特開 2023-145042 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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023145042

(43)【公開日】2023-10-11

(54)【発明の名称】定着装置及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20231003BHJP

   G03G 13/20 20060101ALI20231003BHJP

【ＦＩ】

G03G15/20 515

G03G13/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022052308

(22)【出願日】2022-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】000000295

【氏名又は名称】沖電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100174104

【弁理士】

【氏名又は名称】奥田 康一

(72)【発明者】

【氏名】菅野 義博

【テーマコード（参考）】

2H033

【Ｆターム（参考）】

2H033AA02

2H033AA03

2H033AA06

2H033AA10

2H033AA11

2H033AA45

2H033BA26

2H033BA31

2H033BA32

2H033BB03

2H033BB05

2H033BB06

2H033BB13

2H033BB14

2H033BB15

2H033BB18

2H033BB21

2H033BB29

2H033BB30

2H033BB33

2H033BB34

2H033BE00

2H033CA02

2H033CA09

2H033CA27

2H033CA43

(57)【要約】

【課題】表面に微細な凹凸が形成された媒体に定着させる画像の品質を向上させる。
【解決手段】画像形成装置１は、コート紙の媒体Ｍに画像を印刷する場合、定着部４０の加熱ベルト７２を、微小硬度計を用いて測定される０．２ｓ後硬度比率の値が少なくとも０．７３８以上０．８３７以下の範囲Ｒ１に収まるようにした。このため画像形成装置１は、媒体Ｍが定着部４０のニップ領域Ｎを通過する約０．２［ｓ］の間に、該媒体Ｍの窪みＤに合わせて加熱ベルト７２の形状を確実に変形させることができる。これにより画像形成装置１は、媒体Ｍに対し平坦な部分及び窪みＤの何れにおいてもトナーを十分に定着させることができ、該媒体Ｍに印刷された画像において光沢ムラの発生を抑え、一様な光沢性を持たせることができる。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外周面を有し、所定の速度で走行する環状ベルトと、
前記環状ベルトの前記外周面に対向し、前記環状ベルトとの間でニップ領域を形成する対向部材と
を具え、
前記環状ベルトは、硬度計を用いた前記外周面の硬度計測において、前記硬度計測の開始後、前記外周面の所定位置が前記ニップ領域を通過するのに要する時間に相当する計測時間を経過した時点の計測値を第１の硬度値（Ａ）とし、前記硬度計の計測値が飽和した時点の計測値を第２の硬度値（Ｂ）としたとき、前記第２の硬度値（Ｂ）に対する前記第１の硬度値（Ａ）の比率（Ａ／Ｂ）が０．７３８以上０．８３７以下である
ことを特徴とする定着装置。

【請求項2】

前記硬度計は、計測端子に所定の荷重を印加し、当該計測端子を計測対象である前記外周面に対し所定の押込速度で押し込み、当該計測端子の変位量を基に前記第１の硬度値及び前記第２の硬度値を得る
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。

【請求項3】

前記環状ベルトは、前記比率（Ａ／Ｂ）が０．７９３以上０．８３７以下である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。

【請求項4】

前記環状ベルトは、
基体と、
前記基体の外側に位置し前記外周面を形成する表層と
前記基体と前記表層との間に設けられた弾性層と
を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の定着装置。

【請求項5】

前記基体の厚みは、７０～９０［μｍ］であり、
前記弾性層の厚みは、１５０～３００［μｍ］であり、
前記表層の厚みは、１３～３０［μｍ］である
ことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。

【請求項6】

前記弾性層の硬度は、１２～２０［°］である
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の定着装置。

【請求項7】

前記対向部材は、回転可能に支持された中心軸の周側面に弾性を有する層が形成されたローラである
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の定着装置。

【請求項8】

外周面を有し、所定の速度で走行する環状ベルトと、
前記環状ベルトの前記外周面に対向し、前記環状ベルトとの間でニップ領域を形成する対向部材と
を具え、
前記環状ベルトは、
基体と、
前記基体の表面に形成され、厚さが２５０～３００［μｍ］の弾性層と、
前記弾性層の表面に形成され、厚さが１５．０～２９．６［μｍ］の表層と
を有し、
前記環状ベルトは、硬度計を用いた前記外周面の硬度計測において、前記硬度計測の開始後、前記外周面の所定位置が前記ニップ領域を通過するのに要する時間に相当する計測時間を経過した時点の計測値が５６．４［°］以上６５．５［°］以下である
ことを特徴とする定着装置。

【請求項9】

前記弾性層の硬度は、１２～２０［°］である
ことを特徴とする請求項８に記載の定着装置。

【請求項10】

前記環状ベルトの内周側であって、前記対向部材と対向する位置に配設された加熱部材
を具えることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れかに記載の定着装置。

【請求項11】

現像剤を用いた現像剤像を媒体の表面に付着させる現像部と、
請求項１乃至請求項１０の何れかに記載され、前記現像剤像を前記媒体に定着させる定着装置と
を具えた画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は定着装置及び画像形成装置に関し、例えば電子写真式のプリンタに適用して好適なものである。

【背景技術】

【0002】

近年、画像形成装置として、例えば現像装置によりトナー（現像剤とも呼ぶ）を用いたトナー像（現像剤像とも呼ぶ）を形成して用紙（媒体とも呼ぶ）に転写し、定着装置によってこの用紙に熱や圧力を加えて定着させることにより、画像を印刷するものがある。このうち定着装置は、例えば用紙の搬送経路の上下にローラや環状のベルト等をそれぞれ配置し、両者の間に形成されるニップ部において用紙を挟持し、当該用紙に熱及び圧力を加えるようになっている。

【0003】

また画像形成装置では、いわゆるエンボス紙のような、予め紙面に比較的大きい凹凸が形成された用紙に画像を印刷する場合がある。しかし、このような用紙は、特に凹んだ部分においてトナーの定着性が低くなってしまう。そこで、定着ベルトにおける押し込み深さを規定することにより、定着性の改善を図ったものが提案されている（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２０１５－１４８７６０号公報（図４等）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで画像形成装置では、いわゆる光沢紙のような、表面の平滑性が高められた用紙に画像を印刷する場合がある。この光沢紙は、例えば基材となる紙の表面に樹脂層が重畳された構成となっているため、印刷された画像に高い光沢性を持たせることが可能となる。

【0006】

しかし、実際の光沢紙では、基材となる紙の表面に微細な凹凸が形成されているため、これに起因して樹脂層の表面にも微細な凹凸が表れる場合がある。そうすると画像形成装置は、上述したように押し込み深さが規定された範囲の定着ベルトを使用したとしても、当該凹凸を有する部分において、当該光沢紙にトナーを適切に定着させ得ない可能性がある。この結果、画像形成装置では、印刷された画像において局所的に光沢を有しない状態、すなわち光沢ムラが発生した状態となり、画像の品質が低下する恐れがある、という問題があった。

【0007】

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、表面に微細な凹凸が形成された媒体に定着させる画像の品質を向上させる定着装置及び画像形成装置を提案しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

かかる課題を解決するため本発明の定着装置においては、外周面を有し、所定の速度で走行する環状ベルトと、環状ベルトの外周面に対向し、環状ベルトとの間でニップ領域を形成する対向部材とを設け、環状ベルトは、硬度計を用いた外周面の硬度計測において、硬度計測の開始後、外周面の所定位置がニップ領域を通過するのに要する時間に相当する計測時間を経過した時点の計測値を第１の硬度値（Ａ）とし、硬度計の計測値が飽和した時点の計測値を第２の硬度値（Ｂ）としたとき、第２の硬度値（Ｂ）に対する第１の硬度値（Ａ）の比率（Ａ／Ｂ）が０．７３８以上０．８３７以下であるようにした。

【0009】

また本発明の定着装置においては、外周面を有し、所定の速度で走行する環状ベルトと、環状ベルトの外周面に対向し、環状ベルトとの間でニップ領域を形成する対向部材とを設け、環状ベルトは、基体と、基体の表面に形成され、厚さが２５０～３００［μｍ］の弾性層と、弾性層の表面に形成され、厚さが１５．０～２９．６［μｍ］の表層とを有し、環状ベルトは、硬度計を用いた外周面の硬度計測において、硬度計測の開始後、外周面の所定位置がニップ領域を通過するのに要する時間に相当する計測時間を経過した時点の計測値が５６．４～６５．５［°］であるようにした。

【0010】

さらに本発明の画像形成装置においては、現像剤を用いた現像剤像を媒体の表面に付着させる現像部と、上述した構成を有し現像剤像を媒体に定着させる定着装置とを設けるようにした。

【0011】

本発明は、環状ベルトにおける第２の硬度値に対する第１の硬度値の比率を適切に規定したことにより、環状ベルトと共に媒体がニップ領域を通過する通過時間の間に、該媒体に形成されている微細な凹凸に合わせて該環状ベルトが変形できる。これにより本発明は、媒体の平面部分及び微細な凹凸の部分にそれぞれ付着している現像剤を一様に定着させ、一様な光沢を有する画像を形成することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、表面に微細な凹凸が形成された媒体に定着させる画像の品質を向上させる定着装置及び画像形成装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】画像形成装置の構成を示す略線図である。

【図2】定着部の構成を示す略線的斜視図である。

【図3】定着部の構成を示す略線的断面図である。

【図4】加熱ベルトの構成を示す略線的断面図である。

【図5】加圧部の構成を示す略線的断面図である。

【図6】媒体の窪みに応じた加熱ベルトの変形を示す略線図である。

【図7】微小硬度計による計測値の時間変化の様子を示す略線図である。

【図8】加熱ベルトにおける各部の値及び測定結果並びに評価レベルを示す略線図である。

【図9】加熱ベルトにおける０．２ｓ後硬度比率と評価レベルとの関係を示す略線図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について、図面を用いて説明する。

【0015】

［１．画像形成装置の構成］
図１に示すように、画像形成装置１は、電子写真式のプリンタであり、普通紙やコート紙等の媒体Ｍに対しカラーの画像を形成すること、すなわち印刷することができる。因みに画像形成装置１は、原稿を読み取るイメージスキャナ機能や電話回線を使用した通信機能等を有しておらず、プリンタ機能のみを有する単機能のＳＦＰ（Single Function Printer）となっている。

【0016】

画像形成装置１は、略箱型に形成された筐体２の内部に種々の部品が配置されている。因みに以下では、図１における右端部分を画像形成装置１の正面とし、この正面と対峙して見た場合の上下方向、左右方向及び前後方向をそれぞれ定義した上で説明する。また画像形成装置１は、最大でＡ３サイズの媒体Ｍに対応可能となっており、当該媒体Ｍにおける短辺を左右方向に沿わせた状態で、後述する搬送路に沿って搬送しながら、画像を形成していく。このため画像形成装置１内における各部分は、左右方向に関し、Ａ３サイズにおける短辺（２９７［ｍｍ］）に対応した長さとなっている。

【0017】

画像形成装置１は、制御部３により全体を統括制御するようになっている。この制御部３は、図示しないコンピュータ装置等の上位装置と接続されており、この上位装置から印刷指示や印刷データを受信すると、媒体Ｍの表面に印刷画像を形成する画像形成処理（印刷処理とも呼ぶ）を実行する。

【0018】

筐体２の上面前寄りには、種々の情報を表示すると共に操作入力を受け付けるオペレーションパネル４が設けられている。このオペレーションパネル４は、例えば液晶パネルのような表示パネルとタッチセンサとが組み合わされたタッチパネルや、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を有しており、制御部３の制御に基づき種々の情報を表示する他、使用者からの操作入力を受け付ける。

【0019】

筐体２内の最下部には、媒体Ｍを収容するトレイ５が設けられている。このトレイ５には、最大でＡ３サイズの媒体Ｍを、その短辺を左右方向に沿わせた状態で収容し得るようになっている。トレイ５の前上方には、給紙搬送部１０が設けられている。給紙搬送部１０は、所定の間隔を隔てて対向する搬送ガイド１１により、媒体Ｍを搬送する際の経路である給紙搬送路Ｗ１を形成している。

【0020】

また給紙搬送部１０は、この給紙搬送路Ｗ１に沿ってピックアップローラ１２、給紙ローラ１３、分離ローラ１４、レジストローラ１５、プレッシャローラ１６、及び搬送ローラ対１７等が配置されている。各ローラは、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されており、それぞれ回転可能に支持されている。また一部のローラには、図示しない給紙モータから駆動力が伝達されている。搬送ローラ対１７及び１８は、給紙搬送路Ｗ１を挟んで互いに対向する位置に、それぞれ搬送ローラが配置されている。

【0021】

給紙搬送部１０は、制御部３の制御に基づいて各ローラを適宜回転させることにより、トレイ５に集積された状態で収容されている媒体Ｍを１枚ずつ分離しながらピックアップし、搬送する。具体的に、ピックアップローラ１２は、トレイ５から媒体Ｍを引き出す。給紙ローラ１３は、ピックアップローラ１２によりトレイ５から引き出された媒体Ｍを給紙搬送路Ｗ１に沿って進行させる。分離ローラ１４は、トレイ５から複数の媒体Ｍが取り出された際に、最も上側の媒体Ｍを他の媒体Ｍから分離する。レジストローラ１５およびプレッシャローラ１６は、給紙搬送路Ｗ１に対し媒体Ｍが斜行した場合に、その姿勢（進行方向に対する各辺の向き）を矯正して正しく進行させる。搬送ローラ対１７は、給紙搬送路Ｗ１に沿って媒体Ｍを搬送し、さらに後斜め上方へ送り出す。

【0022】

給紙搬送部１０における搬送ローラ対１７の後上側には、下側に転写部２０が配置されると共に、その上側に４個の現像部３０が配置されている。該転写部２０及び各現像部３０の間には、給紙搬送路Ｗ１と接続され、後斜め上方向へ向かう直線状の転写搬送路Ｗ２が形成されている。

【0023】

転写部２０は、ドライブローラ２１、アイドルローラ２２、転写ベルト２３及び４個転写ローラ２４等により構成されている。ドライブローラ２１、アイドルローラ２２及び各転写ローラ２４は、何れも中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されると共に、それぞれが回転可能に支持されている。

【0024】

ドライブローラ２１は、比較的後側に配置されており、図示しない駆動力源から供給される駆動力により回転することができる。アイドルローラ２２は、ドライブローラ２１の前下側にやや離れた位置であって、搬送ローラ対１７の近傍となる箇所に配置されている。各転写ローラ２４は、ドライブローラ２１及びアイドルローラ２２の間に、ほぼ等間隔となるように離散的に配置されている。

【0025】

転写ベルト２３は、柔軟性を有する無端ベルトであり、ドライブローラ２１、アイドルローラ２２及び各転写ローラ２４の周囲を周回するように張架されている。この転写ベルト２３のうち上側部分は、転写搬送路Ｗ２に沿って直線状に張架されている。また各転写ローラ２４は、その上端近傍を転写ベルト２３の上側部分における内周側に当接させている。このため転写部２０では、ドライブローラ２１が図１における反時計回りに回転されると、転写ベルト２３を走行させ、これに伴ってアイドルローラ２２及び各転写ローラ２４を回転させることができる。このとき転写ベルト２３の上側部分は、転写搬送路Ｗ２に沿って後斜め上方向に走行する。

【0026】

４個の現像部３０（３０Ｋ、３０Ｙ、３０Ｍ及び３０Ｃ）は、画像形成部とも呼ばれており、転写部２０の上側において、転写搬送路Ｗ２に沿って、すなわち前下側から後上側へ向かう斜め方向に沿って、整列するように配置されている。各現像部３０は、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の各色にそれぞれ対応しているものの、色のみが相違しており、何れも同様に構成されている。

【0027】

現像部３０は、現像処理ユニット３１及び露光処理ユニット３２により構成されている。現像処理ユニット３１は、現像剤としてのトナーを収容するトナー収容ユニットや、複数のローラ、及び感光体ドラム３４等を有している。このうち各ローラ及び感光体ドラム３４は、何れも中心軸を左右方向に沿わせた円柱状若しくは円筒状に構成されており、回転可能に構成されている。感光体ドラム３４は、現像処理ユニット３１における最も下側に位置しており、転写ローラ２４との間に転写ベルト２３を挟むようにして、該転写ベルト２３と当接している。

【0028】

露光処理ユニット３２は、感光体ドラム３４の上側において、複数のＬＥＤを左右方向に沿って整列させている。この露光処理ユニット３２は、制御部３の制御に基づいて各ＬＥＤを適宜発光させることにより、感光体ドラム３４の外周面を感光させ、静電潜像を形成する。これに応じて現像処理ユニット３１は、該感光体ドラム３４の外周面にトナーを付着させることにより、トナー画像（現像剤像とも呼ぶ）を形成する。

【0029】

このとき転写部２０は、転写搬送路Ｗ２に沿って媒体Ｍが搬送されていた場合、感光体ドラム３４から該媒体Ｍにトナー画像を転写させ、該媒体Ｍの表面にトナー画像を付着させる。

【0030】

転写部２０の後側、すなわち最も後側に位置する現像部３０Ｃの後側には、定着部４０が配置されている。定着部４０は、媒体Ｍを定着搬送路Ｗ３に沿って搬送しながら、該媒体Ｍに対して熱及び圧力を加えることにより、該媒体Ｍの表面にトナー画像を定着させ、後斜め上方向へ送り出す（詳しくは後述する）。

【0031】

定着部４０の後側及び下側には、両面印刷部５０が設けられている。両面印刷部５０は、定着部４０の後側に設けられた切替器５１の他、複数の搬送ガイド及び複数の搬送ローラ対等により、循環搬送路Ｗ４や一時退避搬送路Ｗ５等を形成している。このうち循環搬送路Ｗ４は、切替器５１と給紙搬送部１０の搬送ローラ対１７とを結ぶように形成されている。

【0032】

両面印刷部５０は、両面印刷を行う場合、制御部３の制御に基づき、切替器５１を切り替えて媒体Ｍを一時退避搬送路Ｗ５に進行させる。続いて両面印刷部５０は、該媒体Ｍの末尾が該切替器５１を通過した後、該媒体Ｍの進行方向を反転させて循環搬送路Ｗ４に沿って進行させ、搬送ローラ対１７の近傍から給紙搬送部１０の給紙搬送路Ｗ１に合流させる。この結果、両面印刷部５０は、媒体Ｍの表裏を反転させた状態で再び給紙搬送路Ｗ１から転写搬送路Ｗ２へ進行させ、該媒体Ｍの裏面に画像を転写させることができる。因みに両面印刷部５０は、媒体Ｍに両面印刷を行わない場合、及び該媒体Ｍの裏面に画像を転写させた場合、該媒体Ｍを後斜め上方向へ進行させる。

【0033】

切替器５１の後側ないし上側には、排紙搬送部６０が配置されている。排紙搬送部６０は、給紙搬送部１０の一部と類似した構成となっており、所定の間隔を隔てて対向する搬送ガイド６１により、媒体Ｍを搬送する際の経路である排紙搬送路Ｗ６を形成しており、その末端に排出口６２を形成している。また排紙搬送部６０には、この排紙搬送路Ｗ６に沿って搬送ローラ対６３及び６４等が順次配置されている。

【0034】

排紙搬送部６０は、制御部３の制御に従って搬送ローラ対６３及び６４を回転させることにより、定着部４０から切替器５１を介して受け取った媒体Ｍを排紙搬送路Ｗ６に沿って搬送し、排出口６２から排出することにより、筐体２の上面に形成された排出トレイ６上に載置させる。

【0035】

このように画像形成装置１は、各搬送路Ｗに沿って媒体Ｍを順次搬送しながら、現像部３０により形成したトナー画像を該媒体Ｍに転写し、定着部４０において定着させることにより、画像を形成すること、すなわち印刷することができる。

【0036】

［２．定着部の構成］
次に、定着部４０の構成について説明する。図２は、定着部４０の模式的な斜視図である。図３は、定着部４０の模式的な断面図である。図２に示したように、定着部４０は、全体として左右方向に長い直方体状に構成されている。

【0037】

定着部４０は、中空の直方体状に形成された定着筐体４１の内部に、複数の部品が組み込まれた構成となっている。定着筐体４１の前面側及び後面側には、左右方向に長く前後方向に貫通した長孔がそれぞれ形成されており、媒体Ｍを通過させ得るようになっている。

【0038】

定着筐体４１の内部には、上側に加熱部４２が配置されると共に、その下側に加圧部４３が配置されている。加熱部４２は、全体として中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されている。因みに加熱部４２は、定着筐体４１により、概ね上下方向に沿って変位し得るように支持されている。

【0039】

この加熱部４２は、図３に示すように、大きく分けて、中央側に位置する加熱中央部７１と、その周囲を取り囲む加熱ベルト７２とにより構成されている。加熱中央部７１は、全体として左右方向に長い中空の直方体状に構成されており、支持体７３及び７４、熱伝導板７５、ヒータ７６、離間板７７、並びに温度センサ７８等により構成されている。

【0040】

支持体７３は、例えば耐熱性を有する樹脂材料による成形部品であり、全体として、左右方向に沿った中空の四角柱から上面を省略したような形状に構成されている。支持体７４は、例えば板状の金属部材を屈曲加工することにより形成されており、全体として、左右方向に沿った中空の四角柱から下面を省略したような形状に構成されている。この支持体７４の前側板は、支持体７３の前側板の前側に当接している。また支持体７４の後側板は、支持体７３の後側板の後側に当接している。このため支持体７３及び７４は、互いに組み合わされることにより、全体として左右方向に沿った一本の四角柱を構成している。

【0041】

熱伝導板７５は、左右方向に長く上下方向に薄い板状に形成されており、支持体７３の下側板の下側に位置している。この熱伝導板７５は、例えばステンレス等の熱伝導率が比較的高い金属材料によって構成されており、後述するヒータ７６により発生される熱を効率良く伝達する。加熱部材としてのヒータ７６は、左右方向に長く上下方向に薄い板状に形成されており、支持体７３の下側に位置している。このヒータ７６は、制御部３（図１）の制御に基づき、所定の電力供給部から供給される電力により発熱する。

【0042】

離間板７７は、左右方向に長く上下方向に薄い板状の下側板を中心に構成されており、その前辺及び後辺から上方向に屈曲された部分がそれぞれ前側板及び後側板として形成されている。この離間板７７は、下側板がヒータ７６の下側に位置しており、該ヒータ７６と加熱ベルト７２とを離間させ、両者を直接接触させないようにしている。

【0043】

温度センサ７８は、支持体７３の内部おける下側板の上側に位置している。この温度センサ７８は、熱伝導板７５を介してヒータ７６の温度を検出し、検出した温度に応じた電気信号を生成して、これを制御部３（図１）に通知する。制御部３は、通知された温度を基に、ヒータ７６に供給させる電力を制御することにより、所望の温度に合わせていく。

【0044】

環状ベルトとしての加熱ベルト７２は、中空の円筒状に構成されると共に左右方向に十分な長さを有する無端ベルトであり、加熱中央部７１の周囲を周回するように配置されている。この加熱ベルト７２は、図４に模式的な断面図を示すように、基体８１、弾性層８２及び表層８３といった３種類の部材が順次積層された層構造となっている。

【0045】

基体８１は、加熱ベルト７２の最も内側に位置しており、例えばポリイミドにより構成されている。基体８１の厚さは、約５０～１２０［μｍ］とすることが可能である。本実施の形態では、基体８１の厚さを、約７０～９０［μｍ］とした。また基体８１は、金属材料により構成することも可能であり、この場合の厚さを約２０～６０［μｍ］とすることができる。

【0046】

弾性層８２は、基体８１及び表層８３の間に位置しており、例えばシリコーンゴムにより構成されている。弾性層８２の厚さは、約１００～３５０［μｍ］とすることが可能であり、本実施の形態では約１５０～３００［μｍ］としている。この弾性層８２を構成するシリコーンゴムの硬度に関しては、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に基づくデュロメータタイプＡ（シェアＡ）の測定方法において、約７～５０［°］であることが望ましい。本実施の形態では、弾性層８２として、硬度が約１２～４０［°］の材料を使用した。

【0047】

表層８３は、加熱ベルト７２の最も外側に位置しており、例えばＰＦＡ（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）により構成されている。表層８３の厚さは、約８～４０［μｍ］とすることが可能である。本実施の形態では、表層８３の厚さを１３～３０［μｍ］とした。

【0048】

因みに、加熱ベルト７２の内周面には、液体の潤滑剤が塗布されている。このため離間板７７及び加熱ベルト７２の間には、この潤滑剤が介在している。これにより加熱ベルト７２は、離間板７７に対して円滑に摺動することができる。

【0049】

対向部材としての加圧部４３（図２及び図３）は、全体として中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されており、その直径が約３０［ｍｍ］となっている。この加圧部４３は、加圧ローラとも呼ばれる。加圧部４３は、図５に模式的な断面図を示すように、中心材９１に弾性層９２、プライマー層９３及び表面層９４が順次積層された構成となっている。

【0050】

中心材９１は、例えば快削鋼（ＳＵＭとも呼ばれる）で構成されており、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されている。中心材９１の直径は、約２４［ｍｍ］である。弾性層９２は、例えばシリコーンゴムであり、中心材９１の周側面に対し、厚さが約３［ｍｍ］となるように積層されている。プライマー層９３は、例えば非導電性を有するＲＴＶ（Room Temperature Vulcanizing）シリコーンゴムであり、弾性層９２の外周面に対し、厚さが約５［μｍ］以下となるように形成されている。表面層９４は、例えば非導電性を有するＰＦＡであり、その厚さを１５～２５［μｍ］としている。

【0051】

さらに定着部４０（図２及び図３）の定着筐体４１内における左側及び右側には、圧縮バネ４４がそれぞれ組み込まれている。この圧縮バネ４４は、コイルスプリングであり、図示しない部品を介して、加熱部４２を加圧部４３に付勢している。

【0052】

この定着部４０では、圧縮バネ４４や加熱部４２の自重等により、加熱部４２及び加圧部４３の間で、２７～３６［ｋｇ］の荷重に相当する圧力が作用することが望ましい。本実施の形態では、加熱部４２及び加圧部４３の間で、３０［ｋｇ］の荷重に相当する圧力を作用させた状態で、定着部４０を動作させるようにした。

【0053】

これにより定着部４０では、加熱部４２が加圧部４３に押し付けられ、該加圧部４３が弾性変形することにより、加熱ベルト７２及び加圧部４３の間にニップ領域Ｎが形成される。因みに画像形成装置１（図１）の内部では、このニップ領域Ｎに沿って定着搬送路Ｗ３が形成されている。定着部４０では、このニップ領域Ｎの搬送方向（すなわち概ね前後方向）に沿った長さであるニップ幅ＷＮ（図３）を、８～１１［ｍｍ］とした。

【0054】

定着部４０は、画像形成装置１において印刷処理が行われる場合、加熱部４２のヒータ７６を発熱させ、また加圧部４３を回転させることにより加熱ベルト７２を周回させる。ここで定着部４０では、定着搬送路Ｗ３に沿って媒体Ｍが搬送されてくると、該媒体Ｍをニップ領域Ｎにおいて加熱ベルト７２及び加圧部４３により挟持する。このとき定着部４０は、加熱ベルト７２を媒体Ｍに当接させた状態で、該加熱ベルト７２を該媒体Ｍと同一の速度で走行させながら、熱及び圧力を加えることにより、トナーを定着させる。

【0055】

また画像形成装置１では、媒体Ｍとして、いわゆるコート紙や耐水紙のように高抵抗な用紙、すなわち通紙の際に発生する抵抗が比較的大きい用紙を使用する場合がある。具体的には、例えば国際紙パルプ商事株式会社製「カレカ（登録商標）」、株式会社中川製作所製「ラミフリー（登録商標）」、又は巴川製作所製「エコクリスタル（登録商標）」等のコート紙が使用可能である。このとき画像形成装置１では、普通紙を使用する場合と比較して、媒体Ｍの搬送速度（すなわち通紙速度）を低下させることにより、該媒体Ｍに対するトナーの定着効率を高めると共に定着性を向上させるようになっている。

【0056】

画像形成装置１では、コート紙等を使用する場合の搬送速度を約５０～８０［ｍｍ／ｓ］とすることが可能であり、ニップ幅ＷＮを８～１１［ｍｍ］とすることが可能である。本実施の形態では、搬送速度を５５［ｍｍ／ｓ］とし、ニップ幅ＷＮを１１［ｍｍ］とした。これにより画像形成装置１では、定着部４０において媒体Ｍ上の所定箇所がニップ領域Ｎを通過するのに要する通過時間が、約０．２［ｓ］となる。

【0057】

なお、本実施の形態において、例えば媒体Ｍの搬送速度が８０［ｍｍ／ｓ］であり、ニップ幅ＷＮが８［ｍｍ］であった場合、該媒体Ｍの所定箇所がニップ領域Ｎを通過するのに要する通過時間は、０．１［ｓ］となる。また、例えば媒体Ｍの搬送速度が５０［ｍｍ／ｓ］であり、ニップ幅ＷＮが１１［ｍｍ］であった場合、該媒体Ｍの所定箇所がニップ領域Ｎを通過するのに要する通過時間は、０．２２［ｓ］となる。

【0058】

［３．加熱ベルトの評価］
ところで、上述したコート紙等は、紙（すなわちセルロース等）により構成された基材の表面に、比較的薄い樹脂等の表層が重畳された構造となっている。このコート紙は、表層により基材表面に形成されている比較的小さい凹凸を埋めており、普通紙と比較して表面が平滑に形成されている。このためコート紙は、画像形成装置１等によって画像が印刷された場合に、一様に光沢を有する高品質な状態に仕上がることが期待される。

【0059】

しかし、実際のコート紙では、基材に形成されている凹凸に起因して、その表面に、例えば直径又は長軸が約１～５［ｍｍ］程度の円形又は楕円形であり、深さが約１０［μｍ］程度であるような、微細な窪みＤが形成される場合がある。

【0060】

定着部４０は、このようなコート紙等でなる媒体Ｍにトナー画像を定着させる場合、該窪みＤがニップ領域Ｎを通過する間に、加熱ベルト７２の一部を該窪みＤに入り込むように変形させ、該加熱ベルト７２の表面を該窪みＤの内側面に当接させて、トナーを該媒体Ｍの表面に押し付けることが望ましい。

【0061】

一方、画像形成装置１では、上述したように、媒体Ｍとしてコート紙等を使用する場合、該媒体Ｍの搬送速度を５５［ｍｍ／ｓ］としており、これに伴い定着部４０のニップ領域Ｎにおける媒体Ｍの通過時間が約０．２［ｓ］となっている。このことは、定着部４０において、加熱ベルト７２が媒体Ｍに当接して変形を開始してから、０．２［ｓ］以内に窪みＤに応じた形状に変形できれば、該媒体Ｍに対し熱及び圧力を適切に加え得ることを意味している。これを換言すれば、画像形成装置１では、定着部４０の加熱ベルト７２に関し、変形する速度や硬度等が適切な範囲に収まっていれば、窪みＤにおいてもトナーを適切に定着させ、画像に光沢を生じさせることが可能となる。

【0062】

ここで、加熱ベルト７２が変形する速度や硬度と、媒体Ｍに対する追従の可能性との関係について図６（Ａ）～（Ｃ）を参照しながら説明する。図６（Ａ）～（Ｃ）は、ニップ領域Ｎにおいて、窪みＤが形成された媒体Ｍの表面に対し、加熱ベルト７２が当接している様子を模式的に表した断面図である。

【0063】

例えば、図６（Ａ）に示すように、加熱ベルト７２の硬度が比較的低いために変形する速度が比較的遅い場合、該加熱ベルト７２は、窪みＤに対し完全に入り込むことができず、窪みＤの内側面においてトナーに熱や圧力を十分に伝えられない。換言すれば、このとき加熱ベルト７２は、媒体Ｍにおける窪みＤを含めた形状に対する追従が遅く、或いは応答性が悪いため、通過時間内では該媒体Ｍに対し十分に追従できない。この場合、媒体Ｍは、該窪みＤが形成された箇所において局所的に光沢が表れない、いわゆる光沢ムラが発生した状態となるため、画質が低いと評価されることになる。

【0064】

一方、図６（Ｂ）に示すように、加熱ベルト７２の硬度が適切な範囲にあり変形する速度が適切である場合、加熱ベルト７２は、窪みＤに対し完全に入り込むことができ、窪みＤの内側面においてトナーに熱や圧力を十分に伝えられる。換言すれば、このとき加熱ベルト７２は、媒体Ｍにおける窪みＤを含めた形状に対する追従性が高く、応答性が良好となっている。この場合、媒体Ｍは、該窪みＤが形成された箇所においても光沢が十分に表れ、一様に光沢を有する状態となるため、画質が高いと評価されることになる。

【0065】

さらに、図６（Ｃ）に示すように、加熱ベルト７２の硬度が比較的高い場合、該加熱ベルト７２は、窪みＤに対し完全に入り込むことができず、窪みＤの内側面においてトナーに熱や圧力を十分に伝えられない。換言すれば、このとき加熱ベルト７２は、媒体Ｍにおける窪みＤを含めた形状に対する追従性が低く、応答性が悪くなっている。この場合、媒体Ｍは、図６（Ａ）の場合と同様に、該窪みＤが形成された箇所において局所的に光沢が表れない、いわゆる光沢ムラが発生した状態となるため、画質が低いと評価されることになる。

【0066】

このように定着部４０では、加熱ベルト７２の硬度や変形する速度が適切な範囲内であれば、媒体Ｍの形状に対し適切に追従できるので、各部分においてトナーを良好に定着させ、光沢ムラが発生する可能性を低減できると考えられる。

【0067】

ところで、加熱ベルト７２のように比較的薄く構成された部材の硬度を測定する場合、一般的に、いわゆる微小硬度計を用いて硬度計測を行う。この微小硬度計では、例えば円柱状等に形成された探針（計測端子とも呼ばれる）を対象部材に当接させ、所定の荷重や速度を加えて押し込み、当該探針の変位量を基に、硬度を計測することができる。

【0068】

本実施の形態では、微小硬度計として、高分子計器株式会社製「マイクロゴム硬度計 ＭＤ－１ｃａｐａ」を使用した。また本実施の形態では、直径が０．１６［ｍｍ］の円柱形状でなる探針を計測に使用し、この探針の降下速度（すなわち押込速度）を３．２［ｍｍ／ｓ］とし、荷重を２２～３３２［Ｎｍ］とした。

【0069】

図７は、互いに構成が異なる複数の加熱ベルト７２について、微小硬度計によりそれぞれ得られた計測値の時間的な変化の一例を、グラフとして表したものである。縦軸は、硬度の値を表しており、最終的に飽和した際の硬度の値（以下これを飽和硬度値と呼ぶ）に対する相対値［％］に換算している。横軸は、計測を開始した時点からの経過時間であり、０．１［ｓ］ごとに値をプロットしている。以下では、図７に示した各プロットを結んだ特性曲線をプロファイルとも呼ぶ。

【0070】

この図７では、測定開始後の時間経過に応じて、微小硬度計による計測値が増加していく様子や、加熱ベルト７２の構成に応じてプロファイルの形状が異なる様子が表れている。このように、加熱ベルト７２におけるプロファイルの形状が異なることは、当該加熱ベルト７２における変形の速度が異なることを表している。

【0071】

そこで本実施の形態では、この微小硬度計を利用して加熱ベルト７２の硬度を計測するようにした。また本実施の形態では、計測開始後に０．２［ｓ］が経過した時点における計測値（以下これを０．２ｓ後硬度値と呼ぶ）を、該加熱ベルト７２が変形する速度に応じた値と見なすようにした。以下では、この０．２［ｓ］を計測時間とも呼ぶ。

【0072】

さらに本実施の形態では、加熱ベルト７２における０．２ｓ後硬度値と、当該加熱ベルト７２を用いて媒体Ｍに印刷された画像の品質との関係を調査した。また本実施の形態では、０．２ｓ後硬度値を、最終的に収束した硬度の値である飽和硬度値に対する相対的な比率（以下これを０．２ｓ後硬度比率と呼ぶ）として表すことにより、硬度値を正規化し、比較の容易化を図った。説明の都合上、以下では、０．２ｓ後硬度値及び飽和硬度値を、それぞれ第１の硬度値及び第２の硬度値とも呼ぶ。

【0073】

具体的に本実施の形態では、評価試験として、弾性層８２及び表層８３を様々な構成とした１２種類の加熱ベルト７２（７２Ａ～７２Ｌ）を用意し、微小硬度計により各加熱ベルト７２の硬度をそれぞれ計測した。図８に示す表Ｔ１は、各加熱ベルト７２の仕様や計測結果を表形式にまとめたものである。

【0074】

この表Ｔ１には、各加熱ベルト７２の仕様として、弾性層８２の厚さ［μｍ］、弾性層８２の硬度［°］及び表層８３の厚さ［μｍ］を記載した。また表Ｔ１には、加熱ベルト７２の飽和硬度値［°］及び０．２ｓ後硬度値［°］の計測値、並びに両者を基に算出された０．２ｓ後硬度比率を、それぞれ記載した。なお、０．２ｓ後硬度比率の値については、小数点以下第４位を四捨五入した。

【0075】

次に本実施の形態では、画像形成装置１の定着部４０において各加熱ベルト７２（７２Ａ～７２Ｌ）を使用し、媒体Ｍとしてコート紙を使用して、後述する試験画像を印刷する印刷試験をそれぞれ行い、得られた印刷結果に対する評価をそれぞれ行った。この印刷試験では、画像形成装置１として沖電気工業株式会社製「Ｃ８４４」を使用した。

【0076】

この印刷試験では、全面を一様な黒色とした画像（いわゆる全面ベタ画像）を試験画像とした。また印刷後の媒体Ｍでは、光沢ムラが発生する場合、その表面に微小な凹凸が形成され、非平面となっていることが考えられる。すなわち媒体Ｍでは、平面部分の面積が減少し非平面部分の面積が増加するに連れて、光沢ムラの度合いが高まると考えられる。

【0077】

そこで本実施の形態では、媒体Ｍの印刷結果に対する評価として、該媒体Ｍの表面における平面部分の面積の比率を基に、複数段階の「レベル」に区分する評価を行った。このように区分された各レベルは、光沢ムラが発生する度合と高い相関を有することになる。すなわち本実施の形態では、印刷後の媒体Ｍの表面における平面部分の比率を用いることにより、該媒体Ｍにおいて光沢ムラが発生する度合を、客観的な指標により表すようにした。

【0078】

具体的に本実施の形態では、各加熱ベルト７２を定着部４０に組み込んだ画像形成装置１により、試験画像を該媒体Ｍに印刷した。本実施の形態では、媒体Ｍとして、株式会社中川製作所製「ラミフリー（登録商標）」を使用した。

【0079】

次に本実施の形態では、当該媒体Ｍの表面形状をレーザー顕微鏡により観測して顕微鏡画像を撮像した。本実施の形態では、レーザー顕微鏡として、レーザーテック株式会社製のコンフォーカル顕微鏡「ＯＰＴＥＬＩＣＳ（登録商標） ＨＹＢＲＩＤ」を使用した。

【0080】

続いて本実施の形態では、このレーザー顕微鏡により、得られた顕微鏡画像における各画素の輝度を基に２値化処理を行い、平面部分と非平面部分とを区分した。さらに本実施の形態では、顕微鏡画像全体の面積に対する平面部分の面積の比率を算出し、これをトナー平面面積率［％］とした。ここで、レーザー顕微鏡に関しては、以下のような設定内容を採用した。

【0081】

光量：５０［％］
明るさ：５００
対物レンズ：１０ｘ （倍率１８５倍）
パッチワーク枚数：縦８枚×横８枚（１１［ｍｍ］×１１［ｍｍ］の画像領域）
２値化メソッド：輝度値
平面部抽出閾値：８５～１９０（輝度値）

【0082】

さらに本実施の形態では、算出されたトナー平面面積率［％］の値に関し、以下のような閾値を設定することにより、光沢ムラが比較的多い「レベル１」から光沢ムラがほとんど見られない「レベル５」までの、５段階の評価レベルに区分した。各評価レベルの閾値に関しては、トナー平面面積率［％］が様々な値である複数の媒体Ｍにおける光沢ムラの状態を目視により観察し、各レベルの間で有意な差異が認められるよう、それぞれの値を適切に設定した。

【0083】

レベル１：３１．２［％］未満
レベル２：３１．２［％］以上、３５．９［％］未満
レベル３：３５．９［％］以上、４０．６［％］未満
レベル４：４０．６［％］以上、４５．３［％］未満
レベル５：４５．３［％］以上

【0084】

このような評価試験を各加熱ベルト７２について行った結果、表Ｔ１（図８）に示したような評価レベルが得られた。また図９は、０．２ｓ後硬度比率及び評価レベルをそれぞれ横軸及び縦軸としたグラフであり、各加熱ベルト７２の値を基にプロットを配置した。なお図９では、評価レベルがレベル４以上である場合のプロットを記号「○」により表し、該評価レベルがレベル３以下である場合プロットを記号「×」により表した。以下では、図８及び図９を基に、この評価試験における０．２ｓ後硬度比率と評価レベルとの相関等について説明する。

【0085】

本評価試験では、０．２ｓ後硬度比率の値が０．７３８（７３．８％）以上０．８３７（８３．７％）以下の範囲Ｒ１内である場合、評価レベルがレベル４以上となった。このとき定着部４０では、図６（Ｂ）に示したように、加熱ベルト７２において押し込みに対する応答が比較的速く、媒体Ｍに形成された窪みＤに対する追従性も高いと考えられる。このため画像形成装置１は、定着部４０のニップ領域Ｎにおいて、媒体Ｍの各部分に対し熱及び圧力を均等に与えることができ、該媒体Ｍに印刷した画像において、光沢ムラを良好に低減させることができる。またこの場合、弾性層８２の硬度は１２～２０［°］の範囲内であり、０．２ｓ後硬度値は５６．４～６５．５［°］の範囲内であった。

【0086】

また本評価試験では、０．２ｓ後硬度比率［％］の値が０．７９３（７９．３％）以上０．８３７（８３．７％）以下の範囲Ｒ２内である場合、評価レベルがレベル５となった。このとき定着部４０では、押し込みに対する応答がさらに速く、媒体Ｍに形成された窪みＤに対する追従性もさらに高いと考えられる。このため画像形成装置１は、媒体Ｍに印刷した画像において光沢ムラを格段に低減させることができ、極めて高い品質の印刷結果を得ることができる。

【0087】

一方、本評価試験では、０．２ｓ後硬度比率の値が０．７３８未満であった場合、評価レベルがレベル３以下となった。このとき定着部４０では、図６（Ａ）に示したように、加熱ベルト７２において押し込みに対する応答が比較的遅く、媒体Ｍに形成された窪みＤに対する追従性が低いと考えられる。この結果、画像形成装置１は、媒体Ｍに印刷した画像において、光沢ムラを比較的多く発生させてしまう。

【0088】

また本評価試験では、０．２ｓ後硬度比率［％］の値が０．８３７よりも大きかった場合にも、評価レベルがレベル３以下となった。このとき定着部４０では、図６（Ｃ）に示したように、加熱ベルト７２が比較的硬くなるため、弾性が比較的小さくなっており、媒体Ｍに形成された窪みＤに対する追従性も低いと考えられる。この結果、画像形成装置１は、媒体Ｍに印刷した画像において、光沢ムラを比較的多く発生させてしまう。

【0089】

このように本評価試験では、０．２ｓ後硬度比率の値に応じて、媒体Ｍに印刷された画像における光沢ムラの発生度合が変化する、といった関係性が明らかになった。また本評価試験では、光沢ムラの発生度合を良好に低減させ得るような０．２ｓ後硬度比率の範囲や０．２ｓ後硬度値の範囲も明らかになった。

【0090】

以上を踏まえ、本実施の形態による画像形成装置１の定着部４０では、０．２ｓ後硬度比率の値が少なくとも０．７３８以上０．８３７以下の範囲Ｒ１内となり、好ましくは０．７９３以上０．８３７以下の範囲Ｒ２内となるような、加熱ベルト７２を使用するようにした。

【0091】

［４．効果等］
以上の構成において、本実施の形態による画像形成装置１は、コート紙の媒体Ｍに画像を印刷する場合、定着部４０の加熱ベルト７２を、媒体Ｍがニップ領域Ｎを通過する時間で十分に変形する、といった性質を有するものとした。具体的に画像形成装置１では、加熱ベルト７２として、微小硬度計を用いて測定される０．２ｓ後硬度比率の値が、少なくとも０．７３８以上０．８３７以下の範囲Ｒ１内に収まるものを採用した。

【0092】

このため画像形成装置１は、媒体Ｍが定着部４０のニップ領域Ｎを通過する約０．２［ｓ］の間に、該媒体Ｍの窪みＤに合わせて加熱ベルト７２の形状を確実に変形させ、その表面に当接させることができる（図６（Ｂ））。これにより画像形成装置１は、媒体Ｍにおける平坦な部分及び窪みＤの何れにおいても、加熱ベルト７２により熱及び圧力を加えてトナーを十分に定着させることができ、該媒体Ｍに印刷された画像においてムラの無い一様な光沢性を持たせることができる。

【0093】

また画像形成装置１は、定着部４０の加熱ベルト７２に関し、０．２ｓ後硬度値が５６．４［°］以上６５．５［°］以下である場合にも、評価レベルがレベル４以上となるため（図８）、光沢ムラの発生を良好に抑えることができる。

【0094】

さらに画像形成装置１は、定着部４０の加熱ベルト７２として、０．２ｓ後硬度比率の値が０．７９３以上０．８３７以下の範囲Ｒ２内に収まるものを採用することもできる。この場合、画像形成装置１は、媒体Ｍにおける平坦な部分及び窪みＤの何れにおいても、加熱ベルト７２によりトナーをさらに良好に定着させ、該媒体Ｍに印刷された画像において光沢ムラの発生を格段に抑えて、さらに良好に光沢性を持たせることができる。

【0095】

特に本実施の形態では、加熱ベルト７２の単なる硬度、すなわち飽和硬度値では無く、微小硬度計による計測値のうち、計測開始から０．２［ｓ］が経過した時点の値である０．２ｓ後硬度値を利用するようにした。また本実施の形態では、この０．２［ｓ］という時間を、媒体Ｍがニップ領域Ｎを通過するのに要する時間とし、具体的には該媒体Ｍの搬送速度及びニップ領域Ｎの長さであるニップ幅ＷＮを基に算出するようにした。このため画像形成装置１では、媒体Ｍがニップ領域Ｎを通過する間に窪みＤに合わせて変形し終えるような適切な加熱ベルト７２を採用することができる。

【0096】

また本実施の形態では、０．２ｓ後硬度比率の値が少なくとも０．７３８以上０．８３７以下の範囲Ｒ１に収まっていれば、搬送速度及びニップ幅ＷＮを変更することにより、ニップ領域Ｎを通過するのに要する通過時間を０．１～０．２［ｓ］に変更したとしても、光沢ムラの発生を良好に抑え得ることが確認できた。

【0097】

このため加熱ベルト７２は、ニップ領域Ｎを通過するニップ通過終了時間までに、硬度比率の値が０．７３８以上０．８３７以下に達していれば、媒体Ｍにおける平坦な部分及び窪みＤの何れにおいても、光沢ムラの発生を抑えることができる。すなわち、加熱ベルト７２に求められる条件に関して、微小硬度計による計測開始後の経過時間と、ニップ領域Ｎの通過時間とを必ずしも一致させる必要は無い。例えば、加熱ベルト７２に求められる条件を、微小硬度計による計測開始後に０．１６±０．０６［ｓ］が経過した時点において、硬度比率の値が０．７３８以上０．８３７以下の範囲Ｒ１に収まっていること、としても良い。

【0098】

他の観点から見ると、本実施の形態では、微小硬度計に関し、通常とは一部異なる手法により利用するようにした。通常であれば、微小硬度計を使用する場合、計測対象物に探針を押し当て、ある程度の時間が経過した後に値が安定した段階で、このときの値（すなわち飽和硬度値）を計測値とする。

【0099】

これに対し、本実施の形態では、微小硬度計の探針を押し当てることによる加熱ベルト７２の経時変化が、媒体Ｍの窪みＤに当接した該加熱ベルト７２の経時変化に極めて近いものとみなすようにした。これにより、本実施の形態では、微小硬度計における計測値の経時変化を逐次読み取ることにより、加熱ベルト７２の経時的な形状変化の様子として捉えることができる。

【0100】

さらに別の観点から見ると、画像形成装置１では、媒体Ｍに対しトナーを良好に定着させる観点から、ニップ領域Ｎのニップ幅ＷＮをできるだけ大きく確保するような構成としている。具体的には、定着部４０（図３）において、加熱部４２を加圧部４３のようなローラではなく、加熱中央部７１の周囲に加熱ベルト７２を周回させる構成とし、該加熱中央部７１に設けたヒータ７６や離間板７７等が前後方向に沿って十分な長さを有している。このような構成の定着部４０では、加熱中央部７１の周囲を周回する加熱ベルト７２を比較的薄く形成する必要があるため、該加熱ベルト７２に十分な厚さを持たせることが難しく、その結果として該加熱ベルト７２における硬度の選定が困難であった。

【0101】

この点において、本実施の形態では、ニップ領域Ｎを通過する通過時間（すなわち０．２［ｓ］）における加熱ベルト７２の追従性や応答性に着目し、０．２ｓ後硬度比率を指標として使用することにより、良好な範囲Ｒ１及びＲ２（図９）を特定した。このため画像形成装置１では、定着部４０（図３）において比較的大きいニップ幅ＷＮを確保しながら、比較的薄く構成された加熱ベルト７２において追従性や応答性を適切に高めることができ、形成された画像において良好な光沢性を得ることができる。

【0102】

また本実施の形態では、顕微鏡画像における各画素の輝度に基づいたトナー平面面積率を指標とし、その値に応じて評価レベルを区分するようにした。このため本実施の形態では、光沢ムラの有無や度合に関し、目視に頼った曖昧な区分では無く、一様な基準に従った明確な区分により、各加熱ベルト７２の客観的な評価レベルを適切に定めることができる。この結果、画像形成装置１では、適切に評価されたレベルを基に選定された適切な加熱ベルト７２を用いることにより、光沢ムラが殆ど見られないような、十分な光沢性を有する画像を媒体Ｍに印刷することができる。

【0103】

以上の構成によれば、画像形成装置１は、コート紙の媒体Ｍに画像を印刷する場合、定着部４０の加熱ベルト７２を、微小硬度計を用いて測定される０．２ｓ後硬度比率の値が少なくとも０．７３８以上０．８３７以下の範囲Ｒ１に収まるようにした。このため画像形成装置１は、媒体Ｍが定着部４０のニップ領域Ｎを通過する約０．２［ｓ］の間に、該媒体Ｍの窪みＤに合わせて加熱ベルト７２の形状を確実に変形させることができる。これにより画像形成装置１は、媒体Ｍに対し平坦な部分及び窪みＤの何れにおいてもトナーを十分に定着させることができ、該媒体Ｍに印刷された画像において光沢ムラの発生を抑え、一様な光沢性を持たせることができる。

【0104】

［５．他の実施の形態］
なお上述した実施の形態においては、定着部４０におけるニップ幅ＷＮを８～１１［ｍｍ］とし、媒体Ｍの搬送速度を５５［ｍｍ／ｓ］として、媒体Ｍ上の所定箇所がニップ領域Ｎを通過するのに要する通過時間を約０．２［ｓ］とする場合について述べた。またこれに応じて、加熱ベルト７２の評価において０．２ｓ後硬度値や０．２ｓ後硬度比率を使用する場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、定着部４０におけるニップ幅ＷＮ及び媒体Ｍの搬送速度を種々の値とすることにより、当該通過時間を例えば０．１［ｓ］や０．４［ｓ］等、種々の時間としても良い。またこの場合、当該通過時間に合わせて、計測開始後に当該通過時間が経過した時点の硬度や硬度比率を使用しても良い。或いは、当該通過時間よりも短い時間が経過した時点の硬度や硬度比率を使用しても良い。

【0105】

また上述した実施の形態においては、加熱ベルト７２の評価試験において、レーザー顕微鏡を用いて得られた顕微鏡画像の輝度値を基にトナー平面面積率を算出し、これを用いて５段階の評価レベル（レベル１～レベル５）に区分する場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、例えば評価担当者の目視による主観に基づいて各評価レベルに区分する等、種々の手法により各評価レベルに区分しても良い。また区分する評価レベルの数は、５段階に限らず、４段階以下又は６段階以上としても良い。

【0106】

さらに上述した実施の形態においては、加熱ベルト７２における基体８１の厚さを約７０～９０［μｍ］とし、弾性層８２の厚さを約１５０～３００［μｍ］とし、表層８３の厚さを約１３～３０［μｍ］とする場合について述べた（図８）。しかし本発明はこれに限らず、基体８１、弾性層８２及び表層８３の厚さを、それぞれ他の値としても良い。

【0107】

さらに上述した実施の形態においては、加熱ベルト７２における弾性層８２の硬度を、１２～２０［°］とする場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、弾性層８２の硬度を他の種々の値としても良い。

【0108】

さらに上述した実施の形態においては、定着部４０の加圧部４３（図２及び図３）を、中心材９１の周側面に弾性層９２等が形成された加圧ローラとして構成する場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、例えば加圧部４３を加熱部４２と同様に加熱中央部及び加熱ベルトを組み合わせた構成とする等、種々の構成としても良い。

【0109】

さらに上述した実施の形態においては、コート紙のように、基材である紙の表面に樹脂等の表層が設けられ、その表面に微細な窪みＤが形成された媒体Ｍを使用する場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、コート紙と同様に表面に微細な窪みや凹凸が形成された種々の媒体を使用しても良い。

【0110】

さらに上述した実施の形態においては、微小硬度計により、円柱形状の探針を計測対象である加熱ベルト７２に押し込み、該探針の変位量を基に該加熱ベルト７２の硬度を計測する場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、例えば先端が半球状の探針や、楕円柱状の探針等、種々の形状の探針を用いても良い。或いは、他の種々の手法により計測対象の硬度を計測する硬度計を使用しても良い。この場合、探針の変位量に相当する物理量の時間変化を取得できるものであれば良い。また、微小硬度計における各種の値に関しても、探針の直径を０．１６［ｍｍ］以外としても良く、探針の降下速度を３．２［ｍｍ／ｓ］以外としても良く、荷重を２２～３３２［Ｎｍ］以外としても良い。

【0111】

さらに上述した実施の形態においては、画像形成装置１（図１）に４個の現像部３０を設ける場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、例えば画像形成装置１に１個以上３個以下、又は５個以上の現像部３０を設けても良い。

【0112】

さらに上述した実施の形態においては、本発明を単機能のＳＦＰである画像形成装置１に適用する場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、例えば複写機やファクシミリ装置の機能を有するＭＦＰ（Multi Function Peripheral）等、他の種々の機能を有する画像形成装置に適用しても良い。

【0113】

さらに本発明は、上述した各実施の形態及び他の実施の形態に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した各実施の形態と上述した他の実施の形態の一部又は全部を任意に組み合わせた実施の形態や、一部を抽出した実施の形態にもその適用範囲が及ぶものである。

【0114】

さらに上述した実施の形態においては、環状ベルトとしての加熱ベルト７２と、対向部材としての加圧部４３とによって定着装置としての定着部４０を構成する場合について述べた。しかし本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる環状ベルトと、対向部材とによって定着装置を構成しても良い。

【産業上の利用可能性】

【0115】

本発明は、例えば電子写真方式により媒体上に形成されたトナー画像を定着部により該媒体に定着させる場合に利用できる。

【符号の説明】

【0116】

１……画像形成装置、２０……転写部、３０……現像部、４０……定着部、４２……加熱部、４３……加圧部、７１……加熱中央部、７２……加熱ベルト、７３……支持体、７４……支持体、７５……熱伝導板、７６……ヒータ、７７……離間板、７８……温度センサ、８１……基体、８２……弾性層、８３……表層、９１……中心材、９２……弾性層、９３……プライマー層、９４……表面層、Ｍ……媒体、Ｄ……窪み、Ｎ……ニップ領域、ＷＮ……ニップ幅、Ｒ１……範囲、Ｒ２……範囲。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】