JP2011075816A

JP2011075816A - 無端定着ベルト及び加熱定着装置

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Publication number: JP2011075816A
Application number: JP2009226874A
Authority: JP
Inventors: Munetoshi Yoshikawa; 宗利吉川
Original assignee: Canon Electronics Inc
Current assignee: Canon Electronics Inc
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-04-14

Abstract

【課題】無端定着ベルトの端部における弾性層の破壊を防止するとともに、金属基材端部とフランジの間に発生する抵抗を低減する。
【解決手段】未定着画像を被記録材に定着させる定着装置に装着されて幅方向と直交する方向に回転される無端定着ベルト１であって、金属基材２と、金属基材２に積層された弾性層３とを有する。金属基材２の幅方向端部は弾性層３よりも外側に突出している。弾性層３よりも外側に突出している金属基材２の幅方向端部の外周面側角部には第１の面取り部２ａが形成されている。弾性層３よりも外側に突出している金属基材２の幅方向端部の内周面側角部には第２の面取り部２ｂが形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真装置や静電記録装置等の画像形成装置に用いられる無端定着ベルト及び加熱定着装置に関するものである。

近年、画像形成装置における定着装置では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加熱定着装置が広く提案されている。図４にベルト方式の加熱定着装置の一構成例を示す。

図４に示されている加熱定着装置は、加熱体としてのセラミックヒータ５０と、加圧部材としての加圧ローラ５１と、耐熱性の無端定着ベルト５２と、ベルトガイド５３とを有する。セラミックヒータ５０と加圧ローラ５１とは、それらの間にニップ部Ｎが形成されるように対向配置されている。この加熱定着装置では、無端定着ベルト５２と定着されるべき未定着画像を形成担持させた被記録材Ｐとがニップ部Ｎに導入される。すると、ニップ部Ｎに導入された無端定着ベルト５２および被記録材Ｐがセラミックヒータ５０と加圧ローラ５１とで挟持搬送され、ニップ部Ｎにおいてセラミックヒータ５０の熱が無端定着ベルト５２を介して被記録材Ｐに与えられる。結果、未定着画像がニップ部Ｎにおける熱と圧力とによって被記録材Ｐの表面に熱圧定着される。

さらに、無端定着ベルトとして金属ベルトを利用した加熱定着装置も知られている。この種の加熱定着装置では、金属ベルトや金属ベルトに近接させた導電性部材を自己発熱させる誘導加熱方式が採用されることが多い。具体的には、金属ベルトや導電性部材に、電磁誘導による渦電流を発生させ、ジュール熱によって発熱させる。

上記のような無端定着ベルトの基材には、耐熱樹脂や金属等を用いることが可能である。特に、定着装置の高速化、高耐久化に対応する場合には、強度に優れた金属、例えばＳＵＳ、ニッケル、銅、アルミニウム等を無端定着ベルトの基材とすることが好ましい。

また、定着後の画像不良を防止し、グロスなどの印字品質ムラのない高画質な画像を得るために、弾性層を有する無端定着ベルトを使用した定着装置も提案されている。弾性層を有する無端定着ベルトを使用することにより、被記録材表面の凹凸やトナー層の有無による凹凸、そしてトナー層自体の凹凸などに無端定着ベルトの表面が追従しやすくなる。結果、凹部と凸部で定着ベルトから加えられる熱に差が生じてしまう現象が低減され、トナー溶融状態の違いによる画像解像度の低下が防止される。

ところで、上記のような加熱定着装置では、無端定着ベルトを挟持搬送する（ニップ部を形成する）加圧ローラやセラミックヒータ等の部品精度のバラツキによって、無端定着ベルトに寄り移動力が発生する。図５を参照して具体的に説明する。すなわち、無端定着ベルト５２に、該ベルト５２の回転方向（矢印ａ方向）と交差する方向（矢印ｂ方向）に作用する力が発生する。この力が寄り移動力である。寄り移動力は、セラミックヒータ５０（図４）の長手方向に温度分布が生じること等によっても発生する。

そこで、上記寄り移動力に抗して無端定着ベルト５２の端部を保持するために、無端定着ベルト５２の左右両端部をフェノール樹脂やポリイミド樹脂等からなる耐熱性の良好なフランジ５４で受け止める構造が提案されている。すなわち、フランジ５４によって無端定着ベルト５２の左右両端部を受け止めることによって、上記寄り移動力に起因する無端定着ベルト５２の変位や変形を規制することが提案されている。

しかしながら、無端定着ベルト５２は、ニップ部Ｎでの屈曲を繰り返しながら、かつ、その端面がフランジ５４に接触した状態で繰り返し駆動および停止される。したがって、無端定着ベルト５２の端部は、フランジ５４との摺擦により絶えず負荷を受けることになる。その為、無端定着ベルト５２の基材端部に折れ・シワ及び亀裂等が発生し、耐熱性や耐久性を長期間に亘って維持することが難しかった。

そこで、例えば無端定着ベルトの金属基材の亀裂を防止するという課題に関する対策が特許文献１に開示されている。特許文献１には、所望の幅に切断された金属基材の切断面の外周各部を研摩ペーパーディスクで面取りし、面取り形状を全て失うことなく切断面に生じた段差を研削加工して取り除き、端面の粗さを５μm以下とすることが開示されている。特許文献１によれば、金属基材の端面に上記加工を施すことによって、端面切断段差からの亀裂の発生が防止される、とのことである。

また、特許文献２には、無端ベルトの破損におけるベルトとフランジの摺擦状態に着目した、フランジの磨耗防止技術が開示されている。具体的には、特許文献２には、金属基層及び弾性層を有する無端ベルトの端部において金属層の長さよりも弾性層の長さを長くして、弾性層のみの部分を端部に配し、無端ベルトの弾性層をフランジに接触させることが開示されている。特許文献２によれば、上記構成によって、無端ベルトが端部フランジに対して軽接触状態となり、無端ベルトと端部フランジの摺動による端部フランジの磨耗が防止される、とのことである。

特開２００４−８６０８３号公報特開２００６−９８９３１号公報

近年、複写機、プリンタ、ファクシミリ等のトナー画像形成装置はカラー化が進み、さらに高速印字化によりプロセススピードの高速化が要求されるようになってきている。これに対し、ニップ荷重を増加することで定着性を確保しつつ、プロセススピードの高速化に対応する動きがある。

このような画像形成装置に搭載される加熱定着装置の定着ベルトでは、金属基材上に耐熱性のゴム弾性層が形成される場合が多い。ここで、ゴム弾性層の硬度が低い程、トナーに対する弾性包み込み効果が高くなり、カラー画像の飛び散り、光沢ムラを防止する効果が得られることが知られている。そこで、最近では更なる画質の向上に向けてゴム弾性層の硬度がＨｓ１０（ＪＩＳ−Ａ）以下といった低硬度のゴム弾性層が望まれるようになっている。

しかし、低硬度のゴム弾性層を備えた無端定着ベルトを、ニップ荷重の高い設定の加熱定着装置に装着した場合、下記の問題が生じる場合がある。

すなわち、低硬度のゴム弾性層は機械的強度が低いので、高荷重のニップにより寄り移動力が増加し、無端定着ベルトの端部とフランジとが摺擦すると、ゴム弾性層の破壊が生じてしまう場合がある。さらに、ゴム弾性層の破壊破片が無端定着ベルトとフランジとの間に挟まれることで、無端定着ベルトの回転が不安定になり、最悪の場合停止してしまう虞があり、その結果定着ベルトの端部に破壊が生じる場合がある。

本発明の目的は、上記課題の少なくとも一つを解決することである。

本発明の無端定着ベルトは、未定着画像を被記録材に定着させる定着装置に装着されて幅方向と直交する方向に回転される無端定着ベルトである。この無端定着ベルトは、金属基材と、金属基材に積層された弾性層とを有する。金属基材の幅方向端部は前記弾性層よりも外側に突出している。弾性層よりも外側に突出している金属基材の幅方向端部の外周面側角部には第１の面取り部が形成されている。弾性層よりも外側に突出している金属基材の幅方向端部の内周面側角部には第２の面取り部が形成されている。

本発明の加熱定着装置は、ベルトガイドに巻装されて回転される定着ベルトと、前記定着ベルトに対向するローラとを有する。この加熱定着装置は、無端定着ベルトとローラとの間のニップ部に未定着画像が担持された被記録材を導入して未定着画像を被記録材に加熱定着させる。定着ベルトは、上記本発明の無端定着ベルトであり、ベルトガイドには、無端定着ベルトの幅方向端部と対向するフランジが形成されている。

本発明によれば、無端定着ベルトの端部における弾性層の破壊が防止される。また、金属基材の端面とフランジの間に発生する抵抗が低減され、金属基材の破損とフランジの磨耗とが低減される。

本発明の無端定着ベルトの実施形態の一例を示す断面図である。図１に示すＡ部の拡大図である。本発明の無端定着ベルトの実施形態の他例を示す部分拡大断面図である。加熱定着装置の一例を示す概略構成図である。フランジを備えたベルトガイドの一例を示す一部省略の斜視図である。

本発明の無端定着ベルトは、筒状に形成されている。また、本発明では、当該無端定着ベルトがその使用時において回転される方向と直交する方向を「幅方向」と呼んで他の方向と区別する。もっとも、かかる区別は説明の便宜上の区別に過ぎない。

以下、本発明の無端定着ベルトの実施形態の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。ここでは、図４に示す加熱定着装置に適用される場合を例にとって本発明の無端定着ベルトの実施形態の一例について説明する。もっとも、本発明の無端定着ベルトの適用対象は、図４に示す加熱定着装置に限定されるものではない。

図１は、本実施形態に係る無端定着ベルト１を上記幅方向と平行に切断したときの断面の一部を示す図（幅方向断面図）である。図２は、図１中において一点鎖線の丸で囲まれたＡ部の拡大図である。

図１に示すように、本実施形態に係る無端定着ベルト１は、基層となるベルト状の金属基材２と、金属基材２の上に積層された弾性層（ゴム弾性層３）と、ゴム弾性層３の上に積層された離型層４とを少なくとも備えている。金属基材２とゴム弾性層３の間、ゴム弾性層３と離型層４の間には、接着強度を高めるためのプライマー層(不図示)を設けてもよい。プライマー層の材料には、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材料を使用すればよく、その厚さは、通常、１〜１０μｍ程度である。

ゴム弾性層３は、少なくともシリコーンゴムを含み、その硬度はＨｓ８（ＪＩＳ−Ａ）以下である。ここでゴム弾性層３の硬度をＨｓ８以下としたのは、一般に硬度がＨｓ８以下の場合に、本発明の課題である定着ベルトの長手方向に沿う寄り移動が顕著に現れるからである。もっとも、ゴム弾性層３の硬度はＨｓ８以下に限定されるものではない。

図１に示すように、ゴム弾性層３および離型層４の幅方向端部は、金属基材２の同方向の端部と一致していない。なお、図１には、金属基材２、ゴム弾性層３および離型層４の２つの幅方向端部のうちの一方のみが図示されているが、他方の端部も同様の構成を有する。

すなわち、ゴム弾性層３および離型層４については、互いの端面が面一である。そして、金属基材２の端面は、面一であるゴム弾性層３および離型層４の端面よりも外側に位置している。さらに換言すれば、無端定着ベルト１の幅方向両端部において金属基材２の一部が露出している。

ここで、ゴム弾性層３および離型層４の端面と金属基材２の端面との間の距離（ｄ）、換言すれば、ゴム弾性層３および離型層４に対する金属基材２の突出長（ｄ）は、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが望ましい。

さらに、図２に最も明確に示されているように、ゴム弾性層３および離型層４よりも外側に突出している金属基材２の端部は面取りされている。具体的には、金属基材２の端部の外周面側角部はＲ面取り、またはＣ面取りされて第１の面取り部２ａが形成されている。また、金属基材２の端部の内周面側角部はＲ面取り、またはＣ面取りされて第２の面取り部２ｂが形成されている。ここで、無端定着ベルト１を図４に示す定着装置に装着した場合に、ベルトガイド５３と対向する面が内周面であり、加圧ローラ５１と対向する面が外周面である。以下、無端定着ベルト１の各構成要素について具体的に説明する。

（金属基材２）
金属基材２は、無端定着ベルト１の内側に配置された加熱源からの熱エネルギーをゴム弾性層３に伝達可能な高熱伝導性と可撓性を備えている必要がある。かかる観点からは、ＳＵＳ、ニッケル合金、アルミニウム等金属材料をもって金属基材２を形成することが適している。特に電鋳法によって得られたニッケル電鋳ベルトの寸法精度は高いことが知られており、金属基材２として好適である。また、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、厚みは１００μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以上６０μｍ以下であることがさらに好ましい。金属基材２の厚みが１５μｍ未満の場合は無端定着ベルト１の機械的強度が不十分となり、６０μｍ以上では無端定着ベルト１の可撓性が不足する場合がある。

また、図２に示すように、本実施形態では、金属基材２の幅方向両端部に面取り部２ａ、２ｂが設けられている。なお、図２には、金属基材２の２つの幅方向端部のうちの一方みが拡大して図示されているが、幅方向他方の端部も同様の構成を有する。

第１の面取り部２ａは、金属基材端部の外周面側角部が直角であると仮定したとき、仮想頂点Ｘから外周面と平行な方向に例えば１〜１０μmの範囲内にある点Ｘ₁と、仮想頂点Ｘから外周面と直交する方向に１〜１０μmの範囲内にある点Ｘ₂とを繋ぐ曲面である。第２の面取り部２ｂは、金属基材端部の内周面側角部が直角であると仮定したとき、仮想頂点Ｙから内周面と平行な方向に例えば１〜１０μmの範囲内にある点Ｙ₁と、仮想頂点Ｙから内周面と直交する方向に１〜１０μmの範囲内にある点Ｙ₂とを繋ぐ曲面である。もっとも、上記曲面の曲率は一定であってもよく、一定でなくともよい。

また、図３に示すように、第１の面取り部２ａは、点Ｘ₁と点Ｘ₂とを直線的に繋ぐ平面であってもよい。第２の面取り部２ｂは、点Ｙ₁と点Ｙ₂とを直線的に繋ぐ平面であってもよい。

いずれにしても、金属基材２の幅方向両端部に上記のような形状の面取り部２ａ、２ｂを形成することにより、無端定着ベルト１とフランジ５４（図５）との間に発生する抵抗が低減され、フランジ５４の磨耗が低減される。なお、仮想頂点Ｘと点Ｘ₁またはＸ₂との間の距離が１μｍ未満の場合、無端定着ベルト１の外周面側角部とフランジ５４との間に発生する抵抗を低減することが徐々に困難となる。同様に、仮想頂点Ｙと点Ｙ₁またはＹ₂との間の距離が１μｍ未満の場合、無端定着ベルト１の内周面側角部とフランジ５４との間に発生する抵抗を低減することが徐々に困難となる。

一方、仮想頂点Ｘと点Ｘ₁またはＸ₂との間の距離が１０μｍ以上の場合、面取り部２ａの形成に時間がかかる為、実用的ではない。同様に、仮想頂点Ｙと点Ｙ₁またはＹ₂との間の距離が１０μｍ以上の場合、面取り部２ｂの形成に時間がかかる為、望ましくなくなってくる。

面取り部２ａ、２ｂを形成する方法としては、例えばエッチング液に無端定着ベルト１の端部を浸漬する方法で形成することが挙げられる。なお、金属基材２の端面は、予めサンドペーパー等で研磨を行ない、端部の凹凸を極力低減させておくことが望ましい。

エッチング液は公知である市販のエッチング液等を使用すればよい。一例として、ニッケルあるいはニッケル合金の金属材料により構成された金属基材２の端部に面取り部２ａ、２ｂを形成する場合には、メルストリップＨＮ−８４１(メルテックス社製)、メルストリップＮ−９５０(メルテックス社製)等の溶液が使用可能である。

なお、面取り部２ａ、２ｂの形状は、エッチング液の濃度や、エッチング時間、液温等を所望の条件に調整することで制御することが可能である。
（ゴム弾性層３）
ゴム弾性層３は、Ｈｓ８（JIS-A）以下のシリコーン材料を含むゴム弾性体より形成される。低硬度のゴム弾性層３を設けることにより、ニップ部Ｎ（図４）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、離型層４の表面の未定着画像表面への追従性を増し、更に熱を効率よく伝達させることが可能になる。

本実施形態では、ゴム弾性層３を無端定着ベルト１の幅方向の両端まで形成せず、無端定着ベルト１の端から幅方向に２〜６％程の領域では金属基材２が露出するように形成する。本実施形態に示す領域にゴム弾性層３を形成することで、無端定着ベルト１の回転時にゴム弾性層３がフランジ（図５）と摺擦することが無くなる。したがって、機械的強度の低い低硬度のゴム弾性材を用いた場合でもゴム弾性層３の破壊を防止することが可能になる。

ゴム弾性層３の材質としては、Ｈｓ８（JIS-A）以下の硬度を有し、耐熱性がよく熱伝導率が良好な材料が好適に用いられ、特にシリコーンゴムが好適に用いられる。

ゴム弾性層３に使用される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が例示される。さらに、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も例示される。

なお、必要に応じて、補強性充填材をゴム弾性層３に含有させてもよい。補強性充填材としては、乾式シリカ、湿式シリカ等が例示される。また、必要に応じて、炭酸カルシウム、石英紛、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）等をゴム弾性層３に含有させてもよい。

ゴム弾性層３の厚さは、１０〜１０００μｍ、特に５０〜５００μｍが好ましい。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、被記録材やトナー層の凹凸に加熱面（離型層４）が追従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。ゴム弾性層３があまりに薄いと、被記録材あるいはトナー層の凹凸に追従しきれず画像光沢ムラが発生してしまうことがある。また、ゴム弾性層３があまりに厚いと、ゴム弾性層３の熱抵抗が大きくなりクイックスタートを実現するのが難しくなることがある。

ゴム弾性層３の熱伝導率λは、０．４（Ｗ／ｍ・ｋ）以上、特に０．６（Ｗ／ｍ・ｋ）以上とすることがより好ましく、２．５（Ｗ／ｍ・ｋ）以下、特に２．０（Ｗ／ｍ・ｋ）以下とすることがより好ましい。熱伝導率λがあまりに小さい場合には、熱抵抗が大きくなって定着ベルト１の表層（離型層４）における温度上昇が遅くなることがある。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ことがある。

このようなゴム弾性層３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、リングコート法等の手段によって金属基材２上に均一な厚みでコート、加熱硬化する方法で形成することができる。また、液状のシリコーンゴム等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によっても形成することができる。
（離型層４）
離型層４は、ゴム弾性層３の全面を覆うように形成する。離型層４の材料は特に限定されず、離型性、耐熱性のよいものを選べばよく、特に、ＰＦＡが好ましい。もっとも、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）等のフッ素樹脂も選択可能である。また、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムなども選択可能である。なお、必要に応じて、離型層４にはカーボン、酸化スズ等の導電剤等を離型層４の１０質量％以下含有させてもよい。

離型層４の厚さは１〜１００μｍ程度が好ましい。離型層４があまりに薄いと、膜厚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ことがある。また、離型層４があまりに厚いと、熱伝導が悪化することがあり、特に樹脂系の離型層の場合は硬度が高くなってゴム弾性層３の効果が無くなってしまうことがある。

このような離型層４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ものをコート・乾燥・焼成する方法、あるいは予めチューブ化したものを被覆・接着する方法で形成すればよい。

（実施例１）
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。但し、本発明はこれらの実施例により何ら制限されるものではない。

図１に示す金属基材２として幅２５０ｍｍ、内径３４ｍｍ、厚さ４０μｍのニッケル電鋳無端ベルト（以下「無端ベルト」）を準備した。

無端ベルトの両端部に対して２０００番のサンドペーパーを用いて研磨加工を行ない端部の凹凸を除去した。

その後、無端ベルトの幅方向両端部をエッチングによってＣ面取りして、図２に示す面取り部２ａ、２ｂに相当する面取り部を無端ベルトの幅方向両端部に形成した。具体的には、無端ベルトをエッチング液（メルストリップHN-841(メルテックス社製)）に浸漬し、エッチング処理時間を調整することによりエッチングを行った。本実施例では、図２に示す仮想頂点Ｘと点Ｘ₁および点Ｘ₂との間の距離に相当する距離が１μmとなるように面取り加工を行なった。また、図２に示す仮想頂点Ｙと点Ｙ₁および点Ｙ₂との間の距離に相当する距離が１μmとなるように面取り加工を行なった。なお、面取り加工後にＳＥＭ(走査型電子顕微鏡)にて面取り部の形状を観察したところ、上記各距離が１μmのＣ面となっていることが確認された。

次に、無端ベルトの幅方向両端面から１０ｍｍの領域を除く、幅２３０ｍｍの領域にプライマー(東レダウコーニング社製)を塗布し、２００℃で３０分間乾燥させて、厚さ５μｍのプライマー層を形成した。

次に、Ｈｓ５(ＪＩＳ−Ａ)の硬度となるシリコーンゴム原料組成物（東レダウコーニング社製）を混練し、上記プライマー層の上にリングコート法を用いてシリコーンゴム原料組成物を塗布し、図１に示すゴム弾性層３に相当する弾性層を形成した。また、加熱硬化工程においては、無断ベルトに対して略平行に配置した近赤外線ランプで、塗工面がおよそ２００℃なるよう加熱し、３０分間加熱硬化した。

次に、上記の弾性層の上にプライマー(東レダウコーニング社製)を塗布した後、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブ（クラボウ社製）を積層し、２００℃の温風循環炉内に１０分間置いて、図１に示す離型層４に相当する離型層を形成した。

このようにして作製した無端定着ベルトを図４に示すような加熱定着装置に装着し、以下に示す空回転耐久テストを行なった。具体的には、図５に示すベルトガイド５２に巻装して空回転耐久テストを行なった。その結果を表１に示す。

(実施例２)
図１に示す金属基材２として、幅２５０ｍｍ、内径３４ｍｍ、厚さ４０μｍのニッケル電鋳無端ベルト（以下「無端ベルト」）を準備した。

無端ベルトの幅方向両端部に対して２０００番のサンドペーパーを用いて研磨加工を行ない端部の凹凸を除去した。

その後、無端ベルトの幅方向両端部をエッチングによってＲ面取りして、図２に示す面取り部２ａ、２ｂに相当する面取り部を無端ベルトの幅方向両端部に形成した。具体的には、無端ベルトをエッチング液（メルストリップHN-841(メルテックス社製)）に浸漬し、エッチング処理時間を調整することによりエッチングを行った。本実施例では、図２に示す仮想頂点Ｘと点Ｘ₁および点Ｘ₂との間の距離に相当する距離が５μmとなるように面取り加工を行なった。また、図２に示す仮想頂点Ｙと点Ｙ₁および点Ｙ₂との間の距離に相当する距離が５μmとなるように面取り加工を行なった。なお、面取り加工後にＳＥＭ(走査型電子顕微鏡)にて面取り部の形状を観察したところ、上記各距離が５μmの曲面（Ｒ面）となっていることが確認された。

次に、Ｈｓ５(ＪＩＳ−Ａ)の硬度となるシリコーンゴム原料組成物（東レダウコーニング社製）を混練し、上記プライマー層の上にリングコート法を用いてシリコーンゴム原料組成物を塗布し、図１に示すゴム弾性層３に相当する弾性層を形成した。また、加熱硬化工程においては、無端ベルトに対して略平行に配置した近赤外線ランプで、塗工面がおよそ２００℃なるよう加熱し、３０分間加熱硬化した。

このようにして作製した無端定着ベルトを実施例１と同様に加熱定着装置に装着し、空回転耐久テストを行なった。その結果を表１に示す。

(実施例３)
図１に示す金属基材２として、幅２５０ｍｍ、内径３４ｍｍ、厚さ４０μｍのニッケル電鋳無端ベルト（以下「無端ベルト」）を準備した。

その後、無端ベルトの幅方向両端部をエッチングによってＲ面取りして、図２に示す面取り部２ａ、２ｂに相当する面取り部を無端ベルトの幅方向両端部に形成した。具体的には、無端ベルトをエッチング液（メルストリップHN-841(メルテックス社製)）に浸漬し、エッチング処理時間を調整することによりエッチングを行った。本実施例では、図２に示す仮想頂点Ｘと点Ｘ₁および点Ｘ₂との間の距離に相当する距離が１０μmとなるように面取り加工を行なった。また、図２に示す仮想頂点Ｙと点Ｙ₁および点Ｙ₂との間の距離に相当する距離が１０μmとなるように面取り加工を行なった。なお、面取り加工後にＳＥＭ(走査型電子顕微鏡)にて面取り部の形状を観察したところ、上記各距離が１０μmの曲面（Ｒ面）となっていることが確認された。

次に、無端ベルトの幅方向両端面から１０ｍｍの領域を除く、幅２３０ｍｍの領域に、プライマー(東レダウコーニング社製)を塗布し、２００℃で３０分間乾燥させて、厚さ５μｍのプライマー層を形成した。

このようにして作製した定着ベルトを実施例１、２と同様に加熱定着装置に装着し、空回転耐久テストを行なった。その結果を表１に示す。

(実施例４)
金属基材として幅２５０ｍｍ、内径３４ｍｍ、厚さ４０μｍのニッケル電鋳無端ベルト（以下「無端ベルト」）を準備した。

その後、無端ベルトの幅方向両端部をエッチングによってＣ面取りして、図２に示す面取り部２ａ、２ｂに相当する面取り部を無端ベルトの幅方向両端部に形成した。具体的には、無端ベルトをエッチング液（メルストリップHN-841(メルテックス社製)）に浸漬し、エッチング処理時間を調整することによりエッチングを行った。本比較例では、図２に示す仮想頂点Ｘと点Ｘ₁および点Ｘ₂との間の距離に相当する距離が０．５μmとなるように面取り加工を行なった。また、図２に示す仮想頂点Ｙと点Ｙ₁および点Ｙ₂との間の距離に相当する距離が０．５μmとなるように面取り加工を行なった。なお、面取り加工後にＳＥＭ(走査型電子顕微鏡)にて面取り部の形状を観察したところ、上記各距離が０．５μmのＣ面となっていることが確認された。

次に、Ｈｓ５(ＪＩＳ−Ａ)の硬度となるシリコーンゴム原料組成物（東レダウコーニング社製）を混練し、上記プライマー層の上にリングコート法を用いてシリコーンゴム原料組成物を塗布し、弾性層を形成した。また、加熱硬化工程においては、金属基材に対して略平行に配置した近赤外線ランプで、塗工面がおよそ２００℃なるよう加熱し、３０分間加熱硬化した。

次に、上記の弾性層の上にプライマー(東レダウコーニング社製)を塗布した後、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブ（クラボウ社製）を積層し、２００℃の温風循環炉内に１０分間置いて離型層を形成した。

このようにして作製した無端定着ベルトを上記の各実施例と同様に、図４に示すような加熱定着装置に装着し、空回転耐久テストを行なった。その結果を表１に示す。

(実施例５)
金属基材として幅２５０ｍｍ、内径３４ｍｍ、厚さ４０μｍのニッケル電鋳無端ベルト（以下「無端ベルト」）を準備した。

無端ベルトの幅方向両端部に対して２０００番のサンドペーパーを用いて研磨加工を行って、図２に示す面取り部２ａ、２ｂに相当する面取り部を無端ベルトの幅方向両端部に形成した。ＳＥＭ(走査型電子顕微鏡)にて形状を観察したところ、無端ベルトの幅方向両端部の外周面側角部に、図２に示す仮想頂点Ｘと点Ｘ₁および点Ｘ₂との間の距離に相当する距離が概ね０.０５μmであるＣ面が形成されていることが確認された。また、外周面側角部には、図２に示す仮想頂点Ｙと点Ｙ₁および点Ｙ₂との間の距離に相当する距離が概ね０．０５μmであるＣ面が形成されていることが確認された。

次に、無端ベルトの幅方向全域に、プライマー(東レダウコーニング製)を塗布し、２００℃で３０分間乾燥させて、厚さ５μｍのプライマー層を形成した。

次に、Ｈｓ５(ＪＩＳ−Ａ)の硬度となるシリコーンゴム原料組成物（東レダウコーニング製）を混練し、上記プライマー層の上にリングコート法を用いてシリコーンゴム原料組成物を塗布し、弾性層を形成した。また、加熱硬化工程においては、無端ベルトに対して略平行に配置した近赤外線ランプで、塗工面がおよそ２００℃なるよう加熱し、３０分間加熱硬化した。

次に、上記弾性層の上にプライマー(東レダウコーニング社製)を塗布した後、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブ（クラボウ社製）を積層し、２００℃の温風循環炉内に１０分間置いて離型層を形成した。

このようにして作製した無端定着ベルトを上記の各実施例と同様に加熱定着装置に装着し、空回転耐久テストを行なった。その結果を表１に示す。

（空回転耐久テスト）
２２０℃に温調しながら、所定の加圧力で加圧ローラを無端定着ベルトに押し付け、無端定着ベルトを加圧ローラに従動回転させた。加圧ローラには、肉厚３ｍｍのシリコーン層に、肉厚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。このテストでは、加圧力は２００Ｎ、定着ニップは８ｍｍ×２３０ｍｍであり、無端定着ベルトの表面速度は２２０ｍｍ／ｓｅｃとなる条件に設定した。上記の各実施例及び比較例に係る無端定着ベルトを用いて上記回転試験を実施し、無端定着ベルトの破壊が発生するまでの時間を耐久時間とした。
各実施例の空回転耐久試験の結果を表１に示す。

（通紙耐久テスト）
上記の各実施例に係る無端定着ベルトを図４に示すような加熱定着装置に装着し、キヤノン製フルカラーＬＢＰＬＡＳＥＲＳＨＯＴ『ＬＢＰ−２０４０』に搭載し、通紙耐久テスト（連続１０万枚）を行った。加圧力は２００Ｎ、定着ニップは８ｍｍ×２３０ｍであり、定着温度は２００℃、プロセススピードは２２０ｍｍ／ｓｅｃに設定した。通紙耐久テストの結果を表1に示す。

これらの結果から、無端定着ベルトの金属基材の端部の面取りにより、耐久性が向上していることが分かる。また、より望ましくは実施例1から3の範囲であることもわかる。

１無端定着ベルト
２金属基材
２ａ、２ｂ面取り部
３ゴム弾性層
４離型層

Claims

未定着画像を被記録材に定着させる定着装置に装着されて幅方向と直交する方向に回転される無端定着ベルトであって、
金属基材と、前記金属基材に積層された弾性層とを有し、
前記金属基材の幅方向端部が前記弾性層よりも外側に突出しており、
前記弾性層よりも外側に突出している前記金属基材の前記幅方向端部の外周面側角部に第１の面取り部が形成され、
前記弾性層よりも外側に突出している前記金属基材の前記幅方向端部の内周面側角部に第２の面取り部が形成されていることを特徴とする無端定着ベルト。
前記金属基材の前記幅方向端部のゴム弾性層に対する突出長が５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の無端定着ベルト。
前記第１の面取り部は、前記金属基材の前記外周面側角部が直角であると仮定したとき、当該外周面側角部の仮想頂点から当該無端定着ベルトの外周面と平行な方向に１〜１０μmの範囲内にある点Ｘ₁と、前記外周面側角部の前記仮想頂点から当該無端定着ベルトの外周面と直交する方向に１〜１０μmの範囲内にある点Ｘ₂とを繋ぐ曲面であり、
前記第２の面取り部は、前記金属基材の前記内周面側角部が直角であると仮定したとき、当該内周面側角部の仮想頂点から当該無端定着ベルトの内周面と平行な方向に１〜１０μmの範囲内にある点Ｙ₁と、前記内周面側角部の前記仮想頂点から当該無端定着ベルトの内周面と直交する方向に１〜１０μmの範囲内にある点Ｙ₂とを繋ぐ曲面であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無端定着ベルト。
前記第１の面取り部は、前記金属基材の前記外周面側角部が直角であると仮定したとき、当該外周面側角部の仮想頂点から当該無端定着ベルトの外周面と平行な方向に１〜１０μmの範囲内にある点Ｘ₁と、前記外周面側角部の前記仮想頂点から当該無端定着ベルトの外周面と直交する方向に１〜１０μmの範囲内にある点Ｘ₂とを繋ぐ平面であり、
前記第２の面取り部は、前記金属基材の前記内周面側角部が直角であると仮定したとき、当該内周面側角部の仮想頂点から当該無端定着ベルトの内周面と平行な方向に１〜１０μmの範囲内にある点Ｙ₁と、前記内周面側角部の前記仮想頂点から当該無端定着ベルトの内周面と直交する方向に１〜１０μmの範囲内にある点Ｙ₂とを繋ぐ平面であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無端定着ベルト。
ベルトガイドに巻装されて回転される定着ベルトと、前記定着ベルトと対向し、前記定着ベルトとの間にニップ部を形成するローラとを有する加熱定着装置であって、
前記定着ベルトが請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された無端定着ベルトであり、
前記ベルトガイドには、前記無端定着ベルトの幅方向端部と対向するフランジが形成されていることを特徴とする加熱定着装置。