JP2013200422A - 管状体、管状体ユニット、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表面層におけるシワの発生を抑制した管状体を提供すること。
【解決手段】無端ベルト１０（管状体）を、例えば、基材１２と、基材１２の外周面に配される弾性層１４と、弾性層１４の外周面に配される表面層１６と、で構成する。そして、表面層１６を、周方向のクリープ率が１７０℃で３００（％／ｈｏｕｒ／ＧＰａ）以上５０００（％／ｈｏｕｒ／ＧＰａ）以下とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、管状体、管状体ユニット、定着装置及び画像形成装置に関する。

電子写真方式を利用した画像形成装置の定着装置としては、例えば、無端状の定着ベルトと加圧ローラとによって、又は定着ベルトと加圧ベルトとによって、接触部を形成するベルト方式の定着装置がある。

例えば、特許文献１には、基体上に弾性層及び離型層が積層された定着ベルトに対してユニバーサル硬さ試験を行って、離型層側から測ったクリープ値が０．４０以上３．５０の定着ベルトが提案されている。
特許文献２には、弾性層の外周面に厚さ２０μｍから４０μｍ且つ拡張率４％から８％のフッ素樹脂チューブからなる離型層を設けた定着回転体であって、定着回転体と加圧回転体とにより形成されるニップ域における変形量が０．６ｍｍから１．２ｍｍである定着回転体が提案されている。

特開２００３−２４７９２７号公報 特開２００４−１０９２４１号公報

本発明の課題は、表面層におけるシワの発生を抑制した管状体を提供することである。

上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項１に係る発明は、
基材と、
前記基材の上に配される弾性層と、
前記弾性層の上に配され、周方向のクリープ率が１７０℃で３００（％／ｈｏｕｒ／ＧＰａ）以上５０００（％／ｈｏｕｒ／ＧＰａ）以下である表面層と、
を備える管状体。

請求項２に係る発明は、
請求項１に記載の管状体と、
前記管状体をその内周面から張力がかかった状態で掛け渡す複数の回転体と、
を備える管状体ユニット。

請求項３に記載の発明は、
第１回転体と、前記第１回転体に接触して配される第２回転体と、を備え、
前記第１回転体及び前記第２回転体の少なくとも一方が、請求項１に記載の管状体を有する定着装置。

請求項４に係る発明は、
前記管状体の回転に伴い、前記表面層が前記管状体の周方向に下記式で表される延伸率３％以上で繰り返し延伸される箇所が存在する、請求項３に記載の定着装置。
延伸率（％）＝｛Ｒ÷ｒ×（ｒ＋ｄ）−（Ｒ＋２ｄ）｝÷（Ｒ＋２ｄ）×１００
ここに、Ｒ：正円としたときの管状体の内径（ｍｍ）
ｄ：管状体の厚さ（ｍｍ）
ｒ：定着装置内での管状体の局所的な曲率半径（ｍｍ）

請求項５に記載の発明は、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段により帯電され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、
前記静電潜像を現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、
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トナー像を定着する定着手段であって、請求項３又は請求項４に記載の定着装置を有する定着手段と、
を備える画像形成装置。

請求項１に係る発明によれば、表面層の周方向のクリープ率が１７０℃で３００（％／ｈｏｕｒ／ＧＰａ）以上５０００（％／ｈｏｕｒ／ＧＰａ）以下でない場合に比べ、表面層におけるシワの発生が抑制される。
請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る管状体を備えない場合に比べ、管状体の表面層のシワが抑制される。
請求項３に係る発明によれば、請求項１に係る管状体を備えない場合に比べ、管状体の表面層のシワに起因する画像欠陥が抑制される。
請求項４に係る発明によれば、請求項１に係る管状体を備えない場合に比べ、管状体に延伸率３％以上の箇所が存在しても、管状体の表面層のシワに起因する画像欠陥が抑制される。
請求項５に係る発明によれば、請求項３又は請求項４に係る定着装置を備えない場合に比べ、管状体の表面層のシワに起因する画像欠陥が抑制される。

本実施形態に係る管状体を示す概略斜視図である。 本実施形態に係る管状体を示す概略断面図である。 本実施形態に係る管状体ユニットを示す概略斜視図である。 本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 本実施形態に係る定着装置を示す概略構成図である。 本実施形態に係る定着装置の一部拡大図である。 他の本実施形態に係る定着装置を示す概略構成図である。 他の本実施形態に係る定着装置の一部拡大図である。 他の本実施形態に係る定着装置の一部拡大図である。

以下、本発明の一例としての実施形態について説明する。

＜管状体＞
図１は、本実施形態に係る管状体を示す概略斜視図である。図２は、本実施形態に係る管状体の概略断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。

本実施形態に係る管状体１０（以下、無端ベルト１０と称する。）は、図１及び図２に示すように、例えば、無端状に形成され、基材１２と、基材１２の外周面に配される弾性層１４と、弾性層１４の外周面に配される表面層１６と、で構成されている。そして、表面層１６は、ベルト周方向のクリープ率が１７０℃で３００（％／ｈｏｕｒ／ＧＰａ）以上５０００（％／ｈｏｕｒ／ＧＰａ）以下である。
なお、本実施形態に係る無端ベルト１０は、上記構成に限られず、基材１２と弾性層１４との間、又は弾性層１４と表面層１６との間に、その他の中間層を設けた構成であってもよい。

本実施形態に係る無端ベルト１０では、表面層１６のベルト周方向のクリープ率を特定の範囲とすることで、表面層におけるシワの発生が抑制される。そして、本実施形態に係る無端ベルト１０を定着装置に適用し、当該定着装置を画像形成装置に適用することで、無端ベルト１０の表面層のシワに起因する画像欠陥が抑制される。

従来、表面層のシワの発生を抑制するためには、表面層を延伸し難くする、つまりクリープ率を小さくするように設計していた。しかし、表面層には、無端ベルトの回転に伴い延伸する力が繰り返し掛かる部位が存在する。表面層に延伸する力が繰り返し掛かると、延伸し難く設計した表面層であっても機械的かつ強制的に延伸が生じてしまい、ついには表面層が延びきってしまう場合がある。そして、結果として表面層が基材又は弾性層の周長よりも長くなってしまうことから、表面層にシワが発生してしまうと考えられる。

これに対し、本実施形態に係る無端ベルト１０では、表面層１６のベルト周方向のクリープ率を特定の範囲にする、即ち、表面層１６に延び易く元に戻り易いという特性を付与する。このことにより、表面層１６が繰り返し延伸しても、表面層が延びきり難くなると考えられ、結果として表面層１６と基材１２又は弾性層１４との周長差が生じ難くなり、表面層のシワの発生が抑制されると考えられる。

ここに、表面層１６のベルト周方向のクリープ率（％／ｈｏｕｒ／ＧＰａ）とは、下記の測定により得られる物性値である。
まず、無端ベルト１０から表面層１６を分離して、試験片の長軸を表面層１６のベルト周方向に一致させて、ＪＩＳ Ｋ７１１５（１９９９）の５号形試験片（但し、標線間の厚さ３０μｍ）を作製する。この試験片を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１１５（１９９９）に準拠して、但し、温度１７０℃、相対湿度５０％の雰囲気中で、１ＧＰａの荷重を５時間加え、引張クリープ試験を行う。こうして測定して得た、試験片の伸び率を時間で除した値が、表面層１６のベルト周方向のクリープ率（％／ｈｏｕｒ／ＧＰａ）である。

表面層１６のベルト周方向のクリープ率（％／ｈｏｕｒ／ＧＰａ）は、１７０℃で、３００以上５０００以下であり、表面層におけるシワの発生がより抑制される観点から、望ましくは４００以上４０００以下であり、より望ましくは５００以上３０００以下であり、更に望ましくは６００以上２０００以下である。

表面層１６のベルト周方向のクリープ率は、例えば、表面層１６となる被覆前の管状部材（例えば、フッ素樹脂チューブ）の材料種や、当該管状部材の成形条件により調整される。

表面層１６となる被覆前の管状部材も、その周方向のクリープ率（％／ｈｏｕｒ／ＧＰａ）が、１７０℃で、３００以上５０００以下であることがよく、４００以上４０００以下であることが望ましく、５００以上３０００以下であることがより望ましく、６００以上２０００以下であることが更に望ましい。
表面層１６となる被覆前の管状部材の周方向のクリープ率は、当該管状部材の成形条件（例えば、時間当たりの成形機からの押出量、引取り速度、押出温度、冷却温度、成形機からの吐出後の冷却速度など）により調整される。

表面層１６となる被覆前の管状部材のクリープ率（％／ｈｏｕｒ／ＧＰａ）は、管状部材を切り開いてＪＩＳ Ｋ７１１５（１９９９）の５号形試験片（試験片の長軸を管状部材の周方向に一致させる。標線間の厚さ３０μｍ。）を作製し、この試験片を用いて、表面層１６のクリープ率測定と同じ方法で求められる物性値である。

以下、本実施形態に係る無端ベルト１０の構成について、さらに詳細に説明する。
基材１２としては、例えば、無端ベルト状の基材が採用される。無端ベルト状の基材としては、例えば、樹脂フィルムが好適に挙げられ、その材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂などが挙げられる。また、樹脂フィルムの内部に導電化剤、帯電防止剤、剥離剤、又は補強剤等の添加剤を含んでいてもよい。

弾性層１４は、例えばシリコーンゴム、フッ素ゴム等を含んで構成されていることがよく、シリコーンゴムを含んで構成されていることが望ましい。シリコーンゴムとしては、例えば、ＲＴＶシリコーンゴム、ＨＴＶシリコーンゴム、液状シリコーンゴムなどが挙げられ、具体的には、ポリジメチルシリコーンゴム（ＭＱ）、メチルビニルシリコーンゴム（ＶＭＱ）、メチルフェニルシリコーンゴム（ＰＭＱ）、フルオロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）などが挙げられる。

弾性層１４には、各種添加剤が配合されてもよい。添加剤としては、例えば、導電剤（カーボンブラック等）、充填剤（炭酸カルシウム等）、軟化剤（パラフィン系等）、加工助剤（ステアリン酸等）、老化防止剤（アミン系等）、加硫剤（硫黄、金属酸化物、過酸化物等）、機能性充填剤（アルミナ等）等が挙げられる。

弾性層１４の厚さは、例えば、０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることがよく、０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることが望ましい。

表面層１６は、例えば、離型材料を含んで構成されることがよい。無論、表面層１６は、ベルトの用途に応じて他の材料を含んで構成されていてもよい。
離型材料としては、例えば、フッ素樹脂が挙げられる。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）、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、フッ素樹脂としては、ＰＦＡ及びＦＥＰが好適に挙げられる。

表面層１６には、各種添加剤が配合されてもよい。添加剤としては、例えば、導電剤（カーボンブラック等）、充填剤（炭酸カルシウム等）、軟化剤（パラフィン系等）、加工助剤（ステアリン酸等）、老化防止剤（アミン系等）、加硫剤（硫黄、金属酸化物、過酸化物等）、機能性充填剤（アルミナ等）等が挙げられる。

表面層１６の厚さは、例えば、１０μｍ以上１００μｍ以下であることがよく、２０μｍ以上５０μｍ以下であることが望ましい。

本実施形態に係る無端ベルト１０は、例えば、基材１２を準備し、基材１２の外周面に弾性層１４を形成した後、予め作製した表面層１６となる管状部材を弾性層１４の外周面に被覆することで表面層１６を形成し、作製してもよい。
また、本実施形態に係る無端ベルト１０は、例えば、基材１２を準備し、予め作製した表面層１６となる管状部材を基材１２の外周面に被覆した後、弾性層１４用の液状材料を基材１２と管状部材との間に注入し、これを硬化させて弾性層１４を形成すると共に表面層１６を形成し、作製してもよい。
無論、上記方法に限られるわけではない。

表面層１６となる管状部材としては、フッ素樹脂チューブが好適である。フッ素樹脂チューブの内面には、弾性層１４との密着性を向上させる目的で、液体アンモニア処理、プラズマ放電処理、エキシマレーザー処理などの化学的又は物理的エッチング処理を施してもよい。

表面層１６となる管状部材は、径方向に拡張率１％以上１０％以下（望ましくは３％以上７％以下）で拡張されて表面層１６を形成することが望ましい。拡張率が１０％以上であると、表面層１６の張りが強くなり、管状部材の形状がいびつとなる場合がある。他方、拡張率が１％以下であると、製造の過程で表面層と表面層下層との密着性が弱くなる場合がある。
なお、管状部材の径方向の拡張率は、下記の式によって求められる。
拡張率（％）＝（被覆後の内径Φ−被覆前の内径Φ）÷被覆前の内径Φ×１００

本実施形態に係る無端ベルト１０は、例えば、画像形成装置用の部材（例えば、定着ベルト、加圧ベルト、帯電ベルト、媒体（用紙）搬送転写ベルト、中間転写ベルト）、その他の装置用のベルトに適用される。

＜管状体ユニット＞
図３は、本実施形態に係る管状体ユニットを示す概略斜視図である。
本実施形態に係る管状体ユニット２０（以下、無端ベルトユニット２０と称する。）は、図３に示すように、上記実施形態に係る無端ベルト１０を備えており、例えば、無端ベルト１０は駆動ロール２１及び従動ロール２２により張力がかかった状態で掛け渡されて（以下、単に「張架」という場合がある。）構成されている。なお、無端ベルト１０を張架するロールの数は限定されず、使用態様に応じて配置すればよい。
このような構成の無端ベルトユニット２０は、例えば、画像形成装置、その他の装置に組み込まれて使用され、駆動ロール２１と従動ロール２２の回転に伴って無端ベルト１０も張架した状態で回転して使用される。

本実施形態に係る無端ベルトユニット２０は、例えば、画像形成装置用のユニット（例えば、定着ベルトユニット、転写ユニット、帯電ユニット）、その他の装置のユニットとして適用される。

＜定着装置及び画像形成装置＞
図４は、本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。図５は、本実施形態に係る定着装置を示す概略構成図である。図６は、本実施形態に係る定着装置の一部拡大図である。図７は、他の本実施形態に係る定着装置を示す概略構成図である。図８及び図９は、他の本実施形態に係る定着装置の一部拡大図である。

本実施形態に係る画像形成装置は、例えば、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であり、その定着装置における定着ベルトとして本実施形態に係る無端ベルト１０を適用した形態である。なお、本実施形態に係る画像形成装置は、中間転写方式の画像形成装置に限られず、周知の方式の構成を採用してもよい。

本実施形態に係る画像形成装置は、図４に示すように、例えば、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１１５に順次転写（一次転写）させる一次転写部１１０と、中間転写ベルト１１５上に転写された重畳トナー画像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写部１２０と、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置１６０と、を備えている。

各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋには、例えば、矢印Ａ方向に回転する感光体１１１と共に、その周囲に、これらの感光体１１１を帯電する帯電器１１２と、感光体１１１上に静電潜像を形成する露光器１１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す。）と、各色成分トナーが収容されて感光体１１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１１４と、感光体１１１上に形成された各色成分トナー像を一次転写部１１０にて中間転写ベルト１１５に転写する一次転写ロール１１６と、感光体１１１上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１１７と、が順次配されている。これらの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト１１５の回転方向上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に、直線状に配置されている。

中間転写体である中間転写ベルト１１５は、例えば、各種ロールによって張力が付与されつつ支持されると共に、Ｂ方向に循環駆動されている。
この各種ロールとしては、例えば、駆動モータ（図示せず）により駆動されて中間転写ベルト１１５を駆動させる駆動ロール１３１、各感光体１１１の配列方向に沿って直線状に延びる中間転写ベルト１１５を支持する支持ロール１３２、中間転写ベルト１１５に対して張力を与えると共に中間転写ベルト１１５の蛇行を防止する補正ロールとして機能する張力付与ロール１３３、二次転写部１２０に設けられる二次転写用対向ロール１２５、中間転写ベルト１１５上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニング用対向ロール１３４が配設されている。

一次転写部１１０は、中間転写ベルト１１５を挟んで感光体１１１に対向して配置される一次転写ロール１１６で構成されている。

一次転写ロール１１６にはトナーの帯電極性（マイナス極性とし、以下同じである。）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体１１１上のトナー像が中間転写ベルト１１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１１５上に重畳されたトナー像が形成されるようになっている。

二次転写部１２０は、例えば、中間転写ベルト１１５のトナー像保持面側に配置される二次転写ロール１２２と、二次転写用対向ロール１２５とによって構成される。

二次転写用対向ロール１２５は、例えば、中間転写ベルト１１５の内周面側に配置されて二次転写ロール１２２の対向電極をなし、金属製の給電ロール１２６が接触配置されている。

二次転写ロール１２２は、例えば、中間転写ベルト１１５を挟んで二次転写用対向ロール１２５に接触配置され、さらに二次転写ロール１２２は接地されて二次転写用対向ロール１２５に挟まれる領域に二次転写バイアスが形成され、二次転写部１２０に搬送される用紙Ｐ上にトナー像を二次転写する。

中間転写ベルト１１５には、二次転写部１２０よりもベルトの回転方向の下流側に、二次転写後の中間転写ベルト１１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ１３５が接離自在に設けられている。

本実施形態に係る画像形成装置には、用紙搬送機構として、用紙Ｐを収容する用紙供給部１５０と、この用紙供給部１５０に集積された用紙Ｐを取り出して搬送する送出しロール１５１と、送出しロール１５１により送出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール１５２と、搬送ロール１５２により搬送された用紙Ｐを二次転写部１２０へと送り込む搬送部材１５３と、二次転写ロール１２２により二次転写された後に搬送される用紙Ｐを定着装置１６０へと搬送する搬送ベルト１５５と、用紙Ｐを定着装置１６０に導く案内部材１５６と、を備えている。

次に、本実施形態に係る画像形成装置の基本的な作像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では、例えば、帯電器１１２によって表面が帯電された後、露光器１１３により、例えば、露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各々の感光体１１１に照射する。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各感光体１１１では、帯電器１１２によって表面が帯電された後、この露光器１１３によって表面が走査露光されることで、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの現像器１１４によって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの感光体１１１上に形成されたトナー像は、例えば、各感光体１１１と中間転写ベルト１１５とが接触する一次転写部１１０において、中間転写ベルト１１５上に転写される。より具体的には、例えば、一次転写部１１０において、一次転写ロール１１６により中間転写ベルト１１５の基材に対しトナーの帯電極性と逆極性（プラス極性）の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像を中間転写ベルト１１５の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。

トナー像が中間転写ベルト１１５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１１５は回転してトナー像が二次転写部１２０に搬送される。トナー像が二次転写部１２０に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部１２０に搬送される時期に合わせて送出しロール１５１が回転し、用紙供給部１５０から用紙Ｐが供給される。送出しロール１５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール１５２により搬送され、搬送部材１５３を経て二次転写部１２０に到達する。この二次転写部１２０に到達する前に、用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が保持された中間転写ベルト１１５の移動時期に合わせて位置合せロール（図示せず）が回転することで、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。

二次転写部１２０では、例えば、中間転写ベルト１１５を介して、二次転写ロール１２２が二次転写用対向ロール１２５に押圧される。このとき、例えば、搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１１５と二次転写ロール１２２とに挟み込まれる。その際に、例えば、給電ロール１２６からトナーの帯電極性と同極性（マイナス極性）の電圧（二次転写バイアス）が印加されると、二次転写ロール１２２と二次転写用対向ロール１２５とで挟まれる領域に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１１５上に保持された未定着トナー像は、二次転写ロール１２２と二次転写用対向ロール１２５とによって押圧される二次転写部１２０において、用紙Ｐ上に一括して静電転写される。

その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ロール１２２によって中間転写ベルト１１５から剥離された状態で搬送され、二次転写ロール１２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト１５５へと搬送される。搬送ベルト１５５では、定着装置１６０における搬送速度に合わせて、用紙Ｐを最適な搬送速度で定着装置１６０まで搬送する。定着装置１６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置１６０によって熱及び圧力による定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙部（不図示）に搬送される。

用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１１５の駆動に伴って搬送され、クリーニング用対向ロール１３４及び中間転写ベルトクリーナ１３５によって中間転写ベルト１１５上から除去される。

次に、本実施形態に係る定着装置１６０について説明する。
本実施形態に係る定着装置１６０は、図５に示すように、例えば、第１回転体（加熱部材）の一例としての定着ベルトモジュール１６１と、定着ベルトモジュール１６１に対して加圧して配置された第２回転体（加圧部材）の一例としての加圧ロール１６２とで主要部が構成されている。

定着ベルトモジュール１６１は、例えば、定着ベルト６１０と、定着ベルト６１０の内周面側から張力を付与しつつ支持する定着ロール６１１及び加熱ロール６１２と、により主要部が構成されている。

定着ベルト６１０は、本実施形態に係る無端ベルト１０が適用されている。
定着ロール６１１は、例えば、アルミニウムで構成された円筒状ロールを基体として、基体上にシリコーンゴムからなる弾性層が積層されて構成されている。
加熱ロール６１２は、例えば、アルミニウムで形成された円筒状ロールが適用されている。そして、加熱ロール６１２の内部には、例えば加熱源としてハロゲンヒータ６１６Ｂが配設されている。なお、加熱ロール６１２の軸方向の両端部には、例えば、定着ベルト６１０の外側に圧力を付与するバネ部材（不図示）が配され、定着ベルト６１０全体の張力が調整されている。

加圧ロール１６２は、例えば、アルミニウムで形成された円筒状ロールを基体として、基体側から順に、シリコーンゴムからなる弾性層と、フッ素樹脂チューブからなる表面層とが積層されて構成されている。また、加圧ロール１６２の内部には、例えば、加熱源としてハロゲンヒータ６１６Ａが配されている。

定着ベルト６１０は、定着ベルトモジュール１６１の加熱ロール６１２の駆動または定着ロール６１１の駆動により、矢印Ｃ方向に回転駆動する。そして、加圧ロール１６２は、定着ベルト６１０の駆動力を受けて、矢印Ｄ方向に回転する。

定着ベルトモジュール１６１と加圧ロール１６２とが接触した領域においては、定着ベルト６１０が定着ロール６１１に巻き付けられた（ラップされた）領域（ラップ領域）内で、定着ベルト６１０が内周面側に変形するように加圧ロール１６２を定着ベルト６１０側に食い込ませて配置することにより、接触部Ｎが形成されている。

接触部Ｎには、図６に示すように、定着ベルト６１０の回転方向下流側（用紙Ｐの進行方向下流側）において、定着ベルト６１０が局所的に変形される部位６１０Ａ（屈曲部６１０Ａ）が存在する。

他の本実施形態に係る定着装置１６０としては、図７に示すように、定着ロール６１１の代わりに定着パッド６１１Ａ（例えば、ゴム製の加圧部材）を配し、加熱ロール６１２と共に定着ベルト６１０に張力を付与しつつ支持する支持ロール６１１Ｂ（例えばアルミニウムで形成された支持ロール）をさらに備えた形態であってもよい。

定着ベルトモジュール１６１と加圧ロール１６２とが接触した領域においては、定着ベルト６１０が定着パッド６１１Ａに巻き付けられた（ラップされた）領域（ラップ領域）内で、定着ベルト６１０が内周面側に変形するように加圧ロール１６２を定着ベルト６１０側に食い込ませて配置することにより、接触部Ｎが形成されている。

接触部Ｎには、図８に示すように、定着ベルト６１０の回転方向下流側（用紙Ｐの進行方向下流側）において、定着ベルト６１０が局所的に変形される部位６１０Ａ（屈曲部６１０Ａ）が存在する。

他の本実施形態に係る定着装置１６０には、ほかに図９に示すように、例えば、支持ロール６１１Ｂの径が小さくなるにつれて、定着ベルト６１０と支持ロール６１１Ｂとの接触部Ｍにおいて定着ベルト６１０が局所的に変形される部位６１０Ｂ（屈曲部６１０Ｂ）が存在する。

次に、本実施形態に係る定着装置１６０における定着動作について説明する。
画像形成装置の二次転写部１２０（図４参照）において未定着トナー像が静電転写された用紙Ｐは、搬送ベルト１５５及び案内部材１５６により、定着装置１６０の接触部Ｎに向けて（矢印Ｅ方向）搬送されてくる。そして、接触部Ｎを通過する用紙Ｐ表面の未定着トナー像は、接触部Ｎに作用する圧力と熱とにより用紙Ｐに定着される。

このとき、接触部Ｎに作用する熱は、主として定着ベルト６１０によって供給される。定着ベルト６１０は、加圧ロール１６２の内部に配置されたハロゲンヒータ６１６Ａから加圧ロール１６２を通じて供給される熱と、加熱ロール６１２の内部に配置されたハロゲンヒータ６１６Ｂから加熱ロール６１２を通じて供給される熱と、を通じて供給される熱とによって加熱されるように構成されている。

そして、定着ベルト６１０から分離された用紙Ｐは、排紙ガイド１６５及び排紙ロール１６６によって機外に排出されて、定着処理が完了する。

次に、定着ベルト６１０の表面層がベルトの周方向に繰り返し延伸される箇所について説明する。
定着ベルト６１０の表面層がベルトの周方向に繰り返し延伸される箇所とは、定着ベルト６１０が回転駆動されて、力が付加されていない状態に対して表面層がベルトの周方向に延伸されるベルトの通過領域のことを意味する。
定着ベルト６１０の表面層がベルトの周方向に繰り返し延伸される力は、下記式で表される延伸率（％）で代用できる。
延伸率（％）＝｛Ｒ÷ｒ×（ｒ＋ｄ）−（Ｒ＋２ｄ）｝÷（Ｒ＋２ｄ）×１００
ここに、Ｒは、正円としたときの定着ベルト６１０の内径（ｍｍ）であり、ｄは、定着ベルト６１０の厚さ（ｍｍ）であり、ｒは、定着装置１６０内での定着ベルト６１０の局所的な曲率半径（ｍｍ）である。
前記延伸率が高いほど、定着ベルト６１０の表面層がベルトの周方向に繰り返し延伸される力が強いと言え、前記延伸率が３％以上であると、定着ベルト６１０の表面層にシワが発生し易い。

前記延伸率は、ｒで表される曲率半径が小さいほど高い。したがって、定着装置１６０内での定着ベルト６１０の各箇所のなかで曲率半径が最小の箇所において、前記延伸率は最大である。
例えば、図５及び図７に示すような定着装置１６０においては、屈曲部６１０Ａ又は屈曲部６１０Ｂが、定着装置１６０内での定着ベルト６１０の各箇所のなかで曲率半径が最小の箇所である。したがって、前記式のｒに、屈曲部６１０Ａ又は屈曲部６１０Ｂの曲率半径を代入して計算し、その値が３％以上であれば、定着装置１６０に、定着ベルト６１０の回転に伴い、表面層がベルト周方向に前記延伸率３％以上で繰り返し延伸される箇所が存在すると言える。

屈曲部６１０Ａ又は屈曲部６１０Ｂでは、表面層にシワが発生し易いが、定着ベルト６１０として本実施形態に係る無端ベルト１０を適用すると、前記延伸率が３％以上である場合でも、定着ベルト６１０の表面層にシワが発生することが抑制され、シワに起因する画像欠陥が抑制される。
さらには、前記延伸率が５％以上（更には７％以上、特には９％以上）である場合でも、本実施形態に係る無端ベルト１０を定着ベルト６１０に適用すれば、定着ベルト６１０の表面層にシワが発生することが抑制され、シワに起因する画像欠陥が抑制される。

したがって、用紙の剥離性やトナー像の定着性を向上させる目的で、接触部Ｎにおける屈曲部６１０Ａの曲率半径を小さくする場合でも、本実施形態に係る無端ベルト１０を定着ベルト６１０に適用すれば、定着ベルト６１０の表面層にシワが発生することが抑制され、シワに起因する画像欠陥が抑制される。
また、定着装置１６０内の定着ベルト６１０の取り回しの制約から、支持ロール６１１Ｂの曲率半径を小さくする場合でも、本実施形態に係る無端ベルト１０を定着ベルト６１０に適用すれば、定着ベルト６１０の表面層にシワが発生することが抑制され、シワに起因する画像欠陥が抑制される。

本実施形態に係る定着装置１６０は、上記構成に限られるわけでなく、周知の他の方式の定着装置を採用してもよい。例えば、本実施形態に係る定着装置１６０としては、ベルト・ベルト方式や、ロール・ベルト方式の定着装置を採用してもよい。そして、上記本実施形態に係る定着装置用ベルトは、定着ベルトのみならず、加圧ベルトに適用してもよい。

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
以下において「部」は特に断りのない限り質量基準である。

＜フッ素樹脂チューブＡ〜Ｈの作製＞
ＰＦＡ（三井・デュポンフロロケミカル社製テフロン（登録商標）４５１ＨＰ−Ｊ）を用い、押出成形により、厚さ３０μｍ、内径１００ｍｍのフッ素樹脂チューブを作製した。成形条件（時間当たりの成形機からの押出量、引取り速度、押出温度、冷却温度、成形機からの吐出後の冷却速度）を変えることにより、１７０℃における周方向のクリープ率（％／ｈｏｕｒ／ＧＰａ）の異なるフッ素樹脂チューブＡ〜Ｈを得た。
フッ素樹脂チューブＡ〜Ｈの、１７０℃における周方向のクリープ率（％／ｈｏｕｒ／ＧＰａ）を表１に示す。

＜実施例１〜６、比較例１〜２＞
基材として、厚さ７５μｍ、内径１０５ｍｍ、幅３６０ｍｍのポリイミドベルトを準備した。
シリコーンゴム（東レ・ダウコーニング社製ＤＹ３５−１２１３）を溶剤（酢酸ブチル）にて８５質量％に希釈し、上記基材の外周面に、ブレード塗布法により、乾燥膜厚が０．３ｍｍになるように塗布した。溶剤を飛散させた後、加熱硬化を行って、厚さ０．３ｍｍの弾性層を形成した。

フッ素樹脂チューブＡ〜Ｈを、基材の幅に応じた長さに切断し、弾性層を形成した基材の外周面に被覆して表面層を形成した。２００℃で４時間の加熱硬化を行い、表面層（フッ素樹脂チューブ）と弾性層とが接着した無端ベルトを得た。このときのフッ素樹脂チューブの拡張率は、（１０５．３７５ｍｍ−１００ｍｍ）÷１００ｍｍ×１００＝５．３７５％であった。
出来上がりの無端ベルトは、内径１０５ｍｍ、厚さ０．４０５ｍｍであった。

（表面層の周方向のクリープ率の測定）
無端ベルトの弾性層部で基材から表面層を分離して、表面層に接着している弾性層材料を酢酸ブチルで膨潤し擦り取り、表面層のみを得て、この表面層から測定用試料を作製した。この測定用試料を用いて引張クリープ試験を行い、表面層のベルト周方向のクリープ率（％／ｈｏｕｒ／ＧＰａ）を求めた。その結果を表２に示す。表面層のベルト周方向のクリープ率は、表面層の形成に供したフッ素樹脂チューブの周方向のクリープ率と変わらなかった。

＜評価＞
上記で得た無端ベルトを定着ベルトとして適用し、０．２ｍｍ厚さのフッ素樹脂シートで被覆したゴム製の定着パッドを配した、図７に示すような定着装置を準備した。この定着装置は、定着ベルトと加圧ロールとの接触部の回転方向下流側に屈曲部（図８に示す屈曲部６１０Ａ）を有し、定着ベルトの各部分の曲率半径のうち、前記屈曲部の曲率半径（ｍｍ）が最も小さくなるように定着ベルトを張架し定着パッドを配した定着装置である。そして、定着装置内に配する定着パッドの角の曲率半径を変えることで、前記屈曲部の曲率半径を変え、前記屈曲部における表面層のベルト周方向の延伸率（％）を調整した。
本評価では、前記屈曲部の曲率半径を４段階に変えた（評価１〜評価４）。表３に、前記屈曲部の曲率半径と、前記屈曲部における表面層のベルト周方向の延伸率とを示す。

評価１〜評価４の各定着装置を、定着温度１７０℃で１００時間、空運転（用紙を通過させず定着ベルト及び加圧ロールを回転駆動）し、定着ベルトの表面層にシワが発生した時点の時間を計測した。シワの発生は、目視にて観察して確認した。その結果を表４に示す。
さらに、各実施例については、評価４の定着装置で３００時間まで空運転を延長し、表面層にシワが発生した時点の時間を計測した。その結果を表５に示す。

上記結果から、本実施例では、比較例に比べ、定着ベルトのシワの発生が抑制されることがわかる。

１０ 無端ベルト
１２ 基材
１４ 弾性層
１６ 表面層
２０ 無端ベルトユニット
２１ 駆動ロール
２２ 従動ロール

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 画像形成ユニット
１１０ 一次転写部
１１１ 感光体
１１２ 帯電器
１１３ 露光器
１１４ 現像器
１１５ 中間転写ベルト
１１６ 一次転写ロール
１１７ ドラムクリーナ
１２０ 二次転写部
１２２ 二次転写ロール
１２５ 二次転写用対向ロール
１２６ 給電ロール
１３１ 駆動ロール
１３２ 支持ロール
１３３ 張力付与ロール
１３４ クリーニング用対向ロール
１３５ 中間転写ベルトクリーナ
１５０ 用紙供給部
１５１ 送出しロール
１５２ 搬送ロール
１５３ 搬送部材
１５５ 搬送ベルト
１５６ 案内部材
１６０ 定着装置
１６１ 定着ベルトモジュール
１６２ 加圧ロール
１６５ 排紙ガイド
１６６ 排紙ロール

６１０ 定着ベルト
６１０Ａ 屈曲部
６１０Ｂ 屈曲部
６１１ 定着ロール
６１１Ａ 定着パッド
６１１Ｂ 支持ロール
６１２ 加熱ロール
６１６Ａ ハロゲンヒータ
６１６Ｂ ハロゲンヒータ

Claims (5)

1. 基材と、
   前記基材の上に配される弾性層と、
   前記弾性層の上に配され、周方向のクリープ率が１７０℃で３００（％／ｈｏｕｒ／ＧＰａ）以上５０００（％／ｈｏｕｒ／ＧＰａ）以下である表面層と、
   を備える管状体。
2. 請求項１に記載の管状体と、
   前記管状体をその内周面から張力がかかった状態で掛け渡す複数の回転体と、
   を備える管状体ユニット。
3. 第１回転体と、前記第１回転体に接触して配される第２回転体と、を備え、
   前記第１回転体及び前記第２回転体の少なくとも一方が、請求項１に記載の管状体を有する定着装置。
4. 前記管状体の回転に伴い、前記表面層が前記管状体の周方向に下記式で表される延伸率３％以上で繰り返し延伸される箇所が存在する、請求項３に記載の定着装置。
   延伸率（％）＝｛Ｒ÷ｒ×（ｒ＋ｄ）−（Ｒ＋２ｄ）｝÷（Ｒ＋２ｄ）×１００
   ここに、Ｒ：正円としたときの管状体の内径（ｍｍ）
   ｄ：管状体の厚さ（ｍｍ）
   ｒ：定着装置内での管状体の局所的な曲率半径（ｍｍ）
5. 像保持体と、
   前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
   前記帯電手段により帯電され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、
   前記静電潜像を現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、
   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トナー像を定着する定着手段であって、請求項３又は請求項４に記載の定着装置を有する定着手段と、
   を備える画像形成装置。