加圧ローラ、及びこの加圧ローラを用いた像加熱装置
【課題】弾性層の加圧部材長手方向の熱伝導性を向上でき、かつ弾性層の厚み方向の断熱性を向上できるようにした加圧ローラの提供。
【解決手段】像加熱装置に用いられる加圧ローラ（２４）であって、芯金（２４ｃ）と、平均長さが０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下、熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である針形状フィラー（２４ｄ）を含有する弾性層（２４ａ）と、を有し、前記弾性層の中には空孔部（２４ｅ）が分散していることを特徴とする。
【解決手段】像加熱装置に用いられる加圧ローラ（２４）であって、芯金（２４ｃ）と、平均長さが０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下、熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である針形状フィラー（２４ｄ）を含有する弾性層（２４ａ）と、を有し、前記弾性層の中には空孔部（２４ｅ）が分散していることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像形成装置に搭載する定着装置(定着器）として用いれば好適な像加熱装置、及びこの像加熱装置に用いられる加圧ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のプリンタや複写機に搭載する定着器として、フィルム加熱方式の定着器が知られている。このタイプの定着器は、セラミックス製の基板上に発熱抵抗体を有するヒータと、ヒータに接触しつつ移動する定着フィルムと、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などを有している。未定着トナー画像を担持する記録材は定着器のニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上のトナー画像は記録材に加熱定着される。この定着器は、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間（立ち上がり時間）が短いというメリットがある。
【０００３】
従って、この定着器を搭載するプリンタは、プリント指令の入力後、一枚目の画像を出力するまでの時間（ＦＰＯＴ：ｆｉｒｓｔ ｐｒｉｎｔｏｕｔ ｔｉｍｅ）を短くできる。またこのタイプの定着器は、プリント指令を待つ待機中の消費電力が少ないというメリットもある。
【０００４】
上記定着器を搭載するプリンタにおいて、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、ヒータの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（以下、非通紙部昇温と記す）が知られている。この非通紙部昇温はプリンタの処理速度（プロセススピード）が速くなるほど発生しやすい。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する場合が多いからである。
【０００５】
このように非通紙部昇温が発生すると、定着器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、非通紙部昇温している状態で大サイズの記録材をプリントすると、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ことがある。
【０００６】
上記のような問題を発生させない為に、非通紙部昇温を低減させる手段の一つとして、加圧ローラの長手方向の熱伝導率を高くするという手法が知られている。これは、加圧ローラに設けられている弾性層（ゴム層）の伝熱性を積極的に良化させる事でローラ長手方向への熱の移動を促進させ非通紙部昇温を緩和するという手法である。
【０００７】
特許文献１には、芯金上に設けられたゴム層中にピッチ系炭素繊維を分散した加圧ローラが開示されている。この加圧ローラではゴム層の熱伝導率が高い為、非通紙部昇温の緩和に効果的である。特許文献２には、ソリッドゴム弾性層の上にピッチ系炭素繊維を分散したゴム層を設けた加圧ローラが開示されている。この加圧ローラでは、ピッチ系炭素繊維を分散したゴム層のローラ長手方向に炭素繊維が配向する為、特にローラ長手方向の熱伝導率が高い特性（熱伝導異方性）を示すことにより、非通紙部昇温の緩和に効果的である。
【特許文献１】特開２００５−２７３７７１号公報
【特許文献２】特開２００９−３１７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示されている加圧ローラは、ゴム層の熱伝導率が優れており非通紙部昇温の緩和に効果的であるが、ゴム層の厚み方向の熱伝導率も高い為、芯金へ熱が逃げやすい。このため、プリント開始時の定着器を所定温度に到達させる過程（以下、立ち上げ時と記す）において定着フィルム表面の昇温スピードを向上させにくい。
【０００９】
特許文献２に開示されている加圧ローラは、ソリッドゴム弾性層上にピッチ系炭素繊維を配向分散させたゴム層を設けている。これにより、ローラ長手方向の熱伝導率が優れており非通紙部昇温の緩和に効果的で、且つ、断熱性も良くゴム層の厚み方向へ熱が逃げにくくなっている。しかし、プリント開始時から定着開始できるまでの時間をより短縮させるためには、ゴム層の厚み方向の更なる断熱性能向上が求められている。
【００１０】
本発明の目的は、弾性層の加圧部材長手方向の熱伝導性を向上でき、かつ弾性層の厚み方向の断熱性を向上できるようにした加圧ローラ、及びこの加圧ローラを用いた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】
【００１１】
上述の課題を解決するための本発明の加圧ローラは、像加熱装置に用いられる加圧ローラであって、芯金と、平均長さが０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下、熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である針形状フィラーを含有する弾性層と、を有し、前記弾性層の中には空孔部が分散していることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の像加熱装置は、画像を担持する記録材を加熱する加熱部材と、芯金と、平均長さが０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下、熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である針形状フィラーを含有する弾性層と、を有し、前記加熱部材と共に記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧ローラと、を有する像加熱装置において、前記弾性層の中には空孔部が分散していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、弾性層の加圧ローラ長手方向の熱伝導性を向上でき、かつ弾性層の厚み方向の断熱性を向上できるようにした加圧ローラ、及びこの加圧ローラを用いた像加熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】画像形成装置の一例の概略構成模式図
【図２】（ａ）は定着装置の横断側面構成模式図、（ｂ）は弾性層の加圧ローラ長手方向の断面図
【図３】（ａ）は芯金の外周面上に弾性層を成形した弾性層成形物の全体斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す弾性層成形物の右方からの側面図、（ｃ）は（ａ）に示す弾性層成形物の弾性層の切り出しサンプルの拡大斜視図。（ｄ）と（ｅ）はそれぞれ（ｃ）に示す弾性層の切り出しサンプルのα断面の拡大図とβ断面の拡大図。（ｆ）は針形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
【図４】配向率の定義の説明図
【図５】弾性層の熱伝導率の測定方法の説明図
【図６】実施例１の加圧ローラ、比較例１の加圧ローラの成形手順を表す説明図
【図７】実施例１の加圧ローラ、比較例１の加圧ローラの製造方法を表す説明図
【図８】実施例２〜７の加圧ローラ、比較例２〜７の加圧ローラの成形手順を表す説明図
【図９】実施例２〜７の加圧ローラ、比較例２〜７の加圧ローラの製造方法を表す説明図
【図１０】実施例１〜７の加圧ローラ、比較例１〜７の加圧ローラの評価結果を表すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る像加熱装置を定着装置（定着器）として搭載する画像形成装置の一例の概略構成模式図である。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（以下、プリントと記す）である。
【００１６】
本実施例に示すプリンタは、像担持体としての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を有している。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等の金属材料により形成されたシリンダ（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。
【００１７】
感光ドラム１は、ホストコンピュータやネットワーク上の端末機等の外部装置から出力されるプリント指令に応じて矢印方向に所定の周速度（プロセススピード）にて回転される。そしてこ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。
【００１８】
この感光ドラム１表面の一様帯電面は、走査露光装置としてのレーザービームスキャナ３から出力される、外部装置からの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によって走査露光がなされる。これにより感光ドラム１表面に目的の画像情報に応じた静電潜像（静電像）が形成される。この潜像に現像手段としての現像装置４でトナー（現像剤）ＴＯを付着させトナー画像（現像像）として現像する。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。
【００１９】
一方、給送ローラ８の回転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が一枚ずつ繰り出されガイド１０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、この記録材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に所定の制御タイミングにて給送する。この記録材Ｐは転写ニップ部で挟持搬送され、こ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上に転写されていく。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。
【００２０】
未定着のトナー画像（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から排出され、搬送ガイド１２を通じて定着装置（定着器）６のニップ部Ｎに導入される。そしてこの記録材Ｐがニップ部Ｎを通過することによってトナー画像は記録材Ｐの面上に加熱定着される。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。
【００２１】
記録材Ｐ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、感光ドラム１は繰り返して画像形成に供される。
【００２２】
本実施例のプリンタは、Ａ４サイズ紙対応のプリンタであって、プリントスピードが６０枚／分（Ａ４縦）である。またトナーとしては、スチレンアクリル樹脂を主剤とし、このスチレンアクリル樹脂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。
【００２３】
（２）定着装置（像加熱装置）６の説明
以下の説明において、定着装置及びこの定着装置を構成する部材に関し、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。長さとは長手方向の寸法である。幅とは短手方向の寸法である。図２の（ａ）は定着装置６の横断側面構成模式図である。この定着装置６は、フィルム加熱方式の定着装置である。
【００２４】
本実施例に示す定着装置６は、加熱部材としての筒状の可撓性フィルム（以下、定着フィルムと記す）２３と、加熱体としてのセラミックヒータ（以下、ヒータと記す）２２と、を有している。また定着装置６は、フィルムガイド２１と、加圧部材としての加圧ローラ２４を有している。これらの部材は何れも長手方向に長い部材である。
【００２５】
フィルムガイド２１は、横断面略半円弧状の樋型に形成されている。このフィルムガイド２１は、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。そしてこのフィルムガイド２１の長手方向の両端部は定着装置６の装置フレーム（不図示）に支持されている。
【００２６】
ヒータ２２は、全体に低熱容量で、且つ長手方向に細長い部材である。このヒータ２２は、フィルムガイド２１の短手方向の下面の略中央に長手方向に沿って設けられた溝内に収容されその状態に支持されている。
【００２７】
このヒータ２２は、定着フィルム２３の長手方向に細長いアルミナ製のヒータ基板２２ａを有している。そしてこのヒータ基板２２ａの定着フィルム２３側の基板面には、ヒータ基板２２ａの長手方向に沿って線状あるいは細帯状にＡｇ／Ｐｄ等の発熱抵抗体（通電発熱体）２２ｂが設けられている。この発熱抵抗体２２ｂには、ヒータ基板２２ａの長手方向の両端部内側に設けられた給電用電極（不図示）を通じて後述する通電制御部２５より給電される。またヒータ基板２２ａの定着フィルム２３側の基板面には、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が設けられている。
【００２８】
定着フィルム２３は、ヒータ２２を支持させたフィルムガイド２１にルーズに外嵌されている。この定着フィルム２３は、熱容量を小さくし定着装置６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以下とした筒状の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。
【００２９】
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等の金属材料が用いられる。離型層の材料としては、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−ヘキサフルオロプロピレン）等のフッ素樹脂材料が用いられる。
【００３０】
加圧ローラ２４は、鉄やアルミニウム等の金属材料により形成された丸軸の芯金２４ｃと、芯金２４ｃの外周面上に設けられた弾性層２４ａと、弾性層２４ａの外周面を被覆した離型層としてのチューブ２４ｂと、を有している。この加圧ローラ２４は定着フィルム２３の下方で定着フィルム２３と平行に配置され、芯金２４ｃの長手方向の両端部を軸受（不図示）を介して装置フレームに回転可能に支持させている。そして加圧バネ（不図示）により所定の加圧力で加圧され、加圧ローラ２４の弾性層２４ａを弾性変形させ定着フィルム２３表面と加圧ローラ２４表面との間に所定幅のニップ部Ｎを形成している。
【００３１】
本実施例の定着装置６は、プリント指令に応じて駆動源としての定着モータＭが回転駆動される。この定着モーターＭの出力軸の回転は所定のギア列（不図示）を介して加圧ローラ２４の芯金２４ｃに伝達され、これによって加圧ローラ２４は矢印方向へ回転する。加圧ローラ２４の回転はニップ部Ｎにおいて加圧ローラ２４表面と定着フィルム２３表面との摩擦力によって定着フィルム２３に伝わる。これにより定着フィルム２３は定着フィルム２３の内周面（内面）がヒータ２２の表面保護層２２ｃと接触しながら加圧ローラ２４の回転に追従して矢印方向へ回転する。
【００３２】
またプリント指令に応じて通電制御部２５がヒータ２２の給電用電極を介して発熱抵抗体２２ｂに通電する。これにより発熱抵抗体２２ｂが発熱しヒータ２２は急速に昇温して定着フィルム２３を加熱する。ヒータ２２の温度はヒータ基板２２ａの発熱抵抗体２２ｂと反対側の基板面に設けられたサーミスタ等の温度検知素子（温度検知部材）２６により検知される。通電制御部２５は、温度検知素子２６から出力される温度検知信号（出力信号）を取り込み、この温度検知信号に基づいてヒータ２２を所定の定着温度（目標温度）に維持するように発熱抵抗体２２ｂへの通電を制御する。
【００３３】
定着モータＭを回転駆動し、且つヒータ２２の発熱抵抗体２２ｂへの通電を制御している状態において、未定着のトナー画像ｔを担持した記録材Ｐがトナー画像担持面を上向きにしてニップ部Ｎに導入される。記録材Ｐはニップ部Ｎで定着フィルム２３表面と加圧ローラ２４表面とにより挟持されその状態に搬送（挟持搬送）される。この搬送過程においてトナー画像ｔは、定着フィルム２３を介してヒータ２２により加熱されて溶融すると共にニップ圧が印加されることによって、記録材Ｐの面上に加熱定着される。
【００３４】
（３）加圧ローラ２４の説明
加圧ローラ２４を構成する材料、加圧ローラ２４の製造方法などを以下に詳細に説明する。
【００３５】
３−１）加圧ローラ２４の層構成
上述のように、加圧ローラ２４は、丸軸の芯金２４ｃと、弾性層２４ａと、離型層としてのチューブ２４ｂと、を有している。
【００３６】
３−１−１）弾性層２４ａの説明
図２の（ｂ）は弾性層２４ａの加圧ローラ長手方向の断面図である。本実施例に示す加圧ローラ２４は、加圧ローラ２４の弾性層２４ａの構成に特徴がある。即ち、図２（ｂ）に示されるように、弾性層２４ａの母材となる所定の耐熱性弾性材料２４ｉ中に、熱伝導異方性を有する針形状フィラー２４ｄが加圧ローラ長手方向（以下、ローラ長手方向と記す）に配向した状態で存在している。そしてこのローラ長手方向に配向した針形状フィラー２４ｄ間に、断熱性能を持たせる為の中空体２４ｅが分散した状態で形成されている。
【００３７】
弾性層２４ａの母材となる耐熱性弾性材料として、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。シリコーンゴムとフッ素ゴムは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。シリコーンゴムを用いる場合には、入手のしやすさ、加工しやすさの観点から、液状付加硬化型シリコーンゴムが好まれる。本実施例では、耐熱性弾性材料として液状付加硬化型シリコーンゴムを用いているが、耐熱性弾性材料はこれに限られずその他の弾性材料を用いてもよい。
【００３８】
針形状フィラー２４ｄは、図３（ｆ）に示すように細長い繊維形状をしていて、繊維中で熱伝導異方性を有している。ここで、熱伝導異方性とは、針形状フィラー２４ｄの長軸方向（長さ方向）でのみ熱伝導が高く径方向で低いことをいう。このように液状付加硬化型シリコーンゴム２４ｉ中に針形状フィラー２４ｄが分散され、弾性層２４ａ中でローラ長手方向に配向することによって、ローラ長手方向に高い熱伝導率を持たせることができる。
【００３９】
中空体２４ｅは、弾性層２４ａ中で配向した針形状フィラー２４ｄの間に分散した状態で形成されている。
【００４０】
（イ）針形状フィラー２４ｄと中空体２４ｅの弾性層２４ａ中の状態：
図３を用いて弾性層中（弾性層の内部）での針形状フィラー２４ｄと中空体２４ｅの様子について詳しく説明する。
【００４１】
図３において、（ａ）は芯金２４ｃの外周面上に弾性層２４ａを成形した弾性層成形物の全体斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す弾性層成形物の右方からの側面図である。（ｃ）は（ａ）に示す弾性層成形物の弾性層２４ａの切り出しサンプル２４ａ１の拡大斜視図、（ｄ）と（ｅ）はそれぞれ（ｃ）に示す弾性層２４ａの切り出しサンプル２４ａ１のα断面の拡大図とβ断面の拡大図である。（ｆ）は針形状フィラー２４ｄ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。
【００４２】
図３（ａ）に示すように、弾性層成形物の弾性層２４ａをｘ方向（周方向）、ｙ方向（長手方向）にてカットして弾性層２４ａの切り出しサンプル２４ａ１を得る。そして図３（ｃ）のように、この切り出しサンプル２４ａ１のｘ方向のα断面とｙ方向のβ断面をそれぞれ観察する。すると、ｘ方向のα断面では、図３（ｄ）に示すように、針形状フィラー２４ｄの繊維直径部分Ｄ（図３（ｆ）参照）が主に観察される。
【００４３】
これに対し、ｙ方向のβ断面では、図３（ｅ）に示すように、針形状フィラー２４ｄの繊維長部分Ｌ（図３（ｆ）参照）が多く観察される。これは、針形状フィラー２４ｄは細長い繊維形状をしているので、硬化前の液状付加硬化型シリコーンゴムと混練し成形すると、針形状フィラーの繊維長部分Ｌが、液状付加硬化型シリコーンゴムの流れの方向即ち弾性層のローラ長手方向に配向し易い為である。また、β断面のように、中空体２４ｅは針形状フィラー２４ｄの配向を阻害していない状態が望ましい。そのため、中空体２４ｅを所定の平均粒径、割合で形成することによって、ローラ長手方向に配向した針形状フィラー２４ｄの間に中空体２４ｅが分散した状態を形成することが出来る。
【００４４】
（ロ）針形状フィラー（細長い繊維状フィラー）２４ｄの説明：
針形状フィラー２４ｄとして、この針形状フィラー２４ｄ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炭素繊維が好ましい。また、非通紙部昇温を緩和（低減）する効果を大きくするためには、針形状フィラー２４ｄの長軸方向における熱伝導率λは５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上が好ましい。熱伝導率λの測定法は、アルバック理工株式会社製のレーザーフラッシュ法熱定数測定装置（ＴＣ−７０００）を用いて行った。
【００４５】
また、針形状フィラー２４ｄの平均長さが５０μｍ（０．０５ｍｍ）より短いと、弾性層２４ａにおいて熱伝導異方性効果が現れにくく、非通紙部昇温を緩和する効果が小さくなる。針形状フィラー２４ｄの平均長さが１ｍｍより長いと、液状付加硬化型シリコーンゴム２４ｉに混練した際に液状付加硬化型シリコーンゴム２４ｉの粘度が高くなり過ぎ、液状付加硬化型シリコーンゴム２４ｉの成形が難しくなってしまう。
【００４６】
従って、弾性層２４ａ中の熱伝導性異方性効果を現れ易く、かつ非通紙部昇温を緩和する効果を得るためには、平均長さが０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下で長軸方向の熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の針形状フィラー２４ｄが好ましい。またこの針形状フィラー２４ｄの平均繊維直径としては１０μｍ程度が好ましい。本実施例では、針形状フィラー２４ｄの平均長さは光学顕微鏡での観察により求めている。
弾性層２４ａ中の針形状フィラー２４ｄの含有量下限は５ｖｏｌ％以上が好ましい。この含有量下限５ｖｏｌ％を下回ると、ローラ長手方向の熱伝導率が低下してしまい期待する非通紙部昇温緩和の効果が得られない。
【００４７】
弾性層２４ａ中の針形状フィラー２４ｄの含有量上限は４０ｖｏｌ％以下が好ましい。この含有量上限４０ｖｏｌ％を上回ると、弾性層２４ａの加工成形が難しくなる。従って、弾性層２４ａ中の針形状フィラー２４ｄの含有量は５ｖｏｌ％以上４０ｖｏｌ％以下が好ましい。針形状フィラー２４ｄの弾性層２４ａに対する体積率は、
（弾性層２４ａ中に含有されている全針形状フィラー２４ｄの体積）／（弾性層２４ａの全体の体積）×１００ｖｏｌ％
の式により求めている。
【００４８】
（ハ）中空体２４ｅの説明：
図３の（ｇ）は弾性層２４ａの針形状フィラー２４ｄが中空体２４ｅに阻害された状態を表わす説明図である。中空体２４ｅは、弾性層２４ａ内に空孔部分を持たせるために用いられる。この中空体２４ｅの材料としては、マイクロバルーン材、樹脂バルーン、ガラスバルーン、シリカバルーン、カーボンバルーン、シラスバルーンなどがある。その他、液状付加硬化型シリコーンゴム２４ｉの加熱硬化時において、あらかじめ含有させておいた水分を蒸発させて空孔をつくる吸水性ポリマーなどを用いて中空体２４ｅを形成してもよい。
【００４９】
硬化後の弾性層２４ａ中の中空体２４ｅの平均粒径は７０μｍ以下がよい。中空体２４ｅの平均粒径が７０μｍより大きいと、図３（ｇ）のように針形状フィラー２４ｄが中空体２４ｅに邪魔されてローラ長手方向に配向し難くなってしまい、ローラ長手方向の熱伝導率が下がり、弾性層２４ａの厚み方向の断熱性能が損なわれてしまう。従って、弾性層２４ａ中において、針形状フィラー２４ｄをローラ長手方向に適切に配向させるためには、中空体２４ｅの平均粒径が７０μｍ以下が好ましい。
【００５０】
また、弾性層２４ａ中に形成されている中空体２４ｅの量の下限は１ｖｏｌ％以上が好ましい。この中空体２４ｅの量の下限１ｖｏｌ％を下回ると、弾性層２４ａの厚み方向の所望の断熱効果が得られない。弾性層２４ａ中に形成されている中空体２４ｅの量の上限は１０ｖｏｌ％が好ましい。この中空体２４ｅの量の上限１０ｖｏｌ％を上回ると針形状フィラー２４ｄがローラ長手方向に配向するのを阻害してしまう。
【００５１】
従って、弾性層２４ａの厚み方向で所定の断熱効果を得るとともに、針形状フィラー２４ｄのローラ長手方向への配向を阻害しないようにするためには、弾性層２４ａ中に形成されている中空体２４ｅの量は１ｖｏｌ％以上１０ｖｏｌ％以下が好ましい。中空体２４ｅの弾性層２４ａに対する体積率は、
（弾性層２４ａ中に形成されている全中空体２４ｅの体積）／（弾性層２４ａ全体の体積）×１００ｖｏｌ％
の式により求めている。
【００５２】
本実施例でいう弾性層２４ａ中の中空体２４ｅとは、弾性層２４ａ中に形成された空孔部のことである。空孔部の例として、弾性層２４ａの成形後にカプセルが萎み空孔のみが形成されているものや、ガラスバルーンのようなマイクロバルーンが弾性層２４ａの成形後もカプセルの様に残りカプセル中に空孔を形成しているものなどを含む。
【００５３】
以上のように、弾性層２４ａ中には、針形状フィラー２４ｄが５ｖｏｌ％以上４０ｖｏｌ％以下、且つ、中空体（空孔部）２４ｅが１ｖｏｌ％以上１０ｖｏｌ％以下、分散しているのが好ましい。更に、中空体２４ｅの平均粒径（平均径）は７０μｍ以下が好ましい。
【００５４】
（ニ）針形状フィラー配向率の定義：
弾性層２４ａの熱伝導性を知るために、弾性層２４ａ中の針形状フィラー２４ｄの配向率を定義する。ここでは、図４に示すＡ面を見た場合のフィラーの傾き（角度）、及びＢ面を見た場合のフィラーの傾き（角度）、をそれぞれ観察し、それぞれの面を見た場合のフィラーの傾きの分布（配向率）を調べた。Ａ面を観察した時に、傾きの大きなフィラーが多い場合、弾性層２４ａの厚み方向の断熱性能が損なわれてしまう。Ｂ面を観察した時に、傾きの大きなフィラーが多い場合、ローラ長手方向の熱伝導率が損なわれてしまう。よって、Ａ面を観察した時もＢ面を観察した時も、傾きの大きなフィラーは少ないほうが好ましい。
【００５５】
配向率の定義について、図４を用いて説明する。図４は配向率の定義の説明図である。図４において、（ａ）は図３の（ａ）に示す弾性層成形物の弾性層２４ａを１０.０ｍｍ（ｘ方向）×１０.０ｍｍ（ｙ方向）×１．０ｍｍ（ｚ方向）の寸法に切り出したサンプル２４ａ１の拡大斜視図である。（ｂ）は弾性層成形物の弾性層２４ａを１０.０ｍｍ（ｘ方向）×１０.０ｍｍ（ｙ方向）×１．０ｍｍ（ｚ方向）の寸法に切り出したサンプルを厚み方向（Ｚ方向）の中央で半分にカットしたサンプル２４ａ２の拡大斜視図である。（ｃ）は（ａ）と（ｂ）に示すそれぞれのサンプル２４ａ１及び２４ａ２から針形状フィラーを抽出する手順の説明図である。
【００５６】
針形状フィラー２４ｄの配向率は、図４の（ａ）に示すサンプル２４ａ１及び図４の（ｂ）に示す切り出しサンプル２４ａ２を用いて求める。先ず、図３（ａ）のようにサンプル２４ａ１を二つ用意し、そのうち一つは厚み方向中央部でカットしてサンプル２４ａ２を作成する。サンプル２４ａ１及びサンプル２４ａ２をメトラー・トレド株式会社製熱重量測定装置（ＴＧＡ８５１ｅ／ＳＤＴＡ）を用いて窒素ガス雰囲気下で１０００℃・１時間加熱することでシリコーンゴムを分解・除去した。
【００５７】
このようにサンプルを焼成すると、表面にフッ素樹脂層を有する状態であっても、シリコーンゴムだけでなくフッ素樹脂層も除去できる。シリコーンゴムを除去すると、針状フィラーがシリコーンゴム存在時とほぼ同じ形で残る。そしてシリコーンゴムを除去したサンプル２４ａ１及びサンプル２４ａ２の冷却後、サンプル２４ａ１ではＡ面を、サンプル２４ａ２ではＢ面を、レーザーテックＬＡＳＥＲＴＥＣ株式会社製コンフォーカル顕微鏡（ＯＰＴＥＬＩＣＳ Ｃ１３０）で観察した。Ａ面の観察領域は、１．４ｍｍ（ｙ方向）×１.０ｍｍ（ｚ方向）である。Ｚ方向の１.０ｍｍはサンプル２４ａ１の厚み全体となる。
【００５８】
サンプル２４ａ１において、１．４ｍｍ×１．０ｍｍの大きさで５か所観察した。Ｂ面の観察領域は、１．４ｍｍ（ｘ方向）×１．０ｍｍ（ｙ方向））である。サンプル２４ａ２において、１．４ｍｍ×１．０ｍｍの大きさで５か所観察した。Ａ面とＢ面それぞれの観察画像より、針形状フィラー２４ｄのみを抽出し（図４（ｃ）参照）、ここで抽出された針形状フィラー２４ｄの角度を測定した。
【００５９】
サンプル２４ａ１のＡ面及びサンプル２４ａ２のＢ面の観察画像は、観察面より深さ方向に５０μｍまでの領域を観察したものである。このとき、弾性層２４ａのローラ長手方向（図４（ｃ）のｙ方向）を角度０度とし、各針形状フィラー２４ｄの角度θを算出した。針形状フィラー２４ｄの角度θが０度に近いほどローラ長手方向に配向しているということである。
【００６０】
サンプル２４ａ１、２４ａ２において、角度θが、±５度以内のものの割合[（±５度以内の針形状フィラー／抽出された全針形状フィラー）×１００％]を求め、任意の５箇所の測定結果の平均値を配向率と定義した。
【００６１】
上記Ａ面とＢ面において、針形状フィラー２４ｄの中で針形状フィラー２４ｄの角度θが±５度以内のものが針形状フィラー全体の２０％以上であると、下記のような作用効果を得ることができる。即ち、弾性層２４ａのローラ長手方向の熱伝導率がよく、所望の非通紙部昇温緩和の効果が得られ、また、弾性層２４ａの厚み方向の断熱性能を高くすることが出来る。
【００６２】
３−１−２)チューブ２４ｂの説明
チューブ２４ｂは弾性層２４ａの外周面上に設けられる。具体的には、チューブ２４ｂとして、ＰＦＡチューブ、ＦＥＰチューブなどが好適に用いられるが、チューブ２４ｂはＰＦＡチューブ、ＦＥＰチューブに限られない。本実施例では厚さ５０μｍのチューブ２４ｂを用いたが、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チューブ２４ｂの厚さは特に限定されない。
【００６３】
３−２)加圧ローラ２４の製造方法
加圧ローラ２４の製造方法としては、一般には型成形、或いはコート成形等の成形方法を用いることができる。
【００６４】
針形状フィラー２４ｄは細長い繊維形状をしているので、硬化前の液状付加硬化型シリコーンゴムと混練し成形すると、針形状フィラーの繊維長部分Ｌが、液状付加硬化型シリコーンゴムの流れの方向即ち弾性層の長手方向（ローラ長手方向）に配向し易い。そのため、硬化前の液状付加硬化型シリコーンゴムを硬化させて弾性層２４ａを成形すると、弾性層２４ａのローラ長手方向の熱伝導率が高まる。
【００６５】
３−３）加圧ローラ２４の評価
＜配向率＞：配向率の算出は前述の配向率の定義にしたがって後述する実施例１〜７の加圧ローラ、及び比較例１〜８の加圧ローラについてそれぞれの配向率を求めた。
【００６６】
＜熱伝導率＞：図５を用いて弾性層２４ａの熱伝導率の測定方法を説明する。弾性層２４ａの厚み方向（ｚ方向）及びローラ長手方向（ｙ方向）の熱伝導率に関して、ホットディスク法熱物性測定装置 ＴＰＡ −５０１（商品名、京都電子工業株式会社製）で測定することができる。この際、測定するのに充分な厚みを確保するために、所定の大きさに弾性層２４ａだけを切り出し、図５の（ａ）に示すように適宜必要枚数を重ねて被測定試料を作製する。本実施例では熱伝導異方性を有する弾性層２４ａにおいて、ｘ方向（ローラ周方向）（１６ｍｍ）×ｙ方向（１６ｍｍ）×ｚ方向（設定厚み）に切り出し、重ね合わせて、ｚ方向の厚みが約１６ｍｍになるよう被測定試料を作成した。
【００６７】
熱伝導率を測定する際は図５の（ｂ）に示すように厚さ０.０７ｍｍ、幅１０ｍｍのカプトンテープＴ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、図５の（ｃ）に示すようにこの被測定試料を２セット用意して、センサSを被測定試料ではさみ測定を行う。方向（ｙ方向、ｚ方向）を変えて被測定試料の測定を行う場合は、測定方向を変更し前述した通りの方法にて行えばよい。なお、本実施例では測定５回の平均値を用いた。
【００６８】
＜非通紙部昇温の評価＞：非通紙部昇温の評価には、実施例１〜７の加圧ローラ、及び比較例１〜８の加圧ローラをそれぞれフィルム加熱方式の定着装置に組み込み評価した。そしてそれぞれの各定着装置を搭載した各プリンタにおいて、定着装置の加圧ローラの周速度（プロセススピード）を３７０ｍｍ／ｓｅｃとなるように調整し、定着温度を定着フィルム表面で１８０℃になるように設定した。定着装置のニップ部に記録材として通紙（導入）させた記録材はＡ４サイズ紙（８０ｇ／ｍ２）であり、６０枚／分にて連続５００枚通紙した時の定着フィルム表面の非通紙部昇温を測定した。
【００６９】
＜立ち上がり性能＞：立ち上がり性能は、上記各プリンタにおいて定着装置の立ち上がり時の定着フィルム表面の長手方向の表面温度を測定し、定着フィルム表面の温度が所定の定着温度（目標温度）に達するまでの時間を測定した。ここで、定着器の立ち上がり時とは、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間をいう。
【００７０】
＜評価の結果＞：実施例１〜７の加圧ローラ、及び比較例１〜８の加圧ローラについての評価結果を表１にまとめた。そしてこの表１を、実施例１〜７の加圧ローラ、比較例１〜８の加圧ローラの説明の最後に記載した。
【００７１】
３−４)実施例１〜７の加圧ローラ、及び比較例１〜８の加圧ローラの説明：実施例１〜７の加圧ローラ、及び比較例１〜８の加圧ローラに使用する針形状フィラー２４ｄと、中空体２４ｅを説明する。針形状フィラー２４ｄとして下記に示す３種類（Ａ）〜（Ｃ）のピッチ系炭素繊維を用いた。中空体２４ｅとして下記に示す３種類（Ｄ）〜（Ｆ）の樹脂バルーンを用いた。
【００７２】
（Ａ）種類：１００−１５Ｍ
商品名：ＸＮ−１００−１５Ｍ（日本グラファイトファイバー株式会社製）
平均繊維直径：９μｍ
平均繊維長Ｌ：１５０μｍ
熱伝導率９００Ｗ／（ｍ・Ｋ）
（Ｂ）種類：１００−０５Ｍ
商品名：ＸＮ−１００−０５M（日本グラファイトファイバー株式会社製）
平均繊維直径：９μｍ
平均繊維長Ｌ：５０μｍ
熱伝導率９００Ｗ／（ｍ・Ｋ）
（Ｃ）種類：１００−０１
商品名：ＸＮ−１００−０１（日本グラファイトファイバー株式会社製）
平均繊維直径：１０μｍ
平均繊維長Ｌ：１ｍｍ
熱伝導率９００Ｗ／（ｍ・Ｋ）
（Ｄ）種類：８０ＳＤＥ
商品名：Ｆ−８０ＳＤＥ（松本油脂製薬株式会社製）
平均粒径：２０〜４０μｍ
（Ｅ）種類：５０Ｅ
商品名：Ｆ−５０Ｅ（松本油脂製薬株式会社製）
平均粒径：４０〜７０μｍ
ここで、５０Ｅは水分量が多い為、配合する前に乾燥工程を設けて中空体２４ｅを乾燥させてある。
【００７３】
（Ｆ）種類：８０ＤＥ
商品名：Ｆ−８０ＤＥ（松本油脂製薬株式会社製）
平均粒径：９０〜１１０μｍ
３−４−１）中空体２４ｅを形成した効果芯金２４ｃの外周面上に形成された弾性層２４ａ中に針形状フィラー２４ｄを含有させると共に中空体２４ｅを分散した構成の加圧ローラを実施例１の加圧ローラＰ１として用いた。これに対して、芯金２４ｃの外周面上に形成された弾性層２４ａ中に針形状フィラー２４ｄを含有させ中空体２４ｅを分散していない構成の加圧ローラを比較例１の加圧ローラＰ８として用いた。
【００７４】
（実施例１の加圧ローラ）：
実施例１の加圧ローラＰ１は、弾性層２４ａ中に針形状フィラー２４ｄを含有すると共に中空体２４ｅが形成されている。図６、７を用いて、加圧ローラＰ１の成形法を説明する。まず、φ２１（ｍｍ）のＡｌ（アルミニウム）製芯金２４ｃを準備する（図６の（ａ）参照）。
【００７５】
次に、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の時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液状付加硬化型シリコーンゴム２４ｉを得る。
【００７６】
実施例１の加圧ローラＰ１では、この液状付加硬化型シリコーンゴムに対し、針形状フィラー２４ｄとしてピッチ系カーボンファイバー１００−１５Ｍを２０ｖｏｌ％の割合になるように配合した。また液状付加硬化型シリコーンゴムに対し、中空体２４ｅとして樹脂バルーン８０ＳＤＥを５ｖｏｌ％の割合になるように配合した。そしてこの液状付加硬化型シリコーンゴムと、ピッチ系カーボンファイバー１００−１５Ｍと樹脂バルーン８０ＳＤＥとを均一に混練して、硬化前の液状付加硬化型シリコーンゴム組成物２４ｉ１を得た。
【００７７】
弾性層２４ａを成形する前に、芯金２４ｃと弾性層２４ａの接着のために、φ２１（ｍｍ）のＡｌ（アルミニウム）製芯金２４ｃの外周面（表面）にプライマーを塗布しておく。次に、図７に示すように、弾性層２４ａに対面する面をエッチング処理したＰＦＡチューブ（厚み５０μｍ）２４ｂを、内径φ２５（ｍｍ）の金型２５ａの内側にセットする。
【００７８】
更に、金型２５ａにセットしたＰＦＡチューブ２４ｂの内側に、φ２１（ｍｍ）の芯金２４ｃを芯金２４ｃの軸中心が金型２５ａの軸中心と同軸となるようにセットする。そしてこの金型２５ａに端部の金型２５ｂをセットする。
【００７９】
そして、ＰＦＡチューブ２４ｂと芯金２４ｃとの間に液状付加硬化型シリコーンゴム組成物２４ｉ１を矢印Ａの方向に注入し、１７０℃×４５分の加熱硬化を経て外径φ２５（ｍｍ）で軸方向長さが２４０ｍｍの加圧ローラＰ１を得た（図６の（ｂ）参照）。弾性層２４ａの厚さは２．０ｍｍである。
【００８０】
（比較例１の加圧ローラ）：
比較例１の加圧ローラＰ８は、実施例１の加圧ローラＰ１と同様、芯金２４ｃの外周面上に弾性層２４ａを形成したものである。しかしながら、弾性層２４ａ中に針形状フィラー２４ｄのみが含有され、中空体２４ｅは形成されていない。
【００８１】
実施例１の加圧ローラＰ１と比較例１の加圧ローラＰ８を比較することで、熱伝導異方性を有する弾性層２４ａ中に中空体２４ｅを形成した効果をみることが出来る。比較例１の加圧ローラＰ８に関しては、中空体２４ｅを含有させないこと以外は実施例１と同様の加圧ローラを得た。
【００８２】
実施例１の加圧ローラＰ１と比較例１の加圧ローラＰ８との評価結果を表２にまとめた。加圧ローラＰ１、Ｐ８はともに芯金２４ｃの外周面上に弾性層２４ａを形成したものである。
【００８３】
【表２】
【００８４】
実施例１の加圧ローラＰ１を具備する定着装置では、実施例１の加圧ローラＰ１は比較例１の加圧ローラＰ８の構成に加えて弾性層２４ａに中空体２４ｅを形成させてある。実施例１の加圧ローラＰ１は、弾性層２４ａに中空体２４ｅを形成させているが、比較例１の加圧ローラＰ８と比べて配向率、ｙ方向の熱伝導率が同等で、非通紙部昇温の昇温抑制効果が損なわれていない。また実施例１の加圧ローラＰ１は、これに加えて、弾性層２４ａに中空体２４ｅが形成されていることによりｚ方向の熱伝導率が比較例１の加圧ローラＰ８と比べて低くなり、定着フィルム２３の立ち上がり性能が向上している。
【００８５】
３−４−２）中空体２４ｅの形成率を振った構成
次に、加圧ローラの例として、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に弾性層２４ａを形成した構成について説明する。また、実施例２〜４の加圧ローラＰ２〜Ｐ４、比較例２、５、６の加圧ローラＰ９、Ｐ１２、Ｐ１３を用いて中空体２４ｅの形成率に対する効果について説明する。
【００８６】
図８に実施例２〜４の加圧ローラの構成図を示す。図８の（ａ）は芯金２４ｃ上にソリッドゴム弾性層２４ｆを形成したソリッドゴム弾性層成形物の全体斜視図である。図８の（ｂ）は図８の（ａ）に示すソリッドゴム弾性層成形物のソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に弾性層２４ａを形成し、この弾性層２４ａの外周面をチューブ２４ｂで被覆した加圧ローラの全体斜視図である。
【００８７】
（実施例２の加圧ローラ）：
実施例２の加圧ローラは、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に弾性層２４ａを形成したものである。この弾性層２４ａ中には針形状フィラー２４ｄを含有させると共に中空体２４ｅが形成されている。実施例２の加圧ローラＰ２は、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に弾性層２４ａが形成されることで、実施例１の加圧ローラＰ１よりも厚み方向の断熱効果が高い加圧ローラが得られる。つまり、実施例２の加圧ローラは、少なくともソリッドゴム弾性層２４ｆと弾性層２４ａの二層以上の弾性層を積層した加圧ローラである。
【００８８】
そして最上層の弾性層として、平均長さが０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下で長さ方向の熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の、熱伝導異方性を有する針形状フィラー２４ｄを含有した弾性層２４ａを有している。そしてこの弾性層２４ａには中空体２４ｅが形成され、針形状フィラー２４ｄが弾性層２４ａ中でローラ長手方向に配向している。
【００８９】
図８、９を用いて、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に弾性層２４ａを設けた加圧ローラの成形法を説明する。
【００９０】
まず、φ１８（ｍｍ）のＡｌ（アルミニウム）製芯金２４ｃの外周に、密度が１．２０ｇ／ｃｍ３である付加型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２４ｆを設けたソリッドゴム弾性層成形物を得る（図８の（ａ）参照）。このソリッドゴム弾性層成形物のソリッドゴム弾性層２４ｆの肉厚は２．５ｍｍであり、ソリッドゴム弾性層成形物の外径はφ２３（ｍｍ）である。
【００９１】
次に、弾性層２４ａの成形法を説明する。実施例１の加圧ローラＰ１と同様の方法により液状付加硬化型シリコーンゴムを得る。実施例２の加圧ローラＰ２では、この液状付加硬化型シリコーンゴムに対し、針形状フィラー２４ｄとしてピッチ系カーボンファイバー１００−１５Ｍを２０ｖｏｌ％の割合になるように配合した。また液状付加硬化型シリコーンゴムに対し、中空体２４ｅとして樹脂バルーン８０ＳＤＥを１ｖｏｌ％の割合になるように配合した。そして液状付加硬化型シリコーンゴムと、ピッチ系カーボンファイバー１００−１５Ｍと樹脂バルーン８０ＳＤＥとを均一に混練して、硬化前の液状付加硬化型シリコーンゴム組成物２４ｉ２を得た。
【００９２】
ソリッドゴム弾性層成形物のソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面に弾性層２４ａを成形する前に、ソリッドゴム弾性層２４ｆと弾性層２４ａの接着のために、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面（表面）にプライマーを塗布しておく。
【００９３】
次に、図９のように、弾性層２４ａに対面する面をエッチング処理したＰＦＡチューブ（厚み５０μｍ）２４ｂを、内径φ２５（ｍｍ）の金型２５ａの内側にセットする。
【００９４】
更に、金型２５ａにセットしたＰＦＡチューブ２４ｂの内側に、φ２３（ｍｍ）のソリッドゴム弾性層成形物を芯金２４ｃの軸中心が金型２５ａの軸中心と同軸となるようにセットする。そしてこの金型２５ａに端部の金型２５ｂをセットする。
【００９５】
そして、ＰＦＡチューブ２４ｂとソリッドゴム弾性層成形物との間に液状付加硬化型シリコーンゴム組成物２４ｉ２を矢印の方向に注入し、１７０℃×４５分の加熱硬化を経て外径φ２５（ｍｍ）で長さが２４０ｍｍの加圧ローラＰ２を得た（図８の（ｂ）参照）。弾性層２４ａの厚さは１．０ｍｍである。
【００９６】
（比較例２の加圧ローラ）：
比較例２の加圧ローラＰ２は、実施例２の加圧ローラＰ１と同様、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に弾性層２４ａを形成したものである。この弾性層２４ａ中には、針形状フィラー２４ｄのみが含有され、中空体２４ｅは形成されていない。実施例２の加圧ローラＰ２と比較例２の加圧ローラＰ９とを比較することで、中空体２４ｅを形成した効果をみることが出来る。
【００９７】
比較例２の加圧ローラＰ９に関しては、弾性層２４ａ中に中空体２４ｅを含有させないこと以外は実施例２の加圧ローラＰ２と同様にして加圧ローラＰ９を得た。
【００９８】
（実施例３、４の加圧ローラ、比較例５、６の加圧ローラ）：
実施例３、４の加圧ローラＰ３、Ｐ４は、実施例２と同様、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に弾性層２４ａを形成したものである。比較例５、６の加圧ローラＰ１２、Ｐ１３も、実施例２と同様、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に弾性層２４ａを形成したものである。そして実施例３、４の加圧ローラＰ３、Ｐ４、及び比較例５、６の加圧ローラＰ１２、Ｐ１３では、弾性層２４ａ中の中空体２４ｅの形成割合を振っている。
【００９９】
実施例３、４の加圧ローラＰ３、Ｐ４、及び比較例５、６の加圧ローラＰ１２、Ｐ１３では、弾性層２４ａ中の中空体２４ｅの形成割合以外は実施例２の加圧ローラＰ２と同様にして加圧ローラＰ３、Ｐ４、Ｐ１２、Ｐ１３を得た。
【０１００】
実施例２〜４の各加圧ローラＰ２〜Ｐ４と、比較例２、５、６の各加圧ローラＰ９、Ｐ１２、Ｐ１３の評価結果を表３にまとめた。また、図１０に弾性層２４ａ中の中空体２４ｅの形成率と各配向率、熱伝導率の関係をグラフにまとめた。
【０１０１】
【表３】
【０１０２】
実施例２の加圧ローラＰ２を具備する定着装置では、実施例２の加圧ローラＰ２は比較例２の加圧ローラＰ９の構成に加えて弾性層２４ａに中空体２４ｅを形成させてある。実施例２の加圧ローラＰ２は、弾性層２４ａに中空体２４ｅを形成させているが、比較例２の加圧ローラＰ９と比べて配向率、ｙ方向の熱伝導率が同等で、非通紙部昇温の昇温抑制効果が損なわれていない。また実施例２の加圧ローラＰ２は、弾性層２４ａに中空体２４ｅが形成されていることによりｚ方向の熱伝導率が比較例２、５、６の各加圧ローラＰ９、Ｐ１２、Ｐ１３と比べて低くなり、これによって定着フィルム２３の立ち上がり性能が向上している。
【０１０３】
また、実施例２〜４の加圧ローラＰ２〜Ｐ４を具備する各定着装置では、実施例２〜４の各加圧ローラＰ２〜Ｐ４の弾性層２４ａ中の中空体２４ｅの形成率を振ってある。図１０の（ｄ）のように、中空体２４ｅを１ｖｏｌ％以上形成させるだけでｚ方向の熱伝導率が下がり、定着フィルム２３の立ち上がり性能が向上した。図１０の（ａ）〜（ｃ）のように、中空体２４ｅを１０ｖｏｌ％まで形成しても配向率は２０％以上を維持するのでｙ方向の熱伝導率が低くなりにくい。したがって、非通紙部昇温の昇温抑制効果を維持したまま定着フィルム２３の立ち上がり性能を向上させることが出来た。
【０１０４】
比較例５、６の加圧ローラＰ１２、Ｐ１３では、比較例２の加圧ローラＰ９の構成に加えてそれぞれ０．５ｖｏｌ％、１５ｖｏｌ％の中空体２４ｅが弾性層２４ａ中に形成されている。しかし、比較例５の加圧ローラＰ１２を具備する定着装置では、比較例５の加圧ローラＰ１２の弾性層２４ａ中に中空体２４ｅの形成される割合が低い。この為に、図１０の（ｄ）のように、中空体２４ｅを形成していない比較例２の加圧ローラＰ９と比べてもｚ方向の熱伝導率があまり変わらず、定着フィルム２３の立ち上がり性能も向上していない。
【０１０５】
また、比較例６の加圧ローラＰ１３を具備する定着装置では、比較例６の加圧ローラＰ１３の弾性層２４ａ中に多量の中空体２４ｅが形成されている為に、図１０の（ａ）のように弾性層２４ａの厚み方向（ｚ方向）の配向率が２０％より低い。これは、図３（ｇ）を参照して説明したように針形状フィラー２４ｄの配向が阻害されてしまっている為で、これによりｚ方向の熱伝導率が下がってしまい定着フィルム２３の立ち上がり性能が向上していない。
【０１０６】
図１０の（ａ）をみても分かるように、中空体２４ｅの形成率が１０ｖｏｌ％を上回ると配向率が２０％を下回ってしまう。したがってｙ方向の熱伝導率が低下し、ｚ方向の熱伝導率が低くならない。また、中空体２４ｅの形成率が１ｖｏｌ％を下回ると配向率は高いもののｚ方向の熱伝導率が低くならない。
【０１０７】
以上より、熱伝導異方性を有する弾性層２４ａ中に中空体２４ｅは１ｖｏｌ％以上且つ１０ｖｏｌ％以下で形成されていることが好ましい。即ち、弾性層２４ａに、中空体２４ｅが体積比率で１％以上１０％以下形成されていることが好ましい。
【０１０８】
３−４−３）中空体２４ｅの平均粒径を振った構成
（実施例５の加圧ローラ、比較例７の加圧ローラ）：
実施例５の加圧ローラＰ５、及び比較例７の加圧ローラＰ１４は、実施例２の加圧ローラＰ２と同様、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に弾性層２４ａを形成したものである。実施例５の加圧ローラＰ５、及び比較例７の加圧ローラＰ１４では、弾性層２４ａ中に形成される中空体２４ｅの平均粒径を振っている。
【０１０９】
実施例５の加圧ローラＰ５、及び比較例７の加圧ローラＰ１４では、中空体２４ｅの平均粒径以外は実施例２の加圧ローラＰ２と同様にして加圧ローラＰ５、Ｐ１４を得た。実施例５の加圧ローラＰ５、及び比較例７の加圧ローラＰ１４の評価結果を表４にまとめた。
【０１１０】
【表４】
【０１１１】
実施例５の加圧ローラＰ５を具備する定着装置では、実施例５の加圧ローラＰ５は弾性層２４ａ中に平均粒径が４０〜７０μｍと大きい中空体２４ｅが形成されている。中空体２４ｅの平均粒径が２０〜４０μｍの実施例４の加圧ローラＰ４と比べても配向率、熱伝導率ともに同等で、非通紙部昇温の昇温抑制効果、定着フィルム２３の立ち上がり性能ともに実施例４の加圧ローラＰ４とほぼ同等の効果が得られた。
【０１１２】
比較例７の加圧ローラＰ１４を具備する定着装置では、比較例７の加圧ローラＰ１４の弾性層２４ａ中に実施例５の加圧ローラＰ５よりもさらに大きい平均粒径が９０〜１１０μｍの中空体２４ｅが形成されている。そのため、図３（ｇ）を参照して説明したように針形状フィラー２４ｄの配向が阻害されて配向率が低くなり、比較例２の加圧ローラＰ２と比べてローラ長手方向の熱伝導率が劣り、Ｚ方向の熱伝導率が上がってしまった。よって、中空体２４ｅが形成されていない比較例２の加圧ローラＰ９と比べて非通紙部昇温の昇温抑制効果が劣り、定着フィルム２３の立ち上がり性能も劣ってしまった。
【０１１３】
以上より、弾性層２４ａ中に形成される中空体２４ｅの平均粒径は７０μｍ以下が好ましい。
【０１１４】
３−４−４）針形状フィラー２４ｄの平均繊維長と含有割合を振った構成
（実施例６、７の加圧ローラ、及び比較例３、４の加圧ローラ）：
実施例６、７の加圧ローラＰ６、Ｐ７は、実施例２の加圧ローラＰ２と同様、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に弾性層２４ａを形成したものである。比較例３、４の加圧ローラＰ１０、Ｐ１１も、実施例２の加圧ローラＰ２と同様、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に熱伝導異方性を有する弾性層２４ａを形成したものである。実施例６、７の加圧ローラＰ６、Ｐ７、及び比較例３、４の加圧ローラＰ１０、Ｐ１１では、弾性層２４ａ中の針形状フィラー２４ｄの平均繊維長と含有割合を振っている。
【０１１５】
実施例６、７の加圧ローラＰ６、Ｐ７は、比較例３、４の加圧ローラＰ１０、Ｐ１１のそれぞれの弾性層２４ａ中の針形状フィラー２４ｄの平均繊維長と含有割合が同じである。また実施例６、７の加圧ローラＰ６、Ｐ７は、比較例３、４の加圧ローラＰ１０、Ｐ１１の構成に加えて中空体２４ｅが形成されている。実施例６、７の加圧ローラＰ６、Ｐ７と、比較例３、４の加圧ローラＰ１０、Ｐ１１をそれぞれ比較することで、弾性層２４ａ中の針形状フィラー２４ｄの平均繊維長と含有割合を振ったときの中空体２４ｅを形成した効果をみることが出来る。
【０１１６】
実施例６、７の加圧ローラＰ６、Ｐ７に関しては、弾性層２４ａ中の針形状フィラー２４ｄの平均繊維長と含有割合以外は実施例２の加圧ローラＰ２と同様にして加圧ローラＰ６、Ｐ７を得た。比較例３、４の加圧ローラＰ１０、Ｐ１１に関しては、弾性層２４ａ中の針形状フィラー２４ｄの平均繊維長と含有割合と中空体が形成されない以外は実施例２の加圧ローラＰ２と同様にして加圧ローラＰ１０、Ｐ１１を得た。
【０１１７】
実施例６、７の加圧ローラＰ６、Ｐ７、及び比較例３、４の加圧ローラＰ１０、Ｐ１１の評価結果を表５にまとめた。
【０１１８】
【表５】
【０１１９】
針形状フィラー２４ｄの平均繊維長と含有量を振ったときの中空体２４ｅを形成させた効果を確認する。
【０１２０】
実施例６の加圧ローラＰ６、比較例３の加圧ローラＰ１０では、比較的繊維長の短い５０μｍの針形状フィラー２４ｄを５ｖｏｌ％と低い含有率で配合してある。
【０１２１】
実施例６の加圧ローラＰ６を具備する定着装置では、実施例６の加圧ローラＰ６は比較例３の加圧ローラＰ１０の構成に加えて熱伝導異方性を有する弾性層２４ａに中空体２４ｅを形成させてある。実施例６の加圧ローラＰ６は、弾性層２４ａに中空体２４ｅを形成させているが、比較例３の加圧ローラＰ１０と比べて配向率、ｙ方向の熱伝導率が同等で、非通紙領部昇温の昇温抑制効果が損なわれていない。
【０１２２】
また実施例６の加圧ローラＰ６は、弾性層２４ａ中に中空体２４ｅが形成されていることによりｚ方向の熱伝導率が低くなり、定着フィルム２３の立ち上がり性能が向上している。これより、針形状フィラー２４ｄの平均繊維長が５０μｍで含有量が５ｖｏｌ％のときでも、弾性層２４ａ中に中空体２４ｅを形成させた効果が得られた。
【０１２３】
実施例７の加圧ローラＰ７、比較例４の加圧ローラＰ１１では、比較的繊維長の長い１ｍｍの針形状フィラー２４ｄを４０ｖｏｌ％と高い含有率で配合してある。
【０１２４】
実施例７の加圧ローラＰ７を具備する定着装置では、実施例７の加圧ローラＰ７は比較例４の加圧ローラＰ１１の構成に加えて弾性層２４ａ中に中空体２４ｅを形成させてある。実施例７の加圧ローラＰ７は、弾性層２４ａに中空体２４ｅを形成させているが、比較例４の加圧ローラＰ１１と比べて配向率、ｙ方向の熱伝導率が同等で、非通紙部昇温の昇温抑制効果が損なわれていない。
【０１２５】
また実施例７の加圧ローラＰ７は、弾性層２４ａ中に中空体２４ｅが形成されていることによりｚ方向の熱伝導率が低くなり、定着フィルム２３の立ち上がり性能が向上している。これより、弾性層２４ａの針形状フィラー２４ｄの平均繊維長が１ｍｍで含有量が４０ｖｏｌ％のときでも、弾性層２４ａ中に中空体２４ｅを形成させた効果が得られた。
【０１２６】
（比較例８の加圧ローラ）：
比較例８の加圧ローラは、針形状フィラー２４ｄの含有量が４５ｖｏｌ％と多すぎた為、液状付加硬化型シリコーンゴムに混ぜると粘度が非常に高く、弾性層２４ａの成形が出来なかった。
【０１２７】
以上より、弾性層２４ａ中に含有される針形状フィラー２４ｄの平均繊維長は５０μｍ以上１ｍｍ以下が好ましい。含有割合は５ｖｏｌ％以上４０ｖｏｌ％以下が好ましい。即ち、弾性層２４ａは、針形状フィラー２４ｄを体積比率で５％以上４０％以下含有していることが好ましい。
【０１２８】
以上説明したように、弾性層成形物の切り出しサンプル２４ａ１におけるＢ面（弾性層２４ａの厚み方向中央の切断面）の針形状フィラー２４ｄの配向率が高いと、弾性層２４ａのローラ長手方向の熱伝導率がよい。また、弾性層成形物の切り出しサンプル２４ａ１のＡ面（弾性層２４ａの長手方向の切断面）の針形状フィラー２４ｄの配向率が悪いと、弾性層２４ａの厚み方向の熱伝導率が低くならない。このことから、弾性層２４ａ中の針形状フィラー２４ｄの配向率を規定することによって、弾性層２４ａの熱伝導率を推測することができる。
【０１２９】
上述の実施例１〜７及び比較例１〜８の各加圧ローラにおいて、Ａ面及びＢ面ともに配向率が、ローラ長手方向を０度としたときに針形状フィラー２４ｄの角度が±５度以内のものが２０％以上であれば、以下のような効果を得ることができる。即ち、弾性層２４ａ中に中空体２４ｅを形成しても、弾性層２４ａ中に中空体２４ｅが形成されていない加圧ローラと同等に非通紙部昇温の昇温抑制効果があり、且つ、定着フィルム２３の立ち上がり性能も向上させることができる。
【０１３０】
表１に示すように、Ａ面及びＢ面ともに配向率が２０％以上の加圧ローラは実施例１〜７の加圧ローラＰ１〜Ｐ７、及び比較例１〜５の加圧ローラＰ８〜Ｐ１３である。上記配向率の２０％は、式
（±５度以内の針形状フィラー／抽出された全針形状フィラー）×１００％
を用いて求めた値である。
【０１３１】
また、比較例７、８の加圧ローラより、Ａ面及びＢ面の配向率が２０％を下回ると、弾性層２４ａ中に中空体２４ｅを形成しても非通紙部昇温の昇温抑制効果を維持したまま定着フィルム２３の立ち上がり性能を向上させることが出来ない。
【０１３２】
また、針形状フィラー２４ｄの長さ方向の熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上でないと熱伝導異方性を有する弾性層２４ａのローラ長手方向の熱伝導率が低く、非通紙部昇温を緩和する効果が小さくなってしまう。
【０１３３】
【表１】
【０１３４】
以上説明したように、本実施例の加圧ローラ２４は、平均長さが０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下で長さ方向の熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の、熱伝導異方性を有する針形状フィラー２４ｄを含有した弾性層２４ａを有している。そしてこの弾性層２４ａにおいて中空体２４ｅが形成され、針形状フィラー２４ｄが弾性層２４ａ中でローラ長手方向に配向している。これにより、本実施例の加圧ローラ２４は、弾性層２４ａのローラ長手方向の熱伝導性を向上でき、かつ弾性層２４ａの厚み方向の断熱性を向上できるという作用効果を奏する。
【０１３５】
従って、本実施例の加圧ローラ２４を用いた構成の定着装置は、非通紙部昇温を低減でき、かつ定着装置の立ち上がり時間即ちヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間を短縮できるという作用効果を奏する。
【符号の説明】
【０１３６】
６：定着装置、２３：定着フィルム、２４：加圧ローラ、２４ａ：弾性層、２４ｃ：芯金、２４ｄ：針形状フィラー、２４ｅ：中空体、Ｐ：記録材、ｔ：未定着トナー画像
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像形成装置に搭載する定着装置(定着器）として用いれば好適な像加熱装置、及びこの像加熱装置に用いられる加圧ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のプリンタや複写機に搭載する定着器として、フィルム加熱方式の定着器が知られている。このタイプの定着器は、セラミックス製の基板上に発熱抵抗体を有するヒータと、ヒータに接触しつつ移動する定着フィルムと、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などを有している。未定着トナー画像を担持する記録材は定着器のニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上のトナー画像は記録材に加熱定着される。この定着器は、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間（立ち上がり時間）が短いというメリットがある。
【０００３】
従って、この定着器を搭載するプリンタは、プリント指令の入力後、一枚目の画像を出力するまでの時間（ＦＰＯＴ：ｆｉｒｓｔ ｐｒｉｎｔｏｕｔ ｔｉｍｅ）を短くできる。またこのタイプの定着器は、プリント指令を待つ待機中の消費電力が少ないというメリットもある。
【０００４】
上記定着器を搭載するプリンタにおいて、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、ヒータの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（以下、非通紙部昇温と記す）が知られている。この非通紙部昇温はプリンタの処理速度（プロセススピード）が速くなるほど発生しやすい。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する場合が多いからである。
【０００５】
このように非通紙部昇温が発生すると、定着器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、非通紙部昇温している状態で大サイズの記録材をプリントすると、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ことがある。
【０００６】
上記のような問題を発生させない為に、非通紙部昇温を低減させる手段の一つとして、加圧ローラの長手方向の熱伝導率を高くするという手法が知られている。これは、加圧ローラに設けられている弾性層（ゴム層）の伝熱性を積極的に良化させる事でローラ長手方向への熱の移動を促進させ非通紙部昇温を緩和するという手法である。
【０００７】
特許文献１には、芯金上に設けられたゴム層中にピッチ系炭素繊維を分散した加圧ローラが開示されている。この加圧ローラではゴム層の熱伝導率が高い為、非通紙部昇温の緩和に効果的である。特許文献２には、ソリッドゴム弾性層の上にピッチ系炭素繊維を分散したゴム層を設けた加圧ローラが開示されている。この加圧ローラでは、ピッチ系炭素繊維を分散したゴム層のローラ長手方向に炭素繊維が配向する為、特にローラ長手方向の熱伝導率が高い特性（熱伝導異方性）を示すことにより、非通紙部昇温の緩和に効果的である。
【特許文献１】特開２００５−２７３７７１号公報
【特許文献２】特開２００９−３１７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示されている加圧ローラは、ゴム層の熱伝導率が優れており非通紙部昇温の緩和に効果的であるが、ゴム層の厚み方向の熱伝導率も高い為、芯金へ熱が逃げやすい。このため、プリント開始時の定着器を所定温度に到達させる過程（以下、立ち上げ時と記す）において定着フィルム表面の昇温スピードを向上させにくい。
【０００９】
特許文献２に開示されている加圧ローラは、ソリッドゴム弾性層上にピッチ系炭素繊維を配向分散させたゴム層を設けている。これにより、ローラ長手方向の熱伝導率が優れており非通紙部昇温の緩和に効果的で、且つ、断熱性も良くゴム層の厚み方向へ熱が逃げにくくなっている。しかし、プリント開始時から定着開始できるまでの時間をより短縮させるためには、ゴム層の厚み方向の更なる断熱性能向上が求められている。
【００１０】
本発明の目的は、弾性層の加圧部材長手方向の熱伝導性を向上でき、かつ弾性層の厚み方向の断熱性を向上できるようにした加圧ローラ、及びこの加圧ローラを用いた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】
【００１１】
上述の課題を解決するための本発明の加圧ローラは、像加熱装置に用いられる加圧ローラであって、芯金と、平均長さが０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下、熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である針形状フィラーを含有する弾性層と、を有し、前記弾性層の中には空孔部が分散していることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の像加熱装置は、画像を担持する記録材を加熱する加熱部材と、芯金と、平均長さが０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下、熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である針形状フィラーを含有する弾性層と、を有し、前記加熱部材と共に記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧ローラと、を有する像加熱装置において、前記弾性層の中には空孔部が分散していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、弾性層の加圧ローラ長手方向の熱伝導性を向上でき、かつ弾性層の厚み方向の断熱性を向上できるようにした加圧ローラ、及びこの加圧ローラを用いた像加熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】画像形成装置の一例の概略構成模式図
【図２】（ａ）は定着装置の横断側面構成模式図、（ｂ）は弾性層の加圧ローラ長手方向の断面図
【図３】（ａ）は芯金の外周面上に弾性層を成形した弾性層成形物の全体斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す弾性層成形物の右方からの側面図、（ｃ）は（ａ）に示す弾性層成形物の弾性層の切り出しサンプルの拡大斜視図。（ｄ）と（ｅ）はそれぞれ（ｃ）に示す弾性層の切り出しサンプルのα断面の拡大図とβ断面の拡大図。（ｆ）は針形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
【図４】配向率の定義の説明図
【図５】弾性層の熱伝導率の測定方法の説明図
【図６】実施例１の加圧ローラ、比較例１の加圧ローラの成形手順を表す説明図
【図７】実施例１の加圧ローラ、比較例１の加圧ローラの製造方法を表す説明図
【図８】実施例２〜７の加圧ローラ、比較例２〜７の加圧ローラの成形手順を表す説明図
【図９】実施例２〜７の加圧ローラ、比較例２〜７の加圧ローラの製造方法を表す説明図
【図１０】実施例１〜７の加圧ローラ、比較例１〜７の加圧ローラの評価結果を表すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る像加熱装置を定着装置（定着器）として搭載する画像形成装置の一例の概略構成模式図である。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（以下、プリントと記す）である。
【００１６】
本実施例に示すプリンタは、像担持体としての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を有している。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等の金属材料により形成されたシリンダ（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。
【００１７】
感光ドラム１は、ホストコンピュータやネットワーク上の端末機等の外部装置から出力されるプリント指令に応じて矢印方向に所定の周速度（プロセススピード）にて回転される。そしてこ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。
【００１８】
この感光ドラム１表面の一様帯電面は、走査露光装置としてのレーザービームスキャナ３から出力される、外部装置からの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によって走査露光がなされる。これにより感光ドラム１表面に目的の画像情報に応じた静電潜像（静電像）が形成される。この潜像に現像手段としての現像装置４でトナー（現像剤）ＴＯを付着させトナー画像（現像像）として現像する。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。
【００１９】
一方、給送ローラ８の回転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が一枚ずつ繰り出されガイド１０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、この記録材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に所定の制御タイミングにて給送する。この記録材Ｐは転写ニップ部で挟持搬送され、こ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上に転写されていく。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。
【００２０】
未定着のトナー画像（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から排出され、搬送ガイド１２を通じて定着装置（定着器）６のニップ部Ｎに導入される。そしてこの記録材Ｐがニップ部Ｎを通過することによってトナー画像は記録材Ｐの面上に加熱定着される。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。
【００２１】
記録材Ｐ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、感光ドラム１は繰り返して画像形成に供される。
【００２２】
本実施例のプリンタは、Ａ４サイズ紙対応のプリンタであって、プリントスピードが６０枚／分（Ａ４縦）である。またトナーとしては、スチレンアクリル樹脂を主剤とし、このスチレンアクリル樹脂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。
【００２３】
（２）定着装置（像加熱装置）６の説明
以下の説明において、定着装置及びこの定着装置を構成する部材に関し、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。長さとは長手方向の寸法である。幅とは短手方向の寸法である。図２の（ａ）は定着装置６の横断側面構成模式図である。この定着装置６は、フィルム加熱方式の定着装置である。
【００２４】
本実施例に示す定着装置６は、加熱部材としての筒状の可撓性フィルム（以下、定着フィルムと記す）２３と、加熱体としてのセラミックヒータ（以下、ヒータと記す）２２と、を有している。また定着装置６は、フィルムガイド２１と、加圧部材としての加圧ローラ２４を有している。これらの部材は何れも長手方向に長い部材である。
【００２５】
フィルムガイド２１は、横断面略半円弧状の樋型に形成されている。このフィルムガイド２１は、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。そしてこのフィルムガイド２１の長手方向の両端部は定着装置６の装置フレーム（不図示）に支持されている。
【００２６】
ヒータ２２は、全体に低熱容量で、且つ長手方向に細長い部材である。このヒータ２２は、フィルムガイド２１の短手方向の下面の略中央に長手方向に沿って設けられた溝内に収容されその状態に支持されている。
【００２７】
このヒータ２２は、定着フィルム２３の長手方向に細長いアルミナ製のヒータ基板２２ａを有している。そしてこのヒータ基板２２ａの定着フィルム２３側の基板面には、ヒータ基板２２ａの長手方向に沿って線状あるいは細帯状にＡｇ／Ｐｄ等の発熱抵抗体（通電発熱体）２２ｂが設けられている。この発熱抵抗体２２ｂには、ヒータ基板２２ａの長手方向の両端部内側に設けられた給電用電極（不図示）を通じて後述する通電制御部２５より給電される。またヒータ基板２２ａの定着フィルム２３側の基板面には、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が設けられている。
【００２８】
定着フィルム２３は、ヒータ２２を支持させたフィルムガイド２１にルーズに外嵌されている。この定着フィルム２３は、熱容量を小さくし定着装置６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以下とした筒状の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。
【００２９】
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等の金属材料が用いられる。離型層の材料としては、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−ヘキサフルオロプロピレン）等のフッ素樹脂材料が用いられる。
【００３０】
加圧ローラ２４は、鉄やアルミニウム等の金属材料により形成された丸軸の芯金２４ｃと、芯金２４ｃの外周面上に設けられた弾性層２４ａと、弾性層２４ａの外周面を被覆した離型層としてのチューブ２４ｂと、を有している。この加圧ローラ２４は定着フィルム２３の下方で定着フィルム２３と平行に配置され、芯金２４ｃの長手方向の両端部を軸受（不図示）を介して装置フレームに回転可能に支持させている。そして加圧バネ（不図示）により所定の加圧力で加圧され、加圧ローラ２４の弾性層２４ａを弾性変形させ定着フィルム２３表面と加圧ローラ２４表面との間に所定幅のニップ部Ｎを形成している。
【００３１】
本実施例の定着装置６は、プリント指令に応じて駆動源としての定着モータＭが回転駆動される。この定着モーターＭの出力軸の回転は所定のギア列（不図示）を介して加圧ローラ２４の芯金２４ｃに伝達され、これによって加圧ローラ２４は矢印方向へ回転する。加圧ローラ２４の回転はニップ部Ｎにおいて加圧ローラ２４表面と定着フィルム２３表面との摩擦力によって定着フィルム２３に伝わる。これにより定着フィルム２３は定着フィルム２３の内周面（内面）がヒータ２２の表面保護層２２ｃと接触しながら加圧ローラ２４の回転に追従して矢印方向へ回転する。
【００３２】
またプリント指令に応じて通電制御部２５がヒータ２２の給電用電極を介して発熱抵抗体２２ｂに通電する。これにより発熱抵抗体２２ｂが発熱しヒータ２２は急速に昇温して定着フィルム２３を加熱する。ヒータ２２の温度はヒータ基板２２ａの発熱抵抗体２２ｂと反対側の基板面に設けられたサーミスタ等の温度検知素子（温度検知部材）２６により検知される。通電制御部２５は、温度検知素子２６から出力される温度検知信号（出力信号）を取り込み、この温度検知信号に基づいてヒータ２２を所定の定着温度（目標温度）に維持するように発熱抵抗体２２ｂへの通電を制御する。
【００３３】
定着モータＭを回転駆動し、且つヒータ２２の発熱抵抗体２２ｂへの通電を制御している状態において、未定着のトナー画像ｔを担持した記録材Ｐがトナー画像担持面を上向きにしてニップ部Ｎに導入される。記録材Ｐはニップ部Ｎで定着フィルム２３表面と加圧ローラ２４表面とにより挟持されその状態に搬送（挟持搬送）される。この搬送過程においてトナー画像ｔは、定着フィルム２３を介してヒータ２２により加熱されて溶融すると共にニップ圧が印加されることによって、記録材Ｐの面上に加熱定着される。
【００３４】
（３）加圧ローラ２４の説明
加圧ローラ２４を構成する材料、加圧ローラ２４の製造方法などを以下に詳細に説明する。
【００３５】
３−１）加圧ローラ２４の層構成
上述のように、加圧ローラ２４は、丸軸の芯金２４ｃと、弾性層２４ａと、離型層としてのチューブ２４ｂと、を有している。
【００３６】
３−１−１）弾性層２４ａの説明
図２の（ｂ）は弾性層２４ａの加圧ローラ長手方向の断面図である。本実施例に示す加圧ローラ２４は、加圧ローラ２４の弾性層２４ａの構成に特徴がある。即ち、図２（ｂ）に示されるように、弾性層２４ａの母材となる所定の耐熱性弾性材料２４ｉ中に、熱伝導異方性を有する針形状フィラー２４ｄが加圧ローラ長手方向（以下、ローラ長手方向と記す）に配向した状態で存在している。そしてこのローラ長手方向に配向した針形状フィラー２４ｄ間に、断熱性能を持たせる為の中空体２４ｅが分散した状態で形成されている。
【００３７】
弾性層２４ａの母材となる耐熱性弾性材料として、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。シリコーンゴムとフッ素ゴムは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。シリコーンゴムを用いる場合には、入手のしやすさ、加工しやすさの観点から、液状付加硬化型シリコーンゴムが好まれる。本実施例では、耐熱性弾性材料として液状付加硬化型シリコーンゴムを用いているが、耐熱性弾性材料はこれに限られずその他の弾性材料を用いてもよい。
【００３８】
針形状フィラー２４ｄは、図３（ｆ）に示すように細長い繊維形状をしていて、繊維中で熱伝導異方性を有している。ここで、熱伝導異方性とは、針形状フィラー２４ｄの長軸方向（長さ方向）でのみ熱伝導が高く径方向で低いことをいう。このように液状付加硬化型シリコーンゴム２４ｉ中に針形状フィラー２４ｄが分散され、弾性層２４ａ中でローラ長手方向に配向することによって、ローラ長手方向に高い熱伝導率を持たせることができる。
【００３９】
中空体２４ｅは、弾性層２４ａ中で配向した針形状フィラー２４ｄの間に分散した状態で形成されている。
【００４０】
（イ）針形状フィラー２４ｄと中空体２４ｅの弾性層２４ａ中の状態：
図３を用いて弾性層中（弾性層の内部）での針形状フィラー２４ｄと中空体２４ｅの様子について詳しく説明する。
【００４１】
図３において、（ａ）は芯金２４ｃの外周面上に弾性層２４ａを成形した弾性層成形物の全体斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す弾性層成形物の右方からの側面図である。（ｃ）は（ａ）に示す弾性層成形物の弾性層２４ａの切り出しサンプル２４ａ１の拡大斜視図、（ｄ）と（ｅ）はそれぞれ（ｃ）に示す弾性層２４ａの切り出しサンプル２４ａ１のα断面の拡大図とβ断面の拡大図である。（ｆ）は針形状フィラー２４ｄ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。
【００４２】
図３（ａ）に示すように、弾性層成形物の弾性層２４ａをｘ方向（周方向）、ｙ方向（長手方向）にてカットして弾性層２４ａの切り出しサンプル２４ａ１を得る。そして図３（ｃ）のように、この切り出しサンプル２４ａ１のｘ方向のα断面とｙ方向のβ断面をそれぞれ観察する。すると、ｘ方向のα断面では、図３（ｄ）に示すように、針形状フィラー２４ｄの繊維直径部分Ｄ（図３（ｆ）参照）が主に観察される。
【００４３】
これに対し、ｙ方向のβ断面では、図３（ｅ）に示すように、針形状フィラー２４ｄの繊維長部分Ｌ（図３（ｆ）参照）が多く観察される。これは、針形状フィラー２４ｄは細長い繊維形状をしているので、硬化前の液状付加硬化型シリコーンゴムと混練し成形すると、針形状フィラーの繊維長部分Ｌが、液状付加硬化型シリコーンゴムの流れの方向即ち弾性層のローラ長手方向に配向し易い為である。また、β断面のように、中空体２４ｅは針形状フィラー２４ｄの配向を阻害していない状態が望ましい。そのため、中空体２４ｅを所定の平均粒径、割合で形成することによって、ローラ長手方向に配向した針形状フィラー２４ｄの間に中空体２４ｅが分散した状態を形成することが出来る。
【００４４】
（ロ）針形状フィラー（細長い繊維状フィラー）２４ｄの説明：
針形状フィラー２４ｄとして、この針形状フィラー２４ｄ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炭素繊維が好ましい。また、非通紙部昇温を緩和（低減）する効果を大きくするためには、針形状フィラー２４ｄの長軸方向における熱伝導率λは５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上が好ましい。熱伝導率λの測定法は、アルバック理工株式会社製のレーザーフラッシュ法熱定数測定装置（ＴＣ−７０００）を用いて行った。
【００４５】
また、針形状フィラー２４ｄの平均長さが５０μｍ（０．０５ｍｍ）より短いと、弾性層２４ａにおいて熱伝導異方性効果が現れにくく、非通紙部昇温を緩和する効果が小さくなる。針形状フィラー２４ｄの平均長さが１ｍｍより長いと、液状付加硬化型シリコーンゴム２４ｉに混練した際に液状付加硬化型シリコーンゴム２４ｉの粘度が高くなり過ぎ、液状付加硬化型シリコーンゴム２４ｉの成形が難しくなってしまう。
【００４６】
従って、弾性層２４ａ中の熱伝導性異方性効果を現れ易く、かつ非通紙部昇温を緩和する効果を得るためには、平均長さが０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下で長軸方向の熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の針形状フィラー２４ｄが好ましい。またこの針形状フィラー２４ｄの平均繊維直径としては１０μｍ程度が好ましい。本実施例では、針形状フィラー２４ｄの平均長さは光学顕微鏡での観察により求めている。
弾性層２４ａ中の針形状フィラー２４ｄの含有量下限は５ｖｏｌ％以上が好ましい。この含有量下限５ｖｏｌ％を下回ると、ローラ長手方向の熱伝導率が低下してしまい期待する非通紙部昇温緩和の効果が得られない。
【００４７】
弾性層２４ａ中の針形状フィラー２４ｄの含有量上限は４０ｖｏｌ％以下が好ましい。この含有量上限４０ｖｏｌ％を上回ると、弾性層２４ａの加工成形が難しくなる。従って、弾性層２４ａ中の針形状フィラー２４ｄの含有量は５ｖｏｌ％以上４０ｖｏｌ％以下が好ましい。針形状フィラー２４ｄの弾性層２４ａに対する体積率は、
（弾性層２４ａ中に含有されている全針形状フィラー２４ｄの体積）／（弾性層２４ａの全体の体積）×１００ｖｏｌ％
の式により求めている。
【００４８】
（ハ）中空体２４ｅの説明：
図３の（ｇ）は弾性層２４ａの針形状フィラー２４ｄが中空体２４ｅに阻害された状態を表わす説明図である。中空体２４ｅは、弾性層２４ａ内に空孔部分を持たせるために用いられる。この中空体２４ｅの材料としては、マイクロバルーン材、樹脂バルーン、ガラスバルーン、シリカバルーン、カーボンバルーン、シラスバルーンなどがある。その他、液状付加硬化型シリコーンゴム２４ｉの加熱硬化時において、あらかじめ含有させておいた水分を蒸発させて空孔をつくる吸水性ポリマーなどを用いて中空体２４ｅを形成してもよい。
【００４９】
硬化後の弾性層２４ａ中の中空体２４ｅの平均粒径は７０μｍ以下がよい。中空体２４ｅの平均粒径が７０μｍより大きいと、図３（ｇ）のように針形状フィラー２４ｄが中空体２４ｅに邪魔されてローラ長手方向に配向し難くなってしまい、ローラ長手方向の熱伝導率が下がり、弾性層２４ａの厚み方向の断熱性能が損なわれてしまう。従って、弾性層２４ａ中において、針形状フィラー２４ｄをローラ長手方向に適切に配向させるためには、中空体２４ｅの平均粒径が７０μｍ以下が好ましい。
【００５０】
また、弾性層２４ａ中に形成されている中空体２４ｅの量の下限は１ｖｏｌ％以上が好ましい。この中空体２４ｅの量の下限１ｖｏｌ％を下回ると、弾性層２４ａの厚み方向の所望の断熱効果が得られない。弾性層２４ａ中に形成されている中空体２４ｅの量の上限は１０ｖｏｌ％が好ましい。この中空体２４ｅの量の上限１０ｖｏｌ％を上回ると針形状フィラー２４ｄがローラ長手方向に配向するのを阻害してしまう。
【００５１】
従って、弾性層２４ａの厚み方向で所定の断熱効果を得るとともに、針形状フィラー２４ｄのローラ長手方向への配向を阻害しないようにするためには、弾性層２４ａ中に形成されている中空体２４ｅの量は１ｖｏｌ％以上１０ｖｏｌ％以下が好ましい。中空体２４ｅの弾性層２４ａに対する体積率は、
（弾性層２４ａ中に形成されている全中空体２４ｅの体積）／（弾性層２４ａ全体の体積）×１００ｖｏｌ％
の式により求めている。
【００５２】
本実施例でいう弾性層２４ａ中の中空体２４ｅとは、弾性層２４ａ中に形成された空孔部のことである。空孔部の例として、弾性層２４ａの成形後にカプセルが萎み空孔のみが形成されているものや、ガラスバルーンのようなマイクロバルーンが弾性層２４ａの成形後もカプセルの様に残りカプセル中に空孔を形成しているものなどを含む。
【００５３】
以上のように、弾性層２４ａ中には、針形状フィラー２４ｄが５ｖｏｌ％以上４０ｖｏｌ％以下、且つ、中空体（空孔部）２４ｅが１ｖｏｌ％以上１０ｖｏｌ％以下、分散しているのが好ましい。更に、中空体２４ｅの平均粒径（平均径）は７０μｍ以下が好ましい。
【００５４】
（ニ）針形状フィラー配向率の定義：
弾性層２４ａの熱伝導性を知るために、弾性層２４ａ中の針形状フィラー２４ｄの配向率を定義する。ここでは、図４に示すＡ面を見た場合のフィラーの傾き（角度）、及びＢ面を見た場合のフィラーの傾き（角度）、をそれぞれ観察し、それぞれの面を見た場合のフィラーの傾きの分布（配向率）を調べた。Ａ面を観察した時に、傾きの大きなフィラーが多い場合、弾性層２４ａの厚み方向の断熱性能が損なわれてしまう。Ｂ面を観察した時に、傾きの大きなフィラーが多い場合、ローラ長手方向の熱伝導率が損なわれてしまう。よって、Ａ面を観察した時もＢ面を観察した時も、傾きの大きなフィラーは少ないほうが好ましい。
【００５５】
配向率の定義について、図４を用いて説明する。図４は配向率の定義の説明図である。図４において、（ａ）は図３の（ａ）に示す弾性層成形物の弾性層２４ａを１０.０ｍｍ（ｘ方向）×１０.０ｍｍ（ｙ方向）×１．０ｍｍ（ｚ方向）の寸法に切り出したサンプル２４ａ１の拡大斜視図である。（ｂ）は弾性層成形物の弾性層２４ａを１０.０ｍｍ（ｘ方向）×１０.０ｍｍ（ｙ方向）×１．０ｍｍ（ｚ方向）の寸法に切り出したサンプルを厚み方向（Ｚ方向）の中央で半分にカットしたサンプル２４ａ２の拡大斜視図である。（ｃ）は（ａ）と（ｂ）に示すそれぞれのサンプル２４ａ１及び２４ａ２から針形状フィラーを抽出する手順の説明図である。
【００５６】
針形状フィラー２４ｄの配向率は、図４の（ａ）に示すサンプル２４ａ１及び図４の（ｂ）に示す切り出しサンプル２４ａ２を用いて求める。先ず、図３（ａ）のようにサンプル２４ａ１を二つ用意し、そのうち一つは厚み方向中央部でカットしてサンプル２４ａ２を作成する。サンプル２４ａ１及びサンプル２４ａ２をメトラー・トレド株式会社製熱重量測定装置（ＴＧＡ８５１ｅ／ＳＤＴＡ）を用いて窒素ガス雰囲気下で１０００℃・１時間加熱することでシリコーンゴムを分解・除去した。
【００５７】
このようにサンプルを焼成すると、表面にフッ素樹脂層を有する状態であっても、シリコーンゴムだけでなくフッ素樹脂層も除去できる。シリコーンゴムを除去すると、針状フィラーがシリコーンゴム存在時とほぼ同じ形で残る。そしてシリコーンゴムを除去したサンプル２４ａ１及びサンプル２４ａ２の冷却後、サンプル２４ａ１ではＡ面を、サンプル２４ａ２ではＢ面を、レーザーテックＬＡＳＥＲＴＥＣ株式会社製コンフォーカル顕微鏡（ＯＰＴＥＬＩＣＳ Ｃ１３０）で観察した。Ａ面の観察領域は、１．４ｍｍ（ｙ方向）×１.０ｍｍ（ｚ方向）である。Ｚ方向の１.０ｍｍはサンプル２４ａ１の厚み全体となる。
【００５８】
サンプル２４ａ１において、１．４ｍｍ×１．０ｍｍの大きさで５か所観察した。Ｂ面の観察領域は、１．４ｍｍ（ｘ方向）×１．０ｍｍ（ｙ方向））である。サンプル２４ａ２において、１．４ｍｍ×１．０ｍｍの大きさで５か所観察した。Ａ面とＢ面それぞれの観察画像より、針形状フィラー２４ｄのみを抽出し（図４（ｃ）参照）、ここで抽出された針形状フィラー２４ｄの角度を測定した。
【００５９】
サンプル２４ａ１のＡ面及びサンプル２４ａ２のＢ面の観察画像は、観察面より深さ方向に５０μｍまでの領域を観察したものである。このとき、弾性層２４ａのローラ長手方向（図４（ｃ）のｙ方向）を角度０度とし、各針形状フィラー２４ｄの角度θを算出した。針形状フィラー２４ｄの角度θが０度に近いほどローラ長手方向に配向しているということである。
【００６０】
サンプル２４ａ１、２４ａ２において、角度θが、±５度以内のものの割合[（±５度以内の針形状フィラー／抽出された全針形状フィラー）×１００％]を求め、任意の５箇所の測定結果の平均値を配向率と定義した。
【００６１】
上記Ａ面とＢ面において、針形状フィラー２４ｄの中で針形状フィラー２４ｄの角度θが±５度以内のものが針形状フィラー全体の２０％以上であると、下記のような作用効果を得ることができる。即ち、弾性層２４ａのローラ長手方向の熱伝導率がよく、所望の非通紙部昇温緩和の効果が得られ、また、弾性層２４ａの厚み方向の断熱性能を高くすることが出来る。
【００６２】
３−１−２)チューブ２４ｂの説明
チューブ２４ｂは弾性層２４ａの外周面上に設けられる。具体的には、チューブ２４ｂとして、ＰＦＡチューブ、ＦＥＰチューブなどが好適に用いられるが、チューブ２４ｂはＰＦＡチューブ、ＦＥＰチューブに限られない。本実施例では厚さ５０μｍのチューブ２４ｂを用いたが、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チューブ２４ｂの厚さは特に限定されない。
【００６３】
３−２)加圧ローラ２４の製造方法
加圧ローラ２４の製造方法としては、一般には型成形、或いはコート成形等の成形方法を用いることができる。
【００６４】
針形状フィラー２４ｄは細長い繊維形状をしているので、硬化前の液状付加硬化型シリコーンゴムと混練し成形すると、針形状フィラーの繊維長部分Ｌが、液状付加硬化型シリコーンゴムの流れの方向即ち弾性層の長手方向（ローラ長手方向）に配向し易い。そのため、硬化前の液状付加硬化型シリコーンゴムを硬化させて弾性層２４ａを成形すると、弾性層２４ａのローラ長手方向の熱伝導率が高まる。
【００６５】
３−３）加圧ローラ２４の評価
＜配向率＞：配向率の算出は前述の配向率の定義にしたがって後述する実施例１〜７の加圧ローラ、及び比較例１〜８の加圧ローラについてそれぞれの配向率を求めた。
【００６６】
＜熱伝導率＞：図５を用いて弾性層２４ａの熱伝導率の測定方法を説明する。弾性層２４ａの厚み方向（ｚ方向）及びローラ長手方向（ｙ方向）の熱伝導率に関して、ホットディスク法熱物性測定装置 ＴＰＡ −５０１（商品名、京都電子工業株式会社製）で測定することができる。この際、測定するのに充分な厚みを確保するために、所定の大きさに弾性層２４ａだけを切り出し、図５の（ａ）に示すように適宜必要枚数を重ねて被測定試料を作製する。本実施例では熱伝導異方性を有する弾性層２４ａにおいて、ｘ方向（ローラ周方向）（１６ｍｍ）×ｙ方向（１６ｍｍ）×ｚ方向（設定厚み）に切り出し、重ね合わせて、ｚ方向の厚みが約１６ｍｍになるよう被測定試料を作成した。
【００６７】
熱伝導率を測定する際は図５の（ｂ）に示すように厚さ０.０７ｍｍ、幅１０ｍｍのカプトンテープＴ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、図５の（ｃ）に示すようにこの被測定試料を２セット用意して、センサSを被測定試料ではさみ測定を行う。方向（ｙ方向、ｚ方向）を変えて被測定試料の測定を行う場合は、測定方向を変更し前述した通りの方法にて行えばよい。なお、本実施例では測定５回の平均値を用いた。
【００６８】
＜非通紙部昇温の評価＞：非通紙部昇温の評価には、実施例１〜７の加圧ローラ、及び比較例１〜８の加圧ローラをそれぞれフィルム加熱方式の定着装置に組み込み評価した。そしてそれぞれの各定着装置を搭載した各プリンタにおいて、定着装置の加圧ローラの周速度（プロセススピード）を３７０ｍｍ／ｓｅｃとなるように調整し、定着温度を定着フィルム表面で１８０℃になるように設定した。定着装置のニップ部に記録材として通紙（導入）させた記録材はＡ４サイズ紙（８０ｇ／ｍ２）であり、６０枚／分にて連続５００枚通紙した時の定着フィルム表面の非通紙部昇温を測定した。
【００６９】
＜立ち上がり性能＞：立ち上がり性能は、上記各プリンタにおいて定着装置の立ち上がり時の定着フィルム表面の長手方向の表面温度を測定し、定着フィルム表面の温度が所定の定着温度（目標温度）に達するまでの時間を測定した。ここで、定着器の立ち上がり時とは、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間をいう。
【００７０】
＜評価の結果＞：実施例１〜７の加圧ローラ、及び比較例１〜８の加圧ローラについての評価結果を表１にまとめた。そしてこの表１を、実施例１〜７の加圧ローラ、比較例１〜８の加圧ローラの説明の最後に記載した。
【００７１】
３−４)実施例１〜７の加圧ローラ、及び比較例１〜８の加圧ローラの説明：実施例１〜７の加圧ローラ、及び比較例１〜８の加圧ローラに使用する針形状フィラー２４ｄと、中空体２４ｅを説明する。針形状フィラー２４ｄとして下記に示す３種類（Ａ）〜（Ｃ）のピッチ系炭素繊維を用いた。中空体２４ｅとして下記に示す３種類（Ｄ）〜（Ｆ）の樹脂バルーンを用いた。
【００７２】
（Ａ）種類：１００−１５Ｍ
商品名：ＸＮ−１００−１５Ｍ（日本グラファイトファイバー株式会社製）
平均繊維直径：９μｍ
平均繊維長Ｌ：１５０μｍ
熱伝導率９００Ｗ／（ｍ・Ｋ）
（Ｂ）種類：１００−０５Ｍ
商品名：ＸＮ−１００−０５M（日本グラファイトファイバー株式会社製）
平均繊維直径：９μｍ
平均繊維長Ｌ：５０μｍ
熱伝導率９００Ｗ／（ｍ・Ｋ）
（Ｃ）種類：１００−０１
商品名：ＸＮ−１００−０１（日本グラファイトファイバー株式会社製）
平均繊維直径：１０μｍ
平均繊維長Ｌ：１ｍｍ
熱伝導率９００Ｗ／（ｍ・Ｋ）
（Ｄ）種類：８０ＳＤＥ
商品名：Ｆ−８０ＳＤＥ（松本油脂製薬株式会社製）
平均粒径：２０〜４０μｍ
（Ｅ）種類：５０Ｅ
商品名：Ｆ−５０Ｅ（松本油脂製薬株式会社製）
平均粒径：４０〜７０μｍ
ここで、５０Ｅは水分量が多い為、配合する前に乾燥工程を設けて中空体２４ｅを乾燥させてある。
【００７３】
（Ｆ）種類：８０ＤＥ
商品名：Ｆ−８０ＤＥ（松本油脂製薬株式会社製）
平均粒径：９０〜１１０μｍ
３−４−１）中空体２４ｅを形成した効果芯金２４ｃの外周面上に形成された弾性層２４ａ中に針形状フィラー２４ｄを含有させると共に中空体２４ｅを分散した構成の加圧ローラを実施例１の加圧ローラＰ１として用いた。これに対して、芯金２４ｃの外周面上に形成された弾性層２４ａ中に針形状フィラー２４ｄを含有させ中空体２４ｅを分散していない構成の加圧ローラを比較例１の加圧ローラＰ８として用いた。
【００７４】
（実施例１の加圧ローラ）：
実施例１の加圧ローラＰ１は、弾性層２４ａ中に針形状フィラー２４ｄを含有すると共に中空体２４ｅが形成されている。図６、７を用いて、加圧ローラＰ１の成形法を説明する。まず、φ２１（ｍｍ）のＡｌ（アルミニウム）製芯金２４ｃを準備する（図６の（ａ）参照）。
【００７５】
次に、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の時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液状付加硬化型シリコーンゴム２４ｉを得る。
【００７６】
実施例１の加圧ローラＰ１では、この液状付加硬化型シリコーンゴムに対し、針形状フィラー２４ｄとしてピッチ系カーボンファイバー１００−１５Ｍを２０ｖｏｌ％の割合になるように配合した。また液状付加硬化型シリコーンゴムに対し、中空体２４ｅとして樹脂バルーン８０ＳＤＥを５ｖｏｌ％の割合になるように配合した。そしてこの液状付加硬化型シリコーンゴムと、ピッチ系カーボンファイバー１００−１５Ｍと樹脂バルーン８０ＳＤＥとを均一に混練して、硬化前の液状付加硬化型シリコーンゴム組成物２４ｉ１を得た。
【００７７】
弾性層２４ａを成形する前に、芯金２４ｃと弾性層２４ａの接着のために、φ２１（ｍｍ）のＡｌ（アルミニウム）製芯金２４ｃの外周面（表面）にプライマーを塗布しておく。次に、図７に示すように、弾性層２４ａに対面する面をエッチング処理したＰＦＡチューブ（厚み５０μｍ）２４ｂを、内径φ２５（ｍｍ）の金型２５ａの内側にセットする。
【００７８】
更に、金型２５ａにセットしたＰＦＡチューブ２４ｂの内側に、φ２１（ｍｍ）の芯金２４ｃを芯金２４ｃの軸中心が金型２５ａの軸中心と同軸となるようにセットする。そしてこの金型２５ａに端部の金型２５ｂをセットする。
【００７９】
そして、ＰＦＡチューブ２４ｂと芯金２４ｃとの間に液状付加硬化型シリコーンゴム組成物２４ｉ１を矢印Ａの方向に注入し、１７０℃×４５分の加熱硬化を経て外径φ２５（ｍｍ）で軸方向長さが２４０ｍｍの加圧ローラＰ１を得た（図６の（ｂ）参照）。弾性層２４ａの厚さは２．０ｍｍである。
【００８０】
（比較例１の加圧ローラ）：
比較例１の加圧ローラＰ８は、実施例１の加圧ローラＰ１と同様、芯金２４ｃの外周面上に弾性層２４ａを形成したものである。しかしながら、弾性層２４ａ中に針形状フィラー２４ｄのみが含有され、中空体２４ｅは形成されていない。
【００８１】
実施例１の加圧ローラＰ１と比較例１の加圧ローラＰ８を比較することで、熱伝導異方性を有する弾性層２４ａ中に中空体２４ｅを形成した効果をみることが出来る。比較例１の加圧ローラＰ８に関しては、中空体２４ｅを含有させないこと以外は実施例１と同様の加圧ローラを得た。
【００８２】
実施例１の加圧ローラＰ１と比較例１の加圧ローラＰ８との評価結果を表２にまとめた。加圧ローラＰ１、Ｐ８はともに芯金２４ｃの外周面上に弾性層２４ａを形成したものである。
【００８３】
【表２】
【００８４】
実施例１の加圧ローラＰ１を具備する定着装置では、実施例１の加圧ローラＰ１は比較例１の加圧ローラＰ８の構成に加えて弾性層２４ａに中空体２４ｅを形成させてある。実施例１の加圧ローラＰ１は、弾性層２４ａに中空体２４ｅを形成させているが、比較例１の加圧ローラＰ８と比べて配向率、ｙ方向の熱伝導率が同等で、非通紙部昇温の昇温抑制効果が損なわれていない。また実施例１の加圧ローラＰ１は、これに加えて、弾性層２４ａに中空体２４ｅが形成されていることによりｚ方向の熱伝導率が比較例１の加圧ローラＰ８と比べて低くなり、定着フィルム２３の立ち上がり性能が向上している。
【００８５】
３−４−２）中空体２４ｅの形成率を振った構成
次に、加圧ローラの例として、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に弾性層２４ａを形成した構成について説明する。また、実施例２〜４の加圧ローラＰ２〜Ｐ４、比較例２、５、６の加圧ローラＰ９、Ｐ１２、Ｐ１３を用いて中空体２４ｅの形成率に対する効果について説明する。
【００８６】
図８に実施例２〜４の加圧ローラの構成図を示す。図８の（ａ）は芯金２４ｃ上にソリッドゴム弾性層２４ｆを形成したソリッドゴム弾性層成形物の全体斜視図である。図８の（ｂ）は図８の（ａ）に示すソリッドゴム弾性層成形物のソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に弾性層２４ａを形成し、この弾性層２４ａの外周面をチューブ２４ｂで被覆した加圧ローラの全体斜視図である。
【００８７】
（実施例２の加圧ローラ）：
実施例２の加圧ローラは、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に弾性層２４ａを形成したものである。この弾性層２４ａ中には針形状フィラー２４ｄを含有させると共に中空体２４ｅが形成されている。実施例２の加圧ローラＰ２は、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に弾性層２４ａが形成されることで、実施例１の加圧ローラＰ１よりも厚み方向の断熱効果が高い加圧ローラが得られる。つまり、実施例２の加圧ローラは、少なくともソリッドゴム弾性層２４ｆと弾性層２４ａの二層以上の弾性層を積層した加圧ローラである。
【００８８】
そして最上層の弾性層として、平均長さが０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下で長さ方向の熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の、熱伝導異方性を有する針形状フィラー２４ｄを含有した弾性層２４ａを有している。そしてこの弾性層２４ａには中空体２４ｅが形成され、針形状フィラー２４ｄが弾性層２４ａ中でローラ長手方向に配向している。
【００８９】
図８、９を用いて、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に弾性層２４ａを設けた加圧ローラの成形法を説明する。
【００９０】
まず、φ１８（ｍｍ）のＡｌ（アルミニウム）製芯金２４ｃの外周に、密度が１．２０ｇ／ｃｍ３である付加型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２４ｆを設けたソリッドゴム弾性層成形物を得る（図８の（ａ）参照）。このソリッドゴム弾性層成形物のソリッドゴム弾性層２４ｆの肉厚は２．５ｍｍであり、ソリッドゴム弾性層成形物の外径はφ２３（ｍｍ）である。
【００９１】
次に、弾性層２４ａの成形法を説明する。実施例１の加圧ローラＰ１と同様の方法により液状付加硬化型シリコーンゴムを得る。実施例２の加圧ローラＰ２では、この液状付加硬化型シリコーンゴムに対し、針形状フィラー２４ｄとしてピッチ系カーボンファイバー１００−１５Ｍを２０ｖｏｌ％の割合になるように配合した。また液状付加硬化型シリコーンゴムに対し、中空体２４ｅとして樹脂バルーン８０ＳＤＥを１ｖｏｌ％の割合になるように配合した。そして液状付加硬化型シリコーンゴムと、ピッチ系カーボンファイバー１００−１５Ｍと樹脂バルーン８０ＳＤＥとを均一に混練して、硬化前の液状付加硬化型シリコーンゴム組成物２４ｉ２を得た。
【００９２】
ソリッドゴム弾性層成形物のソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面に弾性層２４ａを成形する前に、ソリッドゴム弾性層２４ｆと弾性層２４ａの接着のために、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面（表面）にプライマーを塗布しておく。
【００９３】
次に、図９のように、弾性層２４ａに対面する面をエッチング処理したＰＦＡチューブ（厚み５０μｍ）２４ｂを、内径φ２５（ｍｍ）の金型２５ａの内側にセットする。
【００９４】
更に、金型２５ａにセットしたＰＦＡチューブ２４ｂの内側に、φ２３（ｍｍ）のソリッドゴム弾性層成形物を芯金２４ｃの軸中心が金型２５ａの軸中心と同軸となるようにセットする。そしてこの金型２５ａに端部の金型２５ｂをセットする。
【００９５】
そして、ＰＦＡチューブ２４ｂとソリッドゴム弾性層成形物との間に液状付加硬化型シリコーンゴム組成物２４ｉ２を矢印の方向に注入し、１７０℃×４５分の加熱硬化を経て外径φ２５（ｍｍ）で長さが２４０ｍｍの加圧ローラＰ２を得た（図８の（ｂ）参照）。弾性層２４ａの厚さは１．０ｍｍである。
【００９６】
（比較例２の加圧ローラ）：
比較例２の加圧ローラＰ２は、実施例２の加圧ローラＰ１と同様、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に弾性層２４ａを形成したものである。この弾性層２４ａ中には、針形状フィラー２４ｄのみが含有され、中空体２４ｅは形成されていない。実施例２の加圧ローラＰ２と比較例２の加圧ローラＰ９とを比較することで、中空体２４ｅを形成した効果をみることが出来る。
【００９７】
比較例２の加圧ローラＰ９に関しては、弾性層２４ａ中に中空体２４ｅを含有させないこと以外は実施例２の加圧ローラＰ２と同様にして加圧ローラＰ９を得た。
【００９８】
（実施例３、４の加圧ローラ、比較例５、６の加圧ローラ）：
実施例３、４の加圧ローラＰ３、Ｐ４は、実施例２と同様、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に弾性層２４ａを形成したものである。比較例５、６の加圧ローラＰ１２、Ｐ１３も、実施例２と同様、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に弾性層２４ａを形成したものである。そして実施例３、４の加圧ローラＰ３、Ｐ４、及び比較例５、６の加圧ローラＰ１２、Ｐ１３では、弾性層２４ａ中の中空体２４ｅの形成割合を振っている。
【００９９】
実施例３、４の加圧ローラＰ３、Ｐ４、及び比較例５、６の加圧ローラＰ１２、Ｐ１３では、弾性層２４ａ中の中空体２４ｅの形成割合以外は実施例２の加圧ローラＰ２と同様にして加圧ローラＰ３、Ｐ４、Ｐ１２、Ｐ１３を得た。
【０１００】
実施例２〜４の各加圧ローラＰ２〜Ｐ４と、比較例２、５、６の各加圧ローラＰ９、Ｐ１２、Ｐ１３の評価結果を表３にまとめた。また、図１０に弾性層２４ａ中の中空体２４ｅの形成率と各配向率、熱伝導率の関係をグラフにまとめた。
【０１０１】
【表３】
【０１０２】
実施例２の加圧ローラＰ２を具備する定着装置では、実施例２の加圧ローラＰ２は比較例２の加圧ローラＰ９の構成に加えて弾性層２４ａに中空体２４ｅを形成させてある。実施例２の加圧ローラＰ２は、弾性層２４ａに中空体２４ｅを形成させているが、比較例２の加圧ローラＰ９と比べて配向率、ｙ方向の熱伝導率が同等で、非通紙部昇温の昇温抑制効果が損なわれていない。また実施例２の加圧ローラＰ２は、弾性層２４ａに中空体２４ｅが形成されていることによりｚ方向の熱伝導率が比較例２、５、６の各加圧ローラＰ９、Ｐ１２、Ｐ１３と比べて低くなり、これによって定着フィルム２３の立ち上がり性能が向上している。
【０１０３】
また、実施例２〜４の加圧ローラＰ２〜Ｐ４を具備する各定着装置では、実施例２〜４の各加圧ローラＰ２〜Ｐ４の弾性層２４ａ中の中空体２４ｅの形成率を振ってある。図１０の（ｄ）のように、中空体２４ｅを１ｖｏｌ％以上形成させるだけでｚ方向の熱伝導率が下がり、定着フィルム２３の立ち上がり性能が向上した。図１０の（ａ）〜（ｃ）のように、中空体２４ｅを１０ｖｏｌ％まで形成しても配向率は２０％以上を維持するのでｙ方向の熱伝導率が低くなりにくい。したがって、非通紙部昇温の昇温抑制効果を維持したまま定着フィルム２３の立ち上がり性能を向上させることが出来た。
【０１０４】
比較例５、６の加圧ローラＰ１２、Ｐ１３では、比較例２の加圧ローラＰ９の構成に加えてそれぞれ０．５ｖｏｌ％、１５ｖｏｌ％の中空体２４ｅが弾性層２４ａ中に形成されている。しかし、比較例５の加圧ローラＰ１２を具備する定着装置では、比較例５の加圧ローラＰ１２の弾性層２４ａ中に中空体２４ｅの形成される割合が低い。この為に、図１０の（ｄ）のように、中空体２４ｅを形成していない比較例２の加圧ローラＰ９と比べてもｚ方向の熱伝導率があまり変わらず、定着フィルム２３の立ち上がり性能も向上していない。
【０１０５】
また、比較例６の加圧ローラＰ１３を具備する定着装置では、比較例６の加圧ローラＰ１３の弾性層２４ａ中に多量の中空体２４ｅが形成されている為に、図１０の（ａ）のように弾性層２４ａの厚み方向（ｚ方向）の配向率が２０％より低い。これは、図３（ｇ）を参照して説明したように針形状フィラー２４ｄの配向が阻害されてしまっている為で、これによりｚ方向の熱伝導率が下がってしまい定着フィルム２３の立ち上がり性能が向上していない。
【０１０６】
図１０の（ａ）をみても分かるように、中空体２４ｅの形成率が１０ｖｏｌ％を上回ると配向率が２０％を下回ってしまう。したがってｙ方向の熱伝導率が低下し、ｚ方向の熱伝導率が低くならない。また、中空体２４ｅの形成率が１ｖｏｌ％を下回ると配向率は高いもののｚ方向の熱伝導率が低くならない。
【０１０７】
以上より、熱伝導異方性を有する弾性層２４ａ中に中空体２４ｅは１ｖｏｌ％以上且つ１０ｖｏｌ％以下で形成されていることが好ましい。即ち、弾性層２４ａに、中空体２４ｅが体積比率で１％以上１０％以下形成されていることが好ましい。
【０１０８】
３−４−３）中空体２４ｅの平均粒径を振った構成
（実施例５の加圧ローラ、比較例７の加圧ローラ）：
実施例５の加圧ローラＰ５、及び比較例７の加圧ローラＰ１４は、実施例２の加圧ローラＰ２と同様、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に弾性層２４ａを形成したものである。実施例５の加圧ローラＰ５、及び比較例７の加圧ローラＰ１４では、弾性層２４ａ中に形成される中空体２４ｅの平均粒径を振っている。
【０１０９】
実施例５の加圧ローラＰ５、及び比較例７の加圧ローラＰ１４では、中空体２４ｅの平均粒径以外は実施例２の加圧ローラＰ２と同様にして加圧ローラＰ５、Ｐ１４を得た。実施例５の加圧ローラＰ５、及び比較例７の加圧ローラＰ１４の評価結果を表４にまとめた。
【０１１０】
【表４】
【０１１１】
実施例５の加圧ローラＰ５を具備する定着装置では、実施例５の加圧ローラＰ５は弾性層２４ａ中に平均粒径が４０〜７０μｍと大きい中空体２４ｅが形成されている。中空体２４ｅの平均粒径が２０〜４０μｍの実施例４の加圧ローラＰ４と比べても配向率、熱伝導率ともに同等で、非通紙部昇温の昇温抑制効果、定着フィルム２３の立ち上がり性能ともに実施例４の加圧ローラＰ４とほぼ同等の効果が得られた。
【０１１２】
比較例７の加圧ローラＰ１４を具備する定着装置では、比較例７の加圧ローラＰ１４の弾性層２４ａ中に実施例５の加圧ローラＰ５よりもさらに大きい平均粒径が９０〜１１０μｍの中空体２４ｅが形成されている。そのため、図３（ｇ）を参照して説明したように針形状フィラー２４ｄの配向が阻害されて配向率が低くなり、比較例２の加圧ローラＰ２と比べてローラ長手方向の熱伝導率が劣り、Ｚ方向の熱伝導率が上がってしまった。よって、中空体２４ｅが形成されていない比較例２の加圧ローラＰ９と比べて非通紙部昇温の昇温抑制効果が劣り、定着フィルム２３の立ち上がり性能も劣ってしまった。
【０１１３】
以上より、弾性層２４ａ中に形成される中空体２４ｅの平均粒径は７０μｍ以下が好ましい。
【０１１４】
３−４−４）針形状フィラー２４ｄの平均繊維長と含有割合を振った構成
（実施例６、７の加圧ローラ、及び比較例３、４の加圧ローラ）：
実施例６、７の加圧ローラＰ６、Ｐ７は、実施例２の加圧ローラＰ２と同様、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に弾性層２４ａを形成したものである。比較例３、４の加圧ローラＰ１０、Ｐ１１も、実施例２の加圧ローラＰ２と同様、ソリッドゴム弾性層２４ｆの外周面上に熱伝導異方性を有する弾性層２４ａを形成したものである。実施例６、７の加圧ローラＰ６、Ｐ７、及び比較例３、４の加圧ローラＰ１０、Ｐ１１では、弾性層２４ａ中の針形状フィラー２４ｄの平均繊維長と含有割合を振っている。
【０１１５】
実施例６、７の加圧ローラＰ６、Ｐ７は、比較例３、４の加圧ローラＰ１０、Ｐ１１のそれぞれの弾性層２４ａ中の針形状フィラー２４ｄの平均繊維長と含有割合が同じである。また実施例６、７の加圧ローラＰ６、Ｐ７は、比較例３、４の加圧ローラＰ１０、Ｐ１１の構成に加えて中空体２４ｅが形成されている。実施例６、７の加圧ローラＰ６、Ｐ７と、比較例３、４の加圧ローラＰ１０、Ｐ１１をそれぞれ比較することで、弾性層２４ａ中の針形状フィラー２４ｄの平均繊維長と含有割合を振ったときの中空体２４ｅを形成した効果をみることが出来る。
【０１１６】
実施例６、７の加圧ローラＰ６、Ｐ７に関しては、弾性層２４ａ中の針形状フィラー２４ｄの平均繊維長と含有割合以外は実施例２の加圧ローラＰ２と同様にして加圧ローラＰ６、Ｐ７を得た。比較例３、４の加圧ローラＰ１０、Ｐ１１に関しては、弾性層２４ａ中の針形状フィラー２４ｄの平均繊維長と含有割合と中空体が形成されない以外は実施例２の加圧ローラＰ２と同様にして加圧ローラＰ１０、Ｐ１１を得た。
【０１１７】
実施例６、７の加圧ローラＰ６、Ｐ７、及び比較例３、４の加圧ローラＰ１０、Ｐ１１の評価結果を表５にまとめた。
【０１１８】
【表５】
【０１１９】
針形状フィラー２４ｄの平均繊維長と含有量を振ったときの中空体２４ｅを形成させた効果を確認する。
【０１２０】
実施例６の加圧ローラＰ６、比較例３の加圧ローラＰ１０では、比較的繊維長の短い５０μｍの針形状フィラー２４ｄを５ｖｏｌ％と低い含有率で配合してある。
【０１２１】
実施例６の加圧ローラＰ６を具備する定着装置では、実施例６の加圧ローラＰ６は比較例３の加圧ローラＰ１０の構成に加えて熱伝導異方性を有する弾性層２４ａに中空体２４ｅを形成させてある。実施例６の加圧ローラＰ６は、弾性層２４ａに中空体２４ｅを形成させているが、比較例３の加圧ローラＰ１０と比べて配向率、ｙ方向の熱伝導率が同等で、非通紙領部昇温の昇温抑制効果が損なわれていない。
【０１２２】
また実施例６の加圧ローラＰ６は、弾性層２４ａ中に中空体２４ｅが形成されていることによりｚ方向の熱伝導率が低くなり、定着フィルム２３の立ち上がり性能が向上している。これより、針形状フィラー２４ｄの平均繊維長が５０μｍで含有量が５ｖｏｌ％のときでも、弾性層２４ａ中に中空体２４ｅを形成させた効果が得られた。
【０１２３】
実施例７の加圧ローラＰ７、比較例４の加圧ローラＰ１１では、比較的繊維長の長い１ｍｍの針形状フィラー２４ｄを４０ｖｏｌ％と高い含有率で配合してある。
【０１２４】
実施例７の加圧ローラＰ７を具備する定着装置では、実施例７の加圧ローラＰ７は比較例４の加圧ローラＰ１１の構成に加えて弾性層２４ａ中に中空体２４ｅを形成させてある。実施例７の加圧ローラＰ７は、弾性層２４ａに中空体２４ｅを形成させているが、比較例４の加圧ローラＰ１１と比べて配向率、ｙ方向の熱伝導率が同等で、非通紙部昇温の昇温抑制効果が損なわれていない。
【０１２５】
また実施例７の加圧ローラＰ７は、弾性層２４ａ中に中空体２４ｅが形成されていることによりｚ方向の熱伝導率が低くなり、定着フィルム２３の立ち上がり性能が向上している。これより、弾性層２４ａの針形状フィラー２４ｄの平均繊維長が１ｍｍで含有量が４０ｖｏｌ％のときでも、弾性層２４ａ中に中空体２４ｅを形成させた効果が得られた。
【０１２６】
（比較例８の加圧ローラ）：
比較例８の加圧ローラは、針形状フィラー２４ｄの含有量が４５ｖｏｌ％と多すぎた為、液状付加硬化型シリコーンゴムに混ぜると粘度が非常に高く、弾性層２４ａの成形が出来なかった。
【０１２７】
以上より、弾性層２４ａ中に含有される針形状フィラー２４ｄの平均繊維長は５０μｍ以上１ｍｍ以下が好ましい。含有割合は５ｖｏｌ％以上４０ｖｏｌ％以下が好ましい。即ち、弾性層２４ａは、針形状フィラー２４ｄを体積比率で５％以上４０％以下含有していることが好ましい。
【０１２８】
以上説明したように、弾性層成形物の切り出しサンプル２４ａ１におけるＢ面（弾性層２４ａの厚み方向中央の切断面）の針形状フィラー２４ｄの配向率が高いと、弾性層２４ａのローラ長手方向の熱伝導率がよい。また、弾性層成形物の切り出しサンプル２４ａ１のＡ面（弾性層２４ａの長手方向の切断面）の針形状フィラー２４ｄの配向率が悪いと、弾性層２４ａの厚み方向の熱伝導率が低くならない。このことから、弾性層２４ａ中の針形状フィラー２４ｄの配向率を規定することによって、弾性層２４ａの熱伝導率を推測することができる。
【０１２９】
上述の実施例１〜７及び比較例１〜８の各加圧ローラにおいて、Ａ面及びＢ面ともに配向率が、ローラ長手方向を０度としたときに針形状フィラー２４ｄの角度が±５度以内のものが２０％以上であれば、以下のような効果を得ることができる。即ち、弾性層２４ａ中に中空体２４ｅを形成しても、弾性層２４ａ中に中空体２４ｅが形成されていない加圧ローラと同等に非通紙部昇温の昇温抑制効果があり、且つ、定着フィルム２３の立ち上がり性能も向上させることができる。
【０１３０】
表１に示すように、Ａ面及びＢ面ともに配向率が２０％以上の加圧ローラは実施例１〜７の加圧ローラＰ１〜Ｐ７、及び比較例１〜５の加圧ローラＰ８〜Ｐ１３である。上記配向率の２０％は、式
（±５度以内の針形状フィラー／抽出された全針形状フィラー）×１００％
を用いて求めた値である。
【０１３１】
また、比較例７、８の加圧ローラより、Ａ面及びＢ面の配向率が２０％を下回ると、弾性層２４ａ中に中空体２４ｅを形成しても非通紙部昇温の昇温抑制効果を維持したまま定着フィルム２３の立ち上がり性能を向上させることが出来ない。
【０１３２】
また、針形状フィラー２４ｄの長さ方向の熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上でないと熱伝導異方性を有する弾性層２４ａのローラ長手方向の熱伝導率が低く、非通紙部昇温を緩和する効果が小さくなってしまう。
【０１３３】
【表１】
【０１３４】
以上説明したように、本実施例の加圧ローラ２４は、平均長さが０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下で長さ方向の熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の、熱伝導異方性を有する針形状フィラー２４ｄを含有した弾性層２４ａを有している。そしてこの弾性層２４ａにおいて中空体２４ｅが形成され、針形状フィラー２４ｄが弾性層２４ａ中でローラ長手方向に配向している。これにより、本実施例の加圧ローラ２４は、弾性層２４ａのローラ長手方向の熱伝導性を向上でき、かつ弾性層２４ａの厚み方向の断熱性を向上できるという作用効果を奏する。
【０１３５】
従って、本実施例の加圧ローラ２４を用いた構成の定着装置は、非通紙部昇温を低減でき、かつ定着装置の立ち上がり時間即ちヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間を短縮できるという作用効果を奏する。
【符号の説明】
【０１３６】
６：定着装置、２３：定着フィルム、２４：加圧ローラ、２４ａ：弾性層、２４ｃ：芯金、２４ｄ：針形状フィラー、２４ｅ：中空体、Ｐ：記録材、ｔ：未定着トナー画像
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像加熱装置に用いられる加圧ローラであって、
芯金と、
平均長さが０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下、熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である針形状フィラーを含有する弾性層と、
を有し、
前記弾性層の中には空孔部が分散していることを特徴とする加圧ローラ。
【請求項２】
前記針形状フィラーの配向率は２０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の加圧ローラ。
【請求項３】
前記弾性層は、前記針形状フィラーを体積比率で５％以上４０％以下含有しており、前記空孔部が体積比率で１％以上１０％以下形成されていることを特徴とする請求項１に記載の加圧ローラ。
【請求項４】
前記空孔部は、平均径が７０μｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の加圧ローラ。
【請求項５】
前記針形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に記載の加圧ローラ。
【請求項６】
画像を担持する記録材を加熱する加熱部材と、
芯金と、平均長さが０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下、熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である針形状フィラーを含有する弾性層と、を有し、前記加熱部材と共に記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧ローラと、
を有する像加熱装置において、
前記弾性層の中には空孔部が分散していることを特徴とする像加熱装置。
【請求項７】
前記針形状フィラーの配向率は２０％以上であることを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
【請求項８】
前記弾性層は、前記針形状フィラーを体積比率で５％以上４０％以下含有しており、前記空孔部が体積比率で１％以上１０％以下形成されていることを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
【請求項９】
前記空孔部は、平均径が７０μｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載の像加熱装置。
【請求項１０】
前記針形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６に記載の像加熱装置。
【請求項１１】
前記加熱部材は、筒状のフィルムと、ヒータと、を有することを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
【請求項１２】
前記ヒータは前記フィルムの内面に接触しており、前記フィルムを介して前記ヒータと前記加圧ローラによって前記ニップ部を形成していることを特徴とする請求項１１に記載の像加熱装置。
【請求項１】
像加熱装置に用いられる加圧ローラであって、
芯金と、
平均長さが０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下、熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である針形状フィラーを含有する弾性層と、
を有し、
前記弾性層の中には空孔部が分散していることを特徴とする加圧ローラ。
【請求項２】
前記針形状フィラーの配向率は２０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の加圧ローラ。
【請求項３】
前記弾性層は、前記針形状フィラーを体積比率で５％以上４０％以下含有しており、前記空孔部が体積比率で１％以上１０％以下形成されていることを特徴とする請求項１に記載の加圧ローラ。
【請求項４】
前記空孔部は、平均径が７０μｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の加圧ローラ。
【請求項５】
前記針形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に記載の加圧ローラ。
【請求項６】
画像を担持する記録材を加熱する加熱部材と、
芯金と、平均長さが０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下、熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である針形状フィラーを含有する弾性層と、を有し、前記加熱部材と共に記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧ローラと、
を有する像加熱装置において、
前記弾性層の中には空孔部が分散していることを特徴とする像加熱装置。
【請求項７】
前記針形状フィラーの配向率は２０％以上であることを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
【請求項８】
前記弾性層は、前記針形状フィラーを体積比率で５％以上４０％以下含有しており、前記空孔部が体積比率で１％以上１０％以下形成されていることを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
【請求項９】
前記空孔部は、平均径が７０μｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載の像加熱装置。
【請求項１０】
前記針形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６に記載の像加熱装置。
【請求項１１】
前記加熱部材は、筒状のフィルムと、ヒータと、を有することを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
【請求項１２】
前記ヒータは前記フィルムの内面に接触しており、前記フィルムを介して前記ヒータと前記加圧ローラによって前記ニップ部を形成していることを特徴とする請求項１１に記載の像加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−３７８７４（Ｐ２０１２−３７８７４Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４１７６２（Ｐ２０１１−１４１７６２）
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]