(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が形成された記録材を加熱ニップにて加熱及び加圧する像加熱装置において、
弾性材料からなる弾性層と、前記弾性層を被覆するフッ素系樹脂材料からなる表面層と、を有して、発熱する第１回転体と、
弾性材料からなる弾性層と、前記弾性層を被覆するフッ素系樹脂材料からなる表面層と、を有し、この表面層が前記第１回転体の表面層に押し付けられて前記加熱ニップを形成する第２回転体と、
前記第２回転体の表面層と接触してこの第２回転体の表面層を除電する除電部材と、を備え、
前記第２回転体の表面層は、フッ素系樹脂材料に導電性物質が添加されており、表面抵抗率が前記第１回転体の表面層よりも低くかつ、層厚が前記第１回転体の表面層よりも薄い、
ことを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記第２回転体の表面層に対する前記第１回転体の表面層の層厚の比Ａが、１＜Ａ≦１．５の範囲である、
請求項１記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記第１回転体の表面層の表面抵抗率Ｂが、１.０×１０１３［Ω／ｓｑ］≦Ｂ≦１.０×１０１５［Ω／ｓｑ］の範囲であり、
前記第２回転体の表面層の表面抵抗率Ｃが、１.０×１０７［Ω／ｓｑ］≦Ｃ≦１.０×１０９［Ω／ｓｑ］の範囲である、
請求項１又は２記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記第１回転体の表面層に対する前記第２回転体の表面層の微小硬度の差分Ｄが、−１．８［°］≦Ｄ≦７．９［°］の範囲である、
請求項１乃至３のいずれか１項記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記第１及び第２回転体の表面層を形成するフッ素系樹脂材料は、ＰＦＡもしくは、ＰＴＦＥである、
請求項１乃至４のいずれか１項記載の像加熱装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項記載の像加熱装置と、
前記像加熱装置に搬送される記録材上にトナー像を形成する画像形成部と、を備えた、
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー像が形成された記録材を加熱及び加圧する像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機、プリンタ、ＦＡＸ、或いは、これら複数の機能を備えた複合機などの画像形成装置において、電子写真方式を用いて記録材（シート）上に画像を形成することが知られている。この電子写真方式の画像形成装置は、記録材上にトナー像を静電的に転写し、このトナー像を像加熱装置（以下、定着装置という）によって記録材上に定着している。
【０００３】
上記定着装置は、例えば、特許文献１及び２に記載されているように、熱源が内蔵された定着ローラと、この定着ローラに押し付けられる加圧ローラとを有しており、これら定着ローラ及び加圧ローラによって加熱ニップを形成している。そして、この加熱ニップを通過するシートを加熱及び加圧してトナー像をシートに定着させている。
【０００４】
ところで、加熱ニップには多数の記録材が通過するため、上記定着ローラ及び加圧ローラは、記録材との摩擦により帯電することがある。そして、これら定着ローラもしくは加圧ローラが帯電すると、「静電オフセット」と呼ばれる現象が発生する虞がある。即ち、帯電した定着ローラもしくは加圧ローラ間に生じる電界の向きや強さによっては、記録材上のトナー像の一部が定着ローラに残ってしまったり、記録材上のトナーが反発してトナー像を乱してしまったりすることがある。
【０００５】
そのため、上記特許文献１記載の定着装置では、定着ローラ及び加圧ローラの表面を除電ブラシによって除電することによって静電オフセット現象の発生を防止している。具体的には特許文献１記載の定着装置は、定着ローラを芯金とこの芯金を被覆した樹脂層によって形成すると共に、加圧ローラを芯金と芯金を被覆したシリコンスポンジゴム層とこのシリコンスポンジゴム層を被覆した樹脂層とによって形成している。そして、これら定着ローラ及び加圧ローラの外周を形成する樹脂層を半導電性とし、この表面層もしくは芯金に除電ブラシを接触させることでローラを除電している。
【０００６】
また、上記特許文献２記載の定着装置では、加圧ロールの外周面にバイアス電圧を掛けて、定着ロールと加圧ロールとの間に所望の静電界を形成することによって静電オフセット現象の発生を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１６２８５７号公報
【特許文献２】特開２０００−１２２４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１及び２記載の定着装置は、フッ素樹脂からなる定着ローラ及び加圧ローラの表面層の少なくとも一方を半導電性にするために、カーボンフィラーなどの導電性物質を上記表面層のフッ素系樹脂材料に添加している。
【０００９】
フッ素系樹脂材料は、導電性物質が添加されると、弾性率、伸び特性、柔軟性が失われ、硬く、変形し難くなってしまう。従って、表面層に対する導電性物質の添加量及び層厚の差によって、定着ローラ及び加圧ローラはそれぞれ加熱ニップがシートを通過した際の変形量が異なってくる。
【００１０】
これにより、上記特許文献１及び２記載の定着装置のように定着及び加圧ローラの表面層の少なくとも一方を導電化させていると、これら定着ローラ及び加圧ローラの表面層の変形量のバランスが崩れ、どちらか一方のローラの表面層が大きく変形してしまう。そして、ローラの表面層の変形が大きいと記録材のコバ部が当たる部分の応力集中が大きくなり、表面層のコバ部が当たる部分の摩耗が促進されることによって、ローラの寿命の低下を招いてしまうという問題があった。
【００１１】
そこで本発明は、静電オフセット現象の発生を防止しつつ、加熱ニップを形成する回転体の耐久性が良い像加熱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】
【００１２】
本発明は、トナー像が形成された記録材を加熱ニップにて加熱及び加圧する像加熱装置において、弾性材料からなる弾性層と、前記弾性層を被覆するフッ素系樹脂材料からなる表面層と、を有して発熱する第１回転体と、弾性材料からなる弾性層と、前記弾性層を被覆するフッ素系樹脂材料からなる表面層と、を有し、この表面層が前記第１回転体の表面層に押し付けられて前記加熱ニップを形成する第２回転体と、前記第２回転体の表面層と接触してこの第２回転体の表面層を除電する除電部材と、を備え、前記第２回転体の表面層は、フッ素系樹脂材料に導電性物質が添加されており、表面抵抗率が前記第１回転体の表面層よりも低くかつ、層厚が前記第１回転体の表面層よりも薄い、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、加熱ニップを形成する第１及び第２回転体の内、少なくとも第２回転体の表面層を形成するフッ素系樹脂材料に導電性物質を添加して半導電性とする。そして、第２回転体の表面層に除電部材を接触させて第２回転体を除電することによって、静電オフセット現象の発生を防止して画像品質を向上することができる。また、第２回転体の表面層を、第１回転体の表面層に対して、表面抵抗率が小さく、層厚が薄くなるように形成したことによって、記録材が加熱ニップを通過する際に第１及び第２回転体の表面層をバランス良く変形させることができる。これにより、画像品質と第１及び第２回転体の高い耐久性とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置を示す模式図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置を示す模式図。
【図３】図２の定着装置の加熱ベルト及び加圧ベルトの構造を示す模式図。
【図４】加熱ニップをシートが通過する際の加熱ベルトと加圧ベルトとの変形量を説明するための図であって、（ａ）は加熱ベルトと加圧ベルトとの変形バランスが取れていない場合、（ｂ）は加熱ベルトと加圧ベルトとの変形バランスが取れている場合。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る定着装置を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１の実施の形態］
［画像形成装置の概略構成］
以下、本発明に係る実施の形態について図面に沿って説明をする。図１に示すように、画像形成装置１００は、第１乃至第４の画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを並設して有しており、各々異なった色のトナー像が潜像、現像、転写のプロセスを経て形成する。
【００１６】
画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、それぞれ専用の像担持体（本実施形態では電子写真感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）を具備し、各感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上に各色のトナー像が形成される。各感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに隣接して中間転写体１３０が設置され、感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上に形成された各色のトナー像が中間転写体１３０上に一次転写され、二次転写部Ｔ２で記録材Ｐ上に転写される。更に、トナー像が転写された記録材Ｐは、像加熱装置としての定着装置９で加熱及び加圧されてトナー像を記録材Ｐに定着した後、記録画像として装置外に排出される。
【００１７】
感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの外周には、それぞれドラム帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、一次転写帯電器２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ及びクリーナー４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが設けられている。また、感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの上方には、ポリゴンミラーを含む光源装置５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが設置されている。
【００１８】
光源装置５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄから発せられたレーザー光は、ポリゴンミラーが回転して走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって偏向し、ｆθレンズにより感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの母線上に集光される。これにより、感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが露光され、感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上に画像信号に応じた潜像が形成される。
【００１９】
現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄには、現像剤としてそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナーが図示しない供給装置により所定量充填されている。現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、それぞれ感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上の潜像を現像して、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像として可視化する。
【００２０】
中間転写体１３０は、矢示Ｒ２の方向に感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとほぼ同じ周速度をもって回転駆動されている。感光ドラム３ａ上に形成担持された第１色のイエロートナー画像は、感光ドラム３ａと中間転写体１３０とのニップ部を通過する際に、中間転写体１３０に印加される一次転写バイアスにより形成される電界と圧力により、中間転写体１３０に中間転写されていく。
【００２１】
以下、同様に第２色のマゼンタトナー画像、第３色のシアントナー画像、第４色のブラックトナー画像が順次中間転写体１３０上に重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー画像が形成される。
【００２２】
二次転写ローラ１１は、中間転写体１３０に対応し平行に軸受させて下面部に接触させて配設されている。二次転写ローラ１１には、二次転写バイアス源によって所望の二次転写バイアスが印加されている。記録材Ｐは、給紙カセット１０ａ，１０ｂから給紙部６ａ，６ｂ、レジストローラ対１２、転写前ガイドを通過して中間転写体１３０と二次転写ローラ１１との当接ニップ（二次転写部）Ｔ２に所定のタイミングで給送される。中間転写体１３０上に重畳転写された合成カラートナー画像は、当接ニップＴ２に記録材Ｐが給送されると同時に二次転写バイアスがバイアス電源からに印加されることにより、中間転写体１３０から記録材Ｐへと転写される。
【００２３】
なお、上記記録材Ｐへのトナー像転写時の二次転写バイアスは、トナー電荷とは逆極性であり、環境（装置周囲の温湿度）及び記録材種類（坪量、表面性）に応じて最適に設定されるように、制御部１４１にて制御している。また、制御部１４１は、連続通紙時の紙間時、及びジョブ終了後に、トナー電荷と同極性の二次転写バイアスを所定時間二次転写ローラに印加する二次転写ローラクリーニング制御をしている。これにより、二次転写ローラ１１に付着した飛散トナーやかぶりトナーを中間転写体１３０側に戻し、転写性能の劣化や記録材Ｐの裏汚れを防止することができる。
【００２４】
［定着装置］
ついで、上述した画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄにてトナー像が形成された記録材Ｐを加熱及び加圧する定着装置（像加熱装置）９について詳しく説明をする。図２に示すように、定着装置９は、加熱ベルト（第１回転体）５１、定着ローラ５３及び定着テンションローラ５５を備えており、これら定着ローラ５３及び定着テンションローラ５５に加熱ベルト５１を所定の張力を与えた状態で懸架している。定着ローラ５３は、不図示の駆動源によって回転駆動可能に構成されており、この定着ローラ５３が駆動することによって加熱ベルト５１は回転駆動する。また、定着テンションローラ５５は、金属製のパイプによって形成されたローラであり、その内部には、加熱ベルト５１を加熱するためのハロゲンヒータ（加熱装置）２０１が設けられている。即ち、加熱ベルト５１はハロゲンヒータ２０１によって加熱されており、この加熱装置としてのハロゲンヒータ２０１に加熱されることによって発熱する。また、加熱ベルト５１の表面温度は、温度計２０５によって計測されており、温度計２０５の計測値に基づいて、温度制御装置１４５が所定の表面温度になるようにハロゲンヒータ２０１を制御している。
【００２５】
また、定着装置９は、加圧ベルト（第２回転体）５２、加圧ローラ５４及び加圧テンションローラ５６を備えており、これら加圧ローラ５４及び加圧テンションローラ５６に加圧ベルト５２を所定の張力を与えた状態で懸架している。加圧ローラ５４は上下に回動可能に構成されており、加圧ベルト５２を加熱ベルト５１に対して接離させることが可能になっている。
【００２６】
定着装置９は、上記加圧ベルト５２を所定のニップ圧で加熱ベルト５１に押し付けることによって、記録材Ｐを加熱及び加圧する加熱ニップ５９が形成している。加熱ニップ５９は、上記加圧及び定着ローラ５４，５３のテンションローラ側に、加圧及び加熱ベルト５２，５１の内周面と接触して外周側に向かって押圧する加圧パッド５７，５８が設けられることによって、記録材Ｐの搬送方向に広く形成されている。
【００２７】
加熱ニップ５９は、上記加熱ベルト５１が回転すると共に、加圧ベルト５２が加熱ベルト５１に従動回転することにより記録材Ｐを通過可能とする。記録材Ｐは、この搬送方向に広い加熱ニップ５９において、トナーの融点以上の温度に加熱及び加圧されることによって、静電的に担持されていたトナー像が定着される。なお、定着装置９は、トナー像が未定着状態の記録材を加熱及び加圧するだけではなく、トナー像が定着済みの記録材を加熱及び加圧して記録材表面の光沢を高めたりしても良い。
【００２８】
［接触部材］
ついで、加圧ベルト５２の表面の帯電状態を調整する接触部材としての除電ブラシ６０の構成について図２に基づいて説明をする。上述したように加熱ニップ５９には、多数の記録材Ｐが通過する。そのため、一般的な定着装置において、加熱ニップを形成する定着部材及び加圧部材（本実施の形態においては加熱ベルト５１及び加圧ベルト５２が相当）の表面が記録材Ｐと擦れることによって摩擦帯電することがある。
【００２９】
例えば、定着部材及び加圧部材の表面が帯電すると共に、これら定着部材表面と加圧部材表面の帯電量に差がでると、加熱ニップ近傍に静電界が形成される。そして、この静電電界が、トナーを定着部材に引き寄せる方向に形成されると、記録材上のトナー画像が定着部材の表面に静電的に転移してしまい、画像品質の低下を招いてしまうことがある。また、静電界の方向が、定着部材から加圧部材側に向かう方向に形成されると、その電界の大きさによっては、トナーが反発して静電的に記録材上に保持されているトナー像を乱してしまうことがある。即ち、加熱ニップ近傍に形成される静電界の方向及び強度によって、所謂、静電オフセット現象が生じ、画像品質が低下するおそれがある。
【００３０】
そのため、図２に示すように定着装置９は、加圧ベルト５２の表面に接触して加圧ベルト５２を除電する除電ブラシ６０を備えている。具体的には、この除電ブラシ６０は、定着装置９（画像形成装置１）のフレーム６１にボディアースされた本体部と、この本体部の先端に設けられた加圧ベルト５２の表面に接触するブラシ部とを備えて構成されている。
【００３１】
［加熱／加圧ベルト］
ついで、上記加熱ベルト５１及び加圧ベルト５２の構成について詳しく説明をする。図３は、加熱ベルト５１及び加圧ベルト５２を記録材Ｐの搬送方向に切断した断面図である。図３に示すように、加熱ベルト５１は、内周側から外周側に向かって基層５１１、弾性層５１２、表面層５１３を有した三層構造のベルトであり、基層５１１は、ポリイミドスリーブや金属スリーブによって構成されている。
【００３２】
弾性層５１２は、シリコンゴムやシリコンスポンジゴムなどの弾性材料によって形成されており、基層５１１を被覆するように構成されている。また、記録材Ｐと接触する表面層５１３は、耐熱性及びトナー離型性に優れたフッ素系樹脂材料によって形成されている。上記フッ素系樹脂材料としては、パーフルオロアルコキシテトラフルオロエチレン共重合体（ＰＦＡ）や、ポリテトラフルオロエチエン共重合体（ＰＴＦＥ）などが使用される。
【００３３】
また、同様に加圧ベルト５２も内周側から外周側に向かって基層５２１、弾性層５２２、表面層５２３を有した三層構造のベルトであり、基層５２１は、ポリイミドスリーブや金属スリーブによって構成されている。
【００３４】
弾性層５２２は、シリコンゴムやシリコンスポンジゴムなどの弾性材料によって形成されており、基層５２１を被覆するように構成されている。また、加熱ベルト５１の表面層５１３に押し付けられて加熱ニップ５９を形成する加圧ベルト５２の表面層５２３は、耐熱性及びトナー離型性に優れたフッ素系樹脂材料によって形成されている。上記フッ素系樹脂材料としては、パーフルオロアルコキシテトラフルオロエチレン共重合体（ＰＦＡ）や、ポリテトラフルオロエチエン共重合体（ＰＴＦＥ）などが使用される。
【００３５】
ところで、上記加熱ベルト５１及び加圧ベルト５２の表面層５１３，５２３を形成するフッ素系樹脂材料は、通常、絶縁性の部材であるが、少なくとも加圧ベルト５２の表面層５２３は、除電ブラシ６０によって除電されるため半導電性である必要がある。そのため、加圧ベルト５２の表面層５２３は、導電性物質を添加した半導電性のフッ素系樹脂材料によって形成されている。なお、加熱ベルト５１の表面層５１３は、導電性物質を添加していない、もしくは添加していても微量な略絶縁〜絶縁性のフッ素系樹脂材料により形成されている。即ち、上記加圧ベルト５２の表面層５２３の方が、加熱ベルト５１の表面層５１３よりも表面抵抗率が低くなるように構成されている。なお、上記導電性物質としては、カーボンフィラー、ニッケル粉末、ニッケル被覆材や、これらニッケル粉末またはニッケル被覆材とカーボンフィラーとの混合物などがある。
【００３６】
一方、加熱ベルト５１及び加圧ベルト５２の表面層５１３，５２３を形成するＰＦＡやＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂材料は、上記導電性物質を添加すると、引張強度、引張弾性率、伸びなどの物性値が低下することも知られている。即ち、フッ素系樹脂材料は、導電性物質の添加の割合に応じて固くなることが知られている。
【００３７】
そのため、本実施の形態では、加圧ベルト５２の表面層５２３の層厚Ｙを、加熱ベルト５１の表面層５１３の層厚Ｘよりも薄く形成している。即ち、ベルトの層厚Ｘ，Ｙを薄くすると弾性層５１２，５２２の弾性が表面層５１３，５２３に影響して表面層５１３，５２３が変形しやすくなる。そこで、表面抵抗率が低く相対的に固い加圧ベルト５２の表面層５２３を薄く、表面抵抗率が高く相対的に柔らかい加熱ベルト５１の表面層５１３を厚く形成している。
【００３８】
このようにすると、加熱ニップ５９を記録材Ｐが通過する際に、図４（ａ）に示すように加熱ベルト５１と加圧ベルト５２との変形バランスが崩れず、図４（ｂ）に示すように加熱ベルト５１と加圧ベルト５２とがバランスのとれた状態で変形する。そのため、記録材Ｐのコバ部と当接する際に表面層に発生する応力集中を小さくすることができ、加熱ベルト側と加圧ベルト側に掛かる力を分散して両ベルト５１，５２の摩耗低減及び耐久性の向上を図ることができる。
【００３９】
［実施例］
ついで、上記定着装置９を、プロセススピード３２０ｍｍ／ｓｅｃでＡ４サイズ毎分８０枚を出力可能な画像形成装置１に搭載して通紙試験を行った際の結果を比較する。まず、静電オフセット性能の比較のために、加熱ベルト５１及び加圧ベルト５２の表面層５１３，５２３の表面抵抗率を変化させた場合について比較する。定着装置９の構成及び試験条件は以下の通りである。
【００４０】
［定着装置の構成］
加熱ベルト：内径φ５０ｍｍ、厚み７０μｍ、基層（Ｎｉ製無端ベルト）、弾性層（５００μｍ厚シリコンゴム）、表面層（４０μｍ厚ＰＦＡチューブ）
定着ローラ：外径φ２０ｍｍ
定着テンションローラ：外径φ２０ｍｍ
加圧ベルト：内径φ５０ｍｍ、厚み７０μｍ、基層（Ｎｉ製無端ベルト）、弾性層（４００μｍ厚シリコンゴム）、表面層（３０μｍ厚ＰＦＡチューブ）
加圧ローラ：外径φ２０ｍｍ
加圧テンションローラ：外径φ２０ｍｍ
加熱装置：１０００Ｗハロゲンヒータ
加熱ニップ幅：１５ｍｍ（ニップ圧接時の総荷重値約８０ｋｇｆ）
［通紙条件］
使用記録材：体積抵抗の高い厚紙（坪量２００ｇ）
印刷条件：ハーフトーン画像を１０００枚印刷
【００４１】
次に、各実施例及び比較例の試験条件及び静電オフセットの発生の有無を表１に示す。
【００４２】
【表１】
0005968056.tif 000002
【００４３】
実施例１は、加熱ベルト５１の表面層５１３の表面抵抗率Ｂが、１.０×１０１３［Ω／ｓｑ］≦Ｂ≦１.０×１０１５［Ω／ｓｑ］の範囲である。また、加圧ベルト５２の表面層５２３の表面抵抗率Ｃが、１.０×１０７［Ω／ｓｑ］≦Ｃ≦１.０×１０９［Ω／ｓｑ］の範囲である。
【００４４】
表１の結果から上記実施例１の加熱ベルト５１及び加圧ベルト５２では、比較例１及び２に対して表面層５１３，５２３との間に表面電位差が付きにくいことが分かる。これは、加圧ベルト５２の表面層５２３にカーボンフィラーを添加して半導電性にすると共に、除電ブラシ６０によって表面層５２３を除電したためである。即ち、加圧ベルト５２の表面層５２３は除電ブラシ６０により除電されている。また、加熱ベルト５１の表面層５１３についても、上記加圧ベルト５２の表面層５２３に接触して除電されたり、加圧ベルト５２の表面層５２３が除電されていることにより記録材Ｐの帯電量が少なかったりすることによって、表面電位が０に近くなるためである。
【００４５】
従って、実施例１の範囲に加熱ベルト５１及び加圧ベルト５２の表面層５１３，５２３の表面抵抗率を設定すると、加熱ニップ５９に進入する直前の未定着トナー像（マイナス極性）を乱しにくく、静電オフセット現象が発生しにくいことが確認された。
【００４６】
次に、加熱ベルト５１及び加圧ベルト５２の表面層５１３，５２３の層厚を変化させて通紙試験を行った際の画像の光沢スジと、全ベタ画像における画像面内光沢ムラについて評価した結果を表２に示す。なお、定着装置９は、表２に示す表面層５１３，５２３の層厚及び表面抵抗率以外は、上述の静電オフセット性能の比較を行った定着装置と同構成である。以下に試験条件を示す。
【００４７】
［定着装置の構成］
加熱ベルトの表面層の抵抗率：１.０×１０１３［Ω／ｓｑ］
加圧ベルトの表面層の抵抗率：１.０×１０７［Ω／ｓｑ］
［試験条件１（光沢スジ評価時）］
厚紙（坪量１６０ｇ、Ａ３サイズ）を１０万枚連続通紙した直後の片面コート紙（１２８ｇ、１３ｉｎｃｈ×１９ｉｎｃｈサイズ、ブラックハーフトーン画像）によって記録材Ｐコバ部のスジが視認できるかで評価
［試験条件２（画像内光沢ムラ評価時）］
表面性の粗い非コート紙（７５ｇ）にブラックベタ画像を印刷した際の画像を視覚評価
【００４８】
【表２】
0005968056.tif 000003
【００４９】
上記加熱及び加圧ベルト５１，５２の表面層５１３，５２３の摩耗は、記録材Ｐの搬送方向に平行な左右コバ部が、連続通紙によって加熱及び加圧ベルト５１，５２に当接し続けることで発生する。特に、記録材Ｐが厚紙などの層厚が厚いものの場合に発生しやすく、加熱ベルト５１の表面層に摩耗が生じると画像の品質低下につながりやすい。
【００５０】
表２に示すように、実施例２〜４では、加熱ベルト５１の表面摩耗による光沢スジの発生していない事がわかる。一方、加熱ベルト５１の表面層５１３の層厚をＸ、加圧ベルト５２の表面層５２３の層厚をＹ、加圧ベルト５２の表面層５２３に対する加熱ベルト５１の表面層５１３の層厚の比Ｘ／ＹをＡとすると、層厚比Ａが１である比較例３では、光沢スジが発生し始めた。
【００５１】
これは、加熱ベルト５１の表面層５１３の層厚Ｘが薄すぎると、この表面層５１３の下部に弾性層５１２を持つ加熱ベルト５１が全体として微小硬度が柔らかくなり、記録材Ｐを搬送したときの表面層５１３の変形量が増し、摩耗が促進されたと考察できる。従って、表２の結果から光沢スジが発生しない層厚比の範囲は１＜Ａ≦１．６７といえる。
【００５２】
また、加熱ベルト５１の表面層５１３の硬度に関係する画像品質として光沢ムラがある。この光沢ムラは、加熱ベルト５１の表面が記録材Ｐや記録材Ｐ上の未定着トナー像の凹凸に柔軟に追従しないと、熱と圧のかかり方にムラができることで紙の繊維ムラが顕在化して光沢ムラとなって現れる現象である。
【００５３】
表２の結果を参照すると、この光沢ムラは、実施例４において発生した。これは、加熱ベルト５１の表面層（フッ素樹脂層）が厚く、加熱ベルト５１全体としての微小硬度が高すぎても、画像面に柔軟に追従しないために、未定着トナー像の溶融ムラを引き起こしていると考えられる。この結果から光沢ムラが発生しない層厚比の範囲は、０．６７≦Ａ≦１．５といえる。
【００５４】
以上の結果から、加熱ベルト５１の表面層５１３と加圧ベルト５２の表面層との層厚比Ａは、ベルトの耐久性の観点から１＜Ａ≦１．６７が好適であり、画像品質も考慮すると１＜Ａ≦１．５の範囲内にすることが最適である事が分かる。なお、本実施例においては、弾性層５１２，５２２についても、加熱ベルト５１が加圧ベルト５２よりも厚くなるように形成されている。
【００５５】
また、加熱ベルト５１及び加圧ベルト５２の表層厚みの感度については、中間層に弾性体層を持つ場合には、ベルト全体としての微小硬度に置き換えて考えることができる。表２に示すように、加熱ベルト５１の表面層５１３に対する加圧ベルト５２の表面層５２３の微小硬度の差分Ｄは、ベルトの耐久性の観点から−１．８［°］≦Ｄ≦７．９［°］の範囲が好適である。また、画像品質も考慮すると加熱ベルト５１の表面層５１３に対する加圧ベルト５２の表面層５２３の微小硬度の差分Ｄは、−１．８［°］≦Ｄ≦５．３［°］の範囲が最適であることが分かる。
【００５６】
なお、上記表面微小硬度の測定は、加熱及び加圧ベルト５１，５２をＳＵＳ製の中子に挿入して行い、高分子計器（株）社製ＭＤ−１ＴｙｐｅＣ微小硬度計を使用した。また、弾性体層が表面層に比べて十分に厚い場合（例えば３００μｍ以上）は、表面層の微小硬度を指標にすることが望ましい。
【００５７】
［第２の実施の形態］
なお、上記第１の実施の形態では定着装置９をベルト定着式により構成したが、ヒートロール式によって構成しても良い。具体的には、図５に示すように、ヒートロール式の定着装置９は、基層７１１，７２１、弾性層７１２，７２２、表面層７１３，７２３をそれぞれ備えた加熱ローラ（第１回転体）７１及び加圧ローラ（第２回転体）７２を有している。そして、これら加熱ローラ７１及び加圧ローラ７２によって加熱ニップ５９を形成するように構成されている。この場合においても、基層７１１，７２１、弾性層７１２，７２２及び表面層７１３，７２３の材質、表面抵抗率、層厚比及び微小硬度は、第１の実施の形態と同様である。
【００５８】
なお、上記第１及び第２の実施の形態では、加圧ベルト５２及び加圧ローラ７２のみ除電していたが、加熱ベルト５１及び加熱ローラ７１側にも除電ブラシを設け、これら加熱ベルト５１及び加熱ローラ７１も除電しても良い。更に、除電部材は、必ずしもブラシである必要はなく、例えばクリーニングローラなどによって除電を行なっても良い。
【００６０】
更に、加熱ベルト５１、加熱ローラ７１、加圧ベルト５２及び加圧ローラ７２は、必ずしも三層構造である必要はなく、弾性層に記録材Ｐと接する表面層が積層されていれば良い。例えば、上記加熱及び加圧ベルト５１，５２及び加熱及び加圧ローラ７１，７２は、弾性層を複数有していてもよく、基層を弾性層によって構成しても良い。また、基層にニッケル以外にもステンレス製などの他の金属ベルトを使用することもできる。更に、加熱ベルト５１及び加熱ローラ７１のコバ削れをより効果的に防止するために、加熱ベルト５１及び加熱ローラ７１を加圧ベルト５２及び加圧ローラ７２よりも大径に形成して端部昇温を極力抑えるようにしても良い。
【００６１】
また、加熱ベルト５１及び加熱ローラ７０を加熱装置によって内部加熱したが、これら加熱ベルト５１及び加熱ローラ７０の加熱方式は、内部加熱でも外部加熱でもどちらでも良い。更に、加熱装置は、抵抗加熱だけではなく、誘導加熱、赤外線輻射加熱などにより加熱ベルト５１及び加熱ローラ７０を加熱する加熱装置であっても良い。なお誘導加熱方式とは、磁束を発生するコイルを備える構成である。磁束によって渦電流を回転部材（加圧ベルトや加熱ローラ）に生じさせ、回転部材（加圧ベルトや加熱ローラ）が自身の表皮抵抗によりジュール発熱する構成である。
【００６２】
また、定着装置９は、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等の種々の画像形成装置１に搭載されることが出来ると共に、上記実施の形態に記載された発明は、どのように組み合わされてもよいことは当然である。
【符号の説明】
【００６３】
９：像加熱装置（定着装置）、５９：加熱ニップ、５１，７１：第１回転体（加熱ベルト、加熱ローラ）、５１２，７１２：弾性層、５１３，７１３：表面層、２０１：加熱装置（ハロゲンヒータ）、５２，７２：第２回転体（加圧ベルト，加圧ローラ）、５２２，７２２：弾性層、５２３，７２３：表面層、２０１：加熱装置（ハロゲンヒータ）、６０：接触部材（除電ブラシ）
【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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