(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部材と、加圧部材と、マイクロ波発生手段とを有し、該加熱部材と該加圧部材とで形成されるニップを通過させることにより記録材上の未定着トナーを定着させる定着装置であって、
該加熱部材は、
該マイクロ波発生手段から発生されるマイクロ波によって発熱する発熱層を有し、
該発熱層は、高分子化合物と炭素繊維とを含有し、
該炭素繊維は、平均繊維径が８０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、平均繊維長が６μｍ以上１０μｍ以下であり、かつ、ラマン分光スペクトルにおいてグラファイト構造に起因する吸収ピークを有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加熱部材が、基材、弾性層及び離型層をこの順に有し、
該弾性層及び該離型層の少なくとも一方が、前記発熱層である請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記弾性層が、前記発熱層であり、
前記弾性層が、シリコーンゴムと前記炭素繊維とを含み、該炭素繊維の含有量が、該弾性層に対して０．１体積％以上、２０体積％以下である請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記弾性層が、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、シリカ、銅、アルミニウム、銀、鉄、ニッケル及び金属ケイ素からなる群から選ばれる少なくとも１つの無機フィラーを更に含む請求項２または３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記加熱部材が、基材、弾性層及び離型層をこの順に有し、
該離型層が、前記発熱層である請求項１に記載の定着装置。
【請求項６】
前記加熱部材が、基材、弾性層、厚さが１５μｍ以下の中間層及び離型層をこの順に有し、
該中間層が、前記発熱層である請求項１に記載の定着装置。
【請求項７】
前記加熱部材が、定着ベルトである請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
電子写真感光体ドラム、該電子写真感光体ドラムを帯電する帯電装置、及び被記録材上に転写されたトナー像を加熱して該トナー像を該被記録材上に定着させる定着装置を具備している電子写真画像形成装置であって、該定着装置が、請求項１〜７のいずれか一項に記載の定着装置であることを特徴とする電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置に用いる定着装置および電子写真画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーザープリンターや複写機等の電子写真方式に用いられる加熱定着装置では、一対の加熱されたローラとローラ、フィルムとローラ、ベルトとローラ、ベルトとベルト、といった回転体が圧接されている。  
そして、未定着のトナーによる画像を保持した被記録材が、この回転体間に形成された圧接部位（定着ニップ）に導入されて加熱され、該トナーを溶融し、紙等の被記録材に当該画像を定着させる。
【０００３】
被記録材上に保持された未定着トナー像が接する回転体は加熱部材と称し、その形態に応じて定着ローラ、定着フィルム、定着ベルトと呼ばれる。
【０００４】
加熱部材の加熱方法としては、発熱体で発生させた熱を、接触乃至非接触で加熱部材に伝熱させることで加熱する方法と、加熱部材自体を発熱させる方法とがある。
発熱体で発生させた熱を加熱部材に伝熱させる方法としては、加熱部材の内部にハロゲンヒータを配置して、輻射熱で加熱部材を加熱する方法が一般的に用いられている。また、加熱部材の内面にセラミックヒータを当接させ、定着ニップ部のみで加熱する方法も用いられている。
【０００５】
加熱部材自体を発熱させる方法としては、加熱部材の基層として金属などの導体層を配置し、誘導加熱により渦電流を発生させ導体層自体を発熱させる方法が用いられている（特許文献１参照）。  
また、定着装置にマイクロ波発生装置を備え、マイクロ波を発生させることで、加熱部材自体を発熱させる方法が知られている（特許文献２参照）。
【０００６】
一般的に、定着装置としては、より少ない電力でトナーを定着させることが要求されるため、熱抵抗となる部分を減らし、熱効率を高める工夫がなされている。そのため、より被記録材に近い部分を加熱することで不必要な部分は極力加熱せず、必要な部分にのみ熱供給を行うことが省エネルギー化の観点から重要であり、加熱部材自体を発熱させる方式はこの点において有利である。  
さらに、近年は更なる起動時間の短縮化が求められており、定着装置としてはトナーの定着可能温度まで、加熱部材の表面を素早く昇温させること、即ちウォームアップタイムの短縮化が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１７１８８９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６０２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
マイクロ波による発熱方式では、マイクロ波を吸収することで自己発熱する層を加熱部材に形成する必要がある。基層や弾性層、表層などにマイクロ波を吸収し発熱する物質を添加することで自己発熱層とすることで、加熱部材に自己発熱する機能を持たせることができることが知られている。また、マイクロ波を吸収し発熱する物質としては、カーボンブラックや炭化ケイ素などがこれまでに用いられている。しかし、短時間で定着可能な状態にまで加熱部材の温度を昇温させるには、マイクロ波吸収物質を加熱部材に多量に添加する必要があり、本来の加熱部材の各層に要求される機能である、柔軟性や離型性、耐久性などの特性を損なう場合があった。
【０００９】
また、加熱部材の各層の機能を損なわないレベルで、マイクロ波吸収物質を微量添加した際には、発熱量が少なくなるため、実用的な電力範囲で昇温させるためには長時間が必要となる。その結果、定着装置の立ち上がり時間（ウォームアップタイム）が長くなってしまうため、実用化には課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明の目的は、より高品位な電子写真の形成に資する、マイクロ波を用いて加熱する方式の加熱部材を備えた定着装置及び電子写真画像形成装置の提供にある。
【００１１】
本発明の一態様によれば、加熱部材と、加圧部材と、マイクロ波発生手段とを有し、該加熱部材と該加圧部材とで形成されるニップを通過させることにより記録材上の未定着トナーを定着させる定着装置であって、
該加熱部材は、
該マイクロ波発生手段から発生されるマイクロ波によって発熱する発熱層を有し、
該発熱層は、高分子化合物と炭素繊維とを含有し、
該炭素繊維は、平均繊維径が８０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、平均繊維長が６μｍ以上１０μｍ以下であり、かつ、ラマン分光スペクトルにおいてグラファイト構造に起因する吸収ピークを有する定着装置が提供される。
また、本発明の他の態様によれば、電子写真感光体ドラム、該電子写真感光体ドラムを帯電する帯電装置、及び被記録材上に転写されたトナー像を加熱して該トナー像を該被記録材上に定着させる定着装置を具備している電子写真画像形成装置であって、該定着装置が、上記の定着装置である電子写真画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、定着装置として必要な発熱量を、より少ない量のマイクロ波吸収物質で得ることが可能となる。そのため、加熱部材の各層に要求される機能である柔軟性や離型性、耐久性などの特性を損なわずに、定着装置の定着可能温度までの立ち上がり時間（所謂、ウォームアップタイム）を短縮できる定着装置を得られる。
また、本発明によれば、高品位な電子写真画像を効率的に形成することのできる電子写真画像形成装置を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る定着装置の一例を示す概略断面図である。
【図２Ａ】本発明に係る加熱部材の横断面模式図である。
【図２Ｂ】本発明に係る加熱部材の横断面模式図である。
【図２Ｃ】本発明に係る加熱部材の横断面模式図である。
【図３】本発明に係る、発熱層としての弾性層を有する加熱部材の表面付近の断面図である。
【図４】加熱部材の弾性層の製造に用いる装置の概略説明図である。
【図５】本発明に係る、発熱層としての離型層を有する加熱部材の表面付近の概略断面図である。
【図６】本発明に係る定着装置の駆動制御様態を説明する概略模式図である。
【図７】本発明に係る定着装置の他の実施態様の説明図である。
【図８】本発明に係る電子写真画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
【図９】本発明に係る定着装置の一例を示す斜視図である。
【図１０Ａ】本発明に係る、発熱層としての中間層を有する加熱部材の概略断面図である。
【図１０Ｂ】本発明に係る、発熱層としての中間層を有する加熱部材の概略断面図である。
【図１１】本発明に係る加熱部材の中間層近傍の拡大断面図である。
【図１２】本発明に係る定着ベルトの離型層を形成する工程の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明者らは、マイクロ波を用いて加熱する方式の加熱部材について、より効率的に発熱させることができる構成について鋭意検討を重ねた。その結果、特定の炭素繊維をマイクロ波吸収材料として含む発熱層を設けてなる加熱部材が、マイクロ波による優れた発熱性能を有することを見出した。本発明はこのような新たな知見に基づくものである。
【００１５】
本発明に係る定着装置は、加熱部材と、加圧部材と、マイクロ波発生手段とを有し、該加熱部材と該加圧部材とで形成されるニップを通過させることにより記録材上の未定着トナーを定着させる定着装置であって、該加熱部材は、該マイクロ波発生手段から発生されるマイクロ波によって発熱する発熱層を有し、該発熱層は、高分子化合物と炭素繊維とを含有し、該炭素繊維は、平均繊維径が８０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、平均繊維長が６μｍ以上１０μｍ以下であり、かつ、ラマン分光スペクトルにおいてグラファイト構造に起因する吸収ピークを有する。
【００１６】
上記の特徴を有することで加熱部材が効率的にマイクロ波を吸収し、大きな発熱量を得られることが本発明者らの検討により明らかとなった。このような大きな発熱量を得られる理由について、本発明者らは以下のように推測している。
【００１７】
即ち、炭素（カーボン）はそれ自体が適当な抵抗値を有しているため、マイクロ波を照射すると、特にその表面付近でマイクロ波を吸収し、内部に電流を発生させることで抵抗加熱を生じる。この際、前述した形状のような繊維形態の構造を有していることにより、その内部に電流が流れる空間が十分に確保される。また、少ない添加量でも炭素繊維同士が接触するため、この接触点を通じて大きな電流が流れることが可能となる。このため少ない添加量でも効率的な発熱が達成されると考えられる。
【００１８】
一方、炭素（カーボン）が粒子形状の場合には異なった挙動を示すものと推測される。比較的大粒径の炭素粒子であるグラファイトのような粒子を用いた場合には相対的に比表面積が小さくなるため、粒子表面でのマイクロ波の吸収自体が少なくなるため、発熱が起こりにくくなる。また、比較的小粒径であるカーボンブラックのような粒子を用いた場合には比表面積は確保できるものの、個々の粒子の体積が小さすぎるため、粒子内部には電流の流れる空間が確保できない。さらに粒子同士の接触も相対的に起こりづらいため、電流が流れにくく、その結果、十分な発熱が起こりにくくなるものと考えられる。
【００１９】
つまり、少量の添加時においてもマイクロ波による効率的な発熱を実現するには、大きな比表面積を持ちつつも個々の粒子としては十分な体積を有し、更に他の粒子との接触が確保できるような粒子形態を有していることが好ましい。その結果、上述した範囲の平均繊維径及び平均繊維長を有し、かつ、ラマン分光スペクトルにおいて、グラファイト構造に起因する吸収ピークを有する炭素繊維、具体的には、例えば、気相成長法炭素繊維が、発熱効率の向上に資するものと考えられる。
【００２０】
本発明にかかる定着装置について以下に具体的な構成に基づき説明する。
【００２１】
（１）定着装置
電子写真用加熱定着装置は、一対の加熱されたローラとローラ、フィルムとローラ、ベルトとローラ、ベルトとベルト、といった回転体が圧接されており、電子写真画像形成装置全体としてのプロセス速度、大きさ等の条件を勘案して適宜選択される。
【００２２】
特許文献１には種々の定着装置の構成が例示されているが、以下には具体例としてローラ形状の加熱部材を用いた定着装置を説明する。尚、ここで示す定着装置の構成は本発明の一例であり、発明の効果を得るためには本発明の範囲を満足していればよく、この形態に何ら制約されるものではない。
【００２３】
図１は本発明に係る定着装置の模式的断面図である。
定着装置１は、記録材上の画像を定着ニップ部Ｎにて加熱する回転可能な加熱部材としての定着ローラ１０（請求項１の「加熱部材」に対応する構成）と、加圧部材としての回転可能な加圧ローラ２０（請求項１の「加圧部材」に対応する構成）とを備えている。
定着ローラ１０と加圧ローラ２０は、上下に略並行に配列され、且つ端部の加圧バネ（不図示）により圧接されている。これにより、両者間に記録材搬送方向において所定幅の定着ニップ部（圧接ニップ部）Ｎを形成させている。
定着ローラ１０は、駆動手段（不図示）によって矢印の時計方向に規定の周速度で回転駆動される。加圧ローラ２０は定着ローラ１０の回転に従動して回転する。なお、定着ローラ１０と加圧ローラ２０を別途、回転駆動しても良い。
【００２４】
マイクロ波発生装置２（請求項１の「マイクロ波発生手段」に対応する構成）からは定着ローラ１０に向けてマイクロ波を発生し、その外側から加熱する。マイクロ波発生装置２は、その内部に備えられたマグネトロンなどのマイクロ波発生源から、３００〜１５００Ｗ、周波数３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚのマイクロ波を発生させる。尚、出力するマイクロ波の使用可能な周波数範囲は限定されるものではないが、国際電気通信連合により産業医療科学用バンド（所謂ＩＳＭバンド）として実用範囲が規定されているため、マイクロ波加熱装置においては２４５０ＭＨｚが広く用いられる。
【００２５】
マイクロ波発生装置２と定着ローラ１０は、定着ローラ上に付着した異物やトナーが転移することのないよう、１ｍｍ以上の距離を離し、非接触状態で配置される。
【００２６】
定着装置１を構成するマイクロ波発生装置２および定着ローラ１０の周囲には、アルミなどの金属からなるマイクロ波反射部材３が設けられる。これにより、マイクロ波発生装置２から発生したマイクロ波が定着装置以外へ漏れるのを防ぎ、また、反射して定着ローラ１０の表面へ伝えることができる。マイクロ波反射部材３はマイクロ波を反射できればメッシュ構造をとっても良い。
【００２７】
マイクロ波発生装置２内部には、不図示のマイクロ波拡散用反射部材が備えられ、定着ローラ１０の長さ方向全域に（図面に垂直な方向）、均等にマイクロ波が照射できる。
【００２８】
定着ローラ１０と加圧ローラ２０のローラ部の長さ寸法（図面に垂直な方向）は、定着装置の最大通紙幅よりも大きい。
【００２９】
回転する定着ローラ１０は、マイクロ波発生装置２によって加熱されて、定着ニップ部Ｎにて被記録材Ｐ上の未定着トナー画像Ｔを定着するのに必要、十分な熱量が与えられる。
【００３０】
被記録材Ｐ上には、不図示の画像形成部にて未定着トナー画像Ｔが形成された後、被記録材Ｐは、定着装置１へ送られ、定着ローラ１０と加圧ローラ２０とで形成される定着ニップ部Ｎへ導入されて挟持搬送される。被記録材Ｐは、この定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく過程において、定着ローラ１０で、ローラ１回転あたりｔの時間だけ加熱され、またニップ部圧を受けて、未定着トナー画像Ｔが被記録材Ｐに永久固着画像として熱圧定着される。
【００３１】
（２）加熱部材の構成概略
図２Ａ〜図２Ｃは、本発明に係る定着装置に用いられる、電子写真用加熱部材の一態様を示す概略断面模式図である。図２Ａにおいて、１０はローラ形状の加熱部材（定着ローラ）である。また、図２Ｂにおいて、１１はベルト形状を有する加熱部材（定着ベルト）である。一般に基材自体が大きく変形することにより、定着ニップを形成して用いられる場合に定着ベルトと呼ばれ、基材自体はほとんど変形せず、弾性層の弾性変形で定着ニップ部を形成する場合に定着ローラと呼ばれる。
図２Ａ及び図２Ｂにおいて、１２は基材、１４は弾性層、１５は離型層である。離型層１５は、弾性層１４の周面に接着層（不図示）により固定されている場合がある。
【００３２】
また、図２Ｃは、本発明の他の態様に係るローラ形状の加熱部材（定着ローラ）１０を示し、図２Ｃにおいて、１３は断熱層である。
【００３３】
本発明に係る加熱部材の具体的な構成として、基材、弾性層及び離型層をこの順に有し、該弾性層及び該離型層の少なくとも一方が、高分子化合物と、平均繊維径が８０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、平均繊維長が６μｍ以上１０μｍ以下であり、かつ、ラマン分光スペクトルにおいてグラファイト構造に起因する吸収ピークを有する炭素繊維（以下、単に「炭素繊維」と称することがある）とを有する、マイクロ波によって発熱する発熱層である加熱部材が挙げられる。
【００３４】
図３は、一例として弾性層にマイクロ波吸収物質を配することで発熱層とした、加熱部材の表面付近の層構成を拡大し、断面を模式的に表した図である。図３において１４は発熱層としての弾性層であり、１４ａはベース材としてのシリコーンゴム、１４ｂは無機フィラー、１４ｃはマイクロ波吸収物質としての炭素繊維を示している。これらについては後に詳述する。
【００３５】
以下、加熱部材における各層について説明し、その利用方法について述べる。
【００３６】
（２−１）基材
基材１２としては、例えばアルミニウム、鉄、ステンレス、ニッケルなどの金属や合金、セラミックやガラスなどの無機物、ポリイミドやポリアミドイミドなどの耐熱性の高分子化合物が用いられる。
【００３７】
加熱部材が定着ローラ１０のようなローラ形状である場合、基材１２には、芯材が用いられる。芯材の材質としては、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレスなどの金属や合金、セラミックやガラスなどの無機物が挙げられるが、定着ローラの発熱層にマイクロ波を集中させるため、マイクロ波を吸収せず反射率の高い金属が望ましい。このとき芯金の内部が中空状であっても定着装置での加圧に耐える強度を有していれば良い。また、中空状の場合には芯金の内部に補助的な熱源を設けることも可能となる。
【００３８】
加熱部材が、定着ベルト１１のようなベルト形状を有する場合には、基材１２としては、例えば電鋳ニッケルスリーブやステンレススリーブのような金属や合金、またはポリイミドやポリアミドイミドなどの高分子化合物からなる耐熱樹脂ベルト等が挙げられる。高分子化合物を用いた際には、炭素繊維を分散させて成形することで、基材自体を、マイクロ波によって発熱し得る発熱層として機能させることも可能である。
【００３９】
定着ベルトの内面には耐磨耗性や断熱性などの機能を付与するための層（不図示）が更に設けられることがある。また外面には弾性層との接着性等の機能を付与するための層（不図示）が更に設けられることがある。
【００４０】
（２−２）弾性層、断熱層、およびその製造方法
弾性層１４は、定着時にトナーを押しつぶさず、紙の繊維の凹凸に追従する弾性を加熱部材に担持させる層としての機能が期待される。また、弾性層１４自体が高い断熱性を有することは、発熱層としての弾性層において発生した熱が基材１２に浸透するのを抑制する役割を有する。
【００４１】
かかる機能を発現させる上で、弾性層１４には、耐熱性の高分子化合物が用いられ、特にベース材としてシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性ゴムを用いることが好ましい。中でも付加硬化型シリコーンゴムを硬化させたものとすることが好ましい。
【００４２】
（２−２−１）付加硬化型シリコーンゴム
図３において、１４ａを構成するのが付加硬化型シリコーンゴムである。  
一般に、付加硬化型シリコーンゴムは、不飽和脂肪族基を有するオルガノポリシロキサンと、ケイ素に結合した活性水素を有するオルガノポリシロキサン、および架橋触媒として白金化合物が含まれている。
【００４３】
不飽和脂肪族基を有するオルガノポリシロキサンの例は以下のものを含む。  
・分子両末端が(Ｒ１)２Ｒ２ＳｉＯ１／２で表され、中間単位が(Ｒ１)２ＳｉＯおよびＲ１Ｒ２ＳｉＯで表される直鎖状オルガノポリシロキサン；  
・中間単位にＲ１ＳｉＯ３／２乃至ＳｉＯ４／２が含まれる分岐状オルガノポリシロキサン。
【００４４】
ここでＲ１はケイ素原子に結合した、脂肪族不飽和基を含まない１価の非置換または置換炭化水素基を表す。具体例は、以下のものを含む。  
・アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等）；  
・アリール基（フェニル基等）；  
・置換炭化水素基（例えば、クロロメチル基、３−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、３−シアノプロピル基、３−メトキシプロピル基等）。
【００４５】
特に、合成や取扱いが容易で、優れた耐熱性が得られることから、Ｒ１の５０％以上がメチル基であることが好ましく、すべてのＲ１がメチル基であることが特に好ましい。 
【００４６】
また、Ｒ２はケイ素原子に結合した不飽和脂肪族基を表しており、ビニル基、アリル基、３−ブテニル基、４−ペンテニル基、５−ヘキセニル基が例示され、合成や取扱いが容易で、架橋反応も容易に行われることから、ビニル基が好ましい。
【００４７】
また、ケイ素に結合した活性水素を有するオルガノポリシロキサンは、白金化合物の触媒作用により、不飽和脂肪族基を有するオルガノポリシロキサン成分のアルケニル基との反応によって架橋構造を形成させる架橋剤である。
【００４８】
ケイ素に結合した活性水素を有するオルガノポリシロキサン中のケイ素原子に結合した水素原子の数は、１分子中に平均３個を越える数である。  
ケイ素に結合した活性水素を有するオルガノポリシロキサン中のケイ素原子に結合した有機基としては、不飽和脂肪族基を有するオルガノポリシロキサン成分のＲ１と同じ範囲である非置換または置換の１価の炭化水素基が例示される。特に、合成および取扱いが容易なことから、メチル基が好ましい。  
ケイ素に結合した活性水素を有するオルガノポリシロキサンの分子量は特に限定されない。
【００４９】
また、当該オルガノポリシロキサンの２５℃における粘度は、好ましくは１０ｍｍ２／ｓ以上１００，０００ｍｍ２／ｓ以下、さらに好ましくは１５ｍｍ２／ｓ以上１，０００ｍｍ２／ｓ以下の範囲である。オルガノポリシロキサンの２５℃における粘度が上記範囲であると、保存中に揮発して所望の架橋度や成形品の物性が得られないということがなく、また合成や取扱いが容易で、系に容易に均一に分散させることができるからである。
【００５０】
シロキサン骨格は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでも差支えなく、これらの混合物を用いてもよい。特に合成の容易なことから、直鎖状のものが好ましい。Ｓｉ−Ｈ結合は、分子中のどのシロキサン単位に存在してもよいが、少なくともその一部が、(Ｒ１)２ＨＳｉＯ１／２単位のような分子末端のシロキサン単位に存在することが好ましい。 
【００５１】
付加硬化型シリコーンゴムとしては、不飽和脂肪族基の量が、ケイ素原子１モルに対して０．１モル％以上、２．０モル％以下であるものが好ましい。特には、０．２モル％以上、１．０モル％以下である。
【００５２】
（２−２−２）炭素繊維
弾性層１４は、加熱部材の発熱性能を付与するために炭素繊維を含む。
【００５３】
図３において１４ｃが、ここで述べる炭素繊維である。炭素繊維にはＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、気相成長法炭素繊維などが一般に知られているが、発熱効率の観点からは、気相成長法炭素繊維を用いることが好ましい。気相成長法炭素繊維は炭化水素と水素を原料とし、加熱炉内において気相で熱分解反応させ、触媒微粒子を核に繊維状に成長させたものである。繊維径、繊維長は原料および触媒の種類・大きさ・組成、反応温度・気圧および時間などによって制御され、反応後、熱処理によって黒鉛構造を更に発達させた炭素繊維が知られている。繊維の径方向は複層構造になっており、グラファイト構造が筒状に積層された形状を有している。
グラファイト構造はラマン分光スペクトルを測定した際に、１５７０〜１５８０ｃｍ−１付近に非常にシャープな吸収ピークを示すことから、その存在が確認できる。このグラファイト構造は自由電子を有しているため導電性を示し、マイクロ波を吸収した際に電流が流れて発熱することが可能となる。炭素繊維の平均繊維径は８０〜１５０ｎｍ程度、平均繊維長は６〜１０μｍ程度のものが好ましい。
ここで、弾性層中に含有される炭素繊維の平均繊維径及び平均繊維長は、以下の方法により求められるものである。
すなわち、弾性層からカミソリ等を用いて所定量（例えば、１０ｇ程度）のサンプルを切り出す。これを磁器製のるつぼに入れ、窒素雰囲気下、６００℃で１時間程度加熱して、弾性層中の樹脂、ゴム等の有機物成分を灰化させて除去する。窒素雰囲気下での焼成では、炭素繊維は分解されず、るつぼ中に残渣成分として残っている。
この残渣成分中の炭素繊維を無作為に１０００本選択し、走査型電子顕微鏡（商品名：ＪＳＭ−５９１０Ｖ、日本電子株式会社製）を用いて３万倍の倍率で観察し、デジタル画像解析ソフト（商品名：Ｑｕｉｃｋ Ｇｒａｉｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ（クイック  グレイン  スタンダード）、イノテック社製）を用いて、それらの繊維長及び繊維端部における繊維径を測定した。そして、各々の炭素繊維の繊維長及び繊維径の算術平均値を平均繊維長及び平均繊維径とする。
【００５４】
気相成長法炭素繊維は繊維長方向に約１２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度と非常に高い熱伝導率を有し、約１．０×１０−４Ω・ｃｍ程度の導電性を有するため、弾性層中に熱流路や導電路を形成できる。この効果により、弾性層全体の熱伝導性・導電性を飛躍的に向上させることが可能となる。
【００５５】
弾性層に含まれる炭素繊維の含有量としては、発熱性の観点から、弾性層に対して０．１体積％以上が好ましく、さらには０．５体積％以上が好ましい。一方、多量に含有させると発熱性能は向上するが、炭素繊維の分散性が悪化し均一に発熱させることが困難になるため、その含有量としては弾性層に対して２０体積％以下が好ましく、更には１０体積％以下が好ましい。炭素繊維の含有量をこのような範囲とすることで均一且つ十分な発熱量を得ることが可能となる。
【００５６】
（２−２−３）無機フィラー
弾性層１４には、更に炭素繊維以外の充填剤として無機フィラーが含有されていても良い。一般に加熱部材の伝熱性能の向上、および補強性、耐熱性、加工性、導電性等の機能を付与するために各種の材料が選定可能である。伝熱性能を向上させる目的では具体的には、無機物、特に金属、金属化合物等を挙げることができる。
【００５７】
伝熱特性を向上させる目的で用いられる無機フィラーの具体例は、以下の例を含む。  
炭化ケイ素；窒化ケイ素；窒化ホウ素；窒化アルミニウム；アルミナ；酸化亜鉛；酸化マグネシウム；シリカ；銅；アルミニウム；銀；鉄；ニッケル；金属ケイ素等。
【００５８】
図３において１４ｂが、無機フィラーである。  
これらは単独であるいは２種以上を混合して用いることもできる。平均粒径は取扱い上、および分散性の観点から１μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。
ここで、弾性層中の無機フィラーの平均粒径は、フロー式粒子像分析装置（商品名：ＦＰＩＡ−３０００；シスメックス株式会社製）で求めるものとする。  
具体的には、弾性層から切り出したサンプルを磁器製のるつぼに入れ、窒素雰囲気中で１０００℃に加熱し、ゴム成分を分解させ除去する。この段階で、るつぼ中には、サンプル中に含まれていた無機充填剤及び気相成長法炭素繊維が存在している。次いで、このるつぼを空気雰囲気下で１０００℃に加熱し、気相成長法炭素繊維を燃焼させる。その結果、るつぼ中には、サンプルに含まれていた無機フィラーのみが残る。るつぼ中の無機フィラーを乳鉢と乳棒を用いて１次粒子となるように解砕したのち、これを水に分散させて、試料液を調製する。この試料液を、上記粒子像分析装置に投入し、装置内で撮像セル内に導入し通過させ、無機充填剤を静止画像として撮影する。
平面に投影された無機充填剤の粒子像（以下、「粒子投影像」ともいう）と等しい面積を有する円（以下、「等面積円」ともいう）の直径を、当該粒子像にかかる無機充填剤の直径とする。そして、１０００個の無機充填剤の等面積円を求め、それらの算術平均値を、無機充填剤の平均粒径とする。
【００５９】
断熱層１３は、ローラ形状の加熱部材の場合に、基材１２と弾性層１４との間に層として設けてもよい、任意の層である。断熱層は、発熱層としての弾性層において発生した熱が、基材に伝わることを抑制し、弾性層で生じた熱を被記録材及び未定着トナーの加熱により有効に利用させ得る効果を奏する。断熱層には、耐熱性の高分子化合物が用いられ、特にベース材としてシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性ゴムを用いることが好ましい。中でも付加硬化型シリコーンゴムを硬化させたものとすることが好ましい。
また、断熱層１３を形成するにあたっては、熱伝導率を低減させる目的で先に述べたシリコーンゴムなどのベース材の中に、ガラスや樹脂で形成された中空状のマイクロバルーンをフィラーとして配合して成形することで、ベース材単独で用いた際に比べて低熱伝導率の弾性層を形成することが可能である。また、吸水性ポリマーが含有されたシリコーンゴム層、シリコーンゴムを水素発泡させたスポンジゴム層を用いても同様の効果が期待できる。断熱層は熱伝導性が低ければソリッドゴム層でもその目的は達成可能である。
【００６０】
（２−２−４）弾性層の製造方法
弾性層は金型成型法や、ブレードコート法、ノズルコート法、リングコート法等の加工法が、特開２００１−６２３８０号公報や特開２００２−２１３４３２号公報等において広く知られている。これらの方法により基材または断熱層の上に担持された混和物を加熱・架橋することで弾性層を形成することができる。
【００６１】
図４は基材１２または断熱層１３上に弾性層１４を形成する工程の一例であり、所謂リングコート法を用いる方法を説明するための模式図である。
【００６２】
未架橋状態のベース材（本例では付加硬化型シリコーンゴム）中にフィラーをそれぞれ計量配合し、遊星式万能混合機等を用いて、十分に混合・脱泡された弾性層の原料混和物を、シリンダポンプ１６に充填し、圧送することで塗布液供給ノズル１７を経て塗工ヘッド１８から基材１２または断熱層１３の周面に塗布する。  
塗布と同時に基材１２を図面右方向に所定の速度で移動させることで、原料混和物の塗膜（未架橋弾性層塗膜）１９を基材１２または断熱層１３の周面に形成することができる。
【００６３】
該塗膜の厚みは、塗工ヘッド１８と基材１２または断熱層１３とのクリアランス、原料混和物の供給速度、基材１２の移動速度、などによって制御することができる。
【００６４】
基材１２または断熱層１３上に形成された原料混和物の塗膜１９は、電気炉などの加熱手段によって一定時間加熱して、架橋反応を進行させることにより、弾性層１４とすることができる。
【００６５】
（２−３）離型層
離型層１５としては、耐熱性の高分子化合物として、主にフッ素樹脂、例えば、以下に例示列挙する樹脂が用いられる。  
・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（ＦＥＰ）等。  
上記例示列挙した材料中、成形性やトナー離型性の観点からＰＦＡが好ましい。
【００６６】
形成手段としては、特に限定されないが、チューブ状に成形したものを被覆する方法や、フッ素樹脂の微粒子を直接、乃至は、溶媒中に分散塗料化されたものを弾性層表面にコーティング後、乾燥・溶融し焼き付ける方法などが知られている。
【００６７】
フッ素樹脂離型層の厚みは、１０μｍ以上５０μｍ以下、更には３０μｍ以下とするのが好ましく、弾性層の１０％以下の厚みに設計することが好ましい。積層した際に弾性層の柔軟性を維持し、加熱部材としての表面硬度が高くなりすぎることを抑制できるからである。
【００６８】
離型層の成型時に樹脂材料中に先に述べた炭素繊維を含有させることによっても、弾性層の場合と同様のマイクロ波による発熱効果を得ることが可能である。
【００６９】
（２−４）
本発明に係る定着部材の他の実施態様として、基材、弾性層及び離型層をこの順に有し、該離型層が、本発明に係る発熱層である構成について説明する。
【００７０】
本態様において、基材については、上記（２−１）の記載を援用する。
また、本実施態様において、弾性層を、離型層とともに発熱層としてもよく、発熱層としての弾性層の構成、材料及び製造方法については、上記（２−２−１）〜（２−２−４）に記載した通りである。
一方、発熱層でない弾性層の具体例としては、上記（２−２−１）に記載の付加硬化型シリコーンゴムの硬化物を含み、上記（２−２−２）に記載の炭素繊維を含まない層が挙げられる。
かかる弾性層に対しては、上記（２−２−３）に記載の無機フィラーを含有させることができる。また、かかる弾性層は、熱伝導率を低減させる目的で先に述べたシリコーンゴムなどのベース材の中に、ガラスや樹脂で形成された中空状のマイクロバルーンをフィラーとして配合して成形することで、ベース材単独で用いた際に比べて低熱伝導率の弾性層を形成することが可能である。また、吸水性ポリマーが含有されたシリコーンゴム層、シリコーンゴムを水素発泡させたスポンジゴム層を用いても同様の効果が期待できる。また、熱伝導性が低ければソリッドゴム層であってもよい。
かかる弾性層の製造方法としては、上記（２−２−４）に記載した方法によって製造することができる。
【００７１】
（２−４−１）
図５において、１４は弾性層、１５が発熱層としての離型層である。図５中、１５ａは耐熱性の高分子化合物、例えば、フッ素樹脂であり、１５ｂが炭素繊維である。
【００７２】
フッ素樹脂の具体例としては、例えば、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（ＦＥＰ）等が挙げられる。
【００７３】
炭素繊維１５ｂの説明は、上記（２−２−２）の記載を援用する。
離型層に含まれる炭素繊維の含有量としては、発熱性の観点から、離型層に対して０．５体積％以上が好ましく、さらには１．０体積％以上が好ましい。一方、多量に含有させると発熱性能は向上するが、フッ素樹脂の割合が減り、トナー離型性が低下するため、その含有量としては離型層に対して３０体積％以下が好ましく、更には２０体積％以下が好ましい。炭素繊維の含有量をこのような範囲とすることでトナー離型性を維持しつつ、且つ十分な発熱量を得ることが可能となる。
【００７４】
（２−４−２）発熱層としての離型層の製造方法
発熱層としての離型層の製造方法としては、下記ｉ）〜ｉｉｉ）が挙げられる
ｉ）炭素繊維を含有するフッ素樹脂をチューブ状に成形したもので弾性層を被覆する方法、ｉｉ）炭素繊維を含有するフッ素樹脂の微粒子を直接弾性層の表面に付着させ、溶融させて薄膜化する方法、
ｉｉｉ）炭素繊維を含有するフッ素樹脂を分散及び／又は溶解させ、かつ、炭素繊維を分散させてなる塗料の塗膜を弾性層の表面に形成し、該塗膜を乾燥させ、フッ素樹脂を溶融させる方法。
【００７５】
フッ素樹脂離型層の厚みは、１０μｍ以上１００μｍ以下、更には７０μｍ以下とすることが好ましい。フッ素樹脂離型層の厚みが上記範囲であると、加熱部材としての表面硬度が高くなりすぎることを抑制できる。
【００７６】
（２−５）
本発明に係る定着部材の更に他の実施態様として、基材、弾性層、中間層及び離型層をこの順に有し、該中間層が、本発明に係る発熱層である構成について説明する。
図７は、本実施態様に係る定着装置の模式的断面図である。図１と同一の部材に対しては同一の図番を付す。
図７において、定着装置１は、記録材上の画像を定着ニップ部Ｎにて加熱する回転可能な加熱部材としての定着ベルトＦと、加圧部材としての回転可能な加圧ローラ２０とを備えている。  
定着ベルトＦと加圧ローラ２０は、上下に略並行に配列され、且つ端部の加圧バネ（不図示）により圧接されている。これにより、両者間に記録材搬送方向において所定幅の定着ニップ部（圧接ニップ部）Ｎを形成させている。  
定着ベルトＦは、駆動手段（不図示）によって矢印の時計方向に規定の周速度で回転駆動される。定着ベルトＦは加圧ローラ２０の回転に従動して回転する。なお、定着ベルトＦと加圧ローラ２０を別途、回転駆動しても良い。
【００７７】
マイクロ波発生装置２（請求項１の「マイクロ波発生手段」に対応する構成）からは定着ベルトＦに向けてマイクロ波を発生し、その外側から加熱する。マイクロ波発生装置２は、その内部に備えられたマグネトロンなどのマイクロ波発生源から、３００〜１５００Ｗ、周波数３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚのマイクロ波を発生させる。尚、出力するマイクロ波の使用可能な周波数範囲は限定されるものではないが、国際電気通信連合により産業医療科学用バンド（所謂ＩＳＭバンド）として実用範囲が規定されているため、マイクロ波加熱装置においては２４５０ＭＨｚが広く用いられる。
【００７８】
マイクロ波発生装置２と定着ベルトＦは、定着ベルト上に付着した異物やトナーが転移することのないよう、１ｍｍ以上の距離を離し、非接触状態で配置される。
【００７９】
定着装置１を構成するマイクロ波発生装置２および定着ベルトＦの周囲には、アルミなどの金属からなるマイクロ波反射部材３が設けられる。これにより、マイクロ波発生装置２から発生したマイクロ波が定着装置以外へ漏れるのを防ぎ、また、反射して定着ベルトＦの表面へ伝えることができる。マイクロ波反射部材３はマイクロ波を反射できればメッシュ構造をとっても良い。
【００８０】
マイクロ波発生装置２の内部には、不図示のマイクロ波拡散用反射部材が備えられ、定着ベルトＦの長さ方向全域に（図面に垂直な方向）、均等にマイクロ波が照射できる。
【００８１】
定着ベルトＦと加圧ローラ２０の長さ寸法（図面に垂直な方向）は、定着装置の最大通紙幅よりも大きい。
【００８２】
回転する定着ベルトＦは、マイクロ波発生装置２によって、外側から加熱されて、定着ニップ部Ｎにて被記録材Ｐ上の未定着トナー画像Ｔを定着するのに必要、十分な熱量が与えられる。
【００８３】
被記録材Ｐ上には、不図示の画像形成部にて未定着トナー画像Ｔが形成された後、被記録材Ｐは、定着装置１へ送られ、定着ベルトＦと加圧ローラ２０とで形成される定着ニップ部Ｎへ導入されて挟持搬送される。被記録材Ｐは、この定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく過程において、定着ベルトＦで、ベルト１回転あたりｔの時間だけ加熱され、またニップ部圧を受けて、未定着トナー画像Ｔが被記録材Ｐに永久固着画像として熱圧定着される。
【００８４】
（２−５−１）加熱部材の概略の構成；
図１０Ａ及び図１０Ｂは、本実施態様に係る定着装置に用いられる、電子写真用加熱部材の一態様を示す概略断面模式図である。図１０Ａにおいて、Ｆはベルト形状を有する加熱部材（定着ベルト）を示している。また、図１０Ｂにおいて、Ｆｒは、定着ローラを示している。
図１０Ａ及び図１０Ｂにおいて、Ｆｂは基材、Ｆｃはプライマー層、Ｆｄは断熱層、Ｆｅは弾性層、Ｆｇは接着層（請求項６の「中間層」に対応する構成）、Ｆｊは離型層である。ここで、本実施例ではマイクロ波の照射により発熱する中間層が、弾性層と離型層とを接着させる接着層を兼ねている。しかし、本発明の範囲はこの形態のみに限定されるものではなく、中間層が接着層としての機能を有していなくても、マイクロ波照射により発熱する発熱層としての機能を有していれば本発明に含まれる。
図１１は、中間層としての接着層にマイクロ波吸収物質（請求項１の「炭素繊維」に対応する構成）を配することで発熱層とした、加熱部材の表面付近の層構成を拡大し、断面を模式的に表した図である。図１１においてＦｇは発熱層としての接着層、Ｆｈはベース材としての付加硬化型シリコーンゴム接着剤、Ｆｉはマイクロ波吸収物質としての炭素繊維を示している。断熱層Ｆｄは、発熱層としての中間層（接着層）Ｆｇで生じた熱が、基材Ｆｂに伝わることを抑制し、当該熱を被記録材及び未定着トナーに効率的に伝わるようにするために、基材Ｆｂと弾性層Ｆｅとの間に設けてもよい任意の層である。
【００８５】
（２−５−２）基材
定着部材が、本実施態様に係る定着ベルトＦのようなベルト形状を有する場合には、基材Ｆｂとしては、例えば電鋳ニッケルスリーブやステンレススリーブのような金属や合金、またはポリイミドやポリアミドイミドなどの高分子化合物からなる耐熱樹脂ベルト等が挙げられる。高分子化合物を用いた際には、炭素繊維を分散させて成形することで、基材自体をマイクロ波によって発熱させることも可能となる。
また、定着ベルトの内面には耐磨耗性や断熱性などの機能を付与するために、内面コート層Ｆａを更に設けてもよい。
【００８６】
（２−５−３）弾性層及びその製造方法
弾性層Ｆｅは、定着時にトナーを押しつぶさず、紙の繊維の凹凸に追従する弾性を加熱部材に担持させる層としての機能が期待される。また、ローラ形状の加熱部材の構成の場合には断熱層Ｆｄを設けることがあり、弾性層Ｆｅで発生した熱が基材Ｆｂに浸透するのを抑制する機能を有する。
かかる機能を発現させる上で、弾性層Ｆｅおよび断熱層Ｆｄには、耐熱性の高分子化合物が用いられ、特に弾性層Ｆｅのベース材としてシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性ゴムを用いることが好ましい。中でも付加硬化型シリコーンゴムを硬化させたものとすることが好ましい。付加硬化型シリコーンゴムについては、上記（２−２−１）の記載を援用する。また、基材Ｆｂまたは基材Ｆｂ上に形成した断熱層Ｆｄの周面に、このような弾性層を形成する方法については、上記（２−２−４）の記載を援用する。
【００８７】
（２−５−４）中間層（接着層）
弾性層Ｆｅであるところの硬化シリコーンゴム弾性層上にフッ素チューブを固定する接着層（中間層）Ｆｇは、弾性層Ｆｅの表面に、好ましくは１５μｍ以下の厚みで均一に塗布した付加硬化型シリコーンゴム接着剤の硬化物からなっている。そして、付加硬化型シリコーンゴム接着剤は、自己接着成分が配合された付加硬化型シリコーンゴムを含む。 
【００８８】
具体的には、付加硬化型シリコーンゴム接着剤は、ビニル基に代表される不飽和炭化水素基を有するオルガノポリシロキサンと、ハイドロジェンオルガノポリシロキサンおよび架橋触媒としての白金化合物を含有する。そして、付加反応により硬化する。このような接着剤としては、既知のものを使用することができる。例えば、付加硬化型シリコーンゴム接着剤（商品名：ＤＯＷ  ＣＯＲＮＩＮＧ（Ｒ）  ＳＥ  １８１９  ＣＶ  Ａ／Ｂ、東レ・ダウコーニング社製）を使用することができる。
【００８９】
そして、接着層Ｆｇは、発熱層としての機能を発現するために、炭素繊維を含有する。
図１１において、Ｆｉが、ここで述べる炭素繊維である。炭素繊維については、上記（２−２−２）の記載を援用する。
接着層に含まれる炭素繊維の含有量としては、発熱性の観点から、接着層に対して１.０体積％以上が好ましく、さらには５.０体積％以上が好ましい。炭素繊維の含有量をこのような範囲とすることで均一且つ十分な発熱量を得ることが可能となる。
【００９０】
（２−５−５）離型層およびその製造方法
離型層Ｆｊとしては、成形性やトナー離型性の観点から押し出し成形によるフッ素樹脂チューブが使用される。フッ素樹脂チューブの原材料としてのフッ素樹脂としては、例えば、以下に例示列挙する樹脂が用いられる。
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（ＦＥＰ）等。これらの中でも、成形性やトナー離型性の観点からＰＦＡが好適に用いられる。
【００９１】
フッ素樹脂チューブの厚みは、５０μｍ以下とするのが好ましい。フッ素樹脂チューブの厚みが上記範囲であると、積層した際に下層のシリコーンゴム弾性層の弾性を維持し、定着部材としての表面硬度が高くなりすぎることを抑制できる。フッ素樹脂チューブの内面は、予め、ナトリウム処理やエキシマレーザ処理、アンモニア処理などを施すことで、接着性を向上させることができる。
【００９２】
フッ素樹脂チューブを弾性層上に固定する方法として、フッ素樹脂チューブを外側から拡張し、被覆する方法（拡張被覆法）がある。
図１２は、拡張被覆法でフッ素樹脂チューブをシリコーンゴム弾性層の積層された円筒状基材に被覆するときの工程概略図である。中子（不図示）にシリコーンゴム弾性層の積層された円筒状基材をセットし、チューブ拡張型Ｋ内面に配置したフッ素樹脂チューブを被覆する。
拡張被覆法の流れについて図１２を用いて説明する。弾性層Ｆｅとしてシリコーンゴム弾性層の積層された円筒状基材Ｆｂの外径より大きな内径を有する金属製チューブ拡張型Ｋにフッ素樹脂チューブＦｊを配置、フッ素樹脂チューブＦｊの両端を保持部材Ｋｕと保持部材Ｋｉを用いて保持する。次に、フッ素樹脂チューブＦｊ外表面と拡張型Ｋ内面の隙間部分を真空状態（大気圧に対して負圧）にする。真空（５ｋＰａ）になったことでフッ素樹脂チューブＦｊが拡張し、フッ素樹脂チューブＦｊ外表面と拡張型Ｋ内面を密着させる。ここに、シリコーンゴム弾性層の積層された円筒状基材Ｆｂを挿入する。シリコーンゴム弾性層表面には予め、付加硬化型シリコーンゴム接着剤Ｆｇが均一に塗布されている。  
ここで接着剤塗布についてはリングコート法（不図示）などを用いることができる。金属製チューブ拡張型Ｋの内径はこの円筒状基材Ｆｂの挿入がスムーズに行われる範囲であれば特に限定するものではない。シリコーンゴム弾性層の積層された円筒状基材Ｆｂが拡張したフッ素樹脂チューブＦｊ内に配置後、フッ素樹脂チューブＦｊ外表面と拡張型Ｋ内面の隙間部分の真空状態（大気圧に対して負圧）を破壊（大気圧に対して負圧を解除）する。真空が破壊されることで、フッ素樹脂チューブＦｊは、シリコーンゴム弾性層の積層された円筒状基材Ｆｂの外径と同じ大きさまで拡径が解かれ、フッ素樹脂チューブＦｊとシリコーンゴム弾性層表面は密着された状態にする。次に、フッ素樹脂チューブＦｊを所定の伸張率まで伸張する。フッ素樹脂チューブＦｊが伸張される際、フッ素樹脂チューブＦｊとシリコーンゴム弾性層Ｆｅの間にある付加硬化型シリコーンゴム接着剤Ｆｇが潤滑剤の役目を果たし、スムーズに伸張することができる。
【００９３】
フッ素樹脂チューブＦｊは長手方向に、例えば、８％程度伸張させてシリコーンゴム弾性層の積層された円筒状基材Ｆｂに被覆しているため、フッ素樹脂チューブＦｊには元の長さに戻ろうとする力が働いている。そこで、フッ素樹脂チューブＦｊの伸張を維持するため、弾性層Ｆｅとフッ素樹脂チューブＦｊの両端部を接着させるためにフッ素樹脂チューブの外側からヒーターを内蔵した金属塊Ｍなどで弾性層Ｆｅおよびフッ素樹脂チューブＦｊを押圧加熱する。押圧加熱時の金属塊Ｍの温度は２００℃、押圧加熱時間は２０秒とした。接着させる両端部は、弾性層Ｆｅにフッ素樹脂チューブＦｊが被覆されている両側の端から中心部に向かって約５０ｍｍ以内であり後工程によって切断される部分である。
【００９４】
弾性層Ｆｅとフッ素樹脂チューブＦｊの間には、接着に寄与しない余剰な付加硬化型シリコーンゴム接着剤Ｆｇと、被覆時にフッ素樹脂チューブＦｊ内面側に巻き込んでしまった空気が存在する。そのため、この余剰な接着剤と空気を扱き出すための扱き工程が必要である。フッ素樹脂チューブＦｊが被覆されている円筒状基材Ｆｂの外径より僅かに大きい内径をもつエアー噴出リングＲで、フッ素樹脂チューブＦｊが被覆されている円筒状基材Ｆｂの上端部よりフッ素樹脂チューブＦｊ表面へエアー（エアー圧０．５ＭＰａ）をフッ素樹脂チューブＦｊの周方向と垂直の方向に噴出させながらフッ素樹脂チューブＦｊの長手方向へ移動させる。これにより、弾性層Ｆｅとフッ素樹脂チューブＦｊの間にある接着に寄与しない余剰な付加硬化型シリコーンゴム接着剤Ｆｇと、被覆時に巻き込んでしまった空気を扱き出す。
扱き方法としては、エアー圧を利用した方法の他にも、液体や半固体を噴出させた方法でもよい。また、フッ素樹脂チューブＦｊが被覆されている円筒状基材Ｆｂの外径より小さな径をもつ伸縮するリングを用いて扱いてもよい。
扱き工程後、加熱処理（電気炉で２００℃、３０分加熱）を行うことで、付加硬化型シリコーンゴム接着剤Ｆｇを硬化させ、フッ素樹脂チューブＦｊと弾性層Ｆｅを全域にわたって固定させる。そして、加熱処理後、自然冷却をしたのち、両側を所定の長さで切断してから研磨し、定着ベルトＦを完成させる。
【００９５】
（３）加圧ローラ 
図１に示すように、加圧ローラ２０は、アルミや鉄製、ＳＵＭ材等よりなる芯材２１の外側に、弾性層２２、および、最表層に離型層２３を形成したものである。 
加圧ローラ２０は、定着ローラ１０との接触加圧により定着ニップ部Ｎを形成する。
【００９６】
弾性層２２は、定着ローラ１０の弾性層１４や断熱層１３と同様に、シリコーンゴムなどに、マイクロバルーンなどの中空フィラーなどを配合したバルーンゴム層が望ましい。または、吸水性ポリマーが含有されたシリコーンゴム層、シリコーンゴムを水素発泡させたスポンジゴム層が望ましい。熱伝導性が低ければソリッドゴム層でも良い。
【００９７】
加圧ローラ２０は、芯金２１が低熱容量であれば、中空の芯金２１の外側に直接、離型層２３を形成して成る剛体の円筒部材でも良い。定着ローラ１０に弾性層１４があるため、加圧ローラ２０は弾性体でなくても定着ニップ部Ｎを形成することができる。
【００９８】
（４）駆動説明 
以上の構成で、定着ローラ１０が回転駆動され、また加圧ローラ２０が従動回転した状態で、マイクロ波発生装置２へ通電を開始する。
【００９９】
図６に、マイクロ波発生装置２と通信制御手段３０を示す。  
マイクロ波発生装置２から出力されたマイクロ波は、直接、または、マイクロ波反射部材３に反射して、定着ローラ１０表面に照射され、マイクロ波吸収層である弾性層１４乃至離型層１５に吸収されて熱に変わり発熱する。吸収しきれなかったマイクロ波は、内部に向かって透過し、定着ローラの基材１２で反射し、再びマイクロ波吸収層である弾性層１４乃至離型層１５に当たって吸収発熱される。マイクロ波のエネルギーを、定着ローラ１０表面近傍のみに設けられたマイクロ波吸収層である弾性層１４乃至離型層１５に吸収させ、発熱させることにより、余分な内部の温度上昇にエネルギーを使わずにすみ、定着ローラ１０の表面温度を急速に上昇させることができる。
【０１００】
マイクロ波は、マイクロ波発生装置２内の不図示のマグネトロンによって発生し直接、またはマイクロ波発生装置２内に設けられた不図示のマイクロ波反射板によって反射して、定着ローラ１０の長手方向に均等に照射される。
【０１０１】
定着ローラ１０の表面温度を被記録材Ｐ上の未定着トナー画像Ｔの加熱定着に必要な温度まで立ち上げる。加熱定着に必要な温度は、未定着トナー画像Ｔの材質や載り量、被記録材Ｐの材質や厚み、加熱部材の駆動速度および加圧力、定着ニップ幅Ｗなどによって適宜設定される。一般的には１００℃から２５０℃、好ましくは１５０℃から２００℃程度に設定される。電力を投入してから加熱部材の表面が、この設定温度にまで達する時間、即ち定着可能となるまでの時間をウォームアップタイムと呼び、本発明の構成とすることでウォームアップタイムの短縮が可能となる。
【０１０２】
マイクロ波発生装置２の電力は、電源７から定着ローラ近傍に配置されたサーモスイッチなどの安全素子４を介して制御装置（制御回路）６から供給される。マイクロ波発生装置２の出力は、制御回路６によってＯＮ／ＯＦＦ制御、乃至電力量の制御がなされる。
【０１０３】
安全素子４は、マイクロ波を遮断する保護管などによってマイクロ波からはシールドされ、定着ローラ表面近傍に非接触で配置されている。そして、定着ローラ表面が異常に高温になった場合に作動して、制御回路６およびマイクロ波発生装置２への電力を遮断する。
【０１０４】
定着ローラ表面の温度は、温度検知素子５によって検知する。温度検知素子は接触、乃至非接触の方法で表面の温度を制御回路６にフィードバックする。
【０１０５】
制御回路６は、温度検知素子５の検知温度に応じてマイクロ波出力を制御する。定着ローラ１０温度が目標温度に到達したら、制御装置６にて、マイクロ波の出力をしぼり、また目標温度より所定の温度低くなったら、再びマイクロ波の出力を上げることで、定着ローラ１０表面を所定の温度となるよう制御する。
【０１０６】
定着ローラ１０表面を所定温度に保った状態で、定着ニップ部Ｎに未定着トナー画像Ｔが形成された被記録材Ｐを通過させることにより、被記録材Ｐ上の未定着トナー画像Ｔを加熱定着して固着画像とする。
【０１０７】
（５）電子写真画像形成装置
電子写真画像形成装置の全体構成について概略説明する。図８は本実施の形態に係るカラーレーザープリンタの概略断面図である。  
図８に示したカラーレーザープリンタ（以下「プリンタ」と称す）６０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）が色ごとに設けられ、一定速度で回転する、電子写真感光体ドラム（以下「感光体ドラム」と称す）を具備する画像形成部を有する。また、画像形成部で現像され多重転写されたカラー画像を保持し、給送部から給送された被記録材Ｐにさらに転写する中間転写体５８を有する。
【０１０８】
感光体ドラム５９（５９Ｙ，５９Ｍ，５９Ｃ，５９Ｋ）は、駆動手段（不図示）によって、図８に示すように反時計回りに回転駆動される。  
感光体ドラム５９の周囲には、その回転方向にしたがって順に、感光体ドラム５９表面を均一に帯電する帯電装置４１（４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し、感光体ドラム５９上に静電潜像を形成するスキャナユニット４２（４２Ｙ，４２Ｍ，４２Ｃ，４２Ｋ）、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像ユニット４３（４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋ）、感光体ドラム５９上のトナー像を一次転写部Ｔ１で中間転写体５８に転写させる一次転写ローラ４４（４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋ）、転写後の感光体ドラム５９表面に残った転写残トナーを除去するクリーニングブレードを有するクリーニングユニット４５（４５Ｙ，４５Ｍ，４５Ｃ，４５Ｋ）が配置されている。
【０１０９】
画像形成に際しては、中間転写体張架ローラ４６、４７、４８に張架されたベルト状の中間転写体５８が回転するとともに各感光体ドラムに形成された各色トナー像が前記中間転写体５８に重畳して一次転写されることでカラー画像が形成される。
【０１１０】
前記中間転写体５８への一次転写と同期するように搬送手段によって被記録材Ｐが二次転写部へ搬送される。搬送手段は複数枚の被記録材Ｐを収納した給送カセット４９、給送ローラ５０、分離パッド５１、レジストローラ対５２を有する。画像形成時には給送ローラ５０が画像形成動作に応じて駆動回転し、給送カセット４９内の被記録材Ｐを一枚ずつ分離し、該レジストローラ対５２によって画像形成動作とタイミングを合わせて二次転写部へ搬送する。
【０１１１】
二次転写部Ｔ２には移動可能な二次転写ローラ５３が配置されている。二次転写ローラ５３は、略上下方向に移動可能である。そして、像転写に際しては被記録材Ｐを介して中間転写体５８に所定の圧で押しつけられる。このとき、同時に二次転写ローラ５３にはバイアスが印加され、中間転写体５８上のトナー像は被記録材Ｐに転写される。
【０１１２】
中間転写体５８と二次転写ローラ５３とはそれぞれ駆動されているため、両者に挟まれた状態の被記録材Ｐは、図８に示す左矢印方向に所定の搬送速度Ｖで搬送され、更に搬送ベルト５４により次工程である定着部５５に搬送される。定着部５５では先に述べたように、熱および圧力が印加されて転写トナー像が被記録材上に定着される。その被記録材Ｐは排出ローラ対５６によって装置上面の排出トレイ５７上へ排出される。
【０１１３】
そして、図１に例示した、本発明にかかる定着装置を、図８に示した電子写真画像形成装置の定着部５５に適用することにより、ウォームアップタイムを短縮しつつ、高品位な電子写真画像を提供可能な電子写真画像形成装置を得ることができるものである。
【実施例】
【０１１４】
以下に、実施例を用いてより具体的に本発明を説明する。
【０１１５】
（実施例Ａ−１）
基材として直径２２．８ｍｍ、長さ３４０ｍｍ（駆動・軸受部含まず）の鉄製芯金を用意し、その上に厚さ３．３ｍｍ、熱伝導率０．１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）のスポンジ状シリコーンゴムからなる断熱層を設けた断熱ゴム層付きローラを準備した。
【０１１６】
別途、市販の付加硬化型シリコーンゴム原液（商品名：ＳＥ１８８６；東レ・ダウコーニング株式会社製の「Ａ液」および「Ｂ液」を任意の割合で混合）に対し、炭素繊維として気相成長法炭素繊維（商品名：カーボンナノファイバー・ＶＧＣＦ；昭和電工株式会社製、平均繊維径１５０ｎｍ、平均繊維長８μｍ）を体積充填率で２％となるように加えて混練し、シリコーンゴム混和物を得た。  
先に準備した、断熱ゴム層付きローラの断熱層外周面に、リングコート法で上記シリコーンゴム混和物を厚さ３００μｍに塗布した。得られたローラを２００℃に設定した電気炉中で４時間加熱して、シリコーンゴムを硬化させることで、発熱性の弾性層を形成した。
【０１１７】
該ローラの、弾性層の表面に、付加硬化型シリコーンゴム接着剤（商品名：ＳＥ１８１９ＣＶ；東レ・ダウコーニング社製の「Ａ液」及び「Ｂ液」を等量混合）を厚さがおよそ２０μｍ程度になるように略均一に塗布した。
次いで、内径２９ｍｍ、厚み４０μｍのフッ素樹脂チューブ（商品名：ＫＵＲＡＮＦＬＯＮ−ＬＴ；倉敷紡績株式会社製）を拡径しながら積層した。その後、フッ素樹脂チューブの上からローラ表面を均一に扱くことにより、過剰の接着剤を弾性層とフッ素樹脂チューブの間から十分に薄くなるように扱き出した。  
そして、当該ローラを２００℃に設定した電気炉にて１時間加熱することで接着剤を硬化させて当該フッ素樹脂チューブを弾性層上に固定した後、端部の形状を整えることで定着ローラを得た。
【０１１８】
一方、同様の断熱ゴム層付きローラ上に発熱性の弾性層を設けず、直接フッ素樹脂チューブを接着することで加圧ローラを得た。
【０１１９】
得られた定着ローラと加圧ローラを図１または図９に示すように配置し、ローラ軸の両端部に合計３０Ｋｇｆの荷重をかけてセットした。定着ローラと加圧ローラを表面速度で１５０ｍｍ／ｓｅｃとなるように軸部を駆動させた状態で、マイクロ波発生装置に７００Ｗの電力を供給した。電力供給を開始した時点から、温度検知素子の温度が１７０℃となるまでの時間、即ちウォームアップタイムを測定した。室温２３℃、湿度５０％の環境にて加熱試験を行った。  
この結果、表Ａ−１に示すように、実施例Ａ−１のウォームアップタイムは２８秒となった。
【０１２０】
次に、この定着装置をカラーレーザープリンタ（商品名：Ｓａｔｅｒａ  ＬＢＰ５９１０；キヤノン株式会社製）に搭載し、未定着のトナー画像がウォームアップ直後に定着ニップ部に導入されるように作像タイミングを調整して電子写真画像を形成した。被記録材としての紙は、Ａ４サイズの再生紙（商品名：リサイクルペーパー  ＧＦ―Ｒ１００；キヤノン株式会社製、厚さ９２μｍ、坪量６６ｇ／ｍ２、古紙配合率７０％、ベック平滑度２３秒（ＪＩＳ  Ｐ８１１９準拠した方法で計測））を用いた。  
このようにして得られた電子写真画像の溶融ムラについて以下のような評価方法を用いて画質評価を行った。
【０１２１】
（溶融ムラの評価方法）
紙上に形成されたトナー像を定着させた後の、トナーの溶融状態を観察することで加熱部材の紙凹凸への追従性の指標とすることができる。  
前述の定着装置を搭載したカラーレーザープリンタを、温度１０℃湿度５０％の環境、入力電圧１００Ｖにて、溶融ムラ評価画像を定着した。溶融ムラ評価画像とは、シアントナーおよびマゼンタトナーの１００％濃度で形成された１０ｍｍ×１０ｍｍのパッチ画像を、紙面中央部付近に配置した画像である。
【０１２２】
溶融ムラの目安としては、２色で形成された画像部に十分に熱と圧力が加わることでトナーが溶融し混色する。特に紙凹凸の凹部において、熱が加わっていても圧力が加わっていない場合には、トナーの粒界が定着後に残存するため、十分に混色しない状態で溶融ムラを生ずる。加熱部材が凹凸に十分追従できない場合には、凸部は圧力が加わり混色するものの、凹部においては混色が不十分となる。  
そのため本評価の判定は画像形成域の溶融状態を観察することで確認した。
【０１２３】
印字後、画像形成部を光学顕微鏡で観察し溶融ムラを評価した。評価基準は以下のとおりである。  
Ａ：紙繊維の凹部においてもトナー粒界がほぼ見えず、凹部凸部共に混色している
Ｂ：紙繊維の凹部において一部トナー粒界が観察されるものの、凹部凸部共におおむね混色している
Ｃ：紙繊維の凸部のみが混色され、凹部ではトナー粒界が多く観察される
【０１２４】
（実施例Ａ−２）〜（実施例Ａ−９）および（比較例Ａ−１）〜（比較例Ａ−８）
シリコーンゴム混和物中の、炭素繊維および無機フィラーの体積充填率および種類を表Ａ−１に記載したように変更した。それ以外は、実施例Ａ−１と同様にして定着ローラを調製し、実施例Ａ−１で作製した加圧ローラと共に、定着装置および電子写真画像形成装置に搭載することでウォームアップタイムと溶融ムラについて評価を行った。  
尚、実施例Ａ−１乃至Ａ−９および比較例Ａ−１乃至Ａ−８においては、各々下記の炭素繊維および無機フィラーを用いた。 
【０１２５】
・実施例Ａ−１乃至Ａ−３、Ａ−６乃至Ａ−９：気相成長法炭素繊維（商品名：カーボンナノファイバー・ＶＧＣＦ；昭和電工株式会社製、平均繊維径１５０ｎｍ、平均繊維長８μｍ）
・実施例Ａ−４：気相成長法炭素繊維（商品名：カーボンナノファイバー・ＶＧＮＦ；昭和電工株式会社製、平均繊維径８０ｎｍ、平均繊維長１０μｍ）
・実施例Ａ−５：気相成長法炭素繊維（商品名：カーボンナノファイバー・ＶＧＣＦ−Ｈ；昭和電工株式会社製、平均繊維径１５０ｎｍ、平均繊維長６μｍ）
・実施例Ａ−６乃至Ａ−７、比較例Ａ−６：アルミナ（商品名：アルナビーズＣＢ−Ａ２０Ｓ；昭和電工株式会社製、平均粒径２１μｍ）
・実施例Ａ−８、比較例Ａ−７：アルミ粉（商品名：高純度球状アルミニウム粉末；東洋アルミニウム株式会社製、平均粒径２０μｍ）
・実施例Ａ−９、比較例Ａ−８：銅粉（商品名：Ｃｕ−ＨＷＱ；福田金属箔粉工業株式会社製、平均粒径５μｍ）
・比較例Ａ−１：グラファイト（商品名：ＵＦ−１０Ｇ；昭和電工株式会社製、平均粒径５μｍ）
・比較例Ａ−２、Ａ−３：カーボンブラック（商品名：デンカブラック；電気化学工株式会社製、平均一次粒径、１０ｎｍ）
・比較例Ａ−４、Ａ−５：炭化ケイ素（商品名：ＯＹ−７；屋久島電工株式会社製、平均粒径２μｍ）
【０１２６】
比較例Ａ−１で作製した定着ローラは、ウォームアップタイムの測定の結果、最大１２０秒のマイクロ波照射時間を経ても温度検知素子の検知温度は１７０℃に到達せず、定着装置として起動ができなかった。また、比較例Ａ−２で作製した定着ローラは、ウォームアップタイムの測定の結果、１０８秒という結果となった。  
一方、比較例Ａ−３で作製した定着ローラは、ウォームアップタイムは３３秒となったものの、弾性層に充填剤を多量に添加した結果、弾性層の硬度上昇を招来し、被記録材の繊維の凹凸に対する追従性が低下した。  
その他の実施例、比較例の評価結果も含め、表Ａ−１に示す。なお、ウォームアップタイムに関して、比較例Ａ−１のように定着装置として起動できなかった場合においては、表中では「起動不可」と表記した。
【０１２７】
【表１】
0005553932.tif 000002
【０１２８】
（実施例Ｂ−１）
基材として直径２２．８ｍｍ、長さ３４０ｍｍ（駆動・軸受部含まず）の鉄製芯金を用意し、その上に厚さ３．６ｍｍ、熱伝導率０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）のスポンジ状シリコーンゴムからなる弾性層付きローラを準備した。
先に準備した、弾性層付きローラの弾性層外周面に、フッ素樹脂の微粒子と炭素繊維として気相成長法炭素繊維を混ぜ合わせ分散塗料化されたものをコーティング後、乾燥・溶融し焼き付けをした。具体的には、ＰＦＡ（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）樹脂ディスパージョン（ダイキン工業製ＡＤ＿２ＣＲＥ）に対し、炭素繊維として気相成長法炭素繊維（商品名：カーボンナノファイバー・ＶＧＣＦ；昭和電工株式会社製、平均繊維径１５０ｎｍ、平均繊維長８μｍ）を体積充填率で９％となるように加えてスプレー塗布、乾燥させ、電気オーブンにて３２０℃で１５分間加熱して離型層を形成した。  離型層の表層面を研磨フィルム（商品名：Ｌａｐｉｋａ＃３０００；ＫＯＶＡＸ製）で３０秒間研磨して平滑（表面粗さＲａ約０．２）にした。離型層の厚みは４０μｍであった。そして、端部の形状を整えることで定着ローラを得た。
【０１２９】
一方、同様のスポンジ状シリコーンゴムからなる弾性層付きローラ上に、厚み３０μｍの離型層を形成するため、ＰＦＡ樹脂ディスパージョンをスプレー塗布し、乾燥させ、電気オーブンにて３２０℃で１５分間加熱した。これを加圧ローラとした。
【０１３０】
このように得られた定着ローラと加圧ローラを図１または図９に示すように配置し、ローラ軸の両端部に合計３０Ｋｇｆの荷重をかけてセットした。定着ローラと加圧ローラを表面速度で１５０ｍｍ／ｓｅｃとなるように軸部を駆動させた状態で、マイクロ波発生装置に７００Ｗの電力を供給した。電力供給を開始した時点から、温度検知素子の温度が１７０℃となるまでの時間、即ちウォームアップタイムを測定した。室温２３℃、湿度５０％の環境にて加熱試験を行った。  
この結果、表Ｂ−１に示すように、実施例Ｂ−１のウォームアップタイムは２５秒となった。
【０１３１】
（離型性の評価方法）
次に、離型性を確認するため、この定着装置をカラーレーザープリンタ（商品名：Ｓａｔｅｒａ  ＬＢＰ５９１０；キヤノン製）に搭載し、未定着のトナー画像がウォームアップ直後に定着ニップ部に導入されるように作像タイミングを調整して電子写真画像を形成した。被記録材としての紙と未定着トナー画像は、再生紙６７ｇ／ｍ２（キヤノン製）Ａ４紙を、高湿環境として３０℃／８０％の環境下で、４８時間放置して含水率が９．０％を越えた紙に、全面ベタ画像を用いた。
離型性の評価は、以下の基準に基づき行った。
評価ランクＡ：被記録材が定着ローラから良好に分離した。
評価ランクＢ：被記録材は定着ローラから分離したものの、電子写真画像に、定着ローラからのスムーズな分離が行われなかったことに起因する光沢ムラが認められた。
評価ランクＣ：被記録材が定着ローラに巻きつき紙詰まりを生じた。
【０１３２】
本実施例の定着ローラは良好に分離したので、離型性をＡとした。
【０１３３】
（実施例Ｂ−２）乃至（実施例Ｂ−４）および（比較例Ｂ−１）乃至（比較例Ｂ−３）
離型層の、炭素繊維および無機フィラーの体積充填率および種類を表Ｂ−１に記載したように変更した。それ以外は、実施例Ｂ−１と同様にして定着ローラを調製し、実施例Ｂ−１で作製した加圧ローラと共に、定着装置および電子写真画像形成装置に搭載することでウォームアップタイムと離型性について評価を行った。  
尚、実施例Ｂ−１乃至Ｂ−４および比較例Ｂ−１乃至Ｂ−３においては、各々下記の炭素繊維および無機フィラーを用いた。
・実施例Ｂ−１乃至Ｂ−４：気相成長法炭素繊維（商品名：カーボンナノファイバー・ＶＧＣＦ；昭和電工株式会社製、平均繊維径１５０ｎｍ、平均繊維長８μｍ）
・比較例Ｂ−１、Ｂ−２：カーボンブラック（商品名：デンカブラック；電気化学工株式会社製、平均一次粒径、１０ｎｍ）
・比較例Ｂ−３：炭化ケイ素（商品名：ＯＹ−７；屋久島電工株式会社製、平均粒径２μｍ） 
【０１３４】
比較例Ｂ−３で作製した定着ローラは、ウォームアップタイムの測定の結果、最大１２０秒のマイクロ波照射時間を経ても温度検知素子の検知温度は１７０℃に到達せず、定着装置として起動ができなかった。また、比較例Ｂ−１で作製した定着ローラは、ウォームアップタイムの測定の結果、６３秒という結果となった。  
【０１３５】
一方、比較例Ｂ−２で作製した定着ローラは、ウォームアップタイムは１６秒となったものの、離型層に充填剤を多量に添加した結果、フッ素樹脂の割合が減り、離型性が低下した結果、離型性の評価がＣとなった。
【０１３６】
その他の実施例、比較例の評価結果も含め、表Ｂ−１に示す。
【０１３７】
【表２】
0005553932.tif 000003
【０１３８】
（実施例Ｃ−１）
基材として、ニッケル−鉄合金からなる内径φ３０ｍｍ、厚み４０μｍ、長さ３４３ｍｍの円筒状基材を用意し、その内面にポリイミド前駆体『宇部興産株式会社製；Ｕ−ワニスＳ』を厚み１５μｍで塗工し２００℃で２０分間焼成することで、イミド化させ、内面摺動層を形成した。その後、円筒状基材上にヒドロシリル系のシリコーンプライマーを５．０μｍで塗工し、２００℃にて５分間焼成した。
【０１３９】
その外に、３００μｍ厚の、中空状マイクロバルーンを含む、液状の付加硬化型シリコーンゴム混合物を塗工し、２００℃にて３０分間焼成した。この時、付加硬化型シリコーンゴムの原液は、下記の材料（ａ）および（ｂ）を、Ｓｉ−Ｈ基に対するビニル基の個数の割合（Ｈ／Ｖｉ）が、０．４５となるように配合し、断熱性を高めるために中空状のマイクロバルーンと、触媒として白金化合物を加えて、付加硬化型シリコーンゴム原液を得た。
（ａ）１分子中にビニル基を少なくとも２個以上有する、ビニル化ポリジメチルシロキサン（重量平均分子量１０００００（ポリスチレン換算））； 
（ｂ）１分子中にＳｉ−Ｈ結合を少なくとも２個以上有する、ハイドロジェンオルガノポリシロキサン（重量平均分子量１５００（ポリスチレン換算））。
【０１４０】
次いで、更にその外側に離型層として、厚さ１５μｍの接着層を介して、厚さ４０μｍのＰＦＡチューブ（グンゼ社製）を被覆し、２００℃にて２分間焼成し、定着ベルトを作製した。
【０１４１】
ここで、接着層としては、付加硬化型シリコーンゴム接着剤（商品名：ＳＥ１８１９ＣＶ  Ａ／Ｂ、東レ・ダウコーニング株式会社製）に対して、炭素繊維として気相成長法炭素繊維（商品名：カーボンナノファイバー・ＶＧＣＦ；昭和電工株式会社製、平均繊維径１５０ｎｍ、平均繊維長８μｍ）を体積充填率で２％となるように加えて混練したものを使用した。
そして、先に準備したゴム層付きの円筒状基材の外周面に、リングコート法で上記シリコーンゴム混和物をリングコート法で塗布し、真空拡張被覆法を用いてＰＦＡチューブの被覆を行った。
【０１４２】
このように得られた定着ベルトをカラーレーザープリンタ（商品名：Ｓａｔｅｒａ  ＬＢＰ５９１０；キヤノン株式会社製）に搭載し、未定着のトナー画像がウォームアップ直後に定着ニップ部に導入されるように作像タイミングを調整して電子写真画像を形成した。被記録材としての紙は、Ａ４サイズの再生紙（商品名：リサイクルペーパー  ＧＦ―Ｒ１００；キヤノン株式会社製、厚さ９２μｍ、坪量６６ｇ／ｍ２、古紙配合率７０％、ベック平滑度２３秒（ＪＩＳ  Ｐ８１１９準拠した方法で計測））を用いた。
【０１４３】
定着ベルトと加圧ローラを表面速度で１５０ｍｍ／ｓｅｃとなるように軸部を駆動させた状態で、マイクロ波発生装置に７００Ｗの電力を供給した。電力供給を開始した時点から、温度検知素子の温度が１７０℃となるまでの時間、即ちウォームアップタイムを測定した。室温２３℃、湿度５０％の環境にて加熱試験を行った。この結果、表Ｃ−１に示すように、実施例Ｃ−１のウォームアップタイムは２５秒となった。
【０１４４】
このようにして得られた電子写真画像の溶融ムラについて、上記（溶融ムラの評価方法）に記載の方法を用いて評価した。その結果を表Ｃ−１に示す。
【０１４５】
（実施例Ｃ−２）〜（実施例Ｃ−５）および（比較例Ｃ−１）〜（比較例Ｃ−６）
接着層中の、炭素繊維および無機フィラーの体積充填率および種類、もしくは接着層厚みを表Ｃ−１に記載したように変更した。それ以外は、実施例Ｃ−１と同様にして定着ベルトを調製し、定着装置および電子写真画像形成装置に搭載することでウォームアップタイムと溶融ムラについて評価を行った。  
【０１４６】
尚、実施例Ｃ−１〜Ｃ−５および比較例Ｃ−１〜Ｃ−６においては、各々下記の炭素繊維および無機フィラーを用いた。
・実施例Ｃ−１〜Ｃ−３および比較例Ｃ−５、Ｃ−６：気相成長法炭素繊維（商品名：カーボンナノファイバー・ＶＧＣＦ；昭和電工株式会社製、平均繊維径１５０ｎｍ、平均繊維長８μｍ）
・実施例Ｃ−４：気相成長法炭素繊維（商品名：カーボンナノファイバー・ＶＧＮＦ；昭和電工株式会社製、平均繊維径８０ｎｍ、平均繊維長１０μｍ）
・実施例Ｃ−５：気相成長法炭素繊維（商品名：カーボンナノファイバー・ＶＧＣＦ−Ｈ；昭和電工株式会社製、平均繊維径１５０ｎｍ、平均繊維長６μｍ）
・比較例Ｃ−１：グラファイト（商品名：ＵＦ−１０Ｇ；昭和電工株式会社製、平均粒径５μｍ）
・比較例Ｃ−２、Ｃ−３：カーボンブラック（商品名：デンカブラック；電気化学工株式会社製、平均一次粒径、１０ｎｍ）
・比較例Ｃ−４：炭化ケイ素（商品名：ＯＹ−７；屋久島電工株式会社製、平均粒径２μｍ） 
【０１４７】
比較例Ｃ−１及び比較例Ｃ−４で作製した定着ベルトは、ウォームアップタイムの測定の結果、最大１２０秒のマイクロ波照射時間を経ても温度検知素子の検知温度は１７０℃に到達せず、定着装置として起動ができなかった。
また、比較例Ｃ−２で作製した定着ベルトは、ウォームアップタイムの測定の結果、９６秒という結果となった。  
一方、比較例Ｃ−３で作製した定着ベルトは、ウォームアップタイムは６１秒と多少縮まったものの、接着層に充填剤を多量に添加した結果、接着層の硬度上昇を招来し、被記録材の繊維の凹凸に対する追従性が低下した結果、溶融ムラの評価がＣとなった。
また、比較例Ｃ−５、比較例Ｃ−６で作製した定着ベルトは、ウォームアップタイムは２０秒（比較例Ｃ−５）、７秒（比較例Ｃ−６）と良好ではあるものの、接着層厚みが増加した結果、定着ベルトのマイクロ硬度上昇を招来して、被記録材の繊維の凹凸に対する追従性が低下した。
【０１４８】
各実施例及び比較例の評価結果を表Ｃ−１に示す。
【０１４９】
【表３】
0005553932.tif 000004
【要約】
【課題】定着装置として必要な発熱量を、より少ない量のマイクロ波吸収物質で得ることができ、加熱部材の各層に要求される機能である柔軟性や離型性、耐久性などの特性を損なわずに、定着装置の定着可能温度までの立ち上がり時間（所謂、ウォームアップタイム）を短縮できる定着装置を提供する。
【解決手段】加熱部材と、加圧部材と、マイクロ波発生手段とを有し、加熱部材と加圧部材とで形成されるニップを通過させることにより記録材上の未定着トナーを定着させる定着装置であって、加熱部材は、マイクロ波発生手段から発生されるマイクロ波によって発熱する発熱層を有し、発熱層は、高分子化合物と、平均繊維径が８０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、平均繊維長が６μｍ以上１０μｍ以下であり、かつ、ラマン分光スペクトルにおいてグラファイト構造に起因する吸収ピークを有する炭素繊維とを含有する。
【選択図】図１【図１】
0005553932.tif 000005
【図２Ａ】
0005553932.tif 000006
【図２Ｂ】
0005553932.tif 000007
【図２Ｃ】
0005553932.tif 000008
【図３】
0005553932.tif 000009
【図４】
0005553932.tif 000010
【図５】
0005553932.tif 000011
【図６】
0005553932.tif 000012
【図７】
0005553932.tif 000013
【図８】
0005553932.tif 000014
【図９】
0005553932.tif 000015
【図１０Ａ】
0005553932.tif 000016
【図１０Ｂ】
0005553932.tif 000017
【図１１】
0005553932.tif 000018
【図１２】
0005553932.tif 000019