定着装置及び画像形成装置
【課題】加熱回転体の非通紙領域における、熱定着動作時の過剰昇温を抑制しつつ、機械的強度の低下を防ぐことが可能な定着装置を提供する。
【解決手段】通電により発熱する発熱層を有する加熱回転体51の外周面に、加圧回転体51を圧接して定着ニップを形成し、未定着画像の形成された記録シートを当該定着ニップに通紙して熱定着する定着装置であって、前記発熱層においては、非導電性の耐熱性樹脂に金属微粒子が分散された抵抗発熱体層514と、前記金属微粒子よりも電気伝導度が低く、温度上昇に伴い、電気伝導度が上昇する高イオン導電体を含む高イオン導電体層515と、がそれぞれ通電可能なように二層に積層されている。
【解決手段】通電により発熱する発熱層を有する加熱回転体51の外周面に、加圧回転体51を圧接して定着ニップを形成し、未定着画像の形成された記録シートを当該定着ニップに通紙して熱定着する定着装置であって、前記発熱層においては、非導電性の耐熱性樹脂に金属微粒子が分散された抵抗発熱体層514と、前記金属微粒子よりも電気伝導度が低く、温度上昇に伴い、電気伝導度が上昇する高イオン導電体を含む高イオン導電体層515と、がそれぞれ通電可能なように二層に積層されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、特に定着装置用の加熱回転体に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、フィルムやベルト等の厚みが薄い材料で構成され、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ものが利用されるようになってきている。例えば、周回駆動しながら記録シートに接触し、記録シート上の未定着画像の熱定着を抵抗発熱体のジュール熱を利用して行う加熱ベルトが利用されている。
【０００３】
このような加熱ベルトを用いて記録シート上に形成された未定着画像の熱定着を行うと、実際に記録シートが通紙された部分では、記録シートに熱が奪われて加熱ベルトの温度が低下するが、通紙されなかった部分では、記録シートに熱を奪われないのであまり温度が低下しない。
その結果、例えば、温度が低下した小サイズの記録シートの通紙領域を適温まで昇温するために、加熱ベルト全体を継続的に発熱させると、上記通紙領域以外の非通紙領域が過剰に昇温されることになる。そして、このように過剰に昇温された領域に、その後、サイズの大きい記録シートが通紙されて、トナー像の熱定着が行われると、例えば、端部でホットオフセットの問題が生じたり、中央部と端部で画質が不均一となったりして、画質低下を招くことになる。
【０００４】
この非通紙領域における過剰昇温を防止する技術として特許文献１には、グラファイトを含有した抵抗発熱体を用いた加熱体が開示されている。グラファイトは、変曲点温度（７００℃程度）を境にその温度以下ではＮＴＣ特性（Negative Temperature Coefficient：温度が上がると抵抗が小さくなる負の抵抗温度特性）を、その温度以上ではＰＴＣ特性（Positive Temperature Coefficient：温度が上がると抵抗が大きくなる正の抵抗温度特性）を示す。
【０００５】
このグラファイトを抵抗発熱体に含有させることにより、変曲点温度以下の温度において抵抗発熱体にＮＴＣ特性を具備させることができ、非通紙領域における過剰昇温を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２０８５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、非通紙領域における過剰昇温を抑制するために、グラファイト等のカーボン含有物質を加熱ベルトに用いると、その分、加熱ベルトの機械的強度が低下してしまうという問題が生じる。特に、エネルギー消費量を少なくするため、熱容量が非常に小さい加熱ベルトを用いて、未定着画像の熱定着動作を行う場合には、少ない発熱量でも非通紙領域が高温に昇温されるので、過剰昇温を抑制するためにグラファイトの含有量を多くする必要が生じ、その分、加熱ベルトの機械的強度が弱くなり、加熱ベルトが破損しやすくなってしまうという問題が生じる。
【０００８】
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、加熱ベルトや加熱ローラ等の加熱回転体の非通紙領域における、熱定着動作時の過剰昇温を抑制しつつ、機械的強度の低下を防ぐことが可能な定着装置及び当該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る定着装置は、通電により発熱する発熱層を有する加熱回転体の外周面に、加圧回転体を圧接して定着ニップを形成し、未定着画像の形成された記録シートを当該定着ニップに通紙して熱定着する定着装置であって、前記発熱層においては、非導電性の耐熱性樹脂に金属微粒子が分散された抵抗発熱体層と、前記金属微粒子よりも電気伝導度が低く、温度上昇に伴い、当該電気伝導度が上昇する高イオン導電体を含む高イオン導電体層と、がそれぞれ通電可能なように二層に積層されている。
【００１０】
ここで、前記発熱層は、前記抵抗発熱体層の上に前記高イオン導電体層が積層されて構成されていることとすることができる。又、前記抵抗発熱体層にはさらに、非金属性の導電性粒子が含まれていることとすることができる。
又、前記高イオン導電体は、定着温度より高温側において電気伝導度が急激に増加する相転移温度を有することとすることができる。さらに、前記高イオン導電体は、ＡｇＩ又はＣｕＩであることとすることができる。
【００１１】
又、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画像形成装置とすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成を備えることにより、温度上昇に伴い、電気伝導度が上昇し、体積抵抗率が低下するＮＴＣ特性を有し、機械的強度がＮＴＣ特性を有するグラファイトやカーボンよりも強い高イオン導電体を含む高イオン導電体層と、抵抗発熱体層とが積層されて発熱層が構成されるので、記録シートの熱定着時に非通紙領域が過剰に昇温するのを有効に防止できると共に、加熱回転体の機械的強度の低下量を少なくすることができる。
【００１３】
さらに、発熱層において、抵抗発熱体層を構成する金属微粒子よりも電気伝導度の低い高イオン導電体層と、抵抗発熱体層とがそれぞれ通電可能なように二層になるように構成されているので、発熱層の温度が定着温度を超えない範囲内にあり、高イオン導電体層の電気伝導度がより低い場合においても、抵抗発熱体層の体積抵抗率に影響を与えないようにすることができ、高イオン導電体を抵抗発熱体層中に分散させて一層の発熱層とした場合に比べ、以下に示すような有利な効果が得られる。
【００１４】
（１）発熱層の厚みが同じ場合に、発熱層に同じ電流量を流すのに要する印加電圧を低くすることができ、所望の発熱量を得るために高電圧をかけなくてすむ。
（２）発熱層の厚みが同じで印加電圧が制限される場合に、発熱層に添加する高イオン導電体の量をより多くし、より大きい過剰昇温防止効果を得ることができる。一層の発熱層では、印加電圧が制限される場合、その厚みを厚くしないと、発熱層を高イオン導電体層と抵抗発熱体層の二層で構成した場合と同様の過剰昇温防止効果が得られず、厚みが厚くなる分だけ、発熱層の熱容量が大きくなり、発熱効率が低下してしまう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】プリンタ１の構成を示す図である。
【図２】定着装置５の構成を示す斜視図である。
【図３】加熱回転体５１の詳細な構造を示す断面図である。
【図４】代表的な高イオン伝導体における電気伝導度の温度変化の具体例を示す図である。
【図５】リングコート法の具体例を示す図である。
【図６】各加熱回転体における体積抵抗率の温度変化を示す図である。
【図７】昇温性能及び過剰昇温防止効果の評価結果を示す図である。
【図８】加熱回転体５１の形態の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（実施の形態）
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。
【００１７】
プリンタ１は、ネットワーク（例えばＬＡＮ（Local Area Network））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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。又、従動ローラ１３の近傍には、中間転写ベルト上に残留するトナーを除去するためのクリーナ１４が配置されている。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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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は、定着装置５の構成を示す斜視図である。同図に示すように、定着装置５は、加熱回転体５１と、定着ローラ５２と、加圧ローラ５３と、を有する。
【００２５】
加熱回転体５１は、無端状のベルトであり、その両端部に電極５１１、５１２が設けられ、両電極には給電部材５０１、５０２が当接され、電源部５００から給電部材５０１、５０２を介して給電が行われる。給電部材としては、例えば、給電ブラシや給電ローラを用いることができる。給電部材５０１、５０２からの給電により、両電極間に電流が流れて、加熱回転体５１がジュール発熱する。
【００２６】
図３は、加熱回転体５１の詳細な構造を示す断面図である。同図に示すように、両端部を除く領域においては、加熱回転体５１は、補強層５１３、抵抗発熱体層５１４、高イオン導電体層５１５、弾性層５１６、離型層５１７が、この順に積層されて構成され、両端部においては、補強層５１３、抵抗発熱体層５１４、電極５１１又は５１２がこの順に積層されて構成される。高イオン導電体層５１５の両端部は、電極５１１、５１２とそれぞれ接触している。
【００２７】
電極５１１、５１２は、導電性の材料から構成される。各電極の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、真鍮、リン青銅等の金属を用いることができる。補強層５１３は、加熱回転体５１の強度を補強するための層であり、例えば、ポリイミド樹脂を用いることができる。補強層５１３の厚さは１０〜１００μｍの範囲内であることが望ましい。
【００２８】
抵抗発熱体層５１４は、電極５１１、５１２を通じて給電されることにより、ジュール熱を発生する層である。抵抗発熱体層５１４は、耐熱性樹脂等の絶縁性材料中に後述する高イオン導電体より電気伝導度が高い、導電性材料を分散させて構成される。抵抗発熱体層５１４の体積抵抗率は、上記の導電性材料（例えば、金属微粒子）の量を調整することにより、所定の体積抵抗率に調整される。
【００２９】
耐熱性樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリエチレンスルフィド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアラミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ポリエステル-イミド樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリ-ｐ-キシリレノン樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂などを用いることができる。抵抗発熱体層５１４に用いる耐熱性樹脂として、耐熱性、絶縁性及び機械的強度等に優れた特性を示すポリイミド樹脂を用いるのが望ましい。
【００３０】
導電性材料としては、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノコイル等を用いることができ、２種類以上の導電性材料（例えば、カーボンナノ材料と金属）を用いることとしてもよい。この場合、金属は、特に針状やフレーク状の銀（Ａｇ）やニッケル（Ｎｉ）が好ましく、粒径は０．０１〜１０μｍが良い。これにより、カーボンナノ材料と線状に絡み合うことで均一な電気抵抗を有する抵抗発熱体層５１４を成型することができる。金属が粒状や粉末状や塊状の場合、抵抗発熱体層５１４中に混在するカーボンナノ材料と絡み合わず、カーボンナノ材料と点接触することになるため、均一な電気抵抗を有する抵抗発熱体層５１４が得られにくくなる。
【００３１】
抵抗発熱体層５１４の厚さは、任意であるが、５〜１００μｍ程度が望ましい。抵抗発熱体層５１３の体積抵抗率は、１．０×１０−６〜１．０×１０−２Ω・ｍ程度の範囲に設定することができるが、当該体積抵抗率は、１．０×１０−５〜５．０×１０−３Ω・ｍの範囲内であることが望ましい。
高イオン導電体層５１５は、熱定着時に、非通紙領域における過剰昇温を防止するための層であり、高イオン導電体で構成される層である。高イオン導電体とは、イオン結合性の高い化合物の内、その化合物の融点より低い温度領域で電気伝導性を有し、温度上昇とともに電気伝導度が指数関数的（両対数グラフにおいて直線的）に増加する性質を有する物質又は電気伝導度が急激に増加する相転移温度を有し、相転移温度を超えると電気伝導度が指数関数的に増加する性質を有する物質のことをいう。高イオン導電体は、上記の性質を有することにより、温度が上昇すると、その体積抵抗率が低下するＮＴＣ特性（負の抵抗変化率特性）を示す。そのため、高イオン導電体により、加熱回転体５１に優れたＮＴＣ特性を具備させることができ、非通紙領域（図２の符号５１で表す加熱回転体の周面の内、通紙範囲に対応する通紙領域を除く領域）における過剰昇温を効果的に抑制することができる。
【００３２】
一方、高イオン導電体は、定着温度（例えば、１５０℃）を超えない範囲の低い温度では電気伝導度が小さい（例えば、ヨウ化銀（ＡｇＩ）では、１４７℃以下で１０−３Ω−１ｃｍ−１より小さい）ため、高イオン導電体を、抵抗発熱体層に分散させることにより、抵抗発熱体層を構成すると、高イオン導電体層５１５と抵抗発熱体層５１４の各層を二層で構成する場合に比べ、抵抗発熱体層の体積抵抗率が大きくなってしまいます。その結果、当該抵抗発熱体層において、各層を二層とした場合と同じ電流量を流すためには、当該抵抗発熱体層の厚みを厚くするか、当該抵抗発熱体層に印加する電圧を高くすることが必要となる。
【００３３】
そして、当該抵抗発熱体層の厚みを厚くした場合には、その分、熱容量が大きくなるので、高イオン導電体層５１５と抵抗発熱体層５１４の各層を二層で構成する場合に比べ、発熱効率が悪くなり、又、印加する電圧を高くすると、商用電源（５００〜１５００Ｗの電源）で印加できる限度を超えてしまう場合が生じる。さらに、印加電圧を低くするために、当該抵抗発熱体層における高イオン導電体の量を少なくすると、その分、高イオン導電体による、非通紙領域における過剰昇温防止効果が小さくなってしまいます。
【００３４】
このように、高イオン導電体を、抵抗発熱体層に分散させることにより、抵抗発熱体層を構成した場合には、商用電源を用いて加熱回転体の発熱効率と非通紙領域における過剰昇温防止効果との両者が最適化されるように、調整することが難しい。
本実施の形態の構成のように、抵抗発熱体層５１４と高イオン導電体層５１５とを、各層について通電可能なように二層に積層する構成とすることにより、商用電源で印加できる範囲内で、層の厚さを厚くすることなく、良好な発熱効率を維持し、又、高イオン導電体の量を減らすことなく、商用電源で印加できる範囲内で非通紙領域において充分な過剰昇温防止効果を得ることができる。
【００３５】
図４は、代表的な高イオン導電体における電気伝導度の温度変化の具体例を示す図である。同図においては、ヨウ化銀（α―ＡｇＩ、β―ＡｇＩ）、ナトリウムイオン伝導体（Ｎａ３Ｚｒ２Ｓｉ２ＰＯ１２）、ハロゲン陰イオン伝導体（ＬａＦ３）、イットリア安定化ジルコニア（ＺｒＯ３＋Ｙ２Ｏ３）、ガルシア安定化ジルコニア（ＺｒＯ３＋ＣａＯ）の各高イオン導電体の電気伝導度の温度変化が示されている。同図に示すように、温度の上昇に伴い、各高イオン導電体の電気伝導度σは、指数関数的に（横軸の温度の常用対数に対し、縦軸の常用対数で示す電気伝導度（ｌｏｇσ））が直線的に）上昇する傾向を示すか又は相転移温度までは非指数関数的に増加し、相転移温度に達すると、急激に電気伝導度が増加し、相転移温度を超えると、温度の上昇と共に電気伝導度が指数関数的に上昇する傾向を示す。その上昇率は、ヨウ化銀（ＡｇＩ）、ハロゲン陰イオン伝導体（ＬａＦ３）、イットリア安定化ジルコニア（ＺｒＯ３＋Ｙ２Ｏ３）、ガルシア安定化ジルコニア（ＺｒＯ３＋ＣａＯ）において特に大きい。
【００３６】
中でもヨウ化銀（ＡｇＩ）は、温度上昇に伴い、当該温度が相転移温度（約１５０℃）に達し、β―ＡｇＩからα―ＡｇＩに相転移される時に、電気伝導度σが飛躍的に上昇する。さらに、α―ＡｇＩに相転移後も、電気伝導度σは温度上昇に伴い、指数関数的に増加する。
このように、高イオン導電体は、温度上昇と共に、電気伝導度が指数関数的に又は相転移により急激に上昇するため、温度上昇と共に電気抵抗（体積抵抗率）が有意に低下するという優れたＮＴＣ特性を示す。その結果、加熱回転体５１の非通紙領域が過剰に昇温するのを効果的に防止することができる。
【００３７】
一方、高イオン導電体と同様にＮＴＣ特性を有するカーボン含有物質では、温度上昇に伴う体積抵抗率の低下が指数関数的ではなく、直線的であるため、温度上昇に伴う体積抵抗率の低下量が、高イオン導電体に比べて少なく、高イオン導電体よりも量的に多い量を定着加熱体に含有させないと、高イオン導電体と同等の昇温抑制効果が得られない。
従って、加熱回転体にＮＴＣ特性を付与する昇温抑制物質として、高イオン導電体を用いた場合には、温度上昇に伴う体積抵抗率の低下が直線的で急激でないカーボン含有物質を用いた場合よりも、すぐれた昇温抑制効果を得ることができ、その分、昇温抑制物質の含有量を少なくすることができ、昇温抑制物質の添加量に起因する加熱回転体５１の機械的強度の低下量を少なくすることができる。
【００３８】
高イオン導電体としては、高温側で大きい電気伝導度を示す銀ハライド（例えば、ヨウ化銀（ＡｇＩ）、ヨウ化銀ルビジウム（ＲｂＡｇ４Ｉ５））、銅ハライド（例えば、ヨウ化銅（ＣｕＩ））、カルコゲナイト（例えば、硫化銅（ＡｇＳ２））、温度が上昇すると連続的に電気伝導度が大きくなるハロゲン陰イオン導電体（例えば、フッ化鉛（ＰｂＦ２）、フッ化ランタン（ＬａＦ２）、蛍石（ＣａＦ２））、アルミナ（Ｎａβ）、ガルシア（ＣａＯ）安定化ジルコニア（ＺｒＯ２）、イットリア安定化ジルコニア（ＺｒＯ２＋Ｙ２Ｏ３）、ガドリア安定化ジルコニア（ＺｒＯ２＋Ｇｄ２Ｏ３）、１次元導電体（例えば、ホランダイト）、プロトン導電体（例えば、ＢａＣｅＯ２）などを用いることができる。加熱回転体５１の非通紙領域における過剰昇温を効果的に抑制するという観点から、定着温度よりも高温側で電気伝導度が急激に増加する相転移温度を有し体積抵抗率の低下率が大きいもの（例えば、ヨウ化銀（ＡｇＩ）、ヨウ化銅（ＣｕＩ））を加熱回転体５１用の高イオン導電体として用いることが望ましい。
【００３９】
例えば、ヨウ化銀（ＡｇＩ）は、定着温度近傍の温度（約１５０℃）領域に相転移温度を有し、非通紙領域において定着温度（例えば、１４５℃）を超えると、すぐに相転移温度に達し、電気伝導度が急激に上昇し、その体積抵抗率が大きく低下するので、非通紙領域における過剰昇温に対し、迅速に応答して過剰昇温を抑制させることができる。
なお、ヨウ化銀（ＡｇＩ）が相転移を起こす相転移温度は、通常は１４７℃であるが、相転移温度は、その粒子サイズに依存し、粒子サイズが小さくなる程、相転移温度は、低くなる。従って、定着温度に応じて粒子サイズを調整することで、定着温度の近傍で定着温度よりも高温側で相転移が起こるように調整することができ、これにより、加熱回転体５１の非通紙領域の温度が定着温度を超えると、すぐに相転移により、高イオン導電体層５１５の体積抵抗率を低下させ、効果的に過剰昇温防止効果を発現させることができる（例えば、特開２０１０−２６０７５９号公報、段落５５、図８の記載参照）。
【００４０】
各粒子サイズのヨウ化銀（ＡｇＩ）は、硝酸銀（ＡｇＮＯ３）水溶液と有機ポリマーであるＰＶＰ（ポリ−Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）の水溶液を常温常圧下で混合し、ろ過、乾燥させることにより得られる。硝酸銀とＰＶＰの比率など、作製条件を変えることで、異なる粒子サイズ（１０〜５０ｎｍの範囲の異なる粒子サイズ）のヨウ化銀が得られる（例えば、特開２０１０−２６０７５９号公報、段落２３の記載参照）。
【００４１】
高イオン導電体層５１５の厚さは、抵抗発熱体層５１４の厚さに応じて決定される。例えば、抵抗発熱体層５１４の厚さが１００μｍであれば、高イオン導電体層５１５の厚さを２０〜２００μｍとすることができる。
図３の説明に戻って、弾性層５１６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５１６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５１６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、シリコーンゴム、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。
【００４２】
弾性層５１６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５１６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、抵抗発熱体層５１４で発生した熱を加熱回転体５１の外周面まで到達させることが難しく、熱伝熱効率が悪いので好ましくない。
【００４３】
離型層５１７は、加熱回転体５１の最外層をなし，加熱回転体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５１７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、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。離型層５１７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。
【００４４】
図２の説明に戻って、定着ローラ５２と加圧ローラ５３は、芯金５２２、５３２の軸方向両端部５２１、５３１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５３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５３の回転に伴って加熱回転体５１と定着ローラ５２が矢印Ａ方向に従動回転する。
【００４５】
定着ローラ５２は、長尺で円筒状の芯金５２２の周囲を断熱層５２３で被覆されてなり、加熱回転体５１の周回経路の内側に配されている。芯金５２２は、定着ローラ５２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５２２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。
断熱層５２３は、加熱回転体５１が発熱した熱を芯金５２２に逃がさないようにするための層である。断熱層５２３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。加熱回転体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５２３を、ソリッド体とスポンジ体との２層構造にしてもよい。シリコンスポンジ材を断熱層５２３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。
【００４６】
加圧ローラ５３は、円筒状の芯金５３２の周囲に、弾性層５３３を介して離型層５３４が積層されてなり、加熱回転体５１の周回経路外側に配置され、加熱回転体５１の外側から加熱回転体５１を介して定着ローラ５２を押圧して、加熱回転体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が形成される。芯金５３２は、加圧ローラ５３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５３２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。
【００４７】
弾性層５３３は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性体で、厚さ１〜２０ｍｍの範囲内の耐熱性の高い材料で構成される。離型層５３４は、離型層５１７と同様に、加圧ローラ５３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５１７と同様の材料及び厚さで構成することができる。
［３］加熱回転体の製造方法
本実施の形態に係る加熱回転体５１は、以下に示す（１）〜（１０）の工程を経て製造される。
（１）円筒状金型の表面へ補強層５１３の前駆体を塗布する工程
円筒状の金型の表面に離型剤を塗布して型離れを良くした後、ポリイミド前駆体溶液を補強層５１３の前駆体として塗布する。円筒状の金型としては、例えば、アルミニウム製のものを用いることができる。離型剤としては、例えば、シリコーンを用いることができる。ポリイミド前駆体溶液は、例えば、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとを有機溶媒中で、約９０℃以下で反応させることにより得られる。
【００４８】
芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，２'，３，３'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物等を用いることができる。
又、芳香族ジアミンとしては、パラフェニレンジアミン（ＰＰＤ）、メタフェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）、２，５−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、４，４'−ジアミノビフェニル、３，３'−ジメチル−４，４'−ビフェニル等を用いることができる。
【００４９】
（２）補強層５１３の成形工程
塗布されたポリイミド前駆体溶液を加熱して補強層５１３を成形する。ポリイミド前駆体溶液の加熱は、ポリイミド前駆体が半硬化状態になるように加熱する。例えば、約１００℃のオーブンで１時間程度加熱する。
【００５０】
（３）抵抗発熱体層５１４の前駆体を成形された補強層５１３の外面に塗布する工程
ポリイミド前駆体溶液中に金属微粒子を混合することにより、抵抗発熱体層５１４の前駆体溶液を調製し、成形された補強層５１３の外面に塗布する。ポリイミド前駆体溶液は、（１）の場合と同様にして得られる。抵抗発熱体層５１４の前駆体溶液は、ポリイミド前駆体溶液中のポリイミド前駆体の固形重量に対して、金属微粒子の重量が５０〜３００重量％となるように、各構成成分が混合されて調製される。金属微粒子の重量は、定着装置５の発熱量が５００〜１５００Ｗの範囲内になるように、抵抗発熱体層５１４の体積抵抗率を調整するため、上記範囲に設定されている。
【００５１】
（４）抵抗発熱体層５１４の成形工程
塗布された抵抗発熱体層５１４の前駆体溶液を、（２）の場合と同様に、ポリイミド前駆体が半硬化状態になるように加熱して抵抗発熱体層５１４を成形する。
（５）ポリイミド前駆体のイミド化工程
成形された補強層５１３及び抵抗発熱体層５１４中のポリイミド前駆体を加熱し、ポリイミド前駆体のイミド化を完了させる。ポリイミド前駆体の加熱は、例えば、約３５０℃で１時間程度加熱することにより、行う。これにより、両層のイミド化がほぼ同時に完了し、補強層５１３と抵抗発熱体層５１４との間の接着性を高めることができる。
【００５２】
（６）高イオン導電体層５１５を抵抗発熱体層５１４の外面に塗布、成形する工程
５重量％のヨウ化カリウム水溶液に、高イオン導電体（ここでは、ヨウ化銀（ＡｇＩ）とする。）の重量％が５０％となるように、高イオン導電体を溶解し、当該溶解液にキシレンの重量％が５０％となるように、キシレンを溶解し、さらに、キシレンを溶解した溶液に、ポリオールの重量％が１〜２％となるように、ポリオール加え、ポリオール添加後の溶液を１００℃の雰囲気下で、（５）で成形した抵抗発熱体層５１４にスプレーコートし、高イオン導電体層５１５を成形する。ポリオールを加えることにより、抵抗発熱体層５１４との接着性や高イオン導電体同士の結着性を向上させることができる。
【００５３】
又、上記の方法の代わりに、キシレン中に高イオン導電体の粉体を、重量％が５０％なるように投入し、ポールミルあるいはアトライターなどにより粉体を湿
式粉砕した後、ポリオールを重量％が１〜２％になるように加え、ポリオール添加後の溶液を１００℃の雰囲気下で、（５）で成形した抵抗発熱体層５１４にスプレーコートして、高イオン導電体層５１５を成形することとしてもよい。
【００５４】
或いは、メッキやスパッタリングによって、高イオン導電体層５１５を抵抗発熱体層５１４上に積層して、高イオン導電体層５１５を成形することとしてもよい。
（７）弾性層５１６の前駆体を高イオン導電体層５１５の外面に塗布する工程
高イオン導電体層５１５の外面にプライマーを塗布して乾燥した後、さらに、シリコーンゴム前駆体溶液を塗布する。プライマーとしては、例えば、モメンティブ・パーフォーマンス・マテリアルズ社製の「ＸＰ８１−４０５」を用いることができる。
【００５５】
又、シリコーンゴム前駆体溶液としては、例えば、モメンティブ・パーフォーマンス・マテリアルズ社製の「ＸＰ８１−Ａ６３６１」を用いることができる。
（８）弾性層５１６の成形工程
塗布されたシリコーンゴム前駆体溶液を加熱して一次加硫を行い、弾性層５１６を成形する。一次加硫は、シリコーンゴム前駆体溶液を、例えば、約１５０℃のオーブンで１０分程度加熱することにより行われる。
【００５６】
（９）離型層５１７で弾性層５１６の外面を被覆する工程
弾性層５１６との接着性をよくするために離型層５１７の内面にシリコーンゴム前駆体の付加型液状シリコーンゴムを塗布した後、当該離型層５１７で弾性層５１６を被覆する。付加型シリコーンゴムとしては、例えば、モメンティブ・パーフォーマンス・マテリアルズ社製の「ＸＥ１５−Ｂ７３５４−４０Ｋ×２Ｓ」を用いることができる。又、離型層５１６としては、例えば、ＰＦＡチューブを用いることができる。
【００５７】
（１０）接着工程
弾性層５１６及び離型層５１７に塗布されたシリコーンゴム前駆体を加熱して二次加硫を行い、両層を接着する。二次加硫は、シリコーンゴム前駆体を例えば、約２００℃のオーブンで４時間程度加熱することにより行われる。
（１１）電極５１１の成形工程
円筒状金型の両端部において、成形された弾性層５１６及び離型層５１７を剥がし、剥がした部分に電極５１１、５１２を成形する。電極５１１、５１２の成形は、例えば、導電性テープを貼り付けたり、導電性ペーストを成形した後、加熱処理を行ったりすることにより、行われる。
【００５８】
（１）、（３）、（６）における各塗布工程では、塗布液の塗布を例えばリングコート法において行うことができる。「リングコート法」とは、円筒状金型の外周を取り囲む円筒状の塗布機構により円筒状金型の外周面に均一に塗布液を塗布する塗布方法のことをいう。図５は、リングコート法の具体例を示す図である。
図５（ａ）は、符号５で示す塗布液の塗布完了時の状態を示し、図５（ｂ）は、塗布液の塗布を行っている途中の状態を示す。両図に示すように、符号１で示す円筒状金型は、符号２、３で示す支持部材により鉛直に支持された状態で、符号４で示す塗布機構により円筒状金型１の外周面が均一に塗装される。塗布機構４は、上部ヘッド４１と下部ヘッド４２から構成され、両者の間には、塗布液５を吐出するための吐出路４３が形成されている。
【００５９】
塗布機構４に塗布液５を供給しながら、円筒状金型１の一方の端部から他方の端部に所定の速度で移動させることにより、円筒状金型１の外周面に塗布液５が均一に塗布される。
（実施例）
本実施の形態に係る定着加熱体５１について、非通紙領域における過剰昇温の抑制効果及び機械的強度を評価する実験を行った。
（１）評価用の加熱回転体の調製
（ａ）加熱回転体５１の作成
実施の形態で説明した製造方法（［３］加熱回転体の製造方法）に従って加熱回転体５１を作成した。円筒状金型としては、外径が３０ｍｍ、長さが４００ｍｍのアルミニウム製のものを用いた。円筒状金型に塗布する離型剤としては、シリコーンを用いた。補強層５１３の前駆体としてのポリイミド前駆体溶液は、ポリイミド前駆体の固形重量が２０％のものを用い、補強層５１３の成形工程における加熱は、１００℃のオーブンで１時間とした。
【００６０】
抵抗発熱体層５１４の前駆体を成形された補強層５１３の外面に塗布する工程においては、ポリイミド前駆体溶液と混合する金属微粒子をニッケル（Ｎｉ）とし、混合比を、ポリイミド前駆体溶液中のポリイミド前駆体の固形重量に対して、ニッケル（Ｎｉ）１００重量％とした。補強層５１３の成形工程における加熱は、１００℃のオーブンで１時間とし、ポリイミド前駆体のイミド化工程における加熱は、３５０℃で１時間とした。
【００６１】
弾性層５１６の前駆体を高イオン導電体層５１５の外面に塗布する工程においては、高イオン導電体層５１５の外面に塗布するプライマーとして、モメンティブ・パーフォーマンス・マテリアルズ社製の「ＸＰ８１−４０５」を用いた。又、シリコーンゴム前駆体溶液として、モメンティブ・パーフォーマンス・マテリアルズ社製の「ＸＰ８１−Ａ６３６１」を用いた。
【００６２】
弾性層５１６の成形工程における一次加硫は、１５０℃のオーブンで１０分間加熱することにより行った。離型層５１７で弾性層５１６の外面を被覆する工程
においては、付加型シリコーンゴムとして、モメンティブ・パーフォーマンス・マテリアルズ社製の「ＸＥ１５−Ｂ７３５４−４０Ｋ×２Ｓ」を用い、離型層５１５として、ＰＦＡチューブを用いた。
【００６３】
接着工程における二次加硫は、２００℃のオーブンで４時間加熱することにより行った。電極５１１、５１２の成形工程においては、両端部において弾性層５１６及び離型層５１７を、長手方向に各１０ｍｍの長さだけ剥がし、そこに３Ｍ製銅箔テープＪＥ４３０００１９９８の導電性テープを貼り付けることにより、電極５１１、５１２を成形した。
上記の各工程を経ることにより、離型層５１７の厚さが３０μｍ、弾性層５１６の厚さが２００μｍ、補強層５１３の厚さが３０μｍ、抵抗発熱体層５１４の厚さが５０μｍで、高イオン導電体層５１５の厚さが２５μｍの加熱回転体５１と高イオン導電体層５１５の厚さが５０μｍの加熱回転体５１とがそれぞれ得られた。得られた加熱回転体５１の電気抵抗値は、２５℃で１０．２Ωであった。
【００６４】
（ｂ）比較用加熱回転体１の作成
抵抗発熱体層５１４の前駆体を成形された補強層５１３の外面に塗布する工程においてポリイミド前駆体溶液と混合する物質を、金属微粒子とする代わりに、金属微粒子及びカーボンナノファイバーとする点、及び高イオン導電体層５１５を形成しない点を除いて、（ａ）と同じ工程を経ることにより作成した。金属微粒子としては、ニッケル（Ｎｉ）を用いた。
【００６５】
又、ポリイミド前駆体溶液と混合する混合比は、ポリイミド前駆体溶液中のポリイミド前駆体の固形重量に対して、ニッケル（Ｎｉ）１００重量％、カーボンナノファイバー２５重量％とした。これにより、離型層５１７の厚さが３０μｍ、弾性層５１６の厚さが２００μｍ、補強層５１３の厚さが３０μｍ、抵抗発熱体層の厚さが６０μｍの比較用加熱回転体１が得られた。得られた比較用加熱回転体１の電気抵抗値は、２５℃で９．６Ωであった。
【００６６】
（ｃ）比較用加熱回転体２の作成
抵抗発熱体層５１４の前駆体を成形された補強層５１３の外面に塗布する工程においてポリイミド前駆体溶液と混合する物質を、金属微粒子とする代わりに、金属微粒子及び高イオン導電体とする点、及び高イオン導電体層５１５を形成しない点を除いて、（ａ）と同じ工程を経ることにより作成した。金属微粒子としては、ニッケル（Ｎｉ）を用い、高イオン導電体としてヨウ化銀（ＡｇＩ）を用いた。
【００６７】
又、ポリイミド前駆体溶液と混合する混合比は、ポリイミド前駆体溶液中のポリイミド前駆体の固形重量に対して、ニッケル（Ｎｉ）１００重量％、ヨウ化銀５０重量％とした。これにより、離型層５１７の厚さが３０μｍ、弾性層５１６の厚さが２００μｍ、補強層５１３の厚さが３０μｍ、抵抗発熱体層の厚さが１００μｍの比較用加熱回転体１が得られた。得られた比較用加熱回転体２の電気抵抗値は、２５℃で１０．６Ωであった。
【００６８】
（２）体積抵抗率の温度変化
（１）の（ａ）及び（ｂ）で調製した各加熱回転体（加熱回転体５１（高イオン導電体層５１５の厚さが５０μｍの加熱回転体５１）、比較用加熱回転体１）について、体積抵抗率の温度変化を調べた。図６は、各加熱回転体における体積抵抗率の温度変化を示す図である。同図において、符号６０１は、加熱回転体５１における体積抵抗率の温度変化を示す。符号６０２は、比較用加熱回転体１における体積抵抗率の温度変化を示す。体積抵抗率の測定は、各加熱回転体の電極に電力計（ＨＩＯＫＩ製３３３２）と電源（ＫＩＫＵＳＵＩ製ＰＣＲ２０００Ｍ）を接続し、加熱しながら電圧と電流を測定することにより、行った。
【００６９】
同図に示すように、加熱回転体５１では、温度が約１５０℃を超えると体積抵抗率が急激に低下している。比較用加熱回転体１では、体積抵抗率は、温度変化に係らずほぼ一定値を示している。
（３）昇温性能及び過剰昇温防止効果の評価
（１）で調整した各加熱回転体を用いて定着装置を構成し、その昇温性能及び過剰昇温防止効果をそれぞれ評価した。昇温性能の評価方法は、以下に示す方法により行った。構成した各定着装置について、ウォームアップを開始してから、各加熱回転体の温度が定着温度に相当する１５５℃に達するまでの時間（昇温時間）を測定することにより、行った。このときのニップ圧は、３００Ｎ（ニュートン）、ニップ幅は７ｍｍ、加圧ローラの周速度は１８６ｍｍ／ｓ、投入電力は、商用電源で印加できる範囲内の１０００Ｗとした。又、上記の方法における各加熱回転体の温度は、放射温度計（コニカミノルタセンシング製ＴＡ−０５１０Ｆ）を用いて測定した。
【００７０】
又、過剰昇温防止効果の評価は、以下に示す方法により行った。構成した各定着装置の定着ニップに用紙を連続して通紙した後における、当該定着装置の加熱回転体の非通紙領域の温度上昇をそれぞれ調べた。このときのニップ圧は３００Ｎ（ニュートン）、ニップ幅は７ｍｍ、加圧ローラの周速度は、１８６ｍｍ／ｓ、定着加熱体の制御温度は１５５℃とし、通紙させる用紙のサイズは、Ａ４サイズ（縦）、給紙速度は３０枚／分とした。そして、１００枚連続通紙した後に、当該定着装置の加熱回転体における軸方向（通紙方向と直交する方向）の最大温度差を赤外線サーモグラフィ（ＮＥＣ三栄製サーモトレーサＴＨ７１００）を用いて測定することにより、各定着装置における過剰昇温防止効果を評価した。
【００７１】
図７は、昇温性能及び過剰昇温防止効果の評価結果を示す図である。同図に示すように、加熱回転体５１を用いた定着装置では、昇温時間が８．２ｓ（秒）であり、比較用加熱回転体２を用いた定着装置における昇温時間１０．５ｓ（秒）に比べ昇温時間が短く、又、軸方向の最大温度差が２３℃であり、比較用加熱回転体１の軸方向の最大温度差７３℃に比べ、最大温度差が小さく、良好な昇温性能及び過剰昇温防止効果を示している。
【００７２】
一方、高イオン導電体の代わりにカーボンナノファイバーを含む、比較用加熱回転体１を用いた定着装置では、加熱回転体５１を用いた定着装置と同様に良好な昇温性能を示す（昇温時間が７．９ｓ（秒））が、過剰昇温防止効果が加熱回転体５１を用いた定着装置よりも劣っている。
又、高イオン導電体を抵抗発熱体層に分散させて構成した比較用加熱回転体２を用いた定着装置では、加熱回転体５１を用いた定着装置と同様に良好な過剰昇温防止効果を示す（軸方向の最大温度差が２５℃）が、昇温性能が加熱回転体５１を用いた定着装置よりも劣っている。
【００７３】
このように、加熱回転体５１のように、抵抗発熱体層５１４と高イオン導電体層５１５とを、各層について通電可能なように二層に積層する構成とすることにより、商用電源で印加できる範囲内で、良好な昇温性能を維持しつつ、非通紙領域において充分な過剰昇温防止効果を得ることができる。
【００７４】
（４）機械的強度
加熱回転体５１と比較用加熱回転体１について、機械的強度を比較した。機械的強度は、各加熱回転体を構成する補強層５１３と発熱層（加熱回転体５１の場合は、抵抗発熱体層５１４と高イオン導電体層５１５とを合わせた層、比較用加熱回転体１の場合は、抵抗発熱体層）とから成るポリイミド樹脂層について、ロードセル式引張試験機（モンサント社製Tenso meter 10）を用いて引張強度をＪＩＳ Ｋ７１２７規格に準じて測定した。引張強度の測定は、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、試験温度２３℃（常温）の条件下で行い、試験片は２号型試験片を用いた。
【００７５】
その結果、加熱回転体５１の引張強度は、３０６８ｋｇ／ｃｍ２、比較用加熱回転体１の引張強度は、１９６７ｋｇ／ｃｍ２、比較用加熱回転体２の引張強度は、２２４３ｋｇ／ｃｍ２であった。この結果は、カーボン含有物質であるカーボンナノファイバーの代わりに、同重量％の高イオン導電体であるヨウ化銀（ＡｇＩ）を用いることにより、加熱回転体の機械的強度が強化されたことを示している。又、加熱回転体５１のように、抵抗発熱体層５１４と高イオン導電体層５１５とを、各層について通電可能なように二層に積層する構成とすることにより、高イオン導電体を抵抗発熱体層に分散させて構成した比較用加熱回転体２よりも加熱回転体の機械的強度が強化されることを示している。
【００７６】
このように、非通紙領域における過剰昇温を抑制するために、カーボン含有物質を用いる代わりに高イオン導電体を用いることにより、加熱回転体の非通紙領域における過剰昇温を抑制しつつ、機械的強度の低下を防ぐことができる。
（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。
【００７７】
（１）本実施の形態においては、補強層５１３の上に抵抗発熱体層５１４、高イオン導電体層５１５をこの順に積層して、加熱回転体５１を構成することとしたが、抵抗発熱体層５１４と高イオン導電体層５１５の積層順を入れ替えて加熱回転体を構成することとしてもよい。
（２）本実施の形態においては、加熱回転体５１は、電極５１１、５１２、補強層５１３、抵抗発熱体層５１４、高イオン導電体層５１５、弾性層５１６、離型層５１７から構成することとしたが、補強層５１３、弾性層５１６を含まない構成とすることとしてもよい。
【００７８】
（３）本実施の形態においては、加熱回転体５１の形態を、無端状のベルトとしたが、加熱回転体の形態としては、ベルトの形態に限定されず他の形態であってもよい。例えば、加熱回転体を、図８に示すように、芯金８０１の外周面に弾性層８０２を備える定着ローラ８００とし、弾性層８０２の外周に、本実施の形態の発熱層（抵抗発熱体層５１４と高イオン導電体層５１５との積層構造）と同一構成の発熱層８０３を形成することとしてもよい。なお、図８では、図示を省略しているが、定着ローラ８００の発熱層８０３の外周には、本実施の形態の離型層５１７と同一の構成の離型層が設けられている。又、発熱層８０３と離型層の間にさらに、本実施の形態の弾性層５１６と同一構成の弾性層を介在させることとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
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、特に定着装置用の加熱回転体に関する技術として利用できる。
【符号の説明】
【００８０】
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
１４、３５Ｙ クリーナ
３１Ｙ 感光体ドラム
３２Ｙ 帯電器
３３Ｙ 現像器
３４Ｙ １次転写ローラ
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
５１ 加熱回転体
５２ 定着ローラ
５３ 加圧ローラ
６０ 制御部
７１ 排出ローラ
７２ 排紙トレイ
５００ 電源部
５０１、５０２ 給電ブラシ
５１１、５１２ 電極
５１３ 補強層
５１４ 抵抗発熱体層
５１５ 高イオン導電体層
５１６ 弾性層
５１７ 離型層
【技術分野】
【０００１】
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、特に定着装置用の加熱回転体に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、フィルムやベルト等の厚みが薄い材料で構成され、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ものが利用されるようになってきている。例えば、周回駆動しながら記録シートに接触し、記録シート上の未定着画像の熱定着を抵抗発熱体のジュール熱を利用して行う加熱ベルトが利用されている。
【０００３】
このような加熱ベルトを用いて記録シート上に形成された未定着画像の熱定着を行うと、実際に記録シートが通紙された部分では、記録シートに熱が奪われて加熱ベルトの温度が低下するが、通紙されなかった部分では、記録シートに熱を奪われないのであまり温度が低下しない。
その結果、例えば、温度が低下した小サイズの記録シートの通紙領域を適温まで昇温するために、加熱ベルト全体を継続的に発熱させると、上記通紙領域以外の非通紙領域が過剰に昇温されることになる。そして、このように過剰に昇温された領域に、その後、サイズの大きい記録シートが通紙されて、トナー像の熱定着が行われると、例えば、端部でホットオフセットの問題が生じたり、中央部と端部で画質が不均一となったりして、画質低下を招くことになる。
【０００４】
この非通紙領域における過剰昇温を防止する技術として特許文献１には、グラファイトを含有した抵抗発熱体を用いた加熱体が開示されている。グラファイトは、変曲点温度（７００℃程度）を境にその温度以下ではＮＴＣ特性（Negative Temperature Coefficient：温度が上がると抵抗が小さくなる負の抵抗温度特性）を、その温度以上ではＰＴＣ特性（Positive Temperature Coefficient：温度が上がると抵抗が大きくなる正の抵抗温度特性）を示す。
【０００５】
このグラファイトを抵抗発熱体に含有させることにより、変曲点温度以下の温度において抵抗発熱体にＮＴＣ特性を具備させることができ、非通紙領域における過剰昇温を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２０８５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、非通紙領域における過剰昇温を抑制するために、グラファイト等のカーボン含有物質を加熱ベルトに用いると、その分、加熱ベルトの機械的強度が低下してしまうという問題が生じる。特に、エネルギー消費量を少なくするため、熱容量が非常に小さい加熱ベルトを用いて、未定着画像の熱定着動作を行う場合には、少ない発熱量でも非通紙領域が高温に昇温されるので、過剰昇温を抑制するためにグラファイトの含有量を多くする必要が生じ、その分、加熱ベルトの機械的強度が弱くなり、加熱ベルトが破損しやすくなってしまうという問題が生じる。
【０００８】
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、加熱ベルトや加熱ローラ等の加熱回転体の非通紙領域における、熱定着動作時の過剰昇温を抑制しつつ、機械的強度の低下を防ぐことが可能な定着装置及び当該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る定着装置は、通電により発熱する発熱層を有する加熱回転体の外周面に、加圧回転体を圧接して定着ニップを形成し、未定着画像の形成された記録シートを当該定着ニップに通紙して熱定着する定着装置であって、前記発熱層においては、非導電性の耐熱性樹脂に金属微粒子が分散された抵抗発熱体層と、前記金属微粒子よりも電気伝導度が低く、温度上昇に伴い、当該電気伝導度が上昇する高イオン導電体を含む高イオン導電体層と、がそれぞれ通電可能なように二層に積層されている。
【００１０】
ここで、前記発熱層は、前記抵抗発熱体層の上に前記高イオン導電体層が積層されて構成されていることとすることができる。又、前記抵抗発熱体層にはさらに、非金属性の導電性粒子が含まれていることとすることができる。
又、前記高イオン導電体は、定着温度より高温側において電気伝導度が急激に増加する相転移温度を有することとすることができる。さらに、前記高イオン導電体は、ＡｇＩ又はＣｕＩであることとすることができる。
【００１１】
又、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画像形成装置とすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成を備えることにより、温度上昇に伴い、電気伝導度が上昇し、体積抵抗率が低下するＮＴＣ特性を有し、機械的強度がＮＴＣ特性を有するグラファイトやカーボンよりも強い高イオン導電体を含む高イオン導電体層と、抵抗発熱体層とが積層されて発熱層が構成されるので、記録シートの熱定着時に非通紙領域が過剰に昇温するのを有効に防止できると共に、加熱回転体の機械的強度の低下量を少なくすることができる。
【００１３】
さらに、発熱層において、抵抗発熱体層を構成する金属微粒子よりも電気伝導度の低い高イオン導電体層と、抵抗発熱体層とがそれぞれ通電可能なように二層になるように構成されているので、発熱層の温度が定着温度を超えない範囲内にあり、高イオン導電体層の電気伝導度がより低い場合においても、抵抗発熱体層の体積抵抗率に影響を与えないようにすることができ、高イオン導電体を抵抗発熱体層中に分散させて一層の発熱層とした場合に比べ、以下に示すような有利な効果が得られる。
【００１４】
（１）発熱層の厚みが同じ場合に、発熱層に同じ電流量を流すのに要する印加電圧を低くすることができ、所望の発熱量を得るために高電圧をかけなくてすむ。
（２）発熱層の厚みが同じで印加電圧が制限される場合に、発熱層に添加する高イオン導電体の量をより多くし、より大きい過剰昇温防止効果を得ることができる。一層の発熱層では、印加電圧が制限される場合、その厚みを厚くしないと、発熱層を高イオン導電体層と抵抗発熱体層の二層で構成した場合と同様の過剰昇温防止効果が得られず、厚みが厚くなる分だけ、発熱層の熱容量が大きくなり、発熱効率が低下してしまう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】プリンタ１の構成を示す図である。
【図２】定着装置５の構成を示す斜視図である。
【図３】加熱回転体５１の詳細な構造を示す断面図である。
【図４】代表的な高イオン伝導体における電気伝導度の温度変化の具体例を示す図である。
【図５】リングコート法の具体例を示す図である。
【図６】各加熱回転体における体積抵抗率の温度変化を示す図である。
【図７】昇温性能及び過剰昇温防止効果の評価結果を示す図である。
【図８】加熱回転体５１の形態の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（実施の形態）
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。
【００１７】
プリンタ１は、ネットワーク（例えばＬＡＮ（Local Area Network））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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。又、従動ローラ１３の近傍には、中間転写ベルト上に残留するトナーを除去するためのクリーナ１４が配置されている。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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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は、定着装置５の構成を示す斜視図である。同図に示すように、定着装置５は、加熱回転体５１と、定着ローラ５２と、加圧ローラ５３と、を有する。
【００２５】
加熱回転体５１は、無端状のベルトであり、その両端部に電極５１１、５１２が設けられ、両電極には給電部材５０１、５０２が当接され、電源部５００から給電部材５０１、５０２を介して給電が行われる。給電部材としては、例えば、給電ブラシや給電ローラを用いることができる。給電部材５０１、５０２からの給電により、両電極間に電流が流れて、加熱回転体５１がジュール発熱する。
【００２６】
図３は、加熱回転体５１の詳細な構造を示す断面図である。同図に示すように、両端部を除く領域においては、加熱回転体５１は、補強層５１３、抵抗発熱体層５１４、高イオン導電体層５１５、弾性層５１６、離型層５１７が、この順に積層されて構成され、両端部においては、補強層５１３、抵抗発熱体層５１４、電極５１１又は５１２がこの順に積層されて構成される。高イオン導電体層５１５の両端部は、電極５１１、５１２とそれぞれ接触している。
【００２７】
電極５１１、５１２は、導電性の材料から構成される。各電極の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、真鍮、リン青銅等の金属を用いることができる。補強層５１３は、加熱回転体５１の強度を補強するための層であり、例えば、ポリイミド樹脂を用いることができる。補強層５１３の厚さは１０〜１００μｍの範囲内であることが望ましい。
【００２８】
抵抗発熱体層５１４は、電極５１１、５１２を通じて給電されることにより、ジュール熱を発生する層である。抵抗発熱体層５１４は、耐熱性樹脂等の絶縁性材料中に後述する高イオン導電体より電気伝導度が高い、導電性材料を分散させて構成される。抵抗発熱体層５１４の体積抵抗率は、上記の導電性材料（例えば、金属微粒子）の量を調整することにより、所定の体積抵抗率に調整される。
【００２９】
耐熱性樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリエチレンスルフィド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアラミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ポリエステル-イミド樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリ-ｐ-キシリレノン樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂などを用いることができる。抵抗発熱体層５１４に用いる耐熱性樹脂として、耐熱性、絶縁性及び機械的強度等に優れた特性を示すポリイミド樹脂を用いるのが望ましい。
【００３０】
導電性材料としては、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノコイル等を用いることができ、２種類以上の導電性材料（例えば、カーボンナノ材料と金属）を用いることとしてもよい。この場合、金属は、特に針状やフレーク状の銀（Ａｇ）やニッケル（Ｎｉ）が好ましく、粒径は０．０１〜１０μｍが良い。これにより、カーボンナノ材料と線状に絡み合うことで均一な電気抵抗を有する抵抗発熱体層５１４を成型することができる。金属が粒状や粉末状や塊状の場合、抵抗発熱体層５１４中に混在するカーボンナノ材料と絡み合わず、カーボンナノ材料と点接触することになるため、均一な電気抵抗を有する抵抗発熱体層５１４が得られにくくなる。
【００３１】
抵抗発熱体層５１４の厚さは、任意であるが、５〜１００μｍ程度が望ましい。抵抗発熱体層５１３の体積抵抗率は、１．０×１０−６〜１．０×１０−２Ω・ｍ程度の範囲に設定することができるが、当該体積抵抗率は、１．０×１０−５〜５．０×１０−３Ω・ｍの範囲内であることが望ましい。
高イオン導電体層５１５は、熱定着時に、非通紙領域における過剰昇温を防止するための層であり、高イオン導電体で構成される層である。高イオン導電体とは、イオン結合性の高い化合物の内、その化合物の融点より低い温度領域で電気伝導性を有し、温度上昇とともに電気伝導度が指数関数的（両対数グラフにおいて直線的）に増加する性質を有する物質又は電気伝導度が急激に増加する相転移温度を有し、相転移温度を超えると電気伝導度が指数関数的に増加する性質を有する物質のことをいう。高イオン導電体は、上記の性質を有することにより、温度が上昇すると、その体積抵抗率が低下するＮＴＣ特性（負の抵抗変化率特性）を示す。そのため、高イオン導電体により、加熱回転体５１に優れたＮＴＣ特性を具備させることができ、非通紙領域（図２の符号５１で表す加熱回転体の周面の内、通紙範囲に対応する通紙領域を除く領域）における過剰昇温を効果的に抑制することができる。
【００３２】
一方、高イオン導電体は、定着温度（例えば、１５０℃）を超えない範囲の低い温度では電気伝導度が小さい（例えば、ヨウ化銀（ＡｇＩ）では、１４７℃以下で１０−３Ω−１ｃｍ−１より小さい）ため、高イオン導電体を、抵抗発熱体層に分散させることにより、抵抗発熱体層を構成すると、高イオン導電体層５１５と抵抗発熱体層５１４の各層を二層で構成する場合に比べ、抵抗発熱体層の体積抵抗率が大きくなってしまいます。その結果、当該抵抗発熱体層において、各層を二層とした場合と同じ電流量を流すためには、当該抵抗発熱体層の厚みを厚くするか、当該抵抗発熱体層に印加する電圧を高くすることが必要となる。
【００３３】
そして、当該抵抗発熱体層の厚みを厚くした場合には、その分、熱容量が大きくなるので、高イオン導電体層５１５と抵抗発熱体層５１４の各層を二層で構成する場合に比べ、発熱効率が悪くなり、又、印加する電圧を高くすると、商用電源（５００〜１５００Ｗの電源）で印加できる限度を超えてしまう場合が生じる。さらに、印加電圧を低くするために、当該抵抗発熱体層における高イオン導電体の量を少なくすると、その分、高イオン導電体による、非通紙領域における過剰昇温防止効果が小さくなってしまいます。
【００３４】
このように、高イオン導電体を、抵抗発熱体層に分散させることにより、抵抗発熱体層を構成した場合には、商用電源を用いて加熱回転体の発熱効率と非通紙領域における過剰昇温防止効果との両者が最適化されるように、調整することが難しい。
本実施の形態の構成のように、抵抗発熱体層５１４と高イオン導電体層５１５とを、各層について通電可能なように二層に積層する構成とすることにより、商用電源で印加できる範囲内で、層の厚さを厚くすることなく、良好な発熱効率を維持し、又、高イオン導電体の量を減らすことなく、商用電源で印加できる範囲内で非通紙領域において充分な過剰昇温防止効果を得ることができる。
【００３５】
図４は、代表的な高イオン導電体における電気伝導度の温度変化の具体例を示す図である。同図においては、ヨウ化銀（α―ＡｇＩ、β―ＡｇＩ）、ナトリウムイオン伝導体（Ｎａ３Ｚｒ２Ｓｉ２ＰＯ１２）、ハロゲン陰イオン伝導体（ＬａＦ３）、イットリア安定化ジルコニア（ＺｒＯ３＋Ｙ２Ｏ３）、ガルシア安定化ジルコニア（ＺｒＯ３＋ＣａＯ）の各高イオン導電体の電気伝導度の温度変化が示されている。同図に示すように、温度の上昇に伴い、各高イオン導電体の電気伝導度σは、指数関数的に（横軸の温度の常用対数に対し、縦軸の常用対数で示す電気伝導度（ｌｏｇσ））が直線的に）上昇する傾向を示すか又は相転移温度までは非指数関数的に増加し、相転移温度に達すると、急激に電気伝導度が増加し、相転移温度を超えると、温度の上昇と共に電気伝導度が指数関数的に上昇する傾向を示す。その上昇率は、ヨウ化銀（ＡｇＩ）、ハロゲン陰イオン伝導体（ＬａＦ３）、イットリア安定化ジルコニア（ＺｒＯ３＋Ｙ２Ｏ３）、ガルシア安定化ジルコニア（ＺｒＯ３＋ＣａＯ）において特に大きい。
【００３６】
中でもヨウ化銀（ＡｇＩ）は、温度上昇に伴い、当該温度が相転移温度（約１５０℃）に達し、β―ＡｇＩからα―ＡｇＩに相転移される時に、電気伝導度σが飛躍的に上昇する。さらに、α―ＡｇＩに相転移後も、電気伝導度σは温度上昇に伴い、指数関数的に増加する。
このように、高イオン導電体は、温度上昇と共に、電気伝導度が指数関数的に又は相転移により急激に上昇するため、温度上昇と共に電気抵抗（体積抵抗率）が有意に低下するという優れたＮＴＣ特性を示す。その結果、加熱回転体５１の非通紙領域が過剰に昇温するのを効果的に防止することができる。
【００３７】
一方、高イオン導電体と同様にＮＴＣ特性を有するカーボン含有物質では、温度上昇に伴う体積抵抗率の低下が指数関数的ではなく、直線的であるため、温度上昇に伴う体積抵抗率の低下量が、高イオン導電体に比べて少なく、高イオン導電体よりも量的に多い量を定着加熱体に含有させないと、高イオン導電体と同等の昇温抑制効果が得られない。
従って、加熱回転体にＮＴＣ特性を付与する昇温抑制物質として、高イオン導電体を用いた場合には、温度上昇に伴う体積抵抗率の低下が直線的で急激でないカーボン含有物質を用いた場合よりも、すぐれた昇温抑制効果を得ることができ、その分、昇温抑制物質の含有量を少なくすることができ、昇温抑制物質の添加量に起因する加熱回転体５１の機械的強度の低下量を少なくすることができる。
【００３８】
高イオン導電体としては、高温側で大きい電気伝導度を示す銀ハライド（例えば、ヨウ化銀（ＡｇＩ）、ヨウ化銀ルビジウム（ＲｂＡｇ４Ｉ５））、銅ハライド（例えば、ヨウ化銅（ＣｕＩ））、カルコゲナイト（例えば、硫化銅（ＡｇＳ２））、温度が上昇すると連続的に電気伝導度が大きくなるハロゲン陰イオン導電体（例えば、フッ化鉛（ＰｂＦ２）、フッ化ランタン（ＬａＦ２）、蛍石（ＣａＦ２））、アルミナ（Ｎａβ）、ガルシア（ＣａＯ）安定化ジルコニア（ＺｒＯ２）、イットリア安定化ジルコニア（ＺｒＯ２＋Ｙ２Ｏ３）、ガドリア安定化ジルコニア（ＺｒＯ２＋Ｇｄ２Ｏ３）、１次元導電体（例えば、ホランダイト）、プロトン導電体（例えば、ＢａＣｅＯ２）などを用いることができる。加熱回転体５１の非通紙領域における過剰昇温を効果的に抑制するという観点から、定着温度よりも高温側で電気伝導度が急激に増加する相転移温度を有し体積抵抗率の低下率が大きいもの（例えば、ヨウ化銀（ＡｇＩ）、ヨウ化銅（ＣｕＩ））を加熱回転体５１用の高イオン導電体として用いることが望ましい。
【００３９】
例えば、ヨウ化銀（ＡｇＩ）は、定着温度近傍の温度（約１５０℃）領域に相転移温度を有し、非通紙領域において定着温度（例えば、１４５℃）を超えると、すぐに相転移温度に達し、電気伝導度が急激に上昇し、その体積抵抗率が大きく低下するので、非通紙領域における過剰昇温に対し、迅速に応答して過剰昇温を抑制させることができる。
なお、ヨウ化銀（ＡｇＩ）が相転移を起こす相転移温度は、通常は１４７℃であるが、相転移温度は、その粒子サイズに依存し、粒子サイズが小さくなる程、相転移温度は、低くなる。従って、定着温度に応じて粒子サイズを調整することで、定着温度の近傍で定着温度よりも高温側で相転移が起こるように調整することができ、これにより、加熱回転体５１の非通紙領域の温度が定着温度を超えると、すぐに相転移により、高イオン導電体層５１５の体積抵抗率を低下させ、効果的に過剰昇温防止効果を発現させることができる（例えば、特開２０１０−２６０７５９号公報、段落５５、図８の記載参照）。
【００４０】
各粒子サイズのヨウ化銀（ＡｇＩ）は、硝酸銀（ＡｇＮＯ３）水溶液と有機ポリマーであるＰＶＰ（ポリ−Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）の水溶液を常温常圧下で混合し、ろ過、乾燥させることにより得られる。硝酸銀とＰＶＰの比率など、作製条件を変えることで、異なる粒子サイズ（１０〜５０ｎｍの範囲の異なる粒子サイズ）のヨウ化銀が得られる（例えば、特開２０１０−２６０７５９号公報、段落２３の記載参照）。
【００４１】
高イオン導電体層５１５の厚さは、抵抗発熱体層５１４の厚さに応じて決定される。例えば、抵抗発熱体層５１４の厚さが１００μｍであれば、高イオン導電体層５１５の厚さを２０〜２００μｍとすることができる。
図３の説明に戻って、弾性層５１６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５１６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５１６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、シリコーンゴム、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。
【００４２】
弾性層５１６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５１６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、抵抗発熱体層５１４で発生した熱を加熱回転体５１の外周面まで到達させることが難しく、熱伝熱効率が悪いので好ましくない。
【００４３】
離型層５１７は、加熱回転体５１の最外層をなし，加熱回転体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５１７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、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。離型層５１７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。
【００４４】
図２の説明に戻って、定着ローラ５２と加圧ローラ５３は、芯金５２２、５３２の軸方向両端部５２１、５３１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５３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５３の回転に伴って加熱回転体５１と定着ローラ５２が矢印Ａ方向に従動回転する。
【００４５】
定着ローラ５２は、長尺で円筒状の芯金５２２の周囲を断熱層５２３で被覆されてなり、加熱回転体５１の周回経路の内側に配されている。芯金５２２は、定着ローラ５２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５２２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。
断熱層５２３は、加熱回転体５１が発熱した熱を芯金５２２に逃がさないようにするための層である。断熱層５２３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。加熱回転体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５２３を、ソリッド体とスポンジ体との２層構造にしてもよい。シリコンスポンジ材を断熱層５２３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。
【００４６】
加圧ローラ５３は、円筒状の芯金５３２の周囲に、弾性層５３３を介して離型層５３４が積層されてなり、加熱回転体５１の周回経路外側に配置され、加熱回転体５１の外側から加熱回転体５１を介して定着ローラ５２を押圧して、加熱回転体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が形成される。芯金５３２は、加圧ローラ５３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５３２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。
【００４７】
弾性層５３３は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性体で、厚さ１〜２０ｍｍの範囲内の耐熱性の高い材料で構成される。離型層５３４は、離型層５１７と同様に、加圧ローラ５３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５１７と同様の材料及び厚さで構成することができる。
［３］加熱回転体の製造方法
本実施の形態に係る加熱回転体５１は、以下に示す（１）〜（１０）の工程を経て製造される。
（１）円筒状金型の表面へ補強層５１３の前駆体を塗布する工程
円筒状の金型の表面に離型剤を塗布して型離れを良くした後、ポリイミド前駆体溶液を補強層５１３の前駆体として塗布する。円筒状の金型としては、例えば、アルミニウム製のものを用いることができる。離型剤としては、例えば、シリコーンを用いることができる。ポリイミド前駆体溶液は、例えば、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとを有機溶媒中で、約９０℃以下で反応させることにより得られる。
【００４８】
芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，２'，３，３'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物等を用いることができる。
又、芳香族ジアミンとしては、パラフェニレンジアミン（ＰＰＤ）、メタフェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）、２，５−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、４，４'−ジアミノビフェニル、３，３'−ジメチル−４，４'−ビフェニル等を用いることができる。
【００４９】
（２）補強層５１３の成形工程
塗布されたポリイミド前駆体溶液を加熱して補強層５１３を成形する。ポリイミド前駆体溶液の加熱は、ポリイミド前駆体が半硬化状態になるように加熱する。例えば、約１００℃のオーブンで１時間程度加熱する。
【００５０】
（３）抵抗発熱体層５１４の前駆体を成形された補強層５１３の外面に塗布する工程
ポリイミド前駆体溶液中に金属微粒子を混合することにより、抵抗発熱体層５１４の前駆体溶液を調製し、成形された補強層５１３の外面に塗布する。ポリイミド前駆体溶液は、（１）の場合と同様にして得られる。抵抗発熱体層５１４の前駆体溶液は、ポリイミド前駆体溶液中のポリイミド前駆体の固形重量に対して、金属微粒子の重量が５０〜３００重量％となるように、各構成成分が混合されて調製される。金属微粒子の重量は、定着装置５の発熱量が５００〜１５００Ｗの範囲内になるように、抵抗発熱体層５１４の体積抵抗率を調整するため、上記範囲に設定されている。
【００５１】
（４）抵抗発熱体層５１４の成形工程
塗布された抵抗発熱体層５１４の前駆体溶液を、（２）の場合と同様に、ポリイミド前駆体が半硬化状態になるように加熱して抵抗発熱体層５１４を成形する。
（５）ポリイミド前駆体のイミド化工程
成形された補強層５１３及び抵抗発熱体層５１４中のポリイミド前駆体を加熱し、ポリイミド前駆体のイミド化を完了させる。ポリイミド前駆体の加熱は、例えば、約３５０℃で１時間程度加熱することにより、行う。これにより、両層のイミド化がほぼ同時に完了し、補強層５１３と抵抗発熱体層５１４との間の接着性を高めることができる。
【００５２】
（６）高イオン導電体層５１５を抵抗発熱体層５１４の外面に塗布、成形する工程
５重量％のヨウ化カリウム水溶液に、高イオン導電体（ここでは、ヨウ化銀（ＡｇＩ）とする。）の重量％が５０％となるように、高イオン導電体を溶解し、当該溶解液にキシレンの重量％が５０％となるように、キシレンを溶解し、さらに、キシレンを溶解した溶液に、ポリオールの重量％が１〜２％となるように、ポリオール加え、ポリオール添加後の溶液を１００℃の雰囲気下で、（５）で成形した抵抗発熱体層５１４にスプレーコートし、高イオン導電体層５１５を成形する。ポリオールを加えることにより、抵抗発熱体層５１４との接着性や高イオン導電体同士の結着性を向上させることができる。
【００５３】
又、上記の方法の代わりに、キシレン中に高イオン導電体の粉体を、重量％が５０％なるように投入し、ポールミルあるいはアトライターなどにより粉体を湿
式粉砕した後、ポリオールを重量％が１〜２％になるように加え、ポリオール添加後の溶液を１００℃の雰囲気下で、（５）で成形した抵抗発熱体層５１４にスプレーコートして、高イオン導電体層５１５を成形することとしてもよい。
【００５４】
或いは、メッキやスパッタリングによって、高イオン導電体層５１５を抵抗発熱体層５１４上に積層して、高イオン導電体層５１５を成形することとしてもよい。
（７）弾性層５１６の前駆体を高イオン導電体層５１５の外面に塗布する工程
高イオン導電体層５１５の外面にプライマーを塗布して乾燥した後、さらに、シリコーンゴム前駆体溶液を塗布する。プライマーとしては、例えば、モメンティブ・パーフォーマンス・マテリアルズ社製の「ＸＰ８１−４０５」を用いることができる。
【００５５】
又、シリコーンゴム前駆体溶液としては、例えば、モメンティブ・パーフォーマンス・マテリアルズ社製の「ＸＰ８１−Ａ６３６１」を用いることができる。
（８）弾性層５１６の成形工程
塗布されたシリコーンゴム前駆体溶液を加熱して一次加硫を行い、弾性層５１６を成形する。一次加硫は、シリコーンゴム前駆体溶液を、例えば、約１５０℃のオーブンで１０分程度加熱することにより行われる。
【００５６】
（９）離型層５１７で弾性層５１６の外面を被覆する工程
弾性層５１６との接着性をよくするために離型層５１７の内面にシリコーンゴム前駆体の付加型液状シリコーンゴムを塗布した後、当該離型層５１７で弾性層５１６を被覆する。付加型シリコーンゴムとしては、例えば、モメンティブ・パーフォーマンス・マテリアルズ社製の「ＸＥ１５−Ｂ７３５４−４０Ｋ×２Ｓ」を用いることができる。又、離型層５１６としては、例えば、ＰＦＡチューブを用いることができる。
【００５７】
（１０）接着工程
弾性層５１６及び離型層５１７に塗布されたシリコーンゴム前駆体を加熱して二次加硫を行い、両層を接着する。二次加硫は、シリコーンゴム前駆体を例えば、約２００℃のオーブンで４時間程度加熱することにより行われる。
（１１）電極５１１の成形工程
円筒状金型の両端部において、成形された弾性層５１６及び離型層５１７を剥がし、剥がした部分に電極５１１、５１２を成形する。電極５１１、５１２の成形は、例えば、導電性テープを貼り付けたり、導電性ペーストを成形した後、加熱処理を行ったりすることにより、行われる。
【００５８】
（１）、（３）、（６）における各塗布工程では、塗布液の塗布を例えばリングコート法において行うことができる。「リングコート法」とは、円筒状金型の外周を取り囲む円筒状の塗布機構により円筒状金型の外周面に均一に塗布液を塗布する塗布方法のことをいう。図５は、リングコート法の具体例を示す図である。
図５（ａ）は、符号５で示す塗布液の塗布完了時の状態を示し、図５（ｂ）は、塗布液の塗布を行っている途中の状態を示す。両図に示すように、符号１で示す円筒状金型は、符号２、３で示す支持部材により鉛直に支持された状態で、符号４で示す塗布機構により円筒状金型１の外周面が均一に塗装される。塗布機構４は、上部ヘッド４１と下部ヘッド４２から構成され、両者の間には、塗布液５を吐出するための吐出路４３が形成されている。
【００５９】
塗布機構４に塗布液５を供給しながら、円筒状金型１の一方の端部から他方の端部に所定の速度で移動させることにより、円筒状金型１の外周面に塗布液５が均一に塗布される。
（実施例）
本実施の形態に係る定着加熱体５１について、非通紙領域における過剰昇温の抑制効果及び機械的強度を評価する実験を行った。
（１）評価用の加熱回転体の調製
（ａ）加熱回転体５１の作成
実施の形態で説明した製造方法（［３］加熱回転体の製造方法）に従って加熱回転体５１を作成した。円筒状金型としては、外径が３０ｍｍ、長さが４００ｍｍのアルミニウム製のものを用いた。円筒状金型に塗布する離型剤としては、シリコーンを用いた。補強層５１３の前駆体としてのポリイミド前駆体溶液は、ポリイミド前駆体の固形重量が２０％のものを用い、補強層５１３の成形工程における加熱は、１００℃のオーブンで１時間とした。
【００６０】
抵抗発熱体層５１４の前駆体を成形された補強層５１３の外面に塗布する工程においては、ポリイミド前駆体溶液と混合する金属微粒子をニッケル（Ｎｉ）とし、混合比を、ポリイミド前駆体溶液中のポリイミド前駆体の固形重量に対して、ニッケル（Ｎｉ）１００重量％とした。補強層５１３の成形工程における加熱は、１００℃のオーブンで１時間とし、ポリイミド前駆体のイミド化工程における加熱は、３５０℃で１時間とした。
【００６１】
弾性層５１６の前駆体を高イオン導電体層５１５の外面に塗布する工程においては、高イオン導電体層５１５の外面に塗布するプライマーとして、モメンティブ・パーフォーマンス・マテリアルズ社製の「ＸＰ８１−４０５」を用いた。又、シリコーンゴム前駆体溶液として、モメンティブ・パーフォーマンス・マテリアルズ社製の「ＸＰ８１−Ａ６３６１」を用いた。
【００６２】
弾性層５１６の成形工程における一次加硫は、１５０℃のオーブンで１０分間加熱することにより行った。離型層５１７で弾性層５１６の外面を被覆する工程
においては、付加型シリコーンゴムとして、モメンティブ・パーフォーマンス・マテリアルズ社製の「ＸＥ１５−Ｂ７３５４−４０Ｋ×２Ｓ」を用い、離型層５１５として、ＰＦＡチューブを用いた。
【００６３】
接着工程における二次加硫は、２００℃のオーブンで４時間加熱することにより行った。電極５１１、５１２の成形工程においては、両端部において弾性層５１６及び離型層５１７を、長手方向に各１０ｍｍの長さだけ剥がし、そこに３Ｍ製銅箔テープＪＥ４３０００１９９８の導電性テープを貼り付けることにより、電極５１１、５１２を成形した。
上記の各工程を経ることにより、離型層５１７の厚さが３０μｍ、弾性層５１６の厚さが２００μｍ、補強層５１３の厚さが３０μｍ、抵抗発熱体層５１４の厚さが５０μｍで、高イオン導電体層５１５の厚さが２５μｍの加熱回転体５１と高イオン導電体層５１５の厚さが５０μｍの加熱回転体５１とがそれぞれ得られた。得られた加熱回転体５１の電気抵抗値は、２５℃で１０．２Ωであった。
【００６４】
（ｂ）比較用加熱回転体１の作成
抵抗発熱体層５１４の前駆体を成形された補強層５１３の外面に塗布する工程においてポリイミド前駆体溶液と混合する物質を、金属微粒子とする代わりに、金属微粒子及びカーボンナノファイバーとする点、及び高イオン導電体層５１５を形成しない点を除いて、（ａ）と同じ工程を経ることにより作成した。金属微粒子としては、ニッケル（Ｎｉ）を用いた。
【００６５】
又、ポリイミド前駆体溶液と混合する混合比は、ポリイミド前駆体溶液中のポリイミド前駆体の固形重量に対して、ニッケル（Ｎｉ）１００重量％、カーボンナノファイバー２５重量％とした。これにより、離型層５１７の厚さが３０μｍ、弾性層５１６の厚さが２００μｍ、補強層５１３の厚さが３０μｍ、抵抗発熱体層の厚さが６０μｍの比較用加熱回転体１が得られた。得られた比較用加熱回転体１の電気抵抗値は、２５℃で９．６Ωであった。
【００６６】
（ｃ）比較用加熱回転体２の作成
抵抗発熱体層５１４の前駆体を成形された補強層５１３の外面に塗布する工程においてポリイミド前駆体溶液と混合する物質を、金属微粒子とする代わりに、金属微粒子及び高イオン導電体とする点、及び高イオン導電体層５１５を形成しない点を除いて、（ａ）と同じ工程を経ることにより作成した。金属微粒子としては、ニッケル（Ｎｉ）を用い、高イオン導電体としてヨウ化銀（ＡｇＩ）を用いた。
【００６７】
又、ポリイミド前駆体溶液と混合する混合比は、ポリイミド前駆体溶液中のポリイミド前駆体の固形重量に対して、ニッケル（Ｎｉ）１００重量％、ヨウ化銀５０重量％とした。これにより、離型層５１７の厚さが３０μｍ、弾性層５１６の厚さが２００μｍ、補強層５１３の厚さが３０μｍ、抵抗発熱体層の厚さが１００μｍの比較用加熱回転体１が得られた。得られた比較用加熱回転体２の電気抵抗値は、２５℃で１０．６Ωであった。
【００６８】
（２）体積抵抗率の温度変化
（１）の（ａ）及び（ｂ）で調製した各加熱回転体（加熱回転体５１（高イオン導電体層５１５の厚さが５０μｍの加熱回転体５１）、比較用加熱回転体１）について、体積抵抗率の温度変化を調べた。図６は、各加熱回転体における体積抵抗率の温度変化を示す図である。同図において、符号６０１は、加熱回転体５１における体積抵抗率の温度変化を示す。符号６０２は、比較用加熱回転体１における体積抵抗率の温度変化を示す。体積抵抗率の測定は、各加熱回転体の電極に電力計（ＨＩＯＫＩ製３３３２）と電源（ＫＩＫＵＳＵＩ製ＰＣＲ２０００Ｍ）を接続し、加熱しながら電圧と電流を測定することにより、行った。
【００６９】
同図に示すように、加熱回転体５１では、温度が約１５０℃を超えると体積抵抗率が急激に低下している。比較用加熱回転体１では、体積抵抗率は、温度変化に係らずほぼ一定値を示している。
（３）昇温性能及び過剰昇温防止効果の評価
（１）で調整した各加熱回転体を用いて定着装置を構成し、その昇温性能及び過剰昇温防止効果をそれぞれ評価した。昇温性能の評価方法は、以下に示す方法により行った。構成した各定着装置について、ウォームアップを開始してから、各加熱回転体の温度が定着温度に相当する１５５℃に達するまでの時間（昇温時間）を測定することにより、行った。このときのニップ圧は、３００Ｎ（ニュートン）、ニップ幅は７ｍｍ、加圧ローラの周速度は１８６ｍｍ／ｓ、投入電力は、商用電源で印加できる範囲内の１０００Ｗとした。又、上記の方法における各加熱回転体の温度は、放射温度計（コニカミノルタセンシング製ＴＡ−０５１０Ｆ）を用いて測定した。
【００７０】
又、過剰昇温防止効果の評価は、以下に示す方法により行った。構成した各定着装置の定着ニップに用紙を連続して通紙した後における、当該定着装置の加熱回転体の非通紙領域の温度上昇をそれぞれ調べた。このときのニップ圧は３００Ｎ（ニュートン）、ニップ幅は７ｍｍ、加圧ローラの周速度は、１８６ｍｍ／ｓ、定着加熱体の制御温度は１５５℃とし、通紙させる用紙のサイズは、Ａ４サイズ（縦）、給紙速度は３０枚／分とした。そして、１００枚連続通紙した後に、当該定着装置の加熱回転体における軸方向（通紙方向と直交する方向）の最大温度差を赤外線サーモグラフィ（ＮＥＣ三栄製サーモトレーサＴＨ７１００）を用いて測定することにより、各定着装置における過剰昇温防止効果を評価した。
【００７１】
図７は、昇温性能及び過剰昇温防止効果の評価結果を示す図である。同図に示すように、加熱回転体５１を用いた定着装置では、昇温時間が８．２ｓ（秒）であり、比較用加熱回転体２を用いた定着装置における昇温時間１０．５ｓ（秒）に比べ昇温時間が短く、又、軸方向の最大温度差が２３℃であり、比較用加熱回転体１の軸方向の最大温度差７３℃に比べ、最大温度差が小さく、良好な昇温性能及び過剰昇温防止効果を示している。
【００７２】
一方、高イオン導電体の代わりにカーボンナノファイバーを含む、比較用加熱回転体１を用いた定着装置では、加熱回転体５１を用いた定着装置と同様に良好な昇温性能を示す（昇温時間が７．９ｓ（秒））が、過剰昇温防止効果が加熱回転体５１を用いた定着装置よりも劣っている。
又、高イオン導電体を抵抗発熱体層に分散させて構成した比較用加熱回転体２を用いた定着装置では、加熱回転体５１を用いた定着装置と同様に良好な過剰昇温防止効果を示す（軸方向の最大温度差が２５℃）が、昇温性能が加熱回転体５１を用いた定着装置よりも劣っている。
【００７３】
このように、加熱回転体５１のように、抵抗発熱体層５１４と高イオン導電体層５１５とを、各層について通電可能なように二層に積層する構成とすることにより、商用電源で印加できる範囲内で、良好な昇温性能を維持しつつ、非通紙領域において充分な過剰昇温防止効果を得ることができる。
【００７４】
（４）機械的強度
加熱回転体５１と比較用加熱回転体１について、機械的強度を比較した。機械的強度は、各加熱回転体を構成する補強層５１３と発熱層（加熱回転体５１の場合は、抵抗発熱体層５１４と高イオン導電体層５１５とを合わせた層、比較用加熱回転体１の場合は、抵抗発熱体層）とから成るポリイミド樹脂層について、ロードセル式引張試験機（モンサント社製Tenso meter 10）を用いて引張強度をＪＩＳ Ｋ７１２７規格に準じて測定した。引張強度の測定は、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、試験温度２３℃（常温）の条件下で行い、試験片は２号型試験片を用いた。
【００７５】
その結果、加熱回転体５１の引張強度は、３０６８ｋｇ／ｃｍ２、比較用加熱回転体１の引張強度は、１９６７ｋｇ／ｃｍ２、比較用加熱回転体２の引張強度は、２２４３ｋｇ／ｃｍ２であった。この結果は、カーボン含有物質であるカーボンナノファイバーの代わりに、同重量％の高イオン導電体であるヨウ化銀（ＡｇＩ）を用いることにより、加熱回転体の機械的強度が強化されたことを示している。又、加熱回転体５１のように、抵抗発熱体層５１４と高イオン導電体層５１５とを、各層について通電可能なように二層に積層する構成とすることにより、高イオン導電体を抵抗発熱体層に分散させて構成した比較用加熱回転体２よりも加熱回転体の機械的強度が強化されることを示している。
【００７６】
このように、非通紙領域における過剰昇温を抑制するために、カーボン含有物質を用いる代わりに高イオン導電体を用いることにより、加熱回転体の非通紙領域における過剰昇温を抑制しつつ、機械的強度の低下を防ぐことができる。
（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。
【００７７】
（１）本実施の形態においては、補強層５１３の上に抵抗発熱体層５１４、高イオン導電体層５１５をこの順に積層して、加熱回転体５１を構成することとしたが、抵抗発熱体層５１４と高イオン導電体層５１５の積層順を入れ替えて加熱回転体を構成することとしてもよい。
（２）本実施の形態においては、加熱回転体５１は、電極５１１、５１２、補強層５１３、抵抗発熱体層５１４、高イオン導電体層５１５、弾性層５１６、離型層５１７から構成することとしたが、補強層５１３、弾性層５１６を含まない構成とすることとしてもよい。
【００７８】
（３）本実施の形態においては、加熱回転体５１の形態を、無端状のベルトとしたが、加熱回転体の形態としては、ベルトの形態に限定されず他の形態であってもよい。例えば、加熱回転体を、図８に示すように、芯金８０１の外周面に弾性層８０２を備える定着ローラ８００とし、弾性層８０２の外周に、本実施の形態の発熱層（抵抗発熱体層５１４と高イオン導電体層５１５との積層構造）と同一構成の発熱層８０３を形成することとしてもよい。なお、図８では、図示を省略しているが、定着ローラ８００の発熱層８０３の外周には、本実施の形態の離型層５１７と同一の構成の離型層が設けられている。又、発熱層８０３と離型層の間にさらに、本実施の形態の弾性層５１６と同一構成の弾性層を介在させることとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
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、特に定着装置用の加熱回転体に関する技術として利用できる。
【符号の説明】
【００８０】
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
１４、３５Ｙ クリーナ
３１Ｙ 感光体ドラム
３２Ｙ 帯電器
３３Ｙ 現像器
３４Ｙ １次転写ローラ
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
５１ 加熱回転体
５２ 定着ローラ
５３ 加圧ローラ
６０ 制御部
７１ 排出ローラ
７２ 排紙トレイ
５００ 電源部
５０１、５０２ 給電ブラシ
５１１、５１２ 電極
５１３ 補強層
５１４ 抵抗発熱体層
５１５ 高イオン導電体層
５１６ 弾性層
５１７ 離型層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱する発熱層を有する加熱回転体の外周面に、加圧回転体を圧接して定着ニップを形成し、未定着画像の形成された記録シートを当該定着ニップに通紙して熱定着する定着装置であって、
前記発熱層においては、
非導電性の耐熱性樹脂に金属微粒子が分散された抵抗発熱体層と、前記金属微粒子よりも電気伝導度が低く、温度上昇に伴い、当該電気伝導度が上昇する高イオン導電体を含む高イオン導電体層と、がそれぞれ通電可能なように二層に積層されている
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記発熱層は、前記抵抗発熱体層の上に前記高イオン導電体層が積層されて構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記抵抗発熱体層にはさらに、非金属性の導電性粒子が含まれている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記高イオン導電体は、定着温度より高温側において電気伝導度が急激に増加する相転移温度を有する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記高イオン導電体は、ＡｇＩ又はＣｕＩである
ことを特徴とする請求項４記載の定着装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか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。
【請求項１】
通電により発熱する発熱層を有する加熱回転体の外周面に、加圧回転体を圧接して定着ニップを形成し、未定着画像の形成された記録シートを当該定着ニップに通紙して熱定着する定着装置であって、
前記発熱層においては、
非導電性の耐熱性樹脂に金属微粒子が分散された抵抗発熱体層と、前記金属微粒子よりも電気伝導度が低く、温度上昇に伴い、当該電気伝導度が上昇する高イオン導電体を含む高イオン導電体層と、がそれぞれ通電可能なように二層に積層されている
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記発熱層は、前記抵抗発熱体層の上に前記高イオン導電体層が積層されて構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記抵抗発熱体層にはさらに、非金属性の導電性粒子が含まれている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記高イオン導電体は、定着温度より高温側において電気伝導度が急激に増加する相転移温度を有する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記高イオン導電体は、ＡｇＩ又はＣｕＩである
ことを特徴とする請求項４記載の定着装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２３４０６６（Ｐ２０１２−２３４０６６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０２９７８（Ｐ２０１１−１０２９７８）
【出願日】平成２３年５月２日（２０１１．５．２）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２日（２０１１．５．２）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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