JP5761064B2 - 定着装置用ローラ、定着装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリなどに用いられ、未定着トナー画像を定着させる定着装置において用いられる加圧ローラなどの定着装置用ローラ、かかる定着装置用ローラを有する定着装置、及び、画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の各種画像形成装置に用いられる定着装置として、金属基材と弾性ゴム層などから成る薄肉の定着ベルトを備えるものが知られている。このように、低熱容量化された薄肉の定着ベルトを備えることで、定着ベルトの加熱に必要なエネルギーを大幅に低減することができ、ウォームアップ時間（電源投入時など、常温状態から印刷可能な所定の温度（リロード温度）までに要する時間）や、ファーストプリント時間（印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印字動作を行い排紙が完了するまでの時間）の短縮化を図ることができる。

ここで、定着装置の一例を図２に示す。定着装置４０は、回転可能な定着回転体としての定着ベルト３と、定着ベルト３に対向して回転可能に設けられた対向回転体としての加圧ローラ４と、定着ベルト３を加熱する加熱源としてのハロゲンヒータ２３と、定着ベルト３の内側に配設されたニップ形成部材２４と、ニップ形成部材２４を支持する支持部材としてのステー２５と、ハロゲンヒータ２３から放射される光を定着ベルト３へ反射する反射部材２６等を備えている。上記定着ベルト３は、薄肉で可擁性を有する無端状のベルト部材（フィルムも含む）で構成されている。

加圧ローラ４の断面をモデル的に図４に示す。この例では円柱状の金属製の芯金４１の外表面上に、多孔質体からなる弾性層４２とポリテトラフルオロエチレンからなる離型層４３とが順次設けられている。

このような加圧ローラ４において、特許第４７９５７１５号公報（特許文献１）で提案されている技術では弾性層にシリコーンゴムを発泡させた低硬度スポンジを使用している。このようなシリコーンゴムを発泡させた低硬度スポンジを用いることで、ウォーミングアップ時間の短縮化のみならず、一般に要求されるコンパクトさを満足しながら、十分なニップ幅を得ることができるので、良好な画像定着が可能となるとされている。しかし、この技術によれば、ウォーミングアップ時間の短縮化はできても、これらのスポンジ層にかかる外力によって短期間にスポンジが破壊されてしまい耐久性に劣る。または、硬度低下が大きいために、短期間にニップ圧が低下して、所定のニップ圧が維持できなくなり、十分な画像定着ができなくなる。

従って、このような低硬度スポンジを使用して長寿命を得るには、ローラの圧力解除機構を設ける等、低加圧、低負荷といった制約が必要となるために、その使用可能範囲が狭くなるという欠点がある。

ここで、水を分散剤とした水エマルジョンシリコーンゴム組成物を用いて連続気泡を有する発泡弾性断熱層が提案された。このような発泡弾性断熱層は、いわゆる水発泡シリコーン技術によって得ることができる。この技術によれば、気泡が微細となり、かつ、連続気泡となるので、加熱時の熱膨張によるローラ外径の増加や破泡による硬化低下を防止でき、耐久性が向上するとされている。

しかしながら、現実には、更なる耐久性の向上が望まれていた。

本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、小径でも広いニップ幅を得ることができ、ウォーミングアップ時間の短縮化を可能としながら、耐久性に優れた定着装置用ローラ及びかかるローラを有する定着装置を提供することである。

本発明の定着装置用ローラは、請求項１に記載の通り、芯金の外周面上に複数の気泡を有する多孔質体からなる弾性層が形成されている定着装置用ローラにおいて、前記多孔質体を切断したときに得られる断面に存在する気泡が０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲の大きさであり、球状の気泡が互いに部分的に重なり合って形成された複合気泡が存在し、前記気泡のうち、５μｍ以上５０μｍ以下の大きさの気泡について５μｍ毎に分画したときに５μｍ以上１０μｍ以下の大きさの気泡が最も多く存在し、かつ、前記５μｍ以上１０μｍ以下の大きさの気泡の数を１００としたときに、１０μｍ以上２０μｍ以下の大きさの気泡の数割合が５０以上であることを特徴とする定着装置用ローラである。

本発明の定着装置用ローラは、請求項２に記載の通り、請求項１に記載の定着装置用ローラにおいて、前記多孔質体が水発泡シリコーンゴムにより構成されていることを特徴とする。

本発明の定着装置用ローラは、請求項３に記載の通り、請求項１または請求項２に記載の定着装置用ローラにおいて、最外層に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、または、ポリテトラフルオロエチレンにより構成される離型層が形成されていることを特徴とする。

本発明の定着装置は請求項４に記載の通り、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の定着装置用ローラを有することを特徴とする定着装置である。

本発明の画像形成装置は請求項５に記載の通り、請求項４に記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置である。

本発明に係る定着装置用ローラは、前記多孔質体を切断したときに得られる断面に存在する気泡が０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲の大きさであり、球状の気泡が互いに部分的に重なり合って形成された複合気泡が存在し、前記気泡のうち、５μｍ以上５０μｍ以下の大きさの気泡について５μｍ毎に分画したときに５μｍ以上１０μｍ以下の大きさの気泡が最も多く存在し、かつ、前記５μｍ以上１０μｍ以下の大きさの気泡の数を１００としたときに、１０μｍ以上２０μｍ以下の大きさの気泡の数割合が５０以上であるために、小径としても広いニップ幅を得ることができ、ウォーミングアップ時間の短縮化を可能としながら、耐久性に優れた定着装置用ローラとなる。

また、本発明の定着装置用ローラは、加圧の応力を均等に分散できるので、小径としても広いニップ幅を得ることができ、ウォーミングアップ時間の短縮化を可能としながら、耐久性に優れた定着装置用ローラとなる。

また、本発明の定着装置用ローラは、加圧の応力をより均等に分散できるために、より高い耐久性を得ることができる。

また、本発明に係る定着装置用ローラは、上記請求項１に記載の定着装置用ローラにおいて、前記多孔質体が水発泡シリコーンゴムにより構成されていることにより、高い耐熱耐久性を備えることができる。

また、本発明に係る定着装置用ローラは、上記請求項１または請求項２に記載の定着装置用ローラにおいて、最外層に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、または、ポリテトラフルオロエチレンにより構成される離型層が形成されている構成により、これらからなる離型層を設けることで、ローラへのトナー固着を防ぎ、両面印刷時などにおける紙離型性を向上させることができる。

本発明の定着装置は上記の定着装置用ローラを有する構成により、コンパクトでありながら十分な定着性能を有しウォーミングアップ時間の短縮化を可能としながら、耐久性に優れた定着装置である。

本発明の画像形成装置は上記の定着装置を有する構成により、コンパクトでありながら十分な定着性能を有しウォーミングアップ時間の短縮化を可能としながら、耐久性に優れた定着装置である。

図１は本発明の定着装置用ローラを用いる画像形成装置の一例を示すモデル図である。 図２は本発明に係る定着装置の一例を示すモデル図である。 図３は定着ベルトの断面を示すモデル図である。 図４は本発明に係る低着用ローラの軸に垂直な断面を示すモデル図である。 図５は本発明に係る低着用ローラの軸を含む断面を示すモデル図である。 図６は画像解析の方法を説明するための説明図である。図６（ａ）白黒２値化前の写真である。図６（ｂ）白黒２値化後の写真である。 図７は実施例1に係る定着装置用ローラの弾性層を形成する多孔質体の断面の電子顕微鏡写真である。 図８は比較例１に係る定着装置用ローラの弾性層を形成する多孔質体の断面の電子顕微鏡写真である。 図９は比較例２に係る定着装置用ローラの弾性層を形成する多孔質体の断面の電子顕微鏡写真である。 図１０は実施例1、比較例１、及び、比較例２に係る定着装置用ローラの弾性層を形成する多孔質体に含まれる気泡の大きさの解析結果を示す図である。

本発明の実施形態を図に基づいて説明する。

図１は本発明の定着装置用ローラを用いる画像形成装置（プリンタ）の構成を示す概略図である。

このプリンタは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像をそれぞれ対応した感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ（像担持体）の表面上に形成するために電子写真方式の４組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋ（像形成手段）を備えている。

これら画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの下方には、各画像形成部を通して用紙（記録材）を搬送するための搬送ベルト２０が張架されている。

各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは、搬送ベルト２０にそれぞれ転接配置され，用紙（記録材）は搬送ベルト２０の表面に静電的に吸着される。

４組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋは、略同じ構造を有する。よって、ここでは用紙の搬送方向最上流側に配設されたイエロー用の画像形成部１０Ｙについて代表して説明し、他の色用の画像形成部１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋについては同一符号を付して詳細な説明を省略する。

画像形成部１０Ｙは、その略中央位置に搬送ベルト２０に転接された感光体ドラム１Ｙを有する。感光体ドラム１Ｙの周囲には、感光体ドラム１Ｙの表面を所定の電位に帯電させる帯電装置２Ｙ、帯電されたドラム表面を色分解された画像信号に基づいて露光し、ドラム表面上に静電潜像を形成する露光装置３Ｙ、ドラム表面上に形成された静電潜像にイエロートナーを供給して現像する現像装置４Ｙ、現像したトナー像を搬送ベルト２０を介して搬送される用紙上に転写する転写ローラ５Ｙ（転写装置）、転写されずにドラム表面に残留した残留トナーを除去するクリーナ６Ｙ、および図示しないドラム表面に残留した電荷を除去する除電ランプが、感光体ドラム１Ｙの回転方向に沿って順に配設されている。

搬送ベルト２０の図中右下方には、用紙を搬送ベルト２０上に給紙するための給紙機構３０が配設されている。

搬送ベルト２０の図中左側には、後述する本発明の実施の形態に係る定着装置４０が配設されている（この図中では、励磁コイルなどは省略）。搬送ベルト２０によって搬送された用紙は、搬送ベルト２０から連続して定着装置４０を通って延びた搬送路を搬送され、定着装置４０を通過する。

定着装置４０は、搬送された用紙、すなわちその表面上に各色のトナー像が転写された状態の用紙を加熱および加圧する。そして、各色のトナー像を溶融して用紙に浸透させて定着させる。また、定着装置４０の搬送経路下流側に排紙ローラを介して排紙する。

次に、本発明に係る定着装置を図２にて説明する。

図２に示すように、定着装置４０は、回転可能な定着回転体としての定着ベルト３と、定着ベルト３に対向して回転可能に設けられた対向回転体としての加圧ローラ４と、定着ベルト３を加熱する加熱源としてのハロゲンヒータ２３と、定着ベルト３の内側に配設されたニップ形成部材２４と、ニップ形成部材２４を支持する支持部材としてのステー２５と、ハロゲンヒータ２３から放射される光を定着ベルト３へ反射する反射部材２６等を備えている。

上記定着ベルト３は、薄肉で可携性を有する無端状のベルト部材（フィルムも含む）で構成されている。

詳しくは、定着ベルト３は、ニッケルもしくはＳＵＳ等の金属材料又はポリイミド（ＰＩ）などの樹脂材料で形成された内周側の基材３１と、テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などで形成された外周側の離型層３３によって構成されている。また、基材と離型層との間に、図３に示すようにシリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等のゴム材料で形成された弾性層３２を介在させてもよい。

図４にその軸に垂直な断面を、図５にその軸を含む断面をそれぞれモデル的に示す加圧ローラ４は、本発明に係る定着装置用ローラであり、金属製の円筒部材からなる芯金４１上に、発泡シリコーンゴムからなる弾性層４２、テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる表面離型層４３の順にそれぞれ積層され、さらに弾性層４２の両端部付近には表面離型層４３の代わりに、定着ベルトとの滑りの発生を防止する、ゴム材料によって形成されるグリップ層４４が形成されている。加圧ローラ４の外径はこの例では２０〜４０ｍｍ程度である。

芯金４１にはステンレス鋼、炭素鋼など剛性の高い金属材料を用いる。芯金の肉厚については本発明では弾性層に発泡シリコーンゴムからなる多孔質体を適用することで断熱性を有しており、芯金は中空、中実は問わない。

弾性層４２は水発泡シリコーンゴムを用いることで断熱性を得ることができ、加圧ローラへの伝熱を低減することで機器の立ち上げ時間短縮や省エネ（ＴＥＣ値低減）が可能である。

弾性層４２を構成する多孔質体は熱伝導率０．１〜０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）、硬度２０〜６０°（アスカーＣ）であり、多孔質体を切断したときに得られる断面に存在する気泡が０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲の大きさであって、かつ、該断面における一辺が２００μｍの正方形の面積１００に対して、該正方形内で球状の気泡が互いに部分的に重なり合って形成された複合気泡が占める面積が６０以上７０以下であり、また、この多孔質体を切断したときに得られる断面に存在する気泡が０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲の大きさであって、かつ、５μｍ以上５０μｍ以下の大きさの気泡について５μｍ毎に分画したときに５μｍ以上１０μｍ以下の大きさの気泡が最も多く存在する。ここで、複合気泡は、その断面を観察することで、単独気泡の球形状とは異なり、球形が互いに部分的に重なり合っているので、多孔質体の断面を顕微鏡などで観察することで、単独気泡と容易に区別できる。

ここで前記５μｍ以上１０μｍ以下の大きさの気泡の数を１００としたときに、１０μｍ以上２０μｍ以下の大きさの気泡の数割合が４５以上であると加圧の応力をより均等に分散できるために、より高い耐久性を得ることができる。

ここで、多孔質体の製造方法としては発泡剤を添加させ発泡構造を形成する化学発泡と、液状シリコーンゴム中に水を乳化させ加熱することで水を揮発させ発泡構造を形成する水発泡シリコーン法が一般的に知られている。このうち、化学発泡ではセルのサイズが大きいため複写機の定着用回転体として用いた場合、トナーに対して均一な圧力負荷ができないため画像ムラや耐久不足(硬度低下、破断など)が起こりやすいという問題がある。一方、水発泡シリコーン法では微細なセルを均一に形成することできるため、トナーに対して均一な圧力負荷ができ、圧力負荷を均等に受けることができるため、耐久不足が起きにくい。

本発明における弾性層を形成する多孔質体は、例えば水発泡シリコーンとしてで提案された技術を応用して得ることができる。

具体的にはこの公報に開示された、水発泡シリコーン組成物を用い、ただし、採取的に形成される多孔質体におけるを切断したときに得られる断面に存在する気泡が０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲の大きさであって、かつ、５μｍ以上５０μｍ以下の大きさの気泡について５μｍ毎に分画したときに５μｍ以上１０μｍ以下の大きさの気泡が最も多く存在するように攪拌を行う。

より具体的には、上述した弾性体４２は、市販されている２液型の液状シリコーンに触媒、界面活性剤、架橋材を添加し、混ぜ、水（必要に応じてアルコールを加える）に添加剤、充填剤、分散剤等を混ぜ液状シリコーンゴムと同等の粘度にした混合溶液と合わせて攪拌してエマルジョン組成物を調製する。

ここで、液状シリコーンゴムと混合溶液との配合比率は、得たい空孔率により変わる。例えば、液状シリコーンゴムと混合溶液との配合比率を１：１にすると、エマルジョン中の微粒子状の水分が蒸発しセルとなるので空孔率５０％の多孔質体を得ることができる。

エマルジョンは、ホモジナイザーや、必要に応じて超音波処理を伴う攪拌機を用い、上記条件を満足するような気泡分布が得られるよう攪拌手段、攪拌時間、各藩速度（例えば３００〜１５００ｒｐｍ）などの各種攪拌条件を調整する。

その後、調製されたエマルジョン組成物を金型に注型し、加熱することでエマルジョン組成物内の水分を蒸発させずにシリコーンゴムを硬化させる（１次加熱）。ここで、加熱温度は、８０〜１３０℃の範囲、加熱時間はで３０〜１２０分の範囲で行う。加熱温度９０〜１１０℃、加熱時間６０〜９０分が望ましい。

次に、１次加熱後の多孔質体から水分を除去するために２次加熱を行う。加熱温度は１５０〜３００℃、加熱時間は１〜２４時間の範囲で行う。加熱温度２００〜２５０℃、加熱時間３〜５時間が望ましい。このような２次加熱を行うことで、多孔質体から水分を除去し、気泡を連泡タイプとするとともに、シリコーンゴムの最終的な硬化を終了させる。

芯金に上記方法で得られた多孔質体を接着等により固定させ、多孔質体を所定の外径に削りだすことで、ローラ形状に成形する。

成形された弾性層側面に一液熱硬化型の接着剤を均一に塗布しフッ素樹脂からなるチューブを被覆し離型層４３とし、本発明の定着装置用ローラを得ることができる。

ここで、弾性層の両端付近に離型層４３を形成せずにグリップ層を設けることができる。グリップ層４４は通紙領域Ｗｔと同じ幅とした離型層の両端と弾性層端部との領域に形成する。成形方法としてはグリップ層形成組成物をスプレー塗装、ディップ塗装、ロールコートなどの方法で塗装してその後乾燥する方法が挙げられる。グリップ層の材料には、グリップ力を得るためタック性を有すること、ニップ部を形成するため弾性体であること、定着温度に対する耐熱性を有すること、の３つの特性が必要となる。そうした材料として、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどのゴム材料を用いることが望ましい。

ここで、本発明における気泡の個数の測定方法について説明する。

まず、鋭利な刃物で弾性層を構成する多孔質体を切断し、その断面をレーザ顕微鏡（ＬＳＭ）、電子顕微鏡（ＳＥＭ）で一辺が２００μｍの正方形の領域が鮮明に見えるように撮影する（図６（ａ）参照）。

得られた画像を市販の画像処理ソフトにより、シリコーンゴム部分が白く、気泡部分が黒くなるようにして白黒２値化し（図６（ｂ）参照）、気泡部分を抽出した後、各気泡径を構成要素として、画像処理の手法の一つであるオープニング処理を用いて、上記抽出した気泡を各気泡径にふるい分けをする。各オープニング処理の前後の結果の差分を取ることでふるい分けした構成要素（気泡径）の画素数がわかる。この画素数を構成要素の画素数で除することで各径範囲毎に含まれる個数（分画された各分画に存在する気泡数）が分かり、分布を求めることができる。

ここで上記のように水発泡シリコーンにより形成された多孔質体は分栽培である水（及び、アルコール）が成形体から抜けるときに形成された微細な通路によりつながっている、いわゆる連泡形である。

また、本発明における弾性層を構成する多孔質体は、上述のように、球状の気泡が互いに部分的に重なり合って形成された複合気泡が前記断面中の一辺が２００μｍの正方形領域において占める面積割合が６０％以上７０％以下であるが、このような面積割合は上記顕微鏡による画像データにおいて、一辺が２００μｍの正方形領域を切り出し、この領域における、部分的に重なり合って形成された複合気泡以外の気泡に係る画像を目視で確認しながら消したのち、白黒２値化し、これら領域における全体における黒の部分の面積比（画像処理ソフトによって算出される）を用いた。

また、空孔率の測定は、次式で算出した

［数１］
空孔率＝（多孔質体の比重−ソリッドゴムの比重）／（ソリッドゴムの比重）×１００（％）

比重測定は、比重計（Ａ＆Ｄ社製電子比重計 ＭＤ−２００Ｓ）を用いて測定した。

また、連泡率は、メタノール浸漬重量増加率で測定した。この方法は特開２００２−１２６９６に記載されている方法である。すなわち、ＪＩＳ ６２４９の圧縮永久歪測定に用いられる試験片（直径約２９ｍｍ、厚さ約１２．５ｍｍの円柱形状）を作成し、これをメタノール５００ｇを満たした容量約１Ｌの金属缶に浸漬し、蓋をして２５℃の雰囲気中で放置し、浸漬前及び浸漬２４時間後の重量から、下記の計算式で重量増加率を測定した。なお、比重が小さく、浮いてしまうサンプルについては、金属メッシュでメタノール上部を覆った。

芯金に直径が１８ｍｍのＳＵＭ材を用い、その外周に中央部に東レ・ダウコーニングシリコーン社製水発泡シリコーン組成物により、肉厚３．５ｍｍ、軸方向長さ３４２ｍｍの連続気泡を有する発泡シリコーンによる弾性層を形成した。この弾性層のアスカーＣ硬度は４０Ｈｓであった。

この弾性層の中央部の通紙領域に離型層として厚さが３０μｍのＰＦＡチューブを被覆した。弾性層の両端近くの離型層非形成部分にシリコーンゴムで膜厚５０μｍとなる厚さのグリップ層を形成した。

上記水発泡シリコーン組成物に対しての攪拌条件の異なるローラを数種類各３本ずつ作製した。

これらのうち各１本ずつのローラの弾性層における多孔質体について、その多孔質体を切断したときに得られる断面について走査型電子顕微鏡による写真を撮影し、そのうち、球状の気泡が互いに部分的に重なり合って形成された複合気泡が断面中の一辺が２００μｍの正方形領域において占める面積割合が６０％以上７０％以下であるものを実施例１とし、一般的な攪拌回転数である５０ｒｐｍで攪拌して得たローラを比較例１（従来例）とした。

これらローラの弾性層についての、前記断面に存在する気泡の大きさの範囲（Ａ）、球状の気泡が互いに部分的に重なり合って形成された複合気泡が前記断面中の一辺が２００μｍの正方形領域において占める面積割合（Ｂ）、前記多孔質体を切断したときに得られる断面に存在する５μｍ以上５０μｍ以下の大きさの気泡について５μｍ毎に分画したときにもっとも大きい分画範囲（Ｃ）、前記最も多い分画範囲の気泡の数を１００としたときに、その分画より一段大きい分画の気泡の数割合（Ｄ）、さらに、空隙率（Ｅ）と連泡率（Ｆ）について表１に示した。

なお、実施例１のローラの弾性層と比較例２のローラの弾性層は、熱伝導率が０．１０２〜０．１０８Ｗ／（ｍ・Ｋ）の範囲、硬度は２６〜３２°（アスカーＣ）の範囲にあり、これらは同じレベルであった。

さらに、別途入手した、芯金の外側面上に多孔質層（シリコーンからなる）と離型層とが順次積層されてなる定着装置用ロール（比較例２）の解析を行った。

図７に実施例１、図８に比較例１、図９に比較例２の定着装置用ローラの弾性層の断面の顕微鏡写真をそれぞれ示すとともに、図１０にこれら断面における気泡の大きさの分布調査結果を示す。

これら結果から、本発明に係る定着装置用ローラの弾性層を構成する多孔質体は、比較例１及び比較例２における多孔質体の気泡より小さい気泡が多く、かつ、その分布ピークが広いことが理解される。

＜定着装置用ローラの評価＞
上記実施例１、及び、比較例１に係る定着装置用ローラついて耐久試験を実施した。耐久試験は、上記ローラを加圧ローラとして直径が４０ｍｍの加熱ローラを対向させて加圧し、加圧ローラを駆動回転することで加熱ローラを従属回転させておこなった。

加圧力としては、加圧ローラの弾性体を１．２ｍｍ圧縮させるものとし、このときニップ幅は７ｍｍとなった。

加熱ローラの表面温度は１８０℃とし、加圧ローラの回転数１５０ｒｐｍで、５秒回転後に１秒停止の間欠運転を行った。

その結果、実施例１に係る加圧ローラは試験時間３００時間経過しても破泡、破壊はなかったが、比較例１係る加圧ローラは試験時間３００時間で側面に破泡が見られた。硬度低下が実施例１のローラより大きく、耐久試験前後での硬度低下が８．３％あった。

さらに、実施例１同様に、ただし、エマルジョン組成物の攪拌条件における攪拌速度が３００〜１５００ｒｐｍの範囲内であるが実施例1とは異なって製造された多孔質体を切断したときに得られる断面に存在する気泡が０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲の大きさであって、かつ、球状の気泡が互いに部分的に重なり合って形成された複合気泡が断面中の一辺が２００μｍの正方形領域において占める面積割合が６０％以上７０％以下である多孔質体（これらはすべて、５μｍ以上５０μｍ以下の大きさの気泡について５μｍ毎に分画したときに５μｍ以上１０μｍ以下の大きさの気泡が最も多く存在し、かつ、前記５μｍ以上１０μｍ以下の大きさの気泡の数を１００としたときに、１０μｍ以上２０μｍ以下の大きさの気泡の数割合が５０以上である多孔質体）からなる定着装置用ローラ４種類を用いて、その評価を行ったが、実施例1にかかるローラ同様に試験時間３００時間経過しても破泡や破壊はなかった。

ここで、本発明に係る定着装置用ローラの耐久性が高いことは次のように考えられる。一般に発泡弾性体は通気性が高いほど（いわゆる連泡タイプ）、圧縮やせん断応力を受けた際に耐ストレス性が高いとされており、圧縮された際に従来の独泡タイプ（比較例２のタイプ）や従来の連泡タイプ（気泡同士が、ごく細い通路（分散媒である水が形成した）で連結されている比較例１のタイプ）では気泡が圧縮されるので気泡周囲の壁に圧力（ストレス）が繰り返し加わって破壊しやすいが、本発明の定着装置用ローラの弾性層を構成する多孔質体の場合、球状の気泡が互いに部分的に重なり合って形成された複合気泡では、気泡自体が小さく、その大きさも様々なものがあり、かつ、気泡周囲の壁の形状が複雑であるために上記ストレスの集中が生じにくく、その結果、耐久性が向上すると考えられる。

４ 本発明に係る定着装置用ローラ
４０ 定着装置
４１ 芯金
４２ 弾性層
４３ 離型層
４４ グリップ層

特許第４７９５７１５号公報

Claims (5)

1. 芯金の外周面上に複数の気泡を有する多孔質体からなる弾性層が形成されている定着装置用ローラにおいて、
   前記多孔質体を切断したときに得られる断面に存在する気泡が０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲の大きさであり、
   球状の気泡が互いに部分的に重なり合って形成された複合気泡が存在し、
   前記気泡のうち、５μｍ以上５０μｍ以下の大きさの気泡について５μｍ毎に分画したときに５μｍ以上１０μｍ以下の大きさの気泡が最も多く存在し、かつ、
   前記５μｍ以上１０μｍ以下の大きさの気泡の数を１００としたときに、１０μｍ以上２０μｍ以下の大きさの気泡の数割合が５０以上であることを特徴とする定着装置用ローラ。
2. 前記多孔質体が水発泡シリコーンゴムにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置用ローラ。
3. 最外層に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、または、ポリテトラフルオロエチレンにより構成される離型層が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置用ローラ。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の定着装置用ローラを有することを特徴とする定着装置。
5. 請求項４に記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。