(57)【要約】【課題】加熱部材と接触してニップ部を形成する加圧部材であって、ニップ部の中央のニップ幅と端部のニップ幅との差を低減できる加圧部材の提供。【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、第１の弾性層２４ａと、前記第１の弾性層よりも高い熱伝導性を有する第２の弾性層２４ｂと、を有する加圧部材において、前記第２の弾性層の記録材搬送方向と直交する長手方向の中央よりも端部の厚さが厚くなるように前記第１の弾性層と前記第２の弾性層を組み合わせて弾性層が形成されていることを特徴とする。【選択図】図２
2009109952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、第１の弾性層と、前記第１の弾性層よりも高い熱伝導性を有する第２の弾性層と、を有する加圧部材において、
前記第２の弾性層の記録材搬送方向と直交する長手方向の中央よりも端部の厚さが厚くなるように前記第１の弾性層と前記第２の弾性層を組み合わせて弾性層が形成されていることを特徴とする加圧部材。
【請求項２】
前記第１の弾性層より前記第２の弾性層の方が、少なくとも記録材搬送方向と直交する長手方向の熱伝導率が高く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の加圧部材。
【請求項３】
前記第２の弾性層は、前記第１の弾性層よりも硬度が高いことを特徴とする請求項１に記載の加圧部材。
【請求項４】
前記第２の弾性層の厚さを前記第２の弾性層の記録材搬送方向と直交する長手方向の中央から端部にかけて変化させていることを特徴とする請求項１に記載の加圧部材。
【請求項５】
前記第１の弾性層の厚さを前記第１の弾性層の記録材搬送方向と直交する長手方向の中央から端部にかけて変化させていることを特徴とする請求項１に記載の加圧部材。
【請求項６】
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、
前記加圧部材は、第１の弾性層と、前記第１の弾性層よりも高い熱伝導性を有する第２の弾性層と、を有し、前記第２の弾性層の記録材搬送方向と直交する長手方向の中央よりも端部の厚さが厚くなるように前記第１の弾性層と前記第２の弾性層を組み合わせて弾性層が形成されていることを特徴とする像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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加熱定着装置に用いれば好適な加圧部材、及びその加圧部材を有する像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式のプリンタや複写機に搭載する加熱定着装置として、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、加熱定着装置として、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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
特許文献４には、弾性層を有する回転体（加圧ローラではなく定着ベルト）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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【特許文献１】特開平１１−１１６８０６号公報
【特許文献２】特開平１１−１５８３７７号公報
【特許文献３】特開２００３−２０８０５２号公報
【特許文献４】特開２００２−２６８４２３号公報
【特許文献５】特開２０００−３９７８９号公報
【特許文献６】特開２００２−３５１２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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、多量に添加した場合は加圧ローラの硬度が高くなる傾向にあり、２層化した弾性層を用いた場合においても加圧ローラの長手方向におけるニップ部の中央のニップ幅が端部のニップ幅に比べて細くなる傾向が強くなる。これにより、記録材に未定着トナー画像を加熱定着するとき、ニップ部の中央の定着性が不十分になったり、若しくは、ニップ部の端部の定着性が過剰になったりする場合がある。
【００１２】
本発明の目的は、加熱部材と接触してニップ部を形成する加圧部材であって、ニップ部の中央のニップ幅と端部のニップ幅との差を低減できるようにした加圧部材、及びその加圧部材を有する像加熱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】
上記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、第１の弾性層と、前記第１の弾性層よりも高い熱伝導性を有する第２の弾性層と、を有する加圧部材において、前記第２の弾性層の記録材搬送方向と直交する長手方向の中央よりも端部の厚さが厚くなるように前記第１の弾性層と前記第２の弾性層を組み合わせて弾性層が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、上記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、前記加圧部材は、第１の弾性層と、前記第１の弾性層よりも高い熱伝導性を有する第２の弾性層と、を有し、前記第２の弾性層の記録材搬送方向と直交する長手方向の中央よりも端部の厚さが厚くなるように前記第１の弾性層と前記第２の弾性層を組み合わせて弾性層が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、加熱部材と接触してニップ部を形成する加圧部材であって、ニップ部の中央のニップ幅と端部のニップ幅との差を低減できる加圧部材、及びその加圧部材を有する像加熱装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を図面に基づいて説明する。
【００１７】
（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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
未定着トナー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る。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
（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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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ソリッドゴム弾性層２４ａと、高熱伝導弾性層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の高熱伝導弾性層２４ｂが弾性変形し、加圧ローラ２４表面とフィルム２３表面との間に所定幅のニップ部Ｎが形成される。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
（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。
【００３９】
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。
【００４０】
本実施例に示す加圧ローラ２４は、丸軸の芯金２４ｄの外周に第１の弾性層として熱伝導性を有するソリッドゴム弾性層（耐熱性ゴム層）２４ａを有する。そしてそのソリッドゴム弾性層２４ａの外周に第２の弾性層としてソリッドゴム弾性層２４ａよりも高い熱伝導性を有する弾性層２４ｂを有する。以下、弾性層２４ｂを高熱伝導弾性層と記す。また、高熱伝導弾性層２４ｂの外周に離型層２４ｃを有する。つまり、加圧ローラ２４は、少なくとも、第１の弾性層であるソリッドゴム弾性層２４ａと、第２の弾性層である高熱伝導弾性層２４ｂと、を有する。
【００４１】
ソリッドゴム弾性層２４ａは、シリコーンゴムに代表されるような柔軟で耐熱性のある材料からなる。
【００４２】
高熱伝導弾性層２４ｂは、シリコーンゴムに代表されるような柔軟で耐熱性のある材料からなるゴムに熱伝導性フィラーを含有させたものである。これにより、加圧ローラ２４において、記録材搬送方向（図２）と直交する長手方向の熱の流れがその長手方向以外の他の方向への熱の流れよりも大きくなるように、加圧ローラ２４表面の熱の流れを向上させることができる。
【００４３】
離型層２４ｃは、フッ素樹脂又はフッ素ゴムに代表されるような加圧ローラ表面に好適な材料からなる。
【００４４】
ソリッドゴム弾性層２４ａ、高熱伝導弾性層２４ｂ、及び離型層２４ｃについて詳しく説明する。
【００４５】
３−１−１）ソリッドゴム弾性層２４ａ
加圧ローラ２４に用いられるソリッドゴム弾性層２４ａと高熱伝導弾性層２４ｂの厚みを合計した弾性層全体の厚さは、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。その中でソリッドゴム弾性層２４ａの厚みは特に限定されるものではなく、次項で詳しく述べる高熱伝導弾性層２４ｂの硬度に応じて適宜必要な厚みで調整すれば良い。ここで、厚み或いは厚さとは加圧ローラ２４の径方向の寸法をいう。
【００４６】
ソリッドゴム弾性層２４ａは、シリコーンゴム或いはフッ素ゴムなど一般的な耐熱性ソリッドゴム弾性材料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、シリコーンゴム或いはフッ素ゴムはソリッドゴム弾性層２４ａの主たる材料として好適である。
【００４７】
また、シリコーンゴム或いはフッ素ゴムには、高熱伝導弾性層２４ｂの作用を大きく変化させない程度に配合剤が配合されても構わない。シリコーンゴムとしては、例えば、ジメチルポリシロキサンを、ビニル基とケイ素結合水素基との付加反応によりゴム架橋化して得る付加反応型ジメチルシリコーンゴムが代表的な例として例示できる。フッ素ゴムとしては、ビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンの二元共重合体をベースポリマーとし、パーオキサイドによるラジカル反応によりゴム架橋化して得る二元のラジカル反応型フッ素ゴムが代表的な例として例示できる。その他、ビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンの三元共重合体をベースポリマーとし、パーオキサイドによるラジカル反応によりゴム架橋化して得る三元のラジカル反応型フッ素ゴムが代表的な例として例示できる。
【００４８】
ソリッドゴム弾性層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。
【００４９】
３−１−２）高熱伝導弾性層２４ｂ
高熱伝導弾性層２４ｂは、ソリッドゴム弾性層２４ａの外周に所定の厚みで形成されている。高熱伝導弾性層２４ｂの厚みは、上記の３−１−１）の項で述べた範囲内であれば加圧ローラ２４として有用な任意の厚みで用いることができる。この高熱伝導弾性層２４ｂは、耐熱性弾性材料２４ｅ中に熱伝導性フィラーとしてアルミナ、ＡｌＮ、カーボンファイバー等のフィラーが熱伝導率アップのために分散されて形成されている。
【００５０】
耐熱性弾性材料２４ｅとしては、ソリッドゴム弾性層２４ａと同様、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性ゴム材料を用いることができる。シリコーンゴムを耐熱性弾性材料２４ｅとして用いる場合には、入手のしやすさ、加工しやすさの観点から、付加型シリコーンゴムが好まれる。なお、原料ゴムの硬化前にはその粘度が低すぎると加工時に液ダレが生じ、高すぎると混合・分散が困難になるため、０．１〜１０００Ｐａ・ｓ程度の原料ゴムが好まれる。
【００５１】
カーボンファイバー２４ｆは高熱伝導弾性層２４ｂの熱伝導性を確保するための充填剤としての役割を有している。カーボンファイバー２４ｆを耐熱性弾性材料２４ｅ中に分散することで熱流路を形成することができる。これにより、ヒータ２２の非通紙部などの高温側から通紙部への効率的な熱分散が可能となる。また、カーボンファイバー２４ｆは細長い繊維形状（針状）をしているため、硬化前の液状の耐熱性弾性材料２４ｅと混練すると、成型する際に流れの方向、即ちソリッドゴム弾性層２４ａの長手方向に配向し易い。そのため、高熱伝導弾性層２４ｂの長手方向の熱伝導性を高めることができる。
【００５２】
次に、高熱伝導弾性層２４ｂの中でカーボンファイバー２４ｆが配向している様子について詳しく説明する。
【００５３】
図４の（ａ）は芯金２４ｄ上のソリッドゴム弾性層２４ａの外周に高熱伝導弾性層２４ｂを成型した弾性層形成物２の全体斜視図、（ｂ）は（ａ）の弾性層形成物２の右側面図である。図５は図４の（ａ）の弾性層形成物２の高熱伝導弾性層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はカーボンファイバー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。
【００５４】
図４の（ａ）に示すように、芯金２４ｄ上のソリッドゴム弾性層２４ａの外周に高熱伝導弾性層２４ｂを成型した弾性層形成物２において、高熱伝導弾性層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。そしてその高熱伝導弾性層２４ｂの切り出しサンプル２４ｂ１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の（ａ）のようにカーボンファイバー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断面では図６の（ｂ）のようにカーボンファイバー２４ｆの繊維長部分Ｌ（図７参照）が多く観察される。
【００５５】
一方、アルミナやＡｌＮなどの球形の充填剤については、ｘ方向のａ断面、ｙ方向のｂ断面で同様な分散状態となる。従って、アルミナやＡｌＮなど充填剤は熱伝導率の異方性も持たない。
【００５６】
ここで、カーボンファイバー２４ｆにおいて、繊維長部分Ｌの平均値が１０μｍより短いと、高熱伝導弾性層２４ｂ中の熱伝導率異方性効果が現れ難い。つまり、高熱伝導弾性層２４ｂの長手方向に熱伝導率が高く周方向に熱伝導率が低いと、高熱伝導弾性層２４ｂの長手方向において熱量を中央に供給できるので、記録材Ｐが担持するトナー画像ｔに対し同じ定着性を得るのにも省エネが図れる。また、加圧ローラ２４の長手方向の非通紙領域の昇温を緩和することも可能となる。繊維長部分Ｌの平均値が１ｍｍより長いと、カーボンファイバー２４ｆの高熱伝導弾性層２４ｂ中への分散加工成型が難しい。従って、カーボンファイバー２４ｆの長さは０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下がよい。
【００５７】
このようなカーボンファイバー２４ｆとして、その熱伝導性能から、石油ピッチや石炭ピッチを原料として製造されたピッチ系カーボンファイバー、つまりピッチ系炭素繊維が好ましい。
【００５８】
３−１−３）離型層２４ｃ
離型層２４ｃは高熱伝導弾性層２４ｂ上にＰＦＡチューブを被せることにより形成しても良いし、フッ素ゴムまたは、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなどのフッ素樹脂を高熱伝導弾性層２４ｂ上にコーティングすることによって形成しても良い。なお、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。
【００５９】
さらに、ソリッドゴム弾性層２４ａと高熱伝導弾性層２４ｂの間、及び高熱伝導弾性層２４ｂと離型層２４ｃ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が形成されていても良い。また、各々の層は本発明の範囲内において多層構成となっても良い。また、加圧ローラ２４において、摺動性、発熱性、離型性等の目的でここに示した層以外の層が形成されていても良い。これらの層を形成する順序は特に限定されず、それぞれの工程等の都合により適宜入れ替えて行っても良い。
【００６０】
３−２）加圧ローラ２４の実施例
[実施例１]
図８は実施例１に係る加圧ローラ２４の一例の縦断面模型図である。図９は図８の加圧ローラ２４の成型手順を表す説明図である。
【００６１】
実施例１に係る加圧ローラ２４は、加圧ローラ２４の外形が逆クラウン形状であって、高熱伝導弾性層２４ｂの長手方向の中央よりも端部の厚さが厚くなるようにソリッドゴム弾性層２４ａと高熱伝導弾性層２４ｂを組み合わせて弾性層を形成したものである。
【００６２】
実施例１の加圧ローラ２４のソリッドゴム弾性層２４ａ、高熱伝導弾性層２４ｂ、及び成型法を説明する。
【００６３】
＜ソリッドゴム弾性層２４ａ＞
ソリッドゴム弾性層２４ａとして、密度が１．２０ｇ／ｃｍ３である付加反応硬化型のシリコーンゴムを用いている。
【００６４】
＜高熱伝導弾性層２４ｂ＞
次に高熱伝導弾性層２４ｂについて説明する。
【００６５】
まず、
重量平均分子量Ｍｗ＝６５０００
数平均分子量  Ｍｎ＝１５０００
Ａ液‥ビニル基濃度（０．８６３ｍｏｌ％）、ＳｉＨ濃度（無し）
粘度（７．８Ｐａ・ｓ）
Ｂ液‥ビニル基濃度（０．９５５ｍｏｌ％）、ＳｉＨ濃度（０．７８０ｍｏｌ％
粘度（６．２Ｐａ・ｓ）
Ａ／Ｂ＝１／１のときＨ／Ｖｉ＝０．４３
となるＡ、Ｂ両液を１：１の割合になるように配合し、触媒の白金化合物を加えて付加硬化型シリコーンゴム原液を得る。
【００６６】
この付加硬化型シリコーンゴム原液に対し、アルミナ、ＡｌＮ、ピッチ系カーボンファイバーを所定の体積比率で均一に配合・混練して、シリコーンゴム組成物（不図示）を得た。このシリコーンゴム組成物を高熱伝導弾性層２４ｂとして用いる。
【００６７】
＜加圧ローラ２４の成型法＞
φ２２のＡｌ製芯金２４ｄの外周に上記のシリコーンゴムを用いて型成型法により厚さ３ｍｍのソリッドゴム弾性層２４ａを形成することにより、図９に示すような弾性層形成物１を得た。弾性層形成物１の外形はφ２８である。ここで温度条件としては１５０℃×３０分にて加熱硬化させた。このソリッドゴム弾性層２４ａの熱伝導率λは０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、テストピース硬度はＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度で３２度であった。その熱伝導率０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）は、後述する比較例ローラ１〜６の高熱伝導弾性層２４ｂの熱伝導率よりも低い。
【００６８】
次に、内径φ３０の金型（不図示）にφ２８の弾性層形成物１を金型の芯軸（軸線）と弾性層形成物１の芯金２４ｄの芯軸（軸線）とが等しくなるようセットする。そしてその金型と弾性層形成物１との間にシリコーンゴム組成物１を注入し、１５０℃×６０分の加熱硬化を経て外径φ３０の高熱伝導弾性層２４ｂを備えた弾性層形成物２（図９）を得る。この高熱伝導弾性層２４ｂの成型工程において、型成型法により高熱伝導弾性層２４ｂを長手方向の中央よりも端部の厚さが厚くなるように逆クラウン量２００μｍに設定した逆クラウン形状に形成する。つまり、第２の弾性層である高熱伝導弾性層２４ｂの厚さを高熱伝導弾性層２４ｂの長手方向の中央から端部にかけて変化させている。
【００６９】
さらにその弾性層形成物２の高熱伝導弾性層２４ｂの外周に離型層２４ｃとしてＰＦＡチューブ（厚み３０μｍ）を被覆し、両端部を切断して、長手方向の長さ３２０ｍｍの加圧ローラ２４を得た。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。
【００７０】
実施例1の加圧ローラ２４は、高熱伝導弾性層２４ｂを逆クラウン量２００μｍの逆クラウン形状に形成することによって、加圧ローラ２４外形に２００μｍの逆クラウン形状を施している。ここで、逆クラウン量は、加圧ローラ２４の長手方向の端部の外径Ｄ２と中央の外径Ｄ１との差（Ｄ２−Ｄ１）で規定する。従って逆クラウン量２００μｍはＤ２とＤ１との差である。図８、図９では、加圧ローラ２４外形の逆クラウン形状を容易に理解できるように、加圧ローラ２４の外形形状は強調して表してある。
【００７１】
従って、実施例1の加圧ローラ２４は、第２の弾性層である高熱伝導弾性層２４ｂの長手方向の中央よりも端部の厚さが厚くなるように第１の弾性層であるソリッドゴム弾性層２４ａと高熱伝導弾性層２４ｂを組み合わせて弾性層が形成されている。
【００７２】
[実施例２]
図１０は実施例２に係る加圧ローラ２４の一例の縦断面模型図である。図１１は図１０の加圧ローラ２４の成型手順を表す説明図である。
【００７３】
実施例２に係る加圧ローラ２４は、加圧ローラ２４の外形がストレート形状であって、高熱伝導弾性層２４ｂの長手方向の中央よりも端部の厚さが厚くなるようにソリッドゴム弾性層２４ａと高熱伝導弾性層２４ｂを組み合わせて弾性層を形成したものである。
【００７４】
＜加圧ローラ２４の成型法＞
芯金２４ｄの外周に上記のシリコーンゴムを用いて型成型法によりソリッドゴム弾性層２４ａを形成することによって、図１１に示すような弾性層形成物１を得る。ソリッドゴム弾性層２４ａの材料、厚さ、温度条件などは実施例１の加圧ローラ２４のソリッドゴム弾性層２４ａと同じである。
【００７５】
次に、弾性層形成物１のソリッドゴム弾性層２４ａの外周において、ソリッドゴム弾性層２４ａの長手方向の両側端部のＴａ領域に研磨加工を施すことにより、そのＴａ領域をテーパ量１ｍｍのテーパ形状に形成した弾性層形成物２を得る。テーパ量としては、ソリッドゴム弾性層２４ａの長手方向の中央の外形Ｄ４と端部の外形Ｄ３との差（Ｄ４−Ｄ３）で規定する。従ってクラウン量１ｍｍはＤ４とＤ３との差である。弾性層形成物１のソリッドゴム弾性層２４ａの外周において、ソリッドゴム弾性層２４ａの長手方向のＴａ領域間の中央のＳ領域は芯金２４ｄの芯軸と平行なストレート形状となっている。従って、ソリッドゴム弾性層２４ａは、ソリッドゴム弾性層２４ａの長手方向の端部よりも中央の厚さが厚くなるクラウン形状に形成されている。つまり、第１の弾性層であるソリッドゴム弾性層２４ａの厚さをソリッドゴム弾性層２４ａの長手方向の中央から端部にかけて変化させている。図１０、図１１では、ソリッドゴム弾性層２４ａのテーパ形状を容易に理解できるように、ソリッドゴム弾性層２４ａ外形形状は強調して表してある。
【００７６】
そしてその弾性層形成物２のソリッドゴム弾性層２４ａの外周に型成型法により高熱伝導弾性層２４ｂを形成することにより、芯金２４ｄの芯軸と平行なストレート形状の弾性層形成物３を得る。
【００７７】
さらにその弾性層形成物３の高熱伝導弾性層２４ｂの外周に離型層２４ｃとしてＰＦＡチューブ（厚み３０μｍ）を被覆し、両端部を切断して、長手方向の長さ３２０ｍｍの加圧ローラ２４を得た。
【００７８】
従って、実施例２の加圧ローラ２４も、第２の弾性層である高熱伝導弾性層２４ｂの長手方向の中央よりも端部の厚さが厚くなるように第１の弾性層であるソリッドゴム弾性層２４ａと高熱伝導弾性層２４ｂを組み合わせて弾性層が形成されている。
【００７９】
３−３）加圧ローラ２４の評価
加圧ローラ２４について、以下に説明する比較例ローラ１〜６を作製し、この比較例ローラ１〜６と後述する実施例ローラ１〜６との性能比較評価を行った。ここで、実施例ローラ１〜６と比較例ローラ１〜６は、それぞれ同じ番号同士で対応し、同じ物性の弾性層を有するものである。
【００８０】
３−３−１）比較例ローラ１〜６の説明
図１２は比較例ローラ１〜６の縦断面模型図である。
【００８１】
比較例ローラ１〜６は、φ２２の鉄材からなる芯金２４ｄを用い、ソリッドゴム弾性層２４ａと高熱伝導弾性層２４ｂの合計の厚さは４ｍｍとすることで、加圧ローラ２４の外径としてφ３０のものを使用した。高熱伝導弾性層２４ｂの厚さは１ｍｍである。離型層２４ｃとしては、厚さが３０μｍのＰＦＡチューブを用いた。また、ソリッドゴム弾性層２４ａ、高熱伝導弾性層２４ｂは長手方向において均一な厚さであり、外形はストレート形状とした。
【００８２】
また、本実施例では、６種類の高熱伝導弾性層２４ｂを作成し、その高熱伝導弾性層２４ｂを用いて作製した実施例ローラ１〜６と比較例ローラ１〜６の比較評価を行った。
【００８３】
以下に、比較例ローラ１〜６の高熱伝導弾性層２４ｂについて説明する。
【００８４】
比較例ローラ１
付加反応型液状シリコーンゴム原液（Ｓ成分）に、フィラー（Ｆ成分）として、熱伝導率が３６Ｗ／（ｍ・Ｋ）である球形アルミナ（平均粒子径＝１１μｍ）を、混合後の割合がＦ成分として４０ｖｏｌ％となるように混合してシリコーンゴム組成物を得た。そしてそのシリコーンゴム組成物によりソリッドゴム弾性層２４ａ上の高熱伝導弾性層２４ｂを形成した。
【００８５】
この比較例ローラ１の高熱伝導弾性層２４ｂの長手方向の熱伝導率λは０．８４Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、高熱伝導弾性層２４ｂのテストピース硬度はＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度で４０度であった。
【００８６】
比較例ローラ２
付加反応型液状シリコーンゴム原液（Ｓ成分）に、フィラー（Ｆ成分）として、熱伝導率が２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）である球形ＡｌＮ（平均粒子径＝８．４μｍ）を、混合後の割合がＦ成分として３５ｖｏｌ％となるように混合してシリコーンゴム組成物を得た。そしてそのシリコーンゴム組成物によりソリッドゴム弾性層２４ａ上の高熱伝導弾性層２４ｂを形成した。
【００８７】
この比較例ローラ２の高熱伝導弾性層２４ｂの長手方向の熱伝導率λは１．０２Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、高熱伝導弾性層２４ｂのテストピース硬度はＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度で５１度であった。
【００８８】
比較例ローラ３
付加反応型液状シリコーンゴム原液（Ｓ成分）に、フィラー（Ｆ成分）として、熱伝導率が３６Ｗ／（ｍ・Ｋ）である球形アルミナ（平均粒子径＝１１μｍ）を、混合後の割合がＦ成分として５０ｖｏｌ％となるように混合してシリコーンゴム組成物を得た。そしてそのシリコーンゴム組成物によりソリッドゴム弾性層２４ａ上の高熱伝導弾性層２４ｂを形成した。
【００８９】
この比較例ローラ３の高熱伝導弾性層２４ｂの長手方向の熱伝導率λは１．２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、高熱伝導弾性層２４ｂのテストピース硬度はＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度で５８度であった。
【００９０】
比較例ローラ４
付加反応型液状シリコーンゴム原液（Ｓ成分）に、フィラー（Ｆ成分）として、熱伝導率が２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）である球形ＡｌＮ（平均粒子径＝８．４μｍ）を、混合後の割合がＦ成分として４０ｖｏｌ％となるように混合してシリコーンゴム組成物を得た。そしてそのシリコーンゴム組成物によりソリッドゴム弾性層２４ａ上の高熱伝導弾性層２４ｂを形成した。
【００９１】
この比較例ローラ４の高熱伝導弾性層２４ｂの長手方向の熱伝導率λは１．２４Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、高熱伝導弾性層２４ｂのテストピース硬度はＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度で６３度であった。
【００９２】
比較例ローラ５
付加反応型液状シリコーンゴム原液（Ｓ成分）に、フィラー（Ｆ成分）として、熱伝導率が９００Ｗ／（ｍ・Ｋ）であるピッチ系カーボンファイバ１００−０５Ｍを、混合後の割合がＦ成分として３５ｖｏｌ％となるように混合してシリコーンゴム組成物を得た。ピッチ系カーボンファイバ１００−０５Ｍについては追って説明する。そしてそのシリコーンゴム組成物によりソリッドゴム弾性層２４ａ上の高熱伝導弾性層２４ｂを形成した。
【００９３】
この比較例ローラ５の高熱伝導弾性層２４ｂの長手方向の熱伝導率λは３９．２２Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、高熱伝導弾性層２４ｂのテストピース硬度はＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度で３９度であった。
【００９４】
比較例ローラ６
付加反応型液状シリコーンゴム原液（Ｓ成分）に、フィラー（Ｆ成分）として、熱伝導率が９００Ｗ／（ｍ・Ｋ）であるピッチ系カーボンファイバ１００−１５Ｍを、混合後の割合がＦ成分として３０ｖｏｌ％となるように混合してシリコーンゴム組成物を得た。ピッチ系カーボンファイバ１００−１５Ｍについては追って説明する。そしてそのシリコーンゴム組成物によりソリッドゴム弾性層２４ａ上の高熱伝導弾性層２４ｂを形成した。
【００９５】
この比較例ローラ６の高熱伝導弾性層２４ｂの長手方向の熱伝導率λは６５．７８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、高熱伝導弾性層２４ｂのテストピース硬度はＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度で３５度であった。
【００９６】
以下に比較例ローラ５、６で使用したピッチ系カーボンファイバーを説明する。
【００９７】
・１００−０５Ｍ：ピッチ系カーボンファイバー、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）。
【００９８】
・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）。
【００９９】
３−３−２）実施例ローラと比較例ローラとの比較評価
比較評価例１
図１３は本比較評価例の比較対象となる実施例ローラ１と比較例ローラ１の縦断面模型図である。
【０１００】
実施例ローラ１のソリッドゴム弾性層２４ａと高熱伝導弾性層２４ｂのシリコーンゴムの物性は、比較例ローラ１のそれと同じである。従って、実施例ローラ１の高熱伝導弾性層２４ｂの長手方向の熱伝導率は０．８４Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、高熱伝導弾性層２４ｂのＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度（以下、ゴム硬度と記す）は４０度である。これらの実施例ローラ１と比較例ローラ１は、高熱伝導弾性層２４ｂとして、付加硬化型シリコーンゴム原液に充填材としてアルミナを４０ｖｏｌ％配合したシリコーンゴム組成物を用いている。比較例ローラ１の外形がストレート形状であるのに対し、実施例ローラ１の外形は２００μｍの逆クラウン形状を施した。図１３においては、説明の分かり易さの観点から、実施例ローラ１の外形形状を強調して示している。ここで、実施例ローラ１と比較例ローラ１は、それぞれ型成型法によりソリッドゴム弾性層２４ａをストレート形状に成型後、そのソリッドゴム弾性層２４ａ上に型成型法により高熱伝導弾性層２４ｂを形成したものである。
【０１０１】
よって、実施例ローラ１と比較例ローラ１では、ソリッドゴム弾性層２４ａ、高熱伝導弾性層２４ｂの厚さは表１のようになった。
【０１０２】
【表１】
2009109952.tif 000003
【０１０３】
また、図２で示した定着装置６において、加圧ローラ２４として実施例ローラ１、比較例ローラ１をそれぞれ用い、その実施例ローラ１、比較例ローラ１それぞれに加圧力１９６Ｎを作用させたときに形成されたニップ幅は、表１のようになった。比較例ローラ１では、比較例ローラ１の長手方向の端部と中央とのニップ幅の差が０．３ｍｍある。これに対し、実施例ローラ１では、高熱伝導弾性層２４ｂの長手方向の端部を中央よりも０．１ｍｍ厚くすることにより実施例ローラ１の長手方向の中央のニップ幅と端部のニップ幅をほぼ同じ値にすることができた。
【０１０４】
比較評価例２
比較評価例１と同様、図１３に示す形状で実施例ローラ２と比較例ローラ２をそれぞれ作製した。実施例ローラ２のソリッドゴム弾性層２４ａと高熱伝導弾性層２４ｂのシリコーンゴムの物性は、比較例ローラ２のそれと同じである。ただし、高熱伝導弾性層２４ｂの充填材を実施例ローラ１の高熱伝導弾性層２４ｂより熱伝導率の高いＡｌＮに変更した。ＡｌＮの場合、配合量をアルミナより少ない３５ｖｏｌ％としても、熱伝導率については実施例ローラ１の０．８４Ｗ／（ｍ・Ｋ）よりも高い１．０２Ｗ／（ｍ・Ｋ）にすることができた。一方、高熱伝導弾性層２４ｂのゴム硬度は４０度から５１度へと硬くなった。図２に示す定着装置６において、これらの実施例ローラ２、比較例ローラ２それぞれに加圧力１９６Ｎを作用させたときに形成されたニップ幅を表２に示す。実施例ローラ２は全体的に実施例ローラ１よりもニップ幅が細くなったが、実施例ローラ２の長手方向の中央のニップ幅と端部のニップ幅との差については、ほぼ同じ値にすることができた。
【０１０５】
【表２】
2009109952.tif 000004
【０１０６】
比較評価例３
図１４は本比較評価例の比較対象となる実施例ローラ３と比較例ローラ３の縦断面模型図である。
【０１０７】
実施例ローラ３のソリッドゴム弾性層２４ａと高熱伝導弾性層２４ｂのシリコーンゴムの物性は、比較ローラ３のそれと同じである。これらの実施例ローラ３と比較例ローラ３は、高熱伝導弾性層２４ｂとして、実施例ローラ１よりも更に高熱伝導なものにするため、付加硬化型シリコーンゴム原液に充填材としてアルミナを５０ｖｏｌ％配合したシリコーンゴム組成物を用いている。また、本比較評価例においては、比較例ローラ３、実施例ローラ３の外形が共にストレート形状であるのに対し、ソリッドゴム弾性層２４ａの形状は、比較例ローラ３がストレート形状、実施例ローラ３はＴａ領域に１ｍｍのテーパ形状を施した。テーパ量としては、実施例ローラ３の長手方向の中央のストレート部Ｓの外形Ｄ４と端部の外形Ｄ３との差で規定する。ソリッドゴム弾性層２４ａは、型成型法によりストレート形状で成型したあと、研磨によりテーパ形状を付与した。そして、ソリッドゴム弾性層２４ａ上に型成型法により高熱伝導弾性層２４ｂを形成した。
【０１０８】
よって、ソリッドゴム弾性層２４ａと高熱伝導弾性層２４ｂとからなる弾性層の断面形状の違いにより、実施例ローラ３と比較例ローラ３において、ソリッドゴム弾性層２４ａ、高熱伝導弾性層２４ｂの厚さはそれぞれ表３のようになった。
【０１０９】
【表３】
2009109952.tif 000005
【０１１０】
また、図２に示す定着装置６において、これらの実施例ローラ３、比較例ローラ３それぞれに加圧力１９６Ｎを作用させたときに形成されたニップ幅は、表３のようになった。比較例ローラ３では、比較例ローラ３の長手方向の端部のニップ幅と中央のニップ幅との差が０．５ｍｍある。これに対し、実施例ローラ３では、全体的にニップ幅が細くなってはいるものの、実施例ローラ３の長手方向の中央のニップ幅と端部のニップ幅をほぼ同じ値にすることができた。
【０１１１】
比較評価例４
比較評価例３と同様、図１４に示す形状で実施例ローラ４と比較例ローラ４をそれぞれ作製した。実施例ローラ４のソリッドゴム弾性層２４ａと高熱伝導弾性層２４ｂのシリコーンゴムの物性は、比較例ローラ４のそれと同じである。ただし、高熱伝導弾性層２４ｂの充填材を実施例ローラ３より熱伝導率の高いＡｌＮに変更した。ＡｌＮの場合、配合量を実施例ローラ３のアルミナより少ない４０ｖｏｌ％としても、熱伝導率については実施例ローラ３の１．１９６Ｗ／（ｍ・Ｋ）よりも高い１．２４Ｗ／（ｍ・Ｋ）にすることができた。一方、高熱伝導弾性層２４ｂのゴム硬度は５８度から６３度へと硬くなった。図２に示す定着装置６において、これらの実施例ローラ４、比較例ローラ４それぞれに加圧力１９６Ｎを作用させたときに形成されたニップ幅を表４に示す。実施例ローラ４は全体的に実施例ローラ３よりもニップ幅が細くなったが、実施例ローラ４の長手方向の中央のニップ幅と端部のニップ幅との差については、ほぼ同じ値にすることができた。
【０１１２】
【表４】
2009109952.tif 000006
【０１１３】
また、図１３に示す実施例ローラ１の高熱伝導弾性層２４ｂの逆クラウン形状と、図１４に示す実施例ローラ４のソリッドゴム弾性層２４ａのテーパ形状とを組み合わせて弾性層とする構成を採用してもよい。その弾性層の構成を採用することにより、高熱伝導弾性層２４ｂの厚さやゴム硬度の違いに対応して長手方向の中央のニップ幅と端部のニップ幅との差を低減するように補正することができる。
【０１１４】
比較評価例５
比較評価例１と同様、図１３に示す形状で実施例ローラ２と比較例ローラ２をそれぞれ作製した。実施例ローラ５のソリッドゴム弾性層２４ａと高熱伝導弾性層２４ｂのシリコーンゴムの物性は、比較例ローラ５のそれと同じである。これらの実施例ローラ５と比較例ローラ５は、高熱伝導弾性層２４ｂとして、ローラの長手方向の熱伝導率を更に高いものにするため、付加硬化型シリコーンゴム原液に充填材としてカーボンファイバーを３５ｖｏｌ％配合したシリコーンゴム組成物を用いている。実施例ローラ５と比較例ローラ５の外形形状及び成型法は、それぞれ図１３に示す実施例ローラ１と比較例ローラ１の外形形状と同じである。
【０１１５】
よって、ソリッドゴム弾性層２４ａと高熱伝導弾性層２４ｂとからなる弾性層の断面形状の違いにより、実施例ローラ５と比較例ローラ５において、ソリッドゴム弾性層２４ａ、高熱伝導弾性層２４ｂの厚さはそれぞれ表５のようになった。
【０１１６】
【表５】
2009109952.tif 000007
【０１１７】
また、図２に示す定着装置６において、これらの実施例ローラ５、比較例ローラ５それぞれに加圧力１９６Ｎを作用させたときに形成されたニップ幅は、表５のようになった。比較例ローラ５では、比較例ローラ５の長手方向の端部のニップ幅と中央のニップ幅との差が０．３ｍｍある。これに対し、実施例ローラ５では、実施例ローラ１、２に対して全体的にニップ幅が太くなるとともに、実施例ローラ５の長手方向の中央のニップ幅と端部のニップ幅をほぼ同じ値にすることができた。
【０１１８】
これは、実施例ローラ５の高熱伝導弾性層２４ｂのゴム硬度が、実施例ローラ１の高熱伝導弾性層２４ｂのゴム硬度４０度から３５度へと低硬度化したため、ニップ幅についても実施例ローラ１、２より広くすることができた。一方、実施例ローラ５の高熱伝導弾性層２４ｂの長手方向の熱伝導率については、実施例ローラ１の０．８４Ｗ／（ｍ・Ｋ）から３９．２２Ｗ／（ｍ・Ｋ）へと大幅に増加させることができた。
【０１１９】
比較評価例６
比較評価例５と同様、図１３に示す形状で実施例ローラ２と比較例ローラ２をそれぞれ作製した。実施例ローラ６のソリッドゴム弾性層２４ａと高熱伝導弾性層２４ｂのシリコーンゴムの物性は、比較例ローラ５のそれと同じである。ただし、実施例ローラ６においては、高熱伝導弾性層２４ｂの充填材であるカーボンファイバーの繊維長Ｌと入れ目量を実施例ローラ５のカーボンファイバーに対して変更した。具体的には、繊維長Ｌを５０μｍから１５０μｍにアップさせ、配合量は逆に３５ｖｏｌ％から３０ｖｏｌ％に削減した。しかしながら、高熱伝導弾性層２４ｂの長手方向の熱伝導率については、実施例ローラ５の３９．２２Ｗ／（ｍ・Ｋ）よりも高い６５．７８Ｗ／（ｍ・Ｋ）にすることができ、逆にゴム硬度は３９度から３５度へと軟らかくなった。図２に示す定着装置６において、これらの実施例ローラ５、比較例ローラ５それぞれに加圧力１９６Ｎを作用させたときに形成されたニップ幅を表６に示す。実施例ローラ６は全体的に実施例ローラ５よりもニップ幅が広くなり、かつ実施例ローラ６の長手方向の中央のニップ幅と端部のニップ幅を同じ値にすることができた。
【０１２０】
【表６】
2009109952.tif 000008
【０１２１】
比較評価例７
これまでの実施例１〜６に対する比較例として、加圧ローラの弾性層全層をソリッドゴム弾性層２４ａで成型した場合の例を示す。
【０１２２】
図１５は比較評価例７の比較対象となる比較例ローラ７を表す図であって、（ａ）は外形形状がストレート形状の比較例ローラの縦断面模型図、（ｂ）は外形形状が逆クラウン形状した比較例ローラの縦断面模型図である。
【０１２３】
図１５の（ａ）と（ｂ）に示す２種類の比較例ローラ７は、それぞれ密度が１．２０ｇ／ｃｍ３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芯金２４ｄ上に厚さ４ｍｍ（単層）のソリッドゴム弾性層２４ａを形成した。この比較例ローラ７のソリッドゴム弾性層２４ｇの長手方向の熱伝導率λは０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、ソリッドゴム弾性層２４ｇのテストピース硬度はＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度で３２度であった。
【０１２４】
また、図２に示す定着装置６において、これらの２種類の比較例ローラ７それぞれに加圧力１９６Ｎを作用させたときに形成されたニップ幅は、表７のようになった。外形形状がストレート形状の比較例ローラ７では、比較例ローラ７の長手方向の端部のニップ幅と中央のニップ幅との差が０．３ｍｍある。これに対し、外形形状が２００μｍの逆クラウン形状の比較例ローラ７では、比較例ローラ７の長手方向の端部のニップ幅と中央のニップ幅との差が０．５ｍｍとなった。
【０１２５】
【表７】
2009109952.tif 000009
【０１２６】
弾性層全層を単層のソリッドゴム弾性層２４ａにより構成したストレート形状の加圧ローラに対して、逆クラウン形状を付与した場合、比較評価例７で示したように逆クラウン形状の加圧ローラの長手方向の端部のニップ幅が増加する傾向となる。
【０１２７】
一方、比較評価例１、２、５、６で示したように、加圧ローラの２層化した弾性層の上層側弾性層（高熱伝導弾性層２４ｂ）の長手方向の端部の厚さを中央の厚さに対して厚くしている。これにより、加圧ローラの長手方向において端部のニップ幅と中央のニップ幅との差を低減するように補正することができる。また、加圧ローラの中央から端部に向かって、上層側弾性層の厚さを徐々に厚くなるように変化させることにより、加圧ローラの長手方向のニップ幅形状も滑らかなものとなり、より安定した記録材の搬送性を確保することができる。
【０１２８】
また、比較評価例３、４で示したように、加圧ローラの２層化した弾性層の下層側弾性層（ソリッドゴム弾性層２４ａ）の長手方向の中央の厚さを端部の厚さに対して厚くしても、端部のニップ幅と中央のニップ幅との差を低減するように補正することができる。また、加圧ローラの端部から中央に向かって、下層側弾性層の厚さを徐々に厚くなるように変化させても、加圧ローラの長手方向のニップ幅形状も滑らかなものとなり、より安定した記録材の搬送性を確保することができる。
【０１２９】
また、本実施例においては、加圧ローラの２層化した弾性層の下層側弾性層の材料としてソリッドゴムを使用したが、下層側弾性層の材料はソリッドゴムに限られない。高い耐久性能を要求されない低速のプリンタに搭載される定着装置においては、加圧ローラの下層側弾性層の材料として特公平４−７７３１５号公報に開示されているような発泡シリコーンゴムを使用することもできる。これにより、下層側弾性層の熱伝導率は０．１２Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度まで下げることができる。そのため、芯金２４ｄへの放熱を抑制しつつ、高熱伝導弾性層２４ｂにより加圧ローラの長手方向の温度ムラを抑制することができる高効率な定着装置を提供することができる。また、下層側弾性層は、特開平８−１２８８８号公報、特開平５−２０９０８０号公報で開示されているような樹脂マイクロバルーンをシリコーンゴムの充填材として用いて断熱化を図ってもよい。
【０１３０】
実施例１、２の加圧ローラ２４は、２層化した弾性層において、上層側に熱伝導率の高い高熱伝導弾性層２４ｂを有し、下層側に高熱伝導弾性層２４ｂよりも熱伝導率の低い弾性層２４ａを有している。この高熱伝導弾性層２４ｂは弾性層２４ａよりも硬度が高い。そして高熱伝導弾性層２４ｂの長手方向の中央よりも端部の厚さが厚くなるように弾性層２４ａと高熱伝導弾性層２４ｂを組み合わせて２層化した弾性層を形成している。従って、実施例１、２の加圧ローラ２４は、加圧ローラ２４の長手方向の中央のニップ幅の端部のニップ幅との差を低減できるので、加圧ローラ２４の長手方向において均一な定着性と安定した搬送性を確保できる。
（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、加熱体２２は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は必ずしもニップ部に位置していなくてもよい。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】画像形成装置の一例の概略構成模型図
【図２】定着装置の概略構成模型図
【図３】加圧ローラの層構成模型図
【図４】加圧ローラの弾性層形成物２の説明図
【図５】加圧ローラの弾性層形成物２の高熱伝導弾性層の切り出しサンプルの拡大斜視図
【図６】（ａ）は高熱伝導弾性層の切り出しサンプルのａ断面の拡大図、（ｂ）はｂ断面の拡大図
【図７】カーボンファイバーの説明図
【図８】実施例１に係る加圧ローラの一例の縦断面模型図
【図９】実施例１に係る加圧ローラの成型手順を表す説明図
【図１０】実施例２に係る加圧ローラの一例の縦断面模型図である。図１１は図１０の加圧ローラ２４の成型手順を表す説明図である。
【図１１】実施例２に係る加圧ローラの成型手順を表す説明図
【図１２】比較例ローラ１〜６の縦断面模型図
【図１３】比較評価例１、２、５、６の比較対象となる実施例ローラ１、２、５、６と比較例ローラ１、２、５、６の縦断面模型図
【図１４】比較評価例３、４の比較対象となる実施例ローラ３、４と比較例ローラ３、４の縦断面模型図
【図１５】比較評価例７の比較対象となる比較例ローラ７の説明図
【符号の説明】
【０１３６】
６‥加熱定着装置、２３‥耐熱性フィルム、２４‥加圧ローラ、２４ａ‥ソリッドゴム弾性層、２４ｂ‥高熱伝導弾性層、Ｐ‥記録材、Ｎ‥ニップ部
【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１２】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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