フッ素樹脂被覆部材及びその製造方法、定着装置並びに画像形成装置
【課題】 フッ素樹脂コート材料の持つ種々の形状に加工することが容易であると言う長所を生かしながらバルクのフッ素樹脂と同等の高耐磨耗性を実現できるフッ素樹脂被覆部材及びその製造方法並びに定着装置の提供。
【解決手段】 基体と、前記基体上に設けられたフッ素樹脂粒子を焼結して得られた離型層と、を少なくとも有し、前記離型層の膜密度が９８％以上であるフッ素樹脂被覆部材及びその製造方法並びにそれを用いた定着装置。
【解決手段】 基体と、前記基体上に設けられたフッ素樹脂粒子を焼結して得られた離型層と、を少なくとも有し、前記離型層の膜密度が９８％以上であるフッ素樹脂被覆部材及びその製造方法並びにそれを用いた定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置に用いられる加熱ベルトや加熱ロール（加圧ベルトや加圧ロールを含む）等に好適なフッ素樹脂被覆部材及びその製造方法並びに粉末トナー像を形成した支持体に、熱と圧力とを同時に作用させて、トナー像を融着させる定着装置及びその定着装置を用いた画像形成装置に関する
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真プロセスを利用した複写機等においては、記録シート上に形成された未定着トナー像を定着して永久画像にする必要があり、その定着法として溶剤定着法、圧力定着法、および加熱定着法が知られている。溶剤定着法は、溶剤蒸気が発散し、臭気や衛生上の問題が多いという欠点を有している。一方、圧力定着法についても、他の定着法と比べて定着性が悪いという欠点を有している。いずれも広くは実用化されていないのが現状である。それゆえ、未定着トナー像の定着には、一般に加熱によってトナーを溶融させ、記録シート（記録材）上に融着させる加熱定着法が広く採用されている。
【０００３】
従来、加熱定着法に用いる加熱定着装置としては、円筒状芯金の内部にヒーターランプを備え、その外周面に耐熱性離型層を形成した加熱ロールと、この加熱ロール（定着ロール）に対し圧接配置され、円筒状芯金の外周面に耐熱弾性体層を形成した加圧ロールとで構成されており、これら両ロール間に、１〜１５ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは３〜１０ｋｇ／ｃｍ2の圧力を印加し、未定着トナー像の形成された普通紙等の支持体を挿通させて定着を行う加熱定着ロール方式のものが知られている。 この方式に使用される加熱ロール型定着装置は、他の加熱定着法である熱風定着方式やオーブン定着方式のものと比べて、熱効率が高い為、低電力で、高速性に優れ、しかも、紙詰まりによる火災の危険性も少ないこと等から、現在最も広く利用されている。
【０００４】
近年、この様な加熱ロール型定着装置において定着速度の高速化要求があり、これを満足するには、定着速度に応じてニップ領域の幅、即ちニップ幅を大きくする必要がある。ニップ幅を大きくする為の方法としては、ロール間の荷重を大きくする方法、定着ロールの弾性層の層厚を厚くする方法、または定着ロールと加圧ロールのロール径を大きくする方法等がある。しかしながら、これらの方法で対応できる定着速度には限界があり、それ以上の高速定着領域においては、加熱ロール／ベルト型定着装置、または加熱ベルト／ロール型定着装置が開発されている。
【０００５】
上記の加熱ロール／ベルト型定着装置、または加熱ベルト／ロール型定着装置に用いる定着部品（ロール、ベルト）は、主に大きく２つに類別される。すなわち、１）基材上に、プライマーを介してシリコーンゴムやフッ素ゴム等を薄く被覆したシリコーンゴム被覆部品、またはフッ素ゴム被覆部品と、２）基材上にプライマーを介してテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体（以下「ＰＦＡ」という）やポリテトラフルオロエチレン（以下「ＰＴＦＥ」という）等のフッ素樹脂をコーティングしたフッ素樹脂被覆部品とに分けられる。
【０００６】
これらの定着部品のうち、シリコーンゴム被覆部品は、その材料内部にフリーオイルと呼ばれるシリコーンオイルが含まれ、これらが離型性に対し、多大な影響を持ち、フリーオイルの多いもの程、高離型性を示す。しかしながら、一方でフリーオイルの存在は、ゴム強度の低下や、またフリーオイルが放出されることにより、ベルト外形が変化するという問題を有している。
【０００７】
一方、フッ素ゴム被覆部品は、非常に丈夫で耐摩耗性が高く、また弾性を有しているので高画質適性において優れている。しかしながら、フッ素ゴムは、それ自体が離型剤オイルとして通常使用されるポリジメチルシロキサンオイル（シリコーンオイル）を撥く性質を有するので、トナー像との間にオイルの離型層が形成されにくい。そのためフッ素ゴムとポリジメチルシロキサンオイル（シリコーンオイル）との組み合わせではカラートナーの様な低融点、高発色トナーに対して離型性が悪く使用することができない。この点を改善するものとして、ポリジメチルシロキサンオイルの一部をメルカプト基：−ＳＨ2またはアミノ基：−ＮＨ2で置換した変性シリコーンオイルを使用することが提案されている。この場合、上記のメルカプト基またはアミノ基の官能基が、フッ素ゴムの中に含まれる金属酸化物（ＭｇＯ，ＰｂＯ等）や二重結合と反応し、シリコーンオイルの分子レベルの膜がベルト表面に形成され、これが離型層となって定着部品表面を高離型性表面に改質する。
【０００８】
しかしながら、この高離型表面改質性を有するシリコーンオイルは、同時に複写シートや、両面コピー時の給紙ロール表面をも高離型化してしまう為、得られる複写シートに文房具テープ類を付着させることができなかったり、給紙ロールにより円滑に給紙が行われなかったりするという問題点を有している。そのために、使用する変性シリコーンオイルの量を減らしたり、または、変性シリコーンオイルを殆ど使用しないことが検討されているが、この様な場合、ベルト表面にフッ素ゴムが持つゴム特有の粘着性が現れ定着時にコピー用紙表面と、フッ素ゴム被覆表面とが粘着して、定着後にコピー用紙がフッ素ゴム表面から剥離できないという問題が発生する場合がある。この問題は、前記コピー用紙が、特にその表面がコート剤により処理された表面平滑性が高いコート紙である場合により顕著になる。
【０００９】
上記問題の発生を防止するために、使用する変性シリコーンオイルの量を減らしたり、または、変性シリコーンオイルを殆ど使用しない定着条件においても、コピー用紙に対する高い離型性及び粘着性の低い表面を有する定着部品が求められている。このような定着部品は定着時に変性シリコーンオイルの寄与が少ない場合においても、トナーと定着部品との間の付着力の小さいことや、コピー用紙と定着部品表面との間の粘着力が小さいことが要求される。
【００１０】
このような要求を実現するために、定着部品表面に設ける表面層材料としてフッ素樹脂材料が使用されているケースが増えてきている。この様な定着部品表面に設けられているフッ素樹脂材料としては、フッ素樹脂を加熱溶融、押し出し加工することにより作られたフッ素樹脂チューブ材料とフッ素樹脂粉末を溶液中に分散させた塗料を基材上へ塗布・乾燥・焼成することにより作られたフッ素樹脂コート材料とがある。
【００１１】
上記のフッ素樹脂チューブ材料とフッ素樹脂コート材料には、それぞれ長所、短所が挙げられる。フッ素樹脂チューブ材料は、材料特性としてはバルクのフッ素樹脂に近い、即ち耐磨耗性等も高いという長所を持っているが、加工方法の制約により、種々の形状に加工することが困難であると言う短所を持っている。
一方、フッ素樹脂コート材料は、塗布技術により、種々の形状に加工することが容易であると言う長所を持っているが、材料特性としては、粉末の焼成体である為、バルクのフッ素樹脂と比較して耐磨耗性等が低いと言う短所を持っている。
【００１２】
一方、前述した様に、近年、定着装置において定着速度の高速化要求があり、これを満足するには、定着速度に応じてニップ領域の幅、即ちニップ幅を大きくする必要がある。ニップ幅を大きくする為の方法としては、ロール間の荷重を大きくする方法、定着ロールの弾性層の層厚を厚くする方法、または定着ロールと加圧ロールのロール径を大きくする方法、さらには、加熱ロール／ベルト型定着装置、または加熱ベルト／ロール型定着装置の開発が進められている。この様に高速化を追求した場合、定着部品に対するストレスが大きくなる。特に、定着部品の表面層材料としてのフッ素樹脂材料の磨耗に対するストレスが大きくなることが明らかになっている。この様な高ストレス条件下にて、定着部品の表面層材料としてフッ素樹脂コート材料を使用した場合、表面層材料の磨耗故障による問題が多発することが明らかである。
【００１３】
この問題を解決する手段の一つとして、フッ素樹脂塗装面を常温にて加圧ロールを用いて、平滑化加工を施した後にフッ素樹脂塗装面を熱処理する方法（例えば、特許文献１参照。）、や、フッ素樹脂塗装面を２５０〜３００℃にて軟化させた後、加圧ロールを用いて、平滑化加工を施す方法（例えば、特許文献２参照。）などがあるが、これらの方法では、処理温度がフッ素樹脂の融点より低い為、フッ素樹脂コート膜の密度を十分に上げることが出来ない上、加圧ロールを用いて圧力をかける際に定着部品表面に均一に圧力をかけることが出来ないと言う欠点を有していた。
【００１４】
また、フッ素樹脂塗装面をその融点以上の温度に加熱された加熱体に加圧接触させ、この加熱体の表面もしくは前記塗装面を転動させて加熱する方法（例えば、特許文献３参照。）や円柱基材上にフッ素樹脂粉体を塗布した後、その基材の外径より僅かに大きい内径を持つ円筒に挿入し、両者の熱膨張率の差を利用して加圧、加熱する方法（例えば、特許文献４又は５参照。）などがあるが、これらの方法では、加圧ロールや加圧部材（円筒）を用いて圧力をかける際に定着部品表面に均一に圧力をかけることが出来ない為、フッ素樹脂コート膜の密度を均一に上げることが出来ないと言う欠点を有していた。
【特許文献１】特公平３−８０２７７号公報
【特許文献２】特開２００４−１０９５２９号公報
【特許文献３】特公平７−４３５５６号公報
【特許文献４】特開平１１−５０５９号公報
【特許文献５】特開２００１−２７７２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、フッ素樹脂コート材料の持つ種々の形状に加工することが容易であると言う長所を生かしながらバルクのフッ素樹脂と同等の高耐磨耗性を実現できるフッ素樹脂被覆部材及びその製造方法並びに定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
即ち、本発明は、
＜１＞ 基体と、前記基体上に設けられたフッ素樹脂粒子を焼結して得られた離型層と、を少なくとも有し、前記離型層の膜密度が９８％以上であるフッ素樹脂被覆部材である。
【００１７】
＜２＞前記離型層が、フィラーをさらに含む＜１＞に記載のフッ素樹脂被覆部材である。
【００１８】
＜３＞ 前記基体が、円筒状芯金である＜１＞又は＜２＞に記載のフッ素樹脂被覆部材である。
【００１９】
＜４＞ 前記基体が、無端ベルトである＜１＞又は＜２＞に記載のフッ素樹脂被覆部材である。
【００２０】
＜５＞ ＜１＞乃至＜４＞のいずれか１つに記載のフッ素樹脂被覆部材の製造方法であって、基体上にフッ素樹脂粒子を少なくとも含むフッ素樹脂塗料を塗布する工程と、熱間静水圧加工装置を用いて前記フッ素樹脂粒子を融点以上の温度で加圧する工程と、を少なくとも有するフッ素樹脂被覆部材の製造方法である。
【００２１】
＜６＞ 前記フッ素樹脂塗料が、フィラーをさらに含む＜５＞に記載のフッ素樹脂被覆部材の製造方法である。
【００２２】
＜７＞ 前記基体が、円筒状芯金である＜５＞又は＜６＞に記載のフッ素樹脂被覆部材の製造方法である。
【００２３】
＜８＞ 前記基体が、無端ベルトである＜５＞又は＜６＞に記載のフッ素樹脂被覆部材の製造方法である。
【００２４】
＜９＞ 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域に未定着トナー像を保持する記録材を通過させ、熱および圧力によって定着を行なう定着装置であって、前記加熱部材及び前記加圧部材の少なくとも一方が＜１＞乃至＜４＞のいずれか１つに記載のフッ素樹脂被覆部材である定着装置である。
【００２５】
＜１０＞ 少なくとも、記録媒体に未定着トナー像を担持させるトナー像形成部と、＜９＞に記載の定着装置と、を備える画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、フッ素樹脂コート材料の持つ種々の形状に加工することが容易であると言う長所を生かしながらバルクのフッ素樹脂と同等の高耐磨耗性を実現できるフッ素樹脂被覆部材及びその製造方法並びに定着装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明のフッ素樹脂被覆部材及びその製造方法並びに定着装置について詳細に説明する。
＜フッ素樹脂被覆部材及びその製造方法＞
本発明のフッ素樹脂被覆部材は、基体と、前記基体上に設けられたフッ素樹脂粒子を焼結して得られた離型層と、を少なくとも有し、前記離型層の膜密度を９８％以上としたものである。
離型層の膜密度を９８％以上とすることにより、フッ素樹脂粒子を焼結して得られた離型層の耐摩耗性をバルクのフッ素樹脂を加工して得られる離型層の耐摩耗性と同等にすることができる。離型層の膜密度が９８％未満であると、フッ素樹脂粒子同士の結合力が弱くなり、離型層の強度や耐磨耗性の低下が起こることがある。
離型層の膜密度は９８．５％以上が好ましく、９９％以上がさらに好ましい。
【００２８】
本発明に係る膜密度の測定方法は、膜（５０ｘ５０ｍｍ）を作成（基材上より剥離）し、その膜の重量を測定すると同時に、その膜を水中に沈めることにより、体積を測定するというものである。膜比重（Ｄ）を下記式により算出する。
【００２９】
膜比重（Ｄ）＝ 膜の重量（Ｗ）／膜の体積（Ｖ）
【００３０】
次に、膜密度（％）を下記式により算出する。
【００３１】
膜密度（％）＝膜比重（Ｄ）／離型層構成材料の真比重
【００３２】
本発明のフッ素樹脂被覆部材は、定着装置を構成する加熱部材及び／又は加圧部材として好適に使用可能である。
本発明に係る基体の形状、素材等は特に限定されるものではないが、本発明のフッ素樹脂被覆部材を定着装置を構成する加熱部材及び／又は加圧部材として用いる場合、該基体として円筒状芯金又は無端ベルトが用いられる。
【００３３】
円筒状芯金としては、金属製パイプを使用することができる。材質としては、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｕ等が挙げられる。円筒状芯金の外径及び肉厚はその使用目的により適宜選択される。
例えば、定着装置として使用する際の所望Ｎｉｐ幅に基づいて外径を決定することができる。また、例えば加熱部材として使用する際には、円筒状芯金の肉厚は加熱部材のウォームアップタイム短縮の観点から、定着装置として使用する際の所望Ｎｉｐ圧力に耐えうる範囲で最低とすることが望ましい。
【００３４】
無端ベルトとしては、該無端ベルトを張架する支持ロールや圧力ロールを巻回するのに適した強度を有するものであればよく、例えば、高分子フィルム、金属フィルム、セラミックスフィルム、ガラス繊維フィルムあるいはこれらいずれか２種以上を複合して得られた複合化フィルムを使用することができる。
上記の高分子フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル類、ポリカーボネイト類、ポリイミド類、ポリフッ化ビニルやポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系ポリマー類、ナイロン等のポリアミド類、ポリスチレンやポリアクリル類、ポリエチレンやポリプロピレン類、ポリ酢酸セルロース類等のセルロース変性物類、ポリサルホン類、ポリキシリレン類、ポリアセタール類等のシート状あるいはクロス状成形物等を挙げることができ、更には汎用高分子シートにフッ素系、シリコーン系、架橋性ポリマー等の耐熱樹脂層を積層して得られた高分子複合化物を挙げることができる。
これらの中でも、無端ベルトは、耐熱性樹脂からなることが好適である。
【００３５】
また、このような高分子フィルムは、金属、セラミックス等で形成される耐熱層と複合化してもよく、また、内部に粒状、針状、繊維状等のカーボンブラック、グラファイト、アルミナ、シリコーン、カーバイト、ボロンナイトライド等の熱伝導性向上剤を添加したり、必要に応じて内部もしくは表面に導電化剤、帯電防止剤、剥離剤、補強剤等の添加剤を添加、もしくは適用してもよい。
更に、上記の高分子フィルムの他に、例えばコンデンサー紙、グラシン紙等の紙類や、セラミックス系フィルムや、ガラス繊維でクロス状に成形したガラス繊維フィルムや、ステンレスフィルムや、ニッケルフィルム等の金属フィルムが使用できる。
【００３６】
本発明のフッ素樹脂被覆部材は、離型層と基体との間の接着力を得る為に、基体上に接着剤としてのプライマー層を塗布することもできる。
プライマー層を構成する材料としては、プライマー：９０２ＹＬ(三井デュポンフロロケミカル社製)、ＰＲＭ０６７(三井デュポンフロロケミカル社製)等が挙げられる。
プライマー層の厚みは、０．０５〜２．０μｍが好ましく、０．１〜０．５μｍがさらに好ましい。
【００３７】
本発明のフッ素樹脂被覆部材は、後述する加熱部材と加圧部材とにより形成されるニップ域を所定幅に調節可能なように、離型層と基体との間に弾性体層を設けてもよい。弾性体層は、シリコーンゴムやフッソゴム等に代表される耐熱性ゴムにより形成することができる。
【００３８】
本発明のフッ素樹脂被覆部材に使用されるフッ素樹脂粒子としては、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体（以下「ＰＦＡ」という）やポリテトラフルオロエチレン（以下「ＰＴＦＥ」という）等のフッ素樹脂粉体が挙げられる。
フッ素樹脂粒子の平均粒径としては、０．１〜３０μｍが好ましく、より好ましくは、０．１〜１５μｍ、さらに好ましくは０．１〜１０μｍである。
なお、本発明において「平均粒径」とは特に指定のない限り体積平均粒子径のことをいう。
【００３９】
また、耐久性（膜厚確保）に優れた表面を得るため、離型層は粒径の異なる２種のフッ素樹脂粒子から形成されることが好ましい。
うねりのない、平滑な離型層（表面層）を形成する観点からは溶融粘度の低く及び／又は融けやすい小粒径フッ素樹脂粒子を使用することがよいが、小粒径フッ素樹脂粒子のみを使い、１回の製膜工程で２０μｍ以上の厚みの塗膜（表面層）を形成しようとすると、クラックを生じるという問題がある。表面層（フッ素樹脂膜）の厚みが小さすぎると、長期の使用により摩耗して耐久性が損なわれることがある。
粒径の異なる２種のフッ素樹脂粒子（大粒径フッ素樹脂粒子及び小粒径フッ素樹脂微粒子）の粒径、配合比を適宜調節することにより、１回の製膜工程で表面層（フッ素樹脂膜）の膜厚を約６０μｍ程度まで確保でき、低コスト化が実現可能である。
【００４０】
ここで、配合する大粒径フッ素樹脂粒子の平均粒径が３μｍより小さく、配合する大粒径フッ素樹脂粒子の量が小粒径フッ素樹脂微粒子１００質量部当たり、５質量部より少ない場合、表面層（フッ素樹脂膜）にクラックが生じやすくなる。
一方、大粒径フッ素樹脂粒子の平均粒径が１５μｍより大きく、３０質量部より多い場合、焼成の際に大粒径フッ素樹脂粒子が完全に融けられず表面層（フッ素樹脂膜）表面に融けきれない大粒径フッ素樹脂によるうねり（鈍角凸）を生じることがある。
【００４１】
また、これら粒径の異なる２種のフッ素樹脂粒子は、小粒径フッ素樹脂微粒子の３８０℃での溶融粘度が３５×１０4ポイズ（３．５×１０4Ｐａ・ｓ）以下の範囲にあり、大粒径フッ素樹脂粒子が１５×１０4ポイズ（１．５×１０4Ｐａ・ｓ）以下の範囲にあることが好ましい。これにより、表面層のうねりを改善することができる。
さらに表面層のうねりをより改善する観点から、粒径の異なる２種のフッ素樹脂粒子は、共に３８０℃での溶融粘度が１５×１０4ポイズ（１．５×１０4Ｐａ・ｓ）以下の範囲にあることが好ましく、より好ましくは１０×１０4ポイズ（１．０×１０4Ｐａ・ｓ）以下、最も好ましくは５×１０4ポイズ（０．５×１０4Ｐａ・ｓ）以下である。フッ素樹脂粒子の３８０℃での溶融粘度が１５×１０4ポイズを超えると、融けたフッ素樹脂が広がることができず、表面層の表面にうねりが発生することがある。
【００４２】
本発明に係る離型層は、フィラーをさらに含んでいてもよい。離型層に配合されるフィラーは、金属酸化物微粒子、ケイ酸塩鉱物、カーボンブラック、窒素化合物及びマイカからなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
その中でも、より好ましくはＢａＳＯ4、ゼオライト、酸化ケイ素、酸化スズ、酸化銅、酸化鉄、酸化ジルコニウム、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）、窒化珪素、窒化ホウ素、窒化チタン及びマイカからなる群より選ばれる少なくとも１種であり、更に好ましくは、ＢａＳＯ4、ゼオライト及びマイカからなる群より選ばれる少なくとも１種である。さらにより好ましくは、ＢａＳＯ4あるいはゼオライトであり、特に好ましいのはＢａＳＯ4である。
【００４３】
フィラーの配合割合は適宜設定することができるが、好ましくはフッ素樹脂粒子１００質量部当たり１質量部以上３０質量部以下、より好ましくは１質量部以上２０質量部以下の範囲に設定される。フィラーの配合割合が、１質量部より低くなるとフッ素樹脂のもつ高離型性により、トナーや用紙の離型には非常に優れるものの、剥離爪等の接触物に対する耐摩耗性が劣る為、表面磨耗や傷等が発生しやすくなる為、定着装置関連の故障が発生しやすくなることがある。また、３０質量部より多くなると、均一な分散状態が得られ難く、膜厚むらになるだけでなく、フッ素樹脂のもつ高離型性が低下し、トナーオフセットが発生しやすくなり、また、表面層の粗さや、グロスなどの表面性が低下し、加圧ベルト（定着ベルト）として用いた場合、表面層の粗さ、グロスなどの表面性低下により画像のグロス低下、画像あれなどが発生することがある。
【００４４】
フィラーの平均粒径は、０．１μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１μｍ以上１０μｍ以下であり、更に好ましくは２μｍ以上８μｍ以下である。平均粒径が１μｍ以上１０μｍ以下であり、１５μｍ以上の粒子が２５質量％以下の範囲にあることが好ましい。特に、表面層に鋭角な突起の発生を抑制するため、フィラーは、その平均粒径が１μｍ以上１０μｍ以下であり、１５μｍ以上の粒子が５質量％以下の範囲にあることが好ましく、より好ましくは１５μｍ以上の粒子は３質量％以下の範囲にあることである。
【００４５】
フィラーの平均粒径が、０．１μｍより小さくなると、粉末の表面積が大きくなり、フィラーをＰＦＡへ添加、分散することが困難になることがある。１０μｍより大きくなると、フィラーを添加したＰＦＡからなる表面層が粗くなりすぎるという問題が発生することがある。また、フィラー中１５μｍ以上の粒子は５質量％の範囲を超えると、大粒径のフィラーがとげのような鋭角な突起になりやすく、この鋭角な突起が画像（両面印字時）に突き刺さり、白抜け状の画像ディフェクトが発生することがある。
【００４６】
また、フィラーとして、導電性粒子を用いることもできる。電子写真装置の各種条件によっては定着装置に導電性の付与が要求される場合が有り、この場合は、フッ素樹脂にフィラーとして導電性粒子を配合することができる。導電性粒子としては上記特定のフィラー以外の粒子を用いることもできる。フィラーとして、導電性粒子を用いる場合、導電性付与の目的やフッ素樹脂による離型性維持の観点と導電性粒子の分散の問題から、フッ素樹脂粒子１００質量部当たり、１質量部以上１０質量部以下が好適である。
【００４７】
本発明のフッ素樹脂被覆部材は、基体上にフッ素樹脂粒子を少なくとも含むフッ素樹脂塗料を塗布する工程と、熱間静水圧加工装置を用いて前記フッ素樹脂粒子を融点以上の温度で加圧する工程と、を少なくとも有するフッ素樹脂被覆部材の製造方法により製造することができる。
【００４８】
本発明に係るフッ素樹脂塗料の基体上への塗布方法としては、従来一般的に使用されている方法で、湿式法としてスプレー塗布、ディップ塗布が、乾式法として静電塗布などが用いられる。
【００４９】
湿式法（スプレー塗布、ディップ塗布）の場合には液状のフッ素樹脂塗料が用いられる。液状のフッ素樹脂塗料に使用される液状分散媒体としては、通常、水を用いるが、所望により有機溶媒を用いてもよく、あるいは、塗布後の乾燥を容易にするために、水とアルコール等の有機溶媒との混合物を用いることもできる。
フッ素樹脂粒子及び必要に応じて用いられるフィラーを液状媒体中に分散させるために、界面活性剤を使用することが好ましい。界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤及びノニオン系界面活性剤が好ましい。これらの界面活性剤は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。これらの中でも、ノニオン系界面活性剤が特に好ましい。界面活性剤の使用量は特に限定されないが、通常は、フッ素樹脂粒子及び必要に応じて用いられるフィラーを液状媒体中に均一に分散し得る量比で用いられる。
また、膜厚の制御および塗布を容易にするため、増粘剤を使用することもできる。増粘剤の使用量は特に限定されない。塗布を容易にするために塗布方法によって増粘剤の使用量を調整することができる。
【００５０】
また、湿式法（スプレー塗布、ディップ塗布）にて塗布された表面層の乾燥温度としては使用した液状分散媒体が揮発する温度で、５０℃〜２００℃が好ましく、より好ましくは６０℃〜１８０℃、さらに好ましくは７０℃〜１５０℃である。
【００５１】
乾式法（静電塗布）には固体（粉体）のフッ素樹脂塗料が用いられる。粉体のフッ素樹脂塗料としては、上述したフッ素樹脂粒子を用いることができる。必要に応じて該フッ素樹脂粒子に上述のフィラーを混合して使用することもできる。
基体とフッ素樹脂塗料との間に逆電位を与え、静電気力により基体上にフッ素樹脂塗料を付着・塗布することができる。
【００５２】
本発明で使用される熱間静水圧加工装置（ＨＩＰ）は、不活性ガス（Ａｒ、Ｎ2など）を圧力媒体として、加熱下において加圧処理を施すものである。この方法によれば、従来の熱間プレス加工法と比較して、種々の形状の基体を加熱下において均一加圧することが可能である。
【００５３】
本発明で使用される熱間静水圧加工装置の加熱温度としては、フッ素樹脂の融点以上の温度が好ましく、より好ましくは融点＋１０℃以上、さらに好ましくは融点＋２０℃以上である。加熱温度が、フッ素樹脂の融点未満の場合は、フッ素樹脂が十分に溶融せず、所望の膜密度を得ることができないことがある。
【００５４】
フッ素樹脂塗料がフィラーを含む場合、加熱温度の上限は、フッ素樹脂の融点＋１００℃以下の温度が好ましく、より好ましくは融点＋７０℃以下、さらに好ましくは融点＋５０℃以下であり、加熱温度の下限はフッ素樹脂の融点以上の温度が好ましく、より好ましくは融点＋１０℃以上、さらに好ましくは融点＋２０℃以上である。加熱温度が、フッ素樹脂の融点＋１００℃よりも高い場合は、離型層に分散していたフィラーが移動し、フィラー同士の凝集が発生する事により、所望の膜特性（表面粗さ、摩擦係数、耐磨耗性、導電性等）を得ることができないことがある。
【００５５】
また、本発明で使用される熱間静水圧加工装置の圧力としては、１００ＭＰａ以上が好ましく、より好ましくは２００ＭＰａ以上、さらに好ましくは３００Ｍｐａ以上である。圧力が、１００ＭＰａ以下の場合は、フッ素樹脂を十分に加圧することが出来ず、所望の膜密度を得ることができないことがある。
【００５６】
<定着装置＞
本発明の定着装置は、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域に未定着トナー像を保持する記録材を通過させ、熱および圧力によって定着を行なう定着装置であって、前記加熱部材及び前記加圧部材の少なくとも一方が本発明のフッ素樹脂被覆部材を用いたものである。
加熱部材及び加圧部材の少なくとも一方に本発明のフッ素樹脂被覆部材を用いることにより、定着装置の故障の発生を減らすことができる。
【００５７】
以下、本発明の定着装置を図面を参照しつつ説明するが、本発明は下記実施形態に限定されるものではない。
図１は、本発明の第一実施形態に係る定着装置である加熱ロール型定着装置の概略構成図を示す。図１に示す加熱ロール型定着装置は、定着ユニットとして、加熱ロール１及び加圧ロール２が対向して設けられ、圧接してニップが形成されている。
加熱ロール１は、内部にヒーターランプ１ｄを有する金属製の中空芯金コア１ａに弾性体層１ｂ及びフッ素樹脂よりなる離型層１ｃが順次形成された本発明のフッ素樹脂被覆部材である。加熱ロール１の外周には、加熱ロール１表面をクリーニングするためのクリーニング装置５と、加熱ロール１表面に補助的な加熱を行う外部加熱装置６と、定着後の記録媒体３を剥離するための剥離爪７と、加熱ロール１表面の温度を制御するための温度センサー８が設けられている。
加圧ロール２は、内部にヒーターランプ２ｄを有する金属製の中空芯金コア２ａに弾性体層２ｂおよび離型層２ｃが順次形成されてなる。加圧ロール２の外周には、定着後の記録媒体３を剥離するための剥離爪７と、加圧ロール２表面の温度を制御するための温度センサー８が設けられている。
加熱ロール１と加圧ロール２とが形成するニップ域に、未定着トナー４が形成された記録材３を通過させることで、未定着トナー４を定着させることができる。
【００５８】
第一実施形態に係る定着装置においては、加熱ロール１として本発明のフッ素樹脂被覆部材を用いたが、加圧ロール２に本発明のフッ素樹脂被覆部材を用いてもよいし、加熱ロール１及び加圧ロール２の両方に本発明のフッ素樹脂被覆部材を用いてもよい。
【００５９】
図２は、本発明の第二実施形態に係る定着装置である加熱ロール・ベルト型定着装置の概略構成図を示す。第二実施形態に係る加熱ロール・ベルト型定着装置は、加熱ロールと、加熱ロールに圧接する加圧ベルトと、を含む一対の定着ユニットを有し、加熱ロールと加圧ベルトとにより形成されるニップ域に未定着トナー像を保持する記録材を通過させ、熱および圧力によって定着を行なう装置である。
【００６０】
図２に示す加熱ロール・ベルト型定着装置は、定着ユニットとして、加熱ロール１および加圧ベルト１３が対向して設けられ、加圧ベルト１３として本発明のフッ素樹脂被覆部材が用いられる。加圧ベルト１３はその周内部に配置された加圧パッド１２（加圧部材）と加圧ロール１１（加圧部材）により加熱ロール１に押圧され、圧接してニップが形成されている。加圧パッド１２（加圧部材）は加圧ベルト１３との当接部（加圧部）の形状がパッド状であり、更に、該当接部ないしその近傍がゴム状の弾性部を含むものであってもよい。
【００６１】
なお、本発明において、「当接部の形状がパッド状」とは、加圧パッド１２が、加圧ベルト１３に対して当接する部分の形状が、加熱ロール１と、加圧ロール１１と２本の支持ロール１０とにより張架された加圧ベルト１３の内周面との間にほぼ隙間無く密着するような形状をいう。また、「当接部ないしその近傍」という場合の近傍とは、加圧パッド１２の前記当接部に対し、弾性部により弾性を付与し得る程度の部分を差し、一概には言えないものの、好ましくは、前記当接部及び当接部から垂直方向に１０ｍｍ迄の範囲の加圧パッド１２をいう。更に、「該当接部ないしその近傍がゴム状の弾性部を含む」とは、当接部ないしその近傍の少なくと一部が弾性を有する材料からなることをいう。ゴム状弾性部は、シリコーンゴムやフッ素ゴム等に代表される耐熱性ゴムをいう。
【００６２】
加圧パッド１２は、記録材の進行方向に沿って、異なる硬度の複数の加圧部を有していてもよい。この場合、例えば、片方がゴム状弾性部材からなる加圧部と、もう片方が金属等の硬い圧力付与部材からなる加圧部と、で構成される場合が多く好適である。また、加圧パッド１２は、異なる硬度の複数の加圧部で構成される場合、ニップ領域の圧力は記録材突入側より記録材排出側が高くなるほうが、記録材（特に薄い記録材）の剥離性が向上され好適である。例えば、加圧パッド１２における記録材突入側の加圧部をゴム状弾性部材から構成させ、記録材排出側の加圧部を金属等の硬い圧力付与部材から構成させることで、好適に、ニップ領域の圧力を記録材突入側より記録材排出側が高くなるようにさせることができる。
【００６３】
加圧パッド１２と加圧ベルト１３内面との摺動性を向上させる為に、耐熱性樹脂やフッ素樹脂で構成されたシートを摺動シート介して、加圧パッド１２を配置してもよい。
【００６４】
加熱ロール１は、内部にヒーターランプ１ｄを有する金属製の中空芯金属コア１ａに弾性体層１ｂおよび離型層１ｅが順次形成されて構成されている。これらの金属コア１ａや、弾性体層１ｂおよび離型層１ｅは、従来公知の材料により構成することができる。
【００６５】
加圧ベルト１３は、２本の支持ロール１０と１本の加圧ロール１１とにより張架されており、支持ロール１０の一方は内部にヒーターランプ２ｄを有する。４は、普通紙等の記録材３上に形成された未定着トナー像である。
【００６６】
加熱ロール１の周辺には、ロール表面をクリーニングするためのクリーニング装置５、加熱ロール１を表面から加熱するための外部加熱装置６、定着後の用紙を剥離するための剥離爪７、加熱ロール１表面の温度を制御するための温度センサー８が設けられている。
【００６７】
図２に示す定着装置では、未定着トナー像４を表面に保持する記録材３が、矢印Ａ方向に、不図示の搬送手段及び加圧ベルト１３により搬送されて、矢印Ｂ方向に回転駆動される加熱ロール１と、加圧ベルト１３とが圧接し形成されたニップ領域に挿通される。この際、記録材３の未定着トナー像４が形成された面と、加熱ロール１の表面とが、向き合うように記録材３が挿通される。このニップ領域を記録材３が通過した際に、熱及び圧力が記録材３に加えられることにより、未定着トナー像４が、記録材３に定着される。定着後の記録材はニップ領域を通過後、剥離爪７により加熱ロール１から剥離され、加熱ロール・ベルト型定着装置から排出される。このようにして定着処理がなされる。
第二実施形態に係る定着装置においては、加圧ベルト１３として本発明のフッ素樹脂被覆部材を用いたが、加熱ロール１に本発明のフッ素樹脂被覆部材を用いてもよいし、加熱ロール１及び加圧ベルト１３の両方に本発明のフッ素樹脂被覆部材を用いてもよい。
【００６８】
図３は、第二実施形態の変形例であるフリーベルト型定着装置の概略構成図を示す。図３に示すフリーベルト型定着装置は、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、ベルトを張架する為の支持ロールや加圧ローラをもたず、ベルト走行ガイド２３に沿ってガイドされ、加熱ロール２０からの駆動力を受けることで加圧ベルト２１を従動させており、このようなベルト型定着装置は、支持ロールや加圧ロールをもつタイプ（図２に示す定着装置）と区別する為に、フリーベルト型定着装置と呼ばれる。
【００６９】
図３に示すフリーベルト型定着装置は、定着ユニットとして、加熱ロール２０および加圧ベルト２１が対向して設けられ、加圧ベルト２１として、上記特定の離型層２１ｃが設けられてなる本発明のフッ素樹脂被覆部材を備える。加圧ベルト２１は、その周内部に配置された加圧パッド２２（加圧部材）により加熱ロール２０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２３に沿ってガイドされ、加熱ロール２０からの駆動力を受けることで従動される。
【００７０】
加圧パッド２２（加圧部材）は、記録材の進行方向に沿って、異なる硬度の２つの加圧部２２ａ、２２ｂを有する。加圧パッド２２における記録材突入側の加圧部２２ａをゴム状弾性部材から構成させ、記録材排出側の加圧部２２ｂ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材突入側より記録材排出側が高くさせている。この構成により、記録材（特に薄い記録材）の剥離性が向上される。加圧部２２ａ、２２ｂは、ホルダ２２ｃにより支持され、テフロン（登録商標）を含むガラス繊維シートやフッ素樹脂シートなどの低摩擦層２２ｄを介して加圧ベルト２１内周面から加熱ロール２０を押圧している。
【００７１】
加熱ロール２０は、内部にヒーターランプ２４を有する金属製の中空芯金属コア２０ａに弾性体層２０ｂおよび離型層２０ｃが順次形成されて構成されている。これらの金属コア２０ａや、弾性体層２０ｂおよび離型層２０ｃは、従来公知の材料により構成することができる。
【００７２】
加熱ロール２０の周辺には、定着後の用紙を剥離するための剥離ブレード２８、ロール表面の温度を制御するための温度センサー２５が設けられている。
【００７３】
図３に示す定着装置では、図２に示す定着装置と同様に、未定着トナー像２７を表面に保持する記録材２６が、矢印Ａ方向に、不図示の搬送手段により搬送されて、矢印Ｂ方向に回転駆動される加熱ロール２０と、加圧ベルト２１とが圧接し形成されたニップ領域に挿通される。この際、記録材２６の未定着トナー像２７が形成された面と、加熱ロール２０の表面とが、向き合うように記録材２６が挿通される。このニップ領域を記録材２６が通過した際に、熱及び圧力が記録材２６に加えられることにより、未定着トナー像２７が、記録材２６に定着される。定着後の記録材はニップ領域を通過後、剥離ブレード２８により加熱ロール２０から剥離され、フリーベルト型定着装置から排出される。このようにして定着処理が成される。
【００７４】
本発明の加熱ロール・ベルト型定着装置において、加熱ロールと加圧ベルトとにより形成されるニップ域に、未定着トナー像を保持する記録材が通過する時間（ニップ時間）は、０．０３０秒以上でることが望ましい。このニップ時間が０．０３０秒より小さい場合、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為、その分定着温度を上げる必要があり、エネルギーの浪費、部品の耐久性低下、装置の温昇を招き、好ましくない。なお、ＮＩＰ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から、０．５秒以下が好ましい。
【００７５】
図４は、本発明の第三実施形態に係る定着装置である加熱ベルト・ロール型定着装置の概略構成図を示す。第三実施形態に係る加熱ベルト・ロール型定着装置は、加熱ベルトと、加熱ベルトに圧接する加圧ロールと、を含む一対の定着ユニットを有し、加熱ベルトと加圧ロールとにより形成されるニップ域に未定着トナー像を保持する記録材を通過させ、熱および圧力によって定着を行なう装置であり、この加熱ベルト、加圧ロールとして、本発明のフッ素樹脂被覆部材を備える。
【００７６】
図４に示す加熱ベルト・ロール型定着装置において、３０は、耐熱性ベースフィルム（例えばポリイミドフィルム等）の基体上に離型層を形成した、本発明のフッ素樹脂被覆部材としての加熱ベルトである。加熱ベルト３０に接するように加圧ロール３１が配され、加熱ベルト３０と加圧ロール３１との間にニップ部を形成している。加圧ロール３１は、基体３１ａ上にシリコーンゴム等による弾性体層３１ｂを形成し、さらにその上層に離型層３１ｃを形成した、本発明のフッ素樹脂被覆部材である。
【００７７】
加熱ベルト３０内側には、加圧ロール３１と対向する位置に、例えば鉄製の圧力ロール３３ａと、逆Ｔ字型をした圧力印加部材３３ｂと、潤滑剤を含浸させた金属パッド３３ｃとからなる加圧部材３３が配され、圧力印加部材３３ｂが圧力ロール３３ａを介して加熱ベルト３０を加圧ロール３１に押しつけ、前記ニップ部にニップ圧が加わるようになっている。このとき圧力印加部材３３ｂは、金属パッド３３ｃが圧力ロール３３ａの内面を滑りながらニップ圧を印加している。なお、圧力ロール３３ａの内面には潤滑性のある耐熱オイルがコーティングされていることが好ましい。
さらに加熱ベルト３０の内側には、加熱ベルト３０のニップ部を加熱するためのヒータランプ３２が配されている。
【００７８】
圧力ロール３３ａの矢印Ｄ方向への回転に従動して加熱ベルト３０は矢印Ｂ方向に回転し、それにつれて加圧ロール３１も矢印Ｃ方向に従動回転する。未定着トナー像３４が形成された記録材３５は矢印Ａ方向に、上記定着装置のニップ部に挿通され、加熱溶融および加圧されトナー像が定着される。
【００７９】
なお、本例においては、加熱ベルト３０と加圧ロール３１との双方が本発明のフッ素樹脂被覆部材である場合について説明したが、加熱ベルト３０と加圧ロール３１のうちの一方のみが本発明のフッ素樹脂被覆部材である場合でも、本発明の効果は発揮される。もちろん、双方が本発明のフッ素樹脂被覆部材であることが好ましい。
【００８０】
図５は、本発明の第四実施形態に係る定着装置である加熱ベルト型定着装置の概略構成図を示す。第四実施形態に係る加熱ベルト型定着装置は、加熱ベルトと、加熱ベルトに圧接する加圧ベルトと、を含む一対の定着ユニットを有し、加熱ベルトと加圧ベルトとにより形成されるニップ域に未定着トナー像を保持する記録材を通過させ、熱および圧力によって定着を行なう装置であり、この加熱ベルト、加圧ベルトとして、本発明のフッ素樹脂被覆部材を備える。
【００８１】
図５に示す加熱ベルト型定着装置において、加熱ベルト４０、ヒータランプ４２および加圧部材４３（圧力ロール４３ａ、圧力印加部材４３ｂ及び金属パッド４３ｃ）の構成は、図４における定着装置の加熱ベルト３０、ヒータランプ３２および加圧部材３３（圧力ロール３３ａ、圧力印加部材３３ｂ及び金属パッド３３ｃ）の構成と同一である。従って、加熱ベルト４０は、本発明のフッ素樹脂被覆部材である。
【００８２】
加熱ベルト４０に面で接するように加圧ベルト４９が配され、加熱ベルト４０と加圧ベルト４９との間にニップ部を形成している。加圧ベルト４９は、加熱ベルト４０と同様の構成、即ち、本発明のフッ素樹脂被覆部材である。加圧ベルト４９の内側には、加圧部材４３と対向する位置にシリコーンゴム等からなる加圧ロール４８が配され、前記ニップ部にニップ圧が加わるようになっている。
【００８３】
圧力ロール４３ａの矢印Ｄ方向への回転に従動して加熱ベルト４０は矢印Ｂ方向に回転し、それにつれて加圧ベルト４９も矢印Ｃ方向に従動回転する。未定着トナー像４４が形成された記録材４５は矢印Ａ方向に、上記定着装置のニップ部に挿通され、加熱溶融および加圧されトナー像が定着される。
【００８４】
なお、本例においては、加熱ベルト４０と加圧ベルト４９との双方が本発明のフッ素樹脂被覆部材である場合について説明したが、加熱ベルト４０と加圧ベルト４９のうちの一方のみが本発明のフッ素樹脂被覆部材である場合でも、本発明の効果は発揮される。もちろん、双方が本発明のフッ素樹脂被覆部材であることが好ましい。
【００８５】
＜画像形成装置＞
以下、本発明の定着装置を備えた画像形成装置（本発明の画像形成装置）について、図面を参照して、説明する。本発明の画像形成装置は、少なくとも、記録媒体に未定着トナー像を担持させるトナー像形成部と、本発明の定着装置と、を備えるものである。
【００８６】
−第一実施形態−
図６は、本発明の第一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図を示す。図６に示す画像形成装置２００は、電子写真感光体２０７と、電子写真感光体２０７を接触帯電方式により帯電させる帯電装置２０８と、帯電装置２０８に接続された電源２０９と、帯電装置２０８により帯電される電子写真感光体２０７を露光して静電潜像を形成する露光装置２
１０と、露光装置２１０により形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置２１１と、現像装置２１１により形成されたトナー像を被転写媒体に転写する転写装置２１２と、クリーニング装置２１３と、除電器２１４と、本発明の定着装置２１５とを備える。なお、図６には示していないが、トナーを現像装置２１１に供給するトナー供給装置も備えている。また、本実施形態とは別の実施形態において、除電器２１４が設けられていなくてもよい。
電子写真感光体２０７と、帯電装置２０８と、電源２０９と、露光装置２１０と、現像装置２１１と、転写装置２１２と、クリーニング装置２１３と、除電器２１４と、によりトナー像形成部が構成される。
【００８７】
帯電装置２０８は、電子写真感光体２０７の表面に導電性部材（帯電ロール）を接触させて感光体に電圧を均一に印加し、感光体表面を所定の電位に帯電させるものである。なお、本発明の画像形成装置が備える帯電装置は、コロトロン、スコロトロンによる非接触方式のものでもあってもよい。
【００８８】
これらの導電性部材を用いて電子写真感光体２０７を帯電させる際には、導電性部材に電圧が印加されるが、かかる印加電圧は直流電圧、直流電圧に交流電圧を重畳したもののいずれでもよい。なお、本実施形態において示した帯電ロールの他、帯電ブラシ、帯電フィルム若しくは帯電チューブなどを用いて接触帯電方式による帯電を行ってもよい。また、コロトロン若しくはスコロトロンを用いた非接触方式による帯電を行ってもよい。
【００８９】
露光装置２１０としては、電子写真感光体２０７の表面に、半導体レーザー、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）、液晶シャッター等の光源を所望の像様に露光できる光学系装置等を用いることができる。これらの中でも、非干渉光を露光可能な露光装置を用いると、電子写真感光体２０７の導電性基体と感光層との間での干渉縞を防止することができる。
【００９０】
現像装置２１１としては、例えば、磁性若しくは非磁性の一成分系現像剤又は二成分系現像剤等を接触又は非接触させて現像する一般的な現像装置を用いて行うことができる。そのような現像装置としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００９１】
転写装置２１２としては、ローラー状の接触帯電部材の他、ベルト、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、あるいはコロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等が挙げられる。
【００９２】
クリーニング装置２１３は、転写工程後の電子写真感光体の表面に付着した残存トナーを除去するためのもので、これにより清浄面化された電子写真感光体は上記の画像形成プロセスに繰り返し供される。クリーニング装置としては、図示したクリーニングブレードを用いたものの他、ブラシクリーニング、ロールクリーニング等の手法を用いることができるが、これらの中でもクリーニングブレードを用いることが好ましい。また、クリーニングブレードの材質としてはウレタンゴム、ネオプレンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。
【００９３】
本実施形態の画像形成装置は、図６に示したように、除電器（イレーズ光照射装置）２１４を備える。これにより、電子写真感光体が繰り返し使用される場合に、電子写真感光体の残留電位が次の画像形成サイクルに持ち込まれる現象が防止されるので、画像品質をより高めることができる。
【００９４】
−第二実施形態−
図７は、本発明の第二実施形態に係る画像形成装置の概略構成図を示す。図７に示す画像形成装置２２０は中間転写方式の電子写真装置であり、ハウジング４００内において４つの電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄ（例えば、電子写真感光体４０１ａがイエロー、電子写真感光体４０１ｂがマゼンタ、電子写真感光体４０１ｃがシアン、電子写真感光体４０１ｄがブラックの色からなる画像をそれぞれ形成可能である）が中間転写ベルト４０９に沿って相互に並列に配置されている。
【００９５】
電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄのそれぞれは所定の方向（紙面上は反時計回り）に回転可能であり、その回転方向に沿って帯電ロール４０２ａ〜４０２ｄ、現像装置４０４ａ〜４０４ｄ、１次転写ロール４１０ａ〜４１０ｄ、クリーニングブレード４１５ａ〜４１５ｄが配置されている。現像装置４０４ａ〜４０４ｄのそれぞれにはトナーカートリッジ４０５ａ〜４０５ｄに収容されたブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色のトナーが供給可能であり、また、１次転写ロール４１０ａ〜４１０ｄはそれぞれ中間転写ベルト４０９を介して電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄに当接している。
電子写真感光体４０１と、帯電ロール４０２と、現像装置４０４と、１次転写ロール４１０と、クリーニングブレード４１５と、によりトナー像形成部が構成される。
【００９６】
さらに、ハウジング４００内の所定の位置にはレーザー光源（露光装置）４０３が配置されており、レーザー光源４０３から出射されたレーザー光を帯電後の電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄの表面に照射することが可能となっている。
これにより、電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄの回転工程において帯電、露光、現像、１次転写、クリーニングの各工程が順次行われ、各色のトナー像が中間転写ベルト４０９上に重ねて転写される。
【００９７】
中間転写ベルト４０９は駆動ロール４０６、バックアップロール４０８及びテンションロール４０７により所定の張力をもって支持されており、これらのロールの回転によりたわみを生じることなく回転可能となっている。また、２次転写ロール４１３は、中間転写ベルト４０９を介してバックアップロール４０８と当接するように配置されている。バックアップロール４０８と２次転写ロール４１３との間を通った中間転写ベルト４０９は、例えば駆動ロール４０６の近傍に配置されたクリーニングブレード４１６により清浄面化された後、次の画像形成プロセスに繰り返し供される。
【００９８】
また、ハウジング４００内の所定の位置にはトレイ（記録媒体トレイ）４１１が設けられており、トレイ４１１内の紙などの記録媒体５００が移送ロール４１２により中間転写ベルト４０９と２次転写ロール４１３との間、さらには本発明の定着装置４１４に順次移送された後、ハウジング４００の外部に排紙される。
【００９９】
なお、上述の説明においては中間転写体として中間転写ベルト４０９を使用する場合について説明したが、中間転写体は、上記中間転写ベルト４０９のようにベルト状であってもよく、ドラム状であってもよい。
【０１００】
なお、記録媒体とは、電子写真感光体上に形成されたトナー像を転写する媒体であれば特に制限はない。例えば、電子写真感光体から直接、紙等の被転写媒体に転写する場合は、紙等が記録媒体である。
【実施例】
【０１０１】
以下、本発明を実施例を用いてさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例により限定されるものではない。なお、以下の文中における「部」は、全て「質量部」を示すものとする。
【０１０２】
＜フッ素樹脂塗料Ａの調製＞
平均粒径８μｍのＰＦＡ粒子（大粒径ＰＦＡ）３０部と平均粒径０．２μｍのＰＦＡ粒子（小粒径ＰＦＡ）７０部とを１１０部の蒸留水に加え、回転羽根式攪拌機にて、３０分間攪拌処理をしてフッ素樹脂塗料Ａを調製した。
【０１０３】
［実施例１Ａ、実施例２Ａ及び比較例１Ａ］
フッ素樹脂塗料Ａをポリイミドシートサンプル（１００ｘ１００ｍｍ）上に８０μｍの厚みにスプレー塗布後、８０℃の乾燥炉で１０分間乾燥してＰＦＡ乾燥膜を得た。このサンプルを実施例１Ａ、実施例２Ａでは、熱間静水圧加工装置（ＨＩＰ）（三菱重工製）を用いて、それぞれ圧力：１２０ＭＰａ、温度：３３０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎ、圧力：３２０ＭＰａ、温度：３３０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ポリイミドシート上に３０μｍのＰＦＡ膜が得られた。
【０１０４】
一方、比較例１Ａでは、実施例１Ａ、２Ａと同様にして作成したＰＦＡ乾燥膜を熱風循環オーブンを用いて、温度：３３０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ポリイミドシート上に３２μｍのＰＦＡ膜が得られた。表１に、実施例１Ａ、実施例２Ａ及び比較例１Ａの製造条件をまとめて示す。
得られたシート状サンプルについて、材料特性評価として、純水の接触角、表面粗さ、表面グロス、膜密度を測定した。各評価方法を下記に示し、また、その評価結果を表２に示す。
【０１０５】
（１）表面接触角測定（純水の接触角）
純水の接触角：協和界面科学（株）製表面接触角測定機を使用し、サンプル表面にイオン交換水の水滴を滴下し、その水滴とサンプル表面との接触角を側面より、測定した。
【０１０６】
（２）表面粗さ（十点平均粗さＲｚ）測定
東京精密（株）製表面粗さ測定機を使用し、サンプル表面に測定子を荷重０．０７ｇで接触させ、トラバーススピード０．０３ｍｍ／ｓｅｃで２．５ｍｍ移動させて測定した。測定倍率は水平方向×５０，垂直方向×５０００に設定して、十点平均粗さ（Ｒｚ）を求めた。
【０１０７】
（３）表面グロス測定
Ｇａｒｄｎｅｒ（株）製マイクログロスメーターを使用し、サンプル表面にマイクログロスメーターを密着させ、入射／反射角：７５°／７５°の条件で測定した。
【０１０８】
（４）膜密度
膜密度は、上述の方法により求めた。
【０１０９】
【表１】
【０１１０】
【表２】
【０１１１】
［実施例３Ａ及び実施例４Ａ］
フッ素樹脂塗料Ａをポリイミドシートサンプル（１００ｘ１００ｍｍ）上に８０μｍの厚みにスプレー塗布後、８０℃の乾燥炉で１０分間乾燥した。このサンプルを実施例３、実施例４では、熱間静水圧加工装置（ＨＩＰ）（三菱重工製）を用いて、それぞれ圧力：１２０ＭＰａ、温度：３６０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎ、圧力：３２０ＭＰａ、温度：３６０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ポリイミドシート上に２８μｍのＰＦＡ膜が得られた。表１に、実施例３Ａ及び実施例４Ａの製造条件をまとめて示す。
得られたシート状サンプルについて、材料特性評価として、純水の接触角、表面粗さ、表面グロス、膜密度を実施例１Ａと同様にして測定した。その評価結果を表２に示す。
【０１１２】
［実施例５Ａ］
担体として、アルミニウム製の中空芯金コアを用意し、弾性体層としてシリコーンゴム組成物を０．８ｍｍの厚さに被覆した後、このロール表面にフッ素樹脂塗料Ａを８０μｍの厚みにスプレー塗布した。この加熱ロールを、熱間静水圧加工装置（ＨＩＰ）（三菱重工製）を用いて、圧力：１２０ＭＰａ、温度：３３０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎ、の条件下で、処理を実施した。その結果、ＰＦＡ表面層（離型層；３０μｍ）／シリコーンゴム弾性体層／コアで構成された加熱ロールが得られた。
【０１１３】
［実施例６Ａ］
基体として、ポリイミド（ＰＩ）製のエンドレスベルトを作成し、その表面にフッ素樹脂塗料Ａを８０μｍの厚みにディップ塗布した。このエンドレスベルトを熱間静水圧加工装置（ＨＩＰ）（三菱重工製）を用いて、それぞれ圧力：１２０ＭＰａ、温度：３６０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎ、の条件下で、処理を実施した。その結果、ＰＦＡ表面層（離型層；３０μｍ）／ＰＩエンドレス基材で構成された加圧ベルトが得られた。
【０１１４】
［比較例２Ａ］
担体として、アルミニウム製の中空芯金コアを用意し、弾性体層としてシリコーンゴム組成物を０．８ｍｍの厚さに被覆した後、このロール表面にフッ素樹脂塗料Ａを８０μｍの厚みにスプレー塗布した。この加熱ロールを熱風循環オーブンを用いて、温度：３３０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ＰＦＡ表面層（離型層；３２μｍ）／シリコーンゴム弾性体層／コアで構成された加熱ロールが得られた。
【０１１５】
［比較例３Ａ］
基体として、ポリイミド製のエンドレスベルトを作成し、その表面にフッ素樹脂塗料Ａを８０μｍの厚みにディップ塗布した。このエンドレスベルトを熱風循環オーブンを用いて、温度：３６０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ＰＦＡ表面層（離型層；３２μｍ）／ＰＩエンドレス基材で構成された加圧ベルトが得られた。
表３に実施例５Ａ、実施例６Ａ、比較例２Ａ及び比較例３Ａの製造条件をまとめて示す。また、実施例５Ａ、実施例６Ａ、比較例２Ａ及び比較例３Ａに係る加熱ロール及び加圧ベルトの純水の接触角、表面粗さ、表面グロス、膜密度を実施例１Ａと同様にして測定した。その結果を表４に示す。
【０１１６】
【表３】
【０１１７】
【表４】
【０１１８】
実施例５Ａ、６Ａで作製された加熱ロールと加圧ベルトとを図２と同様の構成の定着装置を有する電子写真装置である富士ゼロックス社製Ｄｏｃｕ ＣｅｎｔｅｒＣｏｌｏｒ４００に装着し、定着性能評価を行った。上記電子写真装置は、加熱ロール内部に８００Ｗのハロゲンランプヒーターを有し、１５０℃の設定温度、１５０ｍｍ／ｓｅｃのスピード、８ｍｍのニップ幅を有する様に設定されている。また、トナーは、富士ゼロックス社製Ｄｏｃｕ ＣｅｎｔｅｒＣｏｌｏｒ４００用カラートナー（シアン色）を使用し、富士ゼロックス社製「Ｊ紙」に定着させた。記録材である用紙上に形成された粉体トナー像のトナー密度は１ｍｇ／ｃｍ2であった。上記条件により、１００，０００枚（１００ｋｐｖ）の定着維持性テストを実施した。離型層の耐磨耗性の評価は、テスト後の加熱ロールと加圧ベルトの離型層の膜厚を測定し、１ｋｐｖ当たりの摩耗量を求めることにより行った。また、定着特性、剥離特性及び紙しわを、下記基準に基づいて評価した。その評価結果を表５に示す。
【０１１９】
−定着特性−
画像が定着された用紙の、定着トナー像のソリッド部のほぼ中央に、内側に折り目を入れて定着トナー像が破壊された部分をティッシュペーパーで拭い取り、白抜けした線幅を測定し、白抜けした線幅が０．２ｍｍ未満のものの割合が８０％以上である場合、良好と評価した。
−剥離特性−
印字サンプル１００枚中、ジャム(剥離不良)発生がない場合、良好と評価した。
−紙しわ−
印字サンプル１００枚中、紙しわの発生がない場合、良好と評価した。
【０１２０】
比較例２Ａ、３Ａで作製られた加熱ロールと加圧ベルトを用いて実施例５Ａ／６Ａと同様に定着性能評価を行った。その結果、５５ｋｐｖ経過時点で加圧ベルトの離型層が、摩滅してしまった。その評価結果を表５に示す。
【０１２１】
【表５】
【０１２２】
表５から、熱間静水圧加工により、離型層の耐磨耗性が大幅に改善されていることがわかる。
【０１２３】
<フッ素樹脂塗料Ｂの調製＞
平均粒径８μｍのＰＦＡ粒子（大粒径ＰＦＡ）３０部と平均粒径０．２μｍのＰＦＡ粒子（小粒径ＰＦＡ）７０部とＢａＳＯ4（堺化学社製、ＢＭＨ−６０ 平均粒径５μｍ）１０部とを１１０部の蒸留水に加え、回転羽根式攪拌機にて、３０分間攪拌処理をしてフッ素樹脂塗料Ｂを調製した。
<フッ素樹脂塗料Ｃの調製＞
平均粒径８μｍのＰＦＡ粒子（大粒径ＰＦＡ）３０部と平均粒径０．２μｍのＰＦＡ粒子（小粒径ＰＦＡ）７０部とゼオライト（トヨビルダー製、平均粒径２μｍ）５部とを１１０部の蒸留水に加え、回転羽根式攪拌機にて３０分間攪拌処理をしてフッ素樹脂塗料Ｃを調製した。
【０１２４】
［実施例１Ｂ、実施例２Ｂ及び比較例１Ｂ］
フッ素樹脂塗料Ｂをポリイミドシートサンプル（１００ｘ１００ｍｍ）上に８０μｍの厚みにスプレー塗布後、８０℃の乾燥炉で１０分間乾燥してＰＦＡ乾燥膜を得た。このサンプルを実施例１Ｂ、実施例２Ｂでは、熱間静水圧加工装置（ＨＩＰ）（三菱重工製）を用いて、それぞれ圧力：１２０ＭＰａ、温度：３３０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎ、圧力：３２０ＭＰａ、温度：３３０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ポリイミドシート上に３０μｍのＰＦＡ膜が得られた。
【０１２５】
一方、比較例１Ｂでは、実施例１Ｂ、２Ｂと同様にして作成したＰＦＡ乾燥膜を熱風循環オーブンを用いて、温度：３３０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ポリイミドシート上に３２μｍのＰＦＡ膜が得られた。表６に、実施例１Ｂ、実施例２Ｂ及び比較例１Ｂの製造条件をまとめて示す。
得られたシート状サンプルを用いて実施例１Ａと同様の評価を行った。その評価結果を表７に示す。
【０１２６】
【表６】
【０１２７】
【表７】
【０１２８】
［実施例３Ｂ、実施例４Ｂ及び比較例２Ｂ］
フッ素樹脂塗料Ｃをポリイミドシートサンプル（１００ｘ１００ｍｍ）上に８０μｍの厚みにスプレー塗布後、８０℃の乾燥炉で１０分間乾燥した。このサンプルを実施例３Ｂ、実施例４Ｂでは、熱間静水圧加工装置（ＨＩＰ）（三菱重工製）を用いて、それぞれ圧力：１２０ＭＰａ、温度：３６０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎ、圧力：３２０ＭＰａ、温度：３６０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ポリイミドシート上に２８μｍのＰＦＡ膜が得られた。
【０１２９】
一方、比較例２Ｂでは、実施例３Ｂと同様にして作成したＰＦＡ乾燥膜を熱風循環オーブンを用いて、温度：３６０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ポリイミドシート上に３２μｍのＰＦＡ膜が得られた。表６に、実施例３Ｂ、実施例４Ｂ及び比較例２Ｂの製造条件をまとめて示す。
得られたシート状サンプルを用いて実施例１Ａと同様の評価を行った。その評価結果を表７に示す。
【０１３０】
［実施例５Ｂ］
担体として、アルミニウム製の中空芯金コアを用意し、弾性体層としてシリコーンゴム組成物を０．８ｍｍの厚さに被覆した後、このロール表面にフッ素樹脂塗料Ｂを８０μｍの厚みにスプレー塗布した。この加熱ロールを、熱間静水圧加工装置（ＨＩＰ）（三菱重工製）を用いて、圧力：１２０ＭＰａ、温度：３３０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎ、の条件下で、処理を実施した。その結果、ＰＦＡ表面層（離型層；３０μｍ）／シリコーンゴム弾性体層／コアで構成された加熱ロールが得られた。
【０１３１】
［実施例６Ｂ］
基体として、ポリイミド製のエンドレスベルトを作成し、その表面にフッ素樹脂塗料Ｂを８０μｍの厚みにディップ塗布した。このエンドレスベルトを熱間静水圧加工装置（ＨＩＰ）（三菱重工製）を用いて、それぞれ圧力：１２０ＭＰａ、温度：３６０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎ、の条件下で、処理を実施した。その結果、ＰＦＡ表面層（離型層；３０μｍ）／ＰＩエンドレス基材で構成された加圧ベルトが得られた。
【０１３２】
［比較例３Ｂ］
担体として、アルミニウム製の中空芯金コアを用意し、弾性体層としてシリコーンゴム組成物を０．８ｍｍの厚さに被覆した後、このロール表面にフッ素樹脂塗料Ｂを８０μｍの厚みにスプレー塗布した。この加熱ロールを熱風循環オーブンを用いて、温度：３３０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ＰＦＡ表面層（離型層；３２μｍ）／シリコーンゴム弾性体層／コアで構成された加熱ロールが得られた。
【０１３３】
［比較例４Ｂ］
基体として、ポリイミド製のエンドレスベルトを作成し、その表面にフッ素樹脂塗料Ｂを８０μｍの厚みにディップ塗布した。このエンドレスベルトを熱風循環オーブンを用いて、温度：３６０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ＰＦＡ表面層（離型層；３２μｍ）／ＰＩエンドレス基材で構成された加圧ベルトが得られた。
表８に実施例５Ｂ、実施例６Ｂ、比較例３Ｂ及び比較例４Ｂの製造条件をまとめて示す。また、実施例５Ｂ、実施例６Ｂ、比較例３Ｂ及び比較例４Ｂに係る加熱ロール及び加圧ベルトの純水の接触角、表面粗さ、表面グロス、膜密度を実施例１Ａと同様にして測定した。その結果を表９に示す。
【０１３４】
【表８】
【０１３５】
【表９】
【０１３６】
実施例５Ｂ、６Ｂで作製された加熱ロールと加圧ベルトとを図２と同様の構成の定着装置を有する電子写真装置である富士ゼロックス社製Ｄｏｃｕ ＣｅｎｔｅｒＣｏｌｏｒ４００に装着し、定着性能評価を行った。上記電子写真装置は、加熱ロール内部に８００Ｗのハロゲンランプヒーターを有し、１５０℃の設定温度、１５０ｍｍ／ｓｅｃのスピード、８ｍｍのニップ幅を有する様に設定されている。また、トナーは、富士ゼロックス社製Ｄｏｃｕ ＣｅｎｔｅｒＣｏｌｏｒ４００用カラートナー（シアン色）を使用し、富士ゼロックス社製「Ｊ紙」に定着させた。記録材である用紙上に形成された粉体トナー像のトナー密度は１ｍｇ／ｃｍ2であった。上記条件により、１００，０００枚（１００ｋｐｖ）の定着維持性テストを実施した。離型層の耐磨耗性、定着特性、剥離特性及び紙しわを上述と同様にして評価した。その評価結果を表１０に示す。
【０１３７】
比較例３Ｂ、４Ｂで作製された加熱ロールと加圧ベルトを用いて実施例５Ｂ／６Ｂと同様に定着性能評価を行った。その評価結果を表１０に示す。
【０１３８】
【表１０】
【０１３９】
表１０から、熱間静水圧加工により、離型層の耐磨耗性が大幅に改善されていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明の第一実施形態に係る加熱ロール型定着装置の概略構成図を示す。
【図２】本発明の第二実施形態に係る加熱ロール・ベルト型定着装置の概略構成図を示す。
【図３】本発明の第二実施形態の変形例であるフリーベルト型定着装置の概略構成図を示す。
【図４】本発明の第三実施形態に係る加熱ベルト・ロール型定着装置の概略構成図を示す。
【図５】本発明の第四実施形態に係る加熱ベルト型定着装置の概略構成図を示す。
【図６】本発明の第一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図を示す。
【図７】本発明の第二実施形態に係る画像形成装置の概略構成図を示す。
【符号の説明】
【０１４１】
１ 加熱ロール
２ 加圧ロール
３ 記録材
４ 未定着トナー
５ クリーニング装置
６ 外部加熱装置
７ 剥離爪
８ 温度センサー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置に用いられる加熱ベルトや加熱ロール（加圧ベルトや加圧ロールを含む）等に好適なフッ素樹脂被覆部材及びその製造方法並びに粉末トナー像を形成した支持体に、熱と圧力とを同時に作用させて、トナー像を融着させる定着装置及びその定着装置を用いた画像形成装置に関する
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真プロセスを利用した複写機等においては、記録シート上に形成された未定着トナー像を定着して永久画像にする必要があり、その定着法として溶剤定着法、圧力定着法、および加熱定着法が知られている。溶剤定着法は、溶剤蒸気が発散し、臭気や衛生上の問題が多いという欠点を有している。一方、圧力定着法についても、他の定着法と比べて定着性が悪いという欠点を有している。いずれも広くは実用化されていないのが現状である。それゆえ、未定着トナー像の定着には、一般に加熱によってトナーを溶融させ、記録シート（記録材）上に融着させる加熱定着法が広く採用されている。
【０００３】
従来、加熱定着法に用いる加熱定着装置としては、円筒状芯金の内部にヒーターランプを備え、その外周面に耐熱性離型層を形成した加熱ロールと、この加熱ロール（定着ロール）に対し圧接配置され、円筒状芯金の外周面に耐熱弾性体層を形成した加圧ロールとで構成されており、これら両ロール間に、１〜１５ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは３〜１０ｋｇ／ｃｍ2の圧力を印加し、未定着トナー像の形成された普通紙等の支持体を挿通させて定着を行う加熱定着ロール方式のものが知られている。 この方式に使用される加熱ロール型定着装置は、他の加熱定着法である熱風定着方式やオーブン定着方式のものと比べて、熱効率が高い為、低電力で、高速性に優れ、しかも、紙詰まりによる火災の危険性も少ないこと等から、現在最も広く利用されている。
【０００４】
近年、この様な加熱ロール型定着装置において定着速度の高速化要求があり、これを満足するには、定着速度に応じてニップ領域の幅、即ちニップ幅を大きくする必要がある。ニップ幅を大きくする為の方法としては、ロール間の荷重を大きくする方法、定着ロールの弾性層の層厚を厚くする方法、または定着ロールと加圧ロールのロール径を大きくする方法等がある。しかしながら、これらの方法で対応できる定着速度には限界があり、それ以上の高速定着領域においては、加熱ロール／ベルト型定着装置、または加熱ベルト／ロール型定着装置が開発されている。
【０００５】
上記の加熱ロール／ベルト型定着装置、または加熱ベルト／ロール型定着装置に用いる定着部品（ロール、ベルト）は、主に大きく２つに類別される。すなわち、１）基材上に、プライマーを介してシリコーンゴムやフッ素ゴム等を薄く被覆したシリコーンゴム被覆部品、またはフッ素ゴム被覆部品と、２）基材上にプライマーを介してテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体（以下「ＰＦＡ」という）やポリテトラフルオロエチレン（以下「ＰＴＦＥ」という）等のフッ素樹脂をコーティングしたフッ素樹脂被覆部品とに分けられる。
【０００６】
これらの定着部品のうち、シリコーンゴム被覆部品は、その材料内部にフリーオイルと呼ばれるシリコーンオイルが含まれ、これらが離型性に対し、多大な影響を持ち、フリーオイルの多いもの程、高離型性を示す。しかしながら、一方でフリーオイルの存在は、ゴム強度の低下や、またフリーオイルが放出されることにより、ベルト外形が変化するという問題を有している。
【０００７】
一方、フッ素ゴム被覆部品は、非常に丈夫で耐摩耗性が高く、また弾性を有しているので高画質適性において優れている。しかしながら、フッ素ゴムは、それ自体が離型剤オイルとして通常使用されるポリジメチルシロキサンオイル（シリコーンオイル）を撥く性質を有するので、トナー像との間にオイルの離型層が形成されにくい。そのためフッ素ゴムとポリジメチルシロキサンオイル（シリコーンオイル）との組み合わせではカラートナーの様な低融点、高発色トナーに対して離型性が悪く使用することができない。この点を改善するものとして、ポリジメチルシロキサンオイルの一部をメルカプト基：−ＳＨ2またはアミノ基：−ＮＨ2で置換した変性シリコーンオイルを使用することが提案されている。この場合、上記のメルカプト基またはアミノ基の官能基が、フッ素ゴムの中に含まれる金属酸化物（ＭｇＯ，ＰｂＯ等）や二重結合と反応し、シリコーンオイルの分子レベルの膜がベルト表面に形成され、これが離型層となって定着部品表面を高離型性表面に改質する。
【０００８】
しかしながら、この高離型表面改質性を有するシリコーンオイルは、同時に複写シートや、両面コピー時の給紙ロール表面をも高離型化してしまう為、得られる複写シートに文房具テープ類を付着させることができなかったり、給紙ロールにより円滑に給紙が行われなかったりするという問題点を有している。そのために、使用する変性シリコーンオイルの量を減らしたり、または、変性シリコーンオイルを殆ど使用しないことが検討されているが、この様な場合、ベルト表面にフッ素ゴムが持つゴム特有の粘着性が現れ定着時にコピー用紙表面と、フッ素ゴム被覆表面とが粘着して、定着後にコピー用紙がフッ素ゴム表面から剥離できないという問題が発生する場合がある。この問題は、前記コピー用紙が、特にその表面がコート剤により処理された表面平滑性が高いコート紙である場合により顕著になる。
【０００９】
上記問題の発生を防止するために、使用する変性シリコーンオイルの量を減らしたり、または、変性シリコーンオイルを殆ど使用しない定着条件においても、コピー用紙に対する高い離型性及び粘着性の低い表面を有する定着部品が求められている。このような定着部品は定着時に変性シリコーンオイルの寄与が少ない場合においても、トナーと定着部品との間の付着力の小さいことや、コピー用紙と定着部品表面との間の粘着力が小さいことが要求される。
【００１０】
このような要求を実現するために、定着部品表面に設ける表面層材料としてフッ素樹脂材料が使用されているケースが増えてきている。この様な定着部品表面に設けられているフッ素樹脂材料としては、フッ素樹脂を加熱溶融、押し出し加工することにより作られたフッ素樹脂チューブ材料とフッ素樹脂粉末を溶液中に分散させた塗料を基材上へ塗布・乾燥・焼成することにより作られたフッ素樹脂コート材料とがある。
【００１１】
上記のフッ素樹脂チューブ材料とフッ素樹脂コート材料には、それぞれ長所、短所が挙げられる。フッ素樹脂チューブ材料は、材料特性としてはバルクのフッ素樹脂に近い、即ち耐磨耗性等も高いという長所を持っているが、加工方法の制約により、種々の形状に加工することが困難であると言う短所を持っている。
一方、フッ素樹脂コート材料は、塗布技術により、種々の形状に加工することが容易であると言う長所を持っているが、材料特性としては、粉末の焼成体である為、バルクのフッ素樹脂と比較して耐磨耗性等が低いと言う短所を持っている。
【００１２】
一方、前述した様に、近年、定着装置において定着速度の高速化要求があり、これを満足するには、定着速度に応じてニップ領域の幅、即ちニップ幅を大きくする必要がある。ニップ幅を大きくする為の方法としては、ロール間の荷重を大きくする方法、定着ロールの弾性層の層厚を厚くする方法、または定着ロールと加圧ロールのロール径を大きくする方法、さらには、加熱ロール／ベルト型定着装置、または加熱ベルト／ロール型定着装置の開発が進められている。この様に高速化を追求した場合、定着部品に対するストレスが大きくなる。特に、定着部品の表面層材料としてのフッ素樹脂材料の磨耗に対するストレスが大きくなることが明らかになっている。この様な高ストレス条件下にて、定着部品の表面層材料としてフッ素樹脂コート材料を使用した場合、表面層材料の磨耗故障による問題が多発することが明らかである。
【００１３】
この問題を解決する手段の一つとして、フッ素樹脂塗装面を常温にて加圧ロールを用いて、平滑化加工を施した後にフッ素樹脂塗装面を熱処理する方法（例えば、特許文献１参照。）、や、フッ素樹脂塗装面を２５０〜３００℃にて軟化させた後、加圧ロールを用いて、平滑化加工を施す方法（例えば、特許文献２参照。）などがあるが、これらの方法では、処理温度がフッ素樹脂の融点より低い為、フッ素樹脂コート膜の密度を十分に上げることが出来ない上、加圧ロールを用いて圧力をかける際に定着部品表面に均一に圧力をかけることが出来ないと言う欠点を有していた。
【００１４】
また、フッ素樹脂塗装面をその融点以上の温度に加熱された加熱体に加圧接触させ、この加熱体の表面もしくは前記塗装面を転動させて加熱する方法（例えば、特許文献３参照。）や円柱基材上にフッ素樹脂粉体を塗布した後、その基材の外径より僅かに大きい内径を持つ円筒に挿入し、両者の熱膨張率の差を利用して加圧、加熱する方法（例えば、特許文献４又は５参照。）などがあるが、これらの方法では、加圧ロールや加圧部材（円筒）を用いて圧力をかける際に定着部品表面に均一に圧力をかけることが出来ない為、フッ素樹脂コート膜の密度を均一に上げることが出来ないと言う欠点を有していた。
【特許文献１】特公平３−８０２７７号公報
【特許文献２】特開２００４−１０９５２９号公報
【特許文献３】特公平７−４３５５６号公報
【特許文献４】特開平１１−５０５９号公報
【特許文献５】特開２００１−２７７２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、フッ素樹脂コート材料の持つ種々の形状に加工することが容易であると言う長所を生かしながらバルクのフッ素樹脂と同等の高耐磨耗性を実現できるフッ素樹脂被覆部材及びその製造方法並びに定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
即ち、本発明は、
＜１＞ 基体と、前記基体上に設けられたフッ素樹脂粒子を焼結して得られた離型層と、を少なくとも有し、前記離型層の膜密度が９８％以上であるフッ素樹脂被覆部材である。
【００１７】
＜２＞前記離型層が、フィラーをさらに含む＜１＞に記載のフッ素樹脂被覆部材である。
【００１８】
＜３＞ 前記基体が、円筒状芯金である＜１＞又は＜２＞に記載のフッ素樹脂被覆部材である。
【００１９】
＜４＞ 前記基体が、無端ベルトである＜１＞又は＜２＞に記載のフッ素樹脂被覆部材である。
【００２０】
＜５＞ ＜１＞乃至＜４＞のいずれか１つに記載のフッ素樹脂被覆部材の製造方法であって、基体上にフッ素樹脂粒子を少なくとも含むフッ素樹脂塗料を塗布する工程と、熱間静水圧加工装置を用いて前記フッ素樹脂粒子を融点以上の温度で加圧する工程と、を少なくとも有するフッ素樹脂被覆部材の製造方法である。
【００２１】
＜６＞ 前記フッ素樹脂塗料が、フィラーをさらに含む＜５＞に記載のフッ素樹脂被覆部材の製造方法である。
【００２２】
＜７＞ 前記基体が、円筒状芯金である＜５＞又は＜６＞に記載のフッ素樹脂被覆部材の製造方法である。
【００２３】
＜８＞ 前記基体が、無端ベルトである＜５＞又は＜６＞に記載のフッ素樹脂被覆部材の製造方法である。
【００２４】
＜９＞ 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域に未定着トナー像を保持する記録材を通過させ、熱および圧力によって定着を行なう定着装置であって、前記加熱部材及び前記加圧部材の少なくとも一方が＜１＞乃至＜４＞のいずれか１つに記載のフッ素樹脂被覆部材である定着装置である。
【００２５】
＜１０＞ 少なくとも、記録媒体に未定着トナー像を担持させるトナー像形成部と、＜９＞に記載の定着装置と、を備える画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、フッ素樹脂コート材料の持つ種々の形状に加工することが容易であると言う長所を生かしながらバルクのフッ素樹脂と同等の高耐磨耗性を実現できるフッ素樹脂被覆部材及びその製造方法並びに定着装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明のフッ素樹脂被覆部材及びその製造方法並びに定着装置について詳細に説明する。
＜フッ素樹脂被覆部材及びその製造方法＞
本発明のフッ素樹脂被覆部材は、基体と、前記基体上に設けられたフッ素樹脂粒子を焼結して得られた離型層と、を少なくとも有し、前記離型層の膜密度を９８％以上としたものである。
離型層の膜密度を９８％以上とすることにより、フッ素樹脂粒子を焼結して得られた離型層の耐摩耗性をバルクのフッ素樹脂を加工して得られる離型層の耐摩耗性と同等にすることができる。離型層の膜密度が９８％未満であると、フッ素樹脂粒子同士の結合力が弱くなり、離型層の強度や耐磨耗性の低下が起こることがある。
離型層の膜密度は９８．５％以上が好ましく、９９％以上がさらに好ましい。
【００２８】
本発明に係る膜密度の測定方法は、膜（５０ｘ５０ｍｍ）を作成（基材上より剥離）し、その膜の重量を測定すると同時に、その膜を水中に沈めることにより、体積を測定するというものである。膜比重（Ｄ）を下記式により算出する。
【００２９】
膜比重（Ｄ）＝ 膜の重量（Ｗ）／膜の体積（Ｖ）
【００３０】
次に、膜密度（％）を下記式により算出する。
【００３１】
膜密度（％）＝膜比重（Ｄ）／離型層構成材料の真比重
【００３２】
本発明のフッ素樹脂被覆部材は、定着装置を構成する加熱部材及び／又は加圧部材として好適に使用可能である。
本発明に係る基体の形状、素材等は特に限定されるものではないが、本発明のフッ素樹脂被覆部材を定着装置を構成する加熱部材及び／又は加圧部材として用いる場合、該基体として円筒状芯金又は無端ベルトが用いられる。
【００３３】
円筒状芯金としては、金属製パイプを使用することができる。材質としては、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｕ等が挙げられる。円筒状芯金の外径及び肉厚はその使用目的により適宜選択される。
例えば、定着装置として使用する際の所望Ｎｉｐ幅に基づいて外径を決定することができる。また、例えば加熱部材として使用する際には、円筒状芯金の肉厚は加熱部材のウォームアップタイム短縮の観点から、定着装置として使用する際の所望Ｎｉｐ圧力に耐えうる範囲で最低とすることが望ましい。
【００３４】
無端ベルトとしては、該無端ベルトを張架する支持ロールや圧力ロールを巻回するのに適した強度を有するものであればよく、例えば、高分子フィルム、金属フィルム、セラミックスフィルム、ガラス繊維フィルムあるいはこれらいずれか２種以上を複合して得られた複合化フィルムを使用することができる。
上記の高分子フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル類、ポリカーボネイト類、ポリイミド類、ポリフッ化ビニルやポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系ポリマー類、ナイロン等のポリアミド類、ポリスチレンやポリアクリル類、ポリエチレンやポリプロピレン類、ポリ酢酸セルロース類等のセルロース変性物類、ポリサルホン類、ポリキシリレン類、ポリアセタール類等のシート状あるいはクロス状成形物等を挙げることができ、更には汎用高分子シートにフッ素系、シリコーン系、架橋性ポリマー等の耐熱樹脂層を積層して得られた高分子複合化物を挙げることができる。
これらの中でも、無端ベルトは、耐熱性樹脂からなることが好適である。
【００３５】
また、このような高分子フィルムは、金属、セラミックス等で形成される耐熱層と複合化してもよく、また、内部に粒状、針状、繊維状等のカーボンブラック、グラファイト、アルミナ、シリコーン、カーバイト、ボロンナイトライド等の熱伝導性向上剤を添加したり、必要に応じて内部もしくは表面に導電化剤、帯電防止剤、剥離剤、補強剤等の添加剤を添加、もしくは適用してもよい。
更に、上記の高分子フィルムの他に、例えばコンデンサー紙、グラシン紙等の紙類や、セラミックス系フィルムや、ガラス繊維でクロス状に成形したガラス繊維フィルムや、ステンレスフィルムや、ニッケルフィルム等の金属フィルムが使用できる。
【００３６】
本発明のフッ素樹脂被覆部材は、離型層と基体との間の接着力を得る為に、基体上に接着剤としてのプライマー層を塗布することもできる。
プライマー層を構成する材料としては、プライマー：９０２ＹＬ(三井デュポンフロロケミカル社製)、ＰＲＭ０６７(三井デュポンフロロケミカル社製)等が挙げられる。
プライマー層の厚みは、０．０５〜２．０μｍが好ましく、０．１〜０．５μｍがさらに好ましい。
【００３７】
本発明のフッ素樹脂被覆部材は、後述する加熱部材と加圧部材とにより形成されるニップ域を所定幅に調節可能なように、離型層と基体との間に弾性体層を設けてもよい。弾性体層は、シリコーンゴムやフッソゴム等に代表される耐熱性ゴムにより形成することができる。
【００３８】
本発明のフッ素樹脂被覆部材に使用されるフッ素樹脂粒子としては、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体（以下「ＰＦＡ」という）やポリテトラフルオロエチレン（以下「ＰＴＦＥ」という）等のフッ素樹脂粉体が挙げられる。
フッ素樹脂粒子の平均粒径としては、０．１〜３０μｍが好ましく、より好ましくは、０．１〜１５μｍ、さらに好ましくは０．１〜１０μｍである。
なお、本発明において「平均粒径」とは特に指定のない限り体積平均粒子径のことをいう。
【００３９】
また、耐久性（膜厚確保）に優れた表面を得るため、離型層は粒径の異なる２種のフッ素樹脂粒子から形成されることが好ましい。
うねりのない、平滑な離型層（表面層）を形成する観点からは溶融粘度の低く及び／又は融けやすい小粒径フッ素樹脂粒子を使用することがよいが、小粒径フッ素樹脂粒子のみを使い、１回の製膜工程で２０μｍ以上の厚みの塗膜（表面層）を形成しようとすると、クラックを生じるという問題がある。表面層（フッ素樹脂膜）の厚みが小さすぎると、長期の使用により摩耗して耐久性が損なわれることがある。
粒径の異なる２種のフッ素樹脂粒子（大粒径フッ素樹脂粒子及び小粒径フッ素樹脂微粒子）の粒径、配合比を適宜調節することにより、１回の製膜工程で表面層（フッ素樹脂膜）の膜厚を約６０μｍ程度まで確保でき、低コスト化が実現可能である。
【００４０】
ここで、配合する大粒径フッ素樹脂粒子の平均粒径が３μｍより小さく、配合する大粒径フッ素樹脂粒子の量が小粒径フッ素樹脂微粒子１００質量部当たり、５質量部より少ない場合、表面層（フッ素樹脂膜）にクラックが生じやすくなる。
一方、大粒径フッ素樹脂粒子の平均粒径が１５μｍより大きく、３０質量部より多い場合、焼成の際に大粒径フッ素樹脂粒子が完全に融けられず表面層（フッ素樹脂膜）表面に融けきれない大粒径フッ素樹脂によるうねり（鈍角凸）を生じることがある。
【００４１】
また、これら粒径の異なる２種のフッ素樹脂粒子は、小粒径フッ素樹脂微粒子の３８０℃での溶融粘度が３５×１０4ポイズ（３．５×１０4Ｐａ・ｓ）以下の範囲にあり、大粒径フッ素樹脂粒子が１５×１０4ポイズ（１．５×１０4Ｐａ・ｓ）以下の範囲にあることが好ましい。これにより、表面層のうねりを改善することができる。
さらに表面層のうねりをより改善する観点から、粒径の異なる２種のフッ素樹脂粒子は、共に３８０℃での溶融粘度が１５×１０4ポイズ（１．５×１０4Ｐａ・ｓ）以下の範囲にあることが好ましく、より好ましくは１０×１０4ポイズ（１．０×１０4Ｐａ・ｓ）以下、最も好ましくは５×１０4ポイズ（０．５×１０4Ｐａ・ｓ）以下である。フッ素樹脂粒子の３８０℃での溶融粘度が１５×１０4ポイズを超えると、融けたフッ素樹脂が広がることができず、表面層の表面にうねりが発生することがある。
【００４２】
本発明に係る離型層は、フィラーをさらに含んでいてもよい。離型層に配合されるフィラーは、金属酸化物微粒子、ケイ酸塩鉱物、カーボンブラック、窒素化合物及びマイカからなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
その中でも、より好ましくはＢａＳＯ4、ゼオライト、酸化ケイ素、酸化スズ、酸化銅、酸化鉄、酸化ジルコニウム、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）、窒化珪素、窒化ホウ素、窒化チタン及びマイカからなる群より選ばれる少なくとも１種であり、更に好ましくは、ＢａＳＯ4、ゼオライト及びマイカからなる群より選ばれる少なくとも１種である。さらにより好ましくは、ＢａＳＯ4あるいはゼオライトであり、特に好ましいのはＢａＳＯ4である。
【００４３】
フィラーの配合割合は適宜設定することができるが、好ましくはフッ素樹脂粒子１００質量部当たり１質量部以上３０質量部以下、より好ましくは１質量部以上２０質量部以下の範囲に設定される。フィラーの配合割合が、１質量部より低くなるとフッ素樹脂のもつ高離型性により、トナーや用紙の離型には非常に優れるものの、剥離爪等の接触物に対する耐摩耗性が劣る為、表面磨耗や傷等が発生しやすくなる為、定着装置関連の故障が発生しやすくなることがある。また、３０質量部より多くなると、均一な分散状態が得られ難く、膜厚むらになるだけでなく、フッ素樹脂のもつ高離型性が低下し、トナーオフセットが発生しやすくなり、また、表面層の粗さや、グロスなどの表面性が低下し、加圧ベルト（定着ベルト）として用いた場合、表面層の粗さ、グロスなどの表面性低下により画像のグロス低下、画像あれなどが発生することがある。
【００４４】
フィラーの平均粒径は、０．１μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１μｍ以上１０μｍ以下であり、更に好ましくは２μｍ以上８μｍ以下である。平均粒径が１μｍ以上１０μｍ以下であり、１５μｍ以上の粒子が２５質量％以下の範囲にあることが好ましい。特に、表面層に鋭角な突起の発生を抑制するため、フィラーは、その平均粒径が１μｍ以上１０μｍ以下であり、１５μｍ以上の粒子が５質量％以下の範囲にあることが好ましく、より好ましくは１５μｍ以上の粒子は３質量％以下の範囲にあることである。
【００４５】
フィラーの平均粒径が、０．１μｍより小さくなると、粉末の表面積が大きくなり、フィラーをＰＦＡへ添加、分散することが困難になることがある。１０μｍより大きくなると、フィラーを添加したＰＦＡからなる表面層が粗くなりすぎるという問題が発生することがある。また、フィラー中１５μｍ以上の粒子は５質量％の範囲を超えると、大粒径のフィラーがとげのような鋭角な突起になりやすく、この鋭角な突起が画像（両面印字時）に突き刺さり、白抜け状の画像ディフェクトが発生することがある。
【００４６】
また、フィラーとして、導電性粒子を用いることもできる。電子写真装置の各種条件によっては定着装置に導電性の付与が要求される場合が有り、この場合は、フッ素樹脂にフィラーとして導電性粒子を配合することができる。導電性粒子としては上記特定のフィラー以外の粒子を用いることもできる。フィラーとして、導電性粒子を用いる場合、導電性付与の目的やフッ素樹脂による離型性維持の観点と導電性粒子の分散の問題から、フッ素樹脂粒子１００質量部当たり、１質量部以上１０質量部以下が好適である。
【００４７】
本発明のフッ素樹脂被覆部材は、基体上にフッ素樹脂粒子を少なくとも含むフッ素樹脂塗料を塗布する工程と、熱間静水圧加工装置を用いて前記フッ素樹脂粒子を融点以上の温度で加圧する工程と、を少なくとも有するフッ素樹脂被覆部材の製造方法により製造することができる。
【００４８】
本発明に係るフッ素樹脂塗料の基体上への塗布方法としては、従来一般的に使用されている方法で、湿式法としてスプレー塗布、ディップ塗布が、乾式法として静電塗布などが用いられる。
【００４９】
湿式法（スプレー塗布、ディップ塗布）の場合には液状のフッ素樹脂塗料が用いられる。液状のフッ素樹脂塗料に使用される液状分散媒体としては、通常、水を用いるが、所望により有機溶媒を用いてもよく、あるいは、塗布後の乾燥を容易にするために、水とアルコール等の有機溶媒との混合物を用いることもできる。
フッ素樹脂粒子及び必要に応じて用いられるフィラーを液状媒体中に分散させるために、界面活性剤を使用することが好ましい。界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤及びノニオン系界面活性剤が好ましい。これらの界面活性剤は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。これらの中でも、ノニオン系界面活性剤が特に好ましい。界面活性剤の使用量は特に限定されないが、通常は、フッ素樹脂粒子及び必要に応じて用いられるフィラーを液状媒体中に均一に分散し得る量比で用いられる。
また、膜厚の制御および塗布を容易にするため、増粘剤を使用することもできる。増粘剤の使用量は特に限定されない。塗布を容易にするために塗布方法によって増粘剤の使用量を調整することができる。
【００５０】
また、湿式法（スプレー塗布、ディップ塗布）にて塗布された表面層の乾燥温度としては使用した液状分散媒体が揮発する温度で、５０℃〜２００℃が好ましく、より好ましくは６０℃〜１８０℃、さらに好ましくは７０℃〜１５０℃である。
【００５１】
乾式法（静電塗布）には固体（粉体）のフッ素樹脂塗料が用いられる。粉体のフッ素樹脂塗料としては、上述したフッ素樹脂粒子を用いることができる。必要に応じて該フッ素樹脂粒子に上述のフィラーを混合して使用することもできる。
基体とフッ素樹脂塗料との間に逆電位を与え、静電気力により基体上にフッ素樹脂塗料を付着・塗布することができる。
【００５２】
本発明で使用される熱間静水圧加工装置（ＨＩＰ）は、不活性ガス（Ａｒ、Ｎ2など）を圧力媒体として、加熱下において加圧処理を施すものである。この方法によれば、従来の熱間プレス加工法と比較して、種々の形状の基体を加熱下において均一加圧することが可能である。
【００５３】
本発明で使用される熱間静水圧加工装置の加熱温度としては、フッ素樹脂の融点以上の温度が好ましく、より好ましくは融点＋１０℃以上、さらに好ましくは融点＋２０℃以上である。加熱温度が、フッ素樹脂の融点未満の場合は、フッ素樹脂が十分に溶融せず、所望の膜密度を得ることができないことがある。
【００５４】
フッ素樹脂塗料がフィラーを含む場合、加熱温度の上限は、フッ素樹脂の融点＋１００℃以下の温度が好ましく、より好ましくは融点＋７０℃以下、さらに好ましくは融点＋５０℃以下であり、加熱温度の下限はフッ素樹脂の融点以上の温度が好ましく、より好ましくは融点＋１０℃以上、さらに好ましくは融点＋２０℃以上である。加熱温度が、フッ素樹脂の融点＋１００℃よりも高い場合は、離型層に分散していたフィラーが移動し、フィラー同士の凝集が発生する事により、所望の膜特性（表面粗さ、摩擦係数、耐磨耗性、導電性等）を得ることができないことがある。
【００５５】
また、本発明で使用される熱間静水圧加工装置の圧力としては、１００ＭＰａ以上が好ましく、より好ましくは２００ＭＰａ以上、さらに好ましくは３００Ｍｐａ以上である。圧力が、１００ＭＰａ以下の場合は、フッ素樹脂を十分に加圧することが出来ず、所望の膜密度を得ることができないことがある。
【００５６】
<定着装置＞
本発明の定着装置は、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域に未定着トナー像を保持する記録材を通過させ、熱および圧力によって定着を行なう定着装置であって、前記加熱部材及び前記加圧部材の少なくとも一方が本発明のフッ素樹脂被覆部材を用いたものである。
加熱部材及び加圧部材の少なくとも一方に本発明のフッ素樹脂被覆部材を用いることにより、定着装置の故障の発生を減らすことができる。
【００５７】
以下、本発明の定着装置を図面を参照しつつ説明するが、本発明は下記実施形態に限定されるものではない。
図１は、本発明の第一実施形態に係る定着装置である加熱ロール型定着装置の概略構成図を示す。図１に示す加熱ロール型定着装置は、定着ユニットとして、加熱ロール１及び加圧ロール２が対向して設けられ、圧接してニップが形成されている。
加熱ロール１は、内部にヒーターランプ１ｄを有する金属製の中空芯金コア１ａに弾性体層１ｂ及びフッ素樹脂よりなる離型層１ｃが順次形成された本発明のフッ素樹脂被覆部材である。加熱ロール１の外周には、加熱ロール１表面をクリーニングするためのクリーニング装置５と、加熱ロール１表面に補助的な加熱を行う外部加熱装置６と、定着後の記録媒体３を剥離するための剥離爪７と、加熱ロール１表面の温度を制御するための温度センサー８が設けられている。
加圧ロール２は、内部にヒーターランプ２ｄを有する金属製の中空芯金コア２ａに弾性体層２ｂおよび離型層２ｃが順次形成されてなる。加圧ロール２の外周には、定着後の記録媒体３を剥離するための剥離爪７と、加圧ロール２表面の温度を制御するための温度センサー８が設けられている。
加熱ロール１と加圧ロール２とが形成するニップ域に、未定着トナー４が形成された記録材３を通過させることで、未定着トナー４を定着させることができる。
【００５８】
第一実施形態に係る定着装置においては、加熱ロール１として本発明のフッ素樹脂被覆部材を用いたが、加圧ロール２に本発明のフッ素樹脂被覆部材を用いてもよいし、加熱ロール１及び加圧ロール２の両方に本発明のフッ素樹脂被覆部材を用いてもよい。
【００５９】
図２は、本発明の第二実施形態に係る定着装置である加熱ロール・ベルト型定着装置の概略構成図を示す。第二実施形態に係る加熱ロール・ベルト型定着装置は、加熱ロールと、加熱ロールに圧接する加圧ベルトと、を含む一対の定着ユニットを有し、加熱ロールと加圧ベルトとにより形成されるニップ域に未定着トナー像を保持する記録材を通過させ、熱および圧力によって定着を行なう装置である。
【００６０】
図２に示す加熱ロール・ベルト型定着装置は、定着ユニットとして、加熱ロール１および加圧ベルト１３が対向して設けられ、加圧ベルト１３として本発明のフッ素樹脂被覆部材が用いられる。加圧ベルト１３はその周内部に配置された加圧パッド１２（加圧部材）と加圧ロール１１（加圧部材）により加熱ロール１に押圧され、圧接してニップが形成されている。加圧パッド１２（加圧部材）は加圧ベルト１３との当接部（加圧部）の形状がパッド状であり、更に、該当接部ないしその近傍がゴム状の弾性部を含むものであってもよい。
【００６１】
なお、本発明において、「当接部の形状がパッド状」とは、加圧パッド１２が、加圧ベルト１３に対して当接する部分の形状が、加熱ロール１と、加圧ロール１１と２本の支持ロール１０とにより張架された加圧ベルト１３の内周面との間にほぼ隙間無く密着するような形状をいう。また、「当接部ないしその近傍」という場合の近傍とは、加圧パッド１２の前記当接部に対し、弾性部により弾性を付与し得る程度の部分を差し、一概には言えないものの、好ましくは、前記当接部及び当接部から垂直方向に１０ｍｍ迄の範囲の加圧パッド１２をいう。更に、「該当接部ないしその近傍がゴム状の弾性部を含む」とは、当接部ないしその近傍の少なくと一部が弾性を有する材料からなることをいう。ゴム状弾性部は、シリコーンゴムやフッ素ゴム等に代表される耐熱性ゴムをいう。
【００６２】
加圧パッド１２は、記録材の進行方向に沿って、異なる硬度の複数の加圧部を有していてもよい。この場合、例えば、片方がゴム状弾性部材からなる加圧部と、もう片方が金属等の硬い圧力付与部材からなる加圧部と、で構成される場合が多く好適である。また、加圧パッド１２は、異なる硬度の複数の加圧部で構成される場合、ニップ領域の圧力は記録材突入側より記録材排出側が高くなるほうが、記録材（特に薄い記録材）の剥離性が向上され好適である。例えば、加圧パッド１２における記録材突入側の加圧部をゴム状弾性部材から構成させ、記録材排出側の加圧部を金属等の硬い圧力付与部材から構成させることで、好適に、ニップ領域の圧力を記録材突入側より記録材排出側が高くなるようにさせることができる。
【００６３】
加圧パッド１２と加圧ベルト１３内面との摺動性を向上させる為に、耐熱性樹脂やフッ素樹脂で構成されたシートを摺動シート介して、加圧パッド１２を配置してもよい。
【００６４】
加熱ロール１は、内部にヒーターランプ１ｄを有する金属製の中空芯金属コア１ａに弾性体層１ｂおよび離型層１ｅが順次形成されて構成されている。これらの金属コア１ａや、弾性体層１ｂおよび離型層１ｅは、従来公知の材料により構成することができる。
【００６５】
加圧ベルト１３は、２本の支持ロール１０と１本の加圧ロール１１とにより張架されており、支持ロール１０の一方は内部にヒーターランプ２ｄを有する。４は、普通紙等の記録材３上に形成された未定着トナー像である。
【００６６】
加熱ロール１の周辺には、ロール表面をクリーニングするためのクリーニング装置５、加熱ロール１を表面から加熱するための外部加熱装置６、定着後の用紙を剥離するための剥離爪７、加熱ロール１表面の温度を制御するための温度センサー８が設けられている。
【００６７】
図２に示す定着装置では、未定着トナー像４を表面に保持する記録材３が、矢印Ａ方向に、不図示の搬送手段及び加圧ベルト１３により搬送されて、矢印Ｂ方向に回転駆動される加熱ロール１と、加圧ベルト１３とが圧接し形成されたニップ領域に挿通される。この際、記録材３の未定着トナー像４が形成された面と、加熱ロール１の表面とが、向き合うように記録材３が挿通される。このニップ領域を記録材３が通過した際に、熱及び圧力が記録材３に加えられることにより、未定着トナー像４が、記録材３に定着される。定着後の記録材はニップ領域を通過後、剥離爪７により加熱ロール１から剥離され、加熱ロール・ベルト型定着装置から排出される。このようにして定着処理がなされる。
第二実施形態に係る定着装置においては、加圧ベルト１３として本発明のフッ素樹脂被覆部材を用いたが、加熱ロール１に本発明のフッ素樹脂被覆部材を用いてもよいし、加熱ロール１及び加圧ベルト１３の両方に本発明のフッ素樹脂被覆部材を用いてもよい。
【００６８】
図３は、第二実施形態の変形例であるフリーベルト型定着装置の概略構成図を示す。図３に示すフリーベルト型定着装置は、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、ベルトを張架する為の支持ロールや加圧ローラをもたず、ベルト走行ガイド２３に沿ってガイドされ、加熱ロール２０からの駆動力を受けることで加圧ベルト２１を従動させており、このようなベルト型定着装置は、支持ロールや加圧ロールをもつタイプ（図２に示す定着装置）と区別する為に、フリーベルト型定着装置と呼ばれる。
【００６９】
図３に示すフリーベルト型定着装置は、定着ユニットとして、加熱ロール２０および加圧ベルト２１が対向して設けられ、加圧ベルト２１として、上記特定の離型層２１ｃが設けられてなる本発明のフッ素樹脂被覆部材を備える。加圧ベルト２１は、その周内部に配置された加圧パッド２２（加圧部材）により加熱ロール２０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２３に沿ってガイドされ、加熱ロール２０からの駆動力を受けることで従動される。
【００７０】
加圧パッド２２（加圧部材）は、記録材の進行方向に沿って、異なる硬度の２つの加圧部２２ａ、２２ｂを有する。加圧パッド２２における記録材突入側の加圧部２２ａをゴム状弾性部材から構成させ、記録材排出側の加圧部２２ｂ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材突入側より記録材排出側が高くさせている。この構成により、記録材（特に薄い記録材）の剥離性が向上される。加圧部２２ａ、２２ｂは、ホルダ２２ｃにより支持され、テフロン（登録商標）を含むガラス繊維シートやフッ素樹脂シートなどの低摩擦層２２ｄを介して加圧ベルト２１内周面から加熱ロール２０を押圧している。
【００７１】
加熱ロール２０は、内部にヒーターランプ２４を有する金属製の中空芯金属コア２０ａに弾性体層２０ｂおよび離型層２０ｃが順次形成されて構成されている。これらの金属コア２０ａや、弾性体層２０ｂおよび離型層２０ｃは、従来公知の材料により構成することができる。
【００７２】
加熱ロール２０の周辺には、定着後の用紙を剥離するための剥離ブレード２８、ロール表面の温度を制御するための温度センサー２５が設けられている。
【００７３】
図３に示す定着装置では、図２に示す定着装置と同様に、未定着トナー像２７を表面に保持する記録材２６が、矢印Ａ方向に、不図示の搬送手段により搬送されて、矢印Ｂ方向に回転駆動される加熱ロール２０と、加圧ベルト２１とが圧接し形成されたニップ領域に挿通される。この際、記録材２６の未定着トナー像２７が形成された面と、加熱ロール２０の表面とが、向き合うように記録材２６が挿通される。このニップ領域を記録材２６が通過した際に、熱及び圧力が記録材２６に加えられることにより、未定着トナー像２７が、記録材２６に定着される。定着後の記録材はニップ領域を通過後、剥離ブレード２８により加熱ロール２０から剥離され、フリーベルト型定着装置から排出される。このようにして定着処理が成される。
【００７４】
本発明の加熱ロール・ベルト型定着装置において、加熱ロールと加圧ベルトとにより形成されるニップ域に、未定着トナー像を保持する記録材が通過する時間（ニップ時間）は、０．０３０秒以上でることが望ましい。このニップ時間が０．０３０秒より小さい場合、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為、その分定着温度を上げる必要があり、エネルギーの浪費、部品の耐久性低下、装置の温昇を招き、好ましくない。なお、ＮＩＰ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から、０．５秒以下が好ましい。
【００７５】
図４は、本発明の第三実施形態に係る定着装置である加熱ベルト・ロール型定着装置の概略構成図を示す。第三実施形態に係る加熱ベルト・ロール型定着装置は、加熱ベルトと、加熱ベルトに圧接する加圧ロールと、を含む一対の定着ユニットを有し、加熱ベルトと加圧ロールとにより形成されるニップ域に未定着トナー像を保持する記録材を通過させ、熱および圧力によって定着を行なう装置であり、この加熱ベルト、加圧ロールとして、本発明のフッ素樹脂被覆部材を備える。
【００７６】
図４に示す加熱ベルト・ロール型定着装置において、３０は、耐熱性ベースフィルム（例えばポリイミドフィルム等）の基体上に離型層を形成した、本発明のフッ素樹脂被覆部材としての加熱ベルトである。加熱ベルト３０に接するように加圧ロール３１が配され、加熱ベルト３０と加圧ロール３１との間にニップ部を形成している。加圧ロール３１は、基体３１ａ上にシリコーンゴム等による弾性体層３１ｂを形成し、さらにその上層に離型層３１ｃを形成した、本発明のフッ素樹脂被覆部材である。
【００７７】
加熱ベルト３０内側には、加圧ロール３１と対向する位置に、例えば鉄製の圧力ロール３３ａと、逆Ｔ字型をした圧力印加部材３３ｂと、潤滑剤を含浸させた金属パッド３３ｃとからなる加圧部材３３が配され、圧力印加部材３３ｂが圧力ロール３３ａを介して加熱ベルト３０を加圧ロール３１に押しつけ、前記ニップ部にニップ圧が加わるようになっている。このとき圧力印加部材３３ｂは、金属パッド３３ｃが圧力ロール３３ａの内面を滑りながらニップ圧を印加している。なお、圧力ロール３３ａの内面には潤滑性のある耐熱オイルがコーティングされていることが好ましい。
さらに加熱ベルト３０の内側には、加熱ベルト３０のニップ部を加熱するためのヒータランプ３２が配されている。
【００７８】
圧力ロール３３ａの矢印Ｄ方向への回転に従動して加熱ベルト３０は矢印Ｂ方向に回転し、それにつれて加圧ロール３１も矢印Ｃ方向に従動回転する。未定着トナー像３４が形成された記録材３５は矢印Ａ方向に、上記定着装置のニップ部に挿通され、加熱溶融および加圧されトナー像が定着される。
【００７９】
なお、本例においては、加熱ベルト３０と加圧ロール３１との双方が本発明のフッ素樹脂被覆部材である場合について説明したが、加熱ベルト３０と加圧ロール３１のうちの一方のみが本発明のフッ素樹脂被覆部材である場合でも、本発明の効果は発揮される。もちろん、双方が本発明のフッ素樹脂被覆部材であることが好ましい。
【００８０】
図５は、本発明の第四実施形態に係る定着装置である加熱ベルト型定着装置の概略構成図を示す。第四実施形態に係る加熱ベルト型定着装置は、加熱ベルトと、加熱ベルトに圧接する加圧ベルトと、を含む一対の定着ユニットを有し、加熱ベルトと加圧ベルトとにより形成されるニップ域に未定着トナー像を保持する記録材を通過させ、熱および圧力によって定着を行なう装置であり、この加熱ベルト、加圧ベルトとして、本発明のフッ素樹脂被覆部材を備える。
【００８１】
図５に示す加熱ベルト型定着装置において、加熱ベルト４０、ヒータランプ４２および加圧部材４３（圧力ロール４３ａ、圧力印加部材４３ｂ及び金属パッド４３ｃ）の構成は、図４における定着装置の加熱ベルト３０、ヒータランプ３２および加圧部材３３（圧力ロール３３ａ、圧力印加部材３３ｂ及び金属パッド３３ｃ）の構成と同一である。従って、加熱ベルト４０は、本発明のフッ素樹脂被覆部材である。
【００８２】
加熱ベルト４０に面で接するように加圧ベルト４９が配され、加熱ベルト４０と加圧ベルト４９との間にニップ部を形成している。加圧ベルト４９は、加熱ベルト４０と同様の構成、即ち、本発明のフッ素樹脂被覆部材である。加圧ベルト４９の内側には、加圧部材４３と対向する位置にシリコーンゴム等からなる加圧ロール４８が配され、前記ニップ部にニップ圧が加わるようになっている。
【００８３】
圧力ロール４３ａの矢印Ｄ方向への回転に従動して加熱ベルト４０は矢印Ｂ方向に回転し、それにつれて加圧ベルト４９も矢印Ｃ方向に従動回転する。未定着トナー像４４が形成された記録材４５は矢印Ａ方向に、上記定着装置のニップ部に挿通され、加熱溶融および加圧されトナー像が定着される。
【００８４】
なお、本例においては、加熱ベルト４０と加圧ベルト４９との双方が本発明のフッ素樹脂被覆部材である場合について説明したが、加熱ベルト４０と加圧ベルト４９のうちの一方のみが本発明のフッ素樹脂被覆部材である場合でも、本発明の効果は発揮される。もちろん、双方が本発明のフッ素樹脂被覆部材であることが好ましい。
【００８５】
＜画像形成装置＞
以下、本発明の定着装置を備えた画像形成装置（本発明の画像形成装置）について、図面を参照して、説明する。本発明の画像形成装置は、少なくとも、記録媒体に未定着トナー像を担持させるトナー像形成部と、本発明の定着装置と、を備えるものである。
【００８６】
−第一実施形態−
図６は、本発明の第一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図を示す。図６に示す画像形成装置２００は、電子写真感光体２０７と、電子写真感光体２０７を接触帯電方式により帯電させる帯電装置２０８と、帯電装置２０８に接続された電源２０９と、帯電装置２０８により帯電される電子写真感光体２０７を露光して静電潜像を形成する露光装置２
１０と、露光装置２１０により形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置２１１と、現像装置２１１により形成されたトナー像を被転写媒体に転写する転写装置２１２と、クリーニング装置２１３と、除電器２１４と、本発明の定着装置２１５とを備える。なお、図６には示していないが、トナーを現像装置２１１に供給するトナー供給装置も備えている。また、本実施形態とは別の実施形態において、除電器２１４が設けられていなくてもよい。
電子写真感光体２０７と、帯電装置２０８と、電源２０９と、露光装置２１０と、現像装置２１１と、転写装置２１２と、クリーニング装置２１３と、除電器２１４と、によりトナー像形成部が構成される。
【００８７】
帯電装置２０８は、電子写真感光体２０７の表面に導電性部材（帯電ロール）を接触させて感光体に電圧を均一に印加し、感光体表面を所定の電位に帯電させるものである。なお、本発明の画像形成装置が備える帯電装置は、コロトロン、スコロトロンによる非接触方式のものでもあってもよい。
【００８８】
これらの導電性部材を用いて電子写真感光体２０７を帯電させる際には、導電性部材に電圧が印加されるが、かかる印加電圧は直流電圧、直流電圧に交流電圧を重畳したもののいずれでもよい。なお、本実施形態において示した帯電ロールの他、帯電ブラシ、帯電フィルム若しくは帯電チューブなどを用いて接触帯電方式による帯電を行ってもよい。また、コロトロン若しくはスコロトロンを用いた非接触方式による帯電を行ってもよい。
【００８９】
露光装置２１０としては、電子写真感光体２０７の表面に、半導体レーザー、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）、液晶シャッター等の光源を所望の像様に露光できる光学系装置等を用いることができる。これらの中でも、非干渉光を露光可能な露光装置を用いると、電子写真感光体２０７の導電性基体と感光層との間での干渉縞を防止することができる。
【００９０】
現像装置２１１としては、例えば、磁性若しくは非磁性の一成分系現像剤又は二成分系現像剤等を接触又は非接触させて現像する一般的な現像装置を用いて行うことができる。そのような現像装置としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００９１】
転写装置２１２としては、ローラー状の接触帯電部材の他、ベルト、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、あるいはコロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等が挙げられる。
【００９２】
クリーニング装置２１３は、転写工程後の電子写真感光体の表面に付着した残存トナーを除去するためのもので、これにより清浄面化された電子写真感光体は上記の画像形成プロセスに繰り返し供される。クリーニング装置としては、図示したクリーニングブレードを用いたものの他、ブラシクリーニング、ロールクリーニング等の手法を用いることができるが、これらの中でもクリーニングブレードを用いることが好ましい。また、クリーニングブレードの材質としてはウレタンゴム、ネオプレンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。
【００９３】
本実施形態の画像形成装置は、図６に示したように、除電器（イレーズ光照射装置）２１４を備える。これにより、電子写真感光体が繰り返し使用される場合に、電子写真感光体の残留電位が次の画像形成サイクルに持ち込まれる現象が防止されるので、画像品質をより高めることができる。
【００９４】
−第二実施形態−
図７は、本発明の第二実施形態に係る画像形成装置の概略構成図を示す。図７に示す画像形成装置２２０は中間転写方式の電子写真装置であり、ハウジング４００内において４つの電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄ（例えば、電子写真感光体４０１ａがイエロー、電子写真感光体４０１ｂがマゼンタ、電子写真感光体４０１ｃがシアン、電子写真感光体４０１ｄがブラックの色からなる画像をそれぞれ形成可能である）が中間転写ベルト４０９に沿って相互に並列に配置されている。
【００９５】
電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄのそれぞれは所定の方向（紙面上は反時計回り）に回転可能であり、その回転方向に沿って帯電ロール４０２ａ〜４０２ｄ、現像装置４０４ａ〜４０４ｄ、１次転写ロール４１０ａ〜４１０ｄ、クリーニングブレード４１５ａ〜４１５ｄが配置されている。現像装置４０４ａ〜４０４ｄのそれぞれにはトナーカートリッジ４０５ａ〜４０５ｄに収容されたブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色のトナーが供給可能であり、また、１次転写ロール４１０ａ〜４１０ｄはそれぞれ中間転写ベルト４０９を介して電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄに当接している。
電子写真感光体４０１と、帯電ロール４０２と、現像装置４０４と、１次転写ロール４１０と、クリーニングブレード４１５と、によりトナー像形成部が構成される。
【００９６】
さらに、ハウジング４００内の所定の位置にはレーザー光源（露光装置）４０３が配置されており、レーザー光源４０３から出射されたレーザー光を帯電後の電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄの表面に照射することが可能となっている。
これにより、電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄの回転工程において帯電、露光、現像、１次転写、クリーニングの各工程が順次行われ、各色のトナー像が中間転写ベルト４０９上に重ねて転写される。
【００９７】
中間転写ベルト４０９は駆動ロール４０６、バックアップロール４０８及びテンションロール４０７により所定の張力をもって支持されており、これらのロールの回転によりたわみを生じることなく回転可能となっている。また、２次転写ロール４１３は、中間転写ベルト４０９を介してバックアップロール４０８と当接するように配置されている。バックアップロール４０８と２次転写ロール４１３との間を通った中間転写ベルト４０９は、例えば駆動ロール４０６の近傍に配置されたクリーニングブレード４１６により清浄面化された後、次の画像形成プロセスに繰り返し供される。
【００９８】
また、ハウジング４００内の所定の位置にはトレイ（記録媒体トレイ）４１１が設けられており、トレイ４１１内の紙などの記録媒体５００が移送ロール４１２により中間転写ベルト４０９と２次転写ロール４１３との間、さらには本発明の定着装置４１４に順次移送された後、ハウジング４００の外部に排紙される。
【００９９】
なお、上述の説明においては中間転写体として中間転写ベルト４０９を使用する場合について説明したが、中間転写体は、上記中間転写ベルト４０９のようにベルト状であってもよく、ドラム状であってもよい。
【０１００】
なお、記録媒体とは、電子写真感光体上に形成されたトナー像を転写する媒体であれば特に制限はない。例えば、電子写真感光体から直接、紙等の被転写媒体に転写する場合は、紙等が記録媒体である。
【実施例】
【０１０１】
以下、本発明を実施例を用いてさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例により限定されるものではない。なお、以下の文中における「部」は、全て「質量部」を示すものとする。
【０１０２】
＜フッ素樹脂塗料Ａの調製＞
平均粒径８μｍのＰＦＡ粒子（大粒径ＰＦＡ）３０部と平均粒径０．２μｍのＰＦＡ粒子（小粒径ＰＦＡ）７０部とを１１０部の蒸留水に加え、回転羽根式攪拌機にて、３０分間攪拌処理をしてフッ素樹脂塗料Ａを調製した。
【０１０３】
［実施例１Ａ、実施例２Ａ及び比較例１Ａ］
フッ素樹脂塗料Ａをポリイミドシートサンプル（１００ｘ１００ｍｍ）上に８０μｍの厚みにスプレー塗布後、８０℃の乾燥炉で１０分間乾燥してＰＦＡ乾燥膜を得た。このサンプルを実施例１Ａ、実施例２Ａでは、熱間静水圧加工装置（ＨＩＰ）（三菱重工製）を用いて、それぞれ圧力：１２０ＭＰａ、温度：３３０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎ、圧力：３２０ＭＰａ、温度：３３０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ポリイミドシート上に３０μｍのＰＦＡ膜が得られた。
【０１０４】
一方、比較例１Ａでは、実施例１Ａ、２Ａと同様にして作成したＰＦＡ乾燥膜を熱風循環オーブンを用いて、温度：３３０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ポリイミドシート上に３２μｍのＰＦＡ膜が得られた。表１に、実施例１Ａ、実施例２Ａ及び比較例１Ａの製造条件をまとめて示す。
得られたシート状サンプルについて、材料特性評価として、純水の接触角、表面粗さ、表面グロス、膜密度を測定した。各評価方法を下記に示し、また、その評価結果を表２に示す。
【０１０５】
（１）表面接触角測定（純水の接触角）
純水の接触角：協和界面科学（株）製表面接触角測定機を使用し、サンプル表面にイオン交換水の水滴を滴下し、その水滴とサンプル表面との接触角を側面より、測定した。
【０１０６】
（２）表面粗さ（十点平均粗さＲｚ）測定
東京精密（株）製表面粗さ測定機を使用し、サンプル表面に測定子を荷重０．０７ｇで接触させ、トラバーススピード０．０３ｍｍ／ｓｅｃで２．５ｍｍ移動させて測定した。測定倍率は水平方向×５０，垂直方向×５０００に設定して、十点平均粗さ（Ｒｚ）を求めた。
【０１０７】
（３）表面グロス測定
Ｇａｒｄｎｅｒ（株）製マイクログロスメーターを使用し、サンプル表面にマイクログロスメーターを密着させ、入射／反射角：７５°／７５°の条件で測定した。
【０１０８】
（４）膜密度
膜密度は、上述の方法により求めた。
【０１０９】
【表１】
【０１１０】
【表２】
【０１１１】
［実施例３Ａ及び実施例４Ａ］
フッ素樹脂塗料Ａをポリイミドシートサンプル（１００ｘ１００ｍｍ）上に８０μｍの厚みにスプレー塗布後、８０℃の乾燥炉で１０分間乾燥した。このサンプルを実施例３、実施例４では、熱間静水圧加工装置（ＨＩＰ）（三菱重工製）を用いて、それぞれ圧力：１２０ＭＰａ、温度：３６０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎ、圧力：３２０ＭＰａ、温度：３６０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ポリイミドシート上に２８μｍのＰＦＡ膜が得られた。表１に、実施例３Ａ及び実施例４Ａの製造条件をまとめて示す。
得られたシート状サンプルについて、材料特性評価として、純水の接触角、表面粗さ、表面グロス、膜密度を実施例１Ａと同様にして測定した。その評価結果を表２に示す。
【０１１２】
［実施例５Ａ］
担体として、アルミニウム製の中空芯金コアを用意し、弾性体層としてシリコーンゴム組成物を０．８ｍｍの厚さに被覆した後、このロール表面にフッ素樹脂塗料Ａを８０μｍの厚みにスプレー塗布した。この加熱ロールを、熱間静水圧加工装置（ＨＩＰ）（三菱重工製）を用いて、圧力：１２０ＭＰａ、温度：３３０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎ、の条件下で、処理を実施した。その結果、ＰＦＡ表面層（離型層；３０μｍ）／シリコーンゴム弾性体層／コアで構成された加熱ロールが得られた。
【０１１３】
［実施例６Ａ］
基体として、ポリイミド（ＰＩ）製のエンドレスベルトを作成し、その表面にフッ素樹脂塗料Ａを８０μｍの厚みにディップ塗布した。このエンドレスベルトを熱間静水圧加工装置（ＨＩＰ）（三菱重工製）を用いて、それぞれ圧力：１２０ＭＰａ、温度：３６０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎ、の条件下で、処理を実施した。その結果、ＰＦＡ表面層（離型層；３０μｍ）／ＰＩエンドレス基材で構成された加圧ベルトが得られた。
【０１１４】
［比較例２Ａ］
担体として、アルミニウム製の中空芯金コアを用意し、弾性体層としてシリコーンゴム組成物を０．８ｍｍの厚さに被覆した後、このロール表面にフッ素樹脂塗料Ａを８０μｍの厚みにスプレー塗布した。この加熱ロールを熱風循環オーブンを用いて、温度：３３０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ＰＦＡ表面層（離型層；３２μｍ）／シリコーンゴム弾性体層／コアで構成された加熱ロールが得られた。
【０１１５】
［比較例３Ａ］
基体として、ポリイミド製のエンドレスベルトを作成し、その表面にフッ素樹脂塗料Ａを８０μｍの厚みにディップ塗布した。このエンドレスベルトを熱風循環オーブンを用いて、温度：３６０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ＰＦＡ表面層（離型層；３２μｍ）／ＰＩエンドレス基材で構成された加圧ベルトが得られた。
表３に実施例５Ａ、実施例６Ａ、比較例２Ａ及び比較例３Ａの製造条件をまとめて示す。また、実施例５Ａ、実施例６Ａ、比較例２Ａ及び比較例３Ａに係る加熱ロール及び加圧ベルトの純水の接触角、表面粗さ、表面グロス、膜密度を実施例１Ａと同様にして測定した。その結果を表４に示す。
【０１１６】
【表３】
【０１１７】
【表４】
【０１１８】
実施例５Ａ、６Ａで作製された加熱ロールと加圧ベルトとを図２と同様の構成の定着装置を有する電子写真装置である富士ゼロックス社製Ｄｏｃｕ ＣｅｎｔｅｒＣｏｌｏｒ４００に装着し、定着性能評価を行った。上記電子写真装置は、加熱ロール内部に８００Ｗのハロゲンランプヒーターを有し、１５０℃の設定温度、１５０ｍｍ／ｓｅｃのスピード、８ｍｍのニップ幅を有する様に設定されている。また、トナーは、富士ゼロックス社製Ｄｏｃｕ ＣｅｎｔｅｒＣｏｌｏｒ４００用カラートナー（シアン色）を使用し、富士ゼロックス社製「Ｊ紙」に定着させた。記録材である用紙上に形成された粉体トナー像のトナー密度は１ｍｇ／ｃｍ2であった。上記条件により、１００，０００枚（１００ｋｐｖ）の定着維持性テストを実施した。離型層の耐磨耗性の評価は、テスト後の加熱ロールと加圧ベルトの離型層の膜厚を測定し、１ｋｐｖ当たりの摩耗量を求めることにより行った。また、定着特性、剥離特性及び紙しわを、下記基準に基づいて評価した。その評価結果を表５に示す。
【０１１９】
−定着特性−
画像が定着された用紙の、定着トナー像のソリッド部のほぼ中央に、内側に折り目を入れて定着トナー像が破壊された部分をティッシュペーパーで拭い取り、白抜けした線幅を測定し、白抜けした線幅が０．２ｍｍ未満のものの割合が８０％以上である場合、良好と評価した。
−剥離特性−
印字サンプル１００枚中、ジャム(剥離不良)発生がない場合、良好と評価した。
−紙しわ−
印字サンプル１００枚中、紙しわの発生がない場合、良好と評価した。
【０１２０】
比較例２Ａ、３Ａで作製られた加熱ロールと加圧ベルトを用いて実施例５Ａ／６Ａと同様に定着性能評価を行った。その結果、５５ｋｐｖ経過時点で加圧ベルトの離型層が、摩滅してしまった。その評価結果を表５に示す。
【０１２１】
【表５】
【０１２２】
表５から、熱間静水圧加工により、離型層の耐磨耗性が大幅に改善されていることがわかる。
【０１２３】
<フッ素樹脂塗料Ｂの調製＞
平均粒径８μｍのＰＦＡ粒子（大粒径ＰＦＡ）３０部と平均粒径０．２μｍのＰＦＡ粒子（小粒径ＰＦＡ）７０部とＢａＳＯ4（堺化学社製、ＢＭＨ−６０ 平均粒径５μｍ）１０部とを１１０部の蒸留水に加え、回転羽根式攪拌機にて、３０分間攪拌処理をしてフッ素樹脂塗料Ｂを調製した。
<フッ素樹脂塗料Ｃの調製＞
平均粒径８μｍのＰＦＡ粒子（大粒径ＰＦＡ）３０部と平均粒径０．２μｍのＰＦＡ粒子（小粒径ＰＦＡ）７０部とゼオライト（トヨビルダー製、平均粒径２μｍ）５部とを１１０部の蒸留水に加え、回転羽根式攪拌機にて３０分間攪拌処理をしてフッ素樹脂塗料Ｃを調製した。
【０１２４】
［実施例１Ｂ、実施例２Ｂ及び比較例１Ｂ］
フッ素樹脂塗料Ｂをポリイミドシートサンプル（１００ｘ１００ｍｍ）上に８０μｍの厚みにスプレー塗布後、８０℃の乾燥炉で１０分間乾燥してＰＦＡ乾燥膜を得た。このサンプルを実施例１Ｂ、実施例２Ｂでは、熱間静水圧加工装置（ＨＩＰ）（三菱重工製）を用いて、それぞれ圧力：１２０ＭＰａ、温度：３３０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎ、圧力：３２０ＭＰａ、温度：３３０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ポリイミドシート上に３０μｍのＰＦＡ膜が得られた。
【０１２５】
一方、比較例１Ｂでは、実施例１Ｂ、２Ｂと同様にして作成したＰＦＡ乾燥膜を熱風循環オーブンを用いて、温度：３３０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ポリイミドシート上に３２μｍのＰＦＡ膜が得られた。表６に、実施例１Ｂ、実施例２Ｂ及び比較例１Ｂの製造条件をまとめて示す。
得られたシート状サンプルを用いて実施例１Ａと同様の評価を行った。その評価結果を表７に示す。
【０１２６】
【表６】
【０１２７】
【表７】
【０１２８】
［実施例３Ｂ、実施例４Ｂ及び比較例２Ｂ］
フッ素樹脂塗料Ｃをポリイミドシートサンプル（１００ｘ１００ｍｍ）上に８０μｍの厚みにスプレー塗布後、８０℃の乾燥炉で１０分間乾燥した。このサンプルを実施例３Ｂ、実施例４Ｂでは、熱間静水圧加工装置（ＨＩＰ）（三菱重工製）を用いて、それぞれ圧力：１２０ＭＰａ、温度：３６０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎ、圧力：３２０ＭＰａ、温度：３６０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ポリイミドシート上に２８μｍのＰＦＡ膜が得られた。
【０１２９】
一方、比較例２Ｂでは、実施例３Ｂと同様にして作成したＰＦＡ乾燥膜を熱風循環オーブンを用いて、温度：３６０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ポリイミドシート上に３２μｍのＰＦＡ膜が得られた。表６に、実施例３Ｂ、実施例４Ｂ及び比較例２Ｂの製造条件をまとめて示す。
得られたシート状サンプルを用いて実施例１Ａと同様の評価を行った。その評価結果を表７に示す。
【０１３０】
［実施例５Ｂ］
担体として、アルミニウム製の中空芯金コアを用意し、弾性体層としてシリコーンゴム組成物を０．８ｍｍの厚さに被覆した後、このロール表面にフッ素樹脂塗料Ｂを８０μｍの厚みにスプレー塗布した。この加熱ロールを、熱間静水圧加工装置（ＨＩＰ）（三菱重工製）を用いて、圧力：１２０ＭＰａ、温度：３３０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎ、の条件下で、処理を実施した。その結果、ＰＦＡ表面層（離型層；３０μｍ）／シリコーンゴム弾性体層／コアで構成された加熱ロールが得られた。
【０１３１】
［実施例６Ｂ］
基体として、ポリイミド製のエンドレスベルトを作成し、その表面にフッ素樹脂塗料Ｂを８０μｍの厚みにディップ塗布した。このエンドレスベルトを熱間静水圧加工装置（ＨＩＰ）（三菱重工製）を用いて、それぞれ圧力：１２０ＭＰａ、温度：３６０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎ、の条件下で、処理を実施した。その結果、ＰＦＡ表面層（離型層；３０μｍ）／ＰＩエンドレス基材で構成された加圧ベルトが得られた。
【０１３２】
［比較例３Ｂ］
担体として、アルミニウム製の中空芯金コアを用意し、弾性体層としてシリコーンゴム組成物を０．８ｍｍの厚さに被覆した後、このロール表面にフッ素樹脂塗料Ｂを８０μｍの厚みにスプレー塗布した。この加熱ロールを熱風循環オーブンを用いて、温度：３３０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ＰＦＡ表面層（離型層；３２μｍ）／シリコーンゴム弾性体層／コアで構成された加熱ロールが得られた。
【０１３３】
［比較例４Ｂ］
基体として、ポリイミド製のエンドレスベルトを作成し、その表面にフッ素樹脂塗料Ｂを８０μｍの厚みにディップ塗布した。このエンドレスベルトを熱風循環オーブンを用いて、温度：３６０℃、ピーク時間：１０ｍｉｎの条件下で、処理を実施した。その結果、ＰＦＡ表面層（離型層；３２μｍ）／ＰＩエンドレス基材で構成された加圧ベルトが得られた。
表８に実施例５Ｂ、実施例６Ｂ、比較例３Ｂ及び比較例４Ｂの製造条件をまとめて示す。また、実施例５Ｂ、実施例６Ｂ、比較例３Ｂ及び比較例４Ｂに係る加熱ロール及び加圧ベルトの純水の接触角、表面粗さ、表面グロス、膜密度を実施例１Ａと同様にして測定した。その結果を表９に示す。
【０１３４】
【表８】
【０１３５】
【表９】
【０１３６】
実施例５Ｂ、６Ｂで作製された加熱ロールと加圧ベルトとを図２と同様の構成の定着装置を有する電子写真装置である富士ゼロックス社製Ｄｏｃｕ ＣｅｎｔｅｒＣｏｌｏｒ４００に装着し、定着性能評価を行った。上記電子写真装置は、加熱ロール内部に８００Ｗのハロゲンランプヒーターを有し、１５０℃の設定温度、１５０ｍｍ／ｓｅｃのスピード、８ｍｍのニップ幅を有する様に設定されている。また、トナーは、富士ゼロックス社製Ｄｏｃｕ ＣｅｎｔｅｒＣｏｌｏｒ４００用カラートナー（シアン色）を使用し、富士ゼロックス社製「Ｊ紙」に定着させた。記録材である用紙上に形成された粉体トナー像のトナー密度は１ｍｇ／ｃｍ2であった。上記条件により、１００，０００枚（１００ｋｐｖ）の定着維持性テストを実施した。離型層の耐磨耗性、定着特性、剥離特性及び紙しわを上述と同様にして評価した。その評価結果を表１０に示す。
【０１３７】
比較例３Ｂ、４Ｂで作製された加熱ロールと加圧ベルトを用いて実施例５Ｂ／６Ｂと同様に定着性能評価を行った。その評価結果を表１０に示す。
【０１３８】
【表１０】
【０１３９】
表１０から、熱間静水圧加工により、離型層の耐磨耗性が大幅に改善されていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明の第一実施形態に係る加熱ロール型定着装置の概略構成図を示す。
【図２】本発明の第二実施形態に係る加熱ロール・ベルト型定着装置の概略構成図を示す。
【図３】本発明の第二実施形態の変形例であるフリーベルト型定着装置の概略構成図を示す。
【図４】本発明の第三実施形態に係る加熱ベルト・ロール型定着装置の概略構成図を示す。
【図５】本発明の第四実施形態に係る加熱ベルト型定着装置の概略構成図を示す。
【図６】本発明の第一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図を示す。
【図７】本発明の第二実施形態に係る画像形成装置の概略構成図を示す。
【符号の説明】
【０１４１】
１ 加熱ロール
２ 加圧ロール
３ 記録材
４ 未定着トナー
５ クリーニング装置
６ 外部加熱装置
７ 剥離爪
８ 温度センサー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、前記基体上に設けられたフッ素樹脂粒子を焼結して得られた離型層と、を少なくとも有し、前記離型層の膜密度が９８％以上であるフッ素樹脂被覆部材。
【請求項２】
請求項１に記載のフッ素樹脂被覆部材の製造方法であって、基体上にフッ素樹脂粒子を少なくとも含むフッ素樹脂塗料を塗布する工程と、熱間静水圧加工装置を用いて前記フッ素樹脂粒子を融点以上の温度で加圧する工程と、を少なくとも有するフッ素樹脂被覆部材の製造方法。
【請求項３】
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域に未定着トナー像を保持する記録材を通過させ、熱および圧力によって定着を行なう定着装置であって、前記加熱部材及び前記加圧部材の少なくとも一方が請求項１に記載のフッ素樹脂被覆部材である定着装置。
【請求項４】
少なくとも、記録媒体に未定着トナー像を担持させるトナー像形成部と、
請求項３に記載の定着装置と、を備える画像形成装置。
【請求項１】
基体と、前記基体上に設けられたフッ素樹脂粒子を焼結して得られた離型層と、を少なくとも有し、前記離型層の膜密度が９８％以上であるフッ素樹脂被覆部材。
【請求項２】
請求項１に記載のフッ素樹脂被覆部材の製造方法であって、基体上にフッ素樹脂粒子を少なくとも含むフッ素樹脂塗料を塗布する工程と、熱間静水圧加工装置を用いて前記フッ素樹脂粒子を融点以上の温度で加圧する工程と、を少なくとも有するフッ素樹脂被覆部材の製造方法。
【請求項３】
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域に未定着トナー像を保持する記録材を通過させ、熱および圧力によって定着を行なう定着装置であって、前記加熱部材及び前記加圧部材の少なくとも一方が請求項１に記載のフッ素樹脂被覆部材である定着装置。
【請求項４】
少なくとも、記録媒体に未定着トナー像を担持させるトナー像形成部と、
請求項３に記載の定着装置と、を備える画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−５５１４１（Ｐ２００７−５５１４１Ａ）
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４５０１０（Ｐ２００５−２４５０１０）
【出願日】平成１７年８月２５日（２００５．８．２５）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２５日（２００５．８．２５）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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