(57)【要約】【課題】耐摩耗性、低摩擦性に優れ、かつ非粘着表面層を有する定着用回転体およびこれを備えた定着装置を提供すること。【解決手段】本発明の定着用回転体１０は、その外周面にオフセット防止被覆層１２を有し、かつオフセット防止被覆層１２の表面は粗面化された後にフッ素化処理されている。また本発明の定着装置は、このような回転体を備えてなる。【選択図】　　　　図２
2004101970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真式画像形成装置の定着装置に用いる定着用回転体であって、前記回転体は、その外周面にオフセット防止被覆層を有し、かつ前記オフセット防止被覆層の表面は粗面化され、かつフッ素化処理されていることを特徴とする定着用回転体。
【請求項２】
請求項１に記載の定着用回転体であって、前記粗面化が方向性をもって施されていることを特徴とする定着用回転体。
【請求項３】
請求項１または２に記載の定着用回転体であって、前記粗面化が回転体の周方向であることを特徴とする定着用回転体。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の定着用回転体であって、前記粗面化が、機械的手段または電磁的手段を用いて施されることを特徴とする定着用回転体。
【請求項５】
請求項１に記載の定着用回転体であって、前記フッ素化処理が、粗面化された表面に直接フッ素ガスを接触させることによってなされることを特徴とする定着用回転体。
【請求項６】
請求項１に記載の定着用回転体であって、前記フッ素化処理が、フッ化炭素ガスを用いたプラズマ処理法によって行われることを特徴とする定着用回転体。
【請求項７】
請求項５または６に記載の定着用回転体であって、前記フッ素化処理を行う前に、前記オフセット防止被覆層を酸化処理することを特徴とする定着用回転体。
【請求項８】
請求項７に記載の定着用回転体であって、前記酸化処理が、酸化性ガスを用いた気相酸化法であることを特徴とする定着用回転体。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の定着用回転体であって、前記オフセット防止被覆層には、導電性充填物が添加されかつ分散され、前記導電性充填物は、フッ素化処理された炭素材または炭素−炭素複合体の微粉体であることを特徴とする定着用回転体。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の定着用回転体であって、前記オフセット防止被覆層が、含フッ素樹脂成形体であることを特徴とする定着用回転体。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の定着用回転体であって、前記回転体が、加熱機構を具備する加熱定着体であることを特徴とする定着用回転体。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の定着用回転体を備えたことを特徴とする電子写真式画像形成装置の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着用回転体およびこれを備えた定着装置に関するものであり、詳しくは、耐摩耗性、低摩擦性に優れ、かつ非粘着表面層を有する定着用回転体およびこれを備えた定着装置に関するものである。
本発明の定着用回転体、それを用いた定着装置および加熱定着方法は、電子写真式の複写機、レーザープリンタ等の静電転写プロセスを利用する画像形成装置の加熱定着ローラ、加熱定着ベルト、加圧定着ローラ等に好適に適用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般的な電子写真複写機等の画像形成装置用の定着装置としては、様々な定着方式のものが提案され、実施されている。例えば、ローラ定着タイプのもの、特にローラ対の少なくとも一方が熱源によって加熱されるローラのタイプである加熱ローラ定着装置（ヒートロール定着方式）が主流をなしている。
ここで一対のローラのうち、記録材の画像担持側の面に接するローラを定着ローラまたは加熱定着ローラと呼び、他方のローラを加圧ローラまたは加圧定着ローラと呼ぶ。
ローラ定着タイプの定着装置において、定着ローラは記録材の画像担持面に直接に接触するため、記録材上の画像を構成している顕画剤（以下、トナーと記す）の一部が前記定着ローラ表面に粘着して付着し、この付着トナーがローラ回転に伴い再び記録材上に転写されるいわゆる「オフセット現象」を発生しやすい。そこでこのオフセット現象を防止する手段として、従来技術では下記のような種々の手段が採択されている。
【０００３】
ａ．定着ローラ外周面にポリテトラフロロエチレン樹脂（以下、ＰＴＦＥと記す）等のフッ素樹脂やシリコンゴム等の高離型性材料（非粘着性材料）のオフセット防止被覆層を設けて定着ローラの離型性（非粘着性）を向上させる。
ｂ．定着ローラ周面にシリコンオイル等の離型剤を塗布する手段を具備させる。
ｃ．定着ローラ周面の汚染物を清掃除去するブレードやウェブ等の摺擦クリーニング手段を具備させる。
ｄ．記録材上に担持させた未定着画像のトナーと同極性の直流バイアスを定着ローラ芯金に印加する。
ｅ．上記ａ〜ｄの手段の組み合わせ。
【０００４】
しかしながら上記従来のオフセット防止手段については下記のような問題があった。
１）上記ａ．のオフセット防止被覆層を設けても、トナー結着樹脂の種類によっては離型性の悪いものがあり、トナーの一部が粘着してローラ面を汚染することがある。
また近年、低コスト化傾向、サービス性の向上、産業廃棄物の規制等から定着ローラ各種部品の高耐久化が強く求められているが、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂の耐摩耗性は十分でなく寿命が短いという欠点を有する。定着ローラの表面はブレート等のクリーニング手段、離型剤塗布手段、記録材分離爪、温度検出素子、加圧ローラ等で摺擦を受けて摩耗する。また定着ローラと加圧ローラの間を通過する記録材の摺擦も受ける。そして大量の紙（記録材）を通した時、紙から紙粉が発生し定着ローラに付着する。この紙粉は定着ローラに当接させたクリーニングブレード等で除去されることになるが、特に紙のエッジ部では紙粉の発生が顕著であり、紙粉に含まれる種々の無機充填剤によりローラ表面は摩耗する。
そして定着ローラは表面の摩耗により平滑性を失うことで本来の離型性が低下する傾向が出てくる。
【０００５】
２）純粋なフッ素樹脂の被覆層は一般に絶縁性もしくは高抵抗であるため、その表面が、記録材、加圧ローラ等の対ローラ当接部材との摺擦による摩擦帯電により大きく帯電し、記録材上のトナーが静電作用により定着ローラ表層に吸着され、いわゆる「静電オフセット現象」が発生しやすい。
フッ素樹脂は記録材等との摺擦により負（−）に大きく帯電する。トナーが正（＋）の極性を持つ場合、トナーは負帯電のフッ素樹脂被覆層の電界にひきつけられ定着ローラ表面に付着しやすくなる。
【０００６】
３）一般にフッ素樹脂等の耐摩耗性は、これにガラス粉、シリカ、炭化ケイ素粉末、ダイヤモンド粉末、コランダム粉、ニッケルや鉄等の金属粉等の高硬度の無機充填材を混入することにより向上させることができるが、混合量が少ないと耐摩耗性向上の効果が十分ではなく、混合量を増加していくと離型性が悪くなり、オフセット防止効果が低下する。一般にこれらの充填材はフッ素樹脂中への分散性が悪く、また分散できたとしても充填材とフッ素樹脂との接着性が悪くなり耐久等により定着ローラ被覆層の充填材の一部が離脱する等の不具合が生じていた。分散が不良の場合は、耐久により充填材の少ない部分が先にスジ状あるいはまだら状に削れ、削れた部分にトナーが入り込み、表面に固定化され、定着ローラの非粘着性の低下をきたす場合が多かった。また離脱した充填剤が逆に研摩剤として作用し、摩耗を加速する等の問題が生じた。充填材の粒径を細かくする等の試みもされたが、充填剤とフッ素樹脂との接着性が悪く、逆にフッ素樹脂層全面が摩耗するという結果となっていた。
【０００７】
４）静電オフセット防止手段として、被覆層に、カーボンブラック、金属粉、二酸化チタン等の低抵抗の微粉末、またはチタン酸カリウム等の導電化したウイスカー状単結晶繊維等の導電性充填材を混入させることにより被覆層を低抵抗化させ、被覆層の摩擦帯電を防止する技術がある。この場合、導電性充填材に要求される性能は
・被覆層材料中への分散性が良好で均一であること、
・被覆層材料に対する接着性が良好であること、
・被覆層の耐摩耗性が向上すること、
・被覆層に十分な導電性を付与できること、
・被覆層表面の平滑性が得られること、
等である。
【０００８】
しかしながら従来の充填材は上記のような性能をすべて満足させることが難しかった。
例えば、カーボンあるいは導電化したウイスカー状単結晶繊維の場合は、フッ素樹脂被覆層を強靭化するため、耐摩耗性を向上する効果はあまり認められず、長期間の使用により被覆層がスジ状に摩耗したりして表面平滑性が悪くなり、オフセット現象を生じたり、定着性が悪くなる場合あった。またカーボン等の微粉末の充填材は、分散性が悪く二次凝集し易いという欠点をもち、耐静電オフセット性を満足させるためには必要以上の量を使用する必要があった。チタン酸カリウム等のウイスカー状単結晶繊維は、比較的に比表面積が大であるために耐静電オフセット性は良好であったが、やはり耐摩耗性を向上させる効果は薄かった。これはこの材料がウイスカー状であるために比較的もろく、かつフッ素樹脂中で樹脂の強度を補強するために要求される３次元橋かけ構造を取りにくいからと考えられる。
特開平６−１３０８４９号公報は、オフセット防止被覆層に、中空の内殻と該内殻の表面を被覆し実質的に導電性酸化物からなる外殻とを具備した中空二重殻導電性物質の充填剤を含有させる技術を開示し、中空二重殻導電性物質としては、無定形シリカまたはシリカ含有物質よりなる中空の内殻と、実質的に酸化スズおよび三酸化アンチモンからなる外殻とを具備した材料が例示されている。しかしながら、粒状の充填材であることに変わりはなく、耐摩耗性に関しては不充分な特性であった。
【０００９】
５）一方、前記ｂ．のシリコンオイル等の離型剤塗布手段、ｃ．の摺擦クリーニング手段、ｄ．のバイアス印加手段は、前記ａ．のオフセット防止被覆層を形成した定着ローラの補助的なオフセット防止手段である。
離型剤塗布手段により定着ローラ表面にオイルを供給することにより汚れは軽減するが、オイルのぬれ性が悪く、ツブツブになったり、まだら状になったりして、均一に塗布することが困難であった。従ってオイルの供給量を多くせざるを得なくなり、記録材へのオイルのボタ落ち、シミ等の問題が生じていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、耐摩耗性、低摩擦性に優れ、かつ非粘着表面層を有する定着用回転体およびこれを備えた定着装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、電子写真式画像形成装置の定着装置に用いる定着用回転体であって、前記回転体は、その外周面にオフセット防止被覆層を有し、かつ前記オフセット防止被覆層の表面は粗面化され、かつフッ素化処理されていることを特徴とする定着用回転体である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の定着用回転体であって、前記粗面化が方向性をもって施されていることを特徴とする定着用回転体である。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の定着用回転体であって、前記粗面化が回転体の周方向であることを特徴とする定着用回転体である。
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の定着用回転体であって、前記粗面化が、機械的手段または電磁的手段を用いて施されることを特徴とする定着用回転体である。
請求項５の発明は、請求項１に記載の定着用回転体であって、前記フッ素化処理が、粗面化された表面に直接フッ素ガスを接触させることによってなされることを特徴とする定着用回転体である。
請求項６の発明は、請求項１に記載の定着用回転体であって、前記フッ素化処理が、フッ化炭素ガスを用いたプラズマ処理法によって行われることを特徴とする定着用回転体である。
請求項７の発明は、請求項５または６に記載の定着用回転体であって、前記フッ素化処理を行う前に、前記オフセット防止被覆層を酸化処理することを特徴とする定着用回転体である。
請求項８の発明は、請求項７に記載の定着用回転体であって、前記酸化処理が、酸化性ガスを用いた気相酸化法であることを特徴とする定着用回転体である。請求項９の発明は、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の定着用回転体であって、前記オフセット防止被覆層には、導電性充填物が添加されかつ分散され、前記導電性充填物は、フッ素化処理された炭素材または炭素−炭素複合体の微粉体であることを特徴とする定着用回転体である。
請求項１０の発明は、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の定着用回転体であって、前記オフセット防止被覆層が、含フッ素樹脂成形体であることを特徴とする定着用回転体である。
請求項１１の発明は、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の定着用回転体であって、前記回転体が、加熱機構を具備する加熱定着体であることを特徴とする定着用回転体である。
請求項１２の発明は、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の定着用回転体を備えたことを特徴とする電子写真式画像形成装置の定着装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明をさらに説明する。
図１は本発明の定着用回転体の一例を説明するための図である。なお図１の回転体は加熱定着ローラを例示しているが、該ローラ以外にも、本発明の回転体は無端形状をもつ定着用ベルトであることができる。
図１に示すように、加熱定着ローラ１０は、例えば基体であるアルミニウム合金Ａ５０５２等の金属芯金１１の表面に、従来法に従って接着層の役割を行うプライマー層を塗布した後、その上にオフセット防止被覆層１２を積層して形成されている。
図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。図２によれば、金属芯金１１の上部に接着層１４が積層され、回転体の外周面として、オフセット防止被覆層１２がさらに積層されている。本発明では、オフセット防止被覆層１２の表面が粗面化された後にフッ素化処理されていることを特徴としている。
【００１３】
オフセット防止被覆層１２は、例えば含フッ素高分子の被膜であり摩擦等の帯電現象によって負帯電の傾向がある。そのため、極性がそれとは逆の帯電特性を有するトナー（正帯電トナー）を画像形成プロセスに用いる場合には、静電的付着を防止するため導電性充填物をオフセット防止被覆層１２に含有、分散させるのが好ましい。
前記導電性充填物としては、フッ素化処理された炭素材または炭素−炭素複合体の微粉体が挙げられる。図３は、本発明で使用される導電性充填物を説明するための図である。図３に示されるように、本発明で使用される導電性充填物２０は、フッ素化処理された表面２１を有する、球形充填材２２（断面図）、ファイバー状充填材２３（斜視図）、不定形充填材２４（断面図）等が挙げられる。フッ素化処理された表面２１を有することにより、導電性充填物２０の機械的強度および分散性が向上する。フッ素化処理は、炭素系材料の強いＣ−Ｃ結合に基づくぬれ性の悪さを克服するために、導電性充填物２０の表面をあらかじめ電解酸化し改質し、続いてフッ素ガスに直接接触させることにより行うことができる。導電性充填物２０は、オフセット防止被覆層１２の体積抵抗を所望の値にコントロールし、帯電による静電オフセットを防止する役割と、オフセット防止被覆層１２の摩耗による損傷や劣化を防止する役割を果たす。本発明における導電性充填物２０は、サブミクロンから数ミクロンのサイズであり、フッ素化処理されることによって機械的特性や分散性が改善され、オフセット防止被覆層１２中に良好に混合または分散する。
【００１４】
前述のように、本発明では、オフセット防止被覆層１２の表面が粗面化され、かつフッ素化処理されていることを特徴としている。本発明においては、粗面化された後にフッ素化処理されていることが好ましい。粗面化は、公知の機械的手段または電磁的手段を用いて行うことができる。粗面化された表面は、続いてフッ素化処理に施される。この処理は、粗面化された表面に直接フッ素ガスを接触させることによって行うことができる。例えば、フッ化炭素ガスを用いたプラズマ処理法によって行うことができる。なお、フッ素化処理を行う前に、オフセット防止被覆層を、例えば酸化性ガスを用いた気相酸化法により酸化処理することが好ましい。しかしながら、本発明においては、フッ素化処理後に粗面化処理を行うことも可能である。
図４は、粗面化されたオフセット防止被覆層を説明するための断面図である。オフセット防止被覆層１２の表面は、粗面化部分１７と、非粗面化部分１８とを有する。粗面化部分１７は、多くの含フッ素樹脂の分子鎖が切断された状態となっている。したがって、−ＣＦ３基が形成され表面自由エネルギーが小さくなり、潤滑性、非粘着性に優れる。また、粗面化部分１７はフッ素化処理された導電性充填物（存在するとき）が表面に露出し、この状態で酸化処理を行うと、充填物である炭素系材料のぬれ性が改善され、マトリックス樹脂（例えば含フッ素樹脂）との接着性が改善され、マトリックス樹脂からの充填物の脱離が防がれる。また、続くフッ素化処理により、マトリックス樹脂の低摩擦性、耐摩耗性が一層改善される。さらに、粗面化部分１７は、顕画剤（トナー）に含有された離型剤であるワックスをとどめておこうとする作用がある。したがって、粗面化されたオフセット防止被覆層は、表面が硬くトナー、ワックスをはじきやすい非粗面化部分と、粗面化によって凹部となり液状物質を保持しやすく潤滑性に優れワックスになじみやすい部分ができ、トナーに対する離型性とワックスの持続性を同時に満足させることができる。また、定着時は、トナー樹脂の溶融に先立ち、トナーに含有された離型剤であるワックスが連続的に粗面化部分に広がり、その部分に馴染み、粗面化部分１７の凹部であってもトナー樹脂が粘着することがなく、トナーのオフセット現象を防止することができる。なお、本発明によれば、前記粗面化は方向性をもって施されるのが好ましい。この方向性は、例えば回転体を回転させながら粗面化を行うことにより達成可能であり、この場合は画像転写材である紙の運動方向、すなわち回転体の周面に粗面化がなされる。
【００１５】
図５は、本発明の回転体を説明するための図である。
図５において、符号２７および２８で示される二つの回転体は、それぞれ加熱定着体である加熱定着ローラおよび加圧定着体である加圧定着ローラである。本発明の回転体は、前記ローラのいずれにも適用可能である。そしてローラの外周面はオフセット防止被覆層を有し、このオフセット防止被覆層の表面は粗面化された後にフッ素化処理されていることは、前述のとおりである。加熱定着ローラ２７の内部には、ランプヒータ等の加熱機構２９が具備され、加圧定着ローラ２８との間には加圧力が印加されニップを形成している。定着工程において、表面に顕画材（トナー）３０ｂが付着した記録材３１が、加熱定着ローラ２７および加圧定着ローラ２８間に挿入され、トナー３０が記録材３１上に熱定着する。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明する。
実施例１
図１および２に示すような回転体を作製した。すなわち、アルミニウム合金Ａ５０５２の金属芯金１１の表面に、従来法に従ってＰＡＩ等の接着層１４（耐熱性プライマー層）を塗布した後、その上にオフセット防止被覆層１２を概ね１８μｍの膜厚で成膜した。オフセット防止被覆層１２には、含フッ素樹脂として耐熱性や離型性に優れ、膜形成が行いやすいＰＦＡ（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）樹脂を高分子量体として用いた。なお、含フッ素樹脂はこれに限定されるものではなく、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（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）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）、ＥＣＴＦＥ（エチレン−クロロトリフルオロエチレン）等を耐熱性を考慮して用いることができる。
さらにこの原料に導電性充填物としてフッ素化処理された炭素材または炭素−炭素複合体の微粉体を添加することができる。具体的には、公知のグラファイト微粉体、導電性カーボン粉体、炭素−炭素複合体等が用いられる。これらの形状は、図４に示すようにどのようなものでもよく、添加量としては、オフセット防止被覆層に対して１〜５重量％が好ましい。本発明では、導電性充填物としてグラファイト微粉体を用い、オフセット防止被覆層に対して３重量％分散するようにした。また、本実施例で用いたグラファイト微粉体は、フッ素ガスを用いたフッ素化処理を行ったものである。フッ素圧３×１０−２Ｔｏｒｒ、２５℃、８分の処理を行い、ぬれ性が改善されたためマトリックス樹脂への分散性が向上した。上記原料からなる水溶性ディスパージョンを作り、これをスプレー等の塗装手段で芯金１１上に塗布してその後焼成した。
オフセット防止被覆層１２の粗面化処理は、機械的手段としてショットブラスト、ワイヤブラシ、研磨テープなど通常の方法が使われる。これによって表面が荒らされ凹凸ができ導電性充填物が表面近傍に多くなると同時にマトリックス樹脂の分子鎖の切断が容易になる。この粗さは中心線平均粗さＲａで０．３μｍ〜２０μｍ、好ましくは０．３μｍ〜７μｍがよい。０．３μｍより小さいと機械的にマトリックス樹脂の分子鎖を切断することは容易でなく、２０μｍを越えるとトナー粒子の凹部への入り込みが多くなる。本実施例では、粗面化処理の機械的手段として研磨テープを採用した。また中心線平均粗さＲａを２．５μｍに設定した。
フッ素化処理前の酸化処理は、下記図６に示す装置を用いた気相酸化法により行った。真空容器６０内のプラズマ源６１に酸素、オゾン、窒素酸化物等のガスをガス導入系６２から導入しプラズマ化したガスを定着用回転体であるローラ６３を回転させながら照射する。６４はローラの保持機構、６５はローラの回転駆動系、６６はその制御装置である。真空容器６０は真空排気装置６７、真空バルブ６８を用いて真空状態にされる。６９は加熱用ヒーター、７０はその電源である。プラズマ源は種々の方式が利用可能であるが磁場発生装置７１、マイクロ波発生装置７２を具備した有磁場マイクロ波プラズマ発生装置を使用した。プラズマは２００Ｗの出力で５分間放電を行い酸化処理を行った。気相の酸化処理の後にフッ素系ガスをガス導入系７３から導入し、５×１０−２Ｔｏｒｒの圧力下でローラ６３を回転しながら３０℃、１０分間処理を行った。ローラ６３の加熱はヒーター６９を用いている。これによってＣ−Ｆ共有結合を形成し得ない温度で−ＣＦ３基の生成を行うことができた。
【００１７】
実施例２
マトリックス樹脂として実施例１と同じく耐熱性や離型性に優れ、膜形成が行いやすいＰＦＡを使用した。充填材は炭素−炭素複合体としてピッチと炭素繊維の複合体を用いた。炭素繊維はあらかじめ電解酸化によってぬれ性を向上した表面処理を行い複合化しやすくしている。炭素−炭素複合体であるこの炭素系材料はフッ素化処理をフッ素圧３×１０−２Ｔｏｒｒ、２５℃、１０分行い、機械的強度の向上をはかった。充填物はマトリックス樹脂とのディスパージョンで塗工し焼成によって皮膜とした。焼成は約３８０℃で行い膜厚２０μｍのオフセット防止被覆層１２を形成した。粗面化は低温プラズマを用いた電磁的手段により行った。具体的には図６に示す装置を用いた。プラズマ源６１にガス導入系６２からアルゴンガスを導入しアルゴンプラズマを生成しローラに照射した。真空容器６０は真空バルブ６８を介して真空排気装置６７により真空排気される。３００Ｗの電力でプラズマを生成し、ローラ６３に２００Ｖの負バイアスを印加してプラズマ処理を行った。ローラ６３は保持機構６４と回転駆動系６５により回転自在である。６６は駆動制御装置を示す。この装置を用い、２０ｒｐｍで周方向（ローラの回転方向）に回転しながらプラズマによる粗面化処理を実施した。電磁的な粗面化はプラズマ処理以外にスパッタリングによるエネルギー粒子を照射することによっても目的は達せられる。ローラ６３表面の粗面化は中心線平均粗さＲａで０．１μｍ〜３μｍを目処として実施した。０．１μｍより小さいと逆にトナーの離型剤とのぬれ性が悪くなり離型剤の広がり具合が悪くなることがわかった。３μｍを越えると素面化処理に多大の時間を要する。符号６９は加熱用ヒーター、７０はその電源、７１は低温プラズマ生成のための磁場、７２はマイクロ波発生装置である。続いて酸化処理は、実施例１と同様に酸素、オゾン、窒素酸化物等のガスをガス導入系６２から導入し２００Ｗの出力で５分間放電を行いプラズマ酸化処理を行った。気相の酸化処理の後にはローラ６３を回転しながらフッ化炭素ガスをガス導入系７３から導入しプラズマ源６１からのアルゴンプラズマをアシストしながら照射してフッ素化処理を行った。
【００１８】
実施例３
マトリックス樹脂としてＰＴＦＥの粉体▲１▼と、充填物としてフッ素化処理されたグラファイト微粉体を充填したＰＦＡ粉体▲２▼を、▲１▼：▲２▼　＝６：４の重量比率に混入したディスパージョンを塗工、焼成しオフセット防止被覆層１２を形成した。グラファイト微粉体はフッ素化処理されているため分散性がよく均一にマトリックス樹脂に分散されている。粗面化を実施例２と同様に低温プラズマを用いて行い、回転体の周方向に粗面化のパターンを形成した。酸化処理は実施例２と同様の条件において、気相酸化で行った。その後、真空容器内においてフッ素ガスをガス導入系７３から４．２×１０−２Ｔｏｒｒまで導入して２５℃、１０分間フッ素ガス直接接触を行いフッ素化処理を実施した。
【００１９】
実施例４
実施例１，２，３に示される処理を施した定着用回転体を加熱定着ローラとし、フッ素樹脂チューブと弾性層からなるもう一つの回転体を加圧ローラとした対を定着装置として、電子写真式の画像形成装置（リコー製）に搭載して顕画剤である単色トナー（リコー製）に対する画像オフセット状態等の特性、並びに離型性に関係すると考えられる加熱溶融時のトナー挙動を定着温度幅に代用して評価した。結果を表１に示す。なお、オフセット防止被覆層に対して粗面化、酸化処理およびフッ素化処理を行わない加熱定着ローラを比較基準とした（下記表１の（Ａ））。
【００２０】
【表１】
2004101970.tif 000003
【００２１】
【発明の効果】
請求項１の発明は、電子写真式画像形成装置の定着装置に用いる定着用回転体であって、前記回転体は、その外周面にオフセット防止被覆層を有し、かつ前記オフセット防止被覆層の表面は粗面化され、かつフッ素化処理されていることを特徴とする定着用回転体であるので、粗面化部分は表面自由エネルギーが小さくなり、潤滑性、非粘着性に優れる。また、フッ素化処理により、マトリックス樹脂の低摩擦性、耐摩耗性が一層改善される。さらに、粗面化部分は、顕画剤（トナー）に含有された離型剤であるワックスをとどめておこうとする作用があるので、粗面化されたオフセット防止被覆層は、表面が硬くトナー、ワックスをはじきやすい非粗面化部分と、粗面化によって凹部となり液状物質を保持しやすく潤滑性に優れワックスになじみやすい部分ができ、トナーに対する離型性とワックスの持続性を同時に満足させることができる。また、定着時は、トナー樹脂の溶融に先立ち、トナーに含有された離型剤であるワックスが連続的に粗面化部分に広がり、その部分に馴染み、粗面化部分の凹部であってもトナー樹脂が粘着することがなく、トナーのオフセット現象を防止することができる。
【００２２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の定着用回転体であって、前記粗面化が方向性をもって施されていることを特徴とする定着用回転体であるので、トナーに含まれるワックスが、連続的に粗面方向に広がり、広い範囲でトナー樹脂の溶融に先立ち粗面化された部分に馴染み、粗面化部分の凹部にあってもトナー樹脂が粘着することなく、これによりトナーのオフセット現象を一層防止することができる。
【００２３】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の定着用回転体であって、前記粗面化が回転体の周方向であることを特徴とする定着用回転体であるので、トナーに含まれるワックスが、連続的に粗面方向に広がり、広い範囲でトナー樹脂の溶融に先立ち粗面化された部分に馴染み、粗面化部分の凹部にあってもトナー樹脂が粘着することなく、これによりトナーのオフセット現象を一層防止することができる。
【００２４】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の定着用回転体であって、前記粗面化が、機械的手段または電磁的手段を用いて施されることを特徴とする定着用回転体であるので、無公害化した手段でもって前記効果を奏することができる。
【００２５】
請求項５の発明は、請求項１に記載の定着用回転体であって、前記フッ素化処理が、粗面化された表面に直接フッ素ガスを接触させることによってなされることを特徴とする定着用回転体であるので、短時間の処理で、機械的特性、低摩擦性、耐摩耗性を改善することができる。
【００２６】
請求項６の発明は、請求項１に記載の定着用回転体であって、前記フッ素化処理が、フッ化炭素ガスを用いたプラズマ処理法によって行われることを特徴とする定着用回転体であるので、短時間の処理で、機械的特性、低摩擦性、耐摩耗性を改善することができる。
【００２７】
請求項７の発明は、請求項５または６に記載の定着用回転体であって、前記フッ素化処理を行う前に、前記オフセット防止被覆層を酸化処理することを特徴とする定着用回転体であるので、表面自由エネルギーの低い状態を達成することができ、このためトナー離型性が向上し耐オフセット性が向上する。
【００２８】
請求項８の発明は、請求項７に記載の定着用回転体であって、前記酸化処理が、酸化性ガスを用いた気相酸化法であることを特徴とする定着用回転体であるので、表面自由エネルギーの低い状態を達成することができ、このためトナー離型性が向上し耐オフセット性が向上する。
【００２９】
請求項９の発明は、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の定着用回転体であって、前記オフセット防止被覆層には、導電性充填物が添加されかつ分散され、前記導電性充填物は、フッ素化処理された炭素材または炭素−炭素複合体の微粉体であることを特徴とする定着用回転体であるので、表面自由エネルギーの低い状態を達成することができ、優れたトナー離型性、低摩擦性、耐摩耗性を同時に実現でき、さらに電気抵抗を任意に制御できることから電荷の帯電による静電オフセットを回避できる。
【００３０】
請求項１０の発明は、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の定着用回転体であって、前記オフセット防止被覆層が、含フッ素樹脂成形体であることを特徴とする定着用回転体であるので、表面自由エネルギーの低い状態を達成することができ、優れたトナー離型性、低摩擦性、耐摩耗性を同時に実現でき、さらに電気抵抗を任意に制御できることから電荷の帯電による静電オフセットを回避できる。
【００３１】
請求項１１の発明は、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の定着用回転体であって、前記回転体が、加熱機構を具備する加熱定着体であることを特徴とする定着用回転体であるので、トナーの定着効果を一層高めることができる。
【００３２】
請求項１２の発明は、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の定着用回転体を備えたことを特徴とする電子写真式画像形成装置の定着装置であるので、回転体の使用環境あるいはこれらが組み込まれた電子写真式画像形成装置が置かれた環境の変動、すなわち、温度変化、湿度変化、浮遊する活性もしくは不活性な化学物質による汚染や障害に強く、耐候性、耐食性に優れた定着装置を提供することができる。また、機械的および化学的に高耐久でトナー離型性、紙搬送性に優れた電子写真式画像形成装置の定着装置を、簡便な表面処理、表面形成技術によって低コストに提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の定着用回転体の一例を説明するための図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明で使用される導電性充填物を説明するための図である。
【図４】粗面化されたオフセット防止被覆層を説明するための断面図である。
【図５】本発明の定着装置の一例を説明するための図である。
【図６】実施例１および２で用いた装置を説明するための図である。
【符号の説明】
１０　　加熱定着ローラ
１１　　金属芯金
１２　　オフセット防止被覆層
１４　　接着層
１７　　粗面化部分
１８　　非粗面化部分
２０　　導電性充填物
２１　　フッ素化処理された表面
２７　　加熱定着ローラ
２８　　加圧定着ローラ
２９　　加熱機構
３０　　顕画材（トナー）
３１　　記録材
４０　　定着装置
６０　　真空容器
６１　　プラズマ源
６３　　ローラ
【図１】
2004101970.tif 000004
【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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