(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース層と、前記ベース層上に形成されたゴム層と、フッ素樹脂製のチューブで構成された表面層と、を有する定着装置用ローラと、前記定着装置用ローラの内部に設けられたヒータと、前記定着装置用ローラと共にトナー像を担持する記録材を挟持搬送する定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有する定着装置において、
前記表面層は、前記チューブを被せる前の前記ゴム層を形成したゴムローラの外径よりも小さな内径を有する厚みが２０μｍ以下の前記チューブを、チャックによりその端部をラジアル方向に引き伸ばした状態で前記ゴムローラに被せ、更に前記チューブをその母線方向に引き伸ばして形成したものであり、前記母線方向に引き伸ばした後の前記チューブの結晶化度が５０％以下であることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記結晶化度は４３％以上５０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
ベース層と、前記ベース層上に形成されたゴム層と、フッ素樹脂製のチューブで構成された表面層と、を有する定着装置用ローラにおいて、
前記表面層は、前記チューブを被せる前の前記ゴム層を形成したゴムローラの外径よりも小さな内径を有する厚みが２０μｍ以下の前記チューブを、チャックによりその端部をラジアル方向に引き伸ばした状態で前記ゴムローラに被せ、更に前記チューブをその母線方向に引き伸ばして形成したものであり、前記母線方向に引き伸ばした後の前記チューブの結晶化度が５０％以下であることを特徴とする定着装置用ローラ。
【請求項４】
前記結晶化度は４３％以上５０％以下であることを特徴とする請求項３に記載の定着装置用ローラ。
【請求項５】
ベース層と、前記ベース層上に形成されたゴム層と、フッ素樹脂製のチューブで構成された表面層と、を有し、前記表面層は、厚みが２０μｍ以下であり、結晶化度が５０％以下である定着装置用ローラの製造方法であって、
前記ベース層上に前記ゴム層を形成したゴムローラに対して、前記ゴム層を形成した前記ゴムローラの外径よりも小さな内径を有する厚み２０μｍ以下のフッ素樹脂製のチューブを、チャックによりその端部をラジアル方向に引き伸ばした状態で前記ゴムローラに被せる工程と、前記ゴム層を形成した前記ゴムローラに被せた前記チューブをその母線方向に引き伸ばす工程と、を有し、前記チューブを前記母線方向へ引き伸ばす工程における前記チューブの引き伸ばし率が５％以下であることを特徴とする定着装置用ローラの製造方法。
【請求項６】
前記引き伸ばし率は１％以上５％以下であることを特徴とする請求項５に記載の定着装置用ローラの製造方法。
【請求項７】
ベース層と、前記ベース層上に形成されたゴム層と、フッ素樹脂製のチューブで構成された表面層と、を有する可撓性スリーブと、前記可撓性スリーブの内周面に接触するヒータと、前記可撓性スリーブを介して前記ヒータと共にトナー像を担持する記録材を挟持搬送する定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有する定着装置において、
前記表面層は、前記チューブを被せる前の前記ゴム層を形成したゴムスリーブの外径よりも小さな内径を有する厚みが２０μｍ以下の前記チューブを、チャックによりその端部をラジアル方向に引き伸ばした状態で前記ゴムスリーブに被せ、更に前記チューブをその母線方向に引き伸ばして形成したものであり、前記母線方向に引き伸ばした後の前記チューブの結晶化度が５０％以下であることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
前記結晶化度は４３％以上５０％以下であることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
ベース層と、前記ベース層上に形成されたゴム層と、フッ素樹脂製のチューブで構成された表面層と、を有する定着装置用可撓性スリーブにおいて、
前記表面層は、前記チューブを被せる前の前記ゴム層を形成したゴムスリーブの外径よりも小さな内径を有する厚みが２０μｍ以下の前記チューブを、チャックによりその端部をラジアル方向に引き伸ばした状態で前記ゴムスリーブに被せ、更に前記チューブをその母線方向に引き伸ばして形成したものであり、前記母線方向に引き伸ばした後の前記チューブの結晶化度が５０％以下であることを特徴とする定着装置用可撓性スリーブ。
【請求項１０】
前記結晶化度は４３％以上５０％以下であることを特徴とする請求項９に記載の定着装置用可撓性スリーブ。
【請求項１１】
ベース層と、前記ベース層上に形成されたゴム層と、フッ素樹脂製のチューブで構成された表面層と、を有し、前記表面層は、厚みが２０μｍ以下であり、結晶化度が５０％以下である定着装置用可撓性スリーブの製造方法であって、
前記ベース層上に前記ゴム層を形成したゴムスリーブに対して、前記ゴム層を形成した前記ゴムスリーブの外径よりも小さな内径を有する厚み２０μｍ以下のフッ素樹脂製のチューブを、チャックによりその端部をラジアル方向に引き伸ばした状態で前記ゴムスリーブに被せる工程と、前記ゴム層を形成した前記ゴムスリーブに被せた前記チューブをその母線方向に引き伸ばす工程と、を有し、前記チューブを前記母線方向へ引き伸ばす工程における前記チューブの引き伸ばし率が５％以下であることを特徴とする定着装置用可撓性スリーブの製造方法。
【請求項１２】
前記引き伸ばし率は１％以上５％以下であることを特徴とする請求項１１に記載の定着装置用可撓性スリーブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プリンタ、電子写真複写機等の画像形成装置に搭載する定着装置、この定着装置に用いられる定着装置用ローラ、及び定着装置用可撓性スリーブに関する。また、本発明は、上記の定着装置用ローラと定着装置用可撓性スリーブの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のプリンタや複写機は、所定の画像情報に基づいて感光ドラム上に静電潜像を形成するための静電潜像形成工程と、感光ドラム上に静電潜像に対応するトナー像を形成するための現像工程を備える。更に、感光ドラム上のトナー像を中間転写体や記録材に転写させるための転写工程と、記録材上に転写されたトナー像に対し、熱と圧力をかけて記録材に固着させるための定着工程を備える。この定着工程は、ヒータからの熱をローラ状の定着用回転体（以下定着ローラと呼ぶ）を介して、記録材上のトナーに供給する方法や、可撓性の定着用回転体（以下定着スリーブと呼ぶ）を介して、記録材上のトナーに供給する方法が実用化されている。
【０００３】
定着ローラは、剛性の高いローラ状芯金にゴム層、フッ素樹脂層を形成したものである。この定着ローラは、剛性が高いため圧力を高く出来るという利点を有し、高速で印字するプリンタや複写機に好適に用いられる。定着スリーブは、ポリイミド等の樹脂フィルムや、ステンレス等の金属フィルムにゴム層、フッ素樹脂層を形成したものである。この定着スリーブは、熱容量を小さくすることが出来るという利点を有し、プリント待機時間の短い装置に好適に用いられる。定着ローラと定着スリーブにおいて、ゴム層は、シリコーンゴム等で形成されており、記録材やトナー像の凹凸に対して追従性を向上させ、トナー像へ熱を均一に伝導させて画像品質を高める。フッ素樹脂層は、粘着性を帯びているトナー像が定着ローラ表面、定着スリーブ表面に付着・残留することを防止する役目を持つ。
【０００４】
近年はプリンタの高速化や省電力化、画像品質向上のため、定着ローラ、定着スリーブいずれの方式においても、より高い効率で記録材に熱を与えることが求められている。そのため定着ローラ、定着スリーブは、熱伝導率が高いこと、トナー像との接触熱抵抗が小さいこと、すなわちヒータからトナー像への熱伝達効率が高いことが要求されている。
そのためゴム層は、熱伝導率の高いシリコーンゴムを使用し、適度な厚みで形成する。これにより、柔軟性を付与して記録材やトナー像の凹凸に対して良好な追従性を確保し、定着ローラと記録材との間の接触熱抵抗、定着スリーブと記録材との間の接触熱抵抗を小さくすることが出来る。それに対して最表層のフッ素樹脂は、シリコーンゴムより弾性率が大きく、熱伝導率が低い。そのため、追従性を確保する目的と、熱伝導率を上げる目的との両面より、極力薄く形成することが望ましい。ヒータからトナー像への熱伝達効率が高いと、記録材搬送速度の速いプリンタにおいても、トナー像を記録材表面に強固に加熱定着することが出来る。従ってトナー像を摺擦しても、濃度低下や画像欠落などが発生しない高品位な画像を形成することが出来る。
【０００５】
以上述べた理由により、フッ素樹脂層の薄膜化は日々検討されており、近年は厚み３０μｍ以下のフッ素樹脂チューブが開発されている。
【０００６】
フッ素樹脂層を３０μｍから更に薄膜化した場合に、定着ローラ、定着スリーブの耐久性が著しく劣化するという問題が発生していた。具体的には、定着ローラ、定着スリーブを長期使用していると、フッ素樹脂層表面に微小な亀裂（以下、「フッ素樹脂層の亀裂」と略記する）が発生する。このフッ素樹脂層の亀裂は、トナー像を定着する際に画像不良を発生させる。また、更に使用を継続するとフッ素樹脂層が断裂しゴム層表面から欠落して、定着ローラ、定着スリーブが使用不可能になるという問題に発展する。
【０００７】
このフッ素樹脂層の亀裂の対策として、フッ素樹脂の耐クラック性を向上させる方法が提案されている。特許文献１には、フッ素樹脂がテトラフルオロエチレン, パーフルオロメチルビニルエーテルの共重合体またはテトラフルオロエチレン，パーフルオロエチルビニルエーテルの共重合体とする方法が提案されている。特許文献２には、表面離型層が四フッ化エチレン−パーフルオロエトキシエチレン共重合体を有し、塩酸透過量を２．０×１０−５ｇ・ｃｍ／ｃｍ２以下とする定着装置が提案されている。
【特許文献１】特開平９−０１１３６２号公報
【特許文献２】特開２００６−１２６５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、ゴム層上に表面層として被覆するフッ素樹脂製のチューブを薄膜化しても、その表面層に亀裂が発生しないようにできる定着装置、定着装置用ローラ、及びその定着装置用ローラの製造方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の目的は、ゴム層上に表面層として被覆するフッ素樹脂製のチューブを薄膜化しても、その表面層に亀裂が発生しないようにできる定着装置用可撓性スリーブ、及びその定着装置用可撓性スリーブの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る定着装置の構成は、ベース層と、前記ベース層上に形成されたゴム層と、フッ素樹脂製のチューブで構成された表面層と、を有する定着装置用ローラと、前記定着装置用ローラの内部に設けられたヒータと、前記定着装置用ローラと共にトナー像を担持する記録材を挟持搬送する定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有する定着装置において、前記表面層は、前記チューブを被せる前の前記ゴム層を形成したゴムローラの外径よりも小さな内径を有する厚みが２０μｍ以下の前記チューブを、チャックによりその端部をラジアル方向に引き伸ばした状態で前記ゴムローラに被せ、更に前記チューブをその母線方向に引き伸ばして形成したものであり、前記母線方向に引き伸ばした後の前記チューブの結晶化度が５０％以下であることを特徴とする。
また、上記目的を達成するための本発明に係る定着装置の構成は、ベース層と、前記ベース層上に形成されたゴム層と、フッ素樹脂製のチューブで構成された表面層と、を有する可撓性スリーブと、前記可撓性スリーブの内周面に接触するヒータと、前記可撓性スリーブを介して前記ヒータと共にトナー像を担持する記録材を挟持搬送する定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有する定着装置において、前記表面層は、前記チューブを被せる前の前記ゴム層を形成したゴムスリーブの外径よりも小さな内径を有する厚みが２０μｍ以下の前記チューブを、チャックによりその端部をラジアル方向に引き伸ばした状態で前記ゴムスリーブに被せ、更に前記チューブをその母線方向に引き伸ばして形成したものであり、前記母線方向に引き伸ばした後の前記チューブの結晶化度が５０％以下であることを特徴とする。
【００１１】
また、上記目的を達成するための本発明に係る定着装置用ローラの構成は、ベース層と、前記ベース層上に形成されたゴム層と、フッ素樹脂製のチューブで構成された表面層と、を有する定着装置用ローラにおいて、前記表面層は、前記チューブを被せる前の前記ゴム層を形成したゴムローラの外径よりも小さな内径を有する厚みが２０μｍ以下の前記チューブを、チャックによりその端部をラジアル方向に引き伸ばした状態で前記ゴムローラに被せ、更に前記チューブをその母線方向に引き伸ばして形成したものであり、前記母線方向に引き伸ばした後の前記チューブの結晶化度が５０％以下であることを特徴とする。
また、上記目的を達成するための本発明に係る定着装置用ローラの製造方法の構成は、ベース層と、前記ベース層上に形成されたゴム層と、フッ素樹脂製のチューブで構成された表面層と、を有し、前記表面層は、厚みが２０μｍ以下であり、結晶化度が５０％以下である定着装置用ローラの製造方法であって、前記ベース層上に前記ゴム層を形成したゴムローラに対して、前記ゴム層を形成した前記ゴムローラの外径よりも小さな内径を有する厚み２０μｍ以下のフッ素樹脂製のチューブを、チャックによりその端部をラジアル方向に引き伸ばした状態で前記ゴムローラに被せる工程と、前記ゴム層を形成した前記ゴムローラに被せた前記チューブをその母線方向に引き伸ばす工程と、を有し、前記チューブを前記母線方向へ引き伸ばす工程における前記チューブの引き伸ばし率が５％以下であることを特徴とする。
【００１２】
また、上記目的を達成するための本発明に係る定着装置用可撓性スリーブの構成は、ベース層と、前記ベース層上に形成されたゴム層と、フッ素樹脂製のチューブで構成された表面層と、を有する定着装置用可撓性スリーブにおいて、前記表面層は、前記チューブを被せる前の前記ゴム層を形成したゴムスリーブの外径よりも小さな内径を有する厚みが２０μｍ以下の前記チューブを、チャックによりその端部をラジアル方向に引き伸ばした状態で前記ゴムスリーブに被せ、更に前記チューブをその母線方向に引き伸ばして形成したものであり、前記母線方向に引き伸ばした後の前記チューブの結晶化度が５０％以下であることを特徴とする。
また、上記目的を達成するための本発明に係る定着装置用可撓性スリーブの製造方法の構成は、ベース層と、前記ベース層上に形成されたゴム層と、フッ素樹脂製のチューブで構成された表面層と、を有し、前記表面層は、厚みが２０μｍ以下であり、結晶化度が５０％以下である定着装置用可撓性スリーブの製造方法であって、前記ベース層上に前記ゴム層を形成したゴムスリーブに対して、前記ゴム層を形成した前記ゴムスリーブの外径よりも小さな内径を有する厚み２０μｍ以下のフッ素樹脂製のチューブを、チャックによりその端部をラジアル方向に引き伸ばした状態で前記ゴムスリーブに被せる工程と、前記ゴム層を形成した前記ゴムスリーブに被せた前記チューブをその母線方向に引き伸ばす工程と、を有し、前記チューブを前記母線方向へ引き伸ばす工程における前記チューブの引き伸ばし率が５％以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ゴム層上に表面層として被覆するフッ素樹脂製のチューブを薄膜化しても、その表面層に亀裂が発生しないようにできる定着装置、定着装置用ローラ、及びその定着装置用ローラの製造方法を提供できる。
【００１５】
また、本発明によれば、ゴム層上に表面層として被覆するフッ素樹脂製のチューブを薄膜化しても、その表面層に亀裂が発生しないようにできる定着装置用可撓性スリーブ、及びその定着装置用可撓性スリーブの製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を図面に基づいて説明する。
【００１７】
[実施例１]
図１は本発明に係る定着装置用ローラを具備する定着装置を搭載できる画像形成装置の一例の構成模型図である。この画像形成装置は電子写真方式のフルカラーレーザープリンタであって、Ａ３・Ｌｅｄｇｅｒサイズに対応している。この画像形成装置は、記録材（シート）の搬送速度が１２０ｍｍ／ｓｅｃである。また、記録材である普通紙に印字する際のスループットはＬｅｄｇｅｒ縦送りにて１１ｐｐｍ、ＬＴＲ横送りにて２２ｐｐｍである。
【００１８】
ここでは説明の順序として、まず画像形成装置Ｐの全体構成について説明し、次に定着装置Ｆ１の構成、定着ローラ１の構成及び製造方法について説明する。
【００１９】
（画像形成装置）
本実施例に示す画像形成装置Ｐは、記録材Ｓの搬送経路２と、この搬送経路２に対して略鉛直方向へ略直線状に配列された４つの画像形成ステーション３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと、を備えている。４つの画像形成ステーション３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋのうち、３Ｙはイエロー（以下Ｙと略記）色の画像を形成する画像形成ステーションである。３Ｍはマゼンタ（以下Ｍと略記）色の画像を形成する画像形成ステーションである。３Ｃはシアン（以下Ｃと略記）色の画像を形成する画像形成ステーションである。３Ｋはブラック（以下Ｋと略記）色の画像を形成する画像形成ステーションである。
【００２０】
各画像形成ステーション３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光体ドラムと記す）４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、帯電手段としての帯電ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを有している。また、各画像形成ステーション３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、露光手段としての露光装置６と、現像手段としての現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋと、クリーニング手段としてのクリーニング装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋを有している。画像形成に際し、画像形成ステーション３Ｙでは感光体ドラム４Ｙが矢印方向に回転される。まず感光体ドラム４Ｙの外周面（表面）は帯電ローラ５Ｙにより一様に帯電され、その感光体ドラム４Ｙ表面の帯電面に露光装置６により画像情報に応じたレーザ光が照射されることによって露光され静電潜像が形成される。その潜像は像装置７ＹによりＹトナーを用いて顕像化されＹトナー像となる。これにより、感光体ドラム４Ｙ表面にＹトナー像が形成される。画像形成ステーション３Ｍ，３Ｃ，３Ｋにおいても同様の画像形成プロセスが行なわれる。これにより、感光体ドラム４Ｍ表面にＭトナー像が、感光体ドラム４Ｃ表面にＣトナー像が、感光体ドラム４Ｋ表面にＫトナー像が、それぞれ形成される。
【００２１】
画像形成ステーション３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの配列方向に沿って設けられているエンドレスの中間転写ベルト９は、画像形成ステーション３Ｙ上方に位置する駆動ローラ９ａと、画像形成ステーション３Ｙ下方に位置する従動ローラ９ｂとに張架されている。駆動ローラ９ａは、図１中矢印方向に回転する。これにより、中間転写ベルト９は、各画像形成ステーション３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに沿って１２０ｍｍ／ｓｅｃのスピードで回転移動される。この中間転写ベルト９の外周面（表面）には、中間転写ベルト９を挟んで感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと対向配置されている一次転写手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにより、各色のトナー像が順次重ね転写される。これによって、中間転写ベルト９表面に４色のフルカラートナー像が形成される。
【００２２】
一次転写後に感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ表面に残った転写残トナーは、クリーニング装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋに設けられている不図示のクリーニングブレードにより除去される。これにより感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは次の画像形成に供される。
【００２３】
一方、画像形成装置Ｐ下部に設けられた給送カセット１１に積載収納されている記録材Ｓは、給送ローラ１２によって給送カセット１１から一枚ずつ分離給送され、レジストローラ対１３に給送される。レジストローラ対１３は、給送された記録材Ｓを、中間転写ベルト９と中間転写ベルト９を挟んで従動ローラ９ｂと対向するように配置した二次転写ローラ１４との間の転写ニップ部に送り出す。二次転写ローラ１４には、記録材Ｓが転写ニップ部を通過する際に不図示の高圧電源からバイアスが印加される。これにより転写ニップ部を通過する記録材Ｓに中間転写ベルト９表面からフルカラーのトナー像が二次転写される。そのトナーを担持した記録材Ｓは定着装置Ｆ１に搬送される。その記録材Ｓは、定着装置Ｆ１を通過することにより加熱及び加圧され、そのトナー像が記録材Ｓ上に加熱定着される。そしてその記録材Ｓは、定着装置Ｆ１から画像形成装置Ｐ外部の排出トレイ１５へ排出される。
【００２４】
二次転写後に中間転写ベルト９表面に残った転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置１６に設けられている不図示のクリーニングブレードにより除去される。これにより中間転写ベルト９は次の画像形成に供される。
【００２５】
（定着装置）
以下の説明において、定着装置及びこの定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。短手方向とは、記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。幅とは短手方向の寸法である。
【００２６】
図２は定着装置用ローラを具備する定着装置Ｆ１の一例の横断面構成模型図である。
【００２７】
定着装置Ｆ１は、定着装置用ローラである定着ローラ１と、加熱体（熱源）であるハロゲンランプ２１と、加圧ローラ２２と、入口ガイド２３を備える装置フレームＦ１１と、温調サーミスタ（温度検知手段）２４などを有している。定着ローラ１、ハロゲンランプ（ヒータ）２１、加圧ローラ２２は、何れも長手方向に細長い部材である。定着ローラ１の外径はＲ＝５０φ、加圧ローラ２２の外径は４５φである。
【００２８】
定着ローラ１は、芯金（ベース層）１ａとして、厚み３ｍｍのアルミニウム製中空ローラを有している。芯金１ａの内空（内部）にはハロゲンランプ２１が挿入配設されている。芯金１ａはハロゲンランプ２１の発熱を伝熱及び輻射により受ける。そしてその芯金１ａは後述する弾性層１ｂ及び表面層１ｃの熱伝導により定着ローラ１の外周面（表面）を所定温度に上昇させる。芯金１ａの外周（ベース層上）には、芯金１ａを覆うように厚み２ｍｍのシリコーンゴムが弾性層（以下、ゴム層と記す）１ｂとして設けられている。さらにそのゴム層１ｂの外周には、ゴム層１ｂを覆うように表面層１ｃとして厚み２０μｍのＰＦＡ製の樹脂チューブが被覆されている。つまり、弾性層の上に表面層として樹脂チューブが被覆されている。この定着ローラ１は、芯金１ａの両端部が装置フレームＦ１１の不図示の前後の側板に回転自在に支持されている。また、ハロゲンランプ２１は、ハロゲンランプ２１の両端部が装置フレームＦ１１の前後の側板に支持されている。
【００２９】
加圧ローラ２２は、芯金２２ａと、この芯金２２ａの周囲に設けられたシリコーンゴム製の弾性層（以下、ゴム層と記す）２２ｂと、このゴム層２２ｂの周囲に設けられた最表層のＰＦＡ離型層２２ｃと、を有している。この加圧ローラ２２は、芯金２２ａの両端部が装置フレームＦ１１の前後の側板に回転自在に支持されている。
【００３０】
定着ローラ１と加圧ローラ２２は、不図示の加圧スプリングにより、定着ローラ１の外周面（表面）と加圧ローラ２２の外周面（表面）が接触するように総加圧力６８６Ｎ（７０ｋｇｆ）にて加圧されている。その加圧力により定着ローラ１表面と加圧ローラ２２表面を接触させ、定着ローラ１表面と加圧ローラ２２表面との間に幅約８．０〜９．０ｍｍのニップ部（定着ニップ部）Ｎを得ている。
【００３１】
加圧ローラ２２は、不図示の駆動手段により矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。その際、ニップ部Ｎにおける加圧ローラ２２表面と定着ローラ１表面との圧接摩擦力により定着ローラ１に回転力が作用する。定着ローラ１はその回転力により矢印方向に従動回転する。ハロゲンランプ２１には不図示の通電制御手段から通電される。これによりハロゲンランプ２１が発熱して定着ローラ１を加熱する。
【００３２】
温調サーミスタ２４は定着ローラ１表面の温度を検知し、その検知信号を通電制御手段が取り込む。通電制御手段はその検知信号に基づいて定着ローラ１表面の温度が所定温度（目標温度）を維持するようにハロゲンランプ２１への通電を制御する。
【００３３】
加圧ローラ２２及び定着ローラ１の回転が安定し、かつ定着ローラ１表面の温度が所定温度に維持されると、未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｓが矢印方向に搬送されニップ部Ｎに導入される。その記録材Ｓはニップ部Ｎで加圧ローラ２２表面と定着ローラ１表面とにより１２０ｍｍ／ｓｅｃのスピードで挟持搬送される。その搬送過程で記録材Ｓに定着ローラ１の熱とニップ部Ｎの圧が加えられ、トナー像Ｔは記録材Ｓの面上に加熱定着される。
【００３４】
（定着ローラ）
従来、定着ローラにおいては、芯金上にゴム層を形成し、その上にフッ素樹脂層を形成する方法として、下記の（１）、（２）の２つの方法が知られている。
【００３５】
（１）ゴム層上に液状フッ素樹脂塗料を塗布し、焼成する方法。
【００３６】
（２）ゴムローラの外径より小さな内径を有するフッ素樹脂チューブに対し、フッ素樹脂チューブ内周面及びゴムローラの外周面に低粘度の接着剤を塗布し、フッ素樹脂チューブの径を拡張させながらフッ素樹脂チューブをゴムローラに被覆する。その際、フッ素樹脂チューブの内周面とゴムローラの外周面との間の接着剤を潤滑剤として被覆する方法。
【００３７】
（１）の方法に比べ、（２）の方法によれば、ゴム層をゴム耐熱温度以上に加熱する必要もない。また、ゴム層とフッ素樹脂層との間の接着性も十分であるため、品質が安定しており、フッ素樹脂層の膜均一性も高く有利である。従って、本実施例では（２）の方法を採用して定着ローラ１を製造している。
【００３８】
以下、定着ローラ１の製造方法について詳述する。
【００３９】
図３、図４、図５は、それぞれ定着ローラ１の製造方法を説明する図である。
【００４０】
まず、図３（ａ）の長手長さ３７０ｍｍ、外径５０ｍｍ、肉厚３．０ｍｍの中空アルミニウム製の芯金１ａの外周面（表面）を溶剤洗浄してプライマー処理を施す。そしてその芯金１ａ表面にＨＴＶ（熱加硫型）シリコーンゴムをリング塗工によって被覆し、そのシリコーンゴムを加熱硬化することによりストレート形状の円柱形の基材ゴム層（弾性層）１ｂを有するローラ３２を得る（図３（ｂ））。そしてそのローラ３２の基材ゴム層１ｂの外周面（表面）全面に渡って、接着剤（図示せず）を塗布する。接着剤として、加熱硬化型接着剤（東芝シリコン（株）製のＴＳＥ−３２２１）を用いる。図３（ｂ）に示すように、ローラ３２の外径Ｄ１は５０．０ｍｍ、ゴム被覆部分の軸線方向の長さＬ１は３１３ｍｍとする。図３（ｃ）に示す円筒状のフッ素樹脂チューブ３３は、内径Ｄは４８．７ｍｍ、軸線方向の長さＬ２は３５０ｍｍとし、ローラ３２の外径Ｄ１より小さな内径Ｄ２を有する。フッ素樹脂チューブ３３は、押出成形により得られたフッ素樹脂チューブ（（株）グンゼ製）である。このフッ素樹脂チューブ３３の厚みは２０μｍである。
【００４１】
図４に示すように、フッ素樹脂チューブ３３（以下、単にチューブとも称す）の一端３３ａ側において、周方向に均等となるように、その一端部３３ａに４個のチャック４１を取り付ける。チューブ３３に取り付けたチャック４１をチューブ３３の径方向に均等に引っ張り、チューブ３３の径を拡張させながら、接着剤が塗付されているローラ３２をチューブ３３内に挿入し、チューブ３３をローラ３２の全面を覆うように完全に被覆する。この時、チューブ３３の径は、拡張する前に比べ約２．７％拡張させている。そしてローラ３２の挿入時の挿入力は２ｋｇとしている。
【００４２】
つまり、上記の工程では、芯金１ａ表面に弾性層１ｂを形成したローラ３２に、そのローラ３２の外径よりも小さな内径を有する厚み２０μｍの樹脂チューブ３３を、その樹脂チューブ３３のラジアル方向（径方向）に引き伸ばして被せている。
【００４３】
図５（ａ）に示すように、チューブ３３をローラ３２の軸線方向（以下、母線方向とも称す）の両端側に余分の長さを有している状態にする。そしてチャック４１によってチューブ３３の一端部３３ａ側を固定し、その状態でチャック４１の反対方向からチューブ３３の他端３３ｂ側をローラ３２の母線方向に１７．５ｍｍ引っ張り、チューブ３３の外周面（表面）に発生したシワ５１を伸ばす。以下、この工程を軸方向延伸工程と呼ぶ。本実施例では、軸方向延伸工程でフッ素樹脂チューブ３３を引っ張る量は１７．５ｍｍに設定している。このフッ素樹脂チューブ３３の引っ張り量１７．５ｍｍは、フッ素樹脂チューブ３３の長手寸法３５０ｍｍに対し、５％に該当する。次に、図５の（ｂ）に示すようにチューブ４３の余長部分の両端部５２を加熱溶着し、２００℃で５分間加熱して接着剤を硬化させる。最後に、図５（ｃ）に示すようにチューブ４３の余長部分を切断し、定着ローラ１を得る。
【００４４】
つまり、上記の軸方向延伸工程では、樹脂チューブ３３をローラ３２の母線方向に引き伸ばすことによって、樹脂チューブ３３表面に発生したシワ５１を伸ばしている。その樹脂チューブ３３の引き伸ばし率は５％である。引き伸ばし率は、
（（引き伸ばし後の樹脂チューブ長さ−引き伸ばす前の樹脂チューブ長さ）／引き伸ばす前の樹脂チューブ長さ）×１００（％）
として算出した。
【００４５】
（フッ素樹脂チューブ）
本実施例の定着ローラ１に用いられるフッ素樹脂チューブ（フッ素樹脂製のチューブ）３３について説明する。
【００４６】
図６は、フッ素樹脂チューブ３３の製造方法を説明する図である。
【００４７】
フッ素樹脂チューブ３３は、図６（ａ）に示す溶融押出機を用いて製造する。その製造工程は、大まかに、材料供給、加熱溶融、押出し、サイジング、冷却、引取、巻き取り、切断の各工程に分かれている。まず材料供給工程では、ホッパー６１にフッ素樹脂チューブ３３の材料であるペレット状ＰＦＡ（三井デュポンフロロケミカル社製，テフロン４５１ＨＰ-Ｊ）６２を投入する。次に加熱溶融工程において、ペレット状ＰＦＡは、スクリュー６３で送り出されながらヒータ６４によって溶融温度３５０℃に加熱される。次に押出し工程においてダイ６５（ダイ／マンドレル径：７０ｍｍ／６６ｍｍ）からチューブ状に押出される。次に押出されたＰＦＡは、引取機６６によって引き取り速度４．０ｍ／ｍｉｎにて矢印方向に引き取られ、外径４８．７ｍｍのサイジングダイ６７に入ることによって肉厚２０μｍ、外径４８．７ｍｍの筒状体にサイジングされる。その後冷却装置６８を経て冷却され、巻き取り装置６９によって巻き取られ、所望の長さに切断される。
【００４８】
（定着ローラのフッ素樹脂層の亀裂と画像不良の関係）
次に、「フッ素樹脂層（表面層）の亀裂」について、図７を用いて説明する。
【００４９】
図７（ａ）は、表面層であるフッ素樹脂層１ｃに亀裂が発生した定着ローラの一端部を表わす図である。本実施例の定着ローラ１と区別するために、図７（ａ）に示す定着ローラに符号1Ａを付す。図７（ａ）に示す定着ローラ１Ａはフッ素樹脂層１ｃに亀裂が発生している点を除いて、本実施例の定着ローラ１と同じ構成としてある。
【００５０】
定着ローラ１Ａにおいて、フッ素樹脂層１ｃに発生した亀裂は非常に細く、必ずローラ３２長手方向に伸びるように発生する。亀裂の長手方向長さは、短いもので１ｍｍ以下、長いもので５０ｍｍ以上とばらつきがある。
【００５１】
図７（ｂ）は、亀裂が発生したフッ素樹脂層１ｃの断面拡大図を示す。フッ素樹脂チューブ３３の厚み２０μｍに対し、亀裂は幅約５〜１０μｍ、深さ約５〜１０μｍとなる。
【００５２】
図８は、フッ素樹脂層１ｃに亀裂が発生した定着ローラ１Ａを具備する定着装置Ｆ１を搭載した画像形成装置を用いて画像を出力した際の画像不良の発生状況を説明する図である。出力画像の画像パターンは全面イエローのベタ画像であり、出力画像を印字する記録材ＳはＯＨＰ用紙である。
【００５３】
ＯＨＰ用紙において、画像不良は、定着ローラ１Ａ表面に発生した亀裂に対応する位置に、ヘアライン状の細いスジとなって現れ、定着ローラ１Ａが一回転する毎に同じパターンが繰り返される。定着ローラ１Ａは、外径５０ｍｍであるので、１周周期１５７．１ｍｍ毎に画像不良のパターンが繰り返される。このスジは、トナー量の多いベタ画像等において視認しやすい傾向がある。また、このスジは、トナー表面の光沢度が高い場合や、ＯＨＰ用紙で光を透過する場合に見えやすい。スジが発生した状態で更に定着ローラ１Ａの使用を継続すると、最終的にフッ素樹脂層（フッ素樹脂チューブ３３）１ｃは完全に断裂し、ゴム層１ｂ表面が露出してしまう。ゴム層１ｂ表面が露出してしまうと、ゴム層１ｂ表面の露出部分にはトナーが付着し、印字画像を汚して重大な画像不良となる。また、完全にフッ素樹脂チューブ３３が欠落すると、ＯＨＰ用紙と定着ローラ１Ａとの付着力が強くなる。即ち、定着ローラ１ＡにＯＨＰ用紙が巻きつきやすくなり、紙詰まりが発生してしまうという問題にも発展する。
【００５４】
（フッ素樹脂層の亀裂発生原因）
次に、定着ローラ１Ａのフッ素樹脂層１ｃの亀裂の発生原因について説明する。
【００５５】
定着ローラ１Ａに発生する「フッ素樹脂層の亀裂」の原因は、下記の（１）、（２）の２つの点にあることが本発明者らの検討により明らかになった。
【００５６】
（１）フッ素樹脂の配向結晶化。
【００５７】
（２）フッ素樹脂にかかる機械的ストレス。
【００５８】
まず、（１）のフッ素樹脂の配向結晶化について説明する。
【００５９】
配向結晶化とは、ポリマー分子鎖の配向度を極度に向上させた時に、ポリマー分子鎖同士に原子間力や水素結合が働き、配向方向に結晶化して小繊維構造を形成することである。配向方向に結晶化して小繊維構造を形成したポリマー分子鎖は、配向方向には高い強度と弾性率を有するが、配向軸に対し直角方向には力学的に弱い構造となってしまう。また、小繊維化した樹脂は、表面性が悪化して耐薬品性が劣化する。
【００６０】
以上説明したような配向結晶化を促進する要因は、フッ素樹脂チューブの製造工程と、定着ローラの製造工程の両方にある。
【００６１】
まず、フッ素樹脂チューブの製造工程で配向結晶化を促進している理由について説明する。
【００６２】
図６（ａ）に示すフッ素樹脂チューブ製造工程において、フッ素樹脂チューブ３３を薄膜化するためには、押出された溶融状態のフッ素樹脂チューブの引き取り速度を上げて延伸倍率を上げることが最も効果的である。延伸倍率を上げると、フッ素樹脂高分子鎖は、矢印Ｈの方向に強く配向する。従って製造されたフッ素樹脂チューブ３３は、図６（ｂ）に示す矢印Ｈの方向に配向結晶化しており、Ｈと直角方向（フッ素樹脂チューブ３３の周方向）において力学的に弱い構造となっている。
【００６３】
図７（ａ）に示したように、亀裂がローラ３２長手方向に伸びるように発生する理由は、フッ素樹脂チューブの高分子の配向方向がローラ３２長手方向と一致しているからである。そのため、フッ素樹脂チューブ３３をねじって、ローラ３２長手方向とフッ素樹脂チューブ３３の高分子の配向方向を一致させないように定着ローラを製造する。その場合、フッ素樹脂層１ｃの亀裂はフッ素樹脂チューブ３３の高分子配向方向に沿って発生することが確認されている。このフッ素樹脂チューブ３３の製造工程において配向結晶化を緩和するための手段は、引き取り速度を下げて延伸倍率を下げること、フッ素樹脂の溶融温度を上げて流動性を向上させること等がある。
【００６４】
次に、定着ローラ製造工程で配向結晶化を促進している理由について説明する。
【００６５】
図５に示す定着ローラ製造工程において、フッ素樹脂チューブ３３を薄膜化すると、均一に被せることが難しくシワ５１が発生しやすくなる。そのため、図５（ａ）に示す方向に、フッ素樹脂チューブ３３をより強く引っ張ってシワ５１を伸ばす必要がある。しかし、配向度の高いフッ素樹脂チューブ３３をさらに配向方向に引っ張る場合、僅かな量伸ばしただけでも配向結晶化を促進してしまう。そのため、軸方向延伸工程におけるチューブ引っ張り量は、後述する結晶化度、耐久試験、加速試験の結果を元に絶対値を決定し、公差±１ｍｍ以下の精度で管理する必要がある。
【００６６】
次に、（２）のフッ素樹脂にかかる機械的ストレスについて説明する。
【００６７】
図２において、定着ローラ１と、この定着ローラ１と圧接する加圧ローラ２２の２つのローラを駆動させるためには、加圧ローラ２２を駆動モータやギヤ等からなる駆動系（駆動手段）を利用して回転駆動させる。対するもう一方の定着ローラ１は、定着ローラ１と加圧ローラが接触しているニップ部Ｎに掛かる摩擦力により矢印方向に従動回転する。従動回転する際に定着ローラ１は、芯金１ａは変形しないもののゴム層１ｂは加圧ローラ２２との圧力により変形する。この変形量は、ゴム層１ｂが厚い場合、加圧ローラ２２との加圧力が強い場合に、より大きく変形する傾向がある。このとき、表面層であるフッ素樹脂層１ｃは、ゴム層１ｂの形状に倣って変形し、強い機械的ストレスを受けてフッ素樹脂チューブ３３の配向結晶化方向に対して直角方向（力学的に弱い方向）に伸張と収縮を繰り返す。また、定着ローラ１の回転起動時のトルクは定常回転時のトルクに比べて大きくなるため、フッ素樹脂層１ｃは力学的に弱い方向に、回転起動時に特に大きな摩擦力を受け、強い機械的ストレスを受ける。
【００６８】
即ち、定着ローラ１の回転や起動の度に、薄膜化したフッ素樹脂チューブ３３にとって力学的に弱い方向へのストレスが繰り返されることとなる。ニップ外に出るとその力は解放され、これを定着ローラ１回転毎に繰り返す。これを多数繰り返すことによってフッ素樹脂層１ｃが裂け、亀裂が発生してしまう。
【００６９】
本実施例の定着装置Ｆ１の場合、画像形成装置本体の寿命が１０万枚印字である場合、定着ローラ回転起動回数は最大１０万回、回転数は最大１００万回転以上、に及ぶため、定着ローラ１のフッ素樹脂層１ｃに高い屈曲強度が求められる。画像形成装置本体の寿命とは、ユーザビリティーや画像品質を保証している印字枚数の範囲のことである。画像形成装置本体において、ユーザビリティーとは、例えば紙詰まりの発生頻度、騒音、電磁波ノイズ等を示しており、画像品質とは、位置精度、色再現性、濃淡ムラ、画像表面の光沢、その他画像不良全般を示している。従って、フッ素樹脂層の亀裂は、すくなくとも画像形成装置本体の寿命以前に発生してはならない。
【００７０】
（評価）
本実施例の定着ローラ１を具備する定着装置Ｆ１を搭載した画像形成装置の効果を調べるため、トナー定着性（トナーへの熱伝達効率の高さの指標）と、耐久後の亀裂発生の有無（定着ローラ耐久性の指標）と共に、結晶化度について評価した。
【００７１】
まず、評価方法の詳細について詳述する。
【００７２】
（トナー定着性の評価方法）
擦り試験は、紙に対してトナーがどれだけ強固に定着しているかを評価する方法であり、トナーへの熱伝達効率の高さの指標となる。
【００７３】
まず、本実施例の定着装置Ｆ１を用い、温度１０℃湿度５０％の環境、入力電圧１２０Ｖにて、定着性評価画像を５０枚連続して定着する。紙は、ＬＥＴＴＥＲサイズのＸＥＲＯＸ  ４０２４用紙（ＸＥＲＯＸ社製、９０ｇ／ｍ２）を用いる。定着性評価画像とは２×２ドットのチェッカーフラッグパターンのハーフトーンで構成された５ｍｍ×５ｍｍのパッチ画像（反射濃度０．７〜０．８）を紙面内に９ヶ所配置した画像である。
【００７４】
印字後、この５０枚の中から所定枚数（１，１０，２０，５０枚目）のサンプルを抜き取る。そのサンプルの画像形成面上にシルボン紙（商品名）を介して所定重量（２００ｇ）のおもりを載せた状態で画像形成面を５往復摺擦させ、その摺擦の前後での、画像の反射濃度を測定する。反射濃度の測定にはＧｒｅｔａｇ  Ｍａｃｂｅｔｈ  ＲＤ９１８（商品名）を用いた。濃度低下率は、
（擦る前の濃度−擦った後の濃度）／擦る前の濃度×１００（％）
として算出した。定着性が最も良い、即ち全く評価画像が擦れない時の濃度低下率は０％である。その逆に定着性が最も悪い、即ち評価画像がすべて擦り取られてしまう時は１００％となる。濃度低下率の値が大きいほど、定着性が悪いことを示す。
【００７５】
トナー定着性の数値の目安としては、温度１０℃湿度５０％環境において濃度低下率４０％のとき、通常使用環境下においてトナー像が紙から欠落する可能性がある。温度１０℃湿度５０％環境において濃度低下率３０％のときは、通常使用環境下において画像面を摺擦した際にトナー像の濃度低下が発生する可能性がある。温度１０℃湿度５０％環境において濃度低下率２０％以下である場合、通常使用環境下において濃度低下等の問題が発生しない。そのため本評価の判定は紙面内９ヶ所の画像の濃度低下率のうち、その最悪値を求め、２０％未満をＯＫ、２０％以上をＮＧとした（表１の「定着性[％]」参照）。
【００７６】
（耐久後の亀裂の評価方法）
画像形成装置において、２枚間欠印刷を繰り返して装置本体の寿命である１０万枚まで印字する。２枚間欠印字方法による印字は、転写材（紙）２枚に印字した後に印字を停止させ、駆動モーター等の駆動系が停止した後、再び別の転写材２枚に印字する。これを画像形成装置本体の寿命にあたる１０万枚に達するまで繰り返し行い、１万枚毎に画像チェックを行う。２枚間欠印字においては、転写材は、ＬＥＴＴＥＲサイズのＸＥＲＯＸ  ４０２４用紙（ＸＥＲＯＸ社製、７５ｇ／ｍ２）を用いた。画像パターンは、印字比率が１％となるブラック単色の格子模様を用いた。１万枚毎に画像チェックにおいては、転写材は、ＬＥＴＴＥＲサイズのＨＰ  ＣＯＬＯＲ  ＬＡＳＥＲ  ＪＥＴ  ＰＲＩＮＴＥＲ  ＴＲＡＮＳＰＡＲＥＮＣＹ  ＦＩＬＭ（Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ社製）を用いた。画像パターンは、印字比率が１００％となるイエロー単色のベタ画像を用いた。画像評価方法として、ヘアライン上の画像不良の有無を目視により確認した（○：画像不良発生なし、×：画像不良発生あり（表１の「耐久結果○×」参照））。
【００７７】
（結晶化度の評価方法）
配向結晶化の度合いを評価するためには、Ｘ線回折による結晶化度の測定が有効である。本評価では、粉末Ｘ線回折装置（株式会社リガク製、試料水平型強力Ｘ線回折装置「ＲＩＮＴ  ＴＴＲＩＩ」）を用いて結晶化度の評価を行った。また、結晶化度の計算には、上記装置に付属する解析ソフトウェアの「ＪＡＤＥ６」を使用した。なお、本測定で得られる結晶化度は、下記の式（Ｉ）で算出できる。
結晶化度＝Ｉc／(Ｉc＋Ｉa)×１００・・・式（Ｉ）
Ｉc：結晶性散乱強度(面積)
Ｉa：非晶性散乱強度(面積)
測定サンプルであるフッ素樹脂チューブは、幅２ｃｍ、長さ３ｃｍ程度の大きさの長方形に切り出す。切り出したチューブは、測定範囲内に回折ピークを持たない無反射試料板(リガク製)に、チューブがたるまないようにチューブの両端をテープで貼り付けて（テープがＸ線の照射内に入らないように）固定した。
【００７８】
（測定条件）
・管球：Ｃｕ
・平行ビーム光学系
・電圧：５０ｋＶ
・電流：３００ｍＡ
・開始角度：５°
・終了角度：２５°
・サンプリング幅：０．０２°
・スキャンスピード：４．００°／ｍｉｎ
・発散スリット：開放
・発散縦スリット：１０ｍｍ
・散乱スリット：開放
・受光スリット：開放
図９に、本測定によって得られるデータを示す。横軸はＸ線入射角度２θ（ｄｅｇ）、縦軸は検出される反射Ｘ線の強度（Ｃｏｕｎｔｓ）である。図中９１は、厚み１５μｍのチューブで作成した定着ローラから得られた反射Ｘ線強度とＸ線入射角度２θ（ｄｅｇ）の関係である。まず、得られたピークを、装置付属のソフトウェア「ＪＡＤＥ６」を用いてピーク分離処理を行う。例えば、得られたピークがフッ素樹脂由来のみの場合、２θ＝１８°付近のシャープな結晶性ピーク９２と、２θ＝１６〜１８°付近に頂点を持つブロードな非晶性ピーク９３を指定した後、自動フィッティングにより行うことができる。以上の操作で得られた、結晶性ピーク面積と、非晶質ピーク面積を、式（Ｉ）に代入し、結晶化度を算出する。
【００７９】
なお、目的のフッ素樹脂以外のピークが測定範囲内にある場合は、すべてのピークについて、適正なピーク分離を行った後、フッ素樹脂由来の結晶質ピーク面積と非晶質ピーク面積のみを用いて結晶化度を算出する。本実施例の定着ローラ１においては、フッ素樹脂チューブ３３の厚みによっては２θ＝１１〜１３°付近に頂点を持つゴム由来のピーク９４が発生することがある。本実施例の評価においてこのピーク９４が発生した場合、以下のように結晶化度の評価を行った。
【００８０】
ソフトウェア「ＪＡＤＥ６」において、２θ＝１８°付近の結晶性ピーク９２と、２θ＝１６〜１８°付近の非晶性ピーク９３と、ゴム由来のピーク９４を全て指定する。それにより「ＪＡＤＥ６」は３つのピークに対し自動フィッティングを行い、結晶性ピーク面積と、非晶質ピーク面積と、ゴム由来のピーク面積を算出する。計算においては、ゴム由来のピーク面積を計算式に用いず、結晶性ピーク面積と、非晶質ピーク面積を、式（Ｉ）に代入し、結晶化度を算出することにより、目的であるフッ素樹脂の結晶化度を得ることが出来る。
【００８１】
［評価結果］
以下、評価に用いた実施例と比較例のサンプルについて詳述する。
【００８２】
サンプルは合計１７種類作成した。まず、フッ素樹脂チューブ製造工程において、チューブ引取速度に関して４種類のパラメータ（２．７ｍｍ／ｓｅｃ，３．２ｍｍ／ｓｅｃ，４．０ｍｍ／ｓｅｃ，５．０ｍｍ／ｓｅｃ）で作成した。その結果、チューブ厚みは１５μｍ，２０μｍ，２５μｍ，３０μｍの４種類となった。各々の厚みのチューブについて、軸方向延伸量［％］を変化させたサンプルを作成した。軸方向延伸量は、製造時にシワを良好に取り除ける軸方向延伸量［％］及び、それ以下の値のサンプルを作成した。詳細は下記のとおりである。
【００８３】
チューブ厚み１５μｍにおいては、製造時にシワを良好に取り除ける軸方向延伸量［％］は１０％であったため、作成したサンプルは、２％，３％，４％，６％，１０％の５種類である。
【００８４】
チューブ厚み２０μｍにおいては、製造時にシワを良好に取り除ける軸方向延伸量［％］は８％であったため、サンプルは、１％，２％，３％，４％，５％，６％，８％の７種類作成した。
【００８５】
チューブ厚み２５μｍにおいては、製造時にシワを良好に取り除ける軸方向延伸量［％］は５％であったため、サンプルは、１％，３％，５％の３種類作成した。
【００８６】
チューブ厚み３０μｍにおいては、製造時にシワを良好に取り除ける軸方向延伸量［％］は４％であったため、サンプルは、２％，４％の２種類作成した。
【００８７】
計１７種類のサンプルの詳細な設定と、定着性評価結果と耐久性評価結果を表１に示す。
【００８８】
実施例１−１から実施例１−７は、樹脂チューブの厚みは２０μｍ以下で、かつ樹脂チューブの結晶化度は５０％以下（４３％以上５０％以下）である。比較例１−１から比較例１−１０は、樹脂チューブの厚みは２０μｍ以上であるか、または結晶化度は５０％以上である。
【００８９】
【表１】
0004902452.tif 000002
【００９０】
定着性は、チューブ厚み１５μｍと２０μｍにおいて定着性２０［％］未満、判定ＯＫとなっており、チューブ厚み２５μｍと３０μｍにおいて定着性２０［％］以上、判定ＮＧとなっている。即ちチューブを薄膜化することによりトナーへの熱伝達効率が向上していることを示している。
【００９１】
耐久結果の○と×は、耐久試験による結果を示している。○は画像形成装置本体の寿命中にフッ素樹脂層に亀裂が発生しなかったことを示し、×は亀裂が発生したことを示す。この結果より、実施例１−１から実施例１−７は、定着性ＯＫと耐久結果○の両者を満たしている。
【００９２】
同結果をグラフ化したものを図１０に示す。グラフの横軸は、軸方向延伸工程でフッ素樹脂チューブを引っ張る量［％］、グラフの縦軸は結晶化度［％］を示している。プロットラインは、便宜上チューブ厚み１５μｍ，２０μｍ，２５μｍ，３０μｍと分けている。
【００９３】
図１０において、チューブ厚み１５μｍ，２０μｍ，２５μｍ，３０μｍの各ラインは、単調増加傾向、即ち軸方向延伸工程でフッ素樹脂チューブを引っ張る程、結晶化度が増加する傾向を示している。また、延伸倍率を上げてフッ素樹脂チューブを薄くしてゆくと、結晶化度が上昇する傾向にあることがわかる。
【００９４】
本評価結果により、フッ素樹脂層の亀裂の発生を防止するためには、フッ素樹脂の配向結晶化を抑えて、結晶化度５０％以下の定着ローラを作ることが有効であることが分かる。
【００９５】
本実施例の定着ローラ１においては、結晶化度を５０％以下に抑える具体的な方法は、チューブ厚み２０μｍの場合に軸方向延伸工程でフッ素樹脂チューブ３３を引っ張る量を５％以下（１％以上５％以下）にすることである。また、チューブ厚み１５μｍの場合には軸方向延伸工程でフッ素樹脂チューブ３３を引っ張る量を３％以下にすることである。
【００９６】
以上述べたように、樹脂チューブ３３の厚みを２０μｍ以下にすることにより、良好な定着性を得、かつ結晶化度を５０％以下に抑えることによって、耐久を通じてフッ素樹脂層１ｃの亀裂の発生を防止することができる。従って、高い熱伝達効率と高耐久性を両立した定着ローラ１を提供することが出来る。
【００９７】
[実施例２]
本実施例では、本発明に係る定着装置用スリーブ（定着装置用可撓性スリーブ）を具備する定着装置の一例を説明する。この定着装置を搭載する画像形成装置は電子写真方式のカラーレーザープリンタであって、Ａ４・Ｌｅｔｔｅｒサイズに対応している。この画像形成装置は、記録材（シート）の搬送速度が４７ｍｍ／ｓｅｃである。また、記録材である普通紙に印字する際のスループットはＬｅｔｔｅｒ横送りにて８ｐｐｍである。画像形成装置の構成は、実施例１の定着装置Ｆ１を除いて同じ構成としてある。そのため、実施例１の画像形成装置と同じ部材には同一符号を付し再度の説明を省略する。
【００９８】
（定着装置）
図１１は定着装置用スリーブを具備する定着装置Ｆ２の一例の横断面模型図である。
【００９９】
定着装置Ｆ２は、加熱体（熱源）としてのヒータ１１１と、加熱体保持部材としてのヒータホルダ１１２と、可撓性スリーブ（定着装置用可撓性スリーブ）としての定着スリーブ１１３と、補強ステー１１４と、を有する。また、定着装置Ｆ２は、加圧ローラ１１５と、装置フレームＦ２１と、温調サーミスタ（温度検知手段）１１６と、を有する。ヒータ１１１、ヒータホルダ１１２、定着スリーブ１１３、補強ステー１１４、加圧ローラ１１５は、何れも長手方向に細長い部材である。
【０１００】
ヒータホルダ１１２は、所定の耐熱性材料により横断面略半円形樋型に形成され、下面の幅方向央に長手方向に沿って設けられた溝部にヒータ１１１を支持している。このヒータホルダ１１２は、ヒータホルダ１１２の両端部が装置フレーム２１の不図示の前後の側板に支持されている。
【０１０１】
ヒータ１１１は、長手方向に細長い窒化アルミの基板上に、抵抗発熱体、ガラスコートを施した、セラミックヒータである。窒化アルミ基板の表面（定着スリーブ１１３側の面）には、抵抗発熱体とその抵抗発熱体を保護するためのガラスコート（保護層）が設けられている。一方、窒化アルミ基板の裏面（ヒータホルダ１１２側の面）には、サーミスタ１１６が設けられている。このヒータ１１１は、ヒータホルダ１１２の溝部から基板の抵抗発熱体側を下向きに露呈させ、その基板をヒータホルダ１１２の溝部に固定して支持させてある。
【０１０２】
定着スリーブ１１３は、可撓性及び耐熱性を有する円筒状の薄いフィルムにより形成されている。この定着スリーブ１１３は、ヒータホルダ１１２の周囲にルーズに外嵌されている。
【０１０３】
補強ステー１１４は、横断面下向きのＵ字型の剛性部材から構成されている。この補強ステー１１４は、ヒータホルダ１１２の幅方向中央に配置されている。
【０１０４】
加圧ローラ１１５は、芯金１１５ａと、この芯金１１５ａの周囲に設けられたシリコーンゴム製の弾性層（以下、ゴム層と記す）１１５ｂと、このゴム層１１５ｂの周囲に設けられた最表層のＰＦＡ離型層１１５ｃと、を有している。この加圧ローラ１１５は、芯金１１５ａの両端部が装置フレームＦ２１の前後の側板に回転自在に支持されている。
【０１０５】
補強ステー１１４と加圧ローラ１１５は、不図示の加圧スプリングにより、定着スリーブ１１３の外周面（表面）と加圧ローラ１１５の外周面（表面）が接触するように総加圧力１５６．８Ｎ（１６ｋｇｆ）にて加圧されている。その加圧力により定着スリーブ１１３表面と加圧ローラ１１５表面を接触させ、定着スリーブ１１３表面と加圧ローラ１１５表面との間に所定幅のニップ部（定着ニップ部）Ｎを得ている。
【０１０６】
加圧ローラ１１５は、不図示の駆動手段により矢印方向に４７ｍｍ／ｓｅｃの周速度で回転駆動される。その際、ニップ部Ｎにおける加圧ローラ１１５表面と定着スリーブ１１３表面との圧接摩擦力により定着スリーブ１１３に回転力が作用する。定着スリーブ１１３は、その回転力により定着スリーブ１１３の内周面（内面）がヒータ１１１の基板表面側のガラスコートと密着（密に接触）して摺動しながらヒータホルダ１１２の外回りを矢印方向に従動回転する。定着スリーブ１１３内面には、潤滑剤として不図示のフッ素系グリス（ダウコーニング社製 モリコートＨＰ−３００グリス）が塗布され、ヒータ１１１と定着スリーブ１１３内面との摺動性を確保している。フッ素系グリスを使用している理由は、ヒータ１１１と定着スリーブ１１３のヒータ１１１と接する面の温度が未定着トナー像Ｔの定着時に１８０℃前後の高温になるためである。このような高温状態であっても、フッ素系グリスであれば耐熱性が高く、変質しにくいという利点を有している。ヒータ１１１の抵抗発熱体には、不図示の通電制御手段から通電される。その通電により抵抗発熱体が発熱しヒータ１１１は昇温して定着スリーブ１１３を加熱する。
【０１０７】
温調サーミスタ１１６はヒータ１１１の温度を検知し、その検知信号を通電制御手段が取り込む。通電制御手段はその検知信号に基づいてヒータ１１１の温度が所定温度（目標温度）を維持するようにヒータ１１１への通電を制御する。
【０１０８】
加圧ローラ１１５及び定着スリーブ１１３の回転が安定し、かつヒータ１１１の温度が所定温度に維持されると、未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｓが矢印方向に搬送されニップ部Ｎに導入される。その記録材Ｓはニップ部Ｎで加圧ローラ１１５表面と定着スリーブ１１３表面とにより４７ｍｍ／ｓｅｃのスピードで挟持搬送される。その搬送過程で記録材Ｓに定着スリーブ１１３の熱とニップ部Ｎの圧が加えられ、トナー像Ｔは記録材Ｓの面上に加熱定着される。
【０１０９】
（定着スリーブ）
図１２は定着スリーブ１１３の説明図である。
【０１１０】
定着スリーブ１１３は、図１２（ａ）に示すように、長手寸法２３３ｍｍ、内径は１８．０ｍｍの可撓性を有する円筒形のフィルムである。また、定着スリーブ１１３は、図１２（ｂ）に断面拡大図を示すように、内側からステンレスフィルム（ステンレス層）１１３ａ、ゴム層１１３ｂ、フッ素樹脂層１１３ｃの順に積層した構造を有している。つまり、円筒形のステンレスフィルム（ベース層）１１３ａの外周（ベース層上）には、ステンレスフィルム１１３ａを覆うように弾性層としてのゴム層１１３ｂが設けられている。さらにそのゴム層１１３ｂの外周には、ゴム層１１３ｂを覆うように表面層１１３ｃとして樹脂チューブが被覆されている。つまり、弾性層の上に表面層として樹脂チューブが被覆されている。この定着スリーブ１１３の単位面積当たりの熱容量は、およそ０．１Ｊ／ｃｍ２・Ｋ程度の熱容量のものを使用する。
【０１１１】
次に、定着スリーブ１１３におけるフッ素樹脂チューブ（フッ素樹脂製のチューブ）の被覆方法について説明する。
【０１１２】
円筒形ステンレスフィルム１１３ａ表面に弾性層１ｂを形成したスリーブ４２（図１３（ｂ）参照）にフッ素樹脂チューブを被覆する方法は、基本的には、実施例１で説明したローラ３２の場合と同じである。スリーブ４２において、ローラ３２と異なる点は、芯金形状とゴム層の厚みである。
【０１１３】
図１３、図１４は定着スリーブの製造方法を説明する図である。
【０１１４】
まず、図１３（ａ）の長手長さ２５０ｍｍ、外径１８ｍｍ、肉厚３０μｍの円筒形ステンレスフィルム１１３ａの外周面（表面）を溶剤洗浄してプライマー処理を施す。その円筒形ステンレスフィルム１１３ａ表面にＨＴＶ（熱加硫型）シリコーンゴムをリング塗工によって被覆し、そのシリコーンゴムを加熱硬化することによりストレート形状の円柱形の基材ゴム層（弾性層）１１３ｂを有するスリーブ４２を得る（図３（ｂ））。ゴム層１１３ｂの厚みは２００μｍとする。図３（ｃ）に示す円筒状のフッ素樹脂チューブ１２３は、内径は１７．５ｍｍ、軸線方向の長さは３００ｍｍとしている。フッ素樹脂チューブ１２３の被覆方法は実施例１と同じである。
【０１１５】
つまり、円筒形ステンレスフィルム１１３ａ表面に弾性層１ｂを形成したスリーブ４２に、そのスリーブ４２の外径よりも小さな内径を有する厚み２０μｍの樹脂チューブ１２３を、その樹脂チューブ１２３のラジアル方向（径方向）に引き伸ばして被せている。
【０１１６】
図１４の（ａ）に示すように、フッ素樹脂チューブ１２３をスリーブ４２の軸線方向（以下、母線方向とも称す）の両端側に余分の長さを有している状態にする。そしてチャック４１によってチューブ１２３の一端部１２３ａ側を固定し、その状態でチャック４１の反対方向からチューブ１２３の他端１２３ｂ側をスリーブ４２の母線方向に１５．０ｍｍ引っ張り、チューブ１２３の外周面（表面）に発生したシワ５１を伸ばす。その軸方向延伸工程においてフッ素樹脂チューブ１２３の引っ張り量１５．０ｍｍは、フッ素樹脂チューブ１２３の長手寸法３００ｍｍに対し、５％に該当する。次に、図１４の（ｂ）に示すようにフッ素樹脂チューブ１２３の余長部分の両端部１４３を加熱溶着し、２００℃で５分間加熱して接着剤を硬化させる。最後に、図１４の（ｃ）に示すように定着スリーブの余長部分を切断し、所定長さの定着スリーブ１１３を得る。
【０１１７】
つまり、軸方向延伸工程では、樹脂チューブ１２３をスリーブ４２の母線方向に引き伸ばすことによって、樹脂チューブ１２３表面に発生したシワ５１を伸ばしている。その樹脂チューブ１２３の引き伸ばし率は５％である。引き伸ばし率は、
（（引き伸ばし後の樹脂チューブ長さ−引き伸ばす前の樹脂チューブ長さ）／引き伸ばす前の樹脂チューブ長さ）×１００（％）
として算出した。
【０１１８】
（フッ素樹脂チューブ）
定着スリーブ１１３に用いられるフッ素樹脂チューブ１２３の製造方法は、基本的には実施例１のフッ素樹脂チューブ３３の製造方法と同じである。実施例１のフッ素樹脂チューブ３３の製造方法に対して本実施例のフッ素樹脂チューブ１２３の製造方法はフッ素樹脂チューブ１２３のサイジングの径のみが異なる。即ち、押出し工程においてダイ６５は、ダイ／マンドレル径：２６ｍｍ／２２ｍｍとなっている。このダイ６５からチューブ状に押出されたＰＦＡが外径１７．５ｍｍのサイジングダイ６７に入ることによって肉厚２０μｍ、外径１７．５ｍｍの筒状体にサイジングされる。その他、フッ素樹脂材質、溶融温度、引取速度等は実施例１の製造方法と同じである。
【０１１９】
（定着スリーブのフッ素樹脂層の亀裂と画像不良の関係）
次に、「フッ素樹脂層（表面層）の亀裂」について、図１５を用いて説明する。
【０１２０】
図１５は、表面層であるフッ素樹脂層１１３ｃに亀裂が発生した定着スリーブの一端部を表わす図である。本実施例の定着スリーブ１１３と区別するために、図１５に示す定着スリーブに符号１１３Ａを付す。図１５に示す定着スリーブ１１３Ａはフッ素樹脂層１１３ｃに亀裂が発生している点を除いて、本実施例の定着スリーブ１１３と同じ構成としてある。
【０１２１】
定着スリーブ１１３Ａのフッ素樹脂層１１３ｃに発生した亀裂の発生状況は、実施例１の定着ローラ１Ａにおける亀裂の発生状況に対して、発生位置が少し異なる。即ち、定着スリーブ１１３Ａにおいてはフッ素グリスの付着量の多い定着スリーブ１１３端部に発生しやすい。
【０１２２】
図１６は、フッ素樹脂層１１３ｃに亀裂が発生した定着スリーブ１１３Ａを具備する定着装置Ｆ２を搭載した画像形成装置を用いて画像を出力した際の画像不良の発生状況を説明する図である。出力画像の画像パターンは全面イエローのベタ画像であり、出力画像を印字する記録材ＳはＯＨＰ用紙である。
【０１２３】
ＯＨＰ用紙において、画像不良は、定着スリーブ１１３Ａ両端部の亀裂に対応する位置に、ヘアライン状の細いスジとなって現れ、定着スリーブ１１３Ａが一回転する毎に同じパターンが繰り返される。定着スリーブ１１３Ａは、外径約１８ｍｍであるので、１周周期５６．５ｍｍ毎に画像不良のパターンが繰り返される。このスジは、定着ローラ１Ａの場合と同様、トナー量の多いベタ画像等において視認しやすい傾向がある。また、このスジは、トナー表面の光沢度が高い場合や、ＯＨＰ用紙で光を透過する場合に見えやすい。スジが発生した状態で更に定着スリーブ１１３Ａの使用を継続すると、最終的にフッ素樹脂層（フッ素樹脂チューブ１２３）１１３ｃは完全に断裂し、ゴム層１１３ｂ表面が露出してしまう。ゴム層１１３ｂ表面が露出してしまうと、ゴム層１１３ｂ表面の露出部分にはトナーが付着し、印字画像を汚して重大な画像不良となる。
【０１２４】
（フッ素樹脂層の亀裂発生原因）
次に、定着スリーブ１１３のフッ素樹脂層１１３ｃに発生する「フッ素樹脂層の亀裂」の原因は、下記の（１）、（２）、（３）の３つの点にあることが本発明者らの検討によって明らかになった。
【０１２５】
（１）フッ素樹脂の配向結晶化。
【０１２６】
（２）フッ素樹脂層にかかる機械的ストレス。
【０１２７】
（３）フッ素樹脂表面に付着したフッ素グリス。
【０１２８】
（１）のフッ素樹脂層の配向結晶化は実施例１と同じある。そのためその説明を省略する。
【０１２９】
（２）のフッ素樹脂層にかかる機械的ストレスについて説明する。
【０１３０】
図１７は定着スリーブ１１３のフッ素樹脂層１１３ｃの亀裂発生原因を説明する図である。
【０１３１】
定着スリーブ１１３は、図１１に示すように加圧ローラ１１５から与えられる回転力により内面側をヒータ１１１の基板表面側のガラスコートと密着して摺動しながらヒータホルダ１１２の外回りを矢印方向に従動回転する。従動回転する際の定着スリーブ１１３の形状は、円形の定着スリーブ１１３をニップ部Ｎで扁平に押しつぶした形（図１７（ａ）のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの形状）となる。
【０１３２】
図１７（ａ）に示す定着スリーブ１１３の横断面形態おいて、ヒータホルダ１１２の上向きの開口領域に対応するＡ，Ｂ，Ｃ部は、定着スリーブ１１３の従動回転状態の自由形状に近く、フッ素樹脂層１１３ｃにはストレスが殆どかかっていない。
【０１３３】
それに対して、ヒータホルダ１１２の下面幅方向の両端部近傍のＦ，Ｄ部は、ヒータホルダ１１２の下面幅方向の両端部形状に倣い、湾曲して最も曲率半径が小さくなる。本実施例の定着装置Ｆ２では、Ｆ，Ｄ部での定着スリーブ１１３の屈曲半径はｒＭ＝５ｍｍとなっている。Ｆ部の定着スリーブ１１３の断面拡大図は図１７（ｂ）のようになる。即ち、ステンレス層１１３ａ、ゴム層１１３ｂ、フッ素樹脂層１１３ｃは全てステンレス層１１３ａの形状に倣い、弓なりに湾曲する。この際、ステンレス層１１３ａはゴム層１１３ｂ、フッ素樹脂層１１３ｃに対してヤング率が高いため伸縮せず、最も外側のフッ素樹脂層１１３ｃが大きく伸張する。従ってＦ，Ｄ部における曲率半径が小さくなるほど、フッ素樹脂層１１３ｃは大きく伸張され、機械的ストレスは大きくなる。
【０１３４】
ヒータ１１１の幅方向中央のＥ部においては、ヒータ１１１の形状に倣い曲率０となる。従って定着スリーブ１１３の断面拡大図は図１７（ｃ）のようになり、ステンレス層１１３ａ、ゴム層１１３ｂ、フッ素樹脂層１１３ｃは全てフラットとなり、フッ素樹脂層１１３ｃは自由形状に対し逆に収縮する方向にストレスがかかっている。
【０１３５】
また、定着スリーブ１１３の回転起動時のトルクは定常回転時のトルクに比べて大きくなる。そのため、フッ素樹脂層１１３ｃは回転起動時に大きな摩擦力を受け、強い機械的ストレスを受ける。
【０１３６】
即ち、定着スリーブ１１３の回転や起動の度に、薄膜化したフッ素樹脂チューブ１２３にとって力学的に弱い方向へのストレスが繰り返されることとなる。これを定着スリーブ１１３の回転・起動の度に繰り返すことによってフッ素樹脂１１３ｃが裂け、亀裂が発生してしまう。
【０１３７】
本実施例の定着装置Ｆ２の場合、画像形成装置本体の寿命が５万枚印字である場合、定着スリーブ回転起動回数は最大５万回、回転数は最大１００万回転以上、に及ぶため、高い屈曲強度が求められる。
【０１３８】
次に、（３）のフッ素樹脂表面に付着したフッ素グリスについて説明する。
【０１３９】
本実施例の定着装置Ｆ２においては、ヒータ１１１は発熱時１８０℃以上の高温となる。その際、定着スリーブ１１３内面に塗布してあるフッ素グリスは、加熱され流動性が向上する。フッ素グリスは、定着スリーブ１１３を加熱状態で繰り返し回転すると、定着スリーブ１１３端部から極微量はみ出し、毛細管現象によりニップ部Ｎを通って定着スリーブ１１３表面まで微量回り込んでくる。そして定着スリーブのフッ素樹脂層１１３ｃに付着する。フッ素グリスは、フッ素樹脂層１１３ｃのフッ素樹脂ポリマー球晶間に浸透し、化学反応を起こしてフッ素樹脂層１１３ｃの劣化を促進する。フッ素樹脂層１１３ｃの劣化が促進すると、定着スリーブ１１３の回転とともに繰り返しストレスが加えられることによって、フッ素樹脂層１１３ｃの表面（定着スリーブ１１３表面）に亀裂を発生させてしまう。
【０１４０】
（評価）
本実施例の定着スリーブ１１３を具備する定着装置Ｆ２を搭載した画像形成装置の効果を調べるため、結晶化度の測定と共に、トナー定着性（トナーへの熱伝達効率の高さの指標）と、耐久後の亀裂発生の有無（定着スリーブ耐久性の指標）について評価した。更に、本実施例では、定着スリーブ１１３のフッ素樹脂層１１３ｃの亀裂に関して、「フッ素グリスを用いた加速試験」もあわせて行った。 
【０１４１】
（フッ素グリスを用いた加速試験の評価方法）
本評価は、フッ素グリスが定着スリーブ１１３のフッ素樹脂層表面に付着し、フッ素樹脂ポリマー球晶間に浸透して劣化を促進した際の亀裂発生に関して、加速評価を行うことを目的としている。
【０１４２】
加速の方法としては、フッ素グリスの付着量をふやすこと、温度を上げて化学反応を促進すること、定着スリーブの曲率半径を小さくして、フッ素樹脂層の機械的ストレスを大きくすることと、である。その際、定着スリーブの横断面拡大図は、図１７（ｂ）のように、ステンレス層１１３ａ、ゴム層１１３ｂ、フッ素樹脂層１１３ｃは全てステンレス層１１３ａの形状に倣い、弓なりに湾曲し、最も外側のフッ素樹脂層１１３ｃが大きく伸張する。
【０１４３】
具体的な方法について図１８を用いて説明する。
【０１４４】
図１８はフッ素グリスを用いた加速試験方法の説明図である。
【０１４５】
まず、作業中に定着スリーブ１１３が変形することを防止するため、φ１７．９ｍｍのステンレス棒１８１（以後中子と記述する）を挿入する。その状態で定着スリーブ１１３を周方向に８箇所切断する。切断位置は、図１８（ａ）に示すように、端部から１０．０ｍｍ，５３．３ｍｍ，６３．３ｍｍ，１１１．５ｍｍ，１２１．５ｍｍ，１６９．８ｍｍ，１７９．８ｍｍ，２２３．０ｍｍとする。幅１０ｍｍに切断したスリーブ片１８２ａ，１８２ｂ，１８２ｃ，１８２ｄ，１８２ｅに関して、外周面全体にフッ素系グリス（ダウコーニング社製  モリコートＨＰ−３００グリス）を塗布する。塗布したスリーブ片を中子から抜き出した状態で恒温槽で２００℃５分間加熱し、恒温槽から取り出し室温にて１時間以上冷却する。次に冷却したスリーブ片表面のフッ素系グリスを中性洗剤を用いて洗浄する。このとき、スリーブ片は変形しないよう中子に挿入して洗浄する。
【０１４６】
次に、図１８（ｂ）に示すように、スリーブ片をノギス１８３で挟持し、スリーブ片のフッ素樹脂層において曲率の最も高い部分Ｃ部を目視観察し、亀裂の発生有無を確認する。亀裂の発生を目視観察する際には、蛍光灯つき拡大鏡等を用いる。目視観察後、間隔ｄを１ｍｍ縮める。これを、図中Ｃ部に示すような亀裂が発生するまで繰り返す。そして亀裂が発生した時の間隔ｄ［ｍｍ］の値を、亀裂発生時の曲率半径と定義し、スリーブ片１８２ａ，１８２ｂ，１８２ｃ，１８２ｄ，１８２ｅに関して各１回づつ行い、５点の最大値を用いる。なお、スリーブ片を完全に押しつぶしても亀裂が発生しなかった場合は、ｄ＝０ｍｍと定義する。フッ素樹脂層に耐久性があり亀裂が発生しにくい時、ｄの値は小さくなる。その逆にフッ素樹脂層に耐久性がなく亀裂が発生しやすい時、ｄの値は大きくなる。
【０１４７】
［評価結果］
以下、評価に用いた実施例と比較例のサンプルについて詳述する。
サンプルは合計１７種類作成した。作成内容の内訳は実施例１と同じであるため説明を省略する。
【０１４８】
チューブ厚み１５μｍにおいては、製造時にシワを良好に取り除ける軸方向延伸量［％］は１０％であったため、作成したサンプルは、２％，３％，４％，６％，１０％の５種類である。
【０１４９】
チューブ厚み２０μｍにおいては、製造時にシワを良好に取り除ける軸方向延伸量［％］は８％であったため、サンプルは、１％，２％，３％，４％，５％，６％，８％の７種類作成した。
【０１５０】
チューブ厚み２５μｍにおいては、製造時にシワを良好に取り除ける軸方向延伸量［％］は５％であったため、サンプルは、１％，３％，５％の３種類作成した。
【０１５１】
チューブ厚み３０μｍにおいては、製造時にシワを良好に取り除ける軸方向延伸量［％］は４％であったため、サンプルは、２％，４％の２種類作成した。
【０１５２】
計１７種類のサンプルの詳細な設定と、定着性評価結果と耐久性評価結果を表２に示す。実施例２−１から実施例２−７は、樹脂チューブの厚みは２０μｍ以下で、かつ樹脂チューブの結晶化度は５０％以下（４３％以上５０％以下）である。比較例２−１から比較例２−１０は、樹脂チューブの厚みは２０μｍ以上であるか、または結晶化度は５０％以上である。
【０１５３】
【表２】
0004902452.tif 000003
【０１５４】
定着性は、チューブ厚み１５μｍと２０μｍにおいて定着性２０［％］未満、判定ＯＫとなっており、チューブ厚み２５μｍと３０μｍにおいて定着性２０［％］以上、判定ＮＧとなっている。即ちチューブを薄膜化することによりトナーへの熱伝達効率が向上していることを示している。
【０１５５】
耐久性の○と×は、耐久試験による結果を示している。○は画像形成装置の寿命中にフッ素樹脂層の亀裂が発生しなかったことを示し、×は亀裂が発生したことを示す。この結果より、実施例２−１から実施例２−７は、定着性ＯＫと耐久性○の両者を満たしている。
【０１５６】
同結果をグラフ化したものを図１９に示す。グラフの横軸は、軸方向延伸工程でフッ素樹脂チューブを引っ張る量［％］、グラフの縦軸は結晶化度［％］を示している。プロットラインは、便宜上チューブ厚み１５μｍ，２０μｍ，２５μｍ，３０μｍと分けている。
【０１５７】
図１９において、チューブ厚み１５μｍ，２０μｍ，２５μｍ，３０μｍの各ラインは、単調増加傾向、即ち軸方向延伸工程でフッ素樹脂チューブを引っ張る程、結晶化度が増加する傾向を示している。また、延伸倍率を上げてフッ素樹脂チューブを薄くしてゆくと、結晶化度が上昇する傾向にあることがわかる。
【０１５８】
本評価結果により、フッ素樹脂層の亀裂の発生を防止するためには、フッ素樹脂の配向結晶化を押さえて、結晶化度５０％以下の定着スリーブを作ることが有効であることが分かる。
【０１５９】
本実施例の定着スリーブ１１３においては、結晶化度を５０％以下に抑える具体的な方法は、チューブ厚み２０μｍの場合に軸方向延伸工程でフッ素樹脂チューブ１２３を引っ張る量を５％以下（１％以上５％以下）にすることである。また、チューブ厚み１５μｍの場合には軸方向延伸工程でフッ素樹脂チューブ１２３を３％以下にすることである。
【０１６０】
以上述べたように、樹脂チューブ１２３の厚みを２０μｍ以下にすることにより、良好な定着性を得、かつ結晶化度を５０％以下に抑えることによって、耐久を通じてフッ素樹脂層１３３の亀裂の発生を防止することができる。従って、高い熱伝達効率と高耐久性を両立した定着スリーブを提供することが出来る。
【０１６１】
また、チューブ厚み１５μｍで、軸方向延伸量２％，３％，４％，６％，１０％の５種類と、チューブ厚み２０μｍで、軸方向延伸量［％］１％，２％，３％，４％，５％，６％，８％の７種類において、フッ素グリスを用いた加速試験を行った。
【０１６２】
評価結果を図２０に示す。グラフの横軸は、結晶化度［％］、グラフの縦軸は加速試験結果ｄ［ｍｍ］を示している。プロットラインは、実線がチューブ厚み２０μｍ、点線がチューブ厚み１５μｍである。
【０１６３】
図２０において、チューブ厚み２０μｍ，１５μｍの各ラインは、単調増加傾向、即ち結晶化度が増加するほど、フッ素樹脂の亀裂は発生しやすくなり、ｄの距離が大きくなっている。そして結晶化度４５％以下においては、ｄ＝０となり、チューブ亀裂は発生していない。本結果によれば、結晶化度を下げることにより、フッ素樹脂層に亀裂が発生しにくくなっていることが分かる。
【０１６４】
以上のデータより、定着装置の構成を変更した場合、フッ素樹脂層に必要な結晶化度の値は変化することがわかる。具体的には、定着スリーブの最小曲率半径ｒＭの値によって、下記（１）（２）（３）に示す例のようになる。
【０１６５】
（１）例えば、本実施例に示す定着装置Ｆ２においては、図１７に示すように、定着スリーブ１１３はＦ，Ｄ部において最小屈曲半径となり、その値はｒＭ＝５ｍｍである。一般的に、直径３０φ〜１８φ程度の定着スリーブと、平面板のヒータを用いて、数ｍｍ幅のニップ部を形成する定着装置においては、最小屈曲半径ｒＭは３ｍｍ〜６ｍｍの範囲となる。ｒＭ＝３ｍｍ〜６ｍｍの範囲であった場合、加速試験結果ｄの値は、ｄ＝ｒＭ×２＝６ｍｍ〜１２ｍｍにて割れが発生しないことが必要である。従ってｄ＝６ｍｍ以下を達成する必要があるため、結晶化度は５０％以下であることが望ましい。
【０１６６】
（２）定着スリーブの最小屈曲半径ｒＭ＝６ｍｍ以上であった場合、加速試験結果ｄの値は、ｄ＝ｒＭ×２＝１２ｍｍにて割れが発生しないことが必要である。従ってｄは１２ｍｍ以下、結晶化度は６０％以下のものまで使用することが可能である。ただし、定着装置の構成上ｒＭ＝６ｍｍ以上とする場合、定着スリーブの大径化、定着装置の大型化、ニップ幅を狭くする等の手段が必要である。
【０１６７】
（３）定着装置において、ニップ最下流にて定着スリーブの最小屈曲半径を小さくすると（図１７（ａ）のＦ部近傍）、フッ素樹脂層にトナーが残留しにくくなり、画像不良が発生しにくくなるなどのメリットがある。このメリットを生かせば更に高画質のトナー画像が得られる。結晶化度は４５％以下にすると、加速試験結果ｄの値は、ｄ＝０ｍｍにおいても割れが発生しないため、フッ素樹脂層は極端に小さな屈曲にも耐えることが出来る。従って、定着装置の設計自由度も増し、更に好ましい。結晶化度４５％以下を達成する手段としては、フッ素樹脂チューブ成形時の溶融温度を上昇させて配向を軽減する方法や、溶融状態のフッ素樹脂の射出条件を変化させて延伸倍率を下げ、配向を軽減する方法等が考えられる。ただし、結晶化度が４０％以下になると、フッ素樹脂チューブは柔らかくなって穴が開きやすくなったり、成形が困難になる傾向があるため、結晶化度は４０％〜４５％の範囲が好ましい。
【０１６８】
以上述べたように、定着装置の構成によって、フッ素樹脂層に必要となるフッ素樹脂チューブの結晶化度の値は異なる。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】画像形成装置の一例の構成模型図
【図２】実施例１に係る定着装置の一例の横断面構成模型図
【図３】定着ローラの製造方法を説明する図（１）
【図４】定着ローラの製造方法を説明する図（２）
【図５】定着ローラの製造方法を説明する図（３）
【図６】フッ素樹脂チューブの製造方法を説明する図
【図７】フッ素樹脂層に亀裂が発生した定着ローラを表わす図
【図８】画像不良の発生状況を説明する図
【図９】粉末Ｘ線解析装置を用いた結晶化度のデータを説明する図
【図１０】フッ素樹脂チューブサンプルの評価結果を表わすグラフ
【図１１】実施例２に係る定着装置の一例の横断面模型図
【図１２】定着スリーブの説明図
【図１３】定着スリーブの製造方法を説明する図（１）
【図１４】定着スリーブの製造方法を説明する図（２）
【図１５】フッ素樹脂層に亀裂が発生した定着スリーブを表わす図
【図１６】画像不良の発生状況を説明する図
【図１７】フッ素樹脂層の亀裂発生原因を説明する図
【図１８】フッ素グリスを用いた加速試験方法の説明図
【図１９】フッ素樹脂チューブサンプルの評価結果を表わすグラフ
【図２０】フッ素グリスを用いた加速試験の評価結果を表わすグラフ
【符号の説明】
【０１７０】
１‥定着ローラ、１ｂ‥ゴム層（弾性層）、１ｃ‥樹脂チューブ(表面層）、１１３‥定着スリーブ、１１３ｂ‥ゴム層（弾性層）、１１３ｃ‥樹脂チューブ(表面層）
【図１】
0004902452.tif 000004
【図２】
0004902452.tif 000005
【図３】
0004902452.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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