(57)【要約】【課題】定着ベルト方式の定着装置において、記録材の光沢やＯＨＰにおける透光色再現性を確保し、トナー潰れによる画像の解像度の低下を防止すると同時に、定着ベルトのベース層の機械的劣化を防止して定着ベルトの耐久性を確保し、更に熱抵抗が小さく、高速化、高耐久（高寿命）、高画質、低コストを実現することができる無端状定着ベルトを提供すること。【解決手段】耐熱弾性層のベース層上に、耐熱離型性樹脂層のトップ層を被覆して無端状定着ベルトを構成する。又は、耐熱弾性層のベース層上に、耐熱弾性中間層、及び耐熱離型性樹脂層のトップ層を、この順に被覆して無端状定着ベルトを構成する。ここで、「ベース層としての耐熱弾性層の耐熱温度＞耐熱弾性中間層の耐熱温度」であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱弾性層のベース層上に、耐熱離型性樹脂層のトップ層を被覆することを特徴とする無端状定着ベルト。
【請求項２】
耐熱弾性層のベース層上に、耐熱弾性中間層及び耐熱離型性樹脂層のトップ層を、この順に被覆することを特徴とする無端状定着ベルト。
【請求項３】
「前記ベース層としての耐熱弾性層の耐熱温度＞前記耐熱弾性中間層の耐熱温度」であることを特徴とする請求項２記載の無端状定着ベルト。
【請求項４】
「前記ベース層としての耐熱弾性層の硬度＞前記耐熱弾性中間層の硬度」であることを特徴とする請求項２記載の無端状定着ベルト。
【請求項５】
ベース層としての耐熱弾性層は、１×１０10Ω・ｃｍ以下の導電性を有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の無端状定着ベルト。
【請求項６】
ベース層としての耐熱弾性層は、Ｈｓ３０（ＪＩＳ−Ａ）以上であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の無端状定着ベルト。
【請求項７】
ベース層としての耐熱弾性層の厚み又はベース層としての耐熱弾性層と耐熱弾性中間層の合計の厚みが２００μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の無端状ベルト。
【請求項８】
耐熱離型性樹脂層のトップ層は、厚み１０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の無端状定着ベルト。
【請求項９】
ベース層としての耐熱弾性層及び耐熱弾性中間層の熱伝導率は、０．４［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の無端状定着ベルト。
【請求項１０】
無端状定着ベルトが内側に配置した複数のローラに所定の張力を持って張架され、前記無端状定着ベルト内側に配置した加熱体によって無端状定着ベルトを加熱し、更に加圧体が前記複数のローラの少なくとも１つに無端状定着ベルトを介して圧接されて圧接ニップ部を形成し、前記圧接ニップ部に記録材を搬送して記録材上の未定着画像を記録材上に加熱、加圧して定着させる定着装置において、
請求項１〜９の何れかに記載の無端状定着ベルトを用いたことを特徴とする定着装置。
【請求項１１】
無端状定着ベルトが内側に配置した複数のローラに所定の張力を持って張架され、前記複数のローラの少なくとも１つが加熱ローラとして無端状定着ベルトを加熱し、更に加圧体が前記複数のローラの少なくとも１つに無端状定着ベルトを介して圧接されて圧接ニップ部を形成し、前記圧接ニップ部に記録材を搬送して記録材上の未定着画像を記録材上に加熱、加圧して定着させる定着装置において、
請求項１〜９の何れかに記載の無端状定着ベルトを用いたことを特徴とする定着装置。
【請求項１２】
無端状定着ベルトのベース層としての耐熱弾性層の内側両端部にリブを配置し、無端状定着ベルト内側に配置した複数のローラの少なくとも１つのローラと前記リブとによって無端状定着ベルトのベルト寄りが規制され、前記リブとベース層としての耐熱弾性層とが一体成形されることを特徴とする請求項１０又は１１記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式等の画像形成装置（複写機、ファクシミリ、プリンタ等）において、記録材上に転写された未定着トナー画像を加熱及び加圧し、トナー画像を記録材に定着させる無端状定着ベルト及びこれを用いた定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
定着装置は、一般的に、記録材に担持させた未定着画像を記録材に定着せしめる定着装置、未定着画像を記録材に仮に定着せしめる仮定着装置及び定着画像を担持した記録材の表面性を改質する表面改質装置として実用に供されている。
【０００３】
便宜上、複写機・プリンタ等の画像形成装置に具備させる、トナー画像を記録材に加熱、加圧して定着させる定着装置を例にして説明する。
【０００４】
画像形成装置において、電子写真プロセス・静電記録プロセス・磁気記録プロセス等の適宜の画像形成プロセス手段部で、記録材（転写材シート・エレクトロファックスシート・静電記録紙・ＯＨＰシート・印刷用紙・フォーマット紙・封筒等）に転写方式或は直接方式にて形成担持させた画像情報の未定着画像（未定着トナー画像）を、記録材に永久固着画像として加熱・加圧定着させる定着装置としては熱ローラ方式の定着装置が広く用いられている。
【０００５】
従来、一般的に用いられていた熱ローラ方式の定着装置は、加熱源としてのハロゲンヒータ等を内包した加熱体としての定着ローラと、これに圧接させた加圧体としての加圧ローラを基本構成とし、このローラ対を回転させて、ローラ対の圧接ニップ（以下、定着ニップ）部に、未定着画像を担持した記録材を挿通し、定着ローラからの熱と定着ニップ部の加圧力によって、未定着画像を記録材に永久定着させるものである。
【０００６】
又、ウォームアップ時間を短縮できるようにしたベルト方式の定着装置が提案されている。
【０００７】
このベルト方式の定着装置は、例えば弾性ローラと、加熱源としてのハロゲンヒータ等を内包した加熱体としての加熱ローラに張架された無端状定着ベルトを配置し、この定着ベルトを介して弾性ローラと加圧体としての加圧ローラとを圧接させ、この定着ニップ部に未定着画像を担持した記録材を挿通し、定着ベルトからの熱と定着ニップ部の加圧力によって、未定着画像を記録材に永久定着させるものである。
【０００８】
この定着ベルト方式の定着装置は、薄層で低熱容量の定着ベルトを加熱ローラによって加熱するため、急速に定着ベルトを加熱することができ、ウォームアップ時間を短縮でき、更にウォームアップ時間が短縮できるために定着装置を省エネルギー化できる利点を持つ。
【０００９】
熱ローラ方式の定着装置は、白黒画像形成装置は勿論、フルカラー画像形成装置の定着装置にも用いられている。但し、フルカラー画像は、モノカラー画像に比べて記録材上のトナー層が厚く、トナーの付着量も多いことから、定着ニップ部の記録材搬送方向長さ（定着ニップ幅）をできる限り広く確保し、定着工程時において、記録材上に形成された未定着トナー像を可能な限り低温で長時間加熱して記録材上に定着することが望ましい。
【００１０】
又、記録材の光沢や記録材としてＯＨＰにおける透光色再現性を確保するため、フルカラー用定着装置は、トナー面を均一に溶融して平滑化し、高光沢に仕上げるべく、定着ローラ及び加圧ローラ双方に高平滑ないし鏡面な耐熱弾性層を設けた熱ローラ方式の定着装置が主流となっている。これは、耐熱弾性層を設けない定着ローラは、定着ローラの剛性によって記録材表面の凹凸やトナー層表面の凹凸に追従できないため、微小な定着ムラが発生し、トナー層表面を平滑化できずに部分的に凹部が発生する。この凹部で光が乱反射することで、記録材の光沢の低下や光沢ムラ、ＯＨＰの透光色再現性の低下が発生してしまうためである。
【００１１】
更に、耐熱弾性層を設けない定着ローラは、定着ローラの剛性と加圧力によってトナーが押し潰され、記録材上において、未定着トナー画像に比べて定着後のトナー画像の面積が広がるために、画像の解像度（ドット再現性）が低下するという問題があった。一方、耐熱弾性層を設ける定着ローラは、定着ローラの剛性が緩和され、トナーが押し潰されて、トナー画像が広がることによる解像度の低下を防止でき、高品質画像を得ることができる利点を持つ。
【００１２】
ところが、フルカラー用の熱ローラ方式の定着装置において、広い定着ニップ幅を確保するためには、定着ローラ及び加圧ローラの大径化、定着ローラ及び加圧ローラの耐熱弾性層の厚肉化、定着ローラ及び加圧ローラの耐熱弾性層の低硬度化、加圧力の増大化等の手法があるが、定着ローラ及び加圧ローラを大径化した場合には、定着装置延ては画像形成装置全体の大型化を招く問題がある。
【００１３】
一方、耐熱弾性層の厚みを厚くした場合には、ハロゲンヒータ等の加熱源から定着ローラ表面への熱伝導の低下による熱供給速度の低下によって、定着ローラ表面温度が低下して未定着トナーが記録材上に固着できない定着不良が発生するため、プリント速度が低下して高スループット（単位時間当たりのプリント枚数）追従性が低下し、高速化できない問題がある。耐熱弾性層を低硬度化した場合には、耐熱弾性層の熱的劣化が増大するため、耐久による耐熱弾性層の硬度変化（硬度低下又は硬度上昇）が発生し、耐久による定着ニップ幅の変動が大きくなり、トナーと記録材との固着強度（定着性能）が変動する問題がある。
【００１４】
更に、加圧力を大きくした場合には、トナーを押し潰す作用が大きくなるので、解像度低下の増大の問題がある。
【００１５】
フルカラー用定着装置において、定着装置の小型化を図り、且つ、高速化（高スループット化）、高画質化（高解像度化）を実現するには、定着ニップ幅を拡大しつつ熱の供給速度を低下させないで、適度な加圧力とすることが重要な課題であるが、熱ローラ方式における定着ニップ幅の拡大手法としては、上述したローラの大径化及び耐熱弾性層の厚肉化又は低硬度化、加圧力の増大化しかないことから、当該課題に応えるには限界があった。
【００１６】
そこで、上述したような熱ローラ方式による限界を打破すべく、例えば前述した定着ベルトを加圧ローラに圧接させて定着ニップ部を形成する定着ベルト方式の定着装置が例えば特許文献１等に提案されている。
【００１７】
定着ベルト方式の定着装置は、弾性ローラを低硬度化することで、熱ローラ方式に比べて、広い定着ニップ幅を容易に確保することができる。又、薄層で低熱容量の定着ベルトを加熱ローラによって加熱するため、急速に定着ベルトを加熱し、熱供給速度を低下させずに記録材を加熱することができるので、ウォームアップ時間を短縮でき、省エネルギー化、小型化、高速化が可能になるという利点がある。
【００１８】
【特許文献１】特開平０９−２８１８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
画像形成装置の定着装置に上述した定着ベルト方式を採用するに当たって、良好なフルカラー画像を得るためには、上述した熱ローラ方式の定着装置と同様に、定着ベルトに耐熱弾性層を設けることが必要となる。
【００２０】
従来の定着ベルトは、弾性を持たないＮｉやＳＵＳ等の金属又はＰＩ（ポリイミド）等の耐熱性樹脂であるベース層上に、耐熱弾性層を被覆し、更に耐熱弾性層上にトップ層としてのフッ素系樹脂等の耐熱離型性樹脂を被覆するという３層構成である。
【００２１】
しかしながら、ベース層として金属や耐熱性樹脂を用いた場合、
・定着ベルトが複数のローラに張架される多軸張架系においては、定着ベルトの繰り返しの曲率変化による機械的疲労による金属破断や樹脂破断が発生する。
【００２２】
・ＰＩ等の耐熱性樹脂のベース層上に、耐熱弾性層を被覆し、更にトップ層としての耐熱離型性樹脂を被覆する構成は、ベース層からトップ層への熱抵抗（熱容量）が大きく、高速化が困難である。
【００２３】
・金属や耐熱性樹脂のベース層上に、耐熱弾性層を被覆し、更にトップ層としての耐熱離型性樹脂を被覆する構成は、定着ベルト全体の剛性や硬度が高いために、定着ニップ幅が小さく、高速化が困難である。
【００２４】
・多軸張架系において、定着ベルト加熱後の冷却時に、張架されるローラ形状に応じて定着ベルト形状に癖がついてしまう巻き癖によって、初期の定着ベルト走行安定性が悪い。
【００２５】
・コストが高い。
等の問題が発生した。
【００２６】
そこで、本発明は、上述した従来技術に伴う課題を解決するため、定着ベルト方式の定着装置において、記録材の光沢やＯＨＰにおける透光色再現性を確保し、トナー潰れによる画像の解像度の低下を防止すると同時に、定着ベルトのベース層の機械的劣化を防止して定着ベルトの耐久性を確保し、更に熱抵抗が小さく、高速化、高耐久（高寿命）、高画質、低コストを実現することができる無端状定着ベルト及びこれを用いた定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記目的は、下記の本発明に係る無端状定着ベルト又は定着装置にて達成される。
（１）耐熱弾性層のベース層上に、耐熱離型性樹脂層のトップ層を被覆することを特徴とする無端状定着ベルトである。
（２）耐熱弾性層のベース層上に、耐熱弾性中間層、及び耐熱離型性樹脂層のトップ層を、この順に被覆することを特徴とする無端状定着ベルトである。
（３）「前記ベース層としての耐熱弾性層の耐熱温度＞前記耐熱弾性中間層の耐熱温度」であることを特徴とする上記（２）記載の無端状定着ベルトである。
（４）「前記ベース層としての耐熱弾性層の硬度＞前記耐熱弾性中間層の硬度」であることを特徴とする上記（２）記載の無端状定着ベルトである。
（５）ベース層としての耐熱弾性層は、１×１０10Ω・ｃｍ以下の導電性を有することを特徴とする上記（１）〜（４）の何れかに記載の無端状定着ベルトである。
（６）ベース層としての耐熱弾性層は、Ｈｓ３０（ＪＩＳ−Ａ）以上であることを特徴とする上記（１）〜（４）の何れかに記載の無端状定着ベルトである。
（７）ベース層としての耐熱弾性層の厚み又はベース層としての耐熱弾性層と耐熱弾性中間層の合計の厚みが２００μｍ以上であることを特徴とする上記（１）〜（４）の何れかに記載の無端状定着ベルトである。
（８）耐熱離型性樹脂層のトップ層は、厚み１０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする上記（１）〜（４）の何れか記載の無端状ベルトである。
（９）ベース層としての耐熱弾性層又は耐熱弾性中間層の熱伝導率は、０．４［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であることを特徴とする上記（１）〜（４）の何れかに記載の無端状ベルトである。
（１０）無端状定着ベルトが内側に配置した複数のローラに所定の張力を持って張架され、前記無端状定着ベルト内側に配置した加熱体によって無端状定着ベルトを加熱し、更に加圧体が前記複数のローラの少なくとも１つに無端状定着ベルトを介して圧接されて圧接ニップ部を形成し、前記圧接ニップ部に記録材を搬送して記録材上の未定着画像を記録材上に加熱、加圧して定着させる定着装置において、上記（１）〜（９）の何れかに記載の無端状定着ベルトを用いたことを特徴とする定着装置である。
（１１）無端状定着ベルトが内側に配置した複数のローラに所定の張力を持って張架され、前記複数のローラの少なくとも１つが加熱ローラとして無端状定着ベルトを加熱し、更に加圧体が前記複数のローラの少なくとも１つに無端状定着ベルトを介して圧接されて圧接ニップ部を形成し、前記圧接ニップ部に記録材を搬送して記録材上の未定着画像を記録材上に加熱、加圧して定着させる定着装置において、上記（１）〜（９）の何れかに記載の無端状定着ベルトを用いたことを特徴とする定着装置である。
（１２）ベース層としての耐熱弾性層の内側両端部にリブを配置し、無端状定着ベルト内側に配置した複数のローラの少なくとも１つのローラと前記リブとによって、無端状定着ベルトのベルト寄りが規制され、前記リブとベース層としての耐熱弾性層とが一体成形されることを特徴とする上記（１０）又は（１１）記載の定着装置である。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１記載の発明によれば、定着ベルトのベース層が弾性体なので、曲率変化による機械的劣化を防止でき、高耐久化が可能であり、又、定着ベルトの剛性を小さくできるので、定着ニップ幅を大きくすることが容易で、高速化（高スループット化）が可能であり、定着ベルトの熱抵抗（熱容量）を小さくできるので、ウォームアップ時間を短縮し、省エネルギー化が可能であり、更に定着ベルトの巻き癖を低減することが可能である無端状定着ベルトを提供することができる。
【００２９】
請求項２記載の発明によれば、トップ層側の耐熱弾性中間層を低硬度化できるので、定着ベルトの表面硬度を小さくして定着後のトナー面を平滑化する効果を増大でき、前記請求項１の効果に加えて、更に高光沢な画像及び透光色再現性に優れたＯＨＰ画像を得ることが可能であり、又、トナー潰れによる解像度低下の防止効果を増大できるため、高品質画像を得ることができる。
【００３０】
請求項３記載の発明によれば、定着ベルトのベース層の高耐熱弾性層によって、耐熱弾性中間層の熱的劣化（硬度変化等）を防止できるので、前記請求項２記載の効果に加えて、高耐久の定着ベルトを提供することができる。
【００３１】
請求項４記載の発明によれば、定着ベルトの弾性中間層の硬度を小さくすることで、定着ベルトの表面硬度を更に小さくできるので、前記請求項２記載の効果に加えて、更に定着後のトナー面を平滑化する効果増大でき、更なる高品質画像を得ることができる。
【００３２】
請求項５記載の発明によれば、定着ベルトのベース層の耐熱弾性層を導電性とすることにより、定着ベルトが加圧体や記録材又はトナーとの摺擦によって発生する定着ベルト表面の局部的又は全域でのチャージアップを防止し、トナーが定着ベルトに静電的に付着する静電オフセットを防止することができる。
【００３３】
請求項６記載の発明によれば、定着ベルトのベース層の耐熱弾性層硬度を、Ｈｓ３０（ＪＩＳ−Ａ）以上とすることで、定着ベルトの強度を維持し、トップ層である耐熱離型性樹脂層の塑性変形を防止することができるので、高耐久の定着ベルトを提供することができる。
【００３４】
請求項７記載の発明によれば、ベース層としての耐熱弾性層の厚み又はベース層としての耐熱弾性層と耐熱弾性中間層の合計の厚みを２００μｍ以上とすることで、高光沢の画像やＯＨＰの透光色再現性の確保、トナー潰れによる解像度低下を防止でき、高品質画像を得ることができる。更に、定着ベルトの強度を維持し、トップ層である耐熱離型性樹脂層の塑性変形を防止することができるので、高耐久の定着ベルトを提供することができる。
【００３５】
請求項８記載の発明によれば、トップ層としての耐熱離型性樹脂層の厚みを１０μｍ以上とすることで、トップ層である耐熱離型性樹脂層の塑性変形を防止することができるので、高耐久化が可能であり、１００μｍ以下とすることで、熱抵抗（熱容量）を小さくできるので、ウォームアップ時間を短縮できるとともに、高速化が可能である。
【００３６】
請求項９記載の発明によれば、弾性層の熱伝導率を０．４［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上とすることで、定着ベルト内部に配置する加熱部材から定着ベルト表面への熱移動速度を高くすることにより、ウォームアップ時間を短縮して定着ベルト表面温度を高く維持できるので、省エネルギー化と高速化が可能となる。
【００３７】
請求項１０記載の発明によれば、多軸張架系の定着ベルト方式の定着装置において、高耐久化、高画質化、省エネルギー化、高速化が可能な定着ベルトを用いた定着装置を提供することができる。
【００３８】
請求項１１記載の発明によれば、多軸張架系の定着ベルト内側に配置した加熱ローラによって定着ベルトを加熱する構成の定着装置において、高耐久化、高画質化、省エネルギー化、高速化が可能な定着ベルトを用いた定着装置を提供することができる。
【００３９】
請求項１２記載の発明によれば、定着ベルトのベルト寄りを規制するための定着ベルト内側両端部にリブを配置する定着装置において、前記リブと定着ベルトのベース層としての耐熱弾性層とを、一体成形することによって、ベルトの寄りを規制して安定した走行回転が可能な高耐久で低コストの定着ベルト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】
【００４０】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００４１】
＜実施の形態１＞
図１〜図３により本発明に係る実施の形態１について説明する。
【００４２】
図２は本実施の形態に係る定着装置１０１の概略構成を示す模式的断面図である。
【００４３】
この定着装置１０１は、図２で示すように、定着ベルト１、弾性ローラ２、加熱ローラ３、加圧ローラ４とで主要部が構成されている。
【００４４】
定着ベルト１は、弾性ローラ２及び加熱ローラ３に張架され（所定の張力で架設され）、加圧ローラ４は定着ベルト１を介して弾性ローラ２に対向して設けられる。
【００４５】
定着ベルト１は、低熱容量化を図り、クイックスタート性を向上させるために、フィルム膜厚は１５０μｍ以下、好ましくは３０〜８０μｍ程度の耐熱素材たるＰＴＦＥ、ＰＦＡ又はＦＥＰ等のフッ素樹脂を主成分とする無端帯状体であるという単層構造、或は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ又はＰＰＳ等の耐熱樹脂材や、Ｎｉ、ＳＵＳ、ジュラルミン等の金属材を主成分とするベース層としての無端帯状体の外周面に、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ又はＦＥＰ等のフッ素樹脂を主成分とする耐熱離型性樹脂層を被覆するという複層構造等を使用できる。
【００４６】
又、フルカラー画像形成装置の定着装置において、定着ベルト１は、トナー面を均一に溶融して平滑化し、高光沢に仕上げるべく、前記ベース層としての耐熱樹脂材や金属材の無端帯状体の外周面に、厚み０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度のシリコーンゴム、又はフッ素ゴム等の耐熱弾性層を被覆し、更にオイル成分を内在させたトナーを用いたオイルレス定着装置においては、耐熱弾性層の外周面に、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ又はＦＥＰ等のフッ素樹脂を主成分とする耐熱離型性樹脂層を被覆する複層構造等を使用できる。
【００４７】
前記耐熱離型性樹脂層は、耐熱弾性層上に、チューブ状樹脂を被覆するか、又は樹脂粒子を溶媒で液状化して塗布・焼成するコート状樹脂を被覆する等の方法で成形される。
【００４８】
従来のフルカラー画像形成装置の定着装置の定着ベルト１は、オイル成分を内在させたトナーを用いるオイルレス定着装置において、図３で示すように、例えば、ベース層２０としてのＳＵＳ材又はＰＩ（ポリイミド）材上に、耐熱弾性層２１としてのフッ素ゴム層を被覆し、更にトップ層２２としてのＰＦＡチューブを被覆した構成を用いていた。
【００４９】
本実施の形態では、図１で示すように、ベース層２０を削除し、耐熱弾性層２１としてのフッ素ゴム層上に、トップ層２２としてＰＦＡチューブを被覆した内径φ６０の定着ベルトを使用した。
【００５０】
ヒータ５を内包した加熱ローラ３は、立ち上がりを早くするために、小径且つ薄肉で熱伝導の良いアルミニウムや鉄等の金属材を主成分とする金属パイプで構成して低熱容量化してある。定着ベルト１は、ヒータ５により加熱ローラ３を介して加熱され、温度検知素子（サーミスタ）７で加熱ローラ３の温度を検知してヒータ５をＯＮ／ＯＦＦし、加熱ローラ３の温度を制御することによって、定着ベルト１の表面温度を所定の温度に維持する構成となっている。
【００５１】
本実施の形態では、アルミニウムの厚み１ｍｍ、外径φ２４ｍｍの加熱ローラ３を使用し、ヒータ５としてハロゲンヒータを使用した。
【００５２】
加圧ローラ４は、鉄の厚み１ｍｍの芯金４ａの外周に、厚み３ｍｍのシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、更に５０μｍのＰＦＡチューブを被覆した外径φ４０ｍｍの加圧ローラ４を使用した。又、本実施の形態では、定着ベルト１を所定の温度に早く立ち上げるために、加圧ローラ４にヒータ６としてハロゲンヒータを内包させ、温度検知素子（サーミスタ）８で加圧ローラ４の温度を検知してヒータ６をＯＮ／ＯＦＦし、加圧ローラ４の温度を制御する構成となっている。しかし、装置構成によっては、ヒータ６を削除し、加熱源をヒータ５のみとする構成でも良い。
【００５３】
弾性ローラ２は、芯金２ａ上に、シリコーンゴム、フッ素ゴム、又は定着ベルト１の温度を早く立ち上げるために、断熱性を向上させたシリコーンスポンジ等の耐熱弾性層２ｂを被覆してある。
【００５４】
本実施の形態では、鉄の外径φ１４ｍｍの芯金２ａの外周に、厚み８ｍｍのシリコーンスポンジ２ｂを被覆し、シリコーンスポンジの熱伝導率０．０８［Ｗ／（ｍ・℃）] とした、外径φ３０ｍｍの弾性ローラ２を使用した。
【００５５】
本実施の形態において、加圧ローラ４は、両端部がベアリング等（不図示）を介して回転可能に定着装置に固定配置され、弾性ローラ２は、両端部がベアリング等（不図示）を介して回転可能で、且つ、両端部が不図示のバネ等の加圧機構によって、定着ベルト１を介して加圧ローラ４に加圧されるように定着装置に配置される。互いに圧接された定着ベルト１と加圧ローラ４との間には、未定着のトナーＴ画像を担持した記録材Ｐが挿通され、トナーＴを加熱溶解するとともに加圧して、記録材Ｐ上にトナーＴ画像を定着する圧接ニップ（定着ニップ）Ｎが形成される。又、加熱ローラ３は、両端部がベアリング等（不図示）を介して回転可能で、且つ、定着ベルト１に所定のテンションを付与するように加圧機構（不図示）によって加圧されている。
【００５６】
不図示の駆動源による回転駆動で定着ベルト１、弾性ローラ２、加熱ローラ３、加圧ローラ４が回転する。
【００５７】
本実施の形態では、画像形成装置本体からの駆動源によって加圧ローラ４が矢印Ｘ方向に回転する。定着ベルト１は、この加圧ローラ４の回転により、加圧ローラ４と定着ベルト１との外周面との摩擦力で、定着ベルト１に矢印Ｙ方向に回転力が作用する。更に、定着ベルト１の内周面と、弾性ローラ２及び加熱ローラ３の外周面との摩擦力で、弾性ローラ２及び加熱ローラ３に回転力が作用する。従って、加圧ローラ４が駆動回転されることによって、定着ベルト１、弾性ローラ２及び加熱ローラ３が加圧ローラ４の周速度と略同じ周速度をもって従動回転する加圧ローラ駆動方式を採用している。定着ニップＮに記録材Ｐが挿通された場合には、加圧ローラ４と記録材Ｐと定着ベルト１との摩擦力で前記同様に従動回転がなされる。
【００５８】
ここで、弾性ローラ２と加圧ローラ４は、弾性ローラ２端部に配置したワンウェイギヤ（不図示）と、加圧ローラ４端部に配置したギヤ（不図示）によって連結され、加圧ローラ４と定着ベルト１、又は記録材Ｐを介して加圧ローラ４と定着ベルト１において、スリップが発生した場合には、前記ワンウェイギヤ（不図示）によって弾性ローラ２が駆動回転され、加圧ローラ４と定着ベルト１は略同じ周速度をもって回転するようにスリップ対策がなされている。
【００５９】
加圧ローラ４の周面の前後には、トナーＴ画像を担持した記録材Ｐが搬送される搬送路を構成するガイド部材としての定着入り口ガイド９、定着排紙ガイド１０が配置されている。
【００６０】
定着ベルト方式を採用する従来の定着装置においては、上述したように、例えば、図３で示すようなベース層２０としてのＳＵＳ材又はＰＩ材５０μｍ上に、耐熱弾性層２１としてのフッ素ゴム層５００μｍ（Ｈｓ５０／ＪＩＳ−Ａ）を被覆し、更に耐熱離型性樹脂層２２としてのＰＦＡチューブ層３０μｍを被覆した定着ベルト１を採用していた。
【００６１】
この従来の定着ベルトは、ベース層２０がＳＵＳ材等の金属材の場合、
・定着ベルト１が弾性ローラ２と加熱ローラ３の２軸によって支持・回転されることから、繰り返しの曲率変化による機械的劣化を招き、ベース層の金属材が破断するという問題があった。
【００６２】
・定着ベルト１全体の剛性や硬度が非常に高いために、弾性ローラ２を低硬度化しても定着ニップ幅を大きくすることが困難であり、高速化が困難という問題があった。
【００６３】
又、ベース層２０がＰＩ材等の耐熱樹脂材の場合、
・耐熱樹脂材の熱伝導率が低いために、定着ベルト１の表面温度を所定温度に維持するためには加熱ローラ３の温度を高く設定する必要があり、ウォームアップ時間の延長等により省エネルギー化ができない。又、高速化が困難、定着装置の他部材の耐熱温度ＵＰ等によるコストアップという問題があった。
【００６４】
・ベース層２０としての耐熱樹脂材の熱伝導率をＵＰするために、例えば、熱伝導フィラーを耐熱樹脂材に添加した場合、耐熱樹脂材の熱伝導率は若干向上するが、熱伝導率の向上に比例して耐熱樹脂材の剛性が大きくなり、ベース層２０がＳＵＳ材の場合で上述したように、定着ベルト１が弾性ローラ２と加熱ローラ３の２軸によって支持・回転されることから、繰り返しの曲率変化による機械的劣化から、ベース層２０の熱伝導フィラー入り耐熱樹脂材が破断するという問題があった。
【００６５】
更に、ベース層２０が金属及び耐熱樹脂材の場合、
・定着ベルト多軸張架系において、プリント後のスリープモード時や電源ＯＦＦ時のように、定着ベルト１の加熱後の冷却時において、ローラに張架された状態の定着ベルト１形状に癖がついてしまう巻き癖が発生した。この巻き癖は、定着ベルト１を再び加熱することによって取り除かれ元に戻るが、元に戻るまでに若干の時間を要するため、次回プリント時の初期において巻き癖が残ってしまい、巻き癖による異音の発生や、定着ベルト１と加熱ローラ３との接触が不均一となり、定着ベルト１表面に温度ムラが発生し、画像に光沢ムラとして現れる定着ムラが発生する問題があった。
【００６６】
そこで、本実施の形態においては、図１に示すように、ベース層２０を削除し、耐熱弾性層２１としてのフッ素ゴム層５００μｍ（Ｈｓ５０／ＪＩＳ−Ａ）上に、耐熱離型性樹脂層２２としてのＰＦＡチューブ層３０μｍを被覆した定着ベルト１を使用した。
【００６７】
このベース層２０を削除、即ち定着ベルト１のベース層を耐熱弾性層とした本実施の形態の定着ベルト１においては、
・耐熱弾性層２１の弾性によって、繰り返しの曲率変化による機械的劣化を防止できるので、高寿命の定着ベルト１を提供することができる。
【００６８】
・定着ベルト１の剛性が小さくなり、定着ニップ幅を大きくすることが容易であり、高速化（高スループット化）が可能である。
【００６９】
・従来のベース層２０の金属材や耐熱樹脂材が無いので、加熱ローラ３と定着ベルト１表面との間の熱抵抗が小さくなり、定着ベルト１表面温度を所定温度に維持するための加熱ローラ３の温度を低く設定することができ、ウォームアップ時間を短縮することができ、更に省エネルギー化が可能となる。
【００７０】
・従来のベース層２０の金属材や耐熱樹脂材が無いので、定着ベルト１のコストダウンが可能となる。
【００７１】
・従来のベース層２０の金属材や耐熱樹脂材が無いので、定着ベルト１の巻き癖を低減することができ、プリント初期の異音や定着ムラを防止することができる。
等の効果がある。
【００７２】
又、図１で示す本実施の形態の定着ベルト１において、トナー面を均一に溶融して平滑化し、高光沢に仕上げる効果や、トナー潰れによる解像度低下を防止する効果は、図３で示す従来の定着ベルト１と同等レベルを維持することができた。
【００７３】
従って、本実施の形態の定着ベルト１においては、機械的劣化を防止した高耐久性と、画像品質を満足し、且つ、ウォームアップ時間を短縮した省エネルギーで、低コストの定着ベルト及び定着装置、更には画像形成装置を提供することができた。
【００７４】
実際に、最大通紙幅が２９７ｍｍ（Ａ３紙縦通紙）の定着装置１０１において、記録材の搬送スピードを１０５ｍｍ／ｓｅｃ、弾性ローラ２の加圧ローラ４への加圧力を総圧（両端の加圧力の合計）３００Ｎ（約３０ｋｇｆ）、加熱ローラ５の定着ベルト１の張力を総圧（両端の加圧力の合計）５０Ｎ（約５ｋｇｆ）とした構成において、加熱ローラ３の表面温度を２５０℃とするようにサーミスタ７で温調し、定着ベルト１表面温度を略１９０℃となるように設定し、加圧ローラ４の表面温度を１００℃（常時）とするようにサーミスタ８で温調して、１０５ｇ／ｍ２
のＡ４紙を連続間欠横通紙（１５秒で２枚通紙）して、図３の従来の定着ベルトでベース層２０がＳＵＳ材（Ａベルト）とピュアＰＩ材（Ｂベルト）、図１の本実施の形態の定着ベルト１（Ｃベルト）を比較した。結果を表１に示す。
【００７５】
【表１】
2005301043.tif 000003
又、弾性ローラ２の加圧ローラへの加圧力を調整し、定着ニップ幅を同等とした場合の結果を表２に示す。
【００７６】
【表２】
2005301043.tif 000004
耐久性は、表１において、ＡベルトのＳＵＳ材は１０万枚で破断したが、Ｃベルトにおいては、１５万枚でも破断しなかった。又、Ｂベルトは、１５万枚でも破断せず、本実施形態のＣベルトと同等の寿命を有した。参考に、ＢベルトのピュアＰＩに熱伝導率を向上させるために、熱伝導フィラーを添加した場合には、Ａベルトと同等の１０万枚で破断した。
【００７７】
表１には各ベルトにおける定着ニップ幅も示しているが、ＳＵＳ材のＡベルトは剛性が大きいため、定着ニップ幅が小さく、定着ベルトの剛性が小さくなるに従い（Ｂベルト、Ｃベルト）、定着ニップ幅が増加している。
【００７８】
高速化は、低温環境（１０℃）において、上記記録材の搬送スピードを１０５ｍｍ／ｓｅｃから上げていき、１．４ｍｇ／ｃｍ2の未定着トナーベタ画像を１０５ｇ／ｍ2紙に定着させ、定着性能が良好な上限の搬送スピードを求めた。定着性能は、紙を折り曲げて軽く擦り、定着画像の折り曲げ部でトナーが剥ぎ取られる幅が１ｍｍまでを良好とし、１ｍｍを超えるとＮＧとして評価した。表１において、Ａベルトは定着ニップ幅４ｍｍで１２０ｍｍ／ｓｅｃまで定着性能は良好であり、それ以上のスピードではＮＧであった。Ｂベルトは定着ニップ幅６ｍｍで１１０ｍｍ／ｓｅｃまで定着性能は良好であった。Ｃベルトは定着ニップ幅８ｍｍで１４０ｍｍ／ｓｅｃまで定着性能は良好であった。従って、同一定着装置構成においては、本実施形態のＣベルトが最も高速化に適している。
【００７９】
Ｂベルトは、定着ニップ幅はＡベルトよりも広いが、ＳＵＳ材に比べて、ピュアＰＩ材は熱伝導率が非常に低いために、定着ベルト１表面までの熱抵抗が大きく、最も高速化に劣る結果となった。本実施の形態のＣベルトは定着ニップ幅が大きく、熱抵抗も小さいため、最も高速化に優れた結果となった。
【００８０】
高速化に関して、加圧力を調整して、定着ニップ幅を同一とした場合を表２に示す。表２においては、ＳＵＳ材は熱伝導率が非常に高いため、熱抵抗がＡベルト≒Ｃベルトとなり、ＡベルトとＣベルトで同等の１３０ｍｍ／ｓｅｃまで定着性能は良好であった。しかし、Ａベルトにおいては、定着ニップ幅を大きくするために加圧力を増大させる必要があるため、耐久性が表１に比べて低下し、７万枚で破断してしまった。
【００８１】
ウォームアップ時間は、表１において、定着ベルト１の表面温度が室温（２３℃）から、ヒータ５（８００Ｗ）及びヒータ６（２００Ｗ）をＯＮすると同時に、定着ベルトを搬送スピード１０５ｍｍ／ｓｅｃで回転させ、定着ベルト１の表面温度が１９０℃に上昇するまでの時間を示している。加熱ローラ３から定着ベルト１表面までの熱抵抗が最も大きいＢベルトで最も長い。ＡベルトはＣベルトよりも熱抵抗が若干大きいが、ＳＵＳ材の熱伝導率が非常に高いので、熱抵抗が略Ａベルト≒Ｃベルトとなり、定着ニップ幅が最も小さいＡベルトは、加圧ローラ４に定着ベルト１の熱が奪われる量が小さいので、最も短くなる。但し、この場合には、Ａベルトの加圧ローラ４の温度が低く、Ｃベルトの加圧ローラ４の温度が高いために、定着ベルト１の表面温度が１９０℃に到達した時点でプリントを開始すると、Ｃベルトの方が定着性能は良い結果となる。
【００８２】
又、表２のウォームアップ時間は、定着ベルト１の表面温度が室温（２３℃）から、ヒータ５（８００Ｗ）及びヒータ６（２００Ｗ）をＯＮすると同時に、定着ベルト１を搬送スピード１０５ｍｍ／ｓｅｃで回転させ、定着ベルト１の表面温度が１９０℃に上昇するまでの時間を示している。表２のウォームアップ時間は、熱抵抗が略Ａベルト≒Ｃベルトで、定着ニップ幅が同等なので、ＡベルトとＣベルトで同等のウォームアップ時間となった。
【００８３】
巻き癖に関しては、表１の加圧力を同一とした装置構成において、１００枚通紙後、電源ＯＦＦで１日放置後、プリントを行って確認した。従来のＡベルト及びＢベルトは、プリント初期異音が発生し、定着ムラもプリント初期３枚で発生していた。本実施の形態のＣベルトは、プリント初期の異音もなく、定着ムラもプリント初期１枚から発生しなかった。
【００８４】
又、コストに関しては、構成を簡略化したＣベルトは、材料費、加工費共に削減できるため、本実施の形態のＣベルトが最も低コストとなる。
【００８５】
従って、表１及び表２の評価の各項目において、優劣を○、△、×で示したところ、本実施の形態の図１で示す定着ベルト１が各項目ともに○となり、本実施の形態の図１で説明した定着ベルト１によって、高耐久、高画質、省エネルギー、高速化、高定着性能、低コストを満足できる無端状定着ベルト及び前記定着ベルトを用いた定着装置を提供することができた。
【００８６】
本実施の形態の図１で示す定着ベルト１において、定着ベルト１のベース層の耐熱弾性層２１が絶縁性の場合、定着ベルト１が加圧ローラ４や記録材Ｐ又はトナーＴとの摺擦によって、定着ベルト表面に電荷が蓄積され（チャージアップされ）、トナーＴが定着ベルト１に静電的に付着し、定着ベルト１の１周後に、定着ベルト１に付着したトナーＴが記録材Ｐに再付着して、記録材Ｐを汚してしまう静電オフセットという問題が発生した。
【００８７】
そこで、定着ベルト１のベース層の耐熱弾性層２１を導電性とすることにより、定着ベルト１が加圧ローラ４や記録材Ｐ又はトナーＴとの摺擦によって発生する定着ベルト１表面の局部的、又は全域でのチャージアップを防止し、トナーＴが定着ベルト１に静電的に付着する静電オフセットを防止することができる。更に、定着ベルト１の導電化したベース層の耐熱弾性層２１をフロートとしても静電オフセット防止効果を得ることができるが、導電化したベース層の耐熱弾性層２１を接地（アース）、又はトナーの極性と逆極性となるようにダイオード（不図示）を介して接地（アース）すると、より好適に静電オフセットを防止することができる。
【００８８】
本実施の形態の図１で示す定着ベルト１において、ベース層としての耐熱弾性層２１の硬度がＨｓ３０（ＪＩＳ−Ａ）未満の場合には、定着ベルト１が伸びて、トップ層の耐熱離型性樹脂層２２を塑性変形させてしまうので、ベース層としての耐熱弾性層の硬度は、Ｈｓ３０（ＪＩＳ−Ａ）以上が好適である。
【００８９】
本実施の形態の図１で示す定着ベルト１において、ベース層としての耐熱弾性層２１の厚みが２００μｍ未満の場合には、上記と同様に定着ベルト１が伸びて、トップ層の耐熱離型性樹脂層２２を塑性変形させてしまうので、ベース層としての耐熱弾性層の厚みは、２００μｍ以上が好適である。又、トナー面を均一に溶融して平滑化し、高光沢に仕上げる効果や、トナー潰れによる解像度低下を防止する効果は、耐熱弾性層の厚みが２００μｍ未満の場合には、前記効果が小さく、画像に光沢ムラや、トナー潰れによる解像度低下が発生するため、前記効果が大きい２００μｍ以上が好適である。
【００９０】
本実施の形態の図１で示す定着ベルト１において、トップ層の耐熱離型性樹脂層２２の厚みが１０μｍ未満の場合には、上記と同様に定着ベルト１が伸びて、トップ層の耐熱離型性樹脂層２２を塑性変形させてしまうので、トップ層としての耐熱離型性樹脂層２２の厚みは、１０μｍ以上が好適である。又、定着ニップＮを記録材Ｐが通過する際、記録材Ｐの両端部（紙コバ）によって、トップ層の耐熱離型性樹脂層２２を摺擦により削ってしまい、耐熱弾性層が露出し、その露出部にトナーが付着する問題が発生するため、耐久性からも、トップ層の耐熱離型性樹脂層２２の厚みは１０μｍ以上が好適である。但し、厚みが大き過ぎると、定着ベルト１の熱抵抗が大きくなってしまうので、１００μｍ以下とするの良い。
【００９１】
本実施の形態の図１で示す定着ベルト１において、ベース層としての耐熱弾性層２１の熱伝導率が高いほど定着ベルト１の熱抵抗が小さいため、ウォームアップ時間の短縮や省エネルギー化に、より好適である。よって、耐熱弾性層２１の熱伝導率は、０．４［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上が好適である。耐熱弾性層２１の熱伝導率が０．４［Ｗ／ｍ・Ｋ］未満の場合には、ウォームアップ時間短縮や省エネルギー化への効果が小さく、又、定着ベルト１表面温度を所定の温度に維持するために、加熱ローラ３の温度を非常に高温にする必要が生じ、定着装置構成部材を高耐熱化する必要があり、熱劣化による耐久性の低下やコストアップが発生してしまう。
【００９２】
定着ベルト１のベース層として本実施の形態においては、フッ素ゴムを用いた例で説明したが、フッ素ゴムに限定されるものではなく、他のシリコーンゴム等の耐熱弾性層２１を用いても良い。但し、ベース層としての耐熱弾性層２１は、加熱ローラ３による熱的劣化（硬度低下等）が発生するため、シリコーンゴムと比較すると、耐熱温度の高いフッ素ゴムを用いるのが、より好適である。又、耐熱弾性層２１の厚みや硬度は、上述した条件を満たせば、定着装置構成や画像形成装置構成に応じて任意に設定しても本発明の効果は同等である。
【００９３】
本実施の形態では、フルカラー画像形成装置の定着装置に関して述べたが、これは画像特性に要求されるレベルが高いフルカラー画像形成装置に本発明を適用すると効果が大きいためであるが、モノカラー画像形成装置（例えば白黒画像形成装置）の定着装置に適用しても同等の効果を発揮することができる。
【００９４】
本実施の形態では、トップ層にＰＦＡチューブを被覆した定着ベルトに関して述べたが、表層の耐熱離型性樹脂層として、ＦＥＰコート等、他の耐熱離型性樹脂としても効果は同等である。
【００９５】
＜実施の形態２＞
図４及び図５により本発明に係る実施の形態２について説明する。
【００９６】
実施の形態１は、図１で示すように、定着ベルト１のベース層としての耐熱弾性層２１上に、トップ層としての耐熱離型性樹脂層２２を被覆した単層耐熱弾性層の構成に関して述べた。
【００９７】
本実施の形態は、図４で示すように、定着ベルト１のベース層としての耐熱弾性層２１上に、耐熱弾性中間層２３を設け、更にトップ層としての耐熱離型性樹脂層２２を被覆した複層耐熱弾性層の構成に関して説明する。
【００９８】
図４で示すように、耐熱弾性層を複層化し、各層を機能分離することによって、更に高画質化（高解像度化）を向上させた定着ベルトを提供することができる。
【００９９】
本実施の形態においては、図４で示すように、ベース層の耐熱弾性層２１としてフッ素ゴム（Ｈｓ５０／ＪＩＳ−Ａ）２５０μｍ上に、耐熱弾性中間層２３としてのシリコーンゴム（Ｈｓ２０度／ＪＩＳ−Ａ）２５０μｍを設け、更にトップ層の耐熱離型性樹脂層２２としてのＰＦＡチューブ３０μｍを被覆した定着ベルト１を用いた。
【０１００】
この複層耐熱弾性層を用いた定着ベルト１は、ベース層の耐熱弾性層がフッ素ゴムで高耐熱性・高硬度であり、トップ層側の耐熱弾性中間層がシリコーンゴムで低耐熱性・低硬度である。
【０１０１】
これは、トップ側の耐熱弾性中間層２３を低硬度のシリコーンゴムとすることで、実施の形態１で用いた図１の定着ベルト１と比較して、記録材及びトナー画像の凹凸に対する追従性が向上するため、トナー画像表面の平滑化作用効果が大きく、ＯＨＰにおける透光色再現性を向上させ、高光沢な画像及び透光色再現性に優れたＯＨＴ画像を得ることができ、更にトナー潰れによる画像の解像度低下に対する防止効果を向上させることができるので、高品質画像を得ることができる。
【０１０２】
耐熱弾性中間層２３として、低硬度・高耐熱性が望ましいが、一般的に、低硬度の弾性層は、低耐熱性となってしまう欠点を持つ。
【０１０３】
又、ベース層に高硬度のフッ素ゴムを用いているので、定着ベルト１の伸びを防止する効果は、実施の形態１で用いた図１の定着ベルトとほぼ同等であり、強度及び耐久性に関してもほぼ同等である。
【０１０４】
更に、図５で示すように比較例として、本実施の形態において弾性中間層２３で用いたシリコーンゴム（Ｈｓ２０／ＪＩＳ−Ａ）５００μｍをベース層として用い、そのトップ層に耐熱離型性樹脂層２２のＰＦＡチューブ３０μｍを被覆した定着ベルト１と比較すると、本実施の形態の図４の定着ベルト１に対して、トナー画像表面平滑化効果や画像の解像度低下防止効果は同等である。
【０１０５】
しかしながら、図５の比較例の定着ベルト１において、シリコーンゴムは、フッ素ゴムと比較して低耐熱性のため、加熱ローラ３による熱的劣化によって、シリコーンゴムの硬度低下による破断や硬度上昇による画像劣化（解像度低下等）が発生してしまう。
【０１０６】
実際に、実施の形態１と同様の耐久性の試験を行ったところ、本実施の形態の図４で示す定着ベルトは１５万枚の通紙耐久でも破断しなかった。しかしながら、比較例の図５で示す定着ベルト１は、シリコーンゴムが熱的劣化によって硬度が低下し、５万枚で破断してしまった。又、比較例の図５で示す定着ベルト１は、耐久途中の３万枚で定着ベルト１表面を観察したところ、低硬度のシリコーンゴムによって、トップ層の耐熱離型性樹脂層２２のＰＦＡチューブが塑性変形し、ＰＦＡチューブが伸びてしまい、ＰＦＡチューブにシワが発生してしまっていた。一方、本実施の形態の図４で示す定着ベルト１は、１５万枚耐久後においても、ＰＦＡチューブにシワの発生はなかった。
【０１０７】
本実施の形態の図４の定着ベルト１においては、加熱ローラ３からの熱的作用がベース層の耐熱弾性層２１の高耐熱性であるフッ素ゴムによってブロックされて緩和されるため、耐熱弾性中間層２３のシリコーンゴムの熱的劣化が小さくなるために、弾性中間層２３が低耐熱性・低硬度であっても硬度変化が小さく、熱的劣化を最小限に小さくすることが可能である。
【０１０８】
従って、本実施の形態の図４の定着ベルト１は、ベース層の耐熱弾性層２１を耐熱弾性中間層２３と比較して、高硬度とすることによって定着ベルト１の強度を向上させ、高耐熱性とすることによって弾性中間層２３の熱的劣化を防止することがきるので、定着ベルト１の耐久性を向上させることができる。そして、耐熱弾性中間層２３をベース層の耐熱弾性層２１と比較して、低硬度とすることによって、画質を向上させることができる。このように、ベース層の耐熱弾性層２１に高耐久化、耐熱弾性中間層２３に高画質化の機能を持たせるように、複層弾性層の各弾性層に各機能を持たせるように機能分離を行うことによって、実施の形態１の定着ベルト１に比べて、高強度・高耐久性を維持したまま、高画質を更に向上させる無端状定着ベルト及び前記定着ベルトを用いた定着装置を提供することができる
本実施の形態の図４で示す定着ベルト１において、実施の形態１と同様に、定着ベルト１のベース層の耐熱弾性層２１が絶縁性の場合、定着ベルト１が加圧ローラ４や記録材Ｐ又はトナーＴとの摺擦によって、定着ベルト表面に電荷が蓄積され（チャージアップされ）、トナーＴが定着ベルト１に静電的に付着し、定着ベルト１の１周後に、定着ベルト１に付着したトナーＴが記録材Ｐに再付着して、記録材Ｐを汚してしまう静電オフセットという問題が発生した。
【０１０９】
そこで、定着ベルト１のベース層の耐熱弾性層２１を導電性とすることにより、定着ベルト１が加圧ローラ４や記録材Ｐ又はトナーＴとの摺擦によって発生する定着ベルト１表面の局部的又は全域でのチャージアップを防止し、トナーＴが定着ベルト１に静電的に付着する静電オフセットを防止することができる。更に、定着ベルト１の導電化したベース層の耐熱弾性層２１をフロートとしても静電オフセット防止効果を得ることができるが、導電化したベース層の耐熱弾性層２１を接地（アース）、又はトナーの極性と逆極性となるようにダイオード（不図示）を介して接地（アース）すると、より好適に静電オフセットを防止することができる。
【０１１０】
本実施の形態の図４で示す定着ベルト１において、実施の形態１と同様に、ベース層としての耐熱弾性層２１の硬度がＨｓ３０（ＪＩＳ−Ａ）未満の場合には、定着ベルト１が伸びて、トップ層の耐熱離型性樹脂層２２を塑性変形させてしまうので、ベース層としての耐熱弾性層の硬度は、Ｈｓ３０（ＪＩＳ−Ａ）以上が好適である。
【０１１１】
本実施の形態の図４で示す定着ベルト１において、ベース層としての耐熱弾性層２１と耐熱弾性中間層２３の厚みの合計が２００μｍ未満の場合には、上記と同様に定着ベルト１が伸びて、トップ層の耐熱離型性樹脂層２２を塑性変形させてしまうので、ベース層としての耐熱弾性層２１と耐熱弾性中間層２３の厚みの合計は、２００μｍ以上が好適である。
【０１１２】
又、トナー面を均一に溶融して平滑化し、高光沢に仕上げる効果や、トナー潰れによる解像度低下を防止する効果は、ベース層としての耐熱弾性層２１と耐熱弾性中間層２３の合計の厚みが２００μｍ未満の場合には、前記効果が小さく、画像に光沢ムラやトナー潰れによる解像度低下が発生するため、前記効果の大きいベース層としての耐熱弾性層２１と耐熱弾性中間層２３との合計の厚みを２００μｍ以上とするのが好適である。
【０１１３】
本実施の形態の図４で示す定着ベルト１において、トップ層の耐熱離型性樹脂層２２の厚みが１０μｍ未満の場合には、上記と同様に定着ベルト１が伸びてトップ層の耐熱離型性樹脂層２２を塑性変形させてしまうので、トップ層としての耐熱離型性樹脂層２２の厚みは、１０μｍ以上が好適である。又、定着ニップＮを記録材が通過する際、記録材の両端部（紙コバ）によって、トップ層の耐熱離型性樹脂層２２を摺擦により削ってしまい、耐熱弾性中間層が露出し、その露出部にトナーが付着する問題が発生するため、耐久性からも、トップ層の耐熱離型性樹脂層２２の厚みは、１０μｍ以上が好適である。但し、厚みが大き過ぎると、熱抵抗が大きくなってしまうので、１００μｍ以下とするの良い。
【０１１４】
本実施の形態の図４で示す定着ベルト１において、ベース層としての耐熱弾性層２１と耐熱弾性中間層２３の熱伝導率が高いほど定着ベルト１の熱抵抗が小さいため、ウォームアップ時間の短縮や省エネルギー化に、より好適である。よって、ベース層としての耐熱弾性層２１と耐熱弾性中間層の熱伝導率は、０．４［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上が好適である。ベース層としての耐熱弾性層２１と耐熱弾性中間層２３の熱伝導率が０．４［Ｗ／ｍ・Ｋ］未満の場合には、ウォームアップ時間短縮や省エネルギー化への効果が小さく、又、定着ベルト１表面温度を所定の温度に維持するために、加熱ローラ３温度を非常に高温にする必要が生じるため、定着装置構成部材を高耐熱化する必要があり、熱劣化による耐久性の低下やコストアップが発生してしまう。
【０１１５】
本実施の形態では、定着ベルト１のベース層の耐熱弾性層２１としてフッ素ゴム、耐熱弾性中間層２３としてシリコーンゴムを用いた例で説明したが、前記のフッ素ゴムやシリコーンゴムに限定されるものではなく、
「ベース層としての耐熱弾性層２１の耐熱温度＞耐熱弾性中間層２３の耐熱温度」、
又は、
「ベース層としての耐熱弾性層２１の硬度＞前記耐熱弾性中間層２３の硬度」
である他のゴム材を用いても効果は同等である。前記２条件を各々満たしても効果があるが、前記２条件を同時に満たすゴム材を用いるのが、より好適である。又、ベース層としての耐熱弾性層２１や耐熱弾性中間層２３の厚みや硬度は、前記条件を満たせば、定着装置構成や画像形成装置構成に応じて任意に設定しても本発明の効果は同等である。
【０１１６】
本実施の形態では、フルカラー画像形成装置の定着装置に関して述べたが、これは画像特性に要求されるレベルが高いフルカラー画像形成装置に本発明を適用すると効果が大きいためであるが、モノカラー画像形成装置（例えば白黒画像形成装置）の定着装置に適用しても同等の効果を発揮することができる。
【０１１７】
本実施の形態では、トップ層にＰＦＡチューブを被覆した定着ベルトに関して述べたが、表層の耐熱離型性樹脂層として、ＦＥＰコート等、他の耐熱離型性樹脂としても効果は同等である。
【０１１８】
＜実施の形態３＞
図６〜図８により本発明に係る実施の形態３について説明する。
【０１１９】
実施の形態１及び実施の形態２において、無端状定着ベルト構成に関して述べたが、本実施の形態は、少なくとも２軸以上で前記定着ベルトを張架する多軸張架系の定着装置において、定着ベルトの左右への寄りを規制し、安定して走行回転する定着装置構成に関して説明する。
【０１２０】
定着装置１０１の構成における従来の定着ベルト１は、例えば図１のＺ部を見た場合、図６で示すように、ベース層２０としてのＳＵＳ等の金属材、又はＰＩ等の耐熱樹脂材の裏面端部に、リブ３０が定着ベルト１の周方向全域に接着配置され、リブ３０内側に加熱ローラ３の段差３１部が嵌合して定着ベルト１の寄りを規制し、定着ベルト１が安定して走行回転するような構成となっている。
【０１２１】
リブ３０は、幅１〜５ｍｍ程度、厚み１〜５ｍｍ程度の耐熱弾性材であり、加熱ローラ３の段差３１は、リブ３０の形状に応じて、適正な段差３１が配置される。リブ３０及び段差３１は、定着装置構成に応じて、寄りが適度に規制される範囲で任意に設定して良い。本実施の形態の従来例においては、リブ３０として、幅４ｍｍ、厚み２ｍｍの硬度Ｈｓ５０（ＪＩＳ−Ａ）のフッ素ゴム材を接着配置し、加熱ローラ３の段差３１の高さは、リブ３０と同様の２ｍｍとした。
【０１２２】
上述の従来の定着ベルト１においては、耐久によって、ベース層２０としての金属材や耐熱樹脂材と、リブ３０の接着強度が低下し、リブ３０が定着ベルト１から剥離してしまい、定着ベルト１が左右方向へ寄ってしまい、定着装置の別部材と接触して、定着ベルト１が破損する問題が発生した。又、ベース層２０と別部材を接着するので、製造コストも高いという欠点があった。
【０１２３】
そこで、本実施の形態は、図７で示すように、実施の形態１で述べたベース層として耐熱弾性層２１を用いた構成において、従来例のリブ３０をベース層の耐熱弾性層２１と一体成形する構成に関して説明する。この構成は、従来例のリブ３０とベース層２０との接着を削除することができるので、従来問題となっていた耐久によるベース層２０とリブ３０との接着強度の低下によるベース層２０とリブ３０との剥離問題の発生がなく、高耐久の定着ベルトを提供することができる。又、ベース層２０とリブ３０との接着工程がないので、低コストの定着ベルトを提供することができる。
【０１２４】
実際に、実施の形態１と同様の耐久テストを行った結果、図６の従来例の定着ベルト１は、２０万枚でベース層２０とリブ３０の接着部が剥離し、定着ベルト１が左右に寄ってしまい、定着ベルト１が破損してしまったが、図７の本実施の形態の定着ベルト１は、２０万枚でもベース層としての耐熱弾性層２１のリブ部の破損もなく、定着ベルト１に左右の寄りが発生することもなく、安定した走行回転を維持していた。又、製造コストにおいても、従来例のリブ部３０の接着工程を省くことができるとともに、接着工程での不良率の発生もなくなるので、大幅に低コストの定着ベルト１を提供することができた。
【０１２５】
又、本実施の形態の他の形態例として、図８で示すように、実施の形態２で述べたベース層としての耐熱弾性層２１上に耐熱弾性中間層２３を配置した構成に本実施の形態を適用しても、耐久性及び低コスト化の効果は同様である。
【０１２６】
以上、本発明の実施の形態に関して説明したが、
１）実施の形態１〜実施の形態３における諸数値は、実施の形態の説明を簡略化するための一例であって、前記諸数値は装置の構成及び設定等に応じて定めることができる。
【０１２７】
２）本発明は、実施の形態１〜実施の形態３で説明した定着装置に限定されるものではなく他の形態のベルト定着装置にも適用することができる。他の形態のベルト定着装置例に関して、下記３）〜５）に説明する。
【０１２８】
３）本発明の実施の形態は、弾性ローラ２と加熱ローラ３の２軸に定着ベルトを張架する構成に関して述べたが、例えば図９の定着装置１０２に示すように、定着ベルト１を加圧ローラ４に巻き付けるように、補助ローラ４０を、弾性ローラ２の上流側に配置した３軸構成にも本発明を適用しても効果は同様である。この３軸構成は、定着ニップＮ幅を増加して、記録材Ｐ及びトナーＴの加熱時間を増加することで、定着性を向上させる利点を持つ。図９は、定着ニップＮにおいて回転方向の圧力を均等にするために、弾性ローラ２と補助ローラ４０との間に、押圧部材４１を配置する構成としてある。又、補助ローラ４０は、弾性ローラ２の下流側に配置しても良い。
【０１２９】
４）本発明の実施の形態において、加熱ローラを金属等の電磁誘導発熱性部材（例えばＮｉ）とし、前記加熱ローラ内部に、磁場発生手段としての励磁コイル、磁性コア等を配設して、渦電流を発生させることによるジュール熱によって、電磁誘導発熱性部材である加熱ローラを、電磁誘導発熱させる構成の電磁誘導加熱方式のベルト定着装置においても、本発明を適用しても効果は同様である。
【０１３０】
５）本発明の実施の形態において、定着ベルトの加熱部材は、図１で示す加熱ローラ３の代わりに、例えば、定着ベルト内側にセラミックス等を主成分とする薄板状の基板の一面に商用電源からの電力供給により発熱する抵抗発熱体が設けられ、更に抵抗発熱体上に保護層としてのガラス層を被覆した構成のセラミックヒータを配置し、前記セラミックヒータ表面を定着ベルトが摺擦回転する構成の面状加熱方式のベルト定着装置において、本発明を適用しても効果は同様である。
【０１３１】
６）本発明は、加圧体がローラ体に限らず、加圧ベルト等の他の形態による加圧体の定着装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る定着ベルト構成を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１〜実施の形態３に係る定着装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る従来例の定着ベルト構成を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る定着ベルト構成を示す模式的断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る比較例としての定着ベルト構成を示す模式的断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る従来例のベルト寄り防止構成を示す模式的断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係るベルト寄り防止構成を示す模式的断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る他の形態のベルト寄り防止構成を示す模式的断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１〜実施のの形態３に係る他の形態の定着装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１    定着ベルト
２    弾性ローラ
３    加熱ローラ
４    加圧ローラ
５    加熱ローラ内包ヒータ
６    加圧ローラ内包ヒータ
７，８  温度検知体（温度センサ）
２０  定着ベルトのベース層（金属材又は耐熱樹脂材）
２１  耐熱弾性層
２２  耐熱離型性樹脂層
２３  耐熱弾性中間層
３０  リブ
３１  加熱ローラ段差
４０  補助ローラ
４１  押圧部材
Ｎ    圧接ニップ（定着ニップ）部
Ｐ    記録材
Ｔ    トナー
【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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