JP2016012128A - 定着部材とその製造方法、定着装置および電子写真画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カーボンナノチューブを配合したシリコーンゴム弾性層を有する定着部材を用いた際の、基材とシリコーンゴム弾性層との接着が不十分なことに伴う界面でのはく離（接着破壊）を抑制し、接着耐久性が確保された定着部材を提供する。【解決手段】基材、弾性層及び表層を有する電子写真用の定着部材であって、該弾性層がベース材としてシリコーンゴムを含み、充填剤としてカーボンナノチューブが含有されており、該弾性層の５０℃での弾性率Ｅ５０と、２００℃での弾性率Ｅ２００との比、Ｅ２００／Ｅ５０が０．５以上１．０未満であり、該弾性層と基材との接着強度が３．０Ｎ／ｃｍ以上２０．０Ｎ／ｃｍ以下で、且つ、はく離試験時に弾性層が凝集破壊することを特徴とする。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、電子写真画像形成装置に用いられる定着部材およびその製造方法に関する。また、本発明は、定着装置および電子写真画像形成装置に関する。

一般に、複写機やレーザープリンタ等の電子写真方式に用いられる加熱定着装置では、少なくとも一方が加熱された一対のローラ、フィルムとローラ、ベルトとローラ、ベルトとベルト、といった回転体同士が圧接されている。

そして、未定着状態のトナーによって形成される画像を保持した被記録材（紙など）が、この回転体間に形成された圧接部位（定着ニップ）に導入される。このとき、加熱された回転体は被記録材を加熱して該トナーを溶融し、被記録材に当該画像を定着させる。

被記録材上に保持された未定着状態のトナー画像が接する回転体は定着部材と称され、その形態に応じて定着ローラ、定着フィルム、定着ベルトなどと呼称される。

電子写真画像形成装置のカラー化及び高画質化に伴って、定着ニップ部においては多色のトナーを包み込んで溶融・混色する必要がある。そのため、基材と、該基材上に設けられたシリコーンゴム等を含む弾性層と、フッ素樹脂等を含む離型性に優れた離型層とがこの順に積層されてなる構成を有する定着部材が用いられている。

ところで、このような構成を有する定着部材に対しては、従来から高い熱伝導率が求められている。かかる要求に対して、特許文献１は、金属または樹脂で形成された基体と、該基体上に形成された弾性層と、該弾性層上に形成された離型層とを有し、該弾性層中にカーボンファイバーを含有させてなる定着ベルトを開示している。また、特許文献２は、チューブ状の基材、該基材の外周側に設けられた弾性層及び該弾性層の外周側に設けられた表層を有し、該弾性層に所定量の充填剤及びカーボンナノチューブを含有させてなる定着用ベルトを開示している。

特開２００２−２６８４２３号公報 特開２０１０−９２００８号公報

本発明は、カーボンナノチューブを含み、また、十分な弾性を有する硬化シリコーンゴムを含む弾性層が基材上に設けられており、かつ、基材と弾性層とが十分な接着性を有する定着部材及びその製造方法の提供に向けたものである。
また、本発明は、高品位な電子写真画像の安定的な形成に資する定着装置および電子写真画像形成装置の提供に向けたものである。

本発明によれば、基材、該基材上に設けられた硬化シリコーンゴムを含む弾性層及び表層を有する電子写真用の定着部材であって、
該弾性層は、カーボンナノチューブを更に含み、
該弾性層の５０℃での弾性率をＥ５０と該弾性層の２００℃での弾性率をＥ２００としたとき、Ｅ２００／Ｅ５０が、０．５以上１．０未満であり、
弾性層と該基材とのはく離接着強さが、３．０Ｎ／ｃｍ以上２０．０Ｎ／ｃｍ以下であり、且つ、該弾性層は、該基材からのはく離試験において凝集破壊するものである定着部材が提供される。

また、本発明によれば、上記の定着部材の製造方法であって、基材上に形成した付加硬化型シリコーン混合物の層を硬化させる工程を有し、
該付加硬化型シリコーン混合物が、ケイ素原子に結合した不飽和脂肪族基を側鎖に有する第１のシリコーン化合物と、ケイ素原子に結合した水素原子を有する第２のシリコーン化合物と、ケイ素原子に結合した不飽和脂肪族基を末端に有する第３のシリコーン化合物と、カーボンナノチューブと、を含むものである定着部材の製造方法が提供される。

また、本発明によれば、記録媒体上に形成された未定着トナー画像を記録媒体上に定着する定着装置であって、上記の定着部材と、該定着部材に対向して配置され、該定着部材と定着ニップを形成する加圧部材と、を具備している定着装置が提供される。

さらに、本発明によれば、電子写真感光体、該電子写真感光体の表面を帯電させる帯電装置、該電子写真感光体に静電潜像を形成する露光手段、中間転写体、および上記の定着装置を具備している電子写真画像形成装置が提供される。

本発明に係る定着部材の一様態を示す概略断面模式図である。 本発明に係る定着部材の一様態を示す概略断面模式図である。 本発明で用いる接着強度の測定方法を説明する模式図である。 ベルト形状の定着部材を用いた本発明に係る定着装置の一例における構成を示す横方向断面模式図である。 ローラ形状の定着部材を用いた本発明に係る定着装置の一例における構成を示す横方向断面模式図である。 本発明に係る電子写真画像形成装置の実施形態の一様態であるカラーレーザープリンタの構成を示す概略断面図である。

本発明者らは、弾性層を、カーボンナノチューブを含有させた液状の付加硬化型シリコーン混合物を硬化させて形成することについて検討を行った。なお、液状の付加硬化型シリコーン混合物は、通常、ケイ素原子に結合している不飽和脂肪族基を分子内に有している第１のシリコーン化合物と、ケイ素原子に結合している水素原子を分子内に有する第２のシリコーン化合物とを基本的な成分として含む。そして、第１のシリコーン化合物の不飽和脂肪族基と、第２のシリコーン化合物のヒドロシリル基とを反応させ、硬化させることでシリコーンゴムが得られるものである。

そして、上記の検討の結果、カーボンナノチューブを含有させてなる液状の付加硬化型シリコーン混合物は、カーボンナノチューブを含有させたことにより、粘度が上昇し、均一な膜厚の弾性層の形成に支障を来す場合があることを見出した。

そこで、本発明者らは、カーボンナノチューブの添加に伴う粘度上昇を抑制するべく、第１のシリコーン化合物の分子量を低下させることを検討した。この場合において、第１のシリコーン化合物の分子量を低下させることは、硬化後のシリコーンゴムの弾性を相対的に低下させることとなる。これに対し、本発明者らは、第１のシリコーン化合物として、低分子量のものを使用するに際して、硬化後のシリコーンゴム中の架橋構造を十分に発達させるために、不飽和脂肪族基が側鎖に導入されたものを用いることを試みた。側鎖に導入された不飽和脂肪族基をヒドロシリル基と反応させることで、硬化シリコーンゴムの架橋密度を向上させ、弾性層の弾性を維持しようとしたものである。その結果、弾性層の弾性は十分に維持されていたものの、基材と弾性層との接着が不十分となり、基材と弾性層との界面ではく離が生じてしまう場合があるという、新たな課題を見出すに至った。

かかる新規な課題に対して本発明者らが検討を重ねた結果、カーボンナノチューブを含み、十分な弾性を有する硬化シリコーンゴムを含む弾性層が基材上に設けられており、かつ、基材と弾性層とが十分な接着性を有する定着部材を得るに至った。

本発明に係る定着部材は、基材、該基材上に設けられた硬化シリコーンゴムを含む弾性層及び表層を有し、該弾性層は、カーボンナノチューブを更に含んでいる。
そして、該弾性層の５０℃での弾性率をＥ５０、該弾性層の２００℃での弾性率をＥ２００としたとき、Ｅ２００／Ｅ５０が、０．５以上１．０未満であり、
該弾性層と基材とのはく離接着強さが、３．０Ｎ／ｃｍ以上２０．０Ｎ／ｃｍ以下であり、且つ、該弾性層は、該基材からのはく離試験において凝集破壊するものである。

ここで、弾性層の５０℃での弾性率Ｅ５０は、定着部材が相対的に低温な環境におかれた場合を想定しており、ばらつきを含みにくく安定的に測定可能な温度における値である。また、２００℃での弾性率Ｅ２００は、定着部材が電子写真画像形成装置内での熱定着に実際に使用されるときに、シリコーンゴムの分解等に伴う劣化が起こらないとされる最大温度として用いた際の値である。このそれぞれの温度での弾性率の比であるＥ２００／Ｅ５０は、定着装置の待機状態、所謂スタンバイ状態から実使用温度環境に定着部材が温度変化した際の弾性率の変化度合いを示している。この値が１．０に近いほど、定着部材の実使用温度環境において、弾性層が温度に依存せず安定した弾性を示しているものということができる。言い換えれば、Ｅ２００／Ｅ５０の値は、弾性層中の硬化シリコーンゴムの架橋構造の相対的な発達の程度を示す指標ともいうことができる。従って、第１のシリコーン化合物として、側鎖に不飽和脂肪族基が多く導入されているものを用いた場合、架橋密度を発達させることができるため、Ｅ２００／Ｅ５０の値を、１．０に近づける方向に調整することが可能である。

また、温度２５℃における、弾性層と基材との接着強度を、３．０Ｎ／ｃｍ以上２０．０Ｎ／ｃｍ以下とすることで、定着部材を定着装置に装着し、加圧された状態で実使用に供した際に、十分な接着強度を有する定着部材とすることができる。

本発明者らは、カーボンナノチューブを含む硬化シリコーンゴムを含む弾性層と基材との接着性が低下し、界面はく離を生じやすくなる理由について検討を重ね、以下のように推測した。
すなわち、該基材とその上に形成された硬化シリコーンゴムを含む弾性層とは、付加硬化型シリコーン混合物中の、第１のシリコーン化合物が有する不飽和脂肪族基が基材表面の官能基と反応することによって接着される。ここで、付加硬化型シリコーン混合物中の、ケイ素原子に結合した不飽和脂肪族基を有する第１のシリコーン化合物として、下記式１に例示される、不飽和脂肪族基を側鎖に導入したシリコーン化合物を用いた場合、分子内で多くの不飽和脂肪族基が近接しているため、この不飽和脂肪族基に対してカーボンナノチューブが相互作用し、基材との接着に関与可能な不飽和脂肪族基の量が減少してしまう。

（式１中、ｍは０以上の整数、ｎは３以上の整数を示す。）

上記の推定に基づき、本発明者らは、基材上に形成される、液状の付加硬化型シリコーン混合物の膜中に、カーボンナノチューブとの共存下でも基材との化学結合の形成に寄与する不飽和脂肪族基を存在させることについて検討を重ねた。その結果、下記式２で示される、２つ以上の不飽和脂肪族基がジメチルシロキサン鎖によって離間されているような第３のシリコーン化合物を、該付加硬化型シリコーン混合物中にさらに含有させることが有効であることを見出した。

（式２中、ｎは正の整数を示す。）

上記式２で示される第３のシリコーン化合物を更に含む付加硬化型シリコーン混合物の層を基材上に形成し、硬化させることによって形成された硬化シリコーンゴムを含む弾性層は、基材との接着性に優れている。その結果として、弾性層と基材との接着強度が、３．０Ｎ／ｃｍ以上２０．０Ｎ／ｃｍ以下であって、且つ、後述する条件によるはく離試験によったときに、弾性層が基材との界面ではく離せず、凝集破壊するものとなる。第３のシリコーン化合物を用いることで、接着強度を確保可能となることの作用機序については、未だ十分解明はできていないが、本発明者らは以下のように推測している。

即ち、付加硬化型シリコーン混合物のヒドロシリル化反応による硬化過程において、末端に不飽和脂肪族基を有する第３のシリコーン化合物は、分子中の不飽和脂肪族基の一方がカーボンナノチューブと相互作用し、基材との反応に寄与し得なくなった状態となっても、離れた位置に存在する他方の不飽和脂肪族基が、比較的自由に分子運動性を有し得るため、基材との化学結合を形成することができるものと考えられる。その結果として、基材と弾性層との間ではく離試験を行った際に、基材と弾性層との界面はく離（接着破壊）を呈さず、弾性層の凝集破壊が起こるレベルまで十分な接着強度を示すような定着部材を得られるものと考えられる。

１．定着部材
次に、本発明に係る定着部材について以下に具体的な構成に基づき詳細に説明する。

本発明に係る定着部材は基材、弾性層及び表層を有する電子写真用の定着部材である。弾性層はベース材として硬化シリコーンゴムを含み、充填剤としてカーボンナノチューブを含有する。弾性層の５０℃での弾性率Ｅ５０と２００℃での弾性率Ｅ２００との比、Ｅ２００／Ｅ５０は０．５以上１．０未満である。弾性層と基材との温度２５℃における接着強度は３．０Ｎ／ｃｍ以上２０．０Ｎ／ｃｍ以下である。弾性層は、はく離試験時に凝集破壊することを特徴とする。

（１）定着部材
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明に係る定着部材の一様態を示す概略断面模式図であり、１はベルト形態の定着部材（所謂、定着ベルト）、２はローラ形態の定着部材（所謂、定着ローラ）を示す。一般に、基材自体が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を形成する場合に定着ローラと呼ばれる。
図１において、３は基材、４は基材３の周面を被覆している弾性層、５は弾性層４の周面と被覆している表層である。表層５は、弾性層４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。

（２）基材
基材３の材質としては、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、ポリイミドなどの耐熱性樹脂が用いられる。

定着部材がローラ形状である場合、基材３には、芯金が用いられる。芯金の材質としては、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレスなどの金属や合金が挙げられる。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よい。また、中空状の場合には内部に熱源を設けることも可能となる。

定着部材が、ベルト形状を有する場合には、基材３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、ポリイミドなどからなる耐熱樹脂ベルト等が挙げられる。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。

基材３の外面には弾性層４との接着性等の機能を付与するために表面処理が施される場合がある。表面処理には、ブラスト・ラップ・研磨などの物理的処理や、酸化処理・カップリング剤処理・プライマー処理などの化学的処理があり、これらを複合的に用いる場合もある。

特に弾性層４としてシリコーンゴムを用いる場合には、表面処理としてプライマー処理が一般的に用いられる。ここで用いられるプライマーは、有機溶剤中に、シランカップリング剤、シリコーン化合物、水素化メチルシロキサン、アルコキシシラン、加水分解・縮合・付加などの反応促進触媒、ベンガラ等の着色剤、等が適宜配合分散された塗料形態のものである。これらは市販されているものである。このようなプライマーを基材３の表面（弾性層４との接着面）に塗布し、乾燥や焼成のプロセスを経てプライマー処理が施される。

プライマーは基材３の材質、弾性層４の種類や架橋時の反応形態などによって適宜選択可能である。例えば、弾性層４が不飽和脂肪族基を多く含む場合には、不飽和脂肪族基との反応により接着性を付与するため、プライマーとしてはヒドロシリル基を含有するものが好適に用いられる。また、弾性層４がヒドロシリル基を多く含む場合には、反対にプライマーとしては不飽和脂肪族基を含有するものが好適に用いられる。そのほかにもアルコキシ基を含有するものなど、被着体である基材３と弾性層４の種類に応じて適宜選択可能である。

（３）弾性層
弾性層４は、定着時にトナーを過度に押しつぶさず、紙の繊維の凹凸に追従する弾性を定着部材に担持させる層として機能する。

かかる機能を発現させる上で、弾性層４には、ベース材としてシリコーンゴムが用いられ、中でも液状の付加硬化型シリコーン混合物を硬化させたものとすることが好ましい。これは、液状状態のものが多いため充填剤（フィラー）が分散させやすく、後述するフィラーの種類や添加量に応じて、その架橋度を調整することで、弾性を調整することができるからである。

付加硬化型シリコーン混合物としては、硬化反応時に架橋点として機能する不飽和脂肪族基を有するシリコーン化合物（第１のシリコーン化合物）が、ベース材料として用いられる。
このベース材料に、ケイ素原子結合水素基（ヒドロシリル基）を分子中に複数個有するシリコーン化合物（第２のシリコーン化合物）、分子鎖の末端に不飽和脂肪族基を有するシリコーン化合物（第３のシリコーン化合物）および充填剤としてのカーボンナノチューブが配合される。
さらに、付加硬化型シリコーン混合物中でのヒドロシリル化反応を促進するための触媒、反応開始時間を制御するためのインヒビターと呼ばれる反応制御剤（阻害剤）などが配合されてもよい。
触媒としては、一般的に白金化合物やロジウム化合物などの公知の物質が用いられる。反応制御剤としては、メチルビニルテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール、ハイドロパーオキサイド等、公知の物質が用いられる。

さらに、これらに加え、熱伝導性や耐熱性、補強性等を付与するために、カーボンナノチューブなどのフィラーと呼ばれる充填剤を混練・分散することでシリコーンゴム組成物が得られる。

このようにして得られたシリコーンゴム組成物を、金型成型法、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によって、基材３の外周面に担持し、加熱等の方法により架橋反応を進行させることで、弾性層４を形成することが可能である。

弾性層４の厚さは定着部材の表面硬度への寄与、並びにニップ幅確保の観点から、適宜設計可能である。
定着部材がベルト形状を有する場合（以下、定着ベルト）、弾性層４の厚みの好ましい範囲は、１００μｍ以上５００μｍ以下、更に好ましくは２００μｍ以上４００μｍ以下である。これは、定着装置に組み込んだときに、基材３の変形によりニップ幅が確保できるためである。また、加熱定着装置においては、定着ベルトの内側にヒーターが配置される場合が多い。この場合、上記した厚み範囲の弾性層は、定着ベルトの裏面側から表面側への熱伝導を阻害し難い。
定着部材がローラ形状を有する際には、基材３が剛体であり、ニップ幅を弾性層４の変形で形成する必要がある。このため、弾性層４の厚みの好ましい範囲は、３００μｍ以上１０ｍｍ以下、更に好ましくは１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
基材３の外周面に形成された弾性層４と基材３との間の接着強度については後ほど詳述する。

（３−１）第１のシリコーン化合物（不飽和脂肪族基を有するシリコーン化合物）
先述したように、充填剤としてカーボンナノチューブを配合した場合には、その繊維状の形態に起因して、シリコーンゴム組成物の構造粘性が増加する。このため、シリコーンゴム組成物のベース材に用いる不飽和脂肪族基を有するシリコーン化合物としては、比較的粘度が低い、即ち分子量の小さいポリマーを用いることが肝要となる。シリコーン化合物は高分子化合物であるため、分子量を一意に特定することは難しいが、ゲル浸透クロマトグラフ（ＧＰＣ）によって測定される重量平均分子量（Ｍｗ）を用いることでその構成を確認することが可能である。具体的には、重量平均分子量が１５０，０００以下のものが好ましく、更には７０，０００以下のものが好ましい。分子量がこれより大きいとシリコーンゴム組成物の構造粘性が非常に大きくなるため成形加工が著しく困難になる。

このようなシリコーン化合物に導入される不飽和脂肪族基としては、下記の式３で示すように側鎖部分Ｒ_２に導入されることで、一分子中に多数個導入することが可能となり、架橋剤シリコーン化合物と架橋反応させた際に、弾性層は温度変化の影響が小さく安定した弾性を呈する。
・式３ 側鎖に不飽和脂肪族基を有するシリコーン化合物の構造式

（式３中、Ｒ_１及びＲ_２は後述する。ｍは０以上の整数、ｎは３以上の整数を示す。）

式３中、Ｒ_１はケイ素原子に結合した、不飽和脂肪族基を含まない１価の非置換又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、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル等）；
・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、３−クロロプロピル、３，３，３−トリフルオロプロピル、３−シアノプロピル、３−メトキシプロピル等）。

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、Ｒ_１の５０％以上がメチル基であることが好ましく、すべてのＲ_１がメチル基であることが特に好ましい。

また、Ｒ_２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且つ安価で、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。

側鎖部分にビニル基を有するシリコーン化合物の存在は、核磁気共鳴装置（ＮＭＲ）を用いた水素核測定（Ｈ−ＮＭＲ）を行うことにより確認可能である。側鎖ビニル基に存在する３つの水素原子はそれぞれ非等価であるため、相互にスピンカップリングするため、帰属されるピークは低ケミカルシフト側から５．７４、５．７６、５．７９、５．８０、５．８８、５．９０、５．９２、５．９３、５．９４、５．９８、５．９９、６．０３ｐｐｍにそれぞれ分離されて検出される。このようなケミカルシフトに分離検出されるピークは、第１のシリコーン化合物の側鎖部分に導入されたビニル基特有のものである。

（３−２）第２のシリコーン化合物
付加硬化型シリコーンゴムに配合されて用いられる架橋剤として機能する第２のシリコーン化合物としては、ケイ素原子結合水素基（ヒドロシリル基）を分子中に複数個有するシリコーン化合物を用いることができる。架橋剤シリコーン化合物としては主鎖構造としてケイ素原子と酸素原子とが結合するシロキサン構造を有しており、その分子骨格は、直鎖状、分枝状、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。下記の式５に直鎖状の架橋剤シリコーン化合物の例を、下記の式６に環状の架橋剤シリコーン化合物の例を示す。

（式５中、Ｒ_１は後述する。ｍは０以上の整数、ｎは３以上の整数を示す。）

（式６中、Ｒ_１は後述する。ｍは０以上の整数、ｎは３以上の整数を示す。）

式５及び式６中、Ｒ_１は不飽和脂肪族基を有するシリコーン化合物の項で述べたＲ_１と同様に、ケイ素原子に結合した、不飽和脂肪族基を含まない１価の非置換又は置換炭化水素基を表す。

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、Ｒ_１の５０％以上がメチル基であることが好ましく、すべてのＲ_１がメチル基であることが特に好ましい。

ケイ素原子結合水素基（ヒドロシリル基）を有する第２のシリコーン化合物の存在については、Ｒ_１がすべてメチル基の場合には、ヒドロシリル基の水素原子について、核磁気共鳴装置（ＮＭＲ）を用いた水素核測定（Ｈ−ＮＭＲ）を行うことにより確認可能である。この場合のヒドロシリル基の水素原子に帰属されるケミカルシフトは、直結しているケイ素原子の環境によって多少変化するが、４．６５〜４．７０ｐｐｍを中心とした位置にピークが出現する。この部分の積算値を測定することによって、ヒドロシリル基の量が算出できる。

（３−３）第３のシリコーン化合物
さらに本発明においては、液状の付加硬化型シリコーン混合物中に、基材３と弾性層４との接着性を向上させる成分として、分子鎖の末端に不飽和脂肪族基を有するシリコーン化合物を含有させることが肝要となる。

第１のシリコーン化合物中の側鎖部分に導入された不飽和脂肪族基は、カーボンナノチューブとの相互作用により、基材３との接着に寄与できる割合が減少するため、接着強度が低下されると推察される。

しかし、分子鎖の末端に不飽和脂肪族基を有する第３のシリコーン化合物を含有させることによって、基材３との化学結合の形成に寄与する不飽和脂肪族基を、基材３上に形成した付加硬化型シリコーン混合物の層中に存在させることができる。その結果として、基材３と弾性層４との十分な接着性を確保することが可能となる。

第３のシリコーン化合物においては、分子内の不飽和脂肪族基同士が、ジアルキルシロキサン鎖によって離間され、離れた位置に存在するため、分子内の不飽和脂肪族基が、同時にカーボンナノチューブと相互作用する確率が低く、基材３との接着反応に寄与する割合が増加すると考えられる。この結果、基材３と弾性層４との接着性が向上し、十分な接着耐久性が得られる。

第３のシリコーン化合物中の不飽和脂肪族基は、下記の式４で示すように分子鎖の末端部分Ｒ_２に導入される。

（式４中、Ｒ_１及びＲ_２は後述する。ｎは正の整数を示す）

式４中、Ｒ_１及びＲ_２の構造については、式３に現れる、側鎖に不飽和脂肪族基を有するシリコーン化合物について例示したＲ_１及びＲ_２と同義である。
Ｒ_１としてはメチル基が好ましく、Ｒ_２としてはビニル基が好ましい。ｎは正の整数を表す。ここで、式４中のｎの数によって、分子の両末端に位置するＲ_２で表される不飽和脂肪族基同士の距離が確定される。そして、本発明においては、一方の不飽和脂肪族基が、カーボンナノチューブとの相互作用によってトラップされた場合にも、他方の不飽和脂肪族基の分子運動性が損なわれることのないように、不飽和脂肪族基同士を十分に離間させることが好ましい。従って、式４中のｎとしては、５０以上とすることが好ましく、特には、２００以上とすることが好ましい。また、液状の付加硬化型シリコーン混合物の粘度を過度に上昇させることを避けるために、式４中のｎの数は、２０００以下とすることが好ましく、特には、１０００以下とすることが好ましい。

末端部分に不飽和脂肪族基としてのビニル基を有する第３のシリコーン化合物の存在についても、前記したものと同様に、核磁気共鳴装置（ＮＭＲ）を用いて水素核測定（Ｈ−ＮＭＲ）を行うことにより確認可能である。
末端ビニル基に存在する３つの水素原子もそれぞれ非等価である。このため、相互にスピンカップリングが起こるが、ピークのケミカルシフトは側鎖構造のものと異なった位置に出現する。末端ビニル基に帰属されるピークは低ケミカルシフト側から５．６８、５．６９、５．７３、５．７４、５．８９、５．９０、５．９２、５．９３、６．０６、６．１０、６．１１、６．１５ｐｐｍにそれぞれ分離されて検出される。このようなケミカルシフトに分離検出されるピークは、シリコーン化合物の末端部分に導入されたビニル基特有のものである。

本発明においては、本発明に係る付加硬化型シリコーン混合物に含まれる不飽和脂肪族基の総量に占める、第３のシリコーン化合物が有する末端不飽和脂肪族基の割合（モル分率）を、１％以上、３０％以下とすることが好ましい。弾性層４内のシリコーンゴムの架橋密度を、弾性層としての強度を十分に維持しつつ、基材３と弾性層４との接着性をより良好にすることができるためである。

第１〜第３のシリコーン化合物から構成されるベースポリマーにおけるヒドロシリル基の、該ベースポリマー中のケイ素原子に対する割合（モル分率）は、０．３〜１０．０モル％、特には、０．５〜４．０モル％が好ましい。
また、第１〜第３のシリコーン化合物で構成されるベースポリマーにおける不飽和脂肪族基の、該ベースポリマー中のケイ素原子に対する割合（モル分率）は、０．５〜１０．０モル％、特には、０．８〜５．０モル％とすることが好ましい。
さらに、該ベースポリマー中における不飽和脂肪族基の量に対するヒドロシリル基の量の割合（ヒドロシリル基のモル数／不飽和脂肪族基のモル数）としては、０．３〜２．０、特には、０．５〜１．０が好ましい。

不飽和脂肪族基としてビニル基を用いた際には、シリコーンゴム組成物中に含まれるビニル基の総量に占める末端ビニル基の割合を、先に示したＨ−ＮＭＲを用いることで定量することが可能である。ビニル基の総量は５．６〜６．２ｐｐｍの積算値を１／３とする（ビニル基中に水素原子が３個存在するため）ことにより導いておく。
次いで、末端ビニル基のプロトン同士のスピンカップリングによりカルテットに分かれた、６．０６、６．１０、６．１１、６．１５ｐｐｍのピークが、側鎖ビニル基のプロトンケミカルシフトと重複せず独立して検出可能であるため、この部分の積算値を末端ビニル基量とする。これにより、ビニル基総量に占める末端ビニル基の割合が算出できる。

（３−４）充填剤（フィラー）
弾性層４には熱伝導性を付与するためのフィラーとしてカーボンナノチューブが含有されている。カーボンナノチューブはアーク法、レーザーアブレーション法、ＤＩＰＳ法（Direct Injection Pyrolytic Synthesis method）、ＣｏＭｏＣＡＴ法、ＨｉＰＣＯ法、スーパーグロースＣＶＤ法、気相成長法などの製法で製造されており、市販されているものもある。なかでも気相成長法により製造されたカーボンナノチューブが、形状制御性とシリコーン化合物への分散性の観点から特に好ましい。

気相成長法のカーボンナノチューブ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、繊維長は原料及び触媒の種類・大きさ・組成、反応温度・気圧及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物が知られている。繊維の径方向において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。このグラファイト構造はラマン分光光度を測定した際に、１５７０〜１５８０ｃｍ^−１付近に非常にシャープな吸収を示すことから、その存在が確認できる。

弾性層４にはさらに熱伝導性を付与するために、その他のフィラーが配合されていても良い。熱伝導性の付与を目的として用いられるフィラーの具体例は、以下の例を含む。
炭化ケイ素（ＳｉＣ）；窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）；窒化ホウ素（ＢＮ）；窒化アルミニウム（ＡｌＮ）；アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）；酸化亜鉛（ＺｎＯ）；酸化マグネシウム（ＭｇＯ）；シリカ（ＳｉＯ_２）；銅（Ｃｕ）；アルミニウム（Ａｌ）；銀（Ａｇ）；鉄（Ｆｅ）；ニッケル（Ｎｉ）；ケイ素（Ｓｉ）；炭素繊維（Ｃ）等。
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ができる。

熱伝導性フィラーの平均粒径は取り扱い上、及び分散性の観点から１μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。また、形状は球状、粉砕状、針状、板状、ウィスカ状などが用いられるが、分散性の観点から球状のものが好ましい。

また、フィラーとしては他に、補強性や耐熱性、加工性、導電性等の特性を付与させる目的で、微量ながら酸化鉄（ＦｅＯ・Ｆｅ_２Ｏ_３・Ｆｅ_３Ｏ_４）や酸化チタン（ＴｉＯ_２）、カーボンブラック（Ｃ）、等を含むことがある。さらに、この目的でシリカ（ＳｉＯ_２）を含んでいてもよい。

付加硬化型シリコーン混合物中における充填剤は、弾性層が、後述する弾性率（Ｅ５０、Ｅ２００）を有するために必要な量が配合される。具体的には、カーボンナノチューブは、第１のシリコーン化合物、第２のシリコーン化合物および第３のシリコーン化合物の混合物（ベースポリマー）に対して、体積充填率で、０．５〜１５体積％、特には、１０〜４０体積％の範囲内で適宜調整することが好ましい。
また、アルミナの如き他のフィラーは、第１のシリコーン化合物、第２のシリコーン化合物および第３のシリコーン化合物の混合物（ベースポリマー）に対して、体積充填率で、０〜５０体積％、特には、１０〜４０体積％の範囲内で適宜調整することが好ましい。

（３−５）弾性層の弾性率について
定着部材はトナーを溶融するため加熱状態で使用されるが、その使用温度領域において弾性変化が小さいことが定着画質の安定性の観点から重要である。これについては定着部材の使用温度域における弾性層４の弾性率変化の温度依存性を測定することで安定した弾性が確保可能であるかを比較・評価することが可能となる。

具体的には、定着部材の弾性層４から切り出したサンプル（長さ５０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚みは２ｍｍ）を準備する。この弾性層４のサンプルを、加熱炉を具備した動的粘弾性測定装置（ＤＭＡ）にセットしたのち、振動周波数を１０Ｈｚに設定し、温度条件を変化させて測定することで、各温度における弾性率を測定することが可能である。

特に、弾性層４の５０℃での弾性率Ｅ５０と、２００℃での弾性率Ｅ２００との比、Ｅ２００／Ｅ５０が０．５以上１．０未満であることが、安定的な画質確保のために必要となる。

ここで５０℃での弾性率Ｅ５０は、定着部材として相対的に低温な環境におかれた場合を想定しており、ばらつきを含みにくく安定的に測定可能な温度における値である。
一方、２００℃での弾性率Ｅ２００とは定着部材の実使用環境温度を想定した範囲でシリコーンゴムの分解等に伴う劣化が起こらない最も高い温度における値である。
それぞれの温度における弾性率の比である「Ｅ２００／Ｅ５０」は、定着装置の待機状態、所謂スタンバイ状態から実使用温度環境に定着部材が温度変化した際の弾性率の変化度合いを示している。この数値が１．０に近くなるほど、定着部材の実使用温度環境において、弾性層４が温度に依存せず安定した弾性を示すものであるということができる。

先に述べたように、シリコーンゴム組成物の原材料の配合段階においてシリコーン化合物の種類、分子量、架橋構造、架橋点の数、更にはフィラーの種類や量などを変化させることにより、硬化後の弾性層４の弾性率を制御する。

ところが、フィラーとしてカーボンナノチューブを配合した付加硬化型のシリコーン混合物においては、構造粘性が強く生じることから比較的低分子量のシリコーン化合物を用いる必要がある。その際に末端に不飽和脂肪族基を有するシリコーン化合物を多量に配合してしまうと、ベースポリマー中の分岐構造が発達していないため、硬化した弾性層４の分岐構造の発達が妨げられる。この結果、弾性層４における弾性率の温度依存性が大きくなり、弾性率の比であるＥ２００／Ｅ５０は０．５を下回る値となってしまう。

即ち、カーボンナノチューブを配合した弾性層４では、シリコーンゴム組成物におけるシリコーン化合物成分として、側鎖に不飽和脂肪族基を有するシリコーン化合物を主体的に配合することで、分岐・架橋構造を発達させ、弾性率の温度依存性を小さくする必要がある。ここで主体的に配合するとは、シリコーンゴム組成物を構成するシリコーン化合物成分の全成分において、重量換算で当該成分の含有量が最も多いことを意味し、特に当該成分を全成分中５０重量％以上含むことが好ましい。

なお、本発明に係るＥ５０およびＥ２００は、定着部材の弾性層４が有しているべき柔軟性の目安として、０．５ＭＰａ以上、４．５ＭＰａ以下の範囲内にあることが好ましい。より具体的には、Ｅ５０は、１．７ＭＰａ以上、４．５ＭＰａ以下の範囲内にあること、また、Ｅ２００は、０．７ＭＰａ以上、２．８ＭＰａ以下の範囲内にあることが好ましい。

そして、Ｅ５０およびＥ２００の値が各々上記の範囲内にあり、かつ、Ｅ２００／Ｅ５０が、０．５以上、１．０未満という規定を満たす弾性層４は、弾性層として備えるべき弾性を備えていること、および、温度２００℃においても破壊されにくい強固な架橋構造を有するシリコーンゴムで構成されているものであるということができる。

ところで、本発明に係る弾性層４は、日本工業規格（ＪＩＳ） Ｋ ６２５１：２０１０に基づく、ダンベル状３号型試験片を用いて測定したときの引っ張り強さ（ＴＳ）が、０．４ＭＰａ以上、３．０ＭＰａ以下、特には、１．０ＭＰａ以上、２．５ＭＰａ以下であることが好ましい。弾性層４の引っ張り強さは、弾性率と同様に、シリコーンゴムの架橋の程度に主に支配される。従って、Ｅ５０およびＥ２００が、上記した数値範囲内にある弾性層４は、基本的には、上記範囲内の引っ張り強さを有するものとなる。

（４）表層
表層５としては、主にフッ素樹脂層、例えば、以下に例示列挙する樹脂が単独もしくは複合されて用いられる。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。

形成方法としては特に限定されない。例えば、チューブ状に成形したものを、接着層（不図示）を介して弾性層４上に被覆する方法、フッ素樹脂の微粒子を直接、または、溶媒中に分散塗料化されたものを弾性層４表面にコーティング後、乾燥・溶融し焼き付ける方法が挙げられる。

また、表層５中には成形性や離型性を損なわない範囲において、熱物性を制御する目的でフィラーを含有してもよい。

表層５の厚みは、５０μｍ以下、更には３０μｍ以下とすることが好ましい。表層５を積層した際に弾性層４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からである。

（５）基材と弾性層の間の接着強度、及びはく離試験について
２５℃における、基材３と弾性層４との間の接着強度は、３．０Ｎ／ｃｍ以上２０．０Ｎ／ｃｍ以下である。本発明においては、基材３と弾性層４との間の接着強度は、日本工業規格で定められた「接着剤−はく離接着強さ試験方法」（ＪＩＳ Ｋ６８５４−１：１９９９）によって測定する。

具体的な接着強度の測定方法について、図２を用いて説明する。定着部材１１（図ではベルト形態の定着部材、すなわち定着ベルト）の基材の形状が変形しないように、必要に応じて内部に中子１２を挿入し、定着部材１１の周方向に沿って、弾性層側から基材表面に到達するように剃刀を用いて幅１ｃｍのスリットを入れる。次にスリットを入れた部分に定着部材１１の長手方向に一カ所切り込みを入れ、弾性層と基材の界面部分から剃刀を用いて表層を強制的に周方向に２ｃｍ程度はく離して、はく離部の先端部分をフォースゲージ１３のチャック部１４に挟みこむ。なお、表層が薄くて塑性変形が起こる場合には、スリット形成に先立って、補強用のポリイミドテープを表層の表面に張り付け、その上からスリットを形成してもよい。これによって表層の塑性変形を抑えることができる。

そして、定着部材１１が周方向に自由に回転可能なように、中子１２（もしくは基材）を固定し、フォースゲージ１３を不図示の手段を用いて剥がし端の根元における定着部材１１本体の接線方向に対して垂直方向に、剥がした弾性層側の層の長さが５０ｍｍとなるまで、５０ｍｍ／分の速度で引き上げる。この長さを、「はく離長さ」ともいう。

この際、引き剥がす方向Ｆが、剥がし端の根元における定着部材本体の接線方向に対して９０°を維持することが重要である。９０°を維持するために、まず、剥がし端をフォースゲージに挟み込む際に、剥がした弾性層側の層が、接線方向に対して９０°となるように挟み込む。次に、中子１２の回転軸の真上から垂直方向Ｆに５０ｍｍ／分でフォースゲージ１３を引っ張ると同時に、中子１２の接線における移動速度が、垂直方向Ｆの移動速度と等しくなるように、中子１２を図中Ｒの方向に回転させる。具体的には、定着ベルトの外径が、３０ｍｍである場合、中子の回転速度を、０．５３ｒｐｍとすることで引き剥がす方向を定着部材１１本体の接線方向に対して９０°に維持することができる。上記の測定によって、５０ｍｍのはく離長さにわたる、力−つかみ移動距離曲線が得られる。そして、その力−つかみ移動距離曲線から、はく離力の算術平均値を求める。この値を、一測定箇所における「はく離力」とする。ここで、はく離力の算術平均値の算出には、つかみ移動距離０．１ｍｍ毎の力を用いた。

なお、後述する各実施例および比較例における接着強度は、各実施例および各比較例に係る定着部材について、測定結果が干渉し合わない、任意の５箇所において上記剥離試験を行った。そして、上記５箇所における測定結果から求まる「はく離力」の算術平均値を、各実施例および比較例に係る定着部材の「はく離力」とした。また、一箇所における剥離試験で、はく離長さを５０ｍｍとすることができない定着部材である場合は、合計のはく離長さが２５０ｍｍとなるように複数個所で剥離試験を行って、力−つかみ移動距離曲線を作成し、当該力−つかみ移動距離曲線から平均はく離力を求め、この値を、当該定着部材の「はく離力」とする。

また、このはく離試験によって形成された破断面は、日本工業規格で定められた「接着剤−主要破壊様式の名称」（ＪＩＳ Ｋ６８６６：１９９９）に則って判断する。そして、基材側の全面に、破断した弾性層が付着した状態を、弾性層の凝集破壊（ＣＦ）と判定する。
一方、基材側に弾性層が全く付着していない場合、接着破壊（界面剥離）とみなす。
また、基材側の一部に弾性層が付着した場合、基材における弾性層のはく離面積に対して、破断した弾性層の被覆率が５０％以上である場合は、弾性層の凝集破壊と判定する。また、基材における弾性層の剥離面積に対して、破断した弾性層の被覆率が、５０％未満である場合は、接着破壊（界面剥離）と判定する。

２．定着装置
本発明に係る定着装置は、上記した定着部材を有している。定着装置は、少なくとも一方が加熱された一対のローラ、フィルムとローラ、ベルトとローラ、ベルトとベルト、といった回転体同士が圧接されている。これらの回転体は、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。ここでは、記録媒体上の未定着トナー画像を定着する定着装置の具体例を示して、その構成を説明する。

（１）ベルト形状の定着部材を用いた定着装置
図３は、ベルト形状の定着部材を用いた定着装置の一例における横方向断面模式図を示す。
この定着装置において、定着ベルト１は、本発明に係る定着部材としてのシームレス形状（無端状）のベルトである。この定着ベルト１を保持するために、耐熱性・断熱性を有する樹脂によって成型されたベルトガイド部材１６が配置されている。
このベルトガイド部材１６と定着ベルト１の内面とが接触する位置に熱源としてのセラミックヒータ１７を具備する。
セラミックヒータ１７はベルトガイド部材１６の長手方向（定着ベルト１の回転軸方向）に沿って成型具備された溝部に嵌入して固定支持されている。セラミックヒータ１７は、不図示の手段によって通電され発熱する。
シームレス形状の定着ベルト１はベルトガイド部材１６にルーズに外嵌させてある。加圧用剛性ステイ１８はベルトガイド部材１６の内側に挿通してある。
加圧部材としての弾性加圧ローラ１９はステンレス芯金１９ａにシリコーンゴムの弾性層１９ｂを設けて表面硬度を低下させたものである。
芯金１９ａの両端部を、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してある。
弾性加圧ローラ１９は、表面性及び離型性を向上させるために表層１９ｃとして、厚さ５０μｍのフッ素樹脂チューブが被覆されている。
加圧用剛性ステイ１８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１８に押し下げ力（図３における下方向の力）を付与している。これによってベルトガイド部材１６の下面に配設したセラミックヒータ１７の下面と弾性加圧ローラ１９の上面とが定着ベルト１を挟んで圧接して所定の幅を有する定着ニップＮが形成される。
この定着ニップＮに未定着トナーＧによって画像が形成された、被加熱体となる記録媒体Ｐを搬送速度Ｖで挟持搬送させる。これにより、トナー画像を加熱、加圧する。その結果、トナー画像は溶融・混色、その後、冷却されることによって記録媒体Ｐ上にトナー画像が定着される。
なお、図３に示す実施形態に係る定着装置では、弾性加圧ローラ１９が不図示の駆動部によって回転駆動されることで反時計回り方向に回転する。そして、定着ニップＮで当接する定着ベルト１は、この弾性加圧ローラ１９の回転に伴って時計回り方向に従動回転する。

（２）ローラ形状の定着部材を用いた定着装置
図４は、ローラ形状の定着部材を用いた定着装置の一例における横方向断面模式図を示す。
この定着装置において、定着ローラ２は、本発明に係る定着部材である。この定着ローラ２は基材３の外周面に弾性層４が形成され、更にその外側に表層５が形成されている。また、弾性加圧ローラ１９は、芯金１９ａの外周面に弾性層１９ｂが形成され、さらにその外側に表層１９ｃが形成されている。
定着ローラ２と対向するように加圧部材としての弾性加圧ローラ１９が配置されており、不図示の加圧手段により、二つのローラが回転可能に押圧されることで、定着ニップＮが形成されている。なお、加圧手段は、二つのローラのうちの一方のローラを、固定された他方のローラの方向に加圧するものであってもよく、二つのローラを互いが向き合う方向に加圧するものであってもよい。
定着ローラ２及び弾性加圧ローラ１９の内部は中空状となっている。この中空状の内部には、未定着トナーＧを溶融するために必要な熱を供給する、熱源としてのヒータ２０が設置されている。ヒータ２０としてはハロゲンヒータが一般に用いられる。搬送されてくる記録媒体Ｐのサイズに合わせて、複数本のハロゲンヒータを内部に設置する場合もある。
定着ローラ２及び弾性加圧ローラ１９の少なくとも一方には不図示の手段により基材３及び芯金１９ａの端部を通じて回転力が加えられ、定着ローラ２表面の移動速度が記録媒体Ｐの搬送速度Ｖと略等速となるように回転が制御されている。この際、回転力は、定着ローラ２及び弾性加圧ローラ１９のどちらか一方に付与され、もう一方が従動により回転していてもよいし、両方に回転力が付与されていてもよい。
このように形成された定着装置の定着ニップＮに、未定着トナーＧによって画像が形成された記録媒体Ｐを挟持搬送させる。これにより、未定着トナー画像を加熱、加圧する。その結果、未定着トナー画像が溶融・混色、その後、冷却されることによって、記録媒体Ｐ上にトナー画像が定着される。

３．電子写真画像形成装置
本発明に係る電子写真画像形成装置としては、電子写真方式を用いた複合機、コピー、ファックス、プリンタがある。ここではカラーレーザープリンタを例に用い、本発明の画像形成装置の全体構成の概略について説明する。
図５は本発明に係る電子写真画像形成装置の実施形態の一様態であるカラーレーザープリンタの概略断面図である。図５に示したカラーレーザープリンタ（以下「プリンタ」と称す）４０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色毎に一定速度で回転するドラム形状の電子写真感光体（以下「感光ドラム」と称す）を有する電子写真画像形成部を有する。また、電子写真画像形成部において現像され、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記録媒体Ｐにさらに転写する中間転写体３８を有する。電子写真感光体である感光体ドラム３９（３９Ｙ、３９Ｍ、３９Ｃ、３９Ｋ）は、駆動手段（不図示）によって、図５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３９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３９表面を均一に帯電する帯電装置２１（２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ）、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３９上に静電潜像を形成する、露光手段としてのスキャナユニット２２（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）、静電潜像にトナーを付着させてトナー画像として現像する現像ユニット２３（２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ）、感光体ドラム３９上のトナー画像を一次転写部Ｔ１で中間転写体３８に転写させる一次転写ローラ２４（２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋ）、転写後の感光体ドラム３９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２５（２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ）が配置されている。

画像形成に際しては、ローラ２６、２７及び２８に張架されたベルト状の中間転写体３８が回転するとともに各感光体ドラム３９に形成された各色トナー画像が前記中間転写体３８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。
前記中間転写体３８への一次転写と同期するように搬送手段によって記録媒体Ｐが二次転写部Ｔ２へ搬送される。搬送手段は複数枚の記録媒体Ｐを収納した給送カセット２９、給送ローラ３０、分離パッド３１、レジストローラ対３２を有する。画像形成時には給送ローラ３０が画像形成動作に応じて駆動回転し、給送カセット２９内の記録媒体Ｐを一枚ずつ分離し、該レジストローラ対３２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Ｔ２へ搬送する。

二次転写部Ｔ２には移動可能な二次転写ローラ３３が配置されている。二次転写ローラ３３は、略上下方向に移動可能である。そして、像転写に際して、二次転写ローラ３３は記録媒体Ｐを介して中間転写体３８に所定の圧で押しつけられる。この時同時に二次転写ローラ３３にはバイアスが印加され中間転写体３８上のトナー画像は記録媒体Ｐに転写される。

中間転写体３８と二次転写ローラ３３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記録媒体Ｐは、図５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３４により次工程である定着部３５に搬送される。定着部３５は、本発明の定着装置である。定着部３５では熱及び圧力が印加されて転写トナー画像が記録媒体Ｐに定着される。その記録媒体Ｐは排出ローラ対３６によって電子写真画像形成装置４０上面の排出トレイ３７上へ排出される。

本発明によれば、弾性層にカーボンナノチューブを配合することで熱伝導性を向上させた定着部材においても、基材と弾性層との接着性を確保することができるため、実使用環境において基材と弾性層との界面はく離を抑制し、十分な耐久性を有する定着部材を得ることができる。

以下に、実施例を用いてより具体的に本発明を説明する。

＜ベースポリマー１の調製＞
ベースポリマー１としては、まず側鎖に不飽和脂肪族基を有するシリコーン化合物（第１のシリコーン化合物、以降、「Ｓｉ−１」とも記す）として、前記式１の構造式で示される、側鎖部にビニル基の量がケイ素原子比で１．２％導入されたシリコーン化合物を準備した。
次いで末端に不飽和脂肪族基を有するシリコーン化合物（本発明に係る第３のシリコーン化合物であり、以降、「Ｓｉ−３」とも記す）として、前記式２の構造式で示される、末端部にビニル基の量がケイ素原子比で０．８％導入されたシリコーン化合物を準備した。
さらに架橋剤シリコーン化合物（本発明に係る第２のシリコーン化合物であり、以降、「Ｓｉ−２」とも記す）として、前記式５の構造式のＲ_１がメチル基であり、ヒドロシリル基の量がケイ素原子比で１９．５％導入されたシリコーン化合物を準備した。
これらを表１に示す配合比で計量して、更に微量のヒドロシリル化触媒（白金触媒：白金カルボニルシクロビニルメチルシロキサン錯体）とインヒビターを添加し、十分に混合することでベースポリマー１を得た。各シリコーン化合物の平均分子量と官能基の導入量、並びに配合比を表１に示す。

重量平均分子量（Ｍｗ）の測定は、検出器として示差屈折計（ＲＩ）を有するゲル浸透クロマトグラフ分析装置（ＧＰＣ）（商品名：ＳＣ−８０１０システム；東ソー株式会社製）に、カラム（商品名：Ｓｈｏｄｅｘ・Ｋ−８００Ｄ×１本、Ｓｈｏｄｅｘ・Ｋ−８０５Ｌ×２本；共に昭和電工株式会社製）を順にセットし、溶離液としてクロロホルム（ＣＨＣｌ_３）を用いた。分子量が既知の複数種のポリジメチルシロキサンを用いて分子量と保持時間のＧＰＣ検量線を事前に作成したうえ、今回用いたシリコーン化合物の溶出曲線から平均分子量（Ｍｗ）を算出した。

官能基の導入量の測定は、核磁気共鳴装置（商品名：ＦＴ−ＮＭＲ・ＡＬ４００型；日本電子株式会社製）を用いた。溶媒には重クロロホルム（ＣＤＣｌ_３）を使用し、水素核測定（Ｈ−ＮＭＲ）モードでプロトン（^１Ｈ）を観測核として、ケミカルシフトから末端及び側鎖の不飽和脂肪族基量ならびにヒドロシリル基量を定量し算出した。

＜ベースポリマー２〜７の調製＞
Ｓｉ−１、Ｓｉ−２およびＳｉ−３として、重量平均分子量、不飽和脂肪族基の量およびヒドロシリル基の量が表１に示した値であるシリコーン化合物を表１に示す配合比で混合したこと以外は、ベースポリマー１と同様にして、ベースポリマー２〜７を調製した。

（実施例１−１）
ベースポリマー１に対し、熱伝導性フィラーとして、カーボンナノチューブ（商品名：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２．０％となるように添加し、更にアルミナ（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）を体積充填率３５．０％となるように添加して、十分に混合することでシリコーンゴム組成物１を得た。

基材として、内径３０ｍｍ、幅４００ｍｍ、厚さ４０μｍのニッケル電鋳製エンドレススリーブを用意した。尚、一連の製造工程中、エンドレススリーブ（無端状スリーブ）は、その内部に中子を挿入して取り扱った。

まず、基材の外周面に、プライマー（商品名：ＤＹ３９−０５１Ａ／Ｂ；東レ・ダウコーニング株式会社製）を乾燥重量が３０ｍｇとなるように略均一に塗布し、溶媒を乾燥させた後１６０℃設定の電気炉で３０分間の焼付け処理を行った。

このプライマー処理された基材上に、リングコート法で上記シリコーンゴム組成物１を厚さ３００μｍにて塗布した。得られたエンドレスベルトを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により弾性層を得た。

このエンドレスベルトの表面を周方向に２０ｍｍ／ｓｅｃの移動速度で回転させながら、表面から１０ｍｍの距離に設置した紫外線ランプを用いて、弾性層に対し紫外線照射を行なった。紫外線ランプには、低圧水銀紫外線ランプ（商品名：ＧＬＱ５００ＵＳ／１１；東芝ライテック株式会社（旧：ハリソン東芝ライティング株式会社）製）を用い、大気雰囲気中１００℃で５分間の照射を行なった。

室温まで冷却後、当該エンドレスベルトの、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 Ａ／Ｂ；東レ・ダウコーニング株式会社製）を厚さがおよそ２０μｍ程度になるように略均一に塗布した。

次いで、内径２９ｍｍ、厚み２０μｍのフッ素樹脂チューブ（商品名：ＫＵＲＡＮＦＬＯＮ−ＬＴ；倉敷紡績株式会社製）を積層した。その後、フッ素樹脂チューブの上からベルト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。

当該エンドレスベルトを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（表層）を弾性層上に固定した。得られたエンドレスベルトの両端部を切断し、幅が３４１ｍｍの定着ベルト１を得た。

この定着ベルト１から弾性層を長さ５０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚み２００μｍのサイズで切り出し、動的粘弾性測定装置（商品名：Ｒｈｅｏｇｅｌ−Ｅ４０００；株式会社ＵＢＭ製）の引張測定アタッチメントにセットし、振動周波数１０Ｈｚで５０℃と２００℃における弾性率の測定を行った。

また、先に示した方法で、図２のように定着ベルト１をセットし、基材と弾性層との間のはく離試験を行い、フォースゲージ（商品名：デジタルフォースゲージＦＧＸ−５；日本電産シンポ株式会社製）によって、基材と弾性層間の接着強度（はく離強度）の測定と、破断面の観察を行った。それぞれの結果を表３に示す。

（実施例１−２〜１−５、比較例１−１〜１−２）
ベースポリマー１をベースポリマー２〜７に変更した以外は、実施例１に係るシリコーンゴム組成物１と同様にしてシリコーンゴム組成物２〜７を調製した。そして、弾性層の形成に、シリコーンゴム組成物２〜７を用いた以外は、実施例１と同様にして定着ベルト２〜７を作製し、実施例１−１と同様にして評価した。
また、引っ張り強さ測定用のダンベル状３号形試験片を、シリコーンゴム組成物２〜７を用いた以外は、実施例１−１と同様にして作製し、引っ張り強さを測定した。
測定結果を表２および表３に示す。

（実施例２−１）
実施例１−１に記載した方法にて、本実施例に係る定着ベルト１を作製した。この定着ベルト１を、カラーレーザープリンタ（商品名：ＳａｔｅｒａＬＢＰ５９１０；キヤノン株式会社製）の定着装置ユニットに、加圧力３２ｋｇｆに設定して装着した。
この定着装置ユニットを、上記カラーレーザープリンタに装着した。このカラーレーザープリンタを用いて、後述する電子写真画像の画質安定性試験および耐久試験を行った。

画質安定性試験と耐久性試験の評価方法は以下のとおりである。

（画質安定性試験の評価方法）
定着ベルトを装着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、画質安定性評価画像を１００枚連続して定着する。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／ｍ^２、古紙配合率７０％、ベック平滑度２３秒（ＪＩＳ Ｐ８１１９に準拠した方法で計測））を用いる。
画質安定性評価画像とは日本工業規格で定められた「高精細カラーディジタル標準画像（ＸＹＺ／ＳＣＩＤ）」（ＪＩＳ Ｘ９２０４：２００４）の画像識別番号Ｓ６カラーチャートを、紙面中央部付近に配置した画像である。
このとき得られた１枚目の画像と１００枚目の画像についてトナーの溶融・混色状態を比較し、色味の変化について５名の被験者による官能評価を実施した。評価結果は下記表４に示す判定基準に従い表示する。
この試験においては、１００枚の画質安定性評価画像を連続して定着することによって弾性層に熱が蓄積された定着部材によって定着された１００枚目の画質安定性評価画像の品質を、１枚目の画質安定性評価画像の品質と比較する。
弾性層中の架橋構造の発達が十分ではない場合、定着部材の使用に伴って弾性層が加熱されていくにつれて弾性層に熱が蓄積していき、弾性層の弾性率が低下する。その結果、１枚目の画質安定性評価画像と、弾性層の弾性率が低下した定着部材で定着された１００枚目の画質安定性評価画像とでは品質が異なってくる。すなわち、本評価は、弾性層の架橋構造の発達の程度が、弾性層の弾性率の温度依存性に与える影響を評価するために行うものである。

（耐久性試験の評価方法）
画質安定性試験で用いた、定着ベルトを装着したカラーレーザープリンタを用いて、Ａ４サイズの再生紙（画質安定性試験で用いたものと同様の紙）を横送りにて通紙耐久性試験を行う。評価結果は下記表５に示す判定基準に従い表示する。

（実施例２−２〜２−５、比較例２−１〜２−２）
実施例１−２〜１−５および比較例１−１〜１−２に記載した方法に従って、実施例２−２〜２−５および比較例２−１〜２−２に係る定着ベルト２〜７を作製した。
これらの定着ベルトを用いた以外は、実施例２−１と同様にして、画質安定性試験および耐久性試験を行った。

実施例２−１〜２−５、比較例２−１〜２−２の評価結果を下記表６に示す。

以上のように本発明を用いることにより、弾性層中にカーボンナノチューブを含有した定着部材において、画質の安定性を確保しつつも、基材と弾性層との間の接着性が十分に確保された定着部材を提供できるという産業上の利用可能性がある。

１ 定着ベルト
２ 定着ローラ
３ 基材
４ 弾性層
５ 表層
１１ 定着ベルト
１２ 中子
１３ フォースゲージ
１４ チャック部

付加硬化型シリコーン混合物中における充填剤は、弾性層が、後述する弾性率（Ｅ５０、Ｅ２００）を有するために必要な量が配合される。具体的には、カーボンナノチューブは、第１のシリコーン化合物、第２のシリコーン化合物および第３のシリコーン化合物の混合物（ベースポリマー）に対して、体積充填率で、０．５〜１５体積％の範囲内で適宜調整することが好ましい。
また、アルミナの如き他のフィラーは、第１のシリコーン化合物、第２のシリコーン化合物および第３のシリコーン化合物の混合物（ベースポリマー）に対して、体積充填率で、０〜５０体積％、特には、１０〜４０体積％の範囲内で適宜調整することが好ましい。

Claims (15)

1. 基材、該基材上に設けられた硬化シリコーンゴムを含む弾性層及び表層を有する電子写真用の定着部材であって、
   該弾性層は、カーボンナノチューブを更に含み、
   該弾性層の５０℃での弾性率をＥ５０と該弾性層の２００℃での弾性率をＥ２００としたとき、Ｅ２００／Ｅ５０が、０．５以上１．０未満であり、
   該弾性層と該基材との、はく離接着強さが、３．０Ｎ／ｃｍ以上２０．０Ｎ／ｃｍ以下であり、且つ、
   該弾性層は、該基材からのはく離試験において凝集破壊するものであることを特徴とする定着部材。
2. 前記定着部材が、ベルト形状を有する定着ベルトであって、
   前記弾性層の厚みが、１００μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の定着部材。
3. 前記定着部材が、ローラ形状を有する定着ローラであって、
   前記弾性層の厚みが、３００μｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の定着部材。
4. 前記弾性層が、前記基材上に形成した付加硬化型シリコーン混合物を硬化させることによって形成されたものであり、
   該付加硬化型シリコーン混合物が、
   ケイ素原子に結合した不飽和脂肪族基を側鎖に有する第１のシリコーン化合物と、
   ケイ素原子に結合した水素原子を有する第２のシリコーン化合物と、
   ケイ素原子に結合した不飽和脂肪族基を末端に有する第３のシリコーン化合物と、
   カーボンナノチューブと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の定着部材。
5. 前記第１のシリコーン化合物が、下記式３で示される構造を有することを特徴とする請求項４に記載の定着部材：
   

   

   （式３中、Ｒ_１は、不飽和脂肪族基を含まない１価の非置換又は置換炭化水素基を表す。Ｒ_２は、不飽和脂肪族基を表す。ｍは、０以上の整数、ｎは３以上の整数を表す。）。
6. 前記式３中、Ｒ_２が、ビニル基、アリル基、３−ブテニル基、４−ペンテニル基および５−ヘキセニル基から選ばれる何れかであることを特徴とする請求項５に記載の定着部材。
7. 前記第３のシリコーン化合物が、下記式４で示される構造を有することを特徴とする請求項４に記載の定着部材：
   

   

   （式４中、Ｒ_１は、不飽和脂肪族基を含まない１価の非置換又は置換炭化水素基を表す。Ｒ_２は、不飽和脂肪族基を表す。ｎは、正の整数を表す。）。
8. 前記式４中、ｎが、２００以上、１０００以下であることを特徴とする請求項７に記載の定着部材。
9. 請求項１に記載の定着部材の製造方法であって、
   基材上に形成した付加硬化型シリコーン混合物の層を硬化させる工程を有し、
   該付加硬化型シリコーン混合物が、
   ケイ素原子に結合した不飽和脂肪族基を側鎖に有する第１のシリコーン化合物と、
   ケイ素原子に結合した水素原子を有する第２のシリコーン化合物と、
   ケイ素原子に結合した不飽和脂肪族基を末端に有する第３のシリコーン化合物と、
   カーボンナノチューブと、を含むものであることを特徴とする定着部材の製造方法。
10. 前記第１のシリコーン化合物が、下記式３で示される構造を有することを特徴とする請求項９に記載の定着部材の製造方法：
    

    

    （式３中、Ｒ_１は、不飽和脂肪族基を含まない１価の非置換又は置換炭化水素基を表す。Ｒ_２は、不飽和脂肪族基を表す。ｍは、０以上の整数、ｎは３以上の整数を表す。）。
11. 前記式３中、Ｒ_２が、ビニル基、アリル基、３−ブテニル基、４−ペンテニル基および５−ヘキセニル基から選ばれる何れかであることを特徴とする請求項１０に記載の定着部材の製造方法。
12. 前記第３のシリコーン化合物が、下記式４で示される構造を有することを特徴とする請求項９に記載の定着部材の製造方法：
    

    

    （式４中、Ｒ_１は、不飽和脂肪族基を含まない１価の非置換又は置換炭化水素基を表す。Ｒ_２は、不飽和脂肪族基を表す。ｎは、正の整数を表す。）。
13. 前記式４中、ｎが、２００以上、１０００以下であることを特徴とする請求項１２に記載の定着部材の製造方法。
14. 記録媒体上に形成された未定着トナー画像を該記録媒体上に定着する定着装置であって、
    請求項１に記載の定着部材と、
    該定着部材に対向して配置され、該定着部材と定着ニップを形成する加圧部材と、を具備していることを特徴とする定着装置。
15. 電子写真感光体、
    該電子写真感光体の表面を帯電させる帯電装置、
    該電子写真感光体に静電潜像を形成する露光手段、
    中間転写体、および
    請求項１４に記載の定着装置を具備していることを特徴とする電子写真画像形成装置。

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