JP2004177780A - 加熱定着ローラ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】フッ素樹脂焼成時の熱による弾性層を構成する耐熱性合成ゴムの劣化を低減して、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができると共に、耐久性を向上させることができ、しかも、加工コストを抑えることができる加熱定着ローラ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】基体１上に、耐熱性合成ゴムで構成される弾性層２、及び、フッ素系樹脂で構成される離型層５を順次有する加熱定着ローラ１０において、前記弾性層２と離型層５との間に、０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する赤外線反射層３を設ける。前記赤外線反射層３は、プライマー層を兼ねることができる。前記０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料は、好ましくは、チタン酸カリウム繊維である。
【選択図】 図１
【解決手段】基体１上に、耐熱性合成ゴムで構成される弾性層２、及び、フッ素系樹脂で構成される離型層５を順次有する加熱定着ローラ１０において、前記弾性層２と離型層５との間に、０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する赤外線反射層３を設ける。前記赤外線反射層３は、プライマー層を兼ねることができる。前記０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料は、好ましくは、チタン酸カリウム繊維である。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転写紙上に形成されたトナーで構成される未定着像を加熱、加圧して定着するために用いられる加熱定着ローラ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真方式の複写機、レーザビームプリンタ等の加熱定着装置に使用される加熱定着ローラにおいては、高画質化、低コスト化及び長寿命化が強く要求される。このような状況において、高画質が得られる加熱定着ローラとして、アルミニウム合金等の金属円筒管よりなる基体（芯金）上にシリコーンゴムな等の耐熱性ゴム材料を被覆して弾性層を形成し、この弾性層上にトナーに対して離型性の良いパーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂を被覆して離型層を形成したものが知られている。そして、離型層を形成するには、弾性層の表面に塗布したフッ素樹脂塗布層を焼成する方法や弾性層の表面に被覆したフッ素樹脂チューブを熱融着させる方法があった。
【０００３】
しかしながら、このような弾性層上に塗工されたフッ素樹脂塗布層を焼成して離型層を成膜すると、弾性層を構成するシリコーンゴム等の耐熱性合成ゴムが焼成による熱で劣化するので、次のような問題があった。
即ち、（ａ）シリコーンゴム等の耐熱性合成ゴムは、２５０℃前後から、耐熱性が低下し、引張り強さ等のゴム特性の劣化が大きくなるので、弾性層にクラック等が生じやすくなり、（ｂ）高温時にシリコーンゴムで構成される弾性層から揮発物が発生するので、フッ素樹脂で構成される表面層に欠陥が生じやすくなり、そして、（ｃ）シリコーンゴム等の耐熱性合成ゴムで構成される弾性層の上にフッ素樹脂塗布層を形成し、これを焼成して表面層を成膜した後冷却すると、これらの層の線膨張係数の違いによって歪が発生するので、表面層にクラックが生じやすくなり、それらの結果、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合が発生すると共に耐久性が低下するという問題があった。
フッ素樹脂チューブを熱融着させる方法では、３０μｍ以下の薄肉フッ素樹脂チューブの製造が技術的に困難であったので、これより厚いフッ素樹脂チューブを使用せざるをえず、そのために、熱応答性が悪くなり、定着性が低下するという問題があった。さらに、フッ素樹脂チューブと弾性層との接着には、その反応温度まで高温域に昇温する必要があったので、前述の問題と同様に、耐熱性ゴムで構成される弾性層が高温にさらされて熱劣化しやすいという問題があった。
【０００４】
また、フッ素樹脂チューブと金属円筒管よりなる基体を金型内に挿入した後、それらの間にシリコーンゴム等の弾性材料を注入して成膜化することにより弾性層を形成する方法があるが、近年、省エネルギー化を達成するために、基体であるアルミニウム合金等で構成される金属円筒管の薄肉化による立上り時間の短縮がなされており、当該金属円筒管の肉厚としては１．０ｍｍ以下が所望されているので、前述の注型方式においては、肉厚が１．０ｍｍ以下では成形圧力に基体である金属円筒管が耐えられず、変形してしまうという問題があった。
【０００５】
また、弾性層上にフッ素樹脂塗料を塗布してフッ素樹脂塗布層を形成した後、フッ素樹脂塗布層に近赤外線を照射してフッ素樹脂塗料を焼成することにより、フッ素樹脂で構成される離型層を形成する技術（特許文献１を参照。）があった。しかしながら、この技術においても、フッ素樹脂塗布層に近赤外線を照射してフッ素樹脂塗料を焼成すると、弾性層に近赤外線が吸収されるので（一般的には、弾性層には耐熱性を上げるために酸化鉄等の耐熱性向上剤が含有されているが、かかる耐熱性向上剤が含有されていると、弾性層に近赤外線が吸収されやすくなるので）、フッ素樹脂塗布層と同様に昇温され、そのために、弾性層と離型層との接着性が著しく低下して、耐久性に難が生じるという問題があった。
【０００６】
また、ゴムローラの製造方法において、未架橋ゴム層の加熱方法として、外部からの赤外線により加熱する方法、及び、当該ゴム層について多層構造として各ゴム層の赤外線吸収性を変化させる技術（特許文献２を参照。）があったが、この技術によれば、▲１▼当該ゴム層を多層構造とするので、加熱定着ローラの熱容量が多大に増加し、そのために、立上り時間が増加すること、▲２▼ゴム層を多層とするので、製造工程を繰り返す必要があり、そのために、製造コストが増加すること、▲３▼各ゴム層の赤外線吸収率を変化させるので、材料特性である熱膨張に差異が生じやすく、そのために、加熱後の熱膨張差によるクラックなどの成膜上の精度確保には加熱温度の管理が困難となること、といった問題があった。
【０００７】
また、加熱定着ローラの内部に加熱源を有する加熱定着ローラにおいて、その加熱源より照射される赤外線を吸収する材料を含有した赤外線吸収層を加熱定着ローラに設けたもの（特許文献３を参照。）があったが、この技術によれば、当該加熱定着ローラの内部より赤外線による熱エネルギーを吸収するので、▲１▼表層である離型層に十分な熱量が供給される前に高画質化を左右する弾性層により高い熱量が供給され、そのために、耐熱性ゴムで構成される弾性層が高温にさらされてその熱劣化が促進されること、及び、▲２▼前述の耐熱性に劣る弾性層を介してフッ素樹脂層を成膜させ得るためには、加熱後の熱膨張差によるクラック等の成膜上の精度確保に加熱温度の管理が困難となること、といった問題があった。
【０００８】
【特許文献１】
特開平４−３６１０２６号公報
【特許文献２】
特開２０００−３３７３５２号公報
【特許文献３】
特開２００２−３１９７４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
即ち、本発明は、フッ素樹脂焼成時の熱による弾性層を構成する耐熱性合成ゴムの劣化を低減して、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができると共に、耐久性を向上させることができ、しかも、加工コストを抑えることができる加熱定着ローラ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、基体上に、耐熱性合成ゴムで構成される弾性層、及び、フッ素系樹脂で構成される離型層を順次有する加熱定着ローラにおいて、前記弾性層と離型層との間に、０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する赤外線反射層を設けたことを特徴とする加熱定着ローラである。
【００１１】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記赤外線反射層が、プライマー層を兼ねることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料が、チタン酸カリウム繊維であることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれかに記載された発明において、前記赤外線反射層が、フッ素樹脂を含有することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のいずれかに記載された発明において、前記弾性層を構成する耐熱性合成ゴムが、シリコーンゴム、フッ素ゴム、及び、フロロシリコーンゴムから選ばれる耐熱性合成ゴムであることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項６に記載された発明は、請求項１〜５のいずれかに記載された発明において、前記離型層を構成するフッ素系樹脂が、テトラフルオロエチレン−ポリエチレンフルオロビニルエーレル共重合体（ＰＦＡ）、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）、及び、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から選ばれるフッ素系樹脂、又は、それらのフッ素樹脂の混合物、或いは、それらのフッ素樹脂を耐熱性の樹脂に分散させたものであることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項７に記載された発明は、請求項１〜６のいずれかに記載された加熱定着ローラの製造において、前記第２のプライマー層の表面に塗布したフッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータで加熱してフッ素樹脂を焼成することにより前記離型層を形成することを特徴とする加熱定着ローラの製造方法である。
【００１７】
請求項８に記載された発明は、基体上に、耐熱性合成ゴムで構成される弾性層、及び、フッ素系樹脂で構成される離型層を順次有する加熱定着ローラにおいて、前記弾性層と離型層との間に、０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する赤外線反射層、及び、０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で吸収特性を示す材料を含有する赤外線吸収層を順次設けたことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項９に記載された発明は、請求項８に記載された発明において、前記赤外線反射層、及び、前記赤外線吸収層が、プライマー層を兼ねることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項１０に記載された発明は、請求項８又は９に記載された発明において、前記０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料が、チタン酸カリウム繊維であることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項１１に記載された発明は、請求項８〜１０のいずれかに記載された発明において、前記赤外線反射層が、フッ素樹脂を含有することを特徴とするものである。
【００２１】
請求項１２に記載された発明は、請求項８〜１１のいずれかに記載された発明において、前記０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で吸収特性を示す材料が、硫酸アルミニウムであることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項１３に記載された発明は、請求項８〜１２のいずれかに記載された発明において、前記赤外線反射層が、フッ素樹脂を含有することを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１４に記載された発明は、請求項８〜１３のいずれかに記載された発明において、前記弾性層を構成する耐熱性合成ゴムが、シリコーンゴム、フッ素ゴム、及び、フロロシリコーンゴムから選ばれる耐熱性合成ゴムであることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項１５に記載された発明は、請求項８〜１４のいずれかに記載された発明において、前記離型層を構成するフッ素系樹脂が、テトラフルオロエチレン−ポリエチレンフルオロビニルエーレル共重合体（ＰＦＡ）、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）、及び、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から選ばれるフッ素系樹脂、又は、それらのフッ素樹脂の混合物、或いは、それらのフッ素樹脂を耐熱性の樹脂に分散させたものであることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項１６に記載された発明は、請求項８〜１５のいずれかに記載された加熱定着ローラの製造において、前記赤外線吸収層の上に塗布したフッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータで加熱してフッ素樹脂を焼成することにより前記離型層を形成することを特徴とする加熱定着ローラの製造方法である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態を示す加熱定着ローラの断面図であって、（ａ）は、横断面図であり、そして、（ｂ）は、その一部拡大縦断面図である。図２は、本発明の他の一実施の形態を示す加熱定着ローラの断面図であって、（ａ）は、横断面図であり、そして、（ｂ）は、その一部縦拡大断面図である。図３は、本発明の一実施の形態を示す加熱定着ローラを製造する過程において、赤外線をフッ素樹脂塗布層に照射してフッ素樹脂を焼結させる状態を説明する説明図である。
【００２７】
図１において、１０は、加熱定着ローラである。加熱定着ローラ１０は、基体１上に、耐熱性合成ゴムで構成される弾性層２、及び、フッ素系樹脂で構成される離型層５を順次有している。そして、前記弾性層２と離型層５との間には、０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する赤外線反射層３が設けられている。
【００２８】
このように、前記耐熱性合成ゴムで構成される弾性層２とフッ素系樹脂で構成される離型層５との間に０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する赤外線反射層３を設けると、定着ローラ１０の外表面に照射された近赤外線が赤外線反射層３で反射されるので、不必要な加熱が弾性層２にされず、そのために、フッ素樹脂焼成時の熱による弾性層２を構成する耐熱性合成ゴムの劣化を低減して、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができると共に、耐久性を向上させることができ、しかも、加工コストを抑えることができる加熱定着ローラとすることができる。
【００２９】
前記離型層５を構成するフッ素樹脂は、一般的に、赤外線の吸収帯のピークが１．０５μｍ付近であるので、本発明においては、波長が０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線をフッ素樹脂塗布層に照射してフッ素樹脂を焼成することにより離型層５を形成するが、このように、波長が０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線をフッ素樹脂塗布層に照射すると、フッ素樹脂を効率よく焼成することができる。
【００３０】
従来の定着ローラにおいては、一般的には、耐熱性合成ゴムで構成される弾性層とフッ素系樹脂で構成される離型層との接着強度を高めるために、該弾性層と該離型層との間にプライマー層が設けられているが、本発明によれば、前記赤外線反射層３は、好ましくは、プライマー層を兼ねるものとなっている。このようなプライマー層を兼ねる赤外線反射層３は、プライマー塗料に適量の０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有させ、これを弾性層２の表面に塗布することにより形成される。このように、前記赤外線反射層３がプライマー層を兼ねていると、従来のプライマー塗料に適量の０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有させるだけで、赤外線反射層３とすることができる。
【００３１】
前記赤外線反射層３には、好ましくは、フッ素樹脂を含有させる。このように、赤外線反射層３にフッ素樹脂を含有させると、赤外線反射層３と離型層５との接着性を向上させることができる。
【００３２】
本発明の加熱定着ローラ１０は、
（イ）基体１の上に第１のプライマーを塗布し乾燥して第１のプライマー層（図示せず）を形成する工程、
（ロ）前記第１のプライマー層上に耐熱性合成ゴム溶液を塗布し乾燥して弾性層２を形成する工程、
（ハ）前記弾性層２の上に０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層（第２のプライマー層）３を形成する工程、
（ニ） 前記赤外線反射層３の上にフッ素樹脂の分散液又は粉体塗料を塗布し乾燥してフッ素樹脂塗布層を形成する工程、及び、
（ホ） 前記フッ素樹脂塗布層に、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータ２３で加熱してフッ素樹脂を焼成することにより離型層５を形成する工程、
を順次経て製造される。
【００３３】
図３に示されているように、本発明の加熱定着ローラ１０の製造においては、加熱容器２４の中に、加熱定着ローラ１０を回転可能に支持体２１，２２で支持し、これを矢印のように回転させながら、加熱定着ローラ１０の赤外線反射層（図１における３を参照）の上に塗布したフッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータ２３で加熱してフッ素樹脂を焼成することにより離型層５を形成する。図３において、２５は、加熱容器の開閉扉である。
【００３４】
本発明によれば、赤外線反射層３の上に塗布したフッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータ２３で加熱してフッ素樹脂を焼成することにより前記離型層５を形成するので、弾性層２を熱劣化させることなく、フッ素樹脂を効率よく焼成することができ、そのために、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができると共に、耐久性を向上させることができ、しかも、加工コストを抑えることができる加熱定着ローラ１０とすることができる。
【００３５】
図２において、２０は、加熱定着ローラである。加熱定着ローラ２０は、基体１１上に、耐熱性合成ゴムで構成される弾性層１２、及び、フッ素系樹脂で構成される離型層１５を順次有している。そして、前記弾性層１２と離型層１５との間には、０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する赤外線反射層１３、及び、０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で吸収特性を示す材料を含有する赤外線吸収層１４が順次設けられている。
【００３６】
このように、前記弾性層１２と離型層１５との間に０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する赤外線反射層１３、及び、０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で吸収特性を示す材料を含有する赤外線吸収層１４が順次設けられていると、（Ａ）加熱定着ローラ２０の外表面に照射された近赤外線が赤外線反射層１３で反射されるので、弾性層１２に不必要な加熱がされず、そのために、フッ素樹脂焼成時の熱による弾性層２を構成する耐熱性合成ゴムの劣化を低減して、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができると共に、耐久性を向上させることができ、しかも、加工コストを抑えることができ、且つ、（Ｂ）照射された近赤外線が赤外線吸収層１４で吸収されて熱量の吸収効率が向上するので、かかる熱が表層のフッ素樹脂塗布層にムダなく吸熱されて成膜性が向上し、そのために、加工コストを抑えることができる、加熱定着ローラとすることができる。
【００３７】
本発明によれば、前記赤外線反射層１３及び赤外線吸収層１４は、好ましくは、プライマー層を兼ねることができる。このようなプライマー層を兼ねる赤外線反射層１３及び赤外線吸収層１４は、プライマー塗料に適量の０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有させ、これを弾性層１２の表面に塗布して赤外線反射層１３とし、続いて、プライマー塗料に適量の０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で吸収特性を示す材料を含有させ、これを前記赤外線反射層１３の表面に塗布して赤外線吸収層１４とすることにより形成される。このように、前記赤外線反射層１３及び赤外線吸収層１４がプライマー層を兼ねていると、従来のプライマー塗料に適量の０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有させるだけで、赤外線反射層１３とすることができる。
【００３８】
前記赤外線反射層１３には、好ましくは、フッ素樹脂を含有させる。このように、赤外線反射層１３にフッ素樹脂を含有させると、赤外線反射層１３と赤外線吸収層１４と離型層１５との接着性を向上させることができる。また、前記赤外線吸収層１４には、好ましくは、フッ素樹脂を含有させる。このように、赤外線吸収層１４にフッ素樹脂を含有させると、赤外線吸収層１４と離型層１５との接着性を向上させることができる。
【００３９】
本発明の加熱定着ローラ２０は、
（イ）基体１１上に第１のプライマーを塗布し乾燥して第１のプライマー層（図示せず）を形成する工程、
（ロ）前記第１のプライマー層上に耐熱性合成ゴム溶液を塗布し乾燥して弾性層１２を形成する工程、
（ハ）前記弾性層１２の上に０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層１３を形成する工程、
（ニ）前記赤外線反射層１３の上に０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で吸収特性を示す材料を含有する第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層１４を形成する工程、
（ホ）赤外線吸収層１４の上にフッ素樹脂の分散液又は粉体塗料を塗布し乾燥してフッ素樹脂塗布層を形成する工程、及び、
（ヘ）前記フッ素樹脂塗布層に、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータ２３で加熱してフッ素樹脂を焼成することにより離型層１５を形成する工程、
を順次経て製造される。
【００４０】
図３に示されているように、本発明の加熱定着ローラ２０の製造においては、加熱容器２４の中に、加熱定着ローラ２０を回転可能に支持体２１，２２で支持し、これを矢印のように回転させながら、加熱定着ローラ２０の赤外線吸収層（図２における１４を参照）の上に塗布したフッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータ２３で加熱してフッ素樹脂を焼成することにより離型層１５を形成する。図３において、２５は、加熱容器の開閉扉である。
【００４１】
本発明によれば、赤外線吸収層１４の上に塗布したフッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータ２３で加熱してフッ素樹脂を焼成することにより前記離型層１５を形成するので、弾性層１２を熱劣化させることなく、フッ素樹脂を効率よく焼成することができ、そのために、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができると共に、耐久性を向上させることができ、しかも、加工コストを抑えることができる加熱定着ローラ２０とすることができる。
【００４２】
本発明において、波長が０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線をフッ素樹脂塗布層に照射することは、前述のとおりであるので、赤外線反射特性を有する材料には、この近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料がよい。このような「近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料」は、例えば、ニッケル酸化物、鉄酸化物、アルミニウム合金、チタン酸化合物（特にチタン酸カリウム）等の粒状物であり、好ましくは、チタン酸カリウム繊維であるが、本発明の目的に反しない限り、これら以外のものであってもかまわない。
。
【００４３】
本発明において、波長が０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線をフッ素樹脂塗布層に照射することは、前述のとおりであるので、赤外線吸収特性を有する材料には、この近赤外線の波長領域で吸収特性を示す材料がよい。このような「近赤外線の波長領域で吸収特性を示す材料」は、例えば、アルミニウム塩系材料であり、好ましくは、硫酸アルミニウムであるが、本発明の目的に反しない限り、これら以外のものであってもかまわない。
【００４４】
本発明においては、前記弾性層２，１２を構成する耐熱性合成ゴムは、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、及び、フロロシリコーンゴムから選ばれる耐熱性合成ゴムである。
【００４５】
また、本発明においては、前記離型層５，１５を構成するフッ素系樹脂は、例えば、テトラフルオロエチレン−ポリエチレンフルオロビニルエーレル共重合体（ＰＦＡ）、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）、及び、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から選ばれるフッ素系樹脂、又は、それらのフッ素樹脂の混合物、或いは、それらのフッ素樹脂を耐熱性の樹脂に分散させたものである。
【００４６】
【実施例】
（実施例１）
（イ）表面をサンドブラストで粗面化した直径４０ｍｍ、肉厚０．４ｍｍのアルミニウムで構成される芯金上に第１のプライマー（東レダウコーニング社製、ＤＹ３９−０５１）を塗布し乾燥して第１のプライマー層を形成する工程、
（ロ）この第１のプライマー層の上に、シリコーン樹脂（東レダウコーニング社製、ＤＹ３５−２０８３）の溶液を塗布し加硫して弾性層を形成する工程、
（ハ）この弾性層の上にフッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）１．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層（第２のプライマー層）を形成する工程、
（ニ）この赤外線反射層の上にＰＦＡを主成分とするフッ素樹脂塗料を塗布し乾燥してフッ素樹脂塗布層を形成する工程、及び、
（ホ）大気雰囲気（酸素濃度：２３容積％）において、前記フッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータで１５分間加熱してフッ素樹脂を焼成することにより離型層を形成する工程、
を順次経て加熱定着ローラとした。
【００４７】
（実施例２）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層を形成とした以外は、前記実施例１と同様にして加熱定着ローラとした。
【００４８】
（実施例３）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層を形成し、そして、前記（ホ）工程において、酸素濃度：１．２容積％の雰囲気でフッ素樹脂を焼成した以外は、前記実施例１と同様にして加熱定着ローラとした。
【００４９】
（実施例４）
（イ）表面をサンドブラストで粗面化した直径４０ｍｍ、肉厚０．４ｍｍのアルミニウムで構成される芯金上に第１のプライマー（東レダウコーニング社製、ＤＹ３９−０５１）を塗布し乾燥して第１のプライマー層を形成する工程、
（ロ）この第１のプライマー層の上に、シリコーン樹脂（東レダウコーニング社製、ＤＹ３５−２０８３）の溶液を塗布し加硫して弾性層を形成する工程、
（ハ）この弾性層の上にフッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）１．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層（第２のプライマー層）を形成する工程、
（ニ）前記赤外線反射層の上にフッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム１．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層（第２のプライマー層）を形成する工程、
（ホ）この赤外線吸収層の上にＰＦＡを主成分とするフッ素樹脂塗料を塗布し乾燥してフッ素樹脂塗布層を形成する工程、及び、
（ヘ）大気雰囲気（酸素濃度：２３容積％）において、前記フッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータで１５分間加熱してフッ素樹脂を焼成することにより離型層を形成する工程、
を順次経て加熱定着ローラとした。
【００５０】
（実施例５）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層を形成した以外は、前記実施例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００５１】
（実施例６）
前記（ニ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層を形成した以外は、前記実施例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００５２】
（実施例７）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層を形成し、そして、前記（ニ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層を形成した以外は、前記実施例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００５３】
（実施例８）
前記（ニ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム１．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層を形成し、そして、前記（ヘ）工程において、酸素濃度：１．２容積％の雰囲気でフッ素樹脂を焼成した以外は、前記実施例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００５４】
（実施例９）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層を形成し、そして、前記（ヘ）工程において、酸素濃度：１．２容積％の雰囲気でフッ素樹脂を焼成した以外は、前記実施例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００５５】
（実施例１０）
前記（ニ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層を形成し、そして、前記（ヘ）工程において、酸素濃度：１．２容積％の雰囲気でフッ素樹脂を焼成した以外は、前記実施例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００５６】
（実施例１１）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層を形成し、前記（ニ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層を形成し、そして、前記（ヘ）工程において、酸素濃度：１．２容積％の雰囲気でフッ素樹脂を焼成した以外は、前記実施例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００５７】
（比較例１）
（イ）表面をサンドブラストで粗面化した直径４０ｍｍ、肉厚０．４ｍｍのアルミニウムで構成される芯金上に第１のプライマー（東レダウコーニング社製、ＤＹ３９−０５１）を塗布し乾燥して第１のプライマー層を形成する工程、
（ロ）この第１のプライマー層の上に、シリコーン樹脂（東レダウコーニング社製、ＤＹ３５−２０８３）の溶液を塗布し加硫して弾性層を形成する工程、
（ハ）この弾性層の上にＰＦＡを主成分とするフッ素樹脂塗料を塗布し乾燥してフッ素樹脂塗布層を形成する工程、及び、
（ニ）大気雰囲気（酸素濃度：２３容積％）において、前記フッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータで１５分間加熱してフッ素樹脂を焼成することにより離型層を形成する工程、
を順次経て加熱定着ローラとした。
【００５８】
（比較例２）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）１２．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層を形成した以外は、前記実施例１と同様にして加熱定着ローラとした。
【００５９】
（比較例３）
（イ）表面をサンドブラストで粗面化した直径４０ｍｍ、肉厚０．４ｍｍのアルミニウムで構成される芯金上に第１のプライマー（東レダウコーニング社製、ＤＹ３９−０５１）を塗布し乾燥して第１のプライマー層を形成する工程、
（ロ）この第１のプライマー層の上に、シリコーン樹脂（東レダウコーニング社製、ＤＹ３５−２０８３）の溶液を塗布し加硫して弾性層を形成する工程、
（ハ）この弾性層の上にフッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム１．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層（第２のプライマー層）を形成する工程、
（ニ）この赤外線吸収層の上にＰＦＡを主成分とするフッ素樹脂塗料を塗布し乾燥してフッ素樹脂塗布層を形成する工程、及び、
（ホ）大気雰囲気（酸素濃度：２３容積％）において、前記フッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータで１５分間加熱してフッ素樹脂を焼成することにより離型層を形成する工程、
を順次経て加熱定着ローラとした。
【００６０】
（比較例４）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層を形成した以外は、前記比較例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００６１】
（比較例５）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム１２．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層を形成した以外は、前記比較例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００６２】
（比較例６）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）１２．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層を形成し、そして、前記（ニ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム１．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層を形成した以外は、前記実施例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００６３】
（比較例７）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）１２．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層を形成し、そして、前記（ニ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層を形成した以外は、前記実施例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００６４】
以上、実施例１〜１１及び比較例１〜７で得られた加熱定着ローラについて、「フッ素樹脂焼成後の外観」及び「画質（ベタ地状態）」を目視によって評価し、そして、「密着力の低下」を測定して評価した。評価結果は、次の表１に示される。表１において、「充填剤」は、「赤外線反射材料」及び「赤外線反射材料」を指す。
【００６５】
【表１】
【００６６】
【発明の効果】
請求項１，３，５，６に記載された発明によれば、耐熱性合成ゴムで構成される弾性層とフッ素系樹脂で構成される離型層との間に０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する赤外線反射層を設けたので、定着ローラの外表面に照射された近赤外線が赤外線反射層で反射され、そのために、不必要な加熱が弾性層にされず、よって、フッ素樹脂焼成時の熱による弾性層を構成する耐熱性合成ゴムの劣化を低減して、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができると共に、耐久性を向上させることができ、しかも、加工コストを抑えることができる加熱定着ローラとすることができる。
【００６７】
請求項２に記載された発明によれば、赤外線反射層がプライマー層を兼ねるので、従来のプライマー塗料に適量の０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有させるだけで、赤外線反射層とすることができる。
【００６８】
請求項４に記載された発明によれば、赤外線反射層にフッ素樹脂を含有させるので、赤外線反射層と離型層との接着性を向上させることができる。
【００６９】
請求項７に記載された発明によれば、赤外線反射層の上に塗布したフッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータで加熱してフッ素樹脂を焼成することにより離型層を形成するので、弾性層を熱劣化させることなく、フッ素樹脂を効率よく焼成することができ、そのために、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができると共に、耐久性を向上させることができ、しかも、加工コストを抑えることができる加熱定着ローラとすることができる。
【００７０】
請求項８，１０，１２，１４，１５に記載された発明によれば、弾性層と離型層との間に０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する赤外線反射層、及び、０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で吸収特性を示す材料を含有する赤外線吸収層を順次設けたので、（Ａ）加熱定着ローラの外表面に照射された近赤外線が赤外線反射層で反射されるために、弾性層に不必要な加熱がされず、そのために、フッ素樹脂焼成時の熱による弾性層を構成する耐熱性合成ゴムの劣化を低減して、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができると共に、耐久性を向上させることができ、しかも、加工コストを抑えることができ、且つ、（Ｂ）照射された近赤外線が赤外線吸収層１４で吸収されて熱量の吸収効率が向上するために、かかる熱が表層のフッ素樹脂塗布層にムダなく吸熱されて成膜性が向上し、そのために、加工コストを抑えることができる、加熱定着ローラとすることができる。
【００７１】
請求項９に記載された発明によれば、赤外線反射層及び赤外線吸収層がプライマー層を兼ねるので、従来のプライマー塗料に適量の０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有させるだけで、赤外線反射層とすることができる。
【００７２】
請求項１１に記載された発明によれば、赤外線反射層にフッ素樹脂を含有させるので、赤外線反射層と赤外線吸収層と離型層との接着性を向上させることができる。
【００７３】
請求項１３に記載された発明によれば、赤外線吸収層にフッ素樹脂を含有させるので、赤外線吸収層と離型層との接着性を向上させることができる。
【００７４】
請求項１６に記載された発明によれば、赤外線吸収層の上に塗布したフッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータで加熱してフッ素樹脂を焼成することにより離型層を形成するので、弾性層を熱劣化させることなく、フッ素樹脂を効率よく焼成することができ、そのために、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができると共に、耐久性を向上させることができ、しかも、加工コストを抑えることができる加熱定着ローラとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す加熱定着ローラの断面図であって、（ａ）は、横断面図であり、そして、（ｂ）は、その一部拡大縦断面図である。
【図２】本発明の他の一実施の形態を示す加熱定着ローラの断面図であって、（ａ）は、横断面図であり、そして、（ｂ）は、その一部縦拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態を示す加熱定着ローラを製造する過程において、赤外線をフッ素樹脂塗布層に照射してフッ素樹脂を焼結させる状態を説明する説明図である。
【符号の説明】
１，１１ 基体
２，１２ 弾性層
３，１３ 赤外線反射層
５，１５離型層
１０，２０ 加熱定着ローラ
１４ 赤外線吸収層
２１，２２ 支持体
２３ セラミックヒータ
２４ 加熱容器
２５ 開閉扉
【発明の属する技術分野】
本発明は、転写紙上に形成されたトナーで構成される未定着像を加熱、加圧して定着するために用いられる加熱定着ローラ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真方式の複写機、レーザビームプリンタ等の加熱定着装置に使用される加熱定着ローラにおいては、高画質化、低コスト化及び長寿命化が強く要求される。このような状況において、高画質が得られる加熱定着ローラとして、アルミニウム合金等の金属円筒管よりなる基体（芯金）上にシリコーンゴムな等の耐熱性ゴム材料を被覆して弾性層を形成し、この弾性層上にトナーに対して離型性の良いパーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂を被覆して離型層を形成したものが知られている。そして、離型層を形成するには、弾性層の表面に塗布したフッ素樹脂塗布層を焼成する方法や弾性層の表面に被覆したフッ素樹脂チューブを熱融着させる方法があった。
【０００３】
しかしながら、このような弾性層上に塗工されたフッ素樹脂塗布層を焼成して離型層を成膜すると、弾性層を構成するシリコーンゴム等の耐熱性合成ゴムが焼成による熱で劣化するので、次のような問題があった。
即ち、（ａ）シリコーンゴム等の耐熱性合成ゴムは、２５０℃前後から、耐熱性が低下し、引張り強さ等のゴム特性の劣化が大きくなるので、弾性層にクラック等が生じやすくなり、（ｂ）高温時にシリコーンゴムで構成される弾性層から揮発物が発生するので、フッ素樹脂で構成される表面層に欠陥が生じやすくなり、そして、（ｃ）シリコーンゴム等の耐熱性合成ゴムで構成される弾性層の上にフッ素樹脂塗布層を形成し、これを焼成して表面層を成膜した後冷却すると、これらの層の線膨張係数の違いによって歪が発生するので、表面層にクラックが生じやすくなり、それらの結果、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合が発生すると共に耐久性が低下するという問題があった。
フッ素樹脂チューブを熱融着させる方法では、３０μｍ以下の薄肉フッ素樹脂チューブの製造が技術的に困難であったので、これより厚いフッ素樹脂チューブを使用せざるをえず、そのために、熱応答性が悪くなり、定着性が低下するという問題があった。さらに、フッ素樹脂チューブと弾性層との接着には、その反応温度まで高温域に昇温する必要があったので、前述の問題と同様に、耐熱性ゴムで構成される弾性層が高温にさらされて熱劣化しやすいという問題があった。
【０００４】
また、フッ素樹脂チューブと金属円筒管よりなる基体を金型内に挿入した後、それらの間にシリコーンゴム等の弾性材料を注入して成膜化することにより弾性層を形成する方法があるが、近年、省エネルギー化を達成するために、基体であるアルミニウム合金等で構成される金属円筒管の薄肉化による立上り時間の短縮がなされており、当該金属円筒管の肉厚としては１．０ｍｍ以下が所望されているので、前述の注型方式においては、肉厚が１．０ｍｍ以下では成形圧力に基体である金属円筒管が耐えられず、変形してしまうという問題があった。
【０００５】
また、弾性層上にフッ素樹脂塗料を塗布してフッ素樹脂塗布層を形成した後、フッ素樹脂塗布層に近赤外線を照射してフッ素樹脂塗料を焼成することにより、フッ素樹脂で構成される離型層を形成する技術（特許文献１を参照。）があった。しかしながら、この技術においても、フッ素樹脂塗布層に近赤外線を照射してフッ素樹脂塗料を焼成すると、弾性層に近赤外線が吸収されるので（一般的には、弾性層には耐熱性を上げるために酸化鉄等の耐熱性向上剤が含有されているが、かかる耐熱性向上剤が含有されていると、弾性層に近赤外線が吸収されやすくなるので）、フッ素樹脂塗布層と同様に昇温され、そのために、弾性層と離型層との接着性が著しく低下して、耐久性に難が生じるという問題があった。
【０００６】
また、ゴムローラの製造方法において、未架橋ゴム層の加熱方法として、外部からの赤外線により加熱する方法、及び、当該ゴム層について多層構造として各ゴム層の赤外線吸収性を変化させる技術（特許文献２を参照。）があったが、この技術によれば、▲１▼当該ゴム層を多層構造とするので、加熱定着ローラの熱容量が多大に増加し、そのために、立上り時間が増加すること、▲２▼ゴム層を多層とするので、製造工程を繰り返す必要があり、そのために、製造コストが増加すること、▲３▼各ゴム層の赤外線吸収率を変化させるので、材料特性である熱膨張に差異が生じやすく、そのために、加熱後の熱膨張差によるクラックなどの成膜上の精度確保には加熱温度の管理が困難となること、といった問題があった。
【０００７】
また、加熱定着ローラの内部に加熱源を有する加熱定着ローラにおいて、その加熱源より照射される赤外線を吸収する材料を含有した赤外線吸収層を加熱定着ローラに設けたもの（特許文献３を参照。）があったが、この技術によれば、当該加熱定着ローラの内部より赤外線による熱エネルギーを吸収するので、▲１▼表層である離型層に十分な熱量が供給される前に高画質化を左右する弾性層により高い熱量が供給され、そのために、耐熱性ゴムで構成される弾性層が高温にさらされてその熱劣化が促進されること、及び、▲２▼前述の耐熱性に劣る弾性層を介してフッ素樹脂層を成膜させ得るためには、加熱後の熱膨張差によるクラック等の成膜上の精度確保に加熱温度の管理が困難となること、といった問題があった。
【０００８】
【特許文献１】
特開平４−３６１０２６号公報
【特許文献２】
特開２０００−３３７３５２号公報
【特許文献３】
特開２００２−３１９７４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
即ち、本発明は、フッ素樹脂焼成時の熱による弾性層を構成する耐熱性合成ゴムの劣化を低減して、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができると共に、耐久性を向上させることができ、しかも、加工コストを抑えることができる加熱定着ローラ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、基体上に、耐熱性合成ゴムで構成される弾性層、及び、フッ素系樹脂で構成される離型層を順次有する加熱定着ローラにおいて、前記弾性層と離型層との間に、０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する赤外線反射層を設けたことを特徴とする加熱定着ローラである。
【００１１】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記赤外線反射層が、プライマー層を兼ねることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料が、チタン酸カリウム繊維であることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれかに記載された発明において、前記赤外線反射層が、フッ素樹脂を含有することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のいずれかに記載された発明において、前記弾性層を構成する耐熱性合成ゴムが、シリコーンゴム、フッ素ゴム、及び、フロロシリコーンゴムから選ばれる耐熱性合成ゴムであることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項６に記載された発明は、請求項１〜５のいずれかに記載された発明において、前記離型層を構成するフッ素系樹脂が、テトラフルオロエチレン−ポリエチレンフルオロビニルエーレル共重合体（ＰＦＡ）、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）、及び、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から選ばれるフッ素系樹脂、又は、それらのフッ素樹脂の混合物、或いは、それらのフッ素樹脂を耐熱性の樹脂に分散させたものであることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項７に記載された発明は、請求項１〜６のいずれかに記載された加熱定着ローラの製造において、前記第２のプライマー層の表面に塗布したフッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータで加熱してフッ素樹脂を焼成することにより前記離型層を形成することを特徴とする加熱定着ローラの製造方法である。
【００１７】
請求項８に記載された発明は、基体上に、耐熱性合成ゴムで構成される弾性層、及び、フッ素系樹脂で構成される離型層を順次有する加熱定着ローラにおいて、前記弾性層と離型層との間に、０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する赤外線反射層、及び、０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で吸収特性を示す材料を含有する赤外線吸収層を順次設けたことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項９に記載された発明は、請求項８に記載された発明において、前記赤外線反射層、及び、前記赤外線吸収層が、プライマー層を兼ねることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項１０に記載された発明は、請求項８又は９に記載された発明において、前記０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料が、チタン酸カリウム繊維であることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項１１に記載された発明は、請求項８〜１０のいずれかに記載された発明において、前記赤外線反射層が、フッ素樹脂を含有することを特徴とするものである。
【００２１】
請求項１２に記載された発明は、請求項８〜１１のいずれかに記載された発明において、前記０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で吸収特性を示す材料が、硫酸アルミニウムであることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項１３に記載された発明は、請求項８〜１２のいずれかに記載された発明において、前記赤外線反射層が、フッ素樹脂を含有することを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１４に記載された発明は、請求項８〜１３のいずれかに記載された発明において、前記弾性層を構成する耐熱性合成ゴムが、シリコーンゴム、フッ素ゴム、及び、フロロシリコーンゴムから選ばれる耐熱性合成ゴムであることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項１５に記載された発明は、請求項８〜１４のいずれかに記載された発明において、前記離型層を構成するフッ素系樹脂が、テトラフルオロエチレン−ポリエチレンフルオロビニルエーレル共重合体（ＰＦＡ）、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）、及び、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から選ばれるフッ素系樹脂、又は、それらのフッ素樹脂の混合物、或いは、それらのフッ素樹脂を耐熱性の樹脂に分散させたものであることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項１６に記載された発明は、請求項８〜１５のいずれかに記載された加熱定着ローラの製造において、前記赤外線吸収層の上に塗布したフッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータで加熱してフッ素樹脂を焼成することにより前記離型層を形成することを特徴とする加熱定着ローラの製造方法である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態を示す加熱定着ローラの断面図であって、（ａ）は、横断面図であり、そして、（ｂ）は、その一部拡大縦断面図である。図２は、本発明の他の一実施の形態を示す加熱定着ローラの断面図であって、（ａ）は、横断面図であり、そして、（ｂ）は、その一部縦拡大断面図である。図３は、本発明の一実施の形態を示す加熱定着ローラを製造する過程において、赤外線をフッ素樹脂塗布層に照射してフッ素樹脂を焼結させる状態を説明する説明図である。
【００２７】
図１において、１０は、加熱定着ローラである。加熱定着ローラ１０は、基体１上に、耐熱性合成ゴムで構成される弾性層２、及び、フッ素系樹脂で構成される離型層５を順次有している。そして、前記弾性層２と離型層５との間には、０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する赤外線反射層３が設けられている。
【００２８】
このように、前記耐熱性合成ゴムで構成される弾性層２とフッ素系樹脂で構成される離型層５との間に０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する赤外線反射層３を設けると、定着ローラ１０の外表面に照射された近赤外線が赤外線反射層３で反射されるので、不必要な加熱が弾性層２にされず、そのために、フッ素樹脂焼成時の熱による弾性層２を構成する耐熱性合成ゴムの劣化を低減して、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができると共に、耐久性を向上させることができ、しかも、加工コストを抑えることができる加熱定着ローラとすることができる。
【００２９】
前記離型層５を構成するフッ素樹脂は、一般的に、赤外線の吸収帯のピークが１．０５μｍ付近であるので、本発明においては、波長が０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線をフッ素樹脂塗布層に照射してフッ素樹脂を焼成することにより離型層５を形成するが、このように、波長が０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線をフッ素樹脂塗布層に照射すると、フッ素樹脂を効率よく焼成することができる。
【００３０】
従来の定着ローラにおいては、一般的には、耐熱性合成ゴムで構成される弾性層とフッ素系樹脂で構成される離型層との接着強度を高めるために、該弾性層と該離型層との間にプライマー層が設けられているが、本発明によれば、前記赤外線反射層３は、好ましくは、プライマー層を兼ねるものとなっている。このようなプライマー層を兼ねる赤外線反射層３は、プライマー塗料に適量の０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有させ、これを弾性層２の表面に塗布することにより形成される。このように、前記赤外線反射層３がプライマー層を兼ねていると、従来のプライマー塗料に適量の０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有させるだけで、赤外線反射層３とすることができる。
【００３１】
前記赤外線反射層３には、好ましくは、フッ素樹脂を含有させる。このように、赤外線反射層３にフッ素樹脂を含有させると、赤外線反射層３と離型層５との接着性を向上させることができる。
【００３２】
本発明の加熱定着ローラ１０は、
（イ）基体１の上に第１のプライマーを塗布し乾燥して第１のプライマー層（図示せず）を形成する工程、
（ロ）前記第１のプライマー層上に耐熱性合成ゴム溶液を塗布し乾燥して弾性層２を形成する工程、
（ハ）前記弾性層２の上に０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層（第２のプライマー層）３を形成する工程、
（ニ） 前記赤外線反射層３の上にフッ素樹脂の分散液又は粉体塗料を塗布し乾燥してフッ素樹脂塗布層を形成する工程、及び、
（ホ） 前記フッ素樹脂塗布層に、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータ２３で加熱してフッ素樹脂を焼成することにより離型層５を形成する工程、
を順次経て製造される。
【００３３】
図３に示されているように、本発明の加熱定着ローラ１０の製造においては、加熱容器２４の中に、加熱定着ローラ１０を回転可能に支持体２１，２２で支持し、これを矢印のように回転させながら、加熱定着ローラ１０の赤外線反射層（図１における３を参照）の上に塗布したフッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータ２３で加熱してフッ素樹脂を焼成することにより離型層５を形成する。図３において、２５は、加熱容器の開閉扉である。
【００３４】
本発明によれば、赤外線反射層３の上に塗布したフッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータ２３で加熱してフッ素樹脂を焼成することにより前記離型層５を形成するので、弾性層２を熱劣化させることなく、フッ素樹脂を効率よく焼成することができ、そのために、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができると共に、耐久性を向上させることができ、しかも、加工コストを抑えることができる加熱定着ローラ１０とすることができる。
【００３５】
図２において、２０は、加熱定着ローラである。加熱定着ローラ２０は、基体１１上に、耐熱性合成ゴムで構成される弾性層１２、及び、フッ素系樹脂で構成される離型層１５を順次有している。そして、前記弾性層１２と離型層１５との間には、０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する赤外線反射層１３、及び、０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で吸収特性を示す材料を含有する赤外線吸収層１４が順次設けられている。
【００３６】
このように、前記弾性層１２と離型層１５との間に０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する赤外線反射層１３、及び、０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で吸収特性を示す材料を含有する赤外線吸収層１４が順次設けられていると、（Ａ）加熱定着ローラ２０の外表面に照射された近赤外線が赤外線反射層１３で反射されるので、弾性層１２に不必要な加熱がされず、そのために、フッ素樹脂焼成時の熱による弾性層２を構成する耐熱性合成ゴムの劣化を低減して、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができると共に、耐久性を向上させることができ、しかも、加工コストを抑えることができ、且つ、（Ｂ）照射された近赤外線が赤外線吸収層１４で吸収されて熱量の吸収効率が向上するので、かかる熱が表層のフッ素樹脂塗布層にムダなく吸熱されて成膜性が向上し、そのために、加工コストを抑えることができる、加熱定着ローラとすることができる。
【００３７】
本発明によれば、前記赤外線反射層１３及び赤外線吸収層１４は、好ましくは、プライマー層を兼ねることができる。このようなプライマー層を兼ねる赤外線反射層１３及び赤外線吸収層１４は、プライマー塗料に適量の０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有させ、これを弾性層１２の表面に塗布して赤外線反射層１３とし、続いて、プライマー塗料に適量の０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で吸収特性を示す材料を含有させ、これを前記赤外線反射層１３の表面に塗布して赤外線吸収層１４とすることにより形成される。このように、前記赤外線反射層１３及び赤外線吸収層１４がプライマー層を兼ねていると、従来のプライマー塗料に適量の０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有させるだけで、赤外線反射層１３とすることができる。
【００３８】
前記赤外線反射層１３には、好ましくは、フッ素樹脂を含有させる。このように、赤外線反射層１３にフッ素樹脂を含有させると、赤外線反射層１３と赤外線吸収層１４と離型層１５との接着性を向上させることができる。また、前記赤外線吸収層１４には、好ましくは、フッ素樹脂を含有させる。このように、赤外線吸収層１４にフッ素樹脂を含有させると、赤外線吸収層１４と離型層１５との接着性を向上させることができる。
【００３９】
本発明の加熱定着ローラ２０は、
（イ）基体１１上に第１のプライマーを塗布し乾燥して第１のプライマー層（図示せず）を形成する工程、
（ロ）前記第１のプライマー層上に耐熱性合成ゴム溶液を塗布し乾燥して弾性層１２を形成する工程、
（ハ）前記弾性層１２の上に０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層１３を形成する工程、
（ニ）前記赤外線反射層１３の上に０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で吸収特性を示す材料を含有する第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層１４を形成する工程、
（ホ）赤外線吸収層１４の上にフッ素樹脂の分散液又は粉体塗料を塗布し乾燥してフッ素樹脂塗布層を形成する工程、及び、
（ヘ）前記フッ素樹脂塗布層に、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータ２３で加熱してフッ素樹脂を焼成することにより離型層１５を形成する工程、
を順次経て製造される。
【００４０】
図３に示されているように、本発明の加熱定着ローラ２０の製造においては、加熱容器２４の中に、加熱定着ローラ２０を回転可能に支持体２１，２２で支持し、これを矢印のように回転させながら、加熱定着ローラ２０の赤外線吸収層（図２における１４を参照）の上に塗布したフッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータ２３で加熱してフッ素樹脂を焼成することにより離型層１５を形成する。図３において、２５は、加熱容器の開閉扉である。
【００４１】
本発明によれば、赤外線吸収層１４の上に塗布したフッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータ２３で加熱してフッ素樹脂を焼成することにより前記離型層１５を形成するので、弾性層１２を熱劣化させることなく、フッ素樹脂を効率よく焼成することができ、そのために、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができると共に、耐久性を向上させることができ、しかも、加工コストを抑えることができる加熱定着ローラ２０とすることができる。
【００４２】
本発明において、波長が０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線をフッ素樹脂塗布層に照射することは、前述のとおりであるので、赤外線反射特性を有する材料には、この近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料がよい。このような「近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料」は、例えば、ニッケル酸化物、鉄酸化物、アルミニウム合金、チタン酸化合物（特にチタン酸カリウム）等の粒状物であり、好ましくは、チタン酸カリウム繊維であるが、本発明の目的に反しない限り、これら以外のものであってもかまわない。
。
【００４３】
本発明において、波長が０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線をフッ素樹脂塗布層に照射することは、前述のとおりであるので、赤外線吸収特性を有する材料には、この近赤外線の波長領域で吸収特性を示す材料がよい。このような「近赤外線の波長領域で吸収特性を示す材料」は、例えば、アルミニウム塩系材料であり、好ましくは、硫酸アルミニウムであるが、本発明の目的に反しない限り、これら以外のものであってもかまわない。
【００４４】
本発明においては、前記弾性層２，１２を構成する耐熱性合成ゴムは、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、及び、フロロシリコーンゴムから選ばれる耐熱性合成ゴムである。
【００４５】
また、本発明においては、前記離型層５，１５を構成するフッ素系樹脂は、例えば、テトラフルオロエチレン−ポリエチレンフルオロビニルエーレル共重合体（ＰＦＡ）、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）、及び、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から選ばれるフッ素系樹脂、又は、それらのフッ素樹脂の混合物、或いは、それらのフッ素樹脂を耐熱性の樹脂に分散させたものである。
【００４６】
【実施例】
（実施例１）
（イ）表面をサンドブラストで粗面化した直径４０ｍｍ、肉厚０．４ｍｍのアルミニウムで構成される芯金上に第１のプライマー（東レダウコーニング社製、ＤＹ３９−０５１）を塗布し乾燥して第１のプライマー層を形成する工程、
（ロ）この第１のプライマー層の上に、シリコーン樹脂（東レダウコーニング社製、ＤＹ３５−２０８３）の溶液を塗布し加硫して弾性層を形成する工程、
（ハ）この弾性層の上にフッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）１．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層（第２のプライマー層）を形成する工程、
（ニ）この赤外線反射層の上にＰＦＡを主成分とするフッ素樹脂塗料を塗布し乾燥してフッ素樹脂塗布層を形成する工程、及び、
（ホ）大気雰囲気（酸素濃度：２３容積％）において、前記フッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータで１５分間加熱してフッ素樹脂を焼成することにより離型層を形成する工程、
を順次経て加熱定着ローラとした。
【００４７】
（実施例２）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層を形成とした以外は、前記実施例１と同様にして加熱定着ローラとした。
【００４８】
（実施例３）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層を形成し、そして、前記（ホ）工程において、酸素濃度：１．２容積％の雰囲気でフッ素樹脂を焼成した以外は、前記実施例１と同様にして加熱定着ローラとした。
【００４９】
（実施例４）
（イ）表面をサンドブラストで粗面化した直径４０ｍｍ、肉厚０．４ｍｍのアルミニウムで構成される芯金上に第１のプライマー（東レダウコーニング社製、ＤＹ３９−０５１）を塗布し乾燥して第１のプライマー層を形成する工程、
（ロ）この第１のプライマー層の上に、シリコーン樹脂（東レダウコーニング社製、ＤＹ３５−２０８３）の溶液を塗布し加硫して弾性層を形成する工程、
（ハ）この弾性層の上にフッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）１．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層（第２のプライマー層）を形成する工程、
（ニ）前記赤外線反射層の上にフッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム１．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層（第２のプライマー層）を形成する工程、
（ホ）この赤外線吸収層の上にＰＦＡを主成分とするフッ素樹脂塗料を塗布し乾燥してフッ素樹脂塗布層を形成する工程、及び、
（ヘ）大気雰囲気（酸素濃度：２３容積％）において、前記フッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータで１５分間加熱してフッ素樹脂を焼成することにより離型層を形成する工程、
を順次経て加熱定着ローラとした。
【００５０】
（実施例５）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層を形成した以外は、前記実施例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００５１】
（実施例６）
前記（ニ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層を形成した以外は、前記実施例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００５２】
（実施例７）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層を形成し、そして、前記（ニ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層を形成した以外は、前記実施例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００５３】
（実施例８）
前記（ニ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム１．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層を形成し、そして、前記（ヘ）工程において、酸素濃度：１．２容積％の雰囲気でフッ素樹脂を焼成した以外は、前記実施例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００５４】
（実施例９）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層を形成し、そして、前記（ヘ）工程において、酸素濃度：１．２容積％の雰囲気でフッ素樹脂を焼成した以外は、前記実施例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００５５】
（実施例１０）
前記（ニ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層を形成し、そして、前記（ヘ）工程において、酸素濃度：１．２容積％の雰囲気でフッ素樹脂を焼成した以外は、前記実施例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００５６】
（実施例１１）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層を形成し、前記（ニ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層を形成し、そして、前記（ヘ）工程において、酸素濃度：１．２容積％の雰囲気でフッ素樹脂を焼成した以外は、前記実施例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００５７】
（比較例１）
（イ）表面をサンドブラストで粗面化した直径４０ｍｍ、肉厚０．４ｍｍのアルミニウムで構成される芯金上に第１のプライマー（東レダウコーニング社製、ＤＹ３９−０５１）を塗布し乾燥して第１のプライマー層を形成する工程、
（ロ）この第１のプライマー層の上に、シリコーン樹脂（東レダウコーニング社製、ＤＹ３５−２０８３）の溶液を塗布し加硫して弾性層を形成する工程、
（ハ）この弾性層の上にＰＦＡを主成分とするフッ素樹脂塗料を塗布し乾燥してフッ素樹脂塗布層を形成する工程、及び、
（ニ）大気雰囲気（酸素濃度：２３容積％）において、前記フッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータで１５分間加熱してフッ素樹脂を焼成することにより離型層を形成する工程、
を順次経て加熱定着ローラとした。
【００５８】
（比較例２）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）１２．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層を形成した以外は、前記実施例１と同様にして加熱定着ローラとした。
【００５９】
（比較例３）
（イ）表面をサンドブラストで粗面化した直径４０ｍｍ、肉厚０．４ｍｍのアルミニウムで構成される芯金上に第１のプライマー（東レダウコーニング社製、ＤＹ３９−０５１）を塗布し乾燥して第１のプライマー層を形成する工程、
（ロ）この第１のプライマー層の上に、シリコーン樹脂（東レダウコーニング社製、ＤＹ３５−２０８３）の溶液を塗布し加硫して弾性層を形成する工程、
（ハ）この弾性層の上にフッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム１．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層（第２のプライマー層）を形成する工程、
（ニ）この赤外線吸収層の上にＰＦＡを主成分とするフッ素樹脂塗料を塗布し乾燥してフッ素樹脂塗布層を形成する工程、及び、
（ホ）大気雰囲気（酸素濃度：２３容積％）において、前記フッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータで１５分間加熱してフッ素樹脂を焼成することにより離型層を形成する工程、
を順次経て加熱定着ローラとした。
【００６０】
（比較例４）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層を形成した以外は、前記比較例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００６１】
（比較例５）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム１２．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層を形成した以外は、前記比較例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００６２】
（比較例６）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）１２．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層を形成し、そして、前記（ニ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム１．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層を形成した以外は、前記実施例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００６３】
（比較例７）
前記（ハ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）にチタン酸カリウム繊維（ティスモ社製、ティスモＮ）１２．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線反射層を形成し、そして、前記（ニ）工程において、フッ素樹脂含有シリコーン用プライマー（三井・デュポンフロロケミカル社製）に硫酸アルミニウム３．０重量％を含有させた第２のプライマーを塗布し乾燥して赤外線吸収層を形成した以外は、前記実施例４と同様にして加熱定着ローラとした。
【００６４】
以上、実施例１〜１１及び比較例１〜７で得られた加熱定着ローラについて、「フッ素樹脂焼成後の外観」及び「画質（ベタ地状態）」を目視によって評価し、そして、「密着力の低下」を測定して評価した。評価結果は、次の表１に示される。表１において、「充填剤」は、「赤外線反射材料」及び「赤外線反射材料」を指す。
【００６５】
【表１】
【発明の効果】
請求項１，３，５，６に記載された発明によれば、耐熱性合成ゴムで構成される弾性層とフッ素系樹脂で構成される離型層との間に０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する赤外線反射層を設けたので、定着ローラの外表面に照射された近赤外線が赤外線反射層で反射され、そのために、不必要な加熱が弾性層にされず、よって、フッ素樹脂焼成時の熱による弾性層を構成する耐熱性合成ゴムの劣化を低減して、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができると共に、耐久性を向上させることができ、しかも、加工コストを抑えることができる加熱定着ローラとすることができる。
【００６７】
請求項２に記載された発明によれば、赤外線反射層がプライマー層を兼ねるので、従来のプライマー塗料に適量の０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有させるだけで、赤外線反射層とすることができる。
【００６８】
請求項４に記載された発明によれば、赤外線反射層にフッ素樹脂を含有させるので、赤外線反射層と離型層との接着性を向上させることができる。
【００６９】
請求項７に記載された発明によれば、赤外線反射層の上に塗布したフッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータで加熱してフッ素樹脂を焼成することにより離型層を形成するので、弾性層を熱劣化させることなく、フッ素樹脂を効率よく焼成することができ、そのために、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができると共に、耐久性を向上させることができ、しかも、加工コストを抑えることができる加熱定着ローラとすることができる。
【００７０】
請求項８，１０，１２，１４，１５に記載された発明によれば、弾性層と離型層との間に０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する赤外線反射層、及び、０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で吸収特性を示す材料を含有する赤外線吸収層を順次設けたので、（Ａ）加熱定着ローラの外表面に照射された近赤外線が赤外線反射層で反射されるために、弾性層に不必要な加熱がされず、そのために、フッ素樹脂焼成時の熱による弾性層を構成する耐熱性合成ゴムの劣化を低減して、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができると共に、耐久性を向上させることができ、しかも、加工コストを抑えることができ、且つ、（Ｂ）照射された近赤外線が赤外線吸収層１４で吸収されて熱量の吸収効率が向上するために、かかる熱が表層のフッ素樹脂塗布層にムダなく吸熱されて成膜性が向上し、そのために、加工コストを抑えることができる、加熱定着ローラとすることができる。
【００７１】
請求項９に記載された発明によれば、赤外線反射層及び赤外線吸収層がプライマー層を兼ねるので、従来のプライマー塗料に適量の０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有させるだけで、赤外線反射層とすることができる。
【００７２】
請求項１１に記載された発明によれば、赤外線反射層にフッ素樹脂を含有させるので、赤外線反射層と赤外線吸収層と離型層との接着性を向上させることができる。
【００７３】
請求項１３に記載された発明によれば、赤外線吸収層にフッ素樹脂を含有させるので、赤外線吸収層と離型層との接着性を向上させることができる。
【００７４】
請求項１６に記載された発明によれば、赤外線吸収層の上に塗布したフッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータで加熱してフッ素樹脂を焼成することにより離型層を形成するので、弾性層を熱劣化させることなく、フッ素樹脂を効率よく焼成することができ、そのために、画像汚れ、画像ムラ、光沢ムラ、画像定着不良等の不具合の発生を防止することができると共に、耐久性を向上させることができ、しかも、加工コストを抑えることができる加熱定着ローラとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す加熱定着ローラの断面図であって、（ａ）は、横断面図であり、そして、（ｂ）は、その一部拡大縦断面図である。
【図２】本発明の他の一実施の形態を示す加熱定着ローラの断面図であって、（ａ）は、横断面図であり、そして、（ｂ）は、その一部縦拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態を示す加熱定着ローラを製造する過程において、赤外線をフッ素樹脂塗布層に照射してフッ素樹脂を焼結させる状態を説明する説明図である。
【符号の説明】
１，１１ 基体
２，１２ 弾性層
３，１３ 赤外線反射層
５，１５離型層
１０，２０ 加熱定着ローラ
１４ 赤外線吸収層
２１，２２ 支持体
２３ セラミックヒータ
２４ 加熱容器
２５ 開閉扉
Claims (16)
- 基体上に、耐熱性合成ゴムで構成される弾性層、及び、フッ素系樹脂で構成される離型層を順次有する加熱定着ローラにおいて、前記弾性層と離型層との間に、０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する赤外線反射層を設けたことを特徴とする加熱定着ローラ。
- 前記赤外線反射層が、プライマー層を兼ねることを特徴とする請求項１に記載の加熱定着ローラ。
- 前記０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料が、チタン酸カリウム繊維であることを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱定着ローラ。
- 前記赤外線反射層が、フッ素樹脂を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の加熱定着ローラ。
- 前記弾性層を構成する耐熱性合成ゴムが、シリコーンゴム、フッ素ゴム、及び、フロロシリコーンゴムから選ばれる耐熱性合成ゴムであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の加熱定着ローラ。
- 前記離型層を構成するフッ素系樹脂が、テトラフルオロエチレン−ポリエチレンフルオロビニルエーレル共重合体（ＰＦＡ）、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）、及び、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から選ばれるフッ素系樹脂、又は、それらのフッ素樹脂の混合物、或いは、それらのフッ素樹脂を耐熱性の樹脂に分散させたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の加熱定着ローラ。
- 請求項１〜６のいずれかに記載された加熱定着ローラの製造において、前記赤外線反射層の上に塗布したフッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータで加熱してフッ素樹脂を焼成することにより前記離型層を形成することを特徴とする加熱定着ローラの製造方法。
- 基体上に、耐熱性合成ゴムで構成される弾性層、及び、フッ素系樹脂で構成される離型層を順次有する加熱定着ローラにおいて、前記弾性層と離型層との間に、０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料を含有する赤外線反射層、及び、０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で吸収特性を示す材料を含有する赤外線吸収層を順次設けたことを特徴とする加熱定着ローラ。
- 前記赤外線反射層、及び、前記赤外線吸収層が、プライマー層を兼ねることを特徴とする請求項８に記載の加熱定着ローラ。
- 前記０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で反射特性を示す材料が、チタン酸カリウム繊維であることを特徴とする請求項８又は９に記載の加熱定着ローラ。
- 前記赤外線反射層が、フッ素樹脂を含有することを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の加熱定着ローラ。
- 前記０．７５〜２．０μｍの近赤外線の波長領域で吸収特性を示す材料が、硫酸アルミニウムであることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の加熱定着ローラ。
- 前記赤外線吸収層が、フッ素樹脂を含有することを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載の加熱定着ローラ。
- 前記弾性層を構成する耐熱性合成ゴムが、シリコーンゴム、フッ素ゴム、及び、フロロシリコーンゴムから選ばれる耐熱性合成ゴムであることを特徴とする請求項８〜１３のいずれかに記載の加熱定着ローラ。
- 前記離型層を構成するフッ素系樹脂が、テトラフルオロエチレン−ポリエチレンフルオロビニルエーレル共重合体（ＰＦＡ）、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）、及び、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から選ばれるフッ素系樹脂、又は、それらのフッ素樹脂の混合物、或いは、それらのフッ素樹脂を耐熱性の樹脂に分散させたものであることを特徴とする請求項８〜１４のいずれかに記載の加熱定着ローラ。
- 請求項８〜１５のいずれかに記載された加熱定着ローラの製造において、前記赤外線吸収層の上に塗布したフッ素樹脂塗布層を、その外周より、０．７５〜２．０μｍの領域の近赤外線を照射するセラミックヒータで加熱してフッ素樹脂を焼成することにより前記離型層を形成することを特徴とする加熱定着ローラの製造方法。
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|---|---|---|---|---|
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-
2002
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