JP2015212747A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高耐久化、高画質化、コストダウンを図り、また揮発性有機化合物の排出及び飛散の問題を解決できる定着装置を提供する。
【解決手段】加熱させた定着部材４１と加圧部材４２とを備え、定着部材と加圧部材とが当接してニップ部を形成し、トナー像が転写された転写材をニップ部で挟んで通過させることによってトナー像を転写材に定着させる定着装置であり、定着部材の表層に、三次元架橋構造を有するシロキサン系樹脂層Ｓを設けた。
【選択図】図２

Description

この発明は、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ装置、それらの複数の機能を有する複合機等の定着装置及び画像形成装置に関する。

例えば、電子写真方式の画像形成装置は、像担持体である感光体（ドラム又はベルト）の周囲に帯電、露光、現像、転写、清掃、除電等の各手段を配しており、その感光体の表面を一様に帯電させ、印刷すべき文字等に対応した露光を行うことにより静電潜像を形成させ、それを現像剤であるトナーで現像する。そのトナー像を感光体から直接、あるいは一旦中間転写ベルトに転写した後、転写材である転写紙（用紙）に転写し、その転写紙が定着装置を通過することによってトナー像が転写紙に定着されて印刷を完了する。

この定着装置には、加熱される定着部材（定着ローラ、定着スリーブ又はベルト）と加圧部材（一般に加圧ローラ）とが食い込むように当接してニップ部を形成し、トナー像が転写された転写紙を、そのニップ部で挟んで加熱及び加圧しながら通紙させて、トナー像を転写紙に定着させる（特許文献１及び２）。

この定着装置には、分離部材として分離ガイド板または分離爪を設けて、転写紙が定着部材に付着することを防止し、転写紙の分離性を確保している。また、定着された転写材をニップ部から次工程に搬送するためのガイド部材、転写材を冷却させる冷却装置、カールを除去するためのカール除去装置などを配設する必要もある。

この分離ガイド板または分離爪、ガイド部材、転写材冷却装置、カール除去装置などには、トナーの付着を防止するため離型性を確保するためにフッ素樹脂がコーティングまたは貼り付けられている（特許文献３）。

特に、トナー像に接する定着部材としての定着ローラは、芯金にＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体）を被覆したローラを用いるのが一般的である。しかしながら、このような定着ローラは剛体に近いものであるためトナー像を加圧して熱を伝達する際、紙表面、トナー像の凹凸に対してのなじみが少なく有効な熱伝達ができず、トナー像の画像はいわゆるユズ肌画像と言う光沢ムラが出てカラー画像形成装置には使えなかった。そこで、カラー画像形成装置には、芯金にシリコーンゴム（ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｒｕｂｂｅｒ）を設け、さらにその上に３０ｕｍ程度のＰＦＡのチューブを被覆して、ローラ表面の硬度を下げた定着ローラを用いている。その他、ベルト定着方式での定着ベルトはポリイミド、ニッケル、ステンレス等にシリコーンゴムを設け、その上にＰＦＡのチューブを被覆している。

このように、トナー像と接する定着ローラまたは定着ベルトの表面はできるだけ軟らかい方が良いことは周知の事実である。しかしながら、現実はＰＦＡのチューブの厚さが量産性、加工性の点で３０μｍが限界であった。このＰＦＡのチューブの厚さは薄いほど下層のゴム弾性が効いて、より良いトナー像が得られる。

このため、下層、シリコーンゴムの硬度を下げたり、ゴム膜厚さを厚くして軟らかさを出そうとしているが限度があった。その対策としてＰＦＡまたはＰＴＦＥ（テトラフルオロエチレンの重合体）の５μｍ程度の非常に薄いフッ素樹脂をシリコーンゴムに塗布し、その後、焼成した定着ローラも開示されているが、これらのフッ素樹脂を焼成するとどうしても凹凸が出てＰＦＡのチューブのような平滑性が得られず解決に至っていない。

その他に、ＰＦＡのチューブの耐久性にも問題がある。例えば、用紙エッジによる摩耗があるため給紙の位置をずらして用紙エッジ部が定着ローラの同一位置にこないようにする技術も開示されているが延命にすぎず厳しい見方をすると早期に交換せざるを得なかった。

また、定着ローラの分離板には、鉄またはステンレスの薄板にトナーの付着を防止するためフッ素樹脂を塗布焼成したもの、その他にはフッ素樹脂フィルムを貼り付ける方法があるが焼成するタイプはＰＦＡの焼成温度が４００℃近くになるため焼成後薄板が変形し手直しが必要で手間がかかっていた。

また、貼り付けるタイプは、焼成しないため変形はないが、この部品と定着部ローラとのギャップは、非常に精度を高くしないと転写紙が分離できないためギャップ精度とか変動しにくくする技術も開示されている（例えば特許文献４及び５）。位置合わせに手間がかかりコスト的にも高い部品になっていたと同時に貼り付ける接着剤には多量の有機溶剤が入っているため近年注目されている揮発性有機化合物（ＶＯＣ（ｖｏｌａｔｉｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ））の排出及び飛散の問題もある。

次に、定着ローラの分離爪についても、トナーが付着しないようにフッ素樹脂コーティングが施されているが、フッ素樹脂の表面には凹凸が多く分離性は良くない。フッ素樹脂の融点である３５０℃近くまで加熱して溶融させることで表面を滑らかにすることはできるが分離爪の母材である樹脂が変形するため、焼成温度を高くできず、低い温度で焼成せざるを得なかった。

また、これらのフッ素樹脂は耐摩耗性が良いとは言えず転写材のエッジ部で剥されていた。それらを解決するために分離爪の通紙面にフッ素樹脂シートを接着一体化した技術も提案（例えば特許文献６）されたが、問題があり採用されていない。

その他にトナー付着を防止するため各種の部品にフッ素樹脂がコーティングまたは貼り付けられている。例えば、定着入口ガイド板、定着出口ガイド板、搬送コロ、転写材冷却装置（例えば特許文献７）、カール除去装置等も定着装置で加熱され、トナーが完全に固化していない状態でこれらの部品と接触するため、フッ素樹脂で処理していない金属または樹脂では離型しないためトナーが付着する問題があった。

特開平１１−２０２６５５号公報 特開２００１−９７６０４号公報 特開２０１４−２６１１８号公報 特開２０１２−９８７０４号公報 特開２００６−３０８９７８号公報 特開平９−１７１３１８号公報 特開平１０−２４７０５２号公報

このように、定着ローラや分離爪などの部品に、フッ素樹脂を貼り付けると揮発性有機化合物の排出及び飛散の問題が発生、金属にフッ素樹脂をコーティングすると焼成時の変形問題、その他の耐久性がないことなどの問題があった。

この発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、高耐久化、高画質化、コストダウンを図り、また揮発性有機化合物の排出及び飛散の問題を解決することが可能な定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。

請求項１に記載の発明は、加熱させた定着部材と加圧部材とを備え、前記定着部材と前記加圧部材とが当接してニップ部を形成し、トナー像が転写された転写材を前記ニップ部で挟んで通過させることによって前記トナー像を前記転写材に定着させる定着装置であり、
前記定着部材の表層に、三次元架橋構造を有するシロキサン系樹脂層を設けたことを特徴とする定着装置である。

請求項２に記載の発明は、前記定着部材は、基材と表層の間にシリコーンゴムを有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。

請求項３に記載の発明は、前記三次元架橋されたシロキサン系樹脂層は、層厚が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置である。

請求項４に記載の発明は、加熱させた定着部材と加圧部材とを備え、前記定着部材と前記加圧部材とが当接してニップ部を形成し、トナー像が転写された転写材を前記ニップ部で挟んで通過させることによって前記トナー像を前記転写材に定着させる定着装置であり、
前記定着部材に付着する前記転写材を前記定着部材から分離する分離装置を備え、
前記分離装置を構成する分離部材の表層に、三次元架橋されたシロキサン系樹脂層を設けたことを特徴とする定着装置である。

請求項５に記載の発明は、前記三次元架橋されたシロキサン系樹脂層は、層厚が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の定着装置である。

請求項６に記載の発明は、トナー像が転写材に転写される転写部と、
加熱させた定着部材と加圧部材とを備え、前記定着部材と前記加圧部材とが当接してニップ部を形成し、前記転写部によりトナー像が転写された転写材を前記ニップ部で挟んで通過させることによって前記トナー像を前記転写材に定着させる定着装置と、
前記転写部から前記ニップ部に搬送し、前記ニップ部により定着後、前記定着装置から装置外に排出される転写材の搬送経路と、を備え、
前記搬送経路を構成する部材の表層に、三次元架橋されたシロキサン系樹脂層を設けたことを特徴とする画像形成装置である。

請求項７に記載の発明は、前記三次元架橋されたシロキサン系樹脂層は、層厚が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置である。

請求項８に記載の発明は、前記搬送経路を構成する部材は、少なくとも、ガイド板、搬送ローラ、転写材冷却装置、カール除去装置のいずれかであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置である。

前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。

請求項１乃至請求項５に記載の発明では、定着部材の表層に、三次元架橋構造を有するシロキサン系樹脂層を設けることで、高耐久化、高画質化、コストダウンを図り、また揮発性有機化合物の排出及び飛散の問題を解決することが可能である。

請求項６乃至請求項８に記載の発明では、転写部からニップ部に搬送し、ニップ部により定着後、定着装置から装置外に排出される転写材の搬送経路を備え、搬送経路を構成する部材に、三次元架橋されたシロキサン系樹脂層を設けることで、高耐久化、高画質化、コストダウンを図り、また揮発性有機化合物の排出及び飛散の問題を解決することが可能である。

定着装置が搭載された画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 定着装置の周辺構造を示す概略断面図である。 分離部材の他の実施の形態を示す定着装置の断面図である。

以下、この発明の定着装置及び画像形成装置の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。

（画像形成装置の全体構成）
図１は定着装置が搭載された画像形成装置の全体構成を示す概略図であり、この実施の形態では画像形成装置として電子写真複写機（以下、単に「複写機」という。）に搭載した例を示している。

図１において、複写機Ａは、外部から伝達された画像データに応じて、転写材として所定の用紙（記録用紙）に対して多色または単色の画像を形成するものである。ただし、この実施の形態では単色の画像を形成する複写機を例示している。

この複写機Ａは、原稿処理部１０、給紙部２０、画像形成部３０及び排紙部１５を備えている。原稿処理部１０は、装置本体１内に、原稿載置台１１、原稿搬送部１２及び原稿読取部１３を備えている。

原稿載置台１１は、透明ガラスからなり、原稿が載置可能な構成となっている。原稿搬送部１２は、原稿トレイ１２ａに積載された原稿を１枚ずつ搬送する。原稿搬送部１２は、紙面奥方向に回動自在に構成され、原稿載置台１１の上を開放することにより原稿載置台１１に原稿を置くことができるようになっている。原稿読取部１３は、原稿搬送部１２で搬送中の原稿または原稿載置台１１に載置された原稿を読み取るものであり、ミラー群１３ａ、集光レンズ１３ｂ及び撮像素子（ＣＣＤ）１３ｃを備えている。

給紙部２０は、給紙カセット２１及びピックアップローラ２２を備えている。ピックアップローラ２２は、給紙カセット２１の端部近傍に設けられ、給紙カセット２１から用紙（記録用紙）Ｐを１枚ずつピックアップして用紙搬送路２５に供給する。

画像形成部３０は、感光体ドラム３１、帯電器３２、現像器３３、クリーナ部３４、露光ユニット３５、転写ローラ３６を備える。画像形成部３０では、感光体ドラム３１上にトナー像を形成し、このトナー像を転写ローラ３６により用紙（記録用紙）Ｐに転写し、この感光体ドラム３１と転写ローラ３６とにより転写部Ｂが構成される。

画像形成部３０は、電子写真方式によるものであり、帯電機器３２へのバイアス印加によって表面を一様に帯電した感光ドラム３１に、読み取りデータに基づいて露光ユニット３５からレーザ光を照射して静電潜像を形成する。この静電潜像を現像器３３によりトナー現像して可視像化する。また、トナー像の形成と同期するように、装置本体１の下部に装着された給紙カセット２１に装填されている用紙Ｐをピックアップローラ２２によってピックアップし、搬送ローラ３７によって感光ドラム３１と転写ローラ３６との間のニップ部へ搬送する。そして、転写ローラ３６へのバイアス印加によって感光ドラム３１上のトナー像を用紙Ｐに転写して画像形成する。トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置３８に送られ、加熱、加圧されることによってトナー像が定着された後、排出ローラ３９によって排紙部１５に排出される。

装置本体１の背面１ａ側には、主に画像形成部３０で発生する熱を吸引して外部に排出するための吸引ファン１６が設けられており、この吸引ファン１６には、装置本体１内の各部から熱を効率的に吸引するための吸引ダクトが設けられている。

（定着装置）
図２は定着装置の周辺構造を示す概略断面図、図３は分離部材の他の実施の形態を示す定着装置の断面図である。この実施の形態の定着装置３８は、内部にヒーター等の発熱体４３が設けられ、用紙Ｐの未定着トナーを加熱溶融させる定着部材としての定着ローラ４１と、加圧部材としての加圧ローラ４２とからなるローラ対で定着部４０が構成されている。このローラ対により用紙を挟持搬送する間に用紙Ｐを加熱、加圧することで用紙Ｐに転写された未定着のトナー像を定着させる。

定着部４０の上流側（感光体ドラム３１側）には、感光体ドラム３１からの用紙Ｐを定着ローラ４１と加圧ローラ４２の圧接部であるニップ部Ｎに案内するために、一対のガイドローラ９０と、定着前ガイド４４ａが設けられており、定着部４０の下流側には、トナー像が定着された用紙Ｐを排紙部１５へ向かって案内するための定着後ガイド４４ｂが設けられている。

また、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２のそれぞれには、その周面に対して選択的に当接し離間する可動式の剥離部材としての剥離爪４６が、ニップ部Ｎの下流側に設けられている。この剥離爪４６は駆動軸４７に軸支され、駆動軸４７の一端部にはアーム４９が取付けられ、このアーム４９に、ソレノイド４８のプランジャ４８ａが軸支されている。

剥離部材としては、図３に示すように、定着ローラ４１から用紙Ｐを剥離案内するための剥離ガイド４９を設けることができ、この実施の形態では、剥離ガイド４９の端部は、最大画像領域外で定着ローラ４１と接触するよう構成されているため、最大画像領域内においては定着ローラ４１と微小間隙をもって剥離ガイド４９は保持されている。これにより、比較的容易に、しかも精度の良い間隙量が得られるとともに、もし定着ローラ４１に傷が発生したとしても定着画像には悪影響を与えることは少ない。

図２に示すように、定着後ガイド４４ｂのさらに下流側には、カール除去装置８０が配置されている。カール除去装置８０は、駆動ローラ８１と従動ローラ８２とから構成されるローラ対を備えている。駆動ローラ８１は、例えばステンレススチール（ＳＵＳ）等の金属材料から形成された芯金から構成されている。従動ローラ８２は、駆動ローラ８１の上方に回転自在に支持され、例えばＳＵＳ等の金属材料から形成された芯金８２ａと、芯金８２ａの外周面に形成されたローラ部８２ｂと、から構成されている。従動ローラ８２は、駆動ローラ８１に圧接され、駆動ローラ８２の回転に従動して回転することができ、ニップ部を挿通させることにより定着装置３８から搬送された用紙Ｐのカールを除去する。

カール除去装置８０のさらに下流側には、定着を完了した用紙Ｐを搬送するための用紙搬送ガイド５５が設けられている。用紙搬送ガイド５５は、トナー像が定着されて搬送される用紙Ｐを支持するガイド部材としての下側搬送ガイドであって、用紙支持面５５ａを貫通するスリット状の通気孔５６が用紙搬送方向Ｙに直交する幅方向Ｘに沿って複数個設けられている。

また、用紙支持面５５ａには、用紙搬送ガイド５５と用紙Ｐとの接触面積を減らして摺動抵抗を小さくするために、幅方向Ｘに沿って複数本のガイドリブ５７が設けられている。通気孔５６とガイドリブ５７とは、幅方向Ｘに交互に配置されている。また、通気孔５６とガイドリブ５７とは、用紙搬送方向Ｙに沿って縦長に形成されている。

用紙搬送ガイド５５の用紙支持面５５ａと反対の下面側には、転写材冷却装置６０が設けられ、この転写材冷却装置６０は、用紙搬送ガイド５５と別体で構成された冷却ダクト６１が設けられている。この冷却ダクト６１は、定着部４０で加熱されて用紙搬送ガイド５５上を搬送される用紙Ｐを冷却するためにエアを流すためのものであり、用紙搬送ガイド５５上を通過する定着済みの用紙Ｐに冷却風を送風する通気路６２を備えている。このような構成によれば、未定着のトナー像を保持した用紙Ｐに冷却風（冷却エア）の影響を与えることなく、用紙搬送ガイド５５上を通過する定着済み用紙Ｐの冷却を効率的に行うことができる。この転写材冷却装置６０の下流側には、一対の搬送ローラ７０が配置され、この搬送ローラ７０、排出ローラ３９によって定着済み用紙Ｐは排紙部１５に排出され、定着装置３０から装置外に排出される構成である。その他に１対のローラで構成されている冷却装置もある。

（三次元架橋されたシロキサン系樹脂層）
画像形成装置としての複写機Ａには、転写部Ｂから定着装置３８の定着部４０のニップ部Ｎに搬送し、ニップ部Ｎにより定着後、定着装置３８から装置外に排出される用紙Ｐの搬送経路Ｋを備える。この搬送経路Ｋは、一対のガイドローラ９０と、定着前ガイド４４ａ、定着後ガイド４４ｂ、カール除去装置８０、転写材冷却装置６０、用紙搬送ガイド５５、一対の搬送ローラ７０により構成され、この搬送経路Ｋを構成する部材の少なくともいずれかの部材の表層に、三次元架橋されたシロキサン系樹脂層Ｓを設けた構成であり、この三次元架橋されたシロキサン系樹脂層Ｓは、層厚が１０μｍ以下である。

また、定着装置３８は、加熱させた定着ローラ４１と加圧ローラ４２とを備え、定着ローラ４１と加圧ローラ４２とが当接してニップ部Ｎを形成し、トナー像が転写された用紙Ｐをニップ部Ｎで挟んで通過させることによってトナー像を用紙Ｐに定着させる構成であり、定着ローラ４１は、基材４１ａと表層４１ｂの間にシリコーンゴム４１ｃを有する。この定着ローラ４１の表層に、三次元架橋されたシロキサン系樹脂層Ｓを設け、三次元架橋されたシロキサン系樹脂層Ｓは、層厚が１０μｍ以下である。

この定着ローラ４１は、例えば粉体のＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体）の粒子を静電塗装で付着させ焼成後、研磨して表面性を出していたが、定着ローラ４１の表層に、三次元架橋されたシロキサン系樹脂層Ｓを設けたものとすることで、表面性が良いため研磨する必要がなく耐摩耗性も上がり寿命が延びる。

また、定着ローラ４１は、例えば芯金の基材４１ａと表層４１ｂの間にシリコーンゴム４１ｃを有し、このシリコーンゴム４１ｃを、１００μｍ〜２ｍｍとし、この定着ローラ４１の表層に、三次元架橋されたシロキサン系樹脂層Ｓを設けることで、定着ローラ４１の表層を三次元架橋されたシロキサン系樹脂層Ｓの離型層が被覆しているため、例えばカラー画像形成装置用の定着部材として高画質、高耐久が得られる。

また、三次元架橋されたシロキサン系樹脂層Ｓの層厚が、１０μｍ以下であるため、定着ローラ４１としての軟らかさが得られ、ＰＦＡのチューブの最小厚さである３０μｍに比較して大幅な画質向上が得られる。

また、剥離部材は、耐熱樹脂の表層にトナー付着防止のためにＰＦＡを塗装し、そのＰＦＡは高温焼成する必要があるため耐熱樹脂には高価なＰＥＥＫ等を使用していたが、この実施の形態では、剥離部材の表層に、三次元架橋されたシロキサン系樹脂層Ｓを設けており、この三次元架橋されたシロキサン系樹脂層Ｓは常温で硬化するため、必要以上の耐熱樹脂ではなく安価な樹脂が使用可能と同時に耐摩耗性があるため寿命が延びる。

また、剥離部材は、薄い金属にＰＦＡを被覆後３４０℃近くの高温で焼成するため金属に歪みが出て手直しの必要があったが、剥離部材の表層に、三次元架橋されたシロキサン系樹脂層Ｓは常温で硬化するため歪みの発生がなく、且つ数μｍの塗膜であるため、先端エッジが精度良く加工できる特徴がある。

また、定着したトナーの付着防止のために、転写部Ｂから定着部４０のニップ部Ｎに搬送し、ニップ部Ｎにより定着後、定着装置３８から装置外に排出される用紙Ｐの搬送経路Ｋを構成する一対のガイドローラ９０と、定着前ガイド４４ａ、定着後ガイド４４ｂ、カール除去装置８０、転写材冷却装置６０、用紙搬送ガイド５５、一対の搬送ローラ７０にも離型性を持たせる必要が生じており、これらの部材の表層に、三次元架橋されたシロキサン系樹脂層Ｓに設けることで、これらの部材は、耐摩耗性、高離型の点で有効である。

（三次元架橋構造を有するシロキサン系樹脂）
三次元架橋構造を有するシロキサン系樹脂層は、有機ケイ素化合物と反応性電荷輸送性化合物を含有する塗布液を塗布、乾燥させて形成された樹脂層である。シロキサン系樹脂層は、下記一般式（１）で示される有機ケイ素化合物、有機ケイ素化合物の加水分解生成物、及び有機ケイ素化合物の縮合生成物のいずれか１つと反応性電荷輸送性化合物を含有する組成物を塗布、乾燥して形成される。

一般式（１）
（Ｒ）_ｎ−Ｓｉ−（Ｘ）_４−ｎ
一般式（１）中、Ｒはケイ素に炭素が直接結合した形の有機基を表し、Ｘは水酸基又は加水分解性基を表し、ｎは１〜４の整数を表す。

一般式（１）において、Ｒで示されるケイ素に炭素が直接結合した形の有機基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル等のアルキル基、フェニル、トリル、ナフチル、ビフェニル等のアリール基、γ−グリシドキシプロピル、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル等の含エポキシ基、γ−アクリロキシプロピル、γ−メタアクリロキシプロピルの含（メタ）アクリロイル基、γ−ヒドロキシプロピル、２，３−ジヒドロキシプロピルオキシプロピル等の含水酸基、ビニル、プロペニル等の含ビニル基、γ−メルカプトプロピル等の含メルカプト基、γ−アミノプロピル、Ｎ−β（アミノエチル）−γ−アミノプロピル等の含アミノ基、γ−クロロプロピル、１，１，１−トリフルオロプロピル、ノナフルオロヘキシル、パーフルオロオクチルエチル等の含ハロゲン基、その他ニトロ、シアノ置換アルキル基を挙げることができる。またＸの加水分解性基としてはメトキシ、エトキシ等のアルコキシ基、ハロゲン基、アシルオキシ基が挙げられる。特には炭素数６以下のアルコキシ基が好ましい。一般式（１）で表される化合物は、１種単独でも良いし、２種以上を組み合わせて使用しても良い。

一般式（１）において、加水分解性基の数ｎ＝２以上の場合にシラン化合物が縮合してオルガノポリシロキサン樹脂が得られるが、ｎ＝３の場合に３次元に架橋可能な架橋性オルガノポリシロキサン樹脂が得られるため、ｎ＝３の３官能シランモノマーを原料として含むことが必須である。そして３官能シランモノマーに他の２官能シランモノマー（ｎ＝２）成分や４官能シランモノマー（ｎ＝４）成分を適宜加えることにより、樹脂の性質（安定性、塗膜強度等）を調整することができる。

反応性電荷輸送性化合物としては、前記したように有機ケイ素化合物等と反応性電荷輸送性化合物が縮合反応によりシロキサン系樹脂層を形成でき、且つＰ／Ｑ値が１．２以上となるような内部構造を構成できる電荷輸送性化合物であることが要求される。このような反応性電荷輸送性化合物としては下記に示すような化合物が好ましいが、この例示化合物に限定されるものではない。

反応性電荷輸送性化合物は、有機ケイ素化合物の加水分解縮合時でも良く、その後で加えても良い。

また、電荷輸送性化合物の定義としては、通常のＴｉｍｅ−Ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ法等の電荷輸送性能を検知できる公知の方法にて、電荷輸送に起因する検出電流が得られるものである。

前記シロキサン系樹脂の加熱乾燥を行い架橋硬化させることが好ましい。加熱乾燥の条件としては使用する溶剤種、触媒有無によって異なるが、およそ６０〜１６０℃の範囲で１０分〜５時間の加熱が好ましく、より好ましくは９０〜１１０℃の範囲で３０分〜２時間の加熱が好ましい。

三次元架橋のシロキサン系樹脂としては、例えば信越化学製のＫＲ−５００、東レダウコーニング社の加熱硬化型シリコーンレジンである８０４ＲＥＳＩＮ、恒和化学工業のダイヤセラゼックスＲＶ等を用いることができる。

以下、図２を参照してこの発明の実施例について説明する。
〔実施形態１〕
定着ローラはφ６０ｍｍの鉄芯金であり、表層の上に三次元架橋されたシロキサン系樹脂層を設けた。三次元架橋されたシロキサン系樹脂は、ナノグラスコートジャパン株式会社製である。
三次元架橋されたシロキサン系樹脂層は、ナノグラスコート溶液をスプレーにより厚さ４μｍに塗布した。
加圧ローラは鉄芯金にゴム硬度２５度（ＪＩＳＡ）のシリコーンゴムが１０μｍの厚さで、その上に定着ローラと同様にナノグラスコート溶液をスプレーで５μｍの厚さに塗布した。
定着ローラには内部ヒーターが内蔵され図示しない温度制御部材で制御されている。定着ローラの表面粗さ（Ｒａ）は０．０２ｍｍで仕上がっており、平滑で光沢がある。
定着ローラと加圧ローラの接触幅であるニップ部は、１０ｍｍで転写材の搬送速度は３００ｍｍ／秒で行った。
使用したトナーはモノクロ機用である。

〔比較例〕
比較例として、定着ローラの表層は、ＰＦＡの静電塗装で約２０μｍの厚さである。加圧ローラは、実施形態１と同様にゴム硬度２５度（ＪＩＳＡ）のシリコーンゴムが約１０ｍｍで、その表層に５０μｍ厚さのＰＦＡのチューブが被覆されていて、それぞれφ６０ｍｍの径に仕上げられている。定着ローラの表面粗さＲａは、０．１１μｍであった。
定着前の入口ガイド板、定着後の出口ガイド板は、鉄の板にＰＦＡを吹き付けコーティングし、１８０℃で焼付けた従来からの分離爪である。
排紙ローラは、ポリアセタール （ｐｏｌｙａｃｅｔａｌ） またはポリオキシメチレン（ｐｏｌｙｏｘｙｍｅｔｈｙｌｅｎｅ） で、オキシメチレン構造を単位構造にもつポリマーのＰＯＭを用いた。

（離型幅の評価方法）
実施形態１と比較例の定着装置を用いて転写材の搬送速度は３００ｍｍ／秒でニップ幅は１０ｍｍ、転写材は一般的にオフィスで使用する７０ｇ／ｍ^２ の紙を用いていた。
測定方法であるが、定着ローラの温度を１２０℃から２１０℃まで１０℃毎にトナー像を通し、そのトナーが定着されてからホットオフセットが発生する温度まで確認した。この方法は、業界では周知である。
測定結果を表１に示したように、両装置とも１２０℃ではコールドオフセットで、１３０℃で定着良好であった。そして、２１０℃でホットオフセットが発生した。離型幅は、７０ｄｅｇの温度領域があり、実施形態１と比較例では差がなかった。
但し、画像には大きな差があり、比較例は所謂光沢ムラのユズ肌画像で本発明は表面粗さが小さいため光沢ムラは見られなかった。

（耐久性の評価方法）
離型幅の評価と同様に７０ｇ／ｍ^２紙をトータル５０万枚通紙し、１０万枚毎に通紙による摩耗トナー付着の不具合を評価した。
定着ローラ、加圧ローラは紙端部のエッジ部による摩耗で、その摩耗により画像の光沢が他の部分と差がでることが問題になる。且つ、摩耗することでその部分の加圧力が低下し、トナーの定着不良が問題になる。
定着ローラ及び加圧ローラ以外の部品は、紙の通紙によって被覆されている離型層であるフッ素樹脂が除去に摩耗で剥されたり表面性が悪化してトナー付着が発生する。
当然、トナーが付着すると分離爪の場合はベタ画像部にいたその付着トナーにより引っ掻き傷がでる。また、定着前の入口ガイド板、定着後の出口ガイド板にトナーが付着すると通紙がスムーズでなくなり、トナーの塊でジャムする不具合が発生する場合がある。その他には、排紙ローラにトナーが付着すると転写材にオフセットとして汚れがでる。

通紙結果を表２に示した。

この発明のナノグラスコートを表面に被覆した実施例は５０万枚通紙しても摩耗、トナー付着による不具合はなかった。
それに対しても従来の比較例は定着ローラが３０万枚、加圧ローラが４０万枚でエッジ摩耗による不具合が発生、その他の部品もナノグラスコート品と比較して耐久性が落ちていることが分る。

この発明は、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ装置、それらの複数の機能を有する複合機等の定着装置及び画像形成装置に適用でき、高耐久化、高画質化、コストダウンを図り、また発性有機化合物の排出及び飛散の問題を解決することが可能である。

Ａ 複写機
Ｂ 転写部
Ｋ 搬送経路
Ｐ 用紙
Ｎ ニップ部
Ｓ 三次元架橋されたシロキサン系樹脂層
１ 装置本体
１０ 原稿処理部
１１ 原稿載置台
１２ 原稿搬送部
１３ 原稿読取部
１５ 排紙部
１６ 吸引ファン
２０ 給紙部
２１ 給紙カセット
２２ ピックアップローラ
２５ 用紙搬送路
３０ 画像形成部
３１ 感光体ドラム
３２ 帯電器
３３ 現像器
３４ クリーナ部
３５ 露光ユニット
３６ 転写ローラ
３８ 定着装置
３９ 排出ローラ
４０ 定着部
４１ 定着ローラ
４２ 加圧ローラ
４４ａ 定着前ガイド
４４ｂ 定着後ガイド
４６ 剥離爪
４９ 剥離ガイド
５５ 用紙搬送ガイド
６０ 転写材冷却装置
６１ 冷却ダクト
６２ 通気路
７０ 一対の搬送ローラ
８０ カール除去装置
８１ 駆動ローラ
８２ 従動ローラ
８３ ローラ対

Claims (8)

1. 加熱させた定着部材と加圧部材とを備え、前記定着部材と前記加圧部材とが当接してニップ部を形成し、トナー像が転写された転写材を前記ニップ部で挟んで通過させることによって前記トナー像を前記転写材に定着させる定着装置であり、
   前記定着部材の表層に、三次元架橋構造を有するシロキサン系樹脂層を設けたことを特徴とする定着装置。
2. 前記定着部材は、基材と表層の間にシリコーンゴムを有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記三次元架橋されたシロキサン系樹脂層は、層厚が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置。
4. 加熱させた定着部材と加圧部材とを備え、前記定着部材と前記加圧部材とが当接してニップ部を形成し、トナー像が転写された転写材を前記ニップ部で挟んで通過させることによって前記トナー像を前記転写材に定着させる定着装置であり、
   前記定着部材に付着する前記転写材を前記定着部材から分離する分離装置を備え、
   前記分離装置を構成する分離部材の表層に、三次元架橋されたシロキサン系樹脂層を設けたことを特徴とする定着装置。
5. 前記三次元架橋されたシロキサン系樹脂層は、層厚が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. トナー像が転写材に転写される転写部と、
   加熱させた定着部材と加圧部材とを備え、前記定着部材と前記加圧部材とが当接してニップ部を形成し、前記転写部によりトナー像が転写された転写材を 前記ニップ部で挟んで通過させることによって前記トナー像を前記転写材に定着させる定着装置と、
   前記転写部から前記ニップ部に搬送し、前記ニップ部により定着後、前記定着装置から装置外に排出される転写材の搬送経路と、を備え、
   前記搬送経路を構成する部材の表層に、三次元架橋されたシロキサン系樹脂層を設けたことを特徴とする画像形成装置。
7. 前記三次元架橋されたシロキサン系樹脂層は、層厚が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記搬送経路を構成する部材は、少なくとも、ガイド板、搬送ローラ、転写材冷却装置、カール除去装置のいずれかであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。