定着ロール、定着装置及び画像形成装置
【課題】芯金との接着耐久性に優れ、ニップ状態での放置に対しても凹みが生じにくい定着ロールを提供すること。
【解決手段】円筒状の芯金６１１の周囲に（Ａ）１分子中に２個以上のケイ素原子結合アルケニル基を有するポリオルガノシロキサンと（Ｂ）１分子中に２個以上のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンシロキサンとを含む付加反応型シリコーンゴムの硬化物からなる弾性層６１２を有し、２３０℃×１６８時間の加熱老化試験での硬度変化±５°以内、１８０℃×２２時間の圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率１０％以内且つ反発弾性率７０％以上である定着ロール６１。
【解決手段】円筒状の芯金６１１の周囲に（Ａ）１分子中に２個以上のケイ素原子結合アルケニル基を有するポリオルガノシロキサンと（Ｂ）１分子中に２個以上のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンシロキサンとを含む付加反応型シリコーンゴムの硬化物からなる弾性層６１２を有し、２３０℃×１６８時間の加熱老化試験での硬度変化±５°以内、１８０℃×２２時間の圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率１０％以内且つ反発弾性率７０％以上である定着ロール６１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着ロール等に関し、より詳しくは、定着ロール、定着装置及びこれらを用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機やプリンタ−あるいはファクシミリ等に用いられる画像形成装置には、用紙等の記録媒体上に転写された未定着のトナー像を加熱および加圧することによりそのトナー像を記録媒体に定着させる画像定着装置が備えられている。このような画像定着装置としては、定着部材とベルト管状体（例えば、エンドレスベルト等の樹脂フィルム管状体）との間に形成されたニップ部に記録媒体を通過させトナーを定着させる、いわゆるベルトニップ方式を採用する画像定着装置が知られている。
【０００３】
このようなベルトニップ方式を採用する画像定着装置は、例えば、加熱源を有する回転可能な加熱定着ロールと、この加熱定着ロールに圧接されるとともに回転移動する樹脂フィルム管状体と、この樹脂フィルム管状体の内側に配設されて、上記樹脂フィルム管状体を加熱定着ロールに向けて押圧してその樹脂フィルム管状体と加熱定着ロールとの間にニップ部を形成する圧力パッドとを備えている。そして、このニップ部に、未定着のトナー像を担持した記録媒体を通過させ、加熱および加圧して未定着トナー像を記録媒体上に定着する構成が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
これらの定着装置に使用する定着ロールは、特にカラー用途において弾性ロールが使用される。弾性ロールには弾性体として特に耐熱性ゴムであるシリコーンゴムが多く用いられる。また、近年では、トナーにワックスを添加することによって、従来のオイルを用いるトナー剥離アシストを必要としない、いわゆるオイルレストナーに対する適合性を高めるために、弾性ロールの表面にフッ素樹脂のチューブを被覆し、これをトナー離型層とする構造のものが多く提案されている。
この場合のフッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（以下、ＦＥＰと略称することがある。）、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと略称することがある。）、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（以下、ＰＦＡと略称することがある。）等を用いるものが報告されている。なかでも、加工性、耐磨耗性及び柔軟性その他の観点より、主にＰＦＡが用いられることが多い。
【０００５】
弾性ロールの表面にフッ素樹脂のチューブを被覆する方法は主に２つ挙げられる。例えば、所定の金型を用いて、予めチューブ状に成形したフッ素樹脂とゴム材料からなる弾性層との一体成型またはチューブを後工程で被覆する方法である。他の方法としては、弾性層表面にフッ素樹脂ディスパージョンをスプレーコートやディップコート等でコーティングし、その後に焼成して被覆する方法である。耐磨耗性の観点から、チューブを使用する場合が多い。
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−２６２９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、このような弾性ロールの場合、特に以下に説明するような２つの問題点がある。
一つは、近年の複写機やプリンタ−の高速化に伴う定着温度の高温化により、例えば、耐熱性に優れたシリコーンゴムを使用しても、熱による劣化のためにシリコーンゴムが芯金から剥がれてしまうという問題である。これは、シリコーンゴム自体が芯金の金属よりも熱伝導率が低いことと、紙に常に熱を奪われる弾性層の表面と内部から熱が伝わる芯金との界面間の温度差が大きいことに原因があると考えられる。さらに、定着温度の高温化と単位時間当りの通紙枚数の増大が、このような劣化を更に促進させる結果となっている。
【０００８】
また、他の問題は、弾性体であるゴムの表面を非弾性体のフッ素樹脂が覆っていることから生じる問題である。即ち、ロールと加圧部材とをニップした状態で一定時間以上放置すると、ロール表面の加圧された部分に凹部が残る。ロール表面にこのような凹部が残ると、トナー定着時に凹部が画像表面に欠陥として残るという問題である。
【０００９】
本発明はこれらの問題を解決するためになされたものである。
即ち、本発明の目的は、高速プリント時の芯金との接着耐久性に優れ、また、ニップ状態での放置に対しても凹みが生じにくい定着ロールを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、高速プリント時に画像欠陥を生じない定着装置を提供することにある。
さらにまた、本発明の他の目的は、これらの定着ロール、定着装置を備える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】
【００１０】
かくして本発明によれば、記録材に担持したトナー像を定着する定着装置に使用する定着ロールであって、円筒状芯金の周囲に形成した弾性層と、弾性層表面を被覆するフッ素樹脂層と、を有し、弾性層は、ＪＩＳ Ｋ６２５７における２３０℃×１６８時間の加熱老化試験でのＪＩＳ Ｋ６２５３におけるタイプＡデュロメータ硬さ変化が加熱老化試験前の硬さ−５以上、加熱老化試験前の硬さ＋５以下、ＪＩＳ Ｋ６２６２における１８０℃×２２時間の圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率が１０％以内、且つ、ＪＩＳ Ｋ６２５５における反発弾性率が７０％以上であることを特徴とする定着ロールが提供される。
本発明が適用される定着ロールの弾性層が、かかる範囲内の物理特性を有することにより、芯金との接着耐久性に優れ、且つ、ニップ状態で長時間放置される場合でも、定着ロール表面に凹みが生じにくく、画像欠陥を発生させることがない。
【００１１】
ここで、本発明が適用される定着ロールは、弾性層が、（Ａ）１分子中に少なくとも２個のケイ素原子と結合するアルケニル基を含有するポリオルガノシロキサンと、（Ｂ）１分子中に少なくともケイ素原子結合水素原子を２個以上含有するオルガノハイドロジェンシロキサンとを含む付加反応型シリコーンゴムの硬化物から構成されることが好ましい。
この場合、対向部材との圧接挟持でニップを得るために、弾性層の硬さ（ＪＩＳ−Ａ）がＡ５０／Ｓ以下であることが好ましい。
さらに、弾性層は、熱伝導フィラーとしてアルミナ微粉末を含むことが好ましく、充分な熱老化特性を確保するためにアルミナ微粉末中に含まれるＮａイオン含有量が３０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明が適用される定着ロールは、トナーと離型性及び加工性の観点から、弾性層の表面を被うフッ素樹脂層としては、厚さ２０μｍ〜４０μｍを有する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樹脂（ＰＦＡ）のチューブから構成されることが好ましい。
【００１３】
次に、本発明によれば、定着ロールと定着ロールに対向配置した加圧部材とで形成するニップ部によりトナーの定着を行う電子写真の定着装置であって、定着ロールは、円筒状芯金の周囲に形成したＪＩＳ Ｋ６２５７における２３０℃×１６８時間の加熱老化試験でのＪＩＳ Ｋ６２５３におけるタイプＡデュロメータ硬さ変化が加熱老化試験前の硬さ−５以上、加熱老化試験前の硬さ＋５以下、ＪＩＳ Ｋ６２６２における１８０℃×２２時間の圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率が１０％以内、且つ、ＪＩＳ Ｋ６２５５における反発弾性率が７０％以上である弾性層を有することを特徴とする定着装置が提供される。
ここで、本発明が適用される定着装置における加圧部材は、定着ロールに接触しながら移動可能なエンドレスベルトと、エンドレスベルトの内側に配置されてエンドレスベルトを介して定着ロールを圧接する圧力部材と、を有することを特徴とすることができる。
【００１４】
さらに本発明によれば、トナー像形成手段、トナー像を記録材上に転写する転写手段及びトナー像を記録材に定着する定着手段とを有する画像形成装置において、定着装置が、定着ロールと定着ロールに対向配置した加圧部材とを備えるものであり、定着ロールは、円筒状芯金の周囲に形成したＪＩＳ Ｋ６２５７における２３０℃×１６８時間の加熱老化試験でのＪＩＳ Ｋ６２５３におけるタイプＡデュロメータ硬さ変化が加熱老化試験前の硬さ−５以上、加熱老化試験前の硬さ＋５以下、ＪＩＳ Ｋ６２６２における１８０℃×２２時間の圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率が１０％以内、且つ、ＪＩＳ Ｋ６２５５における反発弾性率が７０％以上である弾性層を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明が適用される定着ロールによれば、ニップ状態での放置に対しても凹みが生じにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態（実施の形態）について説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、使用する図面は、本実施の形態を説明するために使用するものであり、実際の大きさを表すものではない。
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置１００を示した概略構成図である。図１に示す画像形成装置１００は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置１００であって、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）する一次転写部１０、中間転写ベルト１５上に転写した重畳トナー画像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）する二次転写部２０、二次転写したトナー像を用紙Ｐ上に定着する定着装置６０を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。
【００１７】
本実施の形態において、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１３（図中、露光ビームを符号Ｂｍで示す）、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４、感光体ドラム１１上に形成した各色成分トナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ１７等の電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に、略直線状に配置されている。
【００１８】
中間転写体である中間転写ベルト１５は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は１０６Ωｃｍ〜１０１４Ωｃｍとなるように形成されており、その厚みは、例えば、０．１ｍｍ程度に構成されている。中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図１に示す矢印Ｂ方向に所定の速度で循環駆動（回動）する。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ（図示せず）により駆動されて中間転写ベルト１５を回動する駆動ロール３１、各感光体ドラム１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する補正ロールとして機能するテンションロール３３、二次転写部２０に設けられるバックアップロール２５、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール３４を有している。
【００１９】
一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に対向して配置される一次転写ロール１６で構成される。一次転写ロール１６は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７．５Ωｃｍ〜１０８．５Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。そして、一次転写ロール１６は中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に圧接配置され、さらに一次転写ロール１６にはトナーの帯電極性（マイナス極性とする。以下同様。）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加される。これにより、各々の感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上において重畳されたトナー像が形成される。
【００２０】
二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール２２と、バックアップロール２５とによって構成される。バックアップロール２５は、例えば、表面がカーボンを配合したエチレン−プロピレン−ジエンゴム（以下、ＥＰＤＭと記すことがある。）とアクリルニトリル−ブタジエンゴム（以下、ＮＢＲと記すことがある。）とのブレンドゴムのチューブ、内部がＥＰＤＭゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率が１０７Ω／□〜１０１０Ω／□となるように形成され、硬さは、例えば、７０°（アスカーＣ：高分子計器株式会社製、以下同様。）に設定される。このバックアップロール２５は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写ロール２２の対向電極をなし、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール２６が当接配置されている。
【００２１】
一方、二次転写ロール２２は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲ、スチレン−ブタジエンゴム（以下、ＳＢＲと記すことがある。）とＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７．５〜１０８．５Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。そして、二次転写ロール２２は中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５に圧接配置され、さらに二次転写ロール２２は接地されてバックアップロール２５との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部２０に搬送される用紙Ｐ上にトナー像を二次転写する。
【００２２】
また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が接離自在に設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側には、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２が配設されている。また、黒の画像形成ユニット１Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配設されている。この基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは画像形成を開始するように構成されている。
【００２３】
さらに、本実施の形態が適用される画像形成装置１００では、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０、この用紙トレイ５０に集積された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１、ピックアップロール５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを二次転写部２０へと送り込む搬送シュート５３、二次転写ロール２２により二次転写された後に搬送される用紙Ｐを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５、用紙Ｐを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６を備えている。
【００２４】
次に、本実施の形態が適用される画像形成装置１００の基本的な作像プロセスについて説明する。図１に示すような画像形成装置１００では、画像読取装置（ＩＩＴ：図示せず）やパーソナルコンピュータ（ＰＣ：図示せず）等から出力される画像データは、画像処理装置（ＩＰＳ：図示せず）により所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって作像作業が実行される。ＩＰＳでは、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。
【００２５】
レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば、半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射している。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ、１Ｋの各感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。
【００２６】
画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部１０において、一次転写ロール１６により中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性（マイナス極性）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像を中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。
【００２７】
トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１５は移動してトナー像が二次転写部２０に搬送される。トナー像が二次転写部２０に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部２０に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙トレイ５０から所定サイズの用紙Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、搬送シュート５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が担持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール（図示せず）が回転することで、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。
【００２８】
二次転写部２０では、中間転写ベルト１５を介して、二次転写ロール２２がバックアップロール２５に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール２６からトナーの帯電極性（マイナス極性）と同極性の電圧（二次転写バイアス）が印加されると、二次転写ロール２２とバックアップロール２５との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１５上に担持された未定着トナー像は、二次転写ロール２２とバックアップロール２５とによって押圧される二次転写部２０において、用紙Ｐ上に一括して静電転写される。
【００２９】
その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へと搬送される。搬送ベルト５５では、定着装置６０における最適な搬送速度に合わせて、用紙Ｐを定着装置６０まで搬送する。定着装置６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置６０によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置１００の排出部に設けられた排紙載置部に搬送される。
一方、用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回動に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール３４および中間転写ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。
【００３０】
次に、本実施の形態の画像形成装置１００に用いる定着装置６０について説明する。図２は、本実施の形態が適用される定着装置６０の構成を示す側断面図である。定着装置６０は、回動部材の一例としての定着ロール６１、エンドレスベルト６２、エンドレスベルト６２を介して定着ロール６１から押圧される圧力部材の一例としての圧力パッド６４により主要部が構成されている。
【００３１】
定着ロール６１は、金属製のコア（円筒状芯金）６１１の周囲に弾性層６１２、およびフッ素樹脂層６１３を積層して構成されたものである。
定着ロール６１の内部には、発熱源としてのハロゲンランプ６６が配設されている。一方、定着ロール６１の表面には温度センサ６９が接触して配置されている。画像形成装置１００の制御部４０は、この温度センサ６９による温度計測値に基づいてハロゲンランプ６６の点灯を制御し、定着ロール６１の表面温度が所定の設定温度（例えば、１７０℃）を維持するように調整している。エンドレスベルト６２は、圧力パッド６４とベルト走行ガイド６３とによって回動自在に支持されている。そして、ニップ部Ｎにおいて定着ロール６１に対して圧接されて配置されている。
【００３２】
圧力パッド６４は、エンドレスベルト６２の内側において、エンドレスベルト６２を介して定着ロール６１に押圧される状態で配置され、定着ロール６１との間でニップ部Ｎを形成している。圧力パッド６４は、幅の広いニップ部Ｎを確保するためのプレニップ部材６４ａをニップ部Ｎの入口側に配置し、定着ロール６１に歪みを与えるための剥離ニップ部材６４ｂをニップ部Ｎの出口側に配置している。さらに、エンドレスベルト６２の内周面と圧力パッド６４との摺動抵抗を小さくするために、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂのエンドレスベルト６２と接する面に低摩擦シート６８が設けられている。そして、圧力パッド６４と低摩擦シート６８とは、金属製のホルダ６５に保持されている。
【００３３】
さらに、ホルダ６５には、ベルト走行ガイド６３が取り付けられ、エンドレスベルト６２がスムーズに回動することができるように構成されている。すなわち、ベルト走行ガイド６３は、エンドレスベルト６２内周面と摺擦するため、静止摩擦係数の小さな材質で形成されている。また、ベルト走行ガイド６３は、エンドレスベルト６２から熱を奪い難いように熱伝導率の低い材質で形成されている。
【００３４】
定着ロール６１は、図示しない駆動モータにより矢印Ｃ方向に回転し、この回転によりエンドレスベルト６２も従動回転する。図１に示す画像形成装置１００の二次転写部２０においてトナー像を静電転写した用紙Ｐは、定着入口ガイド５６によって導かれ、ニップ部Ｎに搬送される。そして、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際に、用紙Ｐ上のトナー像はニップ部Ｎに作用する圧力と、定着ロール６１から供給される熱とによって定着される。本実施の形態の定着装置６０では、定着ロール６１の外周面に倣う凹形状のプレニップ部材６４ａによりニップ部Ｎを広く構成し、安定した定着性能を確保している。
【００３５】
また、本実施の形態の定着装置６０では、定着ロール６１の外周面に対し突出させて剥離ニップ部材６４ｂを配置し、ニップ部Ｎの出口領域（剥離ニップ部）において定着ロール６１の歪みが局所的に大きくなるように構成している。
なお、剥離の補助手段として、定着ロール６１のニップ部Ｎの下流側に、剥離部材７０を配設している。剥離部材７０は、剥離バッフル７１が定着ロール６１の回転方向と対向する向き（カウンタ方向）に定着ロール６１と近接する状態でホルダ７２によって保持されている。
【００３６】
次に、定着ロール６１について説明する。
本実施の形態が適用される定着ロール６１は、円筒状の芯金６１１の周りに形成した弾性層６１２が、ＪＩＳ Ｋ６２５７における２３０℃×１６８時間の加熱老化試験でのＪＩＳ Ｋ６２５３におけるタイプＡデュロメータ硬さ変化が加熱老化試験前の硬さ−５以上、加熱老化試験前の硬さ＋５以下、ＪＩＳ Ｋ６２６２における１８０℃×２２時間の圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率が１０％以内、且つ、ＪＩＳ Ｋ６２５５における反発弾性率が７０％以上であることを特徴としている。
弾性層６１２が、上述した物性値を有することにより、定着ロール６１がニップ状態で放置された場合でもニップ変形量を極めて小さい範囲に抑制することができる。その結果、定着ロール６１表面の凹みによる画像ディフェクトが発生することなく、また良好な耐久性を有することができる。
【００３７】
弾性層６１２を形成する材料としては、耐熱性の高い弾性材料が挙げられ、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。定着ロール６１の弾性層６１２は、耐熱性と共に対向部材との圧接狭持でニップを得るために、より低硬度の材料が必要とされることから、ＪＩＳ Ｋ６２５３におけるタイプＡデュロメータ硬さＡ５０／Ｓ以下、特にＡ１０／Ｓ〜Ａ５０／Ｓのシリコーンゴムが好ましい。
シリコーンゴムとしては、付加反応型シリコーンゴムを用いることが望ましい。付加反応型シリコーンゴムは、架橋後の構造が分子の自由末端鎖が少なく、低硬度でも高い機械的特性を示すので好ましい。
【００３８】
付加反応型シリコーンゴムは、主剤として、（Ａ）１分子中に少なくとも２個のケイ素原子と結合するアルケニル基を含有する常温で液状のポリオルガノシロキサンと、架橋剤として、（Ｂ）１分子中に少なくともケイ素原子結合水素原子を２個以上含有するオルガノハイドロジェンシロキサンとを、主剤の（Ａ）ポリオルガノシロキサンが有するアルケニル基に対して、（Ｂ）オルガノハイドロジェンシロキサン中のケイ素原子結合水素原子のモル比で０．３〜５になる量を添加して使用する。
【００３９】
（Ａ）ポリオルガノシロキサンが有するアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基、オクテニル基等が挙げられる。
また、（Ａ）ポリオルガノシロキサンは、上述したアルケニル基以外の置換基を有することがある。このようなアルケニル基以外の置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等のアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基；ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基；クロロメチル基、クロロプロピル基、ブロモエチル基、トリフロロプロピル基、シアノエチル基等の置換基の水素原子の一部又は全部をハロゲン原子、シアノ基等で置換したものが挙げられる。
尚、（Ａ）オルガノポリシロキサンの構造は、直鎖状構造を有するものが好ましいが、部分的には分岐状の構造、環状構造等であってもよい。
【００４０】
（Ｂ）オルガノハイドロジェンシロキサンとしては、例えば、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、（ＣＨ３）２ＨＳｉＯ１／２単位とＳｉＯ４／２単位とからなる共重合体、（ＣＨ３）２ＨＳｉＯ１／２単位とＳｉＯ４／２単位と（Ｃ６Ｈ５）３ＳｉＯ３／２単位とからなる共重合体等が挙げられる。
【００４１】
付加反応型シリコーンゴムは、通常、付加反応触媒の存在下、（Ａ）ポリオルガノシロキサンと（Ｂ）オルガノハイドロジェンシロキサンとの付加反応を行う。付加反応触媒としては、例えば、白金黒、塩化第２白金、塩化白金酸、塩化白金酸と１価アルコ−ルとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、白金ビスアセトアセテ−ト等の白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒等の白金族金属系触媒が挙げられる。
【００４２】
定着ロール６１の弾性層６１２には、高熱伝導率が要求されることから、通常、熱伝導性フィラーが配合される。熱伝導性フィラーとしては、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ）、石英粉、珪藻土、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、炭化珪素、窒化珪素、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素等が挙げられる。これらの中でも、特に、アルミナが好適に用いられる。また、これら熱伝導性フィラーは、１種のみを用いても、２種以上を併用してもよい。更に、同種のもの、例えばアルミナでも、平均粒子径、製造方法、純度、表面処理の有無等が異なる２品種以上を併用してもよい。
熱伝導性フィラーの配合量は、（Ａ）成分のオルガノポリシロキサン１００質量部に対して１０質量部〜３００質量部、好ましくは５０質量部〜２００質量部である。熱伝導性フィラーの配合量が過度に少ないと高熱伝導性が得られず、熱伝導性フィラーの配合量が過度に多いと配合が困難となるばかりでなく、ゴム物性が著しく低下する傾向がある。
【００４３】
本実施の形態においては、熱伝導性フィラーとしては、特に、平均粒子径０．１μｍ〜５０μｍ、好ましくは０．５μｍ〜４０μｍである酸化アルミニウム（アルミナ）微粉末を使用することにより、弾性層６１２の高熱伝導率と高充填における高反発弾性とを確保することができる。
このような酸化アルミニウム（アルミナ）微粉末の配合量は、弾性層６１２を構成する付加反応型シリコーンゴム組成物全体に対する体積分率が、通常１０％〜３５％、好ましくは２０％〜３０％の範囲になるように添加する。体積分率が過度に小さいと定着ロール６１の弾性層６１２としての十分な熱伝導率を得ることができない傾向があり、体積分率が過度に大きいと反発弾性率が低下する傾向がある。
また、酸化アルミニウム（アルミナ）微粉末中のＮａイオン含有量が３０ｐｐｍ以下のものを使用することが好ましい。酸化アルミニウム（アルミナ）微粉末中のＮａイオン含有量が過度に多いと、弾性層６１２の耐熱性能が低下、すなわち、加熱老化試験後の硬さの変化および圧縮永久歪みが大きくなる傾向があり、必要とする熱老化特性を得ることができなくなる傾向がある。
【００４４】
弾性層６１２を形成する材料として挙げられるフッ素ゴムとしては、例えば、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン二元共重合体、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン三元共重合体、ビニリデンフルオライド−トリフルオロクロロエチレン二元共重合体、ビニリデンフルオライド−パーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン三元共重合体、テトラフルオロエチレン−プロピレン二元共重合体、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン−プロピレン三元共重合体、ヘキサフルオロプロピレン−エチレン二元共重合体等が例示される。
【００４５】
フッ素ゴムのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）は、特に限定されないが、通常、３０〜１５０、好ましくは、４０〜１００である。ムーニー粘度が過度に大きいと、材料の流動性が低下し加工性が低下する傾向があり、ムーニー粘度が過度に小さいと、加硫物の引張り強さが低下する傾向がある。
【００４６】
尚、弾性層６１２には、必要に応じて他の配合剤を加えることができる。他の配合剤としては、例えば、シリカヒドロゲル（含水珪酸）、シリカエアロゲル（無水珪酸−煙霧質シリカ）等の補強性シリカ充填剤；クレイ、炭酸カルシウム、二酸化チタン等の充填剤；酸化鉄、酸化セリウム、オクチル酸鉄等の耐熱性向上剤；接着性や成形加工性を向上させるための各種カーボンファンクショナルシラン；難燃性を付与させる窒素化合物、ハロゲン化合物等が挙げられる。
【００４７】
上述したシリコーンゴム組成物等により定着ロール６１の弾性層６１２を形成することにより、芯金６１１との接着耐久性に優れ、且つ、ニップ状態で放置された場合であっても凹みが生じにくく、画像欠陥を発生させない定着ロール６１を得ることが可能である。
尚、本実施の形態が適用される定着ロール６１は、芯金６１１の材料、寸法等は、必要に応じて適宜選定し得る。また、シリコーンゴム組成物等の成形、硬化法は特に限定されないが、通常、注入成形、移送成形、射出成形、コーティング等の成形法により成形することができる。
【００４８】
また、本実施の形態が適用される定着ロール６１には、通常、弾性層６１２の上に定着ロール６１の表面層としてフッ素樹脂層６１３が設けられる。フッ素樹脂層６１３は、例えば、フッ素樹脂チューブまたはフッ素樹脂コーティング材等により形成できる。中でも、ロールの成型加工性及び耐磨耗性の観点から、予めチューブ形状に予備成型されたフッ素樹脂チューブを定着ロール６１表面に被覆することが好ましい。
フッ素系樹脂チューブとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（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樹脂（ＰＦＡ）、フッ化エチレン−プロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル樹脂等のチューブが挙げられる。これらの中でも、特にＰＦＡチューブを用いたものが好ましい。
尚、フッ素系樹脂コーティング材を用いる場合は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）のラテックスや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樹脂（ＰＦＡ）のディスパージョン等を弾性層６１２の外周面上に積層すればよい。
【００４９】
フッ素樹脂層６１３の厚さは、２０μｍ〜４０μｍであることが好ましい。フッ素樹脂層６１３の厚さが過度に薄いと、定着ロールの耐久性が低下する傾向があり、フッ素樹脂層６１３の厚さが過度に厚いと、弾性層６１２の柔軟性が損なわれる傾向がある。
【００５０】
尚、以下に定着装置６０を構成する他の部材について説明する。
エンドレスベルト６２は、原形が円筒形状に形成された無端ベルトであり、ベース層と、このベース層の定着ロール６１側の面または両面に被覆された離型層とから構成されている。ベース層は、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド等のポリマーやＳＵＳ、ニッケル、銅等の金属により形成され、その厚みは、３０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１２５μｍ、より好ましくは７５〜１００μｍ程度である。ベース層の表面に被覆される離型層としては、フッ素樹脂、例えばＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰで形成され、その厚みは５〜１００μｍ、好ましくは１０〜３０μｍ程度である。
【００５１】
圧力パッド６４は、プレニップ部材６４ａ、剥離ニップ部材６４ｂで構成され、ホルダ６５に支持されている。プレニップ部材６４ａには、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体や板バネ等を用いることができ、定着ロール６１側の面は、ほぼ定着ロール６１の外周面に倣う凹形状で形成されている。
剥離ニップ部材６４ｂは、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の耐熱性を有する樹脂、または鉄、アルミニウム、ＳＵＳ等の金属で形成されている。剥離ニップ部材６４ｂの形状としては、ニップ部Ｎにおける外面形状が一定の曲率半径を有する凸曲面状に形成される。
【００５２】
低摩擦シート６８は、エンドレスベルト６２内周面と圧力パッド６４との摺動抵抗（摩擦抵抗）を低減するために設けられ、摩擦係数が小さく、耐摩耗性・耐熱性に優れた材質が適している。具体的には、シンタード成型したＰＴＦＥ樹脂シート、テフロン（登録商標）を含浸させたガラス繊維シート等を用いることができる。なお、低摩擦シート６８は、プレニップ部材６４ａや剥離ニップ部材６４ｂと別体に構成しても、プレニップ部材６４ａや剥離ニップ部材６４ｂと一体的に構成しても、いずれでもよい。
【００５３】
また、ベルト走行ガイド６３は、上述したように、エンドレスベルト６２の内周面と摺擦するため、摩擦係数が低く、かつ、エンドレスベルト６２から熱を奪い難いように熱伝導率が低い材質が適しており、ＰＦＡやＰＰＳ等の耐熱性樹脂が用いられる。
ベルト走行ガイド６３には、定着装置６０の長手方向に亘って、潤滑剤塗布部材６７が配設されている。潤滑剤塗布部材６７は、エンドレスベルト６２内周面に対して接触するように配置され、アミン変性シリコーンオイル等の潤滑剤を適量供給する。これにより、エンドレスベルト６２と低摩擦シート６８との摺動部に潤滑剤を供給し、低摩擦シート６８を介したエンドレスベルト６２と圧力パッド６４との摺動抵抗をさらに低減して、エンドレスベルト６２の円滑な回動を図っている。
【実施例】
【００５４】
以下に、実施例に基づき本実施の形態をさらに詳細に説明する。なお、本実施の形態は実施例に限定されるものではない。以下本実施例において特に断りの限り「部」は質量部を意味する。
（実施例１）
（１）シリコーンゴム組成物
予め、ジメチルポリオルガノシロキサン（ビニル基含有量０．０８ｍｍｏｌ／ｇ、粘度（２５℃）３０，０００ｍＰａ・ｓ）１００部のうち４０部を混練装置に配合し、そこに、アルミナ微粉末（Ｎａイオン含有量１０ｐｐｍ、平均粒子径３μｍ）１００部を配合し、これらを１５０℃で２時間加熱混練した後、残りのジメチルポリオルガノシロキサン６０部で希釈し、さらに、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体（ケイ素原子結合水素原子含有量３ｍｍｏｌ／ｇ、粘度（２５℃）５ｍＰａ・ｓ）４．０部、触媒として塩化白金酸−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を白金含有量として１０ｐｐｍ、硬化遅延剤として１−エチニル−１−シクロヘキサノール０．１部、さらに酸化第二鉄（Ｆｅ３Ｏ４）２部を均一に混合し、シリコーンゴム組成物を調製した。
【００５５】
（２）テストピース
上述したシリコーンゴム組成物を、１２０℃×２０分間プレス成型した後、さらに２００℃×４時間加熱して厚み１２ｍｍの硬さ測定用テストピースを作成した。
また、この硬さ測定用テストピースを用いて、ＪＩＳ Ｋ６２５７に準じ、加熱老化試験（２３０℃×１６８時間）を行いその前後での硬さ変化を測定した。
硬さについては、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準じて測定装置としてタイプＡデュロメータ硬さ試験機であるアスカーゴム硬度計Ａ型（高分子計器社製）を用いタイプＡデュロメータ硬さを測定した。
圧縮永久ひずみについては、上述したシリコーンゴム組成物を、１２０℃×２０分間プレス成型した後、さらに２００℃×４時間加熱してＪＩＳ Ｋ６２６２に準じた大型試験片（直径＝２９ｍｍ、厚さ＝１２．５ｍｍ）を作製した。
この試験片を用いてＪＩＳ Ｋ６２６２に準じ、圧縮永久ひずみ試験（１８０℃×２２時間、２５％圧縮）でのひずみ率を圧縮永久歪試験機（高分子計器社製）を用いて測定した。
反発弾性率については、上述したシリコーンゴム組成物を、１２０℃×２０分間プレス成型した後、さらに２００℃×４時間加熱してＪＩＳ Ｋ６２５５に準じた大型試験片（直径＝２９ｍｍ、厚さ＝１２．５ｍｍ）を作製した。この試験片を用いてＪＩＳ Ｋ６２５５に準じ、株式会社東洋精機製、トリプソ式レジリエンステスター（型番無し）を用いて、反発弾性率（％）の測定を行った。それらの結果を表１に示す。
【００５６】
（３）定着ロール
前述したシリコーンゴム組成物を用いて、Ａ４サイズの定着ロールの成型を行った。成型方法は、円筒状の金型内壁に沿うように予めＰＦＡチューブを設置しておき、さらに金型内部中央にプライマーを塗布した芯金を、円筒状金型両端にはめ合わせたキャップ型で両端から保持する形でセットし、ＰＦＡチューブと芯金との間の空隙に前述したシリコーン組成物を流し込み、これをオーブン内で加熱成型する、一般に一体成型と呼ばれる方法で成型した。定着ロールは、弾性層厚み０．６ｍｍ、ＰＦＡチューブ厚み３０μｍである。
【００５７】
（４）定着ロールのニップ変形量
上述した定着ロールを、実際のＡ４サイズプリンターにおける図２と同様な定着装置にセットし、ニップ変形量の測定と、通紙による耐久枚数の確認を行った。定着装置は、定着ロールに対して内側に加圧部材を配したベルトを圧接してニップを形成する方式のもので、ニップ総荷重２５ｋｇｆ、最大面圧８ｋｇ／ｃｍ２である。また、通紙枚数３５枚／分、定着ロールの表面制御温度１９５℃である。
ニップ変形量の確認は、定着装置に定着ロールをセットし、ニップさせたままの状態で、１５０℃×２４時間放置、及び、室温×１ヶ月間放置した場合の、実際のロール表面の凹み量を測定した（単位：μｍ）。数値が小さいほど、ニップ変形が少ない。結果を表１に記す。
【００５８】
（比較例１）
実施例１で使用したシリコーンゴム組成物におけるアルミナ微粉末（Ｎａイオン含有量３０ｐｐｍ以下、平均粒子径３μｍ）の代わりに、Ｎａイオン含有量２００ｐｐｍのアルミナ微粉末を配合した以外は、実施例１と同様の操作によりシリコーンゴム組成物を調製し、実施例１と同様に、硬さ測定用テストピースを作成し、加熱老化試験での硬さ変化、圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率及び反発弾性率を測定した。さらに、実施例１と同様な操作により成形した定着ロールのニップ変形量を測定した。結果を表１に示す。
【００５９】
（比較例２）
実施例１で使用したシリコーンゴム組成物におけるアルミナ微粉末（Ｎａイオン含有量３０ｐｐｍ以下、平均粒子径３μｍ）の代わりに、粉砕石英粉末（平均粒子径５μｍ）８０部を配合し、さらに、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体（ケイ素原子結合水素原子含有量３ｍｍｏｌ／ｇ、粘度（２５℃）５ｍＰａ・ｓ）の配合量を３．５部とした以外は、実施例１と同様の操作によりシリコーンゴム組成物を調製し、実施例１と同様に、硬さ測定用テストピースを作成し、加熱老化試験での硬さ変化、圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率及び反発弾性率を測定した。さらに、実施例１と同様な操作により成形した定着ロールのニップ変形量を測定した。結果を表１に示す。
【００６０】
（比較例３）
比較例１で使用したシリコーンゴム組成物のアルミナ微粉末（Ｎａイオン含有量２００ｐｐｍ，平均粒径３μｍ）の表面を、ビニルメトキシシランで表面処理した以外、同じ組成のシリコーンゴム組成物を用いた以外は比較例１と同様の操作によりシリコーンゴム組成物を調製し、実施例１と同様に、硬さ測定用テストピースを作成し、加熱老化試験での硬さ変化、圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率及び反発弾性率を測定した。さらに、実施例１と同様な操作により成形した定着ロールのニップ変形量を測定した。結果を表１に示す。
【００６１】
【表１】
【００６２】
表１に示す結果から、実施例１における定着ロールは、１５０℃×２４時間放置及び室温×１ヶ月間放置のいずれの場合でも、ニップ変形量が、それぞれ１２μｍ、１８μｍと極めて小さいことが分かる。また、このニップ変形による凹みが生じた定着ロールで画出しを行ったところ、画像ディフェクトの存在は見られなかった。
これに対して、比較例１における定着ロールでは、１５０℃×２４時間放置した場合のニップ変形量が２４μｍとなった。さらに、ニップ変形によるロールの凹み部分が光沢の低いスジとなって画像全面にわたり確認された。
また、比較例２における定着ロールでは、１５０℃×２４時間放置及び室温×１ヶ月間放置の場合のニップ変形量が、それぞれ２５μｍ、３６μｍと大きいことが分かる。さらに、比較例１の場合と同様に、ニップ変形によるロールの凹み部分が光沢の低いスジとなって画像全面にわたり確認された。
さらに、比較例３においても、比較例１と同様に、ニップ変形によるロールの凹み部分が光沢の低いスジとなって画像全面にわたり確認された。
【００６３】
次に、実施例１及び比較例１と比較例２と比較例３において使用した定着ロールをそれぞれ用い、実際に通紙による耐久性評価を行った。
耐久性評価の結果、実施例１と比較例２と比較例３で使用した定着ロールでは、どちらも１５万枚の通紙後も異常は見られなかった。しかし、比較例１で使用した定着ロールは、７万枚経過時点でシリコーンゴム弾性層の一部で凝集破壊が発生し、用紙詰まりが頻発した。
【００６４】
以上説明したとおり、本実施の形態が適用される定着ロールは、ニップ状態で放置された場合でも表面の凹みによる画像ディフェクトが発生することなく、また良好な耐久性を示すことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。
【図２】本実施の形態が適用される定着装置の構成を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ…画像形成ユニット、１１…感光体ドラム、１２…帯電器、１３…レーザ露光器、１４…現像器、１５…中間転写ベルト、１６…一次転写ロール、１７…ドラムクリーナ、２０…二次転写部、６０…定着装置、６１…定着ロール、６２…エンドレスベルト、６３…ベルト走行ガイド、６４…圧力パッド、６４ａ…プレニップ部材、６４ｂ…剥離ニップ部材、６５…ホルダ、６６…ハロゲンランプ、６７…潤滑剤塗布部材、６８…低摩擦シート、６９…温度センサ、７０…剥離部材、１００…画像形成装置、６１１…コア（円筒状芯金）、６１２…弾性層、６１３…フッ素樹脂層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着ロール等に関し、より詳しくは、定着ロール、定着装置及びこれらを用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機やプリンタ−あるいはファクシミリ等に用いられる画像形成装置には、用紙等の記録媒体上に転写された未定着のトナー像を加熱および加圧することによりそのトナー像を記録媒体に定着させる画像定着装置が備えられている。このような画像定着装置としては、定着部材とベルト管状体（例えば、エンドレスベルト等の樹脂フィルム管状体）との間に形成されたニップ部に記録媒体を通過させトナーを定着させる、いわゆるベルトニップ方式を採用する画像定着装置が知られている。
【０００３】
このようなベルトニップ方式を採用する画像定着装置は、例えば、加熱源を有する回転可能な加熱定着ロールと、この加熱定着ロールに圧接されるとともに回転移動する樹脂フィルム管状体と、この樹脂フィルム管状体の内側に配設されて、上記樹脂フィルム管状体を加熱定着ロールに向けて押圧してその樹脂フィルム管状体と加熱定着ロールとの間にニップ部を形成する圧力パッドとを備えている。そして、このニップ部に、未定着のトナー像を担持した記録媒体を通過させ、加熱および加圧して未定着トナー像を記録媒体上に定着する構成が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
これらの定着装置に使用する定着ロールは、特にカラー用途において弾性ロールが使用される。弾性ロールには弾性体として特に耐熱性ゴムであるシリコーンゴムが多く用いられる。また、近年では、トナーにワックスを添加することによって、従来のオイルを用いるトナー剥離アシストを必要としない、いわゆるオイルレストナーに対する適合性を高めるために、弾性ロールの表面にフッ素樹脂のチューブを被覆し、これをトナー離型層とする構造のものが多く提案されている。
この場合のフッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（以下、ＦＥＰと略称することがある。）、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと略称することがある。）、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（以下、ＰＦＡと略称することがある。）等を用いるものが報告されている。なかでも、加工性、耐磨耗性及び柔軟性その他の観点より、主にＰＦＡが用いられることが多い。
【０００５】
弾性ロールの表面にフッ素樹脂のチューブを被覆する方法は主に２つ挙げられる。例えば、所定の金型を用いて、予めチューブ状に成形したフッ素樹脂とゴム材料からなる弾性層との一体成型またはチューブを後工程で被覆する方法である。他の方法としては、弾性層表面にフッ素樹脂ディスパージョンをスプレーコートやディップコート等でコーティングし、その後に焼成して被覆する方法である。耐磨耗性の観点から、チューブを使用する場合が多い。
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−２６２９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、このような弾性ロールの場合、特に以下に説明するような２つの問題点がある。
一つは、近年の複写機やプリンタ−の高速化に伴う定着温度の高温化により、例えば、耐熱性に優れたシリコーンゴムを使用しても、熱による劣化のためにシリコーンゴムが芯金から剥がれてしまうという問題である。これは、シリコーンゴム自体が芯金の金属よりも熱伝導率が低いことと、紙に常に熱を奪われる弾性層の表面と内部から熱が伝わる芯金との界面間の温度差が大きいことに原因があると考えられる。さらに、定着温度の高温化と単位時間当りの通紙枚数の増大が、このような劣化を更に促進させる結果となっている。
【０００８】
また、他の問題は、弾性体であるゴムの表面を非弾性体のフッ素樹脂が覆っていることから生じる問題である。即ち、ロールと加圧部材とをニップした状態で一定時間以上放置すると、ロール表面の加圧された部分に凹部が残る。ロール表面にこのような凹部が残ると、トナー定着時に凹部が画像表面に欠陥として残るという問題である。
【０００９】
本発明はこれらの問題を解決するためになされたものである。
即ち、本発明の目的は、高速プリント時の芯金との接着耐久性に優れ、また、ニップ状態での放置に対しても凹みが生じにくい定着ロールを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、高速プリント時に画像欠陥を生じない定着装置を提供することにある。
さらにまた、本発明の他の目的は、これらの定着ロール、定着装置を備える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】
【００１０】
かくして本発明によれば、記録材に担持したトナー像を定着する定着装置に使用する定着ロールであって、円筒状芯金の周囲に形成した弾性層と、弾性層表面を被覆するフッ素樹脂層と、を有し、弾性層は、ＪＩＳ Ｋ６２５７における２３０℃×１６８時間の加熱老化試験でのＪＩＳ Ｋ６２５３におけるタイプＡデュロメータ硬さ変化が加熱老化試験前の硬さ−５以上、加熱老化試験前の硬さ＋５以下、ＪＩＳ Ｋ６２６２における１８０℃×２２時間の圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率が１０％以内、且つ、ＪＩＳ Ｋ６２５５における反発弾性率が７０％以上であることを特徴とする定着ロールが提供される。
本発明が適用される定着ロールの弾性層が、かかる範囲内の物理特性を有することにより、芯金との接着耐久性に優れ、且つ、ニップ状態で長時間放置される場合でも、定着ロール表面に凹みが生じにくく、画像欠陥を発生させることがない。
【００１１】
ここで、本発明が適用される定着ロールは、弾性層が、（Ａ）１分子中に少なくとも２個のケイ素原子と結合するアルケニル基を含有するポリオルガノシロキサンと、（Ｂ）１分子中に少なくともケイ素原子結合水素原子を２個以上含有するオルガノハイドロジェンシロキサンとを含む付加反応型シリコーンゴムの硬化物から構成されることが好ましい。
この場合、対向部材との圧接挟持でニップを得るために、弾性層の硬さ（ＪＩＳ−Ａ）がＡ５０／Ｓ以下であることが好ましい。
さらに、弾性層は、熱伝導フィラーとしてアルミナ微粉末を含むことが好ましく、充分な熱老化特性を確保するためにアルミナ微粉末中に含まれるＮａイオン含有量が３０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明が適用される定着ロールは、トナーと離型性及び加工性の観点から、弾性層の表面を被うフッ素樹脂層としては、厚さ２０μｍ〜４０μｍを有する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樹脂（ＰＦＡ）のチューブから構成されることが好ましい。
【００１３】
次に、本発明によれば、定着ロールと定着ロールに対向配置した加圧部材とで形成するニップ部によりトナーの定着を行う電子写真の定着装置であって、定着ロールは、円筒状芯金の周囲に形成したＪＩＳ Ｋ６２５７における２３０℃×１６８時間の加熱老化試験でのＪＩＳ Ｋ６２５３におけるタイプＡデュロメータ硬さ変化が加熱老化試験前の硬さ−５以上、加熱老化試験前の硬さ＋５以下、ＪＩＳ Ｋ６２６２における１８０℃×２２時間の圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率が１０％以内、且つ、ＪＩＳ Ｋ６２５５における反発弾性率が７０％以上である弾性層を有することを特徴とする定着装置が提供される。
ここで、本発明が適用される定着装置における加圧部材は、定着ロールに接触しながら移動可能なエンドレスベルトと、エンドレスベルトの内側に配置されてエンドレスベルトを介して定着ロールを圧接する圧力部材と、を有することを特徴とすることができる。
【００１４】
さらに本発明によれば、トナー像形成手段、トナー像を記録材上に転写する転写手段及びトナー像を記録材に定着する定着手段とを有する画像形成装置において、定着装置が、定着ロールと定着ロールに対向配置した加圧部材とを備えるものであり、定着ロールは、円筒状芯金の周囲に形成したＪＩＳ Ｋ６２５７における２３０℃×１６８時間の加熱老化試験でのＪＩＳ Ｋ６２５３におけるタイプＡデュロメータ硬さ変化が加熱老化試験前の硬さ−５以上、加熱老化試験前の硬さ＋５以下、ＪＩＳ Ｋ６２６２における１８０℃×２２時間の圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率が１０％以内、且つ、ＪＩＳ Ｋ６２５５における反発弾性率が７０％以上である弾性層を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明が適用される定着ロールによれば、ニップ状態での放置に対しても凹みが生じにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態（実施の形態）について説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、使用する図面は、本実施の形態を説明するために使用するものであり、実際の大きさを表すものではない。
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置１００を示した概略構成図である。図１に示す画像形成装置１００は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置１００であって、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）する一次転写部１０、中間転写ベルト１５上に転写した重畳トナー画像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）する二次転写部２０、二次転写したトナー像を用紙Ｐ上に定着する定着装置６０を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。
【００１７】
本実施の形態において、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１３（図中、露光ビームを符号Ｂｍで示す）、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４、感光体ドラム１１上に形成した各色成分トナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ１７等の電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に、略直線状に配置されている。
【００１８】
中間転写体である中間転写ベルト１５は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は１０６Ωｃｍ〜１０１４Ωｃｍとなるように形成されており、その厚みは、例えば、０．１ｍｍ程度に構成されている。中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図１に示す矢印Ｂ方向に所定の速度で循環駆動（回動）する。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ（図示せず）により駆動されて中間転写ベルト１５を回動する駆動ロール３１、各感光体ドラム１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する補正ロールとして機能するテンションロール３３、二次転写部２０に設けられるバックアップロール２５、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール３４を有している。
【００１９】
一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に対向して配置される一次転写ロール１６で構成される。一次転写ロール１６は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７．５Ωｃｍ〜１０８．５Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。そして、一次転写ロール１６は中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に圧接配置され、さらに一次転写ロール１６にはトナーの帯電極性（マイナス極性とする。以下同様。）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加される。これにより、各々の感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上において重畳されたトナー像が形成される。
【００２０】
二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール２２と、バックアップロール２５とによって構成される。バックアップロール２５は、例えば、表面がカーボンを配合したエチレン−プロピレン−ジエンゴム（以下、ＥＰＤＭと記すことがある。）とアクリルニトリル−ブタジエンゴム（以下、ＮＢＲと記すことがある。）とのブレンドゴムのチューブ、内部がＥＰＤＭゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率が１０７Ω／□〜１０１０Ω／□となるように形成され、硬さは、例えば、７０°（アスカーＣ：高分子計器株式会社製、以下同様。）に設定される。このバックアップロール２５は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写ロール２２の対向電極をなし、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール２６が当接配置されている。
【００２１】
一方、二次転写ロール２２は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲ、スチレン−ブタジエンゴム（以下、ＳＢＲと記すことがある。）とＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７．５〜１０８．５Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。そして、二次転写ロール２２は中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５に圧接配置され、さらに二次転写ロール２２は接地されてバックアップロール２５との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部２０に搬送される用紙Ｐ上にトナー像を二次転写する。
【００２２】
また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が接離自在に設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側には、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２が配設されている。また、黒の画像形成ユニット１Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配設されている。この基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは画像形成を開始するように構成されている。
【００２３】
さらに、本実施の形態が適用される画像形成装置１００では、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０、この用紙トレイ５０に集積された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１、ピックアップロール５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを二次転写部２０へと送り込む搬送シュート５３、二次転写ロール２２により二次転写された後に搬送される用紙Ｐを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５、用紙Ｐを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６を備えている。
【００２４】
次に、本実施の形態が適用される画像形成装置１００の基本的な作像プロセスについて説明する。図１に示すような画像形成装置１００では、画像読取装置（ＩＩＴ：図示せず）やパーソナルコンピュータ（ＰＣ：図示せず）等から出力される画像データは、画像処理装置（ＩＰＳ：図示せず）により所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって作像作業が実行される。ＩＰＳでは、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。
【００２５】
レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば、半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射している。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ、１Ｋの各感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。
【００２６】
画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部１０において、一次転写ロール１６により中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性（マイナス極性）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像を中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。
【００２７】
トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１５は移動してトナー像が二次転写部２０に搬送される。トナー像が二次転写部２０に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部２０に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙トレイ５０から所定サイズの用紙Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、搬送シュート５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が担持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール（図示せず）が回転することで、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。
【００２８】
二次転写部２０では、中間転写ベルト１５を介して、二次転写ロール２２がバックアップロール２５に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール２６からトナーの帯電極性（マイナス極性）と同極性の電圧（二次転写バイアス）が印加されると、二次転写ロール２２とバックアップロール２５との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１５上に担持された未定着トナー像は、二次転写ロール２２とバックアップロール２５とによって押圧される二次転写部２０において、用紙Ｐ上に一括して静電転写される。
【００２９】
その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へと搬送される。搬送ベルト５５では、定着装置６０における最適な搬送速度に合わせて、用紙Ｐを定着装置６０まで搬送する。定着装置６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置６０によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置１００の排出部に設けられた排紙載置部に搬送される。
一方、用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回動に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール３４および中間転写ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。
【００３０】
次に、本実施の形態の画像形成装置１００に用いる定着装置６０について説明する。図２は、本実施の形態が適用される定着装置６０の構成を示す側断面図である。定着装置６０は、回動部材の一例としての定着ロール６１、エンドレスベルト６２、エンドレスベルト６２を介して定着ロール６１から押圧される圧力部材の一例としての圧力パッド６４により主要部が構成されている。
【００３１】
定着ロール６１は、金属製のコア（円筒状芯金）６１１の周囲に弾性層６１２、およびフッ素樹脂層６１３を積層して構成されたものである。
定着ロール６１の内部には、発熱源としてのハロゲンランプ６６が配設されている。一方、定着ロール６１の表面には温度センサ６９が接触して配置されている。画像形成装置１００の制御部４０は、この温度センサ６９による温度計測値に基づいてハロゲンランプ６６の点灯を制御し、定着ロール６１の表面温度が所定の設定温度（例えば、１７０℃）を維持するように調整している。エンドレスベルト６２は、圧力パッド６４とベルト走行ガイド６３とによって回動自在に支持されている。そして、ニップ部Ｎにおいて定着ロール６１に対して圧接されて配置されている。
【００３２】
圧力パッド６４は、エンドレスベルト６２の内側において、エンドレスベルト６２を介して定着ロール６１に押圧される状態で配置され、定着ロール６１との間でニップ部Ｎを形成している。圧力パッド６４は、幅の広いニップ部Ｎを確保するためのプレニップ部材６４ａをニップ部Ｎの入口側に配置し、定着ロール６１に歪みを与えるための剥離ニップ部材６４ｂをニップ部Ｎの出口側に配置している。さらに、エンドレスベルト６２の内周面と圧力パッド６４との摺動抵抗を小さくするために、プレニップ部材６４ａおよび剥離ニップ部材６４ｂのエンドレスベルト６２と接する面に低摩擦シート６８が設けられている。そして、圧力パッド６４と低摩擦シート６８とは、金属製のホルダ６５に保持されている。
【００３３】
さらに、ホルダ６５には、ベルト走行ガイド６３が取り付けられ、エンドレスベルト６２がスムーズに回動することができるように構成されている。すなわち、ベルト走行ガイド６３は、エンドレスベルト６２内周面と摺擦するため、静止摩擦係数の小さな材質で形成されている。また、ベルト走行ガイド６３は、エンドレスベルト６２から熱を奪い難いように熱伝導率の低い材質で形成されている。
【００３４】
定着ロール６１は、図示しない駆動モータにより矢印Ｃ方向に回転し、この回転によりエンドレスベルト６２も従動回転する。図１に示す画像形成装置１００の二次転写部２０においてトナー像を静電転写した用紙Ｐは、定着入口ガイド５６によって導かれ、ニップ部Ｎに搬送される。そして、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過する際に、用紙Ｐ上のトナー像はニップ部Ｎに作用する圧力と、定着ロール６１から供給される熱とによって定着される。本実施の形態の定着装置６０では、定着ロール６１の外周面に倣う凹形状のプレニップ部材６４ａによりニップ部Ｎを広く構成し、安定した定着性能を確保している。
【００３５】
また、本実施の形態の定着装置６０では、定着ロール６１の外周面に対し突出させて剥離ニップ部材６４ｂを配置し、ニップ部Ｎの出口領域（剥離ニップ部）において定着ロール６１の歪みが局所的に大きくなるように構成している。
なお、剥離の補助手段として、定着ロール６１のニップ部Ｎの下流側に、剥離部材７０を配設している。剥離部材７０は、剥離バッフル７１が定着ロール６１の回転方向と対向する向き（カウンタ方向）に定着ロール６１と近接する状態でホルダ７２によって保持されている。
【００３６】
次に、定着ロール６１について説明する。
本実施の形態が適用される定着ロール６１は、円筒状の芯金６１１の周りに形成した弾性層６１２が、ＪＩＳ Ｋ６２５７における２３０℃×１６８時間の加熱老化試験でのＪＩＳ Ｋ６２５３におけるタイプＡデュロメータ硬さ変化が加熱老化試験前の硬さ−５以上、加熱老化試験前の硬さ＋５以下、ＪＩＳ Ｋ６２６２における１８０℃×２２時間の圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率が１０％以内、且つ、ＪＩＳ Ｋ６２５５における反発弾性率が７０％以上であることを特徴としている。
弾性層６１２が、上述した物性値を有することにより、定着ロール６１がニップ状態で放置された場合でもニップ変形量を極めて小さい範囲に抑制することができる。その結果、定着ロール６１表面の凹みによる画像ディフェクトが発生することなく、また良好な耐久性を有することができる。
【００３７】
弾性層６１２を形成する材料としては、耐熱性の高い弾性材料が挙げられ、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。定着ロール６１の弾性層６１２は、耐熱性と共に対向部材との圧接狭持でニップを得るために、より低硬度の材料が必要とされることから、ＪＩＳ Ｋ６２５３におけるタイプＡデュロメータ硬さＡ５０／Ｓ以下、特にＡ１０／Ｓ〜Ａ５０／Ｓのシリコーンゴムが好ましい。
シリコーンゴムとしては、付加反応型シリコーンゴムを用いることが望ましい。付加反応型シリコーンゴムは、架橋後の構造が分子の自由末端鎖が少なく、低硬度でも高い機械的特性を示すので好ましい。
【００３８】
付加反応型シリコーンゴムは、主剤として、（Ａ）１分子中に少なくとも２個のケイ素原子と結合するアルケニル基を含有する常温で液状のポリオルガノシロキサンと、架橋剤として、（Ｂ）１分子中に少なくともケイ素原子結合水素原子を２個以上含有するオルガノハイドロジェンシロキサンとを、主剤の（Ａ）ポリオルガノシロキサンが有するアルケニル基に対して、（Ｂ）オルガノハイドロジェンシロキサン中のケイ素原子結合水素原子のモル比で０．３〜５になる量を添加して使用する。
【００３９】
（Ａ）ポリオルガノシロキサンが有するアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基、オクテニル基等が挙げられる。
また、（Ａ）ポリオルガノシロキサンは、上述したアルケニル基以外の置換基を有することがある。このようなアルケニル基以外の置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等のアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基；ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基；クロロメチル基、クロロプロピル基、ブロモエチル基、トリフロロプロピル基、シアノエチル基等の置換基の水素原子の一部又は全部をハロゲン原子、シアノ基等で置換したものが挙げられる。
尚、（Ａ）オルガノポリシロキサンの構造は、直鎖状構造を有するものが好ましいが、部分的には分岐状の構造、環状構造等であってもよい。
【００４０】
（Ｂ）オルガノハイドロジェンシロキサンとしては、例えば、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、（ＣＨ３）２ＨＳｉＯ１／２単位とＳｉＯ４／２単位とからなる共重合体、（ＣＨ３）２ＨＳｉＯ１／２単位とＳｉＯ４／２単位と（Ｃ６Ｈ５）３ＳｉＯ３／２単位とからなる共重合体等が挙げられる。
【００４１】
付加反応型シリコーンゴムは、通常、付加反応触媒の存在下、（Ａ）ポリオルガノシロキサンと（Ｂ）オルガノハイドロジェンシロキサンとの付加反応を行う。付加反応触媒としては、例えば、白金黒、塩化第２白金、塩化白金酸、塩化白金酸と１価アルコ−ルとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、白金ビスアセトアセテ−ト等の白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒等の白金族金属系触媒が挙げられる。
【００４２】
定着ロール６１の弾性層６１２には、高熱伝導率が要求されることから、通常、熱伝導性フィラーが配合される。熱伝導性フィラーとしては、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ）、石英粉、珪藻土、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、炭化珪素、窒化珪素、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素等が挙げられる。これらの中でも、特に、アルミナが好適に用いられる。また、これら熱伝導性フィラーは、１種のみを用いても、２種以上を併用してもよい。更に、同種のもの、例えばアルミナでも、平均粒子径、製造方法、純度、表面処理の有無等が異なる２品種以上を併用してもよい。
熱伝導性フィラーの配合量は、（Ａ）成分のオルガノポリシロキサン１００質量部に対して１０質量部〜３００質量部、好ましくは５０質量部〜２００質量部である。熱伝導性フィラーの配合量が過度に少ないと高熱伝導性が得られず、熱伝導性フィラーの配合量が過度に多いと配合が困難となるばかりでなく、ゴム物性が著しく低下する傾向がある。
【００４３】
本実施の形態においては、熱伝導性フィラーとしては、特に、平均粒子径０．１μｍ〜５０μｍ、好ましくは０．５μｍ〜４０μｍである酸化アルミニウム（アルミナ）微粉末を使用することにより、弾性層６１２の高熱伝導率と高充填における高反発弾性とを確保することができる。
このような酸化アルミニウム（アルミナ）微粉末の配合量は、弾性層６１２を構成する付加反応型シリコーンゴム組成物全体に対する体積分率が、通常１０％〜３５％、好ましくは２０％〜３０％の範囲になるように添加する。体積分率が過度に小さいと定着ロール６１の弾性層６１２としての十分な熱伝導率を得ることができない傾向があり、体積分率が過度に大きいと反発弾性率が低下する傾向がある。
また、酸化アルミニウム（アルミナ）微粉末中のＮａイオン含有量が３０ｐｐｍ以下のものを使用することが好ましい。酸化アルミニウム（アルミナ）微粉末中のＮａイオン含有量が過度に多いと、弾性層６１２の耐熱性能が低下、すなわち、加熱老化試験後の硬さの変化および圧縮永久歪みが大きくなる傾向があり、必要とする熱老化特性を得ることができなくなる傾向がある。
【００４４】
弾性層６１２を形成する材料として挙げられるフッ素ゴムとしては、例えば、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン二元共重合体、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン三元共重合体、ビニリデンフルオライド−トリフルオロクロロエチレン二元共重合体、ビニリデンフルオライド−パーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン三元共重合体、テトラフルオロエチレン−プロピレン二元共重合体、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン−プロピレン三元共重合体、ヘキサフルオロプロピレン−エチレン二元共重合体等が例示される。
【００４５】
フッ素ゴムのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）は、特に限定されないが、通常、３０〜１５０、好ましくは、４０〜１００である。ムーニー粘度が過度に大きいと、材料の流動性が低下し加工性が低下する傾向があり、ムーニー粘度が過度に小さいと、加硫物の引張り強さが低下する傾向がある。
【００４６】
尚、弾性層６１２には、必要に応じて他の配合剤を加えることができる。他の配合剤としては、例えば、シリカヒドロゲル（含水珪酸）、シリカエアロゲル（無水珪酸−煙霧質シリカ）等の補強性シリカ充填剤；クレイ、炭酸カルシウム、二酸化チタン等の充填剤；酸化鉄、酸化セリウム、オクチル酸鉄等の耐熱性向上剤；接着性や成形加工性を向上させるための各種カーボンファンクショナルシラン；難燃性を付与させる窒素化合物、ハロゲン化合物等が挙げられる。
【００４７】
上述したシリコーンゴム組成物等により定着ロール６１の弾性層６１２を形成することにより、芯金６１１との接着耐久性に優れ、且つ、ニップ状態で放置された場合であっても凹みが生じにくく、画像欠陥を発生させない定着ロール６１を得ることが可能である。
尚、本実施の形態が適用される定着ロール６１は、芯金６１１の材料、寸法等は、必要に応じて適宜選定し得る。また、シリコーンゴム組成物等の成形、硬化法は特に限定されないが、通常、注入成形、移送成形、射出成形、コーティング等の成形法により成形することができる。
【００４８】
また、本実施の形態が適用される定着ロール６１には、通常、弾性層６１２の上に定着ロール６１の表面層としてフッ素樹脂層６１３が設けられる。フッ素樹脂層６１３は、例えば、フッ素樹脂チューブまたはフッ素樹脂コーティング材等により形成できる。中でも、ロールの成型加工性及び耐磨耗性の観点から、予めチューブ形状に予備成型されたフッ素樹脂チューブを定着ロール６１表面に被覆することが好ましい。
フッ素系樹脂チューブとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（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樹脂（ＰＦＡ）、フッ化エチレン−プロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル樹脂等のチューブが挙げられる。これらの中でも、特にＰＦＡチューブを用いたものが好ましい。
尚、フッ素系樹脂コーティング材を用いる場合は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）のラテックスや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樹脂（ＰＦＡ）のディスパージョン等を弾性層６１２の外周面上に積層すればよい。
【００４９】
フッ素樹脂層６１３の厚さは、２０μｍ〜４０μｍであることが好ましい。フッ素樹脂層６１３の厚さが過度に薄いと、定着ロールの耐久性が低下する傾向があり、フッ素樹脂層６１３の厚さが過度に厚いと、弾性層６１２の柔軟性が損なわれる傾向がある。
【００５０】
尚、以下に定着装置６０を構成する他の部材について説明する。
エンドレスベルト６２は、原形が円筒形状に形成された無端ベルトであり、ベース層と、このベース層の定着ロール６１側の面または両面に被覆された離型層とから構成されている。ベース層は、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド等のポリマーやＳＵＳ、ニッケル、銅等の金属により形成され、その厚みは、３０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１２５μｍ、より好ましくは７５〜１００μｍ程度である。ベース層の表面に被覆される離型層としては、フッ素樹脂、例えばＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰで形成され、その厚みは５〜１００μｍ、好ましくは１０〜３０μｍ程度である。
【００５１】
圧力パッド６４は、プレニップ部材６４ａ、剥離ニップ部材６４ｂで構成され、ホルダ６５に支持されている。プレニップ部材６４ａには、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体や板バネ等を用いることができ、定着ロール６１側の面は、ほぼ定着ロール６１の外周面に倣う凹形状で形成されている。
剥離ニップ部材６４ｂは、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の耐熱性を有する樹脂、または鉄、アルミニウム、ＳＵＳ等の金属で形成されている。剥離ニップ部材６４ｂの形状としては、ニップ部Ｎにおける外面形状が一定の曲率半径を有する凸曲面状に形成される。
【００５２】
低摩擦シート６８は、エンドレスベルト６２内周面と圧力パッド６４との摺動抵抗（摩擦抵抗）を低減するために設けられ、摩擦係数が小さく、耐摩耗性・耐熱性に優れた材質が適している。具体的には、シンタード成型したＰＴＦＥ樹脂シート、テフロン（登録商標）を含浸させたガラス繊維シート等を用いることができる。なお、低摩擦シート６８は、プレニップ部材６４ａや剥離ニップ部材６４ｂと別体に構成しても、プレニップ部材６４ａや剥離ニップ部材６４ｂと一体的に構成しても、いずれでもよい。
【００５３】
また、ベルト走行ガイド６３は、上述したように、エンドレスベルト６２の内周面と摺擦するため、摩擦係数が低く、かつ、エンドレスベルト６２から熱を奪い難いように熱伝導率が低い材質が適しており、ＰＦＡやＰＰＳ等の耐熱性樹脂が用いられる。
ベルト走行ガイド６３には、定着装置６０の長手方向に亘って、潤滑剤塗布部材６７が配設されている。潤滑剤塗布部材６７は、エンドレスベルト６２内周面に対して接触するように配置され、アミン変性シリコーンオイル等の潤滑剤を適量供給する。これにより、エンドレスベルト６２と低摩擦シート６８との摺動部に潤滑剤を供給し、低摩擦シート６８を介したエンドレスベルト６２と圧力パッド６４との摺動抵抗をさらに低減して、エンドレスベルト６２の円滑な回動を図っている。
【実施例】
【００５４】
以下に、実施例に基づき本実施の形態をさらに詳細に説明する。なお、本実施の形態は実施例に限定されるものではない。以下本実施例において特に断りの限り「部」は質量部を意味する。
（実施例１）
（１）シリコーンゴム組成物
予め、ジメチルポリオルガノシロキサン（ビニル基含有量０．０８ｍｍｏｌ／ｇ、粘度（２５℃）３０，０００ｍＰａ・ｓ）１００部のうち４０部を混練装置に配合し、そこに、アルミナ微粉末（Ｎａイオン含有量１０ｐｐｍ、平均粒子径３μｍ）１００部を配合し、これらを１５０℃で２時間加熱混練した後、残りのジメチルポリオルガノシロキサン６０部で希釈し、さらに、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体（ケイ素原子結合水素原子含有量３ｍｍｏｌ／ｇ、粘度（２５℃）５ｍＰａ・ｓ）４．０部、触媒として塩化白金酸−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を白金含有量として１０ｐｐｍ、硬化遅延剤として１−エチニル−１−シクロヘキサノール０．１部、さらに酸化第二鉄（Ｆｅ３Ｏ４）２部を均一に混合し、シリコーンゴム組成物を調製した。
【００５５】
（２）テストピース
上述したシリコーンゴム組成物を、１２０℃×２０分間プレス成型した後、さらに２００℃×４時間加熱して厚み１２ｍｍの硬さ測定用テストピースを作成した。
また、この硬さ測定用テストピースを用いて、ＪＩＳ Ｋ６２５７に準じ、加熱老化試験（２３０℃×１６８時間）を行いその前後での硬さ変化を測定した。
硬さについては、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準じて測定装置としてタイプＡデュロメータ硬さ試験機であるアスカーゴム硬度計Ａ型（高分子計器社製）を用いタイプＡデュロメータ硬さを測定した。
圧縮永久ひずみについては、上述したシリコーンゴム組成物を、１２０℃×２０分間プレス成型した後、さらに２００℃×４時間加熱してＪＩＳ Ｋ６２６２に準じた大型試験片（直径＝２９ｍｍ、厚さ＝１２．５ｍｍ）を作製した。
この試験片を用いてＪＩＳ Ｋ６２６２に準じ、圧縮永久ひずみ試験（１８０℃×２２時間、２５％圧縮）でのひずみ率を圧縮永久歪試験機（高分子計器社製）を用いて測定した。
反発弾性率については、上述したシリコーンゴム組成物を、１２０℃×２０分間プレス成型した後、さらに２００℃×４時間加熱してＪＩＳ Ｋ６２５５に準じた大型試験片（直径＝２９ｍｍ、厚さ＝１２．５ｍｍ）を作製した。この試験片を用いてＪＩＳ Ｋ６２５５に準じ、株式会社東洋精機製、トリプソ式レジリエンステスター（型番無し）を用いて、反発弾性率（％）の測定を行った。それらの結果を表１に示す。
【００５６】
（３）定着ロール
前述したシリコーンゴム組成物を用いて、Ａ４サイズの定着ロールの成型を行った。成型方法は、円筒状の金型内壁に沿うように予めＰＦＡチューブを設置しておき、さらに金型内部中央にプライマーを塗布した芯金を、円筒状金型両端にはめ合わせたキャップ型で両端から保持する形でセットし、ＰＦＡチューブと芯金との間の空隙に前述したシリコーン組成物を流し込み、これをオーブン内で加熱成型する、一般に一体成型と呼ばれる方法で成型した。定着ロールは、弾性層厚み０．６ｍｍ、ＰＦＡチューブ厚み３０μｍである。
【００５７】
（４）定着ロールのニップ変形量
上述した定着ロールを、実際のＡ４サイズプリンターにおける図２と同様な定着装置にセットし、ニップ変形量の測定と、通紙による耐久枚数の確認を行った。定着装置は、定着ロールに対して内側に加圧部材を配したベルトを圧接してニップを形成する方式のもので、ニップ総荷重２５ｋｇｆ、最大面圧８ｋｇ／ｃｍ２である。また、通紙枚数３５枚／分、定着ロールの表面制御温度１９５℃である。
ニップ変形量の確認は、定着装置に定着ロールをセットし、ニップさせたままの状態で、１５０℃×２４時間放置、及び、室温×１ヶ月間放置した場合の、実際のロール表面の凹み量を測定した（単位：μｍ）。数値が小さいほど、ニップ変形が少ない。結果を表１に記す。
【００５８】
（比較例１）
実施例１で使用したシリコーンゴム組成物におけるアルミナ微粉末（Ｎａイオン含有量３０ｐｐｍ以下、平均粒子径３μｍ）の代わりに、Ｎａイオン含有量２００ｐｐｍのアルミナ微粉末を配合した以外は、実施例１と同様の操作によりシリコーンゴム組成物を調製し、実施例１と同様に、硬さ測定用テストピースを作成し、加熱老化試験での硬さ変化、圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率及び反発弾性率を測定した。さらに、実施例１と同様な操作により成形した定着ロールのニップ変形量を測定した。結果を表１に示す。
【００５９】
（比較例２）
実施例１で使用したシリコーンゴム組成物におけるアルミナ微粉末（Ｎａイオン含有量３０ｐｐｍ以下、平均粒子径３μｍ）の代わりに、粉砕石英粉末（平均粒子径５μｍ）８０部を配合し、さらに、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体（ケイ素原子結合水素原子含有量３ｍｍｏｌ／ｇ、粘度（２５℃）５ｍＰａ・ｓ）の配合量を３．５部とした以外は、実施例１と同様の操作によりシリコーンゴム組成物を調製し、実施例１と同様に、硬さ測定用テストピースを作成し、加熱老化試験での硬さ変化、圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率及び反発弾性率を測定した。さらに、実施例１と同様な操作により成形した定着ロールのニップ変形量を測定した。結果を表１に示す。
【００６０】
（比較例３）
比較例１で使用したシリコーンゴム組成物のアルミナ微粉末（Ｎａイオン含有量２００ｐｐｍ，平均粒径３μｍ）の表面を、ビニルメトキシシランで表面処理した以外、同じ組成のシリコーンゴム組成物を用いた以外は比較例１と同様の操作によりシリコーンゴム組成物を調製し、実施例１と同様に、硬さ測定用テストピースを作成し、加熱老化試験での硬さ変化、圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率及び反発弾性率を測定した。さらに、実施例１と同様な操作により成形した定着ロールのニップ変形量を測定した。結果を表１に示す。
【００６１】
【表１】
【００６２】
表１に示す結果から、実施例１における定着ロールは、１５０℃×２４時間放置及び室温×１ヶ月間放置のいずれの場合でも、ニップ変形量が、それぞれ１２μｍ、１８μｍと極めて小さいことが分かる。また、このニップ変形による凹みが生じた定着ロールで画出しを行ったところ、画像ディフェクトの存在は見られなかった。
これに対して、比較例１における定着ロールでは、１５０℃×２４時間放置した場合のニップ変形量が２４μｍとなった。さらに、ニップ変形によるロールの凹み部分が光沢の低いスジとなって画像全面にわたり確認された。
また、比較例２における定着ロールでは、１５０℃×２４時間放置及び室温×１ヶ月間放置の場合のニップ変形量が、それぞれ２５μｍ、３６μｍと大きいことが分かる。さらに、比較例１の場合と同様に、ニップ変形によるロールの凹み部分が光沢の低いスジとなって画像全面にわたり確認された。
さらに、比較例３においても、比較例１と同様に、ニップ変形によるロールの凹み部分が光沢の低いスジとなって画像全面にわたり確認された。
【００６３】
次に、実施例１及び比較例１と比較例２と比較例３において使用した定着ロールをそれぞれ用い、実際に通紙による耐久性評価を行った。
耐久性評価の結果、実施例１と比較例２と比較例３で使用した定着ロールでは、どちらも１５万枚の通紙後も異常は見られなかった。しかし、比較例１で使用した定着ロールは、７万枚経過時点でシリコーンゴム弾性層の一部で凝集破壊が発生し、用紙詰まりが頻発した。
【００６４】
以上説明したとおり、本実施の形態が適用される定着ロールは、ニップ状態で放置された場合でも表面の凹みによる画像ディフェクトが発生することなく、また良好な耐久性を示すことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。
【図２】本実施の形態が適用される定着装置の構成を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ…画像形成ユニット、１１…感光体ドラム、１２…帯電器、１３…レーザ露光器、１４…現像器、１５…中間転写ベルト、１６…一次転写ロール、１７…ドラムクリーナ、２０…二次転写部、６０…定着装置、６１…定着ロール、６２…エンドレスベルト、６３…ベルト走行ガイド、６４…圧力パッド、６４ａ…プレニップ部材、６４ｂ…剥離ニップ部材、６５…ホルダ、６６…ハロゲンランプ、６７…潤滑剤塗布部材、６８…低摩擦シート、６９…温度センサ、７０…剥離部材、１００…画像形成装置、６１１…コア（円筒状芯金）、６１２…弾性層、６１３…フッ素樹脂層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に担持したトナー像を定着する定着装置に使用する定着ロールであって、
円筒状芯金の周囲に形成した弾性層と、
前記弾性層表面を被覆するフッ素樹脂層と、を有し、
前記弾性層は、ＪＩＳ Ｋ６２５７における２３０℃×１６８時間の加熱老化試験でのＪＩＳ Ｋ６２５３におけるタイプＡデュロメータ硬さの変化が加熱老化試験前の硬さ−５以上、加熱老化試験前の硬さ＋５以下、ＪＩＳ Ｋ６２６２における１８０℃×２２時間の圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率が１０％以内、且つ、ＪＩＳ Ｋ６２５５における反発弾性率が７０％以上であることを特徴とする定着ロール。
【請求項２】
前記弾性層は、（Ａ）１分子中に少なくとも２個のケイ素原子と結合するアルケニル基を含有するポリオルガノシロキサンと、（Ｂ）１分子中に少なくともケイ素原子結合水素原子を２個以上含有するオルガノハイドロジェンシロキサンとを含む付加反応型シリコーンゴムの硬化物から構成されることを特徴とする請求項１記載の定着ロール。
【請求項３】
定着ロールと当該定着ロールに対向配置した加圧部材とで形成するニップ部によりトナーの定着を行う電子写真の定着装置であって、
前記定着ロールは、円筒状芯金の周囲に形成したＪＩＳ Ｋ６２５７における２３０℃×１６８時間の加熱老化試験でのＪＩＳ Ｋ６２５３におけるタイプＡデュロメータ硬さ変化が加熱老化試験前の硬さ−５以上、加熱老化試験前の硬さ＋５以下、ＪＩＳ Ｋ６２６２における１８０℃×２２時間の圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率が１０％以内、且つ、ＪＩＳ Ｋ６２５５における反発弾性率が７０％以上である弾性層を有することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
前記加圧部材は、前記定着ロールに接触しながら移動可能なエンドレスベルトと、当該エンドレスベルトの内側に配置されて当該エンドレスベルトを介して当該定着ロールを圧接する圧力部材と、を有することを特徴とする請求項３記載の定着装置。
【請求項５】
トナー像形成手段、トナー像を記録材上に転写する転写手段及び当該トナー像を当該記録材に定着する定着手段とを有する画像形成装置において、
前記定着装置は、定着ロールと当該定着ロールに対向配置した加圧部材とを備え、
前記定着ロールは、円筒状芯金の周囲に形成したＪＩＳ Ｋ６２５７における２３０℃×１６８時間の加熱老化試験でのＪＩＳ Ｋ６２５３におけるタイプＡデュロメータ硬さの変化が加熱老化試験前の硬さ−５以上、加熱老化試験前の硬さ＋５以下、ＪＩＳ Ｋ６２６２における１８０℃×２２時間の圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率が１０％以内、且つ、ＪＩＳ Ｋ６２５５における反発弾性率が７０％以上である弾性層を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
記録材に担持したトナー像を定着する定着装置に使用する定着ロールであって、
円筒状芯金の周囲に形成した弾性層と、
前記弾性層表面を被覆するフッ素樹脂層と、を有し、
前記弾性層は、ＪＩＳ Ｋ６２５７における２３０℃×１６８時間の加熱老化試験でのＪＩＳ Ｋ６２５３におけるタイプＡデュロメータ硬さの変化が加熱老化試験前の硬さ−５以上、加熱老化試験前の硬さ＋５以下、ＪＩＳ Ｋ６２６２における１８０℃×２２時間の圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率が１０％以内、且つ、ＪＩＳ Ｋ６２５５における反発弾性率が７０％以上であることを特徴とする定着ロール。
【請求項２】
前記弾性層は、（Ａ）１分子中に少なくとも２個のケイ素原子と結合するアルケニル基を含有するポリオルガノシロキサンと、（Ｂ）１分子中に少なくともケイ素原子結合水素原子を２個以上含有するオルガノハイドロジェンシロキサンとを含む付加反応型シリコーンゴムの硬化物から構成されることを特徴とする請求項１記載の定着ロール。
【請求項３】
定着ロールと当該定着ロールに対向配置した加圧部材とで形成するニップ部によりトナーの定着を行う電子写真の定着装置であって、
前記定着ロールは、円筒状芯金の周囲に形成したＪＩＳ Ｋ６２５７における２３０℃×１６８時間の加熱老化試験でのＪＩＳ Ｋ６２５３におけるタイプＡデュロメータ硬さ変化が加熱老化試験前の硬さ−５以上、加熱老化試験前の硬さ＋５以下、ＪＩＳ Ｋ６２６２における１８０℃×２２時間の圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率が１０％以内、且つ、ＪＩＳ Ｋ６２５５における反発弾性率が７０％以上である弾性層を有することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
前記加圧部材は、前記定着ロールに接触しながら移動可能なエンドレスベルトと、当該エンドレスベルトの内側に配置されて当該エンドレスベルトを介して当該定着ロールを圧接する圧力部材と、を有することを特徴とする請求項３記載の定着装置。
【請求項５】
トナー像形成手段、トナー像を記録材上に転写する転写手段及び当該トナー像を当該記録材に定着する定着手段とを有する画像形成装置において、
前記定着装置は、定着ロールと当該定着ロールに対向配置した加圧部材とを備え、
前記定着ロールは、円筒状芯金の周囲に形成したＪＩＳ Ｋ６２５７における２３０℃×１６８時間の加熱老化試験でのＪＩＳ Ｋ６２５３におけるタイプＡデュロメータ硬さの変化が加熱老化試験前の硬さ−５以上、加熱老化試験前の硬さ＋５以下、ＪＩＳ Ｋ６２６２における１８０℃×２２時間の圧縮永久ひずみ試験でのひずみ率が１０％以内、且つ、ＪＩＳ Ｋ６２５５における反発弾性率が７０％以上である弾性層を有することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−２３３０８４（Ｐ２００７−２３３０８４Ａ）
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５５３７５（Ｐ２００６−５５３７５）
【出願日】平成１８年３月１日（２００６．３．１）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１日（２００６．３．１）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]