(57)【要約】【課題】少なくともポリベンゾイミゾダールを含む無端ベルトにおいて、トナーに対する剥離性を向上させ、且つ、無端ベルト内周面の摩擦抵抗を小さくすることが可能な無端ベルト、およびこれを用いた定着装置を提供すること。【解決手段】少なくともポリベンゾイミダゾールを含む無端ベルトにおいて、前記ポリベンゾイミダゾールが、その分子を構成する窒素原子に結合している水素原子、および／または、前記分子の末端、の少なくとも一部がフッ素原子に置換された変性ポリベンゾイミダゾールを含むことを特徴とする無端ベルト。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともポリベンゾイミダゾールを含む無端ベルトにおいて、
前記ポリベンゾイミダゾールが、その分子を構成する窒素原子に結合している水素原子、および／または、前記分子の末端、の少なくとも一部がフッ素原子に置換された変性ポリベンゾイミダゾールを含むことを特徴とする無端ベルト。
【請求項２】
前記変性ポリベンゾイミダゾール分子を構成する窒素原子に結合している水素原子の、フッ素原子による置換率が５０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の無端ベルト。
【請求項３】
導電性粒子を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無端ベルト。
【請求項４】
単層構成からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の無端ベルト。
【請求項５】
少なくとも、回転可能な駆動部材と、外周面が前記駆動部材表面に当接する請求項１〜４のいずれか１つに記載の無端ベルトと、該無端ベルトを介して前記駆動部材表面を押圧し前記当接部を形成するように前記無端ベルト内周面に配置された押圧パッドと、を有することを特徴とする定着装置。
【請求項６】
前記駆動部材が、加熱定着ロールであることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【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、ファクシミリなどの電子写真方式を利用した画像情報記録装置において、記録媒体上に形成された未定着トナー像を定着させる定着装置に用いられる無端ベルト、およびこれを用いた定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ−、複写機、ファクシミリ等における電子写真画像の形成においては、未定着トナー像が形成された記録紙等の記録媒体を画像定着装置により加熱加圧することにより、トナー像を前記記録媒体表面に定着させる過程を経ることが必要である。このような画像定着装置には、耐熱性樹脂からなる無端ベルトが用いられている。
【０００３】
従来、このような無端ベルトとしては、ポリイミド（以下、「ＰＩ」と略す場合がある）、ポリアミドイミド（以下、「ＰＡＩ」と略す場合がある）などといった耐熱性樹脂の上にフッ素樹脂をコーティングしたものや（特開平７−９６３４号公報）、ポリベンゾイミダゾール（以下、「ＰＢＩ」と略す場合がある）そのもので無端ベルトを構成したもの（特開平７−１６０１３５号公報）が知られている。また、ＰＢＩを用いた定着部材（特開平６−２７８４８号公報、特許第２９８４４０４号公報）もある。
【０００４】
しかしながら、上記無端ベルトあるいは無端ベルトを用いた定着装置においては、以下に説明するような種々の問題がある。
例えば、ポリイミド樹脂を無端ベルトの基材（無端ベルトの最内周側の層）として用いた場合には、前記無端ベルト内周面と、該内周面に当接する部材表面と、の間の摩擦が大きくなるために、ベルトの走行不良をきたす場合がある。
また、無端ベルトのトナーと接触する面（最外周面）がＰＢＩ樹脂からなる場合には、トナーに対する離型性が充分ではなく、長期の使用などによって前記無端ベルト外周面がトナーによって汚染され、画像不良をきたすことがある。
上記したような、無端ベルトの最外周層がＰＢＩ樹脂層からなる場合の問題点を改善するために、前記ＰＢＩ樹脂層中にフッ素樹脂を添加する方法が適用されているが、この方法により得られた無端ベルトにおいては、前記ＰＢＩ樹脂層中のフッ素樹脂の分散度の偏りなどが発生し、トナーとの離型性が充分には得られていない。
【０００５】
一方、画像形成装置に利用される無端ベルトは、その用途やニーズに応じてベルト膜厚が異なり、一般的に、低コストや省スペースが要求される低級機種には、ベルト膜厚の薄い無端ベルト用いられ、性能や、耐久性が要求される高級機種には、ベルト膜厚の厚い無端ベルトが用いられる傾向にある。
前者の場合は、無端ベルト作製時のコストを抑え、製造工程を簡略化するために単層構成であることが多く、後者の場合は、必要なベルト膜厚を得るために、２層以上の構成を有することが多い。
【０００６】
また、無端ベルトに求められる各種の機能を達成するためには、２層以上の構成とすることにより各種の機能をバランス良く達成することが容易になるが、低コストを達成するためには層構成は少ないほど好ましく、特に単層構成であることがより好ましい。
しかし、必要とされる機能の達成と低コスト化とは、一般的にトレードオフの関係にあり、両者共に高いレベルで両立させることは特に単層構成からなる低コストタイプの無端ベルトにおいては困難であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決することを課題とする。すなわち、本発明は、少なくともポリベンゾイミゾダールを含む無端ベルトにおいて、トナーに対する剥離性を向上させ、且つ、無端ベルト内周面の摩擦抵抗を小さくすることが可能な無端ベルト、およびこれを用いた定着装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は以下の本発明により達成される。すなわち、本発明は、
＜１＞　少なくともポリベンゾイミダゾールを含む無端ベルトにおいて、
前記ポリベンゾイミダゾールが、その分子を構成する窒素原子に結合している水素原子、および／または、前記分子の末端、の少なくとも一部がフッ素原子に置換された変性ポリベンゾイミダゾールを含むことを特徴とする無端ベルトである。
【０００９】
＜２＞　前記変性ポリベンゾイミダゾール分子を構成する窒素原子に結合している水素原子の、フッ素原子による置換率が５０％以上であることを特徴とする＜１＞に記載の無端ベルトである。
【００１０】
＜３＞　導電性粒子を含むことを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の無端ベルトである。
【００１１】
＜４＞　単層構成からなることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の無端ベルトである。
【００１２】
＜５＞　少なくとも、回転可能な駆動部材と、外周面が前記駆動部材表面に当接する＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載の無端ベルトと、該無端ベルトを介して前記駆動部材表面を押圧し前記当接部を形成するように前記無端ベルト内周面に配置された押圧パッドと、を有することを特徴とする定着装置である。
【００１３】
＜６＞　前記駆動部材が、加熱定着ロールであることを特徴とする＜５＞に記載の定着装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を、無端ベルトと、これを用いた定着装置と、に分けて順に説明する。
＜無端ベルト＞
本発明の無端ベルトは、少なくともポリベンゾイミダゾールを含む１層の耐熱性樹脂層からなる無端ベルトにおいて、前記ポリベンゾイミダゾールが、その分子を構成する窒素原子に結合している水素原子、および／または、前記分子の末端の少なくとも一部が、フッ素原子或いはフッ素原子を含む原子団に置換された変性ポリベンゾイミダゾール（以下、「変性ＰＢＩ」と略す場合がある）を含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明に用いられる変性ＰＢＩは、ＰＢＩよりも更に表面エネルギーが小さい。このため、本発明の無端ベルトは、トナーに対する剥離性の向上や、無端ベルト内周面の摩擦抵抗をより一層小さくすることが可能である。
また、変性ＰＢＩは、ＰＢＩと同様に、耐熱性、耐磨耗性に優れているため、少なくとも最内周側の層にＰＢＩを含む層を形成した無端ベルトと同様の耐熱性、耐磨耗性を得ることができる。
【００１６】
なお、本発明の無端ベルトは、変性ＰＢＩのみから構成されることが非常に好ましいが、変性ＰＢＩに、ＰＢＩを併用することも勿論可能である。
【００１７】
本発明に用いられる変性ＰＢＩとしては、下記に示す化合物（１）で表される構造（ポリ−２，２’−（ｍ−フェニレン）−５，５’−ビベンゾイミダゾール）を有するものをフッ素置換したものが用いられる。
但し、前記変性ＰＢＩは、化合物（１）の窒素原子に結合している水素原子、および／または、化合物（１）の末端、の少なくとも一部がフッ素原子或いはフッ素原子を含む原子団により置換されたものである。これらの部位は比較的反応性が高いため、フッ素置換が容易である。また、化合物（１）の骨格構造が崩れない範囲であれば、これら以外の部位に結合する水素原子がフッ素原子或いはフッ素原子を含む原子団により置換されたものであってもよい。
【００１８】
【化１】
2004070047.tif 000002
【００１９】
また、本発明に用いる変性ＰＢＩは、化合物（１）の窒素原子に結合している水素原子のフッ素原子への置換率（以下、「フッ素置換率」と略す場合がある）が５０％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましい。フッ素置換率が５０％以下である場合には、トナーに対する離型性が不充分であったり、摩擦抵抗を一層小さくすることができない場合がある。
なお、上記に示す化合物（１）において、ｎは正の整数を表す。また、本発明に用いられる変性ＰＢＩの数平均分子量は特に限定されないが、２０００〜１０００００の範囲内であることが好ましく、５０００〜３００００の範囲内であることがより好ましい。
【００２０】
化合物（１）に示されるＰＢＩをフッ素化することにより変性ＰＢＩを作製する方法は特に限定されないが、例えば、ＰＢＩ樹脂溶液中に、フッ素化剤、フッ素ガスによる直接フッ素化、錯体によるフッ素化、或いは反応性官能基を有するフッ素化合物等と反応させる方法が挙げられる。
なお、前記ＰＢＩ樹脂溶液中に含まれるＰＢＩの濃度や、フッ素系界面活性剤の種類や添加量、加熱温度等は、所望するフッ素置換率が得られるように調整される。
【００２１】
前記ＰＢＩ樹脂溶液としては、例えば、化合物（１）の構造を有するＰＢＩをＤＭＡＣ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド）に溶解させた溶液ＰＢＩマトリックスレジンソリューション：ＭＲＳ０８１０Ｈ、ＭＲＳ０８１０Ｎ（以上、クラリアントジャパン製）を好適に用いることができる。
また、前記フッ素化剤としては、公知のフッ素化合物であれば特に限定されないが、求電子フッ素化剤や求核フッ素化剤などが挙げられ、例えば、ダイキン工業社製のＭＥＣシリーズ等が挙げられる。
【００２２】
無端ベルトの厚みとしては１０〜２００μｍの範囲内であることが好ましく、３０〜１００μｍの範囲内であることがより好ましい。無端ベルトの厚みが１０μｍ未満である場合には、無端ベルトの強度が不足し、使用時に挫屈などの弊害が発生する場合がある。
【００２３】
一方、無端ベルトの厚みが２００μｍを超える場合には、芯体の表面にＰＢＩ層を形成するための塗布液を用いて無端ベルトを形成する際に、コーティング回数が多くなり、工程上の負担が大きくなり、量産上好ましくない。また、変性ＰＢＩは、膜厚当りの単価が高価であるために、コスト面でも好ましくない。
【００２４】
また、本発明の無端ベルトには、導電性、熱伝導性、絶縁性、補強等の目的に応じて、無機粒子、金属粉、金属酸化物、有機金属酸化物等の公知の機能性フィラーを添加することができるが、オフセット等の防止のために導電性微粒子（導電性フィラー）を添加することがより好ましい。
特に、Ｈ／Ｒ（Ｈｅａｔｉｎｇ　Ｒｏｌｌ）表面にトナー残量電荷が残りやすい場合やトナーの帯電量が高い場合には、必要に応じて導電性フィラーを無端ベルトの離型性が損なわれない程度に添加することができ、これによってＨ／Ｒ表面の残留電荷の漏洩を行わせ、静電気力によるトナーオフセットによる画質不良の防止、また無端ベルト外周面の過度な帯電を防ぎ無端ベルト表面への巻き付きを効果的に防止することが出来る。
【００２５】
以上に説明したような特徴を有する本発明の無端ベルトは、単層構成であることが好ましい。この場合、本発明の無端ベルトは、変性ＰＢＩを含んでなるものであり、また、必要に応じて各種の機能性フィラーが添加されたものであるため、単層構成であっても、トナーに対する高い離型性や、小さい摩擦抵抗等、無端ベルトとして求められる各種の機能を十分に満足することができる。さらに、単層構成であるために、２層以上の構成を有する無端ベルトと比較すると製造工程が簡略であり、より低コストで作製することが可能である。
【００２６】
但し、本発明の無端ベルトは、単層構成のみに限定されるものではなく、必要に応じて、少なくとも変性ＰＢＩを含む層（以下、「変性ＰＢＩ層」と略す）の内周面側、および／または、外周面側に他の層を設けてもよい。例えば、変性ＰＢＩ層の外周面に、必要に応じて離型層を設けることも可能である。
前記離型層を構成する材料としては、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）、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）、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）等のフッ素樹脂挙げられ、特に耐熱性、機械特性等の面からポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、及び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（ＥＦＡ）共重合体が好適に用いられる。
【００２７】
＜定着装置＞
次に、本発明の無端ベルトを用いた定着装置について説明する。本発明の定着装置は、既述したような本発明の無端ベルトを用い、記録媒体表面に形成された未定着のトナー像を定着することが可能な構成を有するものであり、具体的には以下のような構成を有するものである。
すなわち、本発明の定着装置は、少なくとも、回転可能な駆動部材と、外周面が前記駆動部材表面に当接（以下、該当接部を「ニップ部」と略す場合がある）する無端ベルトと、該無端ベルトを介して前記駆動部材表面を押圧し前記当接部を形成するように前記無端ベルト内周面に配置された押圧パッドと、を有し、前記無端ベルトとして本発明の無端ベルトを用いることを特徴とする。
【００２８】
前記駆動部材としては、ベルト状等、その形状は特に限定されないが、ロール状であることが好ましく、ロールの内側に加熱源を備えた、加熱定着ロールであることがより好ましい。また、上記の構成に、必要に応じて適宜選択したその他の装置・部材、例えば、離型剤供給装置等を備えていてもよい。
また、前記無端ベルトは、前記駆動部材の回転に伴い従動回転可能であり、前記定着装置を用いた定着処理は、ニップ部に、未定着のトナー像をその表面に保持する記録媒体を挿通させることにより実施される。
以下に、無端ベルト以外の定着装置の各部のより詳細な構成について、駆動部材（加熱定着ロール）、および、押圧パッドについて順に説明する。
【００２９】
−駆動部材（加熱定着ロール）−
駆動部材として用いることができる加熱定着ロールとしては、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じて公知のものを適宜選択して使用することができる。前記加熱定着ロールは、一般的には、少なくとも、円筒状のコアと、その表面に形成された弾性層とを有し、前記コアの内部に加熱源を備えてなるものである。
【００３０】
前記コアの材質としては、機械的強度に優れ、伝熱性が良好である材質ならば特に制限はないが、例えば、アルミ、ＳＵＳ、鉄、銅等の金属、合金、セラミックス、ＦＲＭなどが挙げられる。
【００３１】
前記弾性層の材質としては、公知の弾性材料の中から適宜選択できるが、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。本発明においては、これらの弾性材料の中でも、表面張力が小さく、弾性に優れる点でシリコーンゴムが好ましい。
このようなシリコーンゴムとしては、例えば、ＲＴＶシリコーンゴム、ＨＴＶシリコーンゴムなどが挙げられ、具体的には、ポリジメチルシリコーンゴム（ＭＱ）、メチルビニルシリコーンゴム（ＶＭＱ）、メチルフェニルシリコーンゴム（ＰＭＱ）、フルオロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）などが挙げられる。
【００３２】
前記弾性層の厚みとしては、通常、３ｍｍ以下であり、好ましくは０．１〜１．５ｍｍの範囲内である。前記弾性層を前記コアの表面に形成する方法としては、特に制限はなく、例えば、公知のコーティング法、成型などが採用できる。
本発明においては、前記弾性層の外周面に離型層が形成されていてもよい。加熱定着ロールの最外周に離型層が形成されることにより、トナー像のオフセットを効果的に防止でき、安定した状態で定着装置を稼動させることができる。
前記離型層の材質としては、トナー像に対し適度な離型性を示すものであれば特に制限はなく、例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの材質の中でもフッ素樹脂が好適に挙げられる。
【００３３】
前記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）、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）、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）等のフッ素樹脂挙げられ、特に耐熱性、機械特性等の面からポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、及び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（ＥＦＡ）共重合体が好適に用いられる。
【００３４】
前記離型層の厚みとしては、通常、１０〜１００μｍの範囲内であり、好ましくは１５〜３０μｍの範囲内である。前記離型層を前記コアの表面に形成する方法としては、特に制限はなく、例えば、上述したコーティング法などが挙げられる。また、押出し成型によって形成されたチューブを被覆する方法が挙げられる。
【００３５】
−押圧パッド−
押圧パッドは、無端ベルトを介して前記駆動部材（加熱定着ロール）表面を押圧しニップ部を形成するように前記無端ベルトの内周面に配置される。このように、押圧パッドを無端ベルト内周面に配置することにより、安定してニップ部が形成される。従って、駆動部材を回転させた状態で、未定着トナー像をその表面に保持する記録媒体が、前記ニップ部に挿通された際に、前記記録媒体の表面に均一に圧力が加えられつつ、前記ニップ部を通過することができる。
前記押圧パッドとしては、上記したような機能を発揮できるものであれば特に限定されず、目的に応じて適宜公知のものの中から選択できる。特に硬度の点からＪＩＳ−Ａ硬度が１０〜４０°の範囲内であるシリコーンゴムが好適に用いられる。
前記押圧パッドの形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば前記押圧パッドは、単一の部材からなる構造であってもよいし、異なる機能を有する複数の部材からなる構造であってもよい。
【００３６】
押圧パッドが複数の部材からなる場合には、少なくとも押圧パッドの無端ベルト内周面と接する部分には、無端ベルトが回転した際に前記無端ベルト内周面との摩擦力を低下させるために、低摩擦シートを設けることが好ましい。
このような低摩擦シートとしては、前記無端ベルト内周面との摩擦力を小さくすることができるものであれば特に限定されないが、少なくともフッ素樹脂を含む材料で構成されていることが好ましく、特に、加工性、摩擦特性の観点からポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）からなることが好ましい。
また、低摩擦シートの形状としては、成型シート（ＳＯＬＩＤ）状、織布状、不織布状、多孔質状のような形態が望ましい。
【００３７】
−定着装置の構成例−
次に、上記に説明した定着装置の具体的な構成例について図面を用いて説明する。但し、本発明の定着装置は、以下の構成例に限定されるものではない。
図１は、本発明の定着装置の構成の一例を示す模式断面図である。図１中、１は定着装置、１０は加熱定着ロール、１１はコア、１２は弾性層、１３は離型層、１４は加熱源、１５は感温素子（温度センサー）、１６はニップ部、２０は無端ベルト、３０は押圧パッド、３１は支持体、３２は弾性体、３３は低摩擦シート、３４はベルト走行ガイドを表す。
【００３８】
加熱定着ロール１０は、加熱源１４を内臓するコア１１と、コア１１の外周に弾性層１２と離型層１３とが、この順に設けられたものであり、不図示の駆動源により矢印Ｒ方向に回転可能である。また、加熱定着ロール１０の表面には、感温素子（温度センサー）１５が、加熱定着ロール１０表面の温度が検出可能なように配置されている。
さらに、加熱定着ロール１０に対して、温度センサー１５が設けられた反対側に、無端ベルト２０が、加熱定着ロール１０表面と無端ベルト２０の外周面とがニップ部１６を形成するように配置されている。また、無端ベルト２０は、加熱定着ロール１０の矢印Ｒ方向への回転に伴い従動回転可能である。
無端ベルト２０は、本発明においては、少なくとも変性ＰＢＩを含んでなるものである。なお、無端ベルト２０は、図１に示すように単層構成であることが好ましいが、変性ＰＢＩを含む層の他に、他の層を設けた２層以上の構成からなるものであってもよい。
【００３９】
無端ベルト２０の内周側には、ニップ部の形成が可能なように押圧パッド３０が配置されている。押圧パッド３０は、無端ベルト２０の内周面と接触する低摩擦シート３３と、低摩擦シート３３を無端ベルト２０の内周面側に押圧する弾性体３２と、弾性体３２を支持する支持体３１と、からなる。また、ベルト走行ガイド３４は、無端ベルト２０がスムーズに回転するように無端ベルト２０の回転方向に沿って、無端ベルト２０の内周側に設けられており、支持体３１に固定されている。
【００４０】
支持体３１には、ニップ部を押圧できるように圧縮コイルスプリング（図示しない）が取り付けられている。また、ベルト走行ガイド３４の外周面には、ベルト回転方向のリブ（不図示）が設けられており、無端ベルト２０内周面との接触面積を小さくしている。さらに、ベルト走行ガイド３４の両端には、無端ベルト２０の寄り（回転軸方向のズレ）を規制する鍔（つば）状の部材（不図示）が設けられている。
【００４１】
定着装置１を用いた定着処理は以下のようにして行われる。まず、矢印Ｉ方向より、未定着のトナー像が形成された記録媒体を、ニップ部１６に未定着のトナー像が設けられた面が加熱定着ロール１０表面と接するように挿通する。この際、ニップ部１６において前記記録媒体表面に未定着トナー像が加熱・加圧されることにより定着される。その後、トナー像が定着された記録媒体は、矢印Ｏ方向に排出される。
【００４２】
【実施例】
以下に本発明を実施例を挙げてより具体的に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４３】
＜定着装置＞
まず、実施例で用いた定着装置について説明する。実施例で用いた定着装置は、図１に示す定着装置１と同様の構成を有するものを用いた。
加熱定着ロール１０としては、外径３０ｍｍ、肉厚１．８ｍｍ、長さ３６０ｍｍの円筒状アルミ製のコア１１の外周面に、弾性層１２として厚みが６００μｍのシリコーンＨＴＶゴム（ゴム硬度３５度：ＪＩＳ−Ａ）を設け、さらに、弾性層１２の外周面に離型層１３として、チューブ状の厚みが３０μｍの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）を被覆したものである。なお、離型層１３の外周面は鏡面状態に近い表面に仕上げられている。また、コア１１の内部には、加熱源１４として６００Ｗのハロゲンランプが配置されている。
加熱定着ロール１０の表面温度は、加熱定着ロール１０の表面に当接するように配置された感温素子（温度センサー）１５と、加熱源１４が制御可能なように、加熱源１４に接続された図示しない温度コントローラーとによりに制御される。
【００４４】
押圧パッド３０を構成する弾性体３２は、幅１０ｍｍ、肉厚５ｍｍ、長さ３２０ｍｍのシリコーンゴムであり、低摩擦シート３３は、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ；ポリテトラフロオロエチレン）シートからなる。また、押圧パッド３０は、支持体３１に取り付けられた圧縮コイルスプリング（図示しない）により、無端ベルト２０を介して加熱定着ロール１０表面を３５ｋｇの荷重で押圧している。
加熱定着ロール１０への無端ベルト２０の巻き付け角度は、約４０°であり、この時のニップ部１６の幅は、約１０ｍｍであった。なお、無端ベルト２０の具体的な構成については後述する。
【００４５】
このような構成を有する定着装置１を用い、以下に説明する各実施例の無端ベルトを用いて連続２００ｋの定着テストを実施し、トナーオフセット、加熱定着ロール１０の駆動トルク（２００ｋ枚定着処理後のトルク）、静電オフセットを評価した。
定着テストに際しては、加熱定着ロール１０表面の温度は、トナーオフセット評価時には、１５０℃、１６５℃、および、１８０℃に設定して定着テストを実施し、駆動トルクおよび静電オフセット評価時には１６５℃に設定した。また、加熱定着ロール１０及び無端ベルト２０を、１９４ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転させ、駆動トルクおよびトナーオフセットの評価に際しては両面プリントモードで実施した。
なお、静電オフセット評価に際しては、静電気力によるＨ／Ｒ表面の残留帯電量が大きくなるようにトナーの帯電量を、通常よりも大きい値に設定し、また、静電オフセットの確認が容易なベタ画像が形成できるような未定着トナー像を予め形成した用紙を用いて実施した。
【００４６】
＜無端ベルト＞
上記に説明した定着装置を用いた定着テストは、以下に説明する無端ベルトを用いて実施した。
（実施例１）
実施例１の無端ベルトは、以下のようなプロセスを経て作製した。まず、変性ＰＢＩ樹脂溶液として、化合物（１）のＰＢＩを１２重量％含むＰＢＩ樹脂溶液（クラリアントジャパン社製、セラゾール）１００重量部に対して、フッ素化剤（ダイキン工業社製、ＭＥＣ３１）を溶剤に溶解した溶液を５重量部添加し、８０℃で３０分間攪拌することによりフッ素化したものを準備した（以下、「変性ＰＢＩ樹脂溶液Ａ」と略す）。
変性ＰＢＩ樹脂溶液Ａに含まれる変性ＰＢＩのフッ素置換率を液体クロマトグラフィーにより分析したところ８５％であった。
【００４７】
次に、離型剤層がその表面に予め形成された円筒金属基体表面に、変性ＰＢＩ樹脂溶液Ａをディッピングコート法により塗布することにより塗膜を形成し、この塗膜を常温から３４０℃まで徐々に加熱し、さらに３４０℃で３０分間加熱した後、室温まで冷却することにより加熱処理し、硬化された被膜を得た。
次に、この被膜を前記円筒金属基体表面から取りはずし、両端部をカットすることにより、変性ＰＢＩからなる周長９４ｍｍ、肉厚７０μｍ、長さ３２０ｍｍの実施例１の無端ベルトを得た。
【００４８】
実施例１の無端ベルトを用いた定着テストの結果は、いずれの定着温度においてもトナーオフセット性は良好であり、外周面におけるトナーの離型性が良好であることがわかった。また、２００ｋ枚定着後のトルクも０．５５と低く、内周面における摩擦抵抗が非常に小さく、より一層安定したベルト走行が可能であることがわかった。
【００４９】
（比較例１）
比較例１の無端ベルトは、変性ＰＢＩ樹脂溶液Ａの代わりに、この変性ＰＢＩ樹脂溶液の作製に用いたＰＢＩ樹脂溶液を用いた以外は、実施例１と同様にして作製した。このようにして得られたＰＢＩからなる比較例１の無端ベルトは周長９８ｍｍ、肉厚７５μｍ、長さ３２０ｍｍであった。
【００５０】
比較例１の無端ベルトを用いた定着テストの結果は、定着温度の上昇に伴いトナーオフセット性が劣化し、外周面におけるトナーの離型性が定着温度の上昇に伴い悪化していることがわかった。また、２００ｋ枚定着後のトルクは０．７であり、フッ素置換された無端ベルトと比べると内周面での摩擦抵抗が大きいことがわかった。
【００５１】
（実施例２）
実施例２の無端ベルトは、実施例１で用いたＰＢＩ樹脂溶液１００重量部に対して、実施例１で用いたフッ素化剤を溶剤に溶解した溶液を１．０重量部添加し、８０℃で３０分間攪拌することによりフッ素化した変性ＰＢＩ樹脂溶液（以下、「変性ＰＢＩ樹脂溶液Ｂ」と略す）を用いた以外は、実施例１と同様にして作製した。なお、変性ＰＢＩ樹脂溶液Ｂに含まれる変性ＰＢＩのフッ素置換率を、実施例１と同様に測定したところ、２８％であった。
このようにして得られた変性ＰＢＩからなる実施例２の無端ベルトは周長９４ｍｍ、肉厚７０μｍ、長さ３２０ｍｍであった。
【００５２】
実施例２の無端ベルトを用いた定着テストの結果は、定着温度の上昇に伴いトナーオフセット性が若干劣化したものの実用上は問題ないレベルであった。また、２００ｋ枚定着後のトルクは０．６５であり、フッ素置換されていない比較例１の無端ベルトと比べると内周面での摩擦抵抗が小さいことがわかった。
これらの結果は、実施例１の無端ベルトと、比較例１の無端ベルトと、の間に位置するものであり、フッ素置換率と相関があることが示唆される。
【００５３】
（実施例３）
実施例３の無端ベルトは、作製される無端ベルトに導電性を付与するために、実施例１と同様に作製した変性ＰＢＩ樹脂溶液Ａ中に、導電性微粒子としてカーボンブラックを変性ＰＢＩ樹脂溶液Ａの樹脂固形分に対して５重量％となるように添加した変性ＰＢＩ樹脂溶液を用いた以外は、実施例１と同様にして実施例３の無端ベルトを作製した。なお、このカーボンブラックを添加した変性ＰＢＩ樹脂溶液に含まれる変性ＰＢＩのフッ素置換率を、実施例１と同様に測定したところ、８５％であった。
このようにして得られた変性ＰＢＩからなる実施例３の無端ベルトは周長９４ｍｍ、肉厚７５μｍ、長さ３２０ｍｍであった。
【００５４】
実施例３の無端ベルトを用いた定着テストの結果は、実施例１と同様にいずれの定着温度においてもトナーオフセット性は良好であり、外周面におけるトナーの離型性が良好であることがわかった。また、２００ｋ枚定着後のトルクは０．６５であり、フッ素置換されていない比較例１の無端ベルトと比べると内周面での摩擦抵抗が小さいことがわかった。さらに、実施例３の無端ベルトでは静電オフセットは観察されなかった。
【００５５】
（実施例４）
実施例４の無端ベルトは、実施例３で用いた変性ＰＢＩ樹脂溶液Ａを用いた以外は、実施例１と同様にして作製した。
このようにして得られた変性ＰＢＩからなる実施例４の無端ベルトは周長９４ｍｍ、肉厚７５μｍ、長さ３２０ｍｍであった。
【００５６】
実施例４の無端ベルトを用いた定着テストの結果は、トナーオフセット、および、２００ｋ枚定着後のトルク、共に実施例３とほぼ同等であった。しかしながら、実施例４の無端ベルトでは静電オフセットが発生した。
従って、実施例３および実施例４の無端ベルトの評価結果から、無端ベルトに導電性を付与しても、トナーオフセットやトルクの特性には影響しないことがわかった。
【００５７】
以上、実施例１〜４および比較例１の無端ベルトを用いた定着テストの結果を要約したものを表１に示す。
【００５８】
【表１】
2004070047.tif 000003
【００５９】
なお、表１中に示すトナーオフセットおよび静電オフセットは以下に示す基準にて判定した。
−トナーオフセット判定基準−
トナーオフセットの評価は、各々の定着温度にて定着処理された用紙表面に形成された画像を目視にて観察することにより、画像の“荒れ”を以下の基準にて判定した。
○：荒れは全く観察されなかった。
△：若干の荒れが観察されたが、実用上問題ないレベルであった。
×：局所的に荒れが観察され、実用上問題となるレベルであった。
××：極めて顕著な荒れが観察され、実用上問題となるレベルであった。
−静電オフセット判定基準−
静電オフセットの評価は、定着処理されたベタ画像を目視にて観察し、画像中の白点の有無を以下の基準にて判定した。
○：白点なし。
×：小さい白点あり。
【００６０】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、少なくともポリベンゾイミゾダールを含む無端ベルトにおいて、トナーに対する剥離性を向上させ、且つ、無端ベルト内周面の摩擦抵抗を小さくすることが可能な無端ベルト、およびこれを用いた定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の定着装置の構成の一例を示す模式断面図である。
【符号の説明】
１　　定着装置
１０　加熱定着ロール
１１　コア
１２　弾性層
１３　離型層
１４　加熱源
１５　感温素子（温度センサー）
１６　ニップ部
２０　無端ベルト
３０　押圧パッド
３１　支持体
３２　弾性体
３３　低摩擦シート
３４　ベルト走行ガイド
【図１】
2004070047.tif 000004