JP2016024218A - ニップ部形成部材、定着装置、及びニップ部形成部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】定着装置１０において、加熱部材３の立ち上がり時間の短縮と、記録材非通過部（非通紙部）での過度な温度上昇の発生抑制、及び記録材搬送の長期的な安定性との両立を実現できるニップ部形成部材を提供する。【解決手段】基体４ａと、基体４ａの上に形成され、加熱部材３との圧接で弾性変形することによりトナー像Ｔを担持したシート状の記録材Ｐを挟持搬送して加熱するニップ部Ｎを形成する弾性層４ｂと、を有するニップ部形成部材４であって、前記弾性層４ｂは、少なくとも熱伝導性フィラー４ｂ１と空孔部４ｂ２とを含む多孔質弾性層を含んでおり、多孔質弾性層４ｂのニップ部Ｎの長手中央部に対応する位置４Ａにおける厚みをＡｍｍ、長手端部に対応する位置４Ｂにおける厚みをＢｍｍとしたときに、Ｂ／Ａが０．４以上０．８以下であることを特徴とするニップ部形成部材。【選択図】図４

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に搭載される定着装置(画像加熱装置）に用いられるニップ部形成部材、該ニップ部形成部材を用いた定着装置、ニップ部形成部材の製造方法に関する。

特に、ニップ部形成部材とニップ部を形成する加熱部材の立ち上がり時間の短縮と、記録材非通過部（非通紙部）での過度な温度上昇の発生抑制、及び記録材搬送の長期的な安定性との両立を図る技術に関する。

電子写真方式などの画像形成装置は、紙等のシート状の記録材（以下、用紙或いは紙と記す）上に現像されたトナー画像を加熱、加圧することによって当該用紙にトナー画像を定着させる定着装置を備えている。定着装置では、熱源によって加熱される定着ベルトや定着ローラなどの加熱部材（定着部材）と、これと対に配置された加圧ローラなどのニップ部形成部材（以下、加圧ローラと記す）との圧接により用紙を挟持搬送するニップ部(定着ニップ部）を形成させる。そして、未定着トナー像の形成された用紙がニップ部を通過する際に、未定着トナーが加熱／加圧されて定着画像として用紙に定着される。

こうした定着装置では、装置に使用可能な最大幅サイズの大サイズ用紙よりも幅が小サイズ用紙を大サイズ用紙と同じプリント間隔で連続プリント（連続通紙）したような場合に、非通紙領域が過度に高い温度にまで上昇してしまうことがある。以下、これを非通紙部昇温と呼ぶ。なお、用紙の幅とは、用紙面において用紙搬送方向に直交する方向の用紙寸法である。

この非通紙部昇温の発生を抑制するために、例えば、弾性層内に熱伝導性の高い所謂針状フィラーを混在するなどして、加圧ローラの熱伝導率を高くすることが従来から行われている（特許文献１）。

その一方で、加熱部材がトナー画像を加熱定着するのに十分な所定温度に達するまでにかかる「立ち上がり時間」を短縮するために、加圧ローラの熱容量／熱伝導率を低減することが行われている。例えば、加圧ローラの弾性層を多数の空孔部を有する多孔質弾性層に形成し、定着装置の作動開始に伴って加熱された加熱部材から加圧ローラに伝わる熱量を少なくすることで、上記立ち上がり時間の短縮を図っている（特許文献２〜４）。

しかしながら、加圧ローラに多孔質弾性層を用いた場合、定着装置にて加圧ローラを長時間使用すると、多孔質ゴムの圧縮永久歪み（圧縮塑性変形）によりローラ径が収縮してしまう。圧縮永久歪みは温度が高いほど大きいため、特に非通紙部昇温する加圧ローラ端部ほど径収縮量が大きく、使用していくうちに加圧ローラの外径形状が変化してしまう。

一般的に、熱ローラ方式やフィルム加熱方式等の定着装置において、定着装置を用紙が通過する時にニップ部において紙にシワが発生することがある。このシワは特に厚さの薄い紙などのコシが弱い紙において発生しやすい。

熱ローラ方式の定着装置では、紙シワ防止のため、加熱部材としての加熱ローラ(定着ローラ）と加圧ローラをそれぞれ用紙搬送方向に直交する長手方向の中央から端部にかけて外径を大きくさせた形状（以下、逆クラウン形状）にする手法が採用されている。これにより、ニップ部における紙搬送スピードをニップ部の長手両端部で速く、ニップ部の長手中央部で遅くして紙を幅方向の外側に引っ張る力を生じさせ、紙シワの発生を防ぐことができる。

フィルム加熱方式の定着装置でも、上記と同様に、加熱部材としての定着フィルム（定着ベルト）や加圧ローラを外径逆クラウン形状とする方法がとられる。そのほか、加熱部材を加熱する加熱体に対する長手方向の圧分布を調整してニップ部の長手形状を規定するなどの方法が採用されている（特許文献５）。

一方、紙の幅方向端部の搬送速度が上がり過ぎると、弊害として紙の後端ハネやそれに伴う画像不良（以下、チリメン画像。紙端部の濃度斑・グロス斑）を発生させる場合がある。具体的には、紙がニップ部を通過中に幅方向の一方方向と他方方向とに引っ張られることにより、ニップ部の用紙搬送上流側において紙に負荷がかかって幅方向両端が持ち上がってしまう。

この状態になると、紙後端が転写部を通過した際に紙後端部が跳ねて搬送部材にトナー像を擦ったり、ニップ部の手前で定着ローラや定着フィルム等の加熱部材にトナー像が接触したりすることによる画像乱れが発生しやすくなってしまう。

特に、小サイズ用紙を連続通紙することによって上述の非通紙部昇温が発生すると、定着ローラや加圧ローラの長手端部の膨張が長手中央部に比べて大きくなる。そのため、ニップ部の長手端部における用紙搬送方向に関するニップ幅が大きくなり、紙の端部の速度が上がってしまう。この状態で、幅が連続通紙した小サイズ紙よりも大きいサイズの用紙を通紙すると、この大サイズ紙の幅方向両端部が小サイズ紙における非通紙部を通過することになる。この結果、大サイズ紙の搬送速度が中央に対して端部が速くなることで、より顕著に後端ハネ・チリメンが発生してしまうことがある。

上述したような紙シワ・後端ハネを長時間の使用にわたって防止するには、加圧ローラの逆クラウン形状が適正に設定され、かつ多孔質弾性層が圧縮永久歪みによって変化し難いことが求められる。

特開２００２−３５１２４３号公報 特開２００８−１５０５５２号公報 特開２００１−２６５１４７号公報 特開２００２−１１４８６０号公報 特開２００３−２２８２４６号公報

上述したように、加圧ローラを低熱容量化／低熱伝導率化した場合には、立ち上がり時間が短縮する一方で、加熱部材が高温になりやすく、また加熱部材から加圧ローラを介して熱を効率的に逃すことが難しくなるので非通紙部昇温が発生しやすくなる。さらには、非通紙部昇温によって加圧ローラの逆クラウン形状が変化し、紙搬送性が不安定になってしまう。

他方、非通紙部昇温の発生を抑制するには、加圧ローラの熱伝導率を高める必要がある。しかし、加圧ローラの熱伝導率を高めた場合には、加圧ローラの熱容量が大きくなって加熱部材からの熱が加圧ローラに伝わりやすくなるので、加熱部材の立ち上がり時間が長くなる。

すなわち、従来では立ち上がり時間の短縮と非通紙部昇温の発生抑制、及び紙搬送の安定性とを両立させることが難しかった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものである。その目的は、立ち上がり時間を短縮するとともに、記録材非通過部での過度な温度上昇の発生を抑制し、かつ長時間にわたって記録材搬送時にシワ及び後端ハネを発生させることなく安定した記録材搬送性が得られるニップ部形成部材を提供することにある。また、該ニップ部形成部材を用いた定着装置の提供を提供することにある。また、該ニップ部形成部材の製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明に係るニップ部形成部材の代表的な構成は、基体と、前記基体の上に形成され、加熱部材との圧接で弾性変形することによりトナー像を担持したシート状の記録材を挟持搬送して加熱するニップ部を形成する弾性層と、を有するニップ部形成部材であって、前記弾性層は、少なくとも熱伝導性フィラーと空孔部とを含む多孔質弾性層を含んでおり、前記多孔質弾性層の前記ニップ部の長手中央部に対応する位置における厚みをＡｍｍ、長手端部に対応する位置における厚みをＢｍｍとしたときに、Ｂ／Ａが０．４以上０．８以下であることを特徴とする。
また、上記の目的を達成するための本発明に係る定着装置の代表的な構成は、加熱部材と、前記加熱部材との圧接で弾性変形してトナー像を担持した記録材を挟持搬送して加熱するニップ部を形成するニップ部形成部材と、を備えた定着装置であって、前記ニップ部形成部材が上記のニップ部形成部材であることを特徴とする。
また、上記の目的を達成するための本発明に係るニップ部形成部材の製造方法の代表的な構成は、上記のニップ部形成部材の製造方法であって、
（１）未架橋のゴムおよび前記ゴムに分散されてなる針状フィラー並びに含水材料を含む弾性層形成用の液体組成物を前記基体の長手に沿う方向に流動させて、前記液体組成物の層を前記基体の上に形成する工程と、
（２）含水材料中の水分を保持した状態で前記液体組成物の層中のゴムを架橋させる工程と、
（３）前記ゴムが架橋してなる層から含水材料中の水分を蒸発させ、多孔質の弾性層を形成する工程と、
を有することを特徴とする。

本発明のニップ部形成部材によれば、立ち上がり時間を短縮するとともに、記録材非通過部での過度な温度上昇の発生を抑制し、かつ長時間にわたって記録材搬送時に記録材にシワ及び後端ハネを発生させることなく安定した記録材搬送性が得られる。また、本発明によれば、該ニップ部形成部材を用いた定着装置を提供することができる。本発明によれば、該ニップ部形成部材を容易に製造することができる。

実施形態における定着装置の概略構成を示す横断面模式図である。 （ａ）は加圧ローラの全体構成を示す斜視図、（ｂ）はそのローラの被測定試料の説明図である。 加圧ローラの弾性層の構成説明図である。 （ａ）は加圧ローラの層構成を示す縦断面模式図、（ｂ）は他の加圧ローラの層構成を示す縦断面模式図である。 画像形成装置の一例の概略構成模式図である。 金型の構成説明図である。 一端側駒型に具備させた注入孔の形態図である。 金型に対するローラ基体の配設要領の説明図である。 注型工程の説明図である。 予めフッ素樹脂チューブを金型の内面（形成面）に配置した状態の模式図である。 （ａ）と（ｂ）および（ｃ）と（ｄ）はそれぞれ非回転型のニップ部形成部材の構成模式図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

［画像形成装置］
図５は画像形成装置の一例の概略構成模式図である。この画像形成装置は電子写真方式の画像形成装置であり、回転する電子写真感光体１０１を有する。感光体１０１に対する静電潜像形成手段としての帯電装置１０２と像露光手段１０３、感光体１０１上の静電潜像をトナー像（現像剤像）として現像する現像手段１０４を有する。感光体１０１上のトナー像をシート状の記録材（以下、紙または用紙と記す）Ｐに転写する転写手段１０５を有する。トナー像転写後の感光体１０１面を清掃するクリーニング手段１０６、用紙Ｐ上のトナー像Ｔ（図１）を定着する定着手段としての定着装置１０、等を有する。

［定着装置］
図１は本実施形態における定着装置１０の概略構成を示す横断面模式図である。以下の説明において、定着装置及びこの定着装置を構成する部材に関し、軸方向とは用紙の面において用紙搬送方向と直交する方向である。長さとは軸方向の寸法である。
この定着装置１０はフィルム（ベルト）加熱方式の定着装置である。加熱体としてのセラミックスヒータ（以下、ヒータと記す）１と、加熱体支持部材を兼ねるフィルムガイド（以下、ベルトガイドと記す）２を備える。また、加熱部材（定着部材）としての、エンドレス（円筒状）で可撓性・耐熱性の定着フィルム(以下、定着ベルトと記す）３を備える。また、定着ベルト３と圧接してニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成するニップ部形成部材としての加圧ローラ４を備える。

ヒータ１は定着ベルト３の長手方向（図面に垂直方向）に沿って細長い板状部材であり、不図示の給電手段によって通電されることで発熱する抵抗発熱体などの発熱源を有しており、給電により急峻に昇温する。ヒータ１の温度は不図示の温度検知手段で検知され、その検知温度情報が不図示の制御手段に入力する。制御手段は温度検知手段から入力する検知温度が所定の定着温度に維持されるように給電手段から発熱源への供給電力を制御してヒータ１の温度を所定の温度に温調する。

ヒータ１は、剛性を有する耐熱性材料によって横断面略半円弧状の樋型に形成されているベルトガイド２に支持されている。より具体的には、ベルトガイド２の外面にガイド長手に沿って溝部２ａが設けられており、ヒータ１はこの溝部２ａに嵌入されている。

定着ベルト３は、内側から外側に、環状（筒状）の基材３ａ、ベルト弾性層３ｂ（ここでは、後述の加圧ローラ４の弾性層４ｂと区別するためにベルト弾性層と呼ぶ）、表層３ｃを備える。定着ベルト３は使用状態で内周面がヒータ１及びベルトガイド２に摺擦されるエンドレスベルトであり、ヒータ１を支持したベルトガイド２の外周に周長に余裕を持たせて外嵌されている。

後述するように、ヒータ１と加圧ローラ４は定着ベルト３を挟んで圧接しており、定着ベルト３と加圧ローラ４との間にニップ部Ｎが形成されている。加圧ローラ４は例えばモータなどの回転駆動装置Ｍによって矢印Ｒ４の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ４の回転駆動に従動して定着ベルト３がその内面がヒータ１の面に密着して摺動しながらホルダ２の外回りを回転する。定着ベルト３の長手方向両端部は、定着装置１０のフレームなどの不図示の固定部分に回転自在に支持されている。

ホルダ２はヒータ１の支持部材として機能すると共に定着ベルト３の回転ガイド部材としても機能する。定着ベルト３の内周面には、ヒータ１及びホルダ２との摺動性を確保するために潤滑剤（グリス）が塗られている。なお、本明細書でベルトと言った場合、フィルム状のものも含む。

加圧ローラ４は、内側から外側に、中実丸棒状或いは円筒状（パイプ状）等の基体４ａ、弾性層４ｂ、離型層４ｃを備える。加圧ローラ４は、例えばモータなどの回転駆動装置Ｍによって使用時に回転駆動される。このため基体４ａの軸方向両端部は、定着装置１０のフレームなどの不図示の固定部分に軸受部材を介して回転自在に支持されている。

また、加圧ローラ４は、ベルトガイド２に支持されたヒータ１と定着ベルト３を挟んで対向する位置に配置されている。そして、加圧機構（不図示）によって加圧ローラ４と定着ベルト３とに所定の圧力が付与されることで、加圧ローラ４と定着ベルト３とが圧接してそれぞれの弾性層（３ｂ、４ｂ）は弾性変形する。これによって、加圧ローラ４と定着ベルト３との間には用紙搬送方向（記録材搬送方向）Ｑに関して所定の幅のニップ部Ｎが形成される。

加熱部材としての定着ベルト３とニップ形成部材としての加圧ローラ４の両者の圧接は、加圧ローラ４を定着ベルト３に所定の圧力で圧接させる構成でも、定着ベルト３側を加圧ローラ４に圧接させる構成でもよい。また定着ベルト３側と加圧ローラ４の両方を互いに所定の圧力で圧接させる構成でもよい。

加圧ローラ４は回転駆動装置Ｍによって回転駆動されると、従動回転する定着ベルト３との間のニップ部Ｎにおいて用紙Ｐを挟持しつつ搬送する。また、定着ベルト３は、ヒータ１により表面が所定温度（例えば２００℃）に達するまで加熱される。この状態で、未定着トナー像Ｔを担持した用紙Ｐがニップ部Ｎに導入されて挟持搬送されることで、用紙Ｐ上の未定着トナーＴが加熱、加圧される。すると、未定着トナーＴは溶融／混色するので、その後、これが冷却することによって、トナー像が定着画像として用紙Ｐに定着される。

［定着ベルト］
定着ベルト３について説明する。定着ベルト３は、図１に示すように、基材３ａの外周にベルト弾性層３ｂが、該ベルト弾性層３ｂの外周に表層３ｃが設けられている。基材３ａは耐熱性及び耐屈曲性を必要とすることに鑑みて、例えばポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の耐熱性樹脂を用いる。

また熱伝導性をも考慮するならば、基材３ａは耐熱性樹脂に比べ熱伝導率のより高いステンレス（ＳＵＳ）、ニッケル、ニッケル合金などの金属を用いてもよい。そして、基材３ａは熱容量を小さくする一方で機械的強度を高くする必要があるので、基材３ａの厚みは５μｍ〜１００μｍ好ましくは２０μｍ〜８５μｍとするのが望ましい。

ベルト弾性層３ｂは、基材３ａの外周を被覆するシリコーンゴム層である。ベルト弾性層３ｂは用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際に、用紙Ｐ上の未定着トナーＴを包み込むようにして未定着トナーＴに対し均一に熱を与える。ベルト弾性層３ｂがこのように機能することで、高光沢で定着ムラのない良質な画像が得られる。

ベルト弾性層３ｂの厚みは、十分な弾性により良質な画像を得るため、及び加熱によって所定温度に達するまでに時間が熱容量が大きくなることによって遅まるのを抑えるために、３０μｍ〜５００μｍ好ましくは１００μｍ〜３００μｍとするのが望ましい。

ベルト弾性層３ｂは特に限定されないが、加工が容易である、高い寸法精度で加工できる、加熱硬化時に反応副生成物が発生しないなどの理由から、付加反応架橋型の液状シリコーンゴムを用いるのが好ましい。付加反応架橋型の液状シリコーンゴムは、例えばオルガノポリシロキサンとオルガノハイドロジェンポリシロキサンとを含み、さらには触媒や他の添加物を含んでいてもよい。オルガノポリシロキサンはシリコーンゴムを原料とするベースポリマーであり、数平均分子量が５千〜１０万、重量平均分子量が１万〜５０万であるものを用いるとよい。

液状シリコーンゴムは室温で流動性を持つポリマーであるが、加熱によって硬化し、硬化後は適度に低硬度であり、また十分な耐熱性と変形回復力を有する。そのため、液状シリコーンゴムはベルト弾性層３ｂだけでなく、後述する加圧ローラ４の弾性層４ｂに用いるのにも好適である。

ところで、ベルト弾性層３ｂがシリコーンゴム単体で形成されるならば、ベルト弾性層３ｂの熱伝導率は低くなる。ベルト弾性層３ｂの熱伝導率が低いとヒータ１で発生した熱が定着ベルト３を介して用紙Ｐに伝わり難くなるので、用紙Ｐにトナーを定着させる際に加熱不足となって定着ムラなどの画像不良を生じ得る。

そこで、ベルト弾性層３ｂの熱伝導率を上げるために、ベルト弾性層３ｂには高い熱伝導性を持つ例えば粒状の高熱伝導性フィラーが混入、分散されている。粒状の高熱伝導性フィラーとしては、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、カーボン等が用いられる。

また、目的に応じて粒状の高熱伝導性フィラーではなく針状の高熱伝導性フィラーなどを用いてもよい。すなわち、高熱伝導性フィラーの形状は粒状や針状の他にも、粉砕状、板状、ウィスカ状のものなどがあり、ベルト弾性層３ｂにはこれらのどの形状のものを用いてもよい。また、これらのものを単独で用いてもよいし２種類以上のものを混合して用いてもよい。なお、高熱伝導性フィラーがベルト弾性層３ｂに混入されることで、ベルト弾性層３ｂは導電性をも付与され得る。

表層３ｃは、ベルト弾性層３ｂの外周を被覆するフッ素樹脂層である。表層３ｃは、定着ベルト３にトナーを付着しにくくするために設けられる。表層３ｃには、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂を用いるとよい。

表層３ｃの厚みは、１μｍ〜５０μｍ好ましくは８μｍ〜２５μｍとするのが望ましい。なお、表層３ｃはフッ素樹脂チューブで被覆するもしくはフッ素樹脂からなる塗料を塗布することによって、ベルト弾性層３ｂの外周に形成されればよい。

［加圧ローラ］
加圧ローラ４について説明する。図２の（ａ）はニップ部形成部材である弾性加圧ローラ４の斜視図である。加圧ローラ４は、基体４ａの外周に、基体４ａと同心にローラ状に形成された弾性層４ｂと、該弾性層４ｂの外周に被覆された離型層４ｃと、を有する複層構造に形成されている。なお、図２の（ａ）に示すように、以下では、加圧ローラ４の周方向（用紙搬送方向）を「ｘ」方向、加圧ローラ４の長手方向（軸線方向）を「ｙ」方向、加圧ローラ４の構成層の厚み方向（層厚方向）を「ｚ」方向と表す。

＜基体＞
基体４ａは、ニッケルやクロムをメッキしたＳＵＭ材（硫黄および硫黄複合快削鋼鋼材）等の鋼材を含むステンレススチール、リン青銅、アルミニウムなどを用いて形成されている軸芯体あるいは芯金である。基体４ａの外径は、４ｍｍ〜８０ｍｍであればよい。

４ａ−１と４ａ−２は基体４ａの長手方向の一端側と他端側とにそれぞれ基体４ａと同心一体に配設された小径軸部である。この一端側と他端側の小径軸部４ａ−１と４ａ−２はそれぞれ定着装置１０のフレームなどの不図示の固定部分に回転自在に軸受されて支持される部分である。

＜弾性層＞
弾性層４ｂは、基体４ａの外周を被覆するシリコーンゴム層である。弾性層４ｂは、定着ベルト３のベルト弾性層３ｂと同様に液状シリコーンゴムを用いるのが好ましい。図３の模式図に示すように、弾性層４ｂには、針状(細長い繊維形状）の高熱伝導性フィラー４ｂ１（以下、単に針状フィラー４ｂ１と記す）が軸方向（図２の（ａ）のｙ方向）及び周方向（図２の（ａ）のｘ方向）に配向された状態に混入、分散されている。

針状フィラー４ｂ１について説明する。針状フィラー４ｂ１としては、フィラー長手方向の熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上のピッチ系炭素繊維が用いられる。ピッチ系炭素繊維は石油精製副産物あるいは石炭乾留副産物である「ピッチ」から製造された炭素繊維であり、高い熱伝導性や導電性を有する一方で熱膨張がほとんど無い、といった特徴を持つ。針状フィラー４ｂ１は例えば円柱や多角柱などの形状をした細長い棒状をした、直径に対する長さの比が大きいつまりアスペクト比が高い部材である。

そして、針状フィラー４ｂ１は配向された向きに熱を伝えやすい熱伝導異方性（針状フィラーの長軸方向（長さ方向）の熱伝導がよりも高い特性）を有している。図３において４ｂ１は針状の熱伝導性フィラーの形状を模式的に示している。針状とは、一方向のみに他方向に比べて長さを有する形状を指し、主に、短軸径と長軸長さによってその形状を表すことができる。短軸径（平均）は特に限定されるものではないが、５〜１５μｍのものが比較的容易に利用可能である。また、長軸長さ（平均）は０．０５〜５ｍｍのものが好ましい。より好ましくは、０．０５〜１．０ｍｍであることが望ましい。

針状フィラー４ｂ１に用いるピッチ系炭素繊維は、平均直径（短軸径）が５μｍ〜１１μｍ程度かつ平均長さ（長軸長さ）が５０μｍ〜１０００μｍ程度が望ましい。弾性層４ｂの熱伝導率に異方性効果を現れやすくし、また弾性層４ｂ内に分散させやすくするために、平均長さは好ましくは１００μｍ〜２５０μｍとするのが望ましい。

本実施例では、弾性層４ｂを、厚み方向ｚの熱伝導率よりも面方向（ｘｙ面）の熱伝導率が高くなるように形成する。特には、長手方向ｙの熱伝導率及び周方向ｘの熱伝導率を高くしている。より具体的には、長手方向ｙの熱伝導率及び周方向ｘの熱伝導率は厚み方向ｚの熱伝導率よりも６倍〜２０倍ほど高い（後述の表１参照）。

弾性層４ｂにはさらに、図３に示すように空孔部４ｂ２が多数形成されている。空孔部４ｂ２を形成することによって、弾性層４ｂの低熱容量化が図られている。また、空孔部４ｂ２が形成されると、弾性層４ｂの厚み方向ｚの熱伝導率は空孔部４ｂ２が形成されていないときの熱伝導率よりも低くなる。

空孔部４ｂ２の形成方法としては、後述する加圧ローラ製造工程において、ベースポリマーや針状フィラーとともに流動し、かつ針状フィラーの配向を妨げない水を使用することが望ましい。水は製造過程で脱水され、脱水後の弾性層に空孔部を形成する。水は単独ではベースポリマーと分散せず、脱水後の弾性層特性に影響しない吸水性ポリマー、粘土鉱物等に膨潤した状態、すなわち「含水ゲル」の形で使用する。

含水ゲルとベースポリマー、針状フィラー等を必要に応じて乳化剤や粘度調整剤を添加のうえ混合攪拌し、エマルジョン状の弾性層形成用液状ゴム組成物を調製する。これを注型成形用型に注入し、水が蒸発しない温度以下で硬化させることで、液状ゴム組成物中の水が均一且つ微細に分散した弾性体を形成することができる。その後、その弾性体から水を蒸発させる（脱水する）ことにより、微細な空孔が均一に形成された弾性層を形成することができる。

吸水性ポリマーとしては、アクリル酸やメタクリル酸、これらの金属塩の重合体、これらの共重合体や架橋体などが挙げられる。中でも、ポリアクリル酸のアルカリ金属塩およびその架橋体等を好適に用いることができ、工業的に容易に入手可能である（例えば「レオジック２５０Ｈ」（商品名、東亜合成株式会社製））。

また、増粘効果のある「粘土鉱物を膨潤させた水」を使用すればエマルジョン状の弾性層形成用液状組成物を調製するのに好適である。このような粘土鉱物として「ベンゲルＷ−２００Ｕ」（商品名、株式会社ホージュン製）等が挙げられる。また乳化用添加剤としてノニオン系界面活性剤（ソルビタン脂肪酸エステル 商品名「イオネット ＨＬＢ４．３」、三洋化成工業株式会社製）などの界面活性剤を添加しても良い。

弾性層４ｂ中の空孔部４ｂ２の大きさとしては、強度や画質の観点から５〜３０μｍの範囲内にあることが好ましい。また、弾性層４ｂ中における空孔部４ｂ２の体積占有率（以下、空孔率）は、期待する立ち上がり時間短縮効果を得るために４０体積％以上が好適である。また液状ゴム組成物中の水が均一且つ微細に分散した状態を弾性層を形成する過程において保持して微細な空孔部４ｂ２を均一に含んだ弾性層を形成するために、５０体積％以下が好適である。

弾性層４ｂの厚みは、弾性層全体が定着ベルト３と接触して弾性変形したときに、用紙搬送方向Ｑにおいて所望の幅のニップ部Ｎを形成し得る厚みであれば特に限定されないが、１．５〜１０．０ｍｍであることが好ましい。弾性層４ｂの硬度は、所望の幅のニップ部Ｎを確保する観点から、２０°以上７０°以下の範囲にあることが好ましい。

＜離型層＞
離型層４ｃは、フッ素樹脂層である。離型層４ｃは、弾性層４ｂの外周に例えば共重合体（ＰＦＡ）チューブを被覆することにより形成される。もしくは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）等のフッ素樹脂からなる塗料を弾性層４ｂの外周に塗布することにより形成してもよい。離型層４ｃの厚みは特に限定されないが、好ましくは１５〜８０μｍ程度であればよい。この離型層４ｃは、加圧ローラ４にトナーを付着しにくくするために設けられる。

なお、弾性層４ｂと離型層４ｃの間には接着、通電等の目的によりプライマー層や接着層などが設けられていてもよい。

［弾性層の形成方法］
次に、弾性層４ｂの形成方法及び離型層４ｃの形成方法について説明する。

（１）液状ゴム混合物の生成
針状フィラー４ｂ１と吸水性ポリマーに水分を含ませた含水ゲルとを、液状シリコーンゴム（未架橋）に混合して液状ゴム混合物を生成する。この液状ゴム混合物を生成するには、液状シリコーンゴムと針状フィラー４ｂ１と含水材料の各々を所定量ずつ秤量して、これらを遊星式の万能混合攪拌機など公知のフィラー混合撹拌手段を用いて攪拌すればよい。

（２）液状ゴム混合物を用いた弾性層４ｂの形成
（２−１）金型
弾性層４ｂの形成方法は特に限定されないが、ここでは、注型製造を例に説明する。図６の（ａ）は本実施形態において注型製造に用いる金型１１の分解斜視図である。（ｂ）は金型１１を構成している中空金型５と一端側駒型６および他端側駒型７の縦断面図である。金型１１は、円柱状の成形空間（以下、キャビティと記す）５３を有する中空金型（中空円筒状金型、パイプ状筒型）５と、この中空金型５の一端側開口部５１と他端側開口部５２に対してそれぞれ装着される一端側駒型６および他端側駒型７とを有する。

一端側駒型６は中空金型５のキャビティ５３内に液状ゴムを注入するための駒型である。他端側駒型７はキャビティ５３内への液状ゴムの注入に伴ってキャビティ５３内から押し出される空気を排出させるための駒型である。

図７の（ａ）は一端側駒型６の内面図（キャビティ側の端面図）、（ｂ）は外面図（キャビティ側とは反対側の端面図）である。一端側駒型６の内面側中央部には基体４ａの一端側の小径軸部４ａ−１が差し込まれる基体保持部としての中央穴６ｃが設けられている。また、外面側には円周孔（洞、凹部）６ａが設けられている。そして、円周孔６ａには外面側から内面側に至る液状ゴム混合物注入孔６ｂが円周に沿って複数個穿設されている。

また、他端側駒型７の内面中央部（キャビティ側の端面中央部）には基体４ａの他端側の小径軸部４ａ−２が差し込まれる基体保持部としての中央穴７ｃが設けられている。そして、内面側から外面側に至る排気孔７ｂが複数個穿設されている。

一端側駒型６は中空金型５の一端側開口部５１に対して内面側を先にして嵌入し、内面側の円周縁部が開口部内周面の環状段部５１ａに突き当って受け止められるまで十分に挿入することで中空金型５の一端側に装着される。また、他端側駒型７は中空金型５の他端側開口部５２に対して内面側を先にして嵌入し、内面側の円周縁部が開口部内周面の環状段部５２ａに突き当って受け止められるまで十分に挿入することで中空金型５の他端側に装着される。

（２−２）金型に対する基体の設置
基体４ａは、ゴム弾性層４ｂが形成される部分にあらかじめシリコーンゴム用プライマーを塗布し熱風循環式オーブンで焼付処理した。図８の（ａ）のように、中空金型５の一端側開口部５１に対して一端側駒型６を装着する。次に、（ｂ）のように、中空金型５の他端側開口部５２から上記の基体４ａを、一端側の小径軸部４ａ−１の側を先にして挿入し、一端側駒型６の内面側の中央穴６ｃに対して小径軸部４ａ−１を差し込んで支持させる。

次に、（ｃ）のように、中空金型５の他端側開口部５２に対して他端側駒型７を、内面側の中央穴７ｃに基体４ａの他端側の小径軸部４ａ−２を差し込んで支持させた状態にして装着する。

これにより、基体４ａが、その一端側と他端側の小径軸部４ａ−１と４ａ−２がそれぞれ一端側駒型６と他端側駒型７の中央穴６ｃと７ｃに支持されて金型５の円柱状のキャビティ５３の円柱中央部に同心に位置が決められて保持される。そして、円柱状のキャビティ５３の円柱成形面（内周面）５３ａと基体４ａの外面（外周面）４ａ−３との間には基体４ａの外周りに所定の厚さのゴム弾性層４ｂを注型成形するための間隙８が形成される。

なお、金型１１のキャビティ５３に対する基体４ａの設置は上記の手順に限られない。中空金型５、基体４ａ、一端側駒型６、他端側駒型７が最終的に図８の（ｃ）のように組み立てられればよい。

（２−３）液状ゴム混合物の注型
上記のようにキャビティ５３内に基体４ａを設置した金型１１を、図９のように、一端側駒型６側を下側とし他端側駒型７を上側として、対向する下側治具１２と上側治具１３との間に縦姿勢の状態で押さえ込ませて固定して保持させる。金型１１の一端側駒型（以下、下部駒型と記す）６側は下側治具１２の受け穴１２ａに嵌入して受け止められている。金型１１の他端側駒型（以下、上部駒型と記す）７側は上側治具１３の受け穴１３ａに嵌入して受け止められている。

即ち、金型１１は、円柱状のキャビティ５３の円柱軸線を縦向きとし、かつ注入孔６ｂが配設されている側を下側とした姿勢状態で下側治具１２と上側治具１３との間に固定保持されて注型工程が行われる。

下側治具１２の受け穴１２ａの中央部には液状ゴム注入口１２ｂが穿設されている。液状ゴム注入口１２ｂには外部の液状ゴム混合物供給装置１４の液状ゴム混合物供給管１４ａは接続されている。上側治具１３の受け穴１３ａの中央部には排気口１３ｂが穿設されている。

液状ゴム混合物供給装置１４が駆動されることで、前記（１）項の液状ゴム混合物が供給管１４ａを通して下側治具１２の注入口１２ｂから受け穴１２ａに入り、受け穴１２ａと下部駒型６の外面側の円周孔６ａとで構成される空間部に充填される。

引き続く液状ゴム混合物の供給に伴ってその充填液状ゴム混合物が円周孔６ａの円周に沿って複数個穿設されている注入孔６ｂを通って下部駒型６の外面側から内面側に流れる。そして、キャビティ５３の円柱成形面５３ａと基体４ａの外面４ａ−３との間に形成される隙間８に対して注入される。

更に引き続く液状ゴム混合物の供給に伴って間隙８に対する液状ゴム混合物の注入が下から上に進行していく。間隙８に存在している空気は間隙８に対する液状ゴム組成物の下から上への注入に伴って間隙８内を下から上へ押し上げられて間隙８内から上部駒型７の排気孔７ｂおよび上側治具１３の排気口１３ｂを通って金型１１の外に出ていく。

下部駒型６の各注入孔６ｂから隙間８への液状ゴム混合物の注入は隙間８の円周方向において平均的になされる。かつ、基体４ａが上下駒型６、７によりキャビティ５３の円柱中央部に同心に固定された状態であって、基体４ａが液状ゴム混合物が注入されることにより移動することがなく、偏肉を生ぜず間隙８を過不足なく液状ゴム組成物で充填させることができる。

上記のようにして、液状ゴム混合物が金型１１内に配置された基体４ａの軸方向に沿うようにして金型内に流し込まれる（注型する）。基体４ａの軸方向に沿うように金型内に液状ゴム混合物が流し込まれると、針状フィラー４ｂ１の多くは液状ゴム混合物の流れに従って、基体４ａの軸方向つまり加圧ローラ４の長手方向（ｙ方向）に配向される。

したがって、弾性層４ｂの長手方向の熱伝導率はそれ以外の方向の熱伝導率よりも高くなる。長手方向の熱伝導率がそれ以外の方向の熱伝導率よりも高いと、非通紙部（記録材非通過部）の温度が高くなり始めたときに、非通紙部から相対的に温度の低い通紙部（記録材通過部）や加圧ローラ両端部側へと非通紙部の熱が伝わりやすくなる。つまり、非通紙部の熱を効率的に拡散することができるようになる。

なお、液状ゴム混合物が基体４ａの軸方向に沿うように金型内に流し込まれたとしても、液状ゴム混合物の流れが金型内で乱れることがある。その場合、液状ゴム混合物は用紙搬送方向Ｑつまり周方向（ｘ方向）や周方向に交差する方向（ｙ方向を含んでよい）にも流れる。

そのため、弾性層４ｂにおいて、針状フィラー４ｂ１は主に長手方向に配向されるがこれだけに限られず、長手方向及び周方向を含む面方向（ｘｙ面）に配向されるものもある。その場合、長手方向ｙの熱伝導率だけでなく周方向ｘの熱伝導率も高くなるが、周方向ｘの熱伝導率が高くなっても非通紙部昇温（記録材非通過部昇温）の抑制に効果的であるので何ら問題ない。すなわち、弾性層４ｂにおいて針状フィラー４ｂ１の向きは面方向（ｘｙ面）であれば、いずれの向きであっても非通紙部昇温の抑制には効果的である。

金型１１に対する液状ゴム混合物の注入は、少なくとも、隙間８が液状ゴム混合物で十分に満たされるまで行う。上部駒型７の排気孔７ｂは液状ゴム混合物で十分に充満させる必要はない。

（２−４）シリコーンゴム成分の架橋硬化
液状ゴム混合物注型後（注型工程の終了後）、金型１１を上下の治具１２、１３から外す。このとき、金型１１内の注型液状ゴムが下部駒型６や上部駒型７の外側開口部から流出しないように下部駒型６と上部駒型７の外側開口部を盲板などの取り付けにより密閉する。そして、金型１１を密閉した状態で加熱する。液状ゴム混合物は金型ごと、水の沸点以下の温度例えば６０℃〜９０℃で５分〜１２０分間加熱処理される。密閉下で液状ゴム混合物が加熱処理されると、シリコーンゴム成分は含水材料中の水分を保持したまま層中のゴムを架橋硬化する。

（２−５）空孔部の形成
上記架橋硬化処理後に、金型５の両端から下部駒型６および上部駒型７を外して金型５の両端部を開放した状態にする。この状態において、さらに金型５ごと所定の高温まで加熱して内部の成形弾性ローラ（加圧ローラ）を加熱する。

上記の加熱によって弾性層４ｂ内の温度が上昇するに従って含水材料に含まれていた水分が蒸発するので、当該箇所に空孔部４ｂ２が形成される。このときの加圧ローラ４を加熱する際の条件として、加熱温度は１００℃〜２５０℃に、加熱時間は１〜５時間に設定するのが望ましい。以上のようにして、針状フィラー４ｂ１及び空孔部４ｂ２を有する弾性層４ｂが基体４ａの外周に形成される。

上記の中空金型５からの下部駒型６と上部駒型７の取り外しは、中空金型５の一端側開口部５１と他端側開口部５２からそれぞれ引き抜くあるいはねじり回して引き抜くことで行う。この取り外しは、中空金型５内の弾性ローラの硬化ゴム層の端面と下部駒型６と上部駒型７側の孔６ｂと７ｂ内の硬化ゴム層との会合部（連接部）の結合強度に抗してなされる。

（２−６）弾性ローラの脱型
加熱した金型５を水冷方式や空冷方式によって冷却した後に、金型５から成形された弾性ローラを脱型する。そして、中空金型５から脱型した弾性ローラについて、必要に応じて、弾性層４ｂの一端側端面と他端側端面に残存するバリや不整部を除去する整形処理をする。このローラ４を２００℃の熱風循環式オーブン中で４時間放置して弾性層４ｂを二次硬化させた。
ここで、（２−５）の空孔部の形成は、（２−４）のシリコーンゴム成分の架橋硬化後に成形弾性ローラを中空金型５から脱型してから加熱する。これにより、ゴムが架橋してなる層中から含水材料中の水分を蒸発させ、多孔質の弾性層を形成する手順とすることもできる。

（２−７）離型層の形成
離型層４ｃは、弾性層４ｂにフッ素樹脂製チューブを被覆することにより形成される。フッ素樹脂製チューブを被覆するには、一般的に接着剤を用いる。ただし、接着剤を用いずとも弾性層４ｂとフッ素樹脂製チューブとを層間接着できる場合があり、そうした場合には接着剤を用いなくてもよい。また、離型層４ｃは、弾性層４ｂ外周にフッ素樹脂からなる塗料を塗布するなどして形成してもよい。

あるいは、離型層４ｃは弾性層４ｂと共に形成してもよい。すなわち、図１０のように、予めフッ素樹脂チューブ４ｃを金型５の内面（形成面）に配置する。そしてこの金型５内に図８の要領で基体４ａを配置する。そして、この基体４ａとフッ素樹脂チューブ４ｃとの間に液状ゴム混合物を流し込むことによって、離型層４ｃが形成された状態で弾性層４ｂを形成するようにしてもよい。なお、金型内に配置するフッ素樹脂チューブ４ｃは内面がエッチング処理され、かつ内面に予めプライマーを塗布乾燥させたものを用いる。

ここで、下部駒型６と上部駒型７は、それらの接液面に予め離型剤を塗布しておき、脱型後にそれらの駒型側に残る硬化ゴムを取り除く処理をして再使用する。離型剤を塗布しておけば、それらの駒型側に残る硬化ゴムの取り除き処理は容易である。中空金型５の成形面５３ａにも予め離型剤を塗布することで、ゴム硬化後の脱型が容易となる。また、注型工程において、金型１１は横向き姿勢や上下逆向き姿勢でも構わない。ただし、横向き姿勢や上下逆向き姿勢では液体組成物注入時に空気を噛み込む恐れがあるため、注入側を下側に配置する形態が好ましい。

［加圧ローラの評価］
以下、加圧ローラ４の評価について、後述する実施例１乃至３、比較例１乃至３を用いて説明する。本実施例では、評価のためにそれぞれの熱伝導率を求めている。

＜熱伝導率＞
熱伝導率は、熱拡散率から換算する。熱拡散率の計測には、温度可変型の温度波熱分析法によって熱拡散率を測定するタイプの装置を用いた。このタイプの装置として、例えば「ａｉ−Ｐｈａｓｅ Ｍｏｂｉｌｅ２」（商品名、株式会社アイフェイズ製）の熱拡散率測定装置が挙げられる。

この装置を用いて、図２の（ａ）に示すような加圧ローラ４の周方向（ｘ方向）及び加圧ローラ４の長手方向（ｙ方向）及び加圧ローラ４の厚み方向（ｚ方向）について、それぞれの熱拡散率を測定した。

図２の（ａ）（ｂ）に示すように、周方向（ｘ方向）の熱拡散率測定には、ｙｚ面に切り込みを入れてｘ方向の厚みが１ｍｍ以下になるように切り出したものを被測定試料Ｓとした。長手方向（ｙ方向）の熱拡散率測定には、ｚｘ面に切り込みを入れてｙ方向の厚みが１ｍｍ以下となるように切り出したものを被測定試料Ｓとした。厚み方向（ｚ方向）の熱拡散率測定には、ｘｙ面に切り込みを入れてｚ方向）の厚みが１ｍｍ以下となるように切り出したものを被測定試料Ｓとした。

そして、これらの被測定試料Ｓを用いて温度設定５０℃にて各方向毎に熱拡散率測定を５回ずつ行い、５回の平均値をそれぞれ周方向熱拡散率、長手方向熱拡散率、厚み方向熱拡散率とした。

熱拡散率から熱伝導率を換算するには、密度と比熱容量の各値が必要である。密度の計測には、例えば「ＳＧＭ−６」（商品名、メトラー・トレド株式会社製）といった自動密度測定装置を用いる。

また、比熱容量の計測には、例えば「ＤＳＣ８２３」（商品名、メトラー・トレド株式会社製）といった示差走査型熱量測定装置を用いる。このときに比熱容量を比較するために基準とする、比熱容量が既知の物質にはサファイアを用いた。この測定装置による比熱容量測定を５回行って、５回の平均値を比熱容量とした。熱伝導率は、こうして得られた密度と比熱容量とを乗算し、さらにその結果に上述の熱拡散率を乗算して求めた。

＜性能評価＞
性能評価は、図１に示した定着装置１０に、実施例１乃至３の加圧ローラ、比較例１乃至３の加圧ローラをそれぞれ組み込んでなる図１に記載のフィルム加熱方式、Ａ３タイプの定着装置を用いて行った。

（非通紙部昇温の評価）
非通紙部昇温の評価は、低温度（１５℃程度）かつ低湿度（１０％程度）の環境下で、定着装置１０における加圧ローラ４の回転速度（周速）を２４６ｍｍ／ｓｅｃとする。そして、用紙Ｐとして、Ａ４横サイズ紙（商品名「ＧＦ−Ｃ１０４」、キヤノン株式会社製）を用い、５０枚／分で１０分間連続プリントしたときの定着ベルト３の非通紙部の表面温度に基づいて行った。

具体的には、ニップ部Ｎ（図１参照）から用紙搬送方向上流側９０°に位置する定着ベルト３の表面温度が１７０℃を維持するように、ヒータ１による加熱温度を調整しながら５００枚連続プリントを行う。そして、５００枚連続プリント中の定着ベルト３の非通紙部領域（Ａ４横サイズ紙が通過しない領域）の表面温度を放射型温度計で測定した。本実施形態においては、定着ベルト３が所定温度（例えば２５０℃）以上にまで加熱されると定着装置１０の耐久寿命に良くない影響を及ぼしてしまうことに鑑み、非通紙部領域の表面温度が２３０℃よりも低ければ非通紙部昇温の発生を抑制できているとした。

（立ち上がり時間の評価）
立ち上がり時間の評価も非通紙部昇温の評価と同様に、低温低湿環境下（１５℃／１０％）で行った。立ち上がり時間は、定着装置１０が冷えている状態から、通紙を行わない空回転状態において、ヒータ１に１０００Ｗの電力で通電を開始してから定着ベルト３の表面温度が１７０℃に達するまでにかかる時間を測定した。本実施形態においては、立ち上がり時間が表１に示した比較例１に対して１０％以上短ければ、立ち上がり時間が短縮できているとした。

（紙搬送性の評価）
紙搬送性の評価は、高温度（３０℃程度）かつ高湿度（８０％程度）の環境下において、後述する紙シワ、後端ハネそれぞれについて行った。定着装置１０における加圧ローラ４の回転速度（周速）は２４６ｍｍ／ｓｅｃとし、評価紙として、ＳＲＡ３サイズ紙（商品名「ＯＫプリンス上質５２」、王子製紙株式会社製）を用いた。さらに、小サイズ通紙耐久前後において同様の評価を行い、加圧ローラ４の外径形状変化に伴う紙搬送性の変化を確認した。

（i）紙シワ
加圧ローラ４の長手方向（紙搬送方向に直交する方向）中央部と端部との温度差は、定着装置１０が冷えている状態から加熱開始して、定着ベルト３の表面温度が定着可能温度まで立ち上がった直後において最も大きくなり易い。このため、立ち上がり直後の最初の１枚或いは数枚の画像形成時において、紙シワが生じ易い。

そこで、定着装置１０が冷えている状態から、通紙を行わない空回転状態においてヒータ１による加熱を開始する。そして、定着ベルト３の表面温度が１７０℃に達した後に、トナー載り量１．０［ｍｇ／ｃｍ²］のブルーの全ベタ画像を５枚連続して通紙したときの紙シワ発生有無から紙搬送性を評価した。

表１では、５枚中全てでシワが発生しなかった場合を「○」、１枚でもシワが発生した場合を「×」とした。

（ii）後端ハネ
Ａ４横サイズ紙（商品名「ＧＦ−Ｃ１０４」、キヤノン株式会社製）を５００枚連続通紙（５０枚／分で１０分間連続通紙）して非通紙部昇温が発生した後に、トナー載り量１．０［ｍｇ／ｃｍ²］のブルーの全ベタ画像を５枚連続して通紙した。このときのチリメン画像発生有無から紙搬送性を評価した。

表１では、５枚中全てでチリメン画像が発生しなかった場合を「○」、１枚でもシワが発生した場合を「×」とした。

（iii）小サイズ通紙耐久
加圧ローラ４の長手逆クラウン形状が通紙耐久によって変化したときの紙搬送性の変化を評価するため、長手幅の狭い小サイズの記録材を３０万枚通紙し、通紙前後で上述の紙シワ、後端ハネ評価を行った。小サイズの耐久紙として封筒（洋形長３号）を用い、定着装置１０における加圧ローラ４の回転速度（周速）は８０ｍｍ／ｓｅｃとして、１７枚／分で連続通紙した。

＜評価結果＞
後述する実施例１乃至３の加圧ローラ、及び比較例１乃至３の加圧ローラについて、非通紙部領域の表面温度（非通紙部温度）と加熱部材３の立ち上がり時間及び小サイズ通紙耐久前後での紙搬送性の評価結果を熱伝導率の測定結果とともに表１に示す。

表１に示すように、実施例１乃至３、及び比較例２，３の加圧ローラにおいては、弾性層４ｂの長手方向の熱伝導率（λｙ）及び周方向の熱伝導率（λｘ）は、厚み方向の熱伝導率（λｚ）よりも６倍以上である。

実施例１乃至３の加圧ローラ、及び比較例１乃至３の加圧ローラ４はすべて共通に、基体４ａにはＡ３サイズ用（弾性層４ｂ形成域長さ３２７ｍｍ）の鉄製芯金を用いた。芯金の周面に塗布するプライマーは、「ＤＹ３９−０５１」（商品名、東レ・ダウコーニング株式会社製）を用いた。プライマーは、芯金周面に塗布した後、熱風循環式オーブンで１８０℃、３０分間焼成した。

離型層４ｃには、内径φ２９．０のフッ素樹脂（ＰＦＡ）チューブを用いた。そして、図１０のように、予め内径φ３０．２の中空円筒状金型５内に挿入したフッ素樹脂チューブの両端部を中空円筒状金型５の外壁面側に折り返すことにより、円筒状金型５の内壁面に設置（添装）した。フッ素樹脂チューブ４ｃの内面にはプライマー「ＤＹ３９−０６７」（商品名、東レ・ダウコーニング株式会社製）を塗布し、熱風循環式オーブンで７０℃、２０分間乾燥した。

プライマー処理後の芯金４ａを中空円筒状金型５の内に同心状に設置し、上下端部に駒型６、７を嵌め込んで、中空円筒状金型５と両端の駒型６、７を治具１２、１３によって押さえ込む。これにより、中空円筒状金型５内に芯金４ａを同心上に固定して配置した。

後述する実施例１乃至３、及び比較例１乃至３の弾性層４ｂ形成用の液状ゴム混合物を、金型内壁５に配置したフッ素樹脂チューブと芯金４ａ間に注入し、金型両端の駒型６、７を密閉した後、金型１１ごと９０℃の熱風循環式オーブン中で１時間放置する。これにより、液状ゴム混合物を硬化するとともに、芯金４ａとゴム４ｂとチューブ４ｃを接着、一体化させた。

加熱した金型１１を水冷方式や空冷方式によって冷却した後に、金型５から両端の駒型６、７をはずし、金型５の両端部が開放された状態で金型５ごと１８０℃の熱風循環式オーブン中で２時間放置して、弾性層４ｂ内の水分を蒸発させる。これにより、弾性層４ｂ内に空孔部４ｂ２を形成した。

金型５を冷却した後、金型５からチューブ被覆ローラ４を脱型し、ローラ４を２００℃の熱風循環式オーブン中で４時間放置して弾性層４ｂを二次硬化させた。

以上の工程を経て、実施例１乃至３の加圧ローラ、及び比較例１乃至３の加圧ローラを得た。基体４ａ、弾性層４ｂ、離型層４ｃを積層した加圧ローラの長手中央部外径はφ３０ｍｍとし、加圧ローラの長手逆クラウン量は２００μｍとした。なお、逆クラウン量は以下の計算式により算出される。

逆クラウン量（μｍ）＝｛（Ｄ_B1＋Ｄ_B2）／２−Ｄ_A｝×１０００
ここで、Ｄ_B1、Ｄ_B2は弾性層４ｂ形成域の両端部から各々１０ｍｍ中央部側の位置における外径でいずれもφ３０．２ｍｍ、Ｄ_Aは弾性層４ｂ形成域の中央部における外径でφ３０．０ｍｍである。

（実施例１の加圧ローラ）
弾性層４ｂ用の液状ゴム混合物は、付加反応架橋型の液状シリコーンゴムに含水ゲルを体積比５０％の割合で混合したものを使用した。

含水ゲルは、材料としてポリアクリル酸ナトリウムを主成分として含み、かつ、スメクタイト系粘土鉱物を含む増粘剤（商品名「ベンゲルＷ−２００Ｕ」、株式会社ホージュン製）が重量比１％に対して、重量比９９％のイオン交換水を加える。これを十分に撹拌し、膨潤させることにより調製した。さらに、多孔質弾性層４ｂ用の液状ゴム混合物には、針状フィラー４ｂ１を体積比１０％の割合で混合してある。

実施例１では、針状フィラー４ｃ１として平均繊維長が２５０μｍのピッチ系炭素繊維（商品名「ＧＲＡＮＯＣミルドファイバー（ＸＮ−１００−２５Ｍ）」、日本グラファイトファイバー株式会社製）を用いた。このピッチ系炭素繊維は、平均繊維径が９ｕｍ、フィラー長手方向の熱伝導率が９００Ｗ／（ｍ・ｋ）である（以下、同じ）。

そして、実施例１では、図４の（ａ）に示すように、多孔質弾性層４ｂの長手中央部厚み（多孔質弾性層４ｂのニップ部Ｎの長手中央部に対応する位置４Ａにおける厚み）Ａを３．０ｍｍとした。また、長手端部厚み（同じく、長手端部に対応する位置４Ｂにおける厚み）Ｂを２．４ｍｍとした。より具体的には、Ａは弾性層４ｂ形成域の長手中央部における厚み、Ｂは弾性層４ｂ形成域の両端部から各々１０ｍｍ中央部側の位置における厚みである。

多孔質弾性層４ｂの厚みを上述とするため、基体４ａには長手で逆クラウン形状の鉄製芯金を用い、基体４ａの中央部外径Ｄ_Aはφ２４．０、端部外径Ｄ_B1、Ｄ_B2はφ２５．４とした。実施例１の加圧ローラ４は、図４の（ａ）に示すような構成である。

（実施例２の加圧ローラ）
弾性層４ｂ用の液状ゴム混合物には、針状フィラー４ｂ１を体積比５％の割合で混合したものを使用した。実施例２では、針状フィラー４ｃ１として平均繊維長が１５０μｍのピッチ系炭素繊維（商品名「ＧＲＡＮＯＣミルドファイバー（ＸＮ−１００−１５Ｍ）」、日本グラファイトファイバー株式会社製）を用いた。含水ゲルは実施例１と同様のものを使用し、液状ゴム混合物中における含水ゲルの割合を体積比４５％とした。

そして、多孔質弾性層４ｂの長手中央部厚みＡを４．０ｍｍ、長手端部厚みＢを１．６ｍｍとした。多孔質弾性層４ｂの厚みを上述とするため、基体４ａには長手で逆クラウン形状の鉄製芯金を用い、基体４ａの中央部外径Ｄ_Aはφ２２．０、端部外径Ｄ_B1、Ｄ_B2はφ２７．０とした。実施例２の加圧ローラ４は、図４（ａ）に示すような構成である。
（実施例３の加圧ローラ）
弾性層４ｂ用の液状ゴム混合物には、針状フィラー４ｂ１を体積比１０％の割合で混合したものを使用した。実施例２では、針状フィラー４ｃ１として平均繊維長が１００μｍのピッチ系炭素繊維（商品名「ＧＲＡＮＯＣミルドファイバー（ＸＮ−１００−１０Ｍ）」、日本グラファイトファイバー株式会社製）を用いた。含水ゲルは実施例１と同様のものを使用し、液状ゴム混合物中における含水ゲルの割合を体積比４０％とした。

そして、図４の（ｂ）のように、多孔質弾性層４ｂの長手中央部厚み（多孔質弾性層４ｂのニップ部Ｎの長手中央部に対応する位置４Ａにおける厚み）Ａを３．０ｍｍ、長手端部厚み（長手端部に対応する位置４Ｂにおける厚み）Ｂを１．５ｍｍとした。

多孔質弾性層４ｂの厚みを上述とするため、基体４ａとして外径がφ２２．０の長手ストレート形状の鉄製芯金を用いた。そして、加圧ローラの逆クラウン形状を調整するために、芯金４ａと多孔質弾性層４ｂとの間に、非多孔質のソリッドシリコーンゴムからなる弾性層４ｄを設けた。基体４ａに弾性層４ｄを積層した状態での中央部外径Ｄ_Aはφ２２．０、端部外径Ｄ_B1、Ｄ_B2はφ２７．２である。実施例３の加圧ローラ４は、図４の（ｂ）に示すような構成である。

（比較例１の加圧ローラ）
弾性層４ｂ用の液状ゴムとして、実施例のような含水ゲルと針状フィラー４ｂ１を含む液状ゴム混合物ではなく、通常の付加反応架橋型の液状シリコーンゴムを用いた。これにより形成された弾性層４ｂの熱伝導率は、方向に依らず０．３Ｗ／ｍ・Ｋであった。

（比較例２、３の加圧ローラ）
比較例２は、弾性層４ｂの長手中央部厚みＡに対する端部厚みＢの比Ｂ／Ａが実施例２に比べて小さい点が実施例２と異なる。

比較例３は、弾性層４ｂの長手中央部厚みＡに対する端部厚みＢの比Ｂ／Ａが実施例１に比べて大きい点が実施例１と異なる。

比較例１は非通紙部温度が２５０℃であり、非通紙部昇温の発生を抑制できていない。これは、弾性層４ｂに高熱伝導性フィラー４ｂ１が混入されていないために、非通紙部の熱が通紙部や加圧ローラ両端部に伝わり難いからである。さらに、立ち上がり時間が実施例１〜実施例３及び比較例２，３に比べて長い。これは、弾性層４ｂに空孔部４ｂ２が形成されていない（非多孔質）がために弾性層４ｂの熱容量が大きく、厚み方向の熱伝導率（λｚ）も高いために、加熱部材３が加熱されてもその熱が加圧ローラ４に伝わりやすいからである。

これに対し、比較例２，３は非通紙部温度が２３０℃未満であり、非通紙部昇温の発生を抑制できている。また、立ち上がり時間も比較例１に対して１０％以上短縮できている。

しかし、小サイズ通紙耐久後において、比較例２ではチリメンが発生し、比較例３では紙シワが発生している。比較例２では、弾性層４ｂの長手中央部厚みＡに対する端部厚みＢの比Ｂ／Ａが０．４未満である。そのために、小サイズ通紙した後の加圧ローラ中央部の外径収縮量が端部の外径収縮量よりも大きく、結果として逆クラウン量が大きくなりすぎてしまうことによって後端ハネに伴うチリメンが発生してしまう。

一方、比較例３では、弾性層４ｂの長手中央部厚みＡに対する端部厚みＢの比Ｂ／Ａが０．８を超えて端部厚みが厚い。そのために、小サイズ通紙での非通紙部昇温に伴う加圧ローラ端部の外径収縮量が、中央部の外径収縮量よりも大きいために、逆クラウン量が小さくなってしまい紙シワが発生してしまう。

これに対し、実施例１〜実施例３では非通紙部温度が２３０℃より低く、かつ立ち上がり時間が比較例１よりも１０％以上短くなっている。加えて、小サイズ通紙耐久後においても紙搬送性が低下して紙シワや後端ハネが発生することもない。

これは、多孔質弾性層４ｂの長手中央部厚みＡに対する端部厚みＢの比Ｂ／Ａが適正な範囲に設定されていることによる。即ち、小サイズ紙を大量に通紙した後においても、端部あるいは中央部の外径収縮量が他方に比べて大きくなりすぎることがなく、紙搬送性に影響を及ぼすほどの逆クラウン量変化が生じていないことによるものである。

以上のように、本発明に係るニップ部形成部材としての加圧ローラ４は、その弾性層４ｂとして、長手中央部厚みＡに対する端部厚みＢの比Ｂ／Ａが０．４以上０．８以下である多孔質弾性層を含む。即ち、多孔質弾性層４ｂのニップ部Ｎの長手中央部に対応する位置４Ａ（図４）における厚みをＡｍｍ、同じく長手端部に対応する位置４Ｂにおける厚みをＢｍｍとしたときに、Ｂ／Ａが０．４以上０．８以下であることを特徴とする。

多孔質弾性層４ｂの特性としては、厚み方向の熱伝導率（λｚ）に比較して長手方向の熱伝導率（λｙ）及び周方向の熱伝導率（λｘ）が高く、低熱容量である。このような特性を有する多孔質弾性層４ｂを含むが故に、加熱部材３の立ち上がり時間を短くすることができかつ非通紙領域での過度な温度上昇の発生を抑制することができるとともに、長期にわたって安定した紙搬送性を得ることができる。

なお、上述した実施例では、弾性層４ｂとして多孔質弾性層が単層として形成された例（図４の（ａ））と、多孔質弾性層４ｂと基体４ａとの間に非多孔質弾性層４ｄを形成した２層構造を例（図４の（ｂ））に示したが、これに限らない。例えば、弾性層４ｂをより多くの特性の異なる層に分けて形成されていてもよい。ただし、多孔質弾性層４ｂは弾性層４ｂの最外層として積層されており、多孔質弾性層４ｂの長手中央部厚みＡに対する端部厚みＢの比Ｂ／Ａが本発明における範囲内になければならない。

［その他の事項］
（１）上述した実施例では、ニップ部形成部材として回転体である加圧ローラ４を用いた例を説明したがこれに限らない。例えば、ニップ部形成部材４は、回転体である無端状の加圧ベルトの形態であってもよい。より具体的には、基体４ａとして、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の薄肉耐熱性樹脂もしくはステンレス（ＳＵＳ）やニッケル（Ｎｉ）等の薄肉金属からなる無端状(ベルト状)の部材を用いる。この基体の上に前記のような構成の弾性層４ｂを具備させた形態である。

回転体としてのニップ部形成部材４は、回転駆動されて、もしくは加熱部材３の回転に従動して回転してニップ部Ｎにて記録材を挟持搬送する。

（２）ニップ部形成部材４は上記の回転体の形態に限られない。回転駆動される加熱部材３及び記録材Ｐよりも表面の摩擦係数が小さい、図１１の（ａ）と（ｂ）あるいは（ｃ）と（ｄ）のように横長のパッド状部材などの非回転部材の形態のものにすることもできる。

ニップ部Ｎに導入された記録材Ｐは裏面側（非画像形成面側）が非回転部材の形態のニップ部形成部材４の摩擦係数が小さい表面に対して摺動しながら、加熱部材３の回転搬送力でニップ部Ｎを挟持搬送されていく。

（３）加熱部材３は熱ローラであってもよい。加熱部材３の加熱方式は、セラミックヒータに限られず、ハロゲンラン等を用いた熱線照射方式、電磁誘導加熱方式、熱線照射方式などであってもよい。内部加熱方式に限られず、外部加熱方式であってもよい。

（４）記録材Ｐに対するトナー像の形成原理や作像プロセスは転写方式の電子写真プロセスに限られない。記録材として感光紙を用いる直接方式の電子写真プロセスでもよい。像担持体として誘電体を用いる転写方式あるいは直接方式の静電記録プロセス、磁性体を用いる中間転写方式あるいは直接方式の磁気記録プロセスなどであってもよい。

（５）定着装置１０には、未定着トナー画像を固着像として定着する以外にも、記録材に仮定着されたトナー像あるいは一度加熱定着されたトナー像を再度加熱加圧して光沢度を向上させる装置（この場合も熱定着装置と呼ぶ）も包含される。

１…セラミックスヒータ、２…ベルトガイド、３…定着ベルト、３ａ…基材、３ｂ…ベルト弾性層、３ｃ…表層、４…加圧ローラ（ニップ部形成部材）、４ａ…基体、４ｂ…弾性層、４ｂ１…針状の高熱伝導性フィラー（針状フィラー）、４ｃ２…空孔部、４ｃ…離型層、４ｄ…非多孔質弾性層、１０…定着装置、Ｐ…記録材、Ｔ…トナー像

Claims (10)

1. 基体と、前記基体の上に形成され、加熱部材との圧接で弾性変形することによりトナー像を担持したシート状の記録材を挟持搬送して加熱するニップ部を形成する弾性層と、を有するニップ部形成部材であって、前記弾性層は、少なくとも熱伝導性フィラーと空孔部とを含む多孔質弾性層を含んでおり、前記多孔質弾性層の前記ニップ部の長手中央部に対応する位置における厚みをＡｍｍ、長手端部に対応する位置における厚みをＢｍｍとしたときに、Ｂ／Ａが０．４以上０．８以下であることを特徴とするニップ部形成部材。
2. 前記多孔質弾性層は、面方向の熱伝導率が層厚方向の熱伝導率の６倍以上であることを特徴とする請求項１に記載のニップ部形成部材。
3. 前記多孔質弾性層に含まれる熱伝導性フィラーは、熱伝導異方性を有する針状フィラーであり、前記針状フィラーは前記多孔質弾性層の少なくとも記録材搬送方向に交差する方向に配向されることを特徴とする請求項１又は２に記載のニップ部形成部材。
4. 前記針状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３に記載のニップ部形成部材。
5. 前記弾性層は、前記多孔質弾性層と空孔部を含まない非多孔質弾性層とを含んだ複層構造を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のニップ部形成部材。
6. 前記弾性層は、前記非多孔質弾性層を前記基体の外周面に、前記多孔質弾性層を前記非多孔質弾性層の外周面に配したことを特徴とする請求項５に記載のニップ部形成部材。
7. 前記ニップ部形成部材は、回転駆動される、もしくは前記加熱部材の回転に従動回転する回転体であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のニップ部形成部材。
8. 前記ニップ部形成部材は、回転駆動される前記加熱部材および前記記録材よりも表面の摩擦係数が小さい非回転部材であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のニップ部形成部材。
9. 加熱部材と、前記加熱部材との圧接で弾性変形してトナー像を担持した記録材を挟持搬送して加熱するニップ部を形成するニップ部形成部材と、を備えた定着装置であって、前記ニップ部形成部材が請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のニップ部形成部材であることを特徴とする定着装置。
10. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のニップ部形成部材の製造方法であって、
    （１）未架橋のゴムおよび前記ゴムに分散されてなる針状フィラー並びに含水材料を含む弾性層形成用の液体組成物を前記基体の長手に沿う方向に流動させて、前記液体組成物の層を前記基体の上に形成する工程と、
    （２）含水材料中の水分を保持した状態で前記液体組成物の層中のゴムを架橋させる工程と、
    （３）前記ゴムが架橋してなる層から含水材料中の水分を蒸発させ、多孔質の弾性層を形成する工程と、
    を有することを特徴とするニップ部形成部材の製造方法。