JPH10268678A - 定着用ベルト及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チューブ状基材上に、直接または他の層を介
して、微細な金属酸化物粒子を分散させた耐熱性エラス
トマー層を形成することにより、定着性に悪影響を及ぼ
すことなく、強度を向上させ、耐久性が改善された定着
用ベルト及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 チューブ状基材上に、直接または他の層
を介して、金属酸化物粒子を含有する耐熱性エラストマ
ー層が形成された定着用ベルトであって、金属酸化物粒
子が、耐熱性エラストマー中に分散させた金属アルコキ
シドをゾルゲル法により加水分解及び重縮合反応させる
ことにより生成させた平均粒径０．１μｍ以下の微粒子
であることを特徴とする定着用ベルト、及びその製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、電子写真
複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ等の
画像形成装置の定着部において使用される定着用ベルト
に関し、さらに詳しくは、特に部分カラーまたはフルカ
ラー画像を出力することができる機種の定着部において
好適に用いられる定着用ベルトに関する。ただし、本発
明の定着用ベルトは、これと同様の特性を活用する圧着
用ベルトや搬送用ベルトなどの類似製品への用途を除外
するものではない。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機、ファクシミリ、プリン
ターなどの画像形成装置において、印刷・複写の最終段
階では、一般に、転写材（例、転写紙）上のトナーを加
熱溶融して、トナー像を転写紙上に定着させている。よ
り具体的に、電子写真複写機では、潜像担持体（例、
感光体ドラム）上に像露光を行って静電潜像を形成する
工程、静電潜像に現像剤（トナー）を付着させて可視
像（トナー像）とする工程、感光体ドラム上のトナー
像を転写紙上に転写する工程、転写紙上の未定着のト
ナー像を、加熱等の方法で転写紙上に定着させる工程を
経て複写が行われている。トナーとしては、通常、結着
樹脂中にカーボンブラックなどの着色剤を分散させた着
色樹脂粒子が用いられている。

【０００３】定着方法としては、熱定着方式が一般的で
あり、従来より、図１に示すような熱ローラ定着方法が
汎用されている。熱ローラ定着法では、内部に熱ヒータ
ー２を配置し、外周を離型性の良いゴムまたは樹脂で被
覆したヒートローラ（定着用ローラ）１をゴムローラ
（加圧用ローラ）５と圧接させ、そのローラ間にトナー
像３が形成された転写紙４を通過させてトナーを加熱
し、転写紙上に融着させている。ヒートローラは、トナ
ーの結着樹脂の溶融温度以上の温度に加熱されている。
熱ローラ定着法は、運転中、ヒートローラ全体が所定の
温度に保持されるため、高速化に適している反面、運転
開始時の待ち時間が長いという欠点を有している。すな
わち、装置の運転開始時にヒートローラを所定の温度に
まで加熱する時間が必要であるため、電源投入から運転
可能となるまでの間に、比較的長い待ち時間が発生す
る。しかも、ヒートローラ全体を加熱しなければならな
いため、消費電力も大きい。

【０００４】そこで、近年、図２に示すように、薄肉チ
ューブ状のエンドレスベルトを介して、ヒーターによ
り、転写紙上のトナーを加熱する定着方法が提案されて
いる。このエンドレスベルト定着法では、定着用ベルト
６とゴムローラ１０とを圧接させ、この間にトナー像８
が形成された転写紙９を通過させ、その際、ヒーター７
によりトナーを加熱融着させて定着させている。この定
着法では、薄いフィルム状のベルト６を介するだけで、
ヒーター７により実質的に直接トナーを加熱するため、
加熱部が短時間で所定の温度に達し、電源投入時の待ち
時間がほぼゼロとなる。さらに、この定着法では、定着
に必要な部分のみを加熱するため、熱ローラ定着法に比
べて、消費電力が少ないという利点がある。

【０００５】従来、エンドレスベルト定着法に用いられ
る定着用ベルトとしては、耐熱性、弾力性、強度、ベル
ト内面の絶縁性、ベルト外面の離型性などを考慮して、
ポリイミド製のエンドレスベルト（すなわち、ポリイミ
ドチューブ）の外面に、フッ素樹脂のコーティング層を
離型層として設けたものが用いられている。このような
定着用ベルトは、主として、着色剤としてカーボンブラ
ックを含有する単色トナーのみを定着するモノクロ用レ
ーザービームプリンターに用いられている。

【０００６】一方、フルカラー用レーザービームプリン
ターなどのフルカラーの画像形成装置では、一般に、
赤、黄、青、黒の４色のトナーが用いられている。フル
カラーのトナー像を定着させるには、単にトナーを軟化
して加圧しながら定着させる単色トナーの場合とは異な
り、複数種のカラートナーを溶融に近い状態で混色する
ため、トナーを溶融状態にまですることが求められる。
ところが、従来の定着用ベルトをフルカラー用レーザー
ビームプリンターの定着部に用いた場合には、ベルト表
面の弾力性が不足しているため、カラートナーを充分に
包み込むことができず、その結果、複数種のカラートナ
ーを溶融状態で混色させることが困難で、満足できる定
着を行うことができなかった。

【０００７】定着用ベルトの表面に充分な弾力性を付与
させるためには、例えば、ポリイミドチューブの外面に
シリコーンゴム等の耐熱性エラストマーからなる弾性層
を形成することが考えられるが、弾性層の耐シリコーン
オイル性が乏しく、２万枚程度コピーするとシリコーン
オイルの浸透により弾性層が膨潤して、定着時に紙詰ま
りを生じるという問題点があった。すなわち、フルカラ
ー画像用のトナーを定着させる場合、一般に、これらの
トナーの結着樹脂の軟化点が低く、しかも複数色のトナ
ー像を重ね合わせるため、大量のトナーが載った転写紙
を定着する必要があるため、定着用ベルトにオフセット
現象が生じやすい。そこで、定着用ベルトの離型性を向
上させるために、通常、多量のシリコーンオイルを塗布
しているが、塗布したシリコーンオイルは、徐々に弾性
層内部にまで浸透して、弾性層が膨潤してしまう。弾性
層が膨潤すると、定着用ベルトが変形したり、加圧用ロ
ーラとの間の圧接力が増大し、紙詰まりを生じる。ま
た、弾性層が膨潤すると、ポリイミドチューブとの間の
接着力が低下したり、弾性層自身の機械的強度が低下す
る。さらに、弾性層が膨潤すると、弾性層の強度及び耐
摩耗性が低下し、表面に傷が入りやすいという問題があ
った。

【０００８】従来、定着用ローラの分野において、最外
層の補強のために、充填剤として平均粒径１〜２０μｍ
の無定形二酸化ケイ素を配合したＲＴＶ型シリコーンゴ
ムにより外表面を形成した定着用ローラ（特開昭５６−
７７８７４号公報）、乾式微粉シリカと湿式微粉シリカ
を配合した付加型液状シリコーンゴムからなる層を形成
した定着用ローラ（特開昭５９−２２０３４７号公報）
が提案されている。

【０００９】しかしながら、これら定着用ローラに関す
る従来技術を定着用ベルトに適用しても、満足できる性
能を有するものを得ることができない。その理由は、シ
リカなどの金属酸化物粒子は、一般に二次凝集している
ため、一次粒子の粒子径が小さい場合であっても、実際
は、平均粒径が１０〜１００μｍ程度と大きく、その結
果、金属酸化物粒子をシリコーンゴム層に含有させて
も、補強効果が小さく、しかも定着性に悪影響を及ぼす
場合があった。また、金属酸化物粒子等の無機フィラー
を、機械的な練り込みによって、シリコーンゴム中に均
一かつ微細に分散させるには限界があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、チュ
ーブ状基材上に、直接または他の層を介して、微細な金
属酸化物粒子を分散させた耐熱性エラストマー層を形成
することにより、定着性に悪影響を及ぼすことなく、強
度を向上させ、耐久性が改善された定着用ベルト及びそ
の製造方法を提供することにある。

【００１１】本発明者らは、前記従来技術の問題点を克
服するために鋭意研究した結果、耐熱性エラストマー中
に金属アルコキシドを均一に分散させた組成物を用い、
該組成物を用いた被覆層の形成工程や耐熱性エラストマ
ーの架橋工程などにおいて、耐熱性エラストマー中で金
属アルコキシドをゾルゲル法により加水分解及び重縮合
反応させることにより、平均粒径が０．１μｍ以下の金
属酸化物微粒子が生成し、それによって、定着性に悪影
響を及ぼすことなく、定着用ベルトの耐久性を向上させ
得ることを見出した。

【００１２】金属酸化物微粒子を分散させた耐熱性エラ
ストマー層は、チューブ状基材上に直接またはプライマ
ー層を介して形成することができる。この場合、該耐熱
性エラストマー層は、離型層及び／または弾性層として
機能する。また、チューブ状基材上に、他の耐熱性弾性
層やオイルバリヤ層などを形成し、さらにその上に、金
属酸化物微粒子を分散させた耐熱性エラストマー層を離
型層として形成してもよい。さらに、金属酸化物微粒子
を分散させた耐熱性エラストマー層の上に、必要に応じ
てフッ素樹脂からなる離型層を設けてもよい。本発明
は、これらの知見に基づいて完成するに至ったものであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、チュー
ブ状基材上に、直接または他の層を介して、金属酸化物
粒子を含有する耐熱性エラストマー層が形成された定着
用ベルトであって、金属酸化物粒子が、耐熱性エラスト
マー中に分散させた金属アルコキシドをゾルゲル法によ
り加水分解及び重縮合反応させることにより生成させた
平均粒径０．１μｍ以下の微粒子であることを特徴とす
る定着用ベルトが提供される。また、本発明によれば、
チューブ状基材上に、直接または他の層を介して、金属
酸化物粒子を含有する耐熱性エラストマー層が形成され
た定着用ベルトの製造方法であって、下記のＡ〜Ｄ法に
より、金属酸化物粒子を含有する耐熱性エラストマー層
を形成することを特徴とする定着用ベルトの製造方法が
提供される。

【００１４】Ａ法 未架橋の耐熱性エラストマー中に金属アルコキシドを
分散させ、 ソルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
縮合反応させて平均粒径０．１μｍ以下の金属酸化物粒
子を生成させ、 金属酸化物粒子を含有する未架橋の耐熱性エラストマ
ーをチューブ状基材上に直接または他の層を介して積層
し、次いで、 耐熱性エラストマーを架橋させる。

【００１５】Ｂ法 未架橋の耐熱性エラストマー中に金属アルコキシドを
分散させ、 金属アルコキシドを分散させた未架橋の耐熱性エラス
トマーをチューブ状基材上に直接または他の層を介して
積層し、次いで、 ソルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
縮合反応させて平均粒径０．１μｍ以下の金属酸化物粒
子を生成させると同時に、耐熱性エラストマーを架橋さ
せる。

【００１６】Ｃ法 未架橋の耐熱性エラストマー中に金属アルコキシドを
分散させ、 金属アルコキシドを分散させた未架橋の耐熱性エラス
トマーをチューブ状基材上に直接または他の層を介して
積層し、 耐熱性エラストマーを架橋させ、次いで、 ゾルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
縮合反応させて平均粒径０．１μｍ以下の金属酸化物粒
子を生成させる。

【００１７】Ｄ法 未架橋の耐熱性エラストマーをチューブ状基材上に直
接または他の層を介して積層し、 耐熱性エラストマーを架橋させ、 架橋耐熱性エラストマーを膨潤させて金属アルコキシ
ドを含浸させ、次いで、 ゾルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
縮合反応させて平均粒径０．１μｍ以下の金属酸化物粒
子を生成させる。

【００１８】さらに、本発明によれば、下記のような好
ましい実施態様が提供される。 （１）金属アルコキシドが、ケイ素、チタン、アルミニ
ウム、ジルコニウム、及びタングステンからなる群より
選ばれる少なくとも１種の金属のアルコキシドであっ
て、かつ、少なくとも２個のアルコキシ基を有するもの
である前記の定着用ベルト。 （２）耐熱性エラストマーが、シリコーンゴムである前
記の定着用ベルト。 （３）シリコーンゴムが、ＲＴＶ型シリコーンゴムまた
はＬＴＶ型シリコーンゴムである前記の定着用ベルト。 （４）シリコーンゴムが、ビニル基、ＳｉＨ基、または
水酸基を持つものである前記の定着用ベルト。 （５）シリコーンゴムが、（Ａ）ビニル基をもつシリコ
ーンゴム、ＳｉＨ基をもつシリコーンゴム、及び水酸基
をもつシリコーンゴムからなる群より選ばれる少なくと
も１種のシリコーンゴムと、（Ｂ）フロロシリコーンゴ
ム、フェニルシリコーンゴム、及びフッ素ゴムからなる
群より選ばれる少なくとも１種のゴムとの混合物である
前記の定着用ベルト。 （６）金属酸化物粒子を含有する耐熱性エラストマー層
が最外層に形成されている前記の定着用ベルト。 （７）チューブ状基材上に、他の耐熱性弾性層、オイル
バリア層、及び金属酸化物粒子を含有する耐熱性エラス
トマー層がこの順に積層されている前記の定着用ベル
ト。 （８）チューブ状基材上に、他の耐熱性弾性層、及び金
属酸化物粒子を含有する耐熱性エラストマー層がこの順
に積層されている前記の定着用ベルト。 （９）金属酸化物粒子を含有する耐熱性エラストマー層
の上にフッ素樹脂からなる離型層が形成されている前記
の定着用ベルト。

【００１９】

【発明の実施の形態】ゾルゲル法は、古くから、溶液中
に非常に微細なコロイド粒子が分散した状態のゾルか
ら、溶媒が蒸発して分散粒子が流動性を失った状態のゲ
ルを経由して、セラミック粉末やガラスを合成する方法
として知られている。このゾルゲル法により、含水酸化
物ゾルを脱水処理してゲルとし、このゲルを加熱する
と、無機酸化物をある一定の形状で調製することができ
る。

【００２０】ゾルゲル法は、架橋したエラストマー中に
無機フィラーを分散させる方法として応用することがで
きる。具体的には、シリカなどの金属酸化物を架橋ゴム
の網目の中でｉｎ ｓｉｔｕに生成させると、微細な金
属酸化物粒子が生成する。一般に、シリカ等の金属酸化
物粒子を未加硫のエラストマー中に機械的に分散させる
方法では、金属酸化物粒子が二次凝集を起こして粒径が
大きくなり、また、均一に練り込むことが困難である
が、ゾルゲル法によれば、微細な金属酸化物粒子が均一
に分散した状態を作り出すことができる。エラストマー
を無機フィラーで補強する場合、通常、粒子径が小さい
ほど、また、分散が良いほど高い補強効果が得られる。

【００２１】本発明では、先ず、耐熱性エラストマー中
に金属アルコキシドを分散させ、次いで、金属アルコキ
シドをゾルゲル法により加水分解及び重縮合反応させ
て、平均粒径０．１μｍ以下の金属酸化物微粒子を生成
させる。金属アルコキシドは、少量の水や触媒と共に耐
熱性エラストマー中に分散させると、膨潤したゲルを形
成する。次いで、熱処理を行うと、加水分解反応と重縮
合反応が進行し、金属酸化物粒子が生成する。例えば、
オルソケイ酸テトラエチル等のアルコキシシランを、水
と触媒（例、ブチルアミン）と共にシリコーンゴム中に
分散させ、２０〜１００℃で３〜１００時間程度熱処理
を行うと、シリコーンゴム中で金属酸化物であるシリカ
が生成する。シリコーンゴムは、定着用ベルトの製造の
際、いずれかの工程で架橋されるので、生成したシリカ
は、架橋シリコーンゴムの網目中に均一かつ微細に分散
されることになる。この方法によれば、平均粒径０．１
μｍ以下の金属酸化物微粒子をシリコーンゴム中で生成
させることができる。このゾルゲル法によりシリコーン
ゴム中で金属酸化物微粒子を生成させると、別途調製し
たシリカ粒子を練り込んだ場合と比較して、優れた補強
効果を得ることができる。耐熱性エラストマーとして
は、シリコーンゴム以外に、フッ素ゴム、フォスファゼ
ンゴムなどが挙げられるが、これらに限定されるもので
はなく、定着温度に耐える耐熱性を有するものであれば
よい。

【００２２】本発明で用いられる金属アルコキシドとし
ては、少なくとも２個、通常は４〜６個のアルコキシ基
を有するものを使用することができる。代表的な金属ア
ルコキシドとして、ケイ素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、
アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タング
ステン（Ｗ）などのアルコキシドが挙げられる。ただ
し、本発明は、これらの金属のアルコキシドに限定され
るものではない。

【００２３】金属アルコキシドは、耐熱性エラストマー
１００重量部に対して、通常０．５〜１００重量部、好
ましくは１〜１００重量部、より好ましくは５〜２０重
量部の割合で配合される。金属アルコキシドの配合割合
が少なすぎると補強効果が小さく、逆に、多すぎると定
着性に影響を及ぼすおそれが生じる。金属アルコキシド
と共に、加水分解に必要な量比の水と、重縮合を促進す
るための触媒を少量添加する。加水分解及び重縮合反応
は、通常、金属アルコキシドを配合した耐熱性エラスト
マーを熱処理することにより行う。熱処理条件として
は、通常、２０〜１５０℃で３〜１００時間、好ましく
は３０〜１００℃で５〜８０時間程度である。

【００２４】金属酸化物粒子を含有する耐熱性エラスト
マー層を形成する方法としては、前記したＡ〜Ｄの４つ
の方法が挙げられる。例えば、ＲＴＶ型シリコーンゴム
と同じ容器に、金属アルコキシドと水と触媒を入れ、Ｒ
ＴＶ型シリコーンゴムが架橋しない条件で熱処理して金
属酸化物粒子を生成させ、その後、成形して架橋させる
方法がある。この方法では、架橋工程または重縮合工程
を種々に変更させることができる。また、シリコーンゴ
ムの成形架橋品を、例えばテトラヒドロフラン（ＴＨ
Ｆ）等の極性有機溶媒に浸漬して膨潤させ、その後、金
属アルコキシドと水と触媒の混合液に浸して含浸させ、
次いで、加水分解及び重縮合反応させる方法がある。こ
れらの方法の中でも、定着性を考慮すると、Ａ〜Ｃ法を
採用することが好ましい。

【００２５】本発明では、金属酸化物微粒子を分散させ
た耐熱性エラストマー層は、チューブ状基材上に直接ま
たは他の層を介して形成する。より具体的に、（１）耐
熱性エラストマー層は、チューブ状基材上に直接または
プライマーを介して形成することができる。この場合、
金属酸化物微粒子を分散させた耐熱性エラストマー層
は、弾性層及び／または離型層として機能する。また、
（２）チューブ状基材上に他の耐熱性弾性層を形成し、
その上に耐熱性エラストマー層を形成することができ
る。この場合、金属酸化物微粒子を分散させた耐熱性エ
ラストマー層は、最外層として、強度、耐摩耗性、離型
性などを付与する役割を果たす。（３）チューブ状基材
上に他の耐熱性弾性層及びオイルバリア層を順次形成
し、その上に耐熱性エラストマー層を形成することがで
きる。この場合、金属酸化物微粒子を分散させた耐熱性
エラストマー層は、最外層として、強度、耐摩耗性、離
型性などを付与する役割を果たす。（４）上記の各場合
において、金属酸化物微粒子を分散させた耐熱性エラス
トマー層の上に、フッ素樹脂層を離型層として形成して
もよい。この他、本発明の目的を阻害しない範囲内にお
いて、付加的な層が存在してもよい。また、各層構成に
おいて、所望の機能を果たさせるために、耐熱性エラス
トマー層中の金属酸化物微粒子の含有量を適宜調整する
ことができる。

【００２６】本発明では、耐熱性エラストマーとして、
シリコーンゴム、フッ素ゴム、フォスファゼンゴムなど
の各種ゴムを使用することができるが、定着温度におい
て長期間の連続使用に耐える高度の耐熱性を有する点
で、シリコーンゴム、フッ素ゴム、またはこれらの混合
物が好ましい。シリコーンゴムのタイプとしては、ミラ
ブルタイプ、液状タイプのいずれでもよく、また、ＨＴ
Ｖ（高温硬化型）、ＬＴＶ（低温硬化型）、ＲＴＶ（室
温硬化型）のいずれでもよい。シリコーンゴムの化学構
造としては、基本的なジメチルシリコーンゴム；ビニル
基、水素基、水酸基等を有するシリコーンゴム；フェニ
ルシリコーンゴム；フロロシリコーンゴムのいずれでも
よく、また、これらの２種以上の混合物でもよい。

【００２７】シリコーンゴムは、シリコーンゴム層を離
型層として使用する場合には、ＲＴＶ型またはＬＴＶ型
のシリコーンゴムが好ましい。ビニル基やＳｉＨ基、水
酸基等を有するシリコーンゴムを使用すると、金属アル
コキシドの加水分解後、それが重縮合していく際にこれ
らの官能基と反応して、微小粒子が化学的にシリコーン
ゴムと結合するため、優れた補強効果が期待できる。シ
リコーンゴムとしては、（Ａ）ビニル基をもつシリコー
ンゴム、ＳｉＨ基をもつシリコーンゴム、及び水酸基を
もつシリコーンゴムからなる群より選ばれる少なくとも
１種のシリコーンゴムと、（Ｂ）フロロシリコーンゴ
ム、フェニルシリコーンゴム、及びフッ素ゴムからなる
群より選ばれる少なくとも１種のゴムとの混合物を使用
することができる。（Ｂ）群のゴムと併用することによ
り、耐油性や耐熱性を向上させることができる。（Ａ）
群のシリコーンゴムと（Ｂ）群のゴムとの使用割合
（Ａ：Ｂの重量比）は、離型性と、耐油性や耐熱性等の
バランスを考慮して適宜定めることができるが、通常、
５：９５〜９０：１０、好ましくは３０：７０〜７０：
３０である。

【００２８】耐熱性エラストマー層の厚みは、用途や設
置する画像形成装置の構造、目標とする弾性、用いる材
料の硬度等を勘案して適宜設定されるが、一般的には、
１００μｍ〜３ｍｍの範囲内に設定されることが多い。
もちろん、これより厚い膜厚に成形した後に、研磨等に
より必要な膜厚に加工してもよい。金属酸化物微粒子を
含有する耐熱性エラストマー層の弾力性が不足する場合
には、定着時に定着用ベルトがトナーを十分に包んで溶
融させ、トナー像が転写紙上に定着するように、耐熱性
エラストマー層以外に、他の耐熱性弾性層を形成するこ
とができる。他の耐熱性弾性層としては、金属酸化物な
どの無機フィラーを含有しないか、含有量が少ないシリ
コーンゴムやフッ素ゴムを使用することができ、例え
ば、フロロシリコーンまたはジメチルシリコーンを単独
で用いるか、あるいは併用することができる。この場
合、他の耐熱性弾性層の厚みを１００μｍ〜３ｍｍの範
囲内に設定し、一方、他の耐熱性弾性層の上に積層され
る耐熱性エラストマー層の厚みを５〜５００μｍ程度と
することが好ましい。

【００２９】耐熱性エラストマー層または他の耐熱性弾
性層は、チューブ状基材上に、プライマーを介して積層
するか、あるいは、チューブ状基材をサンドプラスト、
電気化学的エッチング、及び化学的エッチングのいずれ
か、もしくはそれらを組み合わせた方法により粗面化し
て、さらに必要に応じて、プライマーを介して積層して
もよい。チューブ状基材の上に、他の耐熱性弾性層を設
け、その上にオイルバリア層を設け、さらに、その上に
耐熱性エラストマー層を設けてもよい。オイルバリア層
は、離型性を向上させるために定着用ベルトに塗布して
用いられているシリコーンオイルが弾性層にまで浸透す
るのを防ぐ役割をもつ層であって、通常、耐油性に優れ
たフッ素ゴムやフッ素樹脂を用いて形成される。この層
の厚みは、通常、５〜５００μｍ程度であるが、この範
囲に限定されるものではない。

【００３０】金属酸化物微粒子を分散した耐熱性エラス
トマー層は、離型層として最外層に配置することが好ま
しい。この場合、他の耐熱性弾性層が弾性を付与する役
割を果たすので、耐熱性エラストマー層の厚みは、前記
したとおり、５〜５００μｍ程度とするが、この範囲に
限定されない。一方、離型層にフッ素樹脂を用いると、
フッ素樹脂自体が高非粘着性のため、シリコーンオイル
との併用により、良好なトナー離型性が得られる。フッ
素樹脂としては、耐熱性の観点から、ポリテトラフルオ
ロエチレン（ＰＴＦＥ）またはテトラフルオロエチレン
／パーフロオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦ
Ａ）をそれぞれ単独で使用するか、あるいはこれらを混
合して用いることが好ましいが、これに限定されるもの
ではない。特に熱溶融性のＰＦＡを用いた場合、平滑な
表面の離型層が得られ、さらに良好な定着画像が得られ
る。フッ素樹脂離型層の厚みは、用途や設置する画像形
成装置の構造、目標とする弾性、用いる材料の硬度、磨
耗耐久性などを勘案して適宜設定されるが、一般的に
は、５〜３００μｍの範囲内に設定される。

【００３１】本発明の定着用ベルトの基材には、チュー
ブ（すなわち、エンドレスベルト）を用いる。チューブ
の材質としては、通常、耐熱性プラスチックまたは金属
を用いる。耐熱性プラスチックとしては、例えば、ポリ
イミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリフェニレンスルフィド、ポリベンズイミダゾー
ル等が用いられるが、これらの中でも特にポリイミドが
好ましい。金属チューブとしては、例えば、アルミニウ
ム、ステンレス、鉄、ニッケル、及びこれらの合金が用
いられるが、電磁誘導加熱方式によって金属チューブを
加熱することを考慮した場合、鉄、ニッケル、及びこれ
らの合金、またはフェライト系ステンレスが好ましい。
電磁誘導加熱方式を採用する場合には、ヒーターに代え
て、高周波コイルなどの電磁誘導発熱用コイルを配置す
る。チューブ状基材の厚さは、通常１０〜１００μｍ、
好ましくは３０〜６０μｍである。

【００３２】チューブ状基材または定着用ベルトの外径
は、定着装置の大きさなどによって適宜定めることがで
きるが、通常、１５〜１５０ｍｍ、好ましくは２０〜１
００ｍｍ程度である。定着用ベルトの長さは、転写紙な
どの転写材の幅に応じて適宜定めることができる。図３
に、本発明の定着用ベルトの一例を示す。チューブ状基
材１１の上に、弾性層１２が形成され、さらにその上
に、離型層１３が形成されている。弾性層は、耐シリコ
ーンオイル性に優れているため、用途によって必要がな
ければ、離型層を省略してもよい。

【００３３】

【実施例】以下、本発明について、実施例及び比較例を
挙げてより具体的に説明する。

【００３４】［実施例１］ポリイミドワニス（宇部興産
製ＵワニスＳ）を用い、常法に従って円筒状金型を用い
て、厚み５０μｍ、外径２７．６ｍｍのポリイミドチュ
ーブを作製した。この上に、ＨＴＶジメチルシリコーン
ゴム（信越化学社製ＫＥ９３１Ｕ）とフロロシリコーン
ゴム（信越化学社製ＦＥ２４１Ｕ）とを１：１の重量比
でブレンドしたゴム１００重量部に対して、パーオキサ
イド加硫剤Ｃ−８Ａ（信越化学社製）を０．５重量部練
り込み、約３ｍｍの厚さのシートにしたものを巻き付
け、金型でプレス加硫して、内層の弾性層を成形した。
一方、未架橋ＲＴＶ型ジメチルシリコーンゴム（信越化
学社製ＫＥ１９３５）１００重量部に対し、オルソケイ
酸テトラエチル５０重量部と水１重量部、そして触媒と
してブチルアミン０．５重量部を配合し、７０℃で２４
時間の熱処理を行い、金属アルコキシドを反応させて金
属酸化物であるシリカ微粒子をゴム中で生成させた。そ
の後、先に成形した弾性層の上に、生成シリカ微粒子含
有ジメチルシリコーンゴムを塗布し、１２０℃で１時間
熱処理して架橋させ、２００μｍの厚さの離型層を形成
させ、定着用ベルト（図３）を完成させた。電子顕微鏡
による観察結果によれば、生成シリカの平均粒径は、
０．１μｍ以下であった。

【００３５】［比較例１］比較例として、実施例と同じ
構造で離型層に生成シリカを含有しないものを製作し
た。

【００３６】耐久試験 製作した定着用ベルトを図４に示すように、実際の定着
を擬した回転耐久試験装置に装着して回転させた。ウエ
ブ１４を介して、定着用ベルト１５にシリコーンオイル
（信越化学製ジメチルシリコーンオイルＫＦ９６Ｈ）を
塗布した。回転耐久試験時は、定着用ベルト１５の表面
温度が１８０℃で一定になるように、中空の定着用ベル
トの内部に挿入したハロゲンヒーター１７の出力を制御
した。定着用ベルト１５は、加圧用ローラ１６と接触さ
せて回転させた。１００時間ごとに定着用ベルトを回転
耐久試験装置から取り出し、外表面を観察した。比較サ
ンプル（比較例１）は５００時間で表面にスジ状の傷が
入った。これに対し、本発明品（実施例１）は、１００
０時間後も傷等の発生はなかった。また、これらの定着
用ベルトを実機に組み込んで絵出しテストを行った結
果、本発明品は、スジ等もそれほどなく、問題ない状態
だった。比較サンプルは、色むらがはっきり現れ、スジ
も目立っていた。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、チューブ状基材上に、
直接または他の層を介して、耐熱性エラストマー層が形
成された定着用ベルトにおいて、該耐熱性エラストマー
中に平均粒径が極めて小さい金属酸化物微粒子を分散さ
せることにより、定着性に悪影響を及ぼすことなく、強
度を向上させ、耐久性が改善された定着用ベルトとその
製造方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱ローラ定着法の説明図である。

【図２】定着用ベルトを用いた定着法の説明図である。

【図３】本発明の定着用ベルトの一例の積層構成を示す
概略図である。

【図４】回転耐久試験機の模式図である。

【符号の説明】

１：定着用ローラ ２：ヒーター ３：トナー ４：転写紙 ５：加圧用ローラ ６：定着用ベルト ７：ヒーター ８：トナー ９：転写紙 １０：加圧用ローラ １１：チューブ状基材 １２：弾性層 １３：離型層 １４：ウエブ １５：定着用ベルト １６：加圧用ローラ １７：ハロゲンヒーター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝口 敏彦 大阪府大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 西村 昭 大阪府大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チューブ状基材上に、直接または他の層
   を介して、金属酸化物粒子を含有する耐熱性エラストマ
   ー層が形成された定着用ベルトであって、金属酸化物粒
   子が、耐熱性エラストマー中に分散させた金属アルコキ
   シドをゾルゲル法により加水分解及び重縮合反応させる
   ことにより生成させた平均粒径０．１μｍ以下の微粒子
   であることを特徴とする定着用ベルト。
2. 【請求項２】 金属アルコキシドが、ケイ素、チタン、
   アルミニウム、ジルコニウム、及びタングステンからな
   る群より選ばれる少なくとも１種の金属のアルコキシド
   であって、かつ、少なくとも２個のアルコキシ基を有す
   るものである請求項１記載の定着用ベルト。
3. 【請求項３】 耐熱性エラストマーが、シリコーンゴム
   である請求項１または２記載の定着用ベルト。
4. 【請求項４】 シリコーンゴムが、（Ａ）ビニル基をも
   つシリコーンゴム、ＳｉＨ基をもつシリコーンゴム、及
   び水酸基をもつシリコーンゴムからなる群より選ばれる
   少なくとも１種のシリコーンゴムと、（Ｂ）フロロシリ
   コーンゴム、フェニルシリコーンゴム、及びフッ素ゴム
   からなる群より選ばれる少なくとも１種のゴムとの混合
   物である請求項３記載の定着用ベルト。
5. 【請求項５】 チューブ状基材上に、直接または他の層
   を介して、金属酸化物粒子を含有する耐熱性エラストマ
   ー層が形成された定着用ベルトの製造方法において、 未架橋の耐熱性エラストマー中に金属アルコキシドを
   分散させ、 ゾルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
   縮合反応させて平均粒径０．１μｍ以下の金属酸化物粒
   子を生成させ、 金属酸化物粒子を含有する未架橋の耐熱性エラストマ
   ーをチューブ状基材上に直接または他の層を介して積層
   し、次いで、 耐熱性エラストマーを架橋させることを特徴とする定
   着用ベルトの製造方法。
6. 【請求項６】 チューブ状基材上に、直接または他の層
   を介して、金属酸化物粒子を含有する耐熱性エラストマ
   ー層が形成された定着用ベルトの製造方法において、 未架橋の耐熱性エラストマー中に金属アルコキシドを
   分散させ、 金属アルコキシドを分散させた未架橋の耐熱性エラス
   トマーをチューブ状基材上に直接または他の層を介して
   積層し、次いで、 ゾルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
   縮合反応させて平均粒径０．１μｍ以下の金属酸化物粒
   子を生成させると同時に、耐熱性エラストマーを架橋さ
   せることを特徴とする定着ローラーの製造方法。
7. 【請求項７】 チューブ状基材上に、直接または他の層
   を介して、金属酸化物粒子を含有する耐熱性エラストマ
   ー層が形成された定着用ベルトの製造方法において、 未架橋の耐熱性エラストマー中に金属アルコキシドを
   分散させ、 金属アルコキシドを分散させた未架橋の耐熱性エラス
   トマーをチューブ状基材上に直接または他の層を介して
   積層し、 耐熱性エラストマーを架橋させ、次いで、 ゾルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
   縮合反応させて平均粒径０．１μｍ以下の金属酸化物粒
   子を生成させることを特徴とする定着用ベルトの製造方
   法。
8. 【請求項８】 チューブ状基材上に、直接または他の層
   を介して、金属酸化物粒子を含有する耐熱性エラストマ
   ー層が形成された定着用ベルトの製造方法において、 未架橋の耐熱性エラストマーをチューブ状基材上に直
   接または他の層を介して積層し、 耐熱性エラストマーを架橋させ、 架橋耐熱性エラストマーを膨潤させて金属アルコキシ
   ドを含浸させ、次いで、 ゾルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
   縮合反応させて平均粒径０．１μｍ以下の金属酸化物粒
   子を生成させることを特徴とする定着用ベルトの製造方
   法。