JP2711889C

JP2711889C -

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Publication number: JP2711889C
Authority: JP
Publication date: 1999-11-15

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、電子写真複写機やプリンター等の画像形成装置で使用するローラ、
特に画像の定着ローラとして用いるのに好適な定着用回転体の製造方法に関する
。従来の技術電子写真複写機等の画像形成装置において、転写紙等の記録材を所定の経路に
沿って搬送するために使用する搬送ローラには、搬送性、離型性および耐久性が
要求される。記録材上の未定着トナー像に熱を付与して溶融し且つその溶融トナ
ーのオフセットを防止しながら、記録材を所定の経路へと搬送するために使用す
る定着ローラには、より厳しい条件下での搬送性、離型性、耐摩耗性、定着性お
よび耐久性が要求される。上記要求を満すために、従来、芯金上に弾性層を形成し、該弾性層上に樹脂層
を形成した構造の弾性回転体からなる定着ローラが提案されている。このような定着ローラでは、弾性層はシリコーンゴムから形成され、樹脂層は
フッ素樹脂チューブあるいはフッ素樹脂とフッ素ゴムの混合物を利用して形成さ
れているが、弾性層上にフッ素樹脂を塗布して、加熱焼成することにより、フッ
素樹脂の樹脂層を形成するものも知られている。例えば特開昭５７−８９７８５号、同５９−７４５７８号および同６１−１７０７７０号には、芯金上に形成したシリコーンゴムの弾性層上にフッ素樹脂を塗
布したのち、加熱焼成してフッ素樹脂の樹脂層を形成した弾性回転体からなる定
着ローラが開示されている。最後の特開昭６１−１７０７７０号には、定着ロー
ラの製造工程が詳しく記載されている。それによれば、アルミニウム等の芯金を
サンドブラスト処理し、その上にプライマーを塗布したのち、シリコーンゴムの
シートを巻付けて、温度１５０℃で４０分間プレス加硫により一次加硫し、更に
２００℃で２時間二次加硫して、シリコーンゴムの弾性層を形成し、次いで弾性
層を肉厚０．５ｍｍに一様に研削したのち、フッ素樹脂ディスパージョンを２５
μｍ厚にスプレー塗布し、その後加熱焼成してフッ素樹脂の樹脂層を形成してい
る。上述の特開昭５７−８９７８５号および同５９−７４５７８号には、定着ロー
ラの詳細な製造工程は記載されていないが、焼成工程を除いては特開昭６１−１
７０７７０号と同じであると考えられる。発明が解決しようとする課題以上のように、従来の弾性回転体からなる定着ローラでは、芯金上にシリコー
ンゴムのシートを巻付け、その後型に収めて一次加硫、二次加硫し、その後研削
するという面倒な工程を経てシリコーンゴムの弾性層を形成しており、弾性層の
形成が容易でない。このために、定着ローラおよびこれを使用した画像定着装置
が高価になる難点があった。又、詳しくは後述するが、本発明者は、多くの研究実験の結果、定着ローラな
どにおいては、弾性層の厚みは定着性の点からは薄い方が良いことが分かった。
しかしながら、上述のように型を使用して弾性層を成形する従来の方法では、型
と芯金の位置が少しでもずれていると、弾性層の厚みがローラ一周の間に変化し
、特に弾性層が薄い場合は弾性層全体の厚みに対するその変化量が大きくなるた
め、ローラの加圧力に大きく影響し、未定着トナー像を均一に加圧できなくなる
という問題があった。また、ゴムシートの厚さは巻き付け時の破損を防止するた
めには、ある程度の強度が必要であり、薄くすることができないため、薄い弾性
層を形成するためには加硫後に研削を行なわなければならなかった。本発明の目的は、上述の現状に鑑み、画像形成装置で使用するローラ、特に画
像の定着ローラとして用いるのに好適であって、その製造も容易且つ安価に行な
うことができる定着用回転体の製造方法を提供することにある。課題を解決するための手段上記諸目的は、本発明によって達成される。要約すれば、本発明は、基材上に
弾性層、その上に樹脂層を備えた定着用回転体の製造方法において、前記弾性層は液状ゴムを前記基材とのみ接するように塗布後架橋しないように
加硫し、その後樹脂層の加熱工程により架橋させて形成することを特徴とする定
着用回転体の製造方法である。本発明によれば、芯金の上に形成する弾性層を、芯金上に液状のゴムを塗布、
加熱することにより形成しており、従来のように、芯金上にシリコーンゴムのシ
ートを巻付け、その後型に収めて一次加硫、二次加硫し、その後研削するという
面倒な工程を経て弾性層を形成していないので、弾性層の形成が簡単である。従
って、定着用回転体を容易に製造することができ、従って定着用回転体からなる
定着ローラおよびこれを利用した画像定着装置のコストを安価にすることができ
る。実施例以下、本発明の実施例について説明する。第１図には、本発明に従って製造した定着用回転体を使用した画像定着装置の
一実施例が示されている。本定着装置は、本発明に従って製造した定着用回転体
からなる一実施例の定着ローラ１を有している。本定着装置は、上記定着ローラ１と加圧ローラ２とを備えてなっており、定着
ローラ１と加圧ローラ２とは、未定着のトナー像Ｔを担持した転写紙Ｐを挟持し
て、定着ローラ１が転写紙Ｐに未定着のトナー像Ｔの側から接触し、加圧ローラ
２が転写紙Ｐにその反対側から加圧接触するように配置されている。定着ローラ
１は、通常通り、内部に加熱源Ｈを有している。定着装置には、定着ローラ１の表面温度を検知し、該表面温度をトナー溶融可
能な最適温度、例えば１６０〜２００℃に制御するための温度検知制御手段Ｇと
、定着ローラ１の表面にシリコーンオイル等のオフセット防止液を塗布し且つ該
表面のクリーニングをも行なうためのオフセット防止液塗布クリーニング手段Ｃ等
が適宜設けられている。定着ローラ１は、第２図に示すように、アルミニウム等の熱伝導の良好な金属
からなる基材である芯金３と、該芯金３上に形成されたシリコーンゴムからなる
弾性層４と、弾性層４上に接着層を介さずに直接形成されたフッ素樹脂のＰＴＦ
Ｅからなる樹脂層５とから構成される定着用回転体からなっている。本実施例で
は、弾性層４の層厚ｔ₁は５０〜４００μｍ、樹脂層５の層厚ｔ₂は１０〜２５μ
ｍで、その樹脂層５の膜強度は５０ｋｇ／ｃｍ²以上とされている。一方、加圧ローラ２は、公知の加圧ローラに順じ、ステンレス鋼、鉄等の芯金
６と、該芯金６上に形成されたシリコーンゴムからなる弾性層７とからなってお
り、その弾性層７の厚さｔ₄は、定着ローラ１の場合より厚く、例えば４〜１０
ｍｍとされている。弾性層７のゴム硬度は２０〜４０度（JIS Ａ）とされてい
る。定着ローラ１の製造について具体的一例を説明すると、次の通りである。中央部の外径が２９．３ｍｍ（肉厚３ｍｍ、逆クラウン量１００μｍ）に仕上
げされたアルミニウム製の芯金３を用意し、その芯金３の表面をサンドブラスト
処理し、脱脂し、乾燥させる。次いで、芯金３上にプライマーを塗布したのち、
予めＰＴＦＥ粒子（粒径が１μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以下）を重量比で
シリコーンゴム１００部に対して５〜３０部分散、混入した液状の低温加硫型シ
リコーンゴム（室温の粘度５００ＣＰ）を、スプレー、ディッピング、ロールコ
ーター等のコーティング手段により、芯金とのみ接するように芯金３上に２００
μｍの厚さに均一に塗布する。その後、型に収めることはせず、芯金３上のシリ
コーンゴムを温度１４０℃で５分間加熱して、固化し、シリコーンゴムからなる
弾性層４を形成させる(弾性層４の架橋は、樹脂層５の加熱を利用して行なわせ
る)。次いで、弾性層４上にＰＴＦＥディスパージョンを２０μｍの厚さにスプ
レー塗布し、その後芯金３を熱絶縁性部材でマスキングし、且つ内部を空冷しな
がら、ＰＴＦＥ層を該ＰＴＦＥの結晶融点以上の温度４５０℃で５分間急速加熱
して、ＰＴＦＥ層を焼成したのち急冷し、これによりＰＴＦＥからなるフッ素樹
脂の樹脂層５を形成して、定着ローラ１を得る。以上のように製造される定着ローラ１によれば、そのシリコーンゴムからなる
弾性層４上に、結晶化度が９５％以下で引張強度が５０ｋｇ／ｃｍ²以上、水に
対する接触角が１００度以上の樹脂特性を示すＰＴＦＥの樹脂層５が、強力な密
着状態で然も充分に厚く形成される。なお、本発明に従って定着用回転体を製造するにあたり重要なことは、弾性層
上のフッ素樹脂の樹脂層を焼成により形成するときに、弾性層を構成するゴム材
料の耐熱温度よりも低い温度に弾性層を維持することである。このために、上記
の定着ローラ１の製造では、芯金３側から弾性層４を空冷している。従って、上
述した特開昭６１−１７０７７０号に開示された誘電加熱を利用して、弾性層４
上のＰＴＦＥ層を加熱、焼成し、ＰＴＦＥの樹脂層５を形成することも有効な方
法である。以上のように、本発明では、定着ローラ１の弾性層４を、芯金３上への液状の
シリコーンゴムの塗布とその加熱とで形成しており、従来のように、芯金にシリ
コーンゴムのシートを巻付け、その後型に収めて一次加硫、二次加硫し、その後
研削するという面倒な工程を必要としていない。これは、基材とのみ接するよう
に塗布された液状ゴムは基材上を拡がるときに自身が拡がるのを基材以外のもの
に邪魔されず、自身の粘性によってのみ基材上に付着するので、基材上に薄い液
状ゴムの層が形成され、液状ゴムを加硫するだけで薄い弾性層を形成でき、研削
せずとも容易に薄い弾性層を形成できるようになるからである。従って、定着ロ
ーラ１の製造が容易であり、量産性にも優れ、定着ローラ１のコストを安価にす
ることができ、これを使用した画像定着装置のコストも安価にすることができる
。本発明では、定着ローラ１の弾性層４の厚みｔ₁は、上述したように、５０〜
４００μｍ程度とすることが好ましい。その理由を以下に述べる。定着ローラの特性である良好な定着性、搬送性、オフセット性等は、弾性層の
厚みに依存し、一般に厚い方が良いとされている。例えば上述した特開昭５７ー
８９７８５号では、弾性層の厚みは０．１〜３．０ｍｍの範囲が最適であるとし
ており、その実施例では０．５ｍｍを採用している。その他の公報にも弾性層の
厚みとして各種の値が記載されているが、多くは０．５〜１．０ｍｍの値を掲げ
ている。本発明者の検討によると、定着ローラとしての特性を満足するには、弾性層の
厚みは比較的薄い方が良く、５０μｍ以上もあればよいことが判った。通常、比
較的分子量分布のシャープな低融点の磁性トナーを用い、加圧ローラとして硬度
が４０度（JIS Ａ）以下、好ましくは３０度以下の軟質ゴムローラやスポンジ
ローラ（硬度５０度（ASKER Ｃ）以下）を用いる場合には、弾性層の厚みは５
０〜４００μｍ程度が最適である。弾性層の厚みは比較的薄い方が良い理由は、
次の通りである。即ち、トナー中に含有されている磁性体により、トナーの熱伝
導率が良く、定着ローラの熱を奪い易い。このために、弾性層が厚く定着ローラ
の熱伝導率が悪いと、定着ローラの表面温度が低下し易く、ベタ黒時に転写紙等
の記録材が定着ローラに巻き付き易くなる。また、加圧ローラの硬度は低いため
にニップ部の圧力が小さく、定着ローラの弾性層の厚みが厚いと、圧力が分散し
てトナーに充分な加圧力が発生せず、トナー像の定着性が悪化する。従って、弾
性層の厚みは比較的薄い方が良く、５０〜４００μｍ程度が最適である。以上のような理由から、定着ローラ１の弾性層４の厚みｔ₁は、５０〜４００
μｍの範囲とすることが好ましい。本発明では、シリコーンゴムからなる弾性層４を形成するために、粘度２００
００ＣＰ以下の液状のシリコーンゴムを用い、これを芯金３上に塗布厚３５０μ
ｍ以下に塗布する。液状のシリコーンゴムの粘度は、塗布したシリコーンゴム層
の厚みの均一性を得るための重要なファクターであり、粘度が高すぎると厚みの
均一性が得られず、逆に粘度が低すぎると充分な厚みを得ることができない。本発明者の検討によると、粘度は１０〜２００００ＣＰ、好ましくは５０〜５
０００ＣＰの範囲が適当である。液状のシリコーンゴムの粘度は、また塗布厚と
共に、加硫後の弾性層４の寸法変化に大きく影響し、粘度が低く塗布厚が薄いほ
ど、弾性層４の寸法変化は小さい。本発明者の検討によると、塗布厚み３５０μ
ｍ以下、粘度２００００ＣＰ以下ならば、弾性層４の一次加硫後の寸法変化は、
厚みで１０％以内に収まり、定着ローラとして機能するための充分な寸法精度を
保持することができる。本発明では、このように低粘度の液状のシリコーンゴムを用い、塗布厚を薄く
するので、弾性層４の加硫後に寸法仕上用の研削工程を省略することができる。本発明では、弾性層４の一次加硫時間を比較的短くすることができ、これによ
り、定着ローラ１の生産性の向上をより一段と図ることができる。弾性層４の架
橋反応はＰＴＦＥの塗布後の加熱、焼成工程で同時に行なわれる。つまり、樹脂
層の加熱工程における熱は弾性層の形成にも利用される。このように、樹脂層の
加熱工程における熱は、弾性層にとって弾性層を劣化させる不所望の熱ではなく
、弾性層を形成するために有効に利用される。本実施例で、シリコーンゴムの弾性層４とＰＴＦＥの樹脂層５との密着は、弾
性層４中に予め混入したＰＴＦＥ粒子と樹脂層５のＰＴＦＥ層とが、樹脂層５の
焼成により溶融して、互いに融合することで、強い結合力を有した状態で得られ
る。本発明においては、弾性層４を研削する工程がないため、弾性層４と樹脂層
５との間の投錨効果がほとんど生じず、このために本実施例のように接着層を介
さないで弾性層４上に樹脂層５を形成する場合には、ＰＴＦＥ粒子を弾性層４中
に混入しておくことが必須となる。本実施例の定着装置に備えられた定着ローラ１は、以上の通りである。本実施
例の定着装置の使用結果について述べる。即ち、定着ローラ１の表面温度を１８
０℃に制御しながら、定着ローラ１と加圧ローラ２とで、Ａ４サイズの転写紙Ｐ
を挟持して、転写紙Ｐ上に担持された未定着のトナー像Ｔを定着し、その性能お
よび耐久性を調べた。転写紙Ｐの紙送りスピードは１００ｍｍ／秒、紙送り枚数
は１５枚／分であった。その結果、温度１５℃の環境下での試験では、良好な定
着性を示し、またオフセットの発生は、従来の優良な装置と比較して５分の１に
減少し、クリーニング部材の交換期を５倍以上に延ばすことができた。室温の温
度３２．５℃、湿度８５％の環境下での試験においても、トナー像Ｔが定着され
た転写紙Ｐにシワの発生が全くなく、且つカールも非常に少なく、その転写紙Ｐ
のソータ等への搬送、積載性も良好であった。また、定着されたトナー像Ｔには
画像の潰れも殆どなく、高画質の画像が得られた。上記結果は、定着ローラ１お
よび加圧ローラ２間に２０万枚通紙して定着しても維持され、更に３０万枚通紙
して定着しても、離型性の低下、定着性の低下および層間の剥離等の異常は認め
られなかった。本発明に従って製造した定着用回転体からなる定着ローラは、第３図に示すように構成することもできる。第３図は、本発明に従って製造した定着用回転体からなる他の実施例の定着ロ
ーラの層構成を示す断面図である。本実施例の定着ローラ８は、芯金３上に形成したシリコーンゴムからなる弾性
層４上に、接着層９を介してＰＴＦＥからなるフッ素樹脂の樹脂層５を形成した
ことが特徴である。接着層９は、ポリアミド、ポリイミド、エポキシ等の耐熱樹脂にＰＦＡ、ＰＴ
ＦＥ等のフッ素樹脂とシランカップリング剤を混合してなっており、溶剤中に溶
解して、スプレー等の塗布手段で弾性層４上に塗布して形成される。接着層９の
厚みｔ₃は、１〜７μｍが適当である。弾性層４、樹脂層５の構成およびそれらの厚みｔ₁、ｔ₂並びに定着ローラ８の
製造方法については、第１実施例の定着ローラ１と同様である。この定着ローラ８では、弾性層４中に分散、混入しているＰＴＦＥ粒子と、接
着層９中のフッ素樹脂とが結合して、弾性層４と接着層９とが接着し、同様に接
着層９中のフッ素樹脂と樹脂層５中のフッ素樹脂とが結合して、接着層９と樹脂
層５とが接着し、接着層９を介して弾性層４と樹脂層５とが強力に密着、結合す
る。従って、定着ローラ８の耐久性が更に向上する。なお、弾性層４中には、ＰＦＡ粒子、ＰＴＦＥ粒子等のフッ素樹脂の代りに、
シリコーンゴム１００部に対して粒径が１〜５μｍの石英を１０〜５０部分散さ
せることでも、弾性層４と接着層９とを強固に結合することもできる。以上の実施例では、フッ素樹脂の樹脂層５は、いずれもフッ素樹脂を塗布し、
加熱焼成することにより形成したが、次に示すように、フッ素樹脂の熱収縮チュ
ーブを用いて形成してもよい。即ち、本実施例では、定着ローラを次のように製造する。液状の低温加硫型シ
リコーンゴムにＰＴＦＥ粒子の代りにＰＡＦ粒子を分散、混入した以外は、第２
図に示した実施例の定着ローラ１のときと同一条件で、芯金３上にシリコーンゴ
ムからなる弾性層Ａを形成した。次いで、弾性層４が形成された芯金３を、厚み
が２５μｍ、内径が３０．０ｍｍのＰＦＡ熱収縮チューブ内に封入して、温度４
２０℃で５分間急速加熱を行ない、ＰＦＡ熱収縮チューブを完全に溶融させて、弾性層４上に完全密着状態のＰＦＡからなる樹脂層を形成し、定着ローラを得た
。本実施例の定着ローラは、第２図に示した実施例の定着ローラ１のときと同様
に、定着性、搬送性およびオフセット性に優れ、耐久性もほぼ同様な寿命を有し
ていた。本実施例で用いたＰＦＡ熱収縮チューブは、連続押出し成型で安価に大量生産
することができ、これを利用することで、スプレー、ディッピング法で樹脂層を
形成する場合に比べ、定着ローラの製造コストをより安価にすることができる。以上の実施例では、本発明に従って製造した定着用回転体は定着ローラに適用
した場合を説明したが、本発明は、これに限られず、定着用回転体はローラ状だ
けでなく、ベルト状に形成することもできる。また弾性層はシリコーンゴムのみ
ではなく、耐熱性がより優れたフッ素ゴムを用いることができ、この場合にも材
料の利用効率が高く、使用量が少なくて済むので、比較的高価なフッ素ゴムを使
用しても、定着ローラのコストをそれほど高くせずに安価にすることができる。発明の効果以上説明したように、本発明では、基材上に弾性層、その上に樹脂層を備えた
定着用回転体の製造方法において、弾性層は液状ゴムを基材とのみ接するように
塗布後加硫し薄く形成するが、最初の加硫では架橋せず、その後の樹脂層の加熱
工程の熱により架橋するので、樹脂層の加熱工程の熱を弾性層の形成に利用する
ことができ、研削せずとも薄い弾性層を形成できると共に、搬送性、離型性、耐
久性などに優れた定着用回転体の製造を容易とし、生産性の向上を図ることがで
きる。従って、その定着用回転体からなる定着ローラおよびこれを利用した画像
定着装置のコストを安価にすることができる。また、その定着用回転体からなる定着ローラも、弾性体ローラの特性をそのま
ま有しているので、定着性、離型性、搬送性、耐久性に優れている。さらに、従
来、弾性層の形成に要していたシリコーンゴムのプレス加硫が不要であるために
、芯金のつぶれが心配ないことから芯金の厚みを薄くすることができ、このため
定着ローラの温度の立上りを早くすることができて、定着ローラを小型の複写機
、プリンター用に容易に使用することが可能になる。 FIELD OF THE DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Industry invention, the roller for an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer,
In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a fixing rotating body suitable for use as an image fixing roller. 2. Description of the Related Art In an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a transport roller used to transport a recording material such as a transfer sheet along a predetermined path is required to have transportability, release property and durability. You. The fixing roller used to convey the recording material to a predetermined path while applying heat to the unfixed toner image on the recording material to melt it and prevent the offset of the fused toner is subjected to more severe conditions. Transportability, release properties, abrasion resistance, fixability and durability are required. In order to satisfy the above requirements, conventionally, there has been proposed a fixing roller including an elastic rotating body having a structure in which an elastic layer is formed on a metal core and a resin layer is formed on the elastic layer. In such a fixing roller, the elastic layer is formed from silicone rubber, and the resin layer is formed using a fluororesin tube or a mixture of fluororesin and fluororubber. There is also known a method of forming a fluororesin resin layer by heating and firing. For example, JP-A-57-89785, JP-A-59-74578 and JP-A-61-177070 disclose that a fluororesin is coated on an elastic layer of silicone rubber formed on a cored bar, and then heated and calcined to obtain a fluororesin. A fixing roller composed of an elastic rotating body having a resin layer formed thereon is disclosed. Lastly, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-170770 describes a manufacturing process of a fixing roller in detail. According to the method, a core metal such as aluminum is subjected to sand blasting, a primer is applied thereon, and a silicone rubber sheet is wound thereon, and primary vulcanization is performed by press vulcanization at a temperature of 150 ° C. for 40 minutes. To form an elastic layer of silicone rubber, then uniformly grind the elastic layer to a thickness of 0.5 mm.
It is spray-coated to a thickness of μm and then heated and fired to form a fluororesin resin layer. Although the above-mentioned JP-A-57-89785 and JP-A-59-74578 do not describe the detailed manufacturing process of the fixing roller, the processes of JP-A-61-1 except for the firing process are not described.
No. 70770 is considered the same. As described above, in a fixing roller made of a conventional elastic rotating body, a silicone rubber sheet is wound on a cored bar, then placed in a mold, and subjected to primary vulcanization and secondary vulcanization. Since the elastic layer of silicone rubber is formed through a complicated process of grinding thereafter, it is not easy to form the elastic layer. For this reason, there has been a problem that the fixing roller and the image fixing device using the same become expensive. Further, as will be described in detail later, the present inventor has found that as a result of many research experiments, it is better that the thickness of the elastic layer of the fixing roller or the like is thinner from the viewpoint of the fixing property.
However, in the conventional method of forming the elastic layer using the mold as described above, if the position of the mold and the core metal is slightly displaced, the thickness of the elastic layer changes during one round of the roller, and particularly, When the layer is thin, the amount of change in the thickness of the entire elastic layer becomes large, which greatly affects the pressing force of the roller, and there is a problem that the unfixed toner image cannot be uniformly pressed. Also, the thickness of the rubber sheet needs to have a certain strength to prevent breakage during winding, and it cannot be made thin. Therefore, grinding must be performed after vulcanization to form a thin elastic layer. I had to. SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a fixing rotator that is suitable for use as a roller used in an image forming apparatus, particularly an image fixing roller, and that can be manufactured easily and at low cost. It is to provide a manufacturing method. Means for Solving the Problems The above objects are achieved by the present invention. In summary, the present invention relates to a method for manufacturing a fixing rotating body having an elastic layer on a base material and a resin layer thereon , wherein the elastic layer is cross-linked after applying a liquid rubber so as to contact only the base material. A method of manufacturing a fixing rotating body, characterized in that vulcanization is performed so as not to occur , followed by crosslinking by a heating step of a resin layer . According to the present invention, the elastic layer formed on the core metal, liquid rubber is applied on the core metal,
It is formed by heating, and through a cumbersome process of winding a silicone rubber sheet on a cored bar, placing it in a mold, performing primary vulcanization and secondary vulcanization, and then grinding, as in the past. Since the elastic layer is not formed, the formation of the elastic layer is simple. Therefore, the fixing rotating body can be easily manufactured, and thus the cost of the fixing roller including the fixing rotating body and the image fixing device using the fixing roller can be reduced. Examples Hereinafter, examples of the present invention will be described. FIG. 1 shows an embodiment of an image fixing apparatus using a fixing rotating body manufactured according to the present invention. The present fixing device includes a fixing roller 1 according to an embodiment, which includes a fixing rotating body manufactured according to the present invention. The present fixing device includes the fixing roller 1 and the pressure roller 2. The fixing roller 1 and the pressure roller 2 sandwich the transfer paper P carrying the unfixed toner image T, The fixing roller 1 is arranged to contact the transfer sheet P from the side of the unfixed toner image T, and the pressure roller 2 is arranged to contact the transfer sheet P by pressure from the opposite side. The fixing roller 1 has a heating source H inside as usual. The fixing device includes a temperature detection control unit G for detecting the surface temperature of the fixing roller 1 and controlling the surface temperature to an optimum temperature at which the toner can be melted, for example, 160 to 200 ° C .; An anti-offset liquid applying / cleaning means C for applying an anti-offset liquid such as oil and cleaning the surface is appropriately provided. As shown in FIG. 2, the fixing roller 1 includes a metal core 3 serving as a base made of a metal having good heat conductivity such as aluminum, and an elastic layer 4 made of silicone rubber formed on the metal core 3. , A fluororesin PTF directly formed on the elastic layer 4 without an intervening adhesive layer
And a resin layer 5 made of E. In this embodiment, the thickness t ₁ of the elastic layer 4 is 50 to 400 μm, and the thickness t ₂ of the resin layer 5 is 10 to 25 μm.
m, the film strength of the resin layer 5 is set to 50 kg / cm ² or more. On the other hand, the pressure roller 2 comprises a metal core 6 made of stainless steel, iron, or the like, and an elastic layer 7 made of silicone rubber formed on the metal core 6 in accordance with a known pressure roller. The thickness t ₄ of the elastic layer 7 is thicker than that of the fixing roller 1, for example, 4 to 10
mm. The rubber hardness of the elastic layer 7 is set to 20 to 40 degrees (JIS A). A specific example of the production of the fixing roller 1 will be described as follows. An aluminum core 3 finished to have a central portion with an outer diameter of 29.3 mm (thickness 3 mm, reverse crown amount 100 μm) is prepared, the surface of the core 3 is sandblasted, degreased, and dried. Next, after applying a primer on the core metal 3,
Liquid low-temperature vulcanized silicone rubber (viscosity at room temperature: 500 CP) in which 5 to 30 parts of PTFE particles (having a particle size of 1 μm or less, preferably 0.5 μm or less) are dispersed and mixed in a weight ratio with respect to 100 parts of silicone rubber. Is coated on the core metal 3 by coating means such as spraying, dipping, roll coater or the like so as to be in contact only with the core metal.
Apply evenly to a thickness of μm. Thereafter, the silicone rubber on the metal core 3 is heated at a temperature of 140 ° C. for 5 minutes to be solidified without being put in a mold, thereby forming an elastic layer 4 made of the silicone rubber. This is performed by utilizing the heating of the layer 5). Next, a PTFE dispersion is spray-coated on the elastic layer 4 to a thickness of 20 μm. Thereafter, the core 3 is masked with a heat insulating member, and the inside of the core is air-cooled. The PTFE layer is baked by rapid heating at a temperature of 450 ° C. for 5 minutes and then rapidly cooled, thereby forming a fluororesin resin layer 5 made of PTFE, and the fixing roller 1 is obtained. According to the fixing roller 1 manufactured as described above, the crystallinity is 95% or less, the tensile strength is 50 kg / cm ² or more, and the contact angle with water is 100 ° or more on the silicone rubber elastic layer 4. The PTFE resin layer 5 having the above resin characteristics is formed sufficiently thick in a strong adhesion state. It is important to manufacture the fixing rotator according to the present invention, when forming the fluororesin resin layer on the elastic layer by firing, to a temperature lower than the heat resistance temperature of the rubber material constituting the elastic layer. Is to maintain the elastic layer. For this reason, in the manufacture of the fixing roller 1, the elastic layer 4 is air-cooled from the core metal 3 side. Therefore, by utilizing the dielectric heating disclosed in the above-mentioned JP-A-61-170770, the elastic layer 4
Heating and baking the upper PTFE layer to form the PTFE resin layer 5 is also an effective method. As described above, in the present invention, the elastic layer 4 of the fixing roller 1 is formed by applying liquid silicone rubber onto the core metal 3 and heating the same. This eliminates the need for a cumbersome process of winding the sheet, placing it in a mold, performing primary vulcanization and secondary vulcanization, and then grinding. This is because the liquid rubber applied so as to be in contact only with the base material does not hinder the spreading of itself when spreading on the base material, but adheres to the base material only by its own viscosity because it is not hindered by anything other than the base material. This is because a thin liquid rubber layer is formed on the base material, and a thin elastic layer can be formed only by vulcanizing the liquid rubber, and the thin elastic layer can be easily formed without grinding. Therefore, the manufacturing of the fixing roller 1 is easy, the mass productivity is excellent, the cost of the fixing roller 1 can be reduced, and the cost of the image fixing device using the same can be reduced. In the present invention, the thickness t ₁ of the elastic layer 4 of the fixing roller ₁ is 50 to 50 as described above.
Preferably, the thickness is about 400 μm. The reason is described below. Good fixing properties, transport properties, offset properties, and the like, which are characteristics of the fixing roller, depend on the thickness of the elastic layer, and it is generally considered that the thicker the better, the better. For example, in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-89785, the thickness of the elastic layer is optimally in the range of 0.1 to 3.0 mm, and in this embodiment, 0.5 mm is adopted. Various values are described as the thickness of the elastic layer in other publications, but many values are 0.5 to 1.0 mm. According to the study by the present inventor, it was found that the thickness of the elastic layer should be relatively thin, more preferably 50 μm or more, in order to satisfy the characteristics as the fixing roller. Usually, a low melting point magnetic toner having a relatively sharp molecular weight distribution is used, and a soft rubber roller or a sponge roller having a hardness of 40 degrees (JIS A) or less, preferably 30 degrees or less (hardness of 50 degrees (ASKER C)) is used as a pressure roller. Below), the thickness of the elastic layer is 5
The optimum is about 0 to 400 μm. The reason why the thickness of the elastic layer should be relatively thin is
It is as follows. That is, due to the magnetic substance contained in the toner, the thermal conductivity of the toner is good, and the heat of the fixing roller is easily taken away. For this reason, if the elastic layer is thick and the thermal conductivity of the fixing roller is poor, the surface temperature of the fixing roller tends to decrease, and the recording material such as the transfer paper easily winds around the fixing roller in solid black. In addition, if the pressure roller has a low hardness, the pressure at the nip portion is small, and if the thickness of the elastic layer of the fixing roller is large, the pressure is dispersed and a sufficient pressure is not generated on the toner, and the toner image is not fixed. Worsens. Therefore, it is better that the thickness of the elastic layer is relatively thin, and it is optimally about 50 to 400 μm. For the above reasons, the thickness t ₁ of the elastic layer 4 of the fixing roller ₁ is 50 to 400.
It is preferred to be in the range of μm. In the present invention, in order to form the elastic layer 4 made of silicone rubber, the viscosity 200
A liquid silicone rubber having a thickness of less than 00 CP is applied on the core metal 3 to a thickness of 350 μm.
m or less. The viscosity of the liquid silicone rubber is an important factor for obtaining a uniform thickness of the applied silicone rubber layer. If the viscosity is too high, the thickness cannot be uniform, and if the viscosity is too low, the viscosity is sufficient. Thickness cannot be obtained. According to the study of the present inventors, the viscosity is 10 to 20000 CP, preferably 50 to 5 CP.
A range of 000 CP is appropriate. The viscosity of the liquid silicone rubber, together with the coating thickness, greatly affects the dimensional change of the elastic layer 4 after vulcanization. The lower the viscosity and the thinner the coating thickness, the smaller the dimensional change of the elastic layer 4. According to the study of the present inventors, the coating thickness of 350 μm
m or less, if the viscosity is 20,000 CP or less, the dimensional change after the primary vulcanization of the elastic layer 4 is:
The thickness falls within 10%, and sufficient dimensional accuracy for functioning as a fixing roller can be maintained. In the present invention, since the low-viscosity liquid silicone rubber is used and the coating thickness is reduced, a grinding step for finishing dimensions after vulcanizing the elastic layer 4 can be omitted. In the present invention, the primary vulcanization time of the elastic layer 4 can be relatively shortened, whereby the productivity of the fixing roller 1 can be further improved. The crosslinking reaction of the elastic layer 4 is simultaneously performed in the heating and firing steps after the application of PTFE. That is, resin
The heat in the layer heating step is also used to form the elastic layer. Thus, the resin layer
The heat in the heating step is not unwanted heat that degrades the elastic layer for the elastic layer.
Effectively used to form the elastic layer. In this embodiment, the adhesion between the silicone rubber elastic layer 4 and the PTFE resin layer 5 is determined by melting the PTFE particles mixed in the elastic layer 4 in advance and the PTFE layer of the resin layer 5 by firing the resin layer 5. Thus, by being fused with each other, it can be obtained in a state having a strong bonding force. In the present invention, since there is no step of grinding the elastic layer 4, the anchoring effect between the elastic layer 4 and the resin layer 5 hardly occurs. When the resin layer 5 is formed on the layer 4, it is essential to mix PTFE particles in the elastic layer 4. The fixing roller 1 provided in the fixing device of the present embodiment is as described above. The result of using the fixing device of this embodiment will be described. That is, the surface temperature of the fixing roller 1 is set to 18
While controlling the temperature at 0 ° C., the fixing roller 1 and the pressure roller 2 are used to transfer the A4 size transfer paper P.
And the unfixed toner image T carried on the transfer paper P was fixed, and its performance and durability were examined. The paper feeding speed of the transfer paper P was 100 mm / sec, and the number of papers fed was 15 sheets / min. As a result, in a test in an environment of a temperature of 15 ° C., good fixing property was exhibited, and the occurrence of offset was reduced to one fifth of that of a conventional excellent apparatus, and the replacement period of the cleaning member was shortened. It could be extended more than 5 times. Even in a test in an environment at a room temperature of 32.5 ° C. and a humidity of 85%, the transfer paper P on which the toner image T is fixed has no wrinkles at all and has very little curl.
Was also good for transporting and loading to a sorter or the like. Further, the fixed toner image T hardly collapsed, and a high quality image was obtained. The above results are maintained even when 200,000 sheets are passed between the fixing roller 1 and the pressure roller 2 and fixed. No abnormalities such as reduction and peeling between layers were observed. The fixing roller composed of the fixing rotating body manufactured according to the present invention may be configured as shown in FIG. FIG. 3 is a sectional view showing a layer structure of a fixing roller of another embodiment comprising a fixing rotating body manufactured according to the present invention. The fixing roller 8 of this embodiment is characterized in that a resin layer 5 made of PTFE made of PTFE is formed on an elastic layer 4 made of silicone rubber formed on a metal core 3 via an adhesive layer 9. The adhesive layer 9 is made of a heat-resistant resin such as polyamide, polyimide, epoxy, or the like.
It is formed by mixing a fluorinated resin such as FE and a silane coupling agent, dissolving in a solvent, and applying the solution on the elastic layer 4 by an application means such as a spray. The thickness t ₃ of the adhesive layer 9, 1 to 7 [mu] m are suitable. The configurations of the elastic layer 4 and the resin layer 5, the thicknesses t ₁ and t ₂ thereof, and the method of manufacturing the fixing roller 8 are the same as those of the fixing roller 1 of the first embodiment. In the fixing roller 8, the PTFE particles dispersed and mixed in the elastic layer 4 and the fluororesin in the adhesive layer 9 are bonded, and the elastic layer 4 and the adhesive layer 9 are bonded. The fluororesin in 9 and the fluororesin in the resin layer 5 are bonded to each other, so that the adhesive layer 9 and the resin layer 5 adhere to each other, and the elastic layer 4 and the resin layer 5 strongly adhere to each other via the adhesive layer 9, Join. Therefore, the durability of the fixing roller 8 is further improved. In the elastic layer 4, instead of a fluororesin such as PFA particles and PTFE particles,
By dispersing 10 to 50 parts of quartz having a particle size of 1 to 5 μm with respect to 100 parts of the silicone rubber, the elastic layer 4 and the adhesive layer 9 can be firmly bonded. In the above embodiments, the fluororesin resin layer 5 is coated with fluororesin,
Although formed by heating and baking, it may be formed using a heat-shrinkable tube made of fluororesin as shown below. That is, in this embodiment, the fixing roller is manufactured as follows. Except that PAF particles were dispersed and mixed in place of PTFE particles in liquid low-temperature vulcanized silicone rubber,
An elastic layer A made of silicone rubber was formed on the cored bar 3 under the same conditions as those of the fixing roller 1 of the embodiment shown in the figure. Next, the core metal 3 on which the elastic layer 4 is formed is sealed in a PFA heat-shrinkable tube having a thickness of 25 μm and an inner diameter of 30.0 mm.
The PFA heat-shrinkable tube was completely melted by performing rapid heating at 20 ° C. for 5 minutes to form a resin layer of PFA in a completely adhered state on the elastic layer 4 to obtain a fixing roller. The fixing roller of the present embodiment was excellent in fixing property, transporting property and offset property, and had almost the same life as the fixing roller 1 of the embodiment shown in FIG. The PFA heat-shrinkable tube used in this example can be mass-produced at low cost by continuous extrusion molding, and by using this, the production of the fixing roller can be reduced as compared with the case where the resin layer is formed by spraying or dipping. Costs can be reduced. In the above embodiments, the case where the fixing rotator manufactured according to the present invention is applied to the fixing roller has been described.However, the present invention is not limited to this. It can also be formed. The elastic layer can be made of not only silicone rubber but also fluorine rubber having better heat resistance. Also in this case, the use efficiency of the material is high and the amount of the material used is small. Even if used, the cost of the fixing roller can be reduced without increasing the cost. Effect of the Invention As described above, in the present invention, an elastic layer is provided on a substrate, and a resin layer is provided thereon.
In the manufacturing method of the fixing rotator, the elastic layer is formed by contacting the liquid rubber only with the base material.
Vulcanized after application to form a thin layer, but not vulcanized in the first vulcanization and subsequent heating of the resin layer
Since heat is crosslinked by the heat of the process, the heat of the heating process of the resin layer is used for forming the elastic layer.
And a thin elastic layer can be formed without grinding.
It is easy to manufacture the fixing rotating body with excellent durability and to improve the productivity.
Wear. Accordingly, it is possible to reduce the cost of the fixing roller composed of the fixing rotating body and the cost of the image fixing device using the fixing roller. Further, the fixing roller composed of the fixing rotating body also has the characteristics of the elastic roller as it is, and thus is excellent in fixing property, releasing property, transporting property and durability. Furthermore, since press vulcanization of silicone rubber, which was conventionally required for forming the elastic layer, is not required, there is no need to worry about crushing of the metal core, so that the thickness of the metal core can be reduced. The temperature rise of the fixing roller can be accelerated, and the fixing roller can be easily used for a small-sized copying machine or printer.

【図面の簡単な説明】第１図は、本発明に従って製造した定着用回転体を使用した画像定着装置の一
実施例を示す概略構成図である。第２図は、本発明に従って製造した定着用回転体からなる一実施例の定着ロー
ラの層構成を示す断面図である。第３図は、本発明に従って製造した定着用回転体からなる他の実施例の定着ロ
ーラの層構成を示す断面図である。１、８：定着ローラ２：加圧ローラ３：芯金４：弾性層５：樹脂層９：接着層BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an image fixing device using a fixing rotating body manufactured according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a layer structure of a fixing roller according to an embodiment comprising a fixing rotating body manufactured according to the present invention. FIG. 3 is a sectional view showing a layer structure of a fixing roller of another embodiment comprising a fixing rotating body manufactured according to the present invention. 1, 8: fixing roller 2: pressure roller 3: core metal 4: elastic layer 5: resin layer 9: adhesive layer

Claims

Claims: 1) In a method of manufacturing a fixing rotating body having an elastic layer on a base material and a resin layer thereon , the elastic layer is cross-linked after applying a liquid rubber so as to contact only the base material. A method for producing a fixing rotating body, comprising vulcanizing so as not to cause vulcanization and then crosslinking the resin layer by a heating step of the resin layer .