(57)【要約】【課題】未定着トナーを熱定着させるための熱の利用効率のより一層の改善を図ることのできる熱定着装置用の定着部材を提供する。【解決手段】エンドレスベルト形状を有する定着部材１００であって、該定着部材１００は、基体３と、該基体上の弾性層４と、を有し、該弾性層４は、シリコーンゴムおよび該シリコーンゴムに分散されたフィラーを含み、該弾性層の厚み方向の熱伝導率をλｎｄ、周方向の熱伝導率をλｔｄ、幅方向の熱伝導率をλｍｄとしたとき、λｎｄが、１．３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、かつ、λｎｄ、λｔｄおよびλｍｄが、式（ａ）：λｎｄ＞λｍｄ＞λｔｄで示す関係を満たす。【選択図】図１
2019211701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドレスベルト形状を有する定着部材であって、
該定着部材は、基体と、該基体上の弾性層と、を有し、
該弾性層は、シリコーンゴムおよび該シリコーンゴムに分散されたフィラーを含み、
該弾性層の厚み方向の熱伝導率をλｎｄ、周方向の熱伝導率をλｔｄ、幅方向の熱伝導率をλｍｄとしたとき、
λｎｄが、１．３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、かつ、λｎｄ、λｔｄおよびλｍｄが、下記式（ａ）で示す関係を満たすことを特徴とする定着部材：
式（ａ）  λｎｄ＞λｍｄ＞λｔｄ。
【請求項２】
前記λｎｄおよびλｔｄが、下記式（ｂ）で示す関係を満たす請求項１に記載の定着部材：
式（ｂ）  λｎｄ×０．９≧λｔｄ。
【請求項３】
前記弾性層中の前記フィラーの体積総和の、該弾性層の体積に対する割合が、３０％以上、６０％以下である請求項１または２に記載の定着部材。
【請求項４】
前記フィラーが、アルミナ、酸化亜鉛、金属ケイ素、炭化ケイ素、および酸化マグネシウムからなる群より選択される少なくとも１種である請求項１〜３のいずれか一項に記載の定着部材。
【請求項５】
前記弾性層が、０．２０ＭＰａ以上、１．２０ＭＰａ以下の弾性率を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の定着部材。
【請求項６】
加熱部材と、該加熱部材に対向して配置されている加圧部材と、を有する熱定着装置であって、該加熱部材が、請求項１〜５のいずれか一項に記載の定着部材である熱定着装置。
【請求項７】
前記定着部材の基体を加熱する加熱手段を有する請求項６に記載の熱定着装置。
【請求項８】
前記加熱手段が誘導加熱手段であり、該定着部材の基体が誘導加熱により加熱可能な部材である請求項７に記載の熱定着装置。
【請求項９】
前記基体が、ニッケル、銅、鉄、およびアルミニウムからなる群より選択される少なくとも１種を含む請求項８に記載の熱定着装置。
【請求項１０】
前記加熱手段が、前記基体を加熱するヒータである請求項７に記載の熱定着装置。
【請求項１１】
前記ヒータが、該定着部材の基体の内周面に接して配置されている請求項１０に記載の熱定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真画像形成装置の熱定着装置に用いられる定着部材および熱定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真画像形成装置の熱定着装置においては、加熱部材と、該加熱部材に対向配置された加圧部材とで圧接部が構成されている。未定着トナー像を保持した被記録材が、この圧接部に導入されると、未定着のトナーが加熱・加圧され、該トナーが溶融され、被記録材に当該画像が定着される。加熱部材は、被記録材上の未定着トナー像が接する部材であり、加圧部材は、加熱部材に対向配置される部材である。本発明に係る定着部材は、加熱部材および加圧部材を含む。定着部材の形状としては、ローラ形状やエンドレスベルト形状を有する回転可能なものがある。これらの定着部材には、金属または耐熱性樹脂等で形成された基体上に、例えば、架橋シリコーンゴムの如きゴムと、フィラーとを含む弾性層を有するものが用いられている。
【０００３】
近年、省エネルギーの観点から、未定着トナーを熱定着させる際の熱の利用効率のより一層の向上が求められている。特許文献１は、弾性層が、弾性材料および弾性材料に分散されているカーボンファイバー並びに配向阻害成分を含む加熱定着部材を開示している。この加熱定着部材では、カーボンファイバーの弾性層の面方向への配向が、配向阻害成分によって阻害されており、弾性層の厚み方向の熱伝導率が、１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５９７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一態様は、未定着トナーを熱定着させるための熱の利用効率のより一層の改善を図ることのできる熱定着装置用の定着部材の提供に向けたものである。また、本発明の他の態様は、電子写真画像の、より一層の効率的な形成に資する熱定着装置の提供に向けたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、エンドレスベルト形状を有する定着部材であって、該定着部材は、基体と、該基体上の弾性層と、を有し、該弾性層は、シリコーンゴムおよび該シリコーンゴムに分散されたフィラーを含み、該弾性層の厚み方向の熱伝導率をλｎｄ、周方向の熱伝導率をλｔｄ、幅方向の熱伝導率をλｍｄとしたとき、
λｎｄが、１．３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、かつ、λｎｄ、λｔｄおよびλｍｄが、下記式（ａ）で示す関係を満たす定着部材が提供される：
式（ａ）  λｎｄ＞λｍｄ＞λｔｄ。
【０００７】
また、本発明の他の態様によれば、加熱部材と、該加熱部材に対向して配置されている加圧部材と、を有する熱定着装置であって、該加熱部材が、上記の定着部材である熱定着装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、未定着トナーを熱定着させるための熱の利用効率がより一層改善された熱定着装置用の定着部材を得ることができる。また、本発明の他の態様によれば、電子写真画像の、より一層の効率的な形成に資する熱定着装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態の定着部材の熱伝導方向を説明する概念図である。
【図２】（ａ）はベルト形態、（ｂ）はローラ形態の、実施形態に係る定着部材の概略断面模式図である。
【図３】本発明の実施形態の定着部材をコロナ帯電器で帯電させるときの俯瞰図と断面図である。
【図４】表層を積層する工程の一例の模式図である。
【図５】加熱ベルト−加圧ベルト方式の熱定着装置の一例の断面模式図である。
【図６】加熱ベルト−加圧ローラ方式の熱定着装置の一例の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明者らの検討によれば、特許文献１に係る加熱定着部材は、弾性層の厚み方向の熱伝導率を向上させることができる。しかしながら、弾性層の面内方向の熱伝導率が、弾性層の厚み方向の熱伝導率よりも高いため、加熱定着部材が有する熱が、弾性層の面内方向に拡散し、被記録材上の未定着トナーの熱定着に有効に使われていなかった。そこで、本発明者らは、さらなる検討を行った結果、被記録材上の未定着トナーに対して効率的に熱を供給することのできる弾性層の構成を新たに見出した。
【００１１】
図１に示すように、被記録材Ｓに当接するエンドレスベルト形状の定着部材１００の弾性層４の厚み方向の熱伝導率をλｎｄ、周方向の熱伝導率をλｔｄ、周方向に直交する方向、すなわち、幅方向の熱伝導率をλｍｄとしたとき、λｎｄ、λｔｄおよびλｍｄを、下記式（ａ）に示す関係とすることで、定着部材に与えられた熱が、弾性層の面内方向よりも厚み方向に優先的に伝わる。
【００１２】
式（ａ）
λｎｄ＞λｍｄ＞λｔｄ
【００１３】
その結果、定着部材１００の熱を被記録材Ｓおよび被記録材Ｓ上の未定着トナーに対して、より効率的に伝えることができる。以下、本発明の一実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１４】
（１）定着部材の構成概略
本発明の一態様に係る定着部材は、例えば、ローラ形状やエンドレスベルト形状の如き回転可能な部材（以降、各々、「定着ローラ」、「定着ベルト」ともいう）とすることができる。
図２（ａ）は、定着ベルトの周方向の断面図であり、図２（ｂ）は、定着ローラの周方向の断面図である。図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、定着部材は、基体３と、基体３の外表面上のシリコーンゴムを含む弾性層４と、該弾性層の外表面上の表層６とを有する。また、弾性層４と表層６との間に、接着層５を有することもでき、この場合、表層６は、弾性層４の外周面に接着層５により固定されている。
【００１５】
（２）基体
基体の材質は特に限定されず、定着部材の分野で公知の材料を適宜用いることができる。基体を構成する材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅の如き金属やステンレス鋼の如き合金、ポリイミドの如き樹脂が挙げられる。
ここで、熱定着装置が、定着部材の加熱手段として、誘導加熱方式により、基体を加熱する熱定着装置である場合、基体は、ニッケル、銅、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される少なくとも１種の金属で構成される。中でも、特に、発熱効率の観点から、ニッケルや鉄を主成分とした合金が好適に用いられる。なお、主成分とは、対象物（ここでは基体）を構成する成分のうち、最も多く含まれる成分を意味する。
【００１６】
基体の形状は、定着部材の形状に応じて適宜選択することができ、例えば、エンドレスベルト形状、中空円筒状、中実円柱状、フィルム状等、様々な形状とすることができる。定着ベルトの場合、基体の厚さは、例えば、１５〜８０μｍとすることが好ましい。基体の厚みを、上記の範囲内とすることで、強度および可撓性を高いレベルで両立させ得る。
【００１７】
また、基体の弾性層に対向する側とは反対側の表面上には、例えば、定着ベルトの内周面が他部材と接する場合における定着ベルトの内周面の摩耗を防ぐための層や、他部材との摺動性を向上させるための層を設けることもできる。
【００１８】
（３）弾性層
弾性層は、バインダーとしてのシリコーンゴムと、該シリコーンゴムに分散されたフィラーとを含む。また、弾性層の厚み方向の熱伝導率をλｎｄ、エンドレスベルト形状の定着部材の周方向の熱伝導率をλｔｄ、エンドレスベルト形状の定着部材の周方向に直交する方向、すなわち、幅方向の熱伝導率をλｍｄとしたとき、λｎｄ、λｔｄおよびλｍｄは、下記式（ａ）に示す関係を満たし、かつ、λｎｄが、１．３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である：
【００１９】
式（ａ）
λｎｄ＞λｍｄ＞λｔｄ。
【００２０】
弾性層の厚み方向の熱伝導率λｎｄが、弾性層の面内方向の熱伝導率（λｍｄ、λｔｄ）よりも高く、かつ、λｎｄが、１．３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることにより、弾性層の厚み方向に熱が流れやすく、かつ面内方向に熱が逃げにくい。そのため、定着ニップにおいて被記録材とトナーに対し、効率的に熱を供給することができる。なお、より一層の熱の有効利用の観点から、λｎｄは、１．４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましい。さらに、λｎｄ、λｔｄが、式（ｂ）：λｎｄ×０．９≧λｔｄという関係を満たすことが好ましい。これにより、さらに効率的に熱を供給することができる。
【００２１】
弾性層の厚み方向の熱伝導率λｎｄは、以下の式（２）から算出できる。
【００２２】
式（２）
λｎｄ＝αｎｄ×Ｃｐ×ρ
【００２３】
式（２）中、λｎｄは弾性層の厚み方向の熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））、αｎｄは厚み方向の熱拡散率（ｍ２／ｓ）、Ｃｐは定圧比熱（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））、ρは密度（ｋｇ／ｍ３）である。
【００２４】
また、弾性層の幅方向の熱伝導率λｍｄと周方向の熱伝導率λｔｄは、以下の式（３）および式（４）から算出できる：
【００２５】
式（３）
λｍｄ＝αｍｄ×Ｃｐ×ρ
式（４）
λｔｄ＝αｔｄ×Ｃｐ×ρ。
【００２６】
式（３）および式（４）中、αｍｄは幅方向の熱拡散率（ｍ２／ｓ）、αｔｄは周方向の熱拡散率（ｍ２／ｓ）、Ｃｐは定圧比熱（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））、ρは密度（ｋｇ／ｍ３）である。なお、各パラメータの測定方法は、実施例において詳述する。
【００２７】
本態様に係る、上記の熱的特性は、例えば、フィラーを厚み方向に配列させてなる弾性層によって達成できる。かかる弾性層は、例えば以下のような方法で製造することができる。基体上に、熱伝導性フィラーとバインダーの原料とを含む弾性層形成用の組成物の層（以降、「組成物層」ともいう）を形成する。該組成物層を加熱硬化する前に、該組成物層の外表面を帯電させる。これにより、該組成物層中のフィラーが誘電分極し、厚み方向に配列すると考えられる。その結果、λｎｄが、λｔｄおよびλｍｄよりも大きい弾性層を作製することができる。組成物層の外表面を帯電させる方法については、後述する。
【００２８】
（３−１）シリコーンゴム
シリコーンゴムを含む弾性層は、定着部材を加熱部材として用いる場合には、定着時に紙の凹凸に追従するための優れた柔軟性を付与する層として機能する。また、定着部材を加圧部材として用いる場合には、定着ニップを確保するための柔軟性を付与する層として機能する。シリコーンゴムは、非通紙部領域で２４０℃程度の高温になる環境においても柔軟性を保持できる高い耐熱性を有しているため、弾性層のバインダーとして特に好適に用いられる。当該シリコーンゴムとしては、例えば、後述する付加硬化型液状シリコーンゴムの硬化物（以降、「硬化シリコーンゴム」ともいう）を用いることができる。
【００２９】
（３−１−１）付加硬化型液状シリコーンゴム
付加硬化型の液状シリコーンゴムは、通常、下記成分（ａ）〜（ｃ）を含む：
成分（ａ）：不飽和脂肪族基を有するオルガノポリシロキサン；
成分（ｂ）：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；
成分（ｃ）：触媒。
以下、各成分について説明する。
【００３０】
（３−１−２）成分（ａ）
不飽和脂肪族基を有するオルガノポリシロキサンは、ビニル基等の不飽和脂肪族基を有するオルガノポリシロキサンであれば、いずれのものも用いることができる。例えば、下記構造式１および構造式２で示される化合物を成分（ａ）として用いることができる。
【００３１】
・Ｒ１Ｒ１ＳｉＯで表される中間単位およびＲ１Ｒ２ＳｉＯで表される中間単位からなる群より選択されるいずれか一方または両方の中間単位と、Ｒ１Ｒ１Ｒ２ＳｉＯ１／２で表される分子末端とを有する直鎖状オルガノポリシロキサン（下記構造式１参照）。
【００３２】
【化１】
2019211701.tif 000003
【００３３】
・Ｒ１Ｒ１ＳｉＯで表される中間単位およびＲ１Ｒ２ＳｉＯで表される中間単位からなる群より選択されるいずれか一方または両方の中間単位と、Ｒ１Ｒ１Ｒ１ＳｉＯ１／２で表される分子末端とを有する直鎖状オルガノポリシロキサン（下記構造式２参照）。
【００３４】
【化２】
2019211701.tif 000004
【００３５】
構造式１および構造式２において、Ｒ１は、各々独立して、不飽和脂肪族基を含まない非置換炭化水素基を表し、Ｒ２は、各々独立して、不飽和脂肪族基を表し、ｍおよびｎは、各々独立して、０以上の整数を表す。
【００３６】
なお、構造式１および構造式２においてＲ１で表される、不飽和脂肪族基を含まない非置換炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基の如きアルキル基を例示することができる。これらの中でも、Ｒ１はメチル基であることが好ましい。
【００３７】
また、構造式１および構造式２において、Ｒ２で表される不飽和脂肪族基としては、ビニル基、アリル基、３−ブテニル基等を例示することができるが、Ｒ２はビニル基であることが好ましい。
【００３８】
構造式１においてｎ＝０の直鎖状オルガノポリシロキサンは、両末端にのみ不飽和脂肪族基を有するものであり、ｎ＝１以上の直鎖状オルガノポリシロキサンは、両末端と側鎖に不飽和脂肪族基を有するものである。また、構造式２で示される直鎖状オルガノポリシロキサンは、側鎖にのみ不飽和脂肪族基を有するものである。なお、成分（ａ）は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３９】
また、成形性の観点から、成分（ａ）の粘度は１００ｍｍ２／ｓ以上、５００００ｍｍ２／ｓ以下であることが好ましい。粘度（動粘度）は、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０３：２０１１に基づき、毛管粘度計や回転粘度計等を用いて測定することができる。また、成分（ａ）として市販品を使用する場合、カタログ値を参照することができる。
【００４０】
（３−１−３）成分（ｂ）
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、白金化合物等の触媒作用により、成分（ａ）中の不飽和脂肪族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。
【００４１】
成分（ｂ）は、Ｓｉ−Ｈ結合を有するオルガノポリシロキサンであれば、いずれのものも用いることができるが、例えば、以下の条件を満たすものを好適に用いることができる。なお、成分（ｂ）は、１種を単独で用いてもよく、また、２種以上を併用してもよい。
・不飽和脂肪族基を有するオルガノポリシロキサンとの反応による架橋構造形成の観点から、ケイ素原子に結合した水素原子の数が１分子中に平均３個以上のもの。
・ケイ素原子に結合した有機基が、例えば上述したような非置換炭化水素基であるものを例示することができるが、該有機基はメチル基であることが好ましい。
・シロキサン骨格（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−）は、直鎖状、分岐状および環状のいずれであってもよい。
・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。
【００４２】
成分（ｂ）としては、例えば、下記構造式３および構造式４に示す直鎖状のオルガノポリシロキサンを用いることができる。
【００４３】
【化３】
2019211701.tif 000005
【００４４】
【化４】
2019211701.tif 000006
【００４５】
構造式３および構造式４において、Ｒ１は、各々独立して、不飽和脂肪族基を含まない非置換炭化水素基を表し、ｐは０以上の整数を表し、ｑは１以上の整数を表す。なお、Ｒ１は、上記したとおり、不飽和脂肪族を含まない非置換炭化水素基であるが、メチル基であることが好ましい。
【００４６】
（３−１−４）成分（ｃ）
ヒドロシリル化（付加硬化）触媒としては、例えば、白金化合物を用いることができる。具体的には、白金カルボニルシクロビニルメチルシロキサン錯体、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン白金錯体等を挙げることができる。
【００４７】
（３−２）フィラー
フィラーとしては、上記した通り、組成物層の外表面を帯電させたときに、組成物層中で誘電分極を生じ、組成物層内で配列し得ること、および、高い熱伝導率を有するものが好適に用いられる。このようなフィラーとしては、例えば、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、炭素繊維が挙げられる。中でも、熱伝導率および電気抵抗値の観点から、アルミナ、酸化亜鉛、金属ケイ素、炭化ケイ素、および酸化マグネシウムからなる群より選択される少なくとも１種のフィラーが好適に用いられる。電気抵抗値が特に高い酸化マグネシウムは、特に好適に用いられる。
【００４８】
弾性層中のフィラーの配合量は、弾性層の体積に対して、フィラーの体積総和の割合を３０％以上、６０％以下とすることが好ましい。フィラーの体積割合を３０％以上にすることで、弾性層の高熱伝導化が見込め、６０％以下とすることで弾性層の柔軟性を確保することができる。より好ましくは、フィラーの体積割合を３０％以上、５０％以下とすることで、十分なゴム弾性を発揮できる。
【００４９】
（３−３）
シリコーンゴムを含む弾性層の弾性率は、成分（ａ）の種類や配合量、成分（ｂ）の種類や配合量、および、成分（ｃ）の種類や配合量、さらには、オプションとしての硬化遅延剤の種類や配合量によって調整することができる。シリコーンゴムを含む弾性層は、０．２０ＭＰａ以上、１．２０ＭＰａ以下の（引張り）弾性率を有することがより好ましい。弾性層の弾性率がこの範囲内であれば、低硬度（柔軟）な弾性層となり、高画質な画像を得ることができる。
【００５０】
弾性層の弾性率と硬度には、ゆるやかな相関があり、上記範囲の弾性率を有する弾性層は、Ａｓｋｅｒ  Ｃ  硬度（ＪＩＳ  Ｋ７３１２）６０°程度以下であり、優れた柔軟性を有する。なお、弾性率が０．２０ＭＰａ未満になると、熱定着装置の構成によっては、高温状態で繰り返し圧縮されるとゴムが破壊・塑性変形することがある。
【００５１】
弾性層の弾性率（引張り弾性率）は、例えば、次のように測定することができる。弾性層から打ち抜き型（ＪＩＳ  Ｋ６２５１  引張８号形ダンベル状）により試料片を切り出し、測定箇所である中央付近の厚みを測定する。次に、切り出した試料片を、引張試験機（装置名：ストログラフＥＩＩ−Ｌ１、東洋精機製作所製）を用いて、引張り速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、室温にて試験した。なお、引張り弾性率は、測定結果から横軸に試料片の歪み、縦軸に引張り応力をとったグラフを作成し、歪みが０〜１０％の範囲において測定データを線形近似したときの傾きとする。
【００５２】
弾性層に含有されるシリコーンゴムの組成は、赤外分光分析装置（ＦＴ−ＩＲ）（例えば、商品名：Ｆｒｏｎｔｉｅｒ  ＦＴ  ＩＲ、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製）を用いた全反射（ＡＴＲ）測定を行うことにより確認可能である。シリコーンの主鎖構造であるケイ素−酸素結合（Ｓｉ−Ｏ）は、伸縮振動に伴い波数１０２０ｃｍ−１付近に強い赤外吸収を示す。さらに、ケイ素原子に結合したメチル基（Ｓｉ−ＣＨ３）は、その構造に起因する変角振動に伴い、波数１２６０ｃｍ−１付近に強い赤外吸収を示すことから、その存在を確認することが可能である。
【００５３】
弾性層における硬化シリコーンゴムおよびフィラーの含有量は、熱重量測定装置（ＴＧＡ）（例えば、商品名：ＴＧＡ８５１、メトラー・トレド（Ｍｅｔｔｌｅｒ−Ｔｏｌｅｄｏ）社製）を用いることにより確認可能である。具体的には、弾性層を剃刀等で切り出し、２０ｍｇ程度を正確に秤量して、装置で使用するアルミナパンに入れる。試料の入ったアルミナパンを装置にセットし、窒素雰囲気下、室温から８００℃まで２０℃毎分の昇温速度で加熱し、さらに８００℃で１時間定温する。窒素雰囲気中では、昇温に伴い、硬化シリコーンゴム成分は酸化されずにクラッキングにより分解・除去されるため、試料の重量が減少する。こうして測定前後の重量を比較することにより、弾性層に含まれていた硬化シリコーンゴム成分の含有量、またはフィラーの含有量を確認することができる。
【００５４】
（４）接着層
接着層は、弾性層と表層とを接着させるための層である。接着層に用いる接着剤は、既知のものから適宜選択して使用することができ、特に限定されない。しかしながら、扱いやすさの観点から、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用いることが好ましい。この接着剤は、例えば、自己接着成分と、ビニル基に代表される不飽和脂肪族基を分子鎖中に複数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と、架橋触媒としての白金化合物とを含有することができる。弾性層表面に付与された該接着剤を付加反応により硬化することによって、表層を弾性層に接着させる接着層を形成することができる。
【００５５】
なお、上記自己接着成分としては、例えば、以下のものを挙げることができる。
・ビニル基等のアルケニル基、（メタ）アクリロキシ基、ヒドロシリル基（ＳｉＨ基）、エポキシ基、アルコキシシリル基、カルボニル基、およびフェニル基からなる群より選択される少なくとも１種、好ましくは２種以上の官能基を有するシラン。
・ケイ素原子数が２個以上３０個以下、好ましくは４個以上２０個以下の、環状または直鎖状のシロキサン等の有機ケイ素化合物。
・分子中に酸素原子を含んでもよい、非ケイ素系（即ち、分子中にケイ素原子を含有しない）有機化合物。ただし、１価以上４価以下、好ましくは２価以上４価以下のフェニレン構造等の芳香環を１分子中に１個以上４個以下、好ましくは１個以上２個以下含有する。かつ、ヒドロシリル化付加反応に寄与し得る官能基（例えば、アルケニル基、（メタ）アクリロキシ基）を１分子中に少なくとも１個、好ましくは２個以上４個以下含有する。
【００５６】
上記の自己接着成分は１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。また、接着剤中には、粘度調整や耐熱性確保の観点から、本発明の趣旨に沿う範囲内においてフィラー成分を添加することができる。当該フィラー成分としては、例えば、以下のものを挙げることができる。
・シリカ、アルミナ、酸化鉄、酸化セリウム、水酸化セリウム、カーボンブラック等。
【００５７】
接着剤に含有される各成分の配合量は特に限定されず、適宜、設定することができる。このような付加硬化型シリコーンゴム接着剤は市販もされており、容易に入手することができる。接着層の厚みは２０μｍ以下であることが好ましい。接着層の厚みを２０μｍ以下とすることで、本態様に係る定着ベルトを加熱ベルトとして熱定着装置に用いた際に、熱抵抗を容易に小さく設定でき、内面側からの熱を効率的に記録媒体に伝え易い。
【００５８】
（５）表層
オプションとしての表層は、定着部材の外表面へのトナーの付着を防止する離型層としての機能を発現させるうえで、フッ素樹脂を含有させることが好ましい。表層の形成には、例えば、以下に例示する樹脂をチューブ状に成形したものを用いることができる。
・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）。
上記例示した樹脂材料中、成形性やトナー離型性の観点から、表層にはＰＦＡを用いることが好ましい。
【００５９】
表層の厚みは、１０μｍ以上５０μｍ以下とすることが好ましい。表層の厚みをこの範囲内とすることで、定着部材の適度な表面硬度を維持し易い。
【００６０】
（６）定着部材の製造方法
本態様に係る定着部材は、例えば、以下の工程を含む製造方法によって製造することができる。
（ｉ）フィラーとバインダーの原料とを少なくとも含む組成物を用いて、基体上に弾性層を形成する工程（弾性層形成工程）。
また、上記製造方法は以下の工程を含むことができる。
（ｉｉ）基体を用意する工程。
（ｉｉｉ）弾性層上に接着層を形成する工程。
（ｉｖ）弾性層上に表層を形成する工程。
【００６１】
上記工程（ｉ）は、以下の工程を有することができる。
（ｉ−１）フィラーと、バインダーの原料とを含む、弾性層用の組成物を調製する工程（弾性層用の組成物の調製工程）。
（ｉ―２）基体上に該組成物を含む層を形成する工程（組成物層の形成工程）。
（ｉ−３）該組成物層中の熱伝導性フィラーを所定の配向状態とする工程（熱伝導性フィラーの配向工程）。
（ｉ−４）熱伝導性フィラーを所定の配向状態とした組成物層を硬化させて、弾性層を形成する工程（硬化工程）。
なお、上記工程（ｉ−２）〜（ｉ−４）は、順次行ってもよいし、並行して行ってもよい。以下に、各工程を詳しく説明する。
【００６２】
（ｉｉ）基体を用意する工程
まず、上述した材質で構成される基体を用意する。基体の形状は上述したように適宜設定でき、例えば、エンドレスベルト形状とすることができる。この基体の内面には、断熱性等の種々の機能を定着ベルトに付与するための層を適宜形成することができ、基体の外表面にも接着性等の種々の機能を定着部材に付与するために、表面処理を施すことができる。
【００６３】
（ｉ）弾性層形成工程
（ｉ−１）弾性層用の組成物の調製工程
まず、フィラー、および、付加硬化型液状シリコーンゴムを含む、弾性層用の組成物を調製する。
【００６４】
（ｉ−２）組成物層の形成工程
該組成物を、金型成形法、ブレードコート法、ノズルコート法、リングコート法の如き方法で、基体上に適用し、該組成物の層を形成する。
【００６５】
（ｉ−３）熱伝導性フィラーの配向工程
工程（ｉ−２）で形成した組成物層中の熱導電性フィラーを厚み方向に配列させる一実施形態として、コロナ帯電器を用いて、組成物層の外表面をコロナ帯電させる方法について説明する。なお、コロナ帯電方式には、コロナワイヤーと被帯電体の間にグリッド電極を持つスコロトロン方式と、グリッド電極を持たないコロトロン方式があるが、被帯電体の表面電位の制御性の観点から、スコロトロン方式が好ましい。
【００６６】
コロナ帯電器２は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、ブロック２０１および２０２、シールド２０３および２０４、並びに、グリッド２０６を備える。また、ブロック２０１とブロック２０２の間に放電ワイヤ２０５が張架されている。
不図示の高圧電源により、放電ワイヤ２０５に高電圧を印加して、シールド２０３および２０４への放電によって得られるイオン流を、グリッド２０６に高電圧を印加することによって制御して、組成物層４０１の表面を帯電させる。この時、基体３もしくは基体３を保持する中子１が接地されているため（不図示）、組成物層４０１の表面の表面電位を制御することで、組成物層に所望の電場を発生させることが可能となる。
これにより、組成物層の周方向には、表面電位の減衰により電位勾配が生じ、弾性層にかかる電場の異方性から、弾性層面内のフィラーの配列に異方性が生じ、λｎｄ＞λｍｄ＞λｔｄなる関係を満たす弾性層を作製することができる。
【００６７】
放電ワイヤ２０５には、ステンレススチール、ニッケル、モリブデン、タングステンなどの材質を適宜用いることができるが、金属の中で非常に安定性の高いタングステンを用いることが好ましい。なお、シールド２０３および２０４の内側に張架される放電ワイヤ２０５の形状は特に限定されず、例えば、ノコギリ歯のような形状のものや、放電ワイヤを垂直に切断した際の断面形状が円形のもの（円断面形状）を用いることができる。放電ワイヤ２０５の（ワイヤに対して垂直に切断した際の切断面における）直径は、４０μｍ以上、１００μｍ以下とすることが好ましい。放電ワイヤ２０５の直径が４０μｍ以上であれば、放電によるイオンの衝突による放電ワイヤの切断や断裂を容易に防ぐことができる。また、放電ワイヤ２０５の直径が１００μｍ以下であれば、安定したコロナ放電を得る際に、放電ワイヤ２０５に対して適度な印加電圧をかけることができ、オゾンの発生を容易に防ぐことができる。図３（ｂ）に示すように、平板状のグリッド２０６は、放電ワイヤ２０５と、基体３上に配される組成物層４０１との間に配置することができる。ここで、組成物層４０１表面の帯電電位を均一にする観点から、組成物層４０１の表面と、グリッド２０６との間の距離は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲とすることが好ましい。
【００６８】
弾性層の表面を所定の時間以上帯電させることにより電場が生じ、フィラーが弾性層の厚さ方向に配列する。その後、弾性層を加熱等により硬化させて、フィラーの配列を固定する。弾性層の表面を帯電させておく時間（フィラーを配列させるまでの時間）については特に限定されないが、例えば、１秒〜６０秒、特には、１秒〜２０秒程度である。
【００６９】
グリッド２０６に印加する電圧は、熱伝導性フィラーに有効な静電的相互作用を発生させる観点から、絶対値として０．３ｋＶ〜３ｋＶ、特には、０．６ｋＶ〜２ｋＶの範囲が好ましい。印加する電圧の符号はワイヤに印加する電圧の符号と等しくすれば、マイナスでもプラスでも電界の方向は逆になるものの、得られる効果は同じである。
【００７０】
（ｉ−４）硬化工程
組成物層を加熱等により硬化させて、組成物層内の熱伝導性フィラーの位置が固定された弾性層を形成する。
【００７１】
（ｉｉｉ）弾性層上に接着層を形成する工程
（ｉｖ）弾性層上に表層を形成する工程
図４は、シリコーンゴムを含む弾性層４上に、付加硬化型シリコーンゴム接着剤を用いて形成した接着層５を介して表層６を積層する工程の一例を示す模式図である。まず、基体３の外周面に形成された弾性層４の表面に、付加硬化型シリコーンゴム接着剤を塗布する。さらにその外表面に、表層６を形成するためのフッ素樹脂チューブを被覆し、積層させる。なお、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、アンモニア処理等を施すことで、接着性を向上させることができる。
【００７２】
フッ素樹脂チューブの被覆方法は特に限定されないが、付加硬化型シリコーンゴム接着剤を潤滑材として被覆する方法や、フッ素樹脂チューブを外側から拡張し、被覆する方法などを用いることができる。また、不図示の手段を用いて、弾性層４とフッ素樹脂からなる表層６との間に残った、余剰の付加硬化型シリコーンゴム接着剤を扱き出すことで除去することもできる。扱き出した後の接着層５の厚みは、伝熱性の観点から２０μｍ以下とすることが好ましい。
【００７３】
次に、電気炉などの加熱手段にて所定の時間加熱して、付加硬化型シリコーンゴム接着剤を硬化・接着させることにより、弾性層４上に、接着層５および表層６を形成することができる。なお、加熱時間や加熱温度等の条件は、用いた接着剤等に応じて適宜設定することができる。得られた部材の幅方向の両端部を所望の長さに切断することで、定着部材を得ることができる。
【００７４】
（８）熱定着装置
本実施形態に係る熱定着装置は、一対の加熱されたローラとローラ、ベルトとローラ、ベルトとベルト、といった回転体が互いに圧接されるように構成されている。熱定着装置の種類は、熱定着装置が搭載される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。
【００７５】
熱定着装置においては、加熱部材と加圧部材を圧接することで定着ニップＮを形成し、この定着ニップＮに未定着トナーによって画像が形成された、被加熱体となる記録媒体Ｓを挟持搬送させる。未定着トナーによって形成された画像をトナー像ｔと称する。これにより、トナー像ｔを加熱、加圧する。その結果、トナー像ｔは溶融・混色され、その後、冷却されることによって記録媒体上に画像が定着される。
以下、熱定着装置の具体例を挙げて、その構成を説明するが、本発明の範囲および用途はこれに限定されるものではない。
【００７６】
（８−１）加熱ベルト−加圧ベルト方式の熱定着装置
図５は、一対の加熱ベルト１１と加圧ベルト１２といった回転体が圧接されている、いわゆるツインベルト方式の熱定着装置であり、加熱ベルト１１として、本態様に係るエンドレスベルト形状の定着部材（定着ベルト）を用いた熱定着装置の一例の断面模式図である。
【００７７】
ここで、熱定着装置またはこれを構成している部材について、幅方向とは、図５の紙面に垂直の方向である。熱定着装置について、正面とは、記録媒体Ｓの導入側の面である。左右とは、装置を正面から見て左または右である。ベルトの幅とは、装置を正面から見たときの左右方向のベルト寸法である。記録媒体Ｓの幅とは、搬送方向に直交する方向（ベルトの幅方向）の記録媒体寸法である。さらに、上流または下流とは、記録媒体Ｓの搬送方向に関して上流または下流である。
【００７８】
この熱定着装置は、加熱ベルト１１と、加圧ベルト１２とを備えている。加熱ベルト１１と加圧ベルト１２は、例えば、ニッケルを主成分とした金属製の可撓性を有する基体を備えた、図２（ａ）に示すような定着ベルトを２つのローラに張架したものである。
【００７９】
加熱ベルト１１の加熱手段として、エネルギー効率の高い電磁誘導加熱により加熱可能な加熱源（誘導加熱部材、励磁コイル）を採用している。誘導加熱部材１３は、誘導コイル１３ａと、励磁コア１３ｂと、それらを保持するコイルホルダー１３ｃと、から構成される。誘導コイル１３ａは、長円状に扁平巻きされたリッツ線を用い、誘導コイルの中心と両脇に突起した横Ｅ型の励磁コア１３ｂの中に配置されている。励磁コア１３ｂは、フェライト、パーマロイといった高透磁率で残留磁速密度の低いものを用いるので、誘導コイル１３ａや励磁コア１３ｂでの損失を抑えられ、効率的に加熱ベルト１１を加熱することができる。
【００８０】
励磁回路１４から誘導加熱部材１３の誘導コイル１３ａに高周波電流が流されると、加熱ベルト１１の基体が誘導発熱して基体側から加熱ベルト１１が加熱される。加熱ベルト１１の表面温度がサーミスタ等の温度検知素子１５により検知される。この温度検知素子１５で検知される加熱ベルト１１の温度に関する信号が制御回路部１６に送られる。制御回路部１６は、温度検知素子１５から受信した温度情報が所定の定着温度に維持されるように、励磁回路１４から誘導コイル１３ａに対する供給電力を制御して、加熱ベルト１１の温度を所定の定着温度に調節する。
【００８１】
加熱ベルト１１は、ベルト回転部材としてのローラ１７および加熱側ローラ１８によって張架されている。ローラ１７と加熱側ローラ１８は、それぞれ装置の不図示の左右の側板間に回転自由に軸受されて支持されている。
【００８２】
ローラ１７は、例えば、外径が２０ｍｍで、内径が１８ｍｍである厚さ１ｍｍの鉄製の中空ローラであり、加熱ベルト１１に張りを与えるテンションローラとして機能している。加熱側ローラ１８は、例えば、外径が２０ｍｍで、径が１８ｍｍである鉄合金製の芯金に、弾性層としてのシリコーンゴム層が設けられた高摺動性の弾性ローラである。
【００８３】
この加熱側ローラ１８は、駆動ローラとして駆動源（モータ）Ｍから不図示の駆動ギア列を介して駆動力が入力されて、矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される。この加熱側ローラ１８に上記のように弾性層を設けることで、加熱側ローラ１８に入力された駆動力を加熱ベルト１１へ良好に伝達することができるとともに、加熱ベルト１１からの記録媒体の分離性を確保するための定着ニップを形成できる。加熱側ローラ１８が弾性層を有することによって、加熱側ローラへの熱伝導も少なくなるためウォームアップタイムの短縮にも効果がある。
【００８４】
加熱ベルト１１は、加熱側ローラ１８が回転駆動されると、加熱側ローラ１８のシリコーンゴム表面と加熱ベルト１１の内面との摩擦によってローラ１７と共に回転する。ローラ１７および加熱側ローラ１８の配置や大きさは、加熱ベルト１１の大きさに合わせて選択される。例えば上記ローラ１７および加熱側ローラ１８の寸法は、未装着時の内径が５５ｍｍの加熱ベルト１１を張架できるように選択されたものである。
【００８５】
加圧ベルト１２は、ベルト回転部材としてのテンションローラ１９と加圧側ローラ２０によって張架されている。加圧ベルトの未装着時の内径は、例えば５５ｍｍである。テンションローラ１９と加圧側ローラ２０は、それぞれ装置の不図示の左右の側板間に回転自由に軸受させて支持させている。
【００８６】
テンションローラ１９は、例えば、外径が２０ｍｍで、径が１６ｍｍである鉄合金製の芯金に、熱伝導率を小さくして加圧ベルト１２からの熱伝導を少なくするためにシリコーンスポンジ層を設けてある。加圧側ローラ２０は、例えば、外径が２０ｍｍで、内径が１６ｍｍである厚さ２ｍｍの鉄合金製とされた低摺動性の剛性ローラである。テンションローラ１９、加圧側ローラ２０の寸法も同様に、加圧ベルト１２の寸法に合わせて選択されたものである。
【００８７】
ここで、加熱ベルト１１と加圧ベルト１２との間にニップ部Ｎを形成するために、加圧側ローラ２０は、回転軸の左右両端側が不図示の加圧機構により、矢印Ｆの方向に所定の加圧力にて加熱側ローラ１８に向けて加圧されている。
【００８８】
また、装置を大型化することなく幅広いニップ部Ｎを得るために、加圧パッドを採用している。すなわち、加熱ベルト１１を加圧ベルト１２に向けて加圧する第１の加圧パッドとしての定着パッド２１と、加圧ベルト１２を加熱ベルト１１に向けて加圧する第２の加圧パッドとしての加圧パッド２２である。定着パッド２１および加圧パッド２２は、装置の不図示の左右の側板間に支持されて配設している。加圧パッド２２は、不図示の加圧機構により矢印Ｇの方向に所定の加圧力にて定着パッド２１に向けて加圧されている。第１の加圧パッドである定着パッド２１は、パッド基体とベルトに接する摺動シート（低摩擦シート）２３を有する。第２の加圧パッドである加圧パッド２２も、パッド基体とベルトに接する摺動シート２４を有する。これはパッドのベルト内周面と摺擦する部分の削れが大きくなるという問題があるためである。ベルトとパッド基体の間に、摺動シート２３と２４を介在させることで、パッドの削れを防止し、摺動抵抗も低減できるので、良好なベルト走行性、ベルト耐久性を確保できる。
【００８９】
なお、加熱ベルトには非接触の除電ブラシ（不図示）、加圧ベルトには接触の除電ブラシ（不図示）を各々設けている。
【００９０】
制御回路部１６は、少なくとも画像形成実行時にはモータＭを駆動する。これにより加熱側ローラ１８が回転駆動され、加熱ベルト１１が同じ方向に回転駆動される。加圧ベルト１２は、加熱ベルト１１に従動して回転する。ここで、定着ニップ最下流の部分をローラ対１８、２０により加熱ベルト１１と加圧ベルト１２を挟んで搬送する構成とすることで、ベルトのスリップを防止することができる。定着ニップ最下流の部分は、定着ニップでの圧分布（記録媒体搬送方向）が最大となる部分である。
【００９１】
加熱ベルト１１が所定の定着温度に立ち上がって維持（温調という）された状態において、加熱ベルト１１と加圧ベルト１２間のニップ部Ｎに、未定着トナー画像ｔを有する記録媒体Ｓが搬送される。記録媒体Ｓは、未定着トナー画像ｔを担持した面を、加熱ベルト１１側に向けて導入される。そして、記録媒体Ｓの未定着トナー画像ｔが加熱ベルト１１の外周面に密着したまま挟持搬送されていくことにより、加熱ベルト１１から熱が付与され、また、加圧力を受けて記録媒体Ｓの表面に定着される。この際、加熱ベルト１１の加熱された基体からの熱は、熱伝導方向が調整された弾性層を通じて記録媒体Ｓに向けて効率よく輸送される。その後、記録媒体Ｓは、分離部材２５によって、加熱ベルトと分離して、搬送される。
【００９２】
以上のように、本態様に係る定着ベルトを加熱ベルト１１として用いた上記熱定着装置においては、誘導加熱により基体に発生した熱が、弾性層の面内方向よりも、厚み方向に流れやすい。そのため、定着ニップ部において、記録媒体Ｓとトナーに対し、当該熱を効率的に供給することができる。
【００９３】
（８−２）加熱ベルト−加圧ローラ方式の熱定着装置
図６は、加熱体としてセラミックヒータを用いた加熱ベルト−加圧ローラ方式の熱定着装置の例を示す模式図である。そして、加熱ベルトとして、本態様に係る定着ベルトを用いている。
図６において、１１は、円筒状もしくはエンドレスベルト形状の加熱ベルトであり、本実施形態に係る定着部材を用いることができる。この加熱ベルト１１を保持するための耐熱性・断熱性のベルトガイド３０があり、その加熱ベルト１１と接触する位置（ベルトガイド３０の下面のほぼ中央部）に加熱ベルト１１を加熱するセラミックヒータ３１が、ガイド長手に沿って形成具備させた溝部に嵌入して固定支持させている。そして、加熱ベルト１１は、ベルトガイド３０にルーズに外嵌されている。また、加圧用剛性ステイ３２は、ベルトガイド３０の内側に挿通してある。
【００９４】
一方、加熱ベルト１１に対向するように加圧ローラ３３が配設されている。なお加圧ローラ３３は、本例では弾性加圧ローラ、すなわち、芯金３３ａにシリコーンゴムの弾性層３３ｂを設けて硬度を下げたものであり、芯金３３ａの両端部を装置の不図示の手前側と奥側のシャーシ側板との間に回転自由に軸受け保持させて配設されている。なお、弾性加圧ローラには、表面性を向上させるために、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルエーテル共重合体）チューブを被覆している。
【００９５】
加圧用剛性ステイ３２の両端部と装置シャーシ側のバネ受け部材（不図示）との間にそれぞれ加圧バネ（不図示）を縮設することで、加圧用剛性ステイ３２に押し下げ力を作用させている。これにより、耐熱樹脂製のベルトガイド３０の下面に配設したセラミックヒータ３１の下面と加圧ローラ３３の上面とが、加熱ベルト１１を挟んで圧接して定着ニップ部Ｎが形成される。
【００９６】
加圧ローラ３３は、不図示の駆動手段により矢印のように反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ３３の回転駆動による、加圧ローラ３３と加熱ベルト１１の外面との摩擦力で、加熱ベルト１１に回転力が作用して、加熱ベルト１１は、その内表面が定着ニップ部Ｎにおいてセラミックヒータ３１の下面に密着して摺動しながら、矢印のように時計方向に加圧ローラ３３の回転周速度にほぼ対応した周速度で、ベルトガイド３０の外回りに回転する（加圧ローラ駆動方式）。
【００９７】
プリントスタート信号に基づいて加圧ローラ３３の回転が開始され、また、セラミックヒータ３１のヒートアップが開始される。加圧ローラ３３の回転による加熱ベルト１１の回転周速度が定常化し、セラミックヒータの上面に設けた温度検知素子３４の温度が所定温度、例えば１８０℃に立ち上がった瞬間に、定着ニップ部Ｎの加熱ベルト１１と加圧ローラ３３との間に被加熱材としての未定着トナー画像ｔを担持した記録媒体Ｓがトナー像担持面側を加熱ベルト１１側にして導入される。そして、記録媒体Ｓは、定着ニップ部Ｎにおいて加熱ベルト１１を介してセラミックヒータ３１の下面に密着し、加熱ベルト１１と一緒に定着ニップ部Ｎを移動通過していく。その移動通過過程において、加熱ベルト１１の熱が記録媒体Ｓに付与され、トナー画像ｔが記録媒体Ｓ面に加熱定着される。定着ニップ部Ｎを通過した記録媒体Ｓは、加熱ベルト１１の外表面から分離して搬送される。
【００９８】
加熱体としてのセラミックヒータ３１は、加熱ベルト１１および記録媒体Ｓの移動方向に直交する方向を長手とする低熱容量の横長の線状加熱体である。セラミックヒータ３１は、ヒータ基板３１ａと、該ヒータ基板３１ａの表面に、その長手に沿って設けた発熱層３１ｂと、さらにその上に設けた保護層３１ｃと、摺動部材３１ｄと、を基本構成とするものが好ましい。ここで、ヒータ基板３１ａは、チッ化アルミニウム等により構成することができる。発熱層３１ｂは、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀／パラジウム）等の電気抵抗材料を、約１０μｍ、幅１〜５ｍｍにスクリーン印刷等により塗工することにより形成することができる。保護層３１ｃは、ガラスやフッ素樹脂等で構成することができる。なお、熱定着装置に用いるセラミックヒータはこのようなものに限定されるわけではない。
【００９９】
そして、セラミックヒータ３１の発熱層３１ｂの両端間に通電されることで、発熱層３１ｂが発熱し、ヒータ３１が急速に昇温する。セラミックヒータ３１は、ベルトガイド３０の下面のほぼ中央部にガイド長手に沿って形成具備させた溝部に、保護層３１ｃ側を上向きに嵌入して固定支持させてある。加熱ベルト１１と接触する定着ニップ部Ｎには、セラミックヒータ３１の摺動部材３１ｄの面と加熱ベルト１１の内表面が相互接触摺動する。
【０１００】
以上のように、本態様に係る定着ベルトを加熱ベルト１１として用いた上記熱定着装置は、加熱ベルトの内周面に接して配置されたヒータによって該加熱ベルトに供給された熱が、弾性層の面内方向よりも、厚み方向に流れやすい。そのため、定着ニップ部Ｎにおいて、記録媒体Ｓとトナーに対し、当該熱を効率的に供給することができる。
【実施例】
【０１０１】
以下に、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。
【０１０２】
［実施例１］
（１）付加硬化型液状シリコーンゴム組成物の調製
まず、成分（ａ）として、分子鎖両末端にのみ不飽和脂肪族基であるビニル基を有し、非置換炭化水素基としてメチル基を有するオルガノポリシロキサン（商品名：ＤＭＳ−Ｖ４１、Ｇｅｌｅｓｔ社製、粘度１００００ｍｍ２／ｓ）を１００質量部準備した。
【０１０３】
次いで、フィラーとして、酸化マグネシウム粉体（商品名：ＳＬ−ＷＲ、神島化学工業社製）３０７．４質量部を、上記成分（ａ）に添加して混合物１を得た。
次いで、硬化遅延剤である１−エチニル−１−シクロヘキサノール（東京化成工業社製）０．２質量部を同重量のトルエンに溶解したものを、該混合物１中に添加して、混合物２を得た。
次いで、成分（ｃ）として、ヒドロシリル化触媒（白金触媒：１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン白金錯体、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、および２−プロパノールの混合物）０．１質量部を、混合物２中に添加して、混合物３を得た。
【０１０４】
さらに、成分（ｂ）として、シロキサン骨格が直鎖状で、ケイ素に結合した活性水素基を側鎖にのみ有するオルガノポリシロキサン（商品名：ＨＭＳ−３０１、Ｇｅｌｅｓｔ社製、粘度３０ｍｍ２／ｓ）を、１．３質量部計量した。これを、混合物３に添加し、十分に混合することで、酸化マグネシウム粉体を４６体積％含む付加硬化型液状シリコーンゴム組成物を得た。
【０１０５】
（２）定着ベルトの作製
基体として、内径５５ｍｍ、幅４２０ｍｍ、厚さ６５μｍのニッケル電鋳製エンドレススリーブを用意した。なお、一連の製造工程中、エンドレススリーブは、その内部に中子を挿入して取り扱った。
基体の外周面に、プライマー（商品名：ＤＹ３９−０５１Ａ／Ｂ、東レ・ダウコーニング社製）を乾燥重量が５０ｍｇとなるように略均一に塗布し、溶媒を乾燥させた後、１６０℃に設定した電気炉で３０分間の焼付け処理を行った。
【０１０６】
このプライマー処理された基体上に、リングコート法で上記付加硬化型液状シリコーンゴム組成物を塗布し、厚さが４５０μｍの組成物層を形成した。
次に、図３に示すように、コロナ帯電器２を、組成物層を有する基体の長手方向に沿って対向配置した。具体的には、コロナ帯電器２の長手方向を、基体の長手方向に略平行に配置し、基体を１００ｒｐｍで回転させながら、組成物層の表面を帯電させた。条件は、コロナ帯電器の放電ワイヤへの供給電流が−１５０μＡ、グリッド電極電位が−９５０Ｖ、帯電時間２０秒とした。グリッド電極と組成物層表面との距離は４ｍｍ、放電ワイヤは直径が５０μｍのタングステンワイヤを用いた。また、グリッドの基体は、オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなる厚さ約０．０３ｍｍの薄板上の板金にエッチング加工によって多数の貫通孔が形成されたものを使用した。
【０１０７】
表面を帯電させた組成物層を有する基体を、電気炉に入れ、温度１６０℃で１分間加熱し（一次硬化）、引き続いて、温度２００℃で３０分間加熱して（二次硬化）、組成物層を硬化させて弾性層を形成した。
【０１０８】
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  Ａ／Ｂ、東レ・ダウコーニング社製）を、厚さがおよそ２０μｍ程度になるように略均一に塗布した。これに、内径５２ｍｍ、厚み４０μｍのフッ素樹脂チューブ（商品名：ＮＳＥ、グンゼ社製）を拡径しつつ積層した。次いで、過剰の接着剤を弾性層とフッ素樹脂チューブの間から扱き出して、厚さ５μｍの接着剤層を形成した。接着剤層を、温度２００℃で１時間加熱して、接着剤層を硬化させて、フッ素樹脂チューブを弾性層上に接着層で固定した。最後に、基体並びに該基体上のフッ素樹脂チューブ、接着層、および、硬化させた組成物層の両端部を切断して、幅が３６８ｍｍの定着ベルトを得た。
【０１０９】
（３）定着ベルト弾性層の特性評価
上記定着ベルトの作製方法と同じ方法により、基体上にプライマー処理を行った後、リングコート法で厚さ４５０μｍの組成物層を形成し、コロナ帯電器を用いて帯電させた後、加熱硬化することで弾性層サンプルを得た。
【０１１０】
（３−１）弾性層の厚み方向の熱伝導率
弾性層の厚み方向の熱伝導率λｎｄは、以下の式から算出した。
λｎｄ＝αｎｄ×Ｃｐ×ρ
式中、λｎｄは弾性層の厚み方向の熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））、αｎｄは厚み方向の熱拡散率（ｍ２／ｓ）、Ｃｐは定圧比熱（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））、ρは密度（ｋｇ／ｍ３）である。ここで、厚み方向の熱拡散率αｎｄと定圧比熱Ｃｐと密度ρの値は以下の方法により求めた。
【０１１１】
・熱拡散率αｎｄ
弾性層の厚み方向の熱拡散率αｎｄは、周期加熱法熱物性測定装置（商品名：ＦＴＣ−１、アドバンス社製）を用いて、室温（２５℃）で測定した。弾性層サンプルから、面積が８×１２ｍｍの試料片をカッターで切り取り、計５個の試料片を作製し、ポリイミドシート２枚（２枚の合計厚み１７．９μｍ、α＝９．７８×１０−８ｍ２／ｓ）で挟み、それぞれの試料片の厚みを測定した。次に、それぞれの試料片に対し、周波数０．５Ｈｚ〜５Ｈｚの範囲内で計５回測定を行い、その平均値（ｍ２／ｓ）を求めた。
【０１１２】
・定圧比熱ＣＰ
弾性層の定圧比熱は、示差走査熱量測定装置（商品名：ＤＳＣ８２３ｅ、メトラー・トレド社製）を用いて測定した。
具体的には、試料用のパンおよび参照用のパンとして、アルミニウム製のパンを用いた。まず、ブランク測定として、両方のパンが空の状態で、１０分間、１５℃の定温に保った後、２１５℃まで１０℃／分の昇温速度で昇温し、さらに１０分間、２１５℃の定温で保つプログラムで測定を実施した。次に、定圧比熱が既知である１０ｍｇの合成サファイアを基準物質に用い、同じプログラムで測定を行った。次いで、基準物質の合成サファイアと同量の１０ｍｇの測定試料を弾性層サンプルから切り出した後、試料パンにセットし、同じプログラムで測定を実施した。これらの測定結果を上記示差走査熱量測定装置に付属の比熱解析ソフトウェアを用いて解析し、５回の測定結果の平均値から、２５℃における定圧比熱ＣＰを算出した。
【０１１３】
・密度ρ
弾性層の密度は、乾式自動密度計（商品名：アキュピック１３３０−０１、島津製作所製）を用いて測定した。
具体的には、１０ｃｍ３の試料セルを用い、セル容積のおおよそ８割程度を満たすように試料片を弾性層サンプルから切り出し、この試料片の質量を測定した後、試料セルに入れた。この試料セルを装置内の測定部にセットし、測定用のガスとしてヘリウムを用い、ガス置換の後、容積測定を１０回実施した。各回について試料片の質量と測定された容積から、弾性層の密度を算出し、その平均値を求めた。
【０１１４】
弾性層の定圧比熱Ｃｐ（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））と密度ρ（ｋｇ／ｍ３）、および測定した熱拡散率αｎｄ（ｍ２／ｓ）から、弾性層の厚み方向の熱伝導率λｎｄを算出した結果、１．４４Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。
【０１１５】
（３−２）弾性層の面方向の熱伝導率
弾性層の幅方向の熱伝導率λｍｄと周方向の熱伝導率λｔｄは、以下の式から算出した。
λｍｄ＝αｍｄ×Ｃｐ×ρ，
λｔｄ＝αｔｄ×Ｃｐ×ρ
式中、αｍｄは幅方向の熱拡散率（ｍ２／ｓ）、αｔｄは周方向の熱拡散率（ｍ２／ｓ）、Ｃｐは定圧比熱（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））、ρは密度（ｋｇ／ｍ３）である。
【０１１６】
ここで、定圧比熱Ｃｐと密度ρは、上述の方法で求めた値を用い、幅方向の熱拡散率αｍｄと周方向の熱拡散率αｔｄは、以下の方法により求めた。
【０１１７】
光交流法熱拡散率測定装置（商品名：ＬａｓｅｒＰＩＴ、アドバンス理工社製）を用いて、室温（２５℃）で測定した。まず、弾性層サンプルの幅方向あるいは周方向が３０ｍｍになるように、５×３０ｍｍの試料片にカッターで切り取った。次に、試料片の表面に黒体塗料（商品名：ＪＳＣ−３号、ジャパンセンサー社製）を塗布し、１５０℃設定の電気炉で２０分間焼き付けした試料を作製した。それぞれの試料に対し、以下の条件で２回測定し、その平均値を求めた。測定条件は、室温、真空中、Ｔｏｔａｌ  Ｔｉｍｅ（全測定時間）８００ｓｅｃ、Ｓａｍｐｌｉｎｇ  ２、Ｐｅｒｉｏｄ（１／周波数）５、Ｒａｔｅ（試料取り付け台の移動速度）１０μｍ／ｓ、Ｌｅｖｅｌ（試料取り付け台の移動距離）３０００μｍとした。
【０１１８】
弾性層の定圧比熱Ｃｐ（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））と密度ρ（ｋｇ／ｍ３）、および測定した熱拡散率αｍｄ（ｍ２／ｓ）とαｔｄ（ｍ２／ｓ）から、弾性層の幅方向の熱伝導率λｍｄと周方向の熱伝導率λｔｄを算出した。その結果、λｍｄ＝１．３２Ｗ／（ｍ・Ｋ）、λｔｄ＝１．２３Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。
【０１１９】
（３−３）弾性層の引張り弾性率
弾性層が低硬度であることを確認するために、弾性層の引張り弾性率を測定した。具体的には、弾性層サンプルを打ち抜き型（ＪＩＳ  Ｋ６２５１  引張８号形ダンベル状）により切り出し、測定箇所である中央付近の試料片厚みを測定した。次に、切り出した試料片を、引張試験機（装置名：ストログラフＥＩＩ−Ｌ１、東洋精機製作所製）を用いて、引張り速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、室温にて試験した。なお、引張り弾性率は、測定結果から横軸に試料片の歪み、縦軸に引張り応力をとったグラフを作成し、歪みが０〜１０％の範囲において測定データを線形近似したときの傾きとした。その結果、弾性層の引張り弾性率は０．８０ＭＰａであった。
【０１２０】
（４）定着ベルトの評価
＜定着性評価＞
こうして得られた定着ベルトを、電子写真方式の複写機（商品名：ｉｍａｇｅＰＲＥＳＳ  Ｃ８５０、キヤノン社製）の熱定着装置に組み込んだ。そして、この熱定着装置を、上記複写機に装着した。この複写機を用いて、定着温度を標準の定着温度よりも低く設定して、坪量３００ｇ／ｍ２の厚紙（商品名：ＵＰＭ  Ｆｉｎｅｓｓｅ  ｇｌｏｓｓ  ３００ｇ／ｍ２、ＵＰＭ社製）にシアンのベタ画像の形成を行った。
具体的には、熱定着装置の定着温度を、上記複写機における標準の定着温度である１９５℃から１８５℃に調整して、シアンのベタ画像を５枚連続して形成し、５枚目のベタ画像について画像濃度を測定した。次いで、当該ベタ画像のトナー面を、４．９ｋＰａ（５０ｇ／ｃｍ２）の荷重をかけたシルボン紙でトナー面を同一方向に３回摺擦し、摺擦後の画像濃度を測定した。そして、摺擦前後での画像濃度の低下率（＝［摺擦前後での画像濃度差／摺擦前の画像濃度］×１００）が、５％未満である場合に、トナーが厚紙に定着したものと判断した。その結果を下記の基準で評価した。画像濃度は、反射濃度計（マクベス社製）を用いた。
また、定着温度を、１８０℃に調整した以外は、上記と同様にして厚紙へのトナーの定着状態を評価した。
ランクＡ：定着温度１８０℃にて、トナーが厚紙に定着した。
ランクＢ：定着温度１８５℃にて、トナーが厚紙に定着した。
ランクＣ：定着温度１８５℃にて、トナーが厚紙に定着しなかった。
【０１２１】
＜画質評価＞
上記定着性評価において作製した５枚目のベタ画像を目視で観察し、光沢ムラの有無およびその程度を下記の基準で評価した。
ランクＡ：光沢ムラがなく極めて優れていた。
ランクＢ：光沢ムラがなく優れていた。
ランクＣ：やや光沢ムラがあった。
【０１２２】
＜耐久性評価＞
定着温度を標準の定着温度(１９５℃)とした状態で、Ａ４サイズの普通紙へのシアンのベタ画像の連続形成を行い、定着ベルトの弾性層の破壊や塑性変形が生じた時点における枚数を記録し、以下の基準で評価した。なお、画像の枚数が７４万枚に至ってもなお定着ベルトの弾性層に破壊や塑性変形が生じなかった場合には、７４万枚で画像形成を中止した。
ランクＡ：７４万枚の画像形成によっても定着ベルトの弾性層に破壊や塑性変形が認められない。
ランクＢ：３０万枚の画像形成によっても定着ベルトの弾性層に破壊や塑性変形は生じなかったが、７４万枚の画像形成によって定着ベルトの弾性層に破壊や塑性変形は生じた。
ランクＣ：１０万枚の画像形成によっても定着ベルトの弾性層に破壊や塑性変形は生じなかったが、３０万枚の画像形成によって定着ベルトの弾性層に破壊や塑性変形は生じた。
【０１２３】
［実施例２］
成分（ａ）、成分（ｂ）およびフィラーとして表１に示す材料を用いた以外は実施例１と同様にして酸化マグネシウム粉体を４６体積％含む付加硬化型液状シリコーンゴム組成物を得た。
上記付加硬化型液状シリコーンゴム組成物を用いた以外は実施例１と同様にして実施例２に係る定着ベルトを作製し、評価した。
【０１２４】
【表１】
2019211701.tif 000007
【０１２５】
［実施例３］
成分（ｂ）の配合量を１．５質量部とした以外は実施例１と同様にして、酸化マグネシウム粉体を４６体積％含む付加硬化型液状シリコーンゴム組成物を得た。この付加硬化型液状シリコーンゴム組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして実施例３に係る定着ベルトを作製し、評価した。
【０１２６】
［実施例４］
成分（ｂ）の配合量を１．０５質量部とした以外は実施例１と同様にして、酸化マグネシウム粉体を４６体積％含む付加硬化型液状シリコーンゴム組成物を得た。この付加硬化型液状シリコーンゴム組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして実施例４に係る定着ベルトを作製し、評価した。
【０１２７】
［比較例１〜２］
組成物層の表面を帯電させなかった以外は実施例１または実施例２と同様にして比較例１および比較例２に係る定着ベルトを作製し、評価した。
【０１２８】
［比較例３］
フィラー量を２４０．５質量部とした以外は実施例１と同様にして、酸化マグネシウム粉体を４０体積％含む付加硬化型液状シリコーンゴム組成物を得た。この付加硬化型液状シリコーンゴム組成物を用いた以外は実施例１と同様にして比較例３に係る定着ベルトを作製し、評価した。
【０１２９】
以上の実施例１〜４、比較例１〜３の結果を表２にまとめて示す。
【０１３０】
【表２】
2019211701.tif 000008
【０１３１】
〔評価結果〕
以下、表１に示す実施例と比較例の評価結果について説明する。実施例１〜４では、λｎｄが、１．３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、かつ、λｎｄ＞λｍｄ＞λｔｄを満たし、定着ベルトの熱供給能力が優れているため、定着性が良好であった。特に、λｎｄが高い実施例２は、定着性に優れていた。
これらに対して、比較例１および比較例２に係る定着ベルトは、λｎｄ＞λｍｄ＞λｔｄなる関係を満たしておらず、定着ベルトの熱供給能力が相対的に低かった、その結果、定着温度を低くした場合において、実施例と比較して定着性が劣っていた。
比較例３は、λｎｄが１．３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満であり、厚さ方向の熱伝導性が低いため、定着ベルトの熱供給能力が低く、定着温度を低くした場合において、実施例と比較して定着性が劣っていた。
【０１３２】
また、実施例１、２および４に係る定着ベルトは、画質評価結果が特に優れていた。これは、これら定着ベルトの弾性層は、弾性率が１．２０ＭＰａ以下（日本工業規格（ＪＩＳ）  Ｋ  ７３１２に基づくアスカーＣ硬度で６０°程度以下）であり、定着ベルトの表面が、紙の繊維の凹凸によく追従し、トナーの軟化・溶融ムラが発生しにくいためであると考えられる。
また、実施例１〜３に係る定着ベルトは、弾性層の弾性率が０．２０ＭＰａ以上であったため、長期の使用によっても弾性層の破壊や塑性変形は認められず、耐久性が良好であった。
【符号の説明】
【０１３３】
３  基体
４  弾性層
１００  定着部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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