(57)【要約】【課題】導電性フィラーが分散された発熱層を有し、長期にわたって安定した電気抵抗を示す面状発熱体の製造方法、面状発熱体、およびそれを発熱ベルトとして有する画像形成装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る面状発熱体は、発熱層を有する。発熱層は、樹脂と導電性フィラーを含む。面状発熱体の面方向の一方向における抵抗変化率は２％以下である。このような面状発熱体は、発熱層としたときの通電方向に電荷を流しながら発熱層を固化することによって得られる。当該面状発熱体は、画像形成装置の定着装置における発熱ベルトに使用されうる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に形成された、樹脂と導電性フィラーとを含有する発熱層用塗料の塗膜に、前記塗膜の面方向における一方向に向けて電荷を流しながら前記樹脂を固化する工程、を含む、面状発熱体の製造方法。
【請求項２】
前記塗膜に１０〜２００Ｖで電荷を流す、請求項１に記載の面状発熱体の製造方法。
【請求項３】
発熱層と、前記発熱層に接着し、前記発熱層において前記発熱層の面方向における一方向に向けて電荷を流すための一対の電極とを有する面状発熱体において、
前記発熱層は、樹脂と、前記樹脂中に含有された導電性フィラーとによって構成され、
前記面状発熱体の経時的な抵抗変化率は、２％以下である、面状発熱体。
【請求項４】
記録媒体に形成されたトナー画像を記録媒体に定着するための発熱ベルトを少なくとも有する画像形成装置において、
前記発熱ベルトは、請求項３に記載の面状発熱体である、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状発熱体の製造方法、面状発熱体およびそれを発熱ベルトとして有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、普通紙などの記録媒体にトナー画像を定着させて画像を形成する。記録媒体へのトナー画像の定着は、トナー画像のトナーを加熱溶融することによって行われる。このトナーの加熱溶融は、画像形成装置中の定着装置における定着部材によって行われる。定着部材には、発熱層を有する無端状の発熱ベルトが知られている。発熱層は、樹脂と導電性フィラーとを含有する液状の導電性組成物を円筒状の金型の外面に塗布し、金型をリング状ダイスに通して塗膜を軸方向に沿って扱き、塗膜を加熱して硬化させる方法によって製造される。導電性フィラーは、高いアスペクト比を有しており、上記の扱きによって、塗膜中の導電性フィラーが発熱ベルトの軸方向に配向する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】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】
【０００４】
上記のように機械的な力で塗膜中の導電性フィラーを配向させる場合では、導電性フィラーの配向処理から塗膜の硬化までの間に塗膜中で導電性フィラーが動き、導電性フィラーの所期の配向状態が十分に保たれないことがある。このため、発熱ベルトの耐久使用に伴って発熱層の電気抵抗が変化し、発熱ベルトの発熱能力が経時的に変化することがある。
【０００５】
本発明の目的は、導電性フィラーが分散された発熱層を有し、長期にわたって安定した電気抵抗を示す面状発熱体の製造方法を提供することである。また、本発明の別の目的は、上記面状発熱体を提供することである。また、本発明のさらなる別の目的は、上記面状発熱体を定着装置における発熱ベルトとして有する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】
【０００６】
本発明に係る面状発熱体の製造方法は、基材上に形成された、樹脂と導電性フィラーとを含有する発熱層用塗料の塗膜に、この塗膜の面方向における一方向に向けて電荷を流しながら上記樹脂を固化する工程、を含む。
【０００７】
また、本発明に係る面状発熱体は、発熱層と、この発熱層に接着し、上記発熱層において発熱層の面方向における一方向に向けて電荷を流すための一対の電極とを有する。上記発熱層は、樹脂と、この樹脂中に含有された導電性フィラーとによって構成される。上記面状発熱体の経時的な抵抗変化率は、２％以下である。
【０００８】
また、本発明に係る画像形成装置は、記録媒体に形成されたトナー画像を記録媒体に定着するための発熱ベルトを少なくとも有する。上記発熱ベルトは、前述の本発明に係る面状発熱体である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、面状発熱体の経時的な抵抗変化率の変化が抑えられるように、導電性フィラーが発熱層中に保持される。よって、長期にわたって安定した発熱能力を示す面状発熱体が得られる。そして、この面状発熱体を画像形成装置の定着装置における発熱ベルトに用いることによって、高品質の画像を長期にわたって安定して形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る面状発熱体を概略的に示す図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る面状発熱体を概略的に示す部分断面図である。
【図３】本発明における固化工程での通電による効果を説明するための図である。
【図４】本発明の面状発熱体の一例を装着した定着装置を概略的に示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る画像形成装置を概略的に示す図である。
【図６】発熱ベルトの製造における一部の工程を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［面状発熱体］
本発明に係る面状発熱体は、発熱層と電極とを有する。本発明に係る面状発熱体は、その経時的な抵抗変化率（以下、単に「抵抗変化率」とも言う）が２％以下である以外は、公知の面状発熱体と同様に構成されうる。
【００１２】
本発明に係る面状発熱体の形状は、面状発熱体の用途に応じて適宜に選ばれうる。たとえば、面状発熱体の用途が画像形成装置の定着装置における発熱ベルトである場合では、面状発熱体は、無端形状（筒状）に形成される。このような面状発熱体の例には、図１および図２に示される発熱ベルトが含まれる。
【００１３】
図１Ａは、本発明の一実施の形態に係る面状発熱体の斜視図であり、図１Ｂは、その断面図である。図１Ａおよび図１Ｂに示される発熱ベルト１０は、筒状の発熱層１１と、その外周面の両端に導電性接着剤１３を介して接着される電極１２とを有する。この発熱ベルト１０における通電方向は、発熱ベルト１０の軸方向である。
【００１４】
図２は、本発明の他の実施の形態に係る面状発熱体の部分断面図である。図２に示される発熱ベルト２０は、発熱層１１、電極１２および導電性接着剤１３に加えて、補強層１４、弾性層１５および離型層１６をさらに有する。補強層１４は、発熱層１１の内周面に接着している。弾性層１５は、発熱層１１の外周面における電極１２間の部分に接着している。離型層１６は、弾性層１５の外周面に接着している。この発熱ベルト２０における通電方向も、発熱ベルト２０の軸方向である。
【００１５】
本発明に係る面状発熱体の経時的な抵抗変化率は、２％以下である。本発明において、「経時的な抵抗変化率」とは、面状発熱体の耐久使用条件での使用の前後における面状発熱体の体積抵抗率の変化率を言う。耐久使用条件は、面状発熱体の用途に応じて決められうる。たとえば、面状発熱体の用途が画像形成装置の定着装置における発熱ベルトである場合の耐久使用条件は、使用条件またはそれに準じた電流のオンオフ（発熱と放冷）の繰り返し回数が１万回以上、とすることができる。
【００１６】
面状発熱体の体積抵抗率は、面状発熱体の、発熱層の面方向における一方向に並ぶ二点間の電気抵抗を測定することによって求められる。「発熱層の面方向における一方向」とは、面状発熱体が使用されるときの発熱層に電荷が流れる方向と同じ方向である。図１および図２に示される発熱ベルトでは、当該方向は軸方向である。
以下、本発明に係る面状発熱体の構成をさらに詳しく説明する。
【００１７】
（発熱層）
上記発熱層は、樹脂および導電性フィラーを含有する。
【００１８】
上記樹脂には、熱硬化性樹脂（耐熱性樹脂ともいう）を好適に用いることができる。このような樹脂の例には、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、これらの誘導体よりなる樹脂およびこれらの変性樹脂が含まれる。特に好ましくは、ポリイミドまたはポリアミドイミドである。ポリイミドは、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸の加熱により形成される。ポリアミド酸は、例えばテトラカルボン酸二無水物またはその誘導体とジアミンとの等モル混合物を有機極性溶媒に溶解させ、溶液状態で反応させることにより得られる。
【００１９】
上記導電性フィラーには、金属または非金属の導電性材料の粒子が用いられる。粒子の形状および大きさは、本発明の効果が得られる範囲において特に限定されないが、導電性フィラーは、導電性繊維であることが好ましい。導電性繊維とは、上記導電性材料からなる繊維である。「繊維」とは、細長い形状を有しているものを示す呼称である。上記導電性繊維は、導電性材料の所望の太さの繊維を所望の長さに切断する公知の方法によって得られる。
【００２０】
さらに、上記導電性繊維の直径（Ａ）は０．５〜３０μｍであり、上記導電性繊維の長さ（Ｂ）は５．０〜１，０００μｍであり、上記導電性繊維のアスペクト比は０．０２５〜０．２５であることが、面状発熱体の十分な発熱能力を得る観点、および、面状発熱体の抵抗変化率を小さくする観点、からより好ましい。
【００２１】
導電性繊維の直径（Ａ）が０．５μｍ未満であると、発熱層中で導電性繊維同士が接触したときに導電性繊維間の接触抵抗が大きくなりすぎ、発熱層全体の電気抵抗値が十分に下がらない可能性がある。導電性繊維の直径（Ａ）が３０μｍを超えると、発熱層中での導電性繊維の分散性が低下し、発熱層の電気抵抗に局部的なばらつきを生じる可能性がある。導電性繊維の長さ（Ｂ）が５．０μｍ未満であると、導電性繊維による電荷の通路が発熱層中に十分に形成されない可能性がある。導電性繊維の長さ（Ｂ）が１，０００μｍを超えると、導電性繊維が必ずしも長く伸びた形では発熱層中で存在できず、発熱層の電気抵抗に局部的なばらつきを生じさせる可能性がある。導電性繊維のアスペクト比が０．０２５より低いか、あるいは０．２５より高い場合でも、前述したいずれかの不都合を生じる可能性がある。
【００２２】
上記導電性繊維の直径（Ａ）および長さ（Ｂ）は、例えば、走査型電子顕微鏡写真を用いて５００倍にて導電性繊維を撮影し、スキャナーにて取り込んだ画像から最低５００個の導電性繊維の直径と長さを測定し、その平均値として算出される。また、導電性繊維のアスペクト比は、導電性繊維の直径（Ａ）を導電性繊維の長さ（Ｂ）で除算すること（Ａ／Ｂ）により求められる。
【００２３】
導電性フィラーの材料の例には、Ｃ；Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｎなどの金属；ＶＯ２、Ｒｕ２Ｏ、ＺｒＯ２、ＩｎＯなどの金属酸化物；ＴａＮ、Ｔａ２Ｎ、ＺｒＮ、ＮｂＮ、ＶＮなどの金属窒化物；ＴｉＢ２、ＺｒＢ２、ＨｆＢ２、ＴａＢ２、ＭｏＢ２、ＣｒＢ２、Ｂ４Ｃ、ＭｏＢなどのホウ素化合物；ＳｉＣ、ＺｒＣ、ＶＣ、ＴｉＣなどの金属炭化物；および、Ａｇ−Ｐｄ、Ｃｕ−Ｎｉ、Ｃｕ−Ｚｎ、ステンレス鋼などの合金；が含まれる。
【００２４】
上記樹脂に対する導電性フィラーの含有量は、面状発熱体の用途に応じて適宜に決められうる。たとえば、面状発熱体の用途が画像形成装置の定着装置における発熱ベルトである場合では、上記樹脂に対する導電性フィラーの含有量は、１５〜６０体積％であることが好ましい。
【００２５】
上記発熱層は、本発明の効果が得られる範囲において、上記の樹脂および導電性フィラー以外の他の成分をさらに含有していてもよい。このような他の成分の例には、抵抗値制御や熱伝導向上のため絶縁性材料の粒子が含まれる。絶縁性材料の例には、ＡｌＮ、ＳｉＮ４、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＶＯ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｏＯ２、ＷＯ２、ＮｂＯ２、ＲｅＯ３などのセラミック材料が含まれる。
【００２６】
上記発熱層の厚さは、面状発熱体の用途に応じて決められうる。たとえば、面状発熱体の用途が画像形成装置の定着装置における発熱ベルトである場合では、発熱層の厚さは、所期の発熱量を得る観点から、３０〜２００μｍであることが好ましく、４０〜１５０μｍであることがより好ましく、５０〜１００μｍであることがさらに好ましい。
【００２７】
上記発熱層の電気抵抗値は、面状発熱体の用途に応じて適宜に決められうる。たとえば、面状発熱体の用途が画像形成装置の定着装置における発熱ベルトである場合では、発熱層の電気抵抗値は、体積抵抗率で、１．０×１０−６〜９．９×１０−３Ω・ｍの範囲内であることが好ましく、８．０×１０−６〜１．０×１０−２Ω・ｍであることがより好ましい。発熱層の体積抵抗率が上記範囲よりも低すぎると、所定の電圧で発熱層に電荷を流したときに、抵抗が不十分なため所期の発熱量が得られない場合や、電荷が流れすぎて所望の温度よりも高い温度まで急激に発熱するために発熱を制御できない場合がある。発熱層の体積抵抗率が上記の範囲よりも高すぎると、所定の電圧では十分な電荷が発熱層を流れず、より多くの通電量が必要となる。
【００２８】
発熱層の体積抵抗率（ρ）は、発熱層の通電方向における両端部に導電テープで電極部を設け、その両端間の電気抵抗値を測定し、下記式にて算出される。但し、抵抗値（Ｒ：Ω）、発熱層の厚み（ｄ：ｍ）、通電方向に直交する方向の長さ（Ｗ：ｍ）、電極間の長さ（Ｌ：ｍ）である。図１および図２において、上記通電方向は、発熱層１１の軸方向であり、Ｗは、発熱層１１の外周面の周囲長である。発熱層の体積抵抗率は、例えば、導電性フィラーの種類、導電性フィラーの量、印加電圧、発熱層の厚さまたは発熱層の通電方向における長さにより調整されうる。
体積抵抗率（ρ）＝（Ｒ・ｄ・Ｗ）／Ｌ
【００２９】
（電極）
上記電極は、発熱層の上記の「一方向」に電荷を流すように配置される。電極は、上記一方向において互いに対向して配置されればよい。図１および図２の発熱ベルトでは、電極１２は、発熱層１１の外周面の両端に、発熱層１１の外周面を一周するように配置されているが、発熱ベルトの軸方向に電荷を流すように配置されていれば、発熱層１１の両端に配置されていなくてもよい。また、電極１２は、発熱層１１の内周面に配置されていてもよい。電極１２は、例えば金属製の環状の電極（金属電極）である。電極には、電極の材料として通常用いられる金属が使用されうる。電極の材料の例には、銅、アルミニウム、ニッケル、真鍮、リン青銅、ステンレス鋼および鉄クロムが含まれる。
【００３０】
電極の幅は、発熱層に対する電極の接着面積を十分に大きくする観点、および、電極に電荷を供給する給電装置に対する電極の接触面積を十分に大きくする観点、から、５〜３０ｍｍであることが好ましい。電極の幅とは、面状発熱体の通電方向における長さであり、図１および図２では、電極１２の軸方向における長さである。電極の厚さは、適度の強度と柔軟性との両立の観点から決められうる。電極の厚さは、電極の剛性と柔軟性とのバランスの観点から、１０〜１００μｍであることが好ましく、３０〜６０μｍであることがより好ましい。
【００３１】
図１および図２において発熱層１１と電極１２とを接着している導電性接着剤１３には、接着母材と導電性フィラーとを含む組成物、またはシランカップリング剤、が用いられる。接着母材の例には、エポキシ樹脂が含まれる。導電性接着剤１３の導電性フィラーには、前述した導電性フィラーが用いられうるが、導電性接着剤１３の導電性フィラーの好ましい例には、銀フィラー、ニッケルフィラーおよびステンレス鋼フィラーが含まれる。シランカップリング剤の例には、アルキルアミノトリアルコキシシランが含まれる。
【００３２】
本発明に係る面状発熱体は、図２に示されるように、発熱層および電極以外の他の層をさらに有していてもよい。このような他の層の例には、図２に示されるように、補強層１４、弾性層１５および離型層１６が含まれるが、上記他の層はこれらに限定されない。
【００３３】
（補強層）
図２において、補強層１４は、発熱層１１の形状制御、保持を目的とする層であり、その厚さは、概ね２０〜１００μｍである。補強層１４を構成する材料は、補強層１４の剛性と柔軟性とのバランスの観点から、ナノインデンテーション法により測定したヤング率が５．０〜１５．０ＧＰａである材料が好ましく、８．０〜１５．０ＧＰａである材料がより好ましい。このような材料の例には、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリエーテル、エーテルケトン、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリアミドおよびポリフェニレンサルファイドなどのいわゆるエンジニアリングプラスチック材料が含まれる。これらの中でも、ポリフェニレンサルファイドまたはポリイミドが好ましい。
【００３４】
（弾性層）
図２において、弾性層１５は、通常、発熱層１１の外側に形成される。弾性層１５の厚さは、発熱層１１からの熱の伝達とトナー画像や記録媒体に対する密着性との観点から、５〜３００μｍ程度であることが好ましい。弾性層１５の材料の例には、シリコーン樹脂、熱可塑性エラストマーおよびゴム材料が含まれる。上記ゴム材料の例には、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およびノルボルネンゴムが含まれる。熱可塑性エラストマーの例には、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、ポリオレフィン系の各種エラストマーが含まれる。これらのうちの１種が単独で使用されてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００３５】
（離型層）
図２において、離型層１６は、発熱ベルトのトナーに対する離型性を高めるための層である。離型層の厚さは、例えば５〜２０μｍである。離型層の材料には、上記の離型性に加えて、上記弾性層よりも高い弾性率を有する樹脂が好ましくは用いられる。離型層の材料の例には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリイソブチレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、アルコール可溶性ナイロン、ポリカーボネート、ポリアリレート、フェノール、ポリオキシメチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリホスファゼン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンエーテル、ポリパラバン酸、ポリアリルフェノール、フッ素樹脂、ポリ尿素、アイオノマー、シリコーン樹脂、およびこれらのうちの２種以上からなる混合物または共重合体が含まれる。特に、フッ素樹脂、ポリウレタンまたはシリコーン樹脂が好ましい。
【００３６】
フッ素樹脂の例には、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ビニルエーテル（ＰＦＡ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ビニリデンフロライドの共重合体（ＴＨＶ）、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）が含まれる。上記フッ素樹脂は、１種を単独で用いても２種以上を混合して用いてもよい。
【００３７】
ポリウレタンには、塗料の分野において公知のポリウレタンが使用可能である。特に水系ポリウレタンが好ましい。ポリウレタンを構成するポリオール化合物の例には、ポリエステル系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール（ポリジエン系ポリオールを水素添加したポリオールを含む）、ポリブタジエン系ポリオール、ポリイソプレン系ポリオール、アクリル樹脂系ポリオールが含まれる。ポリウレタンの硬化剤には、ポリウレタンの原料として一般的に用いられているイソシアネート化合物を用いることができる。この場合、イソシアネート化合物とは、分子中に２個以上のイソシアネート基を持つ化合物である。イソシアネート化合物の例には、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、シクロヘキサンジイソシアネート、リジンエステルジイソシアネート、リジンエステルトリイソシアネート（ＬＤＩ）、ウンデカントリイソシアネート、ヘキサメチレントリイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、および上記イソシアネート化合物の重合体、誘導体、変性体、水素添加体が含まれる。
【００３８】
シリコーン樹脂には、２官能性（Ｄ単位）、３官能性（Ｔ単位）のシロキサン単位を１０ｍｏｌ％以上、好ましくは主骨格として含む公知のシリコーン樹脂を用いることが可能である。シリコーン樹脂の例には、フェニル系シリコーン樹脂、メチル系シリコーン樹脂およびメチルフェニル系シリコーン樹脂が含まれる。シリコーン樹脂の硬化機構は、加熱硬化型でもよいし、室温硬化型でもよい。さらに、シリコーン樹脂には、シリコーンゴムを用いることが可能である。シリコーンゴムの例には、メチルシリコーンゴム、メチルフェニルシリコーンゴム、メチルビニルシリコーンゴムが含まれる。さらにシリコーンゴムと添加物による過酸化反応、縮合反応、付加反応物を行うことによって、シリコーン樹脂に架橋構造を持たせてもよい。さらに、シリカなどの添加剤によってシリコーン樹脂を補強することも可能である。
【００３９】
さらに、離型層の材料には、光または熱によるモノマーの硬化反応によって構成される樹脂が用いられうる。このような樹脂の例には、アクリル系樹脂が含まれる。アクリル系樹脂の例には、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーが重合してなる樹脂が含まれ、より具体的には、（メタ）アクリルウレタン系樹脂、ポリエステル（メタ）アクリレート系樹脂、エポキシ（メタ）アクリレート系樹脂、ポリオール（メタ）アクリレート系樹脂が含まれる。
【００４０】
（メタ）アクリルウレタン系樹脂は、一般に、ポリエステルポリオールに、イソシアネートモノマー、またはイソシアネートプレポリマーを反応させて得られた生成物に、さらに２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートなどの水酸基を有する（メタ）アクリレート系のモノマーを反応させることによって容易に得ることができる。（メタ）アクリルウレタン系樹脂の例には、特開昭５９−１５１１１０号公報に記載のもの、および、ユニディック１７−８０６（ＤＩＣ株式会社製）１００部と、コロネートＬ（日本ポリウレタン工業株式会社製）１部との混合物、が含まれる。
【００４１】
ポリエステル（メタ）アクリレート系樹脂は、一般に、ポリエステルポリオールに、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ（メタ）アクリレート系のモノマーを反応させることによって容易に得ることができる。ポリエステル（メタ）アクリレート系樹脂の例には、特開昭５９−１５１１１２号公報に記載の紫外線硬化型ポリエステル（メタ）アクリレート系樹脂が含まれる。
【００４２】
補強層、弾性層および離型層は、本発明の効果が得られる範囲において、前述以外の他の成分をさらに含有していてもよい。このような他の成分の例には、アルミナや酸化チタンなどの金属酸化物粒子が含まれる。
【００４３】
（作用、効果）
発熱層中、電荷は、導電性フィラーを流れ、導電性フィラー間に樹脂が存在する場合には、トンネル電流として樹脂を流れる、と考えられる。一般に、発熱層の体積抵抗率は、導電性フィラーのそれに比べて２〜３桁高いことから、発熱層の電気抵抗は、導電性フィラー間に存在する樹脂によって主に決まると考えられる。よって、導電性フィラー間に樹脂が存在している状態が、発熱層の面方向で均一に形成されていると、発熱層の安定した電気抵抗が得られるものと考えられる。
【００４４】
したがって、抵抗変化率が２％以下である面状発熱体では、導電性フィラーが、その間に樹脂が介在するある位置関係で、発熱層の面方向において一様に分布していると考えられる。発熱層中における導電性フィラーのこのような分散状態は、樹脂中への導電性フィラーの分散と、導電性フィラーの拘束を伴う樹脂の固化とによって、実現されうる。
【００４５】
一方、樹脂の固化時に導電性フィラーが拘束されない場合では、導電性フィラーが樹脂中に分散されていても、面状発熱体の抵抗変化率が２％以下に制御されない。これは、導電性フィラーの分散から樹脂の固化までの間に導電性フィラーが樹脂中で、向きを変える、曲がる、または伸びるなど、わずかに動き、導電性フィラー同士の通電に好適な位置関係が損なわれるため、と考えられる。
【００４６】
樹脂固化時における導電性フィラーの拘束は、例えば、樹脂中に分散する導電性フィラーに一方向へ直流または交流で電荷を流すことによって実現されうる。たとえば、上記発熱層は、後述する製造方法の他、一方向に電荷を流しながら樹脂を固化した上記塗料の固化物から発熱層用のシートを切り出すことによって得られうる。
【００４７】
本発明に係る面状発熱体は、その抵抗変化率が２％以下であることから、長期にわたる繰り返し使用においても電気特性の変化が小さいので、一定の発熱量で、長期にわたり安定して発熱する。よって、長期にわたり安定した発熱を行うことが可能である。
【００４８】
本発明に係る面状発熱体は、好ましくは、下記製造方法によって製造される。
以下、本発明に係る面状発熱体の製造方法を説明する。
【００４９】
［面状発熱体の製造方法］
本発明に係る面状発熱体の製造方法は、基材上に形成された発熱層用塗料の塗膜に、電荷を塗膜の面方向における一方向に流しながら樹脂を固化する工程（固化工程）を含む。
【００５０】
上記固化工程において、上記基材は、発熱層用塗料の所望の形状の塗膜を形成することができれば、特に限定されない。たとえば、上記基材は、塗膜形成用の基材であってもよいし、上記補強層であってもよい。
【００５１】
上記発熱層用塗料には、上記樹脂と上記導電性フィラーとを含有する液状の組成物を用いられうる。上記樹脂は、最終樹脂の前駆体樹脂であってもよい。前駆体樹脂の例には、ポリアミド酸が含まれる。このときの最終樹脂はポリイミドである。また、上記塗料は、必要に応じて有機溶剤などの他の成分を含有していてもよい。また、上記塗膜は、当該塗料の乾燥または硬化によって塗膜を形成する公知の方法を利用して形成されうる。
【００５２】
上記固化工程は、上記塗膜に電荷を流しながら樹脂を固化することを特徴とする。このときの上記塗膜中の電流は、直流でも交流でもよい。通電方向は、上記塗膜の面方向における一方向である。上記一方向とは、面状発熱体の使用時に発熱層に電荷が流れる方向である。図１および図２の発熱ベルトでは、上記の方向とは発熱ベルトの軸方向である。このときの樹脂の固化は、発熱層中の導電性フィラーを拘束できる程度であればよい。より具体的には、樹脂の固化は、塗膜の乾燥であってもよいし、塗膜中の樹脂の硬化であってもよい。
【００５３】
上記固化工程において、樹脂の固化時に塗膜に電荷を流さないと、図３Ａに示されるように、導電性フィラー１８は、発熱層１１中で不規則に配置される。仮に、塗膜を扱くことによって塗膜中の導電性フィラー１８を発熱層１１の軸方向に配向させたとしても、このような強制的な配向状態は、樹脂の固化時まで十分には維持されない。この発熱層１１に電荷を流すと、図３Ａ中の矢印に示されるように、電荷は導電性フィラー１８に優先して流れるが、導電性フィラー１８の配置は電荷を流しやすい配置ではないことから、導電性フィラー１８間の接触抵抗がばらつき、発熱層１１の面方向における電気抵抗のばらつきを生じると考えられる。
【００５４】
一方、上記固化工程において、樹脂の固化時に塗膜に電荷を流すと、塗膜は、電気粘性流体として振る舞い、塗膜中の導電性フィラー１８は、電極の位置と通電量に応じて電荷を流しやすい向き（発熱層１１の軸方向）および位置で整列する。このため、導電性フィラー１８間の接触抵抗のばらつきが抑えられ、発熱層１１に電荷を流すと、図３Ｂに示されるように、電荷は発熱層１１の一端から他端へ一律に流れ、発熱層１１の面方向における電気抵抗のばらつきが実質的に防止されると考えられる。
【００５５】
上記固化工程における通電量は、面状発熱体の用途に応じて適宜に決められうる。たとえば、面状発熱体の用途が画像形成装置の定着装置における発熱ベルトである場合では、上記通電時の電圧は、１０〜２００Ｖであることが、抵抗変化率が２％以下の発熱ベルトを得る観点から好ましい。上記電圧が１０Ｖ未満であると、導電性フィラーの好適な整列が実現せず、発熱ベルトの発熱に必要な適度な電気抵抗が得られないことがある。上記電圧が２００Ｖを超えると、やはり導電性フィラーの好適な整列状態が実現せず、発熱ベルトの電気抵抗が大きくなりすぎることがある。
【００５６】
本発明に係る製造方法は、本発明の効果が得られる範囲において、上記固化工程以外の他の工程をさらに含んでいてもよい。このような他の工程の例には、上記発熱層用塗料を基材に塗布する工程、上記発熱層の上記一方向に電荷を流すための一対の電極（図１および図２の発熱ベルトにおける電極１２）を発熱層に接着する工程、および、発熱層以外の他の層をさらに形成する工程、が含まれる。これらの他の工程は、発熱ベルトを製造する公知の技術を利用して行うことが可能である。
【００５７】
本発明に係る製造方法によれば、発熱層を有し、かつ抵抗変化率が２％以下の面状発熱体をより容易に製造することが可能である。さらに、上記固化工程における通電量を制御することによって、所期の抵抗変化率および電気抵抗値（所期の発熱能力）を有する面状発熱体を製造することが可能である。
【００５８】
［定着装置］
本発明に係る面状発熱体は、面で発熱する用途で用いられる。例えば本発明に係る面状発熱体は、図４に示されるように、画像形成装置における定着装置の発熱ベルトに好適に用いられる。
【００５９】
図４は、本発明に係る面状発熱体の一例を装着した定着装置６０を概略的に示す図である。図４Ａは、転写材の搬送方向に沿って見た定着装置６０の正面図である。図４Ｂは定着装置６０の側面図である。
【００６０】
定着装置６０は、本発明に係る面状発熱体である無端状の発熱ベルト６３を備える。すなわち、定着装置６０は、図４に示されるように、定着ローラー６２、発熱ベルト６３、加圧ローラー６４および給電装置６５を有する。発熱ベルト６３は、例えば図１に示される発熱ベルト１０であってもよいし、図２に示される発熱ベルト２０であってもよい。
【００６１】
定着ローラー６２は、円柱状の芯金６２ａと、その周面上に配置される樹脂層６２ｂとを有する。樹脂層６２ｂの外径は、発熱ベルト６３の内径よりも小さい。定着ローラー６２は、発熱ベルト６３の内側に配置される。定着ローラー６２は、発熱ベルト６３の周方向における一部分で発熱ベルト６３の内周面に接触する。
【００６２】
加圧ローラー６４は、円柱状の芯金６４ａと、その周面上に配置される樹脂層６４ｂとを有する。加圧ローラー６４は、発熱ベルト６３を介して定着ローラー６２に対向して配置される。加圧ローラー６４は、定着ローラー６２に向けて発熱ベルト６３の外周面を押圧可能に配置されている。加圧ローラー６４は、通常は発熱ベルト６３と離れて配置されうる。
【００６３】
樹脂層６２ｂ，６４ｂは、例えば公知の樹脂の層または公知の樹脂が発泡してなる層である。上記樹脂の例には、シリコーンゴムおよびフッ素ゴムが含まれる。樹脂層６２ｂ，６４ｂの少なくともいずれかは、加圧ローラー６４による押圧によって変形する弾性を有する。
【００６４】
加圧ローラー６４は、転写材に対する離型性を有する離型層を、樹脂層６４ｂ上にさらに有していてもよい。この離型層は、フッ素系チューブやフッ素系コーティングによって構成される。離型層の材料には、発熱ベルトの離型層の材料として説明したフッ素樹脂が用いられうる。上記離型層の厚さは、例えば５〜１００μｍであることが好ましい。
【００６５】
給電装置６５は、交流電源６５ａと、電極１２に接触する給電部材６５ｂと、交流電源６５ａおよび給電部材６５ｂを接続する導線６５ｃとを有する。給電部材６５ｂは、電極１２に向けて、板バネやコイルバネなどの弾性部材（図示せず）で付勢されている。給電部材６５ｂは、電極１２に対して摺動する部材であってもよいし、回転する部材であってもよい。給電部材６５ｂの例には、黒鉛や銅−黒鉛複合材料などのカーボン系材料で構成されたカーボンブラシが含まれる。
【００６６】
発熱ベルト６３、定着ローラー６２および加圧ローラー６４はいずれも回動可能である。それぞれが独立して回動可能であってもよいし、回動自在な一つに従って他が回動してもよい。
【００６７】
加圧ローラー６４が定着ローラー６２に向けて発熱ベルト６３の外周面を押圧することによって発熱ベルト６３と加圧ローラー６４の接触部（ニップ部）が形成される。ニップ部は、定着ローラー６２が窪んで形成されてもよいし、加圧ローラー６４が窪んで形成されてもよい。
【００６８】
トナー画像の定着に際して、各ローラーおよび発熱ベルト６３の回動、発熱ベルト６３への給電およびニップ部の形成は、公知の定着装置と同様に行うことができる。定着装置６０は、公知の定着装置が有する他の構成をさらに有していてよい。
【００６９】
上記定着装置は、本発明に係る面状発熱体を発熱ベルトとして有することから、発熱ベルトの発熱能力の変動が長期にわたって抑制される。このため、転写材へトナー画像を定着する際の加熱を長期にわたり安定して行うことができる。
【００７０】
［画像形成装置］
本発明に係る画像形成装置は、記録媒体に形成されたトナー画像を記録媒体に定着するための発熱ベルトを少なくとも有する。本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る面状発熱体を発熱ベルトとして有する以外は、定着部材としての発熱ベルトを有する定着装置を有する公知の画像形成装置と同様に構成されうる。本発明に係る画像形成装置は、例えば、感光体、感光体を帯電させる帯電装置、帯電した感光体に光を照射して静電潜像を形成する露光装置、静電潜像が形成された感光体にトナーを供給して静電潜像に応じたトナー画像を形成する現像装置、静電潜像に形成されたトナー画像を記録媒体に転写するための転写装置、およびトナー画像を記録媒体に定着させる定着装置、を有する。「トナー画像」とは、トナーが画像状に集合した状態を言う。
【００７１】
図５は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示す図である。図５に示されるように、画像形成装置１は、画像読取部１１０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０および定着装置６０を有する。
【００７２】
画像形成部４０は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナーによる画像を形成する画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃおよび４１Ｋを有する。これらは、収容されるトナー以外はいずれも同じ構成を有するので、以後、色を表す記号を省略することがある。画像形成部４０は、さらに、中間転写ユニット４２および二次転写ユニット４３を有する。これらは、転写装置に相当する。
【００７３】
画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、およびドラムクリーニング装置４１５を有する。感光体ドラム４１３は、例えば負帯電型の有機感光体である。感光体ドラム４１３の表面は、光導電性を有する。感光体ドラム４１３は、感光体に相当する。帯電装置４１４は、例えばコロナ帯電器である。帯電装置４１４は、帯電ローラーや帯電ブラシ、帯電ブレードなどの接触帯電部材を感光体ドラム４１３に接触させて帯電させる接触帯電装置であってもよい。露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成される。現像装置４１２は、例えば二成分現像方式の現像装置である。
【００７４】
中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、中間転写ベルト４２１を感光体ドラム４１３に圧接させる一次転写ローラー４２２、バックアップローラー４２３Ａを含む複数の支持ローラー４２３、およびベルトクリーニング装置４２６を有する。中間転写ベルト４２１は無端状のベルトである。中間転写ベルト４２１は、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つの駆動ローラーが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。中間転写ベルト４２１は、中間転写体に相当する。一次転写ローラー４２２は、転写部材に相当する。
【００７５】
なお、一次転写ローラー４２２は、中間転写ベルト４２１の移動方向において、感光体ドラム４１３よりもわずかに下流側に配置されている。この配置により、中間転写ベルト４２１と感光体ドラム４１３とによって形成されるニップ部が、中間転写ベルト４２１と一次転写ローラー４２２とによって形成されるニップ部よりもわずかに上流側に形成されている。
【００７６】
二次転写ユニット４３は、無端状の二次転写ベルト４３２、および二次転写ローラー４３１Ａを含む複数の支持ローラー４３１を有する。二次転写ベルト４３２は、二次転写ローラー４３１Ａおよび支持ローラー４３１によってループ状に張架される。
【００７７】
定着装置６０は、定着ローラー６２と、定着ローラー６２の外周面を覆い、用紙Ｓ上のトナー画像を構成するトナーを加熱、融解するための無端状の発熱ベルト６３と、用紙Ｓを定着ローラー６２および発熱ベルト６３に向けて押圧する加圧ローラー６４と、を有する。発熱ベルト６３は、本発明に係る面状発熱体に相当する。用紙Ｓは、記録媒体に相当する。
【００７８】
画像形成装置１は、さらに、画像読取部１１０、画像処理部３０および用紙搬送部５０を有する。画像読取部１１０は、自動原稿給紙装置１１１および原稿画像走査装置１１２（スキャナー）を有する。用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、および搬送経路部５３を有する。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズなどに基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類ごとに収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａなどの複数の搬送ローラー対を有する。
【００７９】
画像形成装置１による画像の形成を説明する。
原稿画像走査装置１１２は、コンタクトガラス上の原稿Ｄを光学的に走査して読み取る。原稿Ｄからの反射光がＣＣＤセンサー１１２ａにより読み取られ、入力画像データとなる。入力画像データは、画像処理部３０において所定の画像処理が施され、露光装置４１１に送られる。
【００８０】
感光体ドラム４１３は一定の周速度で回転する。帯電装置４１４は、感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置４１１は、各色成分の入力画像データに対応するレーザー光を感光体ドラム４１３に照射する。こうして感光体ドラム４１３の表面には、静電潜像が形成される。現像装置４１２は、感光体ドラム４１３の表面にトナーを付着させることにより静電潜像が可視化される。こうして感光体ドラム４１３の表面に、静電潜像に応じたトナー画像が形成される。
【００８１】
感光体ドラム４１３の表面のトナー画像は、中間転写ユニット４２によって中間転写ベルト４２１に転写される。転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーは、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレードを有するドラムクリーニング装置４１５によって除去される。
【００８２】
一次転写ローラー４２２によって中間転写ベルト４２１が感光体ドラム４１３に圧接することにより、中間転写ベルト４２１に各色のトナー画像が順次重なって転写される。中間転写ベルト４２１の表面に残存する転写残トナーは、中間転写ベルト４２１の表面に摺接されるベルトクリーニングブレードを有するベルトクリーニング装置４２６によって除去される。
【００８３】
二次転写ローラー４３１Ａは、中間転写ベルト４２１および二次転写ベルト４３２を介して、バックアップローラー４２３Ａに圧接される。それにより、転写ニップが形成される。この転写ニップを用紙Ｓが通過する。用紙Ｓは、用紙搬送部５０によって転写ニップへ搬送される。用紙Ｓの傾きの補正および搬送のタイミングの調整は、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により行われる。
【００８４】
転写ニップに用紙Ｓが搬送されると二次転写ローラー４３１Ａへ転写バイアスが印加される。この転写バイアスの印加によって、中間転写ベルト４２１に担持されているトナー画像が用紙Ｓに転写される。トナー画像が転写された用紙Ｓは、二次転写ベルト４３２によって、定着装置６０に向けて搬送される。
【００８５】
定着装置６０は、搬送されてきた用紙Ｓをニップ部で加熱、加圧する。こうしてトナー画像が用紙Ｓに定着する。トナー像が定着された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。
【００８６】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る面状発熱体を発熱ベルトとして有することから、抵抗変化率が小さく、長期にわたって安定した導電性を有する。このため、長期にわたって安定して一定の熱量によってトナー画像の定着が行われる。よって、本発明に係る画像形成装置は、発熱ベルトを定着部材に使用することによる、省電力の実現などの通常の効果を奏し、さらに、高品質の画像を長期にわたって安定して形成することができる。
【実施例】
【００８７】
［発熱層用塗料（発熱層用ドープ液）の調製］
ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸（宇部興産株式会社製、Ｕ−ワニスＳ３０１）１００ｇと、黒鉛繊維（日本グライファイトファイバー株式会社製、ミルドファイバー（ＸＮ−１００）２０ｇを、遊星方式の混合機で十分に混合し、発熱層用ドープ液１〜５を得た。なお、上記黒鉛繊維のアスペクト比は、０．１８である。このアスペクト比は、繊維直径と繊維長より求めた。
【００８８】
［実施例１］
図６は、発熱ベルトの製造工程の一部を模式的に示す図である。
図６Ａに示されるように、テフロン（デュポン社の登録商標）製の芯金（絶縁芯金）の外周面に、図６Ｂに示されるように、発熱層用ドープ液１のスパイラル塗布による厚さ５００μｍの塗膜を形成した。次いで、図６Ｃに示されるように、キャップ形状の電極を芯金の端部に配置し、両端の電極に交流電源を接続し、１０Ｖの電圧を印加しながらヒーターによって塗膜を１５０℃で１時間乾燥させた。この電圧印加および加熱乾燥により、塗膜を十分に固化させた。その後、芯金上の塗膜を４００℃で２０分間乾燥し、固化した塗膜のポリアミド酸を十分にイミド化させ、厚さが１２０μｍである、ポリイミド樹脂製の無端形状の発熱層ベルトを得た。
【００８９】
次いで、発熱層ベルトの外周面に、以下に示す弾性層用ドープ液を塗布し、膜厚２００μｍとなる塗膜を形成した。そして、当該塗膜を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、発熱層ベルトの外周面上に弾性層を形成した。
（弾性層用ドープ液）
シリコーンゴムＫＥ１３７９（信越化学工業株式会社製）  ２質量部
シリコーンゴムＤＹ３５６０１３（東レ・ダウコーニング株式会社製）  １質量部
【００９０】
次いで、弾性層の外周面に、以下に示す離型層用ドープ液を塗布し、膜厚３０μｍとなる塗膜を形成した。そして、当該塗膜を２３０℃で３０分間加熱し、さらに２７０℃で１０分間加熱し、弾性層上に離型層を形成した。
（離型層用ドープ液）
ＰＴＦＥ          ７質量部
ＰＦＡ            ３質量部
【００９１】
その後、芯金上の積層体を芯金から外し、発熱層、弾性層および離型層を有する無端形状の積層ベルトを得た。そして、積層ベルトの両端縁に導電性接着剤を塗布し、ニッケル薄板のリングからなるニッケル電極を当該両端縁に接着し、発熱ベルト１を得た。
【００９２】
［実施例２〜５］
発熱層用ドープ液１を発熱層用ドープ液２〜５にそれぞれ代え、当該ドープ液の塗膜に印加する電圧を、表１に示すように２０Ｖ、５０Ｖ、１００Ｖおよび２００Ｖにそれぞれ代えた以外は、実施例１と同様にして発熱ベルト２〜５をそれぞれ作製した。
【００９３】
［比較例１および２］
発熱層用ドープ液１の塗膜に印加する電圧を、表１に示すように、８Ｖおよび３００Ｖにそれぞれ代えた以外は、実施例１と同様にして発熱ベルト６および７を作製した。
【００９４】
［比較例３］
発熱層用ドープ液１の塗膜に電圧を印加せず加熱固化した以外は、実施例１と同様にして発熱ベルト８を作製した。
【００９５】
［評価］
（１．表面抵抗）
得られた発熱ベルト１〜８のそれぞれについて、外周面上の二点間の電気抵抗Ｒ（Ω）をＬＣＲメーターにて測定し、以下の基準で評価した。なお、上記の二点は軸方向に沿う一直線上にあり、上記二点間の距離は３００ｍｍである。結果を表１に示す。画像形成装置の定着装置用の発熱ベルトとしては、５＜Ｒ≦１００であれば使用可能であり、Ｒ≦５およびＲ＞１００では使用不可である。下記の基準において、上記発熱ベルトとして所定の電圧を印加したときに、「×」は、十分な発熱量が得られないために上記発熱ベルトとして実用上の問題が生じるレベルを、「△」は、上記発熱ベルトとして実用上問題なく使用できることを、「○」は、上記発熱ベルトとして好適に使用できることを、◎は、上記発熱ベルトとしてより一層好適に使用できることを、そして「＊」は、得られる発熱量の制御が困難であるために上記発熱ベルトとして実用上の問題が生じるレベルを、それぞれ示している。
＊：Ｒ≦５
◎：５＜Ｒ≦２０
○：２０＜Ｒ≦４０
△：４０＜Ｒ≦１００
×：Ｒ＞１００
【００９６】
（２．抵抗変化率）
得られた発熱ベルト１〜８のそれぞれを、図５に示すような画像形成装置の定着装置に装着し、印字率５％の画像を９０万枚形成した。この耐久試験の前後で、発熱ベルト１〜８のそれぞれの外周面上における上記二点間の体積抵抗率Ｒ（Ω・ｍ）をＬＣＲメーターにて測定した。耐久試験前の体積抵抗率をＲ１、耐久試験後の体積抵抗率をＲ２とし、耐久試験前後における発熱ベルトの体積抵抗率の変化を以下の基準で評価した。結果を表１に示す。
◎：｛（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１｝×１００≦０．５
〇：０．５＜｛（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１｝×１００≦１
△：１＜｛（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１｝×１００≦２
×：２＜｛（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１｝×１００
【００９７】
【表１】
2014206579.tif 000003
【００９８】
発熱ベルト１〜５は、いずれも、表面の電気抵抗および抵抗変化率の両方において、画像形成装置の定着装置用の発熱ベルトとして使用可能であった。特に、発熱ベルト３、４および５は、表面の電気抵抗が適度に低かった。これは、発熱層の作製時の塗膜中の電流によって、より電荷を流しやすい配列で導電性フィラーが配向したため、と考えられる。また、発熱ベルト２および３は、抵抗変化率の観点で好ましかった。これは、発熱層の作製時の塗膜中の電流によって導電性フィラーがさらに略一様に分布するように配向したため、と思われる。
【００９９】
一方で、発熱ベルト６は、表面の電気抵抗および抵抗変化率の両方とも高すぎた。これは、塗膜中の電流による導電性フィラーの配向が不十分であり、発熱ベルトの局所的な体積抵抗率が一定とならなかったため、と考えられる。また、発熱ベルト７は、表面の電気抵抗が低すぎ、また抵抗変化率が高すぎた。これは、塗膜中の電流によって導電性フィラーが配向しすぎ、配向した導電性フィラーによる体積抵抗率の極端に小さな部分と、導電性フィラーの配列の間にある、主に樹脂からなる、体積抵抗率の高い部分と、が発熱層中に形成されたため、と考えられる。さらに、発熱ベルト８は、表面の電気抵抗は良好であったが、抵抗変化率は高すぎた。これは、発熱層中で黒鉛繊維が不規則に配置し、発熱層中の黒鉛繊維の接触抵抗が不規則に形成され、これに伴い発熱層の体積抵抗率の変化が不規則に生じたためと思われる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明に係る面状発熱体は、発熱能力の長期安定性に優れる。よって、画像形成装置におけるベルト加熱式の定着装置に好適に用いることができ、画像形成装置のさらなる省力化やさらなる改良が期待される。
【符号の説明】
【０１０１】
１  画像形成装置
１０，２０，６３  発熱ベルト
１１  発熱層
１２  電極
１３  導電性接着剤
１４  補強層
１５  弾性層
１６  離型層
１８  導電性フィラー
３０  画像処理部
４０  画像形成部
４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ  画像形成ユニット
４２  中間転写ユニット
４３  二次転写ユニット
５０  用紙搬送部
５１  給紙部
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ  給紙トレイユニット
５２  排紙部
５２ａ  排紙ローラー
５３  搬送経路部
５３ａ  レジストローラー対
６０  定着装置
６２  定着ローラー
６２ａ，６４ａ  芯金
６２ｂ，６４ｂ  樹脂層
６４  加圧ローラー
６５  給電装置
６５ａ  交流電源
６５ｂ  給電部材
６５ｃ  導線
１１０  画像読取部
１１１  自動原稿給紙装置
１１２  原稿画像走査装置
１１２ａ  ＣＣＤセンサー
４１１Ｙ  露光装置
４１２Ｙ  現像装置
４１３Ｙ  感光体ドラム
４１４Ｙ  帯電装置
４１５Ｙ  ドラムクリーニング装置
４２１  中間転写ベルト
４２２  一次転写ローラー
４２３  支持ローラー
４２３Ａ  バックアップローラー
４２６  ベルトクリーニング装置
４３１  支持ローラー
４３１Ａ  二次転写ローラー
４３２  二次転写ベルト
Ｄ  原稿
Ｓ  用紙
【図１】
2014206579.tif 000004
【図２】
2014206579.tif 000005
【図３】
2014206579.tif 000006
【図４】
2014206579.tif 000007
【図５】
2014206579.tif 000008
【図６】
2014206579.tif 000009