(57)【要約】【課題】芯材の外周に弾性体層を備え、弾性体層が２層以上のシリコーンゴム層からなる加圧ローラにおいて、芯材近傍における弾性体層の疲労破壊を防止することで、耐久性に優れた加圧ローラを提供する。【解決手段】加圧ローラ１０は、芯材１２と、芯材１２の外周に形成された弾性体層１４を備え、弾性体層１４は、２層以上のシリコーンゴム層からなり、最外層１４ａは、連続気泡シリコーンゴム層からなり、最外層以外のシリコーンゴム層の硬さをＨｎｏ、最外層の連続気泡シリコーンゴム層の硬さをＨｏ、最外層以外のシリコーンゴム層の損失係数をｔａｎδｎｏ、最外層の連続気泡シリコーンゴム層の損失係数をｔａｎδｏとしたときに、  Ｈｎｏ＞Ｈｏ、もしくは、Ｈｎｏ≦Ｈｏかつｔａｎδｎｏ＞ｔａｎδｏ  の関係を満たす加圧ローラである。【選択図】図１
2019158913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材と、
前記芯材の外周に形成された弾性体層と
前記弾性体層は、２層以上のシリコーンゴム層からなり、
前記２層以上のシリコーンゴム層のうち最外層は、連続気泡シリコーンゴム層であり、
前記最外層以外のシリコーンゴム層の硬さをＨｎｏ、
前記最外層の連続気泡シリコーンゴム層の硬さをＨｏ、
前記最外層以外のシリコーンゴム層の損失係数をｔａｎδｎｏ、
前記最外層の連続気泡シリコーンゴム層の損失係数をｔａｎδｏとしたとき、
Ｈｎｏ＞Ｈｏ、もしくは、
Ｈｎｏ≦Ｈｏかつｔａｎδｎｏ＞ｔａｎδｏ
の関係を満たす加圧ローラ。
【請求項２】
前記最外層以外のシリコーンゴム層は、周波数１０Ｈｚ，温度３０℃での損失係数（ｔａｎδｎｏ）が０．０７〜０．３であり、
前記最外層の連続気泡シリコーンゴム層は、周波数１０Ｈｚ，温度３０℃での損失係数（ｔａｎδｏ）が０．０５〜０．１５である請求項１に記載の加圧ローラ。
【請求項３】
前記最外層以外のシリコーンゴム層の ＪＩＳ Ｋ ６２５３準拠のゴム硬さ（タイプＥ；Ｈｎｏ）は、２５°〜６５°、引張り強さ０．７ＭＰa〜７．０ＭＰａ、伸びは６０％〜４２０％であり、
前記最外層の連続気泡シリコーンゴム層のＪＩＳ Ｋ ６２５３準拠のゴム硬さ（タイプＥ；Ｈｏ）は、１２°〜５０°、引張り強さ０．４ＭＰａ〜２．０ＭＰａ、伸びは５０％〜２３０％である、
請求項１乃至請求項２のいずれか一項に記載の加圧ローラ。
【請求項４】
前記最外層以外のシリコーンゴム層の厚み（Ｔｎｏ）と前記最外層の連続気泡シリコーンゴム層の厚み（Ｔｏ）との比（Ｔｎｏ／Ｔｏ）は、０．０１〜０．７である、
請求項１乃至請求項３いずれか一項に記載の加圧ローラ。
【請求項５】
前記最外層以外のシリコーンゴム層が単独気泡シリコーンゴムまたは連続気泡シリコーンゴムからなる、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の加圧ローラ。
【請求項６】
前記最外層以外のシリコーンゴム層が、ミラブル型シリコーンゴム混合物または液状シリコーンゴムを硬化することで得られたシリコーン弾性体からなる、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の加圧ローラ。
【請求項７】
前記最外層以外のシリコーンゴム層が、ミラブル型シリコーンゴム混合物を押し出し成形により芯材上に成形した後に加熱し、発泡及び硬化させることで形成される、請求項６に記載の加圧ローラ。
【請求項８】
前記最外層の連続気泡シリコーンゴム層が、Ｗ／Ｏ型エマルション前駆体を経て形成、水を含んだ吸水ポリマーをシリコーンゴムに分散させた前駆体を経て形成、または、樹脂バルーンをシリコーンゴムに分散させた前駆体を経て形成される、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の加圧ローラ。
【請求項９】
前記最外層の表層にフッ素樹脂からなる層を有する、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の加圧ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザープリンタに代表される電子写真方式の画像形成装置では、紙などの記録媒体にトナー画像を形成し、これを定着ユニットによって定着させる方式が採用されている。定着ユニットは、内蔵された加熱手段により加熱される定着ローラまたは定着ベルトと、定着ローラまたは定着ベルトに対向するように配置された加圧ローラとを備えている。加圧ローラは、定着ローラまたは定着ベルトに圧接しており、その圧接部には所定幅のニップが形成されている。このニップにトナー画像が転写された紙などの記録媒体を通すことによって、記録媒体に転写されたトナー画像を定着させることができる。
【０００３】
特許文献１には、上層に発泡シリコーンスポンジゴム層、下層に発泡シリコーンスポンジゴム層よりも高い強度のシリコーンソリッドゴム層を設けることにより、下層のシリコーンゴムソリッド層が芯金と上層の発泡シリコーンゴム層との歪を緩和することで、長期間使用しても芯金と表層のシリコーンスポンジゴム層とが剥離するおそれがないことが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、液状シリコーンゴムを連続相とするエマルション組成物の硬化物であるエラストマー多孔質体の下層に、厚さ０．００５〜０．５ｍｍのゴム層を設け、ゴム層の厚さＴ１とエラストマー多孔質体の厚さＴ２の比（Ｔ１／Ｔ２）が０．００２〜０．１５とした加圧ローラにより、芯金近傍のスポンジゴムの破壊を防ぐことができ、加圧ローラの耐久性を向上できることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２６３０５４号公報
【特許文献２】特開２０１６−１２８９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、スポンジゴムからなる層の内側に、ソリッドゴムからなる内層を設けて弾性体層を二層化し、破壊現象を防ごうとする対策が検討されてきた。しかし、内層ゴム層の硬さが規定されているのみで、疲労破壊を十分に防止できるものではなく、良好な耐久性を実現できない欠点を有する。
【０００７】
特許文献２では、芯材近傍のゴム層の厚みを規定することで耐久性を向上させているが、上層も下層もゴム層が何ら規定されておらず、長時間の耐久性が向上するとは考えられない。さらに、上層のゴム層に大きく影響されるローラニップ幅の変化については、全く検討されておらず、良好な印画を達成できないという欠点を有する。
【０００８】
本発明は、芯材の外周に弾性体層を備え、弾性体層が２層以上のシリコーンゴム層からなる加圧ローラにおいて、芯材近傍における弾性体層の疲労破壊を防止することで、優れた耐久性とともに良好な印画を実現できる加圧ローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
課題を解決するための手段は、以下の通りである。
（１）芯材と、
前記芯材の外周に形成された弾性体層と
前記弾性体層は、２層以上のシリコーンゴム層からなり、
前記２層以上のシリコーンゴム層のうち最外層は、連続気泡シリコーンゴム層であり、
前記最外層以外のシリコーンゴム層の硬さをＨｎｏ、
前記最外層の連続気泡シリコーンゴム層の硬さをＨｏ、
前記最外層以外のシリコーンゴム層の損失係数をｔａｎδｎｏ、
前記最外層の連続気泡シリコーンゴム層の損失係数をｔａｎδｏとしたとき、
Ｈｎｏ＞Ｈｏ、もしくは、
Ｈｎｏ≦Ｈｏかつｔａｎδｎｏ＞ｔａｎδｏ
の関係を満たす加圧ローラ。
【００１０】
（２）前記最外層以外のシリコーンゴム層は、周波数１０Ｈｚ，温度３０℃での損失係数（ｔａｎδｎｏ）が０．０７〜０．３であり、
前記最外層の連続気泡シリコーンゴム層は、周波数１０Ｈｚ，温度３０℃での損失係数（ｔａｎδｏ）が０．０５〜０．１５である、上記（１）に記載の加圧ローラ。
【００１１】
（３）前記最外層以外のシリコーンゴム層の ＪＩＳ Ｋ ６２５３準拠のゴム硬さ（タイプＥ；Ｈｎｏ）は、２５°〜６５°、引張り強さ０．７ＭＰa〜７．０ＭＰａ、伸びは６０％〜４２０％であり、
前記最外層の連続気泡シリコーンゴム層のＪＩＳ Ｋ ６２５３準拠のゴム硬さ（タイプＥ；Ｈｏ）は、１２°〜５０°、引張り強さ０．４ＭＰａ〜２．０ＭＰａ、伸びは５０％〜２３０％である、上記（１）乃至（２）のいずれかに記載の加圧ローラ。
【００１２】
（４）前記最外層以外のシリコーンゴム層の厚み（Ｔｎｏ）と前記最外層の連続気泡シリコーンゴム層の厚み（Ｔｏ）との比（Ｔｎｏ／Ｔｏ）は、０．０１〜０．７である、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の加圧ローラ。
【００１３】
（５）前記最外層以外のシリコーンゴム層が単独気泡シリコーンゴムまたは連続気泡シリコーンゴムからなる、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の加圧ローラ。
【００１４】
（６）前記最外層以外のシリコーンゴム層が、ミラブル型シリコーンゴム混合物または液状シリコーンゴムを硬化することで得られたシリコーン弾性体からなる、上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の加圧ローラ。
【００１５】
（７）前記最外層以外のシリコーンゴム層が、ミラブル型シリコーンゴム混合物を押し出し成形により芯材上に成形した後に加熱し、発泡及び硬化させることで形成される、上記（６）に記載の加圧ローラ。
【００１６】
（８）前記最外層の連続気泡シリコーンゴム層が、Ｗ／Ｏ型エマルション前駆体を経て形成、水を含んだ吸水ポリマーをシリコーンゴムに分散させた前駆体を経て形成、または、樹脂バルーンをシリコーンゴムに分散させた前駆体を経て形成される、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の加圧ローラ。
【００１７】
（９）前記最外層の表層にフッ素樹脂からなる層を有する、上記（１）乃至（８）のいずれかに記載の加圧ローラ。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、芯材の外周に弾性体層を備え、弾性体層が２層以上のシリコーンゴム層からなる加圧ローラにおいて、芯材近傍における弾性体層の疲労破壊を防止することで、優れた耐久性を有するとともに良好な印画を実現できる加圧ローラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】加圧ローラの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態の加圧ローラの断面図である。図１に示すように、本実施形態の加圧ローラ１０は、芯材１２と、芯材１２の外周に形成された弾性体層１４を含む。本実施形態の加圧ローラ１０は、例えば複写機やレーザープリンタなどの画像形成装置の定着ユニットに用いられる。
【００２１】
芯材１２は、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼などの金属材料で形成された円柱状の部材によって構成される。また、芯材１２は、耐熱性を有していれば、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等であってもよく、内部が空洞となっている構造、所謂パイプ構造でもよい。なお、芯材１２は、所定の剛性を有する軸状の部材であればよく、このような材料や形状に限定されないことは勿論である。
【００２２】
弾性体層１４は、所定の弾性を有する弾性体からなる層であり、２層以上のシリコーンゴム層からなる。弾性体層１４に含まれるシリコーンゴム層のうち最外層１４ａは、連続気泡シリコーンゴム層からなる。最外層以外の層１４ｂは、ソリッドシリコーンゴム層、単独気泡シリコーンゴム層、連続気泡シリコーンゴム層のいずれでもよい。なお、図１では、弾性体層１４が２層のシリコーンゴム層で構成される例を示しているが、弾性体層１４が３層以上のシリコーンゴム層で構成されてもよい。その場合、最外層以外の層１４ｂが２層以上となる。
【００２３】
本発明者らは、加圧ローラの弾性体層に生じる疲労破壊の原因について種々の研究を行った。その結果、疲労破壊が芯材近傍において生じており、その原因は、加圧ローラの回転方向に対して反対方向にかかるせん断力によって生じていることを突き止めた。
理論に縛られることは望まないが、この理由は以下のように推察できる。
すなわち、加圧ローラにかかる押圧力(＝加圧力)は、芯金軸（回転軸）に対して垂直方向にかかる繰り返し圧縮力と、ローラ回転に対して逆方向にかかるせん断力とに分けて考えることができる。弾性体層に連続気泡スポンジゴムのみが用いられた従来のローラにおいて、破壊モードとして見られる現象は、芯金近傍の連続気泡スポンジゴムの破壊である。垂直方向にかかる圧縮力によって連続気泡スポンジゴムの破壊が起きているのであれば、芯金近傍だけでなく、スポンジゴムの内部でも破壊が生じる。しかしながら、このような破壊現象はほとんど見られない。したがって、連続気泡スポンジゴムの破壊は、主に、ローラ回転に対して逆方向にかかるせん断力によって生じていると推察できる。
このように、最外層のゴム層として連続気泡シリコーンゴム層を用いることで、圧縮に対して変形しやすくなり、加圧ローラ１０に加わる垂直方向の圧縮力を最外層１４ａによって吸収しやすくなる。さらに、ゴム層（内層）に亀裂が入った場合には、亀裂成長を防ぐことができるｔａｎδ（損失係数）の大きな材料、あるいは弾性体層の内部（最外層ゴム層を含む複数のゴム層間）に硬さの傾斜を作ることで、弾性体層全体の歪みが小さくなり、芯材近傍に生じるせん断力による弾性体層の破断を防止でき、加圧ローラの耐久性が向上することがわかった。
特にこのメカニズムは、内層のシリコーンゴム層の硬さをＨｎｏ、最外層の連続気泡シリコーンゴム層の硬さをＨｏ、内層のシリコーンゴム層の損失係数をｔａｎδｎｏ、最外層の連続気泡シリコーンゴム層の損失係数をｔａｎδｏとしたとき、
Ｈｎｏ＞Ｈｏ、もしくは、Ｈｎｏ≦Ｈｏかつｔａｎδｎｏ＞ｔａｎδｏ
という関係があることを突き止めた。
【００２４】
さらに、最外層以外のシリコーンゴム層のｔａｎδｎｏ（損失係数）は０．０７〜０．３が良いこと、また、最外層の連続気泡シリコーンゴム層においては、芯材の軸方向に垂直方向にかかる繰り返しの圧縮力によって内部に疲労エネルギーが蓄積しないようにするために、ｔａｎδ（損失係数）の小さい材料が適しており、ｔａｎδｏは０．０５〜０．１５が良いことを突き止めた。
【００２５】
ところで、加圧ローラとしての性能を満たすためには、幅広のニップ幅、所定面圧の確保、および耐久性の３つを満足する必要がある。ニップ幅と面圧を決める要因としては、弾性体層の硬さ、連続気泡率が考えられる。耐久性に関しては、弾性体層のｔａｎδに加えて、破断強度（引張り強さ）と伸びの影響を考慮する必要がある。本発明者らは、加圧ローラの耐久性を高めつつ、必要なニップ幅と面圧を確保するために、弾性体層を構成するシリコーンゴム層の硬さ、引張り強さ、及び伸びが下記の範囲内であることが好ましいことを突き止めた。
すわなち、本実施形態の加圧ローラ１０において、最外層以外の層（内層）１４ｂを構成するシリコーンゴム層は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３準拠のゴム硬さ（タイプＥ；Ｈｎｏ）が２５°〜６５°、引張り強さ０．７ＭＰa〜７．０ＭＰａ、伸びは６０％〜４２０％であることが好ましい。一方、最外層１４ａを構成する連続気泡シリコーンゴム層は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３準拠のゴム硬さ（タイプＥ；Ｈｏ）が１２°〜５０°、引張り強さ０．４ＭＰａ〜２．０ＭＰａ、伸びは５０％〜２３０％であることが好ましい。
【００２６】
さらに、最外層１４ａ及び最外層以外の層１４ｂの厚みは特に限定されないが、ニップ幅と面圧を最適にするために、最外層以外の層１４ｂの厚み（Ｔｎｏ）と最外層１４ａの厚み（Ｔｏ）との比Ｔｎｏ／Ｔｏが、０．０１〜０．７であることが好ましい。
【００２７】
また、最外層以外の層１４ｂは、単独気泡シリコーンゴム層または連続気泡シリコーンゴム層であることが好ましい。最外層以外の層１４ｂが単独気泡シリコーンゴム層または連続気泡シリコーンゴム層である場合、各層が熱伝導率の小さなシリコーンゴム層となり、ローラ全体の熱伝導率を下げることができるため、省電力化が可能となる。
【００２８】
加えて、最外層以外の層１４ｂを構成するシリコーンゴム層は、ミラブル型シリコーンゴム混合物または液状シリコーンゴム混合物を硬化することで得られたシリコーン弾性体からなることが好ましい。また、最外層以外の層１４ｂを構成するシリコーンゴム層は、ミラブル型シリコーンゴム混合物を押し出し成形により芯材上に成形した後に加熱し、発泡及び硬化させることで形成されることが好ましい。
【００２９】
ミラブル型シリコーンゴム混合物とは、（ａ）ポリオルガノシロキサンベースポリマー、（ａ’）補強材、（ｂ）硬化剤、必要に応じて（ｃ）発泡剤と各種添加剤などを配合し、均一に分散させたものである。（ａ）ポリオルガノシロキサンベースポリマーとは、下記平均組成式
Ｒ1aＳｉＯ(4-a)/2
（式中、Ｒ1は同一又は異種の非置換もしくは置換一価炭化水素基を示し、ａは１．９５〜２．０５の正数である。）
で表される重合度が４０００以上のオルガノポリシロキサン １００質量部に対し、（ａ’）補強材を、１〜１００ 重量部の範囲で配合するのが一般的であるが、特にこれに限定されるものではない。なお、（ａ’）補強材とは、シリコーンゴムの加工性、機械的強度等を良好にするために必要な物質であり、一般に微粉末シリカ充填剤である。これにはフュームドシリカ、湿式シリカ、表面を疎水化処理したフュームドシリカ、湿式シリカ、石英微粉末、珪藻土などが例示される。
【００３０】
このようなシリコーンゴム組成物に用いられる各種成分のうち、（ａ）ポリオルガノシロキサンベースポリマーと（ｂ）硬化剤とは、ゴム状弾性体を得るための反応機構に応じて適宜選択されるものである。
その反応機構としては、（１）有機過酸化物架橋剤による架橋方法、（２）付加反応による架橋方法等が知られており、その反応機構によって、（ａ）成分（ポリオルガノシロキサンベースポリマー）と、（ｂ）成分すなわち硬化用触媒もしくは架橋剤との好ましい組み合わせが決まることは周知である。通常（ａ）成分のベースポリマーとしては、１分子中のケイ素原子に結合した有機基のうち、少なくとも２個がビニル基であるポリジオルガノシロキサンが用いられる。
【００３１】
ところで、（１）の有機過酸化物架橋剤による架橋方法を適用する場合には（ｂ）成分の硬化剤としては、例えば、有機過酸化物架橋剤である１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）シクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）−３−ヘキシン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルペルオキシ）ヘキサン、１，３−ジ（２−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン、ジｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、Ｎ−ブチル−４，４−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）バレレート、ｔｅｒｔ−ブチルクミルペルオキシド等、が用いられ、熱空気加硫を行う場合には、ベンゾイルペルオキシド、ｐ−メチル―ベンゾイルペルオキシド、２，４−ジクロロベンゾイルペルオキシド等のジアシル系有機過酸化物が一般的である。なお、これらの有機過酸化物架橋剤は、１種または２種以上の混合物として用いられる。（ｂ）成分の硬化剤である有機過酸化物の配合量は、（ａ）成分のシリコーンベース１００重量部に対し、０．１〜５重量部の範囲が好ましい。有機過酸化物の配合量が０．１未満では架橋が十分に行われず、５重量部を越えて配合すると得られたシリコーンゴム物性に悪影響を与えることがある。
【００３２】
また、（２）の付加反応による架橋方法を適用する場合には、（ｂ）成分の硬化剤としてメチルハイドロジェンシロキサンを用い、硬化用触媒として、塩化白金酸、白金オレフィン錯体、白金ビニルシロキサン錯体、白金黒、白金トリフェニルフォスフィン錯体等の白金系触媒等と組み合わせて使用する。
【００３３】
（ｃ）成分の発泡剤とは、本発明のシリコーンゴムスポンジ組成物をスポンジ状に発泡させるものであり、通常シリコーンゴムの発泡剤として使用されているものであれば、いずれのものでも構わない。これらには、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、１,１'−アゾ−ビス（１−アセトキシ−１−フェニル−エタン）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、Ｎ,Ｎ−ジメチル−Ｎ,Ｎ−ジニトロソテレフタルアミドなどの有機発泡剤や、８０〜２００℃の温度で膨張する熱膨張性マイクロカプセルが使用できる。このような熱膨張性マイクロカプセルとしては、塩化ビニリデン・アクリロニトリルコポリマーを外殻とし、イソブタンを内包したものなどが挙げられる。
【００３４】
さらに、最外層１４ａを構成する連続気泡シリコーンゴム層は、Ｗ／Ｏ型エマルション前駆体を経て形成されるか、水を含んだ吸水ポリマーをシリコーンゴムに分散させた前駆体を経て形成されるか、または、樹脂バルーンをシリコーンゴムに分散させた前駆体を経て形成されることが好ましい。最外層１４ａを構成する連続気泡シリコーンゴム層をこれらの方法で形成した場合、連続気泡シリコーンゴム層を容易に形成できるためである。
【００３５】
ところで、Ｗ／Ｏ型エマルション前駆体とは、（ｄ）付加硬化型の液状シリコーンゴム混合物、（ｅ）水成分、（ｆ）界面活性剤とをホモミキサー、パドルミキサー、ホモディスパー、コロイドミル、真空混合攪拌ミキサー等で混練・混合したものである。これらは、十分に分散させることができるものであれば特に限定されるものではない。
【００３６】
（ｄ）付加硬化型の液状シリコーンゴム混合物とは、両末端がジメチルビニル基で封鎖され、中間単位がジメチルシロキサン単位からなるポリオルガノシロキサンを主成分とし、硬化剤としてメチルハイドロジェンシロキサン、ヒドロシリル化反応触媒、硬化遅延剤、補強材などの混合物である。
【００３７】
（ｅ）水成分とは、水道水、イオン交換水、蒸留水や、天然または合成の無機系増粘剤によって水の粘度を高めたものを使用することができる。天然または合成の無機系増粘剤には、例えば、モンモリロナイト、ヘクトライト、サポナイト、ソーコナイト、バイデライトおよびノントロナイト等の粘土鉱物を主成分とするベントナイトなどの天然または合成のスメクタイトクレー；および、これらとポリアクリル酸のようなアニオン性ポリマーなどとからなる親水性複合物が例示される。粘度を高めることによって、（ｄ）成分（付加硬化型の液状シリコーンゴム混合物）中への分散を容易にし、Ｗ／Ｏ型エマルションの安定性を高めることができる。
【００３８】
（ｆ）界面活性剤としては、従来公知のものが使用でき、アニオン系、カチオン系、両性イオン系及びノニオン系のいずれでもよいが、ヒドロシリル化反応に影響が少ないことからノニオン系界面活性剤であることが好ましい。例えば、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、スクロース脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルなどの他、ポリシロキサン・ポリオキシエチレングラフト共重合体などのシリコーン系界面活性剤が挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３９】
このＷ／Ｏ型エマルション前駆体を金型内で水が蒸発するより低い温度でシリコーンゴムを加熱硬化し、得られた成形体を恒温槽中で加熱して水を除去することで、連続気泡スポンジを得ることができる。
【００４０】
また、水を含んだ吸水ポリマーをシリコーンゴムに分散させた前駆体とは、前記（ｅ）水成分としてポリオキシアルキレン系吸水性樹脂に水を吸水させたものを使用したものである。ポリオキシアルキレン系吸水性樹脂には、粉末状のものが用いられ、その平均粒子径は細かいものほどセルの微細な弾性層が得られる。
【００４１】
さらに、樹脂バルーンをシリコーンゴムに分散させた前駆体とは、（ｅ）水成分の代わりに既膨張型のマイクロ樹脂バルーンを分散させることで得られる。この前駆体を金型内でマイクロ樹脂バルーンの軟化温度以下でシリコーンを加熱硬化し、得られた成形体を恒温槽中で加熱してマイクロ樹脂バルーンを分解することで連続気泡スポンジを得ることができる。
【００４２】
加えて、本実施形態の加圧ローラ１０は、必要に応じて最外層１４ａの連続気泡シリコーンゴム層の外側に被覆層１６を含んでもよい。加圧ローラ１０が画像形成装置の加圧ローラとして用いられる場合、トナー画像が形成された紙などの記録媒体に被覆層１６が接触する。そのため、被覆層１６は、耐熱性及び非粘着性に優れたフッ素樹脂によって形成されるのが好ましく、フッ素樹脂チューブによって形成されるのがより好ましい。被覆層１６を形成するフッ素樹脂は、特に限定されないが、具体例としては、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（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）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）等が挙げられる。特に好ましくは、被覆層１６は、ＰＦＡチューブによって形成される。この被覆層を形成することで、加圧ローラのトナー離形性を向上させることができる。
【００４３】
以下、加圧ローラ１０の製造方法の一例について説明する。
まず、芯材１２の外周面に接着剤を塗布した後、金型の内部に芯材１２をセットし、芯材１２の周囲にシリコーンゴム組成物を注入する。そして、シリコーンゴム組成物を加熱して硬化させることでシリコーンゴムからなる最外層以外の層１４ｂを形成する。
【００４４】
最外層以外の層１４ｂを形成した後、金型の内部に最外層以外の層１４ｂが形成された芯材１２をセットし、その芯材１２の周囲に連続気泡シリコーンゴムの前駆体組成物を注入する。そして、前駆体組成物を加熱して硬化させた後、必要に応じて二次加熱を行い完全硬化させることで連続気泡シリコーンゴムからなる最外層１４ａを形成する。その後、最外層１４ａの表面を必要に応じて研磨して平滑にした後、既述のＰＦＡチューブを被覆することで加圧ローラ１０が完成する。
【００４５】
なお、ＰＦＡチューブからなる被覆層１６を被せる方法は、特に限定されるものではない。例えば、円筒状の金属製治具を用いて被覆層１６の直径を弾性体層１４の直径よりも大きくなるように拡開させた後、その被覆層１６の内部に、弾性体層１４を挿入する。これにより、弾性体層１４の外周に、被覆層１６を被せることができる。
【実施例】
【００４６】
＜表１＞の実施例および比較例について、以下に詳述する。
［実施例１〜３］
（内層ゴム層の原料の調製）
熱硬化性ミラブル型シリコーンコンゴムパウンド（例えば、ＸＥ２１−Ａ５２７３（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社、商品名））１００重量部に、硬化剤としてＴＣ−１２（モメンティブ社）０．４〜１．０重量部とＴＣ−８（モメンティブ社）１．０重量部、発泡剤としてアゾビスイソブチロニトリルの５０重量％シリコーンポリマー混合物（例えば、ＭＥ８００（モメンティブ社））０．５重量部〜４．０重量部とを加え、オープンロールで混練りして単独気泡スポンジ前駆体を調製した。ベースとして使用する熱硬化性ミラブル型シリコーンコンゴムパウンドの種類と発泡剤の量によって、硬化・発泡後の硬さと発泡倍率とｔａｎδを調整した。
（最外層ゴム層の原料の調製）
攪拌装置内において、付加硬化型の液状シリコーンゴム混合物１００重量部に、界面活性剤（ポリエーテル変性シリコーン（ＨＬＢ：５〜８））２重量部を加え、攪拌して混合物を得た。次にこの混合物に増粘した水１００重量部を攪拌しながら添加し、連続気泡スポンジ前駆体であるＷ／Ｏ型エマルション組成物を調製した。
（加圧ローラの作製）
直径２０ｍｍの金属製芯材の表面に、単独気泡スポンジ前駆体を押し出し成形した後、２００℃で３０分間加熱して硬化及び発泡させた。続いて、芯材を金型にセットし、芯材の周囲にエマルション組成物を注入し、７０℃で３０分間加熱して硬化させた。得られた成形体を恒温槽中で２００℃で１２時間加熱し、水を除去した。その後、成形体の表面を研磨して、外径３０ｍｍ、最外層以外の層を構成する単独気泡スポンジ層の厚みが０．８〜１．１ｍｍの加圧ローラを得た。
【００４７】
［実施例４］
（最外層ゴム層の原料の調製）
攪拌装置内において、付加硬化型の液状シリコーンゴム１００重量部に、界面活性剤（ポリオキシエチレンラウリルエーテル（ＨＬＢ：９．６）２重量部を加え、攪拌して混合物を得た。次にこの混合物にポリオキシアルキレン系吸水性樹脂１．７重量部（例えば、アクアコークＴＷＢ−Ｐ（住友精化株式会社、商品名））にイオン交換水８０重量部を吸水させた吸水ポリマーを攪拌しながら添加し、連続気泡スポンジ前駆体である吸水ポリマー分散組成物を調製した。なお、内層ゴム層の原料の調整及び加圧ローラの作成方法は、実施例１〜３と同じである。
【００４８】
［実施例５］
（内層ゴム層の原料の調製）
攪拌装置内において、付加硬化型の液状シリコーンゴム１００重量部に、界面活性剤０．８重量部を加え、攪拌して混合物を得た。次にポリオキシアルキレン系吸水性樹脂２重量部にイオン交換水７０重量部を吸水させた吸水ポリマーを攪拌しながら添加した。
（加圧ローラの作製）
直径２０ｍｍの金属製芯材を金型にセットし、芯材の周囲に、吸水ポリマー分散組成物を注入し、７０℃で３０分間加熱して硬化させた。続いて、芯材を金型にセットし、芯材の周囲にエマルション組成物を注入し、７０℃で３０分間加熱して硬化させた。得られた成形体を恒温槽中で２００℃で１２時間加熱し、水を除去した。その後、成形体の表面を研磨して、外径３０ｍｍ、最外層以外の層を構成する単独気泡スポンジ層の厚みが０．８〜１．１ｍｍの加圧ローラを得た。なお、最外層の原料の調整の作成方法は、実施例４と同じである。
【００４９】
［実施例６、７］
（内層ゴム層の原料の調製）
熱硬化性ミラブル型シリコーンゴムコンパウンド１００重量部に、硬化剤ＴＣ−８：２重量部を加え、オープンロールで混練りしてソリッドゴム前駆体を調製した。
なお、最外層の原料の調整及び加圧ローラの作成方法は、実施例１〜３と同じである。
【００５０】
［実施例８］
内層ゴム層の原料の調製、加圧ローラの作成方法は、実施例１〜実施例３と同じである。
最外層ゴムの原料の調整は、実施例４と同様に実施した。ベースとして使用する付加硬化型の液状シリコーンゴムの種類によって、連続気泡スポンジの発泡倍率とｔａｎδを調整した。
【００５１】
［比較例１］
（内層ゴム層の原料の調製）
熱硬化性ミラブル型シリコーンゴムコンパウンド１００重量部に、硬化剤としてＴＣ−１２：１．０重量部とＴＣ−８：１．０重量部、発泡剤４．０重量部とを加え、オープンロールで混練りして単独気泡スポンジ前駆体を調製した。なお、最外層の原料の調整及び加圧ローラの作成方法は、実施例１と同じである。
【００５２】
［比較例２］
（内層ゴム層の原料の調製）
攪拌装置内において、付加硬化型の液状シリコーンゴム混合物１００重量部に、界面活性剤（ポリエーテル変性シリコーン（ＨＬＢ：５〜８））２.４重量部を加え、攪拌して混合物を得た。次にこの混合物に増粘した水１２０重量部を攪拌しながら添加し、連続気泡スポンジ前駆体であるＷ／Ｏ型エマルション組成物を調製した。なお、最外層の原料の調整及び加圧ローラの作成方法は実施例５と同じである。
【００５３】
［比較例３］
（最外層の原料の調製）
熱硬化性ミラブル型シリコーンゴムコンパウンド１００重量部に、硬化剤としてＴＣ−１２：１．０重量部とＴＣ−８：１．０重量部、発泡剤１．０重量部とを加え、オープンロールで混練りして単独気泡スポンジ前駆体を調製した。
（加圧ローラの作製）
直径２０ｍｍの金属製芯材の表面に、内層ゴム層の単独気泡スポンジ前駆体を押し出し成形した後、２００℃で３０分間加熱して硬化及び発泡させた。続いて、最外層の単独気泡スポンジ前駆体を押し出し成型した後、２００℃で３０分間加熱して硬化及び発泡させた。なお、内層ゴム層の原料の調整方法は、実施例１と同じである。
【００５４】
［比較例４］
最外層の原料の調整及び加圧ローラの作成方法は、比較例１と同じである。
【００５５】
実施例１〜８、及び、比較例１〜４で得られた加圧ローラについて、弾性体層の硬さ、引張り強さ、伸び、発泡倍率、連続気泡率、損失係数（ｔａｎδ）、最外層以外の層（内層）と外層の厚みの比率、ローラの硬さ、耐久時間、外径変化量、及び昇温速度をそれぞれ測定した。さらに、実施例１、実施例６、及び比較例４については、弾性体層の外周にＰＦＡチューブを被覆した後、内層と外層の厚みの比率、ローラの硬さ、耐久時間、昇温速度、外径変化量、及び昇温速度をそれぞれ測定した。
【００５６】
各種物性値の測定条件等を以下にまとめて記載する。
・「弾性体の硬さ」は、厚さ１０ｍｍのシートを用いて硬化物の中央部の硬さを、ＪＩＳ Ｋ ６２５３におけるタイプＥ硬さ計によって測定した。
・「引張り強さおよび伸び」は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に従い、測定した。なお、試験片形状は、ＪＩＳ７号ダンベルを使用した。
・「連続気泡率」は、厚さ１０ｍｍのシートを水中で６．７ｋＰａの減圧下に６０秒保持した後、シートを大気圧に戻した後の空隙に対する吸水率を測定し、これを「連続気泡率」とした。
【００５７】
・「発泡倍率」は、発泡前のシリコーンゴムを硬化させたテストピースの密度ＳＧaと、発泡後のスポンジのテストピースの密度ＳＧｂを測定し、以下の式によって算出した。
発泡倍率＝ＳＧa／ＳＧb
密度はＪＩＳ  Ｋ  ６２６８に従い、測定した。
【００５８】
・「ローラの硬さ」は、各ゴム層を積層させたゴム層の最外層を複数（３点）測定し、その平均値をローラ硬さとした。なお、測定は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３におけるタイプＥ硬さ計による。
【００５９】
・「損失係数ｔａｎδ」は、φ９ｍｍ×ｔ２ｍｍシートを用いて、せん断方向に１．５％振動させた場合における周波数１０Ｈz、温度３０±２℃での値を記録した。測定装置は、Ｍｅｔｒａｖｉｂ製の動的粘弾性測定装置（ＶＡ２０００）を用いた。
なお、損失係数（ｔａｎδ）の測定精度は、±０．０１５である。
【００６０】
・「耐久時間」及び「外径変化量」は、定着ロールを模したローラに対して、総荷重３５０Ｎとなるように加圧ローラを押し付け、温度１８０℃の雰囲気中でローラを回転駆動し、加圧ローラが破壊するまでの時間を計測した。また、試験終了時には加圧ローラの外径変化量を測定した。なお、耐久試験途中で破損したローラの外径は、破損が確認された時点における外径変化量を測定した。
【００６１】
・「昇温速度」は、製造した加圧ローラに対して、内部にハロゲンヒーターを内蔵したローラを荷重３５０Ｎとなるように押し付け、温度１８０℃で加熱した状態で回転駆動させたときに加圧ローラの表面温度が一定になるまでの時間を測定した。表面温度は、非接触式の赤外線温度計を用いて測定した。
【００６２】
測定結果を、以下の表１に示す。
なお、表中に記載された耐久時間の記号の意味は、以下の通りである。
×  ・・・  加圧ローラ破損までの時間が２００時間未満。
〇  ・・・  加圧ローラ破損までの時間が２００時間以上２０００時間未満。
◎  ・・・  加圧ローラ破損までの時間が２０００時間以上。
【００６３】
【表１】
2019158913.tif 000003
【００６４】
（結果の考察）
最外層が連続気泡シリコーンゴム層からなり、内層のシリコーンゴム層の損失係数（ｔａｎδｎｏ）が０．０７〜０．３であり、かつ、最外層の連続気泡シリコーンゴム層の損失係数（ｔａｎδｏ）が０．０５〜０．１５である実施例１〜８の加圧ローラは、耐久時間が長く、外径変化量が小さいという結果となった。
これに対し、比較例１〜４の加圧ローラは、耐久時間が短く、外径変化量が大きいという結果となった。
【００６５】
さらに、実施例から、特に耐久性、外径変化量が小さい（＝幅広ニップ幅）を兼ね備えた実施例としては、実施例１、実施例３、実施例４、実施例６が好ましい。
さらに好ましくは、実施例１、実施例３、実施例６であることが＜表１＞からわかる。
【符号の説明】
【００６６】
１０    加圧ローラ
１２    芯材
１４    弾性体層
１４ａ  最外層
１４ｂ  最外層以外の層（内層）
１６    被覆層
【図１】
2019158913.tif 000004