(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２層の非磁性金属層と、前記２層の非磁性金属層に挟まれると共に電磁誘導作用で発熱する発熱金属層と、を含む積層構造を有する金属層を備え、
前記２層の非磁性金属層のうち一方の非磁性金属層と前記発熱金属層との間、及び、他方の非磁性金属層と前記発熱金属層との間に相互拡散層が生じており、
前記金属層の層厚は３０μｍ以上６０μｍ以下であって、前記発熱金属層の厚さを１とするとき、夫々の前記非磁性金属層の厚さは１．１２５以上２．３７５以下である無端状の定着ベルト。
【請求項２】
請求項１に記載の定着ベルトと、
前記定着ベルトの外周面を加圧することでトナー画像が形成された記録媒体を前記定着ベルトの外周面に押し付ける加圧部材と、
を備える定着装置。
【請求項３】
表面にトナー画像が形成される像保持体と、
前記像保持体に形成されたトナー画像を記録媒体に転写する転写部材と、
前記転写部材によって記録媒体に転写されたトナー画像を記録媒体に定着させる請求項２に記載の定着装置と、
を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着ベルト、定着装置、画像形成装置着に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の定着装置に用いられる定着ベルトには、金属層が設けられている。そして、この金属層は、２層の非磁性金属層と、これらの非磁性金属層に挟まれると共に電磁誘導作用で発熱する発熱金属層とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２００８−２０９４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、電磁誘導作用で発熱する発熱金属層の誘導加熱効率が低下するのを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る定着ベルトは、無端状であって、２層の非磁性金属層と、前記２層の非磁性金属層に挟まれると共に電磁誘導作用で発熱する発熱金属層と、を含む積層構造を有する金属層を備え、前記２層の非磁性金属層のうち一方の非磁性金属層と前記発熱金属層との間、及び、他方の非磁性金属層と前記発熱金属層との間に相互拡散層が生じており、前記金属層の層厚は３０μｍ以上６０μｍ以下であって、前記発熱金属層の厚さを１とするとき、夫々の前記非磁性金属層の厚さは１．１２５以上２．３７５以下であることを特徴とする。
【０００６】
本発明の請求項２に係る定着装置は、請求項１に記載の定着ベルトと、前記定着ベルトの外周面を加圧することでトナー画像が形成された記録媒体を前記定着ベルトの外周面に押し付ける加圧部材と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項３に係る画像形成装置は、表面にトナー画像が形成される像保持体と、前記像保持体に形成されたトナー画像を記録媒体に転写する転写部材と、前記転写部材によって記録媒体に転写されたトナー画像を記録媒体に定着させる請求項２に記載の定着装置と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の請求項１の定着ベルトによれば、発熱金属層の厚さを１とすると、非磁性金属層の厚さが１〜２の範囲に入らない構成と比して、電磁誘導作用で発熱する発熱金属層の誘導加熱効率が低下するのを抑制することができる。
【０００９】
本発明の請求項２の定着装置によれば、請求項１に記載の定着ベルトを備えていない場合と比して、効果的にトナー画像を記録媒体に定着することができる。
【００１０】
本発明の請求項３の画像形成装置によれば、請求項２に記載の定着装置を備えていない場合と比して、出力画像の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る定着ベルトの断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る定着ベルトに用いられる金属層及び比較例としての金属層の評価結果を示した図面である。
【図３（Ａ）】本発明の第１実施形態に係る定着ベルトに用いられる金属層及び比較例としての金属層の評価結果を示した図面である。
【図３（Ｂ）】本発明の第１実施形態に係る定着ベルトに用いられる金属層及び比較例としての金属層の評価結果を示した図面である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る定着ベルトが用いられた定着装置である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る定着ベルトが用いられた定着装置である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る定着装置の一部を示した側面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る定着ベルトの各層を示した断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置を示した概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の第１実施形態に係る定着ベルト、定着装置、及び画像形成装置の一例について図１〜図８に従って説明する。なお、図中に示す矢印ＵＰは、鉛直方向上方を示す。
【００１３】
（全体構成）
図８に示されるように、本実施形態に係る画像形成装置１０の本体を構成する筐体１２に光走査装置５４が固定されており、光走査装置５４に隣接する位置に、画像形成装置１０の各部の動作を制御する制御ユニット５０が設けられている。
【００１４】
この光走査装置５４は、図示しない光源から出射された光ビームを回転多面鏡（ポリゴンミラー）で走査し、反射ミラー等の複数の光学部品で反射して、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及び  ブラック（Ｋ）の各トナーに対応した光ビーム６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋを出射するようになっている。
【００１５】
また、光ビーム６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋは、それぞれ対応する像保持体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに導かれ、図中に示す矢印方向に回転する像保持体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの表面に照射され、その表面に静電潜像を形成するようになっている。
【００１６】
画像形成装置１０内の下方側には、記録媒体としてのシート部材Ｐを収納する用紙補給部１４が設けられている。また、用紙補給部１４の上方には、用紙補給部１４から搬送されるシート部材Ｐの先端部位置を調整する位置合せロール１６が設けられている。
【００１７】
さらに、画像形成装置１０の中央部には、画像形成ユニット１８が設けられている。画像形成ユニット１８は、前述した４つの像保持体２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを備えており、これらが上下一列に決められた間隔を空けて配置されている。なお、以後の説明では、ＹＭＣＫを区別する必要がある場合は、符号の後に、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのいずれかを付して説明し、ＹＭＣＫを区別する必要がない場合は、ＹＭＣＫを省略する。
【００１８】
また、光ビーム６０が照射される照射部位に対して、像保持体２０の回転方向の上流側には、像保持体２０の表面を帯電する帯電ロール２２が設けられている。
【００１９】
さらに、光ビーム６０が照射される照射部位に対して、像保持体２０の回転方向の下流側には、像保持体２０の表面に形成された静電潜像を各色のトナーでトナー画像に現像する現像装置２４が設けられている。
【００２０】
一方、像保持体２０Ｙ、２０Ｍには、図中に示す矢印方向に回転すると共に像保持体２０Ｙ、２０Ｍに形成されたトナー画像が転写される第１中間転写体２６が接触し、像保持体２０Ｃ、２０Ｋには、図中に示す矢印方向に回転すると共に像保持体２０Ｃ、２０Ｋに形成されたトナー画像が転写される第２中間転写体２８が接触している。そして、第１中間転写体２６及び第２中間転写体２８には、図中に示す矢印方向に回転すると共に第１中間転写体２６及び第２中間転写体２８に形成されたトナー画像が転写される第３中間転写体３０が接触している。
【００２１】
この第３中間転写体３０と対向する位置には、第３中間転写体３０の表面に形成されたトナー画像をシート部材Ｐに転写する転写ロール３２が設けられている。つまり、転写ロール３２と第３中間転写体３０との間をシート部材Ｐが搬送され、第３中間転写体３０上のトナー画像がシート部材Ｐに転写されるようになっている。
【００２２】
また、転写ロール３２に対して、シート部材Ｐが搬送される用紙搬送路３４の搬送方向の下流側には、定着装置１００が設けられている。定着装置１００は、定着ベルト１０２と加圧部材の一例としての加圧ロール１０４とを有しており、シート部材Ｐを加熱・加圧してシート部材Ｐに形成されたトナー画像をシート部材Ｐ上に定着させるようになっている。なお、定着装置１００については、詳細を後述する。
【００２３】
さらに、定着装置１００に対して、シート部材Ｐが搬送される用紙搬送路３４の搬送方向の下流側には、用紙搬送ロール３６が設けられ、画像形成装置１０の上部には、用紙搬送ロール３６によって機外に排出されたシート部材Ｐが積載される排出部３８が設けられている。
【００２４】
次に、画像形成装置１０の画像形成について説明する。
【００２５】
画像形成装置１０を作動させると、各像保持体２０の表面が各帯電ロール２２によって一様に帯電される。
【００２６】
光走査装置５４から出力画像に対応した各色の光ビーム６０が、帯電後の像保持体２０の表面に照射され、像保持体２０の表面には、各色に対応した静電潜像が形成される。
【００２７】
この静電潜像に対して、現像装置２４が各色のトナーを付与し、像保持体２０の表面には、各色（Ｙ〜Ｋ色）のトナー画像が形成される。
【００２８】
その後、マゼンタ用の像保持体２０Ｍから第１中間転写体２６にマゼンタのトナー画像が一次転写される。また、イエロー用の像保持体２０Ｙから第１中間転写体２６にイエローのトナー画像が一次転写され、第１中間転写体２６上でマゼンタのトナー画像に重ね合わされる。
【００２９】
同様に、ブラック用の像保持体２０Ｋから第２中間転写体２８にブラックのトナー画像が一次転写される。また、シアン用の像保持体２０Ｃから第２中間転写体２８にシアンのトナー画像が一次転写され、第２中間転写体２８上でブラックのトナー画像に重ね合わされる。
【００３０】
さらに、第１中間転写体２６へ一次転写されたマゼンタとイエローのトナー画像は、第３中間転写体３０へ二次転写される。一方、第２中間転写体２８へ一次転写されたブラックとシアンのトナー画像も、第３中間転写体３０へ二次転写される。
【００３１】
ここで、先に二次転写されているマゼンタ  、イエローのトナー画像と、シアンおよびブラックのトナー画像とが重ね合わされ、カラー（３色）とブラックのカラートナー画像が第３中間転写体３０上に形成される。
【００３２】
二次転写されたカラートナー画像は、第３中間転写体３０と転写ロール３２との間の接触部（ニップ部）に達する。そのタイミングに同期して、位置合せロール１６からシート部材Ｐが第３中間転写体３０と転写ロール３２との間の接触部（ニップ部）に搬送され、シート部材Ｐ上にカラートナー画像が三次転写（最終転写）される。
【００３３】
このシート部材Ｐは、定着装置１００に搬送され、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４との間に形成される接触部を通過する。その際、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４とから与えられる熱と圧力との作用により、カラートナー画像がシート部材Ｐに定着する。定着後、シート部材Ｐは用紙搬送ロール３６により排出部３８に排出され、シート部材Ｐへのカラー画像形成が終了する。
【００３４】
（要部構成）
次に、本実施形態に係る定着装置１００について説明する。
【００３５】
図４に示されるように、定着装置１００は、シート部材Ｐの進入又は排出を行うための開口が形成された筐体１２２を備えている。
【００３６】
筐体１２２の内部には、矢印Ｄ方向へ回転すると共に、回転軸方向に延びる円筒状（無端状）の定着ベルト１０２が設けられている。
【００３７】
また、定着ベルト１０２の外周面と対向する位置には、絶縁性の材料で構成されたボビン１０８が配置されている。そして、このボビン１０８と定着ベルト１０２との間隔は１〜３ｍｍ程度となっている。さらに、ボビン１０８は、定着ベルト１０２の回転軸方向（以下単に軸方向という）から見て、定着ベルト１０２の外周面に倣った略円弧状に形成されており、周方向の中央側には、筐体１２２の内壁面に向って突出する凸部１０８Ａが形成されている。
【００３８】
さらに、ボビン１０８には、凸部１０８Ａを中心として軸方向（図４の紙面奥行き方向）に鉄線が複数回巻き回された励磁コイル１１０が設けられている。
【００３９】
また、励磁コイル１１０を挟んで定着ベルト１０２の反対側には、ボビン１０８の円弧状に倣って形成されたフェライト系の磁性体からなる磁性コア１１２が配置され、ボビン１０８に支持されている。
【００４０】
一方、定着ベルト１０２の内側には、非磁性体であるアルミニウムからなる支持部材１１４が、定着ベルト１０２と非接触で配置され、軸方向の両端が定着装置１００の筐体１２２に固定されている。
【００４１】
この支持部材１１４は、軸方向から見て、定着ベルト１０２と対向して円弧状に形成された円弧部１１４Ａと、矩形状に形成された柱部１１４Ｂとで構成され、円弧部１１４Ａと柱部１１４Ｂは一体成形されている。
【００４２】
また、支持部材１１４の円弧部１１４Ａには、この円弧部１１４Ａに沿って、磁性コア１１２と同様の材質から構成される磁性コア１１６が設けられている。磁性コア１１６は、定着ベルト１０２と非接触状態となっている。この磁性コア１１６と磁性コア１１２との間で、定着ベルト１０２を貫通した磁界Ｈによる閉磁路が形成され、磁界Ｈが強められるようになっている。
【００４３】
また、支持部材１１４の柱部１１４Ｂにおいて、円弧部１１４Ａに対して反対側の端面には、加圧ロール１０４から加圧された定着ベルト１０２を定着ベルト１０２の内周面と接触して支持する接触部材１１８が固定されている。
【００４４】
詳細には、この接触部材１１８はウレタンゴム又はスポンジ等の弾性を有する材料で成形され、テフロン（登録商標）シート（図示省略）が設けられた接触部材１１８の一端面が定着ベルト１０２の内周面と接触して定着ベルト１０２の内周面を定着ベルト１０２の外側に向けて押圧するようになっている。
【００４５】
一方、定着ベルト１０２を挟んで、接触部材１１８と対向する位置に配置される加圧ロール１０４は、定着ベルト１０２を接触部材１１８に向けて加圧するとともに、図示しないモータ及びギアからなる駆動機構により矢印Ｅ方向に回転するようになっている。
【００４６】
この加圧ロール１０４は、アルミニウム等の金属からなる芯金１０６の周囲に、シリコンゴム及びＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）が被覆された構成となっている。また、加圧ロール１０４は、図示しないソレノイド等の電磁スイッチ、又はカム機構を用いて矢印Ａ、Ｂ方向に移動可能となっており、矢印Ａ方向に移動したときは定着ベルト１０２の外周面と接触して定着ベルト１０２を押圧し、矢印Ｂ方向に移動したときは定着ベルト１０２の外周面から離間するようになっている（図５参照）。
【００４７】
ここで、加圧ロール１０４が定着ベルト１０２を接触部材１１８側に加圧すると、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４との接触部（ニップ部）において、定着ベルト１０２に凹部１０３が形成され、この凹部１０３の両端には凸部１０５が形成されるようになっている。
【００４８】
この接触部の形状は、トナーＴが載ったシート部材Ｐが通過するときに、定着ベルト１０２から剥離させる方向に湾曲した形状となっている。このため、矢印ＩＮ方向から搬送されてきたシート部材Ｐは、それ自体の腰の強さで接触部の形状に倣って矢印ＯＵＴ方向に排出されるようになっている。
【００４９】
また、接触幅（ニップ幅）を広げるために、接触部材１１８は、定着ベルト１０２を加圧ロール１０４側に押圧するとともに定着ベルト１０２の内周面に倣って湾曲状とされている。
【００５０】
さらに、定着ベルト１０２の表面で、励磁コイル１１０と対向しない領域で、かつシート部材Ｐの排出側の領域には、定着ベルト１０２の外表面（内周面でもよい）の温度を測定するサーミスター１２０が定着ベルト１０２と接触して設けられている。サーミスター１２０の接触位置は、シート部材Ｐのサイズの大小によって測定値が変わらないように、定着ベルト１０２の軸方向（図４の紙面奥行き方向）の中央側となっている。
【００５１】
このサーミスター１２０は、定着ベルト１０２の表面から与えられる熱量に応じて抵抗値が変化することで、定着ベルト１０２の表面の温度を計測するようになっている。
【００５２】
図６に示されるように、サーミスター１２０は、配線１３６を介して、制御ユニット５０（図８参照）の内部に設けられた制御回路１３８に接続されている。また、制御回路１３８は、配線１４０を介して通電回路１４２に接続されており、通電回路１４２は、配線１４４Ａ、１４４Ｂを介して前述の励磁コイル１１０に接続されている。
【００５３】
ここで、制御回路１３８は、サーミスター１２０から送られた電気量に基づいて定着ベルト１０２の表面の温度を測定し、この測定温度と予め記憶させてある定着設定温度（本実施形態では１７０℃）とを比較する。そして、測定温度が定着設定温度よりも低い場合は、通電回路１４２を駆動して励磁コイル１１０に通電し、磁気回路としての磁界Ｈ（図４参照）を発生させる。一方、測定温度が定着設定温度よりも高い場合は、通電回路１４２を停止するようになっている。
【００５４】
つまり、通電回路１４２は、制御回路１３８から送られる電気信号に基づいて駆動又は駆動停止され、配線１４４Ａ、１４４Ｂを介して励磁コイル１１０に所定の周波数の交流電流を供給又は供給停止するようになっている。
【００５５】
次に、定着ベルト１０２の構成について説明する。
【００５６】
図１に示されるように、定着ベルト１０２は、内周側から外周側に向けて非磁性金属層の一例としての基層１３４、発熱金属層の一例としての発熱層１３２、非磁性金属層の一例としての保護層１３０、弾性層１２８、及び離型層１２６で構成されており、これらが積層され一体となっている。そして、保護層１３０、発熱層１３２、及び基層１３４の３層で金属層１４６が構成されている。
【００５７】
基層１３４は、定着ベルト１０２の強度を保持するベースとなるもので、本実施形態では、非磁性のオーステナイト系のステンレス（非磁性ＳＵＳ）で構成されている。
【００５８】
発熱層１３２は、前述の磁界Ｈ（図２参照）を打ち消す磁界を生成するように渦電流が流れる電磁誘導作用により発熱する金属材料であり、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、錫、鉛、ビスマス、ベリリウム、アンチモン、又はこれらの合金の金属材料を用いることができる。固有抵抗を２．７×１０−８Ωｃｍ以下に小さくして必要な発熱量を効率よく得ること、及び低コストの観点から、発熱層１３２として銅を用いることができる。
【００５９】
また、発熱層１３２は、熱容量ができるだけ小さい方が定着装置１００のウォームアップ時間を短縮することができるため、できるだけ薄い層を設けることが望ましい。
【００６０】
以上より、本実施形態では、発熱層１３２は、銅で構成されている。
【００６１】
一方、保護層１３０の厚さ及び材質は、定着ベルト１０２の剛性と発熱層１３２の厚さとを考慮して決められる。さらに、励磁コイル１１０側の保護層１３０は、励磁コイル１１０からの磁界Ｈ（図２参照）を発熱層１３２へ作用させなければならず、保護層１３０で磁界Ｈを遮断しないことや、発熱層１３２の発熱効率を阻害しないことが求められる。
【００６２】
１００μｍ以下の厚さの保護層１３０で、磁界Ｈの磁束を発熱層１３２まで侵入させるためには、磁界が侵入できる深さ（磁界が１／ｅに減衰する距離。ｅは約２．７１８。）を示す表皮深さが、少なくとも保護層１３０の厚さと発熱層１３２の厚さの合計以上の厚さであることが必要である。そして、表皮深さが十分に大きな値になる材料として非磁性金属（比透磁率が概ね１の常磁性体）が挙げられる。
【００６３】
さらに、保護層１３０が発熱層１３２の発熱を阻害しないためには、概ね発熱し難い高い固有抵抗の材質を用いることができる（理想は、比透磁率＝１、固有抵抗＝∞の金属）。
【００６４】
そして、金属層１４６を備えた定着ベルト１０２を定着装置１００に用いたとすると、定着ベルト１０２内側、外側いずれからも、電磁誘導により発生する渦電流をコントロールできることになり、定着ベルト１０２の内側や外側どちらでも励磁コイル１１０を配置できることになる。
【００６５】
また、基層１３４と保護層１３０とには、機械的強度が発熱層１３２より高く、繰り返し歪みに強い材料で、錆びや腐食に強い材料を用いることができる。
【００６６】
これらの検討結果から、本実施形態では、保護層１３０は、非磁性のオーステナイト系のステンレス（非磁性ＳＵＳ、固有抵抗６０〜８０×１０−８Ωｍ）で構成されている。
【００６７】
また、定着ベルト１０２の製造時の膜厚精度を維持すること、及び温度低下を抑えるために熱容量を維持すること、定着ベルト１０２の可撓性（フレキシビリティ）を確保することの観点から、本実施形態では、金属層１４６の層厚は、３０〜６０μｍとされている。
【００６８】
また、基層１３４、発熱層１３２、及び保護層１３０を含む金属層１４６は、異種金属を張り合わせたクラッド鋼を塑性加工（深絞り）することにより成形されたシームレス管が用いられる。ここで、板状のクラッド鋼を塑性加工することで、円筒状のシームレス管を成形させる工程では、絞り工程を何回かに分けて段階的に成形する必要がある。そして、各絞り工程毎に、内部に生じた応力を除去するため、熱処理が施される。そして、この熱処理が施される毎に、熱処理条件によっては、発熱層１３２と保護層１３０、及び発熱層１３２と基層１３４との間で生じる相互拡散層（合金層）が増加する。
【００６９】
また、本実施形態では、発熱層１３２の厚さを１とすると、基層１３４及び保護層１３０の厚さは１〜２とされている。つまり、金属層１４６の層厚が６０μｍの際に、発熱層１３２の厚さが１２μｍのときは、基層１３４及び保護層１３０の厚さは夫々２４μｍとされるようになっている。
【００７０】
さらに、弾性層１２８は、弾性と耐熱性が得られる等の観点から、シリコン系ゴム、又はフッ素系ゴムが用いられ、本実施形態ではシリコンゴムを用いている。本実施形態では、弾性層１２８の厚さを２００μｍとしている。
【００７１】
また、離型層１２６は、シート部材Ｐ上で溶融されたトナーＴ（図２参照）との接着力を弱めて、シート部材Ｐを定着ベルト１０２から剥離し易くするために設けられる。優れた表面離型性を得るためには、離型層１２６として、フッ素樹脂、シリコン樹脂、又はポリイミド樹脂を用いることが好ましく、本実施形態ではＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）を用いている。なお、本実施形態では、離型層１２６の厚さは３０μｍとしている。
【００７２】
（作用）
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００７３】
図８に示されるように、画像形成装置１０の画像形成工程を経て、トナーが転写されたシート部材Ｐが定着装置１００に送られる。
【００７４】
図５に示されるように、定着装置１００においては、制御ユニット５０（図８参照）の制御により、定着ベルト１０２の表面の温度が定着設定温度に到達するまでは、加圧ロール１０４が定着ベルト１０２の表面から離間されている。
【００７５】
そして、定着ベルト１０２の表面の温度が定着設定温度に到達すると、図４に示されるように、加圧ロール１０４が移動して定着ベルト１０２の表面に接触する。定着ベルト１０２の表面の温度は、加圧ロール１０４との接触により一時的に低下するが、発熱層１３２が継続して発熱することで、定着設定温度に到達する。
【００７６】
続いて、定着装置１００では、加圧ロール１０４が矢印Ｅ方向への回転駆動を開始し、定着ベルト１０２がそれに従動して矢印Ｄ方向へ回転する。このとき、制御回路１３８からの電気信号に基づいて通電回路１４２が駆動され、励磁コイル１１０に交流電流が供給される。
【００７７】
励磁コイル１１０に交流電流が供給されると、励磁コイル１１０の周囲に磁気回路としての磁界Ｈが生成消滅を繰り返す。
【００７８】
そして、図７に示されるように、磁界Ｈが定着ベルト１０２の発熱層１３２を横切ると、磁界Ｈの変化を妨げる磁界が生じるように発熱層１３２に渦電流（図示せず）が発生する。
【００７９】
発熱層１３２は、発熱層１３２の表皮抵抗、及び発熱層１３２を流れる渦電流の大きさに比例して発熱し、これによって定着ベルト１０２が加熱される。
【００８０】
このように、定着ベルト１０２の昇温時に加圧ロール１０４が接触しておらず、定着ベルト１０２単体で昇温できるので、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４とが接触した状態で昇温するよりも、ウォームアップ時間が短縮される。
【００８１】
定着ベルト１０２の表面の温度は、図６に示されるようにサーミスター１２０で検知され、定着設定温度１７０℃に到達していない場合は、制御回路１３８が通電回路１４２を駆動制御して励磁コイル１１０に所定の周波数の交流電流を通電する。また、定着設定温度に到達している場合は、制御回路１３８が通電回路１４２の制御を停止する。
【００８２】
定着ベルト１０２の表面の温度が決められた温度範囲になると、表面にトナー画像が形成されたシート部材Ｐが、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４との接触部（ニップ部）に搬送される。
【００８３】
図４に示されるように、この接触部では、定着ベルト１０２が円柱状の加圧ロール１０４と接触部材１１８とに挟まれ、内側に凸となるように変形している。そして、定着ベルト１０２が、回転する加圧ロール１０４と従動回転する。
【００８４】
ここで、前述したように、本実施形態の定着ベルト１０２の金属層１４６の層厚は、３０〜６０μｍとされている。金属層１４６の層厚が不適切であると、金属層の剛性が低すぎたり、高すぎたりすることが問題となることが考えられる。そこで、金属層の層厚を変えた定着ベルトを用いて、小サイズ用紙（本実施例ではＢ５サイズ）連続通紙時の定着ベルトのねじり座屈強度について評価を行った。小サイズ用紙を連続通紙すると、定着ベルト及び加圧ロールにおける通紙部と非通紙部とで温度差が生じ、加圧ロールにおいては通紙／非通紙の境界で膨張差による局所的な段差が生じ、定着ベルトをねじる力が働き、金属層の剛性が低いと定着ベルトの座屈が発生する。
【００８５】
図２に示されるように、金属層の層厚が３０μｍ以上であれば、本評価結果は○であり、金属層に座屈が生じないことが分かる。
【００８６】
さらに、金属層の層厚を変えた定着ベルトを用いて、用紙剥離に必要なベルト変形が可能となる可撓性（フレキシビリティ）について評価を行った。金属層の層厚が６０μｍ以下であれば、本評価結果は○であり、金属層の可撓性が確保され、加圧ロールの表面に追従するのが分かる。すなわち、定着ベルト１０２の金属層１４６の層厚を３０〜６０μｍとすることで、金属層１４６の剛性が適切な状態に保たれることが分かる。
【００８７】
なお、定着ベルトのねじり座屈強度についての評価基準としては、Ｂ５サイズ用紙の５００枚連続通紙の評価を行った際に定着ベルトが座屈発生のときに○とし、座屈発生のときに×として評価を行った。
【００８８】
また、定着ベルトの可撓性（フレキシビリティ）について評価を基準としては、ニップ部の曲率半径測定の評価を行った際に曲率半径が４０ｍｍ以上のときに○とし、４０ｍｍ未満のときに×として評価を行った。
【００８９】
また、前述したように、本実施形態の金属層１４６には、クラッド鋼を複数回に分けて塑性加工することで成形された円筒状のシームレス管が用いられる。そして、各絞り工程毎に、熱処理が施されるため、熱処理条件によっては、発熱層１３２と保護層１３０、及び発熱層１３２と基層１３４との間で生じる相互拡散層（合金層）が増加して、発熱層１３２が薄くなることが考えられる。つまり、発熱層１３２が薄くなると誘導加熱効率が低下してしまうことが問題となる。一方、この誘導加熱効率の低下を抑制するため、銅で成形された発熱層を厚くすると、非磁性ＳＵＳで成形された保護層及び基層が薄くなり、塑性加工時の素材の波うち及び発熱層の露出が問題となる。
【００９０】
ここで、本実施形態の定着ベルト１０２の金属層１４６の層厚は３０〜６０μｍとされ、さらに、発熱層１３２の厚さを１とすると、基層１３４及び保護層１３０の厚さは１〜２とされている。そこで、誘導加熱効率の確保、及び塑性加工時の素材の波うち及び発熱層の露出について評価を行った。
【００９１】
図３（Ａ）に示されるように、まず熱処理により相互拡散層が増加しない場合、金属層の厚さが３０μｍの場合に、発熱層（ＣｕまたはＡｇ）の厚さを１とするときの、基層（ＳＵＳ）及び保護層（ＳＵＳ）の厚さを１、１．５、２とすると、誘導加熱効率の確保については、○となり、塑性加工時の素材の波うち及び発熱層の露出については、○となる。そして、この場合の総合判定としては、○となる。
【００９２】
また、金属層の厚さが６０μｍの場合に、発熱層（ＣｕまたはＡｇ）の厚さを１とするときの基層（ＳＵＳ）及び保護層（ＳＵＳ）の厚さを１、１．５、２とすると、誘導加熱効率の確保については、○となり、塑性加工時の素材の波うち及び発熱層の露出については、○となる。そして、この場合の総合判定は、○となる。
【００９３】
また、図３（Ｂ）に示されるように、熱処理により相互拡散層が増加する場合、これまでの実験により拡散比率が最大２０％程度であることを確認しており、拡散比率２０％とした場合、金属層の厚さが３０μｍの場合に、発熱層（ＣｕまたはＡｇ）の厚さを１とするときの、基層（ＳＵＳ）及び保護層（ＳＵＳ）の厚さを１、１．５、２とすると、誘導加熱効率の確保については、○となり、塑性加工時の素材の波うち及び発熱層の露出については、○となる。そして、この場合の総合判定としては、○となる。
【００９４】
また、金属層の厚さが６０μｍの場合に、発熱層（ＣｕまたはＡｇ）の厚さを１とするときの基層（ＳＵＳ）及び保護層（ＳＵＳ）の厚さを１、１．５、２とすると、誘導加熱効率の確保については、○となり、塑性加工時の素材の波うち及び発熱層の露出については、○となる。そして、この場合の総合判定は、○となる。
【００９５】
なお、誘導加熱効率の確保についての評価基準としては、周波数２５ｋＨｚにおける力率測定の評価を行った際に、定着器として力率が０．３以上のときに○とし、０．３未満のときに×として評価を行った。
【００９６】
また、塑性加工時の素材の波うち及び発熱層の露出について評価を基準としては、目視による素材観察の評価を行った際に上記現象が観察されたときに○とし、観察されないときに×として評価を行った。
【００９７】
以上の評価結果より、定着ベルト１０２の金属層１４６の層厚を３０〜６０μｍとし、さらに、発熱層１３２の厚さを１として基層１３４及び保護層１３０の厚さを１〜２とすることで、本実施形態の定着ベルト１０２は、誘導加熱効率の確保、塑性加工時の素材の波うち及び発熱層の露出については、市場の要求品質を満足していることが分かる。
【００９８】
また、このような定着ベルト１０２を定着装置１００に用いることで、効果的にトナー画像が記録媒体に定着される。
【００９９】
また、このような定着装置１００を画像形成装置１０に用いることで、出力画像の品質が向上する。
【０１００】
次に、本発明の第２実施形態に係る定着ベルト、定着装置、及び画像形成装置の一例について説明する。第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【０１０１】
本第２実施形態に係る定着ベルトに用いられる金属層は、第１実施形態のように、クラッド鋼を深絞りすることで成形されておらず、押出し成形又は引き抜き成形等で成形されている。このため、熱処理時に生じる相互拡散層（合金層）が生じないようになっている。
【０１０２】
ここで、誘導加熱効率の確保、及び塑性加工時の素材の波うち及び発熱層の露出について評価を行った。
【０１０３】
この場合、図３（Ａ）に示されるように、金属層の厚さが３０μｍの場合に、発熱層（ＣｕまたはＡｇ）の厚さを１とするときの、基層（ＳＵＳ）及び保護層（ＳＵＳ）の厚さを１、１．５、２とすると、誘導加熱効率の確保については、○となり、塑性加工時の素材の波うち及び発熱層の露出については、○となる。そして、この場合の総合判定としては、○となる。
【０１０４】
また、金属層の厚さが６０μｍの場合に、発熱層（ＣｕまたはＡｇ）の厚さを１とするときの基層（ＳＵＳ）及び保護層（ＳＵＳ）の厚さを１、１．５、２とすると、誘導加熱効率の確保については、○となり、塑性加工時の素材の波うち及び発熱層の露出については、○となる。そして、この場合の総合判定は、○となる。
【０１０５】
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、基層１３４及び保護層１３０の厚さを同じ厚さとして説明したが、特にこれに限定されることなく、基層及び保護層の厚さが異なっていてもよい。
【０１０６】
また、上記実施形態では、発熱層１３２として銅（Ｃｕ）を用いたが、銀（Ａｇ）であってもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１０        画像形成装置
２０        像保持体
３２        転写ロール（転写部材）
１００      定着装置
１０２      定着ベルト
１０４      加圧ロール（加圧部材）
１２８      弾性層（非磁性金属層）
１３０      保護層（発熱金属層）
１３２      発熱層（非磁性金属層）
１４６ 金属層
【図１】
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【図２】
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【図３（Ａ）】
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【図３（Ｂ）】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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