JP2006350194A - 定着ロール - Google Patents

Abstract

【解決手段】 ロール軸の外周に第一のシリコーンゴム層（内層）を有し、この第一のシリコーンゴム層の外側に第二のシリコーンゴム層（外層）を有し、更にその外側にフッ素樹脂からなる表層を有する定着ロールにおいて、シリコーンゴム内層がシリコーンゴム外層より高硬度であることを特徴とする定着ロール。
【効果】 本発明の定着ロールは、ロール間のニップ幅が大きくなり、トナー定着部位の温度が高くなっても、シリコーンゴム層においてゴム破壊が生じ難く、耐久性に優れたものである。
【選択図】 なし

Description

本発明は、複写機、レーザービームプリンター、ＦＡＸなどに使用する定着ロールに関するものである。詳しくは、高速印刷やカラー印刷のためにロール間のニップ幅が大きくなり、かつトナー定着部位の温度が高くなっても、ゴム破壊がなく、耐久性に優れる定着ロールに関するものである。

シリコーンゴムは、電気絶縁性、耐熱性、耐候性、難燃性に優れており、複写機やレーザービームプリンターのヒーターロールや加圧ロールなどの定着ロールの被覆材として用いられてきた。近年、コピーの高速化、カラーコピーの普及に伴い、トナーを短時間で溶融定着させる必要があり、ニップ幅を大きく取るため定着ロールにも低硬度化が求められてきた。ところが、シリコーンゴムを低硬度化すると、トナー離型性及びゴム強度が低下するため、表層にフッ素樹脂を用いる方法が採られてきている。

しかしながら、最近では、更に高速化が進み、ゴム層の硬度がより低下すると共に、定着部位の温度が高くなってきている。表層のフッ素樹脂と芯金の間にシリコーンゴムが存在する状態、即ち、密閉状態で長時間に亘り、高熱と繰り返しの圧縮を受けると、シリコーンゴムが軟化劣化し、ゴム破壊に到ってしまう。このような劣化を防止すためには、シリコーンゴムの架橋密度を高くする方法があるが、ゴムが硬くなりニップ幅が十分に取れなくなってしまう。また、芯金温度を上げないよう芯金の熱をトナーに効率よく伝えるために、シリコーンゴムの熱伝導率を高くする方法も種々知られている（特許文献１：特開平１０−３９６６６号公報、特許文献２：特開平１１−１５８３７７号公報）が、シリコーンゴムの熱伝導率を上げるためには多量の無機充填剤を配合する必要があり、これによりゴム硬度が高くなってしまい、同様にニップ幅が取れなくなってしまう。あるいは、ゴム層を薄くして熱を効率よく表層に伝える方法もあるが、この場合もニップ幅が十分に取れないばかりか、ゴム弾性が不十分になると画像の鮮明度が低下してしまう。

更に、ロールについては、特開平４−１７３３２８号公報（特許文献３）及び特開２００２−３０４０７５号公報（特許文献４）に提案がある。

特開平１０−３９６６６号公報 特開平１１−１５８３７７号公報 特開平４−１７３３２８号公報 特開２００２−３０４０７５号公報

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、ロール間のニップ幅が大きくなり、トナー定着部位の温度が高くなっても、シリコーンゴム層においてゴム破壊が生じ難く、耐久性の高い定着ロールを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、従来の芯金の周囲にシリコーンゴムによる弾性層、更にその周囲にフッ素樹脂からなる表層を有する定着ロールにおいて、シリコーンゴム層を硬さの異なる２種類のゴム、即ち、芯金に近い第一のシリコーンゴム層（内層）として、表層に近い第二のシリコーンゴム層（外層）よりも硬度の高いシリコーンゴムを用いることにより、特にカラーや高速タイプの複写機、レーザービームプリンターの定着ロールとして好適であることを見出したものである。

なお、このようなシリコーンゴムを２層にしたロールについては、特開平４−１７３３２８号公報に外層としてシリコーンゴム接着剤層を設ける方法が示されているが、硬度の具体的な例示はなく、また発明の詳細な説明には、外層の接着剤層は、内層のシリコーンゴム層の硬度と「同等又は１０程度高めが好ましい」とあり、本発明とは全く構成が異なるものである。また、特開２００２−３０４０７５号公報には、内層をフェニル基含有のシリコーンゴムとする方法が例示されており、実施例でロールについて硬度の記載はあるが、シリコーンゴム内層、外層それぞれの硬度について記述がない。更に表層にフッ素樹脂を有しないという点でも本発明と全く構成が異なるものである。

従って、本発明は、下記定着ロールを提供する。
請求項１：
ロール軸の外周に第一のシリコーンゴム層（内層）を有し、この第一のシリコーンゴム層の外側に第二のシリコーンゴム層（外層）を有し、更にその外側にフッ素樹脂からなる表層を有する定着ロールにおいて、シリコーンゴム内層がシリコーンゴム外層より高硬度であることを特徴とする定着ロール。
請求項２：
シリコーンゴム内層のデュロメータＡによる硬度が２以上３０以下、シリコーンゴム外層の硬度が１５以下、かつシリコーンゴム外層のゴム硬度がシリコーンゴム内層のゴム硬度より２ポイント以上低いことを特徴とする請求項１記載の定着ロール。
請求項３：
シリコーンゴム内層の厚さが０．１〜１０ｍｍ、シリコーンゴム外層の厚さが０．３〜３０ｍｍで、かつシリコーンゴム内層の厚さがシリコーンゴム外層の厚さの２／３以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の定着ロール。
請求項４：
シリコーンゴム内層及び外層が、それぞれ
（Ａ）一分子中に少なくとも２個の珪素原子と結合するアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン １００質量部、
（Ｂ）一分子中に少なくとも珪素原子と結合する水素原子を２個以上含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン ０．１〜５０質量部、
（Ｃ）無機充填剤 ０〜１，０００質量部、
（Ｄ）付加反応触媒 触媒量
を構成成分とする液状付加硬化型シリコーンゴム組成物を硬化させたものであり、かつ（Ａ）成分の珪素原子に結合したアルケニル基に対する（Ｂ）成分の珪素結合水素原子の全量のモル比が、シリコーンゴム内層で０．５〜２．０、シリコーンゴム外層で０．３〜１．５であることを特徴とする請求項１，２又は３記載の定着ロール。
請求項５：
シリコーンゴム内層及び外層が、それぞれジメチルシリコーンゴムから形成されたものである請求項１〜４のいずれか１項記載の定着ロール。
請求項６：
定着ロールが、作動時のロール軸（芯金）温度が２３０℃以上、ロール表面の温度が１８０℃以上で、かつ芯金温度とロール表面との温度差が３０℃以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の定着ロール。
請求項７：
定着ロールが、芯金内部に熱源を有するロールであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の定着ロール。
請求項８：
定着ロールが、作動時のロール回転速度において、モノクロ印字の場合Ａ４通紙速度が３０枚／分以上、カラー印字の場合１０枚／分以上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の定着ロール。

本発明の定着ロールは、ロール間のニップ幅が大きくなり、トナー定着部位の温度が高くなっても、シリコーンゴム層においてゴム破壊が生じ難く、耐久性に優れたものである。

本発明の定着ロールは、ロール軸の外周に第一のシリコーンゴム層（内層）を有し、この第一のシリコーンゴム層の外側に第二のシリコーンゴム層（外層）を有し、更にその外側にフッ素樹脂からなる表層を有する定着ロールであって、内層のシリコーンゴムが外層のシリコーンゴムより高硬度であることを特徴とする。
このような定着ロールは、高温・高速回転で使用されても長時間ゴム破壊が発生せず、非常に高耐久を有するものである。

特に、シリコーンゴム内層のデュロメータＡによる硬度は２以上３０以下、好ましくは２以上２５以下、より好ましくは３以上２０以下であることが望ましい。硬度が３０を超えると、硬度が高過ぎてトナー定着に必要な十分なニップ幅が取れなくなってしまう場合があり、１未満では高熱により短時間でゴムが破壊してしまう場合がある。一方、シリコーンゴム外層のデュロメータＡによる硬度は１５以下、好ましくは１２以下、より好ましくは１０以下であることが望ましい。硬度が１５を超えると、必要なニップ幅が取れなくなってしまう場合がある。なお、外層の硬度の下限は適宜選定されるが、通常、０以上、特に１以上、とりわけ２以上であることが好ましい。

また、外層のゴム硬度は、内層のゴム硬度より低いことが必須で、好ましくはデュロメータＡ硬度で２ポイント以上、より好ましくは３ポイント以上、特に好ましくは５ポイント以上低いことである。これは、内層のゴム硬度の方が外層のゴム硬度より低いと、内層のゴムが熱及び繰り返し圧縮による軟化劣化でゴム破壊しやすく、更に外層のゴムが硬くてニップ幅も不十分になってしまうためである。この場合、外層硬度は内層硬度よりかなり低硬度であってもよいが、外層は内層より２０ポイント以下、特に１５ポイント以下低いことが好ましい。

また、シリコーンゴム層の厚さは、内層が０．１〜１０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．２〜５ｍｍである。０．１ｍｍ未満では、定着ロールとして耐熱性を十分にもたせることができないだけでなく、成形も困難になってしまう場合があり、１０ｍｍを超えると、十分なニップ幅が取れなくなってしまう場合がある。また、外層のシリコーンゴム層の厚さは、０．３〜３０ｍｍが好ましく、より好ましくは０．５〜５ｍｍである。０．３ｍｍ未満では、ニップ幅が不十分になってしまう場合があり、３０ｍｍを超えると、熱伝導が悪くなるおそれがあるばかりか、経済的にも不利である。更に、シリコーンゴム内層の厚さは、外層の厚さの２／３以下であることが好ましく、より好ましくは１／２以下である。これは、外層の厚さが内層の厚さに対し２／３を超えると、ニップ幅が十分でなくなってしまうおそれがあるだけでなく、ゴム層全体が厚くなって経済的に不利なためである。

このような内層及び外層用のシリコーンゴムとしては、液状付加硬化型のシリコーンゴム組成物を硬化させたものが好ましく、この場合、内層及び外層ともジメチルシリコーンゴムであることがより好ましい。特に、
（Ａ）一分子中に少なくとも２個の珪素原子と結合するアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン １００質量部、
（Ｂ）一分子中に少なくとも珪素原子と結合する水素原子を２個以上含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン ０．１〜５０質量部、
（Ｃ）無機充填剤 ０〜１，０００質量部、
（Ｄ）付加反応触媒 触媒量
を構成成分とする液状付加硬化型シリコーンゴム組成物を硬化させたものであることが好ましい。

なお、内層及び外層のシリコーンゴムの硬度は、（Ａ），（Ｂ）成分の種類やそれらの使用割合、無機充填剤の種類や配合量などによって所望のものに調整し得る。

ここで、（Ａ）成分の一分子中に少なくとも平均２個以上の珪素原子に結合したアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンとしては、下記平均組成式（１）で示されたものを用いることができる。
Ｒ¹ _aＳｉＯ_(4-a)/2 （１）

上記式（１）中、Ｒ¹は互いに同一又は異種の炭素数１〜１０、好ましくは１〜８の非置換又は置換一価炭化水素基であり、ａは１．５〜２．８、好ましくは１．８〜２．５、より好ましくは１．９５〜２．０２の範囲の正数である。

ここで、上記Ｒ¹で示される珪素原子に結合した非置換又は置換の一価炭化水素基としては、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、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、オクテニル基等のアルケニル基や、これらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子、シアノ基等で置換したもの、例えばクロロメチル基、クロロプロピル基、ブロモエチル基、トリフルオロプロピル基、シアノエチル基等が挙げられる。

この場合、Ｒ¹のうち少なくとも２個はアルケニル基（炭素数２〜８のものが好ましく、更に好ましくは２〜６である）であることが必要である。なお、アルケニル基の含有量は、有機基Ｒ¹中０．００５〜２０モル％、特に０．０１〜１０モル％とすることが好ましい。このアルケニル基は、分子鎖末端の珪素原子に結合していても、分子鎖途中の珪素原子に結合していても、両者に結合していてもよい。なお、アルケニル基を除くＲ¹のうち９０モル％以上（９０〜１００モル％）、特に９５〜１００モル％、更に９９〜１００モル％がメチル基であることが好ましい。

このオルガノポリシロキサンの構造は、基本的には主鎖がジオルガノシロキサン単位の繰り返しからなり、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基で封鎖された直鎖状構造を有するが、部分的には分岐状の構造、環状構造などであってもよい。分子量については、液状であれば特に限定はないが、硬化してゴム状弾性体になるためには、重合度が１００〜２，０００、特に１５０〜１，０００であることが好ましい。１００未満では脆いゴム硬化物になってしまう場合があり、２，０００以上では、粘度が高すぎて成形が困難になってしまう場合がある。

（Ｂ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、（Ａ）成分と反応し、架橋剤として作用するものであり、その分子構造に特に制限はなく、従来製造されている例えば線状、環状、分岐状、三次元網状構造（樹脂状）等各種のものが使用可能であるが、一分子中に２個以上、好ましくは３個以上の珪素原子に結合した水素原子（ＳｉＨで表されるヒドロシリル基）を有する必要があり、通常、２〜５００個、好ましくは３〜２００個、より好ましくは３〜１５０個程度のＳｉＨ基を有することが望ましい。このオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、下記平均組成式（２）で示されるものが用いられる。
Ｒ² _bＨ_cＳｉＯ_(4-b-c)/2 （２）

上記式（２）中、Ｒ²は、脂肪族不飽和結合を除く、好ましくは炭素数１〜１０の珪素原子に結合した非置換又は置換の一価炭化水素基であり、このＲ²における非置換又は置換の一価炭化水素基としては、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や、これらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子で置換したもの、例えばクロロメチル基、クロロプロピル基、ブロモエチル基、トリフルオロプロピル基等が挙げられる。Ｒ²の非置換又は置換の一価炭化水素基としては、好ましくはアルキル基、アリール基であり、より好ましくはメチル基である。また、ｂは０．７〜２．１、ｃは０．００１〜１．０で、かつｂ＋ｃが０．８〜３．０を満足する正数であり、好ましくは、ｂは１．０〜２．０、ｃは０．０１〜１．０、ｂ＋ｃが１．５〜２．５である。

一分子中に２個以上、好ましくは３個以上含有されるＳｉＨ基は、分子鎖末端、分子鎖途中のいずれに位置していてもよく、またこの両方に位置するものであってもよい。また、このオルガノハイドロジェンポリシロキサンの分子構造は直鎖状、環状、分岐状、三次元網状構造のいずれであってもよいが、一分子中の珪素原子の数（又は重合度）は通常２〜５００個、好ましくは３〜３００個、より好ましくは３〜１５０個程度のものが望ましく、２５℃における粘度が、通常、０．１〜１０，０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは０．５〜５，０００ｍＰａ・ｓ程度の室温（２５℃）で液状のものが使用される。

上記式（２）のオルガノハイドロジェンポリシロキサンとして具体的には、例えば、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、トリス（ハイドロジェンジメチルシロキシ）メチルシラン、トリス（ハイドロジェンジメチルシロキシ）フェニルシラン、メチルハイドロジェンシクロポリシロキサン、メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン環状共重合体、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ポリシロキサン、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、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・メチルフェニルシロキサン・ジメチル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メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン・ジフェニル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メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、（ＣＨ₃）₂ＨＳｉＯ_1/2単位と（ＣＨ₃）₃ＳｉＯ_1/2単位とＳｉＯ_4/2単位とからなる共重合体、（ＣＨ₃）₂ＨＳｉＯ_1/2単位とＳｉＯ_4/2単位とからなる共重合体、（ＣＨ₃）₂ＨＳｉＯ_1/2単位とＳｉＯ_4/2単位と（Ｃ₆Ｈ₅）ＳｉＯ_3/2単位とからなる共重合体などが挙げられる。

このオルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、（Ａ）成分のオルガノポリシロキサン１００質量部に対して０．１〜５０質量部、特に０．３〜３０質量部とすることが好ましい。

また、このオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、（Ａ）成分中の珪素原子に結合したアルケニル基に対する（Ｂ）成分中の珪素原子に結合した水素原子（即ち、ＳｉＨ基）のモル比が０．３〜２．０、特に内層用としては０．５〜２．０が好ましく、より好ましくは０．７〜１．８７である。一方、外層用としては、０．３〜１．５が好ましく、より好ましくは０．４〜１．２である。

（Ｃ）成分の無機充填剤は、硬化ゴムの補強、熱伝導性の向上、その他粘度・ゴム硬度の調整や耐熱向上・着色などの目的で配合されるものである。このようなものとしては、ヒュームドシリカ、沈降シリカ、珪藻土、粉砕石英、酸化チタン、酸化鉄、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、カーボンブラックなどがある。

配合量は、（Ａ）成分１００質量部に対し、０〜１，０００質量部とすることができ、補強目的としては、１〜５０質量部、熱伝導性の向上のためには、１００〜１，０００質量部、耐熱や着色目的としては０．１〜５質量部、その他粘度や硬度調整の目的では任意の量を配合できる。しかしながらいずれの場合も、１，０００質量部以下、好ましくは８００質量部以下である。１，０００質量部を超えると、ゴム物性が著しく低下するだけでなく、配合も困難になってしまう。なお、このような無機充填剤は、各種アルコキシシラン及びその加水分解物、ジフェニルシランジオール、カーボンファンクショナルシラン、シラノール基含有低分子シロキサン、ヘキサメチルジシラザンなどのシラザン類、オクタメチルシクロテトラシロキサンなどの表面処理剤で予め表面処理したものを用いてもよいし、これら表面処理剤を充填剤を配合する際に同時に添加してもよい。

（Ｄ）成分の付加反応触媒は、（Ａ）成分中のアルケニル基と（Ｂ）成分中のＳｉＨ基とのヒドロシリル化付加反応を促進するための触媒であり、この付加反応触媒としては、白金黒、塩化第２白金、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールとの反応物、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ート等の白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒などの白金族金属触媒が挙げられる。なお、この付加反応触媒の配合量は触媒量とすることができるが、通常、白金族金属として（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の合計質量に対して０．５〜１，０００ｐｐｍ、特に１〜５００ｐｐｍ程度配合することが好ましい。

本発明に係るシリコーンゴム組成物の硬化方法は、定着装置に使用されるロールが成形可能な方法であればいかなる方法でも構わない。例えば、注入成形、圧縮成形、射出成形、コーティングなど種々の方法がある。硬化条件としては、６０〜３５０℃の温度で１０秒〜４時間の範囲が好適に採用される。また、硬化物の圧縮永久歪を低下させる、低分子シロキサン成分を低減する、あるいは除去する等の目的で、成形後、更に１２０〜２５０℃のオーブン内で３０分〜７０時間程度のポストキュア（２次キュア）を行ってもよい。また、シリコーンゴム２層の成形は、内層を型内あるいはコーティングなどの方法で硬化させた後、外層のシリコーンゴムを更に型内あるいはコーティングにより成形する方法が好ましい。この場合、内層のシリコーンゴムの硬化後、外層のシリコーンゴムを硬化させる際に、プライマーを用いたり接着剤を塗布するなどの方法を用いて、内層と外層のシリコーンゴムをより強固に接着させてもよい。

本発明の定着ロールは、ステンレス、鉄、ニッケル、アルミなどの芯金上に２種のシリコーンゴム層を形成するものであるが、この場合、芯金やベルトの材質、寸法等はロールの種類に応じて適宜選定し得る。

シリコーンゴム層の外周に形成するフッ素系樹脂層は、フッ素系樹脂コーティング材やフッ素系樹脂チューブなどにより形成される。ここでフッ素系樹脂コーティング材としては、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、ダイエルラテックス（ダイキン工業社製、フッ素系ラテックス）等が挙げられ、またフッ素系樹脂チューブとしては、市販品を使用し得、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−ポリ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などが挙げられるが、これらのうちで特にＰＦＡが好ましい。

また、本発明の定着ロールは、通常使用されるいかなる複写機、レーザープリンター、ＦＡＸマシンなどの定着部位に使用可能であるが、特に内部にヒーターを有し、高温にさらされる条件で好適に使用できる。このような定着部位の温度としては、トナー定着動作作動時のロール軸（芯金）の温度が２３０℃以上であることが好ましく、より好ましくは２５０℃以上であり、ロール表面の温度としては１８０℃以上であることが好ましく、より好ましくは２００℃以上である。更に、ロール軸とロール表面の温度差が３０℃以上、より好ましくは４０℃以上になる時に、本発明の定着ロールは好適に用いられる。

更に、本発明の定着ロールは、特に印字速度が速い場合に好適で、モノクロの場合、Ａ４紙で通紙速度が３０枚／分以上、好ましくは４０枚／分以上であり、カラー印字の場合、同じくＡ４紙で通紙速度が１０枚／分以上、好ましくは１５枚／分以上の時、好適に用いられる。

以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に制限されるものではない。

［組成物１］
側鎖ビニル基含有ジメチルポリシロキサン（重合度７００、ビニル価０．００９４ｍｏｌ／１００ｇ）１００質量部、ＢＥＴ法による比表面積が１１０ｍ²／ｇである疎水化処理されたヒュームドシリカ（日本エアロジル社製Ｒ−９７２）２質量部、酸化鉄１質量部、平均粒子径が５μｍの石英粉５０質量部をプラネタリーミキサーに入れ、３０分撹拌を続けた後、更に架橋剤として両末端及び側鎖にＳｉＨ基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン（重合度１７、ＳｉＨ量０．００３０ｍｏｌ／ｇ）を２．２質量部（ＳｉＨ／アルケニル＝０．７）、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール０．０５質量部、白金触媒（Ｐｔ濃度１質量％）０．１質量部を添加し、１５分撹拌を続けてできあがった組成物をシリコーンゴム組成物（１）とした。
この組成物を１２０℃で１０分プレスキュア後、２００℃で４時間のポストキュアを実施し、ゴム密度、硬度、引張り強度をＪＩＳ Ｋ６２４９に準じて測定した。

［組成物２］
側鎖ビニル基含有ジメチルポリシロキサン（重合度７００、ビニル価０．００９４ｍｏｌ／１００ｇ）２０質量部、両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン（重合度５００）８０質量部、平均粒子径１．５μｍの石英粉２０質量部、平均粒子径１２μｍのアルミナ２００質量部、酸化鉄１．０質量部、酸化セリウム０．５質量部をプラネタリーミキサーに入れ、３０分撹拌を続けた後、３本ロールに１回通した。更に、これに架橋剤として組成物１のメチルハイドロジェンポリシロキサン（重合度１７、ＳｉＨ量０．００３０ｍｏｌ／ｇ）を２．５質量部（ＳｉＨ／アルケニル＝１．１）、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール０．０５質量部、白金触媒（Ｐｔ濃度１質量％）０．１質量部を添加し、１５分撹拌を続けてできあがった組成物をシリコーンゴム組成物（２）とした。
この組成物を１２０℃で１０分プレスキュア後、２００℃で４時間のポストキュアを実施し、ゴム密度、硬度、引張り強度をＪＩＳ Ｋ６２４９に準じて測定した。

［組成物３］
側鎖ビニル基含有ジメチルポリシロキサン（重合度７００、ビニル価０．００９４ｍｏｌ／１００ｇ）１００質量部、ＢＥＴ法による比表面積が１１０ｍ²／ｇである疎水化処理されたヒュームドシリカ（日本エアロジル社製Ｒ−９７２）２質量部、酸化鉄１質量部、平均粒子径が５μｍの石英粉５０質量部をプラネタリーミキサーに入れ、３０分撹拌を続けた後、更に架橋剤として両末端及び側鎖にＳｉＨ基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン（重合度１７、ＳｉＨ量０．００３０ｍｏｌ／ｇ）を２．０質量部（ＳｉＨ／アルケニル＝０．５２）、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール０．０５質量部、白金触媒（Ｐｔ濃度１質量％）０．１質量部を添加し、１５分撹拌を続けてできあがった組成物をシリコーンゴム組成物（３）とした。
この組成物を１２０℃で１０分プレスキュア後、２００℃で４時間のポストキュアを実施し、ゴム密度、硬度、引張り強度をＪＩＳ Ｋ６２４９に準じて測定した。

［組成物４］
側鎖ビニル基含有ジメチルポリシロキサン（重合度７００、ビニル価０．００９４ｍｏｌ／１００ｇ）１００質量部、ＢＥＴ法による比表面積が１１０ｍ²／ｇである疎水化処理されたヒュームドシリカ（日本エアロジル社製Ｒ−９７２）２質量部、酸化鉄１質量部、平均粒子径が５μｍの石英粉５０質量部をプラネタリーミキサーに入れ、３０分撹拌を続けた後、更に架橋剤として両末端及び側鎖にＳｉＨ基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン（重合度１７、ＳｉＨ量０．００３０ｍｏｌ／ｇ）を１．７質量部（ＳｉＨ／アルケニル＝０．６５）、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール０．０５質量部、白金触媒（Ｐｔ濃度１質量％）０．１質量部を添加し、１５分撹拌を続けてできあがった組成物をシリコーンゴム組成物（４）とした。
この組成物を１２０℃で１０分プレスキュア後、２００℃で４時間のポストキュアを実施し、ゴム密度、硬度、引張り強度をＪＩＳ Ｋ６２４９に準じて測定した。

［組成物５］
側鎖ビニル基含有ジメチルポリシロキサン（重合度７００、ビニル価０．００９４ｍｏｌ／１００ｇ）２０質量部、両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン（重合度５００）８０質量部、平均粒子径１．５μｍの石英粉２０質量部、平均粒子径１２μｍのアルミナ２００質量部、酸化鉄１．０質量部、酸化セリウム０．５質量部をプラネタリーミキサーに入れ、３０分撹拌を続けた後、３本ロールに１回通した。更に、これに架橋剤として組成物１のメチルハイドロジェンポリシロキサン（重合度１７、ＳｉＨ量０．００３０ｍｏｌ／ｇ）を２．０質量部（ＳｉＨ／アルケニル＝０．９）、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール０．０５質量部、白金触媒（Ｐｔ濃度１質量％）０．１質量部を添加し、１５分撹拌を続けてできあがった組成物をシリコーンゴム組成物（５）とした。
この組成物を１２０℃で１０分プレスキュア後、２００℃で４時間のポストキュアを実施し、ゴム密度、硬度、引張り強度をＪＩＳ Ｋ６２４９に準じて測定した。

以上の組成物を硬化して得られた硬化物（シリコーンゴム）の物性を表１に示す。

［実施例１］
直径２０ｍｍ×長さ３００ｍｍのアルミニウムシャフトの表面に付加反応型液状シリコーンゴム用プライマーＮｏ．１０１Ａ／Ｂ（信越化学工業（株）製）を塗付した。シャフトを金型中央にセットし、シリコーンゴム組成物（１）を流し込んで、１４０℃で２０分加熱硬化させた。これを型から取り出し、ロール軸上に厚さ０．６ｍｍでシリコーンゴム層が形成されたロールを得た。このロールを更に、金型に内面をプライマー処理した５０μｍのフッ素ＰＦＡチューブが装着された型の中央にセットし、チューブとの間にシリコーンゴム組成物（３）を注入し、１２０℃で３０分加熱硬化し、型から取り出した。これを、更に２００℃で４時間ポストキュアし、ゴム厚さ２．０ｍｍ（内層０．６ｍｍ、外層１．４ｍｍ）、長さ２５０ｍｍのＰＦＡ樹脂被覆シリコーンゴムロールを作製した。このロールをモノクロレーザープリンターの定着ロールとして組み込み、通紙（４５枚／分、芯金温度２６０℃、表層温度２００℃）を行ったところ、１万枚連続通紙しても画像及びロールに全く異常は見られなかった。

［比較例１］
直径２０ｍｍ×長さ３００ｍｍのアルミニウムシャフトの表面に付加反応型液状シリコーンゴム用プライマーＮｏ．１０１Ａ／Ｂ（信越化学工業（株）製）を塗付した。シャフトを金型中央にセットし、更に金型に、内面をプライマー処理した５０μｍのフッ素ＰＦＡチューブを装着した後、シャフトとチューブの間にシリコーンゴム組成物（１）を流し込んで、１４０℃で２０分加熱硬化させ、これを型から取り出した。これを、更に２００℃で４時間ポストキュアし、ゴム厚さ２．０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのＰＦＡ樹脂被覆シリコーンゴムロールを作製した。このロールをレーザープリンターの定着ロールとして組み込み、通紙（４０枚／分、芯金温度２６０℃、表層温度２００℃）を行ったところ、１枚目よりトナー定着が不十分であった。通紙速度を２０枚／分に低下させることで、トナー定着は可能となった。

［比較例２］
直径２０ｍｍ×長さ３００ｍｍのアルミニウムシャフトの表面に付加反応型液状シリコーンゴム用プライマーＮｏ．１０１Ａ／Ｂ（信越化学工業（株）製）を塗付した。シャフトを金型中央にセットし、更に金型に、内面をプライマー処理した５０μｍのフッ素ＰＦＡチューブを装着した後、シャフトとチューブの間にシリコーンゴム組成物（３）を流し込んで、１４０℃で２０分加熱硬化させ、これを型から取り出した。これを、更に２００℃で４時間ポストキュアし、ゴム厚さ２ｍｍ、長さ２５０ｍｍのＰＦＡ樹脂被覆シリコーンゴムロールを作製した。このロールをレーザープリンターの定着ロールとして組み込み、通紙（４５枚／分、芯金温度２６０℃、表層温度２００℃）を行ったところ、２，０００枚通紙で画像が乱れ始め、２，２００枚で停止し、ロールを取り出したところ、ロール軸に近い部分のゴムに破壊が見られた。

［比較例３］
直径３０ｍｍ×長さ３００ｍｍのアルミニウムシャフトの表面に付加反応型液状シリコーンゴム用プライマーＮｏ．１０１Ａ／Ｂ（信越化学工業（株）製）を塗付した。シャフトを金型中央にセットし、シリコーンゴム組成物（４）を流し込んで、１４０℃で２０分加熱硬化させた。これを型から取り出し、ロール軸上に厚さ０．６ｍｍでシリコーンゴム層が形成されたロールを得た。このロールを更に、金型に内面をプライマー処理した５０μｍのフッ素ＰＦＡチューブが装着された型の中央にセットし、チューブとの間にシリコーンゴム組成物（１）を注入し、１２０℃で３０分加熱硬化し、型から取り出した。これを、更に２００℃で４時間ポストキュアし、ゴム厚さ２．０ｍｍ（内層０．６ｍｍ、外層１．４ｍｍ）、長さ２５０ｍｍのＰＦＡ樹脂被覆シリコーンゴムロールを作製した。このロールをレーザープリンターの定着ロールとして組み込み、通紙（４５枚／分、芯金温度２６０℃、表層温度２００℃）を行ったところ、１枚目より定着が不十分であった。通紙速度を２９枚／分に低下させることで、トナー定着は可能となった。

［実施例２］
直径３０ｍｍ×長さ３００ｍｍのアルミニウムシャフトの表面に付加反応型液状シリコーンゴム用プライマーＮｏ．１０１Ａ／Ｂ（信越化学工業（株）製）を塗付した。シャフトを金型中央にセットし、シリコーンゴム組成物（２）を流し込んで、１４０℃で２０分加熱硬化させた。これを型から取り出し、ロール軸上に厚さ１．０ｍｍでシリコーンゴム層が形成されたロールを得た。この周囲にプライマーとしてＫＦ９９（信越化学工業（株）製）をトルエンで１０質量％に希釈したものを塗布し、９５℃で３０分乾燥させた。このロールを更に、金型の中央にセットし、シリコーンゴム組成物（５）を注入し、１２０℃で３０分加熱硬化し、型から取り出した。これを、更に２００℃で２時間ポストキュアし、ゴム厚さ５ｍｍ（内層１．０ｍｍ、外層４．０ｍｍ）、長さ２５０ｍｍのシリコーンゴムロールを作製した。この硬化物表面にダイエルラテックスとシリコーンゴム用プライマーＧＬＰ−１０３ＳＲ（ダイキン社製）を均一に塗付し、８０℃で１０分加熱後、更にダイエルラテックスＧＬＳ−２１３を均一にスプレー塗付し、３００℃で１時間加熱焼成し、ダイエルラテックスコーティングシリコーンゴムロールを作製した。
このロールをカラーレーザープリンターの定着ロールとして組み込み、通紙（３０枚／分、芯金温度２８０℃、表層温度２２０℃）を行ったところ、１万枚連続通紙しても画像及びロールに全く異常は見られなかった。

［比較例４］
直径３０ｍｍ×長さ３００ｍｍのアルミニウムシャフトの表面に付加反応型液状シリコーンゴム用プライマーＮｏ．１０１Ａ／Ｂ（信越化学工業（株）製）を塗付した。シャフトを金型中央にセットし、シリコーンゴム組成物（５）を流し込んで、１４０℃で２０分加熱硬化させた後、型から取り出した。これを、更に２００℃で２時間ポストキュアし、ゴム厚さ５ｍｍ、長さ２５０ｍｍのシリコーンゴムロールを作製した。この硬化物表面にダイエルラテックスとシリコーンゴム用プライマーＧＬＰ−１０３ＳＲ（ダイキン社製）を均一に塗付し、８０℃で１０分加熱後、更にダイエルラテックスＧＬＳ−２１３を均一にスプレー塗付し、３００℃で１時間加熱焼成し、ダイエルラテックスコーティングシリコーンゴムロールを作製した。
このロールをカラーレーザープリンターの定着ロールとして組み込み、通紙（３０枚／分、芯金温度２８０℃、表層温度２２０℃）を行ったところ、８，０００枚通紙で画像が乱れ始め、８，１００枚で停止し、ロールを取り出したところ、ロール軸に近い部分のゴムに破壊が見られた。

［比較例５］
直径３０ｍｍ×長さ３００ｍｍのアルミニウムシャフトの表面に付加反応型液状シリコーンゴム用プライマーＮｏ．１０１Ａ／Ｂ（信越化学工業（株）製）を塗付した。シャフトを金型中央にセットし、シリコーンゴム組成物（２）を流し込んで、１４０℃で２０分加熱硬化させた後、型から取り出した。これを、更に２００℃で２時間ポストキュアし、ゴム厚さ５ｍｍ、長さ２５０ｍｍのシリコーンゴムロールを作製した。この硬化物表面にダイエルラテックスとシリコーンゴム用プライマーＧＬＰ−１０３ＳＲ（ダイキン社製）を均一に塗付し、８０℃で１０分加熱後、更にダイエルラテックスＧＬＳ−２１３を均一にスプレー塗付し、３００℃で１時間加熱焼成し、ダイエルラテックスコーティングシリコーンゴムロールを作製した。
このロールをカラーレーザープリンターの定着ロールとして組み込み、通紙（３０枚／分、芯金温度２８０℃、表層温度２２０℃）を行ったところ、１枚目よりトナー定着が不十分であった。通紙速度を９枚／分に低下させることで、十分なトナー定着が得られた。

Claims (8)

1. ロール軸の外周に第一のシリコーンゴム層（内層）を有し、この第一のシリコーンゴム層の外側に第二のシリコーンゴム層（外層）を有し、更にその外側にフッ素樹脂からなる表層を有する定着ロールにおいて、シリコーンゴム内層がシリコーンゴム外層より高硬度であることを特徴とする定着ロール。
2. シリコーンゴム内層のデュロメータＡによる硬度が２以上３０以下、シリコーンゴム外層の硬度が１５以下、かつシリコーンゴム外層のゴム硬度がシリコーンゴム内層のゴム硬度より２ポイント以上低いことを特徴とする請求項１記載の定着ロール。
3. シリコーンゴム内層の厚さが０．１〜１０ｍｍ、シリコーンゴム外層の厚さが０．３〜３０ｍｍで、かつシリコーンゴム内層の厚さがシリコーンゴム外層の厚さの２／３以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の定着ロール。
4. シリコーンゴム内層及び外層が、それぞれ
   （Ａ）一分子中に少なくとも２個の珪素原子と結合するアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン １００質量部、
   （Ｂ）一分子中に少なくとも珪素原子と結合する水素原子を２個以上含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン ０．１〜５０質量部、
   （Ｃ）無機充填剤 ０〜１，０００質量部、
   （Ｄ）付加反応触媒 触媒量
   を構成成分とする液状付加硬化型シリコーンゴム組成物を硬化させたものであり、かつ（Ａ）成分のケイ素原子に結合したアルケニル基に対する（Ｂ）成分のケイ素結合水素原子の全量のモル比が、シリコーンゴム内層で０．５〜２．０、シリコーンゴム外層で０．３〜１．５であることを特徴とする請求項１，２又は３記載の定着ロール。
5. シリコーンゴム内層及び外層が、それぞれジメチルシリコーンゴムから形成されたものである請求項１〜４のいずれか１項記載の定着ロール。
6. 定着ロールが、作動時のロール軸（芯金）温度が２３０℃以上、ロール表面の温度が１８０℃以上で、かつ芯金温度とロール表面との温度差が３０℃以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の定着ロール。
7. 定着ロールが、芯金内部に熱源を有するロールであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の定着ロール。
8. 定着ロールが、作動時のロール回転速度において、モノクロ印字の場合Ａ４通紙速度が３０枚／分以上、カラー印字の場合１０枚／分以上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の定着ロール。