(57)【要約】【課題】耐摩耗性の向上が図られた離型部材、定着器、および画像形成装置を提供する。【解決手段】離型部材は、フッ素含有シラン化合物を含有したポリイミドを少なくとも表面に有する。【選択図】図２
2012068516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素含有シラン化合物を含有したポリイミドを少なくとも表面に有することを特徴とする離型部材。
【請求項２】
前記ポリイミドが、５％以上６０％以下のフッ素含有率を有するものであることを特徴とする請求項１記載の離型部材。
【請求項３】
前記ポリイミドは、フッ素とシリコンの構成元素比Ｆ／Ｓｉが３以上２０以下のものであることを特徴とする請求項１または２記載の離型部材。
【請求項４】
前記ポリイミドが、少なくとも一部に下記構造式（１）で表された構造部分を有するものであることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の離型部材。
【化１】
2012068516.tif 000006
（上記構造式（１）中、Ａｒは芳香環を１個以上有する４価の有機基、Ｙは２価の有機基、Ｒはアルキル基、Ｘはフッ素原子を有する有機基を表している。）
【請求項５】
前記構造式（１）中のＸが、３以上２０以下のフッ素原子を有する有機基であることを特徴とする請求項４記載の離型部材。
【請求項６】
フッ素含有シラン化合物を含有したポリイミドを少なくとも表面に有する離型部材と、
未定着の像が表面に形成されている記録媒体を前記離型部材との間に挟み込み、該記録媒体が該離型部材との間を通過していく挟み込み部材と、
前記離型部材と前記挟み込み部材との間を通過する記録媒体を加熱する加熱器と、
を備えたことを特徴とする定着器。
【請求項７】
記録媒体の表面に未定着の像を形成する像形成器と、
前記記録媒体上の未定着の像を該記録媒体上に定着させる定着器とを備え、
前記定着器が、
フッ素含有シラン化合物を含有したポリイミドを少なくとも表面に有する離型部材と、
未定着の像が表面に形成されている記録媒体を前記離型部材との間に挟み込み、該記録媒体が該離型部材との間を通過していく挟み込み部材と、
前記離型部材と前記挟み込み部材との間を通過する記録媒体を加熱する加熱器と、
を備えたものであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、離型部材、定着器、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、画像形成装置における記録媒体への画像定着として、表面が弾性変形する定着ロールと、この定着ロールに接触したまま走行可能な加圧ベルトと、この加圧ベルトの内側に配置された圧力パッドとを具備し、圧力パッドによって加圧ベルトを定着ロールに加圧接触させて構成し、加圧ベルトと定着ロールとの間に記録紙を通過させることができるようにベルトニップを設けるとともに、定着ロールの表面のうち、記録紙の出口側を局部的に弾性変形させるようにしたベルトニップ方式と呼ばれる定着装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、このような定着装置に用いられる定着部材として、ポリイミドとフッ素樹脂を混合して使用し、フッ素樹脂をベルト表面に析出、あるいは偏在させた無端ベルトが提案されている（例えば、特許文献２および特許文献３参照）。
【０００４】
さらに、フッ素化ポリイミドを主成分とする無端ベルトも提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３２９８３５４号公報
【特許文献２】特開平１１−１５６９７１号公報
【特許文献３】特開２００６−２５６３２３号公報
【特許文献４】特許第３０６９０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、耐摩耗性の向上が図られた離型部材、定着器、および画像形成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】
【０００７】
請求項１に係る離型部材は、フッ素含有シラン化合物を含有したポリイミドを少なくとも表面に有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る離型部材は、上記ポリイミドが、５％以上６０％以下のフッ素含有率を有するものであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る離型部材は、上記ポリイミドが、フッ素とシリコンの構成元素比Ｆ／Ｓｉが３以上２０以下のものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る離型部材は、上記ポリイミドが、少なくとも一部に下記構造式（Ｉ）で表された構造部分を有するものであることを特徴とする。
【００１１】
【化１】
2012068516.tif 000003
【００１２】
（上記構造式（１）中、Ａｒは芳香環を１個以上有する４価の有機、Ｙは２価の有機基、Ｒはアルキル基、Ｘはフッ素原子を有する有機基を表している。）
請求項５に係る離型部材は、上記構造式（Ｉ）中のＸが、３以上２０以下のフッ素原子を有する有機基であることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る定着器は、
フッ素含有シラン化合物を含有したポリイミドを少なくとも表面に有する離型部材と、
未定着の像が表面に形成されている記録媒体を上記離型部材との間に挟み込み、その記録媒体がその離型部材との間を通過していく挟み込み部材と、
上記離型部材と上記挟み込み部材との間を通過する記録媒体を加熱する加熱器と、
を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項７に係る画像形成装置は、
記録媒体の表面に未定着の像を形成する像形成器と、
上記記録媒体上の未定着の像をその記録媒体上に定着させる定着器とを備え、
上記定着器が、
フッ素含有シラン化合物を含有したポリイミドを少なくとも表面に有する離型部材と、
未定着の像が表面に形成されている記録媒体を上記離型部材との間に挟み込み、その記録媒体がその離型部材との間を通過していく挟み込み部材と、
上記離型部材と上記挟み込み部材との間を通過する記録媒体を加熱する加熱器と、
を備えたものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る離型部材によれば、離型部材がフッ素含有シラン化合物を有さない場合に較べて、耐摩耗性が向上する。請求項２に係る離型部材は、本構成を有しない場合と較べて耐摩耗性が高い。
【００１６】
請求項３に係る離型部材も、本構成を有しない場合と較べて耐摩耗性が高い。
【００１７】
請求項４に係る離型部材は、上記構造式が異なる場合と較べて離型性が高い。
【００１８】
請求項５に係る離型部材は、本構成を有しない場合と較べて耐摩耗性が高い。
【００１９】
請求項６に係る定着器によれば、離型部材がフッ素含有シラン化合物を有さない場合に較べて、耐摩耗性が向上する。
【００２０】
請求項７に係る画像形成装置によれば、離型部材がフッ素含有シラン化合物を有さない場合に較べて、耐摩耗性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】定着装置の構成を示す断面図である。
【図３】エンドレスベルトの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
［画像形成装置］
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。
【００２４】
図１に示す画像形成装置１は、中間転写方式のプリンタである。画像形成装置１は、電子写真方式により各色成分のトナー像を形成する複数の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）させる一次転写部１０と、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写部２０と、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置６０と、を備えている。画像形成装置１には、各装置各部の動作を制御する制御部４０も備えられている。定着装置６０は、本発明の定着器の一実施形態に相当する。また、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと一次転写部１０と二次転写部２０とを合わせたものが、本発明にいう像形成器の一例に相当する。
【００２５】
画像形成装置１は、いわゆるタンデム型のプリンタであり、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に、１列に配置されている。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、使用するトナーの色が異なる以外は互いに同様の構成を有している。イエローを担当する画像形成ユニット１Ｙに代表させて符号を付して説明すると、画像形成ユニット１Ｙは、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２と、感光体ドラム１１上に露光ビームＢｍを照射して静電潜像を書き込むレーザ露光器１３と、イエローのトナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより現像する現像器１４と、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に転写する一次転写部１０と、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ１７とが順次配設されている。
【００２６】
中間転写ベルト１５は、樹脂に帯電防止剤を含有させた材料からなるフィルム状の無端のベルトである。この樹脂としては、例えばポリイミドやポリアミドが用いられ、そのような樹脂に含有される帯電防止剤としては、例えばカーボンブラックが用いられる。中間転写ベルト１５の体積抵抗率は、１０６Ωｃｍ以上１０１４Ωｃｍ以下であり、その厚さは、例えば、０．１ｍｍ程度である。中間転写ベルト１５は、複数のロールに架け渡されており、図１に示すＢ方向に周回移動している。中間転写ベルト１５が架け渡されるロールは、中間転写ベルト１５を駆動する駆動ロール３１と、中間転写ベルト１５が感光体ドラム１１の配列に沿って延びた領域の両端を支持する支持ロール３２と、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えるテンションロール３３と、二次転写部２０に設けられるバックアップロール２５と、クリーニング部３５に設けられたクリーニングバックアップロール３４である。駆動ロール３１は、モータ（図示せず）により駆動されて、中間転写ベルト１５を予め定められた速度で周回移動させる。テンションロール３３は、中間転写ベルト１５の蛇行を防止する補正ロールとしても機能する。
【００２７】
一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に対向して配置された一次転写ロール１６を有する。一次転写ロール１６は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とを備えている。シャフトは金属で構成された円柱棒であり、このシャフトを構成する金属は典型的には鉄やＳＵＳ（ステンレス鋼）である。スポンジ層は、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）とスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）とエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）とが配合されたブレンドゴムに、カーボンブラックといった導電剤が配合された、体積抵抗率が１０７Ωｃｍ以上１０９Ωｃｍ以下の材料で形成されている。一次転写ロール１６は、感光体ドラム１１との間に中間転写ベルト１５を挟み付けている。一次転写ロール１６には、トナーの帯電極性（ここの例では、マイナス極性。以下同様。）とは逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加される。これにより、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上において重畳されたトナー像が形成される。
【００２８】
二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像保持面側に配置される二次転写ロール２２と、バックアップロール２５とを備えている。バックアップロール２５は、ＥＰＤＭゴムからなる内層と、カーボンを分散したＥＰＤＭ及びＮＢＲのブレンドゴムからなるチューブ状の表面層とを備えている。バックアップロール２５の表面抵抗率は、１０７Ω／ｍ２以上１０１０Ω／ｍ２以下であり、硬度は、例えば７０°（アスカーＣ）程度である。このバックアップロール２５は、中間転写ベルト１５の内周面側、すなわち、中間転写ベルト１５を挟んで二次転写ロール２２の反対側に配置されており、二次転写ロール２２の対向電極をなしている。バックアップロール２５には、二次転写バイアスが印加される金属製の給電ロール２６が接触している。
【００２９】
一方、二次転写ロール２２は、シャフトとシャフトの周囲を覆ったスポンジ層とを備えている。シャフトは金属で構成された円柱棒であり、このシャフトを構成する金属は典型的には鉄やＳＵＳである。スポンジ層は、ブレンドゴムに導電剤が配合された材料で構成された円筒状であり、このブレンドゴムは典型的にはＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとが配合されたものであり、ブレンドゴムに配合される導電剤は典型的にはカーボンブラックである。スポンジ層の体積抵抗率は、１０７Ωｃｍ以上１０９Ωｃｍ以下である。二次転写ロール２２は、中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５に押し付けられている。二次転写ロール２２は、接地されてバックアップロール２５との間に二次転写バイアスによる電界を形成し、この電界によって、二次転写部２０に搬送される用紙Ｐ上にトナー像を二次転写する。
【００３０】
また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０よりも下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去することで、中間転写ベルト表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット１Ｙよりも上流側には、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける画像形成タイミングをとるための基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２が配設されている。基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられたマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは画像形成を開始する。また、黒の画像形成ユニット１Ｋよりも下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配設されている。
【００３１】
さらに、画像形成装置１は、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙収容部５０と、この用紙収容部５０に集積された用紙Ｐを予め定められたタイミングで繰り出すピックアップロール５１と、ピックアップロール５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２と、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを二次転写部２０へと案内する案内部材５３と、二次転写ロール２２により二次転写された後の用紙Ｐを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５と、用紙Ｐを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６と、を備えている。
【００３２】
定着装置６０は、定着ロール６１とエンドレスベルト６２とを有している。定着ロール６１は加熱されるとともに回転する。エンドレスベルト６２は、定着ロール６１に従動して周回移動する。定着ロール６１およびエンドレスベルト６２は、用紙Ｐを間に挟んで加熱および加圧することによって、未定着トナー像を用紙Ｐ上に定着する。定着装置６０のより詳細な構成については、後に説明する。
【００３３】
次に、画像形成装置１の基本的な作像プロセスについて説明する。
【００３４】
画像形成装置１では、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）（図示せず）から出力された画像データが、画像処理装置（図示せず）により画像処理が施された後、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに供給される。画像処理装置では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等といった各種画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋのレーザ露光器１３に供給される。
【００３５】
レーザ露光器１３では、供給された色材階調データに応じて、例えば、半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射する。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの現像器１４によって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが接する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部１０において、一次転写ロール１６により、中間転写ベルト１５に対し、トナーの帯電極性（マイナス極性）に対する逆極性の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像が中間転写ベルト１５の表面に転写される。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋで形成された各トナー像は中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせられる。
【００３６】
トナー像は、中間転写ベルト１５の表面に順次転写された後、中間転写ベルト１５の移動に伴って二次転写部２０に搬送される。この一方で、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部２０に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙収容部５０に収容された用紙Ｐを繰り出す。ピックアップロール５１によって繰り出された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、案内部材５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が保持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール（図示せず）が回転することで、用紙Ｐの位置とトナー像の位置とが合わせられる。
【００３７】
二次転写部２０では、二次転写ロール２２が中間転写ベルト１５をバックアップロール２５に押し付けている。搬送されてきた用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。バックアップロール２５には、給電ロール２６からトナーの帯電極性（マイナス極性）と同極性の電圧（二次転写バイアス）が印加され、二次転写ロール２２とバックアップロール２５との間に転写電界が形成される。中間転写ベルト１５上に保持されたトナー像は、中間転写ベルト１５上から用紙Ｐ上に、静電転写される。
【００３８】
その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離されて搬送され、二次転写ロール２２よりも用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へと搬送される。搬送ベルト５５は、定着装置６０の搬送速度に合わせて、用紙Ｐを定着装置６０まで搬送する。定着装置６０に搬送された用紙Ｐ上のトナー像は、定着装置６０によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙部（図示しない）に搬送される。
【００３９】
一方、二次転写部２０で中間転写ベルト１５から用紙Ｐに転写しきれず中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の移動に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール３４および中間転写ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。
［定着装置］
ここで、図１に示す画像形成装置１を構成する定着装置６０について説明する。定着装置６０は、本発明の定着装置の一実施形態である。
【００４０】
図２は、定着装置６０の構成を示す断面図である。
【００４１】
図２に示す定着装置６０は、定着ロール６１と、エンドレスベルト６２と、エンドレスベルト６２を定着ロール６１に押し付ける圧力パッド６４とを備えている。
【００４２】
この定着装置６０は、いわゆるフリーベルト型定着装置であり、ロール・ベルト型定着装置において、より一層の小型化、省エネ化と高速化の両立を狙った装置である。このフリーベルト型定着装置である定着装置６０は、エンドレスベルト６２を張架する為の支持ロールや加圧ローラをもたず、ベルトガイド部材６３に、周回移動が自在に支持されている。また、エンドレスベルト６２は、定着ロール６１からの駆動力を受けることで従動しており、このようなロール・ベルト型定着装置は、支持ロールや加圧ロールをもつタイプと区別する為に、フリーベルト型定着装置と呼ばれる。
【００４３】
定着ロール６１は、金属製のコア（円筒状芯金）６１１の周囲に耐熱性弾性体層６１２、および離型層６１３が積層された円筒状ロールであり、定着装置６０本体に回転自在に支持されている。この定着ロール６１が、本発明の離型部材の第１実施形態に相当し、本発明にいう挟み込み部材の一例にも相当する。定着ロール６１は、回転軸に沿った方向に外径が一様な所謂ストレートロールである。定着ロール６１の外周面６１ａは、定着ロール６１の回転に伴い周回移動する。外周面６１ａの移動速度は、例えば、１９４ｍｍ／ｓｅｃである。
【００４４】
定着ロール６１の内部には、発熱源として、例えば、定格６００Ｗのハロゲンヒータ６６が配設されている。このハロゲンヒータ６６が、本発明にいう加熱器の一例に相当する。一方、定着ロール６１の外側には温度センサ６９が設けられており、温度センサ６９は定着ロール６１の外周面に接触している。画像形成装置の制御部４０（図１参照）は、温度センサ６９による温度計測値に基づいてハロゲンヒータ６６の点灯を制御し、定着ロール６１の外周温度を、予め定められた温度（例えば、１７５°Ｃ）に維持している。
【００４５】
エンドレスベルト６２は、周回移動の方向に無端な帯状のベルトであり、出力画像に欠陥が生じるのを防ぐため、継ぎ目なく形成されている。このエンドレスベルト６２が、本発明の離型部材の第２実施形態に相当し、本発明にいう挟み込み部材の一例にも相当する。エンドレスベルト６２は、エンドレスベルト６２の内部に配置された圧力パッド６４とベルトガイド部材６３とに、周回移動が自在に支持されている。エンドレスベルト６２は、ニップ部Ｎにおいて定着ロール６１と外周面同士が接触しており、定着ロール６１の回転に伴い周回移動する。より詳細には、エンドレスベルト６２は、定着ロール６１に対して圧力が掛かった状態で接触するように配置され、定着ロール６１に従動して、予め定められた速度（例えば、１９４ｍｍ／ｓｅｃ）で周回移動する。
【００４６】
また、定着装置６０のニップ部Ｎより下流には、定着ロール６１から剥離した用紙Ｐを定着ロール６１から完全に分離する剥離補助部材７０が配設されている。剥離補助部材７０は、バッフルホルダ７２によって保持された剥離バッフル７１が、定着ロール６１の外周面の移動方向と対向する向き（カウンタ方向）に定着ロール６１に向かって延び、先端が定着ロール６１と近接する位置に配置されている。
【００４７】
［定着装置の基本動作］
ここで、各部材のより詳細な説明に移る前に、定着装置６０の基本的な動作を説明する。定着ロール６１は、図示しない駆動モータに連結されて矢印Ｃ方向に回転し、エンドレスベルト６２は、定着ロール６１に従動して、ニップ部Ｎで定着ロール６１の外周面が移動する向きと同じ向きに移動する。画像形成装置１の二次転写部２０（図１参照）においてトナー像が静電転写された用紙Ｐは、定着入口ガイド５６に案内されて、ニップ部Ｎに搬送される。用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際に、定着ロール６１から供給される熱と、定着ロール６１およびエンドレスベルト６２に挟みつけられる圧力とによって、用紙Ｐ上のトナー像が用紙Ｐ上に定着される。定着装置６０では、プレニップ部材６４ａが凹面状であることにより、例えば平面状の場合に比べてニップ部Ｎが広く確保され、熱と圧力が長時間に亘り付与されるため、定着性能が安定する。
【００４８】
ニップ部Ｎを用紙Ｐが通過する時間（ニップ時間）は、０．０３０秒以上であることが望ましい。このニップ時間が０．０３０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や部材の大きさとの兼ね合いから、０．５秒以下が好ましい。
【００４９】
ニップ部Ｎを通過した用紙Ｐは定着ロール６１から剥離し、剥離補助部材７０によって排紙通路に誘導される。
【００５０】
［定着装置における各部材の構成］
次に、定着装置６０を構成する各部材について説明する。
【００５１】
定着ロール６１のコア６１１は、鉄、アルミニウム（例えば、Ａ−５０５２材）、ＳＵＳ、銅等を典型例とした熱伝導率の高い金属、合金、またはセラミックスで形成された円筒体であり、寸法は、例えば外径φ３０ｍｍ、肉厚１．８ｍｍ、長さ３６０ｍｍである。
【００５２】
耐熱性弾性体層６１２は、定着時の温度に耐える程度の耐熱性の高い弾性体で形成されており、この弾性体としては、例えば、ゴム硬度が１５°以上４５°以下（ＪＩＳ−Ａ）のゴムまたはエラストマーが用いられる。耐熱性弾性体層６１２には、具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が採用され得る。なかでも、シリコーンゴムは、表面張力が小さく、弾性に優れる。このようなシリコーンゴムとしては、例えば、ＲＴＶ（室温加硫）シリコーンゴム、ＨＴＶ（高温加硫）シリコーンゴムなどが挙げられ、具体的には、ポリジメチルシリコーンゴム（ＭＱ）、メチルビニルシリコーンゴム（ＶＭＱ）、メチルフェニルシリコーンゴム（ＰＭＱ）、フルオロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）などが挙げられる。本実施形態の定着装置６０では、ゴム硬度が３５°（ＪＩＳ−Ａ）のＨＴＶシリコーンゴムが６００μｍの厚さでコア６１１に被覆されている。耐熱性弾性体層６１２の厚さは、通常、３ｍｍ以下であり、好ましくは、０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲内である。耐熱性弾性体層６１２をコア６１１の周囲に形成する方法は特定の方法に限られず、例えば、公知のコーティング法、成型などが採用され得る。
【００５３】
定着ロール６１の耐熱性弾性体層６１２の外周面に離型層６１３が積層されていることにより、トナー像が定着ロール６１の外周面に付着するオフセットの現象が回避される。      
【００５４】
離型層６１３の厚さは、通常、１０μｍ以上５０μｍ以下であり、好ましくは１５μｍ以上３０μｍ以下の範囲内である。離型層６１３の材料としては、フッ素含有シラン化合物を含有したポリイミドが用いられている。このフッ素含有シラン化合物を含有したポリイミドは、ポリアミド酸が溶解したポリアミド酸溶液にフッ素含有シラン化合物を混合し、熱イミド化処理することで得られるものであるが、詳細については後述する。
【００５５】
エンドレスベルト６２は、出力画像に欠陥が生じないよう、継ぎ目なく形成されている。
【００５６】
図３は、エンドレスベルト６２の構成図である。
【００５７】
エンドレスベルト６２は、ベース層６２１と、このベース層６２１の外周面側に設けられた弾性層６２２と、この弾性層６２２の外周面側を被覆した離型層（表面層）６２３とから構成されている。
【００５８】
ベース層６２１には、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂等から選ばれた１または複数の混合体が、耐熱性および機械特性の観点から好適に用いられる。
【００５９】
弾性層６２２には、耐熱性に優れたシリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いるのが好ましく、シリコーンゴムを用いることが特に好ましい。シリコーンゴムとしては、例えば、ＲＴＶシリコーンゴム、ＨＴＶシリコーンゴム、液状シリコーンゴムなどが挙げられ、具体的には、ポリジメチルシリコーンゴム（ＭＱ）、メチルビニルシリコーンゴム（ＶＭＱ）、メチルフェニルシリコーンゴム（ＰＭＱ）、フルオロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）などが挙げられる。各種添加剤が配合されてもよい。添加剤としては、例えば、補強剤（カーボンブラック等）、充填剤（炭酸カルシウム等）、軟化剤（パラフィン系等）、加工助剤（ステアリン酸等）、老化防止剤（アミン系等）、加硫剤（硫黄、金属酸化物、過酸化物等）、機能性充填剤（アルミナ等）等が挙げられる。
【００６０】
離型層６２３の厚さは、通常、５μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは１０μｍ以上３０μｍ以下である。離型層６２３の材料としては、上述した定着ロール６１の離型層６１３にも用いられている、フッ素含有シラン化合物を含有したポリイミドが用いられている。この離型層６２３は、金型が用いられて無端ベルトとして一旦形成される。そして、上述した弾性層６２２上に被せられて、この弾性層６２２に接着されている。
【００６１】
図２に戻って、定着装置６０を構成する各部材について説明を続ける。
【００６２】
圧力パッド６４は、定着ロール６１にエンドレスベルト６２を、例えば３４３Ｎ（３５ｋｇｆ）の荷重で押し付ける。圧力パッド６４のプレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂには、通常、ＪＩＳ−Ａ硬度が１０°以上４０°以下の材料が用いられるが、この範囲外の硬度を有する材料も採用され得る。プレニップ部材６４ａは、例えば幅５ｍｍ、厚さ５ｍｍ、長さ３２０ｍｍのシリコーンゴムである。ただし、プレニップ部材６４ａの材料としては、シリコーンゴム以外に、フッ素ゴムといった弾性体や板バネ等も採用され得る。プレニップ部材６４ａの定着ロール６１に向いた面は、凹面状に形成されている。
【００６３】
剥離ニップ部材６４ｂは、ＰＰＳ、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミドといった耐熱性を有する樹脂、または鉄、アルミニウム、ＳＵＳといった金属で形成されている。剥離ニップ部材６４ｂの定着ロール６１に向いた面は、略一定の曲率半径を有する凸状曲面に形成されている。
【００６４】
圧力パッド６４によって定着ロール６１に押し付けられたエンドレスベルト６２は、定着ロール６１に約２５°の巻き付き角度で巻き付いてニップ部Ｎを形成しており、ニップ部Ｎの用紙搬送方向における長さ（ニップ幅）は約６ｍｍである。
【００６５】
［フッ素含有シラン化合物を含有したポリイミド］
ここで、定着ロール６１の離型層６１３およびエンドレスベルト６２の離型層６２３に用いられるフッ素含有シラン化合物を含有したポリイミドについて詳細に説明する。このポリイミドは、下記の構造式（Ｉ）で表される構造を少なくとも一部分に有する。
【００６６】
【化２】
2012068516.tif 000004
【００６７】
（上記構造式（１）中、Ａｒは芳香環を１個以上有する４価の有機基、Ｙは２価の有機基、Ｒはアルキル基、Ｘはフッ素原子を有する有機基を表している。）
上述したように、このフッ素含有シラン化合物を含有したポリイミドは、ポリアミド酸が溶解したポリアミド酸溶液（ポリアミド酸組成物）にフッ素含有シラン化合物を混合し、熱イミド化処理することで得られるものである。
【００６８】
ポリアミド酸溶液は、ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物とを実質的に等モル量を有機極性溶媒中で合成することで得られる。ポリアミド酸溶液の製造に用いられるジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物としては特に制限はなく、芳香族系、脂肪族系いずれの化合物も使用され得る。
【００６９】
芳香族系テトラカルボン酸としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−フランテトラカルボン酸二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルフィド二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルホン二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルプロパン二無水物、３，３’，４，４’−パーフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス（フタル酸）フェニルホスフィンオキサイド二無水物、ｐ−フェニレン−ビス（トリフェニルフタル酸）二無水物、ｍ−フェニレン−ビス（トリフェニルフタル酸）二無水物、ビス（トリフェニルフタル酸）−４，４’−ジフェニルエーテル二無水物、ビス（トリフェニルフタル酸）−４，４’−ジフェニルメタン二無水物等が挙げられる。
【００７０】
脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、ブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，３−ジメチル−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、３，５，６−トリカルボキシノルボナン−２−酢酸二無水物、２，３，４，５−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロフラル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸二無水物、ビシクロ［２，２，２］−オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物等の脂肪族又は脂環式テトラカルボン酸二無水物；１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−メチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−８−メチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン等の芳香環を有する脂肪族テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
【００７１】
このように挙げられたテトラカルボン酸二無水物のうち、フッ素含有シラン化合物を含有したポリイミドの製造に使用されるテトラカルボン酸二無水物としては、芳香族系テトラカルボン酸二無水物が好ましく、さらに、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、が最適に使用される。これらのテトラカルボン酸二無水物は、単独で又は２種以上組み合わせて用いられる。
【００７２】
次に、ポリアミド酸溶液の製造に用いられるジアミン化合物について説明する。このジアミン化合物は、分子構造中に２つのアミノ基を有するジアミン化合物であれば特に限定されない。例えば、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルエタン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、１，５−ジアミノナフタレン、３，３−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、５−アミノ−１−（４’−アミノフェニル）−１，３，３−トリメチルインダン、６−アミノ−１−（４’−アミノフェニル）−１，３，３−トリメチルインダン、４，４’−ジアミノベンズアニリド、３，５−ジアミノ−３’−トリフルオロメチルベンズアニリド、３，５−ジアミノ−４’−トリフルオロメチルベンズアニリド、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、２，７−ジアミノフルオレン、２，２−ビス（４−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、４，４’−メチレン−ビス（２−クロロアニリン）、２，２’，５，５’−テトラクロロ−４，４’−ジアミノビフェニル、２，２’−ジクロロ−４，４’−ジアミノ−５，５’−ジメトキシビフェニル、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ジアミノビフェニル、４，４’−ジアミノ−２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ビフェニル、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）−ビフェニル、１，３’−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン、４，４’−（ｐ−フェニレンイソプロピリデン）ビスアニリン、４，４’−（ｍ−フェニレンイソプロピリデン）ビスアニリン、２，２’−ビス［４−（４−アミノ−２−トリフルオロメチルフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、４，４’−ビス［４−（４−アミノ−２−トリフルオロメチル）フェノキシ］−オクタフルオロビフェニル等の芳香族ジアミン；ジアミノテトラフェニルチオフェン等の芳香環に結合された２個のアミノ基と当該アミノ基の窒素原子以外のヘテロ原子を有する芳香族ジアミン；１，１−メタキシリレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、４，４−ジアミノヘプタメチレンジアミン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、イソフォロンジアミン、テトラヒドロジシクロペンタジエニレンジアミン、ヘキサヒドロ−４，７−メタノインダニレンジメチレンジアミン、トリシクロ［６，２，１，０２．７］−ウンデシレンジメチルジアミン、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルアミン）等の脂肪族ジアミンおよび脂環式ジアミン等が挙げられる。
【００７３】
このように挙げられたジアミン化合物のうち、フッ素含有シラン化合物を含有したポリイミドの製造に使用されるジアミン化合物としては、ｐ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、が好ましい。これらのジアミン化合物は単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００７４】
フッ素含有シラン化合物を含有したポリイミドの製造に使用されるポリアミド酸としては、成型体の強度の観点から、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族系ジアミンとからなるものが好ましい。
【００７５】
このポリアミド酸の生成反応に使用される有機極性溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミドなどのホルムアミド系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミドなどのアセトアミド系溶媒、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンなどのピロリドン系溶媒、フェノール、ｏ−、ｍ−、又はｐ−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノール、カテコールなどのフェノール系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン等のエーテル系溶媒、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール系溶媒、ブチルセロソルブ等のセロソルブ系あるいはヘキサメチルホスホルアミド、γ−ブチロラクトンなどが挙げられ、これらを単独又は混合物として用いるのが望ましいが、更にはキシレン、トルエンのような芳香族炭化水素の使用もあり得る。溶媒は、ポリアミド酸および部分イミド化されたポリアミド酸を溶解するものであれば特に限定されない。なお、後述する塗布液には、固形分が５質量％以上３０質量％以下となるよう溶媒を含むことが好ましい。
【００７６】
フッ素含有シラン化合物を含有したポリイミドの製造に使用されるフッ素含有シラン化合物は、分子構造中にフッ素原子を有するシラン化合物であれば特に限定されないが、例えば、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、ヘプタデカトリフルオロデシルトリメトキシシラン、(トリフルオロメチル)トリメチルシラン、ノナフルオロヘキシルトリメトキシシラン、ノナフルオロヘキシルトリエトキシシラン、トリデカフルオロ-１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシルトリメトキシシラン、などが挙げられる。これらのフッ素含有シラン化合物は、単独で用いても２種以上併用しても良い。
【００７７】
また、このようなフッ素含有シラン化合物のうち、上記ポリイミドの製造に使用されるフッ素含有シラン化合物としては、分子構造中のフッ素原子数が３以上２０以下であることが望ましい。フッ素原子数が３より少ないとフッ素原子による離型性が十分に得られない。また、フッ素原子数が２０より多いと、最表面の耐摩耗性が低下し、所望の耐摩耗性が得られない。
【００７８】
また、離型部材の表面におけるフッ素含有率は５％以上６０％以下であることが望ましい。フッ素含有率が５％より少ないと離型性が十分に得られず、また、フッ素含有率が６０％より多いと表面の耐摩耗性が低下する。
【００７９】
ここで、フッ素含有率は、Ｘ線光電子分光分析法（以下、ＸＰＳとも記載する。）を用いて解析される値である。具体的には、ＸＰＳ測定装置として「ＶＧ製  ＥＳＣＡＬＡＢ−２２０ｉ」を使用し、測定は、Ｘ線源として単色化されたＡｌＫα線を用い、加速電圧を１０ｋＶ、エミッション電流を２０ｍＶに設定して実施し、フッ素原子について測定する。分析領域は、約１ｍｍφ、検出深さは、３ｎｍとする。そして、フッ素原子について、Ｃ１ｓスペクトルを測定し、当該フッ素原子のスペクトル基づいて、元素個数を求めて、フッ素含有シラン化合物を含有するポリイミドの全原子量に対するフッ素原子含有率を算出する。
【００８０】
また、離型部材の表面におけるフッ素とシリコンの構成元素比率Ｆ／Ｓｉは３以上２０以下であることが望ましい。Ｆ／Ｓｉが３より小さいと離型性が十分に得られない。また、Ｆ／Ｓｉが２０より大きいと表面の耐摩耗性が低下する。ここで、フッ素とシリコンの構成元素比率Ｆ／Ｓｉは上記ＸＰＳより測定された元素比率である。また、この構成元素比率Ｆ／Ｓｉは、上述した構造式（Ｉ）中のＸが、３以上２０以下のフッ素原子を有することに相当する。
【００８１】
［ポリイミドの製造方法］
次に、上述したフッ素含有シラン化合物を含有するポリイミドの製造方法について説明する。
【００８２】
まず、上記ポリアミド酸が溶解したポリアミド酸溶液を合成する。このポリアミド酸溶液に上記フッ素含有シラン化合物を混合する。このとき、フッ素含有シラン化合物はポリアミド酸溶液固形分に対し、重量％で０．１％以上９０％以下混合するのが好ましく、１％以上７０％以下がより好ましく、５％以上５０％以下が更に好ましい。フッ素含有シラン化合物が０．１重量％より少ないと、ポリイミド無端ベルトとしたときに表面の離型性が不足し、定着装置で使用したとき、トナーの付着が発生する。また、フッ素含有シラン化合物が９０重量％より多いと、白濁が発生し無端ベルトの機械的強度が低下する。
【００８３】
次に、上記フッ素含有シラン化合物を含有したポリアミド酸溶液を撹拌、脱泡して塗布液を得る。この塗布液を、上述した定着ロール６１の場合には耐熱性弾性体層６１２の表面に塗布し、上述したエンドレスベルト６２の場合には上述した金型の表面に塗布する。
【００８４】
塗布工程における塗布方法としては、例えば、塗布液中に塗布の対象物を浸漬した後引き上げることによってその対象物の表面に塗布する方法、対象物がロール状の対象物である場合に対象物を回転させながらその表面に溶液を吐出することによってらせん状に塗布し、ブレードによって塗膜を平滑化させる方法などが挙げられる。この他にも、既知の任意の塗布方法が採用され得る。
【００８５】
なお、この塗布工程に先立って、塗布の対象物の表面を、表面粗さＲａが０．２μｍ以上２μｍ以下程度となるように粗面化することが好ましい。粗面化方法としては、ブラスト、切削、サンドペーパーがけ等の方法があるが、単層のエンドレスベルトを製造する場合には、エンドレスベルトの内周面を、球形面状の微小な凸形状が多数形成された摺動性のよい状態とするために、球状の粒子を用いたブラスト処理で粗面化することが好ましい。
【００８６】
続いて塗布液の膜を４０°以上１３０°Ｃ以下の温度環境下で乾燥させる乾燥工程を実施する。このとき塗布液の膜は重力の影響を受けるため垂れが生じやすい。その場合には、塗布液が塗布された対象物を水平な回転軸の周りに１０ｒｐｍ以上６０ｒｐｍ以下程度で回転させるとよい。その場合、回転塗布工程から連続して回転させ続けることが好ましい。
【００８７】
また、この乾燥工程では、塗布液中のフッ素含有シラン化合物のフッ素原子を塗膜表層部に移動させて塗膜表層部をより高疎水性とするため、塗膜表層部を、有機極性溶媒より疎水雰囲気である気体境界面とすること、即ち、気体雰囲気を不活性ガス雰囲気とすることが好ましく、例えば不活性ガスとして窒素、アルゴン等を用いることが好ましい。さらに、揮発した有機極性溶媒により塗膜表層部が親水雰囲気となるのを防ぐため、常に純度８０％以上の不活性ガスを用いて吸排気を続けることがより好ましい。この結果、気体雰囲気に接する塗膜表層部のフッ素含有量が増加する。
【００８８】
なお、上記乾燥工程前、塗布工程後に放置工程を実施してもよい。放置工程とは、１５°Ｃ以上４０°Ｃ以下の温度環境下で６０分以上３００分以下塗布液の膜を放置する工程である。このときも塗布液の膜は重力の影響を受けるため、垂れが生じやすいので、乾燥工程と同様に、塗布液が塗布された対象物を水平な回転軸の周りに１０ｒｐｍ以上６０ｒｐｍ以下程度で回転させるとよい。この場合も、塗布工程から連続して回転させ続けることが好ましい。
【００８９】
次に、上記乾燥工程を経た塗布液の膜（即ちポリイミド前駆体塗膜）および塗布の対象物を２５０°Ｃ以上４５０°Ｃ以下の温度環境下で２０分以上６０分間以下加熱することで熱イミド化処理してポリイミド樹脂層を形成する。熱イミド化処理の際、溶剤が残留しているとポリイミド樹脂層に膨れが生じることがあるため、熱イミド化処理前には、完全に残留溶剤を除去することが好ましく、具体的には、熱イミド化処理前に、２００°Ｃ以上２５０°Ｃ以下の温度環境下で、１０分以上３０分以下加熱乾燥することが好ましく、続けて、温度を段階的、または一定速度で上昇させて、熱イミド化処理することが好ましい。また、上記加熱乾燥および上記熱イミド化処理でも、上述した疎水雰囲気を維持するため、上記加熱乾燥および上記熱イミド化処理は、窒素、アルゴン等に代表される不活性ガスの雰囲気で行うことが好ましい。さらに、揮発した有機極性溶媒により塗膜表層部が親水雰囲気となるのを防ぐため、常に純度８０％以上の不活性ガスを用いて吸排気を続けることがより好ましい。
【００９０】
このような製造方法により、高い離型性を有した、フッ素含有シラン化合物を含有したポリイミドを製造することができる。
【００９１】
なお、本発明の離型部材では、帯電防止のための導電性付与、耐久性向上や熱伝導性向上、紙しわの防止のための表面の対用紙滑り性の向上などを目的として、フッ素含有シラン化合物を含有したポリイミドに更にフィラーが配合されていてもよい。配合されるフィラーは、金属酸化物微粒子、ケイ酸塩鉱物、カーボンブラック、および窒素化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００９２】
そのようなフィラーの中でも、ケッチェンブラック、黒鉛、アセチレンブラック、ＢａＳＯ４、ゼオライト、酸化ケイ素、酸化スズ、酸化銅、酸化鉄、酸化ジルコニウム、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）、ＡＺＯ（アルミニウム添加酸化亜鉛）、Ｓｂ  ｄｏｐｅｄ  ＳｎＯ２被覆ＴｉＯ２、窒化珪素、窒化ホウ素、窒化チタン、マイカより選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００９３】
ポリイミドにフィラーが配合される場合、上述した導電性付与などの観点や、離型性維持の観点や、フィラーをポリイミド中に分散させるためという観点などから、フィラーの平均粒径は０．０１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。フィラーの配合割合は適宜設定することができるが、好ましくはポリイミド１００質量部あたり０．０１質量部以上３０質量部以下の範囲に設定される。フィラーが０．０１質量部未満だと離型部材の導電性が不十分であり、静電オフセットやフィルム表面の帯電が生じる。また、フィラーが０．０１質量部未満だと対用紙滑り性が不十分であり、紙しわが発生する。また、フィラーが３０質量部より多い場合、離型性が低下し、トナーオフセットが発生しやすくなる。また、フィラーが３０質量部より多い場合、表面層の粗さやグロスなどというような表面性が低下し、画像のグロス低下、画像あれなどが発生することがある。
【００９４】
なお、上記実施形態の説明では、本発明の離型部材の実施形態として、定着装置中に組み込まれたいわゆる定着部材の例が示されているが、本発明の離型部材は定着部材に限られるものではなく、用紙などとの接触による摩耗に対する耐久性と、トナー像などに対する離型性との双方が求められる離型部材であれば、例えば転写ロールや転写ベルトなどであってもよい。
【００９５】
なお、上記では、離型部材の第１実施形態である定着ロールと離型部材の第２実施形態であるエンドレスベルトとの双方が組み込まれた定着装置の実施形態について説明したが、本発明の定着装置や画像形成装置は、定着ロールとエンドレスベルトとの一方のみに離型部材の実施形態が適用されたものであってもよい。
【００９６】
また、上述した定着装置の実施形態は、いわゆるフリーベルト型定着装置であるが、本発明の定着装置は、他の種類のロール・ベルト型定着装置であってもよいし、あるいはロール・ロール型定着装置やベルト・ベルト型定着装置であってもよい。
【００９７】
［実施例］
以下、実施例に基づき、実施形態をさらに具体的に説明する。なお、本発明の実施形態は、以下説明する実施例に限定されるものではない。
【００９８】
図２に示すロール・ベルト方式の定着装置６０と同様な構成の定着装置を備えた画像形成装置（富士ゼロックス社製ＤＣＣ４００）に対して、エンドレスベルトの種類を変えた実施例および比較例を用意し、ベルトの用紙摺擦に対する耐摩耗性、トナーとの離型性の評価を行った。
【００９９】
（１．）装置の仕様
各実施例および比較例の定着装置において、エンドレスベルト以外の共通の仕様は以下のとおりである。
【０１００】
定着ロール内部には８００Ｗのハロゲンランプヒーターが配備されていて、定着ロールの表面温度は、温度センサおよび温度コントローラによって１５０°Ｃに制御されている。定着ロールの周速は１５０ｍｍ／ｓｅｃで、８ｍｍのニップ幅を有する。また、トナーは、富士ゼロックス社製ＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒＣｏｌｏｒ４００用カラートナー（シアン色）を使用し、富士ゼロックス社製「Ｊ紙」にトナー像を定着させた。
【０１０１】
（２．）評価
（耐摩耗性）
各実施例および比較例の装置を用いて１００，０００枚（１００ｋｐｖ）の画像形成を実施し、画像形成終了後にエンドレスベルトの離型層の膜厚を測定し、１ｋｐｖ当たりの減少量を摩耗量として求めた。
（離型性）
各実施例および比較例の装置を用いて、印字サンプルを両面出力で１００枚通紙し、ジャム（エンドレスベルトからの剥離不良）発生が無い場合、良好とし、不良の場合、ジャム発生枚数を求めた。
（接触角）
エンドレスベルトの離型層における純水との接触角の測定には協和界面科学（株）製表面接触角測定器を使用し、サンプル表面にイオン交換水の水滴を滴下し、その水滴とサンプル表面との接触角を側面より測定した。
（実施例１）
まず、ポリアミド酸溶液として、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、ｐ−フェニレンジアミンとを、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）中で合成することにより得られたポリアミド酸を含む、固形分濃度１８％（質量％、以下同じ）、粘度２０Ｐａ・ｓの溶液を用意した。
【０１０２】
次に、このポリアミド酸溶液にトリフルオロプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−７１０３、信越シリコーン社製）をポリアミド酸溶液の固形分に対し、１０％の濃度になるよう添加し、撹拌した。
【０１０３】
このようにして得られたポリアミド酸溶液を、内径３０ｍｍ、長さ４５０ｍｍの円筒状アルミニウム製金型（円筒状芯体）表面に塗布し、塗膜を形成した。なお、この円筒状金型には、表面にフッ素系の離型剤を予め塗布することで、ベルト成形後の剥離性を向上させた。
【０１０４】
次に金型を２０ｒｐｍで周面に沿う周回方向に回転させた状態で、窒素ガス雰囲気下、１００°Ｃで６０分間乾燥させた。
【０１０５】
乾燥工程後、金型をオーブンに入れ、窒素ガス雰囲気下で段階的に３５０°Ｃまで昇温して、イミド化した。段階的な昇温は１６０°Ｃで１時間、２５０°Ｃで３０分、３５０°Ｃで１時間とした。その後、金型を室温（２５°Ｃ）で放冷し、金型から樹脂を取り外し、ポリイミド無端ベルトを得た。得られたポリイミド無端ベルト外周面の純水との接触角を測定した結果、１１０度であった。
【０１０６】
このポリイミド無端ベルトを、ベース層と弾性層からなるベルトに被せて弾性層と接着することでエンドレスベルトを得た。
（実施例２）
実施例１と同様にしてポリアミド酸溶液を用意し、このポリアミド酸溶液に（トリフルオロメチル）トリメチルシラン（東京化成工業製）をポリアミド酸溶液の固形分に対し、１５％の濃度になるよう添加し、撹拌した。実施例１と同様にしてポリイミド無端ベルトを作製し、ベース層と弾性層からなるベルトに被せてエンドレスベルトを得た。ポリイミド無端ベルトの外周面の純水との接触角を測定した結果、９８度であった。
（実施例３）
実施例１と同様にしてポリアミド酸溶液を用意し、このポリアミド酸溶液にヘプタデカトリフルオロデシルトリメトキシシラン［Ｆ／Ｓｉ＝１７］（信越化学社製）をポリアミド酸溶液の固形分に対し、８％の濃度になるよう添加し、撹拌した。実施例１と同様にして無端ベルトを作製し、ベース層と弾性層からなるベルトに被せてエンドレスベルトを得た。ポリイミド無端ベルトの外周面の純水との接触角を測定した結果１１５度であった。
（実施例４）
実施例１と同様にしてポリアミド酸溶液を用意し、このポリアミド酸溶液にヘプタデカトリフルオロデシルトリメトキシシラン［Ｆ／Ｓｉ＝１７］（信越化学社製）をポリアミド酸溶液の固形分に対し、４０％の濃度になるよう添加し、撹拌した。実施例１と同様にして無端ベルトを作製し、ベース層と弾性層からなるベルトに被せてエンドレスベルトを得た。ポリイミド無端ベルトの外周面の純水との接触角を測定した結果１２０度であった。
【０１０７】
ＸＰＳでポリイミド無端ベルトの表面のフッ素原子量を測定した結果、フッ素原子比率は５５％であった。これはポリイミドとシラン化合物の総原子量におけるフッ素原子量より大きい数であるが、ＸＰＳは最表面分析であり、本実施例の無端ベルトは乾燥、焼成中にフッ素原子が選択的に疎水雰囲気である最表面に集まっているためと考えられる。
（実施例５）
実施例１と同様にしてポリアミド酸溶液を用意し、このポリアミド酸溶液にヘプタデカトリフルオロデシルトリメトキシシラン（信越化学社製）をポリアミド酸溶液の固形分に対し、５０％の濃度になるよう添加し、撹拌した。実施例１と同様にして無端ベルトを作製し、ベース層と弾性層からなるベルトに被せてエンドレスベルトを得た。ポリイミド無端ベルトの外周面の純水との接触角を測定した結果１２２度であった。ＸＰＳで表面のフッ素原子量を測定した結果、フッ素原子比率は６５％であった。
（実施例６）
実施例１と同様にしてポリアミド酸溶液を用意し、このポリアミド酸溶液にヘナイコサトリフルオロドデシルトリクロロシラン［Ｆ／Ｓｉ＝２１］（Ｇｅｌｅｓｔ社製）をポリアミド酸溶液の固形分に対し、３０％の濃度になるよう添加し、撹拌した。実施例１と同様にして無端ベルトを作製し、ベース層と弾性層からなるベルトに被せてエンドレスベルトを得た。ポリイミド無端ベルトの外周面の純水との接触角を測定した結果１２１度であった。
（比較例１）
実施例１と同様にしてポリアミド酸溶液を用意し、フッ素含有シラン化合物を添加せず、実施例１と同様に円筒状芯体表面に塗布し、塗膜を形成した。次に金型を２０ｒｐｍで円筒円周方向に回転させた状態で、窒素ガス雰囲気下、１００°Ｃで６０分間乾燥させた。乾燥工程後、溶媒として水を含むＰＴＦＥ水性塗料（フッ素樹脂分散液、固形分濃度６０％、粘度２００ｍＰａ・ｓ）を用意した。この塗料を螺旋塗布方式により均一に塗布し、塗布後、８０°Ｃの無風乾燥炉で１０分間乾燥した。乾燥後、実施例１と同様にしてオーブンでイミド化させた。その後、円筒状金型より脱型してポリイミド無端ベルトを得、ベース層と弾性層からなるベルトに被せてエンドレスベルトを得た。ポリイミド無端ベルトの表面の純水との接触角を測定した結果、１３５度であった。
（比較例２）
実施例１と同様にしてポリアミド酸溶液を用意し、フッ素含有シラン化合物を添加せず、実施例１と同様に円筒状芯体表面に塗布、イミド化し、実施例１と同様に無端ベルトを作製した。外周面の純水との接触角を測定した結果、７０度であった。
（比較例３）
実施例１のポリアミド酸溶液に変えて、テトラカルボン酸二無水物として、３，３‘，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を用い、ジアミン化合物として２，２−ビス（４−アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパンを用いてポリアミド酸溶液を用意し、フッ素含有シラン化合物を添加せず、実施例１と同様にして無端ベルトを作製し、外周面の純水との接触角を測定した結果、８２度であった。
【０１０８】
これらの実施例および比較例について行った耐摩耗性と離型性の評価結果を以下の表１にまとめて示す。
【０１０９】
【表１】
2012068516.tif 000005
【０１１０】
実施例１については、耐摩耗性は０．０５μｍ／ｋｐｖであり、充分に高い耐摩耗性が得られた。また、この実施例１ではジャムは発生せず、離型性は良好であった。
【０１１１】
実施例２については、耐摩耗性は０．０６μｍ／ｋｐｖであり、充分に高い耐摩耗性が得られた。また、この実施例２ではジャムは発生せず、離型性は良好であった。
【０１１２】
実施例３については、耐摩耗性は０．０５μｍ／ｋｐｖであり、充分に高い耐摩耗性が得られた。また、この実施例３ではジャムは発生せず、離型性は良好であった。
【０１１３】
実施例４については、耐摩耗性は０．０７μｍ／ｋｐｖであり、充分に高い耐摩耗性が得られた。また、この実施例４ではジャムは発生せず、離型性は良好であった。
【０１１４】
実施例５については、ジャムは発生せず、離型性は良好であった。しかし、耐摩耗性は０．４０μｍ／ｋｐｖであり、耐摩耗性が大きく低下した。
【０１１５】
実施例６については、ジャムは発生せず、離型性は良好であった。しかし、耐摩耗性は０．３８μｍ／ｋｐｖであり、耐摩耗性が大きく低下した。
【０１１６】
このような各実施例に対し、各比較例の評価結果は以下のようになった。
【０１１７】
比較例１については、ジャムは発生せず、離型性は良好であったが、耐摩耗性は０．５０μｍ／ｋｐｖであり、どの実施例よりも悪かった。
【０１１８】
比較例２については、耐摩耗性は０．０６μｍ／ｋｐｖであり、充分に高いが、両面出力通紙で１００枚全てでジャムが発生し、離型性は非常に悪かった。
【０１１９】
比較例３については、耐摩耗性は０．０７μｍ／ｋｐｖであり、充分に高いが、両面出力通紙で４５枚ジャムが発生し、離型性は悪かった。
【０１２０】
このように、いずれの実施例でも高い離型性が得られることが確認できた。
【０１２１】
上記実施例４と実施例５との比較の結果、フッ素原子比率が６０％を越えると耐摩耗性が大きく低下することが分かった。また、上記実施例３、実施例４と実施例６との比較の結果、フッ素とシリコンの構成元素比Ｆ／Ｓｉが２０を越えた場合も耐摩耗性が大きく低下することが分かった。但し、そのように耐摩耗性が大きく低下した実施例５および実施例６であっても比較例より高い耐摩耗性が得られることが確認でき、フッ素原子比率や構成元素比Ｆ／Ｓｉに関わらず、フッ素含有シラン化合物を含有したポリイミドを少なくとも表面に有することの基本的な効果（耐摩耗性の向上）が得られることが確認できた。
【符号の説明】
【０１２２】
１    画像形成装置
６０    定着装置
６１    定着ロール
６１１    コア
６１２    耐熱性弾性体層
６１３    離型層
６２    エンドレスベルト
６２１    ベース層
６２２    弾性層
６２３    離型層（表面層）
【図１】
2012068516.tif 000007
【図２】
2012068516.tif 000008
【図３】
2012068516.tif 000009