JPH09328610A - 耐熱樹脂製管状物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐熱性樹脂中に鱗片状、繊維状の如き熱伝導性
無機粉末を分散含有してなる耐熱樹脂製管状物におい
て、耐熱性樹脂の硬化形成時などに熱伝導性無機粉末が
周方向に配向するのを乱して無機粉末同士の接触を増大
させ、熱伝導性及び機械強度の良好な耐熱樹脂製管状物
を提供する。 【解決手段】ポリイミド樹脂などの耐熱性樹脂中に鱗片
状、繊維状又はアスペクト比が大きい板状の如き第１の
熱伝導性無機粉末と球状又はアスペクト比が小さい板状
若しくは無定形状の如き第２の熱伝導性無機粉末とを分
散含有させる。第１の熱伝導性無機粉末には六方晶窒化
ホウ素が、第２の熱伝導性無機粉末には窒化アルミニウ
ム、窒化ホウ素、アルミナ、炭化ケイ素、シリカなどで
構成されたものが使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式の複写
機、プリンタ（レーザービームプリンタ等）、ファクシ
ミリ等の画像形成装置の定着部分において、ベルト定着
方式の定着用ベルトを構成するエンドレスベルト（無端
ベルト）等として好適に用いられる耐熱樹脂製管状物に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の定着器における転写紙へ
の画像定着方法の一例として、熱ローラ定着方式があ
る。この熱ローラ方式は、図１に示すように、熱ローラ
１と加圧ローラ２とを上下に対向配置し、転写紙３を両
ローラ１、２の間に送紙し、熱ローラ１に内蔵されるヒ
ータ４の発熱により、転写紙３に仮着されたトナー５を
溶解定着させるとともに、加圧ローラ２により加圧して
定着を強固にするという方法である。この方法により、
転写紙３上に、トナー５によるトナー画像６が形成され
る。なお、熱ローラ表面へのトナーの付着防止のため、
このローラ表面にはフッ素樹脂やシリコーンゴムのコー
ティングを施したり、このコーティング層にオイルを含
浸したりするのが一般的である。

【０００３】上記熱ローラ定着方式による転写紙へのト
ナーの溶解定着に関しては、熱ローラの表面温度をトナ
ーの融解温度以上とする必要がある。したがって、熱ロ
ーラ定着方式を用いた電子写真方式の複写機、プリンタ
ー、ファクシミリ等においては、定着作業ごとに熱ロー
ラの表面温度がトナーの融解温度に達するまで待たねば
ならず（通常２０秒から１０分）効率が悪い。そのた
め、事務所等で多数の人間が使用する場合には、使用す
る時間帯は電源をオンにしておき、直ちに定着作業がで
きるようにして使用することが行われている。しかし、
この方法では、熱ローラに対して常に電力を供給する必
要があるため、消費電力が極めて多くなり経済的に好ま
しくない。

【０００４】そこで、この定着可能になるまでの待ち時
間短縮と省電力のため、ベルト定着方式が開発された。
このベルト定着方式は、図２に示すように、互いに隔離
状態にある２つのローラ７、８およびヒータ９にエンド
レスベルト１０を掛け渡し、ヒータ９と対向させて加圧
ローラ２を配置し、トナー５が仮着された転写紙３をエ
ンドレスベルト１０と加圧ローラ２の間に送紙し、トナ
ー５を融解定着させて画像６を形成するという方法であ
る。この方式によれば、このエンドレスベルト１０を極
めて薄く形成して、熱容量を小さくすることができるた
め、ヒータの発熱が直ちに定着ベルトに伝導する。した
がって、電源を入れると、直ちに定着ベルトの表面温度
が所定の温度まで昇温するため、待ち時間が著しく短縮
されると同時に省電力を実現できるという利点がある。
このようなベルト定着方式に用いるエンドレスベルトと
しては、耐熱性や機械強度に優れたポリイミド樹脂から
なる管状物、あるいはポリイミド樹脂製内層とフッ素樹
脂製外層からなる複合管状物（特開平３−１３０１４９
号公報）がある。これら管状物では、一対のローラを上
記管状物の内部に挿入し、相互に離間させて、管状物を
図２のエンドレスベルト１０状にし、その外周面を定着
面として利用するようになっている。

【０００５】ベルト定着方式に用いられる上記エンドレ
スベルトについては、耐熱性や機械強度に優れているこ
とが要求されるが、さらにベルト定着方式の定着速度を
高めるため、熱伝導性能の向上が強く要求される。しか
し、ポリイミド樹脂は、他のプラスチックと同様、金属
に比べて熱伝導性能が極めて悪く、そのためポリイミド
樹脂からなる定着ベルトの熱伝導性能の向上が強く求め
られている。

【０００６】この解決方法としては、主につぎの２つの
方法がある。第１の方法は、エンドレスベルトの厚みを
薄くする方法であり、第２の方法は、絶縁性の熱伝導性
無機粉末を添加する方法である。第１の方法を用いる場
合には、エンドレスベルトを実質的に１０μｍ以下の厚
みとすることが必要となるが、そのような厚みではベル
トとして剛性がなくなり、定着器に組み込んだ場合にシ
ワの発生や蛇行等が起こってしまうため好ましくない。
第２の方法は一般に用いられている方法であり、この方
法の例として、特開平６−２２２６９５号公報、特開平
７−１１０６３２号公報および特開平７−１８６１６２
号公報に記載がある。

【０００７】この第２の方法でエンドレスベルトを製造
するには、例えば、絶縁性の熱伝導性無機粉末を添加し
たポリアミド酸溶液を金属やガラス等からなる耐熱性シ
リンダーの内周面に供給し、次いでシリンダー内をその
内径よりも小さい外径をもつ弾丸状の如き走行体を走行
せしめてポリアミド酸溶液を均一厚みの層状に塗布した
後これを加熱する。そして、この加熱によりポリアミド
酸溶液の溶媒を蒸発除去すると共にイミド転化させるこ
とにより、熱伝導性無機粉末を分散含有せるポリイミド
樹脂管状物を形成し、その後該管状物を耐熱性シリンダ
ーから剥離する方法により得ることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記ベルト定着方式に
おいて用いられるエンドレスベルトには、耐熱性、機械
強度及び熱伝導性が要求される。熱伝導性の向上のため
に無機粉末を添加するには、均一な分散をしておかない
とベルトの機械強度の低下を引き起こす。

【０００９】添加される熱伝導性無機粉末のうち、六方
晶窒化ホウ素のような鱗片状とされた無機粉末を用いる
と、無機粉末が長形状であるために、無機粉末同士の接
触が多くなり熱伝導性に優れると考えられる。従って、
鱗片状、繊維状又はアスペクト比が大きい板状などで構
成される長形状の無機粉末を用いると、余り多く使う必
要がないので、それだけベルト全体の機械強度の低下が
少なくてすむという利点がある。

【００１０】しかるに本発明者らが知見したところによ
ると、上記の長形状の無機粉末を用いると、シリンダー
内における弾丸状走行体の走行時や溶媒の蒸発除去及び
ポリアミド酸のイミド転化時などに管状物の周方向（す
なわち定着ベルトとして使用する場合のベルト面と並行
方向）に長形状の無機粉末が配向することが避けられな
い。従って、このように無機粉末が配向した状態では管
状体の径方向（ベルトの厚さ方向）への無機粉末の占め
る割合が小さくなり、これを均一に分散させると無機粉
末同士の接触が少なくなり熱を有効に伝えにくい。また
無機粉末同士が接触するほど多量に無機粉末を添加する
とベルトの機械強度が低下するという問題がある。

【００１１】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
ものであり、耐熱性樹脂中に長形状とされた第１の熱伝
導性無機粉末を使用する一方、これに非長形状とされた
第２の熱伝導性無機粉末を加えることで第１の熱伝導性
無機粉末の配向を乱し、無機粉末同士の接触をより増や
すことで、熱伝導性と機械強度に優れた耐熱樹脂製管状
物を提供する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る耐熱樹脂製
管状物は、耐熱性樹脂中に長形状とされた第１の熱伝導
性無機粉末と非長形状とされた第２の熱伝導性無機粉末
とが分散含有されていることを特徴とするものである。
管状物を構成する耐熱性樹脂は、定着ベルトとして使用
する場合にはポリイミド樹脂を主体とするものが好適に
使用されるが、用途及び要求特性に応じて他の耐熱性樹
脂に本発明を適用できること勿論である。

【００１３】長形状とされた第１の熱伝導性無機粉末は
鱗片状、繊維状又はアスペクト比が大きい（３を超える
ことが好ましい）板状で構成されたものがよいが、これ
に添加する非長形状とされた第２の熱伝導性無機粉末は
球状又はアスペクト比が小さい（１〜３が好ましい）板
状若しくは無定形状で構成されたものがよい。上記の第
１の熱伝導性無機粉末としては、六方晶窒化ホウ素が鱗
片状無機粉末として好適に使用される。第２の熱伝導性
無機粉末としては上記形状とされた窒化アルミニウム、
窒化ホウ素、アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、シリ
カの一種又は二種以上からなるものが好適に使用され
る。

【００１４】また、第１の熱伝導性無機粉末の平均粒径
は耐熱樹脂製管状物の厚みの半分以下となるようにする
ことが好ましく、加熱定着ベルトとして用いる場合には
通常１〜６μｍであるのがよい。そして、第２の熱伝導
性無機粉末の平均粒径は第１の熱伝導性無機粉末の平均
粒径の１／１０〜１／４であることが、配向攪乱及び機
械強度のバランスを保つ上で望ましい。従って、その平
均粒径は通常０．１〜１．５μｍであるのがよい。

【００１５】上記第２の熱伝導性無機粉末は第１の熱伝
導性無機粉末の配向を乱し無機粉末同士の接触を増やす
目的のため、第１の熱伝導性無機粉末の使用量よりも少
なくてもよい。通常は第１の熱伝導性無機粉末１００重
量部に対して１０〜２００重量部の範囲で用いられる。
また第１及び第２の熱伝導性無機粉末の合計使用量は、
管状物の機械強度と熱伝導性の向上のバランスから、耐
熱樹脂中に１０〜７５重量％の範囲となるように使用す
ることが好ましい。なお、上記第１及び第２の熱伝導性
無機粉末には使用する耐熱樹脂との接着性を向上させる
ために予め表面処理を施しておいてもよい。

【００１６】本発明に係る耐熱樹脂製管状物の製造方法
は、耐熱性樹脂中に長形状とされた第１の熱伝導性無機
粉末と非長形状とされた第２の熱伝導性無機粉末とを分
散含有させた耐熱樹脂の原料を耐熱性シリンダーの内周
面に塗布し、次いで該耐熱樹脂を硬化せしめた後、耐熱
性シリンダーから硬化した管状の耐熱樹脂を剥離するこ
とにより得ることができる。

【００１７】次に耐熱性樹脂としてポリイミド樹脂を用
いる場合について、本発明に係る管状物の製造方法を詳
しく述べる。まず、鱗片状、繊維状又はアスペクト比が
大きい板状の如き長形状である第１の熱伝導性無機粉末
と球状又はアスペクト比が小さい板状若しくは無定形状
の如き第２の熱伝導性無機粉末とを分散せしめたポリア
ミド酸溶液をポリイミド樹脂組成物の原料として用い
る。

【００１８】用いられるポリアミド酸溶液は、テトラカ
ルボン酸二無水物あるいはその誘導体とジアミンの略等
モルを有機極性溶媒中で反応させることにより得ること
ができる。このテトラカルボン酸二無水物は下記化１で
示される。

【化１】

【００１９】このテトラカルボン酸二無水物の具体例と
しては、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、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン
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、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシ
フェニル）プロパン二無水物、２，２−ビス（３，４−
ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水
物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二
無水物、ペリレン−３，４，９，１０−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）エ
ーテル二無水物、１，２，４，５−シクロヘキサンテト
ラカルボン酸二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無
水物等が挙げられる。

【００２０】また、かようなテトラカルボン酸二無水物
と反応させるジアミンの具体例としては、４，４’−ジ
アミノジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノジフェ
ニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、
３，３’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジメ
チル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’
−ジエチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、
３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、１，４−ビス
（４−アミノフェニル）ベンゼン、１，４−ビス（４−
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、４，４’−ジアミノベンゾフ
ェノン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼ
ン、４，４’−（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、
４，４’−（４−アミノフェノキシフェニル）スルホ
ン、４，４’−（３−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〔４−（４−アミノフ
ェノキシ）フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、４，
４’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジア
ミノジフェニルスルフィド、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ホ
ン、１，５−ジアミノナフタレン、ｍ−フェニレンジア
ミン、ｐ−フェニレンジアミン、ｐ−トリレンジアミ
ン、２−クロロ−ｐ−フェニレンジアミン、２，５−ジ
クロロ−ｐ−フェニレンジアミン、ベンジジン、３，
３’−ジメチルベンジジン、３，３’−ジメトキシベン
ジジン、３，３’−ジシクロベンジジン、２，２−ビス
（４−アミノフェニル）プロパン、２，４−ビス（βー
アミノ−ｔ−ブチル）トルエン、ビス（ｐ−βーアミノ
−ｔ−ブチル）トルエン、ビス（ｐ−βーアミノ−ｔ−
ブチル）エーテル、ビス（ｐ−βーメチル−δ−アミノ
フェニル）ベンゼン、ビス−ｐ−（１，１−ジメチル−
５−アミノペンチル）ベンゼン、１−イソプロピル−
２，４−ｍ−フェニレンジアミン、ｍ−キシリレンジア
ミン、ｐ−キシリレンジアミン、ビス（ｐ−アミノシク
ロヘキシル）メタン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタ
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、デカメチレンジアミン、ジアミノプロピ
ルテトラメチレンジアミン、３−メチルヘプタメチレン
ジアミン、４，４−ジメチルヘプタメチレンジアミン、
２，１１−ジアミノドデカン、１，２−ビス（３−アミ
ノプロポキシ）エタン、２，２−ジメチルプロピレンジ
アミン、３−メトキシヘキサメチレンジアミン、２，５
−ジメチルヘキサメチレンジアミン、２，５−ジメチル
ヘプタメチレンジアミン、３−メチルヘプタメチレンジ
アミン、５−メチルノナメチレンジアミン、２，１７−
ジアミノエイコサデカン、１，４−ジアミノシクロヘキ
サン、１，１０−ジアミノ−１，１０−ジメチルデカ
ン、１，１２−ジアミノオクタデカン、ピペラジン、Ｈ
₂ Ｎ（ＣＨ₂ ）₃ Ｏ（ＣＨ ₂ ）₂ Ｏ（ＣＨ₂ ）₃ Ｎ
Ｈ₂ 、Ｈ₂ Ｎ（ＣＨ₂ ）₃ Ｓ（ＣＨ₂ ）₃ ＮＨ₂ 、Ｈ₂
Ｎ（ＣＨ₂ ）₃ Ｎ（ＣＨ₃ ）（ＣＨ₂ ）₃ ＮＨ₂ 等が挙
げられる。

【００２１】テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反
応させる際に用いる有機極性溶媒の好ましい例として、
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−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジ
エチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメトキシアセト
アミド等のＮ，Ｎ−ジアルキルアミド類を挙げることが
できる。これらは蒸発、置換、拡散等によりポリアミド
酸溶液から容易に除去できる。また、上記以外の極性溶
媒、例えば、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホス
ホルトリアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ピリジ
ン、ジメチルスルホン、テトラメチレンスルホン、ジメ
チルテトラメチレンスルホン等を使用することもでき、
これら有機極性溶媒は単独あるいは二種以上を併用して
もよい。

【００２２】また、これら有機極性溶媒にクレゾール、
フェノール、キシレノール等のフェノール類、ベンゾニ
トリル、ジオキサン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン等
を一種以上を混合することもできる。ただし、生成する
ポリアミド酸の加水分解による低分子量化を防止するた
め、水の添加は避けるべきである。

【００２３】上記のポリアミド酸溶液を用いて目的とす
る耐熱樹脂製管状物を得るには、先ず前記の熱伝導性無
機粉末を含有したポリアミド酸溶液を、例えば金属又は
ガラス製の耐熱性シリンダーの内周面に塗布する。かか
るポリアミド酸溶液のシリンダー内周面への塗布は、該
溶液中にシリンダーを浸漬して引き上げるかシリンダー
の片端部内に溶液を供給した後、シリンダー内に弾丸状
又は球状の如き走行体を走行させてシリンダー内周面へ
均一に塗布することができるが、該溶液をシリンダー内
に直接スプレー塗布する方法でもよい。

【００２４】これらの方法により熱伝導性無機粉末含有
ポリアミド酸溶液を耐熱性シリンダーの内周面に塗布す
る際のポリアミド酸溶液の粘度は、作業性の点から通常
１０〜１００００ポイズ（塗布作業時の温度で、Ｂ型粘
度計での測定値）とするのが好ましい。

【００２５】ここで用いるシリンダーはその内径が目的
とする耐熱樹脂製管状物の外径とほぼ等しいものであ
る。画像形成装置の定着用ベルトはその外径が通常１０
〜５００mmであるので、シリンダーとして内径がそれと
ほぼ等しいものを用いることができる。そして、複合管
状物の外観を良好にするため、シリンダー内周面の表面
粗さ（Ｒｚ）は１〜１０μｍ程度とすることが好まし
い。

【００２６】上記の塗布工程で用いられる走行体として
は例えば、金属製、セラミック製、溶剤不溶性のプラス
チック製、ガラス製のものを用いることができる。そし
て、その走行は圧縮空気、ガス爆発等により走行体を押
す方法、牽引ワイヤーにより牽引する方法、減圧法ある
いは自重走行等により行なうことができる。走行をいず
れの方法で行なうにしても塗布厚さを均一とするため、
シリンダーを垂直あるいは水平に維持するのが好まし
く、更にシリンダーや走行体を回転することもできる。

【００２７】このようにして、耐熱性シリンダーの内周
面に前記の熱伝導性無機粉末含有ポリアミド酸溶液を塗
布した後、加熱してポリアミド酸溶液の溶媒を除去する
と共にイミド転化することによりポリイミド樹脂製管状
物を形成する。加熱温度は適宜設定することができる
が、先ず、８０〜１８０℃程度の低温で加熱して溶媒を
蒸発除去し、次いで２５０〜４００℃に昇温してイミド
転化を終了する多段加熱法を採用するのが好ましい。加
熱時の所要時間は加熱温度に応じて設定するが、通常、
低温加熱およびその後の高温加熱とも２０〜６０分程度
である。かような多段加熱法を採用すれば、イミド転化
に伴い発生する閉環水や溶媒の蒸発に起因するポリイミ
ド樹脂製管状物への微小ボイドの発生を有効に防止でき
る。

【００２８】このようにして耐熱性シリンダーの内周面
にポリイミド樹脂製管状物を形成した後、該管状物をシ
リンダーの内周面から剥離する。剥離作業は、例えばシ
リンダーの壁に小貫通孔を予め設けておき、この孔に空
気を圧送する方法等により容易に行うことができる。

【００２９】上記方法はポリアミド酸溶液を用いるもの
であるが、有機溶媒可溶性のポリイミド樹脂が既に知ら
れているので、このようなポリイミド樹脂の溶液を用い
てポリイミド樹脂製管状物を得ることもできる。ポリイ
ミド樹脂の溶液を使用すれば、当然のことながらイミド
転化は不要となる。

【００３０】本発明に係る複合管状物は上記のような熱
伝導性無機粉末を含有したポリイミド樹脂製管状層から
のみなるものであってもよいが、更に該層上に、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−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥ
Ｐ）、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）、ポリクロロトリフ
ルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）等のフッ素樹脂にカーボ
ン、金属等の導電材を混合させた導電性を有するフッ素
樹脂層を有する複層構造とすることもできる。かような
複層構造品は画像形成装置の定着ベルトして使用した際
のオフセット性がより優れたものとなり、紙詰まりの生
じ難いものとなるので好ましい。なお、この複層構造物
の内層および外層の厚さは適宜設定できるが、通常、前
者が１０〜１５０μｍ、後者が１〜３０μｍである。

【００３１】上記の導電性を有するフッ素樹脂層は１０
⁴ 〜１０¹³Ω／□の導電性を有することが、画像形成用
の加熱定着ベルトとして用いる場合に、定着されたトナ
ー画像の品質を向上する上で好ましい。また、耐熱樹脂
製管状物と導電性を有するフッ素樹脂層の間には、１０
¹ 〜１０⁹ Ω／□の導電性接着層を設けておくと、耐熱
樹脂製管状物とフッ素樹脂層との接着が強固なものとな
り、また画像の品質が安定なものとなるので好ましい。

【００３２】この複層構造品は、例えば、耐熱性シリン
ダーの内周面に導電性を有するフッ素樹脂製管状層を形
成した後、このフッ素樹脂製管状物の内周面に上記と同
様な前記熱伝導性無機粉末含有ポリアミド酸溶液を塗布
し、次いで加熱してポリアミド酸溶液の溶媒を除去する
と共にイミド転化してポリイミド樹脂製管状物を一体的
に形成し、その後シリンダー内周面から剥離する方法に
より得ることもできる。

【００３３】耐熱性シリンダーの内周面に導電性フッ素
樹脂製管状物を形成するにはフッ素樹脂粉末を５〜８０
重量％の濃度で含み且つ導電材をフッ素樹脂１００重量
部に対して１〜１０重量部混合させたフッ素樹脂液をシ
リンダー内周面に塗布し、次いで加熱により分散媒を蒸
発除去し且つフッ素樹脂をシンタリング（焼結）する方
法を採用できる。この導電性フッ素樹脂液はシリンダー
内周面への塗布性を向上させるために、界面活性剤や増
粘剤を添加したものであってもよい。フッ素樹脂液の分
散媒は多くの場合水であり、従って、加熱は８０〜１８
０℃で水を蒸発除去した後、フッ素樹脂の融点以上の温
度に加熱してシンタリングする多段加熱法によるのが好
ましい。

【００３４】また、この複層構造品の外周面に位置する
導電性を有するフッ素樹脂層中には予め前記の熱伝導性
無機粉末を含有分散することにより熱伝導性をより向上
させることもできる。これらの無機粉末はフッ素樹脂と
の分散性およびシンタリング後のフッ素樹脂層の表面粗
さおよび機械強度の点から、前述と同様の平均粒径およ
び添加量とするのがよい。

【００３５】

【実施例】以下の実施例及び比較例においてピロメリッ
ト酸二無水物は「ＰＭＤＡ」と、３，３’，４，４’−
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物は「ＢＰＤＡ」
と、４，４’−ジアミノジフェニルエーテルは「ＤＤ
Ｅ」と、ｐ−フェニレンジアミンは「ＰＤＡ」と、Ｎ−
メチル−２−ピロリドンは「ＮＭＰ」と各々略記する。

【００３６】実施例１ 平均粒径３．５μｍの六方晶窒化ホウ素粉末（第１の熱
伝導性無機粉末）と平均粒径０．５μｍでアスペクト比
の分布が１〜２の板状（若しくは無定形状）の窒化アル
ミ粉末（第２の熱伝導性無機粉末）を、ＮＭＰ中に６０
分間攪拌機で攪拌して分散し、フラスコに移した後にＰ
ＭＤＡとＤＤＥの略等モルを溶解し（モノマー濃度２０
重量％）、窒素ガス気流下において２０℃の温度で５時
間攪拌しながら反応させて六方晶窒化ホウ素粉末と板状
窒化アルミ粉末とを均一に分散含有したポリアミド酸溶
液を得る。六方晶窒化ホウ素と板状窒化アルミの添加量
は、それぞれ最終的に生成するポリイミド管状物の２０
重量％と５重量％となるように調整した。このポリアミ
ド酸溶液の回転粘度は、２０℃でＢ型粘度計を用いて３
００００ポイズあり、対数粘度［η］は３０℃において
２．９であった（六方晶窒化ホウ素は濾過して測定）。

【００３７】なお、対数粘度［η］は、毛細管粘度計を
用いてポリアミド酸溶液と溶媒の落下時間を各々測定
し、下記数１により算出される値である。

【数１】

【００３８】次いで、このポリアミド酸溶液を５０℃に
加熱して回転粘度を１５００ポイズ（２０℃）に調節し
た。そして、♯４００のステンレスメッシュを用いて濾
過し、六方晶窒化ホウ素粉末と板状窒化アルミ粉末とを
分散含有したポリイミド樹脂の原料となるポリアミド酸
溶液を得る。

【００３９】一方、これとは別に導電性フッ素樹脂液を
調製する。ＰＦＡ濃度６０重量％のフッ素樹脂水性ディ
スパージョン（デュポン社製、製品名ＴＥ−３３４Ｊ）
とカーボンブラック濃度１６．５重量％の水性ディスパ
ージョン（ライオン社製、製品名Ｗ−３１１Ｎ）を混合
することにより、ＰＦＡとカーボンブラックを含む混合
ディスパージョンを得る。なお、この混合ディスパージ
ョン中の固形分におけるカーボンブラックの含有率は
１．５重量％である。

【００４０】さらに導電性接着液を調製する。ＰＦＡ系
接着液（デュポン社製、製品名Ａ−３０８）と上記のカ
ーボンブラック含有水性ディスパージョン（ライオン社
製、製品名Ｗ−３１１Ｎ）を混合することにより、カー
ボンブラックを含む接着液を得る。なお、この導電性接
着液中の固形分におけるカーボンブラックの含有量は５
重量％である。

【００４１】次に、内径５０ｍｍ、肉厚５ｍｍ、長さ５
００ｍｍ、内周面の表面粗さ（Ｒｚ）が２μｍに調整さ
れたステンレス製シリンダー（円筒体）を上記の六方晶
窒化ホウ素粉末及び板状窒化アルミ粉末含有ポリアミド
酸溶液中に浸漬した後引き上げ、次いでシリンダーを垂
直に保持し、その中を外径４９．２ｍｍの弾丸状走行体
を自重により走行させることによりシリンダー内周面に
六方晶窒化ホウ素粉末及び板状窒化アルミ粉末含有ポリ
アミド酸溶液を均一に塗布する。

【００４２】これを温度７０℃で６０分間加熱し、温度
を３００℃に引き上げてさらに６０分間加熱して溶媒の
除去とイミド転化（閉環水の除去）を行い、六方晶窒化
ホウ素粉末及び板状窒化アルミ粉末含有ポリイミド樹脂
製管状物を形成させ、次いで、シリンダー内周面から管
状物を剥離する。このように作製した管状物は、長さ約
５００ｍｍ、外径５０ｍｍ、厚さ５０μｍであった。

【００４３】次にこのように作製したポリイミド樹脂製
管状物を上記導電性接着液中に浸漬して引き上げ、内周
面に付着した導電性接着液は取り除く。そして３５０℃
の温度で１０分間乾燥してポリイミド樹脂製管状内層の
外周面に導電性接着層が形成された複層構造を有する管
状物を得る。なお、この導電性接着層の厚さは３μｍ、
表面抵抗は５×１０⁴ Ω／□であった。

【００４４】さらにこのようにして導電性接着層が形成
された複層構造を有する管状物を上記導電性フッ素樹脂
液（混合ディスパージョン）中に浸漬して引き上げ、そ
の内周面に付着した導電性フッ素樹脂液は取り除く。そ
して、１００℃の温度で１０分間加熱して分散媒である
水を除去し、さらに４００℃で５分間加熱することによ
りポリイミド樹脂製管状内層の外周面に導電性接着層が
形成されさらにこの導電性接着層の外周面に焼結された
導電性のフッ素樹脂製管状外層が形成された複層構造を
有する管状物を得た。なお、このフッ素樹脂製管状外層
の厚さは８μｍ、表面粗さＲｚは３．７μｍ、表面抵抗
は、１×１０¹⁰Ω／□であった。

【００４５】このように作製した複層管状物の非定常法
の熱線法（京都電子工業製：KemthermＱＴＭ−Ｄ３）に
て測定した熱伝導率は２．４６ｗ／ｍ・Ｋであった。ま
た、この複層管状物を切り開いて引張試験により機械強
度を測定したところ、１８ｋｇｆ／ｍｍ² を示した。

【００４６】実施例２ 板状窒化アルミに代えて平均粒径０．７μｍの球状の溶
融シリカを用いた以外は、実施例１と同様な手順により
六方晶窒化ホウ素粉末及び球状溶融シリカ粉末を均一に
分散含有したポリアミド酸溶液を得る。このポリアミド
酸溶液の回転粘度（２０℃）は３３０００ポイズ、対数
粘度［η］（３０℃）は２．９であった。このポリアミ
ド酸溶液を用いて、実施例１と同様に作業して六方晶窒
化ホウ素粉末及び球状溶融シリカ粉末を分散含有したポ
リイミド樹脂製管状物を得る。

【００４７】このポリイミド樹脂製管状物の外周面に実
施例１と同様に導電性接着層を介して焼結された導電性
のフッ素樹脂製管状外層を形成した複層構造管状物を作
製した。導電性接着層の厚さは３μｍ、表面抵抗は４×
１０⁴ Ω／□であった。一方、フッ素樹脂外層の厚さは
９μｍ、表面粗さＲｚは３．６μｍ、表面抵抗は、２×
１０¹⁰Ω／□であった。このように作製した複層管状物
の熱伝導率は２．４３ｗ／ｍ・Ｋであった。引張試験に
よる機械強度は２０ｋｇｆ／ｍｍ² であった。

【００４８】実施例３ ＰＭＤＡとＤＤＥに代え、ＢＰＤＡとＰＤＡを用いた以
外は実施例１と同様な手順により六方晶窒化ホウ素粉末
及び板状窒化アルミ粉末を均一に分散含有したポリアミ
ド酸溶液を得る。このポリアミド酸溶液の回転粘度（２
０℃）は３６０００ポイズ、対数粘度［η］（３０℃）
は２．８であった。このポリアミド酸溶液を用いて、実
施例１と同様に作業して六方晶窒化ホウ素粉末及び板状
窒化アルミ粉末を分散含有したポリイミド樹脂製管状物
を得る。

【００４９】このポリイミド樹脂製管状物の外周面に実
施例１で用いたのと同じ導電性接着液をエアースプレー
ガンを用いてスプレー塗布し、温度３５０℃で１０分加
熱して乾燥することにより導電性接着層を形成する。こ
の導電性接着層の厚さは３μｍ、表面抵抗は３×１０⁴
Ω／□であった。

【００５０】このように導電性接着層が形成された複層
構造を有する管状物の外周面に実施例１で用いたのと同
じ混合ディスパージョンをエアースプレーガンを用いて
スプレー塗布し、１００℃で１０分間加熱し、さらに４
００℃で１０分間加熱することにより焼結された導電性
のフッ素樹脂製管状外層を形成する。得られた複層構造
を有する管状物におけるフッ素樹脂製管状外層の厚さは
８μｍ、表面粗さＲｚは３．６μｍ、表面抵抗は、２×
１０¹⁰Ω／□であった。このように作製した複層管状物
の熱伝導率は２．５０ｗ／ｍ・Ｋであった。引張試験に
よる機械強度は２０ｋｇｆ／ｍｍ² であった。

【００５１】比較例１ 実施例１で用いたのと同じ六方晶窒化ホウ素のみを添加
した以外は実施例１と同様のポリアミド酸溶液を得る。
該窒化ホウ素の添加量は、最終的に生成するポリイミド
管状物の２５重量％となるように調整した。このポリア
ミド酸溶液の回転粘度（２０℃）は２６０００ポイズ、
対数粘度［η］（３０℃）は３．１であった。このポリ
アミド酸溶液を用いて、実施例１と同様にポリイミド樹
脂製管状物を得る。

【００５２】このポリイミド樹脂製管状物の外周面に実
施例１と同様にポリイミド樹脂製内層と導電性接着層を
介して焼結された導電性のフッ素樹脂製管状外層からな
る複層構造管状物を得る。導電性接着層の厚さは３μ
ｍ、表面抵抗は３×１０⁴ Ω／□であった。一方、フッ
素樹脂製管状外層の厚さは９μｍ、表面粗さＲｚは３．
５μｍ、表面抵抗は、８×１０⁹ Ω／□であった。この
複層管状物の熱伝導率は２．３８Ｗ／ｍ・Ｋであった。
引張試験による機械強度は１５ｋｇｆ／ｍｍ² であっ
た。

【００５３】比較例２ 実施例１で用いたのと同じ板状窒化アルミのみを含有さ
せること以外は実施例１と同様に作業してポリアミド酸
溶液を得る。このポリアミド酸溶液の回転粘度（２０
℃）は２８０００ポイズ、対数粘度［η］（３０℃）は
２．９であった。このポリアミド酸溶液を用いて、実施
例１と同様に作業してポリイミド樹脂製管状物を得る。

【００５４】このポリイミド樹脂製管状物の外周面に実
施例１と同様に作業して導電性接着層を介して焼結され
た導電性を有するフッ素樹脂外層を形成した。導電性接
着層の厚さは３μｍ、表面抵抗は５×１０⁴ Ω／□であ
った。一方、フッ素樹脂製外層の厚さは９μｍ、表面粗
さＲｚは２．７μｍ、表面抵抗は、９×１０⁹ Ω／□で
あった。この複層管状物の熱伝導率は１．４１ｗ／ｍ・
Ｋであった。引張試験による機械強度は２３ｋｇｆ／ｍ
ｍ² であった。

【００５５】比較例３ 実施例２で用いたのと同じ球状溶融シリカのみを添加し
た以外は実施例１と同様のポリアミド酸溶液を得る。該
溶融シリカの添加量は、最終的に生成するポリイミド管
状物の２５重量％となるように調整した。このポリアミ
ド酸溶液の回転粘度（２０℃）は３１０００ポイズ、対
数粘度［η］（３０℃）は３．０であった。このポリア
ミド酸溶液を用いて、実施例１と同様にポリイミド樹脂
製管状物を得る。

【００５６】このポリイミド樹脂製管状物の外周面に実
施例１と同様にポリイミド樹脂製内層と導電性接着層を
介して焼結された導電性のフッ素樹脂製管状外層からな
る複層構造管状物を得る。導電性接着層の厚さは３μ
ｍ、表面抵抗は４×１０⁴ Ω／□であった。一方、フッ
素樹脂製管状外層の厚さは８μｍ、表面粗さＲｚは３．
０μｍ、表面抵抗は、１×１０¹⁰Ω／□であった。この
複層管状物の熱伝導率は１．３７ｗ／ｍ・Ｋであった。
引張試験による機械強度は２４ｋｇｆ／ｍｍ² であっ
た。

【００５７】比較例４ 実施例２で用いたのと同じ六方晶窒化ホウ素のみを添加
した以外は実施例３と同様のポリアミド酸溶液を得る。
該窒化ホウ素の添加量は、最終的に生成するポリイミド
管状物の２５重量％となるように調整した。このポリア
ミド酸溶液の回転粘度（２０℃）は２７０００ポイズ、
対数粘度［η］（３０℃）は２．９であった。このポリ
アミド酸溶液を用いて、実施例１と同様にポリイミド樹
脂製管状物を得る。

【００５８】このポリイミド樹脂製管状物の外周面に実
施例１と同様にポリイミド樹脂製内層と導電性接着層を
介して焼結された導電性のフッ素樹脂製管状外層からな
る複層構造管状物を得る。導電性接着層の厚さは２μ
ｍ、表面抵抗は５×１０⁴ Ω／□であった。一方、フッ
素樹脂製管状外層の厚さは８μｍ、表面粗さＲｚは３．
４μｍ、表面抵抗は、２×１０¹⁰Ω／□であった。この
複層管状物の熱伝導率は２．４０ｗ／ｍ・Ｋであった。
引張試験による機械強度は１６ｋｇｆ／ｍｍ² であっ
た。

【００５９】比較例５ 実施例１で用いたのと同じ板状窒化アルミのみを添加し
た以外は実施例３と同様のポリアミド酸溶液を得る。該
窒化アルミの添加量は、最終的に生成するポリイミド管
状物の２５重量％となるように調整した。このポリアミ
ド酸溶液の回転粘度（２０℃）は３２０００ポイズ、対
数粘度［η］（３０℃）は２．９であった。このポリア
ミド酸溶液を用いて、実施例１と同様にポリイミド樹脂
製管状物を得る。

【００６０】このポリイミド樹脂製管状物の外周面に実
施例１と同様にポリイミド樹脂製内層と導電性接着層を
介して焼結された導電性のフッ素樹脂製管状外層からな
る複層構造管状物を得る。導電性接着層の厚さは２μ
ｍ、表面抵抗は５×１０⁴ Ω／□であった。一方、フッ
素樹脂製管状外層の厚さは８μｍ、表面粗さＲｚは２．
９μｍ、表面抵抗は、１×１０¹⁰Ω／□であった。この
複層管状物の熱伝導率は１．４４ｗ／ｍ・Ｋであった。
引張試験による機械強度は２３ｋｇｆ／ｍｍ² であっ
た。

【００６１】上記の実施例及び比較例における試験結果
を表１に示した。実施例１乃至３に示される通り、本発
明においては第１の熱伝導性無機粉末を単独で用いるよ
りも熱伝導率が高く、しかも機械的強度が大きいことが
理解される。

【発明の効果】本発明は上述したように、耐熱性樹脂中
に長形状とされた第１の熱伝導性無機粉末を使用する一
方、これに非長形状とされた第２の熱伝導性無機粉末を
組み合わせて分散含有させたので、第１の熱伝導性無機
粉末の配向が適当に乱されて、管状物の厚み方向にも無
機粉末が充分に存在するように構成され、熱伝導性及び
機械強度が良好な耐熱樹脂製管状物を提供できる。従っ
て、これを定着ベルトに用いることにより、トナー画像
の定着速度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ローラー定着法による画像形成装置の要部模式
部である。

【図２】ベルト定着法による画像形成装置の要部模式部
である。

【符号の説明】

１ 熱ローラー ２ 加圧ローラー ３ 転写紙 ４ ヒーター ５ 感熱インク ６ 画像 ７ ローラー ８ ローラー ９ ヒーター １０ 定着ベルト

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｋ 3/38 Ｃ０８Ｋ 3/38 7/18 7/18 9/04 9/04 Ｇ０３Ｇ 15/20 １０１ Ｇ０３Ｇ 15/20 １０１

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】耐熱性樹脂中に長形状とされた第１の熱伝
   導性無機粉末と非長形状とされた第２の熱伝導性無機粉
   末とを分散含有してなる耐熱樹脂製管状物。
2. 【請求項２】耐熱性樹脂がポリイミド樹脂である請求項
   １記載の耐熱樹脂製管状物。
3. 【請求項３】第１の熱伝導性無機粉末の長形状が鱗片
   状、繊維状又はアスペクト比が大きい板状であり、第２
   の熱伝導性無機粉末の非長形状が球状又はアスペクト比
   が小さい板状若しくは無定形状である請求項１乃至２記
   載の耐熱樹脂製管状物。
4. 【請求項４】第１の熱伝導性無機粉末が六方晶窒化ホウ
   素である請求項１乃至３記載の耐熱樹脂製管状物。
5. 【請求項５】第２の熱伝導性無機粉末が窒化アルミニウ
   ム、窒化ホウ素、アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、
   シリカの一種又は二種以上からなる請求項１乃至４記載
   の耐熱樹脂製管状物。
6. 【請求項６】第２の熱伝導性無機粉末の平均粒径が第１
   の熱伝導性無機粉末の平均粒径の１／１０〜１／４であ
   る請求項１乃至５記載の耐熱樹脂製管状物。
7. 【請求項７】耐熱樹脂製管状物の外周面に１０⁴ 〜１０
   ¹³Ω／□の導電性を有するフッ素樹脂層が設けられてい
   る請求項１乃至６記載の耐熱樹脂製管状物。
8. 【請求項８】耐熱樹脂製管状物とフッ素樹脂層の間に１
   ０¹ 〜１０⁹ Ω／□の導電性接着層が設けられている請
   求項７記載の耐熱樹脂製管状物。
9. 【請求項９】請求項１乃至８記載の耐熱樹脂製管状物か
   らなる画像形成用の加熱定着ベルト。