JP6171574B2 - 定着用加圧ベルト、定着装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着用加圧ベルト、定着装置、及び画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、記録紙等の記録媒体に形成された未定着のトナー像が定着装置によって定着される。
この定着装置としては、例えば、加熱ロールと加熱ロールに接触して配置された加圧ベルトとを備えた構成、又は、加熱ベルトと加熱ベルトに接触して配置された加圧ロールとを備えた構成のベルトニップ方式と呼ばれる定着装置が知られている。

特許文献１には、記録媒体上の未定着トナー画像を、加圧、加熱により前記記録媒体に定着させる定着装置に用い、前記加圧を行うための加圧定着部材であって、基材の外周面に、フッ素樹脂材料及びフッ素樹脂と充填剤との混合材料から形成した複数の層からなる離型層を備えることを特徴とする加圧定着部材が開示されている。

特許文献２には、弾性体層を有する定着用回転体に対して表面に未定着トナー像を有する記録媒体を圧接して当該未定着トナー像を当該記録媒体に定着させる加圧部材において、前記加圧部材は、基材上に、孔径が３０μｍ以下の空孔を有し、かつ空孔率が４５〜６５％の範囲内に設定された熱硬化性樹脂を主成分とした断熱層を形成したことを特徴とする加圧部材が開示されている。

特開２００６−３０８２５号公報 特開２０１０−２７１３９４号公報

本発明は、記録媒体の両面に画像を形成したときの画像の光沢の変化と画像欠陥の発生が抑制される定着用加圧ベルトを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、以下の発明が提供される。
請求項１の発明は、表面が、フッ素樹脂と、外殻がシリカを含んで形成された当該フッ素樹脂１００重量部に対して１０重量部以上２５重量部以下の中空粒子とを含む層によって構成されている定着用加圧ベルト。

請求項２の発明は、前記中空粒子の最大粒径が、５μｍ以下である請求項１に記載の定着用加圧ベルト。

請求項３の発明は、記録媒体上の未定着のトナー像を加熱する定着用加熱部材と、前記加熱部材に対して前記記録媒体を加圧する請求項１又は請求項２に記載の定着用加圧ベルトと、を備える定着装置。

請求項４の発明は、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像をトナー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、前記トナー像を前記記録媒体に定着する請求項３に記載の定着装置を含む定着手段と、を備える画像形成装置。

請求項１の発明によれば、表面が、フッ素樹脂と、外殻が無機材料で形成された当該フッ素樹脂１００重量部に対して１０重量部以上２５重量部以下の中空粒子とを含む層によって構成されていない場合に比べ、記録媒体の両面に画像を形成したときの画像の光沢の変化や画像欠陥の発生が抑制される定着用加圧ベルトが提供される。

請求項１の発明によれば、前記中空粒子が、外殻がシリカを含んで形成された中空粒子でない場合に比べ、表面の硬度ムラが抑制された定着用加圧ベルトが提供される。

請求項２の発明によれば、前記中空粒子の最大粒径が、５μｍを超える場合に比べ、表面の機械的強度が優れた定着用加圧ベルトが提供される。

請求項３の発明によれば、定着用加圧ベルトの表面が、フッ素樹脂と、外殻が無機材料で形成された当該フッ素樹脂１００重量部に対して１０重量部以上２５重量部以下の中空粒子とを含む層によって構成されていない場合に比べ、記録媒体の両面に画像を形成したときの画像の光沢の変化や画像欠陥の発生が抑制される定着装置が提供される。

請求項４の発明によれば、定着用加圧ベルトの表面が、フッ素樹脂と、外殻が無機材料で形成された当該フッ素樹脂１００重量部に対して１０重量部以上２５重量部以下の中空粒子とを含む層によって構成されていない場合に比べ、記録媒体の両面に画像を形成したときの画像の光沢の変化や画像欠陥の発生が抑制される画像形成装置が提供される。

本実施形態に係る加圧部材の一例（加熱ベルト）を概略的に示す模式断面図である。 本実施形態に係る加圧部材の一例（加熱ロール）を概略的に示す模式断面図である。 本実施形態に係る定着装置の一例を示す概略構成図である。 本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。

以下、本発明の一例である実施形態について説明する。
なお、実質的に同一の機能を有する部材には、全図面を通して同じ符合を付与し、重複する部材の符号及び説明は適宜省略する場合がある。

［定着用加圧部材］
本実施形態に係る定着用加圧部材（以下「加圧部材」と称する場合がある。）について説明する。本実施形態に係る加圧部材は、表面が、フッ素樹脂と、外殻が無機材料で形成された中空粒子（以下「無機中空粒子」と称する場合がある。）を当該フッ素樹脂１００重量部に対して１０重量部以上含む層によって、構成されている。
本実施形態に係る加圧部材を用いることで記録媒体の両面に画像を形成したときの画像の光沢の変化や画像欠陥の発生が抑制される。その理由は以下のように推測される。

電子写真装置の高速化と高画質化に伴い、定着温度の高温化が進み、定着装置における加熱部材と対向する加圧部材の温度も高温となる。これにより、両面印刷時に、記録媒体の片面（第１の面）に画像形成した後、反対側の面（第２の面）に画像形成する際、加圧部材の表面に接する記録媒体の片面側のトナーの溶融が進み、片面印刷時の画像全体の光沢が変化したり、加圧部材の表面のキズ、凹凸等が画像領域中での光沢差を生じさせ画像欠陥として反映されたりしてしまう場合がある。

このような光沢の変化や画像欠陥を抑制するため、例えば、加圧部材側に送風機（ファン）等の冷却装置を設け、空冷による加圧部材の冷却を行う方法があるが、ファンとそこからの空気の流路を設けるため定着装置が大型化しまう。また、記録媒体を挟み込む領域（ニップ部）の加熱部材から長時間熱供給を受けると加圧部材の表面の冷却が不十分となる場合がある。

一方、本実施形態に係る加圧部材は、表面を構成する層に無機中空粒子を含むことで加熱部材の表面の熱伝導率が低く抑えられ、ニップ部における加熱部材の表面からトナーへの熱移動が抑制される。そのため、加圧部材の表面温度が高くなったとしても、ニップ部において加圧部材の表面と接するトナー画像の温度上昇が抑制され、光沢の変化や画像欠陥の発生が抑制されると考えられる。

本実施形態に係る加圧部材は、表面（外周面）が、フッ素樹脂と、無機中空粒子とを含む層によって構成されていればよく、例えば、支持部材の外周面に、フッ素樹脂と、無機中空粒子とを含む表面層を設けた構成でもよいし、フッ素樹脂と、無機中空粒子とを含む単層であってもよい。

なお、本実施形態に係る加圧部材は回転体として構成されていることが望ましく、ロール状であってもよいし、ベルト状であってもよい。以下、本実施形態に係る加圧部材についてベルト状の加圧部材とロール状の加圧部材について説明する詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係るベルト状の加圧部材（以下、「加圧ベルト」と称する場合がる。）の一例を示す概略断面図である。本実施形態に係る加圧ベルト６２は、基材１１０と、基材１１０上に形成された表面層１１２とを有し、表面層１１２はフッ素樹脂と無機中空粒子を含んで形成されている。

（基材）
加圧部材がベルト状（加圧ベルト６２）の場合、基材１１０としては、例えば、金属ベルト（例えばニッケル、アルミニウム、ステンレス等の金属ベルト）、樹脂ベルト（例えばポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリベンゾイミダゾール等の樹脂ベルト）が挙げられる。

なお、樹脂ベルトには導電性粉体などを添加、分散して、体積抵抗率が制御されていてもよい。具体的には、樹脂ベルトとしては、例えば、カーボンブラックを添加、分散して、体積抵抗率を制御したポリイミドベルトが挙げられる。
また、樹脂ベルトとしては、例えば、長尺のポリイミドシートの両端部をパズル状に組合せ、熱圧着部材を用いて熱圧着し、ベルト状に仕立てたものも挙げられる。

加圧部材がベルト状の場合、基材１１０の厚みは、例えば、２０μｍ以上２００μｍ以下であり、望ましくは３０μｍ以上１５０μｍ以下、より望ましくは４０μｍ以上１３０μｍ以下である。

（表面層）
表面層１１２は、フッ素樹脂と無機中空粒子とを含んで構成されている。

−フッ素樹脂−
表面層１１２がフッ素樹脂を含むことで離型性を発揮し、表面層１１２にトナーが付着することが抑制される。

表面層１１２に含まれるフッ素樹脂として具体的には、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共重合体（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。離型性の観点から、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰが好ましく、成型加工性と耐熱性の観点から、ＰＦＡが特に好ましい。

また、表面層１１２におけるフッ素樹脂の含有量は、離型性を発揮し、かつ、表面層の亀裂を抑制する観点から、７４重量％以上が望ましく、８０重量％以上がより望ましい。

−無機中空粒子−
表面層１１２に含まれる無機中空粒子として具体的には、外殻がシリカ（二酸化ケイ素）を含んで形成された中空粒子（一般的に「ガラスバルーン」と呼ばれる。）、アルミナ、ジルコニア等からなる中空粒子などが挙げられ、表面層１１２の熱伝導度を低く抑える観点から、ガラスバルーンが好ましい。

なお、ガラスバルーン等の無機中空粒子の添加以外の方法で、フッ素樹脂中に微細な気泡を設けて熱伝導率を下げる方法は幾つか存在する。例示すると、外殻が樹脂で構成された中空粒子（樹脂バルーン）を添加する方法、発泡ＰＦＡを用いる方法等が挙げられる。しかい、これらの方法により加圧部材の表面を形成すると、表面の硬度が気泡部分では柔らかくなってしまい、それによる微小面圧の差に起因して、片面（定着面）のトナー画像に光沢差として視認される欠陥が発生すると考えられる。

一方、加圧部材の表面を構成する層１１２に無機中空粒子を用いた場合は、例えばガラスバルーンであれば中空粒子による気泡自体がシリカを含む外殻をもつ為に、微小面圧のムラが小さく、光沢差等の欠陥の発生が抑制されるとともに、高い断熱効果が得られる。

無機中空粒子の径が５μｍ以下であれば、表面層１１２の膜強度の低下が抑制され、加圧部材としての使用時に表面層１１２の亀裂及び破断の発生が効果的に抑制される。そのため、無機中空粒子の粒度分布は、最大粒径が５μｍ以下であることが好ましい。
また、表面層１１２に含まれる無機中空粒子の最大粒径は、表面層１１２の熱伝導度を低く抑え、かつ、表面層１１２の亀裂及び破断の発生を抑制する観点から、５μｍ以下であることが望ましい。

なお、本実施形態における無機中空粒子の最大粒径は以下の方法によって測定される。
溶液中に均一分散させた無機中空粒子を、レーザー回折法による粒径測定で粒度分布を測定し、粒度分布の最大値から最大粒径を求める。具体的には、イオン交換水に水酸化カリウムを適量混合し、ｐＨを８以上９以下に調整した水溶液に対し、無機中空粒子（例えばガラスバルーン）を１２重量％の量で混合し、無機中空粒子の分散用液を作製した。作製した溶液を用い、レーザー回折式粒度分布測定装置（Ｍａｌｖｅｒｎ製マスターサイザー２０００）にて粒度分布を測定した。そして、得られた粒度分布の最大値から最大粒径を求める。

表面層１１２における無機中空粒子の含有量としては、十分な断熱性を得るために、フッ素樹脂１００重量部に対して１０重量部以上である。フッ素樹脂１００重量部に対する無機中空粒子の含有量が１０重量部以上であれば十分な断熱性が得られ、ニップ部でのトナーの溶融が効果的に抑制され、その結果、光沢の変化及び画像欠陥の発生が効果的に抑制される。
表面層１１２における無機中空粒子の含有量は、表面層１１２の熱伝導度を低く抑え、かつ、表面層１１２の亀裂及び破断の発生を抑制する観点から、フッ素樹脂１００重量部に対して１０重量部以上３５重量部以下であることが望ましく、１０重量部以上２５重量部以下であることがより望ましい。

−その他の添加剤−
表面層１１２には、フッ素樹脂及び無機中空粒子以外の成分を含んでもよい。例えばｍ、帯電防止の目的で、カーボンブラック等の導電性粒子（フィラー）を添加してもよい。

表面層１１２の厚みは、断熱性を高くし、かつ、必要なニップ幅を取るためにロール表面硬度を小さくする観点から、例えば２０μｍ以上２００μｍ以下であることが望ましく、望ましくは３０μｍ以上１５０μｍ以下である。

表面層１１２を形成する方法としては特に限定されず、フッ素樹脂、無機中空粒子、必要に応じて他の添加剤を含む混合材料を用い、例えば、予め押出成形で管状の表面層１１２を成形する方法でもよいし、基材、弾性層等の支持部材の上にスプレー塗布法、浸漬塗布法等の公知の方法で塗布して表面層１１２を設ける方法でもよい。

なお、本実施形態に係る加圧部材は上記層構成に限定されず、例えば、フッ素樹脂と無機中空粒子を含む単層構造であってもよい。

＜第２実施形態＞
図２は、本実施形態に係るロール状の加圧部材（以下、適宜「加圧ロール」と称する。）の一例を示す概略断面図である。本実施形態に係る加圧ロール１６２は、基材１２０と、基材上に形成された弾性層１２１と、弾性層１２１上に形成された表面層１２２とを有し、表面層１２２はフッ素樹脂と無機中空粒子を含んで形成されている。

（基材）
加圧部材がロール状（加圧ロール１６２）の場合、基材１２０としては、例えば、金属（アルミ、ＳＵＳ、鉄、銅等）、合金、セラミックス、ＦＲＭ（繊維強化メタル）等で構成された円筒体が挙げられる。
加圧部材がロール状の場合、基材１２０の外径及び肉厚は、例えば、外径１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることがよく、例えば、アルミニウム製の場合は厚さ０．５ｍｍ以上４ｍｍ以下、ＳＵＳ（ステンレス鋼）製又は鉄製の場合は厚さ０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下である。

（弾性層）
弾性層１２１は、耐熱性弾性材料を含んで構成される。なお、本明細書において「耐熱性」とは、定着装置の昇温温度（例えば定着温度）に達しても、溶けたり分解したりしない特性を意味する。

耐熱性弾性材料としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。
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）等が挙げられる。
フッ素ゴムとしては、フッ化ビニリデン系ゴム、四フッ化エチレン／プロピレン系ゴム、四フッ化エチレン／パーフルオロメチルビニルエーテルゴム、フォスファゼン系ゴム、フルオロポリエーテル等が挙げられる。

弾性層１２１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、補強剤（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１２１の厚みは、例えば、３０μｍ以上６００μｍ以下であることがよく、望ましくは１００μｍ以上５００μｍ以下である。

（表面層）
表面層１２２は、フッ素樹脂と無機中空粒子とを含んで構成されている。
表面層１２２の構成材料については第１実施形態に係る加圧ベルトの表面層１１２と同様であり、ここでの説明は省略する。

加圧ロール１６２における表面層１２２の厚みは、断熱性を高くし、かつ、必要なニップ幅を取るためにロール表面硬度を小さくする観点から、例えば２０μｍ以上２００μｍ以下であることが望ましく、望ましくは３０μｍ以上１５０μｍ以下である。

本実施形態に係る加圧部材６２，１６２は、画像形成装置の定着装置における加熱部材に対向して配置される加圧部材として適用される。
なお、加熱部材である加熱ベルトとしては、電磁誘導方式により加熱する加熱ベルト、外部の熱源から加熱する加熱ベルトのいずれであってもよい。

［定着装置］
本実施形態に係る定着装置は、記録媒体上の未定着のトナー像を加熱する定着用加熱部材（以下「加熱部材」と称する場合がある。）と、前記加熱部材に対して前記記録媒体を加圧する前述の本実施形態の定着用加圧部材（加圧部材）と、を備えて構成される。

加熱部材としては加熱ロールと加熱ベルトが挙げられ、加圧部材としては加圧ロールと加圧ベルトが挙げられ、これらの加圧部材と加熱部材をそれぞれ組み合わせて定着装置が構成される。本実施形態に係る定着装置は、具体的には、加熱ロールと加圧ロールの組み合わせ、加熱ロールと加圧ベルトの組み合わせ、加熱ベルトと加圧ロールの組み合わせ、加熱ベルトと加圧ベルトの組み合わせが挙げられる。

以下に、代表例として加熱ロールと加圧ベルトと備えた定着装置を説明する。なお、本実施形態に係る加熱部材は加熱ベルトであってもよい。また、加圧部材は加圧ロールであってもよい。

図３は、本実施形態に係る定着装置の一例を示す概略概略図である。本実施形態に係る定着装置６０は、図３に示すように、例えば、回転駆動する加熱ロール６１（加熱部材の一例）と、加圧ベルト６２（加圧部材の一例）と、加圧ベルト６２を介して加熱ロール６１を押圧する押圧パッド６４（押圧部材の一例）とを備えて構成されている。
押圧パッド６４は、例えば、加圧ベルト６２と加熱ロール６１とが相対的に加圧されていればよい。従って、加圧ベルト６２側が加熱ロール６１に加圧されてもよく、加熱ロール６１側が加圧ベルト６２に加圧されてもよい。

加熱ロール６１の内部には、ハロゲンランプ６６（加熱手段の一例）が配置されている。なお、加熱手段としては、ハロゲンランプに限られず、発熱する他の発熱部材を用いてもよい。

一方、加熱ロール６１の表面には、例えば、感温素子６９が接触して配置されている。この感温素子６９による温度計測値に基づいて、ハロゲンランプ６６の点灯が制御され、加熱ロール６１の表面温度が目的とする設定温度（例えば、１５０℃）に維持される。

加圧ベルト６２は、例えば、内部に配置された押圧パッド６４とベルト走行ガイド６３とによって回転自在に支持されている。そして、加圧ベルト６２は、挟込領域Ｎ（ニップ部）において押圧パッド６４により加熱ロール６１に対して押圧されて配置されている。

押圧パッド６４は、例えば、加圧ベルト６２の内側において、加圧ベルト６２を介して加熱ロール６１に加圧される状態で配置され、加熱ロール６１との間で挟込領域Ｎを形成している。
押圧パッド６４は、例えば、幅の広い挟込領域Ｎを確保するための前挟込部材６４ａを挟込領域Ｎの入口側に配置し、加熱ロール６１に歪みを与えるための剥離挟込部材６４ｂを挟込領域Ｎの出口側に配置している。

加圧ベルト６２の内周面と押圧パッド６４との摺動抵抗を小さくするために、例えば、前挟込部材６４ａ及び剥離挟込部材６４ｂの加圧ベルト６２と接する面にシート状の摺動部材６８が設けられている。そして、押圧パッド６４と摺動部材６８は、金属製の保持部材６５に保持されている。
摺動部材６８は、例えば、その摺動面が加圧ベルト６２の内周面と接するように設けられており、加圧ベルト６２との間に存在するオイルの保持及び供給に関与する。

保持部材６５には、例えば、ベルト走行ガイド６３が取り付けられ、加圧ベルト６２が回転する構成となっている。

加熱ロール６１は、例えば、図示しない駆動モータにより矢印Ｓ方向に回転し、この回転に従動して加圧ベルト６２は、加熱ロール６１の回転方向と反対の矢印Ｒ方向へ回転する。すなわち、例えば、加熱ロール６１が図３における時計方向へ回転するのに対して、加圧ベルト６２は反時計方向へ回転する。

そして、未定着トナー像を有する用紙Ｋ（記録媒体の一例）は、例えば、定着入口ガイド５６によって導かれて、挟込領域Ｎに搬送される。そして、用紙Ｋが挟込領域Ｎを通過する際に、用紙Ｋ上のトナー像は挟込領域Ｎに作用する熱と圧力とによって定着される。

本実施形態に係る定着装置６０では、例えば、加熱ロール６１の外周面に倣う凹形状の前挟込部材６４ａにより、前挟込部材６４ａがない構成に比して、広い挟込領域Ｎが確保される。

また、本実施形態に係る定着装置６０では、例えば、加熱ロール６１の外周面に対し突出させて剥離挟込部材６４ｂを配置することにより、挟込領域Ｎの出口領域において加熱ロール６１の歪みが局所的に大きくなるように構成されている。

このように剥離挟込部材６４ｂを配置すれば、例えば、定着後の用紙Ｋは、剥離挟込領域を通過する際に、局所的に大きく形成された歪みを通過することになるので、用紙Ｋが加熱ロール６１から剥離しやすい。

剥離の補助手段として、例えば、加熱ロール６１の挟込領域Ｎの下流側に、剥離部材７０が配置されている。剥離部材７０は、例えば、剥離爪７１が加熱ロール６１の回転方向と対向する向き（カウンタ方向）に加熱ロール６１と近接する状態で保持部材７２によって保持されている。

なお、本実施形態に係る定着装置６０では、加熱源の一例としてハロゲンヒータ（ハロゲンランプ）を適用した形態について説明したが、これに限られず、ハロゲンヒータ以外の輻射ランプ発熱体（放射線（赤外線等）を発する発熱体）、抵抗発熱体（抵抗に電流を流すことによりジュール熱を発生させる発熱体：例えばセラミック基板に厚膜抵抗を有する膜を形成して焼成させたもの等）を適用してもよい。

また、加熱部材として加熱ベルトを用いる場合、加熱源として輻射ランプ発熱体を用いてもよいし、定着ベルトの一部を構成する金属製の金属ベルト（又はそれを構成する一部の金属層）を電磁誘導方式により加熱する金属層として適用して加熱する加熱ベルトであってもよい。

［画像形成装置］
次に、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。
本実施形態の画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像をトナー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、前記トナー像を前記記録媒体に定着する定着手段と、を備える。そして、定着手段として、前記した本実施形態に係る定着装置が適用される。

以下、本実施形態に係る画像形成装置について図面を参照しつつ説明する。
図４は、本実施形態に係る画像形成装置の構成を示した概略構成図である。

本実施形態に係る画像形成装置１００は、図４に示すように、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って、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１５に順次転写（一次転写）させる一次転写部１０と、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー像を記録媒体である用紙Ｋに一括転写（二次転写）させる二次転写部２０と、二次転写された画像を用紙Ｋ上に定着させる定着装置６０と、を備えている。また、画像形成装置１００は、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。

この定着装置６０が既述の実施形態に係る定着装置６０である。

画像形成装置１００の各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、表面に形成されるトナー像を保持する像保持体の一例として、矢印Ａ方向に回転する感光体１１を備えている。

感光体１１の周囲には、帯電手段の一例として、感光体１１を帯電させる帯電器１２が設けられ、潜像形成手段の一例として、感光体１１上に静電潜像を書込むレーザー露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）が設けられている。

また、感光体１１の周囲には、現像手段の一例として、各色成分トナーが収容されて感光体１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４が設けられ、感光体１１上に形成された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が設けられている。

更に、感光体１１の周囲には、感光体１１上の残留トナーが除去される感光体クリーナ１７が設けられ、帯電器１２、レーザー露光器１３、現像器１４、一次転写ロール１６及び感光体クリーナ１７の電子写真用デバイスが感光体１１の回転方向に沿って順次配置されている。これらの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に、略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１５は、ポリイミド又はポリアミド等の樹脂をベース層としてカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の加圧ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は１０^６Ωｃｍ以上１０^１４Ωｃｍ以下となるように形成されており、その厚みは、例えば、０．１ｍｍ程度に構成されている。

中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図４に示すＢ方向に予め定めた速度で循環駆動（回転）されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ（図示せず）により駆動されて中間転写ベルト１５を回転させる駆動ロール３１、各感光体１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５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３３、二次転写部２０に設けられる背面ロール２５、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られるクリーニング背面ロール３４を有している。

一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体１１に対向して配置される一次転写ロール１６で構成されている。一次転写ロール１６は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは、鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０^７．５Ωｃｍ以上１０^８．５Ωｃｍ以下のスポンジ状の円筒ロールである。

そして、一次転写ロール１６は中間転写ベルト１５を挟んで感光体１１に圧力をかけて接触するように配置され、更に一次転写ロール１６にはトナーの帯電極性（マイナス極性とする。以下同様。）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１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上において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２０は、背面ロール２５と、中間転写ベルト１５のトナー像保持面側に配置される二次転写ロール２２と、を備えて構成されている。

背面ロール２５は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写ロール２２の対向電極を構成し、二次転写バイアスが安定的に印加される給電ロール２６が接触するように配置されている。

そして、二次転写ロール２２は中間転写ベルト１５を挟んで背面ロール２５に圧力をかけて配置され、更に二次転写ロール２２は接地されて背面ロール２５との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部２０に搬送される用紙Ｋ上にトナー像を二次転写する。

また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が接離自在に設けられている。

なお、中間転写ベルト１５、一次転写部１０（一次転写ロール１６）、及び二次転写部２０（二次転写ロール２２）が、転写手段の一例に該当する。

一方、イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側には、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となる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が配置されている。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が配置されている。この基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられたマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは画像形成を開始するように構成されている。

更に、本実施形態に係る画像形成装置では、用紙Ｋを搬送する搬送手段として、用紙Ｋを収容する用紙収容部５０、この用紙収容部５０に集積された用紙Ｋを予め定められたタイミングで取り出して搬送する給紙ロール５１、給紙ロール５１により繰り出された用紙Ｋを搬送する搬送ロール５２、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｋを二次転写部２０へと送り込む搬送ガイド５３、二次転写ロール２２により二次転写された後に搬送される用紙Ｋを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５、用紙Ｋを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６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、図示しない画像読取装置や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置により画像処理が施された後、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって作像作業が実行される。

画像処理装置では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、レーザー露光器１３に出力される。

レーザー露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザー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の各々の感光体１１に照射している。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各感光体１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザー露光器１３によって表面が走査露光され、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１１上に形成されたトナー像は、各感光体１１と中間転写ベルト１５とが接触する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部１０において、一次転写ロール１６により中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性（マイナス極性）と逆極性の電圧（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１５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１５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１５は移動してトナー像が二次転写部２０に搬送される。トナー像が二次転写部２０に搬送されると、搬送手段では、トナー像が二次転写部２０に搬送されるタイミングに合わせて給紙ロール５１が回転し、用紙収容部５０から目的とするサイズの用紙Ｋが供給される。給紙ロール５１により供給された用紙Ｋは、搬送ロール５２により搬送され、搬送ガイド５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、用紙Ｋは一旦停止され、トナー像が保持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール（図示せず）が回転することで、用紙Ｋ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２０では、中間転写ベルト１５を介して、二次転写ロール２２が背面ロール２５に加圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｋは、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る。その際に、給電ロール２６からトナーの帯電極性（マイナス極性）と同極性の電圧（二次転写バイアス）が印加されると、二次転写ロール２２と背面ロール２５との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１５上に保持された未定着トナー像は、二次転写ロール２２と背面ロール２５とによって加圧される二次転写部２０において、用紙Ｋ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Ｋは、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へと搬送される。搬送ベルト５５では、用紙Ｋを定着装置６０まで搬送する。定着装置６０に搬送された用紙Ｋ上の未定着トナー像は、定着装置６０によって熱及び圧力で定着処理を受けることで用紙Ｋ上に定着される。

なお、用紙Ｋの両面に画像形成する場合、上記のようにして用紙Ｋの片面（第１面）にトナー画像が定着された後、反転機構５４によって用紙Ｋが反転され、二次転写部２０に再度搬送される。そして、上記と同様の作像プロセスによって用紙Ｋの反対側の面(第２面）にトナー画像が形成され、定着装置６０によって熱及び圧力で定着処理を受けることで用紙Ｋ上に定着されるという例が多い。

そして定着画像が形成された用紙Ｋは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙収容部（不図示）に搬送される。

一方、用紙Ｋへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回転に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニング背面ロール３４及び中間転写ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定的に解釈されるものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。
例えば、上記画像形成装置は感光体に形成したトナー像を中間転写ベルトに一次転写した後、記録媒体に二次転写する方式の画像形成装置について説明したが、中間転写体を備えず、感光体から記録媒体に直接転写する方式の画像形成装置であってもよい。

以下、実施例について説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［加圧ベルトの作製］
フッ素樹脂塗料としてＰＦＡ（パーフルオロエチレンプロピレン共重合体：三井・デュポンフロロケミカル社製「ＥＭ−５６０ＣＬ」）を用いた。また、無機中空粒子としては、ガラスバルーン（３Ｍ社製グラスバブルズ）を使用し、気流式分級装置（日鉄鉱業株式会社製エルボージェット分級器）を用いて所定の粒径に分級した後、イオン交換水に水酸化カリウムを混合、ｐＨを８以上９以下に調整した溶液で、分級したガラスバルーンの１２質量％分散液を作製した。ガラスバルーンの最大粒径の測定は、既述の方法に従って、レーザー回折式粒度分布測定装置（Ｍａｌｖｅｒｎ製マスターサイザー２０００）にて行った。

（実施例１）
フッ素樹脂塗料に無機中空粒子を混合した塗料を調製した。具体的には、塗料中に含まれるＰＦＡ１００重量部に対し、最大粒径４．８μｍのガラスバルーンを１１．７重量部混合して塗料を調製し、ポリイミド製の基材（厚み：８５μｍ）上にスプレー塗布した後、焼成（３４０℃、３０分）して厚さ３０μｍの表面層を形成した。これにより、外径が３０ｍｍの加圧ベルトを作製した。

（実施例２）
実施例１における表面層の形成において、塗料中に含まれるＰＦＡ１００重量部に対し、最大粒径４．８μｍのガラスバルーンを２２．３重量部含む塗料を調製して表面層の形成に用いたこと以外は実施例１と同様にして加圧ベルトを作製した。

（実施例３）
実施例１における表面層の形成において、塗料中に含まれるＰＦＡ１００重量部に対し、最大粒径６．７μｍのガラスバルーンを１１．７重量部含む塗料を調製して表面層の形成に用いたこと以外は実施例１と同様にして加圧ベルトを作製した。

（比較例１）
実施例１における表面層の形成において、塗料中に含まれるＰＦＡ１００重量部に対し、最大粒径６．７μｍのガラスバルーンを９．２重量部含む塗料を調製して表面層の形成に用いたこと以外は実施例１と同様にして加圧ベルトを作製した。

（比較例２）
実施例１における表面層の形成において、塗料中に含まれるＰＦＡ１００重量部に対し、最大粒径４．８μｍのガラスバルーンを９．２重量部含む塗料を調製して表面層の形成に用いたこと以外は実施例１と同様にして加圧ベルトを作製した。

（比較例３）
実施例１における表面層の形成において、塗料中に含まれるＰＦＡ１００重量部に対し、最大粒径４．８μｍのガラスバルーンを１１．７重量部含む塗料を調製し、２０μｍの厚みとなるようにポリイミド基材上にスプレー塗布した後、焼成した。さらにその上に、ＰＦＡ塗料ＥＭ−５６０ＣＬを塗布した後、焼成し、厚さが１０μｍの表面層を形成した。

（比較例４）
実施例１における表面層の形成において、ＰＦＡ塗料ＥＭ−５６０ＣＬを用いてポリイミド基材上にスプレー塗布した後、焼成して厚さ３０μｍの表面層を形成した。

［評価］
−評価条件−
実施例及び比較例で得られた加圧ベルトを、それぞれ別々に富士ゼロックス社製 ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ−ＩＶ Ｃ７７８０（ＦＢＮＦ Ｆｕｓｅｒシステム）に取り付けた。加圧ベルトの表面温度が１２０℃になった状態で、１２７ｇｓｍのコート紙（ＯＫトップコート１２７ｇｓｍ）にて、単色（ＹＭＣＫ）と二次色（ＲＧＢ）の全面ベタ画像を両面コピーし、両面の画像における光沢の変化及び画像欠陥を目視で確認した。

その後、１２７ｇｓｍ紙を用いて、画像密度１％の黒色トナー格子パターンを５０００枚通紙し、加圧ベルトの表面状態の観察を行い、以下の評価基準により評価した。
それぞれ、以下の評価基準により評価した。

（画像の光沢変化及び画像欠陥の確認）
Ａ：両面の画像に光沢の変化及び画像欠陥が発生していない。
Ｂ：目視により、両面の画像に光沢の変化及び画像欠陥の少なくとも一方が認められた。

（５０００枚通紙後の加圧ベルトの表面状態）
Ａ：初期からの変化なし
Ｂ：表面に微小クラックが発生

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 画像形成ユニット
１０ 一次転写部
１１ 感光体(像保持体の一例）
１２ 帯電器（帯電手段の一例）
１３ レーザー露光器（潜像形成手段の一例）
１４ 現像器（現像手段の一例）
１５ 中間転写ベルト（転写手段の一例）
１６ 一次転写ロール（転写手段の一例）
１７ 感光体クリーナ
２０ 二次転写部
２２ 二次転写ロール（転写手段の一例）
６０ 定着装置
６１ 加熱ロール
６２ 加圧ベルト（加圧部材の一例）
６４ 押圧パッド
６４ａ 前挟込部材
６６ ハロゲンランプ
６８ 摺動部材
１００ 画像形成装置
１１０ 基材
１１２ 表面層
１２０ 基材
１２１ 弾性層
１２２ 表面層
１６２ 加圧ロール（加圧部材の一例）

Claims (4)

1. 表面が、フッ素樹脂と、外殻がシリカを含んで形成された当該フッ素樹脂１００重量部に対して１０重量部以上２５重量部以下の中空粒子とを含む層によって構成されている定着用加圧ベルト。
2. 前記中空粒子の最大粒径が、５μｍ以下である請求項１に記載の定着用加圧ベルト。
3. 記録媒体上の未定着のトナー像を加熱する定着用加熱部材と、
   前記加熱部材に対して前記記録媒体を加圧する請求項１又は請求項２に記載の定着用加圧ベルトと、
   を備える定着装置。
4. 像保持体と、
   前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、
   帯電された前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
   前記潜像をトナー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、
   前記トナー像を前記記録媒体に定着する請求項３に記載の定着装置を含む定着手段と、
   を備える画像形成装置。

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