(57)【要約】【課題】表面圧縮強度および表面の平滑性を高く維持しつつ全体としての断熱性が優れた断熱性加圧ローラを提供する。【解決手段】中心側から順に少なくとも軸芯または軸パイプと、円筒体層とを含む加圧ローラにおいて、当該円筒体層が、全体として無機質バインダー１００質量部と耐熱性無機質材料０〜５００質量部とし、円筒体層全体の平均嵩密度が０．２〜１．５ｇ／ｃｍ3の多孔質セラミックスから成り、必要により嵩密度の異なる複数の層または嵩密度が連続的に変化させ、又は耐熱性中空無機質材料を併用することにより、円筒体層の最外周面に開口する平均気孔径が１００μｍ以下とし且つ最外周層の表面圧縮強度が２MＰａ以上とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心側から順に少なくとも軸芯または軸パイプと、円筒体層とを含む加圧ローラにおいて、当該円筒体層が、全体として無機質バインダー１００質量部と耐熱性無機質材料０〜５００質量部とを主成分とし、円筒体層全体の平均嵩密度が０．２〜１．５ｇ／ｃｍ3の多孔質セラミックスから成り、円筒体層の最外周面に開口する平均気孔径が１００μｍ以下であり且つ最外周層の表面圧縮強度が２MＰａ以上であることを特徴とする断熱性加圧ローラ。
【請求項２】
円筒体層が、嵩密度が異なる複数の層または連続的に変化する層から成り、最外層が最も嵩密度が高く、且つ気孔率が低いことを特徴とする請求項１に記載の断熱性加圧ローラ。
【請求項３】
円筒体層の多孔質セラミックスには耐熱性無機質材料のうち、中空の耐熱性無機質材料を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の断熱性加圧ローラ。
【請求項４】
円筒体層の最外周面から軸芯側表面への平均熱伝導率が０．０５〜０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることを特徴とする請求項１から３までのうちの何れか１つに記載の断熱性加圧ローラ。
【請求項５】
円筒体層のセラミック全体の単位体積あたりの平均熱容量が１×１０-4〜１５×１０-4ＫJ／（K・ｃｍ3）である低熱容量セラミックスからなることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１つに記載の断熱性加圧ローラ。
【請求項６】
円筒体層の外周面に厚さが１０〜１００μｍのフッ素樹脂またはシリコンゴムからなる表面被覆層が設けられていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１つに記載の断熱性加圧ローラ。
【請求項７】
フッ素樹脂がＰＦＡ樹脂のチューブから構成されていることを特徴とする請求項６に記載の断熱性加圧ローラ。
【請求項８】
熱定着装置に使用されることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１つに記載の断熱性加圧ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中心側から順に少なくとも軸芯、円筒体層とを含む加圧ローラに関し、より詳しくは、円筒体層が全体として無機質バインダーと耐熱性無機質材料とを主成分とする多孔質セラミックスから成る断熱性加圧ローラに関する。ここに、セラミックスとは、無機質固体材料を主成分とし、高温で焼成し、更に必要により焼結または溶融して製造される材料を言う。
【背景技術】
【０００２】
従来、情報技術の中の必須機器である静電複写機、プリンタなどの熱定着装置は、暗中で一様に帯電した感光体表面に光学像を投影すると、感光体表面には光学像に対応した静電気潜像が形成され、その表面に現像剤である帯電した微粒子（トナー）を散布して静電気力で付着させて画像を現像し、この感光体表面に前記微粒子の帯電とは反対の極性に帯電させた印刷紙の表面を重ねて前記微粒子を紙面に転写し、この紙面上の上記の微粒子を熱定着ローラ（ヒートローラ）により加圧下に加熱・溶融して紙面上に熱定着する事により画像を複製させる機器である。
【０００３】
上記のように熱定着ローラにより紙面上のトナーを熱定着する熱定着装置部分としては、通常、熱定着ローラ（ヒートローラ）と加圧ローラの２つのローラで構成されたものが知られており、印刷紙は、その裏面側から加圧ローラで支持され、表面側から加熱された熱定着ローラにより加圧されつつ加熱されて紙面上の微粒子が融着して熱定着される。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−４０８５５号公報（要約欄、図１、第００３０段落など）
【０００４】
上記の熱定着ローラは、上記のように紙面上にトナーを融着させるために、融着可能な高温に加熱されるが、熱定着操作が行われる際、常に熱定着温度より遙かに低温の印刷紙および加圧ローラと密接し、回転するため、その瞬間に、特に加圧ローラとの密接部から多量の熱エネルギーが奪い取られて冷却される。
【０００５】
一方、上記の加圧ローラは、特に熱定着装置を使用し始める印刷開始時には、低温（通常、室温）であるため、必要とする熱定着ローラの温度との差が大きく、従って、熱定着ローラは、上記のような密接による冷却を見込んで、より高い温度に加熱しておく必要があり、その結果、消費電力もそれだけ多くなってエネルギー効率が低いばかりでなく、冷却を見込んだ印刷可能な温度にまで昇温するウォーミングアップ時間（待機時間）が長くなり、時間効率が低いばかりでなく、利用者には不快の原因ともなる。
【０００６】
また、上記の加圧ローラは、高温の熱定着ローラと密接するため、耐熱性であることが求められ、一方、熱定着ローラから加圧ローラにより奪い取られるエネルギーの量は、長時間を考慮すれば加圧ローラの熱容量、短時間のみを考慮すれば熱伝導率に影響される。これらの両特性は、共通して円筒体層の嵩密度に関係する。これらの事情を考慮して、例えば、前記の円筒体層を多孔質セラミックス材料から成る断熱層によって構成させることが提案されている（上記の特許文献１など）。
【０００７】
しかしながら、加圧ローラは、上記のように、多孔質セラミックスにすることにより断熱性を改善することが出来るが、加圧ローラとして使用する目的を考慮すれば、ある一定水準以上の強度、例えば圧縮強度が必要であるが、多孔質セラミックスにおいては、通常、断熱性と圧縮強度とは相反する特性である。従って、断熱性を強化して上記の熱定着ローラの冷却を抑制する場合は、付随して気孔率、気孔寸法が大きく、嵩密度が低くなり、その結果、加圧ローラとしての強度も低下するのみならず、表面の凹凸が熱定着面に反映されて画像に悪い影響を及ぼす熱定着面となる。円筒体層外周表面に耐熱性樹脂表面被覆層を設けた場合でも、厚さが５０μｍ程度より薄い場合は、表面被覆層を介してやはり外観が悪い熱定着面となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑み為されたものであり、すなわち、本発明の目的は、表面圧縮強度および表面の平滑性を高く維持しつつ全体としての断熱性が優れた断熱性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】
【０００９】
すなわち、本発明は、中心側から順に少なくとも軸芯または軸パイプと、円筒体層とを含む加圧ローラにおいて、当該円筒体層が、全体として無機質バインダー１００質量部と耐熱性無機質材料０〜５００質量部とを主成分とし、円筒体層全体の平均嵩密度が０．２〜１．５ｇ／ｃｍ3の多孔質セラミックスから成り、円筒体層の最外周面に開口する平均気孔径が１００μｍ以下であり且つ最外周層の表面圧縮強度が２ＭＰａ以上とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の断熱性加圧ローラの円筒体層は、多孔質セラミックス層から成り、必要により嵩密度の異なる複数の層または嵩密度が連続的に変化させ、又は耐熱性中空無機質材料を併用することにより、全体の平均嵩密度が０．２〜１．５ｇ／ｃｍ3と比較的小さくなるが、直接加圧される最外周面部の嵩密度を高くすることにより、表面圧縮強度および表面の平滑性を高く維持しつつ、全体としての優れた断熱性が優れた断熱性加圧ローラを得る事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の断熱性加圧ローラは、中心側から順に少なくとも軸芯または軸パイプと、円筒体層とを含む加圧ローラにおいて、当該円筒体層が嵩密度の異なる複数の層または嵩密度が連続的に変化する多孔質セラミックス層から成る。
【００１２】
上記の軸芯は、公知の軸芯または軸パイプが使用できるが、通常、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、真鍮などの金属製のものが好適に使用できる。また、上記の多孔質セラミックス層は、上記の円筒体層の主要部、すなわち少なくとも円筒体層のより外側の層を構成し、本発明の加圧ローラの中で最も特徴的な層である。上記の円筒体層の内、上記の多孔質セラミックス以外の部分、すなわち軸芯と上記の多孔質セラミックス層の間に他の中間層が介在することを制限するものではない。上記の中間層を構成する素材は、特に制限されず、例えば、セラミックス又は気孔の含有量がより少ないセラミックスとか、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、真鍮などの金属で構成する事が出来る。しかし、円筒体層の全層が上記のセラミックスから構成されているのが好ましい。以下、上記の中間層が無い場合について説明する。
【００１３】
上記の円筒体層を構成する多孔質セラミックスは、通常、無機質バインダーと耐熱性無機質材料とを主成分とする混合物を焼結して形成されるが、それを製造する際には、多孔質化するために、その他に、さらに有機質バインダーと、必要によりさらに耐水性有機質材料とを加え、それらの混合物に水を加えた混合物を混練する混練工程によって可塑性混合物とし、さらに、成形工程、乾燥工程、および焼成工程とを含む工程を経て製造される。
【００１４】
上記の無機質バインダーは、後述の多孔質セラミックス製造工程の一部である焼成工程において自らセラミックス成分となり且つ上記の無機質材料を相互に固結している材料であり、係る無機質バインダーとしては、特に限定されるものではないが、例えば、ガラスフリット、コロイダルシリカ、アルミナゾル、シリカゾル、珪酸ソーダ、チタニアゾル、珪酸リチウム、水ガラスなどが挙げられる。なお、これらの二種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００１５】
上記の耐熱性無機質材料は、後述の多孔質セラミックス製造工程の一部である混練工程〜焼成工程の間で実質的には溶融変形しない繊維状または粒子状のものを言う。なお、上記の繊維状と粒子状の区分については、ＪＩＳ−Ｌ０２０４では、繊維は太さに比して十分の長さをもつ、細くて撓みやすいものを言うと規定しているが、繊維と粒子との厳格な区分は出来ないため、本願発明においても、繊維と粒子とは厳格な区分はせず、合わせて耐熱性無機質材料というが、適宜繊維状と粒子状の表現を用いる。
【００１６】
上記の繊維状耐熱性無機質材料としては、例えば、アルミナシリカ繊維、アルミナ繊維、温石綿（クリソタイル）、カーボンファイバー、ガラス繊維、スラグウール、シリカ繊維、ジルコニア繊維、石膏ウイスカー、炭化珪素繊維、チタン酸カリウムウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、高珪酸ファイバー、溶融シリカファイバー、ロックウールなど、通常、繊維状といわれているものがあげられる。なお、これらの二種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００１７】
上記の繊維状耐熱性無機質材料の長さは、特に限定されるものではないが、水中分散性、押出成形性などを考慮し、３ｍｍ以下のものが好ましい。また、繊維状耐熱性無機質材料の直径および粒子状材料の直径は、製品である断熱性加圧ローラの嵩密度をより小さくするためには、やや太いものが好ましく、例えば１〜１５μｍのものが好ましい。
【００１８】
上記の粒子状耐熱性無機質材料としては、クレー、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、ジルコニア、チタニア、セピオライト、カオリン、ゼオライト、窒化珪素、窒化アルミニウム、アルミノボロシリケート、アルミノシリケート、多孔質炭素等の粒子状のものを挙げることができる。なお、上記の粒子状耐熱性無機質材料として、中空セラミックス、ガラスバルーン、シラスバルーン、パーライト、フライアッシュ等の内部に中空部を有するものを使用する事も出来る。また、これらの二種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００１９】
上記の耐熱性無機質材料は必須成分ではないが、耐熱性および強度向上のため併用するのが好ましい。係る耐熱性無機質材料の使用量は、無機質バインダー１００質量部に対して通常０〜５００質量部であるが、好ましくは１００〜３００質量部である。使用量が５００質量部を超える場合は得られる多孔質セラミックスの強度が十分でない。また、上記の無機質バインダーのうち、内部に中空部を有するもの耐熱性無機質材料の使用量は、無機質バインダー１００質量部に対して、通常０〜８０質量部、好ましくは２０〜７０質量部、さらに好ましくは３０〜６０質量部である。
【００２０】
なお、本発明の円筒体層は全体の平均嵩密度が０．２〜１．５ｇ／ｃｍ3であり、且つ最外周層のＪＩＳ  Ｒ−２６１５に基づく表面圧縮強度が２ＭＰａ以上であり、別の観点から、円筒体層の最外周面に開口する平均気孔径が１００μｍ以下であることを提案しているが、嵩密度を低下するための方法として内部に気孔を形成させる方法を提案している。この内部に気孔を形成させる方法として、後述の耐水性有機質材料を使用して内部気孔率を増加する方法は気孔形成効率には優れているが、その際、その気孔は断熱性加圧ローラの外周面に開口して表面の平滑性の低下を伴い易いため、少なくとも表面層部分では、耐水性有機質材料の代わりに上記の内部に中空部を有しながら開口を形成しない粒子状耐熱性無機質材料すなわち中空の無機質材料を、所定の表面圧縮強度を保持できる範囲で、より多く使用するのが好ましい。
【００２１】
前記の有機質バインダーは、原料混合物を成形する段階での混練物の可塑性調節、強度向上などの取り扱い性を改良するために必要に応じて使用されるものであり、通常、増粘剤と呼ばれるものも含む。この成分は焼成工程において焼失される。
【００２２】
上記の有機質バインダーとしては、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルアルコール、フェノール樹脂、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリル酸ソーダ、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、エポキシ樹脂、コーンスターチなどが挙げられる。なお、これらの二種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００２３】
上記の有機質バインダーの使用量は、無機質バインダー１００質量部に対して通常２〜１００質量部、好ましくは１０〜５０質量部、さらに好ましくは１５〜２５質量部である。２質量部未満の場合、使用した割には成形工程に寄与する可塑性が十分でく、１００質量部を越える場合は、不必要な有機質分が多くなり、焼成効率が低下するため、初期の目的を達成するには不利である。
【００２４】
また、前記の耐水性有機質材料は、成形性および目的とする多孔質セラミックスの内部気孔率を増加させるために有用であり、混練工程〜乾燥工程の間ではその形状を保持される。そして、上記の焼成工程において上記材料が焼失されて上記材料が占めていた空間は気孔となる。
【００２５】
係る耐水性有機質材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、フェノール樹脂などの耐水性合成樹脂、木材、竹材、その他の天然有機物などが挙げられ、形状は繊維状であってもよいし、粒子状であってもよい。これらの材料としては内部発泡しているものも好適に使用することができる。また、これらの二種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００２６】
上記の耐水性有機質材料の繊維状と粒子状の区分については前記の無機質材料の場合と同様である。かかる材料の繊維状物の直径および粒子状物の直径は、通常１〜２０００μｍの範囲であり、好ましくは５〜１０００μｍ、さらに好ましくは１００〜５００μｍである。
【００２７】
上記の耐水性有機質材料の使用量は、目的とする多孔質体の目標とする内部気孔率を考慮して必要に応じて適宜決定され、無機質バインダー１００質量部に対して、通常０〜３００質量部、好ましくは１０〜１５０質量部、更に好ましくは２０〜１００質量部である。上記の耐水性有機質材料の使用量が３００質量部を超える場合は、多孔質セラミックスの強度が著しく低くなり、本願発明の目的を達成できない。
【００２８】
但し、上記の耐水性有機質材料の使用量は、無機質材料の使用量との関係で制限され、耐水性有機質材料と無機質材料の合計量は無機質バインダー１００質量部に対して０〜５００質量部の範囲が好ましい。なお、前述のように、上記の耐水性有機質材料を使用して内部気孔率を増加する方法は、外周面に開口して表面の平滑性の低下を伴い易いため、少なくとも表面層部分では、耐水性有機質材料の代わりに前記の内部に中空部を有する繊維状および粒子状耐熱性無機質材料をより多く使用するのが好ましい。
【００２９】
本発明において使用される円筒体層は、嵩密度が異なる複数の層または嵩密度が連続的に変化する層から成るが、これらの嵩密度の調節は、主に水分量および上記の耐水性有機質材料の添加量によって行うのが実用的である。しかし、上記の有機質材料を使用した場合は、それらの材料は焼成により消失して気孔が残り、表面の平滑性が低下するため、特に最外層となる部分では表面の平滑性を維持するためには多量の有機質材料を使用するのは好ましくない。代わりに、最外層となる部分には、無機質材料として前記の中空の粒子状耐熱性無機質材料を、所定の表面圧縮強度を保持できる範囲で、より多く使用するのが好ましい。
【００３０】
前記の混練工程は、前記の耐熱性無機質材料、無機質バインダー、有機質バインダー、耐水性有機質材料、およびその他の添加物の所定量を水と混合し、それらの混合物を均一な水系ディスパージョンまたは水系塑性物とする工程である。上記の混練工程において使用される水の量は、混合物が後工程である成形工程に適するように、適宜調整されるが、概ね上記各固形成分の全質量に対して５０〜２００質量％程度である。
【００３１】
係る混練工程に使用する混練装置としては、公知のものを使用することが出来るが、例えば、加圧型ニーダ、双腕型ニーダ、高速ミキサー、バタフライミキサーを挙げることが出来る。
【００３２】
前記の成形工程は、上記の混合物を使用してローラの円筒体層の形状を形成する工程であり、前記の混合物を、中空部を残した形状に成るような型を用いて、または当該中空部に軸芯を配置して、例えば押出成形法、プレス成形法、湿式成形法などの方法によって中空の又は軸芯と一体の円筒状成形体を得ることができる。その際、本発明においては、円筒体層は嵩密度が異なる複数の層または嵩密度が連続的に変化する層から成るため、有機質材料の添加率が異なる複数の可塑性混合物を用いて二層成形あるいは多層成形により成形するのが好ましく、例えば、内側の一つの層を形成し、次の工程である乾燥工程により乾燥して硬化した後、再びその外側に次の層を重ねて成形してもよく、さらに、上記の一つの層の厚さを薄くして有機質材料の添加率が少しずつ異なる多数の層を重ねるか、混練工程において有機質材料の添加率が連続的に異なる部分を各層に押し出すことにより実質的に嵩密度が連続的に変化する層を形成させてもよい。
【００３３】
前記の乾燥工程は、後の焼成工程に先行して、通常、常温または加熱温度下に乾燥して、水分を除去するとともに、成形体を硬化させてその形状を確定する工程である。上記の加熱温度は、通常、２００℃以下であり、好ましくは水分が穏やかに且つ蒸発し易い１０５℃程度で行われる。また、乾燥時間は、成形体の形状、加熱温度により変化することが出来るが、通常０．５〜１２時間程度である。
【００３４】
前記の焼成工程は、予備焼成段階と最終焼成段階に区分して行うのが好ましい。上記の予備焼成段階は、通常、大気中で行われ、その際、後の段階である高温での最終焼成段階で粒子状有機物の急激な消失による亀裂の発生などを防ぐために行われ、通常１５０〜４００℃で行われる。また、予備焼成時間は、成形体の形状、加熱温度により変化するが、通常１２〜７２時間程度である。
【００３５】
上記の最終焼成段階は、通常４００〜１０００℃の高温において行われ、残存している粒子状有機物、有機質バインダーを完全に消失させ、さらに無機質バインダーを溶融させて全体を一体化する段階である。最終焼成段階の加熱時間は、成形体の形状、加熱温度、使用材料成分、配合比などにより変化するが、通常０．５〜２４時間程度である。
【００３６】
上記の両焼成工程においては、前記の混合塑性物から形成された成形体中の耐水性有機質材料、有機質バインダー及びその他の有機質成分が完全に焼失し、無機質バインダーが熱溶融し、耐熱性無機質材料と一体化し、実質的に無機質成分のみから構成された焼成体すなわち円筒体層と軸芯部とから成る本発明の断熱性加圧ローラが得られる。
【００３７】
このようにして得られる断熱性加圧ローラの多孔質セラミックス製の円筒体層は、全体として異なる複数の層または嵩密度が連続的に変化する嵩密度分布する層から成り、その全層の平均嵩密度が通常０．２〜１．５ｇ／ｃｍ3であり、好ましくは０．５〜１．０ｇ／ｃｍ3であり、また、その熱容量は、円筒体層全厚の平均値として、通常、１×１０-4〜１５×１０-4ＫＪ／（Ｋ・ｃｍ3）、好ましくは１×１０-4〜１０×１０-4ＫＪ／（Ｋ・ｃｍ3）である。
【００３８】
また、上記の円筒体層の軸芯側表面から最外周表面への熱伝導率はＪＩＳ  Ｒ２６１６非定常熱線法に準じた京都電子工業株式会社製迅速熱伝導率計ＱＴＭ−５００により測定した値として０．０５〜０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）、好ましくは０．０５〜０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、また、その最外周層の表面圧縮強度がＪＩＳ  Ｒ−２６１５による値として２ＭＰａ以上、好ましくは５〜１０ＭＰａである。そして、上記円筒体層の最外層表面の気孔径は、通常平均１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下とする。このような気孔径に設定することにより、加圧ローラとして使用する場合に、外周表面における気孔寸法が小さく、平滑性が高いため、その表面の凹凸が熱定着面に反映されることが無い。
【００３９】
本発明においては、必要により、円筒体層表面には表面被覆層を形成することができる。この表面被覆層を構成する材料としては、電気絶縁性、非粘着性の他、さらに弾力性などロール状の加熱体の表面適性を兼備した耐熱性樹脂からなるものが好ましい。上記の耐熱性樹脂としては、例えば、フッ素樹脂、シリコンゴムが挙げられ、中でもＰＦＡが好ましい。上記の表面被覆層の厚さは通常３〜１００μｍとし、好ましくは１０〜５０μｍとされる。１００μｍを超える場合は加圧ローラ全体としての熱容量、さらに具体的には熱定着ローラが接触する部分の熱容量が大きくなり、セラミックス質の断熱性の効果が小さくなる。
【００４０】
上記の表面被覆層を形成する方法としては、公知の方法を用いることができるが、例えば、上記の耐熱性樹脂を主成分とするシート状物を貼付する方法、上記の樹脂から成る熱収縮性チューブを被せた後加熱して収縮させて円筒体層の外周表面上に密着させるる方法、または、これらの材料のラテックスをスプレーコート法等により塗布し乾燥して表面被膜層を形成する方法が挙げられる。
【実施例】
【００４１】
以下に本願発明を実施例により具体的な例について説明するが、本願発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例において、表１に記載の各評価項目は以下の試験法により測定した。
【００４２】
（１）  内部熱容量（Ｋ・Ｊｏｕｌ／ｃｍ3）：試験片を粉砕し、そのうちの５０ｇを、高温試料投下型比熱測定装置を用いて比熱を測定し、試験片の質量から算出した。
（２）  嵩密度（ｇ／ｃｍ3）：試験片の質量と形状寸法から算出される体積とから算出した。
（３）  平均嵩密度（ｇ／ｃｍ3）：円筒体層の全質量を全体積で除して平均嵩密度とする。（４）  熱伝導率（Ｗ／（ｍ・℃））：試験片として円筒体と同一の原料組成・層厚構成で、幅１００ｍｍ、厚さ２０ｍｍ、長さ５０ｍｍの平面板状試験片を別に作製し、ＪＩＳ  Ｒ２６１６非定常熱線法に準じて、京都電子工業株式会社製迅速熱伝導率計ＱＴＭ−５００により試験体表面の室温での熱伝導率を測定した。
（５）  表面圧縮強度（ＭＰａ）：別に、円筒体層の最外周面の原料組成と同じ原料組成で一辺が６０ｍｍの立方体の試験片を作製し、ＪＩＳ  Ｒ２６１５に準じて、測定をおこなった。
（６）  表面平均気孔径（μｍ）：表面圧縮強度（ＭＰａ）用サンプルと同時に作製したサンプルの一部を使用して水銀ポロシメーター（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ 社製）を用いて測定した。
（７）  昇温速度（秒）：外径４０ｍｍ、長さ３３０ｍｍ、肉厚１ｍｍのアルミパイプにハロゲンランプが内填された熱定着ローラと、外径４０ｍｍ、長さが３３０ｍｍの加圧ローラを主要構成とする熱定着装置において、加圧ローラを評価対象の加圧ローラに取り替え、熱定着ローラに加圧ローラを合計荷重１０ｋｇｆで圧接した状態で加圧ローラを回転させつつ、共に２５℃の室温に調節した後、印刷紙を通さないで１０００Ｗの電力を通電して熱定着ローラが１７０℃に昇温する迄の時間を測定した。
（８）  表面平滑性：上記（７）の昇温速度測定の後、熱定着ローラが１７０℃において、実際にトナーを画像上に付着させたＯＨＰ用紙を通紙してトナーを熱定着し、熱定着画像表面の画像ムラを視認し、画像面にムラがないものを○、僅かにムラが認められるものを△、印刷ムラとなつているものを×と判定した。
（９）  耐久性：上記（８）の評価の後、熱定着ローラを１７０℃で温調させた状態で通紙しないで１００時間連続して回転を行った後、加圧ローラの外径、長さを測定し、変形の様子を確認した。変形が認められないものを○、変形が見受けられるものを×とした。
【００４３】
［実施例１］
（可塑性混合物の調製）
円筒体層の軸芯側層の多孔質セラミックス用原料配合物として、繊維状無機質材料としてセラミック繊維１００質量部と、無機質バインダーとしてガラスフリット１００質量部と、可燃性有機質としてポリエチレン粉末１００質量部と、有機質バインダーとしてメチルセルロース２０質量部と、水２００質量部とを混合し、この混合物を双腕型ニーダで、混練して軸芯側用の可塑性混合物を得た。
【００４４】
また、円筒体層の外周側層の多孔質セラミックス用原料配合物として、繊維状無機質材料としてガラス繊維１００質量部と、無機質バインダーとしてガラスフリット１００質量部と、有機質バインダーとしてメチルセルロース２０質量部と、水１００質量部とを混合し、この混合物を双腕型ニーダで、混練して外周側用の可塑性混合物を得た。
【００４５】
（円筒体層の製造）
上記の軸芯側用の可塑性混合物および外周側用の可塑性混合物を二層押出成形機により内径３０ｍｍ、外径４０ｍｍ（軸芯側層：軸芯側用の可塑性混合物を肉厚３ｍｍ、外周側層：外周側用の可塑性混合物を肉厚２ｍｍ）、の２層の丸筒型に押し出し、その中空部に外径３０ｍｍ、肉厚１ｍｍの軸パイプを通し、多孔質セラミック部の長さが３３０ｍｍの成形体（断熱性加圧ローラ）を得た。この成形体を、１０５℃で５時間乾燥して硬化し、次いで３００〜４００℃までの範囲で合計２４時間加熱して、含有されるポリエチレン繊維およびメチルセルロース成分を焼失させ、その後、さらに大気中で６００℃で３時間焼成して無機質バインダーを融着させ、円筒体層が無機質成分を一体化した２層の多孔質セラミックス製円筒体層と軸パイプとから成る断熱性加圧ローラを作製した。
【００４６】
別に、熱伝導率測定用の試験片として円筒体層と同一の原料組成・層厚構成で、幅１００ｍｍ、厚さ２０ｍｍ、長さ５０ｍｍの平面板状試験片、および表面圧縮強度測定用の試験片として円筒体層の最外周面の原料組成と同じ原料組成で一辺が６０ｍｍの立方体の試験片を作製した。
【００４７】
上記の平面板状試験片を使用して前記の方法で嵩密度、平均嵩密度、熱伝導率、および表面の平均気孔径を測定し、上記の立方体の試験片を使用して表面圧縮強度を測定し、円筒体層の原料組成と共に、表１に記載した。
【００４８】
また、上記の断熱性加圧ローラの円筒体外周表面に熱収縮性ＰＦＡ樹脂チューブを被せ、１８０℃の熱風ドライヤーで加熱し、上記のＰＦＡ樹脂チューブを収縮させて厚さ３０μｍの表面被覆層を形成した。この得られた断熱性加圧ローラを前記の熱定着装置に装着し、その熱定着ローラの昇温速度試験、表面平滑性および耐久性試験（表面異常と寸法変化の有無）を行い、それらの結果を、円筒体層の原料組成と共に、表１に記載した。
【００４９】
［実施例２］
円筒体層全層の構成を、実施例１の軸芯側層用の可塑性混合物中の繊維状無機質材料のセラミック繊維添加量の内の５０質量部を無機質中空粒子である中空セラミックス（商品名：Ｅ−ＳＰＨＥＲＥＳ、ｅｎｖｉｒｏｓｐｈｅｒｅｓ社製）に代えたこと以外は、実施例１と全く同様にして、表面被覆層を形成した断熱性加圧ローラ、平面板状試験片および立方体試験片を作製し、実施例１の場合と同様にして、熱定着ローラの昇温速度試験、表面平滑性、耐久性試験（表面異常、寸法変化の有無）、嵩密度、平均嵩密度、熱伝導率および表面の平均気孔径を測定し、上記の立方体の試験片を使用して表面圧縮強度を測定し、それらの結果を、円筒体層の原料組成と共に、表１に記載した。
【００５０】
［実施例３］
円筒体層全層の構成を実施例１の外周側層用の可塑性混合物で構成したこと以外は、実施例１と全く同様にして、表面被覆層を形成した断熱性加圧ローラ、平面板状試験片および立方体試験片を作製し、実施例１の場合と同様にして熱定着ローラの昇温速度試験、表面平滑性、耐久性試験（表面異常、寸法変化の有無）、嵩密度、平均嵩密度、熱伝導率および表面の平均気孔径を測定し、上記の立方体の試験片を使用して表面圧縮強度を測定し、それらの結果を、円筒体層の原料組成と共に表１に記載した。
【００５１】
［比較例１］
実施例１の軸芯側層用の可塑性混合物組成において、粒径約４００μｍのポリエチレンの添加量を６０質量部に、水の使用量を１２５質量部にした可塑性混合物組成で円筒体層の全層を、形成したこと以外は、実施例１と同様にして、表面被覆層を形成した断熱性加圧ローラ、平面板状試験片および立方体の試験片を作製し、実施例１の場合と同様にして熱定着ローラの昇温速度試験、表面平滑性、耐久性試験（表面異常、寸法変化の有無）、嵩密度、平均嵩密度、熱伝導率および表面の平均気孔径を測定し、上記の立方体の試験片を使用して表面圧縮強度を測定し、円筒体層の原料組成と共に、表１に記載した。
【００５２】
［比較例２］
嵩密度０．７のシリコーンスポンジゴムで円筒体層の全層を形成したこと以外は、実施例１と同様にして、表面被覆層を形成した断熱性加圧ローラ、平面板状試験片を作製し、実施例１の場合と同様にして熱定着ローラの昇温速度試験、表面平滑性、耐久性試験（表面異常、寸法変化の有無）および熱伝導率を測定し、円筒体層の材料名と共に、表１に記載した。
【００５３】
【表１】
2005173433.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の断熱性加圧ローラの円筒体層は、多孔質セラミックス層から成り、必要により嵩密度の異なる複数の層または嵩密度が連続的に変化させ、又は耐熱性中空無機質材料を併用することにより、全体の平均嵩密度が０．２〜１．５ｇ／ｃｍ3と比較的小さくなるが、直接加圧される最外周面部の嵩密度を高くすることにより、表面圧縮強度および表面の平滑性を高く維持しつつ、全体としての優れた断熱性が優れた断熱性加圧ローラを得る事が出来、特に、印刷機の熱定着装置に使用した場合、印刷機を使用し始める印刷開始時の待機時間が短縮され、使用性能が高い熱定着装置を構成することが出来、産業上の効果は大である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施例１で製造した耐熱性加圧ローラを装着した熱定着装置で熱定着する形態の断面構造説明図。
【符号の説明】
【００５６】
１０  熱定着装置
１１  熱定着ローラ
１２  ハロゲンランプ
２０  断熱性加圧ローラ
２１  軸芯部
２２  円筒体軸芯側層
２３  円筒体外周側層
２４  表面被覆層
３１  印刷紙
３２  トナー
【図１】
2005173433.tif 000004