定着ローラ、定着ローラの製造方法、定着装置及び画像形成装置
【課題】ガスバリア性を向上させやすくすることができる定着ローラ、定着ローラの製造方法、定着装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】ローラ８１と、ローラ８１の外周面に該外周面を囲むように設けられるとともに、弾性材料を含んで構成される弾性層８３と、弾性層８３の外周面に該外周面を囲むように設けられる表面層８５と、弾性層８３の一端側及び他端側のそれぞれに設けられ、弾性層８３の端部を覆う一対のカバー８６ａ及び８６ｂとを備え、カバー８６ａ及び８６ｂは、それぞれ接着により表面層８５に接合されていることを特徴とする。
【解決手段】ローラ８１と、ローラ８１の外周面に該外周面を囲むように設けられるとともに、弾性材料を含んで構成される弾性層８３と、弾性層８３の外周面に該外周面を囲むように設けられる表面層８５と、弾性層８３の一端側及び他端側のそれぞれに設けられ、弾性層８３の端部を覆う一対のカバー８６ａ及び８６ｂとを備え、カバー８６ａ及び８６ｂは、それぞれ接着により表面層８５に接合され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、定着ローラ、定着ローラの製造方法、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用するプリンタ、コピー、ファクシミリなどの画像形成装置は、露光、現像、転写、定着のプロセスにより、紙などの記録媒体上に、トナーからなる画像を形成する。こ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紙等の記録媒体に加熱および加圧することにより、前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着装置が備えられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる定着装置は、一般に、互いに圧接回転する円柱状または円筒状の定着ローラおよび加圧ローラと、この定着ローラを加熱するハロゲンヒータとを有している。前記定着ローラおよび前記加圧ローラの前記圧接により形成されたニップに、記録媒体を通紙することにより、前記記録媒体を加熱および加圧して、前記記録媒体上に形成されたトナー像を前記記録媒体に定着させる。
【０００４】
特許文献１において、加圧ローラは、芯金と、この芯金の周囲を覆うゴム製の弾性層と、この弾性層の周囲を覆う離型層とを有している。このような加圧ローラに設けられた弾性層は、その弾性により、ニップ幅を大きいものとして定着性を向上させる。
【０００５】
また、特許文献１では、弾性層と離型層とは加圧ローラの軸線方向で同等の長さとなっていて、弾性層の端面が外部に露出している。そのため、弾性層内に含まれる低分子量成分が外部へ漏れ出し、画像形成装置内で画像形成プロセスに悪影響を与える場合がある。例えば、弾性層がシリコーンゴムで構成されている場合、弾性層内の低分子量シロキサンが画像形成装置内へ漏れ出し、前述のような悪影響を生じさせるおそれがある。
【０００６】
このような問題に対し、低分子量成分をオゾンにより分解・除去する手段を設けた画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２１４４８１号公報
【特許文献２】特開２００４−２９４４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献２に記載された手段では、低分子量成分の種類等によっては、十分な除去性能が得られないおそれがある。また、画像形成装置に、新たに排気装置や反応装置等を備える必要があり、画像形成装置の大型化、高コスト化を招くという問題もある。
【０００９】
そこで、本出願人は、基部（ローラ）と、この基部の外周面を覆う弾性層と、弾性層の外周面を覆う離型層とを備えた定着ローラにおいて、弾性層の端部をカバー層で封止した構成を提案している（特願２００５−３８０４２６）。上記のカバー層は、カバー層を形成するための液状組成物を、基部と弾性層とチューブ状の離型層とで形成される凹部に充填してから、加熱して硬化させることによって形成される。
【００１０】
上記のカバー層を備えた定着ローラでは、弾性層が基部と離型層とカバー層とによって封止されるので、弾性層から低分子量成分が放出されるのを低く抑えることができる。そして、カバー層の厚みを厚くすることにより、低分子量成分の漏洩を一層低く抑えること、すなわちガスバリア性を向上させることができるようになると考えられる。
【００１１】
しかしながら、上述した方法で形成されるカバー層は、硬化する際に収縮をともなう。そして、硬化後の収縮量は、カバー層の厚みが厚くなるほど多くなる。つまり、カバー層の厚みを厚くすると、カバー層の硬化にともなう収縮量が多くなるため、カバー層の内部や、カバー層と離型層との間の接合部や、カバー層と弾性層との間の接合部などに応力や亀裂が発生しやすくなる。すなわち、上記のカバー層では、ガスバリア性を向上させることが困難であるという未解決の課題がある。
【００１２】
本発明は、この未解決の課題を解決するためになされたものであり、ガスバリア性を向上させやすくすることができる定着ローラ、定着ローラの製造方法、定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１の発明における定着ローラは、ローラと、該ローラの外周面に該外周面を囲むように設けられるとともに、弾性材料を含んで構成される弾性層と、該弾性層の外周面に該外周面を囲むように設けられる表面層と、前記弾性層の一端側及び他端側のそれぞれに設けられ、当該弾性層の端部を覆う封止部とを備え、前記封止部は、接着により前記表面層に接合されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明では、封止部が接着により表面層に接合されるため、封止部の厚みを容易に厚くすることができる。従って、定着ローラのガスバリア性を向上させやすくすることが可能となる。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明において、前記封止部と前記表面層とは、前記封止部及び前記表面層の少なくとも一方に形成され、接着強度を向上させる被接合層を介して接合されていることを特徴とする。
【００１６】
この発明では、封止部と表面層とが被接合層を介して接着されている。これにより、封止部と表面層との接合強度の向上が図られる。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明において、前記被接合層は、無機物で構成された無機薄膜であることを特徴とする。
【００１８】
この発明では、種々の接着剤に対して耐性を有する無機物で被接合層が構成されているため、適用可能な接着剤の種類を拡大することができる。
【００１９】
第４の発明は、第３の発明において、前記無機薄膜は、金属で構成されていることを特徴とする。
【００２０】
この発明では、無機薄膜が金属で構成されているため、表面層の柔軟性が損なわれてしまうことを低く抑えることが可能となる。
【００２１】
第５の発明は、第１乃至第４のいずれか一つの発明において、前記封止部は、該封止部の外周面が前記表面層の内周面に接合されていることを特徴とする。
【００２２】
この発明では、封止部の外周面が表面層の内周面に接合されているため、封止部の厚みを厚くするほど接合面積が大きくなる。これにより、封止部の厚みを容易に厚くすることができるとともに、接合強度の向上が図られる。
【００２３】
第６の発明における定着ローラの製造方法は、管状の表面層の内周面に金属薄膜を形成する工程と、リング状の第１封止部材及びリング状の第２封止部材を形成する工程と、前記第１封止部材の内周側にローラを挿入するとともに、前記第１封止部材及び前記ローラを接合する工程と、前記ローラに接合された前記第１封止部材の前記外周面を前記表面層の内周側に挿入するとともに、前記第１封止部材の前記外周面及び前記表面層の前記内周面を、前記金属薄膜を介して接着する工程と、前記第１封止部材を底として前記ローラ及び前記表面層間に、流動性を有する弾性材料を流し込む工程と、前記第２封止部材の外周面を前記表面層の内周側に挿入するとともに、前記第２封止部材の前記外周面及び前記表面層の前記内周面を前記金属薄膜を介して接着して、前記弾性材料に前記第２封止部材で蓋をする工程と、を有することを特徴とする。
【００２４】
この発明では、第１封止部材及び第２封止部材を、それぞれ単独で形成することができる。これにより、第１封止部材及び第２封止部材のそれぞれの厚みを、容易に変更することが可能となる。また、第１封止部材及び第２封止部材の各外周面を、表面層の内周面に金属薄膜を介して接着することにより、弾性材料を、ローラ及び表面層並びに第１封止部材及び第２封止部材で囲まれる領域内に封止することが可能となる。従って、ガスバリア性を向上させやすくすることができる定着ローラを製造することが可能となる。
【００２５】
第７の発明における定着装置は、第１乃至第５のいずれか一つの発明の定着ローラと、該定着ローラに当接する加圧ローラとを備え、前記定着ローラ及び前記加圧ローラは、外周面同士が当接した状態で回転可能に構成されているとともに、トナーが付着した記録媒体を前記外周面同士で挟持した状態で回転しながら、前記トナーを前記記録媒体に定着させるように構成されていることを特徴とする。
【００２６】
この発明では、定着装置は、ガスバリア性を向上することができる定着ローラと、この定着ローラに当接する加圧ローラとを備えているため、低分子量成分の発生が低く抑えられる。
【００２７】
第８の発明における画像形成装置は、記録媒体に、画像情報に基づいてトナーを付着させてトナー像を形成するトナー像形成部と、第７の発明の定着装置とを備えたことを特徴とする。
【００２８】
この発明では、低分子量成分の発生が低く抑えられた定着装置を備えているため、画像形成装置における低分子量成分の発生が低く抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
本実施形態の画像形成装置１は、図１に示すように、装置本体２と、感光ローラ３と、帯電器５と、露光装置７と、現像装置９と、転写装置１１と、定着装置１３と、給紙装置１５と、レジストローラ１７と、記録用紙Ｐを導く搬送路１９と、排出ローラ２１と、反転ローラ２３と、反転搬送路２５と、搬送ローラ２７とを備えている。この画像形成装置１は、露光・現像・転写・定着を含む一連したプロセスを経て記録用紙Ｐに画像を形成する所謂電子写真方式を採用している。
【００３０】
ここで、上記の各構成について説明する。
感光ローラ３は、外周面に感光体が設けられており、図示しない駆動手段によって図中の矢印方向に回転駆動される。帯電器５は、例えば、コロトロンなどのコロナ帯電器で構成され、感光ローラ３の外周面を一様に帯電させる。露光装置７は、図示しないパーソナルコンピュータなどのホストコンピュータから入力された画像情報に基づいて、感光ローラ３の外周面にレーザ光などを照射して、この感光ローラ３の外周面に静電的な潜像（以下、静電潜像と呼ぶ）を形成する。
【００３１】
現像装置９は、図１に示すように、４つの現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ及び３１Ｋを備えている。この現像装置９は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色のトナーを感光ローラ３の外周面に付着させて、静電潜像をトナー像として現像する。具体的には、現像器３１Ｙが、イエローのトナーを用いてイエローのトナー像を現像し、現像器３１Ｍが、マゼンタのトナーを用いてマゼンタのトナー像を現像し、現像器３１Ｃが、シアンのトナーを用いてシアンのトナー像を現像し、現像器３１Ｋが、ブラックのトナーを用いてブラックのトナー像を現像する。
【００３２】
各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ及び３１Ｋは、内部にそれぞれの色のトナーが収容されており、各色のトナーを感光ローラ３の外周面に付着させる現像ローラ３３を備えている。この現像ローラ３３は、感光ローラ３の外周面に当接しつつ回転可能に構成されており、現像ローラ３３の外周面に付着したトナーを感光ローラ３の外周面に転移させることで、トナーを感光ローラ３の外周面に付着させる。
【００３３】
各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ及び３１Ｋは、支持フレーム３５に支持されている。この支持フレーム３５は、軸３７を回転軸として回転可能に構成されており、図示しないモータで回転駆動される。そして、現像装置９は、イエローのトナー像を現像する際には、現像器３１Ｙの現像ローラ３３の外周面を感光ローラ３の外周面に当接させ、マゼンタのトナー像を現像する際には、現像器３１Ｍの現像ローラ３３の外周面を感光ローラ３の外周面に当接させ、シアンのトナー像を現像する際には、現像器３１Ｃの現像ローラ３３の外周面を感光ローラ３の外周面に当接させ、ブラックのトナー像を現像する際には、現像器３１Ｋの現像ローラ３３の外周面を感光ローラ３の外周面に当接させる。
【００３４】
転写装置１１は、図１に示すように、駆動ローラ４１と、従動ローラ４３と、転写ベルト４５と、一次転写ローラ４７と、二次転写ローラ４９とを備えている。転写ベルト４５は、駆動ローラ４１及び従動ローラ４３間に張設されている。一次転写ローラ４７は、転写ベルト４５の内側で、転写ベルト４５を挟んで感光ローラ３の外周面に対向して配設されている。つまり、転写ベルト４５は、感光ローラ３と一次転写ローラ４７とによって挟持されている。二次転写ローラ４９は、転写ベルト４５の外側で駆動ローラ４１の外周面に対向して配設されている。
【００３５】
転写ベルト４５は、駆動ローラ４１が駆動されることによって、図１で見て反時計方向（図中矢印方向）に回転駆動される。転写ベルト４５の外周面には、感光ローラ３の外周面に現像されたトナー像が転写される。そして、転写ベルト４５の外周面に転写されたトナー像は、転写ベルト４５の外周面と二次転写ローラ４９とによって挟持される記録用紙Ｐに転写される。つまり、この転写装置１１は、感光ローラ３から転写ベルト４５に転写されたトナー像を記録用紙Ｐに転写する。
【００３６】
定着装置１３は、図１に示すように、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３を備えている。この定着装置１３は、トナー像が転写された記録用紙Ｐを定着ローラ５１及び加圧ローラ５３間に挟持させつつ加熱して、トナー像をこの記録用紙Ｐに定着させる。
【００３７】
給紙装置１５は、図１に示すように、給紙トレイ５５と、ピックアップローラ５７とを備えている。給紙トレイ５５は、複数枚の記録用紙Ｐを収容することができ、且つ装置本体２に対して着脱可能に構成されている。ピックアップローラ５７は、給紙トレイ５５に収容されている記録用紙Ｐを１枚ずつ、搬送路１９を介して後述するレジストローラ１７に供給する。
【００３８】
レジストローラ１７は、図１に示すように、一対のローラ１７ａ及び１７ｂを備えており、記録用紙Ｐの搬送経路でピックアップローラ５７よりも下流側に配設されている。一対のローラ１７ａ及び１７ｂは、それぞれの外周面が記録用紙Ｐの第１面５９ａ及び第１面５９ａとは反対側の面である第２面５９ｂのそれぞれに当接した状態で、記録用紙Ｐを挟持しつつ、回転可能に構成されている。
【００３９】
レジストローラ１７は、ピックアップローラ５７から供給された記録用紙Ｐを、転写装置１１に供給する。ピックアップローラ５７は、記録用紙Ｐを、一対のローラ１７ａ及び１７ｂ間に突き当てるようにしてレジストローラ１７に供給する。このとき、記録用紙Ｐは、一対のローラ１７ａ及び１７ｂ間に突き当てられることによって、傾きが補正される。この傾きの補正は、スキュー補正と呼ばれる。そして、レジストローラ１７は、スキュー補正された記録用紙Ｐを、転写装置１１の転写ベルト４５と二次転写ローラ４９との間に供給する。
【００４０】
排出ローラ２１は、画像が形成された記録用紙Ｐを、画像形成装置１外に排出する。
反転ローラ２３は、定着装置１３を経て画像が形成された記録用紙Ｐを、後述の反転搬送路２５に引き込む。反転搬送路２５は、記録用紙Ｐの表裏を反転、すなわち第１面５９ａの向きと第２面５９ｂの向きとを反転させつつ、記録用紙Ｐをレジストローラ１７に導く。搬送ローラ２７は、反転搬送路２５の途中に配設されており、反転ローラ２３から送り渡された記録用紙Ｐを、レジストローラ１７に送り出す。
【００４１】
上記の構成を有する画像形成装置１における画像形成の流れを説明する。
まず、図示しないホストコンピュータからの指令により、感光ローラ３、各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ及び３１Ｋの現像ローラ３３、及び転写ベルト４５が回転を開始する。そして、感光ローラ３は、回転しながら、帯電器５により外周面が一様に帯電される。なお、このとき、各現像ローラ３３は、支持フレーム３５が軸３７を回転軸として回転駆動されて、各現像ローラ３３が感光ローラ３の外周面に接しないように退避している。
【００４２】
感光ローラ３の帯電された領域は、感光ローラ３の回転にともなって露光位置に至り、露光装置７によって、イエローの画像情報に応じた静電潜像が前記領域に形成される。
【００４３】
感光ローラ３の外周面に形成された静電潜像は、感光ローラ３の回転にともなって現像位置に至り、現像器３１Ｙによってイエローのトナーで現像される。このとき、現像装置９は、支持フレーム３５が軸３７を回転軸として回転駆動されて、現像器３１Ｙの現像ローラ３３が感光ローラ３の外周面に当接している。これにより、感光ローラ３の外周面にイエローのトナー像が現像される。
【００４４】
感光ローラ３上に形成されたイエローのトナー像は、感光ローラ３の回転にともなって一次転写位置（すなわち、感光ローラ３と一次転写ローラ４７との対向部）に至り、一次転写ローラ４７によって、転写ベルト４５に転写（一次転写）される。このとき、一次転写ローラ４７には、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧（一次転写バイアス）が印加される。なお、この間、二次転写ローラ４９は、転写ベルト４５から離間している。
【００４５】
上述の処理と同様の処理が、マゼンタ、シアン及びブラックの各色について繰り返して行われる。これにより、各色の画像情報に対応した各色のトナー像が、転写ベルト４５に重なり合って転写される。すなわち、転写ベルト４５の外周面にはフルカラーのトナー像が形成される。
【００４６】
一方、記録用紙Ｐは、給紙トレイ５５から、ピックアップローラ５７及びレジストローラ１７によって、転写ベルト４５の外周面と二次転写ローラ４９との間に供給される。このとき、記録用紙Ｐは、第１面５９ａが転写ベルト４５の外周面に当接する向きで、転写ベルト４５の外周面と二次転写ローラ４９との間に供給される。
【００４７】
転写ベルト４５の外周面に形成されたフルカラーのトナー像は、転写ベルト４５の回転にともなって二次転写位置（すなわち、二次転写ローラ４９と駆動ローラ４１との対向部）に至り、二次転写ローラ４９によって記録用紙Ｐに転写（二次転写）される。このとき、二次転写ローラ４９は転写ベルト４５に押圧されるとともに二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。
【００４８】
記録用紙Ｐに転写されたフルカラーのトナー像は、定着装置１３によって加熱および加圧されて記録用紙Ｐに融着される。その後、記録用紙Ｐは、排出ローラ２１によって画像形成装置１の外部へ排出される。
【００４９】
一方、感光ローラ３は、各トナー像が一次転写位置を経過した後に、図示しないクリーニング装置によって、その外周面に付着しているトナーがクリーニングされ、次の静電潜像を形成するための帯電に備える。また、転写ベルト４５は、トナー像が二次転写位置を経過した後に、図示しないクリーニング装置によって、その外周面に付着しているトナーがクリーニングされ、新たな一次転写及び二次転写に備える。
【００５０】
記録用紙Ｐの第１面５９ａ及び第２面５９ｂの両面に画像を形成する場合には、記録用紙Ｐを、反転搬送路２５を介して反転させてから、レジストローラ１７に供給する。すなわち、定着装置１３を経て第１面５９ａに画像が形成された記録用紙Ｐは、排出ローラ２１によって後端側から反転ローラ２３に供給される。
【００５１】
そして、この記録用紙Ｐは、反転ローラ２３及び搬送ローラ２７の駆動によって、反転搬送路２５をレジストローラ１７に向かって搬送される。つまり、反転搬送路２５を搬送される記録用紙Ｐは、後端側からレジストローラ１７に供給される。これにより、記録用紙Ｐは、第２面５９ｂが転写ベルト４５の外周面に当接する向きで、転写ベルト４５の外周面と二次転写ローラ４９との間に供給される。
【００５２】
ここで、定着装置１３の構成について、詳細を説明する。
定着装置１３は、構成を模式的に示す断面図である図２（ａ）に示すように、前述した定着ローラ５１及び加圧ローラ５３がハウジング７１内に配設されている。さらに、この定着装置１３は、定着ローラ５１を加熱するヒータ７３と、定着ローラ５１の温度を検知する温度検知器７５と、定着ローラ５１から記録用紙Ｐを分離する分離部材７７とを備えている。
【００５３】
定着ローラ５１は、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３の拡大図である図２（ｂ）に示すように、円筒状のローラ８１と、ローラ８１の外周面を囲む弾性層８３と、弾性層８３の外周面を囲む表面層８５とを備えている。
加圧ローラ５３は、円柱状のローラ８７と、ローラ８７の外周面を囲む弾性層８９と、弾性層８９の外周面を囲む表面層９１とを備えている。
【００５４】
また、定着ローラ５１は、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３の図２（ａ）中のＡ−Ａ断面図である図３に示すように、弾性層８３をローラ８１の軸線方向に挟む一対のカバー８６ａ及び８６ｂを備えている。加圧ローラ５３は、弾性層８９をローラ８７の軸線方向に挟む一対のカバー９２ａ及び９２ｂを備えている。
【００５５】
ローラ８１及びローラ８７は、それぞれ、例えば金属などの熱伝導率が良好な材料で構成されており、両端が図示しない軸受けを介して、図示しない筐体に回転自在に支持されている。
【００５６】
弾性層８３及び弾性層８９としては、それぞれ例えば、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、シリコーンゴム、フッ素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などの材料を採用することができ、これらのうちの２種類以上を混合した材料を採用することもできる。これらの中でも、弾性層８３及び弾性層８９の構成材料としては、例えば、シリコーンゴム、ＥＰＤＭ、フッ素ゴムなどを好適に用いることができ、シリコーンゴムが特に好ましい。
【００５７】
シリコーンゴムは、主鎖が−（Ｓｉ−Ｏ）−で表されるシロキサン結合で構成されている有機ケイ素ポリマーである。この主鎖のＳｉ原子には、種々の側鎖が結合しており、この側鎖の構造に応じて、シリコーンゴムの種類が分類されている。
【００５８】
シリコーンゴムの種類としては、例えば、側鎖が全てメチル基であるジメチルシリコーンゴム（ＭＱ）、ジメチルシリコーンゴムのメチル基の一部をビニル基で置換したビニルメチルシリコーンゴム（ＶＭＱ）、ジメチルシリコーンゴムのメチル基の一部をフェニル基で置換したフェニルメチルシリコーンゴム（ＰＭＱ）、ビニルメチルシリコーンゴムのメチル基の一部をフェニル基で置換したフェニルビニルメチルシリコーンゴム（ＰＶＭＱ）、ビニルメチルシリコーンゴムのメチル基の一部をフルオロアルキル基で置換したフルオロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）等が挙げられる。
【００５９】
また、シリコーンゴムは、その重合度によっても種類が分類され、ミラブル型と液状型とに大別される。一般的に、重合度１００〜２０００程度のものが液状型シリコーンゴムに分類され、重合度３０００〜１００００程度のものがミラブル型シリコーンゴムに分類されている。
【００６０】
液状型シリコーンゴムは、硬化する前には、液状またはゲル状をなしているが、硬化剤を添加したり、吸湿したりすることにより、硬化するものである。ミラブル型シリコーンゴムは、硬化する前は、ペースト状（コンパウンド）の形態をなしているが、加硫剤を添加し、加熱することにより硬化するものである。
【００６１】
表面層８５及び表面層９１は、それぞれ、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３のそれぞれから記録用紙Ｐを剥離しやすくする機能を有している。また、表面層８５及び表面層９１は、弾性層８３及び弾性層８９の構成材料から発生するガスを遮断するガスバリア性を有している。これらの表面層８５及び表面層９１の厚さは、それぞれ、１０〜８０μｍであるのが好ましく、３０〜４０μｍであるのがより好ましい。これにより、表面層８５及び表面層９１に必要な強度とガスバリア性とを保ちつつ、弾性層８３及び弾性層８９の弾性を十分に発揮させることができる。
【００６２】
これらの表面層８５及び表面層９１としては、それぞれ例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）のようなフッ素系樹脂、シリコン系樹脂、オレフィン系樹脂等を採用することができるが、フッ素系樹脂を主材料として構成されるのが好ましい。フッ素系樹脂は、フッ素原子に起因する特有の滑り性を有するため、記録用紙Ｐの剥離性に優れているためである。
【００６３】
また、表面層８５及び表面層９１は、それぞれ、弾性層８３及び弾性層８９の各外周面に接合してなるチューブ状（管状）部材であるのが好ましい。これにより、表面層８５及び表面層９１の耐久性を優れたものとし、長期使用により表面層８５及び表面層９１が損傷して定着ローラ５１及び加圧ローラ５３の外周面から低分子量成分が漏れ出すのを防止することができる。
【００６４】
一対のカバー８６ａ及び８６ｂは、それぞれリング状の形態を有し、内周側にローラ８１の外周が挿入されている。カバー８６ａ及び８６ｂの外周面は、表面層８５の内周面に覆われている。すなわち、表面層８５の内周側に、カバー８６ａ及び８６ｂの外周が挿入されている。そして、ローラ８１、表面層８５、カバー８６ａ及び８６ｂによって囲まれる領域内に弾性層８３が形成されている。換言すれば、弾性層８３は、ローラ８１、表面層８５、カバー８６ａ及び８６ｂによって封止されている。
【００６５】
また、一対のカバー９２ａ及び９２ｂも同様の構成を有している。すなわち、一対のカバー９２ａ及び９２ｂは、それぞれリング状の形態を有し、内周側にローラ８７の外周が挿入されており、外周側が表面層９１の内周側に挿入されている。これにより、加圧ローラ５３の弾性層８９は、ローラ８７、表面層９１、カバー９２ａ及び９２ｂによって封止されている。
【００６６】
これらのカバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂは、フッ素化ポリエーテル系高分子を含有する材料で構成されている。このようなフッ素化ポリエーテル系高分子は、フッ素原子が特有の性質（親和性が低い）を有しているため、弾性材料から発生する低分子量成分（ガス）を実質的に遮断するガスバリア性に優れる。このため、カバー８６ａ及び８６ｂを備える定着ローラ５１、並びにカバー９２ａ及び９２ｂを備える加圧ローラ５３は、弾性層８３及び弾性層８９のそれぞれから発生したガスが外部に放出されるのを確実に防止し得るものとなる。
【００６７】
フッ素化ポリエーテル系高分子には、フッ素化アルキルエーテル構造と複数のアルケニル基とを有するフッ素化ポリエーテル化合物と、複数のＳｉＨ結合を有するシリコン系化合物とを反応させて得られた高分子が好適に用いられる。このようにして得られるフッ素化ポリエーテル系高分子の末端には、アルケニル基が存在することになるため、弾性層８３及び弾性層８９をシリコーンゴムを主材料として構成する場合、例えば、このシリコーンゴムとフッ素化ポリエーテル系高分子とを反応させることにより、弾性層８３とカバー８６ａ及び８６ｂとの間、及び弾性層８９とカバー９２ａ及び９２ｂとの間のさらなる密着性の向上を図ることができる。
【００６８】
以下、フッ素化ポリエーテル化合物およびシリコン系化合物について、それぞれ詳述する。
フッ素化ポリエーテル化合物は、フッ素化アルキルエーテル構造（主鎖）と複数のアルケニル基とを有する化合物である。フッ素化アルキルエーテル構造としては、各種の構造が挙げられるが、下記一般式（Ｉ）で表される構造が好適である。
【００６９】
−（ＣＦ（ＣＦ3））a（ＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3））b（Ｏ）c（ＣＦ2）dＯ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）e（ＣＦ（ＣＦ3））f− ・・・（Ｉ）
ただし、式（Ｉ）中、ａ、ｃおよびｆは、それぞれ０または１、ｂおよびｅは、それぞれ０〜２００の整数、ｄは、２〜６の整数を表す。
【００７０】
各種の構造の具体例としては、例えば、−ＣＦ2Ｏ−、−ＣＦ2ＣＦ2Ｏ−、−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2Ｏ−、−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2Ｏ−、−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2Ｏ−、−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2Ｏ−、−ＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）Ｏ−、−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）Ｏ−、−Ｃ（ＣＦ3）2Ｏ−、−ＣＦ（ＣＦ3）（ＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3））bＯＣＦ2ＣＦ2Ｏ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）eＣＦ（ＣＦ3）−等が挙げられる。
【００７１】
これらの中でも、フッ素化アルキルエーテル構造は、ＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）Ｏの構造を含むもの、すなわち分枝状をなしているものが好ましい。かかる構造を含むフッ素化ポリエーテル化合物から得られるフッ素化ポリエーテル系高分子は、そのガスバリア性がより高いものとなる。
【００７２】
また、フッ素化アルキルエーテル構造の総酸素原子数は、１〜４５０程度であるのが好ましく、５〜３００程度であるのがより好ましい。このような総酸素原子数のフッ素化アルキルエーテル構造を有するフッ素化ポリエーテル化合物は、その分子量が適度なものとなる。その結果、カバー８６ａ及び８６ｂを形成する際に用いる組成物の粘度が適度なものとなり、その取り扱いが容易となる。
【００７３】
アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、１−プロペニル基、イソプロペニル基、２−ブテニル基、１，３−ブタジエニル基、２−ペンテニル基、２−ヘキセニル基、シクロプロペニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられるが、中でも、ビニル基またはアリル基が好ましい。これらのアルケニル基は、ヒドロシリル基との反応性が特に高いことから好ましい。
なお、アルケニル基は、主鎖のフッ素化アルキルエーテル構造に直接結合していてもよいが、各種二価の連結基を介して結合していてもよい。
【００７４】
かかる二価の連結基としては、例えば、−ＣＨ2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＣＨ2ＮＨＣＯ−、−ＣＨ2Ｎ（ＣＨ3）ＣＯ−、−ＣＨ2Ｎ（Ｃ6Ｈ5）ＣＯ−、−ＣＨ2Ｎ（ＣＨ2ＣＨＣＨ2）ＣＯ−、−Ｓｉ（ＣＨ3）2（Ｃ6Ｈ4）ＮＨＣＯ−、−Ｓｉ（ＣＨ3）2（Ｃ6Ｈ4）Ｎ（ＣＨ3）ＣＯ−、−Ｓｉ（ＣＨ3）2（Ｃ6Ｈ4）Ｎ（Ｃ6Ｈ5）ＣＯ−、−Ｓｉ（ＣＨ3）2（Ｃ6Ｈ4）Ｎ（ＣＨ2ＣＨＣＨ2）ＣＯ−等が挙げられる。このうち、ベンゼン環を含めば、得られるフッ素化ポリエーテル系高分子の耐熱性の向上を図り得ることから好ましい。
【００７５】
さらに、以上のようなフッ素化ポリエーテル化合物は、必要に応じて、これをモノマーとして、重合化剤（架橋剤）により、予めオリゴマー化（またはプレポリマー化）して用いるようにしてもよい。この重合化度（分子量）を設定することにより、カバー８６ａ及び８６ｂを形成する際に用いる組成物の粘度の調製を行うことができる。
【００７６】
かかる重合化剤としては、例えば、ヒドロシリル基を２つ有する化合物、ビニル基（アクリロイル基）を２つ有する化合物、エポキシ基を２つ有する化合物等が挙げられる。
【００７７】
用いるフッ素化ポリエーテル化合物（または重合体）としては、その重量平均分子量が４００〜１０００００程度であるのが好ましく、１０００〜５００００程度であるのがより好ましい。
【００７８】
シリコン系化合物は、複数のＳｉＨ結合（ヒドロシリル基）を有する化合物である。
このシリコン系化合物は、ＳｉＨ結合を２つ有していればよいが、３つ以上有するものが好ましい。これにより、前記フッ素化ポリエーテル化合物とシリコン系化合物とを反応させると、得られるフッ素化ポリエーテル系高分子は、３次元的な網目構造を形成するようになり、結果として、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂの機械的強度がより向上する。
【００７９】
また、このシリコン系化合物としては、フッ素化ポリエーテル化合物との相溶性（親和性）の高い化合物が好ましい。かかるシリコン系化合物を用いることにより、カバー８６ａ及び８６ｂを形成する際に用いる組成物中において、シリコン系化合物とフッ素化ポリエーテル化合物とを均一に混合することができる。このため、カバー８６ａ及び８６ｂの各部において、これらの化合物を均一に反応させることができ、その結果、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂの各部において機械的強度にバラツキが生じるのを好適に防止することができる。
【００８０】
フッ素化ポリエーテル化合物との相溶性を向上させる観点からは、シリコン系化合物は、少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換された炭化水素構造を有するのが好ましい。これにより、シリコン系化合物とフッ素化ポリエーテル化合物との相溶性を極めて高いものとすることができる。
【００８１】
さらに、シリコン系化合物は、少なくとも１つのエーテル結合を有するものが好ましい。フッ素化ポリエーテル化合物は、フッ素原子とエーテル結合とを有することにより、分極し易い構造となっているが、シリコン系化合物もフッ素原子を含み、さらにエーテル結合を有することにより、分極し易い構造となる。その結果、電気的な相互作用の観点からも、これらの相溶性を向上させることができるようになる。
【００８２】
このようなシリコン系化合物としては、例えば、一価のフッ素化アルキル基にシリコン原子が結合した化合物、一価のフッ素化オキシアルキル基にシリコン原子が結合した化合物、二価のフッ素化アルキレン基にシリコン原子が結合した化合物、二価のフッ素化オキシアルキレン基にシリコン原子が結合した化合物等が挙げられる。
【００８３】
なお、これらのフッ素化アルキル基、フッ素化オキシアルキル基、フッ素化アルキレン基、フッ素化オキシアルキレン基に、シリコン原子は、直接結合していてもよいが、各種二価の連結基を介して結合していてもよい。
かかる二価の連結基としては、例えば、アルキレン基、アリーレン基またはこれらの組み合わせの他、エーテル結合、アミド結合、カルボニル結合等が挙げられる。
【００８４】
また、シリコン原子には、水素原子以外に、例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基またはこれらの置換体等の置換基が結合していてもよい。なお、置換基の炭素数は、１〜２０程度であるのが好ましい。
【００８５】
このようなシリコン系化合物は、その総炭素原子数が１〜３００程度であるのが好ましく、５〜２００程度であるのがより好ましい。これにより、シリコン系化合物のフッ素化ポリエーテル化合物との相溶性を十分に高いものとすることができる。
【００８６】
カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂにおいて、フッ素化ポリエーテル系高分子の含有量は、６０ｗｔ％以上であるのが好ましく、７５ｗｔ％以上であるのがより好ましい。これにより、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂのガスバリア性をより向上させることができる。
【００８７】
なお、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂは、その他の成分を含有してもよい。
かかる成分としては、例えば、１−エチル−１−ヒドロキシシクロヘキサン、３−メチル−１−ブチンー３−オール、３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール、３−メチル−１−ペンチン−３−オール、フェニルブチノール等のアセチレンアルコール、３−メチル−３−ペンテン−１−イン、３，５−ジメチル−３−ヘキセン−１−イン等のヒドロシリル化反応触媒の制御剤、アルコキシ基、エポキシ基、ヒドロシリル基等を有するオルガノシロキサン等の接着性付与剤、酸化鉄、酸化セリウム、カーボンブラック等の顔料、着色剤、染料、酸化防止剤等が挙げられる。
【００８８】
カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂにフィラーを含有することにより、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂの機械的強度をより向上させることができる。
【００８９】
用いるフィラーとしては、如何なるものであってもよいが、本実施形態においては、シリコン酸窒化物で構成されるものが好適である。かかるフィラーを用いることにより、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂのそれぞれにおいて均一に分散することができ、フィラーを含有することによる効果がより好適に発揮される。
【００９０】
また、シリコン酸窒化物で構成されるフィラーは、その表面に疎水化処理を施したものが好ましい。これにより、フッ素化ポリエーテル系高分子との密着性が向上し、フィラーのカバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂからの脱落を好適に防止することができる。
【００９１】
この疎水化処理の方法としては、例えば、フィラーの表面に存在するシラノール基に疎水性の高い構造を結合させる方法、シラノール基を疎水性の高い構造と置換する方法等が挙げられる。
【００９２】
なお、フィラーの形状は、針状、葉状等であってもよいが、粒状であるのが好ましい。これにより、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂのそれぞれの中でのフィラーの分散性を高めることができる。
【００９３】
ヒータ７３は、例えばハロゲンランプなどが採用され、定着ローラ５１の円筒状のローラ８１の内側に挿入されている。このヒータ７３は、ローラ８１をこのローラ８１の内側から加熱することで、定着ローラ５１を加熱する。
【００９４】
温度検知器７５は、例えばサーミスタなどで構成され、定着ローラ５１の表面層８５の外周面の温度を検知する。なお、本実施形態の画像形成装置１は、温度検知器７５が検知した温度に基づいて、図示しない制御部がヒータ７３を制御して、表面層８５の外周面の温度が所定範囲内に保たれるように構成されている。
【００９５】
上記の構成を有する定着ローラ５１及び加圧ローラ５３は、図２（ｂ）に示すように、外周面同士が圧接していることによってニップ部Ｎが形成されている。そして、未定着のトナー像が形成された記録用紙Ｐは、ヒータ７３からの熱によって定着ローラ５１の温度が所定範囲に保たれている状態で、ニップ部Ｎに挟持されるとともに、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３によって送り出される。つまり、未定着のトナー像は、加圧及び加熱されることによって記録用紙Ｐに定着される。なお、ヒータ７３からの熱は、ローラ８１、弾性層８３及び表面層８５を介して、トナー像に伝えられる。
【００９６】
ここで、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３のそれぞれ製造方法について説明する。なお、定着ローラ５１の製造方法と、加圧ローラ５３の製造方法とは、同様の流れ及び工程を有している。従って、ここでは、説明の重複を避けるため、定着ローラ５１のみを説明する。
定着ローラ５１の製造方法は、カバー８６ａ及び８６ｂを形成する工程と、弾性層８３の材料を生成する工程と、定着ローラ５１を組み立てる工程とに大別される。
【００９７】
まず、カバー８６ａ及び８６ｂを形成する工程について説明する。
この工程では、まず、フッ素化ポリエーテル化合物、シリコン系化合物および触媒を溶媒に溶解して、カバー８６ａ及び８６ｂを形成するための液状（またはゲル状）組成物を調製する。
【００９８】
溶媒には、例えば、水、二硫化炭素、四塩化炭素等の無機溶媒や、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、３−ヘプタノン、４−ヘプタノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｉ−ブタノール、ｔ−ブタノール、３−メチル−１−ブタノール、１−ペンタノール、２−ペンタノール、ｎ−ヘキサノール、シクロヘキサノール、１−ヘプタノール、１−オクタノール、２−オクタノール、２−メトキシエタノール、アリルアルコール、フルフリルアルコール、フェノール等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、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）、２−メトキシエタノール等のエーテル系溶媒、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、メチルシクロヘキサン、オクタン、ジデカン、メチルシクロヘキセン、イソプレ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、エチルベンゼン、ナフタレ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、２−メチルピリジン、３−メチルピリジン、４−メチルピリジン、フルフリルアルコール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、トリクロロエチレン、クロロベンゼン等のハロゲン化合物系溶媒、アセチルアセトン、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、酢酸イソペンチル、クロロ酢酸エチル、クロロ酢酸ブチル、クロロ酢酸イソブチル、ギ酸エチル、ギ酸イソブチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、安息香酸エチル等のエステル系溶媒、トリメチルアミン、ヘキシルアミン、トリエチルアミン、アニリン等のアミン系溶媒、アクリロニトリル、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、ニトロメタン、ニトロエタン等のニトロ系溶媒、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、ペンタナール、アクリルアルデヒド等のアルデヒド系溶媒等の有機溶媒等を用いることができる。
【００９９】
また、触媒としては、例えば、白金、パラジウム等の白金族金属等を用いることができる。なお、必要に応じて、液状組成物中に、前述したようなフィラーを混合する。
【０１００】
そして、調整した液状組成物を、例えばＬＩＭ成形（Liquid Injection Molding）、ミラブル成形などの成形方法で成形して、カバー８６ａ及び８６ｂのそれぞれを形成する。
【０１０１】
なお、本実施形態では、液状組成物として、信越化学工業（株）製の「ＳＩＦＥＬ」を使用した。また、カバー８６ａ及び８６ｂのそれぞれを成形する方法として、ＬＩＭ成形を活用した。
【０１０２】
弾性層８３の材料を生成する工程では、液状の弾性材料（コンパウンド）に硬化剤を添加して、弾性層８３の材料を生成する。
【０１０３】
定着ローラ５１を組み立てる工程では、まず、図４（ａ）に示すように、カバー８６ａの内周側にローラ８１を挿入するとともに、カバー８６ａの内周面とローラ８１の外周面とを接着する。
【０１０４】
ここで、接着剤として、アルミナや酸化シリコンを主成分とするフィラーを混合したものを用いるのが好ましい。フィラーとしては、平均粒径が１〜２０μｍ程度の粒状のものが好ましい。このように、接着剤にフィラーを混合することで、フィラーによってガスの通路が遮られ、接着剤におけるガスバリア性を向上させることが可能となる。
【０１０５】
次いで、図４（ｂ）に示すように、管状の表面層８５の内周側に、カバー８６ａの外周面を挿入するとともに、表面層８５の内周面とカバー８６ａの外周面とを接着する。ここで、表面層８５の内周面には、カバー８６ａ及び８６ｂのそれぞれの外周面が対向する領域に、図５に示すように、無機物で構成される被接合層としての薄膜９５をスパッタリング技術などを活用して形成しておく。
【０１０６】
なお、表面層８５の内周面に薄膜９５を形成する際には、表面層８５の外周面８５ａに無機物が付着しないように、表面層８５の外周面８５ａをマスクしておく。また、薄膜９５を形成する領域は、カバー８６ａ及び８６ｂのそれぞれの外周面が対向する領域のみならず、表面層８５の内周面の全域であってもよい。
【０１０７】
そして、カバー８６ａの外周面と表面層８５の内周面とを接合するときに、薄膜９５を介して接合する。すなわち、カバー８６ａの外周面と薄膜９５との間に接着剤を介在させて、カバー８６ａ及び表面層８５を接着する。なお、図５において、構成をわかりやすく示すため、薄膜９５にハッチングを施して図示した。また、無機物としては、ガラス、シリコン酸化物、金属などの種々の材料を採用することができる。なお、本実施形態では、無機物として、金属の一種であるアルミニウムを採用した。
【０１０８】
次いで、図４（ｃ）に示すように、カバー８６ａ、ローラ８１及び表面層８５で囲まれる領域内に、弾性層８３の材料すなわち液状の弾性材料８３’を流し込む。
【０１０９】
次いで、図４（ｄ）に示すように、ローラ８１をカバー８６ｂの内周側にはめるとともに、カバー８６ｂの外周面を表面層８５の内周側に挿入して、カバー８６ｂの外周面と表面層８５の内周面とを接着する。すなわち、カバー８６ａ、ローラ８１及び表面層８５で囲まれる領域をカバー８６ｂで蓋をする。なお、カバー８６ｂと表面層８５とは、カバー８６ａの外周面と薄膜との間に接着剤を介在させて接着される。
【０１１０】
次いで、カバー８６ａ及び８６ｂで封止された弾性材料８３’を、加熱によって硬化させて、定着ローラ５１を完成させる。なお、加熱の方法としては、例えば、炉等による加熱や、電磁誘導を利用した加熱等が挙げられる。また、加熱温度は、弾性層８３の材料（本実施形態では液状型シリコーンゴム）の硬化温度以上、分解温度未満であればよく、具体的には、１５０〜２５０℃程度であるのが好ましく、１７０〜２３０℃程度であるのがより好ましい。また、加熱時間は、加熱温度に応じて若干異なるが、１〜１０時間程度であるのが好ましく、３〜５時間程度であるのがより好ましい。
【０１１１】
なお、本実施形態において、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂが封止部としての封止部材に対応し、感光ローラ３、帯電器５、露光装置７、現像装置９及び転写装置１１が、トナー像形成部に対応している。
【０１１２】
本実施形態の画像形成装置１では、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３のそれぞれのカバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂが、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３のそれぞれの組み立て工程とは個別に形成される。従って、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３のそれぞれの組み立て工程において、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂを、各表面層８５及び９１に接着しても、その接合部に応力や亀裂が発生することを防止できる。これにより、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂの厚みを容易に厚くすることができ、ガスバリア性の向上が図られる。
【０１１３】
なお、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂの形成段階で硬化にともなう収縮が発生しても、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂを、硬化の際の収縮量を見込んだ寸法で形成すればよい。
【０１１４】
また、本実施形態では、各カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂが、表面層８５及び９１の各内周面に形成された薄膜９５に接着剤で接合される。これにより、各カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂと、各表面層８５及び９１との間の接合強度を向上させることが可能となる。
【０１１５】
また、本実施形態では、種々の接着剤に対して耐性を有する無機物で薄膜９５を構成しているため、適用可能な接着剤の種類を拡大することができる。
【０１１６】
さらに、本実施形態では、薄膜９５を金属で構成しているため、表面層８５及び９１の弾力性が損なわれてしまうことを抑制しつつ、接着における接合強度を高く保つことが可能となる。
【０１１７】
また、本実施形態では、各カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂと、各表面層８５及び９１との間の接着剤に、アルミナや酸化シリコンを主成分とするフィラーを混合しているため、接着剤におけるガスバリア性の向上が図られる。
【０１１８】
また、本実施形態では、各カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂの外周面を、各表面層８５及び９１の内周面で覆っているため、各カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂの厚みを厚くするほど接合面積を大きくすることができる。これにより、接合強度の一層の向上が図られるとともに、ガスバリア性の一層の向上が図られる。
【０１１９】
なお、本実施形態では、定着ローラ５１を記録用紙Ｐの未定着のトナー像側に配設し、加圧ローラ５３を未定着のトナー像側とは反対側に配設するようにしたが、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３の配設位置は、これに限定されず、定着ローラ５１を記録用紙Ｐの未定着のトナー像側とは反対側に配設し、加圧ローラ５３を未定着のトナー像側に配設するようにしてもよい。
【０１２０】
また、本実施形態では、ヒータ７３を定着ローラ５１におけるローラ８１の内側のみに設けたが、ヒータ７３の数量はこれに限定されず、加圧ローラ５３側にも設けるようにしてもよい。この場合、加圧ローラ５３のローラ８７を、図６に示すように、円筒状に形成して、このローラ８７の内側にヒータ７３を配設した構成とすれば、未定着のトナー像を、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３の両方で加熱することが可能となり、トナー像を記録用紙Ｐに効率よく定着させることが可能となるとともに、暖機時間を短縮することが可能となる。
【０１２１】
また、本実施形態では、定着ローラ５１の製造方法において、カバー８６ａを底として、このカバー８６ａ、ローラ８１及び表面層８５で囲まれる領域内に液状の弾性材料８３’を流し込むようにしたが、これに限定されず、カバー８６ｂを底として、カバー８６ｂ、ローラ８１及び表面層８５で囲まれる領域内に液状の弾性材料８３’を流し込むようにしてもよい。
【０１２２】
また、本実施形態では、薄膜９５を表面層８５及び９１の内周面に形成するようにしたが、これに限定されず、各カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂの外周面に形成するようにしてもよい。さらに、薄膜９５の形成領域は、表面層８５及び９１の内周面と、各カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂの外周面との両方であってもよい。これにより、適用可能な接着剤の種類を一層拡大することができる。
【０１２３】
また、本実施形態では、弾性層８３及び弾性層８９としてシリコーンゴムを採用したが、それぞれの材料はこれに限定されず、他の材料であってもよい。
【０１２４】
また、本実施形態では、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４種類のトナーを用いた場合を例に説明したが、これに限定されず、これにライトシアン及びライトマゼンタを加えた６種類等、任意の種類のトナーを用いた構成とすることができる。
【０１２５】
また、記録媒体は記録用紙Ｐに限らず、トナーが付着して画像を形成できるものであれば、任意の記録媒体を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の実施形態の画像形成装置の構成を模式的に示す断面図。
【図２】本発明の実施形態の画像形成装置の定着装置の構成を説明する図。
【図３】本発明の実施形態の画像形成装置の定着装置の定着ローラ及び加圧ローラの構成を説明する断面図。
【図４】本発明の実施形態の画像形成装置の定着装置の定着ローラの製造方法を説明する図。
【図５】本発明の実施形態の画像形成装置の定着装置の定着ローラの表面層に形成される薄膜を説明する図。
【図６】本発明の実施形態の画像形成装置の定着装置の他の構成例を説明する図。
【符号の説明】
【０１２７】
１…画像形成装置、１３…定着装置、５１…定着ローラ、５３…加圧ローラ、８１，８７…ローラ、８３，８９…弾性層、８５，９１…表面層、８６ａ，８６ｂ，９２ａ，９２ｂ…カバー、９５…薄膜。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着ローラ、定着ローラの製造方法、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用するプリンタ、コピー、ファクシミリなどの画像形成装置は、露光、現像、転写、定着のプロセスにより、紙などの記録媒体上に、トナーからなる画像を形成する。こ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紙等の記録媒体に加熱および加圧することにより、前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着装置が備えられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる定着装置は、一般に、互いに圧接回転する円柱状または円筒状の定着ローラおよび加圧ローラと、この定着ローラを加熱するハロゲンヒータとを有している。前記定着ローラおよび前記加圧ローラの前記圧接により形成されたニップに、記録媒体を通紙することにより、前記記録媒体を加熱および加圧して、前記記録媒体上に形成されたトナー像を前記記録媒体に定着させる。
【０００４】
特許文献１において、加圧ローラは、芯金と、この芯金の周囲を覆うゴム製の弾性層と、この弾性層の周囲を覆う離型層とを有している。このような加圧ローラに設けられた弾性層は、その弾性により、ニップ幅を大きいものとして定着性を向上させる。
【０００５】
また、特許文献１では、弾性層と離型層とは加圧ローラの軸線方向で同等の長さとなっていて、弾性層の端面が外部に露出している。そのため、弾性層内に含まれる低分子量成分が外部へ漏れ出し、画像形成装置内で画像形成プロセスに悪影響を与える場合がある。例えば、弾性層がシリコーンゴムで構成されている場合、弾性層内の低分子量シロキサンが画像形成装置内へ漏れ出し、前述のような悪影響を生じさせるおそれがある。
【０００６】
このような問題に対し、低分子量成分をオゾンにより分解・除去する手段を設けた画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２１４４８１号公報
【特許文献２】特開２００４−２９４４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献２に記載された手段では、低分子量成分の種類等によっては、十分な除去性能が得られないおそれがある。また、画像形成装置に、新たに排気装置や反応装置等を備える必要があり、画像形成装置の大型化、高コスト化を招くという問題もある。
【０００９】
そこで、本出願人は、基部（ローラ）と、この基部の外周面を覆う弾性層と、弾性層の外周面を覆う離型層とを備えた定着ローラにおいて、弾性層の端部をカバー層で封止した構成を提案している（特願２００５−３８０４２６）。上記のカバー層は、カバー層を形成するための液状組成物を、基部と弾性層とチューブ状の離型層とで形成される凹部に充填してから、加熱して硬化させることによって形成される。
【００１０】
上記のカバー層を備えた定着ローラでは、弾性層が基部と離型層とカバー層とによって封止されるので、弾性層から低分子量成分が放出されるのを低く抑えることができる。そして、カバー層の厚みを厚くすることにより、低分子量成分の漏洩を一層低く抑えること、すなわちガスバリア性を向上させることができるようになると考えられる。
【００１１】
しかしながら、上述した方法で形成されるカバー層は、硬化する際に収縮をともなう。そして、硬化後の収縮量は、カバー層の厚みが厚くなるほど多くなる。つまり、カバー層の厚みを厚くすると、カバー層の硬化にともなう収縮量が多くなるため、カバー層の内部や、カバー層と離型層との間の接合部や、カバー層と弾性層との間の接合部などに応力や亀裂が発生しやすくなる。すなわち、上記のカバー層では、ガスバリア性を向上させることが困難であるという未解決の課題がある。
【００１２】
本発明は、この未解決の課題を解決するためになされたものであり、ガスバリア性を向上させやすくすることができる定着ローラ、定着ローラの製造方法、定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１の発明における定着ローラは、ローラと、該ローラの外周面に該外周面を囲むように設けられるとともに、弾性材料を含んで構成される弾性層と、該弾性層の外周面に該外周面を囲むように設けられる表面層と、前記弾性層の一端側及び他端側のそれぞれに設けられ、当該弾性層の端部を覆う封止部とを備え、前記封止部は、接着により前記表面層に接合されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明では、封止部が接着により表面層に接合されるため、封止部の厚みを容易に厚くすることができる。従って、定着ローラのガスバリア性を向上させやすくすることが可能となる。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明において、前記封止部と前記表面層とは、前記封止部及び前記表面層の少なくとも一方に形成され、接着強度を向上させる被接合層を介して接合されていることを特徴とする。
【００１６】
この発明では、封止部と表面層とが被接合層を介して接着されている。これにより、封止部と表面層との接合強度の向上が図られる。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明において、前記被接合層は、無機物で構成された無機薄膜であることを特徴とする。
【００１８】
この発明では、種々の接着剤に対して耐性を有する無機物で被接合層が構成されているため、適用可能な接着剤の種類を拡大することができる。
【００１９】
第４の発明は、第３の発明において、前記無機薄膜は、金属で構成されていることを特徴とする。
【００２０】
この発明では、無機薄膜が金属で構成されているため、表面層の柔軟性が損なわれてしまうことを低く抑えることが可能となる。
【００２１】
第５の発明は、第１乃至第４のいずれか一つの発明において、前記封止部は、該封止部の外周面が前記表面層の内周面に接合されていることを特徴とする。
【００２２】
この発明では、封止部の外周面が表面層の内周面に接合されているため、封止部の厚みを厚くするほど接合面積が大きくなる。これにより、封止部の厚みを容易に厚くすることができるとともに、接合強度の向上が図られる。
【００２３】
第６の発明における定着ローラの製造方法は、管状の表面層の内周面に金属薄膜を形成する工程と、リング状の第１封止部材及びリング状の第２封止部材を形成する工程と、前記第１封止部材の内周側にローラを挿入するとともに、前記第１封止部材及び前記ローラを接合する工程と、前記ローラに接合された前記第１封止部材の前記外周面を前記表面層の内周側に挿入するとともに、前記第１封止部材の前記外周面及び前記表面層の前記内周面を、前記金属薄膜を介して接着する工程と、前記第１封止部材を底として前記ローラ及び前記表面層間に、流動性を有する弾性材料を流し込む工程と、前記第２封止部材の外周面を前記表面層の内周側に挿入するとともに、前記第２封止部材の前記外周面及び前記表面層の前記内周面を前記金属薄膜を介して接着して、前記弾性材料に前記第２封止部材で蓋をする工程と、を有することを特徴とする。
【００２４】
この発明では、第１封止部材及び第２封止部材を、それぞれ単独で形成することができる。これにより、第１封止部材及び第２封止部材のそれぞれの厚みを、容易に変更することが可能となる。また、第１封止部材及び第２封止部材の各外周面を、表面層の内周面に金属薄膜を介して接着することにより、弾性材料を、ローラ及び表面層並びに第１封止部材及び第２封止部材で囲まれる領域内に封止することが可能となる。従って、ガスバリア性を向上させやすくすることができる定着ローラを製造することが可能となる。
【００２５】
第７の発明における定着装置は、第１乃至第５のいずれか一つの発明の定着ローラと、該定着ローラに当接する加圧ローラとを備え、前記定着ローラ及び前記加圧ローラは、外周面同士が当接した状態で回転可能に構成されているとともに、トナーが付着した記録媒体を前記外周面同士で挟持した状態で回転しながら、前記トナーを前記記録媒体に定着させるように構成されていることを特徴とする。
【００２６】
この発明では、定着装置は、ガスバリア性を向上することができる定着ローラと、この定着ローラに当接する加圧ローラとを備えているため、低分子量成分の発生が低く抑えられる。
【００２７】
第８の発明における画像形成装置は、記録媒体に、画像情報に基づいてトナーを付着させてトナー像を形成するトナー像形成部と、第７の発明の定着装置とを備えたことを特徴とする。
【００２８】
この発明では、低分子量成分の発生が低く抑えられた定着装置を備えているため、画像形成装置における低分子量成分の発生が低く抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
本実施形態の画像形成装置１は、図１に示すように、装置本体２と、感光ローラ３と、帯電器５と、露光装置７と、現像装置９と、転写装置１１と、定着装置１３と、給紙装置１５と、レジストローラ１７と、記録用紙Ｐを導く搬送路１９と、排出ローラ２１と、反転ローラ２３と、反転搬送路２５と、搬送ローラ２７とを備えている。この画像形成装置１は、露光・現像・転写・定着を含む一連したプロセスを経て記録用紙Ｐに画像を形成する所謂電子写真方式を採用している。
【００３０】
ここで、上記の各構成について説明する。
感光ローラ３は、外周面に感光体が設けられており、図示しない駆動手段によって図中の矢印方向に回転駆動される。帯電器５は、例えば、コロトロンなどのコロナ帯電器で構成され、感光ローラ３の外周面を一様に帯電させる。露光装置７は、図示しないパーソナルコンピュータなどのホストコンピュータから入力された画像情報に基づいて、感光ローラ３の外周面にレーザ光などを照射して、この感光ローラ３の外周面に静電的な潜像（以下、静電潜像と呼ぶ）を形成する。
【００３１】
現像装置９は、図１に示すように、４つの現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ及び３１Ｋを備えている。この現像装置９は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色のトナーを感光ローラ３の外周面に付着させて、静電潜像をトナー像として現像する。具体的には、現像器３１Ｙが、イエローのトナーを用いてイエローのトナー像を現像し、現像器３１Ｍが、マゼンタのトナーを用いてマゼンタのトナー像を現像し、現像器３１Ｃが、シアンのトナーを用いてシアンのトナー像を現像し、現像器３１Ｋが、ブラックのトナーを用いてブラックのトナー像を現像する。
【００３２】
各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ及び３１Ｋは、内部にそれぞれの色のトナーが収容されており、各色のトナーを感光ローラ３の外周面に付着させる現像ローラ３３を備えている。この現像ローラ３３は、感光ローラ３の外周面に当接しつつ回転可能に構成されており、現像ローラ３３の外周面に付着したトナーを感光ローラ３の外周面に転移させることで、トナーを感光ローラ３の外周面に付着させる。
【００３３】
各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ及び３１Ｋは、支持フレーム３５に支持されている。この支持フレーム３５は、軸３７を回転軸として回転可能に構成されており、図示しないモータで回転駆動される。そして、現像装置９は、イエローのトナー像を現像する際には、現像器３１Ｙの現像ローラ３３の外周面を感光ローラ３の外周面に当接させ、マゼンタのトナー像を現像する際には、現像器３１Ｍの現像ローラ３３の外周面を感光ローラ３の外周面に当接させ、シアンのトナー像を現像する際には、現像器３１Ｃの現像ローラ３３の外周面を感光ローラ３の外周面に当接させ、ブラックのトナー像を現像する際には、現像器３１Ｋの現像ローラ３３の外周面を感光ローラ３の外周面に当接させる。
【００３４】
転写装置１１は、図１に示すように、駆動ローラ４１と、従動ローラ４３と、転写ベルト４５と、一次転写ローラ４７と、二次転写ローラ４９とを備えている。転写ベルト４５は、駆動ローラ４１及び従動ローラ４３間に張設されている。一次転写ローラ４７は、転写ベルト４５の内側で、転写ベルト４５を挟んで感光ローラ３の外周面に対向して配設されている。つまり、転写ベルト４５は、感光ローラ３と一次転写ローラ４７とによって挟持されている。二次転写ローラ４９は、転写ベルト４５の外側で駆動ローラ４１の外周面に対向して配設されている。
【００３５】
転写ベルト４５は、駆動ローラ４１が駆動されることによって、図１で見て反時計方向（図中矢印方向）に回転駆動される。転写ベルト４５の外周面には、感光ローラ３の外周面に現像されたトナー像が転写される。そして、転写ベルト４５の外周面に転写されたトナー像は、転写ベルト４５の外周面と二次転写ローラ４９とによって挟持される記録用紙Ｐに転写される。つまり、この転写装置１１は、感光ローラ３から転写ベルト４５に転写されたトナー像を記録用紙Ｐに転写する。
【００３６】
定着装置１３は、図１に示すように、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３を備えている。この定着装置１３は、トナー像が転写された記録用紙Ｐを定着ローラ５１及び加圧ローラ５３間に挟持させつつ加熱して、トナー像をこの記録用紙Ｐに定着させる。
【００３７】
給紙装置１５は、図１に示すように、給紙トレイ５５と、ピックアップローラ５７とを備えている。給紙トレイ５５は、複数枚の記録用紙Ｐを収容することができ、且つ装置本体２に対して着脱可能に構成されている。ピックアップローラ５７は、給紙トレイ５５に収容されている記録用紙Ｐを１枚ずつ、搬送路１９を介して後述するレジストローラ１７に供給する。
【００３８】
レジストローラ１７は、図１に示すように、一対のローラ１７ａ及び１７ｂを備えており、記録用紙Ｐの搬送経路でピックアップローラ５７よりも下流側に配設されている。一対のローラ１７ａ及び１７ｂは、それぞれの外周面が記録用紙Ｐの第１面５９ａ及び第１面５９ａとは反対側の面である第２面５９ｂのそれぞれに当接した状態で、記録用紙Ｐを挟持しつつ、回転可能に構成されている。
【００３９】
レジストローラ１７は、ピックアップローラ５７から供給された記録用紙Ｐを、転写装置１１に供給する。ピックアップローラ５７は、記録用紙Ｐを、一対のローラ１７ａ及び１７ｂ間に突き当てるようにしてレジストローラ１７に供給する。このとき、記録用紙Ｐは、一対のローラ１７ａ及び１７ｂ間に突き当てられることによって、傾きが補正される。この傾きの補正は、スキュー補正と呼ばれる。そして、レジストローラ１７は、スキュー補正された記録用紙Ｐを、転写装置１１の転写ベルト４５と二次転写ローラ４９との間に供給する。
【００４０】
排出ローラ２１は、画像が形成された記録用紙Ｐを、画像形成装置１外に排出する。
反転ローラ２３は、定着装置１３を経て画像が形成された記録用紙Ｐを、後述の反転搬送路２５に引き込む。反転搬送路２５は、記録用紙Ｐの表裏を反転、すなわち第１面５９ａの向きと第２面５９ｂの向きとを反転させつつ、記録用紙Ｐをレジストローラ１７に導く。搬送ローラ２７は、反転搬送路２５の途中に配設されており、反転ローラ２３から送り渡された記録用紙Ｐを、レジストローラ１７に送り出す。
【００４１】
上記の構成を有する画像形成装置１における画像形成の流れを説明する。
まず、図示しないホストコンピュータからの指令により、感光ローラ３、各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ及び３１Ｋの現像ローラ３３、及び転写ベルト４５が回転を開始する。そして、感光ローラ３は、回転しながら、帯電器５により外周面が一様に帯電される。なお、このとき、各現像ローラ３３は、支持フレーム３５が軸３７を回転軸として回転駆動されて、各現像ローラ３３が感光ローラ３の外周面に接しないように退避している。
【００４２】
感光ローラ３の帯電された領域は、感光ローラ３の回転にともなって露光位置に至り、露光装置７によって、イエローの画像情報に応じた静電潜像が前記領域に形成される。
【００４３】
感光ローラ３の外周面に形成された静電潜像は、感光ローラ３の回転にともなって現像位置に至り、現像器３１Ｙによってイエローのトナーで現像される。このとき、現像装置９は、支持フレーム３５が軸３７を回転軸として回転駆動されて、現像器３１Ｙの現像ローラ３３が感光ローラ３の外周面に当接している。これにより、感光ローラ３の外周面にイエローのトナー像が現像される。
【００４４】
感光ローラ３上に形成されたイエローのトナー像は、感光ローラ３の回転にともなって一次転写位置（すなわち、感光ローラ３と一次転写ローラ４７との対向部）に至り、一次転写ローラ４７によって、転写ベルト４５に転写（一次転写）される。このとき、一次転写ローラ４７には、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧（一次転写バイアス）が印加される。なお、この間、二次転写ローラ４９は、転写ベルト４５から離間している。
【００４５】
上述の処理と同様の処理が、マゼンタ、シアン及びブラックの各色について繰り返して行われる。これにより、各色の画像情報に対応した各色のトナー像が、転写ベルト４５に重なり合って転写される。すなわち、転写ベルト４５の外周面にはフルカラーのトナー像が形成される。
【００４６】
一方、記録用紙Ｐは、給紙トレイ５５から、ピックアップローラ５７及びレジストローラ１７によって、転写ベルト４５の外周面と二次転写ローラ４９との間に供給される。このとき、記録用紙Ｐは、第１面５９ａが転写ベルト４５の外周面に当接する向きで、転写ベルト４５の外周面と二次転写ローラ４９との間に供給される。
【００４７】
転写ベルト４５の外周面に形成されたフルカラーのトナー像は、転写ベルト４５の回転にともなって二次転写位置（すなわち、二次転写ローラ４９と駆動ローラ４１との対向部）に至り、二次転写ローラ４９によって記録用紙Ｐに転写（二次転写）される。このとき、二次転写ローラ４９は転写ベルト４５に押圧されるとともに二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。
【００４８】
記録用紙Ｐに転写されたフルカラーのトナー像は、定着装置１３によって加熱および加圧されて記録用紙Ｐに融着される。その後、記録用紙Ｐは、排出ローラ２１によって画像形成装置１の外部へ排出される。
【００４９】
一方、感光ローラ３は、各トナー像が一次転写位置を経過した後に、図示しないクリーニング装置によって、その外周面に付着しているトナーがクリーニングされ、次の静電潜像を形成するための帯電に備える。また、転写ベルト４５は、トナー像が二次転写位置を経過した後に、図示しないクリーニング装置によって、その外周面に付着しているトナーがクリーニングされ、新たな一次転写及び二次転写に備える。
【００５０】
記録用紙Ｐの第１面５９ａ及び第２面５９ｂの両面に画像を形成する場合には、記録用紙Ｐを、反転搬送路２５を介して反転させてから、レジストローラ１７に供給する。すなわち、定着装置１３を経て第１面５９ａに画像が形成された記録用紙Ｐは、排出ローラ２１によって後端側から反転ローラ２３に供給される。
【００５１】
そして、この記録用紙Ｐは、反転ローラ２３及び搬送ローラ２７の駆動によって、反転搬送路２５をレジストローラ１７に向かって搬送される。つまり、反転搬送路２５を搬送される記録用紙Ｐは、後端側からレジストローラ１７に供給される。これにより、記録用紙Ｐは、第２面５９ｂが転写ベルト４５の外周面に当接する向きで、転写ベルト４５の外周面と二次転写ローラ４９との間に供給される。
【００５２】
ここで、定着装置１３の構成について、詳細を説明する。
定着装置１３は、構成を模式的に示す断面図である図２（ａ）に示すように、前述した定着ローラ５１及び加圧ローラ５３がハウジング７１内に配設されている。さらに、この定着装置１３は、定着ローラ５１を加熱するヒータ７３と、定着ローラ５１の温度を検知する温度検知器７５と、定着ローラ５１から記録用紙Ｐを分離する分離部材７７とを備えている。
【００５３】
定着ローラ５１は、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３の拡大図である図２（ｂ）に示すように、円筒状のローラ８１と、ローラ８１の外周面を囲む弾性層８３と、弾性層８３の外周面を囲む表面層８５とを備えている。
加圧ローラ５３は、円柱状のローラ８７と、ローラ８７の外周面を囲む弾性層８９と、弾性層８９の外周面を囲む表面層９１とを備えている。
【００５４】
また、定着ローラ５１は、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３の図２（ａ）中のＡ−Ａ断面図である図３に示すように、弾性層８３をローラ８１の軸線方向に挟む一対のカバー８６ａ及び８６ｂを備えている。加圧ローラ５３は、弾性層８９をローラ８７の軸線方向に挟む一対のカバー９２ａ及び９２ｂを備えている。
【００５５】
ローラ８１及びローラ８７は、それぞれ、例えば金属などの熱伝導率が良好な材料で構成されており、両端が図示しない軸受けを介して、図示しない筐体に回転自在に支持されている。
【００５６】
弾性層８３及び弾性層８９としては、それぞれ例えば、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、シリコーンゴム、フッ素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などの材料を採用することができ、これらのうちの２種類以上を混合した材料を採用することもできる。これらの中でも、弾性層８３及び弾性層８９の構成材料としては、例えば、シリコーンゴム、ＥＰＤＭ、フッ素ゴムなどを好適に用いることができ、シリコーンゴムが特に好ましい。
【００５７】
シリコーンゴムは、主鎖が−（Ｓｉ−Ｏ）−で表されるシロキサン結合で構成されている有機ケイ素ポリマーである。この主鎖のＳｉ原子には、種々の側鎖が結合しており、この側鎖の構造に応じて、シリコーンゴムの種類が分類されている。
【００５８】
シリコーンゴムの種類としては、例えば、側鎖が全てメチル基であるジメチルシリコーンゴム（ＭＱ）、ジメチルシリコーンゴムのメチル基の一部をビニル基で置換したビニルメチルシリコーンゴム（ＶＭＱ）、ジメチルシリコーンゴムのメチル基の一部をフェニル基で置換したフェニルメチルシリコーンゴム（ＰＭＱ）、ビニルメチルシリコーンゴムのメチル基の一部をフェニル基で置換したフェニルビニルメチルシリコーンゴム（ＰＶＭＱ）、ビニルメチルシリコーンゴムのメチル基の一部をフルオロアルキル基で置換したフルオロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）等が挙げられる。
【００５９】
また、シリコーンゴムは、その重合度によっても種類が分類され、ミラブル型と液状型とに大別される。一般的に、重合度１００〜２０００程度のものが液状型シリコーンゴムに分類され、重合度３０００〜１００００程度のものがミラブル型シリコーンゴムに分類されている。
【００６０】
液状型シリコーンゴムは、硬化する前には、液状またはゲル状をなしているが、硬化剤を添加したり、吸湿したりすることにより、硬化するものである。ミラブル型シリコーンゴムは、硬化する前は、ペースト状（コンパウンド）の形態をなしているが、加硫剤を添加し、加熱することにより硬化するものである。
【００６１】
表面層８５及び表面層９１は、それぞれ、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３のそれぞれから記録用紙Ｐを剥離しやすくする機能を有している。また、表面層８５及び表面層９１は、弾性層８３及び弾性層８９の構成材料から発生するガスを遮断するガスバリア性を有している。これらの表面層８５及び表面層９１の厚さは、それぞれ、１０〜８０μｍであるのが好ましく、３０〜４０μｍであるのがより好ましい。これにより、表面層８５及び表面層９１に必要な強度とガスバリア性とを保ちつつ、弾性層８３及び弾性層８９の弾性を十分に発揮させることができる。
【００６２】
これらの表面層８５及び表面層９１としては、それぞれ例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）のようなフッ素系樹脂、シリコン系樹脂、オレフィン系樹脂等を採用することができるが、フッ素系樹脂を主材料として構成されるのが好ましい。フッ素系樹脂は、フッ素原子に起因する特有の滑り性を有するため、記録用紙Ｐの剥離性に優れているためである。
【００６３】
また、表面層８５及び表面層９１は、それぞれ、弾性層８３及び弾性層８９の各外周面に接合してなるチューブ状（管状）部材であるのが好ましい。これにより、表面層８５及び表面層９１の耐久性を優れたものとし、長期使用により表面層８５及び表面層９１が損傷して定着ローラ５１及び加圧ローラ５３の外周面から低分子量成分が漏れ出すのを防止することができる。
【００６４】
一対のカバー８６ａ及び８６ｂは、それぞれリング状の形態を有し、内周側にローラ８１の外周が挿入されている。カバー８６ａ及び８６ｂの外周面は、表面層８５の内周面に覆われている。すなわち、表面層８５の内周側に、カバー８６ａ及び８６ｂの外周が挿入されている。そして、ローラ８１、表面層８５、カバー８６ａ及び８６ｂによって囲まれる領域内に弾性層８３が形成されている。換言すれば、弾性層８３は、ローラ８１、表面層８５、カバー８６ａ及び８６ｂによって封止されている。
【００６５】
また、一対のカバー９２ａ及び９２ｂも同様の構成を有している。すなわち、一対のカバー９２ａ及び９２ｂは、それぞれリング状の形態を有し、内周側にローラ８７の外周が挿入されており、外周側が表面層９１の内周側に挿入されている。これにより、加圧ローラ５３の弾性層８９は、ローラ８７、表面層９１、カバー９２ａ及び９２ｂによって封止されている。
【００６６】
これらのカバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂは、フッ素化ポリエーテル系高分子を含有する材料で構成されている。このようなフッ素化ポリエーテル系高分子は、フッ素原子が特有の性質（親和性が低い）を有しているため、弾性材料から発生する低分子量成分（ガス）を実質的に遮断するガスバリア性に優れる。このため、カバー８６ａ及び８６ｂを備える定着ローラ５１、並びにカバー９２ａ及び９２ｂを備える加圧ローラ５３は、弾性層８３及び弾性層８９のそれぞれから発生したガスが外部に放出されるのを確実に防止し得るものとなる。
【００６７】
フッ素化ポリエーテル系高分子には、フッ素化アルキルエーテル構造と複数のアルケニル基とを有するフッ素化ポリエーテル化合物と、複数のＳｉＨ結合を有するシリコン系化合物とを反応させて得られた高分子が好適に用いられる。このようにして得られるフッ素化ポリエーテル系高分子の末端には、アルケニル基が存在することになるため、弾性層８３及び弾性層８９をシリコーンゴムを主材料として構成する場合、例えば、このシリコーンゴムとフッ素化ポリエーテル系高分子とを反応させることにより、弾性層８３とカバー８６ａ及び８６ｂとの間、及び弾性層８９とカバー９２ａ及び９２ｂとの間のさらなる密着性の向上を図ることができる。
【００６８】
以下、フッ素化ポリエーテル化合物およびシリコン系化合物について、それぞれ詳述する。
フッ素化ポリエーテル化合物は、フッ素化アルキルエーテル構造（主鎖）と複数のアルケニル基とを有する化合物である。フッ素化アルキルエーテル構造としては、各種の構造が挙げられるが、下記一般式（Ｉ）で表される構造が好適である。
【００６９】
−（ＣＦ（ＣＦ3））a（ＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3））b（Ｏ）c（ＣＦ2）dＯ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）e（ＣＦ（ＣＦ3））f− ・・・（Ｉ）
ただし、式（Ｉ）中、ａ、ｃおよびｆは、それぞれ０または１、ｂおよびｅは、それぞれ０〜２００の整数、ｄは、２〜６の整数を表す。
【００７０】
各種の構造の具体例としては、例えば、−ＣＦ2Ｏ−、−ＣＦ2ＣＦ2Ｏ−、−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2Ｏ−、−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2Ｏ−、−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2Ｏ−、−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2Ｏ−、−ＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）Ｏ−、−ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）Ｏ−、−Ｃ（ＣＦ3）2Ｏ−、−ＣＦ（ＣＦ3）（ＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3））bＯＣＦ2ＣＦ2Ｏ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）eＣＦ（ＣＦ3）−等が挙げられる。
【００７１】
これらの中でも、フッ素化アルキルエーテル構造は、ＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）Ｏの構造を含むもの、すなわち分枝状をなしているものが好ましい。かかる構造を含むフッ素化ポリエーテル化合物から得られるフッ素化ポリエーテル系高分子は、そのガスバリア性がより高いものとなる。
【００７２】
また、フッ素化アルキルエーテル構造の総酸素原子数は、１〜４５０程度であるのが好ましく、５〜３００程度であるのがより好ましい。このような総酸素原子数のフッ素化アルキルエーテル構造を有するフッ素化ポリエーテル化合物は、その分子量が適度なものとなる。その結果、カバー８６ａ及び８６ｂを形成する際に用いる組成物の粘度が適度なものとなり、その取り扱いが容易となる。
【００７３】
アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、１−プロペニル基、イソプロペニル基、２−ブテニル基、１，３−ブタジエニル基、２−ペンテニル基、２−ヘキセニル基、シクロプロペニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられるが、中でも、ビニル基またはアリル基が好ましい。これらのアルケニル基は、ヒドロシリル基との反応性が特に高いことから好ましい。
なお、アルケニル基は、主鎖のフッ素化アルキルエーテル構造に直接結合していてもよいが、各種二価の連結基を介して結合していてもよい。
【００７４】
かかる二価の連結基としては、例えば、−ＣＨ2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＣＨ2ＮＨＣＯ−、−ＣＨ2Ｎ（ＣＨ3）ＣＯ−、−ＣＨ2Ｎ（Ｃ6Ｈ5）ＣＯ−、−ＣＨ2Ｎ（ＣＨ2ＣＨＣＨ2）ＣＯ−、−Ｓｉ（ＣＨ3）2（Ｃ6Ｈ4）ＮＨＣＯ−、−Ｓｉ（ＣＨ3）2（Ｃ6Ｈ4）Ｎ（ＣＨ3）ＣＯ−、−Ｓｉ（ＣＨ3）2（Ｃ6Ｈ4）Ｎ（Ｃ6Ｈ5）ＣＯ−、−Ｓｉ（ＣＨ3）2（Ｃ6Ｈ4）Ｎ（ＣＨ2ＣＨＣＨ2）ＣＯ−等が挙げられる。このうち、ベンゼン環を含めば、得られるフッ素化ポリエーテル系高分子の耐熱性の向上を図り得ることから好ましい。
【００７５】
さらに、以上のようなフッ素化ポリエーテル化合物は、必要に応じて、これをモノマーとして、重合化剤（架橋剤）により、予めオリゴマー化（またはプレポリマー化）して用いるようにしてもよい。この重合化度（分子量）を設定することにより、カバー８６ａ及び８６ｂを形成する際に用いる組成物の粘度の調製を行うことができる。
【００７６】
かかる重合化剤としては、例えば、ヒドロシリル基を２つ有する化合物、ビニル基（アクリロイル基）を２つ有する化合物、エポキシ基を２つ有する化合物等が挙げられる。
【００７７】
用いるフッ素化ポリエーテル化合物（または重合体）としては、その重量平均分子量が４００〜１０００００程度であるのが好ましく、１０００〜５００００程度であるのがより好ましい。
【００７８】
シリコン系化合物は、複数のＳｉＨ結合（ヒドロシリル基）を有する化合物である。
このシリコン系化合物は、ＳｉＨ結合を２つ有していればよいが、３つ以上有するものが好ましい。これにより、前記フッ素化ポリエーテル化合物とシリコン系化合物とを反応させると、得られるフッ素化ポリエーテル系高分子は、３次元的な網目構造を形成するようになり、結果として、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂの機械的強度がより向上する。
【００７９】
また、このシリコン系化合物としては、フッ素化ポリエーテル化合物との相溶性（親和性）の高い化合物が好ましい。かかるシリコン系化合物を用いることにより、カバー８６ａ及び８６ｂを形成する際に用いる組成物中において、シリコン系化合物とフッ素化ポリエーテル化合物とを均一に混合することができる。このため、カバー８６ａ及び８６ｂの各部において、これらの化合物を均一に反応させることができ、その結果、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂの各部において機械的強度にバラツキが生じるのを好適に防止することができる。
【００８０】
フッ素化ポリエーテル化合物との相溶性を向上させる観点からは、シリコン系化合物は、少なくとも１つの水素原子がフッ素原子で置換された炭化水素構造を有するのが好ましい。これにより、シリコン系化合物とフッ素化ポリエーテル化合物との相溶性を極めて高いものとすることができる。
【００８１】
さらに、シリコン系化合物は、少なくとも１つのエーテル結合を有するものが好ましい。フッ素化ポリエーテル化合物は、フッ素原子とエーテル結合とを有することにより、分極し易い構造となっているが、シリコン系化合物もフッ素原子を含み、さらにエーテル結合を有することにより、分極し易い構造となる。その結果、電気的な相互作用の観点からも、これらの相溶性を向上させることができるようになる。
【００８２】
このようなシリコン系化合物としては、例えば、一価のフッ素化アルキル基にシリコン原子が結合した化合物、一価のフッ素化オキシアルキル基にシリコン原子が結合した化合物、二価のフッ素化アルキレン基にシリコン原子が結合した化合物、二価のフッ素化オキシアルキレン基にシリコン原子が結合した化合物等が挙げられる。
【００８３】
なお、これらのフッ素化アルキル基、フッ素化オキシアルキル基、フッ素化アルキレン基、フッ素化オキシアルキレン基に、シリコン原子は、直接結合していてもよいが、各種二価の連結基を介して結合していてもよい。
かかる二価の連結基としては、例えば、アルキレン基、アリーレン基またはこれらの組み合わせの他、エーテル結合、アミド結合、カルボニル結合等が挙げられる。
【００８４】
また、シリコン原子には、水素原子以外に、例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基またはこれらの置換体等の置換基が結合していてもよい。なお、置換基の炭素数は、１〜２０程度であるのが好ましい。
【００８５】
このようなシリコン系化合物は、その総炭素原子数が１〜３００程度であるのが好ましく、５〜２００程度であるのがより好ましい。これにより、シリコン系化合物のフッ素化ポリエーテル化合物との相溶性を十分に高いものとすることができる。
【００８６】
カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂにおいて、フッ素化ポリエーテル系高分子の含有量は、６０ｗｔ％以上であるのが好ましく、７５ｗｔ％以上であるのがより好ましい。これにより、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂのガスバリア性をより向上させることができる。
【００８７】
なお、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂは、その他の成分を含有してもよい。
かかる成分としては、例えば、１−エチル−１−ヒドロキシシクロヘキサン、３−メチル−１−ブチンー３−オール、３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール、３−メチル−１−ペンチン−３−オール、フェニルブチノール等のアセチレンアルコール、３−メチル−３−ペンテン−１−イン、３，５−ジメチル−３−ヘキセン−１−イン等のヒドロシリル化反応触媒の制御剤、アルコキシ基、エポキシ基、ヒドロシリル基等を有するオルガノシロキサン等の接着性付与剤、酸化鉄、酸化セリウム、カーボンブラック等の顔料、着色剤、染料、酸化防止剤等が挙げられる。
【００８８】
カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂにフィラーを含有することにより、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂの機械的強度をより向上させることができる。
【００８９】
用いるフィラーとしては、如何なるものであってもよいが、本実施形態においては、シリコン酸窒化物で構成されるものが好適である。かかるフィラーを用いることにより、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂのそれぞれにおいて均一に分散することができ、フィラーを含有することによる効果がより好適に発揮される。
【００９０】
また、シリコン酸窒化物で構成されるフィラーは、その表面に疎水化処理を施したものが好ましい。これにより、フッ素化ポリエーテル系高分子との密着性が向上し、フィラーのカバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂからの脱落を好適に防止することができる。
【００９１】
この疎水化処理の方法としては、例えば、フィラーの表面に存在するシラノール基に疎水性の高い構造を結合させる方法、シラノール基を疎水性の高い構造と置換する方法等が挙げられる。
【００９２】
なお、フィラーの形状は、針状、葉状等であってもよいが、粒状であるのが好ましい。これにより、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂのそれぞれの中でのフィラーの分散性を高めることができる。
【００９３】
ヒータ７３は、例えばハロゲンランプなどが採用され、定着ローラ５１の円筒状のローラ８１の内側に挿入されている。このヒータ７３は、ローラ８１をこのローラ８１の内側から加熱することで、定着ローラ５１を加熱する。
【００９４】
温度検知器７５は、例えばサーミスタなどで構成され、定着ローラ５１の表面層８５の外周面の温度を検知する。なお、本実施形態の画像形成装置１は、温度検知器７５が検知した温度に基づいて、図示しない制御部がヒータ７３を制御して、表面層８５の外周面の温度が所定範囲内に保たれるように構成されている。
【００９５】
上記の構成を有する定着ローラ５１及び加圧ローラ５３は、図２（ｂ）に示すように、外周面同士が圧接していることによってニップ部Ｎが形成されている。そして、未定着のトナー像が形成された記録用紙Ｐは、ヒータ７３からの熱によって定着ローラ５１の温度が所定範囲に保たれている状態で、ニップ部Ｎに挟持されるとともに、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３によって送り出される。つまり、未定着のトナー像は、加圧及び加熱されることによって記録用紙Ｐに定着される。なお、ヒータ７３からの熱は、ローラ８１、弾性層８３及び表面層８５を介して、トナー像に伝えられる。
【００９６】
ここで、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３のそれぞれ製造方法について説明する。なお、定着ローラ５１の製造方法と、加圧ローラ５３の製造方法とは、同様の流れ及び工程を有している。従って、ここでは、説明の重複を避けるため、定着ローラ５１のみを説明する。
定着ローラ５１の製造方法は、カバー８６ａ及び８６ｂを形成する工程と、弾性層８３の材料を生成する工程と、定着ローラ５１を組み立てる工程とに大別される。
【００９７】
まず、カバー８６ａ及び８６ｂを形成する工程について説明する。
この工程では、まず、フッ素化ポリエーテル化合物、シリコン系化合物および触媒を溶媒に溶解して、カバー８６ａ及び８６ｂを形成するための液状（またはゲル状）組成物を調製する。
【００９８】
溶媒には、例えば、水、二硫化炭素、四塩化炭素等の無機溶媒や、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、３−ヘプタノン、４−ヘプタノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｉ−ブタノール、ｔ−ブタノール、３−メチル−１−ブタノール、１−ペンタノール、２−ペンタノール、ｎ−ヘキサノール、シクロヘキサノール、１−ヘプタノール、１−オクタノール、２−オクタノール、２−メトキシエタノール、アリルアルコール、フルフリルアルコール、フェノール等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、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）、２−メトキシエタノール等のエーテル系溶媒、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、メチルシクロヘキサン、オクタン、ジデカン、メチルシクロヘキセン、イソプレ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、エチルベンゼン、ナフタレ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、２−メチルピリジン、３−メチルピリジン、４−メチルピリジン、フルフリルアルコール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、トリクロロエチレン、クロロベンゼン等のハロゲン化合物系溶媒、アセチルアセトン、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、酢酸イソペンチル、クロロ酢酸エチル、クロロ酢酸ブチル、クロロ酢酸イソブチル、ギ酸エチル、ギ酸イソブチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、安息香酸エチル等のエステル系溶媒、トリメチルアミン、ヘキシルアミン、トリエチルアミン、アニリン等のアミン系溶媒、アクリロニトリル、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、ニトロメタン、ニトロエタン等のニトロ系溶媒、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、ペンタナール、アクリルアルデヒド等のアルデヒド系溶媒等の有機溶媒等を用いることができる。
【００９９】
また、触媒としては、例えば、白金、パラジウム等の白金族金属等を用いることができる。なお、必要に応じて、液状組成物中に、前述したようなフィラーを混合する。
【０１００】
そして、調整した液状組成物を、例えばＬＩＭ成形（Liquid Injection Molding）、ミラブル成形などの成形方法で成形して、カバー８６ａ及び８６ｂのそれぞれを形成する。
【０１０１】
なお、本実施形態では、液状組成物として、信越化学工業（株）製の「ＳＩＦＥＬ」を使用した。また、カバー８６ａ及び８６ｂのそれぞれを成形する方法として、ＬＩＭ成形を活用した。
【０１０２】
弾性層８３の材料を生成する工程では、液状の弾性材料（コンパウンド）に硬化剤を添加して、弾性層８３の材料を生成する。
【０１０３】
定着ローラ５１を組み立てる工程では、まず、図４（ａ）に示すように、カバー８６ａの内周側にローラ８１を挿入するとともに、カバー８６ａの内周面とローラ８１の外周面とを接着する。
【０１０４】
ここで、接着剤として、アルミナや酸化シリコンを主成分とするフィラーを混合したものを用いるのが好ましい。フィラーとしては、平均粒径が１〜２０μｍ程度の粒状のものが好ましい。このように、接着剤にフィラーを混合することで、フィラーによってガスの通路が遮られ、接着剤におけるガスバリア性を向上させることが可能となる。
【０１０５】
次いで、図４（ｂ）に示すように、管状の表面層８５の内周側に、カバー８６ａの外周面を挿入するとともに、表面層８５の内周面とカバー８６ａの外周面とを接着する。ここで、表面層８５の内周面には、カバー８６ａ及び８６ｂのそれぞれの外周面が対向する領域に、図５に示すように、無機物で構成される被接合層としての薄膜９５をスパッタリング技術などを活用して形成しておく。
【０１０６】
なお、表面層８５の内周面に薄膜９５を形成する際には、表面層８５の外周面８５ａに無機物が付着しないように、表面層８５の外周面８５ａをマスクしておく。また、薄膜９５を形成する領域は、カバー８６ａ及び８６ｂのそれぞれの外周面が対向する領域のみならず、表面層８５の内周面の全域であってもよい。
【０１０７】
そして、カバー８６ａの外周面と表面層８５の内周面とを接合するときに、薄膜９５を介して接合する。すなわち、カバー８６ａの外周面と薄膜９５との間に接着剤を介在させて、カバー８６ａ及び表面層８５を接着する。なお、図５において、構成をわかりやすく示すため、薄膜９５にハッチングを施して図示した。また、無機物としては、ガラス、シリコン酸化物、金属などの種々の材料を採用することができる。なお、本実施形態では、無機物として、金属の一種であるアルミニウムを採用した。
【０１０８】
次いで、図４（ｃ）に示すように、カバー８６ａ、ローラ８１及び表面層８５で囲まれる領域内に、弾性層８３の材料すなわち液状の弾性材料８３’を流し込む。
【０１０９】
次いで、図４（ｄ）に示すように、ローラ８１をカバー８６ｂの内周側にはめるとともに、カバー８６ｂの外周面を表面層８５の内周側に挿入して、カバー８６ｂの外周面と表面層８５の内周面とを接着する。すなわち、カバー８６ａ、ローラ８１及び表面層８５で囲まれる領域をカバー８６ｂで蓋をする。なお、カバー８６ｂと表面層８５とは、カバー８６ａの外周面と薄膜との間に接着剤を介在させて接着される。
【０１１０】
次いで、カバー８６ａ及び８６ｂで封止された弾性材料８３’を、加熱によって硬化させて、定着ローラ５１を完成させる。なお、加熱の方法としては、例えば、炉等による加熱や、電磁誘導を利用した加熱等が挙げられる。また、加熱温度は、弾性層８３の材料（本実施形態では液状型シリコーンゴム）の硬化温度以上、分解温度未満であればよく、具体的には、１５０〜２５０℃程度であるのが好ましく、１７０〜２３０℃程度であるのがより好ましい。また、加熱時間は、加熱温度に応じて若干異なるが、１〜１０時間程度であるのが好ましく、３〜５時間程度であるのがより好ましい。
【０１１１】
なお、本実施形態において、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂが封止部としての封止部材に対応し、感光ローラ３、帯電器５、露光装置７、現像装置９及び転写装置１１が、トナー像形成部に対応している。
【０１１２】
本実施形態の画像形成装置１では、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３のそれぞれのカバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂが、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３のそれぞれの組み立て工程とは個別に形成される。従って、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３のそれぞれの組み立て工程において、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂを、各表面層８５及び９１に接着しても、その接合部に応力や亀裂が発生することを防止できる。これにより、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂの厚みを容易に厚くすることができ、ガスバリア性の向上が図られる。
【０１１３】
なお、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂの形成段階で硬化にともなう収縮が発生しても、カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂを、硬化の際の収縮量を見込んだ寸法で形成すればよい。
【０１１４】
また、本実施形態では、各カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂが、表面層８５及び９１の各内周面に形成された薄膜９５に接着剤で接合される。これにより、各カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂと、各表面層８５及び９１との間の接合強度を向上させることが可能となる。
【０１１５】
また、本実施形態では、種々の接着剤に対して耐性を有する無機物で薄膜９５を構成しているため、適用可能な接着剤の種類を拡大することができる。
【０１１６】
さらに、本実施形態では、薄膜９５を金属で構成しているため、表面層８５及び９１の弾力性が損なわれてしまうことを抑制しつつ、接着における接合強度を高く保つことが可能となる。
【０１１７】
また、本実施形態では、各カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂと、各表面層８５及び９１との間の接着剤に、アルミナや酸化シリコンを主成分とするフィラーを混合しているため、接着剤におけるガスバリア性の向上が図られる。
【０１１８】
また、本実施形態では、各カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂの外周面を、各表面層８５及び９１の内周面で覆っているため、各カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂの厚みを厚くするほど接合面積を大きくすることができる。これにより、接合強度の一層の向上が図られるとともに、ガスバリア性の一層の向上が図られる。
【０１１９】
なお、本実施形態では、定着ローラ５１を記録用紙Ｐの未定着のトナー像側に配設し、加圧ローラ５３を未定着のトナー像側とは反対側に配設するようにしたが、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３の配設位置は、これに限定されず、定着ローラ５１を記録用紙Ｐの未定着のトナー像側とは反対側に配設し、加圧ローラ５３を未定着のトナー像側に配設するようにしてもよい。
【０１２０】
また、本実施形態では、ヒータ７３を定着ローラ５１におけるローラ８１の内側のみに設けたが、ヒータ７３の数量はこれに限定されず、加圧ローラ５３側にも設けるようにしてもよい。この場合、加圧ローラ５３のローラ８７を、図６に示すように、円筒状に形成して、このローラ８７の内側にヒータ７３を配設した構成とすれば、未定着のトナー像を、定着ローラ５１及び加圧ローラ５３の両方で加熱することが可能となり、トナー像を記録用紙Ｐに効率よく定着させることが可能となるとともに、暖機時間を短縮することが可能となる。
【０１２１】
また、本実施形態では、定着ローラ５１の製造方法において、カバー８６ａを底として、このカバー８６ａ、ローラ８１及び表面層８５で囲まれる領域内に液状の弾性材料８３’を流し込むようにしたが、これに限定されず、カバー８６ｂを底として、カバー８６ｂ、ローラ８１及び表面層８５で囲まれる領域内に液状の弾性材料８３’を流し込むようにしてもよい。
【０１２２】
また、本実施形態では、薄膜９５を表面層８５及び９１の内周面に形成するようにしたが、これに限定されず、各カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂの外周面に形成するようにしてもよい。さらに、薄膜９５の形成領域は、表面層８５及び９１の内周面と、各カバー８６ａ及び８６ｂ並びにカバー９２ａ及び９２ｂの外周面との両方であってもよい。これにより、適用可能な接着剤の種類を一層拡大することができる。
【０１２３】
また、本実施形態では、弾性層８３及び弾性層８９としてシリコーンゴムを採用したが、それぞれの材料はこれに限定されず、他の材料であってもよい。
【０１２４】
また、本実施形態では、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４種類のトナーを用いた場合を例に説明したが、これに限定されず、これにライトシアン及びライトマゼンタを加えた６種類等、任意の種類のトナーを用いた構成とすることができる。
【０１２５】
また、記録媒体は記録用紙Ｐに限らず、トナーが付着して画像を形成できるものであれば、任意の記録媒体を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の実施形態の画像形成装置の構成を模式的に示す断面図。
【図２】本発明の実施形態の画像形成装置の定着装置の構成を説明する図。
【図３】本発明の実施形態の画像形成装置の定着装置の定着ローラ及び加圧ローラの構成を説明する断面図。
【図４】本発明の実施形態の画像形成装置の定着装置の定着ローラの製造方法を説明する図。
【図５】本発明の実施形態の画像形成装置の定着装置の定着ローラの表面層に形成される薄膜を説明する図。
【図６】本発明の実施形態の画像形成装置の定着装置の他の構成例を説明する図。
【符号の説明】
【０１２７】
１…画像形成装置、１３…定着装置、５１…定着ローラ、５３…加圧ローラ、８１，８７…ローラ、８３，８９…弾性層、８５，９１…表面層、８６ａ，８６ｂ，９２ａ，９２ｂ…カバー、９５…薄膜。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラと、該ローラの外周面に該外周面を囲むように設けられるとともに、弾性材料を含んで構成される弾性層と、該弾性層の外周面に該外周面を囲むように設けられる表面層と、前記弾性層の一端側及び他端側のそれぞれに設けられ、当該弾性層の端部を覆う封止部とを備え、
前記封止部は、接着により前記表面層に接合されていることを特徴とする定着ローラ。
【請求項２】
前記封止部と前記表面層とは、前記封止部及び前記表面層の少なくとも一方に形成され、接着強度を向上させる被接合層を介して接合されていることを特徴とする請求項１に記載の定着ローラ。
【請求項３】
前記被接合層は、無機物で構成された無機薄膜であることを特徴とする請求項２に記載の定着ローラ。
【請求項４】
前記無機薄膜は、金属で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の定着ローラ。
【請求項５】
前記封止部は、該封止部の外周面が前記表面層の内周面に接合されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の定着ローラ。
【請求項６】
管状の表面層の内周面に金属薄膜を形成する工程と、リング状の第１封止部材及びリング状の第２封止部材を形成する工程と、前記第１封止部材の内周側にローラを挿入するとともに、前記第１封止部材及び前記ローラを接合する工程と、前記ローラに接合された前記第１封止部材の前記外周面を前記表面層の内周側に挿入するとともに、前記第１封止部材の前記外周面及び前記表面層の前記内周面を、前記金属薄膜を介して接着する工程と、前記第１封止部材を底として前記ローラ及び前記表面層間に、流動性を有する弾性材料を流し込む工程と、前記第２封止部材の外周面を前記表面層の内周側に挿入するとともに、前記第２封止部材の前記外周面及び前記表面層の前記内周面を前記金属薄膜を介して接着して、前記弾性材料に前記第２封止部材で蓋をする工程と、を有することを特徴とする定着ローラの製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の定着ローラと、該定着ローラに当接する加圧ローラとを備え、前記定着ローラ及び前記加圧ローラは、外周面同士が当接した状態で回転可能に構成されているとともに、トナーが付着した記録媒体を前記外周面同士で挟持した状態で回転しながら、前記トナーを前記記録媒体に定着させるように構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
記録媒体に、画像情報に基づいてトナーを付着させてトナー像を形成するトナー像形成部と、請求項７に記載の定着装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
ローラと、該ローラの外周面に該外周面を囲むように設けられるとともに、弾性材料を含んで構成される弾性層と、該弾性層の外周面に該外周面を囲むように設けられる表面層と、前記弾性層の一端側及び他端側のそれぞれに設けられ、当該弾性層の端部を覆う封止部とを備え、
前記封止部は、接着により前記表面層に接合されていることを特徴とする定着ローラ。
【請求項２】
前記封止部と前記表面層とは、前記封止部及び前記表面層の少なくとも一方に形成され、接着強度を向上させる被接合層を介して接合されていることを特徴とする請求項１に記載の定着ローラ。
【請求項３】
前記被接合層は、無機物で構成された無機薄膜であることを特徴とする請求項２に記載の定着ローラ。
【請求項４】
前記無機薄膜は、金属で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の定着ローラ。
【請求項５】
前記封止部は、該封止部の外周面が前記表面層の内周面に接合されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の定着ローラ。
【請求項６】
管状の表面層の内周面に金属薄膜を形成する工程と、リング状の第１封止部材及びリング状の第２封止部材を形成する工程と、前記第１封止部材の内周側にローラを挿入するとともに、前記第１封止部材及び前記ローラを接合する工程と、前記ローラに接合された前記第１封止部材の前記外周面を前記表面層の内周側に挿入するとともに、前記第１封止部材の前記外周面及び前記表面層の前記内周面を、前記金属薄膜を介して接着する工程と、前記第１封止部材を底として前記ローラ及び前記表面層間に、流動性を有する弾性材料を流し込む工程と、前記第２封止部材の外周面を前記表面層の内周側に挿入するとともに、前記第２封止部材の前記外周面及び前記表面層の前記内周面を前記金属薄膜を介して接着して、前記弾性材料に前記第２封止部材で蓋をする工程と、を有することを特徴とする定着ローラの製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の定着ローラと、該定着ローラに当接する加圧ローラとを備え、前記定着ローラ及び前記加圧ローラは、外周面同士が当接した状態で回転可能に構成されているとともに、トナーが付着した記録媒体を前記外周面同士で挟持した状態で回転しながら、前記トナーを前記記録媒体に定着させるように構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
記録媒体に、画像情報に基づいてトナーを付着させてトナー像を形成するトナー像形成部と、請求項７に記載の定着装置とを備えた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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−３２８１４２（Ｐ２００７−３２８１４２Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５９３８８（Ｐ２００６−１５９３８８）
【出願日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【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１２月２０日（２００７．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【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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