(57)【要約】【課題】  耐久性および柔軟性に優れる定着部材、その定着部材を組み込んだ定着装置および前記定着装置を備えることで光沢感のある画像を形成することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  定着部材は、芯材と、芯材の表面に形成される離型層とを含む。離型層は、架橋されたフッ素樹脂と、未架橋フッ素樹脂とを３０：７０〜７０：３０の割合で混合したコーティング材を硬化させてなる。前記未架橋フッ素樹脂は、融点が２５０℃以上３００℃以下であり、メルトフローインデックスが５ｇ／１０ｍｉｎ以上２５ｇ／１０ｍｉｎ以下である。このような定着部材を組み込んでなる定着装置を備える画像形成装置で画像を形成する。【選択図】      図２
2010097087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材と、芯材の表面に形成される離型層とを含む定着部材であって、
離型層が、架橋されたフッ素樹脂と、未架橋フッ素樹脂とを３０：７０〜７０：３０の割合で混合したコーティング材を硬化させてなり、
前記未架橋フッ素樹脂は、融点が２５０℃以上３００℃以下であり、メルトフローインデックスが５ｇ／１０ｍｉｎ以上２５ｇ／１０ｍｉｎ以下であることを特徴とする定着部材。
【請求項２】
離型層の厚みが５μｍ以上３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の定着部材。
【請求項３】
離型層の表面粗さＲａが０．３μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の定着部材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着部材が組み込まれてなることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
潜像が形成される像担持体と、
像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
請求項４に記載の定着装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
芯材と、芯材の表面に形成される離型層とを含む定着部材の製造方法であって、
架橋されたフッ素樹脂と、未架橋フッ素樹脂とを３０：７０〜７０：３０の割合で混合したコーティング材を硬化させて離型層を形成し、
融点が２５０℃以上３００℃以下であり、メルトフローインデックスが５ｇ／１０ｍｉｎ以上２５ｇ／１０ｍｉｎ以下である未架橋フッ素樹脂を用いることを特徴とする定着部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリなどに用いられる電子写真方式の画像形成装置に搭載され、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置に組み込まれる定着部材、定着装置およびそれを備える画像形成装置、ならびに前記定着部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、レーザプリンタ、ファクシミリなどに多く採用される、電子写真方式の画像形成装置は、潜像担持体の表面に電荷を付与して均一に帯電させた後、種々の作像プロセスにて画像情報に対応する静電潜像を形成する。この静電潜像を現像手段から供給される現像剤を用いてトナー像とし、このトナー像を、紙などの記録媒体に直接転写する。または中間転写媒体に一旦転写した後、記録媒体に転写する。記録媒体に転写されたトナー像は、その後、定着装置にて、記録媒体に定着される。
【０００３】
トナー像の定着方法としては、熱定着方式が一般的であり、たとえば熱ローラ定着方法が挙げられる。
【０００４】
熱ローラ定着方法では、内部に熱ヒーターを持ち、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とゴムローラとからなる一対のローラを圧接させ、そのローラ間にトナー像が形成された記録媒体を通過させてトナーを加熱溶融し、トナー像を記録媒体に融着させる。
【０００５】
また、円筒状の定着ベルトを介して、ヒーターにより記録媒体表面のトナーを加熱するベルト定着法がある。円筒状の定着ベルトを用いたベルト定着法では、定着ベルトとゴムローラとを圧接させ、この間にトナー像が形成された記録媒体を通過させて定着ベルトの熱によってトナー像を記録媒体に融着して定着させる。このベルト定着法では、熱容量が低く、薄い円筒状の定着ベルトを加熱するので、定着ベルト表面が短時間で所定の温度に達し、電源投入後の待ち時間を大幅に削減することができる。
【０００６】
上記のようなヒートローラおよび定着ベルトなどの定着部材は、表層にたとえばフッ素樹脂チューブを用いて製造される。具体的には、熱ローラ定着方法に用いられるローラは、ローラ金型の内面にフッ素樹脂チューブを被覆させ、金型内に芯金を入れた後、チューブと芯金との間にシリコーンゴムを流し込み、ローラ金型を外してヒートローラを成型する一体成型法によって得られる。フッ素樹脂チューブを表層に用いることで、高速化に伴う定着部材の耐久性やトナー離型性を確保できる。
【０００７】
しかしながら、フッ素樹脂チューブは、製造時のハンドリング性が悪いので厚みを薄くできない。また、樹脂であるため定着部材の表層が硬くなり、記録媒体の凹凸に追随させてトナーを充分に溶融および定着させることが困難であり、光沢性のある高画質画像を提供することができない。さらに、チューブという形状に成型する必要があるので、コストがかかるという問題もある。
【０００８】
そこで、フッ素樹脂チューブの代替として、表層にフッ素樹脂をコーティングした定着部材が提案されている。たとえば、軸芯体上に直接または他の被覆層を介してフッ素樹脂被覆層を設けて成るロールにおいて、フッ素樹脂被覆層は内周面側が未架橋フッ素樹脂からなり、かつその外周面側が架橋フッ素樹脂から成るロールが特許文献１に開示されている。特許文献１に開示のロールを複写機の定着ロールとして使用すると、優れた耐摩耗性と長寿命とを発揮することができる。
【０００９】
また特許文献２には、少なくとも表面層が、酸素不在雰囲気下で、かつ結晶融点以上に加熱された状態において、電離性放射線を照射して架橋されたフッ素樹脂を含有してなる定着部材が開示されている。特許文献２に開示の定着部材は、耐久性および高画質適性が共に優れる。
【００１０】
また特許文献３には、表層が少なくとも親水基がポリエチレングリコール型である非イオン性フッ素系界面活性剤を含むフルオロエラストマーからなり、そのフルオロエラストマーがフルオロポリマーを架橋したものである定着用部材が開示されている。特許文献３に開示の定着用部材は、フルオロエラストマー表層のトナーリリース性を改善でき、柔軟性を有し、かつトナーリリース性およびその耐久性が良好である。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−３６００２号公報
【特許文献２】特開２００２−２３５３９号公報
【特許文献３】特開２００５−２１５１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１〜３に開示の定着部材は、表面が架橋フッ素樹脂でコーティングされた定着部材であるので以下のような問題がある。フッ素樹脂のなかでも架橋フッ素樹脂が表面にくると、定着部材としての耐久性は維持できるが、表層の弾性率が高く柔軟性に乏しくなるので、凹凸のある記録媒体表面に転写されたトナー像を溶融させて、記録媒体に充分に浸透および定着させることが困難で、光沢感のある画像を形成することができない。
【００１３】
本発明の目的は、耐久性および柔軟性に優れる定着部材、その定着部材を組み込んだ定着装置および前記定着装置を備えることで光沢感のある画像を形成することができる画像形成装置ならびに前記定着部材の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、芯材と、芯材の表面に形成される離型層とを含む定着部材であって、
離型層が、架橋されたフッ素樹脂と、未架橋フッ素樹脂とを３０：７０〜７０：３０の割合で混合したコーティング材を硬化させてなり、
前記未架橋フッ素樹脂は、融点が２５０℃以上３００℃以下であり、メルトフローインデックスが５ｇ／１０ｍｉｎ以上２５ｇ／１０ｍｉｎ以下であることを特徴とする定着部材である。
【００１５】
また本発明は、離型層の厚みが５μｍ以上３０μｍ以下であることを特徴とする。
また本発明は、離型層の表面粗さＲａが０．３μｍ以下であることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記の定着部材が組み込まれてなることを特徴とする定着装置である。
また本発明は、潜像が形成される像担持体と、
像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記の定着装置とを備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００１７】
また本発明は、芯材と、芯材の表面に形成される離型層とを含む定着部材の製造方法であって、
架橋されたフッ素樹脂と、未架橋フッ素樹脂とを３０：７０〜７０：３０の割合で混合したコーティング材を硬化させて離型層を形成し、
融点が２５０℃以上３００℃以下であり、メルトフローインデックスが５ｇ／１０ｍｉｎ以上２５ｇ／１０ｍｉｎ以下である未架橋フッ素樹脂を用いることを特徴とする定着部材の製造方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、芯材と、芯材の表面に形成される離型層とを含む定着部材であって、離型層が、架橋されたフッ素樹脂と、未架橋フッ素樹脂とを３０：７０〜７０：３０の割合で混合したコーティング材を硬化させてなり、前記未架橋フッ素樹脂は、融点が２５０℃以上３００℃以下であり、メルトフローインデックスが５ｇ／１０ｍｉｎ以上２５ｇ／１０ｍｉｎ以下である。
【００１９】
トナーの高温オフセット域は２３０℃以上２５０℃以下の範囲にあるので、未架橋フッ素樹脂の融点が２５０℃未満であると、定着の際のトナーの加熱と同時に定着部材の離型層も溶融する。離型層に用いられる樹脂の融点が高くなるほど離型層の弾性率が高くなるので、未架橋フッ素樹脂の融点が３００℃を超えると、定着部材の表層材としての柔軟性に劣り、定着の際のトナー溶融時に、トナーが記録媒体の凹凸に追従して定着しにくくなり、定着性が低下する。
【００２０】
未架橋フッ素樹脂のメルトフローインデックスが、従来のフッ素樹脂チューブと同等の５ｇ／１０ｍｉｎ未満だと、表層材として柔軟性に劣り、定着の際のトナー溶融時に、トナーが紙の凹凸に追従して定着しにくくなる。未架橋フッ素樹脂のメルトフローインデックスが２５ｇ／１０ｍｉｎを超えると、離型層の耐エージング性が悪くなり定着部材の耐久性が劣る。
【００２１】
架橋されたフッ素樹脂（以下「架橋フッ素樹脂」とも記載する。）と未架橋フッ素樹脂との混合割合において、架橋フッ素樹脂が規定値より少なく未架橋フッ素樹脂が規定値より多く混合されると、定着部材の耐久性が劣る。架橋フッ素樹脂が規定値より多く、未架橋フッ素樹脂が規定値より少なく混合されると、離型層の弾性率が不所望に高くなるので、表層材としての柔軟性に劣り、トナー溶融時にトナーが記録媒体の凹凸に追従して定着しにくくなる。
【００２２】
架橋フッ素樹脂と上記のようなメルトフローインデックスおよび融点を有する未架橋フッ素樹脂とを３０：７０〜７０：３０の割合で混合することによって、架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とが適度な割合で充分に混ざり合った離型層とすることができ、コーティング材に含まれる樹脂が架橋フッ素樹脂のみである場合と比べて、定着部材の耐久性を保ったまま弾性率を低くすることができるので、トナーが記録媒体に充分に定着できる程度に柔軟性が高く、かつ耐久性に優れる定着部材とすることができる。
【００２３】
また本発明によれば、離型層の厚みは５μｍ以上３０μｍ以下である。離型層の厚みが５μｍ未満だと、定着の際に亀裂やキズ、磨耗が生じた場合、離型層の劣化が進行しやすい。離型層の厚みが３０μｍを超えると、離型層の柔軟性が劣り、トナー溶融時に、トナーが記録媒体の凹凸に追従して定着しにくくなる。離型層の厚みが５μｍ以上３０μｍ以下であることによって、弾性層の弾性を活かしながら記録媒体の微小な凹凸に追従することが可能で、一層優れた柔軟性および耐久性を有する定着部材とすることができる。
【００２４】
また本発明によれば、離型層の表面粗さＲａは０．３μｍ以下である。表面粗さＲａが０．３μｍを超えると、定着後のトナー画像に離型層の表面の凹凸が表れる。離型層の表面粗さＲａが０．３μｍ以下であることによって、優れた平滑性を有する定着部材とすることができる。
【００２５】
また本発明によれば、定着装置は本発明の定着部材が組み込まれてなる。前述のように本発明の定着部材は耐久性を保ったまま弾性率を適度に低下させることができ、耐久性および柔軟性に優れるので、定着の際にトナーの融解および離型を円滑に行うことができ、光沢性の高い画像を安定して形成することができる。
【００２６】
また本発明によれば、画像形成装置は本発明の定着装置を備える。これによって、トナーが記録媒体に充分に定着できる程度に離型層の柔軟性を高めることができ、カラー画像のようにトナーを積層させてトナー像を形成する場合にも、トナー溶融時に記録媒体の凹凸に追従してトナー像を定着できるので、光沢感のある画像を形成することができる。
【００２７】
また本発明によれば、芯材と、芯材の表面に形成される離型層とを含む定着部材の製造方法は、架橋されたフッ素樹脂と、未架橋フッ素樹脂とを３０：７０〜７０：３０の割合で混合したコーティング材を硬化させて離型層を形成し、融点が２５０℃以上３００℃以下であり、メルトフローインデックスが５ｇ／１０ｍｉｎ以上２５ｇ／１０ｍｉｎ以下である未架橋フッ素樹脂を用いる。これによって、架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とが適度な割合で充分に混ざり合った離型層を形成することができ、コーティング材に含まれる樹脂として架橋フッ素樹脂のみを用いて離型層を製造する方法と比べて、定着部材の耐久性を保ったまま弾性率を低くすることができるので、トナーが記録媒体に充分に定着できる程度に柔軟性が高く、かつ耐久性に優れる定着部材を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
１、定着部材
本発明の第１の実施形態である定着部材は、芯材と、芯材の表面に形成される離型層とを含む。離型層は、架橋されたフッ素樹脂と、未架橋フッ素樹脂とを３０：７０〜７０：３０の割合で混合したコーティング材を硬化させてなる。前記未架橋フッ素樹脂は、融点が２５０℃以上３００℃以下であり、メルトフローインデックスが５ｇ／１０ｍｉｎ以上２５ｇ／１０ｍｉｎ以下である。
【００２９】
（１）第１Ａの実施形態
（定着装置６Ａの構成）
図１は、本発明の第１Ａの実施形態である定着ベルト１００Ａおよび定着ベルト１００Ａが組み込まれてなる定着装置６の構成を模式的に示す断面図である。図１に示すように、定着装置６Ａは、定着ベルト１００Ａと、定着ローラ５０と、加熱ローラ７２と、加圧ローラ６０とを含む。
【００３０】
定着ベルト１００Ａは、定着ローラ５０と加熱ローラ７２との間に張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状部材である。また、定着ベルト１００Ａは、定着ローラ５０と加圧ローラ６０との圧接点である定着ニップ部５５で加圧ローラ６０に接触するように設けられ、記録媒体８に担持されるトナー像を構成するトナーを加熱溶融させて記録媒体８に定着させるものである。定着ベルト１００Ａは加圧ローラ６０の矢符５６方向の回転駆動によって矢符７８Ａの方向に従動回転する。
【００３１】
定着ローラ５０は、図示しない支持手段によって回転自在に支持され、加圧ローラ６０、定着ベルト１００Ａの回転駆動によって、矢符５６の方向に所定の速度で従動回転するローラ状部材である。本実施の形態では、定着ローラ５０として、芯金５１と、弾性体層５２と表面層５３とを含む直径３０ｍｍの円筒形状に形成されるローラ状部材を使用する。
【００３２】
芯金５１を形成する金属には熱伝導率の高い金属を使用でき、たとえば、アルミニウム、鉄などが挙げられる。芯金５１の形状としては、円筒状、円柱状などが挙げられるけれども、芯金５１からの放熱量が少ない円筒状の方が好ましい。
【００３３】
弾性体層５２を構成する材料としては、ゴム弾性を有するものであれば特に制限はないけれども、さらに耐熱性にも優れるものが好ましい。このような材料の具体例としては、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴムなどが挙げられる。これらの中でも、特にゴム弾性に優れるシリコーンゴムが好ましい。本実施形態では、定着ベルト１００Ａの寄りを修正するため、弾性層上に表面層５３を設ける構成としているが、他の実施形態では表面層５３は設けなくてもよい。表面層５３を設けることで定着ローラ５０の表面の摺動性が向上し、定着ベルト１００Ａの寄りを修正し易くなる。
【００３４】
表面層５３を構成する材料としては、耐熱性および耐久性に優れ、摺動性が高いものであれば特に制限されず、たとえば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素系樹脂材料、フッ素ゴム等を使用できる。
【００３５】
定着ローラ５０の内部には、加熱手段を設けてもよい。これは、後述の画像形成装置１の電源ＯＮから画像形成可能になるまでの立ち上げ時間の短縮、トナー像定着時に記録媒体８に熱が移行することに起因する定着ローラ５０の表面温度の低下などを防止するためである。
【００３６】
加熱ローラ７２は、回転自在に支持されかつ図示しない加圧手段によって定着ベルト１００Ａにテンションを加えられるように設けられたローラ状部材である。加熱ローラ７２は、定着ベルト１００Ａの矢符７８Ａ方向の回転に従動回転する。加熱ローラ７２には、アルミニウム、鉄などの熱伝導率の高い金属からなる金属製ローラ８０を使用できる。金属製ローラ８０は必要に応じてその表面にフッ素樹脂層が形成されてもよい。
【００３７】
加熱ローラ７２は、その内部に加熱手段７４，７５を有する。これによって、定着ベルト１００Ａが加熱される。加熱手段７４，７５には図示しない電源が接続され、加熱手段７４，７５を発熱させるための電力が供給される。加熱手段７４，７５には一般的な加熱手段を使用できる。
【００３８】
加圧ローラ６０は、定着ローラ５０の鉛直方向最下点よりも定着ローラ５０の回転方向下流側において、図示しない加圧機構により定着ベルト１００Ａを介して定着ローラ５０に圧接され、定着ニップ部５５を形成する。加圧ローラ６０は図示しない駆動手段によって回転駆動される。加圧ローラ６０は、定着ローラ５０によるトナー像の記録媒体８への加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーを記録媒体８に対して押圧することによって、トナー像の記録媒体８への定着を促進する。
【００３９】
加圧ローラ６０として、芯金６１と、弾性体層６２と、表面層６３とを含むローラ状部材が使用される。芯金６１、弾性体層６２および表面層６３を形成する材料としては、それぞれ、定着ローラ５０の芯金５１、弾性体層５２および表面層５３を形成する金属または材料と同じものを使用できる。また、芯金６１の形状も定着ローラ５０と同様である。
【００４０】
加圧ローラ６０の内部には、加熱手段６４が設けられる。これは、画像形成装置１の電源ＯＮから画像形成可能になるまでの立ち上げ時間の短縮、トナー像定着時に記録媒体８に熱が移行することに起因する加圧ローラ６０の表面温度の急激な低下などを防止するためである。
【００４１】
図１に示すように、定着ローラ５０および加熱ローラ７２を含む部分は斜め４５°に傾いて構成される。このような構成であると、搬送された未定着トナー像を担持する記録媒体８上のトナーが、加熱手段７４，７５で温められた定着ベルト１００Ａから発生する熱によって温まり易くなり、好ましい。
【００４２】
サーミスタ７６は、定着ベルト１００Ａを介して加熱ローラ７２に対向する位置において定着ベルト１００Ａに近接するように設けられ、定着ベルト１００Ａの温度を検知する。サーミスタ７６による検知結果は図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit、中央処理装置）に入力される。
【００４３】
ＣＰＵは、サーミスタ７６の検知結果から、サーミスタ７６の温度が設定範囲内にあるか否かを判定する。定着ベルト１００Ａの温度が設定範囲よりも低い場合には、加熱手段７４，７５に接続される電源に制御信号を送り、加熱手段７４，７５に電力を供給して発熱を促す。定着ベルト１００Ａの温度が設定範囲よりも高い場合には、加熱手段７４，７５への給電力の有無を確認する。電力供給が継続される場合は、電力供給を停止する制御信号を送る。
【００４４】
また、サーミスタ７６よりも定着ベルト１００Ａの回転方向下流側の位置には、定着ベルト１００Ａに近接するように設けられ、定着ベルト１００Ａの異常昇温を検知するサーモスタット７７が配設されている。サーモスタット７７による検知結果はＣＰＵに入力される。ＣＰＵはサーモスタットの検知結果に応じて加熱手段７４，７５に接続される電源からの給電を停止する。
【００４５】
定着ローラ５０と加熱ローラ７２と定着ベルト１００Ａと加圧ローラ６０とを含む定着機構は、画像形成装置１の全動作を制御するＣＰＵによって制御される。
【００４６】
ＣＰＵは、画像形成指示の入力を受けると、加熱ローラ７２、加圧ローラ６０の内部に設けられる加熱手段７４，７５，６４に電力を供給する図示しない電源に制御信号を送る。画像形成指示は、画像形成装置１の鉛直方向上面に設けられる図示しない操作パネルまたは画像形成装置１に接続されるコンピュータなどの外部機器から入力される。制御信号を受けた電源は電力を供給して加熱手段７４，７５，６４を起動させる。
【００４７】
加熱手段７４，７５，６４は、定着ローラ５０、加熱ローラ７２、加圧ローラ６０および定着ベルト１００Ａ表面がそれぞれの設定温度になるように加熱する。定着ローラ５０および加圧ローラ６０の近傍に設けられる図示しない温度検知センサが設定温度に到達したことを検知し、その検知結果がＣＰＵに入力されると、ＣＰＵは定着ローラ５０を回転駆動させる図示しない駆動手段に制御信号を送り、加圧ローラ６０を矢符５６の方向に回転駆動させる。それに伴って定着ベルト１００Ａ、定着ローラ５０および加熱ローラ７２が従動回転する。この状態で、未定着トナー像を担持する記録媒体８が２次転写ローラ３１から定着ニップ部５５に搬送される。この記録媒体８が定着ニップ部５５を通過する際に、トナー像を構成するトナーが加熱加圧され、記録媒体８に定着され、画像が形成される。
【００４８】
（定着ベルト１００Ａの構成）
図２は、図１に示す定着ベルト１００ＡのセクションＳ１０１−Ｓ１０１における拡大断面図である。定着部材である定着ベルト１００Ａは、３層構造の無端ベルトであり、離型層１０２Ａと、弾性層８３と、芯材である支持層８４とを含む。
【００４９】
離型層１０２Ａは、架橋されたフッ素樹脂と、未架橋フッ素樹脂とを３０：７０〜７０：３０の割合で混合したコーティング材を硬化させてなり、前記未架橋フッ素樹脂は、融点が２５０℃以上３００℃以下であり、メルトフローインデックスが５ｇ／１０ｍｉｎ以上２５ｇ／１０ｍｉｎ以下である。
【００５０】
トナーの高温オフセット域は２３０℃以上２５０℃以下の範囲にあるので、未架橋フッ素樹脂の融点が２５０℃未満であると、定着の際のトナーの加熱と同時に定着部材の離型層１０２Ａも溶融する。離型層１０２Ａに用いられる樹脂の融点が高くなるほど離型層１０２Ａの弾性率が高くなるので、未架橋フッ素樹脂の融点が３００℃を超えると、定着部材の表層材としての柔軟性に劣り、定着の際のトナー溶融時に、トナーが記録媒体の凹凸に追従して定着しにくくなり、定着性が低下する。
【００５１】
未架橋フッ素樹脂のメルトフローインデックスが、従来のフッ素樹脂チューブと同等の５ｇ／１０ｍｉｎ未満だと、表層材として柔軟性に劣り、定着の際のトナー溶融時に、トナーが紙の凹凸に追従して定着しにくくなる。未架橋フッ素樹脂のメルトフローインデックスが２５ｇ／１０ｍｉｎを超えると、離型層１０２Ａの耐エージング性が悪くなり定着部材の耐久性が劣る。
【００５２】
架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂との混合割合において、架橋フッ素樹脂が規定値より少なく未架橋フッ素樹脂が規定値より多く混合されると、定着部材の耐久性が劣る。架橋フッ素樹脂が規定値より多く、未架橋フッ素樹脂が規定値より少なく混合されると、離型層１０２Ａの弾性率が不所望に高くなるので、表層材としての柔軟性に劣り、トナー溶融時にトナーが記録媒体の凹凸に追従して定着しにくくなる。
【００５３】
架橋フッ素樹脂と上記のようなメルトフローインデックスおよび融点を有する未架橋フッ素樹脂とを３０：７０〜７０：３０の割合で混合することによって、架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とが適度な割合で充分に混ざり合った離型層１０２Ａとすることができ、コーティング材に含まれる樹脂が架橋フッ素樹脂のみである場合と比べて、定着部材の耐久性を保ったまま弾性率を低くすることができるので、トナーが記録媒体に充分に定着できる程度に柔軟性が高く、かつ耐久性に優れる定着部材とすることができる。
【００５４】
離型層１０２Ａに用いる架橋フッ素樹脂としては、耐熱性および耐久性に優れ、トナーとの付着力が弱いものであれば特に制限されず、たとえば、日立電線ファインテック株式会社の架橋ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）が挙げられる。上記のメルトフローインデックスおよび融点を有する未架橋フッ素樹脂としては、三井ヂュポンフロロケミカル株式会社の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、結晶融点２５０〜２９０℃）が挙げられる。
【００５５】
このように、離型層１０２Ａにおいて、従来フッ素樹脂チューブでは使用できなかった、未架橋の低融点でかつメルトフローインデックスの高い柔軟なフッ素樹脂を含んだコーティングを施すことができるので、材料の選択幅が広く、柔軟性に優れ耐久性を維持した効果を従来よりも安価に達成できる。
【００５６】
離型層の厚みは５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。離型層の厚みが５μｍ未満だと、定着の際に亀裂やキズ、磨耗が生じた場合、離型層の劣化が進行しやすい。離型層の厚みが３０μｍを超えると、離型層の柔軟性が劣り、トナー溶融時に、トナーが記録媒体の凹凸に追従して定着しにくくなる。離型層の厚みが５μｍ以上３０μｍ以下であることによって、弾性層の弾性を活かしながら記録媒体の微小な凹凸に追従することが可能で、一層優れた柔軟性および耐久性を有する定着部材とすることができる。
【００５７】
離型層の表面粗さＲａは０．３μｍ以下である。表面粗さＲａが０．３μｍを超えると、定着後のトナー画像に離型層の表面の凹凸が表れる。離型層の表面粗さＲａが０．３μｍ以下であることによって、優れた平滑性を有する定着部材とすることができる。離型層の表面粗さＲａは、ＳｕｒｆｃｏｒｄｅｒＳＥ３５００（株式会社小阪研究所）を用いて測定した。
【００５８】
弾性層８３を構成する材料としては、ゴム弾性を有するものであれば特に制限はないけれども、さらに耐熱性にも優れるものが好ましい。このような材料の具体例としては、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴムなどが挙げられる。これらの中でも、特にゴム弾性に優れるシリコーンゴムが好ましい。
【００５９】
弾性層８３の硬度は、ＪＩＳ−Ａ硬度が１〜６０度であることが好ましい。このＪＩＳ−Ａ硬度の範囲であれば、弾性層８３の強度の低下、密着性の不良を防止しつつ、トナーの定着性の不良を防止できる。このシリコーンゴムとしては具体的には、１成分系、２成分系または３成分系以上のシリコーンゴム、ＬＴＶ型、ＲＴＶ型又はＨＴＶ型のシリコーンゴム、縮合型又は付加型のシリコーンゴム等を使用できる。
【００６０】
弾性層８３の厚さは、３０〜５００μｍであることが好ましい。この厚さ範囲であれば、弾性層８３の弾性効果を維持しつつ、断熱性を低く抑えることができて省エネルギー効果を発揮できる。
【００６１】
支持層８４を構成する材料としては、耐熱性および耐久性に優れるものであれば特に制限されないけれども、耐熱性合成樹脂を上げることができ、中でも、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）などが好ましい。これらの樹脂は、強度、耐熱性、価格性等に優れている。
【００６２】
支持層８４の厚さは、特に制限されないけれども好ましくは、３０〜２００μｍである。
【００６３】
ここで、定着ベルト１００Ａの離型層、弾性層および支持層の厚さは以下のようにして求めることができる。
【００６４】
定着ベルトの切片をエポキシ系の樹脂などで樹脂包埋させて、マイクロトームでカッティングによる面出しを行い、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で１００倍から２０００倍までの間で拡大写真を取り、離型層、弾性層および支持層の厚みを測定する。
【００６５】
このような構成の定着ローラ１００Ａが組み込まれて定着装置６Ａが形成されることで、定着の際にトナーの融解および離型を円滑に行うことができ、光沢性の高い画像を安定して形成することができる。
【００６６】
（定着ベルト１００Ａの作製方法）
定着ベルト１００Ａの作製には、まず高精度な金型または成形型が必要となる。この金型または成形型の外周面に、上記支持層８を構成する材料を塗布し、焼成して支持層８を形成する。
【００６７】
支持層８が形成された金型を室温まで冷却した後、その金型の外周面に上記弾性層８３を構成する材料を塗布し、焼成して弾性層８３を形成する。
【００６８】
支持層８４および弾性層８３が形成された金型を室温まで冷却した後、その金型の外周面にあらかじめ架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とを混合したコーティング剤を塗布し、未架橋フッ素樹脂の融点よりも充分に高い焼成温度でもって未架橋フッ素樹脂を溶融させてコーティングを行い、離型層１０２Ａを形成する。
【００６９】
弾性層８３、支持層８４および離型層１０２Ａが形成された金型を室温まで冷却した後、製造した環状物を金型から取り外すことによって、定着ベルト１００Ａが得られる。
【００７０】
弾性層８３、支持層８４および離型層１０２Ａを形成する際の焼成温度としては、２５０℃以上３８０℃以下が好ましく、２５０℃以上３５０℃以下がより好ましい。なお、フッ素樹脂の架橋反応は放射線架橋のような特殊な処理でもって起こるので、焼成によって未架橋フッ素樹脂が架橋されることはなく、焼成前後で架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂との割合は変わらない。
【００７１】
このように離型層１０２Ａなどを焼成するための装置としては、たとえばバッチ式高温加熱炉、電気炉、静電粉体塗装機のような一般的なコーティング装置が挙げられる。
【００７２】
このように、融点が２５０℃以上３００℃以下であり、メルトフローインデックスが５ｇ／１０ｍｉｎ以上２５ｇ／１０ｍｉｎ以下である未架橋フッ素樹脂を用い、架橋フッ素樹脂と、未架橋フッ素樹脂とを３０：７０〜７０：３０の割合で混合したコーティング材を硬化させて離型層１０２Ａを形成して定着ベルト１００Ａが製造されることによって、架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とが適度な割合で充分に混ざり合った離型層１０２Ａを形成することができ、コーティング材に含まれる樹脂として架橋フッ素樹脂のみを用いて離型層１０２Ａを製造する方法と比べて、定着ベルト１００Ａの耐久性を保ったまま弾性率を低くすることができるので、トナーが記録媒体に充分に定着できる程度に柔軟性が高く、かつ耐久性に優れる定着ベルト１００Ａを得ることができる。
【００７３】
このようにして製造される本発明の定着部材は、本実施形態のような定着装置に用いられることに限定されず、いろいろな形態の定着装置に用いることができる。以下、本発明の定着部材を第１Ａ以外の形態の定着装置に用いた第１Ｂ〜第１Ｄの実施形態について記載する。
【００７４】
（２）第１Ｂの実施形態
（定着装置６Ｂの構成）
図３は、本発明の第１Ｂの実施形態である定着ローラ１００Ｂと、定着ローラ１００Ｂが組み込まれてなる定着装置６Ｂの構成を模式的に示す断面図である。図３に示すように、定着装置６Ｂは、定着ローラ１００Ｂと、加圧ローラ６０と、外部加熱手段７０とを含む。図３以降の図面において、第１Ａの実施形態と構成が同じ部材は第１Ａの実施形態と同じ参照符号を付し、記載を省略する場合がある。第１Ａの実施形態では、定着部材は定着ベルト１００Ａであったが、本実施形態では、定着部材は定着ローラ１００Ｂである。
【００７５】
定着ローラ１００Ｂは、図示しない支持手段によって回転自在に支持され、且つ、図示しない駆動手段によって矢符７８Ｂの方向に所定の速度で回転するローラ状部材である。
定着ローラ１００Ｂは、記録用紙８に担持されるトナー像を構成するトナーを加熱溶融させて記録用紙８に定着させる。
【００７６】
定着ローラ１００Ｂの内部には、熱源５４が設けられる。これは、画像形成装置１００の電源ＯＮから画像形成可能になるまでの立ち上げ時間の短縮、トナー像定着時に記録用紙８に熱が移行することに起因する定着ローラ１００Ｂの表面温度の低下等を防止するためである。
【００７７】
加圧ローラ６０は、定着ローラ１００Ｂの鉛直方向最下点よりも定着ローラ１００Ｂの回転方向下流側において、図示しない加圧機構により定着ローラ１００Ｂに圧接された状態で回転自在に設けられるローラ状部材である。定着ローラ１００Ｂと加圧ローラ６０との圧接部が定着ニップ部５５である。加圧ローラ６０は定着ローラ１００Ｂの回転に従動回転する。加圧ローラ６０は、定着ローラ１００Ｂによるトナー像の記録用紙８への加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーを記録用紙８に対して押圧することによって、トナー像の記録用紙８への定着を促進する。
【００７８】
本実施の形態では、加圧ローラ６０として、芯金６１と、弾性体層６２と、表面層６３とを含む径４０ｍｍのローラ状部材を使用する。芯金６１、弾性体層６２および表面層６３を形成する材料としては、それぞれ第１Ａの実施形態の加圧ローラ６０と同じ材料を用いることができる。また、芯金６１の形状も第１実施形態と同様である。加圧ローラ６０の内部には、加熱手段６４が設けられる。
【００７９】
外部加熱手段７０は、無端ベルト１７１と、第１支持ローラ１７２と、第２支持ローラ１７３と、サーミスタ７６，１７８と、サーモスタット７７とを含む。無端ベルト１７１は、第１支持ローラ１７２と第２支持ローラ１７３との間に張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状部材である。無端ベルト１７１は、第１支持ローラ１７２と定着ローラ１００Ｂとの圧接点から第２支持ローラ１７３と定着ローラ１００Ｂとの圧接点の間において、定着ローラ１００Ｂの外周方向に長さを持ちかつ定着ローラ１００Ｂの長手方向に亘る帯状の領域で定着ローラ１００Ｂに接触するように設けられる。無端ベルト１７１は、定着ローラ１００Ｂの矢符７８Ｂの方向の回転駆動によって矢符１７９の方向に従動回転する。無端ベルト１７１には、耐熱性、および、耐久性に優れるものであれば特に制限されないけれども、たとえば、ポリイミド製ベルト、ニッケル電鋳ベルト等が挙げられる。無端ベルト１７１の表面には、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂層を形成してもよい。
【００８０】
第１支持ローラ１７２および第２支持ローラ１７３は、回転自在に支持されかつ図示しない加圧手段によって無端ベルト１７１を介して定着ローラ１００Ｂ表面に圧接するように設けられるローラ状部材である。第１支持ローラ１７２および第２支持ローラ１７３は無端ベルト１７１の矢符１７９方向の回転に従動回転する。
【００８１】
第１支持ローラ１７２および第２支持ローラ１７３には、アルミニウム、鉄等の熱伝導率の高い金属からなる金属製ローラを使用できる。金属製ローラは必要に応じてその表面にフッ素樹脂層が形成されてもよい。第１支持ローラ１７２および第２支持ローラ１７３は、その内部に熱源１７４，１７５を有する。これによって、無端ベルト１７１ひいては定着ローラ１００Ｂが加熱される。熱源１７４，１７５には電源が接続され、熱源１７４，１７５を発熱させるための電力が供給される。熱源１７４，１７５には一般的な熱源を使用できる。本実施の形態では熱源１７４，１７５にはハロゲンランプを使用する。第１支持ローラ１７２および第２支持ローラ１７３は定着ローラ１００Ｂ上において互いの軸線が平行になり、かつ間隙を有して離隔するように設けられる。
【００８２】
サーミスタ７６は、無端ベルト１７１を介して第２支持ローラ１７３に対向する位置において無端ベルト１７１に近接するように設けられ、無端ベルト１７１が第２支持ローラ１７３と接している無端ベルト１７１の部分の温度である第２温度を検知する。
【００８３】
サーミスタ１７８は、無端ベルト１７１を介して第１支持ローラ１７２に対向する位置において無端ベルト１７１に近接するように設けられ、無端ベルト１７１が第１支持ローラ１７２と接している無端ベルト１７１の部分の温度である第２温度を検知する。
【００８４】
サーモスタット７７は、無端ベルト１７１を介して第２支持ローラ１７３に対向しかつサーミスタ７６よりも無端ベルト１７１の回転方向下流側の位置において、無端ベルト１７１に近接するように設けられ、無端ベルト１７１の異常昇温を検知する。
【００８５】
定着装置６Ｂは、第１Ａの実施形態と同様に図示しないＣＰＵによって制御される。即ち、定着ローラ１００Ｂと加圧ローラ６０と外部加熱手段７０とを含む定着機構は、ＣＰＵによって制御される。ＣＰＵは、画像形成指示の入力を受けると、定着ローラ１００Ｂ、加圧ローラ６０および第１，第２支持ローラ１７２，１７３の内部に設けられる熱源５４，６４，１７４，１７５に電力を供給する電源に制御信号を送る。画像形成指示は、画像形成装置１の上面に設けられる操作部７または画像形成装置１にＬＡＮを介して接続されるコンピュータ等の外部機器から入力される。制御信号を受けた電源は電力を供給して熱源５４，６４，１７４，１７５を起動させる。
【００８６】
熱源５４，６４，１７４，１７５は、定着ローラ１００Ｂ、加圧ローラ６０および無端ベルト１７１表面がそれぞれの設定温度になるように加熱する。定着ローラ１００Ｂおよび加圧ローラ６０の近傍に設けられるサーミスタ７６などの温度検知センサが設定温度に到達したことを検知し、その検知結果がＣＰＵに入力されると、ＣＰＵは定着ローラ１００Ｂを回転駆動させる図示しない駆動手段に制御信号を送り、定着ローラ１００Ｂを矢符７８Ｂの方向に回転駆動させる。それに伴って加圧ローラ６０および無端ベルト１７１が従動回転する。この状態で、未定着トナー像を担持する記録用紙８が定着ニップ部５５に搬送される。この記録用紙８が定着ニップ部５５を通過する際に、トナー像を構成するトナーが加熱加圧され、記録用紙８に定着され、画像が形成される。
【００８７】
サーモスタット７７による検知結果は、制御部の定着部制御回路を介してＣＰＵに入力される。ＣＰＵはサーモスタット７７の検知結果に応じて熱源１７４，１７５に接続される電源からの給電を停止する。
【００８８】
サーミスタ７６，１７８による温度検知の結果、すなわち無端ベルト１７１が第１支持ローラ１７２と接している無端ベルト１７１の部分の温度である第１温度および無端ベルト１７１が第２支持ローラ１７３と接している無端ベルト１７１の部分の温度である第２温度は、制御部の定着部制御回路を介して、ＣＰＵに入力される。
【００８９】
上述したように、第１支持ローラ１７２および第２支持ローラ１７３の内部には、熱源１７４および熱源１７５が備えられている。この熱源１７４および熱源１７５には電源が接続されており、この電源の供給は制御部の定着部制御回路で行われる。
【００９０】
画像形成装置１の制御部は、定着指令を受けて定着ローラ１００Ｂを回転させ、記録用紙８をニップ部に通過させて定着動作を終了した後、第１支持ローラ１７２および第２支持ローラ１７３に備えられている熱源１７４および熱源１７５に供給する電力を停止すると共に、一定時間定着ローラ１００Ｂを回転させる後回転を行い、その後定着ローラ１００Ｂの回転を停止する。
【００９１】
前述のように、第１温度として無端ベルト１７１が第１支持ローラ１７２と接している該無端ベルト１７１の部分の温度を用い、第２温度として無端ベルト１７１が第２支持ローラ１７３と接している該無端ベルト１７１の部分の温度を用いているが、第１温度として無端ベルト１７１が第１支持ローラ１７２と接している該第１支持ローラ１７２の部分の温度を用い、第２温度として無端ベルト１７１が第２支持ローラ１７３と接している該第２支持ローラ１７３の部分の温度を用いてもよい。
【００９２】
本実施形態では外部加熱手段７０を含むが、他の実施形態では外部加熱手段７０を含まなくてもよい。
【００９３】
（定着ローラ１００Ｂの構成）
定着ローラ１００Ｂは、芯金５１と、弾性体層５２と、離型層１０２Ｂとを含むローラ状部材である。芯金５１および弾性層５２の構成は第１Ａの実施形態の定着ローラ５０と同じなので記載を省略する。
【００９４】
離型層１０２Ｂは、第１Ａの実施形態の離型層１０２Ａと同様に、架橋されたフッ素樹脂と、未架橋フッ素樹脂とを３０：７０〜７０：３０の割合で混合したコーティング材からなる。前記未架橋フッ素樹脂は、融点が２５０℃以上３００℃以下であり、メルトフローインデックスが５ｇ／１０ｍｉｎ以上２５ｇ／１０ｍｉｎ以下である。これによって、架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とが適度な割合で充分に混ざり合った離型層とすることができ、コーティング材に含まれる樹脂が架橋フッ素樹脂のみである場合と比べて、定着部材の耐久性を保ったまま弾性率を低くすることができるので、トナーが記録媒体に充分に定着できる程度に柔軟性が高く、かつ耐久性に優れる定着部材とすることができる。
【００９５】
離型層１０２Ｂの厚さおよび表面粗さＲａは、第１Ａの実施形態の離型層１０２Ａと同様である。
【００９６】
ここで、定着ローラ１００Ｂの離型層、弾性層および支持層の厚さは以下のようにして求めることができる。
【００９７】
定着ローラの弾性層を離型層が含まれるような切片として切り出し、エポキシ系の樹脂などで樹脂包埋させて、マクロトームでカッティングによる面出しを行った後、ＳＥＭで観察することによって離型層の厚みを測定する。支持層の厚みは、定着ローラの製造前に、市販のマイクロメータで測定することによって求めることができる。弾性層は、市販のマイクロメータを用いて、離型層をコートした後の定着ローラの直径を測定し、定着ローラの直径から前記の離型層の厚みの２倍の値および支持層の厚みを差し引いた値を２で除して求めることができる。
【００９８】
（定着ローラ１００Ｂの作製方法）
定着ローラ１００Ｂの作製には、まず高精度な金型または成形型が必要となる。この金型または成形型の内面に、あらかじめ架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とを混合したコーティング剤を塗布し、未架橋フッ素樹脂の融点よりも充分に高い焼成温度でもって未架橋フッ素樹脂を溶融させてコーティングを行い、離型層１０２Ｂを形成する。
【００９９】
次に、金属性の中空芯金コアを準備する。離型層１０２Ｂを形成した金型を室温まで冷却した後、中空芯金コアを金型に挿入し、それらの間に弾性層５２を構成する材料を液体状で流し込み、焼成を行う。弾性層５２を構成する材料としては、上記弾性層８３を構成する材料を用いることができる。
【０１００】
離型層１０２Ｂおよび弾性層５２を形成する際の焼成温度は、上記弾性層８３、支持層８４および離型層１０２Ａを形成する際の焼成温度と同じである。
【０１０１】
このように離型層１０２Ｂなどを焼成するための装置としては、たとえばバッチ式高温加熱炉、電気炉、静電粉体塗装機のような一般的なコーティング装置が挙げられる。
【０１０２】
（３）第１Ｃの実施形態
図４は、本発明の第１Ｃの本実施形態である第１定着ローラ１００Ｃおよび第２定着ローラ１００ｃと、第１定着ローラ１００Ｃおよび第２定着ローラ１００ｃを組み込んでなる定着装置６Ｃの構成を模式的に示す断面図である。定着装置６Ｃは、第１定着ローラ１００Ｃ、第１加圧ローラ６０Ｃ、ウェブクリーニング装置１１０および外部加熱装置７０を含む第１定着装置６Ｃ１と、第２定着ローラ１００ｃおよび第２加圧ローラ６０ｃを含む第１定着装置６Ｃ２とを含む。定着装置６Ｃは、タンデム定着装置である。本実施形態では、第１定着ローラ１００Ｃおよび第２定着ローラ１００ｃが定着部材に相当し、離型層１０２Ｃの構成は、第２Ｂの実施形態の離型層１０２Ｂの構成と同様である。
【０１０３】
（第１定着装置６Ｃ１）
第１定着ローラ１００Ｃは、図４に示される７８Ｃ方向に回転するローラであり、金属製の中空円筒形状の芯金５１Ｃ、この芯金５１Ｃの外周面を覆う弾性層５２Ｃ、弾性層５２Ｃを被覆して形成される離型層１０２Ｃから構成される３層構造である。
【０１０４】
芯金５１Ｃは、外径４６ｍｍであり、アルミニウムからなるものである。芯金５１Ｃは、アルミニウムに限定されるものではなく、鉄やステンレス、銅等の金属あるいはこれらの合金等からなるものであってもよい。弾性層５２Ｃは、厚さ３ｍｍであって、耐熱性を有するシリコーンゴムからなる。こうして構成された第１定着ローラ１００Ｃの表面硬度は６８度（アスカーＣ硬度）である。
【０１０５】
第１定着ローラ１００Ｃの周面には第１定着ローラ１００Ｃ周面の温度を検出するサーミスタＣが接触している。芯金５１Ｃの内部には、後述の制御回路１２６から通電されることによって、赤外線を放射する（熱輻射を行う）ヒータランプｃが設置される。ヒータランプｃに通電されるとヒータランプｃによって第１定着ローラ１００Ｃの内周面が赤外線を吸収し、第１定着ローラ１００Ｃ全体が加熱される。
【０１０６】
第１加圧ローラ６０Ｃは、５６Ｃ方向に回転するローラであり、金属製の中空円筒形状の芯金、この芯金の外周面を覆う弾性層、弾性層を被覆して形成される離型層から構成される。
【０１０７】
芯金６１Ｃは、外径４６ｍｍであり、アルミニウムからなるものである。芯金６１Ｃはアルミニウムに限定されるものではなく、鉄やステンレス、銅等の金属あるいはこれらの合金等からなるものであってもよい。弾性層６２Ｃは、厚さ２ｍｍであって、耐熱性を有するシリコーンゴムからなる。表面層６３Ｃは、厚み約３０μｍのＰＦＡチューブからなる。なお、表面層６２Ｃの材料としては、耐熱性、耐久性に優れ、トナーとの離型性が優れるものであればよく、ＰＦＡの他、ＰＴＦＥ等のフッ素系材料を使用してもよい。こうして構成された第１加圧ローラ６０Ｃの表面硬度は７５度（アスカーＣ硬度）である。
【０１０８】
第１加圧ローラ６０Ｃの周面には当該周面の温度を検出するサーミスタＤが接触しており、芯金６１Ｃの内部には、制御回路１２６から通電されることによって、赤外線を放射する（熱輻射を行う）ヒータランプｄが設置されている。ヒータランプｄは第１加圧ローラ６０Ｃの熱源である。ヒータランプｄに通電されるとヒータランプｄによって第１加圧ローラ６０Ｃの内周面が赤外線を吸収し、第１加圧ローラ６０Ｃ全体が加熱されるようになっている。
【０１０９】
第１定着ローラ１００Ｃおよび第１加圧ローラ６０Ｃは、外径５０ｍｍであり、図示していない弾性部材（バネ）によって、所定の荷重（ここでは、６００Ｎ）で互いに圧接される。これによって、第１定着ローラ１００Ｃ周面と第１加圧ローラ６０Ｃ周面との間に定着ニップ部５５Ｃが形成される。当該定着ニップ部５５Ｃは、第１定着ローラ１００Ｃと第１加圧ローラ６０Ｃとが互いに当接する部分であり、本実施形態では、９ｍｍである。第１定着ローラ１００Ｃが所定の温度（ここでは、１８０℃）に加熱され、記録媒体８が定着ニップ部５５Ｃを通過することで、トナー画像が定着される。記録媒体８が定着ニップ部５５Ｃを通過するときには、第１定着ローラ１００Ｃは記録媒体８のトナー画像形成面に当接し、第１加圧ローラ６０Ｃは記録媒体８におけるトナー画像形成面とは反対の面に当接する。
【０１１０】
定着ニップ部５５Ｃを記録媒体８が通過するように、第１定着ローラ１００Ｃを回転駆動する図示しない駆動モータ（駆動手段）が設けられる。第１加圧ローラ６０Ｃは、第１定着ローラ１００Ｃの回転（７８Ｃ方向）に従動して回転する（５６Ｃ方向）。すなわち、第１定着ローラ１００Ｃおよび第１加圧ローラ６０Ｃは、互いに逆方向に回転する。
【０１１１】
駆動モータによる第１定着ローラ１００Ｃの回転速度に応じて、所定の定着速度および複写速度で、定着ニップ部５５Ｃに記録媒体８が搬送され、未定着トナーが記録媒体８に熱および圧力によって定着される。ここで、定着速度とは、いわゆるプロセス速度のことで、たとえば、３５５ｍｍ／ｓｅｃであり、複写速度とは、１分あたりのコピー枚数のことで、たとえば、７０枚／分である。
【０１１２】
ウェブクリーニング装置１１０は、第１定着ローラ１００Ｃをクリーニングする。ウェブクリーニング装置１１０は、クリーニングウェブ８１と、送出しローラ８２と、ウェブ圧接ローラ８５と、巻取りローラ８６とを含み、第１定着ローラ１００Ｃ表面に付着するオフセットトナーなどを除去する。
【０１１３】
クリーニングウェブ（以下単に「ウェブ」ともいう）８１は、送出しローラ８２からウェブ圧接ローラ８３に向けて矢符８１ａの方向に送り出され、ウェブ圧接ローラ８５に巻回されて第１定着ローラ１００Ｃ表面に圧接した後、巻取りローラ８６によって巻き取られるように設けられる。
【０１１４】
ウェブ８１には、たとえば、耐熱性不織布を使用できる。耐熱性不織布としては特に制限されないけれども、たとえば、芳香族ポリアミド繊維と高温で軟化するポリエステル繊維とを含み、適度な柔軟性と機械的強度とを併せ持つ不織布などが挙げられる。このような耐熱性不織布は市販されており、たとえば、ノーメックス（商標名）、ヒメロン（商品名）などが挙げられる。
【０１１５】
送出しローラ８２は軸線回りに従動回転可能に支持され、その表面にウェブ８１を巻回して保持する。本実施の形態では、送出しローラ８２は、外部加熱手段７０の略鉛直方向上方において、外部加熱手段７０に対して離隔するように設けられる。また、本実施の形態では、送出しローラ８２は、巻取りローラ８６によるウェブ８１の巻取り動作に反時計回りの方向へ従動回転してウェブ８１を送り出すように構成される。
【０１１６】
ウェブ圧接ローラ８５は、長手方向の両端が図示しない軸受けによって従動回転可能に軸支されるローラ状部材である。ウェブ圧接ローラ８５は、図示しない押圧手段によってウェブ８１を介して定着ローラ５０表面に圧接するように設けられる。ウェブ圧接ローラ８５は、巻取りローラ８６によるウェブ８１の巻取り動作時に従動回転する。
【０１１７】
ウェブ圧接ローラ８５には、たとえば、金属製芯金と、金属製芯金の表面に形成される弾性層とを含むローラ状部材が用いられる。弾性層を構成する弾性材料としては、たとえば、シリコーンゴムなどの耐熱性ゴム、その発泡体などが挙げられる。弾性層の表面硬度は特に制限されないけれども、好ましくは２０°〜３０°（Ａｓｋｅｒ−ｃ、アスカーＣ硬度）である。
【０１１８】
外部加熱手段７０は、第１支持ローラ１７２、第２支持ローラ１７３、無端ベルト１７１およびサーミスタＡ，Ｂから構成される。
【０１１９】
無端ベルト１７１は、所定の温度（ここでは、たとえば２１０℃）に加熱された状態で、表面側が第１定着ローラ１００Ｃの表面に当接して、第１定着ローラ１００Ｃの表面を加熱するものである。無端ベルト１７１は、裏面側が第１支持ローラ１７２および第２支持ローラ１７３の周面に当接するように各支持ローラに懸架されている。
【０１２０】
無端ベルト１７１は、第１定着ローラ１００Ｃにおいて、定着ニップ部５５Ｃの上流側に設けられる。無端ベルト１７１は、所定の押圧力（ここでは４０Ｎ）により、第１定着ローラ１００Ｃの周面に圧接される。これによって、無端ベルト１７１の表面と第１定着ローラ１００Ｃ周面との間にニップ部（以下、加熱ニップ部という）１１１が形成され、無端ベルト１７１の表面は、第１定着ローラ１００Ｃ周面に接触することになる。無端ベルト１７１の表面と第１定着ローラ１００Ｃ周面との間の加熱ニップ部１１１のニップ幅は２０ｍｍ（第１定着ローラ１００Ｃ周方向に沿った幅）である。無端ベルト１７１は、第１定着ローラ１００Ｃの回転時には、第１定着ローラ１００Ｃに従動して循環移動し、無端ベルト１７１の循環移動に従動して、第１支持ローラ１７２および第２支持ローラ１７３も回転するように構成されている。
【０１２１】
無端ベルト１７１は、厚さ９０μｍのカーボンブラックが分散されたポリイミドからなる中空円筒状の基材の表面に、表面層として、ＰＴＦＥとＰＦＡとが混合されたフッ素樹脂が厚さ１０μｍでコーティングされた２層構造である。２層構造を構成する基材としては、ポリイミド以外にも、耐熱樹脂またはステンレスやニッケル、鉄等の金属材料でもよい。表面層としては、耐熱性およびトナーとの離型性に優れた合成樹脂材料（たとえば、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂）であればよい。また、無端ベルト１７１の寄り力を低減するために、無端ベルト１７１の上記基材の内面に、フッ素樹脂等のコーティングを施してもよい。
【０１２２】
第１支持ローラ１７２および第２支持ローラ１７３は、外径１５ｍｍ、肉厚１ｍｍのアルミニウム製の中空円筒状の芯金から構成されるローラである。芯金は、アルミニウムに限定されるものではなく、鉄系材料であってもよい。無端ベルト１７１の裏面と第１支持ローラ１７２および第２支持ローラ１７３の周面との摩擦力を低減させ、蛇行による寄り力を低減させたい場合など必要に応じて、第１支持ローラ１７２および第２支持ローラ１７３を芯金の上に離型層を設けた構成としてもよい。この離型層の材料としては、耐熱性、耐久性に優れ、トナーとの離型性に優れていればよく、ＰＦＡやＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系材料が使用される。
【０１２３】
外部加熱手段７０において、無端ベルト１７１の表面には、この表面の温度を検出するサーミスタＡ，Ｂが接触している。
【０１２４】
第１支持ローラ１７２内部には、電力供給によって発熱するヒータランプ（加熱手段）ａが設けられている。ヒータランプａは、無端ベルト１７１の熱源である。ヒータランプａに通電されると、ヒータランプａが発光し赤外線が放射される。同様に、第２支持ローラ１７３内部には、電力供給によって発熱するヒータランプ（加熱手段）ｂが設けられている。ヒータランプｂは無端ベルト１７１の熱源であり、ヒータランプｂに通電されると、ヒータランプｂが発光し赤外線が放射される。これにより、第１支持ローラ１７２および第２支持ローラ１７３の内周面が加熱され、第１支持ローラ１７２および第２支持ローラ１７３を介して間接的に無端ベルト１７１が加熱される。
【０１２５】
第１定着ローラ１００Ｃと無端ベルト１７１との間の加熱ニップ幅を広く確保する場合、２本の支持ローラだけで無端ベルト１７１を架橋するのには限界があるので、本実施形態において、無端ベルト１７１は、２本の支持ローラにかけられているが、必要に応じて別途テンションローラを設けて３本以上のローラにかけられる構成であってもよい。
【０１２６】
図５は、定着ローラ６Ｃの加熱に関連する部材の制御に関するブロック図である。図５は、サーミスタＡ〜Ｆと、制御回路１２６と、ヒータランプａ〜ｆとの関係を示す。温度制御手段としての制御回路１２６は、図５に示すように、各サーミスタＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄによって検出された温度データに基づいて、第１定着ローラ１００Ｃ、第１加圧ローラ６０Ｃおよび外部加熱手段７０が所定の温度になるように、電源回路を介してヒータランプａ，ｂ，ｃ，ｄへの通電を制御する。
【０１２７】
図４では、第１定着ローラ１００Ｃに対してのみ外部加熱手段７０を設けた構成としたが、第１定着ローラ１００Ｃおよび第１加圧ローラ６０Ｃのいずれについても外部加熱手段を設けた構成としてもよい。
【０１２８】
（第２定着装置６Ｃ２）
第２定着ローラ１００ｃは、外径４６ｍｍのアルミニウムからなる中空円筒形状の芯金５１ｃ、この芯金５１ｃの外周面を覆う厚さ３ｍｍで耐熱性を有するシリコーンゴムからなる弾性層５２ｃ、および弾性層５２ｃを被覆して形成され離型層１０２Ｃと同様の構成を有する離型層１０２ｃを含む３層構造のローラ状部材である。第２定着ローラ１００ｃの表面硬度は６８度（アスカーＣ硬度）である。
【０１２９】
第２定着ローラ１００ｃの周面には第２定着ローラ１００ｃ周面の温度を検出するサーミスタＥが配置されている。第２定着ローラ１００ｃの内部には第２定着ローラ１００ｃの熱源であるヒータランプｅが備えられており、ヒータランプｅによって第２定着ローラ１００ｃ全体が加熱されるようになっている。本実施形態では、ヒータランプｅとして、１０００Ｗのハロゲンランプを用いる。第２加熱ローラは、図４に示されるＩ方向に回転する。
【０１３０】
第２加圧ローラ６０ｃは、外径４６ｍｍのアルミニウムからなる中空円筒形状の芯金６１ｃ、この芯金６１ｃの外周面を覆う厚さ２ｍｍで耐熱性を有するシリコーンゴムからなる弾性層６２ｃ、弾性層６２ｃを被覆して形成される厚み約３０μｍのＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）チューブからなる表面層６３ｃから構成される。こうして構成された第２加圧ローラ６０ｃの表面硬度は７５度（アスカーＣ硬度）である。
【０１３１】
第２加圧ローラ６０ｃの周面には第２加圧ローラ６０ｃ周面の温度を検出するサーミスタＦが接触して設けられている。第２加圧ローラ６０ｃの内部には第２加圧ローラ６０ｃの熱源であるヒータランプｆが備えられており、ヒータランプｆによって第２定着ローラ１００ｃ全体が加熱されるようになっている。本実施形態では、ヒータランプｅとしては１０００Ｗのハロゲンランプを用いる。第２加圧ローラ６０ｃは、図４に示される５６ｃ方向に回転する。
【０１３２】
第２定着ローラ１００ｃおよび第２加圧ローラ６０ｃは、第１定着ローラ１００Ｃ、第２加圧ローラ６０ｃと同様に、外径５０ｍｍであり、図示していない弾性部材（バネ）によって、所定の荷重（ここでは、６００Ｎ）で互いに圧接される。これにより、第２定着ローラ１００ｃ周面と第２加圧ローラ６０ｃ周面との間に定着ニップ部５５ｃが形成される。
【０１３３】
定着ニップ部５５ｃを記録媒体８が通過するように、第２定着ローラ１００ｃを回転駆動する図示しない駆動モータ（駆動手段）が設けられている。第２加圧ローラ６０ｃは、第２定着ローラ１００ｃの回転（７８ｃ方向）に従動して回転する（５６ｃ方向）。
【０１３４】
温度制御手段としての制御回路は、図５に示すように、通常は、各サーミスタＥ，Ｆにより検出された温度データに基づいて、第２定着ローラ１００ｃおよび第２加圧ローラ６０ｃが所定の温度になるように、電源回路を介してヒータランプｅ，ｆへの通電を制御する。
【０１３５】
第１定着装置６Ｃ１と第１定着装置６Ｃ２は記録媒体８の搬送方向に対して縦に並んで配置され、両装置の間には図示しない搬送ガイド板が設けられる。第１の定着装置で定着処理された記録媒体８はガイド部材に沿って搬送されて、第１定着装置６Ｃ２のニップ部５５ｃに導入され定着処理がされて排出されるようになっている。
【０１３６】
上記の構成の定着装置６Ｃにおいて、特開２００５−３５２３８９号公報に記載されているように、第１定着装置６Ｃ１の温度変動を補償するように第１定着装置６Ｃ２の温度を制御して（グロス補償モードと称する）、連続通紙（連続定着処理）における画像の光沢がほぼ均一とするように制御を行う。
【０１３７】
まず、出力される複数の画像の光沢がほぼ均一となるように、第１定着ローラ１００Ｃと第２定着ローラ１００ｃとの温度の関係式を上記公報に記載されているように求めておく。すなわち、第１定着ローラ１００Ｃの温度変化に対して、上記関係式で求められる温度になるように第２定着ローラ１００ｃの温度の制御を行うことで、第１定着ローラ１００Ｃの温度によらず、一定の光沢を有する画像を得るものである。
【０１３８】
第１定着装置６Ｃ２の温度制御手段は、サーミスタＣにより検知された第１定着ローラ１００Ｃの表面温度Ｔ１と第１定着ローラ１００Ｃの目標温度設定値Ｔ２との差分Ｔ１−Ｔ２を第１定着ローラ１００Ｃの温度変動値αとして求め、この温度変動値αが第１定着ローラ１００Ｃの非通紙時の温調における温度リップルを超えたとき、グロス補正温調モードによる制御を行う。第２定着ローラ１００ｃの通常状態での目標設定温度をＴ４とすると、グロス補正温調モードにおいては、第２定着ローラ１００ｃの目標設定温度Ｔ４に第２定着ローラ１００ｃの温度補正値βを加算した値（Ｔ４＋β）で第２定着ローラ１００ｃの温度制御を行う。
【０１３９】
第１定着装置６Ｃ２の温度制御手段は、第１定着ローラ１００Ｃの表面温度（Ｔ２＋α）を上記関係式に代入して第２定着ローラ１００ｃの制御温度（Ｔ４＋β）を求めて温度制御を行う。
【０１４０】
グロス補正温調モードは、連続定着処理が終了するか、または第１定着ローラ１００Ｃの温度変動値αが所定値以下になると終了し、通常のモードによる制御が行われる。
【０１４１】
以上では、第１定着装置６Ｃ１として、無端ベルト１７１を用いた外部加熱装置７０を備える定着装置の例を示しているが、外部加熱装置７０は無端ベルト１７１ではなく、ローラタイプのものを用いても良い。また、定着装置として、外部加熱装置を備える定着装置とローラタイプの定着装置を用いた例を示しているが、ベルトを用いたベルト定着装置や誘導加熱を利用した誘導加熱定着装置を用いてもよく、これらを適宜組み合わせて構成しても良い。
【０１４２】
（４）第１Ｄの実施形態
図６は、本発明の第１Ｄの実施形態である定着ベルト１０２Ｄと、定着ベルト１００Ｄが組み込まれてなる定着装置６Ｄとの構成を模式的に示す断面図である。定着装置６Ｄは、第１のエンドレスベルトとしての定着ベルト１０２Ｄと、第２のエンドレスベルトとしての加圧ベルト１６０と、定着部１５０と、加圧部１５１とを含む。
【０１４３】
定着部１５０は、定着ベルト１０２Ｄと、定着ローラ５０と、加熱ローラ８０とで構成され、加圧部１５１は、加圧ローラ６０と、加圧ベルト１６０、テンションローラ１６１とで構成される。定着装置６Ｄは、ツインベルト定着装置である。本実施形態では、定着部材は、定着ベルト１０２Ｄである。
【０１４４】
定着ベルト１０２Ｄは、定着ローラ５０と加熱ローラ８０との間に張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状部材である。定着ベルト１０２Ｄは、定着ローラ５０と加圧ローラ６０との圧接点で加圧ベルト１６０に接触するように設けられ、記録媒体８に担持されるトナー像を構成するトナーを加熱溶融させて記録媒体８に定着させるものである。定着ベルト１０２Ｄは定着ローラ５０の矢符７８Ｄ方向の回転駆動によって矢符７８ｄの方向に従動回転する。
【０１４５】
定着ベルト１０２Ｄは、支持層と弾性層と離型層とを含む３層構造よりなり、直径５０ｍｍの円筒形状に形成された厚さ２７０μｍの無端ベルトである。
【０１４６】
支持層を形成する材料としては、耐熱性および耐久性に優れるものであれば特に制限されないけれども、耐熱性合成樹脂を上げることができ、中でも、ポリイミド（Ｐ１）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）などが好ましい。これらの樹脂は、強度、耐熱性、価格性等に優れている。支持層の厚さは、特に制限されないけれども好ましくは、３０〜２００μｍである。
【０１４７】
弾性層を構成する材料としては、ゴム弾性を有するものであれば特に制限はないけれども、さらに耐熱性にも優れるものが好ましい。このような材料の具体例としては、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴムなどが挙げられる。これらの中でも、特にゴム弾性に優れるシリコーンゴムが好ましい。弾性層の硬度は、ＪＩＳ−Ａ硬度１〜６０度であることが好ましい。このＪＩＳ−Ａ硬度の範囲であれば、弾性層の強度の低下、密着性の不良を防止しつつ、トナーの定着性の不良を防止できる。このシリコーンゴムとしては具体的には、１成分系、２成分系または３成分系以上のシリコーンゴム、ＬＴＶ型、ＲＴＶ型又はＨＴＶ型のシリコーンゴム、縮合型又は付加型のシリコーンゴム等を使用できる。また、弾性層の厚さは、３０〜５００μｍであることが好ましい。この厚さ範囲であれば、弾性層の弾性効果を維持しつつ、断熱性を低く抑えることができて省エネルギー効果を発揮できる。
【０１４８】
離型層の構成は、第１Ａの実施形態の離型層１０２Ａの構成と同じである。
定着ローラ５０は、芯金５１と弾性層５２と表面層５３とを含む直径３０ｍｍの円筒形状に形成されるローラ状部材を使用する。
【０１４９】
芯金５１を形成する金属には熱伝導率の高い金属を使用でき、たとえば、アルミニウム、鉄などが挙げられる。芯金５１の形状としては、円筒状、円柱状などが挙げられるけれども、芯金５１からの放熱量が少ない円筒状の方が好ましい。
【０１５０】
弾性層５２を構成する材料としては、ゴム弾性を有するものであれば特に制限はないけれども、さらに耐熱性にも優れるものが好ましい。このような材料の具体例としては、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴムなどが挙げられる。これらの中でも、特にゴム弾性に優れるシリコーンゴムが好ましい。定着ベルト１０２Ｄの寄りを修正するため、弾性層上に表面層５３を設ける構成としてもよい。これにより定着ローラ５０５０の表面の摺動性が向上し、定着ベルト１０２Ｄの寄りを修正し易くなる。
【０１５１】
表面層５３を構成する材料としては、耐熱性および耐久性に優れ、摺動性が高いものであれば特に制限されず、たとえば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素系樹脂材料、フッ素ゴム等を使用してもよい。
【０１５２】
定着ローラ５０の内部に、加熱手段Ａを設けてもよい。これは、画像形成装置の電源ＯＮから画像形成可能になるまでの立ち上げ時間の短縮、トナー像定着時に記録媒体に熱が移行することに起因する定着ローラ５０の表面温度の低下などを防止するためである。
【０１５３】
加熱ローラ８０は、回転自在に支持されかつ図示しない加圧手段によって定着ベルト１０２Ｄにテンションを加えられるように設けられたローラ状部材である。加熱ローラ８０は、定着ベルト１０２Ｄの矢符Ｘ方向の回転に従動回転する。加熱ローラ８０には、アルミニウム、鉄などの熱伝導率の高い金属からなる金属製ローラを使用できる。金属製ローラは必要に応じてその表面にフッ素樹脂層が形成されてもよい。
【０１５４】
加熱ローラ８０は、その内部に加熱手段ｇを有する。これによって、定着ベルト１０２Ｄが加熱される。加熱手段ｇには図示しない電源が接続され、加熱手段ｇを発熱させるための電力が供給される。加熱手段ｇには一般的な加熱手段を使用できる。本実施の形態では加熱手段ｇにはハロゲンランプを使用する。
【０１５５】
加圧ベルト１６０は、ベルト懸架部材としてのテンションローラ１６１と加圧ローラ６０によって張架されている。テンションローラ１６１と加圧ローラ６０はそれぞれ定着装置６Ｄの不図示の左右の側板間に回転自由に軸受されて支持されている。
【０１５６】
加圧ベルト１６０は、定着ベルト１０２Ｄに従動して回転する。ここで、定着ニップ最下流の部分をローラ対により定着ベルト１０２Ｄと加圧ベルト１６０を挟んで搬送する構成としたことで、ベルトのスリップを防止することができる。定着ニップ最下流の部分は定着ニップでの圧分布（記録材搬送方向）が最大となる部分である。
【０１５７】
加圧ローラ６０には、芯金６１と弾性層６２と表面層６３とを含む径３０ｍｍのローラ状部材を使用する。芯金６１、弾性層６２および表面層６３を形成する材料としては、それぞれ、第１Ａの実施形態の加圧ローラ６０と同じ材料を用いることができる。芯金６１の形状は定着ローラ５０と同様である。
【０１５８】
加圧ローラ６０の内部には、加熱手段ｈが設けられる。これは、画像形成装置の電源ＯＮから画像形成可能になるまでの立ち上げ時間の短縮、トナー像定着時に記録媒体に熱が移行することに起因する加圧ローラ６０の表面温度の急激な低下などを防止するためである。
【０１５９】
テンションローラ１６１は、外径が３０ｍｍで、内径が２６ｍｍである鉄合金製の芯金１６２に、熱伝導率を小さくして加圧ベルト１６０からの熱伝導を少なくするためにシリコーンスポンジ層１６３を設けている。ここで、定着ベルト１０２Ｄと加圧ベルト１６０との間に画像加熱ニップとしての定着ニップを形成するために、加圧ローラ６０は、所定の加圧力にて定着ローラ５０に向けて加圧されている。
【０１６０】
装置を大型化することなく幅広い定着ニップを得るために、定着ベルト１０２Ｄを加圧ベルト１６０に向けて加圧する第１の加圧パッドとしての定着パッド１６４と、加圧ベルト１６０を定着ベルト１０２Ｄに向けて加圧する第２の加圧パッドとしての加圧パッド１６５を設けている。定着パッド１６４および加圧パッド１６５は装置の不図示の左右の側板間に支持させて配設している。加圧パッド１６５は、不図示の加圧機構により矢印１６５ａの方向に所定の加圧力にて定着パッド１６４に向けて加圧されている。
【０１６１】
第１の加圧パッドである定着パッド１６４および第２の加圧パッドである加圧パッド１６５はＰＰＳ製（ポリフェニレンサルファイド樹脂）のものを使用している。
【０１６２】
このように回転体ではないパッドでニップを形成すると、ベルトの内周面はパッドに摺擦される。ベルト内周面とパッドとの摩擦係数が大きいと、摺動抵抗が大きくなり、その結果として、画像のズレ、ギア破損、駆動モータの消費電力アップ等の問題が発生する。この問題は、特に上下ベルト方式において顕著である。そのため、定着パッド１６４および加圧パッド１６５はパッドがベルトに接する低摩擦シートを設けている。これにより、ベルトとの摺擦によるパッド削れを防止し、摺動抵抗も低減できるので、良好なベルト走行性、ベルト耐久性が得られる。
【０１６３】
図７は、定着装置６Ｄの加熱および定着ローラ５０の駆動に関連する部材の制御に関するブロック図である。電源回路１２８から加熱ローラ８０の加熱手段ｇに電力が供給され加熱ローラ８０が加熱される。加熱ローラ８０によって、回動する定着ベルト１０２Ｄが加熱される。定着ベルト１０２Ｄの表面温度が温度検知素子であるサーミスタＧによって検知される。サーミスタＧで検知される定着ベルト１０２Ｄの温度に関する信号が制御回路１２９に入力される。制御回路１２９はサーミスタＧから入力される温度情報が所定の定着温度に維持されるように、電源回路１２８から加熱手段ｇに対する供給電力を制御して、定着ベルト１０２Ｄの温度を所定の定着温度に調節する。
【０１６４】
定着ベルト１０２Ｄが所定の定着温度に立ち上がって温調された状態において、定着ベルト１０２Ｄと加圧ベルト１６０との間の定着ニップに、未定着トナー画像を有する記録媒体８が搬送される。記録媒体８は、未定着トナー画像を担持した面を、定着ベルト１０２Ｄ側に向けて導入される。そして、記録媒体８の未定着トナー画像が定着ベルト１０２Ｄの外周面に密着したまま挟持搬送されていくことにより、定着ベルト１０２Ｄから記録媒体８に熱が付与され、また加圧力を受けてトナー画像が記録媒体８の表面に定着される。
【０１６５】
サーミスタＧは、定着ベルト１０２Ｄを介して加熱ローラ８０に対向する位置において定着ベルト１０２Ｄに近接するように設けられ、定着ベルト１０２Ｄの温度を検知する。サーミスタＨは、加圧ベルト１６０を介して加圧ローラ６０に対向する位置において加圧ベルト１６０に近接するように設けられ、加圧ベルト１６０の温度を検知する。サーミスタＧ，Ｈによる検知結果はＣＰＵ１２７に入力される。
【０１６６】
ＣＰＵ１２７は、サーミスタＧの検知結果から、サーミスタＧの温度が設定範囲内にあるか否かを判定する。定着ベルト１０２Ｄの温度が設定範囲よりも低い場合には、加熱手段ｇに接続される電源回路１２８に制御信号を送り、加熱手段ｇに電力を供給して発熱を促す。定着ベルト１０２Ｄの温度が設定範囲よりも高い場合には、加熱手段ｇへの給電力の有無を確認する。電力供給が継続される場合は、電力供給を停止する制御信号を電源回路１２８に送る。
【０１６７】
ＣＰＵ１２７は、サーミスタＨの検知結果から、サーミスタＨの温度が設定範囲内にあるか否かを判定する。加圧ベルト１６０の温度が設定範囲よりも低い場合には、加熱手段ｈに接続される電源回路１２８に制御信号を送り、加熱手段ｈに電力を供給して発熱を促す。定着ベルト１０２Ｄの温度が設定範囲よりも高い場合には、加熱手段ｈへの給電力の有無を確認する。電力供給が継続される場合は、電力供給を停止する制御信号を電源回路１２８に送る。
【０１６８】
定着ベルト１０２Ｄを介して加熱ローラ８０に対向しかつサーミスタＧよりも定着ベルト１０２Ｄの回転方向下流側の位置には、定着ベルト１０２Ｄに近接するように設けられ、定着ベルト１０２Ｄの異常昇温を検知するサーモスタット１３０が配設されている。サーモスタット１３０による検知結果はＣＰＵ１２７に入力される。ＣＰＵ１２７はサーモスタット１３０の検知結果に応じて加熱手段ｇに接続される電源回路１２８からの給電を停止する。
【０１６９】
定着ローラ５０と加熱ローラ８０と定着ベルト１０２Ｄと加圧ローラ６０とを含む定着機構は、画像形成装置の全動作を制御するＣＰＵ１２７によって制御される。
【０１７０】
ＣＰＵ１２７は、画像形成指示の入力を受けると、加熱ローラ８０、加圧ローラ６０の内部に設けられる加熱手段ｇ，ｈに電力を供給する電源回路１２８に制御信号を送る。画像形成指示は、画像形成装置の鉛直方向上面に設けられる図示しない操作パネルまたは画像形成装置に接続されるコンピュータなどの外部機器から入力される。制御信号を受けた電源は電力を供給して加熱手段ｇ，ｈを起動させる。
【０１７１】
加熱手段ｇ，ｈは、定着ローラ５０、加熱ローラ８０、加圧ローラ６０および定着ベルト１０２Ｄ表面がそれぞれの設定温度になるように加熱する。定着ローラ５０および加圧ローラ６０の近傍に設けられる温度検知センサが設定温度に到達したことを検知し、その検知結果がＣＰＵ１２７に入力されると、ＣＰＵ１２７は制御回路１２９を介して定着ローラ５０を回転駆動させる定着ローラ駆動モータ１３１に制御信号を送り、加圧ローラ６０を矢符の方向に回転駆動させる。それに伴って定着ベルト１０２Ｄ、定着ローラ５０および加熱ローラ８０が従動回転する。
【０１７２】
本実施形態では、定着部１５０の加熱ローラ８０の内部に加熱手段ｇとしてハロゲンランプを用いたが、この代わりに加熱ローラ８０の外周に外部加熱装置を設けてもよい。また、誘導加熱を利用した誘導加熱装置を用いてもよく、これらを適宜組み合わせて構成しても良い。
【０１７３】
２、画像形成装置
図８は、本発明の定着装置６Ａを備える画像形成装置１の構成を示す概略図である。画像形成装置１は、図８に示すように、像形成手段２と、中間転写手段３と、２次転写手段４と、定着装置６と、記録媒体供給手段５とを含んで構成される。
【０１７４】
像形成手段２は、作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂを含み、これらは、各色相のデジタル信号（以下、「画像情報」と記す）に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像を現像して、各色のトナーにより形成される像を形成する。すなわち、作像ユニット１０ｙはイエロー色の画像情報に対応するトナー像を形成し、作像ユニット１０ｍはマゼンタ色の画像情報に対応するトナーを形成し、作像ユニット１０ｃはシアン色の画像情報に対応するトナー像を形成し、作像ユニット１０ｂはブラック色の画像情報に対応するトナー像を形成する。
【０１７５】
作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、それぞれイエロー色現像剤、マゼンタ色現像剤、シアン色現像剤またはブラック色現像剤を使用すること、および像形成手段２に入力される画像情報のうち、イエロー色成分像に対応する画素信号、マゼンタ色成分像に対応する画素信号、シアン色成分像に対応する画素信号、ブラック色成分像に対応する画素信号がそれぞれ入力されること以外は構成を同じくするので、以下、イエロー色に対応する作像ユニット１０ｙを代表例として示し、他については説明を省略する。なお、各色に対応する作像ユニット１０などを個々に示す場合には、アルファベットの添字：ｙ（イエロー色）、ｍ（マゼンタ色）、ｃ（シアン色）、ｂ（黒色）を付して表す。
【０１７６】
作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂは、中間転写媒体である中間転写ベルト２１の移動方向（副操作方向）、すなわち矢符２７の方向の上流側から下流側にこの順番で一列に並んで配列される。
【０１７７】
図９は、作像ユニット１０ｙの構成を示す概略図である。図９に示すように、作像ユニット１０ｙは、イエロー色のトナー像が表面に形成される感光体ドラム１１ｙと、感光体ドラム１１ｙの表面を均一に帯電する帯電ローラ１２ｙと、帯電された感光体ドラム１１ｙ表面に画像情報に応じた光を露光して静電潜像を形成する光走査ユニット１３と、トナーを感光体ドラム１１ｙ表面に形成された静電潜像に付着させることによってトナー像を形成する現像装置１４ｙと、中間転写ベルト２１に中間転写されずに感光体ドラム１１ｙ表面に残存するトナーを除去回収するドラムクリーナ１５ｙとを含んで構成される。
【０１７８】
感光体ドラム１１ｙは、画像情報に応じた光で露光されることによってその表面に静電潜像が形成される潜像担持体であり、回転自在に設けられる。感光体ドラム１１ｙは、図示しない駆動手段により、軸線回りに回転駆動可能に支持され、図示しない円筒状、円柱状または薄膜シート状（好ましくは円筒状）の導電性基体と、導電性基体の表面に形成される感光層とを含んで構成される。
【０１７９】
感光体ドラム１１ｙには、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、導電性基体であるアルミニウム素管と、アルミニウム素管の表面に形成される感光層である有機感光層とを含む、ＧＮＤ（Ｇｒｏｕｎｄ）電位に接続される直径３０ｍｍの感光体ドラム１１ｙが挙げられる。
【０１８０】
有機感光層は、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層して形成されるものであってもよく、電荷発生物質と電荷輸送物質とを１つの層に含むものであってもよい。有機感光層の層厚は、特に限定されるものではないが、たとえば、２０μｍである。また有機感光層と導電性基体との間に下地層を設けてもよい。さらに、有機感光層の表面に保護層を設けてもよい。
【０１８１】
感光体ドラム１１ｙは、図８の紙面に向って反時計周りの方向に、たとえば、周速度１７３ｍｍ／ｓで回転駆動する。感光体ドラム１１ｙの駆動手段は、図示しない制御手段によって制御され、これにより感光体ドラム１１ｙの回転速度が制御される。
【０１８２】
帯電ローラ１２ｙは、感光体ドラム１１ｙの表面を所定の極性の電位に帯電させる帯電手段である。帯電手段としては、帯電ローラ１２ｙに限定されるものではなく、帯電ローラ１２ｙに代えて、ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、またはスコロトロンというコロナ帯電器なども使用できる。
【０１８３】
光走査ユニット１３は、帯電状態にある感光体ドラム１１ｙの表面にイエロー色の画像情報に対応するレーザ光１３ｙを照射し、感光体ドラム１１ｙの表面に、イエロー色の画像情報に対応する静電潜像を形成する潜像形成手段である。レーザ光の光源には、半導体レーザ素子などが用いられる。
【０１８４】
現像装置１４ｙは、感光体ドラム１１ｙを臨んで設けられ、イエロー色トナーおよびキャリアを含むイエロー色現像剤１６ｙを現像スリーブ１８ｙ表面に担持して感光体ドラム１１ｙ表面に搬送し、感光体ドラム１１ｙ表面に形成される静電潜像を現像して顕像化する現像手段である。なお、現像装置１４ｙとしては、キャリアを含まない１成分現像剤なども用いることができる。
【０１８５】
現像スリーブ１８ｙは、感光体ドラム１１ｙに近接する現像ニップ部において、感光体ドラム１１ｙの回転駆動方向と同じ方向に回転駆動する。したがって、軸線回りの回転駆動方向としては、逆方向になる。また、本実施形態では、現像スリーブ１８ｙの周速度は、たとえば、感光体ドラム１１ｙに対して１．５倍の２６０ｍｍ／ｓである。
【０１８６】
ドラムクリーナ１５ｙは、感光体ドラム１１ｙ表面のイエロー色のトナー像が、中間転写ベルト２１に中間転写された後に、感光体ドラム１１ｙ表面に残存するイエロー色トナーを除去し回収する。
【０１８７】
（現像剤）
以下に、本実施形態の画像形成装置１に用いられる現像剤１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂの構成成分について詳細に説明する。
【０１８８】
現像剤に含まれるトナーは、結着樹脂、着色剤および離型剤を含有する。結着樹脂としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ポリスチレン、スチレンの置換体の単独重合体、スチレン系共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタンなどが挙げられる。結着樹脂は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。
【０１８９】
これらの結着樹脂の中でも、カラートナー用としては、保存性、耐久性などの点から、軟化点１００〜１５０℃、ガラス転移点５０〜８０℃の結着樹脂が好ましく、前記の軟化点およびガラス転移点を有するポリエステルが特に好ましい。ポリエステルは軟化または溶融状態で高い透明度を示す。結着樹脂がポリエステルである場合、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナー像が重ね合わされた多色トナー像を記録媒体８に定着させると、ポリエステル自体は透明化するので、減法混色によって充分な発色が得られる。
【０１９０】
着色剤としては、従来から電子写真方式の画像形成技術に用いられるトナー用顔料および染料を使用できる。顔料としては、たとえば、アゾ系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、キナクリドン系顔料、フタロシアニン系顔料、イソインドリノン系顔料、イソインドリン系顔料、ジオキサジン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体系顔料などの有機系顔料、カーボンブラック、酸化チタン、モリブデンレッド、クロムイエロー、チタンイエロー、酸化クロム、ベルリンブルーなどの無機系顔料、アルミニウム粉などの金属粉などが挙げられる。顔料は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。
【０１９１】
離型剤としては、たとえば、ワックスを使用できる。ワックスとしてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、パラフィンワックスなどが挙げられる。トナーは、結着樹脂、着色剤および離型剤の他に、帯電制御剤、流動性向上剤、定着促進剤、導電剤などの一般的なトナー用添加剤の１種または２種以上を含有できる。
【０１９２】
トナーは、着色剤、離型剤などを結着樹脂と溶融混練して粉砕する粉砕法、着色剤、離型剤、結着樹脂のモノマーなどを均一に分散した後、結着樹脂のモノマーを重合させる懸濁重合法、結着樹脂粒子、着色剤、離型剤などを凝集剤によって凝集させ、得られる凝集物の微粒子を加熱する乳化凝集法などの公知の方法に従って製造できる。
【０１９３】
トナーの体積平均粒径は、特に制限されないけれども、好ましくは２〜７μｍである。またトナーの体積平均粒径が、このように適度に小さい場合には、記録媒体に対する被覆率が高くなるので、低付着量での高画質化およびトナー消費量の低減化を達成できる。
【０１９４】
トナーの体積平均粒径が２μｍ未満では、トナーの流動性が低下し、現像動作の際に、トナーの供給、撹拌および帯電が不充分になり、トナー量の不足、逆極トナーの増加などが起こり、高画質画像が得られないおそれがある。一方、体積平均粒径が７μｍを超えると、中心部分まで軟化し難い大粒径のトナー粒子が多くなるので、画像の記録媒体８への定着性が低下するとともに、画像の発色が悪くなり、特にＯＨＰへの定着の場合には、画像が暗くなる。
【０１９５】
本実施形態で用いられる各色のトナーは、着色剤以外は次に示す同じ構成を有する。このトナーは、たとえば、ガラス転移点６０℃、軟化点１２０℃および体積平均粒径６μｍのトナーであり、負帯電性の絶縁性非磁性トナーである。このトナーを用いて、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製３１０による反射濃度測定値が１．４の画像濃度を得るには、５ｇ／ｍ２のトナー量が必要である。このトナーは、結着樹脂としてガラス転移点６０℃かつ軟化点１２０℃のポリエステル、離型剤としてガラス転移点５０℃かつ軟化点７０℃の低分子ポリエチレンワックス、および着色剤として各色の顔料を含み、ワックス含有量がトナー全量の７重量％、顔料含有率がトナー全量の１２重量％および残部が結着樹脂のポリエステルである。
【０１９６】
このトナーに含まれる低分子ポリエチレンワックスは、結着樹脂のポリエステルよりもガラス転移点および軟化点が低いワックスである。このようなワックスを用いれば、結着樹脂のガラス転移点よりも低い温度下でも、トナー同士の付着力、トナーと中間転写ベルト２１または記録媒体との付着力が増加するので、液状物である定着液を付与する際に、定着液によるトナーの流れ、凝集などが発生するのを抑制できる。さらに、トナー中のワックスが軟化すると、ワックスが存在する箇所からトナー内部に定着液が浸透し易くなる。したがって、定着液の付与時に短時間でトナー全体が軟化または膨潤し、記録媒体への転写時に充分な定着強度が得られ、トナー像の重ね合わせによる発色も充分になる。
【０１９７】
現像剤１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂは、トナーの他にキャリアを含んでいてもよい。キャリアとしては、磁性を有する粒子を使用することができる。磁性を有する粒子の具体例としては、たとえば、鉄、フェライトおよびマグネタイトなどの金属、これらの金属とアルミニウムまたは鉛などの金属との合金などが挙げられる。これらの中でも、フェライトが好ましい。
【０１９８】
また磁性を有する粒子に樹脂を被覆した樹脂被覆キャリア、または樹脂に磁性を有する粒子を分散させた樹脂分散型キャリアなどをキャリアとして用いてもよい。磁性を有する粒子を被覆する樹脂としては特に制限はないけれども、たとえば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン／アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、エステル系樹脂、およびフッ素含有重合体系樹脂などが挙げられる。また樹脂分散型キャリアに用いられる樹脂としても特に制限されないけれども、たとえば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、およびフェノール樹脂などが挙げられる。
【０１９９】
キャリアの形状は、球形または扁平形状が好ましい。またキャリアの体積平均粒径は特に制限されないけれども、高画質化を考慮すると、好ましくは３０μｍ以上５０μｍ以下である。さらにキャリアの抵抗率は、好ましくは１０８Ω・ｃｍ以上、さらに好ましくは１０１２Ω・ｃｍ以上である。キャリアの抵抗率は、キャリアを０．５０ｃｍ２の断面積を有する容器に入れてタッピングした後、容器内に詰められた粒子に１ｋｇ／ｃｍ２の荷重を掛け、荷重と底面電極との間に１０００Ｖ／ｃｍの電界が生ずる電圧を印加したときの電流値を読取ることから得られる値である。抵抗率が低いと、現像スリーブ１８にバイアス電圧を印加した場合にキャリアに電荷が注入され、感光体ドラム１１にキャリア粒子が付着し易くなる。またバイアス電圧のブレークダウンが起こり易くなる。
【０２００】
キャリアの磁化強さ（最大磁化）は、好ましくは１０ｅｍｕ／ｇ〜６０ｅｍｕ／ｇ、さらに好ましくは１５ｅｍｕ／ｇ〜４０ｅｍｕ／ｇである。磁化強さは現像スリーブ１８の磁束密度にもよるけれども、現像スリーブ１８の一般的な磁束密度の条件下においては、１０ｅｍｕ／ｇ未満であると磁気的な束縛力が働かず、キャリア飛散の原因となるおそれがある。また磁化強さが６０ｅｍｕ／ｇを超えると、キャリアの穂立ちが高くなり過ぎる非接触現像では、潜像担持体である感光体ドラム１１と非接触状態を保つことが困難になる。また接触現像ではトナー像に掃き目が現れ易くなるおそれがある。
【０２０１】
現像剤１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｂにおけるトナー１０１およびキャリアの使用割合は特に制限されず、トナー１０１およびキャリアの種類に応じて適宜選択すればよい。
【０２０２】
作像ユニット１０ｙによれば、感光体ドラム１１ｙをその軸線回りに回転駆動させながら、図示しない電源により帯電ローラ１２ｙにたとえば１２００Ｖを印加し、放電させることより感光体ドラム１１ｙの表面をたとえば６００Ｖに帯電する。次に、帯電状態にある感光体ドラム１１ｙの表面に、光走査ユニット１３からイエロー色の画像情報に対応するレーザ光１３ｙを照射し、イエロー色の画像情報に対応する露光電位−７０Ｖの静電潜像を形成する。
【０２０３】
次いで、感光体ドラム１１ｙの表面と現像スリーブ１８ｙ表面に担持されるイエロー色現像剤とを近接させる。現像スリーブ１８ｙには現像電位として−４５０Ｖの直流電圧が印加されており、現像スリーブ１８ｙと感光体ドラム１１ｙとの電位差によって、静電潜像にイエロー色トナーが付着し、感光体ドラム１１ｙの表面にイエロー色トナー像が形成される。このイエロー色トナー像は、後述するように、感光体ドラム１１ｙの表面に圧接し、矢符２８の方向に駆動する中間転写ベルト２１に中間転写される。感光体ドラム１１ｙの表面に残留するイエロー色トナー１０１とはドラムクリーナ１５ｙにより除去回収される。以後、同様にしてイエロー色のトナー像形成動作が繰り返し実行される。
【０２０４】
図８に戻って、中間転写手段３は、中間転写ベルト２１と、中間転写ローラ２４ｙ，２４ｍ，２４ｃ，２４ｂと、支持ローラ２５，２６，２９と、ベルトクリーナ２７とを含んで構成される。中間転写ベルト２１は、支持ローラ２５，２６，２９の間に張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状の像担持体であり、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂとほぼ同じ周速度で、矢符２８の方向に、すなわち感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに臨む像担持面が、感光体ドラム１１ｙから感光体ドラム１１ｂに向って移動するように回転駆動される。
【０２０５】
中間転写ベルト２１には、たとえば、厚さ１００μｍのポリイミドフィルムを使用できる。中間転写ベルト２１の材料としてはポリイミドのみに限定されず、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレンなどの合成樹脂や、各種ゴムなどから構成されるフィルムを使用できる。合成樹脂または各種ゴムからなるフィルム中には、中間転写ベルト２１の電気抵抗値を調整するために、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャネルブラック、グラファイトカーボンなどの導電材が配合される。また中間転写ベルト２１には、トナーに対する付着力の弱いフッ素樹脂組成物やフッ素ゴムなどから構成される被覆層が設けられていてもよい。被覆層の構成材料としては、たとえば、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)やＰＦＡ（ＰＴＦＥとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）などが挙げられる。被覆層には導電材が配合されていてもよい。
【０２０６】
中間転写ベルト２１の像担持面は、中間転写ベルト２１の回転駆動方向における上流側から、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂにこの順番で圧接する。中間転写ベルト２１の感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに圧接する位置が、各色トナー像の中間転写位置である。
【０２０７】
中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂは、それぞれ、中間転写ベルト２１を介して感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに対向するように設けられ、かつ中間転写ベルト２１における像担持面の反対面に圧接し、かつ図示しない駆動手段によりその軸線回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。
【０２０８】
中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂには、たとえば、金属製軸体と、金属製軸体の表面に被覆される導電性層とを含むローラ状部材が用いられる。金属製軸体は、たとえば、ステンレス鋼などの金属により形成される。金属製軸体の直径は特に制限されないけれども、好ましくは８ｍｍ〜１０ｍｍである。導電性層は、導電性弾性体などにより形成される。導電性弾性体としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、カーボンブラックなどの導電剤を含む、エチレン−プロピレンゴム（以下、ＥＰＤＭと記す）、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどが挙げられる。導電性層によって、中間転写ベルト２１に高電圧が均一に印加される。
【０２０９】
中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂには、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂの表面に形成されるトナー像を中間転写ベルト２１上に転写するために、トナーの帯電極性とは逆極性の中間転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂに形成されるイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック色のトナー像が中間転写ベルト２１の像担持面に順次重ね合わさって転写され、多色のトナー像が形成される。ただし、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック色の一部のみの画像情報が入力される場合には、作像ユニット１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｂのうち、入力される画像情報の色に対応する作像ユニット１０のみにおいてトナー像が形成される。
【０２１０】
支持ローラ２３，２４，２５のうち、支持ローラ２３，２４は、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に設けられ、中間転写ベルト２１を張架して矢符２８の方向に回転駆動させる。支持ローラ２３，２４，２５には、たとえば、直径３０ｍｍおよび肉厚１ｍｍのアルミニウム製円筒体（パイプ状ローラ）が用いられる。このうち、支持ローラ２４は、中間転写ベルト２１を介して後述する２次転写ローラ２８に圧接して２次転写ニップ部を形成し、かつ電気的に接地される。支持ローラ２４は中間転写ベルト２１を張架する機能と共に、中間転写ベルト２１上のトナー像を記録媒体８に２次転写させる機能をも有する。
【０２１１】
ベルトクリーナ２６は、中間転写ベルト２１の像担持面上のトナー像を後述の２次転写手段４において記録媒体８に転写した後に、像担持面上に残存するトナーを除去する部材であり、中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２８に対向するように設けられる。
【０２１２】
中間転写手段４によれば、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂ上に形成されるトナー像は、中間転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｂにトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が均一に印加されることによって、中間転写ベルト２１の像担持面の所定位置に重ね合わされて中間転写され、トナー像が形成される。このトナー像は、後述するように、２次転写ニップ部において記録媒体８に２次転写される。２次転写後に中間転写ベルト２１の像担持面に残留するトナーおよび紙粉などがベルトクリーナ２７により除去され、像担持面には再度トナー像が転写される。
【０２１３】
２次転写手段４は、支持ローラ２４と、２次転写ローラ２８とを含む。２次転写ローラ２８は、中間転写ベルト２１を介して支持ローラ２４に圧接し、かつ軸線方向に回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。２次転写ローラ２８は、たとえば、金属製軸体と、該金属製軸体の表面に被覆される導電性層とを含む。金属製軸体は、たとえば、ステンレス鋼などの金属により形成される。導電性層は、導電性弾性体などにより形成される。導電性弾性体としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、カーボンブラックなどの導電材を含む、ＥＰＤＭ、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタンなどが挙げられる。２次転写ローラ３１には図示しない電源が接続され、トナー粒子の帯電極性とは逆極性の高電圧が均一に印加される。支持ローラ２４と中間転写ベルト２１と２次転写ローラ２８との圧接部が２次転写ニップ部である。
【０２１４】
２次転写手段４によれば、中間転写ベルト２１上のトナー像が２次転写ニップ部に搬送されるのに同期して、後述の記録媒体供給手段５から送給される記録媒体８が２次転写ニップ部に搬送される。そして、２次転写ニップ部においてトナー像と記録媒体８とが重ね合わされ、２次転写ローラ２８にトナー１０１の帯電極性とは逆極性の高電圧が均一に印加されることによって、トナーから形成される像が記録媒体８に２次転写される。そして、トナー像を担持した記録媒体８は、定着手段である定着装置６Ａに搬送される。
【０２１５】
中間転写手段３および２次転写手段４は、潜像担持体である感光体ドラム１１表面のトナー像を記録媒体８に転写させるための転写手段に相当する。
【０２１６】
上記のように、画像形成装置１は本発明の定着装置６Ａを備える。これによって、トナーが記録媒体８に充分に定着できる程度に離型層１０２Ａの柔軟性を高めることができ、カラー画像のようにトナーを積層させてトナー像を形成する場合にも、トナー溶融時に記録媒体８の凹凸に追従してトナー像を定着できるので、光沢感のある画像を形成することができる。
【実施例】
【０２１７】
以下に実施例および比較例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明がこれらによってなんら限定されるものではない。
【０２１８】
〔表面粗さＲａ〕
離型層の表面粗さＲａは、ＳｕｒｆｃｏｒｄｅｒＳＥ３５００（株式会社小阪研究所）を用いて離型層を直接測定し、３回の平均値をとった。
【０２１９】
〔メルトフローインデックスの測定方法〕
未架橋フッ素樹脂のメルトフローインデックスの測定には、フルオートマチックメルトフローインデックステスター(株式会社安田精機製作所製)を用いた。一定温度のシリンダー内の溶融サンプルを、一定荷重をかけたピストンによってダイから押出し、１０分以内に押出された溶融サンプルの質量や体積を測定し、３回の平均値を算出した。
【０２２０】
〔未架橋フッ素樹脂の重量平均分子量Ｍｗ〕
ＧＰＣ装置（商品名：ＨＬＣ−８２２０ＧＰＣ、東ソー株式会社製）を用い、温度４０℃において、試料の０．２５重量％のテトラヒドロフラン（以下、ＴＨＦと記す。）溶液を試料溶液とし、試料溶液の注入量を２００μＬとして、分子量分布曲線を求めた。得られた分子量分布曲線のピークの頂点の分子量をピークトップ分子量として求めた。また得られた分子量分布曲線から、重量平均分子量Ｍｗを求めた。なお、分子量校正曲線は標準ポリスチレンを用いて作成した。
【０２２１】
〔定着ベルトの離型層、弾性層および支持層の厚さ〕
定着ベルトの切片をエポキシ系の樹脂などで樹脂包埋させて、マイクロトームでカッティングによる面出しを行い、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で１００倍から２０００倍までの間で拡大写真を取り、離型層、弾性層および支持層の厚みを測定した。
【０２２２】
〔定着ローラの離型層、弾性層および支持層の厚さ〕
定着ローラの弾性層を離型層が含まれるような切片として切り出し、エポキシ系の樹脂などで樹脂包埋させて、マクロトームでカッティングによる面出しを行った後、ＳＥＭで観察することによって離型層の厚みを測定した。支持層の厚みは、定着ローラの製造前に、市販のマイクロメータで測定することによって求めた。弾性層は、市販のマイクロメータを用いて、離型層をコートした後の定着ローラの直径を測定し、定着ローラの直径から前記の離型層の厚みの２倍の値および支持層の厚みを差し引いた値を２で除して求めた。
【０２２３】
（定着ベルトの作製）
（実施例１）
架橋フッ素樹脂（商品名：ＸＦ１Ａ、日立電線ファインテック株式会社製）と未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝９３万、メルトフローインデックス（以下「ＭＦ」と記載する）＝５ｇ／１０ｍｉｎ、融点２９０℃）とを、架橋フッ素樹脂：未架橋フッ素樹脂＝３０：７０の割合になるように配合して簡易混練機で混合してコーティング剤とした。このコーティング剤は、架橋フッ素樹脂および未架橋フッ素樹脂の固形分濃度を４０％に調整したフッ素樹脂ディスパーションである。これらのフッ素樹脂を分散させるための溶媒としては、トルエンを用いた。また、内径６０ｍｍ、厚さ３ｍｍのステンレス（ＳＵＳ３０４）製パイプの外周面を鏡面研磨した成形型を準備した。
【０２２４】
続いて、その外面に支持層としてポリイミドワニス（商品名：ＲＣ−５０５７、Ｉ．Ｓ．Ｔ．製）を塗布し、乾燥後に２５０℃で３０分間焼成した。焼成後の支持層の厚さは８０μｍであった。
【０２２５】
次に、焼成した成形型を室温まで冷却した後、弾性層としてシリコーンゴム（商品名：ＫＥ−１２４１、信越シリコン株式会社製）を塗布し、２５０℃で３０分間焼成した。焼成後の弾性層の厚さは２００μｍであり、ＪＩＳ硬度はＡ１０度であった。
【０２２６】
最後に、上記コーティング剤を塗布し、３８０℃で１５分間焼成した。焼成後の離型層の厚さは２０μｍであった。本実施例のように離型層の厚みを３μｍ以上にする場合は、コーティング剤のコーティングを繰返し行うことで、厚さを２０μｍに調整した。
【０２２７】
室温まで成形型を冷却後、製造した環状物を成形型から取り、実施例１の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にはシワは見られなかった。
【０２２８】
（実施例２）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが２５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２５０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝３０万）を用いたこと以外は実施例１と同様にして実施例２の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にはシワは見られなかった。
【０２２９】
（実施例３）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが１５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２７０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝６０万）を用い、コーティングの回数を減らして離型層の厚みを５μｍと薄くしたこと以外は実施例１と同様にして実施例３の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にはシワは見られなかった。
【０２３０】
（実施例４）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが１５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２７０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝６０万）を用いたこと以外は実施例１と同様にして実施例４の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にはシワは見られなかった。
【０２３１】
（実施例５）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが１５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２７０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝６０万）を用い、コーティングの回数を増やして離型層の厚さを３０μｍと厚くしたこと以外は実施例１と同様にして実施例５の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にはシワは見られなかった。
【０２３２】
（実施例６）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが１５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２７０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝６０万）を用い、架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とを４０：６０の割合で配合して簡易混練機で混合したこと以外は実施例１と同様にして実施例６の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２３３】
（実施例７）
架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とを５０：５０の割合で配合して簡易混練機で混合し、コーティングの回数を増やして離型層の厚さを２０μｍと厚くしたこと以外は実施例３と同様にして実施例７の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２３４】
（実施例８）
架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とを６０：４０の割合で配合して簡易混練機で混合し、コーティングの回数を増やして離型層の厚さを２０μｍと厚くしたこと以外は実施例３と同様にして実施例８の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２３５】
（実施例９）
架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とを７０：３０の割合で配合して簡易混練機で混合し、コーティングの回数を増やして離型層の厚さを２０μｍと厚くしたこと以外は実施例３と同様にして実施例９の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２３６】
（実施例１０）
架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とを５０：５０の割合で配合して簡易混練機で混合し、コーティングの回数を減らして離型層の厚みを３μｍと薄くしたこと以外は実施例３と同様にして実施例１０の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にはシワは見られなかった。
【０２３７】
（実施例１１）
架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とを５０：５０の割合で配合して簡易混練機で混合し、コーティングの回数を増やして離型層の厚みを３５μｍと厚くしたこと以外は実施例３と同様にして実施例１１の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にはシワは見られなかった。
【０２３８】
（実施例１２）
離型層の厚みを２０μｍと厚くし、離型層の表面粗さが大きくなるように表面の粗い成形型を用いたこと以外は実施例３と同様にして実施例１２の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にはシワは見られなかった。
【０２３９】
（実施例１３）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが１５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が３００℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝６５万）を用い、架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とを５０：５０の割合で配合して簡易混練機で混合したこと以外は実施例１と同様にして実施例１３の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２４０】
（実施例１４）
ＭＦが１５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２７０℃であるが実施例９で用いられた未架橋フッ素樹脂とは種類の異なる未架橋フッ素樹脂を用いた以外は実施例９と同様にして実施例１４の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２４１】
（比較例１）
架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とを２０：８０の割合で配合して簡易混練機で混合し、コーティングの回数を増やして離型層の厚みを２０μｍと厚くしたこと以外は実施例３と同様にして比較例１の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にはシワは見られなかった。
【０２４２】
（比較例２）
架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とを８０：２０の割合で配合して簡易混練機で混合し、コーティングの回数を増やして離型層の厚みを２０μｍと厚くしたこと以外は実施例３と同様にして比較例２の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にはシワは見られなかった。
【０２４３】
（比較例３）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが３ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２４５℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝１００万）を用い、架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とを５０：５０の割合で配合して簡易混練機で混合したこと以外は実施例１と同様にして比較例３の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２４４】
（比較例４）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが１５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２４５℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝５５万）を用い、架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とを５０：５０の割合で配合して簡易混練機で混合したこと以外は実施例１と同様にして比較例４の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２４５】
（比較例５）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが３０ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２４５℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝１０万）を用い、架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とを５０：５０の割合で配合して簡易混練機で混合したこと以外は実施例１と同様にして比較例５の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２４６】
（比較例６）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが３ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２７０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝１０２万）を用い、架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とを５０：５０の割合で配合して簡易混練機で混合したこと以外は実施例１と同様にして比較例６の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２４７】
（比較例７）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが３０ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２７０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝１２万）を用い、架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とを５０：５０の割合で配合して簡易混練機で混合したこと以外は実施例１と同様にして比較例７の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２４８】
（比較例８）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが３ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が３００℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝１０５万）を用い、架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とを５０：５０の割合で配合して簡易混練機で混合したこと以外は実施例１と同様にして比較例８の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２４９】
（比較例９）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが３０ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が３００℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝１４万）を用い、架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とを５０：５０の割合で配合して簡易混練機で混合したこと以外は実施例１と同様にして比較例１０の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２５０】
（比較例１０）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが２０ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が３１０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝４５万）を用い、架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とを５０：５０の割合で配合して簡易混練機で混合したこと以外は実施例１と同様にして比較例１１の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２５１】
（比較例１１）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが３ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が３１０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝１０８万）を用い、架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂とを７０：３０の割合で配合して簡易混練機で混合したこと以外は実施例１と同様にして比較例１１の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２５２】
（比較例１２）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが３０ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２４５℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝１０万）を用いたこと以外は実施例１と同様にして比較例１２の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２５３】
（比較例１３）
ＭＦが１５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２７０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが３ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が３１０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝１０８万）を用いたこと以外は実施例７と同様にして比較例１３の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２５４】
（比較例１４）
ＭＦが１５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２７０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが３０ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が３１０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝１６万）を用いたこと以外は実施例７と同様にして比較例１４の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２５５】
（比較例１５）
ＭＦが１５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２７０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが３ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２７０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝１０２万）を用いたこと以外は実施例７と同様にして比較例１５の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２５６】
（比較例１６）
ＭＦが１５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２７０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが３ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２４５℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝１００万）を用いたこと以外は実施例９と同様にして比較例１６の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２５７】
（比較例１７）
ＭＦが１５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２７０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが２０ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２４５℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝４１万）を用いたこと以外は実施例９と同様にして比較例１７の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２５８】
（比較例１８）
ＭＦが１５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２７０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが３０ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２４５℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝１０万）を用いたこと以外は実施例９と同様にして比較例１８の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２５９】
（比較例１９）
ＭＦが１５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２７０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが３ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２７０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝１０２万）を用いたこと以外は実施例９と同様にして比較例１９の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２６０】
（比較例２０）
ＭＦが１５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２７０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが３０ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２７０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝１２万）を用いたこと以外は実施例９と同様にして比較例２０の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２６１】
（比較例２１）
ＭＦが１５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２７０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが２０ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が３１０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝４５万）を用いたこと以外は実施例９と同様にして比較例２１の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２６２】
（比較例２２）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが３０ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が３１０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝１６万）を用いたこと以外は実施例９と同様にして比較例２２の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２６３】
（比較例２３）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが３ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２４５℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝１００万）を用いたこと以外は実施例１と同様にして比較例２３の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２６４】
（比較例２４）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが２０ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２４５℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝４１万）を用いたこと以外は実施例１と同様にして比較例２４の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２６５】
（比較例２５）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが３ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２７０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝１０２万）を用いたこと以外は実施例１と同様にして比較例２５の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２６６】
（比較例２６）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが３０ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２７０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝１２万）を用いたこと以外は実施例１と同様にして比較例２６の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２６７】
（比較例２７）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが３ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が３１０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝１０８万）を用いたこと以外は実施例１と同様にして比較例２７の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２６８】
（比較例２８）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが２０ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が３１０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝４５万）を用いたこと以外は実施例１と同様にして比較例２８の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２６９】
（比較例２９）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが３０ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が３１０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝１６万）を用いたこと以外は実施例１と同様にして比較例２９の定着ベルトを得た。得られた定着ベルトの表面にシワは見られなかった。
【０２７０】
実施例１〜１４、比較例１〜２９の定着ベルトを用い、トナー画像の画像濃度および光沢度のトナー定着性から離型層の柔軟性を評価し、さらに離型層の平滑性および耐久性を評価した。
【０２７１】
離型層の柔軟性、平滑性および耐久性を評価するため、市販されているコピー機（商品名：ＭＸ−２７００、シャープ株式会社製）に実施例１〜１４および比較例１〜２９の定着ベルトをそれぞれ装着して、下記のように試験を行った。
【０２７２】
〔柔軟性〕
トナー定着性試験では、定着後のコピー紙のトナー画像の画像濃度および光沢度を測定した。その画像濃度および光沢度の評価結果から、トナー定着性を○、×、△で評価し、それを柔軟性の評価とした。
【０２７３】
（画像濃度）
加熱ローラの表面温度が１８０℃のときに形成されたモノクロ画像について、反射濃度計（商品名：ＲＤ９１８、マクベス社製）を用いて、べた画像部の光学反射濃度を測定し、これを画像濃度とした。べた画像部のトナー付着量は０．５ｍｇ／ｃｍ２とした。
【０２７４】
画像濃度を、以下のような評価基準で評価した。
○：良好。画像濃度が１．４０以上である。
△：実用上問題なし。画像濃度が、１．３０以上１．４０未満である。
×：不良。画像濃度が１．３０未満である。
【０２７５】
（光沢度）
前記べた画像部における光沢度の測定には、光沢度計（商品名：ＧＬＯＳＳＭＥＴＥＲ
ＵＤ、東洋精機社製）を使用し、入射光の角度を７５°にしたときの７５°の反射光を用いた。
【０２７６】
光沢度を、以下のような評価基準で評価した。
○：良好。光沢度が１５度以上である。
△：実用上問題なし。光沢度が１０度以上１５度未満である。
×：不良。光沢度が１０度未満である。
【０２７７】
上記の測定結果のうち、画像濃度の結果を優先して総合的に考慮し、トナー定着性を評価した。画像濃度および光沢度の評価結果を用いたトナー定着性評価基準は以下のとおりである。
【０２７８】
○：良好。画像濃度および光沢度の評価結果が○である。
△：実使用上問題なし。画像濃度または光沢度が△であり、画像濃度に×がない。
×：不良。画像濃度の評価結果に×がある。
【０２７９】
〔平滑性〕
平滑性は、離型層の表面粗さＲａを用いて評価した。離型層の表面粗さＲａは、ＳｕｒｆｃｏｒｄｅｒＳＥ３５００（株式会社小阪研究所）を用いて離型層を直接測定し、３回の平均値をとった。
【０２８０】
平滑性の評価基準は以下のとおりである。
○：良好。表面粗さＲａが０．３μｍ未満である。
△：実用上問題なし。表面粗さＲａが、０．３μｍ以上０．４μｍ未満である。
×：不良。表面粗さＲａが０．４μｍ以上である。
【０２８１】
〔耐久性〕
耐久性は、定着不良が発生するまでのエージング（通紙試験）処理枚数によって評価した。定着不良が発生したかどうかは、１００（０．１ｋ）枚のエージング毎に定着部材表面を観察し、微小な凹凸状の模様や摩擦によるキズ、ワレの発生を目視で確認できるかどうかで判断した。
【０２８２】
耐久性の評価基準は以下のとおりである。
○：良好。２０ｋ枚以上エージングを行っても定着部材表面に微小の凹凸もなく、キズ、ワレも確認されない。
△：実用上問題なし。１０ｋ枚以上２０ｋ枚未満で定着部材の表面に微小の凹凸が見られるがキズ、ワレは確認されない。
×：不良。１０ｋ枚未満で定着部材表面に微小の凹凸が見られキズ、ワレが確認される。
【０２８３】
実施例１〜１４、比較例１〜２９における架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂との混合割合、未架橋フッ素樹脂のＭＦおよび融点、離型層の厚み、離型層の表面粗さＲａならびに柔軟性、平滑性および耐久性の評価結果を表１に示す。
【０２８４】
【表１】
2010097087.tif 000003
【０２８５】
（定着ローラの作製）
（実施例１５）
架橋フッ素樹脂（商品名：ＸＦ１Ａ、日立電線ファインテック株式会社製）と未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝９３万、ＭＦ＝５ｇ／１０ｍｉｎ、融点２９０℃）とを架橋フッ素樹脂：未架橋フッ素樹脂＝３０：７０の割合になるように簡易混練機で混合した。内径５０ｍｍ、厚さ３ｍｍのステンレス（ＳＵＳ３０４）製パイプ状の鏡面研磨した成形型を準備した。その成形型の内周面に離型層として上記混合コーティング剤を塗布し、３８０℃で１５分間焼成した。焼成後の離型層の厚さは２０μｍであった。
【０２８６】
次に、金属製の中空芯金コアを準備した。室温まで成形型を冷却した後、上記成形型内に中空芯金コア挿入し、それらの間に弾性層としてシリコーンゴム（商品名：ＫＥ−１２４１、信越シリコン株式会社製）を液体状のまま流し込み、２５０℃で３０分間焼成した。焼成後の弾性層の厚さは２ｍｍであった。焼成後の弾性層のＪＩＳ硬度はＡ１０度であった。シリコーンゴムを加硫させゴム弾性を有した加熱ロールを作製した。
【０２８７】
続いて、室温まで成形型を冷却後、外側の成形型を除去し、実施例１５の定着ローラを得た。得られた定着ローラの表面にはシワは見られなかった。
【０２８８】
（実施例１６）
ＭＦが５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点２９０℃である未架橋フッ素樹脂の代わりに、ＭＦが２５ｇ／１０ｍｉｎであり、融点が２５０℃である未架橋フッ素樹脂（Ｍｗ＝３０万）を用いたこと以外は実施例１５と同様にして実施例１６の定着ローラを得た。得られた定着ローラの表面にはシワは見られなかった。
【０２８９】
実施例３〜１４および比較例１〜１２とそれぞれ同様の点を変更することによって実施例１５〜２８および比較例３０〜５８の定着ローラを得た。
【０２９０】
実施例１５〜２８および比較例３０〜５８の定着ローラを用いて、実施例１〜１４および比較例１〜１２と同様の方法で離型層の柔軟性、平滑性および耐久性を評価した。
【０２９１】
実施例１５〜２８、比較例３０〜５８における架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂との混合割合、未架橋フッ素樹脂のＭＦおよび融点、離型層の厚みおよび表面粗さ、ならびに柔軟性、平滑性および耐久性の評価結果を表２に示す。
【０２９２】
【表２】
2010097087.tif 000004
【０２９３】
表１，２から明らかなように、本発明である実施例１〜１４の定着ベルトおよび実施例１５〜２８の定着ローラは、トナーの定着性評価より判定した離型層の柔軟性、平滑性および耐久性の全ての点で優れていることが分かる。
【０２９４】
実施例１〜２８が離型層の柔軟性、平滑性、耐久性に優れているのは、架橋フッ素樹脂と未架橋フッ素樹脂がコーティング前に混合されているので定着部材の表層近傍で充分に混ざり合っており、柔軟性および耐久性を適度に備え、両立できたことで、トナー定着性を良好にすることができるからである。さらに、実施例１〜１１，１４，１５〜２５，２８の離型層は、その外面が滑らかなので、特に平滑性や離型性に優れている。なお、離型性は、１４０〜２００℃の間で１０℃ずつ定着温度を変化させる定着オフセット試験を行うことで評価した。定着オフセット試験において、定着部材の表面にトナーが融着していないかどうか目視で観察し、すべての温度域で定着オフセットが起こらなければその定着部材は離型性に優れるとした。実施例１〜１１，１４，１５〜２５，２８の定着部材は、定着オフセットを起こすことなく、離型性に問題がなかった。
【０２９５】
比較例１，２，１３，１４で柔軟性または耐久性が悪いのは、架橋フッ素樹脂および未架橋フッ素樹脂の混合のバランスが悪くなり、性能を発揮しにくくなるからである。
【０２９６】
比較例３〜１０，１５〜２４で離型層の柔軟性または耐久性が悪くなるのは、未架橋フッ素樹脂のＭＦ値および融点の少なくとも一方が請求項１で規定した範囲に入っておらず、このような未架橋フッ素樹脂を混合しても、トナー定着性を満足させるような良好な画像は得られず、または定着部材としての耐久性が劣るからである。
【０２９７】
表１，２の結果から表３〜５に示すような結果が得られた。表３は、架橋フッ素樹脂：未架橋フッ素樹脂の割合が５０：５０であり、離型層の厚みが２０μｍ、表面粗さが０．３μｍ以下の場合に、未架橋フッ素樹脂のＭＦおよび融点を変化させた定着部材の評価結果をまとめたものである。表４は、架橋フッ素樹脂：未架橋フッ素樹脂の割合が７０：３０であり、離型層の厚みが２０μｍ、表面粗さが０．３μｍ以下の場合に、未架橋フッ素樹脂のＭＦおよび融点を変化させた定着部材の評価結果をまとめたものである。表５は、架橋フッ素樹脂：未架橋フッ素樹脂の割合が３０：７０であり、離型層の厚みが２０μｍ、表面粗さが０．３μｍ以下の場合に、未架橋フッ素樹脂のＭＦおよび融点を変化させた定着部材の評価結果をまとめたものである。これらの表から、離型層が、架橋されたフッ素樹脂と、融点が２５０〜３００℃であり、メルトフローインデックスが５〜２５ｇ／１０ｍｉｎである未架橋フッ素樹脂とを、３０：７０〜７０：３０の割合で前混合したコーティング材を硬化させてなる定着部材であれば、耐久性、平滑性、柔軟性に優れることがわかる。
【０２９８】
【表３】
2010097087.tif 000005
【０２９９】
【表４】
2010097087.tif 000006
【０３００】
【表５】
2010097087.tif 000007
【図面の簡単な説明】
【０３０１】
【図１】本発明の第１Ａの実施形態である定着ベルト１００Ａおよび定着ベルト１００Ａが組み込まれてなる定着装置６Ａの構成を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す定着ベルト１００ＡのセクションＳ１０１−Ｓ１０１における拡大断面図である。
【図３】本発明の第１Ｂの実施形態である定着ローラ１００Ｂと、定着ローラ１００Ｂが組み込まれてなる定着装置６Ｂの構成を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の第１Ｃの本実施形態である第１定着ローラ１００Ｃおよび第２定着ローラ１００ｃと、第１定着ローラ１００Ｃおよび第２定着ローラ１００ｃを組み込んでなる定着装置６Ｃの構成を模式的に示す断面図である。
【図５】定着ローラ６Ｃの加熱に関連する部材の制御に関するブロック図である。
【図６】本発明の第１Ｄの実施形態である定着ベルト１００Ｄと、定着ベルト１００Ｄが組み込まれてなる定着装置６Ｄとの構成を模式的に示す断面図である。
【図７】定着装置６Ｄの加熱および定着ローラ５０の駆動に関連する部材の制御に関するブロック図である。
【図８】本発明の定着装置６Ａを備える画像形成装置１の構成を示す概略図である。
【図９】作像ユニット１０ｙの構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【０３０２】
８３  弾性層
８４  支持層
１００Ａ  定着ベルト
１０２Ａ  離型層
【図１】
2010097087.tif 000008
【図２】
2010097087.tif 000009
【図３】
2010097087.tif 000010
【図４】
2010097087.tif 000011
【図５】
2010097087.tif 000012
【図６】
2010097087.tif 000013
【図７】
2010097087.tif 000014
【図８】
2010097087.tif 000015
【図９】
2010097087.tif 000016