特許 5953973 面状発熱体およびそれを具備する画像定着装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5953973

(24)【登録日】2016年6月24日

(45)【発行日】2016年7月20日

(54)【発明の名称】面状発熱体およびそれを具備する画像定着装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20160707BHJP

   H05B 3/14 20060101ALI20160707BHJP

   H05B 3/03 20060101ALI20160707BHJP

   H05B 3/10 20060101ALI20160707BHJP

   C08L 101/00 20060101ALI20160707BHJP

   C08K 3/00 20060101ALI20160707BHJP

   C08L 79/08 20060101ALI20160707BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/20 505

   H05B3/14 F

   H05B3/03

   H05B3/10 Z

   C08L101/00

   C08K3/00

   C08L79/08 Z

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-140084(P2012-140084)

(22)【出願日】2012年6月21日

(65)【公開番号】特開2014-6305(P2014-6305A)

(43)【公開日】2014年1月16日

【審査請求日】2015年2月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105050

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲田 公一

(74)【代理人】

【識別番号】100155620

【弁理士】

【氏名又は名称】木曽 孝

(72)【発明者】

【氏名】吉田 英一

(72)【発明者】

【氏名】寿藤 進

(72)【発明者】

【氏名】向山 泉

(72)【発明者】

【氏名】氏原 淳二

【審査官】 佐藤 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２５３０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２８１７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２７２２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０６５００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２５８９７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３４５７８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０３７７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００３０５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１９７０１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／２０

Ｃ０８Ｋ ３／００

Ｃ０８Ｌ ７９／０８

Ｃ０８Ｌ １０１／００

Ｈ０５Ｂ ３／０３

Ｈ０５Ｂ ３／１０

Ｈ０５Ｂ ３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

導電性物質と耐熱性樹脂とを含む導電性樹脂組成物からなる面状成形物と、
前記面状成形物に接続された一対の板状金属電極と、
前記面状成形物と前記板状金属電極との界面にある、下記式（１）または下記式（２）で表される化合物の残渣と、を有し、
前記面状成形物は少なくとも前記一対の板状金属電極の上で当該板状金属電極と接続しており、かつ、前記一対の板状金属電極はそれぞれ前記面状成形物の端部と接続している、
面状発熱体。

【化1】

（式（１）におけるＸはフェニル基またはアミノ基を表し、式（２）におけるＹはメチルアミノ基を表す）

【請求項2】

前記導電性物質がカーボン材料粒子である、請求項１に記載の面状発熱体。

【請求項3】

前記耐熱性樹脂がポリイミドである、請求項１に記載の面状発熱体。

【請求項4】

前記面状成形物がパイプ状成形物であって、
前記一対の板状金属電極はそれぞれリング状である、請求項１に記載の面状発熱体。

【請求項5】

前記面状成形物の外面を覆う弾性体層をさらに有する、請求項１に記載の面状発熱体。

【請求項6】

前記面状成形物の外面を覆う離型層をさらに有する、請求項１に記載の面状発熱体。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか一項に記載の面状発熱体を備える画像定着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、面状発熱体およびそれを具備する画像定着装置に関する。

【背景技術】

【0002】

複写機やレーザビームプリンタなどの画像形成装置には画像定着装置が組み込まれている。画像定着装置には発熱体が組み込まれており、当該発熱体を未定着画像に圧接して定着画像を形成する（特許文献１〜３を参照）。発熱体は、例えば、図５に示されるような発熱定着ベルトとして提供される。図５における発熱定着ベルト１０は、パイプ状部材であって、第１絶縁層１と、比抵抗発熱体層２と、第２絶縁層３と、離型層４と、電極層５と、を有する。図５（ａ）は、発熱定着ベルト１０のパイプの軸方向に沿った断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるII-II線に沿った断面図である。

【0003】

発熱定着ベルト１０の比抵抗発熱体層２は、マトリックス樹脂であるポリイミド樹脂と、金属微粒子やカーボン材料などの導電性物質が含まれている。また、電極層５は、比抵抗発熱体層２に、ポリイミド樹脂をマトリックスとする導電性ペーストなどを塗布して形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−２９４６０４号公報

【特許文献2】特開２００９−９２７８５号公報

【特許文献3】特開２００９−１０９９８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前述の通り、発熱定着ベルトにおける電極層を、導電性ペーストから形成することが知られている。ところが、導電性ペーストから形成された電極層は、その機械的強度が低い場合があり、発熱定着ベルトを繰り返し使用するうちに亀裂が生じたり、発生するスパークによって欠陥穴が生じたりすることがある。

【0006】

そこで、発熱定着ベルトにおける電極層を金属板とすることが考えられるが、金属板である電極層と比抵抗発熱体層との接着力が十分でないことがあった。そこで本発明は、導電性物質と樹脂とを含む導電性樹脂組成物からなる面状成形物と、前記面状成形物に接続された一対の板状金属電極との接合強度を高めることで、繰り返し使用によっても性能低下の少ない面状発熱体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

すなわち、本発明の第一は、以下に示す面状発熱体に関する。
［１］導電性物質と耐熱性樹脂とを含む導電性樹脂組成物からなる面状成形物と、前記面状成形物に接続された一対の板状金属電極と、前記面状成形物と前記板状金属電極との界面にある、下記式（１）または下記式（２）で表される化合物の残渣と、を有し、前記面状成形物は少なくとも前記一対の板状金属電極の上で当該板状金属電極と接続しており、かつ、前記一対の板状金属電極はそれぞれ前記面状成形物の端部と接続している、面状発熱体。

【化1】

【0008】

［２］前記導電性物質がカーボン材料粒子である、［１］に記載の面状発熱体。
［３］前記耐熱性樹脂がポリイミドである、［１］に記載の面状発熱体。
［４］前記面状成形物がパイプ状成形物であって、前記一対の板状金属電極はそれぞれリング状である、［１］に記載の面状発熱体。
［５］前記面状成形物の外面を覆う弾性体層をさらに有する、［１］に記載の面状発熱体。
［６］前記面状成形物の外面を覆う離型層をさらに有する、［１］に記載の面状発熱体。

【0009】

本発明の第二は、以下に示す画像定着装置に関する。
［７］前記［１］〜［６］のいずれかに記載の面状発熱体を備える画像定着装置。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、一対の金属電極と、樹脂を含有する発熱体とを有する面状発熱体であるにも係わらず、金属電極と発熱体との接着性が高い面状発熱体が提供される。従って、繰り返し使用されても劣化がしにくい面状発熱体が提供される。本発明の面状発熱体は、例えば、電子写真画像形成装置の画像定着装置の定着部材として好ましく用いられる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】面状発熱体の構成の一例を示す図である。

【図2】面状発熱体の製造フローの一例を示すフロー図である。

【図3】導電性樹脂ドープを塗布する塗布装置の構成を示す図である。

【図4】画像定着装置の構成の一例を示す図である。

【図5】従来の発熱定着ベルトの構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

１．面状発熱体
面状発熱体は、導電性樹脂組成物からなる面状成形物と、面状成形物に接続された一対の板状金属電極とを含み;さらに、面状成形物を覆う補強層や、弾性体層や、離型層を有していてもよい。面状発熱体の構成の一例が、図１Ａ〜Ｂに示される。図１Ａは面状発熱体１００の外観斜視図であり、図１Ｂは、図１における面状発熱体１００のＸ−Ｘ線の断面図である。図１Ａ〜Ｂに示される面状発熱体１００はパイプ状であり、その内層側から、板状金属電極１１０-１および１１０-２、面状成形物１２０、補強層１３０、弾性体層１４０、離型層１５０の順に積層されている。

【0013】

図１に示されるようなパイプ状の面状発熱体１００の内径は、その用途に応じて適宜設定されるが、通常の画像定着装置の定着部材として用いられる場合には、例えば１０〜１２０ｍｍである。

【0014】

一対の板状金属電極は、それぞれ面状発熱体の端部に結合していることが好ましい。一対の板状金属電極に電位差を設けることで、面状発熱体を発熱することができる。板状金属電極の材質の例には、ステンレス（ＳＵＳ）,アルミニウム,銅,ニッケルなどが含まれる。図１に示されるようなパイプ状の面状発熱体１００における板状金属電極１１０-１および１１０-２は、リング状であることが好ましい。リング状の板状金属電極の厚みは、面状成形物の厚みよりも薄いことが好ましく、例えば４０〜１００μｍであればよい。

【0015】

面状成形物は、導電性物質と樹脂とを含む導電性樹脂組成物からなる。面状成形物を構成する導電性樹脂組成物における樹脂の含有量は５０〜８０体積％であることが好ましく、導電性物質の含有量は２０〜５０体積％であることが好ましい。

【0016】

導電性樹脂組成物に含まれる樹脂は、耐熱性樹脂であることが好ましく、例えばポリイミド樹脂であるが、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）やポリエーテルサルフォンなどであってもよい。ポリイミド樹脂とは、ジアミンとテトラカルボン酸二無水物との縮合重合体である。

【0017】

ポリイミド樹脂を構成するためのジアミンは芳香族ジアミンであることが好ましく；芳香族ジアミンの例には、パラフェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、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、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、４,４'-ジアミノジフェニルスルホン、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、４,４'-ジアミノジフェニルエーテル、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、１,３-ビス（４-アミノフェノキシ）ベンゼン、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、ビス［４-（４-アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、２,２-ビス［４-（４-アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、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）フルオレンなどが含まれる。

【0018】

ポリイミド樹脂を構成するためのテトラカルボン酸二無水物は芳香族テトラカルボン酸二無水物であることが好ましく；芳香族テトラカルボン酸二無水物の例には、ピロメリット酸二無水物、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、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、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、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、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、および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などが含まれる。

【0019】

導電性樹脂組成物に含まれる導電性物質は、樹脂中に分散されている。導電性物質の例には、各種形状および粒径の黒鉛、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンマイクロコイルなどのカーボン材料粒子、ニッケル粉や銀粉などの金属粒子、ステンレス粉などの金属合金粒子、炭化タングステンや炭化タンタル、硼化タングステン等の金属間化合物、銀コートカーボンなどの金属被覆粉等の導電性粒子が含まれる。導電性物質の形状は、例えば繊維状であってもよい。

【0020】

面状成形物は発熱体層として機能するので、その厚みは目的とする発熱量を得るように設定されればよく；面状成形物に含まれる導電性物質の量および種類、板状金属電極との接触幅などに応じて設定されることが好ましい。ただし前述の通り、面状成形物の厚みは板状金属の厚みよりも厚いことが好ましい。

【0021】

板状金属電極と面状成形物との接合界面には、以下の式（１）または式（２）で表される化合物の残渣が存在する。式（１）におけるＸはフェニル基またはアミノ基を表し、式（２）におけるＹはメチルアミノ基を表す。

【化2】

【0022】

式（１）または式（２）で表される化合物の残渣とは、シランカップリング剤として板状金属電極と面状成形物と反応した当該化合物の熱分解物である。

【0023】

式（１）および式（２）で表される化合物はトリメトキシシリル基を有し、トリメトキシシリル基と置換基ＸおよびＹとを連結する基が比較的長く、３以上のメチレン基を含む。このような化合物を板状金属電極と樹脂を含む面状成形物との接着のためのカップリング剤として用いることで、両者の接着強度を高めることができ；特に、発熱を繰り返したときの接着強度の低下や、剥離を抑制することができる。

【0024】

面状発熱体は、面状成形物を覆う補強層を有していてもよい。補強層は、耐熱性樹脂を含むことが好ましく、例えば面状成形物に含まれる耐熱性樹脂と同様の樹脂から構成されていればよい。面状成形物は導電性物質の影響で、面状発熱体の機械的強度が十分に得られない場合などに、補強層を設けることで面状発熱体の強度を得ることができる。

【0025】

面状発熱体は、面状成形物を覆う弾性体層を有していてもよい。弾性体層は、硬度の低く柔らかいゴム、例えばシリコーンゴムを含むことが好ましい。より具体的には、例えばＪＩＳ−Ａ硬度で３〜５０度のシリコーンゴムなどが好適である。弾性層の厚さは１００〜５００μｍの範囲が好ましい。弾性層を設けることで、面状発熱体を画像定着装置の定着部材としたときに、定着ムラや光沢ムラのない、より高い画像を得ることができる。

【0026】

面状発熱体は、面状成形物を覆う離型層を有することが好ましい。離型層は面状発熱体の最外層に配置されている。離型層は、フッ素樹脂またはフッ素ゴムを含むことが好ましく、特にフッ素樹脂を含むことが好ましい。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）などが含まれ、単体で又は混合して用いることがより好ましい。離型層の厚みは、５〜３０μｍであることが好ましく、１０〜２０μｍであることがより好ましい。離型層を設けることで、面状発熱体を画像定着装置の定着部材としたときに、離型層が画像に直接接触するので、画像が定着部材に転写することが抑制される。

【0027】

２．面状発熱体の製造方法
面状発熱体の製造フローには、一対の板状金属の表面に、式（１）または式（２）で表される化合物を塗布する工程Ａと；一対の板状金属を支持材にセットする工程Ｂと；一対の板状金属と支持材の外表面に、導電性樹脂ドープを塗布して発熱層（面状成形物に相当）を成膜する工程Ｃとを含みうる。さらに、発熱層に補強層、弾性層、離型層を積層する工程Ｄと、支持材を除去する工程Ｅと、を含んでいてもよい。もちろん、本発明の面状発熱体が得られる限り、その製造方法は限定されない。

【化3】

【0028】

図２Ａ〜Ｅには、図１に示される面状発熱体１００を製造するためのフローが示される。図２Ａには、式（１）または式（２）で表される化合物が塗布されたリング状の板状金属２１０-１および２１０-２が示される。図２Ｂには、芯金からなる支持材３００に、リング状の板状金属２１０-１および２１０-２をセットした状態が示される。図２Ｃには、図２Ｂに示された支持材３００およびリング状の板状金属２１０-１および２１０-２に、導電性樹脂ドープを塗布して発熱層２２０を成膜した状態が示される。図２Ｄ（断面図）には、発熱層２２０に、補強層２３０、弾性層２４０、離型層２５０を積層した状態が示される。図２Ｅ（断面図）は、図２Ｄに示される構造物から支持体３００を抜き取って、面状発熱体１００を得た状態を示す。

【0029】

工程Ａにおける一対の板状金属とは、面状発熱体における一対の板状金属電極となる部材であり、例えば図２Ａに示されるようにリング状の部材であるが特に限定されない。工程Ａにおいて、板状金属の表面に式（１）または式（２）で表される化合物を塗布する。化合物の塗布は、化合物を含む溶液に板状金属を浸漬させたり、化合物を含む溶液を板状金属にスプレーしたりすればよい。

【0030】

一対の板状金属の全表面ではなく、一部の表面に式（１）または式（２）で表される化合物を塗布してもよい。具体的には、板状金属の少なくとも一方の面に化合物を塗布すればよく、より具体的には工程Ｃで導電性樹脂ドープを塗布される領域に化合物を塗布すればよい（図２Ａにおける領域αおよび領域βを参照）。式（１）または式（２）で表される化合物は、板状金属の表面で単分子膜を形成していることが好ましいが、その塗布量は特に限定されない。

【0031】

工程Ｂにおいて、一対の板状金属がセットされる支持材は、板状金属電極を支持できる形状を有していれば特に限定されない。支持材の材質は特に制限されないが、例えばステンレスなどの金属である。支持材は、その表面を清浄かつ平滑に処理しておくことが好ましい。工程Ｆにおいて支持材を除去するためである。

【0032】

板状金属がリング状である場合には、支持材は金属製の芯（芯金）などであり、リンク状の板状金属が隙間なく嵌め込める径を有することが好ましい。支持材である芯金の両端に、リンク状の板状金属を嵌め込めばよい（図２Ｂ参照）。

【0033】

工程Ｃにおいて、支持体の表面と、支持体にセットされた一対の板状金属の表面とに、導電性樹脂ドープを塗布する。導電性樹脂ドープには、樹脂またはその前駆体と、導電性物質と、溶媒とが含まれる。導電性樹脂ドープに含まれる導電性物質は、前記面状成形物に含まれる導電性物質と同様である。樹脂ドープに含まれる樹脂は、前記面状成形物に含まれる樹脂と同様であり、ポリイミドなどである。ポリイミド前駆体とは、例えばポリアミック酸である。

【0034】

導電性樹脂ドープに含まれる溶媒は特に限定されないが、ポリイミド前駆体であるポリアミック酸に組み合わせる溶媒の好ましい例には、Ｎ,Ｎ-ジメチルホルムアミド、Ｎ,Ｎ-ジメチルアセトアミド、Ｎ,Ｎ-ジエチルアセトアミド、Ｎ-メチル-２-ピロリドン、１,３-ジメチル-２-イミダゾリジノン、Ｎ-メチルカプロラクタム、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、１,２-ジメトキシエタン、ジグライム及びトリグライムなどが含まれる。

【0035】

導電性樹脂ドープの塗布膜を形成したら乾燥させて、さらに硬化させることで、発熱層とする。硬化とは、例えばポリアミック酸をポリイミドとすることである。

【0036】

工程Ｃにおける導電性樹脂ドープの塗布は、画像形成装置の定着装置の定着ベルトの一般的な製造方法を参照して行えばよいが、例えば、図３に示される塗布装置を用いておこなうことができる。図３に示される塗布装置は、塗布装置９ｃ１は、保持部９ｃ１１と塗布部９ｃ１２と硬化部９ｃ１３とを具備する。

【0037】

保持部９ｃ１１は、第１保持台９ｃ１１１と第２保持台９ｃ１１２と駆動用モーター９ｃ１１３と駆動受け部９ｃ１１４とを有する。芯金９ｃ２と芯金９ｃ２の保持部材９ｃ２１および９ｃ２２は、駆動用モーター９ｃ１１３および駆動受け部９ｃ１１４とによって、回転可能に構成されている。芯金９ｃ２は、図２Ｂ〜Ｄにおける支持材３００に相当する。

【0038】

塗布部９ｃ１２は、塗布手段９ｃ１２１と駆動部９ｃ１２２とを有する。塗布手段９ｃ１２１は、導電性樹脂ドープ供給管９ｃ１２３を通じて導電性樹脂ドープを供給され、導電性樹脂ドープをノズルなどを通じて芯金９ｃ２に向けて吐出することができる。塗布手段９ｃ１２１は、取付け部９ｃ１２４によって、ガイドレール９ｃ１２８に取付けられている。

【0039】

硬化部９ｃ１３は、加熱源（赤外線ランプ、ニクロム線、熱風装置など）である。

【0040】

工程Ｂで得られたリング状の板状金属（図２Ｂ参照，支持体３００が保持部の芯金９ｃ２に相当する）を、保持部９ｃ１１に取付ける。板状金属を回転さながら、回転軸方向に移動させられる塗布手段９ｃ１２１から導電性樹脂ドープを吐出して、板状金属に塗布する。塗布膜は、硬化部９ｃ１３で加熱されて硬化する。それにより、板状金属に発熱層が形成される（図２Ｃ参照）。

【0041】

工程Ｃにおいて、導電性樹脂ドープは、支持体にセットされた板状金属表面の外面（露出面）の全面に塗布してもよいし、一部に塗布してもよい。いずれにしても、導電性樹脂ドープが塗布される面には、工程Ａにおいて式（１）または式（２）で表される化合物が塗布されている。また、板状金属表面と発熱層との接着力を高めるために、金属表面と発熱層との重なり面積は、一定以上とすることが好ましい。一方、板状金属のうち、導電性樹脂ドープが塗布されない領域は、外部デバイス（電源など）と接続するための接続部となる。

【0042】

工程Ｄでは、発熱層に、補強層、弾性層および離型層を積層すればよい。各層の前駆体溶液を、図３に示される塗布装置を用いて塗布、乾燥、必要に応じて硬化させる。

【0043】

工程Ｅでは、支持材を除去して面状発熱体を得る。支持材と、一対の板状金属および発熱層とは接触している。支持材の除去を容易にするためには、支持材と一対の板状金属および発熱層とが固着しないようにする必要がある、そのため、支持材と接触する板状金属表面には、式（１）または式（２）で表される化合物を塗布しないほうがよい場合がある。

【0044】

３．面状発熱体の用途
面状発熱体は、画像定着装置の一部材として用いられうる。画像定着装置は、例えば電子写真画像形成装置において、未定着のトナー画像を熱定着させる装置である。

【0045】

画像定着装置の一例が、図４に示される。図４に示される画像定着装置は、パイプ状の面状発熱体４００と、加圧ロール４１０と、加圧ロール４１０のシャフト４２０と、電源４３０と、リード線４４０とを有する。加圧ロール４１０のシャフト４２０は駆動モーター（図示せず）に連結されている。

【0046】

本発明の面状発熱体は、図４に示される画像定着装置の面状発熱体４００として用いられうる。面状発熱体４００の両端部に設けた一対の電極（板状金属電極）４５０−１および４５０−２は、面状発熱体４００の発熱層に給電をし、発熱層を発熱させる。図４に示される画像定着装置では、加圧ロール４１０の回転によって、加圧ロール４１０と圧接された面状発熱体４００も従動して回転し、加圧ロール４１０と面状発熱体４００とのニップ部に、未定着の画像が形成された複写紙が順次送り込まれて熱定着がなされる。

【実施例】

【0047】

［比較例１］
電極の調製：幅２０ｍｍ、内径３０．０５ｍｍ、厚み５０μｍのＳＵＳ３０４製金属リングを、アセトン中で３０分間超音波洗浄した。洗浄された金属リングを、１０％塩酸水溶液に接触させて１０分間室温でエッチングして、水道水、イオン交換水の順で洗浄して、電極１を得た。

【0048】

導電性樹脂ドープの調製：ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミド酸溶液（宇部興産社製 Ｕ−ワニスＳ３０１）１００ｇに、黒鉛化炭素繊維（日本グラファイトファイバー社製、ＸＮ−１００）１８ｇを投入し、攪拌混合した。攪拌混合は、プライミックス社製ＴＫホモディスパー２．５型を用いて行い、攪拌混合条件は５，０００ｒｐｍで１５分間とした。

【0049】

導電性樹脂ドープの塗布：一対の電極１を、長さ３８０ｍｍ、外径３０．０ｍｍのステンレス製芯金の両端に装着した（図２Ｂ参照）。一対の電極１を装着したステンレス製芯金に、導電性樹脂ドープを、図３に示す装置で塗布した。塗布条件を以下の通りとして、塗布膜厚みを０．８ｍｍとした。ただし、給電用となる電極部には、塗布しなかった。

【0050】

（導電性樹脂ドープの塗布条件）
導電性樹脂ドープの温度：２５℃
吐出ノズルの形状：円錐状ノズル
吐出ノズルの口径：２ｍｍ
吐出ノズルと、芯金の周面との間隔：５ｍｍ
吐出ノズルからのポリアミド酸溶液の吐出量：５ｍｌ／ｍｉｎ
吐出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（（株）小野測器製ＨＴ−４２００製で測定した）

【0051】

その後、回転速度４０ｒｐｍで回転させながら、塗布膜を１２０℃で４０分間加熱乾燥させた。

【0052】

補強層の積層：その後、ポリアミド酸溶液（宇部興産社製 Ｕ−ワニスＳ３０１）を図３に示す装置で塗布した。塗布条件は、導電性樹脂ドープの塗布条件と同様にして、厚さ０．８ｍｍの塗膜を形成した。その後、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、４５０℃で２０分間加熱乾燥して、発熱層および補強層を積層した。

【0053】

弾性層形成用塗布液の調製：シリコーンゴム（信越化学（株）製、ＫＥ１３７９）の液状ゴムと、シリコーンゴム（東レダウコーニングシリコーン社製、ＤＹ３５６０１３）とを、質量比２：１の割合で混合して、弾性層形成用塗布液を得た。弾性層形成用塗布液の粘度は、５０Ｐａ・ｓ（温度２５℃）であった。粘度は、東機産業（株）製ＴＶＢ１０形で測定した。

【0054】

弾性層形成用塗布液の塗布：弾性層形成用塗布液を発熱層上に、図３に示す製造装置を使用して塗布した。塗布条件を以下の通りとした。乾燥後の弾性層形成用塗膜の膜厚は２００μｍであった。ただし、給電用となる電極部には、塗布しなかった。

【0055】

（弾性層形成用塗布液の塗布条件）
弾性層形成用塗布液の温度：２５℃
吐出ノズルの形状：円錐状ノズル
吐出ノズルのの口径：２ｍｍ
吐出ノズルと発熱層の周面との間隔：５ｍｍ
吐出ノズルからの弾性層形成用塗布液の吐出量：５ｍｌ／ｍｉｎ
吐出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（（株）小野測器製ＨＴ−４２００製で測定した）

【0056】

その後、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。

【0057】

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。

【0058】

離形層形成用塗布液の塗布：離形層形成用塗布液を弾性層上に、図３に示す製造装置を使用して塗布した。塗布条件を以下の通りとした。その後、室温で３０分間乾燥した。乾燥後の離形層形成用塗膜の膜厚は３０μｍであった。ただし、給電用となる電極部には塗布しなかった。

【0059】

（離形層形成用塗布液の塗布条件）
離形層形成用塗布液の温度：２５℃
吐出ノズルの形状：円錐状ノズル
吐出ノズルの口径：２ｍｍ
吐出ノズルと発熱層の周面との間隔：５ｍｍ
吐出ノズルからの離形層形成用塗布の吐出量：５ｍｌ／ｍｉｎ
吐出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（（株）小野測器製ＨＴ−４２００製で測定した）

【0060】

その後、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（図２Ｄ参照）。

【0061】

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、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。また、離形層の摩擦係数（μ）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。また、離形層の摩擦係数の測定は、ランダムに設定した１０点から３０点で行い、それらの平均値を摩擦係数とした。

【0062】

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１および図２Ｅに示す構成（発熱層／弾性層／離形層）の面状発熱体を得た。

【0063】

［実施例１］
比較例１において得た電極１を、下記式で示される化合物に１分間浸漬し、その後、熱風炉中で３分間乾燥させて電極２を得た。電極２を電極１の代わりに用いた以外は、比較例１と同様にして面状発熱体を得た。

【化4】

【0064】

［実施例２］
比較例１において得た電極１を、下記式で示される化合物に１分間浸漬し、その後、熱風炉中で３分間乾燥させて電極３を得た。電極３を電極１の代わりに用いた以外は、比較例１と同様にして面状発熱体を得た。

【化5】

【0065】

［実施例３］
比較例１において得た電極１を、下記式で示される化合物に１分間浸漬し、その後、熱風炉中で３分間乾燥させて電極４を得た。電極４を電極１の代わりに用いた以外は、比較例１と同様にして面状発熱体を得た。

【化6】

【0066】

［比較例２］
比較例１において得た電極１を、下記式で示される化合物に１分間浸漬し、その後、熱風炉中で３分間乾燥させて電極５を得た。電極５を電極１の代わりに用いた以外は、比較例１と同様にして面状発熱体を得た。

【化7】

【0067】

［比較例３］
比較例１において得た電極１を、下記式で示される化合物に１分間浸漬し、その後、熱風炉中で３分間乾燥させて電極６を得た。電極６を電極１の代わりに用いた以外は、比較例１と同様にして面状発熱体を得た。

【化8】

【0068】

（評価）
各実施例および比較例で得られた面状発熱体の発熱定着ベルトとしての評価を以下の方法で行った。コニカミノルタカラー複合機（コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製bizhubC360）の画像定着装置の発熱定着ベルトを、各実施例および比較例で得られた面状発熱体に取り替えた。それぞれのカラー複合機を用いて、印字率５％の画像を６０万コピーした。その後、面状発熱体を取り出した。画像形成前の面状発熱体の一対の電極間の抵抗と、画像形成後の面状発熱体の一対の電極間の抵抗とをそれぞれ求めて、変化率を求めた。変化率に応じて、以下の基準で評価した。
○：抵抗変化が５％未満
△：抵抗変化が５％以上１０％未満
×：抵抗変化が１０％以上

【0069】

【表1】

【0070】

実施例で得られた面状発熱体は、画像形成前後の抵抗の変化率が抑制されていることがわかる。これは、金属電極と発熱層との接合状態が変化しなかったためであると考えられる。

【産業上の利用可能性】

【0071】

本発明の面状発熱体は金属電極と発熱層との接着力が高いので、発熱を繰り返しても金属電極と発熱層との剥離が生じにくい。そのため、本発明の面状発熱体は、画像形成装置の画像定着装置における定着部材として好適に用いられる。

【符号の説明】

【0072】

１ 第１絶縁層
２ 比抵抗発熱体層
３ 第２絶縁層
４ 離型層
１０ 発熱定着ベルト
１００ 面状発熱体
１１０−１,１１０−２ 板状金属電極
１２０ 面状成形物
１３０ 補強層
１４０ 弾性体層
１５０ 離型層
２１０−１,２１０−２ 板状金属
２２０ 発熱層
２３０ 補強層
２４０ 弾性層
２５０ 離型層
３００ 支持体
４００ 面状発熱体
４１０ 加圧ロール
４２０ シャフト
４３０ 電源
４４０ リード線
９ｃ１ 塗布装置
９ｃ１１ 保持部
９ｃ１１１ 第１保持台
９ｃ１１２ 第２保持台
９ｃ１１３ 駆動用モーター
９ｃ１１４ 駆動受け部
９ｃ１２ 塗布部
９ｃ１２１ 塗布手段
９ｃ１２２ 駆動部
９ｃ１２３ 導電性樹脂ドープ供給管
９ｃ１２４ 取付け部
９ｃ１２８ ガイドレール
９ｃ１３ 硬化部
９ｃ２ 芯金
９ｃ２１，９ｃ２２ 保持部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】