JP5928258B2 - 定着ローラまたは定着ベルトの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複写機やレーザービームプリンター等の定着装置に用いられうる、定着ローラまたは定着ベルトの製造方法に関する。

複写機やレーザービームプリンター等の画像形成装置における定着装置は、未定着のトナー画像を加熱・加圧することにより記録媒体上に永久画像として固定する役割を担う。定着装置を構成する定着ローラやベルトの最外層には、トナーに対する離型性を向上させるために、フッ素系樹脂が被覆されることが多い。かようなフッ素系樹脂を定着ローラやベルトに被覆させる方法として、フッ素系樹脂チューブを定着ローラやベルトの基材に被覆させる方法が通常用いられる。

このように定着ローラやベルトの基材にフッ素系樹脂チューブを被覆させると、基材とフッ素系樹脂チューブとの間に気泡が残り、これらの部材を定着ローラまたは定着ベルトとして画像形成装置に使用した場合、気泡に起因する画像不良や耐久性の低下が起こる場合があった。したがって、基材とフッ素系樹脂チューブとの間の気泡をできるだけ低減させる必要がある。

基材とフッ素系樹脂チューブとの間に残る気泡を除くための検討として、例えば、特許文献１では、加熱したホットプレート面に基材を加圧下に接触させながら回転させて、熱収縮性フッ素系樹脂チューブを基材に熱融着させる方法が開示されている。

特許第０４８１２８８６号公報

しかしながら、従来のフッ素系樹脂チューブを定着ローラや定着ベルトの基材に被覆させる方法では、基材とフッ素系樹脂チューブ間に存在する気泡が排除されにくく、また、気泡が残った場合に気泡の排除に時間がかかるため、製造後の歩留まりが低下し、生産性に問題が生じていた。

そこで本発明は、基材およびフッ素系樹脂チューブ間に存在する気泡を短時間で排除することができる手段を提供することを目的とする。

上記課題は、下記解決手段によって解決される。すなわち、本発明は、弾性体層を最外層に有する基材および前記基材を被覆するフッ素系樹脂チューブを有する定着ローラまたは定着ベルトの製造方法であって、前記フッ素系樹脂チューブの中空内に前記基材を挿入する工程と、前記基材と前記フッ素系樹脂チューブとの間に存在する間隙に前記弾性体層に対する気体透過率が空気よりも高い気体を満たす工程と、前記フッ素系樹脂チューブを前記基材に被覆させる工程と、を含む定着ローラまたは定着ベルトの製造方法である。

本発明の製造方法によれば、基材およびフッ素系樹脂チューブ間に存在する気泡を短時間で排除することが可能となるため、製造された定着ローラや定着ベルトの歩留まりが向上する。したがって、本発明の製造方法によれば、定着ローラや定着ベルトの生産性が高まる。

フッ素系樹脂チューブへの基材の挿入を説明する概略図である。 定着装置の一実施形態を示す断面図である。 発熱ベルトの層構成の概略断面図である。 図３ａの定着装置用発熱ベルトを組み込んだ定着装置の構成概念図である。 画像形成装置の一実施形態を示す断面図である。 実施例の定着ローラの製造工程を示す図である。

本発明に係る定着ローラまたは定着ベルトの製造方法は、フッ素系樹脂チューブの中空内に基材を挿入する工程（以下、工程（１）とする）、基材とフッ素系樹脂チューブとの間に存在する間隙に弾性体層に対する気体透過率が空気よりも高い気体を満たす工程（以下、工程（２）とする）、およびフッ素系樹脂チューブを基材に被覆させる工程（以下、工程（３）とする）を含む。

本発明の製造方法では、フッ素系樹脂チューブを基材に被覆させる工程で、空気よりも弾性体層に対する気体透過率が高い気体で基材とフッ素系樹脂チューブとの間に存在する間隙を満たすことに特徴を有する。

一般に、基材とフッ素系樹脂チューブとの間に残された気泡は、外部に排出されることとなるが、この際、気泡は、基材を通過して外部へ排出される経路と、フッ素系樹脂チューブを通過して外部へ排出される経路がある。本発明では、基材は最外層に弾性体層を有するので、チューブ被覆後に残存する気泡は弾性体層とフッ素系樹脂チューブとに接していることになる。ここで、弾性体層（特にシリコーンゴムを含む弾性体層）とフッ素系樹脂チューブとでは、概ね弾性体層のほうが速く気体を通過させることから、本発明では弾性体層に対する気体の透過率に着目した。

そして、従来は、フッ素系樹脂チューブへの基材の挿入は大気中で行われていたために、気泡は当然に空気の気泡であった。このため、気泡の排出にある程度時間を要しており、気泡の残存が歩留まりの低下の原因となっていた。一方で、本発明では、空気よりも弾性体層に対する気体透過率が高い気体で間隙を満たした後に、基材とフッ素系樹脂チューブとを密着させるため、基材とフッ素系樹脂チューブとの間に残された気泡は、空気よりも弾性体層に対する気体透過率が高い気体から構成される。したがって、従来よりも気泡の外部への排出が速く、気泡残りが少ないため、歩留まりが向上する。また、気泡残りに起因する画像不良や、耐久性の低下を抑制することもできる。

以下、各工程について説明する。なお、本明細書において、定着ローラまたはベルトは、定着装置に用いられる、ローラ状またはベルト状のあらゆる部材を指す。

（１）工程（１）
工程（１）は、本発明でいうフッ素系樹脂チューブの中空内に基材を挿入する工程を有するものであるが、まず、フッ素系樹脂チューブおよび基材をそれぞれ準備する。

（基材）
本発明においては、基材はその最外層に弾性体層を有し、その断面が円形の外周面を有するものであれば、特に限定されるものではない。基材は、その用途によって適宜選択されるものである。基材の形状としては、円柱状、中空状、及びシームレスベルト状の基材がある。

円柱状基材とは、一般に、全体が中実の成形体であり、加圧ローラなどの内部に加熱源を配置する必要のないローラ部材の基材として適している。中空状基材とは、中心部が空洞となっている基材を指し、内部に加熱源を設ける加熱ローラなどに用いられる。

円柱状または中空状の基材は、後述する弾性体層の他、支持体層を有する。支持体層は、一般に、熱伝導性の良好なアルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレスなどの金属である。支持体層が金属から構成される場合、該支持体層は一般に芯金と呼ばれている。中空状の芯金の場合、厚さとしては、０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。

また、シームレスベルト状の基材とは、主として定着ベルトに用いられる基材を指す。定着ベルトは熱フィルム定着方式の定着装置に用いられるものであり、熱フィルム定着方式とは、定着ベルトを加熱することにより未定着トナー像を加熱定着する方法である。このような熱フィルム定着方式の定着装置では、例えばセラミックヒーターを介してフィルムが加熱される方法、定着ベルトそのものに発熱体を設け、この発熱体に給電することにより定着ベルトを直接加熱し、トナー像を定着させる発熱定着ベルトによる方法がある。発熱定着ベルトを用いた画像形成装置は、ウォーミングアップタイムが短く、消費電力もより小さく、熱定着装置として、省エネルギー化と高速化などの面から優れているため、好ましい。

上記定着ベルトに用いられる基材には、耐熱性樹脂層を含む。耐熱性樹脂層を構成する耐熱性樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂等が挙げられるが、耐熱性の点からポリイミド樹脂が好ましい。

また、発熱定着ベルトの場合、耐熱性樹脂層に導電性物質が分散されている。導電性物質の構成材料としては、例えば金、銀、鉄、アルミニウムなどの純金属、ステンレス、ニクロムなどの合金、または炭素、黒鉛などの非金属が挙げられ、導電性物質の形状としては、球状粉末状、不定形粉末状、扁平粉末状、繊維状などが挙げられる。発熱性の観点から、繊維状の黒鉛であることが好ましい。ここに、繊維状とは、長径（Ｌ）が短径（ｌ）の４倍以上であるものをいう。耐熱性樹脂層における導電性物質の含有量は、耐熱性樹脂層全体に対して、好ましくは、５〜６０質量％である。

定着ベルトの加熱には、電磁誘導加熱方式による加熱装置を用いる方式もある。かような方式であっても定着装置のウォームアップ時間の短縮が可能となる。電磁誘導加熱方式によって定着ベルトを加熱する場合、定着ベルトの基材は、磁束発生部によって発生される磁束を受けて誘導電流が誘起され、それによって発熱する発熱体層を有する。発熱体層に用いられる材料としては，比透磁率が高く，適度に体積抵抗率が大きい磁性材が用いられ、例えば、具体的には、ニッケル、磁性ステンレス、鉄、パーマロイ等が挙げられる。発熱体層の厚さとしては、１０〜１００μｍであることが好ましく、２０〜５０μｍであることがより好ましい。発熱体層としては，金属等の導電性の非磁性材料を薄膜にし，ニッケル、パーマロイ、ＳＵＳ、ＰＩ（ポリイミド）等と積層したものを使用することもできる。また、発熱体層として、上記発熱ベルトの欄で記載した耐熱性樹脂にニッケル、パーマロイ等の磁性材の粒子を分散させたものとしてもよい。あるいは、樹脂材にこれらの磁性材をコーティングしたものとしてもよい。発熱体層として、樹脂ベースのものを用いれば、定着ベルト全体としての柔軟性がさらに大きくなり、用紙の分離性を向上させることができる。

本発明において、基材は弾性体層を含む。弾性体層は基材の最外層に配置される。弾性体層は、記録シート上のトナー像に均一かつ柔軟に熱を伝えるための層である。弾性体層を設けることにより、トナー像が押しつぶされたり、トナー像が不均一に溶融されたりするのを防止し、画像ノイズの発生を防止することができる。

弾性体層を構成する材料としては、弾性を有し、かつ耐熱性の高い材質であれば特に限定されない。弾性体層を構成する材料として、具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。シリコーンゴムは、シロキサン結合（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を主鎖に持つものであり、ポリアルキルアルケニルシロキサン、ポリアルキル水素シロキサン、フッ化ポリシロキサンなどがあり、具体的には、ジメチルシリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム、メチルフェニルシリコーンゴム、メチルビニルシリコーンゴムなどが挙げられる。フッ素ゴムとしては、フッ化ビニリデンゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合ゴム、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共重合ゴム、ホスファゼン系フッ素ゴム、フルオロポリエーテルなどを挙げることができる。これらの材料は１種単独で用いてもよいし、２種以上混合してもよい。中でも、耐熱性、耐寒性、加工時における自由度の高さの点で、弾性体層がシリコーンゴムを含むことが好ましい。弾性体層中のシリコーンゴムの含有量は特に限定されるものではないが、弾性体層１００質量％に対して、８０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましく、さらに好ましくは１００質量％である。シリコーンゴムとしては、加硫形態により、熱加硫型シリコーンゴムと室温硬化型シリコーンゴムがあるが、いずれを用いてもよい。また、化合物の粘性状態により、シリコーンゴムはミラブル型シリコーンゴムと縮合型または白金化合物等の付加反応触媒により硬化可能な付加型の液状シリコーンゴムとに大別できるが、特別な硬化装置を必要としないことから、液状シリコーンゴムを用いることが好ましく、中でも付加型液状シリコーンゴムを用いることが好ましい。ここで、液状シリコーンゴムの場合の、シリコーンゴムの粘度は、２５℃で５０〜２００Ｐａ・ｓであることが好ましい。

弾性体層には、熱伝導性を高める目的で、無機粒子を配合することが好ましい。弾性体層に含有されうる無機粒子としては、炭化ケイ素、ボロンナイトライド、アルミナ、窒化アルミニウム、チタン酸カリウム、マイカ、シリカ、酸化鉄、酸化チタン、タルク、炭酸カルシウムなどが挙げられる。これらの中でも、シリカ、酸化鉄が好ましい。無機粒子の弾性体層中の配合量は、弾性体層１００質量％に対して、２０〜６０質量％であることが好ましく、３０〜５０質量％であることがより好ましい。この範囲であれば、弾性体層に熱伝導性を効果的に付与できる。

弾性体層は２層以上の積層形態であってもよい。弾性体層の厚みは通常０．１〜３０ｍｍであり、好ましくは０．１〜２０ｍｍである。

弾性体層には、使用目的、設計目的などに応じて、増量充填剤、加硫剤、着色剤、耐熱剤、顔料等の種々の配合剤を添加することが出来る。

基材には上記の他、用途に応じて他の層を含んでいてもよい。

（フッ素系樹脂チューブ）
フッ素系樹脂チューブは押し出し成形または延伸成形により製造することができる。

フッ素系樹脂チューブを構成する材料としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（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
）、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＥＣＴＦＥ（エチレン／クロロトリフルオロエチレン共重合体）等が挙げられる。これらの材料は１種単独で用いてもよいし、２種以上混合してもよい。中でも、成形性やトナー離型性などの点で、ＰＦＡ（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）が好ましい。フッ素系樹脂チューブは、熱収縮性であっても、非熱収縮性であってもよい。フッ素系樹脂チューブは市販品を用いることもでき、独自に合成したものを使用することができ、例えば、デュポン社製４５１ＨＰ、３５１ＨＰ、９５０ＨＰなどのＨＰシリーズ；旭硝子社製８０２ＵＰ；グンゼ社製ＮＳＴ、ＮＳＥ、ＳＭＴ、ＳＭＥなどが挙げられる。

フッ素系樹脂チューブの厚さは、１０〜５００μｍ程度であり、好ましくは２０〜２００μｍであり、より好ましくは２０〜５０μｍであり、内径は、通常１５〜８０ｍｍ、好ましくは１５〜４０ｍｍである。チューブの長さは、基材の長さに応じて適宜設定することができる。

なお、弾性体層とフッ素系樹脂チューブとの間に、弾性体層とフッ素系樹脂チューブとの密着性を向上させるために、プライマー層または接着剤層を設けてもよい。弾性体層を通過する気泡抜けを速くさせるためには、プライマー層または接着剤層を予めフッ素系樹脂チューブ側に設けて、弾性体層を含む基材にチューブを被覆させることが好ましい。

工程（１）においては、続いてフッ素系樹脂チューブの中空内に基材を挿入する。

フッ素系樹脂チューブへの基材の挿入方法は、フッ素系樹脂チューブと基材との間に後述する気体が満たされる間隙が存在するように挿入する限り、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を用いることができる。

非熱収縮性のフッ素系樹脂チューブを用いる場合には、基材の外径よりも小さい内径を有するチューブを用いることが好ましい。このような内径を有するチューブを用いる場合には、チューブを拡張することによって、基材を挿入することができる。具体的には、例えば、真空ポンプを用いてフッ素系樹脂チューブを外型の内面へ拡張状態で保持することによって、基材を挿入することができる。図１にフッ素系樹脂チューブの中空内への基材の挿入を説明する概略図を示す。真空ポンプ３を用いて、フッ素系樹脂チューブと基材との間に後述する気体が満たされる間隙ができるように、外型４の内面にフッ素系樹脂チューブ２を拡張しながら保持することにより、チューブ中空内に基材１を挿入することができる。かような方法によれば、工程（２）において気体を満たすための間隙を併せて作製することもできる。

一方で、熱収縮性のフッ素系樹脂チューブを用いる場合には、フッ素系樹脂チューブの内径は基材の外径よりも大きいチューブを用いることが好ましい。この場合、チューブを保持してそのまま基材を挿入することができ、また、工程（２）で必要な気体充填のための間隙を別途作製する必要もない。

（２）工程（２）
工程（２）では、基材とフッ素系樹脂チューブとの間に存在する間隙に弾性体層に対する気体透過率が空気よりも高い気体を満たす。

ここで、気体透過率は、室温、大気圧（２３℃、１気圧）、５０％ＲＨ環境下で、ＪＩＳ Ｋ７１２６−１（２００６）に準じて測定した値を採用する。ここで、気体透過率は、定圧下、単位厚さ当たり、単位面積当たり、単位時間当たりの気体の体積（１０^−９ｃｍ^３・ｃｍ／ｓｅｃ／ｃｍ^２／ｃｍＨｇ）で表す。

気体透過率は、基材に用いられている弾性体層に対する値である。基材に用いられている弾性体層が単一層である場合には、弾性体層と同じ組成の樹脂断片を測定用に作製し、該断片を用いて気体透過率を測定すればよい。また、弾性体層が積層形態である場合には、最外層（フッ素系樹脂チューブと接する層）と同じ組成の樹脂断片を測定用に作製し、該断片を用いて気体透過率を測定すればよい。

本発明の効果がより効果的に発揮されることから、気体透過率が空気の透過率よりも２〜１０倍である気体を用いることが好ましい。

空気よりも弾性体層に対する気体透過率が高い気体としては、例えば、二酸化炭素、アルゴン、酸素、水素、ヘリウム、アンモニア、一酸化窒素、二酸化窒素、硫化水素、二硫化炭素、メタンおよびこれらの混合物などが挙げられる。中でも、安全性、操作性、弾性体層やフッ素系樹脂チューブの物性に影響を与えない気体であることから、二酸化炭素、アルゴン、またはこれらの混合物であることが好ましく、二酸化炭素であることがより好ましい。

基材とフッ素系樹脂チューブとの間に存在する間隙に気体を満たす方法としては、特に限定されず、基材およびフッ素系樹脂チューブとが含まれるように密閉空間とし、該密閉空間全体の真空ポンプ等を用いて空気を除去した後、所望の気体で満たす方法、基材とフッ素系樹脂チューブとの間に存在する間隙が密閉空間となるように、間隙の両端部を密閉し空気を除去した後、チューブ等により間隙に所望の気体を送り込む方法などが挙げられる。あるいは、基材のフッ素系樹脂チューブへの挿入を、所望の気体環境下で行い（フッ素系樹脂チューブ内の気体を所望の気体に置換した後、基材のチューブへの挿入を行い）、該環境下のまま次工程に進行してもよい。

この際、気体の充填圧としては、１〜２気圧が好ましい。

（３）工程（３）
工程（３）では、フッ素系樹脂チューブを基材に被覆させる。

フッ素系樹脂チューブを基材に被覆させる方法としては、特に限定されず従来公知の方法を用いることができる。

好適な一実施形態としては、上述したように、基材の外径よりも小さい内径を有する非熱収縮性のチューブを用い、図１に示すように、真空ポンプを用いて、フッ素系樹脂チューブを外型の内面へ拡張状態で保持して基材を挿入した後、真空を解除すれば、チューブの収縮により基材にチューブを被覆することができる。

熱収縮性チューブを用いる場合には、さらにチューブを加熱してもよい。

［定着装置］
本発明に係る製造方法により製造された定着ベルトおよび定着ローラは、定着装置に用いることができる。

定着装置としては、熱ローラ方式の定着装置や、ベルト加熱方式の定着装置が挙げられる。

熱ローラ方式の定着装置は、一般に、加熱ローラと、これに当接する加圧ローラとによるローラ対を備え、加熱ローラおよび加圧ローラ間に付与された圧力によって加圧ローラが変形されることにより、この変形部にいわゆる定着ニップ部が形成されてなるものである。

図２は、熱ローラ方式の定着装置の一実施形態を示す断面模式図である。図２の定着装置２０は、本発明に係る製造方法により製造された加熱定着ローラ２０ａとこれに当接する加圧ローラ２０ｂとを備えている。Ｐは画像支持体である。本実施形態では、加熱定着ローラ２０ａが本発明に係る製造方法により製造されたローラである。

加熱定着ローラ２０ａは、芯金２３の表面上にフッ素系樹脂層２１、および弾性体層２２が芯金２３の表面上に形成され、線状ヒーターよりなる加熱部材２４を内包している。加圧ローラ２０ｂは、弾性体層２５が芯金２６の表面に形成されてなる。

加熱ローラは、一般に、アルミニウムなどよりなる中空の金属ローラよりなる芯金の内部に、ハロゲンランプなどよりなる熱源が配設されてなり、当該熱源によって芯金が加熱され、加熱ローラの外周面が所定の定着温度に維持されるように当該熱源ヘの通電が制御されて温度調節されるものである。

特に、最大４層のトナー層からなるトナー像を十分に加熱溶融させて混色させる能力を要求されるフルカラー画像の形成を行う画像形成装置の定着装置として用いられる場合は、加熱ローラとして、芯金を高い熱容量を有するものを用いることが好ましい。

また、加圧ローラは、例えばウレタンゴム、シリコーンゴムなどの軟質ゴムからなる弾性体層を有するものである。

加圧ローラとしては、例えばアルミニウムなどよりなる中空の金属ローラよりなる芯金を有するものとし、当該芯金の外周面上に弾性体層が形成されたものを用いてもよい。

また、加圧ローラとしては、その最外層として、加熱ローラと同様、フッ素系樹脂層が形成されていてもよい。このフッ素系樹脂層の厚みは、概ね１０〜３０μｍとすることができる。したがって、本発明に係る製造方法により製造された定着ローラを加圧ローラとして用いることができる。

さらに、加圧ローラは、芯金を有するものとして構成した場合に、その内部に、加熱ローラと同様にハロゲンランプなどよりなる熱源を配設して当該熱源によって芯金を加熱し、加圧ローラの外周面が所定の定着温度に維持されるように当該熱源ヘの通電が制御されて温度調節されるものとして構成してもよい。

このような熱ローラ方式の定着装置においては、ローラ対を回転させて定着ニップ部に可視画像を形成すべき画像支持体を挟持搬送させることによって、加熱ローラによる加熱と、定着ニップ部における圧力の付与とを行い、これにより、未定着のトナー像が画像支持体に定着される。

ベルト加熱方式の定着装置は、一般に、例えばセラミックヒータよりなる加熱体と、加圧ローラと、これらの加熱体と加圧ローラとの間に耐熱性ベルトよりなる加熱定着ベルトが挟まれてなるものであり、加熱体および加圧ローラ間に付与された圧力によって加圧ローラが変形されることにより、この変形部にいわゆる定着ニップ部が形成されてなるものである。この加熱定着ベルトとして、本発明に係る製造方法により製造された定着ベルトを用いることができる。

このようなベルト加熱方式の定着装置においては、定着ニップ部を形成する加熱定着ベルトと加圧ローラとの間に、未定着のトナー像が担持された画像支持体を前記加熱定着ベルトと共に挟持搬送させることによって、加熱定着ベルトを介した加熱体による加熱と、
定着ニップ部における圧力の付与とを行い、これにより、未定着のトナー像が画像支持体に定着される。

図３ａは、発熱ベルトの層構成の概略断面図である。該発熱ベルトは、本発明に係る製造方法により製造された定着ベルトである。

定着装置用発熱ベルト３０は、発熱ベルトの支持体層３１は、ポリイミド等の耐熱性樹脂、ステンレス、鉄、アルミニウム等の薄い金属板等からなる。その上に端部に給電端子3３ａ、３３ｂを設けた導電性粒子が分散された耐熱性樹脂層３３を塗設し、絶縁樹脂層３４を介して弾性体層３５と更に表面層としてフッ素系樹脂層３６が設けられている。

図３ｂは、図３ａの定着装置用発熱ベルトを組み込んだ定着装置の構成概念図を示す。定着装置用発熱ベルト３０を押圧部材３７により、対向する押圧ローラ３８に押し当てる構成を有する。なお、Ｎは押圧部材３７により押しつけられた発熱ベルト３０と押圧ローラ３８によるニップ部であり、３９は定着装置用発熱ベルト３０のガイド部材である。未定着トナー像を乗せた画像支持体Ｐがこのニップ間を通り搬送されることにより、トナー像は画像支持体Ｐ上に定着される。

［画像形成装置］
上記定着装置を含む画像形成装置は公知のものを用いることができる。

図４は、本発明の一実施の形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図である。

このカラー画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、４組の画像形成部（画像形成ユニット）１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７と、給紙搬送手段２１及び定着手段２４とから成る。画像形成装置の本体Ａの上部には、原稿画像読み取り装置ＳＣが配置されている。

イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段（帯電工程）２Ｙ、露光手段（露光工程）３Ｙ、現像手段（現像工程）４Ｙ、一次転写手段（一次転写工程）としての一次転写ローラ５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｂｋは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｂｋ、帯電手段２Ｂｋ、露光手段３Ｂｋ、現像手段４Ｂｋ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｂｋ、クリーニング手段６Ｂｋを有する。

前記４組の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋは、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋを中心に、帯電手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋと、像露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋと、回転する現像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋ、及び、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋをクリーニングするクリーニング手段６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋより構成されている。

前記画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋは、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋにそれぞれ形成するトナー画像の色が異なるだけで、同じ構成であり、画像形成ユニット１０Ｙを例にして詳細に説明する。

画像形成ユニット１０Ｙは、像形成体である感光体１Ｙの周囲に、帯電手段２Ｙ（以下、単に帯電手段２Ｙ、あるいは、帯電器２Ｙという）、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、クリーニング手段６Ｙ（以下、単にクリーニング手段６Ｙ、あるいは、クリーニングブレード６Ｙという）を配置し、感光体１Ｙ上にイエロー（Ｙ）のトナー画像を形成するものである。また、本実施の形態においては、この画像形成ユニット１０Ｙのうち、少なくとも感光体１Ｙ、帯電手段２Ｙ、現像手段４Ｙ、クリーニング手段６Ｙを一体化するように設けている。

帯電手段２Ｙは、感光体１Ｙに対して一様な電位を与える手段であって、本実施の形態においては、感光体１Ｙにコロナ放電型の帯電器２Ｙが用いられている。

像露光手段３Ｙは、帯電器２Ｙによって一様な電位を与えられた感光体１Ｙ上に、画像信号（イエロー）に基づいて露光を行い、イエローの画像に対応する静電潜像を形成する手段であって、この露光手段３Ｙとしては、感光体１Ｙの軸方向にアレイ状に発光素子を配列したＬＥＤと結像素子とから構成されるもの、あるいは、レーザー光学系などが用いられる
画像形成装置としては、上述の感光体と、現像器、クリーニング器等の構成要素をプロセスカートリッジ（画像形成ユニット）として一体に結合して構成し、この画像形成ユニットを装置本体に対して着脱自在に構成しても良い。又、帯電器、像露光器、現像器、転写又は分離器、及びクリーニング器の少なくとも１つを感光体とともに一体に支持してプロセスカートリッジ（画像形成ユニット）を形成し、装置本体に着脱自在の単一画像形成ユニットとし、装置本体のレールなどの案内手段を用いて着脱自在の構成としても良い。

無端ベルト状中間転写体ユニット７は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の第２の像担持体としての無端ベルト状中間転写体７０を有する。

画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋより形成された各色の画像は、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂｋにより、回動する無端ベルト状中間転写体７０上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された転写材（定着された最終画像を担持する画像支持体：例えば普通紙、透明シート等）としての画像支持体Ｐは、給紙手段２１により給紙され、複数の中間ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストローラ２３を経て、二次転写手段としての二次転写ローラ５ｂに搬送され、画像支持体Ｐ上に二次転写してカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された画像支持体Ｐは、定着手段２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。ここで、中間転写体や画像支持体等の感光体上に形成されたトナー画像の転写支持体を総称して転写媒体と云う。

一方、二次転写手段としての二次転写ローラ５ｂにより画像支持体Ｐにカラー画像を転写した後、画像支持体Ｐを曲率分離した無端ベルト状中間転写体７０は、クリーニング手段６ｂにより残留トナーが除去される。

画像形成処理中、一次転写ローラ５Ｂｋは常時、感光体１Ｂｋに当接している。他の一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃに当接する。

二次転写ローラ５ｂは、ここを画像支持体Ｐが通過して二次転写が行われる時にのみ、無端ベルト状中間転写体７０に当接する。

また、装置本体Ａから筐体８を支持レール８２Ｌ、８２Ｒを介して引き出し可能にしてある。

筐体８は、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７とから成る。

画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋは、垂直方向に縦列配置されている。感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋの図示左側方には無端ベルト状中間転写体ユニット７が配置されている。無端ベルト状中間転写体ユニット７は、ローラ７１、７２、７３、７４を巻回して回動可能な無端ベルト状中間転写体７０、一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂｋ、及びクリーニング手段６ｂとから成る。

尚、図４の画像形成装置では、カラーのレーザプリンタを示したが、勿論、モノクローのレーザプリンタやコピーにも同様に適用可能である。又、露光光源もレーザ以外の光源、例えばＬＥＤ光源を用いてもよい。

［画像支持体］
画像支持体（記録材、記録紙、記録用紙等ともいう）は、一般に用いられているものでよく、例えば、上述した画像形成装置等による公知の画像形成方法により形成したトナー画像を保持するものであれば特に限定されるものではない。本発明で使用可能な画像支持体として用いられるものには、例えば、薄紙から厚紙までの普通紙、上質紙、アート紙、あるいは、コート紙等の塗工された印刷用紙、市販の和紙やはがき用紙、ＯＨＰ用のプラスチックフィルム、布等が挙げられる。

本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。

（気体透過率の測定方法）
ＧＴＲテック株式会社製のガス透過率測定装置（ＧＴＲ−１０Ｘ）を用いて、室温、大気圧（２３℃、１気圧）、５０％ＲＨ環境下で、ＪＩＳ Ｋ７１２６−１（２００６）に記載の方法に準じて測定し、弾性体層に対する気体透過率（１０^−９ｃｍ^３・ｃｍ／ｓｅｃ／ｃｍ^２／ｃｍＨｇ）を求めた。

（実施例１）
図５の工程にしたがって、定着ローラを製造した。

ポリアルキルアルケニルシロキサンを主成分とするシリコーン混和物２種（商品名：ＸＥ１５−Ｂ７３５４（Ａ）を５０重量部、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製とＸＥ１５−Ｂ７３５４（Ｂ）を５０重量部、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）を混合し、弾性体層形成用塗布液とした。粘度は、５５Ｐａ・ｓであった。粘度は、ビスコテック（株）デジタル回転式粘度計で測定した値を示す。

ＳＵＳ芯金（外径３０ｍｍ、長さ４００ｍｍ、厚み０．５ｍｍ）を回転させながら、弾性体層形成用塗布液を乾燥後膜厚２００μｍとなるように塗布した後、２００℃２時間で乾燥・加硫を行って、シリコーンゴムからなる弾性体層が被覆された芯金を基材として準備した。

押し出し成形で製造されたＰＦＡチューブ（グンゼ社製ＮＳＥタイプ、厚み３０μｍ、内径３０．０ｍｍ、軸方向４００ｍｍ）を図１のように真空ポンプを用いて基材が挿入できるように外型に保持した。一方、上記で製造した基材をＰＦＡチューブに挿入した。この際、ＰＦＡチューブと基材との間には０．１〜０．５ｍｍほどの間隙がある。

基材を挿入した後、チューブの両端部を封鎖し、ＰＦＡチューブと基材との間の空間が密閉空間となるようにした。

次いで、ＰＦＡチューブと基材との間の空間雰囲気を、外部から二酸化炭素を導入することにより大気から二酸化炭素に置換した。なお、二酸化炭素のシリコーンゴム弾性体層に対する気体透過率は、３２３×１０^−９ｃｍ^３・ｃｍ／ｓｅｃ・ｃｍ^２・ｃｍＨｇであった。その後、ＰＦＡチューブをシュリンクして、基材に被覆させて、実施例１の定着ローラを得た。

（実施例２）
ＰＦＡチューブと基材との間の空間雰囲気を、外部からアルゴンを導入することにより大気からアルゴンに置換したこと以外は、実施例１と同様にして実施例２の定着ローラを得た。なお、アルゴンのシリコーンゴム弾性体層に対する気体透過率は、６９×１０^−９ｃｍ^３・ｃｍ／ｓｅｃ・ｃｍ^２・ｃｍＨｇであった。

（比較例１）
ＰＦＡチューブと基材との間の空間雰囲気を他の気体に置換することなく、大気中で外型にセットされたＰＦＡチューブを解除してＰＦＡチューブを基材に被覆させたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１の定着ローラを得た。なお、空気のシリコーンゴム弾性体層に対する気体透過率は、３４×１０^−９ｃｍ^３・ｃｍ／ｓｅｃ・ｃｍ^２・ｃｍＨｇであった。

（比較例２）
ＰＦＡチューブと基材との間の空間雰囲気を外部からヘリウムを導入することにより大気をアルゴンで置換したこと以外は、実施例１と同様にして比較例２の定着ローラを得た。なお、ヘリウムのシリコーンゴム弾性体層に対する気体透過率は、３４×１０^−９ｃｍ^３・ｃｍ／ｓｅｃ・ｃｍ^２・ｃｍＨｇであった。

各実施例および比較例で得られた定着ローラの製造直後の０．５ｍｍ以上の気泡残りを目視で観察した。一定面積内に気泡残りのないものを良品と判断し、ｎ＝５０による歩留まりを求めた。表１に結果を示す。

上記表１に記載のとおり、実施例１および２で作製された定着ローラはいずれも８０％以上の歩留まりが得られることから、製造直後の気泡残りが少なく、気泡抜けが早いことがわかる。

１ 基材、
２ フッ素系樹脂チューブ
３ 真空ポンプ、
４ 外型、
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体、
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ 帯電手段、
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ 露光手段、
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 現像手段、
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ 一次転写ロール、
５Ａ 二次転写ロール、
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ、６ｂ クリーニング手段、
７ 中間転写体ユニット、
８ 筐体
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋ 画像形成部、
２１ 給紙搬送手段、
２０ 給紙カセット、
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ 中間ロール、
２３ レジストロール、
２４ 定着装置、
２５ 排紙ロール、
２６ 排紙トレイ、
３０ 発熱定着ベルト、
３１ 支持体層、
３３ａ、３３ｂ 給電端子、
３３ 耐熱性樹脂層、
３４ 絶縁樹脂層、
３０、４０ 定着装置、
４０a 加熱定着ローラ、
４０ｂ 加圧ローラ、
３６、４１ フッ素系樹脂層、
３５、４２、４５ 弾性体層、
４３、４６ 芯金、
４４ 加熱部材、
Ｐ 画像支持体、
Ｎ ニップ部、
７０ 中間転写体
７１、７２、７３、７４ ロール、
８２Ｌ、８２Ｒ 支持レール。

Claims (3)

1. 弾性体層を最外層に有する基材および前記基材を被覆するフッ素系樹脂チューブを有する定着ローラまたは定着ベルトの製造方法であって、
   前記フッ素系樹脂チューブの中空内に前記基材を挿入する工程と、
   前記基材と前記フッ素系樹脂チューブとの間に存在する間隙に前記弾性体層に対する気体透過率が空気よりも高い気体を満たす工程と、
   前記フッ素系樹脂チューブを前記基材に被覆させる工程と、
   を含む定着ローラまたは定着ベルトの製造方法。
2. 前記気体が、前記気体透過率が空気よりも２〜１０倍高い気体である、請求項１に記載の定着ローラまたは定着ベルトの製造方法。
3. 前記弾性体層がシリコーンゴムを含む、請求項１または２に記載の定着ローラまたは定着ベルトの製造方法。

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