(57)【要約】【課題】フッ素樹脂表面層を有する定着部材から得られる定着画像に生じる線状欠陥を低減する。【解決手段】弾性層を有しない定着ローラ６１１と張架ローラ６１２，６１３とにより張架された定着ベルト６１０と弾性層６２２を有する加圧ローラ６２とを備える加熱方式による定着装置６０において、定着ベルト６１０は、ベルト基材と弾性層（厚さ５０μｍ以上２００μｍ未満）と表面離型層の３層構造を有し、表面離型層を押出成形法によるフッ素樹脂チューブの裏面を接着活性化処理後、フッ素樹脂の融点より２０℃以上低温で接着して形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱方式により記録材に対してトナー像を定着させる定着装置であって、
押出成形法により成膜されたフッ素樹脂のチューブからなる表面離型層を有し、定着ローラと張架ローラとにより張架された定着ベルトと、
前記定着ベルトを介して前記定着ローラを押圧する加圧部材と、
前記定着ローラと前記加圧部材との圧接部の下流側近傍で前記定着ベルトを当該加圧部材に押圧し、当該定着ベルトから記録材を剥離するための剥離部材と、
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着ベルトは、所定の材料からなるベルト基材と、当該ベルト基材上に設けられた所定の弾性体からなる厚さ５０μｍ以上２００μｍ未満の弾性層と、当該弾性層上に設けられた前記フッ素樹脂のチューブからなる前記表面離型層と、からなる３層構造を有することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着ベルトは、前記チューブの裏面を接着活性化処理した後、当該チューブを前記弾性層の表面に被せ、前記フッ素樹脂の融点より２０℃以上低い温度において、当該弾性層と当該チューブとを接着させることにより形成されることを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
前記定着ローラの表面には弾性体からなる弾性層を設けず、且つ、前記加圧部材の表面は弾性体からなる弾性層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項５】
前記圧接部におけるニップ平均圧力が１６ｋｇｆ／ｃｍ２以下であることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項６】
記録材に対してトナー像を定着させる定着装置であって、
所定の弾性体からなる弾性層上に設けられたフッ素樹脂のチューブからなる表面離型層を有する定着部材と、
前記定着部材に圧接して前記記録材が通過するニップ部を形成する加圧回転体と、を備え、
前記表面離型層は、前記フッ素樹脂の融点より少なくとも２０℃低い温度において、前記弾性層と前記チューブとを接着させることにより形成されることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
前記フッ素樹脂のチューブは、押出成形法により成膜されたものであることを特徴とする請求項６記載の定着装置。
【請求項８】
前記トナー像は、内部に離型剤を含有するトナーを用いて形成されることを特徴とする請求項６記載の定着装置。
【請求項９】
離型剤を含むトナーを用いて記録材上に画像を形成する画像形成装置であって、
加熱方式により前記記録材上にトナー像の定着を行う定着装置を備え、
前記定着装置は、
定着ローラと張架ローラとにより張架され、所定の弾性体からなる弾性層上に設けられたフッ素樹脂のチューブからなる表面離型層を有する定着ベルトと、
前記定着ベルトを介して前記定着ローラを押圧し、前記記録材が通過するニップ部を形成する加圧ローラと、
前記ニップ部の下流側近傍で前記定着ベルトを前記加圧ローラに押圧し、当該定着ベルトから前記記録材を剥離するための剥離部材と、
を有する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、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】
従来、画像形成装置では、像担持体表面に形成された静電潜像を現像して得られたトナー像を中間転写体を介して記録媒体に転写した後、加熱定着機構により記録媒体に定着させて画像形成が行われる。加熱定着機構としては、例えば、加熱ローラと加圧ローラとの間にトナー像が転写された記録紙を通過させ、未定着トナー像を記録紙に定着させる２ローラ方式と、複数のローラに張架した定着ベルトと加圧部材とのニップ部で、記録紙を加熱・加圧してトナー像を記録紙に定着するベルトニップ方式が報告されている。
【０００３】
このような加熱定着機構による定着装置では、ニップ部において溶融したトナー像により、記録紙と定着部材の間に付着力が作用するため、定着部材表面と記録紙との離型性が必要となる。
このような定着部材表面に付着した記録紙を離型させるための方法としては、例えば、定着部材の下流側に剥離爪を設ける方法（特許文献１参照）、特定の加圧部材を用いて定着部材と記録紙との分離部の曲率半径を小さくし、記録紙自身の「こし」を利用して記録紙を離型させる方法（特許文献２、３参照）が報告されている。
また、定着部材の表面にフッ素樹脂からなる離型層を形成し、定着部材とトナーとの付着力を小さくして、記録紙の離型性を向上させ、且つ、ホットオフセットを抑制する方法も知られている（特許文献４〜６参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０３−１３３８７１号公報
【特許文献２】特開昭６３−１９３１６８号公報
【特許文献３】特開２００３−００５５６６号公報
【特許文献４】特開２００１−１０９２９５号公報
【特許文献５】特開２００４−２４４４６１号公報
【特許文献６】特開２００３−１０７９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、定着部材の離型層を形成するために用いられるフッ素樹脂は、通常、定着部材用の材料として使用されているシリコーンゴム等の弾性体と比べると弾性に乏しく、塑性変形し易いことが知られている。
このため、例えば、厚手の記録紙を用いる定着処理の際に、定着部材表面に設けたフッ素樹脂層が、記録紙の厚みにより塑性変形域よりも大きく変形してしまうと、記録紙が排出された後においても変形が元に戻らない場合が生じる。このため、定着部材表面に、凹みやキズが生じるという問題がある。
このような定着部材表面に生じた凹みやキズは、特に画像密度が高いドキュメントや写真等をプリントした場合に、画像上に線状の欠陥として現れてしまう。
【０００６】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものである。
即ち、本発明の目的は、フッ素樹脂からなる表面層を有する定着部材を備えた定着装置において、画像における線状の欠陥の発生を防止することにある。
また、本発明の他の目的は、画像欠陥が低減された画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かくして本発明によれば、加熱方式により記録材に対してトナー像を定着させる定着装置であって、押出成形法により成膜されたフッ素樹脂のチューブからなる表面離型層を有し、定着ローラと張架ローラとにより張架された定着ベルトと、定着ベルトを介して定着ローラを押圧する加圧部材と、定着ローラと加圧部材との圧接部の下流側近傍で定着ベルトを加圧部材に押圧し、定着ベルトから記録材を剥離するための剥離部材と、を備えることを特徴とする定着装置が提供される。
【０００８】
ここで、本発明が適用される定着装置において、定着ベルトは、所定の材料からなるベルト基材と、ベルト基材上に設けられた所定の弾性体からなる厚さ５０μｍ以上２００μｍ未満の弾性層と、弾性層上に設けられたフッ素樹脂のチューブからなる表面離型層と、からなる３層構造を有することが好ましい。
また、定着ベルトは、チューブの裏面を接着活性化処理した後、チューブを弾性層の表面に被せ、フッ素樹脂の融点より２０℃以上低い温度において、弾性層とチューブとを接着させることにより形成されることが好ましい。
さらに、定着ローラの表面には弾性体からなる弾性層を設けず、且つ、加圧部材の表面は弾性体からなる弾性層が形成されていることが好ましい。
また、本発明が適用される定着装置において、圧接部におけるニップ平均圧力が１６ｋｇｆ／ｃｍ２以下であることが好ましい。
【０００９】
次に、本発明によれば、記録材に対してトナー像を定着させる定着装置であって、所定の弾性体からなる弾性層上に設けられたフッ素樹脂のチューブからなる表面離型層を有する定着部材と、定着部材に圧接して記録材が通過するニップ部を形成する加圧回転体と、を備え、表面離型層は、フッ素樹脂の融点より少なくとも２０℃低い温度において、弾性層とチューブとを接着させることにより形成されることを特徴とする定着装置が提供される。
ここで、フッ素樹脂のチューブは、押出成形法により成膜されたものであることが好ましい。
さらに、トナー像は、内部に離型剤を含有するトナーを用いて形成されることが好ましい。
【００１０】
次に、本発明によれば、離型剤を含むトナーを用いて記録材上に画像を形成する画像形成装置であって、加熱方式により記録材上にトナー像の定着を行う定着装置を備え、定着装置は、定着ローラと張架ローラとにより張架され、所定の弾性体からなる弾性層上に設けられたフッ素樹脂のチューブからなる表面離型層を有する定着ベルトと、定着ベルトを介して定着ローラを押圧し、記録材が通過するニップ部を形成する加圧ローラと、ニップ部の下流側近傍で定着ベルトを加圧ローラに押圧し、定着ベルトから記録材を剥離するための剥離部材と、を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、画像における線状欠陥の発生が防止される。
請求項２に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、定着ベルトの充分な強度が得られる。
請求項３に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、例えば、厚紙定着時に定着ベルトの表面に凹みやキズが生じにくい。
請求項４に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、通紙の際に定着ベルト表面のキズが低減する。
請求項５に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、定着ベルトの表面に生じるキズの程度が抑制される。
【００１２】
請求項６に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、線状欠陥が生じない画像が得られる。
請求項７に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、フッ素樹脂の結晶配向が消失することがなく、充分な強度を有する定着ベルトが得られる。
請求項８に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、別途、離型剤の塗布装置を設ける必要がない。
【００１３】
請求項９に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、画像欠陥が低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態（実施の形態）について説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、使用する図面は、本実施の形態を説明するために使用するものであり、実際の大きさを現すものではない。
【００１５】
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加熱方式により用紙Ｐ上に定着させる定着装置６０、画像を定着した用紙Ｐを下流に搬送する用紙搬送装置としての用紙搬送ローラ７０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。
【００１６】
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ラ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。
【００１７】
中間転写体である中間転写ベルト１５は、各種ローラによって図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。この各種ローラとしては、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ラ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ラ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ラとして機能するテンションローラ３３、二次転写部２０に設けられるバックアップローラ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ラ３４が配設されている。
【００１８】
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ラ１６で構成されている。そして、一次転写ローラ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ラ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上に重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
【００１９】
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ラ２２と、バックアップローラ２５とによって構成される。バックアップローラ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ラ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ラ２６が当接配置されている。
【００２０】
一方、二次転写ローラ２２は、中間転写ベルト１５を挟んでバックアップローラ２５に圧接配置され、さらに二次転写ローラ２２は接地されてバックアップローラ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。
【００２１】
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。
【００２２】
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ラ５１、ピックアップローラ５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ローラ５２、搬送ローラ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、二次転写ローラ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、定着装置６０により定着された後の用紙Ｐを用紙搬送ローラ７０へ導く排出ガイド５７を備えている。
【００２３】
次に、本実施の形態が適用され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。
【００２４】
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の現像器１４によって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。
【００２５】
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、一次転写ローラ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と逆極性（プラス極性）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。
【００２６】
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ラ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。ピックアップローラ５１により供給された用紙Ｐは、搬送ローラ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ラ（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。
【００２７】
二次転写部２０では、中間転写ベルト１５を介して、二次転写ローラ２２がバックアップローラ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と二次転写ローラ２２との間に挟み込まれる。その際に、給電ローラ２６からトナーの帯電極性と同極性（マイナス極性）の電圧（二次転写バイアス）が印加されると、二次転写ローラ２２とバックアップローラ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、二次転写ローラ２２とバックアップローラ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。
【００２８】
その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ローラ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、二次転写ローラ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における搬送速度に合わせて、用紙Ｐを最適な搬送速度で定着装置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による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、用紙搬送ローラ７０を経て、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部（不図示）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の回動に伴って搬送され、クリーニングバックアップローラ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。
【００２９】
（定着装置）
次に、定着装置６０について説明する。
図２は、実施形態である定着装置６０の概略構成を示す断面図である。この定着装置６０は、加熱部材であり、且つ、被加圧部材である定着ベルトモジュール６１と、加圧部材としては、定着ベルトモジュール６１に対して圧接して配置された加圧回転体の一例としての加圧ローラ６２とで主要部が構成されている。
定着ベルトモジュール６１は、定着ベルト６１０、定着ベルト６１０を張架しながら回転駆動する定着ローラ６１１、内側から定着ベルト６１０を張架する張架ローラ６１２、外側から定着ベルト６１０を張架する張架ローラ６１３、定着ローラ６１１と張架ローラ６１２との間で定着ベルト６１０の姿勢を矯正する姿勢矯正ローラ６１４、定着ベルトモジュール６１と加圧ローラ６２とが圧接する領域であるニップ部Ｎ内の下流側領域であって、定着ローラ６１１の近傍位置に配置された剥離部材の一例としての剥離パッド６４、ニップ部Ｎの下流側において定着ベルト６１０を張架する張架ローラ６１５（アイドラーローラ）により主要部が構成されている。また、張架ローラ６１３の表面をクリーニングするためのクリーニングウエブ６６を備えている。
【００３０】
定着ベルト６１０は、所定の周長、幅を有するフレキシブルなエンドレスベルトである。本実施の形態において、定着ベルト６１０は、厚さ８０μｍ程度の所定の材料からなるベルト基材と、ベルト基材上に設けられた所定の弾性体からなる厚さ５０μｍ以上２００μｍ未満の弾性層と、弾性層上に設けられたフッ素樹脂のチューブからなる表面離型層とからなる３層構造を有するものである。
【００３１】
ここで、ベルト基材を材料としては、ポリイミド、ポリアミドイミド等の耐熱性樹脂を含む有機材料；ステンレスフィルム等の金属材料；ガラス繊維フィルム等の無機材料が挙げられる。
弾性層を形成する弾性体としては、シリコーンゴム等が挙げられる。また、表面離型層を形成するフッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（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樹脂（ＰＦＡ）、フッ化エチレン−プロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル樹脂等が挙げられる。
本実施の形態では、表面離型層を形成するフッ素樹脂のチューブは、押出成形法により成膜された非収縮性のチューブである。
【００３２】
本実施の形態において、定着ベルト６１０は、前述したように押出成形法により成膜された非収縮性のフッ素樹脂チューブの裏面を接着活性化処理した後、このチューブを弾性層の表面に被せ、次に、フッ素樹脂の融点より２０℃以上、好ましくは、１００℃以上低い温度において、弾性層とチューブとを接着させることにより形成されるものである。接着温度がフッ素樹脂の融点より２０℃未満であると、例えば、厚紙定着時に定着ベルト６１０表面に凹みやキズが生じやすい傾向がある。
【００３３】
本実施の形態では、厚さ８０μｍのポリイミドからなるベルト基材に対して、液状シリコーンゴム（東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製；ＤＹ３５−１２１３）をフローコート塗布した後に１２０℃〜２００℃で加熱し、厚さ２００μｍ未満の弾性層を接着固化させる。
次に、弾性層上にシランカップリング剤系のプライマーをフローコート塗布し、続いて、予め裏面に接着活性化処理を施した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樹脂（ＰＦＡ：融点約３００℃）のチューブを弾性層の表面に被せ、１５０℃〜１８０℃で加熱接着処理して定着ベルト６１０を作製する。接着活性化処理として特に限定されず、例えば、酸処理、ブラスト処理、プラズマ処理等が挙げられる。
なお、定着ベルト６１０の構成は、使用目的や使用条件等の装置設計条件に応じて、材質・厚さ・硬度等を適宜選択することができる。
【００３４】
次に、本実施の形態では、定着ローラ６１１は、所定の外径、長さ、厚さを有し、スチールまたはアルミニウム等の金属で形成された円筒状ローラである。そして、定着ローラ６１１の表面には、弾性体からなる弾性層が設けられていない。定着ローラ６１１の表面に弾性層を設けないことにより、後述するように、通紙により生じる定着ベルト６１０表面のベルトキズが低減される。定着ローラ６１１は、図示しない駆動モータからの駆動力を受けて、通常、３００ｍｍ／ｓ程度の表面速度で矢印Ｃ方向に回転する。
また、定着ローラ６１１の内部には、加熱源として、例えば、定格９００Ｗのハロゲンヒータ６１６ａが配設され、定着ローラ６１１の表面に接触するように配置された温度センサ６１７ａの計測値に基づき、画像形成装置の制御部４０（図１参照）が定着ローラ６１１の表面温度を、通常、１５０℃程度に制御している。
【００３５】
張架ローラ６１２は、所定の外径、肉厚、長さを有するアルミニウムで形成された円筒状ローラである。そして、張架ローラ６１２の内部には加熱源として、例えば、定格１０００Ｗのハロゲンヒータ６１６ｂが配設されており、温度センサ６１７ｂと制御部４０（図１参照）とによって、張架ローラ６１２の表面温度が１９０℃に制御されている。張架ローラ６１２は、定着ベルト６１０を張架する機能とともに、定着ベルト６１０を加熱する機能をも併せ持っている。
また、張架ローラ６１２の両端部には定着ベルト６１０を外側に押圧するバネ部材（不図示）が配設され、定着ベルト６１０全体の張力を、通常、１５ｋｇｆ程度に設定している。その際に、定着ベルト６１０の張力を幅方向に亘って均一にするとともに、定着ベルト６１０の軸方向の変位をできる限り小さく抑えるため、張架ローラ６１２は、外径が端部よりも中央部を１００μｍ程度大きくした所謂クラウン形状で形成されている。
【００３６】
張架ローラ６１３は、所定の外径、肉厚、長さを有するアルミニウムで形成された円筒状ローラである。また、張架ローラ６１３の表面には、通常、厚さ２０μｍ程度のＰＦＡが被覆されて離型層が形成されている。この離型層は、定着ベルト６１０の外周面からの僅かなオフセットトナーや紙粉が張架ローラ６１３に堆積するのを防止するために形成されるものである。また、張架ローラ６１３も張架ローラ６１２と同様に、外径が端部よりも中央部を１００μｍ程度大きくしたクラウン形状で形成されている。なお、張架ローラ６１２と張架ローラ６１３の双方をクラウン形状で形成する場合のみならず、張架ローラ６１２または張架ローラ６１３のいずれか一方のみをクラウン形状で形成してもよい。
【００３７】
張架ローラ６１３の内部には、加熱源としての、例えば、定格１０００Ｗ程度のハロゲンヒータ６１６ｃが配設されており、温度センサ６１７ｃと制御部４０（図１参照）とによって表面温度が１９０℃程度に制御されている。したがって、張架ローラ６１３は、定着ベルト６１０を張架する機能とともに、定着ベルト６１０を外表面から加熱する機能をも併せ持っている。したがって、本実施の形態では、定着ローラ６１１と張架ローラ６１２および張架ローラ６１３とによって定着ベルト６１０が加熱される構成を採用している。
【００３８】
姿勢矯正ローラ６１４は、所定の外径、長さを有するアルミニウムで形成された円柱状ローラである。姿勢矯正ローラ６１４の近傍には、定着ベルト６１０のエッジ位置を検知するベルトエッジ位置検知機構（不図示）が配置されている。そして、姿勢矯正ローラ６１４は、ベルトエッジ位置検知機構の検知結果に応じて定着ベルト６１０の軸方向における当接位置を変位させる軸変位機構が配設され、定着ベルト６１０の蛇行（ベルトウォーク）を制御するように構成されている。
【００３９】
本実施の形態が適用される定着装置６０において、剥離部材の一例としての剥離パッド６４は、例えば、ＳＵＳの金属や樹脂等の剛体で形成された断面が略円弧形状のブロック部材である。そして、加圧ローラ６２が定着ベルト６１０を介して定着ローラ６１１に圧接される領域の下流側近傍位置において、定着ローラ６１１の軸方向全域に亘って固定配置されている。また剥離パッド６４は、定着ベルト６１０を介して加圧ローラ６２を所定の幅領域（例えば、定着ベルト６１０の進行方向に沿って２ｍｍの幅）に亘って所定の荷重（例えば、平均１０ｋｇｆ）で均一に押圧するように設置されている。
また、張架ローラ６１５は、所定の外径、長さを有するアルミニウムで形成された円柱状ローラである。そして、剥離パッド６４を通過した定着ベルト６１０が定着ローラ６１１に向けて円滑に回動するように、剥離パッド６４の定着ベルト６１０の進行方向下流側近傍に配置されている。
【００４０】
本実施の形態において、加圧部材である加圧ローラ６２は、スチールまたはアルミニウム等の金属で形成された円柱状ローラ６２１を基体とし、基体側から、シリコーンゴム等の弾性体から構成された弾性層６２２と、フッ素樹脂からなる離型層６２３とが順に積層されてソフトローラを構成している。本実施の形態では、弾性層６２２の厚みは１０ｍｍ程度である。また、離型層６２３の厚みは１００μｍ程度である。
このように、本実施の形態では、加圧ローラ６２に弾性層６２２を設けることにより、後述するように、通紙により生じる定着ベルト６１０表面のベルトキズが低減される。
図２に示すように、加圧ローラ６２は、定着ベルトモジュール６１に押圧されるように設置されている。定着ベルトモジュール６１の定着ローラ６１１が矢印Ｃ方向へ回転するのに伴い、定着ローラ６１１に従動して矢印Ｅ方向に回動する。
【００４１】
本実施の形態の定着装置６０は、定着ローラ６１１に対して、加圧ローラ６２は所定のニップ機構（図示せず。）により定着ベルト６１０を介して定着ローラ６１１にニップする。また、定着ベルト６１０は所定の駆動機構（図示せず。）により矢印Ｄ方向に回転し、加圧ローラ６２は矢印Ｅ方向に従動回転する。
未定着トナーを担持した用紙Ｐは、定着装置６０に挿入され、定着ベルト６１０と加圧ローラ６２とで形成されたニップ部Ｎにおいて加熱定着され、剥離パッド６４によって剥離され、用紙搬送ローラ７０（図１参照）を経て、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部（不図示）に搬送される。
【００４２】
本実施の形態における定着装置６０は、例えば、プロセス速度３００ｍｍ／ｓでニップ幅を１５ｍｍとし、定着ローラ６１１と加圧ローラ６２とのニップ部Ｎに用紙Ｐを通紙しているときの最大の面圧を１ＭＰａ（１０ｋｇｆ／ｃｍ２）となるようにニップ荷重を設定するものとする。
また、ニップ部Ｎよりも下流側にて定着ベルト６１０の外表面を加圧ローラ６２に押圧するように配置された剥離部材としての剥離パッド６４を備えることにより、定着時に用紙Ｐやトナーから発生する水蒸気に起因するブリスタが低減され、且つ、高密度画像の剥離が用紙Ｐにダメージを与えることなく容易になる。また、厚紙定着による定着ベルト６１０表面に形成したフッ素樹脂チューブからなる表面離型層のキズや凹みを低減できる。
【００４３】
（トナー）
ここで、本実施の形態における各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの現像器１４（図１参照）にて現像されるトナーとしての各色成分のカラートナーは、ポリエステル樹脂等の結着樹脂、染料または昇華性染料等の着色剤、ワックス等の離型剤、荷電制御材等のその他の目的に応じて添加される添加剤を含むものである。特に、本実施の形態で使用するトナーは離型剤を含み（内包または外添）、別途、離型材の塗布装置等を設けずに、トナー像を定着した記録紙と定着部材との離型性を得ることが可能なオイルレストナーとして作用する。
【００４４】
このようなトナーの製造方法としては、特に限定されないが、たとえば、結着樹脂、着色剤及び添加剤を混練後に粉砕する混練粉砕法；着色剤、離型剤等を重合性単量体とともに懸濁させ、重合性単量体を重合する懸濁重合法；結着樹脂、着色剤、離型剤等のトナー構成材料を有機溶媒に溶解させ、水系溶媒中に懸濁状態で分散させた後に有機溶媒を除去する溶解懸濁法；樹脂を乳化重合により作製し、顔料、離型剤等の分散液とともにヘテロ凝集させ、その後融合・合一する乳化重合凝集融合合一法等が挙げられる。
【００４５】
（離型剤）
本実施の形態で使用するトナーには、ワックス等の離型剤が含有されている。一般に、トナーに離型剤を含有させることにより、定着装置６０に設けられた定着ベルト６１０の表面に離型オイルを用いない場合でも、より広い定着ラチチュードを得ることができる。ここで定着ラチチュードとは、定着ベルト６１０の温度を変化させたときに、未定着トナー像が用紙Ｐに定着し得る低温側の温度（最低定着温度）から、トナー像が定着ベルト６１０から離型できなくなる高温側の温度（オフセット発生温度）までの温度領域をいう。
【００４６】
離型剤の添加量としては、通常、トナーに対して０．５重量％〜５０重量％、好ましくは１重量％〜３０重量％、より好ましくは５重量％〜１５重量％の範囲が適当である。上記範囲であると離型剤を添加する効果が得られる。また、トナー表面の露出量が適度となるため、流動性や帯電特性が良好となる。
【００４７】
このような離型剤としては、例えば、結晶性ワックス、ロウ類およびワックス類等が挙げられる。具体的には、結晶性ワックスとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィンワックスが挙げられる。ロウ類およびワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス；ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス；オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス；パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックスが挙げられる。
【００４８】
また、天然ワックスの他に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックスも使用できる。
さらに、ポリｎ−ステアリルメタクリレート、ポリｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレート重合体も使用することができる。
【００４９】
上述した離型剤のなかでも、結晶性ワックスが好ましい。結晶性ワックスの融点は、通常、４０℃〜１５０℃、好ましくは、５０℃〜１２０℃である。結晶性ワックスとして、トナー中の結着樹脂の融点よりもある程度低い融点を有するものを使用することにより、結着樹脂よりも先に結晶性ワックスが有効にトナーから溶け出す。これによって、定着装置６０のニップ部Ｎの出口での剥離時において離型性能を向上させることができる。
【００５０】
尚、トナー中の結着樹脂としては、特に制限されるものではなく、トナー用の結着樹脂として一般に用いられる材料を使用することができる。このような結着樹脂には、ポリエステル樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、スチレン・アクリル樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ジエン系樹脂、フェノール樹脂、エチレン・酢酸ビニル樹脂等が挙げられる。
【００５１】
次に、定着処理の際に、定着ベルト６１０表面に凹みやキズが生じることについて説明する。
図６は、定着ベルト６１０表面の変形を説明する概略断面図である。図６（ａ）は、用紙Ｐ突入時であり、図６（ｂ）は、通紙後である。
図６（ａ）に示すように、ベルト基材と弾性層及びＰＦＡ層（表面離型層）からなる３層構造の定着ベルト６１０の表面は、用紙Ｐが挿入されることにより、弾性層の変形と共に、ＰＦＡ層が変形する。ここで、前述したように、ＰＦＡ等のフッ素樹脂は、弾性層を形成する弾性体と比べると弾性に乏しく、塑性変形し易いため、図６（ｂ）に示すように、用紙Ｐが排出された後においても塑性変形が残り、このため、定着ベルト６１０の表面に、凹みやキズが生じる。
【００５２】
本実施の形態が適用される定着装置６０によれば、以下に説明するように、定着ベルト６１０表面に生じる凹みやキズが低減され、画像における線状の欠陥の発生が防止される。
即ち、本実施の形態では、定着部材である定着ベルト６１０の表面離型層を形成する際に、押出成形法により成膜したＰＦＡからなるチューブの裏面に予め接着活性処理を施し、ＰＦＡの融点約３００℃よりも十分低い温度（１５０℃〜１８０℃）において、定着ベルト６１０のベルト基材上に設けた弾性層とチューブとを接着処理しているので、厚紙定着時にＰＦＡ表面の凹みやキズが発生せず高画質の定着像を得ることができる。
【００５３】
ここで、一般に、ＰＦＡ等のフッ素樹脂を用いて定着部材の表面層を形成する方法としては、例えば、弾性体ＰＦＡ水系ディスパージョンをスプレーコートする方法（コート）；押出成型法により成膜した熱収縮ＰＦＡチューブをＰＦＡ融点近傍まで加熱し、弾性層と加熱接着する方法（熱融着チューブ）；押出成型法により成膜した非収縮ＰＦＡチューブの裏面を接着活性処理した後、プライマーを塗布された弾性層に被せ、ＰＦＡの融点よりも十分低い温度で接着処理する方法（後かぶせチューブ）が挙げられる。
【００５４】
上述したフッ素樹脂を用いる表面層を形成する方法のうち、ＰＦＡ水系ディスパージョンをスプレーコートする方法により形成された表面層（コート）は、ＰＦＡの分子量が低いため耐磨耗性に劣り、また、コート膜なので膜強度が弱く機械的特性が劣っている。
また、熱収縮ＰＦＡチューブをＰＦＡ融点近傍において加熱接着する方法で形成された表面層（熱融着チューブ）は、高分子量が得られ、また膜強度はコート膜よりは増大するものの、熱融着時に再溶融することによって結晶配向が消失し、チューブ成形時の機械的特性が低下してしまう。
【００５５】
これに対して、本実施の形態における定着ベルト６１０は、上述したＰＦＡからなる後かぶせチューブを用いて表面離型層を形成することにより、ＰＦＡの結晶配向が消失することなく充分な膜強度及び機械的特性を得ることができる。
図３は、定着ベルト６１０の表面離型層の成膜方法によるキズの関係と、定着ベルト６１０の弾性層厚みとキズの関係を説明する図である。
【００５６】
図３（ａ）は、所定の定着評価装置を用いて、成膜方法が異なることにより表面離型層に生じるキズの深さを測定した結果を示す。図３（ａ）に示すように、定着ベルト６１０の表面離型層に生じるキズの深さ（μｍ）は、コート→熱融着チューブ→後かぶせチューブの順に減少し、表面離型層に生じるキズが低減することが分かる。
ここで、表面離型層に生じるキズの深さは、所定の定着評価装置に、Ｓｔａｒｗｈｉｔｅ  Ｔｉａｒａ  Ｃｏｖｅｒ  ＬＧをＡ４ＬＥＦでプロセス速度１５７ｍｍ／ｓで通紙したときのテストピースの定着ベルトのキズの深さを評価した。
【００５７】
また、図５は、定着評価装置を説明する図である。図５に示す定着評価装置は、本実施の形態の定着装置６０のニップ部Ｎを簡略化し、テストピースの定着ベルトを評価するための装置である。図５において、定着ローラはφ５０ｍｍでアルミニウム製である。テストピースの定着ベルトは、定着ローラに直接巻きつけてある。加圧ローラはφ５０ｍｍで、シリコーンゴムからなる厚さ２ｍｍ、硬度３５Ｈｓの弾性層と、弾性層上に設けたＰＦＡチューブからなる表面層を有する。定着ニップは、ニップ幅５ｍｍで通紙時の最大面圧を１．１ＭＰａ（１１ｋｇｆ／ｃｍ２）となるようにニップ荷重を設定した。
【００５８】
次に、本実施の形態では、定着ベルト６１０の弾性層の厚みを２００μｍ未満にしていることにより、厚紙通紙によるキズの低減と定着画質の両立を果たしている。
図３（ｂ）は、弾性層厚みとベルト表面に生じるキズとの関係を示す。ここで、テストピースの定着ベルトに生じるキズは、図５に示した定着評価装置にＳｔａｒｗｈｉｔｅ  Ｔｉａｒａ  Ｃｏｖｅｒ  ＬＧをＡ４ＬＥＦでプロセス速度１５７ｍｍ／ｓで通紙したときに、以下の基準（キズ目視グレード）に基づき評価した。
０：目視ではキズが確認できない。
１：ぼやけた跡が線状に見える。
２：薄い線が見える。
３：はっきりした線が見える。
【００５９】
尚、本発明者の実験結果によれば、ベルト表面に発生したキズは、画像グロスが高くなるに従い、画像で認識できるようになることが判明している。例えば、６０°画像グロスが６０以上の場合では、ベルト表面に発生したキズが、上記のキズ目視グレード２よりも大きくなると画像で認識できるようになる。
【００６０】
図３（ｂ）に示す結果より、テストピースの定着ベルトに生じるキズは弾性層の厚みが大きくなるに従いキズ目視グレードが増大し、キズが悪化していくことが分かる。特に、ＰＦＡ水系ディスパージョンをスプレーコートする方法により形成された表面層（コート）と、熱収縮ＰＦＡチューブをＰＦＡ融点近傍において加熱接着する方法で形成された表面層（熱融着チューブ）は、キズ目視グレードが大幅に増大することが分かる。
これに対して、前述したＰＦＡからなる後かぶせチューブを用いて表面離型層を形成した場合は、キズ目視グレード１以下を維持できることが分かる。特に、弾性層厚みが２００μｍ未満であることが好ましいことが分かる。
【００６１】
次に、図４は、定着ベルト６１０の弾性層厚みと画質の関係と、面圧とキズ（画質）との関係を説明する図である。
図４（ａ）には、弾性層の厚みと得られた画像のマイクログロスの関係が示されている。図４（ａ）に示しすように、弾性層厚みが５０μｍ以上であればマイクログロスは低減し、さらに大きくなるに従いマイクログロスは低減し、１００μｍ以上であればマイクログロスはわずかに確認できるレベルで飽和することが分かる。この結果、定着ベルト６１０の弾性層厚みは５０μｍ以上であれば良いことが分かる。
【００６２】
ここで、マイクログロスは、図５に示す定着評価装置において、定着ローラ１４０℃、加圧ローラ１２０℃、プロセス速度１５７ｍｍ／ｓで、富士ゼロックスオフィスサプライ株式会社製のＪ紙にＣｉｎ１００％のＣＭＹＫの４色の未定着トナー像を通紙したときのマイクログロスを評価したものである。また、通紙時面圧は６ｋｇｆ／ｃｍ２である。
尚、マイクログロスは、定着ニップ部内のトナー平滑化が不十分なときの表面凹凸を表すもので、以下の基準に基づき評価した。
０：目視では表面凹凸を確認できない。
１：目視で表面凹凸をわずかに確認できる。
２：目視で表面凹凸を少し確認できる。
３：目視で表面凹凸を明確に確認できる。
【００６３】
また、本実施の形態では、定着ローラ６１１は表面に弾性層を持たず、一方、加圧ローラ６２表面に弾性層を有することでより定着ベルト６１０のベルトキズを低減できている。
図４（ｂ）に、図５に示した定着評価装置により、ＰＦＡの後かぶせチューブを用いて表面離型層を形成したテストピースの定着ベルトの、通紙時の面圧とキズとの関係を示す。尚、通紙は、Ｓｔａｒｗｈｉｔｅ  Ｔｉａｒａ  Ｃｏｖｅｒ  ＬＧを使用した。
【００６４】
図４（ｂ）より、弾性層厚みと通紙時面圧の増加に伴い、キズ目視グレードが悪化していることが分かる。これは、テストピースの定着ベルトにおける弾性層が大きく変形することで、ＰＦＡからなる表面離型層が塑性変形しやすくなるものと考えられる。
このことは、本実施の形態において、定着ローラ６１１表面に弾性層がある場合も同様の影響が考えられる。即ち、定着ローラ６１１に弾性層を設けると、定着ベルト６１０にキズが発生しやすい構成であることが分かる。
【００６５】
また、図４（ｂ）より、本実施の形態において、定着ベルト６１０の弾性層の厚みが２００μｍ未満であれば、たとえ、通紙時面圧が１．６ＭＰａ（１６ｋｇｆ／ｃｍ２）であっても、定着ベルト６１０表面に生じるキズのキズ目視グレードを２以下にできることが分かる。
この結果から、本実施の形態において、定着ベルト６１０の弾性層の厚みが２００μｍ未満、通紙時の面圧を１．６ＭＰａ（１６ｋｇｆ／ｃｍ２）以下とすることにより、定着時に用紙が重送した場合や厚紙が通紙された場合であっても、定着ベルト６１０表面に生じるキズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施の形態である画像形成装置を示した概略構成図である。
【図２】実施形態である定着装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】定着ベルトの表面離型層の成膜方法によるキズの関係と、定着ベルトの弾性層厚みとキズの関係を説明する図である。
【図４】定着ベルトの弾性層厚みと画質の関係と、面圧と画質との関係を説明する図である。
【図５】定着評価装置を説明する図である。
【図６】定着ベルト表面の変形を説明する概略断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
６０…定着装置、６１…定着ベルトモジュール、６２…加圧ローラ、６４…剥離パッド、６１０…定着ベルト、６１１…定着ローラ、Ｎ…ニップ部
【図１】
2008158054.tif 000003
【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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