(57)【要約】【課題】機械的な複雑化・大型化を招くことなく低光沢度と高光沢度の双方に対応可能な定着ベルト、定着装置を提供する。【解決手段】未定着のトナー像が表面上に形成された記録材を、加熱された定着ベルトとローラとの間にニップして該トナー像を記録材に定着させる定着装置の定着ベルトとして、定着温度の変化に対する定着後の記録紙上のトナー像の光沢度の変化特性においてティッピングポイントとなる定着温度を有するもの（ティッピングポイントとなる定着温度の前後で光沢度の変化率が２倍以上異なるようなもの、例えばベルト３）を使用する。【選択図】図４
2020076922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着のトナー像が表面上に形成された記録材を、加熱された定着ベルトとローラとの間にニップして前記トナー像を前記記録材に定着させる定着装置で使用される定着ベルトであって、
定着温度の変化に対する定着後の前記トナー像の光沢度の変化特性においてティッピングポイントとなる定着温度を有する
ことを特徴とする定着ベルト。
【請求項２】
未定着のトナー像が表面上に形成された記録材を、加熱された定着ベルトとローラとの間にニップして前記トナー像を前記記録材に定着させる定着装置で使用される定着ベルトであって、
定着温度の変化に対する、定着後の前記トナー像の光沢度の変化率が、前後で２倍以上異なる定着温度を有する
ことを特徴とする定着ベルト。
【請求項３】
定着温度１６０℃から２１０℃の間にある温度差１５℃のいずれかの温度域における前記光沢度の最大値と最小値の差が１０以上あり、かつ、その温度域の下端の定着温度における前記光沢度が３０以下である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の定着ベルト。
【請求項４】
定着温度１６０℃から２１０℃の間にある温度差１５℃のいずれかの温度域における前記光沢度の最大値と最小値の差が１０以上あり、かつ、その温度域の下端の定着温度における前記光沢度が２５以下である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の定着ベルト。
【請求項５】
前記光沢度の最大値と最小値の差が１０以上あることに代えて、前記光沢度の最大値と最小値の差が１５以上ある
ことを特徴とする請求項３または４に記載の定着ベルト。
【請求項６】
少なくとも弾性層を有し、該弾性層を構成する弾性材料の１００℃から１７０℃の間における貯蔵弾性率の最大値に対する最小値の割合が５０％以上である
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の定着ベルト。
【請求項７】
少なくとも弾性層を有し、該弾性層を構成する弾性材料の１００℃から１７０℃の間における貯蔵弾性率の最大値に対する最小値の割合が８０％以上である
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の定着ベルト。
【請求項８】
耐熱性樹脂から成る基層の上に、弾性材料から成る弾性層と、離型層がこの順に積層されている
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の定着ベルト。
【請求項９】
少なくとも弾性層を有し、該弾性層を構成する弾性材料の１２０℃における貯蔵弾性率が１．３Ｅ＋０６から４．５Ｅ＋０６の範囲にある
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の定着ベルト。
【請求項１０】
少なくとも弾性層を有し、該弾性層を構成する弾性材料の硬度が５〜２０の範囲にある
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つに記載の定着ベルト。
【請求項１１】
無端の環状にされた請求項１乃至９のいずれか１つに記載の定着ベルトと、
前記定着ベルトの内側に配置されて前記定着ベルトが張架され、前記定着ベルトを加熱するための加熱装置を内蔵した加熱ローラを含む二以上のローラと、
前記定着ベルトを介して前記ローラのうちの一つに向けて付勢される加圧ローラと、
を有する
ことを特徴とする定着装置。
【請求項１２】
記録材の表面上に未定着のトナー像を形成する画像形成部と、
未定着のトナー像を前記記録材に定着させる請求項１１に記載の定着装置と、
を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
感光体上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像工程と、
前記感光体上に形成されたトナー像を記録材の表面上に転写する転写工程と、
前記記録材の表面上に転写された前記トナー像を前記記録材に定着させる定着工程と、
を有する画像形成方法であって、
前記トナーとして、貯蔵弾性率が１×１０４Ｐａとなる時の温度が１００℃から１４０℃であるトナーを使用し、
前記定着工程において請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の定着ベルトを使用する
ことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材の表面上にトナー像を定着させる定着装置で使用される定着ベルト、該定着ベルトを用いた定着装置、画像形成装置、画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やレーザービームプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置では、画像形成部で記録紙上に未定着のトナー像を形成した後、この記録紙を定着装置で加圧、加熱処理することによって記録紙上にトナー像を定着させる。定着装置としては、定着ローラと、内部にヒータを有する加熱ローラと、定着ローラと加熱ローラに張架される無端環状の定着ベルトと、定着ベルトを介して定着ローラに向けて付勢された加圧ローラとを有するものが一般に使用され、加熱されて周回する定着ベルトと定着ローラの間に記録紙をニップして通すことで記録紙上のトナー像が記録紙に定着される。
【０００３】
このような画像形成装置の出力物に対してユーザが要求する特性の１つに光沢度がある。従来の画像形成装置は、低光沢度と高光沢度に対応するために、定着器を２つ搭載し（特許文献１参照）、あるいは加圧ローラを複数搭載し、これを切り替えることで光沢度を変えていた（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１７３２５９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１１０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、低光沢度と高光沢度の双方に対応するために定着器を２台備えたり、加圧ローラを切り替え可能に複数設けたりすると、機械的に複雑化、大型化すると共にコスト高になる等の問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、機械的な複雑化・大型化を招くことなく低光沢度と高光沢度の双方に対応可能な定着ベルト、定着装置、画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
【０００８】
［１］未定着のトナー像が表面上に形成された記録材を、加熱された定着ベルトとローラとの間にニップして前記トナー像を前記記録材に定着させる定着装置で使用される定着ベルトであって、
定着温度の変化に対する定着後の前記トナー像の光沢度の変化特性においてティッピングポイントとなる定着温度を有する
ことを特徴とする定着ベルト。
【０００９】
上記発明に係る定着ベルトは、定着温度の変化に対する定着後のトナー像の光沢度の変化率が、ある定着温度（ティッピングポイントとなる定着温度）を超えると急増する。したがって、ティッピングポイントとなる定着温度の前後で小幅に定着温度を変更するだけで、出力物の光沢度を大きく変化させることができる。
【００１０】
［２］未定着のトナー像が表面上に形成された記録材を、加熱された定着ベルトとローラとの間にニップして前記トナー像を前記記録材に定着させる定着装置で使用される定着ベルトであって、
定着温度の変化に対する、定着後の前記トナー像の光沢度の変化率が、前後で２倍以上異なる定着温度を有する
ことを特徴とする定着ベルト。
【００１１】
上記発明に係る定着ベルトは、定着温度の変化に対する定着後のトナー像の光沢度の変化率が、ある定着温度の前後で２倍以上に変化する。したがって、その定着温度の前後で小幅に定着温度を変更するだけで、出力物の光沢度を大きく変化させることができる。
【００１２】
［３］定着温度１６０℃から２１０℃の間にある温度差１５℃のいずれかの温度域における前記光沢度の最大値と最小値の差が１０以上あり、かつ、その温度域の下端の定着温度における前記光沢度が３０以下である
ことを特徴とする［１］または［２］に記載の定着ベルト。
【００１３】
上記発明に係る定着ベルトは、１６０℃から２１０℃の間にある温度差１５℃のいずれかの温度域で光沢度に１０の差が生じ、かつその温度域での光沢度の最小値が３０以下である。
【００１４】
［４］定着温度１６０℃から２１０℃の間にある温度差１５℃のいずれかの温度域における前記光沢度の最大値と最小値の差が１０以上あり、かつ、その温度域の下端の定着温度における前記光沢度が２５以下である
ことを特徴とする［１］または［２］に記載の定着ベルト。
【００１５】
上記発明に係る定着ベルトは、１６０℃から２１０℃の間にある温度差１５℃のいずれかの温度域で光沢度に１０の差が生じ、かつその温度域での光沢度の最小値が２５以下である。
【００１６】
［５］前記光沢度の最大値と最小値の差が１０以上あることに代えて、前記光沢度の最大値と最小値の差が１５以上ある
ことを特徴とする［３］または［４］に記載の定着ベルト。
【００１７】
上記発明に係る定着ベルトは、１６０℃から２１０℃の間にある温度差１５℃のいずれかの温度域で光沢度に１５の差が生じる。
【００１８】
［６］少なくとも弾性層を有し、該弾性層を構成する弾性材料の１００℃から１７０℃の間における貯蔵弾性率の最大値に対する最小値の割合が５０％以上である
ことを特徴とする［１］乃至［５］のいずれか１つに記載の定着ベルト。
【００１９】
上記発明に係る定着ベルトは、その弾性層の弾性材料として、１００℃から１７０℃の間における貯蔵弾性率の最大値に対する最小値の割合が５０％以上となる材料、すなわち、温度に対する貯蔵弾性率の変化量の少ないもの使用する。
【００２０】
［７］少なくとも弾性層を有し、該弾性層を構成する弾性材料の１００℃から１７０℃の間における貯蔵弾性率の最大値に対する最小値の割合が８０％以上である
ことを特徴とする［１］乃至［５］のいずれか１つに記載の定着ベルト。
【００２１】
上記発明に係る定着ベルトは、その弾性層の弾性材料として、１００℃から１７０℃の間における貯蔵弾性率の最大値に対する最小値の割合が８０％以上となる材料、すなわち、温度に対する貯蔵弾性率の変化量のより少ないもの使用する。
【００２２】
［８］耐熱性樹脂から成る基層の上に、弾性材料から成る弾性層と、離型層がこの順に積層されている
ことを特徴とする［１］乃至［７］のいずれか１つに記載の定着ベルト。
【００２３】
［９］少なくとも弾性層を有し、該弾性層を構成する弾性材料の１２０℃における貯蔵弾性率が１．３Ｅ＋０６から４．５Ｅ＋０６の範囲にある
ことを特徴とする［１］乃至［８］のいずれか１つに記載の定着ベルト。
【００２４】
上記発明に係る定着ベルトは、その弾性層の弾性材料として、１２０℃における貯蔵弾性率が１．３Ｅ＋０６から４．５Ｅ＋０６の範囲にある材料を使用する。
【００２５】
［１０］少なくとも弾性層を有し、該弾性層を構成する弾性材料の硬度が５〜２０の範囲にある
ことを特徴とする［１］乃至［９］のいずれか１つに記載の定着ベルト。
【００２６】
上記発明に係る定着ベルトは、その弾性層の弾性材料として硬度が５〜２０の範囲にある材料を使用する。
【００２７】
［１１］無端の環状にされた請求項１乃至９のいずれか１つに記載の定着ベルトと、
前記定着ベルトの内側に配置されて前記定着ベルトが張架され、前記定着ベルトを加熱するための加熱装置を内蔵した加熱ローラを含む二以上のローラと、
前記定着ベルトを介して前記ローラのうちの一つに向けて付勢される加圧ローラと、
を有する
ことを特徴とする定着装置。
【００２８】
［１２］記録材の表面上に未定着のトナー像を形成する画像形成部と、
未定着のトナー像を前記記録材に定着させる［１１］に記載の定着装置と、
を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【００２９】
［１３］感光体上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像工程と、
前記感光体上に形成されたトナー像を記録材の表面上に転写する転写工程と、
前記記録材の表面上に転写された前記トナー像を前記記録材に定着させる定着工程と、
を有する画像形成方法であって、
前記トナーとして、貯蔵弾性率が１×１０４Ｐａとなる時の温度が１００℃から１４０℃であるトナーを使用し、
前記定着工程において［１］乃至［１０］のいずれか１つに記載の定着ベルトを使用する
ことを特徴とする画像形成方法。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る定着ベルト、定着装置、画像形成装置および画像形成方法によれば、機械的な複雑化・大型化を招くことなく低光沢度と高光沢度の双方に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態に係る定着ベルトを用いた定着装置を含む画像形成装置の機械的な概略構成を示す図である。
【図２】定着装置の概略構成を示す図である。
【図３】定着ベルトの積層構造を示す図である。
【図４】定着温度（定着ベルトの温度）と定着装置で定着された記録紙上のトナー像の光沢度との関係を複数の定着ベルトについて示す図である。
【図５】図４のベルト１、２、３の弾性層を構成する材料の温度に対する貯蔵弾性率の変化特性を示す図である。
【図６】記録紙の特定箇所が定着ニップ部を通過する期間における記録紙の搬送速度と定着ベルトの移動速度との差を示すグラフの図である。
【図７】定着ベルトとトナーの関係をバネの引っ張り合いのイメージで表した図である。
【図８】定着ベルトの弾性層を構成する弾性材料およびトナーの温度に対する貯蔵弾性率の変化特性を対比して示す図である。
【図９】実施例１〜５に係る定着ベルトおよび比較例１、２に関する各種特性を比較して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００３３】
図１は、本発明の実施の形態に係る定着ベルトを用いた定着装置を含む画像形成装置１０の機械的な概略構成を示している。画像形成装置１０は、原稿を光学的に読み取って得た画像を記録紙等の記録材上に画像形成して出力するコピー機能、外部から入力された印刷データに基づいてラスタライズした画像を記録紙上に画像形成して出力する印刷機能などを果たす、所謂、複合機である。記録材は記録紙に限定されず、フィルムや布なでもよい。以後、記録材を記録紙として説明する。
【００３４】
画像形成装置１０は、原稿を光学的に読み取るスキャナ部１１、ユーザ操作の受け付けおよび各種情報を表示する操作パネル１２、装置全体の動作の制御や画像処理を行う制御回路部１３、記録材上に未定着のトナー像を形成する画像形成部２０、未定着のトナー像を記録紙に定着させる定着装置３０、画像形成に使用される記録紙を多数枚収容可能な給紙トレイ１４、給紙トレイ１４から繰り出された用紙を搬送する搬送部１６などを備えて構成される。
【００３５】
画像形成部２０は、所謂、電子写真方式のプリントエンジン部である。画像形成部２０は、無端で環状に掛け渡された所定幅の中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１上に、それぞれ一の色成分のトナー像を形成するイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）、の色別の像形成ユニット２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを有する。ここでは、トナーとして、貯蔵弾性率が１×１０４Ｐａとなる時の温度が１００℃から１４０℃であるトナーを使用する。トナーは、一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよい。なお、色別の像形成ユニット２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを総称して像形成ユニット２２とする。
【００３６】
像形成ユニット２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、使用されるトナーの色は異なるが互いに構造は同一である。像形成ユニット２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体としての円筒状の感光体ドラム２４を有し、その周囲に帯電装置、現像装置、転写装置、感光体クリーニング装置などを配置して備える。またレーザ素子であるレーザーダイオード（ＬＤ）、ポリゴンミラー、各種レンズおよびミラー等で構成されたプリントヘッド２６を備えている。
【００３７】
各像形成ユニット２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋにおいて、感光体ドラム２４は図示省略の駆動部に駆動されて一定方向に回転し、帯電装置は感光体ドラム２４を一様に帯電させ、プリントヘッド２６は対応する色の画像データに基づく駆動信号に応じてオン／オフ制御されたレーザービームで感光体ドラム２４を走査して感光体ドラム２４の表面上に静電潜像を形成する。
【００３８】
現像装置は、感光体ドラム２４の表面上の静電潜像をトナーで現像して顕像化する現像工程を行う。感光体ドラム２４の表面上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト２１と接触する箇所で中間転写ベルト２１に転写される。感光体クリーニング装置は、転写後に感光体ドラム２４の表面上に残留するトナーをブレード等で擦って除去し回収する。
【００３９】
中間転写ベルト２１は複数のローラに掛け渡すようにして巻回され駆動部に駆動されて図中の矢印Ａ方向に周回する。周回する過程で、各色の像形成ユニット２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋによって感光体ドラム２４上に形成されたトナー像が中間転写ベルト２１上に順次転写されて重ね合わされることでフルカラーのカラー画像が転写ベルト２１上に合成される。このトナーによるカラー画像は、二次転写位置Ｄで中間転写ベルト２１から記録紙の表面上に転写される（転写工程）。また、中間転写ベルト２１に残ったトナーは二次転写位置Ｄの下流に設けたクリーニング装置２７によって転写ベルト２１上から除去される。
【００４０】
定着装置３０は、記録紙の搬送路の途中であって二次転写位置Ｄの下流に設けられており、二次転写位置Ｄで記録紙の表面上に転写されたトナー像をこの記録材に加圧、加熱して定着させる定着工程を行う。
【００４１】
搬送部１６は、給紙トレイ１４から繰り出した記録紙を、二次転写位置Ｄおよび定着装置３０を通過させて排紙トレイ１５まで搬送する機能を果たす。搬送部１６は、搬送経路を形成する搬送ローラやガイドのほか、搬送ローラを駆動するモータなどで構成される。なお、図示省略するが、搬送部１６は、定着装置３０を出た記録紙を、表裏を反転させて、再び、二次転写位置Ｄの上流の搬送経路に送り出す両面印刷用の用紙反転機構を備えている。
【００４２】
制御回路部１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、などを主要部として構成される。ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムに従って処理を実行することで画像形成装置１０としての各機能が実現される。
【００４３】
図２は、定着装置３０の概略構成を示している。定着装置３０は、無端環状にされた定着ベルト３１と、定着ベルト３１の内側に配置されて該定着ベルト３１が張架される二以上のローラ３３、３４と、定着ベルト３１を介してローラ３３、３４のうちの一つに向けて付勢される加圧ローラ３５とを有する。ここでは、定着ベルト３１の内側に配置されて該定着ベルト３１が張架される２以上のローラは、定着ベルト３１を加熱するための加熱装置３２を内蔵した加熱ローラ３３と、定着ローラ３４である。加圧ローラ３５は定着ベルト３１を挟んで定着ローラ３４に向けて付勢・押圧される。加圧ローラ３５と定着ベルト３１が当接する部分を定着ニップ部とする。
【００４４】
さらに定着装置３０は、搬送部１６によって搬送されてきた記録紙を、定着ニップ部（当接する加圧ローラ３５と定着ベルト３１の間）に向けて案内するガイド板３６、定着ニップ部を通過した記録紙を定着装置３０の外へ送り出す一対の送出ローラ３７、定着ベルト３１の温度を測定する第１温度センサ３８、加圧ローラ３５の外周面の温度を測定する第２温度センサ３９、送出ローラ３７側から定着ニップ部に向けて気流を当てて定着ベルト３１から記録紙の剥離を促す気流分離装置４０などを備えている。
【００４５】
定着ベルト３１は、加熱ローラ３３と定着ローラ３４を内包するようにこれらに張り架け渡されている。加熱ローラ３３は、中心部が空洞にされたアルミニウム、鉄、ＳＵＳ（ステンレス鋼材）などで形成された円筒状の芯金の中に加熱装置３２を配置して構成される。加圧ローラ３５も同様に中心部が空洞にされており、その中に加熱装置３２が配置されている。ここでは、加熱装置３２としてハロゲンランプを使用するがこれに限定されるものではない。
【００４６】
図示省略のモータで加熱ローラ３３を回転駆動することで、定着ベルト３１が周回し、定着ベルト３１の動きに従って定着ローラ３４が従動回転する。加圧ローラ３５は、少なくとも通紙中は、定着ベルト３１を挟んで定着ローラ３４に押し付けられる。記録紙は、加圧ローラ３５と定着ベルト３６が接触している定着ニップ部を、これらの間にニップされながら通過する。このとき、記録紙上のトナー像が記録紙に加熱・加圧されて定着される。
【００４７】
定着ベルト３１は、ポリイミド樹脂（ＰＩ）などからなる基材の上に、シリコーンゴム等からなる弾性層が積層され、さらにその上に、ＰＦＡ（ポリテトラフルオロエチレン（３フッ化エチレン樹脂））チューブ等からなる表層（離型層）が積層されて形成されている（図３参照）。
【００４８】
定着ローラ３４は、アルミニウム、鉄、ＳＵＳ（ステンレス鋼材）などで形成された中空円筒状の芯金と、その周りの弾性層を成すシリコーンゴムもしくはシリコーンスポンジで構成される。
【００４９】
加圧ローラ３５は、アルミニウム、鉄、ＳＵＳなどで形成された中空円筒状の芯金と、その周りのシリコーンゴム等からなる弾性層と、弾性層の上に形成されたＰＦＡチューブ等からなる表層で構成される。
【００５０】
本実施の形態に係る画像形成装置１０は、定着装置３０の定着温度を１５℃程度の範囲で変化させることで、定着装置３０で定着された記録紙上のトナー像の光沢度を、低光沢度と高光沢度に切り替える。具体的には、定着装置３０で使用する定着ベルトとして、定着温度（定着ベルト３１の温度）の変化に対する定着後のトナー像の光沢度の変化特性（定着温度-光沢度特性とする）においてティッピングポイント（tipping point）となる定着温度を有するものを使用する。ティッピングポイントとは、それまで小さく変化していたある物事が、突然急激に変化する点であり、ここでは、定着温度の変化に対する定着後のトナー像の光沢度の変化率が小さい状態から大きい状態に急変する閾値の定着温度である。より具体的に示せば、定着温度の変化に対する、定着後のトナー像の光沢度の変化率が、その前後で２倍以上異なる定着温度をティッピングポイントとし、このような定着温度-光沢度特性を有する定着ベルト３１を使用する。
【００５１】
図４は、定着温度（定着ベルト３１の温度）と定着装置３０で定着された記録紙上のトナー像の光沢度（画像光沢度とする）との関係を複数の定着ベルトについて示している。ベルト１は、従来、高光沢度を得るために使用されていた定着ベルトであり、ベルト２は、従来、低光沢度を得るために使用されていた定着ベルトである。ベルト３は、前述したティッピングポイントを有する本発明に係る定着ベルトである。
【００５２】
ベルト１の場合、定着温度を１４０℃付近から２１０℃付近まで変化させると、定着温度の上昇に伴って光沢度は上昇するものの、定着温度の変化に対する光沢度の変化率はほぼ一定である。そのため、定着温度を変化させて画像光沢度を低光沢度と高光沢度に切り替えるためには、定着温度を１４０℃と１９０℃のように５０℃ほど変化させる必要がある。また、トナーを適切に定着させるのに必要な下限の定着温度は１６０℃位なので、ベルト１の場合、１６０℃で既に画像光沢度が高光沢度の領域に近いため、定着温度として使用可能な温度域（定着温度域とする、概ね１６０℃から２１０℃）の中で定着温度を変化させても、高光沢度の領域内でしか画像光沢度が変化せず、低光沢度と高光沢度に切り替えることはできない。すなわち、ベルト１を定着ベルトに使用すると、定着温度域では常に画像光沢度が高光沢度になる。
【００５３】
ベルト２の場合、定着温度を１５０℃付近から１９０℃付近まで変化させても画像光沢度はほとんど変化しない。すなわち、ベルト２を定着ベルトに使用すると、定着温度域では常に低光沢度になる。
【００５４】
ベルト３は、１８０℃付近にティッピングポイントを有する。すなわち、１８０℃付近で、定着温度に対する画像光沢度の変化率が激変しており、定着温度の変化に対する画像光沢度の変化率が、ティッピングポイントの前後で２倍以上に変化している。すなわち、ベルト３を定着ベルトに使用すると、定着温度域の中で定着温度を１５℃ほど変化させるだけで、画像光沢度を低光沢度と高光沢度に切り替えることができる。
【００５５】
図５は、ベルト１、２、３の弾性層を構成する弾性材料の温度に対する貯蔵弾性率の変化特性を示している。画像光沢度が定着温度域（１６０℃〜２１０℃）で常に高光沢度となるベルト１の場合、１００℃から１７０℃へ温度上昇する間に貯蔵弾性率は大きく低下しており、１００℃から１７０℃の温度範囲における貯蔵弾性率の最大値に対する最小値の割合は３０％以下になっている。またベルト２では、１００℃から１７０℃へ温度上昇する間に貯蔵弾性率は大きく低下しており、１００℃から１７０℃の温度範囲における貯蔵弾性率の最大値に対する最小値の割合は４７％以下になっている。
【００５６】
ベルト３の場合、１００℃から１７０℃へ温度上昇しても貯蔵弾性率はあまり低下せず、１００℃から１７０℃の温度範囲における貯蔵弾性率の最大値に対する最小値の割合は約８５％ある。
【００５７】
ベルト３のように温度変化に対する貯蔵弾性率の変化が少ない弾性材料を定着ベルトの弾性層に使用すると、定着温度の小幅な変更で画像光沢度を低光沢度と高光沢度に切り替えることができる。その理由は以下ように推定される。
【００５８】
図６は、記録紙の特定箇所が定着ニップ部を通過している期間における記録紙の搬送速度と定着ベルトの移動速度との差を示すグラフである。図６（ａ）は、低光沢度に対応したベルト２を使用した場合のグラフであり、図６（ｂ）は高光沢度に対応したベルト１を使用した場合のグラフである。
【００５９】
図６（ａ）に示されているように、低光沢度に対応したベルト２を使用した場合は、記録紙の特定箇所が定着ニップ部を通過する間、記録紙と定着ベルトとに速度差はほとんどなく、記録紙上のトナーと定着ベルトとの間の摺りは少ない。すなわち、定着ベルトはトナーを記録紙に向けて単に押し付けており、トナーを擦るといった動きは少ない。
【００６０】
一方、図６（ｂ）に示されているように、高光沢度に対応したベルト１を使用した場合は、記録紙の特定箇所が定着ニップ部を通過する間、記録紙と定着ベルトに大きな速度差が生じており、記録紙上のトナーと定着ベルトの間に摺りが発生している。すなわち、トナーと定着ベルトとの間にせん断力が働き、トナーを延ばすことにより光沢度が上がっていると考えられる。
【００６１】
このことから、本発明に係るベルト３を使用した場合、ティッピングポイントの定着温度以下の温度域では、記録紙が定着ニップ部を通るときに記録紙と定着ベルトとの間に速度差はほとんどなく、記録紙上のトナーと定着ベルトとの間の摺りの少ない状態となっているが、ティッピングポイントの定着温度を超えると、温度上昇によってトナーの溶融状態が上がることで、記録紙と定着ベルトとの間に大きな速度差が生じて記録紙上のトナーと定着ベルトとの間に摺りが発生したと考えられる。
【００６２】
イメージとしては、図７に示すように、定着ベルト（ベルト３）とトナーとのバネの引っ張り合いと考えると、温度の低い時には、定着ベルト（特に弾性層の部分）とトナーとのバネの強さを比べるとトナーの方のバネが強いので、定着ベルトの方が歪み、トナーは延ばされずに定着される。温度が上がると、通常、両方のバネの力は弱くなるが、ベルト３の場合は温度が上がっても貯蔵弾性率があまり落ちないので、ある定着温度（ティッピングポイントの定着温度）を超えると、定着ベルト（特に弾性層の部分）とトナーとのバネの強さの大小関係が逆転し、トナーが延ばされる。
【００６３】
温度によってバネの強さの大小関係が逆転する現象は、温度に対するトナーの貯蔵弾性率G’の変化特性と温度に対する定着ベルトの貯蔵弾性率E’の変化特性を対比して示す図８からも説明される。すなわち、トナーの貯蔵弾性率G’は温度の上昇に伴って大きく低下しいくが、本発明に係るベルト３の貯蔵弾性率E’は温度が上昇してもあまり低下しない。そのため、ティッピングポイントより低い温度域では、トナーの貯蔵弾性率G’＞ 定着ベルトの貯蔵弾性率E’ であった大小関係が、ティッピングポイント以上の温度域では、トナーの貯蔵弾性率G’＜ 定着ベルトの貯蔵弾性率E’  のように逆転する。
【００６４】
一方、従来のベルト１、ベルト２については、トナーと同様に温度の上昇に伴って貯蔵弾性率E’が低下するため、ベルト３のようにトナーの貯蔵弾性率G’との大小関係が逆転する現象は生じない。
【実施例】
【００６５】
次に、本発明に係る定着ベルトの各種実施例について説明する。
【００６６】
図９は、実施例１〜５に係る定着ベルトおよび比較例１、２に関する各種特性を比較して示している。比較例１は前述のベルト２（低光沢度に対応したもの）であり、比較例２は前述のベルト１（高光沢度に対応したもの）である。
【００６７】
［実施例１の定着ベルトの製作］
実施例１の定着ベルトは次のようにして作成した。内径９９ｍｍ、長さ３６０ｍｍ、厚み７０μｍの熱硬化性ポリイミド樹脂からなるベルト基材の内側に、外径９９ｍｍのステンレス製の円筒状の芯金を密着させた。次いで、当該ベルト基材の外側に、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを内周面上に保持する円筒金型を被せ、このようにして芯金と円筒金型を同軸で保持するとともに、両者の間にキャビティを形成した。次いで、このキャビティにシリコーンゴム材料Ａを注入し、加熱硬化して、厚さ２５０μｍのシリコーンゴムＡ（弾性層材料）による弾性層を作製した。このようにして、基層（ベルト基材）、シリコーンゴムＡの弾性層およびＰＦＡ製の表層（離型層）をこの順で重ねてなる実施例１の定着ベルトを作製した。
【００６８】
なお、シリコーンゴム材料Ａは側鎖にビニル基を有するジメチルポリシロキサン１００質量部と、架橋剤のヒドロキシル基含有ジメチルポリシロキサン３質量部と、２種類の粒径を有するシリカおよびアルミナ合わせて、３５質量部を混合した組成３７０％であり、熱伝導率は０．６Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【００６９】
シリコーンゴムＡのゴム硬度は、厚さ２．０ｍｍの測定用ゴムシートを用いて、ＪＩＳ  Ｋ６３０１に従い、デュロメータＡによって測定した。
【００７０】
［他の実施例および比較例の定着ベルトの作製］
他の実施例および比較例の定着ベルトは、弾性層に使用するシリコーンゴムＡを他のシリコーンゴムＢ〜Ｇに変更する以外については実施例１の定着ベルトと同様にして製作した。シリコーンゴムＢ〜Ｇは、側鎖にビニル基を有するジメチルポリシロキサンの種類や、複数種の混合割合、添加物の添加量などを調整する以外はシリコーンゴムＡと同様である。
【００７１】
［測定条件］
図９に示すデータを取得する際の測定条件は以下の通りである。光沢度を切り替えるために変更する２つの定着温度は１７０℃と１８５℃とした。記録紙には王子製紙のＰＯＤ  グロスコート  １２８ｇ／ｍ２のＡ４サイズを使用した。所望の定着ベルトを定着装置３０に取り付けた画像形成装置１０を用いて、マゼンタ・イエロー２層のレッド、マゼンタ・シアンの２層のブルー、シアン・イエローの２層のグリーンの各々付き量が７．０ｇ／ｍ２の画像の形成された出力物を６５枚／分の速度で記録紙を縦方向で搬送して作成した。トナーは、貯蔵弾性率が１×１０４Ｐａとなる時の温度が１００℃から１４０℃であるものを使用した。出力物上のレッド、ブルー、グリーンの各領域の６０度の光沢度を光沢度計で測定しそれらの平均値を該出力物の光沢度として求めた。
【００７２】
光沢度３５（好ましくは４０）以上を高光沢度とし、光沢度３０以下（好ましくは２５以下）を低光沢度とする。低光沢度と高光沢度の差は少なくとも１０以上を必要とし、１５以上の差があることが望ましいとする。また、光沢度に１０もしくは１５以上の差があっても、人が高光沢度と感じる領域のみでその差が生じたのでは低光沢度と高光沢度に切り替わるとは言えない。そこで、光沢度に１０もしくは１５以上の差が生じた温度差１５の温度域の下端温度（この例では１７０℃）における光沢度が、低光沢度の領域にあること、すなわち、３０以下、好ましくは２５以下にあることとする。
【００７３】
［光沢度等の評価］
図９のデータより、実施例１〜５の各定着ベルトについては、１７０℃と１８５℃に定着温度を変化させることで、出力物の光沢度が低光沢度と高光沢度に変化する。一方、比較例１では１７０℃、１８５℃のいずれの定着温度でも出力物は低光沢度であり、比較例２では１７０℃、１８５℃のいずれの定着温度でも出力物は高光沢度である。このように比較例１、２においては、定着温度を１７０℃と１８５℃に変更しても出力物の光沢度を低光沢度と高光沢度に切り替えることはできない。
【００７４】
実施例１〜５によれば、定着温度の変化に対する出力物の光沢度の変化率（光沢度の傾き変化）は２倍から７倍に範囲にあり、実施例１〜５の定着ベルトには、定着温度の変化に対する出力物の光沢度の変化率が前後で少なくとも２倍以上異なるような定着温度（ティッピングポイントとなる定着温度）が存在している。比較例１、２には、そのような定着温度は存在しなかった。
【００７５】
実施例１〜５によれば、定着温度１７０℃と１８５℃の温度差１５℃で光沢度に１０以上の違いがあり、かつ、該１５℃の温度差で光沢度に１０以上の差がでる温度域の下端温度（１７０℃）における光沢度は２５以下である。言い換えると、光沢度は温度の上昇に従って単調に増加するので、実施例１〜５の定着ベルトを使用した場合、１７０℃以下の定着温度域における最大光沢度は２５以下、すなわち人が低光沢度と感じる領域、に収まっている。
【００７６】
実施例１〜５の定着ベルトにおいては、定着ベルトの弾性層を構成する弾性材料の１００℃から１７０℃の間における貯蔵弾性率の最大値に対する最小値の割合（MinE’／MaxE’）は５０％以上である。これに対して、比較例１、２の定着ベルトでは５０％未満となっている。なお、定着温度の変化に対して光沢度の変化が顕著にあわれる実施例１、実施例３では上記の割合は８０％以上となっている。
【００７７】
また、図９に示された１２０℃における貯蔵弾性率Ｅ‘をよれば、定着温度の小幅の変更で出力物の光沢度を高光沢度と低光沢度に切り替えることができる実施例１〜５の定着ベルトでは、その弾性層を構成する弾性材料の１２０℃における貯蔵弾性率が１．３Ｅ＋０６から４．５Ｅ＋０６の範囲にある。
【００７８】
また、図９に示すように、実施例１〜５の定着ベルトの弾性層を構成する弾性材料の硬度は５〜２０の範囲にある。
【００７９】
このように、定着温度の変化に対する定着後のトナー像の光沢度の変化特性においてティッピングポイント（小さな変化から急激な増加に変わる変化点）となる定着温度を有する定着ベルトを用いることで、定着温度をティッピングポイントが含まれる小幅な範囲（１０℃から１５℃程度の範囲）で変更することで出力物の光沢度を高光沢度と低光沢度に切り替えることができ、従来のように機械的な複雑化、大型化を招くことなく、１本の定着ベルトで低光沢度の出力物と高光沢度の出力物を得ることができる。
【００８０】
以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００８１】
１０…画像形成装置
１１…スキャナ部
１２…操作パネル
１３…制御回路部
１４…給紙トレイ
１５…排紙トレイ
１６…搬送部
２０…画像形成部
２１…中間転写ベルト
２２、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ…像形成ユニット
２４…感光体ドラム
２６…プリントヘッド
２７…クリーニング装置
３０…定着装置
３１…定着ベルト
３２…加熱装置
３３…加熱ローラ
３４…定着ローラ
３５…加圧ローラ
３６…ガイド板
３７…送出ローラ
３８…第１温度センサ
３９…第２温度センサ
４０…気流分離装置
Ｄ…二次転写位置
Ａ…中間転写ベルトの周回方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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