JP2012042496A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源投入からコピースタートまでの時間（ウォーミングアップタイム）の短縮化と高画質化の両立を達成することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】定着表層部材（発熱ベルト１１の離型層１１４）と、電力を熱に変換して定着表層部材を加熱する発熱基体（発熱ベルト１１の発熱層１１２）と、発熱基体によって加熱された定着表層部材とともにニップ部Ｎを形成する加圧部材（加圧ローラ１６）と、を有し、記録材Ｐをニップ部Ｎに通過させて、記録材Ｐ上のトナーを定着させる定着装置１００を備えた画像形成装置１において、定着表層部材、発熱基体、又は、定着表層部材及び発熱基体の間のいずれかに、焼結助剤としてＭｇＳｉＮ_２を用いた窒化ケイ素セラミックス粉を含有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、複写機やレーザービームプリンタ等の画像形成装置では、トナー現像後、紙等の画像支持体上に転写された未定着トナー像を、熱ローラ方式で接触加熱定着する方法が多く用いられてきた。
しかし、熱ローラ方式は定着可能な温度まで熱するのに時間がかかり、かつ多量の熱エネルギーを要する。電源投入からコピースタートまでの時間（ウォーミングアップタイム）短縮と、省エネルギーの観点から、近年は熱フィルム定着方式が主流になってきている。
この熱フィルム定着方式の定着装置（定着器）では、ポリイミド等の耐熱性フィルムの外面にフッ素樹脂等の離型層が積層された、シームレスの定着ベルトが用いられている。
このような熱フィルム定着方式の定着装置では、例えばセラミックヒーターを介してフィルムが加熱され、そのフィルム表面でトナー像が定着されるため、フィルムの熱伝導性が重要なポイントとなる。しかし、定着ベルトフィルムを薄膜化して熱伝導性を改善しようとすると機械的強度が低下し、高速で回動させることが難しくなり高速で高画質画像を形成するには問題が生じる。また、このような問題を解決するために、近年、ＩＨヒーター定着方式や定着ベルトそのものに発熱体を設け、この発熱体に給電することにより定着ベルトを直接加熱し、トナー像を定着させる方式が提案されている。この方式の画像形成装置は、ウォーミングアップタイムが短く、消費電力もより小さく、熱定着装置として、省エネルギー化と高速化などの面から優れている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１０９９９７号公報 特開２００９−２５８２６１号公報

しかしながら、上記特許文献１の画像形成装置では、高画質化という観点では未だに不十分である。すなわち、小サイズ紙を連続通紙すると、定着部材の、用紙が通過しない箇所が加熱する（例えば、２６０℃以上）。この状態で大サイズ紙を通紙すると、トナーの過溶融による高温オフセットや光沢ムラが発生する。また、高速印字化に伴い定着ベルトの周期で光沢段差が発生したり、同一画像内で付着トナー量が大きく異なる場合に光沢段差が発生したりする。
紙サイズ変更に伴う光沢段差に関しては、上記特許文献２に記載の技術があるが、制御が煩雑であり高速化対応には不十分である。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、電源投入からコピースタートまでの時間（ウォーミングアップタイム）の短縮化と高画質化の両立を達成することができる画像形成装置を提供することを目的としている。

請求項１の発明によれば、定着表層部材と、
電力を熱に変換して前記定着表層部材を加熱する発熱基体と、
前記発熱基体によって加熱された前記定着表層部材とともにニップ部を形成する加圧部材と、を有し、
記録材を前記ニップ部に通過させて、前記記録材上のトナーを定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、
前記定着表層部材、前記発熱基体、又は、前記定着表層部材及び前記発熱基体の間のいずれかに、焼結助剤としてＭｇＳｉＮ_２を用いた窒化ケイ素セラミックス粉を含有することを特徴とする画像形成装置が提供される。

請求項２の発明によれば、前記発熱基体が抵抗発熱体であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置が提供される。

本発明によれば、定着表層部材、発熱基体、又は、定着表層部材及び前記発熱基体の間のいずれかに、焼結助剤としてＭｇＳｉＮ_２を用いた窒化ケイ素セラミックス粉を含有することによって、ウォーミングアップタイムの短縮化と高画質化の両立を達成することができる。

第１の実施形態を説明するためのもので、デジタル画像形成装置の内部構成を示す図である。 定着装置の概略図である。 図２の切断線Ｘ−Ｘで切断した際の矢視断面図である。 発熱ベルトの構成を説明するための断面図である。 第２の実施形態を説明するためのもので、デジタル画像形成装置の内部構成を示す図である。 電磁誘導加熱方式の定着装置の説明図である。 加熱ローラの断面図である。 加圧ローラの断面図である。 第２のリブを示すための説明図である。 滑り層を示すための説明図である。 封止板を示すための説明図である。 封止板を示すための説明図である。 第３の実施形態を説明するためのもので、デジタル画像形成装置の内部構成を示す図である。 定着装置の説明図である。

以下、本発明の画像形成装置について説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明で使用するデジタル画像形成装置の内部構成を示す図である。
デジタル画像形成装置（以下、単位「画像形成装置」と言う）１は、下部に複数の記録材収納部２０を有している。記録材収納部２０の上方には画像形成部４０と中間転写ベルト５０が設置されており、装置本体の上部には原稿読取部３０が設置されている。

記録材収納部２０は、装置前面側（図１における紙面手前側）に引き出し可能となっている。
画像形成部４０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色毎のトナー像を形成するための４組の画像形成手段４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ、４００Ｋを有している、画像形成手段４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ、４００Ｋは、この順で上から下方向に直線状に配列されており、各々同じ構成となっている。画像形成手段４００Ｙを例にとって構成を説明すると、画像形成手段４００Ｙは反時計方向に回転する感光体４１０、スコロトロン帯電手段４２０、露光手段４３０及び現像手段４４０を有する。
クリーニング手段４５０は、感光体４１０の最下部に対向した領域を含んで配置されている。

装置本体の中央部に位置する中間転写ベルト５０は、無端状であり、適宜の体積抵抗率を有する。また、中間転写ベルト５０は、例えば、編成ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した半導電性フィルム基体の外側に、フッ素コーティングを行った２層から構成されている。また、シリコンゴムあるいはウレタンゴム等に導電材料を分散したものもあり得る。
一次転写電極５１０は、中間転写ベルト５０を挟んで感光体４１０と対向する位置に設置されている。

次に、カラー画像を形成するプロセスについて説明する。
感光体４１０がメインモータ（図示せず）により駆動され、感光体４１０の表面が電源（図示せず）により電圧供給され、スコロトロン帯電手段４２０の放電により正極性に帯電される（本実施例では＋８００Ｖ）。次に、露光手段４３０により画像情報に応じた光書込がなされ、感光体４１０上に静電潜像が形成される。形成された静電潜像が現像手段４４０を通過すると、現像手段内で正極性に帯電されたトナーが正極性現像バイアスの印加により潜像画像の部分に付着し、感光体４１０上にトナー像が形成される。形成されたトナー像は感光体４１０と圧着する中間転写ベルト５０に転写される。転写後に残留した感光体４１０上のトナーはクリーニング手段４５０により清掃される。画像形成手段４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ及び４００Ｋ各々で形成されたトナー像が中間転写ベルト５０に重複して転写されることにより、中間転写ベルト５０上にカラー画像が形成される。記録材Ｐは記録材収納部２０により１枚ずつ排出され、レジストローラ６０の位置まで搬送される。レジストローラ６０により記録材Ｐの先端が整列された後、中間転写ベルト５０上のトナー像と画像位置が一致するタイミングで記録材Ｐがレジストローラ６０より給送される。レジストローラ６０により給送された記録材Ｐは、ガイド板より案内され、中間転写ベルト５０と転写部７０により形成された転写ニップ部へ送り込まれる。ローラにより構成される転写部７０は記録材Ｐを中間転写ベルト５０側へ押圧している。トナーと逆極性のバイアス（−５００Ｖ）が転写部７０に印可されることにより、静電気力の作用で、中間転写ベルト５０上のトナー像が記録材Ｐへ転写させる。記録材Ｐは、除電針からなる分離手段（図示せず）により除電されて中間転写ベルト５０から分離され、発熱ベルト１１を介した弾性体ローラ２１、加圧ローラ１６の対からなる定着装置１００へ送られる。その結果、トナー像が記録材Ｐへ定着され、画像形成された記録材Ｐが装置外へ排出される。

図２は、定着装置の概略図であり、図３は、図２の切断線Ｘ−Ｘで切断した際の矢視断面図である。
定着装置１００は、加圧ローラ１６と発熱ベルト１１を介して内部に配置されている弾性体ローラ２１により形成されたニップ部Ｎに未定着トナー像Ｔが形成された記録材Ｐが挿入され、トナー像を定着している。
なお、図３中、矢印Ａは記録材Ｐの搬送方向を示し、矢印Ｂは加圧ローラ１６の回転方向を示している。

図４は、発熱ベルトの構成を説明するための断面図である。
発熱ベルト１１の構成は図４に示すように４層構成になっており、弾性体ローラ２１に接触する側から、補強層１１１、発熱層１１２、弾性層１１３、離型層１１４となっている。
ここで、本発明で言う発熱基体は発熱層１１２を示し、定着表層部材は離型層１１４を示し、加圧部材は加圧ローラ１６を示す。

補強層１１１は、発熱層１１２の形状制御、保持の目的で必要であり、例えば、ポリイミド樹脂が使われ、２０〜８０μｍであることが好ましい。
発熱層１１２は、例えば、ポリイミド樹脂中に導電性フィラーを均一に分散させている。導電性フィラーは、カーボンナノ材料とフィラメント状金属微粒子が入っていることが好ましい。この理由は、発熱ベルトの発熱特性をコントロール、例えば電気抵抗に低い発熱ベルトを得るためには、カーボンナノ材料を多量に添加する必要がある。しかし、カーボンナノ材料を多量に添加すると、ベルトの機械的強度が著しく低下するため、導電性の高いフィラメント状金属微粒子が必要となる。
弾性層１１３は、発熱層１１２の外側に形成され、補強層１１１と同様に主にポリイミド樹脂やシリコン樹脂が使われる。弾性層１１３は発熱層１１２からの熱伝導効率を上げるために、５〜５０μｍ程度が望ましい。
離型層１１４は、トナーの発熱ベルトからの離型性を上げるため、主にフッ素樹脂が使われ、代表的なものとしては、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、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）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン（FEP）が挙げられ、５〜３０μｍ程度が好ましい。

そして、発熱層１１２、離型層１１４、又は、離型層１１４のいずれかの層に、焼結助剤としてＭｇＳｉＮ_２を用いた窒化ケイ素セラミックス粉が含有されている。区別されないが、発熱層１１２と弾性層１１３の間、弾性層１１３と離形層１１４の間に焼結助剤としてＭｇＳｉＮ_２を用いた窒化ケイ素セラミックス粉からなる中間層を設置することが好ましい。特に好ましくは、弾性層１１３と離形層１１４の間に前記中間層を設置する。

焼結助剤としてＭｇＳｉＮ_２を用いた窒化ケイ素セラミックス粉は、発熱ベルト１１に使われている離型層１１４あるいは弾性層１１３、後述する定着ベルト２８Ａ、８０３Ｂ（図６、１４参照）に使われている離型層２５Ａあるいは弾性層２４Ａの樹脂よりも圧倒的に熱伝導率が高いため、本発明の課題であるウォーミングアップタイムの短縮化と高画質化の両立を達成することができる。従来の窒化ケイ素セラミックス粉は、酸化物（ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３など）だけを焼結助剤として用いていたため、セラミックスの結晶粒子内部に溶け込む酸素量が多くなり、このことが熱伝導率を低下させていた。これらの窒化ケイ素セラ未クス粉の熱伝導率は２０〜３０Ｗ／ｍ・Ｋであるが、焼結助剤としてＭｇＳｉＮ_２を添加した混合粉末を１７００から１９００℃程度の温度で焼き固めることにより、熱伝導率を１００〜１５０Ｗ／ｍ・Ｋまで向上させることができるのである。

具体的に、このような窒化ケイ素セラミックス粉は下記のように作製される。平均粒径１μｍ以下のαあるいはβ型結晶系の窒化ケイ素原料に、焼結助剤として少なくてもＭｇＳｉＮ_２と、これ以外に希土類酸化物（ＳＣ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３など）を添加し、混合する。残存酸素量を最小にするため焼結助剤量は２〜１０mol％が好ましい。これら原料の混合は有機溶媒中での湿式混合が望ましく、遊星ミル、ポットミル、トロンメルなどの通常の機械を使用することが出来る。また分散剤としてカチオン性セルロース、ポリカルボン酸などの分散剤を用いることにより効率良く混合することができる。上記の方法で混合したスラリーから溶媒を乾燥して得た混合粉末を金型を用いて所定の形状に成形する。場合によっては成形密度を高めるため金型成形後に冷間静水圧成形（ＣＩＰ）が行われる。また、上記の方法で混合したスラリーに、ポリビニルブチラール等の有機バインダーを適量添加し、ドクターブレード法等によるシート成形、あるいは押出し成形などの成形法を用いて直接シート状の成形体を作製することもできる。次に、上記成形体は、まず、窒素雰囲気中、６００〜１０００℃の温度で仮焼を行い、有機成分を加熱除去した後、１７００〜１９００℃の温度、１〜１０気圧の窒素中で１〜２４時間焼結する。

このような窒素系セラミックス粉は、発熱層１１２、離型層１１４、又は、離型層１１４及び発熱層１１２の間のいずれかに含有していれば良い。
つまり、発熱ベルト１１の発熱層１１２、弾性層１１３、離型層１１４の高分子樹脂層に分散しても良いし、発熱層１１２、弾性層１１３、離型層１１４の界面に粉体塗装して、層として設けても良い。高分子層に分散する場合は、各層の中で一番厚い層に分散させるのが良く、熱伝導率の効率の観点からは最も良い。

また、受電部１１５は、後述の電極又は導電体１７に接続されている。
発熱ベルト１１の内部にある弾性体ローラ２１の弾性層１２は、ゴム材料として、画像定着温度に必要な１５０℃〜２５０℃で耐熱性を有するものであれば、特に限定されるものではない。この場合最も好ましいのは、シリコンゴムである。弾性体ローラ２１の製造は、芯金１４にアルミニウムあるいは鉄製の材料を使い、ブラスト処理等の表面処理を行った後に、弾性層１２としてシリコンゴム等を３〜１０ｍｍ程度の厚みで成型したものを用いて行われる。
弾性層１２は、耐熱性以外には、熱伝導率と硬度を調整する必要がある。この場合は、シリコンゴムをソリッドゴムからスポンジゴムにすることで、断熱効果を上げ、発熱ベルト１１の発熱効果を高めることができる。また、硬度については、画像形成装置１のプロセススピードにもよるが、５度以上６０度未満、より好ましくは、３０度以上５０度未満の範囲であれば、発熱ベルト１１と加圧ローラ１６間のニップ面積を広く設計でき、画像定着性に有利に働く。

加圧ローラ１６は、弾性体ローラ２１と同様に画像定着温度１５０℃〜２５０℃で耐熱性を有するものであれば、特に限定されることはない。弾性体ローラ２１と同様に、弾性層としてシリコンゴムを使用し、芯金１５にアルミニウムあるいは鉄製の材料を使い、ブラスト処理等の表面処理を行った後に、弾性層としてシリコンゴム等を３〜１０ｍｍ程度で成型したものを用いて行われる。

なお、図２中、符号１７は、発熱ベルト１１の発熱層１１２に給電するための電極又は導電体であり、電極又は導電体１７は、発熱ベルト１１の両端（受電部１１５）に設けられ、電極又は導電体１７にはそれぞれ給電のためのコロ１３が形成されている。コロ１３は、交流又は直流の電源２２に接続されている。なお、コロ１３の代わりにブラシを使用しても構わない。

以上のような定着装置１００を有する画像形成装置１及びトナーを使用して画像を形成する。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態の画像形成装置について説明する。第２の実施形態の画像形成装置１Ａは、上記第１の実施形態のような、抵抗発熱体を使用した定着装置１００に代えて、ＩＨ（電磁誘導加熱方式の）定着装置１００Ａを備えたものである（図５参照）。ＩＨ定着装置１００Ａ以外は、第１の実施形態と同様のためその説明を省略する。
以下、ＩＨ定着装置１００Ａについて説明する。
図６は、ＩＨ定着装置の説明図である。
図６に示すように、定着装置１００Ａは、加熱ローラ１１Ａ、加圧ローラ１２Ａ、磁束発生部１３Ａを有している。加熱ローラ１１Ａと加圧ローラ１２Ａとは、互いに平行に配置されて、いずれも回転可能に支持されている。加圧ローラ１２Ａは、加熱ローラ１１Ａへ向けて垂直の方向に付勢されている。
これにより、図示のようにどちらかというと加熱ローラ１１Ａの方がより変形して、加熱ローラ１１Ａと加圧ローラ１２Ａとの間にニップ部ＮＡが形成される。定着処理時には、この加熱ローラ１１Ａと加圧ローラ１２Ａとの間のニップ部ＮＡを、図６中、下から上へ記録材Ｐが通される。そして、ニップ部ＮＡの出口の近傍には、記録材Ｐを加熱ローラ１１Ａから分離するための分離爪１４Ａが備えられている。また、磁束発生部１３Ａには、過熱防止のためのサーモスタット（図示しない）が設けられている。

図７は、加熱ローラの断面図である。
図７に示すように、加熱ローラ１１Ａは、内側から芯金２１Ａ、断熱層２２Ａ、発熱層２３Ａ、弾性層２４Ａ、離型層２５Ａの５層構成になっている。
このうち、芯金２１Ａと断熱層２２Ａとは互いに接着されており、合わせて定着ローラ２７Ａという。また、発熱層２３Ａと弾性層２４Ａと離型層２５Ａとは互いに接着されており、合わせて定着ベルト２８Ａという。定着ローラ２７Ａと定着ベルト２８Ａとは接着されておらず、無端状の定着ベルト２８Ａの内部に定着ローラ２７Ａが挿入されている。なお、この加熱ローラ１１Ａ全体としてのローラ硬度は、アスカーＣ硬度で３０〜９０度程度が好ましい。
ここで、本発明で言う発熱基体は発熱層２３Ａを示し、定着表層部材は離型層２５Ａを示し、加圧部材は加圧ローラ１２Ａを示す。

本実施形態では、図６に示すように、定着ベルト２８Ａの内周の径は、定着ローラ２７Ａの外周の径と比較して大きく形成されている。そのため、加圧ローラ１２Ａとのニップ部ＮＡを除いて、定着ローラ２７Ａと定着ベルト２８Ａとの間には空間Ｓがある。定着ベルト２８Ａの内周の径と定着ローラ２７Ａの外周の径との差は、この定着装置１００Ａが定着動作のために加熱され、定着ローラ２７Ａが熱膨張された状態でも、空間Ｓがなくならない程度に設定されている。これにより、定着動作においても定着ローラ２７Ａと定着ベルト２８Ａとの間は、空間Ｓの空気によって断熱されている。従って、定着ベルト２８Ａで発生した熱が、定着ローラ２７Ａへ逃げることがかなり防止される。

芯金２１Ａは、加熱ローラ１１Ａの全体を支持する支持体であり、十分な耐熱性と強度を有することが必要である。例えば、壁厚４ｍｍ程度で、径１５〜２５ｍｍφのアルミ製パイプとすればよい。あるいは、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）のような耐熱性のモールドのパイプ、又は鉄パイプ等を使用することもできる。できれば、電磁誘導による影響を受けにくい非磁性のものが好ましい。

断熱層２２Ａは、発熱層２３Ａによって発生した熱を芯金２１Ａへ逃さないためのものである。そのために、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）のものが好ましい。このようにすれば、芯金２１Ａと発熱層２３Ａとの間を断熱して保持できる。また、定着ベルト２８Ａの撓みを許容し、ニップ幅を大きく保つことができる。また、加熱ローラ１１Ａ全体としての硬度を小さくして、変形し易くできる。これにより、排紙性や用紙（記録材Ｐ）の分離性を向上させることができる。

また、例えば、断熱層２２Ａとして、シリコンスポンジ材を用いる場合は、厚さ２〜１５ｍｍ、さらに望ましくは３〜１０ｍｍのものを使用する。また、この断熱層２２Ａの硬度は、アスカーＣ硬度で２０〜６０度、さらに望ましくは３０〜５０度の範囲内とする。あるいは、断熱層２２Ａは、ゴム材と樹脂材との２層構造としたものでもよい。

発熱層２３Ａは、磁束発生部１３Ａによって発生される磁束を受けて誘導電流が誘起され、それによって発熱する層である。例えば、無端状のニッケル電鋳ベルトによって形成されている。この場合は、厚さ１０〜１００μｍ、さらに望ましくは２０〜５０μｍのものを使用することが望ましい。

あるいは、発熱層２３Ａの材料としては、以下のものでもよい。例えば、磁性ステンレスのようなその他の磁性材料（磁性金属）でもよい。比較的透磁率μが高く、適切な範囲内の抵抗率ρを持つ材料であれば使用できる。また、非磁性材料であっても、金属などの導電性のある材料であれば、薄膜にする等の工夫により使用可能である。また、樹脂に金属粒子等の発熱粒子を分散させたものでもよい。また、この発熱層２３Ａに樹脂ベースのものを用いれば、用紙（記録材Ｐ）の分離性を向上させることができる。

弾性層２４Ａは、加熱ローラ１１Ａの表面と用紙（記録材Ｐ）との、密着性を高めるためのものである。これは、耐熱性と弾性とを有するゴム材や樹脂材の層である。その材料としては、例えば、定着温度での使用に耐えられるシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性エラストマーが適している。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。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、銅、アルミニウム、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。

この弾性層２４Ａとしては、厚さ１０〜８００μｍ、さらに望ましくは１００〜３００μｍのものとする。弾性層２４Ａ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を超えると、発熱層２３Ａで発生した熱を加熱ローラ１１Ａの外周面まで到達させることが難しく、熱効率が悪化するので好ましくない。

弾性層２４Ａの硬度は、ＪＩＳ硬度で１〜８０度、さらに望ましくは５〜３０度のものとする。この範囲内の硬度であれば、弾性層２４Ａ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（ＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉｚａｂｌｅ：低温加硫）型、ＲＴＶ（ＲｏｏｍＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉｚａｂｌｅ：常温加硫）型、またはＨＴＶ（ＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉｚａｂｌｅ：高温加硫）型のシリコンゴム、縮合型または付加型のシリコンゴム等が使用できる。ここでは、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２５Ａは、加熱ローラ１１Ａの最外層をなし、加熱ローラ１１Ａと用紙との離型性を高めるためのものである。この離型層２５Ａ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。例えば、シリコンゴムやフッ素ゴム、あるいはポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、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）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン（FEP）等のフッ素樹脂が好ましい。離型層２５Ａの厚さは５〜１００μｍ、さらに望ましくは１０〜５０μｍとする。また、この離型層２５Ａと弾性層２４Ａ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。また、離型層２５Ａの中に、必要に応じて、導電材、耐摩耗材、良熱伝導材をフィラーとして添加してもよい。

そして、発熱層２３Ａ、離型層２５Ａ、又は、発熱層２３Ａ、弾性層２４Ａ、離型層２５Ａの間のいずれかに、焼結助剤としてＭｇＳｉＮ_２を用いた窒化ケイ素セラミックス粉が含有されている。
つまり、発熱層２３Ａ、弾性層２４Ａ、離型層２５Ａに分散しても良いし、各層２３Ａ，２４Ａ，２５Ａの界面に粉体塗装して、層として設けても良い。

ＭｇＳｉＮ_２を用いた窒化ケイ素セラミックス粉は、上記第１の実施形態で説明したとおり、熱伝導率が高いため、本発明の課題であるウォーミングアップタイムの短縮化と高画質化の両立を達成することができる。また、このような窒化ケイ素セラミックス粉の作製方法についても上述したとおりである。

次に、加圧ローラ１２Ａについて説明する。加圧ローラ１２Ａは、図８に示すように、芯金３１Ａ、断熱層３２Ａ、離型層３３Ａを有している。芯金３１Ａは、壁厚３ｍｍのアルミ製パイプである。強度が確保できれば、芯金３１Ａとして、ＰＰＳのような耐熱性のモールドのパイプや鉄パイプを使用することもできる。しかし、この芯金３１Ａの材質としても、加熱ローラ１１Ａの芯金２１Ａと同様に、電磁誘導による影響を受けにくい非磁性のものがより好ましい。

芯金３１Ａの外周には、断熱層３２Ａが設けられている。断熱層３２Ａは、厚さ３〜１０ｍｍの範囲内のシリコンスポンジゴムの層である。１層の断熱層３２Ａに代えて、シリコンゴムとシリコンスポンジとの２層構造としてもよい。

加圧ローラ１２Ａの最外周の離型層３３Ａは、加熱ローラ１１Ａの離型層２５Ａと同様に、用紙に対するローラ表面の離型性を向上させるためのものである。この離型層３３Ａは、ＰＴＦＥまたはＰＦＡ等のフッ素系樹脂による厚さ５〜１００μｍ、さらに望ましくは１０〜５０μｍの層である。なお本形態では、この加圧ローラ１２Ａは、加熱ローラ１１Ａに対して３００〜５００Ｎの荷重で加圧されており、ニップ部ＮＡの幅は約５〜１５ｍｍである。ニップ部ＮＡの幅を変更して使用したい場合には荷重を異なる大きさとすればよい。

次に、磁束発生部１３Ａについて説明する。磁束発生部１３Ａは、加熱ローラ１１Ａの外周に対面するとともに、加熱ローラ１１Ａの長手方向に沿って、加熱ローラ１１Ａに平行に配置されている。磁束発生部１３Ａは、図６に示すように、励磁コイル４１Ａと磁性体コア４２Ａとがコイルボビン４３Ａに覆われているものである。

励磁コイル４１Ａは、加熱ローラ１１Ａの長手方向に沿って巻かれたコイルである。その横断面（図６参照）は、加熱ローラ１１Ａの外周に倣ってやや湾曲した形状となっている。この励磁コイル４１Ａには、高周波インバータ４４Ａが接続され、１０〜１００ｋＨｚ、１００〜２０００Ｗの高周波電力が供給される。そのため、本形態では、励磁コイル４１Ａの巻き線として、細い線を数十〜数百本束ねてリッツ線としたものを使用している。さらには、巻き線に伝熱した場合を想定して、本形態では、巻き線に耐熱性の樹脂が被覆されたものを使用している。

励磁コイル４１Ａは、メインコイル５１Ａと消磁コイル５２Ａとを有している。メインコイル５１Ａは、加熱ローラ１１Ａの軸方向に少なくとも画像形成可能な最大幅以上の長さで設けられている。それに対し、消磁コイル５２Ａは、メインコイル５１Ａの長手方向両端部に設けられている短いコイルである。これらにより、幅の広い用紙に画像形成する場合では、メインコイル５１Ａのみを使用して、加熱ローラ１１Ａの幅の広い範囲を加熱する。幅の狭い用紙に画像形成する場合では、メインコイル５１Ａによる磁束のうち両端部のものを消磁コイル５２Ａで打ち消すことにより、加熱ローラ１１Ａのうち、中央部の幅の狭い範囲のみを加熱する。

磁性体コア４２Ａは、磁気回路の効率を上げるためと、磁気遮蔽のためのものである。この磁性体コア４２Ａは、メインコア５３Ａ、端部コア５４Ａ、裾コア５５Ａを有している。メインコア５３Ａは、その横断面が図６に示すような湾曲した形状であり、励磁コイル４１Ａを覆うように配置されている。メインコア５３Ａの両裾に裾コア５５Ａが配置されている。メインコア５３Ａの軸方向の両端部には端部コア５４Ａが配置されている。なお、メインコア５３Ａとして、断面が略「Ｅ」字の形状で、中央部に加熱ローラ１１Ａ側へ突出した部分のあるコアを使用しても良い。このようにすれば、さらに発熱効率を高めることができる。

磁性体コア４２Ａはいずれも、高透磁率かつ低損失の材質で形成されている。本形態では高周波を用いるため、パーマロイのような合金によるコアでは、コア内の渦電流損失が大きくなりがちである。そこで、このような材質を使用する場合は積層構造のコアとすることが望ましい。なお、励磁コイル４Ａ１と磁性体コア４２Ａとによる磁気回路部分の磁気遮蔽が、他の手段によって十分にできる場合には、コアなし（空芯）にしてもよい。さらに、磁性体コア４２Ａとして、樹脂材に磁性粉を分散させたものを用いることもできる。この素材は、透磁率はやや低いが、形状を自由に設定できるという利点がある。

コイルボビン４３Ａは、磁性体コア４２Ａと励磁コイル４１Ａとの全体を覆っているボビン本体５６Ａと、ボビン本体５６Ａの外部に設けられたリブ５７Ａとを有している。リブ５７Ａは、ボビン本体５６Ａの軸方向両端部に設けられた、略円弧状の凸部である。リブ５７Ａは、ボビン本体５６Ａと一体的に成型されている。そして、定着装置１００Ａとして組み立てられたときには、リブ５７Ａは、定着ベルト２８Ａの軸方向の両端部の通紙領域外の範囲５８Ａ（図９参照）にそれぞれ接触する位置に設けられている。定着ベルト２８Ａは、リブ５７Ａに接触することにより、回転時にも安定した配置が保持される。従って、定着ベルト２８Ａと定着ローラ２７Ａとの間の空間Ｓも安定して保持される。従って、リブ５７Ａにより、精度や耐久性に優れた定着ベルト２８Ａの位置決めが可能となっている。

なお、本実施形態では、図９に示すように、定着ベルト２８Ａの軸方向の両端部の通紙領域外に、弾性層２４Ａと離型層２５Ａとが設けられていない範囲５８Ａがある。すなわち、この範囲５８Ａでは、発熱層２３Ａが露出している。そして、リブ５７Ａは、この範囲５８Ａにそれぞれ接触する位置に設けられている。すなわち、リブ５７Ａは、発熱層２３Ａに直接接触している。発熱層２３Ａは、離型層２５Ａや弾性層２４Ａと異なり、金属であり樹脂ではない。従って、リブ５７Ａが発熱層２３Ａに対して摺動し続けたとしても、摩耗は起こりにくい。もし、リブ５７Ａが離型層２５Ａに直接接触していると、樹脂の摩耗による摩耗粉等が出ることにより、画質劣化の原因となるおそれがある。本形態では、リブ５７Ａが範囲５８Ａに接触しているのでそのようなことはない。

また、リブ５７Ａとして、耐熱性、摺動性に優れたフッ素樹脂等の材質のものを用いてもよい。この場合には、ボビン本体５６Ａとは別に形成し、はめ込み等によって取り付けるとよい。このようにすれば、リブ５７と定着ベルト２８Ａとの摺動性がさらに向上する。また、この場合、リブ５７Ａは必要に応じて交換可能である。さらには、図１０に示すように、リブ５７Ａが接触する定着ベルト２８Ａの範囲５８Ａにも、フッ素樹脂等の滑り層５９Ａを設けるようにしても良い。このようにすれば、リブ５７Ａと定着ベルト２８Ａとの間の摺動性がさらに向上する。

さらに、加熱ローラ１１Ａの軸方向両端部には、図１１と図１２に示すように、封止板６１Ａが設けられている。この封止板６１Ａは、その中央部に加熱ローラ１１Ａの回転軸（芯金２１Ａ）を通すための貫通穴６２Ａが設けられた円板状の部材である。封止板６１Ａの外径は、加熱ローラ１１Ａの外径より大きい。従って、両端側の封止板６１Ａによって、定着ローラ２７Ａと定着ベルト２８Ａとの間の空間Ｓ内の空気がある程度封止される。つまり、この空間Ｓにある空気は、あまり外部と入れ替わらない。これにより、空間Ｓの空気層の気密性をある程度保つことができるので、この空気層による断熱効果が向上される。

さらに、封止板６１Ａは、加熱ローラ１１Ａの両端部を覆っているので、加熱ローラ１１Ａのうち、定着ベルト２８Ａだけが定着ローラ２７Ａから軸方向へずれて、片側へよることが防止されている。すなわち、この封止板６１Ａは、ベルトの寄り防止機能をも有している。なお、図１１と図１２に示しているのは、加圧ローラ１２Ａによる加圧を受けていない状態の加熱ローラ１１Ａである。加圧ローラ１２Ａは、加熱ローラ１１Ａのうち、両側の封止板６１Ａより軸方向の内側のみに圧接される。封止板６１Ａは、加圧ローラ１２Ａによってその一部が加圧された状態の加熱ローラ１１Ａにおいても、空間Ｓの両端部を覆うような大きさに形成される。なお、ベルトの寄り防止機能は他の部材によって行うこととし、封止板６１Ａに代えて、空気の封止のみを目的とした封止板を設けてもよい。

次に、本実施形態の定着装置１００Ａの動作を説明する。本実施形態の定着装置１００Ａでは、図６に示すように、加圧ローラ１２Ａが加熱ローラ１１Ａに押し付けられ、これらの間にニップ部ＮＡが形成される。さらに、加圧ローラ１２Ａが図６中時計回り方向に回転駆動される。これにより、加熱ローラ１１Ａは、加圧ローラ１２Ａとの摩擦力によって、図６中反時計回り方向に従動回転される。なお、この駆動と従動との関係は、逆でもよい。

磁束発生部１３Ａにおいては、高周波インバータ４４Ａによって、励磁コイル４１Ａに高周波電力が供給される。これにより誘導された磁束は、磁性体コア４２Ａの内部を外部に漏れることなく通る。そして、その磁束は、磁性体コア４２Ａの突起部間で外部に出て、加熱ローラ１１Ａの発熱層２３Ａを貫く。これにより、発熱層２３Ａに渦電流が流れ、発熱層２３Ａがジュール発熱する。そして、適切な定着温度（例えば、１００〜２００℃程度）となるように、高周波インバータ４４Ａが制御される。そのために、別にサーミスタを設けておくと良い。

この発生した熱は、発熱層２３Ａに接着されている弾性層２４Ａを介して、加熱ローラ１１Ａの表面へ伝達される。トナー像を担持する用紙は、トナー像の載っている面を加熱ローラ１１Ａの側に向けた状態で、加熱ローラ１１Ａと加圧ローラ１２Ａとの間のニップ部ＮＡに挿入される。そして、加熱ローラ１１Ａと加圧ローラ１２Ａとの間のニップ部ＮＡを通過する間に、トナーが溶融されて用紙に定着される。ニップ部ＮＡを通過した用紙（記録材Ｐ）は、加熱ローラ１１Ａから分離されて後段へと搬送される。用紙が、ニップ部Ｎを通過した後も加熱ローラ１１Ａに張り付いたままであれば、分離爪１４Ａによって加熱ローラ１１Ａから強制的に分離される。これにより、用紙（記録材Ｐ）が定着装置１００Ａでジャムになることが防止されている。なお、分離爪１４Ａの先端部は、加熱ローラ１１Ａの表面に接触していてもしていなくてもよい。

以上のような定着装置１００Ａを有する画像形成装置１Ａ及びトナーを使用して画像を形成する。

［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態の画像形成装置について説明する。第３の実施形態の画像形成装置１Ｂは、上記第１の実施形態のような、抵抗発熱体を使用した定着装置１００に代えて、ハロゲンヒータ８０５Ｂを使用した定着装置１００Ｂを備えたものである（図１３参照）。ハロゲンヒータ８０５Ｂ用の定着装置１００Ｂとした以外は、第１の実施形態と同様のためその説明を省略する。
以下、定着装置１００Ｂについて説明する。
図１４は、定着装置１００Ｂの説明図である。
定着装置１００Ｂは、加圧ローラ８０１Ｂと定着ベルト８０３Ｂにより形成されたニップ領域に記録材Ｐを通過させトナー像を記録材Ｐに定着させている。

加圧ローラ８０１Ｂは、例えば中空のアルミ芯金（肉厚２ｍｍ）の外周にシリコンゴム（肉厚２ｍｍ、硬度１０°（ＪＩＳ Ｋ６２５３のタイプＡデュロメータ（Ａ型）で測定））を被覆し、その上にＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）をコーティング（３０μｍ）したφ５０ｍｍのローラである。ＰＦＡの代わりにＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）をコーティングしたものでもよい。また、加圧ローラ８０１Ｂの急激な温度低下を防止するため、ハロゲンヒータを内部に設けた加圧ローラ８０１Ｂであっても構わない。

定着ベルト８０３Ｂは定着ローラ８０４Ｂと加熱ローラ８０６Ｂにより張架されており、図１４に示す矢印方向に回動している。定着ベルト８０３Ｂは、図示しないが、例えば、ポリイミド（１１０μｍ）とシリコンゴム（弾性層）（２００μｍ）とＰＴＦＥ等のコーティング（離型層）（３０μｍ）により構成された３層構造のベルトである。

定着ベルト８０３Ｂを加圧ローラ８０１Ｂの方向へ押圧している定着ローラ８０４Ｂは、例えば中実のＳＵＳ芯金にシリコンゴム（７ｍｍ）を被覆し、その上にＰＦＡ等でコーティングしたφ４０ｍｍのローラである。

加熱ローラ８０６Ｂは、例えば中空のアルミ芯金（肉厚２ｍｍ）にＰＦＡ（３０μｍ）をコーティングしたものであり、内部にハロゲンヒータ８０５を有している。なお、加熱ローラ８０６Ｂはハロゲンランプで加熱するようにしても良い。

８０７Ｂ、８０８Ｂ及び８０９Ｂは非接触型の温度センサであり、温度センサ８０７Ｂは加圧ローラ８０１Ｂの温度を、温度センサ８０８Ｂは加熱ローラ８０６Ｂの温度を、温度センサ８０９Ｂはニップ部ＮＢの温度を検知している。

ここで、本発明で言う発熱基体はハロゲンヒータ８０５Ｂを示し、定着表層部材は定着ベルト８０３Ｂの表層（離型層）を示し、加圧部材は加圧ローラ８０１Ｂを示す。
そして、定着ベルト８０３Ｂの表層、又は、定着ベルト８０３Ｂの表層とハロゲンヒータ８０５Ｂの間のいずれかに、焼結助剤としてＭｇＳｉＮ_２を用いた窒化ケイ素セラミックス粉が含有されている。
つまり、定着ベルト８０３Ｂの表層（離型層）や弾性層、加熱ローラ８０６Ｂに分散させても良いし、定着ベルト８０３Ｂの表層（離型層）や弾性層、加熱ローラ８０６Ｂ、ハロゲンヒータ８０５Ｂの界面に粉体塗装して、層として設けても良い。

ＭｇＳｉＮ_２を用いた窒化ケイ素セラミックス粉は、上記第１の実施形態で説明したとおり、熱伝導率が高いため、本発明の課題であるウォーミングアップタイムの短縮化と高画質化の両立を達成することができる。また、このような窒化ケイ素セラミックス粉の作製方法についても上述したとおりである。

次に、本実施形態の定着装置１００Ｂの動作を説明する。本実施形態の定着装置１００Ｂでは、図１４に示すように、加圧ローラ８０１Ｂが定着ベルト８０３Ｂに押し付けられ、これらの間にニップ部ＮＢが形成される。さらに、定着ベルト８０３Ｂが図１４に示す矢印方向に回動している。これにより、加圧ローラ８０１Ｂが、定着ベルト８０３Ｂとの摩擦力によって、図１４中反時計回り方向に従動回転される。なお、この駆動と従動との関係は、逆でもよい。
そして、ハロゲンヒータ８０５Ｂから発生した熱は、加熱ローラ８０６Ｂを介して定着ベルト８０３Ｂの表面へ伝達される。トナー像を担持する用紙は、トナー像の載っている面を定着ベルト８０３Ｂの側に向けた状態で、加圧ローラ８０１Ｂと定着ベルト８０３Ｂとの間のニップ部ＮＢに挿入される。そして、ニップ部ＮＢを通過する間に、トナーが溶融されて用紙に定着される。

以上のような定着装置１００Ｂを有する画像形成装置１Ｂ及び上述のトナーを使用して画像を形成する。

以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
１．焼結助剤の作製
（１）ＭｇＳｉＮ_２とＹｂ_２Ｏ_３を用いた窒化ケイ素セラミックス粉［１］の作製
ケイ化マグネシウム（ＭｇＳｉ_２）を窒素気流中１４００℃で５分間加熱することにより窒化ケイ素マグネシウム（ＭｇＳｉＮ_２）粉末を合成した。平均粒子径０．５μｍのβ−窒化ケイ素粉末に、０．５ｗｔ％の分散剤、５ｍｏｌ％の窒化ケイ素マグネシウム粉末及び２ｍｏｌ％の酸化イッテリビウム（Ｙｂ_２Ｏ_３）を添加し、メタノ−ルを分散媒とし窒化ケイ素製ポットと窒化ケイ素製ボ−ルを用いて２時間遊星ミル混合を行った。エバポレ−タを用いてメタノ−ルを蒸発させた後、窒素中８００℃で仮焼し有機分を除去した。得られた粉末は金型を用いて直径２０ｍｍ、厚さ５ｍｍのペレットに成形し、更に、５ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力でＣＩＰ処理した。成形体を窒化ホウ素（ＢＮ）製ルツボに設置し、１０気圧の加圧窒素中、１９００℃で２４時間焼結を行った。その後、粉砕機を用いて粉砕し、平均粒径１．２μｍの窒化ケイ素セラミックス粉［１］を得た。

（２）Ａｌ_２Ｏ_３とＹｂ_２Ｏ_３を用いた比較用窒化ケイ素セラミックス粉［２］の作製
平均粒子径０．５μｍのα−窒化ケイ素粉末に、０．５ｗｔ％の分散剤、２mol％の酸化イッテリビウム(Ｙ_２Ｏ_３) と５mol％の酸化アルミニウム(Ａｌ_２Ｏ_３)を添加し、メタノ−ルを分散媒とし窒化ケイ素製ポットと窒化ケイ素製ボ−ルを用いて２時間遊星ミル混合を行った。エバポレ−タを用いてメタノ−ルを蒸発させた後、窒素中８００℃で仮焼し有機分を除去した。得られた粉末は金型を用いて直径２０ｍｍ、厚さ５ｍｍのペレットに成形し、更に、５ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力でＣＩＰ処理した。成形体を窒化ホウ素（ＢＮ）製ルツボに設置し、９気圧の加圧窒素中、１８５０℃で６時間焼結を行った。その後、粉砕機を用いて粉砕し、平均粒径１．０μｍの比較用窒化ケイ素セラミックス粉［２］を得た。

なお、窒化ケイ素セラミックス粉の粒径は下記のように測定した。
試料をヘキサメタリン酸０．５重量％水溶液中に２０分間超音波分散させた希薄スラリーを作製し、レーザー回析散乱法（マイクロトラック（日機装社製））を用いて測定した。平均粒径は、粒度分布の累積体積百分率が５０％となる値とした。

２．シリコンゴム弾性体への窒化ケイ素セラミックス粉の分散
分子鎖両末端がトリメチルシリル基で封鎖され、メチルビニルシロキサン単位として側鎖ビニル基を平均約５個有する直鎖状ジメチルシロキサンポリマー（重合度約７００、以下、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサンメチルビニルシロキサン共重合体と称する）１００部、上述の窒化ケイ素セラミック粉［１］を５０部ニーダーに仕込み、常温で１時間真空攪拌混合を行った。その後、分子鎖両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖された２５℃での粘度が１０Ｐａ・ｓであるジメチルシロキサンポリマーを更に２０部及び常温での粘度が約０．０１Ｐａ・ｓであるメチルハイドロジェンポリシロキサンを３部、珪素原子に直結したビニル基〔−Ｓｉ（ＣＨ₃）（ＣＨ＝ＣＨ₂）Ｏ−単位）を５mol％含有する常温での粘度が１Ｐａ・ｓであるビニルメチルポリシロキサンを４部、白金ビニルシロキサン錯体を白金原子として５０ｐｐｍ添加し、均一になるまでよく混合し、シリコンゴム分散液［１］を得た。

３．フッ素樹脂への窒化ケイ素セラミックス粉の分散
ＰＴＦＥディスパージョン（三井・デュポンフロロケミカル社製：34-JR）１００ｗｔ％に対して窒化ケイ素セラミックス粉［１］を２００ｗｔ％混合して、フッ素樹脂分散液［１］を得た。

４．ＰＦＡチューブの作製
ＰＦＡの押し出し成型時にあらかじめ窒化ケイ素セラミックス粉［１］をＰＦＡに対して１００ｗｔ％混合し、窒化ケイ素充填のＰＦＡチューブ（厚さ３０μｍ）を作製した。（ＰＦＡチューブ［１］）
窒化ケイ素セラミックス粉［１］をＰＦＡに対して未充填のものをＰＦＡチューブ［２］とした。

５．ポリイミド樹脂への窒化ケイ素セラミックス粉の分散
芳香族テトラカルボン酸二無水物として３，３'，４，４'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、芳香族ジアミンとしてパラフェニレンジアミン（ＰＤＡ）をＮ−メチルピロリドン中で重合したポリアミド酸溶液（固形分濃度２０ｗｔ％）を調整した。この調整液に固形分に対してニッケル粉（平均粒径０．２μｍ）３００ｗｔ％、カーボン（平均粒径０．２５μｍ）１０ｗｔ％、窒化ケイ素セラミック粉［１］１００ｗｔ％を加え、十分に分散させて、ポリイミド分散液［１］を作製した。粘度は１５０Ｐａ・ｓ（Ｂ型粘度計、２５℃）であった。

６．ＩＨ用定着ベルトの作製
発熱層（上記発熱層２３Ａ）としてニッケル層（０．５μｍ）に、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（光沢硫酸銅浴）により膜厚１０μｍの銅層（上記発熱層２３Ａ）を形成した。続いて、銅層上に、無電解ニッケル−リンめっき液を用い、無電解めっき法により厚さ４．８μｍの金属保護層を形成した。このめっき膜は結晶性で磁性を有することが確認された。
続いて、金属保護層上に、プライマー（ＤＹ３９−１１１Ａ／Ｂ：東レ・ダウコーニング（株）製）を介して、弾性層（上記弾性層２４Ａ）として上記シリコンゴム分散液［１］を塗布し、一時加硫を行った後、更に、プライマー（Ｎｏ．１０１：信越化学工業（株））を塗布し、ＰＦＡチューブ［１］（上記離型層２５Ａ）をその上に被覆した。その後、シリコ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２００℃の炉内で１２０分間の熱処理を行い、ＩＨ定着ベルト［１］を作製した。シリコン弾性層は２００μｍ、ＰＦＡ離型層は３０μｍであった。
ＩＨ定着ベルト［１］のＰＦＡチューブ［１］を窒化ケイ素未充填のＰＦＡチューブ［２］にさしかえたベルトをＩＨ定着ベルト［２］とした。

７．抵抗発熱用ベルトの作製
芳香族テトラカルボン酸二無水物として３，３'，４，４'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、芳香族ジアミンとしてパラフェニレンジアミン（ＰＤＡ）をＮＭＰ中で重合したポリアミド酸溶液（固形分濃度２０ｗｔ％）を調整した。それを厚さ４０μｍなるように１２０℃/６０min+２００℃/３０minで半硬化させポリイミド補強層（上記補強層１１１）を得た。その上に厚さ４０μｍになるように上記ポリイミド分散液（１）を塗布し、同様の硬化条件で硬化させ、抵抗発熱層（上記発熱層１１２）（抵抗発熱層の抵抗は８Ωであった。）とした。
次に、ベルト端部の抵抗発熱層ベルト端部の電極層形成予定部分をマスキングし、シリコン分散液１を厚さ２００μｍになるように塗布し加硫させ、弾性層（上記弾性層１１３）を形成した。更に上記ＩＨ定着用ベルトと同様にプライマー（Ｎｏ．１０１：信越化学工業（株））を塗布し、ＰＦＡチューブ［２］（上記離型層１１４）をその上に被覆した。
その後、シリコ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２００℃の炉内で１２０分間の熱処理を行った。先にマスキングした部分に導電性ペーストを厚さ３０μｍに成型し硬化させ、導電性ペースト薄膜電極を抵抗発熱用定着ベルト［１］で作製した。
また、シリコン分散液［１］を厚さ２００μｍになるように塗布、加硫後、窒化ホウ素（平均粒径１μｍ）窒化ケイ素セラミック粉［１］を厚さ１０μｍになるように粉体塗装しＰＦＡチューブ［２］を被覆して抵抗発熱用定着ベルト［１］と同様の処理を行い、抵抗発熱用定着ベルト［２］とした。

８．画像形成装置の作製
（画像形成装置［１］）
コニカミノルタ製 ｂｉｚｈｕｂ Ｃ４５２のＩＨ用定着装置の定着ベルトをＩＨ用定着ベルト［１］にさしかえた定着装置を画像形成装置［１］とした。

（画像形成装置［２］）
コニカミノルタ製 ｂｉｚｈｕｂ Ｃ４５２のＩＨ用定着装置の定着ベルトをＩＨ用定着ベルト［２］にさしかえた定着装置を画像形成装置［２］とした。

（画像形成装置［３］）
コニカミノルタ製 ｂｉｚｈｕｂ Ｃ４５２のＩＨ用定着装置の加圧ローラと定着ベルトを抵抗発熱ベルト［１］にさしかえ、ベルトに給電可能な定着装置を作製し、画像形成装置［３］とした。

（画像形成装置［４］）
画像形成装置［２］の抵抗発熱ベルトを抵抗発熱ベルト［２］にさしかえた定着装置を画像形成装置［４］とした。

（画像形成装置［５］）
コニカミノルタ製 ｂｉｚｈｕｂ Ｃ４５２の加圧ローラに定着ベルトを備え、熱源がハロゲンランプである画像形成装置［５］を作製した。定着ベルトは弾性層にシリコン分散液［１］を、離型層に上記フッ素樹脂分散液［１］を使用し作製した。

（画像形成装置［６］）
画像形成装置［１］の定着ベルト［１］に窒化ケイ素セラミック粉［１］が未充填の画像装置［６］を作製した。

（画像形成装置［７］）
画像形成装置［３］の抵抗発熱ベルトに窒化ケイ素セラミック粉［１］が未充填の画像装置［７］を作製した。

（画像形成装置［８］）
画像形成装置［５］の弾性層および離型層に窒化ケイ素セラミック粉［１］が未充填の画像装置［８］を作製した。

（画像形成装置［９］）
画像形成装置［２］に使用したＩＨ用定着ベルト［２］の窒化ケイ素セラミック粉［１］を窒化ケイ素セラミック粉［２］に変更したＩＨ用定着ベルトを用いた画像装置［２］を作製した。

（画像形成装置［１０］）
画像形成装置［３］に使用した抵抗発熱ベルト［１］の窒化ケイ素セラミック粉［１］を窒化ケイ素セラミック粉［２］に変更した抵抗発熱ベルトに給電可能な定着装置を作製し、画像形成装置［１０］とした。

下記表１に画像形成装置の詳細（窒化ケイ素セラミック粉の含有箇所）を示した。

表１中、「◎」は窒化ケイ素セラミックス粉［１］、「○」は窒化ケイ素セラミックス粉［２］を示す。

以上の画像形成装置を用いて、以下の評価を行った。
《評価項目》
（ウォームアップタイム）
加圧ローラを離間した状態で、ベルトを回転させながら、電磁誘導コイルに通電したときの、定着ベルトあるいは定着ローラの表面温度を非接触式の赤外線放射温度計（キーエンス社製）により測定し、通電開始から表面温度が１８０℃になるまでの時間をウォームアップタイムとした。結果を下記表２に示した。

（定着ローラ及びベルト表面層の温度差）
各画像装置においてＡ６紙を縦方向に１００枚連続通紙する工程において、定着ローラの中央部と軸方向端部の表面温度を非接触式の赤外線放射温度計（キーエンス社製）により測定し、その温度差を評価した。また、Ａ６紙を縦方向に１００枚連続通紙後、未定着のシアントナー（デジタルトナーＨＤ）をベタ現像したＡ３紙を定着し、画像中央部と端部の光沢差を評価した。結果を下記表２に示した。

表２の結果から明らかなように、画像形成装置［１］〜［５］（実施例１〜５）は、画像形成装置［６］〜［１０］（比較例１〜５）を使用した場合に比べて、定着ローラの中央部と軸方向端部の表面温度の温度差が小さく、画像光沢差も小さく抑えることができた。また、ウォームアップタイムにおいても、ＩＨ用画像形成装置［１］、［２］は、ＩＨ用画像形成装置［６］、［９］に比べて短くなり、抵抗発熱用画像形成装置［３］、［４］は、抵抗発熱用画像形成装置［７］に比べて短くなり、さらに、ハロゲンランプ用画像形成装置［５］は、ハロゲンランプ用画像形成装置［８］に比べて短くなった。

１ 画像形成装置
１１ 発熱ベルト
１６ 加圧ローラ（加圧部材）
２０ 記録材収納部
３０ 原稿読取部
４０ 画像形成部
５０ 中間転写ベルト
６０ レジストローラ
７０ 転写部
１００ 定着装置
１１２ 発熱層（抵抗発熱体、発熱基体）
１１４ 離型層（定着表層部材）
４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ、４００Ｋ 画像形成手段
４１０ 感光体
４２０ スコロトロン帯電手段
４３０ 露光手段
４４０ 現像手段
４５０ クリーニング手段
Ｐ 記録材
Ｎ ニップ部
１Ａ 画像形成装置
１２ 加圧ローラ（加圧部材）
２３Ａ 発熱層（発熱基体）
２５Ａ 離型層（定着表層部材）
２８Ａ 定着ベルト
ＮＡ ニップ部
１Ｂ 画像形成装置
１００Ｂ 定着装置
８０１Ｂ 加圧ローラ（加圧部材）
８０３Ｂ 定着ベルト
８０５Ｂ ハロゲンヒータ（発熱基体）
ＮＢ ニップ部

Claims (2)

1. 定着表層部材と、
   電力を熱に変換して前記定着表層部材を加熱する発熱基体と、
   前記発熱基体によって加熱された前記定着表層部材とともにニップ部を形成する加圧部材と、を有し、
   記録材を前記ニップ部に通過させて、前記記録材上のトナーを定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、
   前記定着表層部材、前記発熱基体、又は、前記定着表層部材及び前記発熱基体の間の少なくともいずれかに、焼結助剤としてＭｇＳｉＮ_２を用いた窒化ケイ素セラミックス粉を含有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記発熱基体が抵抗発熱体であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

Images