JP6528509B2 - 定着部材、定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に用いられる定着部材、該定着部材を備えた定着装置、および、該定着装置を備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、例えば、静電潜像担体上に形成された潜像をトナーにより現像し、得られたトナー像を無端ベルト状の中間転写体に一時的に保持させ、この中間転写体上のトナー像を紙などの記録材上に転写する。そして、トナー像が転写された記録材は定着装置に導入され、この記録材が一対の定着部材（加熱部材と加圧部材）により挟持される領域を通過することにより、トナー像が加熱および加圧されて記録部材に定着する。

ところで、近年、画像形成装置を含む電子機器から発生する揮発性有機化合物（ＶＯＣ）および微粒子が健康に悪影響を与えることが懸念されており、種々の環境規格によってＶＯＣおよび微粒子の発生量が規制されている。

なお、電子写真方式の画像形成装置においては、定着処理（加熱）過程で、定着部材（ローラ）からＶＯＣ及び微粒子が発生し易いことが知られている。特に、定着部材は、均一な加圧等のために弾性体層を有しており、弾性体層がシリコーンゴムを含んでいる場合には、シリコーンゴムの熱分解によってシロキサン分子が発生し易い。

このため、多くの画像形成装置では、各部材より発生したシロキサン分子などのＶＯＣおよび微粒子をフィルター等で捕集する対策がとられている。

また、定着部材自体からＶＯＣなどの微粒子が放出しないようにするための対策として、特開２０１２−１８５２４７号公報（特許文献１）には、定着部材のシリコーンゴム部分（弾性体層）をパーフルオロアルコキシアルカン（以下、「ＰＦＡ」と略す場合がある）樹脂等のフッ素樹脂からなる表面層（離型層）で被覆し、表面層で被覆されていない弾性体層の端部部分にＶＯＣの少ない高硬度なシリコーンゴムを用いる方法が提案されている。

特開２０１２−１８５２４７号公報

しかしながら、フィルター等による捕集だけでは、ＶＯＣ等の微粒子を完全に除去することは難しく、今後規制が厳しくなると基準を満たせなくなる可能性がある。

また、特許文献１に開示される方法によれば、定着部材自体から放出される微粒子の量を低減することができるが、シロキサン分子等の超微粒子はＰＦＡ樹脂等からなる表面層を通過するため、ＰＦＡ樹脂を通過して放出される超微粒子の量は低減することができない。このため、超微粒子の放出量を低減するための対策として十分とは言えなかった。

なお、近年、粒子径が１００ｎｍ未満の超微粒子（ＵＦＰ：Ultrafine Particle）が健康に悪影響を与えることが懸念されており、ブルーエンジェルマーク（ＢＡＭ：ドイツの環境基準）において、超微粒子の放散量が規格化される動きがある。

本発明は、このような状況に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、シロキサン分子などの超微粒子の放出量を低減することのできる定着部材、定着装置および画像形成装置を提供することにある。

すなわち、本発明の定着部材は、一対の定着部材を備える定着装置によってトナー像を記録材に定着させる画像形成装置に用いる該一対の定着部材の少なくともいずれかの定着部材であって、上記定着部材は、ロール状の形状を有し、かつ、シリコーンゴムを含む弾性体層と、上記弾性体層の外側に積層された表面層とを含み、上記表面層は、特定の置換基を有するパーフルオロアルコキシアルカン樹脂を主成分として含み、上記特定の置換基は、シロキサン結合を含む基、および、嵩高基から選択される少なくとも１つの置換基であることを特徴とする。

ここで、上記シロキサン結合を含む基に含まれるシロキサン結合の数は１〜１０であることが好ましい。

また、上記嵩高基は炭素原子を含み、上記嵩高基の炭素数は８以上であることが好ましい。また、上記嵩高基の炭素数は３０以下であることが好ましい。また、上記嵩高基がシロキサン結合を含むことが好ましい。

上記の定着部材において、上記表面層の厚みは、５μｍ以上、２００μｍ以下であることが好ましい。

また、本発明は、上記のいずれかに記載の定着部材を備えた定着装置にも係わる。
また、本発明は、上記の定着装置を備えた画像形成装置にも係わる。

本発明の定着部材は、定着部材の表面層を構成するＰＦＡ樹脂に特定の置換基を導入することで、定着部材の弾性体層（シリコーンゴム）から発生するシロキサン分子等の超微粒子を表面層で捕捉することができ、シロキサン分子等の超微粒子の放出量を低減することができるという優れた効果を示す。

実施形態１の定着部材の一部を拡大して示す断面模式図である。 実施形態１の定着部材の一例の断面図である。 図２に示す定着部材のうちの加圧部材の縦断面図である。 (ａ)および（ｂ）は、実施形態１における加圧部材の製造工程を示す断面図である。 本発明の画像形成装置の一例を示す模式図である。

以下、本発明に係わる実施形態について、さらに詳細に説明する。なお、以下の実施形態において図面を用いて説明する場合、同一の参照符号を付したものは、同一部分または相当部分を示している。

［実施形態１］
＜定着部材＞
本実施形態に係る定着部材は、一対の定着部材を備える定着装置によってトナー像を記録材に定着させる画像形成装置に用いる該一対の定着部材の少なくともいずれかの定着部材である。なお、このような画像形成装置の詳細は後述する。

以下、図２および図３に基づき本実施形態の定着部材について説明する。なお、図２は、本実施形態の定着部材の一例の断面図であり、図３は、図２に示す定着部材のうちの加圧部材の縦断面図である。

図２に示す一対の定着部材（加熱部材４１および加圧部材４２）の各々は、ロール状（外形が略円柱状）の形状を有しており、一対の定着部材が互いに当接して図２の矢印方向に回転する。

本実施形態の定着部材は、定着方式として加熱ローラ方式を採用するものであって、加熱部材（加熱ローラ）４１は、内側から順に、少なくともヒータ４１１、中空部を有する芯金４１２、および、表面層４１３を含んでいる（図２参照）。

また、一方の定着部材である加圧部材（加圧ロール）４２は、内側から順に、少なくとも芯金４２１、弾性体層４２２および表面層４２３を含んでいる（図２、図３参照）。

そして、この加熱部材４１には加圧部材４２が下方から圧接されて、加熱部材４１と加圧部材４２との間に所定の定着ニップが形成されている。

本実施形態では、加熱部材４１は、アルミニウム製の芯金４１２の外表面に、導電材や耐摩耗材が充填されたＰＦＡ樹脂やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂をコーティングすることによって形成された表面層４１３が設けられている。又、この加熱部材４１の内部に配置されたヒータ４１１はハロゲンランプで構成されており、このヒータ４１１によって加熱部材４１が所定の定着温度に加熱される。尚、加熱部材４１の表面温度は不図示の温度センサによって常時検出され、その検出信号が不図示のコントローラにフィードバックされることによって加熱部材４１の表面温度が所定の定着温度に制御される。

また、加圧部材４２は、ステンレス等の金属製の芯金４２１の外表面に円筒状のシリコーンゴムを含む弾性体層４２２を形成し、この弾性体層４２２の外表面を被覆するように表面層（離型層）が設けられている。

なお、加熱部材４１は、ヒータ４１１、芯金４１２および表面層４１３以外の他の任意の構成を含むことができ、加圧部材４２も、芯金４２１、弾性体層４２２および表面層４２３以外の他の任意の構成を含むことができる。このような他の構成としては、樹脂基材層、接着層、補強層、中間層等が挙げられる。

なお、本実施形態では、加熱部材４１は弾性体層を有していないため、本発明の定着部材には含まれず、加圧部材４２が本発明の定着部材に該当する。ただし、加熱部材４１がシリコーンゴムを含む弾性体層を有している場合は、加熱部材４１も本発明の定着部材となり得る。この場合、加圧部材４２は、弾性体層を有していても、有していなくてもよく、加圧部材４２が本発明の定着部材に該当しても、該当しなくてもよい。

以下、本発明の定着部材に相当する加圧部材４２の各構成について説明する。
（弾性体層）
本実施形態の加圧部材４２に含まれる弾性体層４２２は、芯金４２１の外周表面上にロール状に形成される。なお、弾性体層は芯金４２１上に直接接して形成される場合だけに限られず、たとえば芯金４２１上に形成された他の層上に形成されてもよい。

弾性体層は、弾性材料により構成される。弾性材料は、少なくともシリコーンゴムを含有する。弾性材料は、他の材料、たとえば、シリコーンゴム以外の他の熱硬化性エラストマーをさらに含んでいてもよい。かかる他の熱硬化性エラストマーとしては、シリコーンゴム以外のゴム、熱硬化性樹脂系エラストマー等が挙げられる。シリコーンゴム以外のゴムとしては、クロロプレンゴム、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルブタジエンゴム（ＨＮＢＲ）、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム等が挙げられる。熱硬化性樹脂系エラストマーとしては、水素添加ポリブタジエン、ポリウレタン、塩素化ポリイソプレン等が挙げられる。これらは１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。

このような弾性体層の厚みは、特に限定されないが、機械的強度、画質、製造コストなどを考慮し、０．０５ｍｍ〜３０ｍｍであることが好ましい。

（表面層）
本実施形態の定着部材に含まれる表面層は、弾性体層上（弾性体層の外側）に積層される。なお、表面層は弾性体層上に直接接して形成される場合だけに限られず、たとえば弾性体層上に形成された他の層上に形成されてもよい。

ここで、表面層４２３は、弾性体層４２２の表面の全面を被覆するようにして形成されることが好ましい（図３、図２）。この場合、弾性体層の表面とは、トナー像が転写（形成）される側の表面を意味する。ただし、弾性体層の表面の一部が表面層により被覆されていない場合であっても、前述のような効果が示される限り、本実施形態を逸脱するものではない。

図１および図２を参照して、このような表面層４２３は、特定の置換基４２３ｂを有するパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）樹脂４２３ａを主成分として含む。

本明細書において、「主成分」とは、材料中に最も多く含まれる成分であり、好ましくは含有率が５０質量％より多い成分であり、より好ましくは含有率が７０質量％以上の成分であり、さらに好ましくは含有率が８０質量％以上の成分である。なお、主成分が１００質量％であってもよい（表面層がＰＦＡ樹脂のみからなるものであってもよい）。

なお、本実施形態で用いられるＰＦＡ樹脂は、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樹脂とも呼ばれるように、四フッ化エチレン（Ｃ_２Ｆ_４）とパーフルオロアルコキシエチレン（ＣＦ_２ＣＦＯＲ：Ｒは置換基を有していてもよいアルキル基を示す。）の共重合体であり、四フッ化エチレン基とパーフルオロアルコキシエチレン基とを含む高分子である。ＰＦＡ樹脂の一分子中に含まれる四フッ化エチレン基とパーフルオロアルコキシエチレン基との比率は、特に限定されないが、好ましくは、４：１〜１：４である。

また、構成単位として四フッ化エチレン基およびパーフルオロアルコキシエチレン基のみを含むものに限られず、他の構成単位を含む共重合体であっても良い。共重合体である場合、重合体全体に対する他の構成単位の比率は、５０質量％以下であることが好ましい。

なお、他の構成単位としては、たとえば、（メタ）アクリル酸誘導体、芳香族ビニル単量体、オレフィン系炭化水素単量体、ビニルエステル単量体、ビニルハライド単量体、ビニルエーテル単量体などに由来する構成単位が挙げられる。このような他の構成単位は、１種だけに限られず、２種以上であってもよい。

表面層を構成するＰＦＡ樹脂は、分子量（重合度）が異なるものを含んでいてもよく、ＰＦＡ樹脂の質量平均分子量は、好ましくは８００００〜２００００００であり、より好ましくは１５００００〜１２０００００である。

ＰＦＡ樹脂が有する特定の置換基は、シロキサン結合を含む基、および、嵩高基から選択される少なくとも１つの置換基である。

シロキサン結合を含む基は、シロキサン結合（−Ｓｉ−Ｏ−）を含む限りにおいて特に限定されないが、１つの置換基内に含まれるシロキサン結合の数は、好ましくは１〜１０であり、より好ましくは１〜５である。置換基内のシロキサン結合の数が多くなる程、シロキサン分子の吸着効果（放出抑制効果）が高くなる。一方、シロキサン結合の数が多すぎると、ＰＦＡ樹脂本来の特性（耐熱性、耐久性、非粘着性等）が損なわれて、定着部材の表面層としての性能が低下する場合がある。なお、本明細書においてシロキサン結合とは、化学式「−Ｓｉ−Ｏ−」で示される結合である。

具体的なシロキサン結合を含む基としては、以下の化学式（７）および（８）に示す基を例示することができる。なお、化学式（７）および（８）において、＊は結合手となる位置を示し、＊の記号のない鎖末端はメチル基を示す。

嵩高基とは、立体的な障害によりシロキサン分子がＰＦＡ樹脂（表面層）を通過しにくくすることのできるような所定の大きさを有する置換基である。

嵩高基は炭素原子を含むことが好ましい。上記嵩高基の炭素数は、好ましくは ５ 以上であり、より好ましくは８以上である。（ただし、嵩高基の炭素数は好ましくは４０以下であり、より好ましくは３０以下であり、さらに好ましくは２０以下である。嵩高基の炭素数が多い程、シロキサン分子の吸着効果（放出抑制効果）が高くなる。一方、嵩高基の炭素数が多すぎると、ＰＦＡ樹脂本来の特性（耐熱性、耐久性、非粘着性等）が損なわれて、定着部材の表面層としての性能が低下する場合がある。

嵩高基としては、脂肪族基、芳香族基などが挙げられる。脂肪族基としては、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアシル基、置換基を有していてもよいシリル基などが挙げられる。芳香族基としては、置換基を有していてもよいベンジル基、置換基を有していてもよいフェニル基などが挙げられる。なお、嵩高基が上述のシロキサン結合を含んでいてもよい。

具体的な嵩高基としては、以下の化学式（９）〜（１４）に示す基を例示することができる。なお、化学式（９）〜（１４）において、＊は結合手となる位置を示し、＊の記号のない鎖末端はメチル基を示す。

特定の置換基のＰＦＡ樹脂に付加する方法としては、従来公知の方法を特に制限することなく採用することができるが、一例としては、ＰＦＡ樹脂の−Ｏ−ＣＦ_３基をヒドロキシ基（−ＯＨ）に置換する処理を行い、そのヒドロキシ基が付加されたＰＦＡ樹脂と、特定の置換基の結合手となる位置にクロル基（−Ｃｌ）を有する化合物とを還元反応に付すことにより、特定の置換基を付加する反応を行う方法が挙げられる。

なお、ＰＦＡ樹脂の１分子中に含まれる上記特定の置換基の数は、特に限定されないが、好ましくは置換されたヒドロキシ基の１０％以上８０％以下であり、より好ましくは２０％以上７０％以下である。

表面層を構成するＰＦＡ樹脂がこのような特定の置換基を有することにより、次のような作用を示すものと推測される。すなわち、シロキサン分子と親和性の高いシロキサン結合を有する置換基をＰＦＡ樹脂に導入することで、シロキサン分子が表面層に捕捉されて通過しにくくなるものと推測される。また、ＰＦＡ樹脂に嵩高基を導入することで、立体的な障害によりシロキサン分子が表面層を通過しにくくなるものと推測される。

なお、嵩高基が上述のシロキサン結合を含んでいる場合、立体的な障害による効果と、シロキサン分子を捕捉する効果の両方によって、さらに、シロキサン分子が表面層を通過しにくくなると考えられる。

そして、本実施形態の定着部材は、表面層を構成するＰＦＡ樹脂にこのような特定の置換基を導入することで、弾性体層（シリコーンゴム）から発生するシロキサン分子等の超微粒子を表面層で捕捉することができ、シロキサン分子などの超微粒子の放出量を低減することができる。

ただし、表面層の厚みが薄すぎると、表面層による耐久性の向上効果を十分に発揮することができなくなってしまう。一方、表面層の厚みが厚すぎると、弾性体層の弾性による転写性の向上効果を十分に発揮することができなくなってしまう。これらの観点から、表面層の厚みは、好ましくは５μｍ以上２００μｍ以下であり、より好ましくは１０μｍ以上１００μｍ以下である。

（添加剤）
上記の定着部材（加熱部材および加圧部材）を構成する弾性体層、表面層、および、他の層（例えば、樹脂基材層）は、それぞれ添加剤を含むことができる。そのような添加剤としては、光硬化開始剤、導電性粒子（導電性フィラー）、各種フィラー（主として強度向上を目的とするもの）、各種改質剤（グラフト共重合体など）、有機溶剤、光安定剤、紫外線吸収剤、触媒、着色剤、帯電防止剤、滑材、レベリング剤、消泡剤、重合促進剤、酸化防止剤、難燃剤、赤外線吸収剤、界面活性剤、表面改質剤等を挙げることができる。

（定着部材（加圧部材）の製造方法）
次に、上述の加圧部材４２の製造方法について、図４（ａ）および（ｂ）を参照して以下に説明する。尚、図４(ａ)および（ｂ）は、本実施形態における加圧部材の製造工程を示す断面図である。

加圧部材４２の製造には、縦型の金型９０が使用される。この金型９０は、加圧部材４２の外径と同径の内径を有する円筒型９１を垂直に立設し、該円筒型９１の上下に上型９２と下型９３をそれぞれ嵌着することによって構成されている。

加圧部材４２の製造に際しては、先ず、図４（ａ）に示すように金型９０内の中心に芯金４２１を挿入してこれを垂直にセットするとともに、円筒状のＰＦＡ樹脂チューブ（表面層４２３）を円筒型９１の内面に沿って挿入セットする。

次に、図４（ｂ）に示すように、別途用意しておいた液状のシリコーンゴム４２２ａを上型９２の中心部に形成された注入口９２ａから金型９０内の芯金４２１と表面層４２３の間の空間に流し込む。

そして、その状態を加硫すれば、シリコーンゴム４２２ａ（弾性体層４２２）、芯金４２１及び表面層４２３が一体化された図３に示すような加圧部材４２が製造される。

なお、上述の加圧部材の製造方法は、たとえば、一般に液状シリコーンゴム射出成形システム（ＬＩＭＳ：Liquid Injection Molding System）と呼ばれる方法を用いて、実施することができる。

また、本実施形態では、加熱部材４１は弾性体層を有していないが、中空部を有する芯金４１２と表面層４１３との間に弾性体層を設ける場合は、上記と同様にしてＬＩＭＳによりシリコーンゴムを含む弾性体層を設けることができる。

＜定着装置＞
本実施形態の定着装置４０は、上記で説明した定着部材（加熱部材４１および加圧部材４２）を備えたものであり、このような定着部材を備える限り、その他の構成は従来公知の構成を特に制限することなく採用することができる。

定着装置４０は、トナーを担持するシートを一対の定着部材の間のニップ部に通しつつ加熱および加圧する定着処理により、トナー像を記録材（シート）上に定着させることのできる装置である。

定着装置４０は、定着部材以外に、一対の定着部材の少なくとも一方を回転させるための回転駆動装置、加圧部材を加熱部材側へ一定の圧力で加圧するための加圧装置、それらの制御装置などを備えている。

＜画像形成装置＞
本実施形態の画像形成装置は、上記で説明した定着装置を備えたものであり、このような定着装置を備える限り、その他の構成は従来公知の構成を特に制限することなく採用することができる。以下、図５に基づき本実施形態の画像形成装置について説明する。図５は、本実施形態の画像形成装置の一例を示す模式図である。

図５の画像形成装置１は、公知の電子写真方式により記録材上に画像を形成するものであり、画像プロセス部１０と、転写部２０と、給紙部３０と、定着装置４０および制御部５を備え、ネットワーク（例えばＬＡＮ）を介して外部の端末装置（不図示）から受け付けたプリントジョブに基づき、カラーおよびモノクロのプリントを選択的に実行する。画像形成装置１では、主に、静電潜像担体（感光体ドラム１１）に担持されたトナー像を、中間転写体２１に１次転写した後、トナー像を中間転写体２１から記録材（シートＳ）へ２次転写し、定着装置４０によってトナー像を記録材に定着させることで、記録材上に画像が形成される。

画像プロセス部１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の現像色に対応した作像部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを有する。作像部１０Ｙは、静電潜像担体である感光体ドラム１１と、その周囲に配された帯電器１２、露光部１３、現像部１４、１次転写ローラ１５、クリーナ１６などを備えている。帯電器１２は、矢印Ａで示す方向に回転する感光体ドラム１１の周面を帯電させる。他の作像部１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋについても作像部１０Ｙと同様の構成であり、同図では符号が省略されている。

露光部１３は、帯電された感光体ドラム１１をレーザー光により露光走査して、感光体ドラム１１上に静電潜像を形成する。現像部１４は、内部に各々の作像部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの色に対応したトナーを含む現像剤を収容しており、感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーで現像する。これにより、感光体ドラム１１上に各色のトナー像が作像される。すなわち、静電潜像担体にトナー像が担持される。

１次転写ローラ１５は、感光体ドラム１１上のトナー像を中間転写体（中間転写ベルト）２１上に静電作用により転写させる。すなわち、上記のトナー像が中間転写体に１次転写される。クリーナ１６は、転写後に感光体ドラム１１上に残った残留トナーを清掃する。また、転写部２０は、駆動ローラ２４と従動ローラ２５に張架されて矢印方向に循環走行される中間転写体２１を備える。当該中間転写体２１は、シームレスベルト形状（すなわち無端ベルト状の形状）であって、設計で決まる所望の周長になるように樹脂材料を射出成型もしくは遠心成型した円筒状のものである。

カラーのプリント（カラーモード）を実行する場合には、作像部１０Ｙ，１０Ｍ，１０ｃ，１０Ｋ毎に、対応する色のトナーによって感光体ドラム１１上にトナー像が作像される。なお、このＹ、Ｍ、ＣおよびＫの各色の作像動作は、感光体ドラム１１上に作像された各色のトナー像が、走行する中間転写体２１の同じ位置に重ね合わせて転写されるように上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。このようにして、中間転写体２１上に、各色のトナー像を重ね合わせてなるトナー像が形成される。

給紙部３０は、上記の作像タイミングに合わせて、給紙カセットから記録材であるシートＳを１枚ずつ繰り出して、繰り出されたシートＳを搬送路３１上を２次転写ローラ２２に向けて搬送する。２次転写ローラ２２に搬送されたシートＳが２次転写ローラ２２と中間転写体２１の間を通過する際に、中間転写体２１の上に形成された各色トナー像が２次転写ローラ２２の静電作用によりシートＳに一括して２次転写される。すなわち、該トナー像が、該中間転写体から記録材へ２次転写されることになる。

各色のトナー像が２次転写された後のシートＳは、定着装置４０まで搬送される。定着装置４０は、少なくとも一対の定着部材（加熱部材（加熱ローラ）４１および加圧部材（加圧ローラ）４２）を備えている。

シートＳは、この少なくとも一対の定着部材の間を通過する際に加熱および加圧される。これにより、トナーがシートＳの表面に融着して定着された後、シートＳは排紙ローラ３２によって排紙トレイ３３上に排出される。このようにして、記録材上にトナー像に対応した画像が形成される。

なお、上記では、カラーモードを実行する場合の動作を説明したが、モノクロ、例えばブラック色のプリント（モノクロモード）を実行する場合には、ブラック色用の作像部１０Ｋだけが駆動され、上記と同様の動作によりブラック色に対する帯電、露光、現像、転写、定着の各工程を経てシートＳにブラック色の画像形成（プリント）が実行される。

中間転写体２１上の、シートＳに転写しきれなかったトナーやトナーパターンは、中間転写体２１を挟んで従動ローラ２５に対向する位置に配されたクリーニングブレード２６により除去される。また、作像部１０Ｋの、中間転写体２１走行方向の下流側には、例えば、反射型の光電センサからなる濃度検出センサ２３が配されており、中間転写体２１に形成されたトナーパターンの濃度を検出する。

制御部５は、を制御して円滑なプリント動作を実行させる。なお、画ネットワークを介して外部の端末装置から受け付けたプリントジョブのデータに基づき画像形成装置１の装置本体の正面側かつ上側であり、ユーザの操作し易い位置に、操作パネル３５が配置されている。操作パネル３５は、ユーザからの各種指示を受け付けるボタンやタッチパネル式の液晶表示部などを備えており、当該受け付けた指示内容を制御部５に伝えることができる。

このような画像形成装置としては、プリンタ、複写機、ファクシミリ、それらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置を挙げることができる。画像形成装置は、乾式または湿式のいずれであっても良いが、乾式であることが好ましい。

このような本実施形態の画像形成装置は、長期間にわたって画像品質の高い画像を形成することができるという優れた効果を示す。

なお、本実施形態においては、定着部材のうち、加圧部材（加圧ロール）４２がシリコーンゴムを含む弾性体層４２２を有しており、その弾性体層４２２を被覆するようにＰＦＡ樹脂からなる表面層４２３を形成したが、加熱部材（加熱ロール）４１がシリコーンゴムを含む弾性体層を有しており、その弾性体層を被覆するようにＰＦＡ樹脂からなる表面層４１３を形成してもよい。また、加圧部材４１と加圧部材４２の両者が、シリコーンゴムを含む弾性体層を有しており、その弾性体層を被覆するように、上記の特定の置換基を有するＰＦＡ樹脂からなる表面層を形成してもよい。このように、一対の定着部材の少なくともいずれかが、シリコーンゴムを含む弾性体層と、弾性体層の外側に積層された表面層とを含んでいれば、本発明に包含される。

なお、定着部材（加圧部材および加圧部材）において、一般に弾性体層と呼ばれる層以外の層（たとえば、樹脂基材層）であっても、弾性材料としてシリコーンゴムを含有する場合は、本発明における「弾性体層」に相当する。

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜実施例１＞
本実施例では、特定の置換基として「シロキサン結合を含む基」を有するＰＦＡ樹脂からなる表面層を有する加圧部材（定着部材）を作製した。

（ＰＦＡ樹脂チューブの作製）
まず、内面のみにヒドロキシ基の付加処理が施されたＰＦＡ樹脂チューブ（商品名「ＧＲＣ」、グンゼ株式会社製、直径３０ｍｍ、厚み４０μｍ）を用意した。

化学式（１−１）で示されるヒドロキシ基の付加処理を施した上記ＰＦＡ樹脂チューブ２．０８ｇと、ＮａＨ１．９８ｇとをトルエン中で、約１時間リフラックス（還流）させた。次に、化学式（１−２）で示されるクロロトリメチルシラン８．９４ｇを徐々に加え、更に約１時間リフラックスし、反応を進行させた。

その後、ＰＦＡ樹脂チューブをトルエンから取り出し、更にトルエンで数回洗うことにより、化学式（１−３）で示されるシロキサン結合を含む基を有するＰＦＡ樹脂チューブを得た。

（加圧部材の作製）
上記のようにして得たシロキサン結合を含む基を内表面に有するＰＦＡ樹脂チューブを用いて、上述の加圧部材の製造方法と同様に、液状シリコーンゴム射出成形システム（ＬＩＭＳ）を用いて、加圧部材を作製した。すなわち、円筒型の内面に沿って上記のＰＦＡ樹脂チューブを挿入セットし、別途用意しておいた液状のシリコーンゴム（商品名：Ｘ−３０−３８８８−Ｕ、信越化学工業社製）を金型内の芯金と表面層の間の空間に流し込み、その状態を加硫することで加圧部材を作製した。

なお、芯金としては、ステンレス製の直径２８ｍｍのものを用い、シリコーンゴムからなる弾性体層の厚みが２ｍｍとなるように設計した。

＜実施例２＞
本実施例では、表面層の作製に用いるＰＦＡ樹脂チューブに付加する特定の置換基として、以下のような「シロキサン結合を２つ含む基」を用いた。それ以外の点は、実施例１と同様にして、実施例２の加圧部材（定着部材）を作製した。

（ＰＦＡ樹脂チューブの作製）
まず、化学式（２−１）で示されるジクロロジメチルシラン１．２９ｇとＮａＯＭｅ０．５４ｇをトルエン中、約１時間リフラックスさせた。次に、化学式（２−２）で示されるヒドロキシトリメチルシラン０．９８ｇを徐々に加え、更に約１時間リフラックスし、反応を進行させることで、化学式（２−３）で示される化合物を得た。

化学式（２−４）で示される実施例１で用いたヒドロキシ基の付加処理を施したＰＦＡ樹脂チューブと同様のＰＦＡ樹脂チューブ２．０８ｇと、ＮａＨ１．９８ｇとをトルエン中、約１時間リフラックスさせた。次に、化学式（２−３）で示される化合物１５．０４ｇを徐々に加え、更に約１時間リフラックスし、反応を進行させた。

その後、ＰＦＡ樹脂チューブをトルエンから取り出し、更にトルエンで数回洗うことにより、化学式（２−５）で示される「シロキサン結合を２つ含む基」を有するＰＦＡ樹脂チューブを得た。

＜実施例３＞
本実施例では、表面層の作製に用いるＰＦＡ樹脂チューブに付加する特定の置換基として、以下のような「嵩高基」を用いた。それ以外の点は、実施例１と同様にして、実施例３の加圧部材（定着部材）を作製した。

（ＰＦＡ樹脂の調製）
まず、化学式（３−１）で示される実施例１で用いたヒドロキシ基の付加処理を施したＰＦＡ樹脂チューブと同様のＰＦＡ樹脂チューブ２．０８ｇと、ＮａＨ１．９８ｇとをトルエン中、約１時間リフラックスさせた。次に、化学式（３−２）で示される２‐クロロ‐２，４，４‐トリメチルペンタン１２．２３ｇを徐々に加え、更に約１時間リフラックスし、反応を進行させた。

その後、ＰＦＡ樹脂チューブをトルエンから取り出し、更にトルエンで数回洗うことにより、化学式（３−３）で示される「嵩高基」を有するＰＦＡ樹脂チューブを得た。

＜実施例４＞
本実施例では、表面層の作製に用いるＰＦＡ樹脂チューブに付加する特定の置換基として、以下のような「嵩高基」を用いた。それ以外の点は、実施例１と同様にして、実施例４の加圧部材（定着部材）を作製した。

まず、化学式で示される実施例１で用いたヒドロキシ基の付加処理を施したＰＦＡ樹脂チューブと同様のＰＦＡ樹脂チューブ２．０８ｇと、ＮａＨ１．９８ｇをトルエン中、約１時間リフラックスさせた。次に、化学式（４−２）で示される１‐クロロヘキサデカン２３．５４ｇを徐々に加え、更に約１時間リフラックスし、反応を進行させた。

その後、ＰＦＡ樹脂チューブをトルエンから取り出し、更にトルエンで数回洗うことにより、化学式（４−３）で示される「嵩高基」を有するＰＦＡ樹脂チューブを得た。

＜実施例５＞
本実施例では、表面層の作製に用いるＰＦＡ樹脂チューブに付加する特定の置換基として、以下のような「シロキサン結合を含む嵩高基」を用いた。それ以外の点は、実施例１と同様にして、実施例５の加圧部材（定着部材）を作製した。

化学式（５−１）で示される２‐ヒドロキシ‐２，４，４‐トリメチルペンタン１．３０ｇとＮａＯＭｅ０．５４ｇをトルエン中、約１時間リフラックスさせた。次に、化学式（５−２）で示されるジクロロジメチルシラン１．２９ｇを徐々に加え、更に約１時間リフラックスし、反応を進行させることで化学式（５−３）で示される化合物を得た。

化学式（５−４）で示される実施例１で用いたヒドロキシ基の付加処理を施したＰＦＡ樹脂チューブと同様のＰＦＡ樹脂チューブ２．０８ｇと、ＮａＨ１．９８ｇとをトルエン中、約１時間リフラックスさせた。次に、化学式（５−３）で示される化合物１８．３３ｇを徐々に加え、更に約１時間リフラックスし、反応を進行させた。

その後、ＰＦＡ樹脂をトルエンから取り出し、更にトルエンで数回洗うことにより、化学式（５−５）で示される「シロキサン結合を含む嵩高基」を有するＰＦＡ樹脂チューブを得た。

＜実施例６＞
本実施例では、表面層の作製に用いるＰＦＡ樹脂チューブに付加する特定の置換基として、以下のような「シロキサン結合を含む嵩高基」を用いた。それ以外の点は、実施例１と同様にして、実施例６の加圧部材（定着部材）を作製した。

化学式（６−１）で示される２‐ヒドロキシ‐２，４，４‐トリメチルペンタン１．２９ｇと、ＮａＯＭｅ０．５４ｇをトルエン中、約１時間リフラックスさせた。次に、化学式（６−２）で示されるジクロロジメチルシラン２．６７ｇを徐々に加え、更に約１時間リフラックスし、反応を進行させることで化学式（６−３）で示される化合物を得た。

化学式（６−４）で示される実施例１で用いたヒドロキシ基の付加処理を施したＰＦＡ樹脂チューブと同様のＰＦＡ樹脂チューブ２．０８ｇと、ＮａＨ１．９８ｇをトルエン中、約１時間リフラックスさせた。次に、化学式（６−３）で示される化合物２９．６４ｇを徐々に加え、更に約１時間リフラックスし、反応を進行させた。

その後、ＰＦＡ樹脂チューブをトルエンから取り出し、更にトルエンで数回洗うことにより、化学式（６−６）で示される「シロキサン結合を含む嵩高基」を有するＰＦＡ樹脂チューブを得た。

＜実施例７＞
本実施例では、表面層の作製に用いるＰＦＡ樹脂チューブに付加する特定の置換基として、以下のような「嵩高基」を用いた。それ以外の点は、実施例１と同様にして、実施例４の加圧部材（定着部材）を作製した。

まず、化学式で示される実施例１で用いたＰＦＡ樹脂チューブと同様のＰＦＡ樹脂チューブ２．０８ｇと、ＮａＨ１．９８ｇをトルエン中、約１時間リフラックスさせた。次に、化学式（７−２）で示される化合物２２．６ｇを徐々に加え、更に約１時間リフラックスし、反応を進行させた。

その後、ＰＦＡ樹脂チューブをトルエンから取り出し、更にトルエンで数回洗うことにより、化学式（７−３）で示される「嵩高基」を有するＰＦＡ樹脂チューブを得た。

＜実施例８＞
本実施例では、表面層の作製に用いるＰＦＡ樹脂チューブに付加する特定の置換基として、以下のような「嵩高基」を用いた。それ以外の点は、実施例１と同様にして、実施例４の加圧部材（定着部材）を作製した。

まず、化学式で示される実施例１で用いたＰＦＡ樹脂チューブと同様のＰＦＡ樹脂チューブ２．０８ｇと、ＮａＨ１．９８ｇをトルエン中、約１時間リフラックスさせた。次に、化学式（８−２）で示される化合物２０．８ｇを徐々に加え、更に約１時間リフラックスし、反応を進行させた。

その後、ＰＦＡ樹脂チューブをトルエンから取り出し、更にトルエンで数回洗うことにより、化学式（８−３）で示される「嵩高基」を有するＰＦＡ樹脂チューブを得た。

＜実施例９＞
本実施例では、表面層の作製に用いるＰＦＡ樹脂チューブに付加する特定の置換基として、以下のような「嵩高基」を用いた。それ以外の点は、実施例１と同様にして、実施例４の加圧部材（定着部材）を作製した。

まず、化学式で示される実施例１で用いたＰＦＡ樹脂チューブと同様のＰＦＡ樹脂チューブ２．０８ｇと、ＮａＨ１．９８ｇをトルエン中、約１時間リフラックスさせた。次に、化学式（９−２）で示されるクロロトリメチルシラン４．４７ｇと化学式（９−３）で示される２‐クロロ‐２，４，４‐トリメチルペンタン６．１２ｇを徐々に加え、更に約１時間リフラックスし、反応を進行させた。

その後、ＰＦＡ樹脂チューブをトルエンから取り出し、更にトルエンで数回洗うことにより、化学式（９−４）で示される「シロキサン」「嵩高基」を有するＰＦＡ樹脂チューブを得た。

＜比較例１＞
比較例１では、表面層の作製に用いるＰＦＡ樹脂チューブに何も置換基を付加しなかった。それ以外の点は、実施例１と同様にして、比較例１の加圧部材（定着部材）を作製した。なお、ＰＦＡ樹脂チューブとしては、実施例１と同様にヒドロキシ基の付加処理を実施したものを使用した。

［評価］
上記で作製した実施例１〜６および比較例１の加圧部材（定着部材）に関して、以下の評価１〜３を行なった。

＜評価１：超微粒子粉塵評価＞
上記実施例１〜６および比較例１の各々で作製した加圧部材（定着部材）を、フルカラー複合機（商品名：「ｂｉｚｈｕｂ Ｃ７５４」、コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製）の定着装置の加圧部材と交換したプリンタ試験機を用意した。該プリンタ試験機を、容積１ｍ^３のステンレス製チャンバー内に設置し、チャンバー内が６７Ｌ／分で換気されるように設定した。

チャンバー内を約１時間換気した後、上記プリンタ試験機による１０分間のプリント動作を行い、プリント動作中に装置から排出される粉塵（微粒子）をサンプリングした。トナーは、体積平均粒子径が８μｍのものを使用した。

チャンバー内に排出された微粒子をＴＳＩ社製微粒子計測器（型式ＣＰＣ３００７）で連続的に測定した。プリント開始からプリント終了後３換気相当分の時間に観測された粒子径１０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲の微粒子の総数を測定した。その結果を表１（「超微粒子粉塵評価」の項）に示す。

＜評価２：画像評価＞
フルカラー複合機（商品名：「ｂｉｚｈｕｂ Ｃ７５４」、コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製）に、実施例１〜６および比較例１の各々で作製した加圧部材（定着部材）をセットして、露光量等を適正化し、２０℃、５０％ＲＨで、青色のベタ画像（シアン（Ｃ）の印字率が１００％の画像）を、記録材であるプリンタ用紙（商品名：「Ｊ紙」、富士ゼロックス株式会社製、Ａ４サイズ、）に１０万枚印刷した。

ベタ画像が印刷されたプリンタ用紙を目視により観察し、スポット（画像の抜け）として観察される「画像汚れ」の数を数えた。このスポットは、加圧部材の表面に付着した微粒子等の影響によって生じるものと考えられる。その結果（画像汚れの数）を表１（「画像評価」の項）に示す。

なお、上記のフルカラー複合機は、レーザー露光および反転現像方式を採用するものであり、静電潜像担体に担持されたトナー像を、中間転写体に１次転写した後、該トナー像を該中間転写体から記録材へ２次転写し、定着装置４０によってトナー像を記録材に定着させることで、記録材上に画像を形成する画像形成装置であって、模式的には図５で示されるものである。

表１より明らかなように、超微粒子粉塵評価（評価１）の結果から、実施例の加圧部材（定着部材）は、比較例の加圧部材に比し、発生する超微粒子の数を１オーダー以上低減できることが確認できた。

また、画像評価（評価２）の結果から、実施例の加圧部材（定着部材）は、比較例の加圧部材に比し、定着部材表面に付着した微粒子等に起因する画像汚れの数が極めて少ないことが確認できた。なお、画像汚れの数が１００（個／枚）以上であると、画像部の汚れが多くなるため、画像部の汚れが認識され実用上問題となるレベルになる。

すなわち、本発明の定着部材、定着装置および画像形成装置は、シロキサン分子などの超微粒子の放出量を低減することができるという優れた効果を示すことが明らかである。

さらに、嵩高基がシロキサン結合を含んでいる実施例５および６の加圧部材（定着部材）は、実施例１〜４の加圧部材よりも、さらに発生する超微粒子の数、および、画像汚れの数が減少していることから、超微粒子の放出量をさらに低減できることが分かる。

以上のように本発明の実施形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。

今回開示された実施形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 画像形成装置、１０ 画像プロセス部、１１ 感光体ドラム、１２ 帯電器、１３ 露光部、１４ 現像部、１５ １次転写ローラ、１６ クリーナ、２０ 転写部、２１ 中間転写体、２１ａ 樹脂基材層、２１ｂ 弾性体層、２１ｃ 表面層、２２ ２次転写ローラ、２３ 濃度検出センサ、２４ 駆動ローラ、２５ 従動ローラ、２６ クリーニングブレード、３０ 給紙部、３１ 搬送路、３２ 排紙ローラ、３３ 排紙トレイ、３５ 操作パネル、４０ 定着装置、４１ 加熱部材、４１１ ヒータ、４１２ 芯金、４１３ 表面層、４２ 加圧部材、４２１ 芯金、４２２ 弾性体層、４２２ａ シリコーンゴム、４２３ 表面層、４２３ａ パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）樹脂、４２３ｂ 特定の置換基、５ 制御部、９０ 金型、９１ 円筒型、９２ 上型、９２ａ 注入口、９３ 下型。

Claims (8)

1. 一対の定着部材を備える定着装置によってトナー像を記録材に定着させる画像形成装置に用いる該一対の定着部材のうち前記トナー像と接触しない側の定着部材であって、
   前記定着部材は、ロール状の形状を有し、かつ、シリコーンゴムを含む弾性体層と、前記弾性体層の外側に積層された表面層とを含み、
   前記表面層は、特定の置換基を有するパーフルオロアルコキシアルカン樹脂を主成分として含み、
   前記特定の置換基は、シロキサン結合を含む基、および、嵩高基から選択される少なくとも１つの置換基である、定着部材。
2. 前記シロキサン結合を含む基に含まれるシロキサン結合の数は１〜１０である、請求項１に記載の定着部材。
3. 前記嵩高基は炭素原子を含み、前記嵩高基の炭素数は５以上である、請求項１または２に記載の定着部材。
4. 前記嵩高基の炭素数は４０以下である、請求項３に記載の定着部材。
5. 前記嵩高基がシロキサン結合を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着部材。
6. 前記表面層の厚みが５μｍ以上、２００μｍ以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着部材。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着部材を備えた定着装置。
8. 請求項７に記載の定着装置を備えた画像形成装置。

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