(57)【要約】【課題】定着ベルトの表面の平滑性が高く、定着部での画像ムラを長期にわたって抑制することができる、定着ベルト、定着装置、及び、画像形成装置、を提供する。【解決手段】定着ベルトは、定着ベルトであり、ポリイミドを含むポリイミド層を有し、前記ポリイミド層は、沸点が２３０℃以上、かつ、溶解度パラメータが２４．５（Ｊ／ｃｍ３）１／２以上３０．７（Ｊ／ｃｍ３）１／２以下、かつ、非プロトン性の溶媒を含有し、前記ポリイミド層において、前記溶媒の含有量が０．１ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリイミドを含むポリイミド層を有し、
前記ポリイミド層は、沸点が２３０℃以上、かつ、溶解度パラメータが２４．５（Ｊ／ｃｍ３）１／２以上３０．７（Ｊ／ｃｍ３）１／２以下、かつ、非プロトン性の溶媒を含有し、
前記ポリイミド層において、前記溶媒の含有量が０．１ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする定着ベルト。
【請求項２】
前記溶媒が、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、エチレンカーボネート、ホルミルモルホリン、ジエチルスルホン、エチルメチルスルホン、メチルプロピルスルホン、エチルイソプロピルスルホン、３−メチルスルホラン、２，４−ジメチルスルホラン、スルホランからなる群から選択されるいずれか１種または２種以上の組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載の定着ベルト。
【請求項３】
前記ポリイミド層の平均厚さが６０μｍ以上１４０μｍ以下である請求項１または請求項２に記載の定着ベルト。
【請求項４】
前記ポリイミド層が、さらに、導電性粒子を含有する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の定着ベルト。
【請求項５】
前記導電性粒子が、金属酸化物、カーボンブラック、イオン導電剤、導電性高分子材料からなる群から選択されるいずれか１種または２種以上の組み合わせであることを特徴とする請求項４に記載の定着ベルト。
【請求項６】
前記金属酸化物が、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化珪素からなる群から選択されるいずれか１種または２種以上の組み合わせであることを特徴とする請求項５に記載の定着ベルト。
【請求項７】
前記カーボンブラックが、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ガスブラックからなる群から選択されるいずれか１種または２種以上の組み合わせであることを特徴とする請求項５に記載の定着ベルト。
【請求項８】
前記イオン導電剤が、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニウム塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルサルフェート、グルセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪アルコールエステル、アルキルベタイン、過塩素酸リチウムからなる群から選択されるいずれか１種または２種以上の組み合わせであることを特徴とする請求項５に記載の定着ベルト。
【請求項９】
前記導電性高分子材料が、ポリアニリンであることを特徴とする請求項５に記載の定着ベルト。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の定着ベルトと、前記定着ベルトの内周側に配置されるニップ形成部材と、前記定着ベルトに向けて記録材を押圧する押圧部材と、を備
る、定着装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の定着装置を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着ベルト、定着装置、及び、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、定着ベルト等の無端状の定着部材と加圧ローラ等の押圧部材との間にニップ部を形成し、ニップ部を通る記録材に熱と圧力を加えて、記録材上に未定着のトナー画像を定着させる接触加熱方式の定着装置を備えた、複写機やプリンタ等の画像形成装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、回転可能な無端状の定着部材（定着ベルト）、定着部材の内周側に配置されるニップ形成部材、及び記録材（用紙）を定着部材側へ向けて押圧する押圧部材（加圧ローラ）を有する定着装置を備えた画像形成装置が記載されている。そして、ニップ形成部材と定着部材との間（低摩擦シート）に潤滑剤を塗布している。このような定着装置を用いることにより、摺動トルクを低減することができるとされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画像形成装置の画像品質を保つために、定着ベルトには平滑性が必要である。また、定着ベルトにうねりが発生して平滑性が不足した場合、定着後の画像品質が低下する場合がある。特に近年、高画質へのニーズが高まっており、定着ベルトにも平滑性が高いことが求められている。
【０００５】
また、近年、高画質と同時に画像形成装置の高速化へのニーズが高まっている。装置の高速化に伴い、定着ベルトの耐久性を向上させるために、基材であるポリイミド層の膜厚として１００μｍ〜１３０μｍ等の厚膜の定着ベルトを用いる場合がある。そして、厚膜の定着ベルトを用いる場合、平滑性が不足することによる画像品質への影響が顕著に出る傾向にある。
【０００６】
従って、本発明は、定着ベルトの表面の平滑性が高く、定着部での画像ムラを長期にわたって抑制することができる、定着ベルト、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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために本発明の定着ベルトは、ポリイミドを含むポリイミド層を有し、ポリイミド層は、沸点が２３０℃以上、かつ、溶解度パラメータが２４．５（Ｊ／ｃｍ３）１／２以上３０．７（Ｊ／ｃｍ３）１／２以下、かつ、非プロトン性の溶媒を含有し、ポリイミド層において、溶媒の含有量が０．１ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の定着ベルトは、ポリイミドを含むポリイミド層を有している。また、ポリイミド層は、沸点が２３０℃以上、かつ、溶解度パラメータが２４．５（Ｊ／ｃｍ３）１／２以上３０．７（Ｊ／ｃｍ３）１／２以下、かつ、非プロトン性の溶媒を含有し、ポリイミド層において、溶媒の含有量が０．１ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下である。これにより、定着ベルトの表面の平滑性が高く、定着部での画像ムラを長期にわたって抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる定着ベルトを備える定着装置の一例（第１実施形態）を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる定着ベルトを備える定着装置の一例（第２実施形態）を模式的に示す断面図である。
【図３】図２における加熱ローラ１２１を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる定着ベルトを備える定着装置の一例（第３実施形態）を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［定着ベルト］
本発明の一実施形態にかかる「定着ベルト」について、図１、図２、図３、図４を参照して説明する。本実施形態にかかる定着ベルト１０１は、電子写真方式を利用した画像形成装置や定着装置に適用することができ、例えば、後述する定着装置１００（図１）１００Ａ（図２）、１００Ｂ（図３）、画像形成装置５００（図４）に用いることができる。
【００１１】
本実施形態の定着ベルト１０１は、ポリイミドを含むポリイミド層からなる単層のものである。また、ポリイミド層は、沸点が２３０℃以上、かつ、溶解度パラメータ（ＳＰ値）が２４．５（Ｊ／ｃｍ３）１／２以上３０．７（Ｊ／ｃｍ３）１／２以下、かつ、非プロトン性の溶媒を含有する、また、ポリイミド層において、溶媒の含有量は０．１ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下である。なお、本明細書における沸点とは、１気圧（１０１３２５Ｐａ）での沸点を示すものとする。
【００１２】
ポリイミド層に含まれる溶媒は、溶解度パラメータが２４．５（Ｊ／ｃｍ３）１／２以上３０．７（Ｊ／ｃｍ３）１／２以下、かつ、非プロトン性という性質を有する。また、一般的に、ポリイミドの溶解度パラメータは２０（Ｊ／ｃｍ３）１／２〜３５（Ｊ／ｃｍ３）１／２程度である。このため、当該溶媒とポリイミドとの親和性が高く、溶媒がポリイミド分子間の緩衝材的な役割を果たすことにより、定着ベルトのうねりや、定着ベルト１０１を製造するときの表面の膜厚ムラや気泡の発生を抑制し、定着ベルト表面の平滑性を向上させる。また、ポリイミド層に含まれる溶媒は、画像形成装置における画像定着時の温度（通常、１５０℃〜２００℃）以上の「沸点が２３０℃以上」という性質を有する。このため、画像形成装置における画像定着時もポリイミド層に含まれる溶媒が揮発することなくポリイミド層に留まり続けて、ポリイミド分子間の緩衝材的役割を果たし、長期にわたって安定した定着性能を維持することができる。また、溶媒の沸点としては、製造工程において溶媒を蒸発させることを考慮して、３００℃以下程度のものを好適に用いることができる。また、ポリイミド層内の溶媒の含有量が０．１ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下であることにより、定着ベルト１０１の機械的強度への影響を少なくすることができる。
【００１３】
また、ポリイミド層に含まれる溶媒は、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、エチレンカーボネート、ホルミルモルホリン、ジエチルスルホン、エチルメチルスルホン、メチルプロピルスルホン、エチルイソプロピルスルホン、３−メチルスルホラン、２，４−ジメチルスルホラン、スルホランからなる群から選択されるいずれか１種または２種以上の組み合わせであることが好ましい。これらの溶媒を用いることで、ポリイミド層に含まれる溶媒を、沸点が２３０℃以上、かつ、溶解度パラメータが２４．５（Ｊ／ｃｍ３）１／２以上３０．７（Ｊ／ｃｍ３）１／２以下、かつ、非プロトン性とすることができる。
【００１４】
また、定着ベルト１０１は、導電性粒子を含んでいてもよい。導電性粒子としては、特に限定されるものではなく、例えば、金属酸化物、カーボンブラック、イオン導電剤、導電性高分子材料などを用いることができる。定着ベルト１０１が導電性粒子を含むことにより、定着ベルト１０１に帯電性が付与され、定着ベルト１０１の帯電が抑制されて、記録材（用紙）と定着ベルト１０１とが静電吸着することを抑制して、安定して記録材を排出することができる。
【００１５】
金属酸化物としては、例えば、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化珪素等が挙げられる。また、金属酸化物としては、分散性を良くするために、上記の金属酸化物に予め表面処理を施したものも挙げられる。また、カーボンブラックとしては、例えば、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ガスブラック等が挙げられる。また、イオン導電剤としては、例えば、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニウム塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルサルフェート、グルセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪アルコールエステル、アルキルベタイン、過塩素酸リチウム等が挙げられる。また、導電性高分子材料としてはポリアニリンなどが挙げられる。また、導電性粒子は１種のみを用いてもよいし、必要に応じて、複数種の導電性粒子を併用してもよい。
【００１６】
また、定着ベルト１０１は、所望の性状に応じて、例えば、分散助剤、補強材、潤滑材、熱伝導材、酸化防止剤などの他の添加剤を含んでいてもよい。
【００１７】
また、定着ベルト１０１のポリイミド層の平均厚さは、６０μｍ以上１４０μｍ以下であることが好ましい。定着ベルト１０１のポリイミド層の平均厚さが６０μｍ以上１４０μｍ以下であることにより、定着ベルトとしての強度を確保し、かつ、十分な伝熱性を備えることができる。また、例えば、後述する定着ベルト１０１Ａのように、ポリイミド層と、弾性層と、離型層と、を有する３層構造の定着ベルトの場合、定着ベルト全体の厚さは４００μｍ〜５００μｍ程度とすることができる。なお、定着ベルト１０１のポリイミド層の平均厚さとは、定着ベルト１０１内の任意の１０点を測定した値の平均値である。厚さの測定には、指針式の膜厚計や渦電流式の膜厚計などの一般汎用品が使用でき、例えば、アンリツ社のエレクトリックマイクロメーターを使用することができる。
【００１８】
また、定着ベルト１０１は、例えば、記録材の搬送方向に従って回転可能であり、無端状とすることができる。
【００１９】
ポリイミド層を構成するポリイミドは特に限定されず、芳香族系のポリイミドを好適に用いることができる。芳香族系のポリイミドは、例えば、芳香族多価カルボン酸無水物又はその誘導体と芳香族ジアミンとの反応によって、ポリアミック酸（ポリイミド前駆体）を経由して得られる。芳香族系のポリイミドは、その剛直な主鎖構造により溶媒等に対して不溶であり、また不融の性質を有する。そのため、まず、芳香族多価カルボン酸無水物と芳香族ジアミンとの反応により、有機溶媒に可溶なポリイミド前駆体（ポリアミック酸）を合成する。このポリアミック酸の段階で様々な方法で成形加工が行われ、成形加工したポリアミック酸を加熱もしくは化学的な方法で脱水反応させて環化（イミド化）し、ポリイミドとされる。は、加熱によるイミド化は、ポリアミック酸を、例えば、２００℃〜３５０℃に加熱処理することによってポリイミドに転化する方法であり、ポリイミド（ポリイミド樹脂）を得る簡便かつ実用的な方法である。本実施形態の定着ベルト１０１を構成するポリイミドの前駆体となるポリアミック酸は、定着ベルト１０１のポリイミド層に含まれる上記の溶媒を重合反応における溶媒として用いて、既知の方法で製造することができる。
【００２０】
以下、本実施形態の定着ベルト１０１を製造する方法の一例について説明する。
【００２１】
まず、円筒形の定着ベルトの金型（支持体）の外面に、ポリイミド前駆体、および、前述した溶媒を含有する塗工溶液を塗工して、ポリイミド前駆体を含有する塗工膜を形成する。次に、形成された塗工膜を、円筒形の金型を加熱することにより、ポリイミド前駆体をポリイミド樹脂に転化し、さらに、溶媒を蒸発させる。このとき、ポリイミド中の溶媒が０．１ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下となるようにする。最後に、ポリイミド樹脂を円筒形の金型から脱型する。脱型したポリイミド樹脂が定着ベルト１０１となり、以上により、定着ベルト１０１が得られる。
【００２２】
次に、定着ベルト１０１を製造する上記の工程の一例を詳述する。
【００２３】
定着ベルト１０１の円筒形の金型として金属製の金型を用いることができる。この金型をゆっくりと回転させながら、ポリイミド前駆体を含有する塗工液を、ノズル、ディスペンサーなどの液供給装置を用いて、円筒形の金属金型の外面全体に均一になるように塗布して、流延（塗工膜を形成）する。その後、回転速度を所定速度まで上げて、所定速度に達したら一定速度に維持して、所望の時間、回転を継続する。そして、金型を回転させつつ徐々に昇温させて、８０℃〜１５０℃の温度で塗膜の中の溶媒を蒸発させていく。この過程では、雰囲気の蒸気（揮発した溶媒等）を効率よく循環して取り除くことが好ましい。
【００２４】
自己支持性のある膜が形成されたところで、段階的にさらに昇温し、最終的に２００℃〜３５０℃程度で高温加熱処理（焼成）する。これにより、ポリイミド前駆体のイミド化（転化）を行う。このとき、ポリイミド中の溶媒が０．１ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下の範囲になるように制御するため、金属金型の内側から加熱することがより望ましい。このような加熱手段を適用することができれば、どのような加熱器を使用してもよい。具体的には、加熱器として、例えば、ハロゲンヒータ、ＩＨヒータなどが挙げられる。
【００２５】
塗工液を外面塗工し、かつ、金型の内側から加熱するという方法を用いることにより、より効率良く溶媒を上記の範囲に制御することが可能である。金型の加熱の方法としては、円筒形の金型の外面から加熱する方法と、内側から加熱する方法に大別されるが、目的に応じて適宜選択することができる。本発明の定着ベルトを得るためには、円筒形の金型の外面にポリイミド前駆体を含有する塗工液を塗工し、金型の内側から加熱することが効果的である。
【００２６】
定着ベルトの製造方法としては、以上の方法に限られず、目的に応じて他の方法を適宜選択することができる。上記のように、ポリイミド前駆体溶液（ポリアミック酸溶液）に、必要に応じて、導電性粒子や分散助剤、補強材、潤滑材、熱伝導材、酸化防止剤などの他の添加剤を分散した塗工液を用いてもよい。
【００２７】
また、支持体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、円筒状の金属金型などが挙げられ、金型の外面もしくは内面にポリイミド前駆体溶液を塗布する。この中でも、定着ベルト内の溶媒が０．１ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下の範囲に制御しやすいことから、金型の外面に塗工する方法が好ましい。
【００２８】
製造した定着ベルトに含まれる溶媒は、定着ベルトの任意の場所から切り出した試料を、熱抽出ガスクロマトグラフ質量分析法（熱抽出ＧＣ／ＭＳ法）を用いて分析することができる。ＧＣ−ＭＳ装置としては市販のものを使用することができ、例えば島津製作所（株）製のＧＣＭＳ−ＱＰ２０１０を用いて測定することができる。
【００２９】
本実施形態の定着ベルトは、ポリイミドを含むポリイミド層を有している。また、ポリイミド層は、沸点が２３０℃以上、かつ、溶解度パラメータが２４．５（Ｊ／ｃｍ３）１／２以上３０．７（Ｊ／ｃｍ３）１／２以下、かつ、非プロトン性の溶媒を含有し、ポリイミド層において、前記溶媒の含有量が０．１ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下である。これにより、定着ベルトの表面の平滑性が高く、初期のみならず、定着部での画像ムラを長期にわたって抑制することができ、高い画像品質を提供することができる。
【００３０】
本実施形態においては、定着ベルト１０１がポリイミド層の単層からなるものであったが、本発明の定着ベルトの層構成はこれに限定されるものではなく、定着ベルトが複数層により構成されていてもよい。また、定着ベルトが複数層から構成されている場合、複数層のポリイミド層が用いられていてもよいし、ポリイミド層を基材として、ポリイミド以外の材料を含む層が用いられていてもよい。ポリイミド以外の材料を含む層としては、シリコーンゴム等の弾性材料を含む弾性層や、トナーが付着しないように離型性を有するＰＦＡ（四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等により形成された離型層が挙げられる。
【００３１】
例えば、後述する第２実施形態の定着装置１００Ａは、３層構造の定着ベルト１０１Ａを有している。具体的には、定着ベルト１０１Ａは、ポリイミド層と、ポリイミド層の外側に形成されたシリコーンゴム層などの弾性層と、シリコーンゴム層の外側に形成されたＰＦＡ層と、を有する。また、例えば、後述する第３実施形態の定着装置１００Ｂは、２層構造の定着ベルト１０１Ｂを有している。具体的には、定着ベルト１０１Ｂは、ポリイミド層と、ポリイミド層の外側に形成されたシリコーンゴム層などの弾性層とを有する。
【００３２】
［定着装置］
（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態にかかる「定着装置」について、図１を参照して説明する。本実施形態の定着装置１００は、電子写真方式を利用した画像形成装置に用いることができる摺動式定着装置であり、前述した定着ベルト１０１を備える。また、定着装置１００は、例えば、後述する画像形成装置５００（図５）に用いることができる。なお、定着ベルト１０１の構成は、［定着ベルト］の項目に記載の定着ベルトであれば上記のものに限定されず、他の構成の定着ベルトを用いてもよい。
【００３３】
本実施形態にかかる定着装置１００は、定着ベルト１０１と、定着ベルト１０１の内周側に配置されるニップ形成部材１０６と、定着ベルト１０１に向けて記録材を押圧する押圧部材である加圧ローラ１０３と、を備える。また、定着装置１００は、ニップ形成部材１０６と定着ベルト１０１との間に潤滑剤が塗布されるものである。
【００３４】
定着装置１００は、図１に示すように、定着部材としての定着ベルト１０１と、これに対向配置されて回転可能な加圧部材としての加圧ローラ１０３とを有している。また、定着ベルト１０１を非ニップ部で加熱する加熱手段としての複数の定着熱源である第一ハロゲンヒータ１０２Ａと第二ハロゲンヒータ１０２Ｂの２本のハロゲンヒータ１０２により、定着ベルト１０１が内周側から輻射熱で直接加熱される構成となっている。また、定着ベルト１０１は、図１の矢印Ｃ方向に回転可能な無端状である。また、図１において、矢印Ｂは記録材（用紙）の搬送方向、矢印Ｃは定着ベルト１０１の回転方向、矢印Ｄは加圧ローラの回転方向を示している。
【００３５】
また、図１に示す定着装置１００の定着ベルト１０１の内側には、定着ベルト１０１を介して加圧ローラ１０３との間でニップ部を形成するニップ形成部材１０６があり、定着ベルト１０１内面と、熱移動補助部材１１０を介して間接的に摺動するようになっている。そして、記録材である用紙上のトナー像はニップ部Ｎにおいて、加熱・加圧により定着されることとなる。
【００３６】
ここで、図１に示す例では、熱移動補助部材１１０の定着ベルト１０１に対向する部分の形状が平坦状であるが、凹形状やその他の形状であっても良い。凹形状のニップ部の場合、記録材先端の排出方向が加圧ローラ寄りになり、分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。また、熱移動補助部材１１０は、ニップ形成部材１０６の定着ベルト１０１に対向する対向部分として機能する。
【００３７】
定着ベルト１０１の内側には、加圧ローラ１０３に対向して配置されたニップ形成部材１０６と、ニップ形成部材１０６の両端部に一体に設けられた、定着ベルト１０１をニップ部で加熱する端部熱源としての２つの端部ヒータ（左端部ヒータ１１１ａ、右端部ヒータ１１１ｂ）を有している。また、ニップ形成部材１０６と左端部ヒータ１１１ａ、右端部ヒータ１１１ｂの定着ベルト１０１の内面に対向する面を覆う熱移動補助部材１１０と、ニップ形成部材１０６を加圧ローラ１０３からの加圧力に対抗して保持するステー１０７も有している。また、２つの端部ヒータである、長手方向の各端部に設けられた左端部ヒータ１１１ａと右端部ヒータ１１１ｂはそれぞれ単独に備えられ、連続した形状にはなっていない。
【００３８】
ニップ形成部材１０６、熱移動補助部材１１０、及びステー１０７は、いずれも定着ベルト１０１の幅方向（以下、「長手方向」という）に延びる長さを有している。熱移動補助部材１１０は、左端部ヒータ１１１ａ、右端部ヒータ１１１ｂの熱が局所的に留まることを防止し、積極的に長手方向に熱を移動させて長手方向の温度不均一性を低減するために設けられている。このため、熱移動補助部材１１０は短時間で熱移動が可能な材料であることが望ましく、熱伝導率の高い銅やアルミニウム、銀といった部材であることが望ましい。コスト、入手性、熱伝導率特性、加工性を総合的に考慮すると、銅を用いることが最も望ましい。本実施形態の定着装置１００では、熱移動補助部材１１０の定着ベルト１０１の内面に対向する面は、定着ベルト１０１に直接接触する面であり、ニップ形成面となる。
【００３９】
ステー１０７はニップ部Ｎ側と反対側が起立した起立部を有した形状となっており、起立部を隔て、定着熱源としての第一ハロゲンヒータ１０２Ａと第二ハロゲンヒータ１０２Ｂが配置されている。そして、定着ベルト１０１は、これら２つの第一ハロゲンヒータ１０２Ａと第二ハロゲンヒータ１０２Ｂにより内面側から輻射熱で直接加熱される。また、第一ハロゲンヒータ１０２Ａと第二ハロゲンヒータ１０２Ｂを、定着ベルト１０１の内周側に配置することで、定着ベルト１０１を備えた定着装置１００をコンパクトに構成することが容易になる。
【００４０】
定着ベルト１０１の内部にはニップ形成部材１０６とニップ部Ｎを支持するための支持部材としての、上述したステー１０７を設け、加圧ローラ１０３により圧力を受けるニップ形成部材１０６の撓みを防止し、軸方向で均一なニップ幅を得られるようにしている。ステー１０７は、両端部で保持部材としてのフランジに保持固定され位置決めされている。また、２本のハロゲンヒータ１０２とステー１０７の間に反射部材１０９を備え、各ハロゲンヒータ１０２からの輻射熱などによりステー１０７が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギー消費を抑制している。ここで、反射部材１０９を備える代わりに、ステー１０７表面に断熱もしくは鏡面処理を行っても同様の効果を得ることが可能となる。
【００４１】
加圧ローラ１０３は、芯金１０５の外周部に弾性ゴム層１０４があり、離型性を得るために表面に離型層（ＰＦＡ層またはＰＴＦＥ層）が設けられている。この加圧ローラ１０３は、画像形成装置に設けられたモータ等の駆動源からギヤを介して駆動力が伝達され回転する。また、加圧ローラ１０３は、スプリングなどにより定着ベルト１０１側に押し付けられており、弾性ゴム層１０４が押し潰されて変形することにより、所定のニップ幅を有している。
【００４２】
また、加圧ローラ１０３は中空のローラであっても良く、加圧ローラ１０３にハロゲンヒータ等の加熱源を有していても良い。弾性ゴム層１０４はソリッドゴムでも良いが、加圧ローラ１０３内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いても良い。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルト１０１の熱が奪われにくくなるので、より望ましい。
【００４３】
図１に示す例では、加圧ローラ１０３が駆動源により回転し、ニップ部Ｎで定着ベルト１０１に駆動力が伝達されることにより、定着ベルト１０１が連れ回り回転する。定着ベルト１０１はニップ部Ｎで挟み込まれて回転し、ニップ部Ｎ以外では両端部でフランジにガイドされ、走行する。上述したような構成により、安価で、ウォームアップが速い定着装置１００を実現することが可能となる。
【００４４】
本実施形態の定着装置１００は、定着ベルト１０１を備える。これにより、定着ベルト１０１の表面の平滑性が高く、初期のみならず、定着装置１００（定着部）での画像ムラを長期にわたって抑制することができ、高い画像品質を提供することができる。
【００４５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態にかかる「定着装置」について、図２、図３を参照して説明する。本実施形態の定着装置１００Ａは、電子写真方式を利用した画像形成装置に用いることができる定着装置であり、前述した定着ベルト１０１Ａを備える。また、定着装置１００Ａは、例えば、後述する画像形成装置５００（図５）に用いることができる。
【００４６】
本実施形態にかかる定着装置１００Ａは、定着ベルト１０１Ａと、定着ベルト１０１Ａの内周側に配置されるニップ形成部材である定着ローラ１０６Ａと、定着ベルト１０１Ａに向けて記録材を押圧する押圧部材である加圧ローラ１０３Ａと、加熱ローラ１２１と、赤外線ヒータ１２２と、加熱調整部材１２３と、テンションローラ１２４と、入口ガイド１２５と、分離板１２６と、分離爪１２７と、上側出口ガイド１２８と、下側出口ガイド１２９と、温度センサ１３０と、を備える。なお、図２において、矢印Ｅは、記録材（用紙）の搬送方向を示している。
【００４７】
加熱ローラ１２１は、定着ローラ１０６Ａを加熱するためのローラである。加熱ローラ１２１は、例えばアルミニウム製や鉄製の円筒形状の中空ローラで、定着ローラ１０６Ａと軸同士が互いに平行になるように間隔を空けて対向配置されている。加熱ローラ１２１内部には、複数の赤外線ヒータ１２２と、加熱調整部材１２３と、が配置されている。即ち、加熱ローラ１２１は、内部に加熱手段と加熱調整部材１２３を収容する筒状の回転体である加熱部材として機能する。
【００４８】
図３に加熱ローラ１２１の拡大図を示す。図３に示したように、加熱ローラ１２１の内部には、赤外線ヒータ１２２として赤外線ヒータ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅの５本が配置されている。また、加熱ローラ１２１の内部には、加熱調整部材１２３が配置されている。
【００４９】
赤外線ヒータ１２２は、周知の加熱手段であり、円筒状かつ加熱ローラ１２１の長手方向に延在するように形成されている。赤外線ヒータ１２２は、両端部または一方の端部に配線等が接続され電力が供給される。本実施形態における一例としては、赤外線ヒータ１２２の定格電力は１０００Ｗ、直径は８ｍｍ（φ８）である。また、本例の場合、通紙中は最大５本同時点灯となり、総定格電力は、１０００Ｗ×５＝５０００Ｗとなる。
【００５０】
５本の赤外線ヒータ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅは、加熱ローラ１２１の内周（所定の円周）に沿って、隣接するヒータ間の間隔が断面で見て等間隔となるように配置されている。本実施形態における一例としては、ヒータ間の間隔は３．７５ｍｍとなっている。なお、本実施形態では赤外線ヒータ１２２の数は５本で説明するがこれに限定されず、２本以上であって、加熱ローラ１２１内に配置できる数であればよい。
【００５１】
なお、本実施形態では、加熱手段として赤外線ヒータ１２２で説明するが、ハロゲンヒータ等他の加熱手段であってもよい。また、加熱手段は、円筒状に限らず、断面が矩形状（つまり板状等）であってもよい。要するに、加熱ローラ１２１の長手方向に沿って延在している形状であればよい。
【００５２】
加熱調整部材１２３は、ガラスで構成され、円筒状かつ加熱ローラ１２１の長手方向に延在するように形成されている。つまり、加熱調整部材１２３は中空の管となっている。管の内部は、例えば空気や窒素等の気体が封入されている。本実施形態における一例としては、加熱調整部材１２３の直径は６ｍｍ（φ６）である。また、加熱調整部材１２３は、加熱ローラ１２１内部の中心部に配置されている。即ち、加熱調整部材１２３と赤外線ヒータ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅとは、それぞれ等距離かつ最短距離に配置されている。但し、加熱調整部材１２３は成形の都合上、突起が形成されることがあるので、各ヒータに対する中心からは、ややオフセットして配置されているが、前記した条件（等距離かつ最短距離）に極力合致するように配置されている。
【００５３】
この加熱調整部材１２３は、自身は発熱せずに（非加熱部材）、周囲に配置された赤外線ヒータ１２２から発生する熱を吸収する。そして、加熱調整部材１２３が吸収した熱は、両端部からの熱伝導により冷却（排熱）される。したがって、例えば、赤外線ヒータ１２２ａは、隣接する赤外線ヒータ１２２ｂ、１２２ｅから直接加熱されることはあるものの、加熱調整部材１２３を挟んで対向する赤外線ヒータ１２２ｃ、１２２ｄからの直接加熱は減少させることができる。そのため、仕様温度（耐熱温度）を超えてしまう可能性を小さくすることができる。つまり、複数の赤外線ヒータ１２２間に加熱調整部材１２３を配置して、加熱調整部材１２３が赤外線ヒータ１２２の熱を吸収して一の赤外線ヒータ１２２から他の赤外線ヒータ１２２へ過度の加熱を防止するように調整する機能を有している。
【００５４】
なお、複数の赤外線ヒータ１２２と加熱調整部材１２３とは、必ずしも一直線上に並ぶ必要はなく、図３のように、一の赤外線ヒータ１２２からの熱を加熱調整部材１２３の少なくとも一部が遮ることができる配置でよい。
【００５５】
また、加熱ローラ１２１内の温度は、赤外線ヒータ１２２の出力や本数によって異なるものの、例えば９００℃程度まで上昇する場合がある。したがって、そのような場合は、９００℃で溶けたりせず熱膨張も少ない石英ガラスで加熱調整部材１２３を形成することが好ましい。但し、加熱調整部材１２３は、加熱ローラ１２１内の温度に応じて当該温度で溶けたりせず熱膨張も少ない他のガラス材料や、他の耐熱材料で形成してもよい。他のガラス材料としては、例えばネオセラム（登録商標）やパイレックス（登録商標）等が挙げられる。また、ガラスに限らず熱伝導率が小さく加熱調整部材１２３の急激な温度上昇を抑えることができる材料であれば、セラミック等の他の耐熱材料で形成してもよい。
【００５６】
本実施形態のように密集した５本の赤外線ヒータ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅにそれぞれの輻射熱が加わると、赤外線ヒータ１２２を構成する石英ガラス管の耐熱温度を超えてしまい黒化してしまう。なお、赤外線ヒータ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅは、φ８のガラス管ヒータ×５本、各ヒータのガラス管の表面間隔が３〜４ｍｍ程度である。また、石英ガラス管の耐熱温度は９００℃（使用温度上限８５０℃）である。また、ハロゲンヒータの場合はハロゲンサイクル外での使用となる。つまり、上記例の場合５０００Ｗ（付近）以上でヒータが黒化してしまうので、加熱調整部材１２３が必要となる。なお、本実施形態の加熱調整部材１２３（直径６ｍｍ（φ６））の場合、５本の各赤外線ヒータのガラス管表面との間隔は約４〜５ｍｍ（４ｍｍ以上５ｍｍ以下）となる。
【００５７】
また、図３では、加熱調整部材１２３の直径は赤外線ヒータ１２２の直径よりも小さくなっているが、それに限らず、同じであってもよいし、加熱調整部材１２３の直径の方が大きくなっていてもよい。また、加熱調整部材１２３の断面形状は、円状に限らず多角形状であってもよい。例えば、本実施形態では、赤外線ヒータ１２２を５本配置しているので、五角形状とし、各辺（あるいは頂点）と赤外線ヒータ１２２が対向するように配置してもよい。
【００５８】
本実施例では、図３に示したように、赤外線ヒータ１２２ｃ、１２２ｄと加熱調整部材１２３とは結束部材によって一体化され、一体化部材１３１となっている。
【００５９】
赤外線ヒータ１２２ｃ、１２２ｄは、実際に加熱機能を奏する部分である加熱部と、加熱部の両端に連なる封止部と、を有している。また、加熱調整部材１２３は、加熱ローラ１２１に対応して加熱調整機能を奏する部分である調整部と、調整部の両端に連なる封止部と、を有している。
【００６０】
結束部材は、赤外線ヒータ１２２ｃ、１２２ｄと加熱調整部材１２３とを上述した間隔を空けて配置できるように、それぞれの封止部が挿入、固定される孔が設けられている。そして、結束部材は、赤外線ヒータ１２２ｃ、１２２ｄと加熱調整部材１２３とを、長手方向両端部において一体化させている。なお、結束部材は、直接加熱されないものの高温になる近傍に配置されるので、その温度に耐える部材で形成されている。
【００６１】
なお、赤外線ヒータ１２２ａ、１２２ｂと加熱調整部材１２３とを一体化する等、他の赤外線ヒータ１２２と加熱調整部材１２３とを一体化してもよい。要するに１以上の赤外線ヒータ１２２と加熱調整部材１２３とが一体化していればよい。また、結束部材の形状も図３に示した形状に限らず、赤外線ヒータ１２２と加熱調整部材１２３との配置関係を維持できるものであれば他の形状でもよい。また、長手方向両端部において一体化するに限らず、一方の端部のみを一体化してもよい。
【００６２】
定着ローラ１０６Ａは、例えばアルミニウムや鉄等で形成された芯金の周囲にシリコーンゴム等の弾性層が設けられた円筒形状のローラである。なお、弾性層には、ウォームアップ時間短縮のため、定着ベルト１０１Ａの熱を吸収しにくいように、発泡シリコーンゴムを用いてもよい。また、定着ローラ１０６Ａは、筒状の回転体でありモータやギヤ等からなる駆動機構により回転駆動される。
【００６３】
テンションローラ１２４は、定着ベルト１０１Ａに適切なテンションを付与するための円筒形状のローラである。このテンションは、例えば定着ベルト１０１Ａの内周面と加熱ローラ１２１および定着ローラ１０６Ａの外周面とに滑りが発生しない摩擦関係となるように設定されている。
【００６４】
定着ベルト１０１Ａは、加熱ローラ１２１および定着ローラ１０６Ａの間に掛け渡された無端状のベルト部材である。定着ベルト１０１Ａは、断面構造としては、前述したように、ポリイミド層と、ポリイミド層の外側に形成されたシリコーンゴム層などの弾性層と、シリコーンゴム層の外側に形成されたＰＦＡ層と、を有する３層構造となっている。定着ベルト１０１Ａは、加熱ローラ１２１および定着ローラ１０６Ａに一定のテンションで掛け渡されている（張架されている）。定着ベルト１０１Ａは、上述したように、テンションローラ１２４によって、定着ベルト１０１Ａの内周面と加熱ローラ１２１および定着ローラ１０６Ａの外周面とに滑りが発生しない摩擦関係となるように設定されている。よって、定着ローラ１０６Ａが回転駆動されると、定着ベルト１０１Ａが回転走行し加熱ローラ１２１が従動ローラとして回転される。なお、定着ベルト１０１Ａの構成は、［定着ベルト］の項目に記載の定着ベルトであれば上記のものに限定されず、他の構成の定着ベルトを用いてもよい。
【００６５】
加圧ローラ１０３Ａは、定着ローラ１０６Ａに加圧するローラである。加圧ローラ１０３Ａは、例えばアルミニウムや鉄などの金属製の芯金の周囲にシリコーンゴムなどの弾性層が設けられた円筒形状のローラである。加圧ローラ１０３Ａは回転自在に配置され、定着ローラ１０６Ａに定着ベルト１０１Ａを介して自身の外周面が押し付けられることで、定着ローラ１０６Ａを加圧している。この定着ローラ１０６Ａと加圧ローラ１０３Ａとが定着ベルト１０１Ａを介して圧接される箇所をニップ部Ｎと言う。加圧ローラ１０３Ａは押圧部材、定着ローラ１０６Ａはニップ形成部材及び定着部材として機能する。
【００６６】
入口ガイド１２５は、未定着トナー像が形成された記録材としての用紙をニップ部Ｎに案内するための板状の部材である。
【００６７】
分離板１２６は、定着ベルト１０１Ａへの用紙の巻き付きを防止（用紙を定着ベルト１０１Ａから分離）するために設けられている。分離爪１２７は、加圧ローラ１０３Ａへの用紙の巻き付きを防止（用紙を加圧ローラ１０３Ａから分離）するために設けられている。
【００６８】
上側出口ガイド１２８は、ニップ部Ｎでトナー像が定着された用紙を排紙トレイ等に案内するための板状の部材である。下側出口ガイド１２９は、ニップ部Ｎでトナー像が定着された用紙を排紙トレイ等に案内するための板状の部材である。上側出口ガイド１２８と下側出口ガイド１２９とは、それらの間に用紙を通すことで排紙トレイ等に案内する。
【００６９】
温度センサ１３０は、定着ベルト１０１Ａの外表面近傍に設けられている。温度センサ１３０は、定着ベルト１０１Ａの表面温度を検知する。検知された温度は赤外線ヒータ１２２の制御に利用される。
【００７０】
上述した構成の定着装置１００Ａでは、温度センサ１３０により定着ベルト１０１Ａの表面温度を検知し、その検知された温度に基づいて定着ベルトの表面温度が所定の設定温度になるように赤外線ヒータ１２２が制御される。この制御は例えばＯＮ／ＯＦＦ制御を用いて、全ての赤外線ヒータ１２２を同時に点灯または消灯させることで行う。
【００７１】
そして、赤外線ヒータ１２２により加熱された加熱ローラ１２１により定着ベルト１０１Ａが加熱される。加熱された定着ベルト１０１Ａは、定着ローラ１０６Ａの回転駆動によって回転走行する。
【００７２】
未定着トナー像が形成された用紙は定着装置１００Ａに搬入されて、入口ガイド１２５からニップ部Ｎを通過し、ニップ部Ｎで未定着トナー像が溶融定着され、上側出口ガイド１２８と下側出口ガイド１２９から排紙トレイ等に送り出される。
【００７３】
本実施形態の定着装置１００Ａは、定着ベルト１０１Ａを備える。これにより、定着ベルト１０１Ａの表面の平滑性が高く、初期のみならず、定着装置１００Ａ（定着部）での画像ムラを長期にわたって抑制することができ、高い画像品質を提供することができる。
【００７４】
また、加熱調整部材１２３と複数の赤外線ヒータ１２２ｃ、１２２ｄとが一体化部材１３１として一体化されている。このようにすることにより、一体化部材１３１の組み立ては、定着装置１００Ａの組み立てとは別途行うことができるので、加熱調整部材１２３と赤外線ヒータ１２２ｃ、１２２ｄとの接触を抑えることができる。また、定着装置１００Ａの組立時には、一体化部材１３１は既に組み立てられた状態で組み付けることができるので、加熱調整部材１２３と赤外線ヒータ１２２ｃ、１２２ｄとの接触を抑え、組立時における組み付け性が向上する。
【００７５】
また、加熱調整部材１２３と複数の赤外線ヒータ１２２ｃ、１２２ｄとは結束部材によって両端部で一体化されているので、加熱機能や加熱調整機能に影響を与えることなく一体化することができる。
【００７６】
また、定着装置１００Ａの加熱ローラ１２１内に内周方向に沿って配置された赤外線ヒータ１２２の中心部にガラスにより形成された加熱調整部材１２３を配置している。このようにすることにより、加熱調整部材１２３によって、赤外線ヒータ１２２から発せられた熱を吸収することができ、対向する位置に配置されている他の赤外線ヒータ１２２からの直接の影響を小さくして、仕様温度を超えてしまう可能性を少なくすることができる。したがって、赤外線ヒータ１２２の熱による劣化を抑えることができる。よって寿命が短縮することを抑えることができる。
【００７７】
また、加熱調整部材１２３が、複数の赤外線ヒータ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅから等距離に配置されているので、各赤外線ヒータ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅから発する熱による加熱ローラ１２１内部の温度を均一にすることができる。
【００７８】
また、加熱調整部材１２３に熱伝導率の低い材料としてガラスを用いるにより、加熱調整部材の急激な温度上昇を抑えることができる。
【００７９】
また、加熱調整部材１２３に熱膨張率の非常に小さな石英ガラスを用いることにより、加熱調整部材１２３の熱膨張を抑えることができ、加熱ローラ１２１の直径が小さい等、隙間が小さい場所にも配置することができる。
【００８０】
また、定着ローラ１０６Ａおよび定着ベルト１０１Ａを加圧する回転体である加圧ローラ１０３Ａを有し、定着ローラ１０６Ａと加圧ローラ１０３Ａとが定着ベルト１０１Ａを介して圧接される箇所にニップ部Ｎを形成している。このようにすることにより、ベルト定着方式の定着装置を構成することができ、短いウォームアップタイムで未定着トナー像の溶融定着をすることができる。
【００８１】
なお、一体化部材１３１は、結束部材で一体化していたが、赤外線ヒータ等の加熱手段の管部分と加熱調整部材１２３とは同じ部材（ガラス等）である場合は一体成型としてもよい。その場合は、例えば図３に示した結束部材のような形状に限らず、柱状部等により加熱手段と加熱調整部材１２３とを間隔を空けて接続して一体化するような形状であってもよい。
【００８２】
なお、加熱調整部材１２３は、中空の管として説明したが、中実の棒状のものであってもよく、同様の加熱調整効果を奏することができる。
【００８３】
また、図３では、加熱調整部材１２３は１つであったが、複数であってもよい。例えば、複数本の加熱調整部材１２３が加熱ローラ１２１の中心部に配置されていてもよい。加熱ローラ１２１の断面中心に対して均等間隔となるように、且つ各加熱調整部材１２３同士も等間隔となるように隣接配置してもよい。これらの場合、結束部材も加熱調整部材１２３に合わせて孔の大きさや位置等を変更する。
【００８４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態にかかる「定着装置」について、図４を参照して説明する。本実施形態の定着装置１００Ｂは、電子写真方式を利用した画像形成装置に用いることができる定着装置であり、前述した定着ベルト１０１を備える。また、定着装置１００Ｂは、例えば、後述する画像形成装置５００（図５）に用いることができる。
【００８５】
ここで、本発明の特徴部である定着装置１００Ｂについて説明する。
本実施形態にかかる定着装置１００Ｂは、定着ベルト１０１Ｂと、定着ベルト１０１Ｂの内周側に配置されるニップ形成部材としての加圧パッド１０６Ｂと、定着ベルト１０１Ｂに向けて記録材を押圧する押圧部材である加圧ローラ１０３Ｂと、駆動ローラ１４１と、加熱ローラ１４２と、を備える。なお、図４において、矢印Ｈは、記録材（用紙）の搬送方向を示している。外周面にゴム等の高摩擦抵抗部材を有する駆動ローラ１４１は定着装置１００Ｂの側板に回転自在に支持されており、モータによって用紙が搬送される方向と同方向（図４における矢印Ｊ方向）に定着ベルト１０１Ｂが走行するように駆動される。
【００８６】
アルミニウムまたは鉄製の中空ローラからなる加熱ローラ１４２は定着装置１００Ｂの前記側板に回転自在に支持されており、定着ベルト１０１Ｂの走行に伴い従動回転する。加熱ローラ１４２の内部には、ハロゲンヒータ等のヒータからなる熱源１４２ａが配設されている。定着ベルト１０１Ｂは、熱源１４２ａの発熱により温度検出センサによって検出される温度が目的の温度に達するまで加熱された後、所定の温度に制御される。駆動ローラ１４１及び加熱ローラ１４２の下方には加圧ローラ１０３Ｂが配設されている。定着装置１００Ｂの前記側板に回転自在に支持された加圧ローラ１０３Ｂは、定着ベルト１０１Ｂの走行に伴い従動回転すると共に付勢手段の付勢力によって用紙を加圧する。
【００８７】
定着ベルト１０１Ｂを介して加圧ローラ１０３Ｂと対向する位置には加圧パッド１０６Ｂが配設されている。定着ベルト１０１Ｂを介して加圧ローラ１０３Ｂに圧接してニップ部を形成する加圧パッド１０６Ｂは、ＳＵＳ３０４製であり摺動面の表面粗さがＲａ０．２となるように形成されている。摺動面の表面処理としては、フッ素樹脂コート、フッ素を２０％含有したニッケル複合メッキ、摺動シート取付等でも実証確認を行っている。
駆動ローラ１４１、加熱ローラ１４２、加圧パッド１０６Ｂに所定の張力で掛け渡される定着ベルト１０１Ｂは、前述したように、ポリイミド層と、ポリイミド層の外側に形成されたシリコーンゴム層などの弾性層とを有する、２層構造である。なお、定着ベルト１０１Ｂの構成は、［定着ベルト］の項目に記載の定着ベルトであれば上記のものに限定されず、他の構成の定着ベルトを用いてもよい。
【００８８】
また、定着ベルト１０１Ｂの内側であって、ニップ部を形成する加圧ローラ１０３Ｂと加圧パッド１０６Ｂとの圧接部のベルト走行方向上流側及び下流側の部位には、潤滑油１４３が配設されている。上記の部位とは、すなわち、定着ベルト１０１Ｂの内面が加圧パッド１０６Ｂと接触する部位であるニップ部Ｎの入口側Ｆとニップ部の出口側Ｇである。潤滑油１４３は、加圧パッド１０６Ｂの摺動面に対する定着ベルト１０１Ｂの摺動性を高めるための潤滑剤である。潤滑油１４３としてはシリコーンオイルやフッ化シリコーンオイル等の耐熱性オイルが適用可能であり、中でも境界潤滑性に優れるフッ素オイルが好適である。また、オイル循環経路の任意の箇所に、摩耗粉を回収可能なフィルタを配設してもよい。なお、定着ベルト１０１Ｂの用紙幅方向両端部には、定着ベルト１０１Ｂの内側から潤滑油１４３が漏出することを防止する壁部が設けられている。
【００８９】
また、加圧パッド１０６Ｂの下部にはニップ部とほぼ平行となるように穿設された複数の貫通穴１０６Ｂ１が設けられている。貫通穴１０６Ｂ１は、本実施形態において用紙の幅方向に２０箇所形成されている。また加圧パッド１０６Ｂは、加圧ローラ１０３Ｂとの接触部であるニップ部の入口Ｆ１よりも出口Ｇ１が鉛直方向上方に位置するように、すなわち右側に傾斜した態様で配置されている。上述の構成より、定着ベルト１０１Ｂの内面と加圧パッド１０６Ｂの摺動面との間に供給された潤滑油１４３は、入口側Ｆから出口側Ｇへと移動した後に各貫通穴１０６Ｂ１を通って入口側Ｆに再び戻り、再度供給が可能となる。上述の構成中、各貫通穴１０６Ｂ１が環流手段及び潤滑剤環流経路として機能する。
【００９０】
本実施形態の定着装置１００Ｂは、定着ベルト１０１Ｂを備える。これにより、定着ベルト１０１Ｂの表面の平滑性が高く、初期のみならず、定着装置１００Ｂ（定着部）での画像ムラを長期にわたって抑制することができ、高い画像品質を提供することができる。
【００９１】
［画像形成装置］
次に、本発明の一実施形態にかかる「画像形成装置」について、図５を参照して説明する。本実施形態の画像形成装置５００は、電子写真方式を用いたものであり、前述した定着ベルト１０１、定着装置１００を備える。なお、本発明の画像形成装置は、定着ベルト１０１を備える定着装置を備えていればよく、定着装置１００に替えて、例えば、定着装置として前述した定着装置１００Ａや定着装置１００Ｂを備えていてもよい。
【００９２】
図５は、本発明の一実施形態にかかる画像形成装置５００全体の一例を示す概略構成図である。本実施形態では、画像形成装置５００としてタンデム型カラープリンタ用の作像ユニットを備えるものを示すが、本発明の画像形成装置はロータリー型カラープリンタでもよいし、モノクロプリンタでもよい。また、画像形成装置はプリンタに限定されるものではなく、電子写真方式を利用したプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の各種画像形成装置とすることができる。
【００９３】
画像形成装置５００は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋを並設したタンデム構造が採用されている。画像形成装置５００では、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに形成されたトナー像からなる可視像が、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに対峙しながら矢印Ａ１方向に移動可能な無端ベルトからなる中間転写体である転写ベルト１１に対して一次転写される。この一次転写行程の実行によってそれぞれの色の画像が重畳転写され、その後、シート状の記録材である用紙Ｐに対して二次転写行程を実行することで一括転写される。
【００９４】
各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋの周囲には、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋの回転に従い画像形成処理するための装置が配置されている。ブラックの画像形成を行う感光体ドラム２０Ｂｋを代表として説明すると、感光体ドラム２０Ｂｋの回転方向に沿って画像形成処理を行う帯電装置３０Ｂｋ、現像装置４０Ｂｋ、一次転写ローラ１２Ｂｋ、及びクリーニング装置５０Ｂｋが配置されている。帯電装置３０Ｂｋによる一様帯電後に行われる、書き込み光Ｌｂを用いた光書き込みには、光書き込み装置８が用いられる。
【００９５】
転写ベルト１１に対する重畳転写では、転写ベルト１１が図中、Ａ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに形成されたトナー像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写される。このために、一次転写は、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに対向して配設された一次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋによる電圧印加によって、図中、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。
【００９６】
各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋは、図中、Ａ１方向の上流側からこの順で並んでいる。また、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋは、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の画像をそれぞれ形成するための画像ステーションに備えられている。
【００９７】
画像形成装置５００は、色毎の画像形成処理を行う４つの画像ステーションと、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋの上方に対向して配設され、転写ベルト１１及び一次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋを備えた転写ベルトユニット１０を備えている。また、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１に従動し、連れ回りする二次転写ローラ５と、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１をクリーニングするベルトクリーニング装置１３も備えている。そして、上記４つの画像ステーションの下方に対向して配設された光書き込み装置８も備えている。
【００９８】
光書き込み装置８は、静電潜像を書き込む光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、折り返しミラーおよび偏光手段としての回転多面鏡などを装備している。この光書き込み装置８は、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに対して色毎に対応した書き込み光Ｌｂを出射して感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに静電潜像を形成するよう構成されている。書き込み光Ｌｂは、図５では、便宜上、ブラック画像の画像ステーションのみを対象として符号が付けてあるが、その他の画像ステーションも同様である。
【００９９】
この画像形成装置５００には、転写ベルト１１と二次転写ローラ５との間に向けて搬送される用紙Ｐを積載した給紙カセットとしての用紙給送装置６１が設けられている。また、用紙給送装置６１から搬送されてきた用紙Ｐを、画像ステーションによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、転写ベルト１１と二次転写ローラ５との間の二次転写部に向けて繰り出すレジストローラ対４が設けられている。また、用紙Ｐの先端がレジストローラ対４に到達したことを検知するセンサも設けられている。
【０１００】
また、画像形成装置５００には、トナー像が転写された用紙Ｐ上にトナー像を定着させるための定着ユニットとしての接触加熱方式の定着装置１００と、定着済みの用紙Ｐを画像形成装置５００の本体外部に排出する排出ローラ７が備えられている。前述した実施形態に記載のように、定着装置１００は定着ベルト１０１を備えている。また、画像形成装置５００の本体上部には、排出ローラ７により画像形成装置５００の本体外部に排出された用紙Ｐを積載する排紙トレイ１７が備えられている。また、排紙トレイ１７の下側の装置本体内には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｂｋが備えられている。
【０１０１】
転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１、一次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋの他に、転写ベルト１１が掛け回されている駆動ローラ７２及び従動ローラ７３を有している。
従動ローラ７３は、転写ベルト１１に対する張力付勢手段としての機能も備えており、従動ローラ７３には、バネなどを用いた付勢手段が設けられている。このような転写ベルトユニット１０と、一次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｂｋと、二次転写ローラ５と、ベルトクリーニング装置１３とで転写装置７１が構成されている。
【０１０２】
用紙給送装置６１は、画像形成装置５００の本体下部に配設されており、最上位の用紙Ｐの上面に当接する給送ローラ３を有している。給送ローラ３が図中反時計回りに回転駆動されることにより、最上位の用紙Ｐをレジストローラ対４に向けて給送するようになっている。
【０１０３】
転写装置７１に装備されているベルトクリーニング装置１３は、転写ベルト１１に対向、当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有している。そして、ベルトクリーニング装置１３は、転写ベルト１１上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、転写ベルト１１をクリーニングするようになっている。また、ベルトクリーニング装置１３は、転写ベルト１１から除去した残留トナーを搬出し廃棄するための排出手段を有している。
【０１０４】
本実施形態の画像形成装置５００は、定着ベルト１０１を備える定着装置１００を備える。これにより、定着ベルト１０１の表面の平滑性が高く、初期のみならず、定着部（定着装置）での画像ムラを長期にわたって抑制することができ、高い画像品質を提供することができる。
【０１０５】
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【実施例】
【０１０６】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。但し、本発明は、以下の実施例により限定されるものではない。
【０１０７】
＜定着ベルトの製造＞
［実施例１］
まず、定着ベルトを製造した。
【０１０８】
（定着ベルト用塗工液の調製）
材料として、マナック社製４−（２−フェニルエチニル）無水フタル酸（ＰＥＰＡ）と、ダイセル化学工業社製３，３’，４，４’‐ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）と、和歌山精化工業社製３，４’‐ジアミノジフェニルエーテル（３，４’‐ＤＤＥ）をモル比０．５：０．５：１．０で混合し、溶媒としてプロピレンカーボネートを用いた。なお、プロピレンカーボネートの溶解度パラメータ（ＳＰ値）は、２７．２（Ｊ／ｃｍ３）１／２である。以上の材料用いて、窒素雰囲気下、１３０℃で重合させて、固形分１５％、粘度１０Ｐａ・ｓ（２５℃）のポリイミド前駆体溶液を調製した。続いて、上記溶媒（プロピレンカーボネート）中に分散させたカーボンブラック（Ｒｅｇａｌ４００Ｒ、キャボット社製）の分散液を、カーボンブラック含有率がポリアミック酸固形分の１８重量％になるように調合し、よく撹拌混合してベルト用塗工液を調製した。
【０１０９】
（定着ベルトの作製）
外径１４７ｍｍ、長さ（幅）３４０ｍｍで、外面をブラスト処理により粗面化した、金属製円筒を定着ベルトの型として用いた。この円筒金型を５０ｒｐｍで回転させながら、塗工液を円筒金型の外面に均一に流延するように、ディスペンサーを用いて塗布した。所定の全量を流し終えて塗膜がまんべんなく広がった時点で、回転数を１００ｒｐｍに上げたまま、乾燥機に金型を入れた後、金型内部中央にハロゲンヒーターを設置して１１０℃まで徐々に昇温して６０分加熱した。その後、さらに昇温して２００℃で２０分加熱し、続いて３２０℃まで段階的に昇温して６０分加熱処理（焼成）してイミド転化を行い、徐冷した後に脱型を行った。以上により、無端状の定着ベルトを得た。
【０１１０】
［実施例２〜実施例６、比較例１〜比較例３］
実施例２〜実施例６、比較例１〜比較例３として、実施例１で溶媒として用いたプロピレンカーボネートを種々変更して、また、２００℃での加熱時間を後述のように変更することによりポリイミド層における溶媒含有量を種々変更したこと以外は、実施例１と同様の手順で定着ベルトを作製して、定着ベルトの評価を行った。２００℃での加熱時間は、実施例１では２０分としたところ、実施例２では５分、実施例３では２０分、実施例４では２０分、実施例５では５分、実施例６では２０分、比較例１では４００分、比較例２では５分、比較例３では５分とした。比較例１においては、定着ベルト用塗工液の溶媒としてＮ‐メチル‐２‐ピロリドンを用いて、２００℃での加熱時間を４００分とすることにより、ポリイミド層におけるＮ‐メチル‐２‐ピロリドンの含有量を０ｐｐｍとした。また、実施例、比較例で使用した溶媒の物性（沸点、溶解度パラメータ（ＳＰ値、（Ｊ／ｃｍ３）１／２）、非プロトン性か否か）を表１に示した。
【０１１１】
【表１】
2020201297.tif 000003
【０１１２】
＜定着ベルトの評価＞
次に、実施例及び比較例で作製した定着ベルトの平均厚さ（すなわち、本実施例、比較例においてはポリイミド層の平均厚さ）と、溶媒の含有量を測定した。また、定着ベルト表面の平滑性を評価した。また、定着ベルトを画像形成装置に用いて、画像品質の評価を行った。
【０１１３】
定着ベルトの平均厚さは、以下の方法で算出した。まず、定着ベルトの幅方向における中心線上において、円周方向に４５ｍｍ間隔で１０点の厚さを測定した。厚さの測定には、アンリツ社のエレクトリックマイクロメーターを使用した。次に、１０点の測定値の平均値を算出して、定着ベルトの平均厚さとした。
【０１１４】
溶媒の含有量は、熱抽出ＧＣ／ＭＳ法にて測定した。ＧＣ−ＭＳ装置は、島津製作所製  ＧＣＭＳ−ＱＰ２０１０、データ解析ソフトは島津製作所製  ＧＣＭＳｓｏｌｕｔｉｏｎ、熱抽出装置はフロンティア・ラボ製Ｐｙ２０２０Ｄを使用した。熱抽出ＧＣ／ＭＳ法の詳細な条件は以下の通りである。
（１）熱抽出条件  ：抽出温度×時間；３７０℃×１５分、クライオトラップ；−１９０℃（Ｎ２Ｌｉｑ）、試料量；０．４ｍｇ〜１．０ｍｇ
（２）カラム      ：Ｕｌｔｒａ  ＡＬＬＯＹ−５  Ｌ＝３０ｍ  ＩＤ＝０．２５ｍｍ  Ｆｉｌｍ＝０．２５μｍ
（３）カラム昇温  ：６０℃から３００℃まで、３０℃／ｍｉｎで昇温
（４）カラム流量  ：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
（５）イオン化法  ：ＥＩ法  （７０ｅｖ）
（６）注入モード  ：Ｓｐｌｉｔ（１：５０）
（７）測定モード  ：選択イオン検出（Ｓｅｌｅｃｔｅｄ  Ｉｏｎ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ＳＩＭ法）
また、定着ベルトの製造に用いた、プロピレンカーボネート等の溶媒をアセトン溶媒で希釈し、同条件（３７０℃×１５分抽出）にて測定し、検量線を作成した。
【０１１５】
また、平滑性は、定着ベルトの表面の算術平均うねり（Ｗａ）により評価した。算術平均うねり（Ｗａ）は、表面粗さ測定器ＳＵＲＦＣＯＭ  １４００Ｇ（東京精密（株））を用いて測定した。算術平均うねり（Ｗａ）が０．０２０以下の場合、定着ベルト表面の平滑性が高いと評価した。
【０１１６】
また、画像品質は以下のように評価した。作製した定着ベルトを、電子写真方式の画像形成装置（（株）リコー製、ｉｍａｇｉｏ  Ｃｏｌｏｒ  ５１００）の定着ベルトとして使用して、出力画像を目視により評価した。評価は、初期、および、１００００ｋ枚（１００００×１０３枚）通紙した後に行った。通紙は、記録材としてＡ４サイズＰＰＣ普通紙「マイペーパー」（リコー製）に面積２５０ｍｍ×１５０ｍｍのベタ画像を出力して行った。評価基準は、出力画像上に濃度ムラ、白抜けが視認されない場合を「○」、出力画像上に濃度ムラ・白抜けが少しでも視認される場合を「×」とした。
【０１１７】
以上の平均厚さ、溶媒の含有量、定着ベルト表面の算術平均うねり（Ｗａ）、画像ムラの評価結果について、表２に示した。
【０１１８】
【表２】
2020201297.tif 000004
【０１１９】
＜評価結果＞
実施例１〜実施例６の定着ベルトにおいて、溶媒の含有量はいずれも０．１ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下であり、平均厚さは６０μｍ以上１４０μｍ以下であった。また、定着ベルトの算術平均うねり（Ｗａ）は、実施例１〜実施例６においては、０．００６〜０．０１２で、いずれも０．０２０以下となり、定着ベルト表面の平滑性が高いことが示された。一方、比較例１〜比較例３の定着ベルトの算術平均うねり（Ｗａ）は、０．５４０〜１．３８０で、いずれも０．０２０より大きく、定着ベルト表面の平滑性が高くないことが示された。また、画像品質の評価において、実施例１〜実施例６の定着ベルトを用いた場合には、初期、および、１００００ｋ枚通紙後のいずれも、出力画像上に濃度ムラ、白抜けが視認されず、初期のみならず、長期に亘って高い画像品質が保たれることが示された。一方、比較例１〜比較例３においては、初期、および、１００００ｋ枚通紙後のいずれも、出力画像上に濃度ムラ・白抜けが視認された。
【０１２０】
以上の評価結果から、本発明の例示的態様である実施例１〜実施例６の定着ベルトを用いることにより、定着部での画像ムラを長期にわたって抑制することができることが示された。
【符号の説明】
【０１２１】
５００                          画像形成装置
１００、１００Ａ、１００Ｂ      定着装置
１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ      定着ベルト
１０３、１０３Ａ、１０３Ｂ      加圧ローラ（押圧部材）
１０６                          ニップ形成部材
１０６Ａ                        定着ローラ（ニップ形成部材）
１０６Ｂ                        加圧パッド（ニップ形成部材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２２】
【特許文献１】特開２０１４−１７８３７０号公報
【図１】
2020201297.tif 000005
【図２】
2020201297.tif 000006
【図３】
2020201297.tif 000007
【図４】
2020201297.tif 000008
【図５】
2020201297.tif 000009