JP2021063869A - 定着部材、および加熱定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着部材の製造時にフッ素樹脂チューブの伸びや裂けによる不良品率を下げ、長期の使用によっても裂けを生じ難く、良好な定着性能を安定的に発揮し得る、定着部材の製造方法の提供。【解決手段】基材、弾性層、弾性層を被覆するフッ素樹脂チューブ２４と、を有し、（１）押し出し成形によって、弾性層の外径よりも小さな内径を有するチューブを成形する工程と、（２）チューブを拡径して弾性層に被せる工程と、（３）チューブを加熱処理する工程とを含む定着部材の製造方法で、チューブを拡径して弾性層に被せる工程において、チューブの初期径をＲ０、チューブを拡径する際の最大拡径率をＲｍａｘ、最大拡径率よりも小さな第一の拡径率Ｒ１としたとき、Ｒｍａｘ＞Ｒ１＞Ｒ０となるように、Ｒ０からＲ１までチューブを拡径する工程と、Ｒ１からＲｍａｘまでチューブを拡径する工程の２段階で拡径した後に弾性層に被せることを特徴とする。【選択図】図６

Description

発明は、電子写真画像形成装置の加熱定着装置に用いられる定着部材とその製造方法、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プリンタ、コピー機、ファクシミリ等の画像形成装置に搭載される画像加熱定着装置に用いられる定着部材として、ベルト形状のもの、ローラ形状のものがある。

これら定着部材として、耐熱樹脂製或いは金属製のベルト或いはローラ形状の基材上に、耐熱ゴム等からなる弾性層が形成され、さらにその表面には、トナーに対して優れた離型性を有するフッ素樹脂層を設けたものが知られている。

このような定着部材の製造方法としては、金属や樹脂の基材上に弾性層をディップコートで形成したのちに、特許文献１、２に記載されるような手法で表層を形成する方法が提案されている。

特許文献１には、弾性層を有する円筒状の基材を準備し、その基材の直径よりも大きい内径を有する拡張円筒の内側に、表層材料であるＰＦＡチューブを内径のサイズまで真空引きをすることで拡張し、その拡張円筒の中に弾性層を持つ基材を挿入し、拡張を解除することでＰＦＡチューブを被覆する手法が提案されている。また、特許文献２では、弾性層を有する円筒状の基材を準備し、表層材料であるＰＦＡチューブのシート体を巻きつけて、重なった部分を融着する手法が提案されている。

ところで、近年、電子写真画像形成装置においてトナーの加熱定着の際のエネルギー消費量を低減させるために、定着部材の熱伝導効率のより一層の向上が求められている。そのため、フッ素樹脂チューブについても、肉厚の薄いものを用いることが必要となってきた。

ここで、肉厚が、１０〜５０μｍ程度の薄肉の、シームレスフッ素樹脂チューブは、押し出し成形によって形成することが可能である。しかし、このように押し出し成形によって形成してなる薄肉のシームレスフッ素樹脂チューブで円筒状の弾性層を被覆し、接着剤で固定してなる定着ローラは、部材製造時のチューブ拡張工程において、チューブの長手方向に亀裂を生じてしまうことがあった。

この長手方向に亀裂が生じてしまう課題に対し、特許文献３では、押し出し成形で得た薄肉のシームレスフッ素樹脂チューブは、当該チューブの長手方向にフッ素樹脂分子が高度に配向していることが当該亀裂の発生の原因と推測している。そして、特許文献３は、フッ素樹脂チューブのアニ−ル処理によって、フッ素樹脂チューブの長手方向のフッ素樹脂分子の配向の低減を図ることを試みた。

しかし、フッ素樹脂チューブの長手方向のフッ素樹脂の配向度は、フッ素樹脂チューブの結晶化度と相関している。薄肉のフッ素樹脂チューブは、フッ素樹脂の配向度並びに結晶化度が共に高い傾向にある。結晶化度が高いこと自体は、弾性層に追従して定着部材の耐摩耗性の向上においては非常に有利な特性である。

特開２００８‐１２２９０７号公報 特開２００５‐３１６２１４号公報 特開２０１０−１４３１１８号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載された方法では、ＰＦＡチューブを拡張する段階でチューブにストレスが加わるため、チューブの伸びや裂けが発生してしまう課題がある。特に、ＰＦＡチューブを薄層化した場合、分子配向が大きくなってしまい大きな課題になっている。また、特許文献２においては、特許文献１に記載される方法と比較して工程が複雑であるため、定着部材の量産性に課題が生じてしまう。また、特許文献３においては、アニール処理でチューブ被覆後の残留応力緩和は可能であるが、被覆直後の裂けの防止はできない。

また、フッ素樹脂チューブには製造バラツキがあるため、径が小さいフッ素樹脂チューブを拡径すると塑性変形を起こしてしまうことがあった。塑性変形を起こした場合、製造時の押し出し方向の裂けや伸び、実使用時の耐久時の裂けが発生する懸念があり、部材の寿命が低減してしまう可能性がある。

そこで、本発明の目的は、定着部材の製造時にフッ素樹脂チューブの伸びや裂けによる不良品率を下げ、長期の使用によっても裂けを生じ難く、良好な定着性能を安定的に発揮し得る、定着部材の製造方法を提供することにある。また、その製造方法で製造された定着部材を用いた画像加熱定着装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る定着部材の製造方法は、
少なくとも基材２１、弾性層２２と、該円筒状弾性層の周面を被覆しているフッ素樹脂チューブ２４と、を有し、
（１）押し出し成形によって、該円筒状弾性層の外径よりも小さな内径を有するフッ素樹脂チューブを成形する工程と、
（２）該フッ素樹脂チューブを拡径して該円筒状弾性層に被せる工程と、
（３）該フッ素樹脂チューブを加熱処理する工程と、
を含むことを特徴とする定着部材の製造方法であって、
チューブを拡径して該円筒状弾性層に被せる該工程において、フッ素樹脂チューブの初期径をＲ０、フッ素樹脂チューブを拡径する際の最大拡径率をＲｍａｘ、最大拡径率よりも小さな第一の拡径率Ｒ１としたとき、
Ｒｍａｘ＞Ｒ１＞Ｒ０
となるように、Ｒ０からＲ１までチューブを拡径する工程と、Ｒ１からＲｍａｘまでチューブを拡径する工程の２段階で拡径した後に該円筒状弾性層に被せることを特徴とする。

本発明に係る定着部材の製造方法によれば、フッ素樹脂チューブを拡径するときには多段階で長手方向を弛ませてから拡径し、長手方向を伸張させるときは拡径を解くことで、フッ素樹脂チューブへのダメージを最小限にすることができる。そのため、製造時のフッ素樹脂チューブの不良品率を下げ、長期の使用によっても表面の裂けを生じ難く、良好な定着性能を安定的に発揮し得る定着部材を製造できる。

画像形成装置例の構成を説明する図である。 実施例１の定着装置の構成を説明する図である。 定着ベルトの構成を説明する図である。 弾性層を形成する工程を説明する図である。 実施例１における拡張被覆法を説明する図である。 実施例１における真空拡張法を説明する図である。 従来例における真空拡張法を説明する図である。 従来例と実施例１における円筒体を断面方向から観察した際のＰＦＡチューブの直径変化を説明する図である。 従来例と実施例１におけるチューブ伸びと裂けの発生状況を示す図である。 実施例２の真空拡張法を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ説明する。

なお、これら実施例は、本発明を適用できる実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではなく本発明の思想の範囲内において種々の変形が可能である。

図１は、本実施形態の画像形成装置の一例であるカラー電子写真プリンタの断面図であり、シートの搬送方向に沿った断面図である。本実施形態では、カラー電子写真プリンタを単に「プリンタ」という。

図１に示すプリンタは、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色の画像形成部１０を備えている。感光ドラム１１は、帯電器１２によってあらかじめ帯電される。その後、感光ドラム１１は、レーザスキャナ１３によって、潜像を形成されている。潜像は、現像器１４によってトナー像になる。感光ドラム１１のトナー像は、一次転写ブレード１７によって、像担持体である例えば中間転写ベルト３１に順次転写される。転写後、感光ドラム１１に残ったトナーは、クリーナ１５によって除去される。この結果、感光ドラム１１の表面は、清浄になり、次の画像形成に備える。
一方、シートＰは、給紙カセット１９、又はマルチ給紙トレイ３２から、１枚ずつ送り出されてレジストローラ対３３に送り込まれる。レジストローラ対３３は、シートＰを一旦受け止めて、シートが斜行している場合、真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対３３は、中間転写ベルト３１上のトナー像と同期を取って、シートを中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３５との間に送り込む。中間転写ベルト上のカラーのトナー像は、転写体である例えば二次転写ローラ３５によってシートＰに転写される。その後、シートのトナー像は、シートが定着器４０によって、加熱加圧されることでシートに定着される。

次に、本実施例で用いた定着装置について説明する。

図２は、定着装置４０の概略構成図で示されるようなフィルム加熱方式の加熱装置（テンションレスタイプ）を用いた。本実施例ではこのような加熱装置を用いたが、ローラ対方式ややフィルム方式の加熱装置でも実施可能である。

４３は加熱体としてのとしてのセラミックヒーター（以下、ヒーターと記す）である。このヒータ４３は図面に垂直方向を長手とする細長薄板状のセラミック基板と、この基板面に具備させた通電発熱抵抗体層を基本構成とするもので、発熱抵抗体層に対する通電により全体に急峻な立ち上がり特性で昇温する、低熱容量のヒータである。また、記録材の長手幅サイズに応じて、通電領域を切り替える構成となっている。

２０は熱を伝達する加熱部材としての円筒状（エンドレス）の耐熱性の定着フィルムであり、上記のヒータ４３を含む支持部材にルーズに外嵌させてある。本実施例における以上です定着フィルムに関しては、後述する。

４４は加圧部材としての耐熱性弾性加圧ローラであり、芯金と、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴム、あるいはシリコーンゴムの発泡体からなる弾性層からなり、芯金の両端部を回転自由に軸受け支持させて配設してある。この加圧ローラ４４の上側に上記の定着フィルム２０・ヒータ４３を、ヒータ４３側に対して加圧ローラ４４に並行に配置し、不図示の押付部材で押圧させることで、定着フィルム２０を介してヒータ４３の下面と加圧ローラ４４の上面にローラ弾性層の弾性に抗して圧接させて加熱部としての所定幅の定着ニップ部Ｔを形成させてある。

加圧ローラ４４は不図示の駆動手段により矢印の反時計方向に所定の回転周速度にて回転駆動される。この加圧ローラ４４の回転駆動による加圧ローラ４４と定着フィルム２０との、定着ニップ部Ｔにおける圧接摩擦力により円筒状の定着フィルム２０に回転力が作用して該定着フィルム２０がヒータ４３の下向き面に密着して摺動しながら矢印の時計方向に従動回転状態になる。支持部材は円筒状定着フィルム２０の回転ガイド部材でもある。

加圧ローラ４４が回転駆動され、それに伴って円筒状定着フィルム２０が従動回転状態になり、またヒータ４３に通電がなされて該ヒータが迅速に昇温して所定の温度に立ち上がり温調された状態において、定着ニップ部Ｔの定着フィルム２０と加圧ローラ４４との間に未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｐが導入され、定着ニップ部Ｎおいて記録材Ｐのトナー像担持側面が定着フィルム２０の外面に密着して定着フィルム２０と一緒に定着ニップ部Ｔを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程においてヒータ４３で加熱された定着フィルム２０の熱により記録材Ｐが加熱され、記録材Ｐ上の未定着トナー像Ｔが記録材Ｐ上に加熱・加圧されて溶融定着される。定着ニップ部Ｔを通過した記録材Ｐは定着フィルム２０の面から曲率分離して排出搬送されていく。

４５は接触式温度計（サーミスタ）であり、ヒータ４３によって加熱された定着フィルム２０の温度を計測し、その検出結果を不図示の温度制御手段に渡す構成となっている。

４６はヒーターホルダであり、高温に発熱したヒータ４３を保持する部材である。

次に、本実施例における定着フィルムの詳細について説明する。

図３は、本実施例における定着部材である定着フィルム２０の層構成を示す断面模式図である。

２１は定着フィルム２０の基材（円筒状基体）、２５はその基体２１の内周面に配された内面摺動層、２６は基材２１の外周面を被覆したプライマー層、２２はプライマー層２６上に配された弾性層（円筒状弾性層）である。２４は表層としてのフッ素樹脂チューブであり、弾性層２２の周面に接着剤層２３により固定されている。

本実施例の定着フィルム２０は上記６層の積層複合層部材であり、全体に可撓性を有する薄肉の低熱容量の部材である。そして、この定着フィルム２０は自由状態においてはほぼ円筒形状を保持している。以下に各構成層について具体的に説明する。

本実施例においては、定着フィルム２０の基材２１は、ＳＵＳ合金、ニッケル、鉄、磁性ステンレス、コバルト−ニッケル合金等の金属層で形成されている。その厚みは好ましくは１〜３００μｍがよい。基材２１の厚みが１μｍよりも小さいと剛性が低く、多数枚耐久に耐えることが困難となる。また、基材２１が３００μｍを超えると剛性が高くなりすぎ、また屈曲性が低下して、ベルト状回転体として使用するには現実的ではない。より好ましくは２０μｍから１００μｍが理想である。本実施例においては、内径が２４ｍｍで、厚みが３０μｍのＳＵＳ合金を基材としている。

内面摺動層２５としては、ポリイミド樹脂のような高耐久性、高耐熱性を持つ樹脂が適している。本実施例では、芳香族テトラカルボン酸二無水物或いはその誘導体と、芳香族ジアミンとの略等モルを有機極性溶媒中で反応させて得られるポリイミド前駆体溶液を、基材２１の内面に塗工する。そして、乾燥、加熱し、脱水閉環反応により形成したポリイミド樹脂層を形成して内面摺動層２５とした。

基材２１の外周にはプライマー層２６を介して弾性層２２が設けられている。弾性層２２の材料としては、公知の弾性材料を使用することができ、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いることができる。

弾性層２２の厚さは、画像を印刷する場合に記録材Ｓの凹凸或いはトナー層の凹凸に定着ベルト加熱面が追従できないことによる光沢ムラを予防するために、１００μｍ以上が好ましい。

弾性層２２の厚さが１００μｍ未満では、弾性部材としての機能が発揮されず、定着時の圧力分布が不均一となることによって、特にフルカラー画像定着時に二次色の未定着トナーを十分に加熱定着することができずに定着画像のグロスにおいてムラを生じる。また、溶融不十分なことによってトナーの混色性が低下し、高精細なフルカラー画像が得られず好ましくない。本実施例においては、シリコーンゴムを用い、硬度はＪＩＳ−Ａ６度、熱伝導率は１．０Ｗ／ｍＫ、厚みは３００μｍである。

弾性層２２の塗工方法を、図４を用いて説明する。

図４は基材２１上に弾性層２２としてのシリコーンゴム層を形成する工程の一例であり、所謂リングコート法を用いる方法を説明するための模式図である。

本実施例では、付加硬化型シリコーンゴムとフィラーとが配合された付加硬化型シリコーンゴム組成物をシリンダポンプ５１に充填する。

そして、シリンダポンプ５１から環状の塗工ヘッド５２へ上記の組成物を圧送することで環状の塗工ヘッド５２の内側に配置する塗工液供給ノズル（不図示）から円筒状基体２１（２５・２１・２６）の周面に組成物を塗工する。円筒状基体２１の周面には予め公知の方法でプライマー処理が施されている。

塗工ヘッド５２は固定された塗工ヘッド保持部５３に保持されている。シリンダポンプ５１はモータ１により駆動されて付加硬化型シリコーンゴム組成物をチューブ５４を介して塗工ヘッド５３へ圧送する。

円筒状基体２１は芯金保持具５５に保持された円筒状芯金に外嵌されて保持されている。芯金保持具５５は回転軸線が水平にされて塗工台５６に回転可能に保持されている。環状の塗工ヘッド５２は円筒状基体２１に同軸に外嵌されている。芯金保持具５５はモータ２で所定の速度で回転される。即ち、円筒状基体２１が回転される。塗工台５６はモータ３により芯金保持具５５の回転軸線方向に所定の速度で往動される。また、復動（戻し移動）される。

塗工ヘッド５２による塗工と同時に円筒状基体２１を一定速度で回転させながら図面右方向に一定速度で移動させることで、付加硬化型シリコーンゴム組成物の塗膜２２ａを円筒状基体２１の周面に円筒状に形成することが出来る。塗膜の厚みは、塗工液供給ノズルと円筒状基体２１とのクリアランス、シリコーンゴム組成物の供給速度、円筒状基体２１の移動速度、などによって制御することが出来る。

円筒状基体２１上に形成された付加硬化型シリコーンゴム組成物層２２ａは、電気炉などの加熱手段によって一定時間加熱して、架橋反応を進行させることにより、シリコーンゴム弾性層２２とすることができる。実施例においては、電気炉で２００℃、３０分加熱した。

弾性層２２であるところの硬化シリコーンゴム層上に表層２４であるフッ素チューブを固定する接着層２３は弾性層２２の表面に１〜１０μｍの厚みで均一に塗布した（円筒弾性層の外周面に接着剤を塗布する接着剤塗布工程）。本実施例において接着層２３は付加硬化型シリコーンゴム接着剤の硬化物からなっている。付加硬化型シリコーンゴム接着剤２３は、自己接着成分が配合された付加硬化型シリコーンゴムを含む。

具体的には、付加硬化型シリコーンゴム接着剤２３は、ビニル基に代表される不飽和炭化水素基を有するオルガノポリシロキサンと、ハイドロジェンオルガノポリシロキサン及び架橋触媒としての白金化合物を含有する。そして、付加反応により硬化する。このような接着剤としては、既知のものを使用することができる。本実施例においては、接着剤層を約５μｍの厚みで均一に塗布した。

定着部材の表層としては、成形性やトナー離型性の観点から押し出し成形によるフッ素樹脂チューブ２４が使用される。

フッ素樹脂としては、耐熱性に優れた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共重合体（ＰＦＡ）が好適に用いられる（ＰＦＡチューブ）。ＰＦＡチューブは押し出し成形により成形するものを用いる。

原料となるＰＦＡの共重合の形式は特に限定されず、例えば、ランダム共重合、ブロック共重合、グラフト共重合などが挙げられる。また、原料となるＰＦＡにおけるテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とパーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＡＶＥ）の含有モル比は特に限定されるものではない。例えば、ＴＦＥ／ＰＡＶＥの含有モル比が、９４／６〜９９／１のものを好適に用いることができる。

この他のフッ素樹脂として、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）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）が挙げられる。また、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン／クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等が挙げられる。そして、それらのフッ素樹脂を１種あるいは複数種組み合わせて用いることもできる。

本実施例においては、押し出し成形で得られたＰＦＡチューブを使用した。

本実施例では表層としてのＰＦＡチューブ２４を外側から拡張し被覆する方法（拡張被覆法：フッ素樹脂チューブ２４を接着剤２３が塗布された円筒状弾性層２２に被せるフッ素樹脂チューブ被覆工程）を用いた。拡張被覆法について図５を用いて説明する。

（ａ）チューブ挿入
弾性層２２としてシリコーンゴム層の積層された基材Ｗの外径より大きな内径を有する金属製チューブ拡張型Ｋの内側にＰＦＡチューブ２４を配置（挿入）する。

（ｂ）両端部保持
拡張型Ｋに配置したＰＦＡチューブ２４の両端を保持部材ＦｕとＦｌを用いて保持する。

（ｃ）縮め
次に、ＰＦＡチューブ２４について詳しくは後述するが事前に求めた所定の長さ分だけ長手方向を縮める（フッ素樹脂チューブの全長より短くなるように長手方向に縮める縮め工程）。

（ｄ）真空拡張
ＰＦＡチューブ２４の外表面と拡張型Ｋの内面の隙間部分を真空状態（大気圧に対して負圧）にする。真空（５ｋＰａ）になったことでＰＦＡチューブ２４が拡張してＰＦＡチューブ２４の外表面が拡張型Ｋの内面に密着する。

（ｅ）基材Ｗを挿入
中子Ｎに基材Ｗ（２５＋２１＋２６＋２２＋２３）をセット（外嵌）して、内側にＰＦＡチューブ２４が拡張されている拡張型Ｋの中に挿入する。基材Ｗのシリコーンゴム層２２の表面には予め付加硬化型シリコーンゴム接着剤２３が均一に塗布されている。
拡張型Ｋの内径はこの基材Ｗの挿入がスムーズに行われる範囲であれば特に限定するものではない。

（ｆ）真空破壊
拡張型Ｋに対する基材Ｗの配置後、ＰＦＡチューブ２４の外表面と拡張型Ｋの内面の隙間部分の真空状態（大気圧に対して負圧）を破壊（大気圧に対して負圧を解除）する。真空が破壊されることで、ＰＦＡチューブ２４は、シリコーンゴム層２２の積層された基材Ｗの外径と同じ大きさまで拡径が解かれ（フッ素樹脂チューブの拡張を緩める緩め工程）、ＰＦＡチューブ２４とシリコーンゴム層表面は密着した状態になる。

（ｇ）延伸工程
次に、ＰＦＡチューブ２４を所定の伸張率まで伸張する（フッ素樹脂チューブの長手方向への伸張工程）。ＰＦＡチューブ２４が伸張される際、ＰＦＡチューブ２４とシリコーンゴム層２２の間にある付加硬化型シリコーンゴム接着剤２３が潤滑剤の役目を果たし、スムーズに伸張することができる。

（ｈ）カシメ工程
ＰＦＡチューブ２４の長手方向の伸張率を維持するために、弾性層２２とＰＦＡチューブ２４の両端部（後の工程で切断される部分）をヒーターを内蔵したカシメビットＨ１などでカシメる工程である。

（ｉ）扱き工程
弾性層２２とＰＦＡチューブ２４の間には、接着に寄与しない余剰な付加硬化型シリコーンゴム接着剤２３と、チューブ被覆時に巻き込んでしまった空気が存在する。この余剰な接着剤と空気を扱き出す工程である。

ＰＦＡチューブ２４が被覆されている基材Ｗを拡張型Ｋから取り出す。この基材Ｗの外径より僅かに大きい内径をもつリング状部材Ｒを基材Ｗに外嵌する。そして、このリング状部材Ｒを、ＰＦＡチューブ２４が被覆されている基材Ｗの上端部よりＰＦＡチューブ２４の表面へエアー（エアー圧０．５ＭＰａ）をＰＦＡチューブ２４の周方向と垂直の方向に噴出させながらＰＦＡチューブ２４の長手方向へ移動させる。

これにより、弾性層２２とＰＦＡチューブ２４の間にある接着に寄与しない余剰な付加硬化型シリコーンゴム接着剤２３と、チューブ被覆時に巻き込んでしまった空気を扱き出す（塗布した接着剤を扱く工程）。

扱き方法としては、エアー圧を利用した方法の他にも、液体や半固体を噴出させてもよい。また、ＰＦＡチューブ２４が被覆されている基材Ｗの外径より小さな径をもつ伸縮するリングを用いて扱いてもよい。

（ｊ）加熱処理
扱き工程後、加熱処理（電気炉で１５０℃、２０分加熱）を行うことで、付加硬化型シリコーンゴム接着剤２３の全体を硬化させる。これにより、ＰＦＡチューブ２４と弾性層２２を全域にわたって固定させる（接着剤を硬化させる工程）。

（ｋ）切断、研磨
加熱処理後、自然冷却をしたのち、基材Ｗ（２５＋２１＋２６＋２２＋２３＋２４）の両端側を所定の長さで切断してから研磨し、定着フィルム２０を完成させた。

ＰＦＡチューブ２４の外表面と拡張型Ｋの内面の隙間部分を真空状態（大気圧に対して負圧）にする（ｄ）の工程の前に、ＰＦＡチューブ２４の長手方向を縮める（ｃ）の緩め工程を設けている。ＰＦＡチューブ２４を径方向に拡張すると、長手方向は縮むことが確認されている。長手方向を固定した状態で径方向を拡張すると、ＰＦＡチューブ２４は長手方向に縮まる方向の力と径方向に拡張する力がかかるため、ＰＦＡチューブ２４が塑性変形を起こしやすくなる。よって、ＰＦＡチューブ２４を径方向に拡張する時は、予めＰＦＡチューブ２４の長手方向を緩めることで塑性変形を起こしにくくしている。

次に、本実施例における定着部材の被覆方法の（ｄ）真空拡張工程に関して、詳細に説明する。

本実施例の真空拡張工程では、図６に示されるような方法を用いて行った。ＰＦＡチューブの初期径を２２ｍｍ、拡張型の内径を２７ｍｍとし、ＰＦＡチューブ内面に初期径１８ｍｍのバルーンを挿入した。そのバルーンに空気を送り、直径２６．５ｍｍになるまで広げた後、拡張型Ｋの内面の隙間部分を真空状態（大気圧に対して負圧）にする。真空（５ｋＰａ）にしてＰＦＡチューブ２４の外表面が拡張型Ｋの内面に密着させた。

また、従来例の真空拡張工程では、図７に示されるような方法を用いて行った。本実施例と同じくＰＦＡチューブの初期径を２２ｍｍ、拡張型の内径を２７ｍｍとし、拡張型Ｋの内面の隙間部分を真空状態（大気圧に対して負圧）にする。真空（５ｋＰａ）にしてＰＦＡチューブ２４の外表面が拡張型Ｋの内面に密着させた。

図８に、従来例と本実施例のおける、円筒体を断面方向から観察した際のＰＦＡチューブの直径変化を示す。

従来例では、真空引きによって拡張を行っているため、初期径から最終的な拡張径まで一瞬で拡張がなされる。これに対し、本実施例では、初期径から最終的な拡張径までを２段階の手法に分けているため、徐々に周方向への拡張がなされていることが分かる。図８は、従来例、および本実施例におけるチューブの径変化を示している。

次に、従来例と本実施例におけるチューブ拡張時の裂けや伸びの発生についての実験を行った。チューブ裂けに関しては、チューブが破断していることを目視で確認し、破断している場合を×、破断していない場合を○として評価した。また伸びに関しても目視確認を行い、伸びている場合を×、伸びていない場合を○として評価した。

本実験では、ＰＦＡチューブとして厚みを１０、１５、２０μｍ、初期径を２０、２１、２２、２３ｍｍの１２水準におけるチューブの裂けと伸びの確認を行った。その結果を表に示すと次の表１の通りとなる。

まず、ＰＦＡチューブが薄い場合（水準１、２、３、４、７、８、１０、１１）に着目すると、従来例ではどの条件においてもチューブ裂けや伸びが発生してしまっている。

一般的に、ＰＦＡチューブは押し出し成型によって製造されており、押し出し方向に対して分子が配向している。チューブの厚みが薄くなる場合は押し出し時の分子配向が大きくなり、かつ、押し出し状態に周方向で差が生じ、配向のムラが大きくなってしまう。配向ムラが大きくなった場合、分子配向が大きい周方向の位置のヤング率と配向が小さい位置でのヤング率を比較すると、配向が小さい場所の方が小さくなる性質がある。

このような状況において、従来例のように初期径から拡張径まで急激にチューブが引き伸ばされることにより、分子配向の小さい箇所（ヤング率の小）に応力が集中し、裂けや伸びが発生しやすくなってしまっていると考えられる。
次に、ＰＦＡチューブの初期径が小さい場合（水準１、２、３、４、５、７、８）に着目すると、。これらの条件においても従来例ではどの条件においてもチューブ裂けや伸びが発生してしまっている。これは、拡張量が大きくなるため、先ほど同様に応力集中が起きてしまい、裂けや伸びが生じていると考えられる。ただし、初期径に関しては、ＰＦＡチューブの厚みが十分大きくなっている（２０μｍ）場合は伸びや裂けが未発生であった。

これに対し、本実施例では、バルーンを用いて徐々にチューブ径を大きくしているため急激なチューブ引き伸ばしがなく、応力集中が軽減される。これにより、ＰＦＡチューブの厚みが薄い場合や初期径が小さい場合においても、チューブ伸びや裂けの発生を防止することができた。

図９に、従来例と本実施例におけるチューブ伸びと裂けの発生状況をまとめた。

このように、従来例では拡張率が大きい場合には裂けや伸びが発生し、さらに、薄層化すると悪化する状態であるのに対し、本実施例では、いずれの条件においても裂けや伸びなく、定着フィルムを製造することが可能となった。

本実施例における定着部材の被覆方法の（ｄ）真空拡張工程に関して、詳細に説明する。本実施例では、拡張型Ｋ１、拡張型Ｋ２の２つ用いて真空拡張工程を行った。また、各々の拡張型の内径は、拡張型Ｋ１を２５ｍｍ、拡張型Ｋ２を２７ｍｍとした。

本実施例の真空拡張工程では、図１０に示されるような方法を用いて行った。ＰＦＡチューブの初期径を２２ｍｍ、拡張型Ｋ１の内面の隙間部分を真空状態（大気圧に対して負圧）にする。真空（５ｋＰａ）にしてＰＦＡチューブ２４の外表面が拡張型Ｋ１の内面に密着させた。その後、真空破壊を行ってＰＦＡチューブ２４を解放したのち、拡張型Ｋ２の内面の隙間部分を真空状態（大気圧に対して負圧）にする。真空（５ｋＰａ）にしてＰＦＡチューブ２４の外表面が拡張型Ｋ１の内面に密着させた。

次に、従来例と本実施例におけるチューブ拡張時の裂けや伸びの発生についての実験を行った。チューブ裂けに関しては、チューブが破断していることを目視で確認し、破断している場合を×、破断していない場合を○として評価した。また伸びに関しても目視確認を行い、伸びている場合を×、伸びていない場合を○として評価した。

本実験では、ＰＦＡチューブとして厚みを１０、１５、２０μｍ、初期径を２０、２１、２２、２３ｍｍの１２水準におけるチューブの裂けと伸びの確認を行った。その結果を表２に示すと次の表の通りとなる。

従来例では、厚みや初期径などによってチューブ裂けや伸びの発生が確認された。これに対し、本実施例では、バルーンを用いて徐々にチューブ径を大きくしているため急激なチューブ引き伸ばしがなく、応力集中が軽減される。これにより、ＰＦＡチューブの厚みが薄い場合や初期径が小さい場合においても、チューブ伸びや裂けの発生を防止することができた。

このように、従来例では拡張率が大きい場合には裂けや伸びが発生し、さらに、薄層化すると悪化する状態であるのに対し、本実施例では、いずれの条件においても裂けや伸びなく、定着フィルムを製造することが可能となった。

１０ 画像形成部、１１ 感光ドラム、１２ 帯電器、１３ レーザスキャナ、
１４ 現像器、１５ クリーナ、１７ 一次転写ブレード、１９ 給紙カセット、
２０ 定着フィルム、２１ 基材、２２ 弾性層、２３ 接着層、２４ 表層、
２５ 内面摺動層、２６ プライマー層、３１ 中間転写ベルト、
３２ マルチ給紙トレイ、３３ レジストローラ対、３５ 二次転写ローラ、
４０ 定着器、４３ 加熱体、４４ 加圧ローラ、４５ 接触式サーミスタ、
４６ ヒーターホルダ、５１ シリンダポンプ、５２ 塗工ヘッド、
５３ 塗工ヘッド保持部、５４ チューブ、５５ 芯金保持具、５６ 塗工台

Claims (3)

1. 少なくとも基材２１、弾性層２２と、該円筒状弾性層の周面を被覆しているフッ素樹脂チューブ２４と、を有し、
   （１）押し出し成形によって、該円筒状弾性層の外径よりも小さな内径を有するフッ素樹脂チューブを成形する工程と、
   （２）該フッ素樹脂チューブを拡径して該円筒状弾性層に被せる工程と、
   （３）該フッ素樹脂チューブを加熱処理する工程と、
   を含むことを特徴とする定着部材の製造方法であって、
   チューブを拡径して該円筒状弾性層に被せる該工程において、フッ素樹脂チューブの初期径をＲ０、フッ素樹脂チューブを拡径する際の最大拡径率をＲｍａｘ、最大拡径率よりも小さな第一の拡径率Ｒ１としたとき、
   Ｒｍａｘ＞Ｒ１＞Ｒ０
   となるように、Ｒ０からＲ１までチューブを拡径する工程と、Ｒ１からＲｍａｘまでチューブを拡径する工程の２段階で拡径した後に該円筒状弾性層に被せることを特徴とする定着部材の製造方法。
2. 少なくとも基材２１、弾性層２２と、該円筒状弾性層の周面を被覆しているフッ素樹脂チューブ２４と、を有し、
   （１）押し出し成形によって、該円筒状弾性層の外径よりも小さな内径を有するフッ素樹脂チューブを成形する工程と、
   （２）該フッ素樹脂チューブを拡径して該円筒状弾性層に被せる工程と、
   （３）該フッ素樹脂チューブを加熱処理する工程と、
   を含むことを特徴とする定着部材の製造方法であって、
   チューブを拡径して該円筒状弾性層に被せる該工程において、フッ素樹脂チューブの初期径をＲ０、フッ素樹脂チューブを拡径する際の最大拡径率をＲｍａｘ、最大拡径率よりも小さな第一の拡径率Ｒ１としたとき、
   Ｒｍａｘ＞Ｒ１＞Ｒ０
   となるように、Ｒ０からＲ１までチューブを拡径する工程と、Ｒ１からＲｍａｘまでチューブを拡径する工程の２段階で拡径した後に該円筒状弾性層に被せることを特徴とする請求項１に記載される定着部材を用いた定着装置。
3. 少なくとも基材２１、弾性層２２と、該円筒状弾性層の周面を被覆しているフッ素樹脂チューブ２４と、を有し、
   （１）押し出し成形によって、該円筒状弾性層の外径よりも小さな内径を有するフッ素樹脂チューブを成形する工程と、
   （２）該フッ素樹脂チューブを拡径して該円筒状弾性層に被せる工程と、
   （３）該フッ素樹脂チューブを加熱処理する工程と、
   を含むことを特徴とする定着部材の製造方法であって、
   チューブを拡径して該円筒状弾性層に被せる該工程において、フッ素樹脂チューブの初期径をＲ０、フッ素樹脂チューブを拡径する際の最大拡径率をＲｍａｘ、最大拡径率よりも小さな第一の拡径率Ｒ１としたとき、
   Ｒｍａｘ＞Ｒ１＞Ｒ０
   となるように、Ｒ０からＲ１までチューブを拡径する工程と、Ｒ１からＲｍａｘまでチューブを拡径する工程の２段階で拡径した後に該円筒状弾性層に被せることを特徴とする請求項２に記載される定着装置を用いた画像形成装置。

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