JP6312544B2 - ニップ部形成部材、画像加熱装置、及びニップ部形成部材の製造方法 - Google Patents

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画像加熱装置、及びニップ部形成部材の製造方法に関する。

一般に、電子写真方式のプリンタや複写機等の画像形成装置に搭載される画像加熱装置（以下、定着装置と記す）として、フィルム（ベルト）加熱方式の装置がある。この装置は、セラミックス製の基板上に発熱抵抗体を有するヒータ（加熱源）を有する。このヒータを内包し該ヒータに接触しつつ移動する加熱部材としての定着フィルムを有する。その定着フィルムと圧接してニップ部を形成するニップ部形成部材としての加圧ローラ（加圧用回転体）を有する。

また、他の定着装置の形態として、加熱源と、該加熱源を内包しない加熱部材としての定着ローラと、その定着ローラと圧接してニップ部を形成するニップ部形成部材としての加圧ローラと、を有する外部加熱源方式の装置などがある。

これらの定着装置は、未定着のトナーによる画像を保持したシート状の記録材（以下、用紙或いは紙と記す）を、定着フィルム、定着ローラ、及び加圧ローラといった定着用部材間に形成されたニップ部に導入し加熱する。これにより、トナーを溶融し画像を用紙上に固着像として定着させる。

特許文献１では、装置の立ち上げ時間短縮を狙って加圧ローラの弾性層に空孔を設けるという方法が開示されている。

特許文献２では空孔内の空気が熱せられて過剰に熱膨張することを防ぐために弾性層内の空孔が繋がった連泡状態にすることで昇温時の空孔内部の熱気を逃がし、過剰な熱膨張を抑制する対策が開示されている。

このような定着装置では、装置に使用可能な最大幅サイズの用紙よりも幅が小さい用紙を連続してニップ部に導入して加熱定着を実行した際に、ニップ部の幅方向（長手方向）においてニップ部内の用紙が接しない領域の温度が上昇する。以下、これを非通紙部昇温（非通過部昇温）と記す。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寸法である。

非通紙部昇温は、ニップ部の幅方向においてニップ部内の小サイズ幅用紙が接しない領域においては、加熱部材である定着フィルムや定着ローラからの熱が用紙や用紙上のトナーによって奪われることがない。そのため、非通紙部分のニップ部の温度が通紙部分よりも上昇する現象である。

また、非通紙部昇温は、画像形成装置の処理速度（プロセススピード）が速くなるほど発生しやすい。これは、高速化に伴い用紙がニップ部を通過する時間が短くなるため、短い時間でトナー像に十分な熱を伝える必要があり、そのために、加熱部材である定着フィルムや定着ローラの温度をさらに高温にするからである。

非通紙部の過度な温度上昇は、定着用部材の熱による変質、変形を招来することがあり、そのため、各種対策が講じられている。特許文献１では、加熱部材とニップ部を形成するニップ部形成部材としての加圧部材の弾性層の炭素繊維により、部材回転軸方向（長手方向：以下、幅方向と記す）に高熱伝導化することで、非通紙部昇温の抑制を図る例を開示している。

特許文献３では、加圧ローラの弾性層の炭素繊維により、部材回転軸方向（長手方向：以下、幅方向と記す）に高熱伝導化し、且つ弾性層に空隙を分散することで低熱容量化し、非通紙部昇温抑制と急速立ち上げの両立を図る例を開示している。

特開２０１０−２７１３９４号公報 特開２００４−７０１５９号公報 特開２０１２−３７８７４号公報

ところで前述のような定着装置で用紙を通紙する際に紙が内側に寄ってくるとシワの発生の原因になる。そのため、加圧ローラの端部外径が中央部の外径よりも大きい形状（以下、逆クラウン形状と記す）にすることで、紙が外側に引っ張られるような圧力分布を作り、シワ発生を防止することが一般的である。

しかし、非通紙部昇温が発生すると加圧ローラの端部が熱膨張し、逆クラウン形状が過剰に大きくなる。そのために、加圧ローラの端部の紙搬送速度が中央部に対して大きくなり過ぎてしまい、紙の後端部がニップ部に入る際に加熱部材に接触して画質を低下させる現象（以下、後端ハネと記す）の原因になる。

特許文献１、２では空孔を持つことで低熱容量化するため、立ち上げ時間短縮に有利だが、同時に低熱伝導化し非通紙部昇温がそもそも発生しやすい。対して、特許文献３では空孔による低熱容量化と共に、炭素繊維による高熱伝導化をされるため、非通紙部昇温が軽減されるが、加熱時の空孔内の空気の熱膨張対策は不十分であった。

本発明は、上記の従来技術を更に発展させたものである。その目的とするところは、非通過部昇温の抑制と立ち上げ時間の短縮を両立しつつ、後端ハネの原因である端部の熱膨張を抑制し、端部と中央部の記録材搬送速度差の拡大を抑制するニップ部形成部材を提供することにある。また、このニップ部形成部材を用いた画像加熱装置を提供することにある。また、製造工程を簡略化した、当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た弾性層を有し加熱部材との圧接で前記弾性層が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ニップ部形成部材であって、前記弾性層は、平均長さが５０〜１０００μｍの針状フィラーを含む多孔質弾性層であって、熱伝導率が５００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、９００Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり、長さ方向についての熱伝導率が厚み方向についての熱伝導率に対して６倍以上、９００倍以下であり、かつ、表面から深さ５００μｍまでの領域の容積比熱が０．５Ｊ／ｃｍ³・Ｋ以上、１．２Ｊ／ｃｍ³・Ｋ以下であり、空隙率が１０体積％以上、７０体積％以下であり、長さ方向の端部における多孔質の連泡率が４０％以上９０％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画像加熱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、を備えた画像加熱装置であって、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）金型の内部に前記基体を設置し、前記金型の成形面と前記基体との間に形成される隙間に、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注入して前記液体組成物の層を前記基体（４ａ）の上に形成する注型工程と、
（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１次加硫工程と、
（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（４ｂ）を形成する２次加硫工程と、
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、非通過部昇温の抑制と立ち上げ時間の短縮を両立しつつ、後端ハネの原因である端部の熱膨張を抑制し、端部と中央部の記録材搬送速度差の拡大を抑制することができる。また、このニップ部形成部材を用いた同効果を有する画像加熱装置を提供することができる。また、本発明のニップ部形成部材の製造方法によれば製造工程を簡略化することができる。

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 画像形成装置の一例の概略構成図 加圧ローラの斜視図（俯瞰模型図） 針状フィラーの概略模型図 図３の加圧ローラの弾性層の切り出しサンプルの拡大斜視模型図 （ａ）は図５の切り出しサンプルのａ断面の拡大図、（ｂ）は図４の切り出しサンプルのｂ断面の拡大図 弾性層の切り出しサンプルの熱伝導率測定の説明図 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 加圧ローラ４の長手中央部と端部の用紙搬送速度差の測定装置の模式図 実施例の加圧ローラの縦断面模式図 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の形態を詳述する。

（１）画像形成部
図２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（トナー像とも記す）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の概略構成を示す断面図である。この定着装置Ａは、フィルム（ベルト）加熱方式の画像加熱装置であり、以下にその概略構成について説明する。

１は横断面略半円弧状・樋型で、図面に垂直方向を幅方向（長手方向）とする横長のフィルムガイド部材である。２はフィルムガイド部材１の下面の略中央に幅方向に沿って形成した溝１ａ内に収容保持させた加熱体（加熱源）としての細長い横長のヒータである。３は加熱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、フィルムとも記載する）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。フィルムガイド部材１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からなる成形品である。

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、アルミナ等の横長・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できる。

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はニップ部形成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は平行に配列されて定着フィルム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に関してトナー像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ｂ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aの時計方向に加圧ローラ４の回転に従動して回転する。ニップ部Ｎ内での定着フィルム３と加圧ローラ４の接触時間は一般的には２０〜８０ｍｓｅｃ程度である。

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３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。加圧ローラ４は、鉄やアルミニウム等からなる基体（軸芯体、芯金）４ａと、シリコーンゴムからなり、針状フィラーを含む多孔質の弾性層（多孔質弾性層）４ｂと、フッ素樹脂等からなる離型層（樹脂表層）４ｃを有する。

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の幅方向(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。また、周方向ｘと幅方向ｙを合わせて加圧ローラ４の面方向とする。Ｌ１は加圧ローラ４の幅寸法（幅長さ）である。本例ではＬ１は３２０ｍｍである。Ｌ２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（用紙面において用紙搬送方向に直交するわる行方向の寸法）である。本例ではこの最大幅サイズＬ２はＡ４横送り幅の２９７ｍｍである。用紙の搬送は所謂中央基準でなされる。

基体４ａの外径は、例えば、４ｍｍ〜８０ｍｍである。４ａ−１と４ａ−２は基体４ａの幅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。

弾性層４ｂは、図６の（ｂ）と（ｂ）の模式図に示すように、基体４ａの幅方向ｙに配向している針状フィラー４ｂ１と、空隙（空孔）４ｂ２とを有する多孔質弾性層である。弾性層４ｂの厚みは用紙搬送方向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に充分な離型性と耐久性等を付与することができれば任意に設定することができる。一般的には２０〜５０μｍである。

図４〜図６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、弾性層４ｂ中で幅方向ｙに配向して存在する直径Ｄ及び長さＬの針状フィラー４ｂ１の拡大斜視図である。なお、針状フィラー４ｂ１の物性等については後述する。図５は、図３の弾性層４ｂを切り出した切り出しサンプル４ｂｓの拡大斜視図である。切り出しサンプル４ｂｓは、図３に示したように、幅方向ｙ及び周方向ｘに沿って切り出してある。図６の（ａ）と（ｂ）は切り出しサンプル４ｂｓの周方向断面（ａ断面）および幅方向断面（ｂ断面）である。

切り出しサンプル４ｂｓの周方向断面（ａ断面）は、図６の（ａ）に示すように、針状フィラー４ｂ１の直径Ｄの断面が主として観察できる。幅方向断面（ｂ断面）は、図６の（ｂ）に示すように、針状フィラー４ｂ１の長さＬの部分が主として観察できる。加圧ローラ４の弾性層４ｂにおいて幅方向ｙに配向した針状フィラー４ｂ１は熱伝導パスとなり、加圧ローラ４の幅方向ｙの熱伝導率を高めることができる。また、図６の（ａ）及び（ｂ）のいずれにも、均一に分布した空隙４ｂ２を観察することができる。

このように幅方向ｙに配向した針状フィラー４ｂ１と空隙４ｂ２により、弾性層４ｂの幅方向ｙでは高熱伝導性であり、厚み方向zでは空隙４ｂ２によって、低熱伝導性となっている。また、空隙４ｂ２によって、見かけ密度が低下するため、容積比熱を低減できる。なお、見かけ密度は、空隙４ｂ２を含んだ体積を基にした密度である。

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、針状フィラー４ｂ１、空隙４ｂ２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。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。

（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。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。

図４に示すように、針状フィラーの直径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。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が５〜１１μｍ（平均直径）でありかつ長さＬ（平均長さ）が、５０μｍ以上、１０００μｍ以下、程度のものが例示でき、工業的に入手容易である。

本実施例においてはアスペクト比が４．５〜２００の範囲のフィラーを針状フィラーとしている。針状フィラー底面の形状は円状でも角状でも構わず、後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、ピッチ系炭素繊維が挙げられる。ピッチ系炭素繊維は石油、石炭、コールタールなどの副生成物を原料に高温で炭化して作った繊維である。熱伝導率λが５００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、９００Ｗ／ｍ・Ｋ以下であるであるピッチ系炭素繊維を含有することにより、本発明のニップ部形成部材を好適に実施できる。更にこのピッチ系炭素繊維が針状であることにより、より好適に本発明のニップ部形成部材の特徴が現れる。

弾性層４ｂ中に針形状フィラー４ｂ１の含有比率は、加圧ローラ４の幅方向の熱伝導率を低下させないで期待する非通紙部昇温緩和の効果を得るために、また弾性層４ｂの成形を困難にしないために、５体積％以上、４０体積％以下、である事が好ましい。

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。弾性層中の針状フィラーの含有量（体積％）の測定方法は、まず弾性層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の重量が求めることができる。

針状フィラーの体積（体積％）＝｛（Ｖa−Ｖｂ）／Ｖａll｝×１００
針状フィラーの平均長さは、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、熱拡散率と、定圧比熱と、密度と、から次の式で求めることができる。

熱伝導率＝熱拡散率×定圧比熱×密度
熱拡散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。定圧比熱は示差走査熱量測定装置（商品名：ＤＳＣ８２３ｅ、メトラートレド株式会社製）による。密度は乾式自動密度計（商品名：アキュピック１３３０−１、株式会社島津製作所製）による。

なお、本実施例の針状フィラーの含有量、平均長さ、熱伝導率は計５個の切断サンプルについての平均値を採用している。

（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。発泡剤や、中空粒子等の空隙形成手段によっては針状フィラーの配向阻害を起こす場合がある。針状フィラー４ｂ１の配向状態は幅方向ｙ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を抑制する効果が低減することとなり好ましくない。

一方、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４ｂ１の幅方向ｙ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。しかし、上記中空粒子のような硬い殻もなく、含水ゲル分散状態の径を小さくできるので、流動時の針状フィラー４ｂ１の配向阻害への影響が少ないと考えている。なお、強度や画質の観点から、空隙径は２０μｍより下回ることが好ましい。

弾性層４ｂの空隙率は、期待する立ち上がり時間短縮効果を得るために、また成型を困難にしないために、１０体積％以上、７０体積％以下が好適である。空隙率が高い方が立ち上がり時間短縮でき、より好ましくは３５体積％以上、７０体積％以下である。

弾性層４ｂの表面からの深さ５００μｍまでの領域の空隙率は以下の式によって求める事ができる。まず、カミソリを用いて、弾性層４ｂの表面から深さ５００μｍまでの領域を任意の面で切断した。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（上記Ｖａll）。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。これによりシリコーンゴム成分を分解・除去する（以下、この時の重量減少をＭｐと記す）。

弾性層４ｂ中に針状フィラー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（上記Ｖａ）。

これらの値を基に、次の式から空隙量を求めることができる。なお、シリコーンポリマーの密度は０．９７ｇ／ｃｍ³として計算した（以下、この密度をρｐと記す）。

空隙量（体積％）＝［｛（Ｖａll−（Ｍｐ／ρｐ＋Ｖａ）｝／Ｖａll］×１００
また、弾性層４ｂとしての空隙量は、弾性層４ｂから任意の面で切断し、上記と同様に測定できる。なお、本実施例の空隙量は、計５個の切断サンプルについての平均値を採用している。

（連泡率の確認方法）
多孔質の弾性層４ｂは空孔内の空気が熱せられて過剰に熱膨張することを防ぐために弾性層内の空孔が繋がった連泡状態にすることで、昇温時の空孔内部の熱気を逃がし、過剰な熱膨張を抑制することができる。加圧ローラ４の多孔質弾性層４ｂの長手方向の端部における多孔質の連泡率は、非通紙部昇温に伴う加圧ローラ端部側の過剰な熱膨張を抑制するために、また所要の弾性を確保するために、４０％以上、９０％以下であることが好ましい。

本実施例のセル（空隙４ｂ２）は微細であるため、水が侵入しにくい。そこで、離型層４ｃを弾性層４ｂから剥ぎ取り、シリコーンゴム多孔質体の弾性層４ｂだけを取り出し、弾性層４ｂの重量（吸水前弾性層重量）を測定する。

この弾性層４ｂを水１００重量部と親水性シリコーンオイル（ポリエーテル変性シリコーンオイル（信越化学社製ＫＦ−６１８））１重量部との混合溶液に浸漬し、減圧（７０ｍｍＨｇ）下で１０分間放置する。

その後、大気圧に戻し、混合溶液から弾性層４ｂを取り出し、弾性層表面に付着している水をきれいに拭き取り、弾性層４ｂの重量（吸水後弾性層重量）を測定する。下記式から吸水率、連泡率、単泡率を順次算出する。

吸水率（％）＝｛（吸水後弾性層重量−吸水前弾性層重量）／吸水前弾性層重量｝
×１００
連泡率（％）＝（弾性層比重×吸水率／１００）／｛混合溶液の比重−（弾性層比重
／（シリコーンゴム＋針状フィラーの比重）×吸水溶液の比重｝
×１００
単泡率（％）＝１００−連泡率（％）。

（幅方向熱伝導率λ１と厚み方向熱伝導率λ２の比）
弾性層４ｂは、幅方向熱伝導率λ１と厚み方向熱伝導率λ２の比λ１／λ２（以下、この比を熱伝導率比αと記す）が６以上９００以下である。即ち、針状フィラー４ｂ１は弾性層４ｂの長手方向の熱伝導率λ１が弾性層４ｂの厚み方向の熱伝導率λ２に対して６倍以上、９００倍以下となるように弾性層中において配向している。

熱伝導率比αが６未満だと非通紙部昇温抑制の効果が十分に得られない場合がある。また、９００倍を超えるよう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。熱伝導率比が高ければ高いほど、幅方向ｙに熱を均一にしつつ、厚み方向ｚへの熱の逃げを抑制するので、非通紙部昇温を抑制しつつ、立ち上がり時間短縮するには好適である。

なお、熱伝導率比αは以下のように求めることができる。まず、加圧ローラ４から弾性層４ｂの切り出しサンプル４ｂｓ（図５）を剃刀で切りだした。次に、以下のような方法によって、幅方向熱伝導率λ１と厚み方向熱伝導率λ２を測定し、各々測定５回行い、平均値を用いて、その比を算出した。

図７を用いて、弾性層４ｂの幅方向熱伝導率λ１及び厚み方向熱伝導率λ２の測定について説明する。図７は、周方向（１５ｍｍ）×幅方向（１５ｍｍ）×厚み（弾性層厚み）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。幅方向熱伝導率λ１を測定する際は図７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）を使用した異方熱伝導率測定である。厚み方向熱伝導率λ２の測定は、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。

（弾性層４ｂの表面からの深さ５００μｍまでの領域の容積比熱）
弾性層４ｂは、弾性層４ｂの表面からの深さ５００μｍまでの領域の容積比熱が０．５Ｊ／ｃｍ^３・Ｋ以上、１．２Ｊ／ｃｍ^３・Ｋ以下である。該容積比熱が低い程、立ち上がり時間短縮できるので、より好ましくは０．５Ｊ／ｃｍ³・Ｋ以上１．０Ｊ／ｃｍ³・Ｋ以下である。

ニップ部Ｎでの短時間繰り返し加熱（一般的に２０〜８０ｍｓｅｃ）を受ける加圧ローラ４の熱浸透距離は浅く、弾性層４ｂの表面からの深さ５００μｍ程度である。その厚み領域において、容積比熱を小さくすることで、定着フィルム３から加圧ローラ４への蓄熱を防ぎ、定着フィルム３を効率良く温度上昇させることができ、立ち上がり時間を短縮することができる。

容積比熱０．５Ｊ／ｃｍ³・Ｋ未満では、空隙量を多量に含有させなければならず、加工成型が困難であり、１．２Ｊ／ｃｍ³・Ｋよりも大きいと、期待する立ち上がり時間短縮効果を得られない場合がある。

加圧ローラ４の弾性層４ｂの表面からの深さ５００μｍまでの領域の容積比熱は以下のように求めることができる。

まず、加圧ローラ４の弾性層４ｂの表面からの深さ５００μｍとなるように評価サンプル（不図示）を切り出す。続いて、定圧比熱測定と液浸比重測定を行う。定圧比熱は、例えば、示差走査熱量測定装置（商品名：ＤＳＣ８２３ｅ、メトラートレド株式会社製）により、定圧比熱を求めることができる。また、見かけ密度は、例えば、液浸比重測定装置（ＳＧＭ−６、メトラートレド株式会社製）を用いて、求めることができる。このように測定した定圧比熱と見かけ密度から次の式により、容積比熱を求めることができる。

容積比熱＝定圧比熱×見かけ密度
（４）加圧ローラ４の製造方法
（ｉ）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上記の針状フィラー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混合物を分散させることが可能である。含水材料を配合した液体組成物は配合率が１０％〜７０％とする。

（ii）液体組成物層形成工程（注型工程）
１）金型
図８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９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）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１０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１０の（ｃ）のように組み立てられればよい。

３）金型１１の据え付け
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１１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。

４）液体組成物の注入
供給装置１４が駆動されることで、前記（ｉ）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、液体組成物を幅方向ｙと周方向ｘ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の幅方向ｙつまり加圧ローラ４の長手方向に配向される。これにより、加圧ローラ４の幅方向ｙと周方向ｘ（加圧ローラ４の面方向ｘｙ）の熱伝導率が効果的に高まる。

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。なお、液体組成物を幅方向ｙに流動を与えながら層形成できる方法であれば液体組成物層成形方法は上記の方法に限定されない。

（iii）シリコーンゴム成分架橋硬化工程（１次加硫工程）
含水材料材中の水分を保持した状態で液体組成物の層中のゴムを架橋させる工程である。この工程は金型１１を密閉下状態で行なう。

即ち、上記の液体組成物注型後（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。

シリコーンゴム成分が硬化する前に、水分が蒸発する後述する工程で、空隙がない無発泡の層（スキン層）が形成される。このスキン層は、発泡することで多孔質化した部分よりも、密度が高いので、容積比熱が高く、立ち上がり時間短縮の観点では好ましくない。そのため、この工程は金型を密閉した状態で行うことが望ましい。

（iｖ）脱水工程（２次加硫工程：空孔部の形成）
上記の１次加硫工程により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である。この工程は金型１１の端部を開放した状態で行なう。即ち、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。

上記のようにして基体４ａの上に形成された多孔質弾性層４ｂの空孔部４ｂ２は空孔が繋がった連泡状態が主体となる。そして、前述した弾性層４ｂの空隙率や連泡率や長さ方向ｙの端部における多孔質の連泡は、前記（ｉ）の液体組成物配合や、前記（iii）１次加硫工程や（iｖ）の２次加硫工程における加熱温度や処理時間の設定により調整することができる。

（ｖ）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。

（vi）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１２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１０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。

《実施例と比較例》
（実施例）
本実施例では以下の材料を使用した。基体４ａはφ２２．８（ｍｍ）且つゴム積層部分の幅長さが３２０ｍｍの鉄製芯金を使用した。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。離型層４ｃには厚さ５０μｍの予め内面処理されているＰＦＡフッ素樹脂チューブ（グンゼ株式会社製）を使用した。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。

＜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。

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。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、離型層として、弾性層層４上にＰＦＡフッ素樹脂を上記した接着剤を用いて、被覆した。

また、実施例および比較例の加圧ローラ４は、紙シワ発生を防止するために、図１４に縦断面模式図を示したように、加熱部材である定着フィルム３に対向する外形形状が中央部に対して端が大きい中凹形状である。即ち、端部外径が中央部の外径よりも大きい逆クラウン形状としてある。より具体的には、加圧ローラ４は長手中央部と端部で外径差が２００μｍに調整されている。即ち、加圧ローラ４はクライン量２００μｍの逆クラウン形状のローラである。なお、図１４は誇張した模式図であり、各部の寸法比率は実寸法比率と整合するものではない。

（実施例１〜３）
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５体積％、含水材料を５０体積％混合し液体組成物を調整した。上記のように、液体組成物を注型し、硬化・脱水・脱型・離型層積層の工程を経て、本実施例１〜３の加圧ローラ４を得た。また、脱水時の温度を１００℃から２５０℃で適宜調整することで表１のような連泡率を得た。

（比較例１）
上記液体組成物の代わりに、針状フィラーや含水材料を含まずに、弾性層４ｂが熱伝導率０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）となるような付加硬化型シリコーンゴムを使用した。製造工程は実施例１と同様な方法で、本比較例１の加圧ローラ４を得た。なお、本比較例１は、針状フィラーや含水材料を含まずに製造したので、の弾性層４ｂに針状フィラーや空隙を有していない。

（比較例２）
上記液体組成物の代わりに、針状フィラーは含むが含水材料は含まない付加硬化型シリコーンゴムを使用した。製造工程は実施例１と同様な方法で、表１に示した処方の通り、本比較例２の加圧ローラ４を得た。なお、本比較例２の弾性層４ｂは、針状フィラーは有しているが、含水材料を含まずに製造したので、空隙は有していない。

（評価１）
実施例１〜３、比較例１〜４の加圧ローラ４をそれぞれフィルム加熱方式の定着装置に組み込み、非通紙部温度と立ち上がり時間の評価を行った。非通紙部昇温評価には、実施例１〜３、比較例１〜４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２２０℃に設定した。定着装置Ａのニップ部Ｎに用紙Ｐとして通紙した紙はＬＴＲ横サイズ紙（７５ｇ/ｍ²）である。連続５００枚通紙した時の非通紙領域（ＬＴＲ横サイズ紙が通過しない領域）の定着フィルム３の表面の温度を測定した。ここでの期待する非通紙部昇温抑制効果とは、一般的な弾性層である比較例１の加圧ローラ４より非通紙部温度が低いことである。

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。ここでの立ち上がり時間短縮効果とは、非通紙部昇温抑制効果を持つ加圧ローラ４である比較例２より立ち上がり時間が１０％短縮していることである。

（評価２）
図１３に端部と中央部の紙搬送速度差の計測装置の模式図を示す。加圧ローラ４と対向して加熱部材３を設置し、ニップ部Ｎよりも用紙搬送方向Ｑの上流側においてニップ部Ｎの幅方向（長手方向）の中央部と端部にそれぞれレーザードップラー速度計７１および７２を設置した。前述（図１４）したように、加圧ローラ４は長手中央部と端部で外径差が２００μｍに調整されている。即ち、加圧ローラ４はクライン量２００μｍの逆クラウン形状のローラである。

図７の計測装置に中央部および端部にそれぞれ短冊状の紙を流し、レーザードップラー計測計で速度を計測した。表２の速度差は中央部と端部の速度差を記した。ここで使用したレーザードップラー速度計はキヤノン製ＬＶ−２０Ｚを使用した。

（結果）
実施例１〜３、比較例１〜４の各加圧ローラ４の弾性層の処方、物性、非通紙部温度、及び立ち上がり時間の評価結果を表１、表２に示した。

比較例１では、非通紙部温度が３１０℃であり、この温度よりも低ければ、非通紙部昇温抑制効果がある。

比較例２では、立ち上がり時間は２４．０秒であり、この時間を１０％短縮した２１．６秒よりも短ければ、立ち上がり時間の短縮効果がある。

実施例１〜３では、熱伝導率比αが６以上であり、幅方向ｙに配向した針状フィラー４ｂ１によって、幅方向ｙの熱伝導率が高く、非通紙部昇温抑制効果があった。また、弾性層４ｂの表面から深さ５００μｍまでの領域の容積比熱が１．２Ｊ/ｃｍ³・Ｋ以下であり、立ち上がり時間短縮効果もあった。

比較例３は、非通紙部昇温抑制効果はあるものの、弾性層４ｂの表面から深さ５００μｍまでの領域の容積比熱が高く、立ち上がり時間短縮効果は得られなかった。

比較例４は、立ち上がり時間短縮効果はあるものの、熱伝導率比α低く、配向した針状フィラー４ｂ１による効果が出ず、非通紙部昇温抑制効果は認められない。

実施例１〜３では針状フィラー４ｂ１による長手方向ｙへの熱伝導率確保と空隙４ｂ２による低熱容量化により立ち上がり時間短縮と非通紙部温度の上昇抑制が観察され、且つ端部連泡率を大きくすることで紙搬送速度差を小さくすることができた。

以上説明した実施例の加圧ローラ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を担持した用紙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を含む多孔質弾性層であって、長さ方向ｙについての熱伝導率λ１が厚み方向（ｘ）についての熱伝導率λ２に対して６倍以上、９００倍以下である。かつ、表面から深さ５００μｍまでの領域の容積比熱が０．５Ｊ／ｃｍ³・Ｋ以上、１．２Ｊ／ｃｍ³・Ｋ以下である空隙率が１０体積％以上、７０体積％以下であり、長さ方向ｙの端部における多孔質の連泡率が４０％以上９０％以下であることを特徴とする。

これにより、非通紙部昇温を抑制しつつ、立ち上がり時間の短縮し、紙の後端ハネが発生し難い加圧ローラ４、及び、該加圧ローラ４を具備する画像加熱装置を提供できる。

（その他の事項）
１）上述した各実施例では、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１５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）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。

３・・加熱部材、４・・ニップ部形成部材、４ａ・・基体、４ｂ・・多孔質の弾性層、４ｂ１・・針状フィラー、Ｎ・・ニップ部、Ｐ・・記録材、Ｔ・・トナー像

Claims (13)

1. 基体と前記基体の上に形成された弾性層を有し加熱部材との圧接で前記弾性層が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ニップ部形成部材であって、
   前記弾性層は針状フィラーを含む多孔質弾性層であって、長さ方向についての熱伝導率が厚み方向についての熱伝導率に対して６倍以上、９００倍以下であり、かつ、表面から深さ５００μｍまでの領域の容積比熱が０．５Ｊ／ｃｍ^３・Ｋ以上、１．２Ｊ／ｃｍ^３・Ｋ以下であり、空隙率が１０体積％以上、７０体積％以下であり、長さ方向の端部における多孔質の連泡率が４０％以上９０％以下であることを特徴とするニップ部形成部材。
2. 前記針状フィラーは、平均長さが５０μｍ以上、１０００μｍ以下であり、熱伝導率が５００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、９００Ｗ／ｍ・Ｋ以下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. 前記弾性層における前記針状フィラーの含有比率が５体積％以上、４０体積％以下であ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. 前記弾性層の表面から深さ５００μｍまでの領域の空隙率が１０体積％以上、７０体積％以下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ニップ部形成部材。
5. 前記弾性層が付加硬化型シリコーンゴムの混合物を含む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ニップ部形成部材。
6. 前記針状フィラーが炭素繊維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ニップ部形成部材。
7. 前記弾性層の上に樹脂表層を有す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ニップ部形成部材。
8. 前記ニップ部形成部材は前記加熱部材に対向する外形形状が中央部に対して端部が大きい中凹形状であ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ニップ部形成部材。
9. 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８のいずれか１項に記載のニップ部形成部材。
10. 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８のいずれか１項に記載のニップ部形成部材。
11. 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、を備えた画像加熱装置であって、前記ニップ部形成部材が請求項１乃至請求項１０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画像加熱装置。
12. 請求項１乃至請求項１０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）金型の内部に前記基体を設置し、前記金型の成形面と前記基体との間に形成される隙間に、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注入して前記液体組成物の層を前記基体の上に形成する注型工程と、
    （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１次加硫工程と、
    （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２次加硫工程と、
    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。
13. 前記１次加硫工程は前記金型は前記金型を密閉した状態で行い、前記２次加硫工程は前記金型の端部を開放した状態で行うことを特徴とする請求項１２に記載のニップ部形成部材の製造方法。