(57)【要約】【課題】耐屈曲性および耐久性に優れた無端状金属ベルト、この無端状金属ベルトを用いた定着ベルトおよび高耐久性で信頼性の高い加熱定着装置を提供する。【解決手段】５質量％以上の他金属元素を含み、（１１１）結晶面と（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅が両者とも０．５°〜２°であるニッケル合金で形成された無端状金属ベルト、およびこの無端状金属ベルトを用いた、定着ベルトおよび加熱定着装置。【選択図】図１
2005165291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル合金からなる無端状金属ベルトであって、該ニッケル合金が５質量％以上の他金属元素を含むニッケル合金であり、（１１１）結晶面と（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅が両者とも０．５°〜２°であることを特徴とする無端状金属ベルト。
【請求項２】
他金属元素が、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｗ、ＣｕおよびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項１記載の無端状金属ベルト。
【請求項３】
他金属元素が、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｓｎ、およびＷからなる群から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項１記載の無端状金属ベルト。
【請求項４】
ニッケル合金の他金属元素の含有量が、５〜５０質量％であることを特徴とする請求項１記載の無端状金属ベルト。
【請求項５】
ニッケル合金が、硫黄および炭素からなる群から選ばれた少なくとも一種の非金属元素を含み、電鋳法で製造されたものであることを特徴とする請求項１記載の無端状金属ベルト。
【請求項６】
ニッケル合金の非金属元素含有量が、０．００２〜０．０５質量％であることを特徴とする請求項５記載の無端状金属ベルト。
【請求項７】
無端状金属ベルトの厚さが１０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１記載の無端状金属ベルト。
【請求項８】
無端状金属ベルトの厚さが１５〜６０μｍであることを特徴とする請求項７記載の無端状金属ベルト。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の無端状金属ベルトを有することを特徴とする定着ベルト。
【請求項１０】
無端状金属ベルトの上に弾性層を有することを特徴とする請求項９記載の定着ベルト。
【請求項１１】
定着ベルトの外周面側に離型層を有することを特徴とする請求項９記載の定着ベルト。
【請求項１２】
定着ベルトの外周面側に離型層を有し、該離型層と無端状金属ベルトの間に弾性層を有することを特徴とする請求項９記載の定着ベルト。
【請求項１３】
少なくとも一方がベルト形状を有する一対の定着部材で形成されたニップ部で未定着画像の保持された被記録材を挟持搬送させて加熱定着させる加熱定着装置において、該ベルト形状を有する定着部材が、請求項１記載の無端状金属ベルトであることを特徴とする加熱定着装置。
【請求項１４】
ベルト形状を有する定着部材を加熱するヒータを有することを特徴とする請求項１３記載の加熱定着装置。
【請求項１５】
ベルト形状を有する定着部材を電磁誘導加熱させる磁場発生手段を有することを特徴とする請求項１３記載の加熱定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置および静電記録装置等の画像形成装置に用いられる、無端状金属ベルト、定着ベルトおよび加熱定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセス、静電記録プロセスおよび磁気記録プロセス等の画像形成プロセスにおいて、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、ＯＨＰシート、印刷用紙およびフォーマット紙等）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形成するベルト加熱方式の加熱定着装置が用いられている。
【０００３】
一方、ベルト加熱方式の加熱定着装置としては、セラミックヒータを熱源として小熱容量の樹脂ベルトまたは金属ベルトを加熱するヒータ加熱タイプのものが広く提案、実施されている。すなわち、ヒータ加熱タイプのベルト加熱方式の加熱定着装置では、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）を挟ませてニップ部を形成させ、定着ベルトと加圧ローラとの間に未定着トナー画像を担持させた被記録材を導入して、定着ベルトと加圧ローラで挟持し定着ベルトと一緒に搬送しながらニップ部においてセラミックヒータの熱をベルトを介して被記録材に与え、この熱とニップ部の加圧力とで未定着トナー画像を被記録材面に加熱定着させる。
【０００４】
このヒータ加熱タイプのベルト加熱方式の加熱定着装置は、定着ベルトとして低熱容量の部材を用いることによりオ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、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源のセラミックヒータに通電して所定の定着温度に加熱すればよく、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低減される（省電力化することができる）等の利点がある。
【０００５】
このようなヒータ加熱タイプのベルト加熱方式の加熱定着装置における定着ベルトとしては、金属を基材とする定着ベルトを用いることが提案されている。
【０００６】
金属を基材とする定着ベルトには一般にシームレスのＳＵＳ或いはニッケルなどの金属が使用されており、ＳＵＳ材からなるシームレスベルトはスピニングなど塑性加工法によるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。ニッケル材からなるシームレスベルトは、一般にスルファミン酸ニッケル浴や硫酸ニッケル浴などによる電気鋳造法（電鋳法と表すことがある）により製造される（例えば、特許文献２および３参照。）。
【０００７】
一般的に、塑性加工法（圧延、引抜き、スピニングなど）によるＳＵＳ材ベルトは、小型、高速、高耐久定着装置に要求されている定着ベルトの小径化（直径１８ｍｍ以下）および定着基材の薄肉化（厚み１５μｍ以下）に対応できていない状況である。そして、ＭＤ方向とＴＤ方向の応力分布が違うため、ＳＵＳ材の結晶軸が一方向に揃って配向しクラックを発生してしまう恐れがある。
【０００８】
一方、電鋳ニッケルベルトは主に耐熱性が重視され、強度、耐摩耗性が犠牲にされてしまう傾向にあった。このため、このような電鋳ニッケルベルトを用いて製造した定着ベルトは、通常、摺動面にポリイミドなどからなる摺動層が設けられた。しかし、ポリイミドをはじめとするいわゆる樹脂系材料の熱伝導度はニッケル材に比べ約３００倍程度小さいため、立上げ時間が長くなってしまい、熱伝導度の良いニッケル材のメリットが隠れてしまう。
【０００９】
単一金属の電鋳では、降伏強度、耐磨耗性、耐屈曲性などの要求をすべて満足させる性能を有することが難しい。このため、種々の金属元素と組み合わせた、より優れた特性を有する電鋳ベルトを製造する方法が提案されている。例えば、周期表の２族、３族、４族、及び５族に属する少なくとも一種の金属元素を質量分率で１０〜１０，０００ｐｐｍ（１質量％）の割合で含有する電鋳ニッケルベルトが開示されており、これら周期表の２族ないし５族の金属元素が、ニッケルめっき結晶の成長を調整して、結晶を整然と成長させ、配向を促進する働きがあり、これら元素はニッケルめっき結晶の熱による粗大化を抑制する効果があり、これによって、熱老化によっても硬度が低下しにくく、耐熱性に優れた電鋳ニッケルベルトが得られたものと推定されている（例えば、特許文献４参照。）。
【００１０】
さらに、周期表の２族ないし５族の金属元素の質量分率が１０，０００ｐｐｍ（１質量％）を超えて大きくなると、これらの金属元素が結晶粒界に析出して、電鋳ニッケルベルトが脆くなりやすいことが開示されている（例えば、特許文献４参照。）。
【００１１】
実際には、多くの２元、３元の合金めっきが機械部品、電子部品として工業的に広く用いられている。合金めっきの機械的ならびに電気的特性はその組成と密接に関連している。さらに、合金元素の存在状態（化合物、晶質、固溶体など）が合金めっきの特性（硬度、柔軟性、電着応力など）に影響を及ぼす。
【００１２】
加熱定着装置に用いられる定着ベルトは長時間にわたり耐久性を持たなければならない。さらに、省エネ、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、高速化、定着ベルトの小径化、金属ベルトの薄肉化が進められており、これに伴い、金属ベルトについては、十分な耐摩耗性を有するとともに、耐屈曲性、柔軟性、耐久性などの特性においても優れたものが要求されている。
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−２２５１３４号公報
【特許文献２】特開平０９−０３４２８６号公報
【特許文献３】特開２００１−２１５８２０号公報
【特許文献４】特開２００２−２４１９８４号公報
【００１４】
また、金属ベルトを直接電磁誘導加熱して定着する電磁誘導加熱タイプのベルト加熱方式の加熱定着装置においても、加熱定着装置の小型化、高速化、定着ベルトの小径化、金属ベルトの薄肉化が進められており、これに伴い、金属ベルトについては、十分な耐摩耗性を有するとともに、耐屈曲性、柔軟性、耐久性などの特性においても優れたものが要求されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、従来のニッケル合金からなる無端状金属ベルトに較べて、耐屈曲性、柔軟性、耐久性について、より優れた無端状金属ベルトを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、この無端状金属ベルトを用いた定着ベルト、および定着部材としてこの定着ベルトを用いた加熱定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明は、ニッケル合金からなる無端状金属ベルトであって、該ニッケル合金が５質量％以上の他金属元素を含むニッケル合金であり、（１１１）結晶面と（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅（Ｘ線回折ピークの高さの半分のところのピーク幅）が両者とも０．５°〜２°であることを特徴とする無端状金属ベルトを提供する。
【００１７】
また、本発明は、定着ベルトの金属ベルト層が上記本発明の無端状金属ベルトであることを特徴とする定着ベルトを提供する。
また、本発明は、少なくとも一方がベルト形状を有する一対の定着部材で形成されたニップ部で未定着画像の保持された被記録材を挟持搬送させて加熱定着させる加熱定着装置において、該ベルト形状を有する定着部材が、上記本発明の定着ベルトであることを特徴とする加熱定着装置を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明において、５質量％以上の他金属元素を含むニッケル合金からなる無端状金属ベルトのニッケル合金を、（１１１）結晶面と（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅が両者とも０．５°〜２°であるものとすることにより、優れた耐屈曲性、良好な耐久性、定着性を持つ高品質な無端状金属ベルト、これを用いた定着ベルトおよびこの定着ベルトを備えた加熱定着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】
【００１９】
本発明の実施の形態についてさらに説明する。
【００２０】
＜定着ベルト＞
図１は本発明の一実施形態の定着ベルト１０の層構成を説明するための模式図である。本発明の定着ベルト１０は、以下に述べる本発明の無端状金属ベルトにより構成された金属ベルト層１と、その外周面に積層した弾性層２と、接着層３を介して弾性層２に被覆された離型層４を有する。定着ベルト１０において、金属ベルト層１側が定着ベルト１０の内周面側（ベルトガイド面側）であり、離型層４側が定着ベルト１０の外周面側（加圧ローラ面側）である。金属ベルト層１と弾性層２との間に、接着性を向上させる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（不図示）はシリコーン系、エポキシ系、ポリアミドイミド系等の公知プライマーを使用すればよく、その層厚は、通常、１〜１０μｍ程度である。本発明に係る無端状金属ベルトにより構成された金属ベルト層１は十分な耐磨耗性を有するため、金属ベルト層１の内面側（ベルトガイド面側）を直接摺動面とすることができるが、摺動層を設けてもよい。所望の場合には、金属ベルト層１の内面側にポリイミドのような樹脂からなる摺動層（不図示）を設けてもよい。
【００２１】
図２は本発明の他の実施形態の定着ベルト２０の層構成を説明するための模式図である。金属ベルト層１の外面側に弾性層を形成せず、金属ベルト層１に接着層３を介して離型層４を形成してある。特に、被記録材上のトナーののり量が少なくトナー層の凹凸が比較的小さいモノクロ画像用の加熱定着装置の定着ベルトの場合および加熱専用の定着ベルトの場合は、このような弾性層を備えていない形態のものとすることができる。
【００２２】
定着ベルト１０または２０の金属ベルト層１はセラミックスヒータ等を用いたヒータ加熱タイプのベルト加熱方式の加熱定着装置に用いた場合（図３）でも、電磁誘導加熱タイプのベルト加熱方式の加熱定着装置に用いた場合（図４）でも、十分な物理的、機械的な機能を果たすことができる。
【００２３】
＜無端状金属ベルト＞
本発明の無端状金属ベルトは、ニッケル合金からなる無端状金属ベルトであり、このニッケル合金は、５質量％以上の他金属元素を含むニッケル合金であり、（１１１）結晶面と（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅が両者とも０.５°〜２°である。上記ニッケル合金としては、硫黄および炭素からなる群から選ばれる少なくとも一種の非金属元素を含むものが好ましい。
【００２４】
本発明の無端状金属ベルトとしては、電鋳法で製造したもの、例えば、ステンレス材等からなる円筒状母型を電解浴に浸漬させ、母型を陰極として、母型の外周面または内周面に電鋳プロセスにより上記組成を有するニッケル合金からなる膜を形成し、これを母型から剥離して製造したものが好ましい。
【００２５】
この場合の電解浴としては、例えば、必要な他金属元素を加えたスルファミン酸ニッケルまたは硫酸ニッケルなどの公知のニッケル電解浴を用いることができる。
【００２６】
ニッケル合金に含まれる他金属元素としては、例えば、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｗ、Ｃｕ、Ｚｎ等を挙げることができる。これらの他金属元素はニッケル合金の全質量に対し好ましくは５質量％〜５０質量％、より好ましくは、１０質量％〜４０質量％含まれる。これらの他金属元素の含有量を５質量％以上とすると、無端状金属ベルトを構成するニッケル合金の固溶効果が発現し、（１１１）結晶面、（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅が両者とも０．５°〜２．０°となるニッケル合金を得ることができるようになる。この固溶効果により耐屈曲性、耐久性が向上する。これらの他金属元素の含有量を５０質量％以下とすると、ベルトに適した柔軟性が確保できて好ましい。
【００２７】
これらの他金属元素を本発明の無端状金属ベルトに導入するには、例えば、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｚｎ等の化合物を電解浴に添加すればよい。用いる化合物にもよるが、通常、これらの化合物は、ニッケルの濃度を４５０ｇ／ｌとしたとき、これら他の金属元素の濃度が１〜３００ｇ／ｌとなるように添加すればよい。
【００２８】
また、本発明においては、上記ニッケル合金は、さらに、硫黄および炭素からなる群から選ばれた少なくとも一種の非金属元素を含むものとするのが好ましい。これらの非金属元素はニッケル合金の全質量に対し好ましくは０．００２質量％〜０．０５質量％、より好ましくは、０．００５質量％〜０．０３質量％含まれる。これらの非金属元素の含有量を０．００２質量％以上とすると、表面平滑性が向上する。これらの非金属元素の含有量を０．０５質量％以下とすると、耐熱性が確保できて好ましい。
【００２９】
これらの非金属元素を本発明の無端状金属ベルトを構成するニッケル合金に導入するには、例えば、サッカリンナトリウム、ブチンジオール等の化合物を電解浴に添加すればよい。用いる化合物にもよるが、通常、これらの化合物は、ニッケルの濃度を４５０ｇ／ｌとしたとき、これら非金属元素の濃度が０．０１〜０．５ｇ／ｌとなるように添加すればよい。
【００３０】
電解浴には、ｐＨ調整剤、ピット防止剤、光沢剤などの添加剤を適宜加えてもよい。
本発明において使用することのできるｐＨ調整剤としては、例えば、塩化ニッケル、硫酸ニッケル、硫酸等を挙げることができる。
【００３１】
ピット防止剤としては、例えば、ラウリル硫酸ナトリウムのようなラウリルアルコールの硫酸エステル塩、ラウリン酸ナトリウム、ナフタレンジスルホン酸ナトリウム等を挙げることができる。
【００３２】
光沢剤としては、サッカリン、サッカリンナトリウム、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホン酸ナトリウム等の応力減少剤・一次光沢剤や、ブチンジオール、クマリン、ジエ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。
【００３３】
本発明の無端状金属ベルトの製造に用いることのできる電解浴の具体例としては、例えば、他金属元素がコバルトである場合、スルファミン酸ニッケル４００〜６５０ｇ／ｌ、塩化ニッケル０〜６０ｇ／ｌ、スルファミン酸コバルト８０ｇ／ｌ、およびホウ酸２０〜５５ｇ／ｌからなるニッケル電解浴を挙げることができる。
【００３４】
本発明に係る無端状金属ベルトは、この無端状金属ベルトのニッケル合金のＸ線回折強度を回折角度２θに対してプロットして得られるＸ線回折パターンにおいて、（１１１）結晶面と（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅が両者とも０．５°〜２°であるニッケル合金からなる無端状金属ベルトである。（１１１）結晶面と（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅が両者とも０．５°〜２°であるニッケル合金からなる無端状金属ベルトは、高強度、高硬度を有すると共に、固溶効果による優れた耐屈曲特性を有しており、耐屈曲特性が要求される小口径定着ベルトの製造に使用され、より高い耐久性を確保することができる。
【００３５】
本発明の無端状金属ベルトを構成するニッケル合金の上記固溶効果は、侵入型固溶体による効果も含まれているが、主に、ニッケル以外の金属元素がニッケル金属の結晶格子原子を置換し、固溶体または過飽和固溶体を生成することにより発現する置換型固溶効果であると考えられる。
【００３６】
浸入型固溶体は、炭素、窒素、水素原子のような原子直径が小さな溶質原子が原子直径がそれに比べて著しく大きな母相原子が形成する結晶格子の間隙に入り込んで形成される。
【００３７】
置換型固溶体は、原子直径が母相原子の原子直径とほぼ同じ程度でありその差が小さく、溶質原子が母相原子が形成する結晶格子の格子点の一部で置換されて形成される。
【００３８】
一般に、本発明におけるニッケル合金の内部応力には、ニッケル合金に作用する外力等の巨視的応力による母相金属の結晶格子の弾性収縮または伸張等の歪みに起因する内部応力と、微小領域における溶質の結晶格子間隙への浸入、結晶格子点の原子の置換等に起因する微視的内部応力の２種類が存在することが知られている。これらの内部応力による結晶格子の歪みの状態はＸ線回折パターンからうかがい知ることができる。
【００３９】
例えば、図５に内部応力が作用していないニッケル合金、上記内部応力の作用下にあるニッケル合金のＸ線回折ピークを模式的に示した。図５（ａ）を内部応力のない場合のニッケル合金のある結晶面のＸ線回折ピークとすると、巨視的応力に起因する内部応力の作用下にあるニッケル合金の上記結晶面のＸ線回折ピークは図５（ｂ）に示すように、ピーク位置が図５（ａ）に示すピーク位置から左または右にずれる。これは、巨視的応力により、巨視的な範囲にわたって、上記結晶面の面間隔が一様に圧縮または伸張したことを示している。また、微視的内部応力下にあるニッケル合金の上記結晶面のＸ線回折ピークは図５（ｃ）に示すようにＸ線回折ピークのピーク位置は変化せず半値幅が広がる。これは、微視的内部応力によりニッケル合金の結晶格子が微視的な領域において収縮され一方では伸張されていることを示している。このために、微視的内部応力が大きくなると、Ｘ線回折ピークの半値幅が大きくなる。
【００４０】
適切な範囲の微視的応力のもとにあるニッケル合金からなる無端状金属ベルトにおいては、硬度、降伏強度、耐屈曲性の向上をもたらす。したがって、Ｘ線回折ピークの半値幅が所定の範囲にあるときは、無端状金属ベルトの特性、特に降伏強度、耐屈曲性の向上がもたらされる。
【００４１】
電鋳法で製造された無端状金属ベルトを構成するニッケル合金の特性、特に降伏強度および耐屈曲性等の特性は電鋳条件によって影響を受ける。本発明における電鋳プロセスにおいては電解浴組成を制御すると共に、陰極電流密度、電解浴ｐＨ値、添加する光沢剤濃度、電解浴温度などを制御することによって、所望の合金組成およびＸ線回折ピークの半値幅を有するニッケル合金からなる無端状金属ベルトを得ることができる。
【００４２】
本発明においては、電解浴によっても異なるが、例えば、電鋳プロセスにおける陰極電流密度を、通常１〜３０Ａ／ｄｍ２、好ましくは５〜１５Ａ／ｄｍ２に制御し、電解浴ｐＨ値を、例えば、通常２．５〜９、好ましくは３．５〜４．５に制御し、電解浴温度を、通常３０〜６５℃、好ましくは４５℃〜５５℃に制御することにより、ニッケル合金に５質量％以上の他金属元素を含有させると共に、無端状金属ベルトを構成するニッケル合金の（１１１）結晶面と（２００）結晶面のＸ線回折ピ−クの半値幅を両者とも０．５°〜２°とすることができ、固溶効果による、高硬度、高強度を有すると共に、優れた耐屈曲特性を有する無端状金属ベルトを得ることができる。これにより耐屈曲性が厳しく要求される小口径定着ベルトおよびこれを用いる加熱定着装置においても、高耐久性を確実に確保することができる。
【００４３】
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、無端状金属ベルトの厚みは、通常好ましくは１０μｍ〜１００μｍ、より好ましくは１５μｍ〜６０μｍである。無端状金属ベルトの厚みを１０μｍ以上とすると、無端状金属ベルトの作製中またはこれを用いて定着ベルトを製造するときに、シワが発生することがなく、１００μｍ以下とすると、定着ベルトとしたとき、優れた可動性、耐屈曲性を有するものを製造することができる。本発明により、厚み１０μｍ以上２５μｍ以下の薄肉の無端状金属ベルトを容易に製造することができ、このような薄肉の無端状金属ベルトにより構成された層厚の小さい金属ベルト層を有する定着ベルトを容易に製造することができる。
【００４４】
＜弾性層＞
本発明の定着ベルトは、弾性層２が設けられたものであっても設けられていないものであってもよい。弾性層２を設けると、弾性層２がニップ部において被加熱像を覆い熱の伝達を確実にすると共に、金属ベルト層の復元力を補い回転、屈曲による定着ベルトの疲労を緩和することができる。また、弾性層２を設けると、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が増し、熱を効率よく伝達させることができる。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。
【００４５】
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としては、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等から形成された弾性層が好ましく、シリコーンゴムから形成された弾性層がより好ましい。
【００４６】
弾性層２を形成するシリコーンゴムとしては、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルトリフルオロプロピルシロキサン、ポリメチルビニルシロキサン、ポリトリフルオロプロピルビニルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリフェニルビニルシロキサン、これらポリシロキサンを構成する単量体単位を含む共重合体等を例示することができる。
【００４７】
必要に応じて、弾性層２には乾式シリカ、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（酸化アルミニウム）、ベンガラ（酸化鉄）等を含有させてもよい。
【００４８】
弾性層２の厚さは、良好な品質の定着画像が得られるところから、１０μｍ〜１０００μｍが好ましく、５０μｍ〜５００μｍがより好ましい。弾性層２の厚さを１０００μｍ以下とすると、弾性層の熱抵抗が小さくなり好ましい。
【００４９】
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場合がある。このような場合、被記録材の凹凸あるいは未定着トナー像表面の凹凸に加熱面（離型層４）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。通常、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、被記録材あるいは未定着トナー像表面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２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。
【００５０】
弾性層２の硬度（国際規格と整合し１９９３年に制定されたＪＩＳ−Ｋ−６２５３（ＩＳＯ−７６１９）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ところから、好ましくは１°〜６０゜、５°〜４５゜がより好ましい。
【００５１】
弾性層２の熱伝導率λは、好ましくは２．５×１０-3［Ｗ／ｃｍ・℃］〜５.０×１０-2［Ｗ／ｃｍ・℃］、より好ましくは５.０×１０-3［Ｗ／ｃｍ・℃］〜３.０×１０-2［Ｗ／ｃｍ・℃］である。熱伝導率λがあまりに小さい場合には、定着ベルトの熱抵抗があまりに大きくなり定着ベルトの表層（離型層４）における温度上昇が遅くなることがある。熱伝導率λがあまりに大きい場合には、弾性層２の硬度が高くなったり、圧縮永久歪みが大きくなってしまうことがある。
【００５２】
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無端状金属ベルトの外周面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い。
【００５３】
＜離型層＞
離型層４を形成する材料は特に限定されず、離型性、耐熱性のよいものを選べばよい。離型層４を形成する材料としては、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体）等のフッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、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４にはカーボン、酸化すず等の導電剤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４の質量に対し１０質量％以下の量の導電剤を含有させるのが好ましい。
【００５４】
離型層４の厚さは、通常１μｍ〜１００μｍとするのが好ましい。離型層４があまりに薄いと、塗膜の塗り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、熱伝導性が不充分となることがある。特に樹脂系の離型層の場合は熱伝達性や柔軟性が低下して良好な熱伝達や、弾性層２が有する回転、屈曲による疲労の緩和機能などの機能が発揮されなくなってしまうことがある。
【００５５】
本発明において、離型層は公知の方法で形成することができる。例えば、弾性層の上に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た塗液を弾性層上にコートし、乾燥し、焼成して形成することができる。また、金属ベルト上にフッ素樹脂系の離型層を形成する場合、予め接着層を形成した無端状金属ベルトの接着層の上にまたは無端状金属ベルトに直接フッ素樹脂粉末を分散した塗液をコートし、乾燥し、焼成して形成することができる。また、予めチューブ化したフッ素樹脂を被覆、接着する方法で形成することができる。ゴム系の離型層を形成する場合には、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ることができる。
【００５６】
また、予め内面にプライマー処理を施したチューブ、予め表面にプライマー処理を施した本発明の無端状金属ベルトを円筒母型内に装着し、前記チューブと前記無端状金属ベルト間の隙間に、例えば、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、接着して弾性層および離型層を同時に形成することもできる。
【００５７】
本発明の定着ベルトに摺動層を設ける場合、摺動層の材質は、特に限定されず、高耐熱性で強度が高く、表面を滑らかにできるものを選べばよいが、通常ポリイミド樹脂等で構成するのが好ましい。
【００５８】
なお、必要に応じて、摺動層には、摺動剤を含有させることができる。摺動剤として、フッ素樹脂粉末、グラファイト、二硫化モリブデン等を用いることができる。
【００５９】
摺動層の厚さは、通常５μｍ〜１００μｍとするのが好ましく、１０μｍ〜６０μｍとするのがより好ましい。摺動層があまりに厚いと定着ベルトの熱容量が大きくなり、立ち上がり時間が長くなることがある。
【００６０】
摺動層は、公知の方法、例えば、液状の材料を金属ベルト層の内面にコートし、乾燥し、硬化等して形成してもよいし、あるいは、予めチューブ化したものを金属ベルト層に貼りつけて形成してもよい。
【００６１】
次に、本発明の加熱定着装置の実施形態について説明する。
＜加熱定着装置＞
本発明の加熱定着装置は、少なくとも一方がベルト形状を有する一対の定着部材で形成されたニップ部で未定着トナー画像の保持された被記録材を挟持搬送させて加熱定着させる加熱定着装置であって、前記ベルト形状を有する定着部材として本発明の定着ベルトを備えたものである。具体的には、例えば、以下に説明するヒータ加熱タイプのベルト加熱方式の加熱定着装置、電磁誘導加熱タイプのベルト加熱方式の加熱定着装置等を挙げることができる。
【００６２】
図３は本発明の一実施形態の加熱定着装置の横断面を示す模式図である。加熱定着装置２００は、加熱体としてセラミックヒータを用いたヒータ加熱タイプのベルト加熱方式の加熱定着装置である。加熱定着装置２００は、ベルト形状を有する定着部材として、定着ベルト２１０を備えており、この定着ベルト２１０は、前述の本発明の定着ベルトである。定着ベルト２１０は、ベルト加熱方式の加熱定着装置のための小径の定着ベルトが好ましい。具体的には、径がφ３０ｍｍ以下のものが好ましい。
【００６３】
ベルトガイド２１６は、耐熱性、断熱性のベルトガイドである。加熱体のセラミックヒータ２１２は、ベルトガイド２１６の下面のほぼ中央部にガイド長手に沿って形成具備させた溝部に嵌入して固定支持されている。そして、無端状の本発明の定着ベルト２１０は、ベルトガイド２１６にルーズに外嵌され、ほぼ円筒形状に保持されている。
【００６４】
上記一対の定着部材のうちのもう一方の定着部材は、加圧部材２３０であり、加圧部材２３０は、本実施形態においては、弾性層を有する加圧ローラである。この加圧部材２３０は、芯金２３０ａの外周部にシリコーンゴム等の弾性層２３０ｂを設けたものである。芯金２３０ａの両端部は加熱定着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れて配設されている。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、さらに弾性層の外周部にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体）等のフッ素樹脂層を設けてもよい。
【００６５】
加圧用剛性ステイ２２２はベルトガイド２１６の内側に挿通されている。加圧用剛性ステイ２２２の両端部と装置シャーシ側のバネ受け部材（不図示）との間にそれぞれ加圧バネ（不図示）を縮設して、加圧用剛性ステイ２２２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２１２の下面に配設した摺動板２４０の下面と加圧ローラ２３０の上面とが定着ベルト２１０を挟んで圧接され所定幅のニップ部Ｎが形成される。
【００６６】
ベルトガイド２１６の作製に用いる材料としては、耐熱フェノール樹脂、ＬＣＰ（液晶ポリエステル）樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂などの、耐熱性に優れた樹脂が好ましく用いられる。
【００６７】
加圧ローラ２３０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２３０の回転駆動による加圧ローラ２３０と定着ベルト２１０の外面との摩擦で定着ベルト２１０に回転力が作用して、定着ベルト２１０は、その内面がニップ部Ｎにおいてセラミックヒータ２１２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２３０の回転周速度にほぼ対応した周速度でベルトガイド２１６の外回りを回転する（加圧ローラ駆動方式）。
【００６８】
プリントスタート信号に基づいて加圧ローラ２３０の回転が開始され、またセラミックヒータ２１２のヒートアップが開始される。加圧ローラ２３０の回転による定着ベルト２１０の回転周速度が定常化し、セラミックヒータ２１２の温度が所定温度に立ち上がった状態において、ニップ部Ｎの定着ベルト２１０と加圧ローラ２３０との間に被加熱材としてのトナー画像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２１０側にして導入される。そして、被記録材Ｐはニップ部Ｎにおいて定着ベルト２１０を介してセラミックヒータ２１２の下面に密着し、定着ベルト２１０と一緒にニップ部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２１２の熱が定着ベルト２１０を介して被記録材Ｐに付与され、トナー画像ｔが被記録材Ｐ面に加熱定着される。ニップ部Ｎを通過した被記録材Ｐは定着ベルト２１０の外面から分離して搬送される。
【００６９】
加熱体としてのセラミックヒータ２１２は、定着ベルト２１０および被記録材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。セラミックヒータ２１２は、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２１２ａ、例えば、Ａｇ／Ｐｄ（銀／パラジウム）等の電気抵抗材料を厚さ約１０μｍ、幅１〜５ｍｍにスクリーン印刷等により塗工して設けた発熱層２１２ａ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２１２ｂ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。
【００７０】
そして、セラミックヒータ２１２の発熱層２１２ａの両端間に通電されることで発熱層２１２ａは発熱し、ヒータ２１２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２１２ａに対する通電が制御されてセラミックヒータ２１２は温調管理される。
【００７１】
セラミックヒータ２１２は、ベルトガイド２１６の下面のほぼ中央部にガイド長手に沿って形成具備させた溝部に、保護層２１２ｂ側を上向きに嵌入して固定支持させてある。定着ベルト２１０と接触するニップ部Ｎには、このセラミックヒータ２１２の摺動板２４０の面と定着ベルト２１０の内面が相互接触摺動する。ニップ部の巾は被記録材Ｐのニップ部における滞留時間を確保するため、プロセススピードに対応して変更される。１００ｍｍ／ｓｅｃ以上のプロセススピードに対してはニップ部の巾を５ｍｍ以上に設定するのが好ましい。
【００７２】
図４は、本発明の他の実施形態の加熱定着装置の横断面を示す模式図である。加熱定着装置３００は、電磁誘導加熱タイプのベルト加熱方式の加熱定着装置であり、定着ベルトは上述した本発明の定着ベルトである。
【００７３】
加熱定着装置３００において、磁場発生手段は、磁性コア３１７ａ、３１７ｂおよび３１７ｃならびに励磁コイル３１８からなる。
【００７４】
磁性コア３１７ａ〜３１７ｃは高透磁率の部材であり、フェライトや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１００ｋＨｚ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い。
【００７５】
励磁コイル３１８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、これを複数回巻いて形成されている。本実施形態においては１１ターン巻いて励磁コイル３１８を形成している。
【００７６】
絶縁被覆は、定着ベルト３１０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い。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３１８の外部から圧力をかけて密集度を向上させてもよい。
【００７７】
磁場発生手段と加圧用剛性ステイ３２２との間には絶縁部材３１９が配設されている。絶縁部材３１９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、フェノール樹脂、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、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）樹脂、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルエーテル共重合体）樹脂、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオ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。
【００７８】
励磁コイル３１８は、給電部（不図示）に励磁回路（不図示）が接続されている。この励磁回路（不図示）としては、２０ｋＨｚから５００ｋＨｚの高周波をスイッチング電源で発生できるようになっているものが好ましい。励磁コイル３１８は励磁回路（不図示）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。
【００７９】
磁性コア３１７ａ〜３１７ｃに導かれた交番磁束は、定着ベルト３１０の金属ベルト層（電磁誘導発熱層）１（図1、図２）に渦電流を発生させる。この渦電流は金属ベルト層（電磁誘導発熱層）１の固有抵抗によって金属ベルト層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は金属ベルト層（電磁誘導発熱層）１を通る磁束の密度によって決まる。ニップ部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３１８に対する電流供給を制御することで所定の値に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３２６は定着ベルト３１０の温度を検知するサーミスタ等であり、温度センサ３２６で測定した定着ベルト３１０の温度情報をもとにニップ部Ｎの温度を制御するようになっている。
【００８０】
加圧部材としての加圧ローラ３３０は、芯金３３０ａ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材料からなる弾性層３３０ｂとで構成されている。加圧ローラ３３０は、芯金３３０ａ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されている。
【００８１】
加圧用剛性ステイ３２２の両端部と装置シャーシ側のバネ受け部材（不図示）との間にそれぞれ加圧バネ（不図示）を縮設することで、加圧用剛性ステイ３２２に押し下げ力を作用させている。これにより、ベルトガイド部材３１６の下面に配設した摺動板３４０の下面と加圧ローラ３３０の上面とが定着ベルト３１０を挟んで圧接して所定幅のニップ部Ｎが形成される。なお、ベルトガイド部材３１６としては、耐熱フェノール樹脂、ＬＣＰ（液晶ポリエステル）樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）樹脂、ＰＥＥＫ（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から形成されたものを用いることが好ましい。
【００８２】
加圧ローラ３３０は、駆動手段Ｍにより矢印で示すように、反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ３３０の回転駆動による加圧ローラ３３０と定着ベルト３１０との摩擦で定着ベルト３１０に回転力が作用して、定着ベルト３１０が、その内面がニップ部Ｎにおいて摺動板３４０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３３０の回転速度にほぼ対応した周速度で、ベルトガイド部材３１６の外回りを回転する。
【００８３】
こうして、加圧ローラ３３０が回転駆動され、それに伴って定着ベルト３１０が回転し、励磁回路（不図示）から励磁コイル（不図示）への給電により上記のように定着ベルト３１０の電磁誘導発熱がなされ、ニップ部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トナー画像ｔが形成された被記録材Ｐが、ニップ部Ｎの定着ベルト３１０と加圧ローラ３３０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、ニップ部Ｎにおいて画像面が定着ベルト３１０の外面に密着し、定着ベルト３１０と一緒にニップ部Ｎを挟持搬送されていく。この過程において、定着ベルト３１０の電磁誘導発熱によって加熱されて未定着トナー画像ｔが被記録材Ｐ面に加熱定着される。被記録材Ｐは定着ニップ部Ｎを通過すると、定着ベルト３１０の外面から分離して排出搬送されていく。
【００８４】
被記録材上の加熱定着されたトナー画像はニップ部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た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ていないトナーを使用した場合において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。
【００８５】
また、加圧部材３３０は加圧ローラのようなローラ形状を有する定着部材に限らず、回動フィルム型等他の形態の定着部材とすることもできる。また、加圧ローラ３３０側からも被記録材Ｐに熱エネルギーを供給するために、加圧ローラ３３０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、温調した装置構成とすることもできる。
【実施例】
【００８６】
以下、実施例を用いて本発明を更に詳しく説明する。
実施例および比較例に記載のように、内径１８ｍｍ、厚み２０μｍまたは２５μｍの無端状金属ベルトを作製し、これに熱伝導率５.０×１０−３Ｗ／ｃｍ・℃、硬度１０°（ＪＩＳ-Ａ）なるシリコーンゴム層を３００μｍの厚みで形成、さらに厚み２５μｍのＰＦＡチューブを接着剤を介して被覆し、長さ２５０ｍｍの定着ベルトを作製した。
【００８７】
また、得られた無端状金属ベルトのニッケル合金の組成の分析方法およびＸ線回折ピークの半値幅の測定方法ならびに得られた定着ベルトを備えた加熱定着装置を用いた空回転耐久試験方法およびこの加熱定着装置を搭載した画像形成装置による実機耐久通紙試験方法は次の通りである。
【００８８】
（無端状金属ベルトを構成するニッケル合金の組成の分析方法）
実施例および比較例の無端状金属ベルトのニッケル合金のニッケルおよび他金属元素の含有量は理学株式会社製のＲＩＸ３０００型蛍光Ｘ線分析装置（商品名）を用い定量分析した。またニッケル合金に少量含まれる他金属元素（マンガンなど）は、セイコー株式会社製の誘導結合プラズマ発光分析装置（ICP Vista-PRO；商品名）を用い定量分析した。
また、ニッケル合金に含まれる硫黄および炭素などの非金属元素の含有量は、米国ＬＥＣＯ社製のＣＳ−４４４型測定装置（商品名）を用いて、燃焼赤外線吸収法により測定した。この測定装置による硫黄および炭素の分析精度は１ｐｐｍ（０．０００１質量％）であることが確認された。
【００８９】
（無端状金属ベルトのニッケル合金のＸ線回折ピークの半値幅の測定方法）
実施例および比較例の無端状金属ベルトのニッケル合金の（１１１）結晶面および（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅は、Ｘ線回折装置（波長：１．５４０５９オングストローム、商品名：ＲＩＮＴ２０００型Ｘ線回折装置、理学株式会社製）を用いて測定した。
【００９０】
（空回転耐久試験）
前記ヒータ加熱タイプのベルト加熱方式の加熱定着装置に、実施例または比較例の定着ベルトを搭載し、加熱定着装置とした。この加熱定着装置を用い空回転耐久試験を以下の条件の下で行った。  加熱定着装置のヒータ温度を２２０℃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３ｍｍのシリコーンゴムからなる弾性層に３０μｍのPFAチューブを被覆した外径３０ｍｍの加圧ローラを用いた。本空回転耐久試験においては、加圧力は２００Ｎ、ニップ部は８ｍｍ×２３０ｍｍであり、定着ベルトの表面速度は１００ｍｍ／ｓとなる条件に定めた。なお、定着ベルト内面と摺動板の間にグリス（ダウ  コーニング  アジア社製  ＨＰ３００；商品名）を０．９ｇ定着ベルト装着時に塗布してある。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。
上記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により観察し、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２５０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５００時間以上と設定し、耐久性を評価した。
【００９１】
（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をキヤノン（株）製フルカラーＬＢＰＬＡＳＥＲ  ＳＨＯＴ  ＬＢＰ−２０４０（商品名）に搭載した画像形成装置により、１０万枚以上の画像を画出しして実機耐久通紙試験を行った。
この実機耐久通紙試験にあたり、加圧ローラの加圧力を２００Ｎ、ニップ部を８ｍｍ×２３０ｍｍとし、定着温度を２００℃、プロセススピードを１００ｍｍ／ｓに設定し、定着ベルト内面と摺動板の間にグリス（ダウ  コーニング  アジア社製  ＨＰ３００；商品名）を０．９ｇ定着ベルト装着時に塗布してある。
所定枚数の画像を画出しし、得られた画像を５人の評価者が目視判定し、次の基準により３人以上の判定結果で評価した。
○：初期画像に比べ著しい光沢ムラの発生がない
×：初期画像に比べ著しい光沢ムラの発生がある
【００９２】
[実施例１]
スルファミン酸ニッケル４５０ｇ／ｌ、スルファミン酸コバルト７５ｇ／ｌ、臭化ニッケル７ｇ／ｌ、臭化コバルト７ｇ／ｌ、ホウ酸３０ｇ／ｌ、応力減少剤（サッカリンナトリウム）０．０２ｇ／ｌ、ピット防止剤（商品名：ピットレスＳ：日本化学産業株式会社製）３ｇ／ｌの濃度で含むニッケル電解浴を調製した。
ステンレス鋼製の母型を陰極として、上記ニッケル電解浴ｐＨ４、電解浴温度５０℃、電流密度６Ａ／ｄｍ２の条件下で母型の表面に所定の厚みのニッケル合金膜を成膜し、この膜を剥離して、厚み２５μｍの無端状金属ベルトを作製した。
この無端状金属ベルトのニッケル合金は、コバルトを１０質量％、硫黄を０．０２質量％、炭素を０．０１質量％含有していた。
得られた無端状金属ベルトの外周面に、シリコーン系プライマー（商品名：ＤＹ３５−０６７：東レ・ダウコーニング社製）を公知の方法で塗布、乾燥し、厚みおよそ1μｍでプライマー層を形成し、このプライマー層を介して、熱伝導が５．０×１０−３Ｗ／ｃｍ.℃に調製された液状シリコーンゴム材を用い公知の方法で塗布・加熱硬化し３００μｍのシリコーンゴムからなる弾性層を形成した。その外周部に、接着層となるシリコーン系接着剤（商品名：ＴＳＥ３２０５：ＧＥ東芝シリコーン社製）を塗布、同時に厚み２５μｍのＰＦＡチューブを被覆、加熱接着することで離型層を形成し定着ベルトを作製した。
得られた無端状金属ベルトのニッケル合金の組成、（１１１）結晶面および（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅、無端状金属ベルトの厚みおよび空回転耐久試験の結果を纏め表１に、実機耐久通紙試験の結果を表２に示した。
【００９３】
[実施例２]
スルファミン酸ニッケル４５０ｇ／ｌ、スルファミン酸コバルト１５０ｇ／ｌ、臭化ニッケル７ｇ／ｌ、臭化コバルト７ｇ／ｌ、ホウ酸３０ｇ／ｌ、応力減少剤（サッカリンナトリウム）０．０２ｇ／ｌ、ピット防止剤（ピットレスＳ：日本化学産業株式会社製）３ｇ／ｌ）の濃度で含むニッケル電解浴を用いた以外は実施例１と同様にして厚み２５μｍの無端状金属ベルトを作製し、これを用いて実施例１と同様にして定着ベルトを作製した。無端状金属ベルトのニッケル合金は、コバルトを２０質量％、硫黄を０．０２質量％、炭素を０．０１質量％含有していた。
得られた無端状金属ベルトを構成するニッケル合金の組成、（１１１）結晶面および（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅、無端状金属ベルトの厚みおよび空回転耐久試験の結果を纏め表１に、実機耐久通紙試験の結果を表２に示した。
【００９４】
[実施例３]
スルファミン酸ニッケル４５０ｇ／ｌ、スルファミン酸コバルト２００ｇ／ｌ、臭化ニッケル７ｇ／ｌ、臭化コバルト７ｇ／ｌ、ホウ酸３０ｇ／ｌ、応力減少剤（サッカリンナトリウム）０．０２ｇ／ｌ、ピット防止剤（ピットレスＳ：日本化学産業株式会社製）３ｇ／ｌの濃度で含むニッケル電解浴を用いた以外は実施例１と同様にして厚み２０μｍの無端状金属ベルトを作製し、これを用いて実施例１と同様にして定着ベルトを作製した。無端状金属ベルトのニッケル合金は、コバルトを４０質量％、硫黄を０．０２質量％、炭素を０．０１質量％含有していた。
得られた無端状金属ベルトを構成するニッケル合金の組成、（１１１）結晶面および（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅、無端状金属ベルトの厚みおよび空回転耐久試験の結果を纏め表１に、実機耐久通紙試験の結果を表２に示した。
【００９５】
[実施例４]
スルファミン酸ニッケル４５０ｇ／ｌ、スルファミン酸コバルト１５０ｇ／ｌ、スルファミン酸マンガン３０ｇ／ｌ、臭化ニッケル７ｇ／ｌ、臭化コバルト７ｇ／ｌ、ホウ酸３０ｇ／ｌ、応力減少剤（サッカリンナトリウム）０．０２ｇ／ｌ、ピット防止剤（ピットレスＳ：日本化学産業株式会社製）３ｇ／ｌの濃度で含むニッケル電解浴を用いた以外は実施例１と同様にして厚み２５μｍの無端状金属ベルトを作製し、これを用いて実施例１と同様にして定着ベルトを作製した。無端状金属ベルトのニッケル合金は、コバルトを２０質量％、マンガンを０．２質量％、硫黄を０．０２質量％、炭素を０．０１質量％含有していた。
得られた無端状金属ベルトを構成するニッケル合金の組成、（１１１）結晶面および（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅、無端状金属ベルトの厚みおよび空回転耐久試験の結果を纏め表１に、実機耐久通紙試験の結果を表２に示した。
【００９６】
[実施例５]
硫酸ニッケル１０.８ｇ／ｌ、タングステン酸ナトリウム３２.３ｇ／ｌ、還元剤（クエン酸）３６.５ｇ／ｌ、応力減少剤（サッカリンナトリウム）０．０２ｇ／ｌ、ピット防止剤（ピットレスＳ：日本化学産業株式会社製）３ｇ／ｌの濃度で含むニッケル電解浴を用い、ニッケル電解浴ｐＨ６.５、電解浴温度６５℃、陰極電流密度５Ａ／ｄｍ２の条件とした以外は実施例１と同様にして厚み２５μｍの無端状金属ベルトを作製し、これを用いて実施例１と同様にして定着ベルトを作製した。無端状金属ベルトのニッケル合金は、タングステンを３０質量％、硫黄を０．０２質量％、炭素を０．０１質量％含有していた。
得られた無端状金属ベルトを構成するニッケル合金の組成、（１１１）結晶面および（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅、無端状金属ベルトの厚みおよび空回転耐久試験の結果を纏め表１に、実機耐久通紙試験の結果を表２に示した。
【００９７】
[実施例６]
実施例５と同様にして厚み２０μｍの無端状金属ベルトを作製し、これを用いて実施例１と同様にして定着ベルトを作製した。無端状金属ベルトのニッケル合金は、タングステンを３０質量％、硫黄を０．０２質量％、炭素を０．０１質量％含有していた。
得られた無端状金属ベルトを構成するニッケル合金の組成、（１１１）結晶面および（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅、無端状金属ベルトの厚みおよび空回転耐久試験の結果を纏め表１に、実機耐久通紙試験の結果を表２に示した。
【００９８】
[実施例７]
塩化ニッケル１６.２ｇ／ｌ、塩化第一スズ１５９.３ｇ／ｌ、ピロリン酸カリウム１６５.２ｇ／ｌ、ＰＨ緩衝剤のグリシン１８.８ｇ／ｌ、応力減少剤（サッカリンナトリウム）０．０３ｇ／ｌ、ピット防止剤（ピットレスＳ：日本化学産業株式会社製）３ｇ／ｌ、の濃度で含むニッケル電解浴を用い、ニッケル電解浴ｐＨ８、陰極電流密度１Ａ／ｄｍ２の条件とした以外は実施例１と同様にして厚み２５μｍの無端状金属ベルトを作製し、これを用いて実施例１と同様にして定着ベルトを作製した。無端状金属ベルトのニッケル合金は、スズを４５質量％、硫黄を０．００５質量％、炭素を０．０１５質量％含有していた。
得られた無端状金属ベルトを構成するニッケル合金の組成、（１１１）結晶面および（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅、無端状金属ベルトの厚みおよび空回転耐久試験の結果を纏め表１に、実機耐久通紙試験の結果を表２に示した。
【００９９】
[比較例１]
スルファミン酸ニッケル４５０ｇ／ｌ、スルファミン酸コバルト５ｇ／ｌ、臭化ニッケル７ｇ／ｌ、臭化コバルト７ｇ／ｌ、ホウ酸３０ｇ／ｌ、応力減少剤（サッカリンナトリウム０．０２ｇ／ｌ、ピット防止剤（ピットレスＳ）３ｇ／ｌの濃度で含むニッケル電解浴を使用した以外は実施例１と同様にして厚み２５μｍの無端状金属ベルトを作製し、これを用いて実施例１と同様にして定着ベルトを作製した。無端状金属ベルトのニッケル合金は、コバルトを３質量％、硫黄を０．０２質量％、炭素を０．０１質量％含有していた。
得られた無端状金属ベルトを構成するニッケル合金の組成、（１１１）結晶面および（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅、無端状金属ベルトの厚みおよび空回転耐久試験の結果を纏め表１に、実機耐久通紙試験の結果を表２に示した。
【０１００】
[比較例２]
スルファミン酸ニッケル４５０ｇ／ｌ、スルファミン酸コバルト２７０ｇ／ｌ、臭化ニッケル７ｇ／ｌ、臭化コバルト７ｇ／ｌ、ホウ酸３０ｇ／ｌ、応力減少剤（サッカリンナトリウム）０．０２ｇ／ｌ、ピット防止剤（ピットレスＳ）３ｇ／ｌの濃度で含むニッケル電解浴を使用した以外は実施例１と同様にして厚み２５μｍの無端状金属ベルトを作製し、これを用いて実施例１と同様にして定着ベルトを作製した。無端状金属ベルトのニッケル合金は、コバルトを６０質量％、硫黄を０．０２質量％、炭素を０．０１質量％含有していた。
得られた無端状金属ベルトを構成するニッケル合金の組成、（１１１）結晶面および（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅、無端状金属ベルトの厚みおよび空回転耐久試験の結果を纏め表１に、実機耐久通紙試験の結果を表２に示した。
【０１０１】
[比較例３]
塩化ニッケル１６.２ｇ／ｌ、塩化第一スズ１８９．６ｇ／ｌ、ピロリン酸カリウム１６５.２ｇ／ｌ、ＰＨ緩衝剤のグリシン１８.８ｇ／ｌ、応力減少剤（サッカリンナトリウム）０．０３ｇ／ｌ、ピット防止剤（ピットレスＳ）３ｇ／ｌの濃度で含むニッケル電解浴を用い、ニッケル電解浴ｐＨ８、陰極電流密度１Ａ／ｄｍ２の条件とした以外は実施例１と同様にして厚み２５μｍの無端状金属ベルトを作製し、これを用いて実施例１と同様にして定着ベルトを作製した。無端状金属ベルトのニッケル合金は、スズを６０質量％、硫黄を０．００５質量％、炭素を０．０１５量％含有していた。
得られた無端状金属ベルトを構成するニッケル合金の組成、（１１１）結晶面および（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅、無端状金属ベルトの厚みおよび空回転耐久試験の結果を纏め表１に、実機耐久通紙試験の結果を表２に示した。
【０１０２】
[比較例４]
硫酸ニッケル１０.８ｇ／ｌ、タングステン酸ナトリウム５８.８ｇ／ｌ、還元剤のクエン酸３６.５ｇ／ｌ、応力減少剤（サッカリンナトリウム）０．０２ｇ／ｌ、ピット防止剤（ピットレスＳ）３ｇ／ｌの濃度で含むニッケル電解浴を用い、ニッケル電解浴ｐＨ６.５、電解浴温度６５℃、陰極電流密度５Ａ／ｄｍ２の条件とした以外は実施例１と同様にして厚み２５μｍの無端状金属ベルトを作製し、これを用いて実施例１と同様にして定着ベルトを作製した。無端状金属ベルトのニッケル合金は、タングステンを６０質量％、硫黄を０．０２質量％、炭素を０．０１質量％含有していた。
得られた無端状金属ベルトを構成するニッケル合金の組成、（１１１）結晶面および（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅、無端状金属ベルトの厚みおよび空回転耐久試験の結果を纏め表１に、実機耐久通紙試験の結果を表２に示した。
【０１０３】
[比較例５]
スルファミン酸ニッケル２９０ｇ／ｌ、スルファミン酸コバルト１５０ｇ／ｌ、臭化ニッケル７ｇ／ｌ、臭化コバルト７ｇ／ｌ、スルファミン酸マンガン４０４．８ｇ／ｌ、ホウ酸３０ｇ／ｌ、応力減少剤（サッカリンナトリウム）０．０２ｇ／ｌ、ピット防止剤（ピットレスＳ）３ｇ／ｌの濃度で含むニッケル電解浴を用い、ニッケル電解浴ｐＨ４、電解浴温度５０℃、陰極電流密度１６Ａ／ｄｍ２の条件とした以外は実施例１と同様にして厚み２５μｍの無端状金属ベルトを作製し、これを用いて実施例１と同様にして定着ベルトを作製した。無端状金属ベルトのニッケル合金は、コバルトを２０質量％、マンガンを１質量％、硫黄を０．０２質量％、炭素を０．０１質量％含有していた。
得られた無端状金属ベルトを構成するニッケル合金の組成、（１１１）結晶面および（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅、無端状金属ベルトの厚みおよび空回転耐久試験の結果を纏め表１に、実機耐久通紙試験の結果を表２に示した。
【０１０４】
[比較例６]
ニッケル電解浴ｐＨ６、陰極電流密度４５Ａ／ｄｍ２の条件とした以外は実施例２と同様にして厚み２５μｍの無端状金属ベルトを作製し、これを用いて実施例２と同様にして定着ベルトを作製した。無端状金属ベルトのニッケル合金は、コバルトを２０質量％、硫黄を０．０２質量％、炭素を０．０１質量％含有していた。
得られた無端状金属ベルトを構成するニッケル合金の組成、（１１１）結晶面および（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅、無端状金属ベルトの厚みおよび空回転耐久試験の結果を纏め表１に、実機耐久通紙試験の結果を表２に示した。
【０１０５】
【表１】
2005165291.tif 000003
【０１０６】
【表２】
2005165291.tif 000004
【０１０７】
実施例１〜実施例３の無端状金属ベルトのニッケル合金のコバルト含有量は１０〜４０質量％の領域であり、コバルトの固溶効果が現われ、（１１１）結晶面および（２００）結晶面のＸ線回折ピークとも半値幅が０．５°〜２°の範囲内であり、これらの無端状金属ベルトを用いて作製した定着ベルトの空回転耐久試験において５００時間以上の空回転耐久試験後においても定着ベルトの内面側でも、定着ベルトの両端面でも耐久性が良好なことを確認することができた。特に、実施例３では、無端状金属ベルトの厚みが２０μｍであり、これを用いて作製した定着ベルトの柔軟性をより向上させることができ、また、耐久時間も８８０時間と、耐久性に優れていた。
【０１０８】
実施例４の定着ベルトの空回転耐久試験における耐久時間は７８０時間であった。この結果から、実施例４の無端状金属ベルトを用いた定着ベルトにおいては、０.２質量％のマンガンの添加により、空回転耐久試験における耐久性が２元ニッケル合金（実施例２）のものより向上することがわかった。
【０１０９】
実施例５および実施例６のタングステンを３０質量％含むニッケル合金からなる無端状金属ベルトは、何れも（１１１）結晶面および（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅が０.５°〜２°の範囲にあり、これらを用いて作製した定着ベルトは、何れも空回転耐久試験において５００時間以上の耐久時間を持つことが確認された。特に実施例６の厚み２０μｍの無端状金属ベルトを用いた定着ベルトにおいては、７２０時間以上の耐久時間が得られた。これは他金属元素による固溶効果が発現したことよるものと推察され、実施例６においては、固溶効果と薄肉化効果により、優れた耐久性が得られたものと推察される。
実施例７のスズを４５質量％含むニッケル合金からなる無端状金属ベルトも（１１１）結晶面および（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅が０.５°〜２°の範囲にあり、無端状金属ベルトを用いた定着ベルトは空回転耐久試験における耐久時間が６５０時間と優れた耐久性を示すことが確認された。
【０１１０】
一方、比較例１の３質量％のコバルトを含むニッケル合金からなる無端状金属ベルトは、（１１１）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅が０．３４°と０.５°よりも小さくなり、この無端状金属ベルトを用いて製作した定着ベルトは、耐久時間が２５０時間であった。そして、耐磨耗性も十分でないため、空回転耐久試験中に摩擦磨耗によるトルクアップ現象も現われた。これは、固溶効果が十分に発現しないためであると推察される。
【０１１１】
比較例２の６０質量％のコバルトを含むニッケル合金からなる無端状金属ベルトにおいては、（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅が２．１°となり２°を越え、この無端状金属ベルトを用いて作製した定着ベルトの空回転耐久試験における耐久時間は１５０時間でありこの時点でクラックが発生した。これはニッケル合金における溶質のコバルトによる引張応力が生じたためと推察される。
【０１１２】
比較例３の６０質量％のスズを含むニッケル合金からなる無端状金属ベルトにおいては、（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅が２.３°となり、２°を越え、この無端状金属ベルトを用いて作製された定着ベルトの空回転耐久試験における耐久時間は１５０時間であった。
【０１１３】
比較例４の６０質量％のタングステンを含むニッケル合金からなる無端状金属ベルトにおいては、（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅が２．５°となり２°を越える値となり、この無端状金属ベルトを用いて作製された定着ベルトの空回転耐久試験における耐久時間は２２０時間であった。これは、溶質のタングステンによる引張応力が発生したためと推察される。
【０１１４】
比較例５の２０質量％のコバルトと１質量％のマンガンを含むニッケル合金からなる無端状金属ベルトにおいては、（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅が２．２°となり２°を越える値となり、この無端状金属ベルトを用いて作製された定着ベルトの空回転耐久試験における耐久時間は１７０時間であった。これは、強制的にマンガン溶質を固溶させたために、このニッケル合金の内部応力が引張応力となったことによると推察される。
【０１１５】
比較例６の２０質量％のコバルトを含むニッケル合金からなる無端状金属ベルトにおいては、（１１１）結晶面、（２００）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅はそれぞれ０．３５°、０．５４°となり特に（１１１）結晶面のＸ線回折ピークの半値幅が小さく、この無端状金属ベルトを用いて作製された定着ベルトの耐久時間は１８０時間であった。これは、高電流密度４５Ａ／ｄｍ２、ｐＨ値６の電鋳条件のもとで得られたニッケル合金では固溶効果が発現しないためであると推察される。
【０１１６】
表２に示したように、実施例２、実施例４、実施例５および実施例７の定着ベルトを備えた加熱定着装置を搭載した画像形成装置においては、いずれもなんのトラブルもなく１０万枚の画出し実機耐久通紙試験を終了し、優れた耐久通紙性を有することが分かった。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明の無端状金属ベルトは、固溶効果により、優れた耐屈曲性、良好な耐久性を有し、これを用いて作製された本発明の定着ベルトは、小径の定着ベルトとした場合においても優れた耐久性を示し、本発明の定着ベルトを備えた定着装置は、耐久性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の一実施形態の定着ベルトの層構成を説明するための模式図である。
【図２】本発明の他の実施形態の定着ベルトの層構成を説明するための摸式図である。
【図３】本発明の一実施形態の加熱定着装置の横断面を示す模式図である。
【図４】本発明の他の実施形態の加熱定着装置の横断面を示す模式図である。
【図５】内部応力によるＸ線回折ピークの変化を説明するための模式図である。（ａ）内部応力なし、（ｂ）巨視的内部応力、（ｃ）微視的内部応力
【符号の説明】
【０１１９】
１                            金属ベルト層      
２                            弾性層
３                            接着層    
４                            離型層
１０、２０                    定着ベルト
２００、３００                加熱定着装置
２１０、３１０                定着ベルト
２１２                        セラミックヒータ
２１２ａ                      発熱層
２１２ｂ                      保護層
２１６、３１６                ベルトガイド
２２２、３２２                加圧用剛性ステイ
２３０、３３０                加圧部材（加圧ローラ）
２３０ａ、３３０ａ            芯金
２３０ｂ、３３０ｂ            弾性層
２４０、３４０                摺動板
Ｎ                            ニップ部
ｔ                            トナー画像
Ｐ                            被記録材
３１７ａ、３１７ｂ、３１７ｃ  磁性コア
３１８                        励磁コイル  
３１９                        絶縁部材  
３２６                        温度センサ
Ｍ                            駆動手段
【図１】
2005165291.tif 000005
【図２】
2005165291.tif 000006
【図３】
2005165291.tif 000007
【図４】
2005165291.tif 000008
【図５】
2005165291.tif 000009