(57)【要約】【課題】基層となる薄肉のステンレス鋼の管状体の外周面に、薄肉のアルミニウム被膜を形成することによって、厚さ方向の温度上昇が早く、軸方向の温度が均一で、定着部材の熱ムラが少なく、定着部材を加熱するためのエネルギーが少なくて済む。【解決手段】アーク溶射装置を使用し、溶射線材は材質が純度９９％のアルミニウムで、溶射線材の外径寸法はφ１．２ｍｍ、溶射距離Ｌ３は１２０ｍｍ、溶射ガン６０１の移動速度は２０ｍｍ／ｓｅｃ、エアー圧力は０．５Ｍｐａである。基層となるステンレス鋼の管状体４００を１５０ｒｐｍで回転させながら、基層となるステンレス鋼の管状体４００の軸方向に平行（矢印６０２方向）に溶射ガン６０１を移動しながらアルミニウムを溶射した。溶射したアルミニウム被膜４０１の肉厚ｔ２は２０μｍ〜３０μｍである。【選択図】図３
2017049585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーにより複写させる画像形成装置において、トナー像を加熱して記録媒体上に定着させる定着装置であって、
内部に設置される発熱体により加熱される薄肉管状の定着部材を備え、
前記定着部材は、
ステンレス鋼のカップ状管状体の内周面にマンドレルをはめ込むとともに、前記カップ状管状体の外周面にローラーを押し付けるスピニング加工を行って、前記カップ状管状体を軸方向に長尺化させて肉厚が２０μｍ〜３００μｍのステンレス鋼のカップ状管状体を形成する工程と、
前記カップ状管状体の両端を切断して、基層となるステンレス鋼の管状体を形成する工程と、
前記ステンレス鋼の管状体の外周面にアルミニウムを溶射して肉厚が１０μｍ〜１５０μｍのアルミニウム被膜を形成する工程と、
前記アルミニウム被膜の外周面に離型層を形成する工程により形成されたものである
ことを特徴とするステンレス鋼を使用した定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステンレス鋼を使用した定着装置において、
前記定着部材の基層は、
肉厚が２０μｍ〜５０μｍである定着スリーブの前記基層、又は肉厚が１００μｍ〜３００μｍである定着ローラーの前記基層のいずれかであり、
前記アルミニウム被膜の厚さが、前記基層の１５％〜５０％である
ことを特徴とするステンレス鋼を使用した定着装置。
【請求項３】
請求項２に記載のステンレス鋼を使用した定着装置において、
前記発熱体がハロゲンヒーターである
ことを特徴とするステンレス鋼を使用した定着装置。
【請求項４】
請求項３に記載のステンレス鋼を使用した定着装置において、
前記ステンレス鋼の外周面にアルミニウムを溶射する工程の前工程として、前記ステンレス鋼の管状体の外周面をブラスト加工して粗面化する工程を有する
ことを特徴とするステンレス鋼を使用した定着装置。
【請求項５】
請求項４に記載のステンレス鋼を使用した定着装置において、
前記アルミニウム被膜の外周面の表面粗さＲｍａｘが４０μｍ以下である
ことを特徴とするステンレス鋼を使用した定着装置。
【請求項６】
請求項５に記載のステンレス鋼を使用した定着装置において、
前記ステンレス鋼の外周面にアルミニウムを溶射する工程の後工程として、前記ステンレス鋼の管状体の外周面を研磨加工して凸部を落とす
ことを特徴とするステンレス鋼を使用した定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステンレス鋼を使用した薄肉管状の定着部材をそなえた定着装置に関し、特に、レーザープリンターや複写機において、熱と圧力を加えて、トナーを用紙に定着させるための定着スリーブ、または定着ローラーをそなえた定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンターや複写機の定着方式は、従来のローラー定着方式からフィルム定着方式へと変化している。従来のローラー定着方式は、ローラー内部のヒーターがローラーを温めるため、プリント待機中もヒーターを稼働させておく必要がある。これに対し、肉厚を薄く形成した定着スリーブは、熱伝導効率が高く、熱容量が小さく、回転する時だけヒーターが作動するため、省電力で待機時間を短縮できる。この定着スリーブの基層となる薄肉の管状体としては、ステンレス鋼などの金属やポリイミドなどの樹脂が用いられる。しかし、省電力化や待機時間を短縮するためには、強度があり、熱容量が小さいステンレス鋼などの金属製が好ましい。
【０００３】
定着スリーブには、変形に耐えうる周方向の柔軟性と耐久性が求められる。定着スリーブの基層としてステンレス鋼を用いる場合、その厚さは２０μｍ〜５０μｍという極薄に製造される。このような極薄の金属製管状体を製造する方法として、スピニング加工を用いるものが公知である（特許文献１参照）。
【０００４】
ステンレス鋼を使用した極薄の定着スリーブは、熱容量が小さい（比熱が従来のアルミニウム製の定着スリーブよりも小さい）ため、熱応答性が良い。また、ステンレス鋼を使用した極薄の定着スリーブは、肉厚が薄いため、定着スリーブの厚さ方向の温度上昇が早い。しかし、熱伝導率が従来のアルミニウム製の定着スリーブよりも小さいため、定着スリーブの軸方向の熱伝導性が劣る。さらに、給紙の際に、定着スリーブの軸方向の中央部の熱が奪われる一方、軸方向の両端部は温度が上昇するため、定着スリーブの軸方向の温度が均一にならず、いわゆる、定着スリーブの熱ムラが課題となっている。
【０００５】
定着スリーブの熱ムラを解消するための方法として、基層となるステンレス鋼の管状体の外周面に熱伝導率が大きい銅メッキを施す方法がある。しかし、この方法は、銅の酸化皮膜の影響によって、銅メッキの外周面に、ゴム等の塗料が密着しにくくなるという問題がある。
【０００６】
定着スリーブの熱ムラを解消するための方法として、ステンレス鋼と銅の積層材（クラッド材）、または、ステンレス鋼とアルミニウムの積層材をスピニング加工して、極薄の金属製管状体を製造する方法がある。しかし、この方法は、積層材の価格が高いため、製造コストが上昇するという問題がある。
【０００７】
定着スリーブの熱ムラを解消するための他の方法として、基層となるステンレス鋼の管状体の外周面に熱伝導率が大きいアルミニウムを溶射する方法がある（特許文献１〜特許文献４）。また、ハロゲンランプから発生する輻射熱を利用したハロゲンヒーターは、発熱体にランプを使用していることから、電源を入れるとすぐ加熱でき、低コストで安定性がある。しかし、肉厚が厚い定着スリーブでは、定着スリーブの熱容量が大きくなり、定着スリーブの温度を高めるのに時間を要するため、ハロゲンヒーターを採用することが難しい。
【０００８】
特許文献１の定着部材は、基層となるステンレス鋼の肉厚について記載が無い。また、溶射したアルミニウム被膜の肉厚が５μｍ以上である。さらに、ステンレス鋼の管状体の内部に設置される発熱体は、熱媒液１３、またはヒータ１５である。
【０００９】
特許文献２の定着部材は、基層となるステンレス鋼の肉厚、及び溶射したアルミニウム被膜の肉厚について記載が無い。また、ステンレス鋼の管状体の内部に設置される発熱体について記載が無い。特許文献３の定着部材は、基層となるステンレス鋼の肉厚について記載が無い。また、溶射したアルミニウム被膜の肉厚が１．５ｍｍで、薄肉のアルミニウム被膜ではない。さらに、ステンレス鋼の管状体の内部に設置される発熱体は、電磁誘導加熱コイル５である。
【００１０】
特許文献４の定着部材は、基層となるステンレス鋼の肉厚が３０μｍ〜２００μｍである。また、基層となるステンレス鋼の外周面にアルミニウムを溶射することについては記載が無い。さらに、ステンレス鋼の管状体の内部に設置される発熱体は、セラミックヒータ１１である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭５３−１２０５３７号公報
【特許文献２】特開平８−９５４１０号公報
【特許文献３】特開２００１−１０９３０７号公報
【特許文献４】特開２００３−１５６９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、基層となる薄肉のステンレス鋼の管状体の外周面に、薄肉のアルミニウム被膜を形成することによって、厚さ方向の温度上昇が早く、軸方向の温度が均一で、定着部材の熱ムラが少なく、定着部材を加熱するためのエネルギーが少なくて済む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】
【００１３】
前記課題は以下の手段によって解決される。
即ち、本発明１のステンレス鋼を使用した定着装置は、トナーにより複写させる画像形成装置において、トナー像を加熱して記録媒体上に定着させる定着装置であって、内部に設置される発熱体により加熱される薄肉管状の定着部材を備え、前記定着部材は、ステンレス鋼のカップ状管状体の内周面にマンドレルをはめ込むとともに、前記カップ状管状体の外周面にローラーを押し付けるスピニング加工を行って、前記カップ状管状体を軸方向に長尺化させて肉厚が２０μｍ〜３００μｍのステンレス鋼のカップ状管状体を形成する工程と、前記カップ状管状体の両端を切断して、基層となるステンレス鋼の管状体を形成する工程と、前記ステンレス鋼の管状体の外周面にアルミニウムを溶射して肉厚が１０μｍ〜１５０μｍのアルミニウム被膜を形成する工程と、前記アルミニウム被膜の外周面に離型層を形成する工程により形成されたものであることを特徴とする。
【００１４】
本発明２のステンレス鋼を使用した定着装置は、本発明１において、
前記定着部材の基層は、
肉厚が２０μｍ〜５０μｍである定着スリーブの前記基層、又は肉厚が１００μｍ〜３００μｍである定着ローラーの前記基層のいずれかであり、
前記アルミニウム被膜の厚さが、前記基層の１５％〜５０％であることを特徴とする。
【００１５】
本発明３のステンレス鋼を使用した定着装置は、本発明２において、前記発熱体がハロゲンヒーターであることを特徴とする。
【００１６】
本発明４のステンレス鋼を使用した定着装置は、本発明３において、前記ステンレス鋼の外周面にアルミニウムを溶射する工程の前工程として、前記ステンレス鋼の管状体の外周面をブラスト加工して粗面化する工程を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明５のステンレス鋼を使用した定着装置は、本発明４において、前記アルミニウム被膜の外周面の表面粗さＲｍａｘが４０μｍ以下であることを特徴とする。
【００１８】
本発明６のステンレス鋼を使用した定着装置は、本発明５において、前記ステンレス鋼の外周面にアルミニウムを溶射する工程の後工程として、前記ステンレス鋼の管状体の外周面を研磨加工して凸部を落とすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のステンレス鋼を使用した定着装置は、基層となる薄肉のステンレス鋼の管状体の外周面に、薄肉のアルミニウム被膜を形成しているため、厚さ方向の温度上昇が早く、軸方向の温度が均一で、定着部材の熱ムラが少なく、定着部材を加熱するためのエネルギーが少なくて済む。また、定着部材の熱容量が小さくなるため、発熱体にハロゲンヒーターを使用することが可能で、電源を入れるとすぐ加熱でき、低コストで安定性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の定着装置を適用した画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図２】図２は、本発明のステンレス鋼を使用した定着装置を断面図で示す説明図である。
【図３】図３は、本発明のステンレス鋼を使用した定着部材の製造方法を示す工程図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態の定着ローラーの製造方法を示し、図４（ａ）は深絞り加工によるカップ状管状体の成形工程を示す縦断面図、図４（ｂ）は成形されたカップ状管状体を示す斜視図である。
【図５】図５は、図４の後工程を示し、図５（ａ）は図４（ｂ）のカップ状管状体をマンドレルを使用してスピニング加工を行う工程を示す説明図、図５（ｂ）はスピニング加工が終了したカップ状管状体の両端を切断して管状の定着ローラーを成形する工程を示す説明図である。
【図６】図６は、両端を切断した管状の定着ローラーにサンドブラスト加工を施す工程を示す説明図である。
【図７】図７は、図６の工程の後工程であって、両端を切断した管状の定着ローラーにアルミニウムを溶射する工程を示す説明図である。
【図８】図８は、アルミニウムを溶射した定着ローラーの外周面の写真を示し、図８（ａ）は定着ローラーの外周面の全体を示す写真、図８（ｂ）は図８（ａ）の黒色の矩形線で囲んだ範囲を示す１２倍の拡大写真である。
【図９】図９は、図８（ｂ）の３箇所の顕微鏡写真を示し、倍率が５種類の顕微鏡写真である。
【図１０】図１０は、アルミニウムを溶射した定着ローラーの３箇所の表面粗さを測定したグラフである。
【図１１】図１１は、図１０の表面粗さを示すデータである。
【図１２】図１２は、アルミニウム被膜の外周面を研磨加工した後、定着ローラーの３箇所の表面粗さを測定したグラフである。
【図１３】図１３は、図１２の表面粗さを示すデータである。
【図１４】図１４は、アルミニウム被膜の外周面にフッ素樹脂の離型層を形成した状態を示す定着ローラーの断面を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔画像形成装置の概要説明〕
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の定着装置を適用した画像形成装置の概要を示す説明図である。本発明は定着装置９に関わるものであるが、先ずその定着装置９を適用する画像形成装置１の構成の概要について説明する。この画像形成装置１は種々の形態があり公知であるが、例えば、レーザープリンターに関わる画像形成装置１で説明すると、画像形成装置１は、本体２、露光部３、感光体４、転写部５、トレイ６、給紙部７、レジストローラー８、定着装置９等で構成される。各々の要素の機能、構成については公知であるので、詳細な説明は省略する。次に画像形成装置１の動作について概略を説明する。
【００２２】
複写時に露光部３から複写する画像のレーザー光Ａが感光体４に照射される。感光体４の感光ドラムは回転しながら、帯電、露光、現像の各工程を経て、トナー１１によりトナー像が形成される。トナー１１は着色剤とワックスを粒子に内包させたもので、前記の工程を経て感光体４にトナー像が形成される。このトナー像は、感光体４に対峙して設けられた転写ローラーを介して転写部５で、レジストローラー８により給紙部７から送られてきた用紙１２に転写される。
【００２３】
転写部５を通過した用紙１２は定着装置９に送られる。定着装置９では、定着ローラー１３と加圧ローラー１４の間に挟まれながら用紙１２が送られ、熱と圧力によりトナー像が用紙１２に定着される。定着された用紙１２は出力画像として、矢印で示すような流れでトレイ６に排出される。基本的にレーザープリンターの複写は以上のような工程で行なわれる。
【００２４】
次に、定着装置９について説明する。図２は、本発明のステンレス鋼を使用した定着装置を断面図で示す説明図である。本発明を適用した定着装置９は、基本的に定着ローラー（定着部材）１３と加圧ローラー１４と発熱体１５であるハロゲンヒーター等で構成される。この装置は、薄い管状の定着ローラー１３に対し、加圧ローラー１４を加圧させ用紙１２のトナー像を定着させる構成のものである。先ず定着ローラーについて説明すると、定着ローラー１３は、定着ローラー１３内に設置された発熱体１５であるハロゲンヒーターにより加熱される。
【００２５】
定着ローラー（定着部材）１３は、基層の肉厚が１００μｍ〜３００μｍのステンレス鋼で形成されている。肉厚が比較的厚い定着ローラー１３に代えて、肉厚が２０μｍ〜５０μｍの極薄のステンレス鋼で形成された定着スリーブ（定着部材としての定着フィルム）を使用してもよい。極薄の定着スリーブにすれば、加圧ローラー１４と発熱体１５との間で所定のニップ幅のニップ部を形成させて定着スリーブを圧接し、ニップ部のみを加熱することで、クイックスタートの加熱定着が可能になる。
【００２６】
〔定着ローラー１３の製造方法〕
図３は、本発明のステンレス鋼を使用した定着部材の製造方法を示す工程図である。図４は、本発明の実施の形態の定着ローラーの製造方法を示し、図４（ａ）は図３のＳＴＥＰ１の深絞り加工によるカップ状管状体の成形工程を示す縦断面図、図４（ｂ）は成形されたカップ状管状体２００を示す斜視図である。肉厚が２０μｍ〜５０μｍの極薄のステンレス鋼で形成された定着スリーブも、定着ローラーと同様の製造方法で製造可能である。図４（ａ）に示すように、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼の薄板１００を、雌型１０１とポンチ１０２で深絞り加工して、図４（ｂ）に示すカップ状管状体２００を成形する。
【００２７】
図５は、図４の後工程を示し、図５（ａ）は図３のＳＴＥＰ２のスピニング加工を行う工程を示す説明図であり、カップ状管状体２００をマンドレルを使用してスピニング加工を行う工程である。図５（ｂ）は図３のＳＴＥＰ３の工程を示す説明図であり、スピニング加工が終了したカップ状管状体２００の両端を切断して管状の定着ローラーを成形する工程を示す説明図である。すなわち、図５（ａ）に示すように、スピニング加工機のマンドレル３００をカップ状管状体２００の内周面２０１にはめ込み、マンドレル３００を回転してカップ状管状体２００を回転する。
【００２８】
カップ状管状体２００の外周面２０２にローラー３０１、３０１を押し付け、カップ状管状体２００の軸方向にローラー３０１、３０１を移動してスピニング加工を行う。カップ状管状体２００はカップ状管状体２００の軸方向に塑性変形して薄肉になり、軸方向に長尺化する。図５（ｂ）に示すように、スピニング加工が終了したカップ状管状体２００の両端を突っ切りバイト３０２、３０２で切断すれば、定着ローラー１３の基層となる肉厚が１００μｍ〜３００μｍのステンレス鋼の管状体４００が得られる。同様の工程のスピニング加工で、定着スリーブに適用できる肉厚が２０μｍ〜５０μｍのステンレス鋼の管状体４００を製造することも可能である。
【００２９】
図６は、図５の後工程を示し、図３のＳＴＥＰ４の工程を示す説明図であり、基層となるステンレス鋼の管状体４００にサンドブラスト加工を施す工程を示す説明図である。図６に示すように、本発明の実施の形態の基層となるステンレス鋼の管状体４００の寸法は、外径寸法Ｄがφ２０、軸方向の長さＬ１が２５８ｍｍ、肉厚ｔ１が１００μｍである。吸引式のサンドブラスト装置を使用し、研削材５０１はアルミナ＃６０、ブラスト距離Ｌ２は２００ｍｍ、ブラスト時間は３０秒、エアー圧力は０．４Ｍｐａである。基層となるステンレス鋼の管状体４００を１５０ｒｐｍで回転させながら、基層となるステンレス鋼の管状体４００の軸方向に平行（矢印５０２方向）にブラストノズル５００を移動しながらサンドブラスト加工を施した。
【００３０】
図７は、図６の後工程を示し、図３のＳＴＥＰ５の工程を示す説明図であり、基層となるステンレス鋼の管状体４００の外周面にアルミニウムを溶射する工程を示す説明図である。図７に示すように、アーク溶射装置を使用し、溶射線材は材質が純度９９％のアルミニウムで、溶射線材の外径寸法はφ１．２ｍｍ、溶射距離Ｌ３は１２０ｍｍ、溶射ガン６０１の移動速度は２０ｍｍ／ｓｅｃ、エアー圧力は０．５Ｍｐａである。基層となるステンレス鋼の管状体４００を１５０ｒｐｍで回転させながら、基層となるステンレス鋼の管状体４００の軸方向に平行（矢印６０２方向）に溶射ガン６０１を移動しながらアルミニウムを溶射した。溶射したアルミニウム被膜４０１の肉厚ｔ２は２０μｍ〜３０μｍである。溶射するアルミニウムは、アルミニウム合金でもよい。
【００３１】
溶射時に、溶射したアルミニウム被膜４０１の肉厚ｔ２を軸方向に変化させて、逆クラウン形状のアルミニウム被膜４０１を形成させることが可能である。すなわち、基層となるステンレス鋼の管状体４００の軸方向位置に応じて、溶射ガン６０１の移動速度を制御（軸方向の中央部よりも軸方向の両端部の移動速度を徐々に遅くする）して、基層となるステンレス鋼の管状体４００の軸方向の中央部を薄肉のアルミニウム被膜４０１にし、軸方向の両端部に行くに従ってアルミニウム被膜４０１を徐々に厚肉にする。その結果、軸方向の中央部は薄肉のため熱容量が小さく、軸方向の両端部は厚肉のため熱容量が大きくなる。従って、給紙により定着ローラー１３の軸方向の中央部は両端部よりも温度が低下するが、熱容量が小さいため、短時間で定着ローラー１３の軸方向の中央部の温度を上昇させることが可能となる。その結果、定着ローラー１３の熱ムラを少なくすることが可能となる。
【００３２】
図８は、アルミニウムを溶射した定着ローラー１３の外周面の写真を示し、図８（ａ）は定着ローラー１３の外周面の全体を示す写真、図８（ｂ）は図８（ａ）の黒色の矩形線で囲んだ範囲を示す１２倍の拡大写真である。図９は、図８（ｂ）の３箇所の顕微鏡写真を示し、倍率が５種類の顕微鏡写真である。図１０は、アルミニウムを溶射した定着ローラー１３の３箇所（Ｆｌａｎｇｅ、Ｂｏｔｔｏｍ、Ｃｅｎｔｅｒ）の表面粗さを測定したグラフである。図１１は、図１０の表面粗さを示すデータである。図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、カップ状管状体２００を成形した時の、口側がＦｌａｎｇｅ、底側がＢｏｔｔｏｍ、口側と底側の軸方向の中間位置がＣｅｎｔｅｒである。図１０、図１１に示すように、アルミニウムを溶射した定着ローラー１３の外周面は、Ｒａ（中心線平均粗さ）が７．３６６μｍ〜９．９２９μｍ、Ｒｚ（１０点平均高さ）が２７．７７０μｍ〜３５．５１６μｍ、Ｒｍａｘ（最大高さ）が５６．３８８μｍ〜７３．０３８μｍである。
【００３３】
次に、図３のＳＴＥＰ６の工程で、アルミニウムを溶射した定着ローラー１３の外周面を研磨加工する。定着ローラー１３を回転させながら、定着ローラー１３の軸方向に平行に研磨工具を移動しながら定着ローラー１３の外周面の凸部を落とし、アルミニウム被膜の外周面を滑らかにする。図１２は、研磨加工したアルミニウム被膜４０１の外周面の３箇所（Ｆｌａｎｇｅ、Ｂｏｔｔｏｍ、Ｃｅｎｔｅｒ）の表面粗さを測定したグラフである。図１３は、図１２の表面粗さを示すデータである。図１２、図１３に示すように、研磨加工した定着ローラー１３の外周面は、Ｒａ（中心線平均粗さ）が６．８９２μｍ〜７．３３０μｍ、Ｒｚ（１０点平均高さ）が２３．９４９μｍ〜２５．０９８μｍ、Ｒｍａｘ（最大高さ）が３６．２９７μｍ〜３９．０５９μｍである。研磨加工によって定着ローラー１３の外周面の凸部が落とされて、後工程で塗装するフッソ樹脂またはシリコンゴムの凹凸を小さくする。即ち、アルミニウム被膜の外周面の表面粗さは、Ｒｍａｘ（最大高さ）で、４０μｍ以下が良く、好ましくは、１０μｍ〜４０μｍが良い。
【００３４】
次に、図３のＳＴＥＰ７の工程で、研磨加工したアルミニウム被膜４０１の外周面を脱脂、清浄化する。図３のＳＴＥＰ８の工程で、清浄化したアルミニウム被膜４０１の外周面にスプレーガンでプライマー塗装を施す。プライマーは、四フッ化エチレン樹脂を主成分とする水系塗料を使用した。図３のＳＴＥＰ９は最後の工程で、プライマー塗装を施した外周面に、離型層（表層）４０２として離型性のあるフッソ樹脂またはシリコンゴム等の弾性部材をスプレーガンでコーティングして、定着ローラー１３が完成する。これにより用紙１２に追従しトナー１１を均一に定着させ、さらに離型性の向上を図っている。
【００３５】
［アルミニウム皮膜の肉厚］
ステンレス鋼の管状体の外周面には、溶射したアルミニウム皮膜で被覆したものである。このアルミニウム被膜４０１の肉厚ｔ２は、前述した実施の形態では２０μｍ〜３０μｍである。ステンレス鋼の管状体の肉厚に対してアルミニウム皮膜の肉厚が薄いと、端部の温度上昇を抑える効果が低い。下記の表１は、アルミニウム皮膜の肉厚を３０μｍに固定し、ステンレス鋼の管状体の肉厚を変化させたとき、端部の温度上昇を測定したものである。
【表１】
2017049585.tif 000003
【００３６】
この結果から、ステンレス鋼の管状体とアルミニウム皮膜の肉厚の比が、比率１２％では端部の温度が高くなるということが判明した。アルミニウム皮膜の肉厚が１０μｍより薄いと巣が発生するので、肉厚は１０μｍとる必要があり、２０μｍ以上とするのがより好ましい。一般に、定着スリーブの基層であるステンレス鋼管状体の肉厚は、機械的な強度、熱容量を考慮すると、２０μｍ〜５０μｍである。同様に、定着ローラーの基層であるステンレス鋼管状体の肉厚は、１００μｍ〜３００μｍである。従って、定着ローラーの基層の肉厚が最大で３００μｍ程度であることを考慮すると、アルミニウム皮膜の肉厚は、表１から理解されるように、ステンレス鋼管状体の１５％以上あれば良いが、厚すぎても材料の無駄にもなる。定着ローラーの基層であるステンレス鋼管状体の肉厚は、最大で３００μｍ程度であるから、最大でこの５０％であるアルミニウム皮膜の肉厚は、１５０μｍが限度である。
【００３７】
よって、定着ローラー、又は定着スリーブのアルミニウム皮膜の肉厚は、１０μｍ〜１５０μｍ程度が良い。好ましくは、定着スリーブのアルミニウム皮膜の肉厚は、１０μｍ〜２５μｍ、定着ローラーのアルミニウム皮膜の肉厚は、１０μｍ〜１５０μｍである。このアルミニウム皮膜の肉厚を、ステンレス鋼管状体の肉厚との比率でいえば、アルミニウム皮膜の肉厚は、ステンレス鋼管状体の肉厚の１５％以上５０％未満が良い。
【００３８】
本発明のステンレス鋼を使用した定着装置は、基層となる薄肉のステンレス鋼の管状体の外周面に、薄肉のアルミニウム被膜を形成しているため、厚さ方向の温度上昇が早く、軸方向の温度が均一で、定着部材の熱ムラが少なく、定着部材を加熱するためのエネルギーが少なくて済む。また、定着部材の熱容量が小さくなるため、発熱体にハロゲンヒーターを使用可能で、電源を入れるとすぐ加熱でき、低コストで安定性が向上する。本発明の実施の形態では、発熱体にハロゲンヒーターを使用した例について説明したが、セラミックヒーター、電磁誘導加熱コイル等の他の発熱体を使用しても良い。
【符号の説明】
【００３９】
１…画像形成装置
２…本体
３…露光部
４…感光体
５…転写部
６…トレイ
７…給紙部
８…レジストローラー
９…定着装置
１１…トナー
１２…用紙
１３…定着ローラー
１４…加圧ローラー
１５…発熱体
Ａ…レーザー光
１００…ステンレス鋼の薄板
１０１…雌型
１０２…ポンチ
２００…カップ状管状体
２０１…内周面
２０２…外周面
３００…マンドレル
３０１…ローラー
３０２…突っ切りバイト
４００…基層となるステンレス鋼の管状体
４０１…アルミニウム被膜
４０２…離型層（表層）
５００…ブラストノズル
５０１…研削材
５０２…ブラストノズル移動方向
６０１…溶射ガン
６０２…溶射ガン移動方向
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図８】
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【図９】
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