定着部材とその製造方法、定着装置及び画像形成装置
【課題】揮発性有機化合物であるシロキサンの放散を防ぐことができる定着部材を提供すること。
【解決手段】芯金（芯材）２６にシリコーンゴム層２７を形成し、該シリコーンゴム層２７の外表面にフッ素樹脂フィルム２８を被覆して成る加圧ローラー（定着部材）２２において、前記シリコーンゴム層２８の前記フッ素樹脂フィルム２９によって被覆されないで外部に露出する端面部分２７Ａを他の部分よりも揮発成分含有量が低くて硬度が高いシリコーンゴムで構成する。又、前記シリコーンゴム層２７の端面部分２７Ａを構成するシリコーンゴムの揮発成分含有量（揮発成分抽出量）を１０μｇ／ｍｌ以下、硬度を２０以上に設定する。
【解決手段】芯金（芯材）２６にシリコーンゴム層２７を形成し、該シリコーンゴム層２７の外表面にフッ素樹脂フィルム２８を被覆して成る加圧ローラー（定着部材）２２において、前記シリコーンゴム層２８の前記フッ素樹脂フィルム２９によって被覆されないで外部に露出する端面部分２７Ａを他の部分よりも揮発成分含有量が低くて硬度が高いシリコーンゴムで構成する。又、前記シリコーンゴム層２７の端面部分２７Ａを構成するシリコーンゴムの揮発成分含有量（揮発成分抽出量）を１０μｇ／ｍｌ以下、硬度を２０以上に設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芯材の表面に形成されたシリコーンゴム層の外表面にフッ素樹脂フィルムを被覆して成る定着部材とその製造方法、定着部材を備える定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式によって用紙等の記録材に画像を形成する複写機やプリンター等の画像形成装置においては、感光ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像装置によって現像してトナー像として顕像化し、このトナー像を記録材上に転写することが行われる。そして、トナー像が転写された記録材は、定着装置へと搬送され、該定着装置によって加熱及び加圧されてトナー像の定着を受けた後に機外に排出され、これによって一連の画像形成動作が完了する。
【０００３】
ところで、斯かる画像形成装置における定着装置の定着方式には、従来、加熱ローラー方式や定着ベルト方式が知られている。ここで、一例として加熱ローラー方式を採用する定着装置について説明する。
【０００４】
即ち、定着方式として加熱ローラー方式を採用する定着装置は、互いに当接して回転する定着ローラーと加圧ローラーを備えており、円筒状の定着ローラーの内部には定着ヒーターが配置されている。又、加圧ローラーは、芯金の外表面に、シリコーンゴム層を形成し、その外表面に離型層としてフッ素樹脂フィルム（ＰＦＡチューブ等）を被覆して構成されている。
【０００５】
ところで、近年、電子機器類から発生する揮発性有機化合物（ＶＯＣ）が種々の環境規格によって規制されてきており、画像形成装置から発生する揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の中で定着装置から発生するシロキサンが量的に大きな割合を占めている。このシロキサンの発生源としては定着ローラーや加圧ローラーに含まれるシリコーンゴムから発生するものが殆どであり、環境規格に対応するためには、このシリコーンゴムから発生するシロキサンの量を如何に減らすかが課題となっている。又、このシロキサンによって電気回路やリレー接点等の表面が汚染されると接点不良等の不具合が発生したり、シロキサンが光学系のミラー等に付着すると光学性能の低下を招く等の問題が発生したりもするため、シロキサンの量を減らすことは大きな課題である。
【０００６】
そこで、特許文献１には、シート搬送用ローラーに含まれるシリコーンゴム層の両端と空隙を介して対向するキャップ部材を芯金に設けるとともに、該キャップ部材の少なくとも外周を樹脂チューブで覆って前記空隙を封止する構成が提案されている。
【０００７】
又、特許文献２には、シート搬送用ローラーに含まれるシリコーンゴム層の両端に位置する芯金に、揮発性有機化合物を吸着する吸着体を設ける構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−００９２６４号公報
【特許文献２】特開２００８−００９２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１において提案された構成によれば、キャップ部材が新たに必要となって部品点数が増えるとともに、キャップ部材が空隙を介して配置されているため、空隙部において樹脂チューブに溝状の凹部が発生したり、樹脂チューブに微妙なシワが発生し、キャップ部材を対向ローラーとのニップに配置した場合にはシート搬送用ローラーの回転と停止の繰り返しによって該キャップ部材が破損する可能性がある。これを避けるためにキャップ部材を対向ローラーとのニップの外側に配置すると、定着装置が大きくなってしまうという問題が発生する。更に、キャップ部材は回転による振れをそれ自身で抑える必要があるために５ｍｍ以上の厚さが必要となり、これによっても定着装置が大きくなってしまうという問題が発生する。
【００１０】
又、特許文献２において提案された構成であっても、吸着体が樹脂チューブによって覆われている状況は特許文献１と同じであるため、前記と同様の問題が発生する。
【００１１】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、揮発性有機化合物であるシロキサンの放散を防ぐことができる定着部材とその製造方法、小型化を図ることができる定着装置及びこれを備えた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】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、芯材にシリコーンゴム層を形成し、該シリコーンゴム層の外表面にフッ素樹脂フィルムを被覆して成る定着部材において、前記シリコーンゴム層の前記フッ素樹脂フィルムによって被覆されないで外部に露出する端面部分を他の部分よりも揮発成分含有量が低くて硬度が高いシリコーンゴムで構成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記シリコーンゴム層の端面部分を構成するシリコーンゴムの揮発成分含有量（揮発成分抽出量）を１０μｇ／ｍｌ以下、硬度を２０以上に設定したことを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、芯材にシリコーンゴム層を形成し、該シリコーンゴム層の外表面にフッ素樹脂フィルムを被覆して成る定着部材の製造方法であって、揮発成分含有量と硬度が異なる２種類のシリコーンゴムを用意し、前記芯材と前記フッ素樹脂フィルムが予め挿入セットされた縦型の金型の前記芯材と前記フッ素樹脂フィルムの間の空間に、揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴムを所定高さ分だけ流し込み、その上に揮発成分含有量が高くて硬度が低い方の液状シリコーンゴムを所定高さ分だけ流し込み、更にその上に揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴムを所定高さ分だけ流し込んだ後、その状態を保ったまま加硫することを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の定着装置は、請求項１又は２記載の定着部材又は請求項３記載の製造方法によって製造された定着部材を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記定着部材に含まれる前記シリコーンゴム層の端面部分を画像領域外に配置したことを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載の発明において、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記定着部材に含まれる前記シリコーンゴム層の端面部分の外径又は厚さを中央部の外径又は厚さよりも小さく設定したことを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の画像形成装置は、請求項４〜６の何れかに記載の定着装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の発明によれば、シリコーンゴム層のフッ素樹脂フィルムによって被覆されないで外部に露出する端面部分、つまり、従来は揮発性有機化合物であるシロキサンが放散していた端面部分を他の部分よりも揮発成分含有量が低くて硬度が高いシリコーンゴムで構成したため、シリコーンゴム層の端面からのシロキサンの放散が抑制される。又、シリコーンゴム層の端面部分を除く部分の硬度は端面部分の硬度よりも低く抑えられているため、定着部材によって適正な定着ニップを確保することができる。更に、シリコーンゴム層の端面部分は他の部分と一体化しているため、長期の使用によっても両者が分離することがなく、定着部材の耐久性が高められる。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、シリコーンゴム層の端面部分を構成するシリコーンゴムの揮発成分含有量（揮発成分抽出量）を１０μｇ／ｍｌ以下、硬度を２０以上に設定することによって、定着部材外へのシロキサンの放散を抑制しつつ、シリコーンゴムの弾性体としての性能と強度の低下を防いで定着部材の耐久性を高めることができる。因に、シリコーンゴムの揮発成分含有量と硬度とは逆比例の関係にあり、シリコーンゴムの揮発成分含有量（揮発成分抽出量）が１０μｇ／ｍｌを超えるとシロキサンの定着部材外への放散の抑制効果が期待できず、シリコーンゴムの硬度を２０未満に保つと揮発成分含有量（揮発成分抽出量）が１０μｇ／ｍｌを超えてシロキサンの定着部材外への放散を抑制することができなくなる。
【００２１】
請求項３記載の発明によれば、芯材とフッ素樹脂フィルムが予め挿入セットされた縦型の金型の芯材とフッ素樹脂フィルムの間の空間に、揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴム、揮発成分含有量が高くて硬度が低い方の液状シリコーンゴム、揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴムを順次流し流し込んだ後、その状態を保ったまま加硫することによって、シロキサンの外部への放散を防ぐことができる定着部材を生産性良く製造することができる。
【００２２】
請求項４記載の発明によれば、定着装置に備えられた定着部材は、構造的にはシリコーンゴム層の外部に露出する端面部分を構成するシリコーンゴムの揮発成分含有量と硬度を他の部分のそれらに対して変えるだけであって、その形状と寸法に変化はないため、シロキサンの外部への放散を防ぐためのキャップ部材や吸着部材をシリコーンゴム層の端面に新たに設けた定着部材のように全長が長くなることがなく、定着装置の小型化が図られる。
【００２３】
請求項５記載の発明によれば、揮発成分含有が低いために他の部分（画像領域部分）よりも見掛け上の硬度が高くなった定着部材のシリコーンゴム層の端面部分を画像領域外に配置したため、画像領域において定着部材によって適正な定着ニップが形成され、トナー像の記録材への定着が良好になされる。
【００２４】
請求項６記載の発明によれば、揮発成分含有が低いために他の部分よりも見掛け上の硬度が高くなったシリコーンゴム層の端面部分の外径又は厚さを中央部の外径又は厚さよりも小さく設定したため、定着部材によって形成される定着ニップ内での単位面積当たりの圧力が長手方向に均一化し、トナー像の記録材への定着が良好になされる。
【００２５】
請求項７記載の発明によれば、定着装置からのシロキサンの放散が防がれるため、環境の悪化を防ぎつつ、高い定着性を確保して高質画像を安定的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明に係る定着装置要部の断面図である。
【図３】本発明に係る加圧ローラーの横断面図である。
【図４】(ａ)〜（ｄ）は本発明に係る加圧ローラーの製造方法をその工程順に示す断面図である。
【図５】本発明に係る定着ベルトの側面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２８】
［画像形成装置］
図１は本発明に係る画像形成装置の断面図であり、図示の画像形成装置１はレーザープリンターであって、装置本体１Ａの内部上方には、画像形成部２が配され、装置本体１Ａ内の下半部には用紙収納部３が配されている。
【００２９】
上記画像形成部２は、電子写真方式によって画像を形成するものであって、回転可能に配された像担持体としての感光ドラム４と、その周囲に配された帯電器５、現像装置６、転写ローラー７及びクリーニング装置８の他、現像装置６に現像剤であるトナーを補給するためのトナーホッパー９を備えている。そして、画像形成部２の横には、光走査装置であるレーザースキャナーユニット（ＬＳＵ）１０が配置されている。
【００３０】
前記用紙収納部３は、記録材である複数枚の用紙が積層収容された着脱可能な上下２段の給紙カセット１１，１２を備えており、各給紙カセット１１，１２の近傍には、各給紙カセット１１，１２内の用紙を上位のものから順次取り出すピックローラー１３と、取り出された用紙を１枚ずつ分離して送り出すフィードローラー１４とリタードローラー１５がそれぞれ配設されている
又、装置本体１Ａ内には、用紙収納部３から画像形成部２に至る第１搬送路Ｓ１と、画像形成部２から排紙トレイ１６に至る第２搬送路Ｓ２が配置されており、第１搬送路Ｓ１にはレジストローラー１７と前記転写ローラー７が設けられ、第２搬送路Ｓ２には本発明に係る定着装置１８と搬送ローラー１９及び排紙ローラー２０が設けられている。尚、定着装置１８の構成の詳細は後述する。
【００３１】
次に、以上のように構成された画像形成装置１の画像形成動作について説明する。
【００３２】
画像形成動作が開始されると、画像形成部２においては感光ドラム４が不図示の駆動手段によって図１の矢印方向（時計方向）に回転駆動され、その表面が帯電器５によって所定の電位に一様に帯電される。そして、パソコン等から送信される電気信号に基づくレーザービームがレーザースキャナーユニット１０から出力されて感光ドラム４の表面が露光走査されると、該感光ドラム４上に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そして、この感光ドラム４上に形成された静電潜像は、現像装置６によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として可視像化される。
【００３３】
ところで、カセット給紙を行う場合、用紙収納部３の例えば上段の給紙カセット１１内に収容されている用紙は、ピックローラー１３によって最上位のものからピックアップされ、フィードローラー１４とリタードローラー１５によって１枚ずつ分離されて第１搬送経路Ｓ１をレジストローラー１７へと搬送される。そして、レジストローラー１７においては、用紙は、一時待機状態とされた後、感光ドラム４上のトナー像に同期する所定のタイミングで画像形成部２へと供給される。
【００３４】
画像形成部２においては、感光ドラム４と転写ローラー７との間のニップへと供給された用紙は、転写ローラー７によって感光ドラム４に押し付けられながら搬送されることによって、その表面に感光ドラム４上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された用紙は、定着装置１８へと搬送され、この定着装置１８のニップを通過する過程で加熱及び加圧されてトナー像の定着を受ける。尚、用紙へのトナー像の転写後に感光ドラム４の表面に残留するトナー（転写残トナー）はクリーニング装置８によって除去され、表面が清掃された感光ドラム４は次の画像形成動作に備えられる。
【００３５】
而して、定着装置１８にて表面にトナー像が定着された用紙は、第２搬送路Ｓ２を搬送ローラー１９によって排紙ローラー２０に向かって搬送され、排紙ローラー２０によって排紙トレイ１６へと排出され、これによって一連の画像形成動作が終了する。
【００３６】
［定着装置］
次に、本発明に係る前記定着装置１８を図２及び図３に基づいて以下に説明する。
【００３７】
図２は本発明に係る定着装置要部の断面図、図３は同定着装置の加圧ローラーの横断面図であり、図示の定着装置１８は、定着方式として加熱ローラー方式を採用するものであって、互いに当接して図示矢視方向に回転する定着ローラー２１と加圧ローラー２２を備えており、円筒状の定着ローラー２１の内部には定着ヒーター２３が配置されている。そして、この定着ローラー２１には加圧ローラー２２が下方から圧接されて定着ローラー２１との間に所定の定着ニップが形成されている。
【００３８】
本実施の形態では、定着ローラー２１は、アルミニウム製の芯金２４の外表面に、導電材や耐摩耗材が充填されたＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂２５をコーティングすることによって構成されている。又、この定着ローラー２１の内部に配置された前記定着ヒーター２３はハロゲンランプで構成されており、この定着ヒーター２３によって定着ローラー２１が所定の定着温度に加熱される。尚、定着ローラー２１の表面温度は不図示の温度センサーによって常時検出され、その検出信号が不図示のコントローラーにフィードバックされることによって定着ローラー２１の表面温度が所定の定着温度に制御される。
【００３９】
又、加圧ローラー２２は、ステンレス等の金属製の芯金２６の外表面に円筒状のシリコーンゴム層２７を形成し、このシリコーンゴム層２７の外表面に離型層としてＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂フィルム２８を被覆して構成されている。
【００４０】
而して、本実施の形態では、図３に示すように、加圧ローラー２２に設けられた前記シリコーンゴム層２７のフッ素樹脂フィルム２８によって被覆されないで外部に露出する長手方向（通紙幅方向）両端の端面部分（幅ｂの部分）２７Ａを他の部分よりも揮発成分含有量が低くて硬度が高いシリコーンゴムで構成している。具体的には、シリコーンゴム層２７の端面部分２７Ａを構成するシリコーンゴムの揮発成分含有量（揮発成分抽出量は１０μｇ／ｍｌ以下、硬度は２０以上に設定されている。
【００４１】
又、本実施の形態に係る定着装置１８においては、加圧ローラー２２に含まれるシリコーンゴム層２７の端面部分２７Ａは画像領域外（非画像領域）に配置されるとともに、これらの端面部分２７Ａの外径φＤ１は中央部の外径φＤ２よりも小さく設定されている（φＤ１＜φＤ２）。
【００４２】
ここで、以上のように構成された加圧ローラー２２の製造方法を図４（ａ）〜（ｄ）に従って以下に説明する。尚、図４(ａ)〜（ｄ）は本発明に係る加圧ローラーの製造方法をその工程順に示す断面図である。
【００４３】
加圧ローラー２２の製造には縦型の金型３０が使用されるが、この金型３０は、加圧ローラー２２の外径と同径の内径を有する円筒型３１を垂直に立設し、該円筒型３１の上下に上型３２と下型３３をそれぞれ嵌着することによって構成されている。
【００４４】
而して、加圧ローラー２２の製造に際しては、揮発成分含有量と硬度が異なる２種類のシリコーンゴムが用意され、先ず、図４（ａ）に示すように金型３０内の中心に芯金２６を挿入してこれを垂直にセットするとともに、円筒状のフッ素樹脂フィルム（ＰＦＡチューブ）２８を円筒型３１の内面に沿って挿入セットする。次に、図４（ｂ）に示すように、揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴム２７ａを上型３２の中心部に形成された注入口３２ａから金型３０内の芯金２６とフッ素樹脂フィルム２８の間の空間に高さｂ分だけ流し込み、次に図４（ｃ）に示すように揮発成分含有量が高くて硬度が低い方の液状シリコーンゴム２７ｂを高さｈ分だけ流し込む。そして、最後に図４（ｄ）に示すように揮発成分含有量が高くて硬度が低い方の液状シリコーンゴム２７ｂの上に揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴム２７ａを流し込み、その状態を加硫すれば、シリコーンゴム２７ａ，２７ｂ同士及びシリコーンゴム２７ａ，２７ｂと芯金２６及びフッ素樹脂フィルム２８が一体化された図３に示すようなシリコーンゴム層２７の左右両端面部２７Ａが揮発成分含有量が他の部分に対して低くて硬度が高いシリコーンゴムによって構成された加圧ローラー２２が製造される。
【００４５】
以上の加圧ローラー２２の製造方法によれば、芯金２６とフッ素樹脂フィルム２８が予め挿入セットされた縦型の金型３０の芯金２６とフッ素樹脂フィルム２８の間の空間に、揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴム２７ａ、揮発成分含有量が高くて硬度が低い方の液状シリコーンゴム２７ｂ、揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴム２７ａを順次流し込んだ後、その状態を保ったまま加硫することによって、シリコーンゴム層２７の左右の端面部分２７Ａが揮発成分含有量が低くて硬度が高いシリコーンゴムによって構成された加圧ローラー２２を生産性良く製造することができる。
【００４６】
而して、本実施の形態に係る定着装置１８に使用される加圧ローラー２２においては、シリコーンゴム層２７のフッ素樹脂フィルム２８によって被覆されないで外部に露出する端面部分２７Ａ、つまり、従来は揮発性有機化合物であるシロキサンが放散していた端面部分２７Ａを他の部分よりも揮発成分含有量が低くて硬度が高いシリコーンゴムで構成したため、シリコーンゴム層２７の端面からのシロキサンの放散が抑制される。又、シリコーンゴム層２７の端面部分２７Ａを除く部分の硬度は端面部分の硬度よりも低く抑えられているため、定着ローラー２１と加圧ローラー２２によって適正な定着ニップを確保することができる。更に、シリコーンゴム層２７の端面部分２７Ａは他の部分と一体化しているため、長期の使用によっても両者が分離することがなく、加圧ローラー２２の耐久性が高められる。
【００４７】
ところで、シリコーンゴムの揮発成分含有量と硬度とは逆比例の関係にあり、シリコーンゴムの揮発成分含有量（揮発成分抽出量）が１０μｇ／ｍｌを超えるとシロキサンの定着部材外への放散の抑制効果が期待できず、シリコーンゴムの硬度を２０未満に保つと揮発成分含有量（揮発成分抽出量）が１０μｇ／ｍｌを超えてシロキサンの加圧ローラー２２外への放散を抑制することができなくなる。
【００４８】
本実施の形態では、シリコーンゴム層２７の端面部分２７Ａを構成するシリコーンゴムの揮発成分含有量（揮発成分抽出量）を１０μｇ／ｍｌ以下、硬度を２０以上に設定したため、加圧ローラー２２外へのシロキサンの放散を抑制しつつ、シリコーンゴムの弾性体としての性能と強度の低下を防いで加圧ローラー２２の耐久性を高めることができる。
【００４９】
又、加圧ローラー２２、構造的にはシリコーンゴム層２７の外部に露出する端面部分２７Ａを構成するシリコーンゴムの揮発成分含有量と硬度を他の部分のそれらに対して変えるだけであって、その形状と寸法に変化はないため、シロキサンの外部への放散を防ぐためのキャップ部材や吸着部材をシリコーンゴム層の端面に新たに設けた加圧ローラーのように全長が長くなることがなく、この結果、定着装置１８の小型化が図られる。
【００５０】
更に，本実施の形態似かかる定着装置１８においては、揮発成分含有が低いために他の部分（画像領域部分）よりも見掛け上の硬度が高くなった加圧ローラー２２のシリコーンゴム層２７の端面部分２７Ａを画像領域外（非画像領域）に配置したため、画像領域において定着ローラー２１と加圧ローラー２２によって適正な定着ニップが形成され、トナー像の要旨への定着が良好になされる。
【００５１】
又、本実施の形態では、揮発成分含有が低いために他の部分よりも見掛け上の硬度が高くなったシリコーンゴム層２７の端面部分２７Ａの外径φＤ１を中央部の外径φＤ２よりも小さく設定したため（φＤ１＜φＤ２）、定着ローラー２１と加圧ローラー２２によって形成される定着ニップ内での単位面積当たりの圧力が長手方向に均一化し、トナー像の用紙への定着が良好になされる。
【００５２】
次に、本発明の実施例を比較例と併せて以下に説明する。
【実施例】
【００５３】
本実施例では、シリコーンゴム層の端面部分の揮発成分含有量（揮発成分抽出量）が１０μｇ／ｍｌ、硬度が２０である加圧ローラーにおけるシロキサンの発生量を測定し、その結果を表１実施例として示した。又、比較例として、シリコーンゴム層の端面部分の揮発成分含有量（揮発成分抽出量）と硬度の組み合わせが（１０μｇ／ｍｌ、１５）、（１９μｇ／ｍｌ、２０）、（４０μｇ／ｍｌ、１５）である３種類の加圧ローラーにおけるシロキサンの発生量も測定し、その結果を表１にそれぞれ比較例１，２，３として示した。
【００５４】
尚、揮発成分含有量（揮発成分抽出量）は、シリコーンゴム１０ｍｇを３２分割し、これを１０ｍｌのＴＨＦ溶液に浸漬させ、温度２５℃で１２時間放置し、低分子量成分が溶出したＴＨＦ溶液を１μｌ計り取ってＧＣ−ＭＳ装置に掛け、シクロヘキサンからシクロデカンが検出されるリテンションタイムの間に検出されるシクロヘキサン系揮発成分をトルエン換算で定量することによって測定された。又、硬度はＪＩＳＫ−６３０１に従ってＪＩＳ−Ａ硬度計を用いて測定された。
【００５５】
シロキサンの発生量の測定は、京セラミタ社製ＫＭ−Ｃ３２３２の改造機の定着装置に各加圧ローラーを組み込み、この改造機をＳＵＳ製の容積５ｍ３のチャンバー内に設置し、風量１５ｍ３／ｈで換気を行うようにした。そして、約１時間の換気を行った後、１０分間だけプリントを行い、機内から発生する揮発性物質をTenax管で１００ｍｌ／ｍｉｎの量だけサンプリングした。その後、プリント停止後も約２０分間だけ連続してサンプリングを行った。そして、サンプリングしたTenax管を加熱脱着装置で脱着し、ＧＣ−ＭＳにて測定を行ってシロキサンガスの発生量を算出した。
【００５６】
【表１】
表１に示す結果から明らかなように、シリコーンゴム層の端面部分の揮発成分含有量（揮発成分抽出量）が１０ｍｇ／ｍ３、硬度が２０に設定された実施例ではシロキサン発生量を３５μｇ／ｍ３と低く抑えられたのに対して、揮発成分含有量（揮発成分抽出量）と硬度が実施例の範囲を超える比較例１〜３ではシロキサン発生量がそれぞれ２１０ｇ／ｍ３、１１８ｇ／ｍ３．２０１ｇ／ｍ３と高い値を示す。
【００５７】
ところで、以上は本発明を定着方式として加熱ローラー方式を採用する定着装置の加圧ローラーに対して適用した形態について説明したが、本発明は、定着方式として定着ベルト方式を採用する定着装置とこれに使用される図５及び図６に示す定着ベルトに対しても同様に適用可能である。
【００５８】
即ち、図５は定着ベルトの側面図、図６は図５のＡ−Ａ線断面図であり、図５に示すように定着ベルト３４は無端状であって、駆動ローラー３５と従動ローラー３６との間に巻装され、駆動ローラー３５によって図示矢印方向に回転駆動される。この定着ベルト３４は、図６に示すように、ポリイミドフィルム又はステンレスやニッケル等の金属製の無端状の芯材３７にシリコーンゴムを５００μｍ程度の厚さでコーティングしてシリコーンゴム層３８を形成し、その上にフッ素樹脂フィルム（ＰＦＡチューブ）３９を被覆して構成されている。
【００５９】
而して、上記定着ベルト３４においても、シリコーンゴム層３８のフッ素樹脂フィルム３９によって被覆されないで外部に露出する幅方向（通紙幅方向）両端の端面部分（図６の幅ｂの部分）３８Ａの揮発成分含有量は他の部分よりも低く、硬度は他の部分よりも高く設定されている。ここで、シリコーンゴム層３８の端面部分３８Ａの揮発成分含有量は
１０μｇ／ｍｌ以下、硬度は２０以上に設定されている。
【００６０】
又、定着方式として定着ベルト方式を採用する定着装置においては、定着ベルト３４に含まれるシリコーンゴム層３８の端面部分３８Ａは画像領域外（非画像領域）に配置されるとともに、これらの端面部分３８Ａの厚さｔ１は中央部の厚さｔ２よりも小さく設定されている（ｔ１＜ｔ２）。
【００６１】
従って、図示の定着ベルト３４においても、シリコーンゴム層３８のフッ素樹脂フィルム３９によって被覆されないで外部に露出する端面部分３８Ａ、つまり、従来は揮発性有機化合物であるシロキサンが放散していた端面部分３８Ａを構成するシリコーンゴムの揮発成分含有量（揮発成分抽出量）を１０μｇ／ｍｌ以下、硬度を２０以上に設定したため、定着ベルト３４外へのシロキサンの放散を抑制しつつ、シリコーンゴムの弾性体としての性能と強度の低下を防いで定着ベルト３４の耐久性を高めることができる。その他、定着ベルト３４及びこれを備えた定着装置においても、前記加圧ローラー２２及びこれを備えた前記定着装置１８において得られたと同様の効果が得られる。
【００６２】
尚、以上は本発明をモノクロのレーザープリンターとこれに備えられた定着装置及び該定着装置に使用される加圧ローラーや定着ベルト等の定着部材に対して適用した形態について説明したが、本発明は、カラーレザープリンターやモノクロ／カラーを問わず、複写機や複合機等の他の画像形成装置とこれに備えられた定着装置及び該定着装置に使用される加圧ローラーや定着ベルト等の定着部材に対しても同様に適用可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 画像形成装置
１Ａ 画像形成装置本体
２ 画像形成部
３ 用紙収納部
４ 感光ドラム
５ 帯電器
６ 現像装置
７ 転写ローラー
８ クリーニング装置
９ トナーホッパー
１０ レーザースキャナーユニット（ＬＳＵ）
１１，１２ 給紙カセット
１３ ピックローラー
１４ フィードローラー
１５ リタードローラー
１６ 排紙トレイ
１７ レジストローラー
１８ 定着装置
１９ 搬送ローラー
２０ 排紙ローラー
２１ 定着ローラー
２２ 加圧ローラー（定着部材）
２３ 定着ヒーター
２４ 定着ローラーの芯金
２５ 定着ローラーのフッ素樹脂
２６ 加圧ローラーの芯金（芯材）
２７ 加圧ローラーのシリコーンゴム層
２７Ａ シリコーンゴム層の端面部分
２７ａ 揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴム
２７ｂ 揮発成分含有量が高くて硬度が低い方の液状シリコーンゴム
２８ 加圧ローラーのフッ素樹脂フィルム
３０ 金型
３１ 円筒型
３２ 上型
３２ａ 上型の注入口
３３ 下型
３４ 定着ベルト（定着部材）
３５ 駆動ローラー
３６ 従動ローラー
３７ 芯材
３８ シリコーンゴム層
３８Ａ シリコーンゴム層の端面部分
３９ 定着ベルトのフッ素樹脂フィルム
Ｓ１ 第１搬送路
Ｓ２ 第２搬送路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芯材の表面に形成されたシリコーンゴム層の外表面にフッ素樹脂フィルムを被覆して成る定着部材とその製造方法、定着部材を備える定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式によって用紙等の記録材に画像を形成する複写機やプリンター等の画像形成装置においては、感光ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像装置によって現像してトナー像として顕像化し、このトナー像を記録材上に転写することが行われる。そして、トナー像が転写された記録材は、定着装置へと搬送され、該定着装置によって加熱及び加圧されてトナー像の定着を受けた後に機外に排出され、これによって一連の画像形成動作が完了する。
【０００３】
ところで、斯かる画像形成装置における定着装置の定着方式には、従来、加熱ローラー方式や定着ベルト方式が知られている。ここで、一例として加熱ローラー方式を採用する定着装置について説明する。
【０００４】
即ち、定着方式として加熱ローラー方式を採用する定着装置は、互いに当接して回転する定着ローラーと加圧ローラーを備えており、円筒状の定着ローラーの内部には定着ヒーターが配置されている。又、加圧ローラーは、芯金の外表面に、シリコーンゴム層を形成し、その外表面に離型層としてフッ素樹脂フィルム（ＰＦＡチューブ等）を被覆して構成されている。
【０００５】
ところで、近年、電子機器類から発生する揮発性有機化合物（ＶＯＣ）が種々の環境規格によって規制されてきており、画像形成装置から発生する揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の中で定着装置から発生するシロキサンが量的に大きな割合を占めている。このシロキサンの発生源としては定着ローラーや加圧ローラーに含まれるシリコーンゴムから発生するものが殆どであり、環境規格に対応するためには、このシリコーンゴムから発生するシロキサンの量を如何に減らすかが課題となっている。又、このシロキサンによって電気回路やリレー接点等の表面が汚染されると接点不良等の不具合が発生したり、シロキサンが光学系のミラー等に付着すると光学性能の低下を招く等の問題が発生したりもするため、シロキサンの量を減らすことは大きな課題である。
【０００６】
そこで、特許文献１には、シート搬送用ローラーに含まれるシリコーンゴム層の両端と空隙を介して対向するキャップ部材を芯金に設けるとともに、該キャップ部材の少なくとも外周を樹脂チューブで覆って前記空隙を封止する構成が提案されている。
【０００７】
又、特許文献２には、シート搬送用ローラーに含まれるシリコーンゴム層の両端に位置する芯金に、揮発性有機化合物を吸着する吸着体を設ける構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−００９２６４号公報
【特許文献２】特開２００８−００９２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１において提案された構成によれば、キャップ部材が新たに必要となって部品点数が増えるとともに、キャップ部材が空隙を介して配置されているため、空隙部において樹脂チューブに溝状の凹部が発生したり、樹脂チューブに微妙なシワが発生し、キャップ部材を対向ローラーとのニップに配置した場合にはシート搬送用ローラーの回転と停止の繰り返しによって該キャップ部材が破損する可能性がある。これを避けるためにキャップ部材を対向ローラーとのニップの外側に配置すると、定着装置が大きくなってしまうという問題が発生する。更に、キャップ部材は回転による振れをそれ自身で抑える必要があるために５ｍｍ以上の厚さが必要となり、これによっても定着装置が大きくなってしまうという問題が発生する。
【００１０】
又、特許文献２において提案された構成であっても、吸着体が樹脂チューブによって覆われている状況は特許文献１と同じであるため、前記と同様の問題が発生する。
【００１１】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、揮発性有機化合物であるシロキサンの放散を防ぐことができる定着部材とその製造方法、小型化を図ることができる定着装置及びこれを備えた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】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、芯材にシリコーンゴム層を形成し、該シリコーンゴム層の外表面にフッ素樹脂フィルムを被覆して成る定着部材において、前記シリコーンゴム層の前記フッ素樹脂フィルムによって被覆されないで外部に露出する端面部分を他の部分よりも揮発成分含有量が低くて硬度が高いシリコーンゴムで構成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記シリコーンゴム層の端面部分を構成するシリコーンゴムの揮発成分含有量（揮発成分抽出量）を１０μｇ／ｍｌ以下、硬度を２０以上に設定したことを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、芯材にシリコーンゴム層を形成し、該シリコーンゴム層の外表面にフッ素樹脂フィルムを被覆して成る定着部材の製造方法であって、揮発成分含有量と硬度が異なる２種類のシリコーンゴムを用意し、前記芯材と前記フッ素樹脂フィルムが予め挿入セットされた縦型の金型の前記芯材と前記フッ素樹脂フィルムの間の空間に、揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴムを所定高さ分だけ流し込み、その上に揮発成分含有量が高くて硬度が低い方の液状シリコーンゴムを所定高さ分だけ流し込み、更にその上に揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴムを所定高さ分だけ流し込んだ後、その状態を保ったまま加硫することを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の定着装置は、請求項１又は２記載の定着部材又は請求項３記載の製造方法によって製造された定着部材を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記定着部材に含まれる前記シリコーンゴム層の端面部分を画像領域外に配置したことを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載の発明において、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記定着部材に含まれる前記シリコーンゴム層の端面部分の外径又は厚さを中央部の外径又は厚さよりも小さく設定したことを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の画像形成装置は、請求項４〜６の何れかに記載の定着装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の発明によれば、シリコーンゴム層のフッ素樹脂フィルムによって被覆されないで外部に露出する端面部分、つまり、従来は揮発性有機化合物であるシロキサンが放散していた端面部分を他の部分よりも揮発成分含有量が低くて硬度が高いシリコーンゴムで構成したため、シリコーンゴム層の端面からのシロキサンの放散が抑制される。又、シリコーンゴム層の端面部分を除く部分の硬度は端面部分の硬度よりも低く抑えられているため、定着部材によって適正な定着ニップを確保することができる。更に、シリコーンゴム層の端面部分は他の部分と一体化しているため、長期の使用によっても両者が分離することがなく、定着部材の耐久性が高められる。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、シリコーンゴム層の端面部分を構成するシリコーンゴムの揮発成分含有量（揮発成分抽出量）を１０μｇ／ｍｌ以下、硬度を２０以上に設定することによって、定着部材外へのシロキサンの放散を抑制しつつ、シリコーンゴムの弾性体としての性能と強度の低下を防いで定着部材の耐久性を高めることができる。因に、シリコーンゴムの揮発成分含有量と硬度とは逆比例の関係にあり、シリコーンゴムの揮発成分含有量（揮発成分抽出量）が１０μｇ／ｍｌを超えるとシロキサンの定着部材外への放散の抑制効果が期待できず、シリコーンゴムの硬度を２０未満に保つと揮発成分含有量（揮発成分抽出量）が１０μｇ／ｍｌを超えてシロキサンの定着部材外への放散を抑制することができなくなる。
【００２１】
請求項３記載の発明によれば、芯材とフッ素樹脂フィルムが予め挿入セットされた縦型の金型の芯材とフッ素樹脂フィルムの間の空間に、揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴム、揮発成分含有量が高くて硬度が低い方の液状シリコーンゴム、揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴムを順次流し流し込んだ後、その状態を保ったまま加硫することによって、シロキサンの外部への放散を防ぐことができる定着部材を生産性良く製造することができる。
【００２２】
請求項４記載の発明によれば、定着装置に備えられた定着部材は、構造的にはシリコーンゴム層の外部に露出する端面部分を構成するシリコーンゴムの揮発成分含有量と硬度を他の部分のそれらに対して変えるだけであって、その形状と寸法に変化はないため、シロキサンの外部への放散を防ぐためのキャップ部材や吸着部材をシリコーンゴム層の端面に新たに設けた定着部材のように全長が長くなることがなく、定着装置の小型化が図られる。
【００２３】
請求項５記載の発明によれば、揮発成分含有が低いために他の部分（画像領域部分）よりも見掛け上の硬度が高くなった定着部材のシリコーンゴム層の端面部分を画像領域外に配置したため、画像領域において定着部材によって適正な定着ニップが形成され、トナー像の記録材への定着が良好になされる。
【００２４】
請求項６記載の発明によれば、揮発成分含有が低いために他の部分よりも見掛け上の硬度が高くなったシリコーンゴム層の端面部分の外径又は厚さを中央部の外径又は厚さよりも小さく設定したため、定着部材によって形成される定着ニップ内での単位面積当たりの圧力が長手方向に均一化し、トナー像の記録材への定着が良好になされる。
【００２５】
請求項７記載の発明によれば、定着装置からのシロキサンの放散が防がれるため、環境の悪化を防ぎつつ、高い定着性を確保して高質画像を安定的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明に係る定着装置要部の断面図である。
【図３】本発明に係る加圧ローラーの横断面図である。
【図４】(ａ)〜（ｄ）は本発明に係る加圧ローラーの製造方法をその工程順に示す断面図である。
【図５】本発明に係る定着ベルトの側面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２８】
［画像形成装置］
図１は本発明に係る画像形成装置の断面図であり、図示の画像形成装置１はレーザープリンターであって、装置本体１Ａの内部上方には、画像形成部２が配され、装置本体１Ａ内の下半部には用紙収納部３が配されている。
【００２９】
上記画像形成部２は、電子写真方式によって画像を形成するものであって、回転可能に配された像担持体としての感光ドラム４と、その周囲に配された帯電器５、現像装置６、転写ローラー７及びクリーニング装置８の他、現像装置６に現像剤であるトナーを補給するためのトナーホッパー９を備えている。そして、画像形成部２の横には、光走査装置であるレーザースキャナーユニット（ＬＳＵ）１０が配置されている。
【００３０】
前記用紙収納部３は、記録材である複数枚の用紙が積層収容された着脱可能な上下２段の給紙カセット１１，１２を備えており、各給紙カセット１１，１２の近傍には、各給紙カセット１１，１２内の用紙を上位のものから順次取り出すピックローラー１３と、取り出された用紙を１枚ずつ分離して送り出すフィードローラー１４とリタードローラー１５がそれぞれ配設されている
又、装置本体１Ａ内には、用紙収納部３から画像形成部２に至る第１搬送路Ｓ１と、画像形成部２から排紙トレイ１６に至る第２搬送路Ｓ２が配置されており、第１搬送路Ｓ１にはレジストローラー１７と前記転写ローラー７が設けられ、第２搬送路Ｓ２には本発明に係る定着装置１８と搬送ローラー１９及び排紙ローラー２０が設けられている。尚、定着装置１８の構成の詳細は後述する。
【００３１】
次に、以上のように構成された画像形成装置１の画像形成動作について説明する。
【００３２】
画像形成動作が開始されると、画像形成部２においては感光ドラム４が不図示の駆動手段によって図１の矢印方向（時計方向）に回転駆動され、その表面が帯電器５によって所定の電位に一様に帯電される。そして、パソコン等から送信される電気信号に基づくレーザービームがレーザースキャナーユニット１０から出力されて感光ドラム４の表面が露光走査されると、該感光ドラム４上に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そして、この感光ドラム４上に形成された静電潜像は、現像装置６によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として可視像化される。
【００３３】
ところで、カセット給紙を行う場合、用紙収納部３の例えば上段の給紙カセット１１内に収容されている用紙は、ピックローラー１３によって最上位のものからピックアップされ、フィードローラー１４とリタードローラー１５によって１枚ずつ分離されて第１搬送経路Ｓ１をレジストローラー１７へと搬送される。そして、レジストローラー１７においては、用紙は、一時待機状態とされた後、感光ドラム４上のトナー像に同期する所定のタイミングで画像形成部２へと供給される。
【００３４】
画像形成部２においては、感光ドラム４と転写ローラー７との間のニップへと供給された用紙は、転写ローラー７によって感光ドラム４に押し付けられながら搬送されることによって、その表面に感光ドラム４上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された用紙は、定着装置１８へと搬送され、この定着装置１８のニップを通過する過程で加熱及び加圧されてトナー像の定着を受ける。尚、用紙へのトナー像の転写後に感光ドラム４の表面に残留するトナー（転写残トナー）はクリーニング装置８によって除去され、表面が清掃された感光ドラム４は次の画像形成動作に備えられる。
【００３５】
而して、定着装置１８にて表面にトナー像が定着された用紙は、第２搬送路Ｓ２を搬送ローラー１９によって排紙ローラー２０に向かって搬送され、排紙ローラー２０によって排紙トレイ１６へと排出され、これによって一連の画像形成動作が終了する。
【００３６】
［定着装置］
次に、本発明に係る前記定着装置１８を図２及び図３に基づいて以下に説明する。
【００３７】
図２は本発明に係る定着装置要部の断面図、図３は同定着装置の加圧ローラーの横断面図であり、図示の定着装置１８は、定着方式として加熱ローラー方式を採用するものであって、互いに当接して図示矢視方向に回転する定着ローラー２１と加圧ローラー２２を備えており、円筒状の定着ローラー２１の内部には定着ヒーター２３が配置されている。そして、この定着ローラー２１には加圧ローラー２２が下方から圧接されて定着ローラー２１との間に所定の定着ニップが形成されている。
【００３８】
本実施の形態では、定着ローラー２１は、アルミニウム製の芯金２４の外表面に、導電材や耐摩耗材が充填されたＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂２５をコーティングすることによって構成されている。又、この定着ローラー２１の内部に配置された前記定着ヒーター２３はハロゲンランプで構成されており、この定着ヒーター２３によって定着ローラー２１が所定の定着温度に加熱される。尚、定着ローラー２１の表面温度は不図示の温度センサーによって常時検出され、その検出信号が不図示のコントローラーにフィードバックされることによって定着ローラー２１の表面温度が所定の定着温度に制御される。
【００３９】
又、加圧ローラー２２は、ステンレス等の金属製の芯金２６の外表面に円筒状のシリコーンゴム層２７を形成し、このシリコーンゴム層２７の外表面に離型層としてＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂フィルム２８を被覆して構成されている。
【００４０】
而して、本実施の形態では、図３に示すように、加圧ローラー２２に設けられた前記シリコーンゴム層２７のフッ素樹脂フィルム２８によって被覆されないで外部に露出する長手方向（通紙幅方向）両端の端面部分（幅ｂの部分）２７Ａを他の部分よりも揮発成分含有量が低くて硬度が高いシリコーンゴムで構成している。具体的には、シリコーンゴム層２７の端面部分２７Ａを構成するシリコーンゴムの揮発成分含有量（揮発成分抽出量は１０μｇ／ｍｌ以下、硬度は２０以上に設定されている。
【００４１】
又、本実施の形態に係る定着装置１８においては、加圧ローラー２２に含まれるシリコーンゴム層２７の端面部分２７Ａは画像領域外（非画像領域）に配置されるとともに、これらの端面部分２７Ａの外径φＤ１は中央部の外径φＤ２よりも小さく設定されている（φＤ１＜φＤ２）。
【００４２】
ここで、以上のように構成された加圧ローラー２２の製造方法を図４（ａ）〜（ｄ）に従って以下に説明する。尚、図４(ａ)〜（ｄ）は本発明に係る加圧ローラーの製造方法をその工程順に示す断面図である。
【００４３】
加圧ローラー２２の製造には縦型の金型３０が使用されるが、この金型３０は、加圧ローラー２２の外径と同径の内径を有する円筒型３１を垂直に立設し、該円筒型３１の上下に上型３２と下型３３をそれぞれ嵌着することによって構成されている。
【００４４】
而して、加圧ローラー２２の製造に際しては、揮発成分含有量と硬度が異なる２種類のシリコーンゴムが用意され、先ず、図４（ａ）に示すように金型３０内の中心に芯金２６を挿入してこれを垂直にセットするとともに、円筒状のフッ素樹脂フィルム（ＰＦＡチューブ）２８を円筒型３１の内面に沿って挿入セットする。次に、図４（ｂ）に示すように、揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴム２７ａを上型３２の中心部に形成された注入口３２ａから金型３０内の芯金２６とフッ素樹脂フィルム２８の間の空間に高さｂ分だけ流し込み、次に図４（ｃ）に示すように揮発成分含有量が高くて硬度が低い方の液状シリコーンゴム２７ｂを高さｈ分だけ流し込む。そして、最後に図４（ｄ）に示すように揮発成分含有量が高くて硬度が低い方の液状シリコーンゴム２７ｂの上に揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴム２７ａを流し込み、その状態を加硫すれば、シリコーンゴム２７ａ，２７ｂ同士及びシリコーンゴム２７ａ，２７ｂと芯金２６及びフッ素樹脂フィルム２８が一体化された図３に示すようなシリコーンゴム層２７の左右両端面部２７Ａが揮発成分含有量が他の部分に対して低くて硬度が高いシリコーンゴムによって構成された加圧ローラー２２が製造される。
【００４５】
以上の加圧ローラー２２の製造方法によれば、芯金２６とフッ素樹脂フィルム２８が予め挿入セットされた縦型の金型３０の芯金２６とフッ素樹脂フィルム２８の間の空間に、揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴム２７ａ、揮発成分含有量が高くて硬度が低い方の液状シリコーンゴム２７ｂ、揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴム２７ａを順次流し込んだ後、その状態を保ったまま加硫することによって、シリコーンゴム層２７の左右の端面部分２７Ａが揮発成分含有量が低くて硬度が高いシリコーンゴムによって構成された加圧ローラー２２を生産性良く製造することができる。
【００４６】
而して、本実施の形態に係る定着装置１８に使用される加圧ローラー２２においては、シリコーンゴム層２７のフッ素樹脂フィルム２８によって被覆されないで外部に露出する端面部分２７Ａ、つまり、従来は揮発性有機化合物であるシロキサンが放散していた端面部分２７Ａを他の部分よりも揮発成分含有量が低くて硬度が高いシリコーンゴムで構成したため、シリコーンゴム層２７の端面からのシロキサンの放散が抑制される。又、シリコーンゴム層２７の端面部分２７Ａを除く部分の硬度は端面部分の硬度よりも低く抑えられているため、定着ローラー２１と加圧ローラー２２によって適正な定着ニップを確保することができる。更に、シリコーンゴム層２７の端面部分２７Ａは他の部分と一体化しているため、長期の使用によっても両者が分離することがなく、加圧ローラー２２の耐久性が高められる。
【００４７】
ところで、シリコーンゴムの揮発成分含有量と硬度とは逆比例の関係にあり、シリコーンゴムの揮発成分含有量（揮発成分抽出量）が１０μｇ／ｍｌを超えるとシロキサンの定着部材外への放散の抑制効果が期待できず、シリコーンゴムの硬度を２０未満に保つと揮発成分含有量（揮発成分抽出量）が１０μｇ／ｍｌを超えてシロキサンの加圧ローラー２２外への放散を抑制することができなくなる。
【００４８】
本実施の形態では、シリコーンゴム層２７の端面部分２７Ａを構成するシリコーンゴムの揮発成分含有量（揮発成分抽出量）を１０μｇ／ｍｌ以下、硬度を２０以上に設定したため、加圧ローラー２２外へのシロキサンの放散を抑制しつつ、シリコーンゴムの弾性体としての性能と強度の低下を防いで加圧ローラー２２の耐久性を高めることができる。
【００４９】
又、加圧ローラー２２、構造的にはシリコーンゴム層２７の外部に露出する端面部分２７Ａを構成するシリコーンゴムの揮発成分含有量と硬度を他の部分のそれらに対して変えるだけであって、その形状と寸法に変化はないため、シロキサンの外部への放散を防ぐためのキャップ部材や吸着部材をシリコーンゴム層の端面に新たに設けた加圧ローラーのように全長が長くなることがなく、この結果、定着装置１８の小型化が図られる。
【００５０】
更に，本実施の形態似かかる定着装置１８においては、揮発成分含有が低いために他の部分（画像領域部分）よりも見掛け上の硬度が高くなった加圧ローラー２２のシリコーンゴム層２７の端面部分２７Ａを画像領域外（非画像領域）に配置したため、画像領域において定着ローラー２１と加圧ローラー２２によって適正な定着ニップが形成され、トナー像の要旨への定着が良好になされる。
【００５１】
又、本実施の形態では、揮発成分含有が低いために他の部分よりも見掛け上の硬度が高くなったシリコーンゴム層２７の端面部分２７Ａの外径φＤ１を中央部の外径φＤ２よりも小さく設定したため（φＤ１＜φＤ２）、定着ローラー２１と加圧ローラー２２によって形成される定着ニップ内での単位面積当たりの圧力が長手方向に均一化し、トナー像の用紙への定着が良好になされる。
【００５２】
次に、本発明の実施例を比較例と併せて以下に説明する。
【実施例】
【００５３】
本実施例では、シリコーンゴム層の端面部分の揮発成分含有量（揮発成分抽出量）が１０μｇ／ｍｌ、硬度が２０である加圧ローラーにおけるシロキサンの発生量を測定し、その結果を表１実施例として示した。又、比較例として、シリコーンゴム層の端面部分の揮発成分含有量（揮発成分抽出量）と硬度の組み合わせが（１０μｇ／ｍｌ、１５）、（１９μｇ／ｍｌ、２０）、（４０μｇ／ｍｌ、１５）である３種類の加圧ローラーにおけるシロキサンの発生量も測定し、その結果を表１にそれぞれ比較例１，２，３として示した。
【００５４】
尚、揮発成分含有量（揮発成分抽出量）は、シリコーンゴム１０ｍｇを３２分割し、これを１０ｍｌのＴＨＦ溶液に浸漬させ、温度２５℃で１２時間放置し、低分子量成分が溶出したＴＨＦ溶液を１μｌ計り取ってＧＣ−ＭＳ装置に掛け、シクロヘキサンからシクロデカンが検出されるリテンションタイムの間に検出されるシクロヘキサン系揮発成分をトルエン換算で定量することによって測定された。又、硬度はＪＩＳＫ−６３０１に従ってＪＩＳ−Ａ硬度計を用いて測定された。
【００５５】
シロキサンの発生量の測定は、京セラミタ社製ＫＭ−Ｃ３２３２の改造機の定着装置に各加圧ローラーを組み込み、この改造機をＳＵＳ製の容積５ｍ３のチャンバー内に設置し、風量１５ｍ３／ｈで換気を行うようにした。そして、約１時間の換気を行った後、１０分間だけプリントを行い、機内から発生する揮発性物質をTenax管で１００ｍｌ／ｍｉｎの量だけサンプリングした。その後、プリント停止後も約２０分間だけ連続してサンプリングを行った。そして、サンプリングしたTenax管を加熱脱着装置で脱着し、ＧＣ−ＭＳにて測定を行ってシロキサンガスの発生量を算出した。
【００５６】
【表１】
表１に示す結果から明らかなように、シリコーンゴム層の端面部分の揮発成分含有量（揮発成分抽出量）が１０ｍｇ／ｍ３、硬度が２０に設定された実施例ではシロキサン発生量を３５μｇ／ｍ３と低く抑えられたのに対して、揮発成分含有量（揮発成分抽出量）と硬度が実施例の範囲を超える比較例１〜３ではシロキサン発生量がそれぞれ２１０ｇ／ｍ３、１１８ｇ／ｍ３．２０１ｇ／ｍ３と高い値を示す。
【００５７】
ところで、以上は本発明を定着方式として加熱ローラー方式を採用する定着装置の加圧ローラーに対して適用した形態について説明したが、本発明は、定着方式として定着ベルト方式を採用する定着装置とこれに使用される図５及び図６に示す定着ベルトに対しても同様に適用可能である。
【００５８】
即ち、図５は定着ベルトの側面図、図６は図５のＡ−Ａ線断面図であり、図５に示すように定着ベルト３４は無端状であって、駆動ローラー３５と従動ローラー３６との間に巻装され、駆動ローラー３５によって図示矢印方向に回転駆動される。この定着ベルト３４は、図６に示すように、ポリイミドフィルム又はステンレスやニッケル等の金属製の無端状の芯材３７にシリコーンゴムを５００μｍ程度の厚さでコーティングしてシリコーンゴム層３８を形成し、その上にフッ素樹脂フィルム（ＰＦＡチューブ）３９を被覆して構成されている。
【００５９】
而して、上記定着ベルト３４においても、シリコーンゴム層３８のフッ素樹脂フィルム３９によって被覆されないで外部に露出する幅方向（通紙幅方向）両端の端面部分（図６の幅ｂの部分）３８Ａの揮発成分含有量は他の部分よりも低く、硬度は他の部分よりも高く設定されている。ここで、シリコーンゴム層３８の端面部分３８Ａの揮発成分含有量は
１０μｇ／ｍｌ以下、硬度は２０以上に設定されている。
【００６０】
又、定着方式として定着ベルト方式を採用する定着装置においては、定着ベルト３４に含まれるシリコーンゴム層３８の端面部分３８Ａは画像領域外（非画像領域）に配置されるとともに、これらの端面部分３８Ａの厚さｔ１は中央部の厚さｔ２よりも小さく設定されている（ｔ１＜ｔ２）。
【００６１】
従って、図示の定着ベルト３４においても、シリコーンゴム層３８のフッ素樹脂フィルム３９によって被覆されないで外部に露出する端面部分３８Ａ、つまり、従来は揮発性有機化合物であるシロキサンが放散していた端面部分３８Ａを構成するシリコーンゴムの揮発成分含有量（揮発成分抽出量）を１０μｇ／ｍｌ以下、硬度を２０以上に設定したため、定着ベルト３４外へのシロキサンの放散を抑制しつつ、シリコーンゴムの弾性体としての性能と強度の低下を防いで定着ベルト３４の耐久性を高めることができる。その他、定着ベルト３４及びこれを備えた定着装置においても、前記加圧ローラー２２及びこれを備えた前記定着装置１８において得られたと同様の効果が得られる。
【００６２】
尚、以上は本発明をモノクロのレーザープリンターとこれに備えられた定着装置及び該定着装置に使用される加圧ローラーや定着ベルト等の定着部材に対して適用した形態について説明したが、本発明は、カラーレザープリンターやモノクロ／カラーを問わず、複写機や複合機等の他の画像形成装置とこれに備えられた定着装置及び該定着装置に使用される加圧ローラーや定着ベルト等の定着部材に対しても同様に適用可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 画像形成装置
１Ａ 画像形成装置本体
２ 画像形成部
３ 用紙収納部
４ 感光ドラム
５ 帯電器
６ 現像装置
７ 転写ローラー
８ クリーニング装置
９ トナーホッパー
１０ レーザースキャナーユニット（ＬＳＵ）
１１，１２ 給紙カセット
１３ ピックローラー
１４ フィードローラー
１５ リタードローラー
１６ 排紙トレイ
１７ レジストローラー
１８ 定着装置
１９ 搬送ローラー
２０ 排紙ローラー
２１ 定着ローラー
２２ 加圧ローラー（定着部材）
２３ 定着ヒーター
２４ 定着ローラーの芯金
２５ 定着ローラーのフッ素樹脂
２６ 加圧ローラーの芯金（芯材）
２７ 加圧ローラーのシリコーンゴム層
２７Ａ シリコーンゴム層の端面部分
２７ａ 揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴム
２７ｂ 揮発成分含有量が高くて硬度が低い方の液状シリコーンゴム
２８ 加圧ローラーのフッ素樹脂フィルム
３０ 金型
３１ 円筒型
３２ 上型
３２ａ 上型の注入口
３３ 下型
３４ 定着ベルト（定着部材）
３５ 駆動ローラー
３６ 従動ローラー
３７ 芯材
３８ シリコーンゴム層
３８Ａ シリコーンゴム層の端面部分
３９ 定着ベルトのフッ素樹脂フィルム
Ｓ１ 第１搬送路
Ｓ２ 第２搬送路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材にシリコーンゴム層を形成し、該シリコーンゴム層の外表面にフッ素樹脂フィルムを被覆して成る定着部材において、
前記シリコーンゴム層の前記フッ素樹脂フィルムによって被覆されないで外部に露出する端面部分を他の部分よりも揮発成分含有量が低くて硬度が高いシリコーンゴムで構成したことを特徴とする定着部材。
【請求項２】
前記シリコーンゴム層の端面部分を構成するシリコーンゴムの揮発成分含有量（揮発成分抽出量）を１０μｇ／ｍｌ以下、硬度を２０以上に設定したことを特徴とする請求項１記載の定着部材。
【請求項３】
芯材にシリコーンゴム層を形成し、該シリコーンゴム層の外表面にフッ素樹脂フィルムを被覆して成る定着部材の製造方法であって、
揮発成分含有量と硬度が異なる２種類のシリコーンゴムを用意し、前記芯材と前記フッ素樹脂フィルムが予め挿入セットされた縦型の金型の前記芯材と前記フッ素樹脂フィルムの間の空間に、揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴムを所定高さ分だけ流し込み、その上に揮発成分含有量が高くて硬度が低い方の液状シリコーンゴムを所定高さ分だけ流し込み、更にその上に揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴムを所定高さ分だけ流し込んだ後、その状態を保ったまま加硫することを特徴とする定着部材の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２記載の定着部材又は請求項３記載の製造方法によって製造された定着部材を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
前記定着部材に含まれる前記シリコーンゴム層の端面部分を画像領域外に配置したことを特徴とする請求項４記載の定着装置。
【請求項６】
前記定着部材に含まれる前記シリコーンゴム層の端面部分の外径又は厚さを中央部の外径又は厚さよりも小さく設定したことを特徴とする請求項４又は５記載の定着装置。
【請求項７】
請求項４〜６の何れか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】
芯材にシリコーンゴム層を形成し、該シリコーンゴム層の外表面にフッ素樹脂フィルムを被覆して成る定着部材において、
前記シリコーンゴム層の前記フッ素樹脂フィルムによって被覆されないで外部に露出する端面部分を他の部分よりも揮発成分含有量が低くて硬度が高いシリコーンゴムで構成したことを特徴とする定着部材。
【請求項２】
前記シリコーンゴム層の端面部分を構成するシリコーンゴムの揮発成分含有量（揮発成分抽出量）を１０μｇ／ｍｌ以下、硬度を２０以上に設定したことを特徴とする請求項１記載の定着部材。
【請求項３】
芯材にシリコーンゴム層を形成し、該シリコーンゴム層の外表面にフッ素樹脂フィルムを被覆して成る定着部材の製造方法であって、
揮発成分含有量と硬度が異なる２種類のシリコーンゴムを用意し、前記芯材と前記フッ素樹脂フィルムが予め挿入セットされた縦型の金型の前記芯材と前記フッ素樹脂フィルムの間の空間に、揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴムを所定高さ分だけ流し込み、その上に揮発成分含有量が高くて硬度が低い方の液状シリコーンゴムを所定高さ分だけ流し込み、更にその上に揮発成分含有量が低くて硬度が高い方の液状シリコーンゴムを所定高さ分だけ流し込んだ後、その状態を保ったまま加硫することを特徴とする定着部材の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２記載の定着部材又は請求項３記載の製造方法によって製造された定着部材を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
前記定着部材に含まれる前記シリコーンゴム層の端面部分を画像領域外に配置したことを特徴とする請求項４記載の定着装置。
【請求項６】
前記定着部材に含まれる前記シリコーンゴム層の端面部分の外径又は厚さを中央部の外径又は厚さよりも小さく設定したことを特徴とする請求項４又は５記載の定着装置。
【請求項７】
請求項４〜６の何れか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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１８５２４７（Ｐ２０１２−１８５２４７Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４７１８４（Ｐ２０１１−４７１８４）
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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