(57)【要約】      （修正有）【課題】通常の定着回転体と比べて、外周面に平行で回転方向と直交する方向の熱伝導性が高くなるような構成を有すると共に、長期間使用した場合でも亀裂等の発生が抑制でき高い耐久性を有する定着回転体を提供すること。【解決手段】有機材料を含むマトリックス部材と、該マトリックス部材と界面を形成するように配置され、前記マトリックス部材よりも熱伝導性が高く、且つ、少なくとも外周面１０に平行で回転方向と直交する方向に連続するように設けられた有機材料を含む熱伝導性層２０とを有することを特徴とする定着回転体。【選択図】図２
2008139572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機材料を含むマトリックス部材と、
該マトリックス部材と界面を形成するように配置され、前記マトリックス部材よりも熱伝導性が高く、且つ、少なくとも外周面に平行で回転方向と直交する方向に連続するように設けられた有機材料を含む熱伝導性層とを有することを特徴とする定着回転体。
【請求項２】
前記熱伝導性層が、前記外周面に平行で回転方向と直交する方向に平行に設けられ、且つ、前記方向が長手方向となる線状及び帯状から選択されるいずれかの形状を有することを特徴とする請求項１に記載の定着回転体。
【請求項３】
前記熱伝導性層の幅が１μｍ以上１００μｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の定着回転体。
【請求項４】
前記熱伝導性層の厚みが１μｍ以上１０００μｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の定着回転体。
【請求項５】
前記熱伝導性層が熱伝導性フィラーを含有することを特徴とする請求項１に記載の定着回転体。
【請求項６】
有機材料から構成される表面を有する基材の前記表面に、有機材料を含む熱伝導性層形成用材料を溶解・分散させた溶液を付与する溶液付与工程を少なくとも経て、
有機材料を含むマトリックス部材と、
該マトリックス部材と界面を形成するように配置され、前記マトリックス部材よりも熱伝導性が高く、且つ、少なくとも外周面に平行で回転方向と直交する方向に連続するように設けられた前記熱伝導性層形成用材料から構成される熱伝導性層とを有する定着回転体を作製することを特徴とする定着回転体製造方法。
【請求項７】
前記溶液付与工程が、液体を吐出するノズルを備えた液体吐出手段の前記ノズルから、前記溶液を、前記基材表面に吐出することにより行われることを特徴とする請求項６に記載の定着回転体製造方法。
【請求項８】
圧接部を形成するように対向配置された一対の定着回転体を少なくとも備え、前記圧接部をトナー像が形成された記録媒体を加熱加圧しながら通過させることにより前記トナー像を前記記録媒体に定着することができ、  
前記一対の定着回転体の少なくとも一方が、
有機材料を含むマトリックス部材と、
該マトリックス部材と界面を形成するように配置され、前記マトリックス部材よりも熱伝導性が高く、且つ、少なくとも外周面に平行で回転方向と直交する方向に連続するように設けられた有機材料を含む熱伝導性層とを有する定着回転体であることを特徴とする定着装置。
【請求項９】
像保持体と、該像保持体表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記像保持体表面に画像情報に応じた光を照射することにより静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像保持体表面に現像剤を付与して前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を前記像保持体表面から記録媒体表面に転写する転写手段と、前記記録媒体表面に転写された前記トナー像を定着する定着手段とを備え、
前記定着手段として、
圧接部を形成するように対向配置された一対の定着回転体を少なくとも備え、前記定着が、前記圧接部を前記トナー像が形成された記録媒体を加熱加圧しながら通過させることにより行われ、前記一対の定着回転体の少なくとも一方が、
有機材料を含むマトリックス部材と、
該マトリックス部材と界面を形成するように配置され、前記マトリックス部材よりも熱伝導性が高く、且つ、少なくとも外周面に平行で回転方向と直交する方向に連続するように設けられた有機材料を含む熱伝導性層とを有する定着回転体である定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着回転体及びその製造方法、並びに、前記定着回転体を用いた定着装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、圧接部を形成するように対向配置された一対のロール状及び／又は無端ベルト状の定着回転体を備えた定着装置により、当該圧接部を、トナー像が形成された記録媒体を通過させると同時に加熱加圧することによりトナー像を記録媒体に定着し画像を形成する。
このような定着プロセスにおけるトナー像の加熱は、通常、定着回転体の内側に配置されたハロゲンランプ等の加熱源で発生した熱を定着回転体を介して圧接部を通過する記録媒体へと伝達することにより行われる。それゆえ、安定且つ優れた定着特性を得るためには、定着時の圧接部界面における界面内の温度均一性や、経時的な温度ばらつきが小さいこと等が重要であり、従来から種々の検討がなされている。
【０００３】
例えば、定着回転体としてヒートローラを備えた定着装置により小サイズの用紙を連続して定着する場合において、用紙の通過する領域とそれ以外の領域の温度むらを低減して安定した定着を実現するために、熱伝導率異方性を有するグラファイト層を高い熱伝導率を有する方向がローラ軸方向に等しくなるように設けられたヒートローラが提案されている（特許文献１参照）。
また、定着ロールの端部温度上昇を低減でき、かつ半径方向および円周方向の断熱性が高く、立ち上がり時間を短くするために、軸方向の熱伝導率が円周方向および半径方向の熱伝導率よりも高い熱伝導率異方性を配置した定着ロールが提案されている（特許文献２参照）。なお、この定着ロールでは、熱伝導率異方性は、銅線などの線状の高熱伝導率部材を定着回転体の軸方向と平行に配置することにより実現される。
【特許文献１】特開２０００−１５５４８８号公報
【特許文献２】特開２００５−２４７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、芯金などの基体上に１層ないし２層以上の有機材料を主成分とした層を積層しただけの通常のロール状定着回転体と比べて、より安定且つ優れた定着特性を得ることを目的とした特許文献１、２等に示されるようなロール状定着回転体は、回転方向や半径方向に対して、軸方向の熱伝導性が高くなるように構成されている。しかしながら、従来のロール状定着回転体は、使用に伴い亀裂が発生し長期の使用には耐えられないという問題があった。
本発明は、上述したような従来技術に鑑みてなされたものであり、通常の定着回転体と比べて、外周面に平行で回転方向と直交する方向の熱伝導性が高くなるような構成を有すると共に、長期間使用した場合でも亀裂等の発生が抑制でき高い耐久性を有する定着回転体及びその製造方法、並びに、前記定着回転体を用いた定着装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題は以下の本発明により達成される。すなわち、本発明は、
＜１＞  
有機材料を含むマトリックス部材と、
該マトリックス部材と界面を形成するように配置され、前記マトリックス部材よりも熱伝導性が高く、且つ、少なくとも外周面に平行で回転方向と直交する方向に連続するように設けられた有機材料を含む熱伝導性層とを有することを特徴とする定着回転体である。
【０００６】
＜２＞
前記熱伝導性層が、前記外周面に平行で回転方向と直交する方向に平行に設けられ、且つ、前記方向が長手方向となる線状及び帯状から選択されるいずれかの形状を有することを特徴とする＜１＞に記載の定着回転体である。
【０００７】
＜３＞
前記熱伝導性層の幅が１μｍ以上１００μｍ以下の範囲内であることを特徴とする＜１＞に記載の定着回転体である。
【０００８】
＜４＞
前記熱伝導性層の厚みが１μｍ以上１０００μｍ以下の範囲内であることを特徴とする＜１＞に記載の定着回転体である。
【０００９】
＜５＞
前記熱伝導性層が熱伝導性フィラーを含有することを特徴とする＜１＞１に記載の定着回転体である。
【００１０】
＜６＞
有機材料から構成される表面を有する基材の前記表面に、有機材料を含む熱伝導性層形成用材料を溶解・分散させた溶液を付与する溶液付与工程を少なくとも経て、
有機材料を含むマトリックス部材と、
該マトリックス部材と界面を形成するように配置され、前記マトリックス部材よりも熱伝導性が高く、且つ、少なくとも外周面に平行で回転方向と直交する方向に連続するように設けられた前記熱伝導性層形成用材料から構成される熱伝導性層とを有する定着回転体を作製することを特徴とする定着回転体製造方法である。
【００１１】
＜７＞
前記溶液付与工程が、液体を吐出するノズルを備えた液体吐出手段の前記ノズルから、前記溶液を、前記基材表面に吐出することにより行われることを特徴とする＜６＞に記載の定着回転体製造方法である。
【００１２】
＜８＞
圧接部を形成するように対向配置された一対の定着回転体を少なくとも備え、前記圧接部をトナー像が形成された記録媒体を加熱加圧しながら通過させることにより前記トナー像を前記記録媒体に定着することができ、  
前記一対の定着回転体の少なくとも一方が、
有機材料を含むマトリックス部材と、
該マトリックス部材と界面を形成するように配置され、前記マトリックス部材よりも熱伝導性が高く、且つ、少なくとも外周面に平行で回転方向と直交する方向に連続するように設けられた有機材料を含む熱伝導性層とを有する定着回転体であることを特徴とする定着装置である。
【００１３】
＜９＞
像保持体と、該像保持体表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記像保持体表面に画像情報に応じた光を照射することにより静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像保持体表面に現像剤を付与して前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を前記像保持体表面から記録媒体表面に転写する転写手段と、前記記録媒体表面に転写された前記トナー像を定着する定着手段とを備え、
前記定着手段として、
圧接部を形成するように対向配置された一対の定着回転体を少なくとも備え、前記定着が、前記圧接部を前記トナー像が形成された記録媒体を加熱加圧しながら通過させることにより行われ、前記一対の定着回転体の少なくとも一方が、
有機材料を含むマトリックス部材と、
該マトリックス部材と界面を形成するように配置され、前記マトリックス部材よりも熱伝導性が高く、且つ、少なくとも外周面に平行で回転方向と直交する方向に連続するように設けられた有機材料を含む熱伝導性層とを有する定着回転体である定着装置を用いることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
以上に説明したように本発明によれば、通常の定着回転体と比べて、外周面に平行で回転方向と直交する方向の熱伝導性が高くなるような構成を有すると共に、長期間使用した場合でも亀裂等の発生が抑制でき高い耐久性を有する定着回転体及びその製造方法、並びに、前記定着回転体を用いた定着装置及び画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（定着回転体）
本発明の定着回転体は、有機材料を含むマトリックス部材と、該マトリックス部材と界面を形成するように配置され、前記マトリックス部材よりも熱伝導性が高く、且つ、少なくとも外周面に平行で回転方向と直交する方向に連続するように設けられた有機材料を含む熱伝導性層とを有することを特徴とする。
よって、本発明の定着回転体は、通常の定着回転体と比べて、外周面に平行で回転方向と直交する方向の熱伝導性が高くなるような構成を有する。このため、通常の定着回転体と比べて、本発明の定着回転体は、定着時の圧接部界面における界面内の温度均一性や、経時的な温度ばらつきが小さく、また、画像形成装置の電源を入れてから定着可能となるまでの時間（立ち上がり時間）も短縮できる。
【００１６】
さらに、本発明の定着回転体は、熱伝導性層とこの層と界面を形成するように設けられるマトリックス部材とが共に有機材料を含むため、これら２つの部材を構成する材料同士の化学的親和性が高い。このため、２つの部材間の界面の接着性が確保できるような一般的な製造プロセス（固体状の熱伝導性層と、固体状のマトリックス部材とを接着剤を用いなかったり、熱融着せずに単に積層するようなプロセスを除く製造プロセス）を経て定着回転体を作製すれば、熱伝導性層−マトリックス部材界面の接着性は十分に確保される。それゆえ、本発明の定着回転体は、長期間使用した場合でも熱伝導性層−マトリックス部材界面での界面剥離が生じにくく、亀裂等の発生が抑制できるため、高い耐久性を得ることができる。
【００１７】
なお、「２つの部材間の界面の接着性が確保できるような一般的な製造プロセス」とは
上述の括弧書きに例示したような例外を除く一般的なものであれば特に限定されるものではないが、大別すると、（１）固体状の部材同士を直接接合する方法と、（２）固体状の部材表面に溶液を付与して他の部材を形成するプロセスを経て両部材を接合する方法とが挙げられる。
上記（１）に記載の方法としては、例えば、（１Ａ）固体状の２つの部材を接着剤を介して接着する接着法や、（１Ｂ）固体状の２つの部材を熱融着する熱融着法が挙げられる。よって、接着法を利用すれば、マトリックス部材と熱伝導性層との界面が接着剤を介して接着され、熱融着法を利用すれば、マトリックス部材と熱伝導性層との界面が熱融着されることになる。
【００１８】
また、上記（２）に記載の方法としては、固体状の一の部材の表面に、他の部材を構成する材料を溶解・分散させた溶液を付与する工程を経て前記一の部材の表面に他の部材を形成するプロセスが挙げられる。例えば、（２Ａ）（固体状の）マトリックス部材の表面に熱伝導性層形成用材料を溶解・分散させた溶液を付与する工程を経て熱伝導性層を形成したり、（２Ｂ）（固体状の）熱伝導性層の表面にマトリックス部材形成用材料を溶解・分散させた溶液を付与する工程を経てマトリックス部材を形成したりすることが挙げられる。
本発明の定着回転体は、これらのいずれか１つまたは２つ以上を組み合わせたプロセスを利用して作製することができるが、より優れた接着性の確保が容易なことから特に（２Ａ）および／または（２Ｂ）に示すプロセスを採用することが好適である。
【００１９】
一方、上述したように特許文献１、２等に示されるようなロール状定着回転体では、使用に伴い亀裂が発生し長期の使用には耐えられない。この原因は、根本的には軸方向に熱伝導異方性を付与する部材が、銅等からなる金属線のような無機材料やグラファイトや炭素繊維などの炭素材料であり、基体部分以外を構成する樹脂やゴム等の有機材料に対して化学的親和性の低い材料からなるためであると考えられる。すなわち、軸方向に熱伝導異方性を付与する部材とこの周囲の部材との界面が、異種材料で構成されるため密着性に欠け、長期の使用では当該部分の剥離が発生しやすく、結果として亀裂などが生じるために十分な耐久性が得られないものと推定される。
【００２０】
また、特許文献２に記載の定着ロールは有機材料のような柔軟性の全くない金属線を用いているため、金属線が埋め込まれた部分の直上の外周面は柔軟性が低下し、回転方向に十分な幅を持った圧接部の形成が困難になり、これに起因した画質劣化が起こり易くなる。しかし、本発明の定着回転体では、熱伝導性層は有機材料を含むものであるため柔軟性を有しており、上述したような問題の発生を防止することができる。
【００２１】
−定着回転体の構成−
次に、定着回転体中における熱伝導性層の配置や形状について、定着回転体の外周面方向と、この外周面に直交する方向とに分けて以下に説明する。
定着回転体の外周面方向における熱伝導性層の配置や形状については、定着回転体の外周面に平行で回転方向と直交する方向に連続するように設けられていれば特に限定されないが、熱伝導性層が、外周面に平行で回転方向と直交する方向に平行に設けられていることが好ましく、この場合、熱伝導性層は、外周面に平行で回転方向と直交する方向が長手方向となる線状又は帯状の形状を有するものであることが好ましい。
熱伝導性層がこのような配置や形状を有する場合には、外周面に平行で回転方向と直交する方向に効率的に熱を伝達することができるため、定着時の圧接部界面における界面内の温度均一性をより向上でき、経時的な温度ばらつきをより小さくできる上に、立ち上がり時間もより短縮できる。
【００２２】
図１は、本発明の定着回転体の外周面方向における熱伝導性層の配置及び形状の例について示す概略模式図であり、図中、１０は外周面、２０は熱伝導性層を表し、記号Ａで表される片矢印は回転方向を意味する。
熱伝導性層２０は、図１（Ａ）に示されるように、回転方向Ａに対して直交する方向に平行に配置された帯状の形状を有し、帯の両端が、外周面の両端近傍にまで伸びるように配置されていてもよい。また、図１（Ａ）に示した態様の変形としては、例えば、図１（Ｂ）に示したように熱伝導性層２０がその中央部で若干折れ曲がった形状や、図１（Ｃ）に示したように熱伝導性層２０が回転方向Ａ側に２つの凸をなすように、弓状の形状となったものなどが挙げられる。なお、隣接する熱伝導性層２０同士がこれを構成する材料によって回転方向に接続されていてもよい。
【００２３】
また、本発明においては、熱伝導性層は、定着回転体の外周面に平行で回転方向と直交する方向（以下、「幅方向」と称す場合がある）に連続するように設けられるが、この場合の「連続」とは、必ずしも外周面の一方の端部近傍から他方の端部近傍まで連続するように熱伝導性層が設けられなければならないことを意味するものではなく、熱伝導性層の幅方向長さが、外周面の幅方向長さの少なくとも１／５以上の長さであればよいことを意味する。
【００２４】
図１（Ｄ）は、一本の熱伝導性層２０の幅方向の長さが、外周面の幅方向長さの約２／３である場合について示したものである。図１（Ｄ）に示す例では、熱伝導性層２０の一方の端部が外周面の中央部近傍に位置し、他方の端部が外周面の一方の端部近傍に位置するように配置されており、一の熱伝導性層２０に隣接する他の熱伝導性層２０は、一方の端部が外周面の中央部近傍に位置し、他方の端部が外周面の他方の端部近傍に位置するように配置されている。
図１（Ｄ）に示す例では、一本の熱伝導性層に着目した場合、外周面幅方向の一部で、熱伝導性が低下してしまうことになるが、熱伝導性層２０を一本毎に外周面の幅方向にずらすように互い違いに配置すれば、外周面幅方向全域に渡って熱伝導性を高くすることができる。
【００２５】
なお、熱伝導性層の幅（回転方向と平行な方向の長さ）は特に限定されないが、１μｍ以上１００μｍ以下の範囲内であることが好ましく、１μｍ以上５０μｍ以下の範囲内であることがより好ましい。幅が１μｍ未満では、幅方向の熱伝導性を十分に高めることが困難となったり、あるいは、幅方向の熱伝導性を確保するために、多数の熱伝導性層を配置しなければならず、定着回転体の製造コストが増大したり生産性が低下したりする場合がある。また、幅が１００μｍを超えると外周面の回転方向における熱伝導性にムラが生じ、回転方向における定着ムラが発生してしまう場合がある。
【００２６】
次に、定着回転体の外周面方向と直交する方向における熱伝導性層の配置や形状について、まず、定着回転体がロール状の部材（定着ロール）である場合について説明する。
定着ロールは、通常、円筒状の基体とこの基体外周面に設けられた１層以上の有機材料を含む層（表面層や弾性体層など）より構成される。定着ロールの代表的な構成としては、基体とこの外周面に直接設けられた表面層とからなる構成や、基体と、この外周面に弾性体層と、表面層とがこの順に積層された構成などが挙げられる。なお、定着ロールは、加熱ロールまたは加圧ロールのいずれとしても利用することができるが、加圧ロールとして利用することが特に好ましい。ここで、本発明においては、熱伝導性層は、有機材料を含む層と必ず界面を成すように設けられる。また、定着ロール表面の熱伝導効率を高める観点からは、熱伝導性層は定着ロールの表面近傍に位置するように設けることが好ましいが、画質劣化を防止する観点からは定着ロール表面には露出しないように配置することが好ましい。
【００２７】
図２は、本発明の定着回転体が定着ロールである場合の層構成の例を示す模式断面図であり、図２（Ａ）が基体と表面層とを有する定着ロールについての層構成例を、図２（Ｂ）が基体と弾性体層と表面層とを有する定着ロールについての層構成例を示したものである。また、図中、１００は基体、１１０は表面層、１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄ、１１０Ｅは表面層１１０の一部（を成す層）、１２０は弾性体層、２００、２１０は定着ロールを表し、その他の符号は図１に示したものと同様である。
なお、本発明において、「有機材料を含むマトリックス部材」とは、図２を例に説明するならば、図２（Ａ）においては表面層１１０を意味し、図２（Ｂ）においては、表面層１１０及び弾性体層１２０を意味する。
【００２８】
図２（Ａ）に示す定着ロール２００は、基体１００の外周面に表面層１１０が設けられており、この表面層１１０中に埋め込まれるようにして熱伝導性層２０が配置された構成を有する。なお、図２（Ａ）に示す例では、基体１００外周面側から層１１０Ａ、層１１０Ｂ、層１１０Ｃがこの順に積層され、これら３層が表面層１１０を構成しており、層１１０Ｂの一部を置き換える形で熱伝導性層２０が配置されているが、表面層１１０が薄い場合には、層１１０Ａの一部、あるいは、層１１０Ａおよび層１１０Ｂの一部を置き換える形で熱伝導性層２０が配置されていてもよい。
【００２９】
定着ロール２００の作製方法としては特に限定されないが、基本的には、従来公知の定着ロールの製造方法を組み合わせて利用でき、例えば、（１）基体１００に表面層１１０の一部を成す層１１０Ａを塗布法などの公知の成膜方法により形成した後、所謂インクジェット法を利用して、表面層１１０の一部を成す層１１０Ｂと熱伝導性層２０とを略同時に形成し、最後に再び表面層１１０の一部を成す層１１０Ｃを塗布法などの公知の成膜方法により形成する方法や、（２）基体１００に層１１０Ａを塗布法などの公知の成膜方法により形成した後、予め固体状に形成した熱伝導性層２０を層１１０Ａの表面に接着し、続いて、層１１０Ｂ及び層１１０Ｃを塗布法などの公知の成膜方法により形成する方法などが挙げられるが、（３）この他にも、層１１０Ａ、層１１０Ｂを形成後に、層１１０Ｂに溝を形成した後、インクジェット法や塗布法などを利用して残りの層を形成する方法や、（４）基体１００上に熱伝導性層２０を含む表面層１１０を順次形成するのではなく、シームレスチューブ状に形成した熱伝導性層２０を含む表面層１１０の内周側に基体１００を挿入して固定する方法なども挙げられる。
【００３０】
また、図２（Ｂ）に示す定着ロール２１０では、基体１００の外周面に弾性体層１２０と表面層１１０とがこの順に積層され、熱伝導性層２０は、その内周側の面が弾性体層１２０表面と接触し、且つ、表面層１１０の一部（図中の符号１１０Ｄに示される表面層１１０内周側の層）を置き換えるように配置されている。
定着ロール２１０の製造方法としては特に限定されず、基本的には、層１１０Ａを弾性体層１２０と置き換えて考えれば、上述した定着ロール２００の製造方法に準じた方法を利用できる。なお、弾性体層１２０は、これを構成する材料を予めシームレスチューブ状に形成したものの内周側に基体１００を挿入して固定することにより形成することもできる。また、基体１００の外周面に弾性体層１２０と熱伝導性層２０とを順次形成した後に、表面層１１０Ｄ，１１０Ｅを構成する材料を予めシームレスチューブ状に形成したものの内周に挿入して固定することにより形成することもできる。
【００３１】
一方、本発明の定着回転体が無端ベルト状の部材（定着ベルト）である場合の層構成についても、定着ロールにおける基体を基材に置き換えれば、上述に説明した定着ロールと同様のものとすることができ、その製造方法についても基本的なプロセスはほぼ同様の方法が採用できる。
【００３２】
ここで、熱伝導性層の厚みとしては１μｍ以上１０００μｍ以下の範囲内であることが好ましく、定着回転体がロール状の場合は、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内がより好ましく、定着回転体がベルト状の場合は１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内がより好ましい。
厚みが１μｍ未満では幅方向の熱伝導性が不十分となる場合があり、１０００μｍを超えると、定着回転体表面に熱伝導性層に起因する盛り上がりが発生し、定着回転体表面の回転方向において凹凸が形成されることにより、回転方向における定着ムラが発生してしまう場合がある。
【００３３】
−定着回転体の構成材料−
次に、定着回転体の各部材を構成する材料について、基体、基材、弾性体層、表面層、熱伝導性層に分けてより詳細に説明する。
【００３４】
−基体−
本発明の定着回転体がロールである場合、これを構成する基体としては、公知の定着ロール用基体が利用でき、例えば、熱伝導性の良好なアルミニウムや銅、ニッケル等の金属、ステンレスやニッケル合金等の合金などの金属や、セラミックス等から構成される円筒管が利用できる。
なお、定着ロールの作製に際しては、基体外周面に形成する層との接着性を向上させるために、基体の外周面に種々の表面処理を施しておくこともできる。このような表面処理としては特に限定されないが、例えば、有機溶媒を用いた脱脂処理や、サンドブラスト等による粗面化処理、プライマー処理などが挙げられる。
【００３５】
−基材−
本発明の定着回転体がベルトである場合、これを構成する基材としては、公知の定着ベルト用基材が利用でき、一般的には耐熱性樹脂からなるシームレスベルトを用いることができるが、Ｎｉ電鋳シートなども利用できる。
なお、基材に用いることのできる耐熱性樹脂としてはポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアリーレンスルフィド、ポリエーテル等が挙げられ、この耐熱性樹脂中に、充填材としてカーボンや金属、金属酸化物、炭化珪素や窒化ホウ素のような無機粒子を添加してもよい。
【００３６】
−弾性体層−
定着ロールや定着ベルトの弾性体層を構成する弾性材料としては、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどを用いることができ、熱伝導性の良好なものを選択することが好ましい。
なお、シリコーンゴムとしては、ビニルメチルシリコーンゴム、メチルシリコーンゴム、フェニルメチルシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等が利用できる。またフッ素ゴムとしては、フッ化ビニリデン系ゴム、四フッ化エチレン／プロピレン系ゴム、四フッ化エチレン／パーフロロメチルビニルエーテルゴム、フォスファゼン系ゴム、フロロポリエーテル、およびその他のフッ素ゴムが利用できる。これらは、それぞれ単独でもまたは２種以上組み合せてもよい。
【００３７】
また、弾性体層には上述した弾性材料の他に、無機あるいは有機の各種充填剤も利用できる。
無機充填剤としては、カーボンブラック、酸化チタン、シリカ、炭化ケイ素、タルク、マイカ、カオリン、酸化鉄、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、酸化マグネシウム、黒鉛、窒化ケイ素、窒化ホウ素、酸化鉄、酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。また有機充填剤としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンスルフィド等が利用できる。このほか特殊な弾性体として、フッ素樹脂としてＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡも利用できる。
【００３８】
以上に説明した材料の中でも、弾性体層を構成する材料としては以下に説明するシリコーンゴム組成物を用いることが好ましい。
このシリコーゴム組成物は、基本的には加熱等によって硬化させることによりゴム弾性体となるポリオルガノシロキサン組成物が用いられる。このポリオルガノシロキサン組成物は、（ａ）ポリオルガノシロキサンベースポリマーと、（ｂ）硬化剤と、必要に応じて各種添加剤等とを均一に分散させたものであり、各種添加剤としては、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、粉砕石英、酸化マグネシュウムなどの無機系フィラーからなる熱伝導性フィラーを用いてもよい。
【００３９】
このような組成物に用いられる各種成分のうち、（ａ）ポリオルガノシロキサンベースポリマーと（ｂ）硬化剤とは、ゴム弾性体を得るための反応機構に応じて適宜選択されるものである。
その反応機構としては、（１）有機過酸化物加硫剤による架橋方法、（２）縮合反応による方法、（３）付加反応による方法等が知られており、その反応機構によって、（ａ）成分と（ｂ）成分すなわち硬化用触媒もしくは架橋剤との好ましい組合せが決まることは周知である。  
このような各種の反応機構において用いられる（ａ）成分のベースポリマーとしてのポリオルガノシロキサンにおける有機基は、１価の置換または非置換の炭化水素基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、ドデシル基のようなアルキル基、フェニル基のようなアリール基、β−フェニルエチル基、β−フェニルプロピル基のようなアラルキル基等の非置換の炭化水素基や、クロロメチル基、３，３，３  −トリフルオロプロピル基等の置換炭化水素基が例示される。なお、一般的にはメチル基が合成のし易さ等から多用される。
以下、上記（１）〜（３）の夫々の反応機構における（ａ）ポリオルガノシロキサンベースポリマーと、（ｂ）硬化剤とについて説明する。
【００４０】
先ず、上記（１）の架橋方法を適用する場合においては、通常、（ａ）成分のベースポリマーとしては、１分子中のケイ素原子に結合した有機基のうち、少なくとも２個がビニル、プロペニル、ブテニル、ヘキセニルなどのアルケニル基であるポリオルガノシロキサンが用いられる。特に合成の容易さ、原料の入手のし易さから、上記基の中でもビニル基が好ましい。
また、（ｂ）成分の硬化剤としては、ベンゾイルペルオキシド、２，４  −ジクロロベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、クミル−ｔ−ブチルペルオキシド、２，５  −ジメチル−２，５  −ジ−ｔ−ブチルペルオキシヘキサン、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド等の各種の有機過酸化物加硫剤が用いられ、特に低い圧縮永久歪みを与えることから、ジクミルペルオキシド、クミル−ｔ−ブチルペルオキシド、２，５  −ジメチル−２，５  −ジ−ｔ−ブチルペルオキシヘキサン、ジ−ｔ−ブチルペルオキシドが好ましい。なお、これらの有機過酸化物加硫剤は、１種または２種以上の混合物として用いられる。
【００４１】
（ｂ）成分の硬化剤である有機過酸化物の配合量は、（ａ）成分のポリオルガノシロキサンベースポリマー１００質量部に対し０．０５質量部以上１５質量部以下の範囲が好ましい。有機過酸化物の配合量が０．０５質量部未満では加硫が十分に行われず、１５質量部を超えて配合してもそれ以上の格別な効果がないばかりか、得られたシリコーンゴムの物性に悪影響を与える場合がある
【００４２】
また、上記（２）の縮合反応を適用する場合においては、（ａ）成分のベースポリマーとしては両末端に水酸基を有するポリオルガノシロキサンが用いられる。
（ｂ）成分の硬化剤としては、まず架橋剤として、エチルシリケート、プロピルシリケート、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、メチルトリス（メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリス（メトキシエトキシ）シラン、メチルトリプロペノキシシラン等のアルコキシ型；メチルトリアセトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン等のアセトキシ型；メチルトリ（アセトンオキシム）シラン、ビニルトリ（アセトンオキシム）シラン、メチルトリ（メチルエチルケトキシム）シラン、ビニルトリ（メチルエチルケトキシム）シラン等、およびその部分加水分解物が例示される。
【００４３】
また、ヘキサメチル−ビス（ジエチルアミノキシ）シクロテトラシロキサン、テトラメチルジブチル−ビス（ジエチルアミノキシ）シクロテトラシロキサン、ヘプタメチル（ジエチルアミノキシ）シクロテトラシロキサン、ペンタメチル−トリス（ジエチルアミノキシ）シクロテトラシロキサン、ヘキサメチル−ビス（メチルエチルアミノキシ）シクロテトラシロキサン、テトラメチル−ビス（ジエチルアミノキシ）−モノ（メチルエチルアミノキシ）シクロテトラシロキサンのような環状シロキサン等も例示される。
このように、架橋剤はシランやシロキサン構造のいずれでもよく、またそのシロキサン構造は直鎖状、分岐状および環状のいずれでもよい。
【００４４】
さらに、これらを使用する際には、１種類に限定される必要はなく、２種以上の併用も可能である。
また、（ｂ）成分の硬化剤のうち、硬化用触媒としては、鉄オクトエート、コバルトオクトエート、マンガンオクトエート、スズナフテネート、スズカプリレート、スズオレエートのようなカルボン酸金属塩；ジメチルスズジオレエート、ジメチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオクトエート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジオレエート、ジフェニルスズジアセテート、酸化ジブチルスズ、ジブチルスズジメトキシド、ジブチルビス（トリエトキシシロキシ）スズ、ジオクチルスズジラウレートのような有機スズ化合物が用いられる。
【００４５】
（ｂ）成分の硬化剤のうち、上記架橋剤の配合量は（ａ）成分のベースポリマー１００質量部に対し  ０．１質量部以上２０質量部以下が好ましい。架橋剤の使用量が０．１  質量部未満では、硬化後のゴムに充分な強度が得られず、また２０質量部を超えると得られるゴムが脆くなり、いずれも実用に耐え難い。また、硬化用触媒の配合量は（ａ）成分のベースポリマー１００質量部に対し０．０１質量部以上５質量部以下が好ましい。これより少ない量では硬化用触媒として不十分であって、硬化に長時間を要し、また空気との接触面から遠い内部での硬化が不良となる場合がある。他方、これよりも多い場合には、保存安定性が低下してしまう場合がある。より好ましい配合量の範囲としては、０．１質量部以上３質量部以下の範囲である。
【００４６】
上記（３）の付加反応を適用する場合の（ａ）成分のベースポリマーとしては、上記（１）におけるベースポリマーと同様なものが用いられる。また、（ｂ）成分の硬化剤としては、硬化用触媒として、塩化白金酸、白金オレフィン錯体、白金ビニルシロキサン錯体、白金黒、白金トリフェニルホスフィン錯体等の白金系触媒が用いられ、架橋剤として、ケイ素原子に結合した水素原子が１分子中に少なくとも平均２個を超える数を有するポリオルガノシロキサンが用いられる。
【００４７】
（ｂ）成分の硬化剤のうち、硬化用触媒の配合量は、（ａ）成分のベースポリマーに対し白金元素量で１ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下の範囲となる量が好ましい。硬化用触媒の配合量が白金元素量として１ｐｐｍ  未満では、充分に硬化が進行せず、また１０００ｐｐｍを超えても特に硬化速度の向上等が不十分となる場合がある。また、架橋剤の配合量は、（ａ）成分中のアルケニル基１個に対し、架橋剤中のケイ素原子に結合した水素原子が０．５個以上４．０個以下となるような量が好ましく、さらに好ましくは１．０個以上３．０個以下となるような量である。水素原子の量が０．５個未満である場合は、組成物の硬化が充分に進行せずに、硬化後の組成物の硬さが低くなり、また水素原子の量が４．０個を超えると硬化後の組成物の物理的性質と耐熱性が低下する場合がある。
【００４８】
−表面層−
表面層に用いる材料としては、フッ素系およびシリコーン系の樹脂またはゴムを主成分として用いることが好ましく、具体的には、フッ素ゴム、フッ素樹脂、シリコーンゴム、フルオロカーボンシロキサンゴムが挙げられる。
また、これらの樹脂及び／又はゴム材料に加えて、必要に応じて補強性充填剤、耐熱性向上剤、難燃剤等の各種添加剤を随時付加的に配合してもよい。このような材料としては、例えば、煙霧質シリカ、沈澱法シリカ、珪藻土等の補強性充填剤、酸化アルミニウム、マイカ、クレイ、炭酸亜鉛、ガラスビーズ、ポリジメチルシロキサン、アルケニル基含有ポリシロキサン等が挙げられる。
【００４９】
なお、フッ素ゴムとしては、従来公知のフッ素ゴムであればいずれも利用できる。例えば、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体、四フッ化エチレン−プロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン−四フッ化エチレン三元共重合体、四フッ化エチレン−フッ化ビニリデン−プロピレン三元共重合体、フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル三元共重合体等が挙げられ、単独であるいは２種類以上併せて用いることができる。
フッ素ゴムの加硫については、共重合体の方法としては、アミン加硫、ポリオール加硫、パーオキサイド加硫等各タイプ共使用できるが、ポリオール加硫が最も安定して加硫を行うことができる。
【００５０】
フッ素樹脂としては、四フッ化エチレン／六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン／パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体（ＭＦＡ）、テトラフルオロエチレン／パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体（ＥＦＡ）、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）等を利用することができ、これらを１種類以上組み合わせて利用することができる。
【００５１】
フルオロカーボンシロキサンゴムとしては、主鎖にパーフルオロアルキルエーテル基及び／又はパーフルオロアルキル基を有するものが好ましい。
また、シリコーンゴムとしては、原料は、ビニルメチルシリコーンゴム、メチルシリコーンゴム、フェニルメチルシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等を挙げることができる。シリコーンゴムの加硫方法としては、有機酸化物で架橋する熱加硫タイプ（ＨＴＶ）、縮合架橋する室温加硫タイプ（ＲＴＶ）、白金触媒を用いた付加重合によって架橋させる低温加硫タイプ（ＬＴＶ）等いずれの加硫方法も使用できる。また、表面層の形成に用いる原料として、形態的にはシリコーンゴムパウダーなども使用することができる。
【００５２】
−熱伝導性層−
熱伝導性層を構成する有機材料としては、定着温度域（５０℃以上２５０℃以下程度）においても耐熱性を有する公知の有機材料であれば特に限定されないが、定着回転体の耐久性をより向上させるためには、熱伝導性層と界面を形成するマトリックス部材（例えば、図２（Ａ）に示す例では表面層１１０、図２（Ｂ）に示す例では、表面層１１０及び弾性体層１２０））を構成する有機材料と同一又は類似の有機材料を用いることが好ましい。マトリックス部材を構成する有機材料と同一又は類似の有機材料を用いることにより、熱伝導性層とマトリックス部材との界面を構成する材料同士の化学的親和性がより高くなるため、界面での接着力をより強固なものにすることができる。
これに加えて、マトリックス部材を構成する有機材料と弾性係数などの機械的物性にも大きな差が生じないため、定着回転体外周面において、熱伝導性層が埋め込まれている箇所とそうでない箇所とで、反発力や弾性、硬度などの定着特性を支配する物性に差が生じにくい。このため、このような定着回転体を用いれば、もう一方の対向配置される定着回転体とによって形成される圧接部界面内における加圧ムラの発生を防止でき、高品質の画像を得ることができる。
【００５３】
なお、「マトリックス部材を構成する有機材料と同一又は類似の有機材料」とは、マトリックス部材を構成する主たる有機材料（マトリックス部材中の含有量が１質量％以上の有機材料）と、分子構造の主要部が同一又は類似の有機材料を意味し、この点を満たせば、置換基など部分的に分子構造が異なるものや、分子量が異なるものも含まれる。
例えば、マトリックス部材を構成する有機材料がシリコーンゴム系材料である場合には、「マトリックス部材を構成する有機材料と同一又は類似の有機材料」とはシリコーンゴム系材料を意味し、マトリックス部材を構成するシリコーンゴムと分子量や、部分的に分子構造が異なるものも含まれることになるが、例えば、フッ素ゴム系材料のように分子構造の主要部が根本的に異なる材料は該当しないことになる。
【００５４】
また、図２（Ｂ）に例示するように、熱伝導性層が２種類の異なるマトリックス部材（図２（Ｂ）に示す例では、弾性体層１２０および表面層１１０）と界面を形成する場合は、いずれか一方のマトリックス部材の有機材料と同一又は類似の有機材料を用いるか、あるいは、両部材を構成する有機材料の中間的な組成を有する有機材料を用いることが好ましい。また、前者の場合、熱伝導性層との接触面積の大きい方のマトリックス部材（図２（Ｂ）に示す例では、表面層１１０）の有機材料と同一又は類似の有機材料を用いることがより好ましい。
【００５５】
また、熱伝導性層を構成する熱伝導性層材料の熱伝導率はマトリックス部材よりも大きことが必要であるが、マトリックス部材の熱伝導率の１．５倍以上であることが好ましく、２倍以上であることがより好ましく、４倍以上であることが更に好ましい。
熱伝導性層材料の熱伝導率が、マトリックス部材の熱伝導率の１．５倍未満である場合には、定着時の圧接部界面における界面内の温度が不均一になったり、経時的な温度ばらつきが大きくなるために安定した定着が困難となる上に、定着ムラが発生する場合もあり、さらに、立ち上がり時間も長くなる場合がある。それゆえ、熱伝導性層材料の熱伝導率は、マトリックス部材の熱伝導率よりも大きければ大きいほど好ましいが、使用可能な材料の選択肢が限られる等の理由から、実用上はマトリックス部材の熱伝導率の５０倍以下であることが好ましい。
【００５６】
なお、定着回転体を構成するマトリックス部材（表面層、弾性体層、基材などの熱伝導性層以外の有機材料を含む部材）や、熱伝導性層の熱伝導率は、それぞれの部材を厚さ１０ｍｍのシート状に調整し、（調整が難しい場合は、厚さを都度変更した。）京都電子工業株式会社製の迅速熱伝導率計ＱＴＭ−５００（非定常熱線法）により測定した。
【００５７】
熱伝導性層の熱伝導率の制御方法としては、熱伝導性層に熱伝導率の高い材料を配合することが好ましく、具体的にはアルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、粉砕石英、酸化マグネシュウムなどの熱伝導性フィラーを用いることが好ましい。なお、これらのフィラーは、表面層や弾性体層などのマトリックス部材にも配合されることがあるが、この場合は、これらのフィラーの配合量をマトリックス部材中よりも多くする。
熱伝導性層中に含まれる熱伝導性フィラーの配合量としては、１質量％以上９９質量％以下の範囲内であることが好ましく、１０質量％以上９０質量％以下の範囲内であることがより好ましい。熱伝導性フィラーの配合量が１質量％未満の場合には、熱伝導性層の熱伝導率が不足し、定着時の圧接部界面における界面内の温度が不均一になったり、経時的な温度ばらつきが大きくなるために安定した定着が困難となる上に、定着ムラが発生する場合もあり、さらに、立ち上がり時間も長くなる場合がある。
【００５８】
これに対して、熱伝導性フィラーの配合量が９９質量％を超える場合には、熱伝導性層の物性が、この層を構成する有機材料よりも熱伝導性フィラーに支配される傾向が強くなるため、マトリックス部材と熱伝導性層との界面が剥離しやすくなって、耐久性が劣化する場合がある。また、マトリックス部材を構成する材料と弾性係数などの機械的物性にも大きな差が生じやすくなるため、定着回転体外周面において、熱伝導性層が埋め込まれている箇所とそうでない箇所とで、見かけ上の反発力や弾性、強度などに差が生じて、結果的に、定着時に加圧ムラが発生して画質が劣化する場合がある。また、回転方向に対して十分な幅を有する圧接部の形成が困難になり、定着時の加熱や加圧が不十分になる場合がある。
【００５９】
−定着回転体の製造方法−
本発明の定着回転体は、公知の定着回転体の製造方法に加えて、熱伝導性層を形成するために既述したような（１Ａ）、（１Ｂ）、（２Ａ）、（２Ｂ）に示されるような工程を適宜組み合わせて実施することにより作製することができる。
ここで、従来の定着回転体の製造プロセスに対して、本発明の定着回転体の製造プロセスの最も異なる点は、熱伝導性層を形成する工程を導入した点にあるため、以下にこの工程（特に（２Ａ）に示される工程）を中心により詳細に説明する。
【００６０】
この場合、本発明の定着回転体は、有機材料から構成される表面を有する基材の前記表面に、有機材料を含む熱伝導性層形成用材料を溶解・分散させた溶液を付与する溶液付与工程を少なくとも経て作製される。このような工程を経ることによって、有機材料を含むマトリックス部材と、このマトリックス部材と界面を形成するように配置され、前記マトリックス部材よりも熱伝導性が高く、且つ、少なくとも外周面に平行で回転方向と直交する方向に連続するように設けられた前記熱伝導性層形成用材料から構成される熱伝導性層とを有する定着回転体を得ることができる。
なお、「有機材料から構成される表面を有する基材（以下、「被塗布体」と称す場合がある）」とは、定着回転体を構成する一部材（例えば、定着ベルトを作製する場合における、シームレスベルトからなる基材など）または２以上の部材を組み合わせて構成された中間部品を意味する。なお、中間部品の具体例としては、例えば、図２（Ａ）に示す定着ロールを例に説明すれば、基体１００表面に層１１０Ａが設けられた中間部品や、基体１００表面に層１１０Ａと層１１０Ｂ（熱伝導性層２０が形成される部分を除く）とが設けられている中間部品などが挙げられる。
【００６１】
溶液付与工程は、固体表面に溶液を付与して膜を形成する成膜法であれば公知の方法が利用できるが、被塗布体の表面に、最終的に形成される熱伝導性層の形状やパターンに対応するように溶液を選択的に付与できる方法を採用することが好ましい。
このような方法としては、被塗布体の表面をマスキング処理した後に溶液を塗布して層を形成する工程と、マスキングを剥がす工程を組み合わせた方法なども挙げられるが、液体を吐出するノズルを備えた液体吐出手段のノズルから、溶液を、被塗布体表面に吐出する方法（いわゆるインクジェット法）を用いることが最も好ましい。
【００６２】
この方法を利用すれば、液体吐出手段と被塗布体とを相対的に移動させつつ、液体吐出手段から吐出される溶液の吐出量を制御することにより、所定の形状やパターンの熱伝導性層を形成することができ、さらに、必要に応じて図１（Ａ）に示すような単純なパターンのみならず図１（Ｂ）〜（Ｄ）等に例示されるような様々なパターンの熱伝導性層を形成することも可能である。
また、２つの液体吐出手段から各々マトリックス部材を構成する材料を分散・溶解させた溶液と、熱伝導性層形成用材料を溶解・分散させた溶液とを略同時に吐出することにより、マトリックス部材と熱伝導性層とを同時に形成することもできる。例えば、図２（Ａ）に示す定着ロールを作製する場合において、被塗布体が基体１００と層１１０Ａとからなる場合には、熱伝導性層２０と層１１０Ｂとを同時に形成できる。なお、２種類の液体を別々に独立制御して吐出できる構成を有する液体吐出手段を用いる場合には１つの液体吐出手段を用いて上述と同様のパターニングが実施できる。
【００６３】
液体吐出手段としては、代表的には市販のインクジェットプリンターに利用されているような液体を液滴状に吐出するドロップオンデマンド（以下「ＤＯＤ」という場合がある）方式が挙げられ、ＤＯＤ方式の液体吐出手段（液滴吐出手段）としては、いわゆる圧電素子を用いたピエゾインクジェット方式や、熱沸騰現象を利用した熱インクジェット方式のいずれを利用してもよい。
また、ノズルに液体を供給するために液体吐出手段内に設けられた塗布液室に液体を連続的に加圧して供給することにより、ノズルから液体を液柱状に吐出する連続加圧方式も挙げられる。但し、この連続加圧方式では、液柱状に吐出された液体が塗布対象物の表面に到着するまでに液滴化するように、塗布液室に供給される液体に対して圧電素子を利用して振動が付与される。
【００６４】
なお、ＤＯＤ方式の液体吐出手段では、間欠的に液体を吐出するため、ノズルから吐出する液体の粘度が概ね１０ｍＰａ・ｓ以上の場合にはノズルの乾燥や吐出の一時休止により目詰まりを起こしやすくなる場合がある。これに対して、連続加圧方式の液体吐出手段では、常時連続噴射する上に、加圧した液体をノズルから強制的に吐出するために溶液の粘度によらず安定した吐出が可能である。
それゆえ、塗布に使用する溶液の粘度が高い場合、特に１０ｍＰａ・ｓ以上の場合には連続加圧方式の液体吐出手段を用いることが好ましい。
【００６５】
なお、溶液付与工程に用いる溶液の溶媒としては、固形分を溶解させる溶媒であれば特に限定されず、固形分の組成に応じて適宜選択できるが、例えば、アセトン、ヘキサン、酢酸エチル、酢酸ブチル、等を利用できる。また、その粘度も特に限定されず、塗布方法に応じて適宜選択できるが、通常は、１ｍＰａ・ｓ以上５００ｍＰａ・ｓ以下の範囲内に調整することが好ましい。
【００６６】
（定着装置および画像形成装置）
次に、本発明の定着回転体を用いた定着装置や画像形成装置について説明する。
本発明の定着装置は、圧接部を形成するように対向配置された一対の定着回転体を少なくとも備え、前記圧接部をトナー像が形成された記録媒体を加熱加圧しながら通過させることにより前記トナー像を前記記録媒体に定着することができる構成を有するものであり、ここで、前記一対の定着回転体の少なくとも一方が、本発明の定着回転体により構成される。なお、一対の定着回転体の双方が本発明の定着回転体により構成されていてもよい。
【００６７】
また、本発明の定着装置の態様としては、例えば、＜１＞加熱ロールと、前記加熱ロールと圧接し圧接部を形成する加圧ロールとを少なくとも備えた構成（２ロール方式）、＜２＞加熱ロールと、前記加熱ロールと圧接し圧接部を形成する加圧ベルトと、前記加圧ベルトを介して加熱ロールに対向し加圧する加圧ロールとを少なくと備えた構成（ベルトニップロール定着方式）、＜３＞加熱ベルトと、前記加熱ベルトの内側より圧接する加圧部材と、前記加熱ベルトを介して前記加圧部材に対向し加圧する加圧ロールとを少なくとも備え、圧接部が加熱ベルトと加圧ロールとの間に形成される構成（ベルト定着方式）、＜４＞加熱ベルトと、前記加熱ベルトの内側より圧接する加圧部材と、前記加熱ベルトと圧接し圧接部を形成する加圧ベルトと、前記加熱ベルトおよび加圧ベルトの圧接部を介して前記加圧部材に対向し加圧する加圧ロールとを少なくとも備えた構成（ベルト対定着方式）などが挙げられるが、これらにのみ限定されるものではなく公知の定着装置が採用する如何なる態様であってもよい。
【００６８】
なお、本発明の定着装置に用いられる少なくとも一方の定着回転体が、加熱ベルトや加圧ベルトのような定着ベルトである場合、無端ベルトを支持したり駆動したりするロールの径が小さくなると、当該ロールにより張架される無端ベルトにはより大きな応力が加わることになり、長期の使用では亀裂が発生しやすくなる。しかし、無端ベルト状の本発明の定着回転体では、熱伝導性層とマトリックス部材との界面が強固に接合しているため、
外周面に平行で回転方向と直交する方向に熱伝導性を向上させる層や部材を設けていない従来の定着ベルトと遜色のないレベルの耐久性を確保することが容易である。
【００６９】
また、本発明の画像形成装置は、公知の電子写真方式の画像形成装置において、定着手段として本発明の定着装置を備えたものであれば特に限定されない。
具体的には、像保持体と、該像保持体表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記像保持体表面に画像情報に応じた光を照射することにより静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像保持体表面に現像剤を付与して前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を前記像保持体表面から記録媒体表面に転写する転写手段と、前記記録媒体表面に転写された前記トナー像を定着する定着手段とを備え、前記定着手段として、圧接部を形成するように対向配置された一対の定着回転体を少なくとも備え、前記定着が、前記圧接部を前記トナー像が形成された記録媒体を加熱加圧しながら通過させることにより行われ、前記一対の定着回転体の少なくとも一方が、本発明の定着回転体からなる構成を有することが好ましい。
【００７０】
なお、本発明の画像形成装置には、その他にも公知のその他の手段が備えられていてもよく、例えば、トナー像を転写した後の像保持体表面をクリーニングブレードなどのクリーニング部材によりクリーニングするクリーング手段を備えていてもよい。また、像保持体から記録媒体への転写は、直接転写する方式でもよいが、中間転写ベルト等の中間転写体を用いて、トナー像を像保持体から中間転写体へ転写する１次転写と、１次転写後に中間転写体から記録媒体へと転写する２次転写を実施するいわゆる中間転写方式であってもよい。また、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色に対応した現像ユニットを備えたようないわゆるタンデム方式を採用することもできる。
【実施例】
【００７１】
以下、本発明を実施例を挙げてより詳細に説明する。なお、以下の説明において「部」は、全て「質量部」を示すものとする。
（実施例１）
−弾性体層用シリコンゴム組成物の調整−
末端がトリメチルシリル基で閉塞されたメチルビニルシロキサン単位を０．１５モル％含有するポリジメチルシロキサン（重合度約６０００）１００部に、熱伝導性フィラーとしてアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）（マイクロン社製、ＡＸ３−１５）を２００部加えて混練し、混練物を得た。
この混練物３００部に、架橋剤として、２，５−ジメチル−２，５−ジ−ｔ−ブチルパーオキシヘキサン０．５部を均一に混合し、弾性体層用シリコーンゴム組成物を調製した。
続いて、この組成物２０部を酢酸ブチル８０部に分散・溶解させて、粘度が４００ｍＰａ・ｓの弾性体層用塗布液を得た。
【００７２】
−熱伝導性層用シリコンゴム組成物の調整−
末端がトリメチルシリル基で閉塞されたメチルビニルシロキサン単位を０．１５モル％含有するポリジメチルシロキサン（重合度約６０００）１００部に、熱伝導性フィラ−としてアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）（マイクロン社製、ＡＸ３−１５）を５００部加えて混練し、混練物を得た。
この混練物６００部に、架橋剤として、２，５−ジメチル−２，５−ジ−ｔ−ブチルパーオキシヘキサン０．５部を均一に混合し、熱伝導性層用シリコーンゴム組成物を調製した。
続いて、この組成物１５部を酢酸ブチル８５部に分散・溶解させて、粘度が３００ｍＰａ・ｓの熱伝導性層用塗布液を得た。
【００７３】
−定着ロールの作製−
外径４６ｍｍ、内径４０ｍｍ及び長さ３３０ｍｍの大きさのアルミニウム製のロール基材を、その軸方向が水平方向となるように配置した。また、液滴吐出ヘッド（ピエゾ間欠型のＴｒｉｄｅｎｔ社製、ＰｉｘｅｌＪｅｔ１２８）をアルミニウム製のロール基材の軸方向に対して走査可能なように、ロール基材の軸方向直上で、ロール基材の頂上部と液滴吐出ヘッドのノズル口が配置された面との最短距離が５ｍｍの間隔を保った状態で、ロール基材の軸方向に走査可能なように配置した。
続いて、弾性体層用塗布液を用いて、ロール基材を３００ｒｐｍで回転させながら、液滴吐出ヘッドをロール基材の一方の端部側（ロール基材の一方の端部から１２ｍｍの位置）から他方の端部側（ロール基材の他方の端部から１２ｍｍの位置）まで走査しながら、弾性体層用塗布液を塗布して、塗膜（図２（Ｂ）中の弾性体層１２０に相当する層）を形成した。
なお、この時の塗布液の噴射の周波数は２．６ＫＨｚ、走査速度は３００ｍｍ/分に設定し、所定の厚みが得られるまで、液滴吐出ヘッドをロール基材軸方向に対して往復走査した。
【００７４】
弾性体層用塗布液を用いた塗膜を形成した後、液滴吐出ヘッドから吐出する塗布液を熱伝導性層用塗布液に切り替えて、外周面方向における熱伝道性層の配置及び形状が図１（Ａ）に示されるパターンとなるように、液滴吐出ヘッドから吐出される塗布液の吐出タイミングを制御することにより、塗膜（図２（Ｂ）中の熱伝導性層２０に相当する層）を形成した。  
なお、この時の塗布液の噴射の周波数は２．６ＫＨｚ、走査速度は３００ｍｍ/分に設定し、所定の厚みが得られるまで、液滴吐出ヘッドをロール基材軸方向に対して往復走査した。
【００７５】
続いて、塗膜を形成したロールを１分間に１０回転の速さで回転しながら、１５０℃で３０分間加熱乾燥した。その後、内面がエキシマレーザーによる接着処理（以下「エキシマレーザー処理」と言う場合もある）された膜厚３０μｍの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）チューブ（図２（Ｂ）の表面層１１０に相当する層）を被覆して、２００℃にて４時間加熱することにより定着ロールを作製した。
以上に説明したプロセスを経て、外周面方向の熱伝導性層の配置が図１（Ａ）に示すような構造を有し、断面の層構成が図２（Ｂ）に示すような定着ロールを得た。
この定着ロールの幅は３３０ｍｍ、熱伝導性層の幅（回転方向の長さ）は１０μｍ、長さ（ロール幅方向の長さ）は３００ｍｍ、厚みは１０μｍであり、互いに隣接する熱伝導性層間の距離は３ｍｍであった。定着ロールの直径は４６.３４ｍｍであり、弾性体層の厚みは３００μｍ、表面層の厚みは３０μｍ、外周面から熱伝導性層までの距離（図２（Ｂ）中の、層１１０Ｅに相当する厚み）は３０μｍであった。
また、熱伝導性層、弾性体層、表面層の熱伝導率は、各々６．２Ｗ／ｍ・Ｋ、１，４Ｗ／ｍ・Ｋ、０．１９Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【００７６】
（実施例２）
−表面層用シリコンゴム組成物の調整−
実施例１で用いた弾性体層用シリコンゴム組成物の粘度を表１、組成を表２に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして塗布液を調製した。
【００７７】
−熱伝導性層用シリコンゴム組成物の調整−
実施例１で用いた熱伝導性層用シリコンゴム組成物の固形分および粘度を表１、組成を表２に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして塗布液を調製した。
【００７８】
−定着ロールの作製−
外径４６ｍｍ、内径４０ｍｍ及び長さ３３０ｍｍの大きさのアルミニウム製のロール基材を、その軸方向が水平方向となるように配置した。また、液滴吐出ヘッド（ピエゾ間欠型のＴｒｉｄｅｎｔ社製、ＰｉｘｅｌＪｅｔ１２８）をアルミニウム製のロール基材の軸方向に対して走査可能なように、ロール基材の軸方向直上で、ロール基材の頂上部と液滴吐出ヘッドのノズル口が配置された面との最短距離が５ｍｍの間隔を保った状態で、ロール基材の軸方向に走査可能なように配置した。
続いて、表面層用塗布液のみを用いて、ロール基材を３００ｒｐｍで回転させながら、液滴吐出ヘッドをロール基材の一方の端部側（ロール基材の一方の端部から１２ｍｍの位置）から他方の端部側（ロール基材の他方の端部から１２ｍｍの位置）まで走査しながら、表面層用塗布液を塗布して、乾燥・焼成後の厚みが３００μｍとなるように下層となる塗膜（図２（Ａ）中の層１１０Ａに相当する層）を形成した。
なお、この時の塗布液の噴射の周波数は２．６ＫＨｚ、走査速度は３００ｍｍ/分に設定し、所定の厚みが得られるまで、液滴吐出ヘッドをロール基材軸方向に対して往復走査した。
【００７９】
続いて、液滴吐出ヘッドから吐出する塗布液を、表面層用塗布液および熱伝導性層用塗布液の２種類に切り替えて、外周面方向における熱伝道性層の配置及び形状が図１（Ｂ）に示されるパターンとなるように、液滴吐出ヘッドから吐出される２種類の塗布液の吐出タイミングを制御することにより、乾燥・焼成後の厚みが１０μｍとなるように中間層となる塗膜（図２（Ａ）中の熱伝導性層２０および層１１０Ｂに相当する層）を形成した。  なお、この時の塗布液の噴射の周波数は２．６ＫＨｚ、走査速度は３００ｍｍ/分に設定し、所定の厚みが得られるまで、液滴吐出ヘッドをロール基材軸方向に対して往復走査した。
【００８０】
その後、表面層用塗布液のみを用いて、乾燥・焼成後の厚みが３０μｍとなるように下層となる塗膜を形成する場合と同様にして上層となる塗膜（図２（Ａ）中の層１１０Ｃに相当する層）を形成した。
【００８１】
続いて、塗膜を形成したロールを１分間に１０回転の速さで回転しながら、１５０℃で３０分間加熱乾燥し、更に、２００℃にて４時間加熱することにより定着ロールを作製した。
以上に説明したプロセスを経て、外周面方向の熱伝導性層の配置が図１（Ｂ）に示すような構造を有し、断面の層構成が図２（Ａ）に示すような定着ロールを得た。
この定着ロールの幅は３３０ｍｍ、熱伝導性層の幅（回転方向の長さ）は１０μｍ、長さ（ロール幅方向の長さ）は３００ｍｍ、厚みは１０μｍであり、互いに隣接する熱伝導性層間の距離は３ｍｍであった。また、熱伝導性層は、その長手方向の辺とロール幅方向とが１０°の角度を成すように、ロール回転方向に対して左右対称となるように「Ｖ」字型に形成された。
また、定着ロールの直径は４６.３４ｍｍであり、弾性体層の厚みは３００μｍ、表面層の厚み（図２（Ａ）中の、表面層１１０に相当する厚み）は３４０μｍ、外周面から熱伝導性層までの距離（図２（Ａ）中の、層１１０Ｃに相当する厚み）は３０μｍであった。
また、熱伝導性層、表面層の熱伝導率は、各々１１．７Ｗ／ｍ・Ｋ、１，４Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【００８２】
（実施例３）
−弾性体層用シリコンゴム組成物の調整−
実施例１で用いた弾性体層用シリコンゴム組成物の固形分および粘度を表１、組成を表２に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして塗布液を調製した。
【００８３】
−熱伝導性層用シリコンゴム組成物の調整−
実施例１で用いた熱伝導性層用シリコンゴム組成物の固形分および粘度を表１、組成を表２に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして塗布液を調製した。
【００８４】
−定着ロールの作製−
実施例１と同様にして弾性体層用塗布液を塗布して、塗膜（図２（Ｂ）中の弾性体層１２０に相当する層）を形成した。
弾性体層用塗布液を用いた塗膜を形成した後、液滴吐出ヘッドから吐出する塗布液を熱伝導性層用塗布液に切り替えて、外周面方向における熱伝道性層の配置及び形状が図１（Ｃ）に示されるパターンとなるように、液滴吐出ヘッドから吐出される塗布液の吐出タイミングを制御することにより、塗膜（図２（Ｂ）中の熱伝導性層２０に相当する層）を形成した。  
なお、この時の塗布液の噴射の周波数は２．６ＫＨｚ、走査速度は３００ｍｍ/分に設定し、所定の厚みが得られるまで、液滴吐出ヘッドをロール基材軸方向に対して往復走査した。
【００８５】
続いて、塗膜を形成したロールを１分間に１０回転の速さで回転しながら、１５０℃で３０分間加熱乾燥した。その後、内面がエキシマレーザー処理された膜厚３０μｍの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）チューブ（図２（Ｂ）の表面層１１０に相当する層）を被覆して、２００℃にて４時間加熱することにより定着ロールを作製した。
以上に説明したプロセスを経て、外周面方向の熱伝導性層の配置が図１（Ｃ）に示すような構造を有し、断面の層構成が図２（Ｂ）に示すような定着ロールを得た。
この定着ロールの幅は３３０ｍｍ、熱伝導性層の幅（回転方向の長さ）は１０μｍ、長さ（ロール幅方向の長さ）は３００ｍｍ、厚みは１０μｍであり、互いに隣接する熱伝導性層間の距離は３ｍｍであった。また、熱伝導性層は、ロール幅方向中央部を基準としてロール回転方向に対して左半分および右半分に分割した各々の部分がそれぞれ曲率半径１３ｃｍの円弧状となるように形成された。
また、定着ロールの直径は４６.３４ｍｍであり、弾性体層の厚みは３００μｍ、表面層の厚みは３０μｍ、外周面から熱伝導性層までの距離（図２（Ｂ）中の、層１１０Ｅに相当する厚み）は３０μｍであった。
また、熱伝導性層、弾性体層、表面層の熱伝導率は、各々１６．５Ｗ／ｍ・Ｋ、３，３Ｗ／ｍ・Ｋ、０．１９Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【００８６】
以下の表１に、実施例１〜３の定着ロールの作製に際して、インクジェット法により各層を形成した場合の形成条件等を表１に示す。
【００８７】
【表１】
2008139572.tif 000003
【００８８】
（比較例１）
−弾性体層用シリコンゴム組成物の調整−
弾性体層用シリコンゴム組成物として実施例１で用いた弾性体層用シリコンゴム組成物と同様のものを準備した。
【００８９】
−定着ロールの作製−
熱伝導性層を形成しなかった以外は、実施例１と同様にして定着ロールを作製した。
【００９０】
（比較例２）
−弾性体層用シリコンゴム組成物の調整−
弾性体層用シリコンゴム組成物として実施例１で用いた熱伝導性層用シリコンゴム組成物と同様のものを準備した。
【００９１】
−定着ロールの作製−
熱伝導性層を形成しなかった以外は、実施例１と同様にして定着ロールを作製した。        
【００９２】
（比較例３）
比較例１において弾性体層に相当する塗膜を形成した後、塗膜を形成したロールを１分間に１０回転の速さで回転しながら、１５０℃で３０分間加熱乾燥し、２００℃にて４時間加熱した。
続いて、焼成処理後のロール表面に、松下電器産業製グラファイトシート（ＰＧＳグラファイトシート）を巻きつけ、厚みが０．１ｍｍの熱伝導性層を形成した。なおグラファイトシートは、熱伝導率異方性を有するものであり、熱伝導率の低い方向が、ロール基材の軸方向と一致するように巻きつけた。
続いて、表面層として内面をエキシマレーザー処理を施した膜厚２０μｍのＰＦＡチューブを被覆し、定着ロールを得た。
【００９３】
（比較例４）
比較例２において弾性体層に相当する塗膜を形成した後、塗膜を形成したロールを１分間に１０回転の速さで回転しながら、１５０℃で３０分間加熱乾燥し、２００℃にて４時間加熱した。
続いて、焼成処理後のロール表面に、ポリイミドで被覆された銅線(古河電工製)をロール基材の軸方向と平行に積層し、厚みが２ｍｍの熱伝導性層を形成した。
さらに、このロールの表面のポリイミド被覆された銅線に起因する凹凸が平坦化できる程度にシリコーンゴム（東レダウシリコーン社製、ＤＹ３５−３０３０）を塗布した後、表面層として内面をエキシマレーザー処理を施した膜厚２０μｍのＰＦＡチューブを被覆し、１５０℃、１２０分間加熱してシリコーンゴムを硬化させることによって定着ロールを得た。
【００９４】
以上の実施例、比較例で得られた定着ロールの各種評価を行った結果を表２〜４に示す。
【００９５】
【表２】
2008139572.tif 000004
【００９６】
【表３】
2008139572.tif 000005
【００９７】
【表４】
2008139572.tif 000006
【００９８】
−耐久性評価−
耐久性の評価には画像形成装置（富士ゼロックス社製、ＤＣ１１００）に搭載されている２ロール方式の定着装置を用いた。なお、評価に際しては定着装置の加圧ロールとして、各実施例、比較例で得られた定着ロールを用い、加熱ロールと加圧ロールとの間に形成される圧接部にかかる圧力が１００ｋｇｆに調整した。  
評価に際しては、定着装置の定着温度を１５０℃に、加圧ロールの回転速度を４００ｍｍ／秒に設定して、Ａ４サイズの用紙（富士ゼロックスオフィスサプライ製Ｊ紙）を用紙の長手方向が給紙方向で一分間に１１０枚通紙できるように設定し、通紙した。なお、給紙は、給紙方向に対して用紙の中心線が、ロール軸方向に対して中央を通過するように実施した。
そして、１万枚通紙毎にに、加圧ロールとして取り付けられた定着ロールの外周面を目視により観察し、亀裂の有無や亀裂の発生具合を以下の基準で評価した。
◎：通紙７万枚を超え１０万枚以下ロールに亀裂がない
○：通紙５万枚を超え７万枚以下においてロールに亀裂が発生した
△：通紙３万枚を超え５万枚以下においてロールに亀裂が発生した。
×：通紙１万枚を超え３万枚以下においてロールに亀裂が発生した。
××：通紙1万枚以下においてロールに亀裂が発生した。
【００９９】
−伝熱特性の評価−
伝熱特性の評価として、通紙１０００枚後に、加圧ロールの軸方向の温度を測定した。
そして、加圧ロールの軸方向に対して  中心部と両端部の温度差を算出し、以下の基準で評価した。
○：中心部と両端部の温度差が１０℃未満
△：中心部と両端部の温度差が１０℃以上３０℃未満
×：中心部と両端部の温度差が３０℃以上
【０１００】
−ＪＩＳ−Ａ硬度−
各層のＪＩＳ−Ａ硬度は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３（１９９７）に準拠して、島津製作所製デュロメータ  タイプＡを用いて測定した。なお、測定用のサンプルとしては、各層を構成する材料を、定着ロールを作製する場合と同様の条件で処理して得られた厚み２ｍｍのシートを３枚重ねて６ｍｍとしたものを用いた。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の定着回転体の外周面方向における熱伝導性層の配置及び形状の例について示す概略模式図である。
【図２】本発明の定着回転体が定着ロールである場合の層構成の例を示す模式断面図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０  外周面
２０  熱伝導性層
１００  基体
１１０  表面層
１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄ、１１０Ｅ  表面層１１０の一部（を成す層）１２０  弾性体層
２００、２１０  定着ロール
【図１】
2008139572.tif 000007
【図２】
2008139572.tif 000008