(57)【要約】【課題】搬送されるシートに圧接されて上記シートに画像を定着させる定着部材を作製する定着部材の製造方法であって、定着部材のゴム層から超微粒子が発生するのを抑制できるものを提供すること。【解決手段】円筒状または環状の基材の外周面に、１次加硫としての射出成形によってゴム層を形成する（Ｓ１）。ゴム層にシートが圧接される領域の寸法を確保するための弾性をもたせるように、ゴム層に対する２次加硫を行う（Ｓ２）。その後、ゴム層の外周面に、シートの剥離を助けるための表層を設ける（Ｓ３，Ｓ４）。【選択図】図３
2011169968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送されるシートに圧接されて上記シートに画像を定着させる定着部材であって、
円筒状または環状の基材と、この基材の外周面を覆うように設けられ、上記シートが圧接される領域の寸法を確保するための弾性をもつゴム層と、このゴム層の外周面を覆うように設けられ、上記シートの剥離を助ける表層との３層を含み、
上記基材上で周方向に対して垂直な幅方向に関して、上記ゴム層の中央部におけるシロキサン含有量が、上記ゴム層の端部におけるシロキサン含有量の２倍未満になっていることを特徴とする定着部材。
【請求項２】
請求項１に記載の定着部材において、
上記基材上で周方向に対して垂直な幅方向に関して、上記ゴム層の中央部におけるシロキサン含有量と上記ゴム層の端部におけるシロキサン含有量とが実質的に等しく、
上記ゴム層の内径をミリメートル単位でａ、上記ゴム層の外径をミリメートル単位でｂ、上記ゴム層の上記中央部と上記端部のシロキサン含有量をピー・ピー・エム単位でＤとそれぞれ表すとき、
Ｄ＜１００×（（２×ｂ）／（ｂ２−ａ２））−２．５×２
なる関係式が満たされていることを特徴とする定着部材。
【請求項３】
請求項１または２に記載の定着部材において、
上記ゴム層と上記表層とがフッ素系接着剤を介して接着されていることを特徴とする定着部材。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載の定着部材において、
上記ゴム層に対して上記表層が周方向に回転するのを止める回転係止部を有していることを特徴とする定着部材。
【請求項５】
搬送されるシートに圧接されて上記シートに画像を定着させる定着部材を作製する定着部材の製造方法であって、
円筒状または環状の基材の外周面に、１次加硫としての射出成形によってゴム層を形成し、
上記ゴム層に上記シートが圧接される領域の寸法を確保するための弾性をもたせるように、上記ゴム層に対する２次加硫を行った後、
上記ゴム層の外周面に、上記シートの剥離を助けるための表層を設けることを特徴とする定着部材の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の定着部材の製造方法において、
上記２次加硫を、２００℃以上の温度で、かつ４時間以上の条件で行うことを特徴とする定着部材の製造方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の定着部材の製造方法において、
上記２次加硫を、上記ゴム層が形成された上記基材をチャンバ内に収容した状態で、上記チャンバに接続された排気装置によって上記チャンバ内を減圧しながら行うことを特徴とする定着部材の製造方法。
【請求項８】
請求項５、６または７に記載の定着部材の製造方法において、
上記２次加硫を、上記チャンバ内の微粒子個数を粒子数計数器で観測しながら、上記チャンバ内の微粒子個数が１立方センチメートル当たり２０００個以下になるまで行うことを特徴とする定着部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は定着部材およびその製造方法に関し、より詳しくは、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置を構成する定着部材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電子写真方式の画像形成装置では、作像時に数種類の化学物質が放出されることが知られている。放出される化学物質（化学エミッション）のうち代表的なものとしては、感光体の帯電時に発生するオゾンや、現像または定着時に発生するトナー粉塵などが挙げられる。従来は、これらの化学エミッションの発生源に対策を施して発生量自体を下げるか、発生したものを機外に放出させないようにフィルタを設けるなどの対策がなされてきた。例えば、特許文献１（特開平５−１５０６０５号公報）では、発生したオゾンをオゾン分解装置へ導くための仕切板が機内に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１５０６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、最近、世界的な環境保護意識の高まりに伴って、電子写真方式の画像形成装置から、オゾンやトナー粉塵とは異なる超微粒子（Ultra Fine Particles；１００ｎｍ以下の粒径をもつ。）が発生することが問題視されるようになってきた。これまでは、画像形成装置の機内において、そのような超微粒子がどこから発生しているのか不明であったため、効果的な対策がとられてこなかった。このため、上記超微粒子によって、機内や周囲の環境が汚染されてきたと考えられる。
【０００５】
本願発明者が調査したところ、電子写真方式の画像形成装置では、そのような超微粒子が、主に定着装置で発生しており、より詳しくは、定着のためのニップ部を形成する定着部材（ローラやベルト）に含まれたゴム層から発生していることが分かった。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、定着部材のゴム層から超微粒子が発生するのを抑制できる定着部材の製造方法を提供することにある。
【０００７】
また、この発明の課題は、そのような定着部材の製造方法によって作製され、ゴム層から超微粒子が発生するのを抑制できる定着部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここで、図７（Ａ）に例示するように、一般的な定着部材３００は、円筒状の芯金（または環状の無端ベルト）からなる基材３０１と、この基材３０１の外周面を覆うように設けられたゴム層３０２と、このゴム層３０２の外周面を覆うように設けられた表層３０３との３層からなっている。この例では、基材３０１の内部空間に、定着部材３００を所定の目標温度（１８０℃〜２００℃の範囲内の定着温度）に加熱するためのヒータ３０５が設けられている。ゴム層３０２は、シリコーンゴム材料からなり、上記定着温度に対する耐熱性と、ニップ部の長さを確保するための弾性をもつ。表層３０３は、例えばＰＦＡ（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コポリマー）からなり、ニップ部を通過したシート（用紙などの記録材）の剥離を助ける。基材３０１の中心軸Ｃに沿った方向に関して、上記ゴム層３０２の端部３０２ｅと上記表層３０３の端部３０３ｅは、それぞれ上記基材３０１の端部３０１ｅよりも内側に位置している。
【０００９】
本願発明者による調査では、図７（Ｂ）に示すように、基材３０１やゴム層３０２等がヒータ３０５によって加熱されると（熱線を符号Ｈで示す）、ゴム層３０２をなすシリコーンゴム材料から、超微粒子としてシロキサン（符号Ｇで示す）が発生することが分かった。通常は、ＰＦＡなどからなる表層３０３は超微粒子を透過しにくい性質（ガスバリア性）をもつので、シロキサンＧはゴム層３０２の端部３０２ｅから噴出する。この噴出したシロキサンＧが画像形成装置の機内や周囲の環境を汚染する。
【００１０】
シロキサンとしては、ヘキサメチルジシロキサン（略語Ｌ２、分子式Ｃ６Ｈ１８Ｏ１Ｓｉ２）、ヘキサメチルシクロトリシロキサン（略語Ｄ３、分子式Ｃ６Ｈ１８Ｏ３Ｓｉ３）、オクタメチルトリシロキサン（略語Ｌ３、分子式Ｃ８Ｈ２４Ｏ２Ｓｉ３）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（略語Ｄ４、分子式Ｃ８Ｈ２４Ｏ４Ｓｉ４）、デカメチルテトラシロキサン（略語Ｌ４、分子式Ｃ１０Ｈ３０Ｏ３Ｓｉ４）、デカメチルシクロペンタシロキサン（略語Ｄ５、分子式Ｃ１０Ｈ３０Ｏ５Ｓｉ５）、ドデカメチルペンタシロキサン（略語Ｌ５、分子式Ｃ１２Ｈ３６Ｏ４Ｓｉ５）、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン（略語Ｄ６、分子式Ｃ１２Ｈ３６Ｏ６Ｓｉ６）などが挙げられる。
【００１１】
従来は、この種の定着部材３００を作製する場合、図３（Ａ）中のステップＳ１０１に示すように、まず、芯金からなる基材３０１の外周面にＰＦＡからなる表層３０３をかぶせ、基材３０１と表層３０３との間の隙間にシリコーンゴムを流し込んで射出成形（この射出成形が１次加硫に相当する。）して、基材３０１、ゴム層３０２、表層３０３の３層構造を得る。その後、ステップＳ１０２に示すように、２次加硫を行って、ゴム層３０２の弾性や強度を確保するとともに、ＰＦＡからなる表層３０３をゴム層３０２に密着させている。
【００１２】
このように、従来はＰＦＡからなる表層３０３をかぶせた状態で２次加硫を行っているため、ゴム層３０２の中央部には、ゴム層３０２の端部に比して、シロキサンＧが数倍多く残留した状態になっていると考えられる。
【００１３】
そこで、上記課題を解決するため、この発明の定着部材の製造方法は、
搬送されるシートに圧接されて上記シートに画像を定着させる定着部材を作製する定着部材の製造方法であって、
円筒状または環状の基材の外周面に、１次加硫としての射出成形によってゴム層を形成し、
上記ゴム層に上記シートが圧接される領域の寸法を確保するための弾性をもたせるように、上記ゴム層に対する２次加硫を行った後、
上記ゴム層の外周面に、上記シートの剥離を助けるための表層を設けることを特徴とする。
【００１４】
この発明の定着部材の製造方法では、上記ゴム層の外周面に上記表層を設ける前に、言い換えれば上記ゴム層の外周面が露出した状態で、上記ゴム層に対する２次加硫を行っている。したがって、上記２次加硫の工程で、上記ゴム層の外周面の全域から超微粒子としてのシロキサンが放出されて、上記ゴム層の全域における残留シロキサンが効果的に減少する。この結果、作製された定着部材では、上記ゴム層から超微粒子が発生するのが抑制される。したがって、シロキサンによって画像形成装置の機内や周囲の環境が汚染されるのを防止できる。
【００１５】
一実施形態の定着部材の製造方法では、上記２次加硫を、２００℃以上の温度で、かつ４時間以上の条件で行うことを特徴とする。
【００１６】
この一実施形態の定着部材の製造方法では、上記２次加硫を、２００℃以上の温度で、かつ４時間以上の条件で行うので、上記ゴム層の外周面の全域から超微粒子としてのシロキサンが容易に放出される。したがって、上記ゴム層の全域における残留シロキサンがさらに効果的に減少する。
【００１７】
一実施形態の定着部材の製造方法では、上記２次加硫を、上記ゴム層が形成された上記基材をチャンバ内に収容した状態で、上記チャンバに接続された排気装置によって上記チャンバ内を減圧しながら行うことを特徴とする。
【００１８】
この一実施形態の定着部材の製造方法では、上記２次加硫を、上記ゴム層が形成された上記基材をチャンバ内に収容した状態で、上記チャンバに接続された排気装置によって上記チャンバ内を減圧しながら行うので、上記ゴム層の外周面の全域から超微粒子としてのシロキサンが容易に放出される。したがって、上記ゴム層の全域における残留シロキサンがさらに効果的に減少する。
【００１９】
一実施形態の定着部材の製造方法では、上記２次加硫を、上記チャンバ内の微粒子個数を粒子数計数器で観測しながら、上記チャンバ内の微粒子個数が１立方センチメートル当たり２０００個以下になるまで行うことを特徴とする。
【００２０】
この一実施形態の定着部材の製造方法では、上記２次加硫を、上記チャンバ内の微粒子個数を粒子数計数器で観測しながら、上記チャンバ内の微粒子個数が１立方センチメートル当たり２０００個以下になるまで行う。具体的には、上記ゴム層から放出される超微粒子が尽きてきて、上記チャンバ内の微粒子個数がその値以下になるまで、上記２次加硫の条件（温度、圧力、時間）を設定する。そのようにした場合、上記ゴム層の全域における残留シロキサンがさらに効果的に減少する。
【００２１】
この発明の定着部材は、
搬送されるシートに圧接されて上記シートに画像を定着させる定着部材であって、
円筒状または環状の基材と、この基材の外周面を覆うように設けられ、上記シートが圧接される領域の寸法を確保するための弾性をもつゴム層と、このゴム層の外周面を覆うように設けられ、上記シートの剥離を助ける表層との３層を含み、
上記基材上で周方向に対して垂直な幅方向に関して、上記ゴム層の中央部におけるシロキサン含有量が、上記ゴム層の端部におけるシロキサン含有量の２倍未満になっていることを特徴とする。
【００２２】
この発明の定着部材では、上記基材上で周方向に対して垂直な幅方向に関して、上記ゴム層の中央部におけるシロキサン含有量が、上記ゴム層の端部におけるシロキサン含有量の２倍未満になっている。したがって、この定着部材では、従来の定着部材（ゴム層の中央部にシロキサンが数倍多く残留した状態になっている）に比して、ゴム層から超微粒子が発生するのを抑制できる。
【００２３】
一実施形態の定着部材では、
上記基材上で周方向に対して垂直な幅方向に関して、上記ゴム層の中央部におけるシロキサン含有量と上記ゴム層の端部におけるシロキサン含有量とが実質的に等しく、
上記ゴム層の内径をミリメートル単位でａ、上記ゴム層の外径をミリメートル単位でｂ、上記ゴム層の上記中央部と上記端部のシロキサン含有量をピー・ピー・エム単位でＤとそれぞれ表すとき、
Ｄ＜１００×（（２×ｂ）／（ｂ２−ａ２））−２．５×２
なる関係式が満たされていることを特徴とする。
【００２４】
この一実施形態の定着部材では、上記関係式が満たされているので、上記ゴム層から超微粒子が発生するのを効果的に抑制できる。
【００２５】
一実施形態の定着部材では、上記ゴム層と上記表層とがフッ素系接着剤を介して接着されていることを特徴とする。
【００２６】
この一実施形態の定着部材では、上記ゴム層と上記表層とを接着しているフッ素系接着剤はシロキサンフリーであるから、このフッ素系接着剤がシロキサンの発生源となることがなく、望ましい。
【００２７】
一実施形態の定着部材では、上記ゴム層に対して上記表層が周方向に回転するのを止める回転係止部を有していることを特徴とする。
【００２８】
この一実施形態の定着部材では、上記ゴム層に対して上記表層が周方向に回転するのを止める回転係止部を有している。この回転係止部のお蔭で、定着部材による定着動作時に、搬送されるシートが上記定着部材に圧接されたとしても、上記ゴム層に対して上記表層が周方向に回転するのが禁止される。結果として、上記ゴム層と上記表層との接着剤による接着力をより弱いものとすることができる。あるいは、接着剤によって接着する必要性を無くすことができる。したがって、定着ローラの構成および製造方法を簡素化して、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の一実施形態としての定着ローラを備えた画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図２】（Ａ）は、上記定着ローラを中心軸に対して垂直に切断したときの断面構造を示す図である。（Ｂ）は、上記定着ローラを中心軸に沿って切断したときの断面構造を示す図である。
【図３】（Ａ）は、定着ローラを作製するための従来のフローを示す図である。（Ｂ）は、この発明の一実施形態としての定着ローラの製造方法のフローを示す図である。（Ｃ）は、上記製造方法のフローにおいて２次加硫を行う装置の構成を示す図である。
【図４】図３（Ｂ）の製造方法によって作製された定着ローラのゴム層における残留シロキサン量を、上記定着ローラの軸方向位置に関して示す図である。
【図５】上記定着ローラのゴム層における残留シロキサン量と上記ゴム層の形状との関係を示す図である。
【図６】（Ａ）は、変形例の定着ローラを中心軸に対して垂直に切断したときの断面構造を示す図であり、次の（Ｂ）におけるＶＩＡ−ＶＩＡ線断面に相当する。（Ｂ）は、その定着ローラを中心軸に対して垂直な方向から見たところを示す図である。（Ｃ）は、その定着ローラの一部を中心軸に沿って切断したときの断面構造を示す図であり、（Ｂ）におけるＶＩＣ−ＶＩＣ線断面に相当する。
【図７】（Ａ）は定着ローラの一般的な構成を示す断面図、（Ｂ）は定着ローラのゴム層の端部から超微粒子としてのシロキサンが噴出する態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態の定着ローラを備えたカラータンデム方式の画像形成装置１００の概略構成を示している。この画像形成装置は、スキャナ、コピー、プリンタなどの機能を備えた複合機であって、ＭＦＰ（Multi Function Peripheral）と呼ばれるものである。
【００３１】
この画像形成装置１００は、本体ケーシング１０１内の略中央に、２個のローラ１０２、１０６に巻回された周方向に移動する環状の中間転写体としての中間転写ベルト１０８を備えている。２個のローラ１０２、１０６のうち、一方のローラ１０２は図において左側に配置され、他方のローラ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１０２、１０６によって支持されて矢印Ｘ方向に回転駆動される。
【００３２】
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印字部としての作像ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋが並べて配置されている。
【００３３】
各作像ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋは、それらが取り扱うトナー色の違いを除いて全く同様に構成されている。具体的には、例えばイエローの作像ユニット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、１次転写ローラ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、図示されない外部装置から入力された画像信号に応じて感光体ドラム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１次転写ローラ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、クリーナ装置１９５によってクリーニングされる。
【００３４】
中間転写ベルト１０８が矢印Ｘ方向に移動するに伴って、各作像ユニット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。
【００３５】
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、このクリーニング装置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２次転写部材としての２次転写ローラ１１２が設けられている。搬送路１２４のうち２次転写ローラ１１２の上流側に相当する位置に搬送ローラ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トナー濃度センサとしての光学式濃度センサ１１５が設けられている。
【００３６】
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部としての定着装置１３０が設けられている。定着装置１３０は、図１において紙面に対して垂直に延在する定着部材としての加熱ローラ１３２と加圧用部材としての加圧ローラ１３１とを備えている。加熱ローラ１３２は、加熱源としてのヒータ１３３によって所定の目標温度（この例では１８０℃〜２００℃の範囲内の定着温度）に加熱される。加圧ローラ１３１は、図示しないばねによって加熱ローラ１３２へ向かって付勢されている。これにより、加圧ローラ１３１と加熱ローラ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１３１と加熱ローラ１３２の温度は、それぞれこの例ではサーミスタからなる温度センサ１３５，１３６によって検出される。
【００３７】
また、本体ケーシング１０１の下部には、出力画像が形成されるべき印字媒体としての用紙９０を収容した給紙口としての給紙カセット１１６Ａ，１１６Ｂが２段に設けられている。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１１８と、送り出された用紙を検出する給紙センサ１１７とが設けられている。なお、簡単のため、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。
【００３８】
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。
【００３９】
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１１８によって例えば給紙カセット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１１４によってタイミングをとって、搬送ローラ１２０によって中間転写ベルト１０８と２次転写ローラ１１２との間のトナー転写位置へ送り込まれる。一方、既述のように、各作像ユニット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いる。上述のトナー転写位置に送り込まれた用紙９０に、この中間転写ベルト１０８上の４色のトナー画像が、２次転写ローラ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１３１と加熱ローラ１３２とが作るニップ部を通して搬送され、加熱および加圧を受ける。これにより、その用紙９０にトナー画像が定着される。そして、トナー画像が定着された用紙９０は、排紙ローラ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、この例では、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。
【００４０】
図２（Ａ），（Ｂ）は、上記画像形成装置１００に含まれた定着部材としての定着ローラ１３２の一態様（符号１０で表す）の断面構成を示している。より詳しくは、図２（Ａ）は、定着ローラ１０を中心軸Ｃに対して垂直に切断したときの断面構造を示し、図２（Ｂ）は、定着ローラ１０を中心軸Ｃに沿って切断したときの断面構造を示している。
【００４１】
この定着ローラ１０は、円筒状の基材としての芯金１１と、接着剤１７を介してこの芯金１１の外周面１１ａを覆うように設けられたゴム層１２と、接着剤１８を介してこのゴム層１２の外周面１２ａを覆うように設けられた表層１３との３層からなっている。芯金１１の内部空間には、定着ローラ１０を所定の目標温度（この例では、１８０℃〜２００℃の範囲内の定着温度）に加熱する加熱源としてのヒータ（図１中のヒータ１３３に相当）が設けられている。
【００４２】
芯金１１は、アルミニウムまたは鉄等の金属材料からなる。芯金１１の厚さは、この例では厚さが０．１ｍｍ〜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、０．１ｍｍ〜１．５ｍｍ程度であるのがより望ましい。芯金１１の外径は、この例では１０ｍｍ〜５０ｍｍ程度に設定されている。
【００４３】
ゴム層１２は、シリコーンゴム材料からなり、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をもつ。ゴム層１２の厚さは、０．０５ｍｍ〜２ｍｍの範囲内であるのが望ましく、この例では０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ程度である。
【００４４】
表層１３は、この例ではＰＦＡ（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コポリマー）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）等のフッ素系樹脂からなり、上記定着温度に対する耐熱性と、ニップ部を通過した用紙９０の剥離を助ける離型性と、さらにゴム層１２から発生した超微粒子を透過しにくい性質（ガスバリア性）とをもつ。表層１３の厚さは、５μｍ〜１００μｍの範囲内であるのが望ましく、この例では３０μｍ〜４０μｍ程度に設定されている。
【００４５】
芯金１１の中心軸Ｃに沿った方向Ｙ、すなわちこの定着ローラ１０に圧接されるべき用紙９０の幅方向Ｙに関して、ゴム層１２の端部１２ｅと表層１３の端部１３ｅは、それぞれ芯金１１の端部１１ｅよりも内側で、互いに同じ位置に位置している。
【００４６】
この定着ローラ１０を備えた画像形成装置では、定着ローラ１０がヒータ１３３によって１８０℃〜２００℃の範囲内の定着温度に加熱される。搬送される用紙９０が定着ローラ１０の外周面１３ａに圧接されて用紙９０に画像が定着される。
【００４７】
上記定着ローラ１０は、図３（Ｂ）に示す製造方法のフローに従って作製されている。
【００４８】
ｉ）  まず、図３（Ｂ）中のステップＳ１にて、円筒状の芯金１１の外周面に、接着剤となるプライマ（この例では、安価なシリコーン系接着剤とする。例えばＸＰ８１−４０５（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社））１７を塗布し、その上にゴム層１２を射出成形によって形成する（この射出成形が１次加硫に相当する。）。
【００４９】
ii)  次に、ステップＳ２にて、ゴム層１２に用紙９０が圧接される領域の寸法を確保するための弾性をもたせるように、ゴム層１２に対する２次加硫を行う。
【００５０】
この２次加硫は、ゴム層１２が形成された芯金１１を、図３（Ｃ）中に示す加硫装置のチャンバ３１に収容した状態で行う。チャンバ３１にはヒータ３２が内蔵されており、このヒータ３２によってチャンバ３１内を加熱して昇温できるようになっている。チャンバ３１内の温度は温度センサ３５によって観測される。また、チャンバ３１には排気装置としての排気ポンプ３３が接続されており、この排気ポンプ３３によって、チャンバ３１内を排気して圧力を減圧できるようになっている。チャンバ３１内の圧力（雰囲気圧力）は、圧力センサ３６によって観測される。さらに、この例では、チャンバ３１に、チャンバ内の微粒子個数を観測する市販の粒子数計数器（例えば東京ダイレック株式会社製の超微小粒子モニター（UFP）/3031）３４が併設されている。粒子数計数器３４は、チャンバ内の微粒子個数を計数する。温度センサ３５によって観測されたチャンバ内の温度、圧力センサ３６によって観測されたチャンバ内の圧力、粒子数計数器３４によって観測されたチャンバ内の微粒子個数は、いずれもコントローラ３０に入力される。
【００５１】
コントローラ３０は、加硫装置全体の制御を行う。具体的には、コントローラ３０は、温度センサ３５の出力に基づいて、チャンバ３１内の温度が目標の加硫温度（この例では２００℃以上）になるようにヒータ３２を制御する。また、コントローラ３０は、圧力センサ３６の出力に基づいて、チャンバ３１内の圧力が目標の圧力（この例では大気圧以下）になるように排気ポンプ３３を制御する。さらに、コントローラ３０は、図示しないタイマを内蔵しており、チャンバ内での処理時間が所定の時間（この例では４時間以上）になるように制御する。
【００５２】
一つの例では、この２次加硫の条件は、通常のゴム製品の２次加硫条件と同様に、温度を２００℃、圧力を大気圧、処理時間を４時間に設定して行う。
【００５３】
iii)  この後、図３（Ｂ）中のステップＳ３にて、２次加硫を経たゴム層１２の外周面１２ａに、接着剤となるプライマ（この例ではフッ素系接着剤とする。例えばＧＬＰ−１０３ＳＲ（ダイキン工業株式会社））１８を塗布し、その上に例えばＰＦＡからなる表層１３をかぶせる。
【００５４】
ここで、フッ素系接着剤１８はシロキサンフリーであるから、このフッ素系接着剤１８がシロキサンの発生源となることがなく、望ましい。
【００５５】
iv）  最後に、ステップＳ４にて、表層１３に対する再加熱を行って、ＰＦＡからなる表層１３を熱収縮させるとともに、接着剤１８を介してゴム層１２に密着させる。
【００５６】
このようにして定着ローラ１０を作製する。
【００５７】
この定着ローラ１０の製造方法では、ゴム層１２の外周面１２ａに表層１３を設けるステップＳ３の前に、言い換えればゴム層１２の外周面１２ａが露出した状態で、ゴム層１２に対する２次加硫を行っている。したがって、２次加硫の工程（ステップＳ２）で、ゴム層１２の外周面１２ａの全域から超微粒子としてのシロキサンが放出されて、ゴム層１２の全域における残留シロキサンが効果的に減少する。この結果、作製された定着ローラ１０では、ゴム層１２から超微粒子が発生するのが抑制される。したがって、シロキサンによって画像形成装置の機内や周囲の環境が汚染されるのを防止できる。
【００５８】
また、２次加硫を、２００℃以上の温度で、大気圧以下の圧力で、かつ４時間以上の条件で行えば、ゴム層１２の外周面１２ａの全域から超微粒子としてのシロキサンが容易に放出されて、尽きてくる。この結果、ゴム層１２の全域における残留シロキサンがさらに効果的に減少するので、望ましい。
【００５９】
２次加硫の条件は、チャンバ３１内の微粒子個数を粒子数計数器３４で観測しながら処理を行ったとき、ゴム層１２から放出される超微粒子としてのシロキサンが尽きてきて、チャンバ３１内の微粒子個数が１立方センチメートル当たり２０００個（つまり２０００個／ｃｃ）以下になるような条件である。逆に言えば、チャンバ内の微粒子個数がその値（２０００個／ｃｃ）以下になるように、粒子数計数器３４で観測結果をコントローラ３０へフィードバックして、２次加硫の条件（温度、圧力、時間）を設定するのが望ましい。これにより、作製された定着ローラ１０の品質を安定化することができる。
【００６０】
図４は、上述の製造方法によって作製された定着ローラ１０のゴム層１２について、定着ローラ１０の中心軸Ｃに沿った方向Ｙに関する位置（軸方向位置）毎に測定した残留シロキサン量のデータＤ１を示している。図４の横軸（軸方向位置）は、中心軸Ｃに沿った方向Ｙに関して定着ローラ１０のうちゴム層１２が設けられている領域を１０個に区画して定められている（参考のために、図２中にゴム層１２の端部１２ｅを含む区画Ｅを示している。）。図４の縦軸はゴム層１２のシロキサン含有量（残留シロキサン量）を任意単位で表している。ゴム層１２の残留シロキサン量は、成形ゴム試料を溶媒抽出法で調整して得た溶液をガスクロマトグラフによって分析し、低分子シロキサンを定量することにより求めた。なお、比較のために、図４中には、従来例の製造方法によって作製された定着ローラ３００のゴム層３０２についてのデータＤ３００を併せて示している。
【００６１】
図４から分かるように、従来例の製造方法によって作製された定着ローラ３００では、軸方向に関して端部の区画Ｅ，Ｆではゴム層の残留シロキサン量Ｄ３００ｅ，Ｄ３００ｆが少ないが、内部Ａの区画ではゴム層の残留シロキサン量Ｄ３００ａが多くなっている（中央部では端部に比して数倍以上多くなっている。）。これに対して、上述の製造方法によって作製された定着ローラ１０では、軸方向に関して端部の区画Ｅ，Ｆ、内部Ａの区画ともに、ゴム層の残留シロキサン量Ｄ１０ｅ，Ｄ１０ｆ，Ｄ１０ａが少なく、略一定になっている。
【００６２】
このように、上述の製造方法によって作製された定着ローラ１０では、ゴム層１２の全域における残留シロキサンを効果的に減少させることができた。実際に、上述の製造方法によって作製された定着ローラ１０では、ゴム層１２の中央部におけるシロキサン含有量が、ゴム層１２の端部におけるシロキサン含有量と実質的に等しく、バラツキを考慮してもゴム層１２の端部におけるシロキサン含有量の２倍未満になっている、と言える。
【００６３】
図５は、定着ローラのゴム層１２における残留シロキサン量とゴム層１２の形状との関係を示している。図５の縦軸はゴム層１２のシロキサン含有量（残留シロキサン量）を表している。図５の横軸は形状因子Ｓ／Ｖ（ｍｍ−１）を表している。ここで、Ｓはゴム層１２の表面積を意味し、Ｖはゴム層１２の体積を意味する（定着ローラ１０の中心軸Ｃに沿った方向Ｙに関する単位長当たりの量である。）。すなわち、ゴム層１２の内径をミリメートル単位でａ（ｍｍ）、ゴム層１２の外径をミリメートル単位でｂ（ｍｍ）と表すとき、Ｓ＝２π×ｂと表され、Ｖ＝π×（ｂ２−ａ２）と表される。
【００６４】
上述の２次加硫の条件（温度は２００℃、圧力は大気圧、処理時間は４時間）下では、ゴム層１２（の例えば中央部）のシロキサン含有量をピー・ピー・エム単位でＤ（ｐｐｍ）と表すとき、実験結果に対する曲線フィッティング（図５中に○印で表す測定データに対する曲線Ｄｙのフィッティング）の手法により、
Ｄ＝１００×（Ｓ／Ｖ）−２．５
＝１００×（（２×ｂ）／（ｂ２−ａ２））−２．５
という関係になっていることが分かった。つまり、バラツキを２倍として考慮しても、
Ｄ＜１００×（（２×ｂ）／（ｂ２−ａ２））−２．５×２
なる関係式が満たされている、と言える。なお、この結果は、定性的には、表面積Ｓが多く、かつ体積Ｖが小さいほど、残留シロキサン量Ｄが少なくなることを意味している。
【００６５】
図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、既述の定着ローラ１０を変形した変形例の定着ローラ（符号１０′で表す）を示している。図６（Ｂ）は、その定着ローラ１０′を中心軸Ｃに対して垂直な方向から見たところを示している。図６（Ａ）は、定着ローラ１０′を図６（Ｂ）におけるＶＩＡ−ＶＩＡ線に沿って中心軸Ｃに対して垂直に切断したときの断面構造を示している。図６（Ｃ）は、その定着ローラ１０′の一部（図６（Ｂ）に示されている手前側の部分）をＶＩＣ−ＶＩＣ線に沿って切断したときの断面構造を示している。図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）において、図２（Ａ），（Ｂ）中の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して、個々の説明を省略する。
【００６６】
この定着ローラ１０′では、図２（Ａ），（Ｂ）の例とは異なり、芯金１１の中心軸Ｃに沿った方向、すなわちこの定着ローラ１１に圧接されるべき用紙９０の幅方向に関して、ゴム層１２の端部１２ｅが表層１３の端部１３ｅよりも芯金１１の端部１１ｅに近い位置にある。そして、ゴム層１２に対して表層１３が周方向Θ（図６（Ａ）中に示す）に回転（空回り）するのを止める回転係止部を有している。詳しくは、図６（Ｂ）によって良く分かるように、表層１３の端部１３ｅ近傍部分は、軸方向Ｙに関して凹凸に形成されて、−Ｙ方向に対して突起した部分１３ｇを有している。一方、ゴム層１２の端部１２ｅ近傍部分は、軸方向Ｙに関して凹凸に形成されて、＋Ｙ方向に対して突起した部分１２ｇを有している。この部分１２ｇは、図６（Ｃ）によって良く分かるように、表層１３の外周面１３ａの高さレベルまで盛り上がっている。そして、ゴム層１２の端部１２ｅ近傍の突起部分１２ｇと、表層１３の端部１３ｅ近傍の突起部分１３ｇとが歯車のように噛み合って、回転係止部を構成している。この構成により、ゴム層１２に対して表層１３が周方向Θ（図６（Ａ）中に示す）に回転するのが禁止される。
【００６７】
この定着ローラ１０′を用いた定着動作時には、搬送される用紙９０が定着ローラ１０′に圧接されたとしても、ゴム層１２の突起部分１２ｇと表層１３の突起部分１３ｇとが互いに嵌合しているので、ゴム層１２に対して表層１３が周方向に回転することがない。結果として、ゴム層１２と表層１３との接着剤による接着力をより弱いものとすることができる。あるいは、接着剤によって接着する必要性を無くすことができる。
【００６８】
この定着ローラ１０′を作製する場合、図３（Ｂ）に示した製造方法のフローにおけるステップＳ３において接着剤を省略することができる（その場合を「接着剤なし／回転止め」と表している。）。
【００６９】
このように、この定着ローラ１０′では、定着ローラの構成および製造方法を簡素化して、コストダウンを図ることができる。
【００７０】
なお、芯金１１に対してゴム層１２が周方向に回転（空回り）するのを止めるもう一つの回転係止部を設けても良い。この回転係止部としては、例えば、ゴム層１２の突起部分１２ｇと表層１３の突起部分１３ｇとの嵌合と同様に、芯金１１の突起部分とゴム層１２の突起部分とを噛み合わせても良い。また、芯金１１の外周面１１ａに小孔や軸方向Ｙに沿って延びる溝を設けて、ゴム層１２の一部がその小孔や溝に入り込んだ構成としても良い。また、芯金１１の外周面１１ａに針状突起を設けて、この針状突起がゴム層１２にくい込んだ構成としても良い。このようにした場合、芯金１１とゴム層１２とを接着剤によって接着する必要性を無くすことができる。その結果、定着ローラの構成および製造方法をさらに簡素化して、さらにコストダウンを図ることができる。
【００７１】
上述の実施形態では、定着部材は円筒状の定着ローラであるものとした。当然ながら、これに限られるものではなく、本発明は、定着部材が環状の定着ベルトである場合にも好ましく適用される。
【００７２】
また、上述の実施形態における加圧ローラも、定着部材として考えることもできる。定着ローラだけでなく、加圧ローラにもヒータを内蔵しても良い。
【００７３】
また、この実施形態では、タンデム型のカラー画像形成装置に対して本発明を適用したが、これに限られるものではない。感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、定着手段の構成や配置は、本実施形態に限定されず、他の構成や配置であっても良い。本発明は、ロータリー配置型、直接転写方式など、他の方式の画像形成装置にも、広く適用することができる。
【００７４】
また、本発明は、プリンタ、複写機、ＦＡＸ、およびこれらの複合機や、データを加工・編集して印刷するハードコピーシステムにも適用できる。
【符号の説明】
【００７５】
１０、１０′、１３２  定着ローラ
１１  芯金
１２  ゴム層
１３  表層
１３１  加圧ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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