JP2021196571A

JP2021196571A - ベルト部材、ベルト装置、定着装置及び画像形成装置

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Publication number: JP2021196571A
Application number: JP2020105271A
Authority: JP
Inventors: 裕美子林; Yumiko Hayashi; 智史東海; Tomohito Tokai; 貴司田中; Takashi Tanaka; 紘也阿部; Hiroya Abe
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2020-06-18
Filing date: 2020-06-18
Publication date: 2021-12-27
Anticipated expiration: 2040-06-18
Also published as: JP7504351B2

Abstract

【課題】ベルト部材が回転する際の摺動抵抗を効果的に低減する。【解決手段】画像形成装置に用いられ、内周面２０ａに潤滑剤４０が付着される無端状のベルト部材２０であって、ベルト部材２０の内周面２０ａは凹凸を有し、ベルト部材２０の内周面２０ａと潤滑剤４０とのそれぞれの溶解度パラメータの差が１．０（ＭＰａ）０．５以下である。【選択図】図４

Description

本発明は、ベルト部材、ベルト装置、定着装置及び画像形成装置に関する。

複写機、プリンタなどの画像形成装置において、用紙にトナー画像を定着させる定着装置として、無端状のベルト部材を用いたものが知られている。

この種の定着装置においては、ベルト部材が回転する際、その内側に配置されたニップ形成部材に対してベルト部材が摺動するため、ベルト部材とニップ形成部材との間で生じる摺動抵抗（摩擦）によって、回転トルクが増大したり、ベルト部材の摩耗が促進したりするなどの問題がある。そのため、ベルト部材の内周面には一般的に、グリスやオイルなどの潤滑剤が塗布されている。

また、特許文献１（特許第４１９７４３０号公報）には、耐摩耗性に優れるベルト部材として、少なくとも２種以上の耐熱樹脂からなり、第１の耐熱樹脂の主鎖部分がポリイミド構造、ポリベンゾイミダゾール構造、又はポリアミド構造を有し、主鎖部分から垂下したポリシロキサン構造の側鎖部分を有する樹脂で形成され、第２の耐熱性樹脂もポリイミド構造、ポリベンゾイミダゾール構造、又はポリアミド構造の主鎖部分を有するものが提案されている。

しかしながら、ベルト部材とニップ形成部材との間で生じる摩擦抵抗は、経時的に上昇する傾向にある。このため、摩擦抵抗が上昇した場合は、ベルト部材の摩耗が促進される懸念がある。特に、ベルト部材の回転速度が速い高速機においては、ベルト部材にかかる負荷も大きくなるため、ベルト部材の摩耗が顕著になる。

また、上記のような問題は、定着装置に用いられるベルト部材に限らず、画像形成装置に用いられるその他のベルト部材においても同様に生じる虞がある。そのため、画像形成装置に用いられるベルト部材のさらなる摺動抵抗の低減が求められている。

上記課題を解決するため、本発明は、画像形成装置に用いられ、内周面に潤滑剤が付着される無端状のベルト部材であって、前記ベルト部材の内周面は凹凸を有し、前記ベルト部材の内周面と前記潤滑剤とのそれぞれの溶解度パラメータの差が１．０（ＭＰａ）^０．５以下であることを特徴とする。

本発明によれば、ベルト部材が回転する際の摺動抵抗を効果的に低減できる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。本実施形態に係る定着装置の概略構成図である。本実施形態に係る定着装置の斜視図である。本実施形態に係る定着ベルトの拡大断面図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。

図１に示す画像形成装置１００は、画像形成部２００と、転写部３００と、定着部４００と、記録媒体供給部５００と、記録媒体排出部６００と、を備えている。

画像形成部２００には、４つの作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋと、露光装置６と、が設けられている。各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されている。また、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの異なる色の現像剤を収容している以外、基本的に同様の構成である。具体的に、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、表面に画像を担持する像担持体である感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段である帯電ローラ３と、感光体２上にトナー画像を形成する現像手段である現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング手段であるクリーニング装置５と、を備えている。露光装置６は、画像情報に基づいて感光体２の帯電面を露光して静電潜像を形成する潜像形成手段である。なお、図１では、１つの作像ユニット１Ｂｋが備える感光体２、帯電ローラ３、現像装置４、クリーニング装置５のみに符号を付しており、その他の作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃにおいては符号を省略している。

転写部３００には、記録媒体である用紙に画像を転写する転写装置８が設けられている。なお、画像が形成（転写）される記録媒体は、紙（普通紙、厚紙、薄紙、コート紙、ラベル紙、封筒などを含む）のほか、ＯＨＰシートなどの樹脂製のシートであってもよい。転写装置８は、中間転写ベルト１１と、４つの一次転写ローラ１２と、二次転写ローラ１３と、を有している。中間転写ベルト１１は、表面に画像を担持してその画像を用紙に転写する転写部材であり、無端状のベルト部材で構成されている。各一次転写ローラ１２は、中間転写ベルト１１を介してそれぞれ別の感光体２に接触している。これにより、中間転写ベルト１１と各感光体２との間に、中間転写ベルト１１と各感光体２とが接触する一次転写ニップが形成されている。一方、二次転写ローラ１３は、中間転写ベルト１１を介して中間転写ベルト１１を張架する複数のローラの１つに接触し、中間転写ベルト１１との間に二次転写ニップを形成している。

定着部４００には、用紙を加熱する加熱装置でると共に、熱により用紙上の画像を定着させる定着装置９が設けられている。

記録媒体供給部５００には、用紙Ｐを収容する給紙カセット１４と、給紙カセット１４から用紙Ｐを送り出す給紙ローラ１５と、が設けられている。

記録媒体排出部６００には、用紙を画像形成装置外に排出する一対の排紙ローラ１７と、排紙ローラ１７によって排出された用紙を載置する排紙トレイ１８と、が設けられている。

次に、図１を参照しつつ本実施形態に係る画像形成装置１００の印刷動作について説明する。

印刷動作開始の指示があると、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの感光体２、及び中間転写ベルト１１が回転を開始する。また、給紙ローラ１５が回転することにより、給紙カセット１４から用紙Ｐが送り出される。送り出された用紙Ｐは、一対のタイミングローラ１６に接触して一旦停止される。

各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋでは、まず、帯電ローラ３によって感光体２の表面が均一な高電位に帯電される。次いで、原稿読取装置によって読み取られた原稿の画像情報、あるいは端末からプリント指示されたプリント画像情報に基づいて、露光装置６が各感光体２の表面（帯電面）に露光する。これにより、露光された部分の電位が低下して各感光体２の表面に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対して現像装置４からトナーが供給され、各感光体２上にトナー画像が形成される。各感光体２上に形成されたトナー画像は、各感光体２の回転に伴って一次転写ニップ（一次転写ローラ１２の位置）に達すると、回転する中間転写ベルト１１上に順次重なり合うように転写される。かくして、中間転写ベルト１１上にフルカラーのトナー画像が形成される。また、感光体２から中間転写ベルト１１へトナー画像が転写された後、各感光体２上に残留するトナーやその他の異物はクリーニング装置５によって除去され、感光体２は次の静電潜像の形成に備えられる。

中間転写ベルト１１上に転写されたトナー画像は、中間転写ベルト１１の回転に伴って二次転写ニップ（二次転写ローラ１３の位置）へ搬送され、タイミングローラ１６によって搬送されてきた用紙Ｐ上に転写される。そして、トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置９へと搬送され、定着装置９によって用紙Ｐにトナー画像が定着される。その後、用紙Ｐは排紙ローラ１７によって排紙トレイ１８へ排出され、一連の印刷動作が完了する。

以上の印刷動作の説明は、フルカラー画像を形成するときの動作についてであるが、４つの作像ユニットのうち、いずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つの作像ユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

図２は、本実施形態に係る定着装置９の概略構成図、図３は、その斜視図である。以下、図２及び図３を参照しつつ、本実施形態に係る定着装置９の構成について説明する。

図２及び図３に示すように、定着装置９は、定着ベルト２０と、加圧ローラ２１と、ヒータ２２と、ニップ形成部材２３と、加圧バネ２４と、ベルト保持部材２５と、を備えている。

定着ベルト２０は、用紙Ｐの未定着画像担持面側に配置され、用紙Ｐ上の未定着画像を定着させる定着部材である。定着ベルト２０は、ＰＩ（ポリイミド）などの基体を有する無端状のベルト部材によって構成されている。定着ベルト２０は、その長手方向Ｚの両端に挿入された一対のベルト保持部材２５（図３参照）によって回転可能に保持される。各ベルト保持部材２５は、例えばフランジ状に形成されており、定着ベルト２０の内側に余裕をもって挿入される。このため、定着ベルト２０は、一対のベルト保持部材２５によって非張架状態（ベルトにテンションがかからない、いわゆるフリーベルト方式）で回転可能に保持される。

加圧ローラ２１は、定着ベルト２０の外周面に接触する回転体である。加圧ローラ２１は、付勢部材である加圧バネ２４によって定着ベルト２０に加圧（圧接）され、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間にこれらが互いに接触するニップ部Ｎが形成されている。具体的に、加圧ローラ２１は、芯金と、芯金の表面に設けられた発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴムなどから成る弾性層と、弾性層の表面に設けられたＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂）又はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などから成る離型層によって構成されている。加圧ローラ２１は、中実のローラであってもよいし、中空のローラであってもよい。加圧ローラ２１が中空のローラである場合は、熱容量が小さくなるため、加熱効率が向上する。また、加圧ローラ２１が中空のローラの場合、加圧ローラ２１の内部にヒータを配置してもよい。

また、加圧ローラ２１は、画像形成装置本体に設けられた駆動源によって回転駆動するように構成されている。加圧ローラ２１が回転駆動すると、その駆動力がニップ部Ｎにおいて定着ベルト２０に伝達されることにより、定着ベルト２０が従動回転する。図２に示すように、未定着画像を担持する用紙Ｐが、定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間（ニップ部Ｎ）に進入すると、回転する定着ベルト２０と加圧ローラ２１とによって用紙Ｐが搬送されながら加熱されると共に加圧され、未定着画像が用紙Ｐに定着される。

ヒータ２２は、定着ベルト２０の内側に配置された加熱源である。ヒータ２２によって定着ベルト２０が加熱されることにより、用紙Ｐが間接的に加熱され、用紙Ｐ上の未定着画像が定着される。ヒータ２２としては、例えば、ハロゲンヒータや、カーボンヒータ、セラミックヒータなどの輻射熱式のヒータを用いることができる。また、電磁誘導加熱方式の加熱源を用いてもよい。

ニップ形成部材２３は、定着ベルト２０の内側に配置され、加圧ローラ２１からの加圧力を受けて定着ベルト２０と加圧ローラ２１との間にニップ部Ｎを形成する部材である。ニップ形成部材２３は、定着ベルト２０の内周面に対して直接接触する場合に限らず、低摩擦シートなどを介して間接的に接触する場合であってもよい。また、ニップ形成部材２３は、定着ベルト２０を加熱する加熱源としての機能を兼ねていてもよい。

ニップ形成部材２３は、定着ベルト２０の内周面に接触しているため、定着ベルト２０が回転すると、ニップ形成部材２３は定着ベルト２０に対して相対的に摺接する。このときのニップ形成部材２３と定着ベルト２０との間で生じる摩擦抵抗を低減するため、定着ベルト２０に対するニップ形成部材２３の摺接面には、例えば、ダイヤモンドライクカーボン、ＰＴＦＥ、二硫化モリブデン、グラファイトなどのコーティング（低摩擦処理）が施されている。さらに、摩擦抵抗を低減するため、定着ベルト２０の内周面には、潤滑剤が塗布されている。潤滑剤としては、シリコーンオイル、又は基油がシリコーンオイルであるシリコーングリス、フロロシリコーンオイル、又は基油がフロロシリコーンオイルであるフロロシリコーングリス、フッ素オイル、又は基油がフッ素オイルであるフッ素グリスのいずれか１種、又はこれらの組み合わせを含む液状の潤滑剤が好ましい。

ところで、定着ベルト２０の内周面とニップ形成部材２３の摺接面との間で介在する潤滑剤が不足すると、定着ベルト２０とニップ形成部材２３との間で生じる摺動抵抗が大きくなり、定着ベルト２０の摩耗が促進したり、回転トルクが大きくなったりする。特に、高速機の場合は、摺動抵抗による定着ベルトへの負荷が大きくなるため、定着ベルトの摩耗が顕著となる虞がある。また、このような問題は、定着ベルト２０の内周面に対してニップ形成部材２３が直接接触する場合に限らず、ニップ形成部材２３が低摩擦シートなどを介して間接的に接触する場合も同様に発生し得る。すなわち、回転する定着ベルト２０の内周面に対して相対的に摺接する摺接部材が設けられている構成においては、摺接部材と定着ベルト２０との間で摺動抵抗が発生するため、定着ベルト２０の摩耗の虞がある。そこで、本実施形態に定着装置９においては、定着ベルト２０の内周面における潤滑剤保持力を向上させるため、定着ベルト２０の構成を次のようにしている。

図４は、本実施形態に係る定着ベルトの拡大断面図である。図４において、上側が定着ベルトの内側（内径側）、下側が定着ベルトの外側（外径側）である。

図４に示すように、本実施形態に係る定着ベルト２０においては、その最内層２９に多数の微細な粒子３０が分散されている。これにより、最内層２９の内周面２０ａには、粒子３０が凸部となる凹凸が形成されている。

このように構成された定着ベルト２０の内周面２０ａに潤滑剤４０を塗布すると、図４に示すように、潤滑剤４０は、凸部となる粒子３０の表面のほか、粒子３０同士の間の凹部にも入り込むようにして保持される。

また、本実施形態に係る定着ベルト２０においては、粒子３０と潤滑剤４０との化学的親和性を高めるため、粒子３０と潤滑剤４０との溶解度パラメータの差が１．０（ＭＰａ）^０．５以下となるようにしている。

ここで、溶解度パラメータ（Solubility Parameters、以下「ＳＰ値」という。）は、２種以上の物質の化学的親和性を表す尺度として使用されている値であり、それぞれの物質のＳＰ値の差が小さいほど溶解度が大きくなり混ざりやすい性質がある。

ＳＰ値を測定する方法としては、物質に応じて次のいずれかの方法を用いることができる。物質が低分子量化合物である場合は、ＳＰ値を、蒸発エネルギーより直接求めることができる。また、物質が高分子材料である場合は、既知の溶媒に対する溶解性からＳＰ値を求める方法や、高分子溶液の浸透圧、架橋ポリマーでは膨潤度、高分子溶液に貧溶液を添加していった際の濁度変化（濁度滴定法）からＳＰ値を求める方法がある。また、高分子材料のＳＰ値を測定する方法には、化学構造ごとに与えられるパラメータに基づいて推算する、原子団寄与法による計算方法がよく用いられている。代表的な計算方法としては、Ｈａｎｓｅｎ法、Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄ法、Ｆｅｄｏｒｓ法、ＶａｎＫｒｅｖｅｌｅｎ法、Ｈｏｙ法、Ｓｍａｌｌ法がある。

粒子３０としては、例えば、シリコーン、フロロシリコーン、フッ素ゴム、パーフルオロポリエーテル樹脂のいずれか１種、又はこれらの組み合わせを含む粒子を用いることができる。

また、潤滑剤４０には、上述のシリコーンオイル、又は基油がシリコーンオイルであるシリコーングリス、フロロシリコーンオイル、又は基油がフロロシリコーンオイルであるフロロシリコーングリス、フッ素オイル、又は基油がフッ素オイルであるフッ素グリスのいずれか１種、又はこれらの組み合わせを含む潤滑剤を用いることが可能である。

以上のように、本実施形態に係る定着ベルト２０は、その内周面２０ａに、多数の粒子３０によって形成された微細な凹凸を有していることにより、内周面２０ａにおける物理的な潤滑剤保持力を高めることができる。すなわち、定着ベルト２０の内周面２０ａに形成された凹凸の凹部内に潤滑剤４０が入り込むことができるため、内周面２０において潤滑剤４０が物理的に保持されやすくなり、潤滑剤保持力が向上する。

さらに、本実施形態に係る定着ベルト２０においては、粒子３０と潤滑剤４０との化学的親和性を高めるために、これらのＳＰ値の差を１．０（ＭＰａ）^０．５以下にしていることにより、特に粒子３０の表面である凸部の潤滑剤保持力を向上させることができる。これにより、凸部とニップ形成部材２３との間で潤滑剤４０が経時的に不足した状態となるのを抑制できるようになり、定着ベルト２０とニップ形成部材２３などの摺接部材との間で生じる摩擦抵抗を効果的に低減できるようになる。その結果、定着ベルト２０の摩耗や回転トルクの上昇を長期的に抑制することが可能となる。

このように、本実施形態に係る定着ベルト２０によれば、凹部による物理的な潤滑剤保持力と、化学的親和性による凸部（粒子３０）の潤滑剤保持力との、両方を向上させることができるため、定着ベルト２０に摩耗や損傷が生じにくくなり、信頼性が向上する。特に、定着ベルトに負荷がかかりやすい高速機においては、本実施形態に係る定着ベルトを適用することにより、大きな効果（ベルトの摩耗抑制効果）が得られるようになる。

また、定着ベルト２０の内周面２０ａにおいて、潤滑剤をより効果的に保持できるようにするには、定着ベルト２０の内周面２０ａの表面粗さＲａが、０．６μｍ以上３．５μｍ以下であることが好ましい。この表面粗さＲａは、凹凸の平均絶対偏差を測定して得られる算術平均粗さであり、ＪＩＳＢ０６０１に準拠する方法により測定することができる。

以下、本実施形態に係る定着ベルトの製造方法について説明する。

＜定着ベルトの製造方法＞
本実施形態に係る定着ベルトは、まず、ＰＩ（ポリイミド）で構成された０．０７ｍｍ厚のエンドレスベルトから成る基体の表面に、シリコーンゴムを塗布して０．２ｍｍ厚の弾性層を形成した後、この弾性層の表面にＰＴＦＥからなるフッ素樹脂を塗布して０．０３ｍｍ厚の離型層を形成する。これにより、基体と弾性層と離型層とを有するベルト部材が得られる。そして、このベルト部材の内周面にＰＩ（ポリイミド）又はＰＡＩ（ポリイアミドイミド）から成る粒子を分散させた塗料をスプレー塗布して粒子を付着させ、ベルト部材の内周面に微細な凹凸を有する厚さ１５μｍの摺動層を形成する。これにより、本実施形態に係る定着ベルトが完成する。

続いて、本発明の効果確認試験について説明する。

＜効果確認試験＞
本試験では、下記表１に示す本発明の実施例１〜１４及び本発明とは異なる比較例１〜７に係る定着ベルトを、電子写真方式の画像形成装置（株式会社リコー製、ＭＰＣ４５０３）に搭載される定着装置に用い、用紙を連続印刷した際に、定着ベルトに破損が生じて画像形成装置が停止するまでの印刷枚数を確認した。そして、その印刷枚数が、耐久性を確保するための目標耐久枚数である５０万枚以上となったものを「○」、５０万枚未満となったものを「×」と評価した。

また、各実施例及び各比較例に用いた潤滑剤及び粒子のそれぞれのＳＰ値は、上述の測定方法により測定し、各定着ベルトの内周面の表面粗さＲａは、ＪＩＳＢ０６０１に準拠した測定方法により行った。表面粗さＲａの測定装置としては、表面粗さ測定器「ＳＵＲＦＣＯＭ１４００Ｇ」（株式会社東京精密製）を用いた。

実施例１〜１４及び比較例１〜７に係る各定着ベルトの具体的な構成及び製造方法は下記のとおりである。

＜実施例１＞
実施例１は、ニッケル電鋳によって厚さ４０μｍのニッケル層を製造した後、ニッケル層を回転させつつ、その内周面に粒子を分散させたポリイミドワニス（宇部興産株式会社製）をスプレー塗装により塗工し、１５μｍの内面層を形成した。次に、ニッケル層を回転させながら３５０℃で焼成してイミド化し、内面のポリイミド層を硬化した。また、ニッケル層の外周面にシリコーンゴム（東レ・ダウコーニング株式会社製）をスプレー塗工することにより弾性層を形成した。さらに、弾性層の外周面にプライマー（東レ・ダウコーニング株式会社製）を塗布すると共に、ＰＦＡチューブ（倉敷紡績株式会社製）を被覆して２００℃で３０分乾燥させることにより離型層を形成した。前述の粒子は、粒径１０μｍの真球状のガラス粒子の表面に、ＰＦＰＥ（パーフルオロポリエーテル、ソルベイ社製フルオロリンク（登録商標）Ｅ１０Ｈ）を膜厚１μｍになるようにスプレー塗装したものである。完成した定着ベルトの内面層のＳＰ値は１４．８（ＭＰａ）^０．５、表面粗さＲａは１．２μｍであった。また、定着ベルトの内周面に、潤滑剤としてのオイル（ダイキン工業株式会社製デムナムＳ−２００、ＳＰ値：１４．８（ＭＰａ）^０．５）を３ｇ塗布した。オイルと粒子とのＳＰ値の差（ΔＳＰ値）は、０．０である。

＜実施例２＞
実施例２は、上記実施例１の条件のうち、粒子をシリコーンゴムパウダー（信越化学工業株式会社製ＫＭＰ−５９７、粒径：５μｍ、ＳＰ値：１５．２（ＭＰａ）^０．５）として、オイルと粒子とのＳＰ値の差（ΔＳＰ値）を０．４とし、定着ベルトの内周面の表面粗さＲａを１．３μｍとした以外、同じ条件である。

<実施例３＞
実施例３は、上記実施例１の条件のうち、オイルをジメチルシリコーンオイル（信越化学工業社製ＫＦ９６８、ＳＰ値：１５．２（ＭＰａ）^０．５）として、オイルと粒子とのＳＰ値の差（ΔＳＰ値）を０．４とし、定着ベルトの内周面の表面粗さＲａを１．１μｍとした以外、同じ条件である。

＜実施例４＞
実施例４は、上記実施例１の条件のうち、粒子をシリコーンゴムパウダー（信越化学工業株式会社製ＫＭＰ−５９７、粒径：５μｍ、ＳＰ値：１５．２（ＭＰａ）^０．５）とし、オイルをジメチルシリコーンオイル（信越化学工業社製ＫＦ９６８、ＳＰ値：１５．２（ＭＰａ）^０．５）とした。また、定着ベルトの内周面の表面粗さＲａを１．５μｍとした。それ以外は、同じ条件である。なお、オイルと粒子とのＳＰ値の差（ΔＳＰ値）は、実施例１と同じ０．０である。

＜実施例５＞
実施例５は、上記実施例１の条件のうち、粒子をシリコーンゴムパウダー（信越化学工業株式会社製ＫＭＰ−５９７、粒径：５μｍ、ＳＰ値：１５．２（ＭＰａ）^０．５）とし、オイルを変性シリコーンオイル（信越化学工業社製ＦＬ−１００−１００ＣＳ、ＳＰ値：１４．６（ＭＰａ）^０．５）として、オイルと粒子とのＳＰ値の差（ΔＳＰ値）を０．６とした。また、定着ベルトの内周面の表面粗さＲａを０．９μｍとした。それ以外は、実施例１と同じ条件である。

＜実施例６＞
実施例６は、上記実施例１の条件のうち、粒子をシリコーンレジンパウダー（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製トスパール１１００ＦＬ、粒径：１０μｍ、ＳＰ値：１６．４（ＭＰａ）^０．５）とし、オイルをＰＦＰＥオイル（ソルベイ社製ＦＯＭＢＬＩＮ（登録商標）Ｚ１５、ＳＰ値：１５．６（ＭＰａ）^０．５）として、オイルと粒子とのＳＰ値の差（ΔＳＰ値）を０．８とした。また、定着ベルトの内周面の表面粗さＲａを１．２μｍとした。それ以外は、実施例１と同じ条件である。

＜実施例７＞
実施例７は、上記実施例１の条件のうち、粒子をシリコーンゴムパウダー（信越化学工業株式会社製ＫＭＰ−５９７、粒径：５μｍ、ＳＰ値：１５．２（ＭＰａ）^０．５）とし、オイルをＰＦＰＥオイル（ソルベイ社製ＦＯＭＢＬＩＮ（登録商標）Ｚ１５、ＳＰ値：１５．６（ＭＰａ）^０．５）として、オイルと粒子とのＳＰ値の差（ΔＳＰ値）を０．４とした。また、定着ベルトの内周面の表面粗さＲａを１．０μｍとした。それ以外は、実施例１と同じ条件である。

＜実施例８＞
実施例８は、上記実施例１の条件のうち、粒子をシリコーンレジンパウダー（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製トスパール１１００ＦＬ、粒径：１０μｍ、ＳＰ値：１６．４（ＭＰａ）^０．５）とし、オイルに、ＰＦＰＥオイル（ソルベイ社製ＦＯＭＢＬＩＮ（登録商標）Ｚ１５、ＳＰ値：１５．６（ＭＰａ）^０．５）とＰＴＦＥパウダー（スリーエムジャパン株式会社製ダイニオンＴＦ９２０２Ｚ、粒径：４μｍ、ＳＰ値：１２．７（ＭＰａ）^０．５）とを、パウダーが２０ｗｔ％になるように混合してグリスにしたもの（ＳＰ値：１５．６（ＭＰａ）^０．５）を用いた。オイルと粒子とのＳＰ値の差（ΔＳＰ値）は０．８である。また、定着ベルトの内周面の表面粗さＲａを１．４μｍとした。それ以外は、実施例１と同じ条件である。

＜実施例９＞
実施例９は、上記実施例１の条件のうち、定着ベルトの内周面の表面粗さＲａを３．５μｍとした以外、同じ条件である。

＜実施例１０＞
実施例１０は、上記実施例１の条件のうち、定着ベルトの内周面の表面粗さＲａを０．６μｍとした以外、同じ条件である。

＜実施例１１＞
実施例１１は、上記実施例１の条件のうち、粒子をシリコーンゴムパウダー（信越化学工業株式会社製ＫＭＰ−５９７、粒径：５μｍ、ＳＰ値：１５．２（ＭＰａ）^０．５）として、オイルと粒子とのＳＰ値の差（ΔＳＰ値）を０．４とし、定着ベルトの内周面の表面粗さＲａを３．５μｍとした以外、同じ条件である。

＜実施例１２＞
実施例１２は、上記実施例１の条件のうち、粒子をシリコーンゴムパウダー（信越化学工業株式会社製ＫＭＰ−５９７、粒径：５μｍ、ＳＰ値：１５．２（ＭＰａ）^０．５）として、オイルと粒子とのＳＰ値の差（ΔＳＰ値）を０．４とし、定着ベルトの内周面の表面粗さＲａを０．６μｍとした以外、同じ条件である。

＜実施例１３＞
実施例１３は、上記実施例１の条件のうち、粒子をシリコーンレジンパウダー（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製トスパール１２０、粒径：２μｍ、ＳＰ値：１６．４（ＭＰａ）^０．５）とし、オイルをＰＦＰＥオイル（ソルベイ社製ＦＯＭＢＬＩＮ（登録商標）Ｚ１５、ＳＰ値：１５．６（ＭＰａ）^０．５）として、オイルと粒子とのＳＰ値の差（ΔＳＰ値）を０．８とした。また、定着ベルトの内周面の表面粗さＲａを０．５μｍとした。それ以外は、実施例１と同じ条件である。

＜実施例１４＞
実施例１４は、上記実施例１の条件のうち、粒子をシリコーンレジンパウダー（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製トスパール１１００ＦＬ、粒径：１０μｍ、ＳＰ値：１６．４（ＭＰａ）^０．５）とし、オイルをＰＦＰＥオイル（ソルベイ社製ＦＯＭＢＬＩＮ（登録商標）Ｚ１５、ＳＰ値：１５．６（ＭＰａ）^０．５）として、オイルと粒子とのＳＰ値の差（ΔＳＰ値）を０．８とした。また、定着ベルトの内周面の表面粗さＲａを３．６μｍとした。それ以外は、実施例１と同じ条件である。

＜比較例１＞
比較例１は、上記実施例１の条件のうち、粒子をグラファイト（昭和電工株式会社製ＵＦ−Ｇ１０、粒径：５μｍ、ＳＰ値：１９．５（ＭＰａ）^０．５）として、オイルと粒子とのＳＰ値の差（ΔＳＰ値）を４．７とし、定着ベルトの内周面の表面粗さＲａを０．５μｍとした以外、同じ条件である。

＜比較例２＞
比較例２は、上記実施例１の条件のうち、粒子をＰＴＦＥパウダー（スリーエムジャパン株式会社製ダイニオンＴＦ９２０２Ｚ、粒径：４μｍ、ＳＰ値：１２．７（ＭＰａ）^０．５）として、オイルと粒子とのＳＰ値の差（ΔＳＰ値）を２．１とし、定着ベルトの内周面の表面粗さＲａを０．４μｍとした以外、同じ条件である。

＜比較例３＞
比較例３は、上記実施例１の条件のうち、粒子を二硫化モリブデン（株式会社ダイゾー製Ｃパウダー、粒径：１．２μｍ、ＳＰ値：２１．３（ＭＰａ）^０．５）として、オイルと粒子とのＳＰ値の差（ΔＳＰ値）を６．６とし、定着ベルトの内周面の表面粗さＲａを０．５μｍとした以外、同じ条件である。

＜比較例４＞
比較例４は、上記実施例１の条件のうち、粒子をグラファイト（昭和電工株式会社製ＵＦ−Ｇ１０、粒径：５μｍ、ＳＰ値：１９．５（ＭＰａ）^０．５）とし、オイルをジメチルシリコーンオイル（信越化学工業社製ＫＦ９６８、ＳＰ値：１５．２（ＭＰａ）^０．５）として、オイルと粒子とのＳＰ値の差（ΔＳＰ値）を４．３とした。また、定着ベルトの内周面の表面粗さＲａを０．４μｍとした。それ以外は、実施例１と同じ条件である。

＜比較例５＞
比較例５は、上記実施例１の条件のうち、粒子をＰＴＦＥパウダー（スリーエムジャパン株式会社製ダイニオンＴＦ９２０２Ｚ、粒径：４μｍ、ＳＰ値：１２．７（ＭＰａ）^０．５）とし、オイルをジメチルシリコーンオイル（信越化学工業社製ＫＦ９６８、ＳＰ値：１５．２（ＭＰａ）^０．５）として、オイルと粒子とのＳＰ値の差（ΔＳＰ値）を２．５とした。また、定着ベルトの内周面の表面粗さＲａを０．３μｍとした。それ以外は、実施れ１と同じ条件である。

＜比較例６＞
比較例６は、上記実施例１の条件のうち、粒子を二硫化モリブデン（株式会社ダイゾー製Ｃパウダー、粒径：１．２μｍ、ＳＰ値：２１．３（ＭＰａ）^０．５）とし、オイルをジメチルシリコーンオイル（信越化学工業社製ＫＦ９６８、ＳＰ値：１５．２（ＭＰａ）^０．５）として、オイルと粒子とのＳＰ値の差（ΔＳＰ値）を６．２とした。また、定着ベルトの内周面の表面粗さＲａを０．４μｍとした。それ以外は、実施例１と同じ条件である。

＜比較例７＞
比較例７は、上記実施例１の条件のうち、定着ベルトの内周面の表面粗さＲａを４．２μｍとした以外、同じ条件である。

上記表１に示すように、本試験の結果、潤滑剤と粒子とのＳＰ値の差が１．０（ＭＰａ）^０．５以下となる実施例１〜１４においては、いずれも、目標耐久枚数である５０万枚を超え、定着ベルトの耐久性が十分に確保されていることが実証された。一方、潤滑剤と粒子とのＳＰ値の差が１．０（ＭＰａ）^０．５よりも大きい比較例１〜６においては、目標耐久枚数を達成せず、定着ベルトの耐久性が不十分であるとの結果になった。また、比較例７は、潤滑剤と粒子とのＳＰ値の差が１．０（ＭＰａ）^０．５以下であるが、定着ベルト２０の内周面２０ａの表面粗さＲａが３．５μｍを超えていたため、実施例１〜１４に比べて定着ベルトの耐久性が劣る結果となった。

以上、本発明の実施形態及び各実施例について説明したが、本発明は、上述の実施形態又は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

上述の実施形態では、定着ベルトの内周面（最内層）に多数の微細な粒子を分散することにより凹凸を形成しているが、粒子を用いず、定着ベルトの内周面をブラスト加工するなどによって凹凸を形成してもよい。その場合、定着ベルトの内周面（最内層）の材料と潤滑剤との溶解度パラメータの差が１．０（ＭＰａ）^０．５以下となるようにすれば、定着ベルトの内周面（凹凸）と潤滑剤との化学的親和性が高まり、潤滑剤保持力を向上させることが可能である。

また、上述の実施形態では、定着ベルトが、その長手方向両端に挿入されたベルト保持部材によって非張架で保持されるフリーベルト方式の定着装置を例に説明したが、本発明は、定着ベルトが複数のローラなどに掛け回されて張架される構成にも適用可能である。

また、本発明は、画像形成装置に搭載されるベルト装置の一例である定着装置に適用される場合に限らない。例えば、本発明は、中間転写ベルト１１を備える転写装置８（図１参照）などにも適用可能である。

９定着装置（ベルト装置）
２０定着ベルト（ベルト部材）
２０ａ内周面
２１加圧ローラ（回転体）
２２ヒータ
２３ニップ形成部材（摺接部材）
３０粒子
４０潤滑剤
１００画像形成装置

特許第４１９７４３０号公報

Claims

画像形成装置に用いられ、内周面に潤滑剤が付着される無端状のベルト部材であって、
前記ベルト部材の内周面は凹凸を有し、
前記ベルト部材の内周面と前記潤滑剤とのそれぞれの溶解度パラメータの差が１．０（ＭＰａ）^０．５以下であるベルト部材。
前記凹凸は、前記ベルト部材の内周面に粒子が分散して形成され、
前記粒子と前記潤滑剤とのそれぞれの溶解度パラメータの差が１．０（ＭＰａ）^０．５以下である請求子１に記載のベルト部材。
前記粒子は、シリコーン、フロロシリコーン、フッ素ゴム、パーフルオロポリエーテル樹脂のいずれか１種、又はこれらの組み合わせを含む請求項２に記載のベルト部材。
前記潤滑剤は、シリコーンオイル、又は基油がシリコーンオイルであるシリコーングリス、フロロシリコーンオイル、又は基油がフロロシリコーンオイルであるフロロシリコーングリス、フッ素オイル、又は基油がフッ素オイルであるフッ素グリスのいずれか１種、又はこれらの組み合わせを含む請求項１から３のいずれかに記載のベルト部材。
前記ベルト部材の内周面の表面粗さＲａが０．６μｍ以上３．５μｍ以下である請求項１から４のいずれかに記載のベルト部材。
請求項１から５のいずれかに記載のベルト部材と、
前記ベルト部材の内周面に対して相対的に摺接する摺接部材と、
を備えるベルト装置。
無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの外周面に接触する回転体と、
前記定着ベルトに対して前記回転体が接触する箇所で前記定着ベルトの内周面に直接的又は間接的に接触するニップ形成部材と、
を備え、
前記定着ベルトとして、請求項１から５のいずれかに記載のベルト部材を用いた定着装置。
請求項６に記載のベルト装置、又は、請求項７に記載の定着装置を備える画像形成装置。