(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製の基層と、離型層と、前記基層と前記離型層の間に設けられたゴム層と、を有する筒状の定着フィルムと、前記定着フィルムの基層に接触するヒータと、前記定着フィルムを介して前記ヒータと共に定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、前記定着ニップ部でトナー像を担持する記録材を挟持搬送しつつ記録材にトナー像を加熱定着する定着装置において、
前記基層は導電性物質が分散していることで体積抵抗率ρｖが１×１０３（Ω・ｃｍ）≦ρｖ≦１×１０９（Ω・ｃｍ）となっているポリイミド樹脂層であり、前記ゴム層と前記離型層が絶縁層であることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
樹脂製の基層と、離型層と、前記基層と前記離型層の間に設けられたゴム層と、を有する筒状の定着フィルムと、前記定着フィルムの基層に接触するヒータと、前記定着フィルムを介して前記ヒータと共に定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、前記定着ニップ部でトナー像を担持する記録材を挟持搬送しつつ記録材にトナー像を加熱定着する定着装置に用いられる定着フィルムにおいて、
前記基層は導電性物質が分散していることで体積抵抗率ρｖが１×１０３（Ω・ｃｍ）≦ρｖ≦１×１０９（Ω・ｃｍ）となっているポリイミド樹脂層であり、前記ゴム層と前記離型層が絶縁層であることを特徴とする定着フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および定着フィルムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機、レーザービームプリンタ等においては、電子写真方式の画像形成装置が広く採用されている。電子写真方式では、静電的な力を利用し、トナー粒子による画像を記録用紙等の記録材上に転写方式あるいは直接方式で形成し、像加熱装置としての定着装置でそのトナー像を記録材上に溶融固着させて安定した画像を形成する。
【０００３】
定着装置としては、熱ローラ方式が広く用いられている。また、近時はフィルム加熱方式の装置が実用化されている。
【０００４】
熱ローラ方式としては、定着ローラ（加熱ローラ）と加圧ローラとの圧接ローラ対を基本構成とし、該ローラ対を回転させ、該ローラ対の相互圧接部である定着ニップ部（加熱ニップ部）に画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた記録材を導入して挟持搬送させて、定着ローラの熱と、定着ニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を記録材面に熱圧定着させるものである。
【０００５】
この熱ローラ方式の定着装置に用いられる定着ローラ及び加圧ローラとしては、たとえばアルミ等の中空ローラの表面に、当接ニップ確保のためシリコンゴム・フッ素ゴム等の耐熱性弾性層を、トナーや紙粉等が固着するのを防ぐため最表層に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）・ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の樹脂によるコーティング層等の離型層を被覆したものが知られ、定着ローラを内部からハロゲンヒータ等により加熱し、表面温度を所定の定着温度に保ち、加熱定着を行うのが一般的である。
【０００６】
フィルム加熱方式の定着装置（加熱装置）は本出願人の先の提案に係る例えば特許文献１〜４等に開示されている。すなわち、加熱体としての一般にセラミックヒータと、加圧部材としての弾性加圧ローラとの間に可撓性移動部材としての耐熱性フィルム（定着フィルム）を挟ませてニップ部（定着ニップ部、接触部）を形成させ、該ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に被加熱材としての画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた記録材を導入してフィルムといっしょに挟持搬送させることで、ニップ部において加熱・加圧して未定着トナー画像を記録材面に熱圧定着させるものである。
【０００７】
このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができ、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい（省電力）等の利点がある。
【０００８】
可撓性移動部材としてのフィルムは、回転体としての円筒状もしくはエンドレスベルト状のフィルムにし、その駆動方法としては、フィルム内周面を案内するフィルムガイドと加圧ローラとで圧接されたフィルムを加圧ローラの回転駆動によって従動回転させる方式（加圧ローラ駆動方式）や、逆に駆動ローラとテンションローラによって張架されたエンドレスベルト状のフィルムの駆動によって加圧ローラを従動回転させるもの等がある。また、可撓性移動部材としてのフィルムは、ロール巻きにした長尺の有端部材にし、これを加熱体を経由させて繰り出し走行移動させる装置構成にすることもできる。
【０００９】
また本出願人は、フルカラーの画像形成を行う画像形成装置の定着装置として、特許文献５、６、７において、フィルム表面に弾性層を形成する構成として、ＯＨＴの透過性、色再現性、及び光沢ムラ・画像ガサツキの改善等、定着性の向上を図ったものを提案している。
【００１０】
また加圧ローラ内にも熱源を具備させて加圧ローラも加熱温調する構成にしたものもある。  しかしながら、上記従来例においては、記録材の種類や環境等の条件によっては記録材上のトナーが定着フィルムに静電的に転移する静電オフセット現象が発生することがあり、画像品位を低下させることがあった。
【００１１】
すなわち、記録材の種類や環境等の条件によっては、記録材と定着フィルムの摩擦帯電によってもしくは記録材の転写電荷等によって、記録材上のトナーが定着フィルムに引き寄せられる電界が生じ、トナーの一部が定着フィルム上に転移してしまうことがあった。転移したトナーは定着フィルムが一周した後記録材上に戻り、画像上ゴーストとなって画像品位を低下させてしまう（静電オフセット）。
【００１２】
静電オフセットには大きく分けて二つの出方があり、ここでは全面オフセットと剥離オフセットに分類する。
【００１３】
全面オフセットは、記録材、定着フィルムが互いに摩擦帯電等で電荷のやり取りをし、オフセット電界が定常的に発生するものであり、オフセットは画像全体に連続的に出る。
【００１４】
一方、剥離オフセットは、記録材後端が定着器を抜けるときに記録材後端がはねて定着フィルムと強く接触しフィルム長手に一直線に電位履歴を残し、この電位がオフセットを発生させるものであり、画像上では走査方向に一直線上に発生するため、全面オフセットと区別できる。
【００１５】
とくに、フルカラーの画像形成を行う画像形成装置の定着装置として、フィルム表面に弾性層を形成する構成のものにおいては、弾性層を有することで、フィルム全体の厚みが大きくなり、静電容量が小さくなり、表面の帯電電荷量が同じでも表面電位が大きくなるため、上記不具合が顕著に表れやすくなると考えられる。
【００１６】
特許文献６、７においては、弾性層を低抵抗化するなどして、表面電荷を緩和して、像のにじみや定着不良を無くすと同時に、オフセットをも改善できる加熱装置を提案している。
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献３】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献４】特開平４−２０４９８０号公報
【特許文献５】特開平１０−４８８６８号公報
【特許文献６】特開２０００−１８７４０７号公報
【特許文献７】特開２００３−３０８９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、弾性層を低抵抗化する場合には、硬度と低抵抗化の両立を考慮しなければならず、安価に所望の抵抗値に制御するには限界があった。
【００１８】
また、装置によっては、転写との電気的な干渉を考慮して、定着フィルムの表層に絶縁層を設けなければならない場合があった。すなわち、たとえば転写部と定着部の距離が近い画像形成装置においては、定着フィルム表層が低抵抗であると、転写部でのバイアスが、記録材の表層を伝わるなどしてフィルム表面に逃げてしまう場合があり、転写バイアス不足による画像不良等の不具合が発生することがあった。
【００１９】
とくにカラー画像形成装置では、複数回転写が行われることもあって、高電圧による転写が行われるため、絶縁層を必要とする場合が多かった。
【００２０】
一方、フィルム内面の摺擦による摩擦帯電等でフィルム内面に蓄積された帯電電荷によって、画像不良や、リーク等によるノイズの発生による動作不良等の不具合が発生する場合があった。
【００２１】
すなわち、上記従来例では、基層の部材としては絶縁性の材料が一般に用いられており、例えば、装置構成によっては、リブ部等との摩擦により定着フィルム内面の基層が帯電し、場合によっては、フィルム表面の電界に影響し、静電オフセット等の画像不良となることがあった。さらに基層に蓄積された電荷を逃がす経路のない場合などには、蓄積された電荷が不規則にリークして、リーク跡として画像不良となったり、リークによるノイズで装置の動作不良が発生したり、ひどい場合には、リークによって傷等が生じて、著しく装置の耐久性（寿命）を悪化させる場合もあった。
【００２２】
これに対し、金属フィルム（導電性）を基層とすることで、内面の摩擦帯電等を防止することが可能であるが、金属フィルムは樹脂フィルムに比べ、屈曲性（繰り返し屈曲強度＝耐久性）、追従性（ヒータ面への追従性）等の面で劣る場合があり、小型、小径化等には不利であった。
【００２３】
また、とくに厚みの薄い弾性層を用いようとした場合等には、フィルムとしての静電容量が大きくなりすぎて、剥離放電などによるフィルム表面に蓄積される電荷の量が多くなってしまい、フィルム表面の材質や、環境等の条件によっては、剥離オフセットなどの不具合が生じる場合があった。
【００２４】
したがって、本発明の目的は、とくに、樹脂製の基層と、離型層と、基層と離型層の間に設けられたゴム層と、を有する筒状の定着フィルムを用いた定着装置、および該定着装置に用いられる定着フィルムについて、全面オフセットと剥離オフセットをどちらも適度に抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明は、下記の構成を特徴とする定着装置および定着フィルムである。
【００２６】
（１）樹脂製の基層と、離型層と、前記基層と前記離型層の間に設けられたゴム層と、を有する筒状の定着フィルムと、前記定着フィルムの基層に接触するヒータと、前記定着フィルムを介して前記ヒータと共に定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、前記定着ニップ部でトナー像を担持する記録材を挟持搬送しつつ記録材にトナー像を加熱定着する定着装置において、
前記基層は導電性物質が分散していることで体積抵抗率ρｖが１×１０３（Ω・ｃｍ）≦ρｖ≦１×１０９（Ω・ｃｍ）となっているポリイミド樹脂層であり、前記ゴム層と前記離型層が絶縁層であることを特徴とする定着装置。
【００２７】
（２）樹脂製の基層と、離型層と、前記基層と前記離型層の間に設けられたゴム層と、を有する筒状の定着フィルムと、前記定着フィルムの基層に接触するヒータと、前記定着フィルムを介して前記ヒータと共に定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、前記定着ニップ部でトナー像を担持する記録材を挟持搬送しつつ記録材にトナー像を加熱定着する定着装置に用いられる定着フィルムにおいて、
前記基層は導電性物質が分散していることで体積抵抗率ρｖが１×１０３（Ω・ｃｍ）≦ρｖ≦１×１０９（Ω・ｃｍ）となっているポリイミド樹脂層であり、前記ゴム層と前記離型層が絶縁層であることを特徴とする定着フィルム。
【発明の効果】
【００３６】
すなわち、基層を中抵抗のポリイミド樹脂層とし、ゴム層と離型層を絶縁層とすることで、全面オフセットと剥離オフセットをどちらも適度に抑制できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
【実施例１】
【００４４】
（１）画像形成装置例
図１は画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は電子写真プロセ
ス利用のフルカラー画像プリンタである。この画像形成装置は、記録材に未定着画像を形成担持させる作像手段と、その未定着画像を記録材面に加熱定着させる定着手段を有する。そして、作像手段が記録材上に複数色のトナー画像を形成するカラー画像形成手段である。
【００４５】
１０１は有機感光体やアモルファスシリコン感光体でできた電子写真感光ドラム（像担持体）であり、矢示の反時計方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００４６】
感光ドラム１０１はその回転過程で帯電ローラ等の帯電装置１０２で所定の極性・電位の一様な帯電処理を受ける。
【００４７】
ついでその帯電処理面にレーザ光学箱（レーザスキャナー）１１０から出力されるレーザ光１０３による、目的の画像情報の走査露光処理を受ける。レーザ光学箱１１０は不図示の画像読取装置等の画像信号発生装置からの目的画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調（オン／オフ）したレーザ光１０３を出力して回転感光ドラム面を走査露光するもので、この走査露光により回転感光ドラム１０１面に走査露光した目的画像情報に対応した静電潜像が形成される。１０９はレーザ光学箱１１０からの出力レーザ光を感光ドラム１０１の露光位置に偏向させるミラーである。
【００４８】
フルカラー画像形成の場合は、目的のフルカラー画像の第１の色分解成分画像、たとえばイエロー成分画像についての走査露光・潜像形成がなされ、その潜像が４色カラー現像装置１０４のうちのイエロー現像器１０４Ｙの作動でイエロートナー画像（トナー像）として現像される。そのイエロートナー画像は感光ドラム１０１と中間転写体ドラム１０５との接触部（あるいは近接部）である一次転写部Ｔ１において中間転写ドラム１０５の面に転写される。中間転写ドラム１０５面に対するトナー画像転写後の回転感光ドラム１０１面はクリーナ１０７により転写残りトナー等の付着残留物の除去を受けて清掃される。
【００４９】
上記のような帯電・走査露光・現像・一次転写・清掃のプロセスサイクルが、目的のフルカラー画像の、第２の色分解成分画像（たとえばマゼンタ成分画像、マゼンタ現像器１０４Ｍが作動）、第３の色成分画像（たとえばシアン成分画像、シアン現像器１０４Ｃが作動）、第４の色成分画像（たとえば黒成分画像、黒現像器１０４ＢＫが作動）の各色分解成分画像について順次に実行され、中間転写体ドラム１０５面にイエロートナー画像・マゼンタトナー画像・シアントナー画像・黒トナー画像の都合４色のトナー画像が順次重ねて転写されて、目的のフルカラー画像に対応したカラートナー画像が合成形成される。
【００５０】
中間転写体ドラム１０５は、金属ドラム上に中抵抗の弾性層と高抵抗の表層を有するもので、感光ドラム１０１に接触してあるいは近接して感光ドラム１０１と略同じ周速度で矢示の時計方向に回転駆動され、中間転写体ドラム１０５の金属ドラムにバイアス電位を与えて感光ドラム１０１との電位差で感光ドラム１０１側のトナー画像を該中間転写体ドラム１０５面側に転写させる。
【００５１】
上記の中間転写体１０５面に合成形成されたカラートナー画像は、該回転中間転写体ドラム１０５と転写ローラ１０６との接触ニップ部である二次転写部Ｔ２において、該二次転写部Ｔ２に不図示の給紙部から所定の制御タイミングで送り込まれた記録材Ｐの面に転写されていく。転写ローラ１０６は記録材Ｐの背面からトナーと逆極性の電荷を供給することで中間転写体ドラム１０５面側から記録材Ｐ側へ合成カラートナー画像を順次に一括転写する。
【００５２】
二次転写部Ｔ２を通過した記録材Ｐは中間転写体ドラム１０５の面から分離されて定着装置１００へ導入され、未定着トナー画像の加熱定着処理を受けてカラー画像形成物として機外の不図示の排紙トレーに排出される。
【００５３】
記録材Ｐに対するカラートナー画像転写後の回転中間転写体ドラム１０５はクリーナ１０８により転写残りトナー・紙粉等の付着残留物の除去を受けて清掃される。このクリーナ１０８は常時は中間転写体ドラム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写体ドラム１０５から記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム１０５に接触状態に保持される。
【００５４】
また、転写ローラ１０６も常時は中間転写体ドラム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写体ドラム１０５から記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム１０５に記録材Ｐを介して接触状態に保持される。
【００５５】
白黒画像などモノカラー画像のプリントモードも実行できる。また両面画像プリントモード、或は多重画像プリントモードも実行できる。
【００５６】
両面画像プリントモードの場合は、定着装置１００を出た１面目画像プリント済みの記録材Ｐは不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されて再び二次転写部Ｔ２へ送り込まれて２面に対するトナー画像転写を受け、再度、定着装置１００に導入されて２面に対するトナー画像の定着処理を受けることで両面画像プリントが出力される。
【００５７】
多重画像プリントモードの場合は、定着装置１００を出た１回目画像プリント済みの記録材Ｐは不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されずに再び二次転写部Ｔ２へ送り込まれて１回目画像プリント済みの面に２回目のトナー画像転写を受け、再度、定着装置１００に導入されて２回目のトナー画像の定着処理を受けることで多重画像プリントが出力される。
【００５８】
（２）定着装置１００
本実施例における定着装置１００は基本的には特開平４−４４０７５〜４４０８３、４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等に開示の、可撓性部材として円筒状の耐熱性フィルム（定着フィルム）を用いた、フィルム加熱方式、加圧ローラ駆動方式（テンションレスタイプ）の加熱装置である。
【００５９】
図２は該定着装置１００の中間部分省略の正面模型図、図３は中間部分省略の縦断面模型図、図４は横断面模型図である。
【００６０】
１５は加熱アセンブリ（フィルムユニット）、１９は加圧部材としての弾性加圧ローラであり、この両者１５・１９の圧接により接触部としての定着ニップ部Ｎを形成させている。
【００６１】
１）加熱アセンブリ１５
加熱アセンブリ１５は、可撓性移動部材としての円筒状もしくはエンドレス状の耐熱性の定着フィルム（以下、フィルムと記す）１６、加熱体としてのセラミックヒータ（以下、ヒータと記す）１７、支持部材としてのフィルムガイド１８、加圧用剛性ステイ２０、フィルム寄り移動規制手段としての環状フランジ部材２５等の組み立て体である。
【００６２】
フィルム１６は、厚さ２０〜１００μｍのポリイミド樹脂の基層と、中間層として、厚さ５０〜５００μｍのシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性弾性層（ゴム層）、その外周面に、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等を１０〜３０μｍコーティングして離型層とした複合層フィルムを使用できる。本実施例では、ポリイミドフィルムの外周面にシリコンゴムを形成し、ＰＴＦＥをコーティングした直径２０ｍｍのものを用いた。このフィルム１６については後記の４）項で詳述する。
【００６３】
ヒータ１７は記録材通紙方向に交差する方向を長手とする、低熱容量で、通電により急速に昇温する部材である。このヒータ１７は、基本的には、アルミナや窒化アルミ等の絶縁性のセラミックスや、ポリイミド、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂などの基板と、該基板面に、スクリーン印刷等の手段により、厚み１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度の線状もしくは細帯状に塗工し焼成されて形成された、Ａｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の通電発熱抵抗層と、該通電発熱抵抗層を形成した基板面を被覆させたガラスコート等の絶縁層と、前記通電発熱抵抗層と電気的に導通されて基板面に形成されており、給電コネクタを介して給電回路から電圧が印加される給電電極部と、を有している全体に低熱容量の表面加熱型のヒータである。
【００６４】
そして、このヒータ１７を表面側（通電発熱抵抗層・ガラスコート絶縁層を形成具備させたヒータ基板面側）をフィルム密着摺動面にして、フィルムガイド１８の外面側中央部にフィルムガイド１８の長手に沿って形成具備させたヒータ嵌め込み溝内に表面側を外側に露呈させて嵌め入れて固定保持させてある。ヒータ１７は、不図示のＡＣ電源から通電発熱抵抗層に給電されて通電発熱抵抗層が全長にわたって発熱することで迅速急峻に昇温する。そのヒータ１７の昇温がヒータ裏面側に配置された不図示の温度検知素子により検知され、不図示の制御回路部によって、ＡＣ電源からヒータ１７の通電発熱抵抗層に通電する電力を位相、波数制御等により制御して、ヒータ１７の温度を所定の定着温度に温調制御する。ヒータ１７の温調構成は上記に限られず、加圧ローラ２０の表面温度もしくは、ニップ部Ｎのフィルム１６の内面任意の位置に配されたサーミスタ等の温度検知手段により検知される温度情報を元に、ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐ上のトナー画像Ｔを定着するのに必要とされるフィルム１６の表面温度を目標設定温度とし、それが維持されるようヒータ１７の通電発熱抵抗層への通電量を制御することもできる。
【００６５】
フィルムガイド１８は記録材通紙方向に交差する方向を長手とする横断面略半円弧状樋型の耐熱性・断熱性の部材であり、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、フッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ｅｔｃ．）、ＬＣＰ（liquid crystal polymer：液晶ポリマー）樹脂、これらの混合樹脂等の絶縁性及び耐熱性の良い材料が用いられ、フィルム１６のバックアップ、ニップ部Ｎの加圧、ヒータ１７の支持、フィルム１６の回転時の搬送安定性を図る役目をする。
【００６６】
円筒状のフィルム１６はヒータ１７を固定支持させたフィルムガイド１８にルーズに外嵌させてある。
【００６７】
環状フランジ部材２５はフィルムガイド１８の端部側に嵌着させてフィルム１６の端部を規制する。
【００６８】
加圧用剛性ステイ２０はフィルムガイド１８の内側に挿通され、その両端部がそれぞれフィルムガイド１８の両端部から外方に突出する。
【００６９】
２）弾性加圧ローラ１９
加圧部材としての弾性加圧ローラ（以下、加圧ローラと記す）１９は、芯金１９ａにシリコーンゴム等の弾性層１９ｂを設けて硬度を下げたもので、芯金１９ａの両端部を装置の不図示の手前側と奥側のシャーシー側板間に回転自由に軸受け保持させて配設してある。表面性を向上させるために、さらに外周に、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂層を設けても良い。
【００７０】
この加圧ローラ１９の上側に、上記の加熱アセンブリ１５をフィルムガイド１８の下面側を下向きにして配設し、加圧用剛性ステイ２０の両端部と装置シャーシー側板側のばね受け部材２１・２１との間にそれぞれ加圧ばね２２・２２を縮設することで加圧用剛性ステイ２０に押し下げ力を作用させている。これにより、ヒータ１７を配設したフィルムガイド下面部分と加圧ローラ１９とが加圧ローラ１９の弾性層１９ｂの弾性に抗してフィルム１６を挟んで圧接して接触部としての所定幅のニップ部Ｎが形成される。このニップ部Ｎ内にヒータ１７は存在している。フィルム１６はニップ部Ｎにおいて、フィルムガイド１８、ヒータ１７でバックアップされる。
【００７１】
本例においては上記の加熱体としてのセラミックヒータ１７とこれを支持させたフィルムガイド１８とが移動部材としての定着フィルム１６と摺動する摺動面を有し定着フィルム１６を支持するバックアップ部材である。
【００７２】
３）装置動作
図４において、加圧ローラ１９は駆動手段Ｍにより矢示の反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ１９の回転駆動による該加圧ローラ１９とフィルム１６の外面との摩擦力でフィルム１６に回転力が作用する。その結果、該フィルム１６が内面をニップ部Ｎにおいてヒータ１７の下面に密着して摺動移動しながら矢示の時計方向にフィルムガイド１８の外回りを回転する（加圧ローラ駆動方式）。フィルム１６は、加圧ローラ１９の回転周速度にほぼ対応した周速度をもった回転状態となる。
【００７３】
ニップ部Ｎにおけるヒータ１７の下面とフィルム１６の内面との相互摺動摩擦力を低減化させるためにニップ部Ｎのヒータ１７の下面とフィルム１６の内面との間に耐熱性グリスなどの潤滑材を介在させる。
【００７４】
プリントスタート信号に基づいて加圧ローラ１９の回転が開始され、またヒータ１７のヒートアップが開始される。加圧ローラ１９の回転によるフィルム１６の回転周速度が定常化し、ヒータ１７の温度が所定の温度に立ち上がった状態において、ニップ部Ｎのフィルム１６と加圧ローラ１９との間に被加熱材としてのトナーｔを担持させた記録材Ｐがトナー画像担持面側をフィルム１６側にして導入されることで、記録材Ｐはニップ部Ｎにおいてフィルム１６を介してヒータ１７の下面に密着してニップ部Ｎをフィルム１６といっしょに移動通過していく。その移動通過過程においてヒータ１７の熱がフィルム１６を介して記録材Ｐに付与されてトナー画像ｔが記録材Ｐ面に加熱定着される。即ち、フィルム１６と加圧ローラ１９との間で記録材を挟持搬送しつつ記録材を加熱及び加圧する。本実施例においては、バックアップ部材のフィルム摺動面（移動部材摺動面）の上記ニップ部に対応部分がヒータ１７である。ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐはフィルム１６の面から分離されて搬送される。
【００７５】
４）定着フィルム１６
移動部材としての定着フィルムは、樹脂製の基層と、離型層と、前記基層と前記離型層の間に設けられたゴム層と、を有する筒状のフィルムである。基層は導電性物質が分散していることで体積抵抗率ρｖが１×１０３（Ω・ｃｍ）≦ρｖ≦１×１０９（Ω・ｃｍ）となっているポリイミド樹脂層であり、ゴム層と離型層が絶縁層である。図５は、本実施例における定着フィルム１６の層構成を示す断面模型図である。この定着フィルム１６は、ポリイミド樹脂を主体としてなる基層１の上に、ゴム弾性体からなる弾性層２と、離型層３とが順に設けられてなることを特徴としている。基層１側がヒータ摺動面側（定着フィルム内面側）であり、離型層３側が加圧ローラ当接面側（定着フィルム外面側）である。
【００７６】
ａ：基層１
ポリイミド樹脂を主体としてなる基層１は、定着フィルム１６として必要な熱伝導性や機械的強度などの条件を満たすため、その厚さが２０〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。さらに、定着フィルムの熱応答性を向上させるために、ポリイミドフィルム基層の熱伝導率は０．４２［Ｗ／ｍ・℃］以上であることが好ましい。通常、ポリイミド樹脂の熱伝導率は０．２５［Ｗ／ｍ・℃］以下であるが、樹脂材料に添加剤として例えばＢＮ、ＡｌＮ、あるいはＳｉＣなどを配合することにより、基層の熱伝導率を上記範囲にまで高めることができる。
【００７７】
また、静電オフセット、及び内面の摺擦等による帯電電荷等の発生を防止するために、抵抗制御材として、導電性物質を分散させることで、基層を低抵抗化してある。具体的には、体積抵抗率をρｖとしたとき、１×１０３＜ρｖ＜１×１０９（Ω・ｃｍ：ＪＩＳ法  Ｋ  ６９１１、１００Ｖ印加時）、基層内面の表面抵抗率ρｓは１×１０１２（Ω／□：：ＪＩＳ法  Ｋ  ６９１１、１００Ｖ印加時）以下、であることが好ましい。
【００７８】
基層抵抗値が、上記範囲以外の場合、静電オフセット等の画像不良発生の防止効果や、リブ等の摩擦による帯電電荷発生の防止効果が弱くなり、適さない。
【００７９】
すなわち、体積抵抗率ρｖが、１×１０３（Ω・ｃｍ）以下の場合には、フィルムとしての静電容量が大きくなりすぎ、剥離放電等による帯電電荷量が多くなって、剥離オフセットが発生する場合がある。また、体積抵抗率ρｖが１×１０９（Ω・ｃｍ）以上の場合には、表面電荷をキャンセルする効果が弱くなり、静電オフセットを防止する効果が弱くなる。
【００８０】
また、表面抵抗率ρｓが１×１０１２（Ω／□）以上の場合には、内面の摩擦による帯電電荷発生の防止効果が弱くなる。
【００８１】
導電性物質としては、ケッチェンブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック、及びグラファイトもしくは銅、銀、ニッケル等の導電性に優れる金属粒子、金属粉末、酸化スズ、酸化チタン、酸化インジウム等の導電性を有する金属酸化物、各種の無機フィラーに金属メッキを施した物質、あるいは、リチウム、ナトリウム、カリウム、リン等の金属塩及びその錯体、もしくは複合体などを配合することにより、上記抵抗値を得ることができる。
【００８２】
基層中の導電性物質の含有割合（含有量）としては、フィルム基層の強度と導電性を付与する効果を両立することが要求されるため、０．５〜５０ｗｔ％（重量％）が好ましい。
【００８３】
ｂ：弾性層２
弾性層２を構成するゴム弾性体としてはゴム硬度の低い柔らかいものが好ましく、例えばＪＩＳ−Ａ硬度１〜７０°、さらに好ましくは５〜４０°のシリコーンゴムなどが好適に使用可能である。弾性層の厚さは０．０５〜３ｍｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは０．１〜０．５ｍｍの範囲である。弾性層の厚さが０．０５ｍｍより薄い場合には、フィルムに十分な弾性を付与しにくくトナーを包み込むように定着させることが困難となり、ＯＨＴの透過性、色再現性、及び光沢ムラ・画像ガサツキの改善等、定着性の向上効果が得られなくなる。一方、３ｍｍより厚い場合には定着フィルムの熱応答性が損なわれるようになるので、ともに好ましくない。
【００８４】
ｃ：離型層３
離型層３の構成材料としては、たとえばＰＴＦＥ、ＰＦＡ、あるいはＦＥＰなどのフッ素樹脂が好適であり、あるいは必要に応じてこれらの２種以上を混合したものも同様に使用可能である。離型層の厚さは５〜５０μｍが好ましいが、さらに好ましくは１０〜３０μｍの範囲である。離型層の厚さが５μｍより薄い場合には耐久性が低下し、５０μｍより厚い場合にはゴム弾性層を設けた効果が得られなくなるため、ともに好ましくない。
【００８５】
なお、本例では、弾性層２、もしくは離型層３を絶縁層として構成することで、転写との干渉による不具合を防止できるという特徴がある。とくに、カラー画像形成装置に用いられる加熱装置では、複数回転写が行われることもあって、高電圧による転写が行われるが、このような場合においても転写との干渉による不具合を防止できる。
【００８６】
さらに、比較的膜厚を大きく設定できる弾性層を絶縁層として構成することで、傷等による影響を小さくでき、耐久を通じて、安定した、効果を得られる。
【００８７】
本発明の定着フィルムは、たとえば以下のようにして製造することができる。まず、基層１であるポリイミドフィルムを製造するにあたって、芯体となる金型の外面に熱伝導性無機粒子、および導電性フィラー等を分散させた、ポリアミド酸溶液のようなポリイミド前駆体溶液を均一な厚さで付着させ、加熱により乾燥およびイミド化してポリイミドフィルムのチューブ状物を形成する。
【００８８】
このポリイミド前駆体溶液を均一な厚さで芯体に付着させる方法はどのような方法であっても良いが、たとえば、浸漬や塗布などの一般的な方法により芯体の外周上部に所定量付着させた後、その長手方向を鉛直に保持した金属芯体の外側に所定のクリアランスを有する外金型を嵌め、その自重によって外金型を降下させる、いはゆる「キャスト成型」法、「ダイスコート」法などは特に好適である。
【００８９】
上記により形成されたチューブ状のポリイミドフィルム１の表面に、さらにＬＴＶシリコーンゴムをコートし硬化させる方法や、あるいはＨＴＶシリコーンゴムをプレス成型する方法などによって、ゴム弾性体層２を設けることができる。そして離型層３も、フッ素樹脂のディスパージョン塗装などの常法にしたがって、容易に形成することができる。そしてその後、複層構造のチューブ状物を芯体から分離することによって、本発明の画像定着フィルムが得られる。
【００９０】
なお、本発明においてポリイミドフィルム原料として使用可能なポリイミド前駆体にはとくに制限はないが、たとえば芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸とを反応させて得られるものなどがあげられ、芳香族ジアミンとしては、たとえば３，３´−ジメトキシ−４，４´−ジアミノジフェニルエーテルや３，３´−ジアミノフェニルエーテルなど、芳香族テトラカルボン酸としては、たとえば３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物やピロメリット酸二無水物などがあげられる。これらの芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸との反応は、たとえばジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの有機極性溶剤中で行われる。
【００９１】
（実施例１）
ポリイミド前駆体溶液として、粘度２０００ポイズの３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン（４，４´−ジアミノフェニルエーテル）を、溶媒であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）中で反応させて得られたポリイミド前駆体溶液を用意した。
【００９２】
次に、熱伝導性無機充填剤として平均粒径が０．６μｍのＳｉ３Ｎ４（信越化学工業(株)製窒化ケイ素、熱伝導率：０．０６〜０．０９ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃）粉末を用いた。
【００９３】
また、導電性充填剤として平均粒径が０．０３μｍのケッチェンブラック粉末を用いた。
【００９４】
前記Ｓｉ３Ｎ４粉末１０ｇ、及びケッチェンブラック粉末２０ｇを４０ｍｌのＮＭＰの中で分散させ、超音波洗浄器を用い、二次凝集化している粒子を一次粒子に分散させたのち、前記ポリイミド前駆体溶液の中に投入し、混合機で撹拌し均一にＳｉ３Ｎ４粒子を分散させた。ポリイミド前駆体溶液の固形分濃度に対するＳｉ３Ｎ４、及びケッチェンブラックの混合比率は、それぞれ、１５ｗｔ％、３０ｗｔ％とした。
【００９５】
しかるのち、前記ポリイミド前駆体溶液の中に、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミニウム製円筒状芯体を浸漬し引き上げ、円筒状芯体の最上部より内径が３１ｍｍのリング状外金型をその自重によって落下させ、前記円筒状芯体の外表面に厚さが約５００μｍのポリイミド前駆体溶液の被膜をキャスト成型した。
【００９６】
その後、この芯体を、温度１２０℃で４０分間、及び温度２００℃で１５分間の加熱処理を行って溶媒の除去及びイミド転化反応を進行させ、基層となる厚さ６０μｍのチューブ状のポリイミドフィルム（ポリイミド中間体）を形成した。
【００９７】
次いで芯体上のこのポリイミドチューブの表面に、Ｈｓ２０°のＬＴＶシリコーンゴム（東芝シリコーン社製、商品名ＸＥ１５−７５１）をコートしたのち、１２０℃で３０分熱処理を行って厚さ０．２ｍｍのゴム弾性体層を形成した。そして得られたゴム弾性体層の表面に、フッ素樹脂としてＦＥＰディスパージョン（ダイキン工業社製、商品名ＮＤ−１）をスプレーコートしたのち、イミド化反応の完結処理とフッ素樹脂の焼成処理を行うため温度２５０℃、８０分の熱処理を行った後、３８０℃で７０分間の熱処理を行って厚さ１０μｍの離型性表層を形成した。その後、アルミニウム製芯体を引き抜いて、複層構造の本発明の画像定着フィルムを得た。
【００９８】
なお、各層間の接着強度を確保するため、プライマーを塗布した後コーティングを行うと、層間剥離のない一体性に優れたものとなる。
【００９９】
実際に、高抵抗率計（三菱化学(株)製「ハイレスタ」）にて、１００Ｖ印加時のフィルムの抵抗率を測定したところ、表面抵抗率ρｓ＝１×１０７（Ω／□）、体積抵抗率ρｖ＝１×１０６（Ω・ｃｍ）であった。
【０１００】
このようにして製造された耐熱フィルムを、図１・図２に示される画像形成装置の定着装置の定着フィルム１６として適用して画像を出力した。定着フィルム１６の基層１は図５のように該抵抗もしくはダイオード５を介して接地した。基層１を抵抗または、ダイオード５を介して接地することで、電荷の緩和等が容易に実現できる。  表１は、低温低湿環境において、本例の加熱装置を用いて、画像を出力したときの、評価結果を示すものである。
【０１０１】
比較例として、基層を絶縁とし、弾性層を低抵抗化としたもの（比較例１）、基層を絶縁、弾性層も絶縁としたもの（比較例２）の結果も示す。また、基層に金属フィルム（導電）を用いたもの（比較例３）の結果も示す。
【０１０２】
【表１】
0004708718.tif 000002
【０１０３】
表１からわかるように、比較例２の場合、全面オフセット、及び剥離オフセット等の画像不良が発生したり、また、ノイズによる動作不良等が発生した。比較例１では、全面オフセットや剥離オフセット等の画像不良は発生しなかったものの、ノイズによる動作不良等が発生した。比較例３では、全面オフセットやノイズによる動作不良等は発生しなかったが、剥離オフセットによる画像不良が発生した。
【０１０４】
これに対し、本実施例１では、全面オフセットや剥離オフセット等の画像不良の発生はなくまた、ノイズによる動作不良等もなく、良好な定着画像が得られた。
【０１０５】
ここで、本実施例１及び、比較例１〜３における、
１）被加熱材（記録材）の剥離放電等による定着フィルム外面の帯電電荷
２）リブ等との摺擦による基層内面の帯電電荷
の２種類の帯電電荷の画像等に及ぼす影響を図６に模式的に示す。
【０１０６】
本実施例１（図６−１）の場合は、１）のフィルム外表面に蓄積した帯電電荷の影響は、低抵抗である基層に反対の電荷が発生することによって緩和され、画像不良の発生を防止できる。また、基層内面も、表面抵抗が低いため、フィルム内面が帯電することなく、したがって、ノイズ等による動作不良等の不具合の発生も防止できる。
【０１０７】
一方、比較例１（図６−２）の場合は、１）のフィルム外表面に蓄積した帯電電荷の影響は、低抵抗である弾性層２に反対の電荷が発生することによって緩和されて画像不良は発生しなかったものの、２）のリブ等との摺擦による基層内面の帯電電荷の影響は、帯電電荷の発生事態を防止することができず、ノイズ発生等により動作不良となる場合が見られた。
【０１０８】
また、比較例２（図６−３）の場合は、１）の外表面に蓄積した帯電電荷の影響を受け、画像不良が発生し、２）の基層内面の帯電電荷の影響も受け、ノイズによる動作不良等が発生した。
【０１０９】
さらに、比較例３（図６−４）の場合は、１）のフィルム外表面に蓄積した帯電電荷の影響は、金属フィルムである基層１に反対の電荷が発生することによって緩和され、全面オフセット等の画像不良の発生を防止でき、また、フィルム内面も帯電することなく、ノイズ等による動作不良等の不具合の発生も防止できる。しかし、静電容量が大きくなりすぎるため、１）のフィルム外表面に蓄積した帯電電荷量は他の例に比べ多くなり、条件によっては、剥離オフセットが発生する場合があった。
【０１１０】
なお、たとえば、フィルム内面を接地あるいは抵抗やダイオードなどを介して接地して、少量の帯電電荷を逃がす経路を設けることで、より効果的にリークなどによるノイズ等に起因する不具合の発生を防止できる。
【０１１１】
また、弾性層２に導電性物質を入れる場合、弾性体の硬度があがるため多量の導電性物質を入れることができず安価に低抵抗化することが困難であったが、本例のように、基層１を低抵抗化することによって、弾性層２の硬度を好適に保ったまま、所望の抵抗値に調整することが容易に達成できる。
【０１１２】
さらに、基層１の材料として、可撓性の耐熱性樹脂材料を用いることで、金属材料を用いる場合に比べ、屈曲性（繰り返し屈曲強度）や、追従性（ヒータ面等への追従性）の良いものを安価に得られやすく、小径化する場合にも有利である。
【０１１３】
（実施例２）
外径２０ｍｍ、長さ４００ｍｍのアルミニウム製芯体を用いたほかは実施例１と同様にして、基層となる厚さ５０μｍのチューブ状のポリイミドフィルムを形成した。
【０１１４】
また、本例では、電子導電性の電気抵抗制御材の代わりに、イオン導電性の抵抗制御剤を用いた。
【０１１５】
すなわち、カーボンや金属酸化物のようなフィラーを添加、分散して抵抗値を低下させる電子伝導系の抵抗値制御材等を用いた場合、分散ムラ、表面抵抗の不均一性に注意して製法条件等を考慮しなければならないが、イオン導電性の抵抗制御剤を基材の前駆体溶液中に分散させた場合、抵抗制御剤は前駆体溶液中でイオン化して分散し、被膜化する際に抵抗制御剤は局在化することなく全体に均一に拡散するため非常に均一な抵抗値が得られ、帯電電荷による不具合の発生を防止できる。
【０１１６】
また、一般的にイオン導電性の抵抗値制御剤は材料表面の温度、湿度によって抵抗値が大きく変化するという問題点はあるが、本発明のように定着フィルムに使用すればプリント中は定着温度に一定に制御されるため、温度、湿度の影響を受けないで使用することができるようになる。
【０１１７】
本例においても同様に画像評価を行ったところ、静電オフセットや帯電跡スジ等の画像不良の発生はなくまた、ノイズによる動作不良等もなく、良好な定着画像が得られた。
【０１１８】
（その他）
１）実施例の定着装置においては、定着フィルム１６は、回転体としての円筒状もしくはエンドレスベルト状のフィルムにし、その駆動方法としては、フィルム内周面を案内するフィルムガイドと加圧ローラとで圧接されたフィルムを加圧ローラの回転駆動によって従動回転させる方式（加圧ローラ駆動方式）としたが、駆動ローラとテンションローラによって張架されたエンドレスベルト状のフィルムの駆動によって加圧ローラを従動回転させる装置構成にすることもできる。
【０１１９】
２）加熱体１７はセラミックヒータに限られるものではなく、他の各種ヒータを使用できる。例えば鉄板等の電磁誘導発熱部材を加熱体１７とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の実施例に係る画像形成装置例の概略構成図である。
【図２】本発明の実施例に係る定着装置の中間部分省略の正面模型図である。
【図３】同装置の中間部分省略の縦断面模型図である。
【図４】同装置の横断面模型図である。
【図５】定着フィルムの拡大横断面模型図である。
【図６】帯電電荷の影響を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１６・・定着フィルム（可撓性部材）、１７・・ヒータ（加熱体）、１８・・フィルムガイド、１９・・加圧部材、２０・・加圧用ステイ、２５・・定着フィルム寄り移動規制部材、Ｎ・・定着ニップ部
【図４】
0004708718.tif 000003
【図５】
0004708718.tif 000004
【図１】
0004708718.tif 000005
【図２】
0004708718.tif 000006
【図３】
0004708718.tif 000007
【図６】
0004708718.tif 000008