(57)【要約】【課題】  表面循環時の抵抗が増大した場合であっても、記録シートの走行不安定、紙しわの発生、画像障害の発生などを防止することができる信頼性の高い循環体、およびそのように信頼性の高い定着装置を提供する。【解決手段】  管状の外周面を有する基体１２５と、  前記基体１２５の外周面を覆う、１００℃における普通紙に対する表面静摩擦係数が０．０６以下の表面層１２６とを有することによって、表面循環時の抵抗が増大した場合であっても記録シートがニップ域Ｒを通過することができ、紙しわの発生、画像障害の発生などを防止することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の軌道で表面が循環するように駆動される循環体であって、
管状の外周面を有する基体と、
前記基体の外周面を覆う、１００℃における普通紙に対する表面静摩擦係数が０．０６以下の表面層とを有することを特徴とする循環体。
【請求項２】
前記表面層が、フッ素樹脂に無機微粒子が配合されてなるものであることを特徴とする請求項１記載の循環体。
【請求項３】
前記表面層が、フッ素樹脂１００重量部に対して無機微粒子が１重量部以上３０重量部以下配合されてなるものであることを特徴とする請求項２記載の循環体。
【請求項４】
前記表面層が、フッ素樹脂１００重量部に対して無機微粒子が３重量部以上１５重量部以下配合されてなるものであることを特徴とする請求項２記載の循環体。
【請求項５】
前記表面層が、前記無機微粒子として、金属酸化物微粒子、ケイ酸塩鉱物微粒子、および金属窒化物微粒子からなる群より選ばれた少なくとも１種の微粒子を含むものであることを特徴とする請求項２記載の循環体。
【請求項６】
前記表面層が、前記無機微粒子として、ＢａＳＯ4微粒子、酸化スズ微粒子、ゼオライト微粒子、マイカ微粒子、および窒化ホウ素微粒子からなる群より選ばれた少なくとも１種の微粒子を含むものであることを特徴とする請求項２記載の循環体。
【請求項７】
前記表面層が、前記無機微粒子として、平均粒径が０．１μｍ以上１５μｍ以下の無機微粒子が配合されてなるものであることを特徴とする請求項２記載の循環体
【請求項８】
前記表面層が、前記無機微粒子として、平均粒径が０．１μｍ以上１５μｍ以下、かつ、粒径１５μｍ以上の粒子が２５質量％以下の無機微粒子が配合されてなるものであることを特徴とする請求項２記載の循環体
【請求項９】
前記表面層が、前記無機微粒子として、平均粒径が０．１μｍ以上１５μｍ以下、かつ、粒径１５μｍ以上の粒子が５質量％以下の無機微粒子が配合されてなるものであることを特徴とする請求項２記載の循環体
【請求項１０】
前記表面層が、フッ素樹脂１００質量部に対して、前記無機微粒子として導電性微粒子が１重量部以上１０重量部以下配合されてなるものであることを特徴とする請求項２に記載の循環体。
【請求項１１】
前記表面層が、前記フッ素樹脂として、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体が用いられてなるものであることを特徴とする請求項２記載の循環体。
【請求項１２】
前記表面層が、前記フッ素樹脂として、前記共重合体の粒径が異なる複数種類の粒子の配合物であって、平均粒径が１μｍ以下の第１種粒子１００質量部に対して平均粒径が３μｍ以上３０μｍ以下の第２種粒子が５質量部以上７０質量部以下配合されてなる配合物が用いられてなるものであることを特徴とする請求項１１記載の循環体。
【請求項１３】
前記表面層が、前記フッ素樹脂として、前記共重合体の粒径が異なる複数種類の粒子の配合物であって、平均粒径が１μｍ以下の第１種粒子１００質量部に対して平均粒径が３μｍ以上１５μｍ以下の第２種粒子が５質量部以上３０質量部以下配合されてなる配合物が用いられてなるものであることを特徴とする請求項１１記載の循環体。
【請求項１４】
前記表面層が、前記第１種粒子として、３８０℃での溶融粘度が３．５×１０4Ｐａ・ｓ以下のものが用いられるとともに、前記第２種粒子として、３８０℃での溶融粘度が１．５×１０4Ｐａ・ｓ以下のものが用いられてなるものであることを特徴とする請求項１２または１３記載の循環体。
【請求項１５】
前記表面層が、前記第１種粒子および前記第２種粒子として、いずれも、３８０℃での溶融粘度が１．５×１０4Ｐａ・ｓ以下のものが用いられてなるものであることを特徴とする請求項１２または１３記載の循環体。
【請求項１６】
前記表面層が、Ｒａで３μｍ以下の表面粗さを有するものであることを特徴とする請求項１記載の循環体。
【請求項１７】
前記表面層が、７５°マイクログロスメータによる測定値が１５以上６０以下となる表面グロスを有するものであることを特徴とする請求項１記載の循環体。
【請求項１８】
前記表面層が、カットオフ０．２５ｍｍの条件で０．９μｍ以下のろ波中心線うねりを有するものであることを特徴とする請求項１記載の循環体。
【請求項１９】
前記基体が、ロール状のものであることを特徴とする請求項１記載の循環体。
【請求項２０】
前記基体が、継ぎ目のないベルト状のものであることを特徴とする請求項１記載の循環体。
【請求項２１】
回転するロール状の定着部材と、
前記定着部材に接し、該定着部材の回転に伴って回転する定着用管状体と、
前記定着用管状体の内側に配置され、該定着用管状体を前記定着部材に向けて押圧して該定着用管状体と該定着部材との間にニップ域を形成する押圧部材と、
前記ニップ域を加熱する加熱源とを備え、
未定着トナー像を担持した記録媒体を前記ニップ域で狭持することにより、該未定着トナー像を該記録媒体に定着させる定着装置において、
前記定着用管状体が、継ぎ目のないベルト状の基体と、該基体の外周面を覆う、１００℃における普通紙に対する表面静摩擦係数が０．０６以下の表面層とを有するものであることを特徴とする定着装置。
【請求項２２】
前記記録媒体上の点が前記ニップ域を通過するのに要する時間が０．０２０秒以上であることを特徴とする請求項２１記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置において未定着画像を加熱加圧定着する定着装置に用いられ、所定の軌道で表面が循環するように駆動される循環体、およびその定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば電子写真プロセスを利用した複写機等においては、記録シート上に形成された未定着トナー像を定着して永久画像を形成する必要があり、その定着法として溶剤定着法、圧力定着法、および加熱定着法が知られている。これらの定着法のうち溶剤定着法は、定着時に溶剤蒸気が発散し、臭気や衛生上の問題が多いという欠点を有しており、圧力定着法については、他の定着法と比べて定着性が悪いという欠点を有している。このため、溶剤定着法および圧力定着法は、いずれも実用化の範囲が狭く、未定着トナー像の定着には、加熱によってトナーを溶融させて記録シート（記録材）上に融着させる加熱定着法が広く採用されている。
【０００３】
このような加熱定着法に用いる加熱定着装置としては、円筒状芯金の内部にヒーターランプを備え、その外周面に耐熱性離型層が形成された加熱ロール（定着ロールともいう）と、この加熱ロールに対し圧接配置され、円筒状芯金の外周面に耐熱弾性体層を形成した加圧ロールとを有する加熱定着装置が知られている。この構成の加熱定着装置では、これら加熱ロールおよび加圧ロールの相互間に１〜１５ｋｇ／ｃｍ2（好ましくは３〜１０ｋｇ／ｃｍ2）の圧力が印加され、未定着トナー像が形成された普通紙等の記録シートが両ロール間に挿通されて定着される加熱定着ロール方式による定着が行われる。このような加熱定着装置では、加圧ロールの表面は所定の軌道上を循環移動しており、この加圧ロールは、上述した循環体の一種である。
【０００４】
この加熱定着ロール方式が採用された加熱定着装置（加熱ロール型定着装置）は、他の加熱定着法である熱風定着方式やオーブン定着方式のものと比べて熱効率が高い為、低電力で、高速性に優れ、しかも、紙詰まりによる火災の危険性も少ないこと等から、現在最も広く利用されている。
【０００５】
ところが、近年、加熱定着装置における、更なる省エネ化と定着速度の更なる高速化との両立が望まれており、これを満足するには、加熱定着時に記録シートを実際に挟み込んでいるニップ領域の幅、即ちニップ幅を増大させることが必要である。そこで、これらを解決するため、近年、ベルトニップ型定着装置が開発されている。
【０００６】
ベルトニップ型定着装置としては、例えば、加熱源を内蔵して回転する加熱定着ロールと、この加熱定着ロールに圧接し且つ共に回転移動する樹脂フィルム管状体と、この樹脂フィルム管状体の内側に配設されて、前記樹脂フィルム管状体を加熱定着ロールに向けて押圧して当該樹脂フィルム管状体と加熱定着ロールとの間にニップ部を形成する圧力パッドとを備え、このニップ部に記録シートを通過させることで、当該記録シート上の未定着トナー像を加熱加圧定着するものが知られている（例えば特許文献１参照）。このようなベルトニップ型定着装置では、樹脂フィルム管状体の表面が所定の軌道上を循環移動しており、この樹脂フィルム管状体も、上述した循環体の一種である。
【０００７】
この樹脂フィルム管状体や上述した加圧ロールなどといった循環体としては、表面にテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体（以下、ＰＦＡと略記する場合がある。）の層を有するものや、ゴム系の表面を有するものなどが用いられ、記録シートやトナー像に対する離型性などを得ている。
【０００８】
また、ベルトニップ型定着装置では、圧力パッドと樹脂フィルム管状体の間に潤滑剤や低摩擦フィルムなどの潤滑材料を介在させることにより、樹脂フィルム管状体と固定圧力パッドとの摺動抵抗を低減している。
【特許文献１】特開平１１−２４４５７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、使用による経時変化などによって潤滑材料の熱劣化や減少が発生すると、樹脂フィルム管状体と固定圧力パッドとの摺動抵抗が上昇し、その結果、記録シートの走行が不安定になって紙しわの発生や画像障害を発生させるという問題を有している。
【００１０】
このような問題は、ベルトニップ型定着装置で特に重視される問題であるが、このベルトニップ型定着装置に限定された問題ではなく、例えば、上述した加熱ロール型定着装置であっても、加圧ロール（即ち循環体）における表面循環時の抵抗が増大した場合には同様に発生する可能性がある問題である。
【００１１】
本発明は上記問題点を解決し、表面循環時の抵抗が増大した場合であっても、記録シートの走行不安定、紙しわの発生、画像障害の発生などを防止することができる信頼性の高い循環体、およびそのように信頼性の高い定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の循環体は、
所定の軌道で表面が循環するように駆動される循環体であって、
管状の外周面を有する基体と、
前記基体の外周面を覆う、１００℃における普通紙に対する表面静摩擦係数が０．０６以下の表面層とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明者らが鋭意検討した結果、循環体の表面循環時の抵抗が経時変化などにより上昇した場合における記録シートの走行安定性は、表面層の摩擦係数が上記値以下に達すると向上し、紙しわや画像障害の発生が大幅に抑制されることを見出した。これは、上述したニップ領域を記録シートが通過する際、循環体の摺動抵抗の上昇により、加熱ロールによる記録シートの搬送にブレーキをかけるような影響が生じるのに対し、循環体の表面と用紙表面とが滑る事で上記影響を緩和する現象が生じることに起因していると考えられ、この現象は、摩擦係数が上記値以下に達すると顕在化する。
【００１４】
このような本発明の循環体は、上記表面層が、フッ素樹脂に無機微粒子が配合されてなるものであることが好適である。
【００１５】
フッ素樹脂のみの表面は、表面静摩擦係数が０．０７〜０．０８強であるので、フッ素樹脂に無機微粒子（フィラー）を配合することによって上記値以下の摩擦係数を容易に実現することができる。これに対し、例えばゴム系の材料における表面静摩擦係数は１桁大きな値を示すので、上記値以下の摩擦係数を実現するのは、無機微粒子（フィラー）を配合しても難しい。
【００１６】
また、このように無機微粒子が配合された表面層を有する循環体においては、
上記表面層が、フッ素樹脂１００重量部に対して無機微粒子が１重量部以上３０重量部以下配合されてなるものである
という形態が好ましく、
上記表面層が、フッ素樹脂１００重量部に対して無機微粒子が３重量部以上１５重量部以下配合されてなるものである
という形態がより好ましい。
【００１７】
無機微粒子が１重量部に満たないと表面静摩擦係数は上記値を越えてしまい、無機微粒子が３０重量部を上回ると表面層と記録シートなどとの離型性や、無機微粒子とのフッ素樹脂との混合性を損なう。また、無機微粒子が３重量部以上配合されると上記値以下の表面静摩擦係数が安定して得られ、無機微粒子が１５重量部以下であると無機微粒子とのフッ素樹脂との混合性が安定する。
【００１８】
また、本発明の循環体は、
上記表面層が、無機微粒子として、金属酸化物微粒子、ケイ酸塩鉱物微粒子、および金属窒化物微粒子からなる群より選ばれた少なくとも１種の微粒子を含むものである
という形態が好ましく、
上記表面層が、無機微粒子として、ＢａＳＯ4微粒子、酸化スズ微粒子、ゼオライト微粒子、マイカ微粒子、および窒化ホウ素微粒子からなる群より選ばれた少なくとも１種の微粒子を含むものである
という形態がより好ましい。
【００１９】
金属酸化物微粒子、ケイ酸塩鉱物微粒子、および金属窒化物微粒子のうちから選ばれたものを無機微粒子として用いることによって、上述したような所定値以下の摩擦係数を安価かつ確実に実現することができる。また、ＢａＳＯ4微粒子、酸化スズ微粒子、ゼオライト微粒子、マイカ微粒子、および窒化ホウ素微粒子のうちから選ばれたものを無機微粒子として用いると特に優れた特性が得られる。
【００２０】
なお、金属窒化物微粒子としては、窒化珪素、窒化チタンなどが採用されてもよく、金属酸化物微粒子としては、酸化ケイ素、酸化銅、酸化鉄、酸化ジルコニウムなどが採用されてもよい。
【００２１】
また、本発明の循環体は、
上記表面層が、上記無機微粒子として、平均粒径が０．１μｍ以上１５μｍ以下の無機微粒子が配合されてなるものである
という形態が好ましく、
上記表面層が、上記無機微粒子として、平均粒径が０．１μｍ以上１５μｍ以下、かつ、粒径１５μｍ以上の粒子が２５質量％以下の無機微粒子が配合されてなるものである
という形態がより好ましく、
上記表面層が、上記無機微粒子として、平均粒径が０．１μｍ以上１５μｍ以下、かつ、粒径１５μｍ以上の粒子が５質量％以下の無機微粒子が配合されてなるものである
という形態がより更に好ましい。
【００２２】
平均粒径が０．１μｍ未満の無機微粒子はフッ素樹脂中での分散性が悪く、平均粒径が１５μｍを越える無機微粒子は定着画像に傷を付けてしまう。また、粒径１５μｍ以上の粒子が２５質量％以下であると定着画像の画質が向上し、さらに５質量％以下であると画質は更に向上する。
【００２３】
また、本発明の循環体は、
上記表面層が、フッ素樹脂１００質量部に対して、上記無機微粒子として導電性微粒子が１重量部以上１０重量部以下配合されてなるものである
という形態も好ましい。
【００２４】
導電性微粒子としては、例えば、カーボンブラック、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）などを採用することができる。
【００２５】
このような導電性微粒子が配合されることによって、循環体に導電性を付与することができ、例えば、循環体の帯電によって未定着トナーを乱すことによる画質劣化などを防ぐことができる。導電性微粒子が１重量部未満であると、画質劣化を防ぐ効果がなく、１０重量部を越えると、フッ素樹脂中における分散性が悪化し、表面層と記録シートなどとの離型性を損ねる。
【００２６】
また、本発明の循環体は、
上記表面層が、上記フッ素樹脂として、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体が用いられてなるものである
という形態も好ましく、この形態においては、
上記表面層が、上記フッ素樹脂として、上記共重合体の粒径が異なる複数種類の粒子の配合物であって、平均粒径が１μｍ以下の第１種粒子１００質量部に対して平均粒径が３μｍ以上３０μｍ以下の第２種粒子が５質量部以上７０質量部以下配合されてなる配合物が用いられてなるものである
という形態がより好ましく、さらには、
上記表面層が、上記フッ素樹脂として、上記共重合体の粒径が異なる複数種類の粒子の配合物であって、平均粒径が１μｍ以下の第１種粒子１００質量部に対して平均粒径が３μｍ以上１５μｍ以下の第２種粒子が５質量部以上３０質量部以下配合されてなる配合物が用いられてなるものである
という形態がより好ましい。
【００２７】
テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体（ＰＦＡ）は離型性などに優れており、上記フッ素樹脂として循環体に用いられると画質が向上する。また、上記２種類の粒子の配合物が用いられることによって表面層のクラックが防止されて、画質がより一層向上する。平均粒径が大きい第１種粒子の配分が５質量部未満であるとクラックが発生し、７０質量部を越えると表面の荒れが生じて画質劣化の原因となる。また、第１種粒子の配分が５質量部以上３０質量部以下であると画質が特によい。
【００２８】
さらに、本発明の循環体は、
上記表面層が、上記第１種粒子として、３８０℃での溶融粘度が３．５×１０4Ｐａ・ｓ以下のものが用いられるとともに、上記第２種粒子として、３８０℃での溶融粘度が１．５×１０4Ｐａ・ｓ以下のものが用いられてなるものである
という形態がより好ましく、さらには、
上記表面層が、上記第１種粒子および上記第２種粒子として、いずれも、３８０℃での溶融粘度が１．５×１０4Ｐａ・ｓ以下のものが用いられてなるものである
という形態がより好ましい。
【００２９】
３．５×１０4Ｐａ・ｓを越える溶融粘度の第１種粒子や１．５×１０4Ｐａ・ｓを越える溶融粘度の第２種粒子が用いられた場合には、無機粒子との混合性や表面層の成膜性に支障を来す恐れがある。第１種粒子および第２種粒子の双方が１．５×１０4Ｐａ・ｓ以下の溶融粘度を有するものであると、無機粒子との混合性や表面層の成膜性が特に良好である。
【００３０】
本発明の循環体は、
上記表面層が、Ｒａで３μｍ以下の表面粗さを有するものである
という形態も好適であり、
上記表面層が、７５°マイクログロスメータによる測定値が１５以上６０以下となる表面グロスを有するものである
という形態も好適であり、
上記表面層が、カットオフ０．２５ｍｍの条件で０．９μｍ以下のろ波中心線うねりを有するものである
という形態も好適である。
【００３１】
表面荒さがＲａで３μｍを越えると、画像の傷などといった画質劣化を生じる恐れがある。また、表面グロスが１５未満である場合には画像のグロス低下による画質劣化を生じる恐れがあり、表面グロスが６０を越えると画像がぎらついて視認性が悪化する。また、ろ波中心線うねりが０．９μｍを越すと、記録シートがＯＨＰシートである場合に光透過性が悪化する。
【００３２】
本発明の循環体は、
上記基体がロール状のものであるという形態であってもよく、あるいは、
上記基体が継ぎ目のないベルト状のものであるという形態であってもよい。
【００３３】
基体がロール状のものであるという形態は、上述した加圧ロールなどとして実施され、上述した加熱ロール型定着装置などに応用される形態である。また、基体が継ぎ目のないベルト状のものであるという形態は、いわゆるシームレスベルトとして実施され、上述したベルトニップ型定着装置などに応用される形態である。
【００３４】
ここで、本発明の定着装置は、
回転するロール状の定着部材と、
定着部材に接し、この定着部材の回転に伴って回転する定着用管状体と、
定着用管状体の内側に配置され、この定着用管状体を定着部材に向けて押圧して定着用管状体と定着部材との間にニップ域を形成する押圧部材と、
ニップ域を加熱する加熱源とを備え、
未定着トナー像を担持した記録媒体をニップ域で狭持することにより、未定着トナー像を記録媒体に定着させる定着装置において、
上記定着用管状体が、継ぎ目のないベルト状の基体と、その基体の外周面を覆う、１００℃における普通紙に対する表面静摩擦係数が０．０６以下の表面層とを有するものであることを特徴とする。
【００３５】
本発明の定着装置によれば、定着用管状体の回転時の抵抗が増大した場合であっても、表面静摩擦係数が０．０６以下の表面層によって記録シートがニップ域をいわばすり抜けることができ、記録シートの走行安定性が高く、紙しわや画像障害の発生が大幅に抑制される。
【００３６】
本発明の定着装置は、記録媒体上の点がニップ域を通過するのに要する時間が０．０２０秒以上であるという形態が好ましい。
【００３７】
このような通過時間を要することにより、ニップ域で記録シートに十分な圧力と熱を与えることができ、画質が向上する。
【００３８】
なお、本発明にいう定着装置については、ここでは基本形態および１つの好ましい形態を示すのにとどめるが、これは単に重複を避けるためであり、本発明にいう定着装置には、上記の基本形態等のみではなく、前述した循環体の各形態に対応する各種の形態が含まれる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、表面循環時の抵抗が増大した場合であっても、用紙の走行不安定、紙しわの発生、画像障害の発生などを大幅に抑制することができる、長期にわたって信頼性の高い循環体、およびそのように信頼性の高い定着装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００４１】
図１は、本発明の第１実施形態を模式的に示す断面図である。
【００４２】
図１には、加熱定着装置１００と、表面に未定着のトナー像が形成された記録シートＳが示されている。
【００４３】
この図１に示す加熱定着装置１００は、小型化および省エネ化と、高速化との両立を狙った装置であり、記録シートＳに載った未定着トナーＳ１を加熱によって溶融するための加熱ロール１１０と、溶融した未定着トナーＳ１を記録シートＳ上に押しつけるための加圧部１２０とを備えている。
【００４４】
加熱ロール１１０は、円筒形状のアルミニウム製の芯体１１１の内部に、熱源１１２を備えており、芯体１１１の周囲には、シリコーンゴムからなる耐熱性弾性体層１１３が設けられ、その耐熱性弾性体層１１３の更に周囲にはフッ素樹脂からなる耐熱剥離層１１４が設けられている。この加熱ロール１１０の構成は従来から知られた構成であり、加熱ロール１１０には、ここに示した構成のみならず他の公知な構成が採用されてもよい。以下の説明では、図１に示す構成が採用されているものとして説明する。
【００４５】
また、加熱ロール１１０の表面に接する所定の位置には、加熱ロール１１０表面の温度を制御するための温度センサ１１５も備えられている。この温度センサ１１５による検知温度に従って熱源１１２がオンオフされることによって、加熱ロール１１０の表面温度が、記録シートＳにトナーＳ１を定着させるのに必要な温度に制御されている。
【００４６】
一方、加圧部１２０は、加圧ベルト１２１と、この加圧ベルト１２１を内側から加熱ロール１１０に向けて押圧する圧力パッド１２２と、この圧力パッド１２２を支持する支持部材１２３と、加圧ベルト１２１の走行を補助するベルト走行ガイド１２４とを備えている。
【００４７】
このように加熱ロール１１０と加圧ベルト１２１とを備えた定着装置は、加熱ロール・ベルト型定着装置と呼ばれている。
【００４８】
図１に示す加圧部１２０の加圧ベルト１２１は、圧力パッド１２２によって加熱ロール１１０に圧接されているため、加熱ロール１１０が、図示しないモータにより図中の矢印Ａ方向に回転すると、加圧ベルト１２１は加熱ロール１１０に追随して矢印Ｂ方向に回転移動する。加圧部１２０には、加圧ベルト１２１を張架する為の支持ロールや加圧ローラなどが存在せず、ベルト走行ガイド１２４に沿って加圧ベルト１２１がガイドされ、加熱ロール１１０からの駆動力を受けて従動する。このような定着装置は、支持ロールや加圧ロールをもつタイプと区別する為、フリーベルト型定着装置と呼ばれる。
【００４９】
圧力パッド１２２は、テフロン（登録商標）を含むガラス繊維シートやフッ素樹脂シートなどの低摩擦材（図示は省略）を介して加圧ベルト１２１を押圧しており、加圧ベルト１２１が加圧部１２０側に凹んだ形状のニップ域Ｒが形成されている。
【００５０】
図示しない搬送経路の上流側から搬送されてきた記録シートＳは、加熱ロール１１０と加圧ベルト１２１との間を、ニップ域Ｒを経由して通過し、下流側に搬送される。記録シートＳが、ニップ域Ｒを通過するときに、熱源１１２によって記録シートＳ上の未定着のトナーＳ１が加熱されて溶融する。また、このときには、記録シートＳは圧力パッド１２２によって加圧ベルト１２１越しに加熱ロール１１０に押し付けられているので、溶融したトナーＳ１が記録シートＳに押し付けられ、トナー像が記録シートＳ上に定着される。定着後の記録シートＳは、ニップ域Ｒを通過した後、図示を省略した剥離爪により加熱ロール１１０から剥離され、加熱定着装置１００から搬出される。
【００５１】
加圧部１２０内部に配置された圧力パッド１２２は、加圧ベルト１２１の進行方向に沿って並ぶ、異なる硬度の２つの部分からなるものであることが好ましい。例えば、圧力パッド１２２における記録シート突入側（上流側）の部分がゴム状弾性部材によって構成され、記録シート搬出側（下流側）の部分が金属等といった硬い圧力付与部材によって構成されると、ニップ域Ｒで記録シートに掛かる圧力は上流側より下流側の方が高くなり、この結果、特に、薄い記録シートにおける剥離性が向上する。
【００５２】
また、ニップ域Ｒを記録シートＳ上の点が通過する時間（ニップ時間）は、０．０２０秒以上であることが望ましい。このニップ時間が０．０２０秒より小さい場合、良好な定着性と、紙しわやカールの発生防止との両立が困難になる為、その分定着温度を上げる必要があり、エネルギーの浪費、部品の耐久性低下、装置の温昇を招き、好ましくない。なお、ニップ時間の上限は特に限定されるものではないが、定着処理能力と装置・部材の大きさの兼ね合いから、０．５秒以下が好ましい。
【００５３】
ここに示した定着装置１００における、本発明の実施形態としての特徴を有する部分は、加圧部１２０の加圧ベルト１２１であり、以下、この加圧ベルト１２１の詳細について説明する。
【００５４】
加圧ベルト１２１は、継ぎ目のないベルト状のベース基材１２５と、そのベース基材１２５の外周面を覆う表面層１２６とで構成されたいわゆるエンドレスベルトであり、表面層は、１００℃における普通紙に対する表面静摩擦係数が０．０６以下となっている。
【００５５】
ベース基材１２５としては、この加圧ベルト１２１（エンドレスベルト）が加熱ロール１１０に従動して回転するのに適した強度を有するものであればよく、例えば、高分子フィルム、金属フィルム、セラミックスフィルム、ガラス繊維フィルムあるいはこれらいずれか２種以上を複合して得られた複合化フィルムを使用することができる。上記の高分子フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル類、ポリカーボネイト類、ポリイミド類、ポリフッ化ビニルやポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系ポリマー類、ナイロン等のポリアミド類、ポリスチレンやポリアクリル類、ポリエチレンやポリプロピレン類、ポリ酢酸セルロース類等のセルロース変性物類、ポリサルホン類、ポリキシリレン類、ポリアセタール類等のシート状あるいはクロス状成形物等を挙げることができ、更には汎用高分子シートにフッ素系、シリコーン系、架橋性ポリマー等の耐熱樹脂層を積層して得られた高分子複合化物を挙げることができる。これらの中でも、ベース基材は、特にエンドレスベルト状の耐熱性樹脂（たとえば、ポリイミド樹脂）からなることが好適である。
【００５６】
また、このような高分子フィルムは、金属、セラミックス等で形成される耐熱層と複合化してもよく、また、内部に粒状、針状、繊維状等のカーボンブラック、グラファイト、アルミナ、シリコーン、カーバイト、ボロンナイトライド等の熱伝導性向上剤を添加したり、必要に応じて内部もしくは表面に導電化剤、帯電防止剤、剥離剤、補強剤等の添加剤を添加、もしくは適用してもよい。更に、上記の高分子フィルムの他に、例えばコンデンサー紙、グラシン紙等の紙類や、セラミックス系フィルムや、ガラス繊維でクロス状に成形したガラス繊維フィルムや、ステンレスフィルムや、ニッケルフィルム等の金属フィルムが使用できる。
【００５７】
ベース基材１２５の厚みとしては３０μｍ〜２５０μｍが好ましく、５０μｍ〜１５０μｍの厚みがより好ましい。
【００５８】
本実施形態では、このようなベース基材１２５の焼成済の外周面に、表面層を形成する前処理としてプライマーと呼ばれる接着剤が塗布された後、後述する充填剤粒子が配合された、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体（ＰＦＡ）からなる表面層１２６が設けられているが、エンドレスベルト状の未焼成基材の上に直接表面層１２６が設けられる形態も好ましく、あるいは、ベース基材１２５と表面層１２６との間に、例えば耐熱弾性層などといった中間層が必要に応じて設けられた形態も好ましい形態である。
【００５９】
表面層１２６の構成材料として、本実施形態では、低粘着性および高離型性を有するフッ素樹脂のなかから、加熱定着装置の構成部品として特に必要となる耐熱性および可撓性に優れるＰＦＡを主材料として採用しており、さらに、このＰＦＡに、以下説明するような特定の充填剤粒子を配合することにより、表面の高温時の用紙に対する摩擦係数を上述した値以下に低減している。この結果、加圧ベルト１２１の回転移動に伴う摺動抵抗が増加した場合でも、用紙の走行安定性が高く、トナーへの高離型性および耐久性を持ちながら、紙しわの発生や画像障害の発生を長期にわたり防止することが可能という高い信頼性を実現している。
【００６０】
表面層の構成材料として、従来のようにＰＦＡのみを使用すると、ＰＦＡの平滑性のため、高温時における用紙との摩擦係数が高く、経時の装置使用によって循環体（加圧ベルト）の摺動抵抗が上昇した場合に紙しわが発生する問題がある。これに対し、本実施形態のように、ＰＦＡに特定の充填剤粒子を配合させると、高温時の用紙に対する表面の摩擦係数が低下し、摺動抵抗が増加した場合でも用紙の走行安定性が高く、かつ耐磨耗性の向上も可能となる。
【００６１】
表面層１２６（ＰＦＡ膜）に配合される充填剤粒子は無機微粒子であり、金属酸化物微粒子、ケイ酸塩鉱物微粒子、および金属窒化物微粒子からなる群より選ばれた少なくとも１種の微粒子を含むものであることが好ましい。また、この充填剤粒子は、ＢａＳＯ4微粒子、酸化スズ微粒子、ゼオライト微粒子、マイカ微粒子、窒化ホウ素微粒子、およびマイカ微粒子からなる群より選ばれた少なくとも１種の微粒子を含むものであることがより好ましく、特に好ましいのはＢａＳＯ4微粒子である。
【００６２】
充填剤粒子としての金属酸化物微粒子としては、酸化スズ微粒子の他には、酸化ケイ素、酸化銅、酸化鉄、および酸化ジルコニウムなどの微粒子が採用され得る。また、充填剤粒子としての金属窒化物微粒子としては、窒化ホウ素微粒子の他には、窒化珪素、および窒化チタンなどの微粒子が採用され得る。
【００６３】
このように、フッ素樹脂（特にＰＦＡ）に上記の充填剤粒子を配合させ、材料種や配合量などを適宜選択することによって、表面層１２６における各種の表面特性値を制御することができる。以下、好適な特性値について述べる。
【００６４】
表面層１２６は、その中心線平均表面粗さ（Ｒａ）が３μｍ以下の範囲にあることが好ましい。この表面粗さが３μｍより大きくなると、表面層の表面のグロスが低下し、両面画像作成時における定着画像のグロスが低下するという問題が生じる。また、表面に何らかの荒れが生じた場合にその荒れが画像に影響するという問題が生じる恐れもある。
【００６５】
また、表面層１２６は、その表面グロスが、７５°マイクログロスメータによる測定値で１５以上６０以下の範囲に存在することが好ましく、２０以上５０以下の範囲に存在することがより好ましい。表面グロスが１５より小さいと、両面画像作成時における定着画像のグロスが低下しやすくなり、また、光沢のあるコート紙等では、用紙のグロスよりも画像のグロスの方が低いグロスとなってしまって、出力物の品位を落としてしまう場合がある。一方、表面グロスが６０より大きくなると、表面層１２６と用紙との密着性が高すぎて紙しわが発生する場合がある。
【００６６】
更に、表面層１２６は、そのろ波中心線うねりが、カットオフ０．２５ｍｍ条件で０．９μｍ以下であることが好ましく、０．７μｍ以下であることがより好ましい。表面層１２６の表面にうねり模様（高さ数μｍ、ピッチが０．５ｍｍ〜数ｍｍの緩い凹凸）が発生すると、ＯＨＰの透過むらに繋がるため、ろ波中心線うねりを上記範囲とすることで、ＯＨＰの透過むらを防止することができる。
【００６７】
表面層（ＰＦＡ膜）に配合される充填剤粒子の配合割合は適宜な割合に設定することができるが、好ましい配合割合は、ＰＦＡ１００質量部当たり１質量部以上３０質量部以下の範囲内の配合割合であり、より好ましい配合割合は、ＰＦＡ１００質量部当たり１質量部以上２０質量部以下の範囲内の配合割合である。
【００６８】
充填剤粒子の配合割合が１質量部より低くなると、ＰＦＡのもつ高離型性によってトナーや用紙の離型には非常に優れるものの、剥離爪等の接触物に対する耐摩耗性が劣る為に、加圧ベルトの表面に傷等が発生しやすく、高温時の用紙に対する表面の摩擦係数が上昇してしまう。このため、本実施形態の上述した利点、即ち、加圧ベルトの摺動抵抗が増加した場合でも、用紙の走行安定性が高く、トナーへの高離型性および耐久性を持ちながら、紙しわの発生や画像障害の発生を長期にわたり防止するという利点を損なう。
【００６９】
また、充填剤粒子の配合割合が３０質量部より多くなると、充填剤粒子の均一な分散状態が得られ難く、膜厚むらを生じるだけでなく、ＰＦＡが有する高離型性が低下してトナーオフセットが発生しやすくなる。また、表面層の表面粗さやグロスなどといった表面特性が上述した範囲を逸脱し、画像のグロス低下や画像あれなどが発生する場合がある。
【００７０】
充填剤粒子の平均粒径としては、０．１μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上１０μｍ以下であることがより好ましく、２μｍ以上８μｍ以下であることが更に好ましい。また、表面層に微少な鋭角突起が発生することを回避して、微少な凹を有する表面を得るという観点から、充填剤粒子は、１５μｍ以上の粒子が２５質量％以下のものであることも好ましく、５質量％以下のものであることがより好ましく、３質量％以下のものであることが更に好ましい。
【００７１】
充填剤粒子の平均粒径が０．１μｍより小さいと、粉末の総表面積が大きくなりすぎて、充填剤粒子をＰＦＡへ添加したときに均一に分散させることが困難になる場合がある。また、充填剤粒子の平均粒径が１０μｍより大きくなると、表面層の表面が粗くなりすぎるという問題が発生する場合がある。また、充填剤粒子中、１５μｍ以上の大粒径の粒子が５質量％を超えると、大粒径の充填剤粒子が棘のような鋭角な突起になりやすく、この鋭角な突起が、両面画像作成時に画像に突き刺さり、白抜け状の画像ディフェクトが発生する場合がある。なお、そのような鋭角な突起を削る工程を経て表面層１２６を作成するには、充填剤粒子は、１５μｍ以上の粒子を２５質量％以下まで含むものであってもよい。
【００７２】
充填剤粒子としては、導電性粒子を用いることもできる。例えば、加圧ベルト１２１の帯電によって未定着トナーを乱すことによる画質劣化などを防ぐために、加圧ベルト１２１が導電性を有することが求められる場合があり、この場合には、上述した充填剤粒子として導電性粒子を配合して表面層１２６を作成することによって加圧ベルト１２１に導電性を付与することができる。導電性粒子としては、カーボンブラックやＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）などを用いることができる。充填剤粒子として導電性粒子を用いる場合には、導電性を付与するという目的、ＰＦＡの離型性を維持するという観点、および導電性粒子の良好な分散を得るという問題などを考慮すると、ＰＦＡ１００質量部当たり、１質量部以上１０質量部以下の割合で導電性粒子が配合されることが好適である。
【００７３】
表面層１２６の表面特性は、上述したような充填剤粒子の配合によって改良することができるが、更に、粒径が異なる複数種類のＰＦＡ粒子の配合物を用いて作成し、粒径、配合比、溶融粘度を適切に選択することで、表面特性の更なる改善を図ることができる。
【００７４】
表面層１２６の厚みとしては５μｍ〜１００μｍが好ましく、１５μｍ〜６０μｍの厚みがより好ましい。このような好ましい層厚を有した、耐久性に優れた表面層１２６を得るためには、粒径の異なる２種のＰＦＡ粒子の配合物が用いられることが好ましい。うねりのない、平滑な表面層１２６を形成する観点だけを考慮すると、溶融粘度が低くて融けやすい小粒径のＰＦＡ粒子のみを使用することがよいが、小粒径のＰＦＡ粒子のみを使いて１回の製膜工程で２０μｍ以上の厚みの表面層１２６を形成した場合には、表面にクラックが生じてしまうという問題がある。一方、表面層１２６の厚みが小さすぎると、長期の使用によって摩耗してしまい、耐久性が損なわれる。これに対し、粒径の異なる２種のＰＦＡ粒子を用いると、１回の製膜工程でクラック無しで作成可能な表面層１２６の膜厚は約６０μｍ程度まで確保でき、高い耐久性を有する表面層を低コストで実現することができる。
【００７５】
２種のＰＦＡ粒子のうち小粒径のＰＦＡ粒子（以下、ＰＦＡ微粒子と称する）の平均粒径は１μｍ以下であることが好ましく、大粒径のＰＦＡ粒子（以下、ＰＦＡ粉末と称する）の平均粒径は３μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。ＰＦＡ粉末の平均粒径は３μｍ以上１５μｍ以下であることがより好ましく、６μｍ以上１０μｍ以下であることがさらに好ましい。また、表面層１２６の作成に用いられる２種のＰＦＡ粒子の配合物における配合割合としては、平均粒径１μｍ以下の小粒径粒子からなるＰＦＡ微粒子１００質量部当たり、平均粒径３μｍ以上３０μｍ以下のＰＦＡ粉末が５質量部以上７０質量部以下である配合割合が好ましく、ＰＦＡ粉末が５質量部以上３０質量部以下である配合割合がより好ましく、１０質量部以上２０質量部以下である配合割合が更に好ましい。さらに表面層のうねりをより改善する観点からは、上記配合物の配合割合は、ＰＦＡ微粒子１００質量部当たり平均粒径３μｍ以上１５μｍ以下のＰＦＡ粉末が５質量部以上３０質量部である配合割合が好ましく、そのＰＦＡ粉末が１０質量部以上２０質量部以下である配合割合がより好ましい。
【００７６】
ここで、ＰＦＡ粉末の平均粒径が３μｍより小さく、ＰＦＡ微粒子１００質量部当たりのＰＦＡ粉末の量が５質量部より少ない場合には、表面層１２６にクラックが生じやすくなる。一方、ＰＦＡ粉末の平均粒径が１５μｍより大きく、ＰＦＡ微粒子１００質量部当たりのＰＦＡ粉末の量が３０質量部より多い場合には、焼成の時にＰＦＡ粉末が十分に融けず、表面層１２６の表面に、融けきれないＰＦＡ粒子によるうねり（鈍角凸）が生じる場合がある。
【００７７】
また、これらの粒径の異なる２種のＰＦＡ粒子は、ＰＦＡ微粒子の溶融粘度が３８０℃で３．５×１０4Ｐａ・ｓ以下で、かつ、ＰＦＡ粉末の溶融粘度が３８０℃で１．５×１０4Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。さらに表面層１２６の表面のうねりをより改善する観点から、ＰＦＡ微粒子およびＰＦＡ粉末は共に、３８０℃での溶融粘度が１．５×１０4Ｐａ・ｓ以下のものであることが好ましく、溶融粘度が１．０×１０4Ｐａ・ｓ以下のものであることがより好ましく、溶融粘度が０．５×１０4Ｐａ・ｓ以下のものであることが最も好ましい。ＰＦＡの３８０℃での溶融粘度が１．５×１０4Ｐａ・ｓを超えると、融けたＰＦＡの広がりが悪く、表面層１２６の表面にうねりが発生することがある。
【００７８】
本実施形態における表面層１２６を作成するには、ＰＦＡ粒子を液状媒体中に分散させたＰＦＡ塗布液をベース基材１２５上に塗布して焼成する方法を用いるのが簡便である。このとき、液状媒体としては、水、アルコール等の有機溶媒、あるいは水と有機溶媒との混合物などを用いることができる。また、ＰＦＡ粒子を液状媒体中に分散させるために、界面活性剤を使用することが好ましく、界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤やノニオン系界面活性剤が好ましく、ノニオン系界面活性剤が特に好ましい。これらの界面活性剤は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。界面活性剤の使用量は特に限定されないが、ＰＦＡ粒子を液状媒体中に均一に分散し得る量比で用いられる。また、膜厚の制御およびＰＦＡ塗布液の塗布を容易にするため、増粘剤を使用することも好ましい。増粘剤の使用量は特に限定されないが、塗布を容易にするために塗布方法に応じて調整することが好ましい。ＰＦＡ塗布液を調製する手順は特に限定されないが、上述した２種のＰＦＡ粒子を配合する場合には、界面活性剤を混合した液状媒体にＰＦＡ微粒子を分散させた分散液中にＰＦＡ粉末を混合する手順が好ましい。ＰＦＡ塗布液を塗布する方法についても特に限定されるものではなく、ディッピング法や、ブレードコート法や、スプレー法などといった公知の方法を用いることができる。
【００７９】
以上説明したように、表面層１２６を構成するフッ素樹脂および充填剤粒子それぞれの材質や配合割合などを調製することによって、表面層１２６の表面特性（摩擦係数、うねり、グロス、微細な鋭角突起や微細な凹の有無など）を改善することができ、これによって、トナーに対する高離型性や、耐久性を持ちながら、長期に渡って紙しわの発生を抑え、高品位の画質（両面画像作成時のグロスムラ、ＯＨＰ用紙の画像透過むら、画像の白抜け、用紙端摩耗跡などが改善された画像）を得ることができる。
【００８０】
以上、本発明の循環体を加圧ベルト１２１に応用した実施形態について説明したが、本発明の循環体は、ロール状部材の形態に応用することもできる。
【００８１】
以下、本発明の循環体が応用されたロール状部材を有する第２実施形態について以下説明する。
【００８２】
図２は、本発明の第２実施形態を模式的に示す断面図である。
【００８３】
この図２には、加熱定着装置２００が示されており、この加熱定着装置２００は、図１と全く同様の加熱ロール１１０と、図１に示す加圧部１２０に替わる加圧ロール２２０とを備えている。
【００８４】
ここに示す加圧ロール２２０は、ロール状のベース基材２２１と、そのベース基材２２１の外周面を覆う表面層２２２とで構成されており、加圧部２２０が加熱ロール１１０に押圧されることにより、加圧部２２０と加熱ロール１１０との間には、加熱ロール１１０側に凹んだニップ域Ｑが形成されている。
【００８５】
加圧ロール２２０の表面層２２２は、図１に示す加圧ベルト１２１の表面層１２６と同様な材料によって同様な表面特性が得られるように作成されたものである。このため、この加圧ロール２２０も、加圧ベルト１２１と同様に、トナーに対する高離型性や、耐久性を持ちながら、長期に渡って紙しわの発生を抑え、高品位の画質を得ることができる。
【００８６】
本発明のが適用される加熱定着装置の他の形態としては、例えば、図１に示す加圧ベルト１２１がモータで駆動されて加熱ロール１１０側が従動するという形態もあり得る。この形態の加熱定着装置においては、従動する加熱ロール側に本発明の循環体が応用されることとなる。
【００８７】
なお、上記の各実施形態では加熱ロール内に１つの熱源が備えられているが、本発明の定着装置は複数の熱源を備えたものであってもよく、また、熱源を、本発明にいう循環体の内部に備えたものであってもよい。
【実施例１】
【００８８】
以下、本発明の実施例として、図１に示す加熱定着装置１００と同様の基本構造を有する加熱定着装置において、加圧ベルトの表面層の材料や表面特性などを本発明に規定する数値範囲内で変えた７種類の実施例を説明し、それらの実施例に対する比較例として、図１に示す加熱定着装置１００と同様の基本構造を有する加熱定着装置において、加圧ベルトの表面層の表面特性などが、本発明に規定する数値範囲を逸脱した３種類の比較例も説明する。また、それら実施例と比較例のそれぞれにおける評価結果についても説明する。
【００８９】
以下に示す表１および表２は、これら実施例および比較例それぞれの材料や特性や評価結果をまとめた表であり、これらの表を参照しながら、以下説明する。
【００９０】
【表１】
2005037829.tif 000003
【００９１】
【表２】
2005037829.tif 000004
【００９２】
（実施例１）
第１の実施例では、表面層の材料として、ＰＦＡは、低溶融粘度（０．３×１０4〜０．５×１０4Ｐａ・ｓ：３８０℃）を有する平均粒径０．２μｍのＰＦＡ微粒子を水系溶媒中に分散させたＰＦＡディスパージョンに、低溶融粘度（０．３×１０4〜０．５×１０4Ｐａ・ｓ：３８０℃）を有する平均粒径８μｍのＰＦＡ粉末を、ＰＦＡ粉末／ＰＦＡ微粒子＝１５／８５という比率で混合したフッ素樹脂溶液（三井・デュポンフロロケミカル社製）を用いた。
【００９３】
また、充填剤粒子としては、硫酸バリウム（堺化学社製：ＢＭＨ−６０：平均粒径５μｍ、１５μｍ以上の大粒子が２質量％以下である）を用い、ＰＦＡ１００質量部に対して１０質量部配合した。
【００９４】
ここで、「ＰＦＡ粉末／ＰＦＡ微粒子＝１５／８５」という比率は、ＰＦＡ微粒子１００質量部当たり、ＰＦＡ粉末が約１８質量部という配合割合となり、上述した「ＰＦＡ微粒子１００質量部当たり、ＰＦＡ粉末が５質量部以上７０質量部以下」という好ましい範囲内に存在するのみならず、上述した「ＰＦＡ微粒子１００質量部当たり、ＰＦＡ粉末が５質量部以上３０質量部以下」というより好ましい範囲内にも存在する配合割合である。
【００９５】
また、充填剤粒子の「１５μｍ以上の大粒子が２質量％以下」という特性は、上述した「１５μｍ以上の粒子が２５質量％以下」という好ましい範囲内に存在するのみならず、上述した「１５μｍ以上の粒子が５質量％以下」というより好ましい範囲内、さらには「１５μｍ以上の粒子が３質量％以下」というさらに好ましい範囲内にも存在する。
【００９６】
この第１の実施例における表面層のグロスは、７５°マイクログロスメータによる測定値で２８であった。また、表面層の表面粗さは、Ｒａで１．１μｍであり、表面層のろ波中心うねりは、カットオフ０．２５ｍｍの条件で０．５３μｍであった。さらに、表面層の１００℃における記録紙に対する静摩擦係数を測定すると０．０５４であった。但し、測定には、（株）レスカ社のフリクションプレーヤーを用い、記録紙としては、富士ゼロックス（株）製のＪ紙を用いており、テーブル回転速度は、０．５ｍｍ／ｓｅｃの往復運動（回転角１０度）であった。
（実施例２）
第２の実施例には、第１の実施例で用いた硫酸バリウムに替えて、充填剤粒子としてゼオライト（トヨビルダー（東ソー社製）平均粒径２μｍ）を用い、ＰＦＡ１００質量部に対して５質量部配合した点を除いて、第１の実施例の材料と同一の材料を用いた。
【００９７】
ここで、充填剤粒子の「５質量部」という配合割合は、上述した「フッ素樹脂１００重量部に対して無機微粒子が３重量部以上１５重量部以下」という好ましい配合割合の下限値に近いものである。
【００９８】
この第２の実施例における表面層のグロスは、７５°マイクログロスメータによる測定値で３６であった。また、表面層の表面粗さは、Ｒａで０．９μｍであり、表面層のろ波中心うねりは、カットオフ０．２５ｍｍの条件で０．５８μｍであった。さらに、表面層の１００℃における記録紙に対する静摩擦係数を測定すると０．０５６であった。
（実施例３）
第３の実施例には、充填剤粒子として硫酸バリウム（堺化学社製：ＢＭＨ−６０：平均粒径５μｍ、１５μｍ以上の大粒子が２質量％以下である）とマイカイリオジン１１１（日本メルク社製）との混合物を用い、ＰＦＡ１００質量部に対して硫酸バリウムを５質量部、マイカイリオジン１１１を３質量部配合した点を除いて、第１の実施例の材料と同一の材料を用いた。即ち、この実施例では、複数種類の充填剤粒子の混合物を用いている。
【００９９】
この第３の実施例における表面層のグロスは、７５°マイクログロスメータによる測定値で３９であった。また、表面層の表面粗さは、Ｒａで１．０μｍであり、表面層のろ波中心うねりは、カットオフ０．２５ｍｍの条件で０．４５μｍであった。さらに、表面層の１００℃における記録紙に対する静摩擦係数を測定すると０．０５１であった。
（実施例４）
第４の実施例には、第１の実施例で用いた硫酸バリウムに替えて、充填剤粒子として窒化ホウ素ＳＰ−２（電気化学社製）を用い、ＰＦＡ１００質量部に対して５質量部配合した点を除いて、第１の実施例の材料と同一の材料を用いた。
【０１００】
この実施例における充填剤粒子の「５質量部」という配合割合も、上述した「フッ素樹脂１００重量部に対して無機微粒子が３重量部以上１５重量部以下」という好ましい配合割合の下限値に近いものである。
【０１０１】
この第４の実施例における表面層のグロスは、７５°マイクログロスメータによる測定値で２９であった。また、表面層の表面粗さは、Ｒａで１．３μｍμｍであり、表面層のろ波中心うねりは、カットオフ０．２５ｍｍの条件で０．６８μｍであった。さらに、表面層の１００℃における記録紙に対する静摩擦係数を測定すると０．０５０であった。
【０１０２】
この実施例における「０．６８μｍ」というろ波中心うねりは、上述した「カットオフ０．２５ｍｍ条件で０．９μｍ以下」という好ましい範囲内のものであるとともに、上述した「０．７μｍ以下」というより好ましい範囲内の上限ぎりぎりのものである。（実施例５）
第５の実施例には、第１の実施例で用いた硫酸バリウムに替えて、充填剤粒子として酸化スズ（ＳｂドープＳｎＯ2）の水分散体ＳＮ−１００Ｄ（石原産業社製：平均粒径０．７μｍ）を用い、ＰＦＡ１００質量部に対して１０質量部配合した点を除いて、第１の実施例の材料と同一の材料を用いた。ここで、充填剤粒子の「０．７μｍ」という平均粒径は、上述した「０．１μｍ以上１５μｍ以下」という好ましい範囲の下限値に近いものである。
【０１０３】
この第５の実施例における表面層のグロスは、７５°マイクログロスメータによる測定値で３５であった。また、表面層の表面粗さは、Ｒａで０．８μｍμｍであり、表面層のろ波中心うねりは、カットオフ０．２５ｍｍの条件で０．６５μｍであった。さらに、表面層の１００℃における記録紙に対する静摩擦係数を測定すると０．０５７であった。
【０１０４】
この「０．０５７」という静摩擦係数は、本発明における「１００℃における普通紙に対する表面静摩擦係数が０．０６以下」という数値規定の上限に近い値の係数である。
（実施例６）
第６の実施例では、表面層の材料として、ＰＦＡは、高溶融粘度（２．７×１０4〜２．９×１０4Ｐａ・ｓ：３８０℃）を有する平均粒径０．２μｍのＰＦＡ微粒子を水系溶媒中に分散させたＰＦＡディスパージョンに、低溶融粘度（０．３×１０4〜０．５×１０4Ｐａ・ｓ：３８０℃）を有する平均粒径１８μｍのＰＦＡ粉末を、ＰＦＡ粉末／ＰＦＡ微粒子＝４０／６０という比率で混合したフッ素樹脂溶液（三井・デュポンフロロケミカル社製：７１０ＣＬ）を用いた。
【０１０５】
また、充填剤粒子としては、硫酸バリウム（堺化学社製：ＢＡ：平均粒径８μｍ、１５μｍ以上の大粒子が１７質量％である）を用い、ＰＦＡ１００質量部に対して１０質量部配合した。
【０１０６】
ここで、ＰＦＡ粉末の「１８μｍ」という平均粒径は、上述した「３μｍ以上３０μｍ以下」という好ましい範囲内には存在するが、上述した「３μｍ以上１５μｍ以下」というより好ましい範囲の上限を超えている。
【０１０７】
また、ＰＦＡ微粒子の「２．７×１０4〜２．９×１０4Ｐａ・ｓ：３８０℃」という溶融粘度は、上述した「３８０℃で３．５×１０4Ｐａ・ｓ以下」という規定を満足するが、より好ましい「３８０℃での溶融粘度が１．５×１０4Ｐａ・ｓ以下」という規定範囲は逸脱する。
【０１０８】
更に、「ＰＦＡ粉末／ＰＦＡ微粒子＝４０／６０」という比率は、ＰＦＡ微粒子１００質量部当たり、ＰＦＡ粉末が約６７質量部という配合割合となり、上述した「ＰＦＡ微粒子１００質量部当たり、ＰＦＡ粉末が５質量部以上７０質量部以下」という好ましい範囲の上限値に近いものである。
【０１０９】
更にまた、充填剤粒子の「１５μｍ以上の大粒子が１７質量％」という特性は、上述した「１５μｍ以上の粒子が２５質量％以下」という好ましい範囲内に存在するが、上述した「１５μｍ以上の粒子が５質量％以下」というより好ましい範囲は越えている。
【０１１０】
この第６の実施例における表面層のグロスは、７５°マイクログロスメータによる測定値で３５であった。また、表面層の表面粗さは、Ｒａで１．６μｍμｍであり、表面層のろ波中心うねりは、カットオフ０．２５ｍｍの条件で０．７５μｍであった。さらに、表面層の１００℃における記録紙に対する静摩擦係数を測定すると、０．０５７であった。
【０１１１】
この第６の実施例では、第５の実施例における充填剤粒子とは別の充填剤粒子が用いられているが、この第６の実施例も第５の実施例と同様に、本発明における「１００℃における普通紙に対する表面静摩擦係数が０．０６以下」という数値規定の限界に近い「０．０５７」という静摩擦係数を示している。また、この第６の実施例における「０．７５μｍ」というろ波中心うねりは、上述した「カットオフ０．２５ｍｍ条件で０．９μｍ以下」という好ましい範囲内のものであるが、上述した「０．７μｍ以下」というより好ましい範囲の上限値をやや越えたものである。
（実施例７）
第７の実施例では、充填剤粒子の配合割合をＰＦＡ１００質量部に対して１５質量部とした点を除いて、第６の実施例の材料と同一の材料を用いた。
【０１１２】
ここで、「ＰＦＡ１００質量部に対して１５質量部」という充填剤粒子の配合割合は、上述した「フッ素樹脂１００重量部に対して無機微粒子が３重量部以上１５重量部以下」という好ましい配合割合の上限値に等しい。
【０１１３】
この第７の実施例における表面層のグロスは、７５°マイクログロスメータによる測定値で２２であった。また、表面層の表面粗さは、Ｒａで２．７μｍであり、表面層のろ波中心うねりは、カットオフ０．２５ｍｍの条件で０．８６μｍであった。さらに、表面層の１００℃における記録紙に対する静摩擦係数を測定すると０．０５５であった。「Ｒａで２．７μｍ」という表面荒さは、上述した「Ｒａで３μｍ以下」という好ましい範囲の限界に近いものである。
【０１１４】
この実施例における「０．８６μｍ」というろ波中心うねりは、上述した「カットオフ０．２５ｍｍ条件で０．９μｍ以下」という好ましい範囲の上限ぎりぎりのものである。
（比較例１）
第１の比較例では、表面層の材料としてＰＦＡのみを用いており、そのＰＦＡとしては、第１の実施例に用いたＰＦＡと同じＰＦＡを用いた。
【０１１５】
この第１の比較例における表面層のグロスは、７５°マイクログロスメータによる測定値で７７であった。また、表面層の表面粗さは、Ｒａで０．１５μｍμｍであり、表面層のろ波中心うねりは、カットオフ０．２５ｍｍの条件で０．２５μｍであった。さらに、表面層の１００℃における記録紙に対する静摩擦係数を測定すると０．０７３であった。
【０１１６】
ここで、「７７」という表面グロスの測定値は、上述した「１５以上６０以下」という好ましい範囲の上限を超えるものであり、「０．０７３」という静摩擦係数は、本発明における「１００℃における普通紙に対する表面静摩擦係数が０．０６以下」という数値規定の限界を越えるものである。
（比較例２）
第２の比較例でも、第１の比較例と同様に、表面層の材料としてＰＦＡのみを用いており、この第２の比較例では、そのＰＦＡとして、第６および第７の実施例に用いたＰＦＡと同じＰＦＡを用いた。
【０１１７】
この第２の比較例における表面層のグロスは、７５°マイクログロスメータによる測定値で７５であった。また、表面層の表面粗さは、Ｒａで０．２μｍμｍであり、表面層のろ波中心うねりは、カットオフ０．２５ｍｍの条件で０．７７μｍであった。さらに、表面層の１００℃における記録紙に対する静摩擦係数を測定すると０．０６６であった。
【０１１８】
ここで、「７５」という表面グロスの測定値は、上述した「１５以上６０以下」という好ましい範囲の上限を超えるものであり、「０．０６６」という静摩擦係数は、本発明における「１００℃における普通紙に対する表面静摩擦係数が０．０６以下」という数値規定の限界をやや越えるものである。また、「０．７７μｍ」というろ波中心うねりは、上述した「カットオフ０．２５ｍｍ条件で０．９μｍ以下」という好ましい範囲内のものではあるが、上述した「０．７μｍ以下」というより好ましい範囲はやや超えたものである。
（比較例３）
第３の比較例では、充填剤粒子の配合割合をＰＦＡ１００質量部に対して３３質量部とした点を除いて、第６および第７の実施例の材料と同一の材料を用いた。
【０１１９】
ここで、「ＰＦＡ１００質量部に対して３３質量部」という充填剤粒子の配合割合は、上述した「フッ素樹脂１００重量部に対して無機微粒子が１重量部以上３０重量部以下」という範囲の上限値をやや越えるものである。
【０１２０】
この第３の比較例における表面層のグロスは、７５°マイクログロスメータによる測定値で７であった。また、表面層の表面粗さは、Ｒａで３．５μｍであり、表面層のろ波中心うねりは、カットオフ０．２５ｍｍの条件で１．５μｍであった。さらに、表面層の１００℃における記録紙に対する静摩擦係数を測定すると０．０６５であった。
【０１２１】
「７」という表面グロスの測定値は、上述した「１５以上６０以下」という好ましい範囲の下限を下回るものであり、「１．５μｍ」という表面ろ波中心線うねりの測定値は、上述した「カットオフ０．２５ｍｍ条件で０．９μｍ以下」という好ましい範囲の上限を上回るものであり、「Ｒａで３．５μｍ」という表面荒さは、上述した「Ｒａで３μｍ以下」という好ましい範囲の限界を越えるものである。
（評価結果）
以上説明した実施例と比較例のそれぞれの評価結果について以下説明する。
【０１２２】
上述した実施例と比較例のそれぞれを、富士ゼロックス社製ＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒ  Ｃｏｌｏｒ  ４００  カラー複合機に装填して、富士ゼロックス社製普通紙Ｐ紙を５００００枚走行させた。その後、画像密度５０％のハーフトーン画像を作成しながらＰ紙を１００枚走行させ、そのときの、紙しわの発生、両面画像作成時における画像光沢度と画像白抜け、用紙通紙端部の磨耗跡の発生について評価した。また、ＯＨＰ（富士ゼロックス社製ＯＨＰ  Ｖ５１６）を用いた画像作成時の画像透過むらについても評価した。
【０１２３】
第１から第５の各実施例については、いずれも、紙しわ、画像白抜け、磨耗跡、および透過むらの全てが未発生であり、画像光沢度も良好であった。
【０１２４】
また、第６および第７の実施例では、紙しわは未発生であり、ＯＨＰ印刷時の画像透過むらについては、若干観察されたが実用上問題ないレベルであった。また、両面画像作成時の画像白抜けについても、高画像密度の条件下で一部観察されたものの実用上問題ないレベルであり、用紙通紙端部の磨耗跡については未発生であり、両面画像作成時における画像光沢度は良好であった。
【０１２５】
従って、第１〜第７の各実施例についてはいずれも実用上問題のない良好なものであったことが確認された。
【０１２６】
一方、第１の比較例では、紙しわの発生率が５０％であり、用紙端の磨耗跡が発生し、より大きなサイズの用紙を走行させて画像を作成してみると、磨耗跡が画像障害として発生した。ＯＨＰ印刷時の画像透過むらと両面画像作成時の画像白抜けは未発生であり、両面画像作成時の画像光沢度は良好であった。
【０１２７】
また、第２の比較例では、紙しわの発生率が３０％であり、用紙端の磨耗跡が発生し、より大きなサイズの用紙を走行させて画像を作成してみると、磨耗跡が画像障害として発生した。ＯＨＰ印刷時の画像透過むらについては、若干観察されたが実用上問題ないレベルであった。両面画像作成時においては、画像白抜けは未発生であり画像光沢度は良好であった。
【０１２８】
さらに、第３の比較例では、紙しわおよび用紙端の磨耗跡は未発生であったが、ＯＨＰ印刷時の画像透過むらが顕著に発生した。また、両面画像作成時の画像光沢度が不十分で、表裏の画像に顕著なグロス差が生じた。さらに、両面画像作成時の画像白抜けも、５０％程度の画像密度条件で観察された。
【０１２９】
これらの画像欠陥はいずれも実用に耐えられないレベルの画像欠陥であった。
【０１３０】
以下では、以上の評価結果を分析する。
【０１３１】
先ず、各実施例の評価結果と各比較例の評価結果とを比較すると、７種類の実施例では、１００℃における記録紙に対する静摩擦係数が０．０５０〜０．０５７の範囲に亘っているが、ほぼ同様の良好な評価結果が得られているのに対し、３種類の比較例では、静摩擦係数が０．０６５〜０．０７３に亘っていて、いずれも顕著な不具合を生じることがわかった。従って、静摩擦係数の「０．０５７」から「０．０６５」までの間のどこかに、評価が大きく変わるところが存在することが予測され、上記各実施例および各比較例における傾向を見る限り、そのときの静摩擦係数の値は少なくとも０．０６０よりは大きいと期待される。従って、「１００℃における記録紙に対する静摩擦係数が０．０６０以下」であれば、本発明の目的を達成することができる。
【０１３２】
また、表面グロスに対する上述した「７５°マイクログロスメータによる測定値で１５以上６０以下」という数値規定の範囲を上限下限のどちらに逸脱しても評価が大幅に悪化することがわかる。なお、表面グロスのみが単独で変化するような実施例などを得ることは困難であるため、ここには上限値や下限値のぎりぎりのデータは示されていないが、下限値「１５」は、画像の望ましいグロスと表面層の表面グロスとの相関関係から推察される急変点を示しており、上限値「６０」は、表面層の表面グロスと紙しわ発生との相関関係から推察される急変点を示していて、上記実施例および比較例の評価結果はこれらの推察を支持する代表的な例となっている。
【０１３３】
また、各実施例および各比較例のそれぞれにおける、ろ波中心うねりの測定値とＯＨＰ印刷時の画像透過むらとを比較すると、０．７μｍ以下であれば透過むらは発生せず、０．７μｍを越えると透過むらが一部観察されるものの実用上は問題なく、０．９μｍを越えると、実用に適さない透過むらが生じることが確認できた。従って、上述した「カットオフ０．２５ｍｍ条件で０．９μｍ以下」という好ましい範囲の規定、および上述した「０．７μｍ以下」というより好ましい範囲の規定は、いずれも適切である。
【０１３４】
また、第６および第７の各実施例に対する評価結果から、ＰＦＡ粉末とＰＦＡ微粒子との配合割合に対する上述した「ＰＦＡ微粒子１００質量部当たり、ＰＦＡ粉末が５質量部以上７０質量部以下」という規定範囲の上限ぎりぎりまで、良好な評価結果が得られることが確認できた。
【０１３５】
また、第７の各実施例に対する評価結果と第３の比較例に対する評価結果とを比較すると、表面層の表面荒さに対する上述した「Ｒａで３μｍ以下」という数値規定の上限が妥当であることがわかる。
【０１３６】
また、第１〜第５の各実施例に対する評価結果と、第６および第７の各実施例に対する評価結果とを比較すると、ＰＦＡ粉末の平均粒径に対する上述した「３μｍ以上１５μｍ以下」というより好ましい範囲、ＰＦＡ微粒子の溶融粘度に対する上述した「３８０℃での溶融粘度が１．５×１０4Ｐａ・ｓ以下」というより好ましい範囲、ＰＦＡ微粒子とＰＦＡ粉末との配合割合に対する「ＰＦＡ微粒子１００質量部当たり、ＰＦＡ粉末が５質量部以上３０質量部以下」というより好ましい範囲、および、充填剤粒子に対する「１５μｍ以上の粒子が５質量％以下」というより好ましい範囲を全て逸脱すると、実用上は問題ないレベルではあるがＯＨＰ画像の透過むらや両面画像の白抜け等が生じることがわかる。従って、これらのより好ましい範囲の１つ以上を満足することにより、第１〜第５の各実施例に対するようなより高い評価が得られると推察される。
【０１３７】
このように、上述した数値範囲を満たす表面特性などを有した表面層を備えることにより、信頼性の高い循環体が得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】本発明の第１実施形態を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１３９】
１００    加熱定着装置
１１０    加熱ロール
１１１    芯体
１１２    熱源
１１３    耐熱性弾性体層
１１４    耐熱剥離層
１１５    温度センサ
１２０    加圧部
１２１    加圧ベルト
１２２    圧力パッド
１２３    支持部材
１２４    ベルト走行ガイド
１２５    ベース基材
１２６    表面層
２２０    加圧ロール
２２１    ベース基材
２２２    表面層
【図１】
2005037829.tif 000005
【図２】
2005037829.tif 000006