画像形成装置、定着装置、定着部材、および定着部材の製造方法
【課題】 優れた耐磨耗性を有する定着部材を備えた定着装置、画像形成装置、定着部材、および定着部材の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 記録媒体５上に形成された未定着トナー像６に加熱ロール１１の表面を当接させて押圧し、該未定着トナー像６を加熱して記録媒体５に定着させる定着装置であり、加熱ロール１１が、加熱ロール芯金１１ｂと、該加熱ロール芯金１１ｂ上に設けられた、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる表面層１１ａとを備えた。
【解決手段】 記録媒体５上に形成された未定着トナー像６に加熱ロール１１の表面を当接させて押圧し、該未定着トナー像６を加熱して記録媒体５に定着させる定着装置であり、加熱ロール１１が、加熱ロール芯金１１ｂと、該加熱ロール芯金１１ｂ上に設けられた、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる表面層１１ａとを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式のプリンタや複写機などの画像形成装置、その画像形成装置に用いられる定着装置、定着部材、および定着部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式のプリンタや複写機などの画像形成装置においては、記録媒体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、および加熱定着法などが知られている。これらのうち、溶剤定着法は、溶剤蒸気が発散するため臭気や衛生上の問題が多いという欠点があり、また、圧力定着法には、他の定着法と比べて定着性が悪いという欠点があり、いずれも広く実用化されるにはいたっていない。これらの方法に比べて、未定着トナー像を加熱することによりトナーを溶融させて記録媒体上に定着させる加熱定着法には比較的欠点が少ないため広く採用されている。
【０００３】
従来、この加熱定着法を採用した定着装置として、内部にヒータランプを備えた円筒状の芯金、およびその芯金の外周面に形成された耐熱性離型層からなる加熱ロールと、この加熱ロールに対して圧接配置され、円筒状の芯金、およびその芯金の外周面に形成された耐熱弾性体層からなる加圧ロールとから構成され、これら両ロール間に１ｋｇ／ｃｍ2〜１５ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは３ｋｇ／ｃｍ2〜１０ｋｇ／ｃｍ2の圧力を印加して形成したロール同士の接触領域に、表面に未定着トナー像を担持した記録媒体を挿通させて定着を行う加熱ロール型の定着装置が知られている。
【０００４】
この加熱ロール型の定着方式は、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などと比べて熱効率が高いため消費電力が低く、高速性にも優れており、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広く採用されているが、近年、定着速度の高速化に対する要求が次第に高まりつつある。高速化を達成するには、定着速度に応じて前記接触領域の幅を大きくする必要がある。接触幅を大きくする方法としては、両ロール間の荷重を大きくする方法、加熱ロールの弾性層の層厚を厚くする方法、加熱ロールおよび加圧ロールのロール径を大きくする方法等がある。
【０００５】
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、さらなる高速化を図るために、加熱ロール・ベルト型または加熱ベルト・ロール型の定着装置が開発されている。
【０００６】
これらの加熱ロール・ベルト型または加熱ベルト・ロール型の定着装置に用いられるロールやベルトなどの定着部材は、主に次の２つに大別される。
（１）基材上に、プライマ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材、またはフッ素ゴム被覆部材
（２）基材上にプライマ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材
これらの定着部材のうち、シリコーンゴム被覆部材は、その材料内部に、離型性に対して大きな影響を持つフリーオイルと呼ばれるシリコーンオイルが含まれており、このフリーオイルが多いもの程、高離型性を示すことが知られている。しかし、このフリーオイルの存在により、ゴム強度が低下したり、フリーオイルが放出されることによりベルト外形が変形したりするという問題がある。
【０００７】
一方、フッ素ゴム被覆部材は、強度および耐摩耗性が高く、また弾性を有しているので高画質用の定着部材として優れている。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という問題がある。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）との組合わせでは、カラートナーのような低融点の高発色トナーに対する離型性が悪いため使用することができない。
【０００８】
この問題を改善する方法として、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。この方法によれば、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形成され、これが離型層となって定着部材の表面は高離型性の表面に改質される。
【０００９】
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、同時に記録媒体や、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ため、得られる記録媒体に文房具テープ類を付着させることができなくなったり、給紙ロールによる給紙が円滑に行われなかったりするという問題がある。そのため、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ようにすることが検討されているが、このようにした場合には、定着部材表面にフッ素ゴムが持つゴム特有の粘着性が現れ、定着時に記録媒体表面とフッ素ゴム被覆表面とが粘着して、定着後に記録媒体がフッ素ゴム表面から剥離できなくなるという現象が発生することがある。この現象は、記録媒体として、表面がコート剤で処理された表面平滑性の高いコート紙を使用した場合に特に顕著に現れる。
【００１０】
この現象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、変性シリコーンオイルを殆ど使用しないようにした定着条件下でも、記録媒体に対する高い離型性を備え、かつ低い粘着性を備えた表面を有する定着部材の開発が切望されている。このような定着部材は定着時の変性シリコーンオイルによる影響が少ない場合でも、トナーと定着部材との間の付着力が小さく、かつ記録媒体と定着部材表面との間の粘着力が小さいことが要求される。
【００１１】
このような要求を満たすために、定着部材上にフッ素樹脂の表面層を設けるケースが増えてきている。このようなフッ素樹脂からなる表面層を備えた定着部材を得るには２つの方式がある。第１の方式は、フッ素樹脂を粉砕してフッ素樹脂粉末塗料を作成し、その塗料を溶液中に分散させて基材上へ塗布し乾燥し焼成することにより所望の定着部材を得る塗布方式であり、第２の方式は、フッ素樹脂を加熱溶融し押出し加工することによりフッ素樹脂チューブ材料を製造し、このフッ素樹脂チューブ材料を定着部材の基材に被せて所望の定着部材を得るチュービング方式である。
【００１２】
ところで、定着速度の高速化に対する要求に応えるために定着速度の高速化を追求していくと、定着部材に対するストレスが次第に大きくなり、特に、定着部材の表面層材料として用いられるフッ素樹脂材料の磨耗に対するストレスが大きくなるという問題がある。
【００１３】
このような高ストレス条件下において、定着部材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には、表面層材料の磨耗故障による問題が多発することが知られている。
【００１４】
そこで、この問題を解決するものとして、フッ素樹脂を主成分とするチューブを耐熱性樹脂層上に被着して耐熱性樹脂層と離型性樹脂層とからなる定着部用フィルムを形成し、その形成にあたり、フッ素樹脂の球晶の大きさを４０μｍ以下（実施例では５μｍ）とすることにより、耐摩耗性、表面平滑性、離型性の向上を計る技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１５】
また、耐熱性エンドレスベルトの表面にフッ素樹脂を塗布し、そのフッ素樹脂を融点を越える温度まで加熱した後、１０℃／分以上の冷却速度で融点まで冷却する定着ベルトの製造方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−１０４３０号公報
【特許文献２】特開２００３−１１４５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、最近の定着装置の高速化に対する要求はますます高まる一方であり、上記いずれの従来技術でも十分な耐磨耗性を有する定着部材を得ることはできない。
【００１７】
本発明は、上記事情に鑑み、優れた耐磨耗性を有する定着部材を備えた定着装置、画像形成装置、定着部材、および定着部材の製造方法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】
【００１８】
上記目的を達成する本発明の定着装置は、
基材と、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる、上記基材上に設けられた表面層とを備えた定着部材を有し、
記録媒体上に形成された未定着トナー像に上記定着部材の表面を当接させて押圧し、該未定着トナー像を加熱して該記録媒体に定着させることを特徴とする。
【００１９】
ここで、アスペクト比とは、球晶の長径を球晶の短径で除した値をいう。その詳細な測定方法については後述する。
【００２０】
本発明の定着装置によれば、定着部材の表面層を、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂とすることにより耐磨耗性に優れた表面層を有する定着部材を得ることができる。これについては後述の実施例に基づいて詳しく説明する。
【００２１】
なお、球晶のアスペクト比は、２．５以上５．０以下であることがさらに好ましい。
【００２２】
ここで、本発明の定着装置は、上記定着部材の内部に熱源を備えたことが好ましい。
【００２３】
本発明の定着装置を上記のように構成した場合は、定着装置の加熱効率を向上させることができる。
【００２４】
また、本発明の定着装置は、上記定着部材に当接して接触領域を形成する、該接触領域を上記記録媒体が通過する、該記録媒体上の未定着トナー像を加熱する加熱部材を備えたことが好ましい。
【００２５】
本発明の定着装置を上記のように構成した場合は、定着性のよい定着装置を得ることができる。
【００２６】
また、本発明の定着装置において、上記表面層は、長径が１０μｍ以上の球晶を含有したものであることが好ましい。
【００２７】
長径が１０μｍ以上の大きな球晶であると球晶と球晶の間の非晶質部が少ないので耐磨耗性に優れた定着装置を得ることができる。
【００２８】
また、上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、
未定着トナー像を記録媒体上に形成するトナー像形成部と、上記トナー像形成部によって上記記録媒体上に形成された未定着トナー像に定着部材の表面を当接させて押圧し、該未定着トナー像を加熱して該記録媒体に定着させる定着装置とを備え、
上記定着部材が、基材と、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる、上記基材上に設けられた表面層とを備えたものであることを特徴とする。
【００２９】
本発明の画像形成装置によれば、定着部材の表面層が、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂であるため耐磨耗性に優れており、その結果として良好な定着性が長期にわたって保たれる。
【００３０】
また、上記目的を達成する本発明の定着部材は、
基材と、
アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる、上記基材上に設けられた表面層とを備えたことを特徴とする。
【００３１】
本発明の定着部材によれば、表面層がアスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂であるので、耐磨耗性に優れている。
【００３２】
また、上記目的を達成する本発明の定着部材の製造方法は、
基材上にフッ素樹脂からなる表面層を形成する表面層形成工程と、
上記表面層を上記フッ素樹脂の融点以上の温度に加熱する加熱工程と、
上記加熱工程を経た表面層を２．５℃／分間以下の冷却速度で上記融点より低い温度に冷却する冷却工程とを経ることを特徴とする。
【００３３】
本発明の定着部材の製造方法によれば、定着部材の冷却工程において、表面層を上記のように冷却することによりフッ素樹脂の球晶を好適な形やサイズとすることができるので、耐磨耗性に優れた定着部材を得ることができる。
【００３４】
ここで、上記表面層形成工程が、フッ素樹脂を含有する塗料を上記基材上に塗布し、その塗布した塗料を乾燥する工程であってもよく、また、上記表面層形成工程が、フッ素樹脂からなるチューブを上記基材上に被覆する工程であってもよい。
【００３５】
上記の塗料を基材上に塗布し乾燥する工程は、基材の形状が複雑な場合にも適用可能であるが、耐摩耗性に優れた表面層を得る上ではやや不利である。一方、上記のフッ素樹脂からなるチューブを基材上に被覆する工程は、基材の形状が複雑な場合には適用が難しいが、耐摩耗性の優れた表面層を得る上では有利である。
【発明の効果】
【００３６】
以上説明したように、本発明によれば、優れた耐磨耗性を有する定着部材を備えた定着装置、画像形成装置、定着部材、および定着部材の製造方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００３８】
図１は、本発明の定着装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。
【００３９】
図１に示すように、この定着装置１０は、いわゆる加熱ロール型定着装置であり、加熱ロール１１の表面に、未定着トナー像６を担持した記録媒体５を当接させて押圧し、加熱ロール１１の熱で未定着トナー像６を記録媒体５に定着させるものである。
【００４０】
加熱ロール１１は、加熱ロール芯金１１ｂと、該加熱ロール芯金１１ｂ上に設けられた、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる表面層１１ａとを備えており、さらに、加熱ロール芯金１１ｂの内側の中空部には熱源であるヒータランプ１１ｄを有する加熱装置１１ｃを備えている。
【００４１】
また、加熱ロール１１の周辺には、離型剤オイルを塗布するための離型剤塗布装置１５、加熱ロール１１を表面から加熱するための外部加熱装置１６、定着後の記録媒体５を加熱ロール１１から剥離するための剥離爪１７などが設けられている。
【００４２】
さらに、この定着装置１０には、加熱ロール１１に対向して加圧ロール１２が配備されており、この加圧ロール１２と加熱ロール１１とによって形成される接触領域Ｎに記録媒体５が挿通され、加圧ロール１２および加熱ロール１１の熱により未定着トナー像６が
記録媒体５に定着される。
【００４３】
加圧ロール１２は、加熱ロール１１とほぼ同様の構成を有しており、すなわち、加圧ロール芯金１２ｂと、該加圧ロール芯金１２ｂ上に設けられた、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる表面層１２ａと、加圧ロール芯金１２ｂの内側に設けられた、内部に熱源であるヒータランプ１２ｄを有する加熱装置１２ｃとから構成されている。
【００４４】
なお、本実施形態における加熱ロール１１および加圧ロール１２のそれぞれは、本発明にいう定着部材の各一例に相当するものであり、本実施形態における加熱ロール芯金１１ｂおよび加圧ロール芯金１２ｂのそれぞれは、本発明にいう基材の各一例に相当するものであり、本実施形態における各表面層１１ａ，１２ａは、本発明にいう表面層の各一例に相当するものである。
【００４５】
ここで、表面層１１ａ，１２ａを構成するフッ素樹脂の球晶について説明する。
【００４６】
上述したように、この球晶は２．０以上のアスペクト比を有している。アスペクト比とは、球晶の形状を走査型電子顕微鏡等で１００個観察し、１つの球晶についての長径と短径を測定し、その平均値から下記式（１）により求めた値である。
【００４７】
アスペクト比＝球晶の長径／球晶の短径 ……… （１）
図２は、本実施形態におけるフッ素樹脂の模式図（ａ）および通常のフッ素樹脂の模式図（ｂ）である。
【００４８】
図２には、フッ素樹脂の表面構造の顕微鏡写真の模式図が示されている。図２（ｂ）に示すように、通常のフッ素樹脂では、表面に数μｍのサイズのほぼ等方的な形の球晶１と、球晶１どうしの間隙を埋める非晶質部２とが観察されるが、図２（ａ）に示すように、本実施形態のフッ素樹脂では、図２（ｂ）に示した通常のフッ素樹脂の球晶１と比較してアスペクト比が大きくアスペクト比が２．０以上の球晶３が観察される。
【００４９】
また、図２（ａ）に示すように、全体の面積に占める非晶質部４の面積の割合が通常のフッ素樹脂の場合（図２（ｂ））に比較して少ないことが観察される。このように、アスペクト比が２．０以上の球晶を含むフッ素樹脂の場合には、球晶に比較して耐摩耗性の低い非晶質部が少ないため高い耐摩耗性を有するものと考えられる。
【００５０】
図３は、本発明の定着装置の第２の実施形態を示す概略構成図である。
【００５１】
図３に示すように、この定着装置２０は、いわゆる加熱ロール・ベルト型定着装置であり、加熱ロール２１と加圧ベルト２２とが対向して設けられている。
【００５２】
加熱ロール２１は、加熱ロール芯金２１ｂと、該加熱ロール芯金２１ｂ上に設けられた、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる表面層２１ａとを備えている。このフッ素樹脂の表面も、図２（ｂ）に示した構造と同様の表面構造を有する。
【００５３】
なお、この実施形態における加熱ロール２１は、本発明にいう定着部材の一例に相当するものであり、また、この実施形態における加熱ロール芯金２１ｂは、本発明にいう基材の一例に相当するものであり、また、この実施形態における表面層２１ａは、本発明にいう表面層の一例に相当するものである。
【００５４】
加圧ベルト２２は、加圧ロール２４と、２本の支持ロール２５，２６により張架されて矢印Ｂ方向に循環移動する。支持ロール２６の内部にはヒータランプ２６ａが備えられている。加圧ベルト２２は、その内側に配置された加圧パッド２３により加熱ロール２１に押圧されて接触領域Ｎを形成し、その接触領域Ｎに、未定着トナー像６を担持した記録媒体５が挿通され定着が行われる。
【００５５】
加圧パッド２３は、加圧ベルト２２との当接部の形状がパッド状であり、さらに、その当接部ないしその近傍がゴム状の弾性部を含む構造となっている。なお、ここで、「パッド状」とは、加圧パッド２３の、加圧ベルト２２に当接する部分の形状が、加圧ベルト２２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、ゴム状の弾性部とは、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をいう。
【００５６】
さらに、この定着装置２０では、図１に示す定着装置１０と同様に、加熱ロール２１の周辺に、離型剤オイルを塗布するための離型剤塗布装置２７、加熱ロール２１を表面から加熱するための外部加熱装置２８、定着後の記録媒体５を加熱ロール２１から剥離するための剥離爪２９などが設けられている。
【００５７】
本実施形態の定着装置２０に使用される加圧ベルト２２の基材としては、加圧ベルト２２を張架する支持ロール２５，２６や圧力ロール２４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。
【００５８】
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、さら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、特にエンドレスベルト状の耐熱性樹脂が好適である。
【００５９】
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。さらに、上記の高分子フィルムの他に、例えばコンデンサ紙、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を使用することができる。
【００６０】
図４は、本発明の定着装置の第３の実施形態を示す概略構成図である。
【００６１】
図４に示すように、この定着装置３０は加熱ロール・ベルト型の定着装置の一種であり、図３に示した定着装置２０をさらに小型化し、省エネ化および高速化を計ったものである。この定着装置３０は、加圧ベルト３２を張架するための支持ロールや加圧ローラを持たず、加圧ベルト３２はベルト走行ガイド３４に沿ってガイドされ、矢印Ｂ方向に回転する加熱ロール３１からの駆動力を受けて従動するようになっている。
【００６２】
この定着装置３０には、定着ユニットとして、加熱ロール３１および加圧ベルト３２が対向して設けられている。
【００６３】
加熱ロール３１は、内部にヒータランプ３１ｄを有する加熱装置３１ｃと、金属製の中空の加熱ロール芯金３１ｂと、加熱ロール芯金３１ｂ上に設けられた、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる表面層３１ａとを備えている。このフッ素樹脂の表面も、図２（ｂ）に示した構造と同様の表面構造を有する。
【００６４】
なお、この実施形態における加熱ロール３１は、本発明にいう定着部材の一例に相当するものであり、また、この実施形態における加熱ロール芯金３１ｂは、本発明にいう基材の一例に相当するものであり、また、この実施形態における表面層３１ａは、本発明にいう表面層の一例に相当するものである。このフッ素樹脂の表面も、図２（ｂ）に示した構造と同様の表面構造を有する。
【００６５】
さらに、加熱ロール３１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３８が設けられている。
【００６６】
加圧ベルト３２は、その内側に配置された加圧パッド３３により加熱ロール３１に押圧されて接触領域Ｎを形成しながら、ベルト走行ガイド３４に沿ってガイドされ、加熱ロール３１からの駆動力により矢印Ｃ方向に循環移動する。
【００６７】
加圧パッド３３は、記録媒体の進行方向に沿って、異なる硬度を有する２つの加圧部３３ａ，３３ｂと、加圧部３３ａ，３３ｂそれぞれの表面を覆い加圧ベルト３２を介して加熱ロール３１に押圧される、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３３ｄと、加圧部３３ａ，３３ｂを支持するホルダ３３ｃとを有する。
【００６８】
２つの加圧部３３ａ、３３ｂのうち、記録媒体突入側の加圧部３３ａはゴム状弾性部材で構成され、記録媒体排出側の加圧部３３ｂは金属等の硬い圧力付与部材で構成されている。この２つの加圧部３３ａ、３３ｂにより形成される接触領域Ｎは、記録媒体突入側の圧力よりも記録媒体排出側の方の圧力が高くなるように構成されている。このように構成したことにより、記録媒体、特に薄い記録媒体に対して優れた剥離性を発揮することができる。
【００６９】
この定着装置３０では、未定着トナー像６を表面に担持する記録媒体５が、矢印Ａ方向に搬送され、矢印Ｂ方向に回転駆動される加熱ロール３１と矢印Ｃ方向に循環移動する加圧ベルト３２とが圧接し形成された接触領域Ｎに挿通される。こうして記録媒体５が接触領域Ｎを通過した際に、熱及び圧力が記録媒体５に加えられることにより、未定着トナー像６が記録媒体５に定着される。定着後の記録媒体５は接触領域Ｎを通過後、剥離ブレード３８により加熱ロール３１から剥離され、定着装置３０から排出される。
【００７０】
図５は、本発明の定着装置の第４の実施形態を示す概略構成図である。
【００７１】
図５に示すように、この定着装置４０は、いわゆる加熱ベルト・ロール型の定着装置であり、矢印Ｂ方向に循環移動する加熱ベルト４１と、加熱ベルト４１に圧接しながら矢印Ｃ方向に回転する加圧ロール４２とからなる定着ユニットを有し、加熱ベルト４１と加圧ロール４２とにより形成される接触領域Ｎに、未定着トナー像６を保持する記録媒体５を通過させて熱および圧力によってトナー像を定着する。
【００７２】
加熱ベルト４１の内側には、加熱ベルト４１を加熱するヒータランプ４４および加熱ベルト４１を加圧ロール４２に圧接させる加圧部材４３が備えられている。この加圧部材４３は、圧力ロール４３ａと、圧力印加部材４３ｂと、金属パッド４３ｃとから構成されている。
【００７３】
加圧ロール４２は、中空の加圧ロール芯金４２ｂと、加圧ロール芯金４２ｂ上に設けられた、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる表面層４２ａとを備えている。このフッ素樹脂の表面も、図２（ｂ）に示した構造と同様の表面構造を有する。
【００７４】
なお、この実施形態における加圧ロール４２は、本発明にいう定着部材の一例に相当するものであり、また、この実施形態における加圧ロール芯金４２ｂは、本発明にいう基材の一例に相当するものであり、また、この実施形態における表面層４２ａは、本発明にいう表面層の一例に相当するものである。
【００７５】
図６は、本発明の定着装置の第５の実施形態を示す概略構成図である。
【００７６】
図６に示すように、この定着装置５０は、いわゆる加熱ベルト・ベルト型の定着装置であり、矢印Ｂ方向に循環移動する加熱ベルト５１と、加熱ベルト５１に圧接しながら矢印Ｃ方向に循環移動する加圧ベルト５９とからなる定着ユニットを有し、加熱ベルト５１と加圧ベルト５９とにより形成される接触領域Ｎに未定着トナー像６を保持する記録媒体５を通過させて熱および圧力の作用によってトナー像を定着する。
【００７７】
加熱ベルト５１は、加熱ベルト基材５１ｂと、加熱ベルト基材５１ｂ上に設けられた、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる表面層５１ａとから構成されている。この加熱ベルト５１の内側には、加熱ベルト５１を加熱するヒータランプ５２および加熱ベルト５１を加圧ベルト５９に圧接させる加圧部材５３が備えられている。この加圧部材５３は、矢印Ｄ方向に回転する圧力ロール５３ａと、圧力印加部材５３ｂと、金属パッド５３ｃとから構成されている。
【００７８】
加圧ベルト５９は、加熱ベルト５１と同様、加圧ベルト基材５９ｂと、加圧ベルト基材５９ｂ上に設けられた、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる表面層５９ａとから構成されている。このフッ素樹脂の表面も、図２（ｂ）に示した構造と同様の表面構造を有する。
【００７９】
加圧ベルト５９の内側の加圧部材５３と対向する位置にはシリコーンゴム等からなる加圧ロール５８が配備されている。こうして、加熱ベルト５１と加圧ベルト５９との間に接触領域Ｎが形成される。
【００８０】
この定着装置５０では、加熱ベルト５１が、圧力ロール５３ａの矢印Ｄ方向への回転に従動して矢印Ｂ方向に循環移動し、それにつれて加圧ベルト５９も矢印Ｃ方向に循環移動する。矢印Ａ方向に搬送されてきた記録媒体５は接触領域Ｎに挿通され、記録媒体５上に担持された未定着トナー像６は加熱溶融および加圧されて記録媒体５に定着される。
【００８１】
なお、この実施形態における加熱ベルト５１および加圧ベルト５９のそれぞれは、本発明にいう定着部材の各一例に相当するものであり、また、この実施形態における加熱ベルト基材５１ｂおよび加圧ベルト基材５９ｂのそれぞれは、本発明にいう基材の各一例に相当するものであり、また、この実施形態における各表面層５１ａ，５９ａは、本発明にいう表面層の各一例に相当するものである。
【００８２】
次に、本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。
【００８３】
図７は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００８４】
図７に示す画像形成装置１００は、電子写真感光体１０７と、電子写真感光体１０７を接触帯電方式により帯電させる帯電装置１０８と、帯電装置１０８に接続され帯電装置１０８に電力を供給する電源１０９と、帯電装置１０８により帯電される電子写真感光体１０７表面を露光して電子写真感光体１０７の表面に静電潜像を形成する露光装置１１０と、露光装置１１０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１１１と、現像装置１１１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１１２と、クリーニング装置１１３と、除電器１１４と、定着装置１１５とを備えている。但し、このこの定着装置１１５は、図１〜図６を参照して説明した各定着装置１０，２０，３０，４０，５０を総括的に表したものである。
【００８５】
さらに、図７には示されていないが、トナーを現像装置１１１に供給するトナー供給装置も備えている。
【００８６】
ここで、本実施形態における電子写真感光体１０７、帯電装置１０８、電源１０９、露光装置１１０、現像装置１１１、転写装置１１２、クリーニング装置１１３、および除電器１１４は、本発明にいうトナー像形成部の一例を構成している。
【００８７】
帯電装置１０８は、電子写真感光体１０７の表面に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。帯電ロールを用いて電子写真感光体１０７を帯電させる際には、帯電ロールに帯電用のバイアス電圧が印加されるが、この印加電圧は直流電圧でもよく、また直流電圧に交流電圧を重畳したものでもよい。なお、本発明の画像形成装置では、上記の帯電ロール方式の他に、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た接触帯電方式による帯電を行ってもよく、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。
【００８８】
露光装置１１０としては、本実施形態では、電子写真感光体１０７の表面を半導体レーザで露光する装置が用いられているが、このほかに、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）、液晶シャッタ等の光源で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。
【００８９】
現像装置１１１としては、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が用いられている。しかし現像装置としては、特に限定されるものではなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００９０】
転写装置１１２としては、ローラ状の接触帯電部材が用いられているが、この他、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を用いてもよい。
【００９１】
クリーニング装置１１３は、転写工程後の電子写真感光体１０７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１０７は上記の画像形成プロセスに繰り返し使用される。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方式のものの他に、ブラシクリーニング、ロールクリーニング等の方式のもの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方式が好ましく、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、シリコーンゴム等を挙げることができる。
【００９２】
また、この画像形成装置１００は、図７に示すように、除電器（イレーズ光照射装置）１１４を備えており、これにより、電子写真感光体１０７が繰り返し使用される場合に電子写真感光体１０７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。
【００９３】
次に、定着部材の製造方法の一実施形態について説明する。
【００９４】
本実施形態の製造方法は３つの工程すなわち、表面層形成工程、加熱工程、および冷却工程で構成されており、以下、各工程について順次説明する。
【００９５】
第１の工程（表面層形成工程）では、基材上にフッ素樹脂からなる表面層が形成される。
【００９６】
基材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、鉄、アルミニウム、銅等などが用いられ、その外径は、定着装置として必要な接触幅により決定される。また、その肉厚は、加熱ロールおよび加圧ロールのウォームアップタイム短縮の観点から、定着装置時における接触圧に耐えうる最低の厚みとすることが望ましい。
【００９７】
フッ素樹脂材料としては、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）等のフッ素樹脂を挙げることができる。
【００９８】
表面層を形成する方式としては、塗布方式およびチュービング方式の２通りの方式があるが、本実施形態では塗布方式が採用されている。また、塗布方式には、湿式塗布法および乾式塗布法があり、湿式塗布法としてはスプレイ塗布、ディップ塗布などがあるが、本実施形態ではスプレイ塗布が採用されている。
【００９９】
塗料としてはフッ素樹脂粉体が用いられ、その平均粒径は、０．１μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、０．１μｍ以上１５μｍ以下、さらに好ましくは０．１μｍ以上１０μｍ以下である。
【０１００】
使用される液状分散媒体として、本実施形態では、水が用いられるが、本発明の製造方法としては、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。
【０１０１】
フッ素樹脂粉体を液状分散媒体中に分散させる際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、これらのＰＦＡ粒子を液状媒体中に均一に分散し得る量だけ使用される。また、表面層の膜厚の制御および塗布を容易にするため、適量の増粘剤を使用することもできる。
【０１０２】
本実施形態では上記のように湿式塗布法が採用されているが、本発明では湿式塗布法の代わりに乾式塗布法を採用してもよい。乾式塗布法としては、静電塗布法などを採用することができる。静電塗布法では、基材（ロール芯金またはベルト基材）の表面とフッ素樹脂粉体との間に逆電位を付与し、静電気力によって基材の表面にフッ素樹脂粉体を付着・塗布させる。
【０１０３】
また、本発明では、塗布方式の代わりにチュービング方式を採用してもよい。
【０１０４】
チュービング方式には、後被せ法および同時成型法があるが、本実施形態では後被せ法を採用している。後被せ法は、表面層よりも下の層を成型後、最後に表面層を被覆する方法であり、同時成型法は、表面層と下の層とを同時に成型する方法である。
【０１０５】
チュービング方式における表面層として用いられるフッ素樹脂チューブは、押出し加工にて成型された膜厚５μｍ以上１００μｍ以下のものであることが好ましく、より好ましくは、１０μｍ以上７０μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以上５０μｍ以下である。
【０１０６】
以下、湿式塗付法を用いた本実施形態の説明に戻る。
【０１０７】
本実施形態において、表面層の形成に際して、耐久性に優れた表面を形成すること（すなわち十分な膜厚の表面層を形成すること）が重要であり、そのために、粒径の異なる２種のフッ素樹脂粒子から表面層を形成するようにしている。
【０１０８】
また、うねり（鈍角凸）のない平滑な表面層を形成する観点から、溶融粘度が低くて融けやすい小粒径フッ素樹脂粒子を使用している。しかし、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が生じやすい。
【０１０９】
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。そこで、粒径の異なる２種のフッ素樹脂粒子を使用し、１回の製膜工程（表面層形成工程）で表面層（フッ素樹脂膜）の膜厚は粒径の異なる２種類のフッ素樹脂の粒径および配合比を調整することにより表面層の膜厚を約６０μｍ程度まで確保することができ、低コスト化を実現することが可能である。
【０１１０】
ここで、配合する２種のフッ素樹脂粉末のうちの小粒径のものの平均粒径が３μｍより小さく、配合する量が配合後の小粒径フッ素樹脂１００質量部当たり、５質量部より少ない場合には、表面層（フッ素樹脂膜）にクラックが生じやすくなる。一方、２種のフッ素樹脂粉末のうちの大粒径のものの平均粒径が１５μｍより大きく、３０質量部より多い場合、焼成時に粒径の大きいフッ素樹脂が完全に溶融せず表面層（フッ素樹脂膜）の表面に融けきれない大粒径フッ素樹脂によるうねりを生じることがある。
【０１１１】
上記の２種類のフッ素樹脂粒のうちの小粒径側のフッ素樹脂粒子は、３８０℃での溶融粘度が３５×１０4ポイズ（３．５×１０4Ｐａ・ｓ）以下の範囲内にあり、大粒径側のフッ素樹脂粒子は、１５×１０4ポイズ（１．５×１０4Ｐａ・ｓ）以下の範囲内に調整することが好ましい。
【０１１２】
さらに表面層のうねりを改善する観点から、上記の２種類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）以下の範囲内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。このフッ素樹脂の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らず、表面層の表面にうねりが発生することがある。
【０１１３】
第２の工程（加熱工程）では、上記の表面層がフッ素樹脂の融点以上の温度に加熱される。フッ素樹脂として上述のＰＦＡ材料を用いた場合は、約３５０℃に加熱される。加熱炉としてはオーブン炉を用いている。
【０１１４】
第３の工程（冷却工程）では、上記の加熱工程を経た表面層が２．５℃／分間以下の冷却速度で融点より低い温度に冷却される。
【０１１５】
冷却速度は、２．５℃／分間以下であるが、より好ましくは２℃／分間以下、さらに好ましくは１℃／分間以下である。この冷却速度の範囲内で冷却することにより球晶の形状が異方性を有するものとなるので、表面層の機械的強度が向上し、耐磨耗性も向上する。なお、冷却速度が、２．５℃／分間を超えると、フッ素樹脂球晶の成長が急激に停止してしまい、球晶は異方性を有するまで成長することができなくなるため、球晶のアスペクト比は２．０以上とはならず、また、球晶の大きさが１０μｍ以上に成長しないので、優れた耐磨耗性を有する表面層を得ることはできない。
【０１１６】
最後に、定着部材の実施例および比較例を用いて本発明の効果を検証する。
【０１１７】
先ず、塗布方式によりフッ素樹脂表面層を形成した実施例１〜４および比較例１〜４について説明する。
［実施例１〜４］
表１に示すＰＦＡ組成物をポリイミドシートサンプル（１００ｍｍ×１００ｍｍ）上に８０μｍの厚みにスプレイ塗布した後、８０℃の乾燥炉で１０分間乾燥した。このサンプルを熱風オーブンにて３５０℃×１０分間加熱・保持した後、表１に示す冷却速度で冷却処理を実施した。その結果、ポリイミドシート上に３０μｍのＰＦＡ膜が得られた。
【０１１８】
一方、比較例１〜４では、実施例１〜４と同様にして作成したＰＦＡ乾燥膜を熱風オーブンにて３５０℃×１０分間加熱・保持した後、表１に示す冷却速度で冷却処理を実施した結果、ポリイミドシート上に３０μｍのＰＦＡ膜が得られた。
【０１１９】
【表１】
【０１２０】
こうして得られたシート状サンプルの材料評価のため、純水の接触角、表面粗さ、球晶サイズ（長径）、球晶のアスペクト比、および滑り摩耗試験による耐摩耗性（磨耗量）を測定した。
【０１２１】
ここで材料評価値の試験方法について説明する。
（１）表面接触角（純水の接触角）
純水の接触角は、協和界面科学（株）製・表面接触角測定機（製品名：ＣＡ−Ｘ Ｒｏｌｌ型）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。
（２）表面粗さ（十点平均粗さＲｚ）
東京精密（株）製・表面粗さ測定機（製品名：サーフコム１４００Ａ）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。
（３）ＰＦＡ球晶サイズと形状（アスペクト比）
ＰＦＡ球晶サイズと形状（アスペクト比）の測定は、ＰＦＡ表面層をサンプリングし、そのサンプルを走査型電子顕微鏡（日本電子社製ＪＳＭ−６７００Ｆ）にて１００個の球晶について観察し、１つの球晶についての最大長（長径）と最小長（短径）を測定し、その平均値から下式により、形状（アスペクト比）を求めた。
【０１２２】
アスペクト比＝球晶の長径／球晶の短径
（４）ＰＦＡ表面の磨耗量
ＪＩＳ Ｋ−７２１８の規定に準拠し、下記の条件により表面層の磨耗量を測定した。
【０１２３】
荷重：３ｋｇｆ
回転速度：２５０ｒｐｍ
測定温度：常温（２５℃）
図１０は、ＰＦＡ表面の磨耗量を測定する摩耗試験機の概要を示す図であり、図１１は、図１０に示す摩耗試験機に用いられる試験片の形状を示す図である。
【０１２４】
図１０（ａ）に示すように、この摩耗試験機９０は、中空円筒状の試験片９１と、固定された中空円筒状の相手材料９２とを滑り面９３（図１１（ａ）参照）で互いに接触させ、負荷装置９４により一定の試験荷重をかけた状態で電動機９５により試験片９１を回転させて、試験前後の試験片９１の長さの減少量を測定することによりＰＦＡ表面の磨耗量を測定するようになっている。なお、試験片の形状については、図１１（ａ）に示すような中空円筒状の試験片９１ａの代わりに、図１１（ｂ）に示すような角板状の試験片９１ｂを用いてもよいことが定められている。
【０１２５】
実施例および比較例の摩耗試験に際しては、摩耗試験機９０（図１０参照）の試験片固定台の表面に、上記実施例および比較例として製造したフッ素樹脂表面層を貼り付けた角板状の試験片９１ｂ（図１１（ｂ）参照）を固定し、フッ素樹脂表面層を滑り面９３として中空円筒状の相手材料９２と接触させ、相手材料９２を回転させることによりフッ素樹脂表面層の摩耗量を測定した。
【０１２６】
以上説明した試験方法による評価結果を表２〜表４に示す。
【０１２７】
【表２】
【０１２８】
表２に示すように、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したものであれば優れた耐摩耗性が得られること、また、アスペクト比が２．０未満の球晶を含有したものである場合には低い耐摩耗性しか得られないことがわかる。
【０１２９】
図８は、実施例１〜４および比較例１〜４における球晶サイズと磨耗量との関係を示すグラフである。
【０１３０】
図８に示すように、球晶サイズ（長径）が１０μｍ未満である場合には低い耐摩耗性しか得られず、球晶サイズが１０μｍ以上に達すると急激に耐摩耗性が向上することがわかる。
【０１３１】
なお、球晶サイズとアスペクト比とは高い相関関係があることを示しており、アスペクト比が２．０以上では球晶サイズが１０μｍ以上となる。つまり、アスペクト比が２．０以上に達すると急激に耐摩耗性が向上するともいえる。
【０１３２】
次に、前述のチュービング方式を模した方式でフッ素樹脂表面層を形成した実施例５〜８および比較例５〜８について説明する。
［実施例５〜８］
実施例５〜８では、ポリイミドシートサンプル（１００ｍｍ×１００ｍｍ）上に、プライマ（デュポン製 ８５５−０２９）をスプレイ塗布し乾燥した後、表３に示すＰＦＡ材料シート７０μｍを重ね合わせ、このサンプルを熱風オーブンで３５０℃×１０分間加熱・保持した後、表３に示す冷却速度にて冷却処理を実施した結果、基材に相当するポリイミドシート上に７０μｍの表面層に相当するＰＦＡ膜が得られた。
【０１３３】
一方、比較例５〜８では、実施例５〜８と同様にして作成したサンプルを熱風オーブンで３５０℃×１０分間加熱・保持した後、表３に示す冷却速度にて冷却処理を実施した結果、ポリイミドシート上に７０μｍのＰＦＡ膜が得られた。
【０１３４】
【表３】
【０１３５】
こうして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、球晶サイズ、球晶のアスペクト比、および滑り摩耗試験による耐摩耗性（磨耗量）を測定した。その評価結果を表４に示す。
【０１３６】
【表４】
【０１３７】
表４に示すように、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したものであれば優れた耐摩耗性が得られること、また、アスペクト比が２．０未満の球晶を含有したものである場合には低い耐摩耗性しか得られないことがわかる。
【０１３８】
図９は、実施例５〜８および比較例５〜８における球晶サイズと磨耗量との関係を示すグラフである。
【０１３９】
図９に示すように、球晶サイズが１０μｍ以上である場合には優れた耐摩耗性が得られること、また、球晶サイズが１０μｍ未満である場合には低い耐摩耗性しか得られないことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明の定着装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本実施形態におけるフッ素樹脂の模式図（ａ）および通常のフッ素樹脂の模式図（ｂ）である。
【図３】本発明の定着装置の第２の実施形態を示す概略構成図である。
【図４】本発明の定着装置の第３の実施形態を示す概略構成図である。
【図５】本発明の定着装置の第４の実施形態を示す概略構成図である。
【図６】本発明の定着装置の第５の実施形態を示す概略構成図である。
【図７】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図８】実施例１〜４および比較例１〜４における球晶サイズと磨耗量との関係を示すグラフである。
【図９】実施例５〜８および比較例５〜８における球晶サイズと磨耗量との関係を示すグラフである。
【図１０】ＰＦＡ表面の磨耗量を測定する摩耗試験機の概要を示す図である。
【図１１】図１０に示す摩耗試験機に用いられる試験片の形状を示す図である。
【符号の説明】
【０１４１】
１，３ 球晶
２，４ 非晶質部
５ 記録媒体
６ 未定着トナー像
１０ 定着装置
１１ 加熱ロール
１１ａ 表面層
１１ｂ 加熱ロール芯金
１１ｃ 加熱装置
１１ｄ ヒータランプ
１２ 加圧ロール
１２ａ 表面層
１２ｂ 加圧ロール芯金
１２ｃ 加熱装置
１２ｄ ヒータランプ
１５ 離型剤塗布装置
１６ 外部加熱装置
１７ 剥離爪
２０ 定着装置
２１ 加熱ロール
２１ａ 表面層
２１ｂ 加熱ロール芯金
２２ 加圧ベルト
２３ 加圧パッド
２４ 加圧ロール
２５，２６ 支持ロール
２６ａ ヒータランプ
２７ 離型剤塗布装置
２８ 外部加熱装置
２９ 剥離爪
３０ 定着装置
３１ 加熱ロール
３１ａ 表面層
３１ｂ 加熱ロール芯金
３１ｄ ヒータランプ
３２ 加圧ベルト
３３ 加圧パッド
３３ａ、３３ｂ 加圧部
３３ｃ ホルダ
３３ｄ 低摩擦層
３４ ベルト走行ガイド
３５ 温度センサ
３８ 剥離ブレード
４０ 定着装置
４１ 加熱ベルト
４２ 加圧ロール
４２ａ 表面層
４２ｂ 加圧ロール芯金
４３ 加圧部材
４３ａ 圧力ロール
４３ｂ 圧力印加部材
４３ｃ 金属パッド
４４ ヒータランプ
５０ 定着装置
５１ 加熱ベルト
５１ａ 表面層
５１ｂ 加熱ベルト基材
５２ ヒータランプ
５３ 加圧部材
５３ａ 圧力ロール
５３ｂ 圧力印加部材
５３ｃ 金属パッド
５９ 加圧ベルト
５８ 加圧ロール
５９ａ 表面層
５９ｂ 加圧ベルト基材
９０ 摩耗試験機
９１，９１ａ，９１ｂ 試験片
９２ 相手材料
９３ 滑り面
９４ 負荷装置
９５ 電動機
１００ 画像形成装置
１０７ 電子写真感光体
１０８ 帯電装置
１０９ 電源
１１０ 露光装置
１１１ 現像装置
１１２ 転写装置
１１３ クリーニング装置
１１４ 除電器
１１５ 定着装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式のプリンタや複写機などの画像形成装置、その画像形成装置に用いられる定着装置、定着部材、および定着部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式のプリンタや複写機などの画像形成装置においては、記録媒体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、および加熱定着法などが知られている。これらのうち、溶剤定着法は、溶剤蒸気が発散するため臭気や衛生上の問題が多いという欠点があり、また、圧力定着法には、他の定着法と比べて定着性が悪いという欠点があり、いずれも広く実用化されるにはいたっていない。これらの方法に比べて、未定着トナー像を加熱することによりトナーを溶融させて記録媒体上に定着させる加熱定着法には比較的欠点が少ないため広く採用されている。
【０００３】
従来、この加熱定着法を採用した定着装置として、内部にヒータランプを備えた円筒状の芯金、およびその芯金の外周面に形成された耐熱性離型層からなる加熱ロールと、この加熱ロールに対して圧接配置され、円筒状の芯金、およびその芯金の外周面に形成された耐熱弾性体層からなる加圧ロールとから構成され、これら両ロール間に１ｋｇ／ｃｍ2〜１５ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは３ｋｇ／ｃｍ2〜１０ｋｇ／ｃｍ2の圧力を印加して形成したロール同士の接触領域に、表面に未定着トナー像を担持した記録媒体を挿通させて定着を行う加熱ロール型の定着装置が知られている。
【０００４】
この加熱ロール型の定着方式は、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などと比べて熱効率が高いため消費電力が低く、高速性にも優れており、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広く採用されているが、近年、定着速度の高速化に対する要求が次第に高まりつつある。高速化を達成するには、定着速度に応じて前記接触領域の幅を大きくする必要がある。接触幅を大きくする方法としては、両ロール間の荷重を大きくする方法、加熱ロールの弾性層の層厚を厚くする方法、加熱ロールおよび加圧ロールのロール径を大きくする方法等がある。
【０００５】
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、さらなる高速化を図るために、加熱ロール・ベルト型または加熱ベルト・ロール型の定着装置が開発されている。
【０００６】
これらの加熱ロール・ベルト型または加熱ベルト・ロール型の定着装置に用いられるロールやベルトなどの定着部材は、主に次の２つに大別される。
（１）基材上に、プライマ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材、またはフッ素ゴム被覆部材
（２）基材上にプライマ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材
これらの定着部材のうち、シリコーンゴム被覆部材は、その材料内部に、離型性に対して大きな影響を持つフリーオイルと呼ばれるシリコーンオイルが含まれており、このフリーオイルが多いもの程、高離型性を示すことが知られている。しかし、このフリーオイルの存在により、ゴム強度が低下したり、フリーオイルが放出されることによりベルト外形が変形したりするという問題がある。
【０００７】
一方、フッ素ゴム被覆部材は、強度および耐摩耗性が高く、また弾性を有しているので高画質用の定着部材として優れている。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という問題がある。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）との組合わせでは、カラートナーのような低融点の高発色トナーに対する離型性が悪いため使用することができない。
【０００８】
この問題を改善する方法として、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。この方法によれば、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形成され、これが離型層となって定着部材の表面は高離型性の表面に改質される。
【０００９】
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、同時に記録媒体や、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ため、得られる記録媒体に文房具テープ類を付着させることができなくなったり、給紙ロールによる給紙が円滑に行われなかったりするという問題がある。そのため、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ようにすることが検討されているが、このようにした場合には、定着部材表面にフッ素ゴムが持つゴム特有の粘着性が現れ、定着時に記録媒体表面とフッ素ゴム被覆表面とが粘着して、定着後に記録媒体がフッ素ゴム表面から剥離できなくなるという現象が発生することがある。この現象は、記録媒体として、表面がコート剤で処理された表面平滑性の高いコート紙を使用した場合に特に顕著に現れる。
【００１０】
この現象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、変性シリコーンオイルを殆ど使用しないようにした定着条件下でも、記録媒体に対する高い離型性を備え、かつ低い粘着性を備えた表面を有する定着部材の開発が切望されている。このような定着部材は定着時の変性シリコーンオイルによる影響が少ない場合でも、トナーと定着部材との間の付着力が小さく、かつ記録媒体と定着部材表面との間の粘着力が小さいことが要求される。
【００１１】
このような要求を満たすために、定着部材上にフッ素樹脂の表面層を設けるケースが増えてきている。このようなフッ素樹脂からなる表面層を備えた定着部材を得るには２つの方式がある。第１の方式は、フッ素樹脂を粉砕してフッ素樹脂粉末塗料を作成し、その塗料を溶液中に分散させて基材上へ塗布し乾燥し焼成することにより所望の定着部材を得る塗布方式であり、第２の方式は、フッ素樹脂を加熱溶融し押出し加工することによりフッ素樹脂チューブ材料を製造し、このフッ素樹脂チューブ材料を定着部材の基材に被せて所望の定着部材を得るチュービング方式である。
【００１２】
ところで、定着速度の高速化に対する要求に応えるために定着速度の高速化を追求していくと、定着部材に対するストレスが次第に大きくなり、特に、定着部材の表面層材料として用いられるフッ素樹脂材料の磨耗に対するストレスが大きくなるという問題がある。
【００１３】
このような高ストレス条件下において、定着部材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には、表面層材料の磨耗故障による問題が多発することが知られている。
【００１４】
そこで、この問題を解決するものとして、フッ素樹脂を主成分とするチューブを耐熱性樹脂層上に被着して耐熱性樹脂層と離型性樹脂層とからなる定着部用フィルムを形成し、その形成にあたり、フッ素樹脂の球晶の大きさを４０μｍ以下（実施例では５μｍ）とすることにより、耐摩耗性、表面平滑性、離型性の向上を計る技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１５】
また、耐熱性エンドレスベルトの表面にフッ素樹脂を塗布し、そのフッ素樹脂を融点を越える温度まで加熱した後、１０℃／分以上の冷却速度で融点まで冷却する定着ベルトの製造方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−１０４３０号公報
【特許文献２】特開２００３−１１４５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、最近の定着装置の高速化に対する要求はますます高まる一方であり、上記いずれの従来技術でも十分な耐磨耗性を有する定着部材を得ることはできない。
【００１７】
本発明は、上記事情に鑑み、優れた耐磨耗性を有する定着部材を備えた定着装置、画像形成装置、定着部材、および定着部材の製造方法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】
【００１８】
上記目的を達成する本発明の定着装置は、
基材と、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる、上記基材上に設けられた表面層とを備えた定着部材を有し、
記録媒体上に形成された未定着トナー像に上記定着部材の表面を当接させて押圧し、該未定着トナー像を加熱して該記録媒体に定着させることを特徴とする。
【００１９】
ここで、アスペクト比とは、球晶の長径を球晶の短径で除した値をいう。その詳細な測定方法については後述する。
【００２０】
本発明の定着装置によれば、定着部材の表面層を、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂とすることにより耐磨耗性に優れた表面層を有する定着部材を得ることができる。これについては後述の実施例に基づいて詳しく説明する。
【００２１】
なお、球晶のアスペクト比は、２．５以上５．０以下であることがさらに好ましい。
【００２２】
ここで、本発明の定着装置は、上記定着部材の内部に熱源を備えたことが好ましい。
【００２３】
本発明の定着装置を上記のように構成した場合は、定着装置の加熱効率を向上させることができる。
【００２４】
また、本発明の定着装置は、上記定着部材に当接して接触領域を形成する、該接触領域を上記記録媒体が通過する、該記録媒体上の未定着トナー像を加熱する加熱部材を備えたことが好ましい。
【００２５】
本発明の定着装置を上記のように構成した場合は、定着性のよい定着装置を得ることができる。
【００２６】
また、本発明の定着装置において、上記表面層は、長径が１０μｍ以上の球晶を含有したものであることが好ましい。
【００２７】
長径が１０μｍ以上の大きな球晶であると球晶と球晶の間の非晶質部が少ないので耐磨耗性に優れた定着装置を得ることができる。
【００２８】
また、上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、
未定着トナー像を記録媒体上に形成するトナー像形成部と、上記トナー像形成部によって上記記録媒体上に形成された未定着トナー像に定着部材の表面を当接させて押圧し、該未定着トナー像を加熱して該記録媒体に定着させる定着装置とを備え、
上記定着部材が、基材と、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる、上記基材上に設けられた表面層とを備えたものであることを特徴とする。
【００２９】
本発明の画像形成装置によれば、定着部材の表面層が、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂であるため耐磨耗性に優れており、その結果として良好な定着性が長期にわたって保たれる。
【００３０】
また、上記目的を達成する本発明の定着部材は、
基材と、
アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる、上記基材上に設けられた表面層とを備えたことを特徴とする。
【００３１】
本発明の定着部材によれば、表面層がアスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂であるので、耐磨耗性に優れている。
【００３２】
また、上記目的を達成する本発明の定着部材の製造方法は、
基材上にフッ素樹脂からなる表面層を形成する表面層形成工程と、
上記表面層を上記フッ素樹脂の融点以上の温度に加熱する加熱工程と、
上記加熱工程を経た表面層を２．５℃／分間以下の冷却速度で上記融点より低い温度に冷却する冷却工程とを経ることを特徴とする。
【００３３】
本発明の定着部材の製造方法によれば、定着部材の冷却工程において、表面層を上記のように冷却することによりフッ素樹脂の球晶を好適な形やサイズとすることができるので、耐磨耗性に優れた定着部材を得ることができる。
【００３４】
ここで、上記表面層形成工程が、フッ素樹脂を含有する塗料を上記基材上に塗布し、その塗布した塗料を乾燥する工程であってもよく、また、上記表面層形成工程が、フッ素樹脂からなるチューブを上記基材上に被覆する工程であってもよい。
【００３５】
上記の塗料を基材上に塗布し乾燥する工程は、基材の形状が複雑な場合にも適用可能であるが、耐摩耗性に優れた表面層を得る上ではやや不利である。一方、上記のフッ素樹脂からなるチューブを基材上に被覆する工程は、基材の形状が複雑な場合には適用が難しいが、耐摩耗性の優れた表面層を得る上では有利である。
【発明の効果】
【００３６】
以上説明したように、本発明によれば、優れた耐磨耗性を有する定着部材を備えた定着装置、画像形成装置、定着部材、および定着部材の製造方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００３８】
図１は、本発明の定着装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。
【００３９】
図１に示すように、この定着装置１０は、いわゆる加熱ロール型定着装置であり、加熱ロール１１の表面に、未定着トナー像６を担持した記録媒体５を当接させて押圧し、加熱ロール１１の熱で未定着トナー像６を記録媒体５に定着させるものである。
【００４０】
加熱ロール１１は、加熱ロール芯金１１ｂと、該加熱ロール芯金１１ｂ上に設けられた、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる表面層１１ａとを備えており、さらに、加熱ロール芯金１１ｂの内側の中空部には熱源であるヒータランプ１１ｄを有する加熱装置１１ｃを備えている。
【００４１】
また、加熱ロール１１の周辺には、離型剤オイルを塗布するための離型剤塗布装置１５、加熱ロール１１を表面から加熱するための外部加熱装置１６、定着後の記録媒体５を加熱ロール１１から剥離するための剥離爪１７などが設けられている。
【００４２】
さらに、この定着装置１０には、加熱ロール１１に対向して加圧ロール１２が配備されており、この加圧ロール１２と加熱ロール１１とによって形成される接触領域Ｎに記録媒体５が挿通され、加圧ロール１２および加熱ロール１１の熱により未定着トナー像６が
記録媒体５に定着される。
【００４３】
加圧ロール１２は、加熱ロール１１とほぼ同様の構成を有しており、すなわち、加圧ロール芯金１２ｂと、該加圧ロール芯金１２ｂ上に設けられた、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる表面層１２ａと、加圧ロール芯金１２ｂの内側に設けられた、内部に熱源であるヒータランプ１２ｄを有する加熱装置１２ｃとから構成されている。
【００４４】
なお、本実施形態における加熱ロール１１および加圧ロール１２のそれぞれは、本発明にいう定着部材の各一例に相当するものであり、本実施形態における加熱ロール芯金１１ｂおよび加圧ロール芯金１２ｂのそれぞれは、本発明にいう基材の各一例に相当するものであり、本実施形態における各表面層１１ａ，１２ａは、本発明にいう表面層の各一例に相当するものである。
【００４５】
ここで、表面層１１ａ，１２ａを構成するフッ素樹脂の球晶について説明する。
【００４６】
上述したように、この球晶は２．０以上のアスペクト比を有している。アスペクト比とは、球晶の形状を走査型電子顕微鏡等で１００個観察し、１つの球晶についての長径と短径を測定し、その平均値から下記式（１）により求めた値である。
【００４７】
アスペクト比＝球晶の長径／球晶の短径 ……… （１）
図２は、本実施形態におけるフッ素樹脂の模式図（ａ）および通常のフッ素樹脂の模式図（ｂ）である。
【００４８】
図２には、フッ素樹脂の表面構造の顕微鏡写真の模式図が示されている。図２（ｂ）に示すように、通常のフッ素樹脂では、表面に数μｍのサイズのほぼ等方的な形の球晶１と、球晶１どうしの間隙を埋める非晶質部２とが観察されるが、図２（ａ）に示すように、本実施形態のフッ素樹脂では、図２（ｂ）に示した通常のフッ素樹脂の球晶１と比較してアスペクト比が大きくアスペクト比が２．０以上の球晶３が観察される。
【００４９】
また、図２（ａ）に示すように、全体の面積に占める非晶質部４の面積の割合が通常のフッ素樹脂の場合（図２（ｂ））に比較して少ないことが観察される。このように、アスペクト比が２．０以上の球晶を含むフッ素樹脂の場合には、球晶に比較して耐摩耗性の低い非晶質部が少ないため高い耐摩耗性を有するものと考えられる。
【００５０】
図３は、本発明の定着装置の第２の実施形態を示す概略構成図である。
【００５１】
図３に示すように、この定着装置２０は、いわゆる加熱ロール・ベルト型定着装置であり、加熱ロール２１と加圧ベルト２２とが対向して設けられている。
【００５２】
加熱ロール２１は、加熱ロール芯金２１ｂと、該加熱ロール芯金２１ｂ上に設けられた、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる表面層２１ａとを備えている。このフッ素樹脂の表面も、図２（ｂ）に示した構造と同様の表面構造を有する。
【００５３】
なお、この実施形態における加熱ロール２１は、本発明にいう定着部材の一例に相当するものであり、また、この実施形態における加熱ロール芯金２１ｂは、本発明にいう基材の一例に相当するものであり、また、この実施形態における表面層２１ａは、本発明にいう表面層の一例に相当するものである。
【００５４】
加圧ベルト２２は、加圧ロール２４と、２本の支持ロール２５，２６により張架されて矢印Ｂ方向に循環移動する。支持ロール２６の内部にはヒータランプ２６ａが備えられている。加圧ベルト２２は、その内側に配置された加圧パッド２３により加熱ロール２１に押圧されて接触領域Ｎを形成し、その接触領域Ｎに、未定着トナー像６を担持した記録媒体５が挿通され定着が行われる。
【００５５】
加圧パッド２３は、加圧ベルト２２との当接部の形状がパッド状であり、さらに、その当接部ないしその近傍がゴム状の弾性部を含む構造となっている。なお、ここで、「パッド状」とは、加圧パッド２３の、加圧ベルト２２に当接する部分の形状が、加圧ベルト２２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、ゴム状の弾性部とは、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をいう。
【００５６】
さらに、この定着装置２０では、図１に示す定着装置１０と同様に、加熱ロール２１の周辺に、離型剤オイルを塗布するための離型剤塗布装置２７、加熱ロール２１を表面から加熱するための外部加熱装置２８、定着後の記録媒体５を加熱ロール２１から剥離するための剥離爪２９などが設けられている。
【００５７】
本実施形態の定着装置２０に使用される加圧ベルト２２の基材としては、加圧ベルト２２を張架する支持ロール２５，２６や圧力ロール２４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。
【００５８】
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、さら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、特にエンドレスベルト状の耐熱性樹脂が好適である。
【００５９】
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。さらに、上記の高分子フィルムの他に、例えばコンデンサ紙、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を使用することができる。
【００６０】
図４は、本発明の定着装置の第３の実施形態を示す概略構成図である。
【００６１】
図４に示すように、この定着装置３０は加熱ロール・ベルト型の定着装置の一種であり、図３に示した定着装置２０をさらに小型化し、省エネ化および高速化を計ったものである。この定着装置３０は、加圧ベルト３２を張架するための支持ロールや加圧ローラを持たず、加圧ベルト３２はベルト走行ガイド３４に沿ってガイドされ、矢印Ｂ方向に回転する加熱ロール３１からの駆動力を受けて従動するようになっている。
【００６２】
この定着装置３０には、定着ユニットとして、加熱ロール３１および加圧ベルト３２が対向して設けられている。
【００６３】
加熱ロール３１は、内部にヒータランプ３１ｄを有する加熱装置３１ｃと、金属製の中空の加熱ロール芯金３１ｂと、加熱ロール芯金３１ｂ上に設けられた、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる表面層３１ａとを備えている。このフッ素樹脂の表面も、図２（ｂ）に示した構造と同様の表面構造を有する。
【００６４】
なお、この実施形態における加熱ロール３１は、本発明にいう定着部材の一例に相当するものであり、また、この実施形態における加熱ロール芯金３１ｂは、本発明にいう基材の一例に相当するものであり、また、この実施形態における表面層３１ａは、本発明にいう表面層の一例に相当するものである。このフッ素樹脂の表面も、図２（ｂ）に示した構造と同様の表面構造を有する。
【００６５】
さらに、加熱ロール３１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３８が設けられている。
【００６６】
加圧ベルト３２は、その内側に配置された加圧パッド３３により加熱ロール３１に押圧されて接触領域Ｎを形成しながら、ベルト走行ガイド３４に沿ってガイドされ、加熱ロール３１からの駆動力により矢印Ｃ方向に循環移動する。
【００６７】
加圧パッド３３は、記録媒体の進行方向に沿って、異なる硬度を有する２つの加圧部３３ａ，３３ｂと、加圧部３３ａ，３３ｂそれぞれの表面を覆い加圧ベルト３２を介して加熱ロール３１に押圧される、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３３ｄと、加圧部３３ａ，３３ｂを支持するホルダ３３ｃとを有する。
【００６８】
２つの加圧部３３ａ、３３ｂのうち、記録媒体突入側の加圧部３３ａはゴム状弾性部材で構成され、記録媒体排出側の加圧部３３ｂは金属等の硬い圧力付与部材で構成されている。この２つの加圧部３３ａ、３３ｂにより形成される接触領域Ｎは、記録媒体突入側の圧力よりも記録媒体排出側の方の圧力が高くなるように構成されている。このように構成したことにより、記録媒体、特に薄い記録媒体に対して優れた剥離性を発揮することができる。
【００６９】
この定着装置３０では、未定着トナー像６を表面に担持する記録媒体５が、矢印Ａ方向に搬送され、矢印Ｂ方向に回転駆動される加熱ロール３１と矢印Ｃ方向に循環移動する加圧ベルト３２とが圧接し形成された接触領域Ｎに挿通される。こうして記録媒体５が接触領域Ｎを通過した際に、熱及び圧力が記録媒体５に加えられることにより、未定着トナー像６が記録媒体５に定着される。定着後の記録媒体５は接触領域Ｎを通過後、剥離ブレード３８により加熱ロール３１から剥離され、定着装置３０から排出される。
【００７０】
図５は、本発明の定着装置の第４の実施形態を示す概略構成図である。
【００７１】
図５に示すように、この定着装置４０は、いわゆる加熱ベルト・ロール型の定着装置であり、矢印Ｂ方向に循環移動する加熱ベルト４１と、加熱ベルト４１に圧接しながら矢印Ｃ方向に回転する加圧ロール４２とからなる定着ユニットを有し、加熱ベルト４１と加圧ロール４２とにより形成される接触領域Ｎに、未定着トナー像６を保持する記録媒体５を通過させて熱および圧力によってトナー像を定着する。
【００７２】
加熱ベルト４１の内側には、加熱ベルト４１を加熱するヒータランプ４４および加熱ベルト４１を加圧ロール４２に圧接させる加圧部材４３が備えられている。この加圧部材４３は、圧力ロール４３ａと、圧力印加部材４３ｂと、金属パッド４３ｃとから構成されている。
【００７３】
加圧ロール４２は、中空の加圧ロール芯金４２ｂと、加圧ロール芯金４２ｂ上に設けられた、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる表面層４２ａとを備えている。このフッ素樹脂の表面も、図２（ｂ）に示した構造と同様の表面構造を有する。
【００７４】
なお、この実施形態における加圧ロール４２は、本発明にいう定着部材の一例に相当するものであり、また、この実施形態における加圧ロール芯金４２ｂは、本発明にいう基材の一例に相当するものであり、また、この実施形態における表面層４２ａは、本発明にいう表面層の一例に相当するものである。
【００７５】
図６は、本発明の定着装置の第５の実施形態を示す概略構成図である。
【００７６】
図６に示すように、この定着装置５０は、いわゆる加熱ベルト・ベルト型の定着装置であり、矢印Ｂ方向に循環移動する加熱ベルト５１と、加熱ベルト５１に圧接しながら矢印Ｃ方向に循環移動する加圧ベルト５９とからなる定着ユニットを有し、加熱ベルト５１と加圧ベルト５９とにより形成される接触領域Ｎに未定着トナー像６を保持する記録媒体５を通過させて熱および圧力の作用によってトナー像を定着する。
【００７７】
加熱ベルト５１は、加熱ベルト基材５１ｂと、加熱ベルト基材５１ｂ上に設けられた、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる表面層５１ａとから構成されている。この加熱ベルト５１の内側には、加熱ベルト５１を加熱するヒータランプ５２および加熱ベルト５１を加圧ベルト５９に圧接させる加圧部材５３が備えられている。この加圧部材５３は、矢印Ｄ方向に回転する圧力ロール５３ａと、圧力印加部材５３ｂと、金属パッド５３ｃとから構成されている。
【００７８】
加圧ベルト５９は、加熱ベルト５１と同様、加圧ベルト基材５９ｂと、加圧ベルト基材５９ｂ上に設けられた、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる表面層５９ａとから構成されている。このフッ素樹脂の表面も、図２（ｂ）に示した構造と同様の表面構造を有する。
【００７９】
加圧ベルト５９の内側の加圧部材５３と対向する位置にはシリコーンゴム等からなる加圧ロール５８が配備されている。こうして、加熱ベルト５１と加圧ベルト５９との間に接触領域Ｎが形成される。
【００８０】
この定着装置５０では、加熱ベルト５１が、圧力ロール５３ａの矢印Ｄ方向への回転に従動して矢印Ｂ方向に循環移動し、それにつれて加圧ベルト５９も矢印Ｃ方向に循環移動する。矢印Ａ方向に搬送されてきた記録媒体５は接触領域Ｎに挿通され、記録媒体５上に担持された未定着トナー像６は加熱溶融および加圧されて記録媒体５に定着される。
【００８１】
なお、この実施形態における加熱ベルト５１および加圧ベルト５９のそれぞれは、本発明にいう定着部材の各一例に相当するものであり、また、この実施形態における加熱ベルト基材５１ｂおよび加圧ベルト基材５９ｂのそれぞれは、本発明にいう基材の各一例に相当するものであり、また、この実施形態における各表面層５１ａ，５９ａは、本発明にいう表面層の各一例に相当するものである。
【００８２】
次に、本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。
【００８３】
図７は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００８４】
図７に示す画像形成装置１００は、電子写真感光体１０７と、電子写真感光体１０７を接触帯電方式により帯電させる帯電装置１０８と、帯電装置１０８に接続され帯電装置１０８に電力を供給する電源１０９と、帯電装置１０８により帯電される電子写真感光体１０７表面を露光して電子写真感光体１０７の表面に静電潜像を形成する露光装置１１０と、露光装置１１０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１１１と、現像装置１１１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１１２と、クリーニング装置１１３と、除電器１１４と、定着装置１１５とを備えている。但し、このこの定着装置１１５は、図１〜図６を参照して説明した各定着装置１０，２０，３０，４０，５０を総括的に表したものである。
【００８５】
さらに、図７には示されていないが、トナーを現像装置１１１に供給するトナー供給装置も備えている。
【００８６】
ここで、本実施形態における電子写真感光体１０７、帯電装置１０８、電源１０９、露光装置１１０、現像装置１１１、転写装置１１２、クリーニング装置１１３、および除電器１１４は、本発明にいうトナー像形成部の一例を構成している。
【００８７】
帯電装置１０８は、電子写真感光体１０７の表面に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。帯電ロールを用いて電子写真感光体１０７を帯電させる際には、帯電ロールに帯電用のバイアス電圧が印加されるが、この印加電圧は直流電圧でもよく、また直流電圧に交流電圧を重畳したものでもよい。なお、本発明の画像形成装置では、上記の帯電ロール方式の他に、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た接触帯電方式による帯電を行ってもよく、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。
【００８８】
露光装置１１０としては、本実施形態では、電子写真感光体１０７の表面を半導体レーザで露光する装置が用いられているが、このほかに、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）、液晶シャッタ等の光源で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。
【００８９】
現像装置１１１としては、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が用いられている。しかし現像装置としては、特に限定されるものではなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００９０】
転写装置１１２としては、ローラ状の接触帯電部材が用いられているが、この他、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を用いてもよい。
【００９１】
クリーニング装置１１３は、転写工程後の電子写真感光体１０７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１０７は上記の画像形成プロセスに繰り返し使用される。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方式のものの他に、ブラシクリーニング、ロールクリーニング等の方式のもの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方式が好ましく、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、シリコーンゴム等を挙げることができる。
【００９２】
また、この画像形成装置１００は、図７に示すように、除電器（イレーズ光照射装置）１１４を備えており、これにより、電子写真感光体１０７が繰り返し使用される場合に電子写真感光体１０７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。
【００９３】
次に、定着部材の製造方法の一実施形態について説明する。
【００９４】
本実施形態の製造方法は３つの工程すなわち、表面層形成工程、加熱工程、および冷却工程で構成されており、以下、各工程について順次説明する。
【００９５】
第１の工程（表面層形成工程）では、基材上にフッ素樹脂からなる表面層が形成される。
【００９６】
基材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、鉄、アルミニウム、銅等などが用いられ、その外径は、定着装置として必要な接触幅により決定される。また、その肉厚は、加熱ロールおよび加圧ロールのウォームアップタイム短縮の観点から、定着装置時における接触圧に耐えうる最低の厚みとすることが望ましい。
【００９７】
フッ素樹脂材料としては、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）等のフッ素樹脂を挙げることができる。
【００９８】
表面層を形成する方式としては、塗布方式およびチュービング方式の２通りの方式があるが、本実施形態では塗布方式が採用されている。また、塗布方式には、湿式塗布法および乾式塗布法があり、湿式塗布法としてはスプレイ塗布、ディップ塗布などがあるが、本実施形態ではスプレイ塗布が採用されている。
【００９９】
塗料としてはフッ素樹脂粉体が用いられ、その平均粒径は、０．１μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、０．１μｍ以上１５μｍ以下、さらに好ましくは０．１μｍ以上１０μｍ以下である。
【０１００】
使用される液状分散媒体として、本実施形態では、水が用いられるが、本発明の製造方法としては、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。
【０１０１】
フッ素樹脂粉体を液状分散媒体中に分散させる際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、これらのＰＦＡ粒子を液状媒体中に均一に分散し得る量だけ使用される。また、表面層の膜厚の制御および塗布を容易にするため、適量の増粘剤を使用することもできる。
【０１０２】
本実施形態では上記のように湿式塗布法が採用されているが、本発明では湿式塗布法の代わりに乾式塗布法を採用してもよい。乾式塗布法としては、静電塗布法などを採用することができる。静電塗布法では、基材（ロール芯金またはベルト基材）の表面とフッ素樹脂粉体との間に逆電位を付与し、静電気力によって基材の表面にフッ素樹脂粉体を付着・塗布させる。
【０１０３】
また、本発明では、塗布方式の代わりにチュービング方式を採用してもよい。
【０１０４】
チュービング方式には、後被せ法および同時成型法があるが、本実施形態では後被せ法を採用している。後被せ法は、表面層よりも下の層を成型後、最後に表面層を被覆する方法であり、同時成型法は、表面層と下の層とを同時に成型する方法である。
【０１０５】
チュービング方式における表面層として用いられるフッ素樹脂チューブは、押出し加工にて成型された膜厚５μｍ以上１００μｍ以下のものであることが好ましく、より好ましくは、１０μｍ以上７０μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以上５０μｍ以下である。
【０１０６】
以下、湿式塗付法を用いた本実施形態の説明に戻る。
【０１０７】
本実施形態において、表面層の形成に際して、耐久性に優れた表面を形成すること（すなわち十分な膜厚の表面層を形成すること）が重要であり、そのために、粒径の異なる２種のフッ素樹脂粒子から表面層を形成するようにしている。
【０１０８】
また、うねり（鈍角凸）のない平滑な表面層を形成する観点から、溶融粘度が低くて融けやすい小粒径フッ素樹脂粒子を使用している。しかし、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が生じやすい。
【０１０９】
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。そこで、粒径の異なる２種のフッ素樹脂粒子を使用し、１回の製膜工程（表面層形成工程）で表面層（フッ素樹脂膜）の膜厚は粒径の異なる２種類のフッ素樹脂の粒径および配合比を調整することにより表面層の膜厚を約６０μｍ程度まで確保することができ、低コスト化を実現することが可能である。
【０１１０】
ここで、配合する２種のフッ素樹脂粉末のうちの小粒径のものの平均粒径が３μｍより小さく、配合する量が配合後の小粒径フッ素樹脂１００質量部当たり、５質量部より少ない場合には、表面層（フッ素樹脂膜）にクラックが生じやすくなる。一方、２種のフッ素樹脂粉末のうちの大粒径のものの平均粒径が１５μｍより大きく、３０質量部より多い場合、焼成時に粒径の大きいフッ素樹脂が完全に溶融せず表面層（フッ素樹脂膜）の表面に融けきれない大粒径フッ素樹脂によるうねりを生じることがある。
【０１１１】
上記の２種類のフッ素樹脂粒のうちの小粒径側のフッ素樹脂粒子は、３８０℃での溶融粘度が３５×１０4ポイズ（３．５×１０4Ｐａ・ｓ）以下の範囲内にあり、大粒径側のフッ素樹脂粒子は、１５×１０4ポイズ（１．５×１０4Ｐａ・ｓ）以下の範囲内に調整することが好ましい。
【０１１２】
さらに表面層のうねりを改善する観点から、上記の２種類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）以下の範囲内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。このフッ素樹脂の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らず、表面層の表面にうねりが発生することがある。
【０１１３】
第２の工程（加熱工程）では、上記の表面層がフッ素樹脂の融点以上の温度に加熱される。フッ素樹脂として上述のＰＦＡ材料を用いた場合は、約３５０℃に加熱される。加熱炉としてはオーブン炉を用いている。
【０１１４】
第３の工程（冷却工程）では、上記の加熱工程を経た表面層が２．５℃／分間以下の冷却速度で融点より低い温度に冷却される。
【０１１５】
冷却速度は、２．５℃／分間以下であるが、より好ましくは２℃／分間以下、さらに好ましくは１℃／分間以下である。この冷却速度の範囲内で冷却することにより球晶の形状が異方性を有するものとなるので、表面層の機械的強度が向上し、耐磨耗性も向上する。なお、冷却速度が、２．５℃／分間を超えると、フッ素樹脂球晶の成長が急激に停止してしまい、球晶は異方性を有するまで成長することができなくなるため、球晶のアスペクト比は２．０以上とはならず、また、球晶の大きさが１０μｍ以上に成長しないので、優れた耐磨耗性を有する表面層を得ることはできない。
【０１１６】
最後に、定着部材の実施例および比較例を用いて本発明の効果を検証する。
【０１１７】
先ず、塗布方式によりフッ素樹脂表面層を形成した実施例１〜４および比較例１〜４について説明する。
［実施例１〜４］
表１に示すＰＦＡ組成物をポリイミドシートサンプル（１００ｍｍ×１００ｍｍ）上に８０μｍの厚みにスプレイ塗布した後、８０℃の乾燥炉で１０分間乾燥した。このサンプルを熱風オーブンにて３５０℃×１０分間加熱・保持した後、表１に示す冷却速度で冷却処理を実施した。その結果、ポリイミドシート上に３０μｍのＰＦＡ膜が得られた。
【０１１８】
一方、比較例１〜４では、実施例１〜４と同様にして作成したＰＦＡ乾燥膜を熱風オーブンにて３５０℃×１０分間加熱・保持した後、表１に示す冷却速度で冷却処理を実施した結果、ポリイミドシート上に３０μｍのＰＦＡ膜が得られた。
【０１１９】
【表１】
【０１２０】
こうして得られたシート状サンプルの材料評価のため、純水の接触角、表面粗さ、球晶サイズ（長径）、球晶のアスペクト比、および滑り摩耗試験による耐摩耗性（磨耗量）を測定した。
【０１２１】
ここで材料評価値の試験方法について説明する。
（１）表面接触角（純水の接触角）
純水の接触角は、協和界面科学（株）製・表面接触角測定機（製品名：ＣＡ−Ｘ Ｒｏｌｌ型）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。
（２）表面粗さ（十点平均粗さＲｚ）
東京精密（株）製・表面粗さ測定機（製品名：サーフコム１４００Ａ）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。
（３）ＰＦＡ球晶サイズと形状（アスペクト比）
ＰＦＡ球晶サイズと形状（アスペクト比）の測定は、ＰＦＡ表面層をサンプリングし、そのサンプルを走査型電子顕微鏡（日本電子社製ＪＳＭ−６７００Ｆ）にて１００個の球晶について観察し、１つの球晶についての最大長（長径）と最小長（短径）を測定し、その平均値から下式により、形状（アスペクト比）を求めた。
【０１２２】
アスペクト比＝球晶の長径／球晶の短径
（４）ＰＦＡ表面の磨耗量
ＪＩＳ Ｋ−７２１８の規定に準拠し、下記の条件により表面層の磨耗量を測定した。
【０１２３】
荷重：３ｋｇｆ
回転速度：２５０ｒｐｍ
測定温度：常温（２５℃）
図１０は、ＰＦＡ表面の磨耗量を測定する摩耗試験機の概要を示す図であり、図１１は、図１０に示す摩耗試験機に用いられる試験片の形状を示す図である。
【０１２４】
図１０（ａ）に示すように、この摩耗試験機９０は、中空円筒状の試験片９１と、固定された中空円筒状の相手材料９２とを滑り面９３（図１１（ａ）参照）で互いに接触させ、負荷装置９４により一定の試験荷重をかけた状態で電動機９５により試験片９１を回転させて、試験前後の試験片９１の長さの減少量を測定することによりＰＦＡ表面の磨耗量を測定するようになっている。なお、試験片の形状については、図１１（ａ）に示すような中空円筒状の試験片９１ａの代わりに、図１１（ｂ）に示すような角板状の試験片９１ｂを用いてもよいことが定められている。
【０１２５】
実施例および比較例の摩耗試験に際しては、摩耗試験機９０（図１０参照）の試験片固定台の表面に、上記実施例および比較例として製造したフッ素樹脂表面層を貼り付けた角板状の試験片９１ｂ（図１１（ｂ）参照）を固定し、フッ素樹脂表面層を滑り面９３として中空円筒状の相手材料９２と接触させ、相手材料９２を回転させることによりフッ素樹脂表面層の摩耗量を測定した。
【０１２６】
以上説明した試験方法による評価結果を表２〜表４に示す。
【０１２７】
【表２】
【０１２８】
表２に示すように、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したものであれば優れた耐摩耗性が得られること、また、アスペクト比が２．０未満の球晶を含有したものである場合には低い耐摩耗性しか得られないことがわかる。
【０１２９】
図８は、実施例１〜４および比較例１〜４における球晶サイズと磨耗量との関係を示すグラフである。
【０１３０】
図８に示すように、球晶サイズ（長径）が１０μｍ未満である場合には低い耐摩耗性しか得られず、球晶サイズが１０μｍ以上に達すると急激に耐摩耗性が向上することがわかる。
【０１３１】
なお、球晶サイズとアスペクト比とは高い相関関係があることを示しており、アスペクト比が２．０以上では球晶サイズが１０μｍ以上となる。つまり、アスペクト比が２．０以上に達すると急激に耐摩耗性が向上するともいえる。
【０１３２】
次に、前述のチュービング方式を模した方式でフッ素樹脂表面層を形成した実施例５〜８および比較例５〜８について説明する。
［実施例５〜８］
実施例５〜８では、ポリイミドシートサンプル（１００ｍｍ×１００ｍｍ）上に、プライマ（デュポン製 ８５５−０２９）をスプレイ塗布し乾燥した後、表３に示すＰＦＡ材料シート７０μｍを重ね合わせ、このサンプルを熱風オーブンで３５０℃×１０分間加熱・保持した後、表３に示す冷却速度にて冷却処理を実施した結果、基材に相当するポリイミドシート上に７０μｍの表面層に相当するＰＦＡ膜が得られた。
【０１３３】
一方、比較例５〜８では、実施例５〜８と同様にして作成したサンプルを熱風オーブンで３５０℃×１０分間加熱・保持した後、表３に示す冷却速度にて冷却処理を実施した結果、ポリイミドシート上に７０μｍのＰＦＡ膜が得られた。
【０１３４】
【表３】
【０１３５】
こうして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、球晶サイズ、球晶のアスペクト比、および滑り摩耗試験による耐摩耗性（磨耗量）を測定した。その評価結果を表４に示す。
【０１３６】
【表４】
【０１３７】
表４に示すように、アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したものであれば優れた耐摩耗性が得られること、また、アスペクト比が２．０未満の球晶を含有したものである場合には低い耐摩耗性しか得られないことがわかる。
【０１３８】
図９は、実施例５〜８および比較例５〜８における球晶サイズと磨耗量との関係を示すグラフである。
【０１３９】
図９に示すように、球晶サイズが１０μｍ以上である場合には優れた耐摩耗性が得られること、また、球晶サイズが１０μｍ未満である場合には低い耐摩耗性しか得られないことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】本発明の定着装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本実施形態におけるフッ素樹脂の模式図（ａ）および通常のフッ素樹脂の模式図（ｂ）である。
【図３】本発明の定着装置の第２の実施形態を示す概略構成図である。
【図４】本発明の定着装置の第３の実施形態を示す概略構成図である。
【図５】本発明の定着装置の第４の実施形態を示す概略構成図である。
【図６】本発明の定着装置の第５の実施形態を示す概略構成図である。
【図７】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図８】実施例１〜４および比較例１〜４における球晶サイズと磨耗量との関係を示すグラフである。
【図９】実施例５〜８および比較例５〜８における球晶サイズと磨耗量との関係を示すグラフである。
【図１０】ＰＦＡ表面の磨耗量を測定する摩耗試験機の概要を示す図である。
【図１１】図１０に示す摩耗試験機に用いられる試験片の形状を示す図である。
【符号の説明】
【０１４１】
１，３ 球晶
２，４ 非晶質部
５ 記録媒体
６ 未定着トナー像
１０ 定着装置
１１ 加熱ロール
１１ａ 表面層
１１ｂ 加熱ロール芯金
１１ｃ 加熱装置
１１ｄ ヒータランプ
１２ 加圧ロール
１２ａ 表面層
１２ｂ 加圧ロール芯金
１２ｃ 加熱装置
１２ｄ ヒータランプ
１５ 離型剤塗布装置
１６ 外部加熱装置
１７ 剥離爪
２０ 定着装置
２１ 加熱ロール
２１ａ 表面層
２１ｂ 加熱ロール芯金
２２ 加圧ベルト
２３ 加圧パッド
２４ 加圧ロール
２５，２６ 支持ロール
２６ａ ヒータランプ
２７ 離型剤塗布装置
２８ 外部加熱装置
２９ 剥離爪
３０ 定着装置
３１ 加熱ロール
３１ａ 表面層
３１ｂ 加熱ロール芯金
３１ｄ ヒータランプ
３２ 加圧ベルト
３３ 加圧パッド
３３ａ、３３ｂ 加圧部
３３ｃ ホルダ
３３ｄ 低摩擦層
３４ ベルト走行ガイド
３５ 温度センサ
３８ 剥離ブレード
４０ 定着装置
４１ 加熱ベルト
４２ 加圧ロール
４２ａ 表面層
４２ｂ 加圧ロール芯金
４３ 加圧部材
４３ａ 圧力ロール
４３ｂ 圧力印加部材
４３ｃ 金属パッド
４４ ヒータランプ
５０ 定着装置
５１ 加熱ベルト
５１ａ 表面層
５１ｂ 加熱ベルト基材
５２ ヒータランプ
５３ 加圧部材
５３ａ 圧力ロール
５３ｂ 圧力印加部材
５３ｃ 金属パッド
５９ 加圧ベルト
５８ 加圧ロール
５９ａ 表面層
５９ｂ 加圧ベルト基材
９０ 摩耗試験機
９１，９１ａ，９１ｂ 試験片
９２ 相手材料
９３ 滑り面
９４ 負荷装置
９５ 電動機
１００ 画像形成装置
１０７ 電子写真感光体
１０８ 帯電装置
１０９ 電源
１１０ 露光装置
１１１ 現像装置
１１２ 転写装置
１１３ クリーニング装置
１１４ 除電器
１１５ 定着装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる、前記基材上に設けられた表面層とを備えた定着部材を有し、
記録媒体上に形成された未定着トナー像に前記定着部材の表面を当接させて押圧し、該未定着トナー像を加熱して該記録媒体に定着させることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
未定着トナー像を記録媒体上に形成するトナー像形成部と、
前記トナー像形成部によって前記記録媒体上に形成された未定着トナー像に定着部材の表面を当接させて押圧し、該未定着トナー像を加熱して該記録媒体に定着させる定着装置とを備え、
前記定着部材が、
基材と、
アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる、前記基材上に設けられた表面層とを備えたものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
基材と、
アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる、前記基材上に設けられた表面層とを備えたことを特徴とする定着部材。
【請求項４】
基材上にフッ素樹脂からなる表面層を形成する表面層形成工程と、
前記表面層を前記フッ素樹脂の融点以上の温度に加熱する加熱工程と、
前記加熱工程を経た表面層を２．５℃／分間以下の冷却速度で前記融点より低い温度に冷却する冷却工程とを経ることを特徴とする定着部材の製造方法。
【請求項１】
基材と、
アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる、前記基材上に設けられた表面層とを備えた定着部材を有し、
記録媒体上に形成された未定着トナー像に前記定着部材の表面を当接させて押圧し、該未定着トナー像を加熱して該記録媒体に定着させることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
未定着トナー像を記録媒体上に形成するトナー像形成部と、
前記トナー像形成部によって前記記録媒体上に形成された未定着トナー像に定着部材の表面を当接させて押圧し、該未定着トナー像を加熱して該記録媒体に定着させる定着装置とを備え、
前記定着部材が、
基材と、
アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる、前記基材上に設けられた表面層とを備えたものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
基材と、
アスペクト比が２．０以上の球晶を含有したフッ素樹脂からなる、前記基材上に設けられた表面層とを備えたことを特徴とする定着部材。
【請求項４】
基材上にフッ素樹脂からなる表面層を形成する表面層形成工程と、
前記表面層を前記フッ素樹脂の融点以上の温度に加熱する加熱工程と、
前記加熱工程を経た表面層を２．５℃／分間以下の冷却速度で前記融点より低い温度に冷却する冷却工程とを経ることを特徴とする定着部材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−３２２７５１（Ｐ２００７−３２２７５１Ａ）
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５２９６７（Ｐ２００６−１５２９６７）
【出願日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【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１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【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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