(57)【要約】      （修正有）【課題】内周面に接触する部材との摺動抵抗の上昇を抑制する定着部材を提供する。【解決手段】金属又は合金を含む発熱体層７２の外周面が金属酸化物を含む絶縁被覆層７４により被覆されている面状発熱体である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属又は合金を含む発熱体層と、
前記発熱体層の外面を被覆し、金属酸化物を含む絶縁被覆層と、
を有する面状発熱体
【請求項２】
前記絶縁被覆層が、酸化アルミ、酸化チタン、酸化ニオブ、及び酸化タンタルから選択される少なくとも１種の金属酸化物を含む層である請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項３】
前記絶縁被覆層が、アルミ、チタン、ニオブ、及びタンタルから選択される少なくとも１種の金属又は当該金属を含む合金を陽極酸化処理により酸化した金属酸化物を含む層である請求項１又は２に記載の面状発熱体。
【請求項４】
前記発熱体層が、クロム・ニッケル合金、又はステンレスを含む層である請求項１〜３のいずれか１項に記載の面状発熱体。
【請求項５】
金属又は合金を含む面状体の外面を陽極酸化処理して、当該面状体の外面の表層部の金属又は合金を酸化し、前記金属又は合金を含む発熱体層と共に、前記発熱体層の外面を被覆し、金属酸化物を含む絶縁被覆層を形成する工程を有する面状発熱体の製造方法。
【請求項６】
金属又は合金を含む発熱体層と、前記発熱体層の外面を被覆し、金属又は合金を含んで構成された被覆層と、を有する面状体に対し、前記被覆層の外面を陽極酸化処理して、前記被覆層の金属又は合金を酸化し、金属酸化物を含む絶縁被覆層を形成する工程を有する面状発熱体の製造方法。
【請求項７】
第１回転体と、
前記第１回転体に接して設けられ、前記第１回転体を加熱する面状発熱体であって、請求項１〜４のいずれか１項に記載の面状発熱体と、
前記第１回転体の外面に接して配置される第２回転体と、
を備える定着装置。
【請求項８】
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電された前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着する定着手段であって、請求項７に記載の定着装置である定着手段と、
を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状発熱体、定着装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パイプ等の筒状体の内部を加熱する目的で、面状発熱体が利用されている。
この面状発熱体としては、１）ニクロム線やステンレス線の発熱体をシリコーンラバーでカバーした構造のものが知られている。
その他、面状発熱体としては、ポリイミドフィルムに接着剤を設けたシートで発熱体を包む構造のもの（特許文献１参照）、ニクロム線やステンレス線の発熱体を熱融着性ポリイミドと熱可塑性ポリイミドの積層体でカバーした構造のもの、ガラス基板に発熱体を設けた構造のものも知られている（特許文献２、３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１５２５４号公報
【特許文献２】特開平８−１８０９６２号公報
【特許文献３】特開２００４−３５５８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、柔軟性と共に、耐熱性に優れた面状発熱体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項１に係る発明は、
金属又は合金を含む発熱体層と、
前記発熱体層の外面を被覆し、金属酸化物を含む絶縁被覆層と、
を有する面状発熱体。
【０００６】
請求項２に係る発明は、
前記絶縁被覆層が、酸化アルミ、酸化チタン、酸化ニオブ、及び酸化タンタルから選択される少なくとも１種の金属酸化物を含む層である請求項１に記載の面状発熱体。
【０００７】
請求項３に係る発明は、
前記絶縁被覆層が、アルミ、チタン、ニオブ、及びタンタルから選択される少なくとも１種の金属又は当該金属を含む合金を陽極酸化処理により酸化した金属酸化物を含む層である請求項１又は２に記載の面状発熱体。
【０００８】
請求項４に係る発明は、
前記発熱体層が、クロム・ニッケル合金、又はステンレスを含む層である請求項１〜３のいずれか１項に記載の面状発熱体。
【０００９】
請求項５に係る発明は、
金属又は合金を含む面状体の外面を陽極酸化処理して、当該面状体の外面の表層部の金属又は合金を酸化し、前記金属又は合金を含む発熱体層と共に、前記発熱体層の外面を被覆し、金属酸化物を含む絶縁被覆層を形成する工程を有する面状発熱体の製造方法。
【００１０】
請求項６に係る発明は、
金属又は合金を含む発熱体層と、前記発熱体層の外面を被覆し、金属又は合金を含んで構成された被覆層と、を有する面状体に対し、前記被覆層の外面を陽極酸化処理して、前記被覆層の金属又は合金を酸化し、金属酸化物を含む絶縁被覆層を形成する工程を有する面状発熱体の製造方法。
【００１１】
請求項７に係る発明は、
第１回転体と、
前記第１回転体に接して設けられ、前記第１回転体を加熱する面状発熱体であって、請求項１〜４のいずれか１項に記載の面状発熱体と、
前記第１回転体の外面に接して配置される第２回転体と、
を備える定着装置。
【００１２】
請求項８に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電された前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着する定着手段であって、請求項７に記載の定着装置である定着手段と、
を備える画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１、２に係る発明によれば、発熱層を絶縁被覆層としてポリイミド樹脂層で被覆した構造に比べ、柔軟性と共に、耐熱性に優れた面状発熱体が提供される。
請求項３に係る発明によれば、酸素含有雰囲気下での強制酸化により形成された金属酸化物を含む絶縁被覆層を有する場合に比べ、柔軟性と共に、耐熱性に優れた面状発熱体が提供される。
請求項４に係る発明によれば、アルミを含む発熱層を有する場合に比べ、発熱効率に優れた面状発熱体が提供される。
【００１４】
請求項５，６に係る発明によれば、板状の発熱体層を有する面状発熱体を発熱層のパターニングをせずとも発熱抵抗が制御された板状の発熱体層を有する面状発熱体の製造方法が提供される。
【００１５】
請求項７、８に係る発明によれば、柔軟性と共に、耐熱性に優れた面状発熱体を備えた定着装置、及び画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る面状発熱体の一例を示す概略平面図である。
【図２】本実施形態に係る面状発熱体の一例を示す概略断面図である。
【図３】第１実施形態に係る面状発熱体の製造方法の一例を示す工程図である。
【図４】第２実施形態に係る面状発熱体の製造方法の一例を示す工程図である。
【図５】本実施形態に係る定着装置の一例を示す概略構成図である。
【図６】本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一例である実施形態について説明する。
なお、実質的に同一の機能を有する部材には、全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明は適宜省略する場合がある。
【００１８】
［面状発熱体］
図１は、本実施形態に係る面状発熱体の一例を示す概略平面図である。図２は、本実施形態に係る面状発熱体の一例を示す概略断面図である。なお、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
本実施形態に係る面状発熱体７０は、例えば、図１及び図２に示すように、発熱体層７２と、発熱体層７２の外面を被覆する絶縁被覆層７４と、を有している。
そして、発熱体層７２の対向する２つの端部（例えば、長手方向端部）には、２つの給電部７６が接続されている。発熱体層７２は、給電部７６から電力が供給されることで、発熱する。なお、図示しないが、給電部７６には、例えば、ステンレス製等の接続端子が接続されていてもよい。
【００１９】
具体的には、例えば、発熱体層７２は、平面形状（面状発熱体の厚み方向から見た形状：以下同様）が長方形状で構成されている。そして、この発熱体層７２の外面（厚み方向に対向する面、及びこれと交差する側面）のうち、給電部７６に接続されている領域以外の面に、絶縁被覆層７４が被覆されている。
発熱体層７２（面状発熱体７０）の平面形状は、長方形状に限られず、例えば、正方形状、円形状、多角形状、帯状等、目的に応じて選択される。
また、発熱体層７２（面状発熱体７０）の平面形状は、線状の発熱層を屈曲又は湾曲して回路状にパターニングされた態様であってもよい。
【００２０】
発熱体層７２は、金属又は合金を含む層（金属又は合金層）から構成されている。但し、発熱体層７２には不純物を含んでいてもよい。
【００２１】
金属又は合金としては、例えば、アルミ、チタン、ニオブ、及びタンタルから選択される少なくとも１種の金属、又は当該金属を含む合金が挙げられる。
その他、金属又は合金としては、クロム・ニッケル合金、ステンレス、鉄(鋼)、マンガン、マンガン合金、コンスタンタン、白金・ロジウム合金等が挙げ挙げられる。
これらの中でも、クロム・ニッケル合金、又はステンレスは、高い抵抗と低い抵抗温度係数を持つ発熱抵抗材料であり、発熱体層７２の発熱効率が高くなる点で好適である。
【００２２】
発熱体層７２の厚みは、例えば、０．１μｍ以上５０μｍ以下がよく、望ましくは１μｍ以上３０μｍ以下、より望ましくは５μｍ以上２０μｍ以下である。発熱体層７２の厚みは、例えば、目的とする電気抵抗（発熱量）に応じて選択される。
【００２３】
絶縁被覆層７４は、金属酸化物を含む層（金属酸化物層）から構成されている。但し、絶縁被覆層７４には、不純物を含んでいてもよい。
【００２４】
金属酸化物は、酸化アルミ、酸化チタン、酸化ニオブ、及び酸化タンタルから選択される少なくとも１種の金属酸化物が挙げられる。
その他、金属酸化物としては、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化クロム、酸化マンガン、酸化コバルト等が挙げられる。
【００２５】
これらの中でも、酸化アルミ、酸化チタン、酸化ニオブ、及び酸化タンタルから選択される少なくとも１種の金属酸化物が好適である。この金属酸化物は、金属の陽極酸化処理により形成される点で有利である。
つまり、金属酸化物は、アルミ、チタン、ニオブ、及びタンタルから選択される少なくとも１種の金属又は当該金属を含む合金を陽極酸化処理により酸化した金属酸化物であることがよい。陽極酸化処理により酸化した金属酸化物を含む絶縁被覆層７４は、緻密な膜となり易い。その結果、面状発熱体７０の柔軟性及び耐熱性が向上し易くなる。また、発熱体層７２の絶縁性が確保され、耐久性も向上し易くなる。
【００２６】
なお、金属酸化物は、１）上記金属又は合金を酸素含有雰囲気下での強制酸化により形成した金属酸化物、２）上記金属又は合金を化学処理(湿式)により形成した金属酸化物等でもよいが、陽極酸化処理により形成した金属酸化物であることが上記点で有利である。
【００２７】
絶縁被覆層７４の厚みは、例えば、１μｍ以上５０μｍ以下がよく、望ましくは１０μｍ以上４５μｍ以下、より望ましくは３０μｍ以上４０μｍ以下である。絶縁被覆層７４の厚みは、例えば、発熱体層７２の絶縁性、及び面状発熱体７０の柔軟性を確保する観点から選択される。
【００２８】
給電部７６は、特に制限はなく、発熱体層７２と同じ金属又は合金を含んで構成される。なお、給電部７６を構成する金属又は合金は、発熱体層７２と異なる金属又は合金（具体的には、例えば、発熱体層７２に電力を供給し得る電気抵抗値が低い金属又は合金）であってもよい。
【００２９】
以上説明した本実施形態に係る面状発熱体７０は、金属又は合金を含む発熱体層７２の外周面が金属酸化物を含む絶縁被覆層７４により被覆されている。このように、本実施形態では、高い耐熱性を有し、柔軟性のある金属酸化物を層状に形成して、絶縁被覆層７４を構成している。
このため、本実施形態に係る面状発熱体７０は、柔軟性と共に、耐熱性に優れる。その結果、面状発熱体７０を過度に湾曲したり、面状発熱体が過剰に発熱したり、発熱を長期間発熱させた場合であっても、絶縁被覆層７４の剥がれが抑制される。また、絶縁被覆層７４の劣化も抑制され、発熱体層７２の絶縁及び保護が維持される。
【００３０】
なお、絶縁被覆層７４として、柔軟性の高いポリイミド樹脂層を適用した面状発熱体（例えば特許文献１乃至３）も知られているが、面状発熱体が過剰に発熱したり、発熱を長期間発熱させた場合、絶縁被覆層７４の剥がれや劣化が生じ易い。一方、ガラス基板に発熱体層７２を設けた面状発熱体も知られているが、耐熱性があるものの、柔軟性がない。
【００３１】
本実施形態に係る面状発熱体７０は、電子写真方式の画像形成装置用の定着装置、各種分析装置、半導体製造装置、各種プラント、家電、住宅設備等で利用する各種熱源として利用される。
【００３２】
［面状発熱体の製造方法］
本実施形態に係る面状発熱体７０の製造方法について説明する。
【００３３】
−第１実施形態−
図３は、第１実施形態に係る面状発熱体の製造方法の一例を示す工程図である。なお、図３に示す工程図は、図２に示す断面図に相当する工程図である。
【００３４】
まず、図３（Ａ）に示すように、金属又は合金を含む面状体７０Ａを準備する。
面状体７０Ａを構成する金属又は合金は、陽極酸化により酸化する金属又は合金が挙げられ、具体的には、例えば、アルミ、チタン、ニオブ、及びタンタルから選択される少なくとも１種の金属、又は当該金属を含む合金が挙げられる。
面状体７０Ａの平面形状は、製造する面状発熱体７０の平面形状と同形である。面状体７０Ａの厚みは、作製する面状発熱体７０の厚み（発熱体層７２及び絶縁被覆層７４の厚みの合計値）となる厚みである。なお、目的とする厚みの面状体７０Ａは、金属板又は合金板を圧延加工により得られる。
【００３５】
次に、図３（Ｂ）に示すように、面状体７０Ａの外面のうち、給電部７６となる領域の面にマスク７８を設ける。
マスク７８としては、例えば、マスキングテープが挙げられる。また、マスク７８としては、フォトリソグラフィー法を利用し、露光・現像を行ってパターニングした感光性レジスト膜を利用してもよい。
【００３６】
次に、図３（Ｃ）に示すように、マスク７８が設けられた面状体７０Ａの外面を陽極酸化処理して、当該面状体７０Ａの外面の表層部の金属又は合金を酸化し、金属を含む発熱体層７２と共に、発熱体層７２の外面を被覆し、金属酸化物を含む絶縁被覆層７４と、を形成する。
【００３７】
具体的には、例えば、面状体７０Ａの陽極酸化処理より、面状体７０Ａの外面（厚み方向に対向する面、及びこれと交差する側面）のうち、マスク７８が設けられた領域を除く面の表層部に、金属酸化物層が形成される。そして、形成した金属酸化物層を絶縁被覆層７４とし、陽極酸化処理により酸化されない面状体７０Ａの内部を発熱体層７２とする。
【００３８】
ここで、絶縁被覆層７４（金属酸化物層）の厚みは、陽極酸化処理の処理条件（例えば処理時間等）により決定される。そして、発熱体層７２の厚みも陽極酸化処理の処理条件（例えば処理時間等）により決定される。つまり、発熱体層７２の発熱抵抗は、陽極酸化処理の処理条件（例えば処理時間等）により決定される。
【００３９】
面状体７０Ａの陽極酸化処理は、周知の方法により行う。具体的には、面状体７０Ａを処理浴に浸し、処理浴（例えば、燐酸、蓚酸、硫酸等の処理浴）中で面状体７０Ａに正の電位を付与して陽極酸化処理を行う。
陽極酸化処理は、例えば、処理浴の電解質濃度が１０質量％以上４０質量％以下、処理浴温度が２０℃以上５０℃以下、電流密度が１．０Ａ／ｄｍ２以上１０Ａ／ｄｍ２以下、電圧３０Ｖ以上２００Ｖ以下、処理時間（電解時間）２分間以上１２分間の条件で行うことがよい。
【００４０】
次に、図３（Ｄ）に示すように、陽極酸化処理終了後の面状体７０Ａから、マスク７８を剥がし、必要に応じて、給電部７６となる領域の外面の少なくとも一部に、ステンレス製等の接続端子を設ける（不図示）。
【００４１】
以上の工程を経て、面状発熱体７０が得られる。
【００４２】
以上説明した第１実施形態に係る面状発熱体の製造方法では、面状体７０Ａの外面を陽極酸化処理して、当該面状体７０Ａの外面の表層部の金属又は合金を酸化し、発熱体層７２と共に、発熱体層７２の外面を被覆する絶縁被覆層７４を形成する工程を経て、面状体７０Ａを製造する。
これにより、第１実施形態に係る面状発熱体の製造方法では、柔軟性と共に、耐熱性に優れた面状発熱体７０が得られる。
【００４３】
また、第１実施形態に係る面状発熱体の製造方法では、単層構成の面状体７０Ａから、その外面を陽極酸化処理することにより、金属酸化物層からなる絶縁被覆層７４を形成することから、絶縁被覆層７４と発熱体層７２との密着性も高く、耐久性にも優れた面状発熱体７０が得られる。加えて、陽極酸化処理の処理条件（例えば処理時間等）により、発熱体層７２の厚みが調整されることから、発熱体層７２をパターニングして導電経路を調整するようなことをしなくても、目的とする発熱抵抗で且つ面状の発熱体層７２を有する面状発熱体７０が得られる。つまり、発熱体層７２のパターニングをせずとも発熱抵抗が制御された板状の発熱体層７２を有する面状発熱体７０が得られる。
無論、本実施形態に係る面状発熱体の製造方法において、発熱体層７２のパターニングを妨げるものではない。発熱体層７２をパターニングする場合、陽極酸化処理の段階において、面状体７０Ａを平面視したとき、面状体７０Ａの厚み方向に対向する両面のうち目的とするパターンの発熱体層７２となる領域にマスクを設け、その状態で面状体７０Ａのマスクが設けられた領域を除く領域の厚み方向全域が酸化（つまり金属酸化物が形成）されるように陽極酸化処理を行い、その後、マスクを除去して、再度、面状体７０Ａのマスクが設けられた領域の表層部が酸化（つまり金属酸化物の層が形成）されるように陽極酸化処理を行うことで、パターニングされた発熱体層７２を有する面状発熱体７０が得られる。なお、この場合も発熱体層７２の厚みは陽極酸化処理の処理条件（例えば処理時間等）で調整すればよい。
【００４４】
−第２実施形態−
図４は、第２実施形態に係る面状発熱体の製造方法の一例を示す工程図である。なお、図４に示す工程図は、図２に示す断面図に相当する工程図である。
【００４５】
まず、図４（Ａ）に示すように、金属又は合金を含む発熱体層７２と、発熱体層７２の外面を被覆し、金属又は合金を含んで構成された被覆層８０と、を有する面状体（以下、「面状積層体」と称する）７０Ｂを準備する。
面状積層体７０Ｂは、例えば、被覆層８０となる２枚の金属又は合金箔により、発熱体層７２となる金属又は合金箔を挟んで拡散接合したものが挙げられる。面状積層体７０Ｂは、被覆層８０となる２枚の金属又は合金箔が発熱体層７２となる金属又は合金箔を挟んで構成された構造であれば、特に制限はない。
なお、面状積層体７０Ｂは、縁部において、被覆層８０となる２枚の金属又は合金箔が直接接合され、発熱体層７２となる金属又は合金箔を封止していることがよい。
【００４６】
発熱体層７２を構成する金属又は合金としては、陽極酸化処理により酸化されない金属又は合金が挙げられ、具体的には、例えば、クロム・ニッケル合金、ステンレス、鉄(鋼)、マンガン、マンガン合金、コンスタンタン、白金・ロジウム合金                      等）が挙げられる。これらの中でも、面状発熱体７０の発熱効率の観点から、クロム・ニッケル合金、ステンレスがよい。
被覆層８０を構成する金属又は合金としては、陽極酸化により酸化する金属又は合金が挙げられ、具体的には、例えば、アルミ、チタン、ニオブ、及びタンタルから選択される少なくとも１種の金属、又は当該金属を含む合金が挙げられる。
【００４７】
面状積層体７０Ｂの平面形状は、製造する面状発熱体７０の平面形状と同形である。面状積層体７０Ｂの厚みは、作製する面状発熱体７０の厚み（発熱体層７２及び絶縁被覆層７４の厚みの合計値）となる厚みである。
【００４８】
次に、図４（Ｂ）に示すように、面状積層体７０Ｂの外面のうち、給電部７６となる領域の面にマスク７８を設ける。
マスク７８については、第１実施形態に係る面状積層体７０Ｂで説明したものと同様である。
【００４９】
次に、図４（Ｃ）に示すように、マスク７８が設けられた面状積層体７０Ｂの外面、つまり、被覆層８０の外面を陽極酸化処理して、被覆層８０の金属又は合金を酸化し、金属酸化物を含む絶縁被覆層７４を形成する。
陽極酸化処理については、第１実施形態に係る面状積層体７０Ｂの説明と同様である。但し、マスク７８を設けた領域を除く被覆層８０の全体を陽極酸化処理により酸化させ、金属酸化物層とする。
【００５０】
次に、図４（Ｄ）に示すように、陽極酸化処理終了後の面状積層体７０Ｂから、マスク７８を剥がし、必要に応じて、給電部７６となる領域の外面の少なくとも一部に、必要に応じて、ステンレス製等の接続端子を設ける（不図示）。
【００５１】
以上の工程を経て、面状発熱体７０が得られる。
【００５２】
以上説明した第２実施形態に係る面状発熱体の製造方法では、発熱体層７２及び被覆層８０を有する面状体を準備する工程と、被覆層８０の外面を陽極酸化処理して、被覆層８０の金属又は合金を酸化し、金属酸化物を含む絶縁被覆層７４を形成する工程と、を経て、面状発熱体７０を製造する。
これにより、第２実施形態に係る面状発熱体の製造方法では、柔軟性と共に、耐熱性に優れた面状発熱体７０が得られる。
【００５３】
また、第２実施形態に係る面状発熱体の製造方法では、予め、発熱体層７２を有する面状積層体７０Ｂを使用して、面状発熱体７０を製造することから、陽極酸化処理により酸化されない金属又は合金（具体的には、例えば、高い抵抗と低い抵抗温度係数を持つクロム・ニッケル合金、又はステンレス等）を含む発熱体層７２を有する面状発熱体７０が得られる。
【００５４】
［定着装置］
本実施形態に係る定着装置としては、種々の構成があり、例えば、第１回転体と、第１回転体に接して設けられ、第１回転体を加熱する面状発熱体と、第１回転体の外面に接して配置される第２回転体と、を備える。
そして、面状発熱体として、本実施形態に係る面状発熱体が適用される。
【００５５】
以下に、図面を参照しつつ、本実施形態に係る定着装置について説明する。
図５は、本実施形態に係る定着装置の一例を示す概略構成図である。
【００５６】
本実施形態に係る定着装置６０は、図５に示すように、例えば、加熱ベルト６２（第１回転体の一例）と、加熱ベルト６２の外周面に接触する加圧ローラ６４（第２回転体の一例）と、加熱ベルト６２の内周面に接触し加圧ローラ６４と対向する位置に配置される押圧パッド６６（押圧部材の一例）と、押圧パッド６６を支持する支持部材６８と、加熱ベルト６２の内周面に接触し、加熱ベルト６２の内部で押圧パッド６６と対向する位置に設けられた面状発熱体７０と、を備える。
【００５７】
加圧ローラ６４は、不図示の駆動源により矢印Ｒ方向に回転する。また、加熱ベルト６２と加圧ローラ６４とは、用紙Ｋ（記録媒体の一例）が挿通するように接触しており、加圧ローラ６４の矢印Ｒ方向への回転に伴い、加熱ベルト６２は従動回転する。加熱ベルト６２の内周面には、加熱ベルト６２の外周面と接触している加圧ローラ６４の表面を押圧するように、押圧パッド６６が配置され、挟込領域Ｎを形成している。また、押圧パッド６６は、加熱ベルト６２の内周面に設けられた支持部材６８により固定されている。
また、面状発熱体７０は、不図示の支持部材により支持された状態で設けられている。
【００５８】
定着装置６０による画像定着の動作について説明する。
加圧ローラ６４の矢印Ｒ方向への回転に伴い、加熱ベルト６２が矢印Ｓ方向に従動回転し、加熱ベルト６２の内周面に接触した面状発熱体７０により、加熱ベルト６２の外周面が加熱される。
【００５９】
このようにして加熱された加熱ベルト６２は、加圧ローラ６４との挟込領域Ｎまで移動する。一方、不図示の搬送手段により矢印Ｐ方向へと、未定着トナー像（不図示）が表面に設けられた用紙Ｋが搬送される。用紙Ｋが挟込領域Ｎを通過した際に、未定着トナー像（不図示）は加熱ベルト６２により加熱されて用紙Ｋ表面に定着され、定着画像となる。このようにして定着画像が表面に形成された用紙Ｋは、不図示の搬送手段により矢印Ｐ方向へと搬送され。定着装置６０から排出される。
【００６０】
また、加熱ベルト６２の回転に伴って、挟込領域Ｎにおいて定着処理を終え、外周面の表面温度が低下した加熱ベルト６２の領域は、面状発熱体７０と接触する領域へ移動し、次の定着処理に備えて再度加熱される。
【００６１】
［画像形成装置］
次に、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。
本実施形態の画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電された像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、トナー像を記録媒体に定着する定着手段と、を備える。そして、定着手段として、本実施形態に係る定着装置が適用される。
【００６２】
以下、本実施形態に係る画像形成装置について図面を参照しつつ説明する。
図６は、本実施形態に係る画像形成装置の構成を示した概略構成図である。
【００６３】
本実施形態に係る画像形成装置１００は、図６に示すように、例えば、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと、各画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）させる一次転写部１０と、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー像を記録媒体である用紙Ｋに一括転写（二次転写）させる二次転写部２０と、二次転写された画像を用紙Ｋ上に定着させる定着装置６０と、を備えている。また、画像形成装置１００は、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。
【００６４】
この定着装置６０が既述の第１実施形態に係る定着装置６０である。なお、画像形成装置１００は、既述の第２実施形態に係る定着装置８０を備える構成であってもよい。
【００６５】
画像形成装置１００の各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、表面に形成されるトナー像を保持する像保持体の一例として、矢印Ａ方向に回転する感光体１１を備えている。
【００６６】
感光体１１の周囲には、帯電手段の一例として、感光体１１を帯電させる帯電器１２が設けられ、潜像形成手段の一例として、感光体１１上に静電潜像を書込むレーザー露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）が設けられている。
【００６７】
また、感光体１１の周囲には、現像手段の一例として、各色成分トナーが収容されて感光体１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４が設けられ、感光体１１上に形成された各色成分トナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６が設けられている。
【００６８】
更に、感光体１１の周囲には、感光体１１上の残留トナーが除去される感光体クリーナ１７が設けられ、帯電器１２、レーザー露光器１３、現像器１４、一次転写ロール１６及び感光体クリーナ１７の電子写真用デバイスが感光体１１の回転方向に沿って順次配設されている。これらの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に、略直線状に配置されている。
【００６９】
中間転写体である中間転写ベルト１５は、ポリイミド或いはポリアミド等の樹脂をベース層としてカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の加圧ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は１０６Ωｃｍ以上１０１４Ωｃｍ以下となるように形成されており、その厚みは、例えば、０．１ｍｍ程度に構成されている。
【００７０】
中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図６に示すＢ方向に所定の速度で循環駆動（回転）されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ（図示せず）により駆動されて中間転写ベルト１５を回転させる駆動ロール３１、各感光体１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する補正ロールとして機能する張力付与ロール３３、二次転写部２０に設けられる背面ロール２５、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニング背面ロール３４を有している。
【００７１】
一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体１１に対向して配置される一次転写ロール１６で構成されている。一次転写ロール１６は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは、鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７．５Ωｃｍ以上１０８．５Ωｃｍ以下のスポンジ状の円筒ロールである。
【００７２】
そして、一次転写ロール１６は中間転写ベルト１５を挟んで感光体１１に圧接配置され、更に一次転写ロール１６にはトナーの帯電極性（マイナス極性とする。以下同様。）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
【００７３】
二次転写部２０は、背面ロール２５と、中間転写ベルト１５のトナー像保持面側に配置される二次転写ロール２２と、を備えて構成されている。
【００７４】
背面ロール２５は、表面がカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲのブレンドゴムのチューブ、内部はＥＰＤＭゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率が１０７Ω／□以上１０１０Ω／□以下となるように形成され、硬度は、例えば、７０°（アスカーＣ：高分子計器社製、以下同様。）に設定される。この背面ロール２５は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写ロール２２の対向電極を構成し、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール２６が接触配置されている。
【００７５】
一方、二次転写ロール２２は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７．５Ωｃｍ以上１０８．５Ωｃｍ以下のスポンジ状の円筒ロールである。
【００７６】
そして、二次転写ロール２２は中間転写ベルト１５を挟んで背面ロール２５に圧接配置され、更に二次転写ロール２２は接地されて背面ロール２５との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部２０に搬送される用紙Ｋ上にトナー像を二次転写する。
【００７７】
また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が接離自在に設けられている。
【００７８】
なお、中間転写ベルト１５、一次転写部１０（一次転写ロール１６）、及び二次転写部２０（二次転写ロール２２）が、転写手段の一例に該当する。
【００７９】
一方、イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側には、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２が配設されている。また、黒の画像形成ユニット１Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配設されている。この基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは画像形成を開始するように構成されている。
【００８０】
更に、本実施形態に係る画像形成装置では、用紙Ｋを搬送する搬送手段として、用紙Ｋを収容する用紙収容部５０、この用紙収容部５０に集積された用紙Ｋを所定のタイミングで取り出して搬送する給紙ロール５１、給紙ロール５１により繰り出された用紙Ｋを搬送する搬送ロール５２、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｋを二次転写部２０へと送り込む搬送ガイド５３、二次転写ロール２２により二次転写された後に搬送される用紙Ｋを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５、用紙Ｋを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６を備えている。
【００８１】
次に、本実施形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。
本実施形態に係る画像形成装置では、図示しない画像読取装置や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置により所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって作像作業が実行される。
【００８２】
画像処理装置では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、レーザー露光器１３に出力される。
【００８３】
レーザー露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザーから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各々の感光体１１に照射している。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各感光体１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザー露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。
【００８４】
画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの感光体１１上に形成されたトナー像は、各感光体１１と中間転写ベルト１５とが接触する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部１０において、一次転写ロール１６により中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性（マイナス極性）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像を中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。
【００８５】
トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１５は移動してトナー像が二次転写部２０に搬送される。トナー像が二次転写部２０に搬送されると、搬送手段では、トナー像が二次転写部２０に搬送されるタイミングに合わせて給紙ロール５１が回転し、用紙収容部５０から所定サイズの用紙Ｋが供給される。給紙ロール５１により供給された用紙Ｋは、搬送ロール５２により搬送され、搬送ガイド５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、用紙Ｋは一旦停止され、トナー像が保持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール（図示せず）が回転することで、用紙Ｋの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。
【００８６】
二次転写部２０では、中間転写ベルト１５を介して、二次転写ロール２２が背面ロール２５に加圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｋは、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール２６からトナーの帯電極性（マイナス極性）と同極性の電圧（二次転写バイアス）が印加されると、二次転写ロール２２と背面ロール２５との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１５上に保持された未定着トナー像は、二次転写ロール２２と背面ロール２５とによって加圧される二次転写部２０において、用紙Ｋ上に一括して静電転写される。
【００８７】
その後、トナー像が静電転写された用紙Ｋは、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へと搬送される。搬送ベルト５５では、定着装置６０における最適な搬送速度に合わせて、用紙Ｋを定着装置６０まで搬送する。定着装置６０に搬送された用紙Ｋ上の未定着トナー像は、定着装置６０によって熱及び圧力で定着処理を受けることで用紙Ｋ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｋは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙収容部（不図示）に搬送される。
【００８８】
一方、用紙Ｋへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回転に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニング背面ロール３４及び中間転写ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。
【００８９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定的に解釈されるものではなく、種々の変形、変更、改良が可能であり、本発明の要件を満足する範囲内で実現可能であることは言うまでもない。
【実施例】
【００９０】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００９１】
［実施例１］
（金属箔（面状体）準備）
アルミ板を圧延加工して、幅１５０ｍｍ×長さ３００ｍｍＬ×厚み５０μｍ）の単層アルミ箔（面状体）を準備した。
【００９２】
（陽極酸化処理）
得られた単層アルミ箔（面状体）の長手方向両端面及び両端から幅１０ｍｍの領域をマスクで覆いマスキングした。マスキングした単層アルミ箔を陽極酸化処理槽内に浸漬した。そして、表１に従った条件により、陽極酸化処理を実施し、単層アルミ箔の外面の表層部を酸化し、絶縁被覆層となる厚み２２．５μｍの酸化アルミ層を形成すると共に、内部に発熱体層となる５μｍのアルミ層を形成した。
【００９３】
（給電部加工）
陽極酸化した単層アルミ箔からマスクを除去し、３００℃の大気雰囲気中で乾燥後、マスクを除去した非陽極酸化処理領域である給電部に、ステンレス製の接続端子を溶接した。
【００９４】
以上の工程を経て、面状発熱体を得た。
【００９５】
［実施例２〜１２］
表１に従って、準備する面状体、陽極酸化処理条件を変更した以外は、実施例１と同様にして、面状発熱体を得た。
【００９６】
［実施例１３］
（積層金属箔（面状積層体）準備）
ニッケル・クロム合金箔の両面に、アルミ箔を拡散接合した積層体（クラッド材）を圧延加工して、幅１５０ｍｍ×長さ３００ｍｍ×厚さ７５μｍの積層金属箔（面状積層体）を準備した。この積層金属箔は、発熱体層となるニッケル・クロム合金層の厚みが１５μｍ、被覆層としてのアルミ層の厚みが３０μｍであった。
【００９７】
（陽極酸化処理）
得られた積層金属箔（面状積層体）の長手方向両端面及び両端から幅１０ｍｍの領域をマスクで覆いマスキングした。マスキングした積層金属箔を陽極酸化処理槽内に浸漬した。そして、表１に従った条件により、陽極酸化処理を実施し、積層金属箔の外面の表層部（アルミ層）を酸化し、絶縁被覆層となる厚み３０μｍの酸化アルミ層を形成した。
【００９８】
（給電部加工）
陽極酸化した単層アルミニウム箔からマスクを除去し、３００℃の大気雰囲気中で乾燥後、マスクを除去した非陽極酸化処理領域である給電部に、ステンレス製の接続端子を溶接した。
【００９９】
以上の工程を経て、面状発熱体を得た。
【０１００】
［実施例１３〜１５］
表１に示す条件に変更した以外は、実施例１と同様にして、面状発熱体を得た。
【０１０１】
［比較例１］
発熱体層としての厚み３０μｍのステンレス箔の両面を、絶縁被覆層として、厚み３００μｍのシリコーンゴムフィルム及び厚み１００μｍのポリエーテルイミドフィルムの積層フィルムを接着し、面状発熱体を得た。
【０１０２】
［比較例２］
発熱体層としての厚み３０μｍのステンレス箔の両面を、絶縁被覆層として、厚み５０μｍの熱可塑性ポリイミドフィルム及び厚み５０μｍの非熱可塑性ポリイミドフィルムの積層フィルムを加圧加熱加圧着（ラミネート）し、面状発熱体を得た。
【０１０３】
［評価］
各例で得られた面状発熱体について、加熱試験を行った。結果を表１に示す。
【０１０４】
（加熱試験）
各例で得られた面状発熱体をステンレス製のパイプ（外径φ５０ｍｍ×肉厚３ｍｍ×長さ３００ｍｍ）の表面に貼り付けた。面状発熱体が貼り付けられたパイプの外周面を覆うように、他のステンレス製のパイプ（外径φ５４ｍｍ×肉厚３ｍｍ×長さ３００ｍｍ）を被せた。
この２つのパイプ間に配置された状態の面状発熱体へ通電（電圧＝ＡＣ１００Ｖ、電流＝２０Ａ）し、加熱試験を実施した。
加熱試験は、（１）設定温度２５０℃、（２）設定温度３５０℃、（３）設定温度４５０℃の３設定で行った、そして、各々の設定温度での１．０時間経過後（初期と表記）、５００時間経過後、１０００時間経過後の面状発熱体の状態を観察し、下記評価基準で評価した。
評価基準は以下の通りであり
Ａ  ：層間剥がれなし
Ｂ  ：部分的な層間剥がれが発生（部分的に温度低下が発生）
Ｃ  ：広範囲な層間剥がれが発生（広範囲に温度低下が発生）
Ｄ  ：全体的な層間剥がれが発生（全体的に温度低下が発生）
【０１０５】
（柔軟性評価）
柔軟性評価は、次のようにして行った。
各例で得られた幅１５０ｍｍ×長さ３００ｍｍの面状発熱体をパイプ(外径φ３０ｍｍ)に沿わせた状態で、平面状に戻ろうとする力Ｆをプッシュプルゲージ(バネ秤り)を用いて測定した。
評価基準は以下の通りであり
Ａ  ：Ｆ≦１０ｇｆ
Ｂ  ：１０ｇｆ＜Ｆ≦２５０ｇｆ
Ｃ  ：２５０ｇｆ＜Ｆ＜５００ｇｆ
Ｄ  ：Ｆ≧５００ｇｆ
【０１０６】
【表１】
2014123036.tif 000003
【０１０７】
【表２】
2014123036.tif 000004
【０１０８】
上記結果から、本実施例の面状発熱体は、パイプに貼り付けられる高い柔軟性を有していることがわかる。
また、本実施例の面状発熱体は、比較例の面状発熱体に比べ、加熱試験により、層間剥離の発生が抑えられ、耐熱性が高いことがわかる。
【符号の説明】
【０１０９】
６０   定着装置
６２   加熱ベルト
６４   加圧ローラ
６６   押圧パッド
６８   支持部材
７０   面状発熱体
７０Ａ、７０Ｂ       面状体
７２   発熱体層
７４   絶縁被覆層
７６   給電部
７８   マスク
８０   定着装置
１００ 画像形成装置
【図１】
2014123036.tif 000005
【図６】
2014123036.tif 000006
【図２】
2014123036.tif 000007
【図３】
2014123036.tif 000008
【図４】
2014123036.tif 000009
【図５】
2014123036.tif 000010