(57)【要約】  【課題】  定着装置におけるベルト部材の回動に際して、摺動抵抗と騒音レベルとを同時に低減する。  【解決手段】  エンドレスベルト６２が圧力パッド６４により定着ロール６１に圧接されて、定着ロール６１との間に用紙Ｐが通過するニップ部Ｎを形成するように構成され、エンドレスベルト６２は、内周面の表面粗さが、エンドレスベルト６２の移動方向に向けて測定した表面粗さ曲線にて、最大山高さＲｐ、最大谷深さＲｖ、最大高さＲｙとして、０．５≦Ｒｐ／Ｒｖ≦１．５、かつ１．０≦Ｒｙ≦１５．０（μｍ）を満たすように形成されている。  【選択図】  図２
2006091182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、
回動部材と、
前記回動部材に接触しながら移動可能なベルト部材と、
前記ベルト部材の内側に配置され、当該ベルト部材を前記回動部材に圧接させて当該回動部材と当該ベルト部材との間に前記記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材とを備え、
前記ベルト部材は、内周面の表面粗さが、当該ベルト部材の移動方向に向けて測定した表面粗さ曲線にて、最大山高さＲｐ、最大谷深さＲｖ、最大高さＲｙとして、０．５≦Ｒｐ／Ｒｖ≦１．５、かつ１．０≦Ｒｙ≦１５．０（μｍ）を満たすことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ベルト部材と前記圧力部材との間に配設された摺擦部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記ベルト部材は、耐熱性樹脂からなる基材と、当該基材の少なくとも前記回動部材側の面に形成されたフッ素樹脂からなる表面層とから構成されたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
前記ベルト部材に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項５】
前記回動部材を加熱する加熱部材、または前記ベルト部材を加熱する加熱部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項６】
記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置に用いられるベルト管状体であって、
耐熱性樹脂からなる基材と、
前記基材の少なくとも外周面に形成されたフッ素樹脂からなる表面層とを有し、
内周面の表面粗さが、周方向に向けて測定した表面粗さ曲線にて、最大山高さＲｐ、最大谷深さＲｖ、最大高さＲｙとして、０．５≦Ｒｐ／Ｒｖ≦１．５、かつ１．０≦Ｒｙ≦１５．０（μｍ）を満たすことを特徴とするベルト管状体。
【請求項７】
前記基材は、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂のうちの、１または複数からなることを特徴とする請求項６記載のベルト管状体。
【請求項８】
前記表面層は、ポリテトラフルオロエチレン、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、テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体のうちの、１または複数からなることを特徴とする請求項６記載のベルト管状体。
【請求項９】
前記基材は、側面の表面粗さが、円周方向に測定した表面粗さ曲線にて、最大山高さＲｐ、最大谷深さＲｖ、最大高さＲｙとして、０．５≦Ｒｐ／Ｒｖ≦１．５、かつ１．０≦Ｒｙ≦１５．０（μｍ）を満たす円筒状金型に、耐熱性樹脂溶解液を塗布することにより形成されたことを特徴とする請求項６記載のベルト管状体。
【請求項１０】
トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材上に転写されたトナー像を当該記録材に定着する定着手段とを含み、
前記定着手段は、
回動部材と、
前記回動部材に接触しながら移動可能なベルト部材と、
前記ベルト部材の内側に配置され、当該ベルト部材を前記回動部材に圧接させて当該回動部材と当該ベルト部材との間に前記記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材とを備え、
前記ベルト部材は、内周面の表面粗さが、当該ベルト部材の移動方向に向けて測定した表面粗さ曲線にて、最大山高さＲｐ、最大谷深さＲｖ、最大高さＲｙとして、０．５≦Ｒｐ／Ｒｖ≦１．５、かつ１．０≦Ｒｙ≦１５．０（μｍ）を満たす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、定着装置等に関し、より詳しくは例えば電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられる定着装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、例えばドラム状に形成された感光体（感光体ドラム）を一様に帯電し、この感光体ドラムを画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体ドラム上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像をトナーによって可視像（トナー像）とし、このトナー像を感光体ドラム上から記録紙に転写した後、定着装置によってこのトナー像を記録紙に定着している。
【０００３】
かかる画像形成装置に用いられる定着装置は、円筒状の芯金の内部に加熱源を備え、その芯金に耐熱性弾性体層と、その外周面に離型層とが積層して形成された定着ロールと、この定着ロールに対して圧接配置され、芯金に耐熱性弾性体層と、その外周面に耐熱性樹脂被膜あるいは耐熱性ゴム被膜による離型層とが積層して形成された加圧ロールとで構成されている。そして、定着ロールと加圧ロールとの間に、未定着トナー像を担持した記録紙を通過させて、未定着トナー像に対して加熱と加圧とを行うことによって、記録紙にトナー像を定着している。このような定着装置は、ロールニップ方式と呼ばれて、一般に広く利用されている。
【０００４】
近年、画像形成装置における高生産性やカラー化の進展に伴い、定着装置においても高速化への対応が要求されている。その際、ロールニップ方式の定着装置では、トナーと記録紙に充分な熱量が供給できるように、ニップ幅を定着速度に比例して広く設定することが必要となる。ニップ幅を広くする方法として、定着ロールと加圧ロールとの間の荷重を大きくする方法や、弾性体層の厚さを厚くする方法、さらにはロール径を大きくする方法が考えられる。
しかし、荷重を大きくする方法や、弾性体層の厚さを厚くする方法では、ロールの撓みに起因するニップ幅の形状がロール軸に沿って不均一になることから、定着むらや紙しわが生じ易い等といった画像品質上の問題がある。また、ロール径を大きくする方法では、装置の大型化を招くとともに、ロールを室温から定着可能温度に上昇させるまでの時間（ウォームアップタイム）が長くなるという問題がある。
【０００５】
そこで、これらの問題を解消して、画像形成装置の高速化に対応した定着装置を実現するべく、本出願人は、表面が弾性変形する回転可能な定着ロールと、この定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルトと、このエンドレスベルトの内側に非回転状態で配置された圧力パッドとを具備し、圧力パッドによって、定着ロールとの接触面が形成されるようにエンドレスベルトを定着ロールに圧接させ、エンドレスベルトと定着ロールとの間にシートを通過させることができるようにベルトニップを設けるとともに、定着ロールの表面のうち、シートの出口側を局部的に弾性変形させるように構成した定着装置に関する技術を提案している（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
かかる特許文献１に記載した定着装置（「ベルトニップ方式」という。）では、従来のロールニップ方式の定着装置における加圧ロールに代え、圧力パッドを用いてエンドレスベルトを定着ロールに圧接させている。このような構成を採用することにより、定着ロールとエンドレスベルトとによって形成されるベルトニップの幅が従来の定着ロールと加圧ロールとのロールニップの幅よりも容易に大きくすることができるとともに、ニップ部において均一で高いニップ圧を付与することができるので、高速化への対応が可能となり、しかも装置の小型化を図ることも容易である。
【０００７】
さらには、定着ロールに圧接させるエンドレスベルトの熱容量は小さく、加えて圧力パッドが非回転状態で配置されていることから、定着ロールから伝わる熱が外部に発散され難い構成を実現している。そのため、定着ロールの回転が開始されても、定着ロールからエンドレスベルト側に奪われる熱量は少なく、トナーの溶融に際しての熱効率を高めることができるとともに、ベルトニップでの温度低下量も小さいことから、トナーの定着性の向上を図ることができるという利点も有している。
【０００８】
【特許文献１】特許第３２９８３５４号公報(第４-７頁)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、圧力パッドを用いてベルト部材であるエンドレスベルトをロールに圧接させる方式の定着装置においては、圧力パッドによりエンドレスベルトをロールに圧接させるに際し、圧力パッドとエンドレスベルトとの間の滑り性（摺動抵抗の低減）を確保する必要がある。そのため、両者の間に潤滑剤を塗布したり、さらには圧力パッド上に低摩擦シートを配置し、この低摩擦シートとエンドレスベルトとの摺擦面に潤滑剤を塗布して摺動させている。その際に、エンドレスベルトが圧力パッドまたは低摩擦シートと摺擦する内周面においては、表面を粗面に形成することによって、圧力パッドまたは低摩擦シートとの接触面積を小さくし、さらには潤滑剤の保持能力を向上させている。
【００１０】
しかしながら、エンドレスベルト内周面の粗さは、表面粗さ値を大きくする程、圧力パッドまたは低摩擦シートとの接触面積が小さくなり、さらには潤滑剤の保持能力を高めることができるので、摺動抵抗の低減効果を高めることができるが、その反面、エンドレスベルトと圧力パッドまたは低摩擦シートとの接触による摺擦音が大きくなり、エコマーク基準を超えた騒音が発生する場合がある。
また、その他方で、表面粗さ値を小さくすれば、騒音レベルを許容範囲に抑えることは可能となるが、摺動抵抗の低減効果は小さなものとなる。
このように、エンドレスベルトと、圧力パッドまたは低摩擦シートとの摺動部において、摺動抵抗の低減と騒音レベルの軽減とを両立させることは大きな課題となっていた。
【００１１】
そこで本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、定着装置におけるベルト部材の回動に際して、摺動抵抗と騒音レベルとを同時に低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的のもと、本発明の定着装置は、記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置であって、回動部材と、回動部材に接触しながら移動可能なベルト部材と、ベルト部材の内側に配置され、ベルト部材を回動部材に圧接させて回動部材とベルト部材との間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材とを備え、ベルト部材は、内周面の表面粗さが、ベルト部材の移動方向に向けて測定した表面粗さ曲線にて、最大山高さＲｐ、最大谷深さＲｖ、最大高さＲｙとして、０．５≦Ｒｐ／Ｒｖ≦１．５、かつ１．０≦Ｒｙ≦１５．０（μｍ）を満たすことを特徴としている。
【００１３】
ここで、ベルト部材と圧力部材との間に配設された摺擦部材をさらに備えた構成とすることができる。また、ベルト部材は、耐熱性樹脂からなる基材と、基材の少なくとも回動部材側の面に形成されたフッ素樹脂からなる表面層とから構成されたことを特徴とすることもできる。さらに、ベルト部材に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部材をさらに備えた構成とすることもできる。
また、回動部材を加熱する加熱部材、またはベルト部材を加熱する加熱部材をさらに備えた構成とすることもできる。
【００１４】
また、本発明をベルト管状体として捉え、本発明のベルト管状体は、記録材に担持されたトナー像を定着する定着装置に用いられるベルト管状体であって、耐熱性樹脂からなる基材と、基材の少なくとも外周面に形成されたフッ素樹脂からなる表面層とを有し、内周面の表面粗さが、周方向に向けて測定した表面粗さ曲線にて、最大山高さＲｐ、最大谷深さＲｖ、最大高さＲｙとして、０．５≦Ｒｐ／Ｒｖ≦１．５、かつ１．０≦Ｒｙ≦１５．０（μｍ）を満たすことを特徴としている。
【００１５】
ここで、基材は、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂のうちの、１または複数からなることを特徴とすることができる。また、表面層は、ポリテトラフルオロエチレン、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、テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体のうちの、１または複数からなることを特徴とすることができる。さらに、基材は、側面の表面粗さが、円周方向に測定した表面粗さ曲線にて、最大山高さＲｐ、最大谷深さＲｖ、最大高さＲｙとして、０．５≦Ｒｐ／Ｒｖ≦１．５、かつ１．０≦Ｒｙ≦１５．０（μｍ）を満たす円筒状金型に、耐熱性樹脂溶解液を塗布することにより形成されたことを特徴とすることもできる。
【００１６】
さらに、本発明を画像形成装置として捉え、本発明の画像形成装置は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材上に転写する転写手段と、記録材上に転写されたトナー像を記録材に定着する定着手段とを含み、定着手段は、回動部材と、回動部材に接触しながら移動可能なベルト部材と、ベルト部材の内側に配置され、ベルト部材を回動部材に圧接させて回動部材とベルト部材との間に記録材が通過するニップ部を形成する圧力部材とを備え、ベルト部材は、内周面の表面粗さが、ベルト部材の移動方向に向けて測定した表面粗さ曲線にて、最大山高さＲｐ、最大谷深さＲｖ、最大高さＲｙとして、０．５≦Ｒｐ／Ｒｖ≦１．５、かつ１．０≦Ｒｙ≦１５．０（μｍ）を満たすことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の効果として、ベルト部材の回動に際しての摺動抵抗と騒音レベルとを同時に低減することにより、長期に亘り紙しわや画像ずれ等の発生を抑えて高品質な画像を形成することができるとともに、騒音レベルを許容範囲に抑えることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[実施の形態１]
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋ、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写(一次転写)させる一次転写部１０、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写部２０、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置６０を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。
【００１９】
本実施の形態において、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６、感光体ドラム１１上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１７、などの電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に、略直線状に配置されている。
【００２０】
中間転写体である中間転写ベルト１５は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は１０6〜１０14Ωｃｍとなるように形成されており、その厚さは例えば０.１ｍｍ程度に構成されている。中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図１に示すＢ方向に所定の速度で循環駆動（回動）されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ（図示せず）により駆動されて中間転写ベルト１５を回動させる駆動ロール３１、各感光体ドラム１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する補正ロールとして機能するテンションロール３３、二次転写部２０に設けられるバックアップロール２５、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール３４を有している。
【００２１】
一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に対向して配置される一次転写ロール１６で構成されている。一次転写ロール１６は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７〜１０９Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。そして、一次転写ロール１６は中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に圧接配置され、さらに一次転写ロール１６にはトナーの帯電極性（マイナス極性とする。以下同様。）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
【００２２】
二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール２２と、バックアップロール２５とによって構成される。バックアップロール２５は、表面がカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲとのブレンドゴムのチューブ、内部がＥＰＤＭゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率が１０７〜１０１０Ω／□となるように形成され、硬度は例えば７０°（アスカーＣ）に設定されている。このバックアップロール２５は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写ロール２２の対向電極をなし、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール２６が当接配置されている。
【００２３】
一方、二次転写ロール２２は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７〜１０９Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。そして、二次転写ロール２２は中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５に圧接配置され、さらに二次転写ロール２２は接地されてバックアップロール２５との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部２０に搬送される用紙Ｐ上にトナー像を二次転写する。
【００２４】
また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が接離自在に設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側には、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋにおける画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２が配設されている。また、黒の画像形成ユニット１Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配設されている。この基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋは画像形成を開始するように構成されている。
【００２５】
さらに、本実施の形態の画像形成装置では、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０、この用紙トレイ５０に集積された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１、ピックアップロール５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを二次転写部２０へと送り込む搬送シュート５３、二次転写ロール２２により二次転写された後に搬送される用紙Ｐを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５、用紙Ｐを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６を備えている。
【００２６】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図１に示すような画像形成装置では、図示しない画像読取装置（ＩＩＴ）や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置（ＩＰＳ）により所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋによって作像作業が実行される。ＩＰＳでは、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。
【００２７】
レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射している。画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの各感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋによって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。
【００２８】
画像形成ユニット１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋの感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部１０において、一次転写ロール１６により中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性（マイナス極性）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像を中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。
【００２９】
トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１５は移動してトナー像が二次転写部２０に搬送される。トナー像が二次転写部２０に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部２０に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙トレイ５０から所定サイズの用紙Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、搬送シュート５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が担持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール（図示せず）が回転することで、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。
【００３０】
二次転写部２０では、中間転写ベルト１５を介して、二次転写ロール２２がバックアップロール２５に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール２６からトナーの帯電極性（マイナス極性）と同極性の電圧（二次転写バイアス）が印加されると、二次転写ロール２２とバックアップロール２５との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１５上に担持された未定着トナー像は、二次転写ロール２２とバックアップロール２５とによって押圧される二次転写部２０において、用紙Ｐ上に一括して静電転写される。
【００３１】
その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へと搬送される。搬送ベルト５５では、定着装置６０における最適な搬送速度に合わせて、用紙Ｐを定着装置６０まで搬送する。定着装置６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置６０によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部に搬送される。
一方、用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回動に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール３４および中間転写ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。
【００３２】
次に、本実施の形態の画像形成装置に用いられる定着装置６０について説明する。図２は本実施の形態の定着装置６０の構成を示す側断面図である。定着装置６０は、回動部材の一例としての定着ロール６１、ベルト部材の一例としてのエンドレスベルト６２、およびエンドレスベルト６２を介して定着ロール６１から押圧される圧力部材の一例としての圧力パッド６４により主要部が構成されている。
【００３３】
定着ロール６１は、金属製のコア（円筒状芯金）６１１の周囲に耐熱性弾性体層６１２、および離型層６１３を積層して構成された円筒状ロールであり、回転自在に支持されて所定の表面速度で回転する。
定着ロール６１の内部には、発熱源として、例えば定格６００Ｗのハロゲンヒータ６６が配設されている。一方、定着ロール６１の表面には温度センサ６９が接触して配置されている。画像形成装置の制御部４０は、この温度センサ６９による温度計測値に基づいてハロゲンヒータ６６の点灯を制御し、定着ロール６１の表面温度が所定の設定温度（例えば、１７５℃）を維持するように調整している。
【００３４】
エンドレスベルト６２は、継ぎ目がない無端状のベルトであり、エンドレスベルト６２の内部に配置された圧力パッド６４とベルトガイド部材６３、さらにはエンドレスベルト６２の両端部に配置されたエッジガイド部材８０（後段の図３参照）によって回動自在に支持されている。そして、ニップ部Ｎにおいて定着ロール６１に対して圧接されるように配置され、定着ロール６１に従動して回動する。
ここで、図３はエンドレスベルト６２が支持される構成を説明する構成図であり、用紙Ｐの搬送方向下流側から見た定着装置６０の一方の端部領域を示している。
図３に示したように、エンドレスベルト６２の内部に配置されたホルダ６５の両端部にエッジガイド部材８０が配設されている。エッジガイド部材８０は、ニップ部Ｎとその近傍に対応する部分に切り欠きが形成された円筒状、すなわち断面がＣ形状のベルト走行ガイド部８０１、このベルト走行ガイド部８０１の外側に設けられ、エンドレスベルト６２の外径よりも大きな外径で形成されたフランジ部８０２、さらにフランジ部８０２の外側に設けられ、エッジガイド部材８０を定着装置６０本体に位置決めして固定するための保持部８０３で構成されている。
【００３５】
そして、エンドレスベルト６２の両端部では、ニップ部Ｎとその近傍を除いて、両端部の内周面がベルト走行ガイド部８０１の外周面に支持され、エンドレスベルト６２はベルト走行ガイド部８０１の外周面に沿って回動する。したがって、ベルト走行ガイド部８０１は、エンドレスベルト６２がスムーズに回動することができるように摩擦係数の小さな材質で形成され、さらには、エンドレスベルト６２から熱を奪い難いように熱伝導率の低い材質で形成されている。
また、フランジ部８０２は、ホルダ６５の両端部において対向するように配置された両フランジ部８０２の内側面が、エンドレスベルト６２の幅と略一致する間隔を持つように配置されている。そして、エンドレスベルト６２が回動する際には、エンドレスベルト６２の端部がフランジ部８０２の内側面に当接することによって、エンドレスベルト６２の幅方向への移動（ベルトウォーク）が制限されている。このように、エンドレスベルト６２は、エッジガイド部材８０によって片寄りが規制されるように支持されている。
【００３６】
また、エンドレスベルト６２の両端部を除く長手方向の領域では、エンドレスベルト６２は圧力パッド６４とベルトガイド部材６３とに支持されている（図２も参照）。そして、エンドレスベルト６２の両端部を除く領域では、エンドレスベルト６２の内周面が圧力パッド６４とベルトガイド部材６３とに摺擦しながら回動する。
ベルトガイド部材６３は、エンドレスベルト６２の内部に配置されたホルダ６５に、長手方向に沿って取り付けられている。また、ベルトガイド部材６３には、エンドレスベルト６２の回転方向に向けて複数のリブが形成され、エンドレスベルト６２内周面との接触面積を極力少なくするように構成されている。さらに、ベルトガイド部材６３は、エンドレスベルト６２がスムーズに回動することができるように摩擦係数が低い材質であって、かつ、エンドレスベルト６２から熱を奪い難いように熱伝導率が低い材質で形成されている。具体的には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）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の耐熱性樹脂が用いられる。
【００３７】
次に、圧力パッド６４は、エンドレスベルト６２の内側において金属製のホルダ６５に支持されている。そして、エンドレスベルト６２を介して定着ロール６１に押圧される状態で配置され、定着ロール６１との間でニップ部Ｎを形成している。圧力パッド６４は、ニップ部Ｎの入口側（上流側）に、幅の広いニップ部Ｎを確保するためのプレニップ部材６４ａを配置している。また、ニップ部Ｎの出口側（下流側）には、定着ロール６１表面を局所的に押圧することで、トナー像表面を平滑化して画像光沢を付与するとともに、定着ロール６１表面に歪み（凹み）を与えて用紙Ｐにダウンカールを形成し、用紙Ｐを定着ロール６１表面から剥離するための剥離ニップ部材６４ｂを配置している。
【００３８】
さらに、圧力パッド６４には、エンドレスベルト６２の内周面と圧力パッド６４との摺動抵抗を小さくするために、エンドレスベルト６２と接する面に摺擦部材の一例としての低摩擦シート６８が設けられている。
低摩擦シート６８は、ニップ部Ｎの上流側端部が低摩擦シート固定部材６８ａによってホルダ６５に固定されている。そして、エンドレスベルト６２の回動方向に沿って、圧力パッド６４とエンドレスベルト６２内周面との間に挟持された状態で、ニップ部Ｎの全域に亘って配設されている。なお、低摩擦シート６８のニップ部Ｎ下流側は、低摩擦シート６８に歪みが生じないように、固定されず自由端（フリー）の状態に設定されている。そして、低摩擦シート６８は、ニップ部Ｎにおいて圧力パッド６４と定着ロール６１との間に押圧力が印加されている状態の下で、エンドレスベルト６２内周面と圧力パッド６４との摺動抵抗（摩擦抵抗）を低減している。
【００３９】
このような構成において、定着ロール６１は、図示しない駆動モータに連結されて矢印Ｃ方向に回転し、この回転に従動してエンドレスベルト６２も定着ロール６１と同じ方向に回動する。図１に示した画像形成装置の二次転写部２０においてトナー像が静電転写された用紙Ｐは、定着入口ガイド５６によって導かれて、ニップ部Ｎに搬送される。そして、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際に、用紙Ｐ上のトナー像はニップ部Ｎに作用する圧力と、定着ロール６１から供給される熱とによって定着される。本実施の形態の定着装置６０では、ほぼ定着ロール６１の外周面に倣う凹形状のプレニップ部材６４ａによりニップ部Ｎを広く構成することができるため、安定した定着性能を確保することができる。
【００４０】
なお、ニップ部Ｎの下流側近傍には、剥離ニップ部材６４ｂによって定着ロール６１から剥離された用紙Ｐを完全に定着ロール６１から分離し、画像形成装置の排出部へ向かう排紙通路に誘導するための剥離補助部材７０が配設されている。剥離補助部材７０は、剥離バッフル７１が定着ロール６１の回転方向と対向する向き（カウンタ方向）に定着ロール６１と近接する状態でバッフルホルダ７２によって保持されている。
【００４１】
次に、定着装置６０を構成する各部材について詳細に述べる。まず定着ロール６１では、コア（基材）６１１は、鉄、アルミニウム、ＳＵＳ等の熱伝導率の高い金属で形成された、例えば外径３０ｍｍ、肉厚１．８ｍｍ、長さ３６０ｍｍの円筒体で構成されている。
耐熱性弾性体層６１２は、耐熱性の高い弾性体で構成され、特に、ゴム硬度が１５〜４５°（ＪＩＳ−Ａ）程度のゴム、エラストマー等の弾性体を用いるのが好ましい。具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いることができる。本実施の形態の定着装置６０では、ゴム硬度が３５°（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンＨＴＶゴムを６００μｍの厚さでコア６１１に被覆している。
【００４２】
離型層６１３には、例えばシリコーン樹脂、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂が用いられるが、トナーに対する離型性や耐摩耗性の観点から、フッ素樹脂が適している。フッ素樹脂としては、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）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等が使用できる。離型層６１３の厚さは、５〜３０μｍが好ましい。本実施の形態の定着装置６０では、厚さ３０μｍのＰＦＡを被覆し、表面を鏡面状態に近く仕上げている。
【００４３】
エンドレスベルト６２は、出力画像に継ぎ目に起因する欠陥が生じないように、原形が円筒形状に形成された継ぎ目がない無端ベルトであり、ベース層と、このベース層の定着ロール６１側の面（外周面）または両面に被覆された離型層（表面層）とから構成されている。ベース層は、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂等のポリマーが耐熱性、機械特性等の観点から好適に用いられる。その厚さは、３０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１２５μｍ、より好ましくは７５〜１００μｍ程度に設定される。
【００４４】
ベース層の表面に被覆される離型層（表面層）としては、フッ素樹脂が用いられる。ここで、フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体（ＭＦＡ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体（ＥＦＡ）、ポリエチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロ三フッ化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、フッ化ビニル（ＰＶＦ）等が挙げられる。特に耐熱性、機械特性等の観点から、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体（ＭＦＡ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体（ＥＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）が好適に用いられる。その厚さは５〜１００μｍ、好ましくは１０〜３０μｍ程度に設定される。
本実施の形態の定着装置６０では、周長９４ｍｍ、厚さ７５μｍ、幅３２０ｍｍの熱硬化性ポリイミドからなるベース層に、厚さ３０μｍのＰＦＡからなる離型層を積層した構成のエンドレスベルト６２を用いている。
【００４５】
エンドレスベルト６２の内部に配置された圧力パッド６４は、上述したように、プレニップ部材６４ａと剥離ニップ部材６４ｂとで構成され、バネや弾性体によって定着ロール６１を、例えば３５ｋｇｆの荷重で押圧するようにホルダ６５に支持されている。プレニップ部材６４ａには、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体や板バネ等を用いることができ、定着ロール６１側の面は、ほぼ定着ロール６１の外周面に倣う凹状曲面で形成されている。本実施の形態の定着装置６０では、幅１０ｍｍ、厚さ５ｍｍ、長さ３２０ｍｍのシリコーンゴムを用いている。
剥離ニップ部材６４ｂは、ＰＰＳ、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の耐熱性を有する樹脂、または鉄、アルミニウム、ＳＵＳ等の金属で形成されている。剥離ニップ部材６４ｂの形状としては、ニップ部Ｎにおける外面形状が一定の曲率半径を有する凸状曲面に形成されている。
そして、本実施の形態の定着装置６０では、エンドレスベルト６２は、圧力パッド６４により定着ロール６１に約４０°の巻き付き角度でラップされ、約１０ｍｍ幅のニップ部Ｎを形成している。
【００４６】
さらに、ホルダ６５には、定着装置６０の長手方向に亘って潤滑剤塗布部材６７が配設されている。潤滑剤塗布部材６７は、エンドレスベルト６２内周面に対して接触するように配置され、潤滑剤を適量供給する。これにより、エンドレスベルト６２と低摩擦シート６８との摺動部に潤滑剤を供給し、低摩擦シート６８を介したエンドレスベルト６２と圧力パッド６４との摺動抵抗をさらに低減して、エンドレスベルト６２の円滑な回動を図っている。また、エンドレスベルト６２の内周面や低摩擦シート６８表面の摩耗を抑制する効果も有している。
【００４７】
なお、潤滑剤としては、定着温度環境下での長期使用に対する耐久性を有し、かつ、エンドレスベルト６２内周面との濡れ性を維持できるものが適している。例えば、シリコーンオイルやフッ素オイル等の液体状のオイルや、固形物質と液体とを混合させた合成潤滑油グリース等、さらにはこれらを組み合わせたものを用いることができる。シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、有機金属塩添加ジメチルシリコーンオイル、ヒンダードアミン添加ジメチルシリコーンオイル、有機金属塩およびヒンダードアミン添加ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、有機金属塩添加アミノ変性シリコーンオイル、ヒンダードアミン添加アミノ変性シリコーンオイル、カルボキシ変性シリコーンオイル、シラノール変性シリコーンオイル、スルホン酸変性シリコーンオイル等を用いることもできる。また、フッ素オイルとしては、パーフルオロポリエーテルオイル、変性パーフルオロポリエーテルオイルを用いることもできる。本実施の形態の定着装置６０では、アミノ変性シリコーンオイルを用いている。
【００４８】
続いて、エンドレスベルト６２の内周面の表面形状について説明する。
本実施の形態の定着装置６０では、エンドレスベルト６２の内周面には、微細凹凸が形成されている。このようにエンドレスベルト６２の内周面に微細凹凸を形成することにより、エンドレスベルト６２の内周面と低摩擦シート６８との接触面積を低減することができる。また、エンドレスベルト６２内周面における潤滑剤の保持能力を向上させることができる。その結果、エンドレスベルト６２と低摩擦シート６８とは、潤滑剤を安定的に保持しながら、小さな接触面積で摺動するので、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との摺動抵抗を低い状態に保つことが可能となる。
【００４９】
上述したように、トナー像が静電転写された用紙Ｐが定着装置６０のニップ部Ｎを通過することによってトナー像が用紙Ｐに定着されるが、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際の搬送力は、駆動側の定着ロール６１から受けている。すなわち、用紙Ｐは、定着ロール６１の回転に伴い、定着ロール６１から摩擦力を受けることによって搬送されている。
一方、ニップ部Ｎに用紙Ｐが搬送されていない状態では、従動側のエンドレスベルト６２も定着ロール６１から摩擦力を受けることによって回動しているが、ニップ部Ｎに用紙Ｐが搬送され、用紙Ｐがニップ部Ｎに挟持されている状態では、エンドレスベルト６２は用紙Ｐを介して定着ロール６１から搬送力を受けている。したがって、用紙Ｐ側から捉えるとすると、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際には、用紙Ｐには、定着ロール６１からの搬送力が働くと同時に、エンドレスベルト６２側から搬送方向とは逆方向の力(逆搬送力)が作用することとなる。
【００５０】
したがって、仮にエンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間の摺動抵抗が増加した場合には、エンドレスベルト６２の回動が円滑でなくなるために、用紙Ｐはエンドレスベルト６２から逆搬送力を受けることとなる。その場合には、用紙Ｐの搬送が定着ロール６１の回動に追随できなくなって、用紙Ｐと定着ロール６１との間でスリップが発生する。
特に、ニップ部Ｎにおいては、定着ロール６１の外径が中央部から両端部にかけて大きく形成された所謂フレア形状で構成されたり、剥離ニップ部材６４ｂと定着ロール６１との間の押圧力が中央部から両端部にかけて大きくなるように設定されることによって、常に用紙Ｐに対し中央部から両端部に向かって幅方向の力が作用するように構成されている。そして、この幅方向に向かう力が、用紙Ｐを両幅方向に引っ張ることで、用紙Ｐに紙しわが生じるのを抑制している。ところが、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間の摺動抵抗が増加して、用紙Ｐが定着ロール６１の搬送に追随できなくなってスリップすると、このような用紙Ｐの幅方向に作用する力のバランスが崩れることとなり、用紙Ｐに紙しわや画像ずれを生じさせる結果を招いてしまう。
【００５１】
そこで、本実施の形態の定着装置６０では、エンドレスベルト６２の内周面に微細凹凸を形成し、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との摺動抵抗を低い状態に保っている。その結果、用紙Ｐを定着ロール６１と等速に安定して搬送することが可能となり、画像ずれや用紙Ｐへの紙しわの発生が抑えられる。
【００５２】
ここで、エンドレスベルト６２の内周面に形成される微細凹凸の作用について、さらに詳細に述べる。まず、上述したように、潤滑剤塗布部材６７は、エンドレスベルト６２内周面に接触するように配置され、アミノ変性シリコーンオイル等の潤滑剤をエンドレスベルト６２内周面に対し常時供給している。
エンドレスベルト６２の移動に伴う潤滑剤塗布部材６７との接触により、潤滑剤塗布部材６７からエンドレスベルト６２内周面の全面に亘って塗布された潤滑剤は、エンドレスベルト６２内周面に形成された微細凹凸のうち、主として凹部に保持される。潤滑剤は表面張力により互いに集まって一つの集合としてまとまろうとするので、凹部においては、潤滑剤がそれぞれ微小な集合となって安定的に保持されることとなる。
また、エンドレスベルト６２内周面と潤滑剤塗布部材６７との接触に際して、潤滑剤塗布部材６７と微細凹凸の凸部との接触によって潤滑剤が均されるので、余分な潤滑剤は潤滑剤塗布部材６７に回収することができる。そのため、凹部における潤滑剤の保持量は略一定量に制御され、エンドレスベルト６２内周面の全面に亘って潤滑剤を均一に保持することが可能となる。
【００５３】
また、このようにエンドレスベルト６２の内周面が微細な凹凸形状に形成されると、ニップ部Ｎにおいては、エンドレスベルト６２の内周面のうち微細凹凸の凸部において低摩擦シート６８の摺擦面と接触することとなる。そのため、エンドレスベルト６２の内周面と低摩擦シート６８との接触面積は小さなものとなる。さらには、ニップ部Ｎでは、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間には押圧力が作用していることから、微細凹凸の凹部に保持された潤滑剤はこの押圧力によって一部が押し出され、微細凹凸の凸部に潤滑剤を供給する。したがって、エンドレスベルト６２内周面と低摩擦シート６８の摺擦面との接触では、微細凹凸の凸部が潤滑剤を介して低摩擦シート６８と接触する状態が形成される。そのため、ニップ部Ｎでは、微細凹凸の凸部のみの接触であるため接触面積が低減され、さらにその各接触点においては潤滑剤の被膜が介在するので、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間の摺動抵抗を極めて小さいものとすることができる。
【００５４】
次に、エンドレスベルト６２内周面に形成する微細凹凸の粗さ値について、エンドレスベルト６２内周面が低摩擦シート６８と摺動する際における摺擦音の発生の観点から述べる。
本実施の形態の定着装置６０では、ニップ部Ｎにおいて、圧力パッド６４がエンドレスベルト６２の内側から定着ロール６１を押圧するように構成されているために、エンドレスベルト６２の内周面に形成された微細凹凸と低摩擦シート６８の摺擦面との間に摺擦振動が発生して、これが摺擦音となる。このような摺擦音は、エンドレスベルト６２がニップ部Ｎを抜け出し、ニップ部Ｎでの押圧力から解放される際に発生することが観察されていることから、エンドレスベルト６２の移動方向に向けた内周面の表面粗さ値が振動の大きさに影響を与えることが判明している。そして、この表面粗さ値が所定値を超えると摺擦音が許容値以上となって、所謂「エコマーク基準」を満たさない状態となる場合がある。
したがって、微細凹凸のエンドレスベルト６２の移動方向に向けて計測される表面粗さ値は、上記したエンドレスベルト６２と低摩擦シート６８との摺動抵抗を低い状態に保つと同時に、エンドレスベルト６２からの摺擦音を許容値以下とするように、所定の範囲に設定する必要がある。
【００５５】
そこで、本発明者は、実験を重ねた結果、エンドレスベルト６２の内周面が、エンドレスベルト６２の移動方向に向けて表面粗さを計測した際の表面粗さ曲線において、最大山高さＲｐと最大谷深さＲｖとの比（Ｒｐ／Ｒｖ）が０．５〜１．５の範囲であり、かつ、最大高さＲｙが１．０〜１５．０μｍの範囲である場合に、エンドレスベルト６２と低摩擦シート６８との摺動抵抗を充分に低い状態に保つことができると同時に、エンドレスベルト６２からの摺擦音を許容値以下に低減することができることを見出した。
ここで、最大山高さＲｐと最大谷深さＲｖ、および最大高さＲｙの測定においては、表面粗さ形状測定機サーフコム１００Ａ（東京精密社製）を用い、測定条件は、ＪＩＳ−１９９４規格において、測定種別：粗さ測定、測定長さ：４．０ｍｍ、カットオフ波長：０．８０ｍｍ、測定速度：０．３ｍｍ／ｓ、カットオフ種別：ガウシアン、傾斜補正：最小二乗曲線補正とした。
また、図４に表面粗さ曲線を示したが、最大山高さＲｐとは、評価長さＬの範囲において、平均線から最も高い山頂までの高さをいい、最大谷深さＲｖとは、評価長さＬの範囲において、平均線から最も深い谷底までの深さをいう。また、最大高さＲｙは、最大山高さＲｐと最大谷深さＲｖとを足した値（Ｒｙ＝Ｒｙ＋Ｒｖ）をいう。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例およびこれに対する比較例に基づき、本実施の形態のエンドレスベルト６２の内周面に形成される微細凹凸の粗さ値について、そのエンドレスベルト６２と低摩擦シート６８との摺動抵抗および摺擦音に与える効果と対比させながら具体的に説明する。なお、本実施の形態のエンドレスベルト６２は実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
ポリイミド前駆体溶液としては、ポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液（商品名：Ｕワニス／宇部興産（株）製、固形分濃度：１８％、粘度：約５Ｐａ・ｓ）を用い、これを内径８０ｍｍ、高さ６００ｍｍの円筒容器からなる塗布槽に満たした。
また、円筒状芯体としては、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミニウム製円筒金型であって、その表面をブラスト加工することにより、円筒状芯体表面の表面粗さを、最大山高さＲｐ＝２．４μｍ、最大谷深さＲｖ＝２．５μｍ、最大高さＲｙ＝４．９μｍに形成したものを用いた。なお、ブラスト処理としては、サンドブラストやガラスビーズブラスト等によって、定形、不定形の微細凹凸を形成することができる。
そして、この表面に脱型補助剤であるシリコーン系離型剤ＫＳ７００（信越化学（株）製）を塗布し、３００℃にて１時間の焼き付け処理を実施して被塗布金型とした。
その後、被塗布金型上に、上述した塗布槽においてポリイミド前駆体溶液をコートし、さらに１００℃にて１時間乾燥した後に、フッ素樹脂分散液７１０ＣＬ（三井デュポンフロロケミカル（株）製）をコートした。
【００５７】
被塗布金型上にコートされたポリイミド前駆体溶液およびフッ素樹脂分散液は、焼成炉内において６０℃にて１０分間乾燥された後、３８０℃まで徐々に加熱され、焼成が行なわれた。そして、常温まで冷却されて、ベルト管状体が形成された。
このようにして得られたベルト管状体の内周面の表面粗さは、最大山高さＲｐ＝２．３μｍ、最大谷深さＲｖ＝２．２μｍ、最大高さＲｙ＝４．５μｍであった。したがって、Ｒｐ／Ｒｖ＝１．０５であった。
そして、かかるベルト管状体をエンドレスベルト６２とした定着装置６０を富士ゼロックス（株）製ＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒＣｏｌｏｒ４００ＣＰに組み込み、２０万枚までのランニング試験を実施した。その結果、ランニング初期および２０万枚のランニング後のいずれにおいても、紙しわや画像ずれ等の画像不良はいずれも発生することはなかった。また、摺擦音レベルも許容値以下であった。
なお、本発明者の官能試験では、ユーザが不快に感じることがない摺擦音レベルとして、６８．０ｄＢ以下であれば充分であることが見出されているので、摺擦音レベルが許容値以下とは、６８．０ｄＢ以下のレベルであることをいう。
【００５８】
（実施例２）
円筒状芯体として、その表面をブラスト加工することにより、表面粗さを、最大山高さＲｐ＝５．５μｍ、最大谷深さＲｖ＝６．５μｍ、最大高さＲｙ＝１２．０μｍに形成したものを用いた以外は、実施例１と同様にしてベルト管状体を得た。
このようにして得られたベルト管状体の内周面の表面粗さは、最大山高さＲｐ＝５．０μｍ、最大谷深さＲｖ＝６．０μｍ、最大高さＲｙ＝１１．０μｍであった。したがって、Ｒｐ／Ｒｖ＝０．８３であった。
そして、かかるベルト管状体をエンドレスベルト６２として、実施例１と同様のランニング試験を実施した。その結果、ランニング初期および２０万枚のランニング後のいずれにおいても、紙しわや画像ずれ等の画像不良はいずれも発生することはなかった。また、摺擦音レベルも許容値以下であった。
【００５９】
（実施例３）
円筒状芯体として、その表面をブラスト加工することにより、表面粗さを、最大山高さＲｐ＝２．５μｍ、最大谷深さＲｖ＝４．５μｍ、最大高さＲｙ＝７．０μｍに形成したものを用いた以外は、実施例１と同様にしてベルト管状体を得た。
このようにして得られたベルト管状体の内周面の表面粗さは、最大山高さＲｐ＝２．４μｍ、最大谷深さＲｖ＝４．４μｍ、最大高さＲｙ＝６．８μｍであった。したがって、Ｒｐ／Ｒｖ＝０．５５であった。
そして、かかるベルト管状体をエンドレスベルト６２として、実施例１と同様のランニング試験を実施した。その結果、ランニング初期および２０万枚のランニング後のいずれにおいても、紙しわや画像ずれ等の画像不良はいずれも発生することはなかった。また、摺擦音レベルも許容値以下であった。
【００６０】
（実施例４）
円筒状芯体として、その表面をブラスト加工することにより、表面粗さを、最大山高さＲｐ＝５．０μｍ、最大谷深さＲｖ＝３．３μｍ、最大高さＲｙ＝８．３μｍに形成したものを用いた以外は、実施例１と同様にしてベルト管状体を得た。
このようにして得られたベルト管状体の内周面の表面粗さは、最大山高さＲｐ＝４．８μｍ、最大谷深さＲｖ＝３．２μｍ、最大高さＲｙ＝８．０μｍであった。したがって、Ｒｐ／Ｒｖ＝１．５０であった。
そして、かかるベルト管状体をエンドレスベルト６２として、実施例１と同様のランニング試験を実施した。その結果、ランニング初期および２０万枚のランニング後のいずれにおいても、紙しわや画像ずれ等の画像不良はいずれも発生することはなかった。また、摺擦音レベルも許容値以下であった。
【００６１】
（実施例５）
円筒状芯体として、その表面をブラスト加工することにより、表面粗さを、最大山高さＲｐ＝９．５μｍ、最大谷深さＲｖ＝５．５μｍ、最大高さＲｙ＝１５．０μｍに形成したものを用いた以外は、実施例１と同様にしてベルト管状体を得た。
このようにして得られたベルト管状体の内周面の表面粗さは、最大山高さＲｐ＝８．１μｍ、最大谷深さＲｖ＝７．４μｍ、最大高さＲｙ＝１５．５μｍであった。したがって、Ｒｐ／Ｒｖ＝１．０９であった。
そして、かかるベルト管状体をエンドレスベルト６２として、実施例１と同様のランニング試験を実施した。その結果、ランニング初期および２０万枚のランニング後のいずれにおいても、紙しわや画像ずれ等の画像不良はいずれも発生することはなかった。一方、摺擦音レベルは許容値を辛うじて満たすレベルであった。
【００６２】
（実施例６）
円筒状芯体として、その表面をブラスト加工することにより、表面粗さを、最大山高さＲｐ＝０．５μｍ、最大谷深さＲｖ＝０．５μｍ、最大高さＲｙ＝１．０μｍに形成したものを用いた以外は、実施例１と同様にしてベルト管状体を得た。
このようにして得られたベルト管状体の内周面の表面粗さは、最大山高さＲｐ＝０．４８μｍ、最大谷深さＲｖ＝０．４５μｍ、最大高さＲｙ＝０．９３μｍであった。したがって、Ｒｐ／Ｒｖ＝１．０７であった。
そして、かかるベルト管状体をエンドレスベルト６２として、実施例１と同様のランニング試験を実施した。その結果、２０万枚のランニング後において、紙しわや画像ずれが軽微ではあるが認められた。一方、摺擦音レベルは許容値以下であった。
【００６３】
（比較例１）
円筒状芯体として、その表面をブラスト加工することにより、表面粗さを、最大山高さＲｐ＝０．１μｍ、最大谷深さＲｖ＝０．２１μｍ、最大高さＲｙ＝０．３１μｍに形成したものを用いた以外は、実施例１と同様にしてベルト管状体を得た。
このようにして得られたベルト管状体の内周面の表面粗さは、最大山高さＲｐ＝０．０８μｍ、最大谷深さＲｖ＝０．２μｍ、最大高さＲｙ＝０．２８μｍであった。したがって、Ｒｐ／Ｒｖ＝０．４０であった。
そして、かかるベルト管状体をエンドレスベルト６２として、実施例１と同様のランニング試験を実施した。その結果、摺擦音レベルは許容値以下であったが、２万枚のランニング後において、紙しわおよび画像ずれが発生した。
【００６４】
（比較例２）
円筒状芯体として、その表面をブラスト加工することにより、表面粗さを、最大山高さＲｐ＝９．５μｍ、最大谷深さＲｖ＝５．５μｍ、最大高さＲｙ＝１５．０μｍに形成したものを用いた以外は、実施例１と同様にしてベルト管状体を得た。
このようにして得られたベルト管状体の内周面の表面粗さは、最大山高さＲｐ＝９．１μｍ、最大谷深さＲｖ＝５．４μｍ、最大高さＲｙ＝１４．５μｍであった。したがって、Ｒｐ／Ｒｖ＝１．６８であった。
そして、かかるベルト管状体をエンドレスベルト６２として、実施例１と同様のランニング試験を実施した。その結果、ランニング初期および２０万枚のランニング後のいずれにおいても、紙しわや画像ずれ等の画像不良はいずれも発生することはなかったが、摺擦音レベルは、ランニング初期から６８．０ｄＢを超え、問題となるレベルであった。
【００６５】
（比較例３）
円筒状芯体として、その表面をブラスト加工することにより、表面粗さを、最大山高さＲｐ＝０．２２μｍ、最大谷深さＲｖ＝０．２１μｍ、最大高さＲｙ＝０．４３μｍに形成したものを用いた以外は、実施例１と同様にしてベルト管状体を得た。
このようにして得られたベルト管状体の内周面の表面粗さは、最大山高さＲｐ＝０．２μｍ、最大谷深さＲｖ＝０．２μｍ、最大高さＲｙ＝０．４μｍであった。したがって、Ｒｐ／Ｒｖ＝１．００であった。
そして、かかるベルト管状体をエンドレスベルト６２として、実施例１と同様のランニング試験を実施した。その結果、摺擦音レベルは許容値以下であったが、５万枚のランニング後において、紙しわおよび画像ずれが発生した。
【００６６】
（比較例４）
円筒状芯体として、その表面をブラスト加工することにより、表面粗さを、最大山高さＲｐ＝９．５μｍ、最大谷深さＲｖ＝９．０μｍ、最大高さＲｙ＝１８．５μｍに形成したものを用いた以外は、実施例１と同様にしてベルト管状体を得た。
このようにして得られたベルト管状体の内周面の表面粗さは、最大山高さＲｐ＝９．０μｍ、最大谷深さＲｖ＝８．６μｍ、最大高さＲｙ＝１７．６μｍであった。したがって、Ｒｐ／Ｒｖ＝１．０５であった。
そして、かかるベルト管状体をエンドレスベルト６２として、実施例１と同様のランニング試験を実施した。その結果、ランニング初期および２０万枚のランニング後のいずれにおいても、紙しわや画像ずれ等の画像不良はいずれも発生することはなかったが、摺擦音レベルは、ランニング初期から６８．０ｄＢを超え、問題となるレベルであった。
【００６７】
以上の実施例および比較例の結果をまとめたものが図５である。図５に示したように、本実施の形態のエンドレスベルト６２では、エンドレスベルト６２の内周面が、エンドレスベルト６２の移動方向に向けて表面粗さを計測した際の表面粗さ曲線において、最大山高さＲｐと最大谷深さＲｖとの比（Ｒｐ／Ｒｖ）が、０．５≦Ｒｐ／Ｒｖ≦１．５を満たし、かつ、最大高さＲｙ（μｍ）が１．０≦Ｒｙ≦１５．０を満たす範囲である場合に、２０万枚のランニング試験においても、紙しわや画像ずれ等の画像不良の発生を抑え、かつ摺擦音を許容値以下に低減することができる。
かかる本実施の形態のエンドレスベルト６２での効果は、最大山高さＲｐと最大谷深さＲｖとの比（Ｒｐ／Ｒｖ）が０．５≦Ｒｐ／Ｒｖ≦１．５、および最大高さＲｙ（μｍ）が１．０≦Ｒｙ≦１５．０を満たさない比較例との対比によって明確である。
【００６８】
このように、エンドレスベルト６２の移動方向に向けて表面粗さを計測した際の表面粗さ曲線において、最大山高さＲｐと最大谷深さＲｖとの比（Ｒｐ／Ｒｖ）が、０．５≦Ｒｐ／Ｒｖ≦１．５を満たし、かつ、最大高さＲｙ（μｍ）が１．０≦Ｒｙ≦１５．０を満たす範囲である場合に、エンドレスベルト６２と低摩擦シート６８との摺動抵抗を実用上充分に低い状態に維持し、かつ摺擦音を許容値以下に低減することが可能となるのは、以下の理由に基づくものであると推測される。
まず一般に、最大高さＲｙを大きくすれば、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間の摺動抵抗を小さいものとすることができるのに対し、摺擦音は大きくなる傾向にある。その逆に、最大高さＲｙを小さくすれば、摺擦音を少なくすることができるが、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間の摺動抵抗は大きくなる傾向にある。かかる点に関しては、経験的にも観察され、また、接触面積および潤滑材の保持能力の観点から当然に推測することができる。
【００６９】
ところが、上記の実施例および比較例の結果は、最大高さＲｙを所定の範囲内で大きくした場合であっても、最大山高さＲｐと最大谷深さＲｖとが、両者ともに大きさが所定の範囲内で同程度であれば、摺擦音は許容値の範囲内に小さく抑えることができることを示していると考えられる。例えば、実施例５と比較例２とを対比すると、両者ともに最大高さＲｙは１５μｍ程度であるが、Ｒｐ／Ｒｖ＝１．０９である実施例５では摺擦音は許容値を満たすのに対し、Ｒｐ／Ｒｖ＝１．６８である比較例２では、摺擦音レベルは、ランニング初期から許容値を超えるものとなる。これは、エンドレスベルト６２の内周面において、最大山高さＲｐと最大谷深さＲｖとがバランスのとれた表面粗さ曲線を形成すれば、最大高さＲｙが所定の範囲内で大きくても、摺擦音を低減する効果が生じているものと推測できる。そして、摺擦音を許容値に抑えるための最大山高さＲｐと最大谷深さＲｖとのバランスの範囲が、０．５≦Ｒｐ／Ｒｖ≦１．５であることが、上記の実施例および比較例から導かれるのである。
【００７０】
一方、最大山高さＲｐと最大谷深さＲｖとの比（Ｒｐ／Ｒｖ）が０．５≦Ｒｐ／Ｒｖ≦１．５を満たす場合でも、最大高さＲｙが所定値よりも小さければ、上述したようにエンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間の摺動抵抗は大きくなる（比較例３参照）。また、最大高さＲｙが所定値よりも大きければ、上述したように摺擦音を許容値の範囲内に抑えることができない（比較例４参照）。したがって、最大高さＲｙは１．０≦Ｒｙ≦１５．０を満たす必要がある。
このように、最大山高さＲｐと最大谷深さＲｖとの比（Ｒｐ／Ｒｖ）が、０．５≦Ｒｐ／Ｒｖ≦１．５を満たし、かつ、最大高さＲｙ（μｍ）が１．０≦Ｒｙ≦１５．０を満たす範囲である場合に（実施例１〜６参照）、エンドレスベルト６２と圧力パッド６４との間の摺動抵抗を実用上充分に低減することができ、それと同時に、摺擦音を許容値に抑えることが可能となるのである。
【００７１】
以上説明したように、本実施の形態の定着装置６０では、エンドレスベルト６２の内周面に、エンドレスベルト６２の移動方向に向けて計測される表面粗さ値に関して、最大山高さＲｐと最大谷深さＲｖとの比（Ｒｐ／Ｒｖ）が、０．５≦Ｒｐ／Ｒｖ≦１．５を満たし、かつ、最大高さＲｙ（μｍ）が１．０≦Ｒｙ≦１５．０を満たす範囲の微細凹凸を形成している。これにより、エンドレスベルト６２と低摩擦シート６８との摺動抵抗を充分に低い状態に保つことができると同時に、エンドレスベルト６２からの摺擦音を許容値以下に低減することができる。そのため、エンドレスベルト６２は円滑に回動でき、エンドレスベルト６２と用紙Ｐとは長期に亘って等速で回動することが可能となり、その結果、用紙Ｐは定着ロール６１と等速に安定して搬送することができ、紙しわの発生や画像ずれを抑制することができる。それと同時に、摺擦音を許容値に抑えることも可能となる。
【００７２】
[実施の形態２]
実施の形態１では、加熱手段として発熱源を有する定着ロール６１を用い、加圧手段として圧力パッド６４が押圧されたエンドレスベルト６２を用いた定着装置６０が搭載された画像形成装置について説明した。実施の形態２では、図１に示した画像形成装置に搭載する定着装置であって、加熱手段として発熱源が押圧された定着ベルトを用い、加圧手段として加圧ロールを用いた定着装置について説明する。尚、実施の形態１と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
【００７３】
図６は、本実施の形態における定着装置９０の構成を示す側断面図である。図６に示すように、本実施の形態の定着装置９０では、ベルト部材の一例としての定着ベルト９２が用紙Ｐのトナー像担持面側に配置されている。定着ベルト９２の内側に発熱源の一例としての抵抗発熱体であるセラミックヒータ８２が配設され、セラミックヒータ８２からニップ部Ｎに熱を供給するように構成している。
セラミックヒータ８２は、加圧ロール９１側の面がほぼフラットに形成されている。そして、定着ベルト９２を介して加圧ロール９１に押圧される状態で配置され、ニップ部Ｎを形成している。したがって、セラミックヒータ８２は圧力部材としても機能している。ニップ部Ｎを通過した用紙Ｐは、ニップ部Ｎの出口領域（剥離ニップ部）において定着ベルト９２の曲率の変化によって定着ベルト９２から剥離される。
さらに、定着ベルト９２内周面とセラミックヒータ８２との間には、定着ベルト９２の内周面とセラミックヒータ８２との摺動抵抗を小さくするため、摺擦部材の一例としての低摩擦シート６８が配設されている。この低摩擦シート６８は、セラミックヒータ８２と別体に構成しても、セラミックヒータ８２と一体的に構成しても、いずれでもよい。
【００７４】
一方、加圧ロール９１は定着ベルト９２に対向するように配置され、図示しない駆動モータにより矢印Ｄ方向に回転し、この回転により定着ベルト９２が従動回転するように構成されている。加圧ロール９１は、コア (円柱状芯金)９１１と、コア９１１の外周面に被覆した耐熱性弾性体層９１２と、さらに耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層９１３とが積層されて構成されている。また、本実施の形態の定着装置９０では、定着ベルト９２は、原形が円筒形状に形成された無端ベルトであり、ベース層と、このベース層の加圧ロール９１側の面または両面に被覆された離型層とから構成されている。
また、剥離の補助手段として、定着ベルト９２のニップ部Ｎの下流側に、剥離補助部材７０を配設することも可能である。剥離補助部材７０は、剥離バッフル７１が定着ベルト９２の回転方向と対向する向き（カウンタ方向）に定着ベルト９２と近接する状態でホルダ７２によって保持されている。
【００７５】
そして、図１に示した画像形成装置の二次転写部２０においてトナー像が静電転写された用紙Ｐは、定着入口ガイド５６によって定着装置９０のニップ部Ｎに導かれる。用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際には、用紙Ｐ上のトナー像は、ニップ部Ｎに作用する圧力と、定着ベルト９２側のセラミックヒータ８２から供給される熱とによって定着される。本実施の形態の定着装置９０でも、加圧ロール９１とセラミックヒータ８２との間でニップ部Ｎを広く構成することができるため、安定した定着性能を確保することができる。
【００７６】
ここで、本実施の形態の定着装置９０においては、定着ベルト９２の内周面に、定着ベルト９２の移動方向に向けて計測される表面粗さ値に関して、最大山高さＲｐと最大谷深さＲｖとの比（Ｒｐ／Ｒｖ）が、０．５≦Ｒｐ／Ｒｖ≦１．５を満たし、かつ、最大高さＲｙ（μｍ）が１．０≦Ｒｙ≦１５．０を満たす範囲の微細凹凸を形成している。これにより、実施の形態１と同様に、定着ベルト９２と低摩擦シート６８との摺動抵抗を充分に低い状態に保つことができると同時に、定着ベルト９２からの摺擦音を許容値以下に低減することができる。そのため、定着ベルト９２は円滑に回動でき、定着ベルト９２と用紙Ｐとは長期に亘って等速で回動することが可能となり、その結果、用紙Ｐは定着ロール６１と等速に安定して搬送することができ、紙しわの発生や画像ずれを抑制することができる。それと同時に、摺擦音を許容値に抑えることも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の活用例として、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置への適用、例えば記録紙（用紙）上に担持された未定着トナー像を定着する定着装置への適用がある。また、インクジェト方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置への適用、例えば記録紙（用紙）上に担持された未乾燥インク像を乾燥する定着装置への適用がある。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の画像形成装置を示した概略構成図である。
【図２】実施の形態１に係る定着装置の構成を示す側断面図である。
【図３】エンドレスベルトが支持される構成を説明する構成図である。
【図４】表面粗さ曲線を示した図である。
【図５】エンドレスベルトに関する評価結果を示した図である。
【図６】実施の形態２に係る定着装置の構成を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１Ｙ,１Ｍ,１Ｃ,１Ｋ…画像形成ユニット、１１…感光体ドラム、１２…帯電器、１３…レーザ露光器、１４…現像器、１５…中間転写ベルト、１６…一次転写ロール、１７…ドラムクリーナ、２０…二次転写部、６０,９０…定着装置、６１…定着ロール、６２…エンドレスベルト、６３…ベルトガイド部材、６４…圧力パッド、６４ａ…プレニップ部材、６４ｂ…剥離ニップ部材、６５…ホルダ、６６…ハロゲンヒータ、６７…潤滑剤塗布部材、６８…低摩擦シート、６８１…基材、６８２…フッ素樹脂層、６９…温度センサ、７０…剥離補助部材、８２…セラミックヒータ、９１…加圧ロール、９２…定着ベルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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