JP2008256839A - Fixing belt, fixing device and image forming apparatus - Google Patents

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JP2008256839A JP2007097458A JP2007097458A JP2008256839A JP 2008256839 A JP2008256839 A JP 2008256839A JP 2007097458 A JP2007097458 A JP 2007097458A JP 2007097458 A JP2007097458 A JP 2007097458A JP 2008256839 A JP2008256839 A JP 2008256839A
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Hitoshi Okazaki
仁 岡崎
Makoto Komata
誠 小俣
Taketoshi Azuma
武敏 東
Masahito Saito
雅人 齋藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing belt capable of maintaining stable heat generation characteristic for a long period of time by restraining degradation in the durability of a metal heat generation layer, and to provide a fixing device using the fixing belt and an image forming apparatus using the fixing device. <P>SOLUTION: The fixing belt includes a base layer, the metal heat generation layer and a metal protective layer in this order from the inner circumferential side, wherein the elastic modulus Eb(kgf/mm<SP>2</SP>) and thickness tb(mm) of the base layer, the elastic modulus Eh(kgf/mm<SP>2</SP>) and thickness th(mm) of the metal heat generation layer, and the elastic modulus Ep(kgf/mm<SP>2</SP>) and thickness tp(m) of the metal protective layer satisfy expressions (a) and (b). The fixing device includes the fixing belt, an electromagnetic induction heating means, pressure member and a pressing means. The image forming apparatus has the fixing device. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、定着ベルト、これを用いた定着装置、及びこの定着装置を用いた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a fixing belt, a fixing device using the fixing belt, and an image forming apparatus using the fixing device.

従来、電子写真方式の複写機やプリンター等の画像形成装置では、用紙等の記録媒体上に形成されたトナー像を記録媒体上に定着し、永久画像にするための工程を定着工程と呼んでいる。この定着工程では、従来より、圧力定着、オーブン定着、溶剤定着、熱圧力定着法等の方式が利用されているが、これらの方式の中でも熱を有効に伝えられ、未定着トナー像をより強固に定着させられ、かつ比較的安全であるため、熱圧力定着法がもっとも一般的である。   Conventionally, in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer, a process for fixing a toner image formed on a recording medium such as paper on the recording medium to form a permanent image is called a fixing process. Yes. In this fixing process, methods such as pressure fixing, oven fixing, solvent fixing, and thermal pressure fixing are conventionally used. However, among these methods, heat is effectively transmitted, and an unfixed toner image is strengthened. The thermal pressure fixing method is the most common because it is fixed on the surface and relatively safe.

熱圧力定着法は、未定着トナー像が形成された記録媒体を、加熱された2本のロール或いはベルトにより構成された接触領域内を通過させ、その際にロール或いはベルトによって加熱され溶融状態となった未定着トナー像を、前記接触領域に加わる圧力により記録媒体に押圧することにより記録媒体表面に定着させる方法である。この時、未定着トナー像に熱を伝えるために、ハロゲンヒーター等の加熱手段により、定着部材(ロール又はベルト)を加熱している。   In the thermal pressure fixing method, a recording medium on which an unfixed toner image is formed is passed through a contact area constituted by two heated rolls or belts, and is heated by the rolls or belts to be in a molten state. In this method, the formed unfixed toner image is fixed on the surface of the recording medium by being pressed against the recording medium by the pressure applied to the contact area. At this time, in order to transmit heat to the unfixed toner image, the fixing member (roll or belt) is heated by heating means such as a halogen heater.

定着部材を加熱する方法として、近年、電磁誘導加熱方式が検討されている。この電磁誘導加熱方式は、この電磁誘導加熱方式を利用した定着装置(誘導加熱定着装置)では、定着部材や、加圧部材の他に、コイルが用いられる。このコイルは定着部材の内部或いは外部の定着部材に近接した位置に設置され、高周波電源と電気的に接続される。このコイルに、高周波電源により高周波の交流電流を流すと、電流の向きに応じ、コイルが巻回された面に直行する向きに磁束が発生する。この磁束は、コイルに近接して設置された定着部材の金属発熱層を横切ることとなり、定着部材の金属発熱層には、この磁束を打ち消す方向に磁界を発生するような渦電流が発生する。金属発熱層は、この層を構成する金属材料と層の厚さで決まる抵抗値を持っているため、発生した渦電流による電気エネルギーは熱エネルギーに変換される。
これにより、金属発熱層の発熱により定着部材表面が加熱されるため、定着部材と加圧部材との接触領域を、未定着トナー像が形成された記録媒体が通過すると、未定着トナー像が記録媒体に加熱圧着され、定着されることになる。
In recent years, an electromagnetic induction heating method has been studied as a method for heating the fixing member. This electromagnetic induction heating method uses a coil in addition to a fixing member and a pressure member in a fixing device (induction heating fixing device) using this electromagnetic induction heating method. This coil is installed in the fixing member or at a position close to the external fixing member, and is electrically connected to a high-frequency power source. When a high-frequency alternating current is passed through the coil by a high-frequency power source, a magnetic flux is generated in a direction perpendicular to the surface around which the coil is wound, depending on the direction of the current. This magnetic flux crosses the metal heat generating layer of the fixing member installed in the vicinity of the coil, and an eddy current is generated in the metal heat generating layer of the fixing member so as to generate a magnetic field in the direction to cancel the magnetic flux. Since the metal heat generating layer has a resistance value determined by the metal material constituting the layer and the thickness of the layer, the electric energy generated by the generated eddy current is converted into heat energy.
As a result, the surface of the fixing member is heated by the heat generated by the metal heat generating layer. Therefore, when the recording medium on which the unfixed toner image is formed passes through the contact area between the fixing member and the pressure member, the unfixed toner image is recorded. The medium is heat-pressed and fixed.

上記の電磁誘導加熱方式を用いれば、加熱したい定着部材の表面を効果的、かつ、高熱効率で加熱することができるため、定着可能となるまでの時間(以下、「ウォームアップタイム」と称す場合がある)を短縮できる可能性がある。
この電磁誘導加熱方式に適用される定着部材としては、例えば、エンジニアリングプラスチックなどの耐熱性樹脂からなる基材上に、金属発熱層を設けた構成の無端状の定着ベルトが挙げられる。この構成の定着ベルトは、耐熱性樹脂からなる基材により強度が確保されているため、金属発熱層は発熱性能が十分に確保できるのであれば、その膜厚を薄くすることができ、ウォームアップタイムの短縮が可能となる。また、基材が耐熱性樹脂からなるため、定着ベルトの内面に設けられる押圧部材との摺動性も良好である。
By using the above-described electromagnetic induction heating method, the surface of the fixing member to be heated can be heated effectively and with high thermal efficiency, so the time until fixing is possible (hereinafter referred to as “warm-up time”) There is a possibility that it can be shortened.
As a fixing member applied to this electromagnetic induction heating method, for example, an endless fixing belt having a structure in which a metal heating layer is provided on a base material made of a heat-resistant resin such as engineering plastic can be cited. Since the fixing belt of this configuration is secured by a base material made of a heat-resistant resin, the metal heating layer can be made thin if the heat generation performance can be sufficiently ensured, and the warm-up can be performed. Time can be shortened. Further, since the base material is made of a heat resistant resin, the slidability with the pressing member provided on the inner surface of the fixing belt is also good.

上記のような無端状の定着ベルトが用いられる定着装置や画像形成装置では、その定着ベルトを大きな曲率で曲げ回すことによって、定着ベルトと該定着ベルトに押圧される加圧部材との間に送り込まれた記録媒体が、自身の剛性によって定着ベルトから離れる方向に排出されるため、記録媒体を無端状ベルトから良好に剥離することができる。
しかしながら、上記のように無端状の定着ベルトに金属発熱層が設けられている場合には、定着ベルトを大きな曲率で曲げ回すことによって、該定着ベルトの各層には曲げ変形によるひずみが生じる。特に、定着ベルトを周回駆動し、定着ベルトの金属発熱層に繰り返しひずみが生じると、該金属発熱層には、疲労による割れや永久変形が生じるおそれがある。金属発熱層に割れが発生すると、金属発熱層の導電性は著しく低下し、電磁誘導加熱により発熱が有効に行われない。したがって、金属発熱層の疲労等によって定着ベルトの寿命が短くなってしまうことがある。
In a fixing device or an image forming apparatus in which an endless fixing belt as described above is used, the fixing belt is bent between the fixing belt and a pressure member pressed against the fixing belt by bending the fixing belt with a large curvature. Since the recorded recording medium is discharged in a direction away from the fixing belt due to its own rigidity, the recording medium can be peeled off from the endless belt.
However, when the metal heating layer is provided on the endless fixing belt as described above, the fixing belt is distorted by bending deformation by bending the fixing belt with a large curvature. In particular, when the fixing belt is driven around and the metal heating layer of the fixing belt is repeatedly distorted, the metal heating layer may be cracked or permanently deformed due to fatigue. When cracks occur in the metal heat generating layer, the conductivity of the metal heat generating layer is remarkably reduced and heat generation is not effectively performed by electromagnetic induction heating. Therefore, the life of the fixing belt may be shortened due to fatigue of the metal heating layer.

金属発熱層に割れや永久変形が生じるのを防ぐ手段として、基材を構成する耐熱性樹脂としてポリイミド樹脂を用い、基材の形成に際しこのポリイミド樹脂のイミド化率を制御することにより、基材に柔軟性を付与し、この基材上に設けられる金属発熱層への機械的なストレスを低減する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、特許文献2、3には、金属発熱層の両側に合成樹脂などからなる保護層を設け、ベルトが曲げられたときに金属発熱層に生じる変形を抑制する技術が提案されている。
更に、特許文献4には、合成樹脂による保護層の替わりに、電解ニッケルめっきにより、金属保護層を設けることも提案されている。
しかしながら、上記の技術によっても、金属発熱層の耐久性不足を十分に解決できるには至っていないのが現状である。
特開2001−341231号公報 特開2004−70191号公報 特開2004−133370号公報 特開2006−71998号公報
As a means to prevent cracking and permanent deformation of the metal heat generating layer, a polyimide resin is used as a heat-resistant resin constituting the substrate, and the substrate is formed by controlling the imidization ratio of the polyimide resin when forming the substrate. There has been proposed a technique for imparting flexibility and reducing mechanical stress on a metal heat generating layer provided on the base material (see, for example, Patent Document 1).
Patent Documents 2 and 3 propose a technique in which a protective layer made of a synthetic resin or the like is provided on both sides of a metal heat generation layer, and deformation that occurs in the metal heat generation layer when the belt is bent is proposed.
Furthermore, Patent Document 4 proposes to provide a metal protective layer by electrolytic nickel plating instead of the protective layer made of synthetic resin.
However, the present state of technology has not yet fully solved the shortage of durability of the metal heating layer.
JP 2001-341231 A JP 2004-70191 A JP 2004-133370 A JP 2006-71998 A

本発明は、下記に示す課題を解決することを目的とする。
すなわち、本発明は、金属発熱層の耐久性を向上させ、長期に亘って安定した発熱特性が維持できる定着ベルト、これを用いた定着装置、及びこの定着装置を用いた画像形成装置を提供することを課題とする。
An object of the present invention is to solve the following problems.
That is, the present invention provides a fixing belt capable of improving durability of a metal heat generating layer and maintaining stable heat generation characteristics over a long period of time, a fixing device using the same, and an image forming apparatus using the fixing device. This is the issue.

上記課題は以下の本発明により達成される。すなわち、本発明は、
<1> 基層と、金属発熱層と、金属保護層と、を内周側からこの順に有し、
前記基層の弾性率Eb(kgf/mm)、厚さtb(mm)、前記金属発熱層の弾性率Eh(kgf/mm)、厚さth(mm)、前記金属保護層の弾性率Ep(kgf/mm)、厚さtp(mm)が、下記式(a)及び式(b)を満たすことを特徴とする定着ベルトである。
The above object is achieved by the present invention described below. That is, the present invention
<1> A base layer, a metal heating layer, and a metal protective layer are provided in this order from the inner peripheral side,
Elastic modulus Eb (kgf / mm 2 ), thickness tb (mm) of the base layer, elastic modulus Eh (kgf / mm 2 ), thickness th (mm) of the metal heating layer, elastic modulus Ep of the metal protective layer The fixing belt is characterized in that (kgf / mm 2 ) and thickness tp (mm) satisfy the following expressions (a) and (b).

Figure 2008256839
Figure 2008256839

<2> 前記金属保護層がニッケルを主成分とする金属を含むことを特徴とする<1>に記載の定着ベルトである。   <2> The fixing belt according to <1>, wherein the metal protective layer contains a metal mainly composed of nickel.

<3> 前記金属保護層がニッケル複合物を含有することを特徴とする<1>又は<2>に記載の定着ベルトである。 <3> The fixing belt according to <1> or <2>, wherein the metal protective layer contains a nickel composite.

<4> 前記金属保護層が、ニッケル複合物を含有し、無電解めっき法により形成されてなることを特徴とする<1>〜<3>のいずれか1に記載の定着ベルトである。   <4> The fixing belt according to any one of <1> to <3>, wherein the metal protective layer contains a nickel composite and is formed by an electroless plating method.

<5> 前記ニッケル複合物がニッケル−リン合金であることを特徴とする<3>又は<4>に記載の定着ベルトである。   <5> The fixing belt according to <3> or <4>, wherein the nickel composite is a nickel-phosphorus alloy.

<6> 前記ニッケル−リン合金におけるリンの含有量が1〜12質量%であることを特徴とする<5>に記載の定着ベルトである。   <6> The fixing belt according to <5>, wherein the content of phosphorus in the nickel-phosphorus alloy is 1 to 12% by mass.

<7> 前記ニッケル複合物がニッケル−ホウ素合金であることを特徴とする<3>又は<4>に記載の定着ベルトである。   <7> The fixing belt according to <3> or <4>, wherein the nickel composite is a nickel-boron alloy.

<8> 前記ニッケル−ホウ素合金におけるホウ素の含有量が0.1〜6質量%であることを特徴とする<7>に記載の定着ベルトである。   <8> The fixing belt according to <7>, wherein a content of boron in the nickel-boron alloy is 0.1 to 6% by mass.

<9> 前記ニッケル複合物がニッケル−炭化ケイ素複合物であることを特徴とする<3>又は<4>に記載の定着ベルトである。   <9> The fixing belt according to <3> or <4>, wherein the nickel composite is a nickel-silicon carbide composite.

<10> 前記ニッケル−炭化ケイ素複合物における炭化ケイ素の含有量が1〜15質量%であることを特徴とする<9>に記載の定着ベルトである。   <10> The fixing belt according to <9>, wherein the content of silicon carbide in the nickel-silicon carbide composite is 1 to 15% by mass.

<11> 回転可能に配置された金属発熱層を有する定着ベルトと、該定着ベルトの外周面と対向する位置に配置され、磁界を発生させて前記金属発熱層を加熱する電磁誘導加熱手段と、前記定着ベルトとで記録媒体を挟持搬送して、記録媒体上の未定着トナー像を加熱定着する加圧部材と、前記定着ベルトの内周面に接触して配置され、前記加圧部材に向けて当該定着ベルトを押圧する押圧部材と、を有し、
前記定着ベルトが<1>〜<10>のいずれか1に記載の定着ベルトであることを特徴とする定着装置である。
<11> A fixing belt having a metal heating layer rotatably arranged, and an electromagnetic induction heating means that is arranged at a position facing the outer peripheral surface of the fixing belt and generates a magnetic field to heat the metal heating layer. A recording medium is sandwiched and conveyed by the fixing belt, and a pressure member that heats and fixes an unfixed toner image on the recording medium is disposed in contact with an inner peripheral surface of the fixing belt, and is directed toward the pressure member. And a pressing member that presses the fixing belt.
The fixing device is the fixing belt according to any one of <1> to <10>.

<12> 像保持体と、該像保持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電させた前記像保持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像をトナーにより現像して未定着トナー像を形成する現像手段と、該未定着トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記未定着トナー像を記録媒体に加熱定着する定着手段と、を少なくとも備え、
前記定着手段が、<11>に記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置である。
<12> An image carrier, a charging unit for charging the surface of the image carrier, a latent image forming unit for forming a latent image on the charged surface of the image carrier, and developing the latent image with toner to be determined A developing unit that forms a contact toner image, a transfer unit that transfers the unfixed toner image onto a recording medium, and a fixing unit that heat-fixes the unfixed toner image onto the recording medium.
An image forming apparatus, wherein the fixing unit is the fixing device according to <11>.

以上に説明したように本発明によれば、基層と金属発熱層と金属保護層の弾性率及び厚さを考慮しない定着ベルトに比べて、金属発熱層の耐久性に優れ、長期に亘って安定した発熱特性が維持できる定着ベルト、これを用いた定着装置、及びこの定着装置を用いた画像形成装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, the durability of the metal heating layer is excellent and stable over a long period of time compared to the fixing belt that does not consider the elastic modulus and thickness of the base layer, the metal heating layer, and the metal protective layer. It is possible to provide a fixing belt that can maintain the heat generation characteristics, a fixing device using the fixing belt, and an image forming apparatus using the fixing device.

<定着ベルト>
本発明の定着ベルトは、基層と、金属発熱層と、金属保護層と、を内周側からこの順に有し、前記基層の弾性率Eb(kgf/mm)、厚さtb(mm)、前記金属発熱層の弾性率Eh(kgf/mm)、厚さth(mm)、前記金属保護層の弾性率Ep(kgf/mm)、厚さtp(mm)が、下記式(a)及び式(b)を満たすことを特徴とする。
<Fixing belt>
The fixing belt of the present invention has a base layer, a metal heating layer, and a metal protective layer in this order from the inner peripheral side, and has an elastic modulus Eb (kgf / mm 2 ), a thickness tb (mm) of the base layer, The elastic modulus Eh (kgf / mm 2 ) and thickness th (mm) of the metal heating layer, and the elastic modulus Ep (kgf / mm 2 ) and thickness tp (mm) of the metal protective layer are expressed by the following formula (a). And the expression (b) is satisfied.

Figure 2008256839
Figure 2008256839

本発明のように、金属発熱層及び金属保護層を備えた定着ベルトは、金属発熱層の変形を抑制するために設けた金属保護層の弾性率と厚さによっては、屈曲されたときに金属保護層表面の歪みが大きくなり、結果的に、金属保護層表面から割れが発生し、それが金属発熱層まで伝播することにより耐久性が不足することがあった。
また、定着ベルトに加圧ロールを接触させ、回転駆動する場合、紙シワを防止するために、加圧ロールをフレア形状にすることが好ましいが、加圧ロールのフレア形状により、定着ベルトが捻れる応力が発生する。更に、幅の小さい用紙を連続で定着する際、非通紙部の温度が上昇し、加圧ロールの熱膨張による、加圧ロールの非通紙部の外径が増大することにより、定着ベルトが捻れる応力が発生する。
加えて、ベルトを直接駆動する場合、ベルトを複数の張架ロールに張架し、張架ロールの一つを回転駆動する方法と、ベルトの端部にギアを設けて駆動する方法が挙げられるが、省エネの観点から、ベルトに接触する部材は、極力少ない方が好ましいため、後者の方法が好ましい。しかし、ベルト端部から駆動力を伝えるため、ベルトに対しては大きな捻れ応力が発生する。
このように、定着ベルトが捻れる応力が生じた際に、金属発熱層及び金属保護層には前述の屈曲による歪みに重ねて、捻れによる歪みが発生し、割れが発生するなど、耐久性が不足することがあった。
As in the present invention, a fixing belt having a metal heat generating layer and a metal protective layer may be deformed when bent depending on the elastic modulus and thickness of the metal protective layer provided to suppress deformation of the metal heat generating layer. As a result, strain on the surface of the protective layer is increased, and as a result, cracks are generated from the surface of the metal protective layer, which propagates to the metal heating layer, resulting in insufficient durability.
In addition, when the pressure roll is brought into contact with the fixing belt and driven to rotate, it is preferable that the pressure roll has a flare shape in order to prevent paper wrinkles. However, the flare shape of the pressure roll causes the fixing belt to twist. Stress is generated. Further, when continuously fixing a sheet having a small width, the temperature of the non-sheet passing portion rises, and the outer diameter of the non-sheet passing portion of the pressure roll increases due to thermal expansion of the pressure roll. Stress that twists is generated.
In addition, when the belt is directly driven, there are a method in which the belt is stretched on a plurality of stretching rolls and one of the stretching rolls is rotationally driven, and a method in which a gear is provided at the end of the belt to drive the belt. However, from the viewpoint of energy saving, the number of members in contact with the belt is preferably as small as possible, so the latter method is preferable. However, since a driving force is transmitted from the belt end, a large torsional stress is generated on the belt.
As described above, when a stress that twists the fixing belt is generated, the metal heat generating layer and the metal protective layer overlap with the distortion caused by the above-described bending, and the distortion caused by the twisting and the cracking occur. There was a shortage.

本発明の定着ベルトは、前記式(a)を満たすことにより、屈曲時の金属発熱層の歪みを抑制し、且つ、金属保護層の歪みを小さくできるので、充分な屈曲耐久性を獲得できる。また、前記式(b)を満たすことにより、定着ベルトを捻る外部応力が生じた際も、金属発熱層及び金属保護層の歪みが抑制できるので、より優れた耐久性が獲得できる。
これらの結果、本発明の定着ベルトは、長期に亘って安定した発熱特性を維持することができる。
Since the fixing belt of the present invention satisfies the above-mentioned formula (a), the distortion of the metal heating layer during bending can be suppressed and the distortion of the metal protective layer can be reduced, so that sufficient bending durability can be obtained. Further, by satisfying the formula (b), even when an external stress that twists the fixing belt is generated, distortion of the metal heat generating layer and the metal protective layer can be suppressed, so that more excellent durability can be obtained.
As a result, the fixing belt of the present invention can maintain stable heat generation characteristics over a long period of time.

特に、本発明においては、金属保護層にニッケル複合物を含有させることが好ましい。この場合、薄層であっても強度が高く、耐久性に優れる金属保護層となり、金属発熱層の割れ等による耐久性の低下を効果的に抑制することができる。   In particular, in the present invention, the metal protective layer preferably contains a nickel composite. In this case, even if it is a thin layer, it becomes a metal protective layer having high strength and excellent durability, and it is possible to effectively suppress a decrease in durability due to cracking of the metal heating layer.

〔定着ベルトの構成〕
本発明の定着ベルトは、内周側から順に、基層と、金属発熱層と、金属保護層と、を有する構成であれば特に限定されず、無端ベルトであることが好ましい。
なお、定着時に未定着トナー像が定着ベルトの外周面に固着するのを防ぐために金属保護層の表面に離型層を設けることが好ましい。また、カラー画像の高画質化や、白黒画像の形成速度向上のために、金属保護層と離型層との間に弾性層を設けてもよい。
[Configuration of fixing belt]
The fixing belt of the present invention is not particularly limited as long as it has a base layer, a metal heating layer, and a metal protective layer in order from the inner peripheral side, and is preferably an endless belt.
In order to prevent an unfixed toner image from adhering to the outer peripheral surface of the fixing belt during fixing, it is preferable to provide a release layer on the surface of the metal protective layer. Further, an elastic layer may be provided between the metal protective layer and the release layer in order to improve the color image quality and improve the black-and-white image formation speed.

以下、図1を参照して、本発明の定着ベルトの構成例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。ここで、図1は、本発明の定着ベルトの構成例を示す模式断面図である。
図1に示される定着ベルト10は、基層10aの外周面上に、電磁誘導作用により自己発熱する金属発熱層10bと、金属保護層10cと、弾性層10dと、離型層10eと、が順に形成された層構成を有する無端ベルトである。
なお、定着ベルト10において、金属発熱層10bが定着ベルト10の中立軸の近傍となるように、各層が積層されていることが好ましい。ここで、「定着ベルト10の中立軸」とは、定着ベルト10に曲げ変形が生じたときにひずみが生じない面と、定着ベルト10の断面との交線であり、各層の厚さと弾性係数とによって決定されるものである。
以下に、本発明の定着ベルトを構成する各層についてより詳細に説明する。
Hereinafter, with reference to FIG. 1, a configuration example of the fixing belt of the present invention is shown, but the present invention is not limited to this. Here, FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of the fixing belt of the present invention.
The fixing belt 10 shown in FIG. 1 has a metal heating layer 10b that self-heats by electromagnetic induction, a metal protective layer 10c, an elastic layer 10d, and a release layer 10e in this order on the outer peripheral surface of the base layer 10a. An endless belt having a layer structure formed.
In the fixing belt 10, the layers are preferably laminated so that the metal heating layer 10 b is in the vicinity of the neutral axis of the fixing belt 10. Here, the “neutral axis of the fixing belt 10” is a line of intersection between a surface where no distortion occurs when the fixing belt 10 is bent and a cross section of the fixing belt 10, and the thickness and elastic modulus of each layer. And is determined by
Below, each layer which comprises the fixing belt of this invention is demonstrated in detail.

[基層]
本発明の定着ベルトにおける基層は、隣接して設けられた金属発熱層が発熱した状態でも物性低下がなく、高強度を維持できる必要がある。このため、基層は、主として耐熱性樹脂から構成される(ここで、本明細書において、「主として」、「主成分」とは、質量比で50%以上であることを意味し、以下も同義である)。
耐熱性樹脂から主に構成される基層の場合、定着ベルトの内周面と接触する押圧部材との摺動性を確保することでき、押圧部材の寿命を延長させることも可能である。更に、耐熱性樹脂には断熱効果があるため、金属発熱層で発生した熱を押圧部材へ逃がすことなく効率よく使うことも可能である。
[Base layer]
The base layer in the fixing belt of the present invention is required to maintain high strength without deterioration in physical properties even when the adjacent metal heating layer is heated. For this reason, the base layer is mainly composed of a heat-resistant resin. (In this specification, “mainly” and “main component” mean that the mass ratio is 50% or more, and the following is also synonymous. Is).
In the case of a base layer mainly composed of a heat-resistant resin, it is possible to ensure slidability with the pressing member in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt, and to extend the life of the pressing member. Furthermore, since the heat resistant resin has a heat insulating effect, it is possible to efficiently use the heat generated in the metal heat generating layer without releasing it to the pressing member.

基層を構成しうる耐熱性樹脂としては、ポリイミド、芳香族ポリアミド、サーモトロピック液晶ポリマー等の液晶材料など、高耐熱・高強度樹脂等が挙げられるが、これら以外にも、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリイミドアミド等が用いられる。これらの中でも、ポリイミドが好ましい。
また、耐熱性樹脂中に断熱効果のあるフィラーを加えたり、耐熱性樹脂を発泡させることにより、断熱効果を更に向上させてもよい。
Examples of the heat-resistant resin that can form the base layer include high heat-resistant and high-strength resins such as liquid crystal materials such as polyimide, aromatic polyamide, and thermotropic liquid crystal polymer. In addition to these, polyester, polyethylene terephthalate, poly Ether sulfone, polyether ketone, polysulfone, polyimide amide and the like are used. Among these, polyimide is preferable.
Moreover, you may further improve a heat insulation effect by adding the filler with a heat insulation effect in a heat resistant resin, or making a heat resistant resin foam.

基層の厚さtbは、定着ベルトの長期に渡る繰り返しの周動搬送を可能とする剛性と柔軟性とを両立させる観点から、10〜100μmの範囲が好ましく、30μm〜80μmの範囲がより好ましい。
基層の厚みが10μm未満では剛性が弱く、皺が生じたり、両端に亀裂が生じてしまう場合がある。一方、基層の厚みが100μmを超えると、柔軟性を確保できなくなる場合や、熱容量が増加するためウォームアップ時間が長くなる場合がある。
The thickness tb of the base layer is preferably in the range of 10 to 100 μm, and more preferably in the range of 30 μm to 80 μm, from the viewpoint of achieving both rigidity and flexibility that enable repeated circumferential conveyance of the fixing belt over a long period.
If the thickness of the base layer is less than 10 μm, the rigidity is weak and wrinkles may occur or cracks may occur at both ends. On the other hand, if the thickness of the base layer exceeds 100 μm, flexibility may not be ensured, and the heat capacity may increase, so the warm-up time may be long.

また、基層の弾性率Ebは、定着ベルトの長期に渡る繰り返しの周動搬送を可能とする剛性と柔軟性とを両立させる観点から、100〜3000kgf/mmの範囲が好ましく、200〜2000kgf/mmの範囲がより好ましい。 In addition, the elastic modulus Eb of the base layer is preferably in the range of 100 to 3000 kgf / mm 2 from the viewpoint of achieving both rigidity and flexibility that enable repeated circumferential conveyance over a long period of time, and 200 to 2000 kgf / mm 2. A range of mm 2 is more preferred.

[金属発熱層]
本発明の定着ベルトにおいて、金属発熱層は、磁界が印加された際にこの層内に発生する渦電流により発熱する機能を有する発熱層であり、電磁誘導作用を生ずる金属が用いられて構成される。
電磁誘導作用を生ずる金属としては、例えば、ニッケル、鉄、銅、金、銀、アルミニウム、クロム、錫、亜鉛などの単一金属、若しくは2種類以上の合金のどちらでも選択可能である。この中でも、固有抵抗が低く、十分な発熱が得られる点から、銅、金、銀及びこれらの合金が好ましく、更に、コスト及び加工性から、特に、銅或いは銅を主成分とする合金が好ましい。
[Metal heating layer]
In the fixing belt of the present invention, the metal heat generating layer is a heat generating layer having a function of generating heat due to an eddy current generated in this layer when a magnetic field is applied, and is configured using a metal that generates electromagnetic induction. The
As a metal that generates an electromagnetic induction effect, for example, a single metal such as nickel, iron, copper, gold, silver, aluminum, chromium, tin, or zinc, or two or more alloys can be selected. Among these, copper, gold, silver and alloys thereof are preferable from the viewpoint of low specific resistance and sufficient heat generation, and copper or copper-based alloy is particularly preferable from the viewpoint of cost and workability. .

金属発熱層の厚さthは、熱容量の点から薄いほうが好ましいが、厚さが1μm未満になると、抵抗値が高くなることにより、十分な渦電流が発生し難くなり発熱が不足し、ウォームアップ時間が長くなるか、或いは、定着可能な温度まで加熱することができなくなる場合がある。また、金属発熱層の厚さが50μmを超えると、渦電流は発生するものの、抵抗値が低すぎるために発熱が不足し、ウォームアップ時間が長くなる場合がある。また、金属発熱層自体の熱容量が大きくなってしまうことからもウォームアップ時間が長くなってしまう場合がある。
従って、金属発熱層の厚さthは、1〜50μmの範囲であることが好ましく、3〜20μmの範囲であることがより好ましく、5〜15μmの範囲であることが更に好ましい。
The thickness th of the metal heat generating layer is preferably thin from the viewpoint of heat capacity. However, if the thickness is less than 1 μm, the resistance value increases, so that it becomes difficult to generate sufficient eddy currents and heat generation is insufficient. In some cases, the time becomes longer, or it becomes impossible to heat to a fixable temperature. On the other hand, when the thickness of the metal heat generating layer exceeds 50 μm, eddy current is generated, but the resistance value is too low, so that heat generation is insufficient and the warm-up time may be long. In addition, the heat-up time of the metal heat generating layer itself may be increased due to an increase in the heat capacity.
Therefore, the thickness th of the metal heating layer is preferably in the range of 1 to 50 μm, more preferably in the range of 3 to 20 μm, and still more preferably in the range of 5 to 15 μm.

また、金属発熱層の弾性率Ehは、定着ベルトの長期に渡る繰り返しの周動搬送を可能とする剛性と柔軟性とを両立させる観点から、1000〜25000kgf/mmの範囲が好ましく、1500〜15000kgf/mmの範囲がより好ましい。 In addition, the elastic modulus Eh of the metal heat generating layer is preferably in the range of 1000 to 25000 kgf / mm 2 from the viewpoint of achieving both rigidity and flexibility that enables repeated circumferential conveyance of the fixing belt over a long period, and is preferably 1500 to 2500 kgf / mm 2. The range of 15000 kgf / mm 2 is more preferable.

[金属保護層]
本発明において、金属保護層はニッケル複合物を含有することが好ましい。
ここで、本発明におけるニッケル複合物とは、ニッケル合金、及びニッケルと無機化合物との複合体を含み、ニッケル単体を除くものである。
ニッケル合金としては、ニッケルに、リン、ホウ素、タングステン、コバルト、クロム、銅、等から選ばれる、一種又は複数種の元素を含有するものが挙げられる。特に、硬度に優れ、薄層化が可能である点から、ニッケル−リン合金、ニッケル−ホウ素合金が好ましい。
また、ニッケルと無機化合物との複合体としては、ニッケルに、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ホウ素、シリカ、アルミナ、ジルコニア等から選ばれる一種又は複数種の無機化合物を含有するものが挙げられ、中でも、硬度に優れ、薄層化が可能である点から、ニッケル−炭化ケイ素複合体が好ましい。
[Metal protective layer]
In the present invention, the metal protective layer preferably contains a nickel composite.
Here, the nickel composite in the present invention includes a nickel alloy and a composite of nickel and an inorganic compound, and excludes nickel alone.
Examples of nickel alloys include nickel containing one or more elements selected from phosphorus, boron, tungsten, cobalt, chromium, copper, and the like. In particular, a nickel-phosphorus alloy and a nickel-boron alloy are preferable because they are excellent in hardness and can be thinned.
Examples of the composite of nickel and an inorganic compound include nickel containing one or more inorganic compounds selected from silicon carbide, boron carbide, boron nitride, silica, alumina, zirconia, and the like. Nickel-silicon carbide composites are preferable because they are excellent in hardness and can be thinned.

本発明におけるニッケル複合物として好適なニッケル−リン合金を用いると、非晶質膜が形成されるため、強靭な金属保護層を形成することができる。また、抵抗が高い膜が形成されるため、誘電加熱の際に効率の低下が少ない。
また、特に、ニッケル−リン合金は、無電解めっき法を用いることで、膜厚が均一で、ビッカース硬度が500HV程度の弾性率の高い金属保護層を形成することができる。その結果、金属保護層の薄層化が可能となる。
ニッケル−リン合金におけるリンの含有量は1〜12質量%であることが好ましい。リンの含有量が1質量%未満であると、弾性率の向上の効果が小さくなり、また、12質量%を超えると、耐熱性が悪化する。
また、非磁性膜が形成され、誘導加熱の効率低下をより小さくできる観点から、ニッケル−リン合金におけるリンの含有量は6〜12質量%であることが好ましい態様である。
When a nickel-phosphorus alloy suitable as the nickel composite in the present invention is used, an amorphous film is formed, and thus a tough metal protective layer can be formed. In addition, since a high resistance film is formed, there is little reduction in efficiency during dielectric heating.
In particular, a nickel-phosphorus alloy can form a metal protective layer having a high elastic modulus with a uniform film thickness and a Vickers hardness of about 500 HV by using an electroless plating method. As a result, the metal protective layer can be thinned.
The phosphorus content in the nickel-phosphorus alloy is preferably 1 to 12% by mass. When the phosphorus content is less than 1% by mass, the effect of improving the elastic modulus is reduced, and when it exceeds 12% by mass, the heat resistance is deteriorated.
Moreover, it is a preferable aspect that the content of phosphorus in the nickel-phosphorus alloy is 6 to 12% by mass from the viewpoint that a nonmagnetic film is formed and the efficiency reduction of induction heating can be further reduced.

本発明におけるニッケル複合物として好適なニッケル−ホウ素合金は、特に、無電解めっき法を用いることで、膜厚が均一で、ビッカース硬度が700〜800HVの弾性率の高い金属保護層を形成することができる。その結果、金属保護層の薄層化が可能となる。
ニッケル−ホウ素合金におけるホウ素の含有量は0.1〜6質量%であることが好ましい。ホウ素の含有量が0.1質量%未満であると、硬度及び弾性率の向上の効果が小さくなり、また、6質量%を超えると、無電解めっき法で層を形成することが困難となる。
また、非晶質膜が形成され、強靭な金属保護層が形成される観点から、ニッケル−ホウ素合金におけるホウ素の含有量は3〜6質量%であることが好ましい態様である。
The nickel-boron alloy suitable as the nickel composite in the present invention is to form a metal protective layer having a high elastic modulus with a uniform film thickness and a Vickers hardness of 700 to 800 HV, particularly by using an electroless plating method. Can do. As a result, the metal protective layer can be thinned.
The boron content in the nickel-boron alloy is preferably 0.1 to 6% by mass. When the boron content is less than 0.1% by mass, the effect of improving hardness and elastic modulus is reduced, and when it exceeds 6% by mass, it is difficult to form a layer by an electroless plating method. .
Moreover, it is a preferable aspect that content of the boron in a nickel-boron alloy is 3-6 mass% from a viewpoint that an amorphous film is formed and a tough metal protective layer is formed.

一方、本発明におけるニッケル複合物として好適なニッケル−炭化ケイ素複合体は、特に、無電解めっき法を用いることで、膜厚が均一で、ビッカース硬度が500HV以上の弾性率の高い金属保護層を形成することができる。その結果、金属保護層の薄層化が可能となる。
ニッケル−炭化ケイ素複合体における炭化ケイ素の含有量は1〜15質量%であることが好ましい。炭化ケイ素の含有量が1質量%未満であると、硬度及び弾性率の向上の効果が小さくなり、また、15質量%を超えると、表面状態が粗くなり、良好な金属保護層の形成が困難となる。
On the other hand, the nickel-silicon carbide composite suitable as the nickel composite in the present invention is a metal protective layer having a high elastic modulus with a uniform film thickness and a Vickers hardness of 500 HV or more, particularly by using an electroless plating method. Can be formed. As a result, the metal protective layer can be thinned.
The silicon carbide content in the nickel-silicon carbide composite is preferably 1 to 15% by mass. When the content of silicon carbide is less than 1% by mass, the effect of improving hardness and elastic modulus is reduced, and when it exceeds 15% by mass, the surface state becomes rough and it is difficult to form a good metal protective layer. It becomes.

また、本発明において、金属保護層が非晶質であるか、また、非磁性であるかについては、以下の方法で確認することができる。
即ち、X線回折装置((株)リガク製)によりX線回折(XRD)測定を行い、明確なピークを示さないことで非晶質であると判断する。
また、低透磁率計(電子磁気工業(株)製)を用いて測定を行い、透磁率が1.3以下であることで非磁性であると判断する。
In the present invention, whether the metal protective layer is amorphous or nonmagnetic can be confirmed by the following method.
That is, X-ray diffraction (XRD) measurement is performed with an X-ray diffractometer (manufactured by Rigaku Corporation), and it is determined that the material is amorphous by not showing a clear peak.
Moreover, it measures using a low magnetic permeability meter (made by an electronic magnetic industry Co., Ltd.), and it is judged that it is nonmagnetic because a magnetic permeability is 1.3 or less.

また、金属保護層を構成するニッケル複合物の組成の測定は、蛍光X線分析装置((株)リガク製)にて、組成分析を行うことにより行われる。   Moreover, the measurement of the composition of the nickel composite which comprises a metal protective layer is performed by performing a composition analysis with a fluorescent X ray analyzer (made by Rigaku Corporation).

上述したように、ニッケル−リン合金、ニッケル−ホウ素合金、又はニッケル−炭化ケイ素複合体を用いた金属保護層は、硬度を高めるために、無電解めっき法により形成されることが好ましい。この無電解めっき法には、公知のめっき法が適用される。また、めっき液の組成を調整することで、形成される金属保護層の組成(ニッケルと他の成分との質量比)を調整することができる。   As described above, the metal protective layer using a nickel-phosphorus alloy, a nickel-boron alloy, or a nickel-silicon carbide composite is preferably formed by an electroless plating method in order to increase the hardness. A known plating method is applied to the electroless plating method. Moreover, the composition (mass ratio of nickel and other components) of the metal protective layer to be formed can be adjusted by adjusting the composition of the plating solution.

本発明では、前述のようにニッケル複合体を用いることで、硬度に優れた金属保護層を形成することができる。そのため、金属保護層の厚さを薄くすることが可能となる。その結果、屈曲時の金属表面のゆがみを小さくすることができ、割れ等の発生を抑制し、金属保護層の耐久性を高めることができる。
また、無電解めっき法を用いてニッケル複合体からなる金属保護層を形成する際には、強度に優れることに加え、欠陥の少ない金属保護層が形成されるため、信頼性の向上も図れる。
In the present invention, a metal protective layer having excellent hardness can be formed by using a nickel composite as described above. Therefore, the thickness of the metal protective layer can be reduced. As a result, the distortion of the metal surface at the time of bending can be reduced, the occurrence of cracks and the like can be suppressed, and the durability of the metal protective layer can be increased.
Moreover, when forming the metal protective layer which consists of a nickel composite using an electroless-plating method, in addition to being excellent in strength, since a metal protective layer with few defects is formed, reliability can also be improved.

金属保護層の厚さtpは、定着ベルトの長期に渡る繰り返しの周動搬送を可能とする剛性と柔軟性とを両立させる観点から、1〜40μmの範囲が好ましく、2〜30μmの範囲がより好ましい。   The thickness tp of the metal protective layer is preferably in the range of 1 to 40 μm, and more preferably in the range of 2 to 30 μm, from the viewpoint of achieving both rigidity and flexibility that enable repeated circumferential conveyance over the fixing belt. preferable.

また、金属保護層の弾性率Epは、定着ベルトの長期に渡る繰り返しの周動搬送を可能とする剛性と柔軟性とを両立させる観点から、2000〜30000kgf/mmの範囲が好ましく、3000〜20000kgf/mmの範囲がより好ましい。 In addition, the elastic modulus Ep of the metal protective layer is preferably in the range of 2000 to 30000 kgf / mm 2 from the viewpoint of achieving both rigidity and flexibility that enable repeated circumferential conveyance of the fixing belt over a long period. The range of 20000 kgf / mm 2 is more preferable.

ここで、本発明における、基層、金属発熱層、金属保護層の弾性率の測定方法について説明する。
まず、各層の薄膜試料をダンベル3号試験片の形状に切り出し、これを、オーブン付オートグラフ((株)島津製作所製)にて、170℃の環境下で10mm/分で引張試験を行い、得られた応力−歪みカーブより弾性率を測定した。金属発熱層、及び金属保護層の試料は、基層上に形成したものから、基層を剥離することにより得た。
Here, a method for measuring the elastic modulus of the base layer, the metal heating layer, and the metal protective layer in the present invention will be described.
First, a thin film sample of each layer was cut into the shape of a dumbbell No. 3 test piece, and this was subjected to a tensile test at 10 mm / min in an autograph with an oven (manufactured by Shimadzu Corporation) under an environment of 170 ° C. The elastic modulus was measured from the obtained stress-strain curve. Samples of the metal heating layer and the metal protective layer were obtained by peeling the base layer from those formed on the base layer.

また、各層の膜厚の測定は、以下のようにして行われる。
即ち、基層の膜厚は、渦電流式膜厚計((株)フィッシャー・インストルメンツ製)により測定した。また、金属発熱層、及び金属保護層の膜厚は、蛍光X線膜厚計((株)フィッシャー・インストルメンツ製)により測定した。
Moreover, the measurement of the film thickness of each layer is performed as follows.
That is, the film thickness of the base layer was measured with an eddy current film thickness meter (manufactured by Fisher Instruments Co., Ltd.). Moreover, the film thickness of the metal heat generating layer and the metal protective layer was measured with a fluorescent X-ray film thickness meter (manufactured by Fisher Instruments Co., Ltd.).

[離型層]
本発明の定着ベルトは、記録媒体と接触する側の面(外周面)に、定着時に溶融状態の未定着トナー像が固着するのを防ぐために、フッ素系化合物等の低表面エネルギー材料が主成分である離型層を有することが好ましい。
離型層に用いられるフッ素系化合物としては、例えば、フッ素ゴムや、ポリテトラフルオロエチレン(以下、「PTFE」という)、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(以下、「PFA」という)、四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合体(以下、「FEP」という)等のフッ素樹脂などを用いることができるが、特に限定されるものではない。
[Release layer]
The fixing belt of the present invention is mainly composed of a low surface energy material such as a fluorine-based compound in order to prevent an unfixed toner image in a molten state from adhering to the surface (outer peripheral surface) on the side in contact with the recording medium. It is preferable to have a release layer which is
Examples of the fluorine compound used in the release layer include fluororubber, polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as “PTFE”), perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (hereinafter referred to as “PFA”), tetrafluoride, and the like. A fluororesin such as an ethylene hexafluoropropylene copolymer (hereinafter referred to as “FEP”) can be used, but is not particularly limited.

また、この離型層の厚さは、1〜100μmの範囲であることが好ましく、10〜50μmの範囲であることがより好ましく、20〜50μmの範囲であることが更に好ましい。
離型層の厚さが1μm未満であると、記録媒体のエッジでの繰り返し擦擦により離型層が摩滅する場合がある。一方、離型層の厚さが100μmを超えると表面の柔軟性がなくなり、その結果、トナーを押しつぶす力が働き定着画像の粒状性が損なわれる場合がある。また、熱容量も大きくなるため、ウォームアップ時間が長くなったりする場合がある。
なお、離型層を形成する材料は弾性率が小さく、膜厚も薄いため、離型層を設けても定着ベルトの中立軸の位置や、前記式(a)、式(b)には影響しない。
The thickness of the release layer is preferably in the range of 1 to 100 μm, more preferably in the range of 10 to 50 μm, and still more preferably in the range of 20 to 50 μm.
If the thickness of the release layer is less than 1 μm, the release layer may be worn away by repeated rubbing at the edge of the recording medium. On the other hand, when the thickness of the release layer exceeds 100 μm, the flexibility of the surface is lost, and as a result, the force of crushing the toner works and the granularity of the fixed image may be impaired. In addition, since the heat capacity is increased, the warm-up time may be increased.
Since the material forming the release layer has a low elastic modulus and a thin film thickness, even if the release layer is provided, the position of the neutral axis of the fixing belt and the expressions (a) and (b) are not affected. do not do.

[弾性層]
本発明の定着ベルトは、金属保護層と離型層との間に、更に弾性層を設けてもよい。特に、カラー画像を形成する場合に、弾性層を設けることが好ましい。なお、本発明において、「弾性層」とは、100Paの外力印加により変形させても、もとの形状に復元する材料から構成される層であることを意味し、以下に示す「弾性層」も同義である。
この弾性層が記録媒体上のトナー像の凹凸に追従して、定着ベルト表面がトナー像に密着するため、特に、カラー画像を形成する場合に、記録媒体及びトナー像の加熱ムラが少なく、光沢ムラの少ない画像が得られる。
また、白黒画像を形成する場合でも、特に、高速化に対応するためには弾性層を設けることが好ましい。これは弾性層を設けることで弾性層が、加圧部材との接触領域内で変形し、低荷重でも十分な接触幅が得られるために、高速であってもトナー像への熱の受け渡しができて定着が可能となるからである。
なお、スポンジやゴム等の弾性材料は弾性率が小さいため、弾性層を設けても定着ベルトの中立軸の位置や、前記式(a)、式(b)にはあまり影響しない。
[Elastic layer]
In the fixing belt of the present invention, an elastic layer may be further provided between the metal protective layer and the release layer. In particular, when forming a color image, it is preferable to provide an elastic layer. In the present invention, the term “elastic layer” means a layer composed of a material that can be restored to its original shape even when deformed by applying an external force of 100 Pa. Is also synonymous.
This elastic layer follows the unevenness of the toner image on the recording medium, and the surface of the fixing belt is in close contact with the toner image. Therefore, particularly when forming a color image, the heating unevenness of the recording medium and the toner image is small, and the glossy An image with little unevenness is obtained.
Even when a black and white image is formed, it is particularly preferable to provide an elastic layer in order to cope with a higher speed. By providing an elastic layer, the elastic layer is deformed in the contact area with the pressure member, and a sufficient contact width can be obtained even with a low load. Therefore, heat can be transferred to the toner image even at high speed. This is because fixing is possible.
Since elastic materials such as sponge and rubber have a low elastic modulus, even if an elastic layer is provided, the position of the neutral axis of the fixing belt and the above expressions (a) and (b) are not significantly affected.

なお、弾性層を構成する材料としては、公知の弾性材料を用いることができる。
弾性材料としては、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性のゴムを用いることが好ましい。
この耐熱性のゴムとしては、例えば、東レダウコーニングシリコーン社製の液状シリコーンゴムSE6744や、DuPont Dow elastmers社製のバイトンB−202等が挙げられる。
In addition, as a material which comprises an elastic layer, a well-known elastic material can be used.
As the elastic material, for example, heat-resistant rubber such as silicone rubber or fluoro rubber is preferably used.
Examples of the heat-resistant rubber include liquid silicone rubber SE6744 manufactured by Toray Dow Corning Silicone, Viton B-202 manufactured by DuPont Dow elastmers.

−定着ベルトの製造方法−
本発明の定着ベルトの製造方法としては、公知の方法を利用することができる。なお、金属発熱層と金属保護層とは膜厚が薄く、これらの層単体での取り扱いが難しいため、基層上に、金属発熱層と金属保護層とをこの順に形成することが好ましい。また、必要に応じて、金属保護層上に、弾性層や離型層を形成することができる。
-Manufacturing method of fixing belt-
As a method for producing the fixing belt of the present invention, a known method can be used. In addition, since the metal heat generating layer and the metal protective layer are thin and it is difficult to handle these layers alone, it is preferable to form the metal heat generating layer and the metal protective layer in this order on the base layer. Moreover, an elastic layer and a mold release layer can be formed on a metal protective layer as needed.

なお、金属保護層上に、離型層、或いは、弾性層と離型層とを塗布法により形成する場合には、これらの層を塗布形成する前に、金属保護層表面や弾性層表面に必要に応じて適切なプライマー材料による前処理を行うことが好ましい。この前処理を行うことにより各層間の接着性をより向上させることができる。   When forming a release layer or an elastic layer and a release layer on the metal protective layer by a coating method, the surface of the metal protective layer or the elastic layer is formed before coating and forming these layers. It is preferable to perform pretreatment with an appropriate primer material as necessary. By performing this pretreatment, the adhesion between the layers can be further improved.

なお、金属保護層上に、離型層、或いは、弾性層と離型層とを塗布法により積層形成する場合には、塗布形成された塗膜を加熱処理するプロセスを経て離型層や弾性層が形成される。
この塗膜の加熱処理に際しては、不活性ガス(窒素ガス・アルゴンガス等)雰囲気下で行ってもよい。
When a release layer or an elastic layer and a release layer are laminated on the metal protective layer by a coating method, the release layer and the elastic layer are subjected to a process of heat-treating the coated film. A layer is formed.
The heat treatment of the coating film may be performed in an inert gas (nitrogen gas, argon gas, etc.) atmosphere.

<定着装置及び画像形成装置>
次に、本発明の定着装置、及び本発明の画像形成装置について説明する。
<Fixing device and image forming apparatus>
Next, the fixing device of the present invention and the image forming apparatus of the present invention will be described.

〔定着装置〕
本発明の定着装置は、前述の本発明の定着ベルトを定着部材として備えることが可能であれば、公知の電磁誘導加熱方式の定着装置(電磁誘導加熱定着装置)の構成を適用することができる。
[Fixing device]
As long as the fixing device of the present invention can include the above-described fixing belt of the present invention as a fixing member, the configuration of a known electromagnetic induction heating type fixing device (electromagnetic induction heating fixing device) can be applied. .

本発明の定着ベルトを用いた定着装置は、以下のような構成であることが好ましい。
すなわち、本発明の定着装置は、回転可能に配置された、本発明の定着ベルトと、該定着ベルトの外周面と対向する位置に配置され、磁界を発生させて前記金属発熱層を加熱する電磁誘導加熱手段と、前記定着ベルトとで記録媒体を挟持搬送して、記録媒体上の未定着トナー像を加熱定着する加圧部材と、前記定着ベルトの内周面に接触して配置され、前記加圧部材に向けて当該定着ベルトを押圧する押圧部材と、を有する構成であることが好ましい。
この定着装置における定着は、未定着トナー像が形成された記録媒体を、該未定着トナー像が加熱された定着ベルトと接触するようにして、定着ベルトと加圧部材とが接触する領域を挿通させることで行われる。つまり、未定着トナー像が形成された記録媒体が、定着ベルトと加圧部材との接触領域を挟持搬送される際に、未定着トナー像が溶融した状態で押圧されて、記録媒体の表面に定着される。
The fixing device using the fixing belt of the present invention preferably has the following configuration.
That is, the fixing device of the present invention is disposed in a rotatable manner, the fixing belt of the present invention, and a position facing the outer peripheral surface of the fixing belt, and generates electromagnetic fields to heat the metal heating layer. A pressure member that sandwiches and conveys the recording medium between the induction heating means and the fixing belt, heats and fixes the unfixed toner image on the recording medium, and is disposed in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt; And a pressing member that presses the fixing belt toward the pressing member.
The fixing in this fixing device is performed by inserting the recording medium on which the unfixed toner image is formed into contact with the fixing belt heated with the unfixed toner image and passing through the area where the fixing belt and the pressure member are in contact with each other. Is done. In other words, when the recording medium on which the unfixed toner image is formed is nipped and conveyed between the contact area between the fixing belt and the pressure member, the unfixed toner image is pressed in a molten state and is applied to the surface of the recording medium. It is fixed.

次に、本発明の定着装置の例示的一態様について、図面を用いてより詳細に説明する。
図2は本発明の定着ベルトを用いた電磁誘導加熱方式の定着装置100の例示的一態様を示す概略断面図である。
図2において、10は、図1に示される層構成を有する無端状の定着ベルトであり、本発明の定着ベルトである。
図2に示されるように、定着装置100には、定着ベルト10の外周面に接触するように、加圧ロール(加圧部材)11が設けられており、加圧ロール11と定着ベルト10との間の接触領域が形成される。この接触領域において、定着ベルト10は、加圧ロール11の周面に沿った形に湾曲している。
ここで、加圧ロール11は、基材11a上に、シリコーンゴム等による弾性層11bが形成され、更にその上に、フッ素系化合物等による離型層11cが形成された構成を有する。
Next, an exemplary embodiment of the fixing device of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an exemplary embodiment of an electromagnetic induction heating type fixing device 100 using the fixing belt of the present invention.
In FIG. 2, reference numeral 10 denotes an endless fixing belt having the layer structure shown in FIG. 1, which is the fixing belt of the present invention.
As shown in FIG. 2, the fixing device 100 is provided with a pressure roll (pressure member) 11 so as to be in contact with the outer peripheral surface of the fixing belt 10. A contact area between the two is formed. In this contact region, the fixing belt 10 is curved in a shape along the peripheral surface of the pressure roll 11.
Here, the pressure roll 11 has a configuration in which an elastic layer 11b made of silicone rubber or the like is formed on a base material 11a, and a release layer 11c made of a fluorine compound or the like is further formed thereon.

また、定着装置100には、定着ベルト10の内周面に接触し、加圧ロール11に向けて定着ベルト10の内周面を押圧する押圧部材13が設けられている。この押圧部材13により、定着ベルト10と加圧ロール11との接触領域にかかる圧力を、局所的に、高めることができる。
この押圧部材13は、定着ベルト10の内周面に接して押圧する、金属、耐熱樹脂、又は耐熱ゴム等によるパッド13bと、このパッド13bを支持する支持体13aとから構成されている。
In addition, the fixing device 100 is provided with a pressing member 13 that contacts the inner peripheral surface of the fixing belt 10 and presses the inner peripheral surface of the fixing belt 10 toward the pressure roll 11. By this pressing member 13, the pressure applied to the contact area between the fixing belt 10 and the pressure roll 11 can be locally increased.
The pressing member 13 includes a pad 13b made of metal, heat-resistant resin, heat-resistant rubber, or the like that is in contact with and presses against the inner peripheral surface of the fixing belt 10, and a support 13a that supports the pad 13b.

更に、定着装置100には、定着ベルト10の外側であって、定着ベルト10を中心として加圧ロール11と対向する位置に、電磁誘導コイル(励磁コイル)12aを内蔵した電磁誘導装置(電磁誘導加熱手段)12が設けられている。電磁誘導装置12は、電磁誘導コイル12aに交流電流を印加することにより、発生する磁場を励磁回路で変化させ、定着ベルト10の金属発熱層に渦電流を発生させるものである。この渦電流が金属発熱層の電気抵抗によって熱(ジュール熱)に変換され、その結果として、定着ベルト10の表面が発熱することになる。
なお、定着ベルト10の金属発熱層を発熱させることが可能であれば、電磁誘導装置12の設置位置は特に限定されない。
Further, the fixing device 100 includes an electromagnetic induction device (electromagnetic induction) including an electromagnetic induction coil (excitation coil) 12 a at a position outside the fixing belt 10 and facing the pressure roll 11 with the fixing belt 10 as the center. (Heating means) 12 is provided. The electromagnetic induction device 12 applies an alternating current to the electromagnetic induction coil 12 a to change a generated magnetic field by an excitation circuit and generate an eddy current in the metal heating layer of the fixing belt 10. This eddy current is converted into heat (Joule heat) by the electric resistance of the metal heating layer, and as a result, the surface of the fixing belt 10 generates heat.
Note that the installation position of the electromagnetic induction device 12 is not particularly limited as long as the metal heating layer of the fixing belt 10 can generate heat.

以下、図2に示される定着装置100における電磁誘導作用による金属発熱層10bの発熱原理を以下に説明する。
まず、不図示の励磁回路により電磁誘導コイル12aに交流電流が印加されると、電磁誘導コイル12aの周囲に磁束が生成消滅を繰り返す。この磁束が定着ベルト10の金属発熱層10bを横切るとき、その磁束の変化を妨げる磁界を生じるように金属発熱層10b中に渦電流が発生する。この渦電流と金属発熱層10bの固有抵抗によってジュール熱が発生する。
Hereinafter, the heat generation principle of the metal heat generating layer 10b by the electromagnetic induction action in the fixing device 100 shown in FIG. 2 will be described below.
First, when an alternating current is applied to the electromagnetic induction coil 12a by an unillustrated excitation circuit, the magnetic flux repeatedly generates and disappears around the electromagnetic induction coil 12a. When this magnetic flux crosses the metal heating layer 10b of the fixing belt 10, an eddy current is generated in the metal heating layer 10b so as to generate a magnetic field that hinders the change of the magnetic flux. Joule heat is generated by the eddy current and the specific resistance of the metal heating layer 10b.

金属発熱層10b中に発生した渦電流は、表皮効果のためにほとんど金属発熱層10bの電磁誘導装置12側の面に集中して流れ、金属発熱層10bの表皮抵抗Rsに比例した電力で発熱を生じる。
ここで、角周波数をω、透磁率をμ、固有抵抗をρとすると、表皮深さδは下式(1)で示される。
式(1) δ=(2ρ/ωμ)1/2
Due to the skin effect, the eddy current generated in the metal heating layer 10b flows almost concentrated on the surface of the metal heating layer 10b on the side of the electromagnetic induction device 12, and generates heat with power proportional to the skin resistance Rs of the metal heating layer 10b. Produce.
Here, when the angular frequency is ω, the magnetic permeability is μ, and the specific resistance is ρ, the skin depth δ is expressed by the following equation (1).
Formula (1) δ = (2ρ / ωμ) 1/2

また、表皮抵抗Rsは下式(2)で示される。
式(2) Rs=ρ/δ=(ωμρ/2)1/2
The skin resistance Rs is expressed by the following formula (2).
Formula (2) Rs = ρ / δ = (ωμρ / 2) 1/2

更に、定着ベルト10の金属発熱層10bに発生する電力Pは、定着ベルト10中を流れる電流をIhとすると、下記式(3)で表わされる。
式(3) P∝Rs∫|Ih|2dS
Further, the electric power P generated in the metal heat generating layer 10b of the fixing belt 10 is expressed by the following formula (3), where Ih is a current flowing through the fixing belt 10.
Formula (3) P∝Rs∫ | Ih | 2dS

したがって、表皮抵抗Rsを大きくするか、或いは電流Ihを大きくすれば電力Pを増すことができ、発熱量を増すことが可能となる。ここで表皮深さδ(m)は、励磁回路の周波数f(Hz)と、比透磁率μrと、固有抵抗ρ(Ω・m)により下式(4)で表わされる。
式(4) δ=503(ρ/(fμr))1/2
Therefore, if the skin resistance Rs is increased or the current Ih is increased, the power P can be increased and the amount of heat generated can be increased. Here, the skin depth δ (m) is expressed by the following expression (4) by the frequency f (Hz) of the excitation circuit, the relative permeability μr, and the specific resistance ρ (Ω · m).
Formula (4) δ = 503 (ρ / (fμr)) 1/2

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、逆に言うとほとんどのエネルギーはこの深さまで吸収されている。
ここで、金属発熱層10bの厚みは、上記式で表わされる表皮深さより厚く(3〜100μm)することが好ましい。金属発熱層16bの厚みが3μmよりも小さいと、ほとんどの電磁エネルギーが吸収しきれないため効率が悪くなる場合があるためである。
This indicates 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 conversely most energy is absorbed to this depth. Yes.
Here, the thickness of the metal heating layer 10b is preferably thicker (3 to 100 μm) than the skin depth represented by the above formula. This is because if the thickness of the metal heating layer 16b is smaller than 3 μm, most of the electromagnetic energy cannot be absorbed and the efficiency may deteriorate.

次に、図2に示される電磁誘導加熱方式の定着装置100による定着について説明する。
まず、不図示の駆動装置により加圧ロール11が矢印C方向に回転し、それにつれて定着ベルト10も矢印B方向に従動回転する。ここで、未定着トナー像14が形成された記録媒体15は、上記のような発熱機構により発熱した定着ベルト10と加圧ロール11との接触領域を矢印A方向に挟持搬送される。この際、定着ベルト10と加圧ロール11との接触領域では、未定着トナー像14は溶融状態で記録媒体15の表面に押圧され、記録媒体15の表面に定着される。
ここで、定着ベルト10と加圧ロール11との接触領域の出口付近では、定着ベルト10が加圧部材13による押圧から解放されて基層側へ大きな曲率で曲げ回され、定着ベルト10の形状が急激に変化する。一方、記録媒体15は、定着ベルト10と加圧ロール11との接触領域に送り込まれた際、加圧ロール11の周面に沿って進む。このため、記録媒体15は、自身の剛性によって定着ベルト10から剥離され、セルフストリッピングが可能となる。上記のように定着ベルト10が大きく曲げ回されるときの曲率半径は、約5mm程度である。
Next, fixing by the electromagnetic induction heating type fixing device 100 shown in FIG. 2 will be described.
First, the pressure roll 11 is rotated in the direction of arrow C by a driving device (not shown), and the fixing belt 10 is also rotated in the direction of arrow B accordingly. Here, the recording medium 15 on which the unfixed toner image 14 is formed is nipped and conveyed in the direction of the arrow A in the contact area between the fixing belt 10 and the pressure roll 11 that have generated heat by the heat generation mechanism as described above. At this time, in the contact area between the fixing belt 10 and the pressure roll 11, the unfixed toner image 14 is pressed against the surface of the recording medium 15 in a molten state and fixed on the surface of the recording medium 15.
Here, in the vicinity of the exit of the contact area between the fixing belt 10 and the pressure roll 11, the fixing belt 10 is released from being pressed by the pressure member 13 and bent toward the base layer with a large curvature, so that the shape of the fixing belt 10 is changed. It changes rapidly. On the other hand, when the recording medium 15 is fed into the contact area between the fixing belt 10 and the pressure roll 11, it advances along the peripheral surface of the pressure roll 11. For this reason, the recording medium 15 is peeled off from the fixing belt 10 by its own rigidity, and self-stripping becomes possible. As described above, the radius of curvature when the fixing belt 10 is largely bent is about 5 mm.

なお、ここでは、加圧ロール11が駆動し、定着ベルト10が従動する態様を示したが、定着ベルト10を駆動して、加圧ロール11を従動させる駆動方法を適用してもよい。その場合、定着ベルト10を駆動させることにより、加圧ロールが非接触な状態でウォームアップが可能になり、熱容量の小さいベルトのみを加熱するためウォームアップタイムを大幅に短くすることができる。また、加圧ロール駆動の際に必要となる、加圧ロールの熱膨張による通紙速度の変化を相殺するためのフィードバック制御等が不要になるため、ベルト駆動の方が好ましい。   Here, the pressure roll 11 is driven and the fixing belt 10 is driven. However, a driving method in which the fixing belt 10 is driven and the pressure roll 11 is driven may be applied. In that case, by driving the fixing belt 10, it is possible to warm up the pressure roll in a non-contact state, and only the belt having a small heat capacity is heated, so that the warm up time can be significantly shortened. Further, since the feedback control for canceling the change in the sheet passing speed due to the thermal expansion of the pressure roll, which is necessary when the pressure roll is driven, becomes unnecessary, the belt drive is preferable.

本発明の定着装置は、長期に亘って使用しても発熱特性が低下しない本発明の定着ベルトを有するため、定着を安定して行うことができると共に、待機電力が少なくて済むために省エネルギーである。   Since the fixing device of the present invention has the fixing belt of the present invention whose heat generation characteristics do not deteriorate even when used for a long period of time, it is possible to perform fixing stably and save energy because less standby power is required. is there.

〔画像形成装置〕
続いて、本発明の定着装置を用いた画像形成装置について説明する。本発明の画像形成装置は、電子写真方式を利用した公知の画像形成装置において、定着装置として本発明の定着装置を用いるものであれば特に限定されないが、以下の構成を有していることが好ましい。
すなわち、本発明の画像形成装置は、像保持体と、該像保持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電させた前記像保持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像を現像剤により現像し未定着トナー像を形成する現像手段と、前記未定着トナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記未定着トナー像を記録媒体に加熱定着する定着手段(本発明の定着装置)と、を少なくとも備えた構成を有することが好ましい。また、必要に応じて公知の他の機構や部材を備えていてもよい。
[Image forming apparatus]
Next, an image forming apparatus using the fixing device of the present invention will be described. The image forming apparatus of the present invention is not particularly limited as long as it uses the fixing device of the present invention as a fixing device in a known image forming apparatus using an electrophotographic method, but may have the following configuration. preferable.
That is, the image forming apparatus of the present invention includes an image carrier, a charging unit that charges the surface of the image carrier, a latent image forming unit that forms a latent image on the charged surface of the image carrier, and the latent image. Is developed with a developer to form an unfixed toner image, a transfer unit that transfers the unfixed toner image to a transfer medium, and a fixing unit that heat-fixes the unfixed toner image on a recording medium (present invention). And a fixing device). Moreover, you may equip other well-known mechanisms and members as needed.

以下に、本発明の画像形成装置の例示的一態様を、図面を参照して説明する。ここで、図3は、図2に示される定着装置100を備えた本発明の画像形成装置の構成例を示す模式図である。
図3に示される画像形成装置200は、感光体ドラム(像保持体)202、帯電装置(帯電手段)204、レーザースキャナ(潜像形成手段)206、ミラー208、現像装置(現像手段)210、中間転写体212、転写ロール(転写手段)214、クリーニング装置216、除電装置218、現像装置(現像手段)100、給紙ユニット220、給紙ローラ222、レジストローラ224、及び、記録媒体ガイド226を備える。
Hereinafter, an exemplary embodiment of the image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration example of the image forming apparatus of the present invention including the fixing device 100 shown in FIG.
3 includes a photosensitive drum (image holding member) 202, a charging device (charging unit) 204, a laser scanner (latent image forming unit) 206, a mirror 208, a developing device (developing unit) 210, An intermediate transfer body 212, a transfer roll (transfer means) 214, a cleaning device 216, a charge removal device 218, a developing device (developing means) 100, a paper feed unit 220, a paper feed roller 222, a registration roller 224, and a recording medium guide 226 are provided. Prepare.

図3において、感光体ドラム202の周囲に沿って矢印方向に順に、感光体ドラム202に近接して設けられその表面を帯電させる(非接触型の)帯電装置204と、感光体ドラム202の表面に形成された潜像にトナーを付与することによりトナー像を形成する回転式の現像装置210と、外周面が感光体ドラム202表面に接触し矢印D方向及び矢印E方向の両方に回転可能な中間転写体212と、中間転写体212表面にトナー像を転写した後の感光体ドラム202表面を清掃するクリーニング装置216と、感光体ドラム202表面を除電する除電装置218と、が設けられている。   In FIG. 3, a charging device 204 that is provided in the vicinity of the photosensitive drum 202 in order in the direction of the arrow along the periphery of the photosensitive drum 202 and charges the surface thereof (non-contact type), and the surface of the photosensitive drum 202 A rotary developing device 210 that forms a toner image by applying toner to the latent image formed on the surface, and the outer peripheral surface contacts the surface of the photosensitive drum 202 and can rotate in both the arrow D direction and the arrow E direction. An intermediate transfer body 212, a cleaning device 216 that cleans the surface of the photosensitive drum 202 after the toner image is transferred to the surface of the intermediate transfer body 212, and a static elimination device 218 that neutralizes the surface of the photosensitive drum 202 are provided. .

なお、帯電装置204と現像装置210との間の感光体ドラム202表面には、感光体ドラム202表面に潜像を形成するために、各色の画像情報(信号)に応じたレーザー光が、ミラー208を介してレーザースキャナ206より照射される。   In addition, on the surface of the photosensitive drum 202 between the charging device 204 and the developing device 210, in order to form a latent image on the surface of the photosensitive drum 202, laser light corresponding to the image information (signal) of each color is mirrored. Irradiated from the laser scanner 206 via 208.

現像装置210は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色のトナーをそれぞれ収容した各色の現像器(不図示)を備えており、現像装置210が矢印方向に回転することにより、感光体ドラム202の表面に形成された潜像に各色のトナーを付与し、トナー像を形成することが可能である。   The developing device 210 is provided with developing devices (not shown) for the respective colors respectively containing toners of four colors, cyan, magenta, yellow, and black. The developing device 210 rotates in the direction of the arrow, thereby causing the photosensitive drum 202 to rotate. A toner image can be formed by applying toner of each color to the latent image formed on the surface of the toner.

中間転写体212の周囲には、感光体ドラム202の他に、転写ロール214が設けられている。中間転写体212の外周面と転写ロール214表面とは圧接し、該圧接部を記録媒体が矢印A方向に挿通可能であり、前記圧接部を記録媒体が通過した際に、中間転写体212表面に保持されたトナー像が、記録媒体の表面に転写される。また、圧接部に対して、矢印A方向と反対側には給紙装置が設けられ、矢印A方向側には定着装置100が設けられている   In addition to the photosensitive drum 202, a transfer roll 214 is provided around the intermediate transfer body 212. The outer peripheral surface of the intermediate transfer body 212 and the surface of the transfer roll 214 are in pressure contact, and the recording medium can be inserted through the pressure contact portion in the direction of arrow A. When the recording medium passes through the pressure contact portion, the surface of the intermediate transfer body 212 The toner image held on the recording medium is transferred to the surface of the recording medium. Further, a sheet feeding device is provided on the opposite side to the direction of the arrow A with respect to the press contact portion, and a fixing device 100 is provided on the side of the arrow A direction.

給紙装置は、給紙ユニット220、給紙ローラ222、レジストローラ224、及び記録媒体ガイド226から構成される。中間転写体212と感光体ドラム202との圧接部への給紙は、給紙ユニット220に収納された記録媒体が、給紙ユニット220に内蔵された不図示の記録媒体押し上げ手段により給紙ローラ222に接触する位置まで押し上げられ、その記録媒体が給紙ローラ222に接触した時点で、給紙ローラ222及びレジストローラ224が回転することにより記録媒体ガイド226に沿って矢印A方向に搬送されることにより行われる。   The sheet feeding device includes a sheet feeding unit 220, a sheet feeding roller 222, a registration roller 224, and a recording medium guide 226. Paper feeding to the pressure contact portion between the intermediate transfer member 212 and the photosensitive drum 202 is performed by feeding a recording medium stored in the paper feeding unit 220 by a recording medium push-up means (not shown) built in the paper feeding unit 220. When the recording medium comes into contact with the sheet feeding roller 222, the sheet feeding roller 222 and the registration roller 224 rotate and are conveyed in the direction of arrow A along the recording medium guide 226. Is done.

また、定着装置100は、図2に示される、定着ベルト(本発明の定着ベルト)10と、加圧部材11と、電磁誘導装置12と、押圧部材13と、を備える本発明の定着装置100である。   The fixing device 100 includes the fixing belt (the fixing belt of the present invention) 10, the pressure member 11, the electromagnetic induction device 12, and the pressing member 13 shown in FIG. 2. It is.

次に、画像形成装置200における転写及び加熱定着について以下に説明する。
まず、感光体ドラム202表面に形成された各色のトナー像は、感光体ドラム202と中間転写体212との間に印加されたバイアス電圧により、感光体ドラム202と中間転写体212との接触部において、各色のトナー像毎に画像情報と一致するように中間転写体212の外周面に重ねて転写される。このようにしてカラーのトナー像がその外周面に転写された中間転写体212は矢印E方向に回転し、前記トナー像は、転写ロール214と中間転写体212との圧接部において、前記給紙装置によって、圧接部に搬送されてきた記録媒体の表面に転写される。
Next, transfer and heat fixing in the image forming apparatus 200 will be described below.
First, the toner images of the respective colors formed on the surface of the photosensitive drum 202 are contacted between the photosensitive drum 202 and the intermediate transfer member 212 by a bias voltage applied between the photosensitive drum 202 and the intermediate transfer member 212. 2, the toner images of the respective colors are transferred onto the outer peripheral surface of the intermediate transfer body 212 so as to coincide with the image information. The intermediate transfer member 212 having the color toner image transferred onto the outer peripheral surface in this way rotates in the direction of arrow E, and the toner image is fed to the paper feed at the pressure contact portion between the transfer roll 214 and the intermediate transfer member 212. The image is transferred to the surface of the recording medium that has been conveyed to the press contact portion by the apparatus.

記録媒体の表面に転写されたトナー像は、矢印A方向に移動し、定着装置100により加熱定着され、記録媒体の表面に画像が形成される。この加熱定着のプロセスについては既述の通りで、定着ベルト10の外周面は、該外周面に対向して設けられた電磁誘導装置12により加熱される。なお、この加熱プロセスは、本発明の定着装置で説明したプロセスと同様である。外周面が十分に加熱された定着ベルト10は矢印B方向へ回転し、加圧ロール11との接触領域において、該接触領域を矢印A方向へと挿通される記録媒体表面のトナー像を加熱溶融することにより加熱定着する。このようにしてカラー画像がその表面に形成された記録媒体は更に矢印A方向に搬送され、画像形成装置200の外部に排出される。   The toner image transferred to the surface of the recording medium moves in the direction of arrow A and is heated and fixed by the fixing device 100 to form an image on the surface of the recording medium. The heat fixing process is as described above, and the outer peripheral surface of the fixing belt 10 is heated by the electromagnetic induction device 12 provided to face the outer peripheral surface. This heating process is the same as the process described in the fixing device of the present invention. The fixing belt 10 whose outer peripheral surface is sufficiently heated rotates in the arrow B direction, and in the contact area with the pressure roll 11, the toner image on the surface of the recording medium inserted through the contact area in the arrow A direction is heated and melted. Heat fixing. The recording medium having the color image formed on the surface in this way is further conveyed in the direction of arrow A and discharged outside the image forming apparatus 200.

この本発明の画像形成装置は、長期に亘って使用しても定着ベルトの発熱特性が低下せず、安定な定着を行うことができるため、高画質の画像を有する印刷物を安定して得ることができると共に、待機電力が少なくて済むために省エネルギーであるという効果を有する。   The image forming apparatus according to the present invention does not deteriorate the heat generation characteristics of the fixing belt even when used for a long period of time, and can perform stable fixing, so that a printed matter having a high-quality image can be stably obtained. And has an effect of energy saving because standby power is small.

以下、本発明の実施例を説明する。但し、実施例で用いた本発明の定着ベルトの作製方法は以下の例のみに限定されるわけではない。   Examples of the present invention will be described below. However, the method for producing the fixing belt of the present invention used in the examples is not limited to the following examples.

(実施例1)
以下の方法で、図1に示される層構成を有する定着ベルトを作製した。
基層として、ポリイミド樹脂(商品名:TX、ユニチカ製)による膜厚60μm、外径30mm、長さ390mmの無端状ベルトを用いた。この基層の外周面をサンドブラストにより#400のアルミナ砥粒を使って粗面化を行い、洗浄後、ニッケル無電解めっき処理を行ってニッケル層を0.5μm形成した。次に、このニッケル無電解めっき膜を電極として、この上に、電解めっき処理(光沢硫酸銅浴)により膜厚10μmの銅層(金属発熱層)を形成した。
続いて、銅層上に、無電解ニッケル−リンめっき液(トップニコロンLPH:奥野製薬工業(株)製)を用い、無電解めっき法により厚さ4.8μmの金属保護層を形成した。形成されたニッケル−リン合金のめっき膜におけるリン含有量は2質量%であり、このめっき膜は結晶性で磁性を有することが確認された。
Example 1
A fixing belt having the layer configuration shown in FIG. 1 was produced by the following method.
As the base layer, an endless belt having a film thickness of 60 μm, an outer diameter of 30 mm, and a length of 390 mm made of polyimide resin (trade name: TX, manufactured by Unitika) was used. The outer peripheral surface of this base layer was roughened by sandblasting using # 400 alumina abrasive grains, washed, and then subjected to nickel electroless plating to form a nickel layer of 0.5 μm. Next, using this nickel electroless plating film as an electrode, a copper layer (metal heating layer) having a thickness of 10 μm was formed thereon by electrolytic plating (bright copper sulfate bath).
Subsequently, a metal protective layer having a thickness of 4.8 μm was formed on the copper layer by an electroless plating method using an electroless nickel-phosphorous plating solution (Top Nicolon LPH: manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.). The phosphorus content in the formed nickel-phosphorus alloy plating film was 2% by mass, and it was confirmed that this plating film was crystalline and magnetic.

各層の弾性率を前述の引っ張り試験機により測定したところ、基材層の弾性率は400kgf/mm、金属発熱層の弾性率は2400kgf/mm、金属保護層の弾性率は13500kgf/mmであった。
これより、実施例1の定着ベルトは式(a)の値は、0.0130となり0.018より小さく関係式(a)を満たす。また、式(b)の値は112.8となり75以上であり関係式(b)を満たす。
When the elastic modulus of each layer was measured by the above-described tensile tester, the elastic modulus of the base layer was 400 kgf / mm 2 , the elastic modulus of the metal heating layer was 2400 kgf / mm 2 , and the elastic modulus of the metal protective layer was 13500 kgf / mm 2. Met.
As a result, the value of the formula (a) of the fixing belt of Example 1 is 0.0130, which is smaller than 0.018 and satisfies the relational formula (a). Further, the value of the formula (b) is 112.8, which is 75 or more and satisfies the relational formula (b).

続いて、金属保護層上に、プライマー(DY39−111A/B:東レ・ダウコーニング(株)製)を介して、弾性層として膜厚200μmの液状シリコーンゴムを塗布し、一時加硫を行った後、更に、プライマー(No.101:信越化学工業(株))を塗布し、厚さ30μmのPFAチューブをその上に被覆した。その後、シリコーンゴムの二次加硫とプライマーの焼き付け処理を兼ねて、窒素パージした200℃の炉内で120分間の熱処理を行った。
熱処理の後、定着ベルトの両端部をカットし、長さ370mmとした。このベルトの片方の端部に、ベルト駆動用ギアを圧入により固定した。
このようにして実施例1の定着ベルトを得た。
Subsequently, a liquid silicone rubber having a film thickness of 200 μm was applied as an elastic layer on the metal protective layer via a primer (DY39-111A / B: manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.), and temporarily vulcanized. Thereafter, a primer (No. 101: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was further applied, and a PFA tube having a thickness of 30 μm was coated thereon. After that, heat treatment was performed for 120 minutes in a nitrogen purged furnace at 200 ° C. for both secondary vulcanization of silicone rubber and primer baking.
After the heat treatment, both ends of the fixing belt were cut to a length of 370 mm. A belt driving gear was fixed to one end of the belt by press-fitting.
Thus, the fixing belt of Example 1 was obtained.

<評価>
−定着装置−
上述の方法で得られた定着ベルトを、押圧部材、定着ベルト、加圧ロール、及び電磁誘導装置(励磁コイル)を有する電磁誘導加熱定着装置に装着して、その評価を行った。以下に、評価で用いた定着装置の詳細について説明する。
<Evaluation>
-Fixing device-
The fixing belt obtained by the above-described method was attached to an electromagnetic induction heating fixing device having a pressing member, a fixing belt, a pressure roll, and an electromagnetic induction device (excitation coil) and evaluated. Details of the fixing device used in the evaluation will be described below.

押圧部材は、定着ベルトの両端部で定着ベルト駆動用ギアを介して、定着ベルトを回転可能に支持する定着ベルト支持部と、定着ベルトの内径より小さな径をもち加圧用ゴムパッド取り付け部を有するフォルダと、定着ベルト内面に接触する側に定着ベルト内面との摩擦抵抗を下げるための摺動シートが設けられた加圧用ゴムパッドと、からなるものである。   The pressing member includes a fixing belt support portion that rotatably supports the fixing belt via fixing belt driving gears at both ends of the fixing belt, and a folder having a pressure rubber pad attachment portion having a diameter smaller than the inner diameter of the fixing belt. And a pressure rubber pad provided with a sliding sheet for lowering the frictional resistance with the inner surface of the fixing belt on the side in contact with the inner surface of the fixing belt.

なお、この定着装置の組み立てに際しては、押圧部材、定着ベルト、加圧ロールは以下のように配置した。
まず、押圧部材を、フォルダのパッド取り付け部に加圧用ゴムパッドを固定した後に、定着ベルトの内周側に挿入し予め定着ベルト駆動用ギアを固定していた側の定着ベルト駆動用ギアを定着ベルト支持部に装着した。続いて、定着ベルトの解放側の端部にも定着ベルト駆動用ギアを装着させた。続いて、定着ベルトの外周面の周方向の一部分を加圧ロールと接触させて、加圧ロールの軸と押圧部材との間に荷重をかけることで、押圧部材のゴムパッドと加圧ロールとを定着ベルトを介して圧接させた。
なお、定着ベルト固定用ギア、フォルダを構成する材料としては、交流電流による誘導起電力の発生がなく、定着温度領域での耐熱性を有する樹脂(PPS等)を用いた。
In assembling the fixing device, the pressing member, the fixing belt, and the pressure roll were arranged as follows.
First, after fixing the pressure rubber pad to the pad mounting portion of the folder, the pressing member is inserted into the inner peripheral side of the fixing belt, and the fixing belt driving gear on the side where the fixing belt driving gear is fixed beforehand is fixed to the fixing belt. Attached to the support. Subsequently, a fixing belt driving gear was also attached to the end portion on the release side of the fixing belt. Subsequently, the rubber pad of the pressing member and the pressure roll are placed by bringing a part of the outer circumferential surface of the fixing belt into contact with the pressure roll and applying a load between the shaft of the pressure roll and the pressure member. Pressure contact was made through a fixing belt.
As a material constituting the fixing belt fixing gear and the folder, a resin (PPS or the like) that does not generate an induced electromotive force due to an alternating current and has heat resistance in a fixing temperature region is used.

また、この定着装置に用いた励磁コイルは、互いに絶縁されたφ0.5mmの銅線を16本束ねたリッツ線を用いて、これを定着ベルトの幅より長く、定着ベルトの円周方向長さの1/6〜1/4を覆う程度の幅を持つように巻回すると共に、定着ベルトの曲率に倣うような曲率を持たせることで、励磁コイルと定着ベルトとのギャップが均一になるように形成した。なお、励磁コイルと定着ベルトとのギャップが2mmになるように定着ベルトの外周面上に固定した。   The exciting coil used in the fixing device is a litz wire in which 16 φ0.5 mm copper wires that are insulated from each other are bundled, and this is longer than the width of the fixing belt and the circumferential length of the fixing belt. In order to make the gap between the exciting coil and the fixing belt uniform, the winding is wound so as to cover 1/6 to 1/4 of that of the fixing belt and has a curvature that follows the curvature of the fixing belt. Formed. The fixing coil was fixed on the outer peripheral surface of the fixing belt so that the gap between the exciting coil and the fixing belt was 2 mm.

定着に際しては、この励磁コイルに、励磁回路により交流電流を流すことにより、励磁コイルの周囲に磁界を発生させる。従って、発生した磁界が定着ベルトの金属発熱層を横切る際に、電磁誘導により横切った磁界を打ち消す方向の磁界を発生させるような渦電流が金属発熱層内に発生する。これにより、このときの渦電流値と金属発熱層の持つ抵抗に応じた発熱が得られる。   At the time of fixing, an alternating current is passed through the excitation coil by an excitation circuit to generate a magnetic field around the excitation coil. Therefore, when the generated magnetic field crosses the metal heating layer of the fixing belt, an eddy current is generated in the metal heating layer that generates a magnetic field in a direction that cancels the magnetic field crossed by electromagnetic induction. Thereby, heat generation according to the eddy current value at this time and the resistance of the metal heat generating layer is obtained.

加圧ロールは外径16mmの中実シャフト上に、弾性層として膜厚12mmの発泡シリコーンゴム層を設け、更にこの層を、膜厚30μmのPFAチューブを被覆したものである。
この加圧ロールは、具体的には以下のようにして作製した。まず、PFAチューブの内周面に接着用プライマーを塗布した外径50mm、長さ340mm、厚さ30μmのフッ素樹脂チューブと、中実シャフトとを成形金型内にセットした。続いて、フッ素樹脂チューブと中実シャフトと間に液状発泡シリコーンゴムを層厚が2mmとなるように注入後、加熱処理(150℃×2hrs)によりシリコーンゴムを加硫、発泡させて弾性層を形成することにより加圧ロールを作製した。
The pressure roll is formed by providing a foamed silicone rubber layer having a film thickness of 12 mm as an elastic layer on a solid shaft having an outer diameter of 16 mm, and further covering this layer with a PFA tube having a film thickness of 30 μm.
Specifically, this pressure roll was produced as follows. First, a fluororesin tube having an outer diameter of 50 mm, a length of 340 mm, and a thickness of 30 μm, in which an adhesive primer was applied to the inner peripheral surface of the PFA tube, and a solid shaft were set in a molding die. Subsequently, after injecting liquid foamed silicone rubber to a thickness of 2 mm between the fluororesin tube and the solid shaft, the rubber layer is vulcanized and foamed by heat treatment (150 ° C. × 2 hrs) to form an elastic layer. The pressure roll was produced by forming.

評価装置1として、前記加圧ロールにギアを介してモーターを接続し、加圧ロールを駆動することによりベルトを従動させて、記録材を搬送するようにした。
評価装置2として、前記ベルト駆動用ギアにモーターを接続し、定着ベルトを駆動することにより、加圧ロールを従動させて、記録材を搬送するようにした。
As the evaluation apparatus 1, a motor was connected to the pressure roll via a gear, and the belt was driven by driving the pressure roll to convey the recording material.
As the evaluation device 2, a motor was connected to the belt driving gear, and the fixing belt was driven to drive the pressure roll to convey the recording material.

−評価方法−
評価方法は、上述の電磁誘導加熱定着装置において、富士ゼロックス社製J紙(A4サイズ縦送り)を用いた通紙テストを1分枚20枚のスピードで40万枚まで行い金属発熱層の割れが発生するまでの通紙枚数を評価した。目標としては、実用性の観点から、20万枚まで、割れの発生が無いこととした。
また、発熱特性として、ウォームアップタイム(但し、到達すべき定着可能温度は180℃に設定した)を評価した。結果を表1に示す。
なお、ウォームアップタイム具体的な測定・評価方法は以下の通りである。
-Evaluation method-
In the above-described electromagnetic induction heating and fixing device, the evaluation method is to perform a paper passing test using J paper (A4 size vertical feed) manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd. at a speed of 20 sheets per minute up to 400,000 sheets, and cracking of the metal heating layer. The number of sheets passed until the occurrence of the problem was evaluated. As a target, from the viewpoint of practicality, it was decided that no cracks occurred up to 200,000 sheets.
As the heat generation characteristics, the warm-up time (however, the fixable temperature to be reached was set to 180 ° C.) was evaluated. The results are shown in Table 1.
The specific measurement / evaluation method for the warm-up time is as follows.

<ウォームアップタイム>
加圧ロールを離間した状態で、ベルトを回転させながら、電磁誘導コイルに通電したときの、定着ベルト表面温度を非接触式の赤外線放射温度計(キーエンス社製)により測定し、通電開始から表面温度が180℃になるまでの時間をウォームアップタイムとした。
<Warm-up time>
When the electromagnetic induction coil is energized while rotating the belt with the pressure roll separated, the surface temperature of the fixing belt is measured with a non-contact infrared radiation thermometer (manufactured by Keyence Corporation). The time until the temperature reached 180 ° C. was defined as the warm-up time.

(実施例2)
実施例1において用いた金属保護層形成用のめっき液を、無電解ニッケル−リンめっき液(ニッケルブーマーHP−55:日本化学産業(株)製)に代え、無電解めっき法により厚さ5.4μmの金属保護層を形成した以外は、実施例1と同様にして、定着ベルトを作製した。形成されたニッケル−リン合金のめっき膜におけるリン含有量は11質量%であり、このめっき膜は非晶質で非磁性であることが確認された。
(Example 2)
The plating solution for forming the metal protective layer used in Example 1 was replaced with an electroless nickel-phosphorous plating solution (Nickel Boomer HP-55: manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.), and the thickness was changed to 5. A fixing belt was produced in the same manner as in Example 1 except that a 4 μm metal protective layer was formed. The phosphorus content in the formed nickel-phosphorous alloy plating film was 11% by mass, and it was confirmed that this plating film was amorphous and non-magnetic.

形成された金属保護層の弾性率は10500kgf/mmであった。これより、実施例2の定着ベルトは、式(a)の値が0.0143となり0.018より小さく関係式(a)を満たす。また、式(b)の値が104.7となり75以上であり関係式(b)を満たす。
得られた定着ベルトについて、実施例1と同様の評価を行った結果を表1に示す。
実施例2の定着ベルトは、金属保護層が非晶質であるため、優れた耐久性を有した。また、金属保護層が非磁性であるため、発熱効率がよく、ウォームアップタイムが短かった。
The elastic modulus of the formed metal protective layer was 10500 kgf / mm 2 . Thus, in the fixing belt of Example 2, the value of the formula (a) is 0.0143, which is smaller than 0.018 and satisfies the relational formula (a). Further, the value of the expression (b) is 104.7, which is 75 or more and satisfies the relational expression (b).
Table 1 shows the results of the same evaluation as in Example 1 for the obtained fixing belt.
The fixing belt of Example 2 had excellent durability because the metal protective layer was amorphous. Further, since the metal protective layer is non-magnetic, the heat generation efficiency is good and the warm-up time is short.

(実施例3)
実施例1において用いた金属保護層形成用のめっき液を、ニッケル−ホウ素めっき液(トップケミアロイB−1:奥野製薬工業(株)製)に代え、無電解めっき法により厚さ4.2μmの金属保護層を形成した以外は、実施例1と同様にして、定着ベルトを作製した。形成されたニッケル−ホウ素合金のめっき膜におけるホウ素含有量は0.3質量%であり、このめっき膜は結晶性で磁性を有することが確認された。
(Example 3)
The plating solution for forming the metal protective layer used in Example 1 was replaced with a nickel-boron plating solution (Top Chemialoy B-1: manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.), and a thickness of 4.2 μm by an electroless plating method. A fixing belt was produced in the same manner as in Example 1 except that the metal protective layer was formed. The boron content in the formed nickel-boron alloy plating film was 0.3% by mass, and this plating film was confirmed to be crystalline and magnetic.

形成された金属保護層の弾性率は14100kgf/mmであった。これより、実施例3の定着ベルトは、式(a)の値が0.0131となり0.018より小さく関係式(a)を満たす。また、式(b)の値が107.2となり75以上であり関係式(b)を満たす。
得られた定着ベルトについて、実施例1と同様の評価を行った結果を表1に示す。
The elastic modulus of the formed metal protective layer was 14100 kgf / mm 2 . Thus, in the fixing belt of Example 3, the value of the formula (a) is 0.0131, which is smaller than 0.018 and satisfies the relational formula (a). Further, the value of the expression (b) is 107.2, which is 75 or more, which satisfies the relational expression (b).
Table 1 shows the results of the same evaluation as in Example 1 for the obtained fixing belt.

(実施例4)
実施例1において用いた金属保護層形成用のめっき液を、ニッケル−ホウ素めっき液(トップケミアロイB−1:奥野製薬工業(株)製に、ジメチルアミンボランを4kg/L加えたもの)に代え、無電解めっき法により厚さ4.6μmの金属保護層を形成した以外は、実施例1と同様にして、定着ベルトを作製した。形成されたニッケル−ホウ素合金のめっき膜におけるホウ素含有量は4.0質量%であり、このめっき膜は非晶質で磁性を有することが確認された。
Example 4
The plating solution for forming the metal protective layer used in Example 1 was added to a nickel-boron plating solution (Top Chemialloy B-1: manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd., with 4 kg / L of dimethylamine borane). Instead, a fixing belt was produced in the same manner as in Example 1 except that a 4.6 μm thick metal protective layer was formed by electroless plating. The formed nickel-boron alloy plating film had a boron content of 4.0% by mass, and this plating film was confirmed to be amorphous and magnetic.

形成された金属保護層の弾性率は13000kgf/mmであった。これより、実施例4の定着ベルトは、式(a)の値が0.0133となり0.018より小さく関係式(a)を満たす。また、式(b)の値が107.8となり75以上であり関係式(b)を満たす。
得られた定着ベルトについて、実施例1と同様の評価を行った結果を表1に示す。
実施例4の定着ベルトは、金属保護層が非晶質であるため、優れた耐久性を有した。
The elastic modulus of the formed metal protective layer was 13000 kgf / mm 2 . Thus, in the fixing belt of Example 4, the value of the expression (a) is 0.0133, which is smaller than 0.018 and satisfies the relational expression (a). Further, the value of the expression (b) is 107.8, which is 75 or more, which satisfies the relational expression (b).
Table 1 shows the results of the same evaluation as in Example 1 for the obtained fixing belt.
The fixing belt of Example 4 had excellent durability because the metal protective layer was amorphous.

(実施例5)
実施例1において用いた金属保護層形成用のめっき液を、ニッケル−炭化ケイ素複合めっき液(トップニコジットSC:奥野製薬工業(株)製に、ジメチルアミンボランを4kg/L加えたもの)に代え、無電解めっき法により厚さ5.2μmの金属保護層を形成した以外は、実施例1と同様にして、定着ベルトを作製した。形成されたニッケル−炭化ケイ素複合物のめっき膜における炭化ケイ素含有量は8質量%であり、このめっき膜は結晶性で磁性を有することが確認された。
(Example 5)
The plating solution for forming the metal protective layer used in Example 1 was added to a nickel-silicon carbide composite plating solution (Top Nicojit SC: manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd., with 4 kg / L of dimethylamine borane). Instead, a fixing belt was produced in the same manner as in Example 1 except that a 5.2 μm thick metal protective layer was formed by electroless plating. The silicon carbide content in the plated film of the formed nickel-silicon carbide composite was 8% by mass, and it was confirmed that this plated film was crystalline and magnetic.

形成された金属保護層の弾性率は11000kgf/mmであった。これより、実施例5の定着ベルトは、式(a)の値が0.0141となり0.018より小さく関係式(a)を満たす。また、式(b)の値が105.2となり75以上であり関係式(b)を満たす。
得られた定着ベルトについて、実施例1と同様の評価を行った結果を表1に示す。
The elastic modulus of the formed metal protective layer was 11000 kgf / mm 2 . Thus, in the fixing belt of Example 5, the value of the expression (a) is 0.0141, which is smaller than 0.018 and satisfies the relational expression (a). Further, the value of the expression (b) is 105.2, which is 75 or more, which satisfies the relational expression (b).
Table 1 shows the results of the same evaluation as in Example 1 for the obtained fixing belt.

(実施例6)
実施例1における金属保護層を、電解ニッケルめっきであるWatt浴(硫酸ニッケル250g/L、塩化ニッケル45g/L、ホウ酸45g/L、トップセリーナ95X:奥野製薬工業(株)製15ml/L、ピット防止剤1ml/L)を用い、電解めっき法により形成された厚さ9.0μmの金属保護層に代えた以外は、実施例1と同様にして定着ベルトを作製した。金属保護層は、結晶性で磁性を有することが確認された。
(Example 6)
The metal protective layer in Example 1 was subjected to an electrolytic nickel plating Watt bath (nickel sulfate 250 g / L, nickel chloride 45 g / L, boric acid 45 g / L, top serina 95X: 15 ml / L manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd., A fixing belt was produced in the same manner as in Example 1 except that a pit inhibitor 1 ml / L) was used and a metal protective layer having a thickness of 9.0 μm formed by electrolytic plating was used. The metal protective layer was confirmed to be crystalline and magnetic.

形成された金属保護層の弾性率は5500kgf/mmであった。これより、実施例6の定着ベルトは、式(a)の値が0.0178となり0.018より小さく関係式(a)を満たす。また、式(b)の値が97.5となり75以上であり関係式(b)を満たす。
得られた定着ベルトについて、実施例1と同様の評価を行った結果を表1に示す。
The elastic modulus of the formed metal protective layer was 5500 kgf / mm 2 . Thus, in the fixing belt of Example 6, the value of the expression (a) is 0.0178, which is smaller than 0.018 and satisfies the relational expression (a). Further, the value of the formula (b) is 97.5, which is 75 or more and satisfies the relational formula (b).
Table 1 shows the results of the same evaluation as in Example 1 for the obtained fixing belt.

(実施例7)
実施例6において、基層の厚みを50μm、金属保護層の厚みを6.0μmにした以外は、実施例6と同様にして定着ベルトを作製した。
これより、実施例7の定着ベルトは、式(a)の値が0.0154となり0.018より小さく関係式(a)を満たす。また、式(b)の値が77.0となり75以上であり関係式(b)を満たす。
得られた定着ベルトについて、実施例1と同様の評価を行った結果を表1に示す。
(Example 7)
A fixing belt was produced in the same manner as in Example 6, except that the thickness of the base layer was 50 μm and the thickness of the metal protective layer was 6.0 μm.
Thus, in the fixing belt of Example 7, the value of the expression (a) is 0.0154, which is smaller than 0.018 and satisfies the relational expression (a). Further, the value of the formula (b) is 77.0, which is 75 or more and satisfies the relational formula (b).
Table 1 shows the results of the same evaluation as in Example 1 for the obtained fixing belt.

(比較例1)
実施例6において金属保護層の厚さを6.0μmにした以外は、実施例6と同様にして定着ベルトを作製した。
これより、比較例1の定着ベルトは、式(a)の値が0.0181となり0.018以上であり関係式(a)を満たさない。また、式(b)の値が81.0となり75以上であり関係式(b)を満たす。
得られた定着ベルトについて、実施例1と同様の評価を行った結果を表1に示す。
比較例1の定着ベルトは、関係式(a)を満たさないため、屈曲に対する耐久性が不足し、評価装置1を用いた評価において10万枚通紙時に、評価装置2を用いた評価では8万枚通紙時に、数箇所の局所的な温度の低下が確認され、温度の低下個所には、金属保護層及び金属発熱層に割れの発生が確認された。
(Comparative Example 1)
A fixing belt was produced in the same manner as in Example 6 except that the thickness of the metal protective layer in Example 6 was changed to 6.0 μm.
Thus, in the fixing belt of Comparative Example 1, the value of the formula (a) is 0.0181, which is 0.018 or more and does not satisfy the relational formula (a). Further, the value of the formula (b) is 81.0, which is 75 or more and satisfies the relational formula (b).
Table 1 shows the results of the same evaluation as in Example 1 for the obtained fixing belt.
Since the fixing belt of Comparative Example 1 does not satisfy the relational expression (a), the durability against bending is insufficient, and the evaluation using the evaluation device 2 is 8 in the evaluation using the evaluation device 1 when passing 100,000 sheets in the evaluation using the evaluation device 1. When 10,000 sheets were passed, several local temperature drops were confirmed, and cracks were confirmed in the metal protective layer and the metal heat generating layer at the temperature drop points.

(比較例2)
実施例6において金属保護層の厚さを12.0μmにした以外は実施例6と同様にベルトを作製した。
これより、比較例2の定着ベルトは、式(a)の値が0.0180となり0.018以上であり関係式(a)を満たさない。また、式(b)の値が114.0となり75以上であり関係式(b)を満たす。
得られた定着ベルトについて、実施例1と同様の評価を行った結果を表1に示す。
比較例2の定着ベルトは関係式(a)を満たさないため、屈曲に対する耐久性が不足し、評価装置1を用いた評価において12万枚通紙時に、評価装置2を用いた評価では10万枚通紙時に、数箇所の局所的な温度の低下が確認され、温度の低下個所には、金属保護層及び金属発熱層に割れの発生が確認された。
(Comparative Example 2)
A belt was produced in the same manner as in Example 6 except that the thickness of the metal protective layer was changed to 12.0 μm in Example 6.
Thus, in the fixing belt of Comparative Example 2, the value of the formula (a) is 0.0180, which is 0.018 or more and does not satisfy the relational formula (a). Further, the value of the expression (b) is 114.0, which is 75 or more, which satisfies the relational expression (b).
Table 1 shows the results of the same evaluation as in Example 1 for the obtained fixing belt.
Since the fixing belt of Comparative Example 2 does not satisfy the relational expression (a), durability against bending is insufficient, and when evaluation is performed using the evaluation apparatus 1, 120,000 sheets are passed, and evaluation using the evaluation apparatus 2 is 100,000. At the time of sheet passing, several local temperature drops were confirmed, and cracks were confirmed in the metal protective layer and the metal heating layer at the temperature drop points.

(比較例3)
実施例7において金属保護層の厚さを5.0μmにした以外は、実施例7と同様にして定着ベルトを作製した。
これより、比較例3の定着ベルトは、式(a)の値が0.0155となり0.018より小さく関係式(a)を満たす。しかし、式(b)の値が71.5となり75より小さく関係式(b)を満さない。
得られた定着ベルトについて、実施例1と同様の評価を行った結果を表1に示す。
比較例3の定着ベルトは関係式(b)を満たさないため、捻れ応力に対する耐久性が不足し、評価装置1を用いた評価において12万枚通紙時に、評価装置2を用いた評価では6万枚通紙時に、数箇所の局所的な温度の低下が確認され、温度の低下個所には、金属保護層及び金属発熱層に割れの発生が確認された。
(Comparative Example 3)
A fixing belt was produced in the same manner as in Example 7, except that the thickness of the metal protective layer was changed to 5.0 μm in Example 7.
Thus, in the fixing belt of Comparative Example 3, the value of the expression (a) is 0.0155, which is smaller than 0.018 and satisfies the relational expression (a). However, the value of the expression (b) is 71.5, which is smaller than 75 and does not satisfy the relational expression (b).
Table 1 shows the results of the same evaluation as in Example 1 for the obtained fixing belt.
Since the fixing belt of Comparative Example 3 does not satisfy the relational expression (b), the durability against torsional stress is insufficient, and in the evaluation using the evaluation apparatus 1, the evaluation using the evaluation apparatus 2 is 6 in the evaluation using the evaluation apparatus 1. When 10,000 sheets were passed, several local temperature drops were confirmed, and cracks were confirmed in the metal protective layer and the metal heat generating layer at the temperature drop points.

(比較例4)
実施例1において金属保護層の厚さを0.5μmにした以外は、実施例1と同様にして定着ベルトを作製した。
これより、比較例4の定着ベルトは、式(a)の値が0.0202となり0.018以上であり関係式(a)を満たさない。また、式(b)の値が54.8となり75より小さく関係式(b)も満たさない。更に、金属保護層が薄すぎるために、保護効果が少なく、金属発熱層から中立線位置が離れている。
得られた定着ベルトについて、実施例1と同様の評価を行った結果を表1に示す。
比較例4の定着ベルトは関係式(a)及び関係式(b)を満たさず、更に、金属発熱層から中立線位置が離れているため、屈曲及びベルトを捻る応力に対する耐久性が不足し、の評価装置1を用いた評価において5万枚通紙時に、評価装置2を用いた評価では3万枚通紙時に、定着ベルトの広い範囲に温度の低下が確認された。また、温度の低下個所には、金属保護層及び金属発熱層に細かい割れの発生が確認された。
(Comparative Example 4)
A fixing belt was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the metal protective layer in Example 1 was changed to 0.5 μm.
Thus, in the fixing belt of Comparative Example 4, the value of the expression (a) is 0.0202, which is 0.018 or more, and does not satisfy the relational expression (a). Further, the value of the expression (b) is 54.8, which is smaller than 75 and does not satisfy the relational expression (b). Furthermore, since the metal protective layer is too thin, the protective effect is small, and the neutral line position is separated from the metal heating layer.
Table 1 shows the results of the same evaluation as in Example 1 for the obtained fixing belt.
The fixing belt of Comparative Example 4 does not satisfy the relational expression (a) and the relational expression (b), and further, since the neutral line position is away from the metal heating layer, the durability against bending and twisting stress of the belt is insufficient. In the evaluation using the evaluation apparatus 1, a decrease in temperature was confirmed in a wide range of the fixing belt when 50,000 sheets were passed, and when evaluation using the evaluation apparatus 2 was 30,000 sheets. Moreover, generation | occurrence | production of the fine crack was confirmed in the metal-protection layer and the metal heat generating layer in the temperature fall part.

Figure 2008256839
Figure 2008256839

表1に明らかなように、実施例1〜7の定着ベルトは、20万枚の通紙テストに供しても金属発熱層に割れの発生が無いことが分かる。この結果、実施例1〜7の定着ベルトは、金属発熱層の耐久性の低下が抑制され、長期に亘って安定した発熱特性が維持できることが分かる。   As is apparent from Table 1, it can be seen that the fixing belts of Examples 1 to 7 are free from cracks in the metal heat generating layer even when subjected to a paper feeding test of 200,000 sheets. As a result, it can be seen that in the fixing belts of Examples 1 to 7, a decrease in durability of the metal heat generation layer is suppressed, and stable heat generation characteristics can be maintained over a long period of time.

本発明の定着ベルトの構成例を示す模式断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration example of a fixing belt of the present invention. 本発明の定着ベルトを用いた電磁誘導加熱定着装置(本発明の定着装置)の一例を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of an electromagnetic induction heating fixing device (a fixing device of the present invention) using a fixing belt of the present invention. 本発明の画像形成装置の構成例を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an image forming apparatus of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…定着ベルト
10a…基層
10b…金属発熱層
10c…金属保護層
10d…弾性層
10e…離型層
11…加圧部材
11a…基材
11b…弾性層
11c…離型層
12…電磁誘導装置(電磁誘導加熱手段)
12a…電磁誘導コイル(励磁コイル)
13…押圧部材
14…未定着トナー像
15…記録媒体
100…定着装置
200…画像形成装置
202…感光体ドラム(像保持体)
204…帯電装置(帯電手段)
206…レーザースキャナ(潜像形成手段)
208…ミラー
210…現像装置(現像手段)
212…中間転写体
214…転写ロール(転写手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fixing belt 10a ... Base layer 10b ... Metal heating layer 10c ... Metal protective layer 10d ... Elastic layer 10e ... Release layer 11 ... Pressure member 11a ... Base material 11b ... Elastic layer 11c ... Release layer 12 ... Electromagnetic induction device ( Electromagnetic induction heating means)
12a ... Electromagnetic induction coil (excitation coil)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Press member 14 ... Unfixed toner image 15 ... Recording medium 100 ... Fixing apparatus 200 ... Image forming apparatus 202 ... Photosensitive drum (image holding body)
204: Charging device (charging means)
206 ... Laser scanner (latent image forming means)
208 ... Mirror 210 ... Developing device (Developing means)
212 ... Intermediate transfer member 214 ... Transfer roll (transfer means)

Claims (12)

基層と、金属発熱層と、金属保護層と、を内周側からこの順に有し、前記基層の弾性率Eb(kgf/mm)、厚さtb(mm)、前記金属発熱層の弾性率Eh(kgf/mm)、厚さth(mm)、前記金属保護層の弾性率Ep(kgf/mm)、厚さtp(mm)が、下記式(a)及び式(b)を満たすことを特徴とする定着ベルト。
Figure 2008256839
It has a base layer, a metal heat generating layer, and a metal protective layer in this order from the inner peripheral side. The base layer has an elastic modulus Eb (kgf / mm 2 ), a thickness tb (mm), and an elastic modulus of the metal heat generating layer. Eh (kgf / mm 2 ), thickness th (mm), elastic modulus Ep (kgf / mm 2 ), and thickness tp (mm) of the metal protective layer satisfy the following formulas (a) and (b). A fixing belt characterized by that.
Figure 2008256839
前記金属保護層がニッケルを主成分とする金属を含むことを特徴とする請求項1に記載の定着ベルト。   The fixing belt according to claim 1, wherein the metal protective layer contains a metal mainly composed of nickel. 前記金属保護層がニッケル複合物を含有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の定着ベルト。   The fixing belt according to claim 1, wherein the metal protective layer contains a nickel composite. 前記金属保護層が、ニッケル複合物を含有し、無電解めっき法により形成されてなることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の定着ベルト。   The fixing belt according to claim 1, wherein the metal protective layer contains a nickel composite and is formed by an electroless plating method. 前記ニッケル複合物がニッケル−リン合金であることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の定着ベルト。   The fixing belt according to claim 3, wherein the nickel composite is a nickel-phosphorus alloy. 前記ニッケル−リン合金におけるリンの含有量が1〜12質量%であることを特徴とする請求項5に記載の定着ベルト。   The fixing belt according to claim 5, wherein a content of phosphorus in the nickel-phosphorous alloy is 1 to 12% by mass. 前記ニッケル複合物がニッケル−ホウ素合金であることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の定着ベルト。   The fixing belt according to claim 3, wherein the nickel composite is a nickel-boron alloy. 前記ニッケル−ホウ素合金におけるホウ素の含有量が0.1〜6質量%であることを特徴とする請求項7に記載の定着ベルト。   The fixing belt according to claim 7, wherein a content of boron in the nickel-boron alloy is 0.1 to 6% by mass. 前記ニッケル複合物がニッケル−炭化ケイ素複合物であることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の定着ベルト。   The fixing belt according to claim 3, wherein the nickel composite is a nickel-silicon carbide composite. 前記ニッケル−炭化ケイ素複合物における炭化ケイ素の含有量が1〜15質量%であることを特徴とする請求項9に記載の定着ベルト。   The fixing belt according to claim 9, wherein a content of silicon carbide in the nickel-silicon carbide composite is 1 to 15% by mass. 回転可能に配置された金属発熱層を有する定着ベルトと、該定着ベルトの外周面と対向する位置に配置され、磁界を発生させて前記金属発熱層を加熱する電磁誘導加熱手段と、前記定着ベルトとで記録媒体を挟持搬送して、記録媒体上の未定着トナー像を加熱定着する加圧部材と、前記定着ベルトの内周面に接触して配置され、前記加圧部材に向けて当該定着ベルトを押圧する押圧部材と、を有し、
前記定着ベルトが請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の定着ベルトであることを特徴とする定着装置。
A fixing belt having a metal heat generating layer rotatably disposed; an electromagnetic induction heating means which is disposed at a position facing the outer peripheral surface of the fixing belt and generates a magnetic field to heat the metal heat generating layer; and the fixing belt And a pressure member that heats and fixes an unfixed toner image on the recording medium, and is in contact with the inner peripheral surface of the fixing belt, and is fixed toward the pressure member. A pressing member that presses the belt,
The fixing device according to claim 1, wherein the fixing belt is the fixing belt according to claim 1.
像保持体と、該像保持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電させた前記像保持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像をトナーにより現像して未定着トナー像を形成する現像手段と、該未定着トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記未定着トナー像を記録媒体に加熱定着する定着手段と、を少なくとも備え、
前記定着手段が請求項11に記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置。
An image carrier, a charging unit for charging the surface of the image carrier, a latent image forming unit for forming a latent image on the charged surface of the image carrier, and developing the latent image with toner to form an unfixed toner image At least a developing unit that transfers the unfixed toner image onto a recording medium, and a fixing unit that heat-fixes the unfixed toner image onto the recording medium.
An image forming apparatus, wherein the fixing unit is the fixing device according to claim 11.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010217517A (en) * 2009-03-17 2010-09-30 Fuji Xerox Co Ltd Fixing device and image forming apparatus
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