以下であることを特徴とする。

本発明によれば、トナーの記録材への拘束力を充分に保持しながら、スリーブへの剥離帯電も抑制でき、尾引きや剥離オフセットといった画像不良の発生を防止でき、高品位な画像形成ができる。

実施例１に係る画像形成装置の概略構成図 実施例１に係る定着装置の概略構成図 実施例１に係るスリーブ接点周辺の概略図 実施例１に係る尾引きを防止する方向に働く電界の概念図 従来技術の尾引きを防止する方向に働く電界の概念図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施例１＞
（画像形成装置）
図１に、本例に係る画像形成装置の概略構成を示す。本例に係る画像形成装置は、転写式電子写真プロセス利用のレーザビームプリンタである。本例では片面のみ画像形成可能な画像形成装置を例に用いる。
像担持体としての電子写真感光体ドラム（以下、感光ドラムという）１は、矢印の時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。
帯電手段である接触帯電ローラ（以下、帯電ローラという）２は、感光ドラム１の面を所定の極性・電位に一様に帯電処理（一次帯電）する。本例においては、−６００Ｖの電圧が帯電ローラ２に印加されており、感光ドラム１はそれとほぼ同等の極性・電位に帯電される。
画像露光手段としてのレーザビームスキャナ３は、不図示のイメージスキャナ・コンピュータ等の外部機器から入力する目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応してオン／オフ変調したレーザ光Ｌを出力する。レーザ光Ｌで、感光ドラム１の帯電処理面を走査露光（照射）する。この走査露光により感光ドラム１の表面の露光明部のマイナスの電荷が除電されて感光ドラム１に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
現像装置４は、現像スリーブ４ａから感光ドラム１にトナーを供給して感光ドラム１の静電潜像を可転写像であるトナー像として現像させる。レーザビームプリンタの場合、一般的に、静電潜像の露光明部にトナーを付着させて現像する反転現像方式が用いられる。本例においては、トナーはマイナスに帯電されており、マイナスの電荷が除去された露光明部にトナーを付着させる。
給紙カセット５は、記録材Ｐを積載収納している。給紙スタート信号に基づいて給紙ローラ６が駆動されて給紙カセット５内の記録材Ｐが一枚ずつ分離給紙される。記録材Ｐは、レジストローラ７、シートパス８ａを通って、感光ドラム１と接触・回転型の転写部材としての転写ローラ９との当接ニップ部である転写部位Ｔに所定のタイミングで導入される。即ち、感光ドラム１上のトナー像形成領域の先端部が転写部位Ｔに到達したとき、記録材Ｐのトナー像転写領域の先端部もちょうど転写部位Ｔに到達するタイミングとなるようにレジストローラ７で記録材Ｐの搬送が制御される。
転写部位Ｔに導入された記録材Ｐは、転写部位Ｔで挟持しながら搬送（挟持搬送）される。転写部位Ｔでの搬送の間、転写ローラ９には不図示の転写バイアス印加電源から所定電圧に制御された転写電圧（転写バイアス）が印加される。転写バイアスは、感光ドラム１上のトナー像のトナーと逆極性である。よって、転写ローラ９にトナーと逆極性の転写バイアスが印加されることで、転写部位Ｔにおいて感光ドラム１上のトナー像が記録材Ｐの表面に静電的に転写される。
転写部位Ｔにおいてトナー像の転写を受けた記録材Ｐは、感光ドラム１から分離されてシートパス８ｂを通って像加熱装置である定着装置１１へ搬送され、トナー像を加熱・加圧する定着処理を受ける。
一方、記録材Ｐに対してトナー像を転写した後の感光ドラム１は、クリーニング装置１
０によって転写残トナーや紙粉等の除去を受け、表面が清浄面化され、繰り返して作像に供される。
定着装置１１を通った記録材Ｐは、シートパス８ｃ側に進路案内されて排紙口１３から排紙トレイ１４上に排出される。

ここで、接触・回転型の転写部材としての転写ローラ９には、一般にＳＵＳ、Ｆｅ等の芯金上にカーボン、イオン導電性フィラー等で１×１０^６〜１×１０^１０Ω程度の抵抗に調整された半導電性のスポンジ弾性層を形成した弾性スポンジローラが用いられる。本例では、芯金９ｂの外回りに同心一体に、ＮＢＲゴムと界面活性剤等を反応させ導電性を有する弾性層９ａをローラ状に成形具備させてなるイオン導電系の転写ローラを用いた。抵抗値は１×１０^８〜５×１０^８Ωの範囲のものを用いた。

（定着装置）
図２に、本例に係るサーフ加熱方式の定着装置１１の概略構成を示す。この装置は、特開平４−４４０７５号公報〜同４−４４０８３号公報、同４−２０４９８０号公報〜同４−２０４９８４号公報等に開示のテンションレスタイプの装置である。
テンションレスタイプのサーフ加熱方式の定着装置は、可撓性スリーブとしてのスリーブ２２としてエンドレスベルト状もしくは円筒状のものを用いる。スリーブ２２の周長の少なくとも一部は常にテンションフリー（テンションが加わらない状態）としている。スリーブ２２は加圧ローラ２４の回転駆動力で従動回転する。
ステー２１は、ヒータ保持部材兼スリーブガイド部材としての役割を果たす耐熱性及び剛性を有する部材である。
加熱体としてのセラミックヒータ（以下、ヒータという）２３は、ステー２１の下面にステー長手方向に沿って配設して保持させてある。尚、ここでいう長手方向とは、記録材Ｐの搬送方向と直交する記録材Ｐの幅方向である。ステー２１は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これらの樹脂とセラミックス、金属、ガラス等との複合材料等で構成できる。本例では、液晶ポリマーを用いた。
エンドレスな円筒形状で可撓性を有する耐熱性スリーブ２２は、ヒータ２３を含むステー２１に外嵌させてある。スリーブ２２は、ヒータ２３を内包しヒータ２３に摺動する。エンドレスの耐熱性スリーブ２２の内周長とヒータ２３を含むステー２１の外周長とは、スリーブ２２の内周長の方を例えば３ｍｍ程度長くしてある。従って、スリーブ２２は、ステー２１に対して周長に余裕を持って外嵌している。
スリーブ２２は、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、膜厚は１００μｍ以下、好ましくは７０μｍ以下２０μｍ以上が良い。また材質には、耐熱性のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等の単層フィルム、或いはポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等のフィルムの外周表面に、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等をコーティングした複合層フィルムを使用できる。本例では、膜厚約６０μｍのポリイミドフィルムの外周表面にＰＴＦＥをコーティングしたものを用いた。スリーブ２２の外径は１８ｍｍとした。このスリーブ２２は、内側から外側へ、ベース層、接着層、離型層の順番に積層された構成である。ベース層、接着層、離型層の抵抗などの詳細について、また、尾引き防止のためのフィルム電圧の印加方法については、後で説明する。
加圧部材としての加圧ローラ２４は、ヒータ２３との間にスリーブ２２を挟み、ヒータ２３に圧接して定着ニップ部Ｎを形成する。また、加圧ローラ２４は、スリーブ２２を従動回転させるスリーブ外面接触駆動手段としての役割を果たす。加圧ローラ２４は、芯金と弾性体層と最外層の離形層とを有し、不図示の軸受け手段及び付勢手段により所定の押圧力をもってスリーブ２２を挟ませてヒータ２３の表面に圧接させて配設してある。本例では、芯金にアルミニウムを用い、弾性体層にシリコーンゴムを用い、離形層は厚さ約３０μｍのＰＦＡのチューブを用いた。加圧ローラ２４の外径は２０ｍｍ、弾性体層の厚さは３ｍｍとした。
加圧ローラ２４は、不図示の駆動系により矢印の方向に所定の周速度で回転駆動される。
加圧ローラ２４の回転駆動により、定着ニップ部Ｎにおける加圧ローラ２４とスリーブ２２の外面との摩擦力でスリーブ２２に回転力が作用する。これにより、スリーブ２２は、その内面側が定着ニップ部Ｎにおいてヒータ２３の表面に密着して摺動しながらステー２１の外回りを矢印の方向に加圧ローラ２４の回転周速度とほぼ同じ周速度で従動回転する。
定着装置１１は、ヒータ２３の温度が所定温度に立ち上がり、かつ加圧ローラ２４の回転によるスリーブ２２の回転周速度が定常化すると、使用可能状態になる。この使用可能状態おいて、スリーブ２２を挟んだヒータ２３と加圧ローラ２４とで形成される定着ニップ部Ｎに被加熱材として画像定着すべき記録材Ｐが転写部位Ｔから導入される。そして、記録材Ｐがスリーブ２２と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持されながら搬送されることにより、ヒータ２３の熱がスリーブ２２を介して記録材Ｐに付与され、記録材Ｐ上の未定着顕画像（トナー像）が記録材Ｐの面に加熱定着される。定着ニップ部Ｎを通った記録材Ｐはスリーブ２２から分離されて搬送される。

（尾引き防止手段）
次に、尾引き防止手段について説明する。図３に、尾引き防止のために電圧が印加されるスリーブ２２の接点付近の概略を示す。本例では、樹脂製のベース層２５は、ポリイミドを主成分とする樹脂で形成されており、カーボンを主成分とする充填材として導電性フィラーが添加されベース層２５に導電性を付与している。スリーブ２２の長手方向端部において、ベース層２５を露出させたベース層露出部２５ａを形成し、このベース層露出部２５ａをスリーブ２２の接点とする。
スリーブ２２への電圧印加は加圧ローラ２４側より行う。加圧ローラ２４の長手方向端部において、スリーブ２２のベース層露出部２５ａに長手方向で並ぶ位置に、導電性を付与した導電ゴム輪２８を加圧ローラ芯金２９に巻きつける。加圧ローラ芯金２９にはトナーと同極性であるマイナスの電圧を印加する電圧印加部材としての電源３０が接続されている。電圧は、加圧ローラ芯金２９と導電ゴム輪２８を介して、スリーブ２２のベース層２５に印加される。
この状態の定着装置１１に、不図示の未定着トナーを載せた記録材Ｐが突入する。そして、定着ニップ部Ｎに挟持しながら搬送されている記録材Ｐが、図４に示す接地された排紙ローラ３１に到達すると、加圧ローラ芯金→導電ゴム輪→スリーブ→記録材→排紙ローラという電流が流れる電流流路が形成される。
この電流流路を形成するために、本例では定着ニップ部Ｎの下流側に接地した接地部材として排紙ローラ３１を配する構成としている。しかし、電流流路を形成する接地部材は本例のような構成に限定されない。例えば、排紙ローラではなく、ブラシのような接地部材を用い、記録材の裏面から接触させて接地し、電流流路を形成したりする方法も考えられる。ブラシ部材の位置も、定着ニップ部Ｎの下流側に限定されることは無く、定着ニップ部Ｎの上流側に配置しても構わない。また、定着ニップ部Ｎに記録材をガイドするような接地部材を配置し、その部材を接地することで電流流路を形成する方法も考えられる。このようなものでも、記録材をガイドするときに記録材に接触するので、電流流路を形成することができる。

図４に、図３の構成において形成される電気的な等価回路を示す。この電流流路内のそれぞれの抵抗の両端に電圧降下による電圧が生じる。Ｒｅ、Ｒｂ、Ｒｆｔ、Ｒｐ、Ｒｇの５つの抵抗が等価回路中にある。抵抗Ｒｅは、電源３０からスリーブ２２のベース層２５までの回路抵抗やスリーブ２２のベース層２５と導電ゴム輪２８との接触抵抗の合計抵抗を示している。抵抗Ｒｂは、スリーブ２２のベース層２５の導電ゴム輪２８との接触位置から定着ニップ部Ｎの周辺までの抵抗を示している。抵抗Ｒｆｔは、スリーブ２２の接着層２６及び離型層２７の厚み方向の合計抵抗を示している。抵抗Ｒｐは、記録材Ｐの定着
ニップ部Ｎの周辺から排紙ローラ３１までの抵抗を示している。抵抗Ｒｇは、排紙ローラ３１が有する抵抗を示している。
これらのうち、抵抗Ｒｅは導体である電気回路が有する抵抗やベース層２５と導電ゴム輪２８との接触抵抗であるため、非常に小さい値である。また、尾引きの出やすい、高温多湿環境では記録材Ｐである紙の抵抗が低い状態となる。その値は１×１０^３Ω程度の値となるので、抵抗Ｒｐは、抵抗Ｒｂや抵抗Ｒｆｔと比較して小さい値となる。排紙ローラ３１の抵抗Ｒｇの値も数百Ω程度の抵抗なので、抵抗Ｒｇは、抵抗Ｒｂや抵抗Ｒｆｔと比較して非常に小さい。
今、厚み４μｍの接着層２６と厚み１０μｍの離型層２７の合計の抵抗値が抵抗Ｒｆｔである時、電流流路に電流が流れると、ベース層２５と記録材Ｐとの間に電界Ｅｆｔが図４に示す向きに生じる。この電界Ｅｆｔにより、負の帯電特性を有するトナーが電界Ｅｆｔによって記録材Ｐに拘束され、尾引きの防止につながる。
ここで重要になるのが、接着層２６と離型層２７の抵抗値である。この抵抗値が高くなれば、電圧降下により生じる電圧の値が大きくなるため、トナーを記録材Ｐに拘束する電界Ｅｆｔの強度が上昇する。このことにより、尾引きレベルの改善を行うことができる。しかし、この抵抗値が高すぎると、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎを抜ける際の剥離帯電が大きくなり、剥離オフセットレベルが悪化することになる。
また、ベース層２５の抵抗である抵抗Ｒｂは、なるべく小さいほうが好ましい。抵抗Ｒｂをなるべく小さくすることで、抵抗Ｒｆｔの値を相対的に大きくすることが可能となるためである。
本例においては、離型層２７に導電性を有するフィラーを添加し、離型層２７の抵抗を調整している。具体的にはカーボンブラックを分散させて、体積抵抗１×１０^１２Ωｃｍ程度の抵抗としている。これによって、厚み１０μｍの離型層２７の抵抗値は、６×１０^７Ω程度の値となっている。
これに対し、接着層２６には、フィラーを混入していない１×１０^１５Ωｃｍ以上の体積抵抗を有する材料を使用しており、厚み４μｍの接着層２６の抵抗値は、３×１０^１０Ω程度の値となっている。
ベース層２５には、離型層２７と同様にカーボンを主成分とする導電性フィラーを分散し、１×１０^２Ωｃｍ程度に体積抵抗を調整したポリイミドを使用している。この結果、導電ゴム輪２８との接点から定着ニップ部Ｎ域までのベース層２５の抵抗Ｒｂは、４×１０^４Ω程度の値となっている。
ベース層２５に添加されるフィラーとして、本例ではカーボンブラックを使用したが、同じカーボン系ではカーボンナノファイバーやカーボンナノチューブなども導電性付与という観点から好適である。またこれらのようなウィスカ形状のフィラーはベース層２５の強度においても良好な結果をもたらすことがわかってきており、強度という観点でも望ましい材料である。カーボン系以外では金属系のフィラー、例えばＡｇ、Ｃｕ、Ｎｉなどの金属微粉末や、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２等の金属酸化物材料、又はＡｌ等の金属繊維等も使用することができる。
以上のようなフィラー添加により、ベース層２５には電流を流すことができるため、上述の通り、導電ゴム輪２８に接触させて電圧を印加することが可能となっている。つまり、スリーブ２２に印加される電圧は、ベース層２５に印加される。
離型層２７については、抵抗を下げて剥離オフセットを抑制させ、一方で接着層２６の抵抗を大きくすることで、接着層２６と離型層２７の合計抵抗値を大きくし、ベース層２５と記録材Ｐの間に生じる電界の力を尾引きを防止するのに充分な大きさに保っている。

（検討）
ここで、以上のような構成の効果を確認するために、以下に示す検討を行った。
検討に使用した画像形成装置及び定着装置はスリーブ以外すべて前述した構成と同様であるため、説明を省く。
実施例及び比較例としてベース層に添加するフィラーの量を変化させ、ベース層の体積
抵抗値を１×１０^４Ωｃｍ〜１×１０^８Ωｃｍまで変化させたスリーブを準備し、本例との比較を行った。
評価項目は、評価１として「尾引き」の評価を行い、評価２として「剥離オフセット」の評価を行った。それぞれの評価方法を示す。
評価１：「尾引き」としては、温度３２．５℃、湿度８０％に保たれた実験室内に、坪量７５ｇの平滑紙（ゼロックス社製）を４８時間放置することによって吸湿させ、同じ実験室内に１２時間以上放置する。そして、なじませた状態のプリンタ及びカートリッジを使用して、前出の吸湿紙を３枚搬送させ、尾引きの評価を行った。画像には６００ｄｐｉの解像度にて４dot２７spaceの横線を全面に描いたものを使用し、所定の限度見本と目視にて比較することで○、△、×の評価をつけた。○の意味は、「限度見本よりも良い」であり、△の意味は、「限度見本と同じレベル」であり、×の意味は、「限度見本より悪い」である。
評価２：「剥離オフセット」としては、尾引きとは逆に低湿低温環境（温度１５℃、湿度１０％）に保たれた実験室内に、尾引きと同様の坪量７５ｇの平滑紙（ゼロックス社製）を４８時間放置することによって含水率を低下させ、高抵抗化した放置紙を作成した。この放置紙を同じ実験室内に１２時間以上放置する。そして、なじませた状態のプリンタ及びカートリッジを使用して、連続搬送させたときの剥離オフセットの評価を行った。画像には６００ｄｐｉの解像度にて２dot３spaceの横線を全面に描いたものを使用した。尾引きと同様の手法にて、○、△、×の評価をつけた。
評価１及び２の結果を表１にまとめる。比較例１及び２では全てベース層の抵抗を調整した。このため、本来電流を流すべきベース層が電気抵抗となり、ベース層でも電圧降下が起きてしまう。その結果、接着層および離型層にかかる分圧の値が小さくなってしまうため、ベース層と記録材の間に生じる電界の力が弱くなってしまい、尾引きのレベルが悪化してしまっていた。実施例２ではベース層に体積抵抗値を１×１０^４Ωｃｍに調整した材料を使用したところ、ベース層の抵抗値が４×１０^６Ωとなった。尾引きレベルは△レベル、剥離オフセットレベルは○レベルであり、実施例１と同様に良好なレベルであった。比較例１ではベース層に体積抵抗値を１×１０^６Ωｃｍに調整した材料を使用したところ、ベース層の抵抗値が４×１０^８Ωとなった。尾引きレベルには悪化が見られ、×レベルとなった。ベース層の抵抗が上がり、尾引きを抑制する電界強度が弱くなったためである。
比較例２ではベース層に体積抵抗値を１×１０^８Ωｃｍに調整した材料を使用したところ、ベース層の抵抗値が４×１０^１０Ωとなった。尾引きレベルはさらに悪化し、×レベルとなった。

以上の評価結果より、ベース層の抵抗値はおおよそ、４×１０^６Ω以下であることが望ましい事がわかる。

次に、接着層に添加するフィラーの量を変化させ、接着層の体積抵抗値を１×１０^８Ωｃｍ〜１×１０^１５Ωｃｍまで変化させたスリーブを準備し、評価１及び２を行った。その結果を表２にまとめる。実施例３では接着層に体積抵抗値を１×１０^１３Ωｃｍに調整した材料を使用した。このとき、厚み４μｍの接着層の抵抗は３×１０^８Ωとなった。尾
引きレベルは△レベル及び剥離オフセットレベルは○レベルであり、良好であった。
比較例３では接着層に体積抵抗値を１×１０^１０Ωｃｍに調整した材料を使用した。このとき、厚み４μｍの接着層の抵抗は３×１０^５Ωとなった。尾引きレベルに変化が見られ、×レベルに悪化した。
比較例４では接着層に体積抵抗値を１×１０^８Ωｃｍに調整した材料を使用した。このとき、厚み４μｍの接着層の抵抗は３×１０^３Ωとなった。尾引きレベルにさらに変化が見られ、×レベルに悪化した。

以上の検討結果より、接着層の抵抗を低くしていくことで尾引きレベルが悪化する傾向が確認できる。離型層の抵抗値にもよるが、離型層の抵抗値を剥離オフセットが生じない程度の抵抗に調整した場合には、接着層の抵抗値は、３×１０^８Ω程度かそれ以上の抵抗値が望ましいことがわかる。

さらに、離型層に添加するフィラーの量を変化させ、離型層の体積抵抗値を１×１０^９Ωｃｍ〜１×１０^１７Ωｃｍまで変化させたスリーブを準備し、評価１及び２を行った。その結果を表３にまとめる。

比較例５では離型層に体積抵抗値を１×１０^１７Ωｃｍに調整した材料を使用した。このとき、厚み１０μｍの離型層の抵抗は６×１０^１２Ωとなった。尾引きレベルは○レベルで良好であったものの、剥離オフセットレベルは×レベルであった。
比較例６では離型層に体積抵抗値を１×１０^１５Ωｃｍに調整した材料を使用した。このとき、厚み１０μｍの離型層の抵抗は６×１０^１０Ωとなった。剥離オフセットレベルは×レベルであった。実施例４では離型層に体積抵抗値を１×１０^１０Ωｃｍに調整した材料を使用した。このとき、厚み１０μｍの離型層の抵抗は６×１０^５Ωとなった。剥離オフセットレベルは○レベルで良好であったが、尾引きレベルに変化が見られ、△レベルとなった。
実施例５では離型層に体積抵抗値を１×１０^１４Ωｃｍに調整した材料を使用した。このとき、厚み１０μｍの離型層の抵抗は６×１０^９Ωとなった。剥離オフセットレベルは△レベルであった。
また、実施例１では表１及び２でも記述した通り、尾引きレベルと剥離オフセットレベルに問題はない。この実験からは、離型層の抵抗値が高すぎると剥離オフセットが悪化し、低すぎると尾引きが悪化することがわかる。
これらの画像不良を起こさないために適した離型層の抵抗値は、おおよそ６×１０^９Ω程度以下であることがわかる。
従って、ベース層の抵抗値の範囲を４×１０^６Ω以下、接着層の抵抗値の範囲を３×１０^８Ω以上、離型層の抵抗値の範囲を６×１０^９Ω以下とし、且つ各々の層の抵抗値の大小関係が、接着層＞離型層＞ベース層の関係を満たしたときに、尾引きも剥離オフセットも抑えられる定着装置を構成することができる。

以上のように、ベース層、接着層、離型層のうち、ベース層の抵抗を一番低くすることで電圧を印加できるようにする。そして、残りの接着層と離型層の抵抗は、ベース層よりも高く設定し、接着層は尾引き改善のために一番高く設定し、離型層の抵抗は剥離オフセットを防止できる程度に低抵抗化する。つまり、各層の厚み方向の電気抵抗値の関係は、接着層が離型層よりも大きく、離型層がベース層よりも大きい。
この構成により、スリーブの最外層である離型層を剥離オフセットが発生するほど高抵抗化することなく、トナーの記録材への拘束のための電界を強くすることができる。
また、ベース層を低抵抗化することにより、ベース層にマイナスの電圧を印加できる。これにより、接着層と離型層の２つの層にかかる電圧により、トナーの記録材への拘束のための電界を形成することが可能になる。この電界の強度は接着層と離型層の２つの層の抵抗の総和によって決定されるため、最外層である離型層の抵抗を剥離オフセット防止のために低めに設定しても、接着層の抵抗を高めることにより、電界強度を強く保つことができる。
よって、トナーの記録材への拘束力を充分に保持しながら、スリーブへの剥離帯電も抑制でき、尾引きや剥離オフセットといった画像不良の発生を防止でき、高品位な画像形成ができる。

１１…定着装置、２２…スリーブ、２３…ヒータ、２４…加圧ローラ、２５，３４…ベース層、２６…接着層、２７…離型層、３１…排紙ローラ

Claims (8)

1. 樹脂製のベース層と、離型層と、前記ベース層と前記離型層との間に設けられた層であって前記ベース層と前記離型層とを接着する接着層と、を有する可撓性スリーブと、
   前記スリーブの内面に接触するヒータと、
   前記スリーブを介して前記ヒータと共にトナー像が形成された記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材と、
   前記スリーブにトナーの極性と同極性の電圧を印加する電圧印加部材と、
   前記ニップ部に挟持された状態の記録材と接触し、記録材を接地する接地部材と、
   を有し、記録材に形成されたトナー像を記録材に定着する定着装置において、
   前記スリーブの各層の厚み方向の電気抵抗値の関係は、前記接着層が前記離型層よりも大きく、前記離型層が前記ベース層よりも大きく、前記電圧印加部材は前記ベース層と接触して電圧を印加し、
   前記ベース層の厚み方向の電気抵抗値は４×１０ ⁴ Ω以上４×１０ ⁶ Ω以下であることを特徴とする定着装置。
2. 前記離型層の厚み方向の電気抵抗値は６×１０ ⁹ Ω以下であることを特徴とする請求項
   １に記載の定着装置。
3. 前記ベース層には導電性フィラーが分散されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記ベース層の材質はポリイミドであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 記録材に形成されたトナー像を記録材に定着する定着装置に用いられる可撓性スリーブであって、樹脂製のベース層と、離型層と、前記ベース層と前記離型層との間に設けられた層であって前記ベース層と前記離型層とを接着する接着層と、を有し、前記スリーブの各層の厚み方向の電気抵抗値の関係は、前記接着層が前記離型層よりも大きく、前記離型層が前記ベース層よりも大きく、前記ベース層の厚み方向の電気抵抗値は４×１０ ⁴ Ω以
   上４×１０ ⁶ Ω以下であることを特徴とする可撓性スリーブ。
6. 前記離型層の厚み方向の電気抵抗値は６×１０ ⁹ Ω以下であることを特徴とする請求項
   １に記載の可撓性スリーブ。
7. 前記ベース層には導電性フィラーが分散されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の可撓性スリーブ。
8. 前記ベース層の材質はポリイミドであることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の可撓性スリーブ。

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