(57)【要約】【課題】長期にわたって潤滑剤の枯渇を防止することができるとともに押圧部材との摺動抵抗の増加を抑えることができるベルト管状体、およびそのベルト管状体を備えた画像定着装置を提供する。【解決手段】未定着のトナー像１００ａを担持した記録媒体１００をニップ部６０で挟持して加熱定着ロール１０で加熱および加圧することによりトナー像を記録媒体１００に定着させる画像定着装置１において、内周面軸方向の表面粗さＲｚが１．０〜１０．０μｍの範囲内であるとともに、内周面周方向の表面粗さＲｚが、内周面軸方向の表面粗さＲｚよりも小さく、且つ内周面軸方向の凹凸の平均間隔Ｓｍが４０．０〜２５０．０μｍの範囲内であるとともに内周面周方向の凹凸の平均間隔Ｓｍが、内周面軸方向の凹凸の平均間隔Ｓｍよりも大きい、螺旋形状の凹凸が形成されたベルト管状体２０を備えた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状に形成されたベルトからなるベルト管状体において、
内周面軸方向の表面粗さＲｚが、１．０〜１０．０μｍの範囲内であり、且つ、前記ベルト管状体の、内周面周方向の表面粗さＲｚが、内周面軸方向の表面粗さＲｚよりも小さいことを特徴とするベルト管状体。
【請求項２】
内周面軸方向の凹凸の平均間隔Ｓｍが、４０．０〜２５０．０μｍの範囲内であり、且つ、前記ベルト管状体の、内周面周方向の凹凸の平均間隔Ｓｍが、内周面軸方向の凹凸の平均間隔Ｓｍよりも大きいことを特徴とする請求項１記載のベルト管状体。
【請求項３】
内周面の粗さ形状が、軸方向中央部を通り円周方向に延びる線分に対し左右対称の形状であることを特徴とする請求項１記載のベルト管状体。
【請求項４】
前記内周面に、前記表面粗さを支配する、連続性を有する凹凸が形成されてなることを特徴とする請求項１記載のベルト管状体。
【請求項５】
前記内周面に、前記表面粗さを支配する、軸方向中央部を通り円周方向に延びる線分が左右対称の、連続性を有するスパイラル形状の凹凸が形成されてなることを特徴とする請求項１記載のベルト管状体。
【請求項６】
前記凹凸は、該凹凸と軸方向との成す角度が５０〜８５°に傾いた凹凸であることを特徴とする請求項１記載のベルト管状体。
【請求項７】
駆動部材と、
前記駆動部材により駆動されて従動回転する、管状に形成されたベルトからなるベルト管状体と、
前記ベルト管状体の内側に配置され、該ベルト管状体を前記駆動部材に押圧する押圧部材とを備え、未定着トナー像を担持した記録媒体を前記駆動部材と前記ベルト管状体とが接したニップ部を通過させることにより前記記録媒体にトナー像を定着させる画像定着装置において、
前記ベルト管状体が、内周面軸方向の表面粗さＲｚが、１．０〜１０．０μｍの範囲内であり、且つ、前記ベルト管状体の、内周面周方向の表面粗さＲｚが、内周面軸方向の表面粗さＲｚよりも小さいベルト管状体であることを特徴とする画像定着装置。
【請求項８】
前記ベルト管状体と前記押圧部材との間に介在するシート状部材を備えるとともに、該ベルト管状体と該シート状部材との間に潤滑剤を介在させてなることを特徴とする請求項７記載の画像定着装置。
【請求項９】
前記シート状部材が、少なくとも前記ベルト管状体との接触面側が、表面に凹凸形状を有するフッ素樹脂から形成されてなることを特徴とする請求項８記載の画像定着装置。
【請求項１０】
前記潤滑剤が、シリコーン系オイルであることを特徴とする請求項８記載の画像定着装置。
【請求項１１】
前記潤滑剤が、パーフルオロポリエーテルオイルであることを特徴とする請求項８記載の画像定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管状に形成されたベルトからなるベルト管状体、およびそのベルト管状体を備えた画像定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の複写機やプリンタあるいはファクシミリなどに用いられる画像形成装置には、用紙等の記録媒体上に転写された未定着のトナー像を加熱および加圧することによりそのトナー像を記録媒体に定着させる画像定着装置が備えられている。このような画像定着装置において、定着部材とベルト管状体（例えば、エンドレスベルトなどの樹脂フィルム管状体）との間に形成されたニップ部に記録媒体を通過させる、いわゆるベルトニップ方式を採用した画像定着装置が知られている。
【０００３】
このようなベルトニップ方式を採用した画像定着装置として、例えば、加熱源を有する回転可能な加熱定着ロールと、この加熱定着ロールに圧接されるとともに回転移動する樹脂フィルム管状体と、この樹脂フィルム管状体の内側に配設されて、上記樹脂フィルム管状体を加熱定着ロールに向けて押圧してその樹脂フィルム管状体と加熱定着ロールとの間にニップ部を形成する圧力パッドとを備え、このニップ部に、未定着のトナー像を担持した記録媒体を通過させることで、その記録媒体上の未定着トナー像を加熱および加圧して定着するように構成したものが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、上記ベルトニップ方式の画像定着装置の場合には、樹脂フィルム管状体を圧力パッドによって加熱定着ロールの表面に圧接させるように構成されているため、樹脂フィルム管状体と圧力パッドとの摺動抵抗が過大であると、樹脂フィルム管状体駆動のためのトルクが増大し、樹脂フィルム管状体を駆動させるための加熱定着ロールに働く応力つまり駆動トルクも大きくなるため、樹脂フィルム管状体の磨滅、薄肉の加熱定着ロールコアのギア受け部に働く応力が大きくなり、ギアやコアが破損する恐れがある。また、このような態様にあっては、駆動モーターの負荷も大きくなり、従ってより多くの電力が必要とされる。
【０００５】
さらに、加熱定着ロールによる樹脂フィルム管状体の駆動力に比べて、樹脂フィルム管状体と圧力パッドとの間の摩擦力が無視できないほど大きくなると、加熱定着ロールと樹脂フィルム管状体との間でスリップが生じ、このような条件下で未定着トナー像を担持した記録媒体をニップ部に通すと、このスリップに起因して記録媒体に定着される画像に乱れ（画像のずれ）が発生するという問題がある。
【０００６】
そこで、上記の問題点を解決するため、以下のような特許文献２，特許文献３，特許文献４が提案している。
【０００７】
特許文献２には、圧力パッドの表面をポリテトラフルオロエチレンが含浸されたガラス繊維シートで被覆するとともに、圧力パッドと樹脂フィルム管状体との間に、潤滑剤としてシリコーンオイルを介在させることにより、樹脂フィルム管状体の滑りを良好にする技術が提案されている。
【０００８】
また、特許文献３には、圧力パッドと樹脂フィルム管状体の間に潤滑剤を塗布する手段を備えた構成を採用した技術が提案されている。
【０００９】
さらに、特許文献４には、圧力付与部材と樹脂フィルム管状体の間に潤滑剤を塗布する部材を備えた構成を採用した技術が提案されている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平０８−２６２９０３号公報
【特許文献２】
特開平１０−２１３９８４号公報
【特許文献３】
特開平１０−２２８１９６号公報
【特許文献４】
特開平１１−４５０１８号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献２，特許文献３，特許文献４に提案された技術は、圧力パッドや圧力付与部材の表面をポリテトラフルオロエチレンが含浸されたガラス繊維シートで被覆するとともに、それら圧力パッド，圧力付与部材と樹脂フィルム管状体との間に、シリコーンオイル等の潤滑剤を介在させたり塗布したりするように構成したものである。
【００１２】
ところが、本発明者らの検討によれば、ポリテトラフルオロエチレンが含浸されたガラス繊維シートには潤滑剤が含浸することなく、圧力パッドや圧力付与部材の表面に潤滑剤が介在あるいは塗布された状態で存在するのみであるため、一部でも潤滑剤の介在むらや塗布むらが生じると、その部分の摺動抵抗が大きくなる。すると、上記ポリテトラフルオロエチレンが含浸されたガラス繊維シートが磨耗によって部分的に削られて、その磨耗粉がシリコーンオイル等の潤滑剤と混合されて粘度の高い物質となり、経時的に、エンドレスベルトを駆動するためのトルクが増大し、やはり前述したと同様に、加熱定着ロールと樹脂フィルム管状体の間で生じるスリップに起因して、記録媒体に定着される画像に乱れが発生するという問題点が明らかになった。
【００１３】
また、上述したシリコーンオイルの一種である、変性シリコーンオイルは、塗布された物質の表面に強固な反応膜を形成することで塗布むらの発生を抑え、その結果、摺動抵抗が均一に維持されるのであるが、長時間の熱的環境下では、熱劣化をきたして変質してしまい、その結果、反応膜を形成しにくくなってしまう。従って、やはり経時的に、樹脂フィルム管状体を駆動するためのトルクが増大し、上述したような加熱定着ロールと樹脂フィルム管状体との間で生じるスリップに起因して、記録媒体に定着される画像に乱れが発生するという間題点も明らかになった。
【００１４】
そこで、潤滑剤を常に含浸した摺動部材を備え、その摺動部材の、樹脂フィルム管状体に接する摺動面側に発生する塗布むらを抑えて、その樹脂フィルム管状体における駆動トルクの経時的な増大を防止し、安定した走行性能を確保することにより、高品質の画像を安定して得ることが可能な画像定着装置が考えられる。この画像定着装置は、回転可能に配設される定着部材と、その定着部材に回転可能に圧接配置され、その定着部材との間に形成されるニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体が挟持される樹脂フィルム管状体と、その樹脂フィルム管状体の内側に固定配設され、その定着部材側に向けて当該樹脂フィルム管状体を押圧する押圧部材と、上記樹脂フィルム管状体と押圧部材との間に介在されるシート状部材と上記ニップ部を加熱する加熱源とを備えた画像定着装置において、上記シート状部材が、少なくとも潤滑剤を保持する多孔質樹脂層を備え、その潤滑剤が変性シリコーンオイルであるように構成したものである。
【００１５】
また、上記画像定着装置は、上記シート状部材が、上記多孔質樹脂層の押圧部材側に潤滑剤の透過を防止する潤滑剤透過防止層を備えるようにした構成をも含むものである。
【００１６】
しかし、上記画像定着装置は、次のような問題点を有する。即ち、この画像定着装置は、樹脂フィルム管状体と押圧部材との間にシート状部材を介在し、このシート状部材は、少なくとも潤滑剤を保持する多孔質樹脂層を備え、上記潤滑剤が変性シリコーンオイルであるように構成したものであるが、当該シート状部材は、多孔質樹脂層に潤滑剤を保持することができるものの、樹脂フィルム管状体の長手方向の両端部に相当する部分がオープン（開放状態）になっている。そのため、多孔質樹脂層に潤滑剤を保持したシート状部材が、押圧部材によって樹脂フィルム管状体を介して定着部材に圧接されると、その両端部から潤滑剤が浸み出てしまい、潤滑剤の枯渇が起きて、定着部材の回転時に潤滑剤の均一な層を形成することができず、樹脂フィルム管状体と押圧部材との間の摺動抵抗が増加し、駆動トルクが早期に上昇するという問題を有する。
【００１７】
また、上記シート状部材の両端部から潤滑剤が浸み出てしまうと、当該潤滑剤が樹脂フィルム管状体の表面側に回り、樹脂フィルム管状体と定着部材との間にスリップが生じたり、これら樹脂フィルム管状体と定着部材とのニップ部に挿通される記録媒体に潤滑剤が付着して、記録媒体に潤滑剤による染みが発生するという問題も有する。
【００１８】
本発明は、上記事情に鑑み、長期にわたって潤滑剤の枯渇を防止することができるとともに押圧部材との摺動抵抗の増加を抑えることができるベルト管状体、およびそのベルト管状体を備えた画像定着装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のベルト管状体は、管状に形成されたベルトからなるにおいて、
内周面軸方向の表面粗さＲｚが、１．０〜１０．０μｍの範囲内であり、且つ、上記ベルト管状体の、内周面周方向の表面粗さＲｚが、内周面軸方向の表面粗さＲｚよりも小さいことを特徴とする。
【００２０】
従来の、画像定着装置に備えられたベルト管状体において、そのベルト管状体と押圧部材との間に潤滑剤を介在させた場合、ベルト管状体の回転に伴い、そのベルト管状体内周面の潤滑剤は回転方向に移動するものの、ベルト管状体内周面は上記押圧部材により押圧されるため、潤滑剤はベルト管状体と押圧部材との押圧部分において堰き止められ、ベルト管状体の両端面より潤滑剤の漏れが発生して潤滑剤の枯渇が発生する。
【００２１】
本発明のベルト管状体は、内周面軸方向の表面粗さＲｚが、１．０〜１０．０μｍの範囲内であり、且つ、上記ベルト管状体の、内周面周方向の表面粗さＲｚが、内周面軸方向の表面粗さＲｚよりも小さいものである。内周面軸方向の表面粗さＲｚが１．０μｍ未満であると、潤滑剤を堰き止める効果が小さくなり、また押圧部材との摺動抵抗も比較的大きくなる。一方、内周面軸方向の表面粗さＲｚが１０．０μｍを超えると、画質に悪影響を与えることとなる。また、内周面周方向の表面粗さＲｚが、内周面軸方向の表面粗さＲｚよりも大きいと、やはり潤滑剤を堰き止める効果が小さくなる。本発明のベルト管状体は、内周面が上記の表面粗さＲｚに限定されたものであるため、長期にわたって潤滑剤の枯渇を防止することができるとともに押圧部材との摺動抵抗の増加を抑えることができる。
【００２２】
ここで、内周面軸方向の凹凸の平均間隔Ｓｍが、４０．０〜２５０．０μｍの範囲内であり、且つ、上記ベルト管状体の、内周面周方向の凹凸の平均間隔Ｓｍが、内周面軸方向の凹凸の平均間隔Ｓｍよりも大きいことが好ましい。
【００２３】
本発明のベルト管状体において、内周面が上記のような平均間隔Ｓｍを有すると、その内周面に潤滑剤を十分に留めることができる。
【００２４】
また、内周面の粗さ形状が、軸方向中央部を通り円周方向に延びる線分に対し左右対称の形状であることも好ましい態様である。
【００２５】
このようにすると、軸方向において、ベルト管状体の中央部を中心とする凹凸形状が対称に付与されるため、押圧部材との間に生じる摺動抵抗も上記中央部を中心として対称に発現することとなり、従って左右対称に摺動抵抗が得られ、記録媒体を搬送する際に円滑な送りを行なうことができる。
【００２６】
さらに、上記内周面に、上記表面粗さを支配する、連続性を有する凹凸が形成されてなることが好ましく、また、上記内周面に、上記表面粗さを支配する、軸方向中央部を通り円周方向に延びる線分が左右対称の、連続性を有するスパイラル形状の凹凸が形成されてなることが好ましい。
【００２７】
このようなスパイラル形状（螺旋形状）の凹凸を形成すると、潤滑剤がベルト管状体の中心部に集まるため、そのベルト管状体の端部からの潤滑剤の漏れを防止することができる。
【００２８】
また、上記凹凸は、その凹凸と軸方向との成す角度が５０〜８５°に傾いた凹凸であることが好ましい。
【００２９】
上記角度が５０°を下回ると、上記摺動抵抗が増大する。一方、上記角度が８５°を上回ると、潤滑剤を堰きとめる効果は高まるものの、ベルト管状体の中心部に集める効果が薄れる。従って、上記角度は５０〜８５°の範囲内にあることが好ましい。
【００３０】
また、上記目的を達成する本発明の画像定着装置は、
駆動部材と、
上記駆動部材により駆動されて従動回転する、管状に形成されたベルトからなるベルト管状体と、
上記ベルト管状体の内側に配置され、そのベルト管状体を上記駆動部材に押圧する押圧部材とを備え、未定着トナー像を担持した記録媒体を上記駆動部材と上記ベルト管状体とが接したニップ部を通過させることにより上記記録媒体にトナー像を定着させる画像定着装置において、
上記ベルト管状体が、内周面軸方向の表面粗さＲｚが、１．０〜１０．０μｍの範囲内であり、且つ、上記ベルト管状体の、内周面周方向の表面粗さＲｚが、内周面軸方向の表面粗さＲｚよりも小さいベルト管状体であることを特徴とする。
【００３１】
本発明の画像定着装置は、上述した本発明のベルト管状体を備えたものであるため、長期にわたって潤滑剤の枯渇を防止することができるとともに押圧部材との摺動抵抗の増加を抑えることができる。
【００３２】
ここで、上記ベルト管状体と上記押圧部材との間に介在するシート状部材を備えるとともに、そのベルト管状体とそのシート状部材との間に潤滑剤を介在させてなることが好ましい。
【００３３】
このようにすると、押圧部材との摺動抵抗をさらに小さく抑えることができる。
【００３４】
また、上記シート状部材が、少なくとも上記ベルト管状体との接触面側が、表面に凹凸形状を有するフッ素樹脂から形成されてなることも好ましい態様である。
【００３５】
このようなシート状部材を備えると、押圧部材との摺動抵抗をより一層小さく抑えることができる。
【００３６】
さらに、上記潤滑剤が、シリコーン系オイルであることも好ましい。
【００３７】
上記シリコーン系オイルは、耐熱性および潤滑性に優れ、且つ粘度温度係数が小さため、定着にあたり加熱源からの熱にも十分に耐えることができるとともに押圧部材との摺動抵抗を小さく抑えることができる。
【００３８】
また、上記潤滑剤が、パーフルオロポリエーテルオイルであることも好ましい。
【００３９】
パーフルオロポリエーテルオイルは、特に優れた潤滑性を有するため、ベルト管状体と押圧部材との間で低摺動性を得ることができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００４１】
図１は、本発明の一実施形態の画像定着装置の断面図である。
【００４２】
尚、本実施形態の画像定着装置には、本発明のベルト管状体の一実施形態も備えられている。
【００４３】
図１に示す本実施形態の画像定着装置１には、矢印Ａ方向に回転する加熱定着ロール１０（本発明にいう駆動部材の一例に相当）と、その加熱定着ロール１０に押圧されて矢印Ｂ方向に従動するベルト管状体２０が備えられている。このベルト管状体２０は、本発明のベルト管状体の一実施形態であり、このベルト管状体２０は、管状に形成されたベルトからなるものである。
【００４４】
また、この画像定着装置１には、ベルト管状体２０内側に配置され、そのベルト管状体２０を、加熱定着ロール１０に向けて押圧する押圧部材３０が備えられている。
【００４５】
さらに、画像定着装置１には、ベルト管状体２０と押圧部材３０との間に介在するシート状部材４０が備えられている。ベルト管状体２０とシート状部材４０との間には潤滑剤が介在している。
【００４６】
また、画像定着装置１には、加熱定着ロール１０とベルト管状体２０とが相互に押圧されたニップ部６０を加熱する加熱源であるハロゲンランプ７０と、ベルト管状体２０がスムーズに回転するように設けられたベルト走行ガイド８０と、感温素子９０とが備えられている。この画像定着装置１は、矢印Ｃ方向から送られる、未定着のトナー像１００ａを担持した記録媒体１００を、ニップ部６０で挟持して加熱および加圧することによりそのトナー像１００ａを記録媒体１００に定着させる装置である。
【００４７】
画像定着装置１を構成する加熱定着ロール１０としての形状，構造，大きさ等に関しては、特に制限はなく、目的に応じてそれ自体公知のものの中から適宜選択して使用することができる。
【００４８】
この加熱定着ロール１０には、円筒状のコア１１と、そのコア１１の外周面に形成された弾性層１２と、その弾性層１２の表面に形成された離型層１３とが備えられている。また、コア１１の内部には、加熱源としてのハロゲンランプ７０が配設されている。
【００４９】
上記コア１１の材質は、機械的強度に優れて伝熱性が良好である材質ならばよく、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。
【００５０】
また、上記弾性層１２の材質は、公知の材質のものの中から適宜選択することができ、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。本実施形態においては、これらの材質の中でも、表面張力が小さく弾性に優れた点からしてシリコーンゴムが好ましい。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。
【００５１】
また、上記弾性層１２の表面には離型層１３が形成されている。離型層１３が形成されていると、トナー像のオフセットを好適に防止することができ、安定した状態で定着装置１を運転することができる点で有利である。離型層１３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ゴムが好適に挙げられる。上記フッ素ゴムとしては、例えば、フッ化ビニリデン系ゴム、フルオロシリコーン系ゴム、テトラフルオロエチレン・プロピレン系ゴム、フルオロフォスファゼン系ゴム、テトラフルオロエチレン−パーフルオロビニルエーテル系（パーフルオロ系）ゴムなどが挙げられ、多層構造あるいは混合系、さらには変性物とすることも可能である。上記離型層１３の厚みとしては、通常、１０〜１００μｍであり、好ましくは２０〜３０μｍである。上記離型層１３を上記弾性層１２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。本実施形態においては、これらの中でもディップコーティングが好適に採用できる。
【００５２】
加熱源としてのハロゲンランプ７０は、上記コア１１の内部に収容することができる形状、構造のものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。ハロゲンランプ７０により加熱された加熱定着ロール１０の表面温度は、加熱定着ロール１０に設けられた感温素子９０により計測され、図示しない制御手段によりその温度が一定に制御される。感温素子９０としては、特に制限はなく、例えば、サーミスタ、温度センサなどが挙げられる。上記制御手段としては、特に制限はなく、例えば、温度コントローラ、コンピュータなどが挙げられる。
【００５３】
加熱定着ロール１０に従動回転可能に配置された上記ベルト管状体２０としては、後述する内周面を除き、その形状、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じてそれ自体公知のものの中から適宜選択して使用することができる。上記ベルト管状体２０としては、帯状かつ無端に形成されたベルトが一般的である。上記ベルト管状体２０の構造としては、基材２１と、その基材２１の外周面に形成された離型層２２とからなる多層構造であるが、単層構造であってもよい。ベルト管状体２０の基材２１の材質としては、例えば、熱硬化性ポリイミド、熱可塑性ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリベンズイミダゾール等などが挙げられる。
【００５４】
ベルト管状体２０の離型層２２の材質としては、例えば、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂（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）、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、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）等のシリコーンゴム、フッ化ビニリデン系ゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム、フルオロホスファゼン系ゴム、テトラフルオロエチレン−パーフルオロビニルエーテル系ゴム等のフッ素ゴムなどが挙げられる。ここで、上記ベルト管状体２０は、離型層２２を有してなる多層構造のものであり、この離型層２２の材質が上記フッ素樹脂である場合には、ベルト管状体２０はトナー像に対する離型性に富むので、離型剤を用いる必要がなくなる点で有利である。
【００５５】
ベルト管状体２０は、内周面軸方向の表面粗さＲｚが、１．０〜１０．０μｍの範囲内であり、且つ、ベルト管状体２０の、内周面周方向の表面粗さＲｚが、内周面軸方向の表面粗さＲｚよりも小さい。内周面軸方向の表面粗さＲｚが１．０μｍ未満であると、潤滑剤を堰き止める効果が小さくなるとともに押圧部材３０との摺動抵抗が比較的大きくなる。一方、内周面軸方向の表面粗さＲｚが１０．０μｍを超えると、画質に悪影響を与える。また、ベルト管状体２０の、内周面周方向の表面粗さＲｚが、内周面軸方向の表面粗さＲｚよりも大きいと、潤滑剤を堰き止める効果が小さくなる。
【００５６】
また、このベルト管状体２０は、内周面軸方向の凹凸の平均間隔Ｓｍが４０．０〜２５０．０μｍの範囲内であり、且つ、ベルト管状体２０の、内周面周方向の凹凸の平均間隔Ｓｍが、内周面軸方向の凹凸の平均間隔Ｓｍよりも大きい。ベルト管状体２０は、このような平均間隔Ｓｍを有するため、ベルト管状体２０の内周面に潤滑剤を十分に留めることができる。従って、本実施形態のベルト管状体２０は、長期にわたって潤滑剤の枯渇を防止することができるとともに押圧部材３０との摺動抵抗の増加を抑えることができる。
【００５７】
押圧部材３０は、未定着トナー像１００ａを担持する記録媒体１００が通過可能なニップ部６０が形成されるように、ベルト管状体２０を介して加熱定着ロール１０を押圧する。ここで、押圧部材３０は、ベルト管状体２０の内側に配置されてそのベルト管状体２０を介して加熱定着ロール１０を押圧し、ベルト管状体２０と加熱定着ロール１０との間に、未定着トナー像１００ａを担持する記録媒体が通過可能なニップ部６０を形成することができる機能を有していれば特に制限はなく、目的に応じて適宜公知のものの中から選択できる。
【００５８】
押圧部材３０には、支持体３１と、その支持体３１の上に配置された弾性体３２およびアルミニウム部材３３が備えられている。この押圧部材３０は、エンドレスベルト２０の内側に配置され、かつそのエンドレスベルト２０と加熱定着ロール１０との間に、未定着トナー像を保持する記録媒体１００が通過可能なニップ部６０が形成されるように、エンドレスベルト２０を介して加熱定着ロール１０を押圧する。この押圧部材３０は、エンドレスベルト２０の内側に配置されてそのエンドレスベルト２０を介して加熱定着ロール１０を押圧し、エンドレスベルト２０と加熱定着ロール１０との間に、未定着トナー像を保持する記録媒体１００が通過可能なニップ部６０を形成することができる機能を有していれば特に制限はなく、目的に応じて適宜公知のものの中から選択できる。
【００５９】
また、押圧部材３０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。本実施形態における押圧部材３０は、互いに異なる機能を有する支持体３１，弾性体３２，アルミニウム部材３３を備えた複数の部材からなる構造のものであるが、単一の部材からなる構造のものであってもよい。また、押圧部材は、上記機能を有するものであれば、抵抗発熱機構を有するものであってもよい。
【００６０】
また、押圧部材３０とベルト管状体２０との間に介在するシート状部材４０は、少なくともベルト管状体２０との接触面側が、表面に凹凸形状を有するフッ素樹脂から形成されている。この凹凸形状により潤滑剤が保持される。
【００６１】
ここで、潤滑剤は、シリコーン系オイルが好適に用いられる。このシリコーン系オイルは、耐熱性および潤滑性に優れ、且つ粘度温度係数が小さため、定着にあたり加熱源からの熱にも十分に耐えることができるとともに押圧部材３０との摺動抵抗を小さく抑えることができる。また、潤滑剤としてパーフルオロポリエーテルオイルを用いてもよい。パーフルオロポリエーテルオイルは、特に優れた潤滑性を有するため、ベルト管状体２０と押圧部材３０との間で低摺動性を得ることができる。
【００６２】
図２は、図１に示すベルト管状体の内周面に形成されたスパイラル形状を示す模式図、図３は、図２に示すスパイラル形状の一部を拡大して示す模式図である。
【００６３】
図２，図３には、ベルト管状体２０を構成する基材２１の内周面に形成されたスパイラル形状の模式図が示されている。ベルト管状体２０における内周面の粗さ形状は、軸方向中央部Ａを通り円周方向に延びる線分に対し左右対称の線分２１ａ，２１ｂで模擬される凹凸形状である。このように、軸方向において、ベルト管状体２０の中央部Ａを中心として凹凸形状が対称に付与されているため、押圧部材３０との間に生じる摺動抵抗は中央部Ａを中心として対称に発現することとなり、従って左右対称に摺動抵抗が得られ、記録媒体１００を搬送する際に円滑な送りを行なうことができる。
【００６４】
また、内周面には、表面粗さＲｚを支配する、連続性を有する凹凸が形成されてなるとともに、その内周面に、上記表面粗さＲｚを支配する、軸方向中央部Ａを通り円周方向に延びる線分が左右対称の、連続性を有するスパイラル形状（螺旋形状）の凹凸が形成されてなるものであるため、潤滑剤がベルト管状体２０の中心部に集まることとなり、ベルト管状体２０の端部からの潤滑剤の漏れを防止することができる。
【００６５】
さらに、スパイラル形状の凹凸は、その凹凸と軸方向との成す角度が５０〜８５°に傾いた凹凸である。ここで、上記角度が５０°を下回ると、摺動抵抗が増大する。一方、上記角度が８５°を上回ると、潤滑剤を堰きとめる効果は高まるものの、ベルト管状体２０の中心部に集める効果が薄れる。従って、上記角度は５０〜８５°の範囲内にあることが好ましい。
【００６６】
図４は、図２，図３に示すスパイラル形状の凹凸の一部断面図である。
【００６７】
図４に示す寸法ａは、ベルト管状体２０の内周面軸方向の表面粗さＲｚを表わすための１つのパラメータであり、ここでは５μｍである。また、寸法ｂは、凸部の長さを示す寸法であり、ここでは２０μｍである。さらに、寸法ｃは、凹部の長さを示す寸法であり、ここでは１００μｍである。尚、寸法１００μｍで表わされる凹部は、ここでは三角形状であるが、点線Ａで示すＵ溝形状であってもよい。ここで、寸法ｂ＋寸法ｃ（１２０μｍ）が、ベルト管状体２０の内周面軸方向の凹凸の平均間隔Ｓｍを表わすための１つのパラメータである。
【００６８】
図５は、ベルト管状体の製造方法を示す図である。
【００６９】
先ず、ＰＩ（ＰｏｌｙＩｍｉｄｅ）基材コート工程（Ａ）を行なう。このＰＩ基材コート工程（Ａ）では、アルミ芯材１１１を用意する。このアルミ芯材１１１は、ベルト管状体２０の内周面に形成されるスパイラル形状（図２参照）を付与するための凹凸形状を有する。このアルミ芯材１１１を、矢印Ａ方向に所定の速度で回転させるとともに、矢印Ｂ方向に３６０ｍｍ／ｍｉｎの速度（トラバース速度）で移動させながら、吐出装置（モーノポンプ）のノズル１１３からワニス粘度１３０Ｐａ・ｓのポリイミド基材（ワニス）を吐出し、さらにヘラ１１２で膜厚を規制しながら、アルミ芯材１１１の表面に塗布長５００ｍｍの基材（ＰＩ基材層）２１を形成する。尚、このようなＰＩ基材コート工程（Ａ）に代えて、アルミ芯材１１１をポリイミド基材の溶液に浸漬する浸漬塗布（Ｄｉｐ  Ｃｏａｔｉｎｇ）方式による工程で行なってもよい。この場合、アルミ基材１１１をポリイミド基材の溶液から引き上げる際に膜厚規制用のリングを用いてもよい。
【００７０】
次に、回転乾燥工程（Ｂ）を行なう。この工程（Ｂ）では、基材２１が形成されたアルミ芯材１１１を、矢印Ａ方向におよそ２０ｒｐｍの回転数で回転させながら１２０℃で７０分間乾燥する。
【００７１】
さらに、表面層ＤＩＰ塗布工程（Ｃ）を行なう。この工程（Ｃ）では、基材２１が形成されたアルミ芯材１１１をシャフト１１４で吊して、およそ４００ｍＰａ・ｓ（ｃｐ）の液粘度を有するＰＦＡ（ポリペルフロロアルコキシフッ化プラスチック）塗料１１５が収容された容器１１６に浸漬して、およそ２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で矢印Ｃ方向に引き上げることにより、基材２１上に（ＰＦＡ表面層）２２を形成する。尚、この表面層ＤＩＰ塗布工程（Ｃ）に代えて、基材２１にＰＦＡ塗料１１５をスプレーコートして離型層２２を形成してもよい。尚、ＰＩ基材コート工程（Ａ）や表面層ＤＩＰ塗布工程（Ｃ）において、ＰＦＡ塗料を用いる場合、このＰＦＡ塗料は低粘度であるため、リングでの層厚規制を必ずしも行なう必要もない。
【００７２】
次に、ＰＩ／表面層同時焼成工程（Ｄ）を行なう。この工程（Ｄ）では、３８０℃でおよそ１時間焼成することにより、基材２１および離型層２２を同時に焼成する。
【００７３】
さらに、取り外し工程（Ｅ）を行なう。この工程（Ｅ）では、アルミ芯材１１１を取り外すことにより、基材２１および離型層２２からなる管状体を得、さらにこの管状体の端部をカットする。このようにして、ベルト管状体２０を得る。
【００７４】
図６は、図５に示すアルミ芯材が有する凹凸形状を形成するためのフォトマスクを示す図である。
【００７５】
図６に示すフォトマスク１２０は、光遮断部１２１と、所望の角度および間隔からなるＶ字状の微細なスリット形状を持つスリット部１２２を有する。尚、図６に示す寸法ａは、金型であるアルミ芯材の外周長の寸法と同一の寸法である。
【００７６】
アルミ芯材に凹凸形状を形成するには、先ず、アルミ芯材の表面に紫外線硬化型の樹脂を塗布する。次いで、アルミ芯材の外周に上記フォトマスク１２０を沿わし、アルミ芯材を持ち上げながら紫外線の光を照射する。さらに、エッチング液に浸漬して、アルミ芯材の表面に塗布された樹脂のうちの、硬化されていない部分を除去し、さらにその部分を浸食する。
【００７７】
次いで、紫外線硬化型の樹脂を除去するための溶剤に浸漬して、アルミ芯材の表面に残された樹脂を除去する。このようにして、アルミ芯材に凹凸を形成する。このフォトマスク１２０による方法では、アルミ芯材に凹凸を高い精度で形成することができる。
【００７８】
尚、アルミ芯材に凹凸を形成するにあたり、上述したフォトマスク１２０による方法に代えて、シボ加工による方法を採用してもよい。このシボ加工による方法では、先ずフォトマスク１２０と同様な形状のシボを作成し、次いでこのシボにアルミ芯材を押し当てながらアルミ芯材を回転させて、アルミ芯材に凹凸形状を写し取る。この方法によれば、コストを低減することができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、長期にわたって潤滑剤の枯渇を防止することができるとともに押圧部材との摺動抵抗の増加を抑えることができるベルト管状体、およびそのベルト管状体を備えた画像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】本発明の一実施形態の画像定着装置の断面図である。
【図２】図１に示すベルト管状体の内周面に形成されたスパイラル形状を示す模式図である。
【図３】図２に示すスパイラル形状の一部を拡大して示す模式図である。
【図４】図２，図３に示すスパイラル形状の凹凸の一部断面図である。
【図５】ベルト管状体の製造方法を示す図である。
【図６】図５に示すアルミ芯材が有する凹凸形状を形成するためのフォトマスクを示す図である。
【符号の説明】
１  画像定着装置
１０  加熱定着ロール
１１  コア
１２  弾性層
１３，２２  離型層
２０  ベルト管状体
２１  基材
２１ａ，２１ｂ  線分
３０  押圧部材
３１  支持体
３２  弾性体
４０  シート状部材
５０  潤滑剤
６０  ニップ部
７０  ハロゲンランプ
８０  ベルト走行ガイド
９０  感温素子
１００  記録媒体
１００ａ  未定着トナー像
１１１  アルミ芯材
１１２  ヘラ
１１３  ノズル
１１４  シャフト
１１５  ＰＦＡ塗料
１１６  容器
１２０  フォトマスク
１２１  光遮断部
１２２  スリット部
【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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