JP2651590B2 - 熱定着ローラの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電子複写機等の熱定着部に使用される熱定
着ローラの製造方法に関する。

（従来の技術） 従来から、電子複写機等の熱定着部に使用される熱定
着ローラとして、アルミ等からなる金属芯軸上にプライ
マーを介してシリコーンゴムやフッ素ゴム等のゴム材料
を被覆し、このゴム層上にトナーとの離型性に優れたPT
FE（ポリテトラフルオロエチレン樹脂）やPFA（パーフ
ルオロアルコキシ樹脂）等のフッ素樹脂層を設けたもの
が知られている。

そしてこのようなローラのフッ素樹脂層の形成は、従
来、上述のPTFE等のフッ素樹脂のディスパージョン塗布
や粉体塗装等によりフッ素樹脂被膜を形成した後、全体
を加熱炉内に収容し380〜400℃程度の温度で数十分間加
熱してフッ素樹脂被膜を焼成する方法が一般に用いられ
ていた。

しかしながらこのような方法では、焼成中に基層であ
るゴム層が長時間高温にさらされる結果、熱劣化を受け
るという問題があった。

この問題に対処して近時、500℃以上の高温で短時間
焼成する、あるいは加熱炉内にさらに赤外線ヒータや高
周波誘導加熱装置等の補助加熱手段を配設してローラ表
面の加熱を促進し、焼成時間の短縮を図る等の方法が提
案されてきている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこのような方法においては、加熱温度が
高くかつ時間が短いだけローラ表面の加熱が不均一であ
ると、被膜の焼成に部分的な過不足を生じやすく、焼成
過剰部分ではゴム層の熱劣化を、逆に不十分な部分では
機械的強度の低下を招くおそれがある。しかも従来知ら
れる加熱手段では、ローラ表面を適正温度でかつ均一に
加熱することが難しく、たとえば加熱炉内部の温度分布
を均一にすることは事実上ほとんど不可能であった。

そこで本発明はこのような従来の問題に対処してなさ
れたもので、フッ素樹脂被膜の焼成が適正かつ均一に行
われ、その結果ゴム層の熱劣化やフッ素樹脂層の焼成不
十分による機械的強度の低下のない高品質、高性能の熱
定着ローラを容易に製造することができる方法を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の熱定着ローラの製造方法は、ローラ芯軸上に
ゴム層を形成し、このゴム層上にフッ素樹脂を被覆した
後、このローラ芯軸を加熱雰囲気中に保持して前記フッ
素樹脂被膜を焼成させるにあたり、ローラ芯軸内部に、
フッ素樹脂被膜近傍の温度をほぼ均一に保持するように
予め長さ方向に熱容量が変化するように加熱された加熱
棒を挿入して焼成を行うことを特徴としている。

本発明のゴム層の形成に使用するゴム材料としては、
耐熱性に優れかつ適度な弾性を有するシリコーンゴムや
フッ素ゴムか適している。

また本発明に使用するフッ素樹脂としては、PFE、PF
A、FEP（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）等があげられる。このようなフッ素樹
脂の被覆には、フッ素樹脂のディスパージョンを塗布す
る方法、フッ素樹脂の粉体を静電塗装する方法等、公知
の方法を用いることができる。

さらに本発明において、フッ素樹脂被膜を焼成する際
に使用される加熱棒は、上記したように加熱雰囲気中に
保持されたローラの表面近傍、すなわちフッ素樹脂被膜
近傍の温度をほぼ均一に保持するように長さ方向に熱容
量を変化させたものであり、通常の円筒状の加熱棒の外
形を変化させることにより得られる。以下その具体例を
図面を用いて説明する。

第１図は、本発明における焼成過程を概略的に示す図
で、所定温度に設定された焼成恒温槽１内に、表面にフ
ッ素樹脂被膜２が形成されたローラが収容されており、
かつその芯軸３内部には加熱棒４が内挿されて、ローラ
内外から加熱されて、フッ素樹脂被膜２の焼成が行われ
る。しかしてここで使用されている焼成恒温槽１は、奥
側（図面左側）の温度雰囲気が他よりやや高温になる傾
向にあり、したがって加熱棒４は、この不均一性を補う
べく、焼成恒温槽１の奥側端部から加熱棒全長の1/5程
度が他の外径の9/10程度の小径に形成されたものが使用
されている。すなわちこのような加熱棒４は、小径部4a
の熱容量が大径部4bの熱容量より小さいので、結果とし
てローラ表面から与えられる熱量とローラ内側から与え
られる熱量の和がローラ全体にわたってほぼ均等になる
ことになり、フッソ樹脂被膜２の焼成は全体にほぼ均一
に行われる。

なお第２図ないし第６図は加熱棒の形状例を示したも
のであるが、いずれも上述の例に準じて説明しうるもの
であり、たとえば第２図に示したものは、ローラ両端部
近傍の温度が中央部分よりやや高い加熱雰囲気の場合に
適した例である。

（作用） 本発明においては、ローラ表面から与えられる熱量と
ローラ内側から与えられる熱量の和がローラ全体にわた
ってほぼ均等になるので、フッ素樹脂被膜を適正かつ均
一に焼成することができる。したがってたとえば高温で
短時間という焼成条件を適用した場合にも、焼成の部分
的な過不足を生ずることがなく、なりゴム層の熱劣化や
フッ素樹脂層の機械的強度の低下等の問題が解消され
る。

（実施例） 以下本発明の実施例を説明する。

外径50mm、シリコーンゴム被覆長328mmのシリコーン
ゴムローラ上に、PTFEディスパージョン（商品名 AD−
１、旭硝子社製）を常法により塗布した。次いで、この
ローラを、第１図に示したように、600℃にセットした
焼成恒温槽１内に収容するとともにローラ芯軸３内に予
め同じ600℃に加熱しておいた加熱棒４を挿着してその
まま所定時間保持し、PTFE塗膜２を焼成した。なお加熱
棒４はその一端側の小径部4aの長さが全長の約1/5で外
径が22mm、残る大径部4bの外径が25mmである。

このようにして得られた熱定着ローラは、焼成むらも
なく機械的強度の大きなPTFE層が形成されており、また
シリコーンゴム層の熱劣化もみられず高い品質を有して
いた。

なお焼成後、ローラの表面温度をサーモトレーサー
（日本電気三栄社製）を用いて測定したところ、温度差
は５〜６℃と小さくPTFE塗膜２がほぼ均一な温度で焼成
されたことが確認された。これに対し、比較のために、
外径変化のない通常の加熱棒４を用いて、上記実施例と
同様にして得られた熱定着ローラについて、焼成後同様
に表面温度の測定を行ったところ、20℃以上の温度差が
あった。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、フッ素樹脂被膜
の焼成にあたり、ほぼ均一に加熱することができるの
で、焼成ムラがなくなり、焼成過剰によるゴム層の熱劣
化や焼成不足によるフッ素樹脂層の機械的強度低下など
が防止され、優れた特性を有する熱定着ローラを容易に
かつ安定して製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかるフッ素樹脂被膜焼成
工程を概略的に示す図、第２図ないし第６図は本発明の
加熱棒の形状例を示す側面図である。 １……焼成恒温槽 ２……フッ素樹脂被膜 ３……ローラ芯軸 ４……加熱棒 4a……小径部 4b……大径部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深堀 純一 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番 １号 昭和電線電纜株式会社内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ローラ芯軸上にゴム層を形成し、このゴム
   層上にフッ素樹脂を被覆した後、このローラ芯軸を加熱
   雰囲気中に保持して前記フッ素樹脂被膜を焼成させるに
   あたり、ローラ芯軸内部に、フッ素樹脂被膜近傍の温度
   をほぼ均一に保持するように予め長さ方向に熱容量が変
   化するように加熱された加熱棒を挿入して焼成を行うこ
   とを特徴とする熱定着ローラの製造方法。