JP6724462B2 - 円筒体、定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、円筒体、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、画像形成装置の高速化等に対応させるために、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加圧ベルトと、この加圧ベルトの内側に非回転状態で配置された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加圧ベルトを定着ロールに圧接させて構成し、加圧ベルトと定着ロールとの間に記録媒体を通過させるようにベルトニップ領域を設けるとともに、定着ロールの表面のうち、記録媒体の出口側を局部的に弾性変形させるようにしたベルトニップ方式と呼ばれる定着装置に関する技術がある（例えば、特許文献１参照）。

このような方式の定着ロール等の定着部材は、例えば、ＳＵＳやアルミニウム合金等の金属を含んで構成される基材、シリコーンゴム等を含んで構成される弾性層、フッ素樹脂等を含んで構成される表面層、および各層間を接着する接着層によって構成されている。

従来、定着部材において、表面層と弾性層の層間を接着する接着剤として、例えば、シリコーンゴムまたはシリコーン樹脂とシリコーン系界面活性剤とを含む接着剤によって接着層を形成することで接着性を実現してきた。この層間を強固に接着させるには、接着層と内外層（表面層および弾性層）の界面接着強度、および接着剤自身の強度の両方を大きくことが望まれ、界面接着強度の上昇には接着に寄与するポリマの官能基やフィラー等の反応成分を増加する手段が、接着剤自身の強度の上昇には架橋成分およびフィラー成分を増加する手段が一般的に用いられている（例えば、特許文献２参照）。

定着部材の機能として、用紙の凹凸に追従してトナーを加圧、加熱するために、定着部材表面の弾性変形による凹凸追従性が高いことが望まれる。そのため、定着部材の表面層および弾性層の柔軟性の向上が図られている。さらに、合わせて接着層の柔軟性も重要となってくるが、層間界面の接着強度を増加させるための前記手段をとることで、一般に接着層の硬度は上昇する。そのため、定着部材表面の凹凸追従性が低下し、画質に影響が生じることがあった。

特許第３２９８３５４号公報 特開２００６−３５０１９４号公報

本発明の目的は、定着部材等に用いる円筒体の接着層において、接着層の外周側より接着層の内周側の方が、フィラーの含有量が多くない場合に比較して、高い接着強度を維持しつつ、外周側の柔軟性の低下が抑制される円筒体、その円筒体を用いた定着装置、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、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、前記接着層がシリコーン樹脂またはシリコーンゴムと、フィラーとしてシリカとを含有し、前記接着層の外周側に前記フィラーと前記シリコーン樹脂またはシリコーンゴムとを含む層を有し、前記接着層の内周側に前記フィラーを含む層、または前記フィラーと前記シリコーン樹脂もしくはシリコーンゴムとを含む層を有し、前記内周側の層の前記フィラーの含有量は、前記外周側の層に比べて質量で１．５倍以上５００倍以下の範囲である、円筒体である。

請求項２に係る発明は、加熱部材と前記加熱部材に圧接する加圧部材とを含む一対の定着ユニットを有し、前記加熱部材と前記加圧部材とにより形成されるニップ領域に未定着トナー像を保持する記録媒体を通過させ、熱および圧力によって前記未定着トナー像の定着を行い、前記加熱部材および前記加圧部材の少なくとも一方が請求項１に記載の円筒体である定着装置である。

請求項３に係る発明は、記録媒体に未定着トナー像を形成させるトナー像形成手段と、請求項２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、接着層の外周側より接着層の内周側の方が、フィラーの含有量が多くない場合に比較して、高い接着強度を維持しつつ、外周側の柔軟性の低下が抑制される円筒体が提供される。

請求項２に係る発明によると、円筒体の接着層の外周側より接着層の内周側の方が、フィラーの含有量が多くない場合に比較して、高い接着強度を維持しつつ、外周側の柔軟性の低下が抑制される円筒体を有する定着装置が提供される。

請求項３に係る発明によると、円筒体の接着層の外周側より接着層の内周側の方が、フィラーの含有量が多くない場合に比較して、高い接着強度を維持しつつ、外周側の柔軟性の低下が抑制される円筒体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。

＜定着装置および円筒体＞
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、加熱部材と加熱部材に圧接する加圧部材とを含む一対の定着ユニットを有し、加熱部材と加圧部材とにより形成されるニップ領域に未定着トナー像を保持する記録媒体を通過させ、熱および圧力によって未定着トナー像の定着を行う定着装置である。そして、加熱部材および加圧部材の少なくとも一方が、基材と、基材の周囲に形成された弾性層と、弾性層の表面を被覆する表面層と、弾性層と表面層との間に形成された接着層とを有し、接着層が樹脂またはゴムと、フィラーとを含有し、接着層の外周側より、接着層の内周側の方が、フィラーの含有量が多い円筒体である。

図１は、フリーベルト型の定着装置の概略構成図である。図１に示すフリーベルト型の定着装置６０は、加熱ロール・ベルト型定着装置において、より一層の小型化、省エネ化と高速化の両立を狙った装置であり、ベルトを張架するための支持ロールや加圧ローラを有さず、ベルト走行ガイド６３に沿ってガイドされ、加熱ロール６１からの駆動力を受けることで加圧ベルト６２を従動させており、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。

図１に示すフリーベルト型の定着装置６０は、定着ユニットとして、加熱ロール６１および加圧ベルト６２が対向して設けられ、加圧ベルト６２として、表面層を有する管状部材を含んで構成される無端ベルトを備える。加圧ベルト６２は、その周内部に配置された加圧パッド（加圧部材）６４により加熱ロール６１に押圧され、圧接してニップが形成されつつ上述のようにベルト走行ガイド６３に沿ってガイドされ、加熱ロール６１からの駆動力を受けることで従動される。

加圧パッド６４は、記録媒体の進行方向に沿って、異なる硬度の２つの加圧部としてプレニップ部材６４ａ、剥離ニップ部材６４ｂを有する。加圧パッド６４における記録媒体突入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、ニップ領域の圧力を記録媒体突入側より記録媒体排出側が高くなりようにしている。この構成により、記録媒体（特に薄い記録媒体）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部材６８を介して加圧ベルト６２の内周面から加熱ロール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を適量供給する。これにより、加圧ベルト６２と摺動部材６８との摺動部に潤滑剤を供給し、摺動部材６８を介した加圧ベルト６２と加圧パッド６４との摺動抵抗が低減される。

加熱ロール６１は、内部にヒータランプ６６等の加熱手段を有する金属製等の中空芯金属の基材６１１に弾性層６１２および表面層６１３が順次形成されて構成されている。これらの基材６１１や、弾性層６１２および表面層６１３は、従来公知の材料により構成すればよい。

加熱ロール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、加熱ロール６１の回転方向Ｃと対向する向き（カウンタ方向）に、加熱ロール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。

図１に示す定着装置６０では、未定着トナー像Ｐを表面に保持する記録媒体５６が、不図示の搬送手段により矢印方向に搬送されて、矢印Ｃ方向に回転駆動される加熱ロール６１と加圧ベルト６２とが圧接して形成されたニップ領域に挿入されて通される。この際、記録媒体５６の未定着トナー像Ｐが形成された面と、加熱ロール６１の表面とが、向き合うように記録媒体５６が通される。このニップ領域を記録媒体５６が通過した際に、熱および圧力が記録媒体５６に加えられることにより、未定着トナー像Ｐが、記録媒体５６に定着される。定着後の記録媒体５６は、ニップ領域を通過後、剥離部材７０により加熱ロール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。

定着装置６０において、加熱ロール６１と加圧ベルト６２とにより形成されるニップ領域に、未定着トナー像を保持する記録媒体が通過する時間（ニップ時間）は、例えば０．０３０秒以上であることが好ましい。このニップ時間が０．０３０秒未満であると、良好な定着性と、紙しわやカールの発生防止との両立が困難になる場合があり、その分、定着温度を上げると、エネルギの浪費、部品の耐久性低下、装置の温昇等を招きやすい。なお、ニップ時間の上限は特に限定されるものではないが、定着処理能力と装置、部材の大きさの兼ね合い等から、例えば０．５秒以下が好ましい。

本実施形態に係る定着装置６０における加熱部材である加熱ロール６１は、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、接着層が樹脂またはゴムと、フィラーとを含有し、接着層の外周側より、接着層の内周側の方が、フィラーの含有量が多い円筒体である。

本発明者らは、接着層の外周側より接着層の内周側の方を、フィラーの含有量を多くして、接着層の内周側において接着強度を高くして、接着層の外周側において柔軟性を高くすることによって、接着層の外周側より接着層の内周側の方が、フィラーの含有量が多くない場合に比較して、高い接着強度を維持しつつ、外周側の柔軟性の低下が抑制されることを見出した。外周側の柔軟性が高いため、表面の凹凸追従性に優れ、色ムラ等の画質欠陥の発生が抑制される。

例えば、表面層６１３と弾性層６１２との間に設けられる接着層は、接着層膜厚の例えば１／２を境界に、接着層の外周側より接着層の内周側の方を、フィラーの含有量を多くすればよい。フィラーの含有量は、接着層膜厚の例えば１／２を境界に、接着層の内周側は接着層の外周側に比べて質量で１．５倍以上５００倍以下の範囲であることが好ましく、２倍以上１００倍以下の範囲であることがより好ましい。１．５倍より少ないと、接着層の強度が保てない、または柔軟性が維持できなくなる場合がある。５００倍より大きいと、含有量差によって含有量の多い部分と少ない部分の間で応力が集中し、接着層内での破壊が生じやすくなる場合がある。フィラーの含有量は、接着層の外周側から接着層の内周側に向かって段階的に多くなってもよいし、連続的に多くなってもよい。

接着層全体のフィラーの含有量は、樹脂またはゴム成分１００質量部に対して、１質量部以上１０００質量部以下の範囲であることが好ましい。１質量部より少ないと、接着層の強度が保持できない場合がある。１０００質量部より多いと、接着層の柔軟性が低下する場合がある。

接着層に充填するフィラーとしては、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化鉄、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、カーボンブラック等の無機フィラー等が挙げられ、樹脂またはゴム成分としてシリコーン系材料を用いた場合には、シリコーン樹脂またはシリコーンゴム成分との相互作用性が高く、補強効果の大きいシリカが好ましい。

接着層においてフィラーの含有量を変化させる手段としては、フィラーの含有量が異なる２種以上の接着剤組成物を用意し、フィラーの含有量がより多い接着剤組成物を用いて塗布等により１層目の接着層を形成した後、１層目の接着層が流動性を維持している状態でフィラーの含有量がより少ない接着剤組成物（フィラーを含有しない接着剤組成物でもよい）を用いて２層目の接着層を塗布する方法、弾性層の表面にフィラー粉体、またはヘプタン等の有機溶媒にフィラーを分散したフィラー分散液を噴霧して、フィラーを弾性層の表面に付着させた後、接着層組成物を塗布する方法等が挙げられる。

接着層の塗布方法としては、スプレー塗布、スパイラル塗布、ブレード塗布、刷毛塗布等が挙げられる。

円筒体の表面層と弾性層との接着層に用いる樹脂またはゴム成分としては、例えば、シリコーン樹脂、シリコーンゴム等のシリコーン系材料等が挙げられるが、柔軟性を保持するためにはシリコーンゴムが好ましい。また、層間の反応性を向上させるため、接着層にアルコキシ系シランカップリング剤等の界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤の含有量は、例えば、接着層全体の質量に対して０．１質量％以上５０質量％以下の範囲である。

接着層の厚みは、０．０１μｍ以上５０μｍ以下の範囲であることが好ましく、０．１μｍ以上３０μｍ以下の範囲であることがより好ましい。接着層の厚みが０．０１μｍ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。

円筒体の基材６１１としては、例えば、無端ベルト、ロール状芯金等が用いられる。無端ベルトとしては、例えば、ポリイミド等の耐熱性樹脂、ステンレス、Ｎｉ電鋳等が用いられる。ロール状芯金としては、例えば、中空または中実のステンレス鋼、アルミニウム合金等の金属等が用いられる。

基材６１１の厚みは、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。

円筒体の基材６１１と弾性層６１２の接着層には、例えば、シリコーン系接着剤、シリコーン系界面活性剤等が用いられる。

円筒体の弾性層６１２としては、例えば、弾性材料として耐熱性合成ゴムを主成分とし、必要に応じて無機フィラー等の添加材を含有してもよい。合成ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等が挙げられ、これらは２種以上を混合してもよいが、シリコーンゴムであることが好ましい。

弾性層６１２に含有する無機フィラーとしては、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化鉄、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、カーボンブラック等が挙げられる。

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。

弾性層６１２のデュロメータＡによる硬度は、例えば、２以上６０以下の範囲が好ましく、５以上５０以下の範囲がより好ましい。硬度が２未満であると、弾性層６１２の強度が著しく低下し、せん断応力により層内破壊が発生する場合がある。硬度が６０を超えると、ニップ領域形成におけるニップ幅の確保が困難であり、さらに表面の柔軟性の低下による凹凸追従性が低下する場合がある。

円筒体の表面層６１３は、フッ素系樹脂コーティング材やフッ素系樹脂チューブ等により形成される。ここでフッ素系樹脂コーティング材としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、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樹脂（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂が挙げられ、またフッ素系樹脂チューブとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、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樹脂（ＰＦＡ）、フッ化エチレン−ポリプロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル樹脂等が挙げられるが、これらのうちで耐熱性、離型性等の観点から、特にＰＦＡが好ましい。

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。

加熱ロール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。この弾性層体に例えば上記の通りフィラーの含有量が異なる２種以上の接着剤組成物を用いて塗布した後、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、加熱ロールを得る。

なお、本実施形態に係る定着装置６０では、加熱部材として上記本実施形態に係る円筒体と、加圧部材として加圧ベルトおよび加圧パッドを適用した、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、加熱部材として定着ベルトと、加圧部材として上記本実施形態に係る円筒体を適用した、ロール・ベルト方式の定着装置であってもよいし、加熱部材として上記本実施形態に係る円筒体と、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し、加熱部材として定着ロールと、加圧部材として上記本実施形態に係る円筒体を適用した、ロール・ロール方式の定着装置であってもよい。加熱部材として上記本実施形態に係る円筒体を適用する方が、加圧部材として上記本実施形態に係る円筒体を適用するよりも効果が高い。

＜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円筒体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、記録媒体に未定着トナー像を形成させるトナー像形成手段と、上記定着装置とを備える画像形成装置である。

本実施形態に係る画像形成装置は、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円筒体を有する。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、本実施形態に係る定着装置が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。図２に示す画像形成装置３は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置である。電子写真方式にて各色成分のトナー像が形成されるトナー像形成手段の一例としての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にて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画像を記録紙等の記録媒体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手段の一例としての定着装置６０とを備える。また、画像形成装置３は、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を備える。

本実施形態において、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、矢印Ａ方向に回転する像保持体としての感光体ドラム１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１を帯電する帯電手段としての帯電器１２、感光体ドラム１１上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段としてのレーザ露光器１３（図２において露光ビームを符号Ｂｍで示す）、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手段としての現像器１４、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手段としての一次転写ロール１６、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するクリーニング手段としてのドラムクリーナ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で構成されている。そして、その体積抵抗率は例えば１０^６Ωｃｍ以上１０^１４Ωｃｍ以下の範囲となるように形成されており、その厚みは例えば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２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。この各種ロールとして、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を循環駆動させる駆動ロール３１、各感光体ドラム１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２、中間転写ベルト１５に対して予め定めた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、二次転写部２０に設けられるバックアップロール２５、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等を有している。

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で構成されている。一次転写ロール１６は、例えば、シャフトと、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）とのブレンドゴム等で形成され、体積抵抗率が例えば１０^７．５Ωｃｍ以上１０^８．５Ωｃｍ以下のスポンジ状等の円筒状等のロールである。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、その表面抵抗率が例えば１０^７Ω／□以上１０^１０Ω／□以下の範囲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が接触して配置されている。

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１０^７．５Ωｃｍ以上１０^８．５Ωｃｍ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上にトナー像を二次転写する。

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。一方、イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側には、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となる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予め定めたマーク等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が画像形成を開始するように構成されている。

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、この用紙トレイ５０に集積された記録媒体５６を所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１、ピックアップロール５１にて繰り出された記録媒体５６を搬送する搬送ロール５２、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、二次転写ロール２２によって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、記録媒体５６を定着装置６０に導く定着入口ガイド５７等を備えている。

次に、本実施形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスの一例について説明する。図２に示すような画像形成装置では、図示しない画像読取装置（ＩＩＴ）や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置（ＩＰＳ）にて所定の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。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。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を画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射する。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にて中間転写ベルト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とバックアップロール２５と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を定着装置６０まで搬送する。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、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の回転駆動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。

本実施例において使用した物性値の測定方法は次の通りである。

［接着強度］
完成した円筒体部材の表面層に２０ｍｍ幅で切込みを入れ、１０ｍｍ程度周方向に剥がした部分をチャッキングし、表面９０°方向に引張り、破壊強度を測定した。７Ｎ以上を〇、７Ｎ未満を×とした。また、剥離面の状態を目視で観察した。

［表面硬度］
完成した円筒体部材の表面をマイクロゴム硬度計（高分子計器株式会社製、ＭＤ−１、Ｃタイプ）で測定し、表面硬度を測定した。

［画質評価］
フリーベルト型の加熱ロール・加圧ベルト方式の定着装置（図１参照）を搭載した富士ゼロックス社製の画像形成装置ＤＣＣ４００に対して、得られた円筒体を加熱ロールとして搭載し、加熱ロールの内部に８００Ｗのハロゲンランプヒータを設置し、１５０℃の設定温度、１５０ｍｍ／ｓｅｃの速度、８ｍｍのニップ幅を有するように設定した。また、トナーは、富士ゼロックス社製のＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒＣｏｌｏｒ４００用カラートナー（ブラック色）を使用し、画像濃度１００％で、富士ゼロックス社製「Ｊ紙」に定着させた。得られた画像の色濃度ムラを視認にて評価し、基準画質に対し、色ムラがない場合を○、色ムラがある場合を×で評価した。

＜参考例１＞
定着ロールを以下のように作製した。基材としての芯金として、アルミニウム（Ａ−５０５２材）で、外径φ２５．８ｍｍ、肉厚３ｍｍの円筒基材を使用した。基材／弾性層間のプライマにはＤＹ３９−０５１（東レダウコーニング社製）を用い、Ａ／Ｂ剤等量を撹拌した後、刷毛塗布し、乾燥させた。その後、液状シリコーンゴム（ＣＦ９３７８Ａ／Ｂ、東レダウコーニング社製）を基材上に膜厚４００μｍとなるようにスパイラル塗布し、２５０℃で１時間焼成して、ゴムロールを得た。

次に弾性層／表面層間の接着剤として、シリコーンゴム系プライマであるＳＥ１７１４（東レダウコーニング社製）１００質量部をベースにシリカフィラーを２００質量部添加した接着剤組成物と、シリカフィラー未添加の接着剤組成物とを用意した。焼成したゴムロールにシリカフィラーを添加した接着剤組成物を１５μｍ厚みでスパイラル塗布し、直後にシリカフィラー未添加の接着剤組成物を１５μｍ厚みでスパイラル塗布した後、６０℃で１時間乾燥させた。

次に内面を接着性に処理したＰＦＡチューブを外挿入した後、３０℃で８時間静置後、２００℃で２時間焼成し、チューブ不要部をカットして、定着ロールを得た。

＜参考例２＞
参考例１と同様に弾性層を形成し、ゴムロールを作製した後、ヘプタン１００質量部にシリカフィラー２０質量部を分散させたフィラー分散液を用意し、ゴムロール上に１０μｍ厚みでスプレー塗布した。直後に接着剤としてＳＥ１７１４（東レダウコーニング社製）をベースにしたシリカフィラー未添加の接着剤組成物を３０μｍ厚みでスパイラル塗布した後、６０℃で１時間乾燥させた後、参考例１と同様にして定着ロールを得た。

＜実施例３＞
参考例１と同様に弾性層を形成し、ゴムロールを作製した後、接着剤としてＳＥ１７１４（東レダウコーニング社製）をベースにシリカフィラーを２００質量部添加した接着剤組成物を１５μｍ厚みでスパイラル塗布した。直後に接着剤としてＳＥ１７１４（東レダウコーニング社製）をベースにシリカフィラーを１０質量部添加した接着剤組成物を１５μｍ厚みでスパイラル塗布した後、６０℃で１時間乾燥させた後、参考例１と同様にして定着ロールを得た。

＜比較例１＞
参考例１と同様に弾性層を形成し、ゴムロールを作製した後、接着剤としてＳＥ１７１４（東レダウコーニング社製）をベースにシリカフィラーを２００質量部添加した接着剤組成物を３０μｍ厚みでスパイラル塗布した後、６０℃で１時間乾燥させ、参考例１と同様にして定着ロールを得た。

＜比較例２＞
参考例１と同様に弾性層を形成し、ゴムロールを作製した後、接着剤としてＳＥ１７１４（東レダウコーニング社製）をベースにしたシリカフィラー未添加の接着剤組成物を３０μｍ厚みでスパイラル塗布した後、６０℃で１時間乾燥させ、参考例１と同様にして定着ロールを得た。

＜比較例３＞
参考例１と同様に弾性層を形成し、ゴムロールを作製した後、接着剤としてＳＥ１７１４（東レダウコーニング社製）をベースにしたシリカフィラー未添加の接着剤組成物を１５μｍ厚みでスパイラル塗布した。直後に接着剤としてＳＥ１７１４（東レダウコーニング社製）をベースにシリカフィラーを２００質量部添加した接着剤組成物を１５μｍ厚みでスパイラル塗布した後、６０℃で１時間乾燥させた後、参考例１と同様にして定着ロールを得た。

上記の通りに作製した定着ロールについて、接着強度および表面硬度を測定し、画質評価を行った結果を表１に示す。

実施例の円筒体は、比較例の円筒体に比べて、高い接着強度を維持しつつ、表面側の柔軟性の低下が抑制された。

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 加熱ロール、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 (3)

1. 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、
   前記接着層がシリコーン樹脂またはシリコーンゴムと、フィラーとしてシリカとを含有し、
   前記接着層の外周側に前記フィラーと前記シリコーン樹脂またはシリコーンゴムとを含む層を有し、前記接着層の内周側に前記フィラーを含む層、または前記フィラーと前記シリコーン樹脂もしくはシリコーンゴムとを含む層を有し、前記内周側の層の前記フィラーの含有量は、前記外周側の層に比べて質量で１．５倍以上５００倍以下の範囲であることを特徴とする円筒体。
2. 加熱部材と前記加熱部材に圧接する加圧部材とを含む一対の定着ユニットを有し、
   前記加熱部材と前記加圧部材とにより形成されるニップ領域に未定着トナー像を保持する記録媒体を通過させ、熱および圧力によって前記未定着トナー像の定着を行い、
   前記加熱部材および前記加圧部材の少なくとも一方が請求項１に記載の円筒体であることを特徴とする定着装置。
3. 記録媒体に未定着トナー像を形成させるトナー像形成手段と、
   請求項２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。