発熱定着ベルト
【課題】低抵抗化と抵抗安定性を両立させ得る発熱定着ベルト用素材を開発し、高発熱性でありながら、長期に亘り使用しても発熱性能が安定している耐久性の高い、発熱定着ベルトを提供する。
【解決手段】
発熱層に導電性繊維を含有する発熱定着ベルトであって、導電性繊維が導電性繊維Ａと導電性繊維Ｂよりなり、前記導電性繊維Ａと導電性繊維Ｂの長さと添加量が下記関係にあることを特徴とする発熱定着ベルト。
０．２≦（導電性繊維Ｂの長さ）／（導電性繊維Ａの長さ）≦０．８
０．０５≦（導電性繊維Ｂの添加量）／（導電性繊維Ａの添加量）≦０．２５
【解決手段】
発熱層に導電性繊維を含有する発熱定着ベルトであって、導電性繊維が導電性繊維Ａと導電性繊維Ｂよりなり、前記導電性繊維Ａと導電性繊維Ｂの長さと添加量が下記関係にあることを特徴とする発熱定着ベルト。
０．２≦（導電性繊維Ｂの長さ）／（導電性繊維Ａの長さ）≦０．８
０．０５≦（導電性繊維Ｂの添加量）／（導電性繊維Ａの添加量）≦０．２５
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真画像形成方式の画像形成装置等に広く採用されている発熱定着ベルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の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、画像成形部において複写紙やＯＨＰ等のシート状転写材上に形成された未定着トナー像を熱定着する方法が用いられてきた。
【０００３】
熱定着方法としては熱ローラ方式が多く用いられてきたが、省エネルギーなどの観点から、近年は、熱容量が小さく加熱に必要な電力が小さいフィルム定着方式が主流になってきている。
【０００４】
このフィルム定着方式を採用した画像形成装置では、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】
そして、フィルム定着方式の画像形成装置では、セラミックヒーターを介して定着フィルムが加熱され、その表面でトナー像が定着されるため、定着フィルムの熱伝導性が重要なポイントとなる。
【０００６】
しかし、定着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特性が低下し高速化が難しくなる問題と、セラミックヒーターが破損しやすいという問題があった。
【０００７】
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発熱し、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、電源の投入から定着可能状態に達するまでの待ち時間が短く、さらに消費電力も小さく、熱定着の高速化などの面からも優れている（特許文献１）。
【０００８】
しかしながら、これらの発熱定着ベルトにおいても、長期間の通電発熱通電を続けると、通電発熱初期に対し発熱定着ベルトの抵抗値が変化し、結果として長期間の使用により発熱量が変動することがわかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２８１１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
発熱定着ベルトに必要な熱量を効率的に発生し消費電力を低減するためには、発熱層の低抵抗化が必須の技術である。低抵抗化には金属系フィラーが用いられてきたが、酸化による抵抗増大（例えば銅、ニッケルの場合）、安全性、コスト（例えばニッケル、銀の場合）などの問題があった。又、発熱定着ベルトの開発は、低抵抗化を第一優先に進められてきたため、その安定性には十分な配慮がなされたとは言い難い状況にある。それ故に低抵抗化と抵抗安定性を両立させ得る発熱定着ベルト用素材の開発が急務である。
【００１１】
即ち、本発明の目的は、低抵抗化と抵抗安定性を両立させ得る発熱定着ベルト用素材を開発し、高発熱性でありながら、長期に亘り使用しても発熱性能が安定している耐久性の高い、発熱定着ベルトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）
発熱層に導電性繊維を含有する発熱定着ベルトであって、導電性繊維が導電性繊維Ａと導電性繊維Ｂよりなり、前記導電性繊維Ａと導電性繊維Ｂの長さと添加量が下記関係にあることを特徴とする発熱定着ベルト。
【００１３】
０．２≦（導電性繊維Ｂの長さ）／（導電性繊維Ａの長さ）≦０．８
０．０５≦（導電性繊維Ｂの添加量）／（導電性繊維Ａの添加量）≦０．２５
（２）
前記導電性繊維Ａの長さが５０μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする（１）記載の発熱定着ベルト。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、低抵抗化と抵抗安定性を両立させ得る発熱定着ベルト用素材を開発し、高発熱性でありながら、長期に亘り使用しても発熱性能が安定している耐久性の高い、発熱定着ベルトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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。
【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。
【図３】図１に示す発熱定着ベルトの拡大概略図。
【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。
【図５】図４に示す発熱層形成工程の塗布・乾燥工程で使用する塗布・乾燥装置の一例を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の様に、樹脂に導電性フィラーを充填して製造する発熱定着ベルトは、導電性フィラーの繋がりが樹脂中の導電性を向上させたことで、発熱定着ベルトの低抵抗を実現し、抵抗発熱体として機能する。
【００１７】
しかし、発熱定着ベルトを構成する樹脂はベルト温度が増加すると、樹脂が膨張するため、樹脂中に充填されている導電性フィラーの繋がりが消失し、結果として発熱定着ベルトの抵抗が増加する傾向がある。又、樹脂自体も電気や熱による膨張収縮により抵抗が変化する。
【００１８】
発熱定着ベルトの抵抗の変化は好ましくなく、抑制方法として導電性フィラーの繋がりの消失が起こらないようにするために、これまでは、粉体微粒子のみの発熱定着ベルトや、導電性繊維フィラーの隙間をできるだけ少なくするように粉体微粒子形状のフィラーを追加充填する対策が採られてきた。
【００１９】
だが、低抵抗化のために充填した導電性繊維に対し、粉体微粒子はサイズが非常に小さいため、結果として粉体微粒子は大量に充填しなければならない。しかし、粉体微粒子を大量に充填するとベルト強度を保つことができない。
【００２０】
本発明の発明者の詳細な検討によれば、上記発明の構成を採ることにより、樹脂に充填するフィラー量を増加させることなく、導電性フィラーのつながりを消失させない様にすれば、長期に亘って抵抗が変化しない安全な発熱定着ベルトが製造できる。
【００２１】
〔導電性繊維〕
本発明において用いられる導電性材料である導電性繊維とは、代表的には金、銀、鉄、アルミニウム等の純金属繊維、ステンレス、ニクロム等の合金繊維、或いは炭素、黒鉛などの非金属繊維である。これらの中で、生産工程が安定していて、切断により均一な長さのものが容易に得られる黒鉛繊維が特に好ましい。繊維とは細長い形状を有していることを示す呼称であり、アスペクト比（長さ／太さ）が２．０以上のものをいう。
【００２２】
これら繊維の作製方法は、公知の製造方法を用いることが出来る。即ち、ノズルから引き出し繊維状にしたものを、さらに細くする必要がある場合には延伸することにより（このとき必要に応じて加熱する）、所望の導電性繊維の直径のものをまず得る。その導電性繊維を所定の長さに切断して、目的とする導電性繊維を得る。
【００２３】
これら導電性繊維自体の体積固有抵抗は１０−１Ω・ｍ以下の繊維であり、耐熱性樹脂に含有させて発熱体を作製し、さらに、この発熱体を用いて発熱定着ベルトを作製する。
【００２４】
ここにおいて、体積固有抵抗は、断面積Ｗ×ｔに一定電流Ｉ（Ａ）を流し、距離Ｌだけ離れた電極間の電位差Ｖ（Ｖ）を測ることにより下記式により求められる。
【００２５】
体積抵抗率ρｖ＝ＶＷｔ／ＩＬ
本発明の効果を得るためには、導電性繊維の長さ（Ａ）は５．０μｍ以上１０００μｍ以下がよく、特に５０μｍ以上２００μｍ以下がよい。又、アスペクト比は０．０２５以上０．２５以下であるのが好ましい。
【００２６】
上記繊維のＡ、Ｂは５００個以上のサンプルを採取し、平均値で規定するが、繊維作製後予め設定した長さに切断すれば、大きなバラツキはなく、所定の長さのものが得られる。
【００２７】
導電性繊維は走査型電子顕微鏡写真を用いて５００倍にて撮影し、スキャナーにて取り込んだ画像から最低５００個の繊維の直径と長さを測定し、その平均値より算出した。又、アスペクト比は繊維の直径を長さで除算することにより求めた。
【００２８】
本発明において、導電性繊維は導電性繊維Ａとそれより短い繊維長の導電性繊維Ｂよりなり、各々の導電性繊維の長さと添加量が下記関係にあることが必須の条件である。
【００２９】
繊維の長さ ：０．２≦Ｂ／Ａ≦０．８
繊維の添加量：０．０５≦Ｂ／Ａ≦０．２５
本発明において、導電性繊維がなぜ上記の形状を有する必要があるのかは、詳しく解析されたわけではない。推測するに繊維の長さについては、１０．０μｍ未満では電荷の導通路が形成されにくく、１０００μｍを超えてしまうと必ずしも長く伸びた形では存在出来ず、発熱層の抵抗に局部的バラツキを生じさせるためではないかと考えられる。
【００３０】
本発明の実施の形態を図１から図５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。
【００３１】
〔画像形成装置〕
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。尚、本図はフルカラー画像形成装置の場合を示している。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。尚、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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。尚、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。
【００４９】
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。
【００５０】
〔定着装置〕
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１に示すＡ−Ａ′に沿った概略断面図である。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
〔発熱定着ベルト〕
図３は図２に示す定着装置を構成する発熱定着ベルトの拡大概略図である。図３（ａ）は図２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。
【００６０】
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。尚、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。
【００６１】
本図では、発熱層２４ａ３と弾性層２４ａ５が積層されている面と、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と弾性層２４ａ５の接触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。
【００６２】
発熱層２４ａ３中の導電性物質の含有量は、発熱効率を考慮し、発熱層を構成するポリイミド樹脂に対して、１５．０体積％から６０体積％であることが好ましい。導電性物質としては、ポリイミド樹脂への分散を考慮し、導電性物質の長さ５０μｍ以上２００μｍ以下の繊維状の導電性物質が好ましい。繊維状の導電性物質としては、例えばカーボン繊維、黒鉛繊維、ステンレス繊維、銀繊維、銅繊維、ニッケル繊維、ニクロム繊維等が挙げられる。但し、金属状の導電性繊維は抵抗安定性を保てない可能性がある。これらの中から特に好ましい繊維状の導電性物質としては、黒鉛繊維が挙げられる。
【００６３】
使用する繊維状の導電性物質は、繊維状の導電性物質の長さ方向に対して直角方向の断面形状としては、導電性、接触面積等を考慮し扁平形状が好ましい。
【００６４】
給電用電極２４ａ１、２４ａ２の形成は特に限定はなく、例えば導電性テープを貼合してもよい。
【００６５】
離形層２４ａ７の硬度はユニバーサル硬度（ＨＵ）（ＤＩＮ ５０３５９）で、耐久性、可撓性、離型性、トナーオフセット性等を考慮し、５０ＭＰａから８００ＭＰａが好ましい。離形層２４ａ７の硬度は、超微小硬度計「Ｈ−１００Ｖ（（株）フィッシャー・インストルメンツ製）」を用いて測定した値を示す。
【００６６】
離形層２４ａ７の摩擦係数は、離型性、トナーオフセット性、耐久性等を考慮し、０．２５以下であることが好ましい。摩擦係数は、ポータブル摩擦計「ミューズ ＴＩＰＥ：９４ｉ−II（新東科学株式会社製）」を用いて測定した値を示す。
【００６７】
尚、測定は離形層２４ａ７上を、ランダムに１０点から３０点行い、それらの平均値を摩擦係数（μ）とする。
【００６８】
Ｅは発熱層の厚さを示す。厚さＥは、電熱性、柔軟性等を考慮し、０．０２ｍｍから０．２ｍｍが好ましい。
【００６９】
厚さＥは、大塚電子（株）製ＦＥ−３００で測定した値を示す。
【００７０】
Ｆは弾性層２４ａ５の厚さを示す。厚さＦは柔軟性を考慮し、０．１ｍｍから０．３ｍｍが好ましい。
【００７１】
厚さＦは、大塚電子（株）製ＦＥ−３００で測定した値を示す。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
〔発熱定着ベルトの体積抵抗率の測定方法〕
体積抵抗率は発熱定着ベルトの円周方向全周の両端部に導電テープで電極部を設け、その両端の抵抗値を測定し、下記式にて算出することが出来る。
【００７６】
体積抵抗率（ρ）＝（Ｒ・ｄ・Ｗ）／Ｌ（Ω・ｍ）
（但し、両端間の抵抗値（Ｒ：Ω）、発熱層厚み（ｄ：ｍ）、円周方向長さ（Ｗ：ｍ）、電極間の長さ（Ｌ：ｍ）である。）
なお、発熱定着ベルトの体積抵抗率は通常８×１０−６〜１×１０−２Ω・ｍである。
【００７７】
〔発熱定着ベルトの製造方法〕
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。
【００７８】
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。
【００７９】
発熱定着ベルト２４ａは（ａ）、（ｂ）に示される２通りの製造フローにより製造することが可能となっている。
【００８０】
（ａ）に示される概略製造フロー図に付き説明する。
【００８１】
９は製造工程を示す。製造工程９は発熱層形成工程９Ａと、弾性層形成工程９Ｂと、離形層形成工程９Ｃとを有している。
【００８２】
発熱層形成工程９Ａは、溶解工程９ａと、導電性繊維分散工程９ｂと、塗布・乾燥工程９ｃと、焼成工程９ｄとを有している。
【００８３】
溶解工程９ａでは、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを実質的に等モル量を溶媒に溶解し、混合・加熱し重縮合反応してポリアミド酸溶液を調製する。
【００８４】
導電性繊維分散工程９ｂでは、溶解工程９ａで調製したポリアミド酸溶液に導電性繊維を添加し、加熱攪拌混合し導電性繊維分散ポリアミド酸溶液を調製する。
【００８５】
導電性繊維分散ポリアミド酸溶液中、導電性繊維の配合量は、強度を考慮し、１５．０体積％から６０体積％が好ましい。
【００８６】
ポリアミド酸溶液の固形分濃度は特に規定されるものではないが、ポリイミド樹脂からなる環状の発熱定着ベルト製造時の塗工適性より、適当な粘度を発現する範囲が選択される。塗工上最適な粘度範囲としては、一般に１Ｐａｓから１００Ｐａｓが好ましく、その粘度となるような固形分濃度としては、ポリアミド酸の重合度、最終的に得られるポリイミド樹脂の強度等を考慮し、１５．０体積％から６０体積％が好ましい。
【００８７】
導電性繊維の分散方法としては公知の方法が適用でき、ボールミル、サンドミル、バスケットミル、超音波分散等が挙げられる。
【００８８】
又、導電性繊維の分散時には、導電性繊維の分散安定性を更に高めるために、非イオン系高分子を添加することが好ましい。非イオン系高分子としては、ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）、ポリ（Ｎ，Ｎ’−ジエチルアクリルアジド）、ポリ（Ｎ−ビニルホルムアミド）、ポリ（Ｎ−ビニルアセトアミド）、ポリ（Ｎ−ビニルフタルアミド）、ポリ（Ｎ−ビニルコハク酸アミド）、ポリ（ｎ−ビニル尿素）、ポリ（Ｎ−ビニルピペリドン）、ポリ（ｎ−ビニルカプロラクタム）、ポリ（ｎ−ビニルオキサゾリン）等が挙げられ、単独又は複数の非イオン系高分子を添加することが出来る。これらの中では、導電性繊維の分散性がより高まることから、ポリ（ｎ−ビニル−２−ピロリドン）を含むことがより好ましい。
【００８９】
塗布・乾燥工程９ｃでは、導電性繊維分散工程９ｂで調製した導電性繊維分散ポリアミド酸溶液を、円筒状金型に塗布し、乾燥を行う。
【００９０】
塗布方法としては特に限定はなく、例えば、円筒状金型を使用する場合、浸漬塗布方法、ノズルによる塗布方法等が挙げられ適宜必要に応じて使用することが可能である。ノズルによる塗布方法に付いては図５で説明する。
【００９１】
乾燥は、導電性物分散ポリアミド酸溶液を塗布した円筒状金型を、加熱環境に置き、含有溶媒の２０質量％から６０質量％以上を揮発させ発熱定着ベルト形成用塗膜（導電性繊維分散ポリアミド酸塗膜）を形成するために行われる。この際、溶媒は膜中に残留していても構わず、発熱定着ベルト形成用塗膜（導電性繊維分散ポリアミド酸塗膜）表面が傾けても流動しない状態であれば問題ない。乾燥は、常圧下で５０℃から２００℃の温度範囲で行うことが好ましい。
【００９２】
焼成工程９ｄでは、乾燥工程での乾燥が終了した後、発熱定着ベルト形成用塗膜（導電性繊維分散ポリアミド酸塗膜）を形成した円筒状金型を２００℃から５００℃の温度範囲で加熱し、イミド転化反応を十分に進行させる。加熱温度が６０℃未満では脱水閉環が十分に進行せず、加熱温度が５００℃を超えると分解が始まる。イミド化の温度は、原料のテトラカルボン酸二無水物及びジアミンの種類、又は添加される３級アミンによって、それぞれ異なるが、イミド化が完結する温度に設定しなければならない。イミド化が不充分であると、機械的特性及び電気的特性に劣るものとなることがある。
【００９３】
ポリアミド酸の脱水閉環反応のため、ポリアミドからポリイミドへの転化が起こる。その結果、反応により脱離した水分量相当の質量減少が発生し、発熱定着ベルト形成用塗膜（導電性繊維分散ポリアミド酸塗膜）中の、ポリイミド樹脂成分に対する導電性物の含有率が、ポリアミド酸樹脂成分に対する導電性物含有率に比べ大きくなる。
【００９４】
弾性層形成工程９Ｂは塗布工程（不図示）と、乾燥工程（不図示）とを有している。弾性層形成工程９Ｂでは、発熱層の上に給電用電極２４ａ１、２４ａ２（図３参照）を除き弾性層形成用塗布液を塗布した後、乾燥することで弾性層が形成される。尚、弾性層と発熱層との接着を良くするためにプライマー層を形成した後に弾性層を形成することが好ましい。
【００９５】
離形層形成工程９Ｃは塗布工程（不図示）と、乾燥工程（不図示）とを有している。離形層形成工程９Ｃでは、給電用電極２４ａ１、２４ａ２（図３参照）を除き弾性層の上に離形層形成用塗布液を塗布した後、乾燥することで離形層が形成される。尚、弾性層と離形層との接着を良くするためにプライマー層を形成した後に離形層を形成することが好ましい。
【００９６】
その後、円筒状金型を抜き取ることで導電性繊維を含有した発熱層と、弾性層と、離形層とを順次形成した環状の発熱定着ベルトを製造することが出来る。尚、弾性層、離形層は必要に応じて省くことも可能である。
【００９７】
尚、給電用電極２４ａ１、２４ａ２（図３参照）は、離形層を形成した後にテープ貼合機を使用し、発熱層の両端に導電性テープを貼合することで形成することが可能である。
【００９８】
（ｂ）に示される概略製造フロー図に付き説明する。
【００９９】
９′は製造工程を示す。製造工程９′は発熱層形成工程９′Ａと、弾性層形成工程９′Ｂと、離形層形成工程９′Ｃとを有している。発熱層形成工程９′Ａは、導電性繊維分散工程９′ａと、重縮合工程９′ｂと、塗布・乾燥工程９′ｃと、焼成工程９′ｄとを有している。
【０１００】
導電性繊維分散工程９′ａでは、溶媒に導電性物が分散される。尚、使用する溶媒は（ａ）に示される発熱層形成工程９Ａの溶解工程９ａで使用する溶媒と同じ溶媒である。
【０１０１】
重縮合工程９′ｂでは、導電性繊維分散工程９′ａで調製した導電性物分散液に、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを実質的に等モル量を溶解し、混合・加熱し重縮合反応して導電性物分散ポリアミド酸溶液を調製する。導電性繊維分散ポリアミド酸溶液中、導電性繊維の配合量は（ａ）に示される製造工程９の場合と同じである。
【０１０２】
塗布・乾燥工程９′ｃでは、重縮合工程９′ｂで調製された導電性繊維分散ポリアミド酸溶液を円筒状金型に塗布し、乾燥を行う。塗布方法、乾燥条件は（ａ）に示される製造工程９の塗布・乾燥工程９ｃと同じである。
【０１０３】
焼成工程９′ｄでは、乾燥工程での乾燥が終了した後、発熱定着ベルト形成用塗膜（導電性繊維分散ポリアミド酸膜）を形成した円筒状金型を焼成し、イミド転化反応を十分に進行させる。焼成条件は（ａ）に示される製造工程９の焼成工程９ｄと同じである。
【０１０４】
弾性層形成工程９′Ｂは塗布工程（不図示）と、乾燥工程（不図示）とを有している。弾性層形成工程９′Ｂでは、発熱層の上に給電用電極２４ａ１、２４ａ２（図３参照）を除き弾性層形成用塗布液を塗布した後、乾燥することで弾性層が形成される。尚、弾性層と発熱層との接着を良くするためにプライマー層を形成した後に弾性層を形成することが好ましい。弾性層形成用塗布液の塗布は発熱層形成用塗布液の塗布と同じ方法で塗布することが可能である。
【０１０５】
離形層形成工程９′Ｃは塗布工程（不図示）と、乾燥工程（不図示）とを有している。離形層形成工程９′Ｃでは、給電用電極２４ａ１、２４ａ２（図３参照）を除き弾性層の上に離形層形成用塗布液を塗布した後、乾燥することで離形層が形成される。尚、弾性層と離形層との接着を良くするためにプライマー層を形成した後に離形層を形成することが好ましい。離形層形成用塗布液の塗布は発熱層形成用塗布液の塗布と同じ方法で塗布することが可能である。
【０１０６】
その後、円筒状金型を抜き取ることで導電性繊維を含有した発熱層と、弾性層と、離形層とを順次形成した環状の発熱定着ベルトを製造することが出来る。尚、弾性層、離形層は必要に応じて省くことも可能である。
【０１０７】
尚、給電用電極２４ａ１、２４ａ２（図３参照）は、離形層を形成した後にテープ貼合機を使用し、発熱層の両端に導電性テープを貼合することで形成することが可能である。
【０１０８】
図５は、図４に示す発熱層形成工程の塗布・乾燥工程で使用する塗布・乾燥装置の一例を示す概略図である。図５（ａ）は図４に示す発熱層形成工程の塗布・乾燥工程で使用する塗布・乾燥装置の一例を示す概略斜視図である。図５（ｂ）は図５（ａ）に示される塗布・乾燥装置の概略正面図である。以下に、円筒状金型を使用し円筒状金型の表面上に導電性繊維分散ポリアミド酸溶液を塗布する方法に付き説明する。
【０１０９】
図中、９ｃ１は塗布装置を示す。塗布装置９ｃ１は保持部９ｃ１１と塗布部９ｃ１２と乾燥部９ｃ１３とを有している。保持部９ｃ１１は第１保持台９ｃ１１１と、第２保持台９ｃ１１２、駆動用モーター９ｃ１１３とを有している。駆動用モーター９ｃ１１３は第１保持台９ｃ１１１上に配設されており、円筒状金型９ｃ２の保持部材９ｃ２１と接続部材を介して駆動用モーター９ｃ１１３の回転軸に接続されている。第２保持台９ｃ１１２には円筒状金型９ｃ２の他方の保持部材９ｃ２２を受ける受け部９ｃ１１４が配設されており、これにより、駆動用モーター９ｃ１１３の回転により円筒状金型９ｃ２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。
【０１１０】
塗布部９ｃ１２は、塗布手段９ｃ１２１と、駆動手段９ｃ１２２とを有している。９ｃ１２３は塗布手段９ｃ１２１に導電性繊維分散ポリアミド酸溶液を供給する塗布液供給管を示す。塗布手段９ｃ１２１は取り付け部材９ｃ１２４によりガイドレール９ｃ１２５に円筒状金型９ｃ２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９ｃ１２１としては、ノズルが挙げられる。ノズルの導電性繊維分散ポリアミド酸溶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。ノズルの吐出口と円筒状金型９ｃ２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。尚、本図では塗布手段９ｃ１２１への導電性繊維分散ポリアミド酸溶液供給部、制御部は省略してある。
【０１１１】
駆動手段９ｃ１２２はモーター９ｃ１２６とガイドレール取り付け板９ｃ３とを有している。ガイドレール取り付け板９ｃ３には、取り付け部材９ｃ１２４を取り付け、保持部９ｃ１１に保持された円筒状金型ｃ２の回転軸と平行に塗布手段９ｃ１２１を回転軸方向に往復移動（図中の矢印方向）させるための２本のガイドレール９ｃ１２５が配設されている。
【０１１２】
モーター９ｃ１２６は、取り付け部材９ｃ１２４の上に取り付けられたスライド用ネジ９ｃ１２７と螺合し、取り付け部材９ｃ１２４を保持部９ｃ１１に保持された円筒状金型９ｃ２の幅よりも長く移動させる長さの雌ネジ９ｃ１２８を有している。
【０１１３】
モーター９ｃ１２６を駆動させることで、雌ネジ９ｃ１２８の回転に伴い、取り付け部材９ｃ１２４に取り付けられた塗布手段９ｃ１２１が円筒状金型９ｃ２の回転軸と平行に回転軸方向に往復移動（図中の矢印方向）することが可能となっている。
【０１１４】
円筒状金型９ｃ２の上に導電性繊維分散ポリアミド酸塗膜（発熱定着ベルト形成用塗膜）を形成した後、導電性繊維分散ポリアミド酸塗膜（発熱定着ベルト形成用塗膜）は、乾燥部９ｃ１３で回転させながら溶媒を除去する。この後焼成工程（不図示）で加熱処理を行うことでポリイミド膜が形成する。この後、円筒状金型９ｃ２を抜き取ることで環状の発熱定着ベルトが形成される。
【０１１５】
乾燥部９ｃ１３は、乾燥装置９ｃ１３１を有している。乾燥装置９ｃ１３１は円筒状金型９ｃ２に塗布された導電性繊維分散ポリアミド酸溶液塗膜を乾燥させるために円筒状金型９ｃ２の下に配設されている。乾燥装置９ｃ１３１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。尚、乾燥装置９ｃ１３１は導電性繊維分散ポリアミド酸塗膜（発熱定着ベルト形成用塗膜）の溶媒を除去した後、焼成装置としても利用することが可能である。
【０１１６】
本図は円筒状金型を使用した場合を示しているが円柱状金型であってもよく、適宜選択することが可能である。
【０１１７】
本図は、ノズルを使用した塗布方法に付き説明したものであるが、円筒状金型９ｄの表面に導電性繊維分散ポリアミド酸溶液（発熱定着ベルト形成用溶液）を塗布する方法は特に限定はなく公知の塗布方法適用することが出来る。例えば、環状塗布槽を使用した環状塗布方法、浸漬塗布方法、超音波アトマイザーによる塗布方法等が挙げられる。
【０１１８】
尚、形成された発熱定着ベルトの上に弾性層、離形層を順次形成する場合も、本図に示す塗布装置９ｃ１を使用し、弾性層形成用溶液、離形層形成用溶液を発熱定着ベルトの上に順次塗布することで形成することが可能である。
【０１１９】
本発明で使用する導電性繊維分散ポリアミド酸溶液（発熱定着ベルト形成用溶液）の粘度は、円筒状金型への塗布性、レベリング性、脱泡等のハンドリング性等を考慮し、５Ｐａ・ｓから２００Ｐａ・ｓが好ましい。
【０１２０】
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。
【０１２１】
〔発熱層〕
発熱層は上記記載でも耐熱樹脂と導電性繊維から構成されている。耐熱樹脂としては、特に限定するものではないが、主にポリイミド樹脂が好ましい。
【０１２２】
〔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アミド酸がイミド転化されてポリイミド樹脂を形成する。
【０１２３】
（ジアミン化合物）
ポリアミド酸の製造に用いられるジアミン化合物は、分子構造中に２つのアミノ基を有するジアミン化合物であれば特に限定されない。
【０１２４】
例えば、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）等の芳香族ジアミン：ジアミノテトラフェニルチオフェン等の芳香環に結合された２個のアミノ基と当該アミノ基の窒素原子以外のヘテロ原子を有する芳香族ジアミン：１，１−メタキシリレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、４，４−ジアミノヘプタメチレンジアミン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、イソフォロンジアミン、テトラヒドロジシクロペンタジエニレンジアミン、ヘキサヒドロ−４，７−メタノインダニレンジメチレンジアミン、トリシクロ［６，２，１，０２．７］−ウンデシレンジメチルジアミン、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルアミン）等の脂肪族ジアミン及び脂環式ジアミン等を挙げることができる。
【０１２５】
これらのジアミン化合物の中で、ｐ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−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ォンが好ましい。
【０１２６】
これらのジアミン化合物は単独で又は２種以上組み合わせて用いることが出来る。
【０１２７】
〔テトラカルボン酸二無水物〕
ポリアミド酸の製造に用いられ得るテトラカルボン酸二無水物としては、特に制限はなく、芳香族系、脂肪族系いずれの化合物も使用できる。
【０１２８】
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。
【０１２９】
脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、ブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，３−ジメチル−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、３，５，６−トリカルボキシノルボナン−２−酢酸二無水物、２，３，４，５−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロフラル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸二無水物、ビシクロ［２，２，２］−オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物等の脂肪族又は脂環式テトラカルボン酸二無水物；１，３，３ａ，４，５，９Ｂ−ヘキサヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−メチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−８−メチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン等の芳香環を有する脂肪族テトラカルボン酸二無水物等を挙げることができる。
【０１３０】
テトラカルボン酸二無水物としては、芳香族系テトラカルボン酸二無水物が好ましく、さらに、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物が最適に使用される。
【０１３１】
尚、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、又は脂肪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、複数種類のポリアミド酸溶液を調製し、それらのポリアミド酸溶液を混合して用いることも出来る。
【０１３２】
ポリアミド酸溶液の調製に使用する溶媒は、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。
【０１３３】
〔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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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、硬化前の剛性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。
【０１３６】
〔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】
【０１３７】
次に、代表的な実施態様を示し本発明を更に説明するが、無論、本発明はこれらの態様に限定されるわけではない。
【０１３８】
〔１〕分散ポリアミド酸溶液の準備
分散ポリアミド酸溶液１の作製
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とＰ−フェニレンジアミンを溶媒ＤＭＦ８００ｇに溶解した。これを７０℃で５時間重縮合反応させて得られた分散ポリアミド酸溶液（固形分濃度２０質量％）に、導電性繊維Ａ（黒鉛繊維径１０μｍ、繊維長４０μｍ）を４０体積％添加し、攪拌羽付き攪拌機中で１０分混合した。それに導電性繊維Ｂ（繊維径１０μｍ、繊維長２４μｍ）を４体積％添加し、同様に１０分混合した。
【０１３９】
これをディスパーマットに移し替えて、温度３０℃、１５分間混合分散し分散ポリアミド酸溶液を調製した。これを導電性材料の分散ポリアミド酸溶液１とする。
【０１４０】
同様にして、導電性繊維Ａの繊維の長さを５０、１００、２００、２２０μｍと変え、分散ポリアミド酸溶液１に含有された導電性繊維ＡとＢの長さ比と同一になるように導電性繊維Ｂを選定し、表１に示す分散ポリアミド酸溶液２〜５を作製した。
【０１４１】
〔２〕発熱層の形成
準備した各導電性繊維分散ポリアミド酸溶液１〜５をスパイラル塗布装置を使用して、塗布装置に装着したステンレス製の芯金に、厚さ０．８ｍｍとなるように塗布した。塗布条件を下記に示す。
【０１４２】
回転速度４０ｒｐｍで回転させながら、１２０℃で４０分間加熱乾燥させた。その後、４００℃で２０分間加熱乾燥し発熱定着ベルトの発熱層を形成した。続いて、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。
【０１４３】
塗布条件
ポリアミド酸溶液の温度：２５℃
ノズルのポリアミド酸溶液吐出口の形状：円錐状ノズル
ノズルのポリアミド酸溶液吐出口の口径：２ｍｍ
ノズルのポリアミド酸溶液吐出口と芯金の周面までの距離：５ｍｍ
ノズルからのポリアミド酸溶液の吐出量：５ｍｌ／ｍｉｎ
ノズルの芯金の回転軸方向への移動速度：１ｍｍ／ｓｅｃ
芯金の回転速度：４０ｒｐｍ
芯金の回転速度は、（株）小野測器製ＨＴ−４２００製で測定した値を示す。
【０１４４】
次に、分散ポリアミド酸溶液２において、導電性繊維Ａ（黒鉛繊維径１０μｍ、繊維長５０μｍ）は固定のまま、短繊維Ｂの長さを変えて、（導電性繊維Ａの長さ）／（導電性繊維Ｂの長さ）の比をＢ／Ａと定義し、Ｂ／Ａが０．１５，０．２２，０．６，０．８，０．９となるような分散ポリアミド酸溶液６〜１０を作製した。
【０１４５】
同様に、分散ポリアミド酸溶液２において、（導電性繊維Ｂの添加量）／（導電性繊維Ａの添加量）の比をＢ／Ａと定義し、Ｂ／Ａがそれぞれ０．０４，０．０５，０．１，０．２５，０．２８となるように、分散ポリアミド酸溶液１１〜１５を作製した。
【０１４６】
上記のごとく分散ポリアミド酸溶液１〜１５に対応した発熱層１〜１５が塗布された芯金を作製した。
【０１４７】
（給電用電極の形成）
ポリイミド樹脂の両端周面に幅１０ｍｍ、厚さ２ｍｍの導電性テープＣＵ−３５Ｃ（３Ｍ（株）製）を１巻き貼着し給電用電極を形成した。
【０１４８】
（弾性層形成用塗布液の塗布）
ＳＰ塗布装置を使用して、ポリイミド前駆体被服用塗布液に換えて、弾性層形成用塗布液を給電用電極の上を除いて発熱層上に塗布した。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した。
【０１４９】
弾性層形成用塗布液の調製
シリコーンゴムＫＥ１３７９（信越化学）の液状ゴム及びシリコーンゴムＤＹ３５６０１３（東レダウ）の２液を予め２：１の割合で混合した組成物４０ｇを弾性層形成塗布液とした。
【０１５０】
この後、芯金を回転速度４０ｒｐｍで回転させながら、１５０℃で３０分間１次加硫し、更に２００℃で４時間ポスト加硫を行い、発熱層上に弾性層を形成した。
【０１５１】
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：５ｍｌ／ｍｉｎ
ノズルの芯金の回転軸方向への移動速度：１ｍｍ／ｓｅｃ
芯金の回転速度：４０ｒｐｍ
芯金の回転速度は、（株）小野測器製ＨＴ−４２００製で測定した値を示す。
【０１５２】
（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パーション（ディポン）を離形層形成用塗布液として準備した。
【０１５３】
（離形層形成用塗布液の塗布）
ＳＰ塗布装置を使用して、弾性層形成塗布液に換えて、離形層形成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。
【０１５４】
この後、室温で３０分間加熱し、更に２７０℃で１０分間加熱し、弾性層の上に離形層を形成した。
【０１５５】
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：５ｍｌ／ｍｉｎ
ノズルの芯金の回転軸方向への移動速度：１ｍｍ／ｍｉｎ
芯金の回転速度：４０ｒｐｍ
芯金の回転速度は、（株）小野測器製ＨＴ−４２００製で測定した値を示す。
【０１５６】
上記により分散ポリアミド酸溶液１〜１５に対応して作製した発熱定着ベルト１〜１５の、導電性繊維Ａの長さＡと、導電性繊維Ｂの長さの比（Ｂ／Ａ）、導電性繊維Ａと導電性繊維Ｂの添加量比（Ｂ／Ａ）を纏めてきすと、表１の如くである。
【０１５７】
【表１】
【０１５８】
〔特性評価〕
作製した試料をｂｉｚｈｕｂ Ｃ３６０に装着し、５万枚プリントし、プリント中の発熱定着ベルトに印加する電圧と電流とをＬＣＲメータ３５３２−８０（日置電機製）を使用して抵抗を測定した。
【０１５９】
プリント初期に対し、プリント後の発熱定着ベルトの体積抵抗率の変化を抵抗変化率とした。
【０１６０】
抵抗変化率（％）＝｜（初期抵抗−５万枚プリント後の抵抗）／（初期抵抗）×１００｜
特性評価の結果は表２の如くであったが、実用面からは、３．３％未満なら実用性があるといえる。
【０１６１】
抵抗変化率評価
○：３．０％未満
△：３．０％以上〜３．３未満
×：３．３％以上
【０１６２】
【表２】
【０１６３】
本発明内の実施例は十分実用性ある性能を示しているが、本発明外の比較例は実用化に耐える特性を有しないことがわかる。
【符号の説明】
【０１６４】
２４ 定着装置
２４ａ 発熱定着ベルト
２４ｂ 定着ローラー
２４ｃ 加圧ローラー
２４ａ３ 発熱層
２４ａ７ 離形層
Ｐ 画像支持体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真画像形成方式の画像形成装置等に広く採用されている発熱定着ベルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の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、画像成形部において複写紙やＯＨＰ等のシート状転写材上に形成された未定着トナー像を熱定着する方法が用いられてきた。
【０００３】
熱定着方法としては熱ローラ方式が多く用いられてきたが、省エネルギーなどの観点から、近年は、熱容量が小さく加熱に必要な電力が小さいフィルム定着方式が主流になってきている。
【０００４】
このフィルム定着方式を採用した画像形成装置では、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】
そして、フィルム定着方式の画像形成装置では、セラミックヒーターを介して定着フィルムが加熱され、その表面でトナー像が定着されるため、定着フィルムの熱伝導性が重要なポイントとなる。
【０００６】
しかし、定着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特性が低下し高速化が難しくなる問題と、セラミックヒーターが破損しやすいという問題があった。
【０００７】
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発熱し、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、電源の投入から定着可能状態に達するまでの待ち時間が短く、さらに消費電力も小さく、熱定着の高速化などの面からも優れている（特許文献１）。
【０００８】
しかしながら、これらの発熱定着ベルトにおいても、長期間の通電発熱通電を続けると、通電発熱初期に対し発熱定着ベルトの抵抗値が変化し、結果として長期間の使用により発熱量が変動することがわかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２８１１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
発熱定着ベルトに必要な熱量を効率的に発生し消費電力を低減するためには、発熱層の低抵抗化が必須の技術である。低抵抗化には金属系フィラーが用いられてきたが、酸化による抵抗増大（例えば銅、ニッケルの場合）、安全性、コスト（例えばニッケル、銀の場合）などの問題があった。又、発熱定着ベルトの開発は、低抵抗化を第一優先に進められてきたため、その安定性には十分な配慮がなされたとは言い難い状況にある。それ故に低抵抗化と抵抗安定性を両立させ得る発熱定着ベルト用素材の開発が急務である。
【００１１】
即ち、本発明の目的は、低抵抗化と抵抗安定性を両立させ得る発熱定着ベルト用素材を開発し、高発熱性でありながら、長期に亘り使用しても発熱性能が安定している耐久性の高い、発熱定着ベルトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）
発熱層に導電性繊維を含有する発熱定着ベルトであって、導電性繊維が導電性繊維Ａと導電性繊維Ｂよりなり、前記導電性繊維Ａと導電性繊維Ｂの長さと添加量が下記関係にあることを特徴とする発熱定着ベルト。
【００１３】
０．２≦（導電性繊維Ｂの長さ）／（導電性繊維Ａの長さ）≦０．８
０．０５≦（導電性繊維Ｂの添加量）／（導電性繊維Ａの添加量）≦０．２５
（２）
前記導電性繊維Ａの長さが５０μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする（１）記載の発熱定着ベルト。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、低抵抗化と抵抗安定性を両立させ得る発熱定着ベルト用素材を開発し、高発熱性でありながら、長期に亘り使用しても発熱性能が安定している耐久性の高い、発熱定着ベルトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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。
【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。
【図３】図１に示す発熱定着ベルトの拡大概略図。
【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。
【図５】図４に示す発熱層形成工程の塗布・乾燥工程で使用する塗布・乾燥装置の一例を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の様に、樹脂に導電性フィラーを充填して製造する発熱定着ベルトは、導電性フィラーの繋がりが樹脂中の導電性を向上させたことで、発熱定着ベルトの低抵抗を実現し、抵抗発熱体として機能する。
【００１７】
しかし、発熱定着ベルトを構成する樹脂はベルト温度が増加すると、樹脂が膨張するため、樹脂中に充填されている導電性フィラーの繋がりが消失し、結果として発熱定着ベルトの抵抗が増加する傾向がある。又、樹脂自体も電気や熱による膨張収縮により抵抗が変化する。
【００１８】
発熱定着ベルトの抵抗の変化は好ましくなく、抑制方法として導電性フィラーの繋がりの消失が起こらないようにするために、これまでは、粉体微粒子のみの発熱定着ベルトや、導電性繊維フィラーの隙間をできるだけ少なくするように粉体微粒子形状のフィラーを追加充填する対策が採られてきた。
【００１９】
だが、低抵抗化のために充填した導電性繊維に対し、粉体微粒子はサイズが非常に小さいため、結果として粉体微粒子は大量に充填しなければならない。しかし、粉体微粒子を大量に充填するとベルト強度を保つことができない。
【００２０】
本発明の発明者の詳細な検討によれば、上記発明の構成を採ることにより、樹脂に充填するフィラー量を増加させることなく、導電性フィラーのつながりを消失させない様にすれば、長期に亘って抵抗が変化しない安全な発熱定着ベルトが製造できる。
【００２１】
〔導電性繊維〕
本発明において用いられる導電性材料である導電性繊維とは、代表的には金、銀、鉄、アルミニウム等の純金属繊維、ステンレス、ニクロム等の合金繊維、或いは炭素、黒鉛などの非金属繊維である。これらの中で、生産工程が安定していて、切断により均一な長さのものが容易に得られる黒鉛繊維が特に好ましい。繊維とは細長い形状を有していることを示す呼称であり、アスペクト比（長さ／太さ）が２．０以上のものをいう。
【００２２】
これら繊維の作製方法は、公知の製造方法を用いることが出来る。即ち、ノズルから引き出し繊維状にしたものを、さらに細くする必要がある場合には延伸することにより（このとき必要に応じて加熱する）、所望の導電性繊維の直径のものをまず得る。その導電性繊維を所定の長さに切断して、目的とする導電性繊維を得る。
【００２３】
これら導電性繊維自体の体積固有抵抗は１０−１Ω・ｍ以下の繊維であり、耐熱性樹脂に含有させて発熱体を作製し、さらに、この発熱体を用いて発熱定着ベルトを作製する。
【００２４】
ここにおいて、体積固有抵抗は、断面積Ｗ×ｔに一定電流Ｉ（Ａ）を流し、距離Ｌだけ離れた電極間の電位差Ｖ（Ｖ）を測ることにより下記式により求められる。
【００２５】
体積抵抗率ρｖ＝ＶＷｔ／ＩＬ
本発明の効果を得るためには、導電性繊維の長さ（Ａ）は５．０μｍ以上１０００μｍ以下がよく、特に５０μｍ以上２００μｍ以下がよい。又、アスペクト比は０．０２５以上０．２５以下であるのが好ましい。
【００２６】
上記繊維のＡ、Ｂは５００個以上のサンプルを採取し、平均値で規定するが、繊維作製後予め設定した長さに切断すれば、大きなバラツキはなく、所定の長さのものが得られる。
【００２７】
導電性繊維は走査型電子顕微鏡写真を用いて５００倍にて撮影し、スキャナーにて取り込んだ画像から最低５００個の繊維の直径と長さを測定し、その平均値より算出した。又、アスペクト比は繊維の直径を長さで除算することにより求めた。
【００２８】
本発明において、導電性繊維は導電性繊維Ａとそれより短い繊維長の導電性繊維Ｂよりなり、各々の導電性繊維の長さと添加量が下記関係にあることが必須の条件である。
【００２９】
繊維の長さ ：０．２≦Ｂ／Ａ≦０．８
繊維の添加量：０．０５≦Ｂ／Ａ≦０．２５
本発明において、導電性繊維がなぜ上記の形状を有する必要があるのかは、詳しく解析されたわけではない。推測するに繊維の長さについては、１０．０μｍ未満では電荷の導通路が形成されにくく、１０００μｍを超えてしまうと必ずしも長く伸びた形では存在出来ず、発熱層の抵抗に局部的バラツキを生じさせるためではないかと考えられる。
【００３０】
本発明の実施の形態を図１から図５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。
【００３１】
〔画像形成装置〕
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。尚、本図はフルカラー画像形成装置の場合を示している。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。尚、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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。尚、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。
【００４９】
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。
【００５０】
〔定着装置〕
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１に示すＡ−Ａ′に沿った概略断面図である。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
〔発熱定着ベルト〕
図３は図２に示す定着装置を構成する発熱定着ベルトの拡大概略図である。図３（ａ）は図２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。
【００６０】
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。尚、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。
【００６１】
本図では、発熱層２４ａ３と弾性層２４ａ５が積層されている面と、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と弾性層２４ａ５の接触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。
【００６２】
発熱層２４ａ３中の導電性物質の含有量は、発熱効率を考慮し、発熱層を構成するポリイミド樹脂に対して、１５．０体積％から６０体積％であることが好ましい。導電性物質としては、ポリイミド樹脂への分散を考慮し、導電性物質の長さ５０μｍ以上２００μｍ以下の繊維状の導電性物質が好ましい。繊維状の導電性物質としては、例えばカーボン繊維、黒鉛繊維、ステンレス繊維、銀繊維、銅繊維、ニッケル繊維、ニクロム繊維等が挙げられる。但し、金属状の導電性繊維は抵抗安定性を保てない可能性がある。これらの中から特に好ましい繊維状の導電性物質としては、黒鉛繊維が挙げられる。
【００６３】
使用する繊維状の導電性物質は、繊維状の導電性物質の長さ方向に対して直角方向の断面形状としては、導電性、接触面積等を考慮し扁平形状が好ましい。
【００６４】
給電用電極２４ａ１、２４ａ２の形成は特に限定はなく、例えば導電性テープを貼合してもよい。
【００６５】
離形層２４ａ７の硬度はユニバーサル硬度（ＨＵ）（ＤＩＮ ５０３５９）で、耐久性、可撓性、離型性、トナーオフセット性等を考慮し、５０ＭＰａから８００ＭＰａが好ましい。離形層２４ａ７の硬度は、超微小硬度計「Ｈ−１００Ｖ（（株）フィッシャー・インストルメンツ製）」を用いて測定した値を示す。
【００６６】
離形層２４ａ７の摩擦係数は、離型性、トナーオフセット性、耐久性等を考慮し、０．２５以下であることが好ましい。摩擦係数は、ポータブル摩擦計「ミューズ ＴＩＰＥ：９４ｉ−II（新東科学株式会社製）」を用いて測定した値を示す。
【００６７】
尚、測定は離形層２４ａ７上を、ランダムに１０点から３０点行い、それらの平均値を摩擦係数（μ）とする。
【００６８】
Ｅは発熱層の厚さを示す。厚さＥは、電熱性、柔軟性等を考慮し、０．０２ｍｍから０．２ｍｍが好ましい。
【００６９】
厚さＥは、大塚電子（株）製ＦＥ−３００で測定した値を示す。
【００７０】
Ｆは弾性層２４ａ５の厚さを示す。厚さＦは柔軟性を考慮し、０．１ｍｍから０．３ｍｍが好ましい。
【００７１】
厚さＦは、大塚電子（株）製ＦＥ−３００で測定した値を示す。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
〔発熱定着ベルトの体積抵抗率の測定方法〕
体積抵抗率は発熱定着ベルトの円周方向全周の両端部に導電テープで電極部を設け、その両端の抵抗値を測定し、下記式にて算出することが出来る。
【００７６】
体積抵抗率（ρ）＝（Ｒ・ｄ・Ｗ）／Ｌ（Ω・ｍ）
（但し、両端間の抵抗値（Ｒ：Ω）、発熱層厚み（ｄ：ｍ）、円周方向長さ（Ｗ：ｍ）、電極間の長さ（Ｌ：ｍ）である。）
なお、発熱定着ベルトの体積抵抗率は通常８×１０−６〜１×１０−２Ω・ｍである。
【００７７】
〔発熱定着ベルトの製造方法〕
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。
【００７８】
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。
【００７９】
発熱定着ベルト２４ａは（ａ）、（ｂ）に示される２通りの製造フローにより製造することが可能となっている。
【００８０】
（ａ）に示される概略製造フロー図に付き説明する。
【００８１】
９は製造工程を示す。製造工程９は発熱層形成工程９Ａと、弾性層形成工程９Ｂと、離形層形成工程９Ｃとを有している。
【００８２】
発熱層形成工程９Ａは、溶解工程９ａと、導電性繊維分散工程９ｂと、塗布・乾燥工程９ｃと、焼成工程９ｄとを有している。
【００８３】
溶解工程９ａでは、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを実質的に等モル量を溶媒に溶解し、混合・加熱し重縮合反応してポリアミド酸溶液を調製する。
【００８４】
導電性繊維分散工程９ｂでは、溶解工程９ａで調製したポリアミド酸溶液に導電性繊維を添加し、加熱攪拌混合し導電性繊維分散ポリアミド酸溶液を調製する。
【００８５】
導電性繊維分散ポリアミド酸溶液中、導電性繊維の配合量は、強度を考慮し、１５．０体積％から６０体積％が好ましい。
【００８６】
ポリアミド酸溶液の固形分濃度は特に規定されるものではないが、ポリイミド樹脂からなる環状の発熱定着ベルト製造時の塗工適性より、適当な粘度を発現する範囲が選択される。塗工上最適な粘度範囲としては、一般に１Ｐａｓから１００Ｐａｓが好ましく、その粘度となるような固形分濃度としては、ポリアミド酸の重合度、最終的に得られるポリイミド樹脂の強度等を考慮し、１５．０体積％から６０体積％が好ましい。
【００８７】
導電性繊維の分散方法としては公知の方法が適用でき、ボールミル、サンドミル、バスケットミル、超音波分散等が挙げられる。
【００８８】
又、導電性繊維の分散時には、導電性繊維の分散安定性を更に高めるために、非イオン系高分子を添加することが好ましい。非イオン系高分子としては、ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）、ポリ（Ｎ，Ｎ’−ジエチルアクリルアジド）、ポリ（Ｎ−ビニルホルムアミド）、ポリ（Ｎ−ビニルアセトアミド）、ポリ（Ｎ−ビニルフタルアミド）、ポリ（Ｎ−ビニルコハク酸アミド）、ポリ（ｎ−ビニル尿素）、ポリ（Ｎ−ビニルピペリドン）、ポリ（ｎ−ビニルカプロラクタム）、ポリ（ｎ−ビニルオキサゾリン）等が挙げられ、単独又は複数の非イオン系高分子を添加することが出来る。これらの中では、導電性繊維の分散性がより高まることから、ポリ（ｎ−ビニル−２−ピロリドン）を含むことがより好ましい。
【００８９】
塗布・乾燥工程９ｃでは、導電性繊維分散工程９ｂで調製した導電性繊維分散ポリアミド酸溶液を、円筒状金型に塗布し、乾燥を行う。
【００９０】
塗布方法としては特に限定はなく、例えば、円筒状金型を使用する場合、浸漬塗布方法、ノズルによる塗布方法等が挙げられ適宜必要に応じて使用することが可能である。ノズルによる塗布方法に付いては図５で説明する。
【００９１】
乾燥は、導電性物分散ポリアミド酸溶液を塗布した円筒状金型を、加熱環境に置き、含有溶媒の２０質量％から６０質量％以上を揮発させ発熱定着ベルト形成用塗膜（導電性繊維分散ポリアミド酸塗膜）を形成するために行われる。この際、溶媒は膜中に残留していても構わず、発熱定着ベルト形成用塗膜（導電性繊維分散ポリアミド酸塗膜）表面が傾けても流動しない状態であれば問題ない。乾燥は、常圧下で５０℃から２００℃の温度範囲で行うことが好ましい。
【００９２】
焼成工程９ｄでは、乾燥工程での乾燥が終了した後、発熱定着ベルト形成用塗膜（導電性繊維分散ポリアミド酸塗膜）を形成した円筒状金型を２００℃から５００℃の温度範囲で加熱し、イミド転化反応を十分に進行させる。加熱温度が６０℃未満では脱水閉環が十分に進行せず、加熱温度が５００℃を超えると分解が始まる。イミド化の温度は、原料のテトラカルボン酸二無水物及びジアミンの種類、又は添加される３級アミンによって、それぞれ異なるが、イミド化が完結する温度に設定しなければならない。イミド化が不充分であると、機械的特性及び電気的特性に劣るものとなることがある。
【００９３】
ポリアミド酸の脱水閉環反応のため、ポリアミドからポリイミドへの転化が起こる。その結果、反応により脱離した水分量相当の質量減少が発生し、発熱定着ベルト形成用塗膜（導電性繊維分散ポリアミド酸塗膜）中の、ポリイミド樹脂成分に対する導電性物の含有率が、ポリアミド酸樹脂成分に対する導電性物含有率に比べ大きくなる。
【００９４】
弾性層形成工程９Ｂは塗布工程（不図示）と、乾燥工程（不図示）とを有している。弾性層形成工程９Ｂでは、発熱層の上に給電用電極２４ａ１、２４ａ２（図３参照）を除き弾性層形成用塗布液を塗布した後、乾燥することで弾性層が形成される。尚、弾性層と発熱層との接着を良くするためにプライマー層を形成した後に弾性層を形成することが好ましい。
【００９５】
離形層形成工程９Ｃは塗布工程（不図示）と、乾燥工程（不図示）とを有している。離形層形成工程９Ｃでは、給電用電極２４ａ１、２４ａ２（図３参照）を除き弾性層の上に離形層形成用塗布液を塗布した後、乾燥することで離形層が形成される。尚、弾性層と離形層との接着を良くするためにプライマー層を形成した後に離形層を形成することが好ましい。
【００９６】
その後、円筒状金型を抜き取ることで導電性繊維を含有した発熱層と、弾性層と、離形層とを順次形成した環状の発熱定着ベルトを製造することが出来る。尚、弾性層、離形層は必要に応じて省くことも可能である。
【００９７】
尚、給電用電極２４ａ１、２４ａ２（図３参照）は、離形層を形成した後にテープ貼合機を使用し、発熱層の両端に導電性テープを貼合することで形成することが可能である。
【００９８】
（ｂ）に示される概略製造フロー図に付き説明する。
【００９９】
９′は製造工程を示す。製造工程９′は発熱層形成工程９′Ａと、弾性層形成工程９′Ｂと、離形層形成工程９′Ｃとを有している。発熱層形成工程９′Ａは、導電性繊維分散工程９′ａと、重縮合工程９′ｂと、塗布・乾燥工程９′ｃと、焼成工程９′ｄとを有している。
【０１００】
導電性繊維分散工程９′ａでは、溶媒に導電性物が分散される。尚、使用する溶媒は（ａ）に示される発熱層形成工程９Ａの溶解工程９ａで使用する溶媒と同じ溶媒である。
【０１０１】
重縮合工程９′ｂでは、導電性繊維分散工程９′ａで調製した導電性物分散液に、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを実質的に等モル量を溶解し、混合・加熱し重縮合反応して導電性物分散ポリアミド酸溶液を調製する。導電性繊維分散ポリアミド酸溶液中、導電性繊維の配合量は（ａ）に示される製造工程９の場合と同じである。
【０１０２】
塗布・乾燥工程９′ｃでは、重縮合工程９′ｂで調製された導電性繊維分散ポリアミド酸溶液を円筒状金型に塗布し、乾燥を行う。塗布方法、乾燥条件は（ａ）に示される製造工程９の塗布・乾燥工程９ｃと同じである。
【０１０３】
焼成工程９′ｄでは、乾燥工程での乾燥が終了した後、発熱定着ベルト形成用塗膜（導電性繊維分散ポリアミド酸膜）を形成した円筒状金型を焼成し、イミド転化反応を十分に進行させる。焼成条件は（ａ）に示される製造工程９の焼成工程９ｄと同じである。
【０１０４】
弾性層形成工程９′Ｂは塗布工程（不図示）と、乾燥工程（不図示）とを有している。弾性層形成工程９′Ｂでは、発熱層の上に給電用電極２４ａ１、２４ａ２（図３参照）を除き弾性層形成用塗布液を塗布した後、乾燥することで弾性層が形成される。尚、弾性層と発熱層との接着を良くするためにプライマー層を形成した後に弾性層を形成することが好ましい。弾性層形成用塗布液の塗布は発熱層形成用塗布液の塗布と同じ方法で塗布することが可能である。
【０１０５】
離形層形成工程９′Ｃは塗布工程（不図示）と、乾燥工程（不図示）とを有している。離形層形成工程９′Ｃでは、給電用電極２４ａ１、２４ａ２（図３参照）を除き弾性層の上に離形層形成用塗布液を塗布した後、乾燥することで離形層が形成される。尚、弾性層と離形層との接着を良くするためにプライマー層を形成した後に離形層を形成することが好ましい。離形層形成用塗布液の塗布は発熱層形成用塗布液の塗布と同じ方法で塗布することが可能である。
【０１０６】
その後、円筒状金型を抜き取ることで導電性繊維を含有した発熱層と、弾性層と、離形層とを順次形成した環状の発熱定着ベルトを製造することが出来る。尚、弾性層、離形層は必要に応じて省くことも可能である。
【０１０７】
尚、給電用電極２４ａ１、２４ａ２（図３参照）は、離形層を形成した後にテープ貼合機を使用し、発熱層の両端に導電性テープを貼合することで形成することが可能である。
【０１０８】
図５は、図４に示す発熱層形成工程の塗布・乾燥工程で使用する塗布・乾燥装置の一例を示す概略図である。図５（ａ）は図４に示す発熱層形成工程の塗布・乾燥工程で使用する塗布・乾燥装置の一例を示す概略斜視図である。図５（ｂ）は図５（ａ）に示される塗布・乾燥装置の概略正面図である。以下に、円筒状金型を使用し円筒状金型の表面上に導電性繊維分散ポリアミド酸溶液を塗布する方法に付き説明する。
【０１０９】
図中、９ｃ１は塗布装置を示す。塗布装置９ｃ１は保持部９ｃ１１と塗布部９ｃ１２と乾燥部９ｃ１３とを有している。保持部９ｃ１１は第１保持台９ｃ１１１と、第２保持台９ｃ１１２、駆動用モーター９ｃ１１３とを有している。駆動用モーター９ｃ１１３は第１保持台９ｃ１１１上に配設されており、円筒状金型９ｃ２の保持部材９ｃ２１と接続部材を介して駆動用モーター９ｃ１１３の回転軸に接続されている。第２保持台９ｃ１１２には円筒状金型９ｃ２の他方の保持部材９ｃ２２を受ける受け部９ｃ１１４が配設されており、これにより、駆動用モーター９ｃ１１３の回転により円筒状金型９ｃ２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。
【０１１０】
塗布部９ｃ１２は、塗布手段９ｃ１２１と、駆動手段９ｃ１２２とを有している。９ｃ１２３は塗布手段９ｃ１２１に導電性繊維分散ポリアミド酸溶液を供給する塗布液供給管を示す。塗布手段９ｃ１２１は取り付け部材９ｃ１２４によりガイドレール９ｃ１２５に円筒状金型９ｃ２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９ｃ１２１としては、ノズルが挙げられる。ノズルの導電性繊維分散ポリアミド酸溶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。ノズルの吐出口と円筒状金型９ｃ２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。尚、本図では塗布手段９ｃ１２１への導電性繊維分散ポリアミド酸溶液供給部、制御部は省略してある。
【０１１１】
駆動手段９ｃ１２２はモーター９ｃ１２６とガイドレール取り付け板９ｃ３とを有している。ガイドレール取り付け板９ｃ３には、取り付け部材９ｃ１２４を取り付け、保持部９ｃ１１に保持された円筒状金型ｃ２の回転軸と平行に塗布手段９ｃ１２１を回転軸方向に往復移動（図中の矢印方向）させるための２本のガイドレール９ｃ１２５が配設されている。
【０１１２】
モーター９ｃ１２６は、取り付け部材９ｃ１２４の上に取り付けられたスライド用ネジ９ｃ１２７と螺合し、取り付け部材９ｃ１２４を保持部９ｃ１１に保持された円筒状金型９ｃ２の幅よりも長く移動させる長さの雌ネジ９ｃ１２８を有している。
【０１１３】
モーター９ｃ１２６を駆動させることで、雌ネジ９ｃ１２８の回転に伴い、取り付け部材９ｃ１２４に取り付けられた塗布手段９ｃ１２１が円筒状金型９ｃ２の回転軸と平行に回転軸方向に往復移動（図中の矢印方向）することが可能となっている。
【０１１４】
円筒状金型９ｃ２の上に導電性繊維分散ポリアミド酸塗膜（発熱定着ベルト形成用塗膜）を形成した後、導電性繊維分散ポリアミド酸塗膜（発熱定着ベルト形成用塗膜）は、乾燥部９ｃ１３で回転させながら溶媒を除去する。この後焼成工程（不図示）で加熱処理を行うことでポリイミド膜が形成する。この後、円筒状金型９ｃ２を抜き取ることで環状の発熱定着ベルトが形成される。
【０１１５】
乾燥部９ｃ１３は、乾燥装置９ｃ１３１を有している。乾燥装置９ｃ１３１は円筒状金型９ｃ２に塗布された導電性繊維分散ポリアミド酸溶液塗膜を乾燥させるために円筒状金型９ｃ２の下に配設されている。乾燥装置９ｃ１３１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。尚、乾燥装置９ｃ１３１は導電性繊維分散ポリアミド酸塗膜（発熱定着ベルト形成用塗膜）の溶媒を除去した後、焼成装置としても利用することが可能である。
【０１１６】
本図は円筒状金型を使用した場合を示しているが円柱状金型であってもよく、適宜選択することが可能である。
【０１１７】
本図は、ノズルを使用した塗布方法に付き説明したものであるが、円筒状金型９ｄの表面に導電性繊維分散ポリアミド酸溶液（発熱定着ベルト形成用溶液）を塗布する方法は特に限定はなく公知の塗布方法適用することが出来る。例えば、環状塗布槽を使用した環状塗布方法、浸漬塗布方法、超音波アトマイザーによる塗布方法等が挙げられる。
【０１１８】
尚、形成された発熱定着ベルトの上に弾性層、離形層を順次形成する場合も、本図に示す塗布装置９ｃ１を使用し、弾性層形成用溶液、離形層形成用溶液を発熱定着ベルトの上に順次塗布することで形成することが可能である。
【０１１９】
本発明で使用する導電性繊維分散ポリアミド酸溶液（発熱定着ベルト形成用溶液）の粘度は、円筒状金型への塗布性、レベリング性、脱泡等のハンドリング性等を考慮し、５Ｐａ・ｓから２００Ｐａ・ｓが好ましい。
【０１２０】
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。
【０１２１】
〔発熱層〕
発熱層は上記記載でも耐熱樹脂と導電性繊維から構成されている。耐熱樹脂としては、特に限定するものではないが、主にポリイミド樹脂が好ましい。
【０１２２】
〔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アミド酸がイミド転化されてポリイミド樹脂を形成する。
【０１２３】
（ジアミン化合物）
ポリアミド酸の製造に用いられるジアミン化合物は、分子構造中に２つのアミノ基を有するジアミン化合物であれば特に限定されない。
【０１２４】
例えば、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）等の芳香族ジアミン：ジアミノテトラフェニルチオフェン等の芳香環に結合された２個のアミノ基と当該アミノ基の窒素原子以外のヘテロ原子を有する芳香族ジアミン：１，１−メタキシリレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、４，４−ジアミノヘプタメチレンジアミン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、イソフォロンジアミン、テトラヒドロジシクロペンタジエニレンジアミン、ヘキサヒドロ−４，７−メタノインダニレンジメチレンジアミン、トリシクロ［６，２，１，０２．７］−ウンデシレンジメチルジアミン、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルアミン）等の脂肪族ジアミン及び脂環式ジアミン等を挙げることができる。
【０１２５】
これらのジアミン化合物の中で、ｐ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−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ォンが好ましい。
【０１２６】
これらのジアミン化合物は単独で又は２種以上組み合わせて用いることが出来る。
【０１２７】
〔テトラカルボン酸二無水物〕
ポリアミド酸の製造に用いられ得るテトラカルボン酸二無水物としては、特に制限はなく、芳香族系、脂肪族系いずれの化合物も使用できる。
【０１２８】
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。
【０１２９】
脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、ブタンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、１，３−ジメチル−１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸、１，２，３，４−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、３，５，６−トリカルボキシノルボナン−２−酢酸二無水物、２，３，４，５−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロフラル）−３−メチル−３−シクロヘキセン−１，２−ジカルボン酸二無水物、ビシクロ［２，２，２］−オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物等の脂肪族又は脂環式テトラカルボン酸二無水物；１，３，３ａ，４，５，９Ｂ−ヘキサヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−メチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−８−メチル−５−（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］フラン−１，３−ジオン等の芳香環を有する脂肪族テトラカルボン酸二無水物等を挙げることができる。
【０１３０】
テトラカルボン酸二無水物としては、芳香族系テトラカルボン酸二無水物が好ましく、さらに、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物が最適に使用される。
【０１３１】
尚、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、又は脂肪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、複数種類のポリアミド酸溶液を調製し、それらのポリアミド酸溶液を混合して用いることも出来る。
【０１３２】
ポリアミド酸溶液の調製に使用する溶媒は、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。
【０１３３】
〔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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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、硬化前の剛性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。
【０１３６】
〔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】
【０１３７】
次に、代表的な実施態様を示し本発明を更に説明するが、無論、本発明はこれらの態様に限定されるわけではない。
【０１３８】
〔１〕分散ポリアミド酸溶液の準備
分散ポリアミド酸溶液１の作製
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とＰ−フェニレンジアミンを溶媒ＤＭＦ８００ｇに溶解した。これを７０℃で５時間重縮合反応させて得られた分散ポリアミド酸溶液（固形分濃度２０質量％）に、導電性繊維Ａ（黒鉛繊維径１０μｍ、繊維長４０μｍ）を４０体積％添加し、攪拌羽付き攪拌機中で１０分混合した。それに導電性繊維Ｂ（繊維径１０μｍ、繊維長２４μｍ）を４体積％添加し、同様に１０分混合した。
【０１３９】
これをディスパーマットに移し替えて、温度３０℃、１５分間混合分散し分散ポリアミド酸溶液を調製した。これを導電性材料の分散ポリアミド酸溶液１とする。
【０１４０】
同様にして、導電性繊維Ａの繊維の長さを５０、１００、２００、２２０μｍと変え、分散ポリアミド酸溶液１に含有された導電性繊維ＡとＢの長さ比と同一になるように導電性繊維Ｂを選定し、表１に示す分散ポリアミド酸溶液２〜５を作製した。
【０１４１】
〔２〕発熱層の形成
準備した各導電性繊維分散ポリアミド酸溶液１〜５をスパイラル塗布装置を使用して、塗布装置に装着したステンレス製の芯金に、厚さ０．８ｍｍとなるように塗布した。塗布条件を下記に示す。
【０１４２】
回転速度４０ｒｐｍで回転させながら、１２０℃で４０分間加熱乾燥させた。その後、４００℃で２０分間加熱乾燥し発熱定着ベルトの発熱層を形成した。続いて、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。
【０１４３】
塗布条件
ポリアミド酸溶液の温度：２５℃
ノズルのポリアミド酸溶液吐出口の形状：円錐状ノズル
ノズルのポリアミド酸溶液吐出口の口径：２ｍｍ
ノズルのポリアミド酸溶液吐出口と芯金の周面までの距離：５ｍｍ
ノズルからのポリアミド酸溶液の吐出量：５ｍｌ／ｍｉｎ
ノズルの芯金の回転軸方向への移動速度：１ｍｍ／ｓｅｃ
芯金の回転速度：４０ｒｐｍ
芯金の回転速度は、（株）小野測器製ＨＴ−４２００製で測定した値を示す。
【０１４４】
次に、分散ポリアミド酸溶液２において、導電性繊維Ａ（黒鉛繊維径１０μｍ、繊維長５０μｍ）は固定のまま、短繊維Ｂの長さを変えて、（導電性繊維Ａの長さ）／（導電性繊維Ｂの長さ）の比をＢ／Ａと定義し、Ｂ／Ａが０．１５，０．２２，０．６，０．８，０．９となるような分散ポリアミド酸溶液６〜１０を作製した。
【０１４５】
同様に、分散ポリアミド酸溶液２において、（導電性繊維Ｂの添加量）／（導電性繊維Ａの添加量）の比をＢ／Ａと定義し、Ｂ／Ａがそれぞれ０．０４，０．０５，０．１，０．２５，０．２８となるように、分散ポリアミド酸溶液１１〜１５を作製した。
【０１４６】
上記のごとく分散ポリアミド酸溶液１〜１５に対応した発熱層１〜１５が塗布された芯金を作製した。
【０１４７】
（給電用電極の形成）
ポリイミド樹脂の両端周面に幅１０ｍｍ、厚さ２ｍｍの導電性テープＣＵ−３５Ｃ（３Ｍ（株）製）を１巻き貼着し給電用電極を形成した。
【０１４８】
（弾性層形成用塗布液の塗布）
ＳＰ塗布装置を使用して、ポリイミド前駆体被服用塗布液に換えて、弾性層形成用塗布液を給電用電極の上を除いて発熱層上に塗布した。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した。
【０１４９】
弾性層形成用塗布液の調製
シリコーンゴムＫＥ１３７９（信越化学）の液状ゴム及びシリコーンゴムＤＹ３５６０１３（東レダウ）の２液を予め２：１の割合で混合した組成物４０ｇを弾性層形成塗布液とした。
【０１５０】
この後、芯金を回転速度４０ｒｐｍで回転させながら、１５０℃で３０分間１次加硫し、更に２００℃で４時間ポスト加硫を行い、発熱層上に弾性層を形成した。
【０１５１】
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：５ｍｌ／ｍｉｎ
ノズルの芯金の回転軸方向への移動速度：１ｍｍ／ｓｅｃ
芯金の回転速度：４０ｒｐｍ
芯金の回転速度は、（株）小野測器製ＨＴ−４２００製で測定した値を示す。
【０１５２】
（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パーション（ディポン）を離形層形成用塗布液として準備した。
【０１５３】
（離形層形成用塗布液の塗布）
ＳＰ塗布装置を使用して、弾性層形成塗布液に換えて、離形層形成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。
【０１５４】
この後、室温で３０分間加熱し、更に２７０℃で１０分間加熱し、弾性層の上に離形層を形成した。
【０１５５】
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：５ｍｌ／ｍｉｎ
ノズルの芯金の回転軸方向への移動速度：１ｍｍ／ｍｉｎ
芯金の回転速度：４０ｒｐｍ
芯金の回転速度は、（株）小野測器製ＨＴ−４２００製で測定した値を示す。
【０１５６】
上記により分散ポリアミド酸溶液１〜１５に対応して作製した発熱定着ベルト１〜１５の、導電性繊維Ａの長さＡと、導電性繊維Ｂの長さの比（Ｂ／Ａ）、導電性繊維Ａと導電性繊維Ｂの添加量比（Ｂ／Ａ）を纏めてきすと、表１の如くである。
【０１５７】
【表１】
【０１５８】
〔特性評価〕
作製した試料をｂｉｚｈｕｂ Ｃ３６０に装着し、５万枚プリントし、プリント中の発熱定着ベルトに印加する電圧と電流とをＬＣＲメータ３５３２−８０（日置電機製）を使用して抵抗を測定した。
【０１５９】
プリント初期に対し、プリント後の発熱定着ベルトの体積抵抗率の変化を抵抗変化率とした。
【０１６０】
抵抗変化率（％）＝｜（初期抵抗−５万枚プリント後の抵抗）／（初期抵抗）×１００｜
特性評価の結果は表２の如くであったが、実用面からは、３．３％未満なら実用性があるといえる。
【０１６１】
抵抗変化率評価
○：３．０％未満
△：３．０％以上〜３．３未満
×：３．３％以上
【０１６２】
【表２】
【０１６３】
本発明内の実施例は十分実用性ある性能を示しているが、本発明外の比較例は実用化に耐える特性を有しないことがわかる。
【符号の説明】
【０１６４】
２４ 定着装置
２４ａ 発熱定着ベルト
２４ｂ 定着ローラー
２４ｃ 加圧ローラー
２４ａ３ 発熱層
２４ａ７ 離形層
Ｐ 画像支持体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱層に導電性繊維を含有する発熱定着ベルトであって、導電性繊維が導電性繊維Ａと導電性繊維Ｂよりなり、前記導電性繊維Ａと導電性繊維Ｂの長さと添加量が下記関係にあることを特徴とする発熱定着ベルト。
０．２≦（導電性繊維Ｂの長さ）／（導電性繊維Ａの長さ）≦０．８
０．０５≦（導電性繊維Ｂの添加量）／（導電性繊維Ａの添加量）≦０．２５
【請求項２】
前記導電性繊維Ａの長さが５０μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の発熱定着ベルト。
【請求項１】
発熱層に導電性繊維を含有する発熱定着ベルトであって、導電性繊維が導電性繊維Ａと導電性繊維Ｂよりなり、前記導電性繊維Ａと導電性繊維Ｂの長さと添加量が下記関係にあることを特徴とする発熱定着ベルト。
０．２≦（導電性繊維Ｂの長さ）／（導電性繊維Ａの長さ）≦０．８
０．０５≦（導電性繊維Ｂの添加量）／（導電性繊維Ａの添加量）≦０．２５
【請求項２】
前記導電性繊維Ａの長さが５０μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の発熱定着ベルト。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−２５１２０（Ｐ２０１３−２５１２０Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６０４２９（Ｐ２０１１−１６０４２９）
【出願日】平成２３年７月２２日（２０１１．７．２２）
【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２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２２日（２０１１．７．２２）
【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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