JP2012242642A - 発熱定着ベルトとそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱温度の安定性（電気抵抗値の安定性）、発熱層の強度、耐久性、安全性に優れた発熱定着ベルトとそれを用いた画像形成装置の提供。
【解決手段】電子写真画像形成装置の画像定着部に使用されるポリイミド樹脂中に導電性物質を含む発熱層を有する発熱定着ベルトであって、
前記発熱層の線膨張係数が３．０ｐｐｍ／℃から６．４ｐｐｍ／℃であることを特徴とする発熱定着ベルト。
【選択図】図３

Description

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ものである。

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、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として熱ローラー方式が多く用いられてきた。しかし、熱ローラー方式は定着可能な温度まで熱するのに時間が掛かり、且つ多量の熱エネルギーを要するため、又、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、近年は熱ベルト定着方式が主流になってきている。

この熱ベルト定着方式の画像形成装置では、耐熱性フィルム（例えば、ポリイミド樹脂フィルム）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。

ところで、この様な従来の熱ベルト定着方式の画像形成装置では、上述した様に、セラミックヒーターを介して定着ベルトが加熱され、その表面でトナー像が定着されるため、定着ベルトの熱伝導性が重要なポイントとなる。しかし、定着ベルト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易いという問題があった。この様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させ、トナー像を定着させる発熱定着ベルト方式が提案されている。この発熱定着ベルト方式の発熱定着ベルトを使用した画像形成装置は、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さらに短く、消費電力もさらに小さく、熱定着の高速化などの面からも優れており、これまでに検討がなされてきた。

例えば、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発熱定着ベルトが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、特許文献１に記載の発熱定着ベルトは、通電発熱部が楕円であることから発熱部と発熱部でない部分の発熱が均一でないため発熱定着ベルトの抵抗変化が大きいため発火の可能性があるといつた問題点を有していることが判った。

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。）。

しかしながら、特許文献２に記載の発熱定着ベルトは、カーボンナノ材料や金属微粒子で構成されているため発熱定着ベルトの抵抗変化が大きく、発火の可能性があるといった問題点を有していることが判った。

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。）。

しかしながら、特許文献３に記載の発熱定着ベルトはカーボンナノ材料や金属微粒子で構成されているため発熱定着ベルトの抵抗変化が大きく、発火の可能性といった問題点を有していることが判った。

この様な状況から、ウオーミングアップ時間が短く、消費電力が小さく、熱定着の高速化等の面からも優れている発熱定着ベルトの発熱温度の安定性（電気抵抗値の安定性）、発熱層の強度、耐久性、安全性に優れた発熱定着ベルトとそれを用いた画像形成装置の開発が望まれている。

特開２００４−２８１１２３号公報 特開２００７−２７２２２３号公報 特開２００９−１０９９９７号公報

本発明は上記状況に鑑みなされたものであり、その目的は発熱温度の安定性（電気抵抗値の安定性）、発熱層の強度、耐久性、安全性に優れた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ものである。

本発明の上記目的は下記の構成により達成された。

１．電子写真画像形成装置の画像定着部に使用されるポリイミド樹脂中に導電性物質を含む発熱層を有する発熱定着ベルトであって、
前記発熱層の線膨張係数が３．０ｐｐｍ／℃から６．４ｐｐｍ／℃であることを特徴とする発熱定着ベルト。

２．前記発熱層の抵抗温度係数が−０．７×１０^−３／℃から１．０×１０^−３／℃であることを特徴とする前記１に記載の発熱定着ベルト。

３．前記導電性物質が表面積０．００７×１０^−６ｍｍ^２から７０×１０^−６ｍｍ^２、且つ長さ２０．０μｍから２００．０μｍの繊維状であることを特徴とする前記１又は２に記載の発熱定着ベルト。

４．前記発熱層は前記導電性物質を１５．０体積％から６０体積％含有す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。

５．前記１から４の何れか１項に記載の発熱定着ベルトを用いたことを特徴とする画像形成装置。

本発明者は、導電性セラミック、導電性カーボン、金属粉体等の導電性微粒子を分散させたポリイミド樹脂材料を構成材料とした定着ベルトが、発熱安定性（電気抵抗値の安定性）、発熱層の強度、耐久性、安全性に何故劣るのか検討した結果、次ぎのことが判った。
１．絶縁性であるポリイミド樹脂の低抵抗化のためポリイミド樹脂に充填している導電性微粒子の充填量は１５．０体積％から６０．０体積％である。
２．導電性微粒子の充填量によりポリイミド樹脂で構成されている発熱定着ベルトの発熱層（基体）の耐久性と、電気抵抗値とが影響を受ける。
３．発熱定着ベルトの発熱層の低抵抗化と、発熱層（基体）の耐久性とは相反する関係を有しており、安定した定着性を得るために発熱層（基体）の耐久性をある程度犠牲にして導電性微粒子の充填量を決めている。
４．導電性微粒子間の距離が短いほど絶縁性であるポリイミド樹脂の低抵抗化が可能となる。

ポリイミド樹脂の低抵抗化のために導電性微粒子の充填量を多くする必要があるかを検討した結果、導電性物質が微粒子であるため、導電性を得るためには微粒子間の距離を短くする必要が有り、このため必然的に充填量を多くすることが必要となる。この結果、発熱層（基体）の耐久性が劣化する要因を更に検討し、次の様に推定した。
１．導電性微粒子の形状は球状形が多いため、他の導電性微粒子と接触するためには間隔を狭くする必要があり、間隔を狭くするためには単位体積中の導電性微粒子の数を増加する必要がある。
２．単位体積中の導電性微粒子の数を増加することは、単位体積中のポリイミド樹脂の量が減少することを意味する。
３．単位体積中のポリイミド樹脂の量が減少することで、単位体積のポリイミド樹脂の特性が得られなくなり、発熱定着ベルトの耐久性が低下する。
４．発熱層が加熱された時、導電性微粒子の熱膨張による体積増加と、ポリイミド樹脂の量の体積膨張率及び線膨張率が異なるため、導電性微粒子とポリイミド樹脂間で熱応力が生じ、熱応力により発熱定着ベルトの耐久性がなくなる。

これらのことから、発熱定着ベルトの発熱層の低抵抗化と耐久性とを同時に維持するためには、加熱した時に導電性微粒子の熱膨張による体積増加に対応して発熱定着ベルトの体積膨張率及び線膨張率の増加を可能にし、且つ導電性充填物同士の接触性を容易にすることが重要であることが判った。

このためには、導電性充填物の体積を抑え、導電性充填物間の接触面積を多くする形状とし、発熱層を構成しているポリイミド樹脂の性能を維持することが有効であることが判り本発明に至った次第である。

発熱温度の安定性（電気抵抗値の安定性）、発熱層の強度、耐久性、安全性に優れた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た。

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１に示す発熱定着ベルトの拡大概略図である。 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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

発熱層２４ａ３は、繊維状の導電性物質を含むポリイミド樹脂で構成されている。

発熱層の線膨張係数は３．０ｐｐｍ／℃から６．４ｐｐｍ／℃である。３．０ｐｐｍ／℃未満の場合は、高温で過剰な電流が流れる可能性が増加し発火の危険性があるため好ましくない。６．４ｐｐｍ／℃を超える場合は、抵抗が増大し、電流が流れないため発熱不足となるため好ましくない。

線膨張係数は、以下に示す方法で測定した値を示す。

線膨張係数の測定方法
発熱層片（縦１ｍｍ、横１ｍｍ、高さ２ｍｍ）を熱機械試験機ＴＭ−９０００（アルバック理工製）により室温から３００℃まで５℃／ｍｉｎで昇温したときの膨張率を測定した。

発熱層２４ａ３の抵抗温度係数は、安全性、実使用条件等を考慮し、−０．７×１０^−３／℃から１．０×１０^−３／℃が好ましい。

抵抗温度係数を以下に示す方法で測定した値を示す。

抵抗温度係数の測定方法
発熱ベルトに任意電圧を印加し、ベルト温度を室温から３００℃まで１０℃ずつ増加させたときの電極間抵抗をＬＣＲメータ３５３２−８０（日置電機製）で測定した。

発熱層２４ａ３の体積抵抗率は、体積抵抗率が高くても低くても発熱効率が悪く、発熱効率を考慮し、８×１０^−６Ω・ｍから１×１０^−２Ω・ｍが好ましい。

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。

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。）
発熱層２４ａ３中の導電性物質の含有量は、発熱効率を考慮し、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、表面積０．００７×１０^−６ｍｍ^２から７０×１０^−６ｍｍ^２、且つ長さ２０．０μｍから２００μｍ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。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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

厚さＥは、大塚電子（株）製ＦＥ−３００で測定した値を示す。

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。

厚さＦは、大塚電子（株）製ＦＥ−３００で測定した値を示す。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（ａ）に示される概略製造フロー図に付き説明する。

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。

発熱層形成工程９Ａは、溶解工程９ａと、導電性物質分散工程９ｂと、塗布・乾燥工程９ｃと、焼成工程９ｄとを有している。

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。

導電性物質分散工程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物質を添加し、加熱攪拌混合し導電性物質分散ポリアミド酸溶液を調製する。

導電性物質分散ポリアミド酸溶液中、導電性物質の配合量は、強度を考慮し、１５．０体積％から６０体積％が好ましい。

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１Ｐａ・ｓから１００Ｐａ・ｓ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。

導電性物質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。

又、導電性物質の分散時には、導電性物質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、導電性物質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。

塗布・乾燥工程９ｃでは、導電性物質分散工程９ｂで調製した導電性物質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。

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（導電性物質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（導電性物質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。

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（導電性物質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。

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（導電性物質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。

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。

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。

その後、円筒状金型を抜き取ることで導電性物質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。

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。

（ｂ）に示される概略製造フロー図に付き説明する。

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、導電性物質分散工程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。

導電性物質分散工程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。

重縮合工程９′ｂでは、導電性物質分散工程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。導電性物質分散ポリアミド酸溶液中、導電性物質の配合量は（ａ）に示される製造工程９の場合と同じである。

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物質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。

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（導電性物質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。

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。

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。

その後、円筒状金型を抜き取ることで導電性物質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。

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。

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物質分散ポリアミド酸溶液を塗布する方法に付き説明する。

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。

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に導電性物質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。ノズルの導電性物質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への導電性物質分散ポリアミド酸溶液供給部、制御部は省略してある。

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。

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。

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。

円筒状金型９ｃ２の上に導電性物質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、導電性物質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。

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物質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は導電性物質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。

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。

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の表面に導電性物質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。

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。

本発明で使用する導電性物質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。

粘度は、東機産業（株）製ＴＶＢ１０形を使用し、温度２５℃で測定した値を示す。

導電性物質を含み、線膨張係数が３．０ｐｐｍ／℃から６．４ｐｐｍ／℃であるポリイミド樹脂から構成される発熱層を有する発熱定着ベルトにより次の効果が挙げられる。
１．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。
２．長期に使用しても体積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。
３．長期に使用しても体積抵抗率の変動が少なく安定した発熱特性を示した。

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。

（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。

（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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔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。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１
以下に示す方法で表３に示す様な発熱層の線膨張係数及び抵抗温度係数を変化した図３に示す構成の発熱定着ベルトを図４の（ａ）に示す概略製造フローに従い、以下に示す方法で作製し試料Ｎｏ．１０１から１１２とした。発熱層の線膨張係数の変化は繊維状の導電性物質及び微粒子状の導電性物質の添加量を変えることにより行った。線膨張係数は、発熱層片（縦１ｍｍ、横１ｍｍ、高さ２ｍｍ）を熱機械試験機ＴＭ−９０００（アルバック理工製）により室温から３００℃まで５℃／ｍｉｎで昇温したときの膨張率を測定した。

抵抗温度係数は、発熱ベルトに任意電圧を印加し、ベルト温度を室温から３００℃まで１０℃ずつ増加させたときの電極間抵抗をＬＣＲメータ３５３２−８０（日置電機製）で測定した。

（繊維状の導電性物質の準備）
繊維状の導電性物質として、表面積２．５×１０^−６ｍｍ^２、長さ５０μｍの黒鉛繊維（日本グラファイト（株）製）を準備した。

（微粒子状の導電性物質の準備）
微粒子状の導電性物質として、直径１０μｍの黒鉛粉末（日本黒鉛（株）製）を準備した。

（繊維状の導電性物質分散ポリアミド酸溶液の調製）
３，３′，４，４′−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とをモル量を溶媒ＤＭＦ８００ｇに溶解し、７０℃で重縮合反応して得られたポリアミド酸溶液（固形分濃度２０質量％）に、準備したカーボン繊維を表１に示すように添加量を変えて添加し、攪拌羽根付き攪拌機中に入れて予め粗混合した。次にこれをディスパーマット（英弘精機（株））に移し換えて、温度３０℃、１５分間混合分散し、繊維状の導電性物質分散ポリアミド酸溶液を調製しＮｏ．１−１から１−６とした。

繊維状の導電性物質の添加量はポリアミド酸に対する体積％を示す。

粘度は、東機産業（株）製ＴＶＢ１０形で、温度２５℃で測定した値を示す。

（微粒子状の導電性物質分散ポリアミド酸溶液の調製）
３，３′，４，４′−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とをモル量を溶媒ＤＭＦ８００ｇに溶解し、７０℃で重縮合反応して得られたポリアミド酸溶液（固形分濃度２０質量％）に、準備したカーボンブラックを表２に示すように添加量を変えて添加し、攪拌羽根付き攪拌機中に入れて予め粗混合した。次にこれをディスパーマット（英弘精機（株））に移し換えて、温度３０℃、１５分間混合分散し、微粒子状の導電性物質分散ポリアミド酸溶液を調製しＮｏ．１−７から１−１２とした。

微粒子状の導電性物質の添加量はポリアミドに対する体積％を示す。

粘度は、東機産業（株）製ＴＶＢ１０形で、温度２５℃で測定した値を示す。

（発熱層の形成）
準備した各導電性物質分散ポリアミド酸溶液（繊維状の導電性物質分散ポリアミド酸溶液Ｎｏ．１−１から１−６、微粒子状の導電性物質分散ポリアミド酸溶液Ｎｏ．１−７から１−１２）を図５に示す製造装置を使用し、塗布装置に装着したステンレス製の芯金に、厚さ０．８ｍｍとなる様に以下に示す条件で塗布した後、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。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。

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。

（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。

（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（株）製）の液状ゴム及びシリコーンゴムＤＹ３５６０１３（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４０ｇを弾性層形成用塗布液とした。粘度は東機産業（株）製ＴＶＢ１０形を使用し、温度２５℃で測定し、５０Ｐａ・ｓであった。

（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４０ｒｐｍ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。

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。

（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に調整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。

（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。

離形層の引張強度は１０ＭＰａであった。離形層の引張強度は離形層の硬度は、インストロン ジャパン カンパニイ リミテッド製５９８８を用いて測定した値を示す。

離形層の摩擦係数は、０．１であった。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。尚、測定は離形層上を、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。

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。

（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図３に示す構成（発熱層／弾性層／離形層）を有する表３に示す線膨張係数及び抵抗温度係数が異なる発熱定着ベルトを作製し試料Ｎｏ．１０１から１１２とした。

評価
作製した試料Ｎｏ．１０１から１１２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、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／ｍ^２）に連続で５万枚プリントし、以下に示す方法で体積抵抗変化率、体積抵抗値の変動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４に示す。

体積抵抗の測定方法
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）を使用し体積抵抗を測定した。

体積抵抗変化率の測定方法
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）を使用し体積抵抗を測定し、プリント初期の体積抵抗に対し、プリント後の体積抵抗の割合を体積抵抗変化率とした。

体積抵抗変化率の評価ランク
◎：プリント終了時で、体積抵抗の変化なし
○：プリント終了時で、１％から５％の体積抵抗の変化あるが問題なし
△：プリント５万枚以下で、５％から１０％の体積抵抗の変化があり発火
×：プリント１万枚以下で、１０％から２０％の体積抵抗の変化があり発火
発熱層の亀裂の観察方法
プリントを一時中断し、発熱定着ベルトの断面の亀裂状態を電子顕微鏡（Ｓ−３７００Ｎ（株）日立）で×３０００倍で観察した。

発熱層の亀裂の評価ランク
○：亀裂なし
△：性能に影響は及ぼさないが少し亀裂がある
×：性能に影響を及ぼす亀裂あり
発熱層の破断の観察方法
プリントを一時中断し、発熱定着ベルトの断面の亀裂状態を電子顕微鏡（Ｓ−３７００Ｎ（株）日立）で×３０００倍で観察した。

発熱層の破断の評価ランク
○：破断なし
△：断面１０％から５０％以内の破断がある
×：破断あり

電子写真画像形成装置の画像定着部に使用されるポリイミド樹脂中に繊維状の導電性物質を含む発熱層の線膨張係数が３．０ｐｐｍ／℃から６．４ｐｐｍ／℃である発熱定着ベルトの試料Ｎｏ．１０２から１０５は、体積抵抗が低く、体積抵抗変化率も少なく、発熱層の亀裂、発熱層の破断も無く優れた性能を有することが確認された。

発熱層の線膨張係数が６．７ｐｐｍ／℃である発熱定着ベルトの試料Ｎｏ．１０１は体積抵抗、体積抵抗変化率及び発熱層の亀裂につき、本発明の試料Ｎｏ．１０２から１０５に比べ劣ることが確認された。

発熱層の線膨張係数が２．５ｐｐｍ／℃である発熱定着ベルトの試料Ｎｏ．１０６は、体積抵抗変化率、発熱層の亀裂、発熱層の破断に付き、本発明の試料Ｎｏ．１０２から１０５に比べ劣ることが確認された。

電子写真画像形成装置の画像定着部に使用されるポリイミド樹脂中に微粒子状の導電性物質を含む発熱層の線膨張係数が３．０ｐｐｍ／℃から６．４ｐｐｍ／℃である発熱定着ベルトの試料Ｎｏ．１０８から１１２は、体積抵抗が低く、体積抵抗変化率も少なく、発熱層の亀裂、発熱層の破断も無く優れた性能を有することが確認された。本発明の有効性が確認された。

発熱層の線膨張係数が６．７ｐｐｍ／℃である発熱定着ベルトの試料Ｎｏ．１０７は体積抵抗、体積抵抗変化率及び発熱層の亀裂につき、本発明の試料Ｎｏ．１０８から１１１に比べ劣ることが確認された。

発熱層の線膨張係数が２．５ｐｐｍ／℃である発熱定着ベルトの試料Ｎｏ．１１２は、体積抵抗変化率、発熱層の亀裂、発熱層の破断に付き、本発明の試料Ｎｏ．１０８から１１１に比べ劣ることが確認された。

実施例２
（繊維状の導電性物質の準備）
表５に示す繊維状の導電性物質を準備しＮｏ．２−１から２−３６とした。

黒鉛繊維：ミルドファイバー 日本グラファイト（株）製
ステンレス繊維：ナスロン繊維 日本精線（株）製
ニッケル繊維：高純度ニッケル繊維 べカルト（株）製
（発熱定着ベルトの作製）
表４に示す繊維状の導電性物質を使用した他は、全て実施例１の試料Ｎｏ．１０２と同じ方法で発熱定着ベルトを作製し、試料Ｎｏ．２０１から２３６とした。

評価
作製した試料Ｎｏ．２０１から２３６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、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／ｍ^２）に連続で５万枚プリントし、実施例１と同じ方法で表面抵抗値、体積抵抗値の変動を測定した結果及び、実施例１と同じ方法で発熱層の亀裂、破断の有無を観察し実施例１と同じ評価ランクに従って評価した結果を表６に示す。

繊維状の導電性物質を長さ、表面積が異なる各種黒鉛繊維、ステンレス繊維、ニッケル繊維を使用して作製した発熱定着ベルトの試料Ｎｏ．２０１から２３６は何れも体積抵抗変化率、発熱層の亀裂、発熱層の破断何れも優れた結果を示した。本発明の有効性が確認された。

１ フルカラー画像形成装置
７ 無端ベルト状中間転写体形成ユニット
７０ 中間転写ベルト
２４ 定着装置
２４ａ 発熱定着ベルト
２４ａ１、２４ａ２ 給電用電極
２４ａ３ 発熱層
２４ａ４、２４ａ６ プライマー層
２４ａ５ 弾性層
２４ａ７ 離形層
９、９′ 製造工程
９Ａ、９′Ａ 発熱層形成工程
９ａ 溶解工程
９ｂ、９′ａ 導電性物質分散工程
９′ｂ 重縮合工程
９ｃ、９′ｃ 塗布・乾燥工程
９ｃ１ 塗布装置
９ｃ１１ 保持部
９ｃ１２ 塗布部
９ｃ１２１ 塗布手段
９ｃ１２３ 塗布液供給管
９ｃ１３ 乾燥部
９ｃ２ 円筒状金型
９ｄ、９′ｄ 焼成工程
９Ｂ、９′Ｂ 弾性層形成工程
９Ｃ、９′Ｃ 離形層形成工程

Claims (5)

1. 電子写真画像形成装置の画像定着部に使用されるポリイミド樹脂中に導電性物質を含む発熱層を有する発熱定着ベルトであって、
   前記発熱層の線膨張係数が３．０ｐｐｍ／℃から６．４ｐｐｍ／℃であることを特徴とする発熱定着ベルト。
2. 前記発熱層の抵抗温度係数が−０．７×１０^−３／℃から１．０×１０^−３／℃であることを特徴とする請求項１に記載の発熱定着ベルト。
3. 前記導電性物質が表面積０．００７×１０^−６ｍｍ^２から７０×１０^−６ｍｍ^２、且つ長さ２０．０μｍから２００．０μｍの繊維状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発熱定着ベルト。
4. 前記発熱層は前記導電性物質を１５．０体積％から６０体積％含有す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。
5. 請求項１から４の何れか１項に記載の発熱定着ベルトを用いたことを特徴とする画像形成装置。

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