JP2013238759A - 加圧部材、及びその加圧部材を備えた像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非通紙部昇温と静電オフセットを抑制できるようにした加圧部材、及びその加圧部材を備える像加熱装置の提供。
【解決手段】フィラーを含有する弾性層５ｂには、長さが０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、長さ方向における熱伝導率λ_fがλ_f≧５００Ｗ／（ｍ・ｋ）である熱伝導性フィラーが５ｖｏｌ％以上４０ｖｏｌ％以下分散されており、フィラーを含有する弾性層は、長手方向の熱伝導率λ_yがλ_y≧２．５Ｗ／（ｍ・ｋ）、且つ、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度が６０度以下であり、ソリッドゴム弾性層は、厚み方向の熱伝導率λが０．１６Ｗ／（ｍ・ｋ）以上０．４０Ｗ／（ｍ・ｋ）以下である加圧部材において、フィラーを含有する弾性層には、導電性カーボンブラックが０．４ｖｏｌ％以上１０ｖｏｌ％以下分散されており、芯金５ｄとプライマー層５ｅの間の抵抗が１.５×１０⁹（Ω）以下であることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に搭載する定着装置の加圧ローラに用いれば好適な加圧部材、及びその加圧部材を備えた像加熱装置に関する。

電子写真方式の複写機やプリンタには、記録材上に形成した未定着トナー画像を記録材に加熱定着する定着装置が搭載されている。定着装置の種類としては、熱ローラ方式、オンデマンド方式(フィルム加熱方式とも呼ばれている)、電磁誘導加熱方式、など種々のタイプが存在する。

熱ローラ方式の定着装置は、内部に設けたハロゲンヒータで加熱された定着ローラと加圧ローラとで定着ニップ部を形成し、この定着ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ未定着トナー画像を記録材に加熱定着する。

オンデマンド方式の定着装置は、セラミックヒータを内面に接触させた可撓性スリーブ(定着フィルム、定着ベルト)と加圧ローラとで定着ニップ部を形成し、この定着ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ未定着トナー画像を記録材に加熱定着する。可撓性スリーブのベース（基層）として耐熱樹脂や金属などが用いられる。

電磁誘導加熱方式の定着装置は、コイルから発生する磁束の作用によって発熱する可撓性スリーブ(定着フィルム、定着ベルト)と加圧ローラとで定着ニップ部を形成し、この定着ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ未定着トナー画像を記録材に加熱定着する。

画像形成装置で小サイズ紙を連続プリントすると、定着装置の定着ニップ部の記録材搬送方向と直交する長手方向において紙が通過しない領域（非通紙部）の温度が徐々に上昇（非通紙部昇温）することが知られている。非通紙部の温度が高くなり過ぎると装置内の各パーツにダメージが発生する。また、非通紙部昇温が生じている状態で大サイズ紙にプリントすると、小サイズ紙の場合の非通紙部に相当する領域で定着ローラや可撓性スリーブなどの加熱部材の外周面（表面）にトナーが付着する高温オフセットが発生してしまう。

特に、加熱体として低熱容量のセラミックヒータを用いることのできるフィルム加熱方式の場合、セラミックヒータの熱容量が熱ローラ方式に比べて小さいので、セラミックヒータの非通紙部昇温も大きい。そのため、加圧ローラの耐久性能低下や、高温オフセットも発生しやすい。また、定着フィルム回転駆動の不安定性、定着フィルムのシワ等の問題も発生しやすい。

非通紙部昇温を低減させる手段の一つとして加圧ローラに設けられる弾性層の熱伝導率を高くするという手法が一般的に知られている。加圧ローラの弾性層の伝熱性を積極的に良化させる事で長手方向の熱の高低差が減少するからである。

例えば特許文献１には、加圧ローラの複数層ある弾性層のうち、下層側弾性層をソリッドゴムで構成し、上層側に針状の熱伝導性フィラー（具体的にはピッチ系炭素繊維）を分散した高熱伝導弾性層を設けた加圧ローラの発明が開示されている。そして高熱伝導弾性層の記録材搬送方向に交差する方向の熱伝導率λ_yをλ_y≧２．５Ｗ／（ｍ・ｋ）としている。

特開２００９−０３１７７２号公報

特許文献１に記載されているような加圧ローラの高熱伝導弾性層において、絶縁性のゴムにピッチ系炭素繊維のような導電性を有する針状のフィラーが分散している場合、フィラーの繊維長、入れ目によって静電オフセット性能に差が出る場合が稀にあった。

ここで、まず初めに静電オフセットについて説明する。静電オフセットにはいくつかの種類が存在する。そのうちの１つに加圧ローラの表面電位が摩擦帯電により過度に上昇した場合などに、記録材から定着フィルム又は定着ローラ表面にトナーを引き付ける電界（以後オフセット電界と称す）が形成されて発生するものがある。

この現象は主に加圧ローラの離型層が絶縁性の場合に生じやすく、対策としては加圧ローラの弾性層を導電化し加圧ローラ芯金にオフセット電界を解消するための電圧を印加する構成などが実用化されている。印加電圧値が一定の場合、弾性層の体積抵抗値が高いほどオフセットは悪化する。

また、加圧ローラの各層（離型層、弾性層）に導電性を有する材料を用いることで、加圧ローラ表層に発生した電荷を、離型層、弾性層、芯金という経路で逃がしやすくする構成も実用化されている。ここでも同様に、弾性層の体積抵抗値が高いほどオフセットは悪化する。

ここで非通紙部昇温に効果のある、ピッチ系炭素繊維を含有した高熱伝導弾性層を有する加圧ローラにおいて、前述のように静電オフセット性能に関しては、良くない場合が稀にあった。

そこで、本発明の目的は、非通紙部昇温と静電オフセットを抑制できるようにした加圧部材、及びその加圧部材を備える像加熱装置を提供することにある。

上述の課題を解決するための本発明に係る加圧ローラの構成は、加熱部材と接触して画像を担持する記録材上を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱するためのニップ部を形成する加圧部材であって、芯金と、ソリッドゴム弾性層と、フィラーを含有する弾性層と、離型層と、を有し、少なくとも前記フィラーを含有する弾性層と前記離型層はプライマー層にて接着されていて、前記フィラーを含有する弾性層には、長さが０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、長さ方向における熱伝導率λ_fがλ_f≧５００Ｗ／（ｍ・ｋ）である熱伝導性フィラーが５ｖｏｌ％以上４０ｖｏｌ％以下分散されており、前記フィラーを含有する弾性層は、記録材搬送方向と直交する長手方向の熱伝導率λ_yがλ_y≧２．５Ｗ／（ｍ・ｋ）、且つ、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度が６５度以下であり、前記ソリッドゴム弾性層は前記芯金の外周上に形成され、厚み方向の熱伝導率λが０．１６Ｗ／（ｍ・ｋ）以上０．４０Ｗ／（ｍ・ｋ）以下であり、前記フィラーを含有する弾性層は、前記ソリッドゴム弾性層の外周上に形成されている加圧部材において、前記フィラーを含有する弾性層には、導電性カーボンブラックが０．４ｖｏｌ％以上１０ｖｏｌ％以下分散されており、前記芯金と前記プライマー層の間の抵抗が１.５×１０⁹（Ω）以下であることを特徴とする。

また、上述の課題を解決するための本発明に係る加圧ローラの他の構成は、加熱部材と接触して画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱するためのニップ部を形成する加圧部材であって、芯金（５ｄ）と、ソリッドゴム弾性層（５ａ）と、フィラーを含有する弾性層（５ｂ）と、離型層（５ｃ）と、を有し、少なくとも前記フィラーを含有する弾性層と前記離型層はプライマー層（５ｅ）にて接着されていて、前記フィラーを含有する弾性層には、長さが０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、長さ方向における熱伝導率λ_fがλ_f≧５００Ｗ／（ｍ・ｋ）である熱伝導性フィラーが５ｖｏｌ％以上４０ｖｏｌ％以下分散されており、前記フィラーを含有する弾性層は、記録材搬送方向と直交する長手方向の熱伝導率λ_yがλ_y≧２．５Ｗ／（ｍ・ｋ）、且つ、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度が６５度以下であり、前記ソリッドゴム弾性層は、前記芯金の外周上に形成され、厚み方向の熱伝導率λが０．１６Ｗ／（ｍ・ｋ）以上０．４０Ｗ／（ｍ・ｋ）以下であり、前記フィラーを含有する弾性層は、前記ソリッドゴム弾性層の外周上に形成されている加圧部材において、前記フィラーを含有する弾性層には、導電性カーボンブラックが０．４ｖｏｌ％以上１０ｖｏｌ％以下分散されており、前記芯金と前記離型層の間の抵抗が１.８×１０⁹（Ω）以下であることを特徴とする。

本発明によれば、非通紙部昇温と静電オフセットを抑制できるようにした加圧部材、及びその加圧部材を備える像加熱装置を提供することができる。

定着装置の概略構成模式図 加圧ローラの層構成模式図（その１） 加圧ローラの層構成模式図（その２） 加圧ローラの抵抗測定の説明図

[実施形態例]
（１）定着装置（像加熱装置）１
図１は本発明に係る像加熱装置としての定着装置１の一例の概略構成模式図である。この定着装置１は、特開平４−４４０７５〜４４０８３号公報、同４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等に記載のいわゆるテンションレスタイプのフィルム加熱方式・加圧回転体（加圧ローラ）駆動方式の定着装置である。

以下の説明において、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向をいう。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向をいう。幅とは短手方向の寸法をいう。

図１において、２はフィルムガイド部材（ステイ）であって、横断面略半円弧状・樋型に形成されている。３は加熱体としての全体に低熱容量のセラミックヒータ（以下、ヒータと記す）であって、フィルムガイド部材２の短手方向下面の略中央部に設けられた溝内に収容保持させてある。４は加熱部材としてのエンドレスベルト状（円筒状）の耐熱性の定着フィルム（可撓性スリーブ）であって、ヒータ３を保持させたフィルムガイド部材２にルーズに外嵌させてある。これらのフィルムガイド部材２と、ヒータ３と、定着フィルム４とで定着装置１の加熱手段を構成している。

５は加圧部材としての加圧ローラであって、ヒータ３と定着フィルム４を挟んで圧接ニップ部（定着ニップ部（ニップ部））Ｎを形成する。加圧ローラ５で定着フィルム４の内周面（内面）をヒータ３の表面に圧接させて後述の弾性層を弾性変形させることにより、加圧ローラ５の外周面（表面）と定着フィルム４の外周面（表面）とで所定幅の圧接ニップ部Ｎを形成している。加圧ローラ５はモータ（駆動源）Ｍの回転駆動力が不図示のギア等の動力伝達機構を介して伝達されて所定の周速度（プロセススピード）で矢印ｂにて示す反時計方向に回転される。

フィルムガイド部材２と、ヒータ３と、定着フィルム４と、加圧ローラ５は、何れも長手方向に長い部材である。

フィルムガイド部材２は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト）や液晶ポリマー等の耐熱性樹脂の成形品である。

ヒータ３はアルミナ等の薄板状のヒータ基板３ａを有している。ヒータ基板３ａの圧接ニップ部Ｎ側の表面には、ヒータ基板３ａの長手方向に沿って線状あるいは細帯状のＡｇ／Ｐｄなどの通電発熱体（抵抗発熱体）３ｂが印刷パターンによって形成してある。更に、ヒータ基板３ａの圧接ニップ部Ｎ側の表面には、通電発熱体（抵抗発熱体）３ｂを覆うようにガラス層等の薄い表面保護層３ｃが形成してある。ヒータ基板３ａの圧接ニップ部Ｎとは反対側の裏面には、サーミスタ等の検温素子３ｄが配設してある。

このヒータ３は、通電発熱体３ｂに対する電力供給により迅速に昇温した後、検温素子３ｄを含む電力制御系（不図示）により所定の定着温度（目標温度）を維持するように制御される。

定着フィルム４は、熱容量を小さくして装置のクイックスタート性を向上させるために、膜厚を総厚１００μｍ以下、好ましくは６０μｍ以下２０μｍ以上とした、耐熱性・離型性・強度・耐久性等のあるＰＴＦＥ・ＰＦＡ・ＰＰＳ等の単層フィルムである。或いは、ポリイミド・ポリアミドイミド・ＰＥＥＫ・ＰＥＳ等のベースフィルムの表面に、ＰＴＦＥ・ＰＦＡ・ＦＥＰ等を離型層としてコーティング或いはチューブ被覆した複合層フィルムである。

ここで、ＰＴＦＥはポリテトラフルオロエチレンであり、ＰＦＡは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である。ＰＥＥＫはポリエーテルエーテルケトンであり、ＰＥＳはポリエーテルスルホンであり、ＦＥＰは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である。

加圧ローラ５は、鉄やアルミニウム等の材質の芯金５ｄと、次の（２）項で詳述する材料、製造法にて得られるソリッドゴム弾性層５ａと、高熱伝導導電弾性層５ｂと、離型層５ｃと、プライマー層５ｅ等を有している。

本実施例の定着装置１は、モータＭが回転駆動されると、加圧ローラ５が矢印ｂにて示す反時計方向に所定の周速度で回転される。この加圧ローラ５の回転は圧接ニップ部Ｎで定着フィルム４の表面との摩擦力により定着フィルム４に伝達される。これにより定着フィルム４は、定着フィルム４内面がヒータ３の表面保護層３ｃに接触しながら加圧ローラ５の回転に追従して矢印ａにて示す時計方向に回転する。

一方、ヒータ３の通電発熱体３ｂには電力制御系より電力が供給される。これによりヒータ３は通電発熱体３ｂが急速に昇温して定着フィルム４を加熱する。このヒータ３の温度は検温素子３ｄにより検知される。電力制御系は検温素子３ｄからの出力信号に基づいて通電発熱体３ｂへの電力供給を制御することによってヒータ３の温度を所定の定着温度に維持する。

モータを回転駆動し、かつヒータ３の温度を所定の定着温度に維持した状態において、未定着トナー画像Ｔを担持する記録材Ｐがトナー画像担持面を上向きにして圧接ニップ部Ｎに導入される。この記録材Ｐは圧接ニップ部Ｎで定着フィルム４表面と加圧ローラ５表面とで挟持されその状態に搬送（挟持搬送）される。この搬送過程において記録材上のトナー画像Ｔは定着フィルム４の熱と圧接ニップ部Ｎのニップ圧を受けて記録材上に加熱定着される。この記録材Ｐは定着フィルム４表面から分離して圧接ニップ部Ｎから排出される。

本実施例のようなフィルム加熱方式の定着装置１は、熱容量が小さく昇温の速いヒータ３を用いることができ、ヒータ３が所定の温度に達するまでの時間を大きく短縮できる。また、回転する定着フィルム４には定着ニップ部Ｎ以外には実質的にテンションが作用していない。そのため、定着フィルム４の長手方向への寄り移動を規制するための寄り移動規制手段としては定着フィルム４の長手方向端部を単純に受け止めるだけのフランジ部材のみを配設している。

（２）加圧ローラ５
上記定着装置１における加圧ローラ５について、構成と材料について以下に詳細に説明する。

２−１）加圧ローラ５の層構成
図２、図３は加圧ローラ５の層構成模型図である。この加圧ローラ５は、芯金５ｄの外周に、少なくとも
（Ｉ）：シリコーンゴムに代表されるような柔軟で耐熱性のある材料からなるソリッドゴム弾性層（耐熱性ゴム層）５ａ。
（ＩＩ）：シリコーンゴムに代表されるような柔軟で耐熱性のある材料からなるゴムに熱伝導性フィラーと導電性カーボンブラックを含有させた高熱伝導導電弾性ゴム層５ｂ。即ち、記録材搬送方向に交差する方向の熱の流れが他方向の熱の流れより大きくなるように、加圧ローラ表面の熱の流れに異方性を生じさせた高熱伝導性と、導電性を併せ持つ高熱伝導導電弾性ゴム層５ｂ。
（ＩＩＩ）：高熱伝導導電弾性ゴム層５ｂと離型層５ｃを接着させるプライマー層５ｅ。
（ＩＶ）：フッ素樹脂またはフッ素ゴムに代表されるような加圧ローラ表面に好適な材料からなる離型層５ｃ。
を積層した加圧ローラ５である。

２−１−１）ソリッドゴム弾性層５ａ
芯金５ｄの外周上に形成されたソリッドゴム弾性層５ａについて説明する。加圧ローラ５に用いられる弾性層全体（５ａ＋５ｂ）の厚さは所望の幅の圧接ニップ部Ｎを形成することができる厚さであれば特に限定されないが、２〜１０ｍｍであることが好ましい。その中でソリッドゴム弾性層５ａの厚みは特に限定されるものではなく、次項で詳しく述べる高熱伝導導電弾性層５ｂの硬度に応じて適宜必要な厚みで調整すれば良い。

ソリッドゴム弾性層５ａは、シリコーンゴムまたはフッ素ゴムなど一般的な耐熱性ソリッドゴム弾性材料を用いる事が出来る。どちらの材料も、定着装置で使用した場合に充分な耐熱性を有しており、かつ、好ましい弾性（軟らかさ）を有しておりソリッドゴム弾性層５ａの主たる材料として好適である。

どちらの耐熱性材料も、本発明の作用を大きく変化させない程度に配合剤が配合されても構わない。シリコーンゴムとしては、例えば、ジメチルポリシロキサンを、ビニル基とケイ素結合水素基との付加反応によりゴム架橋化して得る付加反応型ジメチルシリコーンゴムが代表的な例として例示できる。

また、フッ素ゴムとしては、ビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンの二元共重合体をベースポリマーとし、パーオキサイドによるラジカル反応によりゴム架橋化して得る二元のラジカル反応型フッ素ゴムが代表的な例として例示できる。或いは、ビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンの三元共重合体をベースポリマーとし、パーオキサイドによるラジカル反応によりゴム架橋化して得る三元のラジカル反応型フッ素ゴムが代表的な例として例示できる。

加圧ローラ５の表面電位をコントロールしオフセット電界としないためにはソリッドゴム弾性層５ａは導電層であることが好ましい。これは以下の理由による。

絶縁性の離型層５ｃを有する加圧ローラ５に用いられる、加圧ローラの芯金等に電圧発生装置（電圧印加手段）６（図１参照）等で電圧を印加して加圧ローラの表面電位を制御する構成においても、弾性層５ａは導電性のほうが効果が大きいからである。或いは、導電性の離型層５ｃを有する加圧ローラ５に用いられる、離型層→高熱伝導導電弾性層（後述）→ソリッドゴム弾性層→芯金という経路で加圧ローラ表面の電荷を逃がすという構成においても、弾性層５ａは導電性のほうが効果が大きいからである。

ここで言うソリッドゴム弾性層５ａとは、ゴムポリマーのみ、或いはゴムポリマーと最大径が１０μｍ以下の気泡、空孔或いは無機充填材からなる層を指す。

ソリッドゴム弾性層５ａの熱伝導率λとしては、厚み方向において０．１６Ｗ／（ｍ・ｋ）以上０．４０Ｗ／（ｍ・ｋ）以下が断熱性の面で好ましい。

ソリッドゴム弾性層５ａの形成方法としては特に限定されないが、一般的な型成型法が好適に用いる事ができる。

２−１−２）高熱伝導導電弾性層５ｂ
ソリッドゴム弾性層５ａの外周上に形成された高熱伝導導電弾性層５ｂについて説明する。高熱伝導導電弾性層５ｂはソリッドゴム弾性層５ａの上に均一な厚みで形成されており、ソリッドゴム弾性層５ａの項で述べた範囲内であれば加圧部材として有用な任意の厚みで用いることができる。

高熱伝導導電弾性層５ｂでは、耐熱性ソリッドゴム弾性材料中に、熱伝導性フィラーとしてのカーボンファイバーと、カーボンファイバー以外に導電性カーボンブラックが分散されて形成されていることが必須である。

耐熱性ソリッドゴム弾性材料としては、ソリッドゴム弾性層５ａと同様シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性ゴム材料を用いることができる。シリコーンゴムを耐熱性ソリッドゴム弾性材料として用いる場合には、入手のしやすさ、加工しやすさの観点から、付加型シリコーンゴムが好まれる。

原料ゴムの硬化前にはその粘度が低すぎると加工時に液ダレが生じ、高すぎると混合・分散が困難になるため、０．１〜１０００Ｐａ・ｓ程度の原料ゴムが好まれる。

カーボンファイバーは高熱伝導導電弾性層５ｂの熱伝導性を確保するための充填剤としての役割を主に有しており、耐熱性ソリッドゴム弾性材料中に分散することで熱流路を形成する。これにより圧接ニップ部Ｎの長手方向において非通紙部などの高温側から通紙部への効率的な熱分散が可能となる。また、カーボンファイバーは繊維形状であるため、硬化前の液状弾性材料と混練すると、成型する際に流れの方向、即ち面方向に配向し易いため、弾性層の面方向の熱伝導性を高めることができる。

カーボンファイバーは、加工のし易さ、非通紙部昇温抑制への効果を考慮すると０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下の寸法が好ましい。

また、分散含有量下限は５ｖｏｌ％であり、これを下回ると熱伝導が低下してしまい期待する熱伝導の値が得られない。また分散含有量上限としては４０ｖｏｌ％でありこれを上回ると加工性が難しいのと同時に硬度が上がってしまい期待する硬度の値が得られない。つまり、カーボンファイバーは５ｖｏｌ％以上４０ｖｏｌ％以下分散することが好ましい。

このようなカーボンファイバーとして、その熱伝導性能から、石油ピッチや石炭ピッチを原料として製造されたピッチ系カーボンファイバー（ピッチ系炭素繊維）が好ましい。また、カーボンファイバーの長さ方向における熱伝導率λ_fはλ_f≧５００Ｗ／（ｍ・ｋ）が好ましい。

前記カーボンファイバーを耐熱性ソリッドゴム弾性材料に分散させることでもゴムの体積抵抗値を下げる働きが生じるため低抵抗化には有効である。

しかし、非通紙部昇温の効果は得られても、カーボンファイバーの入れ目が低い場合、高熱伝導導電弾性層５ｂの体積抵抗値が充分に低くならず静電オフセットが発生するため導電性カーボンブラックの分散含有が有効である。

カーボンファイバーの入れ目を低くする目的は、加工性を良くする、コスト低減、ゴムの硬度コントロール等様々であるが、そのような場合に導電性カーボンブラックを分散含有させることで、高熱伝導導電弾性層５ｂの体積抵抗値を下げることが可能となる。

カーボンファイバーはその形状故に、入れ目に対する加工性の悪化が顕著であるが、導電性カーボンブラックはその影響が比較的少ない。

また、カーボンファイバーの入れ目が多い場合においても、更に導電性カーボンブラックを分散含有させることによって静電オフセットのレベルが良化する。

これは以下の理由によると思われる。即ち、カーボンファイバーの寸法が加圧ローラ５の弾性層に分散させるフィラーとしては比較的大きい。そのために、カーボンファイバーの入れ目が多い場合でも、耐熱性ソリッドゴム弾性材料（絶縁部）の塊として存在するエリアが、記録材Ｐ上のトナー１粒（１０μｍ以下）に対しては大きい事に起因すると思われる。

従って、均一に高熱伝導導電弾性層５ｂの抵抗を下げるために、導電性カーボンブラックの添加は行われる。

高熱伝導導電弾性層５ｂに添加される導電性カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック等を挙げることができる。

また、導電性カーボンブラックの耐熱性ソリッドゴム弾性材料中の分散含有量下限としては、０．４ｖｏｌ％であり、これを下回ると導電性が低下してしまい期待する導電性が得られない。また分散含有量上限としては１０ｖｏｌ％であり、カーボンファイバーに加える分散含有量としては、これを上回ると加工性が難しいのと同時に硬度が上がってしまい期待する硬度の値が得られない。つまり、導電性カーボンブラックは０．４ｖｏｌ％以上１０ｖｏｌ％以下分散することが好ましい。

高熱伝導導電弾性層５ｂの記録材搬送方向に交差する方向の熱伝導率λ_yはλ_y≧２．５Ｗ／（ｍ・ｋ）である。

高熱伝導導電弾性層５ｂの成形方法としては特に限定されないが、一般には型成型法、コート成型法等の成型方法が用いることができる。また、特開２００３−１９０８７０号公報や特開２００４−２９０８５３号公報に開示されているリングコート法によることも可能であり、これらの方法によりシームレス形状で形成することができる。

高熱伝導導電弾性層５ｂの厚さとしては０．１０〜５ｍｍが性能上、成型上において好ましいが、下層のソリッドゴム弾性層５ａの厚みによって適宜調整することができる。この場合、上層の高熱伝導導電弾性層５ｂと下層のソリッドゴム弾性層５ａの厚み比を、（高熱伝導弾性層５ｂの厚み）／（ソリッドゴム弾性層５ａの厚み）と定義する場合、０．０５から２０の範囲が好適であり、好ましくは０．１２５〜８の範囲である。

高熱伝導導電弾性層５ｂは、圧接ニップ部Ｎを確保する観点から下記の範囲の硬度が好ましい。即ち、ＪＩＳ Ｋ７３１２やＳＲＩＳ０１０１規格に準じたＡＳＫＥＲ−Ｃ型硬度計（商品名、高分子計器（株）製）を用いて測定した硬度（以下ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度と記載）で、５〜６０度（６５度以下）にあるものが好ましい。高熱伝導導電弾性層５ｂのＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度をこの範囲にすることにより、定着フィルム４とで形成する圧接ニップ部Ｎを十分に確保できる。ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度を測定するのに充分な厚みが確保できない試料では、高熱伝導導電弾性層５ｂだけを切り出し、適宜必要枚数を重ねて測定することで測定すれば良い。

２−１−３）離型層５ｃ
離型層５ｃは高熱伝導導電弾性層５ｂ上にＰＦＡチューブを被せることにより形成しても良いし、フッ素ゴムまたは、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなどのフッ素樹脂を高熱伝導導電弾性層５ｂ上にコーティングすることによって形成しても良い。なお、離型層５ｃの厚さは加圧ローラ５に充分な離型性を付与することができる厚さであれば特に限定されないが、好ましくは１０〜１００μｍである。

２−１−４）プライマー層５ｅ
さらに、各層の間には接着、通電等の目的によりプライマー層５ｅが形成されていても良い。本実施例においては高熱伝導導電弾性層５ｂと離型層５ｃの間にプライマー層５ｅを少なくとも設けている。

２−１−５）加圧ローラ５の抵抗値の測定
加圧ローラ５の抵抗値を以下の測定器及び手法で測定した。図４は加圧ローラの抵抗測定の説明図である。まず離型層５ｃが導電チューブ（導電層）の場合を説明する。図４に示すようにアルミ平板７に加圧ローラ５を置き、芯金５ｄとアルミ平板の間の抵抗を絶縁抵抗計（ＨＩＯＫＩ製デジタルメガオームテスター３１１９／印加電圧２５０Ｖで５ｓｅｃ後に測定）８を用いて測定した。また、離型層５ｃが絶縁チューブ（絶縁層）の場合、加圧ローラ５のプライマー層５ｅと芯金５ｄの間の抵抗値を前記絶縁抵抗計にて測定した。

以下、表１に示す実施例１〜９、比較例１〜６の各加圧ローラ（以下、加圧部材と記す）を用いて静電オフセットを評価した。

まず表１に示す加圧部材で用いる導電性カーボンブラックを示す。

・アセチレンブラック（表１中でＡＢと記載）
・ファーネスブラック（表１中でＦＢと記載）
次に表１に示す加圧部材で用いるカーボンファイバーを示す。

・１００−０５Ｍ：ピッチ系カーボンファイバー、商品名：ＸＮ−１００−０５Ｍ、日本グラファイトファイバー（株）製、平均繊維直径：９μｍ、平均繊維長Ｌ：５０μｍ、熱伝導率９００Ｗ／（ｍ・ｋ）。

・１００−１５Ｍ：ピッチ系カーボンファイバー、商品名：ＸＮ−１００−１５Ｍ、日本グラファイトファイバー（株）製、平均繊維直径：９μｍ、平均繊維長Ｌ：１５０μｍ、熱伝導率９００Ｗ／（ｍ・ｋ）。

・１００−５０Ｍ：ピッチ系カーボンファイバー、商品名：ＸＮ−１００−５０Ｍ、日本グラファイトファイバー（株）製、平均繊維直径：９μｍ、平均繊維長Ｌ：５００μｍ、熱伝導率９００Ｗ／（ｍ・ｋ）。

・１００−０１：ピッチ系カーボンファイバー、商品名：ＸＮ−１００−０１、日本グラファイトファイバー（株）製、平均繊維直径：１０μｍ、平均繊維長Ｌ：１ｍｍ、熱伝導率９００Ｗ／（ｍ・ｋ）。

［実施例］
表１に示す加圧部材を説明する。

＜実施例１の加圧部材＞
まず、φ２２のＡｌ製芯金５ｄの外周に、密度が１．２０ｇ／ｃｍ³である付加反応硬化型の導電シリコーンゴムを用いて型成型法により肉厚３ｍｍのソリッドゴム弾性層５ａを形成したφ２８の弾性層形成物１を得る。ここで温度条件としては１５０℃×３０分にて加熱硬化させた。

次に高熱伝導導電弾性層５ｂの成型法を説明する。

まず、
重量平均分子量Ｍｗ＝６５０００
数平均分子量 Ｍｎ＝１５０００
Ａ液‥ビニル基濃度（０．８６３ｍｏｌ％）、ＳｉＨ濃度（無し）
粘度（７．８Ｐａ・ｓ）
Ｂ液‥ビニル基濃度（０．９５５ｍｏｌ％）、ＳｉＨ濃度（０．７８０ｍｏｌ％）
粘度（６．２Ｐａ・ｓ）
Ａ／Ｂ＝１／１のときＨ／Ｖｉ＝０．４３
となるＡ、Ｂ両液を１：１の割合になるように配合し、触媒の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る。

この付加硬化型シリコーンゴム原液に対し、導電性カーボンブラックとしてアセチレンブラックを体積比率で５ｖｏｌ％、ピッチ系カーボンファイバー１００−１５Ｍを体積比率で１５ｖｏｌ％の割合になるように均一に配合・混練して、シリコーンゴム組成物１を得た。

次に内径φ３０の金型内に、φ２８の弾性層形成物１を中心にセットし、内面にプライマー塗布された絶縁ＰＦＡ（商品名：４５１ＨＰ−Ｊ；三井デュポンフロロケミカル製）チューブ（厚み５０μｍ）を金型と弾性層形成物１の間にセットした。

その後、弾性層形成物１とＰＦＡチューブの間にシリコーンゴム組成物１を注入し、１５０℃×６０分の加熱硬化を経て外径φ３０の高熱伝導導電弾性層５ｂを備えた弾性層形成物２を得る。さらにこの外面に絶縁ＰＦＡ（商品名：４５１ＨＰ−Ｊ；三井デュポンフロロケミカル製）チューブ（厚み５０μｍ）を被覆し、両端部を切断して、長手方向の長さ３２０ｍｍの加圧部材１を得た。

＜実施例２〜４の加圧部材＞
アセチレンブラックとカーボンファイバーを表１に示した種類、含有量にて加圧部材２〜４を作成した。

また、実施例２は以下に示す付加硬化型シリコーンゴム原液を用いた。

重量平均分子量Ｍｗ＝３３０００、
数平均分子量 Ｍｎ＝１６０００、
Ａ液‥ビニル基濃度（０．８２０ｍｏｌ％）、ＳｉＨ濃度（無し）
粘度（１．１Ｐａ・ｓ）
Ｂ液‥ビニル基濃度（０．８２７ｍｏｌ％）、ＳｉＨ濃度（０．７４１ｍｏｌ％）
粘度（１．１Ｐａ・ｓ）
Ａ／Ｂ＝１／１のときＨ／Ｖｉ＝０．４５
＜比較例１の加圧部材＞
アセチレンブラックが含有されていない以外は実施例３と同様の構成とした。

＜比較例２の加圧部材＞
アセチレンブラックの含有量が異なる以外は実施例３と同様の構成とした。

＜比較例３の加圧部材＞
アセチレンブラックが含有されていない以外は実施例２と同様の構成とした。

＜実施例５〜８の加圧部材＞
実施例５においては、離型層５ｃに導電ＰＦＡ（商品名：Ｃ９０５８；三井デュポンフロロケミカル製）チューブ（厚み５０μｍ）を被覆した以外は実施例１と同様の構成とした。

同様に実施例６〜８に関して、実施例２〜４の離型層５ｃに導電ＰＦＡを被覆させる構成とした。

＜実施例９の加圧部材＞
導電性カーボンブラックとしてファーネスブラックを用いた以外は実施例８と同様の構成とした。

＜比較例４の加圧部材＞
アセチレンブラックが含有されていない以外は実施例７と同様の構成とした。

＜比較例５の加圧部材＞
アセチレンブラックの含有量が異なる以外は実施例７と同様の構成とした。

＜比較例６の加圧部材＞
アセチレンブラックが含有されていない以外は実施例６と同様の構成とした。

＜静電オフセット評価＞
以下の手法で静電オフセットを評価した。

表１に示す加圧部材を備えた定着装置（定着器）を、ＬＢＰ（レーザービームプリンター）であるＬＢＰ ３５９０改造機に組み込む。そして低温低湿環境（１５℃／１０％）に放置したＮｅｅｎａｈ Ｐａｐｅｒ社製のＮｅｅｎａｈ Ｂｏｎｄ ６０ｇ／ｍ²紙にハーフトーン画像パターンを連続５０枚通紙して静電オフセットを評価した。なお、本評価に用いているトナーはマイナス極性に帯電する特性を持つネガトナーを用いて評価している。

評価は以下のように分類した。
◎：全く発生しない。
○：極軽微に稀に発生する。
△：軽微に発生する。
×：目立つオフセットが発生する。

ここで、実施例１〜４、及び比較例１〜３の加圧部材を備えた定着装置には、加圧部材の芯金５ｄに＋１ＫＶを印加する構成とし、実施例５〜９、及び比較例４〜６の加圧部材を備えた定着装置は、加圧部材の芯金５ｄを接地する構成とした。

加圧部材１から４（実施例１から４）まで静電オフセットは全く発生しなかった。

一方、加圧部材５（比較例１）はアセチレンブラックを全く含有していないことと、カーボンファイバーが５ｖｏｌ％しか含有していないことから、芯金とプライマー層の間の抵抗値も１．９Ｅ＋０９（Ω）と高く、目立つ静電オフセットが発生した。

また、加圧部材６（比較例２）はアセチレンブラックを０．２ｖｏｌ％含有させたことで、芯金とプライマー層の間の抵抗値も１．７Ｅ＋０９（Ω）と比較例１に比べて若干下がった。しかし、静電オフセットは軽微に発生した。

実施例２、３と比較例１、２よりアセチレンブラックの必要最低量は０．４ｖｏｌ％であり、加圧ローラ５のプライマー層５ｅと芯金５ｄの間の抵抗値は１．５Ｅ＋０９（Ω）（１.５×１０⁹（Ω））以下が良いことがわかる。

また、加圧部材７（比較例３）においてはカーボンファイバーを４０ｖｏｌ％含有させているため、芯金とプライマー層の間の抵抗値が１．５Ｅ＋０３（Ω）と低いにもかかわらず、静電オフセットが極稀に軽微に発生した。

実施例２と比較例３より、加圧ローラ５の抵抗値が低い場合にも高熱伝導導電弾性層５ｂへのアセチレンブラックの添加が有効であることがわかる。

また、加圧部材８から１２（実施例５から９）までにおいても静電オフセットは全く発生しなかった。

一方、加圧部材１３（比較例４）はアセチレンブラックを全く含有していないことと、カーボンファイバーが５ｖｏｌ％しか含有していないことから、芯金と離型層の間の抵抗値も１．８Ｅ＋０９（Ω）と高かったため、軽微な静電オフセットが発生した。

また、加圧部材１４（比較例５）はアセチレンブラックを０．２ｖｏｌ％含有させたことで、芯金と離型層の間の抵抗値も１．６Ｅ＋０９（Ω）と比較例１に比べて若干下がった。しかし、静電オフセットは極軽微に稀に発生した。

実施例７と比較例４、５よりアセチレンブラックの必要最低量はここでも０．４ｖｏｌ％であり、加圧ローラ５の離型層５ｃと芯金５ｄの間の抵抗値は１．８Ｅ＋０９（Ω）（１.８×１０⁹（Ω））以下が良いことがわかる。

また、加圧部材１５（比較例６）においてはカーボンファイバーを４０ｖｏｌ％含有させているため、芯金とプライマー層の間の抵抗値が１．４Ｅ＋０３（Ω）と低いにもかかわらず、静電オフセットが極稀に軽微に発生した。

加圧部材８から１５（実施例５から９、及び比較例４から６）の芯金５ｄとプライマー層５ｅの間の抵抗値、芯金５ｄと離型層５ｃの間の抵抗値に関しては、以下のような結果であった。

実施例６と比較例６より、加圧ローラ５の抵抗値が低い場合にも高熱伝導導電弾性層５ｂへのアセチレンブラックの添加が有効であることがわかる。

実施例９よりファーネスブラックにおいてもアセチレンブラックと同様に効果が得られることがわかる。

以上説明したように、加圧ローラ５として実施例１乃至４、実施例５乃至９の加圧部材を用いることにより、高熱伝導導電弾性層５ｂの抵抗値を安定して下げることが出来ると共に部分的な抵抗ムラがなくなり、静電オフセットと非通紙部昇温を抑制できる。

（３）他の実施例
３−１）上記実施形態例におけるフィルム加熱方式の定着装置１において、加熱体はセラミックヒータ３に限られるものではない。例えば、ニクロム線等を用いたヒータで定着フィルムを接触加熱する構成、或いは鉄板片等の電磁誘導発熱性部材で定着フィルムを接触加熱する構成を採用してもよい。加熱体は必ずしも定着ニップ部（圧接ニップ部）に位置していなくてもよい。

定着装置１はフィルム加熱方式に限られず定着フィルム自体を電磁誘導発熱性の金属フィルムにした電磁誘導加熱方式の定着装置にすることもできる。

定着フィルム４は複数本の懸架部材間に懸回張設して駆動ローラで回動駆動させる装置構成にすることもできる。また定着フィルム４は繰り出し軸にロール巻きにした有端の長尺部材にして巻取り軸側に走行移動させる装置構成にすることもできる。

３−２）定着装置はフィルム加熱方式に限られず、熱ローラ方式であってもよい。

３−３）定着装置は未定着トナー画像を記録材に加熱定着する装置に限られず、未定着トナー画像を記録材上に仮定着する装置、トナー画像を担持した記録材を再加熱してトナー画像の表面性を改質する装置として使用してもよい。

１‥定着装置、３‥セラミックヒータ、４‥定着フィルム、５‥加圧ローラ、６‥電圧発生装置、Ｐ‥記録材、Ｎ‥定着ニップ部、Ｔ‥未定着トナー画像

Claims (10)

1. 加熱部材と接触して画像を担持する記録材上を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱するためのニップ部を形成する加圧部材であって、芯金と、ソリッドゴム弾性層と、フィラーを含有する弾性層と、離型層と、を有し、少なくとも前記フィラーを含有する弾性層と前記離型層はプライマー層にて接着されていて、前記フィラーを含有する弾性層には、長さが０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、長さ方向における熱伝導率λ_fがλ_f≧５００Ｗ／（ｍ・ｋ）である熱伝導性フィラーが５ｖｏｌ％以上４０ｖｏｌ％以下分散されており、前記フィラーを含有する弾性層は、記録材搬送方向と直交する長手方向の熱伝導率λ_yがλ_y≧２．５Ｗ／（ｍ・ｋ）、且つ、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度が６５度以下であり、前記ソリッドゴム弾性層は前記芯金の外周上に形成され、厚み方向の熱伝導率λが０．１６Ｗ／（ｍ・ｋ）以上０．４０Ｗ／（ｍ・ｋ）以下であり、前記フィラーを含有する弾性層は、前記ソリッドゴム弾性層の外周上に形成されている加圧部材において、
   前記フィラーを含有する弾性層には、導電性カーボンブラックが０．４ｖｏｌ％以上１０ｖｏｌ％以下分散されており、前記芯金と前記プライマー層の間の抵抗が１.５×１０⁹（Ω）以下であることを特徴とする加圧部材。
2. 前記離型層は絶縁層であることを特徴とする請求項１記載の加圧部材。
3. 前記ソリッドゴム弾性層は導電層であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加圧部材。
4. 前記熱伝導性フィラーはピッチ系炭素繊維であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の加圧部材。
5. 記録材が担持する未定着トナー画像と接触する加熱部材と、前記加熱部材と記録材を挟持搬送しつつ記録材上の未定着トナー画像を加熱するためのニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱部材に熱を供給する加熱体と、を有する像加熱装置において、
   前記加圧部材は請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の加圧部材であることを特徴とする像加熱装置。
6. 前記加圧部材に電圧を印加する電圧印加手段を有することを特徴とする請求項５に記載の像加熱装置。
7. 加熱部材と接触して画像を担持する記録材を挟持搬送しつつ記録材上の画像を加熱するためのニップ部を形成する加圧部材であって、芯金と、ソリッドゴム弾性層と、フィラーを含有する弾性層と、離型層と、を有し、少なくとも前記フィラーを含有する弾性層と前記離型層はプライマー層にて接着されていて、前記フィラーを含有する弾性層には、長さが０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、長さ方向における熱伝導率λ_fがλ_f≧５００Ｗ／（ｍ・ｋ）である熱伝導性フィラーが５ｖｏｌ％以上４０ｖｏｌ％以下分散されており、前記フィラーを含有する弾性層は、記録材搬送方向と直交する長手方向の熱伝導率λ_yがλ_y≧２．５Ｗ／（ｍ・ｋ）、且つ、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度が６５度以下であり、前記ソリッドゴム弾性層は、前記芯金の外周上に形成され、厚み方向の熱伝導率λが０．１６Ｗ／（ｍ・ｋ）以上０．４０Ｗ／（ｍ・ｋ）以下であり、前記フィラーを含有する弾性層は、前記ソリッドゴム弾性層の外周上に形成されている加圧部材において、
   前記フィラーを含有する弾性層には、導電性カーボンブラックが０．４ｖｏｌ％以上１０ｖｏｌ％以下分散されており、前記芯金と前記離型層の間の抵抗が１.８×１０⁹（Ω）以下であることを特徴とする加圧部材。
8. 前記離型層は導電層であることを特徴とする請求項７に記載の加圧部材。
9. 前記ソリッドゴム弾性層は導電層であることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の加圧部材。
10. 記録材が担持する未定着トナー画像と接触する加熱部材と、前記加熱部材と記録材を挟持搬送しつつ記録材上の未定着トナー画像を加熱するためのニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱部材に熱を供給する加熱体と、を有する像加熱装置において、
    前記加圧部材は請求項７乃至請求項９の何れか１項に記載の加圧部材であることを特徴とする像加熱装置。