(57)【要約】【課題】小熱容量の加熱体を利用して低エネルギー加熱を可能とした像加熱装置において、高耐久性の定着ベルト、および、高耐久性で信頼性の高い像加熱装置を提供する。【解決手段】本発明の定着ベルトは、少なくとも離型層と金属層とを有する定着ベルトであって、前記金属層の両端部の膜厚が中央部の膜厚に比べ厚いこと、特に前記中央部の膜厚が１０〜１００μｍであり、中央部と最も厚い両端部の膜厚差が２〜１００μｍであり、前記金属層が、直円筒形状の金属ベルトを形成する工程と、該直円筒形状金属ベルトの両端部に肉厚部を形成する工程により形成される事を特徴とする。【選択図】図１
2005031474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも離型層と、該離型層上に設けられた金属層と、を有する定着ベルトであって、
これらの層が、該ベルトの長手方向に直行する方向における一方の端部から中央部を経て他方の端部まで連続層を形成し、かつ該金属層の両端部の膜厚が中央部の膜厚よりも厚い事を特徴とする定着ベルト。
【請求項２】
前記中央部の膜厚が１０〜１００μｍであり、該中央部と、前記両端部の最も厚い部分の膜厚差が、２〜１００μｍである事を特徴とする請求項１に記載の定着ベルト。
【請求項３】
前記金属層と離型層との間に、少なくとも弾性層を有す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４】
前記弾性層がシリコーンゴム、フッ素ゴム及びフルオロシリコーンゴムからなる群から選択された少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の定着ベルト。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の定着ベルトの製造方法であって、直円筒形状の金属ベルトを形成する工程と、該金属ベルトの両端部に肉厚部を形成する工程と、を有する工程により前記金属層を形成することを特徴とする定着ベルトの製造方法。
【請求項６】
前記肉厚部を形成する工程が、めっき工程であることを特徴とする請求項５に記載の定着ベルトの製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする定着ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置・静電記録装置等の画像形成装置に用いられる定着ベルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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・フォーマット紙等）に転写方式或いは直接方式で形成担持させた目的の画像情報の未定着画像（トナー画像）を記録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、熱ローラ方式の装置が広く用いられていた。これはローラ内にハロゲンヒータ等の熱源を用いるものが一般的である。
【０００３】
一方、近年、加熱装置の加熱方式としては、低熱容量の金属ベルト或いは樹脂ベルト等をセラミックヒータにより加熱する方式が広く提案、実施されている。一般に、この加熱方式では加熱体となるセラミックヒータと、加圧部材となる加圧ローラとの間に、耐熱性の定着ベルトを挟ませてニップ部を形成させ、前記ニップ部を持つ定着ベルトと加圧ローラとの間に画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた記録材を導入して定着ベルトと一緒に狭持搬送させる事で、ニップ部においてセラミックヒータの熱を、定着ベルトを介して記録材に与え、この熱とニップ部の加圧力とで未定着トナー画像を記録材面に熱圧定着させる。
【０００４】
この定着方式では、定着ベルトとして低熱容量の部材を用いる事でオンデマンドタイプの装置を構成する事が出来る。すなわち、画像形成装置の画像形成実行時のみ、熱源となるセラミックヒータに通電して所定の定着温度に昇温させた状態にすれば良く、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（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい（省電力）等の利点が挙げられる。
【０００５】
図３にベルト加熱方式の像加熱定着装置の一構成例を示す。この加熱方式では一般に、加熱体としてのセラミックヒータ１２と加圧部材としての加圧ローラ３０との間に耐熱性ベルト（定着ベルト１０）を挟ませてニップ部を形成させ、前記ニップ部の定着ベルトと加圧ローラとの間に画像定着すべき未定着トナー画像ｔを形成担持させた記録材Ｐを導入してベルトと一緒に挟持搬送させることで、ニップ部においてセラミックヒータ１２の熱を、ベルト１０を介して記録材Ｐに与え、この熱とニップ部の加圧力とで未定着トナー画像を記録材Ｐに熱圧定着させる。
【０００６】
このようなベルト加熱方式に使用されるベルトとしては耐熱樹脂等が用いられ、特に耐熱性、強度に優れたポリイミド樹脂が用いられている。しかしながら、さらに機械を高速化、高耐久化した場合、樹脂フィルムでは強度が十分でなく、また、熱伝導率が小さいため高速化に十分、対応できない場合があった。このことから、強度に優れ、熱伝導率の高い金属、例えばＳＵＳ、ニッケル、銅、アルミニウム等を基層とするベルトを用いることが提案されている。
【０００７】
また、特許文献１では、金属層を有する定着ベルトを利用して、これを電磁誘導による渦電流で自己発熱させる誘導加熱方式も開示されている。すなわち、磁束によりベルト自身あるいはベルトに近接させた導電性部材に渦電流を発生させ、ジュール熱によって発熱させる加熱装置が提案されている。この電磁誘導加熱方式は、発熱域をより被加熱体に近くすることができるため、消費エネルギーの効率アップが達成できる。図４に構成例を示す。磁性コア１７ａ、１７ｂ及び１７ｃは高透磁率の部材であり、励磁コイル１８は励磁回路（不図示）から供給される交番電流（高周波電流）によって交番磁束を発生する。金属層を有する定着ベルト１０にこの交番磁束が作用することで渦電流が発生し、金属層が発熱する。その熱が定着ニップ部Ｎに通紙される記録材Ｐを加熱してトナー画像の加熱定着がなされる。
【０００８】
また、図５に図４の像加熱装置の磁場発生手段模型図を示す。図５の磁場発生手段は、磁性コア１７ａ、励磁回路２７に接続した給電部１８ａ及び１８ｂ並びに励磁コイル１８からなる。励磁コイル１８は励磁回路２７から給電部１８ａ及び１８ｂを通して供給される交番電流（高周波電流）によって交番磁束を発生する。
【０００９】
ベルト加熱方式の定着装置の定着ベルトの駆動方法としては、ベルト内面を案内するフィルムガイドと加圧ローラとで圧接されたフィルムを加圧ローラの回転駆動によって従動回転させる方法（加圧ローラ駆動方式）や、逆に駆動ローラとテンションローラによって張架された無端ベルト状のベルトの駆動によって加圧ローラを従動回転させる方法等がある。
【００１０】
また、誘導加熱方式における定着ベルトの駆動方法としても、定着ベルト内面を案内するガイドに圧接された加圧ローラの回転駆動によって定着ベルトを従動回転させる方法などが利用されている。
【００１１】
このような駆動方法が適用される装置に対して金属製の層を基体として用いた定着ベルトを用いる場合、定着ベルトの端部の耐久性が問題となる場合がある。室温状態から定着可能な状態にヒータ温度を昇温させるまでの待機時間を短縮する上で金属製基層の膜厚を薄くすると、定着ベルトの端部の耐久性が低下する場合がある。このような問題に対応する方法として、特許文献２では、金属スリーブ（定着ベルト）の両端部を保護する部材の構造について、また、特許文献３では金属スリーブの両端部を保護する部材の材料について提案されている。一方、定着ベルトの耐久性向上のために金属製基層の膜厚を厚くし、定着ベルト強度を向上させる方法がある。しかし、この方法を用いて室温状態からプリント動作を開始した場合、加熱定着可能な温度までヒータ温度を昇温させるための時間が長くなり、結果的に、待機時間が長くなってしまい、装置の設計仕様に合わない場合があった。
【００１２】
【特許文献１】特開平７−１１４２７６号公報
【特許文献２】特開２００２−３２３８２１号公報
【特許文献３】特開２００２−２４６１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
一般的に、フィルム加熱方式の加熱装置において、特に加熱部材として樹脂製定着フィルムよりも高熱伝導の金属を基層として形成される金属製のスリーブ（薄肉金属製定着フィルム）を用いた場合には、該金属製スリーブのスラスト方向への寄り移動を規制するために該金属製スリーブの端面を従来のフィルム加熱方式の加熱装置のように端部フランジの規制部材により受け止めさせる構成にする方法がある。しかし、この方法では金属製スリーブは平坦なヒータ面に密着されながら回転するため屈曲を繰り返しながら端面に寄った状態で回転することになり、端部規制用フランジとの摺擦により、金属製スリーブの端部は負荷を絶えず受けている状態になり、端部より亀裂が生じやすい場合があった。
【００１４】
図６に端部フランジと金属製ベルトの関係を示す。定着ベルト１０の内部にはベルトガイド部材１６が設けられ、これはフランジ部材１３によって固定されている。このため、定着ベルトが加圧ローラの回転に伴って従動回転しても、金属製スリーブのスラスト方向への寄り移動を規制することができる。図７はこのフランジ部材による定着ベルト規制部分を表した図である。図８に金属製スリーブの端部に生じた亀裂の状態を示す。これを防止するため例えば、金属製基層の膜厚を厚くすれば、金属製スリーブの強度は上がる。しかし、室温状態からプリント動作を開始した場合には、加熱定着可能な温度までのヒータ温度の加熱昇温の時間が長くなり、結果的に待機時間が長くなってしまう場合があった。そこで、薄い金属製基層を有する定着ベルトを用いた装置の耐久性を確保するために、特許文献２では、金属スリーブの両端部の保護する部材の構造について、また、特許文献３では金属スリーブの両端部の保護する部材の材料について提案されている。しかし、画像形成装置の高速印字化が進む中、まだ充分に対応できているとは言いがたい場合があった。
【００１５】
本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであり、加熱昇温時間の短縮を図ると共に、像加熱装置に用いられる定着ベルトに要求される端部強度の向上を図るために、両端部の膜厚が中央部の膜厚に比べ厚い金属層からなる基材を用いた定着ベルトおよびその製造方法を提供する事をその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題は、以下の本発明により達成される。
（１）少なくとも離型層と、該離型層上に設けられた金属層と、を有する定着ベルトであって、
これらの層が、該ベルトの長手方向に直行する方向における一方の端部から中央部を経て他方の端部まで連続層を形成し、かつ該金属層の両端部の膜厚が中央部の膜厚よりも厚い事を特徴とする定着ベルト。
（２）前記中央部の膜厚が１０〜１００μｍであり、該中央部と、前記両端部の最も厚い部分の膜厚差が、２〜１００μｍである事を特徴とする前記（１）に記載の定着ベルト。
（３）前記金属層と離型層との間に、少なくとも弾性層を有することを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の定着ベルト。
（４）前記弾性層がシリコーンゴム、フッ素ゴム及びフルオロシリコーンゴムからなる群から選択された少なくとも一種を含むことを特徴とする前記（１）〜（３）の何れかに記載の定着ベルト。
（５）前記（１）〜（４）の何れかに記載の定着ベルトの製造方法であって、直円筒形状の金属ベルトを形成する工程と、該金属ベルトの両端部に肉厚部を形成する工程と、を有する工程により前記金属層を形成することを特徴とする定着ベルトの製造方法。
（６）前記肉厚部を形成する工程が、めっき工程であることを特徴とする前記（５）に記載に定着ベルトの製造方法。
（７）前記（５）又は（６）記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする定着ベルト。
両端部、中央部の金属層の膜厚はそれぞれベルトを軸方向に２分し、軸方向における膜厚をハイデンハイン測定器で１０ｍｍ間隔で測定する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の定着ベルトは、金属層の両端部の膜厚が中央部の膜厚に比べ厚い定着ベルトを用いる事により、断続的な加熱駆動時において充分な端部強度を確保できる。更にこれにより、耐熱耐久性も良好に満足する高品質な定着ベルトを提供する事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の定着ベルトは、少なくとも金属層と離型層を有し、前記金属層の両端部の膜厚が中央部の膜厚に比べ厚いこと、特に前記中央部の膜厚が１０〜１００μｍであり、中央部と最も厚い両端部の膜厚差が２〜１００μｍであり、前記金属層が、直円筒形状の金属ベルトを形成する工程と、該直円筒形状金属ベルトの両端部に肉厚部を形成する工程により形成される事を特徴とする。これにより、像加熱装置に用いられる定着ベルトとしての充分な端部強度を確保しつつ、耐熱耐久性も満足する事が出来る。
【００１９】
（１）定着ベルト
次に本発明の定着ベルトについて説明する。
【００２０】
図１は、本発明例における定着ベルトの層構成模型図の一例である。本発明の定着ベルト１０は、両端部の膜厚が中央部の膜厚に比べ厚い金属層１と、その外面に積層した弾性層２と、更に、その外面に積層した離型層３と、金属層１の内面に積層した摺動層４との複合構造を有する。定着ベルト１０において、摺動層４が内面側（ベルトガイド面側）であり、離型層３が外面側（加圧ローラ面側）である。金属層１と弾性層２との間、弾性層２と離型層３との間、或いは金属層１と摺動層４との間には、接着のためにプライマー層（不図示）を設けても良い。プライマー層はシリコーン系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の公知の物を使用すればよく、その厚さは、通常、１〜１０μｍ程度である。
【００２１】
また、特に被記録材上のトナーのり量が少なく、トナー層の凹凸が比較的小さいモノクロ画像の加熱定着用の場合は、金属層１上に弾性層２を形成せず、金属層１上に離型層３を直接形成してもよく、図１の弾性層２を省略した構造とする事も出来る。
【００２２】
本発明の定着ベルト１０は、主にセラミックヒータを熱源としたベルト加熱方式に用いられるが、この定着ベルト１０を電磁誘導加熱方式に用いてもよく、その場合には、ニッケル等の磁性体からなる金属層１が電磁誘導発熱性を示す発熱層として機能する。金属層１に交番磁束が作用する事で金属層１に渦電流が発生し、金属層１が発熱する。その熱が弾性層２及び離型層３を介して定着ベルト１０を加熱し、定着ニップ部Ｎに通紙される記録材Ｐを加熱して、トナー画像の加熱定着がなされる。
【００２３】
ａ．金属層１
本発明の場合、金属層は、ステンレス材を塑性変形させて形成したもの、また、ステンレス鋼等の円筒形状の母型外面に電鋳プロセスにより析出・形成させたもののどちらにでも応用可能である。また、前記プロセス以外でも、長手方向において横断面が同一円形である、直円筒形状の金属製ベルトに関して応用可能である。
【００２４】
ニッケル電鋳ベルトの場合、例えばステンレス鋼製などの母型を陰極として、スルファミン酸ニッケルが３００〜４５０ｇ／ｌ、塩化ニッケルが０〜３０ｇ／ｌ、およびホウ酸が３０〜４５ｇ／ｌ、そして適量なｐＨ調整剤、ピット防止剤、光沢剤などの添加剤を加えたニッケル電解液から電解浴温度、陰極電流密度などを制御することによって、所望の特性を有したニッケル又はニッケル合金からなるニッケル電鋳ベルトが得られる。ニッケル合金としては、ニッケル−鉄、ニッケル−コバルト、ニッケル−マンガン、ニッケル−モリブデンあるいはニッケル−タングステン等を用いることが好ましい。
【００２５】
次に金属層の両端部の膜厚を中央部の膜厚に比べて厚くし、強度を高くする方法について述べる。
ベルト端部を部分的に厚くする方法に関しては、一般的なめっき手法をベルト端部について部分的に行うことで可能である。めっき手法としては、電気めっき、無電解めっきなどがあげられるが、なかでもＳＩＦＣＯ社のセレクトロンプロセスは、任意の部分に、任意の膜厚を任意の材質で形成することが可能であり望ましい。セレクトロンプロセスの概念図を図９に示す。
【００２６】
一例をあげると、上記の様にステンレス鋼の母型外面に、ニッケル電鋳ベルトを形成した後、ベルトを母型に付けた状態で、母型をセレクトロンプロセスのターニングヘッド５０に取り付け、母型を回転させながら、厚くしたい部分を脱脂（エレクトロクリーニング  室温、８ｒｐｍ、電圧１０Ｖ）・活性化（アクチベータ＃１  室温、８ｒｐｍ、電圧１０Ｖ）・ボンド工程（ニッケルスペシャル  室温、１１ｒｐｍ、電圧１０Ｖ）で処理する。次に、エアロニッケル液をポンプ５２によってカーボン電極５３よりホワイトタフラップ５４を通して流しながら、電源５１によってこれに通電してめっき付加部５を電析させ、部分的に金属層の膜厚を厚く（肉厚部を形成する）することが出来る（６５℃、１５ｒｐｍ、電圧〜１５Ｖ）。図１０には、図９のセレクトロンプロセスの電極部付近の拡大図を示す。また、図１はこのようにして金属層両端部の肉厚が一定となるように製造した定着ベルトの概略図を表す。
【００２７】
また、両端部において金属層（めっき付加部）の膜厚を変化させる場合には、カーボン電極の接触面をめっき付加部と逆の形、すなわち図２の場合、めっき端部に近づくにつれて、金属層１との距離が小さくなるようなカーボン電極とすることで行なうことができる。
【００２８】
上記のように図１及び２に示した定着ベルトは、金属層１の端部の層厚をめっき付加部５を設けて中央部（めっきが付加されていない部分）よりも層厚を厚くした構成を有し、中央部が記録材に押圧される部分となっている。めっき付加部５は定着ベルト端部から中央部に向かって連続層として設けられていることが好ましく、図１及び２のように中央部に対する層厚差が最大となる部分が少なくとも定着ベルト端部に設けられていることがより好ましい。
【００２９】
そして、金属層がステンレスを塑性変形させて作成した直円筒形状の金属ベルトの場合も、同様にセレクトロンプロセスにより膜厚を厚くすることが可能である。ステンレスベルトに芯金を挿入後、これをニッケル電鋳ベルトと同様の方法で、ターニングヘッドに固定後、芯金を回転させながら脱脂・活性化・ボンド工程を施し、その後エアロニッケル液をカーボン電極から流しながら通電し、ニッケル膜を析出させることで膜厚を増加させることができる。
【００３０】
また、ニッケル電鋳ベルトの場合、両端部のめっきを付けて厚くしたい部分を、脱脂・活性化した後、無電解ニッケルめっき液に浸漬し、無電解ニッケルを析出させることで部分的に膜厚を厚くすることも出来る。また、無電解ニッケルの場合、付加する膜はベルトの内面のみ、外面のみまたはその両側の部分に成形することが可能である。無電解ニッケルめっき液の場合、その付加する膜厚は、主にめっき液に浸漬する時間、液温、ｐＨ等によりコントロールされる。
【００３１】
前記金属層１において、中央部では膜厚が１０〜１００μｍから選択され、中央部と両端部の最も厚い部分との膜厚差は２〜１００μｍであることが好ましく、１０〜３０μｍであることがより好ましい。金属層の両端部と中央部の間にこれらの範囲の膜厚差を設けるためには、セレクトロンプロセスの場合、エアロニッケル液で１〜３０分処理することが好ましく、３〜１０分で処理することがより好ましい。また、液温は５０℃〜７０℃であることが好ましく、６０〜６５℃であることがより好ましい。ｐＨは、３〜５であることが好ましい。
【００３２】
中央部の膜厚が１０μｍ以上であると、金属定着ベルト部材としての充分な強度を確保でき、像加熱装置に用いられる定着ベルトとしての耐久性も十分となる。また、中央部の膜厚が１００μｍ以下であると、定着時のニップ変形が十分に取れ、定着性に問題が生じない。
【００３３】
更に、中央部の膜厚と最も厚い両端部の膜厚との差が２μｍ以上のとき、目的とする端部強度が充分に得られ、逆に膜厚差が１００μｍ以下になると、加圧ローラとの圧接力の低下や空隙が生じず、定着ベルトに撓みが生じないため、定着性が低下しない。
【００３４】
また、めっきにより膜厚を厚くする部分（両端部）については、特に限定されないが、一般的には通紙の際に記録材と接触する部分の外側とすることが好ましい。Ａ４サイズ用の定着ベルトの場合、Ａ４用紙の長手方向の長さである２１０ｍｍより外側にめっきを施し、膜厚を厚くすることが望ましい。定着ベルトの軸方向長さに対するめっき付加部（両端部）５の軸方向長さの合計割合は１０〜３０％が好ましく、１５〜２０％がより好ましい。めっき付加部の幅をこれらの範囲内にすることによって、本発明の効果をより顕著にすることができる。
【００３５】
電磁誘導加熱方式の場合、金属層１の中央部の厚みは、次式で表される表皮深さよりも厚く１０μｍ以上にする事が好ましい。また、２００μｍ以下が好ましく、１００μｍ以下がより好ましく、５０μｍ以下が更に好ましい。表皮深さσ［ｍ］は、励磁回路の周波数ｆ［Ｈｚ］と透磁率μと固有抵抗ρ［Ωｍ］で
【００３６】
【数１】
2005031474.tif 000003
【００３７】
と表される。これは電磁誘導で使われる電磁波の吸収の深さを示しており、これより深い所では電磁波の強度は１／ｅ以下になっており、逆に言うと殆どのエネルギーはこの深さまで吸収されている。金属層１があまりに薄いと、殆どの電磁エネルギーが吸収しきれなくなり効率が悪くなってくる事がある。また、金属層１があまりに厚いと、剛性が高くなり、屈曲性が悪くなって回転体として使用し難くなる事がある。また、セラミックヒータを使用するベルト加熱方式に金属層を有する定着ベルトを用いる場合、金属層の厚みを上記範囲内とすることによって、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させることができる。
【００３８】
ｂ．弾性層２
弾性層２は設けても設けなくてもよい。弾性層２を設ける事により、ニップ部において被加熱像を覆って熱の伝達を確実にするとともに、金属層１の復元力を補って回転・屈曲による疲労を緩和する事が出来る。また、弾性層２を付与する事により、定着ベルト離型層表面と記録材上の未定着トナー像の凹凸との密着性が増し、効率よくトナー画像へ熱伝達を行なうことが可能になる。弾性層２を設けた定着ベルトは、特に、未定着トナーのり量が多いカラー画像の加熱定着に適している。
【００３９】
弾性層２の材質としては、特に限定されず、耐熱性が良く、熱伝導率の良い物を選べばよい。弾性層２としては、シリコーンゴム、フッ素ゴム及びフルオロシリコーンゴムからなる群から選択された少なくとも一種を含むことが好ましく、特にシリコーンゴムが好ましい。
【００４０】
弾性層２に使用される前記シリコーンゴムとしては、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルトリフルオロプロピルシロキサン、ポリメチルビニルシロキサン、ポリトリフルオロプロピルビニルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリフェニルビニルシロキサン、これらポリシロキサンの共重合体等を例示する事が出来る。
【００４１】
なお、必要に応じて、弾性層２には乾式シリカ、湿式シリカ等の補強性充填剤、炭酸カルシウム、石英粉、珪酸ジルコニウム、クレー（珪酸アルミニウム）、タルク（含水珪酸マグネシウム）、アルミナ（酸化アルミニウム）、ベンガラ（酸化鉄）等を含有させてもよい。
【００４２】
弾性層２の厚みは、良好な定着画像品質が得られるので、１０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上がより好ましい。また、１０００μｍ以下が好ましく、５００μｍ以下がより好ましい。カラー画像を印刷する場合、特に写真画像等では被記録材Ｐ上で大きな面積に渡ってベタ画像が形成される。この場合、定着ベルトの加熱面（離型層３）が、記録材の凹凸あるいはトナー層の凹凸の形状に変形できないと加熱ムラが発生し、伝熱量が多い部分と少ない部分とで画像に光沢ムラが発生する。つまり、伝熱量が多い部分は光沢度が高くなり、伝熱量が少ない部分では光沢度が低くなる。ここで、弾性層２があまりに薄いと、定着ベルトが被記録材あるいはトナー層の凹凸形状に変形することができず、画像光沢ムラが発生してしまうことがある。また、弾性層２があまりに厚いと、弾性層の熱抵抗が大きくなり、クイックスタートを実現することが難しくなることがある。
【００４３】
弾性層２の硬度（ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１（ＪＩＳ−Ａ））は、画像光沢ムラの発生が十分抑制され、良好な定着画像品質が得られるので、６０°以下が好ましく、４５°以下がより好ましい。
【００４４】
弾性層２の熱伝導率λは、２．５×１０-1［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上が好ましく、３．３×１０-1［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上がより好ましい。また、８．４×１０-1［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下が好ましく、６．３×１０-1［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下がより好ましい。熱伝導率λがあまりに小さい場合には熱抵抗が大きくなり、定着フィルムの表層（離型層３）における温度上昇が遅くなる事がある。熱伝導率λがあまりに大きい場合には、硬度が高くなったり、圧縮永久歪みが悪化したりする事がある。この様な弾性層２は公知の方法、例えば、液状のシリコーンゴム等の材料をブレードコート法等の手段によって金属層１上にコートし加熱硬化する方法、液状のシリコーンゴムとの材料を成形型に注入し加硫硬化する方法、押出成形後に加硫硬化する方法、射出成形後に加硫硬化する方法等で形成すればよい。
【００４５】
ｃ．離型層３
本発明の定着ベルトは、離型層３を有することによって、記録材と定着ベルトとの離型性を向上させることができる。離型層３の材料としては特に限定されず、離型性、耐熱性の良い物を選べばよい。離型層３としては、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（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体）等のフッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムが好ましく、特にＰＦＡが好ましい。なお、必要に応じて、離型層３にはカーボン、酸化すず等の導電剤等を離型層の１０質量％以下で含有させてもよい。
【００４６】
離型層３の厚さは１μｍ以上が好ましい。また、１００μｍ以下が好ましい。離型層３があまりに薄いと、塗膜の塗りムラで離型性の悪い部分ができたり、耐久性が不足したりする事がある。また離型層３があまりに厚いと、熱伝導が悪化する事があり、特に樹脂系の離型層の場合は硬度が高くなって、良好な熱伝達性や回転・屈曲による疲労の緩和性などの弾性層２の効果を相殺してしまうことがある。
【００４７】
この様な離型層３は公知の方法、例えば、フッ素樹脂系の場合、フッ素樹脂粉末を分散塗料化した物をコート・乾燥・焼成により、或いは予めチューブ化した物を被覆・接着する方法で形成すれば良く、ゴム系の場合、液状の材料を成形型に注入し加硫硬化する方法、押出成形後に加硫硬化する方法、射出成形後に加硫硬化する方法等で形成すればよい。
【００４８】
ｄ．摺動層４
摺動層４は本発明の必須成分ではないが、本発明の像加熱定着装置を作動させる際の駆動トルクの低減、作動時の耐摩耗対策を図る上で設ける事が好ましい。摺動層４を設けると、定着ベルトの熱容量を大きくしすぎる事なく、金属層１に発生した熱が定着ベルトの内側に向かわないように断熱できるので、摺動層４が無い場合と比較して記録材Ｐ側への熱供給効率が良くなり、消費電力も抑える事が出来る。また、立ち上がり時間の短縮を図る事が出来る。
【００４９】
摺動層４の材質としては、高耐熱性で強度が高く、耐摩耗性に優れ、表面が滑らかに出来る物を選べばよい。特にポリイミド樹脂等が好ましい。なお、必要に応じて摺動層４には摺動剤としてフッ素樹脂粉末、グラファイト、二硫化モリブデン等を含有させてもよい。
【００５０】
摺動層４の厚さとしては５μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がより好ましい。また、１００μｍ以下が好ましく、６０μｍ以下がより好ましい。摺動層４があまりに薄いと耐久性が不足する事がある。摺動層４があまりに厚いと定着ベルトの熱容量が大きくなり、立ち上がり時間が長くなる事がある。
【００５１】
この様な摺動層４は公知の方法、例えば、液状の材料をコート・乾燥・硬化等の方法、或いは予めチューブ化した物を貼り付ける方法等で形成すればよい。
[実験例１］
【実施例１】
【００５２】
まず、金属層として長さ２５０ｍｍ、内径３４ｍｍ、中心部膜厚５０μｍ、直円筒形状のニッケル電鋳無端ベルトを以下の方法により作製した。ニッケル電鋳ベルト基材の作製条件として、電鋳浴組成と電鋳条件を次に示す。
【００５３】
［電鋳浴組成］
（１）スルファミン酸ニッケル四水塩    ：４５０  ｇ／ｌ
（２）塩化ニッケル                    ：１０  ｇ／ｌ
（３）ホウ酸                          ：４０  ｇ／ｌ
（４）ピット防止剤                    ：１  ｇ／ｌ
（５）サッカリン                      ：０．０５〜０．００５  ｇ／ｌ
（６）２−ブチン１，４−ジオール              ：０．５〜０．０５  ｇ／ｌ
［電鋳条件］
（７）陰極電流密度                    ：１〜２０  Ａ／ｄｍ2
（８）ｐＨ                            ：４．０±０．５
（９）電鋳浴温度                      ：５０±１０  ℃
（１０）母型の面粗さ（Ｒｚ）            ：０．９５  μｍ
前記ニッケル電鋳浴にステンレス鋼製の直円筒形状の母型を陰極として浸漬し、前記電鋳条件によりニッケル電鋳を成膜した。その後、この母型を電鋳ニッケルを付けたまま、ＳＩＦＣＯ社製ターニングヘッドに取り付け、母型を回転させた。そして、中央部（ニッケル電鋳の長手方向中心をその中心とする、長手方向に２１０ｍｍの部分）の外側の部分に脱脂・活性化・ボンド工程処理を行なった後、エアロニッケル４００液をカーボン電極より流しながら通電しニッケル膜を電析させ、両端部の膜厚を部分的に２０μｍ厚くしてめっき付加部５を形成した。
【００５４】
そして、このニッケル電鋳を母型から取り外し、金属層１とした。そして、弾性層２として３００μｍのシリコーンゴム層、離型層３として２０μｍのＰＦＡチューブを各々プライマーを介して金属層外面に順次積層し、摺動層４として１５μｍのポリイミド樹脂層を金属層１の内面に付け、図１に示す、定着ベルト１０を作製した。
【００５５】
作製した前記金属層１に対して引き裂き強度試験を行った。また、作製した前記定着ベルト１０に対しては、図４の様な像加熱定着装置１００に装着し、空回転耐久テストを行った。
【００５６】
（１）引き裂き強度試験は、測定機としてテンシロン万能試験機ＲＴＭ−１００（株式会社  オリエンテック社製）を用い、金属層１に幅５ｍｍ×長さ１０ｍｍの切りかき部を入れ、速度５ｍｍ／ｓｅｃで前記切りかき部を引き上げた際の最大荷重を中央部（定着ベルトの一方の端から１２５ｍｍの位置）と端部（定着ベルトの一方の端から０ｍｍの位置）で軸方向及び定着ベルトの回転方向について測定した。
【００５７】
（２）空回転耐久テストは、２２０℃に温度調整しながら所定の加圧力で加圧ローラを定着ベルトに押し付け、従動回転させた。加圧ローラは膜厚３ｍｍのシリコーン層に３０μｍのＰＦＡチューブを被覆した外径３０ｍｍのゴムローラを用いた。定着ベルトの軸方向での規制を行うために、図６の構造を用いた。本実験例１では、加圧力は２００Ｎ、定着ニップは８ｍｍ×２３０ｍｍであり、定着ベルトの表面速度は１００ｍｍ／ｓｅｃとなる条件に定め、ベルトの亀裂・破断が発生するまでの時間を耐久時間とした。
【実施例２】
【００５８】
実施例１と同様に、直円筒形状ニッケル電鋳ベルトを作成した後、母型に電鋳ニッケルを付けたまま、ＳＩＦＣＯ社製ターニングヘッドに取り付け、母型を回転させた。そして、中央部（ニッケル電鋳の長手方向中心をその中心とする、長手方向に２１０ｍｍの部分）の外側の部分に脱脂・活性化・ボンド工程処理を行なった後、エアロニッケル４００液を接触面がめっき付加部と逆の形、すなわち図２の場合、めっき端部に近づくにつれて、金属層１との距離が小さくなるようなカーボン電極より流しながら通電しニッケル膜を電析させ、セレクトロンプロセスにより、中央部２１０ｍｍの外側の部分にめっきを付加し、外側に行くほど金属層の膜厚が厚くなるようにめっきを付加した。付加しためっきの厚みは中央部２１０ｍｍのすぐ外側のめっきを付加し始めた部分から、ニッケル電鋳の最も端の部分まで連続的に０〜３０μｍと膜厚が増加した。また、実施例１と同様に、この金属層に弾性層２として３００μｍのシリコーンゴム層、離型層３として２０μｍのＰＦＡチューブを、各々プライマーを介して金属層１外面に順次積層し、摺動層４として１５μｍのポリイミド樹脂層を金属層１内面に付け、図２に示す定着ベルト１０を作製した。
【００５９】
作製した前記金属層１に対して引き裂き強度試験を行った。また、作製した前記定着ベルト１０に対しては、図４の様な像加熱定着装置１００に装着し、空回転耐久テストを行った。
【００６０】
（比較例）
金属層が長さ２５０ｍｍ、内径３４ｍｍ、全長膜厚５０μｍの定着ベルト直円筒形状のニッケル電鋳無端ベルトを作製した。ニッケル電鋳ベルト基材の作製条件は、実施例１に準ずるが本比較例では、セレクトロンプロセスにより金属層両端部にめっきを付加していないため、金属層の両端部膜厚は、中央部と同じである。
【００６１】
そして、このニッケル電鋳を母型から取り外し、金属層とした。そして、弾性層として３００μｍのシリコーンゴム層、離型層として２０μｍのＰＦＡチューブを、各々プライマーを介して金属層外面に積層し、摺動層として１５μｍのポリイミド樹脂層を金属層内面に取り付け、定着ベルトを作製した。
【００６２】
実施例１と同様に、作製した前記金属層に対して引き裂き強度試験を行った。また、作製した前記定着ベルトについて、図４の様な像加熱定着装置１００に装着し、空回転耐久テストを行った。
引き裂き強度試験の結果を表１、空回転耐久テストの結果を表２に示す。
【００６３】
【表１】
2005031474.tif 000004
【００６４】
【表２】
2005031474.tif 000005
【００６５】
表１の結果より、実施例１及び実施例２で用いた定着ベルトはベルト端部の膜厚が中央部よりも厚いため、金属層１の引き裂き強度が中央部よりも端部の方で著しく強くなっている一方、直円筒形状の比較例では、両部分で殆ど引き裂き強度が変わらない事がわかる。更に、この結果を受ける様に表２の空回転耐久テストでは、実施例１および実施例２の本発明の定着ベルトを用いた場合、耐久時間が全て５００時間を超えた。しかし、比較例として用いた定着ベルトでは、４００時間未満でベルト端部から亀裂が生じた（表２）。
【００６６】
［実験例２］
実施例１〜２に用いた前記定着ベルト１０をキヤノン製フルカラーＬＢＰ  ＬＡＳＥＲ  ＳＨＯＴ「ＬＢＰ−２０４０」に搭載し、画出し耐久テストを行った。以下にテスト条件を示す。
【００６７】
・加圧力                ：２００Ｎ
・定着ニップ            ：８ｍｍ×２３０ｍｍ
・定着温度              ：２００℃
・プロセススピード      ：１００ｍｍ／ｓｅｃ
本実施例１及び２の定着ベルト１０を用いた場合において１０万枚の画出し耐久テストを行ったが、定着性に問題なく良好であった。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明定着ベルトの層構成模型図の一例である。
【図２】本発明定着ベルトの層構成模型図の一例である。
【図３】像加熱装置の概略構成図の一例である。
【図４】像加熱装置の概略構成図の一例である。
【図５】図４像加熱装置の磁場発生手段模型図である。
【図６】像加熱装置の分解斜視図である。
【図７】フランジ部材による定着ベルト規制部分詳細図である。
【図８】金属製ベルト端部亀裂の一例である。
【図９】セレクトロンプロセスの概念図である。
【図１０】図９のセレクトロンプロセス電極部付近の拡大図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  金属層
２  弾性層
３  離型層
４  摺動層
５  めっき付加部
１０  定着ベルト
１２  セラミックヒータ
１２ａ  ヒータ基板
１２ｂ  発熱層
１２ｃ  ガラスやフッ素樹脂等の保護層
１３，１３ａ  フランジ部材
１６  ベルトガイド
１６ａ，１６ｂ，１６’  ベルトガイド部材
１６ｃ  ベルトガイド
１６ｅ
１７  磁性コア
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ  磁性コア
１８  励磁コイル
１８ａ，１８ｂ  給電部
１９  絶縁部材
２２  加圧用剛性ステイ
２６  温度検知素子（サーミスタ）
２７  励磁回路
３０  加圧部材（加圧ローラ）
３０ａ，３０ｂ  シリコーンゴム等の弾性層
４０  摺動板
５０  ターニングヘッド
５１  電源
５２  ポンプ
５３  カーボン電極
５４  ホワイトタフラップ
Ｍ  駆動手段
Ｎ  定着ニップ部
ｔ  トナー画像
Ｐ  被記録材
１００  像加熱定着装置
【図１】
2005031474.tif 000006
【図２】
2005031474.tif 000007
【図３】
2005031474.tif 000008
【図４】
2005031474.tif 000009
【図５】
2005031474.tif 000010
【図６】
2005031474.tif 000011
【図７】
2005031474.tif 000012
【図８】
2005031474.tif 000013
【図９】
2005031474.tif 000014
【図１０】
2005031474.tif 000015