JP7419915B2 - 無端ベルト、ヒートシール装置、定着装置、及び物品搬送装置 - Google Patents

無端ベルト、ヒートシール装置、定着装置、及び物品搬送装置 Download PDF

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Description

本発明は、無端ベルト、ヒートシール装置、定着装置、及び物品搬送装置に関する。
特許文献１には、「基材、及びフッ素樹脂を主成分とするフッ素樹脂層を備える摺動部品であって、上記フッ素樹脂層が、架橋度の低い馴染み層を含む摺動部品」が開示されている。
特開２０１８－１８５００７号公報
被加熱体を加熱しながら搬送する装置に用いる無端ベルトでは、無端ベルトの耐摩耗性が求められることに加え、無端ベルトが被加熱体の凹凸に追従しやすいことが求められる。
本発明の課題は、基材層と、基材層の外周面上に設けられ架橋フッ素樹脂層からなる表面層と、を有し、ベルト内周面が架橋フッ素樹脂を含む層で構成され、ベルト外周面の１３０℃におけるマルテンス硬さよりもベルト内周面の１３０℃におけるマルテンス硬さが低い無端ベルトに比べ、ベルトの外周面及び内周面の耐摩耗性を有しつつ、外周面の凹凸追随性に優れた無端ベルト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。
＜１＞ 基材層と、
前記基材層の外周面上に設けられ、架橋フッ素樹脂層からなる表面層と、
を有し、
ベルト内周面が、架橋フッ素樹脂を含む層で構成され、
ベルト外周面の１３０℃におけるマルテンス硬さよりも、ベルト内周面の１３０℃におけるマルテンス硬さが高い無端ベルト。
＜２＞ 前記ベルト外周面の１３０℃におけるマルテンス硬さが２Ｎ／ｍｍ２以上１０Ｎ／ｍｍ２であり、前記ベルト内周面の１３０℃におけるマルテンス硬さが４Ｎ／ｍｍ２以上１２Ｎ／ｍｍ２である＜１＞に記載の無端ベルト。
＜３＞ 前記ベルト外周面の１３０℃におけるマルテンス硬さと、前記ベルト内周面の１３０℃におけるマルテンス硬さと、の差が２Ｎ／ｍｍ２以上１０Ｎ／ｍｍ２以下である＜２＞に記載の無端ベルト。
＜４＞ 前記架橋フッ素樹脂を含む層として、前記基材層の内周面上に設けられた架橋フッ素樹脂層を有する＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の無端ベルト。
＜５＞ 前記架橋フッ素樹脂を含む層が、架橋フッ素樹脂粒子を含む前記基材層である＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の無端ベルト。
＜６＞ ベルト外周面の２５℃におけるマルテンス硬さよりも、ベルト内周面の２５℃におけるマルテンス硬さが低い＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の無端ベルト。
＜７＞ 前記ベルト外周面の２５℃におけるマルテンス硬さが１５Ｎ／ｍｍ２以上２３Ｎ／ｍｍ２であり、前記ベルト内周面の２５℃におけるマルテンス硬さが１３Ｎ／ｍｍ２以上１９Ｎ／ｍｍ２である＜６＞に記載の無端ベルト。
＜８＞ 前記ベルト外周面の２５℃におけるマルテンス硬さと、前記ベルト内周面の２５℃におけるマルテンス硬さと、の差が２Ｎ／ｍｍ２以上１０Ｎ／ｍｍ２以下である＜６＞又は＜７＞に記載の無端ベルト。
＜９＞ 前記表面層に含まれる架橋フッ素樹脂がパーフルオロアルキルビニルエーテル－テトラフルオロエチレン共重合樹脂であり、
前記ベルト内周面を構成する層に含まれる前記架橋フッ素樹脂が、ポリテトラフルオロエチレン樹脂である＜１＞～＜８＞のいずれか１つに記載の無端ベルト。
＜１０＞ 第１回転体と、
前記第１回転体の外面に接して配置される第２回転体であって、＜１＞～＜９＞のいずれか１つに記載の無端ベルトからなる第２回転体と、
前記第２回転体の内部に配置され、前記第２回転体の内面から前記第２回転体を前記第１回転体へ押圧する押圧する押圧部材と、
を備えるヒートシール装置。
＜１１＞ 第１回転体と、
前記第１回転体の外面に接して配置される第２回転体であって、＜１＞～＜９＞のいずれか１つに記載の無端ベルトからなる第２回転体と、
前記第２回転体の内部に配置され、前記第２回転体の内面から前記第２回転体を前記第１回転体へ押圧する押圧部材と、
を備える定着装置。
＜１２＞ ＜１＞～＜９＞のいずれか１つに記載の無端ベルトからなる物品搬送ベルトと、
前記物品搬送ベルトにより搬送される被加熱体を加熱する加熱源と、
を備える物品搬送装置。
前記＜１＞、＜４＞、＜５＞、又は＜９＞に係る発明によれば、基材層と、基材層の外周面上に設けられ架橋フッ素樹脂層からなる表面層と、を有し、ベルト内周面が架橋フッ素樹脂を含む層で構成され、ベルト外周面の１３０℃におけるマルテンス硬さよりもベルト内周面の１３０℃におけるマルテンス硬さが低い無端ベルトに比べ、ベルトの外周面及び内周面の耐摩耗性を有しつつ、外周面の凹凸追随性に優れた無端ベルトが提供される。
前記＜２＞に係る発明によれば、ベルト外周面の１３０℃におけるマルテンス硬さが１０Ｎ／ｍｍ２超え又はベルト内周面の１３０℃におけるマルテンス硬さが４Ｎ／ｍｍ２未満である場合に比べ、ベルトの外周面及び内周面の耐摩耗性を有しつつ、外周面の凹凸追随性に優れた無端ベルトが提供される。
前記＜３＞に係る発明によれば、外周面の１３０℃におけるマルテンス硬さとベルト内周面の１３０℃におけるマルテンス硬さとの差が２Ｎ／ｍｍ２未満又は１０Ｎ／ｍｍ２超えである場合に比べ、ベルトの外周面及び内周面の耐摩耗性を有しつつ、外周面の凹凸追随性に優れた無端ベルトが提供される。
前記＜６＞に係る発明によれば、ベルト外周面の２５℃におけるマルテンス硬さよりもベルト内周面の２５℃におけるマルテンス硬さが高い場合に比べ、ベルト外周面及び内周面の耐摩耗性を有しつつ、回転開始時の負荷が抑制される無端ベルトが提供される。
前記＜７＞に係る発明によれば、ベルト外周面の２５℃におけるマルテンス硬さが１５Ｎ／ｍｍ２未満又はベルト内周面の２５℃におけるマルテンス硬さが１９Ｎ／ｍｍ２超えである場合に比べ、ベルト外周面及び内周面の耐摩耗性を有しつつ、回転開始時の負荷が抑制される無端ベルトが提供される。
前記＜８＞に係る発明によれば、ベルト外周面の２５℃におけるマルテンス硬さとベルト内周面の２５℃におけるマルテンス硬さとの差が２Ｎ／ｍｍ２未満又は１０Ｎ／ｍｍ２超えである場合に比べ、ベルト外周面及び内周面の耐摩耗性を有しつつ、回転開始時の負荷が抑制される無端ベルトが提供される。
前記＜１０＞、＜１１＞、又は＜１２＞に係る発明によれば、基材層と基材層の外周面上に設けられ架橋フッ素樹脂層からなる表面層とを有し、ベルト内周面が架橋フッ素樹脂を含む層で構成され、ベルト外周面の１３０℃におけるマルテンス硬さよりもベルト内周面の１３０℃におけるマルテンス硬さが低い無端ベルトを適用した場合に比べ、ベルトの外周面及び内周面の耐摩耗性を有しつつ外周面の凹凸追随性に優れた無端ベルトを備えたヒートシール装置、定着装置、又は物品搬送装置が提供される。
本実施形態に係る無端ベルトの層構成の一例を示す模式断面図である。 本実施形態に係る無端ベルトの層構成の他の一例を示す模式断面図である。 本実施形態に係るヒートシール装置の一構成例を示す概略図である。 本実施形態に係る定着装置の一構成例を示す概略図である。 本実施形態に係る物品搬送装置の一構成例を示す概略図である。
以下に、本実施形態について説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、実施形態の範囲を制限するものではない。
本実施形態中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本実施形態中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本実施形態において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本実施形態において実施形態を図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。
本実施形態において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。本実施形態において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
［無端ベルト］
本実施形態に係る無端ベルトは、基材層と、前記基材層の外周面上に設けられ、架橋フッ素樹脂層からなる表面層と、を有し、ベルト内周面が、架橋フッ素樹脂を含む層で構成され、ベルト外周面の１３０℃におけるマルテンス硬さよりも、ベルト内周面の１３０℃におけるマルテンス硬さが高い。
以下、ベルト外周面の１３０℃におけるマルテンス硬さを「ＨＭｏ（１３０℃）」、ベルト内周面の１３０℃におけるマルテンス硬さを「ＨＭｉ（１３０℃）」ともいう。
本実施形態の無端ベルトは、基材層の外周面上に設けられた表面層が架橋フッ素樹脂層からなり、ベルト内周面が架橋フッ素樹脂を含み、かつ、ＨＭｏ（１３０℃）よりもＨＭｉ（１３０℃）が高いことにより、ベルトの外周面及び内周面の耐摩耗性を有しつつ、外周面の凹凸追随性に優れる。その理由は定かではないが、以下のように推測される。
無端ベルト上に配置された被加熱体を加熱しながら搬送する装置（例えば、ヒートシール装置、定着装置、物品搬送装置等）では、例えば、無端ベルトが加熱された状態で、ベルト外周面が被加熱体等に接触し、かつ、ベルト内周面が加熱部材等の他の部材に対して摺動する。
そのため、例えば上記装置を連続的に運転すると、無端ベルトの外周面及び内周面が摩耗することがある。無端ベルトの外周面が摩耗すると、その表面が荒れることで、被加熱体への加熱にムラが生じることがある。また、無端ベルトの内周面が摩耗すると、例えば無端ベルトの摩耗粉が生じること等により、無端ベルトの回転負荷が上昇することがある。
しかし、無端ベルトの外周面及び内周面の硬度を高くすると、摩耗は抑制される一方で、無端ベルトの凹凸追随性が低くなり、被加熱体の形状に無端ベルトが追従しにくくなることで、被加熱体への加熱にムラが生じることがある。
そのため、これらの特性がすべて良好である無端ベルトが求められている。特に、無端ベルト上に配置された被加熱体を、加熱及び加圧しながら搬送する装置では、さらに、外周面及び内周面の硬度と凹凸追随性とを両立する無端ベルトが求められる。
これに対して、本実施形態では、基材層の外周面上に設けられた表面層が架橋フッ素樹脂層からなり、ベルト内周面が架橋フッ素樹脂を含み、かつ、ＨＭｏ（１３０℃）よりもＨＭｉ（１３０℃）が高い。そのため、表面層が架橋フッ素樹脂層からなることによりベルト外周面の耐摩耗性を確保しつつ、装置の運転により無端ベルトが加熱された状態におけるベルト内周面の硬度が高いことにより他の部材に対して摺動するベルト内周面の耐摩耗性も得られる。加えて、無端ベルトが加熱された状態においてはベルト外周面がベルト内周面に比べて相対的に硬度が低いことで、ベルト外周面が被加熱体の形状に追従しやすく、耐摩耗性と凹凸追随性との両立が実現されるものと推測される。
以上のことから、本実施形態では、無端ベルトの外周面及び内周面の耐摩耗性を有しつつ、外周面の凹凸追随性に優れると推測される。
＜マルテンス硬さ＞
ここで、マルテンス硬さは、ナノインデンター（フィッシャー・インストルメンツ社製ＨＭ５００）を用いてナノインデンテーション法により得られた硬さである。具体的には、測定対象の試料における測定対象の面について、ベルコビッチ圧子により、特定の測定温度（１３０℃又は２５℃）、最大押し込み深さ０．５μｍの条件で、任意の３か所測定し、平均値を求める。
本実施形態では、ベルト外周面の１３０℃におけるマルテンス硬さ「ＨＭｏ（１３０℃）」よりも、ベルト内周面の１３０℃におけるマルテンス硬さ「ＨＭｉ（１３０℃）」が高い。
ＨＭｏ（１３０℃）としては、例えば１Ｎ／ｍｍ２以上１６Ｎ／ｍｍ２以下の範囲が挙げられ、耐摩耗性と凹凸追随性とを両立する観点から、２Ｎ／ｍｍ２以上１０Ｎ／ｍｍ２以下の範囲が好ましく、４Ｎ／ｍｍ２以上８Ｎ／ｍｍ２以下の範囲がより好ましい。
ＨＭｉ（１３０℃）としては、例えば１Ｎ／ｍｍ２以上１６Ｎ／ｍｍ２以下の範囲が挙げられ、耐摩耗性と凹凸追随性とを両立する観点から、４Ｎ／ｍｍ２以上１２Ｎ／ｍｍ２以下の範囲が好ましく、６Ｎ／ｍｍ２以上１０Ｎ／ｍｍ２以下の範囲がより好ましい。
ＨＭｏ（１３０℃）の制御は、例えば、表面層を構成する架橋フッ素樹脂の種類を選択すること、架橋フッ素樹脂の種類が異なる主成分と副成分の比率を変えること、架橋フッ素樹脂の架橋度合いを調整すること、架橋前の樹脂を製造する過程において焼成工程の時間等を調整すること等によって行われる。また、ＨＭｉ（１３０℃）の制御は、例えば、内周面を構成する層に含まれる樹脂の種類の選択、架橋フッ素樹脂の含有量の調整、架橋フッ素樹脂の種類が異なる主成分と副成分の比率を変えること、架橋フッ素樹脂の架橋度合いを調整すること、架橋前の樹脂を製造する過程において焼成工程の時間等を調整すること等によって行われる。
ＨＭｏ（１３０℃）とＨＭｉ（１３０℃）との組み合わせは、耐摩耗性と凹凸追随性とを両立する観点から、ＨＭｏ（１３０℃）が２Ｎ／ｍｍ２以上１０Ｎ／ｍｍ２以下の範囲であり、かつ、ＨＭｉ（１３０℃）が４Ｎ／ｍｍ２以上１２Ｎ／ｍｍ２以下の範囲である組み合わせが好ましく、ＨＭｏ（１３０℃）が４Ｎ／ｍｍ２以上８Ｎ／ｍｍ２以下の範囲であり、かつ、ＨＭｉ（１３０℃）が６Ｎ／ｍｍ２以上１０Ｎ／ｍｍ２以下の範囲である組み合わせがより好ましい。
また、ＨＭｏ（１３０℃）とＨＭｉ（１３０℃）との差は、耐摩耗性と凹凸追随性とを両立する観点から、２Ｎ／ｍｍ２以上１０Ｎ／ｍｍ２以下の範囲が好ましく、４Ｎ／ｍｍ２以上８Ｎ／ｍｍ２以下の範囲がより好ましい。
本実施形態では、ベルト外周面の２５℃におけるマルテンス硬さ（以下「ＨＭｏ（２５℃）」ともいう）よりも、ベルト内周面の２５℃におけるマルテンス硬さ（以下「ＨＭｉ（２５℃）」ともいう）が低いことが好ましい。
ＨＭｏ（１３０℃）よりもＨＭｉ（１３０℃）の方が高く、かつ、ＨＭｏ（２５℃）よりもＨＭｉ（２５℃）の方が低いことにより、耐摩耗性と凹凸追随性との両立に加え、無端ベルトの回転開始時にかかる負荷が抑制される。その理由は定かではないが、装置の運転開始時、無端ベルトの温度が低い状態でベルト内周面における硬度が相対的に低いことにより、無端ベルトが回転を開始する際の負荷がベルト内周面に吸収されるためと推測される。
ＨＭｏ（２５℃）としては、例えば１２Ｎ／ｍｍ２以上２５Ｎ／ｍｍ２以下の範囲が挙げられ、耐摩耗性と凹凸追随性とを両立する観点から、１５Ｎ／ｍｍ２以上２３Ｎ／ｍｍ２以下の範囲が好ましく、１７Ｎ／ｍｍ２以上２１Ｎ／ｍｍ２以下の範囲がより好ましい。
ＨＭｉ（２５℃）としては、例えば１０Ｎ／ｍｍ２以上２１Ｎ／ｍｍ２以下の範囲が挙げられ、耐摩耗性と回転開始時の負荷抑制とを両立する観点から、１３Ｎ／ｍｍ２以上１９Ｎ／ｍｍ２以下の範囲が好ましく、１５Ｎ／ｍｍ２以上１７Ｎ／ｍｍ２以下の範囲がより好ましい。
ＨＭｏ（２５℃）の制御は、例えば、表面層を構成する架橋フッ素樹脂の種類を選択すること、架橋フッ素樹脂の種類が異なる主成分と副成分の比率を変えること、架橋フッ素樹脂の架橋度合いを調整すること、架橋前の樹脂を製造する過程において焼成工程の時間等を調整すること等によって行われる。また、ＨＭｉ（２５℃）の制御は、例えば、内周面を構成する層に含まれる樹脂の種類の選択、架橋フッ素樹脂の含有量の調整、架橋フッ素樹脂の種類が異なる主成分と副成分の比率を変えること、架橋フッ素樹脂の架橋度合いを調整すること、架橋前の樹脂を製造する過程において焼成工程の時間等を調整すること等によって行われる。
ＨＭｏ（２５℃）とＨＭｉ（２５℃）との組み合わせは、耐摩耗性と回転開始時の負荷抑制とを両立する観点から、ＨＭｏ（２５℃）が１５Ｎ／ｍｍ２以上２３Ｎ／ｍｍ２以下の範囲であり、かつ、ＨＭｉ（２５℃）が１３Ｎ／ｍｍ２以上１９Ｎ／ｍｍ２以下の範囲である組み合わせが好ましく、ＨＭｏ（２５℃）が１７Ｎ／ｍｍ２以上２１Ｎ／ｍｍ２以下の範囲であり、かつ、ＨＭｉ（２５℃）が１５Ｎ／ｍｍ２以上１７Ｎ／ｍｍ２以下の範囲である組み合わせがより好ましい。
また、ＨＭｏ（２５℃）とＨＭｉ（２５℃）との差は、耐摩耗性と回転開始時の負荷抑制とを両立する観点から、２Ｎ／ｍｍ２以上１０Ｎ／ｍｍ２以下の範囲が好ましく、４Ｎ／ｍｍ２以上８Ｎ／ｍｍ２以下の範囲がより好ましい。
＜層構成＞
以下、図面を参照しつつ、本実施形態に係る無端ベルトを詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付することとし、重複する説明は省略する。
図１は、本実施形態に係る無端ベルトの一例を示す模式断面図である。図２は、本実施形態に係る無端ベルトの他の一例を示す模式断面図である。
図１に示す無端ベルト１は、例えば、内周面側から順に、架橋フッ素樹脂粒子を含む基材層２と、架橋フッ素樹脂層である表面層３と、が設けられている。表面層３は、無端ベルト１の外周面を構成する最外層である。
図２に示す無端ベルト１１は、例えば、内周面側から順に、架橋フッ素樹脂層である裏面層１５と、基材層１２と、架橋フッ素樹脂層である表面層１３と、が設けられている。表面層１３は、無端ベルト１１の外周面を構成する最外層である。
なお、図１に示す無端ベルト１及び図２に示す無端ベルト１１は、それぞれ、必要に応じてその他の層をさらに有してもよい。その他の層としては、例えば、基材層と表面層との間、基材層と裏面層との間等に設けられる接着層等が挙げられる。
以下、本実施形態に係る無端ベルトを構成する各層について、それぞれ説明する。なお、符号は省略して説明する。
＜ベルト外周面を構成する表面層＞
表面層は、基材層の外周面上に設けられ、架橋フッ素樹脂層からなる層であり、無端ベルトのベルト外周面を構成する層（すなわち最外層）である。ベルト外周面を構成する層が架橋フッ素樹脂層からなる層であることにより、ベルト外周面の耐摩耗性が良好であるとともに、被加熱体の無端ベルトからの離型性も良好となる。
ここで、架橋フッ素樹脂層である表面層は、架橋フッ素樹脂を主成分として含む層であり、必要に応じて添加剤等のその他の成分を含んでもよい。ただし、表面層に含まれる架橋フッ素樹脂の含有量は８０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましく、９５質量％以上であることがさらに好ましい。
（架橋フッ素樹脂）
架橋フッ素樹脂としては、例えば、未架橋のフッ素樹脂に電離性放射線（例えば、γ線、電子線、Ｘ線、中性子線、又は高エネルギーイオン等）を照射して架橋させた架橋体が挙げられる。具体的には、架橋フッ素樹脂としては、例えば、結晶融点よりも高い温度で加熱した状態の未架橋フッ素樹脂に、酸素不在の環境下で、照射線量１ＫＧｙ以上１０ＭＧｙ以下の電離性放射線を照射して架橋させた架橋体が挙げられる。
また、フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（以下「ＰＴＦＥ」ともいう）、パーフルオロアルキルビニルエーテル－テトラフルオロエチレン共重合樹脂（以下「ＰＦＡ」ともいう）、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樹脂（以下「ＦＥＰ」ともいう）、エチレン－テトラフルオロエチレン共重合樹脂（以下「ＥＴＦＥ」ともいう）、及びこれらの変性体等が挙げられる。
表面層に含まれる架橋フッ素樹脂は、耐摩耗性と凹凸追随性とを両立する観点から、これらの中でも、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰが好ましく、ＰＦＡがより好ましい。
本実施形態では、前記の通り、ベルト内周面が架橋フッ素樹脂を含む層である。表面層に含まれる架橋フッ素樹脂の種類とベルト内周面を構成する層に含まれる架橋フッ素樹脂の種類とは、同じであってもよく、ＨＭｏ（１３０℃）よりもＨＭｉ（１３０℃）を高く設定する観点からは異なる方が好ましい。
表面層に含まれる架橋フッ素樹脂とベルト内周面を構成する層に含まれる架橋フッ素樹脂との組み合わせは、耐摩耗性と凹凸追随性とを両立する観点から、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、及びＦＥＰからなる群より選択される少なくとも１種とＰＴＦＥ、ＦＥＰ、及びＦＥＰからなる群より選択される少なくとも１種との組み合わせが好ましく、ＰＦＡとＰＴＦＥとの組み合わせがより好ましい。
表面層の厚みとしては、例えば、１０μｍ以上５０μｍ以下が挙げられ、被加熱体の離型性を維持する観点から，２０μｍ以上４０μｍ以下が好ましく、２５μｍ以上３５μｍ以下がより好ましい。
表面層の厚みは、被加熱体の離型性を維持する観点から、無端ベルト全体の厚みの１１％以上３８％以下であることが好ましく、２０％以上３３％以下であることがより好ましく、２４％以上３０％以下であることがさらに好ましい。
表面層の形成方法としては、例えば、基材層の外周面に未架橋のフッ素樹脂層を形成した後に電離性放射線を照射することでフッ素樹脂層を架橋させ、架橋フッ素樹脂を含む表面層を得る方法等が挙げられる。なお、未架橋のフッ素樹脂層の形成方法としては、例えば、未架橋のフッ素樹脂膜（フィルム、チューブ等）を基材層の外周面に配置する方法、未架橋のフッ素樹脂を含む分散液を基材層の外周面に塗布し乾燥させる方法等が挙げられる。分散液を塗布する方法としては、公知の方法が挙げられ、具体的には、例えば、浸漬塗布法、スプレー塗布法、らせん塗布（フローコート）法、ブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等が挙げられる。また、分散液の塗布及び乾燥を行う方法として、遠心成形法等も挙げられる。
＜基材層＞
基材層の材質は、特に限定されるものではなく、無端ベルトの耐熱性及び追従性の観点から、例えば、耐熱性樹脂が挙げられる。
耐熱性樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂（以下「ＰＩ」といもいう）、ポリアミドイミド樹脂（以下「ＰＡＩ」ともいう）、ポリベンズイミダゾール樹脂（以下「ＰＢＩ」ともいう）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（以下「ＰＥＥＫ」ともいう）、ポリサルフォン樹脂（以下「ＰＳＵ」ともいう）、ポリエーテルスルホン樹脂（以下「ＰＥＳ」ともいう）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（以下「ＰＰＳ」ともいう）、ポリエーテルイミド樹脂（以下「ＰＥＩ」ともいう）、全芳香族ポリエステル樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
この中でも基材層の材質としては、機械的強度及び耐熱性の観点から、ＰＩ、ＰＡＩ、ＰＥＩ、フッ素樹脂が好ましく、ＰＩ及びＰＡＩがより好ましく、ＰＩがさらに好ましい。
基材層の厚みとしては、例えば、２０μｍ以上２００μｍ以下が挙げられ、機械的強度の観点から，３０μｍ以上１５０μｍ以下が好ましく、４０μｍ以上１３０μｍ以下がより好ましい。
基材層の形成方法としては、例えば、基体の外周面に耐熱性樹脂又は耐熱性樹脂の前駆体を含む分散液を塗布し乾燥させ、必要に応じて焼成を行うことで耐熱性樹脂を含む基材層を得る方法のほか、射出成形、押出成形、鋳型成形等により耐熱性樹脂を含む基材層を得る方法が挙げられる。なお、分散液を塗布する方法、分散液の塗布及び乾燥を行う方法の具体例は、前述の表面層の形成における分散液を塗布する方法、分散液の塗布及び乾燥を行う方法の具体例と同様である。
（ベルト内周面を構成する基材層）
基材層がベルト内周面を構成する層である場合、基材層は、少なくとも架橋フッ素樹脂を含む。基材層がベルト内周面を構成する層である場合、基材層は、上記耐熱性樹脂と架橋フッ素樹脂とを含む層であることが好ましく、上記耐熱性樹脂中に架橋フッ素樹脂粒子含む層であることがより好ましい。
ベルト内周面を構成する基材層に含まれる架橋フッ素樹脂の具体例は、前記表面層に含まれる架橋フッ素樹脂の具体例と同様のものが挙げられる。その中でも、ベルト内周面を構成する基材層に含まれる架橋フッ素樹脂は、耐摩耗性と凹凸追随性とを両立する観点から、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰが好ましく、ＰＴＦＥがより好ましい。
耐熱性樹脂と架橋フッ素樹脂との組み合わせは、耐摩耗性及び耐熱性の観点から、ＰＩ及びＰＡＩからなる群より選択される少なくとも１種とＰＴＦＥ、ＰＦＡ、及びＦＥＰからなる群より選択される少なくとも１種との組み合わせが好ましく、ＰＩとＰＴＦＥとの組み合わせがより好ましい。
基材層がベルト内周面を構成する層である場合、基材層における架橋フッ素樹脂の含有量としては、例えば５質量％以上６０質量％以下が挙げられ、耐摩耗性及び耐熱性と基材として機械的強度両立の観点から、１０質量％以上４０質量％以下であることが好ましく、１５質量％以上２５質量％以下であることがさらに好ましい。
また、基材層が耐熱性樹脂中に架橋フッ素樹脂粒子含む層である場合、架橋フッ素樹脂粒子の個数平均粒径としては、例えば０．０５μｍ以上１μｍ以下の範囲が挙げられ、耐摩耗性及び耐熱性と基材としての機械的強度とを両立する観点から、０．０７μｍ以上０．５μｍ以下の範囲が好ましく、０．１μｍ以上０．３μｍ以下の範囲がより好ましい。
架橋フッ素樹脂粒子の個数平均粒径は、次の方法により測定される値である。
まず、架橋フッ素樹脂粒子が含まれる層を切断して試料片を作製する。得られた試料片の断面について、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により、例えば倍率５０００倍以上で観察し、一次粒子状態の架橋フッ素樹脂粒子の最大径を測定し、これを５０個の粒子について行う。５０個の一次粒子状態の架橋フッ素樹脂粒子の最大径の平均値を求め、上記個数平均粒径とする。なお、ＳＥＭとしては、日本電子製ＪＳＭ－６７００Ｆを使用し、加速電圧５ｋＶの二次電子画像を観察する。
なお、耐熱性樹脂中に架橋フッ素樹脂粒子含む基材層を形成する場合、基材層とする前にあらかじめ架橋された架橋フッ素樹脂粒子を用いてもよく、未架橋のフッ素樹脂粒子を含む基材層を形成した後に電離性放射線を照射することでフッ素樹脂粒子を架橋させてもよい。耐熱性樹脂中に架橋フッ素樹脂粒子含む基材層を形成する方法としては、例えば、あらかじめ架橋された架橋フッ素樹脂粒子と耐熱性樹脂又は耐熱性樹脂の前駆体とを含む分散液を基体の外周面に塗布し塗布膜を乾燥させ、必要に応じて焼成を行うことで架橋フッ素樹脂と耐熱性樹脂とを含む基材層を得る方法、未架橋のフッ素樹脂粒子と耐熱性樹脂又は耐熱性樹脂の前駆体とを含む分散液を基体の外周面に塗布し塗布膜を乾燥させ、必要に応じて焼成を行うことで未架橋のフッ素樹脂と耐熱性樹脂とを含む基材層を得た後に電離性放射線を照射する方法、あらかじめ架橋された架橋フッ素樹脂粒子と耐熱性樹脂とを混練等により混合し成形することで架橋フッ素樹脂と耐熱性樹脂とを含む基材層を得る方法、未架橋のフッ素樹脂粒子と耐熱性樹脂とを混練等により混合し成形することで未架橋のフッ素樹脂と耐熱性樹脂とを含む基材層を得た後に電離性放射線を照射する方法等が挙げられる。
＜ベルト内周面を構成する裏面層＞
基材層がベルト内周面を構成しない層である場合、無端ベルトは、基材層の内周面上に裏面層を有する。裏面層はベルト内周面を構成する層（すなわち最内層）である。裏面層は、少なくとも架橋フッ素樹脂を含む層であり、架橋フッ素樹脂層であることが好ましい。
架橋フッ素樹脂層である裏面層は、架橋フッ素樹脂を主成分として含む層であり、必要に応じて添加剤等のその他の成分を含んでもよい。ただし、裏面層に含まれる架橋フッ素樹脂の含有量は８０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましく、９５質量％以上であることがさらに好ましい。
裏面層に含まれる架橋フッ素樹脂の具体例は、前記表面層に含まれる架橋フッ素樹脂の具体例と同様のものが挙げられる。その中でも、裏面層に含まれる架橋フッ素樹脂は、耐摩耗性と凹凸追随性とを両立する観点から、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰが好ましく、ＰＴＦＥがより好ましい。
裏面層の厚みとしては、例えば、２μｍ以上４０μｍ以下が挙げられ、無端ベルトの摺動性を維持する観点から，５μｍ以上３０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以上２０μｍ以下がより好ましい。
裏面層の厚みは、無端ベルトの摺動性を維持する観点から、無端ベルト全体の厚みの１．７％以上２７％以下であることが好ましく、４．３％以上２１％以下であることがより好ましく、８％以上１５％以下であることがさらに好ましい。
裏面層の形成方法としては、例えば、前述の表面層の形成方法と同様に、基材層の内周面に未架橋のフッ素樹脂層を形成した後に電離性放射線を照射する方法等が挙げられる。なお、分散液を塗布する方法、分散液の塗布及び乾燥を行う方法の具体例は、前述の表面層の形成における分散液を塗布する方法、分散液の塗布及び乾燥を行う方法の具体例と同様である。
［ヒートシール装置］
本実施形態に係るヒートシール装置は、第１回転体と、第１回転体の外面に接して配置される第２回転体と、第２回転体の内部に配置され、第２回転体の内面から第２回転体を第１回転体へ押圧する押圧する押圧部材と、を備え、第２回転体として前述の無端ベルトを用いている。
ヒートシール装置では、例えば、被加熱体が、第１回転体と第２回転体との間における挟み込み領域で加熱されながら加圧される。具体的には、例えば、被加熱体としてシール部を接触させて重ねた積層体を用いる場合、ヒートシール装置における第１回転体と第２回転体との間の挟み込み領域を積層体が通過する際に、積層体が加熱及び加圧されることで、積層体のシール部が接着される。
なお、第１回転体と第２回転体との間の挟み込み領域を通過する被加熱体を加熱する加熱源は、第１回転体の内部に配置されてもよく、第２回転体の内部に配置されてもよく、第１回転体及び第２回転体の外部に配置されてもよく、複数の箇所に配置されてもよい。また、第２回転体の内部に配置された押圧部材など、他の部材が加熱源を兼ねていてもよい。
以下、本実施形態に係るヒートシール装置の一例を説明するが、これに限られない。
図３は、本実施形態に係るヒートシール装置の一例を示す概略構成図である。図３は、前述の無端ベルトをシールベルトとして備えたヒートシール装置である。
図３に示すヒートシール装置４００は、第１回転体の一例としてのシールベルト４１０と、前述の無端ベルトを用いた第２回転体の一例としてのシールベルト４３０と、シールベルト４３０の内部に設けられた押圧部材の一例としてのヒータブロック４４０と、を備えて構成されている。
なお、ヒートシール装置４００では、第１回転体であるシールベルト４１０についても、シールベルト４３０と同様に、前述の無端ベルトが用いられており、かつ、シールベルト４１０の内部に、押圧部材として機能するヒータブロック４２０が設けられている。
ここで、ヒータブロック４２０及びヒータブロック４４０はいずれも、シールベルト４１０とシールベルト４３０との間の挟み込み領域を通過する被加熱体を加熱する加熱源としての機能も備えている。
シールベルト４１０は、内部に配置された駆動ロール４１１と支持ロール４１２とヒータブロック４２０とによって回転自在に支持され、ヒータブロック４２０によってシールベルト４３０に対して加圧された状態で配置されている。
同様に、シールベルト４３０は、内部に配置された駆動ロール４３１と支持ロール４３２とヒータブロック４４０とによって回転自在に支持され、ヒータブロック４４０によってシールベルト４１０に対して加圧された状態で配置されている。
それにより、シールベルト４１０とシールベルト４３０との間で被加熱体を挟み込む挟み込み領域が形成されている。
ヒータブロック４２０及びヒータブロック４４０は、加熱源の一例である抵抗発熱体であり、挟み込み領域に熱を供給する。つまり、ヒータブロック４２０及びヒータブロック４４０は、それぞれシールベルト４１０及びシールベルト４３０を内側から挟み込み領域に向かって加圧する押圧部材であるとともに、挟み込み領域を通過する被加熱体を加熱する加熱源としての機能も有する。
なお、ヒートシール装置４００では、押圧部材であるヒータブロック４２０及びヒータブロック４４０が加熱源の役割も兼ねているが、これに限られず、押圧部材とは別の部材として加熱源が備えられていてもよい。押圧部材とは別の部材である加熱源としては、例えば、カーボンヒーターなどの輻射熱により加熱するものが挙げられる。
シールベルト４１０及びシールベルト４３０の内周面には、それぞれ、図示しない潤滑剤塗布部材が配設されている。潤滑剤塗布部材は、例えば、シールベルトの内周面に対して接触するように配置され、シールベルトの内周面に潤滑剤を適量供給する。
潤滑剤としては、例えば、フッ素オイル、シリコーンオイル、固形物質と液体とを混合させた合成潤滑油グリース等が挙げられる。
フッ素オイルとしては、例えば、パーフルオロポリエーテルオイル、変性パーフルオロポリエーテルオイル等が挙げられる。
シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、有機金属塩添加ジメチルシリコーンオイル、ヒンダードアミン添加ジメチルシリコーンオイル、有機金属塩およびヒンダードアミン添加ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、有機金属塩添加アミノ変性シリコーンオイル、ヒンダードアミン添加アミノ変性シリコーンオイル、カルボキシ変性シリコーンオイル、シラノール変性シリコーンオイル、スルホン酸変性シリコーンオイル等が挙げられる。
合成潤滑油グリースとしては、例えば、シリコーングリース（すなわち、上記シリコーンオイルを含むグリース）、フッ素グリース（すなわち、上記フッ素オイルを含むグリース）等が挙げられる。
潤滑剤は、ベルト内周面の耐摩耗性の観点から、これらの中でも、フッ素原子を含む潤滑剤が好ましく、フッ素オイルを含む潤滑剤（すなわち、フッ素オイル及びフッ素グリース）がより好ましく、パーフルオロポリエーテルオイルを含む潤滑剤（すなわち、パーフルオロポリエーテルオイル単体及びパーフルオロポリエーテルオイルを含むグリース）がさらに好ましい。
なお、ヒートシール装置４００では、潤滑剤塗布部材によりシールベルトの内周面に潤滑剤を供給しているが、潤滑剤塗布部材および潤滑剤を用いない形態としてもよい。
ヒートシール装置４００では、まず、駆動ロール４３１の回転駆動によってシールベルト４３０が矢印Ａ方向に回転することで、被加熱体であるシール部を接触させて重ねた積層体４５０が、シールベルト４３０上を矢印Ｃ方向に移動し、挟み込み領域に導かれる。一方、シールベルト４１０は、駆動ロール４１１の回転駆動によって矢印Ｂ方向に回転する。
挟み込み領域に搬送された積層体４５０は、シールベルト４１０及びシールベルト４３０の回転により搬送されつつ、ヒータブロック４２０及びヒータブロック４４０によって加熱及び加圧され、積層体４５０のシール部が接着される。
そして、シール部が接着された積層体４５０は、さらにシールベルト４３０の回転により搬送され、挟み込み領域から排出される。
［定着装置］
本実施形態に係る定着装置は、第１回転体と、第１回転体の外面に接して配置される第２回転体と、第２回転体の内部に配置され、第２回転体の内面から第２回転体を第１回転体へ押圧する押圧する押圧部材と、を備え、第２回転体として前述の無端ベルトを用いている。
定着装置では、例えば、被加熱体が、第１回転体と第２回転体との接触部において加熱されながら加圧される。具体的には、例えば、被加熱体として未定着トナー像が形成された記録媒体を用いる場合、定着装置における第１回転体と第２回転体との接触部を未定着トナー像が形成された記録媒体が通過する際に、記録媒体が加熱及び加圧されることで、トナー像が記録媒体に定着される。
なお、第１回転体と第２回転体との接触部を通過する被加熱体を加熱する加熱源は、第１回転体の内部に配置されてもよく、第２回転体の内部に配置されてもよく、第１回転体及び第２回転体の外部に配置されてもよく、複数の箇所に配置されてもよい。また、第２回転体の内部に配置された押圧部材など、他の部材が加熱源を兼ねていてもよい。
以下、本実施形態に係る定着装置の一例を説明するが、これに限られない。
図４は、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。図４は、前述の無端ベルトを定着ベルトとして備えた定着装置である。
図４に示す定着装置９００は、第１回転体の一例としての加圧ロール９１０と、前述の無端ベルトを用いた第２回転体の一例としての定着ベルト９２０と、押圧部材の一例としてのセラミックヒータ８２０と、を備えて構成されている。なお、セラミックヒータ８２０は、加圧ロール９１０と定着ベルト９２０との接触部を通過する被加熱体を加熱する加熱源としての機能も備えている。
加圧ロール９１０は、回転駆動する回転体である。加圧ロール９１０は、定着ベルト９２０に対応するように配置され、図示しない駆動モータにより矢印Ｄ方向に回転し、この回転に従動して定着ベルト９２０は、加圧ロール９１０の回転方向と反対の方向へ回転する。
加圧ロール９１０は、例えば、コア（円柱状芯金）９１１と、コア９１１の外周面に被覆した耐熱性弾性層９１２と、さらに耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層９１３とが積層されて構成されている。加圧ロール９１０を構成する各層は、必要に応じて、トナーのオフセット対策としてカーボンブラック等の添加により半導電性化されている。
定着ベルト９２０は、被加熱体である用紙Ｋの未定着トナー像保持面側に配置されている。定着ベルト９２０は、内部に配置されたセラミックヒータ８２０とベルト走行ガイド６３０と図示しないエッジガイドとによって回転自在に支持されている。そして、挟込領域Ｎにおいて加圧ロール９１０に対して加圧された状態で接触して配置されている。なお、セラミックヒータ８２０及びベルト走行ガイド６３０は、金属製のホルダ６５０に保持されている。ベルト走行ガイド６３０は、例えば、静止摩擦係数が小さく、かつ、熱伝導率の低い材質（例えば、ＰＦＡ、ＰＰＳ等）で形成されている。
セラミックヒータ８２０は、定着ベルト９２０の内側において、定着ベルト９２０を介して加圧ロール９１０に加圧される状態で配置され、加圧ロール９１０との間で挟込領域Ｎを形成している。セラミックヒータ８２０は、例えば、加圧ロール９１０側の面がフラットに形成されている。
セラミックヒータ８２０は、加熱源の一例である抵抗発熱体であり、挟込領域Ｎに熱を供給する。なお、定着装置９００では、押圧部材であるセラミックヒータ８２０が加熱源の役割も兼ねているが、これに限られず、押圧部材とは別の部材として加熱源が備えられていてもよい。押圧部材とは別の部材である加熱源としては、例えば、定着ベルト９２０内部に設けたハロゲンランプ、定着ベルト９２０内部又は外部に設けた電磁誘導コイル等が挙げられる。
ホルダ６５０には、定着装置９００の長手方向に亘って潤滑剤塗布部材６７０が配設されている。潤滑剤塗布部材６７０は、定着ベルト９２０内周面に対して接触するように配置され、定着ベルト９２０の内周面に潤滑剤を適量供給する。
潤滑剤の具体例及び好ましい例は、前述のヒートシール装置に用いる潤滑剤の具体例及び好ましい例と同様である。
なお、定着装置９００では、潤滑剤塗布部材６７０により定着ベルト９２０内周面に潤滑剤を供給しているが、潤滑剤塗布部材および潤滑剤を用いない形態としてもよい。
定着装置９００では、剥離の補助手段として、定着ベルト９２０の挟込領域Ｎの下流側に、剥離部材７００が配設されている。剥離部材７００は、剥離バッフル７１０が定着ベルト９２０の回転方向と対向する向き（カウンタ方向）に定着ベルト９２０と近接する状態でホルダ７２０によって保持されている。
定着装置９００では、まず、被加熱体である未定着トナー像を有する用紙Ｋが、定着入口ガイド５６０によって導かれて、挟込領域Ｎに向かって搬送される。挟込領域Ｎに搬送された用紙Ｋは、加圧ロール９１０及び定着ベルト９２０の回転により搬送され、挟込領域Ｎを通過する。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に作用する圧力と、セラミックヒータ８２０から供給される熱と、によって定着される。
挟込領域Ｎを通過した用紙Ｋは、挟込領域Ｎの出口領域（剥離挟込部）において定着ベルト９２０の曲率の変化によって定着ベルト９２０から剥離される。
［物品搬送装置］
本実施形態に係る物品搬送装置は、前述の無端ベルトからなる物品搬送ベルトと、物品搬送ベルトにより搬送される被加熱体を加熱する加熱源と、を備える。
物品搬送装置では、例えば、被加熱体である物品が、物品搬送ベルトにより搬送されながら、加熱源により加熱される。被加熱体である物品は、特に限定されるものではなく、例えば、食品、電子部品等が挙げられる。
なお、物品搬送ベルトにより搬送される被加熱体を加熱する加熱源は、物品搬送ベルトの内部に配置されてもよく、物品搬送ベルトの外部に配置されてもよく、複数の箇所に配置されてもよい。
また、物品搬送装置は、物品搬送ベルトにより搬送される被加熱体に対し、加圧しながら加熱する装置であってもよい。
以下、本実施形態に係る物品搬送装置の一例を説明するが、これに限られない。
図５は、本実施形態に係る物品搬送装置の一例を示す概略構成図である。図５は、前述の無端ベルトを物品搬送ベルトとして備えた物品搬送装置である。
図５に示す物品搬送装置３００は、前述の無端ベルトを用いた物品搬送ベルトの一例としての搬送ベルト３１０と、搬送ベルト３１０の内部に設けられた加熱源の一例としてのヒータブロック３２０と、を備えて構成されている。
搬送ベルト３１０は、内部に配置された駆動ロール３１１と支持ロール３１２とヒータブロック３２０とによって回転自在に支持されている。
ヒータブロック３２０は、加熱源の一例である抵抗発熱体であり、搬送ベルト３１０に熱を供給する。
なお、物品搬送装置３００では、ヒータブロック３２０が加熱源であるが、加熱源はこれに限られず、例えば、赤外線ヒータ等の非接触加熱源であってもよい。
搬送ベルト３１０の内周面には、図示しない潤滑剤塗布部材が配設されている。潤滑剤塗布部材は、例えば、搬送ベルト３１０の内周面に対して接触するように配置され、搬送ベルト３１０の内周面に潤滑剤を適量供給する。
潤滑剤の具体例及び好ましい例は、前述のヒートシール装置に用いる潤滑剤の具体例及び好ましい例と同様である。
なお、物品搬送装置３００では、潤滑剤塗布部材により搬送ベルト３１０の内周面に潤滑剤を供給しているが、潤滑剤塗布部材および潤滑剤を用いない形態としてもよい。
物品搬送装置３００では、まず、駆動ロール３１１の回転駆動によって搬送ベルト３１０が矢印Ｅ方向に回転することで、被加熱体である物品３５０が、搬送ベルト３１０上を矢印Ｆ方向に移動し、加熱領域に導かれる。
加熱領域に搬送された物品３５０は、搬送ベルト３１０の回転により搬送されつつ、ヒータブロック３２０によって加熱され、物品３５０が加熱される。
そして、加熱された物品３５０は、さらに搬送ベルト３１０の回転により搬送され、加熱領域から排出される。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「％」はすべて質量基準である。
［無端ベルトの作製］
＜無端ベルト１の作製＞
（基材層１の作製）
外径１１８ｍｍの円筒形ステンレス型の表面に、市販のポリイミド前駆体溶液（ＵワニスＳ、宇部興産社製）を浸漬法によって塗布することにより、塗膜を形成した。次にこの塗膜を１００℃で３０分間乾燥させることにより、前記塗膜中の溶媒を揮発させた後、３８０℃で３０分焼成しイミド化させ、膜厚６０μｍのポリイミド皮膜を形成した。ステンレス型の表面からポリイミド皮膜を剥離することにより、内径１１８ｍｍ、膜厚６０μｍ、長さ３７０ｍｍの無端ベルト状の耐熱ポリイミド基材を得て、これを基材層１とした。
（裏面層及び表面層の形成）
ＰＴＦＥを含む分散液（ＰＴＦＥディスパージョン、ダイキン工業株式会社製、品名：ポリフロンＰＴＦＥ－Ｄシリーズ）を用いて、遠心成形法（金型温度：２００℃、回転速度：２００ｒｐｍ、回転時間：２０分）、により、基材層１の内周面に未焼成かつ未架橋のＰＴＦＥ層を形成した。その後、３４０℃の加熱炉内で２０分保持することで焼成し、未架橋のＰＴＦＥ層を得た。
次に、ＰＦＡを含む分散液（ＰＦＡディスパージョン）を用いて、浸漬塗布法により基材層１の外周面のみに塗布した。なお、基材層１の内周面（すなわち、未架橋のＰＴＦＥ層上）に付着した分散液は、ふき取りにより除去した。その後、３８０℃の加熱炉内で３０分保持することで焼成し、未架橋のＰＦＡ層を得た。
続いて、未架橋のＰＴＦＥ層及び未架橋のＰＦＡ層に対し、２８０℃に温度調整した状態で、酸素濃度１０００ｐｐｍ以下の雰囲気下、基材層１の外周面側から放射線を照射（放射線の種類：電子線、照射条件：５０ｋＧｙ）して架橋した。
以上のようにして、架橋ＰＴＦＥ層である膜厚１５μｍの裏面層１が基材層１の内周面に配置され、かつ、架橋ＰＦＡ層である膜厚３０μｍの表面層１が基材層１の外周面に配置された無端ベルト１を得た。
＜無端ベルト２の作製＞
（裏面層及び表面層の形成）
ＰＴＦＥを含む分散液（ＰＴＦＥディスパージョン、ダイキン工業株式会社製、品名：ポリフロンＰＴＦＥ－Ｄシリーズ）を用いて、遠心成形法（金型温度：２００℃、回転速度：２００ｒｐｍ、回転時間：２０分）、により、基材層１の内周面に未焼成かつ未架橋のＰＴＦＥ層を形成した。その後、３４０℃の加熱炉内で２０分保持することで焼成し、未架橋のＰＴＦＥ層を得た。
次に、ＰＴＦＥを含む分散液（ＰＴＦＥディスパージョン、ダイキン工業株式会社製、品名：ポリフロンＰＴＦＥ－Ｄシリーズ）を用いて、浸漬塗布法により基材層１の外周面のみに塗布した。なお、基材層１の内周面（すなわち、未架橋のＰＴＦＥ層上）に付着した分散液は、ふき取りにより除去した。その後、３４０℃の加熱炉内で２０分保持することで焼成し、未架橋のＰＴＦＥ層を得た。
続いて、基材層１の内周面に形成された未架橋のＰＴＦＥ層及び基材層１の外周面に形成された未架橋のＰＴＦＥ層に対し、３００℃に温度調整した状態で、酸素濃度１０００ｐｐｍ以下の雰囲気下、基材層１の外周面側から放射線を照射（放射線の種類：電子線、照射条件：５０ｋＧｙ）して架橋した。
上記の如く、電子線照射条件を５０ｋＧｙとすることで、電子線源に近い外周面の方が内周面よりも多く架橋され、ＨＭｉ（１３０℃）＜ＨＭｏ（１３０℃）となる。また、ＨＭｏ（２５℃）＜ＨＭｉ（２５℃）となる。
以上のようにして、架橋ＰＴＦＥ層である膜厚１５μｍの裏面層２が基材層１の内周面に配置され、かつ、内周面とマルテンス硬さが異なる架橋ＰＴＦＥ層である膜厚３０μｍの表面層２が基材層１の外周面に配置された無端ベルト２を得た。
＜無端ベルト３の作製＞
（基材層３の作製）
架橋ＰＴＦＥ粒子として、以下のようにして得られた架橋ＰＴＦＥ粒子を用いた。具体的には、ＰＴＦＥ粒子（ダイキン工業株式会社製、品番：ニューポリフロンＰＴＦＥ Ｍ１１２）をマット状に固めた後、低酸素の雰囲気ガス中で３００℃に加熱した状態で放射線（放射線の種類：電子線、照射条件：２００ｋＧｙ）を照射して架橋させ、その後２５℃まで冷却してから粉砕器で加工し、個数平均粒径１００ｎｍの架橋ＰＴＦＥ粒子を得た。
市販のポリイミド前駆体溶液（ＵワニスＳ、宇部興産社製）１００質量部に、上記個数平均粒径１００ｎｍの架橋ＰＴＦＥ粒子１０質量部を添加し、ビーズミルにより６０分間撹拌を行って架橋ＰＴＦＥ粒子分散液を得た。
外径１１８ｍｍの円筒形ステンレス型の表面に、上記架橋ＰＴＦＥ粒子分散液を浸漬法によって塗布することにより、塗膜を形成した。次にこの塗膜を１００℃で３０分間乾燥させることにより、前記塗膜中の溶媒を揮発させた後、３８０℃で３０分焼成しイミド化させ、架橋ＰＴＦＥ粒子を含む膜厚６０μｍのポリイミド皮膜を形成した。ステンレス型の表面からポリイミド皮膜を剥離することにより、内径１１８ｍｍ、膜厚６０μｍ、長さ３７０ｍｍの無端ベルト状の耐熱ポリイミド基材を得て、これを基材層３（架橋フッ素樹脂粒子含有量：１５質量％）とした。
（表面層の形成）
ＰＦＡを含む分散液（ＰＦＡディスパージョン）を用いて、浸漬塗布法により基材層３の外周面のみに塗布した。なお、基材層３の内周面に付着した分散液は、ふき取りにより除去した。その後、３８０℃の加熱炉内で３０分保持することで焼成し、未架橋のＰＦＡ層を得た。
続いて、未架橋のＰＦＡ層に対し、２８０℃に温度調整した状態で、酸素濃度１０００ｐｐｍ以下の雰囲気下、基材層３の外周面側から放射線を照射（放射線の種類：電子線、照射条件：２００ｋＧｙ）して架橋した。
以上のようにして、架橋ＰＦＡ層である膜厚３０μｍの表面層３が、架橋ＰＴＦＥ粒子を含む基材層３の外周面に配置された無端ベルト３を得た。
＜無端ベルト４の作製＞
（表面層の形成）
ＰＴＦＥを含む分散液（ＰＴＦＥディスパージョン、ダイキン工業株式会社製、品名：ポリフロンＰＴＦＥ－Ｄシリーズ）を用いて、浸漬塗布法により基材層３の外周面のみに塗布した。なお、基材層３の内周面に付着した分散液は、ふき取りにより除去した。その後、３４０℃の加熱炉内で２０分保持することで焼成し、未架橋のＰＴＦＥ層を得た。
続いて、未架橋のＰＴＦＥ層に対し、３００℃に温度調整した状態で、酸素濃度１０００ｐｐｍ以下の雰囲気下、基材層３の外周面側から放射線を照射（放射線の種類：電子線、照射条件：２００ｋＧｙ）して架橋した。
以上のようにして、架橋ＰＴＦＥ層である膜厚３０μｍの表面層４が、架橋ＰＴＦＥ粒子を含む基材層３の外周面に配置された無端ベルト４を得た。
＜無端ベルトＣ１の作製＞
（表面層の形成）
ＰＦＡを含む分散液（ＰＦＡディスパージョン）を用いて、浸漬塗布法により基材層１の外周面のみに塗布した。なお、基材層１の内周面に付着した分散液は、ふき取りにより除去した。その後、３８０℃の加熱炉内で３０分保持することで焼成し、架橋されていない非架橋ＰＦＡ層を得た。
以上のようにして、架橋されていない非架橋ＰＦＡ層である膜厚３０μｍの表面層Ｃ１が基材層１の外周面に配置された無端ベルトＣ１を得た。
＜無端ベルトＣ２の作製＞
（裏面層及び表面層の形成）
ＰＴＦＥを含む分散液（ＰＴＦＥディスパージョン、ダイキン工業株式会社製、品名：ポリフロンＰＴＦＥ－Ｄシリーズ）を用いて、遠心成形法（金型温度：２００℃、回転速度：２００ｒｐｍ、回転時間：２０分）、により、基材層１の内周面に未焼成かつ未架橋のＰＴＦＥ層を形成した。その後、３４０℃の加熱炉内で２０分保持することで焼成し、架橋されていない非架橋ＰＴＦＥ層を得た。
次に、ＰＦＡを含む分散液（ＰＦＡディスパージョン）を用いて、浸漬塗布法により基材層１の外周面のみに塗布した。なお、基材層１の内周面（すなわち、非架橋ＰＴＦＥ層上）に付着した分散液は、ふき取りにより除去した。その後、３８０℃の加熱炉内で３０分保持することで焼成し、架橋されていない非架橋ＰＦＡ層を得た。
以上のようにして、架橋されていない非架橋ＰＴＦＥ層である膜厚１５μｍの裏面層Ｃ２が基材層１の内周面に配置され、かつ、架橋されていない非架橋ＰＦＡ層である膜厚３０μｍの表面層Ｃ２が基材層１の外周面に配置された無端ベルトＣ２を得た。
＜無端ベルトＣ３の作製＞
（表面層の形成）
ＰＦＡを含む分散液（ＰＦＡディスパージョン）を用いて、浸漬塗布法により基材層３の外周面のみに塗布した。なお、基材層３の内周面に付着した分散液は、ふき取りにより除去した。その後、３８０℃の加熱炉内で３０分保持することで焼成し、架橋されていない非架橋ＰＦＡ層を得た。
以上のようにして、架橋されていない非架橋ＰＦＡ層である膜厚３０μｍの表面層Ｃ３が、架橋ＰＴＦＥ粒子を含む基材層３の外周面に配置された無端ベルトＣ３を得た。
＜無端ベルトＣ４の作製＞
（表面層の形成）
ＰＦＡを含む分散液（ＰＦＡディスパージョン）を用いて、浸漬塗布法により基材層１の外周面のみに塗布した。なお、基材層１の内周面に付着した分散液は、ふき取りにより除去した。その後、３８０℃の加熱炉内で３０分保持することで焼成し、未架橋のＰＦＡ層を得た。
続いて、未架橋のＰＦＡ層に対し、２８０℃に温度調整した状態で、酸素濃度１０００ｐｐｍ以下の雰囲気下、基材層１の外周面側から放射線を照射（放射線の種類：電子線、照射条件：２００ｋＧｙ）して架橋した。
以上のようにして、架橋ＰＦＡ層である膜厚３０μｍの表面層Ｃ４が、基材層１の外周面に配置された無端ベルトＣ４を得た。
［無端ベルトの測定］
得られた無端ベルトについて、前述の方法により、ベルト外周面の１３０℃におけるマルテンス硬さ「ＨＭｏ（１３０℃）」、ベルト内周面の１３０℃におけるマルテンス硬さ「ＨＭｉ（１３０℃）」、ベルト外周面の２５℃におけるマルテンス硬さ「ＨＭｏ（２５℃）」、ベルト内周面の２５℃におけるマルテンス硬さ「ＨＭｉ（２５℃）」を測定した。結果を表１及び表２に示す。なお、表１及び表２中におけるＨＭｏ（１３０℃）、ＨＭｉ（１３０℃）、ＨＭｏ（２５℃）、及びＨＭｉ（２５℃）の単位はいずれも「Ｎ／ｍｍ２」である。
［無端ベルトの評価］
得られた無端ベルトを、図３に示すヒートシール装置のシールベルト４３０として用いた。
なお、シールベルト４３０の内周面には、潤滑剤を用いた。潤滑剤としては、実施例５以外の実施例及び比較例ではフッ素オイルである「パーフルオロポリエーテルオイル」を用い、実施例５では「シリコーンオイル（信越化学工業製、品名：ＫＦ９６８－１００ＣＳ）」を用いた。
一方、シール部を接触させて重ねた積層体である被加熱体として、ラミネートフィルム（五洋紙工株式会社製、全体厚み：１０５μｍ）の間に、厚み１００μｍ、大きさ１０ｃｍ×１０ｃｍの紙片を挟んだ積層体を用い、積層体におけるシール部の接着（温度：１５０℃、圧力：０．２ＭＰａ、搬送速度：２００ｍｍ／ｓ）を連続で５０万回行った。
＜トルク経時変化の評価＞
駆動ロール４３１にかかったトルクを測定し、経時でのトルク上昇（すなわち、回転負荷の上昇）を評価した。なお、トルク上昇が小さいほどベルト内周面の耐摩耗性が高いことを意味する。経時でのトルク上昇の原因は定かではないが、シールベルト４３０のベルト内周面における摩耗によって生じる摩耗粉に起因するものと推測される。評価基準は以下の通りであり、結果を表１及び表２に示す。以下の基準に関する記載において、Ｔｉは初期のトルク、Ｔｅはシール部接着を５０万回行った後のトルクである。
Ｇ１：Ｔｅ＜１．２Ｔｉ
Ｇ２：１．２Ｔｉ≦Ｔｅ＜１．５Ｔｉ
Ｇ３：１．５Ｔｉ≦Ｔｅ＜１．７Ｔｉ
Ｇ４：１．７Ｔｉ≦Ｔｅ＜２Ｔｉ
Ｇ５：２Ｔｉ≦Ｔｅ
＜被加熱体表面荒れの評価＞
５０万回目の接着を行った積層体の表面を表面粗さ測定装置（東京精密製、型番：サーフコムＮＥＸ１００）で表面粗さを測定し、被加熱体表面荒れの評価を行った。なお、被加熱体の表面荒れが小さいほどベルト外周面の耐摩耗性が高いことを意味する。被加熱体の表面荒れが起こる原因は定かではないが、シールベルト４３０のベルト外周面における摩耗によりベルト外周面が荒れ、被加熱体への加熱にムラが生じることによるものと推測される。評価基準は以下の通りであり、結果を表１及び表２に示す。以下の基準に関する記載において、Ｒｉは１枚目の被加熱体の表面粗さ、Ｒｅは５０万枚目の被加熱の表面粗さである。
Ｇ１：Ｒｅ＜１．２Ｒｉ
Ｇ２：１．２Ｒｉ≦Ｒｅ＜１．５Ｒｉ
Ｇ３：１．５Ｒｉ≦Ｒｅ＜１．７Ｒｉ
Ｇ４：１．７Ｒｉ≦Ｒｅ＜２Ｒｉ
Ｇ５：２Ｒｉ≦Ｒｅ
＜被加熱体接着不良の評価＞
５０万回目の接着を行った積層体のシール部における接着強度をデジタルフォースゲージ（株式会社イマダ製、型番：ＺＴＳシリーズ）で測定し、接着不良の評価を行った。なお、接着不良が起こらない又は少ないほどシールベルト４３０の凹凸追随性が高いことを意味する。接着不良が起こる原因は定かではないが、被加熱体の凹凸にシールベルト４３０の外周面が追従しにくくなることによる加熱ムラに起因すると推測される。評価基準は以下の通りであり、結果を表１及び表２に示す。以下の基準に関する記載において、Ｓｂは５０万枚目の被加熱体積層部（すなわち、積層体のシール部）の接着強度として今回の水準の中で最も高い例（すなわち、実施例２及び実施例４）における接着強度、Ｓｅは該当する例における５０万枚目の被加熱積層部の接着強度である。
Ｇ１：０．８Ｓｂ＜Ｓｅ≦Ｓｂ
Ｇ２：０．６Ｓｂ＜Ｓｅ≦０．８Ｓｂ
Ｇ３：０．４Ｓｂ＜Ｓｅ≦０．６Ｓｂ
Ｇ４：０．２Ｓｂ＜Ｓｅ≦０．４Ｓｂ
Ｇ５：Ｓｅ≦０．２Ｓｂ
前記表１及び表２に示す結果から、本実施例の無端ベルトは、比較例の無端ベルトに比べ、トルク経時上昇の抑制、被加熱体表面荒れの抑制、及び被加熱体接着不良の抑制が実現されており、ベルトの外周面及び内周面の耐摩耗性と凹凸追随性とが両立されていることがわかる。
１、１１ 無端ベルト
２、１２ 基材層
３、１３ 表面層
１５ 裏面層
３００ 物品搬送装置
３１０ 搬送ベルト
３１１、４１１、４３１ 駆動ロール
３１２、４１２、４３２ 支持ロール
３２０、４２０、４４０ ヒータブロック
３５０ 物品
４００ ヒートシール装置
４１０、４３０ シールベルト
４５０ 積層体
５６０ 定着入口ガイド
６３０ ベルト走行ガイド
６５０ ホルダ
６７０ 潤滑剤塗布部材
７００ 剥離部材
７１０ 剥離バッフル
７２０ ホルダ
８２０ セラミックヒータ
９００ 定着装置
９１０ 加圧ロール
９１１ コア
９１２ 耐熱性弾性層
９１３ 離型層
９２０ 定着ベルト
Ｋ 用紙
Ｎ 挟込領域

Claims (12)

  1. 基材層と、
    前記基材層の外周面上に設けられ、架橋フッ素樹脂層からなる表面層と、
    を有し、
    ベルト内周面が、架橋フッ素樹脂を含む層で構成され、
    ベルト外周面の１３０℃におけるマルテンス硬さよりも、ベルト内周面の１３０℃におけるマルテンス硬さが高い無端ベルト。
  2. 前記ベルト外周面の１３０℃におけるマルテンス硬さが２Ｎ／ｍｍ２以上１０Ｎ／ｍｍ２であり、前記ベルト内周面の１３０℃におけるマルテンス硬さが４Ｎ／ｍｍ２以上１２Ｎ／ｍｍ２である請求項１に記載の無端ベルト。
  3. 前記ベルト外周面の１３０℃におけるマルテンス硬さと、前記ベルト内周面の１３０℃におけるマルテンス硬さと、の差が２Ｎ／ｍｍ２以上１０Ｎ／ｍｍ２以下である請求項２に記載の無端ベルト。
  4. 前記架橋フッ素樹脂を含む層として、前記基材層の内周面上に設けられた架橋フッ素樹脂層を有する請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の無端ベルト。
  5. 前記架橋フッ素樹脂を含む層が、架橋フッ素樹脂粒子を含む前記基材層である請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の無端ベルト。
  6. ベルト外周面の２５℃におけるマルテンス硬さよりも、ベルト内周面の２５℃におけるマルテンス硬さが低い請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の無端ベルト。
  7. 前記ベルト外周面の２５℃におけるマルテンス硬さが１５Ｎ／ｍｍ２以上２３Ｎ／ｍｍ２であり、前記ベルト内周面の２５℃におけるマルテンス硬さが１３Ｎ／ｍｍ２以上１９Ｎ／ｍｍ２である請求項６に記載の無端ベルト。
  8. 前記ベルト外周面の２５℃におけるマルテンス硬さと、前記ベルト内周面の２５℃におけるマルテンス硬さと、の差が２Ｎ／ｍｍ２以上１０Ｎ／ｍｍ２以下である請求項６又は請求項７に記載の無端ベルト。
  9. 前記表面層に含まれる架橋フッ素樹脂がパーフルオロアルキルビニルエーテル－テトラフルオロエチレン共重合樹脂であり、
    前記ベルト内周面を構成する層に含まれる前記架橋フッ素樹脂が、ポリテトラフルオロエチレン樹脂である請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の無端ベルト。
  10. 第１回転体と、
    前記第１回転体の外面に接して配置される第２回転体であって、請求項１～請求項９のいずれか１項に記載の無端ベルトからなる第２回転体と、
    前記第２回転体の内部に配置され、前記第２回転体の内面から前記第２回転体を前記第１回転体へ押圧する押圧する押圧部材と、
    を備えるヒートシール装置。
  11. 第１回転体と、
    前記第１回転体の外面に接して配置される第２回転体であって、請求項１～請求項９のいずれか１項に記載の無端ベルトからなる第２回転体と、
    前記第２回転体の内部に配置され、前記第２回転体の内面から前記第２回転体を前記第１回転体へ押圧する押圧部材と、
    を備える定着装置。
  12. 請求項１～請求項９のいずれか１項に記載の無端ベルトからなる物品搬送ベルトと、
    前記物品搬送ベルトにより搬送される被加熱体を加熱する加熱源と、
    を備える物品搬送装置。
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