(57)【要約】【課題】長期間使用した場合であっても、離型性に優れ、記録媒体の表面の凹凸に対して高い追従性を有する定着部材、および当該定着部材を有する定着装置を提供すること。【解決手段】記録媒体に対するトナー画像の定着に用いられるローラ状またはシームレスベルト状の定着部材であって、前記定着部材は、０．２〜３．０μｍの粒子径を有する樹脂粒子と、熱または活性エネルギー線によって重合する硬化性フッ素樹脂とを含有するラジカル重合性組成物の重合硬化物である離型層を最表層として有する。【選択図】図２
2019158905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対するトナー画像の定着に用いられるローラ状またはシームレスベルト状の定着部材であって、
前記定着部材は、０．２〜３．０μｍの粒子径を有する樹脂粒子と、熱または活性エネルギー線によって重合する硬化性フッ素樹脂とを含有するラジカル重合性組成物の重合硬化物である離型層を最表層として有する、
定着部材。
【請求項２】
前記樹脂粒子は、シリコーン樹脂粒子である、請求項１に記載の定着部材。
【請求項３】
前記硬化性フッ素樹脂は、（メタ）アクリル基を有する、請求項１または請求項２に記載の定着部材。
【請求項４】
前記硬化性フッ素樹脂は、光硬化性の樹脂である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の定着部材。
【請求項５】
前記定着部材は、
最表層である前記離型層と、
前記離型層の一方の面上に配置された弾性層と、
前記弾性層を挟んで前記離型層と反対側の前記弾性層の一方の面上に配置された基材層と、
を有する、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の定着部材。
【請求項６】
定着部材を有し、未定着のトナー画像を担持する記録媒体に前記トナー画像を加熱および加圧によって定着させるための定着装置であって、
前記定着部材は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の定着部材である、
定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着部材および当該定着部材を有する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザービームプリンターなどの画像形成装置で採用される定着装置は、通常、加熱された定着部材を、未定着のトナー画像を担持している記録媒体に当接させて、トナー画像を記録媒体に定着させる。
【０００３】
定着部材は、トナー画像が担持された記録媒体の一方の面に直接に接触する。このため、記録媒体上のトナー画像を構成しているトナーが加熱定着の熱により軟化、溶融する過程で、定着部材と溶融したトナーとの間で付着力が発生する。この付着力が原因となり、定着部材の表面には、粘着性のトナーが付着しやすい。
【０００４】
このような定着部材へのトナーの付着によって、例えば、定着部材に付着したトナーが定着部材の回転に伴い再び記録媒体上の他の部分に転写される、いわゆる「オフセット現象」を発生することがある。また、トナーの付着力が原因となり、記録媒体自体が溶融したトナーを介して定着部材に巻き付く、いわゆる「巻き付きジャム」を発生することがある。
【０００５】
このようなオフセット現象および巻き付きジャムを防止する方法として、定着部材の表面に高離型性材料（非粘着性材料）の層（離型層）を設けて、定着部材の表面の離型性（非粘着性）を向上させる方法が知られている。また、高離型性材料には、パーフルオロアルキル樹脂（以下、「ＰＦＡ」ともいう）などのフッ素樹脂が知られている。ただし、近年の印刷スピードの高速化や記録媒体の拡大に伴い、硬度が比較的高いＰＦＡ製の離型層では、記録媒体の表面の凹凸に対する追従性が不十分になることがあり、表面に大きな凹凸を有するエンボス紙を記録媒体として用いる画像形成では、高画質な画像を得られないことがある。
【０００６】
記録媒体に対する離型層の追従性を高める方法として、離型層の下にゴムなどの弾性材料から構成される弾性層を配置することが知られている。また、粒子の配置または当該粒子の膜化によって離型層を形成する方法が知られている。
【０００７】
このような定着部材には、例えば、フッ素ゴムおよび低分子量テフロン（「テフロン」は、ケマーズ社の登録商標である）樹脂微粒子を配合した加硫ゴム組成物を設けた定着部材と、耐熱性弾性層とその表面上に耐熱性微粒子を面方向に配列させた粒子層とを有する定着部材と、が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２３５９５４号公報
【特許文献２】特開２０１４−１７８５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
定着部材は、離型層の下に配置された弾性層が柔らかすぎると、斤量の小さい薄紙などの剛性の低い用紙を記録媒体として用いたときに、巻き付きジャムが生じることがある。また、耐熱性微粒子が膜化した粒子層を有する定着部材では、十分な膜強度を得ることができず、耐久性が不十分となることがある。また、このような定着部材は、表面の凹凸が大きい用紙における、当該表面の凹凸に対する追従性が不十分になることがある。
【００１０】
上記問題に鑑みた本発明の課題は、長期間使用した場合であっても、離型性に優れ、記録媒体の表面の凹凸に対して高い追従性を有する定着部材、および当該定着部材を有する定着装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施形態に係る定着部材は、記録媒体に対するトナー画像の定着に用いられるローラ状またはシームレスベルト状の定着部材であって、前記定着部材は、０．２〜３．０μｍの粒子径を有する樹脂粒子と、熱または活性エネルギー線によって重合する硬化性フッ素樹脂とを含有するラジカル重合性組成物の重合硬化物である離型層を最表層として有する。
【００１２】
本発明の一実施形態に関する定着装置は、前記定着部材を有し、未定着のトナー画像を担持する記録媒体に前記トナー画像を加熱および加圧によって定着させるための定着装置であって、前記定着部材は、上記定着部材である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、長期間使用した場合であっても、離型性に優れ、記録媒体の表面の凹凸に対して高い追従性を有する定着部材、および当該定着部材を有する定着装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る定着部材を有する画像形成装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る定着部材の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施の形態に係る定着部材は、最表層として離型層を有する。
【００１６】
（離型層）
離型層は、トナー画像が担持された記録媒体の一方の面に直接に接触する。離型層は、定着部材の外表面を構成し、トナー成分に対する適度な離型性を有する。
【００１７】
離型層は、樹脂粒子と、硬化性フッ素樹脂とを含有するラジカル重合性組成物の重合硬化物である。
【００１８】
樹脂粒子は、離型層中に分散しており、離型層に適度な硬さを付与する。樹脂粒子の粒子径は、０．２〜３．０μｍである。樹脂粒子の粒子径が０．２μｍ未満の場合、樹脂粒子が離型層中において凝集してしまう。一方、樹脂粒子の粒子径が３．０μｍ超の場合、離型層の表面の凹凸が大きくなってしまい、記録媒体上のトナー画像にその凹凸が転写されてしまう。
【００１９】
樹脂粒子の形状は、特に限定されない。樹脂粒子の形状は、不定形状でもよく、角形状でもよく、球形状でもよい。樹脂粒子の形状は、離型層に対する分散性の観点から、真球形状が好ましい。
【００２０】
樹脂粒子の粒子径を測定する方法の例には、「球相当径」、「沈降法」および「レーザ回折・散乱法」が含まれる。樹脂粒子の形状が真球状であれば、その樹脂粒子の直径が粒子径である。しかし、樹脂粒子の形状が真球状でない場合には、上述したいずれかの方法で、その樹脂粒子が真球状であると想定して測定できる。ここで、「球相当径」とは、特定の粒子を測定した場合、同じ結果を示す球体の直径をもって、その被測定粒子の粒子径とする方法である。「沈降法」とは、被測定粒子と同じ物質の直径１μｍの球と同じ沈降速度をもった被測定粒子の粒子径を１μｍとする方法である。「レーザ回折・散乱法」とは、直径１μｍの球と同じ回折・散乱光のパターンを示す被測定粒子の粒子径は、その形状に関わらず１μｍとする方法である。
【００２１】
本実施の形態に係る離型層に含まれる樹脂粒子の粒子径は、例えば、以下の方法で測定できる。樹脂粒子の粒子径は、レーザ回折・散乱式粒径分布測定装置「マイクロトラック  ＵＰＡ１５０」（マイクロトラック・ベル株式会社製）を用いて体積基準のメジアン径を測定した。
【００２２】
樹脂粒子の種類は、その粒子径が前述の範囲内であれば特に限定されない。樹脂粒子の例には、シリコーン樹脂粒子、スチレン樹脂粒子、アクリル樹脂粒子、ポリエステル樹脂粒子、ポリアミド樹脂粒子、ウレタン樹脂粒子、エポキシ樹脂粒子、フッ素樹脂粒子が含まれる。樹脂粒子は、低表面エネルギー性および滑り性の観点から、シリコーン樹脂粒子が好ましい。
【００２３】
離型層における樹脂粒子の含有量は、３０〜５０体積％が好ましい。樹脂粒子が３０体積％未満の場合、離型層における離型性の効果が不十分となるおそれがある。一方、樹脂粒子の含有量が５０体積％超の場合、離形層の機械的強度が損なわれやすく、定着部材の耐久性が不十分となるおそれがある。
【００２４】
樹脂粒子は、懸濁重合法、乳化重合法などの公知の造粒重合法により作製してもよいし、市販品を購入してもよい。市販されているシリコーン樹脂粒子の例には、ＸＣ９９−Ａ８８０８、トスパール１２０、トスパール１３０、トスパール２４０（いずれもモメンティブ・パーフォマンス・マテリアルズ社製、「トスパール」は、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社の登録商標である）が含まれる。市販されているテフロン樹脂粒子の例には、マイクロディスパース２００、マイクロディスパース３０００（いずれもポリサイエンス社製）、ルブロンＬ−２（ダイキン工業株式会社製、「ルブロン」は同社の登録商標である）が含まれる。市販されているアクリル樹脂粒子の例には、ＭＸ−１５０（綜研化学株式会社製）が含まれる。
【００２５】
ラジカル重合性組成物の重合硬化物は、硬化性フッ素樹脂を含有する。「硬化性フッ素樹脂」とは、分子内の炭化水素基の水素原子をフッ素原子に置換した基本構造を有し、熱または活性エネルギー線により化学結合を形成できる反応性基を分子内に含む樹脂を意味する。炭化水素基の水素原子をフッ素原子に置換した基本構造の例には、パーフルオロアルキル基またはパーフルオロアルキレンエーテル基が含まれる。パーフルオロアルキル基またはパーフルオロアルキレンエーテル基は、樹脂中の主鎖に存在してもよく、側鎖に存在してもよい。
【００２６】
炭化水素基の水素原子からフッ素原子への置換は、分子内の全ての水素原子に対して行われていなくてもよい。水素原子からフッ素原子への置換が多いほど、フッ素樹脂の特性が発現されやすいため、水素原子からフッ素原子への置換は、大部分の水素原子に対して行われていることが好ましい。
【００２７】
熱または活性エネルギー線により化学結合を形成することのできる反応性基の例には、ラジカルにより重合反応を起こすことができる（メタ）アクリル基、スチレン基などのビニル基；加水分解して重合性のシラノール基を生成することのできるアルコキシシラン基；ウレタン結合やエステル結合を生じて重合することのできる水酸基、カルボン酸基、イソシアネート基が含まれる。反応性基は、（メタ）アクリル基が好ましい。
【００２８】
反応性基として分子内に（メタ）アクリル基を有する硬化性フッ素樹脂の例には、ビニル基を有するパーフルオロポリエーテル化合物（以下、「ＰＦＰＥ」ともいう）が含まれる。「パーフルオロポリエーテル化合物（ＰＦＰＥ）」とは、パーフルオロアルキレンエーテルを繰り返し単位として有するオリゴマーまたはポリマーを意味する。パーフルオロアルキレンエーテルの繰り返し単位の構造の例には、パーフルオロメチレンエーテル、パーフルオロエチレンエーテル、パーフルオロプロピレンエーテルの繰り返し単位の構造が含まれる。パーフルオロポリエーテルは、下記式（ａ）で示される繰り返し構造単位、または、下記式（ｂ）で示される繰り返し構造単位を有することが好ましい。
【００２９】
【化１】
2019158905.tif 000003
【００３０】
ＰＦＰＥが繰り返し構造単位（ａ）または繰り返し構造単位（ｂ）を有する場合、繰り返し構造単位（ａ）の繰り返し数ｍおよび繰り返し構造単位（ｂ）の繰り返し数ｎは、それぞれ０以上の整数であり、かつ、ｍ＋ｎ≧１である。また、繰り返し構造単位（ａ）と、繰り返し構造単位（ｂ）との両方を有する場合、繰り返し構造単位（ａ）と繰り返し構造単位（ｂ）とは、ブロック共重合体構造を形成していてもよく、ランダム共重合体構造を形成していてもよい。
【００３１】
ＰＦＰＥの重量平均分子量Ｍｗは、１００以上８，０００以下が好ましく、５００以上５，０００以下がより好ましい。
【００３２】
ＰＦＰＥが有するビニル基の数は、１以上が好ましく、２以上がより好ましい。ここで、ビニル基を有するＰＦＰＥがビニル基を２以上有する場合には、ＰＦＰＥにおけるビニル基の位置は、片方の末端に結合していてもよいし、両方の末端に結合していてもよい。また、２つ以上のビニル基が片方の末端に結合していてもよいし、両方の末端に結合していてもよい。
【００３３】
ビニル基は、炭素−炭素の２重結合を有するラジカル重合可能な基である。ここで、ＰＦＰＥが有する複数のビニル基は、全て同じであってもよいし、異なっていてもよい。ＰＦＰＥが有するビニル基は、アクリロイル基またはメタクリロイル基が好ましい。
【００３４】
アクリロイル基またはメタクリロイル基を有するＰＦＰＥの例には、フルオロリンクＡＤ１７００、ＭＤ５００、ＭＤ７００、５１０１Ｘ、５１１３Ｘ、フォンブリン  ＭＴ７０（いずれもソルベイスペシャルティポリマーズ社製、「フルオロリンク」および「フォンブリン」は同社の登録商標である）、オプツールＤＡＣ（ダイキン工業株式会社製、「オプツール」は同社の登録商標である）、ＫＹ−１２０３（信越化学工業株式会社製）が含まれる。
【００３５】
硬化性フッ素樹脂には、樹脂の強度および靱性の改善の観点から、上述のＰＦＰＥ以外にその他の反応性基を有するモノマーを加えてもよい。その他の反応性基含有モノマーは、ＰＦＰＥと重合反応することができるビニル基またはアクリル基を有するものであれば特に限定されず、公知のものを使用できる。
【００３６】
その他の反応性基含有モノマーの例には、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼンなどのスチレン系化合物；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレートなどの単官能（メタ）アクリレート系化合物；エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンのエチレンオキシド付加物のトリ（メタ）アクリレート、グリセリンのエチレンオキシド付加物のモノ・ジ・トリ（メタ）アクリレート、（ジ）ペンタエリスリトールのエチレンオキシド付加物の（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡのエチレンオキシド付加物のジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、３−メチル−１，５−ペンタンジオールジ（メタ）アクリレート、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオールジ（メタ）アクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジ（メタ）アクリレート、ペンタシクロペンタデカンジメタノールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルのジ（メタ）アクリル酸付加物、シクロヘキサンジメタノールジ（メタ）アクリレート、ノルボルナンジメタノールジ（メタ）アクリレート、ｐ−メンタン−１，８−ジオールジ（メタ）アクリレート、ｐ−メンタン−２，８−ジオールジ（メタ）アクリレート、ｐ−メンタン−３，８−ジオールジ（メタ）アクリレート、ビシクロ［２．２．２］−オクタン−１−メチル−４−イソプロピル−５，６−ジメチロールジ（メタ）アクリレートなどの２官能（メタ）アクリレート系化合物；トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートなどの３官能以上の（メタ）アクリレート化合物が含まれる。
【００３７】
その他の反応性基含有モノマーは、２官能および３官能以上の多官能（メタ）アクリレート化合物が好ましい。その他の反応性基含有モノマーとして、２官能および３官能以上の多官能（メタ）アクリレート化合物を加えることで架橋密度が高くなるため、樹脂の硬さを向上できるとともに靱性を強くできる。よって、離型層の耐久性を高めることができる。
【００３８】
その他の反応性基含有モノマーの配合量は、ＰＦＰＥの特性を損なわない範囲であれば、特に限定されない。その他の反応性基含有モノマーの配合量は、樹脂組成物の総量に対して、０〜９０質量％が好ましく、５〜５０質量％がより好ましい。
【００３９】
（重合開始剤）
ＰＦＰＥは、重合開始剤と、光などの活性エネルギー線によって重合する硬化性フッ素樹脂である。
【００４０】
重合開始剤の例には、ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン、ベンジルジメチルケタール、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）ブタノン、２−ヒドロキシ−１−｛４−［４−（２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオニル）ベンジル］フェニル｝−２−メチルプロパン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−［４−（１−メチルビニル）フェニル］プロパノンオリゴマーなどのアセトフェノン類；ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテルなどのベンゾイン類；ベンゾフェノン、Ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチル−ジフェニルサルファイド、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、２，４，６−トリメチルベンゾフェノン、４−ベンゾイル−Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−［２−（１−オキソ−２−プロペニルオキシ）エチル］ベンゼンメタナミニウムブロミド、（４−ベンゾイルベンジル）トリメチルアンモニウムクロリドなどのベンゾフェノン類；２−イソプロピルチオキサントン、４−イソプロピルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジクロロチオキサントン、１−クロロ−４−プロポキシチオキサントン、２−（３−ジメチルアミノ−２−ヒドロキシ）−３，４−ジメチル−９Ｈ−チオキサントン−９−オンメソクロリドなどのチオキサントン類が含まれる。重合開始剤は、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、アシルホスフィンオキシド類が好ましく、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、２−メチル２−モルホリノ（４−チオメチルフェニル）プロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンがより好ましい。重合開始剤は、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を併用してもよい。
【００４１】
重合開始剤の配合量は、ラジカル重合性組成物の総量に対して、０．０５〜２０質量％が好ましく、０．１〜１５質量％がより好ましく、０．２〜１０質量％がさらに好ましい。ここで、重合開始剤の配合量が０．０５質量％未満の場合、十分に重合反応が進行せず、完全に硬化した重合硬化物を得られないことがある。また、重合開始剤の配合量が２０質量％超の場合、重合硬化物の物性がさらに向上することはなく、むしろ悪影響を及ぼす上、経済性を損なうことがある。
【００４２】
離型層の厚さは、例えば、耐久性および記録媒体の表面の凹凸に対する追従性の観点から、２．０〜１００μｍが好ましく、５．０〜３０．０μｍがより好ましい。離型層の厚さが２．０μｍ未満の場合、耐久性が低くなることがある。一方、離型層の厚さが１００μｍ超の場合、記録媒体の表面の凹凸に対する追従性が不十分となることがある。
【００４３】
定着部材は、前述した離型層に加え、基材層と、弾性層とを有してもよい。
【００４４】
（基材層）
基材層は、画像形成装置に搭載しようとする定着装置の仕様などに応じて公知のものを使用できる。基材層は、省エネルギーの観点から、その熱容量が小さいことが好ましい。基材層は、耐熱性樹脂製である。「耐熱性樹脂製」とは、基材層を構成する主な材料が耐熱性樹脂を意味する。「耐熱性」とは、電子写真方式の画像形成におけるトナー画像の記録媒体への定着に定着部材を用いる際の温度（例えば、１５０〜２２０℃）において十分に安定しており所期の物性を発現することを意味する。
【００４５】
耐熱性樹脂は、その熱容量が小さく、定着部材の使用温度において実質的な変性および変形を生じなければ特に限定されない。耐熱性樹脂の例には、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミドイミドおよびポリエーテルエーテルケトンが含まれる。耐熱性樹脂は、強度および耐久性に優れる観点から、ポリイミドが好ましい。耐熱性樹脂は、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を併用してもよい。
【００４６】
ポリイミドは、その前駆体であるポリアミド酸の、２００℃以上の加熱による、または触媒を用いることによる、脱水、環化（イミド化）反応で得られる。ポリアミド酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを溶媒に溶解し、混合および加熱による重縮合反応によって製造してもよいし、市販品を購入してもよい。ジアミン化合物およびテトラカルボン酸二無水物の例には、特開２０１３−２５１２０号公報の段落０１２３〜０１３０に記載の化合物が含まれる。
【００４７】
基材層における耐熱性樹脂の含有量は、基材層を形成するのに十分な量であればよく、例えば、５０質量％以上が好ましく、６０〜７５質量％がより好ましく、７６〜９０質量％がさらに好ましい。
【００４８】
基材層は、耐熱性樹脂以外の成分をさらに含んでいてもよい。たとえば、基材層はフィラーをさらに含有していてもよい。フィラーは、例えば、基材層の硬さ、伝熱性および導電性の少なくともいずれかの向上に寄与する成分である。フィラーの材料の例には、カーボンブラック、ケッチェンブラック、ナノカーボンおよび黒鉛が含まれる。フィラーは、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を併用してもよい。
【００４９】
基材層の厚みは、適宜設定できる。基材層の厚みは、５０．０〜１００μｍが好ましい。
【００５０】
（弾性層）
弾性層は、定着ニップ部における定着部材の表面と、未定着のトナー画像を担持する記録媒体との接触性の向上に寄与する弾性を有する層である。弾性層は、耐熱性のある弾性体である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。
【００５１】
弾性層の材料は、耐熱性ゴムが好ましい。耐熱性ゴムの例には、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、フッ素ゴム、液状フッ素エラストマーが含まれる。耐熱性ゴムは、耐熱性の観点から、シロキサン結合を主鎖とする弾性ゴムが好ましく、シリコーンゴムが好ましい。耐熱性ゴムは、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を併用してもよい。
【００５２】
弾性層の厚さは、例えば、記録媒体に対する追従性および伝熱性を十分に発現させる観点から、５０〜５００μｍが好ましい。弾性層の厚さが５０μｍ未満の場合、紙の凹凸に対する追従性が不十分となることがある。一方、弾性層の厚さが５００μｍ超の場合、トナー画像の定着に必要な熱量を蓄積するための時間が必要となるため、伝熱性が悪くなることがある。
【００５３】
弾性層は、本実施の形態の効果が得られる範囲において、弾性樹脂材料以外の成分をさらに含んでいてもよい。たとえば、弾性材料は、弾性層の伝熱性を高めるための伝熱性のフィラーをさらに含んでいてもよい。伝熱性のフィラーの例には、シリカ、金属シリカ、アルミナ、亜鉛、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、カーボンおよび黒鉛が含まれる。伝熱性のフィラーの形態は、特に限定はされないが、例えば、球状粉末、不定形粉末、扁平粉末または繊維が好ましい。
【００５４】
弾性材料における弾性樹脂材料の含有量は、伝熱性と弾性とを両立させる観点から、例えば、６０〜１００体積％が好ましく、７５〜１００体積％がより好ましく、８０〜１００体積％がさらに好ましい。
【００５５】
（離型層の作製）
ここで、本発明の主たる特徴である離型層の製造方法について説明する。離型層は、例えば、前述した樹脂粒子と、熱または活性エネルギー線によって重合する硬化性フッ素樹脂とを含有するラジカル重合性組成物を、弾性層上に塗布し、熱または活性エネルギー線によってラジカル重合させることにより形成される。
【００５６】
ラジカル重合性組成物は、０．２〜３．０μｍの粒子径を有する前述した樹脂粒子と、前述した硬化性フッ素樹脂とを湿式メディア分散型装置などの分散装置で分散し、必要に応じて溶剤を添加し、さらに分散させる。次いで、当該分散液に重合開始剤をさらに添加し、溶解させることでラジカル重合性組成物を調製できる。
【００５７】
ラジカル重合性組成物は、塗布性（作業性）が良好となるという観点から、溶剤を含有することが好ましい。使用可能な溶剤の例には、エタノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール類；トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、３−ペンタノンなどのケトン類；酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエーテル類およびエステル類；パーフルオロ（２−ブチルテトラヒドロフラン）、パーフルオロシクロヘプタンなどの含フッ素炭化水素類が含まれる。
【００５８】
湿式メディア分散型装置は、容器内にボール、ビーズなどの粉砕媒体（メディア）を充填し、さらに回転軸と垂直に取り付けられた撹拌ディスクを高速回転させることにより、容器に充填されている内容物を衝撃圧壊、摩擦、専断、ズリ応力などにより微粉砕、分散するための装置である。湿式メディア分散型装置の様式の例には、縦型、横型、連続式および回分式が含まれる。湿式メディア分散型装置の例には、サンドミル、ウルトラビスコミル、パールミル、グレンミル、ダイノミル、アジテータミルおよびダイナミックミルが含まれる。
【００５９】
湿式メディア分散型装置で使用するビーズの例には、ガラス、アルミナ、ジルコン、ジルコニア、スチール、フリント石などを原材料としたビーズが含まれる。ビーズは、強度、靭性および耐摩耗性の観点から、ジルコン製およびジルコニア製のビーズが好ましい。
【００６０】
ビーズの大きさは、通常、直径１〜２ｍｍ程度であるが、本実施の形態では０．３〜１．０ｍｍ程度が好ましい。湿式メディア分散型装置に使用するディスクや容器内壁の例には、ステンレス製、ナイロン製、セラミック製が含まれる。本実施の形態では、ディスクや容器内壁は、ジルコニアまたはシリコンカーバイドなどのセラミック製が好ましい。
【００６１】
ラジカル重合性組成物の塗布方法には、公知の様々な塗布方法を採用できる。ラジカル重合性組成物の塗布法の例には、スパイラル塗布法、浸漬塗布法およびスプレー塗布法が含まれる。本実施の形態では、ラジカル重合性組成物の塗布方法は、スパイラル塗布法が好ましい。スパイラル塗布法には、基体（定着部材が基材層および弾性層を有する場合には、基材層および弾性層の積層体）を回転させながら支持する支持装置と、回転する基体の軸方向に移動可能なノズルから塗布液（ラジカル重合性組成物）を塗布する塗布装置とを有する公知の塗布装置を使用できる。スパイラル塗布法は、塗布液を吐出するノズルを回転する基体の軸方向に、基体に対して相対的に移動させながら、塗布液をノズルから吐出する塗布方法である。ここで、ノズルから吐出された塗布液は、基体の周面にらせん状に付着し、基体の軸方向に沿って拡散し、一体化して塗膜を構成する。
【００６２】
塗布液を基体上に塗布し、塗膜を形成した後は、塗膜を乾燥させることが好ましい。これにより溶剤を除去できる。塗膜の乾燥は、重合性成分の重合の前後、およびその重合中のいずれにおいて行われてもよく、これらを組み合わせて適宜選択できる。具体的には、塗膜の流動性がなくなる程度まで一次乾燥した後、重合性成分の重合を行うことが好ましい。塗膜の乾燥方法は、溶剤の種類、形成すべき表面層の層厚などよって適宜選択できるが、乾燥温度は、例えば、４０〜１２０℃が好ましく、６０〜１００℃がより好ましい。塗膜の乾燥時間は、例えば、１〜１０分間が好ましい。
【００６３】
乾燥させた塗膜に、熱または活性エネルギー線を照射して塗膜を硬化させる。離型層の硬化方法の例には、可視光線を照射すること、紫外線を照射すること、電子線を照射することが含まれる。離型層の硬化方法は、取り扱いが簡便で高エネルギーが容易に得られる観点から、紫外線を照射することが好ましい。
【００６４】
紫外線の光源は、紫外線を発生する光源であれば特に限定されない。紫外線を発生する光源の例には、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプが含まれる。照射条件は、それぞれの光源によって異なる。照射光量は、硬化ムラ、硬度、硬化時間および硬化速度などを考慮して、５Ｊ／ｃｍ２以上が好ましく、７〜２０Ｊ／ｃｍ２がより好ましく、１０〜１２Ｊ／ｃｍ２がさらに好ましい。活性エネルギーの照射時間は、１０秒間〜８分間が好ましく、硬化効率、作業効率などの観点から、３０秒間〜５分間がより好ましい。光照射するときの雰囲気の条件は、空気雰囲気下でも問題なく硬化できるが、硬化ムラおよび硬化時間などを考慮すると、雰囲気中の酸素濃度は５％以下が好ましく、１％以下がより好ましい。また、光照射時の雰囲気には、窒素ガスなどの不活性ガスを用いることが好ましい。
【００６５】
前述した定着部材は、電子写真方式の画像形成装置における定着装置に適用される。定着部材の形態は、画像形成装置に搭載しようとする定着装置の仕様などに応じて、公知の形態から適宜選択することができる。たとえば、アルミニウムなどの金属製のスリーブの外周面上に弾性層および離型層が配置されているローラ状の定着ドラムであってもよいし、シームレス状の基材層の外周面上に弾性層および離型層が配置されているシームレス状の定着部材であってもよい。
【００６６】
また、本発明においては、必要に応じてその他の層、例えば、弾性層と離型層の間に接着の機能を有する接着層を設けてもよい。
【００６７】
（記録媒体）
定着部材は、定着時における記録媒体への追従性と分離性との両方に優れた性能を発揮する。記録媒体は、普通紙などの通常の記録媒体であってよいが、追従性や分離性について高い性能を要する特定の記録媒体であってもよい。このような特定の記録媒体の例には、凹凸紙および薄紙が含まれる。
【００６８】
凹凸紙は、例えば、表面に文字や模様の浮き上がりを有するエンボス紙であり、オス（凸）とメス（凹）の金型ではさみ加圧することにより、凹凸感を出している紙である。坪量で１００〜３００ｇ／ｍ２で表され、溝の深さで１０〜１００μｍで表される紙製の記録媒体である。また、薄紙は、例えば、坪量で４０〜６４ｇ／ｍ２で表され、または曲げ剛度で２〜１０で表される紙製の記録媒体である。
【００６９】
（定着装置）
定着装置は、例えば、シームレスベルト状の定着部材と、定着部材を支持するための二以上のローラと、ローラに支持されている定着部材を加熱するための加熱装置と、二以上のローラのうちの一つのローラに向けて相対的に付勢されるように配置されている加圧ローラとによって構成される。定着装置は、シームレスベルト状の定着部材として本実施の形態の定着部材を有する以外は、公知のいわゆる二軸ベルト式定着装置と同様に構成できる。
【００７０】
二以上のローラは、その少なくとも一つに加熱装置を内蔵していてもよく、例えば、定着部材を加熱するための加熱ローラを含んでいてもよい。当該加熱ローラは、例えば、アルミニウム製などの伝熱性のスリーブと、当該スリーブの内側に配置されるハロゲンヒータなどの加熱源とを有する。当該スリーブの外周面は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂製の層によって被覆されていてもよい。
【００７１】
なお、加熱装置は、ローラ外に配置される加熱装置、すなわち、支持されている定着部材が形成する無端軌道の内周側または外周側に当該無端軌道に向けて配置される加熱装置であってもよいし、ローラに内蔵される加熱装置とローラ外に配置される加熱装置との両方を含んでいてもよい。
【００７２】
二以上のローラのうちの加熱ローラ以外のローラは、一以上あればよく、所望の他の機能に応じて適宜に構成できる。
【００７３】
（画像形成装置）
定着部材を有する画像形成装置は、定着部材を有する以外は、記録媒体上の未定着のトナー画像を、定着部材を用いる加熱および加圧によって記録媒体に定着させるための定着装置を有する公知の画像形成装置と同様に構成することができる。定着部材は、電子写真方式の画像形成に用いることができる。
【００７４】
定着部材を用いる電子写真方式の画像形成では、トナーは限定されず、例えば、公知のトナーを用いることができる。当該トナーは、トナー母体粒子とその表面に付着している外添剤とによって構成されているトナー粒子である一成分現像剤であってもよいし、トナー粒子とこれを担持するキャリア粒子とを有する二成分現像剤であってもよい。
【００７５】
図１は、画像形成装置の構成の一例を模式的に示す図である。図１に示されるように、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０および制御部１００を備える。
【００７６】
制御部１００は、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御するための装置であり、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）を備える。
【００７７】
画像読取部１０は、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔ  Ｆｅｅｄｅｒ）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）を有する。操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）で構成され、表示部および操作部として機能する。画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定またはユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路を有する。
【００７８】
画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１、中間転写ユニット４２、および二次転写ユニット４３を有する。
【００７９】
画像形成ユニット４１は、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の４つの画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋで構成される。画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有するので、図示および説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、またはＫを添えて示す。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号を付し、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号を省略した。
【００８０】
画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、およびドラムクリーニング装置４１５を有する。
【００８１】
感光体ドラム４１３は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Ｕｎｄｅｒ  Ｃｏａｔ  Ｌａｙｅｒ）、電荷発生層（ＣＧＬ：Ｃｈａｒｇｅ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Ｃｈａｒｇｅ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｌａｙｅｒ）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｈｏｔｏ−ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）である。
【００８２】
帯電装置４１４は、例えば、コロナ放電を用いる非接触式の帯電装置である。帯電装置４１４は、感光体ドラム４１３に接触して帯電させる接触式の帯電装置でもよい。露光装置４１１は、例えば半導体レーザである。現像装置４１２は、二成分現像剤用の現像装置であり、各色成分の現像剤（例えば、小粒径のトナーと磁性体とからなる二成分現像剤）を収容している。ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接可能に配置されている弾性ブレードなどのドラムクリーニングブレードを有している。
【００８３】
中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラ４２２、バックアップローラ４２３Ａを含む複数の支持ローラ４２３、およびベルトクリーニング装置４２６を有する。
【００８４】
中間転写ベルト４２１は、無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラ４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラ４２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラであり、その他は従動ローラである。ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接可能に配置されている弾性ブレードなどのベルトクリーニングブレードを有する。
【００８５】
二次転写ユニット４３は、例えば二次転写ローラ４３１を有する。二次転写ユニット４３は、二次転写ローラを含む複数の支持ローラに、二次転写ベルトがループ状に張架されてもよい。
【００８６】
定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。定着部６０は、シームレスベルト状の定着ベルト６１と、定着ベルト６１を支持するための二本のローラ６４、６５と、ローラ６４、６５に支持されている定着ベルト６１を加熱するための加熱装置６３と、ローラ６４に対して相対的に付勢されるように配置されている加圧ローラ６２とを有する。定着部６０は、本実施の形態における定着装置に該当し、定着ベルト６１は、本実施の形態における定着部材に該当する。
【００８７】
ローラ６４は、定着ベルト６１を介して加圧ローラ６２に対向して配置されており、そのローラ径は、５０ｍｍ以上である。ローラ６４、６５は、定着ベルト６１を４５Ｎの張力で無端軌道上に支持している。たとえば、ローラ６４は駆動ローラであり、ローラ６５は従動ローラである。加熱装置６３は、例えば、ハロゲンランプや抵抗発熱体などであり、ローラ６５に内蔵されている。加圧ローラ６２は、ローラ６４に対して接近離脱自在に配置されている。ローラ６４に支持されている定着ベルト６１に加圧ローラ６２が圧接することにより、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップ部が形成される。用紙Ｓは、記録媒体に相当し、例えば規格用紙、特殊用紙などである。
【００８８】
なお、加熱装置６３には、電磁誘導加熱（ＩＨ：Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｈｅａｔｉｎｇ）方式の加熱装置を採用してもよい。また、定着器Ｆ内には、エアを吹き付けることにより、定着ベルト６１または加圧ローラ６２から用紙Ｓを分離させるエア分離ユニットがさらに配置されていてもよい。定着部６０は、上記の定着装置に相当する。
【００８９】
定着ベルト６１は、図２Ａに示されるように、シームレスベルト状であり、図２Ｂに示されるように、基材層６１１、弾性層６１２および離型層６１３がこの順で積み重ねられて構成されている。基材層６１１はポリイミド製のベルトであり、基材層６１１中にはカーボンブラックが分散されている。弾性層６１２は、例えばシリコーンゴム製の弾性を有する層である。
【００９０】
離型層６１３は、図２Ｃに示されるように、弾性層６１２の表面に配置されており、離型層中に分散している樹脂粒子６１４を有する。
【００９１】
用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、第１の搬送部５３、および第２の搬送部５７を有する。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズなどに基づいて識別された用紙Ｓが予め設定された種類ごとに収容される。第１の搬送部５３は、中間搬送ローラ部５４、ループローラ部５５、およびレジストローラ部５６を含む複数の搬送ローラ部を有する。第２の搬送部５７は、複数の搬送ローラ部が配置されたスイッチバック経路５８および裏面用搬送路５９を有する。
【００９２】
画像形成装置１において、自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることができる。原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿またはコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において必要に応じて所定の画像処理が施される。
【００９３】
制御部１００は、感光体ドラム４１３を回転させる駆動用モーター（図示省略）に供給される駆動電流を制御する。それにより、感光体ドラム４１３は、一定の周速度で回転する。帯電装置４１４は、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置４１１は、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザ光を照射し、感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。現像装置４１２は、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー画像を形成する。
【００９４】
一方、中間転写ベルト４２１は、駆動ローラとなる支持ローラ４２３が回転することにより、矢印Ａ方向に一定速度で走行する。一次転写ローラ４２２によって中間転写ベルト４２１が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、一次転写ニップ部が形成され、感光体ドラム４１３上の各色のトナー画像は、中間転写ベルト４２１に各色トナー画像が順次重なるように一次転写される。感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーは、ドラムクリーニング装置４１５における、感光体ドラム４１３の表面に当接する弾性ブレードによって一次転写後に当該表面から除去される。
【００９５】
他方、中間転写ベルト４２１を介して、二次転写ローラ４３１がバックアップローラ４２３Ａに圧接されることにより、二次転写ニップ部が形成される。給紙部５１または第２の搬送部５７から給紙された用紙Ｓは、二次ニップ転写部に搬送される。用紙Ｓの傾きおよび幅方向の位置（片寄り）は、第１の搬送部５３により搬送される過程で補正される。
【００９６】
二次転写ニップ部を用紙Ｓが通過する際、中間転写ベルト４２１に担持されているトナー画像が用紙Ｓに二次転写される。トナー画像が転写された用紙Ｓは、定着部６０に向けて搬送される。二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残存する転写残トナーは、ベルトクリーニング装置４２６における、中間転写ベルト４２１の表面に当接する弾性ブレードによって当該表面から除去される。
【００９７】
定着部６０は、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー画像を定着させる。定着ベルト６１、加圧ローラ６２および加熱装置６３などの駆動制御は、制御部１００によって行われる。
【００９８】
加熱装置６３によって定着ベルト６１が加熱され、その結果、定着ベルト６１が幅方向にわたって所定の定着温度（例えば１７０℃）で均一となる。定着温度とは、用紙Ｓ上のトナーを溶融するのに必要な熱エネルギーを供給し得る温度であり、画像形成される用紙Ｓの紙種などによって異なる。
【００９９】
両面印刷の場合では、第２の搬送部５７は、用紙Ｓをスイッチバック経路５８に一旦搬送した後、スイッチバックさせて裏面用搬送路５９に搬送することにより用紙Ｓを反転させ、第１の搬送部５３（ループローラ部５５の上流）に供給する。そして、再度、二次転写ニップ部に用紙Ｓを供給して所望のトナー画像を用紙Ｓに転写させ、次いで定着部６０において当該トナー画像を用紙Ｓに定着させる。
【０１００】
こうして所望の画像が形成された用紙Ｓは、排紙ローラ５２ａを備えた排紙部５２により画像形成装置１の機外に排紙される。
【０１０１】
定着ベルト６１は、用紙Ｓに凹凸紙や薄紙を用いた場合でも、トナー画像の用紙Ｓへの定着性と、定着ニップ部における用紙Ｓの分離性とに優れる。その理由は、主に以下のように考えられる。
【０１０２】
樹脂粒子６１４は、真球状の形状を保ったまま離型層６１３中に存在している。樹脂粒子６１４は、離型層６１３を構成する硬化性フッ素樹脂の硬さおよび弾性と近い物性を有する樹脂材料を選択しているが、両者の物性は完全に一致しない。このことから、離型層６１３中に存在する樹脂粒子６１４により、離型層６１３の表面は、柔らかい部分と硬い部分の両方を有しているため、用紙Ｓの表面の凹凸に追従しやすくなっていると考えられる。
【０１０３】
また、離型層６１３に樹脂粒子６１４が分散されていることにより、弾性層６１２の優れた柔軟性を用紙Ｓの凹凸に追従して伝えることができ、このため、用紙Ｓの凹部においてもトナーの定着性が損なわれない。よって、用紙Ｓの表面における凹凸に関わらず、トナーを十分に溶融状態に至らしめて高光沢で高画質の画像を形成できると考えられる。
【０１０４】
なお、普通紙などの一般に平滑かつ適度な剛度を有する記録媒体を用いる画像形成方法では、定着ベルト６１は、前述の三層構造による定着性の向上効果、および離型層の材料による分離性の向上効果を十分に発現する。よって、画像形成装置１は、上記のような通常の記録媒体を用いる画像形成においても、良好な画像を形成することができる。
【０１０５】
このように、画像形成装置１は、定着時における定着部材の記録媒体に対する離型性に優れていて、トナーオフセットによる画像異常を発生せず、斤量の小さい薄紙などの剛性の低い用紙へトナー画像を定着させても、定着部材に用紙が巻き付くことを長期に亘って継続して防止できる。また、凹凸度の大きいエンボス紙にトナー画像を定着させても、定着部材が紙の凹凸に対して十分な追従性を有し、その結果、高光沢で高画質の画像を長期に亘って継続して得ることができる。
【０１０６】
以上の説明から明らかように、本実施の形態の定着部材は、樹脂粒子と、熱または活性エネルギー線によって重合する硬化性フッ素樹脂とを含有するラジカル重合性組成物の重合硬化物である離型層を最表層として有する。また、本実施の形態の定着装置は、本実施の形態の定着部材を有し、未定着のトナー画像を担持する記録媒体にトナー画像を加熱加圧によって定着させるための定着装置である。よって、電子写真方式の画像形成におけるトナー画像の定着において、記録媒体の表面の凹凸に関わらずにトナー画像の定着と記録媒体の分離の両方に優れる定着を実現することができる。
【０１０７】
また、弾性層がシリコーンゴムで構成されていることは、定着部材の耐熱性を高める観点からより一層効果的である。
【実施例】
【０１０８】
本発明を、以下の実験を用いてさらに具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実験に限定されない。
【０１０９】
［実験１］
（離型層の塗布液の調製）
フッ素樹脂であるフルオロリンク  ＭＤ７００（ソルベイスペシャルティポリマーズ社製）７５質量部と、多官能メタアクリレートであるトリメチロールプロパントリメタアクリレート「Ａ−ＴＭＰＴ（新中村化学工業株式会社製）」２５質量部とを混合して硬化性樹脂組成物（Ｘ）を得た。
【０１１０】
得られた硬化性樹脂組成物（Ｘ）の固形分濃度が３０質量％になるように溶媒であるメチルイソブチルケトンに溶解した。
【０１１１】
樹脂粒子（Ａ）の配合比を３０％に、硬化性樹脂組成物（Ｘ）の配合比を７０％になるように、硬化性樹脂組成物（Ｘ）が溶解したメチルイソブチルケトンと、樹脂粒子（Ａ）とを混合して樹脂混合物（ラジカル重合性組成物）を得た。樹脂粒子として、粒子径が０．７μｍのシリコーン樹脂粒子「ＸＣ９９−Ａ８８０８（モメンティブ・パーフォマンス・マテリアルズ社製）」を使用した。
【０１１２】
充填率が８０％になるように、５ｍｍφのジルコニアビーズを充填した横型循環分散機に樹脂混合物を投入し、１０００ｒｐｍで３０分間、分散処理を行い、樹脂混合物の分散液を得た。分散機には、横型循環分散機「ディスパーマットＳＬ−Ｃ１２（英弘精機株式会社製）」を使用した。溶解混合には、撹拌機「トルネード（アズワン株式会社製）」を使用した。
【０１１３】
最後に、分散液に重合開始剤を、硬化性樹脂組成物および樹脂粒子の総量に対して５質量％になるように添加して、２５℃で１０分間、溶解混合し、離型層の塗布液を調製した。重合開始剤として、光重合開始剤であるイルガキュア１８４（ＢＡＳＦジャパン株式会社製、「イルガキュア」は、ＢＡＳＦ社の登録商標である）を使用した。
【０１１４】
（定着部材の製造方法）
内径９９ｍｍ、長さ３６０ｍｍ、厚み７０μｍのポリイミド製のシームレスベルト状の基材の内側に、外径９９ｍｍのステンレス製の円筒状の芯金を密着させた。次いで、当該ベルト基材の外側に円筒金型を被せ、芯金と円筒金型を同軸で保持するとともに、両者の間にキャビティを形成した。次いで、キャビティにシリコーンゴム材料Ａを注入し、加熱硬化して、厚さ２００μｍのシリコーンゴムＡによる弾性層（ゴム硬度３０）を作製した。
【０１１５】
なお、シリコーンゴム材料Ａは、側鎖にビニル基を有するジメチルポリシロキサン１００質量部と、シリカ１５質量部とを混合したシリコーンゴム前駆体組成物である。
【０１１６】
次に、作製した基材および弾性層のシームレスベルト状の積層体を、スパイラル塗布装置に張架して回転させ、コロナ処理（３６５ｋＪ／ｍ２）を行った。次に、弾性層の上に塗布液をスパイラル塗布法にて塗布した。塗布後、６０℃で１０分間で、塗布液の塗膜を熱乾燥し、紫外線強度１ｋｗ／ｃｍ２の水銀灯で、６００ｍＪ／ｃｍ２の積算光量にて当該塗膜を光硬化させ、弾性層上に膜厚１５μｍの離型層を作製して、定着部材１を得た。
【０１１７】
［実験２］
実験１の離型層を構成する樹脂粒子（Ａ）の配合比を４０％に変更し、硬化性樹脂組成物（Ｘ）の配合比を６０％とした以外は、実験１と同様にして、定着部材２を得た。
【０１１８】
［実験３］
実験１の離型層を構成する樹脂粒子（Ａ）の配合比を５０％に変更し、硬化性樹脂組成物（Ｘ）の配合比を５０％とした以外は、実験１と同様にして、定着部材３を得た。
【０１１９】
［実験４］
実験１の離型層を構成する樹脂粒子（Ａ）の配合比を３０％に変更した。また、硬化性樹脂組成物（Ｘ）を硬化性樹脂組成物（Ｙ）に変更し、硬化性樹脂組成物（Ｙ）の配合比を７０％とした以外は、実験１と同様にして、定着部材４を得た。硬化性樹脂組成物（Ｙ）は、フォンブリン  ＭＴ７０（９５質量部）と、トリメチロールプロパントリメタアクリレート（５質量部）との混合物である。
【０１２０】
［実験５］
実験１の離型層を構成する樹脂粒子（Ａ）の配合比を４０％に変更した。また、硬化性樹脂組成物（Ｘ）を硬化性樹脂組成物（Ｚ）に変更し、硬化性樹脂組成物（Ｚ）の配合比を６０％とした以外は、実験１と同様にして、定着部材５を得た。硬化性樹脂組成物（Ｚ）は、硬化性樹脂組成物をオプツールＤＡＣ（８０質量部）（ダイキン工業株式会社製）と、ペンタエリスリトールテトラメタアクリレート（２０質量部）との混合物である。
【０１２１】
［実験６］
実験１の離型層を構成する樹脂粒子（Ａ）を樹脂粒子（Ｂ）に変更し、樹脂粒子（Ｂ）の配合比を３５％とした。また、硬化性樹脂組成物（Ｘ）の配合比を６５％とした以外は、実験１と同様にして、定着部材６を得た。樹脂粒子（Ｂ）は、粒子径が２．０μｍのシリコーン樹脂「トスパール１２０（モメンティブ・パーフォマンス・マテリアルズ社製）」である。
【０１２２】
［実験７］
実験１の離型層を構成する樹脂粒子（Ａ）を樹脂粒子（Ｂ）に変更し、樹脂粒子（Ｂ）の配合比を３０％とした。また、硬化性樹脂組成物（Ｘ）を硬化性樹脂組成物（Ｙ）に変更し、硬化性樹脂組成物（Ｙ）の配合比を７０％とした以外は、実験１と同様にして、定着部材７を得た。
【０１２３】
［実験８］
実験１の離型層を構成する樹脂粒子（Ａ）を樹脂粒子（Ｃ）に変更し、樹脂粒子（Ｃ）の配合比を３５％とした。また、硬化性樹脂組成物（Ｘ）を硬化性樹脂組成物（Ｙ）に変更し、硬化性樹脂組成物（Ｙ）の配合比を６５％とした以外は、実験１と同様にして、定着部材８を得た。樹脂粒子（Ｃ）は、粒子径が０．２μｍのテフロン樹脂「マイクロディスパース２００（ポリサイエンス社製）」である。
【０１２４】
［実験９］
実験１の離型層を構成する樹脂粒子（Ａ）を樹脂粒子（Ｄ）に変更し、樹脂粒子（Ｄ）の配合比を４０％とした。硬化性樹脂組成物（Ｘ）を硬化性樹脂組成物（Ｙ）に変更し、硬化性樹脂組成物（Ｙ）の配合比を６０％とした以外は、実験１と同様にして、定着部材９を得た。樹脂粒子（Ｄ）は、粒子径が１．５μｍのアクリル樹脂粒子「ＭＸ−１５０（綜研化学株式会社製）」である。
【０１２５】
［実験１０］
実験１の離型層を構成する樹脂粒子（Ａ）を樹脂粒子（Ｅ）に変更し、樹脂粒子（Ｅ）の配合比を４０％とした。また、硬化性樹脂組成物（Ｘ）を硬化性樹脂組成物（Ｙ）に変更し、硬化性樹脂組成物（Ｙ）の配合比を６０％とした以外は、実験１と同様にして、定着部材１０を得た。樹脂粒子（Ｅ）は、粒子径が３．０μｍのシリコーン樹脂粒子「トスパール１３０（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）」である。
【０１２６】
［実験１１］
樹脂粒子（Ａ）を含まない以外は、実施例１と同様にして、定着部材１１を得た。
【０１２７】
［実験１２］
実験１の離型層を構成する樹脂粒子（Ａ）を樹脂粒子（Ｆ）に変更し、樹脂粒子（Ｆ）の配合比を４０％とした。また、硬化性樹脂組成物（Ｘ）を硬化性樹脂組成物（Ｙ）に変更し、硬化性樹脂組成物（Ｙ）の配合比を６０％とした以外は、実験１と同様にして、定着部材１２を得た。樹脂粒子（Ｆ）は、粒子径が４．０μｍのシリコーン樹脂粒子「トスパール２４０（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）」である。
【０１２８】
［実験１３］
実験１の離型層を構成する樹脂粒子（Ａ）を樹脂粒子（Ｃ）に変更し、樹脂粒子（Ｃ）の配合比を４０％とした。また、硬化性樹脂組成物（Ｘ）を硬化性樹脂組成物（ＰＦＡ）に変更し、硬化性樹脂組成物（ＰＦＡ）の配合比を６０％とした以外は、実験１と同様である。硬化性樹脂組成物（ＰＦＡ）は、テフロン樹脂粒子を分散させたＰＦＡディスパージョン「ＰＦＡ−９５０ＨＰ  Ｐｌｕｓ（三井・デュポンフロロケミカル社製）」である。当該塗布液を基材および弾性層のシームレス状の積層体上にスプレーコートし、３４０℃で３０分間焼成し、膜厚１５μｍの離型層を有する定着部材１３を得た。
【０１２９】
離型層の構成要素と、組成比とを表１に示す。
【０１３０】
【表１】
2019158905.tif 000004
【０１３１】
得られた定着部材１〜１３の定着性の評価および分離性の評価を下記条件で行った。
【０１３２】
（評価方法）
定着部材を、フルカラー複写機「ｂｉｚｈｕｂ  ＰＲＥＳＳ  Ｃ１０７０」（コニカミノルタ株式会社製、「ｂｉｚｈｕｂ」は同社の登録商標）の定着ベルトとして当該フルカラー複写機に装着し、印字率５％、２５％、５０％、１００％のフルカラー画像をそれぞれ１００００枚ずつ出力する実写耐久試験を定着ベルトごとに行った。この耐久試験の後に、凹凸紙定着性と薄紙通紙巻き付き性を下記のように評価した。
【０１３３】
（１）凹凸紙への定着性
凹凸紙への定着性の評価は、凹凸のあるエンボス紙（レザック紙  坪量３００ｇ／ｍ２）を用いて、フルカラーのベタ画像を出力し、画像の光沢度（凹凸の追従性）を測定して、以下の基準で評価した。ベタ画像内での光沢度の差が小さいほど、凹凸紙への定着性に優れる。
○：ベタ画像内にて凹部凸部に係らず光沢度に、目視で確認される程の差がない
△：ベタ画像内にて光沢度に、目視で確認される僅かな差はあるが、実用上問題ない
×：ベタ画像内にて凹部に光沢度が凸部のそれに対して目視でわかるほど低く、実用上問題である
【０１３４】
（２）薄紙の通紙時の巻き付き性
薄紙の通紙時の巻き付き性の評価は、薄紙（ＮＰＩ上質紙  坪量６４ｇ／ｍ２）を用いて、画像の先端に１ｍｍ刻みで任意の余白を有したシアン、マゼンタ２層のベタ画像（ｒｅｄ）を出力し、巻き付きを起こすことなく通紙できる最も少ない先端余白幅を測定して、以下の基準で評価した。先端余白幅が小さいほど、巻き付き防止性能に優れる。
○：先端余白２ｍｍ以下でベタ画像の巻き付きなく薄紙の通紙が可能
△：先端余白２ｍｍ超４ｍｍ以下でベタ画像の巻き付きなく薄紙の通紙が可能（実用上問題ない）
×：先端余白４ｍｍ超でベタ画像の巻き付きなく薄紙の通紙が可能（実用上問題あり）
【０１３５】
定着部材の定着性および分離性の評価結果を表２に示す。
【０１３６】
【表２】
2019158905.tif 000005
【０１３７】
表２に示されるように、０．２〜３．０μｍの粒子径を有する樹脂粒子（アクリル樹脂、シリコーン樹脂粒子またはテフロン樹脂粒子）を含む定着部材１〜１０では、定着性および分離性が十分であった。一方、４．０μｍの粒子径を有する樹脂粒子を含む定着部材１２では、定着性および分離性ともに評価結果が悪くなることがわかった。これは、粒子径が３．０μｍ超の場合、離型層の表面に樹脂粒子による凹凸が形成されてしまい、記録媒体との接触面積が減少するためと考えられる。また、粒子径が０．２μｍ未満の場合、樹脂粒子が凝集しやすいため所望する性能を有する離型層を得ることは難しくなる。したがって、粒子径が０．２〜３．０μｍの樹脂粒子を含有することにより、定着性および分離性の良好な定着部材を得ることができる。
【０１３８】
また、フッ素樹脂と多官能メタアクリレートとの樹脂混合物（ラジカル重合性組成物）で作製した定着部材１〜１０は、ＰＦＡを単独で作製した定着部材１３よりも良好な結果を得た。このことから、フッ素樹脂のビニル基に多官能メタアクリレートを付加させることにより、フッ素樹脂単独の架橋構造よりも柔軟性が付与され、硬さと柔らかさの両方を備えた離形層を形成できることがわかる。
【０１３９】
さらに、樹脂粒子を含む定着部材１〜１０は、樹脂粒子を含まない定着部材１１よりも定着性および分離性が向上していることがわかる。これは、樹脂粒子は、真球状の形状を保ったまま離型層に分散して存在している。樹脂粒子は、離型層を構成する硬化性フッ素樹脂の硬さおよび弾性と近い物性を有する樹脂材料を選択しているが、両者の物性は完全に一致しない。これにより、離型層中に存在する樹脂粒子により、離型層の表面は、柔らかい部分と硬い部分の両方を有することになるので、記録媒体の表面の凹凸に追従しやすくなるからであると考えられる。
【０１４０】
また、樹脂粒子の粒径を制御することにより離型層表面が適度に疑似フラクタルな表面を形成することになり、平滑な面に比べて撥水、撥油性が向上して、トナーに対する離型性が向上させることができると考えられる。
【０１４１】
さらに、離型層に樹脂粒子が分散されていることにより、弾性層の優れた柔軟性を用紙の凹凸に追従して伝えることができ、このため、用紙の凹部においてもトナーの定着性が損なわれない。したがって、用紙の表面における凹凸に関わらず、トナーを十分に溶融状態にさせることで高光沢、かつ、高画質の画像を形成することができると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
本発明によれば、電子写真方式の画像形成におけるさらなる高品質化、多様化および高速化を目的とする画像形成装置の定着部材として有用である。
【符号の説明】
【０１４３】
１  画像形成装置
１０  画像読取部
１１  自動原稿給紙装置
１２  原稿画像走査装置
１２ａ  ＣＣＤセンサー
２０  操作表示部
３０  画像処理部
４０  画像形成部
４１  画像形成ユニット
４２  中間転写ユニット
４３  二次転写ユニット
５０  用紙搬送部
５１  給紙部
５１ａ〜５１ｃ  給紙トレイユニット
５２  排紙部
５２ａ  排紙ローラ
５３  第１の搬送部
５４  中間搬送ローラ部
５５  ループローラ部
５６  レジストローラ部
５７  第２の搬送部
５８  スイッチバック経路
５９  裏面用搬送路
６０  定着部
６１  定着ベルト
６２  加圧ローラ
６３  加熱装置
６４、６５  ローラ
１００  制御部
４１１  露光装置
４１２  現像装置
４１３  感光体ドラム
４１４  帯電装置
４１５  ドラムクリーニング装置
４２１  中間転写ベルト
４２２  一次転写ローラ
４２３  支持ローラ
４２３Ａ  バックアップローラ
４２６  ベルトクリーニング装置
４３１  二次転写ローラ
６１１  基材層
６１２  弾性層
６１３  離型層
６１４  樹脂粒子
Ｄ  原稿
Ｆ  定着器
Ｓ  用紙
【図１】
2019158905.tif 000006
【図２】
2019158905.tif 000007