JP2016029462A - 定着用部材 - Google Patents

Abstract

【課題】小サイズの記録材の連続導入時の非通過部昇温を抑制し、且つ、立ち上がり時間を短縮できる定着用部材を提供する。【解決手段】記録材上のトナー像を定着するために用いられる定着用部材であって、基層と、基層の上に設けられ、針状フィラーを含有する多孔質の弾性層と、を有し、定着用部材の記録材と接触し得る第１の領域において、弾性層の長手方向の熱伝導率は、厚さ方向の熱伝導率の６〜９００倍であり、定着用部材の第１の領域よりも長手方向外側の第２の領域における弾性層の厚さ方向の熱伝導率は、第１の領域における弾性層の厚さ方向の熱伝導率よりも大きい。【選択図】図３

Description

本発明は、定着用部材に関する。この定着用部材は、例えば、複写機、プリンタ、ＦＡＸ、及びこれの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置において用いられ得る。

電子写真式の画像形成装置に搭載される定着装置には、一対の定着用部材を有している。この一対の定着用部材としては、定着ローラと加圧ローラを例として挙げることができる。

このような定着装置において、小サイズの記録材に対し連続して定着処理を施す場合、定着ローラや加圧ローラの記録材と接触しない領域（以下、非通過領域）が過昇温してしまう恐れがある。

そこで、特許文献１に記載の装置では、加圧ローラの弾性層に針状フィラーを含有させ、軸線方向（長手方向）の高熱伝導化を図っている。

特開２００２−３５１２４３公報

しかしながら、加圧ローラの軸線方向の熱伝導が大きいため「瞬間的な温度上昇の緩和」には有利だが、厚さ方向の熱伝導が小さいため、加圧ローラの芯金に熱を逃がしにくい。

本発明は上記に鑑みて提案されたものである。その目的とするところは、小サイズの記録材の連続導入時の非通過部昇温を抑制し、且つ、立ち上がり時間を短縮できる定着用部材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定着用部材の代表的な構成は、記録材上のトナー像を定着するために用いられる定着用部材であって、基層と、前記基層の上に設けられ、針状フィラーを含有する多孔質の弾性層と、を有し、前記定着用部材の記録材と接触し得る第１の領域において、前記弾性層の長手方向の熱伝導率は、厚さ方向の熱伝導率の６〜９００倍であり、前記定着用部材の前記第１の領域よりも長手方向外側の第２の領域における前記弾性層の厚さ方向の熱伝導率は、前記第１の領域における前記弾性層の厚さ方向の熱伝導率よりも大きいことを特徴とする。

また、上記の目的を達成するための本発明に係る定着用部材の他の代表的な構成は、記録材上のトナー像を定着するために用いられる定着用部材であって、基層と、前記基層の上に設けられ、針状フィラーを含有する多孔質の弾性層と、を有し、前記定着用部材の記録材と接触し得る第１の領域における前記弾性層の厚さよりも、前記定着用部材の前記第１の領域よりも長手方向外側の第２の領域における前記弾性層の厚さの方が厚いことを特徴とする。

本発明によれば、小サイズの記録材の連続導入時の非通過部昇温を抑制し、且つ、立ち上がり時間を短縮できる定着用部材を提供することができる。

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 加圧ローラの斜視図 （ａ）は図２の切り出しサンプル４ｂｅの断面の拡大図、（ｂ）は図２の切り出しサンプル４ｂｓの断面の拡大図 針状フィラーの概略図 弾性層の切り出しサンプルの熱伝導率測定の説明図 画像形成装置の一例の概略構成図 金型の構成説明図 一端側駒型に具備させた注入孔の形態図 金型に対するローラ基体の配設要領の説明図 注型工程の説明図 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 他の注型工程の説明図 実施例５の加圧ローラの縦断面模式図 実施例６の加圧ローラの縦断面模式図 実施例７の加圧ローラの縦断面模式図 実施例５〜７の評価実験結果図 （ａ）〜（ｃ）はそれぞれ非回転型のニップ部形成部材の構成模式図

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。

（１）画像形成部
図６は、本発明に従う画像加熱装置を定着装置Ａとして搭載した画像形成装置の一例の概略構成を示す断面模式図である。

この画像形成装置２１は電子写真方式レーザープリンタであり、潜像を担持する像担持体としての感光体ドラム２２を備えている。感光体ドラム２２は矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動され、その外面が帯電器２３によって所定の極性・電位に一様に帯電される。その一様帯電面に対してレーザースキャナ（光学装置）２４により画像情報のレーザー走査露光２５がなされる。これにより、感光体ドラム２２の面には走査露光した画像情報の静電潜像が形成される。

その静電潜像が現像器２６によってトナー画像として現像される。そのトナー画像が、感光体ドラム２２と転写ローラ２７との当接部である転写部３５において、該転写部３５に導入されたシート状の記録材（以下、用紙または紙と記す）Ｐに対して順次に転写される。

用紙Ｐは画像形成装置本体内の下部の給紙カセット２９内に積載収納されている。所定の給紙タイミングで給紙ローラ３０が駆動されると、給紙カセット２９内の用紙Ｐが１枚分離給紙されて、搬送路３１ａを通ってレジストローラ対３２に至る。レジストローラ対３２は用紙Ｐの先端部を受け止めて用紙Ｐの斜行修正をする。また、感光体ドラム２２上のトナー画像の先端部が転写部３５に到達したときに用紙Ｐの先端部も転写部３５に丁度到達するタイミングとなるように、感光体ドラム２２上のトナー画像と同期をとって、用紙Ｐを転写部３５に給送する。

転写部３５を通った用紙Ｐは感光体ドラム２２の面から分離されて、定着装置Ａへと搬送される。この定着装置Ａにより用紙Ｐ上の未定着トナー画像が加熱・加圧により固着画像として用紙面に定着される。そして、その用紙Ｐが搬送路３１ｂを通って排出ローラ対３３によって画像形成装置本体の上面の排出トレイ３４へと排出、積載される。また、用紙分離後の感光体ドラム２２の面はクリーニング装置２８によって転写残トナー等の残留付着物が除去されて清掃され、繰り返して作像に供される。

（２）定着装置Ａ
図１は定着装置Ａの概略断面図である。この定着装置Ａは、フィルム（ベルト）加熱方式の装置であり、以下にその概略構成について説明する。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、軸線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。

１は横断面略半円弧状・樋型で、図面に垂直方向を長手方向とする横長のフィルムガイド部材であり、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で構成されている。２は、フィルムガイド部材１の下面の略中央に長手方向に沿って形成した溝１ａ内に収容保持させた、加熱体としての細長い板状のヒータである。３は定着用部材としてのエンドレス（筒状）の定着フィルム（定着ベルト：以下、フィルムとも記す）である。定着フィルム３は、ヒータ２を装着したフィルムガイド部材１にルーズに外嵌させてある。

ヒータ２は、セラミック基板上に発熱抵抗体を設けた構成を有する。図１に示すヒータ２は、アルミナ等の細長い薄板状のヒータ基板２ａと、その表面側（フィルム摺動面側）に長手に沿って形成具備させた線状あるいは細帯状のＡｇ／Ｐｄなどの通電発熱体（発熱抵抗体）２ｂと、を有する。また、ヒータ２は、通電発熱体２ｂを覆って保護するガラス層等の薄い表面保護層２ｃを有する。そしてヒータ基板２ａの裏面側にサーミスタ等の検温素子２ｄが接触している。

このヒータ２は、通電発熱体２ｂに対する電力供給により迅速に昇温した後、検温素子２ｄ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３は、熱容量を小さくして、定着装置Ａ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２０μｍ以上６０μｍ以下としたベースフィルムの表面に表面層をコーティングした複合層フィルムなどである。

ベースフィルムの材料としては、ＰＩ（ポリイミド）・ＰＡＩ（ポリアミドイミド）・ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）・ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）等の樹脂材料や、ＳＵＳ、Ｎｉなどの金属材料が用いられる。表面層の材料としては、ＰＴＦＥポリテトラフルオロエチレン）・ＰＦＡ（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）・ＦＥＰ（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）等のフッ素樹脂材料が用いられる。

４は定着用部材としての弾性を有する加圧ローラであり、加熱部材である定着フィルム３との圧接で弾性変形することによりトナー画像（トナー像とも記す）Ｔを担持した用紙Ｐを挟持搬送するニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成する。図１に示す定着装置Ａにおいては、ヒータ２と加圧ローラ４は長手方向を平行にして定着フィルム３を挟んで所定の加圧力で圧接している。これにより、定着フィルム３と加圧ローラ４との間に用紙搬送方向（記録材搬送方向）Ｑにおいて、トナー像Ｔの加熱定着に必要な所定幅のニップ部Ｎが形成される。

定着フィルム３と加圧ローラ４が共に用紙上（記録材上）のトナー像を定着するために用いられる定着用部材である。加圧ローラ４が用紙Ｐのトナー像Ｔが形成された面とは反対側の面に当接可能である。定着フィルム３と加圧ローラ４の両者の圧接は、加圧機構（不図示）により加圧ローラ４を定着フィルム３側に所定の加圧力で圧接させる構成でも、定着フィルム３側を加圧ローラ４に圧接させる構成でもよい。また定着フィルム３側と加圧ローラ４の両方を互いに所定の加圧力で圧接させる構成でもよい。

図１に示す定着装置Ａにおいては、加圧ローラ４に対して駆動源（モータ）Ｍの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、加圧ローラ４が所定の周速度で矢印ｒ２の反時計方向に回転駆動される。加圧ローラ４が回転駆動されると、定着フィルム３は、その内面がニップ部Ｎにおいてヒータ２の表面保護層２ｃの面に密着して摺動しながらフィルムガイド部材１の外周りを矢印ｒ１の時計方向に加圧ローラ４の回転に従動して回転する。

加圧ローラ４が回転駆動され、これに伴い定着フィルム３が従動回転し、またヒータ２が通電により昇温して所定の温度に温調された状態において、ニップ部Ｎに未定着のトナー像Ｔを担持している用紙Ｐが導入される。用紙Ｐのトナー像担持面側（用紙表面側）に定着フィルム３が対面し、その反対面側（用紙裏面側）に加圧ローラ４が対面する。用紙Ｐはニップ部Ｎで挟持搬送されることでニップ部Ｎを通過する間に、ヒータ２によって加熱された定着フィルム３から熱を供給され、ニップ部Ｎの加圧力を受ける。この加熱と加圧により、未定着のトナー像Ｔが用紙Ｐ面に固着像として定着される。

（３）加圧ローラ４
図２は図１に示す加圧ローラ４の俯瞰模型図（外観斜視模型図）である。図１と図２に示す加圧ローラ４は、鉄やアルミニウム等の材質の基体（基層、芯金）４ａと、以下で詳述する材料、製造法にて得られるシリコーンゴムからなる弾性層４ｂと、フッ素樹脂チューブなどの離形層４ｃを有する。

基体４ａの外径は、例えば、４ｍｍ〜８０ｍｍである。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。この小径軸部４ａ−１と４ａ−２はそれぞれ定着装置Ａ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。

ここで、図２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。Ｌ４は加圧ローラ４の長さ（幅）寸法である。本例では加圧ローラ４の長さＬ４は３１３ｍｍにしてある。

Ｗｍａｘはニップ部Ｎ（定着装置Ａ）に導入可能な最大幅サイズの用紙の幅である。本例ではこの最大幅サイズ用紙の幅Ｗｍａｘは所謂中央基準で横送り搬送されるＡ４用紙の幅：２９７ｍｍである。加圧ローラ４の長手方向において上記の幅Ｗｍａｘに対応する部分を通紙部領域（通過部領域（記録材と接触し得る第１の領域）：以下、通紙部と記す）Ｓとする。また、この通紙部Ｓの外側のローラ部分を非通紙部領域（非通過部領域（加圧ローラ４の第１の領域よりも長手方向外側の第２の領域）：以下、非通紙部と記す）Ｅとする。

本例においては、加圧ローラ４の長手方向ｙにおいて、上記の幅Ｗｍａｘに対応する２９７ｍｍの幅部分が通紙部Ｓであり、この通紙部Ｓの両外側の幅８ｍｍずつの部分がそれぞれ非通紙部Ｅである。

そして、弾性層４ｂは次のような構成を特徴とするものである。即ち、弾性層４ｂは、図３の模式図に示すように、針状フィラー４ｂ１と空隙部４ｂ２とを含む多孔質弾性層（発泡体層）である。また、非通紙部Ｅにおける弾性層４ｂｅ（図３の（ａ））の厚み方向ｚの熱伝導率λ３が通紙部Ｓにおける弾性層４ｂｅ厚み方向ｚの熱伝導率λ２より高い。また、通紙部Ｓにおける弾性層４ｂｓ（図３の（ｂ））の面方向（軸方向ｙ及び周方向ｘ）の熱伝導率λ１が厚み方向ｚの熱伝導率λ２に対して６倍以上、９００倍以下（６〜９００倍）であることを特徴とする。

即ち、本例では、弾性層４ｂは熱容量と熱伝導性を下げることに有利であるためスポンジ状の空隙４ｂ２を持つシリコーンゴムを使用した。さらに、弾性層４ｂは、熱伝導異方性を持たせるために基体４ａの軸方向と周方向に配向している針状フィラー（熱伝導フィラー）４ｂ１を有する。弾性層４ｂの厚みは、定着フィルム３と加圧ローラ４との間で用紙搬送方向Ｑに関して所望の幅のニップ部Ｎを形成できれば特に限定されないが、２〜１０ｍｍが好ましい。

離型層４ｃの厚さは加圧ローラ４に充分な離型性を付与することができ、加圧ローラ４のその他の要求性能が維持される限りは任意に設定することができる。一般的には２０〜５０μｍである。

上記のような構成の加圧ローラ４により、定着装置Ａ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さい小サイズ用紙の連続通紙時の非通紙昇温（非通過昇温）を抑制しつつ、定着装置Ａの立ち上がり時間短縮効果を得ることができる。以下、このような加圧ローラ４を構成する材料、製造方法等を詳述する。

（４）加圧ローラ４の製造方法
（４−１）液体組成物配合工程
未架橋付加硬化型液状シリコーンゴムに針状フィラー４ｂ１と吸水性ポリマーに水を含ませた含水材料を配合する。配合は、未架橋付加硬化型液状シリコーンゴムと針状フィラー４ｂ１と含水材料を所定の量を秤量し、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により分散させることが可能である。

（４−２）液体組成物を用いた弾性層４ｂの成形
（４−２−１）金型
図７の（ａ）は本実施形態において加圧ローラ４の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８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組成物注入孔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。

（４−２−２）金型に対する基体の設置
基体４ａは、弾性層４ｂが形成される部分に予め公知のプライマー処理を行った。プライマー処理を行わずに弾性層４ｂと基体４ａが層間接着する場合は、プライマーを用いなくても良い。

図９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。

（４−２−３）液体組成物層成形工程
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１０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縦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の中央部には液体組成物注入口１２ｂが穿設されている。注入口１２ｂには外部の液体組成物供給装置１４の液体組成物供給管１４ａが接続されている。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。

供給装置１４が駆動されることで、前記（１）項の液体組成物が供給管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。引き続く液体組成物の供給に伴ってその充填液体組成物が円周孔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。

更に引き続く液体組成物の供給に伴って間隙８に対する液体組成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に対する液体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への液体組成物の注入は隙間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が液体組成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を過不足なく液体組成物で充填させることができる。

上記のようにして、基体４ａを配置した金型に、液体組成物を軸方向と周方向に流動を与えながら注型する。この液体組成物の注型の流動により、液体組成物に含まれる針状フィラー４ｂ１の多くは液体組成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。

図３の（ｂ）は、図２の加圧ローラ４の弾性層４ｂの長手方向中央部付近を切り出した弾性層部分４ｂｓと芯金である基体４ａとの拡大模式図である。液体組成物の注型の流動により、針状フィラー４ｂ１が表面側において図３の（ｂ）に示した加圧ローラ４の表面法線方向に対して平均角度が８０度以上１００度以下に配向する。これにより、加圧ローラ４の軸方向ｙと周方向ｘ（以降、軸方向ｙと周方向ｘを合わせて加圧ローラ４の面方向ｘｙと記す）の熱伝導率が効果的に高まる。

また、加圧ローラ４の端部は、注型するときに液体組成物の入り口側（下部駒型６側）と、反対側の液体組成物が型の端に当たる側（上部駒型７側）であり、注型の型で言えば端にあたる部分である。この部分は液体組成物が複雑に流動する。そのため、針状フィラー４ｂ１は面方向ｘｙに配向せず、針状フィラー４ｂ１はランダムに配向する。図３の（ａ）は、図２の加圧ローラ４の弾性層４ｂの長手方向端部付近を切り出した弾性層部分４ｂｅと芯金である基体４ａとの拡大模式図である。針状フィラー４ｂ１がランダムに配向している。このことにより、加圧ローラ４の端部にあたる部分の厚み方向ｚの熱伝導率は、加圧ローラ４の長手方向中央部付近の厚み方向ｚの熱伝導率よりも高くなる。

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

（４−２−４）シリコーンゴム成分架橋硬化工程
液体組成物注型後（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内の液体組成物が下部駒型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、水の沸点以下の温度で５分〜１２０分熱処理し、シリコーンゴム成分を架橋硬化する。熱処理温度としては、６０〜９０℃が望ましい。密閉下であるので、含水材料中の水分を保持したまま、シリコーンゴム成分を架橋硬化させることができる。

（４−２−５）脱型工程
金型１１を適宜、水冷や空冷を行った後、架橋硬化後の液体組成物層が積層された基体４ａを脱型する。

脱型は、中空金型５の一端側開口部５１と他端側開口部５２から下部駒型６と上部駒型７をそれぞれ取り外す。この取り外しは、中空金型５内の架橋硬化後の液体組成物層の端面と下部駒型６と上部駒型７側の孔６ｂと７ｂ内の架橋硬化後の液体組成物層との会合部（連接部）の結合強度に抗してなされる。そして、中空金型５内から架橋硬化後の液体組成物層が積層された基体４ａを抜き出すことでなされる。

必要に応じて、架橋硬化後の液体組成物層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。

（４−２−６）脱水工程
基体４ａに積層した架橋硬化後の液体組成物層を加熱処理により脱水し、空隙４ｂ２を形成する（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、多孔質の他行弾性層を形成する工程）。熱処理条件としては、１００℃〜２５０℃、１〜５時間が望ましい。

この脱水工程により、基体４ａに積層した架橋硬化後の液体組成物層が、水分の蒸発にて、針状フィラー４ｂ１と空隙部４ｂ２とを含む多孔質弾性層４ｂとなる。弾性層４ｂに空隙４ｂ２を形成することで、加圧ローラ４の厚み方向ｚの熱伝導率が低減する効果が得られる。また、熱容量も小さくすることができる。一方、長手方向ｘ及び周方向ｙの熱伝導率については針状フィラー４ｂ１が熱伝導パスとなり、厚み方向ｚに比較して、それぞれ熱伝導率が高く維持される。

以上により、長手方向ｘ及び周方向ｙについては熱伝導率が高く、厚み方向ｚの熱伝導率については長手方向ｘ及び周方向ｙの熱伝導率よりも低い弾性層４ｂを形成することが可能となる。

（４−２−７）離型層４ｃの積層工程
接着剤を用いて、弾性層４ｂ上に離型層（フッ素系樹脂層）４ｃであるフッ素樹脂製チューブを被覆し、一体化する。接着剤を用いずに弾性層４ｂと離型層４ｃが層間接着する場合は、接着剤を用いなくても良い。

なお、離型層４ｃは工程の最後に形成することは必ずしも必要ではなく、図１１のように、予め金型５の内面（成形面）５３ａに離型層となるべきチューブ４ｃを配置する。そしてこの金型５内に図９の要領で基体４ａを配置する。この状態において金型１１内に液体組成物を注型する方法によっても離型層４ｃを積層できる。また、弾性層４ｂを形成した後に、離型層４ｃをフッ素樹脂材のコーティング等の公知の方法によって形成することも可能である。

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。

（５）加圧ローラ４の弾性層４ｂ
図３と図４を用いて、弾性層４ｂについてさらに詳しく説明する。図４は、直径Ｄ及び長さＬの針状フィラー４ｂ１の拡大斜視図である。針状フィラー４ｂ１は、弾性層４ｂ中で基体４ａの面方向に配向して存在している。なお、針状フィラー４ｂ１の物性等については後述する。

図３の（ａ）は、図２の弾性層４ｂの非通紙部Ｅの付近を切り出したサンプル４ｂｅの拡大斜視図である。非通紙部付近とは通紙した際に紙が通過しない領域（通紙できる最大サイズの紙が通過しない領域）である。図３の（ｂ）は、図２の弾性層４ｂの通紙部Ｓを切り出した４ｂｓの拡大斜視図である。通紙部Ｓとは最大サイズの紙を通紙した際に紙が通過する領域である。切り出しサンプル４ｂｅおよび４ｂｓは、図２に示したように、軸方向ｙ及び周方向ｘに沿って切り出してある。

通紙部Ｓの切り出しサンプル４ｂｓの軸方向断面および周方向断面を観察すれば、針状フィラー４ｂ１が表面側と芯金側において図３の（ｂ）に示した加圧ローラ４の表面法線方向に対して平均角度が８０度以上１００度以下に配向しているのが観察できる。

非通紙部Ｅの付近の切り出しサンプル４ｂｅの軸方向断面および周方向断面を観察すれば、針状フィラー４ｂ１が表面側と芯金側は図３の（ｂ）と同様に配向している。また非通紙部Ｅの弾性層中央部においては加圧ローラ４の表面法線方向に対して平均角度が８０度未満または１００度より大きく配向しているのが観察できる。

また、図３の（ａ）及び（ｂ）いずれにも、均一に分布した空隙４ｂ２を観察することができる。

次に、図２の弾性層４ｂを特徴的に表現するものとして、ベースポリマー、空隙４ｂ２、針状フィラー４ｂ１が挙げられる。以下順を追って説明する。

＜ベースポリマー＞
弾性層４ｂのベースポリマーは付加硬化型液状シリコーンゴムを架橋硬化することで得られる。付加硬化型液状シリコーンゴムはビニル基等の不飽和結合を有するオルガノポリシロキサン（Ａ）と、Ｓｉ−Ｈ結合（ヒドリド）を有するオルガノポリシロキサン（Ｂ）とを有する未架橋シリコーンゴムである。加熱等によりビニル基等の不飽和結合に対してＳｉ−Ｈが付加反応することで架橋硬化が進行する。反応を促進する触媒として（Ａ）には白金化合物を含有するのが一般的である。この付加硬化型液状シリコーンゴムは、本発明の目的を損なわない範囲で流動性を調節できる。

＜空隙４ｂ２＞
弾性層４ｂ中には、配向した針状フィラー４ｂ１と空隙４ｂ２とが共存する。そのため、針状フィラー４ｂ１と空隙４ｂ２とが相互に干渉しない状態で配置できることが重要である。

本発明者らによる検討の結果、発泡剤による空隙形成や、中空粒子による空隙形成（特許文献２）等の空隙形成手段によっては空隙形成の際に針状フィラーの配向阻害を起こす場合があった。針状フィラーの配向状態は配向方向の熱伝導率を支配するため配向が阻害されると非通紙部昇温抑制と立ち上がり時間の短縮の効果が低減することとなり好ましくない。

一方、吸水性ポリマーに水を含ませた含水材料を用いて空隙を形成した場合には、共存する針状フィラーの配向阻害を低減できる。針状フィラーの軸方向への配向と、空隙形成を両立できるメカニズムについては、明らかではない。針状フィラーと含水材料が分散した未架橋付加硬化型液体シリコーンゴム（以下、この液体を液体組成物と記す）に発現するチクソトロピー性により、液体組成物の流動時に低粘度化するため、針状フィラーの配向が阻害されにくいのではないかと想定している。

弾性層４ｂの空隙率は１０体積％以上、７０体積％以下（１０〜７０体積％）が好適である。空隙率を上記範囲内とすることによって、立ち上がり時間のより一層の短縮を図ることができる。

＜針状フィラー４ｂ１＞
針状（細長い繊維形状）のフィラー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。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。図４に示すように、直径Ｄに対する長さＬの比が大きい、すなわちアスペクト比が高い材料が使用できる。フィラー底面の形状は円状でも角状でも構わず、前述した成形方法で配向する材料で有れば適用可能である。このような材料として、ピッチ系炭素繊維（炭素繊維）が挙げられる。

熱伝導率λが５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であるピッチ系炭素繊維を含有することにより、効果的な加圧ローラ４を得ることができる。更にこのピッチ系炭素繊維が針状であることにより、より好適な加圧ローラ４を得ることができる。

針状のピッチ系炭素繊維は、より具体的な形状として、図４において直径Ｄ（平均直径（短軸径）：短手方向長さ）が５〜１１μｍでありかつ長さＬ（平均長さ（長軸長さ）：長手方向長さ）が１００〜１０００μｍ程度のものが例示できる。これは、工業的に入手容易である。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。

ここで、針状フィラー４ｂ１を弾性層４ｂ中に５〜４０体積％含有することが望ましい。針状フィラーの含有量を上記範囲内とすることで、本発明に係る弾性層の熱伝導率をより確実に改善することができる。また、針状フィラーの含有による弾性層の成形性にも大きな影響を与えにくい。
なお、本発明においては、発明の特徴の範囲を超えない限りは、弾性層４ｂ中に、本発明に記載されていないフィラーや充填材や配合剤が、公知の課題の解決手段として含まれていても構わない。

《実施例》
実施例の加圧ローラ４では以下の材料を使用した。定着装置Ａに導入可能な最大幅サイズの用紙の幅Ｗｍａｘは所謂中央基準で横送り搬送されるＡ４用紙の幅２９７ｍｍである。即ち、図２のように、加圧ローラ４の通紙部Ｓの幅は２９７ｍｍである。非通紙部Ｅは加圧ローラ４の両端部から約８ｍｍ幅の部分である。

１）基体４ａはφ２２．８（ｍｍ）且つゴム積層部分の軸長さが３１３ｍｍの鉄製芯金を使用した。

２）含水材料はレオジック２５０Ｈ（東亜合成株式会社製）に水を含水させたものである。レオジック２５０Ｈの量は含水材料に対して１ｗｔ％で調整した。

３）離型層４ｃには厚さ５０μｍのＰＦＡフッ素樹脂チューブ（グンゼ株式会社製）を使用した。

４）針状フィラー４ｂ１は以下に示したピッチ系炭素繊維を使用した。弾性層４ｂの通紙部Ｓの部分と非通紙部Ｅの部分で針状フィラーの種類と含有割合を変えているものもある。
＜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Ｄ：９μｍ
平均繊維長Ｌ：５０μｍ
熱伝導率：９００Ｗ／（ｍ・Ｋ）
この針状フィラーを以下、１００−０５Ｍと記す。
＜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Ｄ：９μｍ
平均繊維長Ｌ：１５０μｍ
熱伝導率：９００Ｗ／（ｍ・Ｋ）
この針状フィラーを以下、１００−１５Ｍと記す。

＜商品名：ＸＮ−１００−０１Ｚ（日本グラファイトファイバー（株）製）＞
平均繊維直径Ｄ：１０μｍ
平均繊維長Ｌ：１ｍｍ
熱伝導率：９００Ｗ／（ｍ・Ｋ）
この針状フィラーを以下、１００−０１Ｚと記す。

なお、本実施例では、弾性層４ｂと基体４ａ間、弾性層４ｂと離型層４ｃ間を以下の材料によって、接着を行っている。弾性層４ｂと基体４ａ間の接着には「ＤＹ３９−０５１」（商品名、東レ・ダウコーニング株式会社製）のＡ液およびＢ液、弾性層４ｂと離型層４ｃの接着には「ＳＥ１８１９ＣＶ」（商品名、東レ・ダウコーニング株式会社製）のＡ液およびＢ液を使用した。

本実施例では以下のような工程を経た。液体組成物配合工程では、各種材料を上記したように液体組成物を得た。次いで、万能混合撹拌機により混合し、内部にプライマー処理済みの基体４ａを設置したφ３０パイプ状筒型に弾性層形成用の液体組成物を注型し、型を密閉した。

なお、通紙部Ｓと非通紙部Ｅで針状フィラーを変えているものは、通紙部用の液体組成物Ａと、非通紙部用の液体組成物Ｂを用意する。そして、非通紙部Ｅにあたる初め部分は液体組成物Ｂを、図１２にように、第１の供給装置１４−１から供給管１４ａを介して注入する。通紙部Ｓにあたる中間部分は液体組成物Ａを第２の供給装置１４−２から供給管１４ｂを介して注入した。そして、非通紙部Ｅにあたる終わりの部分は液体組成物Ｂを再び第１の供給装置１４−１から供給管１４ａを介して注入した。

シリコーンゴム成分の硬化工程では熱風オーブン内９０℃、１時間の条件で熱処理を行った。さらに、脱水工程では、予め水冷と脱型を行い、熱風オーブン内２００℃、４時間の条件で熱処理を行った。最後に、離型層４ｃとして、弾性層４ｂ上にＰＦＡフッ素樹脂を上記した接着剤を用いて被覆した。

（実施例１）
未架橋付加硬化型液状シリコーンゴムに、針状フィラー「１００−０５Ｍ」を５体積％、含水材料を１０体積％混合した。次に、内部に基体４ａを設置済みのパイプ状筒型に弾性層形成用の液体組成物を注型し、架橋・脱型・脱水の工程を経て、弾性層４ｂを形成した。さらに、離型層４ｃは、接着剤を用いて弾性層４ｂ上にＰＦＡフッ素樹脂チューブを被覆した。このようにして、本実施例１の加圧ローラ４を得た。

（実施例２）
実施例１と同様の方法で、表１に示した処方により、本実施例２の加圧ローラ４を得た。

（実施例３）
未架橋付加硬化型液状シリコーンゴムに、針状フィラー「１００−１５Ｍ」を２５体積％、含水材料を３０体積％混合した液体組成物Ａと、針状フィラー「１００−０５Ｍ」を３体積％、含水材料を３０体積％混合した液体組成物Ｂを用意した。そして、図１２で説明した要領で弾性層を注型成形した。

即ち、加圧ローラ４の両端部から８ｍｍにあたる非通紙部Ｅに対応する部分は液体組成物Ｂを、それ以外の通紙部Ｓに対応する部分は液体組成物Ａを、内部に基体４ａを設置済みのパイプ状筒型に注型した（図１２）。そして、前述した、架橋・脱型・脱水の工程を経て、弾性層４ｂを形成した。さらに、離型層４ｃは、接着剤を用いて弾性層４ｂ上にＰＦＡフッ素樹脂チューブを被覆した。このようにして、本実施例３の加圧ローラ４を得た。即ち、本実施例３の加圧ローラ４は、通紙部Ｓにおける弾性層４ｂには非通紙部Ｅにおける弾性層４ｂよりもアスペクト比（平均アスペクト比）が大きい針状フィラーを含む。

（実施例４）
実施例３と同様の方法で、表１に示した処方により、本実施例４の加圧ローラ４を得た。

（比較例１）
実施例１と同様な方法で、上記に挙げた液体組成物ではなく、弾性層４ｂに熱伝導率０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）の付加硬化型シリコーンゴムを用いて、本比較例１の加圧ローラ４を得た。

（比較例２）
実施例１と同様な方法で、針状フィラー「１００−０１Ｚ」を４５体積％、含水材料を４５体積％混合した液体組成物を使用した場合では、成形上困難であり、評価に適した本比較例２の加圧ローラを得ることができなかった。

（比較例３）
実施例１と同様な方法で、針状フィラー「１００−０５Ｍ」を５体積％、含水材料を８０体積％混合した液体組成物を使用した場合では、成形上困難であり、評価に適した本比較例３の加圧ローラを得ることができなかった。

（評価方法）
＜面方向及び厚み方向の熱伝導率＞
加圧ローラ４の通紙部Ｓの弾性層４ｂの切り出しサンプル４ｂｓ（図３の（ｂ））の熱伝導率測定を以下のように行った。

本測定例では、まず面方向として幅方向の熱伝導率測定を行った。図５を用いて、加圧ローラ４の弾性層４ｂの軸方向ｙ及び厚み方向ｚの熱伝導率測定について説明する。図５は、周方向ｘ（１５ｍｍ）×軸方向ｙ（１５ｍｍ）×厚みｚ（設定厚み）に切り出したサンプル４ｂｓを重ね合わせて、厚みが約１５ｍｍになるよう作成した熱伝導率評価用試料である。

熱伝導率を測定する際は図５に示すように厚さ０．０７ｍｍ、幅１０ｍｍのテープＴＡで被測定試料を固定した。次に被測定面の平面度を揃えるために剃刀にて被測定面及び被測定面裏面をカットする。そして、この被測定試料を２セット用意して、センサＳを被測定試料で挟み、測定を行う。測定はホットディスク法熱物性測定装置ＴＰＡ−５０１（京都電子工業株式会社製）を使用した。

厚み方向ｚの熱伝導率の測定の際は、上記と同様の方法で被測定試料の向きを変えて測定した。なお、本測定例では面方向および、厚み方向の熱伝導測定５回の平均値を用い、面方向熱伝導率λ１と厚み方向熱伝導率λ２の比αを算出した。

加圧ローラ４の非通紙部Ｅの弾性層４ｂの切り出しサンプル４ｂｅの厚み方向の熱伝導率測定を行った。図５を用いて、加圧ローラ４の非通紙部Ｅの厚み方向ｚの熱伝導率測定について説明する。図５は、周方向ｘ（５ｍｍ）×軸方向ｙ（５ｍｍ）×厚みｚ（設定厚み）に切り出したサンプル４ｂｅを重ね合わせて、厚みが約５ｍｍになるよう作成した熱伝導率評価用試料である。

熱伝導率を測定する際は図５に示すように厚さ０．０７ｍｍ、幅３ｍｍのテープＴＡで被測定試料を固定した。次に被測定面の平面度を揃えるために剃刀にて被測定面及び被測定面裏面をカットする。そして、この被測定試料を２セット用意して、センサＳを被測定試料で挟み、測定を行う。測定はホットディスク法熱物性測定装置ＴＰＡ−５０１（京都電子工業株式会社製）を使用した。

熱伝導測定５回の平均値を用い、非通紙部Ｅの弾性層４ｂの厚み方向ｚの熱伝導率λ３を算出した。また、通紙部Ｓの弾性層４ｂの切り出しサンプル４ｂｓの厚み方向ｚの熱伝導率λ２と非通紙部Ｅの弾性層４ｂの切り出しサンプル４ｂｅの厚み方向ｚの熱伝導率λ３の比βを算出した。

＜非通紙部昇温度＞
非通紙部昇温評価には、上記方法にて作製した実施例１〜４、比較例１の加圧ローラ４をそれぞれ搭載した図１に記載のフィルム加熱方式の定着装置Ａを使用した。

定着装置Ａに搭載された加圧ローラ４の周速度を２３４ｍｍ／ｓｅｃとなるように調整し、ヒータ温度を１９０℃に設定した。温度１５℃、湿度１５％の環境下において、キヤノン（株）製のＧＦ−Ｃ１０４：Ａ４サイズの用紙を縦送り（幅２１０ｍｍ）で５００枚連続通紙した。このときの非通紙部領域（通紙部Ｓ（幅２９７ｍｍ）内においてＡ４縦サイズ紙が通過しない領域）の定着フィルム３の表面の温度を株式会社アピステ製 赤外線サーモグラフィＦＳＶ−７０００Ｓを使用して測定した。

＜立ち上がり時間＞
定着装置Ａの立ち上がり時間の評価には、上記の定着装置Ａに、通紙を行わない空回転状態において、ヒータスイッチが入ってから、定着フィルム３の表面温度が１８０℃になるまでの時間を測定した。

＜評価結果＞
表１に、熱伝導フィラーである針状フィラー４ｂ１の種類、含有割合、空隙割合を示した。また、通紙部Ｓの面方向熱伝導率λ１、厚み方向熱伝導率λ２、及び面方向と厚み方向の熱伝導率比α、非通紙部Ｅの厚み方向の熱伝導率λ３、λ３とλの熱伝導率比β、非通紙部温度、立ち上がり時間の評価結果を示した。

比較例１では非通紙部温度は２８６℃、立ち上がり時間は２３．８秒であった。非通紙部温度は２８６℃と高温になり、耐久破壊温度である２３０℃を超えてしまい、所望の非通紙部昇温抑制の効果は得られなかった。立ち上がり時間は２３．８秒となり、所望の立ち上がり時間の短縮効果は得られなかった。比較例１は熱伝導に異方性がないため、面方向熱伝導率λ１と厚み方向熱伝導率λ２の比αはほぼ１である。

実施例１では、非通紙部温度が２２２℃であり、非通紙部昇温抑制を確認した。また、立ち上がり時間は２２．２秒であり、立ち上がり時間の短縮効果についても確認した。通紙部Ｓの熱伝導率比αは６．９、非通紙部Ｅと通紙部Ｓの厚み方向ｚの熱伝導率の比βは５．５である。

実施例２では、非通紙部温度が２２０℃であり、非通紙部昇温抑制を確認した。また、立ち上がり時間は２１．１秒であり、立ち上がり時間の短縮効果がさらに向上したことについても確認した。通紙部Ｓの熱伝導率比αは３０．６、非通紙部Ｅと通紙部Ｓの厚み方向ｚの熱伝導率の比βは８．０である。空隙割合を上げて弾性層４ｂが低熱容量になったため、立ち上がり時間の短縮にしたと考えられる。

実施例３と４についても、表１に示す結果の通り、非通紙部昇温抑制効果と立ち上がり時間の短縮効果を確認した。

加圧ローラ４の弾性層４ｂは空隙があるため、低熱容量であり、断熱性も良い。また、通紙部Ｓの弾性層４ｂは、面方向ｘｙに針状フィラー４ｂ１が配向しているため、厚み方向ｚの熱伝導は抑えられる。

面方向熱伝導率λ１と厚み方向熱伝導率λ２の比α＝λ１／λ２が６以上９００以下である。熱伝導率比αが６以下だと非通紙部昇温抑制の効果が十分に得られず、また９００倍以上にするためには針状フィラー量や空隙が増え、加工成形が困難である。よって、定着フィルム３の熱が加圧ローラ４に流れ難くなっていると考えられる。このことにより立ち上がり時間の短縮が可能になる。

また、加圧ローラ４の非通紙部Ｓの弾性層４ｂは、厚み方向ｚにも針状フィラー４ｂ１が配向している。そのため、小サイズ用紙を連続通紙した際に非通紙部Ｓにおいて非通紙部昇温により弾性層４ｂに蓄積された熱は非通紙部Ｅの弾性層４ｂを経由して加圧ローラ４の芯金（基体）４ａに伝わる。芯金４ａは熱容量が大きく、熱伝導性も良いため、加圧ローラ４の長手方向の温度むらを抑えることができる。

ここで、弾性層４ｂに含ませる針状フィラーは、アスペクト比（平均アスペクト比）が異なる複数種類の針状フィラーの混合物とすることもできる。

以上の加圧ローラ４の構成をまとめると次のとおりである。基体４ａと基体４ａの上に形成された弾性層４ｂとを有し加熱部材３との圧接で弾性層４ｂが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を形成するニップ部形成部材である。

弾性層４ｂは針状フィラー４ｂ１と空隙部４ｂ２とを含む多孔質弾性層である。ニップ部形成部材４の長手方向においてニップ部Ｎに導入可能な最大幅サイズＷｍａｘの記録材Ｐの幅に対応する部分を通過部領域Ｓ、通過部領域Ｓの外側の部分を非通過部領域Ｅとする。非通過部領域Ｅにおける弾性層４ｂの厚み方向ｚの熱伝導率λ３が通過部領域Ｓにおける弾性層４ｂの厚み方向ｚの熱伝導率λ２より高い。通過部領域Ｓにおける弾性層４ｂの面方向ｘ、ｙの熱伝導率λ１が厚み方向ｚの熱伝導率λ２に対して６倍以上、９００倍以下であることを特徴とする。

この特徴構成により、小サイズ記録材を連続的に導入したときの非通過部昇温抑制と立ち上がり時間の短縮を両立できる。

（実施例５）
本実施例５及び後述する実施例６、７の加圧ローラは、実施例１乃至４の加圧ローラ４について、更に、ニップ部Ｎに導入された用紙（記録材）Ｐの所謂後端はねを抑制することができるものである。

実施例１乃至４の加圧ローラ４は、上述したように、低熱容量化のために弾性層４ｂは空隙部（空孔）４ｂ２がある多孔質弾性層である。そのため、温度が上がった場合に、弾性層４ｂが厚み方向ｚに膨張しやすい。小サイズ用紙を連続通紙たとき、非通紙部となる加圧ローラ部分の径は非通紙部昇温のために小サイズ用紙の通紙部に対応する加圧ローラ部分の径よりも膨張で大きくなる。即ち、加圧ローラ４の長手端部側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Ｎの長手端部側の用紙搬送方向に関するニップ幅が長手中央部のニップ幅よりも大きくなる。

この状態において、それまで通紙していた小サイズ用紙よりも幅が大きい用紙が紙通紙されると、ニップ部Ｎにおいてその用紙の幅方向端部の搬送速度が幅方向中央部よりも速くなる。そのために、用紙の後端はねやそれに伴う画像不良（チリメンチ画像、用紙後端部の濃度班、グロス班）を発生させる場合がある。より具体的には、用紙がニップ部Ｎを挟持搬送されているときに幅方向の一方方向と他方方向が引っ張られることによりニップ部Ｎの用紙搬送方向上流側において用紙に負荷がかかって幅方向両端が持ち上がってします。

この状態になると、用紙後端が転写部３５を通過した際に用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Ｎの手前で定着フィルム３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。

この後端はねによる画像不良を低減するために、本実施例５及び後述する実施例６、７の加圧ローラは、針状フィラー４ｂ１と空隙部４ｂ２とを含む多孔質弾性層である弾性層４ｂの厚さが加圧ローラの長手中央から端部にかけて厚くなっている。この特徴構成により、小サイズ記録材を連続的に導入したときの非通過部昇温抑制と立ち上がり時間の短縮を両立できると共に、後端はねによる画像不良を低減することができる。

図１３は本実施例５における加圧ローラ４の縦断面模式図である。基体である芯金４ａは長手端部に比べて長手中央が厚いクラウン形状（基体４ａの軸方向厚さが端部より中央の方が厚い形状）となっている。芯金４ａの外径は中心位置で２４ｍｍで、最も端（端部）で２３ｍｍである。使用した材質はＳＵＳである。弾性層４ｂの厚さは長手中央と長手端部で異なり、中央で３ｍｍの厚さ、端部は３．５ｍｍとなっている。従って、加圧ローラ４は自由状態において、外径が長手に沿って３０ｍｍのストレート形状である。なお、図１２は誇張図であり寸法比率やクラウン形状は上記の数値とは対応していない。

弾性層４ｂは実施例１乃至４と同様に針状フィラー４ｂ１と空隙部４ｂ２とを含む多孔質弾性層である。本実施例では、高熱伝導フィラーとして針状のカーボンフィラーを用いた。その分散含有率は約３０体積％とした。実施例１乃至４と同様に、高熱伝導フィラー４ｂ１を加圧ローラ４の軸方向に配向させることにより、加圧ローラ４の軸方向の熱伝導率が厚さ方向の熱伝導率より高くなるように作られている。また、弾性層４ｂに空隙４ｂ２を形成することによって低熱容量になっている。加圧ローラ４の製造方法は実施例１と同様である。

なお、上記の針状フィラーの含有量、平均長さ、熱伝導率は以下のように求めることができる。弾性層４ｂ中の針状フィラー４ｂ１の含有量（体積％）の測定方法は、まず弾性層４ｂの任意の部分を切り出し、その２５℃における体積を、液浸比重測定装置（ＳＧＭ−６、メトラートレド株式会社製）により測定する（以下、この体積をＶａｌｌと記す）。次に、体積測定を行った評価サンプルを熱重量測定装置（商品名：ＴＧＡ８５１ｅ／ＳＤＴＡ、メトラートレド株式会社製）を用いて窒素ガス雰囲気下で７００℃・１時間加熱することでシリコーンゴム成分を分解・除去する。

弾性層４ｂ中に針状フィラー４ｂ１以外に無機フィラーが入っていた場合、この分解後の残留物は、針状フィラーと無機フィラーが混在している状態である。この状態で２５℃における体積を乾式自動密度計（商品名：アキュピック１３３０−１、株式会社島津製作所製）により測定する（以下、この体積をＶａと記す）。

その後、空気雰囲気下で７００℃・１時間加熱することにより、針状フィラー４ｂ１が熱分解除去される。残った無機フィラーの２５℃における体積を乾式自動密度計（商品名：アキュピック１３３０−１、株式会社島津製作所製）を測定する（以下、この体積をＶｂと記す）。これらの値を基に、次の式から針状フィラー４ｂ１の重量が求めることができる。

針状フィラー４ｂ１の体積（体積％）＝｛（Ｖａ−Ｖｂ）／Ｖａｌｌ｝×１００
針状フィラー４ｂ１の平均長さは、上記シリコーンゴム成分加熱除去後の針状フィラー４ｂ１の顕微鏡観察による一般的な方法により、求める事ができる。

針状フィラーの熱伝導率は、
・レーザーフラッシュ法熱定数測定装置（商品名：ＴＣ−７０００、アルバック理工株式会社製）による熱拡散率
・示差走査熱量測定装置（商品名：ＤＳＣ、日立ハイテクサイエンス社製）による定圧比熱
・乾式自動密度計（商品名：アキュピック１３３０−１、株式会社島つ製作所製）による密度
から求めることができる。計算式は以下のとおりである。

熱伝導率＝熱拡散率×密度×比熱
このようなフィラーを入れた加圧ローラに対し、熱伝導率の測定を行った。

実施例では、比熱を先述の示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定した。本測定では、試料の温度を３０〜７０℃に設定して比熱を測定し、試料の温度が５０℃の時の値を資料の比熱として採用した。

密度は先述したアキュピック１３３０で測定を行った。密度は温度依存性が小さいため、室温で測定を行った。

熱拡散率は熱拡散率計（商品名ai-Phase Mobile 1u/2（以下アイフェイズ）、日立ハイテクサイエンス社）によって測定を行った。アイフェイズはレーザーフラッシュ法と比較して厚い（例えば４ｍｍ程度の）ものでも熱拡散率が測定できる。

アイフェイズでの熱拡散率測定では、任意の方向に対して測定が可能であり、本実施例で用いた加圧ローラのように熱伝導率に異方性があるものでもそれぞれの方向に対して熱拡散率が測定可能である。

熱拡散率測定にあたり、サンプルを取り出す必要がある。本実施例では、軸方向の厚さが２ｍｍ、周方向の厚さが２ｍｍ、厚さ方向の厚みが約２ｍｍとなるようにサンプルを切り出し、熱拡散率の測定を行った。本測定は、サンプルの温度が５０℃の状態で熱拡散率測定を５回行い、その平均値を加圧ローラの軸方向の熱拡散率とした。また、比熱および密度については、加圧ローラ全域に対してフィラーの分散性が良ければほとんど変わらない。したがって検証をする際は切り出し位置は任意でよい。本実施例では中心位置からサンプルを切り出して比熱および密度の測定を行った。

熱拡散率測定では、中心部と中心部から１４９ｍｍの位置のサンプルを切り出した。中心から１４９ｍｍの意味は最大紙サイズ（Ａ４横）の外である。後端はねに関係するのは最大サイズ紙より外側の熱膨張であるから、中心部と中心から１４９ｍｍ位置のゴムサンプルの２つの軸方向熱伝導率を測定し、端部より中央の熱伝導率が高いことがわかった。

中心位置の軸方向熱伝導率は２Ｗ／ｍ・Ｋであった。対して中心部から１４９ｍｍ位置での軸方向熱伝導率は０．４Ｗ／ｍ・Ｋであった。これは、中心部と端部で高熱伝導フィラーの配向が変わっていることを示している。中心部は軸方向への配向性が高く、端部は配向性が小さい。

十分な非通紙部昇温抑制効果を得る上で、中心位置での軸方向熱伝導率は２Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが望ましい。また、端部（本実施例では１４９ｍｍ位置）では軸方向熱伝導率が０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが望ましい。０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以下であると、フィラーは軸方向にはほとんど配向していないため、非通紙部昇温時の熱膨張を抑制しやすい。

中央位置の高熱伝導フィラーは軸方向に配向しており、中心から１４９ｍｍ位置では軸方向にあまり配向していない。これは、フィラーが芯金や表層の近くで軸方向に配向しやすいという特性によるものである。その効果はゴムが薄いほど現れやすいので、中央と端部でゴム厚みを変えることで加圧ローラの軸方向において、中央の配向が強く、端部が配向が弱い状態を作り出すことができる。

中央と端部でフィラーの配向が異なるため、中央と端部で熱膨張のしやすさが異なる。フィラーの配向が軸方向に配向している中央部ではフィラーの向きである軸方向に伸びにくくなり、逆に厚さ方向に熱膨張しやすい。それに対し、１４９ｍｍ位置ではフィラーの軸方向配向が弱いく、中央部に比べて厚み方向に熱膨張がしにくい。

本実施例の加圧ローラ４は、従来の高熱伝導多孔質加圧ローラと比べて非通紙部昇温抑制効果はそのままに端部はね対策になっていることが特徴である。端部はフィラー４ｂ１の配向性が落ちているため、軸方向熱伝導率が低いが、最大サイズ紙より内側では従来の高熱伝導多孔質加圧ローラと軸方向の熱伝導率が同等の熱伝導率が得られている。

小サイズ紙を通紙した場合の非通紙部昇温抑制に効くのは最大サイズ紙の内側にある弾性層の熱伝導率がほとんどである。したがって、小サイズ紙を連続通紙したときには、非通紙部昇温が従来加圧ローラと同等になる。

先に説明した定着装置について、連続プリント時の後端はね評価実験を行った。評価の方法は、はじめにＡ４Ｒサイズ（Ａ４縦送り：幅２１０ｍｍ）の用紙を３０〜１２０枚通紙し、非通紙部昇温を起こす。その後、Ａ３サイズ（Ａ３縦送り：幅２９７ｍｍ）の用紙を１枚通紙し、後端はねの有無を判定した。後端はねが起こった場合、画像不良が生じるため、目視でＯＫ／ＮＧを判断した。

プロセススピードを２５０ｍｍ／ｓｅｃとし、Ａ４Ｒ紙を３０ｐｐｍで通紙した後、Ａ３サイズの未定着画像を１枚通紙した。連続通紙枚数は３０枚、６０枚、９０枚、１２０枚の４種類のパターンについて実験を行った。定着フィルム３の中央の表面温度は１７０℃、紙はＧＦ−Ｃ０８１を用いた。

連続通紙枚数が３０枚の時の非通紙部の温度は１９０℃、６０枚の時の非通紙部の温度は２１０℃、９０枚の時の非通紙部の温度は２２５℃、１２０枚の時の非通紙部の温度は２３０℃であった。

非通紙部の温度を変えて実験を行うことにより、後端はねの出やすさを変えることができる。一般に後端はねは非通紙部の温度が高い方が発生しやすい。これは、端部の温度が高くなると昇温部分の膨張が大きくなり、その部分の径が大きくなることによる。

このような後端はね評価実験を、本実施例５の加圧ローラ４と比較例として加圧ローラの弾性層４ｂの厚さが長手中央と長手端部で同じである高熱伝導多孔質加圧ローラを用いて同様の実験を行った。

図１６に後端はねの評価結果を示した。比較例では非通紙部の温度が２２５℃以上で後端はねによる画像不良が生じているが、本実施例５の加圧ローラ４の場合は２３０℃であっても後端はねによる画像不良が起こらなかった。

（実施例６）
図１４は本実施例６における加圧ローラ４の縦断面模式図である。基体である芯金４ａは長手に沿ってストレート形状（基体４ａの軸方向厚さがストレート形状）とし、その外径は２４ｍｍとした。弾性層４ｂは中心位置と中心から１４９ｍｍ位置で厚さが異なる逆クラウン形状となっており、中心位置では弾性層の厚さが３ｍｍ、中心から１４９ｍｍの位置では弾性層の厚さを３．５ｍｍとした。即ち、加圧ローラ４の外径は逆クラウン形状となっている。これは紙しわに対して良好な形状である。

なお、図１４も誇張図であり寸法比率や逆クラウン形状は上記の数値とは対応していない。弾性層４ｂは実施例１乃至４と同様に針状フィラー４ｂ１と空隙部４ｂ２とを含む多孔質弾性層である。加圧ローラ４の製造方法は実施例１と同様である。

このような形状の加圧ローラであっても、中心位置に対して端部の弾性層４ｂが厚いため、ゴムの厚い端部よりも中心位置の方が高熱伝導フィラーの配向が大きくなる。

本実施例６の加圧ローラ４を用いた定着装置において、実施例５と同様に後端はねの評価実験を行った。図１６に評価実験の結果を示す。実施例５と同様に、比較例の高熱伝導多孔質加圧ローラより後端はねが抑制された。

（実施例７）
基体である芯金４ａは中空形状であってもよい。図１５は図１３（実施例５）の加圧ローラ４の芯金４ａを中空の芯金としたものを示している。中空芯金であっても、実施例５および実施例６と同様に、弾性層４ｂの厚さを中心位置より端部位置において厚くすることにより、加圧ローラ４端部の膨張を抑制でき、後端はねを抑制することができる。従来例との比較実験の結果を図１６に示した。

以上、実施例５〜実施例７で説明したように、非通紙部昇温を抑制でき、かつ立上時間が早い加圧ローラであって、後端はねを低減する加圧ローラを提供できる。

（その他の事項）
（１）上述した実施例１〜７では、定着用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、定着用部材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（基層）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。

また、定着用部材としては、記録材に形成されたトナー像と接触する側に配置される構成（上述の定着フィルム３に相当）でも構わない。

（２）定着用部材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１７の（ａ）や（ｂ）や（ｃ）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）加熱方式としては、セラミックヒータに限られず、ハロゲンランプ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）画像加熱装置は実施例の未定着トナー画像を固着像として定着する定着装置の他に、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等を向上させる画質改質装置も包含される。

Ａ・・画像加熱装置、３・・加熱部材、４・・ニップ部形成部材、４ａ・・基体、４ｂ・・弾性層、４ｂ１・・針状フィラー、４ｂ２・・空隙部、Ｎ・・ニップ部、Ｐ・・記録材、Ｓ・・通過部領域、Ｅ・・非通過部領域

Claims (17)

1. 記録材上のトナー像を定着するために用いられる定着用部材であって、
   基層と、
   前記基層の上に設けられ、針状フィラーを含有する多孔質の弾性層と、を有し、
   前記定着用部材の記録材と接触し得る第１の領域において、前記弾性層の長手方向の熱伝導率は、厚さ方向の熱伝導率の６〜９００倍であり、前記定着用部材の前記第１の領域よりも長手方向外側の第２の領域における前記弾性層の厚さ方向の熱伝導率は、前記第１の領域における前記弾性層の厚さ方向の熱伝導率よりも大きいことを特徴とする定着用部材。
2. 前記弾性層の厚さは、前記第１の領域よりも前記第２の領域の方が厚いことを特徴とする請求項１に記載の定着用部材。
3. 前記弾性層には前記針状フィラーが５〜４０体積％含有されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着用部材。
4. 前記針状フィラーの熱伝導率は、５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の定着用部材。
5. 前記針状フィラーは、炭素繊維を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の定着用部材。
6. 前記針状フィラーは、その短手方向長さが５〜１１μｍであり、その長手方向長さが１００〜１０００μｍであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の定着用部材。
7. 前記弾性層の空隙率は、１０〜７０体積％であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の定着用部材。
8. 前記弾性層の上に設けられたフッ素系樹脂層を有することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の定着用部材。
9. 前記定着用部材は記録材のトナー像が形成された面とは反対側の面に当接可能であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の定着用部材。
10. 記録材上のトナー像を定着するために用いられる定着用部材であって、
    基層と、
    前記基層の上に設けられ、針状フィラーを含有する多孔質の弾性層と、を有し、
    前記定着用部材の記録材と接触し得る第１の領域における前記弾性層の厚さよりも、前記定着用部材の前記第１の領域よりも長手方向外側の第２の領域における前記弾性層の厚さの方が厚いことを特徴とする定着用部材。
11. 前記弾性層には前記針状フィラーが５〜４０体積％含有されていることを特徴とする請求項１０に記載の定着用部材。
12. 前記針状フィラーの熱伝導率は、５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の定着用部材。
13. 前記針状フィラーは、炭素繊維を有することを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか一項に記載の定着用部材。
14. 前記針状フィラーは、その短手方向長さが５〜１１μｍであり、その長手方向長さが１００〜１０００μｍであることを特徴とする請求項１０乃至１３の何れか一項に記載の定着用部材。
15. 前記弾性層の空隙率は、１０〜７０体積％であることを特徴とする請求項１０乃至１４の何れか一項に記載の定着用部材。
16. 前記弾性層の上に設けられたフッ素系樹脂層を有することを特徴とする請求項１０乃至１５の何れか一項に記載の定着用部材。
17. 前記定着用部材は記録材のトナー像が形成された面とは反対側の面に当接可能であることを特徴とする請求項１０乃至１６の何れか一項に記載の定着用部材。