特許 6390306 定着装置用ロール、定着装置および画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6390306

(24)【登録日】2018年8月31日

(45)【発行日】2018年9月19日

(54)【発明の名称】定着装置用ロール、定着装置および画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20180910BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/20 515

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-194442(P2014-194442)

(22)【出願日】2014年9月24日

(65)【公開番号】特開2016-65972(P2016-65972A)

(43)【公開日】2016年4月28日

【審査請求日】2017年9月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005496

【氏名又は名称】富士ゼロックス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村瀬 尚志

【審査官】 中澤 俊彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２４２１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平６−２８８６８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００４−１１７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−４０１５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０１８１９７９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開昭５２−９６５４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒状の基材と、
前記基材の周面に設けられた少なくとも１層の弾性層と、
前記弾性層の長手方向に設けられ、前記弾性層の一端部から他端部にかけて貫通する複数の連続孔と、
を有し、
前記連続孔の断面積が、前記弾性層の軸方向の中央部から端部に向けて増加していることを特徴とする定着装置用ロール。

【請求項2】

前記連続孔の軸方向の断面形状が、前記弾性層の径方向の外面側から内面側に向かって小さくなっていることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置用ロール。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の定着装置用ロールを備えることを特徴とする定着装置。

【請求項4】

請求項３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、定着装置用ロール、定着装置および画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、記録紙等の記録媒体に形成された未定着トナー像を定着装置によって定着して画像形成を行っている。このような画像形成装置に用いられる定着装置としては、加熱ロールおよび加圧ロールを備えるロール・ロール方式、加熱ロールおよび加圧ベルトを備えるロール・ベルト方式、加熱ベルトおよび加圧ロールを備えるベルト・ロール方式等がある。

【0003】

例えば、特許文献１には、芯金の周面にスポンジ層を介して表面被覆層を形成してなる定着器用ロールにおいて、前記スポンジ層に、芯金の長手方向に平行でかつ芯金の周方向に多数の貫通孔、あるいは螺旋状の貫通穴を設けた定着器用ロールが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平２−２８２２８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、定着装置用ロールにおける弾性層の軸方向の中央部と端部の熱膨張差が低減される定着装置用ロールを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に係る発明は、円筒状の基材と、前記基材の周面に設けられた少なくとも１層の弾性層と、前記弾性層の長手方向に設けられ、前記弾性層の一端部から他端部にかけて貫通する複数の連続孔と、を有し、前記連続孔の断面積が、前記弾性層の軸方向の中央部から端部に向けて増加している、定着装置用ロールである。

【0007】

請求項２に係る発明は、前記連続孔の軸方向の断面形状が、前記弾性層の径方向の外面側から内面側に向かって小さくなっている、請求項１に記載の定着装置用ロールである。

【0008】

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の定着装置用ロールを備える定着装置である。

【0009】

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の定着装置を備える画像形成装置である。

【発明の効果】

【0010】

請求項１に係る発明によれば、弾性層における前記連続孔の断面積が弾性層の軸方向の中央部から端部に向けて増加していない場合に比べて、弾性層の中央部と端部の熱膨張差が低減される定着装置用ロールが提供される。

【0011】

請求項２に係る発明によれば、前記連続孔の軸方向の断面形状が、弾性層の径方向の外面側から内面側に向かって小さくなっていない場合に比べて、弾性層の中央部と端部の熱膨張差が低減され、弾性層の耐久性が向上する。

【0012】

請求項３に係る発明によれば、定着装置用ロールの弾性層における前記連続孔の断面積が弾性層の軸方向の中央部から端部に向けて増加していない場合に比べて、弾性層の中央部と端部の熱膨張差が低減される定着装置用ロールを備える定着装置が提供される。

【0013】

請求項４に係る発明によれば、定着装置用ロールの弾性層における前記連続孔の断面積が弾性層の軸方向の中央部から端部に向けて増加していない場合に比べて、弾性層の中央部と端部の熱膨張差が低減される定着装置用ロールを備える画像形成装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態に係る定着装置用ロールの一例を示す軸に垂直方向の概略断面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る定着装置用ロールの一例を示す軸方向の概略断面図である。

【図3】本発明の実施形態に係る定着装置用ロールの他の例を示す軸方向の概略断面図である。

【図4】本発明の実施形態に係る定着装置用ロールの他の例を示す軸に垂直方向の概略断面図である。

【図5】本発明の実施形態に係る定着装置の一例を示す概略断面図である。

【図6】本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。

【図7】実施例で用いた金型およびキャップの概略図である。

【図8】実施例においてキャップを装着した金型の概略図である。

【図9】比較例で用いた定着装置用ロールを示す軸方向の概略断面図である。

【図10】実施例１および比較例１における連続通紙枚数と、弾性層の通紙部と非通紙部との熱膨張段差とを示す図である。

【図11】実施例および比較例における弾性層の軸方向の熱膨張段差を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

【0016】

＜定着装置用ロール＞
図１は、本発明の実施形態に係る定着装置用ロールの一例を示す、軸に垂直方向の概略断面図であり、図２は、本発明の実施形態に係る定着装置用ロールの一例を示す、軸方向の概略断面図である。

【0017】

図１，２に示すように、定着装置用ロール１０は、円筒状の基材１２と、基材１２の外周面上に設けられた弾性層１４と、弾性層１４の長手方向に設けられた複数の連続孔１６と、を有し、連続孔１６の断面積が、弾性層１４の軸方向の中央部から端部に向けて増加している。なお、定着装置用ロール１０の構成としては、図１，２の層構成に限定されるものではなく、弾性層１４の外周面上に離型層が設けられていてもよく、各層間にプライマー層（接着層）が設けられていてもよい。

【0018】

画像形成装置における加熱ロールおよび加圧ロールを備えるロール・ロール方式、加圧ロールおよび加熱ベルトを備えるベルト・ロール方式等の定着装置において、例えば連続通紙の際に、非通紙部となる加圧ロールの軸方向の端部の温度が上昇し、通紙部となる加圧ロールの軸方向の中央部に対して非通紙部の熱膨張量が大きくなり、加圧ロールが常温のときに比べて、加圧ロールの軸方向の端部と中央部のロール径の差が大きくなることがある。これにより、用紙幅方向に筋状の用紙変形が発生したり、加圧ロールの軸方向の端部の面圧が上昇して、加圧ロールの耐久性を低下させる等の不具合が発生することがある。本発明者らは、定着装置用ロールの弾性層の長手方向に複数の連続孔を設け、その断面積を軸方向で変化させた形状にすること、具体的には前記連続孔の断面積を、弾性層の軸方向の中央部から端部に向けて増加させることにより、連続通紙等の際の端部と中央部のロール径の熱膨張差が低減されることを見出した。これは、弾性層における連続孔の断面積が弾性層の軸方向の中央部から端部に向けて増加していない場合に比べて、端部側の弾性層内の熱が放出され易くなり、また、熱膨張する体積が減少するためと考えられる。

【0019】

連続孔１６は、図１，２に示すように、弾性層１４の端部から中央部に向かって連続的に設けられた空孔である。連続孔１６の断面形状としては、空孔の断面積が弾性層の軸方向の中央部から端部に向けて増加していればよく、断面形状に特に制限はない。連続孔１６の断面形状は、例えば図１に示すように円形状であるが、これに限定されず、三角形状、四角形状等の多角形状、楕円形状、扇形状等であってもよい。また、複数の連続孔１６について、全て同じ断面形状であってもよいし、異なっていてもよい。一つの連続孔１６について、軸方向で断面形状が変わってもよい。

【0020】

連続孔１６の端部の最大部の断面積と中央部の最小部の断面積との比率は、弾性層１４の軸方向の中央部から端部に向けて増加していればよく、特に制限はない。連続孔１６の端部の断面積と中央部の断面積との比率（端部の断面積／中央部の断面積）は、例えば、１以上１００以下の範囲である。

【0021】

弾性層１４の端部における１つ当たりの連続孔１６の断面積の最大部の大きさは特に制限はないが、例えば、弾性層１４の軸方向の断面積の１／１０００以上１／１００以下の範囲程度である。１つ当たりの連続孔１６の断面積の最大部の大きさが弾性層１４の軸方向の断面積の１／１０００未満であると、熱放出の効果が得られにくくなり、１／１００を超えると、連続孔１６の影響により弾性層１４の機能が損なわれ、加熱ロール等との間のニップ幅の確保が困難となる場合がある。

【0022】

連続孔１６は、図２に示すように弾性層の一端部から他端部にかけて貫通していなくてもよいし、図３に示すように弾性層の一端部から他端部にかけて貫通していてもよい。

【0023】

連続孔１６の弾性層の軸方向の長さは、例えば、想定される最小の記録媒体を用いる場合に非通紙部となる部分に少なくとも連続孔１６が存在するように設定すればよい。

【0024】

連続孔１６の数および弾性層１４における設置位置は、弾性層１４にできるだけ均一に熱放出の効果が得られるように、複数の連続孔１６を、弾性層１４の外面とは予め定めた間隔を置いて、基材１２の軸方向に沿って等角度間隔になるように設けることが好ましい。

【0025】

図４に示すように、連続孔１６の軸方向の断面形状を三角形状等として、弾性層１４の径方向の外面側から内面側に向かって小さくなるようにしてもよい。連続孔１６の軸方向の断面形状が弾性層１４の径方向の外面側から内面側に向かって小さくなっていない場合に比較して、内面側（基材１２側）においてかかる応力に対する耐性が強くなり、弾性層の耐久性が向上すると考えられる。また、連続孔１６の軸方向の断面形状が弾性層１４の径方向の外面側から内面側に向かって小さくなっていることにより、弾性層１４の外面側における熱放出の効果が得られやすくなり、弾性層の中央部と端部の熱膨張差がより低減されると考えられる。

【0026】

以上のような構成により、弾性層の加工性と、弾性層の機能を保ち、弾性層の中央部と端部の熱膨張差が低減される定着装置用ロールが提供される。

【0027】

基材１２としては、例えば、アルミニウム、ＳＵＳ（ステンレス鋼）、ＳＵＭ（硫黄および硫黄複合快削鋼鋼材）、鉄等で構成された円筒体、円柱体等が挙げられる。基材１２の外径および肉厚は、例えば、通常、外径１５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、例えば、アルミニウム製の場合は、厚さ５ｍｍ以上、ＳＵＳ、ＳＵＭまたは鉄製の場合は、厚さ３ｍｍ以上である。

【0028】

弾性層１４の材料としては、例えば、硬度が１０°以上８０°以下（ＪＩＳ−Ａ）程度のシリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。弾性層１４は、発泡構造を有する発泡体であってもよい。

【0029】

弾性層１４には、中空状ガラス粒子（ガラスバルーン）等の中空状粒子を含有させてもよい。ガラスバルーンは内部が空洞であるため熱膨張しにくく、ガラスバルーンを含有させることにより、弾性層１４が熱膨張しにくくなる。

【0030】

ガラスバルーン等の中空状粒子のメジアン径は、例えば、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲である。

【0031】

ガラスバルーン等の中空状粒子の含有量は、例えば、弾性層１４に対して５ｖｏｌ％以上６０ｖｏｌ％以下の範囲である。

【0032】

弾性層１４の厚みは、例えば、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、好ましくは３ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。

【0033】

必要に応じて設けてもよい離型層の材料としては、例えば、フッ素樹脂等が挙げられる。フッ素樹脂としては、例えば、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）等が挙げられる。また、離型層の材料としては、これらフッ素樹脂の複合材料、また、これらの樹脂に充填材（例えばカーボン、アルミナ、硫酸バリウム等）を配合したものも挙げられる。

【0034】

離型層の厚みは、例えば、１０μｍ以上５００μｍ以下であり、好ましくは２０μｍ以上２００μｍ以下である。離型層として、例えば、この厚さのＰＦＡチューブ等のフッ素樹脂チューブを被覆してもよい。

【0035】

必要に応じて設けてもよいプライマー層（接着層）の材料としては、例えば、東レ・ダウコーニング社製、プライマーＤＹ３９−０５１Ａ／Ｂ等が挙げられる。

【0036】

＜定着装置＞
図５は、本実施形態に係る定着装置を示す概略構成図である。本実施形態に係る定着装置２０は、例えば、図５に示すように、熱源３２（例えばハロゲンヒータ等）を内部に有する加熱ロール２２（第１回転体）と、加熱ロール２２の外周面に接離して配置される加圧ロール３０として上記定着装置用ロール１０（第２回転体）と、を備える。加圧ロール３０はその軸方向を加熱ロール２２の軸方向と沿うように加熱ロール２２に接触して配置されている。ここで、加熱ロール２２は、回転駆動するロールであり、加圧ロール３０が加熱ロール２２と互いの外周面が接触して配置されることで、加圧ロール３０は加熱ロール２２の回転に伴って回転する。

【0037】

加熱ロール２２は、周知の構成であればよく、例えば、円筒状の基材２４（例えば、ＳＵＳ基材や、アルミニウムまたはその合金基材等）と、基材２４の外周面に設けた弾性層２６（例えば、シリコーンゴム層やフッ素ゴム層等）と、弾性層２６上に設けられた離型層２８と、で構成されている。

【0038】

本実施形態に係る定着装置２０では、加熱ロール２２と加圧ロール３０とを接触して配置させ、加熱ロール２２を回転駆動させる。そして、未定着のトナー像を形成された記録媒体を、双方のロールの間に狭持させ搬送させる。このとき、加熱ロール２２から伝達される熱でトナー像を溶融させると共に、双方のロールの間の圧力によりトナー像を記録媒体の表面に圧着させ、トナー像を定着する。

【0039】

また、本実施形態に係る定着装置２０では、第１回転体として加熱ロール２２、第２回転体として加圧ロール３０を採用し、加圧ロール３０として上記本実施形態に係る定着装置用ロール１０を適用したいわゆるロール・ロール方式の定着装置について説明したが、これに限られず、回転駆動する第１回転体として加熱ベルト、第２回転体として加圧ロールを採用し、加圧ロールとして上記本実施形態に係る定着装置用ロール１０を適用した、いわゆるベルト・ロール方式の定着装置であってもよい。

【0040】

＜画像形成装置＞
本実施形態に係る画像形成装置は、前記本実施形態に係る定着装置用ロール１０を備えるものであればよく、特に制限はない。画像形成装置は、例えば、像保持体と、像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、像保持体の表面に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像手段と、現像されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、記録媒体に転写されたトナー像を定着するための定着手段とを備え、定着手段は上記本実施形態に係る定着装置用ロール１０を有する。本実施形態の画像形成装置は、必要に応じて、転写後の像保持体の表面に残留した残留トナー等を除去して清掃する像保持体清掃手段を備えていてもよい。

【0041】

本実施形態に係る画像形成装置の一例の概略構成を図６に示し、その構成について説明する。画像形成装置１は、静電潜像が形成される像保持体としての感光体５４と、感光体５４の表面を帯電する帯電手段としての帯電装置５０と、レーザ光あるいは原稿の反射光などにより感光体５４の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置５２と、感光体５４の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段としての現像装置５６と、感光体５４表面のトナー像を記録媒体である記録用紙６２に転写処理する転写手段としての転写ロール５８と、感光体５４の表面に接触して、転写後に感光体５４の表面に残留した残留トナーなどを除去して清掃する像保持体清掃手段としてのクリーニングブレード６０と、記録媒体に転写されたトナー像を定着するための定着手段としての加熱ロール２２と上記定着装置用ロール１０である加圧ロール３０を有する定着装置２０とを備える。画像形成装置１において、感光体５４の周囲に、帯電装置５０、露光装置５２、現像装置５６、転写ロール５８、クリーニングブレード６０がこの順序で配置されている。なお、図６では、他の電子写真プロセスにおいて通常必要な機能ユニットは、その記載を省略してある。

【0042】

本実施形態に係る画像形成装置１の動作について説明する。

【0043】

まず、帯電装置５０により感光体５４の表面が帯電される（帯電工程）。次に、露光装置５２により感光体５４の表面に光が当てられ、光の当てられた部分の帯電電荷が除去され、画像情報に応じて静電潜像（静電荷像）が形成される（潜像形成工程）。その後、静電潜像が現像装置５６により現像され、感光体５４の表面にトナー像が形成される（現像工程）。例えば、感光体５４として有機感光体を用い、露光装置５２としてレーザビーム光を用いたデジタル式電子写真複写機の場合、感光体５４の表面は、帯電装置５０により負電荷を付与され、レーザビーム光によりドット状にデジタル潜像が形成され、レーザビーム光の当たった部分に現像装置５６でトナーを付与され可視像化される。この場合、現像装置５６にはマイナスのバイアスが印加されている。次に転写ロール５８で、記録媒体である記録用紙６２がこのトナー像に重ねられ、記録用紙６２の裏側からトナーとは逆極性の電荷が記録用紙６２に与えられ、静電気力によりトナー像が記録用紙６２に転写される（転写工程）。転写されたトナー像は、定着手段としての加熱ロール２２と加圧ロール３０を有する定着装置２０において熱および圧力が加えられ、記録用紙６２に融着されて定着される（定着工程）。一方、転写されずに感光体５４の表面に残存したトナー等の残留物はクリーニングブレード６０により除去される（像保持体清掃工程）。この帯電工程から像保持体清掃工程に至る一連のプロセスで一回のサイクルが終了する。なお、図６において、転写ロール５８で記録用紙６２に直接トナー像が転写されているが、中間転写ベルト等の中間転写体を介して転写されてもよい。

【0044】

帯電手段である帯電装置５０としては、例えば、図６に示すようなコロトロンなどの帯電器が用いられるが、導電性または半導電性の帯電ロールを用いてもよい。導電性または半導電性の帯電ロールを用いた接触型帯電器は、感光体５４に対し、直流電流を印加するか、交流電流を重畳させて印加してもよい。例えばこのような帯電装置５０により、感光体５４との接触部近傍の微小空間で放電を発生させることにより感光体５４表面を帯電させる。なお、通常は、−３００Ｖ以上−１０００Ｖ以下に帯電される。また前記の導電性または半導電性の帯電ロールは単層構造あるいは多重構造でもよい。また、帯電ロールの表面をクリーニングする機構を設けてもよい。

【0045】

感光体５４は、少なくとも静電潜像（静電荷像）が形成される機能を有する。電子写真感光体は、円筒状の導電性の基体外周面に必要に応じて下引き層と、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とがこの順序で形成されたものである。電荷発生層と電荷輸送層の積層順序は逆であってもよい。これらは、電荷発生物質と電荷輸送物質とを別個の層（電荷発生層、電荷輸送層）に含有させて積層した積層型感光体であるが、電荷発生物質と電荷輸送物質との双方を同一の層に含む単層型感光体であってもよく、好ましくは積層型感光体である。また、下引き層と感光層との間に中間層を有していてもよい。また、感光層の上に保護層を有してもよい。また、有機感光体に限らずアモルファスシリコン感光膜など他の種類の感光層を使用してもよい。

【0046】

露光装置５２としては、特に制限はなく、例えば、感光体５４表面に、半導体レーザ光、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）光、液晶シャッタ光などの光源を、所望の像様に露光するレーザ光学系、ＬＥＤアレイなどの光学系機器などが挙げられる。

【0047】

現像手段は、感光体５４上に形成された静電潜像を静電荷像現像用トナーを含む一成分現像剤あるいは二成分現像剤により現像してトナー像を形成する機能を有する。そのような現像装置としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択すればよく、トナー層が感光体５４に接触する方式のものでも、接触しない方式のものでもよい。例えば、図６のように静電荷像現像用トナーを現像装置５６を用いて感光体５４に付着させる機能を有する現像器、あるいはブラシなどを用いてトナーを感光体５４に付着させる機能を有する現像器など、公知の現像器などが挙げられる。

【0048】

転写手段である転写装置としては、例えば、記録用紙６２の裏側からトナーとは逆極性の電荷を記録用紙６２に与え、静電気力によりトナー画像を記録用紙６２に転写するもの、あるいは図６に示すような記録用紙６２の表面に記録用紙６２を介して直接接触して転写する導電性または半導電性のロール等を用いた転写ロールおよび転写ロール押圧装置を用いればよい。転写ロールには、像保持体に付与する転写電流として、直流電流を印加してもよいし、交流電流を重畳させて印加してもよい。転写ロールは、帯電すべき画像領域幅、転写帯電器の形状、開口幅、プロセススピード（周速）等により、任意に設定すればよい。また、低コスト化のため、転写ロールとして単層の発泡ロール等が好適に用いられる。転写方式としては、記録用紙６２に直接転写する方式でも、中間転写体を介して記録用紙６２に転写する方式でもよい。

【0049】

中間転写体としては、公知の中間転写体を用いればよい。中間転写体に用いられる材料としては、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリアルキレンフタレート、ＰＣ／ポリアルキレンテレフタレート（ＰＡＴ）のブレンド材料、エチレンテトラフロロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）／ＰＣ、ＥＴＦＥ／ＰＡＴ、ＰＣ／ＰＡＴのブレンド材料等が挙げられるが、機械的強度の観点から熱硬化ポリイミド樹脂を用いた中間転写ベルトが好ましい。

【0050】

像保持体清掃手段としては、像保持体上の残留トナー等を除去して清掃するものであれば、ブレードクリーニング方式、ブラシクリーニング方式、ロールクリーニング方式を採用したもの等、適宜選定して差し支えない。これらの中でもクリーニングブレードを用いることが好ましい。また、クリーニングブレードの材質としてはウレタンゴム、ネオプレンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。中でも、耐摩耗性に優れていることから、特にポリウレタン弾性体を用いることが好ましい。

【0051】

定着手段としての定着装置２０としては、記録用紙６２に転写されたトナー像を加熱、加圧あるいは加熱加圧により定着するものであり、前記本実施形態に係る定着装置用ロール１０を備えるものであればよく、特に制限はない。

【0052】

トナー像を転写する記録媒体である記録用紙６２としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタなどに使用される普通紙、ＯＨＰシートなどが挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、転写材の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂などでコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙などが好適に使用される。

【0053】

本実施形態に係る画像形成装置の各構成については、これらに限らず従来から電子写真方式の画像形成装置の各構成として公知の構成を適用してもよい。すなわち、像保持体、帯電手段、潜像形成手段、現像手段、転写手段、像保持体清掃手段、除電手段、給紙手段、搬送手段、画像制御手段等について、必要に応じて従来公知のものが適宜採用される。これらの構成については、本実施形態において特に限定されるものではない。

【0054】

なお、本実施形態に係る画像形成装置は、電子写真感光体に形成したトナー像を記録媒体へ直接転写する方式の装置について説明したが、これに限られず、電子写真感光体に形成したトナー像を中間転写体を介して記録媒体に転写する中間転写方式の装置、または複数の電子写真感光体を中間転写体の直列に設けたタンデム方式の装置等、周知の構成を適用してもよい。

【0055】

本実施形態に係る画像形成装置は、例えば、複写機、プリンタ、またはファクシミリ等の画像形成装置に適用され得る。

【実施例】

【0056】

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

【0057】

＜参考例１＞
信越化学社製シリコーンゴム含有液（ＫＥ−１９５０−１０Ａ／Ｂ、材料粘度Ａ／Ｂ共５５Ｐａ・ｓ、比重１．０１、硬化後の硬度１４°、ＴｙｐｅＡ）に対し、Ａ液、Ｂ液に各々、ガラスバルーン（３Ｍ社製、グラスバブルズＫ３７、メジアン径４５μｍ、９０％残存耐圧強度２１ＭＰａ、比重０．３７）を２５ｖｏｌ％の割合で混合し、プラネタリーミキサ（株式会社井上製作所製、ＰＬＭ−５）にて３０分間撹拌、混練りを行った。その後、Ａ液およびＢ液を等量ずつ量りとり混合して、再度プラネタリーミキサで３０分間撹拌、混練りを行い、ガラスバルーンが略均一に分散されたガラスバルーン分散シリコーンゴム材を得た。

【0058】

［ロールの成型］
φ１８ｍｍの円筒状の基材（材質ＳＵＭ）のシリコーンゴム被覆部に、プライマー剤（東レ・ダウコーニング社製、プライマーＤＹ３９−０５１Ａ／Ｂ）を塗布し、３０分間風乾させた。その後、１５０℃のオーブン中で、３０分間、加熱処理を行った。図７に示すような外径３０ｍｍ、内径φ２８ｍｍ、長さ４００ｍｍの円筒状金属金型に、離型層となるφ２７ｍｍ、厚み０．０５ｍｍ、長さ５００ｍｍの導電ＰＦＡチューブ（グンゼ社製）を挿入し、両端を金型端部で折り返し、金型と導電ＰＦＡチューブとの間を真空吸引し、チューブを金型の内面に密着させた。チューブ内面にプライマー剤（東レ・ダウコーニング社製、プライマーＤＹ３９−１２５Ａ／Ｂ）を塗布し、１０分間風乾させた後、金型に上記基材を挿入し、図８に示すように金型両端にキャップ型を装着し、金型の中心に基材をセットした。この際、両端に装着するキャップ型の内面には、図７に示すような円錐状のピン（最大径０．８５ｍｍ、長さ１３０ｍｍ）を基材の軸方向に沿って等角度間隔で１２本設けたものを用いた。このピンにより弾性層の連続孔が形成されることになる。図７のＬＳＲ（液状シリコーンゴム）注入口から、金型内面に真空吸引により密着させた導電ＰＦＡチューブと、中心にセットした基材との間に、上記で調製したガラスバルーン分散シリコーンゴム材を注入した。その後、金型を１５０℃オーブン中で、１０ｒｐｍの速度で横置きで回転させながら１時間加硫させ、シリコーンゴムの一次加硫を行った。金型からロールを脱型し、余剰のチューブ部とゴムバリ部を、シリコーンゴム幅３５０ｍｍになるように両端で切断した。２００℃オーブン中４時間、二次加硫を行い、図２に示すような定着装置用ロールを得た。

【0059】

＜実施例２＞
金型両端に装着するキャップ型として、円錐状のピン（最大径０．８５ｍｍ、最小径０．２ｍｍ、長さ１８５ｍｍ）を基材の軸方向に沿って等角度間隔で１２本設けたものを用いた以外は、参考例１と同様にしてロールを成型し、図３に示すような定着装置用ロールを得た。

【0060】

＜参考例３＞
金型両端に装着するキャップ型として、三角錐状のピン（最大辺０．８ｍｍ、最小辺０．２ｍｍ、長さ１３０ｍｍ）を基材の軸方向に沿って等角度間隔で１２本設けたものを用いた以外は、参考例１と同様にしてロールを成型し、図４に示すような定着装置用ロールを得た。

【0061】

＜比較例１＞
参考例１において、両端に装着するキャップ型の内面に設けたピンの形状を円柱状（径０．８５ｍｍ、長さ１８５ｍｍ）とした以外は、参考例１と同様にしてロールを成型し、図９に示すような定着装置用ロールを得た。図９の定着装置用ロールでは、円筒状の基材８２と、基材８２の外周面上に設けられた弾性層８４と、弾性層８４の長手方向に設けられた複数の連続孔８６と、を有し、連続孔８６の断面積が弾性層１４の軸方向の中央部から端部に向けて増加しておらず、中央部の断面積と端部の断面積がほぼ同じである。

【0062】

＜比較例２＞
参考例１において、両端に装着するキャップ型にピンを設けなかった以外は、参考例１と同様にしてロールを成型し、定着装置用ロールを得た。

【0063】

［評価］
得られた定着装置用ロールのサンプルを、富士ゼロックス社製Ａｐｅｏｓ Ｃ３３７０の定着装置を用いたベンチマシンに加圧ロールとして装着し、記録用紙（Ｊ紙、富士ゼロックス社製カラーコピー用紙）で連続走行した場合の、非通紙部と通紙部の定着ロールの熱膨張段差と用紙幅方向に筋状の用紙変形が発生するまでの連続通紙枚数を評価した。なお、Ａｐｅｏｓ Ｃ３３７０の定着装置は、図５に示すロール・ロール方式とは異なり、ベルト・ロール方式である。熱膨張段差は、レーザ変位計（ＫＥＩＥＮＣＥ社製、ＬＫ３０型）を用いて、通紙部と非通紙部の加圧ロール表面との距離を同時に測定し、その差分を熱膨張段差とした。図１０に、参考例１および比較例１における連続通紙枚数と、弾性層の通紙部と非通紙部との熱膨張段差（単位μｍ）とを示し、図１１に、弾性層の軸方向（単位ｍｍ）の熱膨張段差（単位μｍ）を示す。結果を表１に示す。

【0064】

【表1】

【0065】

このように実施例の定着装置用ロールを用いると、比較例の定着装置用ロールを用いた場合に比較して、弾性層の軸方向の中央部と端部の熱膨張差が低減された。

【符号の説明】

【0066】

１ 画像形成装置、１０，８０ 定着装置用ロール、１２，８２ 基材、１４，８４ 弾性層、１６，８６ 連続孔、２０ 定着装置、２２ 加熱ロール、２４ 基材、２６ 弾性層、２８ 離型層、３０ 加圧ロール、３２ 熱源、５０ 帯電装置、５２ 露光装置、５４ 感光体、５６ 現像装置、５８ 転写ロール、６０ クリーニングブレード、６２ 記録媒体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】