JP2009103882A - 加圧部材、像加熱装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱部材と接触して記録材を挟持搬送しつつ加熱するためのニップ部を形成する加圧部材であって、記録材が通過しない領域の過昇温を緩和でき、耐久性能と記録材の搬送性の向上を図ることができる加圧部材を提供すること。
【解決手段】加熱部材２３と接触して記録材Ｐを挟持搬送しつつ加熱するためのニップ部Ｎを形成する加圧部材２４であって、離型層２４ｃと弾性層２４ａとの間にフィラー中で熱伝導異方性を有するフィラー２４ｆを具備する加圧部材において、前記フィラーは前記離型層と前記弾性層を接着する接着剤により結着されていることを特徴とする。
【選択図】図９

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（定着器）に用いれば好適な加圧部材、その加圧部材を有する像加熱装置、及びその像加熱装置を有する画像形成装置に関する。

電子写真式のプリンタや複写機に搭載する定着装置（定着器）として、ハロゲンヒータと、このハロゲンヒータにより加熱される定着ローラと、その定着ローラと接触してニップ部を形成する加圧ローラと、を有する熱ローラ方式のものがある。また、定着装置（定着器）として、セラミックス製の基板上に発熱抵抗体を有するヒータと、このヒータに接触しつつ移動する定着フィルムと、その定着フィルムを介してヒータとニップ部を形成する加圧ローラと、を有するフィルム加熱方式のものがある。熱ローラ方式或いはフィルム加熱方式の定着装置は、何れも未定着トナー画像を担持する記録材をニップ部で挟持搬送しつつ記録材にトナー画像を加熱定着するものである。

上記熱ローラ方式の定着装置を搭載するプリンタで小サイズの記録材を大サイズの記録材と同じプリント間隔で連続プリントすると、定着ローラにおいて記録材が通過しない領域（非通紙領域）が過度に昇温することが知られている。また、上記フィルム加熱方式の定着装置を搭載するプリンタで小サイズの記録材を大サイズの記録材と同じプリント間隔で連続プリントすると、ヒータにおいて記録材が通過しない領域（非通紙領域）が過度に昇温することが知られている。定着ローラの非通紙領域、或いはヒータの非通紙領域が過昇温すると、定着装置を構成している各パーツにダメージを与える可能性がある。また、非通紙領域が過昇温している状態で大サイズの記録材にプリントすると、その記録材において非通紙領域と対応する部分でトナーが溶け過ぎ高温オフセットが発生してしまう。

特に、フィルム加熱方式の定着装置の場合、ヒータの熱容量が熱ローラ方式の定着装置に比べて小さいので、ヒータの非通紙領域の昇温も大きい。そのため、加圧ローラの耐久性能が低下したり、高温オフセットが発生しやすくなったりする。また、フィルムの回転駆動が不安定になったり、フィルムが捻れてフィルムにシワなどが発生しやすくなったりする。

また、プリンタの処理速度（プロセススピード）が速くなるほど非通紙領域の昇温は発生しやすい。なぜなら、高速化に伴い記録材がニップ部を通過する時間が短くなるので、トナー画像を記録材に加熱定着するために必要な定着温度を高くせざるを得ないからである。また、連続プリント工程中はニップ部に記録材が介在しない時間（所謂、紙間時間）がプリンタの高速化に伴い減少するので、紙間時間中に温度分布ムラを均すことが難しくなるからである。

上記のように非通紙領域が過昇温する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。これは、加圧ローラの有する弾性層の伝熱性を積極的に良化させる事で非通紙部昇温の温度の低下、つまり加圧ローラの長手方向の熱の高低差が減少するという効果を得る事ができるというものである。

特許文献１、特許文献２、特許文献３には、定着ローラや加圧ローラの弾性層の熱伝導率を良化させるためにアルミナ、酸化亜鉛、炭化珪素などの高熱伝導性フィラーをベースゴムに添加することが開示されている。

特許文献４には、弾性層を有する回転体（定着ベルト）の熱伝導を良化させるために、弾性層にカーボンファイバーを含有させる方法が開示されている。

特許文献５には、エラストマー層にグラファイトのような異方性充填材（anisotropic filler）を含有させ、ローラ厚み方向に熱伝導率を良化させる発明が開示されている。

特許文献６には、ピッチ系炭素繊維（pitch based carbon fiber）を用いた織物の層を加圧ローラの弾性層中に設ける発明が開示されている。この加圧ローラは、熱伝導率が非常に優れる高熱伝導層と、弾性層と、を有する。しかしながら、織物或いはそれに準ずる構成であるので高熱伝導ゴム複合体層は硬度が高くなってしまう。そこで、加圧ローラ全体としての硬度を下げる場合は、下層の弾性層に発泡スポンジゴムを用いる対策がとられている。しかしながら、弾性層が発泡スポンジで構成されているため加圧ローラの耐久性はさほど有していないため、その加圧ローラは低速機の画像形成装置に搭載される定着装置の加圧部材として用いれば好適であった。
特開平１１−１１６８０６号公報 特開平１１−１５８３７７号公報 特開２００３−２０８０５２号公報 特開２００２−２６８４２３号公報 特開２０００−３９７８９号公報 特開２００２−３５１２４３号公報

上記の特許文献１から特許文献５に記載されているようなアルミナ、酸化亜鉛、炭化珪素、カーボンファイバー、グラファイト等のフィラーを熱伝導率アップのために弾性層に添加しても、少量添加の場合は所望の熱伝導率を得る事が出来ない。一方、上記のフィラーを多量に添加しつつ加圧ローラの低硬度化を図るために弾性層を形成するベースゴムの硬度を下げた場合には、ゴムとしての耐久性能が不十分になることがある。

定着装置が充分に冷えている状態からプリンタがプリントを開始する所謂コールドスタート時には、加圧ローラ表面の温度が低すぎるため、記録材がニップ部を通過する際に水蒸気が発生する。そしてその水蒸気が加圧ローラ表面に結露付着し、記録材の搬送が不安定になることがある。

そこで、本発明の目的は、加熱部材と接触して記録材を挟持搬送しつつ加熱するためのニップ部を形成する加圧部材であって、記録材が通過しない領域の過昇温を緩和でき、耐久性能と記録材の搬送性の向上を図ることのできる加圧部材を提供することにある。

また、本発明の目的は、上記の加圧部材を有する像加熱装置を提供することにある。

また、本発明の目的は、上記の像加熱装置を有する画像形成装置を提供することにある。

（１）上記の目的を達成するための構成は、加熱部材と接触して記録材を挟持搬送しつつ加熱するためのニップ部を形成する加圧部材であって、離型層と弾性層との間にフィラー中で熱伝導異方性を有するフィラーを具備する加圧部材において、前記フィラーは前記離型層と前記弾性層を接着する接着剤により結着されていることを特徴とする。

（２）また、上記の目的を達成するための構成は、加熱部材と、前記加熱部材と接触してニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ記録材が担持している像を加熱する像加熱装置において、前記加圧部材として上記（１）に記載の加圧部材を有することを特徴とする。

（３）また、上記の目的を達成するための構成は、像担持体と、前記像担持体が担持する未定着画像を記録材に転写して担持させる転写手段と、記録材が担持する未定着画像を記録材に固着させる定着手段と、を有する画像形成装置において、前記定着手段として上記（２）に記載の像加熱装置を有することを特徴とする。

本発明によれば、加熱部材と接触して記録材を挟持搬送しつつ加熱するためのニップ部を形成する加圧部材であって、ニップ部において記録材が通過しない領域の過昇温を緩和でき、耐久性能と記録材の搬送性の向上を図ることのできる加圧部材を提供できる。

また、本発明によれば、上記の加圧部材を有する像加熱装置を提供できる。

また、本発明によれば、上記の像加熱装置を有する画像形成装置を提供できる。

本発明を図面に基づいて説明する。

［実施例１］
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る像加熱装置を加熱定着装置（定着手段）として搭載できる画像形成装置の一例の概略構成模型図である。この画像形成装置は電子写真式のレーザービームプリンタである。

本実施例に示すプリンタは、像担持体として回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）１を有する。感光ドラム１は、ＯＰＣ・アモルファスＳｅ・アモルファスＳｉ等の感光材料層を、アルミニウムやニッケルなどのシリンダ（ドラム）状の導電性基体の外周面に形成した構成から成る。

感光ドラム１は、矢印ａの時計方向に所定の周速度（プロセススピード）にて回転駆動され、その回転過程で感光ドラム１の外周面（表面）が帯電手段としての帯電ローラ２により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。その感光ドラム１表面の一様帯電面に対してレーザービームスキャナ３から出力される、画像情報に応じて変調制御（ＯＮ／ＯＦＦ制御）されたレーザービームＬＢによる走査露光がなされる。これによって、感光ドラム１表面に目的の画像情報に応じた静電潜像が形成される。

その潜像が現像手段としての現像装置４によりトナーＴを用いることによって未定着のトナー画像（未定着画像）として現像され可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法、ＦＥＥＤ現像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像との組み合わせで用いられることが多い。

一方、給送ローラ８の駆動により給送カセット９内に積載収納されている記録材Ｐが一枚づつ繰り出されガイド１０・レジストローラ１１を有するシートパスを通ってレジストローラ１１に搬送される。レジストローラ１１は、その記録材Ｐを感光ドラム１表面と転写ローラ５の外周面（表面）との間の転写ニップ部Ｔに所定の制御タイミングにて給送する。その記録材Ｐは転写ニップ部Ｔで挟持搬送され、その搬送過程において転写ローラ５に印加される転写バイアスによって感光ドラム１表面のトナー画像が順次に記録材Ｐの面に転写されていく。これによって記録材Ｐは未定着のトナー画像を担持する。

未定着トナー画像（未定着画像）を担持した記録材Ｐは感光ドラム１表面から順次に分離して転写ニップ部Ｔから排出され、搬送ガイド１２を通じて加熱定着装置６のニップ部Ｎに導入される。その記録材Ｐは定着装置６のニップ部Ｎにより熱と圧力を受けることによってトナー画像が記録材Ｐの面に加熱定着されて固着される。

定着装置６を出た記録材Ｐは搬送ローラ１３とガイド１４と排出ローラ１５とを有するシートパスを通って、排出トレイ１６にプリントアウトされる。

また、記録材分離後の感光ドラム１表面はクリーニング手段としてのクリーニング装置７により転写残りトナー等の付着汚染物の除去処理を受けて清浄面化され、繰り返して作像に供される。

本実施例のプリンタは、Ａ３サイズ紙対応のプリンタであって、プリントスピードが５０枚／分（Ａ４横）である。またトナーとしては、スチレンアクリル樹脂を主材とし、これに必要に応じて荷電制御剤、磁性体、シリカ等を内添、外添したガラス転移点５５〜６５℃のものを使用した。

（２）定着装置６
以下の説明において、定着装置及び定着装置を構成する部材について、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である。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である。幅とは短手方向の寸法である。

図２は定着装置６の概略構成模型図である。この定着装置６は、フィルム加熱方式の定着装置である。

２１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（ステイ）である。２２はこのフィルムガイド部材２１の下面の略中央に長手方向に沿って形成した溝内に収容保持させた横長の加熱体（ヒータ）である。２３は加熱部材としての可撓性部材である。可撓性部材２３は、加熱体付きのフィルムガイド部材２１にルーズに外嵌させたエンドレスベルト状（円筒状）の耐熱性フィルム（可撓性スリーブ）である。

２４はフィルム２３を挟ませて加熱体２２の下面に圧接させた加圧部材としての横長の弾性加圧ローラである。Ｎはフィルム２３を挟ませて加熱体２２に接触させた加圧ローラ２４の弾性層２４ａと高熱伝導弾性層２４ｂの弾性変形によって加熱体２２との間に形成されたニップ部（定着ニップ部）である。加圧ローラ２４は駆動源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所定の周速度で矢印ｂの反時計方向に回転駆動される。

フィルムガイド部材２１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。

加熱体２２は、全体に低熱容量のセラミックス製のヒータである。本実施例に示すヒータ２２は、アルミナ等の横長・薄板状のヒータ基板２２ａ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（抵抗発熱体）２２ｂと、を有する。また、ヒータ２２は、通電発熱体２２ｂを覆って保護するガラス層等の薄い表面保護層２２ｃを有する。そしてヒータ基板２２aの裏面側にサーミスタ等の検温素子２５などが設けられている。このヒータ２２は、通電発熱体２２ｂに対する電力供給により迅速に昇温した後、検温素子２５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。

フィルム２３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以上とした単層フィルム、或いはベースフィルムの表面に離型層をコーティングした複合層フィルムである。単層フィルムの材料としては、耐熱性・離型性・強度・耐久性等のある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）・ＰＰＳ等が用いられる。ベースフィルムの材料としては、ポリイミド・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）等が用いられる。離型層の材料としては、ＰＴＦＥ・ＰＦＡ・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）等が用いられる。

加圧ローラ２４は、鉄やアルミニウム等の材質の芯金２４ｄと、次の（３）項で詳述する材料、製造法にて得られる弾性層２４ａと、高熱伝導接着層２４ｂと、離型層２４ｃなどを有する。この加圧ローラ２４は、加圧ローラ２４表面がフィルム２３を介して加熱体２２の表面保護層２２ｃに所定の加圧機構（不図示）により所定の加圧力で加圧されている。その加圧力に応じて加圧ローラ２４の弾性層２４ａが弾性変形し、加圧ローラ２４表面とフィルム２３表面との間に未定着トナー画像の加熱定着に必要な所定幅のニップ部Ｎが形成される。

フィルム２３は、少なくとも画像形成実行時に加圧ローラ２４が矢印ｂの反時計方向に回転駆動されることにより、加圧ローラ２４の回転に従動する。つまり、加圧ローラ２４を回転駆動するとニップ部Ｎにおいて加圧ローラ２４の外周面（表面）とフィルム２３の外周面（表面）との摩擦力でフィルム２３に回転力が作用する。フィルム２３が回転している際には、フィルム２３の内周面（内面）がニップ部Ｎにおいてヒータ２２の表面保護層２２ｃに接触して摺動する。この場合、フィルム２３内面とヒータ２２の表面保護層２２ｃとの摺動抵抗を低減するために両者間に耐熱性グリス等の潤滑剤を介在させるとよい。

而して、加圧ローラ２４の回転駆動によりフィルム２３が回転され、かつヒータ２２が所定の定着温度に立ち上がって温調された状態において、未定着トナー画像ｔを担持した記録材Ｐがニップ部Ｎに導入される。その記録材Ｐはニップ部Ｎでフィルム２３表面と加圧ローラ２４表面とにより挟持搬送される。その搬送過程においてトナー画像ｔにはヒータ２２の熱がフィルム２３を介して付与されるとともにニップ部Ｎのニップ圧が付与される。これによって、トナー画像ｔは記録材Ｐの面に加熱定着される。ニップ部Ｎを出た記録材Ｐはフィルム２３表面から分離されて搬送され、定着装置６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６は、熱容量が小さく昇温の速いヒータ２２を用いているために、ヒータ２２が所定の定着温度に達するまでの時間を大幅に短縮できる。そのため、常温からでも容易に高温の定着温度に立ち上げることができる。従って、非プリント時において定着装置６が待機状態にあるときにスタンバイ温調をする必要がなく省電力化できる。

また、回転するフィルム２３にはニップ部Ｎ以外には実質的にテンションが作用しないこと、定着装置６の簡略化等の理由で、フィルム寄り移動規制手段としてフィルム２３の端部を受け止めるだけのフランジ部材（不図示）のみを配設している。

（３）加圧ローラ２４
上記の加圧ローラ２４について、それを構成する材料、成型方法等を以下に詳細に説明する。

３−１）加圧ローラ２４の層構成
図３は加圧ローラ２４の層構成模型図である。

本実施例に示す加圧ローラ２４は、丸軸の芯金２４ｄの外周に弾性層（耐熱性ゴム層）２４ａを有し、その弾性層２４ａの外周に接着層として高熱伝導接着層２４ｂを有する。また、高熱伝導接着層２４ｂの外周に離型層２４ｃを有する。

３−１−１）弾性層２４ａ
加圧ローラ２４に用いられる弾性層２４ａ全体の厚さは、所望の幅のニップ部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。弾性層２４ａの材料としては、シリコーンゴムなど一般的な耐熱性ソリッドゴムや発泡スポンジゴムなどを用いる事が出来る。どちらの材料も、定着装置６で使用した場合に充分な耐熱性・耐久性を有し、かつ、好ましい弾性（軟らかさ）を有している。従って、シリコーンゴムなど一般的な耐熱性ソリッドゴムや発泡スポンジゴムは弾性層２４ａの主たる材料として好適である。ここで、厚さとは加圧ローラ２４の径方向の寸法をいう。

弾性層２４ａの形成方法としては特に限定されないが、一般的な型成型が好適に用いる事ができる。

３−１−２）高熱伝導接着層２４ｂ
高熱伝導接着層２４ｂは、弾性層２４ａと離型層２４ｃとの間に形成されている。この高熱伝導接着層２４ｂは、接着剤２４ｅ中にフィラーの長軸と短軸に熱伝導異方性を有するフィラーとして針状フィラーである高熱伝導性針状フィラー２４ｆが含有されていることが必須である（図６（ａ）、（ｂ）参照）。つまり、フィラー中で熱伝導異方性を有するフィラーを用いている。ここで、熱伝導異方性とは、針状フィラーでは例えば、長軸方向のみ熱伝導が高く短軸方向では熱伝導が低い、ことを言う。接着剤２４ｅは離型層２４ｃと弾性層２４ａを接着するためのものである。そしてその接着剤２４ｅによりフィラー２４ｆは離型層２４ｃと弾性層２４ａとの間で結着されている。

接着剤２４ｅとしては、付加硬化型シリコーンゴム接着剤などが使用できる。

付加硬化型シリコーンゴム接着剤は、具体的には、ビニル基に代表される不飽和炭化水素基を有するオルガノポリシロキサンと、ハイドロジェンオルガノポリシロキサン及び架橋触媒としての白金化合物を含有する。そして、オルガノポリシロキサンとハイドロジェンオルガノポリシロキサンと白金化合物は、付加反応により硬化する。このような接着剤としては、既知のものを使用することができる。

自己接着成分の例は、以下のものを含む。

・ビニル基等のアルケニル基、（メタ）アクリロキシ基、ヒドロシリル基（ＳｉＨ基）、エポキシ基、アルコキシシリル基、カルボニル基、及びフェニル基からなる群から選択される少なくとも１種、好ましくは２種以上の官能基を有するシラン、
・ケイ素原子数が２個以上３０個以下、好ましくは４個以上２０個以下の、環状又は直鎖状のシロキサン等の有機ケイ素化合物、
・１価以上４価以下のフェニレン構造等の芳香環を１分子中に１個以上４個以下含有し、かつ、ヒドロシリル化付加反応に寄与しうる官能基を１分子中に少なくとも１個含有する、分子中に酸素原子を含んでもよい、非ケイ素系有機化合物。ここで、上記の１価以上４価以下のフェニレン構造等の芳香環について、２価以上４価以下のフェニレン構造等の芳香環が好ましい。また、上記の１分子中に１個以上４個以下含有されるフェニレン構造等の芳香環について、１分子中にフェニレン構造等の芳香環を１個以上２個以下含有するのが好ましい。上記のヒドロシリル化付加反応に寄与しうる官能基としては、例えば、アルケニル基、（メタ）アクリロキシ基などが用いられる。また、上記のヒドロシリル化付加反応に寄与しうる官能基について、１分子中に２個以上４個以下含有するのが好ましい。上記の非ケイ素系有機化合物において、非ケイ素系とは、即ち、分子中にケイ素原子を含有しない系のことである。

上記の自己接着成分は１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。

このような付加硬化型シリコーンゴム接着剤は市販もされており、容易に入手することができる。

フィラー２４ｆとして、加圧ローラ２４の全長と略同じ長さの細長い繊維形状（針状）のフィラー、或いはそのフィラーよりも比較的短い繊維形状（針状）のフィラーを用いることができる。

加圧ローラ２４の全長と略同じ長さのフィラー２４ｆを用いる場合、フィラー２４ｆは硬化前の液状の接着剤と混練することが難しい。その為、接着層２４ｂを成形する際に、フィラー２４ｆの繊維軸方向が接着層２４ｂの長手方向になるようにフィラー２４ｆを配し、そのフィラー２４ｆを接着層２４ｂ中で液状接着剤により挟む方法が好適である。接着層２４ｂ中でフィラー２４ｆを接着層２４ｂの長手方向に配することによって接着層２４ｂの長手方向への熱伝導性を高めることができる。

一方、比較的短いフィラー２４ｆは細長い繊維形状をしているため、硬化前の液状接着剤と混練すると、接着層２４ｂを成型する際に硬化前の液状接着剤の流れの方向、即ち接着層２４ｂの長手方向に配向し易い。そのため、接着層２４ｂの硬化後において、フィラー２４ｆは接着層２４ｂの長手方向への熱伝導性を高めることができる。

接着層２４ｂの厚さとしては０．１〜０．５ｍｍが性能上、成形上において好ましい。接着層２４ｂの厚さは０．１〜０．５ｍｍに限られず適宜調整することができる。例えば、接着層２４ｂの厚みを増す為に、フィラー２４ｆを混練した液状接着剤を接着層２４ｂ成形時に二度塗りすることも出来る。

ここで、熱伝導接着層としての接着層２４ｂにおいて、熱伝導異方性を有するフィラーであるフィラー２４ｆは接着剤２４ｅに対する体積率で３０Ｖｏｌ％以上含まれている。熱伝導異方性フィラーの体積率は、（接着剤中に含有させた全フィラーの体積）／（接着剤の体積+全フィラーの体積）×１００Ｖｏｌ％の式により求めている。また、フィラー２４ｆの記録材搬送方向と直交する長手方向における熱伝導率は１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である（測定法：レーザーフラッシュ法）。そして、接着層２４ｂの記録材搬送方向と直交する長手方向の熱伝導率は２．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。接着層２４ｂの熱伝導率の測定法は、ホットディスク法熱物性測定装置を用いて接着層２４ｂのみの熱伝導率を求めている。また、フィラー２４ｆの平均長さが１００μｍ以上である。フィラー２４ｆの平均長さは、光学観察によりフィラー２４ｆの平均長さを求めている。

次に、接着層２４ｂの中でフィラー２４ｆが配向している様子について詳しく説明する。

図４の（ａ）は芯金２４ｄ上の弾性層２４ａの外周に弾性層２４ｂを成型した弾性層形成物の全体斜視図、（ｂ）は（ａ）の弾性層形成物の右側面図である。図５は図４の（ａ）の弾性層形成物の接着層２４ｂの切り出しサンプル２４ｂ１の拡大斜視図である。図６の（ａ）は図５の切り出しサンプル２４ｂ１のａ断面の拡大図、（ｂ）は図５の切り出しサンプル２４ｂ１のｂ断面の拡大図である。図７はフィラー２４ｆの繊維直径部分Ｄと繊維長部分Ｌを表わす説明図である。

図４の（ａ）に示すように、芯金２４ｄ上の弾性層２４ａの外周に接着層２４ｂを成型した弾性層形成物において、接着層２４ｂをｘ方向（周方向）、ｙ方向（長手方向）にてカットして切り出す。そしてその接着層２４ｂの切り出しサンプルにおいて、図５のようにｘ方向のａ断面及びｙ方向のｂ断面をそれぞれ観察する。すると、ｘ方向のａ断面では図６（ａ）のようにフィラー２４ｆの繊維直径部分Ｄ(図７参照)が主に観察されるのに対し、ｙ方向のｂ断面ではフィラー２４ｆの繊維長部分Ｌ(図７参照)が多く観察される。

３−１−３)離型層２４ｃ
離型層２４ｃは接着層２４ｂ上にＰＦＡチューブなどを被せることにより形成する。離型層２４ｃの厚さは加圧ローラ２４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２０〜１００μｍである。

３−２)加圧ローラ２４の実施例
図８は実施例１に係る加圧ローラ２４の成型手順を表す説明図である。図９は実施例２に係る加圧ローラ２４の成型手順を表す説明図である。図１０は実施例３に係る加圧ローラ２４の成型手順を表す説明図である。図８から図１０では、各加圧ローラ２４の層構成を容易に理解できるように、各層の厚みは強調して表してある。

まず、実施例１、実施例２、実施例３に係る各加圧ローラ２４に使用するフィラー２４ｆを示す。フィラー２４ｆとして下記に示す２種類のピッチ系カーボンファイバーが用いられる。

・ ９０−６０Ｓ：ピッチ系カーボンファイバー、商品名：ＸＮＧ−９０−６０Ｓ、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：３２０ｍｍ、熱伝導率５００Ｗ／（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）。

[実施例１]
図８において、まず、φ２２のＡｌ製芯金２４ｄの外周に、密度が１．２０ｇ／ｃｍ^３である付加反応硬化型のシリコーンゴムを用いて型成型法により肉厚３．５ｍｍの弾性層２４ａを形成することにより、φ２９の弾性層形成物を得る（（ａ）参照）。ここで温度条件としては１５０℃×３０分にて加熱硬化させた。

次に接着層２４ｂの成型法を説明する。

付加硬化型シリコーンゴム接着剤、商品名：ＳＥ１８１９ＣＶ Ａ＆Ｂ、東レ・ダウ・コーニング社製のＡ、Ｂ両液を１：１の割合になるように混合し、接着剤２４ｅ原液を得る。

この接着剤原液を上記弾性層形成物の弾性層２４ａ外周に厚さが均一になるように塗布する。そしてその塗布した接着剤２４ｅ原液の中にフィラー２４ｆとしてピッチ系カーボンファイバー９０−６０Ｓを繊維軸方向が弾性層形成物の長手方向になるように弾性層形成物の周方向に複数配する（（ｂ）参照）。次に上記接着剤２４ｅ原液を薄く均一に塗布しておいたフッ素樹脂シートでピッチ系カーボンファイバー９０−６０Ｓが弾性層形成物から剥がれないように被い、１５０℃×３０分にて加熱硬化させた。加熱硬化後、上記フッ素樹脂シートをはがす。

その後、さらに接着剤２４ｅ原液をピッチ系カーボンファイバー９０−６０Ｓの上から弾性層形成物の外周に塗布した。そして接着剤２４ｅ原液を塗付した弾性層形成物の外周に離型層２４ｃとしてＰＦＡチューブ（厚み５０μｍ）を被覆し、２００℃×１０分にて加熱硬化させ、長手方向の長さ３２０ｍｍの加圧ローラ２４を得た（（ｃ）参照）。ここで、ＰＦＡと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共重合体である。接着層２４ｂの厚さは０．５ｍｍである。

[実施例２]
図９において、まず実施例１と同様にして、弾性層の肉厚を３．７５ｍｍ、φ２９．５の弾性層形成物を得る（（ａ）参照）。

次に、高熱伝導接着層２４ｂの成型法を説明する。

実施例１と同じ接着剤２４ｅ原液に対し、フィラー２４ｆとしてピッチ系カーボンファイバー１００−１５Ｍを体積比率で３５％の割合になるように均一に配合・混練して、接着剤組成物を得た。この接着剤組成物を上記弾性層形成物の弾性層２４ａ外周に厚さが均一になるように塗布した（（ｂ）及びＡ部拡大詳細図参照）。

さらに、接着剤組成物を塗付した弾性層形成物の外周に離型層２４ｃとしてＰＦＡチューブ（厚み５０μｍ）を弾性層形成物の長手方向に被覆し、２００℃×１０分にて加熱硬化させ、長手方向の長さ３２０ｍｍの加圧ローラ２４を得た（（ｃ）参照）。接着層２４ｂの厚さは０．２５ｍｍである。

実施例２では接着剤２４ｅ原液にピッチ系カーボンファイバー１００−１５Ｍを体積比率３５％で配合したが、接着剤２４ｅ原液はこれに限られず他の接着剤原液を用いてもよい。他の接着剤原液として、付加硬化型シリコーンゴム接着剤、商品名：ＳＥ１８１６ＣＶ、東レ・ダウ・コーニング社製、商品名：ＴＳＥ３０３３、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製などが有る。この接着剤原液はピッチ系カーボンファイバー１００−１５Ｍの配合量に応じて使用できる。また商品名：ＳＥ１７００希釈剤、東レ・ダウ・コーニング社製を用いて接着剤原液を適宜希釈して使用することもでき、配合量を６０％程度まで増やすことができる。

[実施例３]
図１０において、まず実施例１と同じ弾性層形成物を得る（（ａ）参照）。

次に、高熱伝導接着層２４ｂの成型法を説明する。

実施例２と同じ接着剤組成物を弾性層形成物の弾性層２４ａ外周に厚さが均一になるように塗布する（（ｂ）参照）。その塗布した接着剤組成物を符号２４ｂ−１とする。このとき、弾性層２４ａの長手方向に接着剤組成物２４ｂ−１を塗布することにより、長手方向にピッチ系カーボンファイバー１００−１５Ｍが配向し易いようにした。ここで１５０℃×３０分にて加熱硬化させた。

さらに接着層２４ｂの厚みを増す為に、もう一度接着剤組成物を塗布する。２度目に塗布した接着剤組成物を符号２４ｂ−２とする（（ｃ）参照）。つまり、熱伝導性接着層は弾性層に複数回塗付されることにより形成されている。そしてその接着剤組成物２４ｂ−２を塗付した弾性層形成物の外周にＰＦＡチューブ（厚み５０μｍ）を弾性層形成物の長手方向に被覆し、２００℃×１０分にて加熱硬化させ、長手方向の長さ３２０ｍｍの加圧ローラ２４を得た（（ｄ）参照）。接着層２４ｂの厚さは０．５ｍｍである。

３−３）加圧ローラ２４の評価
上述の実施例１、実施例２、実施例３に係る各加圧ローラ２４の性能評価を行うために、その各加圧ローラ２４と比較する比較例として下記のような加圧ローラ２４を作製した。

図１１は比較例に係る加圧ローラ２４の層構成を表す説明図である。図１１では、加圧ローラ２４の層構成を容易に理解できるように、層の厚みは強調して表してある。

[比較例]
図１１において、φ２２のＡｌ製芯金２４ｄの外周に、弾性層２４ａとして熱伝導率０．４Ｗ／（ｍ・ｋ）からなるシリコーンゴムを肉厚４ｍｍで形成した。本比較例に使用しているシリコーンゴムは熱伝導率が一般的な０．２Ｗ／（ｍ・ｋ）以下というものよりもフィラーを若干多く添加することで熱伝導率を高めに設定してある。フィラーは補強剤としても用いられているシリカを用いた。本比較例に係る加圧ローラ２４は、接着層２４ｂを設けていない点を除いて、実施例１の加圧ローラ２４と長さ、外形は同じである。

［性能評価］
＜非通紙領域昇温＞
性能評価には、上記手法にて作製した実施例１、実施例２、実施例３、比較例に係る加圧ローラ２４をそれぞれ有する４つのフィルム加熱方式の定着装置を同じ構成のプリンタに搭載した。そして各プリンタにおいて、定着装置の加圧ローラ２４の周速度（プロセススピード）を２３４ｍｍ／ｓｅｃとなるように調整し、定着温度を２２０℃に設定し、そのときの非通紙領域の温度を測定した。即ち、定着装置のニップ部Ｎに記録材Ｐとして通紙（導入）させた紙はＬＴＲ横サイズ紙（７５ｇ／ｍ^２）であり、５０枚／分にて連続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）のフィルム２３表面の温度を測定した。

＜耐久性＞
定着温度を２２０°にして、ＬＴＲ横サイズ紙（７５ｇ／ｍｍ^２）を５０枚／分にて１５万枚通紙して非通紙領域を過昇温させ、そのときの非通紙領域におけるゴム状態の評価を行った。

＜搬送性＞
高温高湿環境下（３２℃／８０％）にて充分に放置され、吸湿したＬＴＲ横サイズ紙（７５ｇ／ｍｍ^２）を定着装置が充分に冷えている状態からのプリント、所謂コールドスタートから定着温度を２２０°にして２０枚連続通紙させたときの搬送性評価を行った。ここで、定着装置が充分に冷えている状態とは室温（２５℃位）の状態である。

＜評価の結果＞
比較例に係る加圧ローラ２４を具備する定着装置では、未定着トナー画像の加熱定着に必要なニップ形成に支障をきたさず充分な定着性を確保でき、また耐久性、搬送性も良好であった。しかし、非通紙領域昇温は３１０℃と高いため、定着装置内の各パーツにダメージが発生するなどの問題が起きてしまう。

実施例１に係る加圧ローラ２４を具備する定着装置では、実施例２に係る加圧ローラ２４の接着層２４ｂにおけるカーボンファイバー２４ｆよりも繊維長が長いカーボンファイバー２４ｆを加圧ローラ２４の接着層２４ｂに含有させてある。従って、接着層２４ｂの長手方向の熱伝導率は１０．７Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、非通紙領域温度は２７２℃であることから、非通紙領域において充分な昇温抑制効果が見られた。なお、この時、通紙領域（ＬＴＲ横サイズ紙が通過する領域）におけるフィルム２３表面の温度は２０５℃であった。この通紙領域におけるフィルム２３表面の温度は、実施例１、実施例２、実施例３の各加圧ローラ２４を組み込んだ全ての定着装置において同じであるため、以後その記載は省略する。

一方、未定着トナー画像の加熱定着に必要なニップ形成に支障をきたさず充分な定着性を確保できる。また耐久性、搬送性も良好であった。

実施例２に係る加圧ローラ２４を具備する定着装置では、実施例１に係る加圧ローラ２４の接着層２４ｂにおけるカーボンファイバー２４ｆよりも繊維長が比較的短いカーボンファイバー２４ｆを加圧ローラ２４の接着層２４ｂに含有させてある。従って、接着層２４ｂの長手方向の熱伝導率は９．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、非通紙領域温度は２７１℃であることから、非通紙領域において昇温抑制効果が見られる。

一方、未定着トナー画像の加熱定着に必要なニップ形成に支障をきたさず充分な定着性を確保できる。また耐久性、搬送性も良好であった。

実施例３に係る加圧ローラ２４を具備する定着装置では、実施例１に係る加圧ローラ２４の接着層２４ｂにおけるカーボンファイバー２４ｆよりも繊維長が比較的短いカーボンファイバー２４ｆを加圧ローラ２４の接着層２４ｂに含有させてある。また、接着層２４ｂの厚みを増してある。従って、接着層２４ｂの長手方向の熱伝導率は１９．６Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、非通紙領域温度は２６７℃であることから、非通紙領域において昇温抑制効果が見られる。

一方、未定着トナー画像の加熱定着に必要なニップ形成に支障をきたさず充分な定着性を確保できる。また耐久性、搬送性も良好であった。

以上説明したように、熱伝導性を有するフィラー２４ｆを用い接着層２４ｂの長手方向の熱伝導率λｙを記録材搬送方向の熱伝導率よりも高くすることで、昇温抑制効果が見られた。またλｙ≧２．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）を達成しつつ、加圧ローラ２４としてのニップ形成に支障をきたさず、十分な定着性を同時に確保できる。従って、実施例１、実施例２、実施例３の各加圧ローラ２４を定着装置６に用いることにより、ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐが通過しない領域の過昇温を緩和できる。また、加圧ローラ２４の耐久性能と記録材Ｐの搬送性の向上を図ることができる。

（４）その他
４−１）上記実施例におけるフィルム加熱方式の加熱定着装置６において、加熱体２２はセラミックヒータに限られるものではない。例えば、ニクロム線等を用いた接触加熱体等や、鉄板片等の電磁誘導発熱性部材等であってもよい。加熱体２２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。

フィルム２３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加熱定着装置にすることもできる。

フィルム２３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。またフィルム２３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。

４−２）加熱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。

４−３）加熱定着装置は、実施例の加熱定着装置に限られず、その他、未定着画像を仮定着する像加熱装置、画像を担持した記録媒体を再加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置であってもよい。

画像形成装置の一例の概略構成模型図 定着装置の概略構成模型図 加圧ローラの層構成模型図 （ａ）は芯金上の弾性層の外周に弾性層を成型した弾性層形成物の全体斜視図、（ｂ）は（ａ）の弾性層形成物の右側面図 図４の（ａ）の弾性層形成物の接着層の切り出しサンプルの拡大斜視図針状フィラーの説明図 （ａ）は図５の切り出しサンプルのａ断面の拡大図、（ｂ）は図５の切り出しサンプルのｂ断面の拡大図 高熱伝導性針状フィラーの繊維直径部分と繊維長部分を表わす説明図 実施例１に係る加圧ローラの成型手順を表す説明図 実施例２に係る加圧ローラの成型手順を表す説明図 実施例３に係る加圧ローラの成型手順を表す説明図 比較例に係る加圧ローラの層構成を表す説明図

符号の説明

２３‥耐熱性フィルム、２４‥加圧ローラ、２４ａ‥弾性層、２４ｂ‥接着層、２４ｃ‥離型層、２４ｅ‥接着剤、２４ｆ‥高熱伝導性針状フィラー、Ｐ‥記録材、Ｎ‥ニップ部、ｔ‥未定着のトナー画像（未定着画像）

Claims (12)

1. 加熱部材と接触して記録材を挟持搬送しつつ加熱するためのニップ部を形成する加圧部材であって、離型層と弾性層との間にフィラー中で熱伝導異方性を有するフィラーを具備する加圧部材において、
   前記フィラーは前記離型層と前記弾性層を接着する接着剤により結着されていることを特徴とする加圧部材。
2. 前記フィラーと前記接着剤とを含有する接着層を前記離型層と前記弾性層との間に有することを特徴とする請求項１に記載の加圧部材。
3. 前記接着層には前記フィラーが前記接着剤に対する体積率で３０Ｖｏｌ％以上含まれていることを特徴とする請求項２に記載の加圧部材。
4. 前記フィラーは前記接着層の前記接着剤を前記弾性層に塗付することによって前記離型層と前記弾性層との間に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の加圧部材。
5. 前記フィラーは前記接着層を前記弾性層に塗付することによって前記離型層と前記弾性層との間に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の加圧部材。
6. 前記フィラーは前記接着層を前記弾性層に複数回塗付することによって前記離型層と前記弾性層との間に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の加圧部材。
7. 前記フィラーの記録材搬送方向と直交する長手方向における熱伝導率は１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の加圧部材。
8. 前記接着層の記録材搬送方向と直交する長手方向の熱伝導率は２．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれかに記載の加圧部材。
9. 前記熱伝導異方性を有するフィラーは針状フィラーであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の加圧部材。
10. 前記針状フィラーの平均長さが１００μｍ以上であることを特徴とする請求項９に記載の加圧部材。
11. 加熱部材と、前記加熱部材と接触してニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ記録材が担持している像を加熱する像加熱装置において、
    前記加圧部材として請求項１から請求項１０のいずれかに記載の加圧部材を有することを特徴とする像加熱装置。
12. 像担持体と、前記像担持体が担持する未定着画像を記録材に転写して担持させる転写手段と、記録材が担持する未定着画像を記録材に固着させる定着手段と、を有する画像形成装置において、
    前記定着手段として請求項１１に記載の像加熱装置を有することを特徴とする画像形成装置。