JP3429106B2 - 定着装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機，プリンタ，フ
ァクシミリ装置等に用いられる定着装置、より詳細に
は、記録媒体上に付着（転写）された未定着のトナーを
加熱して該記録媒体上に固定（定着）させるための定着
（加熱）ベルトに関する。 【０００２】 【従来の技術】複写機等においては、周知のように、感
光体ドラム上に画像情報に応じた潜像を形成し、この潜
像にトナーを付着させて現像化し、この現像化されたト
ナーを記録媒体（記録紙）に転写し、この転写されたト
ナーを定着装置にして加熱して記録媒体に定着（固定）
させている。 【０００３】従来の定着ローラは、ステンレス，アルミ
ニウムなどの金属パイプ内に、ハロゲンランプ，赤外線
ランプまたはニクロム線などのヒータを内蔵させ、この
ヒータの発する熱により、金属パイプを１７０〜１８０
℃位に加熱し、この加熱ローラと加圧ローラとの間に、
未定着トナーが付着された記録媒体を通し、該未定着ト
ナーを記録媒体に定着するものであった。しかし、この
方法は、ヒータからの熱を空気を介して金属パイプに伝
達し、間接的に金属パイプを加熱しているため、熱効率
が悪く、所定の定着温度（１７０〜１８０℃）になるの
に３〜５分位かかっていた。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】この定着温度の立上り
時間の短縮を図るために、特開昭５６−１３８７６６号
公報では、セラミックヒータをローラ芯体に埋設して、
ローラ本体を直接加熱することを提案している。しか
し、この方法では、所定の定着温度（１７０〜１８０
℃）になるのに、まだ１〜２分必要であった。 【０００５】また、特開昭５５−１６４８６０号公報で
は、定着温度の立上りを速くするために、円筒支持体の
上に断熱層を設け、その上に絶縁層を介して抵抗発熱体
層を設けることを提案している。しかし、この方法で
は、抵抗発熱体材料およびその塗着法に問題があり、発
熱分布が不均一，再現性がない，耐久性がないなどの欠
点を有している。 【０００６】また、特開平３−２８２５７６号公報で
は、定着温度の立上り時間を短縮するために、セラミッ
クヒータを断熱材で支持した加熱体と加圧部材（加圧ロ
ーラ）との間に、未定着記録媒体と該未定着記録媒体を
搬送する定着フィルムをはさみ込んで定着することを提
案している。しかし、この方法は、ヒータ基板（加熱
体）などの断熱性の問題やヒータ基板の加工過程に接着
工程などが入ってくるなどの問題があり、精度を出すの
が大変であった。 【０００７】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたもので、（１）定着温度迄の立上り時間を短かく
し、低消費電力化を実現すること、（２）耐久性の良
い、定着（加熱）ローラ形成用の定着ベルトを提供する
こと、（３）再現性良く、均一性の良い昇温特性を示す
定着（加熱）ベルトを実現すること、（４）電極部のハ
ガレ等のない耐久性の良い定着ベルトを実現すること、
（５）クラックの発生しない耐久性の良い定着ベルトを
実現すること、（６）ベルト変形の少ない定着ベルトを
実現することを目的としてなされたものである。 【０００８】 【０００９】【課題を解決するための手段】 また、本発明は、上記課
題を解決するために、加熱手段を有する定着ベルトが巻
回された定着ローラと、該定着ローラに圧接される圧接
ローラとを有し、前記定着ローラと圧接ローラとの間に
未定着トナーが付着されている記録媒体を狭持圧接して
前記加熱手段を加熱して前記未定着トナーを前記記録媒
体に定着させる定着装置において、前記定着ベルトは、
ポリイミドフィルムから支持体と、該支持体上にスパッ
タ法にて形成されたＦｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔｉ，Ｃｒ−Ｔ
ｉ，Ｔｉ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ
ｌ，Ｎｉ−Ｔｉ−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌのうちいずれ
かから成る発熱抵抗体層と、該発熱抵抗体層の上に形成
されたテフロン層とから成り、該テフロン層を前記記録
体に圧接して前記記録媒体上のトナーを加熱するように
し、前記ポリイミドフィルムの裏側に前記発熱抵抗体層
と類似した線膨張係数をもつ材料から成る層がスパッタ
法にて形成されていることを特徴としたものである。 【００１０】 【００１１】 【作用】加熱手段を有する定着ベルトが巻回された定着
ローラと、該定着ローラに圧接される圧接ローラとを有
し、前記定着ローラと圧接ローラとの間に未定着トナー
が付着されている記録媒体を狭持圧接して前記加熱手段
を加熱して前記未定着トナーを前記記録媒体に定着させ
る定着装置において、前記定着ベルトは、ポリイミドフ
ィルムからなる支持体と、該支持体上にスパッタ法にて
形成されたＦｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔｉ，Ｃｒ−Ｔｉ，Ｔｉ
−Ａｌ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ−
Ｔｉ−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌのうちいずれかから成る
発熱抵抗体層と、該発熱抵抗体層の上に形成されたテフ
ロン層とから成り、該テフロン層を前記記録媒体に圧接
して前記記録媒体上のトナーを加熱し、前記ポリイミド
フィルムの裏側に前記抵抗発熱体層と類似した線膨張係
数をもつ材料から成る層がスパッタ法にて形成されてい
る。 【００１２】図１は、定着（加熱）ローラの一例を説明
するための断面図で、図中、１は円筒状の支持体、２は
断熱層、３は抵抗発熱層、４は電極層、５はテフロン層
で、定着ローラ１０は、アルミニウムまたはステンレス
から成る支持体１上に耐熱性プラスティックから成る断
熱層２を設け、その上に抵抗発熱層３を低温成膜法であ
るスパッタ法で断熱層２を破壊しないように設け、その
抵抗発熱層３の両端上に電極層４，４をスパッタ法で設
け、その電極層４，４の一部と抵抗発熱層３を覆うよう
にトナーの剥離性を上げるためのテフロン層５を粉体塗
装法，チューブ被膜法，接着法などにより設けて成るも
のである。 【００１３】断熱層２はポリイミド樹脂，フェトル樹
脂，ポリエーテルエーテルケトン，ポリエーテルサルフ
ォンなどの耐熱性プラスティックから成り、射出成型
法，スクリーン印刷法および真空蒸着法，スパッタ法な
どにより設ける。抵抗発熱層３は、メタル系の抵抗発熱
体でＦｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔｉ，Ｃｒ−Ｔｉ，Ｔｉ−Ａ
ｌ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｔｉ
−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌのいずれかより成り、耐久性
を上げるために、膜厚は０.０５μｍ以上でスパッタ法
で作製する。電極層４，４は、Ａｌ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｔ
またはこれらの合金より成り、スパッタ法で膜厚０.１
μｍ以上に形成する。テフロン層５は１０〜５０μｍの
膜厚とする。 【００１４】アルミニウムまたはステンレスから成る支
持体１は、図１に示すように、円筒状で肉厚が０.３〜
３.０mmのものの他、円柱状（図示していない）のもの
でも良い。円柱状のものでは、機械的強度が上がるた
め、小さい径に出来、定着ユニットの小型化に適応出来
る。 【００１５】図２は、本発明による定着ローラ１０の一
使用例を示す図で、周知のように、定着ローラ１０と加
圧ローラＲｏにて未定着トナーが付着された記録媒体Ｐ
を挟持加圧し、その間、定着ローラ１０を加熱して記録
媒体Ｐ上の未定着トナーを該記録媒体Ｐに定着（固定）
するものである。 【００１６】最初に、加熱ローラの各実験例について説
明する。 ［実験例１］ 外径２０mmφ（肉厚／mm）のアルミニウムの円筒上に層
厚の異なるポリイミドの層を設け、その上に抵抗発熱層
を作製し、その上にＣｕ電極層をスパッタ法で作製し、
さらに、その上に１０μｍのテフロン層を収縮チューブ
を使って設け、ＣＡ熱電対を用いて昇温特性を評価し
た。 【００１７】 【００１８】 【００１９】 【００２０】［実験例２］ 外径２０mmφ（肉厚／mm）のステンレスの円筒上に層厚
１４０μｍのフェトル樹脂の層を設け、その上に抵抗発
熱層の材料を変えて、以下のスパッタ条件で膜を作製
し、その上にＣｕ電極層，テフロン層を順次積層して作
製した。昇温特性は、ＣＡ熱電対を用いて測定した。抵
抗発熱層の材料は、Ｎｉ−Ｔｉ，Ｔｉ−Ａｌとした。 【００２１】 【００２２】 【００２３】 【００２４】各定着ローラの発熱特性を図３に示す。図
３において、投入パワーは約８００Ｗでパワー投入後の
時間を変化したときのデータをプロットした。縦軸はＣ
Ａ熱電対による定着ローラ表面の熱起電力、横軸は投入
エネルギー（投入パワー×パワー投入後の時間）を示
す。この結果から、各材料ともほぼ同一線上にデータが
のり、８００Ｗの投入パワーで３０sec以内に定着温度
（１８０℃）になることが分かる。 【００２５】［実験例３］ 外径２０mmφ（肉厚／mm）のステンレスの円筒上に層厚
１４０μｍのフェノール樹脂の層を設け、その上に抵抗
発熱層を材料を変えて設け、その上にＣｕ電極層，テフ
ロン層を順次積層した。抵抗発熱層の材料は、Ｎｉ−Ｃ
ｒ−ＳｉＯ2，Ｃｒ−ＳｉＯ2，Ｆｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔ
ｉ，Ｃｒ−Ｔｉ，Ｔｉ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｆｅ
−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｔｉ−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌで
昇温くり返し時に入るクラックの発生を調べた。その結
果、表１のようになり、クラックの発生を防止するため
には、Ｆｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔｉ，Ｃｒ−Ｔｉ，Ｔｉ−Ａ
ｌ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｔｉ
−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌの材料を選定した方が良いこ
とが分かった。 【００２６】 【表１】 【００２７】［実験例４］１ ４０μｍ厚のポリイミドの断熱層を設けた構成で、抵
抗発熱層の層厚を０.０３，０.０５，０.１，０.２，
０.３μｍと変化して作製し、昇温動作をくり返したと
きの抵抗発熱層に入るクラックの有無を調べた。その結
果、表２のようになり、クラックを無くすためには、
０.０５μｍ以上の膜厚が必要であることが分かった。 【００２８】 【表２】 【００２９】〔実施例〕 図４は、本発明による定着ベルトの一実施例を説明する
ための断面構成図で、図４において、１１はポリイミド
フィルム、１２は抵抗発熱層、１３は電極層、１４はテ
フロン層で、図示のように、本発明による定着ベルト２
０はポリイミドフィルム１１上に抵抗発熱層１２を低温
成膜法であるスパッタ法でフィルム１１を破壊しないよ
うに設け、抵抗発熱層１２の両端上に電極層１３，１３
をスパッタ法で設け、その電極層の一部と抵抗発熱層を
覆うようにトナーの剥離性を上げるためのテフロン層１
４を粉体塗装法，接着法などにより設けて成るものであ
る。 【００３０】抵抗発熱層１２は、Ｆｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔ
ｉ，Ｃｒ−Ｔｉ，Ｔｉ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｆｅ
−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｔｉ−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌの
いずれかより成り、耐久性を上げるために、膜厚は０.
０５μｍ以上でスパッタ法で作製する。電極層１３は、
Ａｌ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔまたはこれらの合金より
成り、スパッタ法で膜厚０.１μｍ以上に形成する。テ
フロン層は１０〜５０μｍの膜厚とする。ポリイミドフ
ィルム１１の厚みは１０〜４００μｍとする。 【００３１】また、図５に示すように、ポリイミドフィ
ルム１１のカール変形を少なくするために、ポリイミド
フィルム１１の裏面に表面の抵抗発熱層１２と同じ材料
の抵抗体層１５を設けても良い。又は、抵抗体層１２と
類似した線膨張係数をもつＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｔ
ｉなどの材料の層でも良い。 【００３２】図６は、本発明による定着ベルトの一使用
例を説明するための図で、図中、１は円筒又は円柱状の
支持体で、該支持体１を芯にして本発明による定着ベル
ト２０を該支持体１に巻き付け、定着ローラ１０を製作
する。この定着ローラ１０は、図１に示した定着ローラ
１０と同様にして使用されるものであり、支持体１も図
１に示した支持体１と同様の作用をするものである。 【００３３】以下に、本発明による定着ベルトの各実験
例について説明する。 ［実験例５］ 厚み１００μｍのポリイミドフィルムに抵抗発熱層をス
パッタ法で作製し、その上にＣｕの電極層をスパッタ法
で作製し、さらにその上に１０μｍのテフロン層を耐熱
性接着剤を用いて設け、ＣＡ熱電対を用いて昇温特性を
評価した。 【００３４】 【００３５】 【００３６】このときの昇温特性の変化を図７に示す。
縦軸はＣＡ熱電対の熱起電力、横軸は電源投入後の時間
を表わす。なお、投入パワーは２５０Ｗである。これか
ら分かるように、２２sec位で定着温度（１８０℃＝７.
３ｍＶ）に達しており、目標の４００Ｗで３０sec以内
という条件をクリアした。 【００３７】［実験例６］ 厚み１００μｍのポリイミドフィルムに抵抗発熱層の材
料を変えて、スパッタ法で各膜をそれぞれ作製し、各膜
の上に実験例５と同様の条件でＣｕ電極層，テフロン層
を順次積層して作製した。昇温特性はＣＡ熱電対を用い
て測定した。抵抗発熱層の材料はＮｉ−Ｔｉ，ＴＩ−Ａ
ｌとした。 【００３８】 【００３９】Ｎｉ−Ｔｉ層の作製条件 ・残留ガス圧：５×１０-7Torr ・Ａｒガス圧：５×１０-3Torr ・Ｎｉ放電電力：６００Ｗ ・Ｔｉ放電電力：３００Ｗ ・基板回転数：４０rpm ・プレスパッタ時間：１０min ・膜厚：０.２μｍ 【００４０】Ｔｉ−Ａｌ層の作製条件 ・残留ガス圧：５×１０-7Torr ・Ａｒガス圧：５×１０-3Torr ・Ｔｉ放電電力：７００Ｗ ・Ａｌ放電電力：２００Ｗ ・基板回転数：４０rpm ・プレスパッタ時間：１０min ・膜厚：０.２μｍ 【００４１】各抵抗発熱層の発熱特性を図８に示す。投
入パワーは２００Ｗでパワー投入後の時間を変化したと
きのデータをプロットした。縦軸はＣＡ熱電対による定
着ローラ表面の熱起電力、横軸は投入エネルギー（＝投
入パワー×投入時間）を示す。これから２つの材料とも
ほぼ同一線上にデータがのり、６×１０3Ｊのとき、７.
３ｍＶ（１８０℃）以上の値を示していることから、２
００Ｗの投入パワーで３０sec以内に定着温度（１８０
℃）になることが分かる。 【００４２】［実験例７］ 厚み１００μｍのポリイミドフィルム上に抵抗発熱層を
材料を変えて設け、その上にＣｕ電極層，テフロン層を
順次積層した。抵抗発熱層の材料はＮｉ−Ｃｒ−ＳｉＯ
2，Ｃｒ−ＳｉＯ2，Ｆｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔｉ，Ｃｒ−Ｔ
ｉ，Ｔｉ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｔｉ−Ａ
ｌ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌで、昇温くり
返し時に入るクラックの発生の有無を調べた。その結
果、表３のようになり、クラックを防止するためには、
Ｆｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔｉ，Ｃｒ−Ｔｉ，Ｔｉ−Ａｌ，Ｎ
ｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｔｉ−Ａ
ｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌの材料を選択した方が良いことが
分かった。 【００４３】 【表３】【００４４】［実験例８］ 実験例５と同じ構成で抵抗発熱層の層厚を０.０３，０.
０５，０.１，０.２，０.３μｍと変化して作製し、昇
温動作をくり返したときの抵抗発熱層に入るクラックの
有無を調べた。その結果、表４に示すようになり、クラ
ックをなくすためには、０.０５μｍ以上の膜厚が必要
であることが分かった。 【００４５】 【表４】 【００４６】 【００４７】 【００４８】図９は、定着装置発熱支持体の一例を説明
するための図で、図中、２１は支持体、２２は抵抗発熱
層、２３は電極で、これらにより、発熱体３０を構成し
ている。また、２４はポリイミドフィルム、２５はトナ
ー剥離層で、これらにより記録紙搬送ベルト３１を構成
している。而して、本実施例においては、図９に示すよ
うに、耐熱性プラスティックから成る支持体２１の上に
抵抗発熱層２２を低温成膜法であるスパッタ法で支持体
２１を破壊しないように設け、抵抗発熱層の両端上に電
極層２３，２３をスパッタ法で設けて発熱体を構成して
いる。また、ポリイミドフィルム２４の上にトナーの剥
離性を上げるための処理をしたトナー剥離層２５を設け
てベルト３１を構成し、このベルト３１を介して定着を
行うものである。 【００４９】定着装置の一例としては、図１０に示すよ
うに、抵抗発熱層２２の設けてある支持体２１の表面形
状を弧状に形成し、該支持体２１と、駆動ローラＲ1と
の間にトナー剥離性を上げるための処理をしたポリイミ
ドフィルム２４から成るベルト３１を張設し、このベル
トを駆動して未定着トナーが付着している記録紙Ｐを搬
送し、定着温度になっている抵抗発熱層（発熱体３０）
の部分で定着を行う。抵抗発熱層が設けてある支持体２
１は、円柱，円筒状のものでも良く、定着装置の構成も
この限りではない。 【００５０】耐熱性プラスティック２４としては、ポリ
イミド樹脂，フェノール樹脂，ポリエーテルエーテルケ
トン，ポリエーテルサルフォン，液晶ポリマーなどがあ
る。抵抗発熱層２２は、Ｆｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔｉ，Ｃｒ
−Ｔｉ，Ｔｉ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｃｒ−
Ａｌ，Ｎｉ−Ｔｉ−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌのいずれか
より成り、耐久性を上げるために、膜厚は０.０５μｍ
以上でスパッタ法で作製する。電極層２３は、Ａｌ，Ｃ
ｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔまたはこれらの合金より成り、ス
パッタ法で膜厚０.１μｍ以上に形成する。 【００５１】ポリイミドフィルム４へのトナーの剥離性
を上げるためのトナー剥離層２５の処理は、テフロン，
パーフルオロアルコキン樹脂などから成る層を塗膜法ま
たは接着法などによりポリイミドフィルム上に設けるこ
とにより行う。また、図１１に示すように、抵抗発熱層
２２および電極層２３の一部を覆うように、保護層２６
を設けても良い。保護層２６は、耐熱性のポリイミド樹
脂，フェノール樹脂，テフロンなどの有機膜，Ｓｉ
3Ｎ4，ＳｉＯ2，ＡｌＮ，Ａｌ2Ｏ3などの無機膜から成
り、スクリーン印刷法，スパッタ法，真空蒸着法，スプ
レー法などにより、０.１μｍ〜１０μｍの膜厚に設け
る。 【００５２】次に、発熱支持体の各実験例について説明
する。 ［実験例１０］ 片側表面を弧状に加工した幅１０mm（肉厚５mm）の棒状
のフェノールおよびポリイミド支持体上に抵抗発熱体の
層をスパッタ法で作製し、その上にＣｕの電極層をスパ
ッタ法で作製し、１０μｍのテフロン層を接着したポリ
イミドフィルムを介して、ＣＡ熱電対を用いて昇温特性
を評価した。 【００５３】 【００５４】 【００５５】このときの昇温特性の変化を図１２に示
す。縦軸はＣＡ熱電対の熱起電力、横軸は電源投入後の
時間を表わす。なお、投入パワーは５００Ｗである。こ
れから分かるように、フェノール，ポリイミド共２１se
c以内で定着温度（１８０℃＝７３ｍＶ）に達してお
り、低い投入パワーでの速い昇温特性を実現出来た。 【００５６】［実験例１１］ 片側表面を弧状に加工した幅１０mm（肉厚５mm）の棒状
のフェノール支持体上に抵抗発熱層の材料を変えて、以
下のスパッタ条件で膜を作製し、その上に実験例１０と
同様な条件でＣｕ電極層を積層し、１０μｍのテフロン
層を接着したポリイミドフィルムを介して、ＣＡ熱電対
を用いて発熱特性を評価した。発熱層の材料はＮｉ−Ｔ
ｉ，Ｔｉ−Ａｌとした。 【００５７】 【００５８】Ｎｉ−Ｔｉ層の作製条件 ・残留ガス圧：５×１０-7Torr ・Ａｒガス圧：５×１０-3Torr ・Ｎｉ放電電力：６００Ｗ ・Ｔｉ放電電力：３００Ｗ ・基板回転数：４０rpm ・プレスパッタ時間：１０min ・膜厚：０.２μｍ 【００５９】Ｔｉ−Ａｌ層の作製条件 ・残留ガス圧：５×１０-7Torr ・Ａｒガス圧：５×１０-3Torr ・Ｔｉ放電電力：７００Ｗ ・Ａｌ放電電力：２００Ｗ ・基板回転数：４０rpm ・プレスパッタ時間：１０min ・膜厚：０.２μｍ 【００６０】各抵抗発熱層の発熱特性を図１３に示す。
投入パワーは５００Ｗでパワー投入後の時間を変化した
ときのデータをプロットした。縦軸はＣＡ熱電対による
熱起電力、横軸は投入エネルギー（投入パワー×投入後
の時間）を示す。この結果から、２つの材料ともほぼ同
一線上にデータがのり、５００Ｗの投入パワーで約２４
secで定着温度（１８０℃）になることが分かった。 【００６１】［実験例１２］ 片側表面を弧状に加工した幅１０mm（肉厚５mm）の棒状
のフェノール支持体上に抵抗発熱層を材料を変えて設
け、その上に実験例１０と同様な条件でＣｕ電極層を積
層した。また、抵抗発熱層とＣｕ電極層の一部を保護す
るために、テフロン層（５μｍ厚）を接着法により設け
た。抵抗発熱層の材料は、Ｎｉ−Ｃｒ−ＳｉＯ2，Ｃｒ
−ＳｉＯ2，Ｆｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔｉ，Ｃｒ−Ｔｉ，Ｔ
ｉ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ
−Ｔｉ−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌで、昇温くり返し時に
入るクラックの発生を調べた。その結果、表５のように
なり、クラックを防止するためには、Ｆｅ−Ｃｒ，Ｎｉ
−Ｔｉ，Ｃｒ−Ｔｉ，Ｔｉ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ，
Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｔｉ−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａ
ｌの材料を選択した方が良いことが分かった。 【００６２】 【表５】 【００６３】［実験例１３］ 実験例１０のポリイミドの棒状支持体を用いた場合と同
じ構成で抵抗発熱層の層厚を０.０３，０.０５，０.
１，０.２，０.３μｍと変化して作製し、昇温動作をく
り返したときの抵抗発熱層に入るクラックの有無を調べ
た。その結果、表６のようになり、クラックをなくすた
めには、０.０５μｍ以上の膜厚が必要であることが分
かった。 【００６４】 【表６】 【００６５】 【００６６】【発明の効果】 ポリイミドフィルム上に抵抗発熱層をス
パッタ法で設け、その上にテフロン層を設けることによ
り、定着温度迄の立上り時間が短かく、温度分布が均一
で、消費電力が低い定着ベルトを再現性良く提供するこ
とが出来る。抵抗発熱層をＦｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔｉ，Ｃ
ｒ−Ｔｉ，Ｔｉ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ
−Ａｌ，Ｎｉ−Ｔｉ−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌのいずれ
かで構成することにより、定着温度迄の立上り時間の短
かい、耐久性の良い定着ベルトを提供することが出来
る。両端部にスパッタ法で電極層を設けることにより、
ポリイミドフィルム上に再現性良く、均一性の良い昇温
特性を有する定着ベルトを提供することが出来る。テフ
ロン層が両端の電極層の一部をも覆うように抵抗発熱層
をカバーすることにより、電極部ハガレ等のない耐久性
の良い定着ベルトを提供できる。抵抗発熱層の膜厚を
０.０５μｍ以上にすることにより、クラックの発生し
ない寿命の長い定着ベルトを提供できる。ポリイミドフ
ィルムの裏側に抵抗発熱層をスパッタ法で設けることに
より、カールなどの変形の少ない定着ベルトを提供でき
る。 【００６７】
ァクシミリ装置等に用いられる定着装置、より詳細に
は、記録媒体上に付着（転写）された未定着のトナーを
加熱して該記録媒体上に固定（定着）させるための定着
（加熱）ベルトに関する。 【０００２】 【従来の技術】複写機等においては、周知のように、感
光体ドラム上に画像情報に応じた潜像を形成し、この潜
像にトナーを付着させて現像化し、この現像化されたト
ナーを記録媒体（記録紙）に転写し、この転写されたト
ナーを定着装置にして加熱して記録媒体に定着（固定）
させている。 【０００３】従来の定着ローラは、ステンレス，アルミ
ニウムなどの金属パイプ内に、ハロゲンランプ，赤外線
ランプまたはニクロム線などのヒータを内蔵させ、この
ヒータの発する熱により、金属パイプを１７０〜１８０
℃位に加熱し、この加熱ローラと加圧ローラとの間に、
未定着トナーが付着された記録媒体を通し、該未定着ト
ナーを記録媒体に定着するものであった。しかし、この
方法は、ヒータからの熱を空気を介して金属パイプに伝
達し、間接的に金属パイプを加熱しているため、熱効率
が悪く、所定の定着温度（１７０〜１８０℃）になるの
に３〜５分位かかっていた。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】この定着温度の立上り
時間の短縮を図るために、特開昭５６−１３８７６６号
公報では、セラミックヒータをローラ芯体に埋設して、
ローラ本体を直接加熱することを提案している。しか
し、この方法では、所定の定着温度（１７０〜１８０
℃）になるのに、まだ１〜２分必要であった。 【０００５】また、特開昭５５−１６４８６０号公報で
は、定着温度の立上りを速くするために、円筒支持体の
上に断熱層を設け、その上に絶縁層を介して抵抗発熱体
層を設けることを提案している。しかし、この方法で
は、抵抗発熱体材料およびその塗着法に問題があり、発
熱分布が不均一，再現性がない，耐久性がないなどの欠
点を有している。 【０００６】また、特開平３−２８２５７６号公報で
は、定着温度の立上り時間を短縮するために、セラミッ
クヒータを断熱材で支持した加熱体と加圧部材（加圧ロ
ーラ）との間に、未定着記録媒体と該未定着記録媒体を
搬送する定着フィルムをはさみ込んで定着することを提
案している。しかし、この方法は、ヒータ基板（加熱
体）などの断熱性の問題やヒータ基板の加工過程に接着
工程などが入ってくるなどの問題があり、精度を出すの
が大変であった。 【０００７】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたもので、（１）定着温度迄の立上り時間を短かく
し、低消費電力化を実現すること、（２）耐久性の良
い、定着（加熱）ローラ形成用の定着ベルトを提供する
こと、（３）再現性良く、均一性の良い昇温特性を示す
定着（加熱）ベルトを実現すること、（４）電極部のハ
ガレ等のない耐久性の良い定着ベルトを実現すること、
（５）クラックの発生しない耐久性の良い定着ベルトを
実現すること、（６）ベルト変形の少ない定着ベルトを
実現することを目的としてなされたものである。 【０００８】 【０００９】【課題を解決するための手段】 また、本発明は、上記課
題を解決するために、加熱手段を有する定着ベルトが巻
回された定着ローラと、該定着ローラに圧接される圧接
ローラとを有し、前記定着ローラと圧接ローラとの間に
未定着トナーが付着されている記録媒体を狭持圧接して
前記加熱手段を加熱して前記未定着トナーを前記記録媒
体に定着させる定着装置において、前記定着ベルトは、
ポリイミドフィルムから支持体と、該支持体上にスパッ
タ法にて形成されたＦｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔｉ，Ｃｒ−Ｔ
ｉ，Ｔｉ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ
ｌ，Ｎｉ−Ｔｉ−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌのうちいずれ
かから成る発熱抵抗体層と、該発熱抵抗体層の上に形成
されたテフロン層とから成り、該テフロン層を前記記録
体に圧接して前記記録媒体上のトナーを加熱するように
し、前記ポリイミドフィルムの裏側に前記発熱抵抗体層
と類似した線膨張係数をもつ材料から成る層がスパッタ
法にて形成されていることを特徴としたものである。 【００１０】 【００１１】 【作用】加熱手段を有する定着ベルトが巻回された定着
ローラと、該定着ローラに圧接される圧接ローラとを有
し、前記定着ローラと圧接ローラとの間に未定着トナー
が付着されている記録媒体を狭持圧接して前記加熱手段
を加熱して前記未定着トナーを前記記録媒体に定着させ
る定着装置において、前記定着ベルトは、ポリイミドフ
ィルムからなる支持体と、該支持体上にスパッタ法にて
形成されたＦｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔｉ，Ｃｒ−Ｔｉ，Ｔｉ
−Ａｌ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ−
Ｔｉ−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌのうちいずれかから成る
発熱抵抗体層と、該発熱抵抗体層の上に形成されたテフ
ロン層とから成り、該テフロン層を前記記録媒体に圧接
して前記記録媒体上のトナーを加熱し、前記ポリイミド
フィルムの裏側に前記抵抗発熱体層と類似した線膨張係
数をもつ材料から成る層がスパッタ法にて形成されてい
る。 【００１２】図１は、定着（加熱）ローラの一例を説明
するための断面図で、図中、１は円筒状の支持体、２は
断熱層、３は抵抗発熱層、４は電極層、５はテフロン層
で、定着ローラ１０は、アルミニウムまたはステンレス
から成る支持体１上に耐熱性プラスティックから成る断
熱層２を設け、その上に抵抗発熱層３を低温成膜法であ
るスパッタ法で断熱層２を破壊しないように設け、その
抵抗発熱層３の両端上に電極層４，４をスパッタ法で設
け、その電極層４，４の一部と抵抗発熱層３を覆うよう
にトナーの剥離性を上げるためのテフロン層５を粉体塗
装法，チューブ被膜法，接着法などにより設けて成るも
のである。 【００１３】断熱層２はポリイミド樹脂，フェトル樹
脂，ポリエーテルエーテルケトン，ポリエーテルサルフ
ォンなどの耐熱性プラスティックから成り、射出成型
法，スクリーン印刷法および真空蒸着法，スパッタ法な
どにより設ける。抵抗発熱層３は、メタル系の抵抗発熱
体でＦｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔｉ，Ｃｒ−Ｔｉ，Ｔｉ−Ａ
ｌ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｔｉ
−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌのいずれかより成り、耐久性
を上げるために、膜厚は０.０５μｍ以上でスパッタ法
で作製する。電極層４，４は、Ａｌ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｔ
またはこれらの合金より成り、スパッタ法で膜厚０.１
μｍ以上に形成する。テフロン層５は１０〜５０μｍの
膜厚とする。 【００１４】アルミニウムまたはステンレスから成る支
持体１は、図１に示すように、円筒状で肉厚が０.３〜
３.０mmのものの他、円柱状（図示していない）のもの
でも良い。円柱状のものでは、機械的強度が上がるた
め、小さい径に出来、定着ユニットの小型化に適応出来
る。 【００１５】図２は、本発明による定着ローラ１０の一
使用例を示す図で、周知のように、定着ローラ１０と加
圧ローラＲｏにて未定着トナーが付着された記録媒体Ｐ
を挟持加圧し、その間、定着ローラ１０を加熱して記録
媒体Ｐ上の未定着トナーを該記録媒体Ｐに定着（固定）
するものである。 【００１６】最初に、加熱ローラの各実験例について説
明する。 ［実験例１］ 外径２０mmφ（肉厚／mm）のアルミニウムの円筒上に層
厚の異なるポリイミドの層を設け、その上に抵抗発熱層
を作製し、その上にＣｕ電極層をスパッタ法で作製し、
さらに、その上に１０μｍのテフロン層を収縮チューブ
を使って設け、ＣＡ熱電対を用いて昇温特性を評価し
た。 【００１７】 【００１８】 【００１９】 【００２０】［実験例２］ 外径２０mmφ（肉厚／mm）のステンレスの円筒上に層厚
１４０μｍのフェトル樹脂の層を設け、その上に抵抗発
熱層の材料を変えて、以下のスパッタ条件で膜を作製
し、その上にＣｕ電極層，テフロン層を順次積層して作
製した。昇温特性は、ＣＡ熱電対を用いて測定した。抵
抗発熱層の材料は、Ｎｉ−Ｔｉ，Ｔｉ−Ａｌとした。 【００２１】 【００２２】 【００２３】 【００２４】各定着ローラの発熱特性を図３に示す。図
３において、投入パワーは約８００Ｗでパワー投入後の
時間を変化したときのデータをプロットした。縦軸はＣ
Ａ熱電対による定着ローラ表面の熱起電力、横軸は投入
エネルギー（投入パワー×パワー投入後の時間）を示
す。この結果から、各材料ともほぼ同一線上にデータが
のり、８００Ｗの投入パワーで３０sec以内に定着温度
（１８０℃）になることが分かる。 【００２５】［実験例３］ 外径２０mmφ（肉厚／mm）のステンレスの円筒上に層厚
１４０μｍのフェノール樹脂の層を設け、その上に抵抗
発熱層を材料を変えて設け、その上にＣｕ電極層，テフ
ロン層を順次積層した。抵抗発熱層の材料は、Ｎｉ−Ｃ
ｒ−ＳｉＯ2，Ｃｒ−ＳｉＯ2，Ｆｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔ
ｉ，Ｃｒ−Ｔｉ，Ｔｉ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｆｅ
−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｔｉ−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌで
昇温くり返し時に入るクラックの発生を調べた。その結
果、表１のようになり、クラックの発生を防止するため
には、Ｆｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔｉ，Ｃｒ−Ｔｉ，Ｔｉ−Ａ
ｌ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｔｉ
−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌの材料を選定した方が良いこ
とが分かった。 【００２６】 【表１】 【００２７】［実験例４］１ ４０μｍ厚のポリイミドの断熱層を設けた構成で、抵
抗発熱層の層厚を０.０３，０.０５，０.１，０.２，
０.３μｍと変化して作製し、昇温動作をくり返したと
きの抵抗発熱層に入るクラックの有無を調べた。その結
果、表２のようになり、クラックを無くすためには、
０.０５μｍ以上の膜厚が必要であることが分かった。 【００２８】 【表２】 【００２９】〔実施例〕 図４は、本発明による定着ベルトの一実施例を説明する
ための断面構成図で、図４において、１１はポリイミド
フィルム、１２は抵抗発熱層、１３は電極層、１４はテ
フロン層で、図示のように、本発明による定着ベルト２
０はポリイミドフィルム１１上に抵抗発熱層１２を低温
成膜法であるスパッタ法でフィルム１１を破壊しないよ
うに設け、抵抗発熱層１２の両端上に電極層１３，１３
をスパッタ法で設け、その電極層の一部と抵抗発熱層を
覆うようにトナーの剥離性を上げるためのテフロン層１
４を粉体塗装法，接着法などにより設けて成るものであ
る。 【００３０】抵抗発熱層１２は、Ｆｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔ
ｉ，Ｃｒ−Ｔｉ，Ｔｉ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｆｅ
−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｔｉ−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌの
いずれかより成り、耐久性を上げるために、膜厚は０.
０５μｍ以上でスパッタ法で作製する。電極層１３は、
Ａｌ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔまたはこれらの合金より
成り、スパッタ法で膜厚０.１μｍ以上に形成する。テ
フロン層は１０〜５０μｍの膜厚とする。ポリイミドフ
ィルム１１の厚みは１０〜４００μｍとする。 【００３１】また、図５に示すように、ポリイミドフィ
ルム１１のカール変形を少なくするために、ポリイミド
フィルム１１の裏面に表面の抵抗発熱層１２と同じ材料
の抵抗体層１５を設けても良い。又は、抵抗体層１２と
類似した線膨張係数をもつＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｔ
ｉなどの材料の層でも良い。 【００３２】図６は、本発明による定着ベルトの一使用
例を説明するための図で、図中、１は円筒又は円柱状の
支持体で、該支持体１を芯にして本発明による定着ベル
ト２０を該支持体１に巻き付け、定着ローラ１０を製作
する。この定着ローラ１０は、図１に示した定着ローラ
１０と同様にして使用されるものであり、支持体１も図
１に示した支持体１と同様の作用をするものである。 【００３３】以下に、本発明による定着ベルトの各実験
例について説明する。 ［実験例５］ 厚み１００μｍのポリイミドフィルムに抵抗発熱層をス
パッタ法で作製し、その上にＣｕの電極層をスパッタ法
で作製し、さらにその上に１０μｍのテフロン層を耐熱
性接着剤を用いて設け、ＣＡ熱電対を用いて昇温特性を
評価した。 【００３４】 【００３５】 【００３６】このときの昇温特性の変化を図７に示す。
縦軸はＣＡ熱電対の熱起電力、横軸は電源投入後の時間
を表わす。なお、投入パワーは２５０Ｗである。これか
ら分かるように、２２sec位で定着温度（１８０℃＝７.
３ｍＶ）に達しており、目標の４００Ｗで３０sec以内
という条件をクリアした。 【００３７】［実験例６］ 厚み１００μｍのポリイミドフィルムに抵抗発熱層の材
料を変えて、スパッタ法で各膜をそれぞれ作製し、各膜
の上に実験例５と同様の条件でＣｕ電極層，テフロン層
を順次積層して作製した。昇温特性はＣＡ熱電対を用い
て測定した。抵抗発熱層の材料はＮｉ−Ｔｉ，ＴＩ−Ａ
ｌとした。 【００３８】 【００３９】Ｎｉ−Ｔｉ層の作製条件 ・残留ガス圧：５×１０-7Torr ・Ａｒガス圧：５×１０-3Torr ・Ｎｉ放電電力：６００Ｗ ・Ｔｉ放電電力：３００Ｗ ・基板回転数：４０rpm ・プレスパッタ時間：１０min ・膜厚：０.２μｍ 【００４０】Ｔｉ−Ａｌ層の作製条件 ・残留ガス圧：５×１０-7Torr ・Ａｒガス圧：５×１０-3Torr ・Ｔｉ放電電力：７００Ｗ ・Ａｌ放電電力：２００Ｗ ・基板回転数：４０rpm ・プレスパッタ時間：１０min ・膜厚：０.２μｍ 【００４１】各抵抗発熱層の発熱特性を図８に示す。投
入パワーは２００Ｗでパワー投入後の時間を変化したと
きのデータをプロットした。縦軸はＣＡ熱電対による定
着ローラ表面の熱起電力、横軸は投入エネルギー（＝投
入パワー×投入時間）を示す。これから２つの材料とも
ほぼ同一線上にデータがのり、６×１０3Ｊのとき、７.
３ｍＶ（１８０℃）以上の値を示していることから、２
００Ｗの投入パワーで３０sec以内に定着温度（１８０
℃）になることが分かる。 【００４２】［実験例７］ 厚み１００μｍのポリイミドフィルム上に抵抗発熱層を
材料を変えて設け、その上にＣｕ電極層，テフロン層を
順次積層した。抵抗発熱層の材料はＮｉ−Ｃｒ−ＳｉＯ
2，Ｃｒ−ＳｉＯ2，Ｆｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔｉ，Ｃｒ−Ｔ
ｉ，Ｔｉ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｔｉ−Ａ
ｌ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌで、昇温くり
返し時に入るクラックの発生の有無を調べた。その結
果、表３のようになり、クラックを防止するためには、
Ｆｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔｉ，Ｃｒ−Ｔｉ，Ｔｉ−Ａｌ，Ｎ
ｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｔｉ−Ａ
ｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌの材料を選択した方が良いことが
分かった。 【００４３】 【表３】【００４４】［実験例８］ 実験例５と同じ構成で抵抗発熱層の層厚を０.０３，０.
０５，０.１，０.２，０.３μｍと変化して作製し、昇
温動作をくり返したときの抵抗発熱層に入るクラックの
有無を調べた。その結果、表４に示すようになり、クラ
ックをなくすためには、０.０５μｍ以上の膜厚が必要
であることが分かった。 【００４５】 【表４】 【００４６】 【００４７】 【００４８】図９は、定着装置発熱支持体の一例を説明
するための図で、図中、２１は支持体、２２は抵抗発熱
層、２３は電極で、これらにより、発熱体３０を構成し
ている。また、２４はポリイミドフィルム、２５はトナ
ー剥離層で、これらにより記録紙搬送ベルト３１を構成
している。而して、本実施例においては、図９に示すよ
うに、耐熱性プラスティックから成る支持体２１の上に
抵抗発熱層２２を低温成膜法であるスパッタ法で支持体
２１を破壊しないように設け、抵抗発熱層の両端上に電
極層２３，２３をスパッタ法で設けて発熱体を構成して
いる。また、ポリイミドフィルム２４の上にトナーの剥
離性を上げるための処理をしたトナー剥離層２５を設け
てベルト３１を構成し、このベルト３１を介して定着を
行うものである。 【００４９】定着装置の一例としては、図１０に示すよ
うに、抵抗発熱層２２の設けてある支持体２１の表面形
状を弧状に形成し、該支持体２１と、駆動ローラＲ1と
の間にトナー剥離性を上げるための処理をしたポリイミ
ドフィルム２４から成るベルト３１を張設し、このベル
トを駆動して未定着トナーが付着している記録紙Ｐを搬
送し、定着温度になっている抵抗発熱層（発熱体３０）
の部分で定着を行う。抵抗発熱層が設けてある支持体２
１は、円柱，円筒状のものでも良く、定着装置の構成も
この限りではない。 【００５０】耐熱性プラスティック２４としては、ポリ
イミド樹脂，フェノール樹脂，ポリエーテルエーテルケ
トン，ポリエーテルサルフォン，液晶ポリマーなどがあ
る。抵抗発熱層２２は、Ｆｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔｉ，Ｃｒ
−Ｔｉ，Ｔｉ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｃｒ−
Ａｌ，Ｎｉ−Ｔｉ−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌのいずれか
より成り、耐久性を上げるために、膜厚は０.０５μｍ
以上でスパッタ法で作製する。電極層２３は、Ａｌ，Ｃ
ｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔまたはこれらの合金より成り、ス
パッタ法で膜厚０.１μｍ以上に形成する。 【００５１】ポリイミドフィルム４へのトナーの剥離性
を上げるためのトナー剥離層２５の処理は、テフロン，
パーフルオロアルコキン樹脂などから成る層を塗膜法ま
たは接着法などによりポリイミドフィルム上に設けるこ
とにより行う。また、図１１に示すように、抵抗発熱層
２２および電極層２３の一部を覆うように、保護層２６
を設けても良い。保護層２６は、耐熱性のポリイミド樹
脂，フェノール樹脂，テフロンなどの有機膜，Ｓｉ
3Ｎ4，ＳｉＯ2，ＡｌＮ，Ａｌ2Ｏ3などの無機膜から成
り、スクリーン印刷法，スパッタ法，真空蒸着法，スプ
レー法などにより、０.１μｍ〜１０μｍの膜厚に設け
る。 【００５２】次に、発熱支持体の各実験例について説明
する。 ［実験例１０］ 片側表面を弧状に加工した幅１０mm（肉厚５mm）の棒状
のフェノールおよびポリイミド支持体上に抵抗発熱体の
層をスパッタ法で作製し、その上にＣｕの電極層をスパ
ッタ法で作製し、１０μｍのテフロン層を接着したポリ
イミドフィルムを介して、ＣＡ熱電対を用いて昇温特性
を評価した。 【００５３】 【００５４】 【００５５】このときの昇温特性の変化を図１２に示
す。縦軸はＣＡ熱電対の熱起電力、横軸は電源投入後の
時間を表わす。なお、投入パワーは５００Ｗである。こ
れから分かるように、フェノール，ポリイミド共２１se
c以内で定着温度（１８０℃＝７３ｍＶ）に達してお
り、低い投入パワーでの速い昇温特性を実現出来た。 【００５６】［実験例１１］ 片側表面を弧状に加工した幅１０mm（肉厚５mm）の棒状
のフェノール支持体上に抵抗発熱層の材料を変えて、以
下のスパッタ条件で膜を作製し、その上に実験例１０と
同様な条件でＣｕ電極層を積層し、１０μｍのテフロン
層を接着したポリイミドフィルムを介して、ＣＡ熱電対
を用いて発熱特性を評価した。発熱層の材料はＮｉ−Ｔ
ｉ，Ｔｉ−Ａｌとした。 【００５７】 【００５８】Ｎｉ−Ｔｉ層の作製条件 ・残留ガス圧：５×１０-7Torr ・Ａｒガス圧：５×１０-3Torr ・Ｎｉ放電電力：６００Ｗ ・Ｔｉ放電電力：３００Ｗ ・基板回転数：４０rpm ・プレスパッタ時間：１０min ・膜厚：０.２μｍ 【００５９】Ｔｉ−Ａｌ層の作製条件 ・残留ガス圧：５×１０-7Torr ・Ａｒガス圧：５×１０-3Torr ・Ｔｉ放電電力：７００Ｗ ・Ａｌ放電電力：２００Ｗ ・基板回転数：４０rpm ・プレスパッタ時間：１０min ・膜厚：０.２μｍ 【００６０】各抵抗発熱層の発熱特性を図１３に示す。
投入パワーは５００Ｗでパワー投入後の時間を変化した
ときのデータをプロットした。縦軸はＣＡ熱電対による
熱起電力、横軸は投入エネルギー（投入パワー×投入後
の時間）を示す。この結果から、２つの材料ともほぼ同
一線上にデータがのり、５００Ｗの投入パワーで約２４
secで定着温度（１８０℃）になることが分かった。 【００６１】［実験例１２］ 片側表面を弧状に加工した幅１０mm（肉厚５mm）の棒状
のフェノール支持体上に抵抗発熱層を材料を変えて設
け、その上に実験例１０と同様な条件でＣｕ電極層を積
層した。また、抵抗発熱層とＣｕ電極層の一部を保護す
るために、テフロン層（５μｍ厚）を接着法により設け
た。抵抗発熱層の材料は、Ｎｉ−Ｃｒ−ＳｉＯ2，Ｃｒ
−ＳｉＯ2，Ｆｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔｉ，Ｃｒ−Ｔｉ，Ｔ
ｉ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ
−Ｔｉ−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌで、昇温くり返し時に
入るクラックの発生を調べた。その結果、表５のように
なり、クラックを防止するためには、Ｆｅ−Ｃｒ，Ｎｉ
−Ｔｉ，Ｃｒ−Ｔｉ，Ｔｉ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ，
Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｔｉ−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａ
ｌの材料を選択した方が良いことが分かった。 【００６２】 【表５】 【００６３】［実験例１３］ 実験例１０のポリイミドの棒状支持体を用いた場合と同
じ構成で抵抗発熱層の層厚を０.０３，０.０５，０.
１，０.２，０.３μｍと変化して作製し、昇温動作をく
り返したときの抵抗発熱層に入るクラックの有無を調べ
た。その結果、表６のようになり、クラックをなくすた
めには、０.０５μｍ以上の膜厚が必要であることが分
かった。 【００６４】 【表６】 【００６５】 【００６６】【発明の効果】 ポリイミドフィルム上に抵抗発熱層をス
パッタ法で設け、その上にテフロン層を設けることによ
り、定着温度迄の立上り時間が短かく、温度分布が均一
で、消費電力が低い定着ベルトを再現性良く提供するこ
とが出来る。抵抗発熱層をＦｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔｉ，Ｃ
ｒ−Ｔｉ，Ｔｉ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ
−Ａｌ，Ｎｉ−Ｔｉ−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌのいずれ
かで構成することにより、定着温度迄の立上り時間の短
かい、耐久性の良い定着ベルトを提供することが出来
る。両端部にスパッタ法で電極層を設けることにより、
ポリイミドフィルム上に再現性良く、均一性の良い昇温
特性を有する定着ベルトを提供することが出来る。テフ
ロン層が両端の電極層の一部をも覆うように抵抗発熱層
をカバーすることにより、電極部ハガレ等のない耐久性
の良い定着ベルトを提供できる。抵抗発熱層の膜厚を
０.０５μｍ以上にすることにより、クラックの発生し
ない寿命の長い定着ベルトを提供できる。ポリイミドフ
ィルムの裏側に抵抗発熱層をスパッタ法で設けることに
より、カールなどの変形の少ない定着ベルトを提供でき
る。 【００６７】
【図面の簡単な説明】
【図１】 定着ローラの一例を説明するための断面図で
ある。 【図２】 図１に示した定着ローラの一使用例を示す図
である。 【図３】 定着ローラ表面の熱起電力と投入エネルギー
の関係を示す図である。 【図４】 本発明による定着ベルトの一実施例を説明す
るための断面図である。 【図５】 本発明による定着ベルトの他の実施例を説明
するための断面図である。 【図６】 図５又は図６に示した定着ベルトの一例を示
す図である。 【図７】 本発明による定着ベルトの昇温特性の一例を
示す図である。 【図８】 発熱体層の発熱特性を示す図である。 【図９】 本発明による定着装置の一実施例を説明する
ための定着部断面図である。 【図１０】 本発明による定着装置の一使用方法を説明
するための図である。 【図１１】 本発明による定着装置の他の実施例を説明
するための定着部断面図である。 【図１２】 発熱支持体の昇温特性を示す図である。 【図１３】 抵抗発熱層の発熱特性を示す図である。 【符号の説明】 １…支持体、２…断熱層、３…抵抗発熱層、４…電極
層、５…テフロン層、１０…加熱（定着）ローラ、１１
…ポリイミドフィルム、１２…抵抗発熱層、１３…電
極、１４…テフロン層、１５…カール防止、２０…定着
ベルト、２１…支持体、２２…抵抗発熱層、２３…電極
層、２４…ポリイミドフィルム、２５…テフロン層、２
６…保護層、３０…駆動ローラ、Ｐ…記録媒体、Ｒｏ…
圧接ローラ、Ｒ1…駆動ローラ。
ある。 【図２】 図１に示した定着ローラの一使用例を示す図
である。 【図３】 定着ローラ表面の熱起電力と投入エネルギー
の関係を示す図である。 【図４】 本発明による定着ベルトの一実施例を説明す
るための断面図である。 【図５】 本発明による定着ベルトの他の実施例を説明
するための断面図である。 【図６】 図５又は図６に示した定着ベルトの一例を示
す図である。 【図７】 本発明による定着ベルトの昇温特性の一例を
示す図である。 【図８】 発熱体層の発熱特性を示す図である。 【図９】 本発明による定着装置の一実施例を説明する
ための定着部断面図である。 【図１０】 本発明による定着装置の一使用方法を説明
するための図である。 【図１１】 本発明による定着装置の他の実施例を説明
するための定着部断面図である。 【図１２】 発熱支持体の昇温特性を示す図である。 【図１３】 抵抗発熱層の発熱特性を示す図である。 【符号の説明】 １…支持体、２…断熱層、３…抵抗発熱層、４…電極
層、５…テフロン層、１０…加熱（定着）ローラ、１１
…ポリイミドフィルム、１２…抵抗発熱層、１３…電
極、１４…テフロン層、１５…カール防止、２０…定着
ベルト、２１…支持体、２２…抵抗発熱層、２３…電極
層、２４…ポリイミドフィルム、２５…テフロン層、２
６…保護層、３０…駆動ローラ、Ｐ…記録媒体、Ｒｏ…
圧接ローラ、Ｒ1…駆動ローラ。
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特開 昭64−86185（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−15783（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−146375（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−220165（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−129019（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−64416（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−5784（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−11488（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−372974（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03G 13/20
G03G 15/20
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 加熱手段を有する定着ベルトが巻回され
た定着ローラと、該定着ローラに圧接される圧接ローラ
とを有し、前記定着ローラと圧接ローラとの間に未定着
トナーが付着されている記録媒体を狭持圧接して前記加
熱手段を加熱して前記未定着トナーを前記記録媒体に定
着させる定着装置において、前記定着ベルトは、ポリイ
ミドフィルムからなる支持体と、該支持体上にスパッタ
法にて形成されたＦｅ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｔｉ，Ｃｒ−Ｔ
ｉ，Ｔｉ−Ａｌ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ
ｌ，Ｎｉ−Ｔｉ−Ａｌ，Ｃｒ−Ｔｉ−Ａｌのうちいずれ
かから成る抵抗発熱体層と、該発熱抵抗体層の上に形成
されたテフロン層とから成り、該テフロン層を前記記録
媒体に圧接して前記記録媒体上のトナーを加熱するよう
にし、前記ポリイミドフィルムの裏側に前記抵抗発熱体
層と類似した線膨張係数をもつ材料から成る層がスパッ
タ法にて形成されていることを特徴とする定着装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP14040495A JP3429106B2 (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | 定着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14040495A JP3429106B2 (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | 定着装置 |
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|---|---|
| JPH08335000A JPH08335000A (ja) | 1996-12-17 |
| JP3429106B2 true JP3429106B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=15267984
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP14040495A Expired - Fee Related JP3429106B2 (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | 定着装置 |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP3429106B2 (ja) |
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-
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