(57)【要約】【課題】  長期の使用によっても優れたトナー離型性を有する定着部材を提供する。【解決手段】  基層、弾性層及び表面層をこの順に有し、該弾性層はシリコーンゴムを含み、該表面層は単一の層からなり、該表面層はフッ素樹脂、及びパーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルを含み、水晶振動子マイクロバランス（ＱＣＭ）センサによる所定の測定により、一定の質量のフッ素オイルを含む付着物が検出される定着部材を用いる。【選択図】  図３
2020140185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基層と、弾性層と、該弾性層上の表面層と、を厚さ方向にこの順で有する電子写真用の定着部材であって、
該弾性層は、シリコーンゴムを含み、
該表面層は、単一の層からなり、
該表面層は、フッ素樹脂と、パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルと、を含み、該定着部材は、要件（ｉ）及び要件（ｉｉ）を満たすことを特徴とする定着部材：
（ｉ）該定着部材から採取した該表面層の全厚さ部分を含む測定サンプルについて、該基層に対向していた側とは反対側の第１の表面の所定の位置を清浄化した後、該位置に対して、水晶振動子マイクロバランス（ＱＣＭ）センサの検出面を０．４ＭＰａの圧力で、温度１８０℃にて、５０ｍｓｅｃ間、押圧する処理を行ったときに、該検出面の単位面積（１ｃｍ２）に付着するパーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルを含む付着物の質量Ｐ１１が、１．０×１０２ｎｇ以上、１．０×１０４ｎｇ以下である；
（ｉｉ）該要件（ｉ）で規定した処理に供した該測定サンプルについて、該位置を清浄化した後、温度１８０℃の環境に１２０秒置き、次いで、該位置に、水晶振動子マイクロバランス（ＱＣＭ）センサの検出面を０．４ＭＰａの圧力で、温度１８０℃にて、５０ｍｓｅｃ間、押圧する処理を行ったときに、該検出面の単位面積（１ｃｍ２）に付着するパーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルを含む付着物の質量Ｐ１２が、０．５×Ｐ１１以上、１．２×Ｐ１１以下である。
【請求項２】
基層と、弾性層と、該弾性層上の表面層と、を厚さ方向にこの順で有する電子写真用の定着部材であって、
該弾性層は、シリコーンゴムを含み、
該表面層は、単一の層からなり、
該表面層は、フッ素樹脂と、パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルと、を含み、
該定着部材から採取した該表面層の全厚さ部分を含む測定サンプルについて、該基層に対向していた側とは反対側の第１の表面に対して、水晶振動子マイクロバランス（ＱＣＭ）センサの検出面を０．４ＭＰａの圧力で、温度１８０℃にて、５０ｍｓｅｃ間、押圧したときに該検出面の単位面積（１ｃｍ２）に付着する、パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルを含む付着物の質量をＰ１１（ｎｇ）とし、
該測定サンプルの該基層に対向していた側の第２の表面に対して、水晶振動子マイクロバランス（ＱＣＭ）センサの検出面を０．４ＭＰａの圧力で、温度１８０℃にて、５０ｍｓｅｃ間、押圧したときに該検出面の単位面積（１ｃｍ２）に付着する、パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルを含む付着物の質量をＰ２１（ｎｇ）としたとき、Ｐ２１＞Ｐ１１であることを特徴とする定着部材。
【請求項３】
前記表面層中の前記フッ素オイルの含有量が、前記表面層の１．０質量％以上、２５質量％以下である、請求項１または２に記載の定着部材。
【請求項４】
前記Ｐ１１が、１．０×１０２ｎｇ以上、５．０×１０３ｎｇ以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着部材。
【請求項５】
前記フッ素樹脂が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）である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着部材。
【請求項６】
前記表面層の厚さが、５．０μｍ以上、５０μｍ以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着部材。
【請求項７】
前記フッ素オイルがパーフルオロポリエーテルである請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着部材。
【請求項８】
前記パーフルオロポリエーテルが構造式（１）で表される化学構造を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の定着部材。
【化１】
2020140185.tif 000011
（構造式（１）中、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、及びｆは、それぞれ独立に０又は正の整数であり、１≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ≦６００を満たし、ａ、ｂ、ｃ、及びｄの少なくとも１つは正の整数を表す。）
【請求項９】
前記パーフルオロポリエーテルが構造式（２）〜（４）からなる群より選択される少なくとも１種の化学構造を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の定着部材。
【化２】
2020140185.tif 000012
（構造式（２）〜（４）中ｍ及びｎは、それぞれ独立に１以上の整数を表す。）
【請求項１０】
前記パーフルオロポリエーテルが式（３）の化学構造であり、前記Ｐ１１が、１．０×１０２ｎｇ以上、５．０×１０３ｎｇ以下であり、前記表面層中の前記パーフルオロポリエーテルの含有量が、前記表面層の１．０質量％以上、２５質量％以下である、請求項９に記載の定着部材。
【請求項１１】
前記定着部材が、エンドレスベルト形状を有する定着ベルトである、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の定着部材。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の定着部材と、該定着部材の加熱手段と、を備えていることを特徴とする、定着装置。
【請求項１３】
前記定着部材が、エンドレスベルト形状を有する定着ベルトであり、前記加熱手段が、該定着ベルトの内周面に接して配置されているヒータである、請求項１２に記載の定着装置。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の定着装置を備えていることを特徴とする、電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着部材、定着装置、及び電子写真画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザープリンタといった電子写真画像形成装置（以下、「画像形成装置」とも称する。）に用いられる定着装置では、一対の加熱されたローラとローラ、フィルムとローラ、ベルトとローラ、ベルトとベルト、といった回転体が圧接されている。そして、この回転体間に形成された圧接部位（以下、「定着ニップ部」と称する。）に、未定着トナーによって形成された画像を保持した紙の如き記録媒体を導入し、未定着トナーを加熱し、溶融させることにより、記録媒体に画像を定着させる。記録媒体上の未定着トナー画像が接する回転体は定着部材と称され、その形態に応じて定着ローラ、定着フィルム、定着ベルトと呼称される。
電子写真用の定着部材において、トナーと接触する外表面を構成する表面層（以下、「表面層」と称する。）には、トナーの付着を抑制するために、フッ素樹脂、具体的には、例えば、テトラフルオロエチレン（−Ｃ２Ｆ４−）と、パーフルオロアルキルビニルエーテル（−ＣＦ２−ＣＦ（ＯＲｆ）−）との共重合体（以下、「ＰＦＡ」とも称する。）を含む表面層が用いられることがある。ここで、「Ｒｆ」は、パーフルオロアルキル基を表す。
近年、電子写真画像の形成に用いられる紙媒体の多様化が進んでおり、例えば、坪量が５２ｇ／ｍ２の如き薄紙への対応が求められている。しかしながら、このような薄紙は、剛性が低いため、従来の定着部材では、熱定着の際の溶融トナーが表面層の表面に付着し、薄紙が定着部材に巻きつくことがあった。薄紙に安定して電子写真画像を形成するためには、定着部材の表面に、より高いトナー離型性を持たせる必要がある。
ここで、特許文献１には、パーフルオロポリエーテル（以下、「ＰＦＰＥ」とも称する。）鎖またはパーフロオロアルキル鎖を有する化合物を共有結合させた、ＰＦＡの如きフッ素ポリマーを含む層を最表面に有する撥液膜、及び該撥液膜を備えた定着部材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−２２０５６号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「日本接着協会誌」、日本接着学会、１９７２年、第８巻、第３号、ｐ．１３１−１４１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者等の検討によれば、特許文献１に係る定着部材は、優れたトナー離型性を有することを確認した。そこで、本発明者等は、シリコーンゴムを含む弾性層上に、表面層として特許文献１に係る撥液膜を設けた定着部材について検討を行った。しかし、長期に亘る使用の結果、定着部材の外表面のトナー離型性が低下し、上記したような薄紙に電子写真画像を形成する際に、薄紙の定着部材への巻きつきが生じる場合があった。
本発明の一態様は、高いトナー離型性を長期に亘り維持することができる定着部材の提供に向けたものである。また、本発明の他の態様は、高品位な電子写真画像の長期に亘る安定形成に資する定着装置の提供に向けたものである。さらに、本発明の他の態様は、高品位な電子写真画像を長期に亘って安定に形成することができる電子写真画像形成装置の提供に向けたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、基層と、弾性層と、該弾性層上の表面層と、を厚さ方向にこの順で有する電子写真用の定着部材であって、
該弾性層は、シリコーンゴムを含み、
該表面層は、単一の層からなり、
該表面層は、フッ素樹脂と、パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルと、を含み、該定着部材は、要件（ｉ）及び要件（ｉｉ）を満たす定着部材が提供される：
（ｉ）該定着部材から採取した該表面層の全厚さ部分を含む測定サンプルについて、該基層に対向していた側とは反対側の第１の表面の所定の位置を清浄化した後、該位置に対して、水晶振動子マイクロバランス（ＱＣＭ）センサの検出面を０．４ＭＰａの圧力で、温度１８０℃にて、５０ｍｓｅｃ間、押圧する処理を行ったときに、該検出面の単位面積（１ｃｍ２）に付着するパーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルを含む付着物の質量Ｐ１１が、１．０×１０２ｎｇ以上、１．０×１０４ｎｇ以下である；
（ｉｉ）該要件（ｉ）で規定した処理に供した該測定サンプルについて、該位置を清浄化した後、温度１８０℃の環境に１２０秒置き、次いで、該位置に、水晶振動子マイクロバランス（ＱＣＭ）センサの検出面を０．４ＭＰａの圧力で、温度１８０℃にて、５０ｍｓｅｃ間、押圧する処理を行ったときに、該検出面の単位面積（１ｃｍ２）に付着するパーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルを含む付着物の質量Ｐ１２が、０．５×Ｐ１１以上、１．２×Ｐ１１以下である。
【０００７】
また、本発明の他の態様によれば、基層と、弾性層と、該弾性層上の表面層と、を厚さ方向にこの順に有する電子写真用の定着部材であって、
該弾性層は、シリコーンゴムを含み、
該表面層は、単一の層からなり、
該表面層は、フッ素樹脂と、パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルと、を含み、該定着部材から採取した該表面層の全厚さ部分を含む測定サンプルについて、該基層に対向していた側とは反対側の第１の表面に対して、水晶振動子マイクロバランス（ＱＣＭ）センサの検出面を０．４ＭＰａの圧力で、温度１８０℃にて、５０ｍｓｅｃ間、押圧したときに該検出面の単位面積（１ｃｍ２）に付着する、パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルを含む付着物の質量をＰ１１（ｎｇ）とし、
該測定サンプルの該基層に対向していた側の第２の表面に対して、水晶振動子マイクロバランス（ＱＣＭ）センサの検出面を０．４ＭＰａの圧力で、温度１８０℃にて、５０ｍｓｅｃ間、押圧したときに該検出面の単位面積（１ｃｍ２）に付着する、パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルを含む付着物の質量をＰ２１（ｎｇ）としたとき、Ｐ２１＞Ｐ１１である定着部材が提供される。
さらに、本発明の他の態様によれば、上記の定着部材と、該定着部材の加熱手段と、を備える定着装置が提供される。さらにまた、本発明の他の態様によれば、上記の定着装置を備える電子写真画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、長期の使用においても、優れたトナー離型性を維持し得る定着部材を得ることができる。また、本発明の別の態様によれば、高品位な電子写真画像の安定的な形成に資する定着装置を得ることができる。さらにまた、本発明の他の態様によれば、高品位な電子写真画像を長期に亘って安定に形成することができる電子写真画像形成装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１に記載の定着部材の表面観察画像である。
【図２】比較例４に記載の定着部材の表面観察画像である。
【図３】本発明の一例である定着ベルト（Ａ）及び定着ローラ（Ｂ）の断面模式図である。
【図４】本発明に係る定着ベルトを用いた定着装置の断面模式図である。
【図５】本発明に係る定着ローラを用いた定着装置の断面模式図である。
【図６】本発明の電子写真画像形成装置の一態様を示す概略断面模式図である。
【図７】本発明に係る定着部材の断面模式図（Ａ）及び表面層のフッ素オイル量の模式図（Ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明者等の検討によれば、特許文献１に係る定着部材は、優れたトナー離型性を有することを確認した。そこで、本発明者等は、特許文献１に係る撥液膜を、シリコーンゴムを含む弾性層上に表面層として設けた定着部材について検討を行った。しかし、長期に亘る使用の結果、定着部材の外表面のトナー離型性が低下し、上記したような薄紙に電子写真画像を形成する際に、薄紙の定着部材への巻きつきが生じる場合があった。
このようなトナー離型性の経時的な低下は、定着ニップ部における弾性層の変形に伴う表面層の繰り返しの変形により表面層が摩耗することによると考えられる。これは、トナー離型性の向上に寄与しているパーフルオロポリエーテル鎖またはパーフロオロアルキル鎖を有する化合物が、定着部材の外表面から失われるためであると考えられる。
本発明者等は、長期の使用によっても優れたトナー離型性を維持し得る定着部材を得ることを目的として検討を重ねた。その結果、上記した態様に係る定着部材が、かかる目的を良く達成しうることを見出した。以下、各態様に係る定着部材について詳述する。
【００１１】
本発明の一態様に係る定着部材は、基層と、弾性層と、該弾性層上の表面層と、を厚さ方向にこの順で有する。該弾性層はシリコーンゴムを含み、該表面層は単一の層からなり、該表面層は、フッ素樹脂と、パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイル（以降、単に「フッ素オイル」ともいう）と、を含む。
また、該定着部材は、下記の要件（ｉ）及び（ｉｉ）を満たす。
要件（ｉ）：該定着部材から採取した該表面層の全厚さ部分を含む測定サンプルについて、該基層に対向していた側とは反対側の第１の表面の所定の位置を清浄化する。そののち、該位置に対して、水晶振動子マイクロバランス（ＱＣＭ）センサの検出面を０．４ＭＰａの圧力で、温度１８０℃にて、５０ｍｓｅｃ間押圧する処理を行う。このときに、該検出面の単位面積（１ｃｍ２）に付着するフッ素オイルを含む付着物の質量Ｐ１１が、１．０×１０２ｎｇ以上、１．０×１０４ｎｇ以下である。
要件（ｉｉ）：上記要件（ｉ）で規定した処理に供した該測定サンプルについて、該位置を清浄化する。そののち、温度１８０℃の環境に１２０秒間置き、次いで、該位置に、ＱＣＭセンサの検出面を０．４ＭＰａの圧力で、温度１８０℃にて、５０ｍｓｅｃ間押圧する処理を行う。このときに、該検出面の単位面積（１ｃｍ２）に付着するフッ素オイルを含む付着物の質量Ｐ１２が、０．５×Ｐ１１以上、１．２×Ｐ１１以下である。
【００１２】
上記要件（ｉ）にて規定した処理は、表面層内部に含まれるフッ素オイルを表面層の基層に対向する側とは反対側の第１の表面（以降、「外表面」と称する場合がある）に移行させる処理と位置づけられる。すなわち、上記（ｉ）に規定した処理における外表面に対する押圧条件（圧力、温度、加圧時間）は、電子写真画像形成プロセスにおける熱定着の際に、定着ニップにおいて定着部材の表面層の外表面に加わる条件に相当するものとして設定したものである。
また、定着部材の外表面に存在するフッ素オイルの量は、水晶振動子を用いて測定することができる。水晶振動子は、ナノグラムのオーダーの質量を測定可能な感度を有する。水晶振動子は、水晶の結晶板の両側表面を金属電極で挟んだ構造を有し、両側の金属電極に交流電場を印加すると水晶の逆電圧降下により一定の周波数（共振周波数）で振動する。そして、金属電極上に微量の物質が付着すると、その付着量に比例して共振周波数が減少する。この現象を利用することで、水晶振動子を微量天秤として利用することができる。
水晶振動子の周波数の変化量と金属電極上の付着物質の質量は、以下のＳａｕｅｒｂｒｅｙの式（式（ａ））に従う。
【００１３】
【数１】
2020140185.tif 000003
（ΔＦ:周波数変化、Δｍ:質量変化量、Ｆ０:基本周波数、ρＱ:水晶の密度、μＱ:水晶のせん断応力、Ａ:電極面積）
この測定方法は、水晶振動子マイクロバランス（Ｑｕａｒｔｚ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ：ＱＣＭ）法とも称される。  
【００１４】
さらに、上記要件（ｉ）に係る「清浄化」とは、エタノールを染み込ませた不織布を該位置におき、該不織布上に２０ｋＰａの荷重をかけて該位置を１０往復させる。引き続いて、トルエンを染み込ませ不織布を該位置におき、該不織布上に２０ｋＰａの荷重をかけて該位置を１０往復させる操作である。これにより、外表面上に存在しているフッ素オイルは機械的に除去される。一方、エタノールおよびトルエンは、ＰＦＰＥを溶解しないため、表面層中に存在するＰＦＰＥを溶出させることはない。
従って、上記要件（ｉ）は、要件（ｉ）で規定した押圧処理によって、表面層内部に存在していたフッ素オイルが、該表面層の第１の表面に浸み出す量が、１．０×１０２ｎｇ以上、１．０×１０４ｎｇ以下であることを意味する。そして、Ｐ１１を上記数値範囲内とすることで、定着部材の外表面への、熱定着の際のトナーの付着を有意に抑制できる。その結果、熱定着の際のトナーオフセットの発生を防止でき、また、フッ素オイルの粘性に起因したトナーの凝集破壊によるオフセットの発生も防止できる。また、Ｐ１１は、より好ましくは、１．０×１０２ｎｇ以上５．０×１０３ｎｇ以下である。
なお、定着部材からの、該表面層の全厚さ部分を含む測定サンプルの調製方法としては、例えば定着部材が基層上に弾性層と表面層とが順次積層された構成を有する場合、弾性層と表面層の積層体を切り出し、該積層体から弾性層を除去する方法が挙げられる。積層体から弾性層を除去する方法としては、表面層を、弾性層との界面部分からナイフで剥離する方法や、表面層中のフッ素樹脂は溶解せず、弾性層中の樹脂成分溶解可能な溶剤を用いて弾性層のみを溶解除去する方法が挙げられる。例えば、弾性層がシリコーンゴムを含む場合、樹脂溶解剤（商品名：ｅソルブ２１ＲＳ、カネコ化学社製）を用いることで積層体から弾性層のみを溶解除去することができる。
【００１５】
次に、要件（ｉｉ）に係る処理は、上記要件（ｉ）に係る処理によって表面層内に含まれるフッ素オイルを表面層の第１の表面に移行させた該測定サンプルについて、要件（ｉ）に係る処理によって該第１の表面に移行したフッ素オイルを除去する清浄化を行う。次いで、所定の環境下においた後に、該測定サンプルの内部から第１の表面にフッ素オイルの移行させるための処理である。ここで、「清浄化」とは、要件（ｉ）における「清浄化」と同じ操作を指す。そして、本態様に係る定着部材は、要件（ｉｉ）に係る処理を行ったときのＱＣＭセンサの検出面の単位面積に付着するフッ素オイルを含む付着物の質量をＰ１２としたとき、Ｐ１２が、Ｐ１１の０．５倍以上、１．２倍以下である。このことは、上記要件（ｉ）に係る処理によって外表面に移行したフッ素オイルを除去したのちにも、表面層の第１の表面が、優れたトナー離型性を発現し得る程度の適量のフッ素オイルが、表面層内部から外表面に移行し得ることを意味する。
すなわち、上記要件（ｉ）及び要件（ｉｉ）を満たす定着部材は、１回の熱定着工程において外表面のフッ素オイルが一旦消費されても、表面層内部からフッ素オイルが外表面に供給され、高いトナー離型性を長期に亘って維持し得るものとなる。
上記要件（ｉ）及び（ｉｉ）に係る押圧処理には、たとえば、タック試験機(商品名：ＴＡＣ−１０００、レスカ社製)を用いることができる。具体的には、当該試験機のステージ部に水晶振動子を載置する。一方、定着部材から採取した表面層の全厚さ部分を含む測定サンプルを、該測定サンプルの第１の表面が、該水晶振動子と対向するように当該試験機のプローブに固定する。次いで、プローブをステージ部に接近させて測定サンプルの第１の表面を該水晶振動子に押圧させる。押圧条件は下記の通りとする。
・圧力：０．４ＭＰａ、
・押付時間：５０ｍｓｅｃ、
・押し込み量一定モード、
・押付および引き上げ速度：１．０ｍｍ／ｓｅｃ、
・プローブ設定温度：１８０℃。
【００１６】
１．定着部材
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、各々本発明に係る定着部材の異なる態様を示す断面図である。図３（Ａ）は、エンドレスベルト形状を有する定着部材（以下、「定着ベルト１１」とも称する。）であり、図３（Ｂ）は、ローラ形状の定着部材（以下、「定着ローラ１２」とも称する。）を示す。
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に係る定着部材は、基層１３と、その外表面を被覆してなる弾性層１４と、該弾性層の基層に対向する側とは反対側の表面を被覆してなる表面層１５とを有する。なお、表面層１５は、弾性層１４の基層に対向する側とは反対側の表面に不図示の接着層で接着されていてもよい。
図７（Ａ）は、本態様に係る定着部材の基層１３、弾性層１４、表面層１５、および、表面層１５の、基層に対向する側とは反対側の第１の表面(外表面)１５ａと、基層に対向する側の第２の表面１５ｂとの関係を示す断面図である。図７（Ｂ）は、表面層１５において、第１の表面におけるフッ素オイルの質量Ｐ１１と第２の表面におけるフッ素オイルの質量Ｐ２１とを比較したときに、Ｐ１１よりもＰ２１が大きいことを示す。
【００１７】
（１）基層
基層１３の材質としては、アルミニウム、鉄、ステンレス、ニッケルの如き金属及び合金、並びに、ポリイミドの如き耐熱性樹脂が用いられる。
定着ベルト１１においては、基層１３としては、エンドレスベルト形状を有する基材を用いてもよい。この場合の基層１３の材質としては、例えば、ニッケル、ステンレス、ポリイミドの如き耐熱性に優れるものが挙げられる。かかる基層１３の厚さとしては、特に限定されるものではないが、例えば、強度、柔軟性、熱容量の観点から、２０μｍ以上、１００μｍ以下とすることが好ましい。
定着ローラ１２においては、基層１３としては、例えば、中実又は中空の芯金が用いられる。芯金の材質としては、アルミニウム、鉄、ステンレスの如き金属又は合金が挙げられる。中空の芯金を用いる場合においては、内部に熱源を設けることが可能となる。
基層１３の外表面には、弾性層１４との接着性を付与するために表面処理を施してもよい。表面処理には、ブラスト処理、ラップ処理、研磨の如き物理的処理、酸化処理、カップリング剤処理、プライマー処理の如き化学的処理を、一つ又は複数種類組み合わせて用いることが可能である。
基層１３の表面に、シリコーンゴムを含む弾性層１４を設ける場合には、基層１３と弾性層１４との接着性を向上させるために、基層１３の表面に対してプライマー処理を施すことが好ましい。プライマー処理に用いるプライマーとしては、例えば、有機溶剤中に、シランカップリング剤、シリコーンポリマー、水素化メチルシロキサン、アルコキシシラン、反応促進触媒、ベンガラの如き着色剤が、適宜配合分散された塗料が挙げられる。
プライマーは、基層１３の材質、弾性層１４の種類又は架橋反応の形態によって適宜選択可能である。特に、弾性層１４が不飽和脂肪族基を多く含む場合には、不飽和脂肪族基との反応により接着性を付与するために、ヒドロシリル基を含有するプライマーが好適に用いられる。弾性層１４がヒドロシリル基を多く含む場合には、不飽和脂肪族基を含有するプライマーが好適に用いられる。プライマーとしてはそのほかにも、アルコキシ基を含有するものも挙げられる。プライマーは市販品を用いることができる。また、プライマー処理は、このプライマーを基層１３の外表面（弾性層１４との接着面）に塗布し、乾燥又は焼成させる工程を含む。
【００１８】
（２）弾性層
弾性層１４には、耐熱性に優れるシリコーンゴムを含有させることが好ましい。また、シリコーンゴムの原料としては、付加硬化型の液状シリコーンゴムが好ましく用いられる。
弾性層１４の厚さは、定着部材の表面硬度、及び、形成する定着ニップ部の幅を考慮して、適宜設計可能である。定着部材が定着ベルト１１である場合には、弾性層１４の厚みは、１００μｍ以上５００μｍ以下が好ましく、２００μｍ以上４００μｍ以下がさらに好ましい。
また、定着部材が定着ローラ１２である場合には、弾性層１４の厚みは、０．１ｍｍ（１００μｍ）以上、３.０ｍｍ以下が好ましく、０．３ｍｍ（３００μｍ）以上、２.０ｍｍ以下がさらに好ましい。
弾性層１４の厚みをこの範囲にすることで、定着部材を定着装置に組み込んだときに、十分な定着ニップ部の幅が確保できる。
また、弾性層がフッ素オイルとの化学的親和性に乏しいシリコーンゴムを含むことで、長期の使用においても表面層に含有されるフッ素オイルが弾性層に移行し難く、もっぱら定着部材表面に供給される。
弾性層１４はフィラーを含んでいてもよい。フィラーは、熱伝導性、耐熱性及び弾性率を制御するために添加するものである。具体的には、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、シリカ（ＳｉＯ２）、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、カーボンブラック（Ｃ）、炭素繊維（Ｃ）、カーボンナノチューブ（Ｃ）などが挙げられる。
また、弾性層１４を構成する材料には反応開始時間を制御するためのインヒビターと呼ばれる反応制御剤（阻害剤）を配合してもよい。反応制御剤としては、メチルビニルテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール、ハイドロパーオキサイドの如き公知の物質が用いられる。
【００１９】
（３）表面層
表面層１５は、フッ素樹脂と、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）構造を有するフッ素オイルを含む。そして、該表面層は、前記した要件（ｉ）及び要件（ｉｉ）を満たす。
要件（ｉ）及び要件（ｉｉ）を満たす定着部材は、例えば、表面層の厚み方向において、外表面側よりも基層側に多くの量のフッ素オイルを含むような表面層によって達成し得る。
例えば、定着部材から採取した該表面層の全厚さ部分を含む測定サンプルについて、該基層に対向していた側の第２の表面に対して、水晶振動子マイクロバランス（ＱＣＭ）センサの検出面を０．４ＭＰａの圧力で、温度１８０℃にて、５０ｍｓｅｃ間押圧する。このときに該検出面の単位面積（１ｃｍ２）に付着するパーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルを含む付着物の質量Ｐ２１（ｎｇ）としたとき、Ｐ２１及びＰ１１が下記式（１）の関係を示す定着部材は、要件（ｉ）及び要件（ｉｉ）を達成し得る。
Ｐ２１＞Ｐ１１        （１）
フッ素樹脂及びフッ素オイルは、共に表面自由エネルギーが小さいため、相分離させることなく相互作用させることは困難かとも思われた。しかしながら、本発明者等は、表面層中のフッ素樹脂の融点近傍の温度で、該表面層の外表面にフッ素オイルを接触させることによって、表面層中に、フッ素オイルをフッ素樹脂と相分離することなく含有させ得ることを見出した。また、このような方法によって表面層中にフッ素オイルを含有させたところ、該表面層の厚み方向において、フッ素オイルが該表面層における弾性層との界面近傍まで浸透し、かつ、該界面近傍の方が該表面層の第１の表面側よりもフッ素オイル濃度が高かった。
フッ素オイルの濃度が、該表面層の弾性層に近い側で高くなっている理由は定かではないが以下のように推測している。まず、フッ素オイルをフッ素樹脂の融点付近で接触させることで、フッ素オイルがフッ素樹脂中を速やかに拡散していき、弾性層との界面近傍にまで到達する。次いで、表面層がフッ素樹脂の融点付近から室温に冷却される過程では、表面層中のフッ素樹脂の分子収縮が生じ、第１の表面側から表面層の第１表面にフッ素オイルが放出される。その結果、表面層中のフッ素オイルの濃度が、弾性層の第１の表面側よりも、弾性層との界面側で高くなるものと考えられる。
そして、表面層中にこのようなフッ素オイルの濃度勾配が形成されることで、表面層がフッ素オイルのリザーバとして機能する。そのため、熱定着時に表面層の第１の表面上のフッ素オイルが消費されても、物質拡散の原理により表面層のフッ素オイルが、第１の表面に継続的に供給され、長期の使用においても定着部材の外表面のトナー離型性が維持されると考えられる。
【００２０】
なお、表面層の厚み方向における第１の表面側及び弾性層との界面側のフッ素オイルの濃度差については、例えば、赤外分光法で測定することによって簡易に確認することができる。
【００２１】
本態様に係る定着部材の作製は、ＰＦＰＥ構造を含むフッ素オイルを、表面層に含まれるフッ素樹脂の融点近傍の温度で接触含浸させ得る限り、いかなる方法も用いることができる。フッ素オイルと接触させる表面層としては、事前に基層、弾性層、表面層を積層した定着部材における表面層であってもよいし、表面層用のフッ素樹脂チューブを用意し、弾性層と接着させる側の表面をマスキングした状態のものを用いてもよい。また、接触方法としては例えばディッピング法により作製することができる。
具体的には、例えば、表面層が、フッ素樹脂としてＰＦＡを含む場合、以下の工程ａ）〜工程ｃ）を経て得ることができる。
工程ａ）基層、シリコーンゴムを含む弾性層、及び、ＰＦＡを含む樹脂層がこの順で積層された予備定着部材をディッピング装置に取付ける。
工程ｂ）事前にＰＦＡの融点近傍（３００℃±５０℃）に加熱したフッ素オイル浴に予備定着部材を浸漬し、５分間放置する。
工程ｃ）予備定着部材をフッ素オイル浴から取り出した後、樹脂層の外表面に付着したＰＦＰＥを除去し、室温まで冷却する。
工程ｂ）におけるフッ素オイル浴の温度は、樹脂層中へのフッ素オイルの含浸量と相関があり、温度が高いほど含浸量が増加する。また、接触時間については数〜数十分でよい。表面に付着した過剰量のＰＦＰＥを除去する方法は特に制限はないが、例えば、フッ素溶剤で洗浄する、エアで除去するといった方法が挙げられる。
なお、樹脂層の外表面へのフッ素オイルの供給方法としては、上記したディッピング法に限られない。例えば、樹脂層の外表面へフッ素オイルを供給する方法としては、スプレー塗布、ロール塗布、及び、ビーム塗布の如き公知の塗布方法を用い得る。
【００２２】
＜フッ素樹脂＞
フッ素樹脂としては特に制限はなく、具体的にはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリクロロテトラフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）等の結晶性フッ素樹脂、また環状パーフルオロポリエーテル構造を有する非晶性フッ素樹脂が挙げられる。特に耐熱性、機械強度、加工性の観点からＰＦＡを好適に用いることができる。
ＰＦＡはパーフルオロアルキルビニルエーテル（以下、「ＰＡＶＥ」と称する。）とテトラフルオロエチレン（以下、「ＴＦＥ」と称する。）の共重合体であり、ＰＡＶＥは、パーフルオロメチルビニルエーテル（ＣＦ２＝ＣＦ−Ｏ−ＣＦ３）、パーフルオロエチルビニルエーテル（ＣＦ２＝ＣＦ−Ｏ−ＣＦ２ＣＦ３）及びパーフルオロプロピルビニルエーテル（ＣＦ２＝ＣＦ−Ｏ−ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３）から選択される。
【００２３】
ＰＦＡとしては、市販のものを用いることができ、以下に具体例を挙げる。
・「４５１ＨＰ−Ｊ」「９５９ＨＰ−Ｐｌｕｓ」「３５０−Ｊ」「９５０ＨＰ−Ｐｌｕｓ」（いずれも商品名、三井・ケマーズ  フロロプロダクツ社製）；
・「Ｐ−６６Ｐ」、「Ｐ−６６ＰＴ」、「Ｐ−８０２ＵＰ」（いずれも商品名、ＡＧＣ社製）；
・「ＡＰ−２３０」「ＡＰ−２３１ＳＨ」等（いずれも商品名、ダイキン工業社製）；
・「６５０２Ｎ」（商品名、スリーエム社製）。
ＰＦＡに関して、ＰＦＰＥの含浸量は、ＰＦＡ中のＰＡＶＥ含有割合と相関があり、ＰＡＶＥ含有割合が大きくなると含浸量が増加する。これは、フッ素オイルが分子運動性の高いＰＦＡの非晶部と相互作用しやすいためであると考えられる。ＰＦＡ中におけるＰＡＶＥの含有割合としては、分子鎖中に１モル％以上５モル％以下が好ましく、特には、３モル％以上５モル％以下が好ましい。なお、ＰＡＶＥ含有割合は１９Ｆ  ＮＭＲを測定することにより算出することができる。
上記した市販のＰＦＡのうち、「４５１ＨＰ−Ｊ」、「９５９ＨＰ−Ｐｌｕｓ」、「９５０ＨＰ−Ｐｌｕｓ」、「Ｐ−６６Ｐ」、「Ｐ−６６ＰＴ」、「ＡＰ−２３１ＳＨ」「６５０２Ｎ」、「ＡＷ−５０００Ｌ」のＰＡＶＥ含有割合を表１に記す。
【００２４】
【表１】
2020140185.tif 000004
【００２５】
＜フッ素オイル＞  
フッ素オイルはパーフルオロポリエーテル構造を有するものであり、具体的には、下記構造式（１）で示される構造を有するパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）が挙げられる。かかるＰＦＰＥの中でも、フッ素樹脂の融点でオイル状となるものが、好適に用いられる。
【００２６】
【化１】
2020140185.tif 000005
【００２７】
（構造式（１）中、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、及びｆは、それぞれ独立に０又は正の整数であり、１≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ≦６００を満たし、ａ、ｂ、ｃ、及びｄの少なくとも１つは正の整数である。）
また、構造式（１）中の各繰り返し単位の存在順序は、構造式（１）における記載の順序に限定されるものではない。さらに、各繰り返し単位は、構造式（１）で表されるＰＦＰＥ中の複数個所に存在してもよい。すなわち、構造式（１）で表されるＰＦＰＥはブロックコポリマーであってもよく、ランダムコポリマーであってもよい。
ＰＦＰＥの分子量としては、耐熱性の観点から、数平均分子量として、５，０００以上、特には、７，０００以上とすることが好ましい。また、接触時のフッ素樹脂との相互作用しやすさの観点から１００，０００以下、特には、３０，０００以下とすることが好ましい。上記分子量のＰＦＰＥは、空気中、３５０℃で３０分加熱しても重量減少は１％未満であり、フッ素樹脂の融点近傍温度においても熱分解は極めて少ない。
表面層中におけるＰＦＰＥの含有量は、フッ素樹脂及びＰＦＰＥの合計量に対して、１．０質量％以上、２５質量％以下が好ましい。１質量％未満では表面層の離型性を向上させることができず、２５質量％より大きいと、ニップ部に過剰のＰＦＰＥが供給されやすく、トナーオフセットが発生しやすくなる。
【００２８】
構造式（１）で示される構造に包含される構造を有するＰＦＰＥの具体例を以下に挙げる。一例としては、構造式（２）〜（４）からなる群より選択される少なくとも１種の化学構造を有するものを挙げることができる。
・構造式（２）で示される構造を有するＰＦＰＥ（例えば、「Ｄｅｍｎｕｍ−Ｓ２００」、「Ｄｅｍｎｕｍ−Ｓ１００」（いずれも商品名；ダイキン工業社製。「Ｄｅｍｎｕｍ型」と称す））：
【００２９】
【化２】
2020140185.tif 000006
【００３０】
（構造式（２）中、ｎは、１以上の整数を表す。）
・構造式（３）で表される構造を有するＰＦＰＥ（例えば、「Ｋｒｙｔｏｘ  ＧＰＬ１０７」、「Ｋｒｙｔｏｘ  ＧＰＬ１０６」、「Ｋｒｙｔｏｘ  １４３ＡＤ」、「Ｋｒｙｔｏｘ  ＶＰＦ１６２５６」、「Ｋｒｙｔｏｘ  ＸＨＴ−５００」、「Ｋｒｙｔｏｘ  ＸＨＴ−７５０」、「Ｋｒｙｔｏｘ  ＸＨＴ−１０００」（いずれも商品名；ケマーズ社製。「Ｋｒｙｔｏｘ型」と称す））：
【００３１】
【化３】
2020140185.tif 000007
【００３２】
（構造式（３）中、ｎは、１以上の整数を表す。）
・構造式（４）で表されるＰＦＡ（例えば、「Ｆｏｍｂｌｉｎ  Ｍ６０」、「Ｆｏｍｂｌｉｎ  Ｍ３０」（いずれも商品名、ソルベイ社製。「Ｆｏｍｂｌｉｎ型」と称す））：
【００３３】
【化４】
2020140185.tif 000008
【００３４】
（構造式（４）中ｍ及びｎはそれぞれ独立に、１以上の整数を表す。）
パーフルオロポリエーテルの含浸量は溶解度パラメータと相関がある。具体的には、ハンセンの溶解度パラメータ（ＨＳＰ値）より算出される、フッ素樹脂とパーフルオロポリエーテルのＳＰ値差（ΔＨＳＰ値）で制御することができる。２成分間のΔＨＳＰ値が小さいと、両者は溶解しやすい、すなわち、より混和しやすく、含浸量が多くなる。
ΔＨＳＰ値はハンセングループが開発、販売しているデータベース付き計算ソフト「ＨＳＰｉＰ」の３ｒｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ  ３．１．１４を使用して、算出することができる。本発明者等がＰＦＡとＰＦＰＥのΔＨＳＰ値を計算したところ、Ｋｒｙｔｏｘ型＝２．８、Ｄｅｍｎｕｍ型＝３．６、Ｆｏｍｂｌｉｎ型＝５．４で、ＰＦＰＥの化学構造によりＰＦＡとの親和性が異なることが分かった。すなわち、同一条件で各化学構造のＰＦＰＥをＰＦＡと接触させた場合、Ｋｒｙｔｏｘ型が最もＰＦＡと相溶しやすい。
表面層１５の厚みとしては、定着部材の使用時の表面の摩耗の抑制の観点から、３．０μｍ以上、より好ましくは５．０μｍ以上、特に好ましくは１０μｍ以上が挙げられる。また、定着部材としての厚み方向の熱伝導性の低下の抑制の観点から、５０μｍ以下、特には、４０μｍ以下が好ましい。
【００３５】
２．熱定着装置
本発明の一態様に係る熱定着装置は、加熱用の回転体と、該加熱用の回転体と定着ニップ部を形成するように配置されてなる加圧用の回転体とを具備する。加熱用の回転体と加圧用の回転体との組み合わせの例としては、例えば、加熱ローラと該加熱ローラに対向配置されてなる弾性加圧ローラ、加熱フィルムと該加熱フィルムに当接配置された弾性加圧ローラを挙げることができる。加熱用の回転体と加圧用の回転体との組み合わせの他の例としては、加熱ベルトと該加熱ベルトに当接配置された弾性加圧ローラ、加熱ベルトと該加熱ベルトに当接配置された弾性加圧ベルト等を挙げることができる。
【００３６】
（１）定着ベルトを用いた定着装置
図４は、加熱用の定着ベルト１１及び弾性加圧ローラ１９を具備する熱定着装置の長手方向に直交する方向の断面図である。
定着ベルト１１は、本発明の一態様に係る定着ベルトである。定着ベルト１１はベルトガイド部材１６にルーズに外嵌させてある。加圧用剛性ステイ１８はベルトガイド部材１６の内側に挿通してある。ベルトガイド部材１６は、例えば、耐熱性・断熱性を有する樹脂によって形成されている。
ベルトガイド部材１６と定着ベルト１１の内面とが接触する位置に熱源としてのセラミックヒータ１７を具備する。セラミックヒータ１７はベルトガイド部材１６の長手方向に沿って設けられている溝部に嵌入され、固定されている。セラミックヒータ１７は、不図示の手段によって通電され発熱する。
弾性加圧ローラ１９は、例えば、ステンレス製の芯金１９ａの周面に、硬化シリコーンゴムを含む弾性層１９ｂが設けられている。また、弾性層１９ｂの周面上に、フッ素樹脂を含む表層１９ｃが設けられている。表層１９ｃの厚さは、例えば、５０μｍである。
加圧用剛性ステイ１８の両端部と装置シャーシ側のバネ受け部材（不図示）との間にそれぞれ加圧バネ（不図示）を縮設することで、加圧用剛性ステイ１８に押し下げ力を付与している。これによってベルトガイド部材１６の下面に配設したセラミックヒータ１７の下面と弾性加圧ローラ１９の上面とが定着ベルト１１を挟んで圧接して所定の定着ニップ部Ｎが形成される。すなわち、セラミックヒータ１７の下面は、定着ベルト１１の内周面に接して配置されている。
この定着ニップ部Ｎに未定着トナーＧによって画像が形成された、被加熱体となる記録媒体Ｐを搬送速度Ｖで挟持搬送させる。これにより、トナー像を加熱、加圧する。その結果、トナー像は溶融・混色、その後、冷却されることによって記録媒体Ｐ上にトナー像が定着される。
【００３７】
（２）定着ローラを用いた熱定着装置
図５は、加熱用の定着ローラ１２と、該定着ローラ１２に対向配置された弾性加圧ローラ１９と、定着ローラ１２の加熱手段であるヒータ２０と、を具備する熱定着装置の長手方向に直交する方向の断面図である。
定着ローラ１２は、本発明の一態様に係る定着ローラである。定着ローラ１２は基層１３としての中空の芯金の外周面に弾性層１４が形成され、さらにその外側に表面層１５が形成されている。
定着ローラ１２及び弾性加圧ローラ１９は、不図示の加圧手段により、互いに回転可能に押圧されて、定着ニップ部Ｎが形成されている。
定着ローラ１２及び弾性加圧ローラ１９の内部には、未定着トナーＧを溶融するために必要な熱を供給する、熱源としてのヒータ２０が設置されている。ヒータ２０としてはハロゲンヒータが一般に用いられる。搬送されてくる記録媒体Ｐのサイズに合わせて、複数のハロゲンヒータを内部に設置する場合もある。
定着ローラ１２及び弾性加圧ローラ１９は不図示の手段により基層（芯金）１３及び芯金１９ａの端部を通じて回転力が加えられ、定着ローラ１２表面の移動速度が記録媒体Ｐの搬送速度Ｖと略等速となるように回転が制御されている。この際、回転力は、定着ローラ１２及び弾性を有する弾性加圧ローラ１９のどちらかに付与され、もう一方が従動により回転していても良いし、両方に回転力が付与されていても良い。
このように形成された定着装置の定着ニップ部Ｎに、未定着トナーＧによって画像が形成された被加熱体となる記録媒体Ｐを挟持搬送させる。これにより、トナー像を加熱、加圧する。その結果、トナー像は溶融・混色、その後、冷却されることによって記録媒体Ｐ上にトナー像が定着される。
【００３８】
３．画像形成装置
画像形成装置としては、電子写真方式を用いた複合機、コピー、ファックス、プリンタなどがある。ここではカラーレーザープリンタを例に用い、画像形成装置の全体構成について概略説明する。
図６は、本発明の一様態に係るレーザープリンタ４０の概略断面図である。図６に示したレーザープリンタ４０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色毎に一定速度で回転する電子写真感光体ドラム３９（以下、「感光体ドラム３９」と称する。）を有する画像形成部を有する。また、画像形成部で現像され多重転写されたカラー画像を保持し、給送部から給送された記録媒体Ｐにさらに転写する中間転写体３８を有する。
感光体ドラム３９（３９Ｙ、３９Ｍ、３９Ｃ、３９Ｋ）は、駆動手段（不図示）によって、図６に示すように反時計回りに回転駆動される。
感光体ドラム３９の周囲には、その回転方向にしたがって、順に、感光体ドラム３９表面を均一に帯電する帯電装置２１（２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し、感光体ドラム３９上に静電潜像を形成するスキャナユニット２２（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像ユニット２３（２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ）、感光体ドラム３９上のトナー像を一次転写部Ｔ１で中間転写体３８に転写させる一次転写ローラ２４（２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋ）、転写後の感光体ドラム３９表面に残った転写残トナーを除去するクリーニングブレードを有するクリーニングユニット２５（２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ）が配置されている。
【００３９】
画像形成に際しては、ローラ２６、２７及び２８に張架されたベルト状の中間転写体３８が回転すると共に各感光体ドラム３９に形成された各色トナー像が前記中間転写体３８に重畳して一次転写されることでカラー画像が形成される。
前記中間転写体３８への一次転写と同期するように搬送手段によって記録媒体Ｐが二次転写部Ｔ２へ搬送される。搬送手段は複数枚の記録媒体Ｐを収納した給送カセット２９、給送ローラ３０、分離パッド３１、レジストローラ対３２を有する。画像形成時には給送ローラ３０が画像形成動作に応じて駆動回転し、給送カセット２９内の記録媒体Ｐを一枚ずつ分離し、該レジストローラ対３２によって画像形成動作とタイミングを合わせて二次転写部Ｔ２へ搬送する。
二次転写部Ｔ２には移動可能な二次転写ローラ３３が配置されている。二次転写ローラ３３は、略上下方向に移動可能である。そして、像転写に際して、二次転写ローラ３３は記録媒体Ｐを介して中間転写体３８に所定の圧で押しつけられる。この時同時に二次転写ローラ３３にはバイアスが印加され中間転写体３８上のトナー像は記録媒体Ｐに転写される。
中間転写体３８と二次転写ローラ３３とはそれぞれ駆動されているため、両者に挟まれた状態の記録媒体Ｐは、図６に示す左矢印方向に所定の搬送速度Ｖで搬送され、さらに搬送ベルト３４により次工程である定着部３５に搬送される。定着部３５では熱及び圧力が印加されて転写トナー像が記録媒体Ｐに定着される。その記録媒体Ｐは排出ローラ対３６によって装置上面の排出トレイ３７上へ排出される。
そして、図４及び図５に例示した本発明の定着装置を、それぞれ図６に例示した電子写真画像形成装置の定着部３５及び二次転写ローラ３３に適用することにより、画像の均一性に優れた高品位な画像を提供可能な画像形成装置を得ることができる。
【実施例】
【００４０】
以下に、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４１】
本実施例では、以下のフッ素樹脂、及びフッ素オイルを用いて定着部材の作製を行った。
（フッ素樹脂）
ＰＦＡ−１：「９５９ＨＰ−Ｐｌｕｓ」（商品名、三井・ケマーズ  フロロプロダクツ社製）
ＰＦＡ−２：「４５１ＨＰ−Ｊ」（商品名、三井・ケマーズ  フロロプロダクツ社製）
ＰＦＡ−３：「９５０ＨＰ−Ｐｌｕｓ」（商品名、三井・ケマーズ  フロロプロダクツ社製）
ＰＦＡ−４：「Ｐ６６Ｐ」（商品名、ＡＧＣ社製）
ＰＦＡ−５：「ＡＷ−５０００Ｌ」（商品名、ダイキン工業社製）
（フッ素オイル）
ＰＦＰＥ−１：「Ｋｒｙｔｏｘ  ＧＰＬ１０７」（商品名、ケマーズ社製）
ＰＦＰＥ−２：「Ｋｒｙｔｏｘ  ＧＰＬ１０６」（商品名、ケマーズ社製）
ＰＦＰＥ−３：「Ｄｅｍｎｕｍ  Ｓ２００」（商品名、ダイキン工業社製）
ＰＦＰＥ−４：「Ｋｒｙｔｏｘ  １４３ＡＤ」（商品名、ケマーズ社製）
ＰＦＰＥ−５：「Ｋｒｙｔｏｘ  ＶＰＦ１６２５６」（商品名、ケマーズ社製）
ＰＦＰＥ−６：「Ｋｒｙｔｏｘ  ＸＨＴ−１０００」（商品名、ケマーズ社製）
ＰＦＰＥ−７：「Ｆｏｍｂｌｉｎ  Ｍ６０」（商品名、ソルベイ社製）
【００４２】
（実施例１）
（予備定着ベルトの作製）
基層として、内径３０ｍｍ、幅４００ｍｍ、厚さ４０μｍのニッケル電鋳製のエンドレスベルト形状を有する基材を用意した。この基材の外周面にプライマー処理を施した。
弾性層形成のための原料として、フィラーを含まない付加硬化型の液状シリコーンゴム（商品名：ＳＥ１８８６、東レ・ダウコーニング社製）を用意した。この液状シリコーンゴム６１体積部に対して、球状フィラーとして、球状アルミナ（商品名：アルナビーズＣＢ−Ａ３０Ｓ、昭和電工社製）を３８体積部、異形フィラーとして、気相法炭素繊維（商品名：ＶＧＣＦ−Ｓ、昭和電工社製、アスペクト比＝１００、平均繊維長＝１０μｍ）を１体積部加えた。こうして、弾性層形成用の付加硬化型シリコーンゴム組成物を調製した。これらを上記基材の外周面上にリングコート法を用いて塗布した後温度２００℃で４時間加熱して、付加硬化型シリコーンゴム組成物の層を架橋させて、厚さ３００μｍの弾性層を形成した。
該弾性層が形成された基材を、周方向に２０ｍｍ／秒の移動速度で回転させながら、弾性層の表面からの離間距離が１０ｍｍの位置に配置した紫外線ランプを用いて、弾性層表面に大気雰囲気下で紫外線を照射した。紫外線ランプには、低圧水銀紫外線ランプ（商品名：ＧＬＱ５００ＵＳ／１１、東芝ライテック社製）を用い、照射面における、１８５ｎｍの波長の積算光量が８００ｍＪ／ｃｍ２となるように照射した。
次いで、弾性層の表面に、付加硬化型シリコーンゴム接着剤（商品名：ＳＥ１８１９ＣＶ、東レ・ダウコーニング社製の「Ａ液」及び「Ｂ液」を等量混合）を厚さがおよそ２０μｍ程度になるように略均一に塗布した。
次に、内面を親水処理したフッ素樹脂チューブ（ＰＦＡ−１、２０μｍ厚、融点２９６℃）を被せ、該フッ素樹脂チューブの上からベルト表面を均一に扱くことにより、過剰の接着剤を弾性層とフッ素樹脂チューブの間から扱き出した。
そして、温度２００℃に設定した電気炉に、弾性層、さらに表面層で被覆してなる基層を入れ、１時間加熱して、接着剤を硬化させてフッ素樹脂チューブを弾性層上に接着し、両端を切断して、幅が３４３ｍｍの予備定着ベルトを得た。
【００４３】
（フッ素オイルの接触含浸）
パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ−１）を硼珪酸ガラス製メスシリンダに入れた。メスシリンダ全体に、断熱材でカバーされた電熱線を巻き、ＰＦＰＥ温度が２８５℃になるように加熱した。作製した予備定着ベルトをディッピング装置に取付け、加熱したＰＦＰＥ中に、定着ベルト全体を浸けた。５分間後、予備定着ベルトを取出した。その後、別途用意したフッ素系溶剤（商品名：Ｎｏｖｅｃ７３００、スリーエム社製）を入れたメスシリンダに予備定着ベルトを浸漬し、定着ベルト表面に付着した過剰のＰＦＰＥを除去した。フッ素系溶剤を乾燥させて、本実施例に係る定着ベルトＮｏ．１を作製した。定着ベルトＮｏ．１は、後述する評価に供するため、２セットを用意した。
また、定着ベルトＮｏ．１の第１の表面をＳＥＭで観察した写真を図１に示す。ＰＦＰＥが凝集している様子は観察できず、ＰＦＡとＰＦＰＥが相溶していることが示唆された。
【００４４】
＜評価＞
評価１〜評価３に用いる測定サンプルを以下のようにして３セット調製用意した。
（測定サンプルの調製）
定着ベルトＮｏ．１から、弾性層と表面層との積層体（直径１０ｍｍ）を切り出した。次いで、該積層体を、シリコーン樹脂の溶解剤（（商品名：ｅソルブ２１ＲＳ、カネコ化学社製）に浸漬して弾性層中のシリコーンゴムを溶解させることにより、積層体から弾性層を除去し、表面層の全厚さ部分を含む測定サンプルを調製した。
（評価１；フッ素オイル付着量Ｐ１１、Ｐ１２及びＰ２１の測定）
測定サンプルの基層に対向していた側とは反対側の第１の表面に清浄化した。すなわち、第１の表面上に、エタノールを染み込ませた不織布を置き、該不織布上に２０ｋPaの荷重をかけて該位置を１０往復させた。引き続いて、該表面にトルエンを染み込ませ不織布を置き、該不織布上に２０ｋPaの荷重をかけて該位置を１０往復させた。
次いで、タック試験機（商品名：ＴＡＣ−１０００、株式会社レスカ製）のステージ部に水晶振動子を載せ、一方、タック試験機のプローブ部には、測定サンプルを、第１の表面が、該水晶振動子と対向するように取り付けた。次いで、該プローブを該ステージに接近させ、該測定サンプルの第１の表面に水晶振動子に押し付けた。押圧条件は下記の通りとする。
・圧力：０．４ＭＰａ、
・押付時間：５０ｍｓｅｃ、
・押し込み量一定モード、
・押付および引き上げ速度：１．０ｍｍ／ｓｅｃ、
・プローブ設定温度：１８０℃。
水晶振動子は基本周波数６ＭＨｚ付近の「６Ａ２０２ＰＮ」（商品名、ピエゾパーツ社製）を用いた。付着前後の周波数特性測定はＱＣＭ−Ｄ分子間相互作用解析システム（Ｂｉｏｌｉｎ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ＡＢ）を用いて、押圧前後の直列共振周波数Ｆｓおよび振動エネルギーの喪失を表す周波数Ｆｗの変化を測定した。そして、前記式（ａ）より水晶振動子の単位面積（１ｃｍ２）あたりのフッ素オイルの付着量Ｐ１１を算出した。
上記押圧処理の完了直後に、該プローブから測定サンプルを取り外し、第１の表面を上記と同様にして清浄化した。次いで、該測定サンプルを温度１８０℃の環境に１２０秒置いた後、再び、該測定サンプルをプローブに取り付け、上記と同じ押圧条件にて水晶振動子に押し付けた。そして、直列共振周波数Ｆｓおよび振動エネルギーの喪失を表す周波数Ｆｗの変化を測定し、前記式（ａ）より水晶振動子の単位面積（１ｃｍ２）あたりのフッ素オイルの付着量Ｐ１２を算出した。
【００４５】
（評価２；表面層のフッ素オイル含有量）
別の測定サンプルの第１の表面、及び第２の表面を清浄化した。次いで、この測定サンプルについて、熱重量分析装置（ＴＧＡ）を用いて以下の条件で測定を行って、表面層に対するフッ素オイルの含有割合（ｗｔ％）を算出した。
装置：ＴＧＡ８５１（メトラー・トレド（ＭＥＴＴＬＥＲ  ＴＯＬＥＤＯ）社製）；
雰囲気：空気中；
温度：４２５℃。
上記熱重量分析によって得られた、測定時間―重量減少率のプロファイルにおいて、傾きが一定となり、ＰＦＡのみが減少している領域（具体的には測定時間３０００秒以降）から線形最小二乗近似式を求めた。該線形最小二乗近似式の切片を、ＰＦＡ量（ｗｔ％）とし、ＰＦＰＥ含有量（ｗｔ％）＝１００−ＰＦＡ量として算出した。
【００４６】
（評価３；表面層の厚み方向における最表面側、弾性層側ＰＦＰＥ量の相対比）
更に別の測定サンプルの第１の表面、及び第２の表面を清浄化した。次いで、この測定サンプルについて、赤外分光装置（商品名：Ｆｒｏｎｔｉｅｒ  ＭＩＲＮＩＲ、パーキンエルマー社製）を用いて、第１の表面側及び第２の表面側からＡＴＲ法で測定し、ＰＦＰＥ量の相対比（以下、「ＰＦＰＥ相対量比」と称する）を算出した。
具体的には、赤外分光分析によって得られた各々のプロファイルから、ＰＦＰＥにのみ出現するピーク（Ｋｒｙｔｏｘ型：９８６ｃｍ−１、Ｄｅｍｎｕｍ型：１０１０ｃｍ−１、Ｆｏｍｂｌｉｎ型：１０５２ｃｍ−１）の高さを、ＰＦＡにのみ出現するピーク（１１４６ｃｍ−１）の高さで除することにより、ピーク比を算出した。次いで、第２の表現側の測定結果から算出したピーク比を、第１の表面側の測定結果から算出したピーク比で除することにより、ＰＦＰＥ相対量比を算出した。
【００４７】
（評価４：トナーオフセットの有無の評価）
定着ベルトＮｏ．１を、紙の分離爪の角度を調製した電子写真画像形成装置（商品名：ｉｍａｇｅＲＵＮＮＥＲ−ＡＤＶＡＮＣＥ  Ｃ５０５１；キヤノン社製）に装着した。      
そして、Ａ４サイズの紙（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｐａｐｅｒ社製、坪量７５ｇ／ｍ２）上に１０ｃｍ×１０ｃｍのシアン色のベタ画像を形成する画像形成プロセスを実施した。なお、定着温度は、１８０℃、紙の搬送速度は、３００ｍｍ／ｓｅｃとした。
そして、シアンのベタ画像の形成枚数が１枚、１００枚、１００，０００枚に達した各々の時点で、Ａ４サイズの普通紙薄紙（商品名：ＣＳ−５２０、坪量５２ｇ／ｍ２、キヤノン社製）を１枚通紙して、１０ｃｍ×１０ｃｍのシアン色のベタ画像を形成した。この普通紙薄紙に形成したベタ画像について、目視および顕微鏡で観察し、以下の基準で評価した。
（評価基準）
ランクＡ：トナーオフセットおよびトナー欠落が共にない。
ランクＢ：トナーオフセットおよびトナー欠落が微量確認される
ランクＣ：トナーオフセットおよびトナー欠落が共に確認される。
ランクＤ：普通紙薄紙が定着ベルトに貼りついた。
【００４８】
（評価５：表面自由エネルギーの測定）
評価４において、普通紙薄紙へのベタ画像形成直前における定着ベルトＮｏ．１の外表面の表面自由エネルギーを、非特許文献１に記載されている「北崎・畑の方法」で算出した。具体的には、定着ベルトＮｏ．１の外表面について、水、ｎ−ヘキサデカン、及びジヨードメタンの接触角を測定した（測定環境：温度２３℃、相対湿度５５％）。
次いで、各接触角の測定結果を用いて、非特許文献１の第１３１ページの「２．Ｆｏｒｋｓ式の拡張」〜「３．高分子固体の表面張力とその成分」の記載に従って、「拡張Ｆｏｗｋｅｓの式」から表面自由エネルギーを求めた。
接触角の測定には接触角計（商品名：ＤＭ−５０１、協和界面科学社製）を使用し、表面自由エネルギー解析には解析ソフトウェア（商品名：ＦＡＭＡＳ、協和界面科学社製）を使用した。
【００４９】
（実施例２〜１８）
表面層に用いるフッ素樹脂種、フッ素オイル種及び接触時のフッ素オイル温度を表２に示すように変えた以外は、実施例１と同様にして各実施例に係る定着ベルトＮｏ．２〜１８を作製した。
【００５０】
（実施例１９）
実施例１において、定着部材とフッ素オイルの接触時間を１分とした以外は、実施例１と同様にして定着ベルトＮｏ．１９を作製し、評価１〜評価５に供した。
【００５１】
（実施例２０）
実施例１において、ＰＦＰＥをフッ素系溶剤（商品名：Ｎｏｖｅｃ７３００、スリーエム社製）で希釈した溶液を定着部材表面にスプレー塗布した後、乾燥炉に入れて２８５℃で５分間加熱した以外は、実施例１と同様にして定着ベルトＮｏ．２０を作製した。
【００５２】
（比較例１）
実施例１に記載した方法によって、予備定着ベルトを作製し、これを本比較例に係る定着ベルトＮｏ．Ｃ−１とした。
【００５３】
（比較例２）
定着ベルトＮｏ．Ｃ−１の外表面に、ナトリウムナフタレン（商品名：テトラエッチ、潤工社  社製）を塗布し、外表面を化学的に親水化させた。
次いで、分子末端をアルコキシシラン変性したＰＦＰＥ（商品名：オプツールＤＳＸ、ダイキン工業社製）をフッ素系溶剤（商品名：Ｎｏｖｅｃ７３００、スリーエム社製）に溶解した。そして、該溶液を親水化した外表面に塗布した後、１２０℃に加熱した乾燥炉の中で１時間焼成して、ＰＦＰＥを化学的に固定した。その後、ＰＦＰＥが化学的に固定された外表面を、上記フッ素系溶剤で洗浄して、本比較例に係る定着ベルトＮｏ．Ｃ−２を作製した。
【００５４】
（比較例３）
予備定着ベルトの外表面に接触させるフッ素オイルの温度を２１０℃とした以外は、実施例１と同様にして定着ベルトＮｏ．Ｃ−３を作製した。
（比較例４）
実施例１記載の方法で、基層、弾性層の作製を行った。該弾性層の表面をエキシマＵＶで処理した後、プライマー（商品名：ＥＫ−１９０９Ｓ２１Ｌ、ダイキン工業社製）を厚み２μｍとなるように均一にスプレーコートし、乾燥させた。
次いで、２つのスプレーガンを用意した。一方のスプレーガンにはＰＦＡ粒子の水系分散塗料（商品名：ＡＷ−５０００L、ダイキン工業社製、融点３００℃）を充填した。他方のスプレーガンには、ＰＦＰＥ−１をフッ素系溶剤（商品名：Ｎｏｖｅｃ７３００、スリーエム社製）に溶解した溶液を充填した。そして、これらのスプレーガンを用いて、弾性層の表面に、ＰＦＡの水系分散塗料とＰＦＰＥとを塗布し、ＰＦＡ粒子とＰＦＰＥとを含む、厚さ２０μｍの塗膜を形成した。このとき、塗膜中のＰＦＰＥ−１の含有量が２．０ｗｔ％となるようにスプレーガンの塗布量を調整した。
次いで、該塗膜を温度３５０℃で１５分間加熱し、該塗膜中のＰＦＡ粒子を溶融せしめて、表面層を形成して比較例５に係る定着部材を得た。実施例１と同様に表面層におけるフッ素オイルの含有量、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、ＰＦＰＥ相対量比を算出し、評価１、評価２に供した。また、表面層の最表面側をＳＥＭで観察した写真を図２に示す。ＰＦＰＥが凝集している様子が観察でき、ＰＦＡとＰＦＰＥが相溶していないことがわかる。
定着ベルトＮｏ．２〜２０、及び定着ベルトＮｏ．Ｃ−１〜Ｃ−４を評価１〜評価５に供した。結果を表２〜表３に示す。
【００５５】
【表２】
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【００５６】
表３に実施例１〜２０、比較例１〜４で作製した定着部材を評価１、及び評価２に供した結果を示す。
【００５７】
【表３】
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【００５８】
表３から、長期使用によっても本態様に係る定着部材が、優れたトナー離型性を維持することができ、その結果、高品位な電子写真画像を形成できることが分かった。
【符号の説明】
【００５９】
１１  定着ベルト
１２  定着ローラ
１３  基層
１４  弾性層
１５  表面層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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