発熱定着ベルトとそれを用いた画像形成装置
【課題】長期に使用しても表面抵抗値、体積抵抗値の変動が少なく、発熱層の亀裂、破断を防止した発熱定着ベルト及びこの発熱定着ベルトを用いた画像形成装置の提供。
【解決手段】少なくとも発熱層と、弾性層と、離形層とが積層された発熱定着ベルトであって、前記発熱層の両端には一対の給電用電極を有し、前記発熱層は、ポリイミド樹脂で被覆されたカーボン繊維糸を使用した布から構成されていることを特徴とする発熱定着ベルト。
【解決手段】少なくとも発熱層と、弾性層と、離形層とが積層された発熱定着ベルトであって、前記発熱層の両端には一対の給電用電極を有し、前記発熱層は、ポリイミド樹脂で被覆されたカーボン繊維糸を使用した布から構成されていることを特徴とする発熱定着ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真等の静電潜像現像方式によって形成された乾式トナー像を、画像支持体上に熱定着するための発熱定着ベルトとそれを用いた画像形成装置に関する。
【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】
しかしながら、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である。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た定着ベルト（以下、発熱定着ベルトと言う）が検討されており、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。発熱定着ベルトを使用した画像形成装置は、ウォーミングアップ時間が短く、消費電力も熱フィルム定着方式より小さく、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おり、これまでに検討されてきた。
【０００７】
例えば、鉄、ＳＵＳ、銅、コバルト、ニッケル、クロム、アルミニウム、金、白金、銀、スズ、パラジウム等からなるフッ素系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂で被覆された芯材を用いた３次元網目状構造体の発熱層を有する定着ベルトが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
カーボンナノ材料及びフィラメント状金属微粒子が分散されるポリイミド樹脂からなる発熱層と、絶縁層と、離形層とを備える発熱定着ベルトが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
ポリイミド樹脂からなる絶縁層と、ポリイミド樹脂からなるマトリックス樹脂中にカーボンナノ材料とフィラメント状金属微粒子とが実質的に均一に分散されて存在している抵抗発熱体層と、離形層と、電極層とを有する発熱定着ベルトが知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−３４３５３８号公報
【特許文献２】特開２００７−２７２２２３号公報
【特許文献３】特開２００９−１０９９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載の発熱定着ベルトは、長時間の使用で、酸化が進み、抵抗が増大する。このため、所定の発熱量が得られなくなる問題点を有していることが判った。
【００１２】
特許文献２に記載の発熱定着ベルトは、ポリイミド樹脂の加熱、冷却に伴い、樹脂の伸縮が起こり、抵抗が変化する。また、フィラーと樹脂の界面で亀裂や割れ発生し、当該部分は、定着が十分にできない問題点を有していることが判った。
【００１３】
特許文献３に記載の発熱定着ベルトは、ポリイミド樹脂の加熱、冷却に伴い、樹脂の伸縮が起こり、抵抗が変化する。また、フィラーと樹脂の界面で亀裂や割れ発生し、当該部分は、定着が十分にできない問題点を有していることが判った。
【００１４】
この様な状況から、長期に使用しても表面抵抗値、体積抵抗値の変動が少なく、発熱層の破断、亀裂を防止した発熱定着ベルト及びこの発熱定着ベルトを用いた画像形成装置の開発が望まれている。
【００１５】
本発明は上記状況に鑑みなされたものであり、その目的は長期に使用しても表面抵抗値、体積抵抗値の変動が少なく、発熱層の亀裂、破断を防止した発熱定着ベルト及びこの発熱定着ベルトを用いた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の上記目的は、下記の技術態様により達成される。
【００１７】
１．発熱層、弾性層および離形層を内側からこの順に含む円筒形の発熱定着ベルトであって、
前記発熱層は、カーボン繊維糸を使用したカーボン繊維糸布およびポリイミド樹脂を含み、
前記発熱層の両端に、前記カーボン繊維糸布に接する状態に、発熱層に給電する一対の電極を有することを特徴とする発熱定着ベルト。
【００１８】
２．前記発熱層における弾性層側が前記ポリイミド樹脂によって覆われていることを特徴とする前記１に記載の発熱定着ベルト。
【００１９】
３．前記発熱層の両側が、前記ポリイミド樹脂によって覆われていることを特徴とする前記１または２に記載の発熱定着ベルト。
【００２０】
４．前記カーボン繊維糸の太さが、６６ｔｅｘから８００ｔｅｘであることを特徴とする前記１から３の何れか１項に記載の発熱定着ベルト。
【００２１】
５．前記カーボン繊維糸布が、たて糸密度及びよこ糸密度が、７．５本／２５ｍｍから２２．５本／２５ｍｍ、の織物であることを特徴とする前記１から４の何れか１項に記載の発熱定着ベルト。
【００２２】
６．前記１から５の何れか１項に記載の発熱定着ベルトを用いていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２３】
長期に使用しても表面抵抗値、体積抵抗値の変動が少なく、発熱層の亀裂、破断を防止した発熱定着ベルト及びこの発熱定着ベルトを用いた画像形成装置を提供することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】電子写真方式の画像形成装置の一例を示す概略断面構成図である。
【図２】図１に示す画像形成装置に使用している定着装置の拡大概略図である。
【図３】図１に示す発熱定着ベルトの拡大概略図である。
【図４】図３に示される構成を有する発熱定着ベルトの概略製造フロー図である。
【図５】円柱状の芯金に装着されたカーボン繊維糸を使用して作製された布の周面にポリイミド樹脂前駆体を塗布し、ポリイミド樹脂で被覆した布を製造する製造装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明者は、長期に使用したときに、表面抵抗値、体積抵抗値の変動や、亀裂、破断が何故、経時で発生するのか検討した結果、次のことが判った。
【００２６】
長期に使用し、定着ムラの発生したベルトを解析すると、発熱層の亀裂、破断が観察された。当該亀裂、破断部分は電流が流れず、発熱しないため、定着ムラになると推定した。すなわち不連続なフィラーの存在が、亀裂、破断を引き起こしているといえる。
【００２７】
そこで、その不連続なフィラーを連続させるために耐酸化性が高く、連続した状態を実現するために、発熱素子の検討を行った。その結果、発熱素子としてカーボン繊維糸を使用した布を用いると課題が解決できることを見出した。
【００２８】
本発明の実施の形態を図を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２９】
図１は、電子写真方式の画像形成装置の一例を示す概略断面構成図である。本図はフルカラー画像形成装置の場合を示している。
【００３０】
図中、１はフルカラー画像形成装置を示す。フルカラー画像形成装置１は、複数組の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、転写部としての無端ベルト状中間転写体形成ユニット７と、記録媒体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ベルト式定着装置２４とを有する。フルカラー画像形成装置１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。
【００３１】
各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ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ユニット１０Ｙは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｙ、感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像剤担持体４Ｙ１を有する現像手段４Ｙ、一次転写手段としての一次転写ローラー５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。
【００３２】
又、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ユニット１０Ｍは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｍ、感光体１Ｍの周囲に配置された帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像剤担持体４Ｍ１を有する現像手段４Ｍ、一次転写手段としての一次転写ローラー５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。
【００３３】
又、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ユニット１０Ｃは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｃ、感光体１Ｃの周囲に配置された帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像剤担持体４Ｃ１を有する現像手段４Ｃ、一次転写手段としての一次転写ローラー５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。
【００３４】
又、更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ユニット１０Ｋは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｋ、感光体１Ｋの周囲に配置された帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像剤担持体４Ｋ１を有する現像手段４Ｋ、一次転写手段としての一次転写ローラー５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。
【００３５】
無端ベルト状中間転写体形成ユニット７は、複数のローラーにより巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の第２の像担持体として無端の中間転写ベルト７０を有する。
【００３６】
画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、一次転写ローラー５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより、回動する無端の中間転写ベルト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内に収容された記録媒体として用紙等の記録媒体Ｐは、給紙搬送手段２１により給紙され、複数の中間ローラー２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストローラー２３を経て、二次転写手段としての二次転写ローラー５Ａに搬送され、記録媒体Ｐ上にカラー画像が一括転写される。
【００３７】
カラー画像が転写された記録媒体Ｐは、環状の発熱定着ベルト２４ａが装着された定着装置２４により定着処理され、排紙ローラー２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。
【００３８】
一方、二次転写ローラー５Ａにより記録媒体Ｐにカラー画像を転写した後、記録媒体Ｐを曲率分離した無端の中間転写ベルト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。
【００３９】
画像形成処理中、一次転写ローラー５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の一次転写ローラー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。
【００４０】
二次転写ローラー５Ａは、ここを記録媒体Ｐが通過して二次転写が行われる時にのみ、無端の中間転写ベルト７０に圧接する。
【００４１】
又、装置本体Ａから筐体８を支持レール８２Ｌ、８２Ｒを介して引き出し可能にしてある。筐体８は、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体形成ユニット７とを有する。
【００４２】
画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、垂直方向に縦列配置されている。感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの図示左側方には無端ベルト状中間転写体形成ユニット７が配置されている。無端ベルト状中間転写体形成ユニット７は、ローラー７１、７２、７３、７４、７６を巻回して回動可能な無端の中間転写ベルト７０、一次転写ローラー５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ及びクリーニング手段６Ａとを有している。
【００４３】
筐体８の引き出し操作により、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体形成ユニット７とは、一体となって、本体Ａから引き出される。
【００４４】
この様に感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの外周面上を帯電、露光し外周面上に潜像を形成した後、現像によりトナー像（顕像）を形成し、無端の中間転写ベルト７０上で各色のトナー像を重ね合わせ、一括して記録媒体Ｐに転写し、ベルト式定着装置２４で加圧及び加熱により固定して定着する。本発明で像形成時とは潜像形成、トナー像（顕像）を記録媒体Ｐに転写し最終画像を形成することを含む。
【００４５】
トナー像を記録媒体Ｐに転移させた後の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに配設されたクリーニング手段６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ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。
【００４６】
上記カラー画像形成装置では、中間転写体をクリーニングするクリーニング手段６Ａのクリーニング部材として、弾性ブレードを用いる。又、各感光体に脂肪酸金属塩を塗布する手段（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）を設けている。脂肪酸金属塩としては、トナーで用いたと同じものを用いることが出来る。
【００４７】
本発明は、本図に示される定着装置２４に使用されている環状の発熱定着ベルト２４ａに関するものである。
【００４８】
図２は図１に示す画像形成装置に使用している定着装置の拡大概略図である。図２（ａ）は図１に示す画像形成装置に使用している定着装置の拡大概略斜視図である。図２（ｂ）は図２（ａ）に示すＡ−Ａ′に沿った概略断面図である。
【００４９】
図中、２４は定着装置を示す。定着装置２４は環状の発熱定着ベルト２４ａと、定着ローラー２４ｂと、環状の発熱定着ベルト２４ａを圧接しながら回動する加圧ローラー２４ｃとを有している。
【００５０】
定着ローラー２４ｂが駆動ローラーとなっており、定着ローラー２４ｂの回転（図中の矢印方向）に伴い、環状の発熱定着ベルト２４ａは矢印方向に巻回する様になっている。
【００５１】
環状の発熱定着ベルト２４ａを介して定着ローラー２４ｂと加圧ローラー２４ｃとの間に定着ニップ部Ｎを形成する様になっている。定着ニップ部Ｎで、トナー像（顕像）が転写された記録媒体Ｐ（図１参照）を挟み込み、環状の発熱定着ベルト２４ａによりトナー像（顕像）を溶融定着し最終画像を形成する様になっている。
【００５２】
環状の発熱定着ベルト２４ａの定着ローラー２４ｂと接触する側が発熱層２４ａ３（図３参照）、加圧ローラー２４ｃと接触する側が離形層２４ａ７（図３参照）となっている。
【００５３】
２４ａ１は発熱定着ベルト２４ａの端に設けられた給電用電極を示し、２４ａ２は発熱定着ベルト２４ａの他の端に設けられた給電用電極を示し、給電用電極２４ａ１と給電用電極２４ａ２とで一対となっている。
【００５４】
２４ｄ１は給電用電極２４ａ１に接触し、発熱定着ベルト２４ａに給電する給電部材を示す。２４ｄ２は給電用電極２４ａ２に接触し、発熱定着ベルト２４ａに給電する給電部材を示す。給電部材を配設する位置は、環状の発熱定着ベルト２４ａの温度、定着安定性等を考慮し、給電用電極２４ａ１と給電部材２４ｄ１との接触を安定にするため、給電用電極２４ａ１が定着ローラー２４ｂと接触している位置で、且つ定着ニップ部Ｎの近傍が好ましい。
【００５５】
給電部材は給電用電極に均一に接触させるため、給電用電極に押圧手段（例えばバネ）で押圧して接触させることが好ましい。
【００５６】
図３は図１に示す発熱定着ベルトの拡大概略図である。図３（ａ）は図１に示す発熱定着ベルトの拡大概略平面図である。図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ′に沿った概略拡大断面図である。図３（ｃ）は図３（ｂ）のＹで示される部分の拡大概略図である。
【００５７】
図中、２４ａは環状の発熱定着ベルトを示す。環状の発熱定着ベルト２４ａは両端部に給電用電極２４ａ１、２４ａ２を有する発熱層２４ａ３と、給電用電極２４ａ１、２４ａ２を除きプライマー層２４ａ４を介して弾性層２４ａ５と、プライマー層２４ａ６を介して離形層２４ａ７とを有する構成を有している。弾性層２４ａ５、プライマー層２４ａ４、２４ａ６は、必要に応じて設けることが可能である。
【００５８】
本図では、発熱層２４ａ３の弾性層２４ａ５が積層されている側と反対側の面が定着ローラー２４ｂ（図２参照）と接触し、離形層２４ａ７の弾性層２４ａ５と接触している面と反対側の面が加圧ローラー２４ｃ（図２参照）と接触する様になっている。
【００５９】
発熱層２４ａ３は、図３（ｃ）に示されるように、カーボン繊維糸の布２４ａ３１と、布（カーボン繊維糸布）２４ａ３１を被覆するポリイミド樹脂２４ａ３２とを有している。
【００６０】
発熱層２４ａ３の給電極間２４ａ１、２４ａ２の抵抗は、７Ωから５０Ωが望ましい。
【００６１】
発熱層２４ａ３を構成している布２４ａ３１は、カーボン繊維糸よりできており、カーボン繊維糸布２４ａ３１としては織物、編物の何れでもよいが、伸縮の少ない点から織物の方が好ましい。
【００６２】
給電用電極２４ａ１、２４ａ２の形成方法は特に限定されず、例えば導電性テープを貼合する方法でもよい。
【００６３】
Ｅは発熱層の厚さを示す。厚さＥは、柔軟性、熱容量等を考慮し、５０μｍから６００μｍが好ましい。厚さＥは、断面を反射型光学顕微鏡で測定した値を示す。
【００６４】
Ｅ１、Ｅ２は布２４ａ３１を被覆するポリイミド樹脂２４ａ３２の被覆部分の厚さを示す。厚さＥ１、Ｅ２は、強度を考慮し、５０μｍから３００μｍが好ましい。厚さＥ１、Ｅ２は、断面を反射型光学顕微鏡で測定した値を示す。
【００６５】
Ｆは弾性層２４ａ５の厚さを示す。厚さＦは画質、熱容量等を考慮し、５０μｍから５００μｍが好ましい。厚さＦは、断面を反射型光学顕微鏡で測定した値を示す。
【００６６】
Ｇは離形層２４ａ７の厚さを示す。厚さＧは、熱伝達性、可撓性、耐久性等を考慮し、１μｍから１０μｍが好ましく、１μｍから５μｍがより好ましい。厚さは、渦電流式膜厚計（（株）フィッシャー・インストルメンツ製）により測定した値を示す。
【００６７】
プライマー層２４ａ４、２４ａ６の厚みは２μｍから５μｍであることが好ましい。
【００６８】
発熱定着ベルト２４ａの幅、直径は画像形成装置の仕様に応じて適宜決めることが可能である。
【００６９】
次ぎに図１から図３に示される発熱定着ベルトの製造方法に付き説明する。
【００７０】
図４は図３に示される構成を有する発熱定着ベルトの概略製造フロー図である。
【００７１】
発熱定着ベルト２４ａは、発熱層形成工程、弾性層形成工程、離形層形成工程を経て製造することが可能である。
【００７２】
発熱層形成工程
発熱層形成工程は、布準備工程と、ポリイミド樹脂被覆工程と、給電用電極形成工程とを有する。
【００７３】
布準備工程
布準備工程では織機又は編み機を使用し、発熱層を構成しているカーボン繊維糸を使用した環状の布が準備される。環状の布は、織物又は編物であってもよく、必要に応じて選択することが可能である。
【００７４】
環状の織物は一般に使用されている環状織機で直接に製造してもよいし、一般的に使用されている織機で平らな織布を作製した後、接合し環状にしてもよい。環状の編物は一般に使用されている円編み機で製造することが可能である。
【００７５】
ポリイミド樹脂被覆工程
ポリイミド樹脂被覆工程では、布準備工程で準備された布を環状の布の直径に合わせた芯金に装着した状態で、塗布機を使用しポリイミド樹脂被覆用塗布液（以下、ポリイミド樹脂前駆体塗布液とも言う）を布の周面に塗布し、加熱処理することで、布がポリイミド樹脂で被覆された発熱層が形成される。ポリイミド樹脂被覆工程に関しては図５で説明する。
【００７６】
給電用電極形成工程
給電用電極形成工程では、テープ貼合機を使用し、ポリイミド樹脂被覆工程で準備された発熱層の両端に導電性テープを貼合することで給電用電極が形成される。
【００７７】
弾性層形成工程
弾性層形成工程では、塗布工程と乾燥工程とを有し、塗布工程で塗布機を使用し給電用電極形成工程で形成された給電用電極部分を除いて、発熱層の上に弾性層形成用塗布液を塗布した後、乾燥工程で乾燥することで発熱層の上に弾性層が形成される。弾性層形成用塗布液の塗布は、ポリイミド樹脂前駆体塗布液の塗布と同じ方法で可能である。弾性層形成用塗布液を塗布する前に発熱層との接着性を上げるためプライマー層を形成してもよい。
【００７８】
離形層形成工程
離形層形成工程では、塗布工程と乾燥工程とを有し、塗布工程で塗布機を使用し弾性層形成工程で形成された弾性層の上に離形層形成用塗布液を塗布した後、乾燥工程で乾燥した後、芯金を抜き取ることで発熱層／弾性層／離形層が形成され環状の発熱定着ベルトが製造される。離形層形成用塗布液の塗布は、ポリイミド樹脂前駆体塗布液の塗布と同じ方法で可能である。離形層形成用塗布液を塗布する前に弾性層との接着性を上げるためプライマー層を形成してもよい。
【００７９】
図５は、円柱状の芯金に装着されたカーボン繊維糸を使用して作製された織布の周面にポリイミド樹脂前駆体を塗布し、ポリイミド樹脂で被覆した織布を製造する製造装置の概略図である。図５（ａ）は円柱状の芯金に装着されたカーボン繊維糸を使用して作製された織布の周面にポリイミド樹脂前駆体を塗布し、ポリイミド樹脂で被覆した織布を製造する製造装置の概略斜視図である。図５（ｂ）は図５（ａ）に示される製造装置の概略正面図である。
【００８０】
図中、９は製造装置を示す。製造装置９は保持装置９ａと塗布装置９ｂと加熱装置９ｃとを有している。保持装置９ａは第１保持台９ａ１と、第２保持台９ａ２と、駆動用モーター９ａ３とを有している。駆動用モーター９ａ３は第１保持台９ａ１上に配設されており、円柱状の芯金９ｄの保持部材９ｄ１と接続部材を介して駆動用モーター９ａ３の回転軸に接続されている。第２保持台９ａ２には円柱状の芯金９ｄの他方の保持部材９ｄ２を受ける受け部９ａ２１が配設されており、これにより、駆動用モーター９ａ３の回転により円柱状の芯金９ｄを回転及び停止が可能に保持することが可能となっている。
【００８１】
塗布装置９ｂは、塗布手段９ｂ１と、駆動部９ｂ２とを有している。９ｂ１１は塗布手段９ｂ１にポリイミド樹脂前駆体塗布液を供給する塗布液供給管を示す。塗布手段９ｂ１は取り付け部材９ｂ１２によりガイドレール９ｂ４に円柱状の芯金９ｄの回転軸に沿って平行に移動可能に取り付けられている。塗布手段９ｂ１としては、ノズルが挙げられる。ノズルのポリイミド樹脂前駆体塗布液の吐出口の形状は特に限定はなく、例えば、円形、長方形等が挙げられる。ノズルのポリイミド樹脂前駆体塗布液の吐出口と円柱状の芯金９ｄの周面までの距離は、塗布液の粘度、膜厚等を考慮し、１ｍｍから１００ｍｍが好ましい。本図では塗布手段９ｂ１へのポリイミド樹脂前駆体塗布液供給部、制御部は省略してある。
【００８２】
駆動部９ｂ２はモーター９ｂ２１とガイドレール取り付け板９ｂ３とを有している。ガイドレール取り付け板９ｂ３には、取り付け部材９ｂ１２を取り付け、保持装置９ａに保持された円柱状の芯金９ｄの回転軸と平行に塗布手段９ｂ１を往復移動させるための２本のガイドレール９ｂ４が配設されている。
【００８３】
モーター９ｂ２１は、取り付け部材９ｂ１２の上に取り付けられたスライド用ネジ９ｂ１３と螺合し、取り付け部材９ｂ１２を保持装置９ａに保持された円柱状の芯金９ｄの幅よりも長く移動させる長さの雌ネジ９ｂ２２を有している。
【００８４】
モーター９ｂ２１を駆動させることで、スライド用ネジ９ｂ１３の回転に伴い、取り付け部材９ｂ１２に取り付けられた塗布手段９ｂ１が円柱状の芯金９ｄの回転軸と平行に往復移動することが可能となっている。
【００８５】
加熱装置９ｃは、円柱状の芯金９ｄに装着された織布に塗布されたポリイミド樹脂前駆体塗膜を加熱しポリイミド樹脂にさせるために円柱状の芯金９ｄの下に配設されている。加熱装置９ｃの熱源としては、例えば赤外線ランプ、ニクロム線、熱風等の熱源が挙げられる。
【００８６】
本図に示す製造装置では、円筒状の芯金に装着された織布に塗布されたポリイミド樹脂前駆体塗膜のイミド化を１つの製造装置に組み込んだ場合を示したが、保持装置９ａを可動式として別工程で加熱処理を行う方式であってもよい。円筒状の芯金を内部から加熱する方式も可能である。
【００８７】
本図は円柱状の芯金を使用した場合を示しているが円筒状の芯金であってもよく、適宜選択することが可能である。
【００８８】
本図に示す製造装置９を使用し、芯金に装着された織布をポリイミド樹脂で被覆し、環状の発熱定着ベルト２４ａ（図２参照）を構成する発熱層２４ａ３（図３参照）を製造するステップの概要を以下に示す。
【００８９】
ステップ１．
カーボン繊維糸の織布の直径に合わせて準備した円柱状の芯金に、織布を装着する。
【００９０】
ステップ２．
保持装置９ａに織布を装着した芯金９ｄを保持し、芯金９ｄを回転させた状態で、塗布手段９ｂ１としてのノズルを芯金９ｄの回転軸に平行に、回転軸方向に移動させながら、芯金９ｄに装着した織布の端部から端部の周面上にポリイミド樹脂前駆体塗布液をノズルより吐出し、織布の周面に塗布し塗膜を形成する。
【００９１】
塗布は必要に応じてノズルを芯金９ｄの回転軸に平行に、回転軸方向に往復に移動させて繰り返し塗布することも可能である。
【００９２】
ステップ３．
必要とする厚さとなるポリイミド樹脂前駆体塗布液を織布の周面に塗布した後、芯金９ｄを回転させながら加熱処理を行い、イミド化することでポリイミド樹脂で被覆した発熱定着ベルトを構成している発熱層が形成される。この後、発熱層の両端の周面に導電性テープが貼合され給電用電極が形成される。
【００９３】
この後、製造装置９を使用しポリイミド樹脂前駆体塗布液の塗布と同じ方法で弾性層形成用塗布液を塗布し乾燥した後、引き続き離形層形成用塗布液を塗布し乾燥し、芯金を抜き取ることで発熱層／弾性層／表面層の構成を有する環状の発熱定着ベルトが製造される。
【００９４】
本発明で使用するポリイミド樹脂前駆体塗布液の粘度は、織布への浸透性、織布への被覆性、レベリング性、脱泡等のハンドリング性等を考慮し、３Ｐａ・ｓから１００Ｐａ・ｓが好ましい。
【００９５】
粘度は、ビスコテック（株）デジタル回転式粘度計で、温度２５℃で測定した値を示す。
【００９６】
ポリイミド樹脂前駆体塗布液に使用する溶媒の沸点は、乾燥速度を考慮し、１８０℃から２２０℃が好ましい。
【００９７】
発熱層にポリイミド樹脂とカーボン繊維糸布を含む発熱層と、弾性層と、離形層とを含む発熱定着ベルトにより次の効果が挙げられる。長期に使用しても抵抗値の変動が少なく安定した画像が得られることが可能となった。また、長期に使用しても発熱層の破断、亀裂がなく安定した稼動が可能となった。
【００９８】
本発明の発熱定着ベルトを構成している各層に使用する材料に付き説明する。
【００９９】
（カーボン繊維糸布）
カーボン繊維糸布は、市販されているカーボン繊維糸布を必要な幅に切断し、市販されているカーボン繊維糸で縫い合わせることによって環状に形成することができる。また、カーボン繊維糸を環状に織るあるいは編むことによっても得ることができる。カーボン繊維糸およびカーボン繊維糸布は、「トレカ（ＴＯＲＥＹＣＡ）」、「トレカクロス（ＴＯＲＥＹＣＡ Ｃｌｏｔｈ）（以上、東レ社製）」あるいは「ＴＥＮＡＸ」（東邦テナックス社製）の商品名で市販されている。
【０１００】
（ポリイミド樹脂）
ポリイミド樹脂は、通常、少なくとも１種の芳香族ジアミンと少なくとも１種の芳香族テトラカルボン酸二無水物とを有機極性溶媒中で重合してなるポリイミド前駆体がイミド転化されてポリイミド樹脂を形成する。
【０１０１】
芳香族ジアミンの代表例としては、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、３，３′−ジメトキシ−４，４′−ビフェニル、２，２−ビス（トリフルオロメチル）−４、４′−ジアミノビフェニル、３，３′−ジアミノジフェニルメタン、４，４′−ジアミノジフェニルメタン（ＭＤＡ）、２，２−ビス−（４−アミノフェニル）プロパン、３，３′−ジアミノジフェニルスルホン（３３ＤＤＳ）、４，４′−ジアミノジフェニルスルホン（４４ＤＤＳ）、３，３′−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４′−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３′−ジアミノジフェニルエーテル、３，４′−ジアミノジフェニルエーテル（３４ＯＤＡ）、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）、１，５−ジアミノナフタレン、４，４′−ジアミノジフェニルジエチルシラン、４，４′−ジアミノジフェニルシラン、４，４′−ジアミノジフェニルエチルホスフィンオキシド、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン（１３３ＡＰＢ）、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン（１３４ＡＰＢ）、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン（ＢＡＰＳＭ）、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン（ＢＡＰＳ）、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（ＢＡＰＰ）、２，２−ビス（３−アミノフェニル）１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（４−アミノフェニル）１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン及び９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン等を挙げることができる。中でも好ましいジアミンは、パラフェニレンジアミン（ＰＰＤ）、メタフェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）、４，４′−ジアミノジフェニルメタン（ＭＤＡ）、３，３′−ジアミノジフェニルスルホン（３３ＤＤＳ）、４，４′−ジアミノジフェニルスルホン（４４ＤＤＳ）、３，４′−ジアミノジフェニルエーテル（３４ＯＤＡ）、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン（１３３ＡＰＢ）、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン（１３４ＡＰＢ）、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン（ＢＡＰＳＭ）、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン（ＢＡＰＳ）、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（ＢＡＰＰ）である。
【０１０２】
又、芳香族テトラカルボン酸二無水物の代表例としては、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、２，３，３′，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、２，２′，３，３′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二水物、２，３，３′，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、１，１−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、１，１−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、２，２−ビス［３，４−（ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物（ＢＰＡＤＡ）、４，４′−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸無水物、オキシジフタル酸無水物（ＯＤＰＡ）、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホキシド二無水物、チオジフタル酸二無水物、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、１，２，７，８−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、９，９−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）フルオレン二無水物及び９，９−ビス［４−（３，４′−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］フルオレン二無水物等を挙げることができる。中でも好ましいテトラカルボン酸二無水物は、ピロメリット二無水物（ＰＭＤＡ）、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）、２，２−ビス［３，４−（ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物（ＢＰＡＤＡ）、オキシジフタル酸無水物（ＯＤＰＡ）を挙げることができる。なお、これらをメタノール、エタノール等のアルコール類と反応させてエステル化合物としてもよい。
【０１０３】
これらの芳香族ジアミン及び芳香族テトラカルボン酸二無水物は単独で又は混合して用いることができる。また、複数種類のポリイミド前駆体溶液を調製し、それらのポリイミド前駆体溶液を混合して用いることも出来る。
【０１０４】
ポリイミド前駆体塗布液の調製に使用する溶媒
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）やＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を使用することが可能である。
【０１０５】
弾性層
弾性層としては、特に限定されるものではなく、任意のゴム材料、熱可塑性エラストマーを用いることが出来る。例えばスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ハイスチレンゴム、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン共重合体、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム（ＡＣＭ、ＡＮＭ）、エピクロロヒドリンゴム及びノルボルネンゴム等から選ぶことが出来る。これらは１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【０１０６】
一方、熱可塑性エラストマーとしては、ポリエステル系、ポリウレタン系、スチレン−ブタジエントリブロック系、ポリオレフィン系などを用いることが出来る。
【０１０７】
又、弾性体層には、発熱定着ベルトの使用目的、設計目的などに応じて、充填剤、増量充填剤、加硫剤、着色剤、耐熱剤、顔料等の種々の配合剤を添加することが出来る。又、配合剤の添加量などにより合成樹脂の可塑度は変化するが、硬化前の合成樹脂の可塑度としては、１２０以下のものが好適に用いられる。
【０１０８】
〔離形層〕
離形層形成用樹脂としては、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共重合体（ＦＥＰ）より成る群から選択される少なくとも１つの樹脂あることが好ましい。
【実施例】
【０１０９】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【０１１０】
実施例１
以下に示す方法で図３に示す構成の発熱定着ベルトを作製し試料Ｎｏ．１０１から１０９とした。
【０１１１】
（環状の織布の準備）
表１に示すカーボン繊維糸を使用した織布をカーボン繊維糸で縫い合わせて環状の織布を得た。
【０１１２】
【表１】
【０１１３】
カーボン繊維糸布Ｎｏ．１−１およびＮｏ．１−２は、布を環状に縫い合わせて作製した。カーボン繊維糸布Ｎｏ．１−３からＮｏ．１−７は、炭素繊維を織って円筒状の布を作製した。表１において、「厚さ」とは、図３（ｃ）において布２４ａ３１に相当する部分の厚さを表す。
【０１１４】
カーボン繊維糸の太さは、ＪＩＳ Ｌ０１０１−１９７８に準じて測定した価を示す。
【０１１５】
織布の糸密度は２５ｍｍ×２５ｍｍの範囲の糸の本数を目視で測定した値を示す。織布の厚さは、断面を反射型光学顕微鏡で測定した値を示す。
【０１１６】
（ポリイミド樹脂による織布の被覆）
（ポリイミド前駆体被覆用塗布液の調製）
塗布液は宇部興産（株）製のポリアミド酸「Ｕ−ワニスＳ３０１」２０ｇを、溶媒２０ｍｌに溶解しポリイミド前駆体被覆用塗布液とした。
【０１１７】
粘度は、ビスコテック（株）製 ラボ用デジタル回転式粘度計「ビスコスター＋Ｈ」高粘度用を使用し、温度２３℃で測定し、４０Ｐａ・ｓであった。
【０１１８】
（ポリイミド前駆体被覆用塗布液の織布への塗布）
準備した環状の織布Ｎｏ．１−１をステンレス製の芯金に装着し、図５に示す製造装置を使用し、調製したポリイミド前駆体被覆用塗布液を被覆厚さ（図３（ｃ）においてＥ１とＥ２の和に相当する厚さ）が３００μｍとなる様に以下に示す条件で塗布した後、回転速度（周速度）０．１ｍ／ｓｅｃで回転させながら、２００℃で３０分間加熱乾燥させた。その後、４００℃で３０分間加熱乾燥しポリイミド樹脂で被覆した発熱定着ベルトの発熱層となる織布を製造した。引き続き芯金を抜き取らないで給電用電極、弾性層、離形層を形成した。
【０１１９】
被覆厚さは総厚より織布の厚さを差し引いて求めた値を示す。
【０１２０】
塗布条件
ポリイミド前駆体被覆用塗布液の温度：２５℃
ノズルのポリイミド前駆体被覆用塗布液吐出口の形状：円錐状ノズル
ノズルのポリイミド前駆体被覆用塗布液吐出口の口径：２ｍｍ
ノズルのポリイミド前駆体被覆用塗布液吐出口と芯金の周面までの距離：５ｍｍ
ノズルからのポリイミド前駆体被覆用塗布液の吐出量：３００ｍｌ／ｍｉｎ
ノズルの芯金の回転軸方向への移動速度：５００ｍｍ／ｍｉｎ
芯金の回転速度（周速度）：０．１ｍ／ｓｅｃ
芯金の回転速度（周速度）は、（株）小野測器製ＨＴ−４２００製で測定した値を示す。
【０１２１】
（給電用電極の形成）
ポリイミド樹脂で被覆した織布の両端周面に幅２５ｍｍ、厚さ３５μｍの導電性テープ（住友スリーエム（株）製 ＣＵ−３５Ｃ）を１巻き貼着し給電用電極を形成した。
【０１２２】
（弾性層の形成）
（弾性層形成用塗布液の調製）
シリコーンゴムＫＥ１３７９（信越化学製商品名）の液状ゴム及びシリコーンゴムＤＹ３５６０１３（商品名；東レダウコーニングシリコーン社製）の２液を予め２：１の割合で混合した組成物１００ｇを弾性層形成用塗布液とした。
【０１２３】
（弾性層形成用塗布液の塗布）
図５に示す製造装置を使用し、ポリイミド前駆体被覆用塗布液に換えて、弾性層形成用塗布液を給電用電極の上を除いて発熱層の上に、以下に示す条件でポリイミド樹脂前駆体塗布液の塗布と同じ方法で弾性層形成用塗布液を塗布し、乾燥後の膜厚２００μｍの弾性層形成用塗膜を形成する。この後、芯金を回転速度（周速度）０．１ｍ／ｓｅｃで回転させながら、１５０℃で３０分間一次加硫し、さらに２００℃で４時間ポスト加硫を行い、発熱層の上に弾性層を形成した。
【０１２４】
塗布条件
弾性層形成用塗布液の温度：２５℃
ノズルの弾性層形成用塗布液吐出口の形状：円錐状ノズル
ノズルの弾性層形成用塗布液吐出口の口径：２ｍｍ
ノズルの弾性層形成用塗布液吐出口と発熱層の周面までの距離：５ｍｍ
ノズルからの弾性層形成用塗布液の吐出量：３００ｍｌ／ｍｉｎ
ノズルの芯金の回転軸方向への移動速度：５００ｍｍ／ｍｉｎ
芯金の回転速度（周速度）：０．１ｍ／ｓｅｃ
芯金の回転速度（周速度）は、（株）小野測器製ＨＴ−４２００製で測定した値を示す。
【０１２５】
（離形層の形成）
（離形層形成用塗布液の準備）
ＰＴＦＥ樹脂とＰＦＡ樹脂を７：３の割合で混合し、固形分濃度４５％、粘度：１１０ｍＰａ・ｓに調製したフッ素樹脂ディスパーション（デュポン社製商品名“８５５−５１０”）を離形層形成用塗布液として準備した。
【０１２６】
（離形層形成用塗布液の塗布）
図５に示す製造装置を使用し、弾性層形成用塗布液に換えて、離形層形成用塗布液を給電用電極の上を除いて弾性層の上に、以下に示す条件で弾性層形成用塗布液の塗布と同じ方法で離形層形成用塗布液を塗布し、乾燥後の膜厚３０μｍの離形層形成用塗膜を形成する。この後、室温で３０分間乾燥した後、芯金を回転速度（周速度）０．１ｍ／ｓｅｃで回転させながら、２３０℃で３０分間加熱し、さらに２７０℃で１０分間加熱し、弾性層の上に離形層を形成した。
【０１２７】
塗布条件
離形層形成用塗布液の温度：２５℃
ノズルの離形層形成用塗布液吐出口の形状：円錐状ノズル
ノズルの離形層形成用塗布液吐出口の口径：２ｍｍ
ノズルの離形層形成用塗布液吐出口と発熱層の周面までの距離：５ｍｍ
ノズルからの離形層形成用塗布液の吐出量：３００ｍｌ／ｍｉｎ
ノズルの芯金の回転軸方向への移動速度：５００ｍｍ／ｍｉｎ
芯金の回転速度（周速度）：０．１ｍ／ｓｅｃ
芯金の回転速度（周速度）は、（株）小野測器製ＨＴ−４２００製で測定した値を示す。
【０１２８】
（芯金の抜き取り）
離形層を形成した後、芯金を冷却し抜き取ることで発熱層／弾性層／離形層を有する発熱定着ベルトを作製し試料Ｎｏ．１０１とした。
【０１２９】
熱定着ベルトの作製（試料Ｎｏ．１０２から１０７）
表１に示すカーボン繊維糸太さ、たて糸、よこ糸密度を変えて準備した環状の織布Ｎｏ．１−２から１−７を使用した他は全て試料Ｎｏ．１０１と同じ方法で熱定着ベルトを作製し試料Ｎｏ．１０２から１０７とした。
【０１３０】
（比較発熱定着ベルト（試料Ｎｏ．１０８）の作製）
発熱層を以下に示す方法で作製した他は、給電用電極、電弾性層、離形層は試料Ｎｏ．１０１と同じ方法で形成し比較発熱定着ベルトを作製し、試料Ｎｏ．１０８とした。
【０１３１】
発熱層の形成
〔発熱層形成用塗布液の調製〕
ポリアミド酸（宇部興産社製：Ｕ−ワニスＳ３０１）１００ｇと黒鉛繊維１８ｇを遊星方式の混合機で十分に混合した。黒鉛繊維は日本グラファイトファイバー社製ＸＮ−１００を使用した。遊星方式の混合機としてプライミクス（株）製 Ｔ・Ｋハイビスディパーミックス（Ｒ）を使用した。
【０１３２】
（発熱層の作製）
直径３０ｍｍ、幅４００ｍｍのステンレス製の芯金を準備し、図５に示す製造装置の保持装置に装着した後、以下に示す条件で芯金の周面に準備した発熱層形成用塗布液を、乾燥膜厚２５０μｍになる様に塗布した後、１５０℃で３時間乾燥後、窒素雰囲気下３２０℃で１２０分乾燥し発熱層とした。
【０１３３】
塗布条件
発熱層形成用塗布液の温度：２５℃
ノズルの発熱層形成用塗布液吐出口の形状：円錐状ノズル
ノズルの発熱層形成用塗布液吐出口の口径：２ｍｍ
ノズルの発熱層形成用塗布液吐出口と芯金の周面までの距離：５ｍｍ
ノズルからの発熱層形成用塗布液の吐出量：３００ｍｌ／ｍｉｎ
ノズルの芯金の回転軸方向への移動速度：５００ｍｍ／ｍｉｎ
芯金の回転速度（周速度）：０．１ｍ／ｓｅｃ
芯金の回転速度（周速度）は、（株）小野測器製ＨＴ−４２００製で測定した値を示す。
【０１３４】
（比較発熱定着ベルト（試料Ｎｏ．１０９）の作製）
発熱層を以下に示す方法で作製した他は、給電用電極、電弾性層、離形層は試料Ｎｏ．１０１と同じ方法で形成し比較発熱定着ベルトを作製し、試料Ｎｏ．１０９とした。
【０１３５】
発熱層の形成
〔発熱層形成用塗布液の調製〕
ポリアミド酸（宇部興産社製：Ｕ−ワニスＳ３０１）１００ｇとステンレス繊維１８ｇを遊星方式の混合機で十分に混合した。
【０１３６】
ステンレス繊維は日本精線社製ＮＡＳＬＯＮを使用した。遊星方式の混合機として比較発熱定着ベルト（試料Ｎｏ．１０８）に使用した遊星方式の混合機と同じ遊星方式の混合機を使用した。
【０１３７】
（発熱層の作製）
直径３０ｍｍ、幅４００ｍｍのステンレス製の芯金を準備し、図５に示す製造装置の保持装置に装着した後、以下に示す条件で芯金の周面に準備した発熱層形成用塗布液を、乾燥膜厚１５０μｍになる様に塗布した後、１５０℃で３時間乾燥後、窒素雰囲気下３２０℃で１２０分乾燥し発熱層とした。
【０１３８】
塗布条件
発熱層形成用塗布液の温度：２５℃
ノズルの発熱層形成用塗布液吐出口の形状：円錐状ノズル
ノズルの発熱層形成用塗布液吐出口の口径：２ｍｍ
ノズルの発熱層形成用塗布液吐出口と芯金の周面までの距離：５ｍｍ
ノズルからの発熱層形成用塗布液の吐出量：３００ｍｌ／ｍｉｎ
ノズルの芯金の回転軸方向への移動速度：５００ｍｍ／ｍｉｎ
芯金の回転速度（周速度）：０．１ｍ／ｓｅｃ
芯金の回転速度（周速度）は、（株）小野測器製ＨＴ−４２００製で測定した値を示す。
【０１３９】
評価
作製した試料Ｎｏ．１０１から１０９をコニカミノルタビジネステクノロジーズ（株）製ｂｉｚｈｕｂ Ｃ３６０に装着し、電圧１００Ｖの電源を発熱ベルトの温度が１７０℃になるように制御して印加した。画素率が１０％の画像（文字画像が７％、人物顔写真、ベタ白画像、ベタ黒画像がそれぞれ１／４等分にあるオリジナル画像）をＡ４版上質紙（６４ｇ／ｍ2 ）に連続で５０万枚プリントし、以下に示す方法で表面抵抗値、体積抵抗値の変動（抵抗変化率）を測定した結果及び、以下に示す方法で発熱層の亀裂、破断の有無を観察し以下に示す評価ランクに従って評価した結果を表２に示す。
【０１４０】
表面抵抗値の測定方法
抵抗は５０万枚プリント前後の給電電極間の抵抗値を三菱化学アナリテック製ロレスタＡＸ ＭＣＰ−Ｔ３７０型で測定して、抵抗値及び以下の式で抵抗変化率を算出した。
【０１４１】
抵抗変化率（％）＝〔（５０万枚プリント後の抵抗値−プリント前の抵抗値）／プリント前の抵抗値〕×１００
抵抗変化率の評価ランク
◎：抵抗変化率の絶対値 ±１％未満
○：抵抗変化率の絶対値 ±１％以上、±３％未満
△：抵抗変化率の絶対値 ±３％以上±１０％未満
×：抵抗変化率の絶対値 ±１０％以上
発熱層の亀裂、破断の評価
○：４０万枚以上から５０万枚目でベタ黒画像部分に未定着部分がない
△：３０万枚以上から４０万枚未満でベタ黒画像部分に未定着部分発生する
×：２０万枚以上から３０万枚未満でベタ黒画像部分に未定着部分発生する
【０１４２】
【表２】
【０１４３】
発熱層をポリイミド樹脂で被覆されたカーボン繊維糸を使用した布から構成した発熱定着ベルト試料Ｎｏ．１０１から１０７は破断、亀裂の発生もなく、長期に使用した時の表面抵抗値、体積抵抗値の変動（抵抗変化率）も優れた結果を示した。
【０１４４】
発熱層をポリイミド樹脂で被覆された黒鉛繊維を混合して使用した発熱定着ベルト試料Ｎｏ．１０８は破断、亀裂が発生、長期に使用した時の表面抵抗値、体積抵抗値の変動（抵抗変化率）も大きく、本発明の試料Ｎｏ．１０１から１０７に比べ劣る結果を示した。
【０１４５】
発熱層をポリイミド樹脂で被覆されたステンレス繊維を混合して使用した発熱定着ベルト試料Ｎｏ．１０９は破断、亀裂が発生、長期に使用した時の表面抵抗値、体積抵抗値の変動（抵抗変化率）も大きく、本発明の試料Ｎｏ．１０１から１０７に比べ劣る結果を示した。
【符号の説明】
【０１４６】
１ フルカラー画像形成装置
２４ 定着装置
２４ａ 発熱定着ベルト
２４ａ１、２４ａ２ 給電用電極
２４ａ３ 発熱層
２４ａ３１ 布（カーボン繊維糸布）
２４ａ３２ ポリイミド樹脂
２４ａ４、２４ａ６ プライマー層
２４ａ５ 弾性層
２４ｂ 定着ローラー
２４ｃ 加圧ローラー
９ 製造装置
９ｂ 塗布装置
９ｂ１ 塗布手段
９ｂ２ 駆動部
９ｃ 加熱装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真等の静電潜像現像方式によって形成された乾式トナー像を、画像支持体上に熱定着するための発熱定着ベルトとそれを用いた画像形成装置に関する。
【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】
しかしながら、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である。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た定着ベルト（以下、発熱定着ベルトと言う）が検討されており、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。発熱定着ベルトを使用した画像形成装置は、ウォーミングアップ時間が短く、消費電力も熱フィルム定着方式より小さく、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おり、これまでに検討されてきた。
【０００７】
例えば、鉄、ＳＵＳ、銅、コバルト、ニッケル、クロム、アルミニウム、金、白金、銀、スズ、パラジウム等からなるフッ素系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂で被覆された芯材を用いた３次元網目状構造体の発熱層を有する定着ベルトが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
カーボンナノ材料及びフィラメント状金属微粒子が分散されるポリイミド樹脂からなる発熱層と、絶縁層と、離形層とを備える発熱定着ベルトが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
ポリイミド樹脂からなる絶縁層と、ポリイミド樹脂からなるマトリックス樹脂中にカーボンナノ材料とフィラメント状金属微粒子とが実質的に均一に分散されて存在している抵抗発熱体層と、離形層と、電極層とを有する発熱定着ベルトが知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−３４３５３８号公報
【特許文献２】特開２００７−２７２２２３号公報
【特許文献３】特開２００９−１０９９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載の発熱定着ベルトは、長時間の使用で、酸化が進み、抵抗が増大する。このため、所定の発熱量が得られなくなる問題点を有していることが判った。
【００１２】
特許文献２に記載の発熱定着ベルトは、ポリイミド樹脂の加熱、冷却に伴い、樹脂の伸縮が起こり、抵抗が変化する。また、フィラーと樹脂の界面で亀裂や割れ発生し、当該部分は、定着が十分にできない問題点を有していることが判った。
【００１３】
特許文献３に記載の発熱定着ベルトは、ポリイミド樹脂の加熱、冷却に伴い、樹脂の伸縮が起こり、抵抗が変化する。また、フィラーと樹脂の界面で亀裂や割れ発生し、当該部分は、定着が十分にできない問題点を有していることが判った。
【００１４】
この様な状況から、長期に使用しても表面抵抗値、体積抵抗値の変動が少なく、発熱層の破断、亀裂を防止した発熱定着ベルト及びこの発熱定着ベルトを用いた画像形成装置の開発が望まれている。
【００１５】
本発明は上記状況に鑑みなされたものであり、その目的は長期に使用しても表面抵抗値、体積抵抗値の変動が少なく、発熱層の亀裂、破断を防止した発熱定着ベルト及びこの発熱定着ベルトを用いた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の上記目的は、下記の技術態様により達成される。
【００１７】
１．発熱層、弾性層および離形層を内側からこの順に含む円筒形の発熱定着ベルトであって、
前記発熱層は、カーボン繊維糸を使用したカーボン繊維糸布およびポリイミド樹脂を含み、
前記発熱層の両端に、前記カーボン繊維糸布に接する状態に、発熱層に給電する一対の電極を有することを特徴とする発熱定着ベルト。
【００１８】
２．前記発熱層における弾性層側が前記ポリイミド樹脂によって覆われていることを特徴とする前記１に記載の発熱定着ベルト。
【００１９】
３．前記発熱層の両側が、前記ポリイミド樹脂によって覆われていることを特徴とする前記１または２に記載の発熱定着ベルト。
【００２０】
４．前記カーボン繊維糸の太さが、６６ｔｅｘから８００ｔｅｘであることを特徴とする前記１から３の何れか１項に記載の発熱定着ベルト。
【００２１】
５．前記カーボン繊維糸布が、たて糸密度及びよこ糸密度が、７．５本／２５ｍｍから２２．５本／２５ｍｍ、の織物であることを特徴とする前記１から４の何れか１項に記載の発熱定着ベルト。
【００２２】
６．前記１から５の何れか１項に記載の発熱定着ベルトを用いていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２３】
長期に使用しても表面抵抗値、体積抵抗値の変動が少なく、発熱層の亀裂、破断を防止した発熱定着ベルト及びこの発熱定着ベルトを用いた画像形成装置を提供することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】電子写真方式の画像形成装置の一例を示す概略断面構成図である。
【図２】図１に示す画像形成装置に使用している定着装置の拡大概略図である。
【図３】図１に示す発熱定着ベルトの拡大概略図である。
【図４】図３に示される構成を有する発熱定着ベルトの概略製造フロー図である。
【図５】円柱状の芯金に装着されたカーボン繊維糸を使用して作製された布の周面にポリイミド樹脂前駆体を塗布し、ポリイミド樹脂で被覆した布を製造する製造装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明者は、長期に使用したときに、表面抵抗値、体積抵抗値の変動や、亀裂、破断が何故、経時で発生するのか検討した結果、次のことが判った。
【００２６】
長期に使用し、定着ムラの発生したベルトを解析すると、発熱層の亀裂、破断が観察された。当該亀裂、破断部分は電流が流れず、発熱しないため、定着ムラになると推定した。すなわち不連続なフィラーの存在が、亀裂、破断を引き起こしているといえる。
【００２７】
そこで、その不連続なフィラーを連続させるために耐酸化性が高く、連続した状態を実現するために、発熱素子の検討を行った。その結果、発熱素子としてカーボン繊維糸を使用した布を用いると課題が解決できることを見出した。
【００２８】
本発明の実施の形態を図を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２９】
図１は、電子写真方式の画像形成装置の一例を示す概略断面構成図である。本図はフルカラー画像形成装置の場合を示している。
【００３０】
図中、１はフルカラー画像形成装置を示す。フルカラー画像形成装置１は、複数組の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、転写部としての無端ベルト状中間転写体形成ユニット７と、記録媒体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ベルト式定着装置２４とを有する。フルカラー画像形成装置１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。
【００３１】
各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ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ユニット１０Ｙは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｙ、感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像剤担持体４Ｙ１を有する現像手段４Ｙ、一次転写手段としての一次転写ローラー５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。
【００３２】
又、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ユニット１０Ｍは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｍ、感光体１Ｍの周囲に配置された帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像剤担持体４Ｍ１を有する現像手段４Ｍ、一次転写手段としての一次転写ローラー５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。
【００３３】
又、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ユニット１０Ｃは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｃ、感光体１Ｃの周囲に配置された帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像剤担持体４Ｃ１を有する現像手段４Ｃ、一次転写手段としての一次転写ローラー５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。
【００３４】
又、更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ユニット１０Ｋは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｋ、感光体１Ｋの周囲に配置された帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像剤担持体４Ｋ１を有する現像手段４Ｋ、一次転写手段としての一次転写ローラー５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。
【００３５】
無端ベルト状中間転写体形成ユニット７は、複数のローラーにより巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の第２の像担持体として無端の中間転写ベルト７０を有する。
【００３６】
画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、一次転写ローラー５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより、回動する無端の中間転写ベルト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内に収容された記録媒体として用紙等の記録媒体Ｐは、給紙搬送手段２１により給紙され、複数の中間ローラー２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストローラー２３を経て、二次転写手段としての二次転写ローラー５Ａに搬送され、記録媒体Ｐ上にカラー画像が一括転写される。
【００３７】
カラー画像が転写された記録媒体Ｐは、環状の発熱定着ベルト２４ａが装着された定着装置２４により定着処理され、排紙ローラー２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。
【００３８】
一方、二次転写ローラー５Ａにより記録媒体Ｐにカラー画像を転写した後、記録媒体Ｐを曲率分離した無端の中間転写ベルト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。
【００３９】
画像形成処理中、一次転写ローラー５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の一次転写ローラー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。
【００４０】
二次転写ローラー５Ａは、ここを記録媒体Ｐが通過して二次転写が行われる時にのみ、無端の中間転写ベルト７０に圧接する。
【００４１】
又、装置本体Ａから筐体８を支持レール８２Ｌ、８２Ｒを介して引き出し可能にしてある。筐体８は、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体形成ユニット７とを有する。
【００４２】
画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、垂直方向に縦列配置されている。感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの図示左側方には無端ベルト状中間転写体形成ユニット７が配置されている。無端ベルト状中間転写体形成ユニット７は、ローラー７１、７２、７３、７４、７６を巻回して回動可能な無端の中間転写ベルト７０、一次転写ローラー５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ及びクリーニング手段６Ａとを有している。
【００４３】
筐体８の引き出し操作により、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体形成ユニット７とは、一体となって、本体Ａから引き出される。
【００４４】
この様に感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの外周面上を帯電、露光し外周面上に潜像を形成した後、現像によりトナー像（顕像）を形成し、無端の中間転写ベルト７０上で各色のトナー像を重ね合わせ、一括して記録媒体Ｐに転写し、ベルト式定着装置２４で加圧及び加熱により固定して定着する。本発明で像形成時とは潜像形成、トナー像（顕像）を記録媒体Ｐに転写し最終画像を形成することを含む。
【００４５】
トナー像を記録媒体Ｐに転移させた後の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに配設されたクリーニング手段６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ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。
【００４６】
上記カラー画像形成装置では、中間転写体をクリーニングするクリーニング手段６Ａのクリーニング部材として、弾性ブレードを用いる。又、各感光体に脂肪酸金属塩を塗布する手段（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）を設けている。脂肪酸金属塩としては、トナーで用いたと同じものを用いることが出来る。
【００４７】
本発明は、本図に示される定着装置２４に使用されている環状の発熱定着ベルト２４ａに関するものである。
【００４８】
図２は図１に示す画像形成装置に使用している定着装置の拡大概略図である。図２（ａ）は図１に示す画像形成装置に使用している定着装置の拡大概略斜視図である。図２（ｂ）は図２（ａ）に示すＡ−Ａ′に沿った概略断面図である。
【００４９】
図中、２４は定着装置を示す。定着装置２４は環状の発熱定着ベルト２４ａと、定着ローラー２４ｂと、環状の発熱定着ベルト２４ａを圧接しながら回動する加圧ローラー２４ｃとを有している。
【００５０】
定着ローラー２４ｂが駆動ローラーとなっており、定着ローラー２４ｂの回転（図中の矢印方向）に伴い、環状の発熱定着ベルト２４ａは矢印方向に巻回する様になっている。
【００５１】
環状の発熱定着ベルト２４ａを介して定着ローラー２４ｂと加圧ローラー２４ｃとの間に定着ニップ部Ｎを形成する様になっている。定着ニップ部Ｎで、トナー像（顕像）が転写された記録媒体Ｐ（図１参照）を挟み込み、環状の発熱定着ベルト２４ａによりトナー像（顕像）を溶融定着し最終画像を形成する様になっている。
【００５２】
環状の発熱定着ベルト２４ａの定着ローラー２４ｂと接触する側が発熱層２４ａ３（図３参照）、加圧ローラー２４ｃと接触する側が離形層２４ａ７（図３参照）となっている。
【００５３】
２４ａ１は発熱定着ベルト２４ａの端に設けられた給電用電極を示し、２４ａ２は発熱定着ベルト２４ａの他の端に設けられた給電用電極を示し、給電用電極２４ａ１と給電用電極２４ａ２とで一対となっている。
【００５４】
２４ｄ１は給電用電極２４ａ１に接触し、発熱定着ベルト２４ａに給電する給電部材を示す。２４ｄ２は給電用電極２４ａ２に接触し、発熱定着ベルト２４ａに給電する給電部材を示す。給電部材を配設する位置は、環状の発熱定着ベルト２４ａの温度、定着安定性等を考慮し、給電用電極２４ａ１と給電部材２４ｄ１との接触を安定にするため、給電用電極２４ａ１が定着ローラー２４ｂと接触している位置で、且つ定着ニップ部Ｎの近傍が好ましい。
【００５５】
給電部材は給電用電極に均一に接触させるため、給電用電極に押圧手段（例えばバネ）で押圧して接触させることが好ましい。
【００５６】
図３は図１に示す発熱定着ベルトの拡大概略図である。図３（ａ）は図１に示す発熱定着ベルトの拡大概略平面図である。図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ′に沿った概略拡大断面図である。図３（ｃ）は図３（ｂ）のＹで示される部分の拡大概略図である。
【００５７】
図中、２４ａは環状の発熱定着ベルトを示す。環状の発熱定着ベルト２４ａは両端部に給電用電極２４ａ１、２４ａ２を有する発熱層２４ａ３と、給電用電極２４ａ１、２４ａ２を除きプライマー層２４ａ４を介して弾性層２４ａ５と、プライマー層２４ａ６を介して離形層２４ａ７とを有する構成を有している。弾性層２４ａ５、プライマー層２４ａ４、２４ａ６は、必要に応じて設けることが可能である。
【００５８】
本図では、発熱層２４ａ３の弾性層２４ａ５が積層されている側と反対側の面が定着ローラー２４ｂ（図２参照）と接触し、離形層２４ａ７の弾性層２４ａ５と接触している面と反対側の面が加圧ローラー２４ｃ（図２参照）と接触する様になっている。
【００５９】
発熱層２４ａ３は、図３（ｃ）に示されるように、カーボン繊維糸の布２４ａ３１と、布（カーボン繊維糸布）２４ａ３１を被覆するポリイミド樹脂２４ａ３２とを有している。
【００６０】
発熱層２４ａ３の給電極間２４ａ１、２４ａ２の抵抗は、７Ωから５０Ωが望ましい。
【００６１】
発熱層２４ａ３を構成している布２４ａ３１は、カーボン繊維糸よりできており、カーボン繊維糸布２４ａ３１としては織物、編物の何れでもよいが、伸縮の少ない点から織物の方が好ましい。
【００６２】
給電用電極２４ａ１、２４ａ２の形成方法は特に限定されず、例えば導電性テープを貼合する方法でもよい。
【００６３】
Ｅは発熱層の厚さを示す。厚さＥは、柔軟性、熱容量等を考慮し、５０μｍから６００μｍが好ましい。厚さＥは、断面を反射型光学顕微鏡で測定した値を示す。
【００６４】
Ｅ１、Ｅ２は布２４ａ３１を被覆するポリイミド樹脂２４ａ３２の被覆部分の厚さを示す。厚さＥ１、Ｅ２は、強度を考慮し、５０μｍから３００μｍが好ましい。厚さＥ１、Ｅ２は、断面を反射型光学顕微鏡で測定した値を示す。
【００６５】
Ｆは弾性層２４ａ５の厚さを示す。厚さＦは画質、熱容量等を考慮し、５０μｍから５００μｍが好ましい。厚さＦは、断面を反射型光学顕微鏡で測定した値を示す。
【００６６】
Ｇは離形層２４ａ７の厚さを示す。厚さＧは、熱伝達性、可撓性、耐久性等を考慮し、１μｍから１０μｍが好ましく、１μｍから５μｍがより好ましい。厚さは、渦電流式膜厚計（（株）フィッシャー・インストルメンツ製）により測定した値を示す。
【００６７】
プライマー層２４ａ４、２４ａ６の厚みは２μｍから５μｍであることが好ましい。
【００６８】
発熱定着ベルト２４ａの幅、直径は画像形成装置の仕様に応じて適宜決めることが可能である。
【００６９】
次ぎに図１から図３に示される発熱定着ベルトの製造方法に付き説明する。
【００７０】
図４は図３に示される構成を有する発熱定着ベルトの概略製造フロー図である。
【００７１】
発熱定着ベルト２４ａは、発熱層形成工程、弾性層形成工程、離形層形成工程を経て製造することが可能である。
【００７２】
発熱層形成工程
発熱層形成工程は、布準備工程と、ポリイミド樹脂被覆工程と、給電用電極形成工程とを有する。
【００７３】
布準備工程
布準備工程では織機又は編み機を使用し、発熱層を構成しているカーボン繊維糸を使用した環状の布が準備される。環状の布は、織物又は編物であってもよく、必要に応じて選択することが可能である。
【００７４】
環状の織物は一般に使用されている環状織機で直接に製造してもよいし、一般的に使用されている織機で平らな織布を作製した後、接合し環状にしてもよい。環状の編物は一般に使用されている円編み機で製造することが可能である。
【００７５】
ポリイミド樹脂被覆工程
ポリイミド樹脂被覆工程では、布準備工程で準備された布を環状の布の直径に合わせた芯金に装着した状態で、塗布機を使用しポリイミド樹脂被覆用塗布液（以下、ポリイミド樹脂前駆体塗布液とも言う）を布の周面に塗布し、加熱処理することで、布がポリイミド樹脂で被覆された発熱層が形成される。ポリイミド樹脂被覆工程に関しては図５で説明する。
【００７６】
給電用電極形成工程
給電用電極形成工程では、テープ貼合機を使用し、ポリイミド樹脂被覆工程で準備された発熱層の両端に導電性テープを貼合することで給電用電極が形成される。
【００７７】
弾性層形成工程
弾性層形成工程では、塗布工程と乾燥工程とを有し、塗布工程で塗布機を使用し給電用電極形成工程で形成された給電用電極部分を除いて、発熱層の上に弾性層形成用塗布液を塗布した後、乾燥工程で乾燥することで発熱層の上に弾性層が形成される。弾性層形成用塗布液の塗布は、ポリイミド樹脂前駆体塗布液の塗布と同じ方法で可能である。弾性層形成用塗布液を塗布する前に発熱層との接着性を上げるためプライマー層を形成してもよい。
【００７８】
離形層形成工程
離形層形成工程では、塗布工程と乾燥工程とを有し、塗布工程で塗布機を使用し弾性層形成工程で形成された弾性層の上に離形層形成用塗布液を塗布した後、乾燥工程で乾燥した後、芯金を抜き取ることで発熱層／弾性層／離形層が形成され環状の発熱定着ベルトが製造される。離形層形成用塗布液の塗布は、ポリイミド樹脂前駆体塗布液の塗布と同じ方法で可能である。離形層形成用塗布液を塗布する前に弾性層との接着性を上げるためプライマー層を形成してもよい。
【００７９】
図５は、円柱状の芯金に装着されたカーボン繊維糸を使用して作製された織布の周面にポリイミド樹脂前駆体を塗布し、ポリイミド樹脂で被覆した織布を製造する製造装置の概略図である。図５（ａ）は円柱状の芯金に装着されたカーボン繊維糸を使用して作製された織布の周面にポリイミド樹脂前駆体を塗布し、ポリイミド樹脂で被覆した織布を製造する製造装置の概略斜視図である。図５（ｂ）は図５（ａ）に示される製造装置の概略正面図である。
【００８０】
図中、９は製造装置を示す。製造装置９は保持装置９ａと塗布装置９ｂと加熱装置９ｃとを有している。保持装置９ａは第１保持台９ａ１と、第２保持台９ａ２と、駆動用モーター９ａ３とを有している。駆動用モーター９ａ３は第１保持台９ａ１上に配設されており、円柱状の芯金９ｄの保持部材９ｄ１と接続部材を介して駆動用モーター９ａ３の回転軸に接続されている。第２保持台９ａ２には円柱状の芯金９ｄの他方の保持部材９ｄ２を受ける受け部９ａ２１が配設されており、これにより、駆動用モーター９ａ３の回転により円柱状の芯金９ｄを回転及び停止が可能に保持することが可能となっている。
【００８１】
塗布装置９ｂは、塗布手段９ｂ１と、駆動部９ｂ２とを有している。９ｂ１１は塗布手段９ｂ１にポリイミド樹脂前駆体塗布液を供給する塗布液供給管を示す。塗布手段９ｂ１は取り付け部材９ｂ１２によりガイドレール９ｂ４に円柱状の芯金９ｄの回転軸に沿って平行に移動可能に取り付けられている。塗布手段９ｂ１としては、ノズルが挙げられる。ノズルのポリイミド樹脂前駆体塗布液の吐出口の形状は特に限定はなく、例えば、円形、長方形等が挙げられる。ノズルのポリイミド樹脂前駆体塗布液の吐出口と円柱状の芯金９ｄの周面までの距離は、塗布液の粘度、膜厚等を考慮し、１ｍｍから１００ｍｍが好ましい。本図では塗布手段９ｂ１へのポリイミド樹脂前駆体塗布液供給部、制御部は省略してある。
【００８２】
駆動部９ｂ２はモーター９ｂ２１とガイドレール取り付け板９ｂ３とを有している。ガイドレール取り付け板９ｂ３には、取り付け部材９ｂ１２を取り付け、保持装置９ａに保持された円柱状の芯金９ｄの回転軸と平行に塗布手段９ｂ１を往復移動させるための２本のガイドレール９ｂ４が配設されている。
【００８３】
モーター９ｂ２１は、取り付け部材９ｂ１２の上に取り付けられたスライド用ネジ９ｂ１３と螺合し、取り付け部材９ｂ１２を保持装置９ａに保持された円柱状の芯金９ｄの幅よりも長く移動させる長さの雌ネジ９ｂ２２を有している。
【００８４】
モーター９ｂ２１を駆動させることで、スライド用ネジ９ｂ１３の回転に伴い、取り付け部材９ｂ１２に取り付けられた塗布手段９ｂ１が円柱状の芯金９ｄの回転軸と平行に往復移動することが可能となっている。
【００８５】
加熱装置９ｃは、円柱状の芯金９ｄに装着された織布に塗布されたポリイミド樹脂前駆体塗膜を加熱しポリイミド樹脂にさせるために円柱状の芯金９ｄの下に配設されている。加熱装置９ｃの熱源としては、例えば赤外線ランプ、ニクロム線、熱風等の熱源が挙げられる。
【００８６】
本図に示す製造装置では、円筒状の芯金に装着された織布に塗布されたポリイミド樹脂前駆体塗膜のイミド化を１つの製造装置に組み込んだ場合を示したが、保持装置９ａを可動式として別工程で加熱処理を行う方式であってもよい。円筒状の芯金を内部から加熱する方式も可能である。
【００８７】
本図は円柱状の芯金を使用した場合を示しているが円筒状の芯金であってもよく、適宜選択することが可能である。
【００８８】
本図に示す製造装置９を使用し、芯金に装着された織布をポリイミド樹脂で被覆し、環状の発熱定着ベルト２４ａ（図２参照）を構成する発熱層２４ａ３（図３参照）を製造するステップの概要を以下に示す。
【００８９】
ステップ１．
カーボン繊維糸の織布の直径に合わせて準備した円柱状の芯金に、織布を装着する。
【００９０】
ステップ２．
保持装置９ａに織布を装着した芯金９ｄを保持し、芯金９ｄを回転させた状態で、塗布手段９ｂ１としてのノズルを芯金９ｄの回転軸に平行に、回転軸方向に移動させながら、芯金９ｄに装着した織布の端部から端部の周面上にポリイミド樹脂前駆体塗布液をノズルより吐出し、織布の周面に塗布し塗膜を形成する。
【００９１】
塗布は必要に応じてノズルを芯金９ｄの回転軸に平行に、回転軸方向に往復に移動させて繰り返し塗布することも可能である。
【００９２】
ステップ３．
必要とする厚さとなるポリイミド樹脂前駆体塗布液を織布の周面に塗布した後、芯金９ｄを回転させながら加熱処理を行い、イミド化することでポリイミド樹脂で被覆した発熱定着ベルトを構成している発熱層が形成される。この後、発熱層の両端の周面に導電性テープが貼合され給電用電極が形成される。
【００９３】
この後、製造装置９を使用しポリイミド樹脂前駆体塗布液の塗布と同じ方法で弾性層形成用塗布液を塗布し乾燥した後、引き続き離形層形成用塗布液を塗布し乾燥し、芯金を抜き取ることで発熱層／弾性層／表面層の構成を有する環状の発熱定着ベルトが製造される。
【００９４】
本発明で使用するポリイミド樹脂前駆体塗布液の粘度は、織布への浸透性、織布への被覆性、レベリング性、脱泡等のハンドリング性等を考慮し、３Ｐａ・ｓから１００Ｐａ・ｓが好ましい。
【００９５】
粘度は、ビスコテック（株）デジタル回転式粘度計で、温度２５℃で測定した値を示す。
【００９６】
ポリイミド樹脂前駆体塗布液に使用する溶媒の沸点は、乾燥速度を考慮し、１８０℃から２２０℃が好ましい。
【００９７】
発熱層にポリイミド樹脂とカーボン繊維糸布を含む発熱層と、弾性層と、離形層とを含む発熱定着ベルトにより次の効果が挙げられる。長期に使用しても抵抗値の変動が少なく安定した画像が得られることが可能となった。また、長期に使用しても発熱層の破断、亀裂がなく安定した稼動が可能となった。
【００９８】
本発明の発熱定着ベルトを構成している各層に使用する材料に付き説明する。
【００９９】
（カーボン繊維糸布）
カーボン繊維糸布は、市販されているカーボン繊維糸布を必要な幅に切断し、市販されているカーボン繊維糸で縫い合わせることによって環状に形成することができる。また、カーボン繊維糸を環状に織るあるいは編むことによっても得ることができる。カーボン繊維糸およびカーボン繊維糸布は、「トレカ（ＴＯＲＥＹＣＡ）」、「トレカクロス（ＴＯＲＥＹＣＡ Ｃｌｏｔｈ）（以上、東レ社製）」あるいは「ＴＥＮＡＸ」（東邦テナックス社製）の商品名で市販されている。
【０１００】
（ポリイミド樹脂）
ポリイミド樹脂は、通常、少なくとも１種の芳香族ジアミンと少なくとも１種の芳香族テトラカルボン酸二無水物とを有機極性溶媒中で重合してなるポリイミド前駆体がイミド転化されてポリイミド樹脂を形成する。
【０１０１】
芳香族ジアミンの代表例としては、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、３，３′−ジメトキシ−４，４′−ビフェニル、２，２−ビス（トリフルオロメチル）−４、４′−ジアミノビフェニル、３，３′−ジアミノジフェニルメタン、４，４′−ジアミノジフェニルメタン（ＭＤＡ）、２，２−ビス−（４−アミノフェニル）プロパン、３，３′−ジアミノジフェニルスルホン（３３ＤＤＳ）、４，４′−ジアミノジフェニルスルホン（４４ＤＤＳ）、３，３′−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４′−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３′−ジアミノジフェニルエーテル、３，４′−ジアミノジフェニルエーテル（３４ＯＤＡ）、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）、１，５−ジアミノナフタレン、４，４′−ジアミノジフェニルジエチルシラン、４，４′−ジアミノジフェニルシラン、４，４′−ジアミノジフェニルエチルホスフィンオキシド、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン（１３３ＡＰＢ）、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン（１３４ＡＰＢ）、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン（ＢＡＰＳＭ）、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン（ＢＡＰＳ）、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（ＢＡＰＰ）、２，２−ビス（３−アミノフェニル）１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（４−アミノフェニル）１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン及び９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン等を挙げることができる。中でも好ましいジアミンは、パラフェニレンジアミン（ＰＰＤ）、メタフェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）、４，４′−ジアミノジフェニルメタン（ＭＤＡ）、３，３′−ジアミノジフェニルスルホン（３３ＤＤＳ）、４，４′−ジアミノジフェニルスルホン（４４ＤＤＳ）、３，４′−ジアミノジフェニルエーテル（３４ＯＤＡ）、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン（１３３ＡＰＢ）、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン（１３４ＡＰＢ）、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン（ＢＡＰＳＭ）、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン（ＢＡＰＳ）、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（ＢＡＰＰ）である。
【０１０２】
又、芳香族テトラカルボン酸二無水物の代表例としては、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、２，３，３′，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、２，２′，３，３′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二水物、２，３，３′，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、１，１−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、１，１−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、２，２−ビス［３，４−（ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物（ＢＰＡＤＡ）、４，４′−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸無水物、オキシジフタル酸無水物（ＯＤＰＡ）、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホキシド二無水物、チオジフタル酸二無水物、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、１，２，７，８−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、９，９−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）フルオレン二無水物及び９，９−ビス［４−（３，４′−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］フルオレン二無水物等を挙げることができる。中でも好ましいテトラカルボン酸二無水物は、ピロメリット二無水物（ＰＭＤＡ）、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）、２，２−ビス［３，４−（ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物（ＢＰＡＤＡ）、オキシジフタル酸無水物（ＯＤＰＡ）を挙げることができる。なお、これらをメタノール、エタノール等のアルコール類と反応させてエステル化合物としてもよい。
【０１０３】
これらの芳香族ジアミン及び芳香族テトラカルボン酸二無水物は単独で又は混合して用いることができる。また、複数種類のポリイミド前駆体溶液を調製し、それらのポリイミド前駆体溶液を混合して用いることも出来る。
【０１０４】
ポリイミド前駆体塗布液の調製に使用する溶媒
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）やＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を使用することが可能である。
【０１０５】
弾性層
弾性層としては、特に限定されるものではなく、任意のゴム材料、熱可塑性エラストマーを用いることが出来る。例えばスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ハイスチレンゴム、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン共重合体、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム（ＡＣＭ、ＡＮＭ）、エピクロロヒドリンゴム及びノルボルネンゴム等から選ぶことが出来る。これらは１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【０１０６】
一方、熱可塑性エラストマーとしては、ポリエステル系、ポリウレタン系、スチレン−ブタジエントリブロック系、ポリオレフィン系などを用いることが出来る。
【０１０７】
又、弾性体層には、発熱定着ベルトの使用目的、設計目的などに応じて、充填剤、増量充填剤、加硫剤、着色剤、耐熱剤、顔料等の種々の配合剤を添加することが出来る。又、配合剤の添加量などにより合成樹脂の可塑度は変化するが、硬化前の合成樹脂の可塑度としては、１２０以下のものが好適に用いられる。
【０１０８】
〔離形層〕
離形層形成用樹脂としては、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共重合体（ＦＥＰ）より成る群から選択される少なくとも１つの樹脂あることが好ましい。
【実施例】
【０１０９】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【０１１０】
実施例１
以下に示す方法で図３に示す構成の発熱定着ベルトを作製し試料Ｎｏ．１０１から１０９とした。
【０１１１】
（環状の織布の準備）
表１に示すカーボン繊維糸を使用した織布をカーボン繊維糸で縫い合わせて環状の織布を得た。
【０１１２】
【表１】
【０１１３】
カーボン繊維糸布Ｎｏ．１−１およびＮｏ．１−２は、布を環状に縫い合わせて作製した。カーボン繊維糸布Ｎｏ．１−３からＮｏ．１−７は、炭素繊維を織って円筒状の布を作製した。表１において、「厚さ」とは、図３（ｃ）において布２４ａ３１に相当する部分の厚さを表す。
【０１１４】
カーボン繊維糸の太さは、ＪＩＳ Ｌ０１０１−１９７８に準じて測定した価を示す。
【０１１５】
織布の糸密度は２５ｍｍ×２５ｍｍの範囲の糸の本数を目視で測定した値を示す。織布の厚さは、断面を反射型光学顕微鏡で測定した値を示す。
【０１１６】
（ポリイミド樹脂による織布の被覆）
（ポリイミド前駆体被覆用塗布液の調製）
塗布液は宇部興産（株）製のポリアミド酸「Ｕ−ワニスＳ３０１」２０ｇを、溶媒２０ｍｌに溶解しポリイミド前駆体被覆用塗布液とした。
【０１１７】
粘度は、ビスコテック（株）製 ラボ用デジタル回転式粘度計「ビスコスター＋Ｈ」高粘度用を使用し、温度２３℃で測定し、４０Ｐａ・ｓであった。
【０１１８】
（ポリイミド前駆体被覆用塗布液の織布への塗布）
準備した環状の織布Ｎｏ．１−１をステンレス製の芯金に装着し、図５に示す製造装置を使用し、調製したポリイミド前駆体被覆用塗布液を被覆厚さ（図３（ｃ）においてＥ１とＥ２の和に相当する厚さ）が３００μｍとなる様に以下に示す条件で塗布した後、回転速度（周速度）０．１ｍ／ｓｅｃで回転させながら、２００℃で３０分間加熱乾燥させた。その後、４００℃で３０分間加熱乾燥しポリイミド樹脂で被覆した発熱定着ベルトの発熱層となる織布を製造した。引き続き芯金を抜き取らないで給電用電極、弾性層、離形層を形成した。
【０１１９】
被覆厚さは総厚より織布の厚さを差し引いて求めた値を示す。
【０１２０】
塗布条件
ポリイミド前駆体被覆用塗布液の温度：２５℃
ノズルのポリイミド前駆体被覆用塗布液吐出口の形状：円錐状ノズル
ノズルのポリイミド前駆体被覆用塗布液吐出口の口径：２ｍｍ
ノズルのポリイミド前駆体被覆用塗布液吐出口と芯金の周面までの距離：５ｍｍ
ノズルからのポリイミド前駆体被覆用塗布液の吐出量：３００ｍｌ／ｍｉｎ
ノズルの芯金の回転軸方向への移動速度：５００ｍｍ／ｍｉｎ
芯金の回転速度（周速度）：０．１ｍ／ｓｅｃ
芯金の回転速度（周速度）は、（株）小野測器製ＨＴ−４２００製で測定した値を示す。
【０１２１】
（給電用電極の形成）
ポリイミド樹脂で被覆した織布の両端周面に幅２５ｍｍ、厚さ３５μｍの導電性テープ（住友スリーエム（株）製 ＣＵ−３５Ｃ）を１巻き貼着し給電用電極を形成した。
【０１２２】
（弾性層の形成）
（弾性層形成用塗布液の調製）
シリコーンゴムＫＥ１３７９（信越化学製商品名）の液状ゴム及びシリコーンゴムＤＹ３５６０１３（商品名；東レダウコーニングシリコーン社製）の２液を予め２：１の割合で混合した組成物１００ｇを弾性層形成用塗布液とした。
【０１２３】
（弾性層形成用塗布液の塗布）
図５に示す製造装置を使用し、ポリイミド前駆体被覆用塗布液に換えて、弾性層形成用塗布液を給電用電極の上を除いて発熱層の上に、以下に示す条件でポリイミド樹脂前駆体塗布液の塗布と同じ方法で弾性層形成用塗布液を塗布し、乾燥後の膜厚２００μｍの弾性層形成用塗膜を形成する。この後、芯金を回転速度（周速度）０．１ｍ／ｓｅｃで回転させながら、１５０℃で３０分間一次加硫し、さらに２００℃で４時間ポスト加硫を行い、発熱層の上に弾性層を形成した。
【０１２４】
塗布条件
弾性層形成用塗布液の温度：２５℃
ノズルの弾性層形成用塗布液吐出口の形状：円錐状ノズル
ノズルの弾性層形成用塗布液吐出口の口径：２ｍｍ
ノズルの弾性層形成用塗布液吐出口と発熱層の周面までの距離：５ｍｍ
ノズルからの弾性層形成用塗布液の吐出量：３００ｍｌ／ｍｉｎ
ノズルの芯金の回転軸方向への移動速度：５００ｍｍ／ｍｉｎ
芯金の回転速度（周速度）：０．１ｍ／ｓｅｃ
芯金の回転速度（周速度）は、（株）小野測器製ＨＴ−４２００製で測定した値を示す。
【０１２５】
（離形層の形成）
（離形層形成用塗布液の準備）
ＰＴＦＥ樹脂とＰＦＡ樹脂を７：３の割合で混合し、固形分濃度４５％、粘度：１１０ｍＰａ・ｓに調製したフッ素樹脂ディスパーション（デュポン社製商品名“８５５−５１０”）を離形層形成用塗布液として準備した。
【０１２６】
（離形層形成用塗布液の塗布）
図５に示す製造装置を使用し、弾性層形成用塗布液に換えて、離形層形成用塗布液を給電用電極の上を除いて弾性層の上に、以下に示す条件で弾性層形成用塗布液の塗布と同じ方法で離形層形成用塗布液を塗布し、乾燥後の膜厚３０μｍの離形層形成用塗膜を形成する。この後、室温で３０分間乾燥した後、芯金を回転速度（周速度）０．１ｍ／ｓｅｃで回転させながら、２３０℃で３０分間加熱し、さらに２７０℃で１０分間加熱し、弾性層の上に離形層を形成した。
【０１２７】
塗布条件
離形層形成用塗布液の温度：２５℃
ノズルの離形層形成用塗布液吐出口の形状：円錐状ノズル
ノズルの離形層形成用塗布液吐出口の口径：２ｍｍ
ノズルの離形層形成用塗布液吐出口と発熱層の周面までの距離：５ｍｍ
ノズルからの離形層形成用塗布液の吐出量：３００ｍｌ／ｍｉｎ
ノズルの芯金の回転軸方向への移動速度：５００ｍｍ／ｍｉｎ
芯金の回転速度（周速度）：０．１ｍ／ｓｅｃ
芯金の回転速度（周速度）は、（株）小野測器製ＨＴ−４２００製で測定した値を示す。
【０１２８】
（芯金の抜き取り）
離形層を形成した後、芯金を冷却し抜き取ることで発熱層／弾性層／離形層を有する発熱定着ベルトを作製し試料Ｎｏ．１０１とした。
【０１２９】
熱定着ベルトの作製（試料Ｎｏ．１０２から１０７）
表１に示すカーボン繊維糸太さ、たて糸、よこ糸密度を変えて準備した環状の織布Ｎｏ．１−２から１−７を使用した他は全て試料Ｎｏ．１０１と同じ方法で熱定着ベルトを作製し試料Ｎｏ．１０２から１０７とした。
【０１３０】
（比較発熱定着ベルト（試料Ｎｏ．１０８）の作製）
発熱層を以下に示す方法で作製した他は、給電用電極、電弾性層、離形層は試料Ｎｏ．１０１と同じ方法で形成し比較発熱定着ベルトを作製し、試料Ｎｏ．１０８とした。
【０１３１】
発熱層の形成
〔発熱層形成用塗布液の調製〕
ポリアミド酸（宇部興産社製：Ｕ−ワニスＳ３０１）１００ｇと黒鉛繊維１８ｇを遊星方式の混合機で十分に混合した。黒鉛繊維は日本グラファイトファイバー社製ＸＮ−１００を使用した。遊星方式の混合機としてプライミクス（株）製 Ｔ・Ｋハイビスディパーミックス（Ｒ）を使用した。
【０１３２】
（発熱層の作製）
直径３０ｍｍ、幅４００ｍｍのステンレス製の芯金を準備し、図５に示す製造装置の保持装置に装着した後、以下に示す条件で芯金の周面に準備した発熱層形成用塗布液を、乾燥膜厚２５０μｍになる様に塗布した後、１５０℃で３時間乾燥後、窒素雰囲気下３２０℃で１２０分乾燥し発熱層とした。
【０１３３】
塗布条件
発熱層形成用塗布液の温度：２５℃
ノズルの発熱層形成用塗布液吐出口の形状：円錐状ノズル
ノズルの発熱層形成用塗布液吐出口の口径：２ｍｍ
ノズルの発熱層形成用塗布液吐出口と芯金の周面までの距離：５ｍｍ
ノズルからの発熱層形成用塗布液の吐出量：３００ｍｌ／ｍｉｎ
ノズルの芯金の回転軸方向への移動速度：５００ｍｍ／ｍｉｎ
芯金の回転速度（周速度）：０．１ｍ／ｓｅｃ
芯金の回転速度（周速度）は、（株）小野測器製ＨＴ−４２００製で測定した値を示す。
【０１３４】
（比較発熱定着ベルト（試料Ｎｏ．１０９）の作製）
発熱層を以下に示す方法で作製した他は、給電用電極、電弾性層、離形層は試料Ｎｏ．１０１と同じ方法で形成し比較発熱定着ベルトを作製し、試料Ｎｏ．１０９とした。
【０１３５】
発熱層の形成
〔発熱層形成用塗布液の調製〕
ポリアミド酸（宇部興産社製：Ｕ−ワニスＳ３０１）１００ｇとステンレス繊維１８ｇを遊星方式の混合機で十分に混合した。
【０１３６】
ステンレス繊維は日本精線社製ＮＡＳＬＯＮを使用した。遊星方式の混合機として比較発熱定着ベルト（試料Ｎｏ．１０８）に使用した遊星方式の混合機と同じ遊星方式の混合機を使用した。
【０１３７】
（発熱層の作製）
直径３０ｍｍ、幅４００ｍｍのステンレス製の芯金を準備し、図５に示す製造装置の保持装置に装着した後、以下に示す条件で芯金の周面に準備した発熱層形成用塗布液を、乾燥膜厚１５０μｍになる様に塗布した後、１５０℃で３時間乾燥後、窒素雰囲気下３２０℃で１２０分乾燥し発熱層とした。
【０１３８】
塗布条件
発熱層形成用塗布液の温度：２５℃
ノズルの発熱層形成用塗布液吐出口の形状：円錐状ノズル
ノズルの発熱層形成用塗布液吐出口の口径：２ｍｍ
ノズルの発熱層形成用塗布液吐出口と芯金の周面までの距離：５ｍｍ
ノズルからの発熱層形成用塗布液の吐出量：３００ｍｌ／ｍｉｎ
ノズルの芯金の回転軸方向への移動速度：５００ｍｍ／ｍｉｎ
芯金の回転速度（周速度）：０．１ｍ／ｓｅｃ
芯金の回転速度（周速度）は、（株）小野測器製ＨＴ−４２００製で測定した値を示す。
【０１３９】
評価
作製した試料Ｎｏ．１０１から１０９をコニカミノルタビジネステクノロジーズ（株）製ｂｉｚｈｕｂ Ｃ３６０に装着し、電圧１００Ｖの電源を発熱ベルトの温度が１７０℃になるように制御して印加した。画素率が１０％の画像（文字画像が７％、人物顔写真、ベタ白画像、ベタ黒画像がそれぞれ１／４等分にあるオリジナル画像）をＡ４版上質紙（６４ｇ／ｍ2 ）に連続で５０万枚プリントし、以下に示す方法で表面抵抗値、体積抵抗値の変動（抵抗変化率）を測定した結果及び、以下に示す方法で発熱層の亀裂、破断の有無を観察し以下に示す評価ランクに従って評価した結果を表２に示す。
【０１４０】
表面抵抗値の測定方法
抵抗は５０万枚プリント前後の給電電極間の抵抗値を三菱化学アナリテック製ロレスタＡＸ ＭＣＰ−Ｔ３７０型で測定して、抵抗値及び以下の式で抵抗変化率を算出した。
【０１４１】
抵抗変化率（％）＝〔（５０万枚プリント後の抵抗値−プリント前の抵抗値）／プリント前の抵抗値〕×１００
抵抗変化率の評価ランク
◎：抵抗変化率の絶対値 ±１％未満
○：抵抗変化率の絶対値 ±１％以上、±３％未満
△：抵抗変化率の絶対値 ±３％以上±１０％未満
×：抵抗変化率の絶対値 ±１０％以上
発熱層の亀裂、破断の評価
○：４０万枚以上から５０万枚目でベタ黒画像部分に未定着部分がない
△：３０万枚以上から４０万枚未満でベタ黒画像部分に未定着部分発生する
×：２０万枚以上から３０万枚未満でベタ黒画像部分に未定着部分発生する
【０１４２】
【表２】
【０１４３】
発熱層をポリイミド樹脂で被覆されたカーボン繊維糸を使用した布から構成した発熱定着ベルト試料Ｎｏ．１０１から１０７は破断、亀裂の発生もなく、長期に使用した時の表面抵抗値、体積抵抗値の変動（抵抗変化率）も優れた結果を示した。
【０１４４】
発熱層をポリイミド樹脂で被覆された黒鉛繊維を混合して使用した発熱定着ベルト試料Ｎｏ．１０８は破断、亀裂が発生、長期に使用した時の表面抵抗値、体積抵抗値の変動（抵抗変化率）も大きく、本発明の試料Ｎｏ．１０１から１０７に比べ劣る結果を示した。
【０１４５】
発熱層をポリイミド樹脂で被覆されたステンレス繊維を混合して使用した発熱定着ベルト試料Ｎｏ．１０９は破断、亀裂が発生、長期に使用した時の表面抵抗値、体積抵抗値の変動（抵抗変化率）も大きく、本発明の試料Ｎｏ．１０１から１０７に比べ劣る結果を示した。
【符号の説明】
【０１４６】
１ フルカラー画像形成装置
２４ 定着装置
２４ａ 発熱定着ベルト
２４ａ１、２４ａ２ 給電用電極
２４ａ３ 発熱層
２４ａ３１ 布（カーボン繊維糸布）
２４ａ３２ ポリイミド樹脂
２４ａ４、２４ａ６ プライマー層
２４ａ５ 弾性層
２４ｂ 定着ローラー
２４ｃ 加圧ローラー
９ 製造装置
９ｂ 塗布装置
９ｂ１ 塗布手段
９ｂ２ 駆動部
９ｃ 加熱装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱層、弾性層および離形層を内側からこの順に含む円筒形の発熱定着ベルトであって、
前記発熱層は、カーボン繊維糸を使用したカーボン繊維糸布およびポリイミド樹脂を含み、
前記発熱層の両端に、前記カーボン繊維糸布に接する状態に、発熱層に給電する一対の電極を有することを特徴とする発熱定着ベルト。
【請求項２】
前記発熱層における弾性層側が前記ポリイミド樹脂によって覆われていることを特徴とする請求項１に記載の発熱定着ベルト。
【請求項３】
前記発熱層の両側が、前記ポリイミド樹脂によって覆われていることを特徴とする請求項１または２に記載の発熱定着ベルト。
【請求項４】
前記カーボン繊維糸の太さが、６６ｔｅｘから８００ｔｅｘであることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の発熱定着ベルト。
【請求項５】
前記カーボン繊維糸布が、たて糸密度及びよこ糸密度が、７．５本／２５ｍｍから２２．５本／２５ｍｍ、の織物であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の発熱定着ベルト。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１項に記載の発熱定着ベルトを用いていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
発熱層、弾性層および離形層を内側からこの順に含む円筒形の発熱定着ベルトであって、
前記発熱層は、カーボン繊維糸を使用したカーボン繊維糸布およびポリイミド樹脂を含み、
前記発熱層の両端に、前記カーボン繊維糸布に接する状態に、発熱層に給電する一対の電極を有することを特徴とする発熱定着ベルト。
【請求項２】
前記発熱層における弾性層側が前記ポリイミド樹脂によって覆われていることを特徴とする請求項１に記載の発熱定着ベルト。
【請求項３】
前記発熱層の両側が、前記ポリイミド樹脂によって覆われていることを特徴とする請求項１または２に記載の発熱定着ベルト。
【請求項４】
前記カーボン繊維糸の太さが、６６ｔｅｘから８００ｔｅｘであることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の発熱定着ベルト。
【請求項５】
前記カーボン繊維糸布が、たて糸密度及びよこ糸密度が、７．５本／２５ｍｍから２２．５本／２５ｍｍ、の織物であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の発熱定着ベルト。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１項に記載の発熱定着ベルトを用いてい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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−５７９３４（Ｐ２０１３−５７９３４Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１８０４５２（Ｐ２０１２−１８０４５２）
【出願日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【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２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【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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