(57)【要約】【課題】フィルム定着における、記録材のスリップ防止と、定着性確保、並びにフィルム破損の防止を達成することを目的とする。【解決手段】少なくとも、樹脂組成物で形成された基層２６ａと、樹脂組成物で形成された表層２６ｃと、を有し、記録材上の画像を定着する定着フィルム２６において、前記基層２６ａの樹脂中に、該樹脂より熱伝導性が高い第１フィラーＦ１と、該樹脂より表面エネルギーが小さい第２フィラーＦ２を含有させると共に、前記第１フィラーＦ１の含有量をａ容量％、第２フィラーＦ２の含有量をｂ容量％とした場合、ａ≧２ｂかつ５≦ａ＋２ｂ≦８０の式を満たすことを特徴とする定着用フィルム。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、樹脂組成物で形成された基層と、樹脂組成物で形成された表層と、を有し、記録材上の画像を定着する定着フィルムにおいて、
前記基層の樹脂中に、該樹脂より熱伝導性が高い第１フィラーと、該樹脂より表面エネルギーが小さい第２フィラーを含有させると共に、前記第１フィラーの含有量をａ容量％、第２フィラーの含有量をｂ容量％としたとき、ａ≧２ｂかつ５≦ａ＋２ｂ≦８０の式を満たすことを特徴とする定着フィルム。
【請求項２】
前記表層は弗素樹脂と導電性フィラーを含有することを特徴とする請求項１の定着フィルム。
【請求項３】
前記基層の樹脂がポリイミドであることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着フィルム。
【請求項４】
前記第１フィラーの含有量が４〜４０容量％であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の定着フィルム。
【請求項５】
前記第１フィラーが窒化ホウ素であることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の定着フィルム。
【請求項６】
前記第２フィラーの含有量が２〜２０容量％であることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の定着フィルム。
【請求項７】
前記第２フィラーが弗素樹脂であることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の定着フィルム。
【請求項８】
前記基層と前記表層との間に樹脂組成物で形成された中間層を有し、該中間層に導電性フィラーを含有させたことを特徴とすることを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の定着フィルム。
【請求項９】
総厚が２０〜１１０μｍであることを特徴とする請求項１から８の何れかに記載の定着フィルム。
【請求項１０】
熱伝導率が１．０ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする請求項１から９の何れかに記載の定着フィルム。
【請求項１１】
摩擦係数（ＪＩＳＫ７２１８に規定）が０．３以下であることを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の定着フィルム。
【請求項１２】
加熱体と、前記加熱体と摺動するフィルムと、前記フィルムを介して前記加熱体とニップを形成する回転加圧部材と、を有し、前記ニップ部で画像を担持した記録材が挟持搬送され、前記フィルムを介した前記加熱体からの熱により記録材上の画像を定着する定着装置において、
前記フィルムが請求項１〜１１の何れかに記載の定着フィルムであることを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電記録方式、電子写真方式等の画像形成手段により、記録材上に形成された画像を定着する定着フィルム、及び定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、静電記録装置や電子写真装置において、記録材上に形成されたトナー像の定着は、ハロゲンランプ等の発熱体を内包させた加熱ローラーと弾性体層を有する加圧ローラーとで、前記記録材を挟持搬送させる事で行われるのが一般的である。
【０００３】
しかしながら、最近では省電力化、及び通電加熱体への通電開始から定着可能温度に達するまでの時間短縮を実現するために、フィルム加熱方式の加熱装置（フィルム定着）が実用化されている。
【０００４】
フィルム定着は、固定支持された加熱体（セラミックヒーター）と、該加熱体に対向圧接しつつ搬送される耐熱性の定着用フィルム（定着用ベルトとも称される、以下、フィルムと記す）とから成るヒーターユニットと、このヒーターユニットに対し記録材を密着させる加圧部材とを有し、上記加熱体の熱をフィルムを介して記録材へ付与することで、記録材上に形成されているトナー像を定着させるものである。
【０００５】
このようなフィルム定着において、フィルムの駆動に因って生じる寄り力によりフィルムが座屈しない程度にフィルムの外径、及び厚さで座屈強度を確保することで、寄り制御を省略し、かつフィルムをフィルムガイドに対し圧フリーに外嵌させ、フィルム、及びフィルムガイドに圧接させる加圧ローラー駆動を加えることにより、前記フィルムを従動駆動させて、記録材を加圧ローラーの駆動により搬送させる方式が実用化されている。
【０００６】
そして、さらに定着性能を向上させるために、特許文献１に記されている様に、フィルムの基層に耐熱ベース樹脂より熱伝導性が高いフィラーを添加することが提案されている。
【０００７】
また、特許文献２に記されている様に、耐熱ベース樹脂中に、弗素樹脂等の耐熱ベース樹脂より表面エネルギーが小さいフィラーを添加することで、摺動抵抗が減少し、記録材の搬送速度が安定することが提案されている。
【０００８】
また、特許文献３には、耐熱性、機械的強度、離型性、熱伝導性に優れたフィルムとして、熱硬化性ポリイミド系樹脂を主成分とし、フッ素系樹脂粒子をその表面に分散遍在させるとともに，熱伝導性粉体を含ませたものが提案されている。
【特許文献１】特開平７−１１０６３２号公報
【特許文献２】特開２００１−０５６６１５号公報
【特許文献３】特開平１１−１５６９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の場合は、フィルムガイドとフィルム内面の摺動部の耐久による摺動抵抗の増加や加熱による温度上昇による摺動抵抗の増加、加熱定着時に記録材から発生する水蒸気が加圧ローラー表面へ付着する事による加圧ローラーの摩擦駆動力の低下する等により加圧ローラーの周速に対し、記録材、あるいはフィルムの搬送速度が遅れる現象が生じ、その結果、加圧ローラーは所定の周速度で回転しているにもかかわらず、記録材の搬送が所定の速度から遅れてしまうために紙詰まり（ＪＡＭ）となる、あるいはフィルムが記録材の搬送速度に対し遅れてしまうためにトナー像が搬送方向の下流側にズレでしまい画像が乱れる所謂スリップの問題が生じる場合がある。
【００１０】
また、特許文献２の場合は、耐熱ベース樹脂中に耐熱樹脂より熱伝導性が高いフィラーが存在しないと熱伝導性に劣り、定着性能が低下する可能性がある。
【００１１】
そして、特許文献３のように、耐熱樹脂より熱伝導性が高いフィラーと耐熱樹脂より表面エネルギーが小さいフィラーの両方を添加すれば、定着性能とスリップ防止が両立できるが、添加するフィラー量の総和が所定量を超えると、フィルムの引裂強度が低下し、フィルム破損が発生する可能性がある。また耐熱樹脂より表面エネルギーが小さいフィラーの添加による強度ダウン率は、耐熱樹脂より熱伝導性が高いフィラーの添加による強度ダウン率より大きいため、添加量の総和が小さくても、それぞれの添加量の割合によってはフィルム破損が発生する可能性がある。
【００１２】
本発明は、フィルム定着における、記録材のスリップ防止と、定着性確保、並びにフィルム破損の防止を達成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するための本発明に係る定着フィルムの代表的な構成は、少なくとも、樹脂組成物で形成された基層と、樹脂組成物で形成された表層と、を有し、記録材上の画像を定着する定着フィルムにおいて、前記基層の樹脂中に、該樹脂より熱伝導性が高い第１フィラーと、該樹脂より表面エネルギーが小さい第２フィラーを含有させると共に、前記第１フィラーの含有量をａ容量％（ｖｏｌ％）、第２フィラーの含有量をｂ容量％としたとき、ａ≧２ｂかつ５≦ａ＋２ｂ≦８０の式を満たすことを特徴とする。
【００１４】
加熱体から記録紙上のトナーへの熱伝導が向上し、定着性能を向上させ、かつ定着フィルムと摺動するヒーター表面、及びフィルムガイド摺動面との摩擦抵抗を小さくすることができるので、記録紙のスリップを防止することができる。
【００１５】
さらには添加する熱伝導性フィラーと摺動性フィラーの総和を規制することで、フィルムの強度低下による破損を防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
すなわち、基層に上記の第１フィラーと第２フィラーの２つを添加するものとし、その場合の両フィラーとの添加量の割合（容量％）と総和量を種々変えることで定着フィルムとしての好ましい特性が得られる条件範囲を検討した結果、両フィラーの添加量の割合と総和量を上記のように規制することで、記録材のスリップを防止し、定着性能を向上させ、フィルム破損を生じさせない定着フィルム、及びそれを用いた定着装置の提供が可能となることを見出して本発明を完成した。
【００１７】
本発明の定着フィルムによれば、加熱体から記録材上の画像への熱伝導が向上し、定着性能を向上させ、かつ定着フィルムと摺動する加熱体表面、及びフィルムガイド摺動面との摩擦抵抗を小さくすることができるので、記録材のスリップを防止することができる。さらには添加する熱伝導性である第１フィラーと摺動性である第２フィラーの総和を規制することで、フィルムの強度低下による破損を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
【実施例】
【００１９】
〈画像形成装置例〉
図１は画像形成装置例の概略構成図である。本例の画像形成装置は電子写真方式のレーザープリンタである。
【００２０】
このプリンタの不図示の制御部にパソコン等の不図示の外部ホスト装置からプリントすべき画像信号が入力する。その入力をトリガーとして所定の制御タイミングにおいて、像担持体としての感光ドラム１が不図示の駆動系により矢印の時計方向に所定の周速度、本例では１４０ｍｍ／秒の周速度で回転駆動される。
【００２１】
一方、所定の給紙タイミングにて第１の給紙ローラー８が駆動されて給紙カセット７内に積載収容されているシート状の記録材Ｐが一枚分離給紙され、シートパス９を通ってレジストローラー１０へ搬送される。あるいは所定の給紙タイミングにて第２の給紙ローラー１２が駆動されて汎用の紙サイズに対応するマルチトレイ１１に載置されたシート状の記録材Ｐが一枚分離給紙され、シートパス１３を通ってレジストローラー１０へ搬送される。レジストローラー１０は給紙された記録材Ｐの先端を受け止めて記録材の斜行修正をするとともに、所定の制御タイミングにて記録材Ｐを感光ドラム１と転写ローラー５との当接部である転写ニップ部に感光ドラム１の周速と同じ１４０ｍｍ／秒の速度で搬送する。１４はフォトセンサー及びフラッパーから成る第１の紙センサー（トップセンサー）であり、レジストローラー１０の記録材出口側近接に位置させて配設してある。この第１の紙センサー１４により、レジストローラー１０で搬送された記録材Ｐの先端・後端の通過が検知され、感光ドラム１に対するレーザー走査露光のタイミングの決定や入力された画像サイズに対する記録材の搬送方向長さの真偽判定等が行われる。
【００２２】
感光ドラム１は接地されたアルミニウムドラムに有機感光層を形成したものであり、これに当接させたれた帯電ローラー２の芯金に不図示のバイアス電源から帯電バイアスが印加される事により回転する感光ドラム周面が所定の極性・電位に一様に帯電される。本例では感光ドラム１は負極性に帯電される。その感光ドラム１の帯電処理面に対してレーザースキャナー３によりレーザー走査露光Ｌがなされる。レーザースキャナー３は半導体レーザー・レンズ・ポリゴンミラー・モーター等からなり、不図示の制御部であるところのＤＣコントローラーによりポリゴンの回転及び画像信号に応じたレーザーの変調が行われ、その変調レーザーにより感光ドラム１の帯電処理面が走査露光Ｌされる。これにより感光ドラム面に走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。
【００２３】
その静電潜像が現像器４によりトナー像として反転現像される。現像器４は負極性一成分磁性トナー及び現像マグネット、現像スリーブ等からなり、不図示のバイアス電源から現像バイアスが印加され、静電潜像の反転現像を行なう。
【００２４】
そして、その感光ドラム１上に形成されたトナー像が転写ニップ部に導入されて挟持搬送される記録材Ｐの面に転写される。転写ローラー５には、不図示のバイアス電源から正極性バイアスが印加されることでトナー像を記録材Ｐ上へ静電転写する。
【００２５】
転写ニップ部を通過した記録材Ｐは感光ドラム１の面から分離され、シートパス１５から定着装置１６へ導入される。また記録材分離後の感光ドラム面はクリーニングブレード６により拭掃されて転写残トナーや紙粉等の残留汚染物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供される。
【００２６】
定着装置１６に導入された記録材Ｐは後述するように加熱・加圧によりトナー像の定着処理を受ける。そしてシートパス１８を通って排紙ローラー１９により排紙トレイ２０上にプリントとして出力される。
【００２７】
１７は定着装置１６の定着ニップ部下流側に配設した第２の紙センサー（排紙センサー）である。前記第１の紙センサー１４とこの第２の紙センサー１７からの信号により記録材Ｐのプリンタ内搬送状態がＤＣコントローラー内のＣＰＵにより監視される。仮に、第１の紙センサー１４により、記録材Ｐが転写ニップ部に送られたにもかかわらず、適切な時間内に記録材Ｐの先後端が第２の紙センサー１７により検出されなければ、ＪＡＭ（紙詰まり）として、プリンタのモーター、高圧トランス、定着用加熱装置１６の通電発熱体等に対する通電が遮断される。
【００２８】
〈定着装置１６〉
図２は定着装置（以下、定着器と記す）１６の要部の横断面模型図である。この定着器１６はフィルム加熱方式、加圧部材駆動方式の所謂テンションレスタイプの加熱装置である。
【００２９】
ここで、以下の説明において、装置構成部材の長手方向とは記録材搬送路面内において記録材搬送方向に直交する方向に並行な方向である。また幅または幅方向（短手方向）とは記録材搬送方向における寸法または並行な方向である。または上流側と下流側は記録材搬送方向に関して上流側と下流側である。
【００３０】
２１は加熱部材としてのヒーターユニット、２２は加圧部材としての弾性加圧ローラである。ヒーターユニット２１と加圧ローラーはその長手方向（図面に垂直方向）の両端部側を定着器フレーム（不図示）の手前側と奥側の側板間に保持させ、上下に並行に配列して、且つ所定の押圧力で圧接させて記録材方向において所定幅に定着ニップ部Ｎを形成させている。
【００３１】
ヒーターユニット２１において、２３は横断面略半円形樋型のフィルムガイドであり、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の耐熱樹脂成形部材である。このフィルムガイド２３は図面に垂直方向を長手とする横長部材であり、その下面に長手に沿って設けた溝穴部に加熱体２４を嵌入させて保持させてある。２５はフィルムガイド２３の内側に配設した横断面逆Ｕ字形の補強板金である。２６は円筒状で可撓性を有する定着フィルムであり、上記のフィルムガイド２３と、加熱体２４と、補強板金２５のアセンブリに対してルーズに外嵌させてある。この定着フィルム２６は、円筒状のポリイミド樹脂にＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素樹脂層を形成したフィルムである。より具体的には、厚さ６０μｍの円筒形ポリイミドフィルム（基層）の表面に、フッ素樹脂及びカーボンから成る中間層（プライマー層）、そして離型層（表層）としてＰＴＦＥ、ＰＦＡ等から成るフッ素樹脂層が形成されたフィルムである。定着フィルム２６については後に詳述する。
【００３２】
加圧ローラー２２は、アルミニウム・鉄等からなる芯金２７に、シリコーンゴム、フッ素ゴム等から成る弾性層２８、及びＰＦＡチューブ等を被覆させて離型層２９を形成してなる。この加圧ローラー２２は、芯金２７の長手両端部を定着器フレームの手前側と奥側の側板間に軸受部材を介して回転可能に支持させてある。
【００３３】
そして、ヒーターユニット２１と加圧ローラー２２を加圧ローラーの弾性層２８の弾性に抗して不図示の加圧手段により加圧状態にすることで、加熱体２４と加圧ローラー２２とを定着フィルム２６を挟んで圧接させて加熱定着に必要な所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させてある。補強板金２５は加圧力によるフィルムガイド２３や加熱体２４の変形を防止している。定着フィルム２６は定着ニップ部Ｎにおいて加熱体２４とフィルムガイド２３にバックアップされる。
【００３４】
加圧ローラ２２は駆動手段Ｍにより記録材搬送方向である矢印の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される（加圧部材駆動式）。この加圧ローラ２２の回転駆動に伴い、該加圧ローラー２２と定着フィルム２６の外面との定着ニップ部Ｎにおける摩擦力で円筒状の定着フィルム２６に回転力が作用し、該定着フィルム２６がフィルムガイド２３の外回りを定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム内面が加熱体２４とフィルムガイド２３の下向き面に密着して摺動しながら矢印の時計方向に従動回転する。定着フィルム２６の内面とフィルムガイド２３との間には摺動グリス（不図示）が塗布されており、定着フィルム２６の摺動性を保っている。またフィルムガイド２３により定着フィルム２６の回転安定性が保たれる。
【００３５】
加圧ローラ２２の回転駆動による定着フィルム２６の回転がなされ、また後述するように加熱体２４に対する通電により該加熱体が昇温して所定の目標温度に温調された状態において、定着ニップ部Ｎの定着フィルム２６と加圧ローラー２２との間に未定着トナー画像ｔを担持した記録材Ｐが入り口ガイド３０に案内されて導入され、トナー画像担持面が定着フィルム２６の外面に密着して定着フィルム２６と一緒に定着ニップ部Ｎを通過することで、加熱体２４の熱が定着フィルム２６を介して記録材Ｐに付与され、未定着トナー画像ｔが記録材Ｐの面に加熱定着される。定着ニップ部Ｎを通った記録材Ｐは定着フィルム２６の面から曲率分離して出口ガイド３１に案内されて排出搬送される。
【００３６】
本実施例において上記の加熱体２４としてセラミックヒーター（以下、ヒーターと記す）を用いている。図３は用いたヒーター２４の構成と通電系の説明図である。本例のヒーター２４は、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等のセラミック材でできた絶縁基板２４ａの表面に、銀合金からなる２本の通電発熱体２４ｃ・２４ｅをスクリーン印刷して形成具備させてある。そして、その上に保護層２４ｇとしてガラスやフッ素樹脂等をコートしてある。絶縁基板２４ａの通電発熱体２４ｃ・２４ｅの形成面側とは反対面側には温度検知素子としてのサーミスターＴＨを接着して設けてある。このヒーター２４の保護層２４ｇ側の面が定着フィルム２６の内面が密着して摺動するヒーター表面側である。このヒーター２４を表面側を下向きに露呈させてフィルムガイド２３の溝穴部に嵌め込んで保持させてある。
【００３７】
また、ヒーター２４はＡＣ通電制御回路（トライアック）４１から通電発熱体２４ｃ・２４ｅに通電がなされることで該通電発熱体の発熱で迅速に昇温する。すなわち、ヒーター２４は、給電電極２４ｂ→１本目の通電発熱体２４ｃ→つなぎ電極２４ｄ→２本目の通電発熱体２４ｅ→給電電極２４ｆの経路で給電されて、通電発熱体２４ｃ・２４ｅが発熱する。ヒーター２４の温度状態がサーミスターＴＨで検知される。そのサーミスターＴＨの出力をＡ／Ｄコンバーター４３でＡ／Ｄ変換して制御回路（ＣＰＵを擁するＤＣコントローラー）４２に取り込む。制御回路（ＣＰＵ）４２はその情報をもとにＡＣ通電制御回路４１からヒーター２４へ供給するＡＣ電圧を位相制御、波数制御等することによりヒーター２４の通電発熱体２４ｃ・２４ｅに対する通電電力を制御して、ヒーター２４の温度を所定の定着温度に温調制御するようにしてある。本実施例において、通紙時におけるヒーター２４の制御温度（定着温度）は２００℃である。
【００３８】
〈定着フィルム２６〉
定着フィルム２６について詳述する。図４は定着フィルム２６の層構成を示す断面図である。この定着フィルム２６は、基層２６ａ、中間層２６ｂ、及び表層２６ｃの３層構造からなり、全体に可撓性を有する。基層２６ａは定着フィルム２６のベースフィルムであり、その面がヒーター２４およびフィルムガイド２３と接触して摺動する。表層２６ｃは離形層であり、その面に定着ニップ部において加圧ローラー２２および記録材Ｐが接触する。中間層２６ｂは基層２６ａと表層２６ｃとを接合するプライマー層（接着層）である。
【００３９】
基層２６ａは、耐熱樹脂と、耐熱樹脂よりも熱伝導性が高い第１フィラーＦ１及び耐熱樹脂より表面エネルギーが小さい第２フィラーＦ２を含有する樹脂組成物で形成される。表層２６ｃは、フッ素樹脂と、導電性の第３フィラーＦ３を含有する樹脂組成物で形成される。そして、中間層２６ｂは、導電性の第３フィラーＦ３を含有する樹脂組成物で形成されている。
【００４０】
１）基層２６ａ
定着フィルム２６の基層２６ａは、ポリイミド等の耐熱樹脂に、該耐熱樹脂より熱伝導性が高い第１フィラーＦ１及び耐熱樹脂より表面エネルギーが小さい第２フィラーＦ２を含有せしめた樹脂組成物で形成することによって、熱伝導性及び摺動性を向上せしめる。
【００４１】
基層の厚みは、通常、１０〜７０μｍ、好ましくは３０〜６０μｍである。
【００４２】
基層に使用する耐熱樹脂としては、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリベンズオキサゾール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、液晶ポリマー等が挙げられる。これらの耐熱樹脂の中でも、ポリイミドやポリアミドイミドが特に好ましい。この樹脂の層により、定着フィルムの絶縁性が確保される。これらの樹脂の単体層は、熱伝導率が低いため、耐熱樹脂より熱伝導性が高いフィラーを含有せしめる。
【００４３】
耐熱樹脂より熱伝導性が高い第１フィラーＦ１としては、例えば、窒化ホウ素（ＢＮ）、アルミナ、炭化ケイ素、チタン酸カリウム、窒化アルミ、マイカ、シリカ、酸化チタン、タルク、炭酸カルシウム、及びこれらの２種以上の混合物を挙げることができる。これらの中でも、窒化ホウ素、アルミナ、炭化ケイ素、窒化アルミが好ましい。
【００４４】
この第１フィラーＦ１の基層２６ａにおける含有量は、通常、４〜４０容量％、好ましくは１５〜３０容量％である。この範囲内であれば、樹脂単体層とほぼ同レベルの柔軟性を確保した上で、熱伝導性と剛性を向上させることができる。この含有量が４容量％未満であると、十分な熱伝導性向上効果が得られず、逆に、４０容量％を越えると、可撓性が不十分となり、定着器で定着フィルムとして使用した場合に、比較的短期間でフィルムに割れを生じ易い。
【００４５】
また、第１フィラーＦ１の平均粒子径は、０．５〜１５μｍ、好ましくは１〜１０μｍである。耐熱樹脂、特にポリイミドやポリアミドイミド等では、一般に樹脂（ポリアミド酸等の前駆体を含む）に溶剤を加えたワニスを用いて成形されるが、フィラーを含有せしめたワニスを用いてフィルム状物を成形すると、表面に凹凸を生じ易い。凹凸の少ない良好な表面状態の薄肉の基層を有するベルトを得るには、第１フィラーＦ１の平均粒子径を前記範囲とすることが必要である。平均粒子径が１５μｍを越えると、フィルムに凹凸を生じ易く、０．５μｍ未満であると、熱伝導性の向上効果が小さく、かつ、フィラーの凝集によりフィルムに凹凸を生じ易い。基層の凹凸が大きいと、定着フィルムの表層表面の凹凸も大きくなり、トナーとの密着性が悪くなって、定着性が低下する。
【００４６】
第１フィラーＦ１の形状は、球状、鱗片状（平板状）、繊維状のいずれでもよいが、これらの中でも平板状のフィラーが、凹凸が少なく表面の滑らかなフィルムが得られ、なおかつ球状のフィラーの場合より高い剛性が得られるため、特に好ましい。したがって、第１フィラーＦ１としては、形状が平板状で高熱伝導性かつ絶縁性である窒化ホウ素が特に好適である。
【００４７】
耐熱樹脂より表面エネルギーが小さい第２フィラーＦ２は、フッ素樹脂粉体、例えばポリテトラフルオロエチレン粉体、テトラフルオロエチレン−パ−フルオロアルキルビニルエ−テル共重合体粉体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン重合体粉体の一種または二種以上を使用でき、粉体径は均一分散のために０．０１〜２０μｍ、好ましくは０．１〜１０μｍとすることが望ましい。
【００４８】
この第２フィラーＦ２の添加により、定着フィルム内周面の摩擦係数（ＪＩＳ  Ｋ７２１８による）を０．３以下、好ましくは０．２以下、より好ましくは０．１５以下にしている。
【００４９】
第２フィラーＦ２の基層２６ａにおける添加量は、通常２〜２０容量％、好ましくは５〜１０容量％とされる。２容量％未満では摩擦係数０．３以下を達成し難く、２０容量％を越えると、摺動接触により発生する剪断応力で破損し易くなる。
【００５０】
本発明においては、基層２６ａにおける第１フィラーＦ１と第２フィラーＦ２の両者の含有量に関して、耐熱樹脂より熱伝導性が高い第１フィラーＦ１の含有量をａ容量％、耐熱樹脂より表面エネルギーが小さい第１フィラーＦ２フィラーの含有量をｂ容量％とした場合、ａ≧２ｂかつ５≦ａ＋２ｂ≦８０の式を満たすことを特徴としている。
【００５１】
即ち、本発明者は、基層２６ａに上記の第１フィラーＦ１と第２フィラーＦの２つを添加するものとし、その場合の両フィラーＦ１とＦ２の添加量の割合と総和量を種々変えることで定着フィルムとしての好ましい特性が得られる条件範囲を検討した結果、両フィラーＦ１・Ｆ２の添加量の割合と総和量を上記のように規制することで、記録材のスリップを防止し、定着性能を向上させ、フィルム破損を生じさせない定着フィルム、及びそれを用いた定着器の提供が可能となることを見出して、この発明を完成したものである。
【００５２】
２）表層２６ｃ
定着フィルム２６の表層２６ｃは、弗素樹脂と導電性の第３フィラーＦ３を含有する樹脂組成物で形成される。
【００５３】
表層２６ｃの厚みは、通常、１〜３０μｍ、好ましくは５〜１５μｍである。
【００５４】
弗素樹脂を使用することにより、離型性を確保し、導電性フィラーを含有せしめることにより、表層２６ｃに導電性を付与して帯電によるオフセットを防止する。
【００５５】
弗素樹脂としては、定着フィルム２６を２００℃前後の高温で連続使用可能とするために、特に耐熱性に優れたものが好ましく、例えば、四弗化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四弗化エチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）、四弗化エチレン−六弗化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）等が挙げられる。
【００５６】
導電性の第３フィラーＦ３としては、特に限定されないが、例えば、ケッチェンブラック等のカーボンブラックやアルミニウム等の金属粉を挙げることができる。この第３フィラーＦ３の平均粒子径は、安定した均一な導電性を得るために、０．５μｍ以下であることが好ましい。
【００５７】
第３フィラーＦ３の表層２６ｃにおける含有量は、通常、０．１〜５容量％程度である。ただし、表層２６ｃの導電性をあるレベル以上に上げた場合には、記録材上のトナーが表層２６ｃと接触した際に、トナーの電荷が該表層２６ｃに流れて、記録材とトナーとの間の吸引力が失われる。このため、表層２６ｃの表面抵抗率を１×１０１２〜１×１０１５Ω／□とすることにより、帯電防止効果とトナー電荷漏れ防止を両立させるのが望ましい。
【００５８】
３）中間層２６ｂ
定着フィルム２６の中間層２６ｂは、基層２６ａと表層２６ｃの両樹脂層に接着性を有する樹脂と導電性の第３フィラーＦ３を含有する樹脂組成物で形成する。
【００５９】
中間層の厚みは、通常、０．１〜２０μｍ、好ましくは１〜１０μｍである。
【００６０】
中間層２６ｂも表層２６ｃと同様に導電性フィラーを含有せしめた樹脂を用い、さらに定着フィルム端部等で中間層露出部ａを設け、その中間層露出部ａに導電性摺動電極部材４４を介して接地することにより、定着フィルム２６の内面の摩擦帯電に対するシールド効果、及び外面の帯電防止効果を持たせ、オフセットを防止する。即ち、オフセットを防止するには、定着フィルムの導電性を上げればよいが、ヒーター２４と接するフィルム内面は、絶縁性とする必要があるため、中間層２６ｂ及び表層２６ｃに導電性フィラーを含有せしめることにより、定着フィルム内面の帯電に対するシールド効果と定着フィルム外面の帯電防止効果を持たせ、オフセットを防止する。
【００６１】
中間層２６ｃを構成する樹脂としては、特に限定されないが、例えば、弗素樹脂とポリアミドイミドの混合物、弗素樹脂とポリエーテルスルホンの混合物などが接着性の点で好ましい。
【００６２】
中間層２６ｃに含有させる導電性の第３フィラーＦ３としては、表層２６ｃに含有させる導電性の第３フィラーＦ３と同じものが使用できる。
【００６３】
導電性フィラーの含有量は、通常、０．５〜１０容量％、好ましくは１〜５容量％程度である。中間層の表面抵抗率は、１×１０６Ω／□以下として、十分に導電性を上げることが好ましく、これにより、定着フィルムの内面の帯電に対するシールド効果、及び外面の帯電防止効果を効率よく得ることができる。
【００６４】
上記のような３層構成２６ａ・２６ｂ・２６ｃの定着フィルム２６を作成するには、例えば、円柱形状の金型上に、基層２６ａを形成するワニス（耐熱樹脂と、耐熱樹脂よりも熱伝導性が高い第１フィラーＦ１及び耐熱樹脂より表面エネルギーが小さい第２フィラーＦ２を含有する樹脂組成物）を塗布し、溶媒を除去した後、中間層２６ｂを形成する樹脂組成物（基層２６ａと表層２６ｃの両樹脂層に接着性を有する樹脂と導電性の第３フィラーＦ３を含有する樹脂組成物）を含む液を塗布し、乾燥した後、さらに、表層２６ａを形成する樹脂組成物（弗素樹脂と導電性の第３フィラーＦ３を含有する樹脂組成物）を含む液を塗布し、乾燥した後、ポリイミドや弗素樹脂等を焼成すればよい。
【００６５】
定着フィルム２６は、一般に、総厚２０〜１１０μｍ、熱伝導率１．０ｗ／ｍ・Ｋ以上に調整される。
【００６６】
〈実施例と比較例〉
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。
【００６７】
［実施例１］
以下のようにして実施例１の定着フィルム２６を調製した。
【００６８】
１）基層２６ａ
耐熱樹脂としてのポリイミドのワニス（宇部興産製、品番Ｕ−ワニス−Ｓ）に、第１フィラーＦ１として、平均粒子径１．５μｍの窒化ホウ素（昭和電工製、品番ＵＨＰ−Ｓ１）と、第２フィラーＦ２として、ＰＴＦＥ粉体を加え、攪拌機で６０分間攪拌した後、真空脱泡を行い、ポリイミド樹脂より熱伝導性が高い第１フィラーＦ１及びポリイミド樹脂より表面エネルギーが小さい第２フィラーＦ２入りワニスを調製した。
【００６９】
第１フィラーＦ１の添加量は、ワニス硬化後に１０容量％、ポリイミド樹脂より表面エネルギーが小さい第２フィラーＦ２の添加量はワニス硬化後に５容量％となるように調整した。即ち、第１フィラーＦ１の含有量をａ容量％、第２フィラーＦ２の含有量をｂ容量％とした場合の前記のａ≧２ｂかつ５≦ａ＋２ｂ≦８０の式を満たす。
【００７０】
このワニスを円柱金型上にディッピングにより、一定厚に付着させた。次いで、１００〜２００℃の段階的加熱により溶媒除去を行った。これにより、円柱金型上に基層２６ａ
が形成される。ただし、ポリイミド樹脂は未焼成状態である。
【００７１】
２）中間層２６ｂ
ポリアミドイミド、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ等の混合物からなるディスパージョン（デュポンジャパンリミテッド製、品番８５５−００３）に、導電性の第３フィラーＦ３として導電性カーボンブラックを３容量％配合して中間層（プライマー層）用の樹脂組成物を調製した。
【００７２】
そして、上記のように円柱金型上に形成した基層２６ａ上に上記の樹脂組成物による中間層２６ｂをディッピングにより形成した。
【００７３】
３）表層２６ｃ
フッ素樹脂ディスパージョン（デュポンジャパンリミテッド製、品番８５５−４０５）に、導電性の第３フィラーＦ３として導電性カーボンブラックを０．７容量％配合した表層用の樹脂組成物を調製した。
【００７４】
そして、上記のように円柱金型上に形成した基層２６ａ＋中間層２６ｂ上に上記の樹脂組成物による表層２６ｃをディッピングにより形成した。
【００７５】
その後、各層のポリイミドや弗素樹脂等を焼成した後、金型を引き抜くことにより、３層構成２６ａ・２６ｂ・２６ｃの定着フィルム２６を得た。
【００７６】
各層２６ａ・２６ｂ・２６ｃの厚みは、基層２６ａが５０μｍ、中間層２６ｂが５μｍ、及び表層２６ｃが１０μｍであった。また、中間層２６ｂの表面抵抗率は５×１０５Ω／□、表層２６ｃの表面抵抗率は７×１０１３Ω／□であった。
【００７７】
［実施例２］
基層２６ｂにポリイミド樹脂より熱伝導性が高い第１フィラーＦ１をワニス硬化後に３０容量％、ポリイミド樹脂より表面エネルギーが小さい第２フィラーＦ２をワニス硬化後に１５容量％になるように含有せしめたこと以外、実施例１と同様の材料及び製法にて定着フィルム２６を作成した。
【００７８】
即ち、この実施例２の定着フィルムの場合も基層２６ａについて、第１フィラーＦ１の含有量をａ容量％、第２フィラーＦ２の含有量をｂ容量％とした場合の前記のａ≧２ｂかつ５≦ａ＋２ｂ≦８０の式を満たす。
【００７９】
［比較例１］
基層２６ａにポリイミド樹脂より熱伝導性が高い第１フィラーＦ１を含有せしめなかったこと以外は、実施例１と同様の材料及び製法にて定着フィルムを作成した。
【００８０】
［比較例２］
基層２６ａにポリイミド樹脂より表面エネルギーが小さい第２フィラーＦ２を含有せしめなかったこと以外、実施例１と同様の材料及び製法にて定着用ベルトを作成した。
【００８１】
［比較例３］
基層２６ａにポリイミド樹脂より熱伝導性が高い第１フィラーＦ１をワニス硬化後に５０容量％、ポリイミド樹脂より表面エネルギーが小さい第２フィラーＦ２をワニス硬化後に２０容量％含有せしめたこと以外、実施例１と同様の材料及び製法にて定着フィルムを作成した。
【００８２】
即ち、この比較例３の定着フィルムの場合は、基層２６ａについて、第１フィラーＦ１の式は満たすが、５≦ａ＋２ｂ≦８０の式は満たさない。
【００８３】
以上の実施例１・２、比較例１〜３で得た定着フィルムについて下記の特性を調べた。
【００８４】
ａ：熱伝導率
京都電子工業（株）製の迅速熱伝導率計Ｋｅｍｔｈｅｒｍ  ＱＴＭ−Ｄ３で測定した。
【００８５】
ｂ：定着性能
Ａ４サイズ紙を１５℃の環境に放置したものを１５℃の環境温度で３０枚／分で９９９枚連続複写した場合の黒ベタ画像を所定の紙で規定回数こすり、前後の濃度を反射濃度計で測定して濃度の低下率によって定着能指標とした（規格２０％以下）。
【００８６】
ｃ：摩擦係数（フィルム内周面）
ＪＩＳ  Ｋ  ７２１８に準じ、摩擦係数測定器東洋ボ−ルドウィン社製ＥＦＭ−ＩＩＩ−Ｆを用いて測定した。
【００８７】
ｄ：スリップ
３０℃、８０％ＲＨ環境で黒ベタ画像のＡ３サイズ紙を１枚間欠で１００枚通紙し、ＪＡＭの発生を調べた。
【００８８】
ｅ：引裂き強度
トラウザー引裂き法にて試験速度１０ｍｍ／分で引裂き強度を測定し、厚さで換算した。
【００８９】
ｆ：実機耐久試験
Ａ４サイズの紙が１分間に３０枚通紙する複写機の定着器１６に定着フィルムを取り付け、実際に通紙し、通紙した紙の枚数を数え、かつ、定着フィルムに亀裂等の異状がないかを目視で観察した。
【００９０】
以上の評価結果を表１に示す。
【００９１】
【表１】
2006276477.tif 000003
【００９２】
表１に示すように、実施例１や実施例２で得られた定着フィルムは、熱伝導性に優れ、十分な耐久性を有し、なおかつ記録材のスリップを生じなかった。
【００９３】
比較例１においては、基層２６ａについて、ベース樹脂より熱伝導性が高い第１フィラーＦ１を添加しなかったため、熱伝導性効果が得られず、定着性が規格を満たせなかった。
【００９４】
比較例２においては、基層２６ａについて、耐熱樹脂より表面エネルギーが小さい第２フィラーＦ２を添加しなかったため、摩擦係数が低減できず、スリップによるＪＡＭが発生した。
【００９５】
比較例３においては、ベース樹脂より熱伝導性が高い第１フィラーＦ１の含有量をａ容量％、耐熱樹脂より表面エネルギーが小さいフィラーの含有量をｂ容量％とした場合、ａ≧２ｂでａ＋２ｂが８０％超えたため、引裂き強度が低下し、実機での通紙にて破損が発生した。すなわちフィラーの添加量の総和が所定量を超えると、添加するフィラー割合に関わらず引裂き強度が低下する。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】実施例の画像形成装置の要部の構成模式図。
【図２】定着器の要部の構成構成模式図。
【図３】用いた加熱体（セラミックヒーター）の構成と通電制御系の説明図。
【図４】定着フィルムの層構成を示す模式図。
【符号の説明】
【００９７】
１・・有機感光ドラム、２・・帯電部材、４・・現像器、７・・紙カセット、１６・・定着装置、２１・・ヒーターユニット、２２・・加圧ローラー、２３・・フィルムガイド、２４・・加熱体（セラミックヒーター）、２６・・定着フィルム、２６ａ・・基層、２６ｂ・・中間層（プライマー層）、２６ｃ・・表層、ＴＨ・・サーミスター、４２・・制御回路（ＣＰＵ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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