(57)【要約】【課題】エンドレスベルト表面のオイルの親和性を良好な状態とし、記録シート表面に画像乱れを発生させない電子写真用エンドレスベルトとこの電子写真用エンドレスベルトを用いた画像形成装置の提供。【解決手段】表面層がフッ素系樹脂層からなり、その表面が下式（１）〜（３）を満たすことを特徴とする電子写真定着用エンドレスベルト。（１）１００μｍ幅の断面あたりに存在する溝の深さＹが０．５μｍ≦Ｙ≦２．５μｍ（２）０．５μｍ≦Ｙ≦２．５μｍの深さを有するＹの本数Ｎが５≦Ｎ≦１０（３）上記（１）（２）を満たした場合において、各溝の幅をＸ１、Ｘ２・・・・とした場合、Ｘの総量を（ΣＸ（Ｎ）÷１００）×１００＝Ｓの式に代入し、得られたＳ値が５０≦Ｓ≦８０【選択図】          なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面層がフッ素系樹脂層からなり、その表面が下式（１）〜（３）を満たすことを特徴とする電子写真定着用エンドレスベルト。
（１）１００μｍ幅の断面あたりに存在する溝の深さＹが
０．５μｍ≦Ｙ≦２．５μｍ
（２）０．５μｍ≦Ｙ≦２．５μｍの深さを有するＹの本数Ｎが
５≦Ｎ≦１０
（３）上記（１）（２）を満たした場合において、各溝の幅をＸ１、Ｘ２・・・・とした場合、Ｘの総量を（ΣＸ（Ｎ）÷１００）×１００＝Ｓの式に代入し、得られたＳ値が
５０≦Ｓ≦８０
【請求項２】
表面層がフッ素系樹脂層からなり、その表面が下式（１）〜（３）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の電子写真定着用エンドレスベルト。
（１）１００μｍ幅の断面あたりに存在する溝の深さＹが
０．５μｍ≦Ｙ≦２．５μｍ
（２）０．５μｍ≦Ｙ≦２．５μｍの深さを有するＹの本数Ｎが
５≦Ｎ≦１０
（３）上記（１）（２）を満たした場合において、各溝の幅をＸ１、Ｘ２・・・・とした場合、Ｘの総量を（ΣＸ（Ｎ）÷１００）×１００＝Ｓの式に代入し、得られたＳ値が
６５≦Ｓ≦８０
【請求項３】
エンドレスベルトの表面が研磨法で粗面化されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子写真定着用エンドレスベルト。
【請求項４】
表面に弾性体層を有し、回転可能に支持された加熱定着ロールと対向する位置に無端状の周面が周回移動するエンドレスベルトによりニップが形成され、前記加熱定着ロールと前記エンドレスベルトが互いに圧接されたニップ部に未定着トナー像を担持する記録シートを搬送し、前記加熱定着ロールと接触する側の表面で前記未定着トナー像を加熱するとともに加圧して前記記録シート上に定着させる画像形成装置において、
前記加熱定着ロールの表面に離型剤を塗布する離型剤供給手段を有し、前記エンドレスベルトが請求項１または請求項２に記載のエンドレスベルトであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記離型剤が反応性シリコーンオイルからなることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真複写機、プリンター等の画像形成装置に使用される電子写真用エンドレスベルト及びこのエンドレスベルトを用いた定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の複写機、プリンター等の高速化に伴い、画像定着装置内の定着ロールを室温から定着可能な温度まで早急に上昇させなければならず、従来の厚肉の弾性体層を持つ定着ロールでは定着可能な温度に到達するまで時間がかかり過ぎてしまう。そこで、従来の問題を解決するために定着ロールの弾性体層の薄肉化と無端状のエンドレスベルトを用いたベルトニップ方式の画像定着装置が開発されている。
ベルトニップ方式の定着装置は表面に弾性体層を有し、回転可能に支持された加熱定着ロールと対向する位置に無端状の周面が周回移動するエンドレスベルトによりニップが形成され、前記加熱定着ロールと前記エンドレスベルトが互いに圧接されたニップ部に未定着トナー像を担持する記録シートを搬送し、前記加熱定着ロールと接触する側の表面で前記未定着トナー像を加熱するとともに加圧して前記記録シート上に定着させるようになっている。また、加熱定着ロールと圧接する側の面には、離型剤供給手段から反応性シリコーンオイル等の離型剤が供給されている。
前記エンドレスベルトの表面材料として主にバイトンゴム、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等が用いられている。また、前記エンドレスベルトの表面は従来、用紙搬送に必要な摩擦力の確保や加熱定着ロールの摩耗防止等の理由から算術平均粗さＲａや十点平均粗さＲｚ等が用いられることが一般的である。
【０００３】
しかしながら、前記エンドレスベルトの表面を従来の算術平均粗さＲａや十点平均粗さＲｚで規定したのみでは、前記エンドレスベルトの離型層表面の材質が離型剤として用いられるシリコーンオイル等との親和性が悪いフッ素系樹脂からなる部材を用いた場合、次のような問題を有している。
すなわち、離型剤供給手段より定着ロールに供給された反応性シリコーンオイル等が前記エンドレスベルト表面に転移した際、前記エンドレスベルト表面に親和せずに球体状として存在してしまい、未定着トナー像を担持する記録シートを両面印刷した時に、前記エンドレスベルト側の記録シート表面に無数の球体状のオイルが付着し、定着される。このような状態で画像形成が行われた場合には、得られた画像にオイル跡による無数の画像乱れが発生し、画質低下を招くことになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点を解決するために、前記エンドレスベルト表面に球体状となって存在するオイルの親和性を良好な状態とし、前記記録シート表面に画像乱れを発生させない電子写真用エンドレスベルトとこの電子写真用エンドレスベルトを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成し得る本発明の電子写真用エンドレスベルトは、
＜１＞  表面層がフッ素系樹脂層からなり、その表面が下式（１）〜（３）を満たすことを特徴とする電子写真定着用エンドレスベルト。
（１）１００μｍ幅の断面あたりに存在する溝の深さＹが
０．５μｍ≦Ｙ≦２．５μｍ
（２）０．５μｍ≦Ｙ≦２．５μｍの深さを有するＹの本数Ｎが
５≦Ｎ≦１０
（３）上記（１）（２）を満たした場合において、各溝の幅をＸ１、Ｘ２・・・・とした場合、Ｘの総量を（ΣＸ（Ｎ）÷１００）×１００＝Ｓの式に代入し、得られたＳ値が
５０≦Ｓ≦８０
＜２＞  表面層がフッ素系樹脂層からなり、その表面が下式（１）〜（３）を満たすことを特徴とする＜１＞に記載の電子写真定着用エンドレスベルト。
（１）１００μｍ幅の断面あたりに存在する溝の深さＹが
０．５μｍ≦Ｙ≦２．５μｍ
（２）０．５μｍ≦Ｙ≦２．５μｍの深さを有するＹの本数Ｎが
５≦Ｎ≦１０
（３）上記（１）（２）を満たした場合において、各溝の幅をＸ１、Ｘ２・・・・とした場合、Ｘの総量を（ΣＸ（Ｎ）÷１００）×１００＝Ｓの式に代入し、得られたＳ値が
６５≦Ｓ≦８０
＜３＞  エンドレスベルトの表面が研磨法で粗面化されていることを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の電子写真定着用エンドレスベルト。
【０００６】
また、本発明の画像形成装置は、
＜４＞  表面に弾性体層を有し、回転可能に支れた加熱定着ロールと対向する位置に無端状の周面が周回移動するエンドレスベルトによりニップが形成され、前記加熱定着ロールと前記エンドレスベルトが互いに圧接されたニップ部に未定着トナー像を担持する記録シートを搬送し、前記加熱定着ロールと接触する側の表面で前記未定着トナー像を加熱するとともに加圧して前記記録シート上に定着させる画像形成装置において、
前記加熱定着ロールの表面に離型剤を塗布する離型剤供給手段を有し、前記エンドレスベルトが＜１＞または＜２＞に記載のエンドレスベルトであることを特徴とする画像形成装置。
＜５＞  前記離型剤が反応性シリコーンオイルからなることを特徴とする＜４＞に記載の画像形成装置。
【０００７】
【発明の実施の形態】
電子写真定着用エンドレスベルトの表面層は、フッ素系樹脂層からなる。フッ素系樹脂には、テトラフルオロエチレンとパーフルオロエチレンとの共重合体（ＰＦＡ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が挙げられる。
これらのフッ素系樹脂層には、カーボンブラック、金属酸化物等の充填剤が適宜添加されていてもよい。
【０００８】
上記フッ素系樹脂層の表面は、粗面化手段により
（１）１００μｍ幅の断面あたりに存在する溝の深さＹが
０．５μｍ≦Ｙ≦２．５μｍ
（２）０．５μｍ≦Ｙ≦２．５μｍの深さを有するＹの本数Ｎが
５≦Ｎ≦１０
（３）上記（１）（２）を満たした場合において、各溝の幅をＸ１、Ｘ２・・・・とした場合、Ｘの総量を（ΣＸ（Ｎ）÷１００）×１００＝Ｓの式に代入し、得られたＳ値が
５０≦Ｓ≦８０
となるように粗面化される。
【０００９】
すなわち、
（１）エンドレスベルト表面上の任意〈少なくと１０カ所以上）の１００μｍ幅を設定し、それぞれ設定された幅の範囲内の断面当たりに存在する溝を画像解析装置で測定する。
（２）１００μｍ幅の断面において、これらの溝の深さＹが０．５μｍ≦Ｙ≦２．５μｍの範囲にある溝の本数Ｎを算出する。
（３）（２）において算出したＮの値が５≦Ｎ≦１０の場合、次にＹが０．５μｍ≦Ｙ≦２．５μｍの範囲内の溝の幅を画像解析装置で測定し、
各溝の幅をＸ１、Ｘ２・・・・とした場合、Ｘの総量を（ΣＸ（Ｎ）÷１００）×１００＝Ｓの式に代入し、得られたＳ値を算出する。
ΣＸ（Ｎ）は、１００μｍ幅内に存在する溝の総量を示し、Ｓ値は、１００μｍ幅内の溝の量割合（％）を示す。
【００１０】
１００μｍ幅の設定は、エンドレスベルト表面の任意の個所でよいが、粗面化手段によって好ましい設定個所が存在する。
粗面化手段としては、エンドレスベルト表面には、研磨手段、ブラスト手段、粒子等のよる添加剤等が挙げられる。
研磨手段の場合、通常、エンドレスベルトの周回方向に沿って研磨させることによってエンドレスベルト表面が粗面化される。この場合、１００μｍ幅の設定は、研磨方向と直交する方向に対して任意の個所を設定することが好ましい。
ブラスト手段及び添加剤手段では、出射方向は特に特定されないので、任意の方向の任意の個所で１００μｍ幅を設定してもよい。
【００１１】
本発明において、前記Ｓ値（％）は、５０≦Ｓ≦８０の範囲であり、好ましくは６０≦Ｓ≦８０、より好ましくは６５≦Ｓ≦８０である。このＳ値は１００μｍ幅内の溝の量の割合であって、５０％未満では、エンドレスベルト表面のオイルに対する親和性が十分でなく、オイルがエンドレスベルト表面に玉体状になって存在しやすくなる結果、未定着トナーを記録シート上に定着する際、画像乱れが生じやすくなる。一方、Ｓ値が８０％を超えた場合も玉状体になりやすく、また、加熱定着ロール表面の摩耗を促進してしまう等の理由から、画像乱れが生じるおそれがある。
また、本発明のＳ値の範囲は、仮にエンドレスベルト表面を算術平均粗さＲａや十点平均粗さＲｚに関して規定された特許文献等のエンドレスベルトのエンドレスベルトのＳ値を算出してもこれらのＳ値の範囲と重複することはなく、これらのＳ値よりも細かく測定された値を示す。
【００１２】
次に本発明の電子写真用エンドレスベルトを用いた画像形成装置について説明する。
図１は本発明に係わる定着装置の一実施例を示す構成図である。図１において１は回転可能に支持された加熱定着ロールを示すものであり、この加熱定着ロール１は図示しない駆動源により加熱定着ロール１が１´の矢印方向に向かって所望の周速度で回転駆動される構成となっている。加熱定着ロール１の構成は内側に円筒状に形成された金属製のコア２を備えており、この金属製コア２は、例えばアルミニウムやステンレス等からなるものが主に用いられている。この金属製コア２の表面には、シリコーンゴム等からなる弾性体層３が設けられており、この弾性体層３の表面には、さらに離型層４が設けられた構成となっている。また、金属製コア２の内部には加熱源としてハロゲンランプ５が配置されており加熱定着ロール１の表面温度が所望の温度となるように、図示しない温度コントローラにより内部から加熱される制御で構成されている。
【００１３】
また、加熱定着ロール１の表面には、離型剤供給装置６によりシリコーンオイル等が加熱定着ロール１の表面に均一に供給されている。この離型剤供給装置６は、加熱定着ロール１の回転に伴って加熱定着ロール１の表面に離型剤を塗布するようになっている。また、加熱定着ロール１に対向する位置に所望のニップ幅で圧接するようにエンドレスベルト７が配置されている。このエンドレスベルト７はＰＦＡ、ＰＴＦＥ等から形成されており、エンドレスベルト７の内部には、加熱定着ロール１の表面に所望の圧力で押圧するための圧接部材８が配置されている。
【００１４】
このため、加熱定着ロール１の弾性体層３が変形して、表面に歪が生じ、未定着トナー像を担持する記録シート９が９´の矢印方向に向かって加熱定着ロール１およびエンドレスベルト７の間に突入し定着、および加熱定着ロール１からの記録シート９の剥離排出を可能としている。また、エンドレスベルト７の内部には、シリコーンオイル等がフェルト等の塗布部材によりエンドレスベルト７内周面に塗布されるようになっており、これによりエンドレスベルト７と圧接部材８との間の摩擦係数が小さくなるようになされている。また、エンドレスベルト７と圧接部材８との間の摩擦係数μ１はエンドレスベルト７と加熱定着ロール１との間の摩擦係数μ２よりも小さくなっている。このために、エンドレスベルト７は加熱定着ロール１の回転に伴って、圧接部材８と加熱定着ロール１の圧接作用により、従動走行することが可能となっている。
【００１５】
離型剤供給装置６から加熱定着ロール１の表面に供給されるオイル（離型剤）としては、シリコーンオイルが好適に使用されるが、ジメチルシリコーンオイルやメチルフェニルシリコーンオイルなどの各種反応性シリコーンオイルが好ましい。反応性シリコーンオイルは、他にアミン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、カルボキシ変性シリコーンオイル等が挙げられるが、これらの内で本発明の効果が最も発揮されるのは、アミン変性シリコーンオイルである。
【００１６】
本発明の電子写真用エンドレスベルトは、定着ロールに離型剤を供給することなく、オイル含有トナーを用いる画像形成方法に対しても効果を発揮することができる。
【００１７】
【実施例】
図１に示す画像形成装置を用いて画像形成を行った。ここで使用したエンドレスベルトの材質はＰＦＡであり、離型剤として用いたオイルはアミン変性シリコーンオイルである。また、実施例で使用したエンドレスベルトは表面をシリコンカーバイト９μｍ、１５μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ，４０μｍおよび５０μｍの番手により研磨して粗面化したものと、エンドレスベルトの表面を研磨していない合計９種類を用意して、テスト前に各エンドレスベルトの表面断面形状を測定し、研磨により形成された溝形状の割合を算出した。
【００１８】
エンドレスベルト表面形状は少なくとも１０ヵ所以上の測定サンプルの平均値で算出した。また、前記エンドレスベルトの表面形状は、実際に市販の画像解析装置（株式会社キーエンス製：ＶＫ８５００）を用いて測定した。次に、このエンドレスベルト表面にアミン変性シリコーンオイルを塗布し、オイルの断面形状を測定した
エンドレスベルト表面に存在する反応性シリコーンオイル等の断面形状Ｗは前記エンドレスベルト表面において少なくとも３０個以上の平均値で算出した。また、前記離型剤の表面形状Ｗは、実際に市販の画像解析装置（株式会社キーエンス製：ＶＫ８５００）を用いて測定することとする。
【００１９】
その後、上記各エンドレスベルトを用いて未定着トナー像を担持する記録シートの両面印刷をおこなった。評価は、両面印刷した記録シートのエンドレスベルト側の画像を目視により確認した。画像の評価基準は以下の通りである。
××：目視ではっきりと画像乱れが確認できる。
×：××程でないが、記録シートを斜めにかざすと画像乱れが確認できる。
○：画像乱れが未発生であり、良好な画像である。
【００２０】
実施例において画像形成をおこなった定着後の記録シートの画像とエンドレスベルトの表面断面構造、およびエンドレスベルト表面に塗布されたアミン変性シリコーンオイルの断面形状の関係を以下に示す。
【００２１】
【表１】
2004287152.tif 000002
【００２２】
表１の結果から、本発明によるエンドレスベルト表面の１００μｍ幅の断面あたりに存在する溝の深さＹが、０．５μｍ≦Ｙ≦２．５μｍであり、かつＹの本数Ｎが５≦Ｎ≦１０を満たす断面において、各溝の幅をＸ１、Ｘ２・・・・とした場合、Ｘの総量を（ΣＸ（Ｎ）÷１００）×１００＝Ｓの式に代入し、得られたＳ値が５０≦Ｓ≦８０を満たしていないエンドレスベルトを用いた場合のエンドレスベルト表面に存在する離型剤の断面形状は、Ｗ＞１０μｍ（Ｗ：エンドレスベルト表面上に存在するシリコーンオイルの幅。）の大きさとなってしまい、定着後の画像に画像乱れが発生した。
一方、エンドレスベルトの表面断面構造が１００μｍ幅の断面あたりに存在する溝の深さＹが、０．５μｍ≦Ｙ≦２．５μｍであり、かつＹの本数Ｎが５≦Ｎ≦１０を満たす断面において、各溝の幅をＸ１、Ｘ２・・・・とした場合、Ｘの総量を（ΣＸ（Ｎ）÷１００）×１００＝Ｓの式に代入し、得られたＳ値が５０≦Ｓ≦８０を満たしているエンドレスベルトを用いた場合のエンドレスベルト表面に存在する離型剤の断面形状は、Ｗ≦１０μｍ  の大きさとなり、定着後の画像に画像乱れが発生しない。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、エンドレスベルト表面の離型層に使用されている材料と離型剤として使用されているオイルとの親和性が悪い組み合わせの場合でも、エンドレスベルト表面に付着した離型剤跡による記録シートへの画像乱れが発生することなく、良好で安定した画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施の形態を示す概略的構成図である。
【符号の説明】
１    加熱定着ロール
２    金属製コア
３    弾性体層
４    離型層
５    ハロゲンランプ
６    離型剤供給装置
７    エンドレスベルト
８    圧接部材
９    記録シート
【図１】
2004287152.tif 000003