(57)【要約】【課題】経時後の摺動部との摺動抵抗の増大が抑制された摺動ベルト、この摺動ベルトを備えた無端ベルト、この無端ベルトを備えた定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】内周面及び外周面を有し、内周面側で摺動部と摺動、接触して、内周面側から外周面側に向かって摺動部によって押圧される摺動ベルトの、内周面を、複数の凸部が連続した表面形状を有するように構成するとともに、表面形状を構成する複数の凸部を、その内部に、それぞれ複数の細孔を有するように構成する。【選択図】図２
2012088463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面及び外周面を有し、前記内周面側で摺動部と摺動、接触して、前記内周面側から前記外周面側に向かって前記摺動部によって押圧され、前記内周面は、複数の凸部が連続した表面形状を有するとともに、前記表面形状を構成する複数の前記凸部は、その内部に、それぞれ複数の細孔を有する摺動ベルト。
【請求項２】
前記凸部は、表面粗さ（Ｒａ）として表した場合、０．２〜４．０の大きさを有する請求項１に記載の摺動ベルト。
【請求項３】
前記細孔は、前記凸部の大きさの１／１０以下の大きさを有する請求項１又は２に記載の摺動ベルト。
【請求項４】
前記凸部は、多孔質樹脂から構成されている請求項１〜３のいずれかに記載の摺動ベルト。
【請求項５】
前記多孔質樹脂は、樹脂繊維含有樹脂又は発泡樹脂である請求項１〜４のいずれかに記載の摺動ベルト。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の摺動ベルトに、基材層及び／又は離型層をこの順に備えた無端ベルト。
【請求項７】
請求項６に記載の無端ベルトを備えた定着装置。
【請求項８】
請求項７に記載の定着装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摺動ベルト、無端ベルト、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した画像形成装置の定着装置として、無端ベルト（定着ベルト）と加圧ローラとの間に記録部材を圧接、挟持する圧接部分を形成したベルト定着タイプが用いられている。この場合、無端ベルトの内側には、記録部材へのトナー等の定着物質の定着が確実に行われるようにするため、無端ベルトと摺動、接触して、無端ベルトを記録部材側にスリップさせることなしに押圧する摺動部（例えば、摺動シート）が設けられている。
【０００３】
上述の摺動部との摺動性を確保した上で、さらに、摺動ベルトの内周面における摺動部との摺動抵抗を減少させることが好ましいことから、摺動ベルトの内周面における摺動部の接触面積を減少させるため、摺動ベルトの内周面に所定の表面粗さの凹凸部を設けたポリイミドベルトが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２５１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、経時後の摺動部との摺動抵抗の増大が抑制された摺動ベルト、この摺動ベルトを備えた無端ベルト、この無端ベルトを備えた定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明によれば、以下の摺動ベルト、この摺動ベルトを備えた無端ベルト、この無端ベルトを備えた定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置が提供される。
【０００７】
［１］内周面及び外周面を有し、前記内周面側で摺動部と摺動、接触して、前記内周面側から前記外周面側に向かって前記摺動部によって押圧され、前記内周面は、複数の凸部が連続した表面形状を有するとともに、前記表面形状を構成する複数の前記凸部は、その内部に、それぞれ複数の細孔を有する摺動ベルト。
【０００８】
［２］前記凸部は、表面粗さ（Ｒａ）として表した場合、０．２〜４．０の大きさを有する前記［１］に記載の摺動ベルト。
【０００９】
［３］前記細孔は、前記凸部の大きさの１／１０以下の大きさを有する前記［１］又は［２］に記載の摺動ベルト。
【００１０】
［４］前記凸部は、多孔質樹脂から構成されている前記［１］〜［３］のいずれかに記載の摺動ベルト。
【００１１】
［５］前記多孔質樹脂は、樹脂繊維含有樹脂又は発泡樹脂である前記［１］〜［４］のいずれかに記載の摺動ベルト。
【００１２】
［６］前記［１］〜［５］のいずれかに記載の摺動ベルトに、基材層及び／又は離型層をこの順に備えた無端ベルト。
【００１３】
［７］前記［６］に記載の無端ベルトを備えた定着装置。
【００１４】
［８］前記［７］に記載の定着装置を備えた画像形成装置。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１〜６に係る発明によれば、内周面の凸部が細孔を有しない場合に比べて、経時後の摺動部との摺動抵抗の増大が抑制された摺動ベルトが提供される。
【００１６】
請求項７に係る発明によれば、高画質な定着画像を出力することが可能である定着装置が提供される。
【００１７】
請求項８に係る発明によれば、高画質な定着画像を出力することが可能である画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の摺動ベルトを備えた無端ベルトが用いられた定着装置を示す断面図である。
【図２】図１におけるＡ部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
【００２０】
本実施の形態に係る摺動ベルトは定着作業に用いられるものであるが、通常は、この摺動ベルトの上に後述する基材層及び離型層がさらに積層されて（摺動ベルトが最内側に位置し、その内周側で摺動部と摺動、接触する）無端ベルトを構成し、この無端ベルトとして定着装置に用いられる。また、この定着装置を用いて画像形成装置が構成される。そこで、先ず、本実施の形態に係る摺動ベルトが無端ベルトとして通常用いられる定着装置についてその概略を説明して、定着作業の全体像を明確にするとともに、本実施の形態に係る摺動ベルトの定着作業における役割、位置付けを明確にする。
【００２１】
図１は、本発明の摺動ベルトを備えた無端ベルトが用いられた定着装置を示す断面図である。図１に示すように、本実施の形態に係る摺動ベルトを備えた無端ベルトが用いられた定着装置２０は、摺動ベルト１（通常は、上述のように、基材層及び離型層がさらに積層され無端ベルトであるが、説明が複雑になることを避けるため、便宜上、摺動ベルト１として説明する）と加圧駆動ロール５との間で記録部材４を挟持、圧接して、記録部材４（図１では上面側）上に転写、保持されたトナー像の定着作業を行うように構成されている。摺動ベルト１は、発熱体としてのブロック２と摺動シート３とから構成された摺動部によって記録部材４側に押圧された状態で記録部材４と接触し、加圧駆動ロール５の回転（図１では時計回り）に対応して記録部材４が搬送（図１では右側に向かって）されることによって、複数（図１では２つ）の張架ロール７、８と摺動部との間に張架された状態で回転（図１では反時計回り）するように構成されている。なお、本実施の形態においては、摺動ベルト１の内周面１１と摺動シート３との間の摺動（摩擦）抵抗を減少させるため、潤滑油を供給するためのオイル供給ロール６が設けられている。
【００２２】
以下、本実施の形態に係る摺動ベルト１について、具体的に説明する。なお、無端ベルトについては、後にその概略を説明する。
【００２３】
図２は、図１におけるＡ部の拡大断面図である。図２に示すように、本実施の形態に係る摺動ベルト１は、内周面１１及び外周面１２を有し、内周面１１側で摺動部としての摺動シート３と摺動、接触して、加圧駆動ロール５によって押圧されるように構成される。また、内周面１１は、複数の凸部１３が連続した表面形状を有するとともに、少なくとも表面形状を構成する複数の凸部１３は、その内部に、それぞれ複数の細孔１４を有するように構成されている。
【００２４】
摺動ベルト１の材質としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、等を挙げることができる。特に、本実施の形態においては、細孔を有する凸部として、後述する多孔質樹脂を形成することの便宜性から、ポリイミドが好ましい。
【００２５】
摺動ベルト１の内周面１１の表面形状を構成する凸部１３は、摺動シート３との間の摺動（摩擦）抵抗を減少させるために形成される。凸部１３は、表面粗さ（Ｒａ）として表した場合、好ましくは、０．２〜４．０、さらに好ましくは、０．５〜３．０の大きさを有する。表面粗さ（Ｒａ）が、０．２未満であると、摺動接触面積が十分に小さくならず摺動抵抗を高めることがあり、４．０を超えると、供給した潤滑油が凹部に入り込み摺動抵抗を高めることがある。
【００２６】
凸部（摺動ベルト１の内周面１１の表面形状）の形成は、例えば、円筒金型の外周面に切削ピッチの凹凸を形成し、熱硬化性樹脂（例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド）を円筒金型に均一に塗布し、乾燥、焼成させて、その後に、金型から抜き取ることによって、金型外周面の表面形状が転写された、凸部１３を有する摺動ベルト１の内周面１１の表面形状を得ることができる。また、円筒金型の外周面に、ガラスビーズサンドブラスト法を用いてガラスビーズをたたきつけることによって、凹凸を形成し、後は上記の方法と同様にして、凸部１３を有する摺動ベルト１の内周面１１の表面形状を形成してもよい。
【００２７】
上述のように、表面形状を構成する複数の凸部１３は、その内部に、それぞれ複数の細孔１４を有するように構成されている。
【００２８】
細孔１４は、凸部１３が摩滅するのを抑制して、摺動ベルト１と摺動シート３との間の摺動（摩擦）抵抗が増大するのを抑制するために形成される。具体的には、潤滑剤が、摺動ベルト１の内周面１１と摺動シート３との接触界面で押圧により押し出されて、十分に供給、保持されない場合であっても、凸部１３の細孔１４の内部には、潤滑油が有効に保持されているので、不足する潤滑油分を適宜補足して供給することができ、摺動ベルト１と摺動シート３との間の摺動（摩擦）抵抗を減少させることができる。
【００２９】
細孔１４は、凸部１３の大きさの、好ましくは、１／１０以下、さらに好ましくは、１／２０以下、最も好ましくは、１／３０以下の大きさを有する。細孔１４の大きさが、凸部１３の大きさの１／１０を超えると、強度が低下し、摩滅しやすくなる。
【００３０】
複数の細孔１４を有する凸部１３の内部は、形成し易さ等の点から、多孔質樹脂から構成されていることが好ましい。このような多孔質樹脂は、例えば、以下のようにして形成することができる。
【００３１】
（１）ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等からなる樹脂繊維（空隙の大きさ２００ｎｍ）を熱硬化性樹脂（例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド）塗液に１０〜３０％質量％充填、配合し、円筒金型の外周面に均一に塗布し、乾燥、焼成させて、その後に、金型から抜き取ることによって、複数の細孔１４を有する凸部１３を構成する多孔質樹脂をその内周面１１側に有する摺動ベルト１を得ることができる。
（２）熱硬化性樹脂（例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド）塗液を増圧ポンプによって増圧し、塗液の内部にエアーを注入し、円筒金型の外周面に均一に塗布し、乾燥焼成させて、その後に、金型から抜き取ることによって、複数の細孔１４を有する凸部１３を構成する多孔質樹脂をその内周面１１側に有する摺動ベルト１を得ることができる。
【００３２】
この場合、摺動ベルト１の厚さは、５〜２５０μｍとすることが好ましく、使用のテンション圧力等により適宜調整すればよい。
【００３３】
本実施の形態の無端ベルトは、本実施の形態の摺動ベルト１、基材層（図示せず）及び離型層（図示せず）をこの順に備えて構成される。
【００３４】
基材層としては、耐熱性に優れたポリイミド、ポリアミドイミド等が好ましい。その厚さは、５〜２５０μｍとすることが好ましく、使用のテンション圧力等により適宜調整すればよい。
【００３５】
離型層は、記録部材との離型性及び柔軟性に優れたものであることが好ましく、例えば、ＰＦＡ樹脂（パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＡＶＥ）とテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）との２元共重合体）、ＰＴＦＥ等を好適例として挙げることができる。中でも、記録部材との離型性及び柔軟性の向上の観点から、ＰＦＡ樹脂（パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＡＶＥ）とテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）との２元共重合体）がさらに好ましい。
【００３６】
また、本実施の形態に係る無端ベルトは、基材層と離型層との間に、接着層、発熱層、弾性層等の他の層が形成されていてもよい。また、各層の積層方法としては特に制限はなく、従来の方法を適宜用いることができる。
【００３７】
以下、本実施の形態に係る画像形成装置についてその概略を説明する、本実施の形態に係る画像形成装置は、上述の無端ベルトを用いた上述の定着装置を備えている。
【００３８】
画像形成装置（図示せず）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に順次転写（一次転写）させる一次転写部（図示せず）、中間転写ベルト上に転写された重畳トナー画像を記録部材（記録紙）である用紙に一括転写（二次転写）させる二次転写部（図示せず）、及び二次転写された画像を用紙上に定着させる定着装置２０（図１参照）を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部を有している。
【実施例】
【００３９】
以下に、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例によって、いかなる制限を受けるものではない。
【００４０】
（実施例１）
円筒状金属金型として、長さ５００ｍｍのアルミニウム製円筒を用い、球形アルミナ粒子（不二製作所社製、粒径１０５〜１２５μｍ）を用いたブラスト処理によって、表面粗さＲａが、０．８μｍになるように粗面化した後、この円筒状金属金型の表面に、シリコーン系離型剤（信越化学社製：ＫＳ７００）を塗布し、焼付け処理を行い、室温まで冷却させて、円筒状金属金型表面の離型処理を行った。次に、離型処理を行った円筒状金属金型表面に、繊維径が１０デニールのフッ素樹脂（ＰＴＦＥ樹脂）繊維を３０質量％配合したポリイミド前駆体溶液（宇部興産社製：ＵワニスＳ）をフローコートによって塗布し、焼成して、多孔質樹脂としての、膜厚が１０μｍで、内周面側の表面形状として大きさがＲａ０．８の凸部を有するフッ素樹脂繊維含有ポリイミド樹脂からなる摺動ベルトを形成した。
【００４１】
得られたフッ素樹脂繊維含有ポリイミドからなる摺動ベルト上に、充填剤を含有しないポリイミド前駆体溶液（宇部興産社製：ＵワニスＳ）をフローコート塗布装置によって塗布し、焼成して、厚さが６０μｍの基材層を形成した。さらに、離型層として、その外層に厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを、プライマーを介して接着して積層させ、無端ベルトを作製した。また、摺動シートとしては、粗面化させたＦＥＰフィルムを用いた。さらに、潤滑剤として、無端ベルトを構成する摺動ベルトの内周面の、凸部を構成する多孔質樹脂層に粘度３００ｃｐのアミノ変性シリコーンオイルを塗布した。このポリイミド製無端ベルトと摺動シートとを、定着装置に搭載し、未定着トナー像を担持した富士ゼロックス社製ＪＤ紙（商品名）を通紙する試験を行ったところ、５０万枚の通紙においても、無端ベルトの搬送性能は良好で、用紙の紙しわや画像ずれの発生は認められなかった。
【００４２】
（比較例１）
実施例１において、ブラスト処理を行うことなく、表面粗さＲａが、０．０３μｍのアルミニウム製円筒を用いたこと以外は実施例１と同様にして、無端ベルトを作製した。また、摺動シートとしては、実施例１の場合と同様に、粗面化させたＦＥＰフィルムを用いた。さらに、潤滑剤として、実施例１の場合と同様に、無端ベルトを構成する摺動ベルトの内周面の、凸部を構成する多孔質樹脂層に粘度３００ｃｐのアミノ変性シリコーンオイルを塗布した。このポリイミド製無端ベルトと摺動シートとを、定着装置に搭載し、未定着トナー像を担持した富士ゼロックス社製ＪＤ紙（商品名）を通紙する試験を行ったところ、２０万枚の通紙を行った時点において、無端ベルトの摺動性が悪化し、定着ロールを駆動するモーターの駆動トルクが上昇して、定着画像に画像ずれや紙しわが発生した。
【００４３】
（比較例２）
実施例１と同様にして、円筒状金属金型表面の離型処理を行った後、円筒状金属金型表面に、ポリイミド前駆体溶液（宇部興産社製：ＵワニスＳ）をフローコート塗布装置によって塗布し、焼成して、膜厚が８０μｍのポリイミド樹脂ベルトを形成した。このポリイミド樹脂ベルト上に、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを、プライマーを介して接着して積層させ、無端ベルトを形成した。また、摺動シートとしては、実施例１の場合と同様に、粗面化させたＦＥＰフィルムを用いた。さらに、潤滑剤として、実施例１の場合と同様に、無端ベルトを構成する摺動ベルトの内周面の、凸部を構成する多孔質樹脂層に粘度３００ｃｐのアミノ変性シリコーンオイルを塗布した。このポリイミド製無端ベルトと摺動シートとを、定着装置に搭載し、未定着トナー像を担持した富士ゼロックス社製ＪＤ紙（商品名）を通紙する試験を行ったところ、５万枚の通紙を行った時点において、無端ベルトの摺動性が悪化し、定着ロールを駆動するモーターの駆動トルクが上昇して、定着画像に画像ずれや紙しわが発生した。
【００４４】
以上、本実施の形態の摺動ベルト（無端ベルト）を定着装置及び画像形成装置に用いることにより、高画質な定着画像を出力することが可能であるとともに、長寿命化が図られた定着装置及び画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  摺動ベルト（無端ベルト）
２  ブロック
３  摺動シート
４  記録部材
５  加圧駆動ロール
６  オイル供給ロール
７  張架ロール
８  張架ロール
１１  内周面
１２  外周面
１３  凸部
１４  細孔
２０  定着装置
【図１】
2012088463.tif 000003
【図２】
2012088463.tif 000004