(57)【要約】【課題】回転駆動する回転体に表面が相対的に押し付けられその回転体との間に記録用シートを挟み込むニップ領域を形成し、その回転体の回転に追従して循環する無端ベルト等に関し、紙しわの発生を抑えるとともにベルト表面が磨耗してしまうことやベルトの縁が損傷してしまうことも抑える。【解決手段】両縁１２３それぞれと循環方向に直交する幅方向中央部１２２との間に設けられた外径が最大である最大外径部１２６と、最大外径部１２６から両縁１２３それぞれに向かって外径が漸次縮小している縮径部１２７とを有する。【選択図】        図８
2006293283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動する回転体に表面が相対的に押し付けられ該回転体との間に記録用シートを挟み込むニップ領域を形成し、該回転体の回転に追従して循環する無端ベルトにおいて、
両縁それぞれと循環方向に直交する幅方向中央部との間に設けられた外径が最大である最大外径部と、
前記最大外径部から両縁それぞれに向かって外径が漸次縮小している縮径部とを有することを特徴とする無端ベルト。
【請求項２】
未定着トナー像を担持した記録用シートを所定のニップ領域を通過させることで該未定着トナー像に熱を加えるとともに圧力も加え、該未定着トナー像を該記録用シートに定着させる定着装置において、
回転駆動する回転体、
前記回転体に表面が相対的に押し付けられ該回転体との間に記録用シートを挟み込むニップ領域を形成し、該回転体の回転に追従して循環する無端ベルト、および
前記ニップ領域を加熱する加熱手段を備え、
前記無端ベルトが、
両縁それぞれと循環方向に直交する幅方向中央部との間に設けられた外径が最大である最大外径部と、
前記最大外径部から両縁それぞれに向かって外径が漸次縮小している縮径部とを有するものであることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
トナー像を担持するトナー像担持体に担持されたトナー像を、記録用シート上に転写し、トナー像が転写された記録用シートを所定のニップ領域を通過させることで未定着のトナー像に熱を加えるとともに圧力も加え、該未定着のトナー像を該記録用シートに定着させることにより該記録用シートに画像を形成する画像形成装置において、
回転駆動する回転体、該回転体に表面が相対的に押し付けられ該回転体との間に記録用シートを挟み込むニップ領域を形成し、該回転体の回転に追従して循環する無端ベルト、および該ニップ領域を加熱する加熱手段を有する定着装置を備え、
前記無端ベルトが、
両縁それぞれと循環方向に直交する幅方向中央部との間に設けられた外径が最大である最大外径部と、
前記最大外径部から両縁それぞれに向かって外径が漸次縮小している縮径部とを有するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
トナー像を担持するトナー像担持体に担持されたトナー像を、記録用シート上に転写し、トナー像が転写された記録用シートを所定のニップ領域を通過させることで未定着のトナー像に熱を加えるとともに圧力も加え、該未定着のトナー像を該記録用シートに定着させることにより該記録用シートに画像を形成する画像形成方法において、
前記トナー像担持体にトナー像を担持させるトナー像担持ステップと、
前記トナー像担持体に担持されたトナー像を記録用シート上に転写する転写ステップと、
回転駆動する回転体と、該回転体に表面が相対的に押し付けられ該回転体の回転に追従して循環する無端ベルトの該表面との間に形成されたニップ領域に、トナー像が転写された記録用シートを通過させることで記録用シートに転写された未定着のトナー像に熱を加えるとともに圧力も加え、該未定着トナー像を該記録用シートに定着させる定着ステップとを有し、
前記定着ステップが、前記無端ベルトとして、両縁それぞれと循環方向に直交する幅方向中央部との間に設けられた外径が最大である最大外径部と、該最大外径部から両縁それぞれに向かって外径が漸次縮小している縮径部とを有するものを使用し、前記未定着トナー像を前記記録用シートに定着させるステップであることを特徴とする画像形成方法。
【請求項５】
回転駆動する回転体に表面が相対的に押し付けられ該回転体との間に記録用シートを挟み込むニップ領域を形成し、該回転体の回転に追従して循環する無端ベルトの製造方法において、
両縁それぞれと循環方向に直交する幅方向中央部との間に設けられた外径が最大である最大外径部と該最大外径部から両縁それぞれに向かって外径が漸次縮小している縮径部とを有する芯体の表面に、外周形状が該表面の形状に沿った環状体を形成する環状体形成工程と、
前記芯体の表面に形成された環状体を該芯体から取り外す取外工程とを有することを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【請求項６】
回転駆動する回転体に表面が相対的に押し付けられ該回転体との間に記録用シートを挟み込むニップ領域を形成し、該回転体の回転に追従して循環する無端ベルトの製造方法において、
外径が軸方向に略均一である円筒状の表面を有する芯体の該表面へ向けて溶液を供給し、該溶液の供給量を変化させることで、該表面に、両縁それぞれと循環方向に直交する幅方向中央部との間に設けられた外径が最大である最大外径部と該最大外径部から両縁それぞれに向かって外径が漸次縮小している縮径部とを有する環状体を形成する環状体形成工程と、
前記芯体の表面に形成された環状体を該芯体から取り外す取外工程とを有することを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転駆動する回転体に表面が相対的に押し付けられ、その回転体との間にシートを挟み込むニップ領域を形成し、その回転体の回転に追従して循環する無端ベルト、その無端ベルトを備え、未定着トナー像をシートに定着させる定着装置、その定着装置を備えた画像形成装置、およびその画像形成装置において実施される画像形成方法、その無端ベルトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用した複写機やプリンタあるいはファクシミリ等の画像形成装置の中には、用紙等のシート上に転写された未定着のトナー像を記録シートに定着させる定着装置が備えられており、この定着装置の一つとして、回転可能な一対の回転体の周面を互いに接触させることでニップ領域を形成し、このニップ領域に未定着のトナー像を担持したシートを通過させることで、未定着トナー像に熱を加えるとともに圧力も加え、未定着トナー像をシートに定着するものが知られている。例えば、回転可能な一対の回転体として、内部に熱源を有する加熱ロールと弾性層が設けられた圧力ロールを用いた、いわゆるロール−ロール型の定着装置が知られている。ところが、このロール−ロール型の定着装置では、所定長以上のニップ領域を形成するため、加熱ロールにも厚めの弾性層を設けている。このため、加熱ロールの熱容量が増大し、加熱ロールを室温から定着可能な温度に上昇させるまでの時間（以下「ウォームアップタイム」と称する）が長くなってしまうという問題がある。そこで、圧力ロールを無端ベルトに代えた、いわゆるロール−ベルト型の定着装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１は、従来のロール−ベルト型の定着装置の一例を示す概略構成図である。
【０００４】
図１に示す定着装置２００は、加熱源を内蔵した加熱ロール２１０と、３つの支持ロール２２１，２２２，２２３に張架された無端状の定着ベルト２２０と、この定着ベルト２２０の裏面側に当接された弾性を有する押圧パッド２３０とで主要部が構成されている。
【０００５】
加熱ロール２１０は、内部に円筒状のコア２１１を有しており、不図示のモータによって図中の矢印方向に回転駆動されるものである。このコア２１１の表面には弾性層２１２が形成され、その弾性層２１２の表面は離型層２１３によって覆われている。すなわち、この加熱ロール２１０の表面は離型層２１３によって形成されている。コア２１１の内部には、加熱源としてハロゲンランプ２１４が配置されている。また、この加熱ロール２１０の周辺には、離型剤オイルを塗布するための離型剤塗布装置２４０、ロール表面をクリーニングするためのクリーニング装置２５０、加熱ロール２１０の表面に接してその表面を加熱する外部加熱装置２６０、定着後の用紙を剥離するための剥離爪２７０、加熱ロール２１０表面の温度を制御するために温度センサ２８０が設けられている。
【０００６】
定着ベルト２２０は、表面が加熱ロール２１０に押し付けられ、加熱ロール２１０の回転に追従して循環するものである。この定着ベルト２２０を張架する３つの支持ロール２２１，２２２，２２３のうちの一つの支持ロール２２１の内部には、ヒーターランプ２２１１が配備されている。定着ベルト２２０の表面は、弾性を有する押圧パッド２３０とその押圧パッド２３０の近傍に配置された支持ロール２２３により加熱ロール２１０に押し付けられニップ領域Ｎが形成されている。
【０００７】
この図１では、図中の右側において、図示しない転写装置により用紙Ｐの上にトナー像Ｔが転写され、図１に示す定着装置２００のニップ領域Ｎに向けて未定着トナー像Ｔを担持した用紙Ｐが搬送されてくる。用紙Ｐが、ニップ領域Ｎに侵入しニップ領域Ｎを通過することで、未定着トナー像Ｔは加熱されるとともに加圧され、未定着トナー像Ｔが用紙Ｐに定着する。
【０００８】
図１に示すロール−ベルト型の定着装置２００では、定着ベルト２２０の、加熱定着ロール１０の周面に圧接された部分は、加熱ロール２１０の周面に沿った形状になるため、所定長以上のニップ領域Ｎが、ロール−ロール型の定着装置よりも容易に形成される。このため、図１に示す加熱ロール２１０では、ロール−ロール型の定着装置に備えられた加熱定着ロールよりも、弾性層２１２の厚みが薄く抑えられ、ウォームアップタイムを短くすることができる。
【０００９】
しかしながら、このようなロール−ベルト型の定着装置２００では、紙しわの発生が起こりやすいことが問題になる。紙しわの発生は、ロール−ロール型の定着装置でも問題になりやすいが、ロール−ロール型の定着装置では、ロールの、回転軸の延在方向中央部のニップ幅より、ロールの、回転軸の延在方向端部のニップ幅を広くすることで、用紙の搬送速度に速度差を与え、その速度差を用いて、ニップ領域の入り口側で用紙に、搬送方向に直交する幅方向に引っ張る力を与えて防いでいる。一方、ロール−ベルト型の定着装置では、図１に示す圧力付与部材２３０に形状をつけ、ニップ領域Ｎにおける圧力分布を用紙の幅方向に差をつけるようにして用紙の搬送速度に速度差を与え、紙しわの発生防止を図っているが、圧力付与部材２３０の低摩擦層２３３と定着ベルト２２０の裏面との摺動抵抗が、長期の使用ではどうしても高くなり、定着ベルト２２０が加熱ロール２１０の回転に追従しにくくなる。こうなると、上述の速度差が生まれずに、紙しわが発生しやすくなる。また、図１に示す加熱ロール２１０では、ロール−ロール型の定着装置に備えられた加熱定着ロールよりも、弾性層２１２の厚みが薄く抑えられていることも、上述の速度差を与え難い要因になっている。
【００１０】
図２は、図１に示す定着装置の定着ベルトとして特許文献２において提案されたベルトを示す断面図であり、図３が、図１に示す定着装置の定着ベルトとして特許文献３において提案されたベルトを示す断面図である。
【００１１】
図２および図３のいずれにおいても、定着ベルト３００，４００の幅方向が図の左右方向になり、以下、この幅方向を軸方向と称することがある。また、図２および図３の各図には、図１に示すニップ領域Ｎを通過する用紙Ｐが示されており、用紙Ｐの通過方向が紙面に対して垂直な方向になり、各図の左右方向が、用紙Ｐの、搬送方向に直交する幅方向に相当する。
【００１２】
図２および図３それぞれには、定着ベルト３００，４００を、その定着ベルト３００の軸方向に沿って断面した様子が模式的に示されている。定着ベルトは、循環している最中に、どうしても軸方向に移動してしまう。図２に示す定着ベルト３００の軸方向両側それぞれには、定着装置に配備された規制部材５１０が示されている。この図２に示す規制部材５１０は、定着装置のフレーム５０１に支持されており、循環する定着ベルト３００がその軸方向に移動することを、定着ベルト３００の軸方向両端部３０１に入り込んで防止するものである。また、図３に示す定着ベルト４００の軸方向両側それぞれには、定着装置に配備されたセンサ５２０が示されている。この図３に示すセンサ５２０は、循環する定着ベルト４００がその軸方向に移動したことを検知するものである。たとえば、図３に示す定着ベルト４００が図の右側へ移動したとすると、図の右側に示すセンサ５２０が、定着ベルト３００の軸方向への移動を検知し、定着ベルト３００は、不図示の機構によって左側へ戻される。
【００１３】
図２に示す定着ベルト３００では、幅方向のちょうど中央の部位３０２が最小の外径であり、この中央の部位３０２から両縁３０３それぞれに向かって外径が漸次拡大し、両縁３０３それぞれが最大の外径である。
【００１４】
図３に示す定着ベルト４００では、幅方向中央において外径が幅方向に略一定である第１ストレート部４０４が設けられており、この第１ストレート部４０４の外径が、図３に示す定着ベルト４００の最小外径になっている。また、幅方向両端部それぞれにも、外径が幅方向に略一定である第２ストレート部４０５が設けられている。この第２ストレート部４０５は、定着ベルト４００の縁４０３までつづくものであり、第２ストレート部４０５の外径が、図３に示す定着ベルト４００の最大外径になっている。第１ストレート部４０４から両端の第２ストレート部４０５それぞれに向かっては、外径が漸次拡大している。
【００１５】
また、図２および図３に示すいずれの定着ベルト３００，４００の表面にも、用紙やトナーとの剥離性を高めるための離型層が設けられている。
【００１６】
ところで、図２および図３に示すように、定着ベルト３００，４００の幅は、用紙Ｐの幅よりも長く、ニップ領域Ｎに用紙Ｐを挟み込んでいるときには、定着ベルト３００，４００の、用紙Ｐに接していない幅方向外側となる部分は、回転駆動する加熱ロール２１０（図１参照）の表面に接しているが、定着ベルト３００，４００の、用紙Ｐに接する部分は加熱ロール２１０の表面に接しておらず、用紙Ｐとの間に循環方向のスリップが生じやすい。このため、定着ベルト３００，４００の、用紙Ｐに非接触な幅方向外側部分と、用紙Ｐの幅方向端部に接する部分との間で、定着ベルト３００，４００の循環速度に幅方向の速度差が生じ、定着ベルト３００，４００の、用紙Ｐの幅方向端部に接する部分では、その表面に設けられた離型層が磨耗しやすい。定着ベルト３００，４００の離型層が摩滅すると、無端ベルト２２０へのトナー付着による画質欠陥や、紙詰まりが生じてしまう。
【００１７】
また、図２に示す縁３０３が拡がった定着ベルト３００では、軸方向に移動して縁３０３が規制部材５１０に押し付けられると、その縁３０３が拡がりやすく、定着ベルト３００の縁３０３が損傷してしまうことが生じる。この縁の損傷は、図３に示す縁４０３まで略一定の外径を有する定着ベルト４００においても、その縁４０３がセンサ５２０に押し付けられることで生じてしまう。
【特許文献１】特開平９−３４２９１号公報
【特許文献２】特開平３−１１０１３７号公報
【特許文献３】特開２００２−１４５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は上記事情に鑑み、紙しわの発生を抑えるとともにベルト表面が磨耗してしまうことやベルトの縁が損傷してしまうことも抑えた無端ベルト、その無端ベルトを備え、未定着トナー像をシートに定着させる定着装置、その定着装置を備えた画像形成装置、およびその画像形成装置において実施される画像形成方法、その無端ベルトの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を解決する本発明のうちの無端ベルトは、回転駆動する回転体に表面が相対的に押し付けられその回転体との間に記録用シートを挟み込むニップ領域を形成し、その回転体の回転に追従して循環する無端ベルトにおいて、
両縁それぞれと循環方向に直交する幅方向中央部との間に設けられた外径が最大である最大外径部と、
上記最大外径部から両縁それぞれに向かって外径が漸次縮小している縮径部とを有することを特徴とする。
【００２０】
本発明のうちの無端ベルトは、上記回転体に向けて押し付けられるものであっても、上記回転体がこの無端ベルトに向けて押し付けられることでその回転体に向けて相対的に押し付けられることになるものであってもよい。
【００２１】
ここで、この無端ベルトが、上記記録用シートの上記幅方向の長さよりも長い幅を有するものであり、
上記最大外径部が、上記ニップ領域に挟み込んだ記録用シートの、上記幅方向両縁それぞれが位置する近傍に設けられた部位である態様が好ましい。
【００２２】
本発明の無端ベルトの形状は、上記ニップ領域に挟み込んだ記録用シートの搬送速度に幅方向の速度差をつけやすい形状である。すなわち、上記ニップ領域に挟み込まれた記録用シートの幅方向両端部分それぞれは、上記回転体と上記最大外径部付近との間に、記録用シートの幅方向中央部分に比べてしっかりと挟み込まれており、この無端ベルトが上記回転体の回転に追従しにくくなっても、記録用シートの幅方向中央部と両端部との間では、記録用シートの搬送速度に幅方向の速度差が生じやすい。このため、記録用シートは幅方向に引っ張られ、紙シワの発生が抑えられる。また、本発明の無端ベルトの形状は、無端ベルトの循環速度に幅方向の速度差がつくことを抑えた形状でもある。すなわち、上記最大外径部付近に、記録用シートの幅方向両端それぞれが接することになり、この最大外径部付近の領域は、無端ベルトの、記録用シートに接した領域の中で、移動する記録用シートに最も従動しやすい領域であり、記録用シートとの間で循環方向のスリップが起こりにくい。このため、無端ベルト表面が磨耗してしまうことも抑えられる。さらに、上記縮径部によって無端ベルトの縁は拡がりにくく、無端ベルトの縁が損傷してしまうことも抑えられる。
【００２３】
また、本発明の無端ベルトにおいて、両縁それぞれの外径をいずれもＲ１、上記最大外径部の外径をＲ２、上記幅方向中央部の外径をＲ３とした場合に、
Ｒ２＞Ｒ１≧Ｒ３      式（１）
上記式（１）で示される関係を満足することが好ましく、
さらには、上記幅方向中央部に外径が上記幅方向に略一定であるストレート部を有するものであることが好ましい。
【００２４】
こうすることで、無端ベルトの製造を行いやすくなる。
【００２５】
ここで、本発明の無端ベルトにおいて、厚さ２０μｍ以上８０μｍ以下の薄膜金属物からなる基材の上に上記表面が形成されたものであってもよいし、あるいは
ポリイミド樹脂およびポリアミド樹脂のうちのいずれか一方の樹脂からなる基材の上に上記表面が形成されたものであってもよい。
【００２６】
さらに、本発明の無端ベルトにおいて、上記最大外径部が、最も肉厚な部位である態様も好ましく、あるいは、
この無端ベルトは、複数の層が厚さ方向に積層されてなるものであって、上記幅方向に関し内径が略一定のものであり、
上記最大外径部が、上記複数の層のうちのいずれか一層の厚さを厚くすることで形成された部位であり、
上記縮径部が、上記複数の層のうちのいずれか一層の厚さを両縁それぞれに向かって漸次薄くすることで形成された部位である態様も好ましい。
【００２７】
これらの態様にすることで、仮に、無端ベルトの循環速度に幅方向の速度差が生じても、上記最大外径部が摩滅しにくく、無端ベルトの製品寿命が延長される。しかも、後者の態様によれば、内径が略一定であることから無端ベルトの製造が行いやすい。
【００２８】
上記目的を解決する本発明のうちの定着装置は、未定着トナー像を担持した記録用シートを所定のニップ領域を通過させることでその未定着トナー像に熱を加えるとともに圧力も加え、その未定着トナー像をその記録用シートに定着させる定着装置において、
回転駆動する回転体、
上記回転体に表面が相対的に押し付けられその回転体との間に記録用シートを挟み込むニップ領域を形成し、その回転体の回転に追従して循環する無端ベルト、および
上記ニップ領域を加熱する加熱手段を備え、
上記無端ベルトが、
両縁それぞれと循環方向に直交する幅方向中央部との間に設けられた外径が最大である最大外径部と、
上記最大外径部から両縁それぞれに向かって外径が漸次縮小している縮径部とを有するものであることを特徴とする。
【００２９】
ここにいう回転体は、ロール状であってもベルト状であってもよい（以下、同じ。）。
【００３０】
本発明の定着装置によれば、紙しわの発生を抑えるとともに無端ベルト表面が磨耗してしまうことや無端ベルトの縁が損傷してしまうことも抑えられる。
【００３１】
また、本発明の定着装置において、上記無端ベルトが、上記加熱手段からの熱を受けても所定の強度を維持する耐熱樹脂からなるものであることが好ましい。
【００３２】
また、本発明の定着装置において、上記無端ベルトが、ベース層と、上記トナー像を構成するトナーおよび上記記録用シートの双方との離型性が上記ベース層を構成する材料よりも優れた、上記加熱手段からの熱を受けても所定の強度を維持する耐熱材料からなる、上記ベース層上に設けられ上記表面を構成する表面層とを少なくとも含む複層構造のものであることも好ましく、さらには、
上記無端ベルトが、上記ベース層と上記表面層との間に、そのベース層よりも弾性変形しやすく上記加熱手段からの熱を受けても所定の強度を維持する耐熱弾性体層を有するものであることがより好ましい。
【００３３】
加えて、上記無端ベルトは、上記幅方向に関し内径が略一定のものであり、
上記最大外径部が、上記ベース層、上記耐熱弾性体層、および上記表面層のうちの少なくともいずれか一層の厚さを厚くすることで形成された部位であり、
上記縮径部が、上記ベース層、上記耐熱弾性体層、および上記表面層のうちの少なくともいずれか一層の厚さを両縁それぞれに向かって漸次薄くすることで形成された部位であることがより一層好ましい。
【００３４】
上記目的を解決する本発明のうちの画像形成装置は、トナー像を担持するトナー像担持体に担持されたトナー像を、記録用シート上に転写し、トナー像が転写された記録用シートを所定のニップ領域を通過させることで未定着のトナー像に熱を加えるとともに圧力も加え、その未定着のトナー像をその記録用シートに定着させることによりその記録用シートに画像を形成する画像形成装置において、
回転駆動する回転体、その回転体に表面が相対的に押し付けられその回転体との間に記録用シートを挟み込むニップ領域を形成し、その回転体の回転に追従して循環する無端ベルト、およびそのニップ領域を加熱する加熱手段を有する定着装置を備え、
上記無端ベルトが、
両縁それぞれと循環方向に直交する幅方向中央部との間に設けられた外径が最大である最大外径部と、
上記最大外径部から両縁それぞれに向かって外径が漸次縮小している縮径部とを有するものであることを特徴とする。
【００３５】
本発明の画像形成装置には、紙しわの発生を抑えるとともに無端ベルト表面が磨耗してしまうことや無端ベルトの縁が損傷してしまうことも抑えられた定着装置が配備されている。
【００３６】
上記目的を解決する本発明のうちの画像形成方法は、トナー像を担持するトナー像担持体に担持されたトナー像を、記録用シート上に転写し、トナー像が転写された記録用シートを所定のニップ領域を通過させることで未定着のトナー像に熱を加えるとともに圧力も加え、その未定着のトナー像をその記録用シートに定着させることによりその記録用シートに画像を形成する画像形成方法において、
上記トナー像担持体にトナー像を担持させるトナー像担持ステップと、
上記トナー像担持体に担持されたトナー像を記録用シート上に転写する転写ステップと、
回転駆動する回転体と、その回転体に表面が相対的に押し付けられその回転体の回転に追従して循環する無端ベルトのその表面との間に形成された加熱を受けるニップ領域に、トナー像が転写された記録用シートを通過させることで記録用シートに転写された未定着のトナー像に熱を加えるとともに圧力も加え、その未定着トナー像をその記録用シートに定着させる定着ステップとを有し、
上記定着ステップが、上記無端ベルトとして、両縁それぞれと循環方向に直交する幅方向中央部との間に設けられた外径が最大である最大外径部と、その最大外径部から両縁それぞれに向かって外径が漸次縮小している縮径部とを有するものを使用し、上記未定着トナー像を上記記録用シートに定着させるステップであることを特徴とする。
【００３７】
本発明の画像形成方法によれば、上記定着ステップにおいて、紙しわの発生を抑えるとともに無端ベルト表面が磨耗してしまうことや無端ベルトの縁が損傷してしまうことが抑えられる。
【００３８】
なお、ここにいうトナー像担持体は、感光体であってもよいし、中間転写体であってもよい。
【００３９】
上記目的を解決する本発明のうちの第１の無端ベルトの製造方法は、回転駆動する回転体に表面が相対的に押し付けられその回転体との間に記録用シートを挟み込むニップ領域を形成し、その回転体の回転に追従して循環する無端ベルトの製造方法において、
両縁それぞれと循環方向に直交する幅方向中央部との間に設けられた外径が最大である最大外径部とその最大外径部から両縁それぞれに向かって外径が漸次縮小している縮径部とを有する芯体の表面に、外周形状がその表面の形状に沿った環状体を形成する環状体形成工程と、
上記芯体の表面に形成された環状体をその芯体から取り外す取外工程とを有することを特徴とする。
【００４０】
ここで、上記第１の無端ベルトの製造方法において、上記環状体形成工程が、上記芯体の表面に塗布液を塗布し、その芯体の表面に塗布された塗布液を乾燥する工程であってもよいし、あるいは、
上記環状体形成工程が、上記芯体に、外径が軸方向に略均一であり加熱されることで収縮するスリーブを外挿し、その芯体に外挿されたスリーブを加熱し、そのスリーブの内周面がその芯体の表面に接するまでそのスリーブを収縮させる工程であってもよい。
【００４１】
上記目的を解決する本発明のうちの第２の無端ベルトの製造方法は、回転駆動する回転体に表面が相対的に押し付けられその回転体との間に記録用シートを挟み込むニップ領域を形成し、その回転体の回転に追従して循環する無端ベルトの製造方法において、
外径が軸方向に略均一である円筒状の表面を有する芯体のその表面へ向けて溶液を供給し、その溶液の供給量を変化させることで、その表面に、両縁それぞれと循環方向に直交する幅方向中央部との間に設けられた外径が最大である最大外径部とその最大外径部から両縁それぞれに向かって外径が漸次縮小している縮径部とを有する環状体を形成する環状体形成工程と、
上記芯体の表面に形成された環状体をその芯体から取り外す取外工程とを有することを特徴とする。
【００４２】
ここで、上記第２の無端ベルトの製造方法において、上記環状体形成工程が、上記芯体の軸を水平に保ったままその軸を中心にしてその芯体を回転させるとともに、その芯体の表面に溶液を吐出するノズルとその芯体とをその芯体の軸方向に相対的に移動させ、そのノズルの吐出量およびそのノズルとその芯体との相対的な移動速度のうちの少なくとも一方を変化させることで、その表面に、両縁それぞれと循環方向に直交する幅方向中央部との間に設けられた外径が最大である最大外径部とその最大外径部から両縁それぞれに向かって外径が漸次縮小している縮径部とを有する環状体を形成する工程であってもよい。
【００４３】
なお、上記芯体に対して上記ノズルを移動させてもよいし、ノズルに対して芯体を移動させてもよい。
【００４４】
また、上記第２の無端ベルトの製造方法において、上記環状体形成工程が、上記芯体を上記軸が垂直になるようにして溶液中に漬け、その芯体が溶液中から垂直方向に引き上がるようにその芯体とその溶液とを相対的に移動させ、その芯体とその溶液との相対的な移動速度を変化させることで、その芯体の表面に、両縁それぞれと循環方向に直交する幅方向中央部との間に設けられた外径が最大である最大外径部とその最大外径部から両縁それぞれに向かって外径が漸次縮小している縮径部とを有する環状体を形成する工程であってもよい。
【００４５】
なお、上記芯体を上記溶液中から垂直方向に引き上げてもよいし、上記溶液を上記芯体から垂直方向に引き下げてもよい。
【００４６】
上記第１の無端ベルトの製造方法によっても上記第２の無端ベルトの製造方法によっても、本発明の無端ベルトが製造される。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、紙しわの発生を抑えるとともにベルト表面が磨耗してしまうことやベルトの縁が損傷してしまうことも抑えた無端ベルト、その無端ベルトを備え、未定着トナー像をシートに定着させる定着装置、その定着装置を備えた画像形成装置、その画像形成装置において実施される画像形成方法、およびその無端ベルトの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００４９】
図４は、本発明の画像形成装置の一実施形態に相当するフルカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００５０】
図４に示す画像形成装置１には、本発明の定着装置の一実施形態に相当するロール−ベルト型の定着装置１００が組み込まれている。また、この画像形成装置１は、感光体ドラム１０および中間転写ベルト２０も備えている。感光体ドラム１０は、時計回りに回転するものである。中間転写ベルト２０は、複数の支持ロールに張架されて感光体ドラム１０の表面に接触するように配置されている。また、この画像形成装置１では、中間転写ベルト２０を挟んで感光体ドラム１０と対向する位置に、１次転写ロール４０が配設されている。感光体ドラム１０と中間転写ベルト２０とが接する部分が１次転写位置である。
【００５１】
感光体ドラム１０の周囲には、１次転写位置の上流側に現像ロータリー５０が配設されている。現像ロータリー５０には、ブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の各有色トナーを収容した現像器（不図示）が配設されている。また、感光体ドラム１０の周囲には、いずれも図示省略したが帯電器、光書き込みユニット、クリーニング装置、および除電装置が配設されている。
【００５２】
中間転写ベルト２０の周囲には、１次転写位置の下流側に、２次転写部材としてのバイアスロール６０が設けられ、さらに、中間転写ベルト２０を挟んでバイアスロール６０と対向する位置には、バックアップロール７０が設けられている。この画像形成装置１では、バイアスロール６０とバックアップロール７０とで挟まれた位置が２次転写位置になり、この２次転写位置には、各サイズの用紙をそれぞれ収容した給紙トレイ群８０から供給される用紙、あるいは手差し台８１に置かれた用紙やＯＨＰシート等が送り込まれる。
【００５３】
以下、図４とともに図５も用いて、図４に示す画像形成装置１において実施される画像形成方法についての説明を加えながら、図４に示す画像形成装置１についてさらに詳細に説明する。
【００５４】
図５は、図４に示す画像形成装置において実施される画像形成方法を表すフローチャートである。
【００５５】
この図５に示す画像形成方法は、本発明の画像形成方法の一実施形態に相当する。図４に示す画像形成装置１には、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色の各画像信号が入力される。これらの画像信号が入力されると、この画像形成装置１では、感光体ドラム１０の表面を、帯電器により一様に帯電した後、入力された画像情報のうち、シアンの画像信号に応じたレーザ光を光書き込みユニットから感光体ドラム１０に向けて照射することで感光体ドラム１０の表面に静電潜像を形成し、感光体ドラム１０の表面に形成された静電潜像を、現像ロータリー５０に備えられたシアントナーを収納した現像器により現像し、感光体ドラム１０の表面にシアントナー像を形成する（図５に示すシアントナー像形成工程Ｓ１）。次いで、１次転写位置において感光体ドラム１０上のシアントナー像を中間転写ベルトに１次転写する（図５に示すシアントナー像１次転写工程Ｓ２）。シアントナー像が中間転写ベルト２０に１次転写された後の感光体ドラム１０の表面からは、クリーニング装置によって残存トナーが除去され、除電装置によって残存電荷が除去される。
【００５６】
続いて今度は、感光体ドラム１０の表面に、同様にしてマゼンタトナー像を形成し（図５に示すマゼンタトナー像形成工程Ｓ３）、１次転写位置において、このマゼンタトナー像を、中間転写ベルト２０に先に１次転写されたシアントナー像と重なるように中間転写ベルト２０に１次転写する（図５に示すマゼンタトナー像１次転写工程Ｓ４）。
【００５７】
以降、イエロートナー像およびブラックトナー像を順次形成し（図５に示すイエロートナー像形成工程Ｓ５，ブラックトナー像形成工程Ｓ７）、１次転写位置において、中間転写ベルト２０に先に１次転写されたトナー像と重なるように順次１次転写する（図５に示すイエロートナー像１次転写工程Ｓ６，ブラックトナー像１次転写工程Ｓ８）。こうすることにより、中間転写ベルト２０は、ベルト表面側からシアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの順で１つに重なり合ったトナー像を担持する。したがって、中間転写ベルト２０が本発明の画像形成装置にいうトナー像担持体の一例に相当し、図５に示すステップＳ１からステップＳ８までの一連の工程が、本発明の画像形成装置にいうトナー像担持ステップの一例に相当する。
【００５８】
続いて、この１つに重なり合ったトナー像を、バイアスロール６０とバックアップロール７０とで挟まれた２次転写位置において用紙に２次転写する（図５に示す２次転写工程Ｓ９）。したがって、図５に示す２次転写工程Ｓ９が、本発明の画像形成方法にいう転写ステップの一例に相当する。こうして、トナー像が用紙に転写され、トナー像が転写された用紙は定着装置１００に送られる。定着装置１００では、未定着トナー像を担持した用紙を所定のニップ領域を通過させることでその未定着トナー像に熱を加えるとともに圧力も加え、未定着トナー像を用紙に定着させる（図５に示す定着工程Ｓ１０）。トナー像が定着した用紙は、この画像形成装置１に備えられた排出トレイ９０に排出される。
【００５９】
図６は、図４に示す画像形成装置に組み込まれた定着装置の概略構成を示す図である。
【００６０】
この図６では、未定着トナー像Ｔを担持した記録用紙Ｐが図中の右側から左側に向けて搬送されてくる。図６に示す定着装置１００は、本発明の無端ベルトの一実施形態に相当する定着ベルト１２０が配備されたロール−ベルト型の定着装置である。この定着装置１００には、図１に示す定着装置２００とは異なり定着ベルトを張架しない、いわゆるフリーベルトニップ方式が採用されている。図６に示す定着装置１００は、加熱源を内蔵した加熱ロール１１０と、無端状の定着ベルト１２０と、この定着ベルト１２０の内面側に当接され、加熱ロール１１０の表面に沿って定着ベルト１２０を押圧する圧力付与部材１３０とで主要部が構成されており、加熱ロール１１０と定着ベルト１２０との間に、未定着トナー像Ｔを担持した記録用紙Ｐを挟み込むニップ領域Ｎが形成される。
【００６１】
加熱ロール１１０は、内部に円筒状のコア１１１を有しており、不図示のモータによって図中の矢印Ｂ方向に回転駆動されるものである。このコア１１１の表面には弾性層１１２が形成され、その弾性層１１２の表面は離型層１１３によって覆われている。すなわち、この加熱ロール１１０の表面は離型層１１３によって形成されている。
【００６２】
コア１１１としては鉄、アルミニウムやステンレス等熱伝導率の高い金属製の円筒体を使用することができる。コア１１１の外径および肉厚は、使用する材質により強度や熱伝導率が異なるため、最適な寸法は適宜決定すればよい。本実施形態におけるコア１１１は、厚さ０．５ｍｍ、外径２５ｍｍの鉄製の円筒体である。
【００６３】
弾性層１１２の材料としては、弾性を有する耐熱性の高い材料が好ましい。特に、ゴム硬度２５〜４０°（ＪＩＳ−Ａ硬度）程度のゴム、エラストマー等の弾性体材料を用いることが好ましく、具体的にはシリコーンゴム、フッ素ゴム等を挙げることができる。この弾性層３の厚みとしては、用いる材料のゴム硬度にもよるが、０．３〜１．０ｍｍ程度が好ましい。本実施形態における弾性層１１２は、厚さが０．６ｍｍであり、ゴム硬度３０°（ＪＩＳ−Ａ硬度）のシリコーンゴムからなるものである。
【００６４】
離型層１１３としては、離型性や耐摩耗性を考慮すれば、特にフッ素樹脂を用いることが好ましい。フッ素樹脂としては、ＰＦＡ（パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合樹脂）等のフッ素樹脂が使用できるが、中でも耐熱性と加工性の観点よりＰＦＡが好適である。この離型層１１３の厚みとしては、好ましくは５〜５０μｍである。離型層１１３の厚みが５μｍ未満であると、用紙Ｐの、搬送方向に直交する幅方向の端部と加熱ロール１１０との摩擦により、離型層１１３の摩滅が発生する可能性があり、また、５０μｍを超えると離型層１１３の表面硬度が高くなり、光沢ムラ等の画質欠陥が現れる可能性があり、共に好ましくない。離型層１１３の形成方法としては、従来公知の如何なる方法も採用することができ、例えば、チューブを被せる方法であってもよいし、形成しようとする樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散させた液状体を、ディップコート法、スプレーコート法、ロールコート法、バーコート法、スピンコート法等により塗布する塗布法であってもよい。本実施形態における離型層１１３は、コア１１１の表面に形成された弾性層１１２に、厚さ３０μｍでチューブ状のＰＦＡを被せることで形成されたものである。
【００６５】
コア１１１の内部には、加熱源としてハロゲンランプ１１４が配置されている。なお、加熱源は、ニップ領域Ｎを加熱するものであれば、例えば、図１に示すような、加熱ロール２１０を外部加熱する外部加熱ロール２６０や、同じく図１に示すような、支持ロール２２１に内蔵され、定着ベルト２２０を加熱するヒーターランプ２２１１であってもよい。また、電磁誘導加熱等によって定着ベルト１２０自体が加熱源を兼ねてもよい。また、加熱ロール１１０の表面には温度センサ１８０が配置され、この表面の温度を計測する。そして、温度センサ１８０の計測信号により、図示しない温度コントローラによってハロゲンランプ１１４がフィードバック制御されて、加熱ロール１１０の表面温度が略一定になるように調整される。
【００６６】
定着ベルト１２０は、表面が加熱ロール１１０に押し付けられ、加熱ロール１１０の回転に追従して矢印Ｃ方向へ循環するものである。この定着ベルト１２０は、加熱ロール１１０に対し所定の角度で巻き付けられるように接触しており、定着ベルト１２０と加熱ロール１１０の間にニップ領域Ｎが形成されている。定着ベルト１２０の加熱ロール１１０への巻き付け角度としては、加熱ロール１１０の回転速度にもよるが、ニップ領域を十分に広く（長く）確保できるよう、１５〜４５°程度とすることが好ましい。図６に示す定着ベルト１２０においては、巻き付け角度が２７°になるように、圧力付与部材１３０の形状や大きさが設計されている。定着ベルト１２０についてのさらに詳しい説明は後述する。
【００６７】
圧力付与部材１３０は、低摩擦シート１３１と、その下に設けられた弾性部材１３２と、これらを下方から支持する支持フレーム１３３とで構成されており、弾性部材１３２は、支持フレーム１３３の上端から突出した状態に配置されている。
【００６８】
低摩擦シート１３１は、弾性部材１３２よりも摩擦抵抗が小さいシートであり、硬質でかつ可撓性を有する低摩擦材料からなるものである。この低摩擦シート１３１の材質としては、金属、セラミックス、樹脂等各種材料を採用することが可能であるが、具体的には、耐熱性樹脂であるポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の他、６−ナイロンあるいは６，６−ナイロンのナチュラル材や、これらにカーボンやガラス繊維等を添加した材料を用いることができる。
【００６９】
低摩擦シート１３１の表面の実硬度としては、加熱ロール１１０の弾性層１１２を変形させ離型性を良くするため、加熱ロール１１０表面の実硬度よりも高くしておく必要があり、ＪＩＳ−Ａ硬度で、８０゜以上であることが好ましく、９５゜以上であることがより好ましい。
【００７０】
低摩擦シート１３１に要求される可撓性としては、定着設定温度近傍において、加熱ロール１１０の撓みに対して反力をほとんど持たずに倣うレベルの可撓性であることが必要である。材料物性としては、使用温度における曲げ弾性率において、５ＧＰａ以下であることが好ましい。ただし、この値のみに限定されるものではなく、厚さや側面のスリット等の機械的剛性を考慮する必要があり、すなわち、部品全体として考える必要がある。
【００７１】
弾性部材１３２には、長ソリッドのシート材、異型ソリッド品、異型チューブ品、発泡ゴムシート等を用いることができ、その材質としては、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタン、天然ゴム、ＳＢＲ、ＩＲ等をあげることができる。なお、弾性部材１３２として、ゴム材料からなるものに代えて複数のスプリングを用いてもよい。この弾性部材１３２としては、十分な柔軟性を有することが要求される。具体的に要求される弾性部材１３２の硬度としては、ＪＩＳ−Ａ硬度で、およそ１０〜７０°程度の範囲であり、２０〜５０°程度の範囲が好ましく、特に３０〜５０°程度の範囲が好ましい。１０°未満であると、ゴムの変形量が大きくなり過ぎて、ニップの位置が安定しなくなり、７０°を超えると、硬度が高すぎて十分な柔軟性が確保できない。また、弾性部材１３２の厚さとしては、特に限定されないが、平均厚さとして２〜６ｍｍ程度の範囲が好ましく、３〜５ｍｍ程度の範囲がより好ましい。特に、支持フレーム１３３からの突出部分の厚さとしては、平均で０．３〜１．２ｍｍ程度の範囲が好ましく、０．５〜１．０ｍｍ程度の範囲がより好ましい。
【００７２】
支持フレーム１３３は、不図示のスプリングからの荷重により、圧力付与部材１３０全体を加熱ロール１１０の軸心に向けて付勢するものである。この支持フレーム１３３には、定着ベルト１２０の循環方向の弛みを規制し、スムーズに回転するように設けられたベルト走行ガイド１３４が取り付けられている。
【００７３】
また、図６に示す定着装置１００には、より高い用紙剥離性を確保するため、ニップ領域Ｎよりも加熱ロール１１０の回転方向下流側に剥離手段１７０が設けられている。図６に示す剥離手段１７０では、剥離シート１７１が、加熱ロール１１０の表面と僅かに空隙を設けた状態で、加熱ロール１１０の回転方向と対向する向き（リバース）に、保持部材１７２により保持されている。
【００７４】
未定着トナー像Ｔを担持した用紙Ｐは、定着装置１００のニップ領域Ｎに向けて搬送されてくる。用紙Ｐが、ニップ領域Ｎに侵入しニップ領域Ｎを通過することで、未定着トナー像Ｔにはハロゲンランプ１１４からの熱が加えられるとともにニップ領域Ｎに作用する圧力も加えられ、未定着トナー像Ｔが用紙Ｐに定着する。
【００７５】
続いて、図６に示す定着ベルト１２０について詳述する。図６に示す定着ベルト１２０は、複数の層が厚さ方向に積層された積層構造のものである。
【００７６】
図７は、図６に示す定着ベルトの断面を模式的に示した図である。
【００７７】
図７に示す定着ベルト１２０は、ベース層１２０１と耐熱弾性体層１２０２と表面層１２０３がこの記載順に積層してなるものである。
【００７８】
図７に示すベース層１２０１は、薄膜金属物からなる層であっても、図６に示すハロゲンランプ１１４からの熱を受けても所定の強度を維持する耐熱樹脂からなる層であってもよい。この耐熱樹脂としては、高温下での強度と寸法安定性の観点から、ポリイミド樹脂やポリアミド樹脂があげられ、成膜性などの観点を加えるとポリイミド樹脂がより好適である。このポリイミドからなるベース層１２０１は、ポリイミド前駆体溶液を使用して製造される。その製造方法としては、例えば、円筒体の内面にポリイミド前駆体溶液を塗布し、回転しながら乾燥させる遠心成形法や、円筒体内面にポリイミド前駆体溶液を展開する内面塗布法、特開２００２−９１０２７号に示されるような芯体外面に溶液を塗布する外面塗布法などがある。
【００７９】
ベース層１２０１の厚さは、使用上での必要強度（ベルト破壊／しわ／座屈に対して）の観点から２０μｍ以上必要であり、可とう性や熱容量の観点から２００μｍ以下が好ましく、更にいうと、５０μｍ以上１００μｍ以下がより好ましい。
【００８０】
ベース層１２０１が薄膜金属物からなる層である場合には、厚さは１５０μｍ以下が好ましく、より好ましくは、２０μｍ以上８０μｍ以下である。薄膜金属物からなるベース層１２０１としては、例えば、ステンレスベルトや、電鋳法により形成された無端状ニッケルベルトがあげられる。電鋳法では、導電性を有する母型（電型、鋳型）に電気メッキまたは無電解メッキにより金属を析出させた後、この金属を母型から剥離して製品とする。母型が金属の場合には、剥離のための表面処理を施し、非金属の場合には、メッキを行なうための導電性処理を施す。この電鋳法によれば、母型の形状を忠実かつ正確に複写することができ、精度の高い製品を得ることができる。無端状電鋳ニッケルベルトの幅、内径などは、用途に応じて適宜定めることができ、特に限定されない。
【００８１】
耐熱弾性体層１２０２は、ベース層１２０１よりも弾性変形しやすく図６に示すハロゲンランプ１１４からの熱を受けても所定の強度を維持する層である。この耐熱弾性体層１２０２に用いられる材料としては、耐熱性の観点から、シリコンゴムやフッ素ゴムを用いることが好ましく、材料硬度と反発弾性を両立できることや成膜性の観点などから、シリコーンゴム、それも液状シリコーンゴム（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒ：Ｌ．Ｓ．Ｒ）を用いることがより好ましい。耐熱弾性体層１２９２の厚さは、２ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．５ｍｍ以下である。これは、ロールに代えて定着ベルトを用いる目的が省エネルギー化（ウォームアップタイムの短縮）であり、シリコーンゴムなどのゴムは熱伝導率が非常に悪く、厚くすることで熱効率が悪くなってしまうためである。
【００８２】
表面層１２０３は、この定着ベルト１２０の表面を構成する層であり、フッ素系樹脂やシリコーンゴムなどの耐熱ゴムからなる。この表面層１２０３は、用紙および定着後のトナー像の双方との離型性がベース層１２０１を構成する材料よりも優れ、図６に示すハロゲンランプ１１４からの熱を受けても所定の強度を維持する耐熱材料からなる層にすることが好ましい。このような離型性を有する耐熱材料としては、ポリテトラフルオロエチレン（以下、「ＰＴＦＥ」という）や、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（以下、「ＰＦＡ」という）、四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合体（以下、「ＦＥＰ」という）等があげられる。表面層１２０３にフッ素系樹脂を用いる場合には、厚さを１０μｍ以上１００μｍ以下にすることが好ましく、１５μｍ以上５０μｍ以下にすることがより好ましい。これは、通紙による磨耗を考慮すると１０μｍは必要であり、表面層に用いられるフッ素樹脂の材料は高価である上、層を形成するための塗布作業も厚膜になるほど２度塗りが必要になるなどの問題点があり、１００μｍ以下に抑えることが好ましい。
【００８３】
なお、図１に示す、離型剤オイルを塗布するための離型剤塗布装置２４０を備えることで、より高い剥離性を確保することができる。
【００８４】
続いて、図６に示す定着ベルト１２０の形状について説明する。
【００８５】
図８は、図６に示す定着ベルト全体の断面図である。
【００８６】
図８では、定着ベルト１２０の幅方向が、図の左右方向になり、以下、この幅方向を軸方向と称することがある。また、図８には、図６に示すニップ領域Ｎを通過する用紙Ｐが示されている。この図８では、用紙Ｐの通過方向が紙面に対して垂直な方向になり、図の左右方向が、用紙の、搬送方向に直交する幅方向に相当する。
【００８７】
図８には、定着ベルト１２０を、その定着ベルト１２０の軸方向に沿って断面した様子が模式的に示されており、図８に示す定着ベルト１２０の軸方向両側それぞれには、図６に示す定着装置１００に配備された規制部材５５０が示されている。この規制部材５５０は、定着装置１００のフレーム５０５に支持されており、循環する定着ベルト１２０がその軸方向に移動することを、定着ベルト１２０の軸方向両端部１２１に入り込んで防止するものである。
【００８８】
図８に示す定着ベルト１２０は、用紙Ｐの幅方向の長さよりも長い幅を有するものであり、図８に示す用紙Ｐの幅方向両縁Ｐ１それぞれは、定着ベルト１２０の両縁１２３それぞれと幅方向中央部１２２との間に位置している。図８に示す定着ベルト１２０では、用紙Ｐの幅方向両縁Ｐ１よりもわずかに中央よりの部位が、外径が最大である最大外径部１２６である。また、定着ベルト１２０には、この最大外径部１２６から両縁１２３それぞれに向かって外径が漸次縮小している縮径部１２７が設けられている。すなわち、図８に示す定着ベルト１２０は、厚さが均一なものであり、最大外径部１２６が最も膨らんだ形状であるとともに両縁１２３がすぼんだ形状である。さらに、図８に示す定着ベルト１２０では、最大外径部１２６から幅方向中央部１２２に向かっても外径が漸次縮小しており、幅方向のちょうど中央が最も外径が小さくなっている。
【００８９】
ここで、定着ベルト１２０の両縁１２３それぞれの外径をいずれもＲ１、最大外径部１２６の外径をＲ２、幅方向中央で最も小さくなった外径をＲ３とすると、図８に示す定着ベルト１２０は、
Ｒ２＞Ｒ１＞Ｒ３      式（Ａ）
上記式（Ａ）で示される関係を満足している。
【００９０】
なお、上記式（Ａ）中のＲ１＞Ｒ３の関係は、Ｒ１＝Ｒ３であってもよい。
【００９１】
最大外径部１２６の外径をＲ２と幅方向中央で最も小さくなった外径をＲ３の差としては、後述する紙しわ防止の効果を十分に発揮させるために、１５μｍ以上確保することが好ましい。ただし、この外径差が大きすぎると、逆に、用紙の搬送速度に幅方向の速度差が生じ、あばらと呼ばれる用紙の波うち／画像ムラが発生しやすくなる場合がある。この外径差の最大許容限度は、定着ベルトの外径や、定着装置の仕様、画像形成装置の使用条件（使用する用紙、印字速度など）によって変わるものである。
【００９２】
図８に示す定着ベルト１２０は、図７に示すベース層１２０１、耐熱弾性体層１２０２、および表面層１２０３の各層における厚さそれぞれを略一定にして、定着ベルト１２０の内周面となるベース層１２０の裏面側から形状をつけたものである。ベース層１２０の裏面側から形状をつける方法として、耐熱樹脂製の定着ベルトの場合は、以下のような方法で実現可能である。
【００９３】
耐熱性樹脂がポリイミド樹脂の場合として説明すると、ポリイミド前駆体の溶液を、上述のＲ１、Ｒ２、Ｒ３の外径から、所望の膜厚を引いた外径の形状をもった芯体を用意し、その芯体外面上に前駆体溶液を塗布し、焼成することで、上述のＲ１、Ｒ２、Ｒ３の外径形状をもった定着ベルトが得られる。また、他の方法として、ポリイミド前駆体を前述の外面塗布法で、軸方向に一定の外径を持つ芯体外面上に塗布・焼成することで、または、内面塗布法で略一定の内径を持つ芯体内面に塗布、焼成することで、略一定の外径・膜厚をもつポリイミド無端ベルトを得た後、上述のＲ１、Ｒ２、Ｒ３の外径形状と同一の外径形状をもった芯体に外挿し、その後再度焼成温度程度まで加熱する事で、無端ベルトが収縮し芯体に密着し、上述のＲ１、Ｒ２、Ｒ３の外径形状をもった定着ベルトを得ることができる。
【００９４】
以上説明した図８に示す定着ベルト１２０の形状は、ニップ領域Ｎ（図６参照）に挟み込んだ用紙の搬送速度に幅方向の速度差をつけやすい形状である。すなわち、ニップ領域Ｎに挟み込まれた用紙Ｐの幅方向両端部分それぞれは、加熱ロール１１０（図６参照）と最大外径部１２６との間に、用紙Ｐの幅方向中央部分に比べてしっかりと挟み込まれており、この定着ベルト１２０が加熱ロール１１０の回転に追従しにくくなっても、用紙Ｐの幅方向中央部分と両端部分との間では、用紙Ｐの搬送速度に幅方向の速度差が生じやすい。このため、用紙Ｐは幅方向に引っ張られ、紙シワの発生が抑えられる。また、図８に示す定着ベルト１２０の形状は、定着ベルト１２０の循環速度に幅方向の速度差がつくことを抑えた形状でもある。すなわち、最大外径部１２６に、用紙Ｐの幅方向両端部分それぞれが接することになり、この最大外径部１２６の領域は、定着ベルト１２０の、用紙に接した領域の中で、移動する用紙に最も従動しやすい領域であり、用紙Ｐとの間で循環方向のスリップが起こりにくい。このため、定着ベルト１２０の表面が磨耗してしまうことも抑えられる。さらに、縮径部１２７によって定着ベルト１２０の縁１２３は拡がりにくく、定着ベルト１２０の縁１２３が規制部材５５０に押し付けられて損傷してしまうことも抑えられる。
【００９５】
次に、図６に示す定着ベルト１２０の変形例について説明する。
【００９６】
図９は、図６に示す定着ベルトの第１変形例を示すベルト全体の断面図であり、図１０は、図６に示す定着ベルトの第２変形例を示すベルト全体の断面図である。
【００９７】
これらの図９および図１０にも、図８と同様にして定着ベルト６００，７００と用紙Ｐが示されている。すなわち、図９および図１０それぞれには、定着ベルト６００，７００を、その定着ベルト６００，７００の軸方向に沿って断面した様子が模式的に示されている。また、この図９および図１０には、定着ベルト６００，７００の軸方向両側それぞれに、定着装置に配備されたセンサ５６０も示されている。このセンサ５６０は、循環する定着ベルト６００，７００が正規の位置からその軸方向に移動したことを検知するものであり、このセンサ５６０が、定着ベルト６００，７００の軸方向への移動を検知すると、定着ベルト６００，７００は、不図示の機構によって正規の位置へ戻される。
【００９８】
図９に示す定着ベルト６００にも図１０に示す定着ベルト７００にも、両縁６０３，７０３それぞれと幅方向中央６０２，７０２との間に外径が最大である最大外径部６０６，７０６が設けられているとともに、最大外径部６０６，７０６から両縁６０３、７０３それぞれに向かって外径が漸次縮小している縮径部６０７，７０７も設けられている。また、いずれの定着ベルト６００，７００も、上記式（Ａ）で示される関係を満足している。
【００９９】
図９および図１０それぞれに示す定着ベルト６００，７００が、図８に示す定着ベルト１２０とは異なる点は、幅方向中央において外径が幅方向に略一定であるストレート部６０４，７０４が設けられている点にある。これらの定着ベルト６００，７００の製造は、このストレート部６０４，７０４によって行いやすくなる。
【０１００】
また、図９に示す定着ベルト６００は、厚さが均一なものであるのに対して、図１０に示す定着ベルト６００は、幅方向に厚さが不均一なものである。また、図９に示す定着ベルト６００は、幅方向に関し内径が異なるのに対して、図１０に示す定着ベルト７００は、幅方向に関し内径が略一定である。薄膜金属製の定着ベルトにおいては、ベルト内周面側も含めて形状をつけることは難しいことから、内径を略一定にすることは好ましい。図１０に示す定着ベルト７００も、図７に示すように、ベース層、耐熱弾性体層、および表面層をこの記載順に厚さ方向に積層してなるものである。図１０に示す定着ベルト７００は、最大外径部７０６が、最も肉厚な部位であり、ベース層の内径は幅方向に略一定である。図１０に示す最大外径部７０６は、これら複数の層のうちのいずれか一層の厚さを厚くすることで形成された部位である。こうすることで、仮に、図１０に示す定着ベルト７００の循環速度に幅方向の速度差が生じても、最大外径部７０６が摩滅しにくく、定着ベルトの製品寿命が延長される。また、図１０に示す縮径部７０７は、これら複数の層のうちのいずれか一層の厚さを両縁７０３それぞれに向かって漸次薄くすることで形成された部位である。
【０１０１】
図１０に示す定着ベルト７００のように、ベース層の内径を略一定にして、ベース層、耐熱弾性体層、および表面層の膜厚を変化させるには、公知の塗布技術を用いて、塗布時の付着量を変化させることで実現可能である。
【０１０２】
なお、最大外径部は、定着ベルトの縁と幅方向中央部１２２との間において幅方向に一定の幅をもっていてもよい。また、昨今、電磁誘導発熱を利用した定着装置が開発されているが、本実施形態の定着ベルトは、銅やニッケルなどの電磁誘導発熱層を持っていてもかまわない。さらに、本実施形態の定着ベルトは、例えば、図１に示す、支持ロールによって定着ベルトが張架される定着装置にも適用することができる。
【０１０３】
続いて、図８に示す定着ベルト１２０や図９に示す定着ベルト６００の製造方法について説明する。
【０１０４】
ここではまず、両縁それぞれと循環方向に直交する幅方向中央部との間に設けられた外径が最大である最大外径部とその最大外径部から両縁それぞれに向かって外径が漸次縮小している縮径部とを有する芯体（以下、特殊芯体と称する）を用意し、その特殊芯体の表面に、外周形状がその表面の形状に沿った環状体を形成する（環状体形成工程）。次いで、特殊芯体の表面に形成された環状体をその特殊芯体から取り外す（取外工程）。こうすることで、図８に示す定着ベルト１２０や図９に示す定着ベルト６００が製造される。
【０１０５】
次に、図１０に示す定着ベルト７００の製造方法について説明する。
【０１０６】
図１０に示す定着ベルト７００を製造するには、外径が軸方向に略均一である円筒状の表面を有する芯体（以下、一般芯体と称する）を用意すればよい。そしてその一般芯体の表面へ向けて溶液を供給し、その溶液の供給量を変化させることで、一般芯体表面に、両縁それぞれと循環方向に直交する幅方向中央部との間に設けられた外径が最大である最大外径部と該最大外径部から両縁それぞれに向かって外径が漸次縮小している縮径部とを有する環状体を形成する（環状体形成工程）。次いで、一般芯体の表面に形成された環状体をその一般芯体から取り外す（取外工程）。
（実施例）
以下、本発明の実施の形態についてより具体的に実施例を用いて詳述する。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。
（実施例１）
ポリイミド（ＰＩ）前駆体溶液として、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、ｐ−フェニレンジアミンが、Ｎ−メチルピロリドン中で合成された、固形分濃度１８％（質量％、以下同じ）、粘度約２０Ｐａ・ｓの溶液を用意した。
【０１０７】
外径７０ｍｍ、長さ４００ｍｍの素管を３５０℃で１０分間加熱し、自然冷却させた後、表面を切削して、素管軸方向中央部に７０ｍｍの幅で最小外径Ｒｓ＝６７．９ｍｍとなる部分を設け、その最小外径部の両端から芯体の両端に向かって外径が直線的に増大するように形状を持たせ、素管の両端から６０ｍｍの位置で最大外径Ｒｍ＝６８．０を形成した後、素管両端部に向けて、直線的に外径を減少させ、素管両端部で６７．９３ｍｍにしたアルミニウム製円筒を得た。次いで、このアルミニウム製円筒を、球形アルミナ粒子によるブラスト処理により、Ｒａ０．８μｍに粗面化した後、表面にシリコーン系離型剤（商品名：ＫＳ７００、信越化学（株）製）を塗布して、３００℃で１時間、焼き付け処理を行ったものを芯体とした。この芯体は、上述の特殊芯体の一例に相当するものである。
【０１０８】
続いて、回転塗布工程を実施した。
【０１０９】
図１１は、回転塗布工程を実施している様子を示す図である。
【０１１０】
ここでの回転塗布工程では、芯体８０の軸方向を水平にして、芯体８０を１２０ｒｐｍで回転させた。へら８１は幅２０ｍｍ、厚さ１ｍｍのポリエチレンからなり、弾力性を有している。これを芯体８０に押し付け、ＰＩ前駆体溶液を、容器８２から口径４ｍｍのノズル８３を通して、エア圧０．４Ｍｐａにて、２０ｍｌ／ｍｉｎの吐出量で吐出させた。ＰＩ前駆体溶液がへら８１を通過する際、へら８１が押し広げられ、へら８１と芯体８０の間には隙間ができた。次いで、ノズル８３とへら８１を１８０ｍｍ／分の速度で、芯体８０の一端から他端へ移動させて塗布した。この条件で、芯体１回転あたり、ノズル８３とへら８１は１．５ｍｍずつ移動させた。なお、ＰＩ前駆体溶液を吐出する際には、芯体８０の両端に５ｍｍずつの不塗布部分を設けた。
【０１１１】
次いで乾燥工程を実施した。この乾燥工程では、芯体を２０ｒｐｍで回転させながら、１００℃の乾燥炉に入れた。６０分後に取り出すと、約１５０μｍ厚のＰＩ前駆体皮膜が形成され、残留溶剤は約４０％（質量比）であった。この状態ではまだ、皮膜を芯体から取り外すことはできなかった。また、端部皮膜の若干の収縮により、端部の皮膜と芯体との間には、隙間があった。
【０１１２】
次いで、芯体の一端に円錐形の蓋を取り付け、幅２０ｍｍのポリエステルテープ（商品名：Ｎｏ．３１Ｂ、日東電工製）を一周にわたって張り付け、芯体の露出部分とＰＩ前駆体皮膜に被覆をした。
【０１１３】
次に、水系フッ素樹脂分散塗料工程を実施した。
【０１１４】
図１２は、水系フッ素樹脂分散塗料工程を実施している様子を示す図である。
【０１１５】
ここでの水系フッ素樹脂分散塗料工程では、水系フッ素樹脂分散塗料９１（濃度５５ｗｔ％、粘度６００ｍＰａ・ｓ、溶媒として水のほかに、エタノールを含む）を図１２に示すように、内径９０ｍｍ、高さ４８０ｍｍの塗布槽９２に入れた。図１２に示すように、塗布槽９２の外側に、被塗布物である芯体８０の体積以上の容量を有する外部槽９３を設け、塗布槽９２上部から溢流したフッ素樹脂分散液を受けて溜め、ポンプ９４により、外部槽９３から塗布槽９２へ供給して、フッ素樹脂分散液を循環させる。こうすることで、外部に別の塗料タンクを設けて循環するよりも、高価なフッ素樹脂分散液の総量を少なくできるほか、塗布槽上部から溢流するフッ素樹脂分散液が落流することによる泡立ちが起きにくい利点もある。循環経路９５、もしくは外部槽９３中に滴下されるように、フッ素樹脂分散液の粘度を調整する粘度調整用液追加装置９６を付加し、更に異物を除去するフィルター９７を追加した。
【０１１６】
この水系フッ素樹脂分散塗料は、高溶融粘度（２７．０×１０4〜２９．０×１０4ポイズ；２．７×１０4〜２．９×１０4Ｐａ・ｓ：３８０℃）の平均粒径０．２μｍＰＦＡと低溶融粘度（３．０×１０4ｖ５．０×１０4ポイズ；０．３×１０4〜０．５×１０4Ｐａ・ｓ：３８０℃）の平均粒径１８μｍＰＦＡ粉末の混合タイプ（ＰＦＡ粉末／ＰＦＡ微粒子＝３７／６３）フッ素樹脂溶液であり、溶媒として、水３３質量％（分散液を１００ｗｔ％として）のほかにエチルアルコール０．５質量％（同）、ｔ−ブタノール３．５質量％、フッ素樹脂の固形分は５１質量％（同）、界面活性剤２質量％（同）、増粘剤５質量％（同）である。ここでは、この分散液に充填剤として、硫酸バリウム（堺化学社製：ＢＭＨ−６０：平均粒径５μｍ、１５μｍ以上の大粒子が２質量％以下である）を４質量％（同）添加し用いた。なお、ここでは硫酸バリウム粒子を添加したが、その目的に応じて、カーボン粒子や、マイカ粉末など添加することも可能である。
【０１１７】
塗布槽９２の上部には、環状に風速５ｍ／分の気流が上方４５°に向けて吹き出される環状送風装置９８を取り付け、塗膜の乾燥を促進させた。溶媒の蒸発により、フッ素樹脂分散液の濃度が上昇した場合には、水と揮発溶媒を一定の比率（ここでは、エタノール５に対し、水５の比率とした）で混合したものを粘度調整用液追加装置９６で追加し調整した。
【０１１８】
塗布槽９２中に芯体８０を垂直にし、上部のＰＩ前駆体皮膜を１５ｍｍだけ残して浸漬した。次いで気流を当てながら、０．１５ｍ／分の均一な速度で芯体８０を引き上げ、ＰＦＡ塗膜を形成した。
【０１１９】
引き上げ終了後、ポリエステルテープを除去し、下部の蓋を取り外した後、８０℃で１０分間乾燥した。
【０１２０】
次いで加熱焼成工程を実施した。この加熱焼成工程では、１５０℃で２０分間，２２０℃で２０分間，及び３８０℃で４０分間加熱して、ＰＩ樹脂皮膜を形成すると共に、ＰＦＡ塗膜を焼成した。上記回転塗布工程からこの加熱焼成工程までの一連の工程が、上述の特殊芯体を用いた環状体形成工程の一例に相当し、ここまで各工程を実施することで、外周形状が芯体表面の形状に沿った環状体がその芯体表面に形成された。
【０１２１】
環状体が室温に冷えた後、取外工程を実施し、芯体から環状体を取り外した。芯体から取り外した環状体の両端を３０ｍｍずつカットすることで、長さを３４０ｍｍにし、８０μｍ厚のＰＩ樹脂無端ベルト上に、３５μｍ厚のＰＦＡ層を有する、図９に示す形状の定着ベルトを得た。この定着ベルトには、定着ベルトの両縁から幅方向に４０ｍｍ入った位置に最大外径部が設けられており、この最大外径部の外径Ｒ２は、６８．２０ｍｍであった。また、この定着ベルトの両縁それぞれの外径Ｒ１は６８．１７ｍｍであり、定着ベルトの幅方向中央におけるストレート部の外径Ｒ３は６８．１０ｍｍであった。
【０１２２】
この定着ベルトを図１に示す、支持ロールによって定着ベルトが張架される定着装置と同じ構成の定着装置にセットし、Ｐ紙Ａ３サイズ（富士ゼロックスオフィスサプライ社製）を用いて両面印字を行ったが、紙しわは未発生で、この通紙試験を３０万枚通紙した後も、定着ベルトの通紙端部の磨耗は少なく、この通紙端部の膜厚減少量は、９μｍ（磨耗率０．０３０μｍ／Ｋｐｖ）であり、表面層の膜厚も十分残存しており、Ａ３通紙幅より大きな幅の用紙を通紙した場合も、画像の光沢度に目視上変化なく筋状の画質欠陥も未発生であった。また、通紙テスト中、定着ベルトの縁の座屈破壊による異音の発生もなく、通紙テスト後の定着ベルトの縁を目視観察しても、ベルトの縁に拡がりが生じていることがなかった。
（実施例２）
外径７０ｍｍ，長さ４００ｍｍの素管を３５０℃で１０分間加熱し、自然冷却させた後、表面を切削して、外径（φ６８．２ｍｍ）が軸方向に略均一な円筒体を用意し、その円筒体外面に実施例１と同様な方法でポリイミド（ＰＩ）前駆体溶液を塗布、乾燥、フッ素樹脂分散液を塗布し、乾燥を行った後、最後の加熱焼成工程として、１５０℃で２０分間、２２０℃で２０分間、及び３４０度で３０分間加熱して、ＰＩ樹脂皮膜を形成すると共に、ＰＦＡ塗膜を焼成した。室温に冷えた後、円筒体からＰＦＡ塗膜を取り外すことで、外径が６８．５ｍｍのスリーブを得た。このスリーブは、加熱されることで収縮するものである。その後、このスリーブを、以下のような芯体に外挿し、３８０℃で４０分間加熱し、そのスリーブの内周面が芯体の表面に接するまでそのスリーブを収縮させた（外挿工程）。ここで用いた芯体は長さ４００ｍｍで、その形状は、芯体軸方向中央部に６０ｍｍの幅で最小外径Ｒｓ＝６７．９ｍｍとなる部分を設け、その最小外径部の両端から芯体の両端に向かって外径がほぼ直線的に増大するように形状を持たせ、芯体の両端から７０ｍｍの位置で最大外径Ｒｍ＝６８．０ｍｍを形成した後、芯体両端部に向けて、直線的に外径を減少させ、芯体両端部でＲｅ＝６７．９５ｍｍとした、上述の特殊芯体の一例に相当するものである。ここで実施した外挿工程は、上述の特殊芯体を用いた環状体形成工程の一例に相当し、この外挿工程を実施することで、外周形状が芯体表面の形状に沿った環状体がその芯体表面に形成された。
【０１２３】
その後、芯体ごと冷却し、取外工程を実施し、芯体から環状体を取り外した。芯体から取り外した環状体の両端を３０ｍｍずつカットすることで長さを３４０ｍｍにし、８０μｍ厚のＰＩ樹脂無端ベルト上に３５μｍ厚のＰＦＡ層を有する、図９に示す形状の定着ベルトを得た。この定着ベルトには、定着ベルトの両縁から幅方向に４０ｍｍ入った位置に最大外径部が設けられており、この最大外径部の外径Ｒ２は、６８．２０ｍｍであった。また、この定着ベルトの両縁それぞれの外径Ｒ１は６８．１６ｍｍであり、定着ベルトの幅方向中央におけるストレート部の外径Ｒ３は６８．１０ｍｍであった。
【０１２４】
この定着ベルトを図１に示す定着ベルトが張架される定着装置と同じ構成の定着装置にセットし、Ｐ紙Ａ３サイズ（富士ゼロックスオフィスサプライ社製）を用いて両面印字を行ったが、紙しわは未発生で、この通紙試験を３０万枚通紙した後も、定着ベルトの通紙端部の磨耗は少なく、この通紙端部の膜厚減少量は、１０μｍ（磨耗率０．０３４μｍ／Ｋｐｖ）であり、表面層の膜厚も十分残存しており、Ａ３通紙幅より大きな幅の用紙を通紙した場合も、画像の光沢度に目視上変化なく筋状の画質欠陥に未発生であった。また、通紙テスト中、定着ベルトの縁の座屈破壊による異音の発生もなく、通紙テスト後の定着ベルトの縁を目視観察しても、ベルトの縁に拡がりが生じていることがなかった。
（実施例３）
外径７０ｍｍ、長さ４００ｍｍの素管を３５０℃で１０分間加熱し、自然冷却させた後、表面を切削して、外径をφ６７．９ｍｍとした芯体を用意した。この芯体の外径は軸方向に均一であり、この芯体は、上述の一般芯体の一例に相当する。その芯体外面に実施例１と同様な方法でポリイミド（ＰＩ）前駆体溶液を塗布、乾燥した後、フッ素樹脂分散液を浸漬塗布した（浸漬塗布工程）。この浸漬塗布工程では、図１２に示す塗布槽９２中に芯体を垂直にし、上部のＰＩ前駆体皮膜を１５ｍｍだけ残して浸漬した。次いで気流を当てながら、はじめは０．１５ｍ／分の速度で芯体の引き上げ開始し、芯体が７０ｍｍ塗布槽液面から出たところまで引き上げ速度を０．４ｍ／分になるように徐々に引き上げ速度を上げ、その後、芯体が１７０ｍｍ塗布槽液面から出たところまで徐々に引き上げ速度を落とし、１７０ｍｍから２３０ｍｍまでは０．１ｍ／分の一定速度で引き上げ、その後、芯体が３３０ｍｍ露出するところまで徐々に引き上げ速度を上げ、３３０ｍｍで引き上げ速度を０．４ｍ／分になるようにし、芯体が塗布槽から完全に引き上げられるまで徐々に引き上げ速度を下げ、芯体下端では引き上げ速度を０．１５ｍ／分の速度として、引き上げ速度を変化させながらＰＦＡ塗膜を形成した。このように芯体の引き上げ速度を変化させると、芯体の表面へ向けて供給される溶液の供給量が変化する。引き上げ終了後、ポリエステルテープを除去し、下部の蓋を取り外した後、８０℃で１０分間乾燥した。
【０１２５】
次いで加熱焼成工程として、１５０℃で２０分間、２２０℃で２０分間、及び３８０℃で４０分間加熱して、ＰＩ樹脂皮膜を形成すると共に、ＰＦＡ塗膜を焼成した。ＰＩ前駆体溶液を塗布、乾燥してからこの加熱焼成工程までの一連の工程が、上述の一般芯体を用いた環状体形成工程の一例に相当し、ここまで各工程を実施することで芯体表面に環状体が形成された。
【０１２６】
環状体が室温に冷えた後、取外工程を実施し、芯体から環状体を取り外した。芯体から取り外した環状体の両端を３０ｍｍずつカットすることで長さを３４０ｍｍにし、８０μｍ厚のＰＩ樹脂無端ベルト上にＰＦＡ層を有する、図１０に示す形状の定着ベルトを得た。この定着ベルトのＰＦＡ層の膜厚は、幅方向中央におけるストレート部分では２５μｍであり、両縁それぞれでは３５μｍであり、ベルト両縁から幅方向に４０ｍｍ入った位置では４５μｍであった。この定着ベルトの内径は均一であり、上述のようにＰＦＡ層の幅方向に膜圧分布をもたせることで、定着ベルトの両縁から幅方向に４０ｍｍ入った位置に最大外径部が設けられている。すなわち、定着ベルトの両縁から幅方向に４０ｍｍ入った位置が、ＰＦＡ層の膜厚が最も厚い部分になる。この最大外径部の外径Ｒ２は６８．１９ｍｍであり、定着ベルトの両縁それぞれの外径Ｒ１は６８．１７ｍｍであり、定着ベルトの幅方向中央におけるストレート部の外径Ｒ３は６８．１５ｍｍであった。
【０１２７】
この定着ベルトを図１に示す定着装置と同じ構成の定着装置にセットし、Ｐ紙Ａ３サイズ（富士ゼロックスオフィスサプライ社製）を用いて両面印字を行ったが、紙しわは未発生で、この通紙試験を３０万枚通紙した後も、定着ベルトの通紙端部の磨耗は少なく、この通紙端部の膜厚減少量は、８μｍ（磨耗率０．０２７μｍ／Ｋｐｖ）であり、表面層の膜厚も十分残存しており、Ａ３通紙幅より大きな幅の用紙を通紙した場合も、画像の光沢度に目視上変化なく筋状の画質欠陥も未発生であった。また、通紙テスト中、定着ベルトの縁の座屈破壊による異音の発生もなく、通紙テスト後の定着ベルトの縁を目視観察しても、ベルトの縁に拡がりが生じていることがなかった。
（実施例４）
外径３２ｍｍ、長さ４００ｍｍの素管を３５０℃で１０分間加熱し、自然冷却させた後、表面を切削して、外径（φ２９．９ｍｍ）が軸方向に略均一な芯体（上述の一般芯体の一例に相当）を用意し、その芯体表面に実施例１と同様な回転塗布方法でポリイミド前駆体溶液を塗布した（回転塗布工程）。この回転塗布工程では、図１１に示すノズル８３を芯体の一端から他端に向けて移動させるにあたり、ノズル８３の吐出量を変化させた。すなわち、ノズル８３からポリイミド前駆体溶液を、始めは２２ｍｌ／ｍｉｎの吐出量で吐出させ、ノズル８３が７０ｍｍの位置まで移動した時点で吐出量が２５ｍｌ／ｍｉｎになるように吐出量を徐々に上げた。次いで、ノズル８３が１７０ｍｍの位置まで移動した時点で吐出量が２２ｍｌ／ｍｉｎになるように吐出量を今度は徐々に落とし、ノズル８３がその１７０ｍｍの位置から２３０ｍｍの位置に到達するまでは吐出量を２２ｍｌ／ｍｉｎ一定とした。続いて、ノズル８３が３３０ｍｍの位置まで移動した時点で吐出量が２５ｍｌ／ｍｉｎになるように吐出量を徐々に上げ、最後に、ノズル８３が芯体の他端に到達した時点で吐出量が２２ｍｌ／ｍｉｎになるように吐出量を徐々に落とした。このようにポリイミド前駆体溶液の吐出量を変化させると、芯体表面へ向けて供給される溶液の供給量が変化する。なお、ノズル８３の移動速度を変化させてもよい。塗布終了後、実施例１と同様な方法で乾燥を行い、ＰＩ前駆体皮膜を得た。
【０１２８】
次いで実施例１と同様な方法で水系フッ素樹脂分散液を塗布し、乾燥を行い、その後、加熱焼成工程として、１５０℃で２０分間、２２０℃で２０分間、及び３４０℃で３０分間加熱して、ＰＩ樹脂皮膜を形成すると共に、ＰＦＡ塗膜を焼成した。上記回転塗布工程からこの加熱焼成工程までの一連の工程が、上述の一般芯体を用いた環状体形成工程の一例に相当し、ここまで各工程を実施することで芯体表面に環状体が形成された。
【０１２９】
環状体が室温に冷えた後、取外工程を実施し、芯体から環状体を取り外した。芯体から取り外した環状体の両端を３０ｍｍずつカットすることで長さを３４０ｍｍにし、ＰＩ樹脂無端ベルト上に３５μｍ厚のＰＦＡ層を有する図１０に示す形状の定着ベルトを得た。この定着ベルトの、基層に相当するＰＩ樹脂無端ベルトの膜厚は、幅方向中央におけるストレート部分では８０μｍであり、両縁それぞれでは９０μｍであり、ベルト両縁から幅方向に４０ｍｍ入った位置では１００μｍであった。
【０１３０】
この結果、定着ベルトの、幅方向中央部分におけるストレート部の外径Ｒ３は３０．１５ｍｍであり、両縁それぞれにおける外径Ｒ１は３０．１７ｍｍであり、両縁から幅方向に４０ｍｍ入った最大外径部の外径Ｒ２は３０．１９ｍｍであった。
【０１３１】
この定着ベルトを図６に示す、定着ベルトを張架しないフリーベルトニップ方式の定着装置と同じ構成の定着装置にセットし、Ｐ紙Ａ３サイズ（富士ゼロックスオフィスサプライ社製）を用いて両面印字を行ったが、紙しわは未発生で、この通紙試験を３０万枚通紙した後も、定着ベルトの通紙端部の磨耗は少なく、この通紙端部の膜厚減少量は、５μｍ（磨耗率０．０５０μｍ／Ｋｐｖ）であり、表面層の膜厚も十分残存しており、Ａ３通紙幅より大きな幅の用紙を通紙した場合も、画像の光沢度に目視上変化なく筋状の画質欠陥も未発生であった。また、通紙テスト中、定着ベルトの縁の座屈破壊による異音の発生もなく、通紙テスト後の定着ベルトの縁を目視観察しても、ベルトの縁に拡がりが生じていることがなかった。
（実施例５）
実施例１で用いた芯体と同じ上述の特殊芯体の一例に相当する芯体を用意し、実施例１と同様な方法ではあるが、フッ素樹脂を塗布せずに、回転塗布工程を実施することでＰＩ皮膜のみを形成した。
【０１３２】
その後、ポリオール加硫タイプフッ素ゴムＧ−７０２（ダイキン工業社製）を９５質量部、金属酸化物としては酸化マグネシウム（協和化学工業社製）を５質量部、をＭＥＫとＭＩＢＫの混合溶媒に溶かしてフッ素ゴム溶液とし、その中に低分子量四フッ化エチレン樹脂微粒子として、ルブロンＬ−５Ｆ（ダイキン社製）３０質量部を加えてよく攪拌分散させた後、その溶液をＰＩ皮膜表面に塗布、焼成して、厚さ２００μｍのフッ素ゴム層を形成した。上記回転塗布工程からこのフッ素ゴム層の形成工程までの一連の工程が、上述の特殊芯体を用いた環状体形成工程の一例に相当し、ここまで各工程を実施することで、外周形状が芯体表面の形状に沿った環状体がその芯体表面に形成された。
【０１３３】
環状体が室温に冷えた後、取外工程を実施し、芯体から環状体を取り外した。芯体から取り外した環状体の両端を３０ｍｍずつカットすることで、長さを３４０ｍｍにし、８０μｍ厚のＰＩ樹脂無端ベルト上に、２００μｍ厚のフッ素ゴム層を有する、図９に示す形状の定着ベルトを得た。この定着ベルトの、幅方向中央部分におけるストレート部の外径Ｒ３は６８．４０ｍｍであり、両縁それぞれにおける外径Ｒ１は６８．４５ｍｍであり、両縁から幅方向に４０ｍｍ入った最大外径部の外径Ｒ２は６８．５０ｍｍであった。
【０１３４】
この定着ベルトを図１に示す、定着ベルトが張架される定着装置と同じ構成の定着装置にセットし、Ｐ紙Ａ３サイズ（富士ゼロックスオフィスサプライ社製）を用いて両面印字を行ったが、紙しわは未発生で、この通紙試験を３０万枚通紙した後も、定着ベルトの通紙端部の磨耗は少なく、この通紙端部の膜厚減少量は、１２μｍ（磨耗率０．０４０μｍ／Ｋｐｖ）であり、表面層の膜厚も十分残存しており、Ａ３通紙幅より大きな幅の用紙を通紙した場合も、画像の光沢度に目視上変化なく筋状の画質欠陥も未発生であった。また、通紙テスト中、定着ベルトの縁の座屈破壊による異音の発生もなく、通紙テスト後の定着ベルトの縁を目視観察しても、ベルトの縁に拡がりが生じていることがなかった。
（比較例１）
外径７０ｍｍ、長さ４００ｍｍの素管を３５０℃で１０分間加熱し、自然冷却させた後、表面を切削して、外径（φ６７．９ｍｍ）が軸方向に略均一な芯体を用意し、その芯体外面に実施例１と同様な方法でポリイミド（ＰＩ）前駆体溶液を塗布、乾燥、フッ素樹脂分散液を塗布、乾燥、加熱焼成工程を行った。
【０１３５】
室温に冷えた後、芯体から皮膜を取り外し、両端を３０ｍｍずつカットすることで長さを３４０ｍｍにし、８０μｍ厚のＰＩ樹脂無端ベルト上に、３５μｍ厚のＰＦＡ層を有する、外径が略φ６８．１ｍｍのストレート形状の定着ベルトを得た。すなわち、この定着ベルトは、外径が幅方向に均一なものである。
【０１３６】
この定着ベルトを、図１に示す定着装置にセットし、Ｐ紙Ａ３サイズ（富士ゼロックスオフィスサプライ社製）を用いて両面印字を行ったところ、紙しわが３％発生し、紙しわ発生の予兆になる高画像密度での画像ムラ（水滴が垂れたような形状）が１０％発生してしまった。また、この通紙試験を３０万枚通紙した後は、定着ベルトの通紙端部の膜厚減少量が２５μｍ（磨耗率０．０８０μｍ／Ｋｐｖ）にもなり、表面層の膜厚はまだ残存してはいたが、Ａ３通紙幅より大きな幅の用紙を通紙した場合、この磨耗部分の画像光沢度が変化して、筋状の画質欠陥が発生した。その後１０万枚通紙試験を続けた結果、定着ベルトの通紙端部の表面層の一部が摩滅し、トナーや紙紛の付着が起きてしまった。また、通紙テスト後の定着ベルトの縁を目視観察すると、ベルトの縁の拡がりが確認された。
（比較例２）
実施例４で用いた芯体と同じ芯体を用意し、その芯体外面に実施例１と同様な方法でポリイミド（ＰＩ）前駆体溶液を塗布、乾燥後、フッ素樹脂分散液を塗布、乾燥、加熱焼成工程を行った。
【０１３７】
室温に冷えた後、芯体から皮膜を取り外し、両端を３０ｍｍずつカットすることで長さを３４０ｍｍにし、８０μｍ厚のＰＩ樹脂無端ベルト上に、３５μｍ厚のＰＦＡ層を有する、外径が略φ３０．１ｍｍのストレート形状の無端ベルトを得た。すなわち、この定着ベルトも、比較例１の定着ベルトと同様に、外径が幅方向に均一なものである。
【０１３８】
この定着ベルトを、図６に示すフリーベルトニップ方式の定着装置と同じ構成の定着装置にセットし、Ｐ紙Ａ３サイズ（富士ゼロックスオフィスサプライ社製）を用いて両面印字を行ったところ、紙しわが６％発生し、紙しわ発生の予兆になる高画像密度での画像ムラ（水滴が垂れたような形状）が１２％発生してしまった。また、この通紙試験を３０万枚通紙した後は、定着ベルトの通紙端部の膜厚減少量は、２２μｍ（磨耗率０．０７０μｍ／Ｋｐｖ）にもなり、表面層の膜厚はまだ残存していたが、Ａ３通紙幅より大きな幅の用紙を通紙した場合、この磨耗部分の画像光沢度が変化して、筋状の画質欠陥が発生した。また、通紙テスト後の定着ベルトの縁を目視観察すると、ベルトの縁の拡がりが確認された。
（比較例３）
外径３２ｍｍ、長さ４００ｍｍの素管を３５０℃で１０分間加熱し、自然冷却させた後、表面を切削して、素管軸方向中央部に７０ｍｍの幅で最小外径Ｒｓ＝２９．９ｍｍとなる部分を設け、その最小外径部の両端から芯体の両端に向かって外径が直線的に増大するように形状を持たせ、芯体の両端で最大外径Ｒｍ＝３０．０ｍｍを形成したアルミニウム製円筒を用意した以外は、実施例１と同様な製造方法でポリイミド層、フッ素樹脂層を持ったベルトを作製した。
【０１３９】
その結果、８０μｍ厚のＰＩ樹脂無端ベルト上に、３５μｍ厚のＰＦＡ層を有し、幅方向中央部分におけるストレート部の外径が３０．１ｍｍ、両縁それぞれの外径が３０．２ｍｍの定着ベルトを得た。すなわち、この定着ベルトには、図８から図１０それぞれに示す縮径部が設けられていない。
【０１４０】
この定着ベルトを、図６に示すフリーベルトニップ方式の定着装置と同じ構成の定着装置にセットし、Ｐ紙Ａ３サイズ（富士ゼロックスオフィスサプライ社製）を用いて両面印字を行ったところ、紙しわは未発生であった。しかし、この通紙試験を３万枚通紙したところで、定着ベルトの縁が拡がり、定着ベルトの軸方向の移動を規制する規制部材（図２、図８参照）を乗り越え、ベルトが座屈破壊し、異音が発生した。また、その時点での定着ベルトの通紙端部の膜厚減少量は、１１μｍ（磨耗率０．３６μｍ／Ｋｐｖ）もあり、仮にベルトの縁が座屈していなくても、１０万枚通紙で、表面層の摩滅が起きるほどの磨耗率であった。
【０１４１】
以上の結果から、本発明の無端ベルトを用いることで、紙しわの発生が抑えられるとともにベルト表面が磨耗してしまうことやベルトの縁が損傷してしまうことも抑えられることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】従来のロール−ベルト型の定着装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す定着装置の定着ベルトとして特許文献２において提案されたベルトを示す断面図である。
【図３】図１に示す定着装置の定着ベルトとして特許文献３において提案されたベルトを示す断面図である。
【図４】本発明の画像形成装置の一実施形態に相当するフルカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図５】図４に示す画像形成装置において実施される画像形成方法を表すフローチャートである。
【図６】図４に示す画像形成装置に組み込まれた定着装置の概略構成を示す図である。
【図７】図６に示す定着ベルトの断面を模式的に示した図である。
【図８】図６に示す定着ベルト全体の断面図である。
【図９】図６に示す定着ベルトの第１変形例を示すベルト全体の断面図である。
【図１０】図６に示す定着ベルトの第２変形例を示すベルト全体の断面図である。
【図１１】回転塗布工程を実施している様子を示す図である。
【図１２】水系フッ素樹脂分散塗料工程を実施している様子を示す図である。
【符号の説明】
【０１４３】
１：画像形成装置、１０：感光体ドラム、２０：中間転写ベルト、４０：１次転写ロール、５０：現像ロータリー、６０：バイアスロール、７０：バックアップロール、８０：給紙トレイ群、８１：手差し台、９０：排出トレイ、１００：定着装置、１１０：加熱ロール、１１４：ハロゲンランプ、１２０，６００，７００：定着ベルト、１２０１：ベース層、１２０２：耐熱弾性体層、１２０３：表面層、１２１：軸方向両端部、１２２：幅方向中央部、１２３：両縁、１２６：最大外径部、１２７：縮径部、１３０：圧力付与部材、１７０：剥離手段、５５０：規制部材、Ｎ：ニップ領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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