特許 6361136 定着ベルト、定着装置及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6361136

(24)【登録日】2018年7月6日

(45)【発行日】2018年7月25日

(54)【発明の名称】定着ベルト、定着装置及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20180712BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/20 515

【請求項の数】5

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2013-272506(P2013-272506)

(22)【出願日】2013年12月27日

(65)【公開番号】特開2015-127727(P2015-127727A)

(43)【公開日】2015年7月9日

【審査請求日】2016年10月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005496

【氏名又は名称】富士ゼロックス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤原 一生

【審査官】 平田 佳規

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−０３１１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２２４２２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１７８４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３３４８８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／２０

Ｇ０３Ｇ １５／００

Ｂ２９Ｄ ２９／００

Ｂ２９Ｃ ３５／００

Ｃ０８Ｊ ５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基材層と、
前記基材層の外周面上に設けられ、フッ素含有樹脂及び前記フッ素含有樹脂よりも硬度が高い第１の粒子を含む表面層と、
前記フッ素含有樹脂よりも硬度が高く、前記基材層の外周面に一部分が埋め込まれた無機材料である第２の粒子と、
を有する定着ベルト。

【請求項2】

前記第２の粒子の平均粒径が前記第１の粒子の平均粒径よりも大きい請求項１に記載の定着ベルト。

【請求項3】

前記基材層の外周面に占める前記第２の粒子が露出した部分の総面積の比率が５％以上２５％以下である請求項１又は請求項２に記載の定着ベルト。

【請求項4】

回転駆動する第１の回転体と、
前記第１の回転体と互いの外周面が接触して配置され、前記第１の回転体の回転に伴って回転する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の定着ベルトを含む第２の回転体と、
未定着のトナー像を有する記録媒体を前記第１の回転体と前記第２の回転体とが接触する領域に通過させるときに前記第１の回転体を介して前記記録媒体上の未定着のトナー像を加熱する加熱手段と、
を備えた定着装置。

【請求項5】

像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段により帯電した前記像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記像保持体の表面に形成された前記静電潜像をトナーを含む現像剤によって現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された前記トナー像を前記記録媒体に定着させる請求項４に記載の定着装置を含む定着手段と、
を備える画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、定着ベルト、定着装置及び画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

粉状のトナーを用いる画像形成装置では、像保持体上に形成された静電電位の差による潜像にトナーを選択的に転移させてトナー像を形成する。このトナー像を記録媒体上に静電的に直接転写した後、又は、中間転写体に一次転写してから記録媒体に二次転写した後、定着部材と加圧部材との間に記録媒体を挟み込み、トナー像を加熱及び加圧して記録媒体上に定着させる。

【0003】

定着装置としては、例えば、特許文献１には、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し且つ加熱ロールと共に従動する無端ベルトと、この無端ベルトの内側に配設されて、前記無端ベルトを加熱ロールに押圧し且つ前記無端ベルトと加熱定着ロールとの間に圧接域（ニップ部）を形成する押圧部材と、前記無端ベルトの両端部の内側に嵌合された状態に配設され、当該無端ベルトの内面を回転自在にガイドするベルトガイド部材と、を備え、この接触域にシートを通過させることで、当該シート上の未定着トナー像を加熱加圧定着する定着装置が開示されている。

【0004】

また、定着用の無端ベルトとしては例えば以下のものが知られている。
例えば、特許文献２には、ポリイミド樹脂基材と、その表面のプライマー層と、その表面のフッ素樹脂層とからなり、トナー像を加熱溶融させて転写材に定着させるポリイミド管状物において、前記フッ素樹脂に無機半導電性物質（例えば酸化チタン）、または良導電性物質（例えばカーボンブラック）および無機半導電性物質（例えば酸化チタン）を含み、紙の接触回転によるフッ素樹脂層の耐摩耗減少量を７μｍ以下とした定着ベルトが開示されている。

【0005】

例えば、特許文献３には、基材上にフッ素樹脂、特に融点 ３２０℃以下のフッ素樹脂、さらに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樹脂に、平均粒径が１０μｍ以下の耐熱性樹脂、特に芳香族ポリイミド系樹脂粉末、芳香族ポリイミド系前駆体から得られる芳香族ポリイミド系樹脂、あるいは芳香族ポリアミド樹脂粉末を配合した離型層を形成した定着ベルトが開示されている。

【0006】

例えば、特許文献４には、ポリイミド樹脂の管状物で構成された基材の表面に接着補強層としてのプライマー層を介してフッ素樹脂層が設けられるとともに、このフッ素樹脂層中に、平均粒子径が５μｍ以上２５μｍ以下の無機粒子状物質と導電性物質とを配合した定着ベルトが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第３２９８３５４号公報

【特許文献2】特開２００１−１２５４０４号公報

【特許文献3】特開２００３−１２８８５号公報

【特許文献4】特開２００５−２５８４３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、表面層の局所的な摩耗による基材層の露出が抑制される定着ベルト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】

【0009】

上記目的を達成するため、以下の発明が提供される。
請求項１の発明は、基材層と、前記基材層の外周面上に設けられ、フッ素含有樹脂及び前記フッ素含有樹脂よりも硬度が高い第１の粒子を含む表面層と、前記フッ素含有樹脂よりも硬度が高く、前記基材層の外周面に一部分が埋め込まれた無機材料である第２の粒子と、を有する定着ベルトである。

【0010】

請求項２の発明は、前記第２の粒子の平均粒径が前記第１の粒子の平均粒径よりも大きい請求項１に記載の定着ベルトである。

【0011】

請求項３の発明は、前記基材層の外周面に占める前記第２の粒子が露出した部分の総面積の比率が５％以上２５％以下である請求項１又は請求項２に記載の定着ベルトである。

【0012】

請求項４の発明は、回転駆動する第１の回転体と、前記第１の回転体と互いの外周面が接触して配置され、前記第１の回転体の回転に伴って回転する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の定着ベルトを含む第２の回転体と、未定着のトナー像を有する記録媒体を前記第１の回転体と前記第２の回転体とが接触する領域に通過させるときに前記第１の回転体を介して前記記録媒体上の未定着のトナー像を加熱する加熱手段と、を備えた定着装置である。

【0013】

請求項５の発明は、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段により帯電した前記像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記像保持体の表面に形成された前記静電潜像をトナーを含む現像剤によって現像してトナー像を形成する現像手段と、前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された前記トナー像を前記記録媒体に定着させる請求項４に記載の定着装置を含む定着手段と、を備える画像形成装置である。

【発明の効果】

【0014】

請求項１の発明によれば、前記第２の粒子が基材層の外周面に接着し、又は、一部分が埋め込まれていない場合に比べ、表面層の局所的な摩耗による基材層の露出が抑制される定着ベルトが提供される。

【0015】

請求項２の発明によれば、第２の粒子の平均粒径が第１の粒子の平均粒径以下である場合に比べ、表面層の局所的な摩耗による基材層の露出が抑制される定着ベルトが提供される。

【0016】

請求項３の発明によれば、前記基材層の外周面における前記第２の粒子が占める総面積が５％未満である場合に比べ表面層の局所的な摩耗による基材層の露出が抑制され、２５％を超える場合に比べ第２の粒子が占める面積の増加に伴うトナー離型性不足に起因する画像不良等の二次障害が抑制される定着ベルトが提供される。

【0017】

請求項４の発明によれば、前記第２の粒子が基材層の外周面に接着し、又は、一部分が埋め込まれていない定着ベルトを適用した場合に比べ、定着ベルトの表面層が局所的に摩耗して基材層の露出に起因した定着不良の発生が抑制される定着装置が提供される。

【0018】

請求項５の発明によれば、前記第２の粒子が基材層の外周面に接着し、又は、一部分が埋め込まれていない定着ベルトを適用した定着装置を備える場合に比べ、定着ベルトの表面層が局所的に摩耗して基材層の露出に起因した定着不良の発生が抑制される画像形成装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本実施形態に係る定着ベルトの厚さ方向の断面の一部を示す概略図である。

【図2】本実施形態に係る定着ベルトの表面層が局所的に摩耗したときの厚さ方向の断面の一部を示す概略図である。

【図3】本実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。

【図4】本実施形態に係る定着装置の構成の一例を示す概略図である。

【図5】本実施形態に係る定着装置の定着ベルト（加圧ベルト）側の構造を示す概略図である。

【図6】実施例及び比較例における定着ベルトの表面層の摩耗量の分布を示す図である。

【図7】従来の定着ベルトの厚さ方向の断面の一部を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、図面は本実施形態を説明するために使用するものであり、実際の大きさを現すものではない。

【0021】

＜定着ベルト＞
本実施形態に係る定着ベルトは、基材層と、前記基材層の外周面上に設けられ、フッ素含有樹脂及び前記フッ素含有樹脂よりも硬度が高い第１の粒子を含む表面層と、前記フッ素含有樹脂よりも硬度が高く、前記基材層の外周面に接着し又は一部分が埋め込まれた第２の粒子と、を有して構成されている。

【0022】

図１は本実施形態に係る定着ベルトの一例について厚さ方向の断面の一部を概略的に示している。本実施形態に係る定着ベルトは管状（円筒形状）の無端ベルトであり、図１に示す定着ベルト６２は、基材層５と、基材層５上に配置された表面層３とが接着して構成されている。表面層３にはフッ素含有樹脂２中にフッ素含有樹脂２よりも硬度が高い第１の粒子４が分散している。一方、基材層５の外周面には、表面層３に含まれるフッ素含有樹脂よりも硬度が高い第２の粒子６が、各粒子６の一部分が埋め込まれた状態で分散している。ここで、第２の粒子６が基材層５の外周面に一部分が埋め込まれているとは、第２の粒子６の一部分が基材層５の外周面を構成する表層部に埋め込まれ、残りの部分が基材層５の外周面から突き出た状態で固定されていることを意味する。

【0023】

未定着のトナー画像を記録媒体に定着させるための定着ベルトは、通常、基材層の上に離型性のよい表面層が積層されている。表面層３は、機械的強度の確保や紙等の記録媒体に対する滑り性の向上のため、図７に示すように、フッ素含有樹脂２と充填剤（フィラー）１０４が含まれて構成されている。しかし、定着ベルトは、紙等の記録媒体の縁部が通過する部分が局所的に摩耗し易く、基材層５が露出するとトナーの固着などに起因した画像不良が生じ易い。
これに対し、本実施形態に係る定着ベルト６２は、耐摩耗性を有する第１の粒子４が表面層３中に分散しているほか、耐摩耗性を有する第２の粒子６が基材層５の外周面に接着又は部分的に埋め込まれた状態で表面層３との界面に存在するため、図２に示すように表面層３が局所的に摩耗しても耐摩耗性を有する粒子６が残り易く、定着ベルト６２の局所的な摩耗による基材層５の露出が抑制されると考えられる。

【0024】

（表面層）
表面層３は、本実施形態に係る定着ベルト６２の外周面（記録媒体との接触面）を構成する層であり、フッ素含有樹脂２及び該フッ素含有樹脂２よりも硬い第１の粒子４を含んで構成されている。

【0025】

−フッ素含有樹脂−
フッ素含有樹脂２は、耐熱性を有し、さらにトナーに対する離型性に優れる点で好適である。
表面層３に含まれるフッ素含有樹脂としては、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）等が挙げられる。これらの中でも特に、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−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）又はこれらの変性体は、耐熱性、機械特性等の面から好適である。
これらのフッ素含有樹脂は、それぞれ単独又は２種以上を組み合わせて使用される。また、フッ素含有樹脂の分子量は特に制限はない。

【0026】

−第１の粒子−
表面層３はフッ素含有樹脂２よりも硬度が高い第１の粒子４を含んでいる。表面層３に含まれるフッ素含有樹脂２よりも硬度が高い第１の粒子４を含むことで耐摩耗性並びに紙等の記録媒体に対する滑り性が向上する。

【0027】

表面層３に含まれる第１の粒子４の大きさは、平均粒径１μｍ以上１０μｍ以下の範囲が望ましく、２μｍ以上８μｍ以下の範囲がより望ましい。
第１の粒子４の形状は特に限定されず、不定形、燐片状、針状、繊維状等の粒子が使用される。これらの中でも不定形な粒子がより望ましい。

【0028】

表面層３に含まれる第１の粒子４として、無機材料を含む粉末（無機材料粉末）、耐熱性樹脂粉末等が挙げられる。
無機材料粉末としては、公知の無機材料粉末から選択して使用される。具体的には、二硫化モリブデン、六方晶窒化硼素、マイカ、グラファイト、タルク、黒鉛等の層状構造を有する潤滑性充填剤；酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化ケイ素、酸化セリウム、複合金属酸化物等の金属酸化物；炭化珪素、炭化ホウ素等の炭化物；立方晶窒化硼素、窒化珪素等の窒化物；さらに、ガラス粉末、珪酸アルミ、ホウ酸アルミニウム、金属粉末、炭素繊維、チタン酸カリウム、硫酸バリウム、ケイ酸塩化合物等が挙げられる。

【0029】

耐熱性樹脂粉末の耐熱性樹脂としては、例えば、（弗化）ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリベンズイミダゾール、全芳香族ポリエステル系樹脂、変性ＰＴＦＥ、架橋ＰＴＦＥ等が挙げられる。

【0030】

さらに、耐熱性樹脂に無機充填剤をマイクロカプセル化した粉末等を使用してもよい。
また、表面層に含まれるフッ素含有樹脂との密着性を向上させるために、フッ素系のカップリング剤で表面処理した充填剤を使用してもよい。

【0031】

−その他の添加剤−
表面層３には、上記第１の粒子４のほか、導電剤などの他の添加剤が含まれていてもよい。
表面層３に含み得る導電剤としては、その配合量によって表面抵抗率が調整されれば特に限定されないが、例えば、以下の電子伝導性系導電剤とイオン伝導性系導電剤が挙げられる。
電子伝導性系導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、ニッケル、銅合金等の金属又は合金；酸化錫、酸化亜鉛、チタン酸カリウム、酸化錫−酸化インジウムや酸化錫−酸化アンチモン複合酸化物等の金属酸化物が挙げられる。
イオン伝電性導電剤としては、スルホン酸塩、アンモニア塩、及び、カチオン系、アニオン系、ノニオン系等の各種の界面活性剤等が挙げられる。

【0032】

表面層の厚さは、ベルトの長寿命化、機械的強度、柔軟性、摩耗耐久性を確保するため、通常５μｍ以上１００μｍ以下であり、望ましくは１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲である。

【0033】

（基材層）
基材層５は表面層３を支持し、定着ベルト６２の内周面を構成する層である。
基材層５は定着ベルト６２としての機械的強度、柔軟性等を有する材料から構成され、公知の各種樹脂材料、金属材料等から選択される。

【0034】

基材層５を構成し得る樹脂材料としては、一般的に、エンジニアリングプラスチックと呼ばれる樹脂が適している。
基材層を構成するエンジニアリングプラスチックとしては、例えば、フッ素樹脂、ポリイミド（ＰＩ、熱硬化性ポリイミド、熱可塑性ポリイミド）、フッ化ポリイミド、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリサルフォン（ＰＳＵ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、全芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）等が挙げられる。これらの中でも、ポリイミド、フッ化ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等は、機械的強度、耐熱性、耐摩耗性、耐薬品性等に優れるので望ましい。

【0035】

基材層５を構成し得る金属材料としては、例えば、ＳＵＳ、ニッケル、銅、アルミ等の各種金属が挙げられる。
なお、前述した樹脂材料と金属材料を積層して基材層としてもよい。

【0036】

定着ベルト６２としての機械的強度を有するとともに柔軟性を確保するため、基材層５の厚さは、通常、２０μｍ以上１５０μｍ以下であり、望ましくは４０μｍ以上１００μｍ以下の範囲である。

【0037】

（第２の粒子）
基材層５の外周面には、表面層３に含まれるフッ素含有樹脂２よりも硬度が高い第２の粒子６が接着して、又は、各粒子６の一部分が埋め込まれて分散している。

【0038】

基材層５の外周面に接着又は一部分が埋め込まれた第２の粒子６（以下、「基材層の外周面に固定された第２の粒子」と称する場合がある。）としては、例えば、表面層３に含まれる第１の粒子４と同種の粒子が使用される。すなわち、第２の粒子６は、表面層３に含まれる第１の粒子４と同様に表面層３に含まれるフッ素含有樹脂よりも硬度が高く、耐摩耗性が高いものが好ましい。例えば、二硫化モリブデン、六方晶窒化硼素、マイカ、グラファイト、タルク、黒鉛等の層状構造を有する潤滑性充填剤；酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化ケイ素、酸化セリウム、複合金属酸化物等の金属酸化物；炭化珪素、炭化ホウ素等の炭化物；立方晶窒化硼素、窒化珪素等の窒化物；さらに、ガラス粉末、珪酸アルミ、ホウ酸アルミ、金属粉末、炭素繊維、チタン酸カリウム、硫酸バリウム、ケイ酸塩化合物等が挙げられる。

【0039】

基材層５の外周面に固定された第２の粒子６は、上記無機材料に限らず、耐熱性を有する樹脂粉末などを用いてもよい。第２の粒子６を構成し得る樹脂としては、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリベンズイミダゾール、全芳香族ポリエステル系樹脂等が挙げられる。

【0040】

基材層５の外周面に固定された第２の粒子６の大きさは、平均粒径１μｍ以上１０μｍ以下の範囲が望ましく、２μｍ以上８μｍ以下の範囲がより望ましい。
第２の粒子６の形状は特に限定されず、不定形、燐片状、針状、繊維状等の粒子が使用される。これらの中でも不定形な粒子がより望ましい。

【0041】

第２の粒子６を基材層５の外周面に接着した状態又は粒子６の一部分が埋め込まれた状態にする方法としては、例えば、第２の粒子６の一部分が基材層５の外周面に直接埋め込まれて固定される様に形成したのち、その上に直接に表面層３を積層する方法、基材層５を構成する樹脂材料と表面層３を構成するフッ素含有樹脂との接着性を向上させるための基材層５の樹脂材料とは異なる材質の耐熱性の接着剤を基材層５の上に薄層として塗布し、第２の粒子の一部分が接着層に埋め込まれ、残りの部分が接着層から突き出た状態で固定したのちに表面層３を積層してもよい。

【0042】

なお、基材層５の外周面に接着剤を使用して第２の粒子６を固定する場合には基材層５の表面の材質は金属であってもよい。
接着層は一般的にプライマーと呼ばれ、耐熱性樹脂又は金属製の基材層とフッ素含有樹脂を含む表面層に対して加熱焼成により接着剤として作用し、基材層５と表面層３とを強く接着するものが望ましい。

【0043】

なお、接着層は必ずしもフッ素含有樹脂に対して加熱接着性を有するものでなくてもかまわないが、基材層５と表面層３に含まれるフッ素含有樹脂２との接着性が不足する場合には、基材層５に対して第２の粒子６の一部分が基材層５の外周面に直接埋め込まれて固定されるように形成したのち、更にその上にプライマーを、第２の粒子が埋没しない程度の厚みで塗布することが好ましい。

【0044】

第２の粒子６の材質は表面層３に含まれる第１の粒子４と同種の材質であることが好適であるが、材質が異なる粒子でも構わない。

【0045】

また、第２の粒子６の大きさは、表面層３に含まれる第１の粒子４の大きさと同程度の粒径でもよいが、第２の粒子６の一部分が基材層５の外周面に埋め込まれてしまうことから、第２の粒子６は、表面層３に分散される第１の粒子４より平均粒径が大きいことがより好ましい。なお、各粒子４，６の平均粒径は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置によって測定される。

【0046】

基材層５の外周面上で凸状に突出する第２の粒子６の分布密度は、その上に積層される表面層３が摩耗した際に表面層３中に分散された第１の粒子４が露出する分布密度と同程度とすることが望ましい。具体的には、基材層５の外周面に占める第２の粒子６が露出した部分の総面積面積（分布密度）の比率は５％以上２５％以下の範囲が好適であり、１０％以上２０％以下の範囲がより好ましい。なお、基材層５の外周面における第２の粒子６の分布密度は、デジタル式光学顕微鏡（デジタルマイクロスコープ）で観察して求められる。

【0047】

また、耐摩耗性向上の点からトナーに対する離型性を損なわない範囲で、表面層の外周面から摩耗時に露出する第１の粒子の分布密度に比べ、基材層の外周面上に露出する第２の粒子の分散密度を５％以上１０％以下の範囲で高くすることがより好ましい。

【0048】

さらに、定着ベルトの表面層以外の層（基材層又は接着層）においても、導電性、熱伝導性、絶縁性、剥離性、摺動性、補強等の目的に応じ、各種添加剤を添加してもよい。各種添加剤としては表面層に添加される添加剤が挙げられる。

【0049】

尚、本実施形態に係る定着ベルトは、主に基材層上にフッ素含有樹脂及び第１の粒子を含む表面層を積層した２層構造を有するが、２層構造に限定されず、基材層と表面層との間に接着層又は他の層が配置されていてもよい。
また、本実施形態に係る定着ベルトは、その形状、大きさ等については特に限定されない。

【0050】

（定着ベルトの製造方法）
本実施形態に係る定着ベルトを製造する方法は特に限定されないが、例えば、以下の方法によって好適に製造される。

【0051】

−第１の製造方法−
先ず、金型として金属製の円筒管の表面に離型剤を焼き付けしたのち、前記金型にポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）分散溶液（ポリイミドワニス）をフローコーティング（螺旋巻き塗布）法により塗布し、次いで前記金型を回転しながらポリイミド前駆体を含む塗布液膜を乾燥させながら平滑化し半乾燥状態のポリイミド前駆体塗布膜とする。

【0052】

次に、前記半乾燥状態の塗布膜の形成に使用したポリイミド前駆体溶液（Ｎ−メチルピロリドン分散溶液）を更にＮＭＰで希釈した溶液に充填剤粒子（第２の粒子）を分散した分散溶液を、前記半乾燥状態のポリイミド前駆体塗布膜（半乾燥膜）上に前記と同様にフローコーティング、スプレーコーティングなどの塗布法により重ね塗りを行う。更に回転状態で加熱乾燥させて、基材層の表面上に充填剤粒子が基材層に部分的に埋設した状態で分散した基材層が形成される。

【0053】

上記ポリイミド前駆体溶液に充填剤粒子を分散した分散溶液を塗布する代わりに、例えば、半乾燥膜の表面に充填剤粒子を乾式で吹き付けた後、更に粒子を押圧して粒子の一部分を塗膜表面に埋没させることによって基材層を形成してもよい。

【0054】

次に、充填剤粒子の一部が基材層の表面に埋設した状態で分散した基材層の上にフッ素含有樹脂及び充填剤粒子（第１の粒子）を含む表面層を形成する。フッ素含有樹脂及び充填剤粒子を含む表面層形成用塗布液を、浸漬塗布、スプレー塗布法等の公知の塗布法によって基材層上に塗布する。さらに乾燥と焼成を行うことにより本実施形態に係る無端ベルトが製造される。

【0055】

−第２の製造方法−
ポリイミド基材を形成した後、ポリイミド基材上に接着剤によって充填剤粒子（第２の粒子）を接着し、次いで表面層を形成してもよい。

【0056】

具体的には、前記第１の製造方法と同様の金型の表面にポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン分散溶液（ポリイミドワニス）を塗布し、更に乾燥及び焼成を行って一旦ベルト状のポリイミド基材フィルムを作製する。

【0057】

ポリイミド基材を作製した後、基材上にポリイミドとフッ素含有樹脂との接着性を確保するためにプライマー溶液を接着剤としてプライマー溶液に充填剤粒子（第２の粒子）を分散した溶液をポリイミド基材上に塗布してポリイミド基材の表面に充填剤粒子の一部が接着した状態で分散した基材層を形成する。
通常、プライマー層の厚さは数μｍ以下で分散溶液を塗布及び乾燥して溶媒が揮発した後には、充填剤粒子の一部分はプライマー層に埋没し、残りの部分がポリイミド基材の表面上で凸形状に突き出た状態となる。

【0058】

上記のようにして充填剤粒子がポリイミド基材の表面に接着した状態で分散した基材上にフッ素含有樹脂及び充填剤粒子（第２の粒子）を含む表面層形成用塗布液を浸漬塗布法、スプレー塗布法等の公知の塗布法によって塗布し、さらに乾燥と焼成を行うことにより本実施形態に係る定着ベルトが製造される。

【0059】

＜画像形成装置＞
次に、本実施形態に係る定着ベルトが適用される画像形成装置について説明する。
本実施形態に係る定着ベルトを適用する画像形成装置は、記録媒体上の未定着のトナー像を熱及び圧力を加えて定着させるものであれば特に限定されない。なお、本実施形態に係る定着ベルトは、加圧部材（加圧ベルト）として特に好適に用いられる。
ここでは、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を例に挙げて説明する。

【0060】

図３に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１００は、像形成部として、電子写真方式により各色成分のトナー像を形成する複数の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを備える。また、転写部として、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにより各像保持体１１の表面に形成した各色成分のトナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）する一次転写部１０と、中間転写ベルト上に転写した重なり合ったトナー像を記録媒体である用紙Ｐに一括転写（二次転写）する二次転写部２０を有する。さらに、定着部として、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着する定着装置６０を備える。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有する。

【0061】

各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、矢印Ａ方向に回転する像保持体（感光体ドラム）１１と、感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２と、感光体ドラム１１上に静電潜像を形成するレーザ露光器１３と、各色成分トナーを収容し感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化してトナー像を形成する現像器１４とを有する。また、感光体ドラム１１上に形成する各色成分のトナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６と、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去する異物除去部材（ドラムクリーナ）１７と、を有する。これらの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に略直線状に配置されている。

【0062】

中間転写ベルト１５は、各種ロールにより、図３に示す矢印Ｂ方向に循環駆動する。各種ロールとして、中間転写ベルト１５を駆動する駆動ロール３１と、中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２と、中間転写ベルト１５に一定の張力を与えるとともに蛇行を防止する張力ロール３３と、二次転写部２０に設ける背面ロール２５と、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けるクリーニング部背面ロール３４とを有している。

【0063】

一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟み感光体ドラム１１に対向する一次転写ロール１６を有する。二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像を保持する面側に配置している二次転写ロール（転写部材）２２と、二次転写ロール２２の対向電極として中間転写ベルト１５の裏面側に配置された背面ロール２５と、背面ロール２５に二次転写バイアスを印加する給電ロール２６とを有する。

【0064】

二次転写部２０の下流側に、中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去する中間転写ベルトクリーナ３５が配置されている。イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側には、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける画像形成のタイミングをとるための基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２が配置されている。また、黒の画像形成ユニット１Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配置されている。

【0065】

用紙搬送系には、用紙収容部５０と、用紙収容部５０中の用紙（Ｐ）を取り出して搬送するピックアップロール５１と、用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２と、用紙Ｐを二次転写部２０へと送る搬送台５３と、二次転写ロール２２により二次転写された用紙Ｐを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５と、用紙Ｐを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６とを有する。

【0066】

次に、本実施形態に係る画像形成装置１００の基本的なプロセスについて説明する。
本実施形態に係る画像形成装置１００では、画像読取装置（図示せず）等から出力される画像データに画像処理を施した後、画像データをＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換し、レーザ露光器１３に出力する。レーザ露光器１３は、入力される色材階調データに応じ、例えば、半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの矢印Ａ方向に回転する各感光体ドラム１１に照射する。各感光体ドラム１１の表面を帯電器によって帯電した後、レーザ露光器１３によって表面を走査露光し、静電潜像を形成する。形成した静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。

【0067】

次に、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像を、一次転写部１０において中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせて一次転写を行う。中間転写ベルト１５は矢印Ｂ方向に移動してトナー像を二次転写部２０に搬送する。用紙搬送系は、トナー像を二次転写部２０に搬送するタイミングに合わせて、用紙収容部５０から用紙Ｐを供給する。
二次転写部２０では、中間転写ベルト１５上に保持された未定着のトナー像を、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれた用紙Ｐ上に静電転写する。その後、トナー像を静電転写した用紙Ｐを搬送ベルト５５により定着装置６０まで搬送し、定着装置６０は、用紙Ｐ上の未定着トナー像に熱及び圧力を加え、用紙Ｐにトナー像を定着する。定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置１００の排出部に設けた排紙受け部（不図示）に搬送される。

【0068】

＜定着装置＞
次に、図４及び図５を用いて定着装置６０についてより具体的に説明する。図４に示すように、定着装置６０は、回転方向Ｃに回転駆動する定着ロール（第１の回転体）６１、定着ロール６１の回転に伴って回転方向Ｄに回転（従動回転）する定着ベルト（第２の回転体）６２、定着ベルト６２の内側に配置され、定着ベルト６２を定着ロール６１に圧接させる圧力部材としての圧力パッド６４（ここでは、弾性圧力パッド６４ｂと、高剛性パッド６４ａにより構成されている）、及びシート状の摺動部材６８から主要部が構成されている。
また、用紙Ｐを定着ロール６１から剥離する補助手段として、接触領域Ｎの下流側に、剥離補助部材７０が設置されている。剥離補助部材７０は、定着ロール６１の回転方向Ｃと対向する向き（カウンタ方向）に、定着ロール６１と近接する状態で配置される剥離バッフル７１と、剥離バッフル７１を保持するホルダ７２とで構成されている。
なお、本実施形態に限定されず、圧力部材は、定着ベルト６２と定着ロール６１とが相対的に加圧されるように配置されていればよい。従って、定着ベルト６２側が定着ロール６１に加圧されても良く、定着ロール６１側が定着ベルト６２を介して圧力パッド６４によって加圧されても良い。

【0069】

定着ロール６１は、金属製のコア（円筒状芯金）６１１の周囲に耐熱性の弾性体層６１２、及び離型層６１３を積層して構成されている。
コア６１１の外径及び肉厚は、本実施形態では、通常、外径２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、例えば、アルミニウム製の場合は１ｍｍ以上３ｍｍ以下、ＳＵＳ又は鉄製の場合は０．４ｍｍ以上１．５ｍｍ以下程度である。
耐熱性の弾性体層６１２の材料としては、例えば、硬度が１５°以上４５°以下（ＪＩＳ−Ａ）程度のシリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。

【0070】

離型層６１３の材料としては、フッ素樹脂が挙げられる。具体的には、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）、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）等が挙げられる。また、それらの複合材料、又それらの樹脂にカーボン、アルミナ、硫酸バリウム等のフィラーを配合したものを使用してもよい。離型層６１３の厚みは、望ましくは５μｍ以上５０μｍ以下、より望ましくは１０μｍ以上４０μｍ以下である。本実施形態では、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを被覆している。

【0071】

定着ロール６１の内部には、加熱手段としてのハロゲンヒータ６６が配置されている。一方、定着ロール６１の表面には温度センサ６９が接触して配置されている。画像形成装置１００の制御部４０（図３参照）は、温度センサ６９による温度計測値に基づいてハロゲンヒータ６６の点灯を制御し、定着ロール６１の表面温度が設定温度（例えば、１７０℃）を維持するように調整する。

【0072】

定着ベルト６２は、内部に配置された圧力パッド６４とベルト走行ガイド６３と、さらに図５に示すように、両端部に配置された蛇行防止部材８０によって回転自在に支持されている。ベルト走行ガイド６３は低摩擦材料で形成され、定着ベルト６２の内周面との摺擦抵抗が低減される。また、ベルト走行ガイド６３は低熱伝導性材料で形成され、定着ベルト６２からの熱伝導を抑制している。

【0073】

そして、定着ロール６１と定着ベルト６２は互いの外周面で接触して用紙（Ｐ）が供給される接触領域Ｎ（押圧部）を形成し、定着ベルト６２は接触領域Ｎにおいて定着ロール６１に対して相対的に加圧して配置されている。接触領域Ｎには、定着入口ガイド５６を介し用紙Ｐが供給される。
なお、接触領域Ｎに供給する記録媒体は、用紙Ｐに限られず、例えばプラスチックフィルム等のシートであってもよい。シートとしては、画像が記録される記録媒体に限られるものでなく、種々の用途のシートが用いられる。また、その枚数としては、１枚でもよいし、ラミネートシートを作製する場合のように複数枚であってもよい。

【0074】

圧力パッド６４は、定着ベルト６２の内側に配置され、定着ベルト６２を介して定着ロール６１に押圧され、これにより定着ロール６１と定着ベルト６２との間で接触領域Ｎが形成されている。圧力パッド６４は、ホルダ６５に支持され、弾性圧力パッド（プレニップ用）６４ｂを接触領域Ｎの入口側に配置し、幅の広い接触領域Ｎを確保している。また、高剛性パッド（剥離ニップ用）６４ａを接触領域Ｎの出口側に配置し、定着ロール６１に歪みを与えている。
弾性圧力パッド６４ｂの材料は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性体や板バネ等が挙げられる。また、定着ロール６１の外周面に倣うように凹形状を有している。
高剛性パッド６４ａの材料は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の耐熱性樹脂や、それらの樹脂にガラスファイバー等を添加し強化した材料、鉄、アルミニウム、ＳＵＳ等の金属が挙げられる。

【0075】

弾性圧力パッド６４ｂ及び高剛性パッド６４ａの定着ベルト６２と接する面に摺動部材６８が設けられ、定着ベルト６２の内周面と圧力パッド６４との摺動抵抗を低減している。摺動部材６８の材料は、例えば、シンタード成型したＰＴＦＥ樹脂シート、フッ素樹脂を含浸させたガラス繊維シート、ガラス繊維にフッ素樹脂のフィルムシートを加熱融着して挟み込んだ積層シート等が挙げられる。
なお、圧力パッド６４と定着ロール６１との間の圧力は、バネ等の部材（図示せず）によって荷重が負荷され、その荷重は、例えば、Ａ４サイズ対応（Ａ４ＳＥＦ通紙幅対応）の装置で１００Ｎ以上３５０Ｎ以下、Ａ３サイズ対応（Ａ４ＬＥＦ通紙幅対応）の装置で１５０Ｎ以上４５０Ｎ以下程度である。

【0076】

ホルダ６５には、定着装置６０の長手方向にわたって、潤滑剤塗布部材６７が配置されている。潤滑剤塗布部材６７は、定着ベルト６２の内周面に対して接触するように配置され、アミノ変性シリコーンオイル等の潤滑剤を適量供給する。これにより、定着ベルト６２と摺動部材６８との摺動部に潤滑剤を供給し、摺動部材６８を介した定着ベルト６２と圧力パッド６４との摺動抵抗がさらに低減される。

【0077】

また、本実施形態に係る定着装置６０は、定着ベルト６２の端面に接触し、その蛇行を防止する蛇行防止部材８０を備えている。図５は、蛇行防止部材を説明する図である。
図５に示すように、蛇行防止部材８０は、支持部８０１と、フランジ部８０２と、挿入部８０３と、を有し、その挿入部８０３を定着ベルト６２の両端部から挿入し、フランジ部８０２を定着ベルト６２が蛇行した際にその端面と突き当たるように一定の距離で離間させた状態で配置される。

【0078】

定着ベルト６２はベルト走行ガイド６３の外周面に沿って回転する。また、定着ベルト６２は圧力パッド６４よって定着ロール６１に押圧され、その押圧力による定着ロール６１からの摩擦力で従動して回転する。この際、部品寸法のバラツキや接触領域Ｎを通過する用紙Ｐの影響を受ける。そして、定着ロール６１からの摩擦力が幅方向で不均一になると、定着ベルト６２は軸方向に移動する力が働き、いずれかの端部に片寄る、いわゆるベルトウォークが発生する。蛇行防止部材８０を備えることにより定着ベルト６２の蛇行が抑制される。
なお、蛇行防止部材８０は、ＰＰＳ、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＬＣＰ等の耐熱性樹脂や、更に耐久性や摩擦係数を下げるためのフィラーを加えたものによって形成されている。

【0079】

この構成の定着装置６０では、未定着のトナー像を有する用紙Ｐを定着ロール６１と定着ベルト６２とが接触する領域Ｎに通過させるときに、未定着のトナー像を有する面は定着ロール６１に、反対側の面は定着ベルト６２にそれぞれ接触して加圧されるとともに、ハロゲンヒータ６６によって定着ロール６１を介して用紙Ｐ上の未定着のトナー像が加熱されて用紙Ｐに定着される。

【実施例】

【0080】

以下、実施例に基づき本発明をさらに具体的に説明する。尚、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、以下の実施例に限定されるものではない。

【0081】

＜画像形成装置による通紙試験＞
後述する実施例１と比較例１で作製した無端ベルトを、図４に示す構成を有する定着装置に定着ベルトとして装着した。
定着装置中の定着ロールは、肉厚０．５ｍｍ、外径２５ｍｍの炭素鋼管の表面上に、シリコーンゴム（信越化学工業株式会社製ＬＳＲ）を厚さ０．６ｍｍ、最外表面層として、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブ（ＰＦＡ：テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）が一体に被覆されるように、内径約２６．２ｍｍの金型にＰＦＡチューブ及び炭素鋼管を挿入したのちＰＦＡチューブ及び炭素鋼管の隙間にシリコーンゴムを注入成型することにより成形した。尚、ＰＦＡチューブは、ＰＦＡ（三井・デュポンフロロケミカル株式会社製９５０ＨＰ−Ｐｌｕｓ）を押し出し成型し、内面をエキシマレーザーにより処理した。

【0082】

さらに、この定着装置を図３に示す構成を有する画像形成装置に取り付け、以下の条件で通紙試験を行った。
用紙はレターサイズの富士ゼロックス社製 ＸＥＲＯＸ４２００紙（８０ｇ／ｃｍ^２）を使用し、画像密度は文字画像で５％とした。
画像形成装置により７５０００枚の画像形成を実施し、走行終了後の表面層の摩耗量の評価を行った。

【0083】

尚、通紙試験に際し、定着ロールと定着ベルトとの接触域の圧力（ニップ圧力）を、通常の１．３倍に増大し、また、定着ベルトの内側に供給するオイル潤滑剤の量は、通常の３０％とした。このように、評価条件を厳しい条件とし、定着ベルトの耐摩耗性を評価した。

【0084】

＜表面層の最大摩耗量＞
画像形成前の定着ベルトの厚さと７５０００枚の画像形成後の厚さをそれぞれ測定し、画像形成前後での厚さ変化量を摩耗量とした。定着ベルトの軸方向に沿って定着ベルトの全長を５ｍｍ間隔で測定した。また、周方向の測定位置は９０°置きの４ヶ所とした。それらの測定値の中の最大値を表面層の最大摩耗量とした。また基材層の摩耗はごく僅かで測定バラツキ精度の範囲内であるため０とした。
なお、表面層の厚さの測定は、（株）フィッシャー・インストルメンツ製の渦電流式膜厚計ＩＳＯＳＣＯＰＥ ＭＰ３０を使用して行った。

【0085】

（実施例１）
以下の操作に従い、無端ベルトを作製した。
先ず、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミニウム製の円筒管の表面をブラスト処理により粗面化し、さらに、シリコーン系離型剤を塗布し、２００℃で６０分間乾燥した。その後、さらに３４０℃で３０分間加熱して焼き付け、表面粗さＲａが０．８μｍで、表面にシリコーン系離型剤を焼き付けた金型を用意した。

【0086】

次に、用意した金型の表面中央部４００ｍｍに、フローコーティング（螺旋巻き塗布）法により、粘度１２０Ｐａ・ｓに調整したポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液（宇部興産株式会社製：商品名ＵワニスＳ）を塗布した。次いで、金型を１００℃で５０分間回転しながら塗布液を乾燥し、ポリイミド前駆体を含む平滑化した半乾燥膜を作製した。

【0087】

次に、充填剤として平均粒径２．１μｍの硫酸バリウム（堺化学株式会社製：商品名硫酸バリウムＢＭＨ）を粘度１５Ｐａ・ｓに調整したポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液に７．５質量％分散した溶液を前記半乾燥膜上にフローコーティングにより塗布を行った。さらに乾燥を行うことにより基材層形成用乾燥膜を形成した。
基材層形成用乾燥膜の表面（外周面）側から観察したところ、表面における充填剤粒子による凸状部の総面積は約５％であり、凸状部の平均高さは約１．５μｍであった。

【0088】

一方、フッ素樹脂（ＰＦＡ）分散溶液（三井・デュポンフロロケミカル株式会社製：商品名９４５ＨＰ−Ｐｌｕｓ）に、充填剤として平均粒径２．１μｍの硫酸バリウム（堺化学株式会社製：商品名ＢＭＨ）を、固形分中の割合が２０質量％となるように配合した。
次いで、導電剤としてカーボンブラック（ライオン株式会社製ケッチェンブラック分散溶液）を、固形分中の割合が２質量％となるように配合した。さらに、水及び増粘剤により溶液の粘度を調整し、表面層形成用塗布液を調製した。

【0089】

次に、前記金型表面に形成した、表面に凸状部を有する基材層形成用乾燥膜上に、前記表面層形成用塗布液を浸漬塗布法により塗布した。さらに塗布膜を８０℃で１０分間乾燥させた。さらに、３８０℃で６０分間焼成を行い、基材層形成用乾燥膜中のポリイミド前駆体を硬化させて基材層及び表面層が積層した被膜を形成した。

【0090】

次いで、金型の表面に形成された被膜を金型表面から取り外し、さらに、両端部を切断して無端ベルトを得た。得られた無端ベルトは、ポリイミド樹脂を含む厚さ７０μｍの基材層と、基材層の外周面に形成された厚さ２３μｍの表面層とを有している。また、無端ベルトの寸法は、内径３０ｍｍ、全長２４３ｍｍである。

【0091】

このように作製した無端ベルトを定着ベルトとして定着装置に装着し、画像形成装置を使用して前記通紙試験を行った。結果を図６に示す。ベルト表面層の最大摩耗量は２１．１μｍであった。

【0092】

（実施例２）
以下の操作に従い、無端ベルトを作製した。
先ず、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミニウム製の円筒管の表面をブラスト処理により粗面化し、さらに、シリコーン系離型剤を塗布し、２００℃で６０分間乾燥した。その後、さらに３４０℃で３０分間加熱して焼き付け、表面粗さＲａが０．８μｍで、表面にシリコーン系離型剤を焼き付けた金型を用意した。

【0093】

次に、用意した金型の表面中央部４００ｍｍに、フローコーティング（螺旋巻き塗布）法により、粘度１２０Ｐａ・ｓに調整したポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液（宇部興産株式会社製：商品名ＵワニスＳ）を塗布した。次いで、金型を１００℃で５０分間回転しながら塗布液を乾燥し、ポリイミド前駆体を含む平滑化した半乾燥膜を作製した。

【0094】

次に、充填剤として平均粒径５．２μｍの硫酸バリウム（堺化学株式会社製：商品名硫酸バリウムＢＭＨ−６０）を粘度１５Ｐａ・ｓに調整したポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液に７．５質量％分散した溶液を前記半乾燥膜上にフローコーティングにより塗布し、さらに乾燥を行った。
基材層形成用乾燥膜の表面（外周面）側から観察したところ、表面における充填剤粒子による凸状部の総面積は約５％で、凸状部の高さは約３．５μｍであった。

【0095】

一方、フッ素樹脂（ＰＦＡ）分散溶液（三井・デュポンフロロケミカル株式会社製：商品名９４５ＨＰ−Ｐｌｕｓ）に、充填剤として平均粒径２．１μｍの硫酸バリウム（堺化学株式会社製：商品名ＢＭＨ）を、固形分中の割合が２０質量％となるように配合した。
次いで、導電剤としてカーボンブラック（ライオン株式会社製ケッチェンブラック分散溶液）を、固形分中の割合が２質量％となるように配合した。さらに、水及び増粘剤により溶液の粘度を調整し、表面層形成用塗布液を調製した。

【0096】

次に、前記金型表面に形成した、表面に凸状部を有する基材層形成用乾燥膜上に、前記表面層形成用塗布液を浸漬塗布法により塗布した。さらに塗布膜を８０℃で１０分間乾燥させた。さらに、３８０℃で６０分間焼成を行い、基材層形成用乾燥膜中のポリイミド前駆体を硬化させて基材層及び表面層が積層した被膜を形成した。

【0097】

次いで、金型の表面に形成された被膜を金型表面から取り外し、さらに、両端部を切断して無端ベルトを得た。得られた無端ベルトは、ポリイミド樹脂を含む厚さ７０μｍの基材層と、基材層の外周面上に形成された厚さ２３μｍの表面層とを有している。また、無端ベルトの寸法は、内径３０ｍｍ、全長２４３ｍｍである。

【0098】

このように作製した無端ベルトを定着ベルトとして定着装置に装着し、画像形成装置を使用して前記通紙試験を行った。結果を図６に示す。ベルト表面層の最大摩耗量は１９．０μｍであった。

【0099】

（実施例３）
以下の操作に従い、無端ベルトを作製した。
先ず、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミニウム製の円筒管の表面をブラスト処理により粗面化し、さらに、シリコーン系離型剤を塗布し、２００℃で６０分間乾燥した。その後、さらに３４０℃で３０分間加熱して焼き付け、表面粗さＲａが０．８μｍで、表面にシリコーン系離型剤を焼き付けた金型を用意した。

【0100】

次に、用意した金型の表面中央部４００ｍｍに、フローコーティング（螺旋巻き塗布）法により、粘度１２０Ｐａ・ｓに調整したポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液（宇部興産株式会社製：商品名ＵワニスＳ）を塗布した。次いで、金型を１００℃で５０分間回転しながら塗布液を乾燥し、ポリイミド前駆体を含む平滑化した半乾燥膜を作製した。

【0101】

次に、充填剤として平均粒径５．２μｍの硫酸バリウム（堺化学株式会社製：商品名ＢＭＨ−６０）を粘度１５Ｐａ・ｓに調整したポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液に２２質量％分散した溶液を前記半乾燥膜上にフローコーティングにより塗布を行い、さらに乾燥を行った。
基材層形成用乾燥膜の表面（外周面）側から観察したところ、表面における充填剤粒子による凸状部の総面積は約１５％で、凸状部の高さは約３．５μｍであった。

【0102】

一方、フッ素樹脂（ＰＦＡ）分散溶液（三井・デュポンフロロケミカル株式会社製：商品名９４５ＨＰ−Ｐｌｕｓ）に、充填剤として平均粒径２．１μｍの硫酸バリウム（堺化学株式会社製：商品名硫酸バリウムＢＭＨ）を、固形分中の割合が２０質量％となるように配合した。
次いで、導電剤としてカーボンブラック（ライオン株式会社製ケッチェンブラック分散溶液）を、固形分中の割合が２質量％となるように配合した。さらに、水及び増粘剤により溶液の粘度を調整し、表面層形成用塗布液を調製した。

【0103】

次に、前記金型表面に形成した、表面に凸状部を有する基材層形成用乾燥膜上に、前記表面層形成用塗布液を浸漬塗布法により塗布した。さらに塗布膜を８０℃で１０分間乾燥させた。さらに、３８０℃で６０分間焼成を行い、基材層形成用乾燥膜中のポリイミド前駆体を硬化させて基材層及び表面層が積層した被膜を形成した。

【0104】

次いで、金型の表面に形成された被膜を金型表面から取り外し、さらに、両端部を切断して無端ベルトを得た。得られた無端ベルトは、ポリイミド樹脂を含む厚さ７０μｍの基材層と、基材層の外周面上に形成された厚さ２３μｍの表面層とを有している。また、無端ベルトの寸法は、内径３０ｍｍ、全長２４３ｍｍである。

【0105】

このように作製した無端ベルトを定着ベルトとして定着装置に装着し、画像形成装置を使用して前記通紙試験を行った。結果を図６に示す。ベルト表面層の最大摩耗量は１７．９μｍであった。

【0106】

（実施例４）
以下の操作に従い、無端ベルトを作製した。
先ず、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミニウム製の円筒管の表面をブラスト処理により粗面化し、さらに、シリコーン系離型剤を塗布し、２００℃で６０分間乾燥した。その後、さらに３４０℃で３０分間加熱して焼き付け、表面粗さＲａが０．８μｍで、表面にシリコーン系離型剤を焼き付けた金型を用意した。

【0107】

次に、用意した金型の表面中央部４００ｍｍに、フローコーティング（螺旋巻き塗布）法により、粘度１２０Ｐａ・ｓに調整したポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液（宇部興産株式会社製：商品名ＵワニスＳ）を塗布した。次いで、金型を１００℃で５０分間回転しながら塗布液を乾燥し、ポリイミド前駆体を含む平滑化した半乾燥膜を作製した。

【0108】

次に、充填剤として平均粒径５．２μｍの硫酸バリウム（堺化学株式会社製：商品名硫酸バリウムＢＭＨ−６０）を粘度１５Ｐａ・ｓに調整したポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液に３５質量％分散した溶液を前記半乾燥膜上にフローコーティングにより塗布を行い、さらに乾燥を行った。
基材層形成用乾燥膜の表面（外周面）側から観察したところ、表面における充填剤粒子による凸状部の総面積は約２５％で、凸状部の高さは約３．５μｍであった。

【0109】

一方、フッ素樹脂（ＰＦＡ）分散溶液（三井・デュポンフロロケミカル株式会社製：商品名９４５ＨＰ−Ｐｌｕｓ）に、充填剤として平均粒径２．１μｍの硫酸バリウム（堺化学株式会社製：商品名硫酸バリウムＢＭＨ）を、固形分中の割合が２０質量％となるように配合した。
次いで、導電剤としてカーボンブラック（ライオン株式会社製ケッチェンブラック分散溶液）を、固形分中の割合が２質量％となるように配合した。さらに、水及び増粘剤により溶液の粘度を調整し、表面層形成用塗布液を調製した。

【0110】

次に、前記金型表面に形成した、表面に凸状部を有する基材層形成用乾燥膜上に、前記表面層形成用塗布液を浸漬塗布法により塗布した。さらに塗布膜を８０℃で１０分間乾燥させた。さらに、３８０℃で６０分間焼成を行い、基材層形成用乾燥膜中のポリイミド前駆体を硬化させて基材層及び表面層が積層した被膜を形成した。

【0111】

次いで、金型の表面に形成された被膜を金型表面から取り外し、さらに、両端部を切断して無端ベルトを得た。得られた無端ベルトは、ポリイミド樹脂を含む厚さ７０μｍの基材層と、基材層の外周面上に形成された厚さ２３μｍの表面層とを有している。また、無端ベルトの寸法は、内径３０ｍｍ、全長２４３ｍｍである。

【0112】

このように作製した無端ベルトを定着ベルトとして定着装置に装着し、画像形成装置を使用して前記通紙試験を行った。結果を図６に示す。ベルト表面層の最大摩耗量は１６．９μｍであった。

【0113】

（実施例５）
以下の操作に従い、無端ベルトを作製した。
先ず、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミニウム製の円筒管の表面をブラスト処理により粗面化し、さらに、シリコーン系離型剤を塗布し、２００℃で６０分間乾燥した。その後、さらに３４０℃で３０分間加熱して焼き付け、表面粗さＲａが０．８μｍで、表面にシリコーン系離型剤を焼き付けた金型を用意した。

【0114】

次に、用意した金型の表面中央部４００ｍｍに、フローコーティング（螺旋巻き塗布）法により、粘度１２０Ｐａ・ｓに調整したポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液（宇部興産株式会社製：商品名ＵワニスＳ）を塗布した。次いで、金型を１００℃で５０分間回転しながら塗布液を乾燥し、ポリイミド前駆体を含む平滑化した半乾燥膜を作製した。

【0115】

次に、充填剤として平均粒径５．２μｍの硫酸バリウム（堺化学株式会社製：商品名硫酸バリウムＢＭＨ−６０）を粘度１５Ｐａ・ｓに調整したポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液に４３質量％分散した溶液を前記半乾燥膜上にフローコーティングにより塗布を行い、さらに乾燥を行った。
基材層形成用乾燥膜の表面（外周面）側から観察したところ、表面における充填剤粒子による凸状部の総面積は約３０％で、凸状部の高さは約３．５μｍであった。

【0116】

一方、フッ素樹脂（ＰＦＡ）分散溶液（三井・デュポンフロロケミカル株式会社製：商品名９４５ＨＰ−Ｐｌｕｓ）に、充填剤として平均粒径２．１μｍの硫酸バリウム（堺化学株式会社製：商品名硫酸バリウムＢＭＨ）を、固形分中の割合が２０質量％となるように配合した。
次いで、導電剤としてカーボンブラック（ライオン株式会社製ケッチェンブラック分散溶液）を、固形分中の割合が２質量％となるように配合した。さらに、水及び増粘剤により溶液の粘度を調整し、表面層形成用塗布液を調製した。

【0117】

次に、前記金型表面に形成した、表面に凸状部を有する基材層形成用乾燥膜上に、前記表面層形成用塗布液を浸漬塗布法により塗布した。さらに塗布膜を８０℃で１０分間乾燥させた。さらに、３８０℃で６０分間焼成を行い、基材層形成用乾燥膜中のポリイミド前駆体を硬化させて基材層及び表面層が積層した被膜を形成した。

【0118】

次いで、金型の表面に形成された被膜を金型表面から取り外し、さらに、両端部を切断して無端ベルトを得た。得られた無端ベルトは、ポリイミド樹脂を含む厚さ７０μｍの基材層と、基材層の外周面上に形成された厚さ２３μｍの表面層とを有している。また、無端ベルトの寸法は、内径３０ｍｍ、全長２４３ｍｍである。

【0119】

このように作製した無端ベルトを定着ベルトとして定着装置に装着し、画像形成装置を使用して前記通紙試験を行った。結果を図６に示す。ベルト表面層の最大摩耗量は１５．２μｍであった。但し、ベルト両端摩耗部においてトナーの固着により軽微な画質不良が発生した。

【0120】

（実施例６）
以下の操作に従い、無端ベルトを作製した。
先ず、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミニウム製の円筒管の表面をブラスト処理により粗面化し、さらに、シリコーン系離型剤を塗布し、２００℃で６０分間乾燥した。その後、さらに３４０℃で３０分間加熱して焼き付け、表面粗さＲａが０．８μｍで、表面にシリコーン系離型剤を焼き付けた金型を用意した。

【0121】

次に、用意した金型の表面中央部４００ｍｍに、フローコーティング（螺旋巻き塗布）法により、粘度１２０Ｐａ・ｓに調整したポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液（宇部興産株式会社製：商品名ＵワニスＳ）を塗布した。次いで、金型を１００℃で５０分間回転しながら塗布液を乾燥し、ポリイミド前駆体を含む平滑化した半乾燥膜を作製した。

【0122】

次に、充填剤として平均粒径５．２μｍの硫酸バリウム（堺化学株式会社製：商品名硫酸バリウムＢＭＨ−６０）をポリイミドとフッ素樹脂との接着用のプライマー溶液（三井・デュポンフロロケミカル株式会社製：商品名ＰＪ−ＹＬ９０２）に３４質量％分散した溶液を前記ポリイミド基材上にフローコーティングにより塗布し、さらに乾燥を行った。
ベルト表面上から観察した基材表面中の充填剤粒子による凸状部の総面積は約２５％で、凸状部の平均高さは約４．０μｍであった。

【0123】

一方、フッ素樹脂（ＰＦＡ）分散溶液（三井・デュポンフロロケミカル株式会社製：商品名９４５ＨＰ−Ｐｌｕｓ）に、充填剤として平均粒径２．１μｍの硫酸バリウム（堺化学株式会社製：商品名硫酸バリウムＢＭＨ）を、固形分中の割合が２０質量％となるように配合した。

【0124】

次いで、導電剤としてカーボンブラック（ライオン株式会社製ケッチェンブラック分散溶液）を、固形分中の割合が２質量％となるように配合した。さらに、水及び増粘剤により溶液の粘度を調整し、表面層形成用塗布液を調製した。

【0125】

次に、前記金型表面に形成した、表面に凸状部を有するポリイミド基材上に、前記表面層形成用塗布液を浸漬塗布法により塗布した。さらに塗布液を８０℃で１０分間乾燥させた。さらに、３８０℃で６０分間焼成を行った。

【0126】

次いで、金型の表面に形成された被膜を金型表面から取り外し、さらに、両端部を切断して無端ベルトを得た。得られた無端ベルトは、ポリイミド樹脂を含む厚さ７０μｍの基材層と、基材層の外周面上に形成された厚さ２３μｍの表面層とを有している。また、無端ベルトの寸法は、内径３０ｍｍ、全長２４３ｍｍである。

【0127】

このように作製した無端ベルトを定着ベルトとして定着装置に装着し、画像形成装置を使用して前記通紙試験を行った。結果を図６に示す。ベルト表面層の最大摩耗量は１５．８μｍであった。

【0128】

（実施例７）
以下の操作に従い、無端ベルトを作製した。
先ず、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミニウム製の円筒管の表面をブラスト処理により粗面化し、さらに、シリコーン系離型剤を塗布し、２００℃で６０分間乾燥した。その後、さらに３４０℃で３０分間加熱して焼き付け、表面粗さＲａが０．８μｍで、表面にシリコーン系離型剤を焼き付けた金型を用意した。

【0129】

次に、用意した金型の表面中央部４００ｍｍに、フローコーティング（螺旋巻き塗布）法により、粘度１２０Ｐａ・ｓに調整したポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液（宇部興産株式会社製：商品名ＵワニスＳ）を塗布した。次いで、金型を１００℃で５０分間回転しながら塗布液を乾燥し、ポリイミド前駆体を含む平滑化した半乾燥膜を作製した。

【0130】

次に、充填剤として平均粒径８.１μｍの硫酸バリウム（堺化学株式会社製：商品名硫酸バリウムＢＡ）を粘度１５Ｐａ・ｓに調整したポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液に３５質量％分散した溶液を前記半乾燥膜上にフローコーティングにより塗布を行い、さらに乾燥を行った。
基材層形成用乾燥膜の表面（外周面）側から観察したところ、表面における充填剤粒子による凸状部の総面積は約２５％で、凸状部の高さは約６．５μｍであった。

【0131】

一方、フッ素樹脂（ＰＦＡ）分散溶液（三井・デュポンフロロケミカル株式会社製：商品名９４５ＨＰ−Ｐｌｕｓ）に、充填剤として平均粒径２．１μｍの硫酸バリウム（堺化学株式会社製：商品名硫酸バリウムＢＭＨ）を、固形分中の割合が２０質量％となるように配合した。
次いで、導電剤としてカーボンブラック（ライオン株式会社製ケッチェンブラック分散溶液）を、固形分中の割合が２質量％となるように配合した。さらに、水及び増粘剤により溶液の粘度を調整し、表面層形成用塗布液を調製した。

【0132】

次に、前記金型表面に形成した、表面に凸状部を有する基材層形成用乾燥膜上に、前記表面層形成用塗布液を浸漬塗布法により塗布した。さらに塗布膜を８０℃で１０分間乾燥させた。さらに、３８０℃で６０分間焼成を行い、基材層形成用乾燥膜中のポリイミド前駆体を硬化させて基材層及び表面層が積層した被膜を形成した。

【0133】

次いで、金型の表面に形成された被膜を金型表面から取り外し、さらに、両端部を切断して無端ベルトを得た。得られた無端ベルトは、ポリイミド樹脂を含む厚さ７０μｍの基材層と、基材層の外周面上に形成された厚さ２３μｍの表面層とを有している。また、無端ベルトの寸法は、内径３０ｍｍ、全長２４３ｍｍである。

【0134】

このように作製した無端ベルトを定着ベルトとして定着装置に装着し、画像形成装置を使用して前記通紙試験を行った。結果を図６に示す。ベルト表面層の最大摩耗量は１４．８μｍであった。

【0135】

（実施例８）
以下の操作に従い、無端ベルトを作製した。
先ず、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミニウム製の円筒管の表面をブラスト処理により粗面化し、さらに、シリコーン系離型剤を塗布し、２００℃で６０分間乾燥した。その後、さらに３４０℃で３０分間加熱して焼き付け、表面粗さＲａが０．８μｍで、表面にシリコーン系離型剤を焼き付けた金型を用意した。

【0136】

次に、用意した金型の表面中央部４００ｍｍに、フローコーティング（螺旋巻き塗布）法により、粘度１２０Ｐａ・ｓに調整したポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液（宇部興産株式会社製：商品名ＵワニスＳ）を塗布した。次いで、金型を１００℃で５０分間回転しながら塗布液を乾燥し、ポリイミド前駆体を含む平滑化した半乾燥膜を作製した。

【0137】

次に、充填剤として平均粒径８.４μｍの酸化アルミニウム（フジミインコーポレーテッド社製：商品名ＷＡ＃１５００）を粘度１５Ｐａ・ｓに調整したポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液に３７質量％分散した溶液を前記半乾燥膜上にフローコーティングにより塗布を行い、さらに乾燥を行った。
基材層形成用乾燥膜の表面（外周面）側から観察したところ、表面における充填剤粒子による凸状部の総面積は約２５％で、凸状部の高さは約６．７μｍであった。

【0138】

一方、フッ素樹脂（ＰＦＡ）分散溶液（三井・デュポンフロロケミカル株式会社製：商品名９４５ＨＰ−Ｐｌｕｓ）に、充填剤として平均粒径２μｍの酸化アルミニウム（フジミインコーポレーテッド社製：商品名ＷＡ＃６０００）を、固形分中の割合が２０質量％となるように配合した。
次いで、導電剤としてカーボンブラック（ライオン株式会社製ケッチェンブラック分散溶液）を、固形分中の割合が２質量％となるように配合した。さらに、水及び増粘剤により溶液の粘度を調整し、表面層形成用塗布液を調製した。

【0139】

次に、前記金型表面に形成した、表面に凸状部を有する基材層形成用乾燥膜上に、前記表面層形成用塗布液を浸漬塗布法により塗布した。さらに塗布膜を８０℃で１０分間乾燥させた。さらに、３８０℃で６０分間焼成を行い、基材層形成用乾燥膜中のポリイミド前駆体を硬化させて基材層及び表面層が積層した被膜を形成した。

【0140】

次いで、金型の表面に形成された被膜を金型表面から取り外し、さらに、両端部を切断して無端ベルトを得た。得られた無端ベルトは、ポリイミド樹脂を含む厚さ７０μｍの基材層と、基材層の外周面上に形成された厚さ２３μｍの表面層とを有している。また、無端ベルトの寸法は、内径３０ｍｍ、全長２４３ｍｍである。

【0141】

このように作製した無端ベルトを定着ベルトとして定着装置に装着し、画像形成装置を使用して前記通紙試験を行った。結果を図６に示す。ベルト表面層の最大摩耗量は１４．１μｍであった。

【0142】

（比較例１）
実施例１において基材層の表面上に凸状部を形成するための充填剤分散液の塗布を実施しなかった以外は実施例１と同様にして無端ベルトの作製を行った。
得られた無端ベルトは、ポリイミド樹脂を含む厚さ７０μｍの基材層と、基材層の外周に形成された厚さ２３μｍの表面層とを有している。また、無端ベルトの寸法は、内径３０ｍｍ、全長２４３ｍｍである。

【0143】

このように作製した無端ベルトを定着ベルトとして実施例１と同様に定着装置に装着し、画像形成装置を使用して前記通紙試験を行った。結果を図６に示す。表面層の最大摩耗量は約２３μｍであり、用紙両縁部が通過する箇所で表面層が摩耗して基材層の一部の露出が発生した。

【0144】

図６に示す結果から、基材層の表面上に凸状部を設けた定着ベルトの方が表面層の摩耗量が少なく、表面層の最大摩耗量は効果的に抑制されていることが分かる。

【0145】

実施例及び比較例で作製した定着ベルトの主な構成と摩耗量の評価結果を下記表１に示す。

【0146】

【表1】

【0147】

以上、実施形態及び実施例について説明したが、本発明は、上記実施形態及び実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施してもよい。

【符号の説明】

【0148】

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 画像形成ユニット
２ フッ素含有樹脂
３ 表面層
４ 第１の粒子（充填剤粒子）
５ 基材層
６ 第２の粒子（充填剤粒子）
１０ １次転写部
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電器
１３ レーザ露光器
１４ 現像器
１５ 中間転写ベルト
１６ １次転写ロール
１７ ドラムクリーナ
２０ ２次転写部
２２ ２次転写ロール
２５ 背面ロール
２６ 給電ロール
３１ 駆動ロール
３２ 支持ロール
３３ 張力ロール
３４ クリーニング部背面ロール
３５ 中間転写ベルトクリーナ
４０ 制御部
４３ 画像濃度センサ
５０ 用紙収容部
５１ 取り出しロール
５２ 搬送ロール
５３ 案内部材
５５ 搬送ベルト
５６ 定着入口ガイド
６０ 定着装置
６１ 定着ロール
６２ 定着ベルト
６３ ベルト走行ガイド
６４ 圧力パッド
６４ｂ 高剛性パッド
６４ａ 弾性圧力パッド
６５ ホルダ
６６ ハロゲンヒータ
６７ 潤滑剤塗布部材
６８ 摺動部材
６９ 温度センサ
７０ 剥離補助部材
８０ 蛇行防止部材
１００ 画像形成装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】