(57)【要約】【目的】高温環境下でも高耐久を達成することのできる定着用ベルト及び定着装置を提供することである。【構成】記録媒体上の未定着トナー画像を定着するためのニップ部を加圧ローラ２６との間に形成して循環周回することが可能な定着用ベルト３２であって、炭素０．０５〜０．１２質量％を含むニッケル−炭素合金からなる無端状電鑄シートを基体３２ａとして形成したことを特徴としている。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上の未定着トナー画像を定着するためのニップ部を加圧部材との間に形成して循環周回することが可能な定着ベルトであって、
炭素０．０５〜０．１２質量％を含むニッケル−炭素合金からなる無端状電鑄シートを基体として形成したことを特徴とする定着ベルト。
【請求項２】
前記炭素含有率は、０．０５５〜０．１０質量％の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の定着ベルト。
【請求項３】
前記炭素の含有率は、電解浴中に投入する二次光沢剤の投入量に応じて調整される事を特徴とする請求項１又は２に記載の定着ベルト。
【請求項４】
前記二次光沢剤は、２−ブチンー１，４−ジオールであることを特徴とする請求項３に記載の定着ベルト。
【請求項５】
前記炭素の含有率は、電解浴に通電される陰極電流密度に応じて調整されることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着ベルト。
【請求項６】
前記基体の表面に離型層を設けたことを特徴とする請求項１に記載の定着ベルト。
【請求項７】
定着ローラと、この定着ローラに所定の圧力で転接する加圧ローラと、前記定着ローラから離間して配設された加熱ローラと、この加熱ローラと定着ローラとにエンドレスに掛け渡された定着ベルトと、前記定着ベルトを加熱させて、前記定着ローラ及び加圧ローラの転接部を通過するシート上の未定着トナーを加熱する発熱手段とを備え、未定着トナーが表面上に担持されたシートが、前記転接部を一方向に沿って通過することにより、前記未定着トナーを前記シート上に定着させる定着装置において、
前記定着ベルトは、前記請求項１に記載の定着ベルトであることを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、記録媒体上の未定着トナー画像を定着するためのニップ部を加圧部材との間に形成して循環周回することが可能な定着ベルト、及び，この定着ベルトを備えた定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、電子写真装置用定着装置においては、従来から所謂加熱ローラ方式が多く用いられている。これは表面に非粘着性の物質により構成される被覆を設けた一対のローラの内部に加熱源を設けると共に、両ローラ間に適当な圧力を加えつつ回転させ、トナーを転写した記録媒体を上記一対のローラ間を通過させて定着を行なう方式である。これに対し、上記一対のローラの一方と第３のローラとの間にベルトを掛け回し、このベルト面で記録媒体上のトナーを加圧するようにした技術が開発されている。
【０００３】
かかる技術の一つである特開平６−３１８００１号には、図２に示すようなベルト定着方式の定着装置であり、定着ローラＲ１と、加圧ローラＲ２と、加熱兼テンションローラＲ３を備え、定着ローラＲ１と加熱兼テンションローラＲ３間に定着ベルトＢが張設されている。そして定着ベルトＢの下部より下側に隙間をあけてガイド板Ｇが設けられていて、加熱された定着ベルトＢの下部とガイド板Ｇの間の加熱通路Ｐを、記録媒体Ｄが通過する間に予熱されるように構成されている。このように、未定着トナー画像を担持した記録媒体Ｄが予熱されることにより、ニップ部の温度を低く設定できるから、定着ベルトＢとトナーとの離型性を高め、オフセットのない鮮明な定着画像が得られるものである。
【０００４】
また上記のベルト定着方式の定着装置において、定着ローラ中心点と定着ローラ下方と定着ベルトの接点を結ぶ直線と、該接点と加圧ローラの中心点を結ぶ直線の間の角度が９０゜〜１７５゜の範囲内になるようにして、安定した高画質の定着画像を得るという改良技術は、本出願人により既に特許出願されている（特願平７−８８３５７号）。
【０００５】
上記のようなベルトを利用した定着装置においても、従来公知のベルト定着方式の定着装置と同様に熱伝導性が優れ、かつ寸法精度が高い定着ベルトを用いることが必要である。かかる定着ベルトとして、耐熱性高分子材料であるポリイミド樹脂などで形成したものを用いると、熱伝導性が充分でないために定着速度を高めることが困難であるほか、起動時に定常温度となるのに時間がかかるという不都合があり、一方ニッケルなどの金属で形成した定着ベルトは熱伝導性や寸法精度において優れているものの、表面に離型層を設ける際の加熱処理によって強度が低下するため、寿命が短くて実用的でないという不利があった。
【０００６】
このため、本願出願人と同一出願人により、特願平７ー１８７１００号として、上記のような欠点を改良して、ベルト式定着装置に使用するに適した長寿命の金属性無端定着ベルトを得ようとすると共に、高熱伝導性、高剛性を備え、耐熱性、耐疲労性にも優れた金属性の定着ベルトを提供しようとする出願がなされ、特許第２７０６４３２号として登録されている。
【０００７】
この従来特許においては、記録媒体上の未定着トナー画像を圧熱定着するためのニップ部を加圧部材との間に形成して循環周回することが可能な定着ベルトであって、マンガン０．０５〜０．６質量％を含むニッケル・マンガン合金からなるマイクロビッカース硬度が４５０〜６５０の無端状電鑄シートを基体として形成したことを特徴として構成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成される従来特許によれば、上述した目的を達成することができるものであるが、高温環境下での耐久性につき、更に改善の余地を指摘されていて、改良が要望されている。
【０００９】
この発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、この発明の目的は、高温環境下でも高耐久を達成することのできる定着ベルトを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明に係わる定着ベルトは、請求項１の記載によれば、記録媒体上の未定着トナー画像を定着するためのニップ部を加圧部材との間に形成して循環周回することが可能な定着ベルトであって、炭素０．０５〜０．１２質量％を含むニッケル−炭素合金からなる無端状電鑄シートを基体として形成したことを特徴としている。
【００１１】
また、この発明に係わる定着ベルトは、請求項２の記載によれば、前記炭素含有率は、０．０５５〜０．１０質量％の範囲にあることを特徴としている。
【００１２】
また、この発明に係わる定着ベルトは、請求項３の記載によれば、前記炭素の含有率は、電解浴中に投入する二次光沢剤の投入量に応じて調整される事を特徴としている。
【００１３】
また、この発明に係わる定着ベルトは、請求項４の記載によれば、前記二次光沢剤は、２−ブチンー１，４−ジオールであることを特徴としている。
【００１４】
また、この発明に係わる定着ベルトは、請求項５の記載によれば、前記炭素の含有率は、電解浴に通電される陰極電流密度に応じて調整されることを特徴としている。
【００１５】
また、この発明に係わる定着ベルトは、請求項６の記載によれば、前記基体の表面に離型層を設けたことを特徴としている。
【００１６】
また、この発明に係わる定着装置は、定着ローラと、この定着ローラに所定の圧力で転接する加圧ローラと、前記定着ローラから離間して配設された加熱ローラと、この加熱ローラと定着ローラとにエンドレスに掛け渡された定着ベルトと、前記定着ベルトを加熱させて、前記定着ローラ及び加圧ローラの転接部を通過するシート上の未定着トナーを加熱する発熱手段とを備え、未定着トナーが表面上に担持されたシートが、前記転接部を一方向に沿って通過することにより、前記未定着トナーを前記シート上に定着させる定着装置において、前記定着ベルトは、前記請求項１に記載の定着ベルトであることを特徴としている。
【００１７】
【発明の概要】
本発明の定着ベルトは無端状であることが必要であるので、その基体は、ニッケル−炭素合金を電析することができる電解浴を用いて、例えばステンレス鋼製などの母型を陰極として、電鑄法により製造するものである。この場合の電解浴としては、例えばスルファミン酸系などの公知のニッケル電解浴に、適宜のＰＨ調整剤、ピット防止剤、光沢剤などの添加剤を加えたものを用いることができ、不飽和有機化合物系の二次光沢剤濃度や電解浴温度、陰極電流密度などを制御することによって、所望の炭素含有量を有するニッケル−炭素合金からなる電鑄体が得られる。
【００１８】
次に、かかる電鑄体の側端部を切り離したのちに母型から脱離させ、洗浄、乾燥、機械加工等を経て所望の形状寸法を有する基体を製造することができる。
【００１９】
この発明の定着ベルトは、上記のような基体の表面に、更に適宜のプライマーなどを塗布したうえ離型層などを設けて製造されるが、かかる離型層としては、例えばシリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂等の耐熱性と非粘着性とを有する材料を単独、又は組み合わせることにより、単層又は複層として形成することができる。
【００２０】
この発明の定着ベルトは、定着ローラと加熱ローラ間に掛け渡され、両ローラ間を循環して周回するときに繰り返して屈曲応力を受けることになるので、疲労を起こしにくいことが重要である。そして熱伝導性と寸法安定性の点から金属材料を用いることが好ましいが、純ニッケルの電析体は結晶組織が粗であって機械的強度が小さいため、定着ベルト形成用の材料としては耐久性が充分でなかった。そこで結晶組織の緻密な電析体を得るために光沢剤などを電解浴中に加えると、電析体の機械的強度は改良されるものの、耐久性はそれほど改善されなかった。
【００２１】
ところが、炭素含有量が０．０５〜０．１２質量％の範囲のニッケル−炭素合金を電鑄することにより得られた無端のシート状基体で、特にその高温環境下での耐久性があるものを選んで用いると、繰り返しの屈曲に対しても脆化が起こりにくく、高温耐久性が著しく改良されることがわかった。
【００２２】
この発明の定着ベルトは、上記のような炭素含有量の要件を満たす基体の表面に、シリコーンゴム、フッ素樹脂等の耐熱性と非粘着性とを有する材料からなる離型層を設けて得られる。そして、シリコーン油等の離型油の使用量が極めて少なくてもトナーとの離型性が良く、トナーの付着による定着ベルトの汚れが防止されて、オフセット現象などの発生がない鮮明な画像が得られる他、品質が安定して劣化せずに長期間の使用に耐えるという優れた性能を示す。
【００２３】
【発明を実施する形態】
以下に、この発明に係わる定着ベルトの一実施例の構成を、電子写真装置用の定着装置用いられる定着ベルトに適用した場合につき、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
｛定着装置１０の概略説明｝
先ず、図１に示すように、この一実施例の定着装置１０は、ハウジング構造として、図示しない電子式画像形成装置、例えば、電子プリンタのフレームに固定されるハウジング１２を備えてている。このハウジング１２は、装置フレーム上に直接的に固定される底板１４と、この底板１４の前後両側縁から夫々起立した側板１６とを備えて構成されている。尚、図１は正面図として描かれており、詳細は後述するが、未定着トナーが上面に担持された未定着シートは、図中右方から左方に向けて図示しない搬送機構を介して搬送されてくるように設定されている。
【００２５】
ここで、ハウジング１２内の上部には、後述する加熱ローラ２８が回転自在に軸支される摺動ブラケット１８が、両側板１６に対して、図中上下方向に沿って摺動自在に取り付けられている。また、ハウジング１２内の下部には、後述する加圧ローラ２６が回転自在に軸支される揺動ブラケット２０が、両側板１６に対して、支軸２２回りに揺動自在な状態で、両側板に支持されている。
【００２６】
また、この定着装置１０は、ローラ構成として、両側板１６に固定軸線回りに回転自在に軸支された定着ローラ２４と、定着ローラ２４の略下方（具体的には、図中左斜め下方）でこれに転接する状態で、且つ、定着ローラ２４の固定軸線と平行に設定された固定軸線回りに揺動ブラケット２０に回転自在に支持された加圧ローラ２６と、定着ローラ２４の略上方に位置する状態で摺動ブラケット１８に回動自在に支持された加熱ローラ２８とを備えて構成されている。
【００２７】
また、この定着装置１０は、加熱ローラ２８の内部に配設された、例えばハロゲンランプ等の加熱源３０と、定着ローラ２４と加熱ローラ２８とに渡りエンドレスに巻回された定着ベルト（定着ベルト）３２とを更に備えている。
【００２８】
ここで、詳細は後述するが、定着ローラ２４は弾性ローラとして構成され、一方、加圧ローラ２６は弾性ローラより硬いローラ上硬度を有するローラから構成されている。一方、揺動ブラケット２０は、第１のコイルスプリング３４により、加圧ローラ２６が定着ローラ２４に圧接する方向に、支軸２２回りに回動付勢されている。この結果、定着ローラ２４と加圧ローラ２６との互いの転接部（ニップ部）においては、両者は互いに所定の圧接力で転接し、これにより、定着ローラ２４が転接部で凹んだ状態にもたらされることになる。即ち、ニップ幅が十分に確保されるように設定されている。
【００２９】
また、この定着装置１０は、摺動ブラケット１８の各端部と対応する側板１６との間に介設され、加熱ローラ２８を定着ローラ２４から離間する方向に付勢して、定着ベルト３２に所定のテンションを付与させるために第２のコイルスプリング３６を更に備えている。この第２のコイルスプリング３６は、左右各端部において、前後１対づつ備えられている。
【００３０】
また、上述したハウジング１２には、未定着シートを転接部に向けてガイドする取り込みガイド板３８が取り付けられると共に、転接部を通過して定着動作が終了した定着済みシートを排紙口に向けて搬送する排紙ガイド板４０が取り付けられている。更に、このハウジング１２には、定着ローラ２４の外周面であって、定着ベルト３２が巻回されていない部分であり、且つ、転接部よりも定着ローラ２４の回転方向に関して直上流側に位置する部分の表面温度を検出するためにサーミスタ４２が取り付けられている。ここで、このサーミスタ４２は、この実施例においては、被検出部の表面に接触して、ここの表面温度を検出する形式の接触式の構造が採用されている。
【００３１】
尚、このサーミスタ４２の温度検出位置は、上述した定着ローラ２４の外周面であって、定着ベルト３２が巻回されていない部分に限定されることなく、定着ローラ２４の外周に巻回されている定着ベルト３２の外周面であって、転接部よりも定着ローラ２４の回転方向に関して直上流側に位置する部分の表面温度を検出するように取り付けられていても良いものである。この場合、このサーミスタ４２は、非接触式であることが好ましい。
【００３２】
そして、図示しない搬送機構を介して定着装置１０に向けて搬送されてきた未定着シートの先端は、先ず、取り込みガイド板３８の上面に触れ、これに案内された状態で、斜め上向きに搬送されるように設定されており、更に、この取り込みガイド板３８により案内された未定着シートは、その先端が加圧ローラ２６の外周面に先ず接触した後、加圧ローラ２６の外周面に沿って移動して、定着ローラ２４と加圧ローラ２６との転接部に導かれるように設定されている。
【００３３】
このように概略構成される定着装置１０においては、図示しない搬送機構を介して取り込みガイド板３８上に搬送されてきた未定着シートＳは、未定着トナーが付着していない下面を取り込みガイド板３８に接触・支持されると共に、定着ベルト３２が巻かれた定着ローラ２４と加圧ローラ２６との転接部（ニップ部）に向けて案内され、両者２４，２６の間を圧接された状態で挿通されることにより、未定着トナーが熱圧着されてシート上に定着されることになる。
【００３４】
以下、上述した種々の構成要素を順次個別に説明する。
｛定着ローラ２４の説明｝
上述した定着ローラ２４は、側板１６にベアリング４４（図２に示す）を介して回転自在に軸支される芯金部２４Ａと、この芯金部２４Ａの外周に同軸に配設され、定着ベルト３２が巻回されるローラ本体２４Ｂとを備えて構成されている。この定着ローラ２４のローラ外径は、この一実施例では２５．０ｍｍに設定されている。ここで、この一実施例において、芯金部２４Ａは、直径１５ｍｍの鉄製シャフトから形成され、ローラ本体２４Ｂは、芯金部２４Ａの外周に厚さ５ｍｍで取り付けられたシリコーンゴム耐熱弾性体（具体的には、ローラ上にてアスカＣ硬度で２３度）から形成されている。
【００３５】
尚、図２に示すように、芯金部２４Ａの一端に位置する軸部には、第１の従動ギヤ４６がこれと同軸に、詳細を後述するワンウエイクラッチ４８を介して取付けられており、この第１の従動ギヤ４６には、加圧ローラ２６の後述する芯金部２６Ａの一端部に同軸に取り付けられた第２の従動ギヤ５０が噛合している。一方、詳細は図示していないが、この第２の従動ギヤ５０には、駆動機構５２の一部を構成する駆動ギヤが噛合している。このようにして、この駆動ギヤを介して駆動機構５２からの駆動力が第２の従動ギヤ５０に図１において反時計方向の回転力として伝達され、引き続き、第１の従動ギヤ４６に図中時計方向の回転力として伝達されて、ワンウェイクラッチ４８を介して定着ローラ２４にこの回転力が伝達される構成とされている。
【００３６】
｛ワンウェイクラッチ４８の説明｝
ここで、このワンウェイクラッチ４８は、定着ローラ２４の第１の従動ギヤ４６に対する図中時計方向の相対的な回転を許容するが、図中反時計方向の相対的な回転を係止するように、換言すれば、両者が一体回転するように構成されている。即ち、定着ベルト３２が加圧ローラ２６と摩擦係合して、また、定着ローラ２４が定着ベルト３２と摩擦係合して、加圧ローラ２６により定着ローラ２４及び定着ベルト３２が従動（連れ回り）する状態では、定着ローラ２４の図中時計方向に回転する周速は、加圧ローラ２６の周速と同一となり、定着ローラ２４の回転は第１の従動ギヤ４６の回転よりも僅かに速くなされるように設定している。
【００３７】
｛加圧ローラ２６の説明｝
上述したように、加圧ローラ２６は、側板１６にベアリング５４を介して回転自在に軸支される芯金部２６Ａと、この芯金部２６Ａの外周に同軸に配設されたローラ本体２６Ｂとを備えて構成され、ローラ外径を２４ｍｍに設定されている。ここで、この一実施例において、芯金部２６Ａは、外径２１ｍｍ、肉厚２ｍｍの鉄製パイプから形成され、ローラ本体２６Ｂは、芯金部２６Ａの外周に厚さ１．５ｍｍで取り付けられたシリコーンゴム耐熱弾性体（具体的には、上述した定着ローラ２４よりも硬めのローラ上にてＡＳＫＥＲ　Ｃ硬度で７４〜７５度のもの）から形成されている。
【００３８】
尚、芯金部２６Ａの一端に配設された軸部は、上述したように、第２の従動ギヤ５０が同軸に固定されており、この第２の従動ギヤ５０には、上述した第１の従動ギヤ４６が噛合しており、図示しない駆動ギヤを介してこれからの駆動力が第２の従動ギヤ５０に直接的に伝達されて、加圧ローラ２６が定着ローラ２４とは反対の反時計方向に沿って回転駆動されるように構成されている。
【００３９】
ここで、この一実施例においては、未定着シートの搬送用の主駆動としては、加圧ローラ２６が設定されており、定着ローラ２４はこれの熱膨張時においても周速が加圧ローラ２６の周速よりも早くならないように、第１及び第２の従動ギヤ４６、５０のギヤ比が設定されている。即ち、定着ローラ２４が第１の従動ギヤ４６により回転される際の回転速度は、定着ベルト３２を介して加圧ローラ２６と摩擦係合して回転される際の回転速度よりも、僅かに遅くなるように設定されている。
【００４０】
一方、この一実施例においては、加圧ローラ２６は、定着ローラ２４の直下方に位置しているのではなく、定着ローラ２４の直下方位置よりも、未定着シートの搬送方向に沿って下流側に偏倚した位置に配設されており、加熱ローラ２８と定着ローラ２４との両中心点を通る線分を基線とした場合に、この基線と、定着ローラ２４及び加圧ローラ２６の両中心点を通る線分とのなす角度が、所定の鋭角となるような位置に配設されている。尚、定着ローラ２４と加圧ローラ２６の両中心点を通る線分は、未定着シートの搬送方向と略直交するように設定されているものである。
【００４１】
｛加熱ローラ２８の説明｝
上述した第１の加熱源３０を内蔵する加熱ローラ２８は、この一実施例においては、直径１８ｍｍで、肉厚０．１ｍｍの薄肉状鉄パイプ製芯金の外周面に、厚さ２０μｍのＰＴＦＥの被覆層をコーティングしたものから構成されている。即ち、この加熱ローラ２８は、ウォーミングアップ時間の短縮化の目的で、薄肉芯金を有するように構成されている。尚、この加熱ローラ２８の両端は、ベアリング５６を介して回転自在に軸支されており、各ベアリング５６の内側には、耐熱樹脂のポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）製のカラー５８が挿入されており、これにより、定着ベルト３２のエンドレス走行時における蛇行や片寄りを防止している。
【００４２】
この加熱ローラ２８の内部には、発熱手段としての第１の加熱源３０が内蔵されているが、この一実施例においては、この第１の加熱源３０は、最大出力が８００Ｗのハロゲンランプから構成されている。
【００４３】
｛定着ベルト３２へのテンション付与機構の説明｝
上述したように、この一実施例では、定着ベルト３２へテンションを付与するための機構として、加熱ローラ２８を定着ローラ２４から離間する方向に付勢する第２のコイルスプリング３６を備えている。
【００４４】
即ち、この第２のコイルバネ３６の付勢力により摺動ブラケット１８を介して加熱ローラ２８は、定着ローラ２４から離間する方向に偏倚させられ、これにより、加熱ローラ２８と定着ローラ２４とにエンドレスに掛け渡された定着ベルト３２は、所定のテンションに緊張された状態で張られることになる。
【００４５】
このように第２のコイルバネ３６の作用により、定着ベルト３２は、加圧ローラ２６と摩擦係合して連れ回りし、且つ、この定着ベルト３２の連れ回りに応じて、定着ローラ２４は定着ベルト３２に対してスリップや緩みの無い安定した状態で従動されることになる。
【００４６】
｛定着ベルト３２の説明｝
上述の定着ベルト３２は、この発明の特徴をなすもので、未定着シートＳ上の未定着トナーを定着温度まで過剰な熱量を与えることなく定着できるように、その定着ベルト３２の１平方ｃｍ当たりの熱容量が、０．００２ｃａｌ／℃乃至０．０２５ｃａｌ／℃の範囲内のものが好ましいものである。
【００４７】
このため、この一実施例においては、図３に示すように、定着ベルト３２は、内径が５５ｍｍ、厚さが４０μｍのニッケル電鋳製の無端状のベルト基体３２ａを備え、このベルト基体３２ａの表面に厚さ３００μｍで耐熱シリコーンゴムをコーティングし、更に、この耐熱シリコーンゴム層の外周に、厚さ３０μｍで被覆されたＰＦＡ製の耐熱離型層３２ｂを被覆する構成が採用されている。
【００４８】
上述した構成の定着装置に使用される定着ベルト３２は以下のようにして作成した。
【００４９】
先ず、次の表１の配合に従って、スルファミン酸ニッケル四水塩（ＳＮ）、硼酸水溶液（ＢＡ）を配合した水溶液を準備し、活性炭を充填した容器と電解槽との間を循環通液しながら低電流で電解精製を行ったのち、一次光沢剤としてのナスタレン−１，３，６−トリスルホン酸三ナトリウム、二次光沢剤としての２−ブチン−１，４−ジオールを添加し、更に、ピット防止剤を表面張力が３６ｍＮ／ｍとなるまで添加して８種類の電解浴Ａ〜Ｈを調製した。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
これらの電解浴を、浴温６０℃、ｐＨ４．５を保って攪拌を続けながら、回転するステンレス鋼製の円筒状母型を陰極、ニッケルペレットを入れたチタン製バスケットを陽極として、表１に示す電流密度の条件に従って電鑄を行い、母型の面に厚さ４０μｍの電析体を形成した。これらの電析体を母型と共に電解槽から取り出して水洗し、電析体の端部を切り剥がしたのちに水中に浸漬して電析体を母型から剥離させ、引き抜いたのちに充分に洗浄して乾燥して、無端ベルト状の金属基体を形成した。
【００５２】
尚、この形成作業においては、金属基体Ａに関しては、二次光沢剤としての２−ブチン−１，４−ジオールを配合しなかったが、形成された金属基体Ａの成分分析をした結果、ごく微量（０．００７６質量％）ではあるが、炭素成分が検出されている。これは、電解浴に添加した一次光沢剤や電解浴中に極微量存在する不純物の影響と思料される。
【００５３】
また、金属基体Ａ〜Ｄまでは、陰極電流密度を一定の１０．５Ａ／平方ｄｍに設定し、二次光沢剤の配合割合を変化させることで、異なる炭素含有率の金属基体を形成するようにしたが、金属基体Ｅからは、この電流密度の値では、炭素含有率を上げた無端ベルト状の金属基体を得ることが出来なくなったため、爾後、二次光沢剤の配合割合を金属基体Ｄと同一となるように設定し、電流密度を徐々に低減させて、異なる炭素含有率の金属基体を形成するようにした。
【００５４】
このようにして形成した無端ベルト状の金属基体の高温環境下での疲労強度を測定するために、無端ベルト状の金属基体を、機械加工により幅２０ｍｍに切断して、周長１７２．７ｍｍの無端ベルト状の金属基体から、更に、軸方向に切断して、長さ１７２．７ｍｍの８本の検体Ａ乃至Ｈを得た。但し、検体Ｈについては、炭素含有率が高すぎて、母型の表面に電析体が製膜されなかったので、実際には、検体として得られていないものである。
【００５５】
これらの各検体Ａ〜Ｇについて、疲労試験機（ＩＮＳＴＲＯＮ　８８７１）を用いた疲労試験システムにより、ＪＩＳ　Ｚ　２２０１に基づく疲労試験を実施した。この疲労試験においては、先ず、ＪＩＳ　Ｚ　２２０１に規定される１３Ｂ号試験片として規定される形状に成形した。この試験片の形状寸法としては、幅Ｗを１２．５ｍｍ、標点距離Ｌを５０ｍｍ、平行部の長さＰを６０ｍｍ、肩部の半径Ｒを２０ｍｍ、つかみ部の幅Ｂを２０ｍｍとなるように設定した。尚、厚さＴについては、ＪＩＳの規定に従い、検体の厚さそのままとした。
【００５６】
この後、この成形した試験片を、前処理として、各検体を電気炉において２２０℃で２時間に渡り加熱した。このように前処理を施した後、疲労試験機に取り付け、繰り返し最大応力：５５０Ｎ／平方ｍｍ、雰囲気温度：２５０℃、応力繰り返し周期：１５Ｈｚで、破断するまでの繰り返し回数を測定した。
【００５７】
この測定結果に対して、以下のように評価した。即ち、現状において実用に供されているニッケル電鋳ベルトの破断までの繰り返し回数が、１０万回強であることに鑑み、１桁多い１００万回を「可」評価の最低基準とし、この最低基準をクリアーしていないものに不可としての評価を与えて「×」表示し、最低基準近辺の値となっているものに、基本的には現状よりも確実に改善されているので不可（×）評価を与えずに「△」表示し、最低基準をクリアーしているものに可としての評価を与えて「○」表示している。
【００５８】
この評価結果を見ると、炭素含有率が０．０５〜０．１２質量％の範囲内のニッケル−炭素合金からなる試験片は、高温環境下において破断するまでの使用寿命が著しく長く、疲労強度が高いことが判明した。
【００５９】
尚、炭素含有率が０．１４質量％のケース（検体Ｈ）においては、母型の外周面に電析体が形成されず、また、０．０３４質量％以下のケース（検体Ａ〜Ｃ）においては、高温環境下での耐久性が悪く、また、０．０４８質量％のケース（検体Ｄ）においては、高温環境下での耐久性が概ね可もなし不可もなしとの状況で、耐久性が悪いとは断定できないものの、良品との判断も出来ない状態であった。
【００６０】
これにより、この発明における炭素含有率は、０．０５質量％以上０．１２質量％以下の範囲が、高温環境下での高耐久性を達成するために好適することが判明し、特に、０．０７質量％以上０．１０質量％以下の範囲が最適することが判明した。
【００６１】
換言すれば、この発明によれば、定着ベルトの基体として用いられる無端状電鋳シートをニッケル−炭素合金から形成し、且つ、その炭素含有率を０．０５質量％以上０．１２質量％以下の範囲に特定することにより、高温環境下での高耐久性を確実に達成することができることになり、その産業上の利用性は、高く評価されるものである。
【００６２】
この発明は、上述した実施例の構成や材料に限定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形可能であることは、言うまでもない。
【００６３】
例えば、上述した実施例においては、一次光沢剤として、ナフタレン−１，３，６−トリスルホン酸三ナトリウムを用いるように説明したが、この発明は、このような材料に限定されることなく、一次光沢剤としては、＝Ｃ−ＳＯ２−の構造を有する有機化合物であれば良く、例えば、サッカリン、ナフタレン−１，５−ジスルホン酸二ナトリウム等を用いることができることは、言うまでもない。
【００６４】
また、上述した実施例においては、二次光沢剤として、２−ブチン−１，４−ジオールを用いるように説明したが、この発明は、このような材料に限定されることなく、不飽和有機化合物（Ｃ＝Ｏ，Ｃ＝Ｃ，Ｃ≡Ｃ，Ｃ＝Ｎ，Ｃ≡Ｎ，Ｎ−Ｃ＝Ｓ等の基を持つもの）であればよく、例えば、クマリン、エチレンシアンヒドリン等を用いることができることは、言うまでもない。
【００６５】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、高温環境下でも高耐久を達成することのできる定着ベルトが提供されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる定着ベルトの一実施例の構成が装着される定着装置の構成を示す正面断面図である。
【図２】図１に示す定着装置における各ローラの端部における支持状態を示す断面図である。
【図３】この発明に係わる定着ベルトの構成を取り出して示す正面図である。
【符号の説明】
１０　　定着装置
１２　　ハウジング
１４　　底板
１６　　側板
１８　　摺動ブラケット
２０　　揺動ブラケット
２２　　支軸
２４　　定着ローラ
２４Ａ　　芯金部
２４Ｂ　　ローラ本体
２６　　加圧ローラ
２６Ａ　　芯金部
２６Ｂ　　ローラ本体
２８　　加熱ローラ
３０　　加熱源
３２　　定着ベルト
３４　　第１のコイルスプリング
３６　　第２のコイルスプリング
３８　　取り込みガイド板
４０　　排紙ガイド板
４２　　サーミスタ
４４　　ベアリング
４６　　第１の従動ギヤ
４８　　ワンウェイクラッチ
５０　　第２の従動ギヤ
５２　　駆動機構
５４　　ベアリング
５６　　ベアリング
５８　　カラー
【図１】
2004004660.tif 000004
【図２】
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【図３】
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