JP2004309513A

JP2004309513A - Fixing belt

Info

Publication number: JP2004309513A
Application number: JP2003098508A
Authority: JP
Inventors: Makoto Miyagi; 誠宮城; Yomin Shu; 耀民周; Koji Sasaki; 浩二佐々木
Original assignee: Canon Electronics Inc
Current assignee: Canon Electronics Inc
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2023-04-01
Also published as: JP3905053B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly durable fixing belt and a highly durable, highly reliable image-heating device, wherein the image heating device utilizes a small capacity heating means, thereby allowing heating with low energy. <P>SOLUTION: The fixing belt has at least a releasing layer and a metal layer which is formed from electroformed nickel. The crystalline structure, particle diameter, and crystalline orientation of the meal layer having the electroformed nickel continuously or stepwise vary in the direction of the thickness of the film. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置において、電子写真プロセス、静電記録プロセス及び磁気記録プロセス等の画像形成プロセス手段部により、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）に転写方式ある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、加熱方式としては、セラミックヒータを熱源として小熱容量の樹脂ベルトあるいは金属ベルトを加熱するものが広く提案、実施されている。図４にベルト加熱方式の像加熱装置の一構成例を示す。すなわち、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面に熱圧定着させる。
【０００４】
このベルト加熱方式の定着装置は、ベルトとして低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができる。すなわち、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱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）等の利点がある。
【０００５】
このようなベルト加熱方式におけ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不十分である。このことから、強度に優れた金属、例えばＳＵＳ、ニッケル、銅、アルミニウム等を基層とするベルトを用いることが提案されている。
【０００６】
また、特許文献１には、金属ベルトを利用して、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５に電磁誘導加熱方式の像加熱装置の一構成例を示す。また、図６は、図５の像加熱装置の磁場発生手段の模型図を示す。図６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。
【０００７】
ベルト加熱方式の定着装置における定着ベルトの駆動方法としては、ベルト内周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。
【０００８】
金属ベルトを用いた定着ベルトとして、特許文献２にはヒータ面接触部の表面粗さが０．５μｍ未満で、４０μｍ前後の厚みのニッケル製定着ベルトを用いたものが、特許文献３には外周面に離型性を有するコーティング層を有し、更に樹脂層を有する１０〜３５μｍの厚みのニッケル製定着ベルトが例示されている。
【０００９】
このように、電子写真用像及び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部材には一般にシームレスのベルト基材が使用されており、ニッケル材からなるシームレスベルト基材は、一般にスルファミン酸ニッケルやワット浴等による電気鋳造法を用いて製造される。
【００１０】
この電気鋳造法では、所要形状の母型が使用され、その母型の外周上にニッケルの電気鋳造成膜が行われた後、母型からこのニッケル膜を引き抜くことによってシームレスベルト基材が製造される。しかしながら、ベルト加熱方式、とくに金属ベルトを用いたベルトの加熱方式の場合には、一般的にベルト自体の回転に伴ってニップ部およびその出入口においてベルトが屈曲を繰り返す為に機械的疲労が起こりやすい。さらに、最近のニッケル製定着ベルトの小口径化や加圧量の増加による、ニップ部での定着ベルトの変形量の増大によりベルトに加わる外部応力が急増し、ベルトに更なる耐久性が求められるようになってきている。
特許文献４には、内部圧縮応力がベルト内周側から外周側へ次第に増加するような内部応力勾配を有するエンドレス金属ベルトが例示されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平７−１１４２７６号公報
【特許文献２】
特開平７−１３４４８号公報
【特許文献３】
特開平６−２２２６９５号公報
【特許文献４】
特開平５−２３０６８４号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献４に記載されているような内部圧縮応力が、金属層の膜厚方向でベルト内周側から外周側へ次第に増加するような内部圧縮応力の勾配を有するエンドレス金属ベルトが例示されている。このベルトの内部応力は、引張応力側から圧縮応力側まで大きく変化していること、また、提案中の光沢剤について１次光沢剤（応力減少剤）についてしか書かれていないことより、結晶配向は（１１１）面優先成長の電鋳ニッケルであると推測できる。この様な電鋳ニッケルの場合、常温での使用には問題無いが、本発明のような定着ベルトに使用した場合、高温で繰り返し屈曲を受けるため、一般的にイオウ成分がニッケル粒界まわりに薄い脆性膜を形成して、脆性破壊が発生しやすく、定着ベルトとして応用が難しい。また、１、２次光沢剤が混在した高温耐久性に優れた（２００）面優先成長の電鋳浴を用いた場合、いくら操作パラメーターを制御しても、前記提案のような大きな圧縮応力を得ることは困難な場合がある。
【００１３】
本発明は、これら従来技術の問題点を解決する為になされたものであり、ニッケル材からなるシームレスべルトの耐久性の向上を図ることを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明における定着ベルトは以下に示す構成を有する。
（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、該金属層がニッケルを有し、該金属層を構成する結晶の構造および粒径ならびに結晶面の配向性からなる群から選択された少なくとも一種を膜厚方向で変化させたことを特徴とする定着ベルト。
（２）前記金属層の少なくとも一部の内部引張応力が、膜厚方向の離型層側に向かって減少する分布を有することを特徴とする上記（１）に記載の定着ベルト。
（３）前記離型層と金属層との間に少なくとも弾性層を有する上記（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上記（３）に記載の定着ベルト。
【００１５】
ここで、結晶の構造とはニッケル電鋳の多結晶を構成する単結晶内の原子配置を表す。
【００１６】
【発明の実施の形態】
最近の装置の小型化および高速化に伴い、ベルトの小径化、ニップ部での加圧量の増加によるニップ変化量は増大し、ベルトに対する外部応力は急増して、更なる耐久性が求められるようになっている。本発明の定着ベルトは、ニッケル電鋳からなる金属層が膜厚方向で、金属層を構成する結晶の構造および粒径ならびに結晶面の配向性からなる群から選択された少なくとも一種を変化させたことを特徴とする。このような変化は連続的に行なわせても、断続的に行なわせても良い。
【００１７】
例えば、金属層の（２００）面を、肉厚方向の離型層側に向かって優先的に成長させたり、金属層を構成する結晶粒径が大きくなるようにすることによって、定着ベルト使用時のニップ部変形に伴うベルトへの外部応力を緩和させる方向にベルトの初期内部応力を設定することができ、定着ベルトとしての耐久性を向上させることが可能となる。
【００１８】
図５（ａ）に像定着装置の要部横断模型図を示す。また、そのニップ部の拡大・模式図の一例を図５（ｂ）に示す。この場合、定着ベルトは加圧ローラよりも変形しやすいため、ニップ部では定着ベルトは図５（ｂ）のように変形している。図５（ｂ）から、定着ベルトはベルト自体の回転に伴ってニップ部およびその出入口においてベルトが屈曲を繰り返し、屈曲によりベルトの外周面側では引張応力が、内周面側では圧縮応力が加わっている。また、ベルト内の任意の点における内部応力は式（１）で表される。
【００１９】
【数１】

【００２０】
（Ｓ：任意の点における応力、Ｙ：ベルト材料のヤング率、ｒ：屈曲部の任意の点における半径、Ｗ：作用応力の中立面から引張応力が最大であるベルト外表面上の点までの膜厚方向距離（すなわち、ベルトの厚みの１／２））
この式から、ニップ部の変化量が増大することで、結果としてｒ：屈曲部の半径が小さくなり、ベルトに加わる外部応力が大きくなっていることがわかる。
ここで、あらかじめベルトの初期内部応力を屈曲により定着ベルトにかかる応力を打ち消す方向、つまり肉厚方向の離型層側に向かって引張応力が減少するような内部応力分布としておくことで、使用時のベルト全体に加わる見かけ上の応力は低減され、ベルトは破損しづらくなる。
【００２１】
ここで、ニッケル電鋳とは電鋳プロセスにより形成したニッケル及びニッケル合金のことをいう。本発明では、電鋳時に所定の条件に設定することによって、（２００）面優先成長を行なわせるとともに、肉厚方向の離型層側に向かって引張応力が減少するような内部応力分布を有する電鋳を得ることができる。本発明の（２００）面優先成長とは母型の外周面と平行な面上に（２００）面が優先的に結晶成長することである。ここで、（２００）面がどの程度、優先成長をしているかを表す指標として結晶配向比Ｉ（２００）／Ｉ（１１１）を使用する。結晶配向比Ｉ（２００）／Ｉ（１１１）とは、（２００）と（１１１）結晶面のＸ線回折強度比率Ｉ（２００）／Ｉ（１１１）で定義される。なお、（２００）面のｄ値は１．７６１９Åであり（１１１）面のｄ値は２．０３４５Åである。
【００２２】
従来、一般的な電鋳ニッケルでは結晶構造は（１１１）面優先成長であった。これによって表面の光沢性・硬度等が確保され、かかる電鋳ニッケルは装飾用あるいは摺動面として利用されてきた。それに対し、本発明では、結晶構造（２００）面優先成長の電鋳ニッケルを用いており、これにより定着ベルトの耐久性、特にその高温耐久性が良好となる。
【００２３】
（２００）面優先成長の電鋳ニッケルが高温耐久性が良好であり、（１１１）面優先成長の電鋳ニッケルが高温耐久性が劣る理由は、（１１１）面優先成長の電鋳ニッケルは、電解浴中の光沢剤に起因するイオウや有機物等が、ニッケルの結晶成長とともに共析するためであり、しかも、この場合、電鋳ニッケルの結晶構造は微結晶になりやすく、ベルトの柔軟性に関しても問題を生じる傾向にあるためである。以下、本発明の詳細を説明する。
【００２４】
（１）定着ベルト
本発明の定着ベルトについて説明する。図３は本発明における定着ベルトの一部の層構成模型図の一例である。本発明の定着ベルト１０は、基層となる本発明のニッケル電鋳無端ベルトからなる金属層１と、その外周面に積層した弾性層２と、さらに弾性層２の外周面に積層した離型層３と、金属層１の内周面に積層した摺動層４との複合構造を有する。すなわち、定着ベルト１０において、摺動層４が内周面側（ベルトガイド面側）であり、離型層３が外周面側（加圧ローラ面側）に配置されている。金属層１と弾性層２との間、弾性層２と離型層３との間、あるいは金属層１と摺動層４との間には、これらの層の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ものを使用すれば良く、その厚さは通常、１〜１０μｍ程度である。また、金属層１の外周面に弾性層２を形成せず、直接、離型層３を形成しても良い。特に、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、定着ベルトを、弾性層を省略した形態のものとすることができる。
【００２５】
この定着ベルトを電磁誘導加熱方式に用いた場合、ニッケル電鋳無端ベルトからなる金属層１が電磁誘導発熱性を示す発熱層として機能する。図５に電磁誘導加熱方式の定着ベルトを用いた像加熱装置の一構成例を示す。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１にこの交番磁束が作用することで金属層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。また、本発明の定着ベルト１０は、図４のようにセラミックヒータを用いたベルト加熱方式に用いても良い。
【００２６】
定着ベルト１０の厚さは、高耐久性を有することができるように２０μｍ以上が好ましく、３０μｍ以上がより好ましい。また、加熱加圧下で長時間、使用しても適度に変形できるように１００μｍ以下が好ましく、７０μｍ以下がより好ましい。
【００２７】
ａ．金属層１
金属層１はステンレス材等の円筒状金型を電鋳浴に浸漬させ、金型の表面或は裏面に電鋳プロセスにより成長させたニッケル（合金）からなる。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、ニッケル−タングステン等のニッケル合金が好ましい。本発明のニッケル電鋳ベルトは、例えば、ステンレス鋼製などの母型を陰極として、電鋳プロセスにより製造される。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を用いることができ、ｐＨ調整剤、ピット防止剤、光沢剤などの添加剤を適宜加えても良い。例えば、電解浴としては、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を含むニッケル電解液が挙げられる。そして、添加する光沢剤濃度、電解浴温度、陰極電流密度などを経時的に変化させることによって、金属層の膜厚方向で、結晶の構造、粒径および結晶面の配向性を変化させることができる。好ましくは、金属層の膜厚方向の離型層側に向かって、（２００）面の優先成長を行なわせるのが良い。また、金属層の膜厚方向の離型層側に向かって結晶粒径を大きくするのが良い。
【００２８】
好ましくは、金属層の内部引張応力が、膜厚方向の離型層側に向かって減少する分布を有することが好ましい。電鋳プロセスに用いる電解浴の組成によっても異なるが、通常、電解浴温度は４５〜６０℃程度、陰極電流密度は１〜２０Ａ／ｄｍ^２程度で行なうことが好ましい。光沢剤は一次光沢剤と二次光沢剤を用いることが好ましく、サッカリン、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホン酸ナトリウム等含む応力減少剤及び一次光沢剤、２−ブチン−１，４−ジオール、クマリン、ジエチルトリアミン等を含む二次光沢剤と呼ばれる添加剤等を用いることが好ましい。
【００２９】
電鋳ニッケルの結晶構造、内部応力そして結晶配向性の制御は、電鋳液の液温、電鋳液の攪拌方法およびその強度（流量）、電流密度、電流の印加方式（直流・パルス状）、電鋳液中の金属イオン濃度、光沢剤の種類、電鋳液中の光沢剤濃度、ｐＨ、電鋳液中の塩化物濃度及び緩衝剤濃度などを電鋳時に経時的に変化させることにより制御可能である。特に、光沢剤の種類を選ぶことにより、所望の基本的な結晶構造が得られ、電鋳時の光沢剤の濃度、攪拌方法およびその強度、電流密度、液温を経時的に変化させることにより金属層の膜厚方向において内部応力・結晶配向性などを変化させることが可能となる。
【００３０】
一般的に電鋳ニッケルは、電解液中にサッカリン、ベンゼンスルフォン酸ナトリウム、ナフタレンスルフォン酸ナトリウム等を含む１次光沢剤（応力減少剤）、２−ブチン−１，４−ジオール、クマリン、ホルマリン等を含む２次光沢剤を添加することによって、所望の電鋳ニッケルを得ることが出来る。１次、２次光沢剤単独での効果は、これらの光沢剤の間に相乗作用があるので明確に出来ないが、主に２次光沢剤により結晶の配向性、１次、２次光沢剤相互の含有量及び含有割合により金属層中の内部応力分布、硬度を変化させることができる。
【００３１】
例えば、金型の外周面上に金属層の電鋳を行なう場合、電鋳浴の液温を徐々に低くすることによって、電鋳浴の成分の移動度が減少し、拡散層の厚さが増大するため、陰極に達する成分が減少する。電鋳浴の温度を５℃減少させるだけで、電鋳ニッケル膜中に取り込まれる光沢剤の量が大幅に減少し、結果として膜厚方向の離型層側に向かって結晶粒径が大きくなり、硬度が小さくなる。また、これによって、結晶配向比Ｉ（２００）／Ｉ（１１１）は大きくなると共に、金属層は膜厚方向の離型層側に向かって引張応力が減少するような内部応力分布を有する。液温は電鋳開始時から終了時までに６０〜４０℃減少させるのが好ましく、５５〜４５℃減少させるのがより好ましい。同様に電鋳開始時から電鋳浴の攪拌強度を徐々に弱めることにより、拡散層の厚さが増大し、電鋳ニッケル膜中に取り込まれる光沢剤の量が減少し、液温を低くしたのと同様の効果を得ることが出来る。攪拌強度は電鋳開始時から終了時までに５０〜５ｌ／ｍｉｎ弱めるのが好ましく、４０〜１０ｌ／ｍｉｎ弱めるのがより好ましい。
【００３２】
また、電流密度を調整することによっても結晶構造や内部応力を変化させることができる。単位時間内に析出する電鋳ニッケルの量は、陰極効率と電流密度に正比例する。一定の攪拌強度および温度において、母型の外周面上に金属層の電鋳を行なう場合、陰極の電流密度を２倍にすればニッケル電鋳の膜厚は２倍になる。しかし、光沢剤の移動度は電流密度では増加しないので膜の単位体積中に取り込まれる光沢剤の量は減少する。
【００３３】
このため、結晶粒径は金属層の膜厚方向の離型層側に向かって大きくなり、硬度は低下するとともに、結晶配向比Ｉ（２００）／Ｉ（１１１）は大きくなり、引張応力が減少するように内部応力分布が形成される。
【００３４】
例えば、サッカリン（１次光沢剤）と２−ブチン−１，４−ジオール（２次光沢剤）を光沢剤として使用し、噴流を掛けながら、電流密度を変化させた場合の金属層の内部応力、結晶配向比Ｉ（２００）／Ｉ（１１１）の変化の一例を図２に示す。図２の縦軸は引張応力を表す。電流密度の増加と共に引張応力は減少し、結晶配向比Ｉ（２００）／Ｉ（１１１）は増加していることが分かる。電流密度は電鋳開始時から終了時までに１分間当たり０．０１〜２．０Ａ／ｄｍ^２の量を増加させるのが好ましく、１分間当たり０．１〜１．０Ａ／ｄｍ^２の量を増加させるのがより好ましい。
【００３５】
なお、金属層中の内部応力は、３インチＳｉウエハにＣｒ、Ｃｕの順に蒸着により導電層を形成した後、５０μｍのニッケル電鋳層を析出させ、電鋳前後のウエハのそり量（曲率半径）をニュートン・リング法で測定し、Ｓｔｏｎｅｙの式（２）より計測した。
【００３６】
【数２】

【００３７】
（σ：内部応力、Ｅｓ：基板（ウエハ）のヤング率、Ｄ：基板の板厚、ν：基板のポアソン比、ｄ：電鋳ニッケルの膜厚、Ｒ：曲率半径）
なお、電鋳時の電流密度を変化させて試験を行ない、あらかじめ結晶配向比Ｉ（２００）／Ｉ（１１１）と内部応力との関係を調査した（図２）。
【００３８】
また、結晶配向に関しては、理学電気（株）製Ｘ線回折装置（ＲＡＤ−３Ｒ型）により、各配向面回折強度を測定し、それから結晶強度比Ｉ（２００）／Ｉ（１１１）を求めた。また、結晶粒径は電鋳断面を樹脂埋め込み、研磨した後、ＳＥＭで観察することにより測定した。
以上のように電鋳時の様々な条件を制御し、ニッケル電鋳膜内にとり込まれる光沢剤含有割合を制御することで、所望の結晶粒径、内部応力及び結晶配向性を制御した定着ベルトを得ることが可能である。
【００３９】
従って、液温、攪拌方法およびその強度（流量）、電流密度などの操作パラメータを制御して、所望の結晶が膜厚方向で変化した電鋳ニッケルベルトを作成することが出来る。なお、液温、攪拌方法およびその強度（流量）、電流密度などの操作パラメータを電鋳開始時から連続的に変化させることによって金属層の結晶粒径、内部応力及び結晶配向性を連続的に変化させることが可能となる。また、これらの操作パラメータを段階的に変化させることによって金属層の結晶構造を段階的に変化させることが可能となる。
【００４０】
電鋳ベルトの膜厚方向で離型層と反対側の面から中間点までは、引張応力が減少するような内部応力分布を有し、中間点より離型層側の面までは、引張応力がほぼ０の内部応力を有するような電鋳ベルトを製作しても同様な効果が得られる。また、電鋳ベルトの一部の離型層側の内部応力が圧縮応力となっているような内部応力の分布を有するような電鋳ベルトを製作しても同様な効果が得られる。金属層１の厚みは、次の式（３）で表される表皮深さより厚くすることが好ましく、１μｍ以上にすることが好ましく、２０μｍ以上にすることがより好ましい。また、２００μｍ以下にすることが好ましく、１００μｍ以下にすることがより好ましく、５０μｍ以下にすることが更に好ましい。
【００４１】
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
【００４２】
【数３】

【００４３】
と表される。
【００４４】
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、これより深いところでは電磁波の強度は１／ｅ以下になっており、ほとんどの電磁波波のエネルギーはこの深さまでで吸収されている。金属層１があまりに薄いと、（３）式よりほとんどの電磁エネルギーが吸収されなくなり、電磁誘導加熱の効率が悪くなる場合がある。また、金属層１があまりに厚いと、剛性が高くなり、また、屈曲性が悪くなって回転体として使用しにくくなることがある。膜厚を上記範囲内とすることによって、セラミックヒータを用いたベルト加熱方式に用いる場合でも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。
【００４５】
ｂ．弾性層２
弾性層２は設けても、設けなくても良い。弾性層を設けることにより、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、ニッケル電鋳ベルトの復元力を補って回転及び屈曲による疲労を緩和することができる。
また、弾性層を付与することにより、定着ベルト離型層表面を未定着トナー像表面形状に沿って効果的に変形し、熱を効率よく伝達させることが可能になる。弾性層２を設けた定着ベルトは特に、未定着トナーののり量が多いカラー画像の加熱定着に適している。
【００４６】
弾性層２の材質としては特に限定されず、耐熱性が良く、熱伝導率が良いものを選べば良い。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。
弾性体層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、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ことができる。
【００４７】
なお、必要に応じて、弾性体層には乾式シリカ、湿式シリカ等補強性充填材、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）等を弾性体層に含有させても良い。
【００４８】
弾性層２の厚さ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、加熱面（離型層３）が記録材の凹凸形状又はトナー層の凹凸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。弾性層２があまりに薄いと、記録材Ｐ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のが難しくなることがある。
【００４９】
弾性層２の硬度（ＪＩＳＫ６２５３）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。
【００５０】
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。
【００５１】
このような弾性体層は公知の方法、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上に均一な厚みでコート、加熱硬化する方法、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で形成すれば良い。
【００５２】
ｃ．離型層３
本発明の定着ベルトは離型層を有することによって、記録材からの定着ベルトの良好な離型性を確保することができる。離型層３の材料としては特に限定されず、離型性、耐熱性の良いものを選べば良い。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、ＰＦＡがより好ましい。なお、必要に応じて、離型層にはカーボン、酸化すず等導電剤等を離型層の１０質量％以下含有させても良い。
【００５３】
離型層３の厚さは１μｍ以上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ことがある。また、離型層があまりに厚いと、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弾性層２の効果がなくなってしまうことがある。
【００５４】
このような離型層は公知の方法、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、乾燥及び焼成により、あるいは予めチューブ化したものを被覆及び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良い。
【００５５】
また、予め内周面をプライマー処理されたチューブ、予め外周面をプライマー処理されたニッケル電鋳ベルトを円筒金型内に装着し、チューブとニッケル電鋳ベルト間隙間に液状シリコーンゴムを注入、加熱することでゴムの硬化及び接着を行う手法を用いれば、弾性層、離型層を同時に形成することも可能である。
【００５６】
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を図るうえで設けることが好ましい。摺動層４を設けることによって、定着ベルトの熱容量を大きくすることなく、発熱層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、消費電力を抑えることもできる。また、立ち上がり時間の短縮化を図ることも出来る。摺動層４の材質は、特に限定されず、高耐熱性で強度が高く、表面が滑らかに出来るものを選べば良い。摺動層４としては、ポリイミド樹脂等が好ましい。なお、必要に応じて、摺動層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摺動層に含有させても良い。
【００５７】
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ことがある。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ことがある。この様な摺動層は、公知の方法、例えば、液状の材料をコート、乾燥及び硬化等の方法、あるいは予めチューブ化したものを貼り付ける方法等で形成すれば良い。
【００５８】
【実施例】
［実施例１］
金属層１として長さ２５０ｍｍ、内径３４ｍｍ、厚み５０μｍのニッケル電鋳ベルトを下記のように作製した。ニッケル電鋳ベルト基材を作製するためにスルファミン酸ニッケル四水塩４５０ｇ／ｌ、塩化ニッケル１０ｇ／ｌ、硼酸４０ｇ／ｌなる水溶液浴を作り、次に適量のピット防止剤（ピットレスＳ（商品名）、日本化学産業社製）を加えた後、第一光沢剤としてサッカリン、第二光沢剤として２−ブチン１，４−ジオールを適時の組み合わせで添加した浴を作製した。そして、ステンレス鋼製の母型を陰極として、母型の外周面上へ浴温５０℃、初期電流密度７Ａ／ｄｍ^２で電鋳を開始し、１分間当たり０．２３Ａ／ｄｍ^２の割合で３０分間、連続的に電流密度を上昇させ、最終的に１４Ａ／ｄｍ^２まで変化させた。
【００５９】
この条件で母型の外周面上にニッケルを電析させベルトを作製した。この電鋳ベルトを分析した結果、円筒の内周面側から外周面側に向けて連続的に結晶配向比Ｉ（２００）／Ｉ（１１１）が５→８０へ変化していた。また、ベルトの硬度が円筒の内周面側から外周面側に向けてビッカース硬度（荷重：１００ｇ）で４５０→３００へ変化した。この結果より、内部応力は、図２から換算して円筒の内周面側から外周面側に向けて１．５×１０^８Ｐａから４．２×１０^６Ｐａまで変化したベルトが得られた（図１）。なお、図１中の内部応力は引張応力を表す。そして、上記で得た電鋳ベルトの外周面上に、弾性層２として３００μｍシリコーンゴム（ＧＥ東芝シリコーン社製）、弾性層２の上に離型層３として３０μｍＰＦＡチューブ（グンゼ社製）を、各々プライマー（東レダウコーニング社製）を介して積層し、電鋳ベルトの内周面側に更に摺動層４としてポリイミド樹脂層（宇部興産社製）を厚みが１５μｍとなるように定着ベルトを作製した。
【００６０】
このようにして作製した定着ベルトについて、図５のような像加熱定着装置に装着し、空回転耐久テストを行った。空回転耐久テストは、２２０℃に温度調節しながら、所定の加圧力で加圧ローラを定着ベルトに押し付け、定着ベルトを加圧ローラに従動回転させた。加圧ローラは、肉厚３ｍｍシリコーン層に３０μｍのＰＦＡチューブ（グンゼ社製）を被覆した外径３０ｍｍのゴムローラを用いた。
【００６１】
本実験例では、加圧力は２２０Ｎ（通常テストの１割増し）、定着ニップは８ｍｍ×２３０ｍｍであり、定着ベルトの表面速度は１００ｍｍ／ｓｅｃとなる条件に定めた。この結果、本発明定着ベルトは、耐久時間２００、５００、１０００時間後も変形もなく良好なことがわかった。また、上記定着装置をキヤノン製フルカラーＬＢＰＬＡＳＥＲＳＨＯＴ『ＬＢＰ−２０４０』に搭載し、画出して耐久テストを行った。１０万枚画出し耐久テストを行ったが定着性に問題はなく良好であった。
【００６２】
［実施例２］
電流密度を変化させる割合を異なるものとした以外は実施例１と同様にして、金属層１として長さ２５０ｍｍ、内径３４ｍｍ、厚み５０μｍのニッケル電鋳ベルトを作製した。今回は、電流密度を初期値７Ａ／ｄｍ^２で電鋳を開始し、１分間当たり０．４６Ａ／ｄｍ^２の割合で１２分間、連続的に電流密度を上昇させ、最終的に１４Ａ／ｄｍ^２まで変化させることで、電鋳時の総電気量の半分の電気量を流した。そして、電鋳時の残り半分の電気量で１４Ａ／ｄｍ^２で１０分間、電鋳し、ニッケル電鋳ベルトを作成した（図１）。その後、実施例１と同様にして、３００μｍシリコーンゴムの弾性層２、３０μｍＰＦＡチューの離型層３を各々、プライマーを介して積層し、定着ベルトを得た。このようにして得た定着ベルトに対して実施例１と同様にして耐久試験を行った。表１に結果を示す。
【００６３】
実施例１のベルトと同様に耐久時間２００、５００、１０００時間後の変形も無く良好なことがわかった。また、上記定着装置をキヤノン製フルカラーＬＢＰＬＡＳＥＲＳＨＯＴ『ＬＢＰ−２０４０』に搭載し、画出して耐久テストを行った。１０万枚画出し耐久テストを行ったが定着性に問題はなく良好であった。
【００６４】
［比較例１］
電流密度を変化させる割合を異なるものとした以外は実施例１と同様な条件で、金属層１として内径３４ｍｍ、厚み５０μｍのニッケル電鋳ベルトを作製した。今回は実施例１と反対に、初期電流密度１４Ａ／ｄｍ^２からスタートして、１分間当たり０．２３Ａ／ｄｍ^２の割合で３０分間、連続的に電流密度を減少させ最終的に７Ａ／ｄｍ^２まで変化させた。この電鋳ベルトを分析した結果、円筒の内周側から外周側に向けて連続的に結晶配向比Ｉ（２００）／Ｉ（１１１）が８０→５へ変化していた。また、ベルトの硬度がビッカース硬度（荷重：１００ｇ）で３００→４５０へ変化した。この結果より、内部応力は、図２から換算して４．２×１０^６Ｐａから１．５×１０^８Ｐａまで変化したベルトが得られた（図１）。その後、実施例１と同様にして弾性層２として３００μｍシリコーンゴム、離型層３として３０μｍＰＦＡチューブを、各々プライマーを介して積層した。このベルトを実施例１と同様な条件で空耐久試験を行った。
【００６５】
その結果を表１に示す。実施例１、２と異なり、膜厚方向の内周面側から外周面側に向かって引張応力が増加する内部応力分布を有する比較例の定着ベルトは、空回転耐久２００時間において、ベルトに割れが見られた。
【００６６】
【表１】

【００６７】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明により、電鋳ベルト基材の金属層の結晶構造を、膜厚方向の内周側から外周側に向けて連続的および段階的に変化させる事により、良好な耐久性、定着性を持つ高品質な定着ベルトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の定着ベルトの電鋳ニッケル層内部応力変化の例である。
【図２】本発明の電鋳ニッケルの電流密度による内部応力及び配向比の変化の例である。
【図３】本発明の定着ベルトの層構成摸型図の一例である。
【図４】像加熱装置の概略構成図の一例である。
【図５】図５（ａ）は像加熱装置の概略構成図の一例である。図５（ｂ）はニップ部に加わる外部応力を表す概念図である。
【図６】図５の像加熱装置の磁場発生手段模型図である。
【符号の説明】
１金属層
２弾性層
３離型層
４摺動層
１０定着ベルト
１２セラミックヒータ
１２ｂ発熱層
１２ｃガラスやフッ素樹脂等の保護層
１６ベルトガイド
１６ａ、１６ｂ、１６ｅベルトガイド部材
１６ｃベルトガイド
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
Ｍ駆動手段
Ｎ定着ニップ部
ｔトナー画像
Ｐ記録材
１００像加熱定着装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing belt used in an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus or an electrostatic recording apparatus.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus, a recording material (transfer material sheet, electrofax sheet, electrostatic recording paper, OHP sheet, printing paper, format paper, etc., by image forming process means such as an electrophotographic process, an electrostatic recording process and a magnetic recording process. As a fixing device that heats and fixes an unfixed image (toner image) of the target image information formed and supported by the transfer method or the direct method on the recording material surface as a permanently fixed image, a heat roller type device is widely used. It was done. This generally uses a heat source such as a halogen heater in the roller.
[0003]
On the other hand, as a heating method, a method of heating a resin belt or a metal belt having a small heat capacity using a ceramic heater as a heat source has been widely proposed and implemented. FIG. 4 shows a configuration example of a belt heating type image heating apparatus. That is, in this heating method, generally, a nip portion is formed by sandwiching a heat resistant belt (fixing belt 10) between a ceramic heater 12 as a heating body and a pressure roller 30 as a pressure member. The recording material P on which an unfixed toner image t to be image-fixed is formed and supported is introduced between the fixing belt and the pressure roller, and is nipped and conveyed together with the belt, so that the heat of the ceramic heater 12 in the nip portion. Is applied to the recording material P via the belt 10, and the unfixed toner image is fixed to the surface of the recording material by heat and pressure by the heat and the pressure applied to the nip portion.
[0004]
This belt heating type fixing device can be configured as an on-demand type device using a low heat capacity member as a belt. That is, it is only necessary to energize a ceramic heater as a heat source to generate heat at a predetermined fixing temperature only when image forming of the image forming apparatus is executed, and a waiting time from power-on of the image forming apparatus to an image forming executable state Are short (quick start), and power consumption during standby is significantly small (power saving).
[0005]
A heat-resistant resin or the like is used as a belt in such a belt heating method, and a polyimide resin excellent in heat resistance and strength is used. However, when the machine is further increased in speed and durability, the resin film has insufficient strength. For this reason, it has been proposed to use a belt having a base layer made of a metal having excellent strength, such as SUS, nickel, copper, or aluminum.
[0006]
Patent Document 1 also discloses an induction heating method in which a metal belt is used and self-heats by an eddy current due to electromagnetic induction. That is, a heating device has been proposed in which eddy current is generated in the belt itself or a conductive member close to the belt by magnetic flux, and heat is generated by Joule heat. In this electromagnetic induction heating method, the heat generation area can be made closer to the object to be heated, so that the efficiency of energy consumption can be increased. FIG. 5 shows a configuration example of an electromagnetic induction heating type image heating apparatus. FIG. 6 shows a model diagram of the magnetic field generating means of the image heating apparatus of FIG. The magnetic field generating means shown in FIG. 6 includes a magnetic core 17 a,

power feeding units

18 a and 18 b connected to the excitation circuit 27, and the excitation coil 18. The exciting coil 18 generates an alternating magnetic flux by an alternating current (high-frequency current) supplied from the exciting circuit 27 through the

power feeding units

18a and 18b.
[0007]
As a fixing belt driving method in a belt heating type fixing device, a film pressure-contacted by a film guide for guiding the inner peripheral surface of the belt and a pressure roller is driven by a rotational drive of the pressure roller (pressure roller). Drive system), and conversely, the pressure roller is driven to rotate by driving an endless belt stretched between a drive roller and a tension roller.
[0008]
As a fixing belt using a metal belt, Patent Document 2 uses a nickel fixing belt having a heater surface contact portion surface roughness of less than 0.5 μm and a thickness of about 40 μm. A nickel fixing belt having a thickness of 10 to 35 μm having a coating layer having releasability on the surface and further having a resin layer is exemplified.
[0009]
As described above, a seamless belt base material is generally used for a fixing belt member used in an image forming apparatus such as an electrophotographic image and an electrostatic recording apparatus, and the seamless belt base material made of a nickel material is generally a sulfamine. Manufactured by electroforming using nickel acid or watt bath.
[0010]
In this electroforming method, a mother die of the required shape is used, and after the nickel electroforming film is formed on the outer periphery of the mother die, the nickel film is drawn from the mother die to produce a seamless belt base material. Is done. However, in the case of a belt heating method, particularly a belt heating method using a metal belt, mechanical fatigue is likely to occur because the belt repeatedly bends at the nip portion and its entrance / exit as the belt itself rotates. . Furthermore, due to the recent decrease in the diameter of the fixing belt made of nickel and an increase in the amount of pressurization, the external stress applied to the belt rapidly increases due to an increase in the deformation amount of the fixing belt at the nip portion, and further durability of the belt is required. It has become like this.
Patent Document 4 exemplifies an endless metal belt having an internal stress gradient such that the internal compressive stress gradually increases from the belt inner peripheral side to the outer peripheral side.
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-7-114276
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-13448
[Patent Document 3]
JP-A-6-222695
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-230684
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
An endless metal belt having an internal compressive stress gradient such that the internal compressive stress as described in Patent Document 4 gradually increases from the belt inner peripheral side to the outer peripheral side in the film thickness direction of the metal layer is illustrated. . From the fact that the internal stress of this belt varies greatly from the tensile stress side to the compressive stress side, and because only the primary brightener (stress reducing agent) is written for the proposed brightener, the crystal orientation Can be assumed to be electroformed nickel with (111) plane preferred growth. In the case of such electroformed nickel, there is no problem in use at room temperature, but when it is used for a fixing belt as in the present invention, since it is repeatedly bent at a high temperature, the sulfur component is generally around the nickel grain boundary. Forming a thin brittle film, brittle fracture is likely to occur, and application as a fixing belt is difficult. In addition, when an electroforming bath with a (200) plane priority growth that is superior in high-temperature durability in which primary and secondary brighteners are mixed is used, no matter how much the operating parameters are controlled, a large compressive stress as proposed above can be obtained. It can be difficult to obtain.
[0013]
The present invention has been made to solve these problems of the prior art, and an object thereof is to improve the durability of a seamless belt made of a nickel material.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the fixing belt in the present invention has the following configuration.
(1) A fixing belt having at least a release layer and a metal layer provided on the release layer, wherein the metal layer has nickel, and a crystal structure constituting the metal layer A fixing belt, wherein at least one selected from the group consisting of grain size and crystal plane orientation is changed in the film thickness direction.
(2) The fixing belt according to (1), wherein the internal tensile stress of at least a part of the metal layer has a distribution that decreases toward the release layer side in the film thickness direction.
(3) The fixing belt according to (1) or (2), wherein at least an elastic layer is provided between the release layer and the metal layer.
(4) The fixing belt according to (3), wherein the elastic layer includes at least one selected from the group consisting of silicone rubber, fluorine rubber, and fluorosilicone rubber.
[0015]
Here, the crystal structure represents an atomic arrangement in a single crystal constituting a polycrystal of nickel electroforming.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Along with recent downsizing and speeding up of the equipment, the nip change amount due to the reduction in the belt diameter and the increase in the amount of pressurization at the nip portion increases, the external stress on the belt increases rapidly, and further durability is required. It is like that. In the fixing belt of the present invention, the metal layer made of nickel electroforming is changed in the film thickness direction, and at least one selected from the group consisting of the structure and grain size of the crystal constituting the metal layer and the orientation of the crystal plane is changed. It is characterized by that. Such a change may be performed continuously or intermittently.
[0017]
For example, when the fixing belt is used, the (200) plane of the metal layer is preferentially grown toward the release layer side in the thickness direction, or the crystal grain size constituting the metal layer is increased. The initial internal stress of the belt can be set in a direction to relieve the external stress to the belt accompanying the deformation of the nip portion, and the durability as the fixing belt can be improved.
[0018]
FIG. 5A shows a cross-sectional model view of the main part of the image fixing apparatus. An example of an enlarged and schematic view of the nip portion is shown in FIG. In this case, since the fixing belt is more easily deformed than the pressure roller, the fixing belt is deformed as shown in FIG. As shown in FIG. 5B, the fixing belt repeatedly bends at the nip portion and its entrance as the belt itself rotates, so that tensile stress is applied to the outer peripheral surface side of the belt and compressive stress is applied to the inner peripheral surface side. ing. Further, the internal stress at an arbitrary point in the belt is represented by the formula (1).
[0019]
[Expression 1]

[0020]
(S: Stress at an arbitrary point, Y: Young's modulus of the belt material, r: Radius at an arbitrary point of the bent portion, W: Neutral surface of the acting stress to a point on the belt outer surface where the tensile stress is maximum Distance in the film thickness direction (ie 1/2 of the belt thickness))
From this equation, it can be seen that as the amount of change in the nip portion increases, r: the radius of the bent portion decreases as a result, and the external stress applied to the belt increases.
Here, the initial internal stress of the belt is preliminarily set in the direction to cancel the stress applied to the fixing belt by bending, that is, the internal stress distribution in which the tensile stress decreases toward the release layer side in the thickness direction. The apparent stress applied to the entire belt is reduced and the belt is less likely to break.
[0021]
Here, nickel electroforming refers to nickel and a nickel alloy formed by an electroforming process. In the present invention, by setting a predetermined condition at the time of electroforming, (200) plane preferential growth is performed, and an internal stress distribution is provided such that the tensile stress decreases toward the release layer side in the thickness direction. Electroforming can be obtained. The (200) plane preferential growth of the present invention is that the (200) plane preferentially grows on a plane parallel to the outer peripheral surface of the matrix. Here, the crystal orientation ratio I (200) / I (111) is used as an index indicating how much the (200) plane is preferentially growing. The crystal orientation ratio I (200) / I (111) is defined by the X-ray diffraction intensity ratio I (200) / I (111) of the (200) and (111) crystal planes. The d value of the (200) plane is 1.7619 mm and the d value of the (111) plane is 2.0345 mm.
[0022]
Conventionally, in general electroformed nickel, the crystal structure has been (111) plane preferred growth. As a result, the gloss and hardness of the surface are ensured, and such electroformed nickel has been used as a decorative or sliding surface. On the other hand, in the present invention, the electrocast nickel having the crystal structure (200) plane preferential growth is used, and thereby the durability of the fixing belt, particularly the high temperature durability is improved.
[0023]
The reason why (200) plane priority growth electrocast nickel has good high temperature durability and (111) plane priority growth electrocast nickel is inferior in high temperature durability is that (111) plane priority growth electrocast nickel is This is because sulfur and organic substances resulting from the brightener in the electrolytic bath co-deposit with the crystal growth of nickel, and in this case, the crystal structure of electroformed nickel tends to be microcrystals, and the flexibility of the belt This is because they tend to cause problems. Details of the present invention will be described below.
[0024]
(1) Fixing belt
The fixing belt of the present invention will be described. FIG. 3 is an example of a partial layer structure model diagram of the fixing belt in the present invention. The fixing belt 10 of the present invention includes a metal layer 1 made of a nickel electroformed endless belt of the present invention as a base layer, an elastic layer 2 laminated on the outer circumferential surface thereof, and a release layer laminated on the outer circumferential surface of the elastic layer 2. 3 and a sliding layer 4 laminated on the inner peripheral surface of the metal layer 1. That is, in the fixing belt 10, the sliding layer 4 is disposed on the inner peripheral surface side (belt guide surface side), and the release layer 3 is disposed on the outer peripheral surface side (pressure roller surface side). Between the metal layer 1 and the elastic layer 2, between the elastic layer 2 and the release layer 3, or between the metal layer 1 and the sliding layer 4, a primer layer (non-conductive layer) is used for adhesion of these layers. (Shown) may be provided. The primer layer may be a known material such as silicone, epoxy, or polyamideimide, and the thickness is usually about 1 to 10 μm. Further, the release layer 3 may be formed directly without forming the elastic layer 2 on the outer peripheral surface of the metal layer 1. In particular, in the case of heat-fixing a monochrome image with a small amount of toner paste on the recording material and a relatively small unevenness of the toner layer, the fixing belt can have a configuration in which the elastic layer is omitted.
[0025]
When this fixing belt is used for the electromagnetic induction heating method, the metal layer 1 formed of a nickel electroformed endless belt functions as a heat generating layer exhibiting electromagnetic induction heat generation. FIG. 5 shows a configuration example of an image heating apparatus using an electromagnetic induction heating type fixing belt. The

magnetic cores

17a, 17b and 17c are high permeability members, and the exciting coil 18 generates alternating magnetic flux by alternating current (high frequency current) supplied from an exciting circuit (not shown). When this alternating magnetic flux acts on the metal layer 1, an eddy current is generated in the metal layer 1, and the metal layer 1 generates heat. The heat heats the fixing belt 10 through the elastic layer 2 and the release layer 3, and heats the recording material P that is passed through the fixing nip N to heat and fix the toner image. Further, the fixing belt 10 of the present invention may be used in a belt heating system using a ceramic heater as shown in FIG.
[0026]
The thickness of the fixing belt 10 is preferably 20 μm or more, and more preferably 30 μm or more so as to have high durability. Moreover, 100 micrometers or less are preferable and 70 micrometers or less are more preferable so that it can deform | transform moderately even if it uses it for a long time under heating and pressurization.
[0027]
a. Metal layer 1
The metal layer 1 is made of nickel (alloy) which is grown by electroforming process on a front surface or a back surface of a mold by immersing a cylindrical mold such as stainless steel in an electroforming bath. As the nickel alloy, nickel alloys such as nickel-iron, nickel-cobalt, nickel-manganese, nickel-molybdenum, nickel-tungsten are preferable. The nickel electroformed belt of the present invention is manufactured by an electroforming process using, for example, a stainless steel mold as a cathode. As the electrolytic bath in this case, for example, a known nickel electrolytic bath such as a sulfamic acid type can be used, and additives such as a pH adjuster, a pit inhibitor and a brightener may be appropriately added. For example, the electrolytic bath includes a nickel electrolyte containing 300 to 450 g / l of nickel sulfamate, 0 to 30 g / l of nickel chloride, and 30 to 45 g / l of boric acid. By changing the concentration of the brightener added, the electrolytic bath temperature, the cathode current density, etc. over time, the crystal structure, grain size, and crystal plane orientation can be changed in the thickness direction of the metal layer. it can. Preferably, the (200) plane is preferentially grown toward the release layer side in the film thickness direction of the metal layer. Further, the crystal grain size is preferably increased toward the release layer side in the film thickness direction of the metal layer.
[0028]
It is preferable that the internal tensile stress of the metal layer has a distribution that decreases toward the release layer side in the film thickness direction. Although it depends on the composition of the electrolytic bath used in the electroforming process, the electrolytic bath temperature is usually about 45 to 60 ° C., and the cathode current density is 1 to 20 A / dm. ² It is preferable to carry out at a degree. As the brightener, it is preferable to use a primary brightener and a secondary brightener. Stress reducing agents and primary brighteners including saccharin, sodium benzenesulfonate, sodium naphthalenesulfonate, etc., 2-butyne-1,4-diol, coumarin, It is preferable to use an additive called a secondary brightener containing diethyltriamine or the like.
[0029]
The control of the crystal structure, internal stress and crystal orientation of electroformed nickel is controlled by the temperature of the electroforming solution, the stirring method and strength (flow rate), current density, and current application method (DC and pulse). By changing the metal ion concentration in the electroforming liquid, the type of brightening agent, the concentration of the brightening agent in the electroforming liquid, the pH, the chloride concentration and the buffering agent concentration in the electroforming liquid over time It can be controlled. In particular, by selecting the type of brightener, the desired basic crystal structure can be obtained, and by changing the concentration of the brightener, the stirring method and its strength, current density, and liquid temperature over time during electroforming It is possible to change internal stress, crystal orientation, etc. in the thickness direction of the metal layer.
[0030]
Generally, electroformed nickel is a primary brightener (stress reducing agent) containing saccharin, sodium benzenesulfonate, sodium naphthalenesulfonate, etc. in the electrolyte, 2-butyne-1,4-diol, coumarin, formalin, etc. The desired electroformed nickel can be obtained by adding a secondary brightener containing. The effect of the primary and secondary brighteners alone cannot be clearly clarified because there is a synergistic effect between these brighteners, but the orientation of the crystals is mainly affected by the secondary brightener, and the primary and secondary brighteners. The internal stress distribution and hardness in the metal layer can be changed by the mutual content and content ratio.
[0031]
For example, when performing electroforming of a metal layer on the outer peripheral surface of a mold, by gradually lowering the liquid temperature of the electroforming bath, the mobility of the components of the electroforming bath is reduced, and the thickness of the diffusion layer is reduced. Due to the increase, the component reaching the cathode decreases. Simply reducing the temperature of the electroforming bath by 5 ° C significantly reduces the amount of brightener incorporated into the electroformed nickel film, resulting in an increase in the crystal grain size toward the release layer side in the film thickness direction. , Hardness decreases. This also increases the crystal orientation ratio I (200) / I (111), and the metal layer has an internal stress distribution in which the tensile stress decreases toward the release layer side in the film thickness direction. The liquid temperature is preferably decreased by 60 to 40 ° C. from the start to the end of electroforming, and more preferably by 55 to 45 ° C. Similarly, by gradually decreasing the stirring strength of the electroforming bath from the beginning of electroforming, the thickness of the diffusion layer increases, the amount of brightener incorporated into the electroformed nickel film decreases, and the liquid temperature is lowered. The same effect as can be obtained. The stirring strength is preferably weakened by 50 to 5 l / min, more preferably 40 to 10 l / min, from the start to the end of electroforming.
[0032]
The crystal structure and internal stress can also be changed by adjusting the current density. The amount of electroformed nickel deposited within a unit time is directly proportional to the cathode efficiency and current density. When electroforming a metal layer on the outer peripheral surface of the master mold at a constant stirring strength and temperature, if the current density of the cathode is doubled, the film thickness of nickel electroforming is doubled. However, since the mobility of the brightener does not increase with current density, the amount of brightener incorporated into the unit volume of the film decreases.
[0033]
For this reason, the crystal grain size increases toward the release layer side in the film thickness direction of the metal layer, the hardness decreases, the crystal orientation ratio I (200) / I (111) increases, and the tensile stress decreases. Thus, an internal stress distribution is formed.
[0034]
For example, the internal stress of the metal layer when saccharin (primary brightener) and 2-butyne-1,4-diol (secondary brightener) are used as the brightener and the current density is changed while jetting. An example of the change in the crystal orientation ratio I (200) / I (111) is shown in FIG. The vertical axis in FIG. 2 represents the tensile stress. It can be seen that as the current density increases, the tensile stress decreases and the crystal orientation ratio I (200) / I (111) increases. The current density is 0.01 to 2.0 A / dm per minute from the start to the end of electroforming. ² It is preferable to increase the amount of 0.1 to 1.0 A / dm per minute ² More preferably, the amount is increased.
[0035]
The internal stress in the metal layer was determined by depositing a 50 μm nickel electroformed layer on the 3-inch Si wafer in the order of Cr and Cu, and then depositing a 50 μm nickel electroformed layer before and after electroforming. ) Was measured by the Newton-Ring method and measured by Stoney's formula (2).
[0036]
[Expression 2]

[0037]
(Σ: internal stress, Es: Young's modulus of substrate (wafer), D: thickness of substrate, ν: Poisson's ratio of substrate, d: film thickness of electroformed nickel, R: radius of curvature)
The test was performed while changing the current density during electroforming, and the relationship between the crystal orientation ratio I (200) / I (111) and the internal stress was investigated in advance (FIG. 2).
[0038]
Regarding crystal orientation, the diffraction intensity of each orientation plane was measured with an X-ray diffractometer (RAD-3R type) manufactured by Rigaku Corporation, and the crystal strength ratio I (200) / I (111) was obtained therefrom. . The crystal grain size was measured by observing with an SEM after embedding and polishing the electroformed section.
As described above, by controlling various conditions during electroforming and controlling the brightener content ratio incorporated into the nickel electroformed film, the fixing belt controls the desired crystal grain size, internal stress and crystal orientation. It is possible to obtain
[0039]
Therefore, it is possible to produce an electroformed nickel belt in which desired crystals are changed in the film thickness direction by controlling operation parameters such as liquid temperature, stirring method and its strength (flow rate), and current density. The crystal grain size, internal stress and crystal orientation of the metal layer are continuously changed by continuously changing the operating parameters such as the liquid temperature, the stirring method and its strength (flow rate), and the current density from the beginning of electroforming. It can be changed. Further, the crystal structure of the metal layer can be changed stepwise by changing these operation parameters stepwise.
[0040]
From the surface opposite to the release layer to the middle point in the film thickness direction of the electroformed belt, there is an internal stress distribution that reduces the tensile stress, and the tensile stress from the middle point to the surface on the release layer side A similar effect can be obtained even when an electroformed belt having an internal stress of substantially zero is manufactured. A similar effect can be obtained by manufacturing an electroformed belt having an internal stress distribution such that the internal stress on the part of the release layer side of the electroformed belt is a compressive stress. The thickness of the metal layer 1 is preferably thicker than the skin depth represented by the following formula (3), preferably 1 μm or more, and more preferably 20 μm or more. Moreover, it is preferable to set it as 200 micrometers or less, It is more preferable to set it as 100 micrometers or less, It is still more preferable to set it as 50 micrometers or less.
[0041]
The skin depth σ [m] is determined by the frequency f [Hz] of the excitation circuit, the permeability μ, and the specific resistance ρ [Ωm].
[0042]
[Equation 3]

[0043]
It is expressed.
[0044]
This shows the depth of absorption of electromagnetic waves used in electromagnetic induction, and the intensity of electromagnetic waves is 1 / e or less deeper than this, and most electromagnetic wave energy is absorbed up to this depth. Yes. If the metal layer 1 is too thin, most of the electromagnetic energy is not absorbed from the equation (3), and the efficiency of electromagnetic induction heating may deteriorate. On the other hand, if the metal layer 1 is too thick, the rigidity becomes high, and the flexibility becomes poor, which may make it difficult to use as a rotating body. By setting the film thickness within the above range, even when used in a belt heating method using a ceramic heater, the heat capacity can be reduced and the quick start performance can be improved.
[0045]
b. Elastic layer 2
The elastic layer 2 may or may not be provided. By providing the elastic layer, heat transfer can be ensured by covering the heated image at the nip portion, and the restoring force of the nickel electroformed belt can be supplemented to reduce fatigue due to rotation and bending.
Further, by providing an elastic layer, the surface of the fixing belt release layer can be effectively deformed along the surface shape of the unfixed toner image, and heat can be efficiently transferred. The fixing belt provided with the elastic layer 2 is particularly suitable for heat fixing of a color image having a large amount of unfixed toner.
[0046]
The material of the elastic layer 2 is not particularly limited, and a material having good heat resistance and good thermal conductivity may be selected. The elastic layer 2 preferably contains at least one selected from the group consisting of silicone rubber, fluorine rubber and fluorosilicone rubber, and silicone rubber is particularly preferable.
Silicone rubber used in the elastic layer includes polydimethylsiloxane, polymethyltrifluoropropylsiloxane, polymethylvinylsiloxane, polytrifluoropropylvinylsiloxane, polymethylphenylsiloxane, polyphenylvinylsiloxane, and a combination of these polysiloxanes. A polymer etc. can be illustrated.
[0047]
If necessary, the elastic layer may be provided with a reinforcing filler such as dry silica, wet silica, calcium carbonate, quartz powder, zirconium silicate, clay (aluminum silicate), talc (hydrous magnesium silicate), alumina (aluminum oxide). , Bengara (iron oxide) or the like may be included in the elastic layer.
[0048]
The thickness of the elastic layer 2 is preferably 10 μm or more, and more preferably 50 μm or more, since good fixed image quality can be obtained. Moreover, 1000 micrometers or less are preferable and 500 micrometers or less are more preferable. When a color image is printed, a solid image is formed over a large area on the recording material P, particularly in a photographic image. In this case, if the heating surface (release layer 3) cannot be deformed into the concave / convex shape of the recording material or the concave / convex shape of the toner layer, heating unevenness occurs, and gloss unevenness occurs in the image where the heat transfer amount is large and small. . That is, the glossiness is high at the portion where the heat transfer amount is large, and the glossiness is low at the portion where the heat transfer amount is small. If the elastic layer 2 is too thin, it cannot be deformed into the irregular shape of the recording material P or toner layer, and uneven image gloss may occur. On the other hand, if the elastic layer 2 is too thick, the thermal resistance of the elastic layer may increase and it may be difficult to realize a quick start.
[0049]
The hardness (JIS K 6253) of the elastic layer 2 is preferably 60 o or less, and more preferably 45 o or less, since the occurrence of uneven image gloss is sufficiently suppressed and good fixed image quality is obtained.
[0050]
The thermal conductivity λ of the elastic layer 2 is 2.5 × 10 ^-1 [W / m · K] or more is preferable, and 3.3 × 10 ^-1 [W / m · K] or more is more preferable. Also, 8.4 × 10 ^-1 [W / m · K] or less is preferable, 6.3 × 10 ^-1 [W / m · K] or less is more preferable. When the thermal conductivity λ is too small, the thermal resistance increases and the temperature rise in the surface layer (release layer 3) of the fixing film may be slow. If the thermal conductivity λ is too large, the hardness may increase or the compression set may deteriorate.
[0051]
Such an elastic layer is a known method, for example, a method in which a material such as liquid silicone rubber is coated on the metal layer with a uniform thickness by means such as a blade coating method, and heat-cured, or a material such as liquid silicone rubber. May be formed by a method of injecting into a mold and vulcanizing and curing, a method of vulcanizing and curing after extrusion molding, a method of vulcanizing and curing after injection molding, or the like.
[0052]
c. Release layer 3
Since the fixing belt of the present invention has a release layer, it is possible to ensure good release properties of the fixing belt from the recording material. The material of the release layer 3 is not particularly limited, and a material having good release properties and heat resistance may be selected. As the release layer 3, fluorine resin such as PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl ether copolymer), PTFE (polytetrafluoroethylene), FEP (tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer), silicone resin, Fluorosilicone rubber, fluororubber, and silicone rubber are preferable, and PFA is more preferable. If necessary, the release layer may contain carbon, tin oxide or other conductive agent, etc. in an amount of 10% by mass or less of the release layer.
[0053]
The thickness of the release layer 3 is preferably 1 μm or more and 100 μm or less. If the release layer 3 is too thin, a portion having poor release properties may be formed due to uneven coating of the coating film, or durability may be insufficient. Further, if the release layer is too thick, the heat conduction may be deteriorated. In particular, in the case of a resin release layer, the hardness becomes high and the effect of the elastic layer 2 may be lost.
[0054]
Such a release layer is formed by a known method, for example, in the case of a fluororesin system, by coating a fluororesin powder into a dispersion paint, drying and firing, or by coating and adhering a tube previously formed. In the case of a rubber system, it may be formed by a method of injecting a liquid material into a mold and vulcanizing and curing, a method of vulcanizing and curing after extrusion molding, a method of vulcanizing and curing after injection molding, or the like.
[0055]
In addition, a tube with a primer treatment on the inner peripheral surface and a nickel electroforming belt with a primer treatment on the outer peripheral surface are mounted in a cylindrical mold, and liquid silicone rubber is injected between the tube and the nickel electroforming belt gap and heated. Thus, if a technique for curing and adhering rubber is used, the elastic layer and the release layer can be formed simultaneously.
[0056]
d. Sliding layer 4
The sliding layer 4 is not an essential component of the present invention, but is preferably provided in order to reduce the driving torque when operating the image heating and fixing apparatus of the present invention. By providing the sliding layer 4, the heat generated in the heat generating layer 1 can be insulated without increasing the heat capacity of the fixing belt so as not to go to the inside of the fixing belt. As a result, the heat supply efficiency to the recording material P is improved, and the power consumption can be suppressed. In addition, the rise time can be shortened. The material of the sliding layer 4 is not particularly limited, and a material having high heat resistance, high strength, and a smooth surface may be selected. As the sliding layer 4, polyimide resin or the like is preferable. If necessary, the sliding layer may contain fluorine resin powder, graphite, molybdenum disulfide, or the like as a sliding agent.
[0057]
The thickness of the sliding layer 4 is preferably 5 μm or more, and more preferably 10 μm or more. Moreover, 100 micrometers or less are preferable and 60 micrometers or less are more preferable. If the sliding layer 4 is too thin, the durability may be insufficient. If the sliding layer 4 is too thick, the heat capacity of the fixing belt increases and the rise time may be longer. Such a sliding layer may be formed by a known method, for example, a method of coating a liquid material, drying and curing, or a method of pasting a tube formed in advance.
[0058]
【Example】
[Example 1]
As the metal layer 1, a nickel electroformed belt having a length of 250 mm, an inner diameter of 34 mm, and a thickness of 50 μm was produced as follows. To prepare a nickel electroformed belt base material, an aqueous solution bath of 450 g / l nickel sulfamate tetrahydrate, 10 g / l nickel chloride and 40 g / l boric acid is prepared, and then an appropriate amount of pit inhibitor (Pitless S (trade name) ), Manufactured by Nippon Kagaku Sangyo Co., Ltd., and then a bath in which saccharin as a first brightener and 2-butyne 1,4-diol as a second brightener were added in an appropriate combination was prepared. Then, using a stainless steel mother die as a cathode, a bath temperature of 50 ° C. and an initial current density of 7 A / dm onto the outer peripheral surface of the mother die ² Electroforming was started at 0.23 A / dm per minute ² The current density is continuously increased for 30 minutes at a rate of 14 A / dm ² Until changed.
[0059]
Under these conditions, nickel was electrodeposited on the outer peripheral surface of the mother die to produce a belt. As a result of analyzing this electroformed belt, the crystal orientation ratio I (200) / I (111) was continuously changed from 5 to 80 from the inner peripheral surface side to the outer peripheral surface side of the cylinder. Further, the hardness of the belt changed from 450 to 300 in terms of Vickers hardness (load: 100 g) from the inner peripheral surface side to the outer peripheral surface side of the cylinder. From this result, the internal stress is 1.5 × 10 10 from the inner peripheral surface side of the cylinder toward the outer peripheral surface side in terms of FIG. ⁸ From Pa to 4.2 × 10 ⁶ A belt changed to Pa was obtained (FIG. 1). In addition, the internal stress in FIG. 1 represents tensile stress. And, on the outer peripheral surface of the electroformed belt obtained above, 300 μm silicone rubber (manufactured by GE Toshiba Silicone) as the elastic layer 2, and 30 μm PFA tube (manufactured by Gunze) as the release layer 3 on the elastic layer 2, Laminate each through a primer (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.), and fix the fixing belt so that the thickness of the polyimide resin layer (manufactured by Ube Industries) is 15 μm as the sliding layer 4 on the inner peripheral surface side of the electroformed belt. Produced.
[0060]
The fixing belt thus produced was mounted on an image heating fixing apparatus as shown in FIG. 5 and an idling durability test was performed. In the idling test, the pressure roller was pressed against the fixing belt with a predetermined pressure while adjusting the temperature to 220 ° C., and the fixing belt was driven to rotate by the pressure roller. As the pressure roller, a rubber roller having an outer diameter of 30 mm, in which a 3 μm thick silicone layer was covered with a 30 μm PFA tube (manufactured by Gunze), was used.
[0061]
In this experimental example, the pressure was set to 220 N (10% increase of the normal test), the fixing nip was 8 mm × 230 mm, and the surface speed of the fixing belt was 100 mm / sec. As a result, it was found that the fixing belt of the present invention was good without deformation even after 200, 500 and 1000 hours of durability. The fixing device was mounted on a full-color LBP LASER SHOT “LBP-2040” manufactured by Canon, and the image was printed and subjected to a durability test. The endurance test for printing 100,000 sheets was performed, and there was no problem in the fixing property and it was good.
[0062]
[Example 2]
A nickel electroformed belt having a length of 250 mm, an inner diameter of 34 mm, and a thickness of 50 μm was produced as the metal layer 1 in the same manner as in Example 1 except that the rate of changing the current density was changed. This time, the current density is the initial value 7A / dm ² Electroforming was started at 0.46 A / dm / min. ² Continuously increasing the current density for 12 minutes at a rate of 14 A / dm ² The amount of electricity that was half of the total amount of electricity during electroforming was allowed to flow. And 14 A / dm with the remaining half of electricity during electroforming ² For 10 minutes to produce a nickel electroformed belt (FIG. 1). Thereafter, in the same manner as in Example 1, an elastic layer 2 of 300 μm silicone rubber and a release layer 3 of 30 μm PFA chew were laminated through a primer to obtain a fixing belt. A durability test was conducted on the fixing belt thus obtained in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.
[0063]
Similar to the belt of Example 1, it was found that there was no deformation after 200, 500, and 1000 hours of durability time. Further, the above fixing device was mounted on a full color LBPLASER SHOT “LBP-2040” manufactured by Canon, and the image was printed and subjected to a durability test. The endurance test for printing 100,000 sheets was performed, and there was no problem in the fixing property and it was good.
[0064]
[Comparative Example 1]
A nickel electroformed belt having an inner diameter of 34 mm and a thickness of 50 μm was produced as the metal layer 1 under the same conditions as in Example 1 except that the ratio of changing the current density was changed. This time, in contrast to Example 1, the initial current density is 14 A / dm. ² Start from 0.23 A / dm per minute ² The current density is continuously reduced at a rate of 30 minutes for a final rate of 7 A / dm ² Until changed. As a result of analyzing this electroformed belt, the crystal orientation ratio I (200) / I (111) was continuously changed from 80 to 5 from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the cylinder. Further, the belt hardness changed from 300 to 450 in terms of Vickers hardness (load: 100 g). From this result, the internal stress was converted from FIG. 2 to 4.2 × 10. ⁶ Pa to 1.5 × 10 ⁸ A belt changed to Pa was obtained (FIG. 1). Thereafter, in the same manner as in Example 1, 300 μm silicone rubber as the elastic layer 2 and 30 μm PFA tube as the release layer 3 were laminated via a primer, respectively. This belt was subjected to an empty durability test under the same conditions as in Example 1.
[0065]
The results are shown in Table 1. Unlike Examples 1 and 2, the fixing belt of the comparative example having an internal stress distribution in which the tensile stress increases from the inner peripheral surface side to the outer peripheral surface side in the film thickness direction is cracked in the belt at an idling durability of 200 hours. It was observed.
[0066]
[Table 1]

[0067]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by changing the crystal structure of the metal layer of the electroformed belt base material continuously and stepwise from the inner peripheral side to the outer peripheral side in the film thickness direction, good durability is achieved. It is possible to provide a high-quality fixing belt having excellent properties and fixing properties.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an example of a change in internal stress of an electroformed nickel layer of a fixing belt of the present invention.
FIG. 2 is an example of changes in internal stress and orientation ratio due to current density of electroformed nickel of the present invention.
FIG. 3 is an example of a layer diagram of the fixing belt of the present invention.
FIG. 4 is an example of a schematic configuration diagram of an image heating apparatus.
FIG. 5A is an example of a schematic configuration diagram of an image heating apparatus. FIG. 5B is a conceptual diagram showing external stress applied to the nip portion.
6 is a model diagram of magnetic field generation means of the image heating apparatus of FIG.
[Explanation of symbols]
1 Metal layer
2 Elastic layer
3 Release layer
4 Sliding layer
10 Fixing belt
12 Ceramic heater
12b Heat generation layer
12c Protective layer such as glass or fluororesin
16 Belt guide
16a, 16b, 16e Belt guide member
16c Belt guide
17a, 17b, 17c Magnetic core
18 Excitation coil
18a, 18b Feeding part
19 Insulating material
22 Rigid stay for pressurization
26 Temperature sensing element (thermistor)
27 Excitation circuit
30 Pressure member (Pressure roller)
30a, 30b Elastic layer such as silicone rubber
40 Sliding plate
M drive means
N Fixing nip
t Toner image
P Recording material
100 Image heating and fixing device

Claims

A fixing belt having at least a release layer and a metal layer provided on the release layer,
Fixing characterized in that the metal layer has nickel, and at least one selected from the group consisting of the structure and grain size of the crystal constituting the metal layer and the orientation of the crystal plane is changed in the film thickness direction. belt.

The fixing belt according to claim 1, wherein an internal tensile stress of at least a part of the metal layer has a distribution that decreases toward the release layer side in the film thickness direction.

The fixing belt according to claim 1, further comprising at least an elastic layer between the release layer and the metal layer.

The fixing belt according to claim 3, wherein the elastic layer includes at least one selected from the group consisting of silicone rubber, fluorine rubber, and fluorosilicone rubber.