無端ベルト、定着装置及び画像形成装置
【課題】本構成を有しない無端ベルトと比べ、表面層の耐久性を向上する無端ベルトを提供する。
【解決手段】少なくとも耐熱性樹脂を含む円筒形状の外周層を有し、外周層の表面の静止摩擦係数が軸方向に不連続的に変化するように形成された定着ベルト６２と、定着ベルト６２に接触し回転駆動する定着ロール（回転体）６１と、を備えることを特徴とする。
【解決手段】少なくとも耐熱性樹脂を含む円筒形状の外周層を有し、外周層の表面の静止摩擦係数が軸方向に不連続的に変化するように形成された定着ベルト６２と、定着ベルト６２に接触し回転駆動する定着ロール（回転体）６１と、を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
電子写真方式を用いる複写機等の画像形成装置では、加熱定着法が広く採用されている。この加熱定着法に用いる定着装置として、無端ベルトを定着ロールに押圧し、用紙を挟み込む圧接域（挟込領域）形成するベルト挟込方式が開発されている（特許文献１参照）。
ベルト挟込方式の定着装置では、圧力付与部材により無端ベルトを定着ロールに圧接させる。このため、圧力付与部材−無端ベルト間や、無端ベルト表面の摺動抵抗増大を解決する手法が報告されている。
例えば、特許文献２には、普通紙に対する表面静止摩擦係数が０．０６以下の表面層を有する無端ベルトを備えた定着装置が記載されている。
特許文献３には、用紙に対する静止摩擦係数μ２が定着ロールの用紙に対する静止摩擦係数μ１より小さい表面を有する無端ベルトを備えた定着装置が記載されている。
【０００３】
また、ベルト挟込方式の定着装置では、用紙の紙皺や画像ずれ等の発生を抑制する手法が報告されている。例えば、特許文献４には、周長が中央部より両端部で大きく形成された無端ベルトを備える定着装置が記載されている。
さらに、無端ベルト表面の耐久性を向上させる手法として、特許文献５に、フッ素樹脂を主成分とする表面離型性外層に熱硬化性樹脂を含有する定着用環状体が記載されている。
また、特許文献６には、フッ素樹脂層中に平均粒子径５μｍ〜２５μｍの無機粒子状物質と導電性物質とが配合された加圧ベルトが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３２９８３５４号公報
【特許文献２】特開２００５−０３７８２９号公報
【特許文献３】特開２００５−０７０４５３号公報
【特許文献４】特開２００５−１４８５４４号公報
【特許文献５】特開２００２−２５１０９２号公報
【特許文献６】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】
【０００５】
本発明の目的は、本構成を有しない無端ベルトと比べ、表面層の耐久性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、少なくとも耐熱性樹脂を含む円筒形状の外周層の表面に、当該外周層の円周方向に沿って露出した充填材が偏在する第１の帯状部分と、前記第１の帯状部分に対し表面に露出した充填剤の濃度が相対的に低い第２の帯状部分と、を有し、前記第１の帯状部分と前記第２の帯状部分とが、前記外周層の軸方向に交互に配置されることを特徴とする無端ベルトである。
請求項２に係る発明は、前記外周層の表面は、当該表面に露出した充填材の濃度が、前記第１の帯状部分と前記第２の帯状部分において不連続的に変化するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の無端ベルトである。
請求項３に係る発明は、前記外周層の表面は、当該表面の記録材に対する静止摩擦係数が、前記第１の帯状部分と前記第２の帯状部分において軸方向に不連続的に変化することを特徴とする請求項１又は２に記載の無端ベルトである。
請求項４に係る発明は、前記第１の帯状部分に配合された充填剤の濃度に対し前記第２の帯状部分に配合された充填剤の濃度が相対的に低いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無端ベルトである。
【０００７】
請求項５に係る発明は、少なくとも耐熱性樹脂を含む円筒形状の外周層を有し、当該外周層の表面の静止摩擦係数が軸方向に不連続的に変化するように形成された定着ベルトと、
前記定着ベルトに接触し回転駆動する回転体と、を備えることを特徴とする定着装置である。
【０００８】
請求項６に係る発明は、トナー像を形成する像形成部と、前記トナー像形成部により形成されたトナー像を記録材上に転写する転写部と、駆動源に接続されて回転駆動する加圧ロールと、当該定着ロールに接触しながら従動回転し、少なくとも耐熱性樹脂を含む外周層の表面の記録材に対する静止摩擦係数が軸方向に不連続的に変化するように形成された定着ベルトとを有し、当該記録材に転写されたトナー像を当該記録材上に定着する定着部と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、本構成を有しない無端ベルトと比べ、表面層の耐久性が向上する。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、表面の静止摩擦係数が軸方向に不連続的に変化するように形成されていない無端ベルトと比べ、定着ベルトとして使用すると長期使用における用紙における紙皺の発生を抑制する性能が維持される。
【００１１】
請求項３に係る発明によれば、表面の記録材に対する静止摩擦係数が、第１の帯状部分と第２の帯状部分において軸方向に不連続的に変化しない無端ベルトと比べ、表面層の摩滅が減少する。
【００１２】
請求項４に係る発明によれば、第１の帯状部分に配合された充填剤の濃度に対し第２の帯状部分に配合された充填剤の濃度が相対的に高い場合に比べ、表面に露出する充填材の濃度が軸方向に不連続に変化する。
【００１３】
請求項５に係る発明によれば、表面の静止摩擦係数が軸方向に不連続的に変化するように形成された定着ベルトを装着しない場合に比べ、用紙の皺の発生が抑制される。
【００１４】
請求項６に係る発明によれば、表面の静止摩擦係数が軸方向に不連続的に変化するように形成された定着ベルトを装着しない場合に比べ、用紙の皺の発生が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本実施の形態が適用される定着装置の一例を説明する図である。
【図３】定着ベルトの蛇行防止部材を説明する図である。
【図４】本実施の形態が適用される定着ベルトの一例を説明する図である。
【図５】表面層における充填剤の分布の例を説明する図である。
【図６】定着ベルトの他の実施の形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態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することができる。また、使用する図面は、本実施の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。
【００１７】
（画像形成装置）
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置の概略構成図である。ここでは、一般にタンデム型と呼ぶ中間転写方式の画像形成装置を例に挙げ説明する。図１に示す画像形成装置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。次に、転写部として、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにより形成する各色成分トナー像を中間転写ベルト（像保持体）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１５上に転写した重畳トナー画像を記録材である用紙に一括転写（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。
【００１８】
図１に示すように、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム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上に静電潜像を書込むレーザ露光器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。
【００１９】
中間転写ベルト１５は、各種ロールにより、図１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蛇行を防止するテンションロール３３と、二次転写部２０に設けるバックアップロール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バックアップロール３４とを有している。
【００２０】
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のトナー像保持面側に配置する二次転写ロール（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バックアップロール２５と、バックアップロール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。
【００２１】
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を設ける。イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側に、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける画像形成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を配設する。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を配設する。
【００２２】
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、用紙を搬送する搬送ロール５２と、用紙を二次転写部２０へと送る用紙搬送部材５３と、二次転写ロール２２により二次転写された用紙を定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５と、用紙を定着装置６０に導く定着入口ガイド５６とを有する。
【００２３】
次に、画像形成装置１００の基本的な作像プロセスについて説明する。
図１に示すような画像形成装置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１２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する。
【００２４】
つぎに、感光体ドラム１１上に形成するトナー像を、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上に静電転写する。その後、トナー像を静電転写した用紙を搬送ベルト５５により定着装置６０まで搬送し、定着装置６０は、用紙上の未定着トナー像を熱および圧力で処理し用紙上に定着する。定着画像を形成した用紙は、画像形成装置の排出部に設けた排紙積載部に搬送する。
【００２５】
（定着装置）
次に、図２及び図３を用いて定着装置について説明する。図２は、本実施の形態が適用される定着装置の一例を説明する図である。図２に示すように、定着装置６０は、回転方向Ｃに回転駆動する回転体の一例としての定着ロール６１、回転方向Ｄに従動回転する無端ベルトの一例としての定着ベルト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部６４（ここでは、弾性圧力パッド６４ａと、高剛性パッド６４ｂにより構成している）、シート状の摺動部材６８により主要部が構成されている。
また、剥離の補助手段として、押圧部Ｎの下流側に、剥離部材７０が設置されている。剥離部材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。
尚、本実施の形態に限定されず、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に加圧されても良い。
【００２６】
定着ロール６１は、金属製のコア（円筒状芯金）６１１の周囲に耐熱性弾性体層６１２、および離型層６１３を積層して構成されている。コア６１１の外径および肉厚は、本実施の形態では、通常、外径２０ｍｍ〜４０ｍｍである。肉厚は、アルミニウムの場合、１ｍｍ〜３ｍｍ、ＳＵＳや鉄の場合は０．４ｍｍ〜１．５ｍｍ程度である。耐熱性弾性体層６１２の材料は、例えば、硬度が１５°〜４５°（ＪＩＳ−Ａ）程度のシリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。離型層６１３の材料は、本実施の形態では、フッ素樹脂が挙げられる。フッ素樹脂としては、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やアルミナ、硫酸バリウムのようなフィラーを配合したものが使用できる。離型層６１３の厚みは、好ましくは５μｍ〜５０μｍ、より好ましくは１０μｍ〜４０μｍである。本実施の形態では、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを被覆している。
【００２７】
定着ロール６１の内部には、発熱源としてのハロゲンヒータ６６が配設されている。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（図１参照）の制御部４０（図１参照）は、この温度センサ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している。
【００２８】
定着ベルト６２は、内部に配置された圧力パッド部６４とベルト走行ガイド６３と、さらに図２には図示しないが、両端部に配置された蛇行防止部材７３（図３参照）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。
そして、定着ベルト６２は、定着ロール６１との間に用紙（Ｐ）が供給される挟込領域Ｎ（押圧部）を形成し、挟込領域Ｎにおいて定着ロール６１に対して圧接されて配置されている。挟込領域Ｎには、定着入口ガイド５６を介し用紙（Ｐ）が供給される。定着ベルト６２の構造については後述する。
なお、挟込領域Ｎには、用紙（Ｐ）に限られず、プラスチックフィルム等のシートであてもよい。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。
【００２９】
圧力パッド部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、定着ロール６１との間で挟込領域Ｎを形成している。圧力パッド部６４は、ホルダ６５に支持され、弾性圧力パッド６４ａ（プレニップ用）を挟込領域Ｎの入口側に配置し、幅の広い挟込領域Ｎを確保している。また、高剛性パッド６４ｂ（剥離ニップ用）を挟込領域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６４ａ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６４ｂ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。
【００３０】
弾性圧力パッド６４ａおよび高剛性パッド６４ｂ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部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サンドイッチした積層シート等が挙げられる。
尚、圧力パッド部６４と定着ロール６１の間のニップ圧力は、スプリング等の部材（図示せず）によって荷重が負荷され、その荷重は、Ａ４サイズ対応（Ａ４ＳＥＦ通紙幅対応）の装置で、１００Ｎ〜３５０Ｎ、Ａ３サイズ対応（Ａ４ＬＥＦ通紙幅対応）の装置で、１５０Ｎ〜４５０Ｎ程度である。
【００３１】
ホルダ６５には、定着装置６０の長手方向に亘って、潤滑剤塗布部材６７が配設されている。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と圧力パッド部６４との摺動抵抗をさらに低減している。
【００３２】
また、本実施の形態が適用される定着装置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７３を備えている。図３は、定着ベルト６２の蛇行防止部材７３を説明する図である。図３に示すように、蛇行防止部材７３は、支持部７３１と、フランジ部７３２と、挿入部７３３と、を有する。蛇行防止部材７３は、その挿入部７３３を定着ベルト６２の両端部から挿入し、フランジ部７３２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離間させた状態で配置される。
【００３３】
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は圧力パッド部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挟込領域Ｎを通過する用紙の影響を受ける。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７３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７３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。
【００３４】
（定着ベルト６２）
次に、図４乃至図６を用い、定着ベルト６２について説明する。
尚、本実施の形態では、定着ロール６１に押圧される加圧側の定着ベルト６２の例を示すが、必ずしもこれに限定されない。例えば、無端ベルトが、内側から圧力付与部材により押圧され、対向する回転体と挟込領域を形成するものであれば、定着側のベルトでもよい。また、定着側、加圧側の両方にベルトが用いられた定着装置の場合にも適用される。
【００３５】
図４は、本実施の形態が適用される定着ベルトの一例を説明する図である。
図４に示すように、定着ベルト６２は、全体に円筒形状を有する無端ベルトであって、内周層を形成する基層６２１と、基層６２１上に接着層６２５を介して形成された外周層としての表面層６２２とから構成されている。
表面層６２２は、充填材を配合したフッ素樹脂等の耐熱性樹脂から構成されている。図４に示すように、表面層６２２は、表面に露出した充填材が円周方向に偏在する第１の帯状部分６２３と、第１の帯状部分６２３に対し露出した充填剤の濃度が相対的に低い第２の帯状部分６２４と、を有している。そして、第１の帯状部分６２３と第２の帯状部分６２４とは、定着ベルト６２の円周方向と平行にリング状に形成され、且つ、定着ベルト６２の軸方向の全体に縞模様を形成するように交互に配置されている。
【００３６】
定着ベルト６２の表面層６２２の表面はまた、後述するように、表面に露出した充填材の濃度が、第１の帯状部分６２３と第２の帯状部分６２４において不連続的に変化するように形成されている。即ち、充填材の濃度が相対的に高い第１の帯状部分６２３の表面は、表面に露出した充填剤の濃度が相対的に高く、第１の帯状部分６２３に比べ充填材の濃度が相対的に低い第２の帯状部分６２４の表面は、表面に露出した充填材の濃度が相対的に低い。
【００３７】
このような表面に露出した充填材の濃度が相対的に高い第１の帯状部分６２３の表面と、第１の帯状部分６２３に比べ表面に露出した充填材の濃度が相対的に低い第２の帯状部分６２４の表面とは、定着ベルト６２の軸方向に沿って交互に、かつ円周方向に連続して形成されている。第１の帯状部分６２３と第２の帯状部分６２４とを併せた軸方向の幅は、本実施の形態では、０．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の範囲が好ましく、１ｍｍ〜５ｍｍ程度の範囲がより好ましい。
また、表面層６２２における第１の帯状部分６２３と第２の帯状部分６２４との相互の割合は特に限定されない。通常、それぞれの充填材の配合量に基づき、第１の帯状部分６２３に対する第２の帯状部分６２４の割合が、１０％〜９０％の範囲で選択される。
【００３８】
尚、本実施の形態では、無端ベルトの構造の一例として、基層６２１の上に接着層６２５を介して耐熱性樹脂を主成分とする表面層６２２を積層した２層構造を説明したが、接着層６２５を介さずに積層した２層構造としてもよく、必ずしも２層構造に限定されない。例えば、基層６２１と表面層６２２の間に複数の層を積層してもよい。さらに、耐熱性樹脂を主成分とする表面層のみの単層構造であってもよい。また、無端ベルトは、その材質、形状、大きさ等について特に限定されない。
【００３９】
図５は、表面層６２２における充填剤の分布の例を説明する図である。図５（ａ）に示すように、表面層６２２の第１の帯状部分６２３には、定着ベルト６２の周方向（矢印Ｄの方向（定着ベルト６２の回転方向：図２参照））に沿って充填材Ｆが偏在している。一方、第１の帯状部分６２３に隣接して形成された第２の帯状部分６２４には、充填材Ｆが殆ど含まれず、第１の帯状部分６２３に対し相対的に充填材Ｆの濃度が低くなるように形成されている。尚、矢印Ｍは定着ベルト６２の軸方向を示す。
また、表面層６２２の表面には、充填材Ｆが露出している。前述したように、第１の帯状部分６２３の表面に露出した充填材Ｆの濃度に対し、第２の帯状部分６２４の表面に露出した充填材Ｆの濃度は相対的に低い。
【００４０】
図５（ｂ）は、定着ベルト６２の断面構造を説明する図である。図５（ｂ）に示すように、充填材が偏在する第１の帯状部分６２３と、第１の帯状部分６２３に対し相対的に充填剤の濃度が低い第２の帯状部分６２４とが、定着ベルト６２の軸方向Ｍの全体に縞模様を形成するように交互に配置されている。
図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示す表面層６２２における充填材Ｆの濃度を示している。横軸は、定着ベルト６２の軸方向Ｍの位置である。縦軸Ｎは、表面層６２２における充填剤Ｆの濃度である。図５（ｃ）に示すように、表面層６２２に含まれる充填剤Ｆの濃度は、第１の帯状部分６２３（濃度ａ）と第２の帯状部分６２４（濃度ｂ）とが交互に形成されていることにより、軸方向に濃度の段差Δを有するように不連続的（ａ→ｂ→ａ）に変化する。
【００４１】
本実施の形態において、充填剤Ｆの配合濃度は特に限定されない。通常、第１の帯状部分６２３において、充填剤Ｆの濃度は３ｖｏｌ％〜３０ｖｏｌ％の範囲で、好ましくは、１０ｖｏｌ％〜２０ｖｏｌ％の範囲で選択される。また、第２の帯状部分６２４において、充填剤Ｆの濃度は２０ｖｏｌ％以下、好ましくは、１０ｖｏｌ％以下の範囲で選択される。さらに、表面層６２２は、第１の帯状部分６２３の充填剤Ｆの濃度と第２の帯状部分６２４の充填剤Ｆの濃度との差が、少なくとも３ｖｏｌ％となるように、好ましくは、５ｖｏｌ％以上となるように形成される。
【００４２】
図５（ｃ）はまた、表面層６２２の表面に露出した充填剤の濃度を示している。即ち、表面層６２２に露出した充填剤Ｆの濃度は、第１の帯状部分６２３（濃度ａ’）と第２の帯状部分６２４（濃度ｂ’）とが交互に形成されていることにより、軸方向に段差Δを有するように不連続的（ａ’→ｂ’→ａ’）に変化する。
【００４３】
本実施の形態では、第１の帯状部分６２３の表面に露出した充填剤の濃度は、通常、３％〜３０％、好ましくは、１０％〜２０％である。また、第２の帯状部分６２４の表面に露出した充填剤の濃度は、通常、２０％以下である。さらに、表面層６２２は、第１の帯状部分６２３の表面に露出した充填剤Ｆの濃度と、第２の帯状部分６２４の表面に露出した充填剤Ｆの濃度との差が、少なくとも３％となるように、好ましくは、少なくとも５％以上となるように形成される。
ここで、表面層６２２の表面に露出した充填剤の濃度は、以下の測定方法により測定する。即ち、表面層６２２の表面層から走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による表面観察用に小片を切り出し、試料台に固定後、導電性を付与する為に白金を蒸着した。次に走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）ＪＳＭ−６７００Ｆ（日本電子（株）製）を用いて加速電圧１０ＫＶで組成像（ＣＯＭＰＯ像）を撮影倍率５００倍で撮影した。更に画像解析により１５０μｍ×１５０μｍの領域の中に占める表面に露出した充填剤粒子部分の面積比率を求め、表面に露出した充填剤の濃度とした。
【００４４】
本実施の形態が適用される定着ベルト６２は、前述したように、表面層６２２の表面に露出した充填剤の濃度が軸方向に不連続的に変化するように形成されていることにより、表面層６２２の表面の用紙（Ｐ）に対する表面静止摩擦係数が、第１の帯状部分６２３と第２の帯状部分６２４において軸方向に不連続的に変化している。
即ち、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂を含む表面層６２２の表面に充填材Ｆが露出することにより、用紙（Ｐ）との接触面積が減少し、表面静止摩擦係数を低下させることができる。本実施の形態では、表面層６２２の表面に露出する充填剤Ｆの濃度が相対的に高い第１の帯状部分６２３と、表面に露出する充填剤Ｆの濃度が相対的に低い第２の帯状部分６２４とが、軸方向に交互に平行に形成されている。これにより、用紙（Ｐ）に対する表面静止摩擦係数が相対的に低い部分と高い部分とが交互に形成され、表面静止摩擦係数が不連続的に変化する。
【００４５】
ベルト挟込方式の定着装置では、無端ベルトは、定着ロールと圧力付与部材との間の押圧力により用紙に押し付けられ、用紙との摩擦力によって用紙の移動に合わせて従動している。このようなベルト挟込方式の場合、長期の使用により無端ベルトの表面状態が変化すると、無端ベルトの動きが定着ロールに対応し難くなる。それに伴い、用紙における紙皺の発生を抑制する性能（以下、「紙皺性能」と記すことがある。）も低下することが判明している。
これに対し、本実施形態においては定着ベルト６２の表面層６２２をこのような構造に形成することにより、表面層６２２の耐久性が向上する。また、定着ベルト６２を長期間使用することによる紙皺性能の低下が防止される。さらに、表面層６２２の耐久性が向上することにより、表面層６２２の摩滅によるトナーの固着や固着による用紙詰まり、摩耗粉の付着等による画像汚れが抑制される。
【００４６】
本実施の形態が適用される定着ベルト６２の構造は、図４に示すように、充填剤Ｆの濃度が相対的に高い第１の帯状部分６２３と相対的に低い第２の帯状部分６２４とが、軸方向に交互に平行に形成されていることが特に好ましい。
充填剤Ｆの濃度が相対的に高い部分と相対的に低い部分とが軸方向に交互に平行に形成されていないと、表面層６２２の耐久性等において充分な効果が得られない傾向がある。
【００４７】
図６は、定着ベルト６２の他の実施の形態を説明する図である。図４に示した実施の形態と同様な構成については同じ符号を使用し、その説明を省略する。
図６（ａ）に示すように、定着ベルト６２’の表面層６２２には、交互に配置された第１の帯状部分６２６と第２の帯状部分６２７とが、定着ベルト６２’の外周面に沿って螺旋状に形成されている。図４に示した実施の形態とは異なり、第１の帯状部分６２６と第２の帯状部分６２７とは、定着ベルト６２’の円周方向と平行にリング状に形成されず、円筒形状の表面層６２２を周回しつつ軸方向に連続的に形成されている。
【００４８】
また、図６（ｂ）に示すように、充填剤Ｆが偏在する第１の帯状部分６２８を、表面層６２２の表面近傍のみに形成することもできる。この場合も図４に示した実施の形態と同様に、表面層６２２に露出した充填剤Ｆの濃度は、第１の帯状部分６２８と第２の帯状部分６２９とが交互に形成されていることにより、軸方向に不連続的に変化させることができる。この場合、充填剤Ｆの濃度が第１の帯状部分６２８に対し相対的に低い第２の帯状部分６２９は、表面層６２２のマトリックスを形成している。
尚、図６（ｂ）では、充填剤Ｆが偏在する第１の帯状部分６２８が表面近傍に形成された実施の形態を示したが、充填剤Ｆの濃度が相対的に低い第２の帯状部分６２９が表面近傍に形成されていてもよい。
【００４９】
（定着ベルト６２の製造方法）
本実施の形態が適用される定着ベルト６２は、例えば、以下の製造方法により製造される。充填材の濃度が異なる２種の塗布液（第１の塗布液，第２の塗布液）を調製する。次に、これら２種の塗布液を、それぞれ塗料吐出口を備えた別々の塗料圧送供給容器に入れる。続いて、これら２個の塗料圧送供給容器を、円筒形状の金型の軸方向に一定の間隔で隣接させて配置し、それぞれの塗料吐出口が、例えば、予め形成されたポリイミド前駆体からなる塗布層の表面近傍に配置されるように塗料圧送供給容器を装着する。
次に、円筒管状の金型を回転させ、金型の軸方向に沿って塗料圧送供給容器を移動しつつ、それぞれの塗料吐出口から第１の塗布液と第２の塗布液を同時に吐出させる。そして、金型に塗布したポリイミド前駆体の表面に、第１の塗布液と第２の塗布液とを、金型の軸方向に対し交互に塗布しつつ、金型をさらに回転し、加熱状態で塗布液を乾燥させる。さらに、加熱処理を行い、ポリイミド前駆体を硬化物からなる基層６２１上に表面層６２２を形成する。このような製造方法によって、表面層６２２は、充填剤の濃度が異なる２種の部分（第１の帯状部分６２３，第２の帯状部分６２４）が、軸方向に沿って交互に、かつ円周方向に連続して形成される。
【００５０】
また、上述の製造方法以外に、例えば、円筒形状の金型の表面に第１の塗布液を塗布した後、さらに、その上から第２の塗布液を一定の間隔を空けて塗布することによっても製造可能である。
さらに、以下の製造方法も挙げられる。即ち、基層を構成する樹脂を被覆した円筒形状の金型上に充填剤を含む塗布液を塗布する。次いで、塗布した塗布膜が乾燥する前に金型を回転させ、薄い板状又は線状のブレードを塗布膜に押し当てながら軸方向に移動させ、塗布膜に剪断力を加えることにより塗膜に螺旋状に凹部分を設ける。そしてその後、再び平らな塗膜に戻るまで回転状態でレベリングさせる。この場合、最初から凹部ができるように螺旋状に塗膜を形成し、その後、塗膜が平らになるまで回転状態でレベリングさせることによっても充填材の露出濃度の高い部分と低い部分を形成することが可能である。
【００５１】
（定着ベルト６２の材料）
基層６２１を構成する材料としては特に限定されず、通常、公知の各種プラスチック材料、金属材料等から選択される。プラスチック材料としては、一般に、エンジニアリングプラスチックと呼ばれるものが適している。エンジニアリングプラスチックとしては、おり、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、フッ素樹脂等は、機械的強度、耐熱性、耐摩耗性、耐薬品性等に優れるので好ましい。
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使用可能である。なお、前述した各種プラスチック材料と各種金属材料を積層してもよい。
基層６２１の厚さは、本実施の形態では、通常、２０μｍ〜２００μｍであり、好ましくは、４０μｍ〜１００μｍの範囲である。
【００５２】
表面層６２２を構成する耐熱性樹脂としては、トナーに対する離型性に優れるフッ素樹脂が好適である。フッ素樹脂としては、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（ＥＦＡ）共重合体また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。さらに、フッ素樹脂以外の耐熱性樹脂としては、フッ化ポリイミド等が使用可能である。
これらの耐熱性樹脂は、それぞれ単独または２種以上を組み合わせて使用できる。また、耐熱性樹脂の分子量は特に制限はない。
【００５３】
表面層６２２に使用する充填材としては特に限定されず、公知の無機粉末材料、耐熱樹脂粉末の中から選択して使用できる。
充填材の粒径は、平均粒径１μｍ〜２０μｍ程度が好ましく、より好ましくは２μｍ〜１０μｍの範囲が好ましい。また、充填材の形状は特に限定されず、不定形、燐片状、針状、繊維状等のものが使用可能である。これらの中でも不定形がより好ましい。
【００５４】
無機粉末材料としては、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材；酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化ケイ素、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。
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。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も使用可能である。また、フッ素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することも可能である。
【００５５】
本実施の形態が適用される定着ベルト６２は、基層６２１の全面又は一部にゴム材料を積層することも可能である。ゴム材料としては、例えば、ウレタンゴム、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ）、シリコーンゴム、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等が挙げられる。特に、シリコーンゴムは、耐熱性、加工性に優れるので好ましい。ゴム材料の厚さは、３０μｍ〜５００μｍの範囲が好ましく、１００μｍ〜３００μｍの範囲がより好ましい。
さらに、定着ベルト６２の表面層６２２以外の層においても、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、各種充填材を添加することも可能である。各種添加材としては表面層６２２に添加可能なものが使用可能である。
【実施例】
【００５６】
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。
【００５７】
＜画像形成装置による通紙試験＞
後述する実施例１，２と比較例１乃至３で調製した無端ベルトを、図２に示す定着装置６０に定着ベルト６２として装着し、この定着装置６０を図１に示す画像形成装置１００に取り付け、以下の条件で通紙試験を行った。用紙は富士ゼロックス製Ｃ２紙を使用し、画像密度は文字画像で５％とした。
画像形成装置１００により５０，０００枚の画像形成を実施し、画像形成の際の紙皺発生頻度、走行終了後の表面離型層の摩耗状態、その他の画像欠陥等を評価した。
【００５８】
定着装置６０中の定着ロール６１は、肉厚０．５ｍｍ、外径２５ｍｍの炭素鋼管からなるパイプに上に、シリコーンゴム（信越化学工業株式会社製ＬＳＲ）を厚さ０．６ｍｍで押出し成型し、次いで、その上に最外表面層として、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブが一体に被覆されるように注入成型により成形した。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。
【００５９】
尚、通紙試験に際し、定着ロール６１と定着ベルト６２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６２の内側に供給するオイル潤滑剤の充填量は、通常の３０％とした。このように、評価条件を加速し、定着ベルト６２の耐紙皺性及び耐摩耗性を評価した。
【００６０】
＜無端ベルトの表面に露出した充填剤の濃度の測定方法＞
表面層から走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による表面観察用に小片を切り出し、試料台に固定後、導電性を付与する為に白金を蒸着した。次に走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）ＪＳＭ−６７００Ｆ（日本電子（株）製）を用いて加速電圧１０ＫＶで組成像（ＣＯＭＰＯ像）を撮影倍率５００倍で撮影した。更に画像解析により１５０μｍ×１５０μｍの領域の中に占める表面に露出した充填剤粒子部分の面積比率を求め、表面に露出した充填剤の濃度とした。
但し、この測定方法は破壊測定となってしまうため、通紙試験用のベルトとは別にすべて同一条件で作成した別のベルトにて測定を行った。
【００６１】
＜紙皺発生頻度＞
紙皺の発生頻度は画像形成装置１００により５０，０００枚の画像形成を実施し、定着装置より排出された用紙の紙皺の有無をすべて目視にて確認し、紙皺が発生した枚数の全走行枚数（５０，０００枚）に対する発生頻度（％）を算出した。
【００６２】
＜表面層最大摩耗量＞
表面層の最大摩耗量は、画像形成後前の定着ベルトの膜厚と５０，０００枚の画像形成後の膜厚をそれぞれ測定し、画像形成後前後での膜厚変化量を摩耗量とし、その中の最大値を最大摩耗量とした。
膜厚の測定方法は（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、定着ベルトの軸方向に沿って定着ベルト全長を５ｍｍ間隔で測定した。また円周方向の位置は９０°置きの４ヶ所とした。
【００６３】
（実施例１）
以下の操作に従い、無端ベルトを調製した。先ず、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミニウム製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。
次に、用意した金型の中央部４７０ｍｍ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、次いで、金型を１００℃で５０分間回転しながら塗布液を乾燥し、塗布したポリイミド前駆体を平滑化した。
【００６４】
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、充填材として平均粒径５μｍの硫酸バリウム（堺化学株式会社製：商品名ＢＭＨ−６０）を、固形分中の割合が３０重量％（１７．４ｖｏｌ％）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１重量％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、第１の塗布液を調製した（固形分中の硫酸バリウム濃度：１７．４ｖｏｌ％）。（塗料中の全固形分濃度は５０ｗｔ％であった。）
【００６５】
次いで、前述した第１の塗布液の場合と同様の操作により、硫酸バリウム（堺化学株式会社製：商品名ＢＭＨ−６０）を、ＰＦＡ分散溶液の固形分中の割合が１０ｗｔ％（５．２ｖｏｌ％）となるように配合した。さらに、固形分中の割合が１ｗｔ％となるようにカーボンブラックを配合した。さらに、水及び増粘剤により粘度を調整し、第２の塗布液を調製した（固形分中の硫酸バリウム濃度：５．２ｖｏｌ％）。（塗料中の全固形分濃度は４８ｗｔ％であった。）
【００６６】
続いて、第１の塗布液と第２の塗布液を、２個の別々の塗料圧送供給容器にそれぞれ入れた。次に、予め表面にポリイミド前駆体を塗布した金型（アルミニウム製円筒管）の軸方向に２個の塗料圧送供給容器を隣接させ（間隔１ｍｍ）、且つそれぞれの塗料吐出口がポリイミド前駆体の表面近傍に配置されるように塗料圧送供給容器を装着した。
次に、円筒管状の金型を回転させ、金型の軸方向に沿って塗料圧送供給容器を移動しつつ、それぞれの塗料吐出口から第１の塗布液と第２の塗布液を同時に吐出させた。そして、金型に塗布したポリイミド前駆体の表面に、第１の塗布液と第２の塗布液とを、金型の軸方向に対し交互に塗布しつつ、金型をさらに回転し、塗布液を８０℃で１０分間乾燥させた。さらに、３８０℃で６０分間焼成を行い、ポリイミド前駆体を硬化させた。
【００６７】
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、両端部をカットし、無端ベルトを得た。得られた無端ベルトは、ポリイミド樹脂からなる膜厚８５μｍの基層と、基層の外周に形成された膜厚３０μｍの表面層とを有している。表面層は、ＰＦＡと、充填材として硫酸バリウム及びカーボンブラックとを含有する。また、無端ベルトは、内径３０ｍｍ、全長３５２ｍｍである。
【００６８】
得られた無端ベルトの表面は、表面に露出した充填材の濃度は約１７％であり、且つ軸方向の幅が約１ｍｍで円周方向に周回して形成された第１の帯状部分と、表面に露出した充填材の濃度は約５％であり、且つ軸方向の幅が約１ｍｍで円周方向に周回して形成された第２の帯状部分とが、軸方向に交互に配置されて形成されていた。無端ベルトに表面は、表面に露出した充填剤の濃度が無端ベルトの軸方向に沿って不連続的に変化し、第１の帯状部分と第２の帯状部分のそれぞれ表面に露出した充填材の濃度の差が約１２％である。
このように調製した無端ベルトを定着ベルトとして定着装置６０に装着し、画像形成装置１００を使用して通紙試験を行った。結果を表１に示す。
【００６９】
（実施例２）
実施例１において、第１の塗布液中の硫酸バリウムの固形分中の割合を２５ｗｔ％（１４．１ｖｏｌ％）とし、第２の塗布液中の硫酸バリウムの固形分中の割合を１５ｗｔ％（８．０ｖｏｌ％）とした。それ以外は実施例１と同様な操作により、無端ベルトを調製した。
得られた無端ベルトは、ポリイミド樹脂からなる膜厚８５μｍの基層と、基層の外周に形成された膜厚３０μｍの表面層とを有している。表面層は、ＰＦＡと、充填材として硫酸バリウム及びカーボンブラックとを含有する。また、無端ベルトは、内径３０ｍｍ、全長３５２ｍｍである。
【００７０】
得られた無端ベルトの表面は、表面に露出した充填材の濃度は約１４％であり、且つ軸方向の幅が約１ｍｍで円周方向に周回して形成された第１の帯状部分と、表面に露出した充填材の濃度は約８％であり、且つ軸方向の幅が約１ｍｍで円周方向に周回して形成された第２の帯状部分とが、軸方向に交互に配置されて形成されていた。
無端ベルトに表面は、表面に露出した充填剤の濃度が無端ベルトの軸方向に沿って不連続的に変化し、第１の帯状部分と第２の帯状部分のそれぞれ表面に露出した充填材の濃度の差が約６％である。
このように調製した無端ベルトを定着ベルトとして定着装置６０に装着し、画像形成装置１００を使用して通紙試験を行った。結果を表１に示す。
【００７１】
（比較例１）
実施例１において調製した第１の塗布液中に、実施例１において調製したポリイミド前駆体を塗布した金型を浸漬し、一定の速度で引き上げ、ポリイミド前駆体の表面に第１の塗布液を塗布した（浸漬塗布（ディップ塗布）法）。次いで、引き上げた金型に実施例１と同様な操作を行い、無端ベルトを調製した。
得られた無端ベルトは、ポリイミド樹脂からなる膜厚８５μｍの基層と、基層の外周に形成された膜厚３０μｍの表面層とを有している。表面層は、ＰＦＡと、充填材として硫酸バリウム及びカーボンブラックとを含有する。また、無端ベルトは、内径３０ｍｍ、全長３５２ｍｍである。
【００７２】
得られた無端ベルトの表面は、表面全体に露出した充填材の濃度は約１７％であった。
このように調製した無端ベルトを定着ベルトとして定着装置６０に装着し、画像形成装置１００を使用して通紙試験を行った。結果を表１に示す。
【００７３】
（比較例２）
比較例１において、塗布液中の硫酸バリウムの固形分中の割合を２５ｗｔ％（１４．１ｖｏｌ％）とした以外は、比較例１と同様の操作により、無端ベルトを調製した。
得られた無端ベルトは、ポリイミド樹脂からなる膜厚８５μｍの基層と、基層の外周に形成された膜厚３０μｍの表面層とを有している。表面層は、ＰＦＡと、充填材として硫酸バリウム及びカーボンブラックとを含有する。また、無端ベルトは、内径３０ｍｍ、全長３５２ｍｍである。
【００７４】
得られた無端ベルトの表面は、表面全体に露出した充填材の濃度は約１４％であった。
このように調製した無端ベルトを定着ベルトとして定着装置６０に装着し、画像形成装置１００を使用して通紙試験を行った。結果を表１に示す。
【００７５】
（比較例３）
比較例１において、塗布液中の硫酸バリウムの固形分中の割合を２０ｗｔ％（１０．９ｖｏｌ％）とした以外は、比較例１と同様の操作により、無端ベルトを調製した。
得られた無端ベルトは、ポリイミド樹脂からなる膜厚８５μｍの基層と、基層の外周に形成された膜厚３０μｍの表面層とを有している。表面層は、ＰＦＡと、充填材として硫酸バリウム及びカーボンブラックとを含有する。また、無端ベルトは、内径３０ｍｍ、全長３５２ｍｍである。
【００７６】
得られた無端ベルトの表面は、表面全体に露出した充填材の濃度は約１０％であった。
このように調製した無端ベルトを定着ベルトとして定着装置６０に装着し、画像形成装置１００を使用して通紙試験を行った。結果を表１に示す。
【００７７】
【表１】
【００７８】
表１に示す結果から、フッ素樹脂を含む表面層の円周方向に充填材が偏在する第１の帯状部分と、第１の帯状部分に対し相対的に充填剤の濃度が低い第２の帯状部分とが、軸方向に交互に配置され、表面に露出した充填材の濃度が軸方向に不連続的に変化するように形成された無端ベルトは、これを定着ベルトとして装着した定着装置を備えた画像形成装置による通紙試験によれば（実施例１，２）、無端ベルトの表面に露出した充填材の濃度が一定な場合（比較例１〜３）に比べ、紙皺が発生せず（紙皺発生頻度０％）、表面層最大摩耗量が少なく、さらに、ベルト表面へのトナー固着、摩耗粉付着が発生しないことが分かる。
【符号の説明】
【００７９】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ…画像形成ユニット、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…一次転写ロール、１７…ドラムクリーナ、２０…二次転写部、２２…二次転写ロール、３１…駆動ロール、４０…制御部、５０…用紙収容部、６０…定着装置、６１…定着ロール（回転体）、６２…定着ベルト（無端ベルト）、６４…圧力パッド部、６２１…基層、６２２…表面層、６２３，６２６，６２８…第１の帯状部分、６２４，６２７，６２９…第２の帯状部分、６２５…接着層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
電子写真方式を用いる複写機等の画像形成装置では、加熱定着法が広く採用されている。この加熱定着法に用いる定着装置として、無端ベルトを定着ロールに押圧し、用紙を挟み込む圧接域（挟込領域）形成するベルト挟込方式が開発されている（特許文献１参照）。
ベルト挟込方式の定着装置では、圧力付与部材により無端ベルトを定着ロールに圧接させる。このため、圧力付与部材−無端ベルト間や、無端ベルト表面の摺動抵抗増大を解決する手法が報告されている。
例えば、特許文献２には、普通紙に対する表面静止摩擦係数が０．０６以下の表面層を有する無端ベルトを備えた定着装置が記載されている。
特許文献３には、用紙に対する静止摩擦係数μ２が定着ロールの用紙に対する静止摩擦係数μ１より小さい表面を有する無端ベルトを備えた定着装置が記載されている。
【０００３】
また、ベルト挟込方式の定着装置では、用紙の紙皺や画像ずれ等の発生を抑制する手法が報告されている。例えば、特許文献４には、周長が中央部より両端部で大きく形成された無端ベルトを備える定着装置が記載されている。
さらに、無端ベルト表面の耐久性を向上させる手法として、特許文献５に、フッ素樹脂を主成分とする表面離型性外層に熱硬化性樹脂を含有する定着用環状体が記載されている。
また、特許文献６には、フッ素樹脂層中に平均粒子径５μｍ〜２５μｍの無機粒子状物質と導電性物質とが配合された加圧ベルトが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３２９８３５４号公報
【特許文献２】特開２００５−０３７８２９号公報
【特許文献３】特開２００５−０７０４５３号公報
【特許文献４】特開２００５−１４８５４４号公報
【特許文献５】特開２００２−２５１０９２号公報
【特許文献６】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】
【０００５】
本発明の目的は、本構成を有しない無端ベルトと比べ、表面層の耐久性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、少なくとも耐熱性樹脂を含む円筒形状の外周層の表面に、当該外周層の円周方向に沿って露出した充填材が偏在する第１の帯状部分と、前記第１の帯状部分に対し表面に露出した充填剤の濃度が相対的に低い第２の帯状部分と、を有し、前記第１の帯状部分と前記第２の帯状部分とが、前記外周層の軸方向に交互に配置されることを特徴とする無端ベルトである。
請求項２に係る発明は、前記外周層の表面は、当該表面に露出した充填材の濃度が、前記第１の帯状部分と前記第２の帯状部分において不連続的に変化するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の無端ベルトである。
請求項３に係る発明は、前記外周層の表面は、当該表面の記録材に対する静止摩擦係数が、前記第１の帯状部分と前記第２の帯状部分において軸方向に不連続的に変化することを特徴とする請求項１又は２に記載の無端ベルトである。
請求項４に係る発明は、前記第１の帯状部分に配合された充填剤の濃度に対し前記第２の帯状部分に配合された充填剤の濃度が相対的に低いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無端ベルトである。
【０００７】
請求項５に係る発明は、少なくとも耐熱性樹脂を含む円筒形状の外周層を有し、当該外周層の表面の静止摩擦係数が軸方向に不連続的に変化するように形成された定着ベルトと、
前記定着ベルトに接触し回転駆動する回転体と、を備えることを特徴とする定着装置である。
【０００８】
請求項６に係る発明は、トナー像を形成する像形成部と、前記トナー像形成部により形成されたトナー像を記録材上に転写する転写部と、駆動源に接続されて回転駆動する加圧ロールと、当該定着ロールに接触しながら従動回転し、少なくとも耐熱性樹脂を含む外周層の表面の記録材に対する静止摩擦係数が軸方向に不連続的に変化するように形成された定着ベルトとを有し、当該記録材に転写されたトナー像を当該記録材上に定着する定着部と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、本構成を有しない無端ベルトと比べ、表面層の耐久性が向上する。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、表面の静止摩擦係数が軸方向に不連続的に変化するように形成されていない無端ベルトと比べ、定着ベルトとして使用すると長期使用における用紙における紙皺の発生を抑制する性能が維持される。
【００１１】
請求項３に係る発明によれば、表面の記録材に対する静止摩擦係数が、第１の帯状部分と第２の帯状部分において軸方向に不連続的に変化しない無端ベルトと比べ、表面層の摩滅が減少する。
【００１２】
請求項４に係る発明によれば、第１の帯状部分に配合された充填剤の濃度に対し第２の帯状部分に配合された充填剤の濃度が相対的に高い場合に比べ、表面に露出する充填材の濃度が軸方向に不連続に変化する。
【００１３】
請求項５に係る発明によれば、表面の静止摩擦係数が軸方向に不連続的に変化するように形成された定着ベルトを装着しない場合に比べ、用紙の皺の発生が抑制される。
【００１４】
請求項６に係る発明によれば、表面の静止摩擦係数が軸方向に不連続的に変化するように形成された定着ベルトを装着しない場合に比べ、用紙の皺の発生が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本実施の形態が適用される定着装置の一例を説明する図である。
【図３】定着ベルトの蛇行防止部材を説明する図である。
【図４】本実施の形態が適用される定着ベルトの一例を説明する図である。
【図５】表面層における充填剤の分布の例を説明する図である。
【図６】定着ベルトの他の実施の形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態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することができる。また、使用する図面は、本実施の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。
【００１７】
（画像形成装置）
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置の概略構成図である。ここでは、一般にタンデム型と呼ぶ中間転写方式の画像形成装置を例に挙げ説明する。図１に示す画像形成装置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。次に、転写部として、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにより形成する各色成分トナー像を中間転写ベルト（像保持体）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１５上に転写した重畳トナー画像を記録材である用紙に一括転写（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。
【００１８】
図１に示すように、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム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上に静電潜像を書込むレーザ露光器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。
【００１９】
中間転写ベルト１５は、各種ロールにより、図１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蛇行を防止するテンションロール３３と、二次転写部２０に設けるバックアップロール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バックアップロール３４とを有している。
【００２０】
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のトナー像保持面側に配置する二次転写ロール（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バックアップロール２５と、バックアップロール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。
【００２１】
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を設ける。イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側に、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける画像形成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を配設する。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を配設する。
【００２２】
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、用紙を搬送する搬送ロール５２と、用紙を二次転写部２０へと送る用紙搬送部材５３と、二次転写ロール２２により二次転写された用紙を定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５と、用紙を定着装置６０に導く定着入口ガイド５６とを有する。
【００２３】
次に、画像形成装置１００の基本的な作像プロセスについて説明する。
図１に示すような画像形成装置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１２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する。
【００２４】
つぎに、感光体ドラム１１上に形成するトナー像を、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上に静電転写する。その後、トナー像を静電転写した用紙を搬送ベルト５５により定着装置６０まで搬送し、定着装置６０は、用紙上の未定着トナー像を熱および圧力で処理し用紙上に定着する。定着画像を形成した用紙は、画像形成装置の排出部に設けた排紙積載部に搬送する。
【００２５】
（定着装置）
次に、図２及び図３を用いて定着装置について説明する。図２は、本実施の形態が適用される定着装置の一例を説明する図である。図２に示すように、定着装置６０は、回転方向Ｃに回転駆動する回転体の一例としての定着ロール６１、回転方向Ｄに従動回転する無端ベルトの一例としての定着ベルト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部６４（ここでは、弾性圧力パッド６４ａと、高剛性パッド６４ｂにより構成している）、シート状の摺動部材６８により主要部が構成されている。
また、剥離の補助手段として、押圧部Ｎの下流側に、剥離部材７０が設置されている。剥離部材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。
尚、本実施の形態に限定されず、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に加圧されても良い。
【００２６】
定着ロール６１は、金属製のコア（円筒状芯金）６１１の周囲に耐熱性弾性体層６１２、および離型層６１３を積層して構成されている。コア６１１の外径および肉厚は、本実施の形態では、通常、外径２０ｍｍ〜４０ｍｍである。肉厚は、アルミニウムの場合、１ｍｍ〜３ｍｍ、ＳＵＳや鉄の場合は０．４ｍｍ〜１．５ｍｍ程度である。耐熱性弾性体層６１２の材料は、例えば、硬度が１５°〜４５°（ＪＩＳ−Ａ）程度のシリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。離型層６１３の材料は、本実施の形態では、フッ素樹脂が挙げられる。フッ素樹脂としては、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やアルミナ、硫酸バリウムのようなフィラーを配合したものが使用できる。離型層６１３の厚みは、好ましくは５μｍ〜５０μｍ、より好ましくは１０μｍ〜４０μｍである。本実施の形態では、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを被覆している。
【００２７】
定着ロール６１の内部には、発熱源としてのハロゲンヒータ６６が配設されている。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（図１参照）の制御部４０（図１参照）は、この温度センサ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している。
【００２８】
定着ベルト６２は、内部に配置された圧力パッド部６４とベルト走行ガイド６３と、さらに図２には図示しないが、両端部に配置された蛇行防止部材７３（図３参照）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。
そして、定着ベルト６２は、定着ロール６１との間に用紙（Ｐ）が供給される挟込領域Ｎ（押圧部）を形成し、挟込領域Ｎにおいて定着ロール６１に対して圧接されて配置されている。挟込領域Ｎには、定着入口ガイド５６を介し用紙（Ｐ）が供給される。定着ベルト６２の構造については後述する。
なお、挟込領域Ｎには、用紙（Ｐ）に限られず、プラスチックフィルム等のシートであてもよい。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。
【００２９】
圧力パッド部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、定着ロール６１との間で挟込領域Ｎを形成している。圧力パッド部６４は、ホルダ６５に支持され、弾性圧力パッド６４ａ（プレニップ用）を挟込領域Ｎの入口側に配置し、幅の広い挟込領域Ｎを確保している。また、高剛性パッド６４ｂ（剥離ニップ用）を挟込領域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６４ａ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６４ｂ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。
【００３０】
弾性圧力パッド６４ａおよび高剛性パッド６４ｂ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部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サンドイッチした積層シート等が挙げられる。
尚、圧力パッド部６４と定着ロール６１の間のニップ圧力は、スプリング等の部材（図示せず）によって荷重が負荷され、その荷重は、Ａ４サイズ対応（Ａ４ＳＥＦ通紙幅対応）の装置で、１００Ｎ〜３５０Ｎ、Ａ３サイズ対応（Ａ４ＬＥＦ通紙幅対応）の装置で、１５０Ｎ〜４５０Ｎ程度である。
【００３１】
ホルダ６５には、定着装置６０の長手方向に亘って、潤滑剤塗布部材６７が配設されている。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と圧力パッド部６４との摺動抵抗をさらに低減している。
【００３２】
また、本実施の形態が適用される定着装置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７３を備えている。図３は、定着ベルト６２の蛇行防止部材７３を説明する図である。図３に示すように、蛇行防止部材７３は、支持部７３１と、フランジ部７３２と、挿入部７３３と、を有する。蛇行防止部材７３は、その挿入部７３３を定着ベルト６２の両端部から挿入し、フランジ部７３２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離間させた状態で配置される。
【００３３】
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は圧力パッド部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挟込領域Ｎを通過する用紙の影響を受ける。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７３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７３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。
【００３４】
（定着ベルト６２）
次に、図４乃至図６を用い、定着ベルト６２について説明する。
尚、本実施の形態では、定着ロール６１に押圧される加圧側の定着ベルト６２の例を示すが、必ずしもこれに限定されない。例えば、無端ベルトが、内側から圧力付与部材により押圧され、対向する回転体と挟込領域を形成するものであれば、定着側のベルトでもよい。また、定着側、加圧側の両方にベルトが用いられた定着装置の場合にも適用される。
【００３５】
図４は、本実施の形態が適用される定着ベルトの一例を説明する図である。
図４に示すように、定着ベルト６２は、全体に円筒形状を有する無端ベルトであって、内周層を形成する基層６２１と、基層６２１上に接着層６２５を介して形成された外周層としての表面層６２２とから構成されている。
表面層６２２は、充填材を配合したフッ素樹脂等の耐熱性樹脂から構成されている。図４に示すように、表面層６２２は、表面に露出した充填材が円周方向に偏在する第１の帯状部分６２３と、第１の帯状部分６２３に対し露出した充填剤の濃度が相対的に低い第２の帯状部分６２４と、を有している。そして、第１の帯状部分６２３と第２の帯状部分６２４とは、定着ベルト６２の円周方向と平行にリング状に形成され、且つ、定着ベルト６２の軸方向の全体に縞模様を形成するように交互に配置されている。
【００３６】
定着ベルト６２の表面層６２２の表面はまた、後述するように、表面に露出した充填材の濃度が、第１の帯状部分６２３と第２の帯状部分６２４において不連続的に変化するように形成されている。即ち、充填材の濃度が相対的に高い第１の帯状部分６２３の表面は、表面に露出した充填剤の濃度が相対的に高く、第１の帯状部分６２３に比べ充填材の濃度が相対的に低い第２の帯状部分６２４の表面は、表面に露出した充填材の濃度が相対的に低い。
【００３７】
このような表面に露出した充填材の濃度が相対的に高い第１の帯状部分６２３の表面と、第１の帯状部分６２３に比べ表面に露出した充填材の濃度が相対的に低い第２の帯状部分６２４の表面とは、定着ベルト６２の軸方向に沿って交互に、かつ円周方向に連続して形成されている。第１の帯状部分６２３と第２の帯状部分６２４とを併せた軸方向の幅は、本実施の形態では、０．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の範囲が好ましく、１ｍｍ〜５ｍｍ程度の範囲がより好ましい。
また、表面層６２２における第１の帯状部分６２３と第２の帯状部分６２４との相互の割合は特に限定されない。通常、それぞれの充填材の配合量に基づき、第１の帯状部分６２３に対する第２の帯状部分６２４の割合が、１０％〜９０％の範囲で選択される。
【００３８】
尚、本実施の形態では、無端ベルトの構造の一例として、基層６２１の上に接着層６２５を介して耐熱性樹脂を主成分とする表面層６２２を積層した２層構造を説明したが、接着層６２５を介さずに積層した２層構造としてもよく、必ずしも２層構造に限定されない。例えば、基層６２１と表面層６２２の間に複数の層を積層してもよい。さらに、耐熱性樹脂を主成分とする表面層のみの単層構造であってもよい。また、無端ベルトは、その材質、形状、大きさ等について特に限定されない。
【００３９】
図５は、表面層６２２における充填剤の分布の例を説明する図である。図５（ａ）に示すように、表面層６２２の第１の帯状部分６２３には、定着ベルト６２の周方向（矢印Ｄの方向（定着ベルト６２の回転方向：図２参照））に沿って充填材Ｆが偏在している。一方、第１の帯状部分６２３に隣接して形成された第２の帯状部分６２４には、充填材Ｆが殆ど含まれず、第１の帯状部分６２３に対し相対的に充填材Ｆの濃度が低くなるように形成されている。尚、矢印Ｍは定着ベルト６２の軸方向を示す。
また、表面層６２２の表面には、充填材Ｆが露出している。前述したように、第１の帯状部分６２３の表面に露出した充填材Ｆの濃度に対し、第２の帯状部分６２４の表面に露出した充填材Ｆの濃度は相対的に低い。
【００４０】
図５（ｂ）は、定着ベルト６２の断面構造を説明する図である。図５（ｂ）に示すように、充填材が偏在する第１の帯状部分６２３と、第１の帯状部分６２３に対し相対的に充填剤の濃度が低い第２の帯状部分６２４とが、定着ベルト６２の軸方向Ｍの全体に縞模様を形成するように交互に配置されている。
図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示す表面層６２２における充填材Ｆの濃度を示している。横軸は、定着ベルト６２の軸方向Ｍの位置である。縦軸Ｎは、表面層６２２における充填剤Ｆの濃度である。図５（ｃ）に示すように、表面層６２２に含まれる充填剤Ｆの濃度は、第１の帯状部分６２３（濃度ａ）と第２の帯状部分６２４（濃度ｂ）とが交互に形成されていることにより、軸方向に濃度の段差Δを有するように不連続的（ａ→ｂ→ａ）に変化する。
【００４１】
本実施の形態において、充填剤Ｆの配合濃度は特に限定されない。通常、第１の帯状部分６２３において、充填剤Ｆの濃度は３ｖｏｌ％〜３０ｖｏｌ％の範囲で、好ましくは、１０ｖｏｌ％〜２０ｖｏｌ％の範囲で選択される。また、第２の帯状部分６２４において、充填剤Ｆの濃度は２０ｖｏｌ％以下、好ましくは、１０ｖｏｌ％以下の範囲で選択される。さらに、表面層６２２は、第１の帯状部分６２３の充填剤Ｆの濃度と第２の帯状部分６２４の充填剤Ｆの濃度との差が、少なくとも３ｖｏｌ％となるように、好ましくは、５ｖｏｌ％以上となるように形成される。
【００４２】
図５（ｃ）はまた、表面層６２２の表面に露出した充填剤の濃度を示している。即ち、表面層６２２に露出した充填剤Ｆの濃度は、第１の帯状部分６２３（濃度ａ’）と第２の帯状部分６２４（濃度ｂ’）とが交互に形成されていることにより、軸方向に段差Δを有するように不連続的（ａ’→ｂ’→ａ’）に変化する。
【００４３】
本実施の形態では、第１の帯状部分６２３の表面に露出した充填剤の濃度は、通常、３％〜３０％、好ましくは、１０％〜２０％である。また、第２の帯状部分６２４の表面に露出した充填剤の濃度は、通常、２０％以下である。さらに、表面層６２２は、第１の帯状部分６２３の表面に露出した充填剤Ｆの濃度と、第２の帯状部分６２４の表面に露出した充填剤Ｆの濃度との差が、少なくとも３％となるように、好ましくは、少なくとも５％以上となるように形成される。
ここで、表面層６２２の表面に露出した充填剤の濃度は、以下の測定方法により測定する。即ち、表面層６２２の表面層から走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による表面観察用に小片を切り出し、試料台に固定後、導電性を付与する為に白金を蒸着した。次に走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）ＪＳＭ−６７００Ｆ（日本電子（株）製）を用いて加速電圧１０ＫＶで組成像（ＣＯＭＰＯ像）を撮影倍率５００倍で撮影した。更に画像解析により１５０μｍ×１５０μｍの領域の中に占める表面に露出した充填剤粒子部分の面積比率を求め、表面に露出した充填剤の濃度とした。
【００４４】
本実施の形態が適用される定着ベルト６２は、前述したように、表面層６２２の表面に露出した充填剤の濃度が軸方向に不連続的に変化するように形成されていることにより、表面層６２２の表面の用紙（Ｐ）に対する表面静止摩擦係数が、第１の帯状部分６２３と第２の帯状部分６２４において軸方向に不連続的に変化している。
即ち、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂を含む表面層６２２の表面に充填材Ｆが露出することにより、用紙（Ｐ）との接触面積が減少し、表面静止摩擦係数を低下させることができる。本実施の形態では、表面層６２２の表面に露出する充填剤Ｆの濃度が相対的に高い第１の帯状部分６２３と、表面に露出する充填剤Ｆの濃度が相対的に低い第２の帯状部分６２４とが、軸方向に交互に平行に形成されている。これにより、用紙（Ｐ）に対する表面静止摩擦係数が相対的に低い部分と高い部分とが交互に形成され、表面静止摩擦係数が不連続的に変化する。
【００４５】
ベルト挟込方式の定着装置では、無端ベルトは、定着ロールと圧力付与部材との間の押圧力により用紙に押し付けられ、用紙との摩擦力によって用紙の移動に合わせて従動している。このようなベルト挟込方式の場合、長期の使用により無端ベルトの表面状態が変化すると、無端ベルトの動きが定着ロールに対応し難くなる。それに伴い、用紙における紙皺の発生を抑制する性能（以下、「紙皺性能」と記すことがある。）も低下することが判明している。
これに対し、本実施形態においては定着ベルト６２の表面層６２２をこのような構造に形成することにより、表面層６２２の耐久性が向上する。また、定着ベルト６２を長期間使用することによる紙皺性能の低下が防止される。さらに、表面層６２２の耐久性が向上することにより、表面層６２２の摩滅によるトナーの固着や固着による用紙詰まり、摩耗粉の付着等による画像汚れが抑制される。
【００４６】
本実施の形態が適用される定着ベルト６２の構造は、図４に示すように、充填剤Ｆの濃度が相対的に高い第１の帯状部分６２３と相対的に低い第２の帯状部分６２４とが、軸方向に交互に平行に形成されていることが特に好ましい。
充填剤Ｆの濃度が相対的に高い部分と相対的に低い部分とが軸方向に交互に平行に形成されていないと、表面層６２２の耐久性等において充分な効果が得られない傾向がある。
【００４７】
図６は、定着ベルト６２の他の実施の形態を説明する図である。図４に示した実施の形態と同様な構成については同じ符号を使用し、その説明を省略する。
図６（ａ）に示すように、定着ベルト６２’の表面層６２２には、交互に配置された第１の帯状部分６２６と第２の帯状部分６２７とが、定着ベルト６２’の外周面に沿って螺旋状に形成されている。図４に示した実施の形態とは異なり、第１の帯状部分６２６と第２の帯状部分６２７とは、定着ベルト６２’の円周方向と平行にリング状に形成されず、円筒形状の表面層６２２を周回しつつ軸方向に連続的に形成されている。
【００４８】
また、図６（ｂ）に示すように、充填剤Ｆが偏在する第１の帯状部分６２８を、表面層６２２の表面近傍のみに形成することもできる。この場合も図４に示した実施の形態と同様に、表面層６２２に露出した充填剤Ｆの濃度は、第１の帯状部分６２８と第２の帯状部分６２９とが交互に形成されていることにより、軸方向に不連続的に変化させることができる。この場合、充填剤Ｆの濃度が第１の帯状部分６２８に対し相対的に低い第２の帯状部分６２９は、表面層６２２のマトリックスを形成している。
尚、図６（ｂ）では、充填剤Ｆが偏在する第１の帯状部分６２８が表面近傍に形成された実施の形態を示したが、充填剤Ｆの濃度が相対的に低い第２の帯状部分６２９が表面近傍に形成されていてもよい。
【００４９】
（定着ベルト６２の製造方法）
本実施の形態が適用される定着ベルト６２は、例えば、以下の製造方法により製造される。充填材の濃度が異なる２種の塗布液（第１の塗布液，第２の塗布液）を調製する。次に、これら２種の塗布液を、それぞれ塗料吐出口を備えた別々の塗料圧送供給容器に入れる。続いて、これら２個の塗料圧送供給容器を、円筒形状の金型の軸方向に一定の間隔で隣接させて配置し、それぞれの塗料吐出口が、例えば、予め形成されたポリイミド前駆体からなる塗布層の表面近傍に配置されるように塗料圧送供給容器を装着する。
次に、円筒管状の金型を回転させ、金型の軸方向に沿って塗料圧送供給容器を移動しつつ、それぞれの塗料吐出口から第１の塗布液と第２の塗布液を同時に吐出させる。そして、金型に塗布したポリイミド前駆体の表面に、第１の塗布液と第２の塗布液とを、金型の軸方向に対し交互に塗布しつつ、金型をさらに回転し、加熱状態で塗布液を乾燥させる。さらに、加熱処理を行い、ポリイミド前駆体を硬化物からなる基層６２１上に表面層６２２を形成する。このような製造方法によって、表面層６２２は、充填剤の濃度が異なる２種の部分（第１の帯状部分６２３，第２の帯状部分６２４）が、軸方向に沿って交互に、かつ円周方向に連続して形成される。
【００５０】
また、上述の製造方法以外に、例えば、円筒形状の金型の表面に第１の塗布液を塗布した後、さらに、その上から第２の塗布液を一定の間隔を空けて塗布することによっても製造可能である。
さらに、以下の製造方法も挙げられる。即ち、基層を構成する樹脂を被覆した円筒形状の金型上に充填剤を含む塗布液を塗布する。次いで、塗布した塗布膜が乾燥する前に金型を回転させ、薄い板状又は線状のブレードを塗布膜に押し当てながら軸方向に移動させ、塗布膜に剪断力を加えることにより塗膜に螺旋状に凹部分を設ける。そしてその後、再び平らな塗膜に戻るまで回転状態でレベリングさせる。この場合、最初から凹部ができるように螺旋状に塗膜を形成し、その後、塗膜が平らになるまで回転状態でレベリングさせることによっても充填材の露出濃度の高い部分と低い部分を形成することが可能である。
【００５１】
（定着ベルト６２の材料）
基層６２１を構成する材料としては特に限定されず、通常、公知の各種プラスチック材料、金属材料等から選択される。プラスチック材料としては、一般に、エンジニアリングプラスチックと呼ばれるものが適している。エンジニアリングプラスチックとしては、おり、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、フッ素樹脂等は、機械的強度、耐熱性、耐摩耗性、耐薬品性等に優れるので好ましい。
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使用可能である。なお、前述した各種プラスチック材料と各種金属材料を積層してもよい。
基層６２１の厚さは、本実施の形態では、通常、２０μｍ〜２００μｍであり、好ましくは、４０μｍ〜１００μｍの範囲である。
【００５２】
表面層６２２を構成する耐熱性樹脂としては、トナーに対する離型性に優れるフッ素樹脂が好適である。フッ素樹脂としては、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（ＥＦＡ）共重合体また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。さらに、フッ素樹脂以外の耐熱性樹脂としては、フッ化ポリイミド等が使用可能である。
これらの耐熱性樹脂は、それぞれ単独または２種以上を組み合わせて使用できる。また、耐熱性樹脂の分子量は特に制限はない。
【００５３】
表面層６２２に使用する充填材としては特に限定されず、公知の無機粉末材料、耐熱樹脂粉末の中から選択して使用できる。
充填材の粒径は、平均粒径１μｍ〜２０μｍ程度が好ましく、より好ましくは２μｍ〜１０μｍの範囲が好ましい。また、充填材の形状は特に限定されず、不定形、燐片状、針状、繊維状等のものが使用可能である。これらの中でも不定形がより好ましい。
【００５４】
無機粉末材料としては、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材；酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化ケイ素、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。
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。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も使用可能である。また、フッ素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することも可能である。
【００５５】
本実施の形態が適用される定着ベルト６２は、基層６２１の全面又は一部にゴム材料を積層することも可能である。ゴム材料としては、例えば、ウレタンゴム、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ）、シリコーンゴム、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等が挙げられる。特に、シリコーンゴムは、耐熱性、加工性に優れるので好ましい。ゴム材料の厚さは、３０μｍ〜５００μｍの範囲が好ましく、１００μｍ〜３００μｍの範囲がより好ましい。
さらに、定着ベルト６２の表面層６２２以外の層においても、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、各種充填材を添加することも可能である。各種添加材としては表面層６２２に添加可能なものが使用可能である。
【実施例】
【００５６】
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。
【００５７】
＜画像形成装置による通紙試験＞
後述する実施例１，２と比較例１乃至３で調製した無端ベルトを、図２に示す定着装置６０に定着ベルト６２として装着し、この定着装置６０を図１に示す画像形成装置１００に取り付け、以下の条件で通紙試験を行った。用紙は富士ゼロックス製Ｃ２紙を使用し、画像密度は文字画像で５％とした。
画像形成装置１００により５０，０００枚の画像形成を実施し、画像形成の際の紙皺発生頻度、走行終了後の表面離型層の摩耗状態、その他の画像欠陥等を評価した。
【００５８】
定着装置６０中の定着ロール６１は、肉厚０．５ｍｍ、外径２５ｍｍの炭素鋼管からなるパイプに上に、シリコーンゴム（信越化学工業株式会社製ＬＳＲ）を厚さ０．６ｍｍで押出し成型し、次いで、その上に最外表面層として、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブが一体に被覆されるように注入成型により成形した。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。
【００５９】
尚、通紙試験に際し、定着ロール６１と定着ベルト６２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６２の内側に供給するオイル潤滑剤の充填量は、通常の３０％とした。このように、評価条件を加速し、定着ベルト６２の耐紙皺性及び耐摩耗性を評価した。
【００６０】
＜無端ベルトの表面に露出した充填剤の濃度の測定方法＞
表面層から走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による表面観察用に小片を切り出し、試料台に固定後、導電性を付与する為に白金を蒸着した。次に走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）ＪＳＭ−６７００Ｆ（日本電子（株）製）を用いて加速電圧１０ＫＶで組成像（ＣＯＭＰＯ像）を撮影倍率５００倍で撮影した。更に画像解析により１５０μｍ×１５０μｍの領域の中に占める表面に露出した充填剤粒子部分の面積比率を求め、表面に露出した充填剤の濃度とした。
但し、この測定方法は破壊測定となってしまうため、通紙試験用のベルトとは別にすべて同一条件で作成した別のベルトにて測定を行った。
【００６１】
＜紙皺発生頻度＞
紙皺の発生頻度は画像形成装置１００により５０，０００枚の画像形成を実施し、定着装置より排出された用紙の紙皺の有無をすべて目視にて確認し、紙皺が発生した枚数の全走行枚数（５０，０００枚）に対する発生頻度（％）を算出した。
【００６２】
＜表面層最大摩耗量＞
表面層の最大摩耗量は、画像形成後前の定着ベルトの膜厚と５０，０００枚の画像形成後の膜厚をそれぞれ測定し、画像形成後前後での膜厚変化量を摩耗量とし、その中の最大値を最大摩耗量とした。
膜厚の測定方法は（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、定着ベルトの軸方向に沿って定着ベルト全長を５ｍｍ間隔で測定した。また円周方向の位置は９０°置きの４ヶ所とした。
【００６３】
（実施例１）
以下の操作に従い、無端ベルトを調製した。先ず、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミニウム製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。
次に、用意した金型の中央部４７０ｍｍ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、次いで、金型を１００℃で５０分間回転しながら塗布液を乾燥し、塗布したポリイミド前駆体を平滑化した。
【００６４】
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、充填材として平均粒径５μｍの硫酸バリウム（堺化学株式会社製：商品名ＢＭＨ−６０）を、固形分中の割合が３０重量％（１７．４ｖｏｌ％）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１重量％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、第１の塗布液を調製した（固形分中の硫酸バリウム濃度：１７．４ｖｏｌ％）。（塗料中の全固形分濃度は５０ｗｔ％であった。）
【００６５】
次いで、前述した第１の塗布液の場合と同様の操作により、硫酸バリウム（堺化学株式会社製：商品名ＢＭＨ−６０）を、ＰＦＡ分散溶液の固形分中の割合が１０ｗｔ％（５．２ｖｏｌ％）となるように配合した。さらに、固形分中の割合が１ｗｔ％となるようにカーボンブラックを配合した。さらに、水及び増粘剤により粘度を調整し、第２の塗布液を調製した（固形分中の硫酸バリウム濃度：５．２ｖｏｌ％）。（塗料中の全固形分濃度は４８ｗｔ％であった。）
【００６６】
続いて、第１の塗布液と第２の塗布液を、２個の別々の塗料圧送供給容器にそれぞれ入れた。次に、予め表面にポリイミド前駆体を塗布した金型（アルミニウム製円筒管）の軸方向に２個の塗料圧送供給容器を隣接させ（間隔１ｍｍ）、且つそれぞれの塗料吐出口がポリイミド前駆体の表面近傍に配置されるように塗料圧送供給容器を装着した。
次に、円筒管状の金型を回転させ、金型の軸方向に沿って塗料圧送供給容器を移動しつつ、それぞれの塗料吐出口から第１の塗布液と第２の塗布液を同時に吐出させた。そして、金型に塗布したポリイミド前駆体の表面に、第１の塗布液と第２の塗布液とを、金型の軸方向に対し交互に塗布しつつ、金型をさらに回転し、塗布液を８０℃で１０分間乾燥させた。さらに、３８０℃で６０分間焼成を行い、ポリイミド前駆体を硬化させた。
【００６７】
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、両端部をカットし、無端ベルトを得た。得られた無端ベルトは、ポリイミド樹脂からなる膜厚８５μｍの基層と、基層の外周に形成された膜厚３０μｍの表面層とを有している。表面層は、ＰＦＡと、充填材として硫酸バリウム及びカーボンブラックとを含有する。また、無端ベルトは、内径３０ｍｍ、全長３５２ｍｍである。
【００６８】
得られた無端ベルトの表面は、表面に露出した充填材の濃度は約１７％であり、且つ軸方向の幅が約１ｍｍで円周方向に周回して形成された第１の帯状部分と、表面に露出した充填材の濃度は約５％であり、且つ軸方向の幅が約１ｍｍで円周方向に周回して形成された第２の帯状部分とが、軸方向に交互に配置されて形成されていた。無端ベルトに表面は、表面に露出した充填剤の濃度が無端ベルトの軸方向に沿って不連続的に変化し、第１の帯状部分と第２の帯状部分のそれぞれ表面に露出した充填材の濃度の差が約１２％である。
このように調製した無端ベルトを定着ベルトとして定着装置６０に装着し、画像形成装置１００を使用して通紙試験を行った。結果を表１に示す。
【００６９】
（実施例２）
実施例１において、第１の塗布液中の硫酸バリウムの固形分中の割合を２５ｗｔ％（１４．１ｖｏｌ％）とし、第２の塗布液中の硫酸バリウムの固形分中の割合を１５ｗｔ％（８．０ｖｏｌ％）とした。それ以外は実施例１と同様な操作により、無端ベルトを調製した。
得られた無端ベルトは、ポリイミド樹脂からなる膜厚８５μｍの基層と、基層の外周に形成された膜厚３０μｍの表面層とを有している。表面層は、ＰＦＡと、充填材として硫酸バリウム及びカーボンブラックとを含有する。また、無端ベルトは、内径３０ｍｍ、全長３５２ｍｍである。
【００７０】
得られた無端ベルトの表面は、表面に露出した充填材の濃度は約１４％であり、且つ軸方向の幅が約１ｍｍで円周方向に周回して形成された第１の帯状部分と、表面に露出した充填材の濃度は約８％であり、且つ軸方向の幅が約１ｍｍで円周方向に周回して形成された第２の帯状部分とが、軸方向に交互に配置されて形成されていた。
無端ベルトに表面は、表面に露出した充填剤の濃度が無端ベルトの軸方向に沿って不連続的に変化し、第１の帯状部分と第２の帯状部分のそれぞれ表面に露出した充填材の濃度の差が約６％である。
このように調製した無端ベルトを定着ベルトとして定着装置６０に装着し、画像形成装置１００を使用して通紙試験を行った。結果を表１に示す。
【００７１】
（比較例１）
実施例１において調製した第１の塗布液中に、実施例１において調製したポリイミド前駆体を塗布した金型を浸漬し、一定の速度で引き上げ、ポリイミド前駆体の表面に第１の塗布液を塗布した（浸漬塗布（ディップ塗布）法）。次いで、引き上げた金型に実施例１と同様な操作を行い、無端ベルトを調製した。
得られた無端ベルトは、ポリイミド樹脂からなる膜厚８５μｍの基層と、基層の外周に形成された膜厚３０μｍの表面層とを有している。表面層は、ＰＦＡと、充填材として硫酸バリウム及びカーボンブラックとを含有する。また、無端ベルトは、内径３０ｍｍ、全長３５２ｍｍである。
【００７２】
得られた無端ベルトの表面は、表面全体に露出した充填材の濃度は約１７％であった。
このように調製した無端ベルトを定着ベルトとして定着装置６０に装着し、画像形成装置１００を使用して通紙試験を行った。結果を表１に示す。
【００７３】
（比較例２）
比較例１において、塗布液中の硫酸バリウムの固形分中の割合を２５ｗｔ％（１４．１ｖｏｌ％）とした以外は、比較例１と同様の操作により、無端ベルトを調製した。
得られた無端ベルトは、ポリイミド樹脂からなる膜厚８５μｍの基層と、基層の外周に形成された膜厚３０μｍの表面層とを有している。表面層は、ＰＦＡと、充填材として硫酸バリウム及びカーボンブラックとを含有する。また、無端ベルトは、内径３０ｍｍ、全長３５２ｍｍである。
【００７４】
得られた無端ベルトの表面は、表面全体に露出した充填材の濃度は約１４％であった。
このように調製した無端ベルトを定着ベルトとして定着装置６０に装着し、画像形成装置１００を使用して通紙試験を行った。結果を表１に示す。
【００７５】
（比較例３）
比較例１において、塗布液中の硫酸バリウムの固形分中の割合を２０ｗｔ％（１０．９ｖｏｌ％）とした以外は、比較例１と同様の操作により、無端ベルトを調製した。
得られた無端ベルトは、ポリイミド樹脂からなる膜厚８５μｍの基層と、基層の外周に形成された膜厚３０μｍの表面層とを有している。表面層は、ＰＦＡと、充填材として硫酸バリウム及びカーボンブラックとを含有する。また、無端ベルトは、内径３０ｍｍ、全長３５２ｍｍである。
【００７６】
得られた無端ベルトの表面は、表面全体に露出した充填材の濃度は約１０％であった。
このように調製した無端ベルトを定着ベルトとして定着装置６０に装着し、画像形成装置１００を使用して通紙試験を行った。結果を表１に示す。
【００７７】
【表１】
【００７８】
表１に示す結果から、フッ素樹脂を含む表面層の円周方向に充填材が偏在する第１の帯状部分と、第１の帯状部分に対し相対的に充填剤の濃度が低い第２の帯状部分とが、軸方向に交互に配置され、表面に露出した充填材の濃度が軸方向に不連続的に変化するように形成された無端ベルトは、これを定着ベルトとして装着した定着装置を備えた画像形成装置による通紙試験によれば（実施例１，２）、無端ベルトの表面に露出した充填材の濃度が一定な場合（比較例１〜３）に比べ、紙皺が発生せず（紙皺発生頻度０％）、表面層最大摩耗量が少なく、さらに、ベルト表面へのトナー固着、摩耗粉付着が発生しないことが分かる。
【符号の説明】
【００７９】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ…画像形成ユニット、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…一次転写ロール、１７…ドラムクリーナ、２０…二次転写部、２２…二次転写ロール、３１…駆動ロール、４０…制御部、５０…用紙収容部、６０…定着装置、６１…定着ロール（回転体）、６２…定着ベルト（無端ベルト）、６４…圧力パッド部、６２１…基層、６２２…表面層、６２３，６２６，６２８…第１の帯状部分、６２４，６２７，６２９…第２の帯状部分、６２５…接着層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも耐熱性樹脂を含む円筒形状の外周層の表面に、当該外周層の円周方向に沿って露出した充填材が偏在する第１の帯状部分と、
前記第１の帯状部分に対し表面に露出した充填剤の濃度が相対的に低い第２の帯状部分と、を有し、
前記第１の帯状部分と前記第２の帯状部分とが、前記外周層の軸方向に交互に配置されることを特徴とする無端ベルト。
【請求項２】
前記外周層の表面は、当該表面に露出した充填材の濃度が、前記第１の帯状部分と前記第２の帯状部分において不連続的に変化するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の無端ベルト。
【請求項３】
前記外周層の表面は、当該表面の記録材に対する静止摩擦係数が、前記第１の帯状部分と前記第２の帯状部分において軸方向に不連続的に変化することを特徴とする請求項１又は２に記載の無端ベルト。
【請求項４】
前記第１の帯状部分に配合された充填剤の濃度に対し前記第２の帯状部分に配合された充填剤の濃度が相対的に低いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無端ベルト。
【請求項５】
少なくとも耐熱性樹脂を含む円筒形状の外周層を有し、当該外周層の表面の静止摩擦係数が軸方向に不連続的に変化するように形成された定着ベルトと、
前記定着ベルトに接触し回転駆動する回転体と、
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
トナー像を形成する像形成部と、
前記トナー像形成部により形成されたトナー像を記録材上に転写する転写部と、
駆動源に接続されて回転駆動する加圧ロールと、当該定着ロールに接触しながら従動回転し、少なくとも耐熱性樹脂を含む外周層の表面の記録材に対する静止摩擦係数が軸方向に不連続的に変化するように形成された定着ベルトとを有し、当該記録材に転写されたトナー像を当該記録材上に定着する定着部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
少なくとも耐熱性樹脂を含む円筒形状の外周層の表面に、当該外周層の円周方向に沿って露出した充填材が偏在する第１の帯状部分と、
前記第１の帯状部分に対し表面に露出した充填剤の濃度が相対的に低い第２の帯状部分と、を有し、
前記第１の帯状部分と前記第２の帯状部分とが、前記外周層の軸方向に交互に配置されることを特徴とする無端ベルト。
【請求項２】
前記外周層の表面は、当該表面に露出した充填材の濃度が、前記第１の帯状部分と前記第２の帯状部分において不連続的に変化するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の無端ベルト。
【請求項３】
前記外周層の表面は、当該表面の記録材に対する静止摩擦係数が、前記第１の帯状部分と前記第２の帯状部分において軸方向に不連続的に変化することを特徴とする請求項１又は２に記載の無端ベルト。
【請求項４】
前記第１の帯状部分に配合された充填剤の濃度に対し前記第２の帯状部分に配合された充填剤の濃度が相対的に低いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無端ベルト。
【請求項５】
少なくとも耐熱性樹脂を含む円筒形状の外周層を有し、当該外周層の表面の静止摩擦係数が軸方向に不連続的に変化するように形成された定着ベルトと、
前記定着ベルトに接触し回転駆動する回転体と、
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
トナー像を形成する像形成部と、
前記トナー像形成部により形成されたトナー像を記録材上に転写する転写部と、
駆動源に接続されて回転駆動する加圧ロールと、当該定着ロールに接触しながら従動回転し、少なくとも耐熱性樹脂を含む外周層の表面の記録材に対する静止摩擦係数が軸方向に不連続的に変化するように形成された定着ベルトとを有し、当該記録材に転写されたトナー像を当該記録材上に定着する定着部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２３０７０９（Ｐ２０１０−２３０７０９Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７５０４２（Ｐ２００９−７５０４２）
【出願日】平成２１年３月２５日（２００９．３．２５）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２５日（２００９．３．２５）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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