(57)【要約】【課題】非通紙部昇温を抑制し、かつ、立ち上がり時間を短縮できる回転体、加圧体およびその製造方法並びに定着装置を提供する。【解決手段】定着する定着回転体と圧接して記録材を挟持搬送しつつ加熱するニップ部を形成する回転体であって、基体と、前記基体の上に形成され、針状フィラーを含む弾性層と、を有し、前記定着回転体の長手方向に直交する断面内で、前記弾性層における厚み方向の熱伝導率に対して、前記弾性層における周方向の熱伝導率を６倍以上で９００倍以下とする。【選択図】図１
2015102618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着する定着回転体と圧接して記録材を挟持搬送しつつ加熱するニップ部を形成する回転体であって、
基体と、
前記基体の上に形成され、針状フィラーを含む弾性層と、
を有し、
前記定着回転体の長手方向に直交する断面内で、
前記弾性層における厚み方向の熱伝導率に対して、前記弾性層における周方向の熱伝導率を６倍以上で９００倍以下としたことを特徴とする回転体。
【請求項２】
前記長手方向に直交する断面内で、前記針状フィラーを周方向に配向したことを特徴とする請求項１に記載の回転体。
【請求項３】
前記針状フィラーの配向方向を周方向としたことを特徴とする請求項１または２に記載の回転体。
【請求項４】
前記弾性層が、前記針状フィラーを５〜４０体積％含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転体。
【請求項５】
前記弾性層が、多孔質であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回転体。
【請求項６】
前記弾性層の空隙率が、１０体積％以上で７０体積％以下であることを特徴とする請求項５に記載の回転体。
【請求項７】
前記弾性層における前記厚み方向の熱伝導率は、０．０８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の回転体。
【請求項８】
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７のいずれか１項に記載の回転体。
【請求項９】
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８のいずれか１項に記載の回転体。
【請求項１０】
定着する定着回転体と圧接して記録材を挟持搬送しつつ加熱するニップ部を形成する加圧体であって、
基体と、
前記基体の上に形成され、針状フィラーを含む弾性層と、
を有し、
前記定着回転体の長手方向に直交する断面内で、
前記弾性層における厚み方向の熱伝導率に対して、前記弾性層における前記厚み方向に直交する方向の熱伝導率を６倍以上で９００倍以下としたことを特徴とする加圧体。
【請求項１１】
定着する定着回転体と、
前記定着回転体と圧接して記録材を挟持搬送しつつ加熱するニップ部を形成する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の回転体と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項１２】
定着する定着回転体と、
前記定着回転体と圧接して記録材を挟持搬送しつつ加熱するニップ部を形成する請求項１０に記載の加圧体と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
前記定着回転体または前記回転体の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段で温度が検知される前記定着回転体または前記回転体のうち少なくとも一方に当接し、前記長手方向において温度差を小さくする均熱部材と、
前記均熱部材を前記定着回転体または前記回転体に対して当接離間させる制御機構と、
を有し、
前記制御機構は、
前記温度検知手段による検知温度が設定温度よりも低い場合は、前記均熱部材を前記定着回転体または前記回転体から離間させ、
前記温度検知手段による検知温度が設定温度よりも高い場合は、前記均熱部材を前記定着回転体または前記回転体に当接させることを特徴とする請求項１１に記載の定着装置。
【請求項１４】
前記定着回転体または前記加圧体の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段で温度が検知される前記定着回転体または前記加圧体のうち少なくとも一方に当接し、前記長手方向において温度差を小さくする均熱部材と、
前記均熱部材を前記定着回転体または前記加圧体に対して当接離間させる制御機構と、
を有し、
前記制御機構は、
前記温度検知手段による検知温度が設定温度よりも低い場合は、前記均熱部材を前記定着回転体または前記加圧体から離間させ、
前記温度検知手段による検知温度が設定温度よりも高い場合は、前記均熱部材を前記定着回転体または前記加圧体に当接させることを特徴とする請求項１２に記載の定着装置。
【請求項１５】
定着する定着回転体と圧接して記録材を挟持搬送しつつ加熱するニップ部を形成する回転体の製造方法であって、
前記定着回転体の長手方向に直交する断面内で、厚み方向の熱伝導率に対して、周方向の熱伝導率を６倍以上で９００倍以下とした弾性層を形成する工程と、
基体の上に前記弾性層を形成する工程と、
を有することを特徴とする回転体の製造方法。
【請求項１６】
定着する定着回転体と圧接して記録材を挟持搬送しつつ加熱するニップ部を形成する加圧体の製造方法であって、
前記定着回転体の長手方向に直交する断面内で、厚み方向の熱伝導率に対して、前記厚み方向に直交する方向の熱伝導率を６倍以上で９００倍以下とした弾性層を形成する工程と、
基体の上に前記弾性層を形成する工程と、
を有することを特徴とする加圧体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体、加圧体およびその製造方法並びに定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式のプリンタや複写機に搭載される定着装置において、様々なサイズの記録材に対応させようとした場合、定着ニップ部における小サイズの記録材（例えば、Ａ４サイズの紙）が接しない領域での昇温（いわゆる非通紙部昇温）が生ずる。
【０００３】
すなわち、定着装置の加熱部材の長手方向に対して、小さな幅の記録材を連続して定着ローラと加圧用回転体とで形成された定着ニップ部を通過させたときに、定着ニップ部内の記録材が接しない長手方向端部領域の温度が上昇する。これは、定着ニップ部内の、記録材が接しない領域においては、定着ローラからの熱が記録材や記録材上のトナーによって奪われることが無いため、定着ニップ部の温度は上昇する一方となるために生じる現象である。
【０００４】
このような現象は、加圧体としての加圧用回転体や、定着ローラに対して熱による変質、変形を招来することがある。また、定着ニップ部における小サイズの記録材が接しない領域の温度が過度に上昇した状態にあると、定着ニップ部に大サイズの記録材を通した場合、当該大サイズの記録材上のトナーが過度に溶融してしまい、オフセットが生じることがある。
【０００５】
このような問題は、プリンタの処理速度（プロセススピード）が速くなる程、発生し易い。すなわち、高速化に伴い記録材が定着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、定着ローラの温度を高温にするからである。
【０００６】
一方、ファーストプリントタイムの高速化、省エネルギー化が進み、それに伴って消費電力低減や、特に定着装置の加熱立ち上げ時間の短縮（以下、立ち上がり時間と記す）、が望まれている。そのため、近年、加圧体としての加圧用回転体の弾性層を、空隙を配置した弾性層（多孔質の弾性層）とすることで、低熱容量・低熱伝導率化が行われている。加圧用回転体を低熱容量・低熱伝導率化することで、定着装置の作動開始時に加熱体が加圧用回転体によって奪われる熱量を小さく抑え、加圧用回転体と接触するフィルム状の回転体あるいは定着ローラの温度上昇速度を向上させるというものである。
【０００７】
このような空隙を形成する方法としては、以下の３つの方法が提案されている。特許文献１では、未架橋シリコーンゴムに発泡剤を混合し、発泡硬化することで空隙を形成している。また、特許文献２では、未架橋シリコーンゴムに予め中空充填剤を混合することで、成形架橋後に空隙を形成している。また、特許文献３では、吸水性ポリマーに水を含ませた含水材料を未架橋シリコーンゴムに分散し、架橋時に脱水することで空隙を形成している。
【０００８】
しかしながら、加圧用回転体の弾性層を空隙を配置した弾性層（多孔質の弾性層）とすることによる加圧用回転体の低熱容量・低熱伝導率化は、加圧用回転体によって奪われる熱量が抑えられるために上述した非通紙部昇温を加速してしまう傾向にある。すなわち、上述した従来技術においては、定着ニップ部の非通紙部昇温の抑制と、定着ニップ部の加熱立ち上げ時間の短縮等とが両立しにくい。
【０００９】
ここで、特許文献４において、加圧用回転体の弾性層に繊維状フィラーを配合した高熱伝導ゴム複合体を使用し、加圧用回転体の回転軸方向（長手方向）に高熱伝導化させることで、非通紙部昇温の抑制をすることが知られている。そして、特許文献４では、該弾性層の下層に多孔質の弾性層を設けて、弾性層厚み方向に低熱伝導化させることで、立ち上がり時間の短縮についても期待できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１５０５５２号公報
【特許文献２】特開２００１−２６５１４７号公報
【特許文献３】特開２００２−１１４８６０号公報
【特許文献４】特開２００２−３５１２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献４において、加圧体としての加圧用回転体を回転軸方向（長手方向）に高熱伝導化させると、長手方向端部からの放熱により、定着ニップ部の長手方向端部での温度は、中央部付近よりも低くなり過ぎ定着に不十分となってしまう。特に、ウォームアップ時には、長手方向端部での温度の低下が顕著になり易い。その結果、長手方向端部の領域はヒータによる加熱が必要となり、立ち上がり時間を十分に短縮することができない。すなわち、特許文献４においても、定着ニップ部の非通紙部昇温の抑制と、定着ニップ部の加熱立ち上げ時間の短縮等とが両立しにくい。
【００１２】
本発明の目的は、非通紙部昇温を抑制し、かつ、立ち上がり時間を短縮できる回転体、加圧体およびその製造方法並びに定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る回転体は、定着する定着回転体と圧接して記録材を挟持搬送しつつ加熱するニップ部を形成する回転体であって、基体と、前記基体の上に形成され、針状フィラーを含む弾性層と、を有し、前記定着回転体の長手方向に直交する断面内で、前記弾性層における厚み方向の熱伝導率に対して、前記弾性層における周方向の熱伝導率を６倍以上で９００倍以下としたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る加圧体は、定着する定着回転体と圧接して記録材を挟持搬送しつつ加熱するニップ部を形成する加圧体であって、基体と、前記基体の上に形成され、針状フィラーを含む弾性層と、を有し、前記定着回転体の長手方向に直交する断面内で、前記弾性層における厚み方向の熱伝導率に対して、前記弾性層における前記厚み方向に直交する方向の熱伝導率を６倍以上で９００倍以下としたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る定着装置は、定着する定着回転体と、前記定着回転体と圧接して記録材を挟持搬送しつつ加熱するニップ部を形成する上記回転体と、を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る別の定着装置は、定着する定着回転体と、前記定着回転体と圧接して記録材を挟持搬送しつつ加熱するニップ部を形成する上記加圧体と、を有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る回転体の製造方法は、定着する定着回転体と圧接して記録材を挟持搬送しつつ加熱するニップ部を形成する回転体の製造方法であって、前記定着回転体の長手方向に直交する断面内で、厚み方向の熱伝導率に対して、周方向の熱伝導率を６倍以上で９００倍以下とした弾性層を形成する工程と、基体の上に前記弾性層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る加圧体の製造方法は、定着する定着回転体と圧接して記録材を挟持搬送しつつ加熱するニップ部を形成する加圧体の製造方法であって、前記定着回転体の長手方向に直交する断面内で、厚み方向の熱伝導率に対して、前記厚み方向に直交する方向の熱伝導率を６倍以上で９００倍以下とした弾性層を形成する工程と、基体の上に前記弾性層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、非通紙部昇温を抑制し、かつ、立ち上がり時間を短縮できる回転体、加圧体およびその製造方法並びに定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る定着装置における加圧体としての加圧用回転体の俯瞰図、（ｂ）は加圧用回転体の弾性層の切り出しサンプルの拡大斜視図、（ｃ）は弾性層の切り出しサンプルのａ断面の拡大図、（ｄ）は弾性層の切り出しサンプルのｂ断面の拡大図である。
【図２】本発明の実施形態に係る定着装置の概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る定着装置の弾性層に含まれる針状フィラーの拡大斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る定着装置における弾性層の切り出しサンプルの熱伝導率測定の説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図５は、本発明の実施形態に係る定着装置を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。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。
【００２３】
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において、該転写部に導入された記録材（シート）Ｐに対して順次に転写される。
【００２４】
記録材Ｐは、装置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内の記録材が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、記録材Ｐの先端部を受け止めて記録材の斜行修正をする。
【００２５】
また、感光体ドラム２２上のトナー画像の先端部が転写部に到達したときに、記録材の先端部も転写部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、記録材Ｐが転写部に給送される。
【００２６】
転写部を通った記録材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、記録材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記録材面に定着される。そして、その記録材Ｐが、搬送路３１ｂを通り排出ローラ対３３によって装置上部の排出トレイ３４へと排出、積載される。
【００２７】
なお、記録材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（清掃）され、繰り返して作像に供される。
【００２８】
（定着装置）
図２は、画像加熱装置としての定着装置Ａの概略断面図である。この定着装置は、フィルム加熱方式の定着装置であり、以下にその概略構成について説明する。図２において、１は横断面略半円弧状・樋型で、垂直方向を軸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の下面の略中央に軸方向に沿って形成した溝内に収容保持させた横長のヒータである。３は定着回転体としてのフィルム状のエンドレスベルトである（以下、「フィルム」ともいう）。
【００２９】
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た筒状のものである。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で構成されている。
【００３０】
また、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。具体的には、図２に示すように、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、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って迅速に昇温した後、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）を維持するよう制御される。
【００３１】
フィルム３は、熱容量を小さくして、定着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。
【００３２】
また、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。
【００３３】
回転体および加圧体としての加圧用回転体（加圧ローラ）４は、フィルム３を介してヒータ２の下面に回転可能に圧接され、フィルム３と共に定着ニップ部Ｎを形成している。未定着のトナー像を担持してなる紙等の記録材（被加熱材）は、定着ニップ部Ｎに導入され、定着ニップ部Ｎで挟持搬送される間に、ヒータ２によって加熱されたフィルム３から熱を供給されることにより、加熱される。図２に示す定着熱装置においては、未定着トナーと当たる側の定着回転体としてのフィルム３が加熱手段として機能し、加圧用回転体（加圧ローラ）４は、未定着トナーと当たらない。
【００３４】
加圧体としての加圧用回転体４は、鉄やアルミニウム等の材質の基体４aと、以下で詳述する材料、製造方法にて得られる弾性層４ｂと、チューブ４ｃなどを有する。所定の加圧機構（不図示）により、この加圧用回転体４の表面は、フィルム３を介してヒータ２の表面保護層２ｃに所定の加圧力で加圧されている。そして、その加圧力に応じて、加圧用回転体４の弾性層４ｂが弾性変形し、加圧用回転体４の表面とフィルム３の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定着ニップ部Ｎが形成される。
【００３５】
加圧用回転体４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ｒ２（図２）のように反時計方向に回転駆動される。そして、加圧用回転体４が矢印ｒ２の反時計方向に回転駆動されることにより、フィルム３は加圧用回転体４の回転に従動して矢印ｒ１の方向に回転する。
【００３６】
図２で、均熱部材としての温度むら低減部材５は、芯金に熱伝導率の高いアルミニウム等の金属材料が所定の厚さ（直径）に形成されたもので、軸方向（長手方向）の熱伝導が極めて良好である。ここで、加圧用回転体４の所定領域（例えば、小サイズの記録材が接しない領域）の表面温度をサーミスタ等の検温素子（不図示）で測定して所定の温度に達する場合（非通紙部昇温がある場合）には、温度むら低減部材５を加圧用回転体４表面に接触させる。接触機構（不図示）により、温度むら低減部材５を所定の圧力で加圧用回転体４表面に接触させることで、加圧用回転体４の長手方向の温度むらを低減できる。
【００３７】
（加圧用回転体）
加圧体としての加圧用回転体４を構成する材料、製造方法等について、以下に詳細説明する。
【００３８】
Ａ１）加圧用回転体４の層構成等
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る定着装置における加圧体としての加圧用回転体４の俯瞰図である。図１（ａ）において、４ａは鉄やアルミニウム等からなる基体、４ｂはシリコーンゴムからなる弾性層、４ｃはフッ素樹脂等からなる離型層である。
【００３９】
以下、弾性層４ｂについて説明する。弾性層４ｂは、基体４ａの回転軸方向および厚み方向に直交する方向（以下、周方向と記す）に配向している針状フィラー４ｂ１を有する。
ここで、針状とは、図３に示すように１方向のみに他の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。短軸径は特に限定されるものではないが、５〜１５μｍ程度のものが比較的容易に利用可能である。また、長軸長さは、０．５〜５ｍｍのものが好ましい。
【００４０】
５ｍｍよりも長いと部材製造の難易度が高くなり、０．５ｍｍより短いと熱伝導性の観点で好ましくない恐れがある。より好ましくは、長軸長さは１〜２ｍｍであることが望ましい。
【００４１】
図１（ｂ）は、図１（ａ）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１（ｂ）に示すように、軸方向及び周方向に沿って切り出してある。
【００４２】
切り出しサンプル４ｂｓの軸方向断面（ａ断面）および周方向断面（ｂ断面）を観察すれば、ａ断面については、図１（ｃ）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。また、ｂ断面については、図１（ｄ）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。そして、図１（ｃ）及び（ｄ）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。
【００４３】
ここで、図１に示す弾性層４ｂを特徴的に表現するものとして、ベースポリマー、空隙、針状フィラーが挙げられる。以下、針状フィラーの物性等も含め、順を追って説明する。
【００４４】
Ａ２）ベースポリマー
弾性層４ｂの基体４ａに関するベースポリマーは、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。ここで、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、上記（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。
【００４５】
Ａ３）空隙４ｂ２
加圧用回転体４の弾性層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。弾性層４ｂは、空隙４ｂ２を形成（多孔質）して低熱容量化することができる。ここで、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。
【００４６】
本発明者らによる検討の結果、発泡剤による空隙形成（特許文献１）や、中空粒子による空隙形成（特許文献２）等の空隙形成手段では、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４ｂ１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。
【００４７】
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（特許文献３）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。針状フィラーの周方向への配向と、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が、以下のように想定される。すなわち、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。このため、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される。
【００４８】
弾性層４ｂの空隙率は１０体積％以上、７０体積％以下が好適である。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。
【００４９】
Ａ４）針状フィラー４ｂ１
本実施例において、針状フィラー４ｂ１は、上述したように弾性層４ｂ中で周方向に配向して存在している。本実施例に用いられる針状フィラーとしては、図３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、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。このような針状フィラー４ｂ１の材料としては、ピッチ系炭素繊維が挙げられる。
【００５０】
針状フィラー４ｂ１が、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、本実施形態の加圧用回転体としての特徴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、より好適に本実施形態の加圧用回転体の特徴が現れる。
【００５１】
針状のピッチ系炭素繊維は、より具体的な形状として、図３における直径Ｄが５〜１１μｍであり、かつ長さＬ（平均長さ）が１００μｍ〜１０００μｍ程度のものが例示でき、これは工業的に入手容易である。
【００５２】
ここで、針状フィラー４ｂ１を弾性層４ｂ中に５〜４０体積％含むことが望ましい。針状フィラーの含有量を上記範囲内とすることで、本実施形態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、本実施形態においては、発明の特徴の範囲を超えない限りは、弾性層４ｂ中に、本実施形態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。
【００５３】
（回転体および加圧体としての加圧用回転体４の製造方法）
本実施形態では、定着回転体と圧接して定着ニップ部を形成し、圧接方向および定着回転体の回転軸方向に直交する方向に移動する記録材を定着ニップ部で加圧する加圧体の製造方法として、以下の工程を有する。即ち、針状フィラーを含み、厚み方向の熱伝導率に対して、回転軸方向および厚み方向に直交する方向（周方向）の熱伝導率が６倍以上で９００倍以下となる弾性層を形成する工程と、基体の上に前記弾性層を形成する工程を有する。更に具体的には、以下の工程を備える。
【００５４】
Ｂ１）液体組成物配合工程
先ず、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と上記の含水材料を配合する。配合に関しては、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。
【００５５】
Ｂ２）液体組成物層形成
液体組成物を公知の方法で型注型する。そして、予め公知のプライマー処理を行った基体４a上に、液体組成物を周方向に流動を与えながら注型する。この流動により、針状フィラー４ｂ１が周方向に配向し、周方向の熱伝導率を効果的に高めることができる。なお、液体組成物を周方向に流動を与えながら層形成できる方法であれば、特に限定されない。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。
【００５６】
Ｂ３）シリコーンゴム成分架橋硬化工程
液体組成物が充填されている型を密閉し、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、液体組成物の層中のシリコーンゴム成分を架橋硬化させることができる。
【００５７】
Ｂ４）脱型工程
適宜、水冷・空冷等した後、架橋硬化後液体組成物層が積層された基体４ａをパイプ状筒型から脱型する。
【００５８】
Ｂ５）脱水工程
基体４ａに積層した液体組成物層を加熱処理により含水材料中の水分を蒸発させて脱水し、空隙４ｂ２を形成する。熱処理条件としては、１００℃〜２５０℃、１〜５時間が望ましい。空隙４ｂ２を形成することで、加圧用回転体４の厚み方向の熱伝導率が低減する。
【００５９】
一方、周方向の熱伝導率については周方向に配向した針状フィラー４ｂ１が熱伝導パスとなり、厚み方向に比較して、熱伝導率が高く維持される。以上により、周方向については、熱伝導率が高く、厚み方向については熱伝導率が低い弾性層４ｂを形成することが可能となる。
【００６０】
Ｂ６）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。離型層４ｃの厚さは、加圧用回転体４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２０〜５０μｍである。
【００６１】
なお、離型層４ｃは、工程の最後に形成することが必ずしも必要ではなく、公知の手段に基づいて、各自最適な方法で形成することができる。また、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。
【００６２】
（弾性層４ｂの熱伝導率）  
本実施例の弾性層４ｂは、周方向熱伝導率λ１と厚み方向熱伝導率λ２の比λ１／λ２（以下、この比をαと記す）が６〜９００である。即ち、定着回転体としてのフィルム３の長手方向に直交する断面内で、弾性層４ｂにおける厚み方向の熱伝導率に対して、弾性層４ｂにおける周方向の熱伝導率を６倍以上で９００倍以下とする。熱伝導率比αが６以下であると、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倍以上であると、針状フィラー量や空隙が増え、加工成形が困難である。
【００６３】
ここで、厚み方向の熱伝導率は、０．０８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることが好ましい。０．０８Ｗ／（ｍ・Ｋ）より低い厚み方向熱伝導率であると、加工成形が困難である場合や、空隙の量が多く定着装置に搭載する加圧用回転体としての強度が得られない場合がある。また、０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）より高い厚み方向熱伝導率であると、立ち上がり時間の短縮の効果が十分に得られない場合がある。
【００６４】
（実施例）
基体４ａについては、φ２２．８（ｍｍ）且つゴム積層部分の軸長さが３２０ｍｍの鉄製芯金を使用した。含水材料については、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を使用した。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については、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。針状フィラー４ｂ１については、以下に示すピッチ系炭素繊維を使用した。
【００６５】
＜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：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。
【００６６】
＜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）
この針状フィラーを以下、１００−１５Ｍと記す。
【００６７】
＜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：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。
【００６８】
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、以下の材料で接着した。すなわち、弾性層４ｂと基体４ａ間の接着に「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「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。
【００６９】
また、液体組成物配合工程では、万能混合撹拌機を使用しており、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。弾性層４ｂの形成工程は、前述した内径３０（ｍｍ）のパイプ状筒型を使用した。さらに、脱水工程では、熱風オーブン内２００℃、４時間の条件で熱処理を行った。
【００７０】
（実施例１〜５）
実施例１として、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。
【００７１】
このようにして、本実施例１の加圧用回転体を得た。また、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２〜５の加圧用回転体をそれぞれ得た。なお、比較例として比較例１〜３を以下に示す。この比較例は、表１に明らかなように、弾性層における厚み方向の熱伝導率に対して、弾性層における周方向（回転軸方向および厚み方向に直交する方向）の熱伝導率が０．９８であり、本実施例のように６倍以上で９００倍以下とはなっていない。
【００７２】
（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の加圧用回転体を得た。
【００７３】
（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の加圧用回転体を得ることができなかった。
【００７４】
（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の加圧用回転体を得ることができなかった。
【００７５】
（評価方法）
ｃ１）加圧用回転体４の弾性層の厚み方向及び周方向の熱伝導率
加圧用回転体４の弾性層の切り出しサンプル４ｂｓの熱伝導率測定を、以下のように行った。本測定例では、先ず周方向の熱伝導率測定を行った。図４を用いて、加圧用回転体４のゴムの層の周方向及び厚み方向の熱伝導率測定について説明する。図４は、周方向（１５ｍｍ）×軸方向（１５ｍｍ）×厚み（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４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。
【００７６】
その後、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。
【００７７】
次に、厚み方向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、本測定例では周方向および厚み方向の熱伝導測定５回の平均値を用い、周方向熱伝導率λ１と厚み方向熱伝導率λ２の比αを算出した。
【００７８】
ｃ２）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１〜５、比較例１の加圧用回転体をそれぞれ搭載した図２に示したフィルム加熱方式の定着装置を使用した。定着装置に搭載された加圧用回転体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。また、温度むら低減部材５（以下、均熱ローラと記す）は、記録材Ｐが通過しない領域（非通紙部領域）の加圧用回転体４の表面の温度が２１０℃を超えたときに加圧用回転体４表面に当接、２１０℃を下回ったときに離間するように設定した。
【００７９】
そして、温度１５℃、湿度１５％の環境下において、キヤノン（株）製のＧＦ−Ｃ１０４：Ａ４サイズの記録材を５００枚通紙したときの非通紙部領域（Ａ４縦サイズ紙が通過しない領域）のフィルム３の表面の温度を測定した。測定には、株式会社アピステ製 赤外線サーモグラフィＦＳＶ−７０００Ｓを用いた。
【００８０】
ｃ３）立ち上がり時間
立ち上がり時間の評価は、図２に示したフィルム加熱方式の定着装置を通紙を行わない空回転状態とし、ヒータスイッチが入ってからフィルム３の表面温度が１８０℃になるまでの時間を測定して行った。
【００８１】
ｃ４）評価結果
熱伝導率比α、非通紙部温度、立ち上がり時間の評価結果を、以下の表１に示す。比較例１では、非通紙部温度は２８３℃、立ち上がり時間は２３．８秒であった。非通紙部温度は２８３℃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。
【００８２】
一方、実施例１では、非通紙部温度が２２７℃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２１．８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。実施例２〜５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。
【００８３】
加圧用回転体の弾性層は、加圧用回転体の回転軸方向（長手方向）に垂直な方向（周方向）に針状フィラーが配向しているため、回転軸方向（長手方向）の熱伝導は抑えられる。よって、加圧用回転体の長手方向端部からの放熱は少なくなっているものと考えられる。このことにより、立ち上がり時間の短縮が可能になる。
【００８４】
また、実施例１では、非通紙部昇温の抑制に関しては、非通紙部が設定温度より高くなると、均熱部材としての均熱ローラが回転体の表面に当接して、回転軸方向における温度差を小さくする。すなわち、定着回転体としてのフィルム３または加圧体としての加圧用回転体４の温度を検知する温度検知手段を備え、該温度検知手段による検知温度が設定温度よりも高い場合は、均熱ローラをフィルム３または加圧用回転体４に当接させる。すると、加圧用回転体は周方向に熱伝導性が良いため、均熱ローラに効率良く熱が伝わり、加圧用回転体４の長手方向の温度むらを抑えることができる。
【００８５】
なお、設定温度よりも低い場合は、均熱ローラを定着回転体または加圧体から離間させる。このようなフィルム３または加圧用回転体４に対する当接離間は、公知の制御機構によってなされる。
【００８６】
【表１】
2015102618.tif 000003
【００８７】
以上、説明したように、本実施例では、基体上に形成された弾性層を有する加圧用回転体として、弾性層に含まれる針状フィラーは、厚み方向の熱伝導率に対して周方向の熱伝導率が６倍以上、９００倍以下となるように、周方向に配向される。そして、厚み方向の熱伝導率を０．０８Ｗ/(ｍ・Ｋ)〜０．４Ｗ/(ｍ・Ｋ)とする。これにより、非通紙部昇温抑制と立ち上がり時間の短縮を両立できる。
【００８８】
（変形例）
上述した実施形態では、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の範囲内で種々の変形が可能である。
【００８９】
（変形例１）
上述した実施形態では、回転体および加圧体としての加圧用回転体４が定着回転体を加圧する場合を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、加圧体としてでなく回転体として回転体４が定着回転体としての定着ベルトから加圧される場合にも同様に適用できる。
【００９０】
（変形例２）
上述した実施形態では、加圧体として定着回転体と共に回転する加圧用回転体４を示したが、本発明はこれに限られず、加圧体として固定された平板状の加圧パッドに適用可能である。
【００９１】
（変形例３）
上述した実施形態では、未定着トナー像をシートに定着する定着装置を例に説明したが、本発明は、これに限らず、画像の光沢を向上させるべく、シートに仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置（この場合も定着装置と呼ぶ）にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００９２】
３・・フィルム（定着回転体）、４・・加圧用回転体、４ａ・・基体、４ｂ・・弾性層、
４ｂ１・・針状フィラー、Ｎ・・定着ニップ部、Ｐ・・記録材
【図１】
2015102618.tif 000004
【図２】
2015102618.tif 000005
【図３】
2015102618.tif 000006
【図４】
2015102618.tif 000007
【図５】
2015102618.tif 000008