JP2019137764A - シリコーンゴム組成物、定着部材、定着ローラー及び定着部材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の課題は、シリコーンゴム中の低分子成分の揮発に起因する周辺部材の汚染を抑制し、かつ耐久性に優れた、シリコーンゴムを形成することができるシリコーンゴム組成物を提供することである。【解決手段】本発明のシリコーンゴム組成物は、電子写真画像形成装置に使用される、表面にゴム部材を有する定着部材の、当該ゴム部材を形成するためのシリコーンゴム組成物であって、所定条件で行うヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定で、リテンションタイムが１０分から３２分までの低分子成分量の積算値が１．５以下であり、リテンションタイムが３２分から３７分までの高分子成分量の積算値が２．２以上であることを特徴とする。【選択図】図１
Description
本発明は、シリコーンゴム組成物、定着部材、定着ローラー及び定着部材の製造方法に関する。より詳細には、本発明は、電子写真形成装置に使用されるシリコーンゴム部材を有する定着部材において、当該シリコーンゴム中の低分子成分の揮発に起因する周辺部材の汚染を抑制し、かつ耐久性に優れた、当該ゴム部材を形成するためのシリコーンゴム組成物に関する。また、当該シリコーンゴム組成物により形成したゴム部材を備える定着部材及び定着ローラーに関する。また、当該定着部材の製造方法に関する。
電子写真画像形成装置（以下、「画像形成装置」ともいう。）には、トナー像を定着するための定着部材として、定着ローラーや定着ベルト等が用いられている。また、これらの定着部材には、シリコーンゴムが用いられることが多い。
また、近年、定着ローラーが有するシリコーンゴムから、低分子量シロキサンなどの低分子量化合物が揮発し、画像形成装置から排出されることが指摘されている。また、この低分子量化合物が、画像形成装置内の環境を汚染し、電子部品などに付着して接点障害を起こすという問題が報告されている。また、揮発した低分子量化合物が粒子化して、画像形成装置内を汚染したりする問題も報告されている。
また、近年、定着ローラーが有するシリコーンゴムから、低分子量シロキサンなどの低分子量化合物が揮発し、画像形成装置から排出されることが指摘されている。また、この低分子量化合物が、画像形成装置内の環境を汚染し、電子部品などに付着して接点障害を起こすという問題が報告されている。また、揮発した低分子量化合物が粒子化して、画像形成装置内を汚染したりする問題も報告されている。
定着部材の公知例としては、例えば、芯金（芯材）にシリコーンゴム層を形成し、当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加圧ローラー（定着部材）が知られている（特許文献１参照）。また、この加圧ローラーの端面部分は、フッ素樹脂フィルムによって被覆されずに外部に露出しており、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されている。
上述した特許文献１に記載の定着ローラーでは、シリコーンゴム層から、低分子量シロキサンなどの低分子量化合物の揮発成分を外部へ放散させないために、シリコーンゴム層が外部に露出する面積を減らしている。さらに、外部へ露出する部分では、特定の揮発成分含有量が低い成分量のシリコーンゴムで構成している。これらにより、端面部分における露出部のシリコーンゴムの揮発成分含有量を１０μｇ／ｍＬ以下に抑えることができている。
しかし、この公知例の方法では、シリコーンゴム層の外表面をフッ素樹脂フィルムで被覆する必要があるため、手間やコストを要するという問題がある。また、シリコーンゴム層からは、低分子量シロキサンなどの低分子量化合物が排出され続けるので、長時間使用すると、画像形成装置内を汚染するという問題もある。
上述した特許文献１に記載の定着ローラーでは、シリコーンゴム層から、低分子量シロキサンなどの低分子量化合物の揮発成分を外部へ放散させないために、シリコーンゴム層が外部に露出する面積を減らしている。さらに、外部へ露出する部分では、特定の揮発成分含有量が低い成分量のシリコーンゴムで構成している。これらにより、端面部分における露出部のシリコーンゴムの揮発成分含有量を１０μｇ／ｍＬ以下に抑えることができている。
しかし、この公知例の方法では、シリコーンゴム層の外表面をフッ素樹脂フィルムで被覆する必要があるため、手間やコストを要するという問題がある。また、シリコーンゴム層からは、低分子量シロキサンなどの低分子量化合物が排出され続けるので、長時間使用すると、画像形成装置内を汚染するという問題もある。
また、従来技術では、機内汚染を低減するために、シリコーンゴムの揮発成分を低減するためのさまざまな方法が提案されている。例えば、加熱による処理、減圧による減圧乾燥処理、及び各種溶剤での洗浄処理などが知られている。しかし、これらによって機内汚染は改善されていくものの、ゴムの弾性の低下や耐久性の低下が引き起こされることがわかっている。
そこで、シリコーンゴム中の低分子成分の揮発に起因する周辺部材の汚染を抑制し、かつ耐久性に優れた、シリコーンゴム組成物が求められている。
そこで、シリコーンゴム中の低分子成分の揮発に起因する周辺部材の汚染を抑制し、かつ耐久性に優れた、シリコーンゴム組成物が求められている。
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、シリコーンゴム中の低分子成分の揮発に起因する周辺部材の汚染を抑制し、かつ耐久性に優れた、シリコーンゴムを形成することができるシリコーンゴム組成物を提供することである。また、当該シリコーンゴム組成物により形成したゴム部材を備える定着部材及び定着ローラーを提供することである。また、当該定着部材の製造方法を提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、所定条件で行うヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定で、所定の低分子成分量の積算値を所定値以下とし、かつ所定の高分子成分量の積算値を所定値以上としたシリコーンゴム組成物を用いて、定着部材のゴム部材を形成することで、シリコーンゴム中の低分子成分の揮発に起因する周辺部材の汚染を抑制し、かつ耐久性に優れた、定着部材を作製できることを見いだし、本発明に至った。
すなわち、本発明に係る課題は、以下の手段により解決される。
すなわち、本発明に係る課題は、以下の手段により解決される。
１．電子写真画像形成装置に使用される、表面にゴム部材を有する定着部材の、当該ゴム部材を形成するためのシリコーンゴム組成物であって、
所定条件で行うヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定で、リテンションタイムが１０分から３２分までの低分子成分量の積算値が１．５以下であり、リテンションタイムが３２分から３７分までの高分子成分量の積算値が２．２以上であることを特徴とするシリコーンゴム組成物。
所定条件で行うヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定で、リテンションタイムが１０分から３２分までの低分子成分量の積算値が１．５以下であり、リテンションタイムが３２分から３７分までの高分子成分量の積算値が２．２以上であることを特徴とするシリコーンゴム組成物。
２．前記シリコーンゴム組成物の前記低分子成分量の積算値が１．３以下であり、かつ前記シリコーンゴム組成物の前記高分子成分量の積算値が２．２８以上であることを特徴とする第１項に記載のシリコーンゴム組成物。
３．電子写真画像形成装置に使用される、表面にゴム部材を有する定着部材であって、
前記ゴム部材が、第１項又は第２項に記載のシリコーンゴム組成物を用いて成形されていることを特徴とする定着部材。
前記ゴム部材が、第１項又は第２項に記載のシリコーンゴム組成物を用いて成形されていることを特徴とする定着部材。
４．第３項に記載の定着部材が、芯材の外層に前記ゴム部材を被覆してなる定着ローラーであり、
前記ゴム部材の軸上でのゴム硬度が、３０〜６０°の範囲内であることを特徴とする定着ローラー。
前記ゴム部材の軸上でのゴム硬度が、３０〜６０°の範囲内であることを特徴とする定着ローラー。
５．第３項に記載の定着部材を製造する定着部材の製造方法であって、
表面にシリコーンゴム部材を有する定着部材を加熱装置に入れ、当該加熱装置で加熱する際に外部から当該加熱装置内に気体を導入する工程を有し、
前記加熱装置での加熱温度の最高値が、１９０℃以下であることを特徴とする定着部材の製造方法。
表面にシリコーンゴム部材を有する定着部材を加熱装置に入れ、当該加熱装置で加熱する際に外部から当該加熱装置内に気体を導入する工程を有し、
前記加熱装置での加熱温度の最高値が、１９０℃以下であることを特徴とする定着部材の製造方法。
６．前記加熱装置での加熱温度の最高値が、１８０℃以下であることを特徴とする第５項に記載の定着部材の製造方法。
本発明によれば、シリコーンゴム中の低分子成分の揮発に起因する周辺部材の汚染を抑制し、かつ耐久性に優れた、シリコーンゴム組成物、定着部材、定着ローラー及び定着部材の製造方法を提供することができる。
本発明の効果の発現機構又は作用機構は以下のとおりであると推察している。
本発明者らは、本発明の課題を解決するために鋭意検討した結果、所定条件で行うヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定で、リテンションタイムが１０分から３２分までの低分子成分量の積算値が１．５以下であり、リテンションタイムが３２分から３７分までの高分子成分量の積算値が２．２以上とすることで、シリコーンゴム中の低分子成分の揮発に起因する周辺部材の汚染を抑制し、かつ耐久性に優れた、シリコーンゴム組成物を提供できることを見いだした。
本発明者らは、本発明の課題を解決するために鋭意検討した結果、所定条件で行うヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定で、リテンションタイムが１０分から３２分までの低分子成分量の積算値が１．５以下であり、リテンションタイムが３２分から３７分までの高分子成分量の積算値が２．２以上とすることで、シリコーンゴム中の低分子成分の揮発に起因する周辺部材の汚染を抑制し、かつ耐久性に優れた、シリコーンゴム組成物を提供できることを見いだした。
シリコーンゴム組成物について、上記リテンションタイムが１０分から３２分までの低分子成分量の積算値が１．５以下となるように調整することで、機内汚染する成分となりうる成分が少ないものと推察される。
また、シリコーンゴム組成物について、リテンションタイムが３２分から３７分までの高分子成分量の積算値が２．２以上となるように調整することで、耐久性に優れたシリコーンゴム組成物とすることができたと推察される。
また、シリコーンゴム組成物について、リテンションタイムが３２分から３７分までの高分子成分量の積算値が２．２以上となるように調整することで、耐久性に優れたシリコーンゴム組成物とすることができたと推察される。
従来もシリコーンゴム組成物中の低分子成分を除去することは行われていた。しかし、加熱による処理、減圧による減圧乾燥処理、又は各種溶剤での洗浄処理などの従来の方法では、シリコーンゴム組成物中の低分子成分を除去されるだけでなく、シリコーンゴム組成物中の高分子成分も除去されていた。
これに対し、本発明のシリコーンゴム組成物中の成分は、低分子成分は少なく、高分子成分は多くなるように調整している。シリコーンゴム組成物中に高分子成分が多いと耐久性に優れるシリコーンゴムが得られる理由は明らかになっていないが、高分子成分は、シリコーンゴム中の分子鎖を切断されにくくし、シリコーンゴムの劣化をし難くしているものと推察される。
これに対し、本発明のシリコーンゴム組成物中の成分は、低分子成分は少なく、高分子成分は多くなるように調整している。シリコーンゴム組成物中に高分子成分が多いと耐久性に優れるシリコーンゴムが得られる理由は明らかになっていないが、高分子成分は、シリコーンゴム中の分子鎖を切断されにくくし、シリコーンゴムの劣化をし難くしているものと推察される。
本発明のシリコーンゴム組成物は、電子写真画像形成装置に使用される、表面にゴム部材を有する定着部材の、当該ゴム部材を形成するためのシリコーンゴム組成物であって、所定条件で行うヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定で、リテンションタイムが１０分から３２分までの低分子成分量の積算値が１．５以下であり、リテンションタイムが３２分から３７分までの高分子成分量の積算値が２．２以上であることを特徴とする。この特徴は、下記実施態様に共通又は対応する技術的特徴である。
本発明の実施態様としては、前記シリコーンゴム組成物の前記低分子成分量の積算値が１．３以下であり、かつ前記シリコーンゴム組成物の前記高分子成分量の積算値が２．２８以上であることが好ましい。
本発明の定着部材は、電子写真画像形成装置に使用される、表面にゴム部材を有する定着部材であって、前記ゴム部材が、本発明に係るシリコーンゴム組成物を用いて成形されていることを特徴とする。また、当該定着部材が、芯材の外層に前記ゴム部材を被覆してなる定着ローラーであり、前記ゴム部材の軸上でのゴム硬度が、３０〜６０°の範囲内であることが好ましい。
本発明の定着部材の製造方法は、表面にシリコーンゴム部材を有する定着部材を加熱装置に入れ、当該加熱装置で加熱する際に外部から当該加熱装置内に気体を導入する工程を有し、前記加熱装置での加熱温度の最高値が、１９０℃以下であることを特徴とする。また、当該加熱装置での加熱温度の最高値が、１８０℃以下であることが好ましい。
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
［シリコーンゴム組成物］
本発明のシリコーンゴム組成物は、電子写真画像形成装置に使用される、表面にゴム部材を有する定着部材の、当該ゴム部材を形成するためのシリコーンゴム組成物であって、所定条件で行うヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定で、リテンションタイムが１０分から３２分までの低分子成分量の積算値が１．５以下であり、リテンションタイムが３２分から３７分までの高分子成分量の積算値が２．２以上であることを特徴とする。
また、本発明の効果をより有効に得る観点からは、所定条件で行うヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定で、シリコーンゴム組成物の低分子成分量の積算値が１．３以下であり、かつシリコーンゴム組成物の高分子成分量の積算値が２．２８以上であることが好ましい。
本発明のシリコーンゴム組成物は、電子写真画像形成装置に使用される、表面にゴム部材を有する定着部材の、当該ゴム部材を形成するためのシリコーンゴム組成物であって、所定条件で行うヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定で、リテンションタイムが１０分から３２分までの低分子成分量の積算値が１．５以下であり、リテンションタイムが３２分から３７分までの高分子成分量の積算値が２．２以上であることを特徴とする。
また、本発明の効果をより有効に得る観点からは、所定条件で行うヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定で、シリコーンゴム組成物の低分子成分量の積算値が１．３以下であり、かつシリコーンゴム組成物の高分子成分量の積算値が２．２８以上であることが好ましい。
本発明でいう「所定条件で行うヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定」とは、以下の観測装置、カラム条件及び昇温条件でヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定を行うことをいう。
観測装置：（ＧＣ−２０１０（島津製作所製））
カラム条件：ＤＢ−５ＭＳ（アジレント・テクノロジー株式会社製）、カラム流速３ｍＬ／ｍｉｎ、キャリアガス（Ｈｅ）８３ｋＰａ
昇温条件：サンプルを注入した時間をリテンションタイムの０分とし、注入後オーブン温度を４０度で５分保ち、その後５℃／ｍｉｎで１４０度まで昇温し、その後２０度／ｍｉｎで３２０℃まで昇温し、その後３２０℃で７分保ち、終了する。
また、上記サンプルは、測定を行うシリコーンゴム組成物をヘキサン１ｇに溶解させたものを用いる。
観測装置：（ＧＣ−２０１０（島津製作所製））
カラム条件：ＤＢ−５ＭＳ（アジレント・テクノロジー株式会社製）、カラム流速３ｍＬ／ｍｉｎ、キャリアガス（Ｈｅ）８３ｋＰａ
昇温条件：サンプルを注入した時間をリテンションタイムの０分とし、注入後オーブン温度を４０度で５分保ち、その後５℃／ｍｉｎで１４０度まで昇温し、その後２０度／ｍｉｎで３２０℃まで昇温し、その後３２０℃で７分保ち、終了する。
また、上記サンプルは、測定を行うシリコーンゴム組成物をヘキサン１ｇに溶解させたものを用いる。
また、本発明でいう積算値とは、「上記所定条件で行うヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定において、所定のリテンションタイムの間（１０分から３２分まで又は３２分から３７分まで）の観測値（ピーク面積）の積算値を、ヘキサン１ｇに対して換算した値」であると定義する。つまり、２．０であれば、ヘキサン２．０ｇに相到する観測値（ピーク面積）であったということを意味する。
また、本発明でいう低分子成分とは、上記所定条件で行うヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定において、リテンションタイムが１０分から３２分までの間で観測される成分をいう。
また、本発明でいう高分子成分とは、上記所定条件で行うヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定において、リテンションタイムが３２分から３７分までの間で観測される成分をいう。
また、本発明でいう高分子成分とは、上記所定条件で行うヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定において、リテンションタイムが３２分から３７分までの間で観測される成分をいう。
シリコーンゴム組成物を所定温度で、所定時間加熱することで、上述した低分子成分量の積算値と、高分子成分量の積算値を調整することができる。この加熱時の加熱温度の最高値は、１９０℃以下であることが好ましく、１８０℃以下であることがより好ましい。また、加熱時間としては、３０〜３００分の範囲内が好ましく、３５〜６０分の範囲内がより好ましい。
図１に、本発明のシリコーンゴム組成物の一例を、上記所定のヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定した際のグラフ（横軸：リテンションタイム（分）、縦軸：任意単位（arbitary unit）であり、ヘキサンの検出強度の最大値に対する相対値）を示す。また、図１は、リテンションタイム１９．６分から４０．４分までの検出強度を示している。また、ヘキサンの検出強度のピークは、リテンションタイム０〜１９．６分の間に存在している（図示省略）。また、図１で測定結果を示すシリコーンゴム組成物中には、主に、環状シロキサン１１量体（Ｄ１１）〜環状シロキサン１８量体（Ｄ１８）が含有されている。
また、図１で示すシリコーンゴム組成物の例では、所定条件で行うヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定で、リテンションタイムが１０分から３２分までの低分子成分量の積算値が１．３４あり、リテンションタイムが３２分から３７分までの高分子成分量の積算値が２．５１である。
また、図１で示すシリコーンゴム組成物の例では、所定条件で行うヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定で、リテンションタイムが１０分から３２分までの低分子成分量の積算値が１．３４あり、リテンションタイムが３２分から３７分までの高分子成分量の積算値が２．５１である。
［定着部材］
本発明の定着部材は、電子写真画像形成装置に使用され、表面にゴム部材を有する。また、当該ゴム部材が、本発明のシリコーンゴム組成物を用いて成形されている。定着部材は、例えば、定着ローラー又は定着ベルトである。
本発明の定着部材は、電子写真画像形成装置に使用され、表面にゴム部材を有する。また、当該ゴム部材が、本発明のシリコーンゴム組成物を用いて成形されている。定着部材は、例えば、定着ローラー又は定着ベルトである。
［定着ローラー］
本発明の定着ローラーは、電子写真画像形成装置において、トナーを用紙に定着させるゴムローラーであり、芯材の外層に本発明のシリコーンゴム組成物を用いて成形されたゴム部材を被覆してなるものである。本発明の定着ローラーとしては、例えば、図２に示すような、表層にシリコーンゴム（以下、単にゴム部材ともいう。）を有する円筒状のローラーが挙げられる。
定着ローラーは、例えば、円筒状の芯金の外層にシリコーンゴムを被覆してなるゴムローラーである。定着ローラーの具体例としては、例えば、図６に示す、加熱ローラー１３２及び加圧ローラー１３１である。
本発明の定着ローラーは、電子写真画像形成装置において、トナーを用紙に定着させるゴムローラーであり、芯材の外層に本発明のシリコーンゴム組成物を用いて成形されたゴム部材を被覆してなるものである。本発明の定着ローラーとしては、例えば、図２に示すような、表層にシリコーンゴム（以下、単にゴム部材ともいう。）を有する円筒状のローラーが挙げられる。
定着ローラーは、例えば、円筒状の芯金の外層にシリコーンゴムを被覆してなるゴムローラーである。定着ローラーの具体例としては、例えば、図６に示す、加熱ローラー１３２及び加圧ローラー１３１である。
また、本発明の定着ローラーのゴム部材のゴム硬度は、３０〜６０°の範囲内であることが好ましい。また、ゴム硬度は、例えば、成型又は加硫における加熱温度及び加熱時間によって、調整することができる。
軸上でのゴム硬度は、ＪＩＳ−Ｓ−６０５０に準じて、定着ローラーの表面硬度を測定したものである。具体的には、高分子計器株式会社製ＡＳＫＥＲ−Ｃ型ゴム硬度計により、荷重６００ｇで測定している。また、軸上でのゴム硬度の観測を行うために、押圧圧子の真下にローラー円周方向鉛直部が位置する位置決め部材を用いて測定を行う。また、定着ローラーは、芯材の直径が２２ｍｍ、ゴム厚が４ｍｍで、ローラーとして外径３０ｍｍとなるローラーを作成して、ゴム硬度の測定を行っている。また、ゴム硬度の測定では、芯材の表面上にゴムを設置した状態での硬度測定を行っている。
軸上でのゴム硬度は、ＪＩＳ−Ｓ−６０５０に準じて、定着ローラーの表面硬度を測定したものである。具体的には、高分子計器株式会社製ＡＳＫＥＲ−Ｃ型ゴム硬度計により、荷重６００ｇで測定している。また、軸上でのゴム硬度の観測を行うために、押圧圧子の真下にローラー円周方向鉛直部が位置する位置決め部材を用いて測定を行う。また、定着ローラーは、芯材の直径が２２ｍｍ、ゴム厚が４ｍｍで、ローラーとして外径３０ｍｍとなるローラーを作成して、ゴム硬度の測定を行っている。また、ゴム硬度の測定では、芯材の表面上にゴムを設置した状態での硬度測定を行っている。
また、定着ローラーは、図２に示すような、芯金２１２と、芯金２１２の外周面を覆うように設けられたソリッドゴム層２１４と、ソリッドゴム層２１４の外周面を覆うように設けられたスポンジゴム層２１６との３層構造を有しているものであってもよいが、これらに限定されない。ここで、ソリッドゴム層２１４及びスポンジゴム層２１６は、それぞれシリコーンゴムから構成されている。
定着ローラーにおいて、芯金２１２はアルミニウム、鉄、及びＳＵＳなどの金属材料から構成されていることが好ましい。
芯金２１２の厚さは、０．１〜５ｍｍ程度であるが、軽量化及びウォームアップ時間を考慮すると、０．１〜１．５ｍｍ程度であることがより好ましい。
芯金２１２の直径は、１０〜５０ｍｍ程度であることが好ましい。
芯金２１２の厚さは、０．１〜５ｍｍ程度であるが、軽量化及びウォームアップ時間を考慮すると、０．１〜１．５ｍｍ程度であることがより好ましい。
芯金２１２の直径は、１０〜５０ｍｍ程度であることが好ましい。
ソリッドゴム層２１４及びスポンジゴム層２１６は、上記のとおりシリコーンゴムから構成されている。
シリコーンゴムは、上記定着温度に対する耐熱性と、用紙９０が圧接される領域の寸法（ニップ部の長さ）を確保するための弾性とを、有している。
ソリッドゴム層２１４は固体状の硬質な層である。ソリッドゴム層２１４の厚さは５〜１０ｍｍの範囲内であることが好ましく、７〜８ｍｍの範囲内であることがより好ましい。
シリコーンゴムは、上記定着温度に対する耐熱性と、用紙９０が圧接される領域の寸法（ニップ部の長さ）を確保するための弾性とを、有している。
ソリッドゴム層２１４は固体状の硬質な層である。ソリッドゴム層２１４の厚さは５〜１０ｍｍの範囲内であることが好ましく、７〜８ｍｍの範囲内であることがより好ましい。
他方、スポンジゴム層２１６は無数のマイクロバルーンを含むスポンジ状の軟質な層である。スポンジゴム層２１６の厚さは、５〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、８０〜９０μｍの範囲内であることがより好ましい。
また、本明細書において、「シリコーンゴムの前駆体」とは、本発明の定着部材のゴム部材を形成するシリコーンゴムについて、低分子量の単量体などで成形されるシリコーンゴム原料を硬化する前の状態をいう。
［定着部材の製造方法］
本発明の定着部材の製造方法は、表面にシリコーンゴム部材を有する定着部材を加熱装置に入れ、当該加熱装置で加熱する際に外部から当該加熱装置内に気体を導入する工程を有し、前記加熱装置での加熱温度の最高値が、１９０℃以下とするものである。また、本発明の効果を有効に得る観点からは、当該加熱装置での加熱温度の最高値が、１８０℃以下であることが好ましい。
また、加熱装置内に導入する気体の種類としては、例えば、大気などの通常の空気や、乾燥窒素などの気体を用いることができる。ただし、乾燥装置内の気体を入れ替えることができればよいので、加熱装置内に導入する気体の種類は、本発明の効果を阻害しない限り制限されない。
本発明の定着部材の製造方法は、表面にシリコーンゴム部材を有する定着部材を加熱装置に入れ、当該加熱装置で加熱する際に外部から当該加熱装置内に気体を導入する工程を有し、前記加熱装置での加熱温度の最高値が、１９０℃以下とするものである。また、本発明の効果を有効に得る観点からは、当該加熱装置での加熱温度の最高値が、１８０℃以下であることが好ましい。
また、加熱装置内に導入する気体の種類としては、例えば、大気などの通常の空気や、乾燥窒素などの気体を用いることができる。ただし、乾燥装置内の気体を入れ替えることができればよいので、加熱装置内に導入する気体の種類は、本発明の効果を阻害しない限り制限されない。
本発明の定着部材の製造方法において、上述した「加熱装置で加熱する際に外部から当該加熱装置内に気体を導入する工程」は、定着部材を構成するゴム部材の成型又は加硫する際の加熱時に行ってもよいし、成型又は加硫後において別途加熱する工程を有することとしてその加熱時に行ってもよい。
以下の説明では、定着部材を構成するゴム部材の成型又は加硫における加熱時に、上述した「加熱装置で加熱する際に外部から当該加熱装置内に気体を導入する工程」を行うことを例にして説明する。
また、加熱装置における加熱の方法は、特に限定されず、その詳細は後述するが、一般的には、チャンバーを外部から加熱することで、チャンバーの内部に格納されたシリコーンゴムの前駆体を加熱する。加熱の方法は、バッチ式であっても、連続式であってもよい。例えば、バッチ式であれば、チャンバー内で、シリコーンゴムの前駆体は静置されていて、所定の時間加熱したら取り出す方法としてもよい。また、連続式であれば、筒状の加熱チャンバーを使用し、当該加熱チャンバーの内部を、シリコーンゴムの前駆体を移動させながら、所定時間の加熱が行われる方法としてもよい。
以下の説明では、定着部材を構成するゴム部材の成型又は加硫における加熱時に、上述した「加熱装置で加熱する際に外部から当該加熱装置内に気体を導入する工程」を行うことを例にして説明する。
また、加熱装置における加熱の方法は、特に限定されず、その詳細は後述するが、一般的には、チャンバーを外部から加熱することで、チャンバーの内部に格納されたシリコーンゴムの前駆体を加熱する。加熱の方法は、バッチ式であっても、連続式であってもよい。例えば、バッチ式であれば、チャンバー内で、シリコーンゴムの前駆体は静置されていて、所定の時間加熱したら取り出す方法としてもよい。また、連続式であれば、筒状の加熱チャンバーを使用し、当該加熱チャンバーの内部を、シリコーンゴムの前駆体を移動させながら、所定時間の加熱が行われる方法としてもよい。
加熱の方法は、後述の図３で示すように、連続式が好ましく、この場合には、ゴム原料を架橋させるためにシリコーンゴムの前駆体を加熱した後、外部から気体を導入し外部へと排出を行うとよい。これにより、気体の導入によるチャンバー内部の温度が下がることを防ぐことができ、この結果、ゴム原料を架橋させるための熱エネルギーを効率的に付与することができるなど、熱効率の観点から好ましい。
本発明の定着部材の製造方法においては、定着部材のゴム部材を形成するための、シリコーンゴムの前駆体を加熱する工程以外は、特に限定されず、公知の方法を用いて定着部材を製造することができる。
以下に、定着部材の一例である、図２で示した定着ローラーについて、本発明の加熱する工程の前までの工程、すなわち、定着部材のゴム部材となるシリコーンゴムの前駆体の形成方法までについて、具体的な例を説明する。
まず、低分子量の単量体などで成形されるゴム原料に、硬化剤（例えば、ＣＡＴ−１６０２，信越化学工業社製）を加え、撹拌機で十分に混合し、第１の混合物を得る。
次に、この第１の混合物に、例えば、膨脹済みの熱膨張性マイクロカプセル（例えば、アクゾノーベル社製のマイクロバルーンであるエクスパンセル４６１）を加え、撹拌機で混合し、熱膨張性マイクロカプセルを含有する第２の混合物を得る。
次に、この第１の混合物に、例えば、膨脹済みの熱膨張性マイクロカプセル（例えば、アクゾノーベル社製のマイクロバルーンであるエクスパンセル４６１）を加え、撹拌機で混合し、熱膨張性マイクロカプセルを含有する第２の混合物を得る。
次に、例えば、アルミニウム製の芯金と、当該芯金よりも太い紙管を芯金が中心となるようにして被せ、この紙管と芯金との間に、第１の混合物（熱膨張性マイクロカプセルを含まない。）を注ぎ込み、加熱させて硬化を完了させた後、紙管を外し、ソリッドゴム層を形成する。
その後、このソリッドゴム層に、第２の混合物（熱膨張性マイクロカプセルを含む。）を塗布し、シリコーンゴムの前駆体とする。
次に、このシリコーンゴムの前駆体は、本発明に係る加熱する工程を経て、定着部材のゴム部材を構成するシリコーンゴムとなる。
なお、シリコーンゴムの前駆体の形成方法は上記に限定されず、例えば、芯金上に直接ゴム原料を含有する塗布液を塗布し、シリコーンゴムの前駆体としてもよい。
その後、このソリッドゴム層に、第２の混合物（熱膨張性マイクロカプセルを含む。）を塗布し、シリコーンゴムの前駆体とする。
次に、このシリコーンゴムの前駆体は、本発明に係る加熱する工程を経て、定着部材のゴム部材を構成するシリコーンゴムとなる。
なお、シリコーンゴムの前駆体の形成方法は上記に限定されず、例えば、芯金上に直接ゴム原料を含有する塗布液を塗布し、シリコーンゴムの前駆体としてもよい。
［成型又は加硫において加熱する工程］
本発明に係る加熱する工程は、シリコーンゴムの前駆体を加熱しつつ、加熱装置で加熱する際に外部から当該加熱装置内に気体を導入することによりシリコーンゴムの前駆体に残存する低分子量化合物の量を低減する。
本発明に係る加熱する工程は、シリコーンゴムの前駆体を加熱しつつ、加熱装置で加熱する際に外部から当該加熱装置内に気体を導入することによりシリコーンゴムの前駆体に残存する低分子量化合物の量を低減する。
成型又は加硫において加熱する工程としては、特に限定されないが、以下の二つの態様を具体的な例として挙げることができる。
まず、加熱する工程の態様の具体的な例としては、加熱チャンバーにてシリコーンゴムの前駆体を加熱した後、当該加熱チャンバーに、外部から前記気体を導入及び排出することが挙げられる。
まず、加熱する工程の態様の具体的な例としては、加熱チャンバーにてシリコーンゴムの前駆体を加熱した後、当該加熱チャンバーに、外部から前記気体を導入及び排出することが挙げられる。
加熱する工程の態様の具体的な他の例としては、加熱する工程が、加熱チャンバーにてシリコーンゴムの前駆体を加熱した後、加熱されたシリコーンゴムの前駆体を、当該加熱チャンバーから気体導入チャンバーに移動させた後、当該気体導入チャンバーに、外部から気体を導入及び排出することが挙げられる。
このように、加熱チャンバーと、外部から気体の導入及び排出する気体導入チャンバーとを分けることで、より高い効果を発現することができると考える。
このように、加熱チャンバーと、外部から気体の導入及び排出する気体導入チャンバーとを分けることで、より高い効果を発現することができると考える。
なお、上記二つの態様のように、シリコーンゴムが含有する低分子量化合物を揮発させるためには、まず、シリコーンゴムの前駆体全体を均一に加熱して架橋させた後、外部から気体を導入及び排出することが好ましい。これにより、加熱により、シリコーンゴムの硬化（加硫）を行い、その後に、大気の交換により大気中に含まれる低分子量化合物を系外に排出でき、低分子量化合物をより多く除去できる。
また、外部から気体を導入及び排出する際は、シリコーンゴムの前駆体を加熱しながらであると、よりシリコーンゴムに残留する低分子量化合物の量を低減できるため好ましい。
また、外部から気体を導入及び排出する際は、シリコーンゴムの前駆体を加熱しながらであると、よりシリコーンゴムに残留する低分子量化合物の量を低減できるため好ましい。
また、シリコーンゴムの前駆体全体を均一に加熱して架橋させた後、エージングとして、シリコーンゴムの前駆体を更に一定時間加熱してもよい。本発明に係る加熱する工程は、このエージングを経た後、外部から気体を導入及び排出することとしてもよい。このようにエージングをすることで、シリコーンゴム中に残っていた低分子量シロキサンをより揮発させることができ、この結果、シリコーンゴムに残留する低分子量化合物の量をより低減でき、ひいては、製品として使用した際に揮発する低分子量化合物の量を低減できる。
気体の導入及び排出は、加熱されて揮発した低分子量化合物を除去するために行われる。したがって、シリコーンゴムの前駆体を加熱した後に気体の導入及び排出が行われることが、熱効率の観点から好ましい。定着部材の体積の総和をＶ（ｍ3）としたときに、外部から前記気体を導入及び排出する速度が、０．３×Ｖ〜１００×Ｖ（ｍ3／ｍｉｎ）の範囲内であることが好ましい。
外部から気体を導入及び排出する速度が、０．３×Ｖ（ｍ3／ｍｉｎ）以上であれば、揮発した低分子量化合物が、チャンバー内に滞留しない。この結果、定着部材に低分子量化合物が再付着するなどしないため、定着部材が含有する低分子量化合物の量を効果的に低減できる。
また、外部から気体を導入及び排出する速度が、１００×Ｖ（ｍ3／ｍｉｎ）以下であれば、効果的にシリコーンゴムの前駆体を加熱することができ、熱効率のよい製造方法とすることができる。導入する大気の流量は、一般的な流量計で観測することができる。例えば、日本フローセル製（ＦＬＴ−Ｈ）などで観測することができる。
なお、定着部材の体積の総和Ｖ（ｍ3）とは、外部から気体が導入され外部へと排出されるチャンバー内に存在する、定着部材を構成する全ての部材の体積の総和をいう。
外部から気体を導入及び排出する速度が、０．３×Ｖ（ｍ3／ｍｉｎ）以上であれば、揮発した低分子量化合物が、チャンバー内に滞留しない。この結果、定着部材に低分子量化合物が再付着するなどしないため、定着部材が含有する低分子量化合物の量を効果的に低減できる。
また、外部から気体を導入及び排出する速度が、１００×Ｖ（ｍ3／ｍｉｎ）以下であれば、効果的にシリコーンゴムの前駆体を加熱することができ、熱効率のよい製造方法とすることができる。導入する大気の流量は、一般的な流量計で観測することができる。例えば、日本フローセル製（ＦＬＴ−Ｈ）などで観測することができる。
なお、定着部材の体積の総和Ｖ（ｍ3）とは、外部から気体が導入され外部へと排出されるチャンバー内に存在する、定着部材を構成する全ての部材の体積の総和をいう。
なお、外部から導入する気体は、不活性なガスであり、かつ、シロキサンの濃度が５質量％以下であることが好ましい。これにより、より効率的にシリコーンゴムに残留する低分子量化合物の量を低減でき、ひいては、製品として使用した際に揮発する低分子量化合物の量をより低減できる定着部材の製造方法を提供できる。
また、外部から導入される気体は、上述のように特に限定されず、様々なものを使用できるが、特に、下記のような理由から、水分含有量が５質量％以下である圧縮空気（以下、「圧縮乾燥空気」ともいう。）又は乾燥窒素が好ましい。中でも、コストを考えると圧縮乾燥空気を適用することが好適である。なお、このような気体の供給方法は、特に限定されず、公知の方法でよく、例えば、水分除去する機構を取り付けた装置で作製される圧縮空気や、窒素ボンベからの供給することができる。
外部から導入される気体の水分含有量が低い方が、水分との接触に伴うシリコーンゴムの加水分解も防ぐことができるため好ましい。すなわち、導入する気体はできるだけ乾燥していることが好ましく、特に水分含有量が５質量％であることが好ましくい。また、外部から導入される気体は、できるだけ、低分子量化合物をより多く含有できるものが好ましく、また安価な気体であると生産コストを下げることができるため好ましい。
なお、気体の水分含有量を測定する方法は、露点を観測することで測定でき、例えば、三菱化学アナリテック社製 ＸＰＤＭ型などが適用できる。
なお、気体の水分含有量を測定する方法は、露点を観測することで測定でき、例えば、三菱化学アナリテック社製 ＸＰＤＭ型などが適用できる。
外部から導入された気体は、チャンバー内の温度分布を均一化する観点でも好ましく、シリコーンゴムの前駆体の長手方向に対して４５度以上の角度で吹き付けることが好ましく、７０度以上の角度で吹き付けることが更に好ましい。これにより、シリコーンゴムの前駆体から揮発した低分子量化合物を効果的に除去でき、この結果、シリコーンゴムに残留する低分子量化合物の量がより低減し、ひいては、製品として使用した際に揮発する低分子量化合物の量を更に低減できる。これは、上記のような角度で吹き付けることで、シリコーンゴムの前駆体の表面近傍に滞留している低分子量化合物を除去した上で、表面近傍の気体が低分子量化合物を含有しない気体に入れ替わることを促進できるためであると考えられる。
また、シリコーンゴムの前駆体の内部に存在する低分子量化合物を揮発させる際にも、チャンバー内の気体が流動していることが重要であり、シリコーンゴムの前駆体の長手方向に対し、鉛直方向の流れがあることが好ましい。チャンバー内部の気流は層流であることが、大気の均一性を好適に保つことができ、気体の導入及び排出による、低分子量化合物の量をより効果的に低減することができる。
［定着部材の製造装置］
以下、定着部材の製造装置を用いた、本発明の定着部材の製造方法について具体的に説明をする。
以下、定着部材の製造装置を用いた、本発明の定着部材の製造方法について具体的に説明をする。
図３は、本発明に係る定着部材の製造装置１（以下、単に「製造装置」ともいう。）の一例を示す要部の詳細図である。図４は、本発明に係る定着部材の製造装置の一例を示す全体斜視図である。
この定着部材の製造装置１は、シリコーンゴムの前駆体を加熱する加熱チャンバー１Ａと、当該加熱チャンバー１Ａから、シリコーンゴムの前駆体を芯金（芯材）の表面に備えたローラー５０（以下、簡略化のため、単に「ローラー５０」ともいう。）が移送される気体導入チャンバー１Ｃと、を有する。
また、定着部材の製造装置１は、気体導入チャンバー１Ｃが定着部材の製造装置１の外部から気体を導入及び排出する手段７を有する。
また、定着部材の製造装置１は、加熱チャンバー１Ａと、気体導入チャンバー１Ｃとの間に、エージングチャンバー１Ｂを有する。このエージングチャンバー１Ｂは、加熱チャンバー１Ａから気体導入チャンバー１Ｃに、ローラー５０を移送可能に連通している。
なお、加熱チャンバー１Ａ、エージングチャンバー１Ｂ、気体導入チャンバー１Ｃは、移送手段４を内部に備えている。ローラー５０は、この移送手段４により、加熱チャンバー１Ａから、エージングチャンバー１Ｂ、気体導入チャンバー１Ｃへと、各チャンバーの内部を通って移送される。
この定着部材の製造装置１は、シリコーンゴムの前駆体を加熱する加熱チャンバー１Ａと、当該加熱チャンバー１Ａから、シリコーンゴムの前駆体を芯金（芯材）の表面に備えたローラー５０（以下、簡略化のため、単に「ローラー５０」ともいう。）が移送される気体導入チャンバー１Ｃと、を有する。
また、定着部材の製造装置１は、気体導入チャンバー１Ｃが定着部材の製造装置１の外部から気体を導入及び排出する手段７を有する。
また、定着部材の製造装置１は、加熱チャンバー１Ａと、気体導入チャンバー１Ｃとの間に、エージングチャンバー１Ｂを有する。このエージングチャンバー１Ｂは、加熱チャンバー１Ａから気体導入チャンバー１Ｃに、ローラー５０を移送可能に連通している。
なお、加熱チャンバー１Ａ、エージングチャンバー１Ｂ、気体導入チャンバー１Ｃは、移送手段４を内部に備えている。ローラー５０は、この移送手段４により、加熱チャンバー１Ａから、エージングチャンバー１Ｂ、気体導入チャンバー１Ｃへと、各チャンバーの内部を通って移送される。
＜加熱チャンバー＞
加熱チャンバー１Ａでは、ローラー５０のシリコーンゴムの前駆体を加熱する工程を行う。これにより、シリコーンゴムの前駆体を硬化させ、定着部材のゴム部材を形成する。また、加熱チャンバー１Ａは、シリコーンゴムの前駆体を加熱する際に、当該シリコーンゴムの前駆体から低分子量化合物を揮発させることもできる。
加熱チャンバー１Ａには、加熱チャンバー１Ａを加熱するシーズヒーター２と、加熱チャンバー１Ａ内の制御盤（図示せず）を冷却する冷却ファン６を備えている。
加熱チャンバー１Ａでは、ローラー５０のシリコーンゴムの前駆体を加熱する工程を行う。これにより、シリコーンゴムの前駆体を硬化させ、定着部材のゴム部材を形成する。また、加熱チャンバー１Ａは、シリコーンゴムの前駆体を加熱する際に、当該シリコーンゴムの前駆体から低分子量化合物を揮発させることもできる。
加熱チャンバー１Ａには、加熱チャンバー１Ａを加熱するシーズヒーター２と、加熱チャンバー１Ａ内の制御盤（図示せず）を冷却する冷却ファン６を備えている。
図３に示す例では、加熱チャンバー１Ａは、その出口１ＡＸにおいて、エージングチャンバー１Ｂの入口１ＢＮと連通している。ローラー５０は、移送手段４により、加熱チャンバー１Ａ内を通って、エージングチャンバー１Ｂ内に移送される。
＜エージングチャンバー＞
エージングチャンバー１Ｂの構成は、加熱チャンバー１Ａ又は後述の気体導入チャンバー１Ｃと同様の構成でよい。すなわち、エージングチャンバー１Ｂは、後述の外部から気体を導入及び排出する手段７を有していてもよい。このエージングチャンバー１Ｂでは、加熱されてゴム原料が架橋されたローラー５０を、更に継続して加熱する。また、エージングチャンバー１Ｂが外部から気体を導入及び排出する手段を有する場合は、加熱しつつ、気体の導入及び排出する。
エージングチャンバー１Ｂの構成は、加熱チャンバー１Ａ又は後述の気体導入チャンバー１Ｃと同様の構成でよい。すなわち、エージングチャンバー１Ｂは、後述の外部から気体を導入及び排出する手段７を有していてもよい。このエージングチャンバー１Ｂでは、加熱されてゴム原料が架橋されたローラー５０を、更に継続して加熱する。また、エージングチャンバー１Ｂが外部から気体を導入及び排出する手段を有する場合は、加熱しつつ、気体の導入及び排出する。
図３に示す例では、エージングチャンバー１Ｂは、その出口１ＢＸにおいて、気体導入チャンバー１Ｃの入口１ＣＮと連通している。ローラー５０は、移送手段４により、エージングチャンバー１Ｂ内を通って、気体導入チャンバー１Ｃ内に移送される。
＜気体導入チャンバー＞
気体導入チャンバーは、定着部材の製造装置１の外部から気体を導入及び排出する手段７を有する。外部から気体を導入及び排出する手段７は、装置内に気体を外部から導入し、かつ、気体を外部に排出することができればよく、特に限定されない。
具体的には、図３の例では、気体導入チャンバー１Ｃは、外部から気体を導入及び排出する手段７として、外部から気体を導入する手段７Ａと、外部に気体を排出する手段７Ｂとを有し、これらにより外部から気体を導入及び排出する。
気体導入チャンバーは、定着部材の製造装置１の外部から気体を導入及び排出する手段７を有する。外部から気体を導入及び排出する手段７は、装置内に気体を外部から導入し、かつ、気体を外部に排出することができればよく、特に限定されない。
具体的には、図３の例では、気体導入チャンバー１Ｃは、外部から気体を導入及び排出する手段７として、外部から気体を導入する手段７Ａと、外部に気体を排出する手段７Ｂとを有し、これらにより外部から気体を導入及び排出する。
この図３の例では、外部に気体を排出する手段７Ｂは、排気ファン７０Ｂによって気体を外部に排出させる。具体的には、外部に気体を排出する手段７Ｂは、排気ファン７０Ｂと、排気ダクト７２Ｂとを、気体導入チャンバー１Ｃ内の移送手段４の下方に有している。
この気体導入チャンバー１Ｃ内の気体は、排気ファン７０Ｂによって排気される。廃棄された気体は、排気ダクト７２Ｂを通って、製造装置１の外部に排出される。
この気体導入チャンバー１Ｃ内の気体は、排気ファン７０Ｂによって排気される。廃棄された気体は、排気ダクト７２Ｂを通って、製造装置１の外部に排出される。
また、外部から気体を導入する手段７Ａは、圧力ファン７０Ａによって、外部から導入した気体をローラー５０に吹き付ける。
図３の例では、具体的には、外部から気体を導入する手段７Ａとして、気体供給流路７２Ａを通じ、外部気体の供給源（図示しない。）から取り込まれる気体を、気体導入チャンバー１Ｃの上部から、圧力ファン７０Ａにより吹き付ける。これにより、気体導入チャンバー１Ｃには、外部から導入された気体が導入される。
この場合、圧力ファン７０Ａは、ローラー５０のシリコーンゴムの前駆体の長手方向に対して４５度以上の角度で、外部から導入された気体を吹き付けることが好ましい。このような角度であれば、吹き付けの方向は限定されず、例えば、図３のように、ローラー５０の上方からの吹き付けであってもよい。
この場合、圧力ファン７０Ａは、ローラー５０のシリコーンゴムの前駆体の長手方向に対して４５度以上の角度で、外部から導入された気体を吹き付けることが好ましい。このような角度であれば、吹き付けの方向は限定されず、例えば、図３のように、ローラー５０の上方からの吹き付けであってもよい。
外部気体の供給源は、定着部材の製造装置１の外部から気体を取り入れるものであれば特に限定されず、具体的には、例えば、圧縮空気や、乾燥窒素で充填された気体タンクなどが挙げられる。なお、圧縮空気を使用する場合は、公知のコンプレッサーによって、空気を高圧に圧縮し、生成された圧縮空気等を気体タンクに充填させればよい。
また、外部から前記気体が導入され外部へと排出されるチャンバーの容積Ｔ（ｍ3）に対する定着部材の体積の総和Ｖ（ｍ3）の比の値（Ｖ／Ｔ）が、０．０２〜０．７の範囲内であることが好ましい。Ｖ／Ｔが０．７以下であれば、気体の導入及び排出が十分であり、揮発した低分子量化合物が気体内に蓄積せず、シリコーンゴムの前駆体から低分子量化合物を揮発させやすくなる。また、０．０２以上であれば、気体を導入及び排出する速度が速くなり乱流が引き起こされることが回避でき、この結果、加熱を均一にでき好ましい。また、気体の導入は、チャンバー内の温度よりも低い温度の気体を当該チャンバー内に導入することとなる場合であっても、上記範囲内であれば、チャンバー内が冷却されず、熱効率の観点から好ましく、生産コストを下げることができ好ましい。
なお、気体導入チャンバー１Ｃは、導入された気体をローラー５０に均一に当てる目的で、図３に示すように、パンチングメタル８を設けていてもよい。このパンチングメタル８の上には圧力ファン７０Ａ、下には耐熱フィルター９がそれぞれ設けられている。このような構成とすれば、圧力ファン７０Ａによって導入される気体はパンチングメタル８の多数の小孔８ａによって、ローラー５０に対して均一に当てることができ好ましい。また、小孔８ａを穿設する際の角度を調整することにより、吹き付ける気体の角度を調整してもよい。
＜その他の構成＞
上記定着部材の製造装置１のその他の構成について、図５も用いて、以下簡単に説明する。図５は、図３及び４に示す定着部材の製造装置１の全体側面図である。
上記定着部材の製造装置１のその他の構成について、図５も用いて、以下簡単に説明する。図５は、図３及び４に示す定着部材の製造装置１の全体側面図である。
製造装置１は、ローラー５０の装置内への入口である入口シャッター３Ａと、装置外への出口である出口シャッター３Ｂを有する。移送手段４は、チャンバー１Ａ〜１Ｃが設置される移送フレーム１２と、前記入口側及び出口側に位置する移送フレーム１２の入口台１２Ａ及び出口台１２Ｂにそれぞれ設けられたスプロケット１３及び１４と、駆動スプロケット１６と、駆動スプロケット１６並びにスプロケット１３、１４により伝動されるチェーン１７とを有する。なお、駆動スプロケット１６は、出口台１２Ｂ近傍に設けられ駆動モーター１５により回転する。
スプロケット１３、１４及びチェーン１７の組合せは、移送フレーム１２の横幅方向に二つ設けられている。
スプロケット１３、１４及びチェーン１７の組合せは、移送フレーム１２の横幅方向に二つ設けられている。
この一対のチェーン１７間には、プレート１９が、等間隔で複数設けられている。このプレート１９は、チャンバー内部の気体を対流させる。各プレート１９の両端部には、一対のローラー受１８がそれぞれ装着されている。このローラー受１８は、Ｖ字溝を有し、ローラー５０を担持する。
このような構成により、移送手段４は、ローラー５０をチェーン１７の進行方向に対して並列に移送させることができる。
このような構成により、移送手段４は、ローラー５０をチェーン１７の進行方向に対して並列に移送させることができる。
このように構成された移送手段４等の動作について説明する。まず、駆動スプロケット１６を駆動モーター１５によって回転させ、チェーン１７を移動させる。チェーン１７の移動速度は各チャンバーを通過に要する所定の時間に合わせて設定する。例えば、加熱チャンバー１Ａであれば、ゴム原料を架橋して硬化させることができる時間に設定する。
シリコーンゴムの前駆体は、ローラー受１８に載置されることで、チェーン伝動されて順々に入口シャッター３Ａから加熱チャンバー１Ａに入り、順次各チャンバーへと移送される。シリコーンゴムの前駆体は、所定時間が経過すると次のチャンバーへ移送され、最終的には、気体導入チャンバー１Ｃを経て、定着部材となって、出口シャッター３Ｂから出てくる。
このような装置及び方法によれば、定着部材を洗浄しなくとも、簡易に低分子量化合物の量を低減できる。
このような装置及び方法によれば、定着部材を洗浄しなくとも、簡易に低分子量化合物の量を低減できる。
［電子写真画像形成装置］
本発明の定着部材を備えたカラータンデム方式の画像形成装置１００の概略構成の一例を、図６を用いて説明する。この画像形成装置は、スキャナー、コピー、プリンターなどの機能を備えた複合機であって、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ又はＭｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ）と呼ばれるものである。
本発明の定着部材を備えたカラータンデム方式の画像形成装置１００の概略構成の一例を、図６を用いて説明する。この画像形成装置は、スキャナー、コピー、プリンターなどの機能を備えた複合機であって、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ又はＭｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ）と呼ばれるものである。
図６に示すとおり、画像形成装置１００は、本体ケーシング１０１内の略中央に、２個のローラー１０２、１０６に巻回された周方向に移動する環状の中間転写ベルト１０８を備えている。
２個のローラー１０２、１０６のうち、一方のローラー１０２は図において左側に配置され、他方のローラー１０６は図において右側に配置されている。中間転写ベルト１０８は、これらのローラー１０２、１０６によって支持されて矢印Ｘ方向に回転駆動される。
２個のローラー１０２、１０６のうち、一方のローラー１０２は図において左側に配置され、他方のローラー１０６は図において右側に配置されている。中間転写ベルト１０８は、これらのローラー１０２、１０６によって支持されて矢印Ｘ方向に回転駆動される。
中間転写ベルト１０８の下方には、図において左側から順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナーに対応する画像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋが並べて配置されている。
各画像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋは、それらが取り扱うトナー色の違いを除いて互いに同様に構成されている。
例えば、イエローの画像形成ユニット１１０Ｙは、感光体ドラム１９０と、帯電装置１９１と、露光装置１９２と、トナーを用いて現像を行う現像装置１９３と、クリーナー装置１９５とを一体にして構成されている。
中間転写ベルト１０８を挟んで感光体ドラム１９０と対向する位置に、一次転写ローラー１９４が設けられている。
画像形成時には、まず帯電装置１９１によって感光体ドラム１９０の表面が一様に帯電され、続いて、露光装置１９２によって感光体ドラム１９０の表面が露光されて、そこに潜像が形成される。次に、現像装置１９３によって、感光体ドラム１９０の表面上の潜像が現像されてトナー画像となる。このトナー画像は、感光体ドラム１９０と一次転写ローラー１９４との間の電圧印加によって、中間転写ベルト１０８に転写される。感光体ドラム１９０の表面上の転写残トナーは、クリーナー装置１９５によってクリーニングされる。
例えば、イエローの画像形成ユニット１１０Ｙは、感光体ドラム１９０と、帯電装置１９１と、露光装置１９２と、トナーを用いて現像を行う現像装置１９３と、クリーナー装置１９５とを一体にして構成されている。
中間転写ベルト１０８を挟んで感光体ドラム１９０と対向する位置に、一次転写ローラー１９４が設けられている。
画像形成時には、まず帯電装置１９１によって感光体ドラム１９０の表面が一様に帯電され、続いて、露光装置１９２によって感光体ドラム１９０の表面が露光されて、そこに潜像が形成される。次に、現像装置１９３によって、感光体ドラム１９０の表面上の潜像が現像されてトナー画像となる。このトナー画像は、感光体ドラム１９０と一次転写ローラー１９４との間の電圧印加によって、中間転写ベルト１０８に転写される。感光体ドラム１９０の表面上の転写残トナーは、クリーナー装置１９５によってクリーニングされる。
中間転写ベルト１０８が矢印Ｘ方向に移動するに伴って、各画像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋによって中間転写ベルト１０８上に出力画像として４色のトナー画像が重ねて形成される。
中間転写ベルト１０８の左側には、中間転写ベルト１０８の表面から残留トナーを取り除くクリーニング装置１２５と、クリーニング装置１２５によって取り除かれたトナーを回収するトナー回収ボックス１２６とが設けられている。
中間転写ベルト１０８の右側には、用紙のための搬送路１２４を挟んで二次転写ローラー１１２が設けられている。搬送路１２４のうち二次転写ローラー１１２の上流側に相当する位置に、搬送ローラー１２０が設けられている。中間転写ベルト１０８上のトナーパターンを検出するための光学式濃度センサー１１５が設けられている。
中間転写ベルト１０８の右側には、用紙のための搬送路１２４を挟んで二次転写ローラー１１２が設けられている。搬送路１２４のうち二次転写ローラー１１２の上流側に相当する位置に、搬送ローラー１２０が設けられている。中間転写ベルト１０８上のトナーパターンを検出するための光学式濃度センサー１１５が設けられている。
本体ケーシング１０１内の右上部には、トナーを用紙に定着させる定着装置１３０が設けられている。
定着装置１３０は、図６において紙面に対して垂直に延在する一対の、本発明の定着ローラーを備えている。定着ローラーの一方は加熱ローラー１３２であり、他方は加圧ローラー１３１である。
加熱ローラー１３２は、ヒーター１３３によって所定の目標温度（例えば１８０〜２００℃の範囲内の定着温度）に加熱される。加圧ローラー１３１は、図示しない、ばねによって加熱ローラー１３２へ向かって付勢されている。これにより、加圧ローラー１３１と加熱ローラー１３２とは定着のためのニップ部を形成している。
トナー像が転写された用紙９０がこのニップ部を通ることにより、その用紙９０にトナー画像が定着される。加圧ローラー１３１と加熱ローラー１３２の温度は、それぞれ温度センサー１３５、１３６によって検出される。
定着装置１３０は、図６において紙面に対して垂直に延在する一対の、本発明の定着ローラーを備えている。定着ローラーの一方は加熱ローラー１３２であり、他方は加圧ローラー１３１である。
加熱ローラー１３２は、ヒーター１３３によって所定の目標温度（例えば１８０〜２００℃の範囲内の定着温度）に加熱される。加圧ローラー１３１は、図示しない、ばねによって加熱ローラー１３２へ向かって付勢されている。これにより、加圧ローラー１３１と加熱ローラー１３２とは定着のためのニップ部を形成している。
トナー像が転写された用紙９０がこのニップ部を通ることにより、その用紙９０にトナー画像が定着される。加圧ローラー１３１と加熱ローラー１３２の温度は、それぞれ温度センサー１３５、１３６によって検出される。
本体ケーシング１０１の下部には、用紙９０を収容するための給紙カセット１１６Ａ、１１６Ｂが２段に設けられている。図６では、給紙カセット１１６Ａにのみ用紙９０が収容された状態を示している。
給紙カセット１１６Ａ、１１６Ｂにはそれぞれ、用紙を送り出すための給紙ローラー１１８と、送り出された用紙を検出する給紙センサー１１７とが設けられている。
給紙カセット１１６Ａ、１１６Ｂにはそれぞれ、用紙を送り出すための給紙ローラー１１８と、送り出された用紙を検出する給紙センサー１１７とが設けられている。
本体ケーシング１０１内には、この画像形成装置全体の動作を制御するＣＰＵ（中央演算処理装置）からなる制御部２００が設けられている。
画像形成時には、制御部２００による制御によって、用紙９０は給紙ローラー１１８によって給紙カセット１１６Ａから搬送路１２４へ１枚ずつ送り出される。搬送路１２４に送り出された用紙９０は、レジストセンサー１１４によってタイミングをとって、搬送ローラー１２０によって中間転写ベルト１０８と二次転写ローラー１１２との間のトナー転写位置へ送り込まれる。
一方、上記のように、各画像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋによって中間転写ベルト１０８上に４色のトナー画像が重ねて形成されており、トナー転写位置に送り込まれた用紙９０に、中間転写ベルト１０８上の４色のトナー画像が二次転写ローラー１１２によって転写される。
トナー像が転写された用紙９０は、定着装置１３０の加圧ローラー１３１と加熱ローラー１３２とが作るニップ部を通して搬送され加熱及び加圧を受ける。これにより、その用紙９０にトナー画像が定着される。
最終的に、トナー画像が定着された用紙９０は、排紙ローラー１２１によって排紙路１２７を通して本体ケーシング１０１の上面に設けられた排紙トレイ部１２２へ排出される。
なお、画像形成装置１００では、両面印刷の場合に用紙９０を再びトナー転写位置へ送り込むためのスイッチバック搬送路１２８が設けられている。
一方、上記のように、各画像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋによって中間転写ベルト１０８上に４色のトナー画像が重ねて形成されており、トナー転写位置に送り込まれた用紙９０に、中間転写ベルト１０８上の４色のトナー画像が二次転写ローラー１１２によって転写される。
トナー像が転写された用紙９０は、定着装置１３０の加圧ローラー１３１と加熱ローラー１３２とが作るニップ部を通して搬送され加熱及び加圧を受ける。これにより、その用紙９０にトナー画像が定着される。
最終的に、トナー画像が定着された用紙９０は、排紙ローラー１２１によって排紙路１２７を通して本体ケーシング１０１の上面に設けられた排紙トレイ部１２２へ排出される。
なお、画像形成装置１００では、両面印刷の場合に用紙９０を再びトナー転写位置へ送り込むためのスイッチバック搬送路１２８が設けられている。
上記のとおり、加圧ローラー１３１は定着ローラーの一方を構成しており、ここではシリコーンゴム製ローラーとなっている。
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本発明に係る定着部材の製造方法及びその製造装置においては、上述のように加熱チャンバーが、気体導入チャンバーを兼ねていてもよい。
すなわち、気体導入チャンバーによって、シリコーンゴムの前駆体の表層のシリコーンゴムを硬化させつつ、低分子量化合物の量を低減させてもよい。
すなわち、気体導入チャンバーによって、シリコーンゴムの前駆体の表層のシリコーンゴムを硬化させつつ、低分子量化合物の量を低減させてもよい。
また、加熱チャンバーが、気体導入チャンバーを兼ねている場合（すなわち、外部から気体を導入及び排出する手段を有する場合。）、当該加熱チャンバーにてシリコーンゴムの前駆体を加熱しつつ、当該加熱チャンバーにて、外部から前記気体を導入及び排出することとしてもよい。これによると短時間で処理を行うことができる。
なお、この場合、加熱チャンバーは、外部から気体を導入及び排出する手段として、上記図３に示す気体導入チャンバー１Ｃと同様の外部から気体を導入及び排出する手段７を有することができる。
また、加熱チャンバーはエージングチャンバーを兼ねるものであってもよく、さらには、加熱チャンバーはエージングチャンバー及び気体導入チャンバーを兼ねていてもよい。このような場合、本発明に係る定着部材の製造装置は、上記図３に示す気体導入チャンバー１Ｃと同様の構成をもつ加熱チャンバー１Ａを一つ有すればよい。
なお、この場合、加熱チャンバーは、外部から気体を導入及び排出する手段として、上記図３に示す気体導入チャンバー１Ｃと同様の外部から気体を導入及び排出する手段７を有することができる。
また、加熱チャンバーはエージングチャンバーを兼ねるものであってもよく、さらには、加熱チャンバーはエージングチャンバー及び気体導入チャンバーを兼ねていてもよい。このような場合、本発明に係る定着部材の製造装置は、上記図３に示す気体導入チャンバー１Ｃと同様の構成をもつ加熱チャンバー１Ａを一つ有すればよい。
また、シリコーンゴムの前駆体は各チャンバー内で回転などの運動を行って、均一に環境気概が吹き付けられる処理を行うこととしてもよい。
また、上述の説明では、定着部材として定着ローラーの場合を例にして説明したが、定着ベルトも同様に製造し、使用することができる。また、本明細書でいう定着ベルトは、電子写真画像形成装置において、トナーを用紙に定着させる際に用いられるシリコーンゴムで形成された定着ベルトをいう。具体的には、例えば、特開２０１７−１９４５５０号公報、特開２０１７−１７３４４５号公報、特開２０１７−９７１８７号公報等に記載された、定着装置内で用いられる公知の定着ベルトを指す。
以下、定着部材としての定着ローラーの実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
＜定着ローラーの作製＞
二液型室温硬化型シリコーンゴム（商品名：ＫＥ−１６０２、信越化学工業社製）１００質量部に、硬化剤（商品名：ＣＡＴ−１６０２、信越化学工業社製）を１０質量部加え、撹拌機で充分に混合しシリコーンゴム混合物Ｃを得た。
シリコーンゴム混合物Ｃに、膨脹済みのエクスパンセル４６１を１５質量部加え、撹拌機で３０分混合しシリコーンゴム混合物Ｄを得た。エクスパンセル４６１はアクゾノーベル（株）製のマイクロバルーンであって、外殻が塩化ビニリデンとアクリロニトリルの共重合体であり、１１０℃で溶融するものである。未膨脹の球形は１０〜１６μｍであり、ここでは１００℃で１０分加熱して球形が４０〜６０μｍの膨脹したマイクロバルーンとした。
二液型室温硬化型シリコーンゴム（商品名：ＫＥ−１６０２、信越化学工業社製）１００質量部に、硬化剤（商品名：ＣＡＴ−１６０２、信越化学工業社製）を１０質量部加え、撹拌機で充分に混合しシリコーンゴム混合物Ｃを得た。
シリコーンゴム混合物Ｃに、膨脹済みのエクスパンセル４６１を１５質量部加え、撹拌機で３０分混合しシリコーンゴム混合物Ｄを得た。エクスパンセル４６１はアクゾノーベル（株）製のマイクロバルーンであって、外殻が塩化ビニリデンとアクリロニトリルの共重合体であり、１１０℃で溶融するものである。未膨脹の球形は１０〜１６μｍであり、ここでは１００℃で１０分加熱して球形が４０〜６０μｍの膨脹したマイクロバルーンとした。
シリコーンゴム混合物Ｃ及びＤの調製とは別に、アルミニウム製の芯金（長さ３７０ｍｍ、直径２２ｍｍ）に接着剤を塗布し、芯金よりも直径で１５ｍｍ太い紙管を芯金が中心となるようにして被せ、底蓋を設置した。
その後、紙管と芯金との間に、シリコーンゴム混合物Ｃ（マイクロバルーンを含まない。）を注ぎ込み、室温で一昼夜放置し、硬化を完了させた。その後、紙管を外し、ソリッドゴム層を形成した。
その後、このソリッドゴム層に、シリコーンゴム混合物Ｄ（マイクロバルーンを含む。）を１００μｍの厚さに塗布し、一昼夜放置させた後、研磨機で表面を研磨し、およそ４０〜６０μｍのマイクロバルーンが無数に埋設されたスポンジゴム層を形成した。
このような処理により、外層がスポンジゴムで、内層がソリッドゴムの２層構造を有するシリコーンゴムの前駆体（複写機用ロール、ゴム層の面長３４０ｍｍ、図２参照）を得た。
その後、紙管と芯金との間に、シリコーンゴム混合物Ｃ（マイクロバルーンを含まない。）を注ぎ込み、室温で一昼夜放置し、硬化を完了させた。その後、紙管を外し、ソリッドゴム層を形成した。
その後、このソリッドゴム層に、シリコーンゴム混合物Ｄ（マイクロバルーンを含む。）を１００μｍの厚さに塗布し、一昼夜放置させた後、研磨機で表面を研磨し、およそ４０〜６０μｍのマイクロバルーンが無数に埋設されたスポンジゴム層を形成した。
このような処理により、外層がスポンジゴムで、内層がソリッドゴムの２層構造を有するシリコーンゴムの前駆体（複写機用ロール、ゴム層の面長３４０ｍｍ、図２参照）を得た。
上記で作製した、芯金上に形成したシリコーンゴムの前駆体が形成されたローラーを、気体導入チャンバーに移送した。次に、気体導入チャンバーにおいて、１７９℃で１時間加熱した。また、加熱しながら、気体導入チャンバー内に圧縮空気を導入し、かつ、チャンバー内の気体の排出も行った。ここで、圧縮空気は、コンプレッサーによって、通常の大気を高圧で圧縮して水分含有量を５質量％としたものを用いた。また、外部から導入された圧縮空気は、シリコーンゴムの前駆体の長手方向に対して８０°となるようにして、シリコーンゴムの前駆体に吹き付けた。また、気体の導入及び排出する速度は、９×Ｖ（ｍ３／ｍｉｎ）とした。ここで、Ｖは、シリコーンゴムの前駆体が形成されたローラーの体積、すなわち定着ローラーの体積を示している。
上記のようにして、低分子量化合物を低減させる処理を実施された後に、チャンバーから定着ローラーを取り出し、定着ローラー１を得た。
また、上記硬化（加硫）後の定着ローラー１の直径（外径）は、３０ｍｍであり、シリコーンゴムの厚さが４ｍｍであった。
上記のようにして、低分子量化合物を低減させる処理を実施された後に、チャンバーから定着ローラーを取り出し、定着ローラー１を得た。
また、上記硬化（加硫）後の定着ローラー１の直径（外径）は、３０ｍｍであり、シリコーンゴムの厚さが４ｍｍであった。
＜定着ローラー２〜９の作製＞
定着ローラー１の作製において、気体導入チャンバーにおける加熱温度を表Ｉに記載した温度に変更し、かつ加熱時間も表Ｉに記載のヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定における、低分子成分量及び高分子成分量の積算値となるように変更した以外は同様にして、定着ローラー２〜９を作製した。
なお、定着ローラー９の作成では、加熱を行わずに、真空乾燥処理（条件：３０℃・５０ｈＰａ・２時間）を行った。また、真空乾燥処理は、真空オーブン（エスペック株式会社製、商品名：ＶＡＣ−１０１Ｐ）を用いて行った。
定着ローラー１の作製において、気体導入チャンバーにおける加熱温度を表Ｉに記載した温度に変更し、かつ加熱時間も表Ｉに記載のヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定における、低分子成分量及び高分子成分量の積算値となるように変更した以外は同様にして、定着ローラー２〜９を作製した。
なお、定着ローラー９の作成では、加熱を行わずに、真空乾燥処理（条件：３０℃・５０ｈＰａ・２時間）を行った。また、真空乾燥処理は、真空オーブン（エスペック株式会社製、商品名：ＶＡＣ−１０１Ｐ）を用いて行った。
＜軸上でのゴム硬度の測定＞
ＪＩＳ−Ｓ−６０５０に準じて、各定着ローラーの表面硬度を測定した。具体的には、高分子計器株式会社製ＡＳＫＥＲ−Ｃ型ゴム硬度計により、荷重６００ｇで測定した。また、軸上でのゴム硬度の観測を行うために、押圧圧子の真下にローラー円周方向鉛直部が位置する位置決め部材を用いて測定を行った。また、定着ローラーは、芯材の直径が２２ｍｍ、ゴム厚が４ｍｍで、ローラーとして外径３０ｍｍとなるローラーを作成して、ゴム硬度の測定を行った。また、ゴム硬度の測定では、芯材の表面上にゴムを設置した状態での硬度測定を行った。
ＪＩＳ−Ｓ−６０５０に準じて、各定着ローラーの表面硬度を測定した。具体的には、高分子計器株式会社製ＡＳＫＥＲ−Ｃ型ゴム硬度計により、荷重６００ｇで測定した。また、軸上でのゴム硬度の観測を行うために、押圧圧子の真下にローラー円周方向鉛直部が位置する位置決め部材を用いて測定を行った。また、定着ローラーは、芯材の直径が２２ｍｍ、ゴム厚が４ｍｍで、ローラーとして外径３０ｍｍとなるローラーを作成して、ゴム硬度の測定を行った。また、ゴム硬度の測定では、芯材の表面上にゴムを設置した状態での硬度測定を行った。
＜ヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定＞
各定着ローラーのシリコーンゴムについて、以下の観測装置、カラム条件及び昇温条件でヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定を行った。そして、リテンションタイムが１０分から３２分までの低分子成分量の積算値と、リテンションタイムが３２分から３７分までの高分子成分量の積算値を求めた。
観測装置：（ＧＣ−２０１０（島津製作所製））
カラム条件：ＤＢ−５ＭＳ（アジレント・テクノロジー株式会社製）、カラム流速３ｍＬ／ｍｉｎ、キャリアガス（Ｈｅ）８３ｋＰａ
昇温条件：サンプルを注入した時間をリテンションタイムの０分とし、注入後オーブン温度を４０度で５分保ち、その後５℃／ｍｉｎで１４０度まで昇温し、その後２０度／ｍｉｎで３２０℃まで昇温し、その後３２０℃で７分保ち、終了する。
また、上記サンプルは、測定を行うシリコーンゴム組成物をヘキサン１ｇに溶解させたものを用いた。
各定着ローラーのシリコーンゴムについて、以下の観測装置、カラム条件及び昇温条件でヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定を行った。そして、リテンションタイムが１０分から３２分までの低分子成分量の積算値と、リテンションタイムが３２分から３７分までの高分子成分量の積算値を求めた。
観測装置：（ＧＣ−２０１０（島津製作所製））
カラム条件：ＤＢ−５ＭＳ（アジレント・テクノロジー株式会社製）、カラム流速３ｍＬ／ｍｉｎ、キャリアガス（Ｈｅ）８３ｋＰａ
昇温条件：サンプルを注入した時間をリテンションタイムの０分とし、注入後オーブン温度を４０度で５分保ち、その後５℃／ｍｉｎで１４０度まで昇温し、その後２０度／ｍｉｎで３２０℃まで昇温し、その後３２０℃で７分保ち、終了する。
また、上記サンプルは、測定を行うシリコーンゴム組成物をヘキサン１ｇに溶解させたものを用いた。
＜揮発粒子数の評価＞
上記のようにして作製した定着ローラーを搭載した複写機を密閉した閉鎖空間の中でプリントを行い、その大気を回収して分析を行った。具体的には、コニカミノルタ社製ｂｉｚｈｕｂ Ｃ３０８機の定着装置に、各定着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１０ｍＬ／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。その大気を、ＦＭＰＳで観測し、粒子数の累積値をカウントした。カウントピーク値を値として採用し、３０００ｃｐｓ（ｃｏｕｎｔ（ｓ） ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）以下を合格とした。
上記のようにして作製した定着ローラーを搭載した複写機を密閉した閉鎖空間の中でプリントを行い、その大気を回収して分析を行った。具体的には、コニカミノルタ社製ｂｉｚｈｕｂ Ｃ３０８機の定着装置に、各定着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１０ｍＬ／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。その大気を、ＦＭＰＳで観測し、粒子数の累積値をカウントした。カウントピーク値を値として採用し、３０００ｃｐｓ（ｃｏｕｎｔ（ｓ） ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）以下を合格とした。
＜耐久性の評価＞
上記揮発粒子数の評価で用いた、上記のようにして作製した定着ローラーを搭載した複写機「ｂｉｚｈｕｂ ＰＲＯ（登録商標） Ｃ６５０１」（コニカミノルタ株式会社製）において、常温常湿環境（２３℃・５０％ＲＨ）下において、１０万枚、２０万枚の印字を行い、その後での定着性の評価を実施した。定着性評価は、後述する折りランク温度で評価を行った。
また、本発明では、折りランク温度が１６０℃以下を合格とした。
折りランク温度は、以下のとおり観測したものである。
評価紙としての「ＣＦ８０紙（８０ｇ／ｍ２）」のＡ３用紙に対し、ブラック現像剤により未定着べた黒画像を出力した。また、この未定着べた黒画像に対し、定着設定温度を１００〜１８０℃までの５℃刻みで増加させるように変更しながら定着処理を行った。各定着温度で得られたプリント物の定着後のべた黒画像の中央部で折り曲げ、当該折り曲げた位置に５００ｇの錘を載せ、５往復させて錘を除去した。次に、折り曲げた画像を開き、戻した。次に、折り曲げた位置において、画像が毀損して壊れた幅を、ノギスで計測し、幅が１ｍｍを超えた１００〜１８０℃のうちの最低の温度を折りランク温度とした。
上記揮発粒子数の評価で用いた、上記のようにして作製した定着ローラーを搭載した複写機「ｂｉｚｈｕｂ ＰＲＯ（登録商標） Ｃ６５０１」（コニカミノルタ株式会社製）において、常温常湿環境（２３℃・５０％ＲＨ）下において、１０万枚、２０万枚の印字を行い、その後での定着性の評価を実施した。定着性評価は、後述する折りランク温度で評価を行った。
また、本発明では、折りランク温度が１６０℃以下を合格とした。
折りランク温度は、以下のとおり観測したものである。
評価紙としての「ＣＦ８０紙（８０ｇ／ｍ２）」のＡ３用紙に対し、ブラック現像剤により未定着べた黒画像を出力した。また、この未定着べた黒画像に対し、定着設定温度を１００〜１８０℃までの５℃刻みで増加させるように変更しながら定着処理を行った。各定着温度で得られたプリント物の定着後のべた黒画像の中央部で折り曲げ、当該折り曲げた位置に５００ｇの錘を載せ、５往復させて錘を除去した。次に、折り曲げた画像を開き、戻した。次に、折り曲げた位置において、画像が毀損して壊れた幅を、ノギスで計測し、幅が１ｍｍを超えた１００〜１８０℃のうちの最低の温度を折りランク温度とした。
（まとめ）
表Ｉの結果より、本発明のシリコーンゴム組成物によって形成されたシリコーンゴム部材を有する定着ローラーが、揮発粒子数が少ないことが分かった。すなわち、当該シリコーンゴム中の低分子成分の揮発に起因する周辺部材の汚染を抑制できることが分かった。また、本発明の定着ローラーは耐久性に優れていることが分かった。
一方で、比較例の定着ローラーは、いずれかの項目について劣っているものであった。
また、上述した定着部材の製造方法では、定着部材として定着ローラーの場合を例にして説明したが、定着ベルトも同様に製造することができる。
表Ｉの結果より、本発明のシリコーンゴム組成物によって形成されたシリコーンゴム部材を有する定着ローラーが、揮発粒子数が少ないことが分かった。すなわち、当該シリコーンゴム中の低分子成分の揮発に起因する周辺部材の汚染を抑制できることが分かった。また、本発明の定着ローラーは耐久性に優れていることが分かった。
一方で、比較例の定着ローラーは、いずれかの項目について劣っているものであった。
また、上述した定着部材の製造方法では、定着部材として定着ローラーの場合を例にして説明したが、定着ベルトも同様に製造することができる。
１ 定着部材の製造装置
１Ａ 加熱チャンバー
１ＡＸ 出口
１Ｂ エージングチャンバー
１ＢＮ 入口
１ＢＸ 出口
１Ｃ 気体導入チャンバー
４ 移送手段
６ 冷却ファン
７ 外部から気体を導入し外部へと排出する手段
７Ａ 外部から気体を導入する手段
７０Ａ 圧力ファン
７２Ａ 気体供給流路
７Ｂ 外部に気体を排出する手段
７０Ｂ 排気ファン
７２Ｂ 排気ダクト
５０ ローラー
１Ａ 加熱チャンバー
１ＡＸ 出口
１Ｂ エージングチャンバー
１ＢＮ 入口
１ＢＸ 出口
１Ｃ 気体導入チャンバー
４ 移送手段
６ 冷却ファン
７ 外部から気体を導入し外部へと排出する手段
７Ａ 外部から気体を導入する手段
７０Ａ 圧力ファン
７２Ａ 気体供給流路
７Ｂ 外部に気体を排出する手段
７０Ｂ 排気ファン
７２Ｂ 排気ダクト
５０ ローラー
Claims (6)
- 電子写真画像形成装置に使用される、表面にゴム部材を有する定着部材の、当該ゴム部材を形成するためのシリコーンゴム組成物であって、
所定条件で行うヘッドスペース・ガスクロマトグラフィー測定で、リテンションタイムが１０分から３２分までの低分子成分量の積算値が１．５以下であり、リテンションタイムが３２分から３７分までの高分子成分量の積算値が２．２以上であることを特徴とするシリコーンゴム組成物。 - 前記シリコーンゴム組成物の前記低分子成分量の積算値が１．３以下であり、かつ前記シリコーンゴム組成物の前記高分子成分量の積算値が２．２８以上であることを特徴とする請求項１に記載のシリコーンゴム組成物。
- 電子写真画像形成装置に使用される、表面にゴム部材を有する定着部材であって、
前記ゴム部材が、請求項１又は請求項２に記載のシリコーンゴム組成物を用いて成形されていることを特徴とする定着部材。 - 請求項３に記載の定着部材が、芯材の外層に前記ゴム部材を被覆してなる定着ローラーであり、
前記ゴム部材の軸上でのゴム硬度が、３０〜６０°の範囲内であることを特徴とする定着ローラー。 - 請求項３に記載の定着部材を製造する定着部材の製造方法であって、
表面にシリコーンゴム部材を有する定着部材を加熱装置に入れ、当該加熱装置で加熱する際に外部から当該加熱装置内に気体を導入する工程を有し、
前記加熱装置での加熱温度の最高値が、１９０℃以下であることを特徴とする定着部材の製造方法。 - 前記加熱装置での加熱温度の最高値が、１８０℃以下であることを特徴とする請求項５に記載の定着部材の製造方法。
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-
2018
- 2018-02-09 JP JP2018021600A patent/JP2019137764A/ja active Pending
-
2019
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| JP7172210B2 (ja) | 2018-07-13 | 2022-11-16 | コニカミノルタ株式会社 | シリコーンゴム組成物、シリコーンゴム組成物の調製方法、定着部材、定着部材の製造方法及び定着部材を備える画像形成装置 |
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