WO2005054960A1

WO2005054960A1 - 金属ベルト、定着ベルト及び加熱定着装置

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Publication number: WO2005054960A1
Application number: PCT/JP2004/018331
Authority: WO
Inventors: Junichi Takahashi; Yaomin Zhou; Koji Sasaki; Makoto Miyagi; Nobuhiro Arai
Original assignee: Canon Denshi Kabushiki Kaisha
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2005-06-16
Also published as: US20070147914A1; US7376379B2; CN100419592C; JPWO2005054960A1; CN1890611A; JP4685635B2

Description

明細書金属ベルト、定着ベルト及ぴ加熱定着装置技術分野

本発明は、電子写真装置及び静電記録装置等の画像形成装置に用いられる、金属ベルト、定着ベルト及ぴ被記録材に形成担持させた未定着画像を加熱定着処理する加熱定着装置に関する。背景技術

画像形成装置において、電子写真プロセス、静電記録プロセス及び磁気記録プロセス等の画像形成プロセス手段部で被記録材（転写材シート、エレクトロファックスシート、静電記録紙、 O H Pシート、印刷用紙及びフォ一マット紙等）に転写方式あるいは直接方式で形成担持させた目的の画像情報の未定着画像（トナー画像）を被記録材面に永久固着画像として加熱定着させる定着装置としては、熱ローラ方式の装置が広く用いられていた。熱ローラ方式の装置においてはローラ内にハロゲンヒータ等の熱源を用いるものが一般的である。一方、セラミックヒータを熱源として小熱容量の樹月旨ベルトあるいは金属べルトを加熱する方式の装置が広く提案、実施されている。すなわち、この加熱方式の装置では、一般に、加熱体としてのセラミックヒータと加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性ベルト（定着ベルト）を挟ませて二ップ部を形成させ、前記二ップ部の定着べ/レトと加圧ローラとの間に画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を導入してベルトと一緒に挟持搬送させることで、ニップ部においてセラミックヒータの熱がベルトを介して被記録材に与えられ、この熱と二ップ部の加圧力とで未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着させる。このベルト加熱方式の定着装置は、ベルトとして低熱容量の部材を用いてォンデマンドタイプの装置を構成することができる。すなわち、画像形咸装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよく、この方式の定着装置は、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい（省電力）等の利点がある。図 3にこの方式の加熱定着装置の構成例を示す。この加熱方式の加熱定着装置では加熱体としてのセラミックヒータ 3 1 2と加圧部材としての加圧ローラ 3 3 0との間に耐熱性ベルト（定着ベルト 3 1 0 ) を挟ませてニップ部: Nを'形成させ、前記ニップ部の定着ベルト 3 1 0と加圧ローラ 3 3 0との間に画像定着すべき未定着のトナー画像 tを形成担持させた被記録材 Pを導入してベルトと一緒に挟持搬送させることで、ニップ部においてセラミックヒータ 3 1 2の熱を、定着ベルト 3 1 0を介して被記録材 Pに与え、この熱と二ップ咅 15の加圧力とで未定着のトナー画像 tを被記録材 P面に熱圧定着させる。

このようなベルト加熱方式におけるベルトとしては耐熱樹脂等が用いられ、特に耐熱性、強度に優れたポリイミド樹脂が用いられている。しかしながら、さらに機械を高速化、高耐久化した場合、樹脂フィルムでは強度が不十分である。このことから、強度に優れた金属、例えば s u s、ニッケル、銅、アルミ二ゥム等を基層とするベルトを用いることが提案されている。

また、特開平 7— 1 1 4 2 7 6号公報およぴ特開 2 0 0 1— 6 8 6 8号公報には、金属ベルトを利用して、これを電磁誘導による渦電流で自己発熱させる誘導加熱方式が開示されている。図 4にこの加熱方式の加熱定着装置の構成例を示す。また、図 5に図 4の加熱定着装置の磁場発生手段の模型図をす。磁性コア 4 1 7 a、 4 1 7 b及ぴ 4 1 7 cは高透磁率の部材であり、励磁コイル 4 1 8は励磁回路（不図示）力ら供給される交番電流（高周波電流）によって交番磁束を発生する。定着フィルムの金属層にこの交番磁束が作用することで渦電流が発生し、金属層が発熱する。その熱が定着フィルムの弾性層及び離型層を介して定着フィルムをカロ熱し、二ップ部 Nに通紙される被記録材 Pを加熱してトナー画像の加熱定着がなされる。すなわち、磁束によりベルト自身あるいはベルトに近接させた導電性部材に渦電流を発生させ、ジュール熱によって発熱させる加熱定着装置が提案されている。この電磁誘導加熱方式の加熱定着装置においては、発熱域をより被加熱体に近くすることができるため、消費ェネルギ一の効率ァップが達成できる。

ベルト加熱方式の加熱定着装置の定着ベルトの駆動方法としては、ベルト内面を案内するフィルムガイドと加圧ローラとで圧接されたベルトを加圧ローラの回転駆動によって従動回転させる方法（加圧ローラ駆動方式）や、逆に駆動ローラとテンションローラによって張架された無端ベルト状のベルトの駆動によつて加圧ローラを従動回転させる方法等がある。

特開平 7— 1 3 4 4 8号公報には、金属ベルトを用いた定着ベルトとして、ヒータ面接触部の表面粗さが 0 . 5 μ πι未満で、 4 0 m前後の厚みのニッケル製定着ベルトを用いたものが開示されている。また、特開平 6— 2 2 2 6 Ό 5号公報には、外周面に離型性を有するコーティング層を有し、内周面には樹脂層を有する 1 0〜3 5 μ ηι厚みのニッケル製定着ベルトが開示されている。このように、電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置に用いられる定着ベルトには、一般にシームレスのベルト基材が使用されている。たとえば、ニッケノレ材からなるシームレスベルト基材は、一般に硫酸ニッケノレ浴ゃスノレフアミン酸ニッケル等による電気鍍金法（電铸法と表すことがある）によって製造される。

この電気鍍金法では、所要形状の母型が使用され、その母型の外周上に電気鎳造成膜が行われ、母型から引き抜かれてシームレスベルト基材が製造される。し力し、従来のニッケルシームレスベルトは、定着時に 1 8 0 °C以上に加熱されると、表面が酸化し、例えば、図 3に示したベルト加熱方式の加熱定着装 ¾ においては、セラミックスヒーター 3 1 2やベルトガイド 3 1 6との接角虫で削れが発生し摩擦抵抗が増大する。そのため、加圧ローラ（加圧部材） 3 3 0と従動するトルクが增え設計通りの回転が得られなくなる。

そこで、従来、シームレスベルト基材のベルトガイド側（内面）には措動層を設けていた。これは、図 3、図 4のベルトガイド 3 1 6、 4 1 6や摺動板 3 4 0、 4 4 0と定着ベルトが接触することによる抵抗を小さくするためである。摺動層としては、ポリイミド樹月旨を用いて形成することが提案されている。しかし、ポリイミド樹脂をはじめとするいわゆる樹脂系材料の熱伝導度は基材であるニッケルに比べ約 3 0 0倍程度小さい（ニッケル 0. 92W/cm ·。C、ポリイミド樹脂 2. 9 X 10—³ W/_Cm ' °C) ため、立上げ時間が長くなつてしまい、熱伝導度の良いニッケル材のメリットが隠れてしまう。ポリイミド樹脂は材料コストが高く、ベルトの内面に形成するため工程コストも高くなる。また、ポリイミド樹脂の成膜プロセス中にポリイミド膜に水分が吸収され、ポリイミドの優れた特性を失ってしまうケースも多い。 '

一方、特開 2 0 0 1— 6 8 6 8号公報には、加熱部材の支持部材と摺動する面に、セラミック粒子又は合成樹脂粒子を金属マトリックス中に分散させた潤滑性金属層が提案されている。金属マトリックス中にセラミック粒子又は合成樹脂粒子を分散させた金属層を設けることで、加熱部材の支持部材との嬉動面の摺動抵抗を低減し、さらに通紙耐久性の向上により摺動抵抗の増加を抑制することができる。し力し、依然として熱伝導度は基材であるニッケルに比べ小さいため、加熱定着装置の高印字スピード化には課題として残っている。

一方、特開 2 0 0 1— 2 2 5 1 3 4号公報には、塑性加工法による金属チューブが提案されている。塑性加工法とは、絞り加工、引き抜き加工、絞り時に基材を极く加工法等であるが、チューブの厚みを薄くしょうとすると、例ば、引き抜き加工の場合は、ダイスの磨耗が頻繁になり、また薄くできない（厚み 3 0 μ χη以下）などの欠点を持つ。今後さらなる省エネルギー、省スペースの要求が厳しくなり、画像形成装置に用いられる加熱定着装置の小型化、定着ベルトの内径の小寸法化が進められている。従って、金属層を有する定着ベルトとしては、高温における耐酸 ί匕性、潤滑性、熱伝導性、薄肉化、耐熱性及ぴ柔軟性などが要求されている。発明の開示

(発明が解決しょうとする課題）

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、低エネルギー加熱を可能とした加熱定着装置において、耐磨耗性、熱伝導 f生、薄肉化、耐熱性及び柔軟性の向上した定着ベルト及び加熱定着装置を提供することを目的とする。また本発明は、耐磨耗性、耐熱性及び柔軟性に優れた金属べルトを提供することを目的とする。

(課題を解決するための手段）

本発明による金属ベルトは、電錶法で製造したニッケル—鉄合金からなり、該ニッケル一鉄合金の鉄の含有率を F (質量％) 、硫黄の含有率を S (質量％) としたとき、該ニッケル一鉄合金が、下記式で表される関係を満たすものであることを特徴とするものである。

0 . 0 0 1≤ S≤ 0 . 1 3

8 5 X S + 3≤F≤3 5 0 X S + 3

また、本発明による定着ベルトは、金属層を有し、該金属層が、上記金属べルトであることを特徴とするものである。また、本発明による加熱定着装置は、定着ベルトと、該定着ベルトを介して互いに圧接する一対の圧接部材とを有し、該定着ベルトの内面は該一対の圧接部材の一方と摺動し、該定着ベルトカ ^らの熱により被記録材上の画像を加熱定着する加熱定着装置であって、該定着ベルトが、上記定着ベルトであることを特徴とするものである。

(発明の効果）電铸法で製造したニッケル一鉄合金の金属ベルトにおいて、硫黄 Sおび鉄 F の含有率を、

0 . 0 0 1≤ S≤ 0 . 1 3

8 5 X S + 3≤F≤3 5 0 X S + 3

とすることにより、耐磨耗性、特に高速印字に対応可能な耐熱性、熱伝導性、柔軟性、屈強性に優れた薄肉化した金属ベルトを提供することができ、これを定着ベル卜に用いることにより信頼性の高い加熱定着装置を提供することができるものである。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の一実施形態の定着ベルトの層構成を示す模型図である。図 2は、本発明の他の実施形態の定着ベルトの層構成を示す摸型図である。図 3は、本発明の加熱定着装置の第 1の実施形態例の概略を示す構成図である。

図 4は、本発明の加熱定着装置の第 2の実施形態例の概略を示す構成図である。

図 5は、本発明の加熱定着装置の第 2の実施形態例において用いた磁場発生手段の模型図である。

図 6は、本発明の加熱定着装置のその他の実施形態例の概略を示す構成図である。

図 7は、本実施例における無端金属ベルトのニッケル—鉄合金の鉄含有率と硫黄含有率とをプロットした図である。

発明を実施するための最良の形態

本発明の定着ベルトは、少なくとも離型層と金属層とを有する定着べ/レトであって、前記金属層が、電铸法で製造したニッケル一鉄合金からなり、この二ッケルー鉄合金の鉄の含有率を F質量％、硫黄の含有率を S質量％としたとさ、この二ッケル一鉄合金が、下記式で表される関係を満たすものであることに特徴がある。

0 . 0 0 1≤S≤ 0 . 1 3

8 5 X S + 3≤F≤3 5 0 X S + 3

ここで、電铸法で製造したとは、電気鍍金法により製造したものである。

二ッケル一鉄合金の鉄と硫黄の含有率を上記関係を満たすものすると、例ば、金属層上に弾性層や離型層を形成し硬化する際の加熱や、定着時の加熱時における金属層の高硬度化、クラック等が発生しない高耐熱性、高屈曲性を有する金属層とすることができる。

また、従来技術の電铸ニッケルの場合、上述したように、定着時における ¾口熱（1 8 0 °C以上）により、表面が酸化し、図 3に示したような、セラミックヒーター 3 1 2やベルトガイド 3 1 6との接触で削れが発生するといつた欠点を持つが、本発明における上記電鎳法で製造したニッケル一鉄合金は高温" でも摺動性に優れた特性を示す。すなわち、本発明の定着ベルトを加熱定着装置に用いることによって、定着ベルトの金属層が相対する構造物と接触して削れず、耐摩耗性及び良好なすべり性、十分な耐熱性、屈曲性を有するものとすることができる。以下、，本発明の詳細を説明する。

( 1 ) 定着ベルト

本発明の定'着ベルトについて説明する。

図 1は本発明の一実施形態における定着ベルト 1 0の層構成を示す模型図である。図 1に示した本発明の定着ベルト 1 0は、電铸法で製造した無端金属ベルトからなる金属層 1と、その外面に積層した弾性層 2と、さらにその外面に積層した離型層 3を有する。金属層 1は、電铸法で製造したニッケル—鉄金から構成ざれている。定着ベルト 1 0において、金属層 1側が内面側（ベノレトガイド面側）であり、離型層 3側が外面側（加圧ローラ面側）である。金凰層 1と弾性層 2との間、弾性層 2と離型層 3との間には、接着のためにプライマー層（不図示）を設けてもよい。プライマー層はシリコーン系、フッ素系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の公知のものを使用すればよく、その厚さは、通常、 1〜10μπι程度である。

. また、図 2は本発明の他の実施形態における定着ベルト 20の層構成を示す模型図である。金属層 1の表面に弾性層 2を形成せず、金属層 1に離型層 3を直接形成しても良い。特に、被記録材上のトナーのり量が少なくトナー層の凹凸が比較的小さいものの加熱定着の場合や熱を伝えるための構成の場合は、このような弾性層を省略した形態のものとすることができる。

—方、図 1、図 2に示す定着ベルトの場合でも、加熱定着装置の機構上ベルトガイドとの絶縁性などが必要な場合は、ポリイミドゃポリアミドイミドなどの耐熱性の高い樹脂層を金属層 1のベルトガイド側の上に形成することはなんら問題ない。また、この樹脂層には、ベルトガイドと搢動するため固体潤滑剤や熱伝導率を向上させるための酸化物フイラを添加してもよい。この樹脂層の厚みは 50 μ m以下、特に 3〜 20 m程度が好ましい。本発明の定着ベルト 10または 20は、セラミックヒータを用いたベルト加熱方式や電磁誘導カロ熱方式の加熱定着装置に用いることができる。

<金属層〉

金属層 1は、電鎳法で製造した無端金属ベルトからなり、この無端金厲ベルトは、ニッケル一鉄合金からなる。本発明においては、この金属層 1を構成するニッケル一鉄合金は、鉄の含有率を質量％、硫黄の含有率を S質量《%としたとき、これらの成分の含有率が次の関係を満たしている。

0. 001≤S≤0. 13 (1) 85 X S+ 3≤F≤ 350X S + 3 (2) 上記ニッケル一鉄合金からなる金属層 1は、ニッケルからなる金属層に比べ加熱定着時に 180°C以上の温度まで加熱されても耐磨耗性に優れているこ 200

9 とがわかった。これは、鉄の酸化物が耐磨耗性に優れているためである。

しかし、鉄の含有率が多くなると加熱前に比べ加熱後は硬度が高くなることがわかった。また、寧鎳法で作製する場合、一般的に硫黄成分は電着応力を低減させ、成型精度を向上させる必須成分ではあるが、一方では柔軟性や高温時の弾力性を損ない、金属疲労による破断現象に密に関与する。硬度は特に硫黄の含有率にも左右され硫黄の含有率が多くなると、加熱すると硬度が高くなり脆くなる傾向にある。金属層 1の外面に弾性層や離型層を形成するときに、 ϋ 常 2 0 0 °C〜3 0 0 °Cに加熱し硬化させるが、このときの加熱によって金属層 1の硬度が高くなり脆くなって定着時にクラックが発生したり、割れたりする。すなわち屈曲性が悪くなる。

一般的に、鉄と硫黄は F e Sという化合物を作り、この F e Sが非常に脆くなることが知られている。しかし、二ッケル一鉄合金の鉄と硫黄の含有率が上記関係を満たす場合は、加熱による金属層 1の硬度変化が小さいことを発見した。この理由は明らかでないが、例えば、鉄の含有率が増えると結晶粒界が小さくなりやすいため、結晶粒の数が多く存在し、結晶粒界が多いために、発生した F e Sが不連続にしか存在しないためと考えられる。

電铸法で製造したニッケル一鉄合金からなる金属層の場合、鉄の含有率との関係があり、硫黄の含有率としては 0 . 1 3質量。/。の含有率までは本発明の定着ベルトの金属層 1としての屈曲性を満足できることがわかった。また、硫黄が少なすぎると母型から脱型しにくくなるため、本発明における金属層 1を構成するニッケル一鉄合金としては 0 . 0 0 1質量％は必要である。特に，硫黄の含有率としては、 0 . 02〜0. 09質量％が、好適である。

また、耐熱性をあげるために炭素の添加も効果があることがわかった。本発明における金属層 1のニッケル一鉄合金の炭素の含有率は、硫黄の含有率の 0 . 0 7〜2倍、特に 0 . 0 8〜1 . 5倍であることが好ましい。炭素は、鉄と硫黄の化合物の生成を抑制する傾向にある。ただ、炭素の含有率が多いと鉄の炭素化合物が増えることで脆くなってくる。また、耐熱性をさらに上げるために、コバノレト（C o ) 、クロム（C r ) 、モリブデン（M o ) 、タングステン（W) などの鍍金液をベースとなるニッケル一鉄合金浴に添加した鍍金液を用いて、本発明におけるニッケル一鉄合金にこれらの成分を含有させても良い。

本発明に使用する上記の所定の鉄および硫黄含有率を有する無端二ッケル —鉄合金ベルトは、例えばステンレス鋼製などの母型を陰極として、電铸プロセスにより製造される。鍍金浴としては一般に硫酸塩浴、スルファミン酸塩浴、塩化物浴のような一般的な鍍金浴が用いられる。硫酸浴の場合、例えば、硫酸ニッケル、硫酸第一鉄、ホウ酸、塩ィ匕ナトリウム、サッカリンナトリウム、ラゥリル硫酸ナトリウム等を含む水溶液をベースとする。この浴に p H調整剤、ピット防止剤、光沢剤などの添加剤を適宜カ卩えてもよい。

上記無端二ッケル一鉄合金ベルトを構成する二ッケル一鉄合金の硫黄の含有率を上記関係（1 ) を満たすようにするには、例えば、硫酸第一鉄とサッカリンナトリゥムの添加量、鍍金電流密度、鍍金浴温度を制御すればよい。

また、鉄の含有率を上記関係（2 ) を満たすようにするには、例えば、硫酸ニッケルと硫酸第一鉄の添加量、電流密度、鍍金浴温度を制御すればよい。また、炭素の含有率を硫黄の含有率 Sの 0 . 0 7〜 2倍とするには、例えば、光沢剤、例えばブチンジオール、タマリンなどの添加量、サッカリンナトリウムの添加量、電流密度、鍍金浴温度を制御すればよい。

電铸プロセスに用いる鍍金浴によっても異なるが、通常、鍍金浴温度 40〜

60°C程度、陰極電流密度 1〜 1 0 O A/dm²程度で行なうことが好ましい。

光沢剤としては、サッカリン、サッカリンナトリウム、ベンゼンスノレホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホン酸ナトリゥム等の応力減少剤'一次光沢剤や、ブチンジオール、クマリン、ジェチルトリアミン等の二次光沢剤と呼ばれる光沢剤を添加することができる。

金属層 1の厚みは、図 3に示す、セラミックヒータを用いたベルト加熱方式の加熱定着装置に用いる場合、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、 Ι Ο Ο μπα以下、特に 50 μ m以下または 10 m以上であることが好ましい。本発明における電鍚ニッケル一鉄合金は、電铸ニッケルと比較してパネ性が高いため電铸ニッケルより薄くしても塑性変形しにくレ、。加圧ローラとの二ップ部を大きくとるためには金属層 1の厚みを薄くした方がよく将来のニーズも多い。そういった点で本発明における電鍚ニッケル—鉄合金は前述した塑性カ卩工法で作製される SU Sチューブより有利である。

また、図 4に示す電磁誘導加熱方式の加熱定着装置の場合、金属層 1の厚みは、次の式で表される表皮深さより厚く、通常 Ι μπι以上、好ましくは 1 0 m以上とし、また、通常 200 m以下、好ましくは 100 μ m以下、より好ましくは 70 μπα以下とする。

表皮深さ σ [m] は、励磁回路の周波数 f [Hz] と透磁率と固有抵抗 p [Ωιη] で

• σ = 503 X { ρ/ ί μ ) ^{1 2}

と表される。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 lZe (eは自然対数の底を表す）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で吸収されている。本発明における電鍚ニッケル一鉄合金は、電鎵ニッケルに比べ鉄量が多いほど磁束密度が大きくなるが、固有抵抗がニッケルに比べ 2〜 5倍大きくなる。このためあまりに薄いと、ほとんどの電磁エネルギーが吸収しきれなくなつてきて効率が悪くなつてくることがある。また、金属層 1があまりに厚いと、剛性が高くなり、また、屈曲性が悪くなつて回転体として使用しにくくなることがある。

ぐ弾性層 >

弾性層 2は設けても設けなくてもよい。弾性層 2を設けることにより、ニップ部において被加熱像を覆って熱の伝達を確実にするとともに、金属層 1の復元力を補って回転'屈曲によ'る疲労を緩和することができる。また、弾性層 2 を設けることにより、定着ベルトの離型層表面の未定着トナー像表面への追従性を増し、熱を効率よく伝達させることが可能になる。弾性層 2を設けた定着ベルトは、特に、未定着トナーののり量が多いカラー画像の加熱定着に適している。

弾性層 2の材質は、特に限定されず、耐熱性がよく、熱伝導率がよいものを選べばよい。弾性層 2の材質としては、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルォロシリコーンゴム等が好ましく、特にシリコーンゴムが好ましい。

弾性層 2を形成するために使用されるシリコーンゴム原料としては、ポリジメチルシロキサン、ポリメチノレトリフノレオ口プロピルシロキサン、ポリメチノレビニルシロキサン、ポリトリフルォロプロピルビュルシロキサン、ポリメチノレフエニノレシロキサン、ポリフエニノレビニノレシロキサン、これらポリシロキサンを構成する単量体単位からなる共重合体等を例示することができる。

なお、必要に応じて、弾性層 2に乾式シリカ、湿式シリカ等の補強性充填材、炭酸カルシウム、石英粉、珪酸ジルコニウム、クレー（珪酸アルミニウム）、タルク（含水珪酸マグネシウム）、アルミナ（酸ィ匕アルミニウム）、ベンガラ (酸化鉄）等の充填材を含有させてもよい。

弾性層 2の厚みは、良好な定着画像品質が得られるので、 l O m以上、特に 5 0 μ m以上が好ましく、 1 0 0 0 m以下、特に 5 0 0 μ m以下が好ましい。カラー画像を印刷する場合、特に写真画像等では被記録材 P上で大きな面積に渡ってベタ画像が形成される。この場合、被記録材の凹凸あるいはトナー層の凹凸に加熱面（離型層 3 ) が追従できないと加熱ムラが発生し、伝熱量が多い部分と少ない部分とで画像に光沢ムラが発生する。つまり、伝熱量が多い部分は光沢度が高くなり、伝熱量が少ない部分では光沢度が低くなる。弾性層 2があまりに薄いと、被記録材あるいはトナー層の凹凸に追従しきれず画像光沢ムラが発生してしまうことがある。また、弾性層 2があまりに厚いと、弾性層の熱抵抗が大きくなりクイックスタートを実現するのが難しくなることがある。

弹性層 2の硬度（J I S— K一 6253) は、画像光沢ムラの発生が十分抑制され、良好な定着画像品質が得られるので、 60° 以下が好ましく、 45° 以下がより好ましい。

弾性層 2の熱伝導率えは、 2. 5 X 10^→ [W/ c m · °C] 以上が好ましく、 3. 3 X 10— ³ [WZcm · °C] 以上がより好ましい。また、 8. 4 X 10ー³ [W/ c m ·。C] 以下が好ましく、 6. 3 X 1 0-³ [W/ c m · °C] 以下がよ 'り好ましい。熱伝導率；があまりに小さい場合には、熱抵抗が大きくなり定着ベルトの表層（離型層 3) における温度上昇が遅くなることがある。熱伝導率又があまりに大きい場合には、弾性層 2の硬度が高くなつたり、圧縮永久歪みが大きくなってしまうことがある。

弾性層 2は公知の方法、例えば、液状のシリコーンゴム等の材料をブレードコート法等の手段によって金属層上に均一な厚みでコートし、加熱硬化する方法、液状のシリコーンゴム等の材料を成形型に注入し加硫硬化する方法；押出成形後に加硫硬化する方法；射出成形後に加硫硬化する方法等で形成すればよレ、。

<離型層>

離型層 3の材料としては特に限定されず、離型性、耐熱性のよいものを選べばよい。離型層 3としては、 PFA (テトラフルォロエチレン/パーフルォロアルキルエーテル共重合体) 、 PT.FE (ポリテトラフルォロエチレン) 、 F

EP (テトラフルォロエチレン Zへキサフルォロプロピレン共重合体）等のフッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルォロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等が好ましく、 PFAがより好ましい。なお、必要に応じて、離型層にはカーボン、酸ィヒすず等の導電剤等を含有させることができる。導電剤の含有量は特に限定されないが、一般的には、離型層を形成する材料の全質量に対し 1 0質量％以下含有させるのが好ましい。

離型層 3の厚さは 1 μ πι以上とするのが好ましく、また、 Ι Ο Ο μ πι以下とするのが好ましい。離型層 3があまりに薄いと、離型層 3の厚みムラで離型性の悪い部分ができたり、耐久性が不足したりすることがある。また、離型層があまりに厚いと、熱伝導性が悪ィ匕することがあり、特に樹脂系の離型層の場合は硬度が高くなつて弾性層 2の効果がなくなってしまうことがある。 ' このような離型層は公知の方法、例えば、フッ素樹脂系の離型層を形成する場合、フッ素樹脂粉末を分散し塗料化したものをコートし、乾燥し、焼成する方法によ'り、あるいは予めチューブ化したものを被覆 ·接着する方法により形成すればよい。また、ゴム系の離型層を形成する場合、液状の材料を成形型に注入し加硫硬化する方法；押出成形後に加硫硬化する方法；射出成形後に加硫硬化する方法等で形成すればよレ、。

また、予め内面にプライマー処理を施したチューブ、予め表面をプライマー処理した無端電鎵ニッケル一鉄合金ベルトを円筒母型内に装着し、このチューブと無端電铸ニッケル一鉄合金ベルト間の隙間に液状シリコーンゴムを注入し、加熱してシリコーンゴムを硬化し、接着して、弾性層及ぴ離型層を同時に形成することもできる。

( 2 ) 加熱定着装置

次に、本発明の加熱定着装置について説明する。本発明の加熱定着装置は、定着ベルトと、この定着ベルトを介して互いに圧接する一対の圧接部材とを有し、定着ベルトの内面は前記一対の圧接部材の一方と摺動し、前記定着ベルトからの熱により被記録材上の未定着トナー画像を加熱定着するものであって、定着ベルトとして前述の本発明の定着ベルトを用いるものである。

(第 1の実施形態例）

加熱体としてセラミックヒータを用いたベルト加熱方式の定着装置において、本発明の定着べノレトを好ましく用いることができる。図 3は本発明の一実施形態における加熱定着装置 3 0 0の横断面を示す模型図である。本実施形態において加熱定着装置 3 0 0は加熱体としてセラミックヒータを用いたベルト加熱方式の装置であり、定着ベルト 3 1 0は前述の本発明のものである。

ベルトガイド 3 1 6は耐熱性、断熱性のベルトガイドである。加熱体としてのセラミックヒータ 3 1 2は、ベルトガイド 3 1 6の下面のほぼ中央部にガイド長手方向に沿つて形成具備させた溝部に嵌入して固定支持させてある。そして、円筒状もしくはエンドレス状の本発明の定着ベルト 3 1 0はベルトガイド 3 1 6にルーズに外嵌させてある。

加圧用剛性スティ 3 2 2はベルトガイド 3 1 6の内側に揷通してある。

加圧部材 3 3 0は、本実施形態では弾性層を有する加圧ローラである。この加圧部材 3 3 0は、芯金 3 3 0 aの外周部にシリコーンゴム等の弾性層 3 3 0 bを設けたものである。芯金 3 3 0 aの両端部を本装置の不図示の手前側と奥側のシャーシー側板との間に回転自由に軸受け保持させて配設してある。弾性層を有する加圧ローラは、表面性を向上させるために、さらにこの弾性層の外周に P T F E (ポリテトラフルォロエチレン) 、 P F A (テトラフルォロェチレン Zパーフルォロアルキルエーテル共重合体）、 F E P (テトラフルォロェチレン Zへキサフルォロプロピレン共重合体）等のフッ素樹脂からなる離型層を設けてもよい。

加圧用剛性スティ 3 2 2の両端部と装置シャーシ側のパネ受け部材（不図示）との間にそれぞれ加圧パネ（不図示）を縮設して、加圧用剛性スティ 3 2 2に押し下げ力を作用させている。これによりセラミックヒータ 3 1 2の下面に配設した摺動板 3 4 0の下面と加圧ローラ 3 3 0の上面とが定着ベルト 3 1 0を介して圧接され所定幅の二ップ部 Nが形成される。

ベルトガイド 3 1 6の作製に用いる材料としては、耐熱フエノール樹脂、 L

C P (液晶ポリエステル）樹脂、 P P S (ポリフエ二レンスルフ,イド）樹脂、 P E E K (ポリエーテルエーテルケトン）樹脂等の、耐熱性に優れた樹脂が好ましく用いられる。

加圧ローラ 3 3 0は、駆動手段（不図示）により矢印で示されているように反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ 3 3 0の回転駆動による加圧口ーラ 3 3 0と定着ベルト 3 1 0の外面との摩擦で定着ベルト 3 1 0に回転力が作用して、定着ベルト 3 1 0は、その内面が二ップ部 Nにおいてセラミックヒ一タ 3 1 2の下面に密着して摺動しながら、矢印で示されているように時計方向に加圧ローラ 3 3 0の回転周速度にほぼ対応した周速度でベルトガイド 3 1 6の外回りを回転する（加圧ローラ駆動方式）。

プリントスタート信号に基づいて加圧ローラ 3 3 0の回転が開始され、またセラミックヒータ 3 1 2のヒートアップが開始される。加圧ローラ 3 3 0の回転による定着ベルト 3 1 0の回転周速度が定常化し、セラミックヒータ 3 1 2 の温度が所定温度に立ち上がった状態において、二ップ部 Nの定着ベルト 3 1 0と加圧ローラ 3 3 0との間に被加熱材としての未定着のトナー画像 tを担持させた被記録材 Pがトナー画像担持面側を定着ベルト 3 1 0側にして導入される。そして、被記録材 Pはエップ部 Nにおいて定着ベルト 3 1 0を介してセラミックヒータ 3 1 2の下面に密着し、定着ベルト 3 1 0と一緒に二ップ部 Nを移動通過していく。その移動通過過程において、セラミックヒータ 3 1 2 の熱が定着ベルト 3 1 0を介して被記録材 Pに付与され、未定着のトナー画像 tが被記録材 P面に加熱定着される。二ップ部 Nを通過した被記録材 Pは定着ベルト 3 1 0の外面から分離して搬送される。

加熱体としてのセラミックヒ一タ 3 1 2は、定着ベルト 3 1 0及び被記録材 Pの移動方向に直交する方向を長手方向とする低熱容量の横長の線状加熱体である。チッ化アルミニウム等でできたヒータ基板と、このヒータ基板の表面にその長手方向に沿って設けた発熱層 3 1 2 b、例えば、 A g Z P d (銀 Zパラジウム）等の電気抵抗材料を厚さ約 1 0 /z m、幅 1〜 5 mmにスクリーン印刷等により塗工して設けた発熱層 3 1 2 bと、さらにその上に設けたガラスやフッ素樹脂等の保護層 3 1 2 cを基本構成とする。なお、用いるセラミックヒータはこのようなものに限定されるものではない。

そして、セラミックヒータ 3 1 2の発熱層 3 1 2 bの両端間に通電されることで発熱層 3 1 2 bは発熱し、ヒータ 3 1 2が急速に昇温する。そのヒータ温度が温度センサ（不図示）に検知され、ヒータ温度が所定の温度に維持されるように制御回路（不図示）で発熱層 3 1 2 bに対する通電が制御されてセラミックヒータ 3 1 2は温調管理される。

セラミックヒータ 3 1 2は、ベルトガイド 3 1 6の下面のほぼ中央部にガイド長手方向に沿って形成具備させた溝部に、保護層 3 1 2 c側を上向きに嵌入して固定支持させてある。定着ベルト 3 1 0と接触する二ップ部 Nには、このセラミックヒータ 3 1 2の摺動板 3 4 0の面と定着ベルト 3 1 0の内面が相互接触摺動する。 .

また、セラミックヒータのかわりに鉄板等の強磁性体金属板を設け、第 2の実施形態で用いた電磁誘導によって前記強磁性体金属板を発熱させて、ヒータとして用いることもできる。

また、加圧部材 3 3 0は加圧ローラのようなローラ形状を有する加圧部材に限らず、回動フィルム型等他の形態の部材にすることもできる。また、加圧部材 3 3 0側からも被記録材 Pに熱エネルギーを供給するために、加圧部材 3 3 0側にも電磁誘導加熱方式等の発熱手段を設けて所定の温度に加熱し、温調する装置構成とすることもできる。

(第 2の実施形態例）

図 4は本発明の他の実施形態の加熱定着装置 4 0 0の要部の横断面を示す模型図である。本実施形態の加熱定着装置 4 0 0は、電磁誘導加熱方式の装置であり、定着ベルト 4 1 0は前述の本発明の定着ベルトである。

磁場発生手段は、磁性コア 4 1 7 a , 4 1 7 b及び 4 1 7 c並びに励磁コィノレ 418からなる。

図 5は、この加熱定着装置の磁場発生手段の模型図である。

磁性コア 41 7 a〜41 7 cは高透磁率の部材であり、フェライトゃパーマロイ等といったトランスのコアに用いられる材料が好ましく、特に 100 kH z以上でも損失の少ないフェライトを用いることが好ましレ、。

励磁コイル 418はコイル（線輪）を構成する導線（電線）として一本ずつがそれぞれ絶縁被覆された銅製の細線を複数本束ねたもの（束線）を用い、これを複数回卷いて形成されている。本実施形態においては 1 1ターン卷いて励磁コイル 418を形成している。

絶縁被覆は、定着ベルト 410の発熱による熱伝導を考慮して耐熱性を有する被覆を用いることが好ましレ、。例えば、ポリイミド樹脂により被覆したもの等を用いるのが好ましい。ここで、励磁コイル 418の外部から圧力をかけて密集度を向上させてもよい。

磁場発生手段と定着ベルト 410との間には絶縁部材 41 9が配設されている。絶縁部材 419の材質としては絶縁性に優れ、耐熱性に優れたものがよい。例えば、フエノール樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、 PEEK (ポリエーテルエーテルケトン）樹脂、 PE S (ポリエーテルスルホン）樹脂、 PPS (ポリフヱニレンスルフィド）樹脂、 P F A (テトラフルォロエチレンパーフルォロアルキルエーテル共重合体) 樹脂、 PTFE (ポリテトラフルォロエチレン）樹脂、 FEP (テトラフルォ. 口エチレン/へキサフルォロプロピレン共重合体）樹脂、 LCP (液晶ポリエステル）樹脂等が好ましく挙げられる。

励磁コイル 418には給電部 418 a、 418 bに励磁回路 427 (図 5) が接続されている。この励磁回路 427としては、好ましくは 20 kHzから 500 kHzの高周波をスィツチング電 ¾Sで発生できるようになつているものが好ましい。励磁コイル 41 8は励磁回路 427から供給される交番電流 (高周波電流）によって交番磁束を発生する。

磁性コア 4 1 7 a〜 4 1 7 cに導かれた交番磁束 ( C) は、定着ベルト 4 1 0のニッケル一鉄合金からなる金属層 1 (電磁誘導発熱層）に渦電流を発生させる。この渦電流は金属層 1 (電磁誘導発熱層）の固有抵抗によって金属層 1 (電磁誘導発熱層）にジュール熱（渦電流損）を発生させる。ここでの発熱量

Qは金属層 1 (電磁誘導発熱層）を通る磁束の密度によって決まる。二ップ部 Nの温度は、不図示の温度検知手段を含む温調系により励磁コイル 4 1 8に対する電流供給を制御することで所定の温度が維持されるように温調される。図 4に示した実施形態においては、温度センサ 4 2 6は定着ベルト 4 1 0の温度を検知するサーミスタ等であり、温度センサ 4 2 6で測定した定着ベルト 4 1 0の温度情報をもとに二ップ部 Nの温度を制御するようにしている。

加圧部材としての加圧ローラ 4 3 0は、芯金 4 3 0 aと、芯金の外周部に同心一体にローラ状に成形被覆させた、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂等の耐熱性の弾性層 4 3 0 bとで構成されている。加圧ローラ 4 3 0は、芯金 4 3 0 aの両端部を装置の不図示のシャーシ側板間に回転自由に軸受け保持させて配設してある。

加圧用剛性スティ 4 2 2の両端部と装置シャーシ側のパネ受け部材（不図示）との間にそれぞれ加圧パネ（不図示）を縮設することで、加圧用構成スティ 4 2 2に押し下げ力を作用させている。これにより、ベルトガイド 4 1 6 a の下面に配設した摺動板 4 4 0の下面と加圧ローラ 4 3 0の上面とが定着べルト 4 1 0を介して圧接して所定幅の二ップ部 Nが形成される。なお、ベルトガイド 4 1 6の製造に用いる材料としては、耐熱フエノール樹脂、 L C P (液晶ポリエステル）樹脂、 P P S (ポリフエ二レンスルフイド）樹脂、 P E E K (ポリエーテルエーテルケトン）樹脂等の耐熱性に優れた樹脂を用いることが好ましい。

加圧ローラ 4 3 0は、駆動手段 Mにより矢示のように反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ 4 3 0の回転駆動による加圧ローラ 4 3 0と定着ベルト 4 1 0との摩擦で定着ベルト 4 1 0に回転力が作用して、定着ベルト 4 1 0 、その内面が二ップ部 Nにおいて撢動板 4 4 0の下面に摺動しながら、矢印で示すように時計方向に加圧ローラ 4 3 0の回転速度にほぼ対応した周速度でベルトガイド 4 1 6 ( 4 1 6 aと 4 1 6 b ) の外回りを回転する。

こうして、加圧ローラ 4 3 0が回転駆動され、それに伴って定着ベルト 4 1 0が回転し、励磁回路 4 2 7力ら励磁コィノレ 4 1 8への給電により上記のように定着ベルト 4 1 0の電磁誘導発熱がなされ、二ップ部 Nが所定の温度に立ち上がって温調された状態において、画像形成手段部から搬送された未定着のトナー画像 tが形成された被記録材 Pが、二ップ部 Nの定着ベルト 4 1 0と加圧ローラ 4 3 0との間に画像面が上向き、すなわち定着ベルト面に対向して導入される。そして、二ップ部 Nにおいて画像面が定着ベルト 4 1 0の外面に密着し、定着ベルト 4 1 0と一緒に二ップ部 Nを挟持搬送されていく。この過程において、定着ベルト 4 1 0の電磁誘導発熱によって加熱されて未定着のトナー画像 tが被記録材 P面に加熱定着される。被記録材 Pはニップ部 Nを通過すると、回転定着ベルト 4 1 0の外面から分離して排出搬送されていく。

被記録材上の加熱定着トナー画像は二ップ部 Nを通過後、冷却して永久固着像となる。本実施形態においては加熱定着装置にオフセット防止のためのオイル塗布機構を設けていないが、低軟化物質を含有させていないトナーを使用した場合にはオイル塗布機構を設けてもよい。また、低軟化物質を含有させたトナーを使用した場合にもオイル塗布や冷却を行って被記録材 Pを分離して排出搬送を行ってもよい。

また、加圧部材 4 3 0は加圧ローラのようなローラ形状を有する加圧部材に限らず、回動フィルム型等他の形態の加圧部材とすることもできる。また、加圧ローラ 4 3 0側からも被記録材に熱エネルギ一を供給するために、加圧ローラ 4 3 0側にも電磁誘導加熱等の発熱手段を設けて所定の温度に加熱し、温調する装置構成とすることもできる。

(その他の実施形態例）

加熱定着装置の装置構成は上記のような実施形態の加圧ローラ駆動方式に限られるものではない。その他にも、例えば、図 6に示す加熱定着装置 6 0 0 のように、ベルトガイド 6 1 6と駆動ローラ 6 3 1とテンションローラ 6 3 2 との間に本発明の定着ベルト 6 1 0を懸回張設し、ベルトガイド 6 1 6の下面部と加圧部材としての加圧ローラ 6 3 0とを定着ベルト 6 1 0を介して圧接させて二ップ部 Nを形成させ、定着ベルト 6 1 0を駆動ローラ 6 3 1によって回転駆動させる装置構成とすることもできる。この場合、加圧ローラ 6 3 0は従動回転ローラである。

また、この場合も加圧部材 6 3 0はローラ形状を有する加圧部材に限らず、回動フィルム型等他の形態の加圧部材とすることもできる。また、加圧部材 6 3 0側からも被記録材に熱エネルギーを供給するために、加圧部材 6 3 0側にも電磁誘導加熱等の発熱手段を設けて所定の温度に加熱 ·温調する装置構成とすることもできる。

(実施例）

以下に、実施例を用いて、本発明を更に詳しく説明する。

本実施例、比較例における無端金属ベルトのニッケル一鉄合金の炭素、鉄及ぴ硫黄含有率の測定及び無端金属ベルトの硬度の測定並びに実施例及ぴ比較例の定着ベルトの空回転耐久試験及び実機耐久通紙試験は次の通り行った。

<ニッケル—鉄合金の鉄、硫黄及び炭素の含有率の測定〉

二ッケル一鉄合金の鉄の含有率は、理学株式会社製の R 1 X 3 0 0 0型蛍光 X線分析装置（商品名）を用いて測定した。また、硫黄及び炭素の含有率は、燃焼赤外線吸収法により米国 L E C O社製測定装置、 C S— 4 4 4型（商品名）を用いて測定した。

<ニッケル一鉄合金の硬度の測定 > 株式会社ァカシ製の測定装置、 HM1 23 (商品名）を用い、ビッカース硬度（荷重 100 g) を J I S Z 2244に基づき測定した。

く空回転耐久試験〉

(ヒータ加熱方式のベルト加熱方式加熱定着装置による空回転耐久試験）キャノン（株）製フルカラー LBP LASER SHOT LBP— 20

40 (商品名）に、加熱定着装置として、実施例または比較例の定着ベルトを装着したヒータ加熱方式のベルト加熱方式加熱定着装置（ュニット）を搭載し、これを用いて空回転耐久試験を以下のように行った。

加熱定着装置のヒータ温度を 210°Cに温調しながら、所定の加圧力で加圧ローラを定着ベルトに押し付け、定着ベルトを加圧ローラに従動回転させた。加圧ローラとしては、厚さ 3 mmのシリコーンゴムからなる弾性層に 30 μηι の P FAチューブを被覆した φ 16 mmの加圧ローラを用いた。本空回転而ォ久試験においては、加圧力は 200N、エップ部は幅 6mmX長さ 23 Ommであり、定着ベルトの表面速度は 87 mm// sとなる条件に定めた。また、ベルトガイドの摺動板（図 3の 340 )にすベりを良くするために潤滑剤（商品名： HP 3000、ダウコ一二ング社製）を 0. 5 g塗布し試験した。本空回転耐久試験においては、定着ベルトを従動回転させるために要した加圧ローラの負荷トルクを併せて測定した。

この空回転耐久試験のもとで、定着ベルトの亀裂、破断を発生するまでの時間を目視と顕微鏡で観察し耐久時間とした。

加熱定着装置のプロセススピードおよび安全係数より計算した定着ベルトの最低耐久時間として 500時間を要求されているが、本発明の定着ベルトの耐久寿命（耐久時間）を 700時間以上と設定し、耐久時間が 700時間を超えるものについては、 700時間を超えたところで試験を終了した。

(電磁誘導加熱方式のベルト加熱方式加熱定着装置による空回転耐久試験）キャノン（株）製フルカラー L BP LASER SHOT LBP— 27 10 (商品名）に、加熱定着装置として、実施例または比較例の定着ベルトを装着した電磁誘導加熱方式のベルト加熱方式加熱定着装置（ユニット）を搭載し、これを用いて空回転耐久試験を以下のように行った。

加熱定着装置のヒータ温度を 220°Cに温調しながら、所定の加圧力で加圧ローラを定着ベルトに押し付け、定着ベルトを加圧ローラに従動回転させた。加圧ローラは、肉厚 3mmシリコーン層に 30； u mの P F Aチューブを被覆した φ 30 mmのゴムローラを用いた。本実験では、加圧力は 200N、定着二ップは幅 7mmX長さ 230mmであり、定着ベルトの表面速度は高速印字速度である 120mm/ sの条件で試験した。また、ベルトガイドの摺動板（図 ' 4の 440) にすベりを良くするためにダウコーユング社製の HP 3000を 0. 5 g塗布し試験した。

<実機耐久通紙試験 >

上記空回転耐久試験に用いた、加熱定着装置（ユニット）を搭載したキヤノン（株）製フルカラー L BP LASER SHOT LBP-2040 (商品名）及びフルカラー LBP LASER SHOT LBP-2710 (商品名）を用い上記空回転耐久試験と同じ使用条件のもとで、 10万枚の画像を画出しして実機耐久通紙試験を行った。

(実施例：！〜 21、比較例 1〜 4 )

<無端金属ベルトの作製 '評価 > - 硫酸ニッケル、硫酸第一鉄、ホウ酸、塩ィヒナトリウム、サッカリンナトリウム、ブチンジオール、ラウリル硫酸ナトリゥムを含む二ッケル一鉄合金鍍金浴を調製した。この鍍金浴にステンレスからなる母型を浸漬して陰極とし、浴温度 40 °C、電流密度 2〜 14 AZ d m²で 13〜 90分ニッケル—鉄合金を電析したのちに、母型から取り外し、ニッケル一鉄合金からなる、内径 φ 24 mm, 厚み 3 θΑίΐη、長さ 250 mmの無端金属ベルトを作製した。

上記無端金属ベルトの作製条件を纏め表 1に示した。浴組成プロセス条件 ί揚 1 U 廿 V 'リ -h ソブチ

'ソ h-リレホウ酸硫酸第一鉄

ナト 1 リウム +卜 1 リ ¹ 、ナト 1 リ ^ム、リオ—ル電流密度電着時問 g to/1 g/1 g/1 g/1 g/1 g/1 A/dm^! mm 実施例 1 130 25 23 0.02 2.0 0.05 0 2 90 実施例 2 130 25 23 0.02 2.6 0.06 0 2 90 実施例 3 130 25 23 0.02 3. 1 0.07 0 2 90 実施例 4 130 25 23 0.02 3.6 0.08 0 " 2 90 実施例 5 130 25 23 0.02 2.0 0.05 0 4 45 実施例 6 130 25 23 0.02 2.6 0.06 0 4 45 実施例 Ί 130 25 23 0.02 3.1 0.07 0 4 45 実施例 8 130 25 23 0.02 3.6 0.08 0 4 45 実施例 9 130 25 23 0.02 2.0 0.05 0 6 30 実施例 10 130 25 23 0.02 2.6 0.06 0 6 30 実施例 11 130 25 23 0.02 3. 1 0.07 0 6 30 実施例 12 130 25 23 0.02 3.6 0.08 0 6 30 実施例 13 130 25 23 0.02 2.6 0.10 0 δ 23 実施例 14 130 25 23 0.02 3.1 0.11 0 8 23 実施例 15 130 25 23 0.02 3.6 1.9 0 L0 18 実施例 16 130 25 23 0.02 4.7 2.0 0 12 15 実施例 17 130 25 23 . 0.02 6.0 2.0 0 14 13 実施例 18 130 25 23 0.02 L.0 0.03 0 4 45 実施例 19 130 25 23 0.02 2.0 0.03 0 4 45 実施例 20 130 25 23 0.02 1.0 0.03 0.30 4 45 実施例 21 130 25 23 0.02 13 2.5 22 10 18 比較例 1 130 25 23 0.02 0.15 0.03 0 4 45 比較例 130 25 23 0.02 0.94 2.0 0 4 45 比較例 3 130 25 23 0.02 6.0 3.5 0 14 13 比較例 4 130 25 23 0.02 0.94 0.03 0.6 4 45

得られたニッケル一鉄合金からなる無端金属ベルトに含まれる鉄、硫黄及ぴ炭素の含有率を測定した。

さらに、 P F Aや F E Pなどの粉末を分散し塗料化したものをコートし、乾燥し、焼成して離型層 3を形成する場合には、 3 2 0〜 3 3 0 °C程度の温度のもとで加熱されることがあり、電錶法で作製した二ッケル一鉄合金からなる無端金属ベルトは、加熱されると硬度が高くなつてゆき、さらに加熱されると 3 0 o °c前後で硬度が低くなるものと大きくなるものがあり、硬度が小さくなるものは、脆くなり割れやすくなるところから、得られた無端金属ベルトの耐熱特性を判断するために 3 2 0 °C及び 3 3 0 °Cで 3 0分間加熱処理し加熱処理後の無端金属ベルトの硬度を測定した。

<定着ベルトの作製 '評価 >

得られた無端金属ベルトの外周面に、プライマーをスポンジに含ませた後、そのスポンジで無端金属ベルトの面に塗布しプライマー層を形成し、次に P F Aチューブの内面に同様にしてプライマー層を形成し、ほぼ同内径の円筒状金型に、上記無端金属ベルトと共に同軸上に装着し、 P F Aチューブと無端金属ベルトの間に液状シリコーンゴム、 D Y 3 2— 5 6 1 AZB (東レ .ダウコーニング 'シリコーン社製；商品名）を注入し、 2 0 0。Cで 3 0分熱風循環乾燥炉内で加熱して、各層を同時に硬化すると共に、 3 0 0 μ ηιの厚みを有するシリコーンゴムからなる弹十生層と、接着層を介してその外周部に P F Αチューブからなる 3 0 mの厚みを有する離型層とを同時に形成し定着ベルトを得た。得られた定着ベルトについて、上記空回転耐久試験および実機耐久通紙試験を行った。

ヒータ加熱方式のベルト加熱方式加熱定着装置による空回転耐久試験の結' 果、無端金属ベルトのニッケル一鉄合金の鉄、硫黄、炭素の含有率の測定結果、加熱処理した無端金属べノレトの硬度の測定値を纏め表 2に示した。含有率硬度

硫黄鉄炭素 F/S C/S 320°C 330°C

S (質量％) F (質量％) C (質量％)

赚例 1 0.060 10 0.006 167 0.103 530 520 . 10 実脑 2 0.055 12 0.006 218 0.107 560 550 10 実施例 3 0.050 14 0.006 280 0.120 590 " 580 10 実施例 4 0.040 17 0.004 425 0.110 615 600 15 実施例 5 0.070 9 0.007 129 0.094 520 ' 500 20 麵 6 0.050 12 0.005 240 0.106 570 550 20 実施例 7 0.055 14 0.005 255 0.098 590 580 10 実施例 8 0.048 17 0.005 354 0.104 610 600 10 実施例 9 0.070 9 0.007 129 0.106 530 520 10

11例 10 0.068 12 0.007 176 0.100 570 560 10 実施例 H 0.055 14 0.005 255 0.098 580 560 20 実施例 12 0.048 17 0.005 354 0.104 605 600 0 実施例 13 0.080 12 0.009 150 0.113 570 560 10 実施例 14 0.075 14 0.007 187 0.095 590 570 20 実施例 15 0.085 16 0.006 188 0.071 610 590 20 実施例 16 0.090 20 0.007 222 0.078 640 630 10 実施例 17 0.090 25 0.008 278 0.089 670 650 20 実施例 18 0.035 6 0.004 171 0.114 480 460 20 実施例 19 0.020 10 0.005 500 0.250 490 470 20 実施例 20 0.030 6 0.058 200 1.933 480 470 10 実施例 21 0.090 25 0.098 278 1.089 670 660 10 比較例 1 0.030 1 0.004 33 0.133 460 380 80 比較例 2 0.140 3 0.004 21 0.029 550 450 100 比較例 3 0.141 10 0.009 71 0.064 690 590 100 比較例 4 0.040 3 0.110 75 2.750 520 440 80

実施例 1〜 2 1の定着ベルトについては、ヒータ加熱方式のベルト加熱方式加熱定着装置の耐久時間は、耐久時間のスペックである 5 0 0時間を越えすベて 7 0 0時間を超えた。これに対し、比較例 1の定着ベルトは、鉄の含有率 F (質量％) が 1質量％であり、ベルトの内面が削れ、これによつて加圧ローラの回転トルクが大きくなつたため 1 5 0時間で試験を中止した。また、比較例 2および 3の定着ベルトは、硫黄の含有率 S (質量％) が 0 . 1 3質量％を越えており、それぞれ、 9 0時間および 8 0時間で、金属層の中心部に割れが発生した。また、比較例 4の定着ベルトは、 9 0時間で金属層の中心部にヒビゃ割れが発生した。この定着ベルトは、金属層が硫黄の含有率 Sが 0 . 0 4 0質量％、鉄の含有率 Fが 3質量％のニッケル—鉄合金からなるが、鉄の含有率 F (質量％) は（8 5 X S + 3 ) (= 6 . 4質量％) よりも小さい値を有していた。

また、比較例 1〜 4の定着ベルトの製造に使用した無端金属ベルトのニッケルー鉄合金の場合、 3 2 0 °Cで熱処理したものと 3 3 0 °Cで熱処理したものの硬度の差（Δ Η (320-330) と表すことがある）は、 8 0〜1 0 0と実施例の定着ベルトの製造に使用した無端金属ベルトの二ッケルー鉄合金に比べ熱処理温度を高くしたときの硬度の低下が極端に大きく、これらのニッケル一鉄合金からなる無端金属ベルトは、耐熱性が低く本発明の定着ベルトの作製には使えないことがわかった。

また、実施例 1〜 2 1において電铸法で作製したニッケル一鉄合金の鉄の含有率 F (質量％) と硫黄の含有率 S (質量％) について、鉄の含有率 Fを '軸に取り、硫黄の含有率 Sを横軸に取ってプロットした結果を図 7に示す。

図 7に示されているように、実施例 1〜 2 1の定着ベルトの金属層を構成するニッケル一鉄合金は、いずれも、前記式（1 ) および式（2 ) の関係を満たすものとなっており、これらの関係を満たすと、表 2に示されているように、金属層の耐熱性が高くなり、 3 2 0 °Cで熱処理したものと 3 3 0 °Cで熱処理したものの硬度の差 Δ Η (320-330) が小さいことが分かる。

また、ブチンジオールを添加し炭素含有率を増やした実施例 2 0、 2 1は空回転耐久試験で 7 0 0時間をクリァできた。また、 Δ Η (320-330) も 2 0以下と小さく耐熱性が高いことがわかった。

一方、比較例 4のように炭素量が多くなり炭素量が硫黄量の 2倍を越えると空回転耐久試験 9 0時間で、電錶ニッケル一鉄合金基材の中心部に割れが発生した。実施例 1〜2 1の炭素含有率 C質量％と硫黄含有率 F質量％の比率から、炭素の含有率が硫黄の含有率の 0 . 0 7〜 2倍であることが好ましいことがわカつた。

また、実機耐久通紙試験（ヒータ加熱方式の加熱定着装置を搭載）においては、実施例 1〜 2 1の定着ベルトを搭載したものは、トラブルもなく 1 0万枚の画出し耐久試験を終了した。一方、比較例 1〜 4の定着ベル Ft:搭載したものは、 1万枚以下でいずれも画像に乱れが発生し、そのうち通紙不可能となつた。

また、電磁誘導加熱方式のベルト加熱方式加熱定着装置による空回転耐久試験においては、実施例 1〜2 1の定着ベルトを搭載したものは、いずれも 7 0 0時間の耐久時間をクリアし十分な耐熱耐久性を有することが確認された。一方、比較例 1〜 4の定着ベルトは、耐久試験 1 0 0時間以下で、金属層の中心部にヒビゃ割れが発生した。

電磁誘導加熱方式のベルト加熱方式加熱定着装置を搭載した実機耐久通紙試験においては、実施例 1〜 2 1の定着ベルトを搭載したものは、トラブノレもなく 1 0万枚の画出し耐久試験を終了した。一方、比較例 1〜 4の定着ベルトを搭載したものは、 1万枚以下でいずれも画像に乱れが発生し、そのうち通紙不可能となった。産業上の利用可能性本発明によれば、耐磨耗性、熱伝導性、薄肉化、耐熱性及び柔軟性の向上した定着ベルト及びこれを搭載した加熱定着装置を提供することができる。

この出願は 2003年 12月 2日に出願された日本国特許出願第 2003 -40291 1からの優先権を主張するものであり、その内容を引用してこの出願の一部とするものである。

Claims

請求の範囲

1. 電錄法で製造したニッケル一鉄合金からなり、該ニッケル一鉄合金の鉄の含有率を F (質量％) 、硫黄の含有率を S (質量％) としたとき、該ニッケル—鉄合金が、下記式で表される関係を満たすものであることを特徴とする金属ベルト。

0. 001≤S≤0. 13 (1) 85 X S+ 3≤F≤350 XS + 3 (2)

2. 硫黄の含有率 S (質量％) 力

0. 02≤S≤0. 09

であることを特徴とする請求項 1に記載の金属ベルト。

3. ニッケル一鉄合金が炭素を含んでおり、該炭素の含有率（質量％) 、硫黄の含有率（質量％) の 0.07〜 2倍である請求項 1に記載の金属べノレ卜。

4. 金属層を有する定着ベルトであって、該金属層が、電铸法で製造した二ッケル一鉄合金からなり、該ニッケル一鉄合金の鉄の含有率を F (質量％) 、硫黄の含有率を S (質量。 /₀) としたとき、該ニッケル一鉄合金が、下記式で表される関係を満たすものであることを特徴とする定着ベルト。

0. 001≤S≤0. 13 (1) 85 XS + 3≤F≤350 X S + 3 · (2)

5. 硫黄の含有率 S (質量％) 、

0. 02≤S≤0. 09

であることを特徴とする請求項 4に記載の定着ベルト。

6. ニッケル一鉄合金が炭素を含んでおり、該炭素の含有率（質量％) ί 硫黄の含有率（質量％) の 0.07〜 2倍である請求項 4に記載の定着ベル卜。

7 . 金属層および離型層を有する請求項 4に記載の定着ベルト。

8 . 離型層と金属層との間に弾性層を有する請求項 7記載の定着ベルト。

9 . 弾性層がシリコーンゴム、フッ素ゴムまたはフルォロシリコーンゴムから形成されたものである請求項 8に記載の定着ベルト。

1 0 . 定着ベルトと、該定着ベルトを介して互いに圧接する一対の圧接部材とを有し、該定着ベルトの内面は該一対の圧接部材の一方と摺動し、該定着ベルトからの熱により被記録材上の画像を加熱定着する加熱定着装置であって、該定着ベルトが、請求項 4〜9のいずれかに記載の定着ベルトである 'ことを特徴とする加熱定着装置。

1 1 . '前記定着ベルトからの熱が、磁束発生手段により発生する磁束により該定着ベルトの金属層で発生する熱である請求項 10に記載の加熱定

1 2 . 前記定着ベルトからの熱が、該ベルトと摺動する圧接部材設けられた加熱体で発生する熱である請求項 10に記載の加熱定着装置。