(57)【要約】【課題】針状フィラーが少なくとも軸方向に配向されかつその軸方向への配向の割合が全域にわたって略同じである弾性層を形成する弾性ローラの製造方法を提供する。【解決手段】流路幅Ｗに直交する法線が基体４ａの軸に対して２５°〜７５°の角度θだけ傾斜された吐出口１３ｆを有する塗工ヘッド１３を用いて、該吐出口１３ｆから針状フィラーを含む液状ゴム混合物を基体４ａの軸に対して傾斜した方向に吐出する。この場合、吐出された液状ゴム混合物の流れる向きは基体４ａの軸方向に沿う方向となるので、針状フィラーが基体４ａの軸方向に配向されつつかつ全域にわたって略同じ割合に配向されながら液状ゴム混合物が基体４ａの外周面に塗布される。したがって、針状フィラーが基体の軸方向に配向されかつその軸方向への配向の割合が全域にわたってどの箇所でも略同じである弾性層を有する弾性ローラを形成することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の基体の外周面に対向して配置された吐出口から針状フィラーを混合した液状材料を前記基体に向けて吐出する塗工ヘッドを用いて、基体の外周面に弾性層が形成されてなる弾性ローラを製造する方法であって、
前記基体と前記塗工ヘッドとを少なくとも軸方向に相対的に移動させつつ、前記吐出口から前記液状材料を前記基体の軸に対して傾斜した方向に吐出して、該液状材料を前記基体の外周面に塗布する工程を有することを特徴とする弾性ローラの製造方法。
【請求項２】
前記塗工ヘッドの吐出口の吐出方向は、前記基体の軸とのなす角度が２５°〜７５°となる向きであることを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項３】
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１又は請求項２に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項４】
円筒状の基体を保持する保持手段と、前記基体の外周面に対向して配置された吐出口を有する塗工ヘッドと、前記基体と前記塗工ヘッドとを少なくとも軸方向に相対的に移動させる移動手段とを有し、前記基体と前記塗工ヘッドとを相対的に移動させつつ前記吐出口から針状フィラーを混合した液状材料を吐出して該液状材料を前記基体の外周面に塗布する塗工装置において、
前記塗工ヘッドは、前記吐出口からの吐出方向が前記基体の軸に対して傾斜するように形成されてなることを特徴とする塗工装置。
【請求項５】
前記塗工ヘッドは、前記基体を通す貫通孔と、該貫通孔の内周面に開口した吐出口とを有することを特徴とする請求項４に記載の塗工装置。
【請求項６】
前記塗工ヘッドは、前記吐出口が前記貫通孔の内周面の周方向全周にわたって開口したスリット状に設けられ、前記基体と当該塗工ヘッドとは軸方向のみに相対的に移動されることを特徴とする請求項５に記載の塗工装置。
【請求項７】
前記塗工ヘッドは、前記吐出口に連続し、前記基体の軸に対して傾斜した流路を有し、前記流路は前記基体の軸とのなす角度が２５°〜７５°となるように形成されてなることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の塗工装置。
【請求項８】
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４乃至請求項７のいずれか１項に記載の塗工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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の定着ローラや加圧ローラなどに用いるのに好適な、弾性層を有する弾性ローラの製造方法、及び該弾性ローラの弾性層を形成する塗工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置に搭載される定着装置は、熱源により加熱される定着ベルトと、これと対に配置された加圧ローラとを備える。定着ベルトと加圧ローラにはそれぞれ弾性層が設けられており、定着ベルトと加圧ローラとが圧接すると、それぞれの弾性層が弾性変形して定着ニップ部を形成する。そして、未定着トナー像の形成された記録材が定着ニップ部を通過する際に、未定着トナーが加熱／加圧され定着画像として記録材に定着される。こうした定着装置では、例えば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）。この非通紙部昇温の発生を抑制するために、例えば加圧ローラの弾性層に熱伝導性の高い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）。
【０００３】
弾性層を形成する方法としては、次の方法が従来から知られている。第一に、フッ素樹脂チューブが予め内部に嵌挿された円筒形状の金型に芯金をセットし、この芯金とフッ素樹脂チューブとの間に液状シリコーンゴムを流し込む注型法がある（特許文献２）。第二に、高粘度の液状シリコーンゴムを円筒状の芯金の外周面に直接吐出して塗布するリング塗工法がある（特許文献３）。また、リング塗工法において、塗布液の降伏応力値と液粘度のせん断速度依存性（チキソトロピーインデックス）を適正な範囲に制限することで、寸法精度の良好な弾性層を得ることのできるようにしたものがある（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５１２４３号公報
【特許文献２】特許第２９５９８２９号公報
【特許文献３】特開２００３−１９０８７０号公報
【特許文献４】特許第４７６１５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、加圧ローラの熱伝導率を高くするには、熱伝導率を高くしたい向きに多くの針状フィラーを配向する必要がある。特に非通紙部昇温の発生を抑制するには、針状フィラーの多くを加圧ローラの軸方向に配向する必要がある。しかしながら、注型法を用いて針状フィラーの混在された弾性層を形成する場合には、弾性層の全域にわたって針状フィラーを略同じ割合で略同じ向き（詳しくは軸方向）に配向させることが難しかった。すなわち、弾性層内の針状フィラーの向きは液状シリコーンゴムの流れる向きに従って決まるが、金型内では液状シリコーンゴムの流れる向きが不均一になりやすい。それ故に、注型法では略同じ向きに配向される針状フィラーの割合が弾性層の箇所によって大きく異なることが生じ得る。
【０００６】
他方、リング塗工法を用いて針状フィラーの混在された弾性層を形成する場合には、弾性層の軸方向に関して所望の熱伝導率を得るのが難しい。これは、相対的に多くの針状フィラーが弾性層の厚さ方向に配向されるためである。すなわち、従来では、針状フィラーを混入した液状シリコーンゴムは芯金の外周面に対して垂直向きに吐出される。そのため、針状フィラーを弾性層の軸方向に配向したいにも関わらず、針状フィラーの多くは吐出時の向きつまり弾性層の厚さ方向を向いた状態に配向される。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、針状フィラーが少なくとも軸方向に配向されかつその軸方向への配向の割合が全域にわたって略同じである弾性層を形成する弾性ローラの製造方法、及び該弾性ローラの弾性層を形成する塗工装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る弾性ローラの製造方法は、円筒状の基体の外周面に対向して配置された吐出口から針状フィラーを混合した液状材料を前記基体に向けて吐出する塗工ヘッドを用いて、基体の外周面に弾性層が形成されてなる弾性ローラを製造する方法であって、前記基体と前記塗工ヘッドとを少なくとも軸方向に相対的に移動させつつ、前記吐出口から前記液状材料を前記基体の軸に対して傾斜した方向に吐出して、該液状材料を前記基体の外周面に塗布する工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基体とリング状塗工ヘッドとを少なくとも軸方向に相対的に移動させつつ、吐出口から針状フィラーを混合した液状材料を基体に向けて吐出する際に、該吐出口から前記液状材料を前記基体の軸に対して傾斜した方向に吐出する。この場合、吐出口から吐出された液状材料は、基体の軸方向に沿う向きに流れやすい。これにより、針状フィラーが少なくとも基体の軸方向に配向され、かつ軸方向に配向された針状フィラーの割合が全域にわたって略同じである弾性層を基体の外周面に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る定着装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】加圧ローラの全体構成を示す斜視図である。
【図３】塗工装置の構成を示す概略図である。
【図４】塗工ヘッドの構成を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。まず、本発明にかかる定着装置について図１を用いて説明する。図１は、本発明に係る定着装置の構成を示す概略断面図である。
【００１２】
［定着装置］
図１に示す定着装置１００は、加熱体としてのヒータ１と、加熱体支持部材としてのヒータホルダ２と、定着部材としての定着ベルト３と、弾性ローラとしての加圧ローラ４とを備える。ヒータ１は、不図示の手段によって通電されることで発熱しかつ所定の制御温度に制御される例えば抵抗発熱体などの熱源である。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るヒータホルダ２（以下、単にホルダと記す）に固定支持される。具体的には、ホルダ２の下面にホルダ長手方向（図１の紙面表裏方向）に沿って溝部が設けられており、この溝部にヒータ１が嵌入されている。
【００１３】
定着ベルト３は、内側から環状の基材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及びホルダ２に摺擦される無端ベルトであり、ヒータ１を支持したホルダ２の外周に周長に余裕を持たせて外嵌されている。定着ベルト３は、後述する加圧ローラ４の回転により従動回転する。このため定着ベルト３は、定着装置１００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。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。
【００１４】
加圧ローラ４は、内側から円筒状の基体４ａ、弾性層（４ｂ，４ｃ）、離型層４ｄ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（不図示）によって使用時に回転駆動される。このため基体４ａは、定着装置１００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。加圧ローラ４は、ホルダ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、不図示の加圧機構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，４ｃ）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との間には記録材搬送方向に所定の幅を有する定着ニップ部Ｎが形成される。
【００１５】
加圧ローラ４は不図示の回転駆動装置によって回転駆動されると、従動回転する定着ベルト３との間で定着ニップ部Ｎにおいて記録材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Ｔによって未定着トナー像の形成された記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに挟持搬送されると、記録材Ｐ上の未定着トナーＴは加熱、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、これを冷却することによって未定着トナー像を定着画像として記録材Ｐに定着させる。
【００１６】
［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）等の耐熱性樹脂が用いられる。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（Ｎｉ）、ニッケル合金などの金属を用いてもよい。また、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。
【００１７】
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は記録材Ｐが定着ニップ部Ｎを通過する際に、記録材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。しかし、ベルト弾性層３ｂは薄いと十分な弾性が得られなくなり、良質な画像を得ることができなくなる。反対に、ベルト弾性層３ｂは厚いと熱容量が大きくなり、加熱によって所定温度に達するまでに時間がかかる。そのため、ベルト弾性層３ｂの厚みは、３０μｍ〜５００μｍ好ましくは１００μｍ〜３００μｍとするのが望ましい。
【００１８】
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種々の理由から、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の第一弾性層４ｂや第二弾性層４ｃに用いるのにも好適である。
【００１９】
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たならば、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を介して記録材Ｐに伝わり難くなるので、記録材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。
【００２０】
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。
【００２１】
［加圧ローラ］
加圧ローラ４について説明する。加圧ローラ４は、基体４ａの外周に第一弾性層４ｂと、該第一弾性層４ｂの外周に第二弾性層４ｃと、該第二弾性層４ｃの外周に離型層４ｄとを有する複層構造に形成されている。この第一弾性層４ｂ及び第二弾性層４ｃについて説明する。図２は、加圧ローラ４の全体構成を示す斜視図である。なお、図２（ａ）に示すように、以下では加圧ローラ４の周方向を「ｘ」方向、加圧ローラ４の軸方向を「ｙ」方向、加圧ローラ４の厚み方向（層厚方向）を「ｚ」方向と表す。
【００２２】
＜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。
【００２３】
＜第一弾性層＞
第一弾性層４ｂは、基体４ａの外周を被覆する例えばシリコーンゴム層である。第一弾性層４ｂは、定着ベルト３のベルト弾性層３ｂと同様に液状材料として液状シリコーンゴムを用いるのが好ましい。第一弾性層４ｂは、その外周に形成される第二弾性層４ｃよりも熱伝導率が低い。具体的には、第一弾性層４ｂの厚み方向（ｚ方向）の熱伝導率は０．１３Ｗ／（ｍ・ｋ）〜０．４０Ｗ／（ｍ・ｋ）の範囲内であり、かつ第二弾性層４ｃにおける厚み方向（ｚ方向）の熱伝導率よりも低い。こうした第一弾性層４ｂの形成方法は、一般的な型成型を用いてもよいしリング塗工法を用いてもよい。なお、第一弾性層４ｂは液状シリコーンゴムを用いることに限らず、柔軟で耐熱性のある材料であればよく、例えば発泡スポンジゴムなどを用いてもよい。ただし、発砲スポンジゴムを用いる場合には、気泡部分（セル）が第一弾性層４ｂ内に占める体積比が大きすぎると当該加圧ローラ４の耐久性が低下し得るので、耐久性が低下しない適度な体積比とするのが望ましい。
【００２４】
＜第二弾性層＞
第二弾性層４ｃは、第一弾性層４ｂの外周を被覆するシリコーンゴム層である。第二弾性層４ｃについても、上述のベルト弾性層３ｂや第一弾性層４ｂと同様に液状シリコーンゴムを用いるのが好ましい。ただし、液状材料として液状シリコーンゴムに針状フィラーを混合した液状ゴム混合物を用いる。第二弾性層４ｃには、不図示の針状の高熱伝導性フィラー（以下、針状フィラーと記す）が軸方向（ｙ方向）に配向した状態で存在している。第二弾性層４ｃは針状フィラーを有するが故に、熱の伝わる向きによって熱伝導率が異なる熱伝導異方性を有する。本実施例では、特に軸方向の熱伝導率を高くするように針状フィラーが混在されている。詳しくは後述するが、そうなるように、針状フィラーを配向する向きを軸方向（ｙ方向）に揃えて第二弾性層４ｃを形成することのできるようにしている。こうすることで、非通紙部の温度が高くなり始めたとしても、温度上昇した非通紙部から相対的に温度の低い通紙部やローラ両端部へと熱が伝達されやすくなる。つまり、非通紙部から通紙部やローラ両端部へと熱が効率的に拡散される。
【００２５】
第二弾性層４ｃ及び第一弾性層４ｂは、略均一な厚みで形成される。第二弾性層４ｃの厚みは、０．３ｍｍ〜５．０ｍｍ程度好ましくは０．５ｍｍ以上であればよい。０．５ｍｍ以上であれば、軸方向（ｙ方向）への熱の移動がより効果的に行われる。これに対し、第一弾性層４ｂの厚みは特に限定されるものではなく、第二弾性層４ｃの厚みや硬度に応じて調整されればよい。すなわち、第一弾性層４ｂの厚みは、第二弾性層４ｃを含むこれらの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、所望の幅の定着ニップ部Ｎを形成し得る厚みであればよい。ただし、第一弾性層４ｂと第二弾性層４ｃとを含む弾性層全体の厚みは、２．０ｍｍ〜１０．０ｍｍ程度とするのが好ましい。なお、第二弾性層４ｃの硬度は、所望の幅の定着ニップ部Ｎを確保する観点からすれば２０°〜７０°の範囲内であるのが好ましい。
【００２６】
上述したように、第二弾性層４ｃには針状フィラーが混在されている。この針状フィラーは例えば円柱や多角柱などの形状をした棒状部材であり、直径に対する長さの比が大きいつまりアスペクト比の高い部材である。針状フィラーとしては、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を用いる。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。第二弾性層４ｃに混在させる針状フィラーに用いるピッチ系炭素繊維は、平均直径が５μｍ〜１１μｍ程度かつ平均長さが５０μｍ〜１０００μｍ程度のものが好ましい。なぜなら平均長さが５０μｍよりも短いと、第二弾性層４ｃの熱伝導率に異方性効果が現れ難くなるからである。一方、平均長さが１０００μｍよりも長いと、第二弾性層４ｃ内に分散させることが難しくなるからである。
【００２７】
また、第二弾性層４ｃ内の針状フィラーの分散含有量は、体積比５％〜４０％であるのが望ましい。なぜなら、針状フィラーの分散含有量が体積比５％未満の場合には、熱伝導率を高めることができず、非通紙部昇温の発生抑制に十分な熱伝導率が得られないからである。一方、針状フィラーの分散含有量が体積比４０％を上回る場合には、液状ゴムの流動性が低下して弾性層の加工成型が難しくなり、また硬度が上がり弾性層としての機能が失われ得るからである。
【００２８】
＜離型層＞
離型層４ｄは、フッ素樹脂層である。離型層４ｄは、第二弾性層４ｃ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第二弾性層４ｃ外周に塗布することにより形成してもよい。離型層４ｄの厚みは特に限定されないが、好ましくは１５μｍ〜８０μｍ程度であればよい。この離型層４ｄ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。
【００２９】
なお、第一弾性層４ｂと第二弾性層４ｃの間や、第二弾性層４ｃと離型層４ｄ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。
【００３０】
［塗工装置］
本発明に係る塗工装置について図３乃至図４を用いて説明する。本発明に係る塗工装置の概略構成を図３に示す。また、本発明に係る弾圧ローラの製造方法に好適に用いることのできるリング状塗工ヘッドの概略構成を図４に示す。
【００３１】
本発明に係る塗工装置２００は、リング塗工法を採用した装置である。図３に示すように、塗工装置２００には、架台５の上に略垂直に立設するコラム６が取り付けられている。図中の左右に位置する各コラム６上部には、精密ボールネジ７が略垂直に取り付けられている。そして、精密ボールネジ７と平行にリニアガイド８が１本ずつ各コラム６に取り付けられている。図中左側のコラム６には、リニアガイド８及び精密ボールネジ７と連結したＬＭガイド９が上下に分かれて２つ設けられている。これらのＬＭガイド９は、サーボモータ１０の回転運動がプーリ１１を介して伝達されることによりリニアガイド８に沿って上下に昇降する。ＬＭガイド９には、ブラケット１４がそれぞれ取り付けられている。図中下側のブラケット１４には、基体４ａなどの円筒体１２を下方から保持し固定するワーク下保持軸１５が略垂直に取り付けられている。他方、図中上側のブラケット１４には、円筒体１２を上方から保持し固定するワーク上保持軸１６が略垂直に取り付けられている。これらワーク下保持軸１５とワーク上保持軸１６とは互いに対向しかつ略同心になるように配置され、円筒体１２を上下から挟持する。したがって、ワーク下保持軸１５とワーク上保持軸１６とに保持された円筒体１２は、ＬＭガイド９と共にサーボモータ１０により図３の上下に移動し得る。
【００３２】
また、図中左側のコラム６には、円筒体１２の外周面に液状ゴム混合物を塗布するためのリング形状の塗工ヘッド１３が円筒体１２の外周面に対向して配置されている。塗工ヘッド１３は中央部に貫通孔１３ｇ（図４参照）を有してなり、その中心軸はワーク下保持軸１５とワーク上保持軸１６の移動方向と平行になるように支持される。また、塗工ヘッド１３は、その中心軸の延長線上にワーク下保持軸１５及びワーク上保持軸１６の軸中心が位置づけられるように配置される。これにより、塗工ヘッド１３の中心軸と貫通孔１３ｇに通された円筒体１２の中心軸とが略一致し、塗工ヘッド１３の内周面と円筒体１２の外周面との間に全周にわたって均一な幅の間隙が形成される。
【００３３】
塗工ヘッド１３には、液状ゴム混合物の供給口１７が接続されている。供給口１７は、液状ゴム混合物が通される配管１８を介して材料供給弁１９に接続される。そして、右コラム６にはシリンジ２０が設けられる他に、図示を省略した混合ミキサー、材料定量吐出装置、材料タンク等が設けられる。液状ゴム混合物は、材料タンクから材料定量吐出装置により一定量ずつ計量されて混合ミキサーで混合される。混合された液状ゴム混合物はシリンジ２０に一旦充填された後に、シリンジ２０から単位時間あたり一定量ずつ配管１８及び材料供給弁１９を経由して供給口１７に送られる。
【００３４】
供給口１７は塗工ヘッド１３に接続されていることから、シリンジ２０から供給口１７に送られた液状ゴム混合物は塗工ヘッド１３に供給される。塗工ヘッド１３に供給された液状ゴム混合物は、図４（ａ）に示す塗工ヘッド１３内の流路１３ｅを通って、塗工ヘッド１３の内面に環状に設けられた吐出口１３ｆから吐出される。液状ゴム混合物を吐出する際には、塗工ヘッド１３からの吐出量とシリンジ２０からの液状ゴム混合物の供給量を一定に維持したうえで、円筒体１２を図３の上方へと移動する。こうして塗工ヘッド１３に対し円筒体１２を移動させながら液状ゴム混合物を吐出することで、円筒体１２の外周面全域に一定の厚さで液状ゴム混合物を塗布することができる。なお、円筒体１２の外周面と塗工ヘッド１３の内周面との間隙は、弾性層（例えば第二弾性層４ｃなど）の層厚以上であるのが好ましい。
【００３５】
（塗工ヘッド）
塗工ヘッド１３について説明する。図４（ａ）に示すように、塗工ヘッド１３は大きく分けると、ヘッド上部部材１３ａ、ヘッド下部部材１３ｂ、ヘッド外周部材１３ｃにより構成されている。塗工ヘッド１３は、中央部に孔を有する円筒状のヘッド上部部材１３ａとヘッド下部部材１３ｂとを同軸に組み合わせて、これらを中空円筒形のヘッド外周部材１３ｃにより外側から保持することによって形成される。勿論、これらは一体的に作られていてもよい。ヘッド上部部材１３ａとヘッド下部部材１３ｂとが組み合わされることにより、塗工ヘッド１３内に流路１３ｅが形成されると共に、塗工ヘッド１３の内周面の周方向全周にわたって環状に開口したスリット状の吐出口１３ｆが形成される。すなわち、ヘッド上部部材１３ａとヘッド下部部材１３ｂとを組み合わせたときに、これらの間に生ずる間隙が所定の流路１３ｅ及び吐出口１３ｆを形成するように、予めヘッド上部部材１３ａとヘッド下部部材１３ｂは互いに関連付けられた形状に形成される。ヘッド外周部材１３ｃには材料注入口１３ｄが設けられており、該材料注入口１３ｄは供給口１７（図３参照）に繋がれる。
【００３６】
流路１３ｅは材料注入口１３ｄから吐出口１３ｆへと続く液状ゴム混合物の一連の連続した通り道となる。すなわち、配管１８及び材料供給弁１９を経由して液状ゴム混合物が材料注入口１３ｄに送り込まれると、送り込まれた液状ゴム混合物は塗工ヘッド１３内の流路１３ｅに流れ込む。流路１３ｅに流れ込んだ液状ゴム混合物は、周方向にひろがりながら流路１３ｅを満たしていく。液状ゴム混合物は流路１３ｅを満たすと、塗工ヘッド１３の内周面に形成された吐出口１３ｆから押し出されるようにして吐出される。こうして、塗工ヘッド１３は液体ゴム混合物を円筒体１２に対して全方位から同時に吐出する。
【００３７】
塗工ヘッド１３の吐出口１３ｆは、液体ゴム混合物を吐出する方向が円筒体１２の軸に対して傾斜するように、円筒体１２の軸に対し所定の角度だけ傾けられて形成される。この角度は円筒体１２の軸に対してあまりに緩い角度であったりあるいは急な角度であったりすると、非通紙部昇温の緩和に効果的である軸方向の熱伝導率が高い加圧ローラ（より具体的には第二弾性層４ｃ）を形成することが難しくなる。そこで、図４（ｂ）に示すように、吐出口１３ｆの流路幅Ｗに直交する法線Ｑと、円筒体１２の軸Ｏとのなす角度θ（以下、これを傾斜角と呼ぶ）が２５°〜７５°となるように、塗工ヘッド１３の吐出口１３ｆは形成される。言い換えるならば、少なくとも吐出口１３ｆ近傍の流路１３ｅが円筒体１２の軸Ｏに対して２５°〜７５°傾斜するように、塗工ヘッド１３は形成されている。
【００３８】
上記の傾斜角θは、液状ゴム混合物が吐出口１３ｆから円筒体１２の軸方向に沿って流れやすい向きに液状ゴム混合物を吐出することの可能な角度である。例えば傾斜角θが７５°を上回る角度である場合、液状ゴム混合物は円筒体１２の軸方向に沿って流れ難くなる。この場合、液状ゴム混合物は吐出口１３ｆから円筒体１２の外周面に対し垂直に近い向きで吐出されることから、吐出された液状ゴム混合物は一旦円筒体１２の外周面に向かい、その後に円筒体１２の軸方向に沿って流れる。したがって、液状ゴム混合物に含まれる針状フィラーは円筒体１２の厚み方向に配向されやすく、円筒体１２の軸方向には配向されにくい。そうであると、非通紙部昇温の緩和に効果的である加圧ローラの軸方向の熱伝導率を高くすることが難しくなる。
【００３９】
一方、傾斜角θが２５°未満の角度である場合、液状ゴム混合物は吐出口１３ｆから円筒体１２の外周面に対し水平に近い向きで吐出されることから、吐出された液状ゴム混合物は円筒体１２の軸方向に沿って流れる。したがって、液状ゴム混合物に含まれる針状フィラーは円筒体１２の軸方向に配向されやすい。しかし、この場合、液状ゴム混合物が円筒体１２の外周面に付着しにくくなり、弾性層を形成することが難しくなる。
【００４０】
既に述べたとおり、針状フィラーを液状シリコーンゴム等に混合した場合、針状フィラーは細長い繊維形状をしているため、基体４ａへ吐出される液状ゴム混合物が流れる向きに配向されやすい。そのため、弾性層ひいては加圧ローラ４内における熱の流れをより大きくしたい向きに液状ゴム混合物を流すことによって、その方向への熱の流れを他方向への熱の流れより大きくすることができる。本実施例では、第二弾性層４ｃを形成する際の液状ゴム混合物の流れの向きを基体４ａの軸方向とする。こうすることで、効率よく針状フィラーを軸方向に配向させて軸方向の熱伝導率を高めることができ、もって非通紙部から通紙部やローラ両端部へと効率的に熱を分散させることが可能となる。この点に鑑み、本実施例では吐出口１３ｆの吐出方向を上述したように傾斜角２５°〜７５°となる向きにしている。
【００４１】
なお、上記塗工ヘッド１３は、液状ゴム混合物を基体４ａの外周面に対し斜めに吐出する吐出口１３ｆの形成がしやすく、かつ溶剤等に侵されにくい材質のものが好ましい。この材質としては、例えばステンレス、鉄、アルミニウム、銅、真鍮等の金属やフッ素樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリスチレン等の樹脂があるが、加工精度の観点からステンレス等の鋼材を用いるのが好ましい。
【００４２】
［第二弾性層の形成工程］
加圧ローラ４の製造方法のうち特に第二弾性層４ｃの形成工程について説明する。まず、基体４ａの外周に形成済みである第一弾性層４ｂの周面にプライマー（商品名：ＤＹ３９−０５１、東レ・ダウコーニング株式会社製）を塗布して、例えば熱風循環式オーブンで１８０℃、３０分間焼成する（プライマー処理）。プライマー処理後、基体４ａ（円筒体１２）は塗工装置２００のワーク下保持軸１５とワーク上保持軸１６によって軸が垂直に立てられた状態で保持される。
【００４３】
サーボモータ１０を動作して基体４ａを塗工開始位置まで降下した後に、サーボモータ１０を反転動作して基体４ａを例えば３０ｍｍ／ｓの速度で上昇させる。基体４ａを上昇させるのにあわせて、塗工ヘッド１３の吐出口１３ｆから層厚が例えば１ｍｍになる一定の吐出量で液状ゴム混合物を吐出する。こうして基体４ａを塗工ヘッド１３に対して移動させながら、液状ゴム混合物を塗工ヘッド１３内周面に設けてある吐出口１３ｆから基体４ａに向けて吐出することにより、基体４ａの周方向及び軸方向の全域にわたって液状ゴム混合物を塗布していく。この際に、液状ゴム混合物は吐出口１３ｆから基体４ａの軸に対して傾斜した方向に吐出される。
【００４４】
基体４ａの全域にわたって液状ゴム混合物が塗布されると、基体４ａを垂直保持状態から水平保持状態にし、基体４ａを回転する。基体４ａを垂直保持状態から水平保持状態に移行するのは、液状ゴム混合物を流動させて弾性層表面を平滑にするためである。基体４ａは、例えば回転数６０ｒｐｍで回転されながら加熱される。基体４ａを回転させながら加熱するのは、液状ゴム混合物がダレてしまうのを防ぐため、また塗布された液状ゴム混合物を均一に加熱するためである。基体４ａの表面温度が１８０℃になった状態を３分間維持すると、液状シリコーンゴムは硬化する（加熱硬化）。この加熱硬化のために用いる熱源は、液状ゴム混合物を非接触で加熱できる近赤外線ヒータ、遠赤外線セラミックヒータ、ランプ加熱ヒータ、ＵＶヒータ等が望ましい。加熱温度は使用する液状ゴム混合物によって異なるが、硬化反応の生ずる１００℃〜２５０℃程度の温度が好ましい。さらに、基体４ａは２００℃の熱風循環式オーブンにより４時間程度の間加熱される。これにより、液状シリコーンゴムは２次硬化する。こうして、第二弾性層４ｃが第一弾性層４ｂの周面に形成される。
【００４５】
［加圧ローラの評価］
以下、本発明に係る弾性ローラの製造方法によって形成される加圧ローラ４の評価について、後述する実施例１乃至実施例４、比較例１乃至比較例３を用いて説明する。
【００４６】
＜熱伝導率＞
本実施例では、評価のために熱伝導率を求める。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（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の軸方向（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（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とした。軸方向（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とした。そして、これらの被測定試料を用いて温度設定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、軸方向熱拡散率、厚み方向熱拡散率とした。
【００４７】
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「Ａｃｃｕｐｙｃ  １３３０」（商品名、株式会社島津製作所製）といった乾式自動密度計を用いる。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λ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。
【００４８】
＜軸配向性及び配向均一性の指標＞
第二弾性層４ｃ内で針状フィラーが軸方向に沿って配向されているかの評価には、軸配向率「％λｙ」を用いた。軸配向率「％λｙ」は以下の式１により求まる。
軸配向率「％λｙ」＝λｙ×１００／（λｘ＋λｙ＋λｚ）（％）・・・式１
【００４９】
ここで、λｘは第二弾性層４ｃの周方向の熱伝導率、λｙは第二弾性層４ｃの軸方向の熱伝導率、λｚは第二弾性層４ｃの厚み方向の熱伝導率である。この軸配向率「％λｙ」が高いほど、第二弾性層４ｃ内で多くの針状フィラーが軸方向に配向されているといえる。
【００５０】
第二弾性層４ｃの周方向及び軸方向の全域にわたる針状フィラーの配向均一性の評価には、軸配向率の変動幅「Δ％λｙ」を用いた。この軸配向率の変動幅「Δ％λｙ」は、ローラ両端部及び中央部に位置する任意の点（３点）と、これら各点に対し周方向１８０°反対側に位置する点（３点）の計６点それぞれの軸配向率「％λｙ」のうち、最大の軸配向率と最小の軸配向率との差である。この差が小さいほど、第二弾性層４ｃの全域にわたってどの箇所においても針状フィラーが軸方向に略同じ割合で配向されているといえる。
【００５１】
＜評価結果＞
後述する実施例１乃至実施例４の加圧ローラ、及び比較例１乃至比較例３の加圧ローラについて、第二弾性層４ｃの軸方向熱伝導率、軸配向率、軸配向率の変動幅を表１に示す。
【００５２】
【表１】
2015114367.tif 000003
【００５３】
実施例１乃至実施例４の加圧ローラ、及び比較例１乃至比較例３の加圧ローラはすべて共通に、基体４ａに外径φ２２ｍｍの鉄製の芯金を用いた。また、第一弾性層４ｂは熱伝導率が０．２４Ｗ／（ｍ・ｋ）のシリコーンゴムを用いて形成し、その厚みを３ｍｍとした。第一弾性層４ｂを形成するために基体４ａ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。離型層４ｄは、第二弾性層４ｃ上に厚み５０μｍのＰＦＡチューブを被覆した。第二弾性層４ｃと離型層４ｄとを接着する接着剤は、「ＳＥ１８１９ＣＶ」（商品名、東レ・ダウコーニング社製）を用いた。
【００５４】
（実施例１の第二弾性層）
実施例１では、第二弾性層４ｃ用の液状ゴム混合物として、重量平均分子量が５万である付加反応架橋型液状シリコーンゴムに針状フィラーを体積比１９．８％の割合で混合したものを使用した。針状フィラーは、平均繊維長が９μｍ、平均繊維長が１００μｍ、熱伝導率λが９００Ｗ／（ｍ・ｋ）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。第二弾性層４ｃの形成には、図４に示した塗工ヘッド１３を有する図３に示した塗工装置２００を用いた。塗工ヘッド上部および下部の内直径は３０．０ｍｍ、環状スリット内部の最狭幅は０．５ｍｍ、傾斜角θは４５°とした。
【００５５】
（実施例２の第二弾性層）
実施例２では、第二弾性層４ｃ用の液状ゴム混合物として、重量平均分子量が５万である付加反応架橋型液状シリコーンゴムに針状フィラーを体積比１６．０％の割合で混合したものを使用した。針状フィラーは、平均繊維長が９μｍ、平均繊維長が２００μｍ、熱伝導率λが９００Ｗ／（ｍ・ｋ）のピッチ系炭素繊維（商品名「ＧＲＡＮＯＣミルドファイバー（ＸＮ−１００−２０Ｍ）」、日本グラファイトファイバー株式会社製）を用いた。第二弾性層４ｃの形成には実施例１と同様に、図４に示した塗工ヘッドを有する図３に示した塗工装置を用いた。ただし、環状スリット内部の最狭幅は１．０ｍｍ、傾斜角θは４５°とした。
【００５６】
（実施例３の第二弾性層）
実施例３では、第二弾性層４ｃ用の液状ゴム混合物として、実施例１と同じものを使用した。また、第二弾性層４ｃの形成には実施例１と同様に、図４に示した塗工ヘッドを有する図３に示した塗工装置を用いた。ただし、環状スリット内部の最狭幅は０．５ｍｍ、傾斜角θは７５°とした。
【００５７】
（実施例４の第二弾性層）
実施例４では、第二弾性層４ｃ用の液状ゴム混合物として、実施例２と同じものを使用した。また、第二弾性層４ｃの形成には実施例１と同様に、図４の塗工ヘッド１３を有する図３に示した塗工装置２００を用いた。ただし、環状スリット内部の最狭幅は１．０ｍｍ、傾斜角θは２５°とした。
【００５８】
（比較例１の第二弾性層）
比較例１では、第二弾性層４ｃ用の液状ゴム混合物として実施例１と同様の液状ゴム混合物を用いた。第二弾性層４ｃの形成には、リング塗工法を採用した従来の塗工装置を用いた。従来の塗工装置は、液体ゴム混合物を基体４ａの軸に対して垂直に吐出する塗工ヘッドを備える。言い換えれば、従来の塗工装置には、塗工ヘッドの吐出口が円筒体１２の軸に対して垂直つまりは傾斜角θが９０°となるように形成されている。なお、塗工ヘッド上部および下部の内直径が３０．０ｍｍ、環状スリット内部の最狭幅が０．５ｍｍのものを用いた。
【００５９】
（比較例２の第二弾性層）
比較例２では、第二弾性層４ｃ用の液状ゴム混合物として、重量平均分子量が５万である付加反応架橋型の液状シリコーンゴムに針状フィラーを体積比２５．４％の割合で混合したものを使用した。針状フィラーには、実施例１と同じピッチ系炭素繊維（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。そして、比較例２では、第二弾性層４ｃの形成にリング塗工法でなく注型法を用いた。つまり、円筒状の金型の内面にＰＦＡチューブを予めセットしたものに対し、該金型の中央にプライマー処理済みの第一弾性層４ｂを形成済みの基体４ａをセットする。そして、この第一弾性層４ｂとＰＦＡチューブとの間に上記の液状ゴム混合物を流し込み、金型ごと２００℃の熱風循環式オーブン中で加熱硬化する。硬化後、金型を脱型して基体４ａ上に第一弾性層４ｂ、第二弾性層４ｃ、ＰＦＡチューブ（離型層４ｄ）が積層された弾性ローラを取り出す。この弾性ローラを２００℃の熱風循環式オーブン中でさらに４時間加熱すると、第二弾性層４ｃは２次硬化する。このようにして、比較例２の第二弾性層４ｃは形成される。
【００６０】
（比較例３の第二弾性層）
比較例３では、第二弾性層４ｃ用の液状ゴム混合物として、重量平均分子量が５万である付加反応架橋型の液状シリコーンゴムに針状フィラーを体積比９．０％の割合で混合したものを使用した。比較例３では、針状フィラーとして平均繊維長が９μｍ、平均繊維長が２５０μｍ、熱伝導率が９００Ｗ／（ｍ・ｋ）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。そして、比較例３では比較例２と同様に、第二弾性層４ｃの形成に注型法を用いた。
【００６１】
比較例１の結果をみると、比較例１の第二弾性層４ｃの軸方向の熱伝達率「λｙ」は１．５Ｗ／（ｍ・ｋ）、軸配向率「％λｙ」は２９．７％、軸配向率の変動幅「Δ％λｙ」は４．５％である。比較例１の第二弾性層４ｃは実施例と同じリング塗工法を用いて形成したが、その軸配向率は２９.７％と低い値にとどまっている。これは、従来の塗工装置では塗工ヘッドの吐出口が基体４ａの軸に対して９０°垂直向きに形成されていることによる。つまり、液体ゴム混合物は基体４ａの軸に対して垂直に吐出され、液体ゴム混合物に含まれる針状フィラーは軸方向に配向され難いためである。軸配向率が低ければ軸方向の熱伝導率も低くなって、比較例１の第二弾性層４ｃでは１．５Ｗ／（ｍ・ｋ）である。したがって、比較例１の加圧ローラは非通紙部昇温の抑制の効果が低い。
【００６２】
比較例２の結果をみると、比較例２の第二弾性層４ｃの軸方向の熱伝達率「λｙ」は５．３Ｗ／（ｍ・ｋ）、軸配向率「％λｙ」は６５．９％、軸配向率の変動幅「Δ％λｙ」は１８．７％である。比較例２では注型法を用いて第二弾性層４ｃを形成したが、その軸配向率は６５．９％と高い。これは、注型法では液体ゴム混合物に含まれる針状フィラーが軸方向に配向されやすいことによる。そして、軸配向率が高ければ軸方向の熱伝導率も高くなって、比較例２の第二弾性層４ｃでは５．３Ｗ／（ｍ・ｋ）である。したがって、比較例２の加圧ローラは非通紙部昇温の抑制の効果が高い。その一方で、軸配向率の変動幅は約２０％程度であることからすると、第二弾性層４ｃの周方向及び軸方向の全域にわたって針状フィラーは同じように配向されていない。つまり、針状フィラーの多くは軸方向に配向されているが、その配向は第二弾性層４ｃの全域にわたってどの箇所でも略同じでなく箇所によって差が生じている。
【００６３】
比較例３の結果をみると、比較例３の第二弾性層４ｃの軸方向の熱伝達率「λｙ」は２．４Ｗ／（ｍ・ｋ）、軸配向率「％λｙ」は４６．６％、軸配向率の変動幅「Δ％λｙ」は１７．０である。比較例３では比較例２と同様に注型法を用いて第二弾性層４ｃを形成したが、その軸配向率は４６．６％と比較例２に比べると低い。これは、比較例２に比べて液状シリコーンゴムに対する針状フィラーの分散含有量を減らしたことによる。その一方で、比較例２に比して針状フィラーの分散含有量を減らしたにもかかわらず、軸配向率の変動幅は比較例２とあまり変わっていない。つまり、針状フィラーの分散含有量を減らしただけでは、針状フィラーの配向の割合を略同じにすることができず、単に軸方向の熱伝導率を低くしてしまうだけである。
【００６４】
これに対し、実施例１〜実施例４の結果をみると、実施例１の第二弾性層４ｃの軸方向の熱伝達率「λｙ」は２．８Ｗ／（ｍ・ｋ）、軸配向率「％λｙ」は６５．６％、軸配向率の変動幅「Δ％λｙ」は２．７である。実施例２の第二弾性層４ｃの軸方向の熱伝達率「λｙ」は４．６Ｗ／（ｍ・ｋ）、軸配向率「％λｙ」は７１．６％、軸配向率の変動幅「Δ％λｙ」は２．６である。実施例３の第二弾性層４ｃの軸方向の熱伝達率「λｙ」は２．７Ｗ／（ｍ・ｋ）、軸配向率「％λｙ」は５３．８％、軸配向率の変動幅「Δ％λｙ」は３．６である。実施例４の形成された第二弾性層４ｃの軸方向の熱伝達率「λｙ」は４．８Ｗ／（ｍ・ｋ）、軸配向率「％λｙ」は７５．３％、軸配向率の変動幅「Δ％λｙ」は２．７である。
【００６５】
実施例１〜実施例４ではいずれも軸配向率が５０％以上であり、かつ軸配向率の変動幅が４％未満である。軸配向率は５０％以上であれば、非通紙部昇温の発生抑制に十分なだけの熱伝導率を付与することができているので問題ない。そして、実施例１〜実施例４の特徴的な点は、比較例と異なり軸配向率が５０％以上と比較的に高くとも軸配向率の変動幅が４％未満に収まっている点にある。つまり、実施例１〜実施例４の第二弾性層４ｃでは、針状フィラーは軸方向に配向されるが故に軸方向に高い熱伝導率を付与できている。それだけでなく、針状フィラーの軸方向への配向の割合が全域にわたって略同じであるが故に、弾性層全域にわたって同程度の熱伝導率を付与できている。
【００６６】
以上のように、本発明に係る弾性ローラの製造方法では、基体４ａと塗工ヘッド１３とを軸方向に移動させつつ、吐出口１３ｆから針状フィラーを含む液状ゴム混合物を基体４ａの軸に対して２５°〜７５°の範囲で傾斜した方向に吐出するようにした。そうするために、塗工ヘッド１３には、流路幅Ｗに直交する法線が基体４ａの軸に対して傾斜角２５°〜７５°だけ傾斜するように吐出口１３ｆが形成されている。これにより、吐出された液状ゴム混合物の流動向きが基体４ａの軸方向に沿う方向となる。そのため、針状フィラーが基体４ａの軸方向に配向されながらかつ全域にわたって略同じ割合に配向されながら液状ゴム混合物は基体４ａの外周面に塗布されることになる。こうして、針状フィラーが基体４ａの少なくとも軸方向に配向されかつその配向の割合が全域にわたってどの箇所でも略同じである弾性層を有する弾性ローラを形成することができる。この弾性層は、全域にわたって軸方向の熱伝導性が同じ程度に高い特性を持つ。
【００６７】
なお、上述した実施例では、内周面が全周にわたって環状に開口されたスリット状の吐出口１３ｆを有した塗工ヘッド１３を例に示したがこれに限らず、内周面の一部がスリット状に開口された１乃至複数の吐出口を有した塗工ヘッド１３であってもよい。この場合には、液状ゴム混合物を基体４ａに向けて吐出する際に、基体４ａと塗工ヘッド１３とを相対的に回転させることによって、基体４ａの周方向に均一に液状ゴム混合物を塗布する。勿論、基体４ａを塗工ヘッド１３に対して上昇させることで、基体４ａの周方向だけでなく軸方向に対しても液状ゴム混合物を塗布するのは言うまでもない。なお、塗工ヘッド１３の吐出口１３ｆはスリット状に形成することに限らず、例えば多数の小さな孔を少なくとも周方向に並べて形成してもよい。
【００６８】
なお、上述した実施例では加圧ローラを例に説明したがこれに限らない。例えば、加圧ローラと圧接して定着ニップ部を形成する定着ローラなどにも適用することができる。あるいは、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等の薄肉耐熱性樹脂もしくはステンレスやニッケル等の薄肉金属からなる無端ベルト状の加圧ベルトや定着ベルトなどであっても本発明を適用することは可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１…ヒータ、２…ヒータホルダ、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、４ａ…基体、４ｂ…第一弾性層、４ｃ…第二弾性層
４ｄ…離型層、１３…塗工ヘッド、１３ｅ…流路、１３ｆ…吐出口、１３ｇ…貫通孔
１００…定着装置、２００…塗工装置、Ｐ…記録材、Ｔ…未定着トナー
【図１】
2015114367.tif 000004
【図２】
2015114367.tif 000005
【図３】
2015114367.tif 000006
【図４】
2015114367.tif 000007