(57)【要約】      （修正有）【課題】高い耐久性と良好な圧縮永久歪み性を有する定着ローラ、定着装置、及び、画像形成装置を提供する。【解決手段】芯金１１と、前記芯金１１の外周面上に形成された弾性層１２と、を備え、前記弾性層１２が、複合気泡を有する多孔質体と、前記多孔質体に分散されたシリコーンゴム粒子と、を有し、シリコーンゴム粒子が、前記弾性層１２の厚み方向における表層側に、前記芯金１１側よりも多く分散されており、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、連泡率が６０％以上で、構成されていることを特徴とする。【選択図】図１
2019012125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金と、前記芯金の外周面上に設けられた弾性層と、を備え、
前記弾性層が、球形状が互いに部分的に重なり合っている気泡である複合気泡を有する多孔質体と、前記多孔質体に分散されたシリコーンゴム粒子と、を有して構成されていることを特徴とする定着ローラ。
【請求項２】
前記シリコーンゴム粒子が、前記弾性層の厚み方向における表層側に、前記芯金側よりも多く分散されていることを特徴とする定着ローラ。
【請求項３】
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って、かつ、連泡率が６０％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着ローラ。
【請求項４】
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とを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着ローラ。
【請求項５】
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において、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請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着ローラ。
【請求項６】
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１〜５のいずれか１項に記載の定着ローラ。
【請求項７】
最外層に離型層をさらに備え、
前記離型層が、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、ポリテトラフルオロエチレン、又は、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により構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着ローラ。
【請求項８】
ローラ両端部における通紙領域外となる部分に、弾性体からなるグリップ層をさらに備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の定着ローラ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の定着ローラを備えることを特徴とする定着装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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ローラ、定着装置、及び、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、例えば金属基材と弾性ゴム層等を有する薄肉の定着ベルトを備えるベルト定着方式や、フィルム加熱方式の定着装置が広く知られている。
【０００３】
ベルト定着方式の定着装置は、例えば、定着部材である定着ベルトと、定着ベルト内に設けられたパイプ状の熱伝導部材と、定着ベルトを加熱するハロゲンヒータ等のヒータと、サーミスタと、加圧部材としての加圧ローラと、放熱部材と、を有して構成されている。
【０００４】
前記定着ベルトは、例えば、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト状部材からなり、回転可能に設けられている。前記サーミスタは、定着ベルトに接して設けられ、定着ベルトの表面温度を検知する温度センサである。また、前記加圧ローラは、定着ベルトとの間に定着ニップを形成するように定着ベルトに接して設けられ、回転可能な加圧部材である。また、前記放熱部材は、例えば、断面視円弧状等の形状を有しており、定着ベルトの外周面の一部に対向するように設けられる。
【０００５】
また、定着装置に用いられる加圧ローラは、例えば、金属製で円柱状の部材である芯金と、芯金の外周面上に設けられ、多孔質体等により構成された弾性層と、弾性層の外周面上に設けられ、樹脂を用いて構成された離型層と、を有している。
【０００６】
画像形成の工程において、定着装置に用いられる加圧ローラに外部から熱が加わり、加圧ローラがこの熱により徐々に劣化して、例えば光沢ムラ等の画像異常が発生することがある。加圧ローラの熱による劣化を防止するために、定着装置側に脱圧機構を設けた定着装置が提案されているが、部品点数が増えることでコストアップするという問題があった。また、例えば、加圧ローラとして用いられる定着ローラの耐久性を向上させるために、水発泡技術により形成した多孔質体を用いて定着ローラを作製することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１６４４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１には、定着ローラの弾性層として水発泡技術により形成した多孔質体を用いることにより、耐久性に優れた定着ローラとすることができることが開示されている。しかしながら、水発泡技術により形成した多孔質体は、化学発泡技術により形成した多孔質体と比較して、多孔質体を構成する材料の分子量や架橋密度が小さいことにより、圧縮永久歪み性が化学発泡技術により形成した多孔質体よりも低いことがあるという問題があった。
【０００９】
従って、本発明の目的は、上記のような問題点に着目し、高い耐久性と良好な圧縮永久歪み性を有する定着ローラ、定着装置、及び、画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために本発明の定着ローラは、芯金と、前記芯金の外周面上に設けられた弾性層と、を備え、前記弾性層が、球形状が互いに部分的に重なり合っている気泡である複合気泡を有する多孔質体と、前記多孔質体に分散されたシリコーンゴム粒子と、を有して構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の定着ローラによれば、芯金と、芯金の外周面上に形成された弾性層と、を備え、弾性層が、複合気泡を有する多孔質体と、多孔質体に分散されたシリコーンゴム粒子と、を有して構成されていることから、高い耐久性と、良好な圧縮永久歪み性を有する定着ローラとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる定着ローラを模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示した定着ローラの矢視Ａ−Ａ線断面を示す図である。
【図３】図１に示した定着ローラの弾性層を模式的に示す図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる定着ローラを用いた定着装置の一例を示す模式図である。
【図５】図４に示した定着装置の矢視Ｂ−Ｂ線断面における定着ベルトを模式的に示す図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる定着ローラを用いた画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図７】実施例１、比較例２、比較例４における加圧ローラの弾性層に含まれる気泡の大きさの解析結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［定着ローラ］
次に、本発明の一実施形態にかかる「定着ローラ」について、図１、図２、図３を参照して説明する。本実施形態にかかる定着ローラである加圧ローラ１０は、電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられるものであり、例えば、後述する定着装置１００、画像形成装置５００に用いられるものである。
【００１４】
定着ローラである加圧ローラ１０は、図１に示すように、芯金１１と、芯金１１の外周面上に設けられた弾性層１２と、弾性層１２の通紙領域における外周面上に設けられた表面離型層（離型層）１３と、加圧ローラ１０両端部における通紙領域外となる部分に設けられた二つのグリップ層１４と、を備える。芯金１１、弾性層１２、表面離型層１３、グリップ層１４は、いずれも円筒状の部材である。また、図２に示すように、加圧ローラ１０において、弾性層１２の外周面とグリップ層１４の外周面は面一となっている。なお、加圧ローラ１０において、グリップ層１４は弾性層１２の外周面に設けられているが、芯金１１の外周面に設けられていてもよい。
【００１５】
芯金１１は、金属製の円筒状部材である。芯金１１に用いる金属は、限定されないが、特にステンレス鋼、炭素鋼（例えば、機械構造用炭素鋼鋼管（ＳＴＫＭ材））等の剛性の高い金属材料を用いることが好ましい。また、本実施形態の芯金１１は、例えば肉厚２ｍｍで中空の円筒状に形成することができる。なお、加圧ローラ１０においては、芯金１１の外周面に弾性層１２が設けられており、断熱性を有していることから、芯金１１が中実の部材により構成されていてもよい。
【００１６】
弾性層１２は、複合気泡１２ｃを有する多孔質体１２ａと、多孔質体に分散されたシリコーンゴム粒子１２ｂと、を有して構成されている。図３は、弾性層１２を模式的に示す断面図である。
【００１７】
ここで、複合気泡とは、単独気泡（独立気泡）における、それぞれが独立した球形状を有する気泡とは異なり、図３に示すように、多孔質体の断面を観察したときに、球形状が互いに部分的に重なり合っている気泡を指す。複合気泡は、多孔質体の断面を顕微鏡等を用いて観察することにより、単独気泡と容易に区別することができる。
【００１８】
弾性層１２を構成する多孔質体１２ａは、熱伝導率が０．０８Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることが好ましく、０．０８Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜０．１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることがより好ましく、０．０８Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜０．１２Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることがさらに好ましい。多孔質体１２ａの熱伝導率を適切な範囲とすることにより、加圧ローラ１０の断熱性を向上させて、耐久性を高めることができる。
【００１９】
また、弾性層１２を構成する多孔質体１２ａは、硬度が２０〜６０（ＳＲＩＳ０１０１、アスカーＣ）であることが好ましい。多孔質体１２ａの硬度を適切な範囲とすることにより、加圧ローラ１０の耐久性を高めることができる。
【００２０】
また、多孔質体１２ａを構成する材料は特に限定されるものではなく、例えば、水発泡技術により形成された水発泡シリコーンゴムを好適に用いることができる。弾性層１２が多孔質体１２ａを用いて構成されていることから、加圧ローラ１０に断熱性をもたせることができ、加圧ローラ１０への伝熱を低減することができる。よって、加圧ローラ１０を備える装置（例えば、後述する、定着装置１００、画像形成装置５００等）の立ち上げ時間の短縮や、省エネ（例えば、ＴＥＣ値の低減）を可能とすることができる。
【００２１】
水発泡シリコーンゴムにおける気泡は、分散媒である水（及び、適宜水に添加されるアルコール）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り、球形状が互いに部分的に重なり合っている複合気泡である。これにより、水発泡技術により形成された多孔質体は、連泡率が高くなる。また、多孔質体１２ａを水発泡シリコーンゴムを用いて構成することにより、十分な耐久性、断熱性、耐熱性を得ることができる。
【００２２】
また、弾性層１２において、シリコーンゴム粒子１２ｂが、弾性層１２の厚み方向における表層側（例えば、表層側５０％の部分）に、芯金１１側よりも多く分散されていることが好ましい。加圧ローラが圧縮されるときに特に負荷の加わる部分（加圧の応力を受ける部分）は、一般的に、表層付近（特に、表層から表層側２０％〜５０％付近までの部分）である。以上のことから、同じ量のシリコーンゴム粒子１２ｂを弾性層１２全体に分散させた場合と比較して、特に負荷の加わる部分におけるシリコーンゴム粒子１２ｂの添加割合を高くすることができ、より効果的に圧縮永久歪み性を向上させることができる。
【００２３】
また、多孔質体１２ａ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（径寸法）であることが好ましく、０．１μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましく、０．１μｍ以上１２μｍ以下であることがさらに好ましい。上記断面は、例えば、加圧ローラ１０の軸方向に多孔質体１２ａを切断したときに得られる断面である。気泡の大きさを適切な範囲とすることにより、多孔質体１２ａにおける破泡を低減させて、加圧ローラの耐久性を向上させることができる。
【００２４】
また、多孔質体１２ａの連泡率が、６０％以上であることが好ましく、６５％以上であることがより好ましく、７０％以上であることがさらに好ましい。連泡率を適切な範囲に設定することにより、多孔質体１２ａの通気性を良好にすることができ、熱間時の加圧ローラ１０への影響を低減させて、加圧ローラ１０の耐久性を向上させることができる。なお、連泡率の算出方法については後述する。
【００２５】
また、多孔質体１２ａを切断したときに得られる断面に存在する気泡において、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する。これにより、弾性層１２が受ける加圧の応力を均等に分散することができ、多孔質体１２ａにおける破泡を低減させて、加圧ローラ１０の耐久性を向上させることができる。なお、気泡の個数の測定方法については後述する。
【００２６】
また、多孔質体１２ａを切断したときに得られる断面に存在する気泡において、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以上であることが好ましく、６０以上であることが好ましく、８０以上であることがさらに好ましい。１０μｍ以上２０μｍ以下の気泡の数割合を適切な範囲とすることにより、加圧ローラ１０が受ける加圧の応力をより均等に分散することができ、加圧ローラ１０の耐久性をより高めることができる。
【００２７】
シリコーンゴム粒子１２ｂは、球形であり、且つ、個数平均粒径が５μｍ以下であれば特に種類は問わない。シリコーンゴム粒子の径寸法が多孔質体の気泡の径寸法よりも大きい場合、このような弾性層１２を用いた加圧ローラ１０の強度が低下する可能性がある。
【００２８】
また、シリコーンゴム粒子１２ｂの硬度は、ニップに適正な硬度を得るために、多孔質体１２ａと同程度か、やや低い程度であることが好ましい。硬度としては、１５〜５５（ＳＲＩＳ０１０１、アスカーＣ）であることが好ましい。
【００２９】
表面離型層１３は、トナーの固着を抑制し、また、加圧ローラ１０の表面から記録媒体を円滑に分離する（紙離型性を良好にする）ための部材であり、弾性層１２の通紙領域における外周面上に設けられている。また、表面離型層１３を構成する材料は、特に限定されるものではなく、例えば、離型性及び耐熱性が良好な材料である、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）、又は、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）を好適に用いることができる。
【００３０】
グリップ層１４は、定着ベルト２１との滑りの発生を抑制する部材である。グリップ層１４を設けることにより、加圧ローラ１０が駆動するときのスリップを抑制し、また、グリップ層１４においても、定着ベルトとの十分なニップ幅を確保することができ、グリップ力向上を図ることができる。これにより、良好な定着性を得ることができる。
【００３１】
また、グリップ層１４は、図２に示すように、加圧ローラ１０両端部における通紙領域外となる部分に設けられている。グリップ層の材料には、グリップ力を得るためにタック性を有すること、ニップ部を形成するために弾性体であること、定着温度に対する耐熱性を有すること、の３つの特性を有することが好ましい。グリップ層１４を構成する材料は、定着ベルト２１との滑りの発生を抑制す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く、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等のゴム材料を好適に用いることができる。
【００３２】
次に、弾性層１２を構成する多孔質体１２ａについて説明する。
【００３３】
一般的に、多孔質体の製造方法としては、発泡剤を多孔質体材料に添加して発泡構造を形成する化学発泡法と、液状シリコーンゴム中に水を乳化させて加熱することで水を揮発させることにより発泡構造を形成する水発泡法が知られている。
【００３４】
このうち、化学発泡法により得られた多孔質体は、気泡のサイズが水発泡法により得られる多孔質体よりも大きい。このため、画像形成装置の定着ローラに用いた場合、トナーに対して均一な圧力負荷をかけることが難しい場合があり、画像ムラや耐久不足（硬度低下、破断など）が起こることがあるという問題がある。一方、水発泡法では微細な気泡を均一に形成することできる。これにより、化学発泡法により得られた多孔質体を用いる場合に比べて、トナーに対して均一な圧力負荷をかけることができ、また、外部からの圧力負荷を均等に受けやすくすることができるため、ローラの耐久性を向上させることができる。
【００３５】
本実施形態の弾性層１２を形成する多孔質体１２ａは、例えば、水発泡法を応用して得ることができる。具体的には、水発泡シリコーン組成物を用い、ただし、最終的に形成される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ように攪拌を行うことが好ましい。
【００３６】
より具体的には、上述した弾性層１２は、例えば以下の方法により得ることができる。まず、市販されている２液型の液状シリコーンゴムに触媒、界面活性剤、架橋剤を混合して、さらにシリコーンゴム粒子を分散する。次に、シリコーンゴム粒子を分散した液状シリコーンゴムと、水に添加剤、充填剤、分散剤等を混ぜて液状シリコーンゴムと同等の粘度にした混合溶液とを合わせて攪拌して、エマルジョン組成物を調製する。このとき、必要に応じて添加剤等を混合する水にアルコールを加えてもよい。
【００３７】
液状シリコーンゴムは水との乳化性を考慮し、比重が１．００ｇ／ｃｍ3〜１．０５ｇ／ｃｍ3のものを用いることが好ましい。
【００３８】
また、シリコーンゴム粒子１２ｂの液状シリコーンゴムへの添加割合は、液状シリコーンゴムに対する外割りで１質量％以上とすることが好ましく、３質量％以上とすることがより好ましい。シリコーンゴム粒子の上記範囲に設定することにより、良好な圧縮永久歪み性を得ることができる。
【００３９】
また、シリコーンゴム粒子１２ｂの液状シリコーンゴムへの添加割合は、液状シリコーンゴムに対する外割りで１０質量％程度以下とすることができ、５質量％以下とすることがより好ましい。シリコーンゴム粒子の添加割合を上記範囲に設定することにより、液状シリコーンゴムが乳化しやすくなり、また、加工性が良好になる。
【００４０】
シリコーンゴム粒子１２ｂの添加割合を適切な範囲にすることにより、加圧ローラ１０の圧縮永久歪みを良好にし、かつ、加圧ローラ１０への加工性を良好にすることができる。
【００４１】
ここで、液状シリコーンゴムと混合溶液との配合比率は、弾性層１２における所望の空孔率により異なる。空孔率は、以下の式１により算出することができる。式１におけるソリッドゴムとは、多孔質体と同じゴム材料で、かつ、気泡を有しないゴムを指すものである。
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・・・（式１）
【００４２】
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、多孔質体材料となる、液状シリコーンゴムと混合溶液を混合したエマルジョンにおける、微粒子状の水分が蒸発して空隙となることから、空孔率５０％程度の多孔質体を得ることができる。エマルジョンの攪拌は、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ることができる。また、エマルジョンの攪拌条件は、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、攪拌速度（例えば、３００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍ程度）などの各種条件を調整することが好ましい。
【００４３】
また、シリコーンゴム粒子１２ｂを表層側５０％の部分により多く分散させた弾性層１２を形成する方法は、特に限定されるものではない。例えば、２種類の多孔質体を積層する方法、複数本の充填ノズルを用いる方法、遠心分離によりシリコーンゴム粒子を偏在させる方法等が考えられる。
【００４４】
２種類の多孔質体を積層する方法とは、シリコーンゴム粒子１２ｂを含む多孔質体１２ａとシリコーンゴム粒子１２ｂを含まない多孔質体１２ａとを積層する方法である。複数本の充填ノズルを用いる方法は、例えば、シリコーンゴム粒子１２ｂを含むエマルジョン組成物とシリコーンゴム粒子１２ｂを含まないエマルジョン組成物をそれぞれ異なる充填ノズルを用いて弾性層１２の型に注入して多孔質体１２ａを形成する方法である。また、遠心分離によりシリコーンゴム粒子を偏在させる方法とは、シリコーンゴム粒子１２ｂとエマルジョン組成物との比重の差を利用する方法である。具体的には、シリコーンゴム粒子１２ｂを含む多孔質体材料を弾性層１２の型に注入してから遠心分離に供することにより表層側にシリコーンゴム粒子を偏在させる方法である。弾性層１２の型にエマルジョン組成物を注入した後に加熱することにより、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）。
【００４５】
シリコーンゴム粒子を含むエマルジョン組成物の充填量は、例えば、金型容量の９５〜１００％の範囲で行うことができる。また、１次加熱は、例えば、８０℃〜１３０℃の範囲で行うことができ、加熱時間は３０分〜１２０分程度とすることができる。より好ましい条件は、充填率９８％〜１００％、加熱温度９０℃〜１１０℃、加熱時間６０分〜９０分である。
【００４６】
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。例えば、加熱温度は、１５０℃〜３００℃、加熱時間は１時間〜２４時間とすることができる。より好ましい条件は、加熱温度が２００℃〜２５０℃、加熱時間が３時間〜５時間である。このような２次加熱を行うことにより、多孔質体から水分を除去して、複合気泡を形成するとともに、シリコーンゴムの最終的な硬化を終了させる。
【００４７】
次に、弾性層１２を用いて加圧ローラ１０を形成する方法の一例を説明する。
【００４８】
成形した弾性層１２上に、例えば、一液熱硬化型等の接着剤を均一に塗布して、さらに、ＰＦＡ製のチューブを被覆して表面離型層１３とする。
【００４９】
グリップ層１４は、表面離型層１３よりも外方の通紙領域外において、表面離型層１３から１ｍｍ〜１５ｍｍ程度外側の部分から弾性層１２の端部に亘って成形する。また、グリップ層１４の成形方法としては、グリップ層１４を形成する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。
【００５０】
さらに、弾性層１２の内周に芯金１１を挿通する。以上により、加圧ローラ１０を形成することができる。
【００５１】
次に、多孔質体の気泡の個数（気泡径寸法毎の頻度）、連泡率、及び、圧縮永久歪みの測定方法について説明する。
【００５２】
本実施形態の多孔質体における気泡の個数の測定方法は以下の通りである。まず、加圧ローラ１０の断面の多孔質体の部分をレーザ顕微鏡（ＬＳＭ）、電子顕微鏡（ＳＥＭ）等により画像撮影を行う。次に、例えば、多孔質体部分が白く、気泡部分が黒くなるようにして、画像の２値化処理を行う。２値化処理により気泡部分を抽出した後、各気泡の径寸法を構成要素として、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前後の結果の差分を取ることにより、ふるい分けした構成要素（気泡径）の画素数を得ることができる。また、上記の処理においては、空孔率と画像倍率からピクセル数を決めることが好ましい。
【００５３】
さらに、ふるい分けした各構成要素（気泡径）の画素数を構成要素の画素数で除することにより、各径寸法範囲毎に含まれる気泡の個数（分画された各分画に存在する気泡数）が分かり、気泡の分布（気泡径毎の気泡頻度）を求めることができる。本実施形態における気泡の個数は、上記の方法によって求められる確率分布から算出することができる。
【００５４】
次に、連泡率の算出方法を説明する。この方法は、特開２００２−１２６９６号公報に記載された方法である。まず、弾性層１２から切り出した多孔質体の質量を測定しておく。次に、切り出した多孔質体をメタノールに２４時間浸漬した後、多孔質体の表面の水滴を軽く取り除いて再度質量を測定する。なお、浸漬するときに浮いてしまう場合には、金属メッシュ等によりメタノールの上面を覆うことにより、多孔質体試料全体が浸漬されるようにすればよい。切り出した多孔質体に浸漬したメタノールの質量割合（質量増加割合）を連泡率と定義する。すなわち、連泡率は、下記式２により算出することができる。
連泡率（％）＝（浸漬後質量−浸漬前質量）／浸漬前質量×１００・・・（式２）
【００５５】
次に、圧縮永久歪みの測定方法を説明する。加圧ローラ１０の外径寸法を測定しておき、加圧ローラ１０を２枚の金属製の板で挟み込み、径方向に押し込んで、径寸法が押し込み前の３０％になるように固定する。その状態で、加圧ローラ１０を１８０℃で５時間加熱して、取り出した後すぐに金属性の板を外して押し込みを開放し、開放から６時間後に再度加圧ローラ１０の外径寸法を測定する。加熱前後の外径寸法から復元率を算出して、圧縮永久歪みとする。すなわち、圧縮永久歪みは、下記式３により算出することができる。
復元率（％）＝（加熱前外径寸法−加熱後外径寸法）／（加熱前外径寸法−押し込み後の外径寸法）×１００・・・（式３）
【００５６】
本実施形態の加圧ローラ１０によれば、芯金１１と、芯金１１の外周面上に形成された弾性層１２と、を備え、弾性層１２が、複合気泡を有する多孔質体１２ａと、多孔質体１２ａに分散されたシリコーンゴム粒子１２ｂと、を有して構成されている。これにより、弾性層１２における気泡の破泡を抑制し、さらに、通気性が良好であることから熱間時のストレスを低減させることにより、高い耐久性を得ることができる。また、多孔質体に分散されたシリコーンゴム粒子１２ｂが、弾性層１２にクッション性を付与して、圧縮歪み性を良好にすることができる。これにより、高い耐久性と、良好な圧縮永久歪み性を有する加圧ローラ１０とすることができる。
【００５７】
［定着装置］
次に、本発明の一実施形態にかかる「定着装置」について、図４、図５を参照して説明する。本実施形態にかかる定着装置１００は、前述した加圧ローラ１０を備え、電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられるものである。また、定着装置１００は、例えば、後述する画像形成装置５００に用いられるものである。
【００５８】
定着装置１００は、図４に示すように、前述した加圧ローラ１０と、定着ベルト２１と、熱伝導部材２２と、ハロゲンヒータ２３と、サーミスタ２４と、ニップ形成部材２５と、放熱部材２６と、潤滑シート２７と、断熱材２８と、保持部材２９と、を有して構成されている。
【００５９】
加圧ローラ１０は、定着ベルト２１と接して定着ニップＮを形成する加圧部材である。これにより、加圧ローラ１０と定着ベルト２１とが対向する位置に定着ニップＮが形成されている。
【００６０】
定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト状部材からなり、回転可能に設けられている。
【００６１】
熱伝導部材２２は、定着ベルト２１内に設けられている。熱伝導部材２２は、金属製で円形のパイプ状部材であり、定着ベルト２１の内径よりも小さい（例えば、１ｍｍ程度小さい）外形寸法を有する。熱伝導部材２２の材質としては、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属を好適に用いることができる。
【００６２】
また、熱伝導部材２２には、定着ニップＮに対向する位置に凹部２２ａが形成されている。また、凹部２２ａには、ニップ形成部材２５と、定着ベルト２１とニップ形成部材２５との間に配されたメッシュ状の潤滑シート２７と、凹部２２ａ底部とニップ形成部材２５との間に配された断熱材２８と、が配設されている。また、熱伝導部材２２の内部には、ニップ形成部材２５、潤滑シート２７、断熱材２８を支持するための略Ｔ字状の保持部材３０が設けられている。
【００６３】
ハロゲンヒータ２３は、熱伝導部材２２を昇温させる熱源として設けられている。熱伝導部材２２を昇温させる熱源としては、ハロゲンヒータ２３でもよいが、ＩＨ（誘導加熱）方式を利用してもよく、また、抵抗発熱体やカーボンヒータ等を熱源としてもよい。
【００６４】
サーミスタ２４は、定着ベルト２１に接して設けられ、定着ベルト２１の表面温度を検知する温度センサである。
【００６５】
ニップ形成部材２５は、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性体を用いて構成されている。また、ニップ形成部材２５は、定着ベルト２１の内面に対して潤滑シート２７を介して間接的に摺動するようになっている。なお、ニップ形成部材２５が定着ベルト２１の内面に直接摺動する構成であってもよい。
【００６６】
放熱部材２６は、断面視円弧状の形状を有しており、図４に示すように、定着ベルト２１の外周面の一部に対向するように設けられている。
【００６７】
次に、定着ベルト２１について、図５を参照して説明する。図５は、図４に示した定着ベルト２１の矢視Ｂ−Ｂ線断面を模式的に示す図である。
【００６８】
定着ベルト２１は、基材層２１ａの上に弾性層２１ｂ、離型層２１ｃが順に積層された積層体であり、離型層２１ｃが表層である。定着ベルト２１は、例えば、厚さを１ｍｍ以下とし、直径を１５ｍｍ〜１２０ｍｍ程度と設定することができ、本実施形態においては、３０ｍｍ程度に設定されている。
【００６９】
定着ベルト２１の基材層２１ａは、層厚が３０μｍ〜５０μｍであって、ニッケルもしくはＳＵＳ等の金属材料又はポリイミド（ＰＩ）などの樹脂材料を用いて形成されている。
【００７０】
定着ベルト２１の弾性層２１ｂは、光沢ムラのない均一な画像を得るために、定着ベルト２１の表面に柔軟性を与える目的で形成されている。弾性層２１ｂの厚さは、１００μｍ〜３００μｍ程度が望ましい。また、定着温度における耐熱性を考慮して、弾性層２１ｂを構成する材料としては、シリコーンゴム、発泡シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等を好適に用いることができる。
【００７１】
また、定着ベルト２１の離型層２１ｃを構成する材料としては、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、および四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂、もしくは、これらの樹脂の混合物や、耐熱性樹脂にこれらのフッ素樹脂を分散させたものを用いることができる。
【００７２】
本実施形態の定着装置１００によれば、加圧ローラ１０が、芯金１１と、芯金１１の外周面上に形成された弾性層１２と、を備え、弾性層１２が、複合気泡を有する多孔質体１２ａと、多孔質体１２ａに分散されたシリコーンゴム粒子１２ｂと、を有して構成されている。これにより、定着装置１００を長期間に亘って使用した場合においても、加圧ローラ１０の、高い耐久性と、良好な圧縮永久歪み性を保つことができる。
【００７３】
［画像形成装置］
本発明の一実施形態にかかる「画像形成装置」について、図６を参照して説明する。本実施形態の画像形成装置５００は、電子写真方式を利用したものであり、前述した定着装置１００を備える。
【００７４】
図６は本発明の一実施形態にかかる定着ローラを備える画像形成装置全体の一例を示す概略構成図である。本実施形態では、画像形成装置５００としてタンデム型カラープリンタ用の作像ユニットを備えるものを示すが、本発明の画像形成装置はロータリー型カラープリンタでもよいし、モノクロプリンタでもよい。また、画像形成装置はプリンタに限定されるものではなく、電子写真方式を利用したプリンタ、複写機、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とすることができる。
【００７５】
画像形成装置５００本体の上方に設置されたボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。中間転写ユニット８５に設置された中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５、現像装置７６、クリーニング部７７、除電部などが配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは回転し、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に対して、下記の作像プロセスが行われて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成される。ここで、作像プロセスとは、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程を指す。
【００７６】
以下に感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに対する作像プロセスについて説明する。感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、駆動モータによって、図６において時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５（図６には感光体ドラム５Ｋに対応したもののみを示している）において、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程）。帯電された後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部４０から発せられるレーザ光により照射及び露光され、各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程）。潜像が形成された感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、現像装置７６（図６においては、感光体ドラム５Ｋに対応したものにのみ符号を付している）により静電潜像がトナー現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程）。
【００７７】
さらに、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト７８および１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋにより、中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程）。このようにして中間転写ベルト７８上に重ねてトナー像が転写されることにより、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。
【００７８】
前記転写の後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、クリーニング部７７に達して、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程）。なお、図６には感光体ドラム５Ｋに対応したものにのみ符号を付している。この後、除電部により感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに対する一連の作像プロセスが終了する。
【００７９】
次に、中間転写ベルト７８上で行われる一連の転写プロセスについて説明する。
【００８０】
中間転写ユニット８５は、無端状の中間転写ベルト７８と、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋと、２次転写バックアップローラ８２と、クリーニングバックアップローラ８３と、テンションローラ８４と、中間転写クリーニング部８０などにより構成されている。
【００８１】
中間転写ベルト７８は、２次転写バックアップローラ８２とクリーニングバックアップローラ８３とテンションローラ８４とに張架及び支持され、２次転写バックアップローラ８２の回転駆動によって、図６における矢印方向に移動される。１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとで挟み込むようにして１次転写ニップを形成している。１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋには、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、中間転写ベルト７８と感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ間の１次転写ニップを順次通過する。こうして感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写が行われる。
【００８２】
１次転写後、中間転写ベルト７８は２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置で２次転写バックアップローラ８２は、２次転写ローラ８９とで中間転写ベルト７８を挟み込むようにして２次転写ニップを形成している。２次転写ニップにおいて、中間転写ベルト７８上に形成されている４色のトナー像が、搬送されてくる記録媒体Ｐ上に転写される。転写後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０に達して、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト７８上で行われる一連の転写プロセスが終了する。
【００８３】
ここで、２次転写ニップの位置に搬送される記録媒体Ｐは、画像形成装置５００本体の下方に配設された給紙部５０から、給紙ローラ９７およびレジストローラ９８を経由して搬送されるものである。すなわち、給紙部５０には、転写紙などの記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納される。そして、給紙ローラ９７が図６において反時計方向に回転駆動されると、最上位の記録媒体Ｐから順にレジストローラ９８に給送される。レジストローラ９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のトナー像にタイミングを合わせて、レジストローラ９８が回転駆動されることにより、記録媒体Ｐが前記２次転写ニップに向けて搬送される。このようにして、記録媒体Ｐ上にトナー像が転写される。
【００８４】
２次転写ニップでカラー画像が転写された記録媒体Ｐは定着装置１００に搬送される。そして、記録媒体Ｐは、定着装置１００において定着ベルト２１と加圧ローラ１０による加熱および加圧を受けて、表面に転写されたトナー像が記録媒体Ｐ上に定着される。その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ９９を経て画像形成装置５００の本体外へと排出され、スタック部６０上に順次スタックされる。
【００８５】
以上により、画像形成装置５００による記録媒体Ｐへの画像形成が完了する。
【００８６】
また、本実施形態の画像形成装置５００によれば、定着装置２０に用いられる加圧ローラ１０が、芯金１１と、芯金１１の外周面上に形成された弾性層１２と、を備えている。また、弾性層１２が、複合気泡を有する多孔質体１２ａと、多孔質体１２ａに分散されたシリコーンゴム粒子１２ｂと、を有して構成されている。これにより、画像形成装置を長期間に亘って使用した場合においても、加圧ローラ１０の、高い耐久性と、良好な圧縮永久歪み性を保つことができる。
【００８７】
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
【００８８】
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【実施例】
【００８９】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。但し、本発明は、以下の実施例により限定されるものではない。
【００９０】
（実施例１）
［加圧ローラの作製］
まず、加圧ローラを作製した。芯金として、径寸法がφ２４ｍｍ、肉厚が２ｍｍ、軸方向の長さが４２０ｍｍのＳＴＫＭ材料を用いた。また、芯金の外周に弾性層を肉厚４ｍｍ、軸方向の長さを３３０ｍｍで成形した。弾性層は、多孔質体として、硬度が３２Ｈｓ（アスカーＣ）、比重が０．５２ｇ／ｃｍ3の東レ・ダウコーニング製の水発泡シリコーンを使用した。また、弾性層には、シリコーンゴム粒子を、弾性層に用いられる液状シリコーンゴムに対して、外割りで５質量％分散させた。シリコーンゴム粒子の個数平均粒径は２μｍ、硬度は３０Ｈｓ（アスカーＣ）であった。
【００９１】
また、弾性層は、シリコーンゴム粒子が弾性層の厚み方向における表層側５０％の部分に、芯金側よりもより多く偏在するように、２つの充填ノズルを使う注型方法にて作製した。すなわち、表層側に相当する充填ノズルからは、シリコーンゴム粒子を内割りで１０％含む水発泡エマルジョンを型内に注入し、芯金側に相当する充填ノズルからは、シリコーンゴム粒子を含まない水発泡エマルジョンを型内に注入した。これにより、弾性層に分散したシリコーンゴム粒子のうち、９０％が表層側５０％の部分に分散した弾性層が得られた。なお、表層側５０％の部分に分散したシリコーンゴム粒子の割合を「表層粒子添加率」と称する。
【００９２】
また、通紙領域においては表面離型層として厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを被覆して、加圧ローラ両端の露出している、通紙領域外となる弾性層の外周面において、材料として信越化学製の２液型液状シリコーンゴムを用いて、膜厚５０μｍで均一にグリップ層を形成した。以上により、実施例１の加圧ローラを得た。
【００９３】
［弾性層における気泡形状、連泡率、気泡の大きさの中心値、気泡径寸法毎の頻度の確認］
次に、弾性層における気泡形状、連泡率、気泡の大きさの中心値、気泡径寸法毎の頻度を確認した。
【００９４】
弾性層における気泡形状は、弾性層を切断し、得られた切断面を顕微鏡観察することにより確認した。顕微鏡により弾性層の切断面を観察したときに、球形状が互いに部分的に重なり合っている気泡を「複合気泡である」とした。また、上記以外の形状（例えば、連通しているが、気泡の球が互いに重なり合っていない気泡や、それぞれが独立した球形状を有する気泡など）を「複合気泡でない」とした。本実施例において、弾性層の気泡は複合気泡であった。
【００９５】
次に、連泡率を算出した。まず、弾性層から切り出した多孔質体の質量を測定した。次に、切り出した多孔質体をメタノールに２４時間浸漬した後、多孔質体の表面の水滴を軽く取り除いて再度質量を測定した。切り出した多孔質体に浸漬したメタノールの質量割合を連泡率と定義して、下記式２により連泡率（％）を算出した。
連泡率（％）＝（浸漬後質量−浸漬前質量）／浸漬前質量×１００・・・（式２）
本実施例において、弾性層の連泡率は７５％であった。
【００９６】
次に、気泡の大きさ（径寸法）の中心値を算出した。本実施例において、弾性層の気泡の大きさの中心値は、８μｍであった。なお、気泡の大きさの中心値は、後述する気泡径毎の頻度の確認において得られた分布のピーク値とした。
【００９７】
気泡径寸法毎の頻度は以下のように確認した。まず、加圧ローラの断面の画像撮影を行い、画像の２値化処理を行った。２値化処理により気泡部分を抽出した後、各気泡の径寸法を構成要素として、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した。各オープニング処理の前後の結果の差分を取ることにより、ふるい分けした構成要素（気泡径）の画素数を得た。また、上記の処理においては、空孔率と画像倍率からピクセル数を決定した。この画素数を構成要素（各気泡の径寸法）の画素数で除することにより、各径寸法範囲毎に含まれる気泡の個数（分画された各分画に存在する気泡数）が分かり、気泡の分布（気泡径毎の気泡頻度）を求めた。この結果、実施例１の弾性体は、図７のグラフにおける実線で示すような気泡頻度であることが確認された。
【００９８】
また、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は、０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲の大きさであった。また、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最も多く存在する気泡は、５μｍ以上１０μｍ以下の気泡であった。また、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は、６０であった。
【００９９】
（実施例２）
シリコーンゴム粒子の分散量を１質量％としたこと以外は、実施例１と同じ手順により加圧ローラを作製した。本実施例において、弾性層は複合気泡を有しており、連泡率は７５％、弾性層の気泡の大きさの中心値は、８μｍであった。また、気泡頻度は、実施例１と同様の分布を示し、気泡の範囲、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最も多く存在する気泡、５μｍ以上１０μｍ以下の大きさの気泡の数を１００としたときの、１０μｍ以上２０μｍ以下の大きさの気泡の数割合は実施例１と同様であった。
【０１００】
（実施例３）
シリコーンゴム粒子の分散量を１０質量％としたこと以外は、実施例１と同じ手順により加圧ローラを作製した。本実施例において、弾性層は複合気泡を有しており、連泡率は７５％、弾性層の気泡の大きさの中心値は、８μｍであった。また、気泡頻度は、実施例１と同様の分布を示し、気泡の範囲、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最も多く存在する気泡、５μｍ以上１０μｍ以下の大きさの気泡の数を１００としたときの、１０μｍ以上２０μｍ以下の大きさの気泡の数割合は実施例１と同様であった。
【０１０１】
（実施例４）
シリコーンゴム粒子の分散量を５質量％とし、弾性層全体にシリコーンゴム粒子を分散させたこと以外は、実施例１と同じ手順により加圧ローラを作製した。実施例４においては、弾性層に分散したシリコーンゴム粒子のうち、９０％が表層側５０％の部分に分散した弾性層が得られた。また、本実施例において、弾性層は複合気泡を有しており、連泡率は７５％、弾性層の気泡の大きさの中心値は、８μｍであった。また、気泡頻度は、実施例１と同様の分布を示し、気泡の範囲、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最も多く存在する気泡、５μｍ以上１０μｍ以下の大きさの気泡の数を１００としたときの、１０μｍ以上２０μｍ以下の大きさの気泡の数割合は実施例１と同様であった。
【０１０２】
（比較例１）
シリコーンゴム粒子を添加せずに弾性層を形成したこと以外は、実施例１と同じ手順により加圧ローラを作製した。本比較例において、弾性層は複合気泡を有しており、連泡率は７５％、弾性層の気泡の大きさの中心値は、８μｍであった。また、気泡頻度は、実施例１と同様の分布を示し、気泡の範囲、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最も多く存在する気泡、５μｍ以上１０μｍ以下の大きさの気泡の数を１００としたときの、１０μｍ以上２０μｍ以下の大きさの気泡の数割合は実施例１と同様であった。
【０１０３】
（比較例２）
弾性層に連泡率３５％の連通はしているが隣り合わない気泡を有する多孔質体を用いたこと以外は、実施例１と同じ手順により加圧ローラを作製した。本比較例において、弾性層は複合気泡を有しておらず、連泡率は３５％、弾性層の気泡の大きさの中心値は、１３μｍであった。
【０１０４】
また、気泡頻度を確認したところ、比較例２の弾性体は、図７のグラフにおける一点鎖線で示すような気泡頻度であることが確認された。また、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は、０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲の大きさであった。また、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最も多く存在する気泡は、１０μｍ以上１５μｍ以下の気泡であった。また、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は、１５０であった。
【０１０５】
（比較例３）
弾性層に連泡率３５％の連通はしているが隣り合わない気泡を有する多孔質体を用いて、シリコーンゴム粒子を添加せずに弾性層を形成したこと以外は、実施例１と同じ手順により加圧ローラを作製した。本比較例において、弾性層は複合気泡を有しておらず、連泡率は３５％、弾性層の気泡の大きさの中心値は、１３μｍであった。また、気泡頻度は、比較例１と同様の分布を示し、気泡の範囲、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最も多く存在する気泡、５μｍ以上１０μｍ以下の大きさの気泡の数を１００としたときの、１０μｍ以上２０μｍ以下の大きさの気泡の数割合は比較例２と同様であった。
【０１０６】
（比較例４）
弾性層に化学発泡シリコーンを用いたこと以外は、実施例１と同じ手順により加圧ローラを作製した。本比較例において、弾性層は複合気泡を有しておらず、連泡率は２０％、弾性層の気泡の大きさの中心値は、１００μｍであった。
【０１０７】
また、気泡頻度を確認したところ、比較例４の弾性体は、図７のグラフにおける破線で示すような気泡頻度であることが確認された。また、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は、０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲の大きさであった。また、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最も多く存在する気泡は、３０μｍ以上３５μｍ以下の気泡であった。また、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は、１０であった。
【０１０８】
［加圧ローラの性能評価］
次に、実施例及び比較例において作製した加圧ローラの性能評価を行った。性能評価は、加工性、耐久性、圧縮永久歪みの３つの指標により行った。
【０１０９】
加工性の評価は３段階により行い、弾性層の形成において、乳化・分散が容易であり経時も安定であるものを「○」、乳化・分散に時間がかかる、もしくは特殊な分散が必要であり、経時で不安定であるものを「△」、乳化・分散が不可能であるものを「×」とした。
【０１１０】
耐久性は、作製した加圧ローラを画像形成装置に用いて、使用前、３０％押し込み、１８０℃加熱、線速２５０ｍｍ／ｓｅｃの条件で３００時間使用した後の硬度（ショア硬さ）を測定し、硬度の変化と加圧ローラの損傷有無を観察することにより評価した。硬度変化が３Ｈｓ以下、かつ、加圧ローラの損傷が無い場合に「○」と評価し、それ以外の場合を「×」と評価した。
【０１１１】
圧縮永久歪みは、以下の方法により算出した。まず、加圧ローラの外径寸法を測定しておき、加圧ローラを２枚の金属製の板で挟み込み、径方向に押し込んで、径寸法が押し込み前の３０％になるように固定した。この状態で、加圧ローラを１８０℃で５時間加熱して、取り出した後すぐに金属性の板を外して押し込みを開放し、開放から６時間後に再度加圧ローラ１０の外径寸法を測定した。加熱前後の外径寸法から復元率を算出して、圧縮永久歪みとし、下記式３により算出した。
復元率（％）＝（加熱前外径寸法−加熱後外径寸法）／（加熱前外径寸法−押し込み後の外径寸法）×１００・・・（式３）
【０１１２】
また、上記の条件で加圧ローラを加熱した後、画像形成装置に用いて、形成された画像に画像ムラ等の異常が発生していないかを確認した。
【０１１３】
評価は４段階で行い、圧縮永久歪み試験における、復元率が７．０％以下、かつ、形成された画像に異常が発生していない場合を「◎」とし、復元率が７．１％〜９．０％、かつ、形成された画像に異常が発生していない場合を「○」とし、復元率が９．１％〜１５．０％、かつ、形成された画像に異常が発生していない場合を「△」とし、復元率が１５．１％以上、または、形成された画像に異常が発生した場合を「×」とした。
【０１１４】
また、総合評価として、４段階で評価を行った。◎の評価項目があり、△以下の評価項目がないものを総合評価「◎」とし、すべての評価項目が「○」の評価のものを総合評価「○」とし、「△」の評価項目があるものを総合評価「△」とし、「×」の評価項目があるものを総合評価「×」とした。
【０１１５】
弾性層の性状と、以上の性能評価の結果を表１に示した。
【０１１６】
【表１】
2019012125.tif 000003
【０１１７】
［評価結果］
加工性について、実施例１、２、４、比較例１〜４の加圧ローラは加工性が良好であった。よって、実施例１、２、４、比較例１〜４の加圧ローラは、「○」の判定であった。また、実施例３の加圧ローラは、シリコーンゴム粒子の添加割合高いことから、加工性が少し低かった。よって、実施例３の加圧ローラは、「△」の判定であった。
【０１１８】
耐久性について、実施例１〜４、比較例１の加圧ローラはいずれも硬度変化が小さく、また、加圧ローラの損傷が無かった。よって、実施例１〜４、比較例１の加圧ローラは、「○」の判定であった。また、実施例２〜４の加圧ローラは、加圧ローラの損傷は無かったが、実施例１〜４に比べて硬度変化が大きかった。よって、比較例２〜４の加圧ローラは、「×」の判定であり、耐久性が悪いことが示された。
【０１１９】
比較例２、３においては、複合気泡ではなく、連泡率が低い多孔質体を弾性層に用いた場合、通気性が低く、熱間時の内部膨張が大きくストレスが大きくなり、破泡も進みやすいため硬度変化や破壊に繋がるため、耐久性が低い結果となったと考えられた。また、比較例４においては、気泡の大きさがより大きいため、破泡がより進行しやすく、硬度変化が大きくなり、耐久性が低い結果となったと考えられた。
【０１２０】
実施例１〜４、比較例１の加圧ローラにおいては、耐久性がいずれも良好であった。
【０１２１】
圧縮永久歪み性について、実施例１、３の加圧ローラは、圧縮永久歪み試験における復元率が低く、また、圧縮永久歪み試験後の画像形成において、画像の異常が発生しなかった。よって、実施例１、３の加圧ローラは、「◎」の判定であった。また、実施例２、４、比較例４の加圧ローラは、圧縮永久歪み試験における復元率が実施例１、３よりも高いものの、試験後の復元は良好であった。よって、実施例２、４、比較例４の加圧ローラは、「◎」の判定であった。また、圧縮永久歪み試験後の画像形成において、画像の異常が発生しなかった。
【０１２２】
比較例１の加圧ローラは、圧縮永久歪み試験における復元率が、実施例の加圧ローラと比較して高く、また、圧縮永久歪み試験後の画像形成において、画像の異常が発生しなかった。よって、比較例１の加圧ローラは、「△」の判定であった。これは、比較例２〜４の加圧ローラと比較して、比較例１の加圧ローラは連泡率が高く、通気性が良好であるため、比較例２〜４よりも耐久性が高いものと考えられた。なお、比較例１の加圧ローラにおいて、モノクロの画像形成装置のように、光沢画像の閾値が広く設定されていたり、使用環境が厳しくない条件化においては、十分な耐久性を有すると考えられた。比較例２、３の加圧ローラは、圧縮永久歪み試験における復元率がかなり高かった。また、圧縮永久歪み試験後の画像形成において、画像の異常が発生しなかった。また、よって、実施例１、３の加圧ローラは、「×」の判定であった。
【０１２３】
圧縮永久歪み性において、実施例１〜４はいずれも良好な結果を示した。また、実施例１〜３、比較例１を比較すると、シリコーンゴム粒子が添加された実施例１〜３の方が、復元率が低かったことから、シリコーンゴム粒子を弾性層に分散させることにより、圧縮永久歪み性が向上することが示された。
【０１２４】
また、シリコーンゴム粒子が、加圧ローラの表層側５０％以内により多く分散された、実施例１、３の加圧ローラにおいて、より良好な圧縮永久歪み性を示した。また、シリコーンゴム粒子の添加割合を比較すると、添加割合が高くなるに従って、実施例２、実施例１、実施例３の順に復元率が低くなることが示された。これにより、シリコーンゴム粒子の添加割合が１〜１０％の範囲において、添加割合が高いほど圧縮永久歪み性が良好になることが示された。
【０１２５】
また、実施例１と比較例２、比較例１と比較例３を比較すると、連泡率の低い比較例２、３の方が復元率がかなり高く、圧縮永久歪み性が悪かった。比較例２、３のように連泡率が低い、すなわち、弾性層の通気性が悪い場合、熱間時の内部膨張が大きく、弾性層へのストレスが大きくなり、また、破泡が進行しやすくなり、耐久性（硬度変化）や圧縮永久歪み性が悪くなることが考えられた。
【０１２６】
また、比較例４においては、化学発泡シリコーンを用いていることから、多孔質体の分子量や架橋密度が大きいことにより、圧縮永久歪み性が良好であったと考えられた。
【０１２７】
総合評価については、加工性、耐久性、圧縮永久歪み性においていずれも良好な結果を示した、実施例１の加圧ローラが最も良好であると判断した。
【０１２８】
［評価結果の考察］
［評価結果］に示したように、本発明の例示的態様である実施例１〜４の加圧ローラにおいては、高い耐久性と良好な圧縮永久歪み性を有する定着ローラを提供することができることが示された。また、このような定着ローラを用いた定着装置、画像形成装置においては、定着ローラにおいて、高い耐久性と、良好な圧縮永久歪み性を得ることができることが示された。
【符号の説明】
【０１２９】
１０      加圧ローラ（定着ローラ）
１００    定着装置
５００    画像形成装置
１１      芯金
１２      弾性層
１３      表面離型層（離型層）
１４      グリップ層
１２ａ    多孔質体
１２ｂ    シリコーンゴム粒子
１２ｃ    複合気泡
【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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