JP2015152673A - 定着部材、定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】初期から耐久を通して画像品質の安定性を向上させることが可能な定着部材、定着装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ベルト６１は、定着ベルト６１は、用紙Ｓ上のトナー像を加熱して当該用紙Ｓに定着させるプロセスに用いられる定着部材であって、基材層と、基材層上に設けられた弾性層と、弾性層上に設けられたフッ素樹脂層とを有し、ＦＴ−ＩＲにより測定されるフッ素樹脂層の配向度は、０．１以上かつ０．４以下の範囲に含まれる。よって、定着ベルト６１を用いて用紙Ｓの定着を行う場合、初期から耐久を通して用紙Ｓに形成されたトナー像の光沢度、および、定着ベルト６１からの用紙Ｓの分離性について良好な結果を得ることができ、ひいては初期から耐久を通して画像品質の安定性を向上させることができる。【選択図】図４

Description

本発明は、定着部材、定着装置および画像形成装置に関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体（像担持体）へ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接又は間接的に用紙に転写させた後、加熱、加圧して定着させることにより用紙に画像を形成する。

このようにトナー像を定着させる定着装置としては、定着ローラーや定着ベルト等の定着面側部材と、定着面側部材に圧接される加圧ローラーや加圧ベルト等の裏面側支持部材とによって形成された定着ニップで、トナー像が転写された用紙を通紙しながら、加熱および加圧する熱定着方式の定着装置がある。

特許文献１には、定着ベルトの表面離型層を形成するためのフッ素樹脂チューブに関する技術として、大口径（例えばφ１００［ｍｍ］以上）であっても優れた膜厚精度及び低く安定した配向度を有する大口径薄肉フッ素樹脂チューブの製造方法が開示されている。

また、特許文献２には、繰り返しの使用によっても表面にシワや亀裂が生じにくい定着部材（定着ローラや定着ベルト）の製造方法について開示されている。

国際公開第２００８／１４３０３５号 特開２０１０−１４３１８８号公報

しかしながら、特許文献１，２に開示されるような従来の定着ベルトを用いて用紙の定着を行う場合において、当該用紙に形成されたトナー像の光沢度が初期的に低くなったり、当該定着ベルトからの用紙の分離性が初期的に悪くなったりするときがあり、初期から耐久を通して画像品質の安定性が低いという問題があった。

本発明は、初期から耐久を通して画像品質の安定性を向上させることが可能な定着部材、定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る定着部材は、
用紙上のトナー像を加熱して当該用紙に定着させるプロセスに用いられる定着部材であって、
基材層と、
前記基材層上に設けられた弾性層と、
前記弾性層上に設けられたフッ素樹脂層と、
を有し、
ＦＴ−ＩＲにより測定される前記フッ素樹脂層の配向度は、０．１以上かつ０．４以下の範囲に含まれることを特徴とする。

本発明に係る定着装置は、上記定着部材を備えることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、上記定着装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、初期から耐久を通して画像品質の安定性を向上させることができる。

本実施の形態における画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態における画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 本実施の形態における定着部の構成を概略的に示す図である。 表面離型層の配向度と初期から耐久を通しての分離性および光沢度との関係を示す表である。 ＦＴ−ＩＲにより測定された配向度が異なるフッ素樹脂層において、ＸＲＤにより配向度を測定した結果を表す表である。 配向度の測定方法についてＦＴ−ＩＲとＸＲＤとの違いを説明する図である。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
［画像形成装置１の構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す。図１、２に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に転写（一次転写）し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙Ｓに転写（二次転写）することにより、画像を形成する。

また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

図２に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０、及び制御部１００を備える。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３等を備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１００は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１００は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ（入力画像データ）に基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１及び原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることができる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光体ドラム４１３は、例えばドラム径が８０［ｍｍ］のアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置４１１による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。

制御部１００が感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３は一定の周速度で回転する。

帯電装置４１４は、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成されることとなる。

現像装置４１２は、例えば二成分現像方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナー（ワックスをトナー粒子内に含むオイルレストナー）を付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ｂ（以下「バックアップローラー４２３Ｂ」と称する）に対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側（一次転写ローラー４２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側（二次転写ローラー４２４と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

ベルトクリーニング部４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有し、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。なお、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成（いわゆるベルト式の二次転写ユニット）を採用しても良い。

定着部６０は、用紙Ｓの定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面（定着面の反対の面）側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、及び加熱源６０Ｃ等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。また、定着器Ｆには、エアを吹き付けることにより、定着面側部材又は裏面側支持部材から用紙Ｓを分離させるエア分離ユニットが配置されていても良い。定着部６０の詳細については後述する。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類ごとに収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａ等の複数の搬送ローラー対を有する。

給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

［定着部６０の構成］
次に、図３を参照し、定着部６０の構成について説明する。図３は、定着部６０の構成を概略的に示す図である。

なお、定着部６０および制御部１００は、定着装置として機能する。定着部６０および制御部１００は、ユニットとして構成されて画像形成装置１に取り付けられても良いし、それぞれが別々に画像形成装置１に組み込まれて、定着装置として機能するものであっても良い。

上側定着部６０Ａは、定着面側部材である無端状の定着ベルト６１（本発明の「定着部材」に対応）、加熱ローラー６２、上加圧ローラー６３及び張架部材６４を有する（ベルト加熱方式）。定着ベルト６１は、加熱ローラー６２と上加圧ローラー６３と張架部材６４（テンションローラー）とに所定のベルト張力（例えば、４００［Ｎ］）で張架されている。

張架部材６４の外径寸法は、例えば１５［ｍｍ］である。張架部材６４は、その軸方向において端部の径が中央部の径より大きい逆クラウン形状（Ｖ字形状）を有する。

張架部材６４は、上加圧ローラー６３の中心と下加圧ローラー６５の中心とを結んだ直線に平行な直線であって、定着ベルト６１の回転方向における定着ニップＮＰの上流側の端点６６を通る直線を、端点６６を中心として用紙進入側に６５度傾けた直線上に位置する。

定着ベルト６１は、例えば外径が１２０［ｍｍ］であり、厚さ７０［μｍ］のＰＩ（ポリイミド）からなる基材層の外周面を弾性層として厚さ２２０［μｍ］の耐熱性のシリコンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ１３［°］）で被覆し、さらに、弾性層の外周面を表層（フッ素樹脂層）として厚さ３０［μｍ］の耐熱性樹脂であるＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）のチューブを被覆してなる。定着ベルト６１は、下加圧ローラー６５とともに、定着ニップＮＰを形成する。なお、ＰＦＡなどのフッ素樹脂分散液を弾性層の外周面上にコートして溶融焼成することによってフッ素樹脂層を形成しても良い。

定着ベルト６１は、トナー像が形成された用紙Ｓに接触して、当該トナー像を用紙Ｓに定着温度（例えば、１６０〜２００［℃］）で加熱定着する。ここで、定着温度とは、用紙Ｓ上のトナーを溶融するのに必要な熱量を供給しうる温度であり、画像形成される用紙Ｓの紙種等によって異なる。

加熱ローラー６２は、定着ベルト６１を加熱する。加熱ローラー６２は、定着ベルト６１を加熱する加熱源６０Ｃ（ハロゲンヒーター）を内蔵している。加熱ローラー６２は、その外径が例えば７０［ｍｍ］であり、例えば、アルミニウム等から形成された円筒状の芯金における外周面をＰＴＦＥでコーティングした樹脂層で被覆されている。

加熱源６０Ｃの温度は、制御部１００によって制御される。加熱源６０Ｃによって加熱ローラー６２が加熱され、その結果、定着ベルト６１が加熱される。

上加圧ローラー６３は、例えば外径が７０［ｍｍ］であり、鉄等の金属から形成された中実の芯金を、弾性層として厚さ２０［ｍｍ］の耐熱性のシリコンゴム（硬度：ＪＩＳ−Ａ１０［°］）で被覆し、さらに、厚さ５〜３０［μｍ］の低摩擦で耐熱性樹脂であるＰＴＦＥでコーティングした樹脂層で被覆したものである。上加圧ローラー６３は、定着部６０における主駆動源（図示せず）により駆動回転する下加圧ローラー６５に定着ベルト６１を介して圧接される。

下側定着部６０Ｂは、例えば裏面側支持部材である下加圧ローラー６５を有する（ローラー加圧方式）。下加圧ローラー６５は、その外径が７０［ｍｍ］であり、アルミニウム等から形成された円筒状の芯金の外周面を、弾性層として厚さ３[ｍｍ]の耐熱性のシリコンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ３０°）で被覆し、更に、厚さ３０[μｍ]のＰＦＡチューブの樹脂層で被覆している。

制御部１００は、主駆動源（駆動モーター）を制御して、下加圧ローラー６５を矢印Ｂ方向（反時計回り方向）に回転させる。駆動モーターの駆動制御（例えば、回転のオン／オフ、周速度等）は、制御部１００によって行われる。下加圧ローラー６５の周速度は、例えば４６０［ｍｍ／ｓ］である。

下加圧ローラー６５には、ハロゲンヒーター等の加熱源（図示せず）が内蔵されている。この加熱源が発熱することにより、下加圧ローラー６５は加熱される。制御部１００は、加熱源に供給する電力を制御し、下加圧ローラー６５を所定温度（例えば、８０〜１２０［℃］）に制御する。

下加圧ローラー６５は、定着ベルト６１を介して上加圧ローラー６３に所定の定着荷重（例えば、２６５０［Ｎ］）で圧接される。このようにして、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５との間には、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップＮＰが形成される。定着ニップＮＰにおける定着ベルト６１と下加圧ローラー６５との間の接触圧（面圧）は、例えば３０．６７［Ｎ／ｃｍ２］である。

下加圧ローラー６５が矢印Ｂ方向に駆動回転すると、定着ベルト６１が矢印Ｃ方向（時計回り方向）に従動回転する。これに伴い、上加圧ローラー６３は、矢印Ｄ方向（時計回り方向）に従動回転する。また、張架部材６４は、矢印Ｅ方向（時計回り方向）に従動回転する。用紙Ｓの定着時、定着ベルト６１の周速度（定着部６０の線速度に相当）は、下加圧ローラー６５の周速度と同等（例えば４６０［ｍｍ／ｓ］）となる。

以上の定着部６０において、本発明者らは、定着ベルト６１のフッ素樹脂層における配向度の差異によって、用紙Ｓに形成されたトナー像の光沢度、および、定着ベルト６１からの用紙Ｓの分離性に差異が生ずることを見出した。配向度とは、分子の配列の規則性の指標である。配向度が高い状態とは、規則的に分子が伸びて配列している状態である。

図４は、フッ素樹脂層における配向度が０．０５〜０．４の範囲で異なる定着ベルト６１を用いて用紙Ｓの定着を行った場合、用紙Ｓに形成されたトナー像の光沢度、および、定着ベルト６１からの用紙Ｓの分離性を下記評価基準により評価した結果を示す。図４中の初期とは、定着ベルト６１が新品であり、用紙Ｓに対する定着を全く行っていない状態を指す。一方、耐久後とは、１０００［枚］の用紙Ｓ（普通紙）に対する定着を行った後の状態を指す。

（光沢度）
○：７５°光沢度が７０以上である。
△：７５°光沢度が６５以上かつ７０未満である。
×：７５°光沢度が６５未満である。
７５°光沢度は、光沢計「ＧＭＸ−２０３」（村上色彩技術研究所杜製）を用いて測定角型を選択し、ＪＩＳ Ｚ ８７４１に準拠して、用紙Ｓ（坪量：１２８［ｇ／ｍ２］のＰＯＤグロスコート）に形成されたトナー像（Ｂｌｕｅ画像）の中央部および四隅の５点について７５°光沢度を測定し、その算術平均値により算出されるものである。

（分離性）
○：用紙Ｓの先端余白が３［ｍｍ］である場合に定着ベルト６１から分離した。
△：用紙Ｓの先端余白が５［ｍｍ］である場合に定着ベルト６１から分離した。
×：用紙Ｓの先端余白が５［ｍｍ］より大きい場合に定着ベルト６１から分離した。
用紙Ｓとしては、トナー像（Ｂｌｕｅ画像）が形成された用紙Ｓ（坪量：８５［ｇ／ｍ２］のコート紙）を用いた。

フッ素樹脂層における配向度（表面方向）は、ＦＴ−ＩＲ（偏光ＡＴＲ法）により測定した。測定において使用した装置および条件は以下の通りである。
装置：サーモ製 Ｎｅｘｕｓ８７０
ＡＴＲプリズム：ＫＲＳ−５
測定波長：５０７［ｃｍ−１］

図４に示すように、フッ素樹脂層における配向度が０．０５、すなわち０．１未満である場合、定着ベルト６１を用いて用紙Ｓの定着を行ったとき、用紙Ｓに形成されたトナー像の光沢度は初期的に悪くなった。これは、フッ素樹脂層表面の平滑度が高くなり、用紙Ｓ上のトナーと定着ベルト６１との密着性が向上することにより離型性が低下した結果、定着ベルト６１から離れた後のトナー層表面が荒れているためと考えられる。また、定着ベルト６１からの用紙Ｓの分離性も初期的に悪くなった。これは、定着ベルト６１が新品であり、配向度が低い場合、フッ素樹脂層表面の平滑度が高くなり、用紙Ｓに形成されたトナー像と定着ベルト６１（フッ素樹脂層）との接触面積が増大し、定着ベルト６１から用紙Ｓが離れにくくなるためと考えられる。

また、フッ素樹脂層における配向度が０．５、すなわち０．４より大きい場合、定着ベルト６１を用いて用紙Ｓの定着を行えば、初期から耐久を通して、用紙Ｓに形成されたトナー像の光沢度、および、定着ベルト６１からの用紙Ｓの分離性について良好な結果を得られると考えられる。しかしながら、フッ素樹脂層における配向度が０．４より大きい定着ベルト６１を安定して製造することは困難である。

一方、耐久後は、フッ素樹脂層における配向度の大小に関係なく、用紙Ｓに形成されたトナー像の光沢度は良好だった。これは、通紙により、フッ素樹脂層表面が荒れてフッ素樹脂層表面におけるトナーの離型性が向上した結果、定着ベルト６１から離れた後のトナー層表面の平滑度が向上するためと考えられる。また、フッ素樹脂層における配向度の大小に関係なく、定着ベルト６１からの用紙Ｓの分離性は良好だった。これは、用紙Ｓ（普通紙）に対する定着処理によってフッ素樹脂層の表面が荒れ、用紙Ｓに形成されたトナー像と定着ベルト６１（フッ素樹脂層）との接触面積が減少し、定着ベルト６１から用紙Ｓが離れやすくなるためと考えられる。

以上のように、フッ素樹脂層における配向度が０．１以上かつ０．４以下、より望ましくは０．２以上かつ０．４以下であれば、初期から耐久を通して、用紙Ｓに形成されたトナー像の光沢度、および、定着ベルト６１からの用紙Ｓの分離性について良好な結果を得られることがわかった。

なお、配向度の測定方法には、ＦＴ−ＩＲの他にＸＲＤ（広角Ｘ線回折法）が存在する。ＸＲＤによる配向度の測定において使用される装置および条件は、例えば以下の通りである。
装置：リガク社製 ＲＩＮＴ−ＴＴＲ２（回転対陰極型回折装置）
付属装置： 繊維試料台
Ｘ線源：ＣｕＫα
出力：４０［ｋＶ］ ３７０［ｍＡ］
検出器：シンチレーションカウンター

配向度の測定では、試料の軸方向（ＭＤ方向）を基準軸として、ＰＦＡ結晶ピーク（２θ）を１８°付近に固定し、３６０°回転（β回転）させ、デバイ環に沿っての方位角分布強度を測定する。そして、配向度は、次式より算出することができる。
Ｈ＝（３６０−（ΣＷ/３６０））×１００ （Ｈ：配向度、Ｗ：半値幅）

図５は、ＦＴ−ＩＲにより測定された配向度が異なるフッ素樹脂層において、ＸＲＤにより配向度を測定した結果を表す表である。図５に示すように、ＦＴ−ＩＲによる測定では、ＸＲＤにより配向度を測定できない領域（つまり、ＸＲＤにより測定された配向度が０である領域）でも配向度を測定することができる。

さらに言えば、ＸＲＤによる配向度の測定では、試料表面において分子がある方向（例えば、軸方向）に規則的に整列している配向状態、言い換えればより厳密な分子の配向状態を測定することができる。その一方、ＦＴ−ＩＲによる配向度の測定では、試料表面において分子がある方向に規則的に整列していない場合でも面方向に整列していれば、当該表面内の配向状態、言い換えればおおまかな分子の配向状態を測定することができる。図６Ａは、ＸＲＤによって配向度を測定することができる分子の配列状態を示している。図６Ｂは、ＸＲＤによって配向度を測定することができないが、ＦＴ−ＩＲによって配向度を測定することができる分子の配列状態を示している。

［本実施の形態における効果］
以上詳しく説明したように、本実施の形態では、定着ベルト６１は、用紙Ｓ上のトナー像を加熱して当該用紙Ｓに定着させるプロセスに用いられる定着部材であって、基材層と、基材層上に設けられた弾性層と、弾性層上に設けられたフッ素樹脂層とを有し、ＦＴ−ＩＲにより測定されるフッ素樹脂層の配向度は、０．１以上かつ０．４以下の範囲に含まれる。

このように構成した本実施の形態によれば、定着ベルト６１を用いて用紙Ｓの定着を行う場合、初期から耐久を通して用紙Ｓに形成されたトナー像の光沢度、および、定着ベルト６１からの用紙Ｓの分離性について良好な結果を得ることができ、ひいては初期から耐久を通して画像品質の安定性を向上させることができる。上記特許文献１，２には、フッ素樹脂チューブの配向度をＸＲＤにより測定することが記載されているが、当該配向度をＦＴ−ＩＲにより測定することについて記載も示唆もされていない。そのため、上記特許文献１，２に記載の技術は、本実施の形態に記載の技術と全く異なり、当該本実施の形態の効果を得ることができない。

なお、上記実施の形態では、定着ベルト６１が本発明の「定着部材」に対応する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、下加圧ローラー６５が本発明の「定着部材」に対応しても良いし、定着ベルト６１および下加圧ローラー６５が本発明の「定着部材」に対応しても良い。下加圧ローラー６５が本発明の「定着部材」に対応する場合、下加圧ローラー６５は、基材層と、基材層上に設けられた弾性層と、弾性層上に設けられたフッ素樹脂層とを有し、ＦＴ−ＩＲにより測定されるフッ素樹脂層の配向度は、０．１以上かつ０．４以下の範囲に含まれる。これにより、両面通紙時において、用紙Ｓの裏面側に形成されたトナー像の光沢度が初期的に低くなったり、下加圧ローラー６５からの用紙Ｓの分離性が初期的に悪くなったりすることに起因する、初期から耐久を通して画像品質の安定性が低いという問題を解消することができる。

また、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１ 画像形成装置
１０ 画像読取部
２０ 操作表示部
２１ 表示部
２２ 操作部
３０ 画像処理部
４０ 画像形成部
５０ 用紙搬送部
６０ 定着部
６１ 定着ベルト
６２ 加熱ローラー
６３ 上加圧ローラー
６４ 張架部材
６５ 下加圧ローラー
６６ 端点
７１ 通信部
７２ 記憶部
１００ 制御部
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
ＮＰ 定着ニップ

Claims (6)

1. 用紙上のトナー像を加熱して当該用紙に定着させるプロセスに用いられる定着部材であって、
   基材層と、
   前記基材層上に設けられた弾性層と、
   前記弾性層上に設けられたフッ素樹脂層と、
   を有し、
   ＦＴ−ＩＲにより測定される前記フッ素樹脂層の配向度は、０．１以上かつ０．４以下の範囲に含まれることを特徴とする定着部材。
2. 前記フッ素樹脂層の配向度は、０．２以上かつ０．４以下の範囲に含まれることを特徴とする請求項１に記載の定着部材。
3. 前記フッ素樹脂層は、チューブ状のフッ素樹脂を前記弾性層上に被覆して形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の定着部材。
4. 前記フッ素樹脂層は、前記定着部材の表層として設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の定着部材。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の定着部材を備えることを特徴とする定着装置。
6. 請求項５に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。