定着装置用発熱ベルトと画像形成装置
【課題】発熱ベルトの機械的強度が高く、かつ、金属フィラーなみの低抵抗化を達成することで、ウォーミングアップタイムが短く、熱効率がよいので省エネルギーでもある発熱定着ベルトと定着装置を提供する。
【解決手段】粉体トナーを用いて形成されたトナー像を画像支持体に転写後加熱定着する、導電性材料を含有する定着装置用発熱ベルトにおいて、該導電性材料として黒鉛粉砕物を耐熱性樹脂に含有させたことを特徴とする定着装置用発熱ベルト。
【解決手段】粉体トナーを用いて形成されたトナー像を画像支持体に転写後加熱定着する、導電性材料を含有する定着装置用発熱ベルトにおいて、該導電性材料として黒鉛粉砕物を耐熱性樹脂に含有させたことを特徴とする定着装置用発熱ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置用発熱ベルトとそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やレーザービームプリンター等の画像形成装置では、トナー現像後、普通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。
【０００３】
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。
【０００４】
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性層が積層された、シームレスの定着ベルトが用いられている。
【０００５】
ところで、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、かつ、セラミックヒーター等が破損しやすいという問題も出てくる。
【０００６】
このような問題を解決するために、近年、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。
【０００７】
これらの技術としては、例えば発熱体は、導電性セラミック、導電性カーボン、金属粉体等の導電性材料と、絶縁性セラミックや耐熱性樹脂等の絶縁性材料から構成されるもの（特許文献１）、ポリイミド樹脂にカーボンナノ材料とフィラメント状金属微粒子を分散した発熱層と絶縁層と離型層を有した発熱ベルト（特許文献２）、正温度特性を有する発熱ベルトを用いた定着装置であり、発熱層は導電性酸化物で樹脂と混合も可能（特許文献３）、等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２８１１２３号公報
【特許文献２】特開２００７−２７２２２３号公報
【特許文献３】特開２００６−３５０２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
発熱ベルトによる定着装置に関する技術開発は上記の如く盛んに行われているが、発熱ベルトの機械的強度が高く、発熱ベルトとしての特長であるウォーミングアップタイムが短く、熱効率がよいので省エネルギーでもある発熱ベルトと、それを用いた定着装置はいまだに開発されていないのが実態である。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものである。
【００１１】
即ち、本発明の目的は、発熱ベルトの機械的強度が高く、かつ、金属フィラーなみの低抵抗化を達成することで、ウォーミングアップタイムが短く、熱効率がよいので省エネルギーでもある発熱定着ベルトとそれを用いた画像形成装置を提供するためになされた。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の発明者は、黒鉛を使用した場合の低抵抗化効果に注目し、鋭意検討した結果によると、ある特定条件下で粉砕した黒鉛を用いると、金属フィラーなみの低抵抗化が達成できた。これは、従来導電材と比べ途切れが無く、かつ密に導電路が形成されるため低抵抗化したものと推定される。これにより、発熱ベルトに従来より少量の導電化材を用いても、加熱に必要な電力供給を可能にするものである。従って、発熱ベルトを構成する樹脂の量を相対的に高くでき、発熱ベルトの機械的強度を上げることが出来る。本発明はこれらの知見に基づき更に検討を重ねることにより成されたものである。
【００１３】
即ち、本発明の目的は、下記構成を採ることにより達成できることがわかった。
【００１４】
（１）
粉体トナーを用いて形成されたトナー像を画像支持体に転写後加熱定着する、導電性材料を含有する定着装置用発熱ベルトにおいて、該導電性材料として黒鉛粉砕物を耐熱性樹脂に含有させたことを特徴とする定着装置用発熱ベルト。
【００１５】
（２）
前記黒鉛粉砕物を製造するにあたり、ジェットミル又はボールミルの少なくともいずれかを用いたことを特徴とする（１）記載の定着装置用発熱ベルト。
【００１６】
（３）
平均体積粒径が０．５〜５０μｍである黒鉛粉砕物を用いたことを特徴とする（１）又は（２）記載の定着装置用発熱ベルト。
【００１７】
（４）
前記耐熱性樹脂がポリイミド樹脂を主成分とすることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項記載の定着装置用発熱ベルト。
【００１８】
（５）
電子写真感光体を一様帯電後、像露光手段、トナー現像手段を用いて形成したトナー画像を、画像支持体上に転写した後、加熱定着手段により定着する画像形成装置において、該加熱定着手段に（１）〜（４）のいずれか１項記載の定着装置用発熱ベルトを用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、発熱ベルトの機械的強度が高く、かつ、金属フィラーなみの低抵抗化を達成することができ、ウォーミングアップタイムが短く、熱効率がよいので省エネルギーでもある発熱定着ベルトとそれを用いた画像形成装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の代表的な定着装置用発熱ベルトの構成を示す構成断面図。
【図２】本発明の定着装置用発熱ベルトを組み込んだ定着装置の構成概念図。
【図３】本発明の画像形成装置の一例を示す断面構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の構成、用いられる化合物や画像形成装置等につきさらに説明する。
【００２２】
発熱ベルトの加熱部分を作る従来技術としては、大きく分けて２つの方法がある。第１の方法は、絶縁体シートに導電性ヒータを貼合せ複合化することにより発熱ベルトを造る方法であり、第２の方法は絶縁体材料に導電性材料を分散して発熱ベルトを造る方法である。これらには、第１の方法は製造時の均一な張り合わせが難しい等の理由で、均一な発熱が得にくく、定着ムラが発生するという問題があり、第２の方法は低抵抗化が難しくヒータに高電圧をかけなければならないという問題点がある。第２の方法は低抵抗化の解決方法が見いだせれば、第１の方法より製造はし易いとも考えられ、先に記載の通り導電性材料としてカーボンと金属を併用する従来技術もある。しかし、２種類の導電性材料の組み合わせは分散ムラを生じやすく、そのため局部的な抵抗ムラが起こるという問題があった。
【００２３】
本発明では低抵抗の１種類の導電性材料を用いることで、低抵抗で均一な発熱ベルトを実現した。
【００２４】
〔本発明の定着装置用発熱ベルトの構成〕
図１は、本発明の代表的な定着装置用発熱ベルトの構成を示す構成断面図である。
【００２５】
定着装置用発熱ベルト１０は、発熱ベルトの支持体１はポリイミド等の耐熱性樹脂、ステンレス、鉄、アルミニウム等の薄い金属板等からなる。その上に端部に給電端子３ａ、３ｂを設けた低抵抗発熱層３を塗設し、絶縁樹脂層４を介して弾性体層５と更に表面層として離型層６が設けられている。しかし、これは代表的な層構成を示したものであり、本発明において、層構成については特に限定はなく、導電性材料として黒鉛粉砕物を耐熱性樹脂に含有させた低抵抗発熱層３を有する発熱ベルトであれば、どのような構成を有するものであってもよい。
【００２６】
その製造方法についても、現在公知の方法をそのまま用いればよい。
【００２７】
導電性材料として黒鉛粉砕物を耐熱性樹脂に含有させた低抵抗発熱層の体積抵抗率は、５×１０−３Ω・ｃｍ未満が好ましい。
【００２８】
次に、図２に本発明の定着装置用発熱ベルトを組み込んだ定着装置の構成概念図を示す。定着装置用発熱ベルト１０を押圧部材３５により、対向する押圧ローラ３１に押し当てる構成を有する。なお、Ｎは押圧部材３５により押しつけられた発熱ベルト１０と押圧ローラ３１によるニップ部であり、３２は定着装置用発熱ベルト１０のガイド部材である。
【００２９】
いうまでもなく未定着トナー像を乗せた画像支持体Ｐがこのニップ間を通り搬送されることにより、トナー像は画像支持体Ｐ上に定着される。
【００３０】
〔黒鉛粉砕物〕
黒鉛とは、石墨、グラファイトともいわれる炭素の同素体の一つで、六角形に並び網目状の面構造をした炭素原子が、層状に集まった結晶体のことである。
【００３１】
金属光沢のある黒色不透明の六角板状結晶が代表的なものであるが、天然に産出するものは、石炭が地殻内で変質し炭化の度が進んだものもあり、本発明では前者の方が望ましい。工業的には無定形炭素を原料として多量に製造されていて、電気をよく伝え、融点が高く、化学的に安定している物質である。
【００３２】
本発明においては黒鉛を粉砕して導電性材料とするが、粉砕にはジェットミルもしくは乾式ボールミル、湿式ボールミルのいずれかの方法を用いて粉砕するのがよく、特にジェットミルと乾式ボールミルは不活性ガス雰囲気で粉砕するのが好ましい。
【００３３】
黒鉛粉砕物の平均体積粒径は０．５〜５０μｍの範囲であるのが特に好ましく、粒径分布が揃っているものがよい。粉砕しながら時々その状況をみて粒径を測定しながら粉砕すれば、この範囲のものは比較的容易に得ることができる。
【００３４】
平均体積粒径が５０μｍを超えるものは、発熱ベルトの引張り強度が弱くなる。平均体積粒径０．５μｍ未満であると、粒子が凝集し易くなり、その結果作業性が悪くなる。また凝集体の影響で発熱ベルトの引張り強度が弱くなる。
【００３５】
粒度分布の測定方法については市販されている粒度分布計ならばなんでも良い。例えばレーザー光の散乱を利用した粒度分布計、沈降法による粒度分布計を利用できる。粒度分布の測定はサンプルの調整方法にも影響を受ける場合がある。粒度分布の測定結果が妥当かどうかは、電子顕微鏡で観察された粒度分布と比較すると良い。以下にその確認用として電子顕微鏡観察で粒度分布を求める方法を説明する。
【００３６】
電子顕微鏡観察方法として透過型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いる。観察の倍率は２０００倍もしくは５０００倍の像を用いる。観察された像を２０ｃｍ×２０ｃｍの大きさで印刷する。印刷された像の上に１ｃｍ間隔で直線を引く。画像に引かれた直線とカーボンの粒子との交点の距離をすべて計測する。好ましくは５０個以上２００個未満の粒子の幅を計測する。計測された粒子の幅の分布から平均粒径を求める。
【００３７】
このようにして求められた平均粒径と、粒度分布計で求められた平均粒径と比較して誤差が±２０％以内であれば粒度分布計で本発明のカーボン粒子の分布は計測されていると判断できる。
【００３８】
〔耐熱性樹脂〕
一般的には短期的耐熱性が２００℃以上、長期的耐熱性が１５０℃以上のものを耐熱性樹脂という。耐熱性樹脂の代表的なものとしては下記のものがあるが、本発明において特に好ましい耐熱性樹脂は、ポリイミド樹脂である。
【００３９】
ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＡ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂等。
【００４０】
これらは、黒鉛粉砕物と混合し発熱ベルトの低抵抗発熱層として用いられるが、前記したそのほかの層の構成成分樹脂としても用いられる。
【００４１】
本発明において、「主成分とする」とは樹脂全体の５０質量％以上が当該樹脂である場合をいう。
【００４２】
体積抵抗率と引っ張り強度の両立する範囲として、黒鉛粉砕物の含有率は、耐熱樹脂と黒鉛粉砕物の中で４５〜５０質量％が好ましい。
【００４３】
〔画像形成装置〕
本発明の画像形成装置は、定着装置以外については、現在公知の構造のものをそのまま用いることが出来る。
【００４４】
下記にその代表的なものを挙げて説明する。
【００４５】
図３において、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは感光体、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは現像装置、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは１次転写手段としての１次転写ロール、５Ａは２次転写手段としての２次転写ロール、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋはクリーニング装置、７は中間転写体ユニット、２４は熱ロール式定着装置、７０は中間転写体を示す。
【００４６】
この画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、転写部としての無端ベルト状中間転写体ユニット７と、画像支持体Ｐを搬送する無端ベルト状の給紙搬送手段２１及び定着手段としての熱ロール式定着装置２４とを有する。画像形成装置の本体Ａの上部には、原稿画像読み取り装置ＳＣが配置されている。
【００４７】
各感光体に形成される異なる色のトナー像の１つとして、イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、ドラム状の感光体１Ｙ、該感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、１次転写手段としての１次転写ロール５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。また、別の異なる色のトナー像の１つとして、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、ドラム状の感光体１Ｍ、該感光体１Ｍの周囲に配置された帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、１次転写手段としての１次転写ロール５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。
【００４８】
また、更に別の異なる色のトナー像の１つとして、シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、ドラム状の感光体１Ｃ、該感光体１Ｃの周囲に配置された帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、１次転写手段としての１次転写ロール５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。さらに、他の異なる色のトナー像の１つとして、黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、ドラム状の感光体１Ｋ、該感光体１Ｋの周囲に配置された帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、１次転写手段としての１次転写ロール５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。
【００４９】
無端ベルト状中間転写体ユニット７は、複数のロールにより巻回され、回動可能に支持された中間転写エンドレスベルト状の第２の像担持体としての無端ベルト状中間転写体７０を有する。
【００５０】
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、１次転写ロール５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより、回動する無端ベルト状中間転写体７０上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された転写材として用紙等の画像支持体Ｐは、給紙搬送手段２１により給紙され、複数の中間ロール２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストロール２３を経て、２次転写手段としての２次転写ロール５Ａに搬送され、画像支持体Ｐ上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された画像支持体Ｐは、熱ロール式定着装置２４により定着処理され、排紙ロール２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。
【００５１】
一方、２次転写ロール５Ａにより画像支持体Ｐにカラー画像を転写した後、画像支持体Ｐを曲率分離した無端ベルト状中間転写体７０は、クリーニング手段６Ａにより残留トナーが除去される。
【００５２】
画像形成処理中、１次転写ロール５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の１次転写ロール５Ｙ、５Ｍ、５Ｃはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃに圧接する。
【００５３】
２次転写ロール５Ａは、ここを画像支持体Ｐが通過して２次転写が行われるときにのみ、無端ベルト状中間転写体７０に圧接する。
【００５４】
この様に、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に帯電、露光、現像によりトナー像を形成し、無端ベルト状中間転写体７０上で各色のトナー像を重ね合わせ、一括して画像支持体Ｐに転写し、定着装置２４で加圧及び加熱により固定して定着する。トナー像を画像支持体Ｐに転移させた後の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、クリーニング装置６Ａで転写時に感光体に残されたトナーを清掃した後、上記の帯電、露光、現像のサイクルに入り、次の像形成が行われる。
【００５５】
本発明に係るトナーを非磁性一成分系現像剤として用いた場合の画像形成装置としては、前記二成分現像装置を非磁性一成分現像装置に交換すればよい。
【００５６】
又、感光体については、特に限定はなく無機系の感光体、有機系の感光体共に用いることが出来る。
【００５７】
いうまでもなく、図３には、図２の説明にて前述した、本発明の発熱ベルト１０と押圧ローラからなるベルト定着方式の定着装置２４が使用される。
【００５８】
〔画像支持体〕
本発明に係るトナーを用いて画像を形成することが可能な画像支持体（記録材、記録紙、記録用紙等ともいう）は、一般に用いられているものでよく、例えば、上述した画像形成装置等による公知の画像形成方法により形成したトナー画像を保持するものであれば特に限定されるものではない。本発明で使用可能な画像支持体として用いられるものには、例えば、薄紙から厚紙までの普通紙、上質紙、アート紙、あるいは、コート紙等の塗工された印刷用紙、市販の和紙やはがき用紙、ＯＨＰ用のプラスチックフィルム、布等が挙げられる。
【実施例】
【００５９】
次に、本発明の代表的な実施態様とその効果を記載して、本発明につきさらに説明する。しかし、本発明の構成はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
東洋炭素社製黒鉛板（体積抵抗率９×１０−４（Ω・ｃｍ））１５ｋｇを金槌で粉砕後ジルコニア製ボールミルで４０分粉砕、次にセイシン企業社製ジェットミルで粉砕し１０ｋｇの粉砕黒鉛１を得た。平均粒径０．４μｍ、Ｄ１０／Ｄ９０は０．２であった。
【００６０】
この粉砕黒鉛１を１８ｇとポリイミドワニス（宇部興産社製 Ｕ−ワニスＳ）１００ｇ（固形分１８％）を遊星型ボールミルで混合した。この混合物をドクターブレード法でガラス板上にシートを形成し、乾燥後２２０℃まで加熱し、１時間保持する。その後４００℃まで昇温し、ポリイミド化を行う。このようにして厚み５０μｍの発熱層を得る。発熱層の体積抵抗率は３〜５×１０−３（Ω・ｃｍ）で引張り強度は６０〜７０ＭＰａであった。
【００６１】
Ｄ１０／Ｄ９０とは、粒径分布の１０％粒径と９０％粒径との比である。
（実施例２）
実施例１のジルコニア製ボールミルの粉砕時間を３０分、その他条件は同じ条件で粉砕することで、平均粒径０．７μｍの粉砕黒鉛２が得られ、実施例１と同じ製造方法により、ガラス板上に発熱層が得られる。発熱層の体積抵抗率は３〜５×１０−３（Ω・ｃｍ）で引張り強度は８０ＭＰａであった。
（実施例３）
実施例１のジルコニア製ボールミルの粉砕時間を２時間、その他条件は同じ条件で粉砕することで、平均粒径２０．０μｍの粉砕黒鉛３が得られ、実施例１と同じ製造方法により、ガラス板上に発熱層が得られる。発熱層の体積抵抗率は３〜５×１０−３（Ω・ｃｍ）で引張り強度は８０ＭＰａであった。
（実施例４）
東洋炭素社製黒鉛板（体積抵抗率９×１０−４（Ω・ｃｍ））１５ｋｇを金槌で粉砕後ジルコニア製ボールミルで１．５時間粉砕し、平均粒径４８．０μｍの粉砕黒鉛４を得た。この粉砕黒鉛４を用い、実施例１と同じ製造方法により、ガラス板上に発熱層が得られる。発熱層の体積抵抗率は３〜５×１０−３（Ω・ｃｍ）で引張り強度は８０ＭＰａであった。
（実施例５）
天然黒鉛をジェットミルにて処理し、平均粒径５２．０μｍの粉砕黒鉛５を得た。この粉砕黒鉛５を用い、実施例１と同じ製造方法により、ガラス板上に発熱層が得られる。発熱層の体積抵抗率は３〜５×１０−３（Ω・ｃｍ）で引張り強度は５０〜７０ＭＰａであった。
（実施例６）
実施例３の粉砕条件で得られる粉砕黒鉛３を１６ｇとポリイミドワニス（宇部興産社製 Ｕ−ワニスＳ）１１０ｇ（固形分１８％）を遊星型ボールミルで混合した。この混合物をドクターブレード法でガラス板上にシートを形成し、乾燥後２２０℃まで加熱し、１時間保持する。その後４００℃まで昇温し、ポリイミド化を行う。このようにして厚み５０μｍの発熱層を得る。発熱層の体積抵抗率は３〜５×１０−３（Ω・ｃｍ）で引張り強度は８０ＭＰａであった。
（実施例７）
実施例３の粉砕条件で得られる粉砕黒鉛３を１７ｇとポリイミドワニス（宇部興産社製 Ｕ−ワニスＳ）１０６ｇ（固形分１８％）を遊星型ボールミルで混合した。この混合物をドクターブレード法でガラス板上にシートを形成し、乾燥後２２０℃まで加熱し、１時間保持する。その後４００℃まで昇温し、ポリイミド化を行う。このようにして厚み５０μｍの発熱層を得る。発熱層の体積抵抗率は３〜５×１０−３（Ω・ｃｍ）で引張り強度は８０ＭＰａであった。
（比較例１）
実施例１の粉砕黒鉛１の代わりにフェノール樹脂を１０００℃で処理し、炭化粉砕品として用いた。平均粒径は８０．０μｍであった。ガラス板上に得られた発熱層の体積抵抗率は１〜４×１０４（Ω・ｃｍ）で引張り強度は４０ＭＰａであった。
（比較例２）
実施例１の粉砕黒鉛１の代わりにＳｂドープＳｎＯ２（石原産業製）を用いた。平均粒径は０．５μｍであった。ガラス板上に得られた発熱層の体積抵抗率は１〜３×１０２（Ω・ｃｍ）で引張り強度は３０ＭＰａであった。
（比較例３）
実施例１の粉砕黒鉛１の代わりにアセチレンブラックを用いた。平均粒径０．２μｍであった。ガラス板上に得られた発熱層の体積抵抗率は１〜５×１００（Ω・ｃｍ）で引張り強度は６０ＭＰａであった。
【００６２】
（評価方法）
・体積抵抗率
三菱化学アナリテック社製低抵抗率計ロレスターＧＰを用いる。
【００６３】
プローブは直列４探針ＡＳＰを用い、１サンプルにつき５点測定、その平均値を求める。ＪＩＳ−Ｋ７１９４準拠
・引張り強度
インストロン社製の万能材料試験機を用いる。
【００６４】
試験片として３号形試験片（幅１０ｍｍ、標線間距離５０ｍｍ）を用い、引張り速度５ｍｍ／ｍｉｎ、チャック間距離１１５ｍｍの条件で試験。１サンプルにつき３回測定し、その平均値を求める（ＪＩＳ＿Ｋ７１２７に準拠）。
【００６５】
・実写耐久性テスト
図１と同様な構成を有するデジタル電子写真複写機：Ｂｂｉｚｈｕｂ ＰＲＯＣ６５０１（コニカミノルタビジネステクノロジーズ（株）製を用い、定着装置を図２に示す構成のものに入れ替えた。
【００６６】
熱ベルトは、ポリイミド樹脂を支持体とし、実施例１〜７並びに比較例１〜３に示す構成を有する発熱層を各々有し、表面にフッ素樹脂の離型層を形成した定着装置用発熱ベルトを作製し耐久性テストを行った。
【００６７】
５０万枚実写を２万枚の連続実写（Ａ４・ブラック画像）毎に、１２時間の休止を入れながら行った。
【００６８】
実写後の熱ベルトの状態を肉眼で観察し、下記の基準で評価した。
【００６９】
◎：熱ベルトの状態は殆ど変化していない
○：よく見るとベルト表面によこ又は斜めの筋があるが、定着性能には問題なし
△：ベルト表面によこ又は斜めの筋がありベルトの幅方向の端部まで達している
×：テストを最後まで行う前に熱ベルト表面に凹凸ができ、定着性能も劣化するので発熱層が均一に発熱しない様になっていると思われる
【００７０】
【表１】
【００７１】
上記、表１の結果から、本発明内の実施例１〜７はいずれも良い性能をしめすが、本発明外の比較例１〜３は、少なくともいずれかの特性に問題があることがわかる。
【符号の説明】
【００７２】
１ ベルトの支持体
３ 低抵抗発熱層
３ａ、３ｂ 給電端子
４ 絶縁樹脂層
６ 離型層
１０ 定着装置用発熱ベルト
３１ 押圧ローラ
３２ ガイド部材
３５ 押圧部材
Ｐ 画像支持体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置用発熱ベルトとそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やレーザービームプリンター等の画像形成装置では、トナー現像後、普通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。
【０００３】
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。
【０００４】
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性層が積層された、シームレスの定着ベルトが用いられている。
【０００５】
ところで、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、かつ、セラミックヒーター等が破損しやすいという問題も出てくる。
【０００６】
このような問題を解決するために、近年、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。
【０００７】
これらの技術としては、例えば発熱体は、導電性セラミック、導電性カーボン、金属粉体等の導電性材料と、絶縁性セラミックや耐熱性樹脂等の絶縁性材料から構成されるもの（特許文献１）、ポリイミド樹脂にカーボンナノ材料とフィラメント状金属微粒子を分散した発熱層と絶縁層と離型層を有した発熱ベルト（特許文献２）、正温度特性を有する発熱ベルトを用いた定着装置であり、発熱層は導電性酸化物で樹脂と混合も可能（特許文献３）、等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２８１１２３号公報
【特許文献２】特開２００７−２７２２２３号公報
【特許文献３】特開２００６−３５０２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
発熱ベルトによる定着装置に関する技術開発は上記の如く盛んに行われているが、発熱ベルトの機械的強度が高く、発熱ベルトとしての特長であるウォーミングアップタイムが短く、熱効率がよいので省エネルギーでもある発熱ベルトと、それを用いた定着装置はいまだに開発されていないのが実態である。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものである。
【００１１】
即ち、本発明の目的は、発熱ベルトの機械的強度が高く、かつ、金属フィラーなみの低抵抗化を達成することで、ウォーミングアップタイムが短く、熱効率がよいので省エネルギーでもある発熱定着ベルトとそれを用いた画像形成装置を提供するためになされた。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の発明者は、黒鉛を使用した場合の低抵抗化効果に注目し、鋭意検討した結果によると、ある特定条件下で粉砕した黒鉛を用いると、金属フィラーなみの低抵抗化が達成できた。これは、従来導電材と比べ途切れが無く、かつ密に導電路が形成されるため低抵抗化したものと推定される。これにより、発熱ベルトに従来より少量の導電化材を用いても、加熱に必要な電力供給を可能にするものである。従って、発熱ベルトを構成する樹脂の量を相対的に高くでき、発熱ベルトの機械的強度を上げることが出来る。本発明はこれらの知見に基づき更に検討を重ねることにより成されたものである。
【００１３】
即ち、本発明の目的は、下記構成を採ることにより達成できることがわかった。
【００１４】
（１）
粉体トナーを用いて形成されたトナー像を画像支持体に転写後加熱定着する、導電性材料を含有する定着装置用発熱ベルトにおいて、該導電性材料として黒鉛粉砕物を耐熱性樹脂に含有させたことを特徴とする定着装置用発熱ベルト。
【００１５】
（２）
前記黒鉛粉砕物を製造するにあたり、ジェットミル又はボールミルの少なくともいずれかを用いたことを特徴とする（１）記載の定着装置用発熱ベルト。
【００１６】
（３）
平均体積粒径が０．５〜５０μｍである黒鉛粉砕物を用いたことを特徴とする（１）又は（２）記載の定着装置用発熱ベルト。
【００１７】
（４）
前記耐熱性樹脂がポリイミド樹脂を主成分とすることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項記載の定着装置用発熱ベルト。
【００１８】
（５）
電子写真感光体を一様帯電後、像露光手段、トナー現像手段を用いて形成したトナー画像を、画像支持体上に転写した後、加熱定着手段により定着する画像形成装置において、該加熱定着手段に（１）〜（４）のいずれか１項記載の定着装置用発熱ベルトを用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、発熱ベルトの機械的強度が高く、かつ、金属フィラーなみの低抵抗化を達成することができ、ウォーミングアップタイムが短く、熱効率がよいので省エネルギーでもある発熱定着ベルトとそれを用いた画像形成装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の代表的な定着装置用発熱ベルトの構成を示す構成断面図。
【図２】本発明の定着装置用発熱ベルトを組み込んだ定着装置の構成概念図。
【図３】本発明の画像形成装置の一例を示す断面構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の構成、用いられる化合物や画像形成装置等につきさらに説明する。
【００２２】
発熱ベルトの加熱部分を作る従来技術としては、大きく分けて２つの方法がある。第１の方法は、絶縁体シートに導電性ヒータを貼合せ複合化することにより発熱ベルトを造る方法であり、第２の方法は絶縁体材料に導電性材料を分散して発熱ベルトを造る方法である。これらには、第１の方法は製造時の均一な張り合わせが難しい等の理由で、均一な発熱が得にくく、定着ムラが発生するという問題があり、第２の方法は低抵抗化が難しくヒータに高電圧をかけなければならないという問題点がある。第２の方法は低抵抗化の解決方法が見いだせれば、第１の方法より製造はし易いとも考えられ、先に記載の通り導電性材料としてカーボンと金属を併用する従来技術もある。しかし、２種類の導電性材料の組み合わせは分散ムラを生じやすく、そのため局部的な抵抗ムラが起こるという問題があった。
【００２３】
本発明では低抵抗の１種類の導電性材料を用いることで、低抵抗で均一な発熱ベルトを実現した。
【００２４】
〔本発明の定着装置用発熱ベルトの構成〕
図１は、本発明の代表的な定着装置用発熱ベルトの構成を示す構成断面図である。
【００２５】
定着装置用発熱ベルト１０は、発熱ベルトの支持体１はポリイミド等の耐熱性樹脂、ステンレス、鉄、アルミニウム等の薄い金属板等からなる。その上に端部に給電端子３ａ、３ｂを設けた低抵抗発熱層３を塗設し、絶縁樹脂層４を介して弾性体層５と更に表面層として離型層６が設けられている。しかし、これは代表的な層構成を示したものであり、本発明において、層構成については特に限定はなく、導電性材料として黒鉛粉砕物を耐熱性樹脂に含有させた低抵抗発熱層３を有する発熱ベルトであれば、どのような構成を有するものであってもよい。
【００２６】
その製造方法についても、現在公知の方法をそのまま用いればよい。
【００２７】
導電性材料として黒鉛粉砕物を耐熱性樹脂に含有させた低抵抗発熱層の体積抵抗率は、５×１０−３Ω・ｃｍ未満が好ましい。
【００２８】
次に、図２に本発明の定着装置用発熱ベルトを組み込んだ定着装置の構成概念図を示す。定着装置用発熱ベルト１０を押圧部材３５により、対向する押圧ローラ３１に押し当てる構成を有する。なお、Ｎは押圧部材３５により押しつけられた発熱ベルト１０と押圧ローラ３１によるニップ部であり、３２は定着装置用発熱ベルト１０のガイド部材である。
【００２９】
いうまでもなく未定着トナー像を乗せた画像支持体Ｐがこのニップ間を通り搬送されることにより、トナー像は画像支持体Ｐ上に定着される。
【００３０】
〔黒鉛粉砕物〕
黒鉛とは、石墨、グラファイトともいわれる炭素の同素体の一つで、六角形に並び網目状の面構造をした炭素原子が、層状に集まった結晶体のことである。
【００３１】
金属光沢のある黒色不透明の六角板状結晶が代表的なものであるが、天然に産出するものは、石炭が地殻内で変質し炭化の度が進んだものもあり、本発明では前者の方が望ましい。工業的には無定形炭素を原料として多量に製造されていて、電気をよく伝え、融点が高く、化学的に安定している物質である。
【００３２】
本発明においては黒鉛を粉砕して導電性材料とするが、粉砕にはジェットミルもしくは乾式ボールミル、湿式ボールミルのいずれかの方法を用いて粉砕するのがよく、特にジェットミルと乾式ボールミルは不活性ガス雰囲気で粉砕するのが好ましい。
【００３３】
黒鉛粉砕物の平均体積粒径は０．５〜５０μｍの範囲であるのが特に好ましく、粒径分布が揃っているものがよい。粉砕しながら時々その状況をみて粒径を測定しながら粉砕すれば、この範囲のものは比較的容易に得ることができる。
【００３４】
平均体積粒径が５０μｍを超えるものは、発熱ベルトの引張り強度が弱くなる。平均体積粒径０．５μｍ未満であると、粒子が凝集し易くなり、その結果作業性が悪くなる。また凝集体の影響で発熱ベルトの引張り強度が弱くなる。
【００３５】
粒度分布の測定方法については市販されている粒度分布計ならばなんでも良い。例えばレーザー光の散乱を利用した粒度分布計、沈降法による粒度分布計を利用できる。粒度分布の測定はサンプルの調整方法にも影響を受ける場合がある。粒度分布の測定結果が妥当かどうかは、電子顕微鏡で観察された粒度分布と比較すると良い。以下にその確認用として電子顕微鏡観察で粒度分布を求める方法を説明する。
【００３６】
電子顕微鏡観察方法として透過型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いる。観察の倍率は２０００倍もしくは５０００倍の像を用いる。観察された像を２０ｃｍ×２０ｃｍの大きさで印刷する。印刷された像の上に１ｃｍ間隔で直線を引く。画像に引かれた直線とカーボンの粒子との交点の距離をすべて計測する。好ましくは５０個以上２００個未満の粒子の幅を計測する。計測された粒子の幅の分布から平均粒径を求める。
【００３７】
このようにして求められた平均粒径と、粒度分布計で求められた平均粒径と比較して誤差が±２０％以内であれば粒度分布計で本発明のカーボン粒子の分布は計測されていると判断できる。
【００３８】
〔耐熱性樹脂〕
一般的には短期的耐熱性が２００℃以上、長期的耐熱性が１５０℃以上のものを耐熱性樹脂という。耐熱性樹脂の代表的なものとしては下記のものがあるが、本発明において特に好ましい耐熱性樹脂は、ポリイミド樹脂である。
【００３９】
ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＡ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂等。
【００４０】
これらは、黒鉛粉砕物と混合し発熱ベルトの低抵抗発熱層として用いられるが、前記したそのほかの層の構成成分樹脂としても用いられる。
【００４１】
本発明において、「主成分とする」とは樹脂全体の５０質量％以上が当該樹脂である場合をいう。
【００４２】
体積抵抗率と引っ張り強度の両立する範囲として、黒鉛粉砕物の含有率は、耐熱樹脂と黒鉛粉砕物の中で４５〜５０質量％が好ましい。
【００４３】
〔画像形成装置〕
本発明の画像形成装置は、定着装置以外については、現在公知の構造のものをそのまま用いることが出来る。
【００４４】
下記にその代表的なものを挙げて説明する。
【００４５】
図３において、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは感光体、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは現像装置、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは１次転写手段としての１次転写ロール、５Ａは２次転写手段としての２次転写ロール、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋはクリーニング装置、７は中間転写体ユニット、２４は熱ロール式定着装置、７０は中間転写体を示す。
【００４６】
この画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、転写部としての無端ベルト状中間転写体ユニット７と、画像支持体Ｐを搬送する無端ベルト状の給紙搬送手段２１及び定着手段としての熱ロール式定着装置２４とを有する。画像形成装置の本体Ａの上部には、原稿画像読み取り装置ＳＣが配置されている。
【００４７】
各感光体に形成される異なる色のトナー像の１つとして、イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、ドラム状の感光体１Ｙ、該感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、１次転写手段としての１次転写ロール５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。また、別の異なる色のトナー像の１つとして、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、ドラム状の感光体１Ｍ、該感光体１Ｍの周囲に配置された帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、１次転写手段としての１次転写ロール５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。
【００４８】
また、更に別の異なる色のトナー像の１つとして、シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、ドラム状の感光体１Ｃ、該感光体１Ｃの周囲に配置された帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、１次転写手段としての１次転写ロール５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。さらに、他の異なる色のトナー像の１つとして、黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、ドラム状の感光体１Ｋ、該感光体１Ｋの周囲に配置された帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、１次転写手段としての１次転写ロール５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。
【００４９】
無端ベルト状中間転写体ユニット７は、複数のロールにより巻回され、回動可能に支持された中間転写エンドレスベルト状の第２の像担持体としての無端ベルト状中間転写体７０を有する。
【００５０】
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、１次転写ロール５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより、回動する無端ベルト状中間転写体７０上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された転写材として用紙等の画像支持体Ｐは、給紙搬送手段２１により給紙され、複数の中間ロール２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストロール２３を経て、２次転写手段としての２次転写ロール５Ａに搬送され、画像支持体Ｐ上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された画像支持体Ｐは、熱ロール式定着装置２４により定着処理され、排紙ロール２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。
【００５１】
一方、２次転写ロール５Ａにより画像支持体Ｐにカラー画像を転写した後、画像支持体Ｐを曲率分離した無端ベルト状中間転写体７０は、クリーニング手段６Ａにより残留トナーが除去される。
【００５２】
画像形成処理中、１次転写ロール５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の１次転写ロール５Ｙ、５Ｍ、５Ｃはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃに圧接する。
【００５３】
２次転写ロール５Ａは、ここを画像支持体Ｐが通過して２次転写が行われるときにのみ、無端ベルト状中間転写体７０に圧接する。
【００５４】
この様に、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に帯電、露光、現像によりトナー像を形成し、無端ベルト状中間転写体７０上で各色のトナー像を重ね合わせ、一括して画像支持体Ｐに転写し、定着装置２４で加圧及び加熱により固定して定着する。トナー像を画像支持体Ｐに転移させた後の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、クリーニング装置６Ａで転写時に感光体に残されたトナーを清掃した後、上記の帯電、露光、現像のサイクルに入り、次の像形成が行われる。
【００５５】
本発明に係るトナーを非磁性一成分系現像剤として用いた場合の画像形成装置としては、前記二成分現像装置を非磁性一成分現像装置に交換すればよい。
【００５６】
又、感光体については、特に限定はなく無機系の感光体、有機系の感光体共に用いることが出来る。
【００５７】
いうまでもなく、図３には、図２の説明にて前述した、本発明の発熱ベルト１０と押圧ローラからなるベルト定着方式の定着装置２４が使用される。
【００５８】
〔画像支持体〕
本発明に係るトナーを用いて画像を形成することが可能な画像支持体（記録材、記録紙、記録用紙等ともいう）は、一般に用いられているものでよく、例えば、上述した画像形成装置等による公知の画像形成方法により形成したトナー画像を保持するものであれば特に限定されるものではない。本発明で使用可能な画像支持体として用いられるものには、例えば、薄紙から厚紙までの普通紙、上質紙、アート紙、あるいは、コート紙等の塗工された印刷用紙、市販の和紙やはがき用紙、ＯＨＰ用のプラスチックフィルム、布等が挙げられる。
【実施例】
【００５９】
次に、本発明の代表的な実施態様とその効果を記載して、本発明につきさらに説明する。しかし、本発明の構成はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
東洋炭素社製黒鉛板（体積抵抗率９×１０−４（Ω・ｃｍ））１５ｋｇを金槌で粉砕後ジルコニア製ボールミルで４０分粉砕、次にセイシン企業社製ジェットミルで粉砕し１０ｋｇの粉砕黒鉛１を得た。平均粒径０．４μｍ、Ｄ１０／Ｄ９０は０．２であった。
【００６０】
この粉砕黒鉛１を１８ｇとポリイミドワニス（宇部興産社製 Ｕ−ワニスＳ）１００ｇ（固形分１８％）を遊星型ボールミルで混合した。この混合物をドクターブレード法でガラス板上にシートを形成し、乾燥後２２０℃まで加熱し、１時間保持する。その後４００℃まで昇温し、ポリイミド化を行う。このようにして厚み５０μｍの発熱層を得る。発熱層の体積抵抗率は３〜５×１０−３（Ω・ｃｍ）で引張り強度は６０〜７０ＭＰａであった。
【００６１】
Ｄ１０／Ｄ９０とは、粒径分布の１０％粒径と９０％粒径との比である。
（実施例２）
実施例１のジルコニア製ボールミルの粉砕時間を３０分、その他条件は同じ条件で粉砕することで、平均粒径０．７μｍの粉砕黒鉛２が得られ、実施例１と同じ製造方法により、ガラス板上に発熱層が得られる。発熱層の体積抵抗率は３〜５×１０−３（Ω・ｃｍ）で引張り強度は８０ＭＰａであった。
（実施例３）
実施例１のジルコニア製ボールミルの粉砕時間を２時間、その他条件は同じ条件で粉砕することで、平均粒径２０．０μｍの粉砕黒鉛３が得られ、実施例１と同じ製造方法により、ガラス板上に発熱層が得られる。発熱層の体積抵抗率は３〜５×１０−３（Ω・ｃｍ）で引張り強度は８０ＭＰａであった。
（実施例４）
東洋炭素社製黒鉛板（体積抵抗率９×１０−４（Ω・ｃｍ））１５ｋｇを金槌で粉砕後ジルコニア製ボールミルで１．５時間粉砕し、平均粒径４８．０μｍの粉砕黒鉛４を得た。この粉砕黒鉛４を用い、実施例１と同じ製造方法により、ガラス板上に発熱層が得られる。発熱層の体積抵抗率は３〜５×１０−３（Ω・ｃｍ）で引張り強度は８０ＭＰａであった。
（実施例５）
天然黒鉛をジェットミルにて処理し、平均粒径５２．０μｍの粉砕黒鉛５を得た。この粉砕黒鉛５を用い、実施例１と同じ製造方法により、ガラス板上に発熱層が得られる。発熱層の体積抵抗率は３〜５×１０−３（Ω・ｃｍ）で引張り強度は５０〜７０ＭＰａであった。
（実施例６）
実施例３の粉砕条件で得られる粉砕黒鉛３を１６ｇとポリイミドワニス（宇部興産社製 Ｕ−ワニスＳ）１１０ｇ（固形分１８％）を遊星型ボールミルで混合した。この混合物をドクターブレード法でガラス板上にシートを形成し、乾燥後２２０℃まで加熱し、１時間保持する。その後４００℃まで昇温し、ポリイミド化を行う。このようにして厚み５０μｍの発熱層を得る。発熱層の体積抵抗率は３〜５×１０−３（Ω・ｃｍ）で引張り強度は８０ＭＰａであった。
（実施例７）
実施例３の粉砕条件で得られる粉砕黒鉛３を１７ｇとポリイミドワニス（宇部興産社製 Ｕ−ワニスＳ）１０６ｇ（固形分１８％）を遊星型ボールミルで混合した。この混合物をドクターブレード法でガラス板上にシートを形成し、乾燥後２２０℃まで加熱し、１時間保持する。その後４００℃まで昇温し、ポリイミド化を行う。このようにして厚み５０μｍの発熱層を得る。発熱層の体積抵抗率は３〜５×１０−３（Ω・ｃｍ）で引張り強度は８０ＭＰａであった。
（比較例１）
実施例１の粉砕黒鉛１の代わりにフェノール樹脂を１０００℃で処理し、炭化粉砕品として用いた。平均粒径は８０．０μｍであった。ガラス板上に得られた発熱層の体積抵抗率は１〜４×１０４（Ω・ｃｍ）で引張り強度は４０ＭＰａであった。
（比較例２）
実施例１の粉砕黒鉛１の代わりにＳｂドープＳｎＯ２（石原産業製）を用いた。平均粒径は０．５μｍであった。ガラス板上に得られた発熱層の体積抵抗率は１〜３×１０２（Ω・ｃｍ）で引張り強度は３０ＭＰａであった。
（比較例３）
実施例１の粉砕黒鉛１の代わりにアセチレンブラックを用いた。平均粒径０．２μｍであった。ガラス板上に得られた発熱層の体積抵抗率は１〜５×１００（Ω・ｃｍ）で引張り強度は６０ＭＰａであった。
【００６２】
（評価方法）
・体積抵抗率
三菱化学アナリテック社製低抵抗率計ロレスターＧＰを用いる。
【００６３】
プローブは直列４探針ＡＳＰを用い、１サンプルにつき５点測定、その平均値を求める。ＪＩＳ−Ｋ７１９４準拠
・引張り強度
インストロン社製の万能材料試験機を用いる。
【００６４】
試験片として３号形試験片（幅１０ｍｍ、標線間距離５０ｍｍ）を用い、引張り速度５ｍｍ／ｍｉｎ、チャック間距離１１５ｍｍの条件で試験。１サンプルにつき３回測定し、その平均値を求める（ＪＩＳ＿Ｋ７１２７に準拠）。
【００６５】
・実写耐久性テスト
図１と同様な構成を有するデジタル電子写真複写機：Ｂｂｉｚｈｕｂ ＰＲＯＣ６５０１（コニカミノルタビジネステクノロジーズ（株）製を用い、定着装置を図２に示す構成のものに入れ替えた。
【００６６】
熱ベルトは、ポリイミド樹脂を支持体とし、実施例１〜７並びに比較例１〜３に示す構成を有する発熱層を各々有し、表面にフッ素樹脂の離型層を形成した定着装置用発熱ベルトを作製し耐久性テストを行った。
【００６７】
５０万枚実写を２万枚の連続実写（Ａ４・ブラック画像）毎に、１２時間の休止を入れながら行った。
【００６８】
実写後の熱ベルトの状態を肉眼で観察し、下記の基準で評価した。
【００６９】
◎：熱ベルトの状態は殆ど変化していない
○：よく見るとベルト表面によこ又は斜めの筋があるが、定着性能には問題なし
△：ベルト表面によこ又は斜めの筋がありベルトの幅方向の端部まで達している
×：テストを最後まで行う前に熱ベルト表面に凹凸ができ、定着性能も劣化するので発熱層が均一に発熱しない様になっていると思われる
【００７０】
【表１】
【００７１】
上記、表１の結果から、本発明内の実施例１〜７はいずれも良い性能をしめすが、本発明外の比較例１〜３は、少なくともいずれかの特性に問題があることがわかる。
【符号の説明】
【００７２】
１ ベルトの支持体
３ 低抵抗発熱層
３ａ、３ｂ 給電端子
４ 絶縁樹脂層
６ 離型層
１０ 定着装置用発熱ベルト
３１ 押圧ローラ
３２ ガイド部材
３５ 押圧部材
Ｐ 画像支持体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体トナーを用いて形成されたトナー像を画像支持体に転写後加熱定着する、導電性材料を含有する定着装置用発熱ベルトにおいて、該導電性材料として黒鉛粉砕物を耐熱性樹脂に含有させたことを特徴とする定着装置用発熱ベルト。
【請求項２】
前記黒鉛粉砕物を製造するにあたり、ジェットミル又はボールミルの少なくともいずれかを用いたことを特徴とする請求項１記載の定着装置用発熱ベルト。
【請求項３】
平均体積粒径が０．５〜５０μｍである黒鉛粉砕物を用いたことを特徴とする請求項１又は２記載の定着装置用発熱ベルト。
【請求項４】
前記耐熱性樹脂がポリイミド樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の定着装置用発熱ベルト。
【請求項５】
電子写真感光体を一様帯電後、像露光手段、トナー現像手段を用いて形成したトナー画像を、画像支持体上に転写した後、加熱定着手段により定着する画像形成装置において、該加熱定着手段に請求項１〜４のいずれか１項記載の定着装置用発熱ベルトを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
粉体トナーを用いて形成されたトナー像を画像支持体に転写後加熱定着する、導電性材料を含有する定着装置用発熱ベルトにおいて、該導電性材料として黒鉛粉砕物を耐熱性樹脂に含有させたことを特徴とする定着装置用発熱ベルト。
【請求項２】
前記黒鉛粉砕物を製造するにあたり、ジェットミル又はボールミルの少なくともいずれかを用いたことを特徴とする請求項１記載の定着装置用発熱ベルト。
【請求項３】
平均体積粒径が０．５〜５０μｍである黒鉛粉砕物を用いたことを特徴とする請求項１又は２記載の定着装置用発熱ベルト。
【請求項４】
前記耐熱性樹脂がポリイミド樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の定着装置用発熱ベルト。
【請求項５】
電子写真感光体を一様帯電後、像露光手段、トナー現像手段を用いて形成したトナー画像を、画像支持体上に転写した後、加熱定着手段により定着する画像形成装置において、該加熱定着手段に請求項１〜４のいずれか１項記載の定着装置用発熱ベルトを用いることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−２３２４２４（Ｐ２０１１−２３２４２４Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１００６８７（Ｐ２０１０−１００６８７）
【出願日】平成２２年４月２６日（２０１０．４．２６）
【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２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２６日（２０１０．４．２６）
【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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