(57)【要約】【課題】機械的ストレスによるクラック防止と、ウォームアップタイムの短縮をより効果的に両立することが可能な定着用ベルト及びその製造方法を提供する。また、長期にわたり発熱特性の低下がなく、高画質を維持することが可能な電磁誘導加熱定着装置を提供する。また、金属発熱層との密着性を改善し、耐久性を向上させた定着用ベルト及びその製造方法を提供すること。【解決手段】基材上に、少なくとも、金属発熱層と、離型層とを有する定着用ベルトであって、前記金属発熱層と前記離型層との間に、少なくとも保護層が設けられていることを特徴とする定着用ベルト及びその製造方法、及びそれを用いた電磁誘導加熱定着装置。【選択図】　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に、少なくとも、金属発熱層と、離型層とを有する定着用ベルトであって、
前記金属発熱層と前記離型層との間に、少なくとも保護層が設けられていることを特徴とする定着用ベルト。
【請求項２】
前記基材の厚さをｔａ、前記基材の弾性率をＥａ、前記保護層の厚さをｔｂ、前記保護層の弾性率をＥｂとするとき、下記関係式（１）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の定着用ベルト。
０．０５≦｛（ｔｂ×Ｅｂ）／（ｔａ×Ｅａ）｝≦１　　　　　　関係式（１）
【請求項３】
前記保護層の弾性率Ｅｂが、２ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１に記載の定着用ベルト。
【請求項４】
前記基材の弾性率Ｅａと前記保護層の弾性率Ｅｂとが、下記関係式（２）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の定着用ベルト。
Ｅｂ≧Ｅａ　　　　　　　　　関係式（２）
【請求項５】
前記保護層の厚さｔｂと前記金属発熱層の厚さｔｃとが、下記関係式（３）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の定着用ベルト。
１０≧ｔｂ／ｔｃ≧１　　　　　関係式（３）
【請求項６】
前記基材が耐熱性樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の定着用ベルト。
【請求項７】
前記基材がポリイミドからなることを特徴とする請求項１に記載の定着用ベルト。
【請求項８】
前記保護層が、熱可塑性樹脂層であることを特徴とする請求項１に記載の定着用ベルト。
【請求項９】
前記保護層が、熱可塑性ポリイミド樹脂層であること特徴とする請求項１に記載の定着用ベルト。
【請求項１０】
前記保護層が、イミド化が完了したものを溶剤に溶解した状態で塗布形成された熱可塑性ポリイミド樹脂層であることを特徴とする請求項１に記載の定着用ベルト。
【請求項１１】
前記保護層と前記離型層との間に、弾性性層を設けたことを特徴とする請求項１に記載の定着用ベルト。
【請求項１２】
前記基材と前記金属発熱層の間に、熱可塑性樹脂層を設けたことを特徴とする請求項１に記載の定着用ベルト。
【請求項１３】
前記基材と前記金属発熱層の間に、熱可塑性ポリイミド層を設けたことを特徴とする請求項１に記載の定着用ベルト。
【請求項１４】
前記基材と前記金属発熱層の間に、イミド化が完了したものを溶剤に溶解した状態で塗布形成された熱可塑性ポリイミド樹脂層を設けたことを特徴とする請求項１に記載の定着用ベルト。
【請求項１５】
ベルトに、交流磁場を発生させるためのコイルが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の定着用ベルト。
【請求項１６】
基材上に、少なくとも、金属発熱層と、離型層とを有する定着用ベルトと、該定着用ベルトに当接してニップを形成し回転する加圧ロールと、該ニップ圧を高める圧接部材と、励磁コイルとを有し、
前記励磁コイルに電流を流すことで発生する磁界により、前記定着用ベルトに含まれる金属発熱層に渦電流を発生させ、該金属発熱層の表面を加熱し、
未定着トナー像が形成された記録材を、前記ニップに該未定着トナー像が前記定着用ベルトと当接するように挟持搬送することにより、該未定着トナー像を溶融状態として圧力で該記録材に定着させる電磁誘導加熱定着装置であって、
前記定着用ベルトが、前記金属発熱層と前記離型層との間に、少なくとも保護層が設けられていることを特徴とする電磁誘導加熱定着装置。
【請求項１７】
基材上に、少なくとも、金属発熱層と、離型層とを有する定着用ベルトの製造方法であって、
前記金属発熱層と前記離型層との間に、保護層を形成する工程と、
前記金属発熱層上に保護層を形成した後、２００℃以上の熱処理を施す熱処理工程と、
を有することを特徴とする定着用ベルトの製造方法。
【請求項１８】
前記熱処理工程が、ベルト近傍に配置されたコイルに交番磁場を発生するための高周波電流を流し、ベルト内部の金属発熱層に渦電流を生じさせ、２００℃以上に電磁誘導加熱することで熱処理を行う工程であることを特徴とする請求項１７に記載の定着用ベルトの製造方法。
【請求項１９】
ベルトに、交流磁場を発生させるためのコイルが設けられた定着ベルトの製造方法であって、
前記熱処理工程が、前記コイルに交番磁場を発生するための高周波電流を流し、ベルト内部の金属発熱層に渦電流を生じさせ、２００℃以上に電磁誘導加熱することで熱処理を行う工程であることを特徴とする請求項１７に記載の定着用ベルトの製造方法。
【請求項２０】
基材上に、少なくとも、金属発熱層と、離型層とを有する定着用ベルトであって、
前記基材と前記金属発熱層との間に、少なくとも熱可塑性樹脂層が設けられていることを特徴とする定着用ベルト。
【請求項２１】
前記保護層と前記離型層との間に、弾性性層を設けたことを特徴とする請求項２０に記載の定着用ベルト。
【請求項２２】
前記熱可塑性樹脂層が、熱可塑性ポリイミド層であることを特徴とする請求項２０に記載の定着用ベルト。
【請求項２３】
前記熱可塑性樹脂層が、イミド化が完了したものを溶剤に溶解した状態で塗布形成された熱可塑性ポリイミド樹脂層であることを特徴とする請求項２０に記載の定着用ベルト。
【請求項２４】
ベルトに、交流磁場を発生させるためのコイルが設
けられたことを特徴とする請求項２０に記載の定着用ベルト。
【請求項２５】
基材上に、少なくとも、金属発熱層と、離型層とを有する定着用ベルトの製造方法であって、
前記基材層と前記金属発熱層との間に、保護層を形成する工程と、
前記金属発熱層上に保護層を形成した後、２００℃以上の熱処理を施す熱処理工程と、
を有することを特徴とする定着用ベルトの製造方法。
【請求項２６】
前記熱処理工程が、ベルト近傍に配置されたコイルに交番磁場を発生するための高周波電流を流し、ベルト内部の金属発熱層に渦電流を生じさせ、２００℃以上に電磁誘導加熱することで熱処理を行う工程であることを特徴とする請求項２５に記載の定着用ベルトの製造方法。
【請求項２７】
ベルトに、交流磁場を発生させるためのコイルが設けられた定着ベルトの製造方法であって、
前記熱処理工程が、前記コイルに交番磁場を発生するための高周波電流を流し、ベルト内部の金属発熱層に渦電流を生じさせ、２００℃以上に電磁誘導加熱することで熱処理を行う工程であることを特徴とする請求項２５に記載の定着用ベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機やプリンター等における、加熱定着用ベルト定着用ベルト及びその製造方法、並びに、それを用いた電磁誘導加熱定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、用紙等の記録材上に形成されたトナー像を記録材上に定着し、永久画像にするための工程を定着工程と呼んでいる。前記定着工程には、従来圧力定着・オーブン定着・溶剤定着等の方式があるが、熱を有効に伝えられ、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となっている。熱圧力定着法は、未定着トナー像が形成された記録材を、加熱された２本のロールあるいはベルトにより構成されたニップ内を通過させ、ニップ通過時にロールある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を、ニップ圧力により記録材に押圧されることにより記録材に定着させる方法である。
【０００３】
定着部材であるロール又はベルトは、その表面が溶融トナーと定着しないよう、表面層にトナーとの離型性が良好な離型層が設けられている。またトナー像に熱を伝えるために加熱部材により、ロール又はベルトを加熱している。
前記ロール又はベルトを加熱する方法として一般的には、ロールの内部に設けたハロゲンヒーターの輻射熱によりロール内から加熱する方法が用いられてきた。この方法ではロール内からの加熱であるため、本来加熱したいロール表面が定着可能な状態まで加熱されるのに時間がかかってしまう。そのため、ユーザーがコピーあるいはプリントを行う際に、待ち時間が発生してしまっていた。また、待ち時間を少しでも短くするため、待機中に定着ロール表面を定着温度以下の高温状態に加熱しつづけることが一般的に行われていたが、待機中の加熱のため消費電力が大きくなり、近年の省エネに対する要求を満足していなかった。
【０００４】
そこで、省エネ定着法として特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平４−４４０７４号公報等には、薄膜フィルムと固定ヒーターを用いた定着装置が開示されている。定着部材として膜厚の薄いベルトを使い、その内面に面状の抵抗発熱体を配置して、加熱する方法が広く用いられるようになった。この方法では、ロールを中央から加熱する方法に比べて、断熱層である空気層を介さなくてよい上に、ロールの芯軸を加熱する必要がないため、ロール中央から加熱する方法にくらべて定着が可能となる時間を短縮することができる。
【０００５】
しかし、上述のベルトと面状の抵抗発熱体を用いた定着法では、ヒーターである面状抵抗発熱体自身が熱容量を持っており、十分に定着が可能となる時間がユーザーにとって待ち時間が感じられないほどの短縮させることが難しい上に、面状の抵抗発熱体の軸方向温度均一化も困難であることから、十分な省エネ・高画質化がなされたとはいえないのが現状である。
【０００６】
一方、近年誘導加熱方式により定着部材を加熱する方法が検討されている（特開平１１−３５２８０４号公報、・特開２０００−１８８１７７号公報等）。電磁誘導加熱定着方式について以下にその発熱原理を説明する。
電磁誘導加熱定着方式では、従来の加熱定着用部材と、加圧部材のほかに、コイル及び高周波電源を必要とする。コイルは加熱定着用部材の内部あるいは外部の加熱定着用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。加熱定着用部材としては、金属発熱層が設けられていれば、ロール形状でもベルト形状でも、どちらでも誘導加熱は可能である。
高周波電源により高周波の交流電流をコイルに流す。このとき、コイルには電流の向きに応じた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。磁束は、近接して設置された加熱定着用部材の金属発熱層を横切ることとなり、加熱定着用部材上の金属発熱層には、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。金属発熱層はその金属種と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。この時の熱の発生を使った定着装置が電磁誘導加熱定着装置である。
【０００７】
この方法では、本来加熱したい部材表面を効果的に、かつ、高熱効率で加熱することができるため、定着開始可能時間を極限まで短縮できる可能性がある。前述したように、誘導加熱定着装置では、ロールタイプのものとベルトタイプのものとがあり、いずれの場合でも部材に近接した位置に配置したコイルに高周波電流を流すことで、部材の金属発熱層に誘導起電力を生じさせ、渦電流が流れることで加熱される。ロールタイプの場合発熱層である金属発熱層としては芯金を発熱層とすることができ、コイルによって渦電流が発生し加熱されるような材質・厚さの芯金を選択することで定着可能温度まで加熱が可能である。しかし、ロールタイプでは加熱されるのが芯金であることから、従来の加熱方式と比べて、空気層がないぶん定着可能温度に達するのは早いが、それ自体に剛性が必要とされるため数ｍｍ程度の厚さが必要とされる。その結果、発熱層である芯金の熱容量は大きくならざるを得なく、加熱するのには時間がかかるため、定着開始可能時間を十分に短縮できない。
【０００８】
ベルト方式の誘導加熱定着部材では、金属発熱層を基材とした方法と、耐熱樹脂製の基材上に発熱層である金属発熱層を設ける方法とがある。金属発熱層の基材を用いたベルトの場合、基材としてある程度の強度が必要であるため金属発熱層の基材の厚さが数十μｍ〜２００μｍ程度は必要である。そのためロールタイプほどではないが、基材の熱容量が大きくなってしまうため、ベルト表面が加熱されるのに時間が必要となってしまう。また、加圧部材とベルトでニップを形成するために、ベルト内部のベルトと対向する位置に、圧力印加部材を配置しなければならない。この圧力印加部材は通常加圧部材と均一な圧力でニップを形成し、かつニップ幅を確保するためにゴムパッドを用いるケースが多い。しかしながら、このパッドと金属基材との摺動性が悪いため、パッドを激しく劣化させてしまう場合があった。
一方、耐熱樹脂製の基材を用いたタイプのベルトの場合、基材に使われる耐熱性樹脂としては、ポリイミドやポリアミドイミドなどのようなエンプラで、２００℃以上の耐熱性があり、強度がある程度以上のものが使われている。樹脂製の基材ベルトの場合は樹脂基材により強度が確保されているため、金属発熱層は発熱に十分であれば薄くすることができる。そのため金属基材ベルトと比較して、定着開始可能時間の短縮が可能となる。また基材が樹脂であるため、ニップを形成するベルト内面のパッドとの摺動性も良好である。
【０００９】
金属発熱層は、基材上に均一な膜厚で形成される必要があり、その膜厚は金属の種類にもより、一概には言えないが、低抵抗な金属であるほど薄くすることができ、定着可能な温度に達する時間が短くすることが可能となる。一般的には、銅・アルミニウム・ニッケルなどの金属が発熱層として用いられる場合が多い。これら金属の薄膜を耐熱性樹脂上に形成する方法としては、めっき法・蒸着法・スパッタリング等の金属薄膜形成方法が考えられる。金属薄膜は金属種によって適切な膜厚が存在することは前に述べた通りだが、薄いほどベルトそのものの剛直性が緩和され、よりフレキシブルになるため適切なニップを形成しやすく、そのため良好な定着画質が得られる。また薄いほど金属発熱層の持つ熱容量を低くできるため、定着可能温度に達する時間を短縮できるという利点もあり、薄くても発熱するような低抵抗金属を選び、それをなるべく薄く、かつ均一に成膜することが必要となる。
【００１０】
しかしながら、上述の金属薄膜層を樹脂基材上に形成した電磁誘導加熱方式定着ベルトには、（１）金属薄膜層の耐久性、（２）金属薄膜層と樹脂基材との密着性、に対して問題をもっているのが現状である。
【００１１】
（１）　金属薄膜層の耐久性
金属発熱層の膜厚が薄ければ薄いほど熱容量が小さくなることから定着可能温度に達する時間を短縮でき、さらにベルト自体のフレキシブル性が良くなることで良好な画質が得られる反面、金属発熱層の膜としての強度は低下してしまう。定着装置に使用することが目的であることから、記録材上のトナーを溶融すると同時に、圧力をかけて記録材により強固に固着させるため、誘導加熱定着ベルトは対向する位置に設けられた加圧部材（加圧ロール・加圧パッド・加圧ベルト等）との間にニップ荷重を印加して使われる。このとき、金属発熱層が薄い場合、定着に必要なニップ荷重によって、クラックや亀裂といったディフェクトを生じるケースがあった。またニップ荷重が低い場合においても、ニップ内を何度も通過し、繰り返し屈曲ストレスを受けることにより金属発熱層がクラック・亀裂等のディフェクトを生じることがある。
【００１２】
電磁誘導型加熱定着部材にとって、発熱層にクラック・亀裂等のディフェクトが生じると、発熱層の抵抗が上昇することになってしまい、あるいは金属発熱層内で電気的に絶縁状態になるため、発熱特性が低下することになる。クラックが亀裂までにはいたらず、溝状のディフェクトになっていたとすると、局所的に膜厚が薄い部分ができた状態になり、その結果溝部では異常発熱を起こしてしまう。この異常発熱によって、表面に被覆された離型層が焼けたり、溶けたりして、部品としての耐久性を著しく低下させる原因となっていた。
【００１３】
そこで、上述の特開２００１−３４１２３１のように記事後なるポリイミド樹脂層のイミド化率を規定することにより、基材に柔軟性を付与し、金属発熱層かかる機械的なストレスを低減するような提案がなされている。
【００１４】
しかし、特開２００１−３４１２３１号公報では、ニップにおけるストレスによっては金属発熱層が受ける機械的ストレスは必ずしもなくならず、柔軟性を付与しただけでは十分な解決には至っていない。
【００１５】
（２）金属薄膜層と樹脂基材との密着性
耐熱性樹脂の層と金属薄膜とを積層したフィルム状部材の製造は、耐熱性樹脂のフィルムと金属箔とを接着剤等によって張り合わせる方法、耐熱性樹脂のフィルム上に化学メッキ法もしくは物理メッキ法により金属薄膜を形成する方法等が知られている。
【００１６】
しかしながら、上記のように接着剤等で張り合わせる方法では、金属薄膜がくり返し電磁誘導加熱された時の接着力に信頼性が乏しい。また、耐熱性樹脂の上に金属薄膜を形成する方法でも、一般にポリイミドや芳香族ポリアミド（アラミド）のような耐熱性樹脂と銅等の金属薄膜とを強固に付着させるのが難しい。
【００１７】
このため、付着性を向上させるための技術が開示されており、例えば特開平５−２９９８２０号公報には、ポリイミドに金属蒸着膜を形成し、その後に電子ビーム加熱蒸着銅層及び電解メッキ銅層を順次積層する技術が提案されている。
【００１８】
また、特開平６−３１６７６８号公報には、ポリイミドにフッ素を含有させておき、このフッ素を接着サイトとするために、まず、ヒドラジンを含有する水溶液を用いて１段目のエッチング処理を行い、続いて、ナフタリン−１−ナトリウムで２段目のエッチング処理を行って銅が付着し易くする技術が開示されている。
【００１９】
さらに、特開平７−２１６２２５号公報には、ポリイミド前躯体に、金属粉末を混合しておくことにより、メッキによる金属膜との接着性を高める技術が開示されている。
【００２０】
一方、耐熱性樹脂が芳香族ポリアミド（アラミド）である場合も、特開平６−２５６９６０号公報に、ヒドラジンとアルカリ金属水酸化物とを含有する水溶液によってエッチング処理し、次いで無電解メッキのための触媒付与処理を行う技術が提案されている。
【００２１】
しかしながら、上述のように、定着部材そのものに柔軟性を付与することで、ニップにおけるストレスによっては金属発熱層が受ける機械的ストレスは必ずしもなくならず、柔軟性を付与しただけでは十分な解決にはならない。
【００２２】
また、絶縁体である樹脂基材上に発熱層を形成した場合に安定した密着性を得るためには上記公報で公開された手段では、十分な接着性が得られない上に、製造上複雑な工程を必要としたり、それに伴うコストアップなどが必要となってしまう。
【００２３】
【特許文献１】
特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】
特開平４−４４０７４号公報
【特許文献３】
特開平１１−３５２８０４号公報
【特許文献４】
特開２０００−１８８１７７号公報
【特許文献５】
特開平５−２９９８２０号公報
【特許文献６】
特開平６−３１６７６８号公報
【特許文献７】
特開平７−２１６２２５号公報
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、機械的ストレスによるクラック防止と、ウォームアップタイムの短縮をより効果的に両立することが可能な定着用ベルト及びその製造方法を提供する。また、長期にわたり発熱特性の低下がなく、高画質を維持することが可能な電磁誘導加熱定着装置を提供することである。
また、第２の目的は、金属発熱層との密着性を改善し、耐久性を向上させた定着用ベルト及びその製造方法を提供することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、下記の本発明により達成された。即ち、本発明は、
（１）　基材上に、少なくとも、金属発熱層と、離型層とを有する定着用ベルトであって、
前記金属発熱層と前記離型層との間に、少なくとも保護層が設けられていることを特徴とする定着用ベルト。
（２）　前記基材の厚さをｔａ、前記基材の弾性率をＥａ、前記保護層の厚さをｔｂ、前記保護層の弾性率をＥｂとするとき、下記関係式（１）を満たすことを特徴とする前記（１）に記載の定着用ベルト。
０．０５≦｛（ｔｂ×Ｅｂ）／（ｔａ×Ｅａ）｝≦１　　　　　　関係式（１）
（３）　前記保護層の弾性率Ｅｂが、２ＧＰａ以上であることを特徴とする前記（１）に記載の定着用ベルト。
（４）　前記基材の弾性率Ｅａと前記保護層の弾性率Ｅｂとが、下記関係式（２）を満たすことを特徴とする前記（１）に記載の定着用ベルト。
Ｅｂ≧Ｅａ　　　　　　　　　関係式（２）
（５）　前記保護層の厚さｔｂと前記金属発熱層の厚さｔｃとが、下記関係式（３）を満たすことを特徴とする前記（１）に記載の定着用ベルト。
１０≧ｔｂ／ｔｃ≧１　　　　　関係式（３）
（６）　前記基材が耐熱性樹脂からなることを特徴とする（１）に記載の定着用ベルト。
（７）　前記基材がポリイミドからなることを特徴とする（１）に記載の定着用ベルト。
（８）　前記保護層が、熱可塑性樹脂層であることを特徴とする前記（１）に記載の定着用ベルト。
（９）　前記保護層が、熱可塑性ポリイミド樹脂層であること特徴とする前記（１）に記載の定着用ベルト。
（１０）　前記保護層が、イミド化が完了したものを溶剤に溶解した状態で塗布形成された熱可塑性ポリイミド樹脂層であることを特徴とする前記（１）に記載の定着用ベルト。
（１１）　前記保護層と前記離型層との間に、弾性性層を設けたことを特徴とする（１）に記載の定着用ベルト。
（１２）　前記基材と前記金属発熱層の間に、熱可塑性樹脂層を設けたことを特徴とする前記（１）に記載の定着用ベルト。
（１３）　前記基材と前記金属発熱層の間に、熱可塑性ポリイミド層を設けたことを特徴とする前記（１）に記載の定着用ベルト。
（１４）　前記基材と前記金属発熱層の間に、イミド化が完了したものを溶剤に溶解した状態で塗布形成された熱可塑性ポリイミド樹脂層を設けたことを特徴とする前記（１）に記載の定着用ベルト。
（１５）　ベルトに、交流磁場を発生させるためのコイルが設けられたことを特徴とする前記（１）に記載の定着用ベルト。
（１６）　基材上に、少なくとも、金属発熱層と、離型層とを有する定着用ベルトと、該定着用ベルトに当接してニップを形成し回転する加圧ロールと、該ニップ圧を高める圧接部材と、励磁コイルとを有し、
前記励磁コイルに電流を流すことで発生する磁界により、前記定着用ベルトに含まれる金属発熱層に渦電流を発生させ、該金属発熱層の表面を加熱し、
未定着トナー像が形成された記録材を、前記ニップに該未定着トナー像が前記定着用ベルトと当接するように挟持搬送することにより、該未定着トナー像を溶融状態として圧力で該記録材に定着させる電磁誘導加熱定着装置であって、
前記定着用ベルトが、前記金属発熱層と前記離型層との間に、少なくとも保護層が設けられていることを特徴とする電磁誘導加熱定着装置。
（１７）　基材上に、少なくとも、金属発熱層と、離型層とを有する定着用ベルトの製造方法であって、
前記金属発熱層と前記離型層との間に、保護層を形成する工程と、
前記金属発熱層上に保護層を形成した後、２００℃以上の熱処理を施す熱処理工程と、
を有することを特徴とする定着用ベルトの製造方法。
（１８）　前記熱処理工程が、ベルト近傍に配置されたコイルに交番磁場を発生するための高周波電流を流し、ベルト内部の金属発熱層に渦電流を生じさせ、２００℃以上に電磁誘導加熱することで熱処理を行う工程であることを特徴とする前記（１７）に記載の定着用ベルトの製造方法。
（１８）　ベルトに、交流磁場を発生させるためのコイルが設けられた定着ベルトの製造方法であって、
前記熱処理工程が、前記コイルに交番磁場を発生するための高周波電流を流し、ベルト内部の金属発熱層に渦電流を生じさせ、２００℃以上に電磁誘導加熱することで熱処理を行う工程であることを特徴とする前記（１７）に記載の定着用ベルトの製造方法。
（２０）　基材上に、少なくとも、金属発熱層と、離型層とを有する定着用ベルトであって、
前記基材と前記金属発熱層との間に、少なくとも熱可塑性樹脂層が設けられていることを特徴とする定着用ベルト。
（２１）　前記保護層と前記離型層との間に、弾性性層を設けたことを特徴とする前記（２０）に記載の定着用ベルト。
（２２）　前記熱可塑性樹脂層が、熱可塑性ポリイミド層であることを特徴とする前記（２０）に記載の定着用ベルト。
（２３）　前記熱可塑性樹脂層が、イミド化が完了したものを溶剤に溶解した状態で塗布形成された熱可塑性ポリイミド樹脂層であることを特徴とする前記（２０）に記載の定着用ベルト。
（２４）　ベルトに、交流磁場を発生させるためのコイルが設けられたことを特徴とする前記（２０）に記載の定着用ベルト。
（２５）　基材上に、少なくとも、金属発熱層と、離型層とを有する定着用ベルトの製造方法であって、
前記基材層と前記金属発熱層との間に、保護層を形成する工程と、
前記金属発熱層上に保護層を形成した後、２００℃以上の熱処理を施す熱処理工程と、
を有することを特徴とする定着用ベルトの製造方法。
（２６）　前記熱処理工程が、ベルト近傍に配置されたコイルに交番磁場を発生するための高周波電流を流し、ベルト内部の金属発熱層に渦電流を生じさせ、２００℃以上に電磁誘導加熱することで熱処理を行う工程であることを特徴とする前記（２５）に記載の定着用ベルトの製造方法。
（２７）　ベルトに、交流磁場を発生させるためのコイルが設けられた定着ベルトの製造方法であって、
前記熱処理工程が、前記コイルに交番磁場を発生するための高周波電流を流し、ベルト内部の金属発熱層に渦電流を生じさせ、２００℃以上に電磁誘導加熱することで熱処理を行う工程であることを特徴とする前記（２５）に記載の定着用ベルトの製造方法。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
第１の本発明の定着用ベルトは、基材上に、少なくとも、金属発熱層と、離型層とを有し、前記金属発熱層と前記離型層との間に、少なくとも保護層が設けられていることを特徴とする。一方、第２の本発明の定着用ベルトは、前記基材と金属発熱層との間に、少なくとも熱可塑性樹脂層が設けられていることを特徴とする。
【００２７】
［基材］
本発明の定着用ベルトにおける基材は、後述する電磁誘導加熱定着装置内における繰り返し周動搬送が可能であって、定着温度における物性低下がなく、高強度であれば特に限定するものではないが、耐熱性樹脂であることが好ましい。
本発明における基材として金属（金属フイルム）から構成される基材を用いる場合は、その表面に形成する金属薄膜層との密着強度を容易に得ることができるというメリットがあるが、電磁誘導加熱定着装置における押圧部材と、加熱定着用ベルトの内面（基材）との摺動性を確保することが困難であるため、前記押圧部材を損傷する場合がある。
一方、本発明における基材としてより摺動性の高い耐熱性樹脂から構成される基材を用いることで、押圧部材との摺動抵抗がなく、寿命を延長させることができる。
既述の如く、本発明の加熱定着用部材は、耐熱性樹脂で構成される基材の表面に後述する金属発熱層を形成することが好ましい。
【００２８】
前記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、この中でもポリイミドが好ましい。
【００２９】
本発明における基材の好ましい厚さは、後述する保護層との関係により決まるが、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できる範囲であることが好ましく、１０〜２００μｍの範囲が好ましく、３０μｍ〜１００μｍの範囲がより好ましい。１０μｍ未満では剛性が弱く、周動搬送中に皺になったり、両端のエッジ部分に亀裂が生じてしまう場合がある。逆に２００μｍを超えると、柔軟性を確保できない場合がある。
【００３０】
［金属発熱層］
本発明の定着用ベルトにおいて、金属発熱層は通常金属薄膜層で形成されており、後述する電磁誘導加熱定着装置において、コイルから発生する磁界により渦電流を発生させることで発熱するための層であり、電磁誘導作用を生ずる金属が用いられる。かかる金属としては、例えばニッケル、鉄、銅、金、銀、アルミニウム、スチール、クロムなどが選択可能である。これらのうちコスト、発熱性能、及び加工性を考慮すれば、銅、ニッケル、アルミニウム、鉄、クロムが適しており、特に銅が好ましい。
【００３１】
前記金属発熱層の厚さは、その金族材質により最適な厚さは異なるが、例えば銅を前記金属発熱層に用いる場合には、その厚さが３〜５０μｍの範囲であることが好ましく、３〜３０μｍの範囲であることがより好ましく、５〜２０μｍの範囲であることがさらに好ましい。
前記金属発熱層の厚さが３μｍ未満になると、金属発熱層の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、或いは定着可能温度まで加熱することができなくなる場合がある。また、前記金属発熱層の厚さが５０μｍを超えると、十分な発熱は得られるものの、膜自体の熱容量が大きくなってしまうことからウォームアップ時間が長くなってしまう場合がある。
【００３２】
［保護層］
記述の通り、前記金属発熱層は、通常金属薄膜層で形成されており、膜自体の強度が非常に弱いため、繰り返し回転を行うことによってクラックが発生し、発熱特性が低下してしまう。これは後述する電磁誘導加熱定着装置におけるニップにおいて、繰り返し変形されることによりベルトは、後述する最外層である離型層側に凸になったり、逆に基材側が凸になるような変形を繰り返すことになる。そのとき金属発熱層は、発熱層の内層と外層の力によって、引っ張り力あるいは圧縮力を受け、これら応力が発熱層の強度以上になったときクラックが発生し、発熱層の電気特性・発熱特性を劣化させるためである。
【００３３】
より具体的に説明すると、一般的に前記基材はその役割からある程度以上の強度が必要であるため、弾性率が高い材料が使われている上に、膜厚も１０〜１００μｍ程度の膜厚が必要とされる。
それに対して、金属発熱層の外層には離型層と、必要に応じて弾性層等が設けられるが、これら金属発熱層の外層にある層の弾性率は前記基材と比較して非常に低い。
前記金属発熱層が受ける応力は、該金属発熱層の内層及び外層の弾性率と膜厚の積のバランスによって決まる。従来のように前記金属発熱層の外層が低弾性率材料からなる層だけの場合には、金属発熱層を挟んだ上下で弾性率と膜厚の積の差が大きかったために、ベルトがニップ内で変形を受けるたびに、発熱層が引っ張りや圧縮応力を受けることになっていた。
【００３４】
そこで本発明の加熱定着用ベルトでは、前記金属発熱層の上層に保護層を設けている。前記保護層を設けることにより、本発明の加熱定着用ベルトは金属発熱層の内層として少なくとも基材を有し、外層として少なくとも保護層、離型層（、必要に応じて弾性層）を有する構成となる。
加熱定着用ベルトを前記構成とすることにより、低弾性率層である離型層・弾性層等は基材・保護層・発熱層と比較して弾性率が非常に低いため、これらの層は弾性率のバランスを考える上で無視することができ、弾性率のバランスを基材と保護層と発熱層だけで考えることが可能となる。つまり、前記金属発熱層の上層に保護層を設けることにより、該金属発熱層におけるクラックの発生を防止することができる。
【００３５】
本発明の定着用ベルトは、前記基材の厚さをｔａ、前記基材の弾性率をＥａ、前記保護層の厚さをｔｂ、前記保護層の弾性率をＥｂとするとき、下記関係式（１）を満たすことが好ましい。
０．０５≦｛（ｔｂ×Ｅｂ）／（ｔａ×Ｅａ）｝≦１　　　　　　関係式（１）
【００３６】
本発明の定着用ベルトにおいて、クラックの発生による発熱特性の劣化を防ぐためには保護層と基材との引っ張り力・圧縮力が同程度になることが重要であり、そのとき金属発熱層には引っ張り・圧縮力が働きにくくなる。保護層と基材の引っ張り・圧縮力が同程度になるためには、それぞれの層の弾性率及びその膜厚を掛け合わせた係数が、同程度になればよく、そのとき発熱層は応力を受けないことになる。最も理想とされる状態は、弾性率と膜厚を掛け合わせた係数が同じになることであるが、使用方法や要求される耐久性能によっては必ずしも係数が同じである必要はなく、その効果が必要とされるベルト耐久性を満たすものであればよく、その範囲は前記関係式（１）で示される範囲である。
【００３７】
前記関係式（１）における｛（ｔｂ×Ｅｂ）／（ｔａ×Ｅａ）｝が、０．０５未満では保護層による金属発熱層への十分な保護効果が得られない場合がある。一方、１．０を越えるとウォームアップタイムが長くなる場合がある上に、ベルトの剛直性が増すため画質に対してもマイクログロスが不均一になったり、オフセット、画像の荒れなどを引き起こす場合がある。
前記関係式（１）における｛（ｔｂ×Ｅｂ）／（ｔａ×Ｅａ）｝は、０．２０以上１．０以下が好ましく、０．２５以上１．０以下がより好ましく、さらに好ましくは０．５以上１．０以下である。この範囲であれば発熱特性の劣化をより効果的に抑制できる。
【００３８】
前記基材の弾性率Ｅａと前記保護層の弾性率Ｅｂとは、下記関係式（２）を満たすことが好ましい。
Ｅｂ≧Ｅａ　　　　　　　　　関係式（２）
本発明の定着用ベルトを後述する誘導加熱定着装置に用いたときの最大の長所であるクイックスタート性を考慮すると、前記金属発熱層の外層となる保護層を薄い膜とすることが好ましい。なるべく保護層の厚さを薄くするためには、関係式（１）のｔｂをｔａより小さくすることが効果的であり、この場合でも関係式（１）を満足するためには、保護層を弾性率の高い材料で形成することが重要となる。例えば、基材と同じ材料で保護層を形成した場合より、保護層を基材の弾性率以上の弾性率を有する材料で形成することで、同等の保護効果でありながら発熱層の表面側に位置する保護層の膜厚を薄くすることが可能となり、よりクイックスタートが可能となる。
【００３９】
前記保護層の厚さｔｂと前記金属発熱層の厚さｔｃとが、下記関係式（３）を満たすことが好ましい。
１０≧ｔｂ／ｔｃ≧１　　　　　関係式（３）
前記（ｔｂ／ｔｃ）が１未満であると、充分な補強効果を得られない場合がある。一方、前記（ｔｂ／ｔｃ）が１０を超えると、定着ベルト全体の剛直性が大きくなりすぎて、用紙の剥離方向とベルト円周の接線方向がなす角度が小さくなってしまい、トナーとの離型性が低下してオフセット現象を発生させる原因となってしまう場合がある。またトナーをベルトが包み込む効果が充分に得られなくなる場合があり、特にカラー画像での発色性が損なわれる場合がある。
【００４０】
本発明における保護層の弾性率は、２ＧＰａ以上であることが好ましく、３ＧＰａ以上であることがより好ましい。
これは前記関係式（１）において、保護層の膜厚ｔｂを小さくしても、保護層の弾性率Ｅｂが大きい材料であれば、上式の保護層と基材の比率を１に近づけることが可能だからである。
【００４１】
保護層を形成する材料としては、基材と同程度かそれ以上の弾性率であることが好ましく、耐熱性の樹脂で形成されることが好ましい。ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルフォン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール、耐熱フェノール樹脂等を用いることが可能である。またこれらの樹脂材料にカーボンブラック、シリカ、ガラス繊維、マイカ等の充填剤を配合して、高弾性率化・耐熱性付与して用いることも可能である。
【００４２】
特に、保護層を形成する材料として、熱可塑性樹脂を用いると、保護層と隣接する層（金属発熱層や、離型層、弾性層）との密着性が改善され、即ち、保護層としての熱可塑性樹脂層を介在させることで、異種の金属発熱層との密着性が改善され、耐久性が向上するので好適である。これは、熱可塑性樹脂が、熱処理により軟化するため、隣接する層との密着性が向上し、強固に接着するためと考えられる。
【００４３】
このような、熱可塑性樹脂としては、特に限定はしないが、中でも熱可塑性ポリイミド樹脂を使うことで、発熱層の耐久性に対して効果的である。これは、上記式（１）に当てはめた場合の弾性率が熱可塑性樹脂の中でも高弾性であるからである。
【００４４】
保護層として、熱可塑性ポリイミド樹脂層が好適な理由は他にもある。この理由について、説明する。通常、ベルト基材等に使われる熱硬化性ポリイミドは、高弾性率を有している点で発熱層耐久性に対する大きな効果が期待できるが、イミド化反応時にガスが発生するため厚膜塗布が困難である。基材として５０〜１００μｍ程度の熱硬化型ポリイミド樹脂ベルトを形成する場合には、ベルトは単層であるためにイミド化反応ガスはポリイミド樹脂層の表面側からも内面側からも抜けることが可能であるために、１００μｍ程度までの厚膜形成が一回の塗布・焼成で可能となる。このため、工程が削減され、低コスト化が可能となる。
【００４５】
しかし、保護層として、熱硬化性ポリイミド樹脂層を、金属発熱層の外周面に形成する場合には、金属発熱層との界面は密着した状態で形成しなければならないため、イミド化反応時に発生したガスの抜け道は表面側にしかないことになるため、このような積層構造を焼成によるイミド化反応タイプの熱硬化型ポリイミド樹脂で形成すると、一回の塗布・焼成では、厚膜化が困難となる。
【００４６】
このように、金属発熱層の耐久性を得るためにはある程度以上の膜厚が必要であることから、保護層として、熱可塑性ポリイミド樹脂層、特に、イミド化が完了したものを溶剤に溶解した状態で塗布形成された熱可塑性ポリイミド層を利用することが弾性率、耐熱性、成膜性などの観点からより適していると言える。
【００４７】
なお、以上説明した熱可塑性樹脂層は、基材と金属発熱層との間に設けることもでき、当該熱可塑性樹脂層に隣接する層との密着性、即ち、基材と金属発熱層との密着性が改善され、より耐久性が向上することとなる。
【００４８】
ここで、基材と金属発熱層との間に熱可塑性樹脂層は弾性率が比較的高いため、低弾性率層である離型層・弾性層等とは異なり、上記式（１）〜（３）に影響を及ぼすこととなる。このため、基材と金属発熱層との間に可塑性樹脂層を設ける場合、当該熱可塑性樹脂層の厚さをＴＣ、弾性率をＥＣとするとき、上記関係式（１）〜（３）は、それぞれ下記関係式（１−ａ）〜（３−ａ）で表されることがよい。なお、この式の好適な範囲は、関係式（１）〜（３）と同様である。
【００４９】
関係式（１−ａ）
０．０５≦｛［（ｔｂ×Ｅｂ）＋（ｔｃ×ＥＣ）］／（ｔａ×Ｅａ）｝≦１
関係式（２−ｂ）
Ｅｂ＋Ｅｃ≧Ｅａ
関係式（３−ａ）
１０≧（ｔｂ＋ｔｃ）／ｔｃ≧１
【００５０】
［離型層］
本発明の加熱定着用ベルトは、最外層としてフッ素系化合物による離型層を形成することが好ましい。離型層は後述するように加熱定着用ベルトとして未定着トナー像を溶融状態として記録媒体に固着させる際に、溶融状態のトナーが加熱定着用ベルトに固着することを防ぐ目的で形成するものである。フッ素系化合物としてはフッ素ゴムや、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。
【００５１】
かかる離型層の厚さは、１０〜１００μｍであることが好ましく、２０〜５０μｍであることがより好ましい。前記離型層の厚さが１０μｍ未満であると、用紙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、前記離型層の厚さが１００μｍを超えると表面の柔軟性がなくなる場合があり、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たり、ウォームアップ時間が長くなったりする場合がある。
【００５２】
［弾性層］
本発明の定着用ベルトでは、基材と金属発熱層との間に、更に弾性層を設けてもよい。特にカラー画像を定着するためには、弾性層を設けることが好ましい。これはカラー画像の場合には、記録媒体上に単色黒・マゼンタ・イエロー・シアンの４色のトナーが積層した状態で定着する必要があるためであり、積層されたこれら４色のトナーに均一に一定以上の熱量を与えることで４色が十分に溶融しあって鮮明なカラー画像を得るため、弾性層がないベルトを使うと、積層されたトナーを押しつぶしてしまう場合があり、記録媒体に近い（つまり積層された下層にある）トナーに対して十分な熱が与えられないために、発色性が低下してしまう場合がある。
また、白黒定着装置に用いる場合でも、特に高速化を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ニップ領域内で変形し、低荷重でも十分なニップ幅が得られるために、高速であってもトナー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。
【００５３】
［製造方法］
本発明の定着用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が、具体的には、例えば、金属発熱層と前記離型層との間に、保護層を形成する工程と、金属発熱層上に保護層を形成した後、２００℃以上の熱処理を施す熱処理工程と、を有することがよい。特に、金属発熱層と離型層との間に熱可塑性樹脂層を設ける場合、離型層や弾性層を形成した後に、２００℃以上の熱処理を行うことで、金属発熱層と、離型層あるいは弾性層の接着を強固に行うことが可能となる。これは、上述したが、熱可塑性樹脂は、熱可塑性を持っているため高温で軟化して、上下の層を密着させる効果があるからである。
【００５４】
この場合、金属発熱層が酸化しやすい金属の場合では、熱処理の炉内を不活性ガス（窒素ガス・アルゴンガス等）でパージすることで、発熱特性の低下なく密着性を得ることが可能となる。
【００５５】
このような熱処理工程は、電気炉等のオーブンにベルトを入れて加熱する方法であっても十分接着性・耐久性の効果は得られるが、電磁誘導過熱を利用した熱処理を行うことで、さらに成膜性を改善できる場合もある。本発明の定着用ベルトには金属発熱層が含まれたものであり、その金属発熱層に渦電流を生じさせることで、加熱ができるからである。
【００５６】
また、熱処理工程として、定着用ベルトに、交番磁場を発生させるためのソレノイド型コイルを設置して、前記コイルに高周波交流電流を流すことで金属発熱層を効率よく加熱することも可能である。このソレノイド型コイルはベルト内部に設けてもよいし、ベルト外周面に設けてもよい。特に、ソレノイド型コイルをベルト内部に設けることがよく、このベルト内部に設けられたコイルを利用して熱処理を行う大きなメリットのひとつには、熱可塑性樹脂層を内面から加熱することができる点である。また、ベルト近傍にソレイド型コイルを配置し、このコイルに高周波交流電流を流すことで金属発熱層を加熱することも可能である。
【００５７】
特に、保護層としての熱可塑性樹脂層を形成する場合には、ある程度以上の膜厚が必要となることから、溶剤に溶解した状態の熱可塑性ポリイミドのような発生ガスが少ないタイプの樹脂を使った場合でも、希釈溶剤を完全に除去するには時間が必要になる。通常のオーブンによる熱処理の場合、雰囲気温度を熱処理に必要な温度まで上昇させた上で処理を行うことになるが、その場合定着用ベルトの外層から加熱されることになる。最外層がもっとも早く処理温度に到達することになるため、表面側から溶剤の除去が完了し、厚膜を塗布した場合、最内面側の溶剤が除去しきれていない状態で表面が固まることになり、最内部の溶剤が除去できずに気化した結果、ボイドやクレーター模様のようなディフェクトになることがある。
【００５８】
金属発熱層に渦電流を発生させて電磁誘導加熱するような熱処理をした場合には内面から加熱することになるため、熱可塑性樹脂層の最内面から溶剤が除去されるため、オーブンでの熱処理と比較して厚い膜をディフェクトを生じないように形成することが可能となる。オーブンによる熱処理であっても、炉内の温度を徐々に上昇させることで、溶剤をゆっくりと除去することでディフェクトを減らすことは可能であるが、電磁誘導加熱処理をすることでより早く熱処理を完結することが可能である。
【００５９】
熱可塑性樹脂層を金属発熱層に塗布する前、及び熱可塑性樹脂層上に弾性層あるいは離型層を塗布する前には、必要に応じて適切なプライマー材料による前処理工程を入れることでさらに層間接着性が良好なものにすることが可能となる。
【００６０】
また、上記接着力の向上効果は、基材上に熱可塑性樹脂層を形成した上に金属発熱層を形成し、熱処理を行った場合にも同様の効果が得られる。特に基材を絶縁性の耐熱樹脂で形成した場合では、金属発熱層と基材との接着性を確保することが困難であることから、これら層間に熱可塑性樹脂層を形成し、熱処理を行うことは効果的である。また、金属発熱層上に形成した熱可塑性樹脂の場合同様に、電磁誘導加熱処理を行うことで、金属発熱層の外層に形成された層の熱処理時間の短縮やディフェクト改善に効果的である。
【００６１】
［電磁誘導加熱定着装置］
図１は本発明の定着用ベルトを用いた電磁誘導加熱定着装置の一例を示す概略断面図である。図１において、１０は、本発明の定着用ベルトである。該定着用ベルト１０に接するように加圧ロール１１が配され、定着用ベルト１０と加圧ロール１１との間にニップを形成している。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体層１１ｂが形成され、さらにその上層にフッ素系化合物による離型層１１ｃが形成されて構成される。
【００６２】
定着用ベルト１０の内側には、加圧ロール１１と対向する位置に、シリコーンゴム等からなるニップパッド１３ｃと、局所的にニップ圧を高めるニップヘッド１３ｂと、支持体１３ａとから構成されている圧接部材１３が設置されている。さらに、定着用ベルト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）を内蔵した電磁誘導加熱装置１２が設けられている。電磁誘導加熱装置１２は、電磁誘導コイル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、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、結果的に定着用ベルト１０の表面が発熱する。
尚、電磁誘導加熱装置１２は、加熱定着用ベルト１０内のニップ領域に対して回転方向Ｂの上流に設置されていてもよい。
【００６３】
本電磁誘導加熱定着装置は、不図示の駆動装置により定着用ベルト１０が矢印Ｂ方向に回転し、それにつれて加圧ロール１１も矢印Ｃ方向に従動回転する。未定着トナー像１４が形成された記録材１５は矢印Ａ方向に、上記定着装置のニップ部に挿通され、未定着トナー像１４を溶融状態として圧力で記録材１５に定着させる装置である。
尚、駆動方法は、ベルト駆動（ロールが従動）、ロール駆動（ベルトが従動）のどちらでもよい。
【００６４】
図２に、電磁誘導加熱方式の原理を説明するための概略説明図を示す。図２において、１７は定着用ベルトの一部の断面を表し、１６は電磁誘導加熱装置を表す。
定着用ベルト１７は、基材１０ａの表面に、電磁誘導作用により自己発熱する導電部材からなる金属発熱層１０ｂと、その表面にフッ素系化合物による離型層１０ｃとが備えられて構成される。電磁誘導加熱装置１６は、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、加熱定着用ベルトの表面とほぼ直交する交流磁界を形成するものである。
【００６５】
この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。
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。この磁束が定着用ベルト１７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。
【００６６】
前記渦電流は、表皮効果のためにほとんど金属発熱層１０ｂの電磁誘導加熱装置１６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は次式で示される。
δ＝（２ρ／ωμ）１／２
【００６７】
さらに、表皮抵抗ＲＳは次式で示される。
Ｒｓ＝ρ／δ＝（ωμρ／２）１／２
定着用ベルト１７の金属発熱層１０ｂに発生する電力Ｐは、定着用ベルト１７中を流れる電流をＩｈとすると、次式で表わされる。
Ｐ∝Ｒｓ∫｜Ｉｈ｜２ｄＳ
【００６８】
したがって、表皮抵抗Ｒｓを大きくするか、あるいは電流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（Ωｍ）により次式で表わされる。
δ＝５０３（ρ／（ｆμｒ））１／２
【００６９】
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、上の式で表わされる表皮深さより厚く（１〜１００μｍ）することが好ましい。また、発熱層１６ｂの厚みが１μｍ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。
【００７０】
【実施例】
（実施例１）
基材としてポリイミド樹脂（商品名：Ｕワニス、宇部興産製）による膜厚７０μｍ、外径３０ｍｍの無端状ベルト基材にアルカリエッチング処理を行い、洗浄後に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により膜厚１０μｍの銅層を形成した。続いて、銅膜を十分洗浄し、この上にポリイミドワニス（商品名：Ｕワニス、宇部興産製）を厚さ８０μｍで塗布し、１００℃の炉内で３０分間回転させながら一次乾燥を行った。さらにポリイミド膜上に、フッ素樹脂（ＰＦＡ）ディスパージョン塗料（商品名：ＥＮ−７１０ＣＬ、三井デュポンフロロケミカル社製）を塗布し、その後３８０℃の窒素パージした炉内に１時間放置して、ポリイミド膜とフッ素樹脂膜を同時に焼成することにより定着用ベルトを作製した。
【００７１】
得られた定着用ベルトは、ポリイミド層の膜厚が１０μｍで、ＰＦＡ層の膜厚が３０μｍだった。
保護層、基材はともにポリイミドからなる膜であり、弾性率は３．１ＧＰａ（３１０ｋｇｆ／ｍｍ２）だった。
基材の厚さｔａと弾性率Ｅａの積は、
（ｔａ×Ｅａ）＝（７０×１０−６）×（３．１×１０９）＝２．１７×１０５
であった。
同様に保護層の厚さｔｂと弾性率Ｅｂの積は、
（ｔｂ×Ｅｂ）＝（１０×１０−６）×（３．１×１０９）＝０．３１×１０５
であった。
保護層の厚さと弾性層の積と、基材の厚さと弾性層の積の比を求めると、
｛（ｔｂ×Ｅｂ）／（ｔａ×Ｅａ）｝＝０．１４
となった。
【００７２】
この定着用ベルトの保護層と金属発熱層の剥離強度を測定した。測定方法は、ベルト上に２０ｍｍの幅で切り込みを入れて、保護層をはがしておき、それを５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で金属発熱層から保護層を引き剥がすときに必要な力を引っ張り試験機にて測定した。そのときの金属発熱層と保護層との剥離強度は０．２３Ｎ／ｍｍだった。この結果から、保護層と離型層との剥離強度も同様に高いことがわかる。
【００７３】
こうして作製されたベルトを、加圧ロール、励磁コイル（電磁誘導コイル）、定着用ベルトと加圧ロールを圧接するための圧接部材からなる電磁誘導加熱定着装置に装着して評価を行った。
加圧部材は、ベルト内径と略同一の外径部とそれより大きな外形部とを有しベルトの両端部にはめ込みベルトの軸方向への移動を規制するためのエッジガイドと、ベルト内径より小さな径をもちゴムパッド取り付け部を有するフォルダ、加圧用ゴムパッドからなるものである。前記フォルダのパッド取り付け部にゴムパッドを固定し、これをベルト内に挿入したうえで両端部にエッジガイドを装着して構成される。定着用ベルトの周方向一部分を加圧ロールと接触させて、加圧ロールの軸と加圧部材との間に荷重をかけることで、ゴムパッドと加圧ロールとがベルトを介して圧接されニップを形成するように定着装置内に配置した。エッジガイド、フォルダともに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。
【００７４】
また、本実施例で用いた励磁コイルとしては、互いに絶縁されたφ０．５の銅線を１６本束ねたリッツ線を用いて、これをベルトの長さより長く、ベルトの円周の１／６〜１／４を覆う程度の幅を持つように巻回し、ベルトの曲率にならうような曲率を持たせることで、該励磁コイルと定着用ベルトのギャップが均一になるように形成した。また該励磁コイルと定着用ベルトのギャップが２ｍｍになるようにベルト上部に固定し、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、励磁コイル周囲に磁界が発生する。発生した磁界が定着用ベルトの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発生する。このときの渦電流値と発熱層の持つ抵抗に応じた発熱が得られる。
【００７５】
加圧ロールは外径１６ｍｍの中実シャフト上に、弾性層として発泡シリコーンゴム層を１２ｍｍ設けた上に、膜厚３０μｍのＰＦＡチューブを被覆したものである。具体的には、チューブ内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を成形金型内にセットし、フッ素樹脂チューブとコア間に液状発泡シリコーンゴム、層厚：２ｍｍを注入後、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したものである。
前記加圧ロールには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。
【００７６】
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紙を用いた通紙テストを行い評価した。
評価項目は、発熱特性、定着可能温度に到達するまでの時間（以下「ウォームアップタイム」と呼ぶ）、ベルト内温度分布、ベルトの電気特性である力率の通紙前後での変化である。
ここで力率とは励磁コイルに高周波電流を流したときの定着用ベルトに設けた発熱層に渦電流が発生した結果、コイルに流している電流及び電圧の位相差θを測定したときの、ｃｏｓθのことである。位相差θが０に近いほど力率は高くなり、より発熱しやすい状態であるといえる。
前記電磁誘導加熱定着装置で２０万枚の通紙テストを行ったところ、通紙テスト前の力率を１．０としたときに通紙後力率は０．９６でほぼ変化がなかった。また通紙前後のウォームアップタイムはともに４秒で変化はなく、通紙後の温度分布は均一なままだった。
【００７７】
（実施例２）
基材として膜厚４０μｍ、外径３０ｍｍのポリイミド無端状ベルトに、実施例１と同様の方法で膜厚１０μｍの銅層を形成した。続いて該銅層を充分洗浄した後、洗浄した銅層の上に熱可塑性ポリイミド（商品名：リカコート、新日本理化株式会社製）を厚さ４０μｍで塗布した。その後、１５０℃の炉内で回転乾燥した後、２５０℃の窒素パージしたオーブン内で乾燥を行った。こうして得られたポリイミド膜の厚さは３６μｍだった。その後、ポリイミド膜上にフッ素樹脂ディスパージョン塗料（商品名：ＥＮ−７１０ＣＬ、三井デュポンフロロケミカル社製）を塗布し、窒素パージした３８０℃の炉内で１時間かけて焼成を行った。フッ素樹脂層の厚さは３０μｍだった。
基材の弾性率は３．１ＧＰａで、保護層の弾性率は２．６ＧＰａだった。
実施例１と同様に基材及び保護層の弾性率と厚さの積の比を求めると、
基材：
（ｔａ×Ｅａ）＝（４０×１０−６）×（３．１×１０９）＝１．２４×１０５
保護層：
（ｔｂ×Ｅｂ）＝（３６×１０−６）×（２．６×１０９）＝０．９４×１０５
基材と保護層の比：
｛（ｔｂ×Ｅｂ）／（ｔａ×Ｅａ）｝＝０．７５
であった。
【００７８】
この定着用ベルトの保護層と金属発熱層の剥離強度を測定した。測定方法は、ベルト上に２０ｍｍの幅で切り込みを入れて、保護層をはがしておき、それを５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で金属発熱層から保護層を引き剥がすときに必要な力を引っ張り試験機にて測定した。そのときの金属発熱層と保護層との剥離強度は０．３８Ｎ／ｍｍだった。この結果から、保護層と離型層との剥離強度も同様に高いことがわかる。
【００７９】
こうして作製されたベルトを実施例１で用いた電磁誘導加熱定着装置に装着し、２０万枚の通紙テストを行ったところ、通紙テスト前の力率を１．０としたときに通紙後力率は０．９８でほぼ変化がなかった。また通紙前後のウォームアップタイムはともに５秒で変化はなく、通紙後の温度分布は均一なままだった。
【００８０】
（実施例３）
基材として膜厚６０μｍ、外径３０ｍｍのポリイミド無端状ベルトに、実施例１と同様の方法で膜厚１０μｍの銅層を形成した。続いて該銅層を充分洗浄した後、洗浄した銅層の上に、ポリイミドワニス（Ｕワニス）を厚さ１００μｍで塗布し、１５０℃の炉内で回転乾燥した後、３４０℃の窒素パージオーブンで乾燥・焼成を行ったところポリイミド膜の厚さは１３μｍだった。同ワニス塗布及び乾燥・焼成を４回行い、６０μｍのポリイミド膜を形成した。その後、ポリイミド膜上にフッ素樹脂ディスパージョン塗料（ＥＮ−７１０ＣＬ）を塗布し、窒素パージした３８０℃の炉内で１時間かけて焼成を行ったところ、フッ素樹脂層の厚さは３０μｍだった。
【００８１】
基材の弾性率は３．２ＧＰａで、保護層の弾性率も３．２ＧＰａだった。
実施例１と同様に基材及び保護層の弾性率と厚さの積の比を求めると、
基材：
（ｔａ×Ｅａ）＝（６０×１０−６）×（３．２×１０９）＝１．９２×１０５
保護層：
（ｔｂ×Ｅｂ）＝（５９×１０−６）×（３．２×１０９）＝１．８９×１０５
基材と保護層の比：
｛（ｔｂ×Ｅｂ）／（ｔａ×Ｅａ）｝＝０．９８
であった。
【００８２】
この定着用ベルトの保護層と金属発熱層の剥離強度を測定した。測定方法は、ベルト上に２０ｍｍの幅で切り込みを入れて、保護層をはがしておき、それを５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で金属発熱層から保護層を引き剥がすときに必要な力を引っ張り試験機にて測定した。そのときの金属発熱層と保護層との剥離強度は０．２４Ｎ／ｍｍだった。この結果から、保護層と離型層との剥離強度も同様に高いことがわかる。
【００８３】
こうして作製されたベルトを実施例１で用いた電磁誘導加熱定着装置に装着し、２０万枚の通紙テストを行ったところ、通紙テストの前の力率を１．０としたときに通紙後力率も１．０で変化がなかった。また通紙前後のウォームアップタイムはともに８秒で変化はなく、通紙後の温度分布は均一なままだった。
【００８４】
（実施例４）
実施例３と同様の方法で銅層までを形成した。続いて該銅層を充分洗浄した後、洗浄した銅層の上に、ポリイミドワニス（Ｕワニス）にカーボンブラックを１５質量％配合して膜厚３０μｍの保護層を形成した。その後、ポリイミド膜上にフッ素樹脂ディスパージョン塗料（ＥＮ−７１０ＣＬ）を塗布し、窒素パージした３８０℃の炉内で１時間かけて焼成を行ったところ、フッ素樹脂層の厚さは３０μｍだった。
ここで、充填するカーボンブラックとしては、補強効果を有するものであれば、種類を限定するものではなく、例えば、ファーネスブラック等の広く樹脂・ゴム等に配合し補強性を付加するものであればよい。中でもＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡＦといった種類のファーネスブラックが好ましい。またカーボンブラック以外の補強性微粒子では、シリカなどを用いることも可能である。本実施例では、カーボンブラックとして、ファーネスブラックの中でもＳＡＦであるダイアブラック−Ａ（三菱化成製）を添加した。
【００８５】
基材の弾性率は３．１ＧＰａで、保護層の弾性率はカーボンブラックの配合により無充填のポリイミドと比べ高くなり、６．０ＧＰａだった。
実施例１と同様に基材及び保護層の弾性率と厚さの積の比を求めると、
基材：
（ｔａ×Ｅａ）＝（６０×１０−６）×（３．１×１０９）＝１．８６×１０５
保護層：
（ｔｂ×Ｅｂ）＝（３０×１０−６）×（６．０×１０９）＝１．８０×１０５
基材と保護層の比：
｛（ｔｂ×Ｅｂ）／（ｔａ×Ｅａ）｝＝０．９７
であった。
【００８６】
この定着用ベルトの保護層と金属発熱層の剥離強度を測定した。測定方法は、ベルト上に２０ｍｍの幅で切り込みを入れて、保護層をはがしておき、それを５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で金属発熱層から保護層を引き剥がすときに必要な力を引っ張り試験機にて測定した。そのときの金属発熱層と保護層との剥離強度は０．２５Ｎ／ｍｍだった。この結果から、保護層と離型層との剥離強度も同様に高いことがわかる。
【００８７】
こうして作製されたベルトを実施例１で用いた電磁誘導加熱定着装置に装着し、２０万枚の通紙テストを行ったところ、通紙テストの前の力率を１．０としたときに通紙後力率も１．０で変化がなかった。また通紙前後のウォームアップタイムはともに４秒で変化はなく、通紙後の温度分布は均一なままだった。
本実施例では実施例３と同様の基材を使い、保護層として高弾性率材料を塗布したものである。本実施例より、保護層の弾性率が高いと、その分保護層の厚さが薄くできることがわかる。つまり、弾性率が高いため、重要特性である弾性率と厚さの積が、保護層膜厚を薄くしても基材と保護層でほぼ同じ程度にすることが可能になるのである。その結果実施例３と比較して、ウォームアップタイムを短縮できたことになる。
【００８８】
（実施例５）
基材として膜厚８０μｍ、外径３０ｍｍのポリイミド無端状ベルトに、実施例１と同様の方法で膜厚１０μｍの銅層を形成した。続いて該銅層を充分洗浄した後、洗浄した銅層の上に、ポリイミドワニス（Ｕワニス）を塗布し、窒素パージしたオーブン内で４００℃で焼成して、膜厚５μｍの保護層を形成した。その後、ポリイミド膜上にフッ素樹脂ディスパージョン塗料（ＥＮ−７１０ＣＬ）を塗布し、窒素パージした３８０℃の炉内で１時間かけて焼成を行ったところ、フッ素樹脂層の厚さは３０μｍだった。
【００８９】
基材、保護層とも弾性率は３．１ＧＰａだった。
実施例１と同様に基材及び保護層の弾性率と厚さの積の比を求めると、
基材：
（ｔａ×Ｅａ）＝（８０×１０−６）×（３．１×１０９）＝２．４８×１０５
保護層：
（ｔｂ×Ｅｂ）＝（５×１０−６）×（３．１×１０９）＝０．１６×１０５
基材と保護層の比：
｛（ｔｂ×Ｅｂ）／（ｔａ×Ｅａ）｝＝０．０６
であった。
【００９０】
この定着用ベルトの保護層と金属発熱層の剥離強度を測定した。測定方法は、ベルト上に２０ｍｍの幅で切り込みを入れて、保護層をはがしておき、それを５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で金属発熱層から保護層を引き剥がすときに必要な力を引っ張り試験機にて測定した。そのときの金属発熱層と保護層との剥離強度は０．２３Ｎ／ｍｍだった。この結果から、保護層と離型層との剥離強度も同様に高いことがわかる。
【００９１】
こうして作製されたベルトを実施例１で用いた電磁誘導加熱定着装置に装着し、２０万枚の通紙テストを行ったところ、通紙テストの前の力率を１．０としたときに通紙後力率は０．９５でほぼ変化がなかった。また通紙前後のウォームアップタイムはともに４秒で変化はなく、通紙後の温度分布は均一なままだった。本実施例では実施例３と同様の基材を使い、保護層として高弾性率材料を塗布したものである。本実施例より、保護層の弾性率が高いと、その分保護層の厚さが薄くできることがわかる。つまり、弾性率が高いため、重要特性である弾性率と厚さの積が、保護層膜厚を薄くしても基材と保護層でほぼ同じ程度にすることが可能になるのである。その結果実施例３と比較して、ウォームアップタイムを短縮できたことになる。
【００９２】
（比較例１）
実施例１と同様の方法で銅層までを形成した。続いて該銅層を充分洗浄した後、洗浄した銅層の上に、フッ素樹脂ディスパージョン塗料を塗布し、３４０℃で１時間かけて焼成を行い、膜厚３０μｍのフッ素樹脂膜を形成した。
【００９３】
この定着用ベルトの金属発熱層と離型層（フッ素樹脂膜）の剥離強度を測定した。測定方法は、ベルト上に２０ｍｍの幅で切り込みを入れて、離型層をはがしておき、それを５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で離型層を引き剥がすときに必要な力を引っ張り試験機にて測定した。そのときの金属発熱層と離型層との剥離強度は０．２９Ｎ／ｍｍだった。
【００９４】
こうして得られたベルトを実施例１と同様の電磁誘導加熱定着装置に装着し、通紙テストを行ったところ、力率は通紙枚数８万枚を経過した頃から低下し始め、端部の温度上昇が不十分となり面内の温度差が大きくなった結果、１１万枚目以降定着用ベルト端部の温度不足によってコールドオフセットが発生した。
最終的に２０万枚通紙テストを行ったが、テストの前の力率を１．０としたときに通紙後の力率は０．７５に低下した。またウォームアップタイムは通紙前が４秒だったのに対して、通紙後には１５秒まで遅くなった。
以上の結果を表１に示す。
【００９５】
【表１】
2004133370.tif 000002
【００９６】
表１の結果より、保護層を設けた本発明の定着用ベルトを用いた電磁誘導加熱定着装置は、２０万枚通紙してもウォームアップタイムに変化がなく、温度分布も均一で画質も良好なことがわかる。
【００９７】
（実施例６）
基材としてポリイミド樹脂（商品名：ＵワニスＳ、宇部興産製）による膜厚７０μｍ、外径３０ｍｍの無端状ベルト基材にアルカリエッチング処理を行い、洗浄後に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により膜厚１０μｍの銅層を形成した。続いて、銅層を十分洗浄し、この上にイミド化が完了したものを溶剤に溶解した状態の熱可塑性ポリイミドワニス（商品名：リカコートＳＮ２０、新日本理化株式会社製）を厚さ３００μｍで塗布し、窒素パージした２００℃の炉内で６０分間回転させながら乾燥を行い、膜厚６０μｍの熱可塑性樹脂層を形成した。
【００９８】
さらに、プライマーを介して弾性層として膜厚３００μｍの液状シリコンゴムを塗布し、加硫処理を行った後、耐熱性プライマー（テフロン（Ｒ）プライマー「８５５−０２１（デュポン（株）製）」水性塗料）を塗布後、ＰＦＡディスパージョン「５００ＣＬ（デュポン（株）製）」水性塗料）を塗布し、３８０℃にて焼成して厚さ３０μｍの離型層を形成した。
【００９９】
基材の弾性率は３．１ＧＰａだった。保護層（熱可塑性樹脂層）の弾性率は２．６ＧＰａたった。
実施例１と同様に基材及び保護層の弾性率と厚さの積の比を求めると、
基材：
（ｔａ×Ｅａ）＝（７０×１０−６）×（３．１×１０９）＝２．１７×１０５
保護層（熱可塑性樹脂層）：
（ｔｂ×Ｅｂ）＝（６０×１０−６）×（２．６×１０９）＝１．５６×１０５
基材と保護層（熱可塑性樹脂層）の比：
｛（ｔｂ×Ｅｂ）／（ｔａ×Ｅａ）｝＝０．７２
であった。
【０１００】
この定着用ベルトの保護層と金属発熱層の剥離強度を測定した。測定方法は、ベルト上に２０ｍｍの幅で切り込みを入れて、保護層をはがしておき、それを５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で金属発熱層から保護層を引き剥がすときに必要な力を引っ張り試験機にて測定した。そのときの金属発熱層と保護層との剥離強度は０．３０Ｎ／ｍｍだった。この結果から、保護層と弾性層との剥離強度も同様に高いことがわかる。
【０１０１】
こうして作製された定着用ベルトを、実施例１と同様な定着装置に装着し、２０万枚の通紙テストを行った。評価項目は、発熱特性、ベルト内温度分布、ベルトの電気特性である力率の通紙前後での変化、及び各層間での剥がれの有無である。
【０１０２】
上記通紙テストの結果、ポリイミド樹脂層と金属発熱層（発熱層）との界面にハガレは発生しなかった。また、実施例１と同様に、通紙テストの前の力率を１．０としたときに通紙後力率は０．９８でほぼ変化がなかった。また通紙前後のウォームアップタイムはともに１４秒で変化はなく、通紙後の温度分布は均一なままであり、画質も良好であった。
【０１０３】
（実施例７）
基材としてポリイミド樹脂（商品名：ＵワニスＳ、宇部興産製）による膜厚６０μｍ、外径３０ｍｍの無端状ベルト基材に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、洗浄後に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により膜厚１０μｍの銅層（金属発熱層）を形成した。続いて、銅層を十分洗浄し、この上にイミド化が完了したものを溶剤に溶解した状態の熱可塑性ポリイミドワニス（商品名：リカコートＳＮ２０、新日本理化株式会社製）を厚さ２００μｍで塗布した。次にこのベルトの両端に、ベルト内径とほぼ同一の外径を持つ樹脂製のフランジ治具に外装させて、両端に装着したフランジ治具にモーターからの回転駆動力を伝えることによりベルトを回転させることでＰＩワニスのたれを防止しながら、ベルト内に設置したソレノイド型コイルに８００ｗの電力で交流電流を流し、ベルト表面が１５０℃になるまで誘導加熱した。この状態で３０分間回転させ初期乾燥を完了し、その後回転用の治具から取り外した後、１０００ｗの電力で２５０℃まで誘導加熱を行い、希釈溶媒を完全に除去して、膜厚４０μｍの熱可塑性樹脂層を形成した。
【０１０４】
さらに、プライマーを介して弾性層として膜厚３００μｍの液状シリコンゴムを塗布し、一時加硫を行った後、耐熱性プライマー（テフロン（Ｒ）プライマー「８５５−０２１（デュポン（株）製）」水性塗料）を塗布し、厚さ３０μｍのＰＦＡ
チューブをその上に被覆した。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２５０℃の炉内で３０分間の熱処理を行った。
【０１０５】
基材の弾性率は３．１ＧＰａだった。保護層（熱可塑性樹脂層）の弾性率は２．６ＧＰａだった。
実施例１と同様に基材及び保護層の弾性率と厚さの積の比を求めると、
基材：
（ｔａ×Ｅａ）＝（６０×１０−６）×（３．１×１０９）＝１．８６×１０５
保護層（熱可塑性樹脂層）：
（ｔｂ×Ｅｂ）＝（４０×１０−６）×（２．６×１０９）＝１．０４×１０５
基材と保護層（熱可塑性樹脂層）の比：
｛（ｔｂ×Ｅｂ）／（ｔａ×Ｅａ）｝＝０．５６
であった。
【０１０６】
この定着用ベルトの保護層と金属発熱層の剥離強度を測定した。測定方法は、ベルト上に２０ｍｍの幅で切り込みを入れて、保護層をはがしておき、それを５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で金属発熱層から保護層を引き剥がすときに必要な力を引っ張り試験機にて測定した。そのときの金属発熱層と保護層との剥離強度は０．３５Ｎ／ｍｍだった。この結果から、保護層と弾性層との剥離強度も同様に高いことがわかる。
【０１０７】
こうして作製された定着用ベルトを、実施例１と同様な定着装置に装着し、２０万枚の通紙テストを行った。評価項目は、発熱特性、ベルト内温度分布、ベルトの電気特性である力率の通紙前後での変化、及び各層間での剥がれの有無である。
【０１０８】
上記通紙テストの結果、ポリイミド樹脂層と金属発熱層（発熱層）との界面にハガレは発生しなかった。また、実施例１と同様に、通紙テストの前の力率を１．０としたときに通紙後力率は０．９６でほぼ変化がなかった。また通紙前後のウォームアップタイムはともに１３秒で変化はなく、通紙後の温度分布は均一なままであり、画質も良好であった。
【０１０９】
（比較例２）
金属発熱層上に熱可塑性ポリイミドを塗布せず直接耐熱プライマー・ＰＦＡディスパージョン塗料を塗布焼成した以外、実施例６と同様の方法にて、定着用ベルトを作製し、同様の評価を行った。
【０１１０】
この定着用ベルトの金属発熱層と弾性層の剥離強度を測定した。測定方法は、ベルト上に２０ｍｍの幅で切り込みを入れて、弾性層をはがしておき、それを５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で金属発熱層から弾性層を引き剥がすときに必要な力を引っ張り試験機にて測定した。そのときの金属発熱層と弾性層との剥離強度は、０．３１Ｎ／ｍｍだった。
【０１１１】
こうして作製された定着用ベルトを、実施例１と同様な定着装置に装着し、２０万枚の通紙テストを行った。評価項目は、発熱特性、ベルト内温度分布、ベルトの電気特性である力率の通紙前後での変化、及び各層間での剥がれの有無である。
【０１１２】
上記通紙テストの結果、弾性層と金属発熱層（発熱層）との界面にハガレが発生しており、また、約８万枚の通紙で力率が低下し始め、２０万枚通紙終了時には力率は通紙前の力率を１とすると、０．７５まで低下していた。このときの温度分布は軸方向で不均一になっており、特に両端部において発熱が十分ではなく、温度ムラが起きていた。このため、ベルト単部のコールドオフセットが発生した。さらに、ウォームアップタイムは通紙前が１２秒だったのに比べ、通紙後には大きく変化して２８秒まで遅くなった。
【０１１３】
（実施例８）
基材としてポリイミド樹脂（商品名：ＵワニスＳ、宇部興産製）による膜厚６０μｍ、外径３０ｍｍの無端状ベルト基材に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、この上にイミド化が完了したものを溶剤に溶解した状態の熱可塑性ポリイミドワニス（商品名：リカコートＳＮ２０、新日本理化株式会社製）を厚さ５０μｍで塗布し、窒素パージした２００℃の炉内で６０分間回転させながら乾燥を行い、膜厚１０μｍの熱可塑性樹脂層を形成した。
【０１１４】
洗浄後に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により膜厚１０μｍの銅層（金属発熱層）を形成した。
【０１１５】
続いて、銅層を十分洗浄し、この上にイミド化が完了したものを溶剤に溶解した状態の熱可塑性ポリイミドワニス（商品名：リカコートＳＮ２０、新日本理化株式会社製）を塗布し、窒素パージした２００℃の炉内で６０分間回転させながら乾燥を行い、膜厚５０μｍの熱可塑性樹脂層を形成した。
【０１１６】
そして熱可塑性樹脂層上に、プライマーを介して弾性層として膜厚３００μｍの液状シリコンゴムを塗布し、一時加硫を行った後、耐熱性プライマー（テフロン（Ｒ）プライマー「８５５−０２１（デュポン（株）製）」水性塗料）を塗布し、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブをその上に被覆した。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２５０℃の炉内で３０分間の熱処理を行った。
【０１１７】
基材の弾性率は３．１ＧＰａだった。基材及金属発熱層間の熱可塑性樹脂層の弾性率は２．６ＧＰａだった。弾性層及金属発熱層間の保護層（熱可塑性樹脂層）の弾性率は２．６ＧＰａだった。
実施例１と同様に基材（基材及金属発熱層間の熱可塑性樹脂層を含む）及び保護層（熱可塑性樹脂層）の弾性率と厚さの積の比を求めると、
基材：
（ｔａ×Ｅａ）＝（６０×１０−６）×（３．１×１０９）＝１．８６×１０５
基材及金属発熱層間の熱可塑性樹脂層：
（ｔｃ×Ｅｃ）＝（１０×１０−６）×（２．６×１０９）＝０．２６×１０５
弾性層及金属発熱層間の保護層（熱可塑性樹脂層）：
（ｔｂ×Ｅｂ）＝（５０×１０−６）×（２．６×１０９）＝１．３０×１０５
基材（基材及金属発熱層間の熱可塑性樹脂層を含む）と保護層（熱可塑性樹脂層）の比：
｛［（ｔｂ×Ｅｂ）＋（ｔｃ×Ｅｃ）］／（ｔａ×Ｅａ）｝＝０．６１
であった。
【０１１８】
この定着用ベルトの金属発熱層外周側の保護層と金属発熱層の剥離強度を測定した。測定方法は、ベルト上に２０ｍｍの幅で切り込みを入れて、保護層をはがしておき、それを５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で金属発熱層から保護層を引き剥がすときに必要な力を引っ張り試験機にて測定した。そのときの金属発熱層と保護層との剥離強度は０．４１Ｎ／ｍｍだった。この結果から、保護層と弾性層との剥離強度も同様に高いことがわかる。
【０１１９】
また、同様に、金属発熱層内周側の熱可塑性樹脂層と金属発熱層の剥離強度を測定したところ、熱可塑性樹脂層と金属発熱層の剥離強度は０．３１Ｎ／ｍｍだった。
【０１２０】
こうして作製された定着用ベルトを、実施例１と同様な定着装置に装着し、２０万枚の通紙テストを行った。評価項目は、発熱特性、ベルト内温度分布、ベルトの電気特性である力率の通紙前後での変化、及び各層間での剥がれの有無である。
【０１２１】
上記通紙テストの結果、ポリイミド樹脂層と金属発熱層（発熱層）との界面にハガレは発生しなかった。また、実施例１と同様に、通紙テストの前の力率を１．０としたときに通紙後力率は０．９６でほぼ変化がなかった。また通紙前後のウォームアップタイムはともに１３秒で変化はなく、通紙後の温度分布は均一なままであり、画質も良好であった。
【０１２２】
（比較例３）
基材上に熱可塑性ポリイミドを塗布せず直接めっき処理を行い、さらに、金属発熱層上に熱可塑性ポリイミドを塗布せず、プライマーを介して弾性層を形成した以外、実施例８と同様の方法にて、定着用ベルトを作製し、同様の評価を行った。
【０１２３】
この定着用ベルトの金属発熱層と弾性層の剥離強度を測定した。測定方法は、ベルト上に２０ｍｍの幅で切り込みを入れて、弾性層をはがしておき、それを５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で金属発熱層から弾性層を引き剥がすときに必要な力を引っ張り試験機にて測定した。そのときの金属発熱層と弾性層との剥離強度は０．３０Ｎ／ｍｍだった。
【０１２４】
また、同様に、基材と金属発熱層の剥離強度を測定したところ、基材と金属発熱層の剥離強度は、０．２１Ｎ／ｍｍだった。
【０１２５】
こうして作製された定着用ベルトを、実施例１と同様な定着装置に装着し、２０万枚の通紙テストを行った。評価項目は、発熱特性、ベルト内温度分布、ベルトの電気特性である力率の通紙前後での変化、及び各層間での剥がれの有無である。
【０１２６】
こうして作製された定着用ベルトを、実施例１と同様な定着装置に装着し、２０万枚の通紙テストを行った。評価項目は、発熱特性、ベルト内温度分布、ベルトの電気特性である力率の通紙前後での変化、及び各層間での剥がれの有無である。
【０１２７】
上記通紙テストの結果、弾性層と金属発熱層（発熱層）との界面にハガレが発生しており、また、約８万枚の通紙で力率が低下し始め、２０万枚通紙終了時には力率は通紙前の力率を１とすると、０．７５まで低下していた。このときの温度分布は軸方向で不均一になっており、特に両端部において発熱が十分ではなく、温度ムラが起きていた。このため、ベルト単部のコールドオフセットが発生した。さらに、ウォームアップタイムは通紙前が１２秒だったのに比べ、通紙後には大きく変化して２７秒まで遅くなった。
【０１２８】
以上の結果を表２に示す。
【０１２９】
【表２】
2004133370.tif 000003
【０１３０】
表１〜２に示すように、実施例２、実施例６〜８、比較例６の結果から、保護層として、熱可塑性ポリイミド樹脂層を形成することで、機械的ストレスによるクラック防止と、ウォームアップタイムの短縮をより効果的に両立することが可能となると共に、その層間剥離などが生じことがなく、金属発熱層の密着性が向上していることがわかる。特に、実施例８では、基材と金属発熱層間にも、熱可塑性ポリイミド層を介在させているため、基材と金属発熱層間の剥離強度が改善されており、さらに耐久性が向上されていることがわかる。
【０１３１】
また、熱可塑性樹脂層を、熱可塑性ポリイミド、特に、イミド化が完了したものを溶剤に溶解した状態の熱可塑性ポリイミド樹脂を用いて形成しているので、１度の塗布・焼成で、厚膜の層が形成できることがわかり、工程削減が可能となり、低コスト化が実現されていることもわかる。
【０１３２】
【発明の効果】
本発明により、機械的ストレスによるクラック防止と、ウォームアップタイムの短縮をより効果的に両立することが可能な定着用ベルト及びその製造方法を提供することができる。また、長期にわたり発熱特性の低下がなく、高画質を維持することが可能な電磁誘導加熱定着装置を提供することができる。
また、保護層として熱可塑性樹脂層を形成する、或いは、金属発熱層と基材との間に熱可塑性樹脂層を形成することで、金属発熱層との密着性を改善し、耐久性を向上させた定着用ベルト及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の定着用ベルトを用いた本発明の電磁誘導加熱定着装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】電磁誘導加熱方式の原理を説明するための概略説明図である。
【符号の説明】
１０，１７　定着用ベルト
１０ａ　基材
１０ｂ　金属発熱層
１０ｃ　離型層
１１　加圧ロール
１２　電磁誘導加熱装置
１２ａ　電磁誘導コイル
１３　押圧部材
１４　未定着トナー像
１５　記録材
１６　電磁誘導加熱装置
【図１】
2004133370.tif 000004
【図２】
2004133370.tif 000005