JP2011118031A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着装置用の発熱部材の加工段階における磁性の低下を防止し、発熱部材における発熱効率の低下を防止することが可能な発熱部材の製造方法を提供する。
【解決手段】電磁誘導作用により発熱し、温度により透磁率が変化し、発熱量を制御することが可能な発熱制御層5111を含む定着装置用の発熱部材511の製造方法であって、発熱制御層5111上に、その酸化を防止する酸化防止層5112を積層させた後、塑性加工する塑性加工工程と、塑性加工工程後、焼鈍処理をする焼鈍工程と、焼鈍処理後、発熱制御層5111上に積層された酸化防止層5112の表面を金属でメッキする金属メッキ工程と、を含み、酸化防止層5112は、発熱制御層5111を構成する材料に対する剥離強度及びメッキされた金属に対する剥離強度がそれぞれ、発熱制御層5111を単体で焼鈍処理した場合にその表面に形成される酸化被膜の、対応する材料又は金属に対する剥離強度よりも大きい材料からなる。
【選択図】図４

Description

本発明は、プリンタ、複写機等の画像形成装置が備える定着装置に関し、特に電磁誘導作用により加熱される定着装置用の発熱部材における発熱効率を高める技術に関する。

近年、プリンタ、複写機等の画像形成装置の定着装置用の発熱部材として、熱容量が小さく、短時間で昇温可能で、エネルギー消費が少ない定着ベルト等の発熱部材が使用されるようになってきている。例えば、特許文献１には、非磁性で低抵抗な材料（例えば、銅、銀等）からなる主発熱体層が、強磁性体のパーマロイからなる発熱制御層の上に積層された層を含む定着ベルトが、定着装置用の発熱部材として開示されている。

この定着ベルトは、電磁誘導作用により発熱し、発熱制御層の温度がキュリー温度より低い場合には、磁束が強磁性体である発熱制御層により主発熱体層に導かれ、それにより誘導電流（渦電流）が発生して主発熱体層が発熱する。
一方、発熱制御層の温度がキュリー温度以上になると、発熱制御層の透磁率が低下し、磁束が強磁性体である発熱制御層により主発熱体層に導かれなくなり、それにより、誘導電流の発生が抑制され、主発熱体層における発熱が抑制される。

これにより、簡易な構成で定着ベルトに自己温度制御機能をもたせることができ、熱定着時における定着ベルト上における非通紙領域における過昇温を有効に防止することができる。

特開２００９−１７５１９０号公報

しかしながら、定着ベルトに含まれる発熱制御層の磁性は、圧延処理や熱処理や塑性加工等の加工を施すことにより、低下するため、発熱制御層を定着ベルトに組み込むための加工を行っている段階において、磁性が低下してしまい、その結果、完成後の定着ベルトにおいては、磁性が低下した分だけ、発熱制御層の透磁率が低下して発熱効率が低下してしまうという問題が生じる。

本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、定着装置用の発熱部材の加工段階における磁性の低下を防止し、発熱部材における発熱効率の低下を防止することが可能な発熱部材の製造方法、当該製造方法により製造された発熱部材を用いた定着ベルト、定着装置、及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る発熱部材の製造方法は、電磁誘導作用により発熱し、温度により透磁率が変化し、その変化により、発熱量を制御することが可能な発熱制御層を含む定着装置用の発熱部材の製造方法であって、前記発熱制御層上に、前記発熱制御層の酸化を防止する酸化防止層を積層させた後、塑性加工する塑性加工工程と、前記塑性加工工程後、焼鈍処理をする焼鈍工程と、前記焼鈍処理後、前記発熱制御層上に積層された酸化防止層の表面を金属でメッキする金属メッキ工程と、を含み、前記酸化防止層は、前記発熱制御層を構成する材料に対する剥離強度が、前記発熱制御層を単体で焼鈍処理した場合に当該発熱制御層の表面に形成される酸化被膜の、前記材料に対する剥離強度よりも大きく、かつ、メッキされた前記金属に対する剥離強度が、前記酸化被膜の、対応する前記金属に対する剥離強度よりも大きい材料からなる。

前記発熱制御層は、パーマロイからなることとすることができる。前記パーマロイは、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｏの何れかを含有していることとすることができる。又、前記金属メッキ工程においてメッキする金属は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉの何れかの金属であることとすることができる。
又、本発明の一形態に係る定着ベルト部材は、周回駆動される無端状の熱定着用の定着ベルト部材であって、前記の各発熱部材の製造方法により製造した発熱部材を有することとすることができる。

又、本発明の一形態に係る定着装置は、前記定着ベルト部材を備えることとすることができる。さらに本発明の一形態に係る画像形成装置は、前記定着装置を備えることとすることができる。

上記構成を備えることにより、発熱制御層の塑性加工工程後に、焼鈍処理が行われるので、加工による発熱制御層における磁性の低下を回復させることができる。さらに、焼鈍処理された発熱制御層は、金属でメッキされるので、焼鈍処理により低下した強度（硬度）を補強することができる。又、発熱制御層上には、酸化防止層が積層されるので、酸化被膜の形成が防止され、メッキされた金属が剥がれるのを有効に防止することができる。

ここで、前記酸化防止層は、銅、ニッケルの何れかの材料からなることとしてもよい。これにより、酸化防止層として、導電性が良好な金属材料が使用されるので、電磁誘導作用により発生する誘導電流が酸化防止層に流れて酸化防止層が発熱し、発熱効率を高めることができる。

プリンタ１の構成を示す図である。 定着装置５の構成を示す図である。 パーマロイにおけるニッケル(Ｎｉ)配合率とキュリー温度との対応関係を示す図である。 定着ベルト５１の製造工程を示す図である。 金属に施した処理と、強度との関係を示す図である。

(実施の形態１)
以下、本発明に係る一形態の画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラーデジタルプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）に適用した場合を例にして説明する。
［１］プリンタの構成
先ず、本実施の形態に係るプリンタ１の構成について説明する。

図１は、本実施の形態に係るプリンタ１の構成を示す図である。
同図に示すように、このプリンタ１は、画像プロセス部３、給紙部４、定着装置５、制御部６０を備えている。
プリンタ１は、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続され、外部の端末装置（不図示）や図示しない操作パネルから印刷指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナー像を形成し、これらを多重転写してフルカラーの画像を形成することにより、記録シートへの印刷処理を実行する。

以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成要素の番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。
画像プロセス部３は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、露光部１０、中間転写ベルト１１、２次転写ローラ４５などを有している。
作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの構成は、いずれも同様の構成であるため、以下、主として作像部３Ｙの構成について説明する。

作像部３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙと、その周囲に配設された帯電器３２Ｙ、現像器３３Ｙ、１次転写ローラ３４Ｙ、および感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナ３５Ｙなどを有しており、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。
現像器３３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙに対向し、感光体ドラム３１Ｙに帯電トナーを搬送する。

中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラ１２と従動ローラ１３に張架されて矢印Ｃ方向に周回駆動される。露光部１０は、レーザダイオードなどの発光素子を備え、制御部６０からの駆動信号によりＹ〜Ｋ色の画像形成のためのレーザ光Ｌを発し、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各感光体ドラムを露光走査する。
この露光走査により、帯電器３２Ｙにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ上に静電潜像が形成される。作像部３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各感光体ドラム上にも同様にして静電潜像が形成される。

各感光体ドラム上に形成された静電潜像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの
各現像器により現像されて各感光体ドラム上に対応する色のトナー像が形成され
る。
形成されたトナー像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各１次転写ローラにより、中間転写ベルト１１上の同じ位置に重ね合わされるように、中間転写ベルト１１上にタイミングをずらして順次1次転写された後、２次転写ローラ４５による静電力の作用により中間転写ベルト１１上のトナー像が一括して記録シート上に２次転写される。トナー像が２次転写された記録シートは、さらに定着装置５に搬送され、記録シート上のトナー像（未定着画像）が、定着装置５において加熱及び加圧されて記録シートに熱定着された後、排出ローラ７１により排紙トレイ７２に排出される。

給紙部４は、記録シート（図１の符号Ｓで表す）を収容する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の記録シートを搬送路４３上に１枚ずつ繰り出す繰り出しローラ４２と、繰り出された記録シートを２次転写位置４６に送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ４４などを備えている。給紙カセットは、１つに限定されず、複数であってもよい。

記録シートとしては、大きさや厚さの異なる用紙（普通紙、厚紙）やＯＨＰシートなどのフィルムシートを利用できる。給紙カセットが複数ある場合には、異なる大きさ又は厚さ又は材質の記録シートを複数の給紙カセットに収納することとしてもよい。
繰り出しローラ４２、タイミングローラ４４等の各ローラは、搬送モータ（不図示）を動力源とし、歯車ギヤやベルトなどの動力伝達機構（不図示）を介して回転駆動される。この搬送モータとしては、例えば、高精度の回転速度の制御が可能なステッピングモータが使用される。

記録シートは、中間転写ベルト１１上のトナー像の移動タイミングに合わせて
給紙部４から２次転写位置４６に搬送され、２次転写ローラ４５により中間転写
ベルト１１上のトナー像が一括して記録シート上に２次転写される。
［２］定着装置の構成
図２（ａ）は、定着装置５の構成を示す断面図である。同図に示すように、定着装置５は、定着ローラ５０と、定着ベルト５１と、加圧ローラ５２と、磁束発生部５４と、摺接部材５５と、を有する。

定着ローラ５０と加圧ローラ５２は、芯金５０２、５２３の軸方向両端部が図示しないフレームの軸受部に回転自在に軸支される。加圧ローラ５２は、駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達されることにより矢印Ｂ方向に回転駆動される。この加圧ローラ５２の回転に伴って定着ベルト５１と定着ローラ５０が矢印Ａ方向に従動回転する。
定着ローラ５０は、長尺で円筒状の芯金５０２の周囲を断熱層５０１で被覆されてなり、定着ベルト５１の周回経路の内側に配されている。断熱層５０１は、定着ベルト５１が発熱した熱を芯金５０２に逃がさないようにするための層である。

断熱層５０１の材料としては、熱伝導率が低く、耐熱性及び弾性を有するゴム材や樹脂材のスポンジ体（断熱構造体）を用いるのが望ましい。定着ベルト５１のたわみを許容し、ニップ幅を広くすることができるからである。断熱層５０１を、ソリッド体とスポンジ体との２層構造にしてもよい。シリコーンスポンジ材を断熱層５０１として用いる場合には、その厚さを１〜１０ｍｍとするのが望ましい。さらに望ましくは、２〜７ｍｍとするのがよい。

この場合、断熱層５０１の硬度は、アスカーＣ硬度（SRIS0101（日本ゴム協会標準規格）に規定されたデュロメータ（スプリング式硬度計）によって測定された硬度）で２０〜６０度とするのが望ましい。さらに望ましくは、３０〜５０度の範囲内とするのがよい。そして定着ローラ５０全体としての硬度は、アスカーＣ硬度で３０〜９０度の範囲内であることが望ましい。芯金５０２は、定着ローラ５０を支持する部材であり、耐熱性と強度を有する材料から構成される。芯金５０２の材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等を用いることができる。

図２（ｂ）は、定着ベルト５１の構成を示す部分断面図である。定着ベルト５１は、無端の円筒状のベルトであり、同図に示すように、発熱調整層５１１、金属メッキ層５１２、弾性体層５１３、離型層５１４が、この順に積層されてなる。各層は、互いに接着されている。
発熱調整層５１１は、電磁誘導作用により発熱し、温度により透磁率が変化することにより、発熱量を制御する層である。具体的には、発熱調整層５１１は、キュリー温度より低い温度では、磁束発生部５４から発生する磁束は、発熱調整層５１１を透過せず、発熱調整層内に閉じ込められるため、当該層内に誘導電流（渦電流）が誘起されて発熱し、キュリー温度以上の温度では、透磁率が低下し、磁束が発熱調整層５１１を透過してしまうため、誘導電流の誘起が抑制されて発熱が抑制される層である。

発熱調整層５１１は、発熱制御層５１１１と発熱及び酸化防止層５１１２とから構成される。なお、発熱制御層５１１１のみでも発熱調整層５１１として機能することができる。
発熱制御層５１１１を構成する材料としては、定着温度と同程度のキュリー温度（例えば、目標とする定着温度が約１８０℃（１７０〜１９０℃）の場合には、１５０〜２２０℃、望ましくは１８０〜２００℃の範囲内のキュリー温度）を有する材料を用いる。

ここでは、当該材料としてパーマロイを使用している。図３は、パーマロイにおけるニッケル（Ｎｉ）配合率とキュリー温度との対応関係を示す図である。同図に示すように、パーマロイにおけるニッケル（Ｎｉ）の配合率を変化させることにより、キュリー温度を変化させることができるので、当該配合率を調整することにより、目標とするキュリー温度を有するパーマロイを生成することができる。又、パーマロイをクロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）等を含む合金とすることによってもキュリー温度の調整が可能である。

キュリー温度より低い温度での発熱制御層５１１における比透磁率は、例えば、５０〜２０００、望ましくは１００〜１０００の範囲内のものとする。
又、発熱制御層５１１の体積抵抗率は、キュリー温度以上の温度において後述する摺接部材５５の補助発熱層５５１よりも適度に体積抵抗率が大きくなるようにする。体積抵抗率は、キュリー温度より低い温度において、２〜２００×１０^−８Ωｍ、望ましくは５〜１００×１０^−８Ωｍの範囲内のものとする。

なお、発熱制御層５１１１の厚さは、２０〜２００μｍ、望ましくは３０〜７０μｍの範囲内とするのが好ましい。
発熱及び酸化防止層５１１２は、後述する定着ベルト５１の製造方法において行われる焼鈍処理の際に、発熱制御層５１１の酸化を防止してその表面に酸化被膜が形成されるのを防止するとともに、磁束発生部５４から発生する磁束が導かれることにより誘導電流が誘起されて発熱する層である。この層を設けることにより、発熱制御層５１１のみの場合に比較し、発熱効率を高めることができ、定着装置５のウォームアップ時間を短縮することができる（例えば、特開２００９−１５１０４４号公報の段落９〜１３参照）。

発熱及び酸化防止層５１１２としては、発熱制御層５１１１に比べて体積抵抗率が小さく、酸化防止(防錆)作用のある材料を用いることができる。例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）等の導電性を有する金属を用いることができる。望ましくは、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、等の非磁性の材料を用いるのが好ましい。ここで、「非磁性」とは、反磁性又は常磁性のことをいう。磁性体の材料の場合に比較して電力制御範囲が広く、発熱制御層５１１１がキュリー温度を超えたときに、自層内に磁束が導かれないようにすることができるので、発熱調整層５１１における発熱抑制効果を高めることができるからである。

金属メッキ層５１２は、後述する定着ベルト５１の製造方法において行われる焼鈍処理によって強度（硬度）が劣化した発熱調整層５１１の強度を補強するための層である。金属メッキ層５１２の材料としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、等の金属を用いることができる。
金属メッキ層５１２の厚さは、０．５〜４０μｍの範囲内であることが望ましい。０．５μｍより薄くなると充分な強度が得られず、４０μｍを超えると、発熱調整層５１１で発生した熱を定着ベルト５１の外周面まで到達させることが難しく伝熱効率が悪くなる。

弾性層５１３は、記録シート上のトナー像に均一かつ柔軟に熱を伝えるための層である。弾性層５１３を設けることにより、トナー像が押しつぶされたり、トナー像が不均一に溶融されたりするのを防止し、画像ノイズの発生を防止することができる。弾性層５１３の材料としては、耐熱性と弾性とを有するゴム材や樹脂材を用いる。例えば、シリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性エラストマーを材料として用いることができる。

また、上記の材料に，熱伝導性や補強等を目的とした各種の充填材を混入したものでもよい。そのうち熱伝導性の向上のために充填される粒子の例としては、ダイヤモンド、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、大理石、ガラス等が挙げられる。実用的には，シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、酸化ベリリウム等が好ましい。

弾性層５１３の厚さは、１０〜８００μｍ、さらに望ましくは１００〜３００μｍの範囲内のものとする。弾性層５１３の厚さが１０μｍ未満では厚さ方向の十分な弾力性を得ることが難しい。また，この厚さが８００μｍを超えていると，発熱調整層５１１で発生した熱を定着ベルト５１の外周面まで到達させることが難しく，伝熱効率が悪いので好ましくない。

弾性層５１３の硬度は、ＪＩＳ（日本工業規格）硬度で１〜８０度、さらに望ましくは５〜３０度の範囲内のものとする。この範囲内の硬度であれば、弾性層５１３の強度の低下や密着性の低下を防止しつつ、安定した定着性を確保できる。硬度がこの範囲内となるシリコンゴムとして、例えば、１成分系、２成分系、または３成分系以上のシリコンゴム、ＬＴＶ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉｚａｂｌｅ：低温加硫）型、ＲＴＶ（Ｒｏｏｍ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉｚａｂｌｅ：常温加硫）型、又はＨＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉｚａｂｌｅ：高温加硫）型のシリコンゴム、縮合型又は付加型のシリコンゴム等が使用できる。本実施の形態では、ＪＩＳ硬度１０度で厚さ２００μｍのシリコンゴムを使用している。

離型層５１４は、定着ベルト５１の最外層をなし、定着ベルト５１と記録シートとの離型性を高めるための層である。離型層５１４の材料としては、定着温度での使用に耐えられるとともにトナーに対する離型性に優れたものを使用することができる。例えば、シリコンゴムやフッ素ゴム、あるいはＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体）、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化エチレン共重合体）、ＰＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）等のフッ素樹脂を使用することができる。あるいは，これらを混合したものを使用することとしてもよい。

離型層５１４の厚さは５〜１００μｍ、望ましくは１０〜５０μｍの範囲内のものとするのがよい。また，離型層５１４と弾性層５１３との接着力を向上させるために、プライマー等による接着処理を行ってもよい。又、離型層５１４の中に、必要に応じて、導電材、耐摩耗材、良熱伝導材等をフィラーとして添加することとしもよい。
図２（ａ）の説明に戻って、加圧ローラ５２は、円筒状の芯金５２３の周囲に、弾性体層５２２を介して離型層５２１が積層されてなり、定着ベルト５１の周回経路外側に配置され、定着ベルト５１の外側から定着ベルト５１を介して定着ローラ５０を押圧して、定着ベルト５１の外周面との間に周方向に所定幅を有する定着ニップ５３ｎが形成される。

離型層５２１は、離型層５１４と同様に、加圧ローラ５２と記録シートとの離型性を高めるための層であり、離型層５１４と同様の材料及び厚さで構成することができる。
断熱層５２２は、厚さ３〜１０ｍｍの範囲内のシリコーンスポンジゴムの層である。断熱層５２２を、シリコーンスポンジゴムの層とシリコーンスポンジの層の２層で構成することとしてもよい。芯金５２３の材料としては、芯金５０２と同様の材料を用いることができる。

磁束発生部５４は、定着ベルト５１の周回経路外側であって、定着ベルト５１を挟んで加圧ローラ５２と相対する位置を基準とした場合に、当該位置から定着ベルト５１の周回方向のやや上流側に、定着ベルト５１の周回方向に沿うように配置される。磁束発生部５４は、図示しないコイルボビンと、励磁コイル５４１と、コア５４２と、裾コア５４３等を有する。

励磁コイル５４１は、定着ベルト５１に含まれている発熱調整層５１１を加熱するための磁束を発生させるものであり、図示しないコイルボビンに巻かれている。励磁コイル５４１から発生される交番磁束は、コア５４２及び裾コア５４３により定着ベルト５１に導かれ、定着ベルト５１の発熱調整層５１１の、主に磁束発生部５４に対向する部分を貫き、この部分に渦電流を発生させて発熱調整層５１１を発熱させ、定着ベルト５１を加熱する。定着ベルト５１の昇温により、定着ニップ５３ｎで定着ベルト５１に接触している加圧ローラ５２も昇温する。

摺接部材５５は、定着ベルト５１を挟んで磁束発生部５４と対向するように、定着ベルトの内周面の一部に沿って配され、当該内周面に沿う領域が湾曲した曲面となっている。摺接部材５５は、定着ベルト５１の内周面と接触していてもよい。図２（ｃ）は、摺接部材５５の構成を示す部分断面図である。
同図に示すように、摺接部材５５は、補助発熱層５５１と、保護層５５２とを有し、保護層５５２が定着ベルト５１と対向するように配されている。補助発熱層５５１は、定着ベルト５１の温度がキュリー温度以上になったときに、定着ベルト５１から漏れる磁束により渦電流を発生させて、磁束を打ち消す方向に働く逆起電力を生じさせ、定着ベルト５１における発熱量を低下させるための層である。

補助発熱層５５１は、非磁性材でも磁性材でも構わないが，どちらかというと非磁性材の方が望ましい。比透磁率は０．９９〜２．０、望ましくは０．９９〜１．１の範囲内とする。補助発熱層５５１としては，電気抵抗率の低い材料を用いる。補助発熱層５５１の体積抵抗率は，１．０〜１０．０×１０^-8Ωｍ、望ましくは１．０〜２．０×１０^-8Ωｍの範囲内のものとする。特に本形態では，補助発熱層５５１には、高温において発熱制御層５１１１よりも低抵抗である材料を用いる。補助発熱層５５１の厚さは、０．１〜４ｍｍ、望ましくは０．４〜２ｍｍの銅製とするとよい。あるいは，上記の比透磁率及び体積抵抗率の範囲内であれば，鉄、ＳＵＳ、アルミ等の材質のものを用いることもできる。ここで，本発明における「高温」とは，発熱制御層５１１１のキュリー温度を超えた温度範囲のことをいう。

保護層５５２は、補助発熱層５５１を摩擦磨耗から保護するための層である。ＰＦＥやＰＴＦＥを含有する低摩擦材料を使用するのが望ましく、厚さは、１０〜５０μｍ程度とするのがよい。
［３］定着ベルトの製造方法
図４は、定着ベルト５１の製造工程を示す図である。発熱制御層５１１１上に発熱及び酸化防止層５１１２を、電気鋳造メッキ加工することにより、積層して塑性加工をし、無端状のベルト層を発熱調整層５１１として形成する（図４（ａ）、（ｂ）に示す工程）。

次に、発熱調整層５１１を、７００〜１２００℃の真空若しくは窒素ガス置換した炉において０．５〜２時間、焼鈍処理し、発熱制御層５１１１を構成する磁性体の結晶粒を肥大化させて、その磁性を回復させる（図４（ｃ）に示す工程）。
ここで、焼鈍処理とは、所定の温度で加熱した後、徐冷する処理のことをいう。
次に、金属メッキ層５１２を電解メッキする（図４（ｄ）に示す工程）。さらに、金属メッキ層５１２の上に弾性層５１３、離型層５１４をこの順に被覆することにより、定着ベルト５１を製造する（図４（ｅ）に示す工程）。

上記の製造工程において、電解メッキは、焼鈍処理によって低下した金属の強度（硬度）を補強するために行われる。図５は、金属に施した処理と、強度との関係を示す図である。同図では、パーマロイ、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）の各金属について、以下に示す各種類の試験サンプルを調整し、調整した各試験サンプルについてビッカース硬度を測定した。同図の符号４１は、図４（ｄ）に示す電界メッキ工程（金属メッキ層５１２は、ニッケル（Ｎｉ）を使用し、メッキの厚さは２０μｍとした。）を行った後の試験サンプルを、符号４２は、図４（ｂ）に示す塑性加工工程を行った後の試験サンプルを、符号４３は、図４（ｃ）に示す焼鈍処理工程を行った後の試験サンプルを示す。

同図に示すように、ビッカース硬度は、何れの金属においても、焼鈍処理工程により、塑性加工時よりも低下し、電解メッキ工程において金属メッキ層５１２を電解メッキすることにより、塑性加工時よりも有意に上昇した。このように、電解メッキすることにより、焼鈍処理によって低下した金属の硬度を充分補強することができる。
又、発熱制御層５１１１を単体で焼鈍処理してしまうと、発熱制御層５１１１の表面に酸化被膜が形成され、その上に金属メッキ層５１２を電解メッキしても、電解メッキした金属メッキ層５１２がすぐに発熱制御層５１１１から剥がれてしまうという不具合が生じる。従って上記の製造工程では、発熱制御層５１１１の表面に酸化防止層（発熱及び酸化防止層５１１２）を積層させた状態で焼鈍処理を行うこととし、これにより、酸化被膜が形成されないようにして、電解メッキした金属メッキ層５１２が剥がれないようにしている。

酸化防止層を積層させた場合と、積層させない場合のそれぞれについて、金属メッキ層５１２に対する剥離強度を調べた実験結果は、以下に示すとおりである。
実験は、発熱制御層５１１１としてパーマロイを使用し、パーマロイに積層させる酸化防止層として、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、ポリイミド（ＰＩ）をそれぞれ使用し、対照として、酸化防止層を積層させないパーマロイ単体を使用した。

焼鈍処理したパーマロイと酸化防止層との各積層体又は焼鈍処理したパーマロイ単体に、金属メッキ層５１２としてＮｉを電解メッキし、さらに弾性層５１３、離型層５１４をこの順に被覆することにより、試験用サンプル及び対照サンプルを調整した。
調整した各サンプルを、２３０℃のオーブン内において２５０〜１０００時間放置し、放置後のサンプルに剥離が認められるか否かを肉眼により確認した。

対照サンプルについては、放置直後に剥離が認められたが、試験サンプルについては、銀を除いて、１０００時間まで剥離が認められなかった。銀については、２５０時間まで剥離が認められなかった。
以上の実験結果より、酸化防止層を積層させることにより、積層させない場合に比較して剥離強度を高めることができることが確認された。

［４］変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
・ 本実施の形態に係る定着ベルトの製造方法においては、電気鋳造メッキ加工することにより、発熱制御層５１１１と発熱及び酸化防止層５１１２とを積層させることとしたが、両者を圧延加工することにより、クラッド化して両層を積層させて板材とした後、絞り加工、スピニング加工、ＤＩ加工（ドローイング・アイアニング加工）などの塑性加工をして無端状のベルト層を発熱調整層５１１として形成することとしてもよい。
（２）本実施の形態においては、発熱調整層５１１において、酸化防止層として、発熱機能を兼ねるものを用いたが、酸化防止機能のみを有するものを用いることとしてもよい。例えば、発熱調整層を、発熱制御層５１１１と、酸化防止機能のみを有し、発熱機能を有しない材料（例えば、ポリイミド（Ｐｉ）樹脂）からなる酸化防止層とから構成することとしてもよい。

この発熱調整層を用いる場合においても、実施の形態における定着ベルトの製造方法と同様の製造方法により、当該発熱調整層を有する定着ベルトを製造することができる。この場合、電解メッキ工程（図４（ｄ）に示す工程）において、金属メッキ層５１２として、誘導電流が流れることにより発熱する発熱層を電解メッキすることとしてもよい。電荷メッキ用の発熱層としては、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）等の導電性の金属を用いることができる。これにより、定着ベルトの発熱効率を高めることができる。但し、銅を用いる場合には、以下の点について留意すべきである。
（３）本実施の形態における金属メッキ層５１２の材料としては、銅（Ｃｕ）を用いることもできるが、銅と弾性層５１３の材料との接着性が良好でないため、この場合には、さらに、銅層の上に、弾性層５１３の材料との接着性がよい材料（例えば、ニッケル（Ｎｉ）等）を積層した構成とするのが望ましい。これにより、銅を金属メッキ層５１２として用いた場合においても、弾性層５１３との接着性を良好にすることができる。このような構成の定着ベルトは、金属メッキ層５１２を電解メッキする工程（図４（ｄ）に示す工程）を行った後、さらにニッケル（Ｎｉ）を電解メッキし、その後、弾性層５１３、離型層５１４をこの順に被覆する工程（図４（ｅ）に示す工程）を行うように、本実施の形態に係る定着ベルトの製造方法を変形することにより、製造することができる。

プリンタ、複写機等の画像形成装置が備える定着装置に関し、特に電磁誘導作用により加熱される定着装置用の発熱部材における発熱効率を高める技術として利用できる。

１ プリンタ
３ 画像プロセス部
３Ｙ〜３Ｋ 作像部
４ 給紙部
５ 定着装置
１０ 露光部
１１ 中間転写ベルト
１２ 駆動ローラ
１３ 従動ローラ
３１Ｙ 感光体ドラム
３２Ｙ 帯電器
３３Ｙ 現像器
３４Ｙ １次転写ローラ
３５Ｙ クリーナ
４１ 給紙カセット
４２ 繰り出しローラ
４３ 搬送路
４４ タイミングローラ
４５ ２次転写ローラ
４６ ２次転写位置
５０ 定着ローラ
５１ 定着ベルト
５２ 加圧ローラ
５３ｎ 定着ニップ
５４ 磁束発生部
６０ 制御部
７１ 排出ローラ
７２ 排紙トレイ

Claims (8)

1. 電磁誘導作用により発熱し、温度により透磁率が変化し、その変化により、発熱量を制御することが可能な発熱制御層を含む定着装置用の発熱部材の製造方法であって、
   前記発熱制御層上に、前記発熱制御層の酸化を防止する酸化防止層を積層させた後、塑性加工する塑性加工工程と、
   前記塑性加工工程後、焼鈍処理をする焼鈍工程と、
   前記焼鈍処理後、前記発熱制御層上に積層された酸化防止層の表面を金属でメッキする金属メッキ工程と、
   を含み、
   前記酸化防止層は、前記発熱制御層を構成する材料に対する剥離強度が、前記発熱制御層を単体で焼鈍処理した場合に当該発熱制御層の表面に形成される酸化被膜の、前記材料に対する剥離強度よりも大きく、かつ、メッキされた前記金属に対する剥離強度が、前記酸化被膜の、対応する前記金属に対する剥離強度よりも大きい材料からなる
   ことを特徴とする発熱部材の製造方法。
2. 前記酸化防止層は、銅、ニッケルの何れかの材料からなる
   ことを特徴とする請求項１記載の発熱部材の製造方法。
3. 前記発熱制御層は、パーマロイからなる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の発熱部材の製造方法。
4. 前記パーマロイは、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｏの何れかを含有している
   ことを特徴とする請求項３記載の発熱部材の製造方法。
5. 前記金属メッキ工程においてメッキする金属は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉの何れかの金属である
   ことを特徴とする請求項３記載の発熱部材の製造方法。
6. 周回駆動される無端状の熱定着用の定着ベルト部材であって、
   請求項１から５の何れかに記載の製造方法により製造した発熱部材を有する
   ことを特徴とする定着ベルト部材。
7. 請求項６に記載の定着ベルト部材を備える
   ことを特徴とする定着装置。
8. 請求項７に記載の定着装置を備える
   ことを特徴とする画像形成装置。

Images