JP2015060124A - 定着加圧ロール及び定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低硬度化され、且つ割れが発生しない弾性層を具備する定着加圧ロール及び定着装置を提供する。
【解決手段】定着装置の定着部に用いられる加圧ロール１は、芯体１０と、芯体１０の周囲に設けられた弾性層１１とを具備し、弾性層１１は、シリコーンゴム原料と、マイクロ樹脂バルーンと、多孔質フィラーとを混合した後、シリコーンゴム原料を硬化することにより得られたシリコーンゴムで構成され、シリコーンゴムは、加圧によるマイクロ樹脂バルーンの破壊で形成された空隙と、多孔質フィラーとを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、定着加圧ロール及び定着装置に関し、画像形成装置に搭載して好適に用いられる。

複写機、ファクシミリ、レーザビームプリンター等の画像形成装置の定着機構では、加熱された定着ロール等の定着部材が、これと対向する加圧ロールの回転によって従動回転される。このような定着機構では、通紙時に圧力と熱によってトナーを固着させるため、加圧ロールと定着部材との間のニップを大きく設けることが必要であり、加圧ロールを低硬度化することで定着幅を広く確保することができる。このため、加圧ロールには、低硬度で且つ熱源からの熱を失いにくい低熱容量の発泡シリコーンゴムが多く用いられている。

このような発泡シリコーンゴムを更に低硬度化するため、シリコーンゴムにマイクロ樹脂バルーンを配合し、マイクロ樹脂バルーンでセルを形成する手法が提案され（例えば、特許文献１参照）、さらにマイクロ樹脂バルーンと共にエチレングリコールを配合し、マイクロ樹脂バルーンの破壊やエチレングリコールの気化で、セル同士の間に孔道を形成する手法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、マイクロ樹脂バルーンでセルを形成する手法では、連泡度が低くなり、マイクロ樹脂バルーンとエチレングリコールでセル同士間に孔道を形成する手法では、孔道の分散具合がばらつき、どちらの手法においても、シリコーンゴムの十分な低硬度化を実現できないという問題がある。

また、マイクロ樹脂バルーンを用いた技術では製造時に発生するガスでシリコーンゴム（弾性層）に割れが生じ易いという問題がある。

特開２００７−０６５４２４号公報 特許第３９６９９４２号公報

本発明は、このような事情に鑑み、低硬度化され、且つ割れが発生しない弾性層を具備する定着加圧ロール及び定着装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、定着装置の定着部に用いられる定着加圧ロールであって、芯体と、該芯体の周囲に設けられた弾性層とを具備し、前記弾性層は、シリコーンゴム原料と、マイクロ樹脂バルーンと、多孔質フィラーとを混合した後、前記シリコーンゴム原料を硬化することにより得られたシリコーンゴムで構成され、前記シリコーンゴムは、加圧による前記マイクロ樹脂バルーンの破壊で形成された空隙と、多孔質フィラーとを含むことを特徴とする定着加圧ロールにある。

かかる発明によれば、弾性層中の多孔質フィラーによってマイクロ樹脂バルーンが破壊されてできた空隙間をわずかに連通化することができる。これにより、低硬度の弾性層を具備する定着加圧ロールを得ることができる。また、シリコーンゴムの硬化時（加熱時）に、このわずかに連通化された空隙（セル）を介して多孔質フィラーから発生するエアーを徐々に取り除くことができる。これにより、エアーの発生に起因して生じる弾性層の割れを防止することができる。

ここで、前記加圧は、水圧であることが好ましい。

これによれば、マイクロ樹脂バルーンを部分的に割れた状態に破壊させることができるため、さらに低硬度の定着加圧ロールを得ることができる。

ここで、前記弾性層の周囲に設けられた離型層を具備することが好ましい。

これによれば、定着性に優れた信頼性の高い定着加圧ロールとなる。

本発明の他の態様は、前記何れかの態様に記載する定着加圧ロールを具備することを特徴とする定着装置にある。

かかる発明によれば、低硬度化され、且つ割れが発生しない弾性層を具備する定着加圧ロールを備えるため、定着性に優れた信頼性の高い定着装置となる。

本発明によれば、弾性層中の多孔質フィラーによってマイクロ樹脂バルーンが破壊されてできた空隙間をわずかに連通化することができるため、低硬度の弾性層を具備する定着加圧ロール及び定着装置が実現される。また、シリコーンゴムの加熱時に、連通化された空隙を介して多孔質フィラーから発生するエアーを徐々に取り除くことができるため、エアーの発生に起因して生じる弾性層の割れを防止することができる。

実施形態１に係る加圧ロールの横断面図及び縦断面図。 水圧でマイクロ樹脂バルーンが破壊される工程を説明するための概念図。 実施形態１に係る加圧ロールを具備する定着装置の断面図。 実施形態２に係る定着ロール及び加圧ロールを具備する定着装置の断面図。 実施形態３に係る定着ロール及び加圧ロールを具備する定着装置の断面図。 実施形態４に係る定着ロール及び加圧ロールを具備する定着装置の断面図。 実施例１及び比較例１の弾性体の断面写真。

本発明者は、加圧により多孔質フィラー密集部のマイクロ樹脂バルーンを割ることで破壊し、マイクロ樹脂バルーンの破壊で形成された空隙間を多孔質フィラーによってわずかに連通化することで多孔質フィラーからのエアーの発生を防止できることを見出した。本発明は、このような知見に基づき完成されたものである。以下に、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
本発明に係る定着加圧ロールは、画像形成装置の定着部に用いて好適なものであり、かかる定着部において、未定着トナー像を熱と圧力で記録媒体に定着するために用いられる。本実施形態では、定着加圧ロールの一例として、加圧ロールを例示する。

図１（ａ），（ｂ）に、実施形態１に係る加圧ロールの横断面図及び縦断面図を示す。図１（ａ），（ｂ）に示すように、加圧ロール１は、芯体１０と、芯体１０の周囲に設けられた弾性層１１と、弾性層１１の周囲に設けられた離型層１２とを具備する。

本実施形態に係る弾性層１１は、シリコーンゴム原料と、マイクロ樹脂バルーンと、多孔質フィラーとを混合した後、シリコーンゴム原料を硬化することにより得られたシリコーンゴムで構成される。そして、シリコーンゴムは、加圧によるマイクロ樹脂バルーンの破壊で形成された空隙と、多孔質フィラーとを含む。具体的に、弾性層１１は、マイクロ樹脂バルーンと多孔質フィラーとが混合されたシリコーンゴム原料を加熱（一次硬化）してシリコーンゴムとし、このシリコーンゴムを加圧して、含有されるマイクロ樹脂バルーンを破壊させ、さらにシリコーンゴムを加熱（二次硬化）することにより得られる。

ここで、加圧とは、マイクロ樹脂バルーンを破壊するためにシリコーンゴムに圧力をかけることを言う。破壊とは、通常は、マイクロ樹脂バルーンが割れた状態になることを言うが、例えば、ひび割れる又は収縮する等、加圧によりシリコーンゴムを硬化する前の状態とは異なった状態になるものも含む。本発明では、加圧によりマイクロ樹脂バルーンを部分的に割れた状態に破壊することができる。

マイクロ樹脂バルーンが破壊すると、マイクロ樹脂バルーンが存在していた部分は空隙となる。即ち、マイクロ樹脂バルーンの破壊で形成された空隙とは、シリコーンゴムを加圧する前にはマイクロ樹脂バルーンが存在し、加圧した後にマイクロ樹脂バルーンが破壊されることで形成される空間をいう。

本実施形態では、マイクロ樹脂バルーンは、シリコーンゴム原料の一次硬化後はシリコーンゴム中にそのままの状態で存在し、シリコーンゴムを加圧することで、部分的に割れた状態に破壊される。

多孔質フィラーは、シリコーンゴムを二次硬化する際に、加熱によりエアーを発生するが、シリコーンゴム原料の一次硬化後や、シリコーンゴムの加圧後においては、マイクロ樹脂バルーン間又はマイクロ樹脂バルーンの破壊で形成された空隙間のマトリックス中にそのままの状態で存在する。多孔質フィラーは、マイクロ樹脂バルーンが部分的に割れた状態に破壊されてできた空隙（セル）間をわずかに連通化する。これにより、加圧ロールの更なる低硬度化が実現される。

また、セル間がわずかに連通化された状態でシリコーンゴムを高温で加熱（二次硬化）すると、多孔質フィラーからエアーが発生する。しかしながら、このエアーは、わずかに連通化されたセルを介して徐々に取り除くことができる。これにより、シリコーンゴムの加熱時におけるエアーの発生が抑制され、エアーの発生に起因する弾性層（シリコーンゴム）の割れが防止される。また、エアーの発生が抑制されることで、弾性層１１と、その周囲に設けられる部材、本実施形態では離型層１２との一体成型が可能となる。

加圧ロール１を構成する芯体１０は、金属又は樹脂材料からなる。金属又は樹脂材料は、加圧ロール１の芯体として用いることができるものであれば、特に制限はない。また、芯体１０の形状についても制限はなく、中空であっても、中空でなくてもよい。

弾性層１１を構成するシリコーンゴム原料は、加熱により硬化して弾性体を生成するシリコーンゴムであれば特に制限されない。具体的には、液状シリコーンゴムやミラブル型シリコーンゴムが挙げられるが、液状シリコーンゴムが好ましい。このようなシリコーンゴムは市販されているものを用いることができ、勿論、２種類以上を併用してもよい。

マイクロ樹脂バルーンは、液化ガス又はガスを熱可塑性高分子殻で包み込んだものである。本実施形態で用いるマイクロ樹脂バルーンは、シリコーンゴム原料を一次硬化した後、シリコーンゴムを加圧することにより、マイクロ樹脂バルーンの熱可塑性高分子殻が破壊され、空隙を形成する。

加圧の強さは、マイクロ樹脂バルーンを破壊できる強さであれば特に制限はなく、マイクロ樹脂バルーンの種類等により適宜選択することができる。具体的に、加圧力は、５ＭＰａ〜３０ＭＰａが好ましく、１０ＭＰａ〜２５ＭＰａがより好ましい。加圧方法としては、水、油等の液体による加圧や、空気、ヘリウム、窒素、二酸化炭素、水素及び酸素等の気体による加圧が挙げられるが、液圧が好ましく、液圧の中でも特に水圧が好ましい。本実施形態では、水圧によりマイクロ樹脂バルーンを破壊させる。

マイクロ樹脂バルーンの平均粒径は、未膨張のものは約６μｍ〜４５μｍ、既膨張のものは、約２０μｍ〜１５０μｍの範囲にある。マイクロ樹脂バルーンの破壊により形成された空隙の内径は、既膨張のマイクロ樹脂バルーンを用いた場合、破壊前の平均粒径と同程度又はこれより大きい方が好ましい。例えば、平均粒径４０μｍ〜６０μｍの既膨張のマイクロ樹脂バルーンを用いた場合、破壊後の空隙の内径は、２０μｍ〜８０μｍの範囲で分布されることが好ましく、３０μｍ〜７０μｍの範囲で分布されることがより好ましい。未膨張のマイクロ樹脂バルーンを用いた場合、通常は破壊前の平均粒径より数倍〜数十倍大きくなる。例えば、平均粒径１０μｍ〜１６μｍの未膨張のマイクロ樹脂バルーンを用いた場合、破壊後の空隙の内径は、２０μｍ〜２００μｍの範囲で分布されることが好ましく、５０μｍ〜１００μｍの範囲で分布されることがより好ましい。

なお、本実施形態におけるマイクロ樹脂バルーンの平均粒径とは、レーザー回折散乱式粒度分布計により測定されたメジアン径（Ｄ５０）の値のことである。内径の分布とは、電子顕微鏡写真に基づき、マイクロ樹脂バルーン毎の空隙の内径を測定し、算出した範囲をいう。上述したマイクロ樹脂バルーンは、既膨張のものでも未膨張のものでも用いることができる。また、これらのマイクロ樹脂バルーンは、市販されているものを用いることができ、２種類以上を併用してもよい。なお、シリコーンゴム原料として液状シリコーンゴムを用いる場合は既膨張のマイクロ樹脂バルーンを用いるのが好ましく、ミラブル型シリコーンゴムを用いる場合は混練時にバルーンが破壊しにくい未膨張のマイクロ樹脂バルーンを用いるのが好ましい。

マイクロ樹脂バルーンの配合量は、多孔質フィラーの配合量に応じて適宜選択することができる。通常、シリコーンゴム１００体積部に対して、１体積部〜１５体積部が好ましい。これは、弾性層１１中でマイクロ樹脂バルーンが均等に安定して分散できる量である。

多孔質フィラーとは、細孔容積、比表面積が大きいものをいい、例えば、多孔質シリカ、多孔質アルミナ、多孔質ゼオライト、多孔質酸化ジルコニウム、多孔質酸化チタン、多孔質酸化マグネシウム、多孔質酸化亜鉛、多孔質窒化珪素、多孔質炭酸カルシウム、多孔質酸化カルシウム、多孔質窒化アルミニウム等を挙げることができる。これらの中でも、多孔質シリカ及び多孔質アルミナが好ましい。

多孔質フィラーの平均粒径は、１μｍ〜２０μｍが好ましく、より好ましいのは、１μｍ〜５μｍである。なお、本発明における多孔質フィラーの平均粒径とは、コールカウンター法により測定された値のことである。このような多孔質フィラーは市販されているものを用いることができ、勿論、２種類以上を併用してもよい。

弾性層１１の厚さは、例えば、０．５ｍｍ〜２０ｍｍであり、好ましくは、２ｍｍ〜６ｍｍである。これは、トナーの定着性を向上させ、画像の高画質化を図るためである。

離型層１２は、高い離型性の合成樹脂材料からなるのが好ましく、フッ素樹脂等を挙げることができる。フッ素樹脂としては、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等を挙げることができ、特にパーフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）が好ましい。離型層１２の厚さは、定着加圧ロールに高い離型性を付与できる厚さであれば、特に制限はないが、例えば、１μｍ〜１００μｍであり、好ましくは、３０μｍ〜７０μｍである。なお、離型層１２は設けなくてもよい。離型層１２を設けない場合は、例えば、後述する実施形態３に示すような定着ベルト２０の定着ロール３０Ａとして用いることが好ましい（図５参照）。

本発明によれば、加圧により多孔質フィラー密集部のマイクロ樹脂バルーンを割れた状態に破壊することができる。割れた状態に破壊されてできた空隙間は、多孔質フィラーによってわずかに連通化される。これにより、加圧ロール１の更なる低硬度化が実現される。さらに、空隙間がわずかに連通化された状態でシリコーンゴムを加熱（二次硬化）すると、多孔質フィラーから発生するエアーを、この空隙を介して徐々に取り除くことができる。これにより、エアーの発生が抑制され、エアーの発生に起因する弾性層の割れが防止され、弾性層１１とその周囲に設けられる部材との一体成型が可能となる。

次に、本実施形態の加圧ロールを製造する方法について以下に説明する。

本実施形態では、シリコーンゴム原料として液状シリコーンゴムを用いて加圧ロール１を製造する場合について例示する。まず、液状シリコーンゴムに、マイクロ樹脂バルーンと多孔質フィラーとを混合して、シリコーンゴム組成物を調製する。

次に、金型内にあらかじめプライマーを塗布したチューブ（離型層１２）を被覆して、この金型の中央に芯体１０を配置する。次に、芯体１０と離型層１２との間に、調製されたシリコーンゴム組成物を充填し、シリコーンゴム組成物を加熱する（一次硬化）。具体的には、液状シリコーンゴムの硬化温度以上で、マイクロ樹脂バルーンの軟化温度以下、即ち、熱可塑性高分子殻の軟化温度以下で加熱し、マイクロ樹脂バルーンを破壊させずに、シリコーンゴム組成物を硬化させてシリコーンゴムとする。

次いで、シリコーンゴムを圧力容器に入れて水圧をかけて、マイクロ樹脂バルーンを部分的に割れた状態に破壊させる。

ここで、水圧によるマイクロ樹脂バルーンの破壊工程について説明する。図２に、マイクロ樹脂バルーンが破壊される工程を説明するための概念図を示す。なお、離型層１２の図示は省略する。まず、一次硬化後のシリコーンゴム１０１を圧力容器１０２に入れ、圧力容器１０２を水で満たす（図２（ａ））。次に、圧力容器１０２内を水圧で加圧する。この水圧処理により、シリコーンゴム１０１は圧縮され、マイクロ樹脂バルーン１０３は部分的に割れた状態に破壊されて空隙１０５となる（図２（ｂ））。次に、圧力容器１０２を大気圧に戻し、水を抜く（図２（ｃ））。次いで、圧力容器１０２内からシリコーンゴム１０１を取り出し、恒温槽１０４にてシリコーンゴム１０１を加熱することで、圧縮されたシリコーンゴムを元の状態に戻すと共にさらに硬化する（二次硬化）（図２（ｄ））。シリコーンゴム１０１が元の状態に戻される際、マイクロ樹脂バルーン１０３の破壊で形成された空隙１０５は、水圧がかけられる前の体積になるまで膨張する（図２（ｅ））。このようにしてシリコーンゴム１０１中のマイクロ樹脂バルーン１０３を部分的に割れた状態に破壊させて空隙１０５を形成する。

なお、図２（ａ）〜図２（ｅ）に示すように多孔質フィラー１０６は、シリコーンゴム１０１の水圧処理及び二次硬化の前後においてシリコーンゴム１０１中にそのままの状態で存在する。シリコーンゴム１０１の水圧処理後においては、マイクロ樹脂バルーン１０３間又はマイクロ樹脂バルーンの破壊で形成された空隙１０５間のマトリックス中にそのままの状態で存在する。

本発明では、シリコーンゴム１０１の加熱時に多孔質フィラーから発生するエアーを抑制することができるため、シリコーンゴム１０１の周囲に離型層１２を設けたまま、シリコーンゴム１０１を加熱することができる。即ち、弾性層１１（シリコーンゴム）と離型層１２とを一体成型することが可能となる。

なお、水圧処理は、一次硬化後のシリコーンゴムに行うのが好ましいが、シリコーンゴム組成物の硬化（一次硬化）と同時、又は二次硬化と同時に行っても良い。また、水圧時の加圧条件及び加圧回数を適宜調整することにより、マイクロ樹脂バルーンの破壊のタイミングや破壊の状態を制御することが可能である。このように加圧方法及び加圧回数は制限されない。

また、離型層１２は、一次硬化後のシリコーンゴム１０１に水圧をかけた後に形成してもよく、水圧をかけた後のシリコーンゴム１０１を二次硬化した後に形成してもよい。このような離型層１２の形成方法は、ＰＦＡ等のチューブを被覆する他、例えばコーティング液の塗布により行うことができる。

次に、定着装置について説明する。図３に、本実施形態に係る定着装置の断面図を示す。図３に示すように、定着装置２は、加圧ロール１と、加圧ロール１に対向して配置される定着ベルト２０と、加圧ロール１に対向する位置で定着ベルト２０を内側から加圧ロール１に対して押圧して所定のニップを形成する押圧部材２１と、定着ベルト２０を所定温度まで加熱する加熱手段２２とを具備するものである。

定着ベルト２０は、対向する加圧ロール１との圧接により所定のニップを形成できるものであればよく、例えば、シームレス電鋳ベルトを少なくとも一層有する金属基体と、金属基体の内周面に形成された摺動層と、金属基体の外周面に形成された弾性層と、弾性層の外周面に形成された離型層とからなる。

押圧部材２１は、ゴム等の弾性体、樹脂及び金属等から構成される。表面には、必要に応じてフッ素樹脂等からなる層が形成されることや、摺動シートや溝等が設けられることもある。なお、摺動シートの表面に凹凸加工が施されていてもよい。

加熱手段２２は、定着ベルト２０を加熱できるものであればよく、定着ベルト２０の外側に設けられていてもよい。加熱手段２２としては、ハロゲンヒーター、電熱線ヒーター、赤外線ヒーター、励磁コイル（熱源）による電磁誘導発熱等を挙げることができる。なお、加熱手段２２は、押圧部材２１に内蔵されていてもよい。

本実施形態に係る定着装置２は、弾性層の割れが発生しない低硬度の加圧ロール１を具備するものである。これにより、定着性に優れた信頼性の高い定着装置を実現することができる。

（実施形態２）
実施形態２では、定着加圧ロールの一例として、定着ロール及び加圧ロールを例示する。なお、実施形態１と同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図４に、実施形態２に係る定着ロール及び加圧ロールを具備する定着装置の断面図を示す。図４に示すように、定着装置２Ａは、加圧ロール１と、加圧ロール１に対向して配置される定着ベルト２０と、押圧部材の代わりに、定着ベルト２０を内側から加圧ロール１に対して押圧する定着ロール３０とを具備する。定着ロール３０には、図示されない加熱手段が外側に配置されている。本実施形態の定着加圧ロールは、図４に示す定着ロール３０としても、加圧ロール１としても使用することができる。

（実施形態３）
実施形態３では、定着加圧ロールの一例として、定着ロール及び加圧ロールを例示する。なお、実施形態１と同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図５に、実施形態３に係る定着ロール及び加圧ロールを具備する定着装置の断面図を示す。図５に示すように、定着装置２Ｂは、加圧ロール１と、加圧ロール１に対向して配置される定着ベルト２０と、定着ベルト２０を内側から加圧ロール１に対して押圧する定着ロール３０Ａと、加熱手段２２を内蔵する加熱ロール２３とを具備する。定着ベルト２０の内側には、定着ロール３０Ａと加熱ロール２３とが配置され、これらの定着ロール３０Ａと加熱ロール２３とで定着ベルト２０を回転駆動するものである。本実施形態の定着加圧ロールは、図５に示す定着ロール３０Ａとしても、加圧ロール１としても使用することができる。

（実施形態４）
実施形態４では、定着加圧ロールの一例として、定着ロール及び加圧ロールを例示する。実施形態１と同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図６に、実施形態４に係る定着ロール及び加圧ロールを具備する定着装置の断面図を示す。図６に示すように、定着装置２Ｃは、加圧ロール１と、加圧ロール１に対向して配置される定着ロール３０Ｂとを具備する。定着ロール３０Ｂには、図示されない加熱手段が内蔵されている。本実施形態の定着加圧ロールは、図６に示す定着ロール３０Ｂとしても、加圧ロール１としても使用することができる。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明を限定するものではない。

（実施例１）
以下の手順で、加圧ロール１を製造した。液状シリコーンゴム（東レダウコーニング製：ＤＹ３５−３１１４）１００体積部に、マイクロ樹脂バルーン（日本フィライト製：ＥＭＣ１２０、既膨張、平均粒径１００μｍ〜１４０μｍ）６体積部と、ＳｉＯ_２多孔質フィラー（旭硝子製：サンスフェアＨ−３３、平均粒径３μｍ、細孔容積２ｍＬ／ｇ、細孔径３０ｎｍ、比表面積７００ｍ^２／ｇ）１０体積部とを配合し、ホバートミキサーにて１０分間攪拌して、シリコーンゴム組成物を調製した。

次に、東レダウコーニング製プライマーを塗布乾燥した直径１８ｍｍの鉄製の芯体１０を下フランジに立てた。金型内にプライマーを塗布したＰＦＡチューブを被覆して、この金型を下フランジの周囲に配置し、上フランジを載せて固定した後、下フランジ側から注型機にて調製したシリコーンゴム組成物を流し込み、９０℃の恒温槽に１．５時間入れて加熱し、シリコーンゴムを作製した（一次硬化）。その後、冷却して脱型した。脱型したシリコーンゴムを圧力容器に入れ、圧力容器を水で満たし、２０ＭＰａの水圧で１０分間圧縮した後、水を除いて大気圧に戻した。次いで、恒温槽で１００℃から２３０℃へ３時間かけて昇温させ、２３０℃で８時間加熱し、シリコーンゴムをさらに硬化した（二次硬化）。これにより、芯体１０と、シリコーンゴムからなる弾性層１１と、ＰＦＡチューブからなる離型層１２とを備えた外径φ３０ｍｍの加圧ロール１を得た。

また、加圧ロール１の作製と共に、以下の手順でシリコーンゴムからなるテストピースを作製した。実施例１と同様の手順で調製したシリコーンゴム組成物を、１２ｍｍ厚のテストピース型に流し込み、９０℃の恒温槽に１．５時間入れて加熱し、シリコーンゴムを作製した（一次硬化）。その後、脱型したテストピースを圧力容器に入れ、圧力容器を水で満たし、２０ＭＰａの水圧で１０分間圧縮した後、水を除いて大気圧に戻した。次いで、恒温槽で１００℃から２３０℃へ３時間かけて昇温させ、２３０℃で８時間加熱し、シリコーンゴムをさらに硬化した（二次硬化）。

（実施例２）
実施例２では、マイクロ樹脂バルーン７．５体積部を配合した以外は実施例１と同様の工程で加圧ロール１及びシリコーンゴムからなるテストピースを作製した。

（実施例３）
実施例３では、マイクロ樹脂バルーン５体積部を配合した以外は実施例１と同様の工程で加圧ロール１及びシリコーンゴムからなるテストピースを作製した。

（比較例１）
比較例１では、水圧処理をしない以外は実施例１と同様の工程で加圧ロール１及びシリコーンゴムからなるテストピースを作製した。

（比較例２）
比較例２では、水圧処理をしない以外は実施例２と同様の工程で加圧ロール１及びシリコーンゴムからなるテストピースを作製した。

（比較例３）
比較例３では、水圧処理をしない以外は実施例３と同様の工程で加圧ロール１及びシリコーンゴムからなるテストピースを作製した。

（試験例１）
実施例１〜３、比較例１〜３に基づき作製したテストピース（以下、「弾性体」と言う。）のアスカーＣ硬度及び比重をそれぞれ測定した。アスカーＣ硬度の測定はアスカーＣ硬度計（高分子計器社製）を用いて行った。比重の測定は電子比重計ＭＤ−２００Ｓ（Ａ＆Ｄ製）を用いて行った。弾性体の比重は、液状シリコーンゴム、マイクロ樹脂バルーン及び多孔質フィラーの重量と容積をそれぞれ算出し、単位容積あたりの重量として算出した。また、弾性体の割れの有無を目視で確認した。

表１に、実施例１〜３、比較例１〜３の弾性体の構成、アスカーＣ硬度及び比重の測定結果、弾性体の割れの有無の結果を示す。

水圧処理を行った実施例３の弾性体と、水圧処理を行わなかった比較例３の弾性体を比べると、硬度は実施例３の弾性体の方がわずかに低くなった。これにより、水圧処理を行うことにより、硬度を低くできることがわかった。なお、実施例３と比較例３の弾性体の比重はほぼ同等の値であった。

また、水圧処理を行わなかった比較例１，２の弾性体は割れが発生したため、水圧処理を行った実施例１，２の弾性体と、比較例１，２の弾性体の硬度及び比重との比較はできなかったが、実施例１，２の弾性体は、硬度及び比重が低い値となることがわかった。これは、水圧処理により、マイクロ樹脂バルーンが部分的に割れた状態に破壊され、割れた状態に破壊されてできた空隙間が多孔質フィラーによってわずかに連通化されたためである。

また、実施例１と比較例１との比較、実施例２と比較例２との比較により、水圧処理でマイクロ樹脂バルーンを破壊させることにより、弾性体の割れを防止できることがわかった。これは、シリコーンゴムの加熱時に、わずかに連通化された空隙を介して多孔質フィラーから発生するエアーを徐々に取り除くことができたからである。なお、比較例３の弾性体に割れが生じなかったのは、多孔質フィラーの配合量が少なかったためである。また、実施例１〜３の比較から、多孔質フィラーの配合量をより多くすることにより硬度も比重も低くできることがわかった。

以上の結果から、マイクロ樹脂バルーンと多孔質フィラーとを含むシリコーンゴムを水圧処理することにより、低硬度で割れが発生しない弾性体を得られることがわかった。このような弾性体を具備する定着加圧ロールは、定着性に優れ、信頼性の高いものとなる。

（試験例２）
上記の手順で形成した実施例１及び比較例１の弾性体の断面を観察した。図７（ａ），（ｂ）に、実施例１及び比較例１の弾性体の断面写真をそれぞれ示す。

図７（ａ）に示すように、実施例１の弾性体は割れが発生せず、断面の色も均一であることから、均質な層が形成されていることが確認された。一方、比較例１の弾性体は、図７（ｂ）に示すように、中央部分に割れが発生し、断面の色についてはまだらな部分が存在することから、均質な層が形成されていないことがわかった。

以上の結果から、シリコーンゴムを水圧処理することにより、均質で割れが発生しない弾性体を得られることがわかった。

１ 加圧ロール
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 定着装置
１０ 芯体
１１ 弾性層
１２ 離型層
２０ 定着ベルト
２１ 押圧部材
２２ 加熱手段
２３ 加熱ロール
３０，３０Ａ，３０Ｂ 定着ロール
１０１ シリコーンゴム
１０２ 圧力容器
１０３ マイクロ樹脂バルーン
１０４ 恒温槽
１０５ 空隙
１０６ 多孔質フィラー

Claims (4)

1. 定着装置の定着部に用いられる定着加圧ロールであって、
   芯体と、該芯体の周囲に設けられた弾性層とを具備し、
   前記弾性層は、シリコーンゴム原料と、マイクロ樹脂バルーンと、多孔質フィラーとを混合した後、前記シリコーンゴム原料を硬化することにより得られたシリコーンゴムで構成され、
   前記シリコーンゴムは、加圧による前記マイクロ樹脂バルーンの破壊で形成された空隙と、多孔質フィラーとを含むことを特徴とする定着加圧ロール。
2. 請求項１に記載する定着加圧ロールにおいて、
   前記加圧は、水圧であることを特徴とする定着加圧ロール。
3. 請求項１又は２に記載する定着加圧ロールにおいて、
   前記弾性層の周囲に設けられた離型層を具備することを特徴とする定着加圧ロール。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載する定着加圧ロールを具備することを特徴とする定着装置。