6961123 定着装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6961123

(24)【登録日】2021年10月14日

(45)【発行日】2021年11月5日

(54)【発明の名称】定着装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20211025BHJP

   F16C 13/00 20060101ALI20211025BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/20 515

   F16C13/00 A

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2021-501651(P2021-501651)

(86)(22)【出願日】2019年12月27日

(86)【国際出願番号】JP2019051384

(87)【国際公開番号】WO2020170609

(87)【国際公開日】20200827

【審査請求日】2021年6月10日

(31)【優先権主張番号】特願2019-26438(P2019-26438)

(32)【優先日】2019年2月18日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004385

【氏名又は名称】ＮＯＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109380

【弁理士】

【氏名又は名称】小西 恵

(74)【代理人】

【識別番号】100109036

【弁理士】

【氏名又は名称】永岡 重幸

(74)【代理人】

【識別番号】100125335

【弁理士】

【氏名又は名称】矢代 仁

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 雅也

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 憲司

(72)【発明者】

【氏名】根本 亘

(72)【発明者】

【氏名】向井 秀知

【審査官】 山下 清隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１８−１０６０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１５４２８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３０７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０９０４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０５６６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−０８４８１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−１３６４１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３１６５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２５０３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１２１６２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−００４０５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／２０

Ｆ１６Ｃ １３／００

Ｇ０３Ｇ １５／００

Ｇ０３Ｇ ２１／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラスに帯電されたトナー像が形成されたシートに回転しながら接触して、前記トナー像を前記シートに定着させる、筒状の定着装置であって、
金属製の筒状の基材と、
前記基材の外周に被覆されたゴム層と、
前記ゴム層の外周に被覆された接着層と、
前記接着層の外周に被覆された樹脂製の表層と
を有し、
前記定着装置の厚さ方向での単位面積あたりの静電容量Ｃ／Ａと前記定着装置の厚さ方向での単位面積あたりの電気抵抗Ｒ／Ａの積Ｃ・Ｒ／Ａ^２が２．７×１０^−４ＦΩ／ｃｍ^４以上、５．９×１０^−４ＦΩ／ｃｍ^４以下であることを特徴とする定着装置。

【請求項2】

前記定着装置の厚さ方向での単位面積あたりの電気抵抗Ｒ／Ａは、３．２×１０^７Ω／ｃｍ^２以上、７．２×１０^７Ω／ｃｍ^２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】

前記接着層は、フッ素樹脂を含む
ことを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。

【請求項4】

前記接着層は、非導電性フッ素樹脂を含む
ことを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。

【請求項5】

前記接着層は、フッ素樹脂系の接着剤から形成された単一の層である
ことを特徴とする請求項３または４に記載の定着装置。

【請求項6】

前記接着層は、前記ゴム層の外周面に密着させられたフッ素樹脂系の接着剤から形成された内側層と、前記内側層の外周面に密着させられ前記表層の内周面に密着させられた非導電性シリコーンゴム系の接着剤から形成された外側層を有する
ことを特徴とする請求項３または４に記載の定着装置。

【請求項7】

前記表層の表面が−１ｋＶに帯電されて帯電終了時点から１２０秒経過後の電荷減衰量ΔＶが０．２０ｋＶ以上、０．２５ｋＶ以下である
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の定着装置。

【請求項8】

前記表層は、絶縁性パーフルオロアルコキシフッ素樹脂から形成されている
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の定着装置。

【請求項9】

前記ゴム層は、非導電性シリコーンゴムから形成されている
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の定着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子写真方式を利用した画像形成装置の定着器で使用される定着装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真方式を利用した画像形成装置（例えば、複写機、プリンター）の定着器は、移動するシート上の帯電トナーをシートに対して加圧して定着させる。このため、定着器は、一対のロール（定着ロールと加圧ロール）または定着ベルトと加圧ロールを有する。定着ベルトと加圧ロールを有するタイプの定着器では、定着ベルトと加圧ロールの間のニップをシートが通過する間に、トナーがシートに定着させられる（特許文献１）。このタイプでは、定着ベルトは、定着ロールまたは定着パッドによって加圧ロールに向けて押圧され、トナーを加熱することにより溶融する。定着ベルトは、加熱装置によって再加熱され、高い温度を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８−１３６４１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

定着器の使用において、ニップをシートが通過する間に、トナー像が過不足なく、シートに定着することが望ましい。しかし、静電気の発生により、シート上に余計なトナーが吸着されたり、逆にシートからトナーが弾き飛ばされたりすることがある。このような現象は、静電オフセットと呼ばれ、形成される画像の乱れを引き起こす。

【0005】

静電オフセットを抑制する対策は、例えば特許文献１に記載されているように、試みられている。

【0006】

プラスに帯電されることでシートに付着したトナーをシートに定着させる定着装置について、静電オフセットをさらに有効に抑制することが望まれている。

【0007】

そこで、本発明は、静電オフセットを有効に抑制することが可能である、プラスに帯電されたトナー像をシートに定着させる定着装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のある態様に係る定着装置は、プラスに帯電されたトナー像が形成されたシートに回転しながら接触して、前記トナー像を前記シートに定着させる、筒状の定着装置であって、金属製の筒状の基材と、前記基材の外周に被覆されたゴム層と、前記ゴム層の外周に被覆された接着層と、前記接着層の外周に被覆された樹脂製の表層とを有する。前記定着装置の厚さ方向での単位面積あたりの静電容量Ｃ／Ａと前記定着装置の厚さ方向での単位面積あたりの電気抵抗Ｒ／Ａの積Ｃ・Ｒ／Ａ^２が１．１×１０^−３ＦΩ／ｃｍ^４未満である。

【0009】

この態様においては、誘電緩和時間が十分に短いことにより、電界の除去後の高い分極状態が低い分極状態に迅速に変化し、静電オフセットを有効に抑制することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係る定着装置を備える定着器の一例を示す概略断面図である。

【図2】実施形態に係る定着装置を備える定着器の他の一例を示す概略断面図である。

【図3】実施形態に係る定着装置の一部の断面図である。

【図4】他の実施形態に係る定着装置の一部の断面図である。

【図5】実施形態に係る定着装置を製造する工程を示す概略図である。

【図6】図５の工程の後の工程を示す概略図である。

【図7】図６の工程の後の工程を示す概略図である。

【図8】図７の工程の後の工程を示す概略図である。

【図9】図８の工程の後の工程を示す概略図である。

【図10】図９の工程の後の工程を示す概略図である。

【図11】図１０の工程の後の工程を示す概略図である。

【図12】定着装置の各種のサンプルの諸元を示す表である。

【図13】定着装置の層の材料の電気的特性を示す表である。

【図14】実施形態に係る定着装置の厚さ方向での電気抵抗および静電容量を測定する方式を示す概略図である。

【図15】実施形態に係る定着装置の表層での電荷減衰量を測定する方式を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る実施形態を説明する。図面の縮尺は必ずしも正確ではなく、一部の特徴は誇張または省略されることもある。

【0012】

電子写真方式を利用した画像形成装置は、搬送される記録媒体である紙のシート上にトナーからなる画像（トナー像）を形成する。画像形成装置の詳細は図示しないが、画像形成装置は、感光体ドラムと、感光体ドラムの周囲に配置された帯電器、露光器、現像器、転写器、および定着器を有する。この実施形態においては、トナーをプラスに帯電されることにより、シートにトナーが付着しており、このシートが定着器に搬送される。

【0013】

図１に示すように、定着器は、移動可能な定着ベルト（定着装置）１と回転可能な加圧ロール２を有する。定着ベルト１と加圧ロール２の間のニップをシートＳが通過する間に、トナーＴがシートＳに定着させられる。定着ベルト１と加圧ロール２は、シートＳ上のトナーＴを加圧する。定着ベルト１は、トナーＴを加熱することにより溶融する。

【0014】

加圧ロール２は、芯材３と、芯材３の外周を被覆する弾性層４と、弾性層４の外周を被覆する離型層５を有する。

【0015】

芯材３は、硬質の丸棒である。芯材３の材料は、限定されないが、例えば鉄、アルミニウム等の金属または樹脂材料であってよい。芯材３は、中空であっても、中実であってもよい。

【0016】

弾性層４は、芯材３の外周面に全周にわたって固着された円筒であり、例えばスポンジのような多孔質弾性材料から形成されている。弾性層４は、多孔質ではない弾性材料から形成されてもよい。

【0017】

離型層５は、弾性層４の外周面に全周にわたって固着された薄い層であり、シートＰに定着したトナーＴから加圧ロール２が離れやすくする。図１は、シートＰの１つの面にトナー像が形成される様子を示すが、シートＰの１つの面にトナーＴが定着された後に、シートＰの他の面にトナーＴが定着されることがあることに留意されたい。この場合、トナーＴはニップにおいて加圧ロール２に接触させられる。

【0018】

離型層５は、トナーＴから離れやすい合成樹脂材料から形成されている。離型層５の材料は、好ましくは、フッ素樹脂である。このようなフッ素樹脂は、例えば、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、またはテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）である。

【0019】

定着ベルト１は円筒であって、見方を変えれば、厚さが小さい円筒壁体を持つロールと考えることもできる。定着ベルト１の内部には、樹脂製の定着パッド６が配置されている。定着パッド６は、定着ベルト１を加圧ロール２に押し付けて、定着ベルト１と加圧ロール２の間のニップの幅を適切に維持する。ニップにおいて、定着ベルト１と加圧ロール２は、相互の押し付けにより、わずかに変形させられている。

【0020】

定着ベルト１の近傍には、加熱装置７が配置されている。加熱装置７は、ニップで加圧ロール２に熱を奪われて冷却された定着ベルト１を再加熱する。図１の例では、加熱装置７は、公知の電磁誘導加熱装置７Ａと磁場吸収部材７Ｂを有し、電磁誘導加熱装置７Ａは定着ベルト１の外側に配置され、磁場吸収部材７Ｂは定着ベルト１の内側に配置されている。

【0021】

但し、加熱装置のタイプは図１の例示に限定されない。例えば、図２に示すように、加熱装置として定着ベルト１の内部に配置されたハロゲンヒーター８などの発熱源が使用されてもよい。

【0022】

図１および図２の例では、定着パッド６が使用されているが、定着パッド６の代わりに定着ベルト１の内部に回転可能な定着ロールが配置されてもよい。

【0023】

図３に示すように、定着ベルト１は、基材１１、摺動層１２、プライマー層１３、ゴム層１４、接着層１５、および表層１６を有する。

【0024】

基材１１は金属製の円筒である。基材１１の材料は、例えば、ニッケル、ステンレス鋼でもよいし、ニッケルの層とニッケルの層の間に銅の層が挟まれて、基材１１が構成されていてもよい。基材１１は、定着ベルト１の剛性を確保し、定着ベルト１の熱伝導性を高める。

【0025】

摺動層１２は、基材１１の内周に被覆された一様な厚さの層である。摺動層１２は、定着パッド６またはその他の定着器の部品と摺動可能に接触する。摺動層１２は、摩擦係数が小さい材料、例えば、フッ素樹脂から形成されている。好ましいフッ素樹脂は、例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、またはＥＴＦＥである。

【0026】

プライマー層１３は、基材１１の外周に被覆された一様な厚さの層である。プライマー層１３は、摺動層１２とゴム層１４を接着する役割を有する。プライマー層１３の材料は、ゴム層１４の材料に依存して異なりうる。

【0027】

ゴム層１４は、プライマー層１３の外周に被覆された一様な厚さの層である。ゴム層１４は、定着ベルト１において最も厚い層であり、ゴム層１４によって、トナーＴの定着に有用な適切な弾性を定着ベルト１は有する。ゴム層１４は、例えばシリコーンゴムから形成されている。ゴム層１４がシリコーンゴム製である場合、プライマー層１３はシリコーンゴム系の接着剤から形成されることが好ましい。

【0028】

接着層１５は、ゴム層１４の外周に被覆された一様な厚さの層である。接着層１５は、ゴム層１４と表層１６を接着する役割を有する。この実施形態では、接着層１５は、フッ素樹脂系の接着剤から形成された単一の層である。接着層１５をシリコーンゴム系の接着剤またはフッ素ゴム系の接着剤から形成することも考えられる。

【0029】

表層１６は、接着層１５の外周に被覆された一様な厚さの層である。表層１６は、シートＰに定着したトナーＴから定着ベルト１が離れやすくする。表層１６は、トナーＴから離れやすい合成樹脂材料から形成されている。表層１６の材料は、好ましくは、フッ素樹脂である。好ましいフッ素樹脂は、例えば、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、またはＥＴＦＥである。

【0030】

図４は、他の実施形態に係る定着ベルト１を示す。定着ベルト１では、接着層１５は二層、すなわち内側層１５１と外側層１５２から構成されている。他の特徴は、定着ベルト１と同じである。

【0031】

内側層１５１はゴム層１４の外周面に密着させられ、外側層１５２は内側層１５１と表層１６の間に介在する。すなわち外側層１５２は、内側層１５１の外周面に密着させられ、表層１６の内周面に密着させられている。内側層１５１はフッ素樹脂系の接着剤から形成され、外側層１５２は非導電性シリコーンゴム系の接着剤から形成されている。

【0032】

図３および図４の実施形態において、上記の層の間に他の層が介在していてもよい。

【0033】

以下、定着ベルト１の製造方法を説明する。以下に述べる方法は、単一層の接着層１５を有する定着ベルト１に関する。

【0034】

まず、図５に示すように、円筒形の金属筒１１Ａを準備する。金属筒１１Ａは、完成品の定着ベルト１において基材１１に相当するが、完成品の定着ベルト１の数倍の長さを有する。金属筒１１Ａは、例えば電鋳によって製造することができる。

【0035】

次に、図５に示すように、金属筒１１Ａの内部にスプレイノズル２０を挿入し、スプレイノズル２０を移動させながら、スプレイノズル２０に管２１で摺動層１２の材料を供給し、スプレイノズル２０から摺動層１２の材料を噴射させる。この後、加熱して材料を硬化させることにより、摺動層１２を形成する。

【0036】

次に、図６に示すように、スプレイノズル２３を移動させながら、金属筒１１Ａの外周面にスプレイノズル２３によってプライマー層１３の材料１３Ａを噴射させる。この後、加熱して材料１３Ａを乾燥させることにより、プライマー層１３を形成する。

【0037】

次に、図７に示すように、金属筒１１Ａを軸線周りに回転させ、ゴム供給装置２４でゴム層１４の材料１４Ａをプライマー層１３の外周面に供給しながら、先端が直線状のブレード２５でゴム層１４の材料１４Ａを平滑に（すなわち一様な厚さを持つように）均す。このようにして、プライマー層１３の表面をゴム層１４の材料でコートする。この後、加熱して材料１４Ａを硬化させることにより、ゴム層１４を形成する。

【0038】

接着層１５がフッ素樹脂系の接着剤から形成される場合には、次に、図６と同様にスプレイノズルを移動させながら、ゴム層１４の外周面にスプレイノズルによって接着層１５の材料を噴射させる。

【0039】

一方、接着層１５がシリコーンゴム系の接着剤またはフッ素ゴム系の接着剤から形成される場合、図８に示すように、ゴム層１４の周囲に接着層１５の材料１５Ａをコートし、金属筒１１Ａをリング２６に挿入する。リング２６を金属筒１１Ａの軸線方向に沿って移動させることにより、リング２６の内周面で材料１５Ａを平滑に（すなわち一様な厚さを持つように）均す。

【0040】

次に、図９に示すように、接着層１５の材料１５Ａの周囲にチューブ１６Ａを配置する。すなわち金属筒１１Ａをチューブ１６Ａに挿入する。チューブ１６Ａは、完成品の定着ベルト１において表層１６に相当するが、完成品の定着ベルト１の数倍の長さを有する。

【0041】

次に、図１０に示すように、チューブ１６Ａとともに金属筒１１Ａをリング２７に挿入する。リング２７を金属筒１１Ａの軸線方向に沿って移動させることにより、リング２７の内周面でチューブ１６Ａを径方向内側に押圧し、接着層１５の材料１５Ａとチューブ１６Ａの密着性を高める。図９および図１０においては、チューブ１６Ａのみを断面として示す。この後、加熱して材料１５Ａを硬化させることにより、接着層１５を形成すると同時に、接着層１５とチューブ１６Ａを固定する。

【0042】

このようにして図１１に示す長尺の円筒１Ａが得られる。そして、図１１に示すように、円筒１Ａを軸線方向に対して垂直な方向に切断することにより、完成品の定着ベルト１が得られる。

【0043】

二層の接着層１５を有する定着ベルト１（図４参照）を製造する場合には、ゴム層１４の周囲に接着層１５の内側層１５１の材料（フッ素樹脂系の接着剤）を移動するスプレイノズルによってコートし、さらにその周囲に外側層１５２の材料（非導電性シリコーンゴム系の接着剤）をコートし、図８と同様にその材料をリングで均せばよい。

【0044】

出願人は、定着ベルト１のいくつかの層の材料と厚さが異なるサンプルを製造し、これらのサンプルの電気的特性を測定し、さらに各サンプルが静電オフセットを有効に抑制するか否かを調査した。サンプルの諸元を図１２に示す。

【0045】

各サンプルについて、基材１１と摺動層１２とプライマー層１３は共通である。具体的には、基材１１は、電鋳で製造されたニッケル製のシームレスな円筒であって、直径は４０ｍｍ、厚さは４０μｍであった。摺動層１２は、ＰＴＦＥから形成され、厚さは１２μｍであった。

【0046】

プライマー層１３は、非導電性シリコーンゴム系の接着剤である東レ・ダウコーニング株式会社（日本国東京）製の「ＤＹ ３９−０４２」から製造した。上記のように、プライマー層１３の材料１３Ａはスプレイノズル２０で金属筒１１Ａにコートされ、１５０℃で１分間、加熱して材料１３Ａを乾燥させることにより、プライマー層１３を形成した。プライマー層１３の厚さは２μｍであった。

【0047】

ゴム層１４は、非導電性シリコーンゴムである信越化学工業株式会社（日本国東京）製の「Ｘ−３４−２００８−２」から製造した。上記のように、ゴム層１４の材料１４Ａは、ブレード２５で平滑化され、１５０℃で加熱することにより硬化された。

【0048】

各サンプルにおけるゴム層１４の厚さは図１２に示す通りであった。ゴム層１４の厚さの相違による電気的特性の相違を調べるため、サンプル３のゴム層１４の厚さは、他のサンプルと異なる。サンプル３については、ゴム層１４の厚さは３００μｍであった。他のサンプルについては、ゴム層１４の厚さは２８５μｍであった。定着ベルト１において、基材１１以外の層は、特に導電体であると明記していない限り、基本的に誘電体から形成されている。定着ベルト１における基材１１と表層１６の表面の間の静電容量は、定着ベルト１の帯電しやすさを表す指標であると考えることができ、基材１１と表層１６の表面の間の誘電体の厚さが大きいほど、静電容量は小さい。そして、静電容量が小さいほど、トナーＴに近接する表層１６の表面での帯電が抑制され、静電オフセットを抑制することができると出願人は考えた。

【0049】

サンプル１について、接着層１５は、内側層１５１と外側層１５２を有する二層構造であった。内側層１５１は、電気抵抗が小さい非導電性フッ素樹脂系の接着剤であるケマーズ社（米国デラウェア）製の「ＰＪ−ＣＬ９９０」から厚さ２μｍに製造した。外側層１５２は、非導電性シリコーンゴム系の接着剤である信越化学工業株式会社製の「ＫＥ−１８８０」から、厚さ１５μｍに製造した。サンプル１の製造においては、ゴム層１４の周囲に接着層１５の内側層１５１の材料をコートし、その材料をリングで均し、１００℃で５分間加熱して乾燥した内側層１５１を得て、さらに内側層１５１の周囲に外側層１５２の材料をコートし、その材料をリングで均した。

【0050】

サンプル２〜４について、接着層１５は、単一の層であり、非導電性フッ素樹脂系の接着剤であるケマーズ社製の「ＰＪ−ＣＬ９９０」から製造した。

【0051】

サンプル５について、接着層１５は、単一の層であるが、非導電性シリコーンゴム系の接着剤である信越化学工業株式会社製の「ＫＥ−１８８０」から製造した。

【0052】

サンプル６について、接着層１５は、単一の層であるが、非導電性フッ素ゴム系の接着剤である信越化学工業株式会社製の「ＳＩＦＥＬ２６１７」から製造した。

【0053】

サンプル２〜６の製造においては、ゴム層１４の周囲に接着層１５の材料をコートし、その材料をリングで均した。接着層１５の厚さは、図１２に示す通りであった。

【0054】

サンプル１の内側層１５１の材料、およびサンプル２〜４の接着層１５の材料はエマルションの状態であるが、サンプル１の硬化した内側層１５１、およびサンプル２〜４の接着層１５は、高純度のフッ素を含有すると考えられる。

【0055】

接着層１５の材料がサンプルによって異なるのは、接着層１５の材料の相違による電気的特性の相違を調べたためである。定着ベルト１における基材１１と表層１６の表面の間に、電気陰性度が高い（電子を引き付ける力が強い）フッ素が存在することにより、サンプル１〜４，６では、トナーＴに近接する表層１６の表面での帯電が抑制され、静電オフセットを抑制することができると出願人は予想した。フッ素の電気陰性度は、あらゆる原子の中で最大の３．９８であり、これに対して、シリコーンゴムの主成分であるシリコンの電気陰性度は１．９０である。

【0056】

また、定着ベルト１の厚さ方向での電気抵抗が静電オフセットに関係すると出願人は考えた。静電オフセットは、定着ベルト１に与えられた電界の除去の後に表層１６が高い分極状態から低い分極状態（誘電緩和状態）に迅速に変化することにより、抑制されると考えられる。つまり、誘電緩和時間τが小さいことが望ましい。竹内学，「トナーの帯電に及ぼす雰囲気の影響」，日本画像学会誌39巻3号，2000年，p.270-277によれば、誘電緩和時間τは、下式によって計算することができる。
τ＝ＣＲ （式１）
ここでＣは定着ベルト１の厚さ方向での静電容量であり、Ｒは定着ベルト１の厚さ方向での電気抵抗である。

【0057】

静電容量Ｃは下式によって計算することができる。
Ｃ＝εＳ／ｄ （式２）
ここでεは定着ベルト１の複素誘電率の虚部であり、Ｓは面積であり、ｄは厚さである。

【0058】

式１から静電容量Ｃおよび／または電気抵抗Ｒが小さいことが望ましい。図１３は、層の材料の電気的特性を示す（これらの電気的特性の測定方法は後述する）。電気抵抗が小さい非導電性フッ素樹脂系の接着剤（「ＰＪ−ＣＬ９９０」）を接着層１５に使用することにより、誘電緩和時間τを短縮し、静電オフセットを抑制することができると出願人は考えた。したがって、接着層１５がフッ素樹脂を含むサンプル１〜４では、静電オフセットを抑制することができると出願人は予想した。

【0059】

各サンプルについて、表層１６は、厚さが３０μｍのＰＦＡ製のチューブから製造した。

【0060】

各サンプルの特徴を整理すると、以下の通りである。

【0061】

サンプル１は、接着層１５が、非導電性フッ素樹脂系材料から形成された内側層１５１と非導電性シリコーンゴム系材料から形成された外側層１５２を有することを特徴とする。

【0062】

サンプル２，３，４は、接着層１５が非導電性フッ素樹脂系材料から形成された単一の層であることを特徴とする。そして、サンプル２は接着層１５の厚さがサンプル３，４のそれより小さいことを特徴とする。サンプル３，４は、接着層１５の厚さがサンプル２のそれより大きいことを特徴とし、サンプル４はゴム層１４の厚さが他のサンプルのそれより大きいことを特徴とする。

【0063】

サンプル５は、接着層１５が、非導電性シリコーンゴム系材料から形成された単一の層であることを特徴とする。

【0064】

サンプル６は、接着層１５が、非導電性フッ素ゴム系材料から形成された単一の層であることを特徴とする。

【0065】

各サンプルについて、図１４に示す方式で、定着ベルト１の厚さ方向での電気抵抗Ｒ（Ω）および静電容量Ｃ（ｐＦ）を測定した。この方式は、二端子測定法であり、２つの電極２８，２９を定着ベルト１の内周面（摺動層１２の表面）と外周面（表層１６の表面）にそれぞれ接触させ、ＬＣＲメータ３０で電気抵抗と静電容量を測定した。使用したＬＣＲメータ３０は、日置電機株式会社（日本国長野）製の「３５２２−５０」であった。測定に使用された周波数は１ｋＨｚであった。さらに、汎用的考察のため、測定された電気抵抗を電極２８，２９の面積Ａ（定着ベルト１への接触面積、４．５２４ｃｍ^２）で除算し、定着ベルト１の厚さ方向での単位面積あたりの電気抵抗Ｒ／Ａを計算した。さらに、汎用的考察のため、測定された静電容量を電極２８，２９の面積Ａで除算し、定着ベルト１の厚さ方向での単位面積あたりの静電容量Ｃ／Ａを計算した。定着ベルト１の厚さ方向での単位面積あたりの電気抵抗Ｒ／Ａ（Ω／ｃｍ^２）および静電容量Ｃ／Ａ（ｐＦ／ｃｍ^２）を図１２に示す。

【0066】

図１３に示す層の材料の電気抵抗Ｒは、これらの材料から膜をそれぞれ別個に製造し、これらの膜の電気抵抗を上記と同様の方式で測定することによって得た。測定に使用した膜の厚さを図１３に示す。図１３に示す層の材料の複素誘電率の虚部εは、これらの膜の静電容量Ｃを上記と同様の方式で測定した後、式２に従って、計算した（この場合、Ｓは電極２８，２９の面積であり、ｄは膜の厚さである）。

【0067】

また、各サンプルについて、図１５に示す方式で、表層１６での電荷減衰量ΔＶ（ｋＶ）を測定した。この測定では、２３℃、５５％（相対湿度）の環境下で、定着ベルト１に帯電ロール３１を接触させ、定着ベルト１を６０ｒｐｍで回転させ、直流電源３２から帯電ロール３１を介して定着ベルト１に電荷を供給した。帯電ロール３１の抵抗値は、５×１０^６Ωであった。直流電源３２は、トレック社（米国ニューヨーク）製の「６１０Ｃ」であった。

【0068】

定着ベルト１の外周面（表層１６の表面）には、表面電位計３３のプローブ３４を近接させ、表面電位を測定した。定着ベルト１におけるプローブ３４の近接位置は、帯電ロール３１が定着ベルト１に接触する位置から９０度離れている。表面電位計３３は、モンローエレクトロニクス社（米国ニューヨーク）の「Ｍｏｄｅｌ ２４４Ａ」であり、プローブは「Ｍｏｄｅｌ ２４４Ａ」に付属の標準プローブ「１０１７Ａ」であった。

【0069】

以上の条件の下、表面電位計３３で表層１６の表面電位を監視し、表層の表面が−１ｋＶに帯電された状態を６０秒間維持した。その後、帯電ロール３１を定着ベルト１から離間させることにより、帯電を終了した。帯電終了から１２０秒経過後、表層１６の表面の電荷減衰量ΔＶ（ｋＶ）を測定した。電荷減衰量ΔＶは、定着ベルト１の帯電しにくさを表す指標である。電荷減衰量ΔＶを図１２に示す。

【0070】

また、式１に従って、定着ベルト１の厚さ方向での静電容量Ｃと定着ベルト１の厚さ方向での電気抵抗Ｒの積である誘電緩和時間τを計算した。誘電緩和時間τ（ｍｓｅｃ）も図１２に示す。図１２の単位ｍｓｅｃは単位ｍＦ・Ωに置換可能である。

【0071】

また、汎用的考察のため、定着ベルト１の厚さ方向での単位面積あたりの静電容量Ｃ／Ａ（ｐＦ／ｃｍ^２）および単位面積あたりの電気抵抗Ｒ／Ａ（Ω／ｃｍ^２）の積Ｃ・Ｒ／Ａ^２（ＦΩ／ｃｍ^４）を計算した。図１２の単位ＦΩ／ｃｍ^４は単位ｓｅｃ／ｃｍ^４に置換可能である。

【0072】

また、各サンプルを画像形成装置に装着し、各サンプルの静電オフセット抑制効果を評価した。使用した画像形成装置は、京セラドキュメントソリューションズ株式会社（日本国大阪）製の「ＴＡＳＫａｌｆａ ５５５０ｃｉ」である。この評価においては、紙のシートに白ベタ画像を印刷し、白ベタ画像にカブリ（印刷されるべきでない箇所に印刷されること）の有無を判断するため、色彩色差計（chroma meter、コニカミノルタ株式会社（日本国東京）製「ＣＲ−４００」）を用いて、画像内７箇所についてＬ*値（L* value、明度）を測定した。Ｌ*値が９５．５以上であれば、カブリがないか微小であり、静電オフセット抑制効果が良好であると評価した。Ｌ*値が９５．５未満であれば、カブリが無視できず、静電オフセット抑制効果が不良であると評価した。

【0073】

評価結果を図１２に示す。サンプル１〜４については、静電オフセット抑制効果が良好であり、サンプル５，６については、静電オフセット抑制効果が不良であった。

【0074】

したがって、定着ベルト１の厚さ方向での静電容量Ｃと定着ベルト１の厚さ方向での電気抵抗Ｒの積である誘電緩和時間τが２２ｍｓｅｃ未満（定着ベルト１の厚さ方向での単位面積あたりの静電容量Ｃ／Ａ（ｐＦ／ｃｍ^２）および単位面積あたりの電気抵抗Ｒ／Ａ（Ω／ｃｍ^２）の積Ｃ・Ｒ／Ａ^２が１．１×１０^−３ＦΩ／ｃｍ^４未満）である場合に、静電オフセットを有効に抑制することができることが分かった。図１２から明らかなように、静電容量Ｃはサンプル１〜６についてほぼ同等であるのに対して、電気抵抗が大きいシリコーンゴムとフッ素ゴムを接着層１５が含むサンプル５，６は、電気抵抗が小さいフッ素樹脂を接着層１５が含むサンプル１〜４よりも大きな電気抵抗Ｒを有し、このために長い誘電緩和時間τを要する。したがって、接着層１５がフッ素樹脂、より具体的には非導電性フッ素樹脂を含む場合に、静電オフセットを有効に抑制することができることが分かった。好ましくは、定着ベルト１の厚さ方向での電気抵抗Ｒは、３．３×１０^８Ω以下（定着ベルト１の厚さ方向での単位面積あたりの電気抵抗Ｒ／Ａは、７．２×１０^７Ω／ｃｍ^２以下）である。

【0075】

ゴム層１４の厚さがより大きいサンプル３については、サンプル４に比べて静電容量Ｃが小さく、誘電緩和時間τが短かった。これは、ゴム層１４の厚さがより大きいためであると考えられる。

【0076】

接着層１５の厚さがより小さいサンプル２については、サンプル４に比べて電気抵抗Ｒが小さく、誘電緩和時間τが短かった。これは、接着層１５の厚さがより小さいためであると考えられる。

【0077】

二層の接着層１５を有するサンプル１については、サンプル２に比べて電気抵抗Ｒが小さく、誘電緩和時間τが短かった。

【0078】

また、評価結果から明らかなように、表層１６の表面が−１ｋＶに帯電されて帯電終了時点から１２０秒経過後の電荷減衰量ΔＶが０．２０ｋＶ以上、０．２５ｋＶ以下であることが好ましい。電荷減衰効果が高ければ、接着層１５の表面が帯電されても、誘電緩和時間τが小さく、静電オフセットが抑制されると理解することができる。

【0079】

以上、本発明の好ましい実施形態を参照しながら本発明を図示して説明したが、当業者にとって特許請求の範囲に記載された発明の範囲から逸脱することなく、形式および詳細の変更が可能であることが理解されるであろう。このような変更、改変および修正は本発明の範囲に包含されるはずである。

【0080】

例えば、摺動層１２は必ずしも不可欠ではない。

【0081】

本発明の態様は、下記の番号付けされた条項にも記載される。

【0082】

条項１． プラスに帯電されたトナー像が形成されたシートに回転しながら接触して、前記トナー像を前記シートに定着させる、筒状の定着装置であって、
金属製の筒状の基材と、
前記基材の外周に被覆されたゴム層と、
前記ゴム層の外周に被覆された接着層と、
前記接着層の外周に被覆された樹脂製の表層と
を有し、
前記定着装置の厚さ方向での単位面積あたりの静電容量Ｃ／Ａと前記定着装置の厚さ方向での単位面積あたりの電気抵抗Ｒ／Ａの積Ｃ・Ｒ／Ａ^２が１．１×１０^−３ＦΩ／ｃｍ^４未満であることを特徴とする定着装置。

【0083】

条項２． 前記定着装置の厚さ方向での単位面積あたりの電気抵抗Ｒ／Ａは、７．２×１０^７Ω／ｃｍ^２以下である。
ことを特徴とする条項１に記載の定着装置。

【0084】

条項３． 前記接着層は、フッ素樹脂を含む
ことを特徴とする条項１または２に記載の定着装置。

【0085】

条項４． 前記接着層は、非導電性フッ素樹脂を含む
ことを特徴とする条項１または２に記載の定着装置。

【0086】

条項５． 前記接着層は、フッ素樹脂系の接着剤から形成された単一の層である
ことを特徴とする条項３または４に記載の定着装置。

【0087】

条項６． 前記接着層は、前記ゴム層の外周面に密着させられたフッ素樹脂系の接着剤から形成された内側層と、前記内側層の外周面に密着させられ前記表層の内周面に密着させられた非導電性シリコーンゴム系の接着剤から形成された外側層を有する
ことを特徴とする条項３または４に記載の定着装置。

【0088】

条項７． 前記表層の表面が−１ｋＶに帯電されて帯電終了時点から１２０秒経過後の電荷減衰量ΔＶが０．２０ｋＶ以上、０．２５ｋＶ以下である
ことを特徴とする条項１から６のいずれか１項に記載の定着装置。

【0089】

条項８． 前記表層は、絶縁性パーフルオロアルコキシフッ素樹脂から形成されている
ことを特徴とする条項１から７のいずれか１項に記載の定着装置。

【0090】

条項９． 前記ゴム層は、非導電性シリコーンゴムから形成されている
ことを特徴とする条項１から８のいずれか１項に記載の定着装置。

【符号の説明】

【0091】

１ 定着ベルト（定着装置）
１１ 基材
１２ 摺動層
１３ プライマー層
１４ ゴム層
１５ 接着層
１６ 表層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】