(57)【要約】      （修正有）【課題】紙の剥離性や駆動耐久性に優れ、高光沢で高画質を得ることができる定着ベルトを提供する。【解決手段】定着ベルトは、ポリイミド層が充填剤を含有し、前記充填剤が、カーボン、金属、セラミック及びフッ素樹脂からなる群より選択される少なくとも１種であること特徴とする。カーボン等の充填剤を含有することにより、導電性、熱伝導性、摺動性等の機能を付与させることが可能となり、更に、硬度を制御することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリイミド層の外周に離型層を有し、内周に粘弾性層を有する定着ベルト。
【請求項２】
前記ポリイミド層が充填剤を含有し、
前記充填剤が、カーボン、金属、セラミック及びフッ素樹脂からなる群より選択される少なくとも１種である請求項１記載の定着ベルト。
【請求項３】
耐折強さが５０００回以上である請求項１又は２記載の定着ベルト。
【請求項４】
損失弾性率が２０ＧＰａ〜８０ＧＰａであり、かつ、表面硬度が０．１ＧＰａ〜０．２２ＧＰａである請求項１〜３のいずれかに記載の定着ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリイミド層を備える定着ベルトに関し、特に、複写機、レーザービームプ
リンタ、ファクシミリ等の電子写真画像形成装置の定着ベルトとして有用である。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ポリイミド樹脂材料は、その高い機械的強度、耐熱性等の理由から宇宙航空
分野から電気電子材料まで幅広い分野において実用化されている。その中でもポリイミド樹脂製シームレス状管状体は、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等の電子
写真画像形成装置の定着ベルト、転写ベルト、中間転写ベルト、搬送ベルト、感光体ベルト等の機能性ベルト及びこれらの基材として使用されている。特に定着ベルトでは、未定着トナー像を加圧加熱しながら転写体を搬送するため、駆動しているロール間の張設に耐え得る強度、ロールの加熱温度に耐え得る耐熱性、ベルト端部で寄りを制御する際、座屈や裂けを起こさないような剛性が要求される。
【０００３】
更に最近では、オイルレス化に伴い、紙を分離するためのツメをセットすることができなくなり、その代わりに曲率を利用して紙が剥離されるようになったため、張架させたベルトの柔軟性が重要となっている。また、高速高画質に対応するためには、トナーをベルト表面で十分に包み込まなければならないため、ベルト表面の柔軟性も要求されている。
【０００４】
これらの解決方法として、Ｅ硬度が１５〜６５度のシリコーンゴム弾性層を有する定着用部材が特許文献１に提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３‐１２２１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載のベルトに規定している硬度は、定着部材の構成の一部であり、高速高画質を得るには、十分でなく、ベルト本体の耐久性や表面の耐摩耗性についても十分ではなった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、紙の剥離性や駆動耐久性に優れ、高光沢で高画質を得ることができる定着ベルトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究したところ、下記の如き本発明によりこれを達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明の定着ベルトは、ポリイミド層の外周に離型層を有し、内周に粘弾性層を有すること特徴とする。前記ポリイミド層は、適度な柔軟性を有するため、複合ベルトとした場合でも、ベルト切断時のベルト端面の荒れが生じにくい。また、粘弾性層を有することにより、ロールで張架した際も曲率の小型化が可能となり、紙の剥離性や駆動耐久性にも優れた定着ベルトを得ることができる。また、前記ポリイミド層の外周に離型層を有するため、例えば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）等の比較的磨耗しやすい離型層でも、その下地として硬いポリイミド層が存在すると、磨耗ダメージを受け難く、駆動耐久性に優れた定着ベルトを得ることができる。
【００１０】
本発明の定着ベルトは、ポリイミド層が充填剤を含有し、前記充填剤が、カーボン、金属、セラミック及びフッ素樹脂からなる群より選択される少なくとも１種であること特徴とする。カーボン等の充填剤を含有することにより、導電性、熱伝導性、摺動性等の機能を付与させることが可能となり、更に、硬度を制御することができる。
【００１１】
本発明の定着ベルトは、耐折強さが５０００回以上であること特徴とする。耐折強さが所定回数以上であると、屈曲性に優れ、ベルト寿命の長い定着ベルトを得ることができる。
【００１２】
本発明の定着ベルトは、損失弾性率が２０ＧＰａ〜８０ＧＰａであり、かつ、表面硬度が０．１ＧＰａ〜０．２２ＧＰａであること特徴とする。損失弾性率及び表面硬度が所定範囲であると、紙の剥離性やトナー粒子の追従性にも優れた定着ベルトを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の定着ベルトは、ポリイミド層を備えるものであり、例えば次の方法で製造することができる。まず、ポリアミド酸溶液を円筒状金型の内表面に、円筒状金型が回転しながらディスペンサーの供給部の軸方向に移動することにより塗布し、遠心法でレベリング及び脱泡する。塗布に関しては、ディスペンサー等で、ポリアミド酸溶液を金型の内表面に付着させた後、剛球等で所定の厚さに仕上げても良い。次いで、ポリアミド酸溶液を加
熱または溶媒抽出等により固化または硬化し、更に高温で加熱することでイミド転化する
ことにより得られる。
【００１４】
以下に、ポリイミド酸溶液の調製方法について説明する。
【００１５】
＜ポリアミド酸溶液の調製＞
ポリアミド酸溶液は、公知のものを使用することができ、テトラカルボン酸二無水物あるいはその誘導体（酸無水物）とジアミンを溶媒中で重合反応させて得られるポリアミド酸溶液が使用される。芳香族ポリイミド樹脂であると、得られるベルトの機械的強度や耐熱性が好適なものが得られる。
【００１６】
好適な酸無水物の例として、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’‐ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’‐ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物、２，３，３’，４‐ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７‐
ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６‐ナフタレンテトラカルボン酸二
無水物、１，４，５，８‐ナフタレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
【００１７】
一方、ジアミンの例としては、４，４’‐ジアミノジフェニルエーテル、４，４’‐ジ
アミノジフェニルメタン、３，３’‐ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジクロロベ
ンジジン、４，４’‐ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’‐ジアミノジフェニルス
ルフォン、１，５‐ジアミノナフタレン、ｍ‐フェニレンジアミン、ｐ‐フェニレンジア
ミン、３，３’‐ジメチル−４，４’−ビフェニルジアミン、ベンジジン、３，３’‐ジ
メチルベンジジン、３，３’‐ジメトキシベンジジン、４，４’‐ジアミノジフェニルス
ルフォン、４，４’‐ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’‐ジアミノジフェニルプ
ロパン等が挙げられる。
【００１８】
上記酸無水物とジアミンを重合反応させる際の溶媒として、適宜なものを用いることができるが、溶解性等の点から極性溶媒が好ましく用いられる。具体的には、Ｎ，Ｎ‐ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ‐ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ‐ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ‐ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ‐ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルトリアミド、Ｎ‐メチル‐２‐ピロリドン、ピリジン、ジメチルスルホキシド、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホン等が挙げられる。これらは単独で用いても構わないし、併せて用いても差し支えない。さらに、上記有機極性溶媒にクレゾール、フェノール、キシレノール等のフェノール類、ベンゾニトリル、ジオキサン、ブチロラクトン、キシレン、シクロへキサン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン等を単独もしくは併せて混合することもできる。
【００１９】
上記の酸無水物（ａ）とジアミン（ｂ）とを上記有機極性溶媒中で反応させることによりポリアミド酸溶液が得られる。ここで、前記ポリアミド酸(ポリイミド前駆体)は、酸無水物とジアミンとの略等モルを有機溶媒中で反応させて得ることができる。その際のモノマー濃度（溶媒中における（ａ）＋（ｂ）の濃度）は、種々の条件に応じて設定されるが、５〜３０重量％が好ましい。また、反応温度は８０℃以下に設定することが好ましく、特に好ましくは５〜５０℃であり、反応時間は０．５〜１０時間が好ましい。反応時間が０．５時間未満であると反応が不十分となり、１０時間を超えてもそれ以上の効果が得られない。
【００２０】
上記の反応により得られたポリアミド酸溶液の粘度は上昇するが、そのまま加熱を行うと、ポリアミド酸溶液の粘度が低下する。この現象を利用して、前記ポリアミド酸溶液を所定の粘度に調整することができる。このときの加熱温度は５０〜９０℃が好ましい。
【００２１】
＜ポリイミド層の調製＞
前記ポリアミド酸溶液を用いて、以下に示す方法によりポリイミド層の調製方法を説明する。
【００２２】
まず、上記ポリアミド酸溶液に触媒を添加・混合する。これらを円筒金型内に供給し、回転遠心成形法により金型内周面に遠心力により均一に展開する。このとき前記溶液の粘度は、Ｂ型粘度計で１〜１０００Ｐａ・ｓ（２３℃）が好ましく、より好ましくは５〜５００Ｐａ・ｓ（２３℃）。１Ｐａ・ｓ未満であると、いわゆるタレや塗布層のハジキが生じやすくなり、塗膜厚の均一性が得られなくなるため、好ましくない。一方、１０００Ｐａ・ｓを越えると、吐出の際に高い圧力をかける必要があり、また、遠心成形によるレベリング効果が出にくくなるため、好ましくない。
【００２３】
なお、遠心成形するために行う金型周方向の回転数は、金型の直径、ポリアミド酸溶液の粘度、及び塗布状態にもよるが、１００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍが好ましい。１００ｒｐｍ未満であると、遠心力による塗布膜のレベリング効果、脱泡効果が得られ難く、５０００ｒｐｍを超えると、機械的負荷が大きくなり、振動による金型の偏芯が起こり、金型長手方向の塗布厚が不均一となり好ましくない。
【００２４】
次いで、ポリアミド酸溶液を３００〜４５０℃の高温で加熱することにより、閉環イミド化反応(イミド転化)を進行させた後、金型から取り出す。この溶媒除去及びイミド化反応時の加熱は均等に行う必要がある。均等に加熱する方法としては、金型を回転させながら加熱する、熱風の循環を改善する等の方法や、低温で投入し、昇温速度を小さくする等の方法がある。なお、イミド転化は前述した方法以外では、金型内のポリアミド酸溶液を加熱固化させた状態の形状を保持できるベルト状のものを金型から取り外し、このベルト状のものを金属パイプに挿入し代えて、イミド転化を行う方法をとっても良い。
【００２５】
なお、イミド転化は上記高温加熱する方法もしくは、ポリアミド酸溶液に触媒単独あるいは触媒と脱水剤を併用して添加し、低温加熱する方法いずれを用いてもよく、本発明の目的にかなうものであれば特に限定されない。
【００２６】
また、ポリイミド層を調製する際に、原料に磁性金属を分散させ、その磁性金属を電磁誘導により加熱する場合、トナーに接触する表面に近いため、その熱効率が高く、省エネルギー化が可能となる。
【００２７】
前記触媒としては、例えばイミダゾール類、第２級アミン、第３級アミン等が挙げられ、具体的には例えば、２−メチルイミダゾール、４−メチル−２−フェニルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、イミダゾール、イソキノリン等が挙げられる。これらのうちでもイソキノリンがより好ましい。触媒の添加量としては、ポリアミド酸溶液中のポリアミド酸１モル当量に対して０．１〜２モル当量添加することが好ましく、より好ましくは０．２〜１モル当量である。また、これら触媒は脱水剤を使用しない加熱イミド化においても、低温でのイミド化促進剤として有効である。
【００２８】
前記脱水剤については、有機カルボン酸無水物、Ｎ，Ｎ’−ジアルキルカルボジイミド類、低級脂肪酸ハロゲン化物、ハロゲン化低級脂肪酸無水物、アリールホスホン酸ジハロゲン化物、及びチオニルハロゲン化物等が挙げられる。
【００２９】
ポリイミド層の厚さは、５０μｍ〜２００μｍの範囲となるように設定するのが好ましい。ポリイミド層の厚さが５０μｍ未満では、寄りを制御する際にかかる負荷に対して、ベルト端部の剛性が負け、ベルトが座屈しやすくなり好ましくない。一方、２００μｍを超えると、張設するロールの一つである分離ロールで、ベルトの曲率半径が大きくなることで、ベルト上のトナーが十分に離型されず、好ましくない。
【００３０】
ポリイミド層に含有させる充填剤としては、カーボン、金属、セラミック及びフッ素樹脂からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。所望の特性を得るため、充填剤を含有することにより、例えば、導電性、熱伝導性、離型性等の機能を付与させることが可能となり、更に、硬度を制御することもできる。  
【００３１】
具体的にカーボンとしては、例えば、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を併用して使用することができる。
【００３２】
また、カーボンブラックはその用途によって、酸化処理、グラフト処理等の酸化劣化を防止したものや、溶剤への分散性を向上させたものを用いることが好ましく、特に、酸化処理されたカーボンブラックを用いることが好ましい。
【００３３】
ポリイミド層に前記カーボンを添加することにより、導電性や熱伝導性等を付与することができる。
【００３４】
金属としては、銀、銅、アルミニウム、ニッケル等の金属やこれら合金が挙げられる。
【００３５】
セラミックスとしては、ダイヤモンド、ガラス、アルミナ、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、酸化ベリリウム、酸化錫、酸化インジウム等が挙げられる。
【００３６】
フッ素樹脂として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）とその変性物、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−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−へ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−フッ化ビニリデン共重合体（ＴＦＥ／ＶｄＦ）、テトラフルオロエチレン−へキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＥＰＡ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（PＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−フッ化ビニリデン共重合体（ＣＴＦＥ／ＶｄＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）などのフッ素樹脂等が挙げられる。  
【００３７】
ポリイミド層に前記フッ素樹脂を添加することにより、摩擦係数を調整することができる。摩擦係数を０．０５〜０．３５に制御することにより、摩擦磨耗を低減させることができ、スリップ等を防止することができるため、有効である。
【００３８】
本発明において充填剤の含有量は、その目的に応じ、添加する充填剤の種類により適宜決定されるが、定着ベルト等としては、その機械的強度等から、ポリイミド樹脂固形分に対し１〜５０重量％であることが好ましく、より好ましくは１０〜３０重量％である。充填剤の含有量が１重量％未満であると、充填剤添加による効果を得ることができない。一方、５０重量％を越えると、ベルトの機械的強度が低下しやすくなる。
【００３９】
更に、ポリイミド層と同様に、目的に応じて粘弾性層や離型層に、カーボンやフッ素樹脂等の充填剤を添加することができる。
【００４０】
本発明の定着ベルトは、前記ポリイミド層の外周に、離型層を有し、内周に粘弾性層を有する。離型層の下層にポリイミド層を有し、その下層に粘弾性層を有する場合、表面の離型層の下に硬いポリイミド層を有するため、表面離型層が耐摩耗性に優れ、高速仕様の定着ベルトに適している。更に、前記粘弾性層にフッ素樹脂等を添加して摺動性を付与したものや、粘弾性層上に摺動層を有するものを挙げることができる。
【００４１】
＜粘弾性層の調製＞
粘弾性層を有することにより、定着ベルトに柔軟性が付与され、また、ベルト表面の柔軟性により、高画質・高光沢のベルトを得ることができる。特にカラートナーを使用する場合に有効である。
【００４２】
粘弾性層の材料としては、定着温度に耐えうる材料が好ましく、天然ゴム、合成ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられるが、より好ましくは、シリコーンゴム、フッ素ゴムである。なお、低分子シロキサンや未反応モノマー、低分子化合物等の揮発分成分が少ないものが特に好ましい。これらゴムの柔らかさは架橋、発泡によって制御できる。
【００４３】
粘弾性層を被覆する方法として、例えば、スプレーコート、スピンコート、ロールコート、刷毛塗り、浸漬、ディスペンサー塗布等の方法が考えられる。
【００４４】
粘弾性層の厚さは、特に限定されないが、１００μｍ〜１５００μｍが好ましい。厚さが１００μｍ未満では、トナーを均一に融着しにくい傾向があり、１５００μｍ を超えるとベルト全体の熱伝導性、電気導電性、機械特性が低下する傾向がある。
【００４５】
＜離型層の調製＞
離型層を有することにより、離型性、耐磨耗性等に優れた定着ベルトを得ることができる。
【００４６】
離型層の材料としては、特に限定されないが、フッ素樹脂を含有する離型層が好ましい。フッ素樹脂としては、分子内にフッ素原子を含むものであればよく特に限定されるものではない。具体的にはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）とその変性物、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−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、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−フッ化ビニリデン共重合体（ＴＦＥ／ＶｄＦ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＥＰＡ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−フッ化ビニリデン共重合体（ＣＴＦＥ／ＶｄＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）などが挙げられる。耐摩耗性、トナーとの離型性、耐熱性の点からＰＴＦＥ、ＰＦＡ、又はこれら混合系が好ましい。
【００４７】
本発明のポリイミド層の外周に、フッ素樹脂等の離型層を成形する方法として、溶融押出により得たチューブ状シームレスベルトを管状内層外表面に被着する方法、溶液状（ディスパージョンを含む）を管状内層外表面に被覆する方法等により形成される。
【００４８】
離型層の厚さは、５μｍ〜１００μｍが好ましい。厚さが５μｍ未満では、ライフサイクルが短く不利であり、１００μｍを超えるとクラックが発生し易い傾向がある。
【００４９】
また、各層間にプライマー層を介在させたもの等を挙げることができる。プライマー層としては、ポリイミド層と粘弾性層、離型層等との接着を高める各種市販のプライマーが使用できるが、ポリイミド系プライマーが好適に使用される。
【００５０】
プライマー層の厚さは、０．５〜１０μｍの範囲が好ましい。０．５μｍ未満では結着力が低く、１０μｍを越えると脆くなる傾向がある。
【００５１】
＜定着ベルト＞
前記ポリイミド層、粘弾性層、離型層等からなる定着ベルト(複合ベルト)は上述した方法等により調製することができる。
【００５２】
本発明における定着ベルト全体の厚さは、ベルトとしての特性が発揮される限り特に限定されないが、一般的には、総厚で５０μｍ〜４００μｍの範囲に設定するのが好ましい。５０μｍ未満では座屈しやすく、４００μｍを越えるとトナーの離型性が低下するので好ましくない。
【００５３】
本発明の定着ベルト(複合ベルト)の耐折強さ（ＭＩＴ）は、５０００回以上が好ましく、より好ましくは、１万回以上である。定着における機械特性において重要な特性として、ベルトの弾性率や引裂強度、耐折強さがあるが、特に耐折強さが重要となる。紙の離型性を維持するためには、ベルト周長の一部分で曲率を小さくしなければならないが、屈曲性が劣ると、ベルト寿命が短くなってしまう。従って、耐折強さは、５０００回以上が好ましく、５０００回未満であると、システムにもよるが、２０〜５０ｐｐｍの通紙速度の装置において、累積通紙を１０万枚以上にすることができなくなる。
【００５４】
本発明の定着ベルトの損失弾性率は、２０ＧＰａ〜８０ＧＰａが好ましく、より好ましくは、３５ＧＰａ〜７５ＧＰａである。２０ＧＰａ未満であると、弾性成分による効果が弱く、変形に対して復元が遅く、回転体である定着ベルトとしては、圧力の再現性が得られず好ましくない。一方８０ＧＰａを越えると、ベルト成分中の粘性成分による効果が弱く、紙の凹凸に追従できず、画出し後、光沢ムラとなり易い。
【００５５】
また、定着ベルトとして使用する場合、ミクロンオーダーのトナーを包含し、十分溶融させる必要がある。従って、本発明の定着ベルトには、均一な熱と圧力を加える必要がある。均一な熱は、ベルトの厚さ精度と熱導電性フィラーの分散性で決まるが、均一な圧力を得るためには、表面硬度が重要な因子となってくる。従って、ベルト表面の硬度は、０．１ＧＰａ〜０．２２ＧＰａでることが好ましく、より好ましくは、０．１５ＧＰａ〜０．２１ＧＰａである。０．１ＧＰａ未満であると、磨耗性が劣り好ましくない。一方、０．２２ＧＰａを超えると、トナーの包含と溶融が不十分となり、光沢が得られなくなる。
【００５６】
なお、本発明における定着ベルト（複合ベルト）の層を個々に見ると、ポリイミド層の硬度は１ＧＰａ〜５ＧＰａであることが好ましい。硬度が１ＧＰａ未満であると、表面（外周）の離型層、例えば表面のＰＦＡ層の耐摩耗性効果が小さくなるだけでなく、支持体として弱く、駆動時に座屈が起き易い。一方、５ＧＰａを越えると粘弾性層の効果が現れ難く、脆くなりベルト端部での裂けが起き易くなる。
【００５７】
粘弾性層の硬度は０．０１ＧＰａ〜０．１ＧＰａが好ましい。０．０１ＧＰａ未満であると、変形に対して復元力が弱くなり好ましくない。一方、０．１ＧＰａを越えると、粘性効果が弱く、紙の凹凸に追従できず、画出し後、光沢ムラとなり易い。
【００５８】
本発明の定着ベルトは、帯電による紙の貼り付き等を防止する目的で除電機能が必要であるが、これはベルト内面を導電化することにより除電を行うことができる。この場合、表面抵抗は常用対数値で５（ｌｏｇΩ／□）以下であることが好ましい。
【００５９】
定着ベルト内面の摩擦係数は、内部材の種類によるが、通常０．０５〜０．４であることが好ましい。摩擦係数が０．０５未満であると、張架するロールとの間で、スリップが生じ、０．４を超えると過剰の駆動力を加えることで避けやすくなり、好ましくない。また、本発明におけるポリイミド層の内周に粘弾性層を設ける場合、摩擦抵抗を抑制するために、ポリイミドやポリアミド等の耐熱性樹脂を被覆することができる。
【００６０】
また、定着の高速化に伴い、定着ベルトの歪みも生じやすくなる。特に、ベルトの長手方向の中央付近と両端部では、圧力差や温度差の影響で、回転速度に差が生じやすい。この速度差が、画像ズレや紙の捩れなどの原因となり、好ましくない。そこで、ベルト中央部を両端より若干細くした逆クラウン形状にすることにより、速度差を緩和することが好ましい態様である。ここで、ベルト中央の周長と端部の周長は、実際使用する装置の速度差にもよるが、１：１．００１〜１：１．０１０が好ましい。なお、周長差は漸次的に行うのが良い。また、漸次的な周長差を設けることにより、ポリイミドを加熱する時に使用する内金型に逆クラウン形状を施しておくことで、精度がよく簡単に加工できるため、好ましい。
【００６１】
本発明の定着ベルトは、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置の定着部に使用できるが、ベルト定着法を採用する定着部であれば何れの方式にも使用可能である。例えば、ロール間に定着ベルトを張設する方式、管状の定着ベルトを適当なステー等で支持させる方式などに使用可能である。本発明は、特に高速通紙の場合でも高い耐久性を実現できる。また、優れた離型性により、高光沢・高画質であるため、画像のフルカラー化に十分対応することができる。
【実施例】
【００６２】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等
における評価項目は下記測定装置・測定条件で測定を行った。
【００６３】
（１）引張弾性率
測定装置：オリエンテック製、ＵＴＭ１０００テンシロン、又は相当品
チャック間隔：３０ｍｍ
引張速度：１００ｍｍ／分
引張弾性率算出法：応力−歪み曲線の最大接線の傾きから算出
試験片：ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１の３号形ダンベルで打ち抜いたものを使用する。
【００６４】
（２）引裂強度
ＪＩＳ  Ｋ  ７１２８−１トラウザー引裂法に準じて行う。ベルト軸方向に試験片の長さを取り、幅の中央に７５±１ｍｍのスリットを入れる。次いで、試験片の足をチャックに装着し、引っ張り試験機により下記の条件で引っ張る。
試料：長さ１５０ｍｍ×幅７５ｍｍ（７５±１ｍｍのスリットを入れる）
引張速度：２０ｍｍ／分
【００６５】
（３）摩擦係数
測定装置：オリエンテック製、ＡＦＴ−１５Ｂ
相手材：φ１０鋼球
速度：１５０ｍｍ／分
荷重：２００ｇ
【００６６】
（４）表面抵抗
ロレスタ−ＧＰ（三菱化学製）に接続した４探針プローブ（ＭＣＰ−ＴＰ０３Ｐ）をベルト表面に押し当て測定した。
【００６７】
（５）損失弾性率
測定装置：Ｒｈｅｕｍａｔｉｃｓ製、ＡＲＥＳ
治具：薄膜
モード：Ｔｅｍｐ−Ｒａｍｐ
温度：２５〜２５０℃
周波数：１Ｈｚ
歪量：０．２％
Ｐｒｅ−ｔｅｎｓｉｏｎ：約１．７７Ｎ
長さ：７０〜８０ｍｍ
幅：３ｍｍ
【００６８】
（６）硬度
薄膜物性評価装置：ＮＥＣ三栄製、ＭＨＡ−３０００
圧子：ダイヤモンド製三角錐対稜角８０度、先端直径２μｍ
押し込み深さ：１μｍ
押し込み速度：２１ｎｍ／秒にて測定を行った。
【００６９】
（７）定着評価と光沢度  
試料：乾式トナーを普通紙上に均一に載せた後、４０ｍｍ×８０ｍｍに切断したベルトを離型面がトナー側にくるように被せる。次に、このベルト／トナー／普通紙の状態で、加熱したロール間に導入する。ロール通過後、ベルトを除去し、紙に定着したトナーの光沢度をＪＩＳ  Ｚ８７４１に準拠して測定を行った。
加熱温度：上下ロール共に２００℃
紙送り速度：４０ｍｍ／秒
装置：５０Ｎ 
測定サイズ：２０°：１０．０ｍｍ×１０．６ｍｍ
６０°：１０．０ｍｍ×２０．０ｍｍ
【００７０】
（８）耐磨耗性
ＪＩＳ  Ｋ  ７１２８の磨耗試験方法に準じて行う。ベルトを中空円筒治具に貼付・固定し、ベルト表面（ＰＦＡ表面）を普通紙に押し当てて中空円筒治具を回転させ、１時間後の磨耗量（ｍｇ／ｈｒ）の測定を行った。
荷重：５０Ｎ
回転速度：５００ｍｍ／秒
【００７１】
＜実施例１＞
Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１５００ｇに、カーボンブラック（ＸＣ−７２、キャボット製）８０ｇ（カーボンブラックがポリアミド酸溶液中、２２重量％）を添加して、十分に撹拌後、酸成分である３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物１モルと、ジアミン成分であるｐ−フェニレンジアミンを略当モルを溶解（モノマー濃度２０重量％）し、窒素雰囲気中において室温で攪拌しながら反応させ、次いで７０℃に加温しつつ攪拌して２３℃におけるＢ型粘度計（東京計器社製、ＢＨ）による粘度が２００Ｐａ・ｓのポリアミド酸溶液を作製した。更に、ここに触媒であるイソキノリンをポリアミド酸溶液中、１重量％になるように添加し、混合・撹拌した。
【００７２】
次いで、長方形状のダイス型ディスペンサーを固定しつつ、長さ６００ｍｍ、直径８０ｍｍφの円筒状金型を回転させながら、上記ポリアミド酸溶液を円筒状金型内面の一方端から他方端まで供給しつつ移動させ円筒状金型内面にスパイラル状に塗布し、そのまま金型を３０００ｒｐｍで３分間回転させながら塗膜面のラッピング部分の凹凸をレべリングし、均一な塗膜面を得た。次いで金型を６０ｒｐｍで回転させながら、２２０℃まで段階的に加熱し、溶媒の除去を行った。
【００７３】
円筒状金型からイミド転化前のベルト基材を離型し、アルミパイプに差し替え、４００℃で２０分間加熱し、イミド転化を行った。得られたポリイミドベルトの寸法は、長さ５８０ｍｍ、外径８０ｍｍφ、厚さ７５μｍであった。
【００７４】
次に、このベルト外面に、プライマー（三井デュポンフロロケミカル製、Ｋ００１−０２）をスプレーコートし、乾燥後、１μｍとなるようにした。更にその上から、メルトフロレートが１．７ｇ／１０分（ＡＳＴＭ：Ｄ３３０７）のＰＦＡディスパージョン液（三井デュポンフロロケミカル製、ＥＮＡ−５１１ＣＬ）をスプレーコートし、乾燥後、厚さ４０μｍとなるようにした。更に、４００℃で６０分間焼成した。表面粗さはＲａが０．１μｍであった。
【００７５】
上記２層ベルトと同一の内径を有する金型に、前記ベルトを固定し、メチルシリコーンゴム（東レダウコーニング製、ＤＸ３５−２０８３）をポリアミド酸溶液と同様、ディスペンサーでポリイミド内面に塗布した。その後、加熱・加硫し、厚さ２００μｍの粘弾性層を形成し、定着ベルトを作製した。
【００７６】
＜比較例１＞
ポリイミドベルトは実施例１と同様の方法で得た。前記ベルト上にプライマー（三井デュポンフロロケミカル製、Ｋ００１−０２）をスプレーコートし、乾燥後、１μｍとなるようにした。更にその上から、メルトフロレートが１．７ｇ／１０分（ＡＳＴＭ：Ｄ３３０７）のＰＦＡディスパージョン液（三井デュポンフロロケミカル製、ＥＮＡ−５１１ＣＬ）をスプレーコートし、４００℃で２０分間加熱後、厚さ４０μｍとなる離型層を形成し、定着ベルトを作製した。
【００７７】
＜比較例２＞
実施例１のポリイミドベルトの代わりに、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）製の円筒状金型を用意し、一定の隙間をあけて、内径８０．５ｍｍφのＰＦＡチューブ（三井デュポンフロロケミカル製、樹脂４４５ＨＰ−Ｊ）をセットした後、その隙間に注射器を用いて、メチルシリコーンゴム（東レダウコーニング製、ＤＸ３５−２１２０）をオーバーフローさせながら導入し、充填後、２００℃で２時間で加硫を行った。なお、ＰＦＡチューブはその内面に出力１．５Ｗ、真空度４．６７Ｐａ、アルゴンガス流量０．６Ｌ／分の条件で、５秒間スパッタリング処理を行い、その上にプライマー（東レダウコーニング製、ＤＸ３９−０６７）をコートし、離型層と粘弾性層からなる定着ベルトを作製した。
【００７８】
【表１】
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【００７９】
実施例１における構成の定着ベルトは、耐折強さ、損失弾性率及び表面硬度が所望の範囲にあり、紙剥離性が良好で、高光沢で、高画質を発現することができる定着ベルトであることが確認できた。一方、比較例１では粘弾性層を有さないため、損失弾性率が所望範囲を超え、硬度が高く、光沢がない定着ベルトであることが確認された。また、比較例２ではポリイミド層を有さないため、損失弾性率及び耐折強さが非常に弱く、硬度も低く、磨耗量も多いことが確認された。