(57)【要約】【課題】  永久変形の懸念がなく、しかも低硬度で断熱性に優れた被覆層を有する加圧ローラを提供することにある。【解決手段】  芯金外周にシリコーンゲル層を配し、さらに、該シリコーンゲル層の外周にゴム状弾性スポンジ層を被覆層として採用する。【選択図】    図１                
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金の外周面にシリコーンゲル層が配され、さらに該ゲル層の外周にゴム状弾性スポンジ層が設けられていることを特徴とする加圧ローラ。
【請求項２】
該加圧ローラが定着用加圧ローラである請求項１に記載の加圧ローラ。
【請求項３】
該シリコーンゲル層が３０〜２００の針入度（ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７）を有する請求項１または２に記載の加圧ローラ。
【請求項４】
該ゴム状弾性スポンジ層がシリコーンゴム発泡体層である請求項１〜３のいずれかに記載の加圧ローラ。
【請求項５】
該シリコーンゴム発泡体層が１０〜５０°の硬度（ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１）を有する請求項１〜４のいずれかに記載の加圧ローラ。
【請求項６】
該シリコーンゲル層とゴム状弾性スポンジ層との厚みの割合が、１：５〜５：１の範囲にある請求項１〜５に記載の加圧ローラ。
【請求項７】
該ゴム状弾性スポンジ層の外周に離型層が設けられている請求項１〜６のいずれか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、加圧ローラに関し、特に電子複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像定着用の熱定着部に用いられる定着用加圧ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、定着用加圧ローラ（以下、“加圧ローラ”と称する。）の表面弾性体には、一般にゴム状弾性スポンジ層が採用されている。この理由は、該スポンジ層が、十分なニップ幅を確保するに適した硬度を呈するからである。しかし、このスポンジ層はニップ時、すなわち加熱ローラに加圧した際に永久変形し易いという欠点がある。そして、この永久変形部においては十分な加圧効果が得られないため、画像に悪影響を及ぼし、さらには異音・振動を発生させる原因にもなり、機械の破損にもつながってしまう。
この永久変形の問題を解消するため、該スポンジ層に代えてシリコーンゲル層を採用することが推奨されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、このゲル層は、スポンジ層とは異なって粘着性を呈することから、同文献１にも記載されているように、ゲル層の外周には離型層の存在が不可欠となる。ところで、離型層の硬度が高いのは周知のとおりである。したがって、この提案のローラでは、結果的にはゲル層の硬度が高くなり、十分なニップ幅の確保という命題に逆行する。さらに、該ゲル層の最大の不利益は、断熱性に欠けることである。つまり、加圧ローラには、加熱ローラからの熱を十二分に保持することが要求されるが、ゲル層ではこの要求に応えることができないのが現状である。
【０００３】
【特許文献１】特許公報第３１５３４５４号
【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、永久変形の懸念がなく、しかも低硬度で断熱性に優れた被覆層を有する加圧ローラ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、芯金外周に先ずシリコーンゲル層を配し、さらに、該シリコーンゲル層の外周にゴム状弾性スポンジ層を被覆層として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】
本発明によれば、離型性に問題のないスポンジ層が、内層のシリコーンゲル層に対して形態固定枠として機能する。しかも、該スポンジ層は低硬度で断熱性に優れているので、シリコーンゲル層の低硬度状態を何等損なうことなく、該ゲル層の断熱性不良の問題が改善される。さらにローラ加圧の際、該ゲル層が緩衝材として機能し、表面スポンジ層の圧縮歪を吸収するため、ローラ形状（被覆層）の復元性が向上し、耐圧縮永久歪みの懸念がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の加圧ローラについて、図面を参照しながら説明する。  
図１は、本発明に係る加圧ローラを示す横断面図である。
図２〜図７は、本発明の加圧ローラの一製造例を逐次的に示す略線図で、その際、
図２は、芯金の外周にシリコーンゲル層を形成するための円筒状金型の縦断面図；
図３は、該シリコーンゲル層の外周に配するシリコーンスポンジチューブの一例を示す縦断面図；
図４は、該シリコーンスポンジチューブの両端を拡径した状態を示す縦断面図；
図５は、該両端を拡径したシリコーンスポンジチューブを減圧用金型に挿入した状態を示す縦断面図；
図６は、図５の状態で減圧した後のシリコーンスポンジチューブの拡径状態を示す縦断面図；そして、
図７は、シリコーンゲル層を形成した芯金（図２）を図６のシリコーンスポンジチューブ内に挿入した状態を示す縦断面図である。
【０００８】
図１において、（１）はゴム状弾性スポンジ層、（２）はシリコーンゲル層、そして、（３）は芯金である。ここで、ゴム状弾性スポンジ層（１）を構成する材料は、「ＫＥ−９０４Ｆ−Ｕ」（信越化学工業株式会社製）、「ＫＥ−９１０」（信越化学工業株式会社製）の商品名で流通している。このスポンジ層としては、シリコーンゴム発泡体層が好ましく、その際、該発泡体層は、ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１で規定される硬度で１０〜５０°の範囲にあればよい。
一方、シリコーンゲル層（２）を構成する材料は、「ＳＥ１８８０」（東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製）や「ＳＥ１８８５Ａ」（東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製）、「ＳＥ１８８５Ｂ」（東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製）、「ＫＥ１１０ＧＥＬ」（信越化学工業株式会社製）等の商品名で流通している。このシリコーンゲル層（２）を形成するシリコーンゲルは、ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７に規定される針入度が３０〜２００、特に、５０〜１５０であることが好ましい。また、シリコーンゲル層（２）の表面は粘着性があるので、ゴム状弾性スポンジ層（１）との間には、特に接着剤の必要は無いが、「ＴＳＥ３２２」（東芝シリコーン株式会社製）等の商品名で流通している接着剤を用いればなお好ましい。さらに、芯金（３）は周知の材料である鉄、ステンレス、アルミなどの金属で構成される。
このような加圧ローラにおいて、被覆部が低硬度で且つ断熱性と耐圧縮永久歪み性の両方までをも実現するには、ゴム状弾性スポンジ層（１）とシリコーンゲル層（２）の肉厚の割合が１：５〜５：１の範囲にあればよいが、２：４〜４：２であればなお好ましい。その際、前者の肉厚は一般に０．３〜９ｍｍ程度に、また後者の肉厚は９〜０．３ｍｍ程度であればよい。
なお、本発明の加圧ローラにおいて、ゴム状弾性スポンジ層（１）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。
【０００９】
次に、本発明に係る加圧ローラの製造方法の一例について、図２〜図７を参照しながら説明する。
図２において、（３）は図１同様に芯金、（４ａ）、（４ｂ）は金型の蓋、（５）は金型胴体部である。蓋（４ｂ）は、図では支持されていないように見えるが、実際はリブが、蓋（４ｂ）の中央に位置するよう設計されている。そして、この態様では、芯金（３）の外周にシリコーンゲル層（２）が形成される。
先ず、水平面に置いた蓋（４ｂ）の中央の穴に芯金（３）を直立状態で挿入する。その状態で、芯金を覆うように金型胴体部（５）を立てて被せ、蓋（４ｂ）の所定の位置にセットする。次に、金型胴体部（５）に蓋（４ａ）をセットする。その際、蓋（４ａ）の中央の穴に芯金（３）が入るようにする。組み立てが終了した金型に、注型機によって金型下方（矢印側）からシリコーンゲル材料を注入し、加硫することによって、シリコーンゲル層（２）を芯金（３）に被覆する。
一方、図３に示すようなシリコーンスポンジチューブ（６）をゴム状弾性スポンジ層（１）として用意しておく。そのときの内径φｄはシリコーンゲル層の外径φＤ（図７）の９３〜９９％に設定されている。その理由はローラ外径の安定化やシリコーンゲル層（２）とゴム状弾性スポンジ層（１）との密着力を向上させるためである。このようなチューブ（６）は、既に述べた材料を押出し機によって筒状に押出し、加硫・発泡させることにより得られる。
次いで、このチューブ（６）の両端に、図４に示すようにチューブ内径φｄよりも外径の大きいカラー（７）を挿入する。この挿入状態で、図５に示すように減圧用金型に装着する。該減圧用金型は、上金型（８ａ）と下金型（８ｂ）とからなる。この際、両金型の合わせ目には、パッキン等が挟み込まれて金型の密着性が確保されている。
図６には、上金型（８ａ）に穿けられた減圧口（９）から、吸引装置によって金型内を減圧した後の状態が示されている。すなわち、チューブ（６）は、その長手方向に沿って拡径されている。そして、この減圧下に拡径されたチューブ（６）内に、図７に示すように、シリコーンゲル層（２）を被覆した芯金（３）を挿入した後、減圧状態を解除して拡径されたチューブ（６）を収縮させながらシリコーンゲル層（２）の外周に密着させる。
その後、シリコーンゲル層（２）とチューブ（６）とで被覆された芯金（３）を脱型する。さらにカラー（７）を取外して、該チューブの両端の余分な箇所を取り除いてから、チューブ（６）表面を研磨することにより所望の加圧ローラが得られる。
また、上述した製法以外に、注型法によっても同様の加圧ローラが得られる。その場合、図２における金型胴体部（５）の内壁に、チューブ（６）を密着させた状態でシリコーンゲルを注入させる。
【実施例】
【００１０】
以下、実施例および比較例を挙げて、本発明を具体的に説明する。
尚、実施例中の「部」は重量部を示す。
【００１１】
[実施例]
金型の蓋（４ｂ）の所定の穴に芯金（３）の片端を挿入させて立てる。この芯金は、外径φ１２ｍｍ、長さ３５０ｍｍの鉄製で、その外周面にサンドブラスト処理を施した後、接着剤として「プライマーＮＯ．１０１（Ａ）（Ｂ）」（信越化学工業株式会社製）を塗布した。この状態で、金型胴体部（５）を芯金（３）を覆うようにして被せ、金型の蓋（４ｂ）の所定の溝に嵌合させた。次に、金型の蓋（４ａ）の所定の穴及び溝にそれぞれ芯金、金型胴体部を挿入・嵌合させた。
このように組み立てられた一連の金型を固定治具に取り付け、射出成形機に装着し、シリコーンゲル「ＳＥ１８８０」（東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製）１００部を図２の矢印の経路に沿って金型内に注入した。
注入後、固定治具ごと炉内で１８０℃、３０分加硫を行った。
その後、固定治具及び金型を取り外して、φＤが２７．３ｍｍのシリコーンゲル層（２）を被覆したローラを得た。
これとは別に、シリコーンゴム「ＫＥ−９０４Ｆ−Ｕ」（信越化学工業株式会社製）を押出し成形機に投入し、１ｍ／分の線速にて内径がφ２４ｍｍ、外径がφ３０ｍｍの長尺の筒状体に押出し、引き続き加硫炉内を通過させながら一次加硫を行なった。この時、加硫温度は２００±１０℃、加硫時間は２０±５分に設定した。
次に、その長尺筒状体を２００±１０℃、８時間にて二次加硫を施した後、３５０ｍｍの長さでカットすることにより、ゴム状弾性スポンジ層（１）となる、φｄが２６ｍｍのシリコーンスポンジチューブ（６）を得た。
さらに、このチューブ（６）の両端に内径φ２７ｍｍ、外径φ２９ｍｍ、長さ３０ｍｍのカラー（７）を両側に挿入した。その状態で、減圧用金型（８ａ）（８ｂ）に装着する。装着後、減圧口（９）から真空引きを行い、チューブ（６）を拡径する。その中に、上記のシリコーンゲル層（２）を被覆したローラを、該ローラとチューブ（６）の中心をあわせる治具を介して挿入した。その後、減圧を解除して該チューブをシリコーンゲル層（２）の外周面に密着させて接着した後、２層被覆構造のローラとして金型から取り外した。
最後に、該ローラの余分なシリコーンスポンジチューブ部をカットすることにより、所望の加圧ローラを得た。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
本発明の加圧ローラは、永久変形の懸念がなく、しかも低硬度で断熱性に優れた被覆層を有するので、定着装置の加圧ローラとして特に有用であるばかりでなく、紙状体、布帛、さらにはフィルムのような薄膜体の搬送ローラとしても利用される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る加圧ローラを示す縦断面図である。
【図２】芯金の外周にシリコーンゲル層を形成するための円筒状金型の縦断面図である。
【図３】該シリコーンゲル層の外周に配するシリコーンスポンジチューブの一例を示す縦断面図である。
【図４】該シリコーンスポンジチューブの両端を拡径した状態を示す縦断面図である。
【図５】該両端を拡径したシリコーンスポンジチューブを減圧用金型に挿入した状態を示す縦断面図である。
【図６】図５の状態で減圧した後のシリコーンスポンジチューブの拡径状態を示す縦断面図である。
【図７】シリコーンゲル層を形成した芯金（図２）を図６のシリコーンスポンジチューブ内に挿入した状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００１４】
１    ゴム状弾性スポンジ層
２    シリコーンゲル層
３    芯金
４ａ  金型の蓋
４ｂ  金型の蓋
５    金型胴体部
６    シリコーンスポンジチューブ
７    カラー
８ａ  減圧用金型の上金型
８ｂ  減圧用金型の下金型
９    減圧口
【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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