JP2000356923A - 熱定着ローラならびにその製造方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 材料の注入を容易にし、チューブのしわの発
生を防止して膜厚を均一にして、チューブの破れを防止
するとともに、熱定着ローラの芯金、ゴムがそれぞれ薄
肉（１ｍｍ以下）で、かつ樹脂製チューブの厚さが０．
１ｍｍ以下でも樹脂チューブを被覆した熱定着ローラの
製造を可能にすること。 【解決手段】 円筒状金型６内にフッ素樹脂製のチュー
ブ２と芯金４を同軸上に設置して、その間隙に未加硫の
付加重合型のシリコーンゴム３を注入し、架橋条件下で
該材料を硬化させる加熱ローラや加圧ローラ等の熱定着
ローラ１であって、円筒状金型６と該フッ素樹脂製のチ
ューブ２の間隙を減圧状態にして、該金型６の内側に該
フッ素樹脂製チューブ２を固定した状態で、該材料注入
部を減圧状態にして材料を注入し架橋条件下で該材料を
硬化させることにより、フッ素樹脂チューブを被覆した
熱定着ローラ１を製造する熱定着ローラの製造方法およ
び装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタや複写機
等に於いて画像定着のために用いられる熱定着装置に用
いられる加熱ローラや加圧ローラ等の熱定着ローラの製
造方法および該製造方法によって製造された熱定着ロー
ラならびに熱定着ローラの製造装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来からプリンタや複写機等において、
画像定着のために用いられる熱定着装置に用いられる熱
定着ローラは、非粘着性と弾性が求められておりこれを
達成する方法の一つとしてシリコーンゴム弾性体の上に
フッ素樹脂製チューブを被覆したローラが使用されてい
る。

【０００３】この表面層にフッ素樹脂製チューブを被覆
した熱定着ローラの製造方法としては、主に次の三つの
方法があげられる。一つ目の熱定着ローラの製造方法
は、芯金上にシリコーンゴム層を設け、成形したまま用
いるか必要な形状に研磨加工した後接着剤などを塗布
し、その上にフッ素樹脂製の熱収縮チューブを被覆して
熱により収縮させるものである。

【０００４】二つ目は、特開平４−１３１２２７や特開
平１０−２５４２７８に示される熱定着ローラを製造す
る方法であって、芯金上にシリコーンゴム層を形成し、
そのまま用いるか、必要な形状に研磨加工して接着剤な
どを塗布した後、その上に熱収縮しないフッ素樹脂チュ
ーブを被覆するものである。

【０００５】三つ目の製造方法は、特開昭６１−２６０
７０や特開平１−２７８３１５や特開平１−３０６２０
９に示されるように円筒状金型内にフッ素樹脂製のチュ
ーブと芯金を同軸上に設置してその間隙に未加硫の付加
重合型のシリコーンゴムを注入し架橋条件下で該材料を
硬化させるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年要求されている熱
定着ローラには、要求される画質を満足するために弾性
を備えていることが要求されるにもかかわらずウォーム
アップ時間の短縮や省エネルギーの観点から、熱定着ロ
ーラの芯金、シリコーンゴムがそれぞれ薄肉（１ｍｍ以
下）でかつフッ素樹脂製チューブの厚さが０．１ｍｍ以
下のフッ素樹脂チューブを被覆した熱定着ローラが要求
されている。

【０００７】かかる要求を満たす技術としては、前記熱
定着ローラの芯金、シリコーンゴムがそれぞれ薄肉（１
ｍｍ以下）で、かつフッ素樹脂製チューブの厚さが０．
１ｍｍ以下でも製造可能なフッ素樹脂チューブを被覆し
た熱定着ローラを、安定した品質で安価に供給するため
の製造方法である。

【０００８】しかし上述した従来の製造方法は、要求を
すべて満足できるものではなかった。たとえば一つ目の
フッ素樹脂の熱収縮チューブを被覆し収縮させて接着さ
せるという従来の方法では、芯金、シリコーンゴムがそ
れぞれ薄肉（１ｍｍ以下）という項目は満足する。とこ
ろが、フッ素樹脂製の収縮チューブは、通常２００μｍ
〜７００μｍの厚さのチューブが使用されているが要求
値である０．１ｍｍ以下にすると収縮率が低下するため
にゴム層との間隙が少なくなり、この結果フッ素樹脂製
チューブの中にゴム層が設置しにくくなるとともに、ゴ
ム層との密着性が悪くなり、耐久性が低下したり、収縮
の際にしわが発生し、膜厚が不均一になるという問題が
あった。

【０００９】二つ目の熱収縮しないフッ素樹脂チューブ
を被覆するという従来の方法では、芯金、シリコーンゴ
ムがそれぞれ薄肉（１ｍｍ以下）という項目は満足する
が、芯金上にシリコーンゴム層を形成した後、そのシリ
コーンゴム層の上にフッ素樹脂チューブを被覆するもの
であるので、工程が複雑になるとともに、一つ目の従来
の方法と同様にゴム層との間隙が少なくなり、この結果
フッ素樹脂性チューブの中にゴム層が設置しにくくなる
とともに、ゴム層との密着性が悪くなり、耐久性が低下
したり収縮の際にしわが発生し、膜厚が不均一になると
いう問題があった。

【００１０】三つ目の上記の円筒状金型内にフッ素樹脂
製のチューブと芯金を同軸上に設置してその間隙に未加
硫の付加重合型のシリコーンゴムを注入し架橋条件下で
該材料を硬化させる従来の方法では、一つ目の従来の方
法に比べてフッ素樹脂製のチューブを薄く出来るが、芯
金やシリコーンゴムの厚みを薄くすると該材料注入時に
材料が全域に注入されなかったり、注入するために注入
圧力を上げると芯金がつぶれるために、材料が注入でき
ないという問題があった。

【００１１】また前記フッ素樹脂チューブをセットして
シリコーンゴムを注入する際、チューブがシリンダに固
定されてないとチューブにしわが発生するという問題が
有った。

【００１２】さらにチューブを固定する際、吸引口の形
状にチューブのしわや跡が発生し、場合によってはチュ
ーブが破れるという問題が有った。

【００１３】そこで本発明者は、円筒状金型内に樹脂チ
ューブと芯金を同軸上に設置してその間隙に未加硫の付
加重合型のゴムを注入し架橋条件下で該材料を硬化させ
ることにより樹脂チューブを被覆した加熱ローラや加圧
ローラ等の熱定着ローラを製造する熱定着ローラの製造
方法において、前記円筒状金型と該樹脂製のチューブの
間隙を予め減圧状態にすることにより該金型内側に該樹
脂製チューブを固定した状態で、材料注入部を減圧状態
にして材料を注入し架橋条件下で該材料を硬化させると
いう本発明の技術的思想に着眼し、更に研究開発を重ね
た結果、材料の注入を容易にし、チューブのしわの発生
を防止して膜厚を均一にして、チューブの破れを防止す
るとともに、熱定着ローラの芯金、ゴムがそれぞれ薄肉
（１ｍｍ以下）で、かつ樹脂製チューブの厚さが０．１
ｍｍ以下でも樹脂チューブを被覆した熱定着ローラの製
造を可能にするという目的を達成する本発明に到達し
た。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）の熱定着ローラの製造方法は、円筒状金型
内に樹脂チューブと芯金を同軸上に設置してその間隙に
未加硫の付加重合型のゴムを注入し架橋条件下で該材料
を硬化させることにより樹脂チューブを被覆した加熱ロ
ーラや加圧ローラ等の熱定着ローラを製造する熱定着ロ
ーラの製造方法において、前記円筒状金型と該樹脂製の
チューブの間隙を減圧状態にすることにより該金型内側
に該樹脂製チューブを固定した状態で、材料注入部を減
圧状態にして材料を注入し架橋条件下で該材料を硬化さ
せるものである。

【００１５】本発明（請求項２に記載の第２発明）の熱
定着ローラの製造方法は、加熱ローラまたは加熱ベルト
とこの加熱ローラまたは加熱ベルトに所定のニップ領域
を形成して圧接する加圧ロールまたは加圧ベルトとを備
え、未定着トナー像を担持した記録シートが上記加熱ロ
ールまたは加熱ベルトと加圧ロールまたは加圧ベルトと
の間を通過する際に上記ニップ領域で加熱、加圧して未
定着トナー像を記録シート上に定着させる熱定着装置に
用いられ、円筒状金型内にフッ素樹脂製のチューブと芯
金を同軸上に設置してその間隙に未加硫の付加重合型の
シリコーンゴムを注入し架橋条件下で該材料を硬化させ
るフッ素樹脂チューブを被覆した加熱ローラや加圧ロー
ラ等の熱定着ローラを製造する熱定着ローラの製造方法
において、前記円筒状金型と該フッ素樹脂製のチューブ
の間隙を減圧状態にすることにより該金型内側に該フッ
素樹脂製チューブを固定した状態で、材料注入部を減圧
状態にして材料を注入し架橋条件下で該材料を硬化させ
るものである。

【００１６】本発明（請求項３に記載の第３発明）の熱
定着ローラの製造方法は、前記第２発明において、前記
フッ素樹脂チューブを固定する際、前記円筒状金型のシ
リンダ部の圧力を、前記材料注入部の圧力以下にするも
のである。

【００１７】本発明（請求項４に記載の第４発明）の熱
定着ローラの製造装置は、円筒状金型内にフッ素樹脂製
のチューブと芯金を同軸上に設置してその間隙に未加硫
の付加重合型のシリコーンゴムを注入し架橋条件下で該
材料を硬化させるフッ素樹脂チューブを被覆した加熱ロ
ーラや加圧ローラ等の熱定着ローラの製造装置におい
て、前記円筒状金型のシリンダ部の少なくとも一部に配
設した第１の減圧機構の減圧用の吸引部によって前記円
筒状金型と該フッ素樹脂製のチューブの間隙を減圧状態
にすることにより該金型内側に該フッ素樹脂製チューブ
を固定した状態で、第２の減圧機構によって材料注入部
を減圧状態にして材料注入機構によって材料を注入し架
橋条件下で該材料を硬化させるものである。

【００１８】本発明（請求項５に記載の第４発明）の熱
定着ローラの製造装置は、前記第４発明において、前記
減圧用の吸引部が、前記円筒状金型の前記シリンダ部の
軸方向における少なくとも一方の端部に設置されている
ものである。

【００１９】本発明（請求項６に記載の第６発明）の熱
定着ローラの製造装置は、前記第４発明において、前記
減圧用の吸引部が、前記円筒状金型の前記シリンダ部の
軸方向における両方の端部に設置されているものであ
る。

【００２０】本発明（請求項７に記載の第７発明）の熱
定着ローラの製造装置は、前記第６発明において、前記
フッ素樹脂製チューブの厚さが０．１ｍｍ以下であり、
前記熱定着ローラのシリコーンゴムが１ｍｍ以下の薄肉
であるものである。

【００２１】本発明（請求項８に記載の第８発明）の熱
定着ローラは、円筒状金型内に樹脂チューブと芯金を同
軸上に設置して、前記円筒状金型と該樹脂製のチューブ
の間隙を減圧状態にすることにより該金型内側に該樹脂
製チューブを固定した状態で、材料注入部を減圧状態に
して未加硫の付加重合型のゴムを注入して架橋条件下で
硬化させることにより、前記樹脂チューブを被覆した加
熱ローラや加圧ローラ等の熱定着ローラが製造されたも
のである。

【００２２】

【発明の作用および効果】上記構成より成る第１発明の
熱定着ローラの製造方法は、前記円筒状金型と該樹脂製
のチューブの間隙を減圧状態にすることにより該金型内
側に該樹脂製チューブを固定した状態で、材料注入部を
減圧状態にして材料を注入し架橋条件下で該材料を硬化
させることにより樹脂チューブを被覆した熱定着ローラ
を製造するので、材料の注入を容易にし、チューブのし
わの発生を防止して膜厚を均一にして、チューブの破れ
を防止するとともに、熱定着ローラの芯金、シリコーン
ゴムがそれぞれ薄肉（１ｍｍ以下）で、かつ樹脂製チュ
ーブの厚さが０．１ｍｍ以下の熱容量の小さな省エネ型
の樹脂チューブを被覆した熱定着ローラの製造を可能に
するという効果を奏する。

【００２３】上記構成より成る第２発明の熱定着ローラ
の製造方法は、加熱ローラまたは加熱ベルトとこの加熱
ローラまたは加熱ベルトに所定のニップ領域を形成して
圧接する加圧ロールまたは加圧ベルトとを備え、未定着
トナー像を担持した記録シートが上記加熱ロールまたは
加熱ベルトと加圧ロールまたは加圧ベルトとの間を通過
する際に上記ニップ領域で加熱、加圧して未定着トナー
像を記録シート上に定着させる熱定着装置に用いられ、
円筒状金型内にフッ素樹脂製のチューブと芯金を同軸上
に設置してその間隙に未加硫の付加重合型のシリコーン
ゴムを注入し架橋条件下で該材料を硬化させるフッ素樹
脂チューブを被覆した加熱ローラや加圧ローラ等の熱定
着ローラを製造する熱定着ローラの製造方法において、
前記円筒状金型と該フッ素樹脂製のチューブの間隙を減
圧状態にすることにより該金型内側に該フッ素樹脂製チ
ューブを固定した状態で、材料注入部を減圧状態にして
材料を注入し架橋条件下で該材料を硬化させることによ
りフッ素樹脂チューブを被覆した熱定着ローラを製造す
るので、材料の注入を容易にし、チューブのしわの発生
を防止して膜厚を均一にして、チューブの破れを防止す
るとともに、熱定着ローラの芯金、シリコーンゴムがそ
れぞれ薄肉（１ｍｍ以下）で、かつフッ素樹脂製チュー
ブの厚さが０．１ｍｍ以下の熱容量の小さな省エネ型の
フッ素樹脂チューブを被覆した熱定着ローラの製造を可
能にするという効果を奏する。

【００２４】上記構成より成る第３発明の熱定着ローラ
の製造方法は、前記第２発明において、前記フッ素樹脂
チューブを固定する際、前記円筒状金型のシリンダ部の
圧力を、前記材料注入部の圧力以下にするので、材料の
注入を容易にし、チューブのしわの発生を防止して膜厚
を均一にして一様な厚さの薄肉のシリコーンゴムの形成
を可能にし、チューブの破れを防止して寿命を向上する
という効果を奏する。

【００２５】上記構成より成る第４発明の熱定着ローラ
の製造装置は、前記円筒状金型の少なくとも一部に配設
した第１の減圧機構の減圧用の吸引部によって前記円筒
状金型と該フッ素樹脂製のチューブの間隙を減圧状態に
することにより該金型内側に該フッ素樹脂製チューブを
固定した状態で、第２の減圧機構によって材料注入部を
減圧状態にして材料注入機構によって材料を注入し架橋
条件下で該材料を硬化させるので、材料の注入を容易に
し、チューブのしわの発生を防止して膜厚を均一にして
一様な厚さの薄肉のシリコーンゴムの形成を可能にし、
チューブの破れを防止するとともに、熱定着ローラの芯
金、シリコーンゴムがそれぞれ薄肉で、かつフッ素樹脂
製チューブの厚さが薄い熱容量の小さな省エネ型のフッ
素樹脂チューブを被覆した熱定着ローラの製造を可能に
するという効果を奏する。

【００２６】上記構成より成る第５発明の熱定着ローラ
の製造装置は、前記第４発明において、前記減圧用の吸
引部が、前記円筒状金型の前記シリンダ部の軸方向にお
ける材料の注入側の少なくとも一方の端部に設置されて
いるので、材料の注入を容易にするという効果を奏す
る。

【００２７】上記構成より成る第６発明の熱定着ローラ
の製造装置は、前記第４発明において、前記減圧用の吸
引部が、前記円筒状金型の前記シリンダ部の軸方向にお
ける両方の端部に設置されているので、両端の前記第１
の減圧機構の減圧用の吸引部による前記円筒状金型と該
フッ素樹脂製のチューブの間隙の減圧状態により該金型
内側に該フッ素樹脂製チューブの固定状態を確実にする
ことによって、材料の注入を容易にし、チューブのしわ
の発生を防止して膜厚を均一にして一様な厚さの薄肉の
シリコーンゴムの形成を可能にし、チューブの破れを防
止するという効果を奏する。

【００２８】上記構成より成る第７発明の熱定着ローラ
の製造装置は、前記第６発明において、前記フッ素樹脂
製チューブの厚さが０．１ｍｍ以下であり、前記熱定着
ローラのシリコーンゴムが１ｍｍ以下の薄肉であるの
で、シリコーンゴムがそれぞれ薄肉（１ｍｍ以下）で、
かつフッ素樹脂製チューブの厚さが０．１ｍｍ以下の熱
容量の小さな省エネ型のフッ素樹脂チューブを被覆した
熱定着ローラの製造を実現するという効果を奏する。

【００２９】上記構成より成る第８発明の熱定着ローラ
は、円筒状金型内に樹脂チューブと芯金を同軸上に設置
して、前記円筒状金型と該樹脂製のチューブの間隙を減
圧状態にすることにより該金型内側に該樹脂製チューブ
を固定した状態で、材料注入部を減圧状態にして未加硫
の付加重合型のゴムを注入して架橋条件下で硬化させる
ことにより、前記樹脂チューブを被覆した加熱ローラや
加圧ローラ等の熱定着ローラが製造されたものであるの
で、チューブのしわの発生を防止してシリコーンゴムの
膜厚を均一にして一様な厚さの薄肉のシリコーンゴムの
形成を可能にし、熱定着ローラの芯金、シリコーンゴム
がそれぞれ薄肉で、かつフッ素樹脂製チューブの厚さが
薄い熱容量の小さな省エネ型のフッ素樹脂チューブを被
覆した熱定着ローラであるという効果を奏する。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につき、
詳細に説明する。

【００３１】（実施形態）本実施形態の製造方法は、円
筒状金型内にフッ素樹脂製のチューブと芯金を同軸上に
設置してその間隙に未加硫の付加重合型のシリコーンゴ
ムを注入し架橋条件下で該材料を硬化させる加熱ローラ
や加圧ローラ等の熱定着ローラにおいて、円筒状金型と
該フッ素樹脂製のチューブの間隙を減圧状態にして該金
型内側に該フッ素樹脂製チューブを固定した状態で該材
料注入部を減圧状態にして材料を注入し架橋条件下で該
材料を硬化させることにより、フッ素樹脂チューブを被
覆した熱定着ローラを製造するものである。

【００３２】本実施形態の熱定着ローラの製造方法にお
ける熱定着ローラ製造手順の詳細について、以下に説明
する。

【００３３】まず円筒状金型の内周面にフッ素樹脂製の
チューブを取り付ける。次に芯金としての中空パイプま
たは中実シャフトを、前記取り付けられたフッ素樹脂製
のチューブ内に介挿して、金型内に取り付ける。

【００３４】先ず前記金型と前記フッ素樹脂製のチュー
ブとの間の空気を吸引して抜き、大気圧から０．１Ｔｏ
ｒｒの間の適当な圧力に設定する。かかる圧力設定の後
０ないし１０秒の間の所定時間後において次に前記フッ
素樹脂製のチューブ内の一端においてシリコーンゴムが
注入される部分の空気を吸引して抜き、大気圧から０．
１Ｔｏｒｒの間の前記金型と前記フッ素樹脂製のチュー
ブとの間の圧力と同じかまたは大きな適当な圧力に設定
する。

【００３５】シリコーンゴムが注入される部分の空気が
抜かれた状態の後０ないし１０秒の間の所定時間後にお
いて、前記フッ素樹脂製のチューブ内の他端から前記フ
ッ素樹脂製のチューブと芯金との間にシリコーンゴム
が、材料加圧力である０．１ないし２０ＭＰａの間の適
当な圧力で注入される。

【００３６】前記フッ素樹脂製のチューブと芯金との間
に注入された前記シリコーンゴムが前記型内において加
硫温度まで加熱され加硫され、前記シリコーンゴムが加
硫された熱定着ローラが前記型から取り出される。以下
に本実施形態の製造方法についてさらに詳細に説明す
る。

【００３７】本実施形態の製造方法としては、まず円筒
状金型にフッ素樹脂製のチューブを取り付ける。フッ素
樹脂チューブは、通常ＰＦＡを用いるが特にフッ素樹脂
で有れば何を用いてもかまわない。更に該フッ素樹脂の
大きさは、円筒金型の内径と同等〜内径の約９０％程度
が望ましい。金型内径より大きいとしわ発生の原因とな
り小さすぎると金型への取付時に破れたり、成形後の膜
厚が不均一になるからである。

【００３８】また該フッ素樹脂製のチューブの厚さは、
１０μｍ〜１００μｍ程度であれば製造可能である。該
フッ素樹脂製チューブは、通常シリコーンゴムとの接着
性を向上するため内面をエッチング処理やプラズマ加工
処理などの処理を施してあるものを用いる。更にプライ
マー処理を施してある。

【００３９】フッ素樹脂性チューブの金型への取付は、
金型のシリンダ部の両端に折り曲げた状態で取り付けて
ある。このシリンダ部とチューブの間の空気を抜くため
に、通常はＯリングなどを用いて固定かつシールを行っ
てある。本実施形態の製造方法は、フッ素樹脂製のチュ
ーブの材質や厚みや大きさ、さらには内面の処理方法に
関わらず、熱定着ローラの製造に対応可能である。

【００４０】次に芯金を金型に取り付ける。芯金の材質
としては、金属、セラミック等が用いられる。通常はア
ルミや鉄系のパイプや中実のシャフトが用いられる。ま
たシリコーンゴムとの接着性を上げるために表面を荒し
たり、さらに接着剤をコートしてあるものを用いる場合
がある。本実施形態の製造方法は、芯金の材質や形状、
さらには表面の処理方法に関わらず該熱定着ローラの製
造に対応可能である。

【００４１】次にシリコーンゴムを注入する。注入する
手順としてはまず金型とフッ素樹脂製チューブの間の空
気を抜き、次にシリコーンが注入される部分の空気を抜
く。その後材料供給を開始する。金型とフッ素樹脂の間
の空気を抜く場合、空気抜き穴は通常は一ケ所でも良い
が出来れば２ケ所以上が望ましい。

【００４２】これは、シリコーンゴム注入時金型とチュ
ーブ、チューブと芯金の両方を減圧しているため材料が
注入されている間にチューブと金型の固定が浮くことが
有るからである。材料が注入されている間にチューブと
金型の固定が浮くと、注入時の材料の挙動が安定せずス
ムーズな材料供給が行われず、材料供給時間のバラツキ
や場合によってはフッ素樹脂チューブの破損にもつなが
るからである。

【００４３】この事は発明者らが材料供給時の挙動を観
察できる方法を見出し確認できた結果である。シリコー
ンゴムは、型内で加硫するため気体発生の無い物が好ま
しく、通常は付加反応型のシリコーンゴムが用いられ
る。シリコーンゴムの粘度が高すぎると注入できない事
が有るため、１０００Ｐａ・ｓ以下の粘度の材料が望ま
しい。また完成時のチューブと芯金の隙間は０．１ｍｍ
以上が望ましい。

【００４４】本実施形態の製造方法は、注入する材料の
粘度が１０００Ｐａ・ｓ以下の付加型のシリコーンゴム
であり、完成時のチューブと芯金の隙間が０．１ｍｍ以
上あれば、該熱定着ローラの製造に対応可能である。

【００４５】架橋時の加熱方法としては、雰囲気温度を
コントロールする方法やパイプの場合、内部に熱源を持
ち込む事も可能であり架橋時間と温度が制御できれば加
熱方法にはとらわれない。

【００４６】

【実施例】以下本発明の実施例につき、図面を用いて詳
細に説明する。

【００４７】（第１実施例）上述した要求に応える本第
１実施例の熱定着ローラの仕様を図面により説明する。
図１および図２は、熱定着ローラ１の概略図である。厚
さ１ｍｍ以下の芯金としてのパイプ４の表面に厚さ１ｍ
ｍ以下のシリコーンゴム層３と、該シリコーンゴム層３
の上に厚さ０．１ｍｍ以下のフッ素樹脂製の層２が形成
されている構造をしている。

【００４８】本第１実施例の熱定着ローラの製造方法お
よび装置は、図３に示されるように円筒状金型６内にフ
ッ素樹脂製のチューブ２と芯金４を同軸上に設置して、
その間隙に未加硫の付加重合型のシリコーンゴム３を注
入し、架橋条件下で該材料を硬化させる加熱ローラや加
圧ローラ等の熱定着ローラ１であって、円筒状金型６と
該フッ素樹脂製のチューブ２の間隙を減圧状態にして、
該金型６の内側に該フッ素樹脂製チューブ２を固定した
状態で、該材料注入部を減圧状態にして材料を注入し架
橋条件下で該材料を硬化させることにより、フッ素樹脂
チューブを被覆した熱定着ローラ１を製造するものであ
り、以下図面を用いて詳細に説明する。

【００４９】本第１実施例の熱定着ローラの製造方法お
よび装置は、図１および図２の断面概略図に示される熱
定着ローラを製造するものである。芯金４は鉄製のパイ
プであり、直径はφ３０ｍｍ肉厚は０．３５ｍｍ、シリ
コーンゴム３は付加重合型で厚みは０．５ｍｍ、フッ素
樹脂製チューブは材質がＰＦＡで厚みは３０μｍであ
る。

【００５０】本第１実施例の熱定着ローラの製造方法お
よび装置について、縦断面の概略図である図３に従い以
下に説明する。

【００５１】以降作業手順に従って本第１実施例の熱定
着ローラの製造方法および装置について説明する。事前
処理として、芯金としてのパイプ４は脱脂して、表面を
荒し、接着剤の塗布・焼き付けを行っておいた。フッ素
樹脂製チューブ２は、直径φ３０．３ｍｍ、厚さ３０μ
ｍの非収縮性のチューブで、内面をレーザ処理により表
面改質したものを用い接着剤を塗布・乾燥しておいた。

【００５２】次に図３に示されるようにローラの仕上が
り外径にあわせて調整したφ３１ｍｍの内径を有し、製
品の必要部の外側の両側（２ケ所）に空気を引くための
機構としての金型チューブ間を減圧する減圧ポンプ１０
に連通した減圧用の吸引部１０１が設けられたシリンダ
部６０を構成する金型６に、事前に処理したフッ素樹脂
製のチューブ２を挿入して、該チューブ２の両端部を該
金型６の両端に突出形成された突出部６１、６２に密着
固定する。

【００５３】すなわち図４および図５に示されるように
前記減圧用の吸引部１０１が、前記円筒状金型の前記シ
リンダ部の軸方向における両方の端部において、円周方
向に延在穿設され、前記減圧ポンプ１０に連通パイプ１
０２を介して連通した環状の円周溝によって構成されて
いる。

【００５４】前記減圧用の吸引部１０１を構成する前記
環状の円周溝は、図６に示されるように矩形断面形状
（図６（Ａ））のもの、絞り部１０３が近接して形成さ
れた矩形断面形状（図６（Ｂ））のもの、Ｖ字状断面形
状（図６（Ｃ））のもの、円弧状断面形状（図６
（Ｄ））のもの等が採用可能であり、本実施例において
は一例として図６（Ｂ）に示される絞り部１０３が近接
して形成された矩形断面形状のものが採用されている。

【００５５】材料減圧部を構成する金型７を、該金型と
前記チューブ２が密着固定された状態のままシール材
（Ｏリング）８を介して外部と連通するのを遮断させる
とともに、前記金型６のシリンダ部６０と同心的に固定
した。

【００５６】次いで、このフッ素樹脂製チューブ２の内
側に上記処理をした芯金４を挿入し、該金型７にシール
材（Ｏリング）８を介して外部と連通するのを遮断させ
た状態で同心的に固定した。

【００５７】さらに材料注入部を構成する金型５を、該
金型と前記チューブ２が密着固定された状態のままシー
ル材（Ｏリング）８を介して外部と連通するのを遮断さ
せるとともに、シリンダ部を構成する金型６と芯金４に
シール材（Ｏリング）８を介して外部と連通するのを遮
断させた状態で同心的に固定し、金型を組み上げた。

【００５８】組み上げた状態の前記金型５、６、７に未
加硫の付加重合型シリコーンゴムを充填する材料ポット
９と、前記金型チューブ間減圧ポンプ１０と、材料減圧
部を構成する金型７に連通配設された真空ポンプその他
によって構成される材料吸引減圧ポンプ１１および前記
材料ポット９を加圧する材料注入加圧ポンプ１２を取り
付ける。

【００５９】つぎに前記金型チューブ間減圧ポンプ１０
に連通した前記減圧用の吸引部１０１により、前記フッ
素樹脂チューブ２の両端の外側と金型６の内面の間隙を
１Ｔｏｒｒに減圧し、前記フッ素樹脂製チューブ２を金
型６の内側に設置する。

【００６０】前記フッ素樹脂製チューブ２を金型６の内
側に設置した後０．２秒にさらに前記材料吸引減圧ポン
プ１１によりフッ素樹脂製チューブ２の内面と芯金４の
外側の間隙を１Ｔｏｒｒに減圧すると共に、前記フッ素
樹脂製チューブ２の内面と前記芯金４の外側が減圧され
た後０．２秒に前記材料注入加圧ポンプ１２により材料
ポット９を０．５ＭＰａまで加圧し、未加硫の付加重合
型シリコーンゴムをフッ素樹脂製チューブの内面と芯金
４の外側の間隙に注入する。

【００６１】さらに前記芯金４の中空部４１にクウォー
ツランプ（図示せず）を設置して前記金型全体を１００
℃に保ちシリコーンゴムを加硫させると共に、前記芯金
４およびフッ素樹脂製チューブ２と加硫接着を行った。
加硫完了後これを冷却し金型から抜き出し、２００℃４
時間の二次加硫を行った。

【００６２】この結果、図１に示す芯金４が鉄製のパイ
プであり直径はφ３０ｍｍ肉厚は０．３５ｍｍ、シリコ
ーンゴム３は付加重合型で厚みは０．５ｍｍ、フッ素樹
脂製チューブは材質がＰＦＡで厚みは３０μｍの材料部
を減圧しているので、ゴム中に気泡が含まれない熱定着
ローラが製造できた。

【００６３】上述した金型６およびフッ素樹脂製チュー
ブ２間の圧力、フッ素樹脂製チューブ２および芯金４間
の圧力、および材料加圧力の大きさと動作タイミングの
関係は、以下の図７に示されるようになる。

【００６４】圧力は、金型およびチューブ間圧力に対し
てチューブ−芯金間圧力が同じかまたは大きく、チュー
ブ−芯金間圧力に対して大気圧が大きく、該大気圧に対
して材料加圧力が大きくなるようにそれぞれ設定され
る。

【００６５】上記圧力の動作タイミングは、金型−チュ
ーブ間圧力が最初に動作し、０ないし１０秒の間本実施
例においては０．２秒後にチューブ−芯金間圧力が動作
し、さらに０ないし１０秒の間本実施例においては０．
２秒後に材料加圧力が動作するようにそれぞれ設定され
ている。上記圧力の動作タイミングの順番は、上記順番
が望ましいが、影響が無い範囲で変更をすることが可能
である。

【００６６】本第１実施例の熱定着ローラの製造方法お
よび装置は、材料の注入を容易にし、チューブのしわの
発生を防止して膜厚を均一にして、チューブの破れを防
止するという効果を奏する。

【００６７】すなわちチューブを固定した後、チューブ
を挾んでシリンダ側の圧力をシリコーン注入側の圧力に
対し同等もしくは小さくするとチューブにしわなどを発
生する事無く固定できる。

【００６８】また本第１実施例の熱定着ローラの製造方
法および装置は、前記芯金４、シリコーンゴム３がそれ
ぞれ薄肉（１ｍｍ以下）でかつ前記フッ素樹脂製チュー
ブ２の厚さが０．１ｍｍ以下の熱容量の小さな省エネ型
のフッ素樹脂チューブを被覆した熱定着ローラを安定し
た品質で安価に供給製造する事が出来るという効果を奏
する。

【００６９】さらに前記金型６のシリンダ部６０の少な
くとも上下の端部に凹部形状の吸引部１０１を付け、吸
引口を２ヶ所に設置するとともに、更に前記吸引部１０
１は、周方向にリング状に凹形状を設置するとチューブ
にしわや破れなく固定できる。

【００７０】また本第１実施例の製造方法および装置で
製造された熱定着ローラは、その前記芯金４、シリコー
ンゴム３がそれぞれ薄肉（１ｍｍ以下）でかつフッ素樹
脂製チューブ２の厚さが０．１ｍｍ以下のフッ素樹脂チ
ューブを被覆した前記熱定着ローラ１であるので、所望
の画質を満足しかつ熱容量の小さなウォームアップ時間
の短い省エネ型の定着装置を得る事が出来るという効果
を奏する。

【００７１】（第２実施例）本第２実施例の熱定着ロー
ラの製造方法は、図８および図９の断面概略図に示され
る熱定着ローラを製造するものである。芯金４はアルミ
製の中実シャフト４で直径はφ３０ｍｍ、シリコーンゴ
ム３は付加重合型で厚みは０．３ｍｍ、フッ素樹脂製チ
ューブは材質がＰＦＡで厚みは１０μｍである。

【００７２】本第２実施例の熱定着ローラの製造方法お
よび装置は、図１０の縦断面概略図に示されるように前
記第１実施例と同じ機構および製造方法を用い、芯金と
して中実のシャフトを用い、シリコーンゴム厚みとフッ
素樹脂製チューブの厚みが相違点である。

【００７３】以降作業手順に従って本第２実施例の製造
方法および装置について説明する。事前処理として、芯
金としての中実シャフト４は事前に脱脂して、表面を荒
し、接着材の塗布・焼き付けを行っておく。フッ素樹脂
製チューブは、直径φ３０．０ｍｍ、厚さ３０μｍの非
収縮性のチューブで、内面をレーザ処理により表面改質
したものを用い接着材を塗布・乾燥しておいた。

【００７４】次に、図１０に示されるようにローラの仕
上がり外径にあわせて調整し、製品の必要部の外側の両
側（２ケ所）に空気を引くための機構としての金型チュ
ーブ間減圧ポンプ１０を設けたφ３０．６ｍｍの内径を
有したシリンダ部を構成する金型６に、事前に処理した
フッ素樹脂製チューブ２を挿入して、該チューブの両端
部を該金型の両端に突出形成された突出部６１、６２に
密着固定する。

【００７５】材料減圧部を構成する金型７を、該金型と
該チューブが密着固定された状態のままシール材（Ｏリ
ング）８を介して外部と連通するのを遮断させるととも
に、シリンダ部を構成する前記金型６と同心的に固定し
た。

【００７６】ついで、このフッ素樹脂製チューブ２の内
側に上記処理をした芯金４を挿入し、該金型７にシール
材（Ｏリング）８を介して外部と連通するのを遮断させ
た状態で同心的に固定した。

【００７７】さらに材料注入部を構成する金型５を該金
型と該チューブが密着固定された状態のままシール材
（Ｏリング）８を介して外部と連通するおを遮断させる
とともに、金型（シリンダ部）６と芯金４にシール材
（Ｏリング）８を介して外部と連通するのを遮断させた
状態で同心的に固定し、金型を組み上げた。

【００７８】組み上げた状態の前記金型５、６、７に未
加硫の付加重合型のシリコーンゴムを充填する材料ポッ
ト９と、前記金型チューブ間減圧ポンプ１０と、前記材
料減圧部を構成する前記金型７に連通配設された材料吸
引減圧ポンプ１１および前記材料ポット９を加圧する材
料注入加圧ポンプ１２を取り付ける。

【００７９】つぎに前記金型チューブ間減圧ポンプ１０
によりフッ素樹脂チューブ２の両側の外側と前記金型６
の内面の間隙を減圧し、前記フッ素樹脂製チューブ２を
前記金型６の内側に設置する。

【００８０】さらに前記材料吸引減圧ポンプ１１により
フッ素樹脂製チューブの内面と芯金４の外側の間隙を減
圧すると共に、前記材料注入加圧ポンプ１２により前記
材料ポット９を加圧し、未加硫の付加重合型シリコーン
ゴムを前記フッ素樹脂製チューブの内面と前記芯金４の
外側の間隙に注入する。

【００８１】さらにこの状態で前記金型５、６、７をオ
ーブン中で１００℃に保ちシリコーンゴムを加硫させる
と共に、前記芯金４および前記フッ素樹脂製チューブと
加硫接着を行った。加硫完了後これを冷却し金型から抜
き出し２００℃で４時間の二次加硫を行った。

【００８２】この結果、図８および図９に示される前記
芯金４がアルミ製中実シャフトで直径はφ３０ｍｍ、シ
リコーンゴム３は付加重合型で厚みは０．３ｍｍ、フッ
素樹脂製チューブは材質がＰＦＡで厚みは１０μｍで、
材料部を減圧することにより、ゴム中に気泡が含まれな
い熱定着ロールが製造できた。

【００８３】本第２実施例の熱定着ローラの製造方法お
よび装置は、前記芯金４がアルミ製中実シャフトで直径
はφ３０ｍｍ、シリコーンゴム３は付加重合型で厚みは
０．３ｍｍ、フッ素樹脂製チューブは材質がＰＦＡで厚
みは１０μｍの熱定着ロールを安定した品質で安価に供
給製造する事が出来るという効果を奏する。

【００８４】上述の実施形態および実施例は、説明のた
めに例示したもので、本発明としてはそれらに限定され
るものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明お
よび図面の記載から当業者が認識することができる本発
明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能
である。

【００８５】アルミコアを芯金に用いる場合は、肉厚が
厚くても強度が弱い為、鉄の薄肉コアの芯金と同様の不
具合があり、本発明を同様に適用することができる。

【００８６】上述の第１実施例においては、減圧用の吸
引部の一例として金型のシリンダ部の内周壁に円周方向
に延在穿設された環状の円周溝について説明したが、本
発明としてはそれらに限定されるものでは無く、図１１
に示されるように円周方向に多数の小孔１０４を一定角
度毎に穿設する実施態様を採用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の製造方法および装置によ
って製造された熱定着ローラを示す縦断面図である。

【図２】本第１実施例の製造方法および装置によって製
造された熱定着ローラを示す横断面図である。

【図３】本第１実施例の製造方法および装置を示す縦断
面図である。

【図４】本第１実施例における金型を示す一部欠截斜視
図である。

【図５】本第１実施例における金型およびチューブを示
す一部欠截断面図である。

【図６】本第１実施例における金型に形成された減圧用
の吸引部を示す部分拡大断面図である。

【図７】本第１実施例における金型チューブ間の圧力、
チューブおよび芯金間の圧力、および材料加圧力の大き
さと動作タイミングの関係を示す線図である。

【図８】本発明の第２実施例の製造方法および装置によ
って製造された熱定着ローラを示す縦断面図である。

【図９】本第２実施例の製造方法および装置によって製
造された熱定着ローラを示す横断面図である。

【図１０】本第２実施例の製造方法および装置を示す縦
断面図である。

【図１１】本発明のその他の実施態様を示す部分斜視図
である。

【符号の説明】

１ 熱定着ローラ ２ チューブ ３ シリコーンゴム ４ 芯金 ６ 金型

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｌ 31:32 Ｆターム(参考） 2H033 BB05 BB06 BB14 BB26 3J103 AA02 AA14 AA15 AA33 AA53 BA41 EA02 EA05 EA13 EA20 FA15 FA18 GA02 GA57 GA58 GA66 HA03 HA04 HA05 HA12 HA32 HA37 HA43 HA53 4F202 AA33 AA45 AD03 AD05 AD12 AD35 AH04 CA01 CA27 CB01 CB12 CB20 CK15 CQ06 4F203 AA33 AA45 AD03 AD05 AD12 AD35 AH04 DA01 DA11 DB01 DB11 DC01 DJ05 DJ06 DL10

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状金型内に樹脂チューブと芯金を同
   軸上に設置してその間隙に未加硫の付加重合型のゴムを
   注入し架橋条件下で該材料を硬化させることにより樹脂
   チューブを被覆した加熱ローラや加圧ローラ等の熱定着
   ローラを製造する熱定着ローラの製造方法において、 前記円筒状金型と該樹脂製のチューブの間隙を減圧状態
   にすることにより該金型内側に該樹脂製チューブを固定
   した状態で、材料注入部を減圧状態にして材料を注入し
   架橋条件下で該材料を硬化させることを特徴とする熱定
   着ローラの製造方法。
2. 【請求項２】 加熱ローラまたは加熱ベルトとこの加熱
   ローラまたは加熱ベルトに所定のニップ領域を形成して
   圧接する加圧ロールまたは加圧ベルトとを備え、未定着
   トナー像を担持した記録シートが上記加熱ロールまたは
   加熱ベルトと加圧ロールまたは加圧ベルトとの間を通過
   する際に上記ニップ領域で加熱、加圧して未定着トナー
   像を記録シート上に定着させる熱定着装置に用いられ、
   円筒状金型内にフッ素樹脂製のチューブと芯金を同軸上
   に設置してその間隙に未加硫の付加重合型のシリコーン
   ゴムを注入し架橋条件下で該材料を硬化させるフッ素樹
   脂チューブを被覆した加熱ローラや加圧ローラ等の熱定
   着ローラを製造する熱定着ローラの製造方法において、 前記円筒状金型と該フッ素樹脂製のチューブの間隙を減
   圧状態にすることにより該金型内側に該フッ素樹脂製チ
   ューブを固定した状態で、材料注入部を減圧状態にして
   材料を注入し架橋条件下で該材料を硬化させることを特
   徴とする熱定着ローラの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記フッ素樹脂チューブを固定する際、前記円筒状金型
   のシリンダ部の圧力を、前記材料注入部の圧力以下にす
   ることを特徴とする熱定着ローラの製造方法。
4. 【請求項４】 円筒状金型内にフッ素樹脂製のチューブ
   と芯金を同軸上に設置してその間隙に未加硫の付加重合
   型のシリコーンゴムを注入し架橋条件下で該材料を硬化
   させるフッ素樹脂チューブを被覆した加熱ローラや加圧
   ローラ等の熱定着ローラの製造装置において、 前記円筒状金型のシリンダ部の少なくとも一部に配設し
   た第１の減圧機構の減圧用の吸引部によって前記円筒状
   金型と該フッ素樹脂製のチューブの間隙を減圧状態にす
   ることにより該金型内側に該フッ素樹脂製チューブを固
   定した状態で、第２の減圧機構によって材料注入部を減
   圧状態にして材料注入機構によって材料を注入し架橋条
   件下で該材料を硬化させることを特徴とする熱定着ロー
   ラの製造装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、 前記減圧用の吸引部が、前記円筒状金型の前記シリンダ
   部の軸方向における少なくとも一方の端部に設置されて
   いることを特徴とする熱定着ローラの製造装置。
6. 【請求項６】 請求項４において、 前記減圧用の吸引部が、前記円筒状金型の前記シリンダ
   部の軸方向における両方の端部に設置されていることを
   特徴とする熱定着ローラの製造装置。
7. 【請求項７】 請求項６において、 前記フッ素樹脂製チューブの厚さが０．１ｍｍ以下であ
   り、前記熱定着ローラのシリコーンゴムが１ｍｍ以下の
   薄肉であることを特徴とする熱定着ローラの製造装置。
8. 【請求項８】 円筒状金型内に樹脂チューブと芯金を同
   軸上に設置して、 前記円筒状金型と該樹脂製のチューブの間隙を減圧状態
   にすることにより該金型内側に該樹脂製チューブを固定
   した状態で、材料注入部を減圧状態にして未加硫の付加
   重合型のゴムを注入して架橋条件下で硬化させることに
   より、 前記樹脂チューブを被覆した加熱ローラや加圧ローラ等
   の熱定着ローラが製造されたことを特徴とする熱定着ロ
   ーラ。