(57)【要約】【課題】弾性層の弾性を保ちながら、電磁誘導加熱での加熱効率を向上した加熱部材（定着部材）を提供するとともに、その加熱部材を用い、電磁誘導加熱での加熱効率を向上した加熱装置（定着装置）を提供する。【解決手段】本発明の加熱部材１１Ｂ，１１Ｃは、弾性高分子材料と金属とからなる弾性発熱層４３を有し、前記金属は相互に連結された構造を有し、前記弾性発熱層４３に渦電流を発生させて発熱させる。本発明は、シート状の被加熱部材Ｓを挟持搬送する２つの回転体１１Ｂ，１１Ｃと、該回転体を加熱する加熱手段とを備え、被加熱部材を加熱及び加圧する加熱装置６Ｂにおいて、加熱手段は、励磁手段１２と、該励磁手段によって回転体に設けられた導電層に渦電流を発生させて発熱させる電磁誘導加熱による発熱手段から成り、２つの回転体のいずれか一方または両方に前記加熱部材を用いたことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱部材に接触し該被加熱部材を加熱する加熱部材において、
弾性高分子材料と金属とからなる弾性発熱層を有し、前記金属は相互に連結された構造を有し、前記弾性発熱層に渦電流を発生させて発熱させることを特徴とする加熱部材。
【請求項２】
請求項１記載の加熱部材において、
前記金属材料は、被加熱部材を加熱する時の温度より高い温度で溶融することを特徴とする加熱部材。
【請求項３】
請求項１または２記載の加熱部材において、
前記金属材料の少なくとも１種類は、前記被加熱部材を加熱する時の温度より高い温度で溶融し、かつ形状異方性を有することを特徴とする加熱部材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の加熱部材において、
前記弾性発熱層よりも外側に設けられる離型層を有することを特徴とする加熱部材。
【請求項５】
請求項４記載の加熱部材において、
前記離型層は、フッ素系樹脂層であることを特徴とする加熱部材。
【請求項６】
請求項４記載の加熱部材において、
前記離型層は、シリコーンゴム層であることを特徴とする加熱部材。
【請求項７】
請求項４記載の加熱部材において、
前記離型層は、フッ素ゴム層であることを特徴とする加熱部材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の加熱部材において、
前記弾性発熱層の内側に設けられ、弾性高分子材料からなる弾性断熱層を有することを特徴とする加熱部材。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一つに記載の加熱部材において、
前記弾性発熱層の外側に設けられ、弾性高分子材料からなる第２の弾性層を有することを特徴とする加熱部材。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一つに記載の加熱部材の弾性発熱層の作製方法において、
前記金属材料を硬化前のゴム液中に分散して作製した塗装液を基材または弾性断熱層上に塗装し、硬化させる際または硬化させた後に、少なくとも１種類の金属の溶融温度よりも高温に加熱することを特徴とする加熱部材の弾性発熱層の作製方法。
【請求項１１】
被加熱部材であるシート状の記録材に接触して該記録材を加熱し、前記記録材上の未定着画像を定着する定着部材において、
請求項１〜９のいずれか一つに記載の加熱部材からなることを特徴とする定着部材。
【請求項１２】
励磁手段と、該励磁手段によって弾性発熱層に渦電流を発生させて発熱させる電磁誘導加熱による発熱手段を有する加熱部材とを備え、前記加熱部材として請求項１〜９のいずれか一つに記載の加熱部材を用いたことを特徴とする加熱装置。
【請求項１３】
シート状の被加熱部材を挟持搬送する２つの回転体と、該回転体を加熱する加熱手段とを備え、前記被加熱部材を加熱及び加圧する加熱装置において、
前記加熱手段は、励磁手段と、該励磁手段によって回転体に設けられた弾性発熱層に渦電流を発生させて発熱させる電磁誘導加熱による発熱手段から成り、２つの回転体のいずれか一方または両方に、請求項１〜９のいずれか一つに記載の加熱部材を用いたことを特徴とする加熱装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の加熱装置において、
前記加熱手段を２つ備え、２つの回転体が２つの加熱手段によりそれぞれ加熱されることを特徴とする加熱装置。
【請求項１５】
周面が周回するように支持された定着部材と、前記定着部材に圧接される加圧部材とを用い、前記定着部材に前記加圧部材が圧接される領域を通過する記録材を加熱及び加圧して、該記録材上に担持された未定着画像を定着する定着方法において、
前記定着部材として請求項１１に記載の定着部材を用いたことを特徴とする定着方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の定着方法において、
ワックス含有のトナーを用いて記録材に形成された画像の定着を行うことを特徴とする定着方法。
【請求項１７】
請求項１２記載の加熱装置を用い、ワックス含有のトナーを用いて記録材に形成された画像の定着を行うことを特徴とする定着方法。
【請求項１８】
請求項１３または１４記載の加熱装置を用い、２つの回転体の一方を定着部材、他方を加圧部材とし、定着部材と加圧部材の圧接部で被加熱部材である記録材を挟持搬送し、ワックス含有のトナーを用いて記録材に形成された画像の定着を行うことを特徴とする定着方法。
【請求項１９】
請求項１５〜１８のいずれか一つに記載の定着方法において、
前記定着部材と加圧部材のうち、少なくとも定着部材に離型剤を塗布することを特徴とする定着方法。
【請求項２０】
周面が周回するように支持された定着部材と、前記定着部材に圧接される加圧部材とを有し、前記定着部材に前記加圧部材が圧接される領域を通過する記録材を加熱及び加圧して、該記録材上に担持された未定着画像を定着する定着装置において、
前記定着部材として請求項１１に記載の定着部材を用いたことを特徴とする定着装置。
【請求項２１】
請求項２０記載の定着装置において、
ワックス含有のトナーを用いて記録材に形成された画像の定着を行うことを特徴とする定着装置。
【請求項２２】
請求項１２記載の加熱装置を備え、ワックス含有のトナーを用いてシート状の被加熱部材に形成された画像の定着を行うことを特徴とする定着装置。
【請求項２３】
請求項１３または１４記載の加熱装置を備え、２つの回転体の一方を定着部材、他方を加圧部材とし、定着部材と加圧部材の圧接部で被加熱部材である記録材を挟持搬送し、ワックス含有のトナーを用いて記録材に形成された画像の定着を行うことを特徴とする定着装置。
【請求項２４】
請求項２０〜２３のいずれか一つに記載の定着装置において、
前記定着部材と前記加圧部材のうち、少なくとも定着部材に離型剤を塗布することを特徴とする定着装置。
【請求項２５】
シート状の記録材上にトナー画像を形成する画像形成部と、前記記録材にトナー画像を定着させる定着部を備えた画像形成装置において、
前記定着部に、請求項１５〜１９のいずれか一つに記載の定着方法を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２６】
シート状の記録材上にトナー画像を形成する画像形成部と、前記記録材にトナー画像を定着させる定着部を備えた画像形成装置において、
前記定着部に、請求項２０〜２４のいずれか一つに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱装置や定着装置に用いられ被加熱部材を加熱する加熱部材、その加熱部材の弾性発熱層の作製方法、前記加熱部材からなりシート状の被加熱部材（記録材）の未定着画像を定着する定着部材、前記加熱部材を用いた加熱装置、前記定着部材を用いて未定着画像を記録材に定着する定着方法及び定着装置、前記加熱装置を用いて未定着画像を記録材に定着する定着方法及び定着装置に関するものであり、より詳しくは、電磁誘導を利用して加熱する際の加熱効率の向上を図った加熱部材及び定着部材と、その加熱部材を用いた加熱装置、その定着部材や加熱装置を用いた定着方法及び定着装置に関する。
また、本発明は、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、印刷装置、あるいはこれらの機能を組み合わせた複合機など、画像形成プロセスと転写プロセスを利用してシート状の記録材上に未定着画像を形成し、前記の定着方法や定着装置を用いて未定着画像を記録材に定着する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置の定着工程に関しては、種々の方法や装置が開発されているが、現在最も一般的な方法は熱ローラによる圧着加熱方式である。
加熱ローラ（定着ローラ）による圧着加熱方式の定着装置では、トナーに対し離型性を有する材料（主にフッ素樹脂）で表面を形成した定着ローラを用い、定着ローラの表面にシート状の被加熱部材（記録用紙、ＯＨＰシート、葉書等の記録材）のトナー像面を加圧下で接触しながら通過せしめることにより定着を行なうものである。
このような定着装置に関する従来技術としては種々の提案がなされているが、その中で電磁誘導加熱を利用したものとしては以下のようなものがある。
【０００３】
(a) 特許文献１（特開２００２−４９２６０号公報）には、「転写材上のトナー像を加熱と加圧とにより前記転写材に固定する定着装置において、電磁誘導加熱体を内部に有する円筒状の熱伝導性基体と、該熱伝導性基体の外側に弾性断熱層と、該弾性断熱層の外側に磁性弾性発熱層とを設けてロール状の電磁誘導定着用回転部材を形成するもので、前記磁性弾性発熱層は弾性高分子材料と磁性材とからなることを特徴とする定着装置」が開示されている。
(b) 特許文献２（特開２００２−５５５４８号公報）には、「電磁誘導加熱体と、薄肉の円筒状弾性体と、前記円筒状弾性体の外側の磁性弾性発熱層とからなる電磁誘導定着用定着ローラ部材」が開示されている。
(c) 特許文献３（特開２００２−９１２０８号公報）には、「加熱回転体と、該加熱回転体の内側に配置された磁場発生手段とを有し、該磁場発生手段から発生させた高周波誘導磁束により前記加熱回転体を電磁誘導発熱させて、記録媒体上に形成されたトナー像を加熱して定着する誘導加熱型の定着装置において、前記加熱回転体を、基体と、該基体の外側に積層された磁性発熱層とにより形成し、前記磁性発熱層がゴム層中に磁性体を含み、前記磁性発熱層のゴム層に含まれる磁性体を鎖状に整列させたことを特徴とする定着装置」が開示されている。
(d) 特許文献４（特開２００２−１０８１２４号公報）には、「転写材上のトナー像を加熱と加圧とにより前記転写材に固定する定着装置において、電磁誘導加熱体を有する円筒状の熱伝導性基体と、該熱伝導性基体の外側に磁性弾性発熱層とを設けてロール状の電磁誘導定着用回転部材を形成すると共に、前記磁性弾性発熱層は、球状の磁性粒子を層中に分散して形成されていることを特徴とする定着装置」が開示されている。
(e) 特許文献５（特開昭５３−６０２３６号公報）には、「コアに巻付けられた巻線と、これに順次巻装された耐熱性絶縁層および発熱体を有する誘導発熱ローラーにおいて、上記発熱体に１０８Ωｃｍ以下のシリコンゴムを用いたことを特徴とする定着装置」が開示されている。
(f) 特許文献６（特開昭５４−７８１４０号公報）には、「導電性を有する弾質材よりなる発熱層をロール表面に巻装して、該ロールに付設された励起体の電気付勢に基づく誘導発熱により、同発熱層を高温に保持させるようにした加熱ロールであって、金属、カーボン類の良導電性の粉材、繊維材、または繊維捩編材よりなる発熱促進体を、上記発熱層内に埋め込んだことを特徴とする加熱ロール」が開示されている。
【０００４】
以上のように電磁誘導加熱を利用した加熱部材や定着装置の提案が種々なされているが、上記の（a）〜(f)のいずれの従来技術も、弾性層中に導電性あるいは磁性を有する粒子を分散させているため、電気抵抗が高く加熱効率が低いという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−４９２６０号公報
【特許文献２】特開２００２−５５５４８号公報
【特許文献３】特開２００２−９１２０８号公報
【特許文献４】特開２００２−１０８１２４号公報
【特許文献５】特開昭５３−６０２３６号公報
【特許文献６】特開昭５４−７８１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
画像形成装置の定着装置、特にカラー画像を出力する電子写真方式の画像形成装置に搭載される定着装置では、ローラ芯金の表面にシリコーンゴム等の弾性層を有する定着ローラ（加熱ローラ）が用いられる。
これは定着ローラが硬質であると、用紙やトナー層の凹凸に定着ローラ表面が追従せず、ハーフトーン画像などでは、ドットにより潰れ方が異なって、ざらついて見えたり、ベタ部では光沢ムラとなり、画質を低下させるからである。モノクロ画像でも同様の画質低下が生じるが、線画が中心であるため、比較的目立たない。このため、カラー画像の高画質化には、弾性層を有する定着ローラが必須となる。
【０００７】
上記の定着ローラ（加熱ローラ）方式の定着装置は、ウォーミングアップ時に、定着ローラ内に備えられているハロゲンヒータ等の熱源から、熱容量が大きいローラ芯金、熱伝導の悪いシリコーンゴム層、ローラ表面層へと熱が伝わって所定の定着温度に達するまでに時間を要していた。また、このため、画像出力動作を速やかに実行するためには、非画像出力時にも定着ローラ表面をある程度の待機温度に温度調整していなければならなかった。
【０００８】
これに対し、画質に優れた弾性層を有する定着ローラの昇温速度を大きくするために、前述の（a）〜(f)の従来技術のように、弾性層中に導電性粒子や磁性体粒子を分散させ、電磁誘導加熱により加熱する方法の提案が種々なされているが、弾性層中に粒子が分散しているため、電気抵抗が高く発熱効率が低いという問題があった。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、弾性層の弾性を保ちながら、電磁誘導加熱での加熱効率（発熱効率）を向上した加熱部材及びその加熱部材からなる定着部材を提供することを目的とする。また、本発明は、加熱部材の弾性発熱層の作成方法を提供することを目的とする。さらに本発明は、上記の加熱部材を用い、電磁誘導加熱での加熱効率を向上した回転体を備えた加熱装置を提供することを目的とする。さらに本発明は、上記の定着部材または加熱装置を用いて定着時の加熱効率を向上することができる定着方法及び定着装置を提供することを目的とする。さらに本発明は、その定着方法または定着装置を用いた画像形成装置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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明では、以下のような手段を採っている。
本発明の第１の手段は、被加熱部材に接触し該被加熱部材を加熱する加熱部材において、弾性高分子材料と金属とからなる弾性発熱層を有し、前記金属は相互に連結された構造を有し、前記弾性発熱層に渦電流を発生させて発熱させることを特徴とする（請求項１）。
また、本発明の第２の手段は、第１の手段の加熱部材において、前記金属材料は、被加熱部材を加熱する時の温度より高い温度で溶融することを特徴とする（請求項２）。
【００１１】
本発明の第３の手段は、第１または第２の手段の加熱部材において、前記金属材料の少なくとも１種類は被加熱部材を加熱する時の温度より高い温度で溶融し、かつ形状異方性を有することを特徴とする（請求項３）。
また、本発明の第４の手段は、第１〜第３のいずれか一つの手段の加熱部材において、前記弾性発熱層よりも外側に設けられる離型層を有することを特徴とする（請求項４）。
【００１２】
本発明の第５の手段は、第４の手段の加熱部材において、前記離型層は、フッ素系樹脂層であることを特徴とする（請求項５）。
また、本発明の第６の手段は、第４の手段の加熱部材において、前記離型層は、シリコーンゴム層であることを特徴とする（請求項６）。
さらにまた、本発明の第７の手段は、第１〜第４のいずれか一つの手段の加熱部材において、前記離型層は、フッ素ゴム層であることを特徴とする（請求項７）。
【００１３】
本発明の第８の手段は、第１〜第７のいずれか一つの手段の加熱部材において、前記弾性発熱層の内側に設けられ、弾性高分子材料からなる弾性断熱層を有することを特徴とする（請求項８）。
また、本発明の第９の手段は、第１〜第８のいずれか一つの手段の加熱部材において、前記弾性発熱層の外側に設けられ、弾性高分子材料からなる第２の弾性層を有することを特徴とする（請求項９）。
【００１４】
本発明の第１０の手段は、第１〜第９のいずれか一つの手段の加熱部材の弾性発熱層の作製方法において、前記金属材料を硬化前のゴム液中に分散して作製した塗装液を基材または弾性断熱層上に塗装し、硬化させる際または硬化させた後に、少なくとも１種類の金属の溶融温度よりも高温に加熱することを特徴とする（請求項１０）。
【００１５】
本発明の第１１の手段は、被加熱部材であるシート状の記録材に接触して該記録材を加熱し、記録材上の未定着画像を定着する定着部材において、第１〜第９のいずれか一つの手段の加熱部材からなることを特徴とする（請求項１１）。
また、本発明の第１２の手段は、加熱装置であって、励磁手段と、該励磁手段によって導電層に渦電流を発生させて発熱させる電磁誘導加熱による発熱手段を有する加熱部材とを備え、前記加熱部材として第１〜第９のいずれか一つの手段の加熱部材を用いたことを特徴とする（請求項１２）。
【００１６】
本発明の第１３の手段は、加熱装置であって、シート状の被加熱部材を挟持搬送する２つの回転体と、該回転体を加熱する加熱手段とを備え、前記被加熱部材を加熱及び加圧する加熱装置において、前記加熱手段は、励磁手段と、該励磁手段によって回転体に設けられた導電層に渦電流を発生させて発熱させる電磁誘導加熱による発熱手段から成り、２つの回転体のいずれか一方または両方に、第１〜第９のいずれか一つの手段の加熱部材を用いたことを特徴とする（請求項１３）。
また、本発明の第１４の手段は、第１３の手段の加熱装置において、前記加熱手段を２つ備え、２つの回転体が２つの加熱手段によりそれぞれ加熱されることを特徴とする（請求項１４）。
【００１７】
本発明の第１５の手段は、周面が周回するように支持された定着部材と、前記定着部材に圧接される加圧部材とを用い、前記定着部材に前記加圧部材が圧接される領域を通過する記録材を加熱及び加圧して、該記録材上に担持された未定着画像を定着する定着方法において、前記定着部材として第１１の手段の定着部材を用いたことを特徴とする（請求項１５）。
また、本発明の第１６の手段は、第１５の手段の定着方法において、ワックス含有のトナーを用いて記録材に形成された画像の定着を行うことを特徴とする（請求項１６）。
【００１８】
本発明の第１７の手段は、定着方法であって、第１２の手段の加熱装置を用い、ワックス含有のトナーを用いて記録材に形成された画像の定着を行うことを特徴とする（請求項１７）。
また、本発明の第１８の手段は、定着方法であって、第１３または第１４の手段の加熱装置を用い、２つの回転体の一方を定着部材、他方を加圧部材とし、定着部材と加圧部材の圧接部で被加熱部材である記録材を挟持搬送し、ワックス含有のトナーを用いて記録材に形成された画像の定着を行うことを特徴とする（請求項１８）。
さらに、本発明の第１９の手段は、第１５〜第１８のいずれか一つの手段の定着方法において、前記定着部材と加圧部材のうち、少なくとも定着部材に離型剤を塗布することを特徴とする（請求項１９）。
【００１９】
本発明の第２０の手段は、周面が周回するように支持された定着部材と、前記定着部材に圧接される加圧部材とを有し、前記定着部材に前記加圧部材が圧接される領域を通過する記録材を加熱及び加圧して、該記録材上に担持された未定着画像を定着する定着装置において、前記定着部材として第１１の手段の定着部材を用いたことを特徴とする（請求項２０）。
また、本発明の第２１の手段は、第２０の手段の定着装置において、ワックス含有のトナーを用いて記録材に形成された画像の定着を行うことを特徴とする（請求項２１）。
【００２０】
本発明の第２２の手段は、定着装置であって、第１２の手段の加熱装置を備え、ワックス含有のトナーを用いてシート状の被加熱部材に形成された画像の定着を行うことを特徴とする（請求項２２）。
また、本発明の第２３の手段は、定着装置であって、第１３または第１４の手段の加熱装置を備え、２つの回転体の一方を定着部材、他方を加圧部材とし、定着部材と加圧部材の圧接部で被加熱部材である記録材を挟持搬送し、ワックス含有のトナーを用いて記録材に形成された画像の定着を行うことを特徴とする（請求項２３）。
さらに、本発明の第２４の手段は、第２０〜第２３のいずれか一つの手段の定着装置において、前記定着部材と前記加圧部材のうち、少なくとも定着部材に離型剤を塗布することを特徴とする（請求項２４）。
【００２１】
本発明の第２５の手段は、シート状の記録材上にトナー画像を形成する画像形成部と、前記記録材にトナー画像を定着させる定着部を備えた画像形成装置において、前記定着部に、第１５〜第１９のいずれか一つの手段の定着方法を用いたことを特徴とする（請求項２５）。
また、本発明の第２６の手段は、シート状の記録材上にトナー画像を形成する画像形成部と、前記記録材にトナー画像を定着させる定着部を備えた画像形成装置において、前記定着部に、第２０〜第２４のいずれか一つの手段の定着装置を備えたことを特徴とする（請求項２６）。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の第１〜第９の手段によれば、被加熱部材に接触し該被加熱部材を加熱する加熱部材において、弾性高分子材料と金属とからなる弾性発熱層を有し、前記金属は相互に連結された構造を有し、前記弾性発熱層に渦電流を発生させて発熱させることにより、弾性発熱層の弾性を保ちながら電磁誘導加熱での加熱効率を向上した加熱部材を実現することができるので、カラー画像の高画質化に必要な用紙やトナー層の凹凸への加熱部材表面の追従性を損なわずに電磁誘導加熱での加熱効率を向上することができる。
また、本発明の第１０の手段によれば、カラー画像の高画質化に必要な用紙やトナー層の凹凸への加熱部材表面の追従性を損なわずに電磁誘導加熱での加熱効率を向上した加熱部材の弾性発熱層の作製方法を提供することができる。
【００２３】
本発明の第１１の手段によれば、第１〜第９のいずれか一つの手段の加熱部材を用いて、電磁誘導加熱での加熱効率を向上した定着部材（定着ローラ等）を提供することができる。
また、本発明の第１２〜第１４の手段によれば、第１〜第９のいずれか一つの手段の加熱部材を用いて、電磁誘導加熱での加熱効率を向上した回転体（定着ローラ等）を備えた加熱装置を提供することができる。
【００２４】
本発明の第１５〜１９の手段によれば、第１１の手段の定着部材または第１２〜第１４のいずれか一つの手段の加熱装置を用いて、カラー画像の高画質化に必要な用紙やトナー層の凹凸への加熱部材（定着部材）表面の追従性を損なわずに定着時の加熱効率も向上することができる定着方法を提供することができる。
また、本発明の第２０〜２４の手段によれば、第１１の手段の定着部材または第１２〜第１４のいずれか一つの手段の加熱装置を用いて、カラー画像の高画質化に必要な用紙やトナー層の凹凸への加熱部材（定着部材）表面の追従性を損なわずに定着時の加熱効率も向上することができる定着装置を提供することができる。
【００２５】
本発明の第２５、第２６の手段によれば、第１５〜第１９のいずれか一つの手段の定着方法または第２０〜第２４のいずれか一つの手段の定着装置を用いて、高耐久、高画質、省エネの特性を持った画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の構成、動作及び作用について詳細に説明する。
第１の手段の加熱部材では、弾性高分子材料と金属とからなる弾性発熱層を有し、前記金属は相互に連結された構造を有している。
具体的には、例えば前記金属材料に、(1)錫−銀系、(2)錫−銅系、(3)錫−亜鉛系、(4)錫−銀−銅系、(5)錫−銀−ビスマス系、(6)錫−銀−銅−ビスマス系、(7)錫系、(8)錫、(9)ビスマス系、(10)ビスマスのいずれかの溶融温度が低い金属または合金を少なくとも１種類含ませることにより、金属同士をこれらの溶融温度が低い金属で接合できるため、単純に分散した状態では達成できない電気抵抗の低い弾性発熱層を形成することができ、加熱効率を向上させることができる。
【００２７】
第２の手段では、第１の手段の加熱部材において、前記金属材料が、被加熱部材を加熱する時の温度より高い温度で溶融する金属であることにより、加熱時に前記金属材料が溶融して変形するということが防止され、加熱効率を損ねることが防止できる。
また、第３の手段では、第１または第２の手段の加熱部材において、金属材料の少なくとも１種類に、被加熱部材を加熱する時の温度より高い温度で溶融しかつ形状異方性を有するフィラーを用いることにより、形状異方性を有する金属同士を溶融温度が低い金属で接合する形で構造を形成でき、電気的な連続性を向上させることができ、弾性発熱層の電気抵抗をより低抵抗化できる。
【００２８】
第４の手段では、第１〜第３のいずれか一つの手段の加熱部材において、前記弾性発熱層よりも外側に設けられる離型層を有することにより、前記弾性発熱層にシリコーンオイルを塗布することによりトナーに対する離型性を確保するということが無くなり、前記弾性発熱層がシリコーンオイルにより膨潤して耐久性を損ねるような問題が無くなる。
【００２９】
第５の手段では、第４の手段の加熱部材において、前記離型層は、フッ素系樹脂層であることにより、フッ素系樹脂が離型性に優れ、ワックス含有トナーを使用して離型剤の塗布機構が不要なオイルレス定着を行うため、構成が簡単となり、低コスト化やイージーメンテナンスが可能となり、オイルスジの発生等の塗布に関する不具合点も発生し得ないこととなる。さらにフッ素系樹脂は、低摩擦高強度という特性から、ローラに接触する温度検出器や分離爪等の摺擦に対しても耐久性が高くなる。
また、第６の手段では、第４の手段の加熱部材において、前記離型層は、シリコーンゴム層であることにより、トナーや記録材表面の凹凸への追従性が高く、高画質が要求される場合に対応できる。
さらにまた、第７の手段では、第４の手段の加熱部材において、前記離型層は、フッ素ゴム層であることにより、耐磨耗性の観点から強度が確保できることとなる。
【００３０】
第８の手段では、第１〜第７のいずれか一つの手段の加熱部材において、前記弾性発熱層の内側に設けられ、弾性高分子材料からなる弾性断熱層を有することにより、弾性発熱層で発生した熱が基材側に逃げず、素早い温度上昇を行うことができる。また、弾性発熱層の横方向は金属フィラー等によって熱的にも連続しているため、一部の熱低下が発生しても素早く均一化される。従って、立ち上がりが早く、熱の均一化も良く、加熱効率が良い。
弾性断熱層は、厚さ（肉厚）０．２〜２ｍｍ、好ましくは０．５〜１．５ｍｍ厚の、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴム等のベースゴム（ベース層）を用い、磁力線を透過する磁力線透過性の弾性高分子材料としてのベースゴムで形成される。なお、弾性断熱層の熱伝導率は熱伝導性基体の熱伝導率の１／２以下とすることが好ましい。
【００３１】
第９の手段では、第１〜第８のいずれか一つの手段の加熱部材において、前記弾性発熱層の外側に設けられ、弾性高分子材料からなる第２の弾性層を有することにより、加熱部材の表面がより適度に弾性変形することができる。このため、加熱部材と加圧部材との間で挟圧して搬送される被加熱材上に、例えばトナー像が形成されている場合、被加熱材の表面に凹凸があっても、凹凸面に加熱部材の表面が十分に追従し、加熱むらが生じない。したがって、トナーが十分溶着し、剥離することがない良好な品質の定着画像を得ることができる定着温度範囲である「非オフセット域」を広くとることができる。
【００３２】
ここで、本発明では、前記第２の弾性層の厚みは、１０μｍ以上、３００μｍ未満であることを特徴とする。
第２の弾性層の厚みが３００μｍ以上になると熱容量が大きくなり、ウォームアップ時間が長くなる。また、第２の弾性層の厚みが１０μｍよりも薄くなると第２の弾性層による十分な弾性が得られないので、加熱部材の表面が被加熱材上の凹凸面に追従しなくなる。本発明に従えば、第２の弾性層の厚みを上記範囲とすることによって、ウォームアップ時間が短く、加熱むらが無くなる。
【００３３】
また、本発明では、前記離型層の厚みは、５μｍ以上、５０μｍ以下であることを特徴とする。
離型層は、加熱部材の表面に位置し被加熱材に接するので、厚みが５μｍよりも薄いと耐久性が不足する。また、離型層の厚みを５０μｍよりも厚くすると、離型層の下層に形成されている第２の弾性層の弾性の効果が無くなり、加熱回転部材の表面が固くなるので、加熱むらが生じる。本発明に従えば、離型層の厚みを上記範囲とすることによって、加熱むらがなく、耐久性を有する加熱装置を構成することができる。
第２の弾性層は、耐熱性に優れゴム弾性を有する材料から構成される。具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴムなどが第２の弾性層として用いられ、特に、ゴム弾性が優れているシリコーンゴムを用いるのが望ましい。
【００３４】
第１０の手段では、第１〜第９のいずれか一つの手段の加熱部材の弾性発熱層の作製方法において、前記金属材料を硬化前のゴム液中に分散して作製した塗装液を基材または弾性断熱層上に塗装し、硬化させる際または硬化させた後に、少なくとも１種類の金属の溶融温度よりも高温に加熱することにより、金属同士を相互に連結することができる。
【００３５】
第１１の手段では、被加熱部材であるシート状の記録材に接触して該記録材を加熱し、記録材上の未定着画像を定着する定着部材において、第１〜第９のいずれか一つの手段の加熱部材からなることにより、第１〜第９のいずれかの手段と同様の効果が得られる定着部材を得ることができる。
【００３６】
第１２の手段では、加熱装置であって、励磁手段と、該励磁手段によって導電層に渦電流を発生させて発熱させる電磁誘導加熱による発熱手段を有する加熱部材とを備え、前記加熱部材として第１〜第９の手段の加熱部材を用いたことにより、加熱部材の表層（弾性発熱層）が導電層として機能し、該導電層に渦電流を発生させて発熱させることにより、電磁誘導加熱により発熱させることができ、熱伝導層を介して加熱部材の表面温度を素早く上昇させることが可能となり、加熱効率を向上させることができる。
また、加熱部材の基材の、表層が形成される面に弾性層もしくは断熱層を有する構成では、表層で発生した熱が基材側に逃げることが防止され、被加熱部材を効率良く加熱することができる。
【００３７】
第１３の手段では、シート状の被加熱部材を挟持搬送する２つの回転体と、該回転体を加熱する加熱手段とを備え、前記被加熱部材を加熱及び加圧する加熱装置において、前記加熱手段は、励磁手段と、該励磁手段によって回転体に設けられた導電層に渦電流を発生させて発熱させる電磁誘導加熱による発熱手段から成り、２つの回転体のいずれか一方または両方に、第１〜第９の手段の加熱部材を用いたことにより、加熱部材の表層（弾性発熱層）が導電層として機能し、該導電層で発熱させることができるため、回転体の表面温度を素早く上昇させることができ、被加熱部材を効率よく加熱することができる。また、加熱部材の基材の、表層が形成される面に弾性層もしくは断熱層を有する構成では、表層で発生した熱が基材側に逃げることが防止され、被加熱部材を効率良く加熱することができる。
また、第１４の手段では、第１３の手段の加熱装置において、前記加熱手段を２つ備え、２つの回転体が２つの加熱手段によりそれぞれ加熱されることにより、被加熱部材の両面から効率良く加熱することができる。
【００３８】
第１５の手段では、周面が周回するように支持された定着部材と、前記定着部材に圧接される加圧部材とを用い、前記定着部材に前記加圧部材が圧接される領域を通過する記録材を加熱及び加圧して、該記録材上に担持された未定着画像を定着する定着方法において、前記定着部材として第１１の手段の定着部材を用いたことにより、離型性を確保しながら定着時の加熱効率を向上することができる。
また、第１６の手段では、第１５の手段の定着方法において、ワックス含有のトナーを用いて記録材に形成された画像の定着を行うことにより、トナー中のワックスによりさらに離型性が向上する。
【００３９】
第１７の手段は、定着方法であって、第１２の手段の加熱装置を用い、ワックス含有のトナーを用いて記録材に形成された画像の定着を行うことにより、電磁誘導加熱による定着を行うことができ、離型性を確保しながら定着時の加熱効率を向上することができる。また、トナー中のワックスによりさらに離型性が向上する。
また、第１８の手段では、定着方法であって、第１３または第１４の手段の加熱装置を用い、２つの回転体の一方を定着部材、他方を加圧部材とし、定着部材と加圧部材の圧接部で被加熱部材である記録材を挟持搬送し、ワックス含有のトナーを用いて記録材に形成された画像の定着を行うことにより、電磁誘導加熱による定着を行うことができ、離型性を確保しながら定着時の加熱効率を向上することができる。また、トナー中のワックスによりさらに離型性が向上する。
さらに第１９の手段では、第１５〜第１８のいずれか一つの手段の定着方法において、前記定着部材と加圧部材のうち、少なくとも定着部材に離型剤を塗布することにより、離型剤により、トナーとトナーに接する定着部材の離型性がさらに向上する。
【００４０】
第２０の手段では、周面が周回するように支持された定着部材と、前記定着部材に圧接される加圧部材とを有し、前記定着部材に前記加圧部材が圧接される領域を通過する記録材を加熱及び加圧して、該記録材上に担持された未定着画像を定着する定着装置において、前記定着部材として第１１の手段の定着部材を用いたことにより、離型性を確保しながら定着時の加熱効率を向上することができる。
また、第２１の手段では、第２０の手段の定着装置において、ワックス含有のトナーを用いて記録材に形成された画像の定着を行うことにより、トナー中のワックスによりさらに離型性が向上する。
【００４１】
第２２の手段では、定着装置であって、第１２の手段の加熱装置を備え、ワックス含有のトナーを用いてシート状の被加熱部材に形成された画像の定着を行うことにより、電磁誘導加熱による定着を行うことができ、離型性を確保しながら定着時の加熱効率を向上することができる。また、トナー中のワックスによりさらに離型性が向上する。
また、第２３の手段では、定着装置であって、第１３または第１４の手段の加熱装置を備え、２つの回転体の一方を定着部材、他方を加圧部材とし、定着部材と加圧部材の圧接部で被加熱部材である記録材を挟持搬送し、ワックス含有のトナーを用いて記録材に形成された画像の定着を行うことにより、電磁誘導加熱による定着を行うことができ、離型性を確保しながら定着時の加熱効率を向上することができる。また、トナー中のワックスによりさらに離型性が向上する。
さらに第２４の手段では、第２０〜第２３のいずれか一つの手段の定着装置において、前記定着部材と前記加圧部材のうち、少なくとも定着部材に離型剤を塗布することにより、離型剤により、トナーとトナーに接する定着部材の離型性がさらに向上する。
なお、以上の本発明に係る加熱部材（定着部材）では、表層側に渦電流を発生させて発熱しうる弾性発熱層を有しているので、加熱時の立ち上げ時間を非常に短くすることができる。従って、この加熱部材（定着部材）を用いることにより、加熱時の立ち上げ時間が非常に短い加熱装置や定着装置を実現することができる。
【００４２】
第２５の手段では、シート状の記録材上にトナー画像を形成する画像形成部と、前記記録材にトナー画像を定着させる定着部を備えた画像形成装置において、前記定着部に、高離型性の熱伝導層と該熱伝導層よりも基材側にあり渦電流を発生させて発熱しうる導電層（弾性発熱層）を有する表層を持つ加熱部材（定着部材）を利用した定着方法を用いたことにより、高耐久で信頼性の高い、エネルギー効率のよい高画質な画像形成装置を実現することができる。
また、第２６の手段では、シート状の記録材上にトナー画像を形成する画像形成部と、前記記録材にトナー画像を定着させる定着部を備えた画像形成装置において、前記定着部に、高離型性の熱伝導層と該熱伝導層よりも基材側にあり渦電流を発生させて発熱しうる導電層（弾性発熱層）を有する表層を持つ加熱部材（定着部材）を利用した定着装置を備えたことにより、高耐久で信頼性の高い、エネルギー効率のよい高画質な画像形成装置を実現することができる。
【００４３】
［実施形態］
以下、本発明にかかる加熱部材、定着部材、加熱装置、定着装置および画像形成装置の具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４４】
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。この画像形成装置は、周知の電子写真方式の画像形成プロセスと静電転写プロセスを実行することによって、シート状の被加熱部材（記録用紙、ＯＨＰシート、葉書等の記録材）に画像を得ることができるものであって、像担持体として円筒状に形成された光導電性の感光体１を有している。この感光体１の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ２、現像手段としての現像装置４、転写手段としての転写ローラ５、クリーニング手段としてのクリーニング装置７、除電手段としての除電装置８が配備されている。また、それらの他に、画像形成装置は、光走査装置３と定着装置６を備えている。なお、帯電手段としては、帯電ローラ２の他、コロナチャージャ等を用いることができる。また、転写手段としては、転写ローラ５の他、転写チャージャ、転写ベルト等を用いることができる。
【００４５】
光走査装置３は、半導体レーザ（ＬＤ）等の光源と光偏向器と結像光学系などからなり、帯電ローラ２と現像装置４との間の感光体面で光走査による露光を行い、画像データに対応した静電潜像を形成する。また、光走査装置３に代えて、発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイや、液晶シャッターアレイ等を利用した光書込み装置を用いても良い。
【００４６】
現像装置４は、トナーからなる一成分現像剤、あるいはトナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を用い、該現像剤中のトナーで感光体１上の静電潜像を現像する。
また、クリーニング装置７は、クリーニングブレードやクリーニングブラシ等で感光体１上の残留トナーや紙粉等を清掃する。
【００４７】
定着装置６は、発熱手段を有するローラ状の定着部材（定着ローラ）１１と、その定着ローラ１１に圧接するローラ状の加圧部材（加圧ローラ）１３とからなり、定着ローラ１１と加圧ローラ１３との圧接部でシート状の被加熱部材（記録用紙等の記録材）Ｓを挟持搬送し、被加熱部材上の未定着画像を定着する。発熱手段としては、定着ローラ１１自体を発熱手段にして電磁誘導加熱方式で発熱させる方式である。
【００４８】
図１に示す画像形成装置で画像形成を実行する際は、感光体１が図１の時計回りに回転され、その表面が帯電ローラ２により均一に帯電される。そして、図示しない原稿読取部で読み取られた原稿の画像データ、あるいは図示しない外部機器（パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等）から入力される画像データ、あるいは通信回線を通して送信されて来た画像データに応じて、光走査装置３の駆動が制御され、光走査装置３の露光により感光体１の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置４のトナーにより反転現像され、感光体１の表面にトナー画像が形成される。このトナー画像は、感光体１のトナー画像が転写位置へ移動するのとタイミングを合わせて図示されない給紙機構により転写部へ送り込まれたシート状の被加熱部材（例えば記録用紙）Ｓと重ね合わされ、転写ローラ５の作用により、記録用紙Ｓへ静電転写される。トナー画像を転写された記録用紙Ｓは、定着装置６でトナー画像を定着された後、装置外部の図示しない排紙部へ排出される。また、トナー画像を記録用紙Ｓに転写した後の感光体１の表面は、クリーニング装置７により残留トナーや紙粉などが除去され、さらに除電装置８により除電される。
【００４９】
次に図１に示す画像形成装置に用いられる定着装置６の構成例について説明する。
図２は本発明に係る加熱部材を用いた電磁誘導加熱方式の加熱装置からなる定着装置６Ａの一実施形態を示す概略構成図である。また、図２では、２つの回転体（例えば定着ローラ１１Ａと加圧ローラ１３）と、加熱手段（磁束生成コイル）１２との位置関係も示している。図２において、符号１１Ａは加熱部材からなる定着ローラ、１３は加圧ローラ、２１は磁束生成コイル１２のコア、３０は磁束生成コイル１２のリッツ線、３１、３２はコア２１の突出部２２、２３と定着ローラ１１Ａの外側表面との隙間を示している。図２では、分かりやすいように各部の寸法を実際とは変えて描いてある。また、リッツ線３０の断面は、その多くを省略して８個の断面のみを描いてある。
【００５０】
磁束生成コイル１２は、定着ローラ１１Ａに対して図２に示したような位置に配設されている。すなわち、磁束生成コイル１２は、そのコア２１がニップ部以外の定着ローラ１１Ａ外周面のうち、ニップ部入口に近い側を覆うようにして、コア２１の突出部２２、２３を定着ローラ１１Ａに向けて配設されている。また、コア２１の突出部２２、２３と定着ローラ１１Ａの外側表面との間隔が一定になるように配設されている。コア２１の突出部２２、２３が定着ローラ１１Ａの外側表面に接近しているほど効率よく定着ローラ１１Ａを電磁誘導加熱することができる。本実施形態では、このコア２１の突出部２２、２３と定着ローラ１１Ａ外側表面との隙間の距離を１ｍｍにした。なお、リッツ線３０と定着ローラ１１Ａ外周面との隙間の距離が、コア２１の突出部２２、２３と定着ローラ外側表面との隙間の距離よりも長くなるように、コア２１の突出部２２、２３の高さを確保している。そのようにしておくと、コア２１の突出部２２、２３と定着ローラ外側表面とに隙間を確保できているときは、リッツ線３０が定着ローラ１１Ａの外周面に触れることがないから、定着ローラ１１Ａを傷つけることはない。したがって、磁束生成コイル１２と定着ローラ１１Ａとの接触を防止することが容易になる。
【００５１】
本実施形態では、定着ローラ１１Ａの弾性発熱層（図示省略）は、定着ローラ１１Ａの表面側に形成されており、この弾性発熱層は、渦電流を発生させて発熱しうる導電層であり発熱手段として機能する。従って、磁束生成コイル１２による電磁誘導により、定着ローラ１１Ａの弾性発熱層に渦電流を発生させて発熱させることができる。なお、弾性発熱層の構成に付いては後述する。
【００５２】
図２の例では、加熱手段である磁束生成コイル１２は、上側のローラ１１Ａに対してのみ設けられているが、下側のローラ１３も定着ローラ１１Ａと同じく導電層を有する構成にして、加熱手段（磁束生成コイル）を設けることにより（すなわち、２つのローラに対してそれぞれ磁束生成コイルを設けることにより）、被加熱部材（記録用紙等）の両面から加熱することができる。
【００５３】
図３はその一例を示すもので、２つの回転体１１Ｂ，１１Ｃの両方が加熱部材で構成された定着装置（加熱装置）６Ｂであり、両方の回転体に電磁誘導加熱方式の加熱手段（磁束生成コイル）１２を有している。すなわち、図３の構成では、２つの回転体１１Ｂ，１１Ｃは定着ローラ（定着部材）であり、定着ローラ１１Ｂ，１１Ｃの弾性発熱層４３は、定着ローラ１１Ａ，１１Ｃに形成されている。この弾性発熱層４３は、渦電流を発生させて発熱しうる導電層であり発熱手段として機能する。従って、磁束生成コイル１２による電磁誘導により、２つの定着ローラ１１Ｂ，１１Ｃの弾性発熱層４３に渦電流を発生させて発熱させることができ、記録用紙Ｓの両面に形成された未定着トナー像ＴＩを効率良く加熱して定着することができる。また、図３に示す構成では、２つの定着ローラ１１Ｂ，１１Ｃは、芯金（基材）１７と弾性発熱層４３の間にシリコーンゴム等からなる弾性断熱層１８が設けられており、弾性発熱層４３で発熱した熱が芯金（基材）１７側に逃げないようになっている。従って、加熱時の立ち上がりが非常に早く、かつ加熱効率が大幅に向上されている。なお、弾性発熱層４３の構造に付いては後述する。
【００５４】
次に図４は本発明に係る加熱部材を用いた電磁誘導加熱方式の加熱装置からなる定着装置の別の実施形態を示す概略構成図である。この定着装置６Ｃの基本的な構成は図２と同様であるが、定着ローラ１１Ａと加圧ローラ１３の表面にそれぞれ離型剤（例えばシリコーンオイル）を塗布する塗布部材１９Ａ，１９Ｂが設けられている。この定着装置６Ｃでは、塗布部材１９Ａ，１９Ｂによりローラ表面に離型剤が塗布されるので、ローラ表面の離型性を向上することができる。
【００５５】
なお、図４では、定着ローラ１１Ａと加圧ローラ１３の両方に離型剤塗布部材１９Ａ，１９Ｂを設けているが、少なくとも定着ローラ１１Ａ側に設けられていれば良い。また、このような離型剤塗布部材１９Ａ，１９Ｂは、図２に示した定着装置６Ａの定着ローラ１１Ａや、図３に示した定着装置６Ｂの定着ローラ１１Ｂ，１１Ｃにも設けることが好ましい。
【００５６】
以上、本発明に係る画像形成装置と、その画像形成装置に用いられる定着装置（加熱装置）の構成例について説明したが、本発明に係る定着装置の定着部材（加熱部材）としては図示のローラ形状に限らず、無端ベルト状の定着部材（定着ベルト）でも良い。
【００５７】
本発明は、以上に示したような定着装置（加熱装置）に用いられるローラ状または無端ベルト状の定着部材（加熱部材）の発熱層の構成に特徴を有するものであり、定着部材（加熱部材）の発熱層の弾性を保ちながら、加熱効率を向上するものである。以下、定着部材（加熱部材）の弾性発熱層４３の構成について説明する。
【００５８】
図５（ａ），（ｂ）は加熱部材の弾性発熱層の構成例を示す図であり、弾性発熱層４３の一部の垂直断面を示している。本発明に係る加熱部材は、図５（ａ）または（ｂ）に示すように、弾性高分子材料４０と金属（Ａ）４１、金属（Ｂ）４２とからなる弾性発熱層４３を有し、前記金属（Ａ）４１と、金属（Ｂ）４２は相互に連結された構造を有している。
すなわち弾性発熱層４３は、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性高分子材料４０としてのベースゴム中（ベースゴムを構成するゴム液中）に、金属材料として比較的溶融温度が低い(1)錫−銀系、(2)錫−銅系、(3)錫−亜鉛系、(4)錫−銀−銅系、(5)錫−銀−ビスマス系、(6)錫−銀−銅−ビスマス系、(7)錫系、(8)錫、(9)ビスマス系、(10)ビスマス、(11)銀−ビスマス系のいずれかの金属または合金のいずれか１種類以上の粒子４１を混入し、分散し基材上に塗装もしくは成形する。なお、必要に応じて、さらに金、銀、銅、鉛、ニッケル、亜鉛、鉄、アルミニウム、マグネシウム、チタンのいずれかの金属または合金のいずれか１種類以上の粒子４２を混入して配合しても良い。なお、金属（Ａ）４１と金属（Ｂ）４２は同じ種類の金属でも良い。また、金属は（Ａ），（Ｂ）の２種類に限定されず何種類でも同時に使用できる。
【００５９】
上記のように金属材料を硬化前のゴム液中に分散して作製した塗装液を加熱部材の基材１７または弾性断熱層１８上に塗装した後、ゴム液を硬化させる際もしくは硬化させた後に上記金属の少なくとも１種類の金属の溶融温度よりも高温に加熱する。このとき溶融した金属が相互に結合し、もしくは溶融していない金属同士を連結する。その後、室温まで冷却することにより、図５（ａ）または（ｂ）に示したような弾性発熱層４３の構造が形成される。
【００６０】
なお、前記金属材料が、被加熱部材を加熱する時の温度より高い温度で溶融する金属であることにより、加熱時に前記金属材料が溶融して変形するということが防止され、加熱効率を損ねることが防止できる。
【００６１】
さらに、本発明における金属材料の少なくとも１種類を被加熱部材を加熱する時の温度より高い融点を有しかつ形状異方性を有するフィラーとして用いることにより（図５（ａ））、球状のような等方性のフィラーを用いる場合（図５（ｂ））に比べて電気的な連続性を向上させることができ、弾性発熱層４３の電気抵抗をより低抵抗化できる。
本発明における形状異方性を有するフィラーとしては、アスペクト比（平均長径／平均短径）が１０以上で平均長径が表層の厚さ以下のフィラーを使用する。本発明の形状異方性を有するフィラーとしては、例えば、板状もしくは鱗片状のもの：金属フレーク等、繊維状のもの：金属繊維等、針状のもの：金属ウィスカ等、のものが使用できる。また、上記以外のタイプの形状異方性を有するフィラーも適宜使用可能である。
【００６２】
本発明では前記弾性発熱層４３にシリコーンオイルを塗布することによりトナーに対する離型性を確保でき離型層としても使用できるが、弾性発熱層４３がシリコーンオイルにより膨潤する等して耐久性を損ねるような場合には、図３に示す例のように、前記弾性発熱層４３よりも外側に離型層１５を設けることが望ましい。
また、ワックス含有トナーを使用してオイルレス定着を行う場合には、表面の離型性を確保するために、離型層１５は数十μｍのフッ素系樹脂層（例えばテフロン（登録商標）樹脂層等）で形成してもよいが、フルカラー画像形成装置等、高画質が要求される場合は鏡面シリコーンゴムにシリコーンオイルを供給して離型性を得るのが一般的である。例えば離型層１５に、シリコーンゴムを用いる場合は、その厚さは５０μｍ以上５００μｍ以下であることが望ましい。５０μｍ程度以下であれば、トナー像の拡大等の画質劣化が発生し、また、十分なオイル（離型剤）保持能力が確保できず、一方、５００μｍを超えるとオイル膨潤による通紙性の悪化や、熱伝導性の低下を招くからである。
【００６３】
一方、離型層１５をフッ素系樹脂層とした場合は、その厚さは１０μｍ以上１００μｍ以下であることが望ましい。１０μｍより薄いと磨耗や傷を生じやすく、また、チューブタイプではシワが発生し製造が困難となるからである。また、１００μｍより厚いと表面の硬度が上がり、トナーによる記録紙表面の凹凸への追従性が低下し、凸部ではつぶれが、凹部では定着不良が発生しやすくなるからである。また、フッ素系樹脂は、材質の離型性に優れるため、これを離型層１５に用いた場合には、ワックス含有トナーを使用して離型剤の塗布機構が不要なオイルレス定着を行うため、構成が簡単となり、低コスト化やイージーメンテナンスが可能となり、オイルスジの発生等の塗布に関する不具合点も発生しないこととなる。さらに、フッ素系樹脂は、低摩擦、高強度という特性から、ローラに接触する温度検出器や分離爪等の摺擦に対しても耐久性が高くなる。
【００６４】
また、離型層１５をフッ素ゴム層とした場合は、その厚さは５０μｍ以上５００μｍ以下であることが望ましい。５０μｍ程度以下であれば、トナー像の拡大等の画質劣化が発生し、また、十分なオイル（離型剤）保持能力が確保できず、一方、５００μｍを超えるとオイル膨潤による通紙性の悪化や、熱伝導性の低下が発生するからである。離型層にフッ素ゴムを用いた場合は、耐磨耗性の観点から強度が確保できることとなる。
【００６５】
ところで、本発明の加熱部材（定着部材）１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを図２〜４に示したような電磁誘導加熱方式の定着装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃに用いる場合は、弾性発熱層４３で発生した熱が基材１７側に逃げないように、弾性発熱層４３と基材１７の間に弾性断熱層１８を設けると良い。図６はその一例を示しており、加熱部材（定着部材）の一部の垂直断面を示す図である。図６の例は、基材１７側の表面にシリコーンゴム等からなる弾性断熱層１８を設け、その上に図５（ａ）または（ｂ）と同様の構成の弾性発熱層４３を形成し、さらにその上に離型層１５を形成したものである。
【００６６】
図６の構成の場合、弾性発熱層４３に外部から高周波電磁界を印加すると、弾性発熱層４３に渦電流が発生し発熱するが、このとき、弾性発熱層４３はシリコーンゴム等からなる弾性断熱層１８で断熱されているため、素早い温度上昇を行うことができる。また、弾性発熱層４３の横方向は金属フィラー等により熱的にも連続しているため、一部の熱低下が発生しても素早く均一化される。従って、立ち上がりが早く、熱の均一化も良く、加熱効率の良い加熱部材（定着部材）を得ることができる。
【実施例】
【００６７】
以下、本発明に係る加熱部材（定着部材）とその作製方法の具体的な実施例について説明する。
まず図２に示すような構成の電磁誘導加熱方式の定着装置（加熱装置）６Ａに用いられる加熱部材（定着部材）１１Ａの実施例について説明する。
【００６８】
［実施例１］
厚み１００μｍの弾性発熱層を加熱部材である定着ローラの芯金１７となる非磁性のステンレススチール（ＳＵＳ）管上に配置し、さらにその上に厚み５０μｍの離型層１５を設けて定着ローラ１１Ａとした。
弾性発熱層は、液状シリコーンゴム中に、金属材料として平均粒径３０μｍの錫の鱗片状フィラー粒子を８０wt％分散し、芯金上に塗装し、ゴム液を硬化させる際に２５０℃に加熱し、その後、室温まで冷却して形成した。
離型層１５は、厚み数十μｍのテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）チューブを被覆して形成した。
【００６９】
この定着ローラ１１Ａを（株）リコー製の画像形成装置ＭＦ４５７０の定着部に用い、図１と同様の構成の画像形成部を用いて作成した未定着トナー画像を、図２に示すような構成の電磁誘導加熱用のテスト機（定着装置）に通して定着した。１００００枚の黒ベタ画像を通して定着を繰返した後、ローラ表面のトナーの付着状態を観察した結果、特に大きな付着は観察されず、通常のものと何ら変わりがなかった。また、このとき使用した芯金（基材）１７は、定着部の管の厚みが１．５ｍｍと厚く、通常のハロゲンヒータによる内部加熱では、ローラの表面温度が１８０℃になるのに５０秒必要であるが、本実施例の電磁誘導加熱式の定着ローラ１１Ａでは、３０秒程度であった（両方とも定格出力８００Ｗの場合）。
【００７０】
［実施例２］
加熱部材である定着ローラ１１Ａの断面を図６と同様に構成し、厚み１００μｍの弾性発熱層４３を定着ローラの芯金１７となる非磁性のＳＵＳ管上の２ｍｍの弾性断熱層１８の上に配置し、さらにその上に、図６の如く厚み５０μｍの離型層１５を設けて定着ローラ１１Ａとした。
本実施例では、断熱性の高い弾性断熱層１８を設けることにより、弾性発熱層４３で発生された熱が芯金側へ伝達していくことを防止している。この弾性断熱層１８はシリコーンゴムで形成した。
【００７１】
弾性発熱層４３は、液状シリコーンゴム中に、金属材料として平均粒径３０μｍの錫の鱗片状フィラー粒子を４０wt％および平均粒径１０μｍの銀の鱗片状フィラー粒子を３０wt％分散し、芯金上に塗装し、ゴム液を硬化させた後に２５０℃に加熱し、その後、室温まで冷却して形成した。
離型層１５は、厚み５０μｍのテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）チューブを被覆して形成した。
【００７２】
この定着ローラを（株）リコー製の画像形成装置ＭＦ４５７０の定着部に用い、図１と同様の構成の画像形成部を用いて作成した未定着トナー画像を、図２に示すような構成の電磁誘導加熱用のテスト機（定着装置）に通して定着した。１００００枚の黒ベタ画像を通して定着を繰返した後、ローラ表面のトナーの付着状態を観察した結果、特に大きな付着は観察されず、通常のものと何ら変わりがなかった。また、このとき使用した芯金１７は、定着部の管の厚みが１．５ｍｍと厚く、通常のハロゲンヒータによる内部加熱では、ローラの表面温度が１８０℃になるのに５０秒必要であるが、本実施例の電磁誘導加熱式の定着ローラ１１Ａでは、１５秒程度であった（両方とも定格出力８００Ｗの場合）。
【００７３】
［実施例３］
加熱部材である定着ローラ１１Ａの断面を図７のように構成し、厚み１００μｍの弾性発熱層４３を定着ローラの芯金１７となる非磁性のＳＵＳ管上の２ｍｍの弾性断熱層１８の上に配置し、さらにその上に図７の如く厚み２０μｍの第２の弾性層４４と、厚み５０μｍの離型層１５を設けて定着ローラとした。
本実施例では、定着ローラ（加熱部材）１１Ａの表面がより適度に弾性変形することができるため、定着ローラ（加熱部材）１１Ａと加圧部材１３との間で挟圧して搬送される被加熱材上に、例えばトナー像が形成されている場合、被加熱材の表面に凹凸があっても、凹凸面に定着ローラ（加熱部材）１１Ａの表面が十分に追従し、加熱むらが生じない。したがって、トナーが十分溶着し、剥離することがない良好な品質の定着画像を得ることができる定着温度範囲である「非オフセット域」を広くとることができる。
【００７４】
本実施例では、弾性断熱層１８はシリコーンゴムで形成した。また、弾性発熱層４３は、液状シリコーンゴム中に、金属材料として平均粒径３０μｍの錫の粒状フィラー粒子を４０wt％および平均粒径１０μｍの銀の鱗片状フィラー粒子を３０wt％分散し、芯金上に塗装し、ゴム液を硬化させた後に２５０℃に加熱し、その後、室温まで冷却して形成した。さらに第２の弾性層４４はシリコーンゴムで形成した。また、離型層１５は、５０μｍのテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）チューブを被覆して形成した。
【００７５】
この定着ローラ１１Ａを市販のカラー複写機の定着部に用い、シリコンオイルレスの構成とし、画像形成部を用いて作成した未定着トナー画像を、図２に示すような構成の電磁誘導加熱用のテスト機（定着装置）に通して定着した。１００００枚のカラーのベタ画像を通し、ローラ表面のトナーの付着状態を観察した結果、特に大きな付着は観察されず、通常のものと何ら変わりがなかった。また、このとき使用した芯金（基材）１７は、定着部の管の厚みが１．５ｍｍと厚く、通常のハロゲンヒータによる内部加熱では、ローラの表面温度が１８０℃になるのに５０秒必要であるが、本実施例の電磁誘導加熱式の定着ローラ１１Ａでは２０秒程度であった（両方とも定格出力８００Ｗの場合）。また、本実施例の構成では、最表面に発熱層があるためモノクロ機並みの立ち上げ時間となっている。
【００７６】
［実施例４］
以上の実施例１〜３では、図２に示す構成の定着装置６Ａに定着ローラ１１Ａを装着してテストした例を示したが、例えば図３に示すような構成の加熱手段１２を２つ備えた定着装置６Ｂにも同様に適用でき、上下の２つのローラ１１Ｂ、１１Ｃに実施例２に係る定着ローラを用いることにより、記録用紙Ｓの両面を同時に加熱できるようになる。従って、この構成では、記録用紙Ｓの両面から効率良く加熱できるようになり、さらには、記録用紙Ｓの両面に付いた未定着トナー像Ｔ１を同時に定着することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上説明したように、本発明に係る加熱部材（定着部材）では、加熱時の立ち上げ時間を非常に短くすることができる。従って、本発明の加熱部材を用いた加熱装置は、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、印刷装置、あるいはこれらの機能を組み合わせた複合機などの画像形成装置の定着装置として好適に利用することができ、エネルギー効率のよい画像形成装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施形態を示す画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す定着装置の概略断面図である。
【図３】本発明の別の実施形態を示す定着装置の概略断面図である。
【図４】本発明の別の実施形態を示す定着装置の概略断面図である。
【図５】本発明に係る加熱部材（定着部材）の弾性発熱層の構成例を示す図であり、弾性発熱層の一部の表面に垂直な方向の断面を示す図である。
【図６】本発明に係る加熱部材（定着部材）の構成例を示す図であり、表面に垂直な方向の断面を示す図である。
【図７】本発明に係る加熱部材（定着部材）の別の構成例を示す図であり、表面に垂直な方向の断面を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１：感光体
２：帯電ローラ
３：光走査装置
４：現像装置
５：転写ローラ
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ：定着装置（加熱装置）
７：クリーニング装置
８：除電装置
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ：加熱部材（定着部材（定着ローラ））
１２：磁束生成コイル（加熱手段）
１３：加圧ローラ（加圧部材）
１５：離型層
１７：基材（芯金）
１８：弾性断熱層
１９Ａ，１９Ｂ：離型剤塗布部材
２１：コア
３０：リッツ線
４０：弾性高分子材料
４１：金属（Ａ）
４２：金属（Ｂ）
４３：弾性発熱層
４４：第２の弾性層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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