(57)【要約】【課題】トナー画像の定着時における定着ベルトの温度が異なる場合であっても、記録媒体との分離性を有し、光沢ムラを抑制できる定着ベルトを提供すること。【解決手段】定着ベルトは、耐熱性樹脂製の基層と、弾性材料製の弾性層と、離型層とがこの順番で積層され、１００〜２００℃の範囲内における粘弾性率の最大値と最小値との差は、０．８％以下である。また、１００〜２００℃の範囲内における定着ベルトの粘弾性率は、５０〜６２％の範囲内である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱性樹脂製の基層と、弾性材料製の弾性層と、離型層とがこの順番で積層され、
１００〜２００℃の範囲内における粘弾性率の最大値と最小値との差は、０．８％以下である、
定着ベルト。
【請求項２】
１００〜２００℃の範囲内における粘弾性率は、５０〜６２％の範囲内である、請求項１に記載の定着ベルト。
【請求項３】
１００〜２００℃の範囲内における弾性歪量に対する粘性歪量の変化率は、０．１以下である請求項１または請求項２に記載の定着ベルト。
【請求項４】
無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトを加熱するための加熱ローラを含み、前記定着ベルトを軸支する二以上のローラと、
前記定着ベルトを介して前記ローラのうちの一つに対して相対的に付勢されるように配置される加圧ローラと、
を有する定着装置であって、
前記定着ベルトは、請求項１〜３のいずれか一項に記載の定着ベルトである、
定着装置。
【請求項５】
記録媒体上に電子写真方式によってトナー画像を形成する画像形成部と、
前記記録媒体上に形成された未定着のトナー画像を加熱および加圧によって前記記録媒体に定着させる、請求項４に記載の定着装置と、を有する、
画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着ベルト、定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やレーザービームプリンターなどを含む電子写真方式の画像形成装置には、加熱された定着ベルトを、未定着のトナー画像を担持している転写材に当接させて、トナー画像を転写材に定着させる定着装置が採用されている。このような定着装置として、定着ベルトと、加熱ローラを含み、定着ベルトを軸支する二以上のローラと、を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。定着ベルトは、熱容量が比較的小さいため、トナー画像を転写材に定着させるのに優れており、画像形成の高速化に寄与する。
【０００３】
特許文献１に記載の画像形成装置における定着装置は、無端状の定着ベルトと、定着ベルトを軸支する定着ローラおよび加熱ローラと、定着ベルトを挟んで定着ローラに向けて所定の圧力で押圧された加圧ローラと、加熱ローラを加熱する局部加熱手段と、を有する。特許文献１に記載の画像形成装置では、加熱ローラを介して加熱された定着ベルトと加圧ローラとにより転写材を挟み込むと、トナーに含まれるワックスが溶解して転写材に染み出すことにより、トナー画像が転写材に定着する。このとき、定着ベルトと転写材とが接触することにより定着ベルトの温度が一時的に低下する。そして、温度が低下した定着ベルトは、局部加熱手段によってもとの温度まで加熱される。このように、特許文献１に記載の画像形成装置では、トナー画像の定着時における定着ベルトの温度を一定に保持することで、光沢ムラなく画像を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３１７５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置では、画像が形成される転写材の領域に対応する定着ベルトの領域と、画像が形成されない転写材の領域に対応する定着ベルトの領域とでの温度の減少幅の違いや、異なるサイズの転写材に対して連続して印刷する場合の定着ベルトの温度が考慮されていない。すなわち、特許文献１に記載の画像形成装置には、光沢ムラに改善の余地がある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、トナー画像の定着時における定着ベルトの温度が異なる場合であっても、記録媒体との分離性を有し、光沢ムラを抑制できる定着ベルト、定着装置および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一実施の形態に係る定着ベルトは、耐熱性樹脂製の基層と、弾性材料製の弾性層と、離型層とがこの順番で積層され、１００〜２００℃の範囲内における粘弾性率の最大値と最小値との差は、０．８％以下である。
【０００８】
また、上記課題を解決するため、本発明の一実施の形態に係る定着装置は、無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトを加熱するための加熱ローラを含み、前記定着ベルトを軸支する二以上のローラと、前記定着ベルトを介して前記ローラのうちの一つに対して相対的に付勢されるように配置される加圧ローラと、を有する定着装置であって、前記定着ベルトは、本発明の一実施の形態に係る定着ベルトである。
【０００９】
さらに、上記課題を解決するため、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置は、記録媒体上に電子写真方式によってトナー画像を形成する画像形成部と、前記記録媒体上に形成された未定着のトナー画像を加熱および加圧によって前記記録媒体に定着させる、本発明の一実施の形態に係る定着装置と、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、トナー画像の定着時における定着ベルトの温度が異なる場合であっても、記録媒体との分離性を有し、光沢ムラを抑制できる定着ベルト、定着装置および画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、定着装置の構成を示す図である。
【図３】図３Ａは、本発明の一実施の形態に係る定着ベルトの一例を模式的に示す図であり、図３Ｂは、図３Ａに示される領域Ａの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態について、添付した図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
（画像形成装置の構成）
図１は、画像形成装置１０の構成を示す図である。図２は、定着装置６０の構成を示す図である。
【００１４】
図１に示されるように、画像形成装置１０は、画像読み取り部２０と、画像形成部３０と、中間転写部４０と、定着装置６０と、記録媒体搬送部８０と、を有する。
【００１５】
画像読み取り部２０は、原稿Ｄから画像を読み取り、静電潜像を形成するための画像データを得る。画像読み取り部２０は、給紙装置２１と、スキャナー２２と、ＣＣＤセンサー２３と、画像処理部２４と、を有する。
【００１６】
画像形成部３０は、例えば、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色に対応する四つの画像形成ユニット３１を含む。画像形成ユニット３１は、感光体ドラム３２と、帯電装置３３と、露光装置３４と、現像装置３５と、クリーニング装置３６と、を有する。
【００１７】
感光体ドラム３２は、例えば、光導電性を有する負帯電型の有機感光体である。帯電装置３３は、感光体ドラム３２を帯電させる。帯電装置３３は、例えば、コロナ帯電器である。帯電装置３３は、帯電ローラや帯電ブラシ、帯電ブレードなどの接触帯電部材を感光体ドラム３２に接触させて帯電させる接触帯電装置であってもよい。露光装置３４は、帯電した感光体ドラム３２に光を照射して静電潜像を形成する。露光装置３４は、例えば、半導体レーザーである。現像装置３５は、静電潜像が形成された感光体ドラム３２にトナーを供給して静電潜像に応じたトナー画像を形成する。現像装置３５は、例えば、電子写真方式の画像形成装置における公知の現像装置である。クリーニング装置３６は、感光体ドラム３２の残留トナーを除去する。ここで、「トナー画像」とは、トナーが画像状に集合した状態を言う。
【００１８】
トナーは、公知のトナーを用いることができる。トナーは、一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよい。一成分現像剤は、トナー粒子から構成される。また、二成分現像剤は、トナー粒子およびキャリア粒子から構成される。トナー粒子は、トナー母体粒子およびその表面に付着したシリカなどの外添剤から構成される。トナー母体粒子は、例えば、結着樹脂、着色剤およびワックスから構成される。
【００１９】
中間転写部４０は、一次転写ユニット４１と、二次転写ユニット４２と、を含む。
【００２０】
一次転写ユニット４１は、中間転写ベルト４３と、一次転写ローラ４４と、バックアップローラ４５と、複数の第１支持ローラ４６と、クリーニング装置４７と、を有する。中間転写ベルト４３は、無端状のベルトである。中間転写ベルト４３は、バックアップローラ４５および第１支持ローラ４６によって張架される。中間転写ベルト４３は、バックアップローラ４５および第１支持ローラ４６の少なくとも一つのローラが回転駆動することにより、無端軌道上を一方向に一定速度で走行する。
【００２１】
二次転写ユニット４２は、二次転写ベルト４８と、二次転写ローラ４９と、複数の第２支持ローラ５０と、を有する。二次転写ベルト４８は、無端状のベルトである。二次転写ベルト４８は、二次転写ローラ４９および第２支持ローラ５０によって張架される。
【００２２】
図２に示されるように、定着装置６０は、定着ベルト６１と、加熱ローラ６２と、第１加圧ローラ６３と、第２加圧ローラ６４と、ヒータ６５、６６と、第１温度センサー６７と、第２温度センサー６８と、気流分離装置６９と、案内板７０と、案内ローラ７１と、を有する。
【００２３】
定着ベルト６１は、基層６１ａと、弾性層６１ｂと、離型層６１ｃとがこの順番で積層されている（図３参照）。定着ベルト６１は、基層６１ａを内側とし、離型層６１ｃを外側にした状態で、加熱ローラ６２と第１加圧ローラ６３とによって軸支される。定着ベルト６１の張力は、例えば４３Ｎである。本実施の形態の特徴の一つは、定着ベルト６１であるため、定着ベルト６１の詳細な説明は後述する。
【００２４】
加熱ローラ６２は、回転自在なアルミニウム製のスリーブと、その内部に配置されたヒータ６５と、を有する。第１加圧ローラ６３は、例えば、回転自在な芯金と、その外周面上に配置された弾性層と、を有する。
【００２５】
第２加圧ローラ６４は、定着ベルト６１を介して第１加圧ローラ６３に対向して配置されている。第２加圧ローラ６４は、例えば、回転自在なアルミニウム製のスリーブと、当該スリーブ内に配置されるヒータ６６と、を有する。第２加圧ローラ６４は、第１加圧ローラ６３に対して接近、離間自在に配置されており、第１加圧ローラ６３に対して接近したときに、定着ベルト６１を介して第１加圧ローラ６３の弾性層を押圧し、定着ベルト６１との接触部である定着ニップ部を形成する。
【００２６】
第１温度センサー６７は、加熱ローラ６２によって加熱された定着ベルト６１の温度を検出するための装置である。また、第２温度センサー６８は、第２加圧ローラ６４の外周面の温度を検出するための装置である。
【００２７】
気流分離装置６９は、定着ベルト６１の移動方向の下流側から定着ニップ部に向けて気流を生じさせて、定着ベルト６１からの記録媒体Ｓの分離を促すための装置である。
【００２８】
案内板７０は、未定着のトナー画像を有する記録媒体Ｓを定着ニップ部に案内するための部材である。案内ローラ７１は、トナー画像が定着された記録媒体を定着ニップ部から画像形成装置１０外へ案内するための部材である。
【００２９】
図１の説明に戻る。記録媒体搬送部８０は、三つの給紙トレイユニット８１および複数のレジストローラ対８２を有する。給紙トレイユニット８１には、坪量やサイズなどに基づいて識別された記録媒体（本実施の形態では規格紙、特殊紙など）Ｓが予め設定された種類ごとに収容される。レジストローラ対８２は、所期の搬送経路を形成するように配置されている。
【００３０】
このような画像形成装置１０では、記録媒体搬送部８０により送られてきた記録媒体Ｓに、画像読み取り部２０で取得された画像データに基づいて、中間転写部４０で記録媒体Ｓにトナー画像が形成される。中間転写部４０でトナー画像が形成された記録媒体Ｓは、定着装置６０に送られる。
【００３１】
定着装置６０における定着ベルト６１は、所定の速度で回転駆動し、例えば、第１温度センサー６７によるフィードバック制御によりヒータ６５によって所望の温度（例えば１９０℃）に加熱される。第２加圧ローラ６４は、例えば第２温度センサー６８によるフィードバック制御によりヒータ６６によって所望の温度（例えば１８０℃）に加熱される。そして、第２加圧ローラ６４は、記録媒体Ｓの到着に合わせて、定着ベルト６１を介して第１加圧ローラ６３の外周面を付勢し、定着ニップ部を形成する。
【００３２】
一方で、未定着のトナー画像を担持する記録媒体Ｓは、案内板７０に案内されながらニップ部に案内される。そして、定着ベルト６１が記録媒体Ｓに密着することによって、未定着のトナー画像は、速やかに記録媒体Ｓに定着される。また、記録媒体Ｓは、定着ニップ部の下流端で、気流分離装置６９からの気流を受ける。このため、記録媒体Ｓの定着ベルト６１からの分離が促進される。定着ベルト６１から分離した記録媒体は、案内ローラ７１により、画像形成装置１０外に向けて案内される。
【００３３】
（定着ベルトの構成）
次に、定着ベルト６１について詳細に説明する。図３Ａは、定着ベルト６１の斜視図であり、図３Ｂは、図３Ａに示される領域Ａの拡大図である。
【００３４】
図３Ａ、Ｂに示されるように、定着ベルト６１は、基層６１ａと、弾性層６１ｂと、離型層６１ｃと、を有する。また、定着ベルト６１において基層６１ａは内側に位置し、離型層６１ｃは外側に位置する。
【００３５】
基層６１ａは、耐熱性樹脂製である。耐熱性樹脂は、定着ベルト６１の使用温度の範囲内において変性および変形を生じない樹脂から適宜に選ばれ、一種でもそれ以上でもよい。耐熱性樹脂の例には、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミドイミドおよびポリエーテルエーテルケトンが含まれる。耐熱性樹脂は、耐熱性の点から、ポリイミドが好ましい。
【００３６】
ポリイミドは、その前駆体であるポリアミド酸を２００℃以上温度で加熱すること、または触媒を用いて、ポリアミド酸を脱水・環化（イミド化）反応を進めることによって得ることができる。ポリアミド酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを溶媒に溶解し、混合・加熱による重縮合反応によって製造してもよいし、市販品を用いてもよい。当該ジアミン化合物およびテトラカルボン酸二無水物の例には、特開２０１３−２５１２０号公報の段落０１２３〜０１３０に記載の化合物が含まれる。
【００３７】
基層６１ａは、本実施の形態の効果が得られる範囲において、耐熱性樹脂以外の成分をさらに含んでいてもよい。たとえば、基層６１ａの材料は、他の樹脂成分をさらに含んでいてもよい。基層６１ａの材料における耐熱性樹脂の含有量は、成形性などの観点から、４０〜１００体積％であることが好ましい。
【００３８】
弾性層６１ｂは、弾性材料製である。弾性層６１ｂの材料（弾性材料）の例には、シリコーンゴムや熱可塑性エラストマー、ゴム材料などの弾性樹脂材料が含まれる。弾性材料は、シリコーンゴムであることが好ましい。
【００３９】
シリコーンゴムは、一種でもそれ以上でもよい。シリコーンゴムの例には、ポリオルガノシロキサンまたはその加熱硬化物、および、特開２００９−１２２３１７号公報に記載された付加反応型シリコーンゴムが含まれる。ポリオルガノシロキサンの例には、特開２００８−２５５２８３号公報の段落００２９に記載された両末端がトリメチルシロキサン基で封鎖され、側鎖にビニル基を有するジメチルポリシロキサンが含まれる。
【００４０】
弾性層６１ｂの厚さは、例えば、伝熱性および弾性を十分に発現させる観点から、３０〜４００μｍであることが好ましく、５０〜３００μｍであることがより好ましく、１００〜２５０μｍであることがさらに好ましい。
【００４１】
弾性層６１ｂは、本実施の形態の効果が得られる範囲において、弾性樹脂材料以外の成分をさらに含んでいてもよい。たとえば、弾性材料は、弾性層の伝熱性を高めるための伝熱性のフィラーをさらに含んでいてもよい。フィラーの材料の例には、シリカ、金属シリカ、アルミナ、亜鉛、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、カーボンおよび黒鉛が含まれる。フィラーの形態は、限定されず、例えば、球状粉末、不定形粉末、扁平粉末または繊維である。
【００４２】
弾性材料における弾性樹脂材料の含有量は、６０〜１００体積％であることが好ましく、７５〜１００体積％であることがより好ましく、８０〜１００体積％であることがさらに好ましい。
【００４３】
離型層６１ｃは、トナーに対する適度な離型性を有する。離型層６１ｃは、定着時に記録媒体Ｓに当接する定着ベルト６１の外表面に位置する。離型層６１ｃの材料の例には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリイソブチレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、アルコール可溶性ナイロン、ポリカーボネート、ポリアリレート、フェノール、ポリオキシメチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリホスファゼン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンエーテル、ポリパラバン酸、ポリアリルフェノール、フッ素樹脂、ポリ尿素、アイオノマー、シリコーン、および、これらの混合物または共重合体、が含まれる。離型性および耐熱性の観点から、離型層６１ｃの材料は、フッ素樹脂であることが好ましく、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）であることがより好ましい。
【００４４】
離型層６１ｃの厚さは、例えば、熱の伝達、弾性層の変形への追従および離型性の発現の観点から、５〜４０μｍであることが好ましく、１０〜３５μｍであることがより好ましく、１５〜３０μｍであることがさらに好ましい。
【００４５】
離型層６１ｃは、本実施の形態の効果が得られる範囲において、樹脂マトリクス材料以外の他の成分をさらに含んでいてもよい。たとえば、離型層６１ｃは、潤滑材粒子をさらに含んでいてもよい。潤滑材粒子の例には、フッ素樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子およびシリカ粒子が含まれる。
【００４６】
離型層６１ｃの材料における樹脂マトリクス材料の含有量は、伝熱性、および、弾性層の変形に十分に追従する柔軟性の観点から、７０〜１００体積％であることが好ましい。
【００４７】
定着ベルト６１は、本実施の形態の効果が得られる範囲において、前述した基層６１ａ、弾性層６１ｂおよび離型層６１ｃ以外の他の層をさらに有していてもよい。他の層の例には、補強層が含まれる。
【００４８】
補強層は、定着ベルト６１の機械的強度を高めるための層であり、例えば、定着ベルト６１における弾性層６１ｂおよび離型層６１ｃとは反対側の表面（基層６１ａの内周面）に配置される。当該補強層は、前述した耐熱性樹脂で構成することができ、その厚さは、適宜に決めることができる。
【００４９】
定着ベルト６１は、積層型の定着ベルトを作製する公知の方法を利用して作製することができる。たとえば、定着ベルト６１は、基層６１ａとなる耐熱性樹脂製の無端状の成形体の外表面に、離型層６１ｃとなるチューブを被せる工程と、成形体とチューブとの間に弾性材料またはその前駆体を注入する工程と、必要に応じて弾性材料または前駆体を加熱硬化させる工程と、を含む方法によって作製できる。
【００５０】
本発明者らは、定着ベルトの物性と、トナー画像の記録媒体に対する定着性と、定着ベルトおよび記録媒体の分離性と、の関係に以下のように考察した。定着ベルトのゴム物性は、トナー画像の記録媒体Ｓに対する定着性、トナーに含まれるワックスの浸出量に大きな影響を与えている。特に、ゴム硬度の高い定着ベルトは、トナー画像の定着時において、トナーからワックスを多く浸出させるため、記録媒体との分離性に優れている。一方、ゴム硬度の高い定着ベルトは、記録媒体との密着性が低下するため、記録媒体に対するトナー画像の定着性に劣っている。そこで、ゴム硬度を高くすることなく、粘弾性率を低くすることによって、分離性と定着性を両立させることが考えられる。ここで、定着ベルトの材料の一種であるシリコーンは、他の汎用ゴムと比較して耐熱性が高く、温度による硬度を含む物性変化が少ないことが知られている。しかしながら、シリコーンは、トナー画像の定着時の定着ベルトの温度と、トナー画像の非定着時の定着ベルトの温度とでは、硬度が変化してしまい、トナー画像の記録媒体に対する定着性に影響を及ぼすと考えられる。このように、定着状態の変化（記録媒体の秤量、記録媒体の搬送速度、定着ベルトの温度変化）などにより、定着性およびワックスの浸出量に差が生じてしまい、結果として画像品質に差異が生じてしまう。そこで、発明者らは、温度による粘弾性率の変化を抑制することで、定着ベルト表面の押圧、反発力を一定に保持し、トナーの溶解状態（ワックスの浸出量）を安定化させ、画像品質の変動を抑制することを見出した。
【００５１】
前述したように、定着ベルト６１は、耐熱性樹脂製の基層６１ａと、弾性材料製の弾性層６１ｂと、離型層６１ｃとがこの順番で積層される。定着ベルト６１の１００〜２００℃の範囲内における粘弾性率の最大値と最小値との差は、０．８％以下である。なお、「１００〜２００℃」とは、印刷時において想定される定着ベルト６１の温度帯である。粘弾性率の変化は、定着ベルト６１のゴム物性の変化を示す。ここで「粘弾性率」とは、物体の粘性と、物体の弾性と、を加味した数値である。粘弾性率の弾性成分を大きく変化させることにより、定着ベルト６１の１００〜２００℃の範囲内における粘弾性率の最大値と最小値との差が、０．８％超となった場合、トナーに含まれるワックスの浸出量が増えてメモリが発生したり、記録媒体Ｓの表面の凹凸に定着ベルト６１が追従しなくなり、トナーの記録媒体Ｓに対する定着不良が生じてしまう。一方、粘弾性率の粘性成分を大きく変化することにより、定着ベルト６１の１００〜２００℃の範囲内における粘弾性率の最大値と最小値との差が、０．８％超となった場合、トナーに含まれるワックスの浸出量が減少して、定着ベルト６１と、記録媒体Ｓとの分離不良が生じてしまう。
【００５２】
また、１００〜２００℃の範囲内における定着ベルト６１の粘弾性率は、５０〜６２％の範囲内であることが好ましく、５５％以上がより好ましく、５８％以上がさらに好ましい。１００〜２００℃の範囲内における定着ベルト６１の粘弾性率が５０％未満の場合、定着ベルト６１の反発力が高くなりすぎてしまい、記録媒体Ｓの表面の凹凸に定着ベルト６１が追従しなくなるおそれがある。その結果、トナーの記録媒体Ｓに対する定着不良が生じてしまうおそれがある。一方、１００〜２００℃の範囲内における定着ベルト６１の粘弾性率が６２％超の場合、弾性層６１ｂの反発力が得られず、定着ベルト６１と、記録媒体Ｓとの分離不良が生じてしまうおそれがある。
【００５３】
前述の粘弾性率は、測定対象物（本実施の形態では定着ベルト６１）に一定の変化を起こさせて、その変形挙動を追跡し、フォークトモデルを用いて数値化することによって得られる。粘弾性率の単位は、％である。また、粘弾性率は、粘性歪量／弾性歪量＋粘性歪量で表すことができる。
【００５４】
前述の粘弾性率は、例えば粘弾性測定機（ベスメータ（Ｅ−２００ＤＴ）；株式会社ウェブサイバー）を用いて測定できる。ここで、ベスメータについて簡単に説明する。ベスメータは、測定対象物に一定の外力を与えて、測定対象物をわずかに変形させる。次いで、当該外力を除いたあとの状態を追跡して、復元の応答挙動を追跡する。最後に、復元時の波形解析をおこなって粘弾性を測定する。
【００５５】
粘弾性率は、定着ベルト６１（主に離型層６１ｃ）などを構成する材料によって、その調整法が異なるが一般的に以下のように調整することができる。一般的に粘弾性率は、弾性成分を大きくすることで低下する傾向が見られる。また、所定の温度範囲内において、ガラス転移温度を高くすることによって、粘弾性率の変化を小さくする傾向が見られる。具体的には、粘弾性率は、架橋密度を高くしたり、分子量を大きくしたりして、硬度を高くすることや、ポリマー種、フィラー種の配合量により調整することができる。また、ガラス転移温度を高くすることにより調整することができる。
【００５６】
また、１００〜２００℃の範囲内における定着ベルト６１の弾性歪量に対する粘性歪量の変化率は、０．１以下であることが好ましい。ここで、「弾性歪量」とは、弾性率のことであり、ばねの性質で力を加えると、力に比例する歪が生じるが、その力を解除するとすぐにもどる性質を意味する。弾性歪量の単位は、Ｎ／ｍ２である。また、「粘性歪量」とは、粘性率のことであり、力を加えたときあるいは解除したときに、遅れて反応する性質を意味する。粘性歪量の単位は、Ｎ・ｓ／ｍ２である。１００〜２００℃の範囲内における定着ベルト６１の弾性歪量に対する粘性歪量の変化率が、０．１超の場合、ゴムの押圧力、反発力などが変化することにより画像の光沢および分離性に影響が生じるおそれがある。
【実施例】
【００５７】
本発明を、以下の実施例および比較例を用いてさらに具体的に説明する。以下、特記しない限り、各操作は、室温（２０℃）で行った。なお、本発明は、以下の実施例などに限定されない。
【００５８】
［実施例１］
内径９９ｍｍ、長さ３６０ｍｍ、厚み７０μｍの熱硬化性ポリイミド樹脂からなるベルト基材の内側に、外径６０ｍｍのステンレス製の円筒状の芯金を密着させた。次いで、当該ベルト基材の外側に、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを内周面上に保持する円筒金型を被せ、このようにして芯金と円筒金型を同軸で保持するとともに、両者の間にキャビティを形成した。次いで、キャビティにシリコーンゴム材料Ａを注入し、加熱硬化して、厚さ２００μｍのシリコーンゴムＡによる弾性層を作製した。このようにして、ベルト基材、シリコーンゴムＡの弾性層およびＰＦＡ製の離型層をこの順で重ねてなる定着ベルト１を作製した。
【００５９】
作製した定着ベルト１をアルミ円筒基体に固定して、内側からハロゲンヒーターで加熱し、粘弾性測定機（ベスメータ（Ｅ−２００ＤＴ）；株式会社ウェブサイバー）によって粘弾性測定を行った。作製した定着ベルトの１００℃における粘弾性率は、６１．０％であった。さらに、１００℃から１０℃刻みで２００℃までにおける粘弾性率測定を当該粘弾性測定機によって測定した。なお、下記の表１には、１００℃、１５０℃、２００℃の結果のみを示す。
【００６０】
なお、シリコーンゴム材料Ａは、側鎖にビニル基を有するジメチルポリシロキサン１００質量部と、シリカ１５質量部とを混合した組成物である。また、シリコーンゴム材料Ａを用いて弾性層の製造条件と同じ条件で作製したシリコーンゴムＡのゴム硬度は３０であり、引張強度は２．３ＭＰａであり、伸びは４００％であり、熱伝導率は０．３Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【００６１】
シリコーンゴムＡのゴム硬度は、厚さ２．０ｍｍの測定用ゴムシートを用いて、ＪＩＳ Ｋ６３０１に従い、デュロメータＡによって測定した。
【００６２】
［評価］
定着ベルト１を、図２に示されるような二軸ベルト式定着装置を備えた電子写真方式の画像形成装置の定着ベルトとして設置した。定着ニップ部を構成するローラであって、定着ベルト１を軸支する側のローラのローラ径は６０ｍｍであり、Ａ４普通紙で６０枚／分の印刷速度のときの定着装置における分離角を７３°とした。また、トナーには、デジタルトナーＨＤ＋（コニカミノルタ株式会社）を用いた。
【００６３】
（１）光沢ムラ
フルカラー複写機（bizhub Pro C754；コニカミノルタ株式会社）を使用して、５１枚／分の印刷速度で、所定のトナー画像をＡ３サイズの記録媒体に形成した。記録媒体として、普通紙（８０ｇ／ｍ２）、塗工紙（１２８ｇ／ｍ２）および塗工紙（２００ｇ／ｍ２）を使用した。記録媒体に対するトナーの付着量は、１１ｇ／ｍ２とした。また、トナー画像は、記録媒体の搬送方向の先端部の中央部分にベタの中抜き文字を配置し、当該中央部以外の領域は黒色のベタ塗りとした。得られた画像の当該中抜き文字の領域および当該中抜き文字の領域以外の領域で光沢段差を光沢ムラとして、以下の基準により評価した。
○：画像上に光沢段差が確認されない。
×：画像上に光沢段差が確認される。
【００６４】
（２）分離性
フルカラー複写機（bizhub PRESS C1070；コニカミノルタ株式会社）を使用して画像を形成した記録媒体を６０枚／分の速度で、用紙幅広方向に通紙し分離性能を評価した。
記録媒体は、「OK金藤85（T目）A4」を使用した。記録媒体の先端に任意の余白を形成し、当該余白以外の領域には、シアン、マゼンタ2層（red）で作製した全面ベタ画像（付着量８．０ｇ/ｍ２）を形成した。定着ベルトの表面温度は、１５０℃または２００℃とした。このときの画像側における定着ベルトと記録媒体との分離性を以下の基準にて判定した。
◎：先端余白が３ｍｍ以下でもカールすることなく定着ベルトと分離する。
○：先端余白が３ｍｍ超であって、７ｍｍ未満であればカールすることなく定着ベルトと分離する。
×：先端余白が７ｍｍ以上であって、１０ｍｍ未満でなければ定着ベルトと分離できない。
××：先端余白が１０ｍｍ以上でなければ定着ベルトと分離できない。
【００６５】
［実施例２〜６および比較例１〜３］
側鎖にビニル基を有するジメチルポリシロキサンの種類や、複数種の混合割合、添加物の添加量などを調整する以外はシリコーンゴムＡと同様にして、シリコーンゴムＢ製の弾性層を有する定着ベルト２、シリコーンゴムＣ製の弾性層を有する定着ベルト３、シリコーンゴムＤ製の弾性層を有する定着ベルト４、シリコーンゴムＥ製の弾性層を有する定着ベルト５、シリコーンゴムＦ製の弾性層を有する定着ベルト６、シリコーンゴムＧ製の弾性層を有する定着ベルトＣ１、シリコーンゴムＨ製の弾性層を有する定着ベルトＣ２、およびシリコーンゴムＩ製の弾性層を有する定着ベルトＣ３をそれぞれ作製した。また、シリコーンゴムＡと同様にして、シリコーンゴムＢ〜Ｉの各種物性を測定した。さらに、定着ベルト１に代えて定着ベルト２〜６、Ｃ１〜Ｃ３のそれぞれを用いる以外は実施例１と同様にして、光沢ムラおよび分離性を判定した。
【００６６】
シリコーンゴムＡ〜Ｉの各種物性および定着ベルト１〜６、Ｃ１〜Ｃ３の評価結果を表１に示す。なお、表１に示される「△」は粘弾性率の最大値と最小値との差を意味し、「△歪量」は弾性歪量に対する粘性歪量の変化率を意味する。
【００６７】
【表１】
2017003765.tif 000002
【００６８】
表１に示されるように、耐熱性樹脂製の基層と、弾性材料製の弾性層と、離型層とがこの順番で積層され、１００〜２００℃の範囲内における粘弾性率の最大値と最小値との差が０．８％以下である、定着ベルト１〜６は、いずれも、二軸ベルト式の定着装置を用いた高速の画像形成装置において、１５０℃の温度では光沢ムラの抑制および分離性のいずれにも十分な性能を示していることがわかった。これは、トナー画像の定着時およびトナー画像の非定着時における定着ベルトの物性が大きく変化しないため、定着時に記録媒体に追従した定着ベルトは十分な反発力を有し、記録媒体への追従と分離とを両立させるためと考えられた。また、１００〜２００℃の範囲内における弾性歪量に対する粘性歪量の変化率は、０．１以下である定着ベルト１〜５は、前述と同様の理由により、いずれも、二軸ベルト式の定着装置を用いた高速の画像形成装置において、１５０℃の温度では光沢ムラの抑制および分離性のいずれにも十分な性能を示していることがわかった。
【００６９】
また、粘弾性率の最大値と最小値との差が０．６％以下であり、かつ１００〜２００℃の範囲内における粘弾性率が５０〜６２％の範囲内である定着ベルト１〜４では、定着ベルトの温度が２００℃の場合においても分離性が良好であった。さらに、粘弾性率の最大値と最小値との差が０．５％以下であり、かつ１００〜２００℃の範囲内における粘弾性率が５０〜６２％の範囲内である定着ベルト１〜３は、定着ベルトの温度が２００℃の場合の分離性がさらに良好であった。
【００７０】
これに対して、定着ベルトＣ１〜Ｃ３は、いずれも、二軸ベルト式の定着装置を用いる高速の画像形成装置において、光沢ムラを抑制することができなかった。これは、粘弾性率の最大値と最小値との差が大きく、定着時に記録媒体に追従した定着ベルトに、分離性を付与する十分な反発力が生じなく、トナーに含まれるワックスの浸出量が減少して、定着ベルトＣ１〜Ｃ３と、紙との分離不良が生じたためと考えられた。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明によれば、二軸ベルト式の定着装置を有する高速機による電子写真方式の画像形成方法において、良好な定着を実現するとともにペーパージャムの発生を防止することができる。よって、本発明によれば、電子写真方式の画像形成装置におけるさらなる高速化、高性能化および省力化が期待され、画像形成装置のさらなる普及が期待される。
【符号の説明】
【００７２】
１０  画像形成装置
２０  画像読み取り部
２１  給紙装置
２２  スキャナー
２３  ＣＣＤセンサー
２４  画像処理部
３０  画像形成部
３１  画像形成ユニット
３２  感光体ドラム
３３  帯電装置
３４  露光装置
３５  現像装置
３６  クリーニング装置
４０  中間転写部
４１  一次転写ユニット
４２  二次転写ユニット
４３  中間転写ベルト
４４  一次転写ローラ
４５  バックアップローラ
４６  第１支持ローラ
４７  クリーニング装置
４８  二次転写ベルト
４９  二次転写ローラ
５０  第２支持ローラ
６０  定着装置
６１  定着ベルト
６２  加熱ローラ
６３  第１加圧ローラ
６４  第２加圧ローラ
６５、６６  ヒータ
６７  第１温度センサー
６８  第２温度センサー
６９  気流分離装置
７０  案内板
７１  案内ローラ
８０  記録媒体搬送部
８１  給紙トレイユニット
８２  レジストローラ対
Ｄ  原稿
Ｓ  紙（記録媒体）
【図１】
2017003765.tif 000003
【図２】
2017003765.tif 000004
【図３】
2017003765.tif 000005