定着ローラ、定着装置及び画像形成装置
【課題】弾性層上にフッ素樹脂チューブが被覆される場合であっても、高耐久性の定着ローラを提供する。
【解決手段】金属基体２Ａと、該金属基体２Ａ上に設けられ、厚みが０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である弾性層２Ｂと、前記弾性層２Ｂ上に設けられ、厚みが２０μｍ以上４０μｍ以下であり、下記式（１）で示される構造のフッ素樹脂を含有する離型層２Ｃと、を少なくとも有する定着ローラ。
（式（１）中、ＲはＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、又はＣ３Ｆ７を表す。ｘは０．０２以上０．０６以下の数字を表す。）
【解決手段】金属基体２Ａと、該金属基体２Ａ上に設けられ、厚みが０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である弾性層２Ｂと、前記弾性層２Ｂ上に設けられ、厚みが２０μｍ以上４０μｍ以下であり、下記式（１）で示される構造のフッ素樹脂を含有する離型層２Ｃと、を少なくとも有する定着ローラ。
（式（１）中、ＲはＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、又はＣ３Ｆ７を表す。ｘは０．０２以上０．０６以下の数字を表す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着ローラ、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機、レーザープリンター、ファクシミリなどの画像形成装置には、未定着トナー像が形成された記録材を定着装置において熱と圧力によりトナー像を定着させる方式が採られている。
従来、このような定着装置は、円筒上の芯金の内部に加熱源を備え、芯金上に弾性層を備え、表面に離型層を形成した定着ローラと、この定着ローラに対向配置され少なくとも表面に離型層を形成した加圧ローラとを用い、未定着トナー像が形成された記録材を挟持搬送させることで熱と圧力を与え、未定着トナー像を定着させるローラ加圧方式（ローラニップ方式）が広く使用されている。
また、画像形成装置のカラー化、高速化、小型化の進展に伴い、従来のローラ加圧方式における加圧ローラの代わりにエンドレスベルトを用い、エンドレスベルト内部より圧力パッドを用いて加圧することで加圧領域を形成するベルト加圧方式（ベルトニップ方式）が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
これらの方式において、トナー像に接触する定着ローラは、高画質、トナー離型性、耐熱性の観点から、耐熱性の基材層と、基材層上に設けられたシリコーンゴムよりなる弾性層と、弾性層上にフッ素樹脂チューブが被覆された離型層とにより構成されることが多い。一例として、低熱容量、成形性及び耐久性を確保する為、基材の厚みを０．６〜０．８ｍｍとして、その内面の応力振幅を１５Ｋｇ／ｍｍ２以下とし、弾性層の厚みを１００〜３００μｍとし、そして、離型層の厚みを１０〜３０μｍとした構成が提案されている。（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、上記の定着方式における定着ローラとしては、弾性層の厚みを３００〜１０００μｍとし、離型層の厚みを５〜３０μｍとした構成が好ましいとされている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特許第３２９８３５４公報
【特許文献２】特開２００４−２７１７５２号公報
【特許文献３】特開平１１−１３３７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、弾性層上にフッ素樹脂チューブが被覆される場合であっても、高耐久性の定着ローラ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】
【０００６】
前記課題は、下記の本発明により解決した。即ち、
請求項１に係る発明は、
金属基体と、
該金属基体上に設けられ、厚みが０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である弾性層と、
前記弾性層上に設けられ、厚みが２０μｍ以上４０μｍ以下であり、下記式（１）で示される構造のフッ素樹脂を含有する離型層と、
を少なくとも有する定着ローラである。
【０００７】
【化１】
【０００８】
（式（１）中、ＲはＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、又はＣ３Ｆ７を表す。ｘは０．０２以上０．０６以下の数字を表す。）
【０００９】
請求項２に係る発明は、
前記弾性層は、デュロメータ硬さが２５／Ａ以上５０／Ａ以下である請求項１に記載の定着ローラである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、
無端ベルトに接触する請求項１又は請求項２に記載の定着ローラと、
前記定着ローラに接触する前記無端ベルトと、
前記無端ベルトの内周側に配置され、前記無端ベルトを介して前記定着ローラに対する加圧領域を形成する圧力部材と、
を備えた定着装置である。
【００１１】
請求項４に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーにより前記静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された前記トナー像を該記録媒体へ定着する定着手段と、
を備え、
前記定着手段が、請求項３に記載の定着装置である画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、弾性層上にフッ素樹脂チューブが被覆される場合であっても、本構成を有さない場合に比べて、高耐久性の定着ローラを提供することができる。
請求項２に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、高画質と耐久性の両立が可能となる。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、画質の安定性に優れる定着装置を提供することができる。
請求項４に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、画質の安定性に優れる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る定着ローラは、金属基体と、該金属基体上に設けられた弾性層と、該弾性層上に設けられた離型層と、を少なくとも有し、前記弾性層は、厚みが０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、前記離型層は、厚みが２０μｍ以上４０μｍ以下であり、下記式（１）で示される構造のフッ素樹脂（以下、「特定フッ素樹脂」という場合がある。）を含有し、無端ベルトに圧接し、該圧接部で記録媒体を挟持搬送する定着ローラである。
【００１５】
【化２】
【００１６】
式（１）中、ＲはＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、又はＣ３Ｆ７を表す。ｘは０．０２以上０．０６以下の数字を表す。
【００１７】
弾性層上に従来公知のフッ素樹脂チューブが被覆された離型層を有する定着ロールを使用し、ベルトニップ方式で高速化を目指した場合、前記弾性層の柔らかさが記録媒体に伝わらず、加圧領域で記録媒体がしっかりとグリップされない。その結果、画像の乱れや、摺擦による離型層の磨耗が生じる。対策としては、相対的に弾性層の厚みを増加する（離型層の厚みを変えずに弾性層を厚くする、弾性層の厚みを変えずに離型層を薄くする）ことで柔らかさを伝えることが考えられるが、こうした場合離型層の変形が大きくなってしまう為、長期使用していくうちに離型層にシワ等が発生し、画像に転写されてしまう。
【００１８】
本実施形態に係る定着ローラは、後述するように無端ベルトに圧接し、該圧接部で記録媒体を挟持搬送するため、弾性層及び離型層が変形することになるが、離型層を構成するフッ素樹脂として、前記式（１）におけるｘが０．０２以上０．０６以下の特定フッ素樹脂を用いることにより、定着ローラのオフセットや、画像の乱れが生じず、高耐久性の定着ローラが得られることを突き止めた。この理由について検討したところ、前記ｘが０．０２以上０．０６以下の樹脂であると、定着ローラとして使用された際、加圧部材による加圧に対し追随性が良く、効果的に離型、用紙剥離が行えていることが分かった。
【００１９】
本実施形態に係る定着ローラの実施の形態の一例を図１に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る定着ローラの一例の断面を示す模式図である。
【００２０】
図１に示す定着ローラ２は、例えば、金属基体２Ａと、この金属基体２Ａの表面に被覆された弾性層２Ｂと、この弾性層２Ｂの表面に被覆された離型層２Ｃとを有している。
【００２１】
金属基体２Ａの材質としては、機械的強度に優れ、熱伝導性の良好な材質のものであれば、特に制限はないが、鉄、アルミニウムを使用することが多い。
【００２２】
弾性層２Ｂは、弾性を有することにより、トナー画像を記録媒体にして定着する際に、トナーを包むようにして記録媒体に定着させるための層であり、その材質としては、耐熱性が求められ、主にシリコーンゴム、フッ素ゴムが考えられるが、その他にＪＩＳ Ｋ６２６２に定められた圧縮永久歪み性能が小さいこと、ＪＩＳ Ｋ６２５５に定められた反撥弾性率が高いこと等が求められ、特にシリコーンゴムが好適に使用される。
また、弾性層２Ｂは、デュロメータ硬さが２５／Ａ以上５０／Ａ以下であることが好ましく、３０／Ａ以上４５／Ａ以下であることがより好ましい。前記デュロメータ硬さが２５／Ａ以上５０／Ａ以下であると、後述するように無端ベルトに圧接し、該圧接部で加圧領域を形成する際、変形量が制限され、更なる高画質と耐久性の両立が可能となる。前記デュロメータ硬さが２５／Ａ以上５０／Ａ以下となる材料としては、シリコーンゴムが好ましく挙げられる。ここで、上記デュロメータ硬さは、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠し、デュロメータタイプＡ（例えば高分子計器株式会社製：ＡＳＫＥＲ Ａ型）を用いて測定される値を意味する。
【００２３】
離型層２Ｃは、記録媒体上の未定着のトナーが定着ローラ２側に付着することを好適に防止するために設けられるものであり、本実施形態に係る定着ローラは、その材質が特定フッ素樹脂を含有することを特徴とする。
前記式（１）において、ＲはＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、又はＣ３Ｆ７を表す。ｘは０．０２以上０．０６以下の数字を表し、０．０４以上０．０５５以下の数字がより好ましい。ｘが０．０２未満であると、耐久性が悪化してしまう。一方、ｘが０．０６を超えると、しわが発生し、画質が悪化する。
【００２４】
特定フッ素樹脂には、耐久性を向上させる為、画質が損なわれない範囲でＰＴＦＥ等のフッ素樹脂、カーボンブラック、シリコーン樹脂等の添加剤を含有させることもあるが、高離型性を得る為に、該含有量としては、極力少量であることが好ましい。
【００２５】
本実施形態に係る定着ローラは、前記弾性層は厚みが０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、前記離型層は厚みが２０μｍ以上４０μｍ以下である。前記弾性層は厚みが０．２ｍｍ未満であると、定着ローラの表面に弾性が伝わらず、１．０ｍｍを超えると、記録媒体のしわが発生してしまう。また、前記離型層厚みが２０μｍ未満であると、しわが発生してしまい、４０μｍを超えると、定着ローラの表面に弾性が伝わらない。
【００２６】
前記弾性層の厚みは、０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることが好ましい。
また、前記離型層の厚みは、２０μｍ以上４０μｍ以下である。
【００２７】
ここで、離型層の厚みは、ダブルスキャン高精度レーザ測定器（キーエンス株式会社製）を使用し測定した。
また、弾性層の厚みは、定着ローラの金属基体２Ａから弾性層２Ｂ及び離型層２Ｃ両方を切り出し、定圧厚さ測定器ＰＧ−０２（株式会社テクロック製）を使用し弾性層２Ｂ及び離型層２Ｃの合計厚みを測定した後、離型層２Ｃの厚みを引くことで弾性層２Ｂの厚みを求めた。
それぞれローラ軸方向に両端部から２０ｍｍ、中央部の計３点、周方向に９０°おきに計４点の合計１２点測定し、その平均値を求めることでそれぞれの定着ローラの弾性層２Ｂ及び離型層２Ｃの厚みとした。
【００２８】
本実施形態に係る定着ローラを製造する方法としては、あらかじめ定着ロールよりやや小径のフッ素樹脂を溶融押し出し成型し、１〜５％の拡張率で定着ロールへ被覆させるのが望ましい。１％未満であると被覆させる際チューブにシワが生じやすくなってしまう場合があり、拡張率が５％より大きいとチューブが伸びにくくなってしまい、永久変形しやすくなってしまう場合がある。
【００２９】
本実施形態に係る定着装置は、無端ベルトに接触する既述の本実施形態に係る定着ローラと、前記定着ローラとの間で記録媒体を挟持搬送する無端ベルトと、前記無端ベルトの内周側に配置され、前記無端ベルトを介して前記定着ローラに圧力を加えることにより、前記定着ローラとの間に圧力の加えられた加圧領域を形成する圧力部材と、を備えた定着装置である。
【００３０】
本実施形態に係る定着装置の一例を図２に基づいて説明する。図２は本実施形態に係る定着装置の一例の断面を示す模式図である。
図２に示す定着装置７０は、定着ローラ（本実施形態に係る定着ローラ）２と、無端ベルト６２と、圧力部材６４と、を含んで構成されている。
【００３１】
無端ベルト６２の外周面は、定着ローラ２の外周面に対して定着ローラ２の軸方向に接触して配置されている。なお、無端ベルト６２と定着ローラ２の軸方向は互いに同じ方向となるように設けられている。圧力部材６４は、無端ベルト６２の軸方向に長い長尺状であって、無端ベルト６２の内周面側に配置されている。圧力部材６４は、無端ベルト６２の内周面側から無端ベルト６２を介して定着ローラ２へ圧力を加えるように配置されており、圧力部材６４と無端ベルト６２との間に圧力の加えられた加圧領域Ｎを形成する。
【００３２】
定着ローラ２と無端ベルト６２とは、回転方向が逆方向となるように回転駆動される。このため、互いに対向する領域においては、同方向に移動された状態となる。例えば、定着ローラ２は、図２中矢印Ｃ方向に回転され、無端ベルト６２は、図２中、矢印Ａ方向に回転される。無端ベルト６２と定着ローラ２との間の加圧領域Ｎに、図示を省略する搬送機構によって未定着のトナーＴを保持した記録媒体Ｐが搬送されて来ると、この加圧領域Ｎに搬送された記録媒体Ｐは、定着ローラ２と無端ベルト６２とによって挟持されると共に、これらの定着ローラ２と無端ベルト６２との回転によって、図２中矢印Ｘ方向（以下、記録媒体Ｐの「搬送方向」と称する場合がある）へと搬送される。これにより、記録媒体Ｐ上にトナーＴが定着される。
【００３３】
加熱源６６としては、図２に示すように金属基体２Ａの内部に収容される形状及び構造のものや、金属基体２Ａの外部に設けられる形状及び構造のものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択され、例えば、ハロゲンランプ等が用いられる。この加熱源６６により加熱された定着ローラ２の表面温度は、例えば、定着ローラ２の表面に接触するように温度を検出するための温度センサ９０を設けて、この温度センサによる温度検知結果に基づいて、定着ローラ２の表面温度が所定の温度となるように、加熱源６６による定着ローラ２の加熱温度を調整するようにすればよい。この加熱温度の調整は、後述する画像形成装置１０の主制御部３５によって行えばよい。このような温度センサとしては、特に制限はなく、例えば、サーミスタ、熱電対等が用いられる。
【００３４】
例えば、後述する画像形成装置１０の主制御部３５は、この温度センサ９０による温度計測値に基づいて加熱源６６の点灯を制御し、定着ローラ２の表面温度が所定の設定温度（例えば、１６０℃）を維持するように調整する。
【００３５】
定着ローラ２に接触して、定着ローラ２との間で記録媒体Ｐを挟持搬送する上記無端ベルト６２としては、無端で且つ環状であればよく、形状、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択して使用される。無端ベルト６２としては、例えば、直径３０ｍｍの円筒状のもの等が用いられるがこのような形態に限られない。
【００３６】
無端ベルト６２の構造としては、単層構造であっても良いが、本実施の形態においては、基材の表面に離型層を形成したものが好適に用いられる。無端ベルト６２としては、基層に耐熱性、強度が特に求められ、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリベンゾイミダゾール樹脂等、耐熱性樹脂が好ましく使用される。離型層は、耐熱性、離型性が特に求められ、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が好ましく使用される。
【００３７】
無端ベルト６２は、無端ベルトの内部に配置された、圧力部材６４、ベルトガイド部材６３、さらには図示しない両端部に配置されたエッジガイドによって回転可能に支持されている。ベルトガイド部材６３は、エンドレスベルトの座屈防止のため設けられたもので、無端ベルト６２が走行により位置ずれを発生することを抑制するための規制部材である。このベルトガイド部材６３は、他の部材（例えば、無端ベルト６２内周面）と摺擦するため、静止摩擦係数の小さな材質で形成されている。また、ベルトガイド部材６３は、無端ベルト６２から熱を奪い難いように熱伝導率の低い材質で形成されている。
【００３８】
圧力部材６４は、弾性圧力部材６４Ａと、高剛性パット６４Ｂから構成されている。
圧力部材６４は、無端ベルト６２の内周側に配置され、この無端ベルト６２を介して定着ローラ２に押圧されるように配置されている。これにより、定着ローラ２との間に加圧領域Ｎが形成される。弾性圧力部材６４Ａは、該加圧領域Ｎにおける記録媒体Ｐの搬送方向上流側（加圧領域Ｎの入り口側）に配設さられ、高剛性パット６４Ｂは、該加圧領域Ｎにおける記録媒体Ｐの搬送方向下流側（加圧領域Ｎの出口側）に配設されている。
【００３９】
本実施の形態では、高剛性パット６４Ｂは、定着ローラ２の回転軸方向に長い凹部を有する凹形状とされており、該凹部の記録媒体Ｐの搬送方向（図２中、矢印Ｘ方向）上流側の凸部は、加圧領域Ｎより該搬送方向上流側に位置され、該搬送方向下流側の凸部は、加圧領域Ｎ内の該搬送方向下流側に位置されている。また、これらの搬送方向の上流側及び下流側の凸部の内の、該搬送方向下流側に位置された凸部は、定着ローラ２の外周面形状に対して突出されている。なお、該搬送方向上流側に位置された凸部は、定着ローラ２の外周面に対して突出されてはいない。そして、圧力部材６４は、この凹部の設けられた高剛性パット６４Ｂの凹部内に、弾性圧力部材６４Ａが充填されて構成されている。
【００４０】
弾性圧力部材６４Ａは、高画質、用紙剥離性能のため、デュロメータ硬さ３０／Ａ以下のシリコーンゴムで構成されていることが好ましい。
このように、加圧領域Ｎの、記録媒体Ｐの搬送方向（図２中、矢印Ｘ方向）上流側及び中央部には、少なくとも弾性圧力部材６４Ａが位置されていることから、幅の広い加圧領域Ｎが確保される。
そして、該加圧領域Ｎの、記録媒体Ｐの該搬送方向下流側には、高剛性パット６４Ｂが位置されており、この高剛性パット６４Ｂが該下流側において定着ローラ２の外周面に対して突出されている。このため、加圧領域Ｎの、記録媒体Ｐの搬送方向下流側においては、該高剛性パット６４Ｂにより定着ローラ２に歪みが与えられ、定着ローラ２の歪みが局所的に大きくなる。このように、定着ローラ２の歪みを局所的に大きくすると、ローラ対による定着方式のように加圧全域で歪みを生じさせる場合と比較して、小さい歪み量で記録媒体Ｐの高い離型性能が得られる。このため、記録媒体Ｐのシワの発生が防止され、画質劣化が抑制される。
【００４１】
高剛性パット６４Ｂは、例えば、アルミニウムや鉄、ＳＵＳ等の一般的な金属、及びＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等の耐熱性を有する樹脂や、それらの樹脂にガラスファイバー等を添加し強化した材料で形成されている。
【００４２】
なお、記録媒体Ｐの剥離の補助として、定着ローラ２の加圧領域Ｎの、記録媒体Ｐの搬送方向下流側に、剥離部材７１を配設してもよい。剥離部材７１は、剥離バッフル７１Ａが定着ローラ２の回転方向と対向する向き（カウンタ方向）に定着ローラ２と近接する状態でホルダ７１Ｂによって保持されている。この剥離部材７１によって、記録媒体Ｐの剥離がさらに良好となる。
【００４３】
さらに、無端ベルト６２の内周面側には、無端ベルト６２の内周面に潤滑剤を供給するための潤滑剤供給部材９１が設けられている。
【００４４】
潤滑剤供給部材９１は無端ベルト６２の内周面に接触配置されている。この潤滑剤供給部材９１には、予め潤滑剤が含浸されている。この潤滑剤供給部材９１としては、耐熱温度が１３０℃以上、好ましくは、２００℃以上の耐熱性を有する材料が用いられ、この潤滑剤供給部材９１としては、例えば、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド等からなる不織布を好適に用いることができる。この潤滑剤供給部材９１を支持する支持部材としては、離型剤を透過、含浸しないもので、耐熱性が１３０℃以上であればよく、具体的には、アルミニウム、鉄、ステンレス、銅等の金属や、ポリカーボネート、メラミン樹脂等の耐熱性樹脂が用いられる。
【００４５】
潤滑剤としては、常温（２５℃）、湿度５０％ＲＨにおける粘度が５０〜３０００ｃｓであるシリコーンオイルが好適に用いられる。このようなシリコーンオイルとしては、例えば、アミノ変性シリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、等が用いられる。
【００４６】
潤滑剤の含浸された潤滑剤供給部材９１は、無端ベルト６２の回転軸方向のほぼ全域に接して設けられている。このため、無端ベルト６２の回転に伴って、無端ベルト６２の内周面全面に潤滑剤が供給される。
【００４７】
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、トナーにより前記静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された前記トナー像を該記録媒体へ定着する定着手段と、を備え、前記定着手段が既述の本実施形態の定着装置である画像形成装置である。
本実施形態に係る画像形成装置の一例を図３に基づいて説明する。図３は本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【００４８】
画像形成装置１０において、画像形成装置１０の本体を構成する筐体１２内に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及び ブラック（Ｋ）の各トナーに対応した光ビームを出射する光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋが固定されている。また、光走査装置１４Ｋに隣接する位置に、画像形成装置１０の各部の動作を制御する主制御部３５が設けられている。
【００４９】
光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、光源から出射された光ビームを図示しない回転多面鏡（ポリゴンミラー）で走査するとともに、反射ミラー等の複数の光学部品で反射して、各トナーに対応した光ビーム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋを出射するようになっている。
【００５０】
光ビーム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋは、それぞれ対応する各感光体（像保持体）１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋに導かれる。各感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、図示しないモータ及びギアからなる駆動手段によって、矢印Ａ方向に回転するようになっている。
【００５１】
感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの回転方向上流側には、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの表面を帯電する帯電器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが設けられている。
【００５２】
また、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの回転方向下流側には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各トナーをそれぞれ感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ上に現像する現像器（現像手段）２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋが設けられている。
【００５３】
感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの回転方向で、現像器２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの下流側には、現像されたトナー像が一次転写される中間転写ベルト２８が配置されている。
【００５４】
中間転写ベルト２８は、例えば、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は１０６〜１０１４Ωｃｍとなるように形成されており、その厚みは例えば０．１ｍｍ程度に構成されている。
【００５５】
感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋと中間転写ベルト２８が対向する位置で中間転写ベルト２８の内側には、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ上に形成された各色トナー像を中間転写ベルト２８に転写する一次転写ロール２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋが配置されている。この一次転写ロール２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋによって、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋから中間転写ベルト２８に一次転写を行う一次転写部２５が構成されている。
【００５６】
一次転写ロール２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋは、図示しないシャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とを有している。シャフトは、例えば、鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層は、例えば、カーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７．５〜１０８．５Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。
【００５７】
一次転写ロール２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋは、中間転写ベルト２８を挟んで各感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋに圧接されている。一次転写ロール２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋには、図示しない電圧印加手段によって各トナーの帯電極性（マイナス極性とする。以下同様。）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト２８に順次、静電吸引され、中間転写ベルト２８上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
【００５８】
さらに、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの回転方向下流側には、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ上の残留トナーが除去されるクリーナ２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋが設けられている。
【００５９】
中間転写ベルト２８の内側には、定速性に優れたモータ（図示せず）により駆動されて中間転写ベルト２８を移動させる駆動ロール３０と、各感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの配列方向に沿って略直線状に延び、中間転写ベルト２８を支持する支持ロール３２が設けられている。これにより、中間転写ベルト２８は、矢印Ｂ方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。
【００６０】
また、中間転写ベルト２８の内側には、中間転写ベルト２８に対して一定の張力を与えるテンションロール３４が設けられている。
【００６１】
中間転写ベルト２８の移動方向下流側には、中間転写ベルト２８上のトナー像を記録媒体Ｐ上に転写する二次転写部４２が設けられている。
【００６２】
二次転写部４２は、中間転写ベルト２８のトナー像保持面側に配置される二次転写ロール（転写手段）３８と、バックアップロール３６とによって構成されている。
【００６３】
二次転写ロール３８は、図示しないシャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは、例えば、鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層は、例えば、カーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１×１０７．５Ωｃｍ以上１×１０８．５Ωｃｍ以下のスポンジ状の円筒ロールである。
【００６４】
また、二次転写ロール３８は、中間転写ベルト２８を挟んでバックアップロール３６に圧接配置されている。ここで、二次転写ロール３８は、接地されるとともにバックアップロール３６との間に二次転写バイアスが印加され、２次転写部４２に搬送される記録媒体Ｐ上にトナー像を二次転写するようになっている。
【００６５】
バックアップロール３６は、例えば、表面がカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲとのブレンドゴムのチューブ、内部がＥＰＤＭゴムで構成されている。そして、表面抵抗率が１×１０７Ω／□以上１０１０Ω／□以下となるように形成され、デュロメータ硬さは例えば７０／Ｃ（アスカーＣ）に設定される。ここで、上記デュロメータ硬さは、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠し、デュロメータタイプＣ（例えば高分子計器株式会社製：ＡＳＫＥＲ Ｃ型）を用いて測定される値を意味する。
【００６６】
また、バックアップロール３６は、中間転写ベルト２８の裏面側に配置されて二次転写ロール３８の対向電極を形成しており、バックアップロール３６と接触配置された金属製の給電ロール４０を介して二次転写バイアスが安定的に印加されるようになっている。
【００６７】
中間転写ベルト２８の移動方向における二次転写部４２の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト２８上の残留トナーや紙粉を除去する中間転写ベルトクリーナ４６が、中間転写ベルト２８に対して接離自在に設けられている。中間転写ベルトクリーナ４６における中間転写ベルト２８の内側には、クリーニングバックアップロール４４が設けられている。
【００６８】
一方、イエロートナーに対応する一次転写ロール２４Ｙの上流側には、各トナーに対応した画像形成のタイミングを合わせるための基準となる信号を発生するホームポジションセンサ４８が設けられている。
【００６９】
ホームポジションセンサ４８は、中間転写ベルト２８の裏側に設けられた所定のマークを検知して基準信号を発生するようになっている。この基準信号に基づいて、前述の主制御部３５が画像形成装置１０の各部を動作させ、画像形成を開始するようになっている。
【００７０】
また、ブラックトナーに対応する一次転写ロール２４Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が設けられている。
【００７１】
一方、画像形成装置１０の下方側には、記録媒体Ｐを収納する用紙トレイ５０が設けられている。用紙トレイ５０の一方端には、記録媒体Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５２が設けられている。
【００７２】
ピックアップロール５２の上方には、図示しないモータ及びギアからなる駆動手段で回転駆動され、ピックアップロール５２によって送出された記録媒体Ｐを、前述の二次転写部４２に搬送する複数の搬送ロール５４、５６が設けられている。
【００７３】
記録媒体Ｐの搬送方向における搬送ロール５６の下流側には、記録媒体Ｐを二次転写部４２へ送り込む搬送シュート５８が設けられている。
【００７４】
二次転写部４２における記録媒体Ｐの送出方向には、トナー像の二次転写が終了した記録媒体Ｐを定着装置７０へ搬送する搬送ベルト６０が設けられている。搬送ベルト６０は、張架ロール５７、５９によって張架され、図示しないモータ及びギアからなる駆動手段で移動可能に設けられている。
【００７５】
定着装置７０の入口側には、記録媒体Ｐを定着装置７０に案内するガイド３７が設けられている。また、定着装置７０の出口側には、画像形成装置１０の筐体１２に固定された用紙集積トレイ３９が設けられている。
【００７６】
ここで、画像形成装置１０の画像形成の動作の一例について説明する。
まず、図示しない画像読取装置やパーソナルコンピュータ等から出力される画像データが、図示しない画像処理装置によって所定の画像処理を施される。画像処理装置では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋに出力される。
【００７７】
光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、入力された色材階調データに応じて、光ビーム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋを各々の感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋに照射する。
【００７８】
感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、予め帯電器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋによって表面が帯電されており、光ビーム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋによって表面が露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋによって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。
【００７９】
続いて、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ上に形成されたトナー像は、一次転写部２５において中間転写ベルト２８上に転写される。この転写は、一次転写ロール２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋにより中間転写ベルト２８に対しトナーの帯電極性（マイナス極性）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像を中間転写ベルト２８の表面に順次重ね合わせることで行われる。
【００８０】
続いて、トナー像が転写された中間転写ベルト２８は、二次転写部４２に搬送される。
一方、トナー像が二次転写部４２に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５２が回転し、用紙トレイ５０から所定サイズの記録媒体Ｐが送出される。
【００８１】
ピックアップロール５２により送出された記録媒体Ｐは、搬送ロール５４、５６により搬送され、搬送シュート５８を経て二次転写部４２に到達する。この二次転写部４２に到達する前に記録媒体Ｐは一旦停止され、トナー像が保持された中間転写ベルト２８の移動タイミングに合わせてレジストロール（図示せず）が回転することで、記録媒体Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせが行われる。
【００８２】
二次転写部４２では、中間転写ベルト２８を介して、二次転写ロール３８がバックアップロール３６に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された記録媒体Ｐは、中間転写ベルト２８と二次転写ロール３８との間に挟み込まれる。
【００８３】
また、このとき、給電ロール４０からトナーの帯電極性（マイナス極性）と同極性の電圧（二次転写バイアス）が印加され、二次転写ロール３８とバックアップロール３６との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト２８上に保持された未定着トナー像は、二次転写ロール３８とバックアップロール３６とによって押圧され、記録媒体Ｐ上に一括して静電転写される。
【００８４】
続いて、トナー像が静電転写された記録媒体Ｐは、二次転写ロール３８によって中間転写ベルト２８から剥離された状態でそのまま搬送され、搬送ベルト６０へと搬送される。
【００８５】
搬送ベルト６０では、定着装置７０における最適な搬送速度に合わせて、記録媒体Ｐを定着装置７０まで搬送する。定着装置７０に搬送された記録媒体Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置７０によって記録媒体Ｐ上に定着される。
【００８６】
定着画像が形成された記録媒体Ｐは、用紙集積トレイ３９に排出され集積される。
【００８７】
一方、記録媒体Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト２８上に残った残留トナーは、中間転写ベルト２８の回転移動にともなって中間転写ベルトクリーナ４６まで搬送され、中間転写ベルト２８上から除去される。
このようにして、画像形成装置１０の画像形成が行われる。
【実施例】
【００８８】
以下に、本発明の実施形態について実施例を挙げてより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。
先ず、以下の実施例及び比較例で用いるフッ素樹脂として、各種のＥＦＡ（前記式（１）におけるＲ＝Ｃ２Ｆ５）ペレット（三井デュポンフロロケミカル株式会社製）、及びＰＦＡ（前記式（１）におけるＲ＝Ｃ３Ｆ７）ペレット（旭硝子株式会社）を用意し、フッ素樹脂（１）〜（５）とした（フッ素樹脂（１）〜（３）、（５）が前記ＥＦＡペレットであり、フッ素樹脂（４）が前記ＰＦＡペレットである。）。フッ素樹脂（１）〜（５）について、既述の方法により前記式（１）におけるｘを測定したその結果を表１に示す。
【００８９】
また、フッ素樹脂（１）〜（５）について、以下の方法により、融解温度を測定した。その結果を表１に示す。
［融解温度測定］
ＪＩＳ Ｋ ７１２１に定められたＤＳＣ測定にて試験を行った。機器は、示差走査熱量計 ＤＳＣ−６０（株式会社島津製作所）を使用した。測定条件は、室温より昇温速度１０℃／ｍｉｎとし、融解温度を測定した。その結果を表１に示す。
【００９０】
【表１】
【００９１】
〔実施例１〜９、比較例１〜１２〕
定着ロールを以下のように作製した。基体としての芯金はアルミニウム（Ａ−５０５２材）で、外径φ３３．８ｍｍ、肉厚３ｍｍの円筒体を使用した。弾性層は、液状シリコーンゴム（ＤＹ３５−４０３９Ａ／Ｂ、東レ・ダウ・コーニング株式会社製）を使用した。離型層は、フッ素樹脂（１）を用いた。
まず、フッ素樹脂（１）（ＥＦＡペレット）を温度３００℃にて押し出し成型機を用いて、チューブ（離型層）を作製した。次に、チューブ内面を接着処理し、チューブを定着ロールと同径の外金型の内面へ配置し、外金型と同径上に芯金を固定し、フッ素樹脂と芯金の間に前記液状シリコーンゴムを注入し、金型全体を１００℃、３０分間、液状シリコーンゴム（デュロメータ硬さ：３０／Ａ）を加硫させるとともに芯金およびフッ素樹脂チューブとの加硫接着を行った。液状シリコーンゴムが弾性層となる。加硫完了後これを冷却し、金型から抜き出し、２００℃、４時間二次加硫を行うことで定着ロールを作製した。各実施例及び比較例における弾性層及び離型層の厚みは、表２及び３の値に制御した。
【００９２】
＜評価＞
作製した定着ロールを画像形成装置（富士ゼロックス株式会社製：カラープリンター ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ Ｃｏｌｏｒ ７５５０Ｉ）における定着ロールとして用い、以下の条件で画質評価試験、耐久試験を行った。その結果を表２及び３に示す。
【００９３】
（画質評価試験）
３０℃、湿度１０％の環境の下、Ａ３サイズのデジタルコート紙（富士ゼロックスインターフィールド）を使用し、写真画像を出力し、画質を以下の基準で評価した。その結果を表２及び３に示す。
○…画質評価で定着ローラのオフセットと見られる画像の乱れが目視で確認できなかった。
△…画質評価で定着ローラのオフセットと見られる画像の乱れが目視でやや確認できた。
×…画質評価で定着ローラのオフセットと見られる画質の乱れが確認できた。
※…離型層が薄すぎる為と考えられるが、成型時得率が低かったため確認未実施。
【００９４】
（耐久試験）
Ａ４サイズのＮｃｏｌｏｒ ２０９（富士ゼロックスインターフィールド）を縦送りで１０万枚走行後、Ａ３サイズのデジタルコート紙（富士ゼロックスインターフィールド）を使用し、ベタ黒画像を出力し、画質を以下の基準で評価した。
○…耐久試験後の画質評価で画像の乱れが目視で確認できなかった。
△…耐久試験後の画質評価で画像の乱れが目視でやや確認できた。
×…耐久試験後の画質評価で画質の乱れが確認できた。
−…画質評価結果で乱れが確認できている為、評価未実施
【００９５】
【表２】
【００９６】
【表３】
【００９７】
〔実施例１０〜１８、比較例１３〜２４〕
実施例１において、フッ素樹脂（１）をフッ素樹脂（２）に変更し、離型層及び弾性層の厚みを表４及び５の値に制御して定着ロールを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果を表４及び５に示す。
【００９８】
【表４】
【００９９】
【表５】
【０１００】
〔実施例１９〜２７、比較例２５〜３６〕
実施例１において、フッ素樹脂（１）をフッ素樹脂（３）に変更し、離型層及び弾性層の厚みを表６及び７の値に制御して定着ロールを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果を表６及び７に示す。
【０１０１】
【表６】
【０１０２】
【表７】
【０１０３】
〔比較例３７〜４５〕
実施例１において、フッ素樹脂（１）をフッ素樹脂（４）に変更し、離型層及び弾性層の厚みを表８の値に制御して定着ロールを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果を表８に示す。
【０１０４】
【表８】
【０１０５】
〔比較例４５〜５４〕
実施例１において、フッ素樹脂（１）をフッ素樹脂（５）に変更し、離型層及び弾性層の厚みを表９の値に制御して定着ロールを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果を表９に示す。
【０１０６】
【表９】
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本実施形態に係る定着ロールの一例の断面を示す模式図である。
【図２】本実施形態に係る定着装置の一例の断面を示す模式図である。
【図３】本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１０８】
２ 定着ロール
２Ａ 金属基体
２Ｂ 弾性層
２Ｃ 離型層
１０ 画像形成装置
１８ 感光体
２０ 帯電器
２２ 現像器
２２ 定着装置
２９ 電圧印加部
６２ 無端ベルト
６４ 圧力部材
６４Ａ 弾性圧力部材
６４Ｂ 高剛性パット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着ローラ、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機、レーザープリンター、ファクシミリなどの画像形成装置には、未定着トナー像が形成された記録材を定着装置において熱と圧力によりトナー像を定着させる方式が採られている。
従来、このような定着装置は、円筒上の芯金の内部に加熱源を備え、芯金上に弾性層を備え、表面に離型層を形成した定着ローラと、この定着ローラに対向配置され少なくとも表面に離型層を形成した加圧ローラとを用い、未定着トナー像が形成された記録材を挟持搬送させることで熱と圧力を与え、未定着トナー像を定着させるローラ加圧方式（ローラニップ方式）が広く使用されている。
また、画像形成装置のカラー化、高速化、小型化の進展に伴い、従来のローラ加圧方式における加圧ローラの代わりにエンドレスベルトを用い、エンドレスベルト内部より圧力パッドを用いて加圧することで加圧領域を形成するベルト加圧方式（ベルトニップ方式）が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
これらの方式において、トナー像に接触する定着ローラは、高画質、トナー離型性、耐熱性の観点から、耐熱性の基材層と、基材層上に設けられたシリコーンゴムよりなる弾性層と、弾性層上にフッ素樹脂チューブが被覆された離型層とにより構成されることが多い。一例として、低熱容量、成形性及び耐久性を確保する為、基材の厚みを０．６〜０．８ｍｍとして、その内面の応力振幅を１５Ｋｇ／ｍｍ２以下とし、弾性層の厚みを１００〜３００μｍとし、そして、離型層の厚みを１０〜３０μｍとした構成が提案されている。（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、上記の定着方式における定着ローラとしては、弾性層の厚みを３００〜１０００μｍとし、離型層の厚みを５〜３０μｍとした構成が好ましいとされている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特許第３２９８３５４公報
【特許文献２】特開２００４−２７１７５２号公報
【特許文献３】特開平１１−１３３７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、弾性層上にフッ素樹脂チューブが被覆される場合であっても、高耐久性の定着ローラ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】
【０００６】
前記課題は、下記の本発明により解決した。即ち、
請求項１に係る発明は、
金属基体と、
該金属基体上に設けられ、厚みが０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である弾性層と、
前記弾性層上に設けられ、厚みが２０μｍ以上４０μｍ以下であり、下記式（１）で示される構造のフッ素樹脂を含有する離型層と、
を少なくとも有する定着ローラである。
【０００７】
【化１】
【０００８】
（式（１）中、ＲはＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、又はＣ３Ｆ７を表す。ｘは０．０２以上０．０６以下の数字を表す。）
【０００９】
請求項２に係る発明は、
前記弾性層は、デュロメータ硬さが２５／Ａ以上５０／Ａ以下である請求項１に記載の定着ローラである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、
無端ベルトに接触する請求項１又は請求項２に記載の定着ローラと、
前記定着ローラに接触する前記無端ベルトと、
前記無端ベルトの内周側に配置され、前記無端ベルトを介して前記定着ローラに対する加圧領域を形成する圧力部材と、
を備えた定着装置である。
【００１１】
請求項４に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーにより前記静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された前記トナー像を該記録媒体へ定着する定着手段と、
を備え、
前記定着手段が、請求項３に記載の定着装置である画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、弾性層上にフッ素樹脂チューブが被覆される場合であっても、本構成を有さない場合に比べて、高耐久性の定着ローラを提供することができる。
請求項２に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、高画質と耐久性の両立が可能となる。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、画質の安定性に優れる定着装置を提供することができる。
請求項４に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、画質の安定性に優れる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る定着ローラは、金属基体と、該金属基体上に設けられた弾性層と、該弾性層上に設けられた離型層と、を少なくとも有し、前記弾性層は、厚みが０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、前記離型層は、厚みが２０μｍ以上４０μｍ以下であり、下記式（１）で示される構造のフッ素樹脂（以下、「特定フッ素樹脂」という場合がある。）を含有し、無端ベルトに圧接し、該圧接部で記録媒体を挟持搬送する定着ローラである。
【００１５】
【化２】
【００１６】
式（１）中、ＲはＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、又はＣ３Ｆ７を表す。ｘは０．０２以上０．０６以下の数字を表す。
【００１７】
弾性層上に従来公知のフッ素樹脂チューブが被覆された離型層を有する定着ロールを使用し、ベルトニップ方式で高速化を目指した場合、前記弾性層の柔らかさが記録媒体に伝わらず、加圧領域で記録媒体がしっかりとグリップされない。その結果、画像の乱れや、摺擦による離型層の磨耗が生じる。対策としては、相対的に弾性層の厚みを増加する（離型層の厚みを変えずに弾性層を厚くする、弾性層の厚みを変えずに離型層を薄くする）ことで柔らかさを伝えることが考えられるが、こうした場合離型層の変形が大きくなってしまう為、長期使用していくうちに離型層にシワ等が発生し、画像に転写されてしまう。
【００１８】
本実施形態に係る定着ローラは、後述するように無端ベルトに圧接し、該圧接部で記録媒体を挟持搬送するため、弾性層及び離型層が変形することになるが、離型層を構成するフッ素樹脂として、前記式（１）におけるｘが０．０２以上０．０６以下の特定フッ素樹脂を用いることにより、定着ローラのオフセットや、画像の乱れが生じず、高耐久性の定着ローラが得られることを突き止めた。この理由について検討したところ、前記ｘが０．０２以上０．０６以下の樹脂であると、定着ローラとして使用された際、加圧部材による加圧に対し追随性が良く、効果的に離型、用紙剥離が行えていることが分かった。
【００１９】
本実施形態に係る定着ローラの実施の形態の一例を図１に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る定着ローラの一例の断面を示す模式図である。
【００２０】
図１に示す定着ローラ２は、例えば、金属基体２Ａと、この金属基体２Ａの表面に被覆された弾性層２Ｂと、この弾性層２Ｂの表面に被覆された離型層２Ｃとを有している。
【００２１】
金属基体２Ａの材質としては、機械的強度に優れ、熱伝導性の良好な材質のものであれば、特に制限はないが、鉄、アルミニウムを使用することが多い。
【００２２】
弾性層２Ｂは、弾性を有することにより、トナー画像を記録媒体にして定着する際に、トナーを包むようにして記録媒体に定着させるための層であり、その材質としては、耐熱性が求められ、主にシリコーンゴム、フッ素ゴムが考えられるが、その他にＪＩＳ Ｋ６２６２に定められた圧縮永久歪み性能が小さいこと、ＪＩＳ Ｋ６２５５に定められた反撥弾性率が高いこと等が求められ、特にシリコーンゴムが好適に使用される。
また、弾性層２Ｂは、デュロメータ硬さが２５／Ａ以上５０／Ａ以下であることが好ましく、３０／Ａ以上４５／Ａ以下であることがより好ましい。前記デュロメータ硬さが２５／Ａ以上５０／Ａ以下であると、後述するように無端ベルトに圧接し、該圧接部で加圧領域を形成する際、変形量が制限され、更なる高画質と耐久性の両立が可能となる。前記デュロメータ硬さが２５／Ａ以上５０／Ａ以下となる材料としては、シリコーンゴムが好ましく挙げられる。ここで、上記デュロメータ硬さは、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠し、デュロメータタイプＡ（例えば高分子計器株式会社製：ＡＳＫＥＲ Ａ型）を用いて測定される値を意味する。
【００２３】
離型層２Ｃは、記録媒体上の未定着のトナーが定着ローラ２側に付着することを好適に防止するために設けられるものであり、本実施形態に係る定着ローラは、その材質が特定フッ素樹脂を含有することを特徴とする。
前記式（１）において、ＲはＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、又はＣ３Ｆ７を表す。ｘは０．０２以上０．０６以下の数字を表し、０．０４以上０．０５５以下の数字がより好ましい。ｘが０．０２未満であると、耐久性が悪化してしまう。一方、ｘが０．０６を超えると、しわが発生し、画質が悪化する。
【００２４】
特定フッ素樹脂には、耐久性を向上させる為、画質が損なわれない範囲でＰＴＦＥ等のフッ素樹脂、カーボンブラック、シリコーン樹脂等の添加剤を含有させることもあるが、高離型性を得る為に、該含有量としては、極力少量であることが好ましい。
【００２５】
本実施形態に係る定着ローラは、前記弾性層は厚みが０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、前記離型層は厚みが２０μｍ以上４０μｍ以下である。前記弾性層は厚みが０．２ｍｍ未満であると、定着ローラの表面に弾性が伝わらず、１．０ｍｍを超えると、記録媒体のしわが発生してしまう。また、前記離型層厚みが２０μｍ未満であると、しわが発生してしまい、４０μｍを超えると、定着ローラの表面に弾性が伝わらない。
【００２６】
前記弾性層の厚みは、０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることが好ましい。
また、前記離型層の厚みは、２０μｍ以上４０μｍ以下である。
【００２７】
ここで、離型層の厚みは、ダブルスキャン高精度レーザ測定器（キーエンス株式会社製）を使用し測定した。
また、弾性層の厚みは、定着ローラの金属基体２Ａから弾性層２Ｂ及び離型層２Ｃ両方を切り出し、定圧厚さ測定器ＰＧ−０２（株式会社テクロック製）を使用し弾性層２Ｂ及び離型層２Ｃの合計厚みを測定した後、離型層２Ｃの厚みを引くことで弾性層２Ｂの厚みを求めた。
それぞれローラ軸方向に両端部から２０ｍｍ、中央部の計３点、周方向に９０°おきに計４点の合計１２点測定し、その平均値を求めることでそれぞれの定着ローラの弾性層２Ｂ及び離型層２Ｃの厚みとした。
【００２８】
本実施形態に係る定着ローラを製造する方法としては、あらかじめ定着ロールよりやや小径のフッ素樹脂を溶融押し出し成型し、１〜５％の拡張率で定着ロールへ被覆させるのが望ましい。１％未満であると被覆させる際チューブにシワが生じやすくなってしまう場合があり、拡張率が５％より大きいとチューブが伸びにくくなってしまい、永久変形しやすくなってしまう場合がある。
【００２９】
本実施形態に係る定着装置は、無端ベルトに接触する既述の本実施形態に係る定着ローラと、前記定着ローラとの間で記録媒体を挟持搬送する無端ベルトと、前記無端ベルトの内周側に配置され、前記無端ベルトを介して前記定着ローラに圧力を加えることにより、前記定着ローラとの間に圧力の加えられた加圧領域を形成する圧力部材と、を備えた定着装置である。
【００３０】
本実施形態に係る定着装置の一例を図２に基づいて説明する。図２は本実施形態に係る定着装置の一例の断面を示す模式図である。
図２に示す定着装置７０は、定着ローラ（本実施形態に係る定着ローラ）２と、無端ベルト６２と、圧力部材６４と、を含んで構成されている。
【００３１】
無端ベルト６２の外周面は、定着ローラ２の外周面に対して定着ローラ２の軸方向に接触して配置されている。なお、無端ベルト６２と定着ローラ２の軸方向は互いに同じ方向となるように設けられている。圧力部材６４は、無端ベルト６２の軸方向に長い長尺状であって、無端ベルト６２の内周面側に配置されている。圧力部材６４は、無端ベルト６２の内周面側から無端ベルト６２を介して定着ローラ２へ圧力を加えるように配置されており、圧力部材６４と無端ベルト６２との間に圧力の加えられた加圧領域Ｎを形成する。
【００３２】
定着ローラ２と無端ベルト６２とは、回転方向が逆方向となるように回転駆動される。このため、互いに対向する領域においては、同方向に移動された状態となる。例えば、定着ローラ２は、図２中矢印Ｃ方向に回転され、無端ベルト６２は、図２中、矢印Ａ方向に回転される。無端ベルト６２と定着ローラ２との間の加圧領域Ｎに、図示を省略する搬送機構によって未定着のトナーＴを保持した記録媒体Ｐが搬送されて来ると、この加圧領域Ｎに搬送された記録媒体Ｐは、定着ローラ２と無端ベルト６２とによって挟持されると共に、これらの定着ローラ２と無端ベルト６２との回転によって、図２中矢印Ｘ方向（以下、記録媒体Ｐの「搬送方向」と称する場合がある）へと搬送される。これにより、記録媒体Ｐ上にトナーＴが定着される。
【００３３】
加熱源６６としては、図２に示すように金属基体２Ａの内部に収容される形状及び構造のものや、金属基体２Ａの外部に設けられる形状及び構造のものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択され、例えば、ハロゲンランプ等が用いられる。この加熱源６６により加熱された定着ローラ２の表面温度は、例えば、定着ローラ２の表面に接触するように温度を検出するための温度センサ９０を設けて、この温度センサによる温度検知結果に基づいて、定着ローラ２の表面温度が所定の温度となるように、加熱源６６による定着ローラ２の加熱温度を調整するようにすればよい。この加熱温度の調整は、後述する画像形成装置１０の主制御部３５によって行えばよい。このような温度センサとしては、特に制限はなく、例えば、サーミスタ、熱電対等が用いられる。
【００３４】
例えば、後述する画像形成装置１０の主制御部３５は、この温度センサ９０による温度計測値に基づいて加熱源６６の点灯を制御し、定着ローラ２の表面温度が所定の設定温度（例えば、１６０℃）を維持するように調整する。
【００３５】
定着ローラ２に接触して、定着ローラ２との間で記録媒体Ｐを挟持搬送する上記無端ベルト６２としては、無端で且つ環状であればよく、形状、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択して使用される。無端ベルト６２としては、例えば、直径３０ｍｍの円筒状のもの等が用いられるがこのような形態に限られない。
【００３６】
無端ベルト６２の構造としては、単層構造であっても良いが、本実施の形態においては、基材の表面に離型層を形成したものが好適に用いられる。無端ベルト６２としては、基層に耐熱性、強度が特に求められ、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリベンゾイミダゾール樹脂等、耐熱性樹脂が好ましく使用される。離型層は、耐熱性、離型性が特に求められ、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が好ましく使用される。
【００３７】
無端ベルト６２は、無端ベルトの内部に配置された、圧力部材６４、ベルトガイド部材６３、さらには図示しない両端部に配置されたエッジガイドによって回転可能に支持されている。ベルトガイド部材６３は、エンドレスベルトの座屈防止のため設けられたもので、無端ベルト６２が走行により位置ずれを発生することを抑制するための規制部材である。このベルトガイド部材６３は、他の部材（例えば、無端ベルト６２内周面）と摺擦するため、静止摩擦係数の小さな材質で形成されている。また、ベルトガイド部材６３は、無端ベルト６２から熱を奪い難いように熱伝導率の低い材質で形成されている。
【００３８】
圧力部材６４は、弾性圧力部材６４Ａと、高剛性パット６４Ｂから構成されている。
圧力部材６４は、無端ベルト６２の内周側に配置され、この無端ベルト６２を介して定着ローラ２に押圧されるように配置されている。これにより、定着ローラ２との間に加圧領域Ｎが形成される。弾性圧力部材６４Ａは、該加圧領域Ｎにおける記録媒体Ｐの搬送方向上流側（加圧領域Ｎの入り口側）に配設さられ、高剛性パット６４Ｂは、該加圧領域Ｎにおける記録媒体Ｐの搬送方向下流側（加圧領域Ｎの出口側）に配設されている。
【００３９】
本実施の形態では、高剛性パット６４Ｂは、定着ローラ２の回転軸方向に長い凹部を有する凹形状とされており、該凹部の記録媒体Ｐの搬送方向（図２中、矢印Ｘ方向）上流側の凸部は、加圧領域Ｎより該搬送方向上流側に位置され、該搬送方向下流側の凸部は、加圧領域Ｎ内の該搬送方向下流側に位置されている。また、これらの搬送方向の上流側及び下流側の凸部の内の、該搬送方向下流側に位置された凸部は、定着ローラ２の外周面形状に対して突出されている。なお、該搬送方向上流側に位置された凸部は、定着ローラ２の外周面に対して突出されてはいない。そして、圧力部材６４は、この凹部の設けられた高剛性パット６４Ｂの凹部内に、弾性圧力部材６４Ａが充填されて構成されている。
【００４０】
弾性圧力部材６４Ａは、高画質、用紙剥離性能のため、デュロメータ硬さ３０／Ａ以下のシリコーンゴムで構成されていることが好ましい。
このように、加圧領域Ｎの、記録媒体Ｐの搬送方向（図２中、矢印Ｘ方向）上流側及び中央部には、少なくとも弾性圧力部材６４Ａが位置されていることから、幅の広い加圧領域Ｎが確保される。
そして、該加圧領域Ｎの、記録媒体Ｐの該搬送方向下流側には、高剛性パット６４Ｂが位置されており、この高剛性パット６４Ｂが該下流側において定着ローラ２の外周面に対して突出されている。このため、加圧領域Ｎの、記録媒体Ｐの搬送方向下流側においては、該高剛性パット６４Ｂにより定着ローラ２に歪みが与えられ、定着ローラ２の歪みが局所的に大きくなる。このように、定着ローラ２の歪みを局所的に大きくすると、ローラ対による定着方式のように加圧全域で歪みを生じさせる場合と比較して、小さい歪み量で記録媒体Ｐの高い離型性能が得られる。このため、記録媒体Ｐのシワの発生が防止され、画質劣化が抑制される。
【００４１】
高剛性パット６４Ｂは、例えば、アルミニウムや鉄、ＳＵＳ等の一般的な金属、及びＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等の耐熱性を有する樹脂や、それらの樹脂にガラスファイバー等を添加し強化した材料で形成されている。
【００４２】
なお、記録媒体Ｐの剥離の補助として、定着ローラ２の加圧領域Ｎの、記録媒体Ｐの搬送方向下流側に、剥離部材７１を配設してもよい。剥離部材７１は、剥離バッフル７１Ａが定着ローラ２の回転方向と対向する向き（カウンタ方向）に定着ローラ２と近接する状態でホルダ７１Ｂによって保持されている。この剥離部材７１によって、記録媒体Ｐの剥離がさらに良好となる。
【００４３】
さらに、無端ベルト６２の内周面側には、無端ベルト６２の内周面に潤滑剤を供給するための潤滑剤供給部材９１が設けられている。
【００４４】
潤滑剤供給部材９１は無端ベルト６２の内周面に接触配置されている。この潤滑剤供給部材９１には、予め潤滑剤が含浸されている。この潤滑剤供給部材９１としては、耐熱温度が１３０℃以上、好ましくは、２００℃以上の耐熱性を有する材料が用いられ、この潤滑剤供給部材９１としては、例えば、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド等からなる不織布を好適に用いることができる。この潤滑剤供給部材９１を支持する支持部材としては、離型剤を透過、含浸しないもので、耐熱性が１３０℃以上であればよく、具体的には、アルミニウム、鉄、ステンレス、銅等の金属や、ポリカーボネート、メラミン樹脂等の耐熱性樹脂が用いられる。
【００４５】
潤滑剤としては、常温（２５℃）、湿度５０％ＲＨにおける粘度が５０〜３０００ｃｓであるシリコーンオイルが好適に用いられる。このようなシリコーンオイルとしては、例えば、アミノ変性シリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、等が用いられる。
【００４６】
潤滑剤の含浸された潤滑剤供給部材９１は、無端ベルト６２の回転軸方向のほぼ全域に接して設けられている。このため、無端ベルト６２の回転に伴って、無端ベルト６２の内周面全面に潤滑剤が供給される。
【００４７】
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、トナーにより前記静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された前記トナー像を該記録媒体へ定着する定着手段と、を備え、前記定着手段が既述の本実施形態の定着装置である画像形成装置である。
本実施形態に係る画像形成装置の一例を図３に基づいて説明する。図３は本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【００４８】
画像形成装置１０において、画像形成装置１０の本体を構成する筐体１２内に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及び ブラック（Ｋ）の各トナーに対応した光ビームを出射する光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋが固定されている。また、光走査装置１４Ｋに隣接する位置に、画像形成装置１０の各部の動作を制御する主制御部３５が設けられている。
【００４９】
光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、光源から出射された光ビームを図示しない回転多面鏡（ポリゴンミラー）で走査するとともに、反射ミラー等の複数の光学部品で反射して、各トナーに対応した光ビーム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋを出射するようになっている。
【００５０】
光ビーム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋは、それぞれ対応する各感光体（像保持体）１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋに導かれる。各感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、図示しないモータ及びギアからなる駆動手段によって、矢印Ａ方向に回転するようになっている。
【００５１】
感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの回転方向上流側には、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの表面を帯電する帯電器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが設けられている。
【００５２】
また、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの回転方向下流側には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各トナーをそれぞれ感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ上に現像する現像器（現像手段）２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋが設けられている。
【００５３】
感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの回転方向で、現像器２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの下流側には、現像されたトナー像が一次転写される中間転写ベルト２８が配置されている。
【００５４】
中間転写ベルト２８は、例えば、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は１０６〜１０１４Ωｃｍとなるように形成されており、その厚みは例えば０．１ｍｍ程度に構成されている。
【００５５】
感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋと中間転写ベルト２８が対向する位置で中間転写ベルト２８の内側には、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ上に形成された各色トナー像を中間転写ベルト２８に転写する一次転写ロール２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋが配置されている。この一次転写ロール２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋによって、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋから中間転写ベルト２８に一次転写を行う一次転写部２５が構成されている。
【００５６】
一次転写ロール２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋは、図示しないシャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とを有している。シャフトは、例えば、鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層は、例えば、カーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７．５〜１０８．５Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。
【００５７】
一次転写ロール２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋは、中間転写ベルト２８を挟んで各感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋに圧接されている。一次転写ロール２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋには、図示しない電圧印加手段によって各トナーの帯電極性（マイナス極性とする。以下同様。）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト２８に順次、静電吸引され、中間転写ベルト２８上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
【００５８】
さらに、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの回転方向下流側には、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ上の残留トナーが除去されるクリーナ２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋが設けられている。
【００５９】
中間転写ベルト２８の内側には、定速性に優れたモータ（図示せず）により駆動されて中間転写ベルト２８を移動させる駆動ロール３０と、各感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋの配列方向に沿って略直線状に延び、中間転写ベルト２８を支持する支持ロール３２が設けられている。これにより、中間転写ベルト２８は、矢印Ｂ方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。
【００６０】
また、中間転写ベルト２８の内側には、中間転写ベルト２８に対して一定の張力を与えるテンションロール３４が設けられている。
【００６１】
中間転写ベルト２８の移動方向下流側には、中間転写ベルト２８上のトナー像を記録媒体Ｐ上に転写する二次転写部４２が設けられている。
【００６２】
二次転写部４２は、中間転写ベルト２８のトナー像保持面側に配置される二次転写ロール（転写手段）３８と、バックアップロール３６とによって構成されている。
【００６３】
二次転写ロール３８は、図示しないシャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは、例えば、鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層は、例えば、カーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１×１０７．５Ωｃｍ以上１×１０８．５Ωｃｍ以下のスポンジ状の円筒ロールである。
【００６４】
また、二次転写ロール３８は、中間転写ベルト２８を挟んでバックアップロール３６に圧接配置されている。ここで、二次転写ロール３８は、接地されるとともにバックアップロール３６との間に二次転写バイアスが印加され、２次転写部４２に搬送される記録媒体Ｐ上にトナー像を二次転写するようになっている。
【００６５】
バックアップロール３６は、例えば、表面がカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲとのブレンドゴムのチューブ、内部がＥＰＤＭゴムで構成されている。そして、表面抵抗率が１×１０７Ω／□以上１０１０Ω／□以下となるように形成され、デュロメータ硬さは例えば７０／Ｃ（アスカーＣ）に設定される。ここで、上記デュロメータ硬さは、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠し、デュロメータタイプＣ（例えば高分子計器株式会社製：ＡＳＫＥＲ Ｃ型）を用いて測定される値を意味する。
【００６６】
また、バックアップロール３６は、中間転写ベルト２８の裏面側に配置されて二次転写ロール３８の対向電極を形成しており、バックアップロール３６と接触配置された金属製の給電ロール４０を介して二次転写バイアスが安定的に印加されるようになっている。
【００６７】
中間転写ベルト２８の移動方向における二次転写部４２の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト２８上の残留トナーや紙粉を除去する中間転写ベルトクリーナ４６が、中間転写ベルト２８に対して接離自在に設けられている。中間転写ベルトクリーナ４６における中間転写ベルト２８の内側には、クリーニングバックアップロール４４が設けられている。
【００６８】
一方、イエロートナーに対応する一次転写ロール２４Ｙの上流側には、各トナーに対応した画像形成のタイミングを合わせるための基準となる信号を発生するホームポジションセンサ４８が設けられている。
【００６９】
ホームポジションセンサ４８は、中間転写ベルト２８の裏側に設けられた所定のマークを検知して基準信号を発生するようになっている。この基準信号に基づいて、前述の主制御部３５が画像形成装置１０の各部を動作させ、画像形成を開始するようになっている。
【００７０】
また、ブラックトナーに対応する一次転写ロール２４Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が設けられている。
【００７１】
一方、画像形成装置１０の下方側には、記録媒体Ｐを収納する用紙トレイ５０が設けられている。用紙トレイ５０の一方端には、記録媒体Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５２が設けられている。
【００７２】
ピックアップロール５２の上方には、図示しないモータ及びギアからなる駆動手段で回転駆動され、ピックアップロール５２によって送出された記録媒体Ｐを、前述の二次転写部４２に搬送する複数の搬送ロール５４、５６が設けられている。
【００７３】
記録媒体Ｐの搬送方向における搬送ロール５６の下流側には、記録媒体Ｐを二次転写部４２へ送り込む搬送シュート５８が設けられている。
【００７４】
二次転写部４２における記録媒体Ｐの送出方向には、トナー像の二次転写が終了した記録媒体Ｐを定着装置７０へ搬送する搬送ベルト６０が設けられている。搬送ベルト６０は、張架ロール５７、５９によって張架され、図示しないモータ及びギアからなる駆動手段で移動可能に設けられている。
【００７５】
定着装置７０の入口側には、記録媒体Ｐを定着装置７０に案内するガイド３７が設けられている。また、定着装置７０の出口側には、画像形成装置１０の筐体１２に固定された用紙集積トレイ３９が設けられている。
【００７６】
ここで、画像形成装置１０の画像形成の動作の一例について説明する。
まず、図示しない画像読取装置やパーソナルコンピュータ等から出力される画像データが、図示しない画像処理装置によって所定の画像処理を施される。画像処理装置では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋに出力される。
【００７７】
光走査装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、入力された色材階調データに応じて、光ビーム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋを各々の感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋに照射する。
【００７８】
感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、予め帯電器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋによって表面が帯電されており、光ビーム１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋによって表面が露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋによって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。
【００７９】
続いて、感光体１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ上に形成されたトナー像は、一次転写部２５において中間転写ベルト２８上に転写される。この転写は、一次転写ロール２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋにより中間転写ベルト２８に対しトナーの帯電極性（マイナス極性）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像を中間転写ベルト２８の表面に順次重ね合わせることで行われる。
【００８０】
続いて、トナー像が転写された中間転写ベルト２８は、二次転写部４２に搬送される。
一方、トナー像が二次転写部４２に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５２が回転し、用紙トレイ５０から所定サイズの記録媒体Ｐが送出される。
【００８１】
ピックアップロール５２により送出された記録媒体Ｐは、搬送ロール５４、５６により搬送され、搬送シュート５８を経て二次転写部４２に到達する。この二次転写部４２に到達する前に記録媒体Ｐは一旦停止され、トナー像が保持された中間転写ベルト２８の移動タイミングに合わせてレジストロール（図示せず）が回転することで、記録媒体Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせが行われる。
【００８２】
二次転写部４２では、中間転写ベルト２８を介して、二次転写ロール３８がバックアップロール３６に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された記録媒体Ｐは、中間転写ベルト２８と二次転写ロール３８との間に挟み込まれる。
【００８３】
また、このとき、給電ロール４０からトナーの帯電極性（マイナス極性）と同極性の電圧（二次転写バイアス）が印加され、二次転写ロール３８とバックアップロール３６との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト２８上に保持された未定着トナー像は、二次転写ロール３８とバックアップロール３６とによって押圧され、記録媒体Ｐ上に一括して静電転写される。
【００８４】
続いて、トナー像が静電転写された記録媒体Ｐは、二次転写ロール３８によって中間転写ベルト２８から剥離された状態でそのまま搬送され、搬送ベルト６０へと搬送される。
【００８５】
搬送ベルト６０では、定着装置７０における最適な搬送速度に合わせて、記録媒体Ｐを定着装置７０まで搬送する。定着装置７０に搬送された記録媒体Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置７０によって記録媒体Ｐ上に定着される。
【００８６】
定着画像が形成された記録媒体Ｐは、用紙集積トレイ３９に排出され集積される。
【００８７】
一方、記録媒体Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト２８上に残った残留トナーは、中間転写ベルト２８の回転移動にともなって中間転写ベルトクリーナ４６まで搬送され、中間転写ベルト２８上から除去される。
このようにして、画像形成装置１０の画像形成が行われる。
【実施例】
【００８８】
以下に、本発明の実施形態について実施例を挙げてより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。
先ず、以下の実施例及び比較例で用いるフッ素樹脂として、各種のＥＦＡ（前記式（１）におけるＲ＝Ｃ２Ｆ５）ペレット（三井デュポンフロロケミカル株式会社製）、及びＰＦＡ（前記式（１）におけるＲ＝Ｃ３Ｆ７）ペレット（旭硝子株式会社）を用意し、フッ素樹脂（１）〜（５）とした（フッ素樹脂（１）〜（３）、（５）が前記ＥＦＡペレットであり、フッ素樹脂（４）が前記ＰＦＡペレットである。）。フッ素樹脂（１）〜（５）について、既述の方法により前記式（１）におけるｘを測定したその結果を表１に示す。
【００８９】
また、フッ素樹脂（１）〜（５）について、以下の方法により、融解温度を測定した。その結果を表１に示す。
［融解温度測定］
ＪＩＳ Ｋ ７１２１に定められたＤＳＣ測定にて試験を行った。機器は、示差走査熱量計 ＤＳＣ−６０（株式会社島津製作所）を使用した。測定条件は、室温より昇温速度１０℃／ｍｉｎとし、融解温度を測定した。その結果を表１に示す。
【００９０】
【表１】
【００９１】
〔実施例１〜９、比較例１〜１２〕
定着ロールを以下のように作製した。基体としての芯金はアルミニウム（Ａ−５０５２材）で、外径φ３３．８ｍｍ、肉厚３ｍｍの円筒体を使用した。弾性層は、液状シリコーンゴム（ＤＹ３５−４０３９Ａ／Ｂ、東レ・ダウ・コーニング株式会社製）を使用した。離型層は、フッ素樹脂（１）を用いた。
まず、フッ素樹脂（１）（ＥＦＡペレット）を温度３００℃にて押し出し成型機を用いて、チューブ（離型層）を作製した。次に、チューブ内面を接着処理し、チューブを定着ロールと同径の外金型の内面へ配置し、外金型と同径上に芯金を固定し、フッ素樹脂と芯金の間に前記液状シリコーンゴムを注入し、金型全体を１００℃、３０分間、液状シリコーンゴム（デュロメータ硬さ：３０／Ａ）を加硫させるとともに芯金およびフッ素樹脂チューブとの加硫接着を行った。液状シリコーンゴムが弾性層となる。加硫完了後これを冷却し、金型から抜き出し、２００℃、４時間二次加硫を行うことで定着ロールを作製した。各実施例及び比較例における弾性層及び離型層の厚みは、表２及び３の値に制御した。
【００９２】
＜評価＞
作製した定着ロールを画像形成装置（富士ゼロックス株式会社製：カラープリンター ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ Ｃｏｌｏｒ ７５５０Ｉ）における定着ロールとして用い、以下の条件で画質評価試験、耐久試験を行った。その結果を表２及び３に示す。
【００９３】
（画質評価試験）
３０℃、湿度１０％の環境の下、Ａ３サイズのデジタルコート紙（富士ゼロックスインターフィールド）を使用し、写真画像を出力し、画質を以下の基準で評価した。その結果を表２及び３に示す。
○…画質評価で定着ローラのオフセットと見られる画像の乱れが目視で確認できなかった。
△…画質評価で定着ローラのオフセットと見られる画像の乱れが目視でやや確認できた。
×…画質評価で定着ローラのオフセットと見られる画質の乱れが確認できた。
※…離型層が薄すぎる為と考えられるが、成型時得率が低かったため確認未実施。
【００９４】
（耐久試験）
Ａ４サイズのＮｃｏｌｏｒ ２０９（富士ゼロックスインターフィールド）を縦送りで１０万枚走行後、Ａ３サイズのデジタルコート紙（富士ゼロックスインターフィールド）を使用し、ベタ黒画像を出力し、画質を以下の基準で評価した。
○…耐久試験後の画質評価で画像の乱れが目視で確認できなかった。
△…耐久試験後の画質評価で画像の乱れが目視でやや確認できた。
×…耐久試験後の画質評価で画質の乱れが確認できた。
−…画質評価結果で乱れが確認できている為、評価未実施
【００９５】
【表２】
【００９６】
【表３】
【００９７】
〔実施例１０〜１８、比較例１３〜２４〕
実施例１において、フッ素樹脂（１）をフッ素樹脂（２）に変更し、離型層及び弾性層の厚みを表４及び５の値に制御して定着ロールを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果を表４及び５に示す。
【００９８】
【表４】
【００９９】
【表５】
【０１００】
〔実施例１９〜２７、比較例２５〜３６〕
実施例１において、フッ素樹脂（１）をフッ素樹脂（３）に変更し、離型層及び弾性層の厚みを表６及び７の値に制御して定着ロールを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果を表６及び７に示す。
【０１０１】
【表６】
【０１０２】
【表７】
【０１０３】
〔比較例３７〜４５〕
実施例１において、フッ素樹脂（１）をフッ素樹脂（４）に変更し、離型層及び弾性層の厚みを表８の値に制御して定着ロールを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果を表８に示す。
【０１０４】
【表８】
【０１０５】
〔比較例４５〜５４〕
実施例１において、フッ素樹脂（１）をフッ素樹脂（５）に変更し、離型層及び弾性層の厚みを表９の値に制御して定着ロールを作製し、実施例１と同様の評価を実施した。その結果を表９に示す。
【０１０６】
【表９】
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本実施形態に係る定着ロールの一例の断面を示す模式図である。
【図２】本実施形態に係る定着装置の一例の断面を示す模式図である。
【図３】本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１０８】
２ 定着ロール
２Ａ 金属基体
２Ｂ 弾性層
２Ｃ 離型層
１０ 画像形成装置
１８ 感光体
２０ 帯電器
２２ 現像器
２２ 定着装置
２９ 電圧印加部
６２ 無端ベルト
６４ 圧力部材
６４Ａ 弾性圧力部材
６４Ｂ 高剛性パット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属基体と、
該金属基体上に設けられ、厚みが０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である弾性層と、
前記弾性層上に設けられ、厚みが２０μｍ以上４０μｍ以下であり、下記式（１）で示される構造のフッ素樹脂を含有する離型層と、
を少なくとも有する定着ローラ。
【化１】
（式（１）中、ＲはＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、又はＣ３Ｆ７を表す。ｘは０．０２以上０．０６以下の数字を表す。）
【請求項２】
前記弾性層は、デュロメータ硬さが２５／Ａ以上５０／Ａ以下である請求項１に記載の定着ローラ。
【請求項３】
無端ベルトに接触する請求項１又は請求項２に記載の定着ローラと、
前記定着ローラに接触する前記無端ベルトと、
前記無端ベルトの内周側に配置され、前記無端ベルトを介して前記定着ローラに対する加圧領域を形成する圧力部材と、
を備えた定着装置。
【請求項４】
像保持体と、
前記像保持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーにより前記静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された前記トナー像を該記録媒体へ定着する定着手段と、
を備え、
前記定着手段が、請求項３に記載の定着装置である画像形成装置。
【請求項１】
金属基体と、
該金属基体上に設けられ、厚みが０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である弾性層と、
前記弾性層上に設けられ、厚みが２０μｍ以上４０μｍ以下であり、下記式（１）で示される構造のフッ素樹脂を含有する離型層と、
を少なくとも有する定着ローラ。
【化１】
（式（１）中、ＲはＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、又はＣ３Ｆ７を表す。ｘは０．０２以上０．０６以下の数字を表す。）
【請求項２】
前記弾性層は、デュロメータ硬さが２５／Ａ以上５０／Ａ以下である請求項１に記載の定着ローラ。
【請求項３】
無端ベルトに接触する請求項１又は請求項２に記載の定着ローラと、
前記定着ローラに接触する前記無端ベルトと、
前記無端ベルトの内周側に配置され、前記無端ベルトを介して前記定着ローラに対する加圧領域を形成する圧力部材と、
を備えた定着装置。
【請求項４】
像保持体と、
前記像保持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーにより前記静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された前記トナー像を該記録媒体へ定着する定着手段と、
を備え、
前記定着手段が、請求項３に記載の定着装置である画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−２５８３０３（Ｐ２００９−２５８３０３Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０６０３３（Ｐ２００８−１０６０３３）
【出願日】平成２０年４月１５日（２００８．４．１５）
【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２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１５日（２００８．４．１５）
【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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