JP2005257862A - 定着部材、及び定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録部材上にトナー像を記録する電子写真方式等の定着プロセスにおいて、トナー像を記録材の起伏に左右される事無く、記録材上で均一につぶすように定着させ、記録材上の定着画像に濃度ムラをなくす事、および記録材の凹凸による定着性の悪化を防止することを目的とする。
【解決手段】定着部材１０の表層である離型性層１０ｃよりも下に位置する例えばプライマー層１０ｂなどに、熱伝導性が２．５Ｅ−２Ｗ／ｍｍＫ以上で粒径が５μｍ〜３０μｍである粗し粒子Ｐを混ぜ、プライマー層１０ｃを粗すことで、離型性層１０ｃの表面の表面粗さを粗くする。表面粗さとしては相対負荷長さで１０％、１．０μｍ）、８０％、２．５μｍ以上になるようにする。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば電子写真方式、静電記録方式等の作像プロセスを採用した画像形成装置に用いられる定着装置の定着部材に関し、特に作像プロセス部で記録材（転写材、印字用紙、感光紙、静電記録紙等）に転写方式あるいは直接方式で形成担持させた、目的の画像情報の未定着トナー像を熱定着処理して定着画像を形成するための加熱定着装置に用いられる定着部材、該定着部材を有する定着装置に関するものである。

従来、電子写真方式、静電記録方式等を採用する画像形成装置に具備される定着装置には、互いに圧接して回転する定着ローラと加圧ローラとで形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録材を通過させる、いわゆる熱ローラ方式（ローラ加熱方式）定着装置が広く用いられている。

図８に従来における熱ローラ方式定着装置の一例を示す。この定着装置は、内部にハロゲンランプ等の加熱体Ｈを挿入した定着部材としての定着ローラ（熱ローラ）１０と、加圧部材としての芯がねの周囲にシリコーンゴム等の弾性体を形成した加圧部材としての弾性加圧ローラ１１とを並行に配置、圧接し、加圧ローラを弾性変形させることで定着ニップ部Ｎを形成し、未定着トナー像を形成担持させた記録材Ｓを、該ローラ対１０・１１のニップ部Ｎを通過させることで熱および圧力によりトナー像を記録材に定着させる。

定着ローラ１０としては、例えば特許文献１に開示される層構成のものが使用されている。すなわち、アルミの中空芯がね１０ａの外面にプライマー層１０ｂ、さらにその外面に離型性及び耐熱性に優れた性能を示すポリテトラフルオロエチレン共重合体（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシテトラフルオロエチレン共重合体（ＰＦＡ）の如き離型性層１０ｃが形成されている。離型性層はチューブ状に形成された材料の被覆、あるいは静電スプレー、ディッピング塗工の如き塗工により形成されている。アルミの中空芯がね１０ａの内部に配設した加熱体Ｈとしてのハロゲンランプであり、不図示の電源からの通電により、中空がね内部から記録材上のトナーを融解させるのに十分な加熱を行う。

しかしながら、上記の従来の定着ローラ１０においては、記録材Ｓとして、表面の起伏が大きい紙の紙上のトナーに対しては、与える熱量が不均一になってしまうことがあった。すなわち紙表面の起伏で“山”に位置する部分では、定着ローラ表面とよく密着し熱及び圧力がよくかかるのに対して、“谷”に位置する部分では、定着ローラとの密着性が悪くなるため、それぞれの部分でのトナーのつぶれ具合が異なり、結果的に局所的な定着性の悪化や濃度ムラを引き起こすことがあった。とくにこのつぶれ具合の違いによる上記問題は、孤立ドットよりなるハーフトーン画像で顕著にみられる。

中空芯がね１０ａと離型性層１０ｃとの間にシリコーンゴムからなる弾性層を設けることで、定着ローラの紙凹凸に対する追随性を良くし、これにより紙表面の起伏が大きい紙に対しても均一に熱がかけられるようにすることができるが、この場合には、定着部材の熱容量増加にともない加熱定着装置の立ち上げ時に温調温度までに達するウェイトタイムの増加、消費電力の増加や定着ローラの部品コスト増加などの弊害が発生してしまう。また加熱定着装置の温調温度を上げることで紙表面の“谷”部に位置するトナーに与える熱量を増やすこともできるが、この場合“山”部のトナーが逆に加熱しすぎ気味になり、オフセットしやすくなる。また消費電力の増加や、加熱定着装置の一層の耐熱性が求められ、より耐熱グレードの高い材料の使用を余儀なくされることによるコストアップや、製品のスペックダウンなど諸々の弊害が発生してしまう。
特開２００２−４０８５６号公報

上記事情を鑑み、本発明は定着部材の熱容量増加や定着温調温度の上昇などといった弊害なく、前記のトナーと定着部材の密着性の違いによる、定着不良や濃度ムラの発生をなくすことを目的とする。

上記課題を解決するため、本出願にかかる発明は以下の構成を特徴とする。

（１）表面に離型性層を有する定着部材及び該定着部材に圧接して定着ニップを形成するための加圧部材を有し、未定着トナー像が形成された記録材を該定着ニップ間に通過させることにより、上記未定着トナー像を記録材上に定着画像として定着させる定着装置に用いられる定着部材において、離型性層の表面は、断面曲線で最大高さ（ＪＩＳＢ０６０１−１９８２）が３．０μｍ以上で、相対負荷曲線での相対負荷長さが１０％の所でのカッティング深さが１μｍ以上、且つ８０％の所でのカッティング深さが２．５μｍ以上ある表面起伏を有していることを特徴とする定着部材。

（２）離型性層の表面起伏は離型性層より下層の表面形状をあらすことで形成されたことを特徴とする（１）に記載の定着部材。

（３）離型性層より下層の表面形状のあらしは、研磨剤をブラストすることで形成されたことを特徴とする（２）に記載の定着部材。

（４）離型性層の表面起伏は該離型性層より下層の層中に粗し粒子を分散させたことで形成されたことを特徴とする（１）に記載の定着部材。

（５）粗し粒子は、熱伝導率が１０Ｗ／ｍｋ以上、平均粒径が３．５μｍ以上であることを特徴とする（４）に記載の定着部材。

（６）粗し粒子は、金属酸化物の不定形粒子よりなることを特徴とする（４）又は（５）に記載の定着部材。

（７）上記定着部材はロール形状に形成されていることを特徴とする（１）乃至（６）のいずれか一項に記載の定着部材。

（８）上記定着部材はベルト又はフィルム形状に形成されていることを特徴とする（１）乃至（７）のいずれか一項に記載の定着部材。

（９）定着部材及び該定着部材に圧接して定着ニップを形成するための加圧部材とを有し、未定着トナー像が形成された記録材を該定着ニップ間に通過させることにより、上記未定着トナー像を記録材上に定着画像として定着させる定着装置において、上記定着部材が（１）ないし（８）のいずれか一項に記載の定着部材であることを特徴とする定着装置。

すなわち上記（１）の第一の発明に係る定着部材は、離型性層の表面起伏を上記のように有することにより“山”部のトナーをつぶしすぎず、“谷”部のトナーを適度につぶすようになるため、定着性のムラ、濃度ムラを改善することが可能となる。

さらに上記（２）の第二の発明に係る定着部材は、離型性層より下層の層表面をあらすことで、表層の離型性層の離型性を損なうことなく、定着性のムラ、濃度ムラを改善することができる。

さらに上記（３）の第三の発明に係る定着部材は、理離型性層より下層の層表面を研磨剤のブラストによりあらすことで耐久性に優れた定着部材を提供できる。

さらに上記（４）の第四の発明に係る定着部材は、離型性層より下層の層中に粗し粒子をいれることで製造上容易にかつ表層の離型性層の離型性を損なうことなく、定着性のムラ、濃度ムラを改善することができる。

さらに上記（５）の第五の発明に係る定着部材は、粗し粒子の熱伝導度、粒径を上記のようにすることでさらに“谷”部への熱伝導度を上げることができ、定着性のムラを第一、第二の発明よりもさらに改善することができる。

さらに上記（６）の第六の発明に係る定着部材は、粗し粒子として上記部材を用いることで耐久安定性に優れた定着部材を提供できる。また不定形粒子を用いる事で球形など定型粒子を用いる場合と比べてより安価に製造する事が出来る。

さらに上記（７）の第七の発明に係る定着部材は、定着ムラと濃度ムラを両立した定着部材を提供するにあたり、装置の高速化をする上で望ましい。

さらに上記（８）の第八の発明に係る定着部材は、定着ムラと濃度ムラを両立した定着部材を提供するにあたり、伝熱効率のより高い定着部材を提供する上で望ましい。

さらに上記（９）の第九の発明に係る定着装置は、上記第一乃至第八の定着部材を用いた定着装置であり、これにより定着ムラと濃度ムラを両立した定着装置を提供することができる。

要するに、本発明においては、定着ローラや定着フィルム等の定着部材の表面粗さを粗くする。粗さとしては表面の断面曲線において最大高さ（ＪＩＳＢ０６０１−１９８２）が３．０μｍ以上、相対負荷長さが１０％−１．０μｍ以上、８０％−２．５μｍ以上に設定する。また粗しかたとして熱電動性の高い金属酸化物の粒子をまぜて粗くする。これにより、ＰＢＳパターンなどのハーフトーンのガサツキ対策および定着性の向上がなされる。上記範囲を外れると、すなわち、最大高さが３．０μｍよりも小さく、また相対負荷長さが１０％−１．０μｍよりも小さく、８０％−２．５μｍよりも小さいと、所期の効果が得られない。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施例にのみ限定されるものではない。

（１）画像形成装置例
図１は本実施例における画像形成装置の概略構成図である。本実施例の画像形成装置は、電子写真方式の画像形成装置であり、静電潜像を表面に担持する像担持体である感光ドラム１と、感光ドラム１を一様に負に帯電する帯電手段である帯電器２と、帯電された感光ドラム１に光Ｌを照射して静電潜像を形成する静電潜像形成手段である露光手段３と、感光ドラム１上に現像剤のトナーを供給して静電潜像を顕像化する現像手段としての現像装置４と、顕像化された静電潜像であるトナー像を紙等の記録材Ｓに転写する転写手段である転写ローラ６と、一対のローラからなり、転写ローラ６へ記録材Ｓを挟持搬送する記録材供給手段であるレジストローラ５と、転写後に感光ドラム１上に残る転写残トナーを除去するクリーニング手段であるブレード７と、トナー像を担持した記録材を次段へ搬送する搬送系８と、トナー像を記録材に定着する定着装置２０とを有している。

作像動作を説明する。本実施例の画像形成装置のプロセススピードは９０ｍｍ／Ｓｅｃ、Ａ４紙を毎分１４枚プリントできる。感光ドラム１は矢印の時計方向に所定の速度にて回転駆動され、帯電器２によって一様にマイナス帯電され、露光手段３による光像露光Ｌにより感光ドラム１の表面には潜像が形成される。この潜像は、マイナスに帯電するトナーを用いる現像装置４によりトナー像として反転現像（可視化）される。一方、不図示の給紙機構部から記録材（転写材）Ｓが１枚分離給送され、レジストローラ５の位置で一時待機状態にされる。レジストローラ５は所定の制御タイミングにおいて回転駆動されて一時待機状態の記録材Ｓを挟持搬送して、感光ドラム１と転写ローラ６との当接部である転写ニップ部Ｔに給送する。レジストローラ５の駆動制御タイミングは、回転する感光ドラム上のトナー像の先端部が転写ニップ部Ｔに到達したとき記録材Ｓの先端部も転写ニップ部Ｔに丁度到達する状態になるタイミングである。転写ニップ部Ｔに給送された記録材Ｓは、転写ニップ部Ｔを挟持搬送され、転写ローラ６に印加した、トナーの帯電極性とは逆極性のプラスの転写バイアスによる電界により、感光ドラム１側のトナー像の静電転写を順次に受ける。転写ニップ部Ｔを出た記録材Ｓは感光ドラム１の面から分離されて、搬送系８で定着装置２０へ導入されてトナー画像の定着処理を受け、画像形成物として機外に排紙される。記録材分離後の感光ドラム１面はクリーニング手段であるブレード７によってクリーニングされて次の画像形成工程に備える。

（２）定着装置２０
本実施例における定着装置２０は熱ローラ方式定着装置である。図２はその概略図である。

１０は定着部材としての定着ローラ（熱ローラ）、１１は加圧部材としての加圧ローラである。定着ローラ１０と加圧ローラ１１は上下に並行に配列して所定の押圧力で圧接させて、所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させている。また定着ローラ１０と加圧ローラ１１は矢印の方向に所定の速度にて回転駆動される。

定着ローラ１０は、外径３０ｍｍ、肉厚２ｍｍのアルミニウム円筒状の芯がね１０ａ上に、粗し粒子を有するが約７μｍ厚のプライマー層１０ｂと、さらにその上に約１２μｍ厚のフッ素樹脂の離型性層１０ｃを有している。また、内部には加熱体として、ハロゲンヒータＨが配設されている。給電回路１００からハロゲンヒータＨに電力が供給され、該ハロゲンヒータＨの発熱で定着ローラ１０が内側から加熱される。この定着ローラ１０の表面温度がサーミスタ等の検温素子ＴＨで検温されてその電気的検温情報が制御回路１０１に入力する。制御回路１０１は検温素子ＴＨから入力する検温情報が所定の定着温度に維持されるように給電回路１００からハロゲンヒータＨに供給される電力を制御して定着ローラ１０の温度を温調する。

１２は定着ローラ１０に対するバイアス印加電源であり、定着ローラ１０の芯がね１０ａに抵抗１３を介して、トナーの帯電極性（マイナス）と同極性の−５００Ｖの電圧を印加できる構成になっている。このバイアス印加により記録材Ｓ側から定着ローラ１０側へのトナーのオフセットが静電的に防止される。

加圧ローラ１１は外径２４ｍｍで、外径１２ｍｍの芯がね１１ａ上に導電性シリコーンスポンジの弾性層１１ｂを設け、定着に十分な熱量を与えるだけのニップを定着ローラ１０に圧接することで形成するように設けられている。また、加圧ローラ１１の最外層は３０μｍ厚のＰＦＡチューブ１１ｃで形成され、離型性を向上させている。

９は定着ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向上流側に配設した記録材入り口ガイド板であり、定着ニップ部への記録材Ｓの進入位置を決定して紙シワ等を防止する。

１６は定着ニップ部Ｎよりも記録材下流側に配設した記録材搬送ローラであり、定着ニップ部Ｎから不図示の排紙トレーへと記録材Ｓを案内する。この搬送ローラ１６は導電性のプラスチックによって形成されており、アースに接続されている。

転写ニップ部Ｔで感光ドラム１側からトナー像の転写を受けた記録材Ｓは搬送系８及び入り口ガイド板９を通って定着装置２０の定着ニップ部Ｎに案内され、定着ニップ部Ｎにて挟持搬送されながら定着ローラ１０と加圧ローラ１１により加熱及び加圧されてトナー像の定着が行われる。定着ローラ１０では、前述した加熱体であるハロゲンランプＨが給電回路１００からの通電により、芯がねであるアルミニウム円筒１０ａ内部から記録材Ｓ上のトナーを融解させるための加熱を行う。定着温調温度としては、２０℃／３０％環境で８０ｇ／ｍ^２紙上に５ｍｍ角のベタ画像が定着できるような温調温度として設定される。より具体的には５ｍｍ角を１．９６Ｎ（２００ｇｆ）の力でシルボン紙で５ｍｍ角の定着画像をこする前後での濃度をマクベス濃度計で測定しその低下率が２５％以内になるように１８０℃に設定した。

（２）定着部材の表面起伏
本実施例における定着部材である定着ローラ１０は、前記したように、外径３０ｍｍ、肉厚２ｍｍのアルミニウム円筒１０ａ上に、粗し粒子を有する約７μｍ厚のプライマー層１０ｂ、さらにその上に約１２μｍ厚のフッ素樹脂の離型性層１０ｃを有している。図３は上記層構成の模式図である。

プライマー層１０ｂは、フッ素系の樹脂からなり、導電性をもたせるためのカーボンブラックと、粗し粒子Ｐが分散されている。そのため粗し粒子Ｐの形状にあわせて中間層であるプライマー層１０ｂに凹凸が形成されるとともに、その影響は定着ローラ表面層である離型性層１０ｃの表面にも凹凸となって現れる。

離型性層１０ｃは、離型性に優れた性能を示すポリテトラフルオロエチレン共重合体（ＰＴＦＥ）、及びパーフルオロアルコキシテトラフルオロエチレン共重合体（ＰＦＡ）が７：３の割合で混合して形成された層である。

より詳しくは、離型性層１０ｃは、ＰＴＦＥおよびＰＦＡを７：３の割合で混合し形成した水性ディスパージョン（水分散液）に、中抵抗粒子である酸化チタン粒子３０質量％を混合撹拌し、上記アルミ芯金１０ａにディッピング塗工した後乾燥、焼き付けを行うことにより、およそ１２μｍの厚みに形成された層である。なお、酸化チタン粒子は、平均粒子径が０．４μｍであり、表面をＡｌ_２Ｏ_３で親水化処理した酸化チタン粒子を使用した。

ここで、粒子の粒径測定法として、いくつかの方法が知られているが、本発明においては、レーザー顕微鏡を用いた測定を行った。具体的には粉体のサンプルを平面状の試料台に載せ、レーザー顕微鏡（キーエンス製ＶＫ９５００）で粒子を観察しながら、粒子各々の最大高さ（試料台の平面から垂直方向の高さの最大値）を測定し、任意に選定した粒子１００個の最大高さの平均値を平均粒径として測定した。

離型性層１０ｃは、上記酸化チタン粒子を上記共重合体中に分散することにより、定着ローラ１０の表面抵抗をコントロールする。本実施例では概ね、表面抵抗値；１．５×１０^７Ω、体積抵抗値；８．２×１０^１３Ωｃｍに設定した。

以下、実際に本実施例において、濃度低下率およびハーフトーン画像の濃度ムラに対する効果を粗し粒子Ｐを振った以下の具体例をもとに説明する。

定着性の評価は１５℃／２０％の環境でPloverBond７５ｇ／ｍ^２紙に１ｄ１Ｓ横線のハーフトーン画像を５ｍｍ角に印字したパターンを用いて評価した。また定着条件をそろえるために具体例と比較例の両者の定着ローラ１０のプライマー層１０ｂ及び離型性層１０ｃの膜厚は同じにしてある。また濃度ムラには図４に示す孤立ドットのハーフトーンパターンをＮＰＩ上質紙１２８ｇ／ｍ^２Ａ４サイズに印字して評価した。

（具体例１）
粗し粒子Ｐとして平均粒径１５μｍ（不定形）、熱伝導率が３．６Ｅ−２Ｗ／ｍｍＫの酸化アルミニウムを１５％（Ｗｔ）用いた離型性層１０ｃの表面の粗さが、断面曲線で最大高さＲｍａｘ（ＪＩＳＢ０６０１―１９８２、以下すべて最大高さと略記する）４．３μｍ、相対負荷曲線での相対負荷長さは、１０％の所でのカッティング深さが２．９μｍ、８０％の所でのカッティング深さが３．７μｍである定着ローラを用いた場合である。

ここで、本発明における表面粗さはすべて小坂研究所表面粗さ計サーフコーダーＳＥ３５００を用い、カットオフを０．８ｍｍ、測定長を２．５ｍｍとして測定を行った。

（具体例２）
粗し粒子Ｐとして平均粒径１５μｍ、熱伝導率が１．２Ｅ−３Ｗ／ｍｍＫであるガラスビーズを１０％（ｗｔ）用いた離形性層表面の粗さが最大高さ４．３μｍ、相対負荷長さで１０％−３．０μｍ、８０％−３．８μｍである定着ローラを用いた場合である。

（具体例３）
粗し粒子Ｐとして平均粒径７μｍ（不定形）、熱伝導率が３．６Ｅ−２Ｗ／ｍｍＫの酸化アルミニウムを１５％（Ｗｔ）もちいた離型性層表面の粗さが最大高さ３．４μｍ、相対負荷長さで１０％−１．８５μｍ、８０％−３．０μｍである定着ローラを用いた場合である。

（比較例１）
プライマー層１０ｂに粗し粒子Ｐを混ぜない定着ローラで離形性層１０ｃの粗さが最大高さ２．３μｍ、相対負荷曲線で１０％−０．９μｍ、８０％−１．９μｍを用いた場合である。

（比較例２）
粗し粒子Ｐとして平均粒径１５μｍの酸化アルミニウム（不定形粒子）を５％（Ｗｔ）もちいた離型性層１０ｃの表面の粗さが最大高さ２．８μｍ、相対負荷長さで１０％−０．９μｍ、８０％−２．４μｍである定着ローラを用いた場合である。

上記の具体例１〜３及び比較例１・２の各定着ローラを用いた定着装置の効果の結果を表１に示す。

定着性も濃度一様性も最も良好な「具体例１」はおもに中高速機（１２０ｍｍ／Ｓｅｃ以上のプロセススピード）で使われる。「具体例１」や「具体例３」から表面があれた定着ローラ（熱ローラ）でも熱伝導性が（１０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する特性）の粗し粒子Ｐを用いることで定着性も良化する効果あることがわかる。

逆にあれた表面でも「具体例２」のように熱伝導性が低い場合は濃度一様性に効果はあっても、定着性においては効果が無い。このような定着ローラは定着性のマージンが確保しやすい比較的に低速８５ｍｍ／Ｓｅｃ以下のプロセススピードを有する機械で使う事が出来る。

また「具体例３」は「具体例１」と「具体例２」の中間の特性を有し、中速機（８５から１２０ｍｍ／Ｓｅｃ）に用いられる。

表１の具体例１〜３と比較例１・２の対比から表面粗さが最大高さ３μｍ、相対負荷長さで１０％−１．０μｍ以上、８０％−２．５μｍ以上である特性の定着ローラ１０を用いることで濃度一様性に対して効果があることが判る。

図５は本実施例における定着装置３０の概略構成図である。本実施例の定着装置３０は、特にスタンバイ時に加熱定着装置に電力を供給せず、消費電力を極力低く抑えるため、ヒータ部と加圧ローラの間に定着部材として薄い定着フィルム６３を介して記録材Ｓ上のトナー像を定着するフィルム加熱定着方式による加熱定着方法を採用したことを特徴とする。

この定着装置３０は、ステイホルダー（支持体）６２と、ステイホルダー６２に固定支持させた加熱体（以下ヒータと記す）６１と、不図示の加圧手段（定着部材に向けて付勢するスプリング等の弾性部材など）により圧接される加圧部材である加圧ローラ１１と、耐熱性の定着部材である薄肉フィルム製の定着フィルム６３と、ヒータ６１の温度を検知する温度検知手段６４とを有し、ヒータ６１と加圧ローラ１１の間に定着フィルム６３を挟んで所定の幅の定着ニップ部Ｎを形成している。

加熱体としてのヒータ６１には一般にセラミックヒータが使用される。このセラミックヒータは、例えばアルミナ等の電気絶縁性、良熱伝導性、低熱容量のセラミック基板の表面（定着フィルム６３と対面する側の面）に基板長手方向（図面に垂直の方向）に沿って銀パラジューム（Ａｇ／Ｐｄ）、窒化タンタル（Ｔａ_２Ｎ）等の通電発熱抵抗層をスクリーン印刷等で形成具備させ、さらに発熱抵抗層形成面を薄肉のガラス保護層で覆ってなるものである。

ステイホルダー６２は、例えば耐熱性プラスチック製部材より形成され、定着ニップ部Ｎと反対方向への放熱を防ぎ、ヒータ６１を保持すると共に定着フィルム６３の搬送ガイドも兼ねている。

定着フィルム６３は不図示の駆動手段あるいは加圧ローラ１１の回転力により、定着ニップ部Ｎにおいてヒータ６１面及び加圧ローラ１１面に密着、摺動しつつ矢印の方向に搬送移動される、円筒状あるいはエンドレスベルト状、若しくはロール巻きの有端ウェブ状の部材である。定着フィルム６３は、定着ニップ部Ｎにおいてヒータ６１の熱を効率よく被加熱材としての記録材Ｓに与えるため、厚みは２０〜８０μｍとかなり薄くしている。

また、定着フィルム６３はヒータ６１に対して摺擦しながら回転するので、定着フィルム３とヒータ６１との間の摩擦抵抗を小さく抑える必要があり、定着フィルム６３及びヒータ６１や、定着フィルム６３に接触するおそれのあるステイホルダー６２の表面の間には耐熱性の高いグリース等の潤滑剤を介在させてある。

図６に定着フィルム６３の構成を示す。定着フィルム６３はフィルム基層６３ａ、導電性プライマー層６３ｂ、及び離型性層６３ｃの三層で構成されており、フィルム基層６３ａ側がヒータ６１側であり、離型性層６３ｃが加圧ローラ１１側である。

フィルム基層６３ａは絶縁性の高いポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ等であり、耐熱性、高弾性を有しており、厚み１５〜６０μｍ程度で形成され、定着フィルム６３全体の引裂強度の機械的強度を保っている。

導電性プライマー層６３ｂは、ポリアミド樹脂とフッ素樹脂のディスパージョンを混合したものにカーボンブラックと粗し粒子を分散し、ディッピングにて形成される。層自体の厚みが４〜８ミクロン程度のため、層中に粗し粒子Ｐが分散し、層表面には粒子Ｐのあたまが突出している構造となっている。よって離型性層の表面には図３に示す実施例１の定着ローラ１０の表面と同様の起伏ができる。ここで導電性プライマー層６３ｂには、オフセットや尾引き防止のために定着フィルム６３と記録材裏面との間に電界を作る目的で、不図示のバイアス電源と接続され、トナーの帯電極性（マイナス）と同極性の−５００Ｖの直流バイアスが印加される。もしくはマイナスの電位が得られるようダイオード接続や、１０ＭΩ程度の抵抗を介してグランドに接続される。

離型性層６３ｃは、実施例１と同様、ＰＴＦＥおよびＰＦＡを７：３の割合で混合した水性ディスパージョンに、実施例１と同様の親水化処理酸化チタン粒子を３０質量％分散し、ディッピング塗工により形成されている。

この定着フィルム６３の表面粗さを測定した所、相対負荷長さで１０％−２．８μｍ、８０％−３．６５μｍであった。

ヒータ６１は通電発熱抵抗層に通電されることにより通電発熱抵抗層が発熱してセラミック基板、ガラス保護層を含むヒータ全体が急速昇温する。このヒータ６１の昇温がヒータ背面に設置された温度検知手段６４で検知されるヒータ温度が所定のほぼ一定温度（定着温度）に維持されるように通電発熱抵抗層に対する給電を制御する。すなわちヒータ６１は所定の定着温度に加熱、温調される。

ヒータ６１を所定の温度に加熱、温調させ、定着フィルム６３を矢印の方向に搬送移動させた状態において、定着ニップ部Ｎの定着フィルム６３と加圧ローラ１１との間に被加熱材としての未定着トナー像を形成担持させた記録材Ｓを導入すると、記録材Ｓは定着フィルム６３の面に密着して定着フィルム６３と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送される。

この定着ニップ部Ｎにおいて、記録材、トナー像がヒータ６１により定着フィルム６３を介して加熱されて記録材上のトナー像が加熱定着され、定着ニップ部Ｎを通った記録材部分は定着フィルム６３の面から剥離して搬送される。

実際に、本実施例の効果を以下の具体例を用いて説明する。定着性（濃度低下率）、およびハーフトーン画像の濃度ムラを調べた結果を以下に示す。定着性の評価は１５℃／２０％の環境でPloverBond７５ｇ／ｍ^２紙に１ｄ１Ｓ横線のハーフトーン画像を５ｍｍ角に印字したパターンを用いて評価した。

（具体例１）
粗し粒子Ｐとして平均粒径１５μｍ（不定形）、熱伝導率が３．６Ｅ−２Ｗ／ｍｍＫの酸化アルミニウムを１５％（Ｗｔ）もちいた離型性層表面の粗さが最大高さＲｍａｘ（ＪＩＳＢ０６０１―１９８２、以下すべて最大高さと略記する）４．３μｍ、断面曲線で相対負荷長さは１０％の所でのカッティング深さ２．９μｍ、８０％の所でのカッティング深さ３．７μｍである定着フィルム６３を用いた場合である。

（具体例２） 粗し粒子Ｐとして平均粒径１５μｍ、熱伝導率が３．６Ｅ−２Ｗ／ｍｍＫである酸化アルミニウムを８％（ｗｔ）用いた離形性層表面の粗さが最大高さ３．３μｍ、相対負荷長さで１０％−１．５μｍ、８０％−３．０μｍである定着フィルム６３を用いた場合である。

（具体例３）
粗し粒子Ｐとして平均粒径１５μｍ、熱伝導率が１．２Ｅ−３Ｗ／ｍｍＫであるガラスビーズを１０％（ｗｔ）用いた離形性層表面の粗さが最大高さ４．３μｍ、相対負荷長さで１０％−３．０μｍ、８０％−３．８μｍである定着フィルム６３を用いた場合である。

（比較例）
粗し粒子Ｐを用いない以外は具体例２と同じ材質であり、プライマー層に粗し粒子を混ぜていないフィルム離形性層の粗さが最大高さで２．２μｍ、相対負荷曲線で１０％−０．９μｍ、８０％−１．８μｍを用いた場合を載せておく。

ここで定着条件をそろえるために具体例と比較例の両フィルムのフィルム膜厚は同じ値、ベース層＝５５μｍ、プライマー層＝５μｍ、及び離型層１２μｍにした。

以上の結果から、表面粗さが最大高さ３．０μｍ以上、相対負荷長さで１０％−１．０以上μｍ、８０％−２．５μｍ以上である特性の定着フィルム６３を用いることで濃度一様性にたいして非常に効果があることが判る。

また、具体例３の結果から表面粗さが上記特性を満たしていても、熱伝導性の低い粗し粒子を用いると、定着性が悪い事が判る。逆に熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上の特性を有する粗し粒子を用いる事で定着性が良化することがわかる。具体例３のようなフィルムは定着性のマージンが構成として確保しやすい比較的低速のプロセススピードを有する機種（８５ｍｍ／Ｓｅｃ以下）で使う事が出来る。

また、具体例１のように定着性も濃度一様性も良いものは濃度一様性や定着性の確保が厳しい、高速の機種でもちいると良い。

また、酸化アルミニウムの粗し粒子Ｐとして不定形ではなく球形のものをもちいてもよいが、球形のものよりも不定形の方が耐久が進み、離形性層が磨耗したときに剥がれにくい効果を有するとともに、一般に材料コストが低コストである。また粗し粒子Ｐの電気的特性として導体のものをもちると、耐久が進み離形性層の磨耗が進むと粗し粒子を介して、記録紙Ｓ上のトナーを保持する電荷がプライマー層にリークし、いわゆる静電オフセットの弊害が発生してしまうため粗し粒子としては絶縁性のものが望ましい、とくに絶縁性があり熱伝導度が高く、高温でも物性が安定している金属酸化物（酸化アルミや酸化チタン）、金属窒化物（チッカアルミ）などが望ましい。

本実施例では実施例１と同じ熱ローラ方式定着装置を用いる。定着ローラ（熱ローラ）が異なる以外は基本構成は全く同様であるため、構成の説明は省略する。本実施例の特徴は実施例１のものよりも耐久性にすぐれた定着ローラを提供する事にある。実施例１の定着ローラでは耐久が進むに連れ、粗し粒子Ｐが露出しやすくなり、粗し粒子Ｐの剥離や表層の離型性が低下することあったが、本実施例では粗し粒子を使用しないため、これを回避できる。

本実施例の構成の特徴は、定着ローラ表面の起伏を、定着ローラの中空芯がね上を直接あらすことにより形成した所にある。本実施例で用いた定着ローラを図７をもとに説明する。

本実施例の定着ローラ２１０は、表面の荒れた中空のアルミの芯がね２１０ａを用いている。芯がね２１０ａは実施例１の定着ローラ１０の芯がね１０ａに対して研磨材を吹き付ける事で表面をあらしている。本実施例では研磨剤として粒径３０μｍ球形のアルミ粒子を水の中に分散させ、距離２００ｍｍの位置から、噴射水圧２９．４Ｎ（３ｋｇｆ）／ｃｍ^２でガンによる吹き付けを行い形成した。この表層に対して実施例１と同材質で粗し粒子を有さないプライマー層２１０ｂと離型性層２１０ｃを実施例１と同じ厚さに形成した。

これにより定着ローラ２１０の表面の粗さは最大高さ３．４μｍ、相対負荷長さで１０％−１．８μｍ、８０％−３．０μｍであった。

本実施例の定着ローラ２１０を用いて孤立ドットハーフトンの濃度一様性を調べた結果、濃度一様性は実施例１の比較例１と比して良好であった。なおここでの濃度一様性の評価も実施例１、２と同様の方法で行った。

［その他］
１）本発明において、定着部材の形態はローラ体や円筒体に限られず、可撓性のエンドレスベルト体、ロール巻きにした長尺の有端のウエブ状部材等であってもよい。

２）また、定着部材の加熱形態は内部加熱方式に限られず、外部加熱方式とすることもできるし、定着部材自体を電磁誘導発熱させる加熱方式等であってもよい。

３）加圧部材もローラ体に限られず、回動するエンドレスベルト体等の形態にすることができる。

実施例１における画像形成装置の概略図 実施例１の熱ローラ方式定着装置の概略図 定着ローラの層構成を示す拡大断面模型図 実施例の濃度ムラ効果確認に用いた孤立ドットのハーフトーンパターンの図 実施例２のフィルム加熱方式定着装置の概略図 定着フィルムの層構成を示す拡大断面模型図 実施例３における定着ローラの層構成を示す拡大断面模型図 従来例の熱ローラ方式定着装置の概略図

符号の説明

１・・・感光ドラム、２・・・帯電器、３・・・露光手段、４・・・現像装置、５・・・レジストローラ、６・・・転写ローラ、７・・・ブレード、８・・・搬送系、９・・・入口ガイド板、１０・・・定着ローラ、１０ａ・・・アルミニウム円筒（定着ローラ芯がね）、１０ｂ・・・離型性層、１１・・・加圧ローラ、１１ａ・・・芯がね、１１ｂ・・・弾性層、１１ｃ・・・ＰＦＡチューブ、１２・・・バイアス電源、１３・・・抵抗、１６・・・搬送ローラ、２０・・・定着装置、６１・・・加熱体、６２・・・ステイホルダー、６３・・・薄肉フィルム（定着フィルム）、Ｐ・・・粗し粒子

Claims (9)

1. 表面に離型性層を有する定着部材及び該定着部材に圧接して定着ニップを形成するための加圧部材を有し、未定着トナー像が形成された記録材を該定着ニップ間に通過させることにより、上記未定着トナー像を記録材上に定着画像として定着させる定着装置に用いられる定着部材において、離型性層の表面は、断面曲線で最大高さ（ＪＩＳＢ０６０１−１９８２）が３．０μｍ以上で、相対負荷曲線での相対負荷長さが１０％の所でのカッティング深さが１μｍ以上、且つ８０％の所でのカッティング深さが２．５μｍ以上ある表面起伏を有していることを特徴とする定着部材。
2. 離型性層の表面起伏は離型性層より下層の表面形状をあらすことで形成されたことを特徴とする請求項１に記載の定着部材。
3. 離型性層より下層の表面形状のあらしは、研磨剤をブラストすることで形成されたことを特徴とする請求項２に記載の定着部材。
4. 離型性層の表面起伏は該離型性層より下層の層中に粗し粒子を分散させたことで形成されたことを特徴とする請求項１に記載の定着部材。
5. 粗し粒子は、熱伝導率が１０Ｗ／ｍｋ以上、平均粒径が３．５μｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載の定着部材。
6. 粗し粒子は、金属酸化物の不定形粒子よりなることを特徴とする請求項４又は５に記載の定着部材。
7. 上記定着部材はロール形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の定着部材。
8. 上記定着部材はベルト又はフィルム形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の定着部材。
9. 定着部材及び該定着部材に圧接して定着ニップを形成するための加圧部材とを有し、未定着トナー像が形成された記録材を該定着ニップ間に通過させることにより、上記未定着トナー像を記録材上に定着画像として定着させる定着装置において、上記定着部材が請求項１ないし８のいずれか一項に記載の定着部材であることを特徴とする定着装置。