JP3194628B2 - チューブ被覆ローラ及びその製造方法 - Google Patents

チューブ被覆ローラ及びその製造方法

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修二 今
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタや電子
複写機等のトナー定着部に用いられるローラのチューブ
被覆ローラ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から電子複写機やレーザプリンタ等
の現像は、感光ドラム外周面を一様に帯電させ、複写さ
れる画像が形成された原紙を介在させて光を照射するこ
とにより、原紙の画像が形成されない部分を透過した光
が照射される部分の帯電を解除し、原紙の画像が形成さ
れた部分の帯電はそのままの状態にさせて感光ドラム外
周面上に静電潜像を形成させる。その後、静電潜像と逆
の極性に帯電されたトナーをその外周に一様に付着され
た現像ローラを感光ドラムの表面に摺動させ、トナーを
現像ローラ外周から感光ドラムの静電潜像上に移動さ
せ、これを複写用紙に転写して現像を行っている。
【0003】このような電子複写機は、図4に示すよう
に、感光ドラム1の周辺にその回転方向に沿って、除電
部2、帯電部3、露光部4、現像部5、転写部6、定着
部7及びクリーニング部8が順次設けられる。複写を行
なう際は、除電部2で帯電が除去された感光ドラム1
を、帯電部3により一様に帯電させ、露光部4により原
稿を介在させて露光することにより、感光ドラム1の原
稿9からの反射光が当った部分の帯電は除去され、感光
ドラム1上に静電潜像を形成する。その後、現像部5に
より静電潜像上にトナーTを付着させ、更に転写部6に
より搬入されたコピー用紙10に転写し、定着部7でコ
ピー用紙に転写されたトナーを定着させている。トナー
を転写した感光ドラム1はその後、クリーニング部8で
残存するトナーを取除かれ、次の複写が行われるように
なっている。
【0004】このような電子複写機やレーザプリンタの
トナー定着部7は、内部にヒータ11を備えた加熱ロー
ラ12と加圧ローラ13から構成され、加熱ローラ12
によりコピー用紙10上のトナーTを加熱すると共に、
加圧ローラ13によりその間を通過するコピー用紙10
に圧着して定着させてプリントしている。このような定
着部7のローラは通紙の安定性を図り、鮮明な画像を得
るため適度な弾性と、トナーとの離型性のよいものが要
求される。加えて定着部ローラを搭載する電子複写機や
レーザプリンタの高速化、小型化の要求に伴い、小型
化、高速化が問題となっている。そのため、芯金上の弾
性体を設けただけの単層のローラでは、ニップ幅が確保
できる低硬度で、表面平滑で通紙性がよく、しかも摩耗
しにくい耐久性の優れたローラは得られなかった。その
ため芯金上に適度な弾性を有する弾性体を設け、その上
層に離型性のよい最外層が積層された多層構造のローラ
が用いられている。
【0005】このような多層構造のローラはかなりの高
温に加熱されるため、耐熱性であり、しかも熱伝導性が
よくなければならず、弾性体としてシリコーンゴムやフ
ッ素ゴムが使用され、最外層としてパーフロロアルコキ
シ樹脂(PFA樹脂)やポリテトラフロロエチレン樹脂
(PTFE樹脂)等のフッ素樹脂が採用されている。多
層構造のローラを製造するには、最外層と成るフッ素樹
脂を予めチューブに成形し、このチューブに所望のニッ
プ幅が得られるシリコーンゴム等の弾性体を芯金上に形
成した弾性ローラを挿入するか、あるいは金型内壁に配
置したチューブ内に液状ゴムを注入するという方法で2
層に形成して、チューブ被覆ローラを製造していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような定着部ロー
ラにおいては、帯電防止のため弾性体層を半導電性に形
成し、トナーとの離型性をよくしていた。
【0007】しかしながら、加熱ローラ12と加圧ロー
ラ13の間隔は1mm以内であり、加熱ローラ12と加
圧ローラ13間にコピー用紙10を通紙し加熱圧着を反
復すると、図5に示すように加圧ローラ13は逆クラウ
ン型になってしまう。そのため、加圧ローラ13の弾性
体層14の端面15が加熱ローラ12のフッ素樹脂から
成る最外層16に接触し放電してしまう。特に、これら
が搭載される電子複写機やレーザプリンタが小型であ
り、通紙されるコピー用紙10が転写部6と定着部7に
同時に接触する設計になっている場合、放電が生じやす
かった。そのため、トナーTが移動して画像の乱れが生
じてしまった。
【0008】本発明は上記の欠点を解消するためになさ
れたものであって、小型の電子複写機やレーザプリンタ
であっても、画像の乱れが生じず鮮明な画像が得られる
チューブ被覆ローラとその製造方法を提供することを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のチューブ被覆ローラは、芯金上に半導電性
の弾性体層及び予め成形されたチューブからなるフッ素
樹脂層順次積層され前記チューブの軸方向の端部外
周が使用時に加熱ローラの最外層に接触するチューブ被
覆ローラにおいて、前記チューブは前記弾性体層の端面
まで延伸されて設けられたものである。
【0010】また、本発明のチューブ被覆ローラの製造
方法は、円筒金型の内壁にフッ素樹脂製チューブを添装
し、円筒金型の上下にそれぞれ上部金型及び下部金型を
嵌合してチューブの端部を円筒金型と挟持し且つ円筒金
型内に挿入される芯金とを同軸状に固定した後、下部金
型に設けられた液状ゴム注入口から芯金とチューブ間に
液状ゴムを注入し、液状ゴムを加熱してチューブと一体
化してチューブ被覆ローラを製造する際、円筒金型に円
周に亘り液状ゴムの端面に当接する突状部を設け、チュ
ーブを液状ゴムの径方向の端面まで接着させて設けるも
のである。
【0011】
【作用】芯金上に半導電性の弾性体層及びフッ素樹脂製
のチューブを一体化したチューブ被覆ローラのフッ素樹
脂製のチューブを弾性体層の端面まで延設させる。
【0012】このようなチューブ被覆ローラを製造する
には、円筒金型の内壁にフッ素樹脂製のチューブを添装
させ、円筒金型の上下にフッ素樹脂チューブを挟持する
と共に、芯金を同軸状に固定させる上部及び下部金型を
嵌合させる。そして、フッ素樹脂チューブと芯金間に液
状ゴムを注入し、金型毎加熱して弾性体層を形成する。
この時、円筒金型の弾性体層の端面の部分に、円周に亘
る突状部を設けておくことにより、フッ素樹脂チューブ
は弾性体層の端面まで延伸されて接着される。このた
め、ローラの使用に伴い、逆クラウン型になった場合で
も、半導電性の弾性体層が対峙するローラの表面に接し
て放電が生じることがない。従って、画像の乱れが生じ
ることがなく、鮮明な複写がなされる。更に、このフッ
素樹脂チューブは継ぎ目のない一体のものなので、ロー
ラ端部においても剥離しにくい。
【0013】
【実施例】本発明のチューブ被覆ローラ及びその製造方
法を電子複写機の定着部ローラの加圧ローラに適用した
一実施例を図面を参照して説明する。
【0014】図1に示すように、チューブ被覆ローラで
ある加圧ローラRは芯金20上に弾性体層30及び最外
層としてチューブから成るフッ素樹脂層40が接着され
て一体化されたものである。
【0015】芯金20は弾性体層30との接着のよい材
質、例えば、鉄、アルミニウム等で形成される。
【0016】芯金20上に形成される弾性体層30は熱
による劣化が少ないものが好ましく、通紙性を満足する
よう適宜な弾性を備えたものであり、シリコーンゴム、
フッ素ゴム等が用いられる。特に熱による劣化が少ない
ものとして、シリコーンゴムが用いられる。弾性体層3
0はチューブ被覆ローラを形成する際、注入して硬化で
きる付加反応型シリコーンゴム(LTV)、縮合反応型
シリコーンゴム(RTV)等の液状ゴムが用いられる。
弾性体層30はトナーの離型性がよいように、所望の半
導電性がえられるように、カーボンブラック等が適宜添
加されて成る。また、弾性体層30には他の充填剤を添
加させてもよい。
【0017】更に、最外層と成るフッ素樹脂層40は熱
による劣化が少なく、トナーとの離型性に優れ、摩擦係
数の小さいものであり、ポリフルオロアルコキシ樹脂
(PFA樹脂)やポリテトラフロロエチレン樹脂(PT
FE)樹脂等を予めチューブに作成したものから成る。
【0018】フッ素樹脂層40は、弾性体層30の端面
30aまで延長されて設けられ、例え加圧ローラRが使
用により逆クラウン型になっても、弾性体層30の端面
30aが対峙して設けられる加熱ローラに接することが
ない。
【0019】このような構成の弾性ローラを作成する
、図2に示すローラの製造装置を用いる。製造装置
内壁面にフッ素樹脂チューブ40が添装される円筒金型
22を備える。フッ素樹脂チューブ40は円筒金型22
の内径の95〜98%の径を有し、その両端部を円筒金
型22の外壁面に折返されて設置される。図示はしない
が折返された端部を固定する固定具を備えるようにして
もよい。円筒金型22の中心に同軸状に設置される芯金
20の上下端部にはそれぞれ円錐形のキャップ23が設
けられる。更に、キャップ23が嵌められた芯金20を
嵌合する嵌合部26をそれぞれ備え、嵌合部26にキャ
ップ23を嵌合することにより芯金20を円筒金型22
と同軸状に挟持する下金型24及び上金型25が設けら
れる。下金型24には射出装置(図示せず)に連結され
た液状ゴム27の射出口28と嵌合するゴム注入口29
が設けられる。また、上金型25には圧力調整弁31
設けられ、液状ゴム27注入時、あるいは加硫時に一定
圧以上の圧力が負荷されると弁が開き、内部の圧力が調
整されるようになっている。圧力調整弁31には液状ゴ
ム注入時の空気の逃道(図示せず)を形成してもよい。
上金型25及び下金型24は突起32を有し、突起32
に掛止されるスプリング33で互に固定される。
【0020】このようなローラの製造装置の円筒金型2
2には、液状ゴム27の注入部の端部に円筒金型22に
内周に亘り突状部34を設ける。そのため、内壁に添装
されるフッ素樹脂チューブ40は液状ゴム27の端面
で被覆するようにセットされる。
【0021】このような製造装置を用いて加圧ローラR
を製造するには、円筒金型22の内壁にフッ素樹脂チュ
ーブ40を添装する。更に、ブラスト処理し、脱脂した
後、弾性体層30と接着性のよい接着剤が塗布され、キ
ャップ23が嵌められた芯金20を円筒金型22に挿入
する。キャップ23を嵌合部26に嵌合させて上金型2
5及び下金型24を円筒金型22に嵌合し、芯金20を
同軸状に固定すると共に、フッ素樹脂チューブ40を円
筒金型22とで挟持し固定させる。この時、フッ素樹脂
チューブ40は突状部34により液状ゴムの端面30a
に接するように曲げられる。上金型25及び下金型24
の突起32にスプリング33を掛止させ互いに固定させ
る。その後、下金型24のゴム注入口29に液状ゴム2
7の射出口28を嵌合し、導電性物質が適宜添加された
半伝導性の液状ゴムを注入する。この時、上金型25の
圧力調整弁31により液状ゴムに負荷される圧力を調整
しながら注入し、圧力調整弁31が開いたところで注入
を中止する。そして、金型ごと所望の温度の恒温槽に所
望時間放置して、液状ゴムを硬化する。脱型し、弾性体
層30の端面までフッ素樹脂チューブ40が被覆された
加圧ローラRが得られる。
【0022】得られた加圧ローラRは使用により逆クラ
ウン型になっても、弾性体層30が対峙する加熱ローラ
に接触することなく、放電によりトナーが移動して画像
が乱れるこくなく、小型の複写機でも鮮明な画像が得ら
れる。
【0023】上記の実施例では突状部34は円筒金型2
2の内壁に一体に設けたが、円筒金型22を、図3に示
すように、円筒部22aと、円筒部22aの両端に嵌合
する端部22bに分割して設け、端部22bに突状部3
4を設けてもよい。
【0024】この場合は、芯金20とフッ素樹脂チュー
ブ40間に液状ゴムを注入してチューブ被覆ローラを成
形してもよいし、円筒金型22の円筒部22aに端部2
2bの一方のみを嵌合させ、芯金上に、予めシート状に
形成した未加硫の弾性体層を巻きつけたものを挿入した
後、他方の端部22bを嵌合させ、加熱、硬化してもよ
い。
【0025】上記の説明は、本発明の一実施例の説明で
あって、本発明は加圧ローラに限らず、耐熱性及び弾性
の要求され、内部に半導電性層を有するローラに適用で
きる。
【0026】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のチューブ被覆ローラによれば、使用によりローラが
逆クラウン型になっても、対峙するローラに弾性体層が
接触しない。従って、放電によりトナーが移動されるこ
とがなく、小型の複写機でも鮮明な画像が得られる。そ
のため、ローラの耐久性が著しく向上される。また、本
発明の、チューブ被覆ローラの製造方法によれば、円筒
金型に内周に亘って突状部を設けることでチューブ被覆
ローラを簡単に製造することができ、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のチューブ被覆ローラの一実施例の断面
図。
【図2】本発明のチューブ被覆ローラの製造方法を適用
した製造装置を示す断面図。
【図3】本発明のチューブ被覆ローラの製造方法を適用
した他の製造装置の要部を示す断面図。
【図4】電子複写機の現像装置を示す構成図。
【図5】従来のチューブ被覆ローラの断面図
【符号の説明】
1‥‥‥加圧ローラ(チューブ被覆ローラ) 20‥‥‥芯金 30‥‥‥弾性体層 30a‥‥‥端面 40‥‥‥フッ素樹脂 22‥‥‥円筒金型 24‥‥‥下金型 25‥‥‥上金型 27‥‥‥液状ゴム 29‥‥‥液状ゴム注入口 34‥‥‥突状部 R‥‥‥加圧ローラ(チューブ被覆ローラ)
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B29L 31:32 B29L 31:32 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29D 31/00 B29C 69/00 F16C 13/00 G03G 15/20 103

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】芯金上に半導電性の弾性体層及び予め成形
    されたチューブからなるフッ素樹脂層順次積層され
    前記チューブの軸方向の端部外周が使用時に加熱ローラ
    の最外層に接触するチューブ被覆ローラにおいて、前記
    チューブは前記弾性体層の端面まで延伸されて設けられ
    ることを特徴とするチューブ被覆ローラ。
  2. 【請求項2】円筒金型の内壁にフッ素樹脂製チューブを
    添装し、前記円筒金型の上下にそれぞれ上部金型及び下
    部金型を嵌合して前記チューブの端部を前記円筒金型と
    挟持し且つ前記円筒金型内に挿入される芯金とを同軸状
    に固定した後、前記下部金型に設けられた液状ゴム注入
    口から前記芯金と前記チューブ間に液状ゴムを注入し、
    前記液状ゴムを加熱して前記チューブと一体化してチュ
    ーブ被覆ローラを製造する際、前記円筒金型に円周に亘
    り前記液状ゴムの端面に当接する突状部を設け、前記チ
    ューブを前記液状ゴムの端面まで接着させて設けること
    を特徴とするチューブ被覆ローラの製造方法。
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