WO2020145191A1 - 定着装置 - Google Patents

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WO2020145191A1
WO2020145191A1 PCT/JP2019/051383 JP2019051383W WO2020145191A1 WO 2020145191 A1 WO2020145191 A1 WO 2020145191A1 JP 2019051383 W JP2019051383 W JP 2019051383W WO 2020145191 A1 WO2020145191 A1 WO 2020145191A1
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layer
fixing device
sheet
fixing belt
surface layer
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PCT/JP2019/051383
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鈴木　雅也
佐々木　憲司
亘 根本
智裕 近藤
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Nok株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a fixing device used in a fixing device of an image forming apparatus using an electrophotographic method.
  • a fixing device of an image forming apparatus presses charged toner on a moving sheet against the sheet to fix it. Therefore, the fixing device has a pair of rolls (a fixing roll and a pressure roll) or a fixing belt and a pressure roll.
  • a fixing device of a type having a fixing belt and a pressure roll toner is fixed on the sheet while the sheet passes through a nip between the fixing belt and the pressure roll (Patent Document 1).
  • Patent Document 1 the fusing belt is pressed against the pressure roll by the fusing roll or fusing pad and melts by heating the toner.
  • the fixing belt is reheated by the heating device and has a high temperature.
  • the toner image is fixed on the sheet without excess or deficiency while the sheet passes through the nip.
  • excessive toner may be adsorbed on the sheet, or conversely, toner may be ejected from the sheet.
  • electrostatic offset causes disturbance of the formed image.
  • the present invention provides a fixing device capable of effectively suppressing electrostatic offset and fixing a positively charged toner image onto a sheet.
  • a fixing device is a tubular fixing device that rotates and contacts a sheet on which a positively charged toner image is formed to fix the toner image on the sheet,
  • a metallic cylindrical base material a rubber layer coated on the outer periphery of the base material, an adhesive layer coated on the outer periphery of the rubber layer, and a resin surface layer coated on the outer periphery of the adhesive layer.
  • the surface of the surface layer is charged to -1 kV, the charge attenuation amount ⁇ V is 120 seconds after the end of charging, and the electrostatic capacitance C per unit area in the thickness direction of the fixing device is 3.30 pF. /Cm 2 or less.
  • a fixing device is a cylindrical fixing device that contacts a sheet on which a positively charged toner image is formed while rotating to fix the toner image on the sheet.
  • a metallic cylindrical base material, a rubber layer coated on the outer periphery of the base material, an adhesive layer coated on the outer periphery of the rubber layer, and a resin surface layer coated on the outer periphery of the adhesive layer Have and.
  • the charge attenuation amount ⁇ V after 120 seconds has elapsed since the surface of the surface layer was charged to ⁇ 1 kV was greater than zero, and the charge attenuation amount ⁇ V was divided by the thickness t of the fixing device to a value ⁇ V/t.
  • the ratio Ct/ ⁇ V of the capacitance C per unit area in the thickness direction of the fixing device is 3.13 ⁇ 10 9 pF/V ⁇ m or less.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a fixing device including the fixing device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing another example of a fixing device including the fixing device according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the fixing device according to the exemplary embodiment.
  • 6A to 6C are schematic views showing steps of manufacturing the fixing device according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a step after the step of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a schematic view showing a step after the step of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a schematic view showing a step after the step of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a schematic view showing a step after the step of FIG. 7.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a step after the step of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a schematic view showing a step after the step of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a schematic view showing a step after the step
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a step that follows the step of FIG. 8.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a step that follows the step of FIG. 9.
  • 6 is a table showing various terms of various samples of the fixing device. 6 is a table showing various terms of various samples of the fixing device.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a method for measuring the electrostatic capacity in the thickness direction of the fixing device according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a method of measuring the amount of charge attenuation in the surface layer of the fixing device according to the embodiment. It is a graph which shows the electric characteristic about each sample.
  • An image forming apparatus using an electrophotographic method forms an image (toner image) made of toner on a sheet of paper which is a recording medium to be conveyed.
  • the image forming apparatus includes a photoconductor drum and a charger, an exposure device, a developing device, a transfer device, and a fixing device which are arranged around the photoconductor drum.
  • the toner is attached to the sheet by positively charging the toner, and the sheet is conveyed to the fixing device.
  • the fixing device has a movable fixing belt (fixing device) 1 and a rotatable pressure roll 2. While the sheet S passes through the nip between the fixing belt 1 and the pressure roll 2, the toner T is fixed on the sheet S. The fixing belt 1 and the pressure roll 2 press the toner T on the sheet S. The fixing belt 1 is melted by heating the toner T.
  • the pressure roll 2 has a core material 3, an elastic layer 4 that covers the outer circumference of the core material 3, and a release layer 5 that covers the outer circumference of the elastic layer 4.
  • the core material 3 is a hard round bar.
  • the material of the core material 3 is not limited, but may be a metal such as iron or aluminum or a resin material.
  • the core material 3 may be hollow or solid.
  • the elastic layer 4 is a cylinder fixed to the outer peripheral surface of the core material 3 over the entire circumference, and is made of sponge.
  • the release layer 5 is a thin layer that is fixed to the outer peripheral surface of the elastic layer 4 over the entire circumference, and makes it easy for the pressure roller 2 to separate from the toner T fixed on the sheet P.
  • FIG. 1 shows how a toner image is formed on one surface of the sheet P, after the toner T is fixed on one surface of the sheet P, the toner T is fixed on the other surface of the sheet P. Note that there are some cases. In this case, the toner T is brought into contact with the pressure roll 2 at the nip.
  • the release layer 5 is made of a synthetic resin material that is easily separated from the toner T.
  • the material of the release layer 5 is preferably a fluororesin.
  • fluororesin include perfluoroalkoxy fluororesin (PFA), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene/hexafluoropropylene copolymer (FEP), or tetrafluoroethylene/ethylene copolymer ( ETFE).
  • the fixing belt 1 is a cylinder, and from a different perspective, it can be thought of as a roll having a thin cylindrical wall.
  • a fixing pad 6 made of resin is arranged inside the fixing belt 1.
  • the fixing pad 6 presses the fixing belt 1 against the pressure roll 2 to appropriately maintain the width of the nip between the fixing belt 1 and the pressure roll 2. In the nip, the fixing belt 1 and the pressure roll 2 are slightly deformed by pressing each other.
  • a heating device 7 is arranged near the fixing belt 1.
  • the heating device 7 reheats the fixing belt 1 that has been cooled by the heat taken by the pressure roll 2 at the nip.
  • the heating device 7 has a known electromagnetic induction heating device 7A and a magnetic field absorbing member 7B, the electromagnetic induction heating device 7A is disposed outside the fixing belt 1, and the magnetic field absorbing member 7B is the fixing belt 1. Is located inside.
  • the type of heating device is not limited to the example shown in FIG.
  • a heat source such as a halogen heater 8 arranged inside the fixing belt 1 may be used as a heating device.
  • the fixing pad 6 is used, but a rotatable fixing roll may be arranged inside the fixing belt 1 instead of the fixing pad 6.
  • the fixing belt 1 has a base material 11, a sliding layer 12, a primer layer 13, a rubber layer 14, an adhesive layer 15, and a surface layer 16.
  • the base material 11 is a metal cylinder.
  • the material of the base material 11 may be, for example, nickel or stainless steel, or the base material 11 may be configured by sandwiching a copper layer between nickel layers.
  • the base material 11 secures the rigidity of the fixing belt 1 and enhances the thermal conductivity of the fixing belt 1.
  • the sliding layer 12 is a layer having a uniform thickness and coated on the inner circumference of the base material 11.
  • the sliding layer 12 slidably contacts the fuser pad 6 or other fuser components.
  • the sliding layer 12 is made of a material having a small friction coefficient, for example, fluororesin.
  • fluororesins are, for example, PTFE, PFA, FEP, or ETFE.
  • the primer layer 13 is a layer having a uniform thickness and coated on the outer periphery of the base material 11.
  • the primer layer 13 has a role of bonding the sliding layer 12 and the rubber layer 14.
  • the material of the primer layer 13 can be different depending on the material of the rubber layer 14.
  • the rubber layer 14 is a layer having a uniform thickness and coated on the outer periphery of the primer layer 13.
  • the rubber layer 14 is the thickest layer in the fixing belt 1, and the fixing layer 1 has appropriate elasticity useful for fixing the toner T by the rubber layer 14.
  • the rubber layer 14 is formed of, for example, silicone rubber.
  • the primer layer 13 is preferably formed of a silicone rubber adhesive.
  • the adhesive layer 15 is a layer having a uniform thickness and coated on the outer periphery of the rubber layer 14.
  • the adhesive layer 15 has a role of bonding the rubber layer 14 and the surface layer 16 together.
  • the adhesive layer 15 is formed of, for example, a silicone rubber adhesive or a fluororesin adhesive.
  • the surface layer 16 is a layer having a uniform thickness and coated on the outer periphery of the adhesive layer 15.
  • the surface layer 16 facilitates the fixing belt 1 to separate from the toner T fixed on the sheet P.
  • the surface layer 16 is formed of a synthetic resin material that is easily separated from the toner T.
  • the material of the surface layer 16 is preferably a fluororesin. Preferred fluororesins are, for example, PFA, PTFE, FEP, or ETFE.
  • a cylindrical metal cylinder 11A is prepared.
  • the metal cylinder 11A corresponds to the base material 11 in the fixing belt 1 of the finished product, but has a length several times that of the fixing belt 1 of the finished product.
  • the metal cylinder 11A can be manufactured by electroforming, for example.
  • the spray nozzle 20 is inserted into the inside of the metal cylinder 11A, and while moving the spray nozzle 20, the material of the sliding layer 12 is supplied to the spray nozzle 20 by the pipe 21.
  • the material of the sliding layer 12 is sprayed from 20.
  • the sliding layer 12 is formed by heating and curing the material.
  • the material 13A of the primer layer 13 is sprayed onto the outer peripheral surface of the metal cylinder 11A by the spray nozzle 23. Then, the primer layer 13 is formed by heating and drying the material 13A.
  • the blade 25 having a linear tip is provided.
  • the material 14A of the rubber layer 14 is smoothed (that is, has a uniform thickness) by. In this way, the surface of the primer layer 13 is coated with the material of the rubber layer 14. After that, the rubber layer 14 is formed by heating and curing the material 14A.
  • the material 15A of the adhesive layer 15 is coated around the rubber layer 14, and the metal cylinder 11A is inserted into the ring 26.
  • the material 15A is smoothed (that is, has a uniform thickness) on the inner peripheral surface of the ring 26.
  • a tube 16A is arranged around the material 15A of the adhesive layer 15. That is, the metal cylinder 11A is inserted into the tube 16A.
  • the tube 16A corresponds to the surface layer 16 in the fixing belt 1 of the finished product, but has a length several times that of the fixing belt 1 of the finished product.
  • the metal cylinder 11A is inserted into the ring 27 together with the tube 16A.
  • the tube 16A is pressed radially inward by the inner peripheral surface of the ring 27, and the adhesion between the material 15A of the adhesive layer 15 and the tube 16A is increased.
  • the material 15A is heated and cured to form the adhesive layer 15, and at the same time, the adhesive layer 15 and the tube 16A are fixed.
  • the long cylinder 1A shown in FIG. 10 is obtained.
  • the fixing belt 1 as a finished product is obtained by cutting the cylinder 1A in a direction perpendicular to the axial direction.
  • the Applicant has manufactured samples of which the layers of the fixing belt 1 differ in material and thickness and measured the electrical properties of these samples, and whether each sample effectively suppresses electrostatic offset. investigated.
  • the specifications of the sample are shown in FIGS. 11A and 11B.
  • the base material 11, the sliding layer 12, and the primer layer 13 are common to each sample.
  • the base material 11 was a nickel seamless cylinder manufactured by electroforming, and had a diameter of 40 mm and a thickness of 40 ⁇ m.
  • the sliding layer 12 was made of PTFE and had a thickness of 12 ⁇ m.
  • the primer layer 13 was manufactured from "DY 39-042" manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. (Tokyo, Japan), which is a non-conductive silicone rubber adhesive. As described above, the material 13A of the primer layer 13 was coated on the metal cylinder 11A by the spray nozzle 20 and heated at 150° C. for 1 minute to dry the material 13A, whereby the primer layer 13 was formed. The thickness of the primer layer 13 was 2 ⁇ m.
  • the rubber layer 14 was manufactured from "X-34-2008-2", which is a non-conductive silicone rubber manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. (Tokyo, Japan).
  • the rubber layer 14 was manufactured from "X-34-2525” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., which is a conductive silicone rubber containing carbon particles as a conductor.
  • the material 14A of the rubber layer 14 was smoothed by the blade 25 and cured by heating at 150°C.
  • the thickness of the rubber layer 14 in each sample was as shown in FIGS. 11A and 11B.
  • the thickness of the rubber layer 14 of Samples 5 to 7 is remarkably different from that of the other samples in order to investigate the difference in the electrical characteristics due to the difference in the thickness of the rubber layer 14.
  • the layers other than the base material 11 are basically formed of a dielectric unless otherwise specified as a conductor.
  • the capacitance between the surface of the base material 11 and the surface of the fixing layer 1 in the fixing belt 1 is smaller as the thickness of the dielectric between the surface of the base material 11 and the surface of the surface layer 16 is larger.
  • the adhesive layer 15 was manufactured from “KE-1880” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., which is a non-conductive silicone rubber adhesive.
  • the adhesive layer 15 was manufactured from "PJ-CL990” manufactured by Kemers Corp. (Delaware, USA) which is a non-conductive fluororesin adhesive.
  • the material 15A of the adhesive layer 15 is in an emulsion state, but the cured adhesive layers 15 of Samples 3 and 4 are considered to contain high-purity fluorine.
  • the adhesive layer 15 was manufactured from "X-34-3280" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., which is a conductive silicone rubber-based adhesive containing carbon particles as a conductor.
  • the adhesive layer 15 was manufactured from "SIFEL2617” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., which is a non-conductive fluororubber adhesive.
  • the thickness of the adhesive layer 15 in each sample was as shown in FIGS. 11A and 11B.
  • the reason why the material of the adhesive layer 15 differs depending on the sample is that the difference in the electrical characteristics due to the difference in the material of the adhesive layer 15 was investigated.
  • the presence of fluorine having a high electronegativity (strong electron attraction) between the base material 11 and the surface of the surface layer 16 of the fixing belt 1 suppresses the charging of the surface of the surface layer 16 close to the toner T. Therefore, the applicant thought that the electrostatic offset can be suppressed.
  • the electronegativity of fluorine is 3.98, which is the maximum among all atoms, whereas the electronegativity of silicon, which is the main component of silicone rubber, is 1.90.
  • the surface layer 16 was manufactured from a PFA tube having a thickness of 30 ⁇ m.
  • the surface layer 16 was a “low-charge PFA tube”, which is an ion conductive PFA tube manufactured by Junkosha Co., Ltd. (Tokyo, Japan).
  • an insulating PFA tube manufactured by Gunze Co., Ltd. (Osaka, Japan) from “PFA 451HP-J” manufactured by Mitsui-Kemers Fluoro Products Co., Ltd. (Tokyo, Japan) was used.
  • a tube having two layers manufactured by Gunze Co., Ltd. was used.
  • the outer layer is made of insulating PFA with a thickness of 15 ⁇ m (“PFA 451HP-J” manufactured by Mitsui-Kemers Fluoro Products Co., Ltd.), and the inner layer has a thickness of 15 ⁇ m. It was formed from conductive PFA.
  • the sheet resistance of the inner layer of the surface layer 16 of Sample 10 was 1 ⁇ 10 7 ⁇ / ⁇ .
  • the material of the surface layer 16 differs depending on the sample because the difference in the electrical characteristics due to the difference in the material of the surface layer 16 was investigated.
  • Samples 1 and 2 are characterized in that the surface layer 16 was manufactured from an ion conductive PFA tube. In Samples 1 and 2, the material and the thickness of each layer are the same. However, before examining the following electrical characteristics and electrostatic offset, Sample 2 was heated at 230° C. for 120 hours, which volatilized the ionic conductive material of the surface layer 16 and deteriorated the charge decay performance. The temperature of 230° C. was determined in consideration of the usage environment of the fixing belt 1. Sample 1 was not subjected to such heat treatment.
  • Samples 3 and 4 are characterized in that the material of the adhesive layer 15 is a fluororesin type. The difference between the samples 3 and 4 is the thickness of the adhesive layer 15.
  • the samples 5 to 7 are characterized in that the thickness of the rubber layer 14 is significantly different from other samples.
  • the samples 5 to 7 have the rubber layers 14 having different thicknesses.
  • Samples 9 and 10 are characterized in that the adhesive layer 15 contains carbon particles that are electric conductors. Furthermore, the sample 9 differs from the sample 10 in that the rubber layer 14 contains carbon particles that are conductors.
  • Sample 11 is characterized in that the adhesive layer 15 is made of fluororubber.
  • the electrostatic capacity (pF) in the thickness direction of the fixing belt 1 was measured by the method shown in FIG.
  • the electrostatic capacity is an index indicating how easily the fixing belt 1 is charged.
  • This method is a two-terminal measurement method, in which the two electrodes 28 and 29 are brought into contact with the inner peripheral surface (surface of the sliding layer 12) and outer peripheral surface (surface of the surface layer 16) of the fixing belt 1, respectively, and the LCR meter 30 is used. The capacitance was measured with.
  • the LCR meter 30 used was “3522-50” manufactured by Hioki Electric Co., Ltd. (Nagano, Japan).
  • the measured capacitance is divided by the area of the electrodes 28 and 29 (contact area to the fixing belt 1) to obtain the capacitance per unit area in the thickness direction of the fixing belt 1. C was calculated.
  • the capacitance C (pF/cm 2 ) per unit area in the thickness direction of the fixing belt 1 is shown in FIGS. 11A and 11B.
  • the amount of charge attenuation ⁇ V (kV) in the surface layer 16 was measured by the method shown in FIG. 13.
  • the charging belt 31 is brought into contact with the fixing belt 1 in an environment of 23° C. and 55% (relative humidity), the fixing belt 1 is rotated at 60 rpm, and the fixing is performed from the DC power source 32 via the charging roller 31.
  • Belt 1 was supplied with an electric charge.
  • the resistance value of the charging roll 31 was 5 ⁇ 10 6 ⁇ .
  • the DC power source 32 was "610C" manufactured by Trek (New York, USA).
  • the probe 34 of the surface electrometer 33 was brought close to the outer peripheral surface of the fixing belt 1 (surface of the surface layer 16) to measure the surface potential.
  • the proximity position of the probe 34 on the fixing belt 1 is 90 degrees away from the position where the charging roll 31 contacts the fixing belt 1.
  • the surface electrometer 33 was "Model 244A” manufactured by Monroe Electronics Corp. (New York, USA), and the probe was a standard probe "1017A” attached to "Model 244A".
  • the surface potential of the surface layer 16 was monitored by the surface electrometer 33, and the surface of the surface layer was kept charged at -1 kV for 60 seconds. Then, the charging roller 31 is separated from the fixing belt 1 to complete the charging. 120 seconds after the end of charging, the charge attenuation amount ⁇ V (kV) on the surface of the surface layer 16 was measured.
  • the charge attenuation amount ⁇ V is an index indicating how difficult the fixing belt 1 is to be charged.
  • the charge attenuation amount ⁇ V is shown in FIGS. 11A and 11B.
  • a value (charge attenuation amount per thickness) ⁇ V/t obtained by dividing the charge attenuation amount ⁇ V by the thickness t of the fixing belt 1 (see FIGS. 3 and 12) was calculated.
  • the value ⁇ V/t (V/ ⁇ m) is also shown in FIGS. 11A and 11B.
  • the ratio Ct/ ⁇ V of the electrostatic capacitance C per unit area in the thickness direction of the fixing belt 1 to the value ⁇ V/t was calculated.
  • the ratio Ct/ ⁇ V (pF/V ⁇ m) is also shown in FIGS. 11A and 11B (excluding the sample in which the charge attenuation amount ⁇ V was zero).
  • each sample was attached to an image forming apparatus, and the electrostatic offset suppression effect of each sample was evaluated.
  • the image forming apparatus used is “TASKalfa 5550ci” manufactured by Kyocera Document Solutions Co., Ltd. (Osaka, Japan).
  • a white solid image is printed on a sheet of paper, and in order to determine the presence or absence of fog on the white solid image (which should be printed in places where it should not be printed), a colorimeter (chromameter, Konica Minolta) is used.
  • the L* value (L* value, brightness) was measured at 7 locations in the image using "CR-400" manufactured by Tokyo, Japan.
  • Samples 1 and 2 whose surface layer 16 was manufactured from the ion conductive PFA tube can effectively suppress the electrostatic offset. It was also found that samples 3 and 4 in which the material of the adhesive layer 15 is a fluororesin system can also effectively suppress electrostatic offset. On the other hand, it was found that the sample 11 in which the material of the adhesive layer 15 is a fluororubber system cannot effectively suppress the electrostatic offset. It was found that even if the material of the adhesive layer 15 is a non-conductive silicone rubber-based material, the samples 5 and 6 in which the rubber layer 14 has a large thickness of 800 ⁇ m or 1000 ⁇ m can effectively suppress the electrostatic offset.
  • FIG. 14 is a graph showing the relationship between the value ⁇ V/t (V/ ⁇ m) of each sample and the capacitance C (pF/cm 2 ) per unit area in the thickness direction.
  • the circular dots indicate that the electrostatic offset suppressing effect was good, and the square dots indicate that the electrostatic offset suppressing effect was poor.
  • the electrostatic offset suppressing effect is obtained for samples 5 to 9 in which the charge attenuation amount ⁇ V is zero (and thus the charge attenuation amount ⁇ V/t per thickness is zero).
  • it depends on the capacitance C per unit area. Specifically, samples 5 and 6 having a capacitance C per unit area of 3.30 pF/cm 2 or less were able to effectively suppress electrostatic offset, and other samples 7 to 9 could not. ..
  • the fixing belt 1 has a static charge per unit area in the thickness direction.
  • the capacitance C is preferably 3.30 pF/cm 2 or less. In this preferred embodiment, even if the charge attenuation amount ⁇ V is zero, the electrostatic capacitance C per unit area in the thickness direction of the fixing device 1 is sufficiently small, so that the charging on the surface of the surface layer 16 is suppressed. The electrostatic offset can be effectively suppressed.
  • the applicant pays attention to the ratio Ct/ ⁇ V of the electrostatic capacitance C per unit area to the charge attenuation amount ⁇ V/t per thickness, and considers that the electrostatic offset suppressing effect depends on the ratio Ct/ ⁇ V. Therefore, for the fixing belt 1 in which the surface of the surface layer 16 is charged to ⁇ 1 kV and the charge attenuation amount ⁇ V after 120 seconds has elapsed from the end of charging is greater than zero, the charge attenuation amount ⁇ V is divided by the thickness t of the fixing device 1.
  • the ratio Ct/ ⁇ V of the electrostatic capacitance C per unit area in the thickness direction of the fixing device 1 to the value ⁇ V/t is 3.13 ⁇ 10 9 pF/V ⁇ m or less.
  • the amount of charge attenuation ⁇ V is large to some extent and the electrostatic capacitance C is small to some extent, so that charging on the surface of the surface layer 16 is suppressed, and electrostatic offset can be effectively suppressed.
  • the sliding layer 12 is not always essential.
  • fixing belt fixing device
  • Base Material Sliding Layer 13 Primer Layer 14 Rubber Layer 15 Adhesive Layer 16 Surface Layer

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Abstract

筒状の定着装置は、プラスに帯電されたトナー像が形成されたシートに回転しながら接触して、トナー像をシートに定着させる。定着装置は、金属製の筒状の基材と、基材の外周に被覆されたゴム層と、ゴム層の外周に被覆された接着層と、接着層の外周に被覆された樹脂製の表層とを有する。この定着装置では、表層の表面が－１ｋＶに帯電されて帯電終了時点から１２０秒経過後の電荷減衰量ΔＶがゼロであり、定着装置の厚さ方向での単位面積あたりの静電容量Ｃが３．３０ｐＦ／ｃｍ２以下である。

Description

定着装置
　本発明は、電子写真方式を利用した画像形成装置の定着器で使用される定着装置に関する。
　電子写真方式を利用した画像形成装置（例えば、複写機、プリンター）の定着器は、移動するシート上の帯電トナーをシートに対して加圧して定着させる。このため、定着器は、一対のロール（定着ロールと加圧ロール）または定着ベルトと加圧ロールを有する。定着ベルトと加圧ロールを有するタイプの定着器では、定着ベルトと加圧ロールの間のニップをシートが通過する間に、トナーがシートに定着させられる（特許文献１）。このタイプでは、定着ベルトは、定着ロールまたは定着パッドによって加圧ロールに向けて押圧され、トナーを加熱することにより溶融する。定着ベルトは、加熱装置によって再加熱され、高い温度を有する。
特開２０１８－１３６４１２号公報
　定着器の使用において、ニップをシートが通過する間に、トナー像が過不足なく、シートに定着することが望ましい。しかし、静電気の発生により、シート上に余計なトナーが吸着されたり、逆にシートからトナーが弾き飛ばされたりすることがある。このような現象は、静電オフセットと呼ばれ、形成される画像の乱れを引き起こす。
　静電オフセットを抑制する対策は、例えば特許文献１に記載されているように、試みられている。
　プラスに帯電されることでシートに付着したトナーをシートに定着させる定着装置について、静電オフセットをさらに有効に抑制することが望まれている。
　そこで、本発明は、静電オフセットを有効に抑制することが可能である、プラスに帯電されたトナー像をシートに定着させる定着装置を提供する。
　本発明のある態様に係る定着装置は、プラスに帯電されたトナー像が形成されたシートに回転しながら接触して、前記トナー像を前記シートに定着させる、筒状の定着装置であって、金属製の筒状の基材と、前記基材の外周に被覆されたゴム層と、前記ゴム層の外周に被覆された接着層と、前記接着層の外周に被覆された樹脂製の表層とを有する。前記表層の表面が－１ｋＶに帯電されて帯電終了時点から１２０秒経過後の電荷減衰量ΔＶがゼロであり、前記定着装置の厚さ方向での単位面積あたりの静電容量Ｃが３．３０ｐＦ／ｃｍ２以下である。
　この態様においては、定着装置の厚さ方向での単位面積あたりの静電容量Ｃが十分に小さいことにより、表層の表面での帯電が抑制され、静電オフセットを有効に抑制することが可能である。
　本発明の他の態様に係る定着装置は、プラスに帯電されたトナー像が形成されたシートに回転しながら接触して、前記トナー像を前記シートに定着させる、筒状の定着装置であって、金属製の筒状の基材と、前記基材の外周に被覆されたゴム層と、前記ゴム層の外周に被覆された接着層と、前記接着層の外周に被覆された樹脂製の表層とを有する。前記表層の表面が－１ｋＶに帯電されて帯電終了時点から１２０秒経過後の電荷減衰量ΔＶがゼロより大きく、前記電荷減衰量ΔＶを前記定着装置の厚さｔで除算した値ΔＶ／ｔに対する、前記定着装置の厚さ方向での単位面積あたりの静電容量Ｃの比Ｃｔ／ΔＶが３．１３×１０９ｐＦ／Ｖμｍ以下である。
　この態様においては、電荷減衰量ΔＶがある程度大きく、静電容量Ｃがある程度小さいため、表層の表面での帯電が抑制され、静電オフセットを有効に抑制することが可能である。
本発明の実施形態に係る定着装置を備える定着器の一例を示す概略断面図である。 実施形態に係る定着装置を備える定着器の他の一例を示す概略断面図である。 実施形態に係る定着装置の一部の断面図である。 実施形態に係る定着装置を製造する工程を示す概略図である。 図４の工程の後の工程を示す概略図である。 図５の工程の後の工程を示す概略図である。 図６の工程の後の工程を示す概略図である。 図７の工程の後の工程を示す概略図である。 図８の工程の後の工程を示す概略図である。 図９の工程の後の工程を示す概略図である。 定着装置の各種のサンプルの諸言を示す表である。 定着装置の各種のサンプルの諸言を示す表である。 実施形態に係る定着装置の厚さ方向での静電容量を測定する方式を示す概略図である。 実施形態に係る定着装置の表層での電荷減衰量を測定する方式を示す概略図である。 各サンプルについての電気的特性を示すグラフである。
　以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る実施形態を説明する。図面の縮尺は必ずしも正確ではなく、一部の特徴は誇張または省略されることもある。
　電子写真方式を利用した画像形成装置は、搬送される記録媒体である紙のシート上にトナーからなる画像（トナー像）を形成する。画像形成装置の詳細は図示しないが、画像形成装置は、感光体ドラムと、感光体ドラムの周囲に配置された帯電器、露光器、現像器、転写器、および定着器を有する。この実施形態においては、トナーをプラスに帯電されることにより、シートにトナーが付着しており、このシートが定着器に搬送される。
　図１に示すように、定着器は、移動可能な定着ベルト（定着装置）１と回転可能な加圧ロール２を有する。定着ベルト１と加圧ロール２の間のニップをシートＳが通過する間に、トナーＴがシートＳに定着させられる。定着ベルト１と加圧ロール２は、シートＳ上のトナーＴを加圧する。定着ベルト１は、トナーＴを加熱することにより溶融する。
　加圧ロール２は、芯材３と、芯材３の外周を被覆する弾性層４と、弾性層４の外周を被覆する離型層５を有する。
　芯材３は、硬質の丸棒である。芯材３の材料は、限定されないが、例えば鉄、アルミニウム等の金属または樹脂材料であってよい。芯材３は、中空であっても、中実であってもよい。
　弾性層４は、芯材３の外周面に全周にわたって固着された円筒であり、スポンジから形成されている。
　離型層５は、弾性層４の外周面に全周にわたって固着された薄い層であり、シートＰに定着したトナーＴから加圧ロール２が離れやすくする。図１は、シートＰの１つの面にトナー像が形成される様子を示すが、シートＰの１つの面にトナーＴが定着された後に、シートＰの他の面にトナーＴが定着されることがあることに留意されたい。この場合、トナーＴはニップにおいて加圧ロール２に接触させられる。
　離型層５は、トナーＴから離れやすい合成樹脂材料から形成されている。離型層５の材料は、好ましくは、フッ素樹脂である。このようなフッ素樹脂は、例えば、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＦＥＰ）、またはテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）である。
　定着ベルト１は円筒であって、見方を変えれば、厚さが小さい円筒壁体を持つロールと考えることもできる。定着ベルト１の内部には、樹脂製の定着パッド６が配置されている。定着パッド６は、定着ベルト１を加圧ロール２に押し付けて、定着ベルト１と加圧ロール２の間のニップの幅を適切に維持する。ニップにおいて、定着ベルト１と加圧ロール２は、相互の押し付けにより、わずかに変形させられている。
　定着ベルト１の近傍には、加熱装置７が配置されている。加熱装置７は、ニップで加圧ロール２に熱を奪われて冷却された定着ベルト１を再加熱する。図１の例では、加熱装置７は、公知の電磁誘導加熱装置７Ａと磁場吸収部材７Ｂを有し、電磁誘導加熱装置７Ａは定着ベルト１の外側に配置され、磁場吸収部材７Ｂは定着ベルト１の内側に配置されている。
　但し、加熱装置のタイプは図１の例示に限定されない。例えば、図２に示すように、加熱装置として定着ベルト１の内部に配置されたハロゲンヒーター８などの発熱源が使用されてもよい。
　図１および図２の例では、定着パッド６が使用されているが、定着パッド６の代わりに定着ベルト１の内部に回転可能な定着ロールが配置されてもよい。
　図３に示すように、定着ベルト１は、基材１１、摺動層１２、プライマー層１３、ゴム層１４、接着層１５、および表層１６を有する。
　基材１１は金属製の円筒である。基材１１の材料は、例えば、ニッケル、ステンレス鋼でもよいし、ニッケルの層とニッケルの層の間に銅の層が挟まれて、基材１１が構成されていてもよい。基材１１は、定着ベルト１の剛性を確保し、定着ベルト１の熱伝導性を高める。
　摺動層１２は、基材１１の内周に被覆された一様な厚さの層である。摺動層１２は、定着パッド６またはその他の定着器の部品と摺動可能に接触する。摺動層１２は、摩擦係数が小さい材料、例えば、フッ素樹脂から形成されている。好ましいフッ素樹脂は、例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、またはＥＴＦＥである。
　プライマー層１３は、基材１１の外周に被覆された一様な厚さの層である。プライマー層１３は、摺動層１２とゴム層１４を接着する役割を有する。プライマー層１３の材料は、ゴム層１４の材料に依存して異なりうる。
　ゴム層１４は、プライマー層１３の外周に被覆された一様な厚さの層である。ゴム層１４は、定着ベルト１において最も厚い層であり、ゴム層１４によって、トナーＴの定着に有用な適切な弾性を定着ベルト１は有する。ゴム層１４は、例えばシリコーンゴムから形成されている。ゴム層１４がシリコーンゴム製である場合、プライマー層１３はシリコーンゴム系の接着剤から形成されることが好ましい。
　接着層１５は、ゴム層１４の外周に被覆された一様な厚さの層である。接着層１５は、ゴム層１４と表層１６を接着する役割を有する。接着層１５は、例えばシリコーンゴム系の接着剤またはフッ素樹脂系の接着剤から形成される。
　表層１６は、接着層１５の外周に被覆された一様な厚さの層である。表層１６は、シートＰに定着したトナーＴから定着ベルト１が離れやすくする。表層１６は、トナーＴから離れやすい合成樹脂材料から形成されている。表層１６の材料は、好ましくは、フッ素樹脂である。好ましいフッ素樹脂は、例えば、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、またはＥＴＦＥである。
　但し、上記の層の間に他の層が介在していてもよい。
　以下、定着ベルト１の製造方法を説明する。
　まず、図４に示すように、円筒形の金属筒１１Ａを準備する。金属筒１１Ａは、完成品の定着ベルト１において基材１１に相当するが、完成品の定着ベルト１の数倍の長さを有する。金属筒１１Ａは、例えば電鋳によって製造することができる。
　次に、図４に示すように、金属筒１１Ａの内部にスプレイノズル２０を挿入し、スプレイノズル２０を移動させながら、スプレイノズル２０に管２１で摺動層１２の材料を供給し、スプレイノズル２０から摺動層１２の材料を噴射させる。この後、加熱して材料を硬化させることにより、摺動層１２を形成する。
　次に、図５に示すように、スプレイノズル２３を移動させながら、金属筒１１Ａの外周面にスプレイノズル２３によってプライマー層１３の材料１３Ａを噴射させる。この後、加熱して材料１３Ａを乾燥させることにより、プライマー層１３を形成する。
　次に、図６に示すように、金属筒１１Ａを軸線周りに回転させ、ゴム供給装置２４でゴム層１４の材料１４Ａをプライマー層１３の外周面に供給しながら、先端が直線状のブレード２５でゴム層１４の材料１４Ａを平滑に（すなわち一様な厚さを持つように）均す。このようにして、プライマー層１３の表面をゴム層１４の材料でコートする。この後、加熱して材料１４Ａを硬化させることにより、ゴム層１４を形成する。
　次に、図７に示すように、ゴム層１４の周囲に接着層１５の材料１５Ａをコートし、金属筒１１Ａをリング２６に挿入する。リング２６を金属筒１１Ａの軸線方向に沿って移動させることにより、リング２６の内周面で材料１５Ａを平滑に（すなわち一様な厚さを持つように）均す。
　次に、図８に示すように、接着層１５の材料１５Ａの周囲にチューブ１６Ａを配置する。すなわち金属筒１１Ａをチューブ１６Ａに挿入する。チューブ１６Ａは、完成品の定着ベルト１において表層１６に相当するが、完成品の定着ベルト１の数倍の長さを有する。
　次に、図９に示すように、チューブ１６Ａとともに金属筒１１Ａをリング２７に挿入する。リング２７を金属筒１１Ａの軸線方向に沿って移動させることにより、リング２７の内周面でチューブ１６Ａを径方向内側に押圧し、接着層１５の材料１５Ａとチューブ１６Ａの密着性を高める。図８および図９においては、チューブ１６Ａのみを断面として示す。この後、加熱して材料１５Ａを硬化させることにより、接着層１５を形成すると同時に、接着層１５とチューブ１６Ａを固定する。
　このようにして図１０に示す長尺の円筒１Ａが得られる。そして、図１０に示すように、円筒１Ａを軸線方向に対して垂直な方向に切断することにより、完成品の定着ベルト１が得られる。
　出願人は、定着ベルト１のいくつかの層の材料と厚さが異なるサンプルを製造し、これらのサンプルの電気的特性を測定し、さらに各サンプルが静電オフセットを有効に抑制するか否かを調査した。サンプルの緒元を図１１Ａおよび図１１Ｂに示す。
　各サンプルについて、基材１１と摺動層１２とプライマー層１３は共通である。具体的には、基材１１は、電鋳で製造されたニッケル製のシームレスな円筒であって、直径は４０ｍｍ、厚さは４０μｍであった。摺動層１２は、ＰＴＦＥから形成され、厚さは１２μｍであった。
　プライマー層１３は、非導電性シリコーンゴム系の接着剤である東レ・ダウコーニング株式会社（日本国東京）製の「ＤＹ　３９－０４２」から製造した。上記のように、プライマー層１３の材料１３Ａはスプレイノズル２０で金属筒１１Ａにコートされ、１５０℃で１分間、加熱して材料１３Ａを乾燥させることにより、プライマー層１３を形成した。プライマー層１３の厚さは２μｍであった。
　サンプル９を除く各サンプルについて、ゴム層１４は、非導電性シリコーンゴムである信越化学工業株式会社（日本国東京）製の「Ｘ－３４－２００８－２」から製造した。サンプル９については、ゴム層１４は、導電体であるカーボン粒子を含有する導電性シリコーンゴムである信越化学工業株式会社製の「Ｘ－３４－２５２５」から製造した。上記のように、ゴム層１４の材料１４Ａは、ブレード２５で平滑化され、１５０℃で加熱することにより硬化された。
　各サンプルにおけるゴム層１４の厚さは図１１Ａおよび図１１Ｂに示す通りであった。ゴム層１４の厚さの相違による電気的特性の相違を調べるため、サンプル５～７のゴム層１４の厚さは、他のサンプルと顕著に異なる。定着ベルト１において、基材１１以外の層は、特に導電体であると明記していない限り、基本的に誘電体から形成されている。定着ベルト１における基材１１と表層１６の表面の間の静電容量は、基材１１と表層１６の表面の間の誘電体の厚さが大きいほど、小さい。そして、静電容量が小さいほど、トナーＴに近接する表層１６の表面での帯電が抑制され、静電オフセットを抑制することができると出願人は考えた。
　サンプル１，２，５～８について、接着層１５は、非導電性シリコーンゴム系の接着剤である信越化学工業株式会社製の「ＫＥ－１８８０」から製造した。サンプル３，４について、接着層１５は、非導電性フッ素樹脂系の接着剤であるケマーズ社（米国デラウェア）製の「ＰＪ－ＣＬ９９０」から製造した。接着層１５の材料１５Ａはエマルションの状態であるが、サンプル３，４の硬化した接着層１５は、高純度のフッ素を含有すると考えられる。サンプル９，１０について、接着層１５は、導電体であるカーボン粒子を含有する導電性シリコーンゴム系の接着剤である信越化学工業株式会社製の「Ｘ－３４－３２８０」から製造した。サンプル１１について、接着層１５は、非導電性フッ素ゴム系の接着剤である信越化学工業株式会社製の「ＳＩＦＥＬ２６１７」から製造した。各サンプルにおける接着層１５の厚さは図１１Ａおよび図１１Ｂに示す通りであった。
　接着層１５の材料がサンプルによって異なるのは、接着層１５の材料の相違による電気的特性の相違を調べたためである。定着ベルト１における基材１１と表層１６の表面の間に、電気陰性度が高い（電子を引き付ける力が強い）フッ素が存在することにより、トナーＴに近接する表層１６の表面での帯電が抑制され、静電オフセットを抑制することができると出願人は考えた。フッ素の電気陰性度は、あらゆる原子の中で最大の３．９８であり、これに対して、シリコーンゴムの主成分であるシリコンの電気陰性度は１．９０である。
　各サンプルについて、表層１６は、厚さが３０μｍのＰＦＡ製のチューブから製造した。但し、サンプル１，２については、表層１６としては、株式会社潤工社（日本国東京）製のイオン導電性ＰＦＡチューブである「低帯電ＰＦＡチューブ」を用いた。サンプル３～９，１１については、表層１６としては、三井・ケマーズ フロロプロダクツ株式会社（日本国東京）製の「ＰＦＡ　４５１ＨＰ－Ｊ」からグンゼ株式会社（日本国大阪）が製造した絶縁性ＰＦＡチューブを用いた。サンプル１０については、表層１６としては、グンゼ株式会社が製造した二層を有するチューブを用いた。二層を有するチューブにおいては、外側の層が１５μｍの厚さの絶縁性ＰＦＡ（三井・ケマーズ フロロプロダクツ株式会社製の「ＰＦＡ　４５１ＨＰ－Ｊ」）から形成され、内側の層が１５μｍの厚さの導電性ＰＦＡから形成されていた。サンプル１０の表層１６の内側の層のシート抵抗は、１×１０７Ω／□であった。
　表層１６の材料がサンプルによって異なるのは、表層１６の材料の相違による電気的特性の相違を調べたためである。トナーＴに近接する表層１６の表面の電荷が移動しやすければ、静電オフセットを抑制することができると出願人は考えた。したがって、表層１６がイオン導電性ＰＦＡチューブから製造されたサンプル１，２では、静電オフセットを抑制することができると出願人は予想した。
　各サンプルの特徴を整理すると、以下の通りである。
　サンプル１，２は、表層１６がイオン導電性ＰＦＡチューブから製造されたことを特徴とする。サンプル１，２において、各層の材料も厚さも同じである。但し、下記の電気的特性および静電オフセットの調査の前に、サンプル２は２３０℃で１２０時間、加熱され、これにより表層１６のイオン導電材が揮発し、電荷減衰の性能が低下した。２３０℃の温度は、定着ベルト１の使用環境を考慮して決定した。サンプル１には、このような加熱処理を行わなかった。
　サンプル３，４は、接着層１５の材料がフッ素樹脂系であることを特徴とする。サンプル３，４の相違は、接着層１５の厚さである。
　サンプル５～７は、ゴム層１４の厚さが他のサンプルと顕著に異なることを特徴とする。また、サンプル５～７は、それぞれ異なる厚さのゴム層１４を有する。
　サンプル８については、静電オフセットを抑制するための改善が施されていない。
　サンプル９，１０は、接着層１５が導電体であるカーボン粒子を含有することを特徴とする。さらにサンプル９は、ゴム層１４が導電体であるカーボン粒子を含有することで、サンプル１０と異なる。
　サンプル１１は、接着層１５がフッ素ゴム系であることを特徴とする。
　各サンプルについて、図１２に示す方式で、定着ベルト１の厚さ方向での静電容量（ｐＦ）を測定した。静電容量は、定着ベルト１の帯電しやすさを表す指標である。この方式は、二端子測定法であり、２つの電極２８，２９を定着ベルト１の内周面（摺動層１２の表面）と外周面（表層１６の表面）にそれぞれ接触させ、ＬＣＲメータ３０で静電容量を測定した。使用したＬＣＲメータ３０は、日置電機株式会社（日本国長野）製の「３５２２－５０」であった。さらに、汎用的考察のため、測定された静電容量を電極２８，２９の面積（定着ベルト１への接触面積）で除算し、定着ベルト１の厚さ方向での単位面積あたりの静電容量Ｃを計算した。定着ベルト１の厚さ方向での単位面積あたりの静電容量Ｃ（ｐＦ／ｃｍ２）を図１１Ａおよび図１１Ｂに示す。
　また、各サンプルについて、図１３に示す方式で、表層１６での電荷減衰量ΔＶ（ｋＶ）を測定した。この測定ででは、２３℃、５５％（相対湿度）の環境下で、定着ベルト１に帯電ロール３１を接触させ、定着ベルト１を６０ｒｐｍで回転させ、直流電源３２から帯電ロール３１を介して定着ベルト１に電荷を供給した。帯電ロール３１の抵抗値は、５×１０６Ωであった。直流電源３２は、トレック社（米国ニューヨーク）製の「６１０Ｃ」であった。
　定着ベルト１の外周面（表層１６の表面）には、表面電位計３３のプローブ３４を近接させ、表面電位を測定した。定着ベルト１におけるプローブ３４の近接位置は、帯電ロール３１が定着ベルト１に接触する位置から９０度離れている。表面電位計３３は、米国モンローエレクトロニクス社（米国ニューヨーク）の「Ｍｏｄｅｌ　２４４Ａ」であり、プローブは「Ｍｏｄｅｌ　２４４Ａ」に付属の標準プローブ「１０１７Ａ」であった。
　以上の条件の下、表面電位計３３で表層１６の表面電位を監視し、表層の表面が－１ｋＶに帯電された状態を６０秒間維持した。その後、帯電ロール３１を定着ベルト１から離間させることにより、帯電を終了した。帯電終了から１２０秒経過後、表層１６の表面の電荷減衰量ΔＶ（ｋＶ）を測定した。電荷減衰量ΔＶは、定着ベルト１の帯電しにくさを表す指標である。電荷減衰量ΔＶを図１１Ａおよび図１１Ｂに示す。また、汎用的考察のため、電荷減衰量ΔＶを定着ベルト１の厚さｔ（図３および図１２参照）で除算した値（厚さあたりの電荷減衰量）ΔＶ／ｔを計算した。値ΔＶ／ｔ（Ｖ／μｍ）も図１１Ａおよび図１１Ｂに示す。
　さらに、汎用的考察のため、値ΔＶ／ｔに対する、定着ベルト１の厚さ方向での単位面積あたりの静電容量Ｃの比Ｃｔ／ΔＶを計算した。比Ｃｔ／ΔＶ（ｐＦ／Ｖμｍ）も図１１Ａおよび図１１Ｂに示す（電荷減衰量ΔＶがゼロであったサンプルを除く）。
　また、各サンプルを画像形成装置に装着し、各サンプルの静電オフセット抑制効果を評価した。使用した画像形成装置は、京セラドキュメントソリューションズ株式会社（日本国大阪）製の「ＴＡＳＫａｌｆａ　５５５０ｃｉ」である。この評価においては、紙のシートに白ベタ画像を印刷し、白ベタ画像にカブリ（印刷されるべきでない箇所に印刷されること）の有無を判断するため、色彩色差計（chroma meter、コニカミノルタ株式会社（日本国東京）製「ＣＲ－４００」）を用いて、画像内７箇所についてＬ*値（L* value、明度）を測定した。Ｌ*値が９５，５以上であれば、カブリがないか微小であり、静電オフセット抑制効果が良好であると評価した。Ｌ*値が９５，５未満であれば、カブリが無視できず、静電オフセット抑制効果が不良であると評価した。
　評価結果を図１１Ａおよび図１１Ｂに示す。サンプル１～６については、静電オフセット抑制効果が良好であり、サンプル７～１１については、静電オフセット抑制効果が不良であった。
　したがって、表層１６がイオン導電性ＰＦＡチューブから製造されたサンプル１，２は、静電オフセットを有効に抑制することができることが分かった。また、接着層１５の材料がフッ素樹脂系であるサンプル３，４も静電オフセットを有効に抑制することができることが分かった。一方、接着層１５の材料がフッ素ゴム系であるサンプル１１は静電オフセットを有効に抑制することができないことが分かった。接着層１５の材料が非導電性シリコーンゴム系であっても、ゴム層１４の厚さが８００μｍまたは１０００μｍと大きいサンプル５，６も静電オフセットを有効に抑制することができることが分かった。
　図１４は、各サンプルについての値ΔＶ／ｔ（Ｖ／μｍ）と厚さ方向での単位面積あたりの静電容量Ｃ（ｐＦ／ｃｍ２）の関係を示すグラフである。このグラフにおいて、円形ドットは静電オフセット抑制効果が良好であったことを示し、正方形ドットは静電オフセット抑制効果が不良であったことを示す。
　図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１４から明らかなように、電荷減衰量ΔＶがゼロ（ひいては厚さあたりの電荷減衰量ΔＶ／ｔがゼロ）であるサンプル５～９については、静電オフセット抑制効果は、単位面積あたりの静電容量Ｃに依存すると理解することができる。具体的には、単位面積あたりの静電容量Ｃが３．３０ｐＦ／ｃｍ２以下であるサンプル５，６は静電オフセットを有効に抑制することができ、他のサンプル７～９はできなかった。したがって、表層１６の表面が－１ｋＶに帯電されて帯電終了時点から１２０秒経過後の電荷減衰量ΔＶがゼロである定着ベルト１については、定着装置１の厚さ方向での単位面積あたりの静電容量Ｃが３．３０ｐＦ／ｃｍ２以下であることが好ましい。この好ましい態様では、電荷減衰量ΔＶがゼロであっても、定着装置１の厚さ方向での単位面積あたりの静電容量Ｃが十分に小さいことにより、表層１６の表面での帯電が抑制され、静電オフセットを有効に抑制することが可能である。
　図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１４から明らかなように、電荷減衰量ΔＶがゼロより大きいサンプル１～４，１０，１１については、単位面積あたりの静電容量Ｃが類似していても、静電オフセット抑制効果の相違が観察される。具体的には、サンプル１～４は静電オフセットを有効に抑制することができたが、サンプル１１はできなかった。これは、静電容量がある程度高い場合には、帯電によって静電オフセットが発生しやすい一方、電荷減衰効果が高ければ、帯電が抑制されて静電オフセットが抑制されると理解することができる。出願人は、厚さあたりの電荷減衰量ΔＶ／ｔに対する単位面積あたりの静電容量Ｃの比Ｃｔ／ΔＶに着目し、静電オフセット抑制効果は、比Ｃｔ／ΔＶに依存すると考える。したがって、表層１６の表面が－１ｋＶに帯電されて帯電終了時点から１２０秒経過後の電荷減衰量ΔＶがゼロより大きい定着ベルト１については、電荷減衰量ΔＶを定着装置１の厚さｔで除算した値ΔＶ／ｔに対する、定着装置１の厚さ方向での単位面積あたりの静電容量Ｃの比Ｃｔ／ΔＶが３．１３×１０９ｐＦ／Ｖμｍ以下であることが好ましい。この好ましい態様では、電荷減衰量ΔＶがある程度大きく、静電容量Ｃがある程度小さいため、表層１６の表面での帯電が抑制され、静電オフセットを有効に抑制することが可能である。
　以上、本発明の好ましい実施形態を参照しながら本発明を図示して説明したが、当業者にとって特許請求の範囲に記載された発明の範囲から逸脱することなく、形式および詳細の変更が可能であることが理解されるであろう。このような変更、改変および修正は本発明の範囲に包含されるはずである。
　例えば、摺動層１２は必ずしも不可欠ではない。
１　定着ベルト（定着装置）
１１　基材
１２　摺動層
１３　プライマー層
１４　ゴム層
１５　接着層
１６　表層

Claims (2)

  1. 　プラスに帯電されたトナー像が形成されたシートに回転しながら接触して、前記トナー像を前記シートに定着させる、筒状の定着装置であって、
    　金属製の筒状の基材と、
    　前記基材の外周に被覆されたゴム層と、
    　前記ゴム層の外周に被覆された接着層と、
    　前記接着層の外周に被覆された樹脂製の表層と
    を有し、
    　前記表層の表面が－１ｋＶに帯電されて帯電終了時点から１２０秒経過後の電荷減衰量ΔＶがゼロであり、前記定着装置の厚さ方向での単位面積あたりの静電容量Ｃが３．３０ｐＦ／ｃｍ２以下であることを特徴とする
    定着装置。
  2. 　プラスに帯電されたトナー像が形成されたシートに回転しながら接触して、前記トナー像を前記シートに定着させる、筒状の定着装置であって、
    　金属製の筒状の基材と、
    　前記基材の外周に被覆されたゴム層と、
    　前記ゴム層の外周に被覆された接着層と、
    　前記接着層の外周に被覆された樹脂製の表層と
    を有し、
    　前記表層の表面が－１ｋＶに帯電されて帯電終了時点から１２０秒経過後の電荷減衰量ΔＶがゼロより大きく、
    　前記電荷減衰量ΔＶを前記定着装置の厚さｔで除算した値ΔＶ／ｔに対する、前記定着装置の厚さ方向での単位面積あたりの静電容量Ｃの比Ｃｔ／ΔＶが３．１３×１０９ｐＦ／Ｖμｍ以下であることを特徴とする
    定着装置。
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