(57)【要約】【課題】  紙ジワの発生を抑え、中・高速機並の印刷速度を可能にする定着ロール、さらには該ロールを組み込んだ定着装置を提供すること。【解決手段】  弾性層（２）に、連泡率が８０％以上で、しかも肉厚の加熱変形量が０．６ｍｍ以下のシリコーンゴム発泡体を採用する。【選択図】    図１                                          
2005316329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連泡率が８０％以上で、しかも肉厚の加熱変形量が０．６ｍｍ以下のシリコーンゴム発泡体からなる弾性層が配されたことを特徴とする定着用部材。
【請求項２】
該定着用部材がロールである請求項１に記載の定着用部材。
【請求項３】
外径が、φ２０〜４０ｍｍである請求項２に記載の定着用ロール。
【請求項４】
該弾性層の外周に離型層が設けられている請求項１〜３に記載の定着用ロール。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の定着用ロールが組み込まれた定着装置であって、少なくとも１５ｐｐｍの中・高速定着に有用であることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
該定着部材がベルトである請求項１に記載の定着用部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、プリンター、さらにはファクシミリ等の画像形成装置において、転写紙などの転写材上に転写されたトナー画像を加熱・加圧により定着させる定着部に用いられる定着用部材、特に高速定着能を有する小型の定着ロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機やプリンターの装置自体の小型化が業界では命題とされてきた。当然、定着装置にも小型化の要求があり、中でも、ゴム状弾性層を配した定着用ロール（以下、“ロール”と称することがある）に対する小型化（小径化）のウエイトが高い。さらに、小型化するだけでは市場の要求に応じることができず、高速化にも対応する必要に迫られている。
印刷速度の高速化を実現するには、トナーに熱を与える時間を増やす、すなわちニップ幅を大きくとることが有効である。そのためには、ロールのゴム状弾性層を低硬度化および低熱伝導化することが重要である。このことより、弾性層には発泡体が好んで使用されている。しかし、発泡体には、ａ）加熱外径の変化量が大きい、ｂ）圧縮永久歪みが大きいという欠点を有する。このため、紙ジワが発生し、また、歪み部分での定着性が悪いといった問題が生じている。
そこで、上記問題の対策として、発泡層中に、芯金の長手方向に平行で、且つその周方向に複数個の貫通孔、あるいは螺旋状の貫通孔を設けるという提案がなされている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、この構造では、孔が貫通している部分とそうでない部分で変形量に差が生じ、また、孔の大きさによっては、ロールの小径化（肉薄化）に対応できない。すなわち、孔の空いた部分の肉が薄くなり、機械的強度が低下し、ついには破損してしまうといった問題が指摘されている。
【０００３】
【特許文献１】特許第２８７０８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の課題は、紙ジワの発生を抑え、中・高速機並の印刷速度を可能にする定着用部材、中でも定着用ロール、さらには該ロールを組み込んだ定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、紙ジワおよび印刷速度は定着ロールの弾性層の絶対的熱変形量と密なる関係があることを究明した。本発明者は、このような観点からさらに検討した結果、該弾性層として、連泡率が８０％以上で、しかも肉厚の加熱変形量が０．６ｍｍ以下のシリコーンゴム発泡体を採用することにより、上記の課題を一挙に解決するに至った。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のロールは、上記シリコーンゴム連泡発泡体を弾性層として採用することにより、以下のような効果が奏される。
ａ．弾性層の連泡率が８０％以上であるので、放熱性に優れ、しかも、弾性層自身の熱膨張による肉厚変化量、すなわちロール外径の変化量が０．６ｍｍ以下と極めて小さい。これは、紙ジワや紙の斜行といった問題の解消に非常に有効である。
ｂ．低硬度ではあるが圧縮永久歪みが小さく、復元性が良いので、ニップ幅を大きく取ることができ、したがって、印刷速度の高速化が可能である。このことは、ロール外径をその分だけ小さくできることを意味し、実際には、後記の実施例に示すように、φ２０〜４０ｍｍまでにロールが小型化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を定着ロールの場合について、図面を参照しながら説明する。  
図１は、本発明に係るロールの一例を示す横断面図である。
【０００８】
図１において、（１）は鉄やアルミニウム等からなる円筒状芯金、（２）は該円筒状芯金の上に被覆して形成された、シリコーンゴム発泡体からなる弾性層である。この弾性層（２）は、連泡率が８０％以上で、しかも肉厚の加熱変形量が０．６ｍｍ以下の特性を有する。さらに、該弾性層（２）の外周には、必要に応じて斯界で周知のフッ素樹脂で代表される離型層を付加的に設けてもよい。
該シリコーンゴム発泡体は、シリコーンベースポリマーに吸水性ポリマー、水、そして白金触媒を添加したものと、シリコーンベースポリマーに吸水性ポリマー、水、そして架橋剤を添加したものものをほぼ等量（重量）用い、これらを十分に混合・攪拌脱泡させた後、以下に述べる３段階に分けて加熱して得られる。第一に、水分が蒸発しない１００℃以下、好ましくは５０〜８０℃のもとで、１０〜３０時間加熱して型成型し、次いで、１２０〜２５０℃、好ましくは１２０〜１８０℃に１〜５時間加熱して、水および水を含んだ不純物中の水分を蒸発させる。この水分が蒸発する際に、独立した各気泡が連泡（連続気泡）構造に転換する。最後に、１８０〜３００℃、好ましくは２００〜２５０℃で２〜８時間加熱して硬化させて発泡体を完成する。
このようにして得られたシリコーンゴム発泡体は、独立した気泡を持つ従来のものとは異なり、８０％以上の連泡構造と４０％以上の吸水率とを併せ持つ。前者の連泡構造により、高温下にあっても気泡中の熱気が外部に逃げるため、発泡体、つまり弾性層（１）は膨張しない。また、吸水率が高いほど、多くの気泡が存在しているということであり、発泡体の弾力性が増すことになる。これは、十分なニップ幅を確保するために有効である。さらに、これら二つの特性の相乗効果により、弾性層（１）の肉厚の加熱変形量が０．６ｍｍ以下の範囲に調整できるので、定着時の外径変形量が少なく、よって紙ジワの発生が激減する。
この時の加熱変形量は、温度上昇に対する肉厚の熱膨張量として定義される。測定に際しては、まずオーブンに入れて１８０〜２００℃、３０〜６０分間加熱し、その後取り出して、レーザー外径測定器により肉厚を測定する。その際、表面温度計により温度測定を同時に行う。温度毎の外径をプロットして、熱変形量（加熱後の肉厚−加熱前の肉厚）を求める。
また、吸水率は、対象となるスポンジに水を吸収させた時の、吸収した水の重さと、水を吸収する前のスポンジの重さの比（％）として定義される。
さらに、連泡率は、吸収した水の体積と、形成された気泡全体の体積の比（％）として定義される。
【実施例】
【０００９】
以下、実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。
φ１４ｍｍのアルミニウム芯金の周りに、肉厚が７．５ｍｍの弾性層（加熱変形量  ０．５ｍｍ）を以下のようにして形成した。ベースポリマーに吸水性ポリマー、水、白金触媒が添加された「ＸＥ１５−Ｂ８４００Ａ」（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製）１００部と、ベースポリマーに吸水性ポリマー、水、加硫剤が添加された「ＸＥ１５−Ｂ８４００Ｂ」（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製）１００部を混合して攪拌脱法させた。次に、６０℃×２４時間で型成型した後、１５０℃×２時間で気泡中の水分を蒸発させて連泡構造を形成し、最後に２００℃×４時間で硬化して、所望の定着ロールを得た。このときの弾性層（１）は、９２％の連泡率と４５％の吸水率を有し、その加熱変形量は０．５ｍｍであった。
この定着ロールを市販の複写機（リコー株式会社製「ＩＰＳｉＯ  ｃｏｌｏｒ  ８０００」）に、組み込んで定着装置を作成した（本発明）。
比較のために、連泡率が２０％、吸水率が１０％のシリコーンゴム発泡体（加熱変形量  ０．７５ｍｍ）を配する以外は、同様の定着ロールを上記の複写機に組み込んで定着装置を作成した（比較例）。
次に、これらの複写機に市販のＡ４の転写紙を１０００枚連続して、新聞紙の切り抜きを印刷した。その際、ｐｐｍ（一分あたりの通紙枚数）と定着性との関係を観察したところ、以下のような結果が得られた。
本発明  １．  ｐｐｍ＝１５  紙ジワなく、画像も鮮明  
２．  ｐｐｍ＝２５        同上
３．  ｐｐｍ＝３５        同上  
４．  ｐｐｍ＝４５        同上  
比較例  １．  ｐｐｍ＝１５  紙ジワなく、画像も鮮明  
２．  ｐｐｍ＝２５        同上
３．  ｐｐｍ＝３５  紙ジワ多発  画像乱れ発生  
４．       
ｐｐｍ＝４５  紙ジワ頻発  画像乱れ顕著
この結果からも明らかなように、本発明の定着ロールを使用することにより、紙ジワや画像の乱れを高速仕様においても抑えることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００１０】
本発明の定着ロールは、良好な熱変形量により、外径の変化量が少ないため、対紙ジワや画像の安定に有用であるばかりでなく、高速化に対応できるので、モノクロと同等の印刷速度が可能になる。従来、カラー印刷のネックであったスピードの問題が解決されることにより、カラー機の販促につながる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るロールの一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００１２】
１  円筒状芯金
２  シリコーンゴム発泡体の弾性層
【図１】
2005316329.tif 000003