JP4297315B2 - 定着用ベルトの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等において、シート上の未定着トナーを溶融圧着し、該シートに定着させるために使用される定着装置に用いられる定着ベルトの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置用の定着装置としては、従前より、定着ローラと加圧ローラとを互いに圧接させて、両ローラの間にニップ部を形成すると共に、発熱源を定着ローラから取り出し、定着ローラから離間して配設された加熱ローラにこの発熱源を内蔵させ、加熱ローラと定着ローラとの間をエンドレスベルトで連結して、発熱源からの熱を、エンドレスベルトを走行させてニップ部に供給するように構成し、このニップ部を未定着トナーが担持された未定着シートを挿通させることにより、未定着トナーを加圧・溶融して、シート上に定着させる所謂ベルト式定着装置が開発され、実用に供されている。
【０００３】
このようなベルト式定着装置においては、上述したように、加熱ローラからの熱をエンドレスベルトを介してニップ部に伝達しなければならないため、このエンドレスベルトには、例えば、特開平６−３１８００１号に開示されるような範囲の熱容量が要求されている。また、このエンドレスベルトは比較的高速でエンドレス走行されるため、所要の屈曲疲労耐久性も要求されている。このような熱容量と屈曲疲労耐久性との観点を同時に満足するためのベルト基材としては、現在、ニッケル電鋳製やポリイミド樹脂製のものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ニッケル電鋳製とポリイミド樹脂製を比較すると、熱容量とコストとの観点においてはニッケル電鋳製が好適するものの、屈曲疲労耐久性の観点においてはポリイミド樹脂製が好適している。しかし、ポリイミド樹脂製のベルト基体は、エンドレス走行を達成するために円筒形状に一体的に加工しなければならず、高コストの主たる原因となっている。このために、ポリイミド樹脂製のベルト基体を有する定着ベルトにおいては、コストの低廉化が強く要望され、具体的な解決が期待されている。
【０００５】
このような要請のもとで、例えば特開２００１-１４２３２５号公報に示されるように、ベルト基材を、外側シート材、接着層、内側シート材を順次積層して形成し、外側シート材及び接着層の一端部よりも内側シート材の一端部を実質的に短くして第１の相欠きを形成すると共に、外側シート材および接着層の他端部よりも内側シート材の他端部を実質的に長くして第２の相欠きを形成し、これら第１第２の相欠きを接着層を介して相欠き継ぎして接着し、基材を相欠き継ぎにより円筒体に形成するようにする技術が開示されている。
【０００６】
しかしながら、この従来公報に開示された製造方法を実施しようとすると、他端部における内側シート材の突出部分上に、一端における外側シート材の突出部分に塗布された接着層を重ねあわして接着させる作業が必須となるものであり、この接着作業において、間に空気溜まりを発生させず、また、皺を寄らせない状態を達成するためには、かなりの熟練が要求されるものであり、実際への利用に困難性が指摘されている。
【０００７】
この発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、この発明の主たる目的は、低廉に且つ容易に製造することの出来る耐熱樹脂製のベルト基材を備えた定着ベルトの製造方法を提供することである。
【０００８】
また、この発明の他の目的は、耐熱樹脂製の定着ベルトを安価に且つ容易に製造することの出来る製造方法を提供することである。
【０００９】
また、この発明の別の目的は、ポリイミド樹脂製の定着ベルトを安価に且つ容易に製造することの出来る製造方法を提供することである。
【００１０】
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の製造方法は、請求項１の記載によれば、円筒状の芯金の外周に、ポリイミドからなる第１の耐熱樹脂フィルムを、互いに対向する側縁が互いに重ならず且つ０．５ｍｍ以下の隙間を有するように巻き付ける第１の工程と、この第１の工程で巻きつけられた第１の耐熱樹脂フィルムの外周面に全面に渡りシリコーンゴム材料からなる弾性接着剤を塗布する第２の工程と、この第２の工程で塗布された弾性接着剤の外周に、前記第１の耐熱樹脂フィルムと同じか薄い厚さのポリイミドからなる第２の耐熱樹脂フィルムを、互いに対向する側縁が互いに重ならず且つ０．５ｍｍ以下の隙間を有するように、この側縁が、前記第１の耐熱樹脂フィルムの側縁と、重なり合わないようにこれからオフセットした状態で巻き付ける第３の工程と、前記弾性接着剤を固化させる第４の工程と、前記第２の耐熱樹脂フィルムの外周に、シリコーンゴムを塗布することにより、厚さ５０〜１０００μｍの弾性層を形成する第５の工程と、前記弾性層の外周に、離型層を形成する第６の工程と、を具備する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の製造方法は、請求項２の記載によれば、円筒状の芯金の外周に、ポリイミドからなる第１の耐熱樹脂フィルムを、互いに対向する側縁が互いに重ならず且つ０．５ｍｍ以下の隙間を有するように巻き付ける第１の工程と、前記第１の耐熱樹脂フィルムと同じか薄い厚さの第２の耐熱樹脂フィルムの下面に弾性接着剤を塗布する第２の工程と、前記第１の工程で巻きつけられた第１の耐熱樹脂フィルムの外周面に、前記第２の耐熱樹脂フィルムを、互いに対向する側縁が互いに重ならず且つ０．５ｍｍ以下の隙間を有するように、この側縁が、前記第１の耐熱樹脂フィルムの側縁と、重なり合わないように、これからオフセットした状態で巻き付ける第３の工程と、前記弾性接着剤を固化させる第４の工程と、前記第２の耐熱樹脂フィルムの外周に、シリコーンゴムを塗布することにより、厚さ５０〜１０００μｍの弾性層を形成する第５の工程と、前記弾性層の外周に、離型層を形成する第６の工程と、を具備す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の製造方法は、請求項３の記載によれば、前記第６の工程において、フッ素樹脂製フィルムを被覆することにより、前記離型層を形成させることを特徴としている。
【００１８】
また、この発明に係わる定着ベルトの製造方法は、請求項４の記載によれば、前記ポリイミドは、芳香族ポリイミドであることを特徴としている。
また、この発明に係わる定着ベルトの製造方法は、請求項５の記載によれば、前記第２の耐熱樹脂フィルムの厚さが１２．５〜２５μｍであることを特徴としている。
また、この発明に係わる定着ベルトの製造方法は、請求項６の記載によれば、前記第１の耐熱樹脂フィルムの厚さが２５〜５０μｍであることを特徴としている。
また、この発明に係わる定着ベルトの製造方法は、請求項７の記載によれば、前記弾性接着剤の厚さが１０〜４０μｍであることを特徴としている。
【００２０】
【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製造方法の一実施例の手順を、添付図面を参照して以下に詳細に説明する。
【００２１】
｛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(図示せず）を備えてている。この定着装置１０は、ローラ構成として、図示しない側板に固定軸線回りに回転自在に軸支された定着ローラ１２と、定着ローラ１２に転接する状態で、且つ、定着ローラ１２の固定軸線と平行に設定された固定軸線回りに回転自在に支持された加圧ローラ１４と、定着ローラ１２から離間する状態で回動自在に支持された加熱ローラ１６とを備えて構成されている。
【００２２】
また、この定着装置１０は、加熱ローラ１６の内部に配設された、例えばハロゲンランプ等の加熱源１８と、定着ローラ１２と加熱ローラ１６とに渡りエンドレスに巻回された、この発明の位置実施例に係わる定着ベルト（熱伝達ベルト）２０とを更に備えている。
【００２３】
ここで、詳細は後述するが、定着ローラ１２は弾性ローラとして構成され、一方、加圧ローラ１４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、加圧ローラ１４は図示しないスプリングを介して定着ローラ１２に圧接する方向に付勢されている。この結果、定着ローラ１２と加圧ローラ１４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１２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。
【００２４】
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面を加圧ローラ１４側を向くように設定された状態で、定着ベルト２０が巻かれた定着ローラ１２と加圧ローラ１４との転接部(ニップ部）に向けて案内され、両者１２，１４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。
【００２５】
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｝
【００２６】
上述した定着ローラ１２は、図示しないベアリングを介して回転自在に軸支される芯金部と、この芯金部の外周に同軸に配設され、定着ベルト２０が巻回されるローラ本体とを備えて構成されている。この定着ローラ１２のローラ外径は、この一実施例では３８ｍｍに設定されている。ここで、この一実施例において、芯金部は、直径２５ｍｍの鉄製シャフトから形成され、ローラ本体は、芯金部の外周に厚さ６．５ｍｍ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ＪＩＳＡ硬度で１８度）から形成されている。
【００２７】
｛加圧ローラ１４の説明｝
上述したように、加圧ローラ１４は、回転自在に軸支される芯金部と、この芯金部の外周に同軸に配設されたローラ本体とを備えて構成され、ローラ外径を３５ｍｍに設定されている。ここで、この一実施例において、芯金部は、外径２９ｍｍの鉄製パイプから形成され、ローラ本体は、芯金部の外周に厚さ３ｍｍ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１２のシリコーンゴム耐熱弾性体よりも硬めのローラ上にてＪＩＳ Ａ硬度で４０度のもの）から形成されている。
【００２８】
｛加熱ローラ１６の説明｝
上述した加熱源１８を内蔵する加熱ローラ１６は、この一実施例においては、直径３０ｍｍのアルミニウム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。この加熱ローラ１６の両端は、ベアリングを介して回転自在に軸支されており、各ベアリングの内側には、図示していないが、耐熱樹脂のポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）製のカラーが挿入されており、これにより、定着ベルト２０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。
【００２９】
この加熱ローラ１６の内部には、発熱手段としての加熱源１８が内蔵されているが、この一実施例においては、この加熱源１８は、最大出力が８００Ｗのハロゲンランプから構成されている。
【００３０】
｛定着ベルト２０の説明｝
この発明の特徴をなす定着ベルト２０は、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２０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。
【００３１】
このため、この一実施例においては、図２に示すように、定着ベルト２０は、２層の耐熱樹脂フィルムを互いに接着剤を介して張り合わせた構成のベルト基体２２と、このベルト基体２２の外周面に厚さ２００μｍでコーティングされた導電性シリコーンゴム製の弾性層２４と、この弾性層２４の外周面（表層）に厚さ５０μｍで被覆されたＰＦＡの耐熱離型層２６とを備えて、内径が６０ｍｍとなるように構成されている。
【００３２】
以下に、このポリイミド樹脂製の張り合わせベルトとしてのベルト基体２２を備えた定着ベルト２０の構成及び成形(製造）方法につき、詳細に説明する。
【００３３】
この定着ベルト２０は、図３に示すように、第１の耐熱樹脂フィルムとしての短冊状の第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａをスパイラル状に巻き込む共に、巻き込み状態でこの第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａの互いに隣接する側縁が互いに僅かなギャップを介して近接するように設定された円筒状の第１層２２Ａと、第２の耐熱樹脂フィルムとしての短冊状の第２のポリイミド樹脂フィルム２２ｂをスパイラル状に巻き込むと共に、巻き込み状態でこの第２のポリイミド樹脂フィルム２２ｂの互いに隣接する側縁が僅かなギャップを介して互いに近接するように設定された円筒状の第２層２２Ｂとを備えたベルト基体２２を備え、図２に再び示すように、第２層２２Ｂは、第１層Ａの外周面上に弾性接着剤２２ｃを介して接着されている。
【００３４】
また、図４に示すように、第１層２２Ａにおける互いに近接する側縁と、第２層２２Ｂにおける互いに近接する側縁とが、円筒形状の軸方向に関してオフセットした状態に設定されている。
【００３５】
次に、この発明の特徴となる点であるが、以上のように構成される定着ベルト２０の製造方法を、以下に説明する。
【００３６】
即ち、この定着ベルト２０の製造方法においては、図５に示すように、円筒状の外径６０ｍｍ（φ６０ｍｍ）の中子３０を用意し、第１層２２Ａを規定する幅５０ｍｍ、厚さ５０μｍの短冊状の第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａをスプール３２に巻き取らせておき、先ず、この中子３０の外周に、第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａの先端を、例えば両面接着テープ等を用いて貼り付け、この第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａの互いの側縁が互いに接触するように緊密に、且つ、その巻き角度が約７５度となるように設定する。
【００３７】
この後、図６に示すように、中子３０の外周に、第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａを隙間無くスパイラル状に巻きつける。
【００３８】
次に、この巻きつけ状態を維持したままで、この第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａの外周面に接着剤を塗布して接着剤層２２ｃを形成する。
【００３９】
この後、第２層２２Ｂを規定する幅５０ｍｍ、厚さ２５μｍの短冊状の第２のポリイミド樹脂フィルム２２ｂを別のスプール３４に巻き取り、図７に示すように、これの先端を接着剤層２２ｃを介して、第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａの外周面に接着し、この第２のポリイミド樹脂フィルム２２ｂの互いの側縁が互いに接触するように緊密に、且つ、その巻き角度が約７５度となるように設定する。
【００４０】
この第２のポリイミド樹脂フィルム２２ｂを巻きつける際に、これの互いに接触する端縁が、第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａの互いに接触する端縁に対して、円筒状の芯金３０の軸方向に関してオフセットした状態となるように設定する。
【００４１】
この後、図８に示すように、第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａの外周に、第２のポリイミド樹脂フィルム２２ｂを隙間無くスパイラル状に巻きつける。
【００４２】
そして、全体を加熱することにより、第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａと第２のポリイミド樹脂フィルム２２ｂとを接着して、ベルト基体２２を構成させる。
【００４３】
このようにしてベルト基体２２を構成した後、第２層２２Ｂの外周面に導電性のシリコーンゴムを所定の厚さでコーティングし、加硫させることにより、導電性を有する弾性層２４を形成する。
【００４４】
最後に、この弾性層２４の外周に、導電性ＰＦＡ樹脂を５０μｍに被覆して、耐熱離型層２６を構成し、中子３０を抜き出して、定着ベルト２０を独立した状態で取り出す。このようにして定着ベルト２０を形成する。
【００４５】
尚、このようにして定着ベルト２０を形成する過程において、接着剤の接着性を発揮させるための加熱工程や、加硫工程において、ポリイミド樹脂フィルムも加熱されることになり、この結果、ある程度の収縮が発生することになる。この結果、ポリイミド樹脂フィルムを互いの側縁が互いに接触する状態でスパイラル状に巻きつけたとしても、上述した加熱工程を経ることにより、巻きつけられたポリイミド樹脂フィルムの互いに接触していた側縁は、収縮により、間に僅かな隙間が発生することになるが、この隙間は後述するように、画質に何らの悪影響を与えるものでなく、問題がないものである。
【００４６】
次に、定着ベルト２０を規定する種々のファクターにつき、詳細に説明する。先ず、再び図３に示すように、第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａ及び第２のポリイミド樹脂フィルム２２ｂの夫々のスパイラル状に巻き込む際の巻き角度は、フィルムの幅と円筒形状の径とにより決まるものであり、以下の表１に示す関係となっている。
【００４７】
【表１】
【００４８】
この表１から、定着ベルト２０の径が２０ｍｍ〜８０ｍｍにある範囲において、３７度〜８７度の範囲が適正巻き角度であることが判明した。ちなみに、本実施例における数値は、これら巻き角度の適正範囲に入っているものである。
【００４９】
即ち、フィルム幅が３０ｍｍ以下となると、巻き回数が増え、加工性・性能上の観点で好ましくない。また、フィルム幅が１００ｍｍを超えると、外径寸法の小さいサイズのものが作り難くなり、また、フィルムのロスも大きくなる。一方、製品サイズとしては、定着ベルト２０の外径が２０ｍｍ以下ではフィルムが巻きにくいとの問題があり、また、外径寸法１００ｍｍ以上では、定着装置が全体的に大きくならざるを得ず、好ましくないことが判明した。
【００５０】
一方、上述した接着剤層２２ｃを構成する接着剤としては、この実施例においては、シリコーンゴム系接着剤が用いられており、特に、２液付加ＬＴＶ（商品名：ＳＥ１７００、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）が用いられている。尚、このシリコーンゴム系接着剤は、絶縁性を呈するものであるが、これに導電性の２液付加ＬＴＶ（商品名：ＤＹ３５−３０２７、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を混合して、抵抗値を１０ｅｘｐ１０Ω・ｃｍ以下に調整して導電性を呈するようにして用いることができるである。
【００５１】
また、この接着剤としては、シリコーンゴム系に限定されることなく、エポキシ樹脂係接着剤（商品名：アレムコボンド５６８、米国アレムコ・プロダクツ社製）やフッ素樹脂系接着剤（商品名：ＥＮ−５４０ＣＬ、三井デュポンフロロケミカル社製）をも用いることが出来るものである。
【００５２】
尚、これら接着剤を変えた場合の接着強度は、以下の表２に示す通りとなった。尚、接着強度の測定には、１０ｍｍ幅にテストピースをカットして、ストログラフＶ１０−Ｃ（東洋精機製作所社製）を用いて、１８０度剥離テストを行った。
【００５３】
【表２】
【００５４】
この表２から、用いた全ての接着剤について、接着強度の観点からは、問題なく用い得ることが判明した。ここで、この実施例においては、上述したように２液付加ＬＴＶタイプのシリコーンゴム系接着剤が用いられている。
【００５５】
更に、このように２液付加ＬＴＶタイプののシリコーンゴム系接着剤を用いる場合における接着剤層２２ｃの層厚を５μｍ〜４０μｍの範囲で変化させた場合の最適値を、接着強度の観点から検証した。この結果、以下の表３の示す通りとなった。尚、この表３に示す接着強度は、上述の表２で示した接着強度の測定と同一の測定条件で行った。
【００５６】
【表３】
【００５７】
この表３から、接着剤層２２ｃの層厚としては、接着強度の観点からは、１０μｍ〜４０μｍの範囲が最適することが判明した。
【００５８】
次に、上述した構成の定着装置に、この定着ベルト２０を組み込んだ際の耐久性を、接着剤の材質を異ならして評価した。尚、この耐久性試験において、ニップ部の温度を１５０℃となるように温度調整し、ニップ幅を４．０ｍｍとなるように、加圧ローラ１４の付勢力を調整し、定着ベルト２０の走行速度を８０ｍｍ／秒で連続空回転して、接着剤層２２ｃに割れが出るまでの耐久時間を測定した。この結果を、次の表４に示す。
【００５９】
【表４】
【００６０】
この表３から、耐久性の観点からは、接着剤としての材質としては、シリコーンゴム製のものが良いことが判明した。従って、上述した表２に示す接着強度の観点と総合すると、接着剤の材質としては、付加ＬＴＶタイプのシリコーンゴム系接着剤が最適することが判明した。また、付加型ＬＴＶであれば１液付加ＬＴＶ、２液付加ＬＴＶのどちらをも用いることができるものである。
【００６１】
尚、この表４において「貼り合わせ幅」とは、上述したように、形成することにより発生する所の、互いに隣接するポリイミド樹脂フィルムの近接する側縁間の隙間を意味しており、「フィルム段差」とは、この隙間に発生する凹みの深さを意味しており、即ち、第２層２２Ｂのフィルム厚を意味しているものである。
【００６２】
次に、この定着ベルト２０を組み込んだ定着装置を、実機としてのカラー複写機（具体的には、商品面：カラーページプロＰＳ、ミノルタ社製）に装着して、画像評価を行った。この画像評価においては、貼り合わせ幅を変えた場合の画像評価と、第１層２２Ａと第２層２２Ｂとのフィルム厚を変えた場合の画像評価と、弾性層２４の厚さを変えた場合の画像評価との、３種類の画像評価を行った。また、各画像評価においては、黒べた(４色）１０枚を取り、画像上に欠陥があるかを判定した画質評価と、初期定着画像（電源を入れてから１分後）を取り、これの定着率を測定した結果としての定着性評価と、通常の画像を取った後、白紙を通紙してオフセット現象がないかを判定した帯電オフセット評価との３種類を各々実施した。貼り合わせ幅を変えた場合の結果を表５に、フィルム厚を変えた場合の結果を表６に、弾性層２４の厚さを変えた場合の結果を表７に、夫々示す。
【００６３】
【表５】
【００６４】
【表６】
【００６５】
【表７】
【００６６】
尚、表５乃至表７において、画質評価の基準としては、「○」は画像上に欠陥がない場合を示し、「×」は画像上に欠陥がある場合を示している。また、定着性評価の基準としては、「○」は定着率８５％以上を示し、「×」は定着率８０％以下を示している。また、帯電オフセット評価においては、「○」はオフセット現象無しを示し、「×」はオフセット現象がないことを示している。
【００６７】
尚、上述の表５から、貼り合わせ幅が０．５ｍｍ以下であれば、画像評価に何ら悪影響を与えないことが判明した。また、表６から、第２層２２Ｂの厚さが第１層２２Ａの厚さよりも厚くなった場合に、画質評価に問題が出るが、少なくとも同等以下であれば問題がないことが判明した。更に、表７から、弾性層２４の層厚は、５０乃至１０００μｍの範囲が最適することが判明した。
【００６８】
以上詳述したように、この実施例においては、定着ベルト２０を従来のように円筒形状に一体的に形成することと比較して、短冊状のポリイミドフィルムをスパイラル状に巻きつけると共に２層構造として貼り合わせて製造しているため、その製造コストは従来と比して飛躍的に低廉化させることが出来ることになる。
【００６９】
この発明は、上述した一実施例の構成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変形可能であることはいうまでもない。
【００７０】
例えば、上述した実施例において、弾性層２４を導電性を有するように説明したが、この発明は、このような構成に限定されることなく、耐熱樹脂フィルムとしてのポリイミド樹脂、接着剤層２２ｃ、耐熱離型層２６の何れか１つが導電性材料であれば、定着ベルト２０を全体的に帯電しないレベルまで下げることができるものである。
【００７１】
また、上述した実施例においては、中子３０の外周に巻き付けられた第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａの外周面に接着剤を塗布して接着剤層２２ｃを形成するように説明したが、この発明は、このような手順に限定されることなく、第２のポリイミド樹脂フィルム２２ｂの内周面に予め接着剤を塗布して接着剤層２２ｃを形成し、中子３０の外周に巻きつけられた第１の耐熱樹脂フィルム２２ａの外周面に、接着剤層２２ｃを下面に形成された第２の耐熱樹脂フィルム２２ｂを、互いに対向する側縁が互いに接合するように隙間なく、これの互いに接合する側縁が、第１の耐熱樹脂フィルム２２ａの互いに接合する側縁と、重なり合わないように、これからオフセットした状態で巻き付けるように手順を構成しても、同様な効果を奏する事ができるものである。
【００７２】
また、上述した実施例においては、短冊状のポリイミド樹脂フィルムを中子３０の外周面においてスパイラル状に巻きつけるように説明したが、この発明は、このような構成に限定されることなく、短冊状のポリイミド樹脂フィルムを中子３０の円周方向に沿って巻きつけて、互いに対向する側縁同士を接合するように構成してもよいことは言うまでもない。
【００７３】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、高価な円筒状のポリイミド樹脂製ベルト基材を用いなくとも、短冊状のポリイミド樹脂フィルムを貼り合わせることにより、低廉に製造することの出来る耐熱樹脂製のベルト基材を備えた定着ベルトの製造方法が提供されることになる。
【００７４】
また、この発明によれば、耐熱樹脂製の定着ベルトを安価に製造することの出来る製造方法が提供されることになる。
【００７５】
また、この発明によれば、ポリイミド樹脂製の定着ベルトを安価に且つ容易に製造することの出来る製造方法が提供されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる製造方法により製造される定着ベルトの一実施例のものが組み込まれる定着装置の構成を概略的に示す正面図である。
【図２】定着ベルトの構造を示す断面図である。
【図３】定着ベルトの構造を示す正面図である。
【図４】定着ベルトを構成する第１層及び第２層の夫々の接合側縁が、軸方向に沿ってオフセットしている状態を示す断面図である。
【図５】この発明に係わる定着ベルトの製造方法を説明するもので、第１のポリイミド樹脂フィルムの先端を中子に貼り付けた状態を示す図である。
【図６】中子の外周に、第１のポリイミド樹脂フィルムをスパイラル状に緊密に巻き付けた状態を示す図である。
【図７】中子の外周に巻きつけられた第１のポリイミド樹脂フィルムの外周に、第２のポリイミド樹脂フィルムの先端を貼り付けた状態で示す図である。
【図８】第１のポリイミド樹脂フィルムの外周に、第２のポリイミド樹脂フィルムをスパイラル状に緊密に巻きつけた状態を示す図である。
【符号の説明】
１０ 定着装置
１２ 定着ローラ
１４ 加圧ローラ
１６ 加熱ローラ
１８ 加熱源
２０ 定着ベルト
２２ ベルト基体
２２Ａ 第１層
２２Ｂ 第２層
２２ａ 第１のポリイミド樹脂フィルム
２２ｂ 第２のポリイミド樹脂フィルム
２２ｃ 接着剤層
２４ 弾性層
２６ 耐熱離型層
３０ 中子
３２ スプール
３４ 別のスプール
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等において、シート上の未定着トナーを溶融圧着し、該シートに定着させるために使用される定着装置に用いられる定着ベルトの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置用の定着装置としては、従前より、定着ローラと加圧ローラとを互いに圧接させて、両ローラの間にニップ部を形成すると共に、発熱源を定着ローラから取り出し、定着ローラから離間して配設された加熱ローラにこの発熱源を内蔵させ、加熱ローラと定着ローラとの間をエンドレスベルトで連結して、発熱源からの熱を、エンドレスベルトを走行させてニップ部に供給するように構成し、このニップ部を未定着トナーが担持された未定着シートを挿通させることにより、未定着トナーを加圧・溶融して、シート上に定着させる所謂ベルト式定着装置が開発され、実用に供されている。
【０００３】
このようなベルト式定着装置においては、上述したように、加熱ローラからの熱をエンドレスベルトを介してニップ部に伝達しなければならないため、このエンドレスベルトには、例えば、特開平６−３１８００１号に開示されるような範囲の熱容量が要求されている。また、このエンドレスベルトは比較的高速でエンドレス走行されるため、所要の屈曲疲労耐久性も要求されている。このような熱容量と屈曲疲労耐久性との観点を同時に満足するためのベルト基材としては、現在、ニッケル電鋳製やポリイミド樹脂製のものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ニッケル電鋳製とポリイミド樹脂製を比較すると、熱容量とコストとの観点においてはニッケル電鋳製が好適するものの、屈曲疲労耐久性の観点においてはポリイミド樹脂製が好適している。しかし、ポリイミド樹脂製のベルト基体は、エンドレス走行を達成するために円筒形状に一体的に加工しなければならず、高コストの主たる原因となっている。このために、ポリイミド樹脂製のベルト基体を有する定着ベルトにおいては、コストの低廉化が強く要望され、具体的な解決が期待されている。
【０００５】
このような要請のもとで、例えば特開２００１-１４２３２５号公報に示されるように、ベルト基材を、外側シート材、接着層、内側シート材を順次積層して形成し、外側シート材及び接着層の一端部よりも内側シート材の一端部を実質的に短くして第１の相欠きを形成すると共に、外側シート材および接着層の他端部よりも内側シート材の他端部を実質的に長くして第２の相欠きを形成し、これら第１第２の相欠きを接着層を介して相欠き継ぎして接着し、基材を相欠き継ぎにより円筒体に形成するようにする技術が開示されている。
【０００６】
しかしながら、この従来公報に開示された製造方法を実施しようとすると、他端部における内側シート材の突出部分上に、一端における外側シート材の突出部分に塗布された接着層を重ねあわして接着させる作業が必須となるものであり、この接着作業において、間に空気溜まりを発生させず、また、皺を寄らせない状態を達成するためには、かなりの熟練が要求されるものであり、実際への利用に困難性が指摘されている。
【０００７】
この発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、この発明の主たる目的は、低廉に且つ容易に製造することの出来る耐熱樹脂製のベルト基材を備えた定着ベルトの製造方法を提供することである。
【０００８】
また、この発明の他の目的は、耐熱樹脂製の定着ベルトを安価に且つ容易に製造することの出来る製造方法を提供することである。
【０００９】
また、この発明の別の目的は、ポリイミド樹脂製の定着ベルトを安価に且つ容易に製造することの出来る製造方法を提供することである。
【００１０】
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の製造方法は、請求項１の記載によれば、円筒状の芯金の外周に、ポリイミドからなる第１の耐熱樹脂フィルムを、互いに対向する側縁が互いに重ならず且つ０．５ｍｍ以下の隙間を有するように巻き付ける第１の工程と、この第１の工程で巻きつけられた第１の耐熱樹脂フィルムの外周面に全面に渡りシリコーンゴム材料からなる弾性接着剤を塗布する第２の工程と、この第２の工程で塗布された弾性接着剤の外周に、前記第１の耐熱樹脂フィルムと同じか薄い厚さのポリイミドからなる第２の耐熱樹脂フィルムを、互いに対向する側縁が互いに重ならず且つ０．５ｍｍ以下の隙間を有するように、この側縁が、前記第１の耐熱樹脂フィルムの側縁と、重なり合わないようにこれからオフセットした状態で巻き付ける第３の工程と、前記弾性接着剤を固化させる第４の工程と、前記第２の耐熱樹脂フィルムの外周に、シリコーンゴムを塗布することにより、厚さ５０〜１０００μｍの弾性層を形成する第５の工程と、前記弾性層の外周に、離型層を形成する第６の工程と、を具備する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の製造方法は、請求項２の記載によれば、円筒状の芯金の外周に、ポリイミドからなる第１の耐熱樹脂フィルムを、互いに対向する側縁が互いに重ならず且つ０．５ｍｍ以下の隙間を有するように巻き付ける第１の工程と、前記第１の耐熱樹脂フィルムと同じか薄い厚さの第２の耐熱樹脂フィルムの下面に弾性接着剤を塗布する第２の工程と、前記第１の工程で巻きつけられた第１の耐熱樹脂フィルムの外周面に、前記第２の耐熱樹脂フィルムを、互いに対向する側縁が互いに重ならず且つ０．５ｍｍ以下の隙間を有するように、この側縁が、前記第１の耐熱樹脂フィルムの側縁と、重なり合わないように、これからオフセットした状態で巻き付ける第３の工程と、前記弾性接着剤を固化させる第４の工程と、前記第２の耐熱樹脂フィルムの外周に、シリコーンゴムを塗布することにより、厚さ５０〜１０００μｍの弾性層を形成する第５の工程と、前記弾性層の外周に、離型層を形成する第６の工程と、を具備す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の製造方法は、請求項３の記載によれば、前記第６の工程において、フッ素樹脂製フィルムを被覆することにより、前記離型層を形成させることを特徴としている。
【００１８】
また、この発明に係わる定着ベルトの製造方法は、請求項４の記載によれば、前記ポリイミドは、芳香族ポリイミドであることを特徴としている。
また、この発明に係わる定着ベルトの製造方法は、請求項５の記載によれば、前記第２の耐熱樹脂フィルムの厚さが１２．５〜２５μｍであることを特徴としている。
また、この発明に係わる定着ベルトの製造方法は、請求項６の記載によれば、前記第１の耐熱樹脂フィルムの厚さが２５〜５０μｍであることを特徴としている。
また、この発明に係わる定着ベルトの製造方法は、請求項７の記載によれば、前記弾性接着剤の厚さが１０〜４０μｍであることを特徴としている。
【００２０】
【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製造方法の一実施例の手順を、添付図面を参照して以下に詳細に説明する。
【００２１】
｛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(図示せず）を備えてている。この定着装置１０は、ローラ構成として、図示しない側板に固定軸線回りに回転自在に軸支された定着ローラ１２と、定着ローラ１２に転接する状態で、且つ、定着ローラ１２の固定軸線と平行に設定された固定軸線回りに回転自在に支持された加圧ローラ１４と、定着ローラ１２から離間する状態で回動自在に支持された加熱ローラ１６とを備えて構成されている。
【００２２】
また、この定着装置１０は、加熱ローラ１６の内部に配設された、例えばハロゲンランプ等の加熱源１８と、定着ローラ１２と加熱ローラ１６とに渡りエンドレスに巻回された、この発明の位置実施例に係わる定着ベルト（熱伝達ベルト）２０とを更に備えている。
【００２３】
ここで、詳細は後述するが、定着ローラ１２は弾性ローラとして構成され、一方、加圧ローラ１４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、加圧ローラ１４は図示しないスプリングを介して定着ローラ１２に圧接する方向に付勢されている。この結果、定着ローラ１２と加圧ローラ１４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１２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。
【００２４】
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面を加圧ローラ１４側を向くように設定された状態で、定着ベルト２０が巻かれた定着ローラ１２と加圧ローラ１４との転接部(ニップ部）に向けて案内され、両者１２，１４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。
【００２５】
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｝
【００２６】
上述した定着ローラ１２は、図示しないベアリングを介して回転自在に軸支される芯金部と、この芯金部の外周に同軸に配設され、定着ベルト２０が巻回されるローラ本体とを備えて構成されている。この定着ローラ１２のローラ外径は、この一実施例では３８ｍｍに設定されている。ここで、この一実施例において、芯金部は、直径２５ｍｍの鉄製シャフトから形成され、ローラ本体は、芯金部の外周に厚さ６．５ｍｍ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ＪＩＳＡ硬度で１８度）から形成されている。
【００２７】
｛加圧ローラ１４の説明｝
上述したように、加圧ローラ１４は、回転自在に軸支される芯金部と、この芯金部の外周に同軸に配設されたローラ本体とを備えて構成され、ローラ外径を３５ｍｍに設定されている。ここで、この一実施例において、芯金部は、外径２９ｍｍの鉄製パイプから形成され、ローラ本体は、芯金部の外周に厚さ３ｍｍ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１２のシリコーンゴム耐熱弾性体よりも硬めのローラ上にてＪＩＳ Ａ硬度で４０度のもの）から形成されている。
【００２８】
｛加熱ローラ１６の説明｝
上述した加熱源１８を内蔵する加熱ローラ１６は、この一実施例においては、直径３０ｍｍのアルミニウム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。この加熱ローラ１６の両端は、ベアリングを介して回転自在に軸支されており、各ベアリングの内側には、図示していないが、耐熱樹脂のポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）製のカラーが挿入されており、これにより、定着ベルト２０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。
【００２９】
この加熱ローラ１６の内部には、発熱手段としての加熱源１８が内蔵されているが、この一実施例においては、この加熱源１８は、最大出力が８００Ｗのハロゲンランプから構成されている。
【００３０】
｛定着ベルト２０の説明｝
この発明の特徴をなす定着ベルト２０は、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２０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。
【００３１】
このため、この一実施例においては、図２に示すように、定着ベルト２０は、２層の耐熱樹脂フィルムを互いに接着剤を介して張り合わせた構成のベルト基体２２と、このベルト基体２２の外周面に厚さ２００μｍでコーティングされた導電性シリコーンゴム製の弾性層２４と、この弾性層２４の外周面（表層）に厚さ５０μｍで被覆されたＰＦＡの耐熱離型層２６とを備えて、内径が６０ｍｍとなるように構成されている。
【００３２】
以下に、このポリイミド樹脂製の張り合わせベルトとしてのベルト基体２２を備えた定着ベルト２０の構成及び成形(製造）方法につき、詳細に説明する。
【００３３】
この定着ベルト２０は、図３に示すように、第１の耐熱樹脂フィルムとしての短冊状の第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａをスパイラル状に巻き込む共に、巻き込み状態でこの第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａの互いに隣接する側縁が互いに僅かなギャップを介して近接するように設定された円筒状の第１層２２Ａと、第２の耐熱樹脂フィルムとしての短冊状の第２のポリイミド樹脂フィルム２２ｂをスパイラル状に巻き込むと共に、巻き込み状態でこの第２のポリイミド樹脂フィルム２２ｂの互いに隣接する側縁が僅かなギャップを介して互いに近接するように設定された円筒状の第２層２２Ｂとを備えたベルト基体２２を備え、図２に再び示すように、第２層２２Ｂは、第１層Ａの外周面上に弾性接着剤２２ｃを介して接着されている。
【００３４】
また、図４に示すように、第１層２２Ａにおける互いに近接する側縁と、第２層２２Ｂにおける互いに近接する側縁とが、円筒形状の軸方向に関してオフセットした状態に設定されている。
【００３５】
次に、この発明の特徴となる点であるが、以上のように構成される定着ベルト２０の製造方法を、以下に説明する。
【００３６】
即ち、この定着ベルト２０の製造方法においては、図５に示すように、円筒状の外径６０ｍｍ（φ６０ｍｍ）の中子３０を用意し、第１層２２Ａを規定する幅５０ｍｍ、厚さ５０μｍの短冊状の第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａをスプール３２に巻き取らせておき、先ず、この中子３０の外周に、第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａの先端を、例えば両面接着テープ等を用いて貼り付け、この第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａの互いの側縁が互いに接触するように緊密に、且つ、その巻き角度が約７５度となるように設定する。
【００３７】
この後、図６に示すように、中子３０の外周に、第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａを隙間無くスパイラル状に巻きつける。
【００３８】
次に、この巻きつけ状態を維持したままで、この第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａの外周面に接着剤を塗布して接着剤層２２ｃを形成する。
【００３９】
この後、第２層２２Ｂを規定する幅５０ｍｍ、厚さ２５μｍの短冊状の第２のポリイミド樹脂フィルム２２ｂを別のスプール３４に巻き取り、図７に示すように、これの先端を接着剤層２２ｃを介して、第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａの外周面に接着し、この第２のポリイミド樹脂フィルム２２ｂの互いの側縁が互いに接触するように緊密に、且つ、その巻き角度が約７５度となるように設定する。
【００４０】
この第２のポリイミド樹脂フィルム２２ｂを巻きつける際に、これの互いに接触する端縁が、第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａの互いに接触する端縁に対して、円筒状の芯金３０の軸方向に関してオフセットした状態となるように設定する。
【００４１】
この後、図８に示すように、第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａの外周に、第２のポリイミド樹脂フィルム２２ｂを隙間無くスパイラル状に巻きつける。
【００４２】
そして、全体を加熱することにより、第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａと第２のポリイミド樹脂フィルム２２ｂとを接着して、ベルト基体２２を構成させる。
【００４３】
このようにしてベルト基体２２を構成した後、第２層２２Ｂの外周面に導電性のシリコーンゴムを所定の厚さでコーティングし、加硫させることにより、導電性を有する弾性層２４を形成する。
【００４４】
最後に、この弾性層２４の外周に、導電性ＰＦＡ樹脂を５０μｍに被覆して、耐熱離型層２６を構成し、中子３０を抜き出して、定着ベルト２０を独立した状態で取り出す。このようにして定着ベルト２０を形成する。
【００４５】
尚、このようにして定着ベルト２０を形成する過程において、接着剤の接着性を発揮させるための加熱工程や、加硫工程において、ポリイミド樹脂フィルムも加熱されることになり、この結果、ある程度の収縮が発生することになる。この結果、ポリイミド樹脂フィルムを互いの側縁が互いに接触する状態でスパイラル状に巻きつけたとしても、上述した加熱工程を経ることにより、巻きつけられたポリイミド樹脂フィルムの互いに接触していた側縁は、収縮により、間に僅かな隙間が発生することになるが、この隙間は後述するように、画質に何らの悪影響を与えるものでなく、問題がないものである。
【００４６】
次に、定着ベルト２０を規定する種々のファクターにつき、詳細に説明する。先ず、再び図３に示すように、第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａ及び第２のポリイミド樹脂フィルム２２ｂの夫々のスパイラル状に巻き込む際の巻き角度は、フィルムの幅と円筒形状の径とにより決まるものであり、以下の表１に示す関係となっている。
【００４７】
【表１】
この表１から、定着ベルト２０の径が２０ｍｍ〜８０ｍｍにある範囲において、３７度〜８７度の範囲が適正巻き角度であることが判明した。ちなみに、本実施例における数値は、これら巻き角度の適正範囲に入っているものである。
【００４９】
即ち、フィルム幅が３０ｍｍ以下となると、巻き回数が増え、加工性・性能上の観点で好ましくない。また、フィルム幅が１００ｍｍを超えると、外径寸法の小さいサイズのものが作り難くなり、また、フィルムのロスも大きくなる。一方、製品サイズとしては、定着ベルト２０の外径が２０ｍｍ以下ではフィルムが巻きにくいとの問題があり、また、外径寸法１００ｍｍ以上では、定着装置が全体的に大きくならざるを得ず、好ましくないことが判明した。
【００５０】
一方、上述した接着剤層２２ｃを構成する接着剤としては、この実施例においては、シリコーンゴム系接着剤が用いられており、特に、２液付加ＬＴＶ（商品名：ＳＥ１７００、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）が用いられている。尚、このシリコーンゴム系接着剤は、絶縁性を呈するものであるが、これに導電性の２液付加ＬＴＶ（商品名：ＤＹ３５−３０２７、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を混合して、抵抗値を１０ｅｘｐ１０Ω・ｃｍ以下に調整して導電性を呈するようにして用いることができるである。
【００５１】
また、この接着剤としては、シリコーンゴム系に限定されることなく、エポキシ樹脂係接着剤（商品名：アレムコボンド５６８、米国アレムコ・プロダクツ社製）やフッ素樹脂系接着剤（商品名：ＥＮ−５４０ＣＬ、三井デュポンフロロケミカル社製）をも用いることが出来るものである。
【００５２】
尚、これら接着剤を変えた場合の接着強度は、以下の表２に示す通りとなった。尚、接着強度の測定には、１０ｍｍ幅にテストピースをカットして、ストログラフＶ１０−Ｃ（東洋精機製作所社製）を用いて、１８０度剥離テストを行った。
【００５３】
【表２】
この表２から、用いた全ての接着剤について、接着強度の観点からは、問題なく用い得ることが判明した。ここで、この実施例においては、上述したように２液付加ＬＴＶタイプのシリコーンゴム系接着剤が用いられている。
【００５５】
更に、このように２液付加ＬＴＶタイプののシリコーンゴム系接着剤を用いる場合における接着剤層２２ｃの層厚を５μｍ〜４０μｍの範囲で変化させた場合の最適値を、接着強度の観点から検証した。この結果、以下の表３の示す通りとなった。尚、この表３に示す接着強度は、上述の表２で示した接着強度の測定と同一の測定条件で行った。
【００５６】
【表３】
この表３から、接着剤層２２ｃの層厚としては、接着強度の観点からは、１０μｍ〜４０μｍの範囲が最適することが判明した。
【００５８】
次に、上述した構成の定着装置に、この定着ベルト２０を組み込んだ際の耐久性を、接着剤の材質を異ならして評価した。尚、この耐久性試験において、ニップ部の温度を１５０℃となるように温度調整し、ニップ幅を４．０ｍｍとなるように、加圧ローラ１４の付勢力を調整し、定着ベルト２０の走行速度を８０ｍｍ／秒で連続空回転して、接着剤層２２ｃに割れが出るまでの耐久時間を測定した。この結果を、次の表４に示す。
【００５９】
【表４】
この表３から、耐久性の観点からは、接着剤としての材質としては、シリコーンゴム製のものが良いことが判明した。従って、上述した表２に示す接着強度の観点と総合すると、接着剤の材質としては、付加ＬＴＶタイプのシリコーンゴム系接着剤が最適することが判明した。また、付加型ＬＴＶであれば１液付加ＬＴＶ、２液付加ＬＴＶのどちらをも用いることができるものである。
【００６１】
尚、この表４において「貼り合わせ幅」とは、上述したように、形成することにより発生する所の、互いに隣接するポリイミド樹脂フィルムの近接する側縁間の隙間を意味しており、「フィルム段差」とは、この隙間に発生する凹みの深さを意味しており、即ち、第２層２２Ｂのフィルム厚を意味しているものである。
【００６２】
次に、この定着ベルト２０を組み込んだ定着装置を、実機としてのカラー複写機（具体的には、商品面：カラーページプロＰＳ、ミノルタ社製）に装着して、画像評価を行った。この画像評価においては、貼り合わせ幅を変えた場合の画像評価と、第１層２２Ａと第２層２２Ｂとのフィルム厚を変えた場合の画像評価と、弾性層２４の厚さを変えた場合の画像評価との、３種類の画像評価を行った。また、各画像評価においては、黒べた(４色）１０枚を取り、画像上に欠陥があるかを判定した画質評価と、初期定着画像（電源を入れてから１分後）を取り、これの定着率を測定した結果としての定着性評価と、通常の画像を取った後、白紙を通紙してオフセット現象がないかを判定した帯電オフセット評価との３種類を各々実施した。貼り合わせ幅を変えた場合の結果を表５に、フィルム厚を変えた場合の結果を表６に、弾性層２４の厚さを変えた場合の結果を表７に、夫々示す。
【００６３】
【表５】
【表６】
【表７】
尚、表５乃至表７において、画質評価の基準としては、「○」は画像上に欠陥がない場合を示し、「×」は画像上に欠陥がある場合を示している。また、定着性評価の基準としては、「○」は定着率８５％以上を示し、「×」は定着率８０％以下を示している。また、帯電オフセット評価においては、「○」はオフセット現象無しを示し、「×」はオフセット現象がないことを示している。
【００６７】
尚、上述の表５から、貼り合わせ幅が０．５ｍｍ以下であれば、画像評価に何ら悪影響を与えないことが判明した。また、表６から、第２層２２Ｂの厚さが第１層２２Ａの厚さよりも厚くなった場合に、画質評価に問題が出るが、少なくとも同等以下であれば問題がないことが判明した。更に、表７から、弾性層２４の層厚は、５０乃至１０００μｍの範囲が最適することが判明した。
【００６８】
以上詳述したように、この実施例においては、定着ベルト２０を従来のように円筒形状に一体的に形成することと比較して、短冊状のポリイミドフィルムをスパイラル状に巻きつけると共に２層構造として貼り合わせて製造しているため、その製造コストは従来と比して飛躍的に低廉化させることが出来ることになる。
【００６９】
この発明は、上述した一実施例の構成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変形可能であることはいうまでもない。
【００７０】
例えば、上述した実施例において、弾性層２４を導電性を有するように説明したが、この発明は、このような構成に限定されることなく、耐熱樹脂フィルムとしてのポリイミド樹脂、接着剤層２２ｃ、耐熱離型層２６の何れか１つが導電性材料であれば、定着ベルト２０を全体的に帯電しないレベルまで下げることができるものである。
【００７１】
また、上述した実施例においては、中子３０の外周に巻き付けられた第１のポリイミド樹脂フィルム２２ａの外周面に接着剤を塗布して接着剤層２２ｃを形成するように説明したが、この発明は、このような手順に限定されることなく、第２のポリイミド樹脂フィルム２２ｂの内周面に予め接着剤を塗布して接着剤層２２ｃを形成し、中子３０の外周に巻きつけられた第１の耐熱樹脂フィルム２２ａの外周面に、接着剤層２２ｃを下面に形成された第２の耐熱樹脂フィルム２２ｂを、互いに対向する側縁が互いに接合するように隙間なく、これの互いに接合する側縁が、第１の耐熱樹脂フィルム２２ａの互いに接合する側縁と、重なり合わないように、これからオフセットした状態で巻き付けるように手順を構成しても、同様な効果を奏する事ができるものである。
【００７２】
また、上述した実施例においては、短冊状のポリイミド樹脂フィルムを中子３０の外周面においてスパイラル状に巻きつけるように説明したが、この発明は、このような構成に限定されることなく、短冊状のポリイミド樹脂フィルムを中子３０の円周方向に沿って巻きつけて、互いに対向する側縁同士を接合するように構成してもよいことは言うまでもない。
【００７３】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、高価な円筒状のポリイミド樹脂製ベルト基材を用いなくとも、短冊状のポリイミド樹脂フィルムを貼り合わせることにより、低廉に製造することの出来る耐熱樹脂製のベルト基材を備えた定着ベルトの製造方法が提供されることになる。
【００７４】
また、この発明によれば、耐熱樹脂製の定着ベルトを安価に製造することの出来る製造方法が提供されることになる。
【００７５】
また、この発明によれば、ポリイミド樹脂製の定着ベルトを安価に且つ容易に製造することの出来る製造方法が提供されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる製造方法により製造される定着ベルトの一実施例のものが組み込まれる定着装置の構成を概略的に示す正面図である。
【図２】定着ベルトの構造を示す断面図である。
【図３】定着ベルトの構造を示す正面図である。
【図４】定着ベルトを構成する第１層及び第２層の夫々の接合側縁が、軸方向に沿ってオフセットしている状態を示す断面図である。
【図５】この発明に係わる定着ベルトの製造方法を説明するもので、第１のポリイミド樹脂フィルムの先端を中子に貼り付けた状態を示す図である。
【図６】中子の外周に、第１のポリイミド樹脂フィルムをスパイラル状に緊密に巻き付けた状態を示す図である。
【図７】中子の外周に巻きつけられた第１のポリイミド樹脂フィルムの外周に、第２のポリイミド樹脂フィルムの先端を貼り付けた状態で示す図である。
【図８】第１のポリイミド樹脂フィルムの外周に、第２のポリイミド樹脂フィルムをスパイラル状に緊密に巻きつけた状態を示す図である。
【符号の説明】
１０ 定着装置
１２ 定着ローラ
１４ 加圧ローラ
１６ 加熱ローラ
１８ 加熱源
２０ 定着ベルト
２２ ベルト基体
２２Ａ 第１層
２２Ｂ 第２層
２２ａ 第１のポリイミド樹脂フィルム
２２ｂ 第２のポリイミド樹脂フィルム
２２ｃ 接着剤層
２４ 弾性層
２６ 耐熱離型層
３０ 中子
３２ スプール
３４ 別のスプール
Claims (7)
- 円筒状の芯金の外周に、ポリイミドからなる第１の耐熱樹脂フィルムを、互いに対向する側縁が互いに重ならず且つ０．５ｍｍ以下の隙間を有するように巻き付ける第１の工程と、
この第１の工程で巻きつけられた第１の耐熱樹脂フィルムの外周面に全面に渡りシリコーンゴム材料からなる弾性接着剤を塗布する第２の工程と、
この第２の工程で塗布された弾性接着剤の外周に、前記第１の耐熱樹脂フィルムと同じか薄い厚さのポリイミドからなる第２の耐熱樹脂フィルムを、互いに対向する側縁が互いに重ならず且つ０．５ｍｍ以下の隙間を有するように、この側縁が、前記第１の耐熱樹脂フィルムの側縁と、重なり合わないようにこれからオフセットした状態で巻き付ける第３の工程と、
前記弾性接着剤を固化させる第４の工程と、
前記第２の耐熱樹脂フィルムの外周に、シリコーンゴムを塗布することにより、厚さ５０〜１０００μｍの弾性層を形成する第５の工程と、
前記弾性層の外周に、離型層を形成する第６の工程と、
を具備することを特徴とする定着ベルトの製造方法。 - 円筒状の芯金の外周に、ポリイミドからなる第１の耐熱樹脂フィルムを、互いに対向する側縁が互いに重ならず且つ０．５ｍｍ以下の隙間を有するように巻き付ける第１の工程と、
前記第１の耐熱樹脂フィルムと同じか薄い厚さの第２の耐熱樹脂フィルムの下面に弾性接着剤を塗布する第２の工程と、
前記第１の工程で巻きつけられた第１の耐熱樹脂フィルムの外周面に、前記第２の耐熱樹脂フィルムを、互いに対向する側縁が互いに重ならず且つ０．５ｍｍ以下の隙間を有するように、この側縁が、前記第１の耐熱樹脂フィルムの側縁と、重なり合わないように、これからオフセットした状態で巻き付ける第３の工程と、
前記弾性接着剤を固化させる第４の工程と、
前記第２の耐熱樹脂フィルムの外周に、シリコーンゴムを塗布することにより、厚さ５０〜１０００μｍの弾性層を形成する第５の工程と、
前記弾性層の外周に、離型層を形成する第６の工程と、
を具備することを特徴とする定着ベルトの製造方法。 - 前記第６の工程において、フッ素樹脂製フィルムを被覆することにより、前記離型層を形成させ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の製造方法。
- 前記ポリイミドは、芳香族ポリイミドであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の定着ベルトの製造方法。
- 前記第２の耐熱樹脂フィルムの厚さが１２．５〜２５μｍである請求項１〜４の何れか１項に記載の定着ベルトの製造方法。
- 前記第１の耐熱樹脂フィルムの厚さが２５〜５０μｍである請求項１〜５の何れか１項に記載の定着ベルトの製造方法。
- 前記弾性接着剤の厚さが１０〜４０μｍである請求項１〜６の何れか１項に記載の定着ベルトの製造方法。
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