JP2003122164A - トナー定着用部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】シリコーンオイルの抑制と、より優れた発色性
（色は硬いよりも、柔らかい感じの色彩で）をもって、
高画質で複写印刷できる手段の提供。 【解決手段】Ｅ硬度１５〜６５度のシリコーンゴム弾性
層が、連続成形後、アルカリ金属溶液にて内表面をケミ
カルエッチング処理して得られた薄厚フッ素樹脂チュー
ブの有するに凹状折り目の深さ又は凸状折り目の高さが
２μｍ以下に規制された薄厚フッ素樹脂チューブでもっ
て表面被着されてなるトナー定着用の回転ローラ（Ｒ）
又は回転ベルト（Ｂ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特定の薄厚フッ素
樹脂チューブを表面層に、より低硬度シリコーンゴムを
下層に有してなるトナー定着用のローラ又はベルトに関
する。例えばカラー複写機の加熱定着部材に使用するこ
とで、シリコーンオイルの削減を図りつつ、より光沢の
ある柔らかい画質でもって安定した複写が可能になる。

【０００２】

【従来の技術】加熱源を内蔵した芯ロールを基体とし、
これにシリコーンゴム弾性層、フッ素樹脂表面層を順次
積層してつくられたフッ素樹脂弾性ローラが、例えば、
カラー複写機の加熱定着部材の一つとして使用されるこ
とは知られている。又、この加熱定着に際して、複写紙
上のトナー画像を圧して発色させる直前に、該ローラの
表面にシリコーンオイルが、連続塗布されることも知ら
れ、実用もされている。これは加熱定着後の複写紙と該
ローラとの離型を確実に行う為であるが、より迅速に確
実に定着させることにもよる。より迅速、確実に定着を
行う為には、トナー画像をより強い線圧で圧する必要が
あるが、その為には、より硬質の該ローラを使って、よ
り強い線圧で圧しつつ高速回転をする必要がある。しか
しこのような状況になると、ますます該オイルの使用が
必要になる。本来該オイルを使用することは、トナー画
像の発色性（画質）とか、定着性（強固に定着）とか、
装置の複雑化等により好ましいものではない。該オイル
の使用を削減しより迅速に複写することが課題となる
が、現状では両方を満足させる技術はない。現在の傾向
としては、迅速性よりも、該オイルは可能な限り使わず
に、より優れた発色（色は硬いよりも、柔らかい感じの
色彩）をもって、確実に定着できることも求められるよ
うになってきている。

【０００３】ところで、前記フッ素樹脂を表面層とする
弾性ローラにおいて、該表面層の形成手段には、フッ素
樹脂エマルジョンを直接塗布して形成する直接法もあれ
ば、予め成形して得たフッ素樹脂チューブを嵌着して形
成する間接法もある。該間接法は、形成自体が容易で、
高い厚み精度をもって所望する層厚が自由に得られ、取
り扱いも容易等の点で有利である。

【０００４】前記間接法は、基本的には、フッ素樹脂を
薄厚のチューブ状に連続押出成形して、これを一旦ロー
ラに巻き取り、そしてこの巻き取られたチューブを所定
サイズ（幅）にカットして、前記シリコーンゴム弾性層
に嵌着するものである。ここで、フッ素樹脂は、本来接
着性が悪いので、その使用形態（チューブ状、か、ウェ
ッブフィルム）がどうであろうと、被着体との組み合わ
せで使用する場合は、一般に接着性改善の為に別途表面
前処理が施される。この表面前処理は、一般に知られて
いる手段の中で適宜選ばれるが、その方法としては、大
きくは化学薬品によるケミカルエッチングと呼ばれてい
る化学的方法と、電気的方法とがある。本発明はチュー
ブを対象とし、これの内表面を連続的に前処理すること
を主眼とすることから、該化学的方法が有効である。

【０００５】前記チューブは、薄厚の為にウェッブフィ
ルムに取り扱えることで、該チューブ成形から前記内面
前処理に至るまで連続化が容易になる。その連続化とな
ると、該チューブは、必然的に押しつぶされて、フラッ
トの状態で、多くの単ローラとニッピングローラを介し
て誘導搬送され、最後にローラに巻かれて引き取られる
工程が採られることになる。しかしながら、このような
製造工程が採られる限り、一般には、最終的に得られる
チューブにはどうしても折り目がつき避けられないのが
実状である。特にこの折り目は、一般に前記化学的内面
前処理法と組み合わせる場合に、より強く発現する傾向
にある。

【０００６】前記折り目のあるチューブよりも、折り目
のないチューブの方が好ましいことは勿論のことではあ
るが、前記一連の工程を採る限り、（その程度の差はあ
るにしても）その折り目の付くのは避けられず、現状で
はそのまま使用されてきている。この折り目のあるチュ
ーブが、現状で許容され使用されているのは、トナー定
着が、一般に硬い硬度のシリコーンゴム弾性層をもって
なるフッ素樹脂ローラによって高速で行われる為であ
る。つまり加熱定着を強い線圧で圧して行うからであ
る。強い線圧で押すことで、折り目による画像カスレと
か、筋模様のような画像不良はあまり顕在化しないから
である。このような強い線圧での加熱定着は、紙離れが
より悪くなり、より一層シリコーンオイルが使用される
という悪循環にもなる。尚、前記の連続的成形と内面処
理により連続製造されるチューブにできる折り目深さ
は、一般的に３〜１０μｍ程度とされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】現在の傾向としては、
複写迅速性よりも寧ろシリコーンオイルの抑制と、より
優れた発色性（色は硬いよりも、柔らかい感じの色彩
で）をもって、高画質で複写印刷できることにある。と
ころが、このような要求に対して、これまで使用されて
きた前記フッ素樹脂チューブでは、十分な解決が図れ
ず、前記折り目の問題もより大きく顕在化されるように
なってきた。本発明は、かかる課題に対して鋭意検討し
た結果、新たに見出されたもので、それは、特定のフッ
素樹脂チューブを特定のローラ又はベルトと組み合わせ
ることで解決することができたのである。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】即ち本発明は、請求項１、
２に記載するもので、それはＥ硬度１５〜６５度のシリ
コーンゴム弾性層が、連続成形後、アルカリ金属溶液に
て内表面をケミカルエッチング処理して得られた薄厚フ
ッ素樹脂チューブの有する凹状折り目の深さ又は凸状折
り目の高さが２μｍ以下に規制された薄厚フッ素樹脂チ
ューブでもって表面被着されてなることを特徴とするト
ナー定着用の回転ローラ、回転ベルトである。

【０００９】そして、請求項１、２のそれぞれの従属発
明として、請求項３、４も提供される。以下に本発明を
詳細に説明する。

【００１０】

【発明の実施の形態】まず、薄厚チューブの成形原料で
あるフッ素樹脂から説明する。これは、一般に知られて
いるフッ素系樹脂の中で、該チューブへの成形性と耐熱
性（例えば約１７０℃以上に加熱しても一切の変化のな
い）に優れる熱可塑性樹脂である。この両特性に好まし
く対応するものは、融点約２００〜３１０℃の範囲にあ
るものである。具体的には、例えば塩化三フッ化エチレ
ン、四フッ化エチレンと六フッ化プロピレンとの二元コ
ポリマ（ＦＥＰ）、エチレンと四フッ化エチレンとの二
元コポリマ、塩化三フッ化エチレンとエチレンとの二元
コポリマ、四フッ化エチレンとパーフルオロアルキルビ
ニルエーテルとの二元コポリマ（ＰＦＡ）、四フッ化エ
チレンと六フッ化プロピレンとパーフルオロアルキルビ
ニルエーテルとの三元コポリマ等が挙げられる。この中
でもより好ましいものは、請求項３、４でも提供するよ
うに、二元コポリマである。尚、このフッ素樹脂は、基
本的にはこれ単独で使用されるが、加熱定着性により有
効に作用するものであればそれの添加を避けるものでは
ない。例えば若干の電気抵抗制御の為に導電性カーボン
ブラック、熱伝導性付与の為に（一般的な）熱伝導性材
が考えられる。勿論これら添加剤の使用に際しては、成
形性等、前記課題解決に支障のある条件下であってはな
らない。

【００１１】そして、前記フッ素樹脂は、薄厚のチュー
ブ状で連続成形され、その後アルカリ金属溶液にて内表
面がケミカルエッチングされて新たなチューブへと変え
られる。しかし、この新たなチューブには、この２つの
成形工程と内面処理工程から必然的に賦形される折り目
に基づく少なくとも（両端）２本の連続した凹状又は凸
状のスジがついている。これが、本発明が問題とするも
のであるが、このスジの賦形は、該チューブが、単ロー
ラとニッピングローラによる作用ローラ（チューブのガ
イド、搬送、巻き取り）を介して、フラット状のチュー
ブで搬送され、最後にローラに巻き取られるからであ
る。

【００１２】参考までに前記凹状折り目又は凸状折り目
を図解すると、図１又は図２に例示するものである。図
１は凹状折り目の例で、まず前記全工程を経てローラに
巻き取られたフラット状チューブ１を横断面で示したも
のが（１Ａ）で、そしてこれを芯円状に開口した断面が
（１Ｂ）で示されている。ここで１ａは、凹状折り目の
部分でＳ、Ｓａの深さを持っている。該チューブでの深
さＳが芯円状に開口すると、その深さはＳａで示す如く
若干浅くなる。一方、図２は凸状折り目の例で、フラッ
ト状チューブ２の横断面を（２Ａ）で、これを芯円状に
開口した場合の断面を（２Ｂ）で示している。ここで２
ａは、凸状折り目の部分で、Ｍ、Ｍａの高さを持ってい
る。該チューブでの高さＭが、芯円状に開口すると、Ｍ
ａで示す如く若干低くなる。

【００１３】一般にプラスチックチューブがフラット状
に押しつぶされた場合の折り目は、図２のような凸状折
り目になる。しかしながら、前記二つの工程を得て得ら
れる薄厚フッ素樹脂チューブは、図１で例示するよう
な、凹状折り目部分の形状が鋸歯状で賦形されている場
合もある。特にこの鋸歯状折り目で現れるのは、該チュ
ーブ自身の成形工程よりも、アルカリ金属溶液による内
表面のケミカルエッチング工程で賦形される場合が多
い。尚、本発明は、この凹状又は凸状の折り目を規制す
るものであるが、これにスポット的な凹みとか、突起が
併存する場合もこの規制は必要である。

【００１４】そして、前記工程を経て巻き取られた、薄
厚フッ素樹脂チューブ（以下Ｔ・Ｆチューブと呼ぶ。）
の有する凹状又は凸状の折り目の有する深さ又は高さ
は、２μｍ以下、好ましくは１．５μｍ以下、更には
１．０μｍ以下に規制しなけねばならない。つまり、こ
の条件を満たす該Ｔ・Ｆチューブしか前記課題は解決さ
れない。ここで、該深さ又は高さの意味は、Ｔ・Ｆチュ
ーブを芯円状に開口した場合に測定されるものであり、
図１、２で示すとＳａ又はＭａである。従って、仮にフ
ラット状での深さ又は高さ（該図ではＳ又はＭ）が２μ
ｍを越えていても、芯円状で測定して２μｍになれば、
それは本発明の範囲である。尚、該深さ又は高さは、０
μｍが理想ではあるが、本発明にいうＴ・Ｆチューブ
が、前記特定の２つの連続工程によって製造されるもの
を対象とする限り、０μｍの該チューブは不可能に近
い。少なくても０．３μｍ程度の深さ又は高さの凹状又
は凸状の折り目は残っている。

【００１５】つまり、本発明は、前記凹状又は凸状の折
り目深さ又は高さが、０μｍでなくても２μｍ以下のＴ
・Ｆチューブであれば、前記課題が解決されるというも
のであるが、しかしながら決してこれ単独で達成される
ものではない。後述する、特定範囲のＥ硬度でもってな
る低硬度シリコーンゴム弾性層との組合せによって初め
て、２μｍ迄の折り目を吸収し、前記課題を解決してく
れるというものである。従って、仮にこの弾性層が非弾
性層であれば勿論の事、この特定範囲を外れる該弾性層
との組み合わせであれば、該２μｍ以下のフッ素樹脂チ
ューブでも、本課題の解決は図れない。

【００１６】前記シリコーンゴム弾性層のＥ硬度は、具
体的には最大で６５度、好ましくは５５度迄に抑え、で
きる限り低硬度層とする。ここで上限を６５度とするの
は、これを越えると前記の吸収作用も悪くなり、そのこ
とが定着ムラ（スジ、ピンホール等）の発生とか、シリ
コーンオイル抑制効果も小さくなり、ソフト感をもった
画質でもっての安定印刷の持続も困難になることによ
る。一方、下限硬度は１５度、好ましくは２０度迄とす
るのが良い。これは、より低硬度が良いとはいっても、
余りにも低硬度であると全体としての回復弾性が低下
し、その結果表面に微妙な変形が生じ、定着ムラ（特に
濃淡）等の発生原因に繋がり良くないからである。尚、
ここでいうＥ硬度は、基本的にはＪＩＳ Ｋ ６２５３
（１９９７）にて記載されるタイプＥのデュロメータに
て測定されたものである。しかしながら、仮にこのＥ硬
度での測定ができ難いとか、精度的に良くない場合に
は、同ＪＩＳに記載されるタイプＤデュロメータ又はゴ
ム業界等で従来から使用されてきているアスカーＣＳ型
デュロメータとか、アスカーＣ型デュロメータにて測定
した硬度に変えても良い。

【００１７】尚、前記シリコーンゴム弾性層を形成する
シリコーンゴムは、一般に知られている加熱加硫硬化型
（パーオキサイド等での加硫、又は白金触媒による加
硫）か、又は室温硬化型（ポリアルコキシシランに代表
される多官能シラン化合物の水との反応による常温架
橋）のゴム性シリコーンのいずれかにより製造される。
この中でも、本発明にとって有効（耐熱性、加工性等）
なものとなると、白金触媒により加熱加硫しゴムに変え
る液状シリコーンである。

【００１８】そして、前記問題になる凹状又は凸状の折
り目の出き易さは、Ｔ・Ｆチューブの厚さにも関係し、
厚い方よりも薄い方が出き易い。本発明が、特に該チュ
ーブを薄厚と形容しているのはそのためである。この薄
い方の厚さは、例えばフッ素樹脂二元コポリマによる該
チューブの場合では、２０〜１１０μｍ（請求項３、
４）、より薄く９０μｍ以下である。つまり、本発明の
Ｔ・Ｆチューブは、（この出き易い）薄い方の厚さのも
のが対象であり、それの有する凹状又は凸状折り目の深
さ又は高さが２μｍ以下のものになる。尚、該チューブ
の厚さ、内径、幅の選択は、ローラ定着か、ベルト定着
か更には使用機種等により適宜選択される。

【００１９】Ｔ・Ｆチューブの有する凹状又は凸状の折
り目深さ又は高さは、２μｍ以下であるが、前記２つの
工程を経て得られる該チューブは、（前記するように）
一般には２μｍを越えるものが多い。従って、該チュー
ブの製造に際しては２μｍ以下、可能な限り小さいもの
が得られるように、何らかの対策が求められる。

【００２０】本発明では、次に例示するような製造手段
を採ることで、２μｍ以下のＴ・Ｆチューブが安定して
得られるようにしている。つまり、まず所定のフッ素樹
脂を単軸押出機に供給して溶融しつつ環状ダイスを経由
して、チューブ状に押し出し室温冷却しながらフラット
状で巻き取りローラに巻き取る。このローラに巻き取る
迄の工程は、４０〜６０℃程度に温度調整された環状マ
ンドレルを該ダイスに近接し、インナーサイジングしな
から引き取る。この時に引き取りをより容易に誘導する
為に、キャタピラーとか、狭幅のニッピングローラの介
在は折り目抑制のために有効である。延伸は行う場合も
あれば、行わない場合もある。前記するように、この成
形工程では、折り目はできるにしても前記問題になるよ
うな凹状又は凸状の折り目はつきにくい。

【００２１】次に、巻き取られた前記成形チューブは、
アルカリ金属溶液による内表面のケミカルエッチング工
程に送られる。前記するように、問題になるいずれかの
折り目は、前記成形工程よりも、この工程で賦形される
確率が高い。これの根本的原因は、内表面層が化学的に
変化し、且つ種々ガイドローラとニッピングローラとに
よって誘導され引き取られることにあるものと考えられ
る。従って、本工程での折り目抑制の為の格別の配慮が
求められる。

【００２２】前記ケミカルエッチング工程で問題になる
折り目（２μｍ以下）抑制の為の格別の配慮としては、
種々考えられるが、本発明では次のような手段が好まし
く提供できるので、それを図３（概略側面図）を参照し
ながら説明する。尚、ケミカルエッチングを行うアルカ
リ金属溶液は、例えばナトリウム、カリウム等のアルカ
リ金属を液体アンモニアと反応して得たアルカリ金属ア
ミドを含有するナトリウム金属液体アンモニア溶液と
か、該アルカリ金属をナフタレンと反応して得たナフタ
レンアルカリ金属のテトラヒドロフラン溶液が挙げら
れ、このアルカリ金属イオンがフッ素樹脂のフッ素と反
応（ケミカルエッチング）するものである。該アルカリ
金属溶液のいずれかが選ばれるが、ここでは該液体アン
モニア溶液の方が、前記問題の折り目の発生はし易い
が、ケミカルエッチングの作用面からはより有効である
ので、ここでは該液体アンモニア溶液による工程につい
て説明する。

【００２３】まず、事前準備として次の操作が行われ
る。前記成形工程を経て巻き取られた成形チューブ３
は、ガイドローラＲ１から張架単ローラＲ２→同ローラ
Ｒ３と順次通される。この通す作業に際しては、事前に
成形チューブ３自身は−５０℃前後に冷却されている。
これは該液体アンモニア溶液自身の液化温度が−４０℃
以下であるためである。そしてローラＲ３を通って出た
時点で、成形チューブ３の一端開口部から所定量の該液
体アンモニア溶液が注入される。注入された状態が５で
示されている。該注入が終わったら引き続き引き出して
ニッピングローラＲ４（狭幅のローラを対峙して成形チ
ューブ３の中央部分をニッピングするローラ構成）を介
して張架単ローラＲ５→同ローラＲ６へと続く。そして
ローラＲ６を通って出た時点で、今度は所定量の洗浄液
（該液体アンモニア溶液の洗浄液で、水の場合もあれ
ば、有機溶剤の場合もある）が注入される。この状態は
６で示す。洗浄液６の注入が終わったらガイドローラＲ
７を通して巻き取りローラ４で巻き取られる状態にして
おく。ここで該液体アンモニア溶液５と洗浄液６の注入
量は、少なくとも巻き取られた成形チューブ３の一バッ
チ分に相当する量である。

【００２４】前記事前準備が終了したら、成形チューブ
３は所定速度で連続供給され、張架単ローラＲ２と同ロ
ーラＲ３間で、まずケミカルエッチングされ、次に張架
単ローラＲ５と同ローラＲ６間で内面洗浄が行われて巻
き上げローラ４にて巻き取られ終了する。ここで該速度
は基本的には、該エッチングにより所望するレベル（接
着性付与）になるのに必要最小限（必要以上は問題の凹
状又は凸状の折り目が逆に出き易くもなる）の速度とい
うことであるが、これは一般に１５ｍ／分以下が目安で
ある。尚、該ローラＲ２とローラＲ３間に存在する該液
体アンモニア溶液５は、この連続処理中、外部から約−
５０℃〜−６０℃に冷却され続けられる。

【００２５】本工程で特に重要なことは、まず該液体ア
ンモニア溶液によるケミカルエッチングが、張架単ロー
ラＲ２と同ローラＲ３のローラ配置で判るように、成形
チューブ３が水平状態になるようにして処理されること
である。そして該ローラＲ２とローラＲ３間の成形チュ
ーブ３は、両サイドのガイドローラＲ１とニッピングロ
ーラＲ４とによって垂直的に吊り下げられる状態になる
ことである。これらの条件が設けられることで、成形チ
ューブ３と該液体アンモニア溶液５との内面接触ムラが
より少なくなり、常に内面均一に接触を続けることがで
きること、そして該液体アンモニア溶液５が次の洗浄工
程に持ち込まれなくなり、洗浄効率が持続する効果があ
る。このことは、例えば図４に例示するようなローラ構
成を採る装置、つまり該液体アンモニア溶液５による処
理ゾーン（広幅のニッピングローラＲ９と同Ｒ１０間）
が傾斜して次の洗浄工程（張架単ローラＲ１１と同Ｒ１
２間）に搬送されるような装置での処理では、前記図３
による装置による処理とは逆の状況が生まれる。つまり
該液体アンモニア溶液５とに接触ムラが出易くなり、そ
して該液体アンモニア溶液５が次の洗浄工程に持ち込ま
れ易くなり、エッチングに均一性を欠くことになる。こ
のケミカルエッチングの不均一性と広幅のニッピングロ
ーラＲ９と同Ｒ１０とで両サイドを挟持していること
が、より一層前記問題となる折り目の発生を助長する結
果にもなっていると考えられる。尚、広幅のニッピング
ローラＲ９と同Ｒ１０とが必要であるのは、内面処理ゾ
ーン内で該液体アンモニア溶液５をしっかりと保持する
ためである。しかし、どうしても次工程への若干の持ち
込みは避けられない状況にある。

【００２６】そして、前記の如く規制されたＴ・Ｆチュ
ーブはトナー定着用の回転ローラ（Ｒ）又は回転ベルト
（Ｂ）に加工されるが、その手段には特に制限はない。
例えば次のような方法で加工される。

【００２７】まず、トナー定着用回転ローラ（Ｒ）から
説明する。加熱源内設のアルミニウム製芯ロール７の外
側に、（所望する厚さのシリコーンゴム弾性層８を周設
する為に）その層厚を得るに相当する隙間をもって管状
金属製金型を該ロールに（同芯円で）被せる。この際に
該ロール表面は、接着性向上の為に洗浄、マット化する
とか、（シリコーン系）プライマーを塗布しておくと良
い。次にこの隙間に加熱加硫タイプで、適正なＥ硬度の
得られる液状シリコーン（Ａ液とＢ液との混合液に白金
系触媒添加）を注入する。そして、全体を例えば１５０
℃前後で１分前後加熱することで所望する硬度のゴムに
変わり、（耐熱、高強度の）シリコーンゴム弾性層８が
密着形成される。次に該弾性層面又はロール用Ｔ・Ｆチ
ューブ１０の内面に接着層９としての（シリコーン系）
プライマーを塗布する。硬化しない間に該チューブを被
せて固着して終了する。尚、以上の構成を図解し、それ
を図５（断面図）で示しておく。１０ａは深さ２μｍ以
下に規制されている凹状折り目部分を示す。

【００２８】又、前記の２工程に変えて、１工程で行っ
てしまうこともできる。つまり、前記管状金属金型の内
面に、（予め内面に該プライマーの塗布された）該チュ
ーブを装着（真空吸引等による）しておき、これを該芯
ロールに対して、一定の隙間をもって（同芯円で）被せ
る。そしてこの隙間に該液状シリコーンを注入して、同
様に加熱加硫する。最後に前記管状金属金型のみを脱着
するといった方法である。尚、例えば該芯ロール７とシ
リコーン弾性層８との間に更に他の層が介在してもよ
い。

【００２９】一方、回転ベルト（Ｂ）については、次の
通りである。基本的には前記回転ローラ（Ｒ）の場合と
同じような要領で行われる。つまり、まずベルト用Ｔ・
Ｆチューブ１３の内面に、接着層１２としての（シリコ
ーン系）プライマーを塗布し、これを管状金型（外管）
の内面に装着（真空吸引等による）しておく。そして該
金型の中央に、該金型の内径よりも小さい外径の管状金
型（内管）を配置する。ここで該金型の表面には、予め
離型のためフッ素樹脂コーティングを施しておく。そし
て両金型の隙間に、前記液状シリコーンを注入し加熱硬
化してゴム弾性層１１を密着固定する。最後に両金型を
脱着し終了する。以上の構成を断面図で示したものが図
６である。１３ａは高さ２μｍ以下に規制されている凸
状折り目部分を示す。１４、１４ａは該ベルトを回転駆
動する駆動ロールで、加熱源は駆動ロール１４の方に内
設されている。尚、この回転ベルト（Ｂ）に関しては、
これを回転駆動させる少なくとも２個の駆動ロールを必
要とするが、この駆動ロール自身（胴仕立て）は特定さ
れるものはない。つまり該ロールの表面が金属層でも、
プラスチック層でも、硬質又は軟質ゴム層でも、そして
これらからなる多層でも良い。但し、少なくとも該ロー
ルの１個には、前記回転ローラ（Ｒ）と同じように、加
熱源が内設される必要がある。

【００３０】尚、前記ベルト（Ｂ）は、（そのままでは
なくて）シリコーンゴム弾性層１１の下層として、更に
支持的作用をする層を積層して３層ベルトとして使用す
るのが一般的である。これは弾性層１１を補強してより
耐久性を付与するためである。この支持層としては、例
えばチューブ状の柔軟な金属層とか、チューブ状のポリ
イミド層である。この３層の場合も、前記と同じ要領で
管状金型を使って、接着層を介して製造される。

【００３１】前記ローラ（Ｒ）、ベルト（Ｂ）における
シリコーンゴム弾性層８、１１の層厚は、種々の要因を
考慮して決められるが、多くの場合約１〜５ｍｍの範囲
内である。尚、該要因の一つとして、該弾性層の有する
見掛けＥ硬度（実際に該ロール（Ｒ）又はベルト（Ｂ）
上で測定される硬度）なるものもある。これは、シリコ
ーンゴム自身の有するＥ硬度が、下層硬度に影響されて
変わるためであり、特に薄い層厚サイドで変わる。本発
明の基本はシリコーンゴム自身のＥ硬度を変えることに
あるが、この見掛けＥ硬度を変える（つまりこの層厚を
変える）ことでも、前記課題の解決に有効に作用するの
であれば、それも二次的Ｅ硬度として合わせ考慮する。
又、該シリコーンゴム自身のＥ硬度を変える手段には、
例えば原料の種類（構造、分子量）を変えるとか、硬化
密度をコントロールするとか、シリカ等の添加剤を添加
するとか、気泡化する等の方法がある（これらいずれか
の方法でコントロールされた原料製品も上市されてい
る）。適宜駆使され、最適なシリコーンゴム弾性層が形
成されることになる。

【００３２】前記得られたロール（Ｒ）又はベルト
（Ｂ）は、カラー複写機等トナーを使う電子写真複写装
置の定着デバイスとして有効に使用されるが、その使用
形態で特に配慮するものはなく、該装置にそのまま組み
込めばよい。従って、その組み込み構造については割愛
する。

【００３３】

【実施例】以下に比較例と共に実施例によって更に詳述
する。

【００３４】（実施例１） トナー定着用回転ローラ
（Ｒ）での例 まず、次の条件でフッ素樹脂チューブを連続押出成形し
て、フラット状でロールに巻き取った。 ●原料・・・ＰＦＡ粉体（融点約３０５℃、三井デュポ
ン株式会社製）、 ●成形装置・・・ダイス径８０ｍｍ、リップ幅１．５ｍ
ｍの環状ダイスを有するスクリュー押出機（一軸）、 ●成形温度・・・環状ダイス４００℃、バレル温度２７
０〜３８０℃、 ●サイジング・・・４０℃に温調したクーリングマンド
レルによるインナーサイジング、 ●引取速度・・・２５００ｍｍ／分。 尚、クーリングマンドレルを通過後、ロールに巻き取る
間にはチューブの中央部分のみを押して引き取り誘導す
る狭幅のニッピングゴムロールを設けた。以上により５
０ｍ巻きのロール２本を取得したところで終了した。得
られた各ロールのチューブの厚さは５０．０μｍ、内径
は４９．３ｍｍであった。

【００３５】次に、まず前記チューブを巻き取ったロー
ルの１本を使って、前記図３で示す内面処理装置に連動
できるように配置した。ここで張架単ローラＲ２と同Ｒ
３との間隔は２５０ｍｍとし、ニッピングローラＲ４
は、幅５０ｍｍの狭幅ローラを対峙して、該チューブの
中央部分をニッピングしながら、次の洗浄工程に送り出
すようにし、そして、該ローラＲ２と同Ｒ３間の全体は
外部冷却手段によって約−５０℃に冷却されているよう
にした。

【００３６】そして、前記ロールに巻き取られたチュー
ブ３を手動で引き出しつつ、順次ローラＲ１→Ｒ２→Ｒ
３に架けながらそこで一旦停止し、該チューブの先端を
開口して約−５０℃のナトリウム金属液体アンモニア溶
液（固形分濃度１．０重量％）を注入した。そして引き
続き引き出して順次ニッピングローラ４→ローラＲ５→
ローラＲ６に架けながらそこで一旦停止し、今度は該チ
ューブの先端から洗浄水を注入し、ローラＲ７を通して
最後の巻き上げローラ４に巻きつけ、連続供給できる前
準備を終了した。尚、ここで注入したナトリウム金属液
体アンモニア溶液と洗浄水の注入量は、水平配置の該ロ
ーラＲ２とＲ３間、該ローラＲ５とローラＲ６間に架か
る該チューブの有する容積にほぼ匹敵する量とした。

【００３７】前記準備が終了したら、直ちに７ｍ／分の
速度で前記巻き取りチューブ（フラット状）の自動供給
を開始した。内面処理と水洗浄とが順調に行われ、３０
ｍ供給した時点で停止した。そして、巻き上げられたＴ
・Ｆチューブの中央部分から幅５００ｍｍを切り出し
て、これを芯円状に拡口し、両サイド折り目部分の断面
を拡大顕微鏡で観察したところ、図２で示すような凸状
の微細膨らみ（高さ）をもっていた。そして、この膨ら
みを粗さ測定器（株式会社東京精密製のＨＡＮＤＹ Ｓ
ＵＲＦ Ｅ−３０Ａ）にて測定したところ、０．２〜
０．６μｍ（幅５００ｍｍ間）であった。

【００３８】次に、前記Ｔ・Ｆチューブを使って、次の
通りトナー定着用回転ローラを製造した。まず該チュー
ブを幅３００ｍｍにカットし、その内面に（接着層とし
ての）シリコーン系プライマーを塗布した。一方幅３０
０ｍｍ、外径４６．３ｍｍの加熱源内設のアルミニウム
製芯ロール（表面アルマイト処理）と幅３００ｍｍ、内
径５０．０ｍｍの円筒状ステンレス金型とを準備した。
そして該ステンレス金型の内面に該チューブを装着（真
空吸引装着）し、これを該芯ロールに（同芯円状で）外
嵌、配置した。次に、ここで形成された隙間（約３．７
ｍｍ）に、液状シリコーン（信越化学工業株式会社、製
品“ＫＥ２０００−２０（Ａ・Ｂ）”）を注入し、１５
０℃で３０分間熱風により加熱加硫した。最後に該ステ
ンレス金型を脱着して相当するローラを得た。

【００３９】前記得られた回転ローラ（Ｒ）に形成され
たシリコーンゴム弾性層の厚さは、３．５ｍｍで、そし
て前記液状シリコーンのみを同様条件で加熱加硫して成
形したシート自身の硬度Ｅを測定すると５０度であっ
た。

【００４０】（実施例２） トナー定着用回転ベルト
（Ｂ）での例 まず、次の条件でフッ素樹脂チューブを連続押出成形し
てフラット状でロールに巻き取った。 ●原料・・・ＦＥＰ粉体（融点約２７０℃、三井デュポ
ン株式会社製）、 ●成形装置・・・ダイス径８０ｍｍ、リップ幅１．５ｍ
ｍの環状ダイスを有するスクリュー押出機（一軸）、 ●成形温度・・・環状ダイス３７５℃、バレル温度２４
０〜３７０℃、 ●サイジング・・・４０℃に温調したクーリングマンド
レルによるインナーサイジング、 ●引取速度・・・３５００ｍｍ／分。 以上により５０ｍ巻き取ったところで終了した。得られ
チューブの厚さは５０．０μｍ、内径は６７．５ｍｍで
あった。

【００４１】次に、前記チューブの巻き取られたチュー
ブ３を実施例１と同じナトリウム金属液体アンモニア溶
液による内面処理装置を使用し、同じ手順で該チューブ
を引き出し各ローラに通しながら、途中で同様にナトリ
ウム金属液体アンモニア溶液と洗浄水を注入して、最後
に巻き上げるローラ４に止めて連続供給できる状態にし
た。そして、今度は供給速度６ｍ／分で連続供給しなが
らケミカルエッチングと洗浄を行い、３０ｍ供給した時
点で停止した。この巻き上げられたＴ・Ｆチューブの中
央部分から幅５００ｍｍを切り出して、これを芯円状に
拡口し、両サイド折り目部分の断面を拡大顕微鏡で観察
したところ、図２で示すような凸状の微細膨らみ（高
さ）をもっていた。この膨らみを前記粗さ測定器にて同
様に測定したところ、０．７〜１．０μｍ（幅５００ｍ
ｍ間）であった。

【００４２】次に、前記得られたＴ・Ｆチューブを使っ
て、次の方法でトナー定着用回転ベルトを製造した。ま
ず該チューブを幅３００ｍｍにカットし、その内面に
（接着層としての）シリコーン系プライマーを塗布し
た。一方、幅３００ｍｍに対して、内径６８．２ｍｍと
外径６５．７ｍｍの２個の円筒状ステンレス金型（外径
６５．７ｍｍの該金型は外面にフッ素樹脂コーティング
済み）を準備した。ここで、内径６８．２ｍｍの該金型
は外管、外径６５．７ｍｍのそれは内管と呼ぶことにす
る。次に該チューブは外管の内面に真空吸引で装着し、
そして該内管は該外管の中央に同芯円状に位置して配置
した。

【００４３】次に、前記配置により形成された約２．５
ｍｍの隙間に液状シリコーン（信越化学工業株式会社、
製品“ＫＥ１９５０−１０（Ａ・Ｂ）”）を注入し、１
５０℃で３０分間加熱し加硫した。冷却して外管と内管
とを脱着した。ここで積層されたシリコーンゴム弾性層
の厚さは２．４ｍｍ、そして前記液状シリコーンのみを
同様条件で加熱加硫して成形したシート自身の硬度Ｅを
測定すると２８度であった。

【００４４】尚、前記得た回転ベルト（Ｂ）は、実用に
際しては、この弾性層の裏面に、更に例えばチューブ状
のポリイミドを積層して補強して使用する。その積層法
は、シリコーンプライマー等による接着層を介して、前
記管状金型を使用して行うのと同じ要領で行なうことが
できる。

【００４５】（比較例１）実施例１で成形して得た残る
１本のロール巻きを使って、次の方法でナトリウム金属
液体アンモニア溶液（実施例１と同じ）による内面処理
と水洗浄とを行った。まず、ここで使用した内面処理装
置は概略図４に例示するもので、ナトリウム金属液体ア
ンモニア溶液による内面処理が、右肩上がりの傾斜状態
に配置されている張架単ローラＲ９と広幅ニッピングロ
ーラ１０との間で行うようにして、この内面処理後の水
洗浄工程は実施例１と同じとした。尚、該ローラＲ９と
該ローラ１０間の外部冷却手段は、実施例１と同じ条件
で行うようにした。

【００４６】まず、連続供給できるように前準備を行っ
た。これは実施例１と同じ要領で前記巻かれたチューブ
を手動で引き出し各ローラに順次架けながら、途中でナ
トリウム金属液体アンモニア溶液と洗浄水の注入を行
い、Ｔ・Ｆチューブを巻き上げローラ４に止めておくこ
とで終了した。

【００４７】そして、前記成形チューブは７ｍ／分の速
度で連続供給しつつ、内面ケミカルエッチングと水洗と
を行って、３０ｍ供給した時点で停止した。

【００４８】そして、巻き上げられたＴ・Ｆチューブの
中央部分から幅５００ｍｍを切り出して、これを芯円状
に拡口し両サイド折り目部分の断面を拡大顕微鏡で観察
したところ、図１で示すような鋸歯状の微細凹みをもっ
ていた。この凹みを前記粗さ測定器にて測定したとこ
ろ、深さ３〜６μｍ（幅５００ｍｍの間）であった。

【００４９】次に、前記得られたチューブを使って、実
施例１で製造したのと同一条件で比較用のトナー定着用
回転ローラを製造した。

【００５０】（比較例２）（Ｅ硬度６５度を越えるシリ
コーンゴム弾性層との組み合わせ） 実施例１で得たＴ・Ｆチューブを使って、次の条件で比
較用のトナー定着用回転ローラを製造した。つまり実施
例１において、液状シリコーンとして信越化学工業株式
会社、製品“ＫＥ２０００−４０（Ａ・Ｂ）”を使用
し、加熱硬化を１４０℃／４５分で行う以外は同一条件
で製造した。尚、該液状シリコーンのみを同様条件で加
熱加硫して成形したシート自身のＥ硬度を測定すると６
９度であった。

【００５１】（参考例１）（効果の確認） 一般に使用されているカラー複写機をテスト用に改造し
た複写機を用いて、実施例１及び比較例１、２で得られ
た各定着用ローラを装着し、次の条件でコピーを行い画
像品質をチエックした。 ●トナー（市販）色・・・・黒、 ●原稿・・・・・・・・・・Ａ４コート紙にＡ５サイズ
の黒ベタ画像、 ●コピー用紙・・・・・・・Ａ４中性紙、 ●該用紙に対する定着圧力・該ローラのニップ幅を４ｍ
ｍに調整、 ●定着温度・・・・・・・・該ローラの表面温度を１５
５℃に調整、 ●コピー速度・・・・・・・２５枚／分。 尚、シリコーンオイルの供給は一切行わなかった。

【００５２】前記条件により得られた結果は次の通りで
あった。まず実施例１によるローラでは、終始定着ムラ
等の画質に影響するような不良は一切見られず、原稿と
ほぼ同一濃度で黒ベタが再現され、５０００枚コピーを
行いストップした。尚、ここでの複写された黒色は、比
較例１、２に比較して全体に柔らかい感じの色でもあっ
た（画像表面が平滑的に見られる）。一方、比較例１に
よるローラでは、終始スジ状の定着ムラが見られ、その
ムラも濃淡があり、一定でない状態で現れた。５０００
枚コピーを行いストップした。他方比較例２によるロー
ラでは、比較例１よりも極めて微細で薄いがスジ状で定
着ムラが見られた。そして、コピー枚数が多くなるに伴
ってそのスジムラは、より薄くなる傾向が見られた。こ
れは、より硬い弾性層を介してチューブ層で押され続け
られる事で、凸状線が徐々に平面的になって行く結果で
はないかとも考えられる。但し、定着後の紙離れが実施
例１、比較例１に比べてあまり良くなかった。

【００５３】

【発明の効果】本発明は、前記の通り構成されているの
で、次のような効果を奏する。

【００５４】一般に有効な手段として製造（連続チュー
ブ成形とアルカリ金属溶液による内面処理）されている
Ｔ・Ｆチューブが、トナー定着用ローラ又は同ベルトと
して使用されるのに際して、最近より一層問題視される
ようになってきたスジ状の印刷ムラとか、シリコーンオ
イル抑制とか、柔らかい色での複写とかが、前記の通り
Ｔ・Ｆチューブを特定化し、これを特定化されたシリコ
ーンゴム弾性層と組み合わせることでも解決できるよう
になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】凹状折り目を有する薄厚フッ素樹脂チューブ
（断面図）。

【図２】凸状折り目を有する薄厚フッ素樹脂チューブ
（断面図）。

【図３】アルカリ金属溶液による連続内面処理と洗浄の
為の装置例（側面図）。

【図４】比較の為のアルカリ金属溶液による連続内面処
理と洗浄の為の装置例（側面図）。

【図５】トナー定着用回転ローラ（Ｒ）（断面図）。

【図６】トナー定着用回転ベルト（Ｂ）（断面図）。

【符号の説明】

１、２ フラット状チューブ（Ｔ・Ｆチューブ） １ａ 凹状折り目 ２ａ 凸状折り目 ３ 成形チューブ ５ アルカリ金属溶液（ナトリウム金属液体ア
ンモニア溶液） ６ 洗浄水 ７、１４ 加熱源内設芯ロール ８、１１ シリコーンゴム弾性層 ９．１２ 接着層 １０、１３ Ｔ・Ｆチューブ（層） １０ａ 凹状折り目部分 １３ａ 凸状折り目部分

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ２９Ｋ 27:12 Ｂ２９Ｋ 27:12 Ｆターム(参考） 2H033 AA11 AA32 BA11 BA12 BB05 BB06 BB14 BB15 BB17 3J103 AA02 AA13 AA32 AA51 BA41 EA02 EA07 EA11 FA18 GA02 GA57 HA04 HA12 HA43 HA54 4F213 AA16 AA45 AG16 AH33 AR20 WA02 WA06 WA36 WA43 WA53 WA87 WB01 WB13 WC01 WF01 WF27 WK03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｅ硬度１５〜６５度のシリコーンゴム弾
   性層が、連続成形後、アルカリ金属溶液にて内表面をケ
   ミカルエッチング処理して得られた薄厚フッ素樹脂チュ
   ーブの有する凹状折り目の深さ又は凸状折り目の高さが
   ２μｍ以下に規制された薄厚フッ素樹脂チューブでもっ
   て表面被着されてなることを特徴とするトナー定着用の
   回転ローラ。
2. 【請求項２】Ｅ硬度１５〜６５度のシリコーンゴム弾性
   層が、連続成形後、アルカリ金属溶液にて内表面をケミ
   カルエッチング処理して得られた薄厚フッ素樹脂チュー
   ブの有する凹状折り目の深さ又は凸状折り目の高さが２
   μｍ以下に規制された薄厚フッ素樹脂チューブでもって
   表面被着されてなることを特徴とするトナー定着用の回
   転ベルト。
3. 【請求項３】 前記薄厚フッ素樹脂チューブが、フッ素
   樹脂二元コポリマによる厚さ２０〜１１０μｍである請
   求項１に記載のトナー定着用の回転ローラ。
4. 【請求項４】 前記薄厚フッ素樹脂チューブが、フッ素
   樹脂二元コポリマによる厚さ２０〜１１０μｍである請
   求項２に記載のトナー定着用の回転ベルト。