(57)【要約】【課題】  スリーブを用いた定着装置において、スリーブ端部のクラックを防止し、定着装置の長寿命化を図る。【解決手段】  定着スリーブユニットの端部リング（定着フランジ）をスリーブの回転にともなって確実に連れ回るようにするためにスリーブと端部リング間の接触周面の摩擦力を高めるためにスリーブ接触周面部に摩擦係数の高い層をコートする。あるいは、摩擦係数の低い離型層はスリーブ非接触周面部のみにコートする。【選択図】  図５
2008139775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム状の回転体（以下「定着ベルト」と称す）と、該定着ベルトを導くガイド部材と、該ガイド部材に対し該定着ベルトを介して圧接ニップを形成する加圧部材と、該定着ベルトを昇温せしめ、該定着ベルトの回転とともに該ニップ内を搬送される転写材を加熱する加熱手段とを有する加熱装置において
・該定着ベルトは最上位層の離型性層を含む少なくとも１種類以上の非金属の弾性体層で形成された円筒回転体であり、
・該定着ベルトの全長は、前記加圧部材の当接面長さよりも大きく設定され、
・該定着ベルトはその両端部を外周面側から支持部材であるフランジにより支持される構造であり、
・かつ、該定着ベルトの離型性層の範囲は該フランジと該定着ベルトの接触面より該定着ベルト長手方向内側に形成されている
ことを特徴とする、画像形成装置の定着装置。
【請求項２】
フィルム状の回転体（以下「定着ベルト」と称す）と、該定着ベルトを導くガイド部材と、該ガイド部材に対し該定着ベルトを介して圧接ニップを形成する加圧部材と、該定着ベルトを昇温せしめ、該定着ベルトの回転とともに該ニップ内を搬送される転写材を加熱する加熱手段とを有する加熱装置において
・該定着ベルトは離型性層を含む少なくとも１種類以上の非金属の弾性体層で形成された円筒回転体であり、
・該定着ベルトの全長は、前記加圧部材の当接面長さよりも大きく設定され
・該定着ベルトはその両端部を外周面側から支持部材であるフランジにより支持される構造であり、
・かつ、該定着ベルトの該フランジと該定着ベルトの接触面周部に該定着ベルトの回転にともなって該フランジを連れまわす程度の摩擦係数を持つ層を形成している
ことを特徴とする、画像形成装置の定着装置。
【請求項３】
離型性層の下の層は該フランジを連れまわす程度の摩擦係数を有する材質でなることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
円筒回転体が金属である請求項１、２、３記載の定着装置。
【請求項５】
円筒回転体がポリイミドである請求項１、２、３記載の定着装置。
【請求項６】
離型性層がＰＦＡ樹脂チューブで被覆されている請求項１、２、３、４、５記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱部材と加圧部材の圧接ニップ部に被加熱材を通紙して狭持搬送させて被加熱材を加熱する加熱装置、および該加熱装置を画像の加熱定着装置として備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
より詳しくは、フィルム状の回転体と、該回転体を導くガイド部材と、該ガイド部材に対し該回転体の回転と共に該ニップ内を搬送される転写材を加熱する加熱手段とを有する加熱装置、及び該加熱装置を画像の加熱定着装置として備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
電子写真複写機やプリンター等の画像形成装置において、電子写真プロセス等の適宜の画像形成プロセス手段で転写材（用紙）に間接（転写）あるいは直接に形成担持させた未定着トナー画像を転写材面に永久固着画像として加熱定着させる定着装置としては、従来より熱ローラ方式の加熱定着装置が広く用いられている。
【０００４】
近年では、クイックスタートや省エネルギーの観点からフィルム加熱方式の定着装置が実用化されている。また、金属からなるフィルム自身を発熱させる電磁誘導加熱方式の加熱装置も提案されている。
【０００５】
ａ）フィルム式定着装置
フィルム加熱方式の定着装置は、例えば特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７８７８号公報、特開平４−４４０７５号公報、特開平４−２０４９８０号公報等に提案されている。
【０００６】
すなわち、加熱体としてのセラミックヒーターと、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルム（以下、定着フィルム）を挟ませて圧接ニップ（以下、定着ニップ部）を形成させ、該定着ニップ部の定着フィルムと加圧ローラとの間に未定着トナー画像を形成担持させた転写材を導入して定着フィルムと一緒に狭持搬送させることで、定着フィルムを介してセラミックヒーターの熱を与えながら定着ニップ部の加圧力で未定着トナー画像を転写材面に定着させるものである。
【０００７】
このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒーター及びフィルムに低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができ、画像形成実行時のみ熱源のセラミックヒーターに通電して所定の定着温度に発熱させれば良く、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい等の利点がある。
【０００８】
ｂ）金属フィルム（定着ベルト）を用いた定着装置
近年、画像形成装置の高速化、カラー化に伴い、フィルム加熱方式の定着装置において、定着フィルムとして、ＳＵＳやニッケル等の金属フィルムを用いたり、更に、金属フィルム上に弾性層を設けたベルト状部材（以下、定着ベルト）を用いた定着装置が提案されている。
【０００９】
従来定着フィルムの基材としては、耐熱性樹脂等が用いられてきたが、画像形成装置の高速化に伴い、定着フィルムの熱伝導率を高くし、セラミックヒーターの熱をより効率的に転写材に伝える必要が生じた。このため、定着フィルム基材としては、樹脂よりも熱伝導率の高い金属を用いることが好ましい。このような金属製定着フィルムを用いた定着装置については、特開２００３−０４５６１５号公報や、特開２００３−１５６９５４号公報等に開示されている。
【００１０】
また、画像形成装置のカラー化に伴い、定着フィルムの基材上に、弾性層を設ける必要が生じた。このような定着ベルト及び画像形成装置の例は、特開平１０−１０８９３号公報、特開平１１−１５３０３等に開示されている。
【００１１】
これは、トナー画像が定着ニップ部を通過する際に、従来のフィルム定着装置では、カラー画像の多重に転写されたトナー像の形状に定着フィルム表面が追随することが出来ず、部分的に定着性のムラが生じるためである。定着性のムラは、画像の光沢ムラとして現れたり、ＯＨＴ（オーバーヘッドプロジェクタ用透明シート）においては、透過性のムラとなり、投影した際に、透過性のムラが画像欠陥として現れる、という問題点があった。
【００１２】
定着フィルム上に弾性層を設けることにより、弾性層がトナー層に沿って変形することで、画像上不均一に載っているトナーが弾性層によって包み込まれ、均一に熱を与えることにより、均一な定着が達成される。
【００１３】
しかしながら、弾性層を設ける分、定着フィルムとしての熱伝導性は劣るため、その分の熱量を余計に与える必要がある。とりわけ、定着装置のオンデマンド性を確保するためには、定着装置を速やかに所定温度に立ち上げる必要があるため、通常の定着フィルムより、基材を金属フィルムとすることにより、熱伝導率を向上した定着ベルトの使用が有利である。
【００１４】
ｃ）電磁誘導加熱方式の定着装置
実開昭５１−１０９７３９号公報には、磁束により定着フィルムの金属層（発熱層）に渦電流を誘導させて、そのジュール熱で発熱させる誘導過熱定着装置が開示されている。これは、誘導電流の発生を利用することで直接定着フィルムを発熱させることができ、ハロゲンランプを熱源とする熱ローラ方式の定着装置よりも高効率の定着プロセスを達成している。
【００１５】
このような電磁誘導タイプの加熱定着装置は、定着フィルムとして、５０μｍ程度の薄い金属を用いている。更に、カラー画像形成装置に電磁誘導加熱方式の定着装置を適用する場合は、金属層上に弾性層を設けた、定着ベルトを使用している。
【００１６】
ｄ）従来の定着ベルト端部亀裂対策
上記の様に、フィルム状の、金属製薄肉回転体を用いた定着方式においては、繰り返し回転状態で使用することにより、定着ベルト端部に亀裂が生じ、破壊に到る、という問題点があった。これは、定着ベルト自体の剛性は高いものの、定着ベルト製造工程において、定着ベルトを、定着装置に適切な長さに切断するに際し、バリや微小なクラックが生じ、繰り返し回転状態で使用することにより、定着ベルト端面が摺擦した際に、こうしたバリや微小なクラック等を起点とした亀裂が生じていた。
【００１７】
こうした定着ベルト端部の亀裂を防止するために、特開平２００２−２３１４１９号公報において、定着ベルト端部を支持するフランジを、定着スリーブ外周面から支持する構造とし、定着スリーブと共に回転する構成とすることで、定着ベルト端部と定着装置の摺擦を防止する構成が開示されている。
【００１８】
図７に、定着フランジを定着スリーブ外周面から支持し、定着スリーブと共に回転させる構成の一例の長手方向から見た断面図を示す。
【００１９】
定着フランジ７０２内径は、定着ベルト７０１外径より大きく設定されており、加圧ローラ７０３によって定着ベルト７０１が押さえられた際に変形することで、定着フランジ７０２内面に定着ベルト７０１表面が接触し、摩擦力を生じることで、定着フランジ７０２は、定着ベルト７０１の回転に伴って回転する。
【００２０】
定着フランジ７０２は、不図示の受け部によって支持され、定着ベルト７０１が長手方向の寄りを生じた場合においても定着フランジ７０２から脱落することを防止している。
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献３】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献４】特開平４−２０４９８０号公報
【特許文献５】特開２００３−０４５６１５号公報
【特許文献６】特開２００３−１５６９５４号公報
【特許文献７】特開平１０−１０８９３号公報
【特許文献８】特開平１１−１５３０３号公報
【特許文献９】実開昭５１−１０９７３９号公報
【特許文献１０】特開２００２−２３１４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、定着ベルト７０１は、回転に伴い、加圧ローラ７０３による変形を受け、定着フランジ７０２に対して、上下方向の運動を繰り返す。従って、均一に離型材でコートもしくはチューブ被覆等層形成された定着ベルトにおいては定着フランジ７０２が、定着ベルト７０１と共に回転していても、定着ベルト７０１端面と定着フランジ７０２との、ある程度の摺擦は避けられない。
【００２２】
特開２００２−２３１４１９号公報に開示された、従来の定着フランジ７０２においても、図８に示す、長手方向に対し直角方向より見た断面図のごとく、定着フランジ７０２端部に向かってテーパー形状を取り、定着ベルト７０１の長手延長線と定着フランジ７０２が定着ベルト７０１端面に接する面とのなす角度θを９０°以上にすることにより、定着ベルト７０１が回転に伴い、加圧ローラ７０３による変形を受けて、定着フランジ７０２端面で摺擦することを防止する構成も提案されているものの、定着ベルト７０１が寄った側においては、定着ベルト端面と定着フランジが接触する場所が必ず存在し、定着ベルト７０１回転に伴う摺擦は避けられない。
【００２３】
また、定着ベルト７０１が寄った側においては、定着フランジ７０２の受け部において摩擦力が生じ、定着フランジ７０２が定着ベルト７０１の回転と同期して回転しない場合がある。そのような場合においては、定着フランジ７０２と定着ベルト７０１の回転速度が異なるため、定着フランジ７０２を設けない定着装置と同様の摺擦が発生することとなり、定着ベルト７０１の亀裂が発生してしまう場合があった。
【００２４】
さらに、θを大きく取った場合は、定着ベルト７０１の長手方向の寄り力により、定着フランジが、図８の矢印方向に引き込まれ、定着ベルト７０１に長手方向の歪みが生じ、定着ベルト７０１にかかるストレスが大きくなるため、かえって定着ベルト７０１が疲労破壊を起こしてしまう、という問題があった。
【００２５】
特に、定着ベルト７０１基層を、しごき加工等、塑性加工により形成した定着ベルト７０１においては、金属層の残留応力が大きく、こうした定着ベルト７０１端面の摺擦や、長手方向の歪みにより、定着ベルト７０１端面の微小なクラックを起点とした亀裂が生じたり、疲労破壊を起こしやすい。
【００２６】
また、特にカラー画像形成装置においては、白黒画像形成装置と比較して、定着ニップ部の圧力を大きくする必要がある。これは、複数色のトナーを重ねることによりカラー画像を形成するため、白黒画像形成装置よりもトナー像高さが高くなり、定着部において、均一に平滑な画像を得るためには、より高い圧力が必要となるためである。
【００２７】
定着ニップ部の圧力を大きくした場合、定着ベルトが長手方向に寄る力も大きくなるため、定着ベルトの座屈による亀裂が生じやすくなってしまう。
【００２８】
これらの理由から、更なる耐久性の向上が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
フィルム状の回転体（以下「定着ベルト」と称す）と、該定着ベルトを導くガイド部材と、該ガイド部材に対し該定着ベルトを介して圧接ニップを形成する加圧部材と、該定着ベルトを昇温せしめ、該定着ベルトの回転とともに該ニップ内を搬送される転写材を加熱する加熱手段とを有する加熱装置において
・該定着ベルトは最上位層の離型性層を含む少なくとも１種類以上の非金属の弾性体層で形成された円筒回転体であり、
・該定着ベルトの全長は、前記加圧部材の当接面長さよりも大きく設定され、
・該定着ベルトはその両端部を外周面側から支持部材であるフランジにより支持される構造であり、
・かつ、該定着ベルトの離型性層の範囲は該フランジと該定着ベルトの接触面より該定着ベルト長手方向内側に形成されている
ことを特徴とすることである。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように、本発明によれば、上記構成を採用することで、定着ベルト端面と定着フランジを連れ回らせ、摺擦することを無くすことにより、定着ベルト端面の微小なクラックを起点とした亀裂が生じることを効果的に防止し、定着装置および画像形成装置のさらなる長寿命化に資することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（実施例１）
（画像形成装置）
図１は、本発明の実施例１における定着装置を備えた画像形成装置の断面図である。
【００３２】
本実施例においては、カラーオンデマンド定着装置を採用した、フルカラー画像形成装置について説明する。
【００３３】
本実施例における画像形成装置は、電子写真方式を用いて、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナー像を重ね合わせることでフルカラー画像を得る、フルカラー画像形成装置に、本発明の定着装置を組み込んだものである。
【００３４】
本実施の形態における、フルカラー画像形成装置のプロセススピードは、９０ｍｍ／ｓｅｃ、一分間の印字枚数はＵＳレターサイズ紙で１６枚である。また、一枚目プリント（Ｆｉｒｓｔ Ｐａｇｅ Ｏｕｔ）までの時間（ＦＰＯＴ）は約１５秒である。
【００３５】
図１を用いて、本発明におけるカラー画像形成装置の構成について説明する。
本発明のカラー画像形成装置においては、像担持体たる感光ドラム（１Y、１C、１M、１K）、帯電手段たる帯電ローラ（２Y、２C、２M、２K）、静電潜像を顕像化するための現像手段（３Y、３C、３M、３K）、感光体ドラムのクリーニング手段（４Y、４C、４M、４K）等をひとつの容器にまとめた、いわゆるオールインワンカートリッジを使用している。
【００３６】
イエロー（Ｙ）トナーを現像器に充填したイエローカートリッジ、マゼンタ（Ｍ）トナーを現像器に充填したマゼンタカートリッジ、シアン（Ｃ）トナーを現像器に充填したシアンカートリッジ、そしてブラック（Ｋ）トナーを現像器に充填したブラックカートリッジの４つのカートリッジを使用している。
【００３７】
本実施例の画像形成装置においては、感光体ドラム（１Y、１C、１M、１K）に露光を行うことにより静電潜像を形成する光学系５が、上記４色のトナーカートリッジに対応して設けられている。光学系としては、レーザー走査露光光学系を用いている。
【００３８】
光学系５より、画像データに基づいた走査光が、帯電手段（２Y、２C、２M、２K）により一様に帯電された感光体ドラム（１Y、１C、１M、１K）上を露光することにより、感光体ドラム（１Y、１C、１M、１K）表面に画像に対応する静電潜像が形成される。不図示のバイアス電源より現像ローラ（３Y、３C、３M、３K）に印加される現像バイアスを、帯電電位と潜像（露後部）電位の間の適切な値に設定することで、負の極性に帯電されたトナーが、感光体ドラム（１Y、１C、１M、１K）上の静電潜像に選択的に付着されることにより、現像が行われる。
【００３９】
感光体ドラム（１Y、１C、１M、１K）上に現像された単色トナー画像は、該感光体ドラム（１Y、１C、１M、１K）と同期して、略等速で回転する中間転写体上へ転写される。本実施例においては、中間転写体として、中間転写ベルト６を用いており、駆動ローラ７によって駆動され、テンションローラ８によって張架されている。中間転写ベルト６へ感光体ドラム（１Y、１C、１M、１K）上のトナー像を転写する、一次転写手段としては、一次転写ローラ（９Y、９C、９M、９K）を用いている。一次転写ローラ（９Y、９C、９M、９K）に対して、不図示のバイアス電源より、トナーと逆極性の一次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト６に対して、トナー像が一次転写される。
【００４０】
一次転写後、感光体（１Y、１C、１M、１K）上に転写残として残ったトナーは、クリーニング手段（４Y、４C、４M、４K）により除去される。本実施例においては、クリーニング手段として、ウレタンブレードによるブレードクリーニングを用いている。
【００４１】
上記工程を中間転写ベルト６の回転に同調して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して行い、中間転写ベルト６上に、各色の一次転写トナー画像を順次重ねて形成していく。単色のみの画像形成（単色モード）時には、上記工程は、目的の色についてのみ行われる。
【００４２】
また、転写材供給部となる転写材カセット１０にセットされた転写材Pは、給送ローラ１１により給送され、二次転写部に所定のタイミングで、レジストローラ１２により、中間転写ベルト６と二次転写手段とのニップ部に搬送される。
【００４３】
中間転写ベルト６上に形成された一次転写トナー像は、二次転写手段たる二次転写ローラ１３に、不図示のバイアス印加手段より印加される、トナーと逆極性のバイアスにより、転写材P上に一括転写される。また、１４は、二次転写ローラ対向ローラである。
【００４４】
二次転写後中間転写ベルト６上に残った二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング手段１５により除去される。本実施例においては、感光体ドラムのクリーニング手段と同様、ウレタンブレードによる中間転写体クリーニングを行っている。
【００４５】
転写材P上に二次転写されたトナー画像は、定着手段たる定着装置Fを通過することで、転写材P上に溶融定着され、画像形成装置の出力画像となる。
【００４６】
（定着装置F）
図２に、本実施例における定着装置の断面図を示す。
【００４７】
本実施例における定着装置は、ヒーター１００、ヒーターホルダ１７、サーミスタ１８、定着ベルト２０、加圧ローラ２２、入り口ガイド２３により構成される。
【００４８】
ヒーターホルダ１７は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成し、ヒーター１００を保持し、定着ベルト２０をガイドする役割を果たす。
【００４９】
本実施例においては、液晶ポリマーとして、デュポン社のゼナイト（登録商標）７７５５（商品名）を使用した。ゼナイト（登録商標）７７５５の最大使用可能温度は、約２７０℃である。
【００５０】
サーミスタ１８は、定着ベルト２０内面の温度を検知し、温調制御を行うために配設されている。
【００５１】
サーミスタ１８は、ステンレス製のアーム先端にサーミスタ素子が取り付けられ、アームが揺動することにより、定着ベルト２０内面の動きが不安定になった状態においても、サーミスタ素子が定着ベルト２０内面に常に接する状態に保たれる。
【００５２】
サーミスタ１８は、ＣＰＵ１１７に接続され、ＣＰＵ１１７は、サーミスタ１８の出力をもとに、ヒーター１００の温調制御内容を決定し、ヒーター１００への通電を制御する。
【００５３】
定着ベルト２０は、金属製の基層上に弾性層、離型性層を形成してなる。定着ベルト構成については、後に詳述する。
【００５４】
加圧ローラ２２は、ステンレス製の芯金に、射出成形により、厚み約３ｍｍのシリコーンゴム層を形成し、その上に厚み約４０μmのＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。
【００５５】
図6に被覆位置を示す。定着フランジと接触周面部にはＰＦＡ樹脂チューブ２０cは被覆されてなくシリコーンゴム２０bが最外周層となる。
【００５６】
入り口ガイド２３は、二次転写ニップを抜けた転写材Ｐが、定着ニップ部に正確にガイドされるよう、転写材を導く役割を果たす。本実施例の入り口ガイドは、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂により形成されている。
【００５７】
加圧ローラ２２、入り口ガイド２３は、それぞれフレーム２４に組みつけられ、その上にヒーターホルダ１７に接着された定着ヒーター１００を内蔵した定着ベルト２０が置かれ、不図示の加圧機構により、２０ｋｇｆ（片側１０ｋｇｆ）の力で加圧されている。加圧機構は、不図示の圧解除機構を有し、ジャム処理時等に、加圧を解除し、転写材Pの除去が容易な構成となっている。
【００５８】
本実施例の定着装置においては、加圧ローラ２２が回転することによって、定着ベルト２０が従動回転する。その際、定着ベルト２０内面とヒーターホルダ１７は摺動する構成となっている。定着ベルト２０内面にはグリスが塗布され、ヒーターホルダ１７と定着ベルト２０内面との摺動性を確保している。
【００５９】
通常使用においては、定着装置の回転開始とともに、定着ベルト２０の従動回転が開始し、ヒーター１００温度の上昇とともに、定着ベルト２０内面温度も上昇していく。
【００６０】
（定着ベルト２０）
図３に、本実施例で使用した定着ベルト２０の断面図を示す。
【００６１】
定着ベルト２０は、ＳＵＳの素管を引き抜き加工により、厚さ５０μｍの厚みのシームレスベルト状に形成したＳＵＳベルト２０ａ上に、シリコーンゴム層２０ｂを、リングコート法により形成した上に、離型性層２０ｃとして、厚み３０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。シリコーンゴム層２０ｂには、極力熱伝導率の高い材質を用い、定着ベルト２０の熱容量を小さくすることが、温度立上げの観点からは望ましい。本実施例においては、熱伝導率が約１．０×１０−３ｃａｌ／ｓｅｃ・ｃｍ・Ｋと、シリコーンゴムとしては、熱伝導率が高い部類に属する材質を用いた。
【００６２】
一方、ＯＨＴ透過性や、画像上の「す」（微小なグロスムラ）といった、画質の観点からは、定着ベルト２０のシリコーンゴム層２０ｂを極力厚くすることが望ましい。本発明者らの検討によれば、満足のいくレベルの画質を得るためには、２００μｍ以上のゴム厚みが必要であることが分かっている。
【００６３】
本実施例におけるシリコーンゴム層２０ｂは、厚み２５０μｍとした。また、本実施例における定着ベルト２０の外径は２４ｍｍとした。
【００６４】
こうして形成した定着ベルト２０の熱容量を測定したところ、２．８×１０−２ｃａｌ／ｃｍ２Ｋ（定着ベルト１ｃｍ２あたりの熱容量）であった。一般に、定着ベルト２０の熱容量が１．０ｃａｌ／ｃｍ２Ｋ以上となると、温度立ち上がりが鈍くなり、オンデマンド性が損なわれる。また、逆に１．０×１０−２ｃａｌ／ｃｍ２Ｋ以下にしようとすると、定着ベルト２０のゴム層が極端に薄くせざるを得なくなり、ＯＨＴ透過性や「す」のレベル等、画質を維持するために必要なゴム層の厚みを確保できない。このため、オンデマンド性と、画質の両方を満足する定着ベルト２０の熱容量は、１．０×１０−２ｃａｌ／ｃｍ２Ｋ以上１．０ｃａｌ・ｃｍ２Ｋ以下の範囲に含まれることが分かる。
【００６５】
さらに、定着ベルト２０表面にフッ素樹脂層を設けることで、表面の離型性を向上し、定着ベルト２０表面にトナーが一旦付着し、再度転写材Pに移動することで発生するオフセット現象を防止することができる。
【００６６】
また、定着ベルト２０表面の離型性層２０ｃを、ＰＦＡチューブとすることで、より簡便に、均一な離型性層を形成することが可能となる。
【００６７】
（定着フランジ）
図４ａ、４ｂを用いて、本実施例における定着フランジについて詳述する。
【００６８】
図４ａは、定着フランジ４００、定着ベルト２０、加圧ローラ２２を、図２の断面図と同じ方向から見た図である。また、図４ｂは、定着ベルト２０、定着フランジ４００を、長手方向に垂直な面で切った断面図である。
【００６９】
図４ａに示すように、定着フランジ４００は、定着ベルト２０外径より大きな内径を持ち、加圧ローラ２２により変形を受けた定着ベルト２０が定着フランジ４００に内接することで摩擦力を生じ、定着ベルト２０と定着フランジ４００が共に回転することにより、定着ベルト２０端面の摺擦を防止する構成をとっている。
【００７０】
定着フランジ４００は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂により形成され、本実施例においては、内径を２５．５ｍｍとした。
【００７１】
定着フランジ４００の定着ベルト２０外周面を保持する内径が小さすぎると、定着ベルト２０が定着フランジ４００内で全く変形できず、定着フランジ４００との嵌合部と加圧ローラ２２の当接部分（ニップ形成部）とで、定着ベルト２０に長手方向の歪みが生じ、耐久使用時において、定着ベルト２０に加圧・加熱によるストレスが大きく作用して、定着ベルト２０が疲労破壊を起こしてしまう。
【００７２】
一方、定着フランジ４００内径が大きすぎると、定着ベルト２０表面と定着フランジ４００内面との間に十分な摩擦力が発生せず、定着ベルト２０と定着フランジ４００がスリップを起こし、定着フランジ４００が削れて破損を起こしたり、定着ベルト２０の端部が摺擦により亀裂を生じる等の問題が発生する。
【００７３】
適切な定着ベルト２０外径と定着フランジ４００内径との関係を維持することにより、定着ベルト２０表面と定着フランジ４００内面との間に摩擦力を生じ、定着ベルト２０のダメージを大きくすることなく、定着フランジ４００に回転力を付与することが出来る。
【００７４】
また、本実施例における定着フランジ４００は、定着スリーブ２０外周面と接する面と、定着スリーブ２０端面が接触する面との角度θを、９０°に設定している。
【００７５】
（耐久試験）
本実施例の定着装置を用いて、耐久試験を行った。
【００７６】
耐久試験は、本実施例における定着装置を、画像形成装置にセットし、通紙を行うことで実施した。転写材２枚通紙後６秒休止という出力パターンの繰り返しで、１５万枚の転写材を通紙耐久したところ、長手両端の定着フランジ４００はいずれも定着ベルト２０と同速度で回転し続けた。このとき、定着ベルト２０に損傷は無く、定着性能も悪化することは無かった。
【００７７】
（比較例）
比較例として、定着フランジ４００と定着ベルト２０の接触周面に離型材が被覆されていないことを除いては、実施例１と同様の定着装置を作成し、実施例１と同様の耐久試験を行った。
【００７８】
８万枚通紙した時点で、定着ベルト２０端部に約２ｃｍの長さの亀裂が一本発生した。更に耐久を継続すると、８万５千枚時点で亀裂数が６本に増加した。９万枚通紙時点では、亀裂長さが１５ｃｍに達し、画像上に定着性のムラとして欠陥を生じてた。１０万枚通紙時点で、定着ベルト２０が完全に破壊し、定着装置は使用不能となった。
【００７９】
これは、定着フランジ４００の連れまわりが不十分なため、定着フランジ４００内面に定着ベルト２０端面が摺擦することにより、定着ベルト２０端面に存在する微小クラックを拡大する力が働くためである。特に、塑性加工により形成された定着ベルト２０は、残留応力が大きく、摺擦による亀裂の拡大を生じやすい。このため、定着ベルト２０端面と定着フランジ４００の摺動性が確保されていない状態においては、定着ベルト２０の破損が生じてしまう。本実施例においては、定着フランジと定着ベルトの接触周面に離型材の層を形成しないことにより、定着フランジが定着ベルトに確実に連れまわることで定着ベルト端面の微小クラックの拡大を防ぐことができる。また、本実施例においては、カラー画像形成装置について詳述したが、白黒画像形成装置に本発明を適用することは一向に差し支えない。白黒画像形成装置においても、金属ベルトの使用は高速化対応に有効であり、更に、定着ベルトに弾性層を設けることにより、光沢ムラ等の画像レベルを向上することが可能となる。
【００８０】
（実施例２）
本実施例は、実施例１とほぼ同様であるものの、定着ベルト外周に均一に被覆されたＰＡＦ樹脂チューブ上で、定着フランジと定着ベルトの接触周面にシリコンゴムの層を形成することにより、実施例１と同様の、定着ベルト破損防止効果を得るものである。
【００８１】
図5に、定着ベルトの一例を示す。
【００８２】
本実施例の定着装置を用いて、実施例１と同様の耐久試験を行ったところ、１５万枚の通紙によっても定着ベルトはダメージを受けず、定着性能が悪化することもなかった。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明実施例１における画像形成装置の断面図
【図２】本発明実施例１における定着装置の断面図
【図３】本発明実施例１における定着ベルト、定着フランジ部拡大図
【図４】本発明実施例１における定着ベルト、定着フランジ部を長手直角方向から見た図
【図５】本発明実施例２における定着ベルトの斜視図
【図６】本発明実施例１における定着ベルトの斜視図
【図７】従来の定着装置における定着フランジ部構成図
【図８】従来の定着装置における定着ベルト、定着フランジ部を長手直角方向から見た図
【符号の説明】
【００８４】
２０  定着ベルト
２２  加圧ローラ
４００  定着フランジ
５００  摺動シート
【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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