定着用ローラの製造方法、定着用ローラ、定着装置および画像形成装置
【課題】弾性層の厚さ方向の熱伝導率を向上させ、定着装置の起動時間の短縮が可能な定着用ローラを容易かつ確実に製造し得る定着用ローラの製造方法、また、この定着用ローラの製造方法により製造された定着用ローラ、かかる定着用ローラを備え、信頼性の高い定着装置および画像形成装置を提供すること。
【解決手段】定着ローラは、ローラ本体２１０の外周面側に、繊維状炭素系物質２１２と弾性材料２１３またはその前駆体とを含む液状組成物をノズル４８から液滴５０として吐出して塗膜を形成し、この塗膜を硬化させ、繊維状炭素系物質２１２と弾性材料２１３とを含む弾性層を得るものであり、塗膜の形成を行う際に、ローラ本体２１０の軸に対してほぼ垂直な方向に電界を発生させた状態でこれを行い、塗膜中においてその厚さ方向に繊維状炭素系物質２１２を配向させる。
【解決手段】定着ローラは、ローラ本体２１０の外周面側に、繊維状炭素系物質２１２と弾性材料２１３またはその前駆体とを含む液状組成物をノズル４８から液滴５０として吐出して塗膜を形成し、この塗膜を硬化させ、繊維状炭素系物質２１２と弾性材料２１３とを含む弾性層を得るものであり、塗膜の形成を行う際に、ローラ本体２１０の軸に対してほぼ垂直な方向に電界を発生させた状態でこれを行い、塗膜中においてその厚さ方向に繊維状炭素系物質２１２を配向させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着用ローラの製造方法、定着用ローラ、定着装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、コピー、ファクシミリ等のような画像形成装置には、トナーにより形成されたトナー像を未定着状態で担持する記録材（記録媒体）を加熱および加圧することにより、前記トナー像を記録用紙に定着させる定着装置が備えられているものがある。
このような定着装置としては、例えば、いずれもハロゲンヒータ（加熱手段）を内蔵した定着ローラと加圧ローラとの間に、トナー像が転写された記録材を通過させて、２つのローラによる加熱および加圧により、トナー像を記録材に定着させるものが用いられている（例えば、特許文献１（図１）参照）。
【０００３】
ここで、特許文献１に記載の定着装置に用いられる定着用ローラ（定着ローラおよび加圧ローラ）は、芯金（ローラ本体）の外周面に、１層または２層以上の弾性層が形成されて構成されている。このため、ヒータは、芯金を介して弾性層を加熱し、定着用ローラ全体を加熱することになる。
なお、弾性層の中には、シリコーンゴムで構成される層が含まれているが、シリコーンゴムは熱伝導率が低い（０．２〜０．５Ｗ／ｍ・ｋ）ため、ヒータによる加熱開始後、定着用ローラ全体を暖めるのに時間を要するという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３２８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記問題点を解決する方法として、弾性層中に熱伝導性に優れる繊維状炭素系物質を、弾性層の厚さ方向に配向させることが考えられる。かかる構成によれば、ヒータの熱が繊維状炭素系物質の軸方向（弾性層の厚さ方向）に沿って、定着用ローラの外表面にまで伝わるため、定着用ローラ全体を効率よく暖めることができる。
そして、かかる新規な構成の定着用ローラを、容易かつ確実に製造し得る方法の開発が望まれるところである。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、弾性層の厚さ方向の熱伝導率を向上させ、定着装置の起動時間の短縮が可能な定着用ローラを容易かつ確実に製造し得る定着用ローラの製造方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、このような定着用ローラの製造方法により製造された定着用ローラ、かかる定着用ローラを備え、信頼性の高い定着装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の定着用ローラの製造方法は、ローラ本体の外周面側に、繊維状炭素系物質と弾性材料またはその前駆体とを含む液状組成物による塗膜を形成する第１の工程と、
前記塗膜を硬化させ、前記繊維状炭素系物質と前記弾性材料とを含む弾性層を得る第２の工程とを有し、
前記第１の工程において、前記ローラ本体の軸に対してほぼ垂直な方向に電界を発生させた状態で、前記塗膜の形成を行うことにより、該塗膜中において、その厚さ方向に前記繊維状炭素系物質を配向させることを特徴とする。
これにより、弾性層の厚さ方向の熱伝導率を向上させ、定着装置の起動時間の短縮が可能な定着用ローラを容易かつ確実に製造し得る。
【０００８】
本発明の定着用ローラの製造方法では、前記第１の工程において、前記液状組成物をノズルから液滴として吐出することにより、前記塗膜を形成することが好ましい。
このような方法、いわゆる、静電塗布法によれば、繊維状炭素系物質の配向方向を揃えるのが容易であるとともに、比較的薄い弾性層を均一な膜厚で形成することができる。
【０００９】
本発明の定着用ローラの製造方法では、前記液状組成物において、繊維状炭素系物質と、前記弾性材料またはその前駆体との配合比は、重量比で０．５：９５．５〜２：９８であることが好ましい。
これにより、液状組成物の粘度が極端に高くなるのを防止することができ、静電塗布を効率よく行うことができる。また、繊維状炭素系物質の含有量を、このような範囲に調製することにより、繊維状炭素系物質の配設密度を目的とする範囲に設定するのが容易である。
【００１０】
本発明の定着用ローラの製造方法では、前記第１の工程において、前記液状組成物の粘度は、１０〜２０ｃＰであることが好ましい。
これにより、粘度が低過ぎることに起因するノズルからの液滴の吐出不良や、粘度が高過ぎることに起因するノズルの目詰まりを確実に防止することもできる。
本発明の定着用ローラの製造方法では、前記第１の工程において、発生させる前記電界の強度は、５×１０３〜５×１０６Ｖ／ｍであることが好ましい。
これにより、繊維状炭素系物質の配向方向の制御を確実に行いつつ、静電塗布を効率的に行うことができる。
【００１１】
本発明の定着用ローラの製造方法では、前記弾性材料は、シリコーンゴムを主成分とするものであることが好ましい。
シリコーンゴムは、特に耐熱性に優れるとともに、弾力性（可撓性）に優れる材料であることから好ましい。
本発明の定着用ローラの製造方法では、前記繊維状炭素系物質は、その軸方向における熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。
このように熱伝導率の高い繊維状炭素系物質を用いることにより、弾性層の熱伝導率がより向上し、結果として、定着ローラ全体をより迅速かつ確実に暖めることが可能となる。
【００１２】
本発明の定着用ローラの製造方法では、前記繊維状炭素系物質は、カーボンナノチューブを主成分とするものであることが好ましい。
カーボンナノチューブは、極めて高い熱伝導性を有する。このため、ヒータからの熱をより確実かつ無駄なく定着ローラの外周面に伝えることができる。
本発明の定着用ローラの製造方法では、前記第１の工程および前記第２の工程を繰り返して行い、前記カーボンナノチューブの最大長さの１．１〜２倍である層を複数積層して、前記弾性層を形成することが好ましい。
これにより、弾性層からカーボンナノチューブが不本意に突出することを好適に防止することができる。また、弾性層を構成する各層の外表面側においてカーボンナノチューブの存在しない部分が増加して、弾性層の熱伝導率が低下するのを好適に防止することもできる。
【００１３】
本発明の定着用ローラの製造方法では、前記弾性層は、その硬度がアスカーＣで２０度以下であることが好ましい。
かかる弾性層は、十分な柔軟性を有するものとなるため、定着装置においてニップ部の面積を十分に確保することができる。これにより、未定着像の記録媒体への定着不良をより確実に防止することができる。
【００１４】
本発明の定着用ローラは、本発明の定着用ローラの製造方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、弾性層の厚さ方向の熱伝導率を向上させ、定着装置の起動時間の短縮が可能な定着用ローラが得られる。
本発明の定着装置は、定着ローラと、該定着ローラに圧接される加圧ローラとを備え、前記定着ローラと前記加圧ローラとの間に、未定着像を担持した記録媒体を通過させることにより、該記録媒体に前記未定着像を定着させる定着装置であって、
前記定着ローラと前記加圧ローラのうちの少なくとも一方を、本発明の定着用ローラで構成したことを特徴とする。
これにより、起動に要する時間が短く、かつ信頼性の高い定着装置を提供することができる。
本発明の画像形成装置は、本発明の定着装置を備えることを特徴とする。
これにより、起動に要する時間が短く、かつ信頼性の高い画像形成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】
【００１５】
以下、定着用ローラの製造方法、定着用ローラ、定着装置および画像形成装置の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
なお、本発明の定着用ローラの製造方法について説明する前に、本発明の定着用ローラの製造方法により製造された定着用ローラ、かかる定着用ローラを備える定着装置および画像形成装置について説明する。
【００１６】
［画像形成装置］
まず、本発明の画像形成装置の構成について説明する。
図１は、本発明の定着装置を備えた本発明の画像形成装置の全体構成図である。
画像形成装置１の装置本体２内には、感光体ドラムで構成される像担持体３が配設されている。この像担持体３は、図示しない駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動される。
【００１７】
像担持体３の周囲には、その回転方向に沿って、像担持体３を一様に帯電するための帯電装置４と、像担持体３上に静電潜像を形成するための露光装置５と、静電潜像を現像するためのロータリー現像装置６と、像担持体３上に形成された単色のトナー像を一次転写するための中間転写装置７とが配設されている。
ロータリー現像装置６は、イエロー用現像装置６Ｙ、マゼンタ用現像装置６Ｍ、シアン用現像装置６Ｃおよびブラック用現像装置６Ｋが支持フレーム８に装着され、支持フレーム８は図示しない駆動モータにより回転駆動される構成になっている。
【００１８】
これらの複数の現像装置６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｋは、像担持体３の１回転毎に選択的に１つの現像装置の現像ローラ６ａが像担持体３に対向するように回転移動するようにされている。
なお、各現像装置６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｋには各色のトナーが収納されたトナー収納部が形成されている。
【００１９】
中間転写装置７は、駆動ローラ９および従動ローラ１０と、両ローラにより図示矢印方向に駆動される中間転写ベルト１１と、中間転写ベルト１１の裏面で像担持体３に対向して配設された一次転写ローラ１２と、中間転写ベルト１１上の残留トナーを除去する転写ベルトクリーナ１３と、駆動ローラ９に対向して配設され、中間転写ベルト１１に形成された４色フルカラー像を記録媒体（紙等）上に転写するための二次転写ローラ１４とを有している。
装置本体２の底部には、給紙カセット１５が配設され、給紙カセット１５内の記録媒体は、ピックアップローラ１６、記録媒体搬送路１７、二次転写ローラ１４、定着装置１９を経て排紙トレイ２０に搬送されるように構成されている。
【００２０】
次に、上記のような構成の画像形成装置の作用について説明する。
図示しないコンピュータからの画像形成信号が入力されると、像担持体３、現像装置６の現像ローラ６ａおよび中間転写ベルト１１が回転駆動し、先ず、像担持体３の外周面が帯電装置４によって一様に帯電され、一様に帯電された像担持体３の外周面に、露光装置５によって第１色目（例えばイエロー）の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、イエローの静電潜像が形成される。
【００２１】
像担持体３上に形成された潜像位置には、イエロー用現像装置６Ｙが回動してその現像ローラ６ａが当接し、これによってイエローの静電潜像のトナー像が像担持体３上に形成され、次に、像担持体３上に形成されたトナー像は一次転写ローラ１２により中間転写ベルト１１上に転写される。このとき、二次転写ローラ１４は中間転写ベルト１１から離間されている。
【００２２】
上記の処理が画像形成信号の第２色目、第３色目、第４色目に対応して、像担持体３と中間転写ベルト１１の１回転による潜像形成、現像、転写が繰り返され、画像形成信号の内容に応じた４色のトナー像が中間転写ベルト１１上において重ねられて転写される。
そして、このフルカラー画像が二次転写ローラ１４に達するタイミングで、記録媒体が搬送路１７から二次転写ローラ１４に供給され、このとき、二次転写ローラ１４が中間転写ベルト１１に押圧されるとともに二次転写電圧が印加され、中間転写ベルト１１上のフルカラートナー像（未定着像）が記録媒体上に転写される。
【００２３】
そして、当該トナー像を担持した記録媒体を、定着ローラ２１と加圧ローラ２２との間、すなわち、定着装置１９を通過させることにより、トナー像が加熱加圧され記録媒体に定着される。中間転写ベルト１１上に残留しているトナーは転写ベルトクリーナ１３によって除去される。
なお、両面印刷の場合には、定着装置１９を出た記録媒体は、その後端が先端となるようにスイッチバックされ、両面印刷用搬送路２３を経て、二次転写ローラ１４に供給され、中間転写ベルト１１上のフルカラートナー像が記録媒体上に転写され、再び定着装置１９により加熱加圧され定着される。
定着装置１９は、熱源を備える定着ローラ（本発明の定着用ローラ）２１とこれに圧接される加圧ローラ２２とを有し、定着ローラ２１の軸と加圧ローラ２２の軸とを結ぶ線は水平線からθの角度を有するように配置されている。なお、０°≦θ≦３０°である。
【００２４】
［定着装置］
以下、本発明の定着装置について、詳細に説明する。
図２〜図６は、図１に示す定着装置の詳細を示し、図２は、本発明の定着装置の一部破断面を示す斜視図であり、図３は、図２に示す定着装置の平面図であり、図４は、図２に示す加圧ローラおよび定着ローラの取付状態を示す側面図であり、図５は、図２に示す加圧ローラの断面図であり、図６は、図２に示す定着ローラの断面図である。
【００２５】
図２および図３に示すように、定着装置１９のハウジング２４内には、定着ローラ２１が回動自在に装着され、定着ローラ２１の一端には駆動ギヤ２８が連結されている。
そして、定着ローラ２１に対向して加圧ローラ２２が回動自在に装着されている。加圧ローラ２２の軸方向長さは定着ローラ２１のそれよりも短く、その空いたスペースに軸受２５が設けられ、加圧ローラ２２の両端は軸受２５により支持されている。
軸受２５には加圧レバー２６が回動可能に設けられ、加圧レバー２６の一端とハウジング２４間には加圧スプリング２７が配設され、これにより加圧ローラ２２と定着ローラ２１とが加圧（圧接）されるように構成されている。
【００２６】
ハウジング２４の両側面には、支持軸２９、３０が設けられており、この支持軸２９、３０にそれぞれ、定着ローラ２１側の剥離部材３１と、加圧ローラ２２側の剥離部材３２とが回動自在に装着されている。これにより、定着ローラ２１と加圧ローラ２２との軸方向でニップ部Ｎ（図４参照）の記録媒体搬送方向下流側に剥離部材３１、３２が配設されることになる。
【００２７】
図５に示すように、加圧ローラ２２は、金属製の筒体２２１と、筒体２２１に固定された回転軸２２２と、回転軸２２２を軸支持する軸受２５と、筒体２２１の外周に設けられたシリコーンゴム等で構成された弾性層２２３と、弾性層２２３の表面に被覆された表層２２４とを有している。
表層２２４は、例えば、フッ素ゴム、フッ素樹脂（例えばパーテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＰＦＡ））等から構成される。このよう材料で構成された表層２２４を設けることにより、トナーが加圧ローラ２２（表層２２４）に付着するのを防止することができる。
【００２８】
なお、回転軸２２２は、図示のように、中空体で構成されているのに限定されず、中実体で構成されていてもよい。
図６に示すように、定着ローラ２１は、ローラ本体２１０と、ローラ本体２１０の外周面（表面）に設けられた弾性層２１４と、さらに弾性層２１４の外周面に設けられた表層２１５とを有している。
【００２９】
また、ローラ本体２１０は、筒体２１０ａと、筒体２１０ａ内に固定された円筒状の回転軸２１０ｂとを備えている。
そして、ローラ本体２１０（回転軸２１０ｂ）内には、ハロゲンランプ等のヒータ（熱源）２１１が設置されている。
このような構成により、回転軸２１０ｂを中心（軸）として、筒体２１０ａ、弾性層２１４および表層２１５が一体で回転するとともに、ヒータ２１１により定着ローラ２１全体が暖められるようになっている。
【００３０】
ローラ本体２１０（筒体２１０ａおよび回転軸２１０ｂ）は、熱伝導率が良好な材料、例えば、金属材料等で構成されている。
弾性層２１４は、その厚さ方向に配向した繊維状炭素系物質２１２と、この繊維状炭素系物質２１２を固定する弾性材料２１３とを含んでなるものである。
これにより、ヒータ２１１からの熱を繊維状炭素系物質２１２を介して、定着ローラ２１の外表面に伝えることができるようなる。このため、熱伝導率が比較的低い弾性材料２１３を用いた場合でも、弾性層２１４全体の厚さ方向における熱伝導率を高めることができる。これにより、定着ローラ２１全体を迅速かつ確実に暖めること（クイックヒート）が可能となり、定着装置１９（画像形成装置１）の起動時間の短縮を図ることができる。
【００３１】
例えば、繊維状炭素系物質を含まない弾性層を有する定着ローラを用いた場合に対して、約６割程度の時間で、画像形成装置１の起動が可能となる。
また、繊維状炭素系物質２１２は、比較的柔軟な（可撓性の高い）物質であるため、弾性層２１４の硬度が高くなるのを防止することができる。このため、加圧ローラ２２を圧接した際に形成されるニップ部Ｎの面積を十分に確保することができ、結果として、未定着像の記録媒体への定着不良が生じるのを確実に防止することができる。
【００３２】
なお、ここで、繊維状炭素系物質２１２は、弾性層２１４の厚さ方向に配向した状態で、ローラ本体２１０（筒体２１０ａ）の外周面に対してほぼ垂直をなしているのが好ましいが、ローラ本体２１０の外周面に対して若干傾斜していてもよい。
また、繊維状炭素系物質２１２が配向した状態では、大多数の繊維状炭素系物質２１２が同じ方向に向いて揃った状態となっていればよく、一部に全く異なる方向を向く繊維状炭素系物質２１２を含んでいてもよい。
繊維状炭素系物質２１２としては、例えば、炭素繊維（例えば、ピッチ系、ＰＡＮ系等）、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ等のカーボンナノチューブ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３３】
これらの中でも、繊維状炭素系物質２１２としては、その軸方向における熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるものが好ましく、５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるものがより好ましく、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるものがさらに好ましくい。このように熱伝導率の高い繊維状炭素系物質２１２を用いることにより、弾性層２１４の熱伝導率がより向上し、結果として、定着ローラ２１全体をより迅速かつ確実に暖めることが可能となる。
このような繊維状炭素系物質２１２としては、カーボンナノチューブを主成分とするものが好ましい。
カーボンナノチューブは、極めて高い熱伝導性を有する。このため、ヒータ２１１からの熱をより確実かつ無駄なく定着ローラ２１の外周面に伝えることができる。
【００３４】
ところで、カーボンナノチューブは、微細な繊維であるため互いに絡まり易い特性を有するが、分散媒に分散することにより、この絡まりあいを解消することができる。したがって、繊維状炭素系物質２１２をローラ本体２１０の外表面側に配設する際に、繊維状炭素系物質２１２を分散媒中に分散して調製した液状組成物を用いる方法（後述するような静電塗布法等）を採用する場合に、繊維状炭素系物質２１２として、カーボンナノチューブを用いることは特に好ましい。これにより、弾性層２１４におけるカーボンナノチューブの分布状態（密度）を均一にすることができ、結果として、定着ローラ２１の外表面に温度ムラが生じるのを確実に防止することができる。
【００３５】
また、弾性層２１４におけるカーボンナノチューブの密度を調整することにより、弾性層２１４の硬度が必要以上に高くなるのを防止しつつ、弾性層２１４に高い熱伝導性を付与することができる。また、ローラ本体２１０の外表面に温度ムラが生じるのをより確実に防止することができる。
なお、弾性層２１４における繊維状炭素系物質２１２の密度は、例えば、後述する液状組成物中の繊維状炭素系物質２１２の含有量等を調節することにより適宜設定が可能である。
【００３６】
一方、弾性材料２１３としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ヒドリンゴム、ウレタンゴムのような各種ゴム材料（特に加硫処理したもの）や、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３７】
これらの中でも、弾性材料２１３としては、シリコーンゴムを主成分とするものが好ましい。シリコーンゴムは、特に耐熱性に優れるとともに、弾力性（可撓性）に優れる材料であることから好ましい。
また、図示の弾性層２１４は、単層構成であるが、繊維状炭素系物質２１２として、前記カーボンナノチューブのように、その長さが比較的短いものを用いる場合には、弾性層２１４は、後述する工程［２］および工程［３］を繰り返し行うことにより、複数層積層して形成してもよい。
【００３８】
この場合、各層の平均厚さは、カーボンナノチューブの最大長さの１．１〜２倍程度であるのが好ましく、１．１〜１．５倍程度であるのがより好ましい。これにより、弾性層２１４からカーボンナノチューブが不本意に突出することを好適に防止することができる。また、弾性層２１４を構成する各層の外表面側においてカーボンナノチューブの存在しない部分が増加して、弾性層２１４の熱伝導率が低下するのを好適に防止することもできる。
【００３９】
また、弾性層２１４の厚さは、加圧ローラ２２の弾性層２２３の厚さより小さいのが好ましい。これにより、図４に示すように、加圧ローラ２２側が凹状をなすようなニップ部Ｎを確実に形成することができる。
なお、弾性層２１４の平均厚さは、１〜５ｍｍ程度であるのが好ましく、０．７５〜２ｍｍ程度であるのがより好ましい。
【００４０】
また、このような弾性層２１４の硬度は、アスカーＣ（ＳＲＩＳ ０１０１に規定）で２０度以下であることが好ましい。かかる弾性層２１４は、十分な柔軟性を有するものとなるため、加圧ローラ２２との接触面積（ニップ部Ｎの面積）を十分に確保することができる。これにより、未定着像の記録媒体への定着不良をより確実に防止することができる。
【００４１】
弾性層２１４の外周面には、表層（剥離層）２１５が設けられている。
この表層２１５は、主として樹脂材料で構成されている。この樹脂材料としては、特に限定されないが、例えば、パーテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＰＦＡ）のようなフッ素系樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これにより、トナーが定着ローラ２１（表層２１５）に付着するのを防止することができる。
【００４２】
なお、表層２１５の平均厚さは、特に限定されず、１〜１００μｍ程度であるのが好ましく、３０〜５０μｍ程度であるのがより好ましい。
以上のような定着装置１９では、定着ローラ２１において、弾性層２１４の厚さ方向に沿って、軸が揃うように繊維状炭素系物質２１２が配設されているので、弾性層２１４の厚さ方向の熱伝導率が向上し、熱効率を低下させることなく、ヒータ２１１からの熱を記録媒体に確実に伝えることができる。
【００４３】
また、弾性層２１４の厚さ方向の熱伝導率が向上するため、定着ローラ２１の外表面を迅速かつ確実に暖めること（すなわち、クイックヒート）が可能となる。これにより、定着装置１９は、その起動時間を確実に短縮することができる。
なお、前述した定着ローラ２１の構成は、加圧ローラ２２に適用することもできる。すなわち、本発明の定着用ローラは、定着装置１９が備える一対のローラのいずれか一方または双方に適用することができる。
【００４４】
また、例えば、定着ローラ２１において、ローラ本体２１０の内部にハロゲンランプ等のヒータ２１１を設ける場合を例に挙げて説明したが、ヒータは、ローラ本体２１０と弾性層２１４との間に設けられた発熱層で構成することもできる。
また、かかる発熱層は、ローラ本体２１０内に、その内周面に沿って、かつ、回転中心から離間した位置に前記内周面と間隙を介して配置する構成であってもよい。
また、ヒータを発熱層としてローラ本体２１０と弾性層２１４との間に設ける場合、定着ローラ２１の回転軸２１０ｂは、中実体で構成してもよい。
【００４５】
次に、上述した定着ローラ２１の製造方法（本発明の定着用ローラの製造方法）について、図７および図８を参照しながら説明する。
［１］ まず、前述したようなローラ本体２１０を用意する。
［２］ 次に、ローラ本体２１０の軸に対してほぼ垂直な方向に電界を発生させた状態で、ローラ本体２１０の外周面に、繊維状炭素系物質２１２と弾性材料２１３またはその前駆体とを含む液状組成物を液滴として吐出して（いわゆる、静電塗布法により）、塗膜を形成する（第１の工程）。
かかる静電塗布法によれば、繊維状炭素系物質２１２の配向方向を揃えるのが容易であるとともに、比較的薄い弾性層２１４を均一な膜厚で形成することができる。
【００４６】
なお、液状組成物を調製するのに用いる溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰＫ）、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、グリセリン等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）、ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール）等のエーテル系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、あるいはこれらの混合溶媒等が挙げられる。
【００４７】
液状組成物において、繊維状炭素系物質と、弾性材料またはその前駆体（以下、「固形成分」と言う。）との配合比は、重量比で０．５：９５．５〜２：９８であるのが好ましい。これにより、液状組成物の粘度が極端に高くなるのを防止することができ、静電塗布を効率よく行うことができる。また、繊維状炭素系物質２１２の含有量を、このような範囲に調製することにより、弾性層２１４中の繊維状炭素系物質２１２の密度を好適な範囲に設定するのが容易である。
【００４８】
また、液状組成物の粘度は、１０〜２０ｃＰ程度であるのが好ましい。これにより、繊維状炭素系物質２１２と固形成分とが均一に混合した微小液滴を形成することができる。なお、粘度が低すぎると、繊維状炭素系物質２１２と固形成分とが分離し易くなる傾向を示し、一方、高すぎると、微小液滴を形成し難くなる傾向を示す。
この静電塗布は、例えば、図８に示すような静電塗布装置４０を用いることにより、好適に行うことができる。
【００４９】
図８は、静電塗布装置の構成を示す概略図である。なお、図８中上側を「上」、下側を「下」として説明する。
図８に示す静電塗布装置４０は、チャンバ５１を備えており、チャンバ５１内には、ローラ本体２１０を支持し、かつ、これを回転させることができる支持部５２が設けられている。そして、この支持部５２は、アースされている。
【００５０】
また、チャンバ５１の上方には、液状組成物を液滴５０として吐出するノズル４８と、その近傍に電極５５が設けられている。
なお、ノズル４８および電極５５は、図示しない移動手段により、ローラ本体２１０の長手方向（軸方向）に、一体的に移動可能になっている。
電極５５には、ケーブル５４を介して電源５３が接続されている。電極５５に電圧を印加すると、アース電位の支持部５２（ローラ本体２１０）との間に電界が発生する。また、ノズル４８から吐出される液滴５０を帯電させることができる。
【００５１】
一方、ノズル４８は、後述する微粒子化された液状組成物を搬送する搬送ライン４７の一端に接続され、搬送ライン４７の他端は、分級チャンバ４４に接続されている。
分級チャンバ４４内には、搬送ライン４７が開口する下方に、衝突板４５が所定角度傾斜した状態で配置されている。
また、分級チャンバ４４には、その側壁部に、液状組成物を噴出する噴出ノズル４２１と、その底部に、キャリアガス（例えば窒素等の不活性ガス）を供給するガス供給ノズル４６１とが接続されている。
【００５２】
噴出ノズル４２１は、液状組成物を供給するライン４２の一端に接続され、このライン４２の他端は、液状組成物を貯留するタンク４１に接続されている。また、ライン４２の途中には、ポンプ４３が設けられている。液状組成物は、ポンプ４３により、例えば、２０〜３０ｋｇ／ｃｍ２程度の圧力でライン４２を圧送され、噴出ノズル４２１から分級チャンバ４４内に、微粒子化されて噴出される
一方、ガス供給ノズル４６１は、ライン４６を介して、図示しないガスボンベ等に接続されている。キャリアガスは、ガス供給ノズル４６１から、例えば、２０〜３０Ｌ／分程度の流量で分級チャンバ４４内に供給される。
【００５３】
さて、噴出ノズル４２１から噴出された液状組成物の微粒子は、分級チャンバ４４内において、衝突板４５に衝突する。この際、この微粒子は、さらに小粒径化される。そして、その一部のものは、上方に向かって供給されるキャリアガスとともに、搬送ライン４７を搬送され、ノズル４８から液滴５０として吐出される。
ここで、この液滴５０は、例えば、図９に示すように、繊維状炭素系物質２１２の周囲に、弾性材料２１３またはその前駆体の溶液が付着した状態となっている。
【００５４】
ノズル４８から吐出された液滴５０は、前述したように帯電することにより、ローラ本体２１０に向かって飛んでいき、その外表面に付着する。
また、このとき、電極５５とローラ本体２１０との間には、ローラ本体２１０の軸に対してほぼ垂直な方向に電界が発生しているため、繊維状炭素系物質２１２は、この電界の方向に沿って整列することになる。
【００５５】
以上の操作を、ローラ本体２１０を回転させるとともに、ノズル４８および電極５５を一体として、ローラ本体２１０の軸方向（長手方向）に沿って相対的に移動させつつ行う。これにより、ローラ本体２１０の外周面には、そのほぼ全体に液状組成物の塗膜が形成される。また、この塗膜中において、その厚さ方向に繊維状炭素系物質２１２が配向する。
【００５６】
この際、電極５５とローラ本体２１０との間に発生させる電界の強度は、特に限定されないが、５×１０３〜５×１０６Ｖ／ｍであるのが好ましく、１×１０４〜１×１０６Ｖ／ｍであるのがより好ましい。電界強度が小さ過ぎると、静電塗布を効率的に行うことができないおそれがあり、一方、前記上限値を超えると、静電気力が大きなり過ぎ、繊維状炭素系物質２１２の配向制御が難しくなる傾向を示す。
【００５７】
なお、本実施形態では、ノズル４８および電極５５を、ローラ本体２１０の軸方向に沿って移動させるように構成されているが、ノズル４８および電極５５を固定し、ローラ本体２１０をその軸方向に移動させるように構成してもよい。
また、サイズの大きい電極５５を用意し、ノズル４８のみをローラ本体２１０の軸方向に沿って相対的に移動可能に構成してもよい。
また、本実施形態では、塗膜を形成する方法として、液滴を吐出して行う方法を代表にして説明したが、塗膜の形成は、その他、例えば、浸漬法（ディッピング法）、刷毛塗りのような各種塗布法等を用いて行うことができる。
【００５８】
［３］ 次に、塗膜（液状被膜）を硬化させる（第２の工程）。これにより、図７（ａ）に示すように、ローラ本体２１０の外周面に弾性層２１４を得る。
液状組成物に弾性材料そのものが含まれる場合、例えば、加熱、真空乾燥等による脱分散媒により、塗膜を硬化（固化）されることができる。
一方、液状組成物に弾性材料の前駆体が含まれる場合、例えば、加熱、紫外線照射等の方法により、前駆体を反応させて弾性材料に変化させることにより、塗膜を硬化（固化）されることができる。
なお、弾性材料の前駆体としてシリコーンゴムの前駆体を用いる場合、１００〜１５０℃程度での加熱が行われる。
【００５９】
［４］ 次に、図７（ｂ）に示すように、弾性層２１４の外周面に表層２１５を形成する。
この表層２１５は、例えば、押出成形、ＬＩＭ成形、熱収縮チューブを被覆した後、加熱を行う方法等により形成することができる。
［５］ 次に、ローラ本体２１０（回転軸２１０ｂ）の内側に、ヒータ２１１を設置する。
以上の工程を経て、定着ローラ２１が製造される。
【００６０】
なお、弾性層２１４は、例えば、ローラ本体２１０の外表面に、その半径方向に繊維状炭素系物質２１２を配向するように配設した後、繊維状炭素系物質２１２同士の間に弾性材料２１３を充填するようにして形成することもできるが、本発明のように、予め繊維状炭素系物質２１２が混合された液状組成物を用いて形成することにより、工程の簡略化を図ることができる。このように、本発明によれば、定着ローラ２１の製造時間および製造コストの削減を図ることができる。
【００６１】
以上、本発明の定着用ローラの製造方法、定着用ローラ、定着装置および画像形成装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
例えば、定着用ローラ、定着装置および画像形成装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の定着装置を備えた本発明の画像形成装置の全体構成図である。
【図２】本発明の定着装置の一部破断面を示す斜視図である。
【図３】図２に示す定着装置の平面図である。
【図４】図２に示す加圧ローラおよび定着ローラの取付状態を示す側面図である。
【図５】図２に示す加圧ローラの断面図である。
【図６】図２に示す定着ローラの断面図である。
【図７】図６に示す定着ローラの製造方法を説明する図である。
【図８】静電塗布装置の構成を示す概略図である。
【図９】液滴を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６３】
１……画像形成装置 ２……装置本体 ３……像担持体 ４……帯電装置 ５……露光装置 ６……ロータリー現像装置 ６Ｙ……イエロー用現像装置 ６Ｍ……マゼンタ用現像装置 ６Ｃ……シアン用現像装置 ６Ｋ……ブラック用現像装置 ６ａ……現像ローラ ７……中間転写装置 ８……支持フレーム ９……駆動ローラ １０……従動ローラ １１……中間転写ベルト １２……一次転写ローラ １３……転写ベルトクリーナ １４……二次転写ローラ １５……給紙カセット １６……ピックアップローラ １７……記録媒体搬送路 １９……定着装置 ２０……排紙トレイ ２１……定着ローラ ２１０……ローラ本体 ２１０ａ……筒体 ２１０ｂ……回転軸 ２１１……ヒータ ２１２……繊維状炭素系物質 ２１３……弾性材料 ２１４……弾性層 ２１５……表層 ２２……加圧ローラ ２２１……筒体 ２２２……回転軸 ２２３……弾性層 ２２４……表層 ２３……両面印刷用搬送路 ２４……ハウジング ２５……軸受 ２６……加圧レバー ２７……加圧スプリング ２８……駆動ギヤ ２９、３０……支持軸 ３１、３２……剥離部材 ４０……静電塗布装置 ４１……タンク ４２……ライン ４２１……噴出ノズル ４３……ポンプ ４４……分級チャンバ ４５……衝突板 ４６……ライン ４６１……ガス供給ノズル ４７……搬送ライン ４８……ノズル ５０……液滴 ５１……チャンバ ５２……支持部 ５３……電源 ５４……ケーブル ５５……電極 Ｎ……ニップ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着用ローラの製造方法、定着用ローラ、定着装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、コピー、ファクシミリ等のような画像形成装置には、トナーにより形成されたトナー像を未定着状態で担持する記録材（記録媒体）を加熱および加圧することにより、前記トナー像を記録用紙に定着させる定着装置が備えられているものがある。
このような定着装置としては、例えば、いずれもハロゲンヒータ（加熱手段）を内蔵した定着ローラと加圧ローラとの間に、トナー像が転写された記録材を通過させて、２つのローラによる加熱および加圧により、トナー像を記録材に定着させるものが用いられている（例えば、特許文献１（図１）参照）。
【０００３】
ここで、特許文献１に記載の定着装置に用いられる定着用ローラ（定着ローラおよび加圧ローラ）は、芯金（ローラ本体）の外周面に、１層または２層以上の弾性層が形成されて構成されている。このため、ヒータは、芯金を介して弾性層を加熱し、定着用ローラ全体を加熱することになる。
なお、弾性層の中には、シリコーンゴムで構成される層が含まれているが、シリコーンゴムは熱伝導率が低い（０．２〜０．５Ｗ／ｍ・ｋ）ため、ヒータによる加熱開始後、定着用ローラ全体を暖めるのに時間を要するという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３２８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記問題点を解決する方法として、弾性層中に熱伝導性に優れる繊維状炭素系物質を、弾性層の厚さ方向に配向させることが考えられる。かかる構成によれば、ヒータの熱が繊維状炭素系物質の軸方向（弾性層の厚さ方向）に沿って、定着用ローラの外表面にまで伝わるため、定着用ローラ全体を効率よく暖めることができる。
そして、かかる新規な構成の定着用ローラを、容易かつ確実に製造し得る方法の開発が望まれるところである。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、弾性層の厚さ方向の熱伝導率を向上させ、定着装置の起動時間の短縮が可能な定着用ローラを容易かつ確実に製造し得る定着用ローラの製造方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、このような定着用ローラの製造方法により製造された定着用ローラ、かかる定着用ローラを備え、信頼性の高い定着装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の定着用ローラの製造方法は、ローラ本体の外周面側に、繊維状炭素系物質と弾性材料またはその前駆体とを含む液状組成物による塗膜を形成する第１の工程と、
前記塗膜を硬化させ、前記繊維状炭素系物質と前記弾性材料とを含む弾性層を得る第２の工程とを有し、
前記第１の工程において、前記ローラ本体の軸に対してほぼ垂直な方向に電界を発生させた状態で、前記塗膜の形成を行うことにより、該塗膜中において、その厚さ方向に前記繊維状炭素系物質を配向させることを特徴とする。
これにより、弾性層の厚さ方向の熱伝導率を向上させ、定着装置の起動時間の短縮が可能な定着用ローラを容易かつ確実に製造し得る。
【０００８】
本発明の定着用ローラの製造方法では、前記第１の工程において、前記液状組成物をノズルから液滴として吐出することにより、前記塗膜を形成することが好ましい。
このような方法、いわゆる、静電塗布法によれば、繊維状炭素系物質の配向方向を揃えるのが容易であるとともに、比較的薄い弾性層を均一な膜厚で形成することができる。
【０００９】
本発明の定着用ローラの製造方法では、前記液状組成物において、繊維状炭素系物質と、前記弾性材料またはその前駆体との配合比は、重量比で０．５：９５．５〜２：９８であることが好ましい。
これにより、液状組成物の粘度が極端に高くなるのを防止することができ、静電塗布を効率よく行うことができる。また、繊維状炭素系物質の含有量を、このような範囲に調製することにより、繊維状炭素系物質の配設密度を目的とする範囲に設定するのが容易である。
【００１０】
本発明の定着用ローラの製造方法では、前記第１の工程において、前記液状組成物の粘度は、１０〜２０ｃＰであることが好ましい。
これにより、粘度が低過ぎることに起因するノズルからの液滴の吐出不良や、粘度が高過ぎることに起因するノズルの目詰まりを確実に防止することもできる。
本発明の定着用ローラの製造方法では、前記第１の工程において、発生させる前記電界の強度は、５×１０３〜５×１０６Ｖ／ｍであることが好ましい。
これにより、繊維状炭素系物質の配向方向の制御を確実に行いつつ、静電塗布を効率的に行うことができる。
【００１１】
本発明の定着用ローラの製造方法では、前記弾性材料は、シリコーンゴムを主成分とするものであることが好ましい。
シリコーンゴムは、特に耐熱性に優れるとともに、弾力性（可撓性）に優れる材料であることから好ましい。
本発明の定着用ローラの製造方法では、前記繊維状炭素系物質は、その軸方向における熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。
このように熱伝導率の高い繊維状炭素系物質を用いることにより、弾性層の熱伝導率がより向上し、結果として、定着ローラ全体をより迅速かつ確実に暖めることが可能となる。
【００１２】
本発明の定着用ローラの製造方法では、前記繊維状炭素系物質は、カーボンナノチューブを主成分とするものであることが好ましい。
カーボンナノチューブは、極めて高い熱伝導性を有する。このため、ヒータからの熱をより確実かつ無駄なく定着ローラの外周面に伝えることができる。
本発明の定着用ローラの製造方法では、前記第１の工程および前記第２の工程を繰り返して行い、前記カーボンナノチューブの最大長さの１．１〜２倍である層を複数積層して、前記弾性層を形成することが好ましい。
これにより、弾性層からカーボンナノチューブが不本意に突出することを好適に防止することができる。また、弾性層を構成する各層の外表面側においてカーボンナノチューブの存在しない部分が増加して、弾性層の熱伝導率が低下するのを好適に防止することもできる。
【００１３】
本発明の定着用ローラの製造方法では、前記弾性層は、その硬度がアスカーＣで２０度以下であることが好ましい。
かかる弾性層は、十分な柔軟性を有するものとなるため、定着装置においてニップ部の面積を十分に確保することができる。これにより、未定着像の記録媒体への定着不良をより確実に防止することができる。
【００１４】
本発明の定着用ローラは、本発明の定着用ローラの製造方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、弾性層の厚さ方向の熱伝導率を向上させ、定着装置の起動時間の短縮が可能な定着用ローラが得られる。
本発明の定着装置は、定着ローラと、該定着ローラに圧接される加圧ローラとを備え、前記定着ローラと前記加圧ローラとの間に、未定着像を担持した記録媒体を通過させることにより、該記録媒体に前記未定着像を定着させる定着装置であって、
前記定着ローラと前記加圧ローラのうちの少なくとも一方を、本発明の定着用ローラで構成したことを特徴とする。
これにより、起動に要する時間が短く、かつ信頼性の高い定着装置を提供することができる。
本発明の画像形成装置は、本発明の定着装置を備えることを特徴とする。
これにより、起動に要する時間が短く、かつ信頼性の高い画像形成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】
【００１５】
以下、定着用ローラの製造方法、定着用ローラ、定着装置および画像形成装置の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
なお、本発明の定着用ローラの製造方法について説明する前に、本発明の定着用ローラの製造方法により製造された定着用ローラ、かかる定着用ローラを備える定着装置および画像形成装置について説明する。
【００１６】
［画像形成装置］
まず、本発明の画像形成装置の構成について説明する。
図１は、本発明の定着装置を備えた本発明の画像形成装置の全体構成図である。
画像形成装置１の装置本体２内には、感光体ドラムで構成される像担持体３が配設されている。この像担持体３は、図示しない駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動される。
【００１７】
像担持体３の周囲には、その回転方向に沿って、像担持体３を一様に帯電するための帯電装置４と、像担持体３上に静電潜像を形成するための露光装置５と、静電潜像を現像するためのロータリー現像装置６と、像担持体３上に形成された単色のトナー像を一次転写するための中間転写装置７とが配設されている。
ロータリー現像装置６は、イエロー用現像装置６Ｙ、マゼンタ用現像装置６Ｍ、シアン用現像装置６Ｃおよびブラック用現像装置６Ｋが支持フレーム８に装着され、支持フレーム８は図示しない駆動モータにより回転駆動される構成になっている。
【００１８】
これらの複数の現像装置６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｋは、像担持体３の１回転毎に選択的に１つの現像装置の現像ローラ６ａが像担持体３に対向するように回転移動するようにされている。
なお、各現像装置６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｋには各色のトナーが収納されたトナー収納部が形成されている。
【００１９】
中間転写装置７は、駆動ローラ９および従動ローラ１０と、両ローラにより図示矢印方向に駆動される中間転写ベルト１１と、中間転写ベルト１１の裏面で像担持体３に対向して配設された一次転写ローラ１２と、中間転写ベルト１１上の残留トナーを除去する転写ベルトクリーナ１３と、駆動ローラ９に対向して配設され、中間転写ベルト１１に形成された４色フルカラー像を記録媒体（紙等）上に転写するための二次転写ローラ１４とを有している。
装置本体２の底部には、給紙カセット１５が配設され、給紙カセット１５内の記録媒体は、ピックアップローラ１６、記録媒体搬送路１７、二次転写ローラ１４、定着装置１９を経て排紙トレイ２０に搬送されるように構成されている。
【００２０】
次に、上記のような構成の画像形成装置の作用について説明する。
図示しないコンピュータからの画像形成信号が入力されると、像担持体３、現像装置６の現像ローラ６ａおよび中間転写ベルト１１が回転駆動し、先ず、像担持体３の外周面が帯電装置４によって一様に帯電され、一様に帯電された像担持体３の外周面に、露光装置５によって第１色目（例えばイエロー）の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、イエローの静電潜像が形成される。
【００２１】
像担持体３上に形成された潜像位置には、イエロー用現像装置６Ｙが回動してその現像ローラ６ａが当接し、これによってイエローの静電潜像のトナー像が像担持体３上に形成され、次に、像担持体３上に形成されたトナー像は一次転写ローラ１２により中間転写ベルト１１上に転写される。このとき、二次転写ローラ１４は中間転写ベルト１１から離間されている。
【００２２】
上記の処理が画像形成信号の第２色目、第３色目、第４色目に対応して、像担持体３と中間転写ベルト１１の１回転による潜像形成、現像、転写が繰り返され、画像形成信号の内容に応じた４色のトナー像が中間転写ベルト１１上において重ねられて転写される。
そして、このフルカラー画像が二次転写ローラ１４に達するタイミングで、記録媒体が搬送路１７から二次転写ローラ１４に供給され、このとき、二次転写ローラ１４が中間転写ベルト１１に押圧されるとともに二次転写電圧が印加され、中間転写ベルト１１上のフルカラートナー像（未定着像）が記録媒体上に転写される。
【００２３】
そして、当該トナー像を担持した記録媒体を、定着ローラ２１と加圧ローラ２２との間、すなわち、定着装置１９を通過させることにより、トナー像が加熱加圧され記録媒体に定着される。中間転写ベルト１１上に残留しているトナーは転写ベルトクリーナ１３によって除去される。
なお、両面印刷の場合には、定着装置１９を出た記録媒体は、その後端が先端となるようにスイッチバックされ、両面印刷用搬送路２３を経て、二次転写ローラ１４に供給され、中間転写ベルト１１上のフルカラートナー像が記録媒体上に転写され、再び定着装置１９により加熱加圧され定着される。
定着装置１９は、熱源を備える定着ローラ（本発明の定着用ローラ）２１とこれに圧接される加圧ローラ２２とを有し、定着ローラ２１の軸と加圧ローラ２２の軸とを結ぶ線は水平線からθの角度を有するように配置されている。なお、０°≦θ≦３０°である。
【００２４】
［定着装置］
以下、本発明の定着装置について、詳細に説明する。
図２〜図６は、図１に示す定着装置の詳細を示し、図２は、本発明の定着装置の一部破断面を示す斜視図であり、図３は、図２に示す定着装置の平面図であり、図４は、図２に示す加圧ローラおよび定着ローラの取付状態を示す側面図であり、図５は、図２に示す加圧ローラの断面図であり、図６は、図２に示す定着ローラの断面図である。
【００２５】
図２および図３に示すように、定着装置１９のハウジング２４内には、定着ローラ２１が回動自在に装着され、定着ローラ２１の一端には駆動ギヤ２８が連結されている。
そして、定着ローラ２１に対向して加圧ローラ２２が回動自在に装着されている。加圧ローラ２２の軸方向長さは定着ローラ２１のそれよりも短く、その空いたスペースに軸受２５が設けられ、加圧ローラ２２の両端は軸受２５により支持されている。
軸受２５には加圧レバー２６が回動可能に設けられ、加圧レバー２６の一端とハウジング２４間には加圧スプリング２７が配設され、これにより加圧ローラ２２と定着ローラ２１とが加圧（圧接）されるように構成されている。
【００２６】
ハウジング２４の両側面には、支持軸２９、３０が設けられており、この支持軸２９、３０にそれぞれ、定着ローラ２１側の剥離部材３１と、加圧ローラ２２側の剥離部材３２とが回動自在に装着されている。これにより、定着ローラ２１と加圧ローラ２２との軸方向でニップ部Ｎ（図４参照）の記録媒体搬送方向下流側に剥離部材３１、３２が配設されることになる。
【００２７】
図５に示すように、加圧ローラ２２は、金属製の筒体２２１と、筒体２２１に固定された回転軸２２２と、回転軸２２２を軸支持する軸受２５と、筒体２２１の外周に設けられたシリコーンゴム等で構成された弾性層２２３と、弾性層２２３の表面に被覆された表層２２４とを有している。
表層２２４は、例えば、フッ素ゴム、フッ素樹脂（例えばパーテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＰＦＡ））等から構成される。このよう材料で構成された表層２２４を設けることにより、トナーが加圧ローラ２２（表層２２４）に付着するのを防止することができる。
【００２８】
なお、回転軸２２２は、図示のように、中空体で構成されているのに限定されず、中実体で構成されていてもよい。
図６に示すように、定着ローラ２１は、ローラ本体２１０と、ローラ本体２１０の外周面（表面）に設けられた弾性層２１４と、さらに弾性層２１４の外周面に設けられた表層２１５とを有している。
【００２９】
また、ローラ本体２１０は、筒体２１０ａと、筒体２１０ａ内に固定された円筒状の回転軸２１０ｂとを備えている。
そして、ローラ本体２１０（回転軸２１０ｂ）内には、ハロゲンランプ等のヒータ（熱源）２１１が設置されている。
このような構成により、回転軸２１０ｂを中心（軸）として、筒体２１０ａ、弾性層２１４および表層２１５が一体で回転するとともに、ヒータ２１１により定着ローラ２１全体が暖められるようになっている。
【００３０】
ローラ本体２１０（筒体２１０ａおよび回転軸２１０ｂ）は、熱伝導率が良好な材料、例えば、金属材料等で構成されている。
弾性層２１４は、その厚さ方向に配向した繊維状炭素系物質２１２と、この繊維状炭素系物質２１２を固定する弾性材料２１３とを含んでなるものである。
これにより、ヒータ２１１からの熱を繊維状炭素系物質２１２を介して、定着ローラ２１の外表面に伝えることができるようなる。このため、熱伝導率が比較的低い弾性材料２１３を用いた場合でも、弾性層２１４全体の厚さ方向における熱伝導率を高めることができる。これにより、定着ローラ２１全体を迅速かつ確実に暖めること（クイックヒート）が可能となり、定着装置１９（画像形成装置１）の起動時間の短縮を図ることができる。
【００３１】
例えば、繊維状炭素系物質を含まない弾性層を有する定着ローラを用いた場合に対して、約６割程度の時間で、画像形成装置１の起動が可能となる。
また、繊維状炭素系物質２１２は、比較的柔軟な（可撓性の高い）物質であるため、弾性層２１４の硬度が高くなるのを防止することができる。このため、加圧ローラ２２を圧接した際に形成されるニップ部Ｎの面積を十分に確保することができ、結果として、未定着像の記録媒体への定着不良が生じるのを確実に防止することができる。
【００３２】
なお、ここで、繊維状炭素系物質２１２は、弾性層２１４の厚さ方向に配向した状態で、ローラ本体２１０（筒体２１０ａ）の外周面に対してほぼ垂直をなしているのが好ましいが、ローラ本体２１０の外周面に対して若干傾斜していてもよい。
また、繊維状炭素系物質２１２が配向した状態では、大多数の繊維状炭素系物質２１２が同じ方向に向いて揃った状態となっていればよく、一部に全く異なる方向を向く繊維状炭素系物質２１２を含んでいてもよい。
繊維状炭素系物質２１２としては、例えば、炭素繊維（例えば、ピッチ系、ＰＡＮ系等）、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ等のカーボンナノチューブ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３３】
これらの中でも、繊維状炭素系物質２１２としては、その軸方向における熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるものが好ましく、５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるものがより好ましく、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるものがさらに好ましくい。このように熱伝導率の高い繊維状炭素系物質２１２を用いることにより、弾性層２１４の熱伝導率がより向上し、結果として、定着ローラ２１全体をより迅速かつ確実に暖めることが可能となる。
このような繊維状炭素系物質２１２としては、カーボンナノチューブを主成分とするものが好ましい。
カーボンナノチューブは、極めて高い熱伝導性を有する。このため、ヒータ２１１からの熱をより確実かつ無駄なく定着ローラ２１の外周面に伝えることができる。
【００３４】
ところで、カーボンナノチューブは、微細な繊維であるため互いに絡まり易い特性を有するが、分散媒に分散することにより、この絡まりあいを解消することができる。したがって、繊維状炭素系物質２１２をローラ本体２１０の外表面側に配設する際に、繊維状炭素系物質２１２を分散媒中に分散して調製した液状組成物を用いる方法（後述するような静電塗布法等）を採用する場合に、繊維状炭素系物質２１２として、カーボンナノチューブを用いることは特に好ましい。これにより、弾性層２１４におけるカーボンナノチューブの分布状態（密度）を均一にすることができ、結果として、定着ローラ２１の外表面に温度ムラが生じるのを確実に防止することができる。
【００３５】
また、弾性層２１４におけるカーボンナノチューブの密度を調整することにより、弾性層２１４の硬度が必要以上に高くなるのを防止しつつ、弾性層２１４に高い熱伝導性を付与することができる。また、ローラ本体２１０の外表面に温度ムラが生じるのをより確実に防止することができる。
なお、弾性層２１４における繊維状炭素系物質２１２の密度は、例えば、後述する液状組成物中の繊維状炭素系物質２１２の含有量等を調節することにより適宜設定が可能である。
【００３６】
一方、弾性材料２１３としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ヒドリンゴム、ウレタンゴムのような各種ゴム材料（特に加硫処理したもの）や、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３７】
これらの中でも、弾性材料２１３としては、シリコーンゴムを主成分とするものが好ましい。シリコーンゴムは、特に耐熱性に優れるとともに、弾力性（可撓性）に優れる材料であることから好ましい。
また、図示の弾性層２１４は、単層構成であるが、繊維状炭素系物質２１２として、前記カーボンナノチューブのように、その長さが比較的短いものを用いる場合には、弾性層２１４は、後述する工程［２］および工程［３］を繰り返し行うことにより、複数層積層して形成してもよい。
【００３８】
この場合、各層の平均厚さは、カーボンナノチューブの最大長さの１．１〜２倍程度であるのが好ましく、１．１〜１．５倍程度であるのがより好ましい。これにより、弾性層２１４からカーボンナノチューブが不本意に突出することを好適に防止することができる。また、弾性層２１４を構成する各層の外表面側においてカーボンナノチューブの存在しない部分が増加して、弾性層２１４の熱伝導率が低下するのを好適に防止することもできる。
【００３９】
また、弾性層２１４の厚さは、加圧ローラ２２の弾性層２２３の厚さより小さいのが好ましい。これにより、図４に示すように、加圧ローラ２２側が凹状をなすようなニップ部Ｎを確実に形成することができる。
なお、弾性層２１４の平均厚さは、１〜５ｍｍ程度であるのが好ましく、０．７５〜２ｍｍ程度であるのがより好ましい。
【００４０】
また、このような弾性層２１４の硬度は、アスカーＣ（ＳＲＩＳ ０１０１に規定）で２０度以下であることが好ましい。かかる弾性層２１４は、十分な柔軟性を有するものとなるため、加圧ローラ２２との接触面積（ニップ部Ｎの面積）を十分に確保することができる。これにより、未定着像の記録媒体への定着不良をより確実に防止することができる。
【００４１】
弾性層２１４の外周面には、表層（剥離層）２１５が設けられている。
この表層２１５は、主として樹脂材料で構成されている。この樹脂材料としては、特に限定されないが、例えば、パーテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＰＦＡ）のようなフッ素系樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これにより、トナーが定着ローラ２１（表層２１５）に付着するのを防止することができる。
【００４２】
なお、表層２１５の平均厚さは、特に限定されず、１〜１００μｍ程度であるのが好ましく、３０〜５０μｍ程度であるのがより好ましい。
以上のような定着装置１９では、定着ローラ２１において、弾性層２１４の厚さ方向に沿って、軸が揃うように繊維状炭素系物質２１２が配設されているので、弾性層２１４の厚さ方向の熱伝導率が向上し、熱効率を低下させることなく、ヒータ２１１からの熱を記録媒体に確実に伝えることができる。
【００４３】
また、弾性層２１４の厚さ方向の熱伝導率が向上するため、定着ローラ２１の外表面を迅速かつ確実に暖めること（すなわち、クイックヒート）が可能となる。これにより、定着装置１９は、その起動時間を確実に短縮することができる。
なお、前述した定着ローラ２１の構成は、加圧ローラ２２に適用することもできる。すなわち、本発明の定着用ローラは、定着装置１９が備える一対のローラのいずれか一方または双方に適用することができる。
【００４４】
また、例えば、定着ローラ２１において、ローラ本体２１０の内部にハロゲンランプ等のヒータ２１１を設ける場合を例に挙げて説明したが、ヒータは、ローラ本体２１０と弾性層２１４との間に設けられた発熱層で構成することもできる。
また、かかる発熱層は、ローラ本体２１０内に、その内周面に沿って、かつ、回転中心から離間した位置に前記内周面と間隙を介して配置する構成であってもよい。
また、ヒータを発熱層としてローラ本体２１０と弾性層２１４との間に設ける場合、定着ローラ２１の回転軸２１０ｂは、中実体で構成してもよい。
【００４５】
次に、上述した定着ローラ２１の製造方法（本発明の定着用ローラの製造方法）について、図７および図８を参照しながら説明する。
［１］ まず、前述したようなローラ本体２１０を用意する。
［２］ 次に、ローラ本体２１０の軸に対してほぼ垂直な方向に電界を発生させた状態で、ローラ本体２１０の外周面に、繊維状炭素系物質２１２と弾性材料２１３またはその前駆体とを含む液状組成物を液滴として吐出して（いわゆる、静電塗布法により）、塗膜を形成する（第１の工程）。
かかる静電塗布法によれば、繊維状炭素系物質２１２の配向方向を揃えるのが容易であるとともに、比較的薄い弾性層２１４を均一な膜厚で形成することができる。
【００４６】
なお、液状組成物を調製するのに用いる溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰＫ）、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、グリセリン等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）、ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール）等のエーテル系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、あるいはこれらの混合溶媒等が挙げられる。
【００４７】
液状組成物において、繊維状炭素系物質と、弾性材料またはその前駆体（以下、「固形成分」と言う。）との配合比は、重量比で０．５：９５．５〜２：９８であるのが好ましい。これにより、液状組成物の粘度が極端に高くなるのを防止することができ、静電塗布を効率よく行うことができる。また、繊維状炭素系物質２１２の含有量を、このような範囲に調製することにより、弾性層２１４中の繊維状炭素系物質２１２の密度を好適な範囲に設定するのが容易である。
【００４８】
また、液状組成物の粘度は、１０〜２０ｃＰ程度であるのが好ましい。これにより、繊維状炭素系物質２１２と固形成分とが均一に混合した微小液滴を形成することができる。なお、粘度が低すぎると、繊維状炭素系物質２１２と固形成分とが分離し易くなる傾向を示し、一方、高すぎると、微小液滴を形成し難くなる傾向を示す。
この静電塗布は、例えば、図８に示すような静電塗布装置４０を用いることにより、好適に行うことができる。
【００４９】
図８は、静電塗布装置の構成を示す概略図である。なお、図８中上側を「上」、下側を「下」として説明する。
図８に示す静電塗布装置４０は、チャンバ５１を備えており、チャンバ５１内には、ローラ本体２１０を支持し、かつ、これを回転させることができる支持部５２が設けられている。そして、この支持部５２は、アースされている。
【００５０】
また、チャンバ５１の上方には、液状組成物を液滴５０として吐出するノズル４８と、その近傍に電極５５が設けられている。
なお、ノズル４８および電極５５は、図示しない移動手段により、ローラ本体２１０の長手方向（軸方向）に、一体的に移動可能になっている。
電極５５には、ケーブル５４を介して電源５３が接続されている。電極５５に電圧を印加すると、アース電位の支持部５２（ローラ本体２１０）との間に電界が発生する。また、ノズル４８から吐出される液滴５０を帯電させることができる。
【００５１】
一方、ノズル４８は、後述する微粒子化された液状組成物を搬送する搬送ライン４７の一端に接続され、搬送ライン４７の他端は、分級チャンバ４４に接続されている。
分級チャンバ４４内には、搬送ライン４７が開口する下方に、衝突板４５が所定角度傾斜した状態で配置されている。
また、分級チャンバ４４には、その側壁部に、液状組成物を噴出する噴出ノズル４２１と、その底部に、キャリアガス（例えば窒素等の不活性ガス）を供給するガス供給ノズル４６１とが接続されている。
【００５２】
噴出ノズル４２１は、液状組成物を供給するライン４２の一端に接続され、このライン４２の他端は、液状組成物を貯留するタンク４１に接続されている。また、ライン４２の途中には、ポンプ４３が設けられている。液状組成物は、ポンプ４３により、例えば、２０〜３０ｋｇ／ｃｍ２程度の圧力でライン４２を圧送され、噴出ノズル４２１から分級チャンバ４４内に、微粒子化されて噴出される
一方、ガス供給ノズル４６１は、ライン４６を介して、図示しないガスボンベ等に接続されている。キャリアガスは、ガス供給ノズル４６１から、例えば、２０〜３０Ｌ／分程度の流量で分級チャンバ４４内に供給される。
【００５３】
さて、噴出ノズル４２１から噴出された液状組成物の微粒子は、分級チャンバ４４内において、衝突板４５に衝突する。この際、この微粒子は、さらに小粒径化される。そして、その一部のものは、上方に向かって供給されるキャリアガスとともに、搬送ライン４７を搬送され、ノズル４８から液滴５０として吐出される。
ここで、この液滴５０は、例えば、図９に示すように、繊維状炭素系物質２１２の周囲に、弾性材料２１３またはその前駆体の溶液が付着した状態となっている。
【００５４】
ノズル４８から吐出された液滴５０は、前述したように帯電することにより、ローラ本体２１０に向かって飛んでいき、その外表面に付着する。
また、このとき、電極５５とローラ本体２１０との間には、ローラ本体２１０の軸に対してほぼ垂直な方向に電界が発生しているため、繊維状炭素系物質２１２は、この電界の方向に沿って整列することになる。
【００５５】
以上の操作を、ローラ本体２１０を回転させるとともに、ノズル４８および電極５５を一体として、ローラ本体２１０の軸方向（長手方向）に沿って相対的に移動させつつ行う。これにより、ローラ本体２１０の外周面には、そのほぼ全体に液状組成物の塗膜が形成される。また、この塗膜中において、その厚さ方向に繊維状炭素系物質２１２が配向する。
【００５６】
この際、電極５５とローラ本体２１０との間に発生させる電界の強度は、特に限定されないが、５×１０３〜５×１０６Ｖ／ｍであるのが好ましく、１×１０４〜１×１０６Ｖ／ｍであるのがより好ましい。電界強度が小さ過ぎると、静電塗布を効率的に行うことができないおそれがあり、一方、前記上限値を超えると、静電気力が大きなり過ぎ、繊維状炭素系物質２１２の配向制御が難しくなる傾向を示す。
【００５７】
なお、本実施形態では、ノズル４８および電極５５を、ローラ本体２１０の軸方向に沿って移動させるように構成されているが、ノズル４８および電極５５を固定し、ローラ本体２１０をその軸方向に移動させるように構成してもよい。
また、サイズの大きい電極５５を用意し、ノズル４８のみをローラ本体２１０の軸方向に沿って相対的に移動可能に構成してもよい。
また、本実施形態では、塗膜を形成する方法として、液滴を吐出して行う方法を代表にして説明したが、塗膜の形成は、その他、例えば、浸漬法（ディッピング法）、刷毛塗りのような各種塗布法等を用いて行うことができる。
【００５８】
［３］ 次に、塗膜（液状被膜）を硬化させる（第２の工程）。これにより、図７（ａ）に示すように、ローラ本体２１０の外周面に弾性層２１４を得る。
液状組成物に弾性材料そのものが含まれる場合、例えば、加熱、真空乾燥等による脱分散媒により、塗膜を硬化（固化）されることができる。
一方、液状組成物に弾性材料の前駆体が含まれる場合、例えば、加熱、紫外線照射等の方法により、前駆体を反応させて弾性材料に変化させることにより、塗膜を硬化（固化）されることができる。
なお、弾性材料の前駆体としてシリコーンゴムの前駆体を用いる場合、１００〜１５０℃程度での加熱が行われる。
【００５９】
［４］ 次に、図７（ｂ）に示すように、弾性層２１４の外周面に表層２１５を形成する。
この表層２１５は、例えば、押出成形、ＬＩＭ成形、熱収縮チューブを被覆した後、加熱を行う方法等により形成することができる。
［５］ 次に、ローラ本体２１０（回転軸２１０ｂ）の内側に、ヒータ２１１を設置する。
以上の工程を経て、定着ローラ２１が製造される。
【００６０】
なお、弾性層２１４は、例えば、ローラ本体２１０の外表面に、その半径方向に繊維状炭素系物質２１２を配向するように配設した後、繊維状炭素系物質２１２同士の間に弾性材料２１３を充填するようにして形成することもできるが、本発明のように、予め繊維状炭素系物質２１２が混合された液状組成物を用いて形成することにより、工程の簡略化を図ることができる。このように、本発明によれば、定着ローラ２１の製造時間および製造コストの削減を図ることができる。
【００６１】
以上、本発明の定着用ローラの製造方法、定着用ローラ、定着装置および画像形成装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
例えば、定着用ローラ、定着装置および画像形成装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の定着装置を備えた本発明の画像形成装置の全体構成図である。
【図２】本発明の定着装置の一部破断面を示す斜視図である。
【図３】図２に示す定着装置の平面図である。
【図４】図２に示す加圧ローラおよび定着ローラの取付状態を示す側面図である。
【図５】図２に示す加圧ローラの断面図である。
【図６】図２に示す定着ローラの断面図である。
【図７】図６に示す定着ローラの製造方法を説明する図である。
【図８】静電塗布装置の構成を示す概略図である。
【図９】液滴を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６３】
１……画像形成装置 ２……装置本体 ３……像担持体 ４……帯電装置 ５……露光装置 ６……ロータリー現像装置 ６Ｙ……イエロー用現像装置 ６Ｍ……マゼンタ用現像装置 ６Ｃ……シアン用現像装置 ６Ｋ……ブラック用現像装置 ６ａ……現像ローラ ７……中間転写装置 ８……支持フレーム ９……駆動ローラ １０……従動ローラ １１……中間転写ベルト １２……一次転写ローラ １３……転写ベルトクリーナ １４……二次転写ローラ １５……給紙カセット １６……ピックアップローラ １７……記録媒体搬送路 １９……定着装置 ２０……排紙トレイ ２１……定着ローラ ２１０……ローラ本体 ２１０ａ……筒体 ２１０ｂ……回転軸 ２１１……ヒータ ２１２……繊維状炭素系物質 ２１３……弾性材料 ２１４……弾性層 ２１５……表層 ２２……加圧ローラ ２２１……筒体 ２２２……回転軸 ２２３……弾性層 ２２４……表層 ２３……両面印刷用搬送路 ２４……ハウジング ２５……軸受 ２６……加圧レバー ２７……加圧スプリング ２８……駆動ギヤ ２９、３０……支持軸 ３１、３２……剥離部材 ４０……静電塗布装置 ４１……タンク ４２……ライン ４２１……噴出ノズル ４３……ポンプ ４４……分級チャンバ ４５……衝突板 ４６……ライン ４６１……ガス供給ノズル ４７……搬送ライン ４８……ノズル ５０……液滴 ５１……チャンバ ５２……支持部 ５３……電源 ５４……ケーブル ５５……電極 Ｎ……ニップ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラ本体の外周面側に、繊維状炭素系物質と弾性材料またはその前駆体とを含む液状組成物による塗膜を形成する第１の工程と、
前記塗膜を硬化させ、前記繊維状炭素系物質と前記弾性材料とを含む弾性層を得る第２の工程とを有し、
前記第１の工程において、前記ローラ本体の軸に対してほぼ垂直な方向に電界を発生させた状態で、前記塗膜の形成を行うことにより、該塗膜中において、その厚さ方向に前記繊維状炭素系物質を配向させることを特徴とする定着用ローラの製造方法。
【請求項２】
前記第１の工程において、前記液状組成物をノズルから液滴として吐出することにより、前記塗膜を形成する請求項１に記載の定着用ローラの製造方法。
【請求項３】
前記液状組成物において、繊維状炭素系物質と、前記弾性材料またはその前駆体との配合比は、重量比で０．５：９５．５〜２：９８である請求項１または２に記載の定着用ローラの製造方法。
【請求項４】
前記第１の工程において、前記液状組成物の粘度は、１０〜２０ｃＰである請求項１ないし３のいずれかに記載の定着用ローラの製造方法。
【請求項５】
前記第１の工程において、発生させる前記電界の強度は、５×１０３〜５×１０６Ｖ／ｍである請求項１ないし４のいずれかに記載の定着用ローラの製造方法。
【請求項６】
前記弾性材料は、シリコーンゴムを主成分とするものである請求項１ないし５のいずれかに記載の定着用ローラの製造方法。
【請求項７】
前記繊維状炭素系物質は、その軸方向における熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上である請求項１ないし６のいずれかに記載の定着用ローラの製造方法。
【請求項８】
前記繊維状炭素系物質は、カーボンナノチューブを主成分とするものである請求項１ないし７のいずれかに記載の定着用ローラの製造方法。
【請求項９】
前記第１の工程および前記第２の工程を繰り返して行い、前記カーボンナノチューブの最大長さの１．１〜２倍である層を複数積層して、前記弾性層を形成する請求項８に記載の定着用ローラの製造方法。
【請求項１０】
前記弾性層は、その硬度がアスカーＣで２０度以下である請求項１ないし９のいずれかに記載の定着用ローラの製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の定着用ローラの製造方法により製造されたことを特徴とする定着用ローラ。
【請求項１２】
定着ローラと、該定着ローラに圧接される加圧ローラとを備え、前記定着ローラと前記加圧ローラとの間に、未定着像を担持した記録媒体を通過させることにより、該記録媒体に前記未定着像を定着させる定着装置であって、
前記定着ローラと前記加圧ローラのうちの少なくとも一方を、請求項１１に記載の定着用ローラで構成したことを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
ローラ本体の外周面側に、繊維状炭素系物質と弾性材料またはその前駆体とを含む液状組成物による塗膜を形成する第１の工程と、
前記塗膜を硬化させ、前記繊維状炭素系物質と前記弾性材料とを含む弾性層を得る第２の工程とを有し、
前記第１の工程において、前記ローラ本体の軸に対してほぼ垂直な方向に電界を発生させた状態で、前記塗膜の形成を行うことにより、該塗膜中において、その厚さ方向に前記繊維状炭素系物質を配向させることを特徴とする定着用ローラの製造方法。
【請求項２】
前記第１の工程において、前記液状組成物をノズルから液滴として吐出することにより、前記塗膜を形成する請求項１に記載の定着用ローラの製造方法。
【請求項３】
前記液状組成物において、繊維状炭素系物質と、前記弾性材料またはその前駆体との配合比は、重量比で０．５：９５．５〜２：９８である請求項１または２に記載の定着用ローラの製造方法。
【請求項４】
前記第１の工程において、前記液状組成物の粘度は、１０〜２０ｃＰである請求項１ないし３のいずれかに記載の定着用ローラの製造方法。
【請求項５】
前記第１の工程において、発生させる前記電界の強度は、５×１０３〜５×１０６Ｖ／ｍである請求項１ないし４のいずれかに記載の定着用ローラの製造方法。
【請求項６】
前記弾性材料は、シリコーンゴムを主成分とするものである請求項１ないし５のいずれかに記載の定着用ローラの製造方法。
【請求項７】
前記繊維状炭素系物質は、その軸方向における熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上である請求項１ないし６のいずれかに記載の定着用ローラの製造方法。
【請求項８】
前記繊維状炭素系物質は、カーボンナノチューブを主成分とするものである請求項１ないし７のいずれかに記載の定着用ローラの製造方法。
【請求項９】
前記第１の工程および前記第２の工程を繰り返して行い、前記カーボンナノチューブの最大長さの１．１〜２倍である層を複数積層して、前記弾性層を形成する請求項８に記載の定着用ローラの製造方法。
【請求項１０】
前記弾性層は、その硬度がアスカーＣで２０度以下である請求項１ないし９のいずれかに記載の定着用ローラの製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の定着用ローラの製造方法により製造されたことを特徴とする定着用ローラ。
【請求項１２】
定着ローラと、該定着ローラに圧接される加圧ローラとを備え、前記定着ローラと前記加圧ローラとの間に、未定着像を担持した記録媒体を通過させることにより、該記録媒体に前記未定着像を定着させる定着装置であって、
前記定着ローラと前記加圧ローラのうちの少なくとも一方を、請求項１１に記載の定着用ローラで構成したことを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−１０１７３５（Ｐ２００７−１０１７３５Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８９２１９（Ｐ２００５−２８９２１９）
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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