JPH03204672A - 離型性に優れた定着用弾性ロール - Google Patents
離型性に優れた定着用弾性ロールInfo
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
- G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
- G03G15/2053—Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
- G03G15/2057—Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating relating to the chemical composition of the heat element and layers thereof
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電子写真複写機の定着用ロール、印刷機用ロ
ール或いは印字プリンターのプラテンロール等に良好に
使用し得る高離型性を有する弾性ロールに関する。
ール或いは印字プリンターのプラテンロール等に良好に
使用し得る高離型性を有する弾性ロールに関する。
従来、印刷機用ロール、プラテンロール等にはウレタン
ゴム、EPゴム、シリコンゴム等が使用されており、ま
た、電子写真複写機の定着用ロールとしては、シリコン
ゴムロール或いはフッ素ゴムロール等が知られている。
ゴム、EPゴム、シリコンゴム等が使用されており、ま
た、電子写真複写機の定着用ロールとしては、シリコン
ゴムロール或いはフッ素ゴムロール等が知られている。
しかしながら、これ等は離型性トナーを使用した場合に
おいても、離型性が充分でないため、フッ素樹脂を被覆
した非弾性ロール、或いは弾性ロール表面にフッ素樹脂
収縮チューブ等を被覆したもの等が提案されている。さ
らに、弾性ロール表面にフッ素ゴムとフッ素樹脂粉末の
混合物を塗布、焼き付けし、表面にフッ素樹脂粉末層を
形成したもの等も提案されている。
おいても、離型性が充分でないため、フッ素樹脂を被覆
した非弾性ロール、或いは弾性ロール表面にフッ素樹脂
収縮チューブ等を被覆したもの等が提案されている。さ
らに、弾性ロール表面にフッ素ゴムとフッ素樹脂粉末の
混合物を塗布、焼き付けし、表面にフッ素樹脂粉末層を
形成したもの等も提案されている。
また、電子写真複写機における定着操作に際して、定着
ロールの離型性を改善するために離型油、一般にはシリ
コン油を塗布することが行われているが、その場合、シ
リコン油が内部に浸透して定着ロールが膨潤するのを防
止するために、弾性ロール表面にフッ素樹脂収縮チュー
ブ等を被覆したもの、或いは特開平1−2[15111
8号公報等に記載のように、芯金上にシリコーンゴム層
、フッ素ゴム層或いはフルオロシリコンゴム層、シリコ
ーンゴム層を順次設けた定着ロールが提案されている。
ロールの離型性を改善するために離型油、一般にはシリ
コン油を塗布することが行われているが、その場合、シ
リコン油が内部に浸透して定着ロールが膨潤するのを防
止するために、弾性ロール表面にフッ素樹脂収縮チュー
ブ等を被覆したもの、或いは特開平1−2[15111
8号公報等に記載のように、芯金上にシリコーンゴム層
、フッ素ゴム層或いはフルオロシリコンゴム層、シリコ
ーンゴム層を順次設けた定着ロールが提案されている。
一方、特開昭82−285839号公報には、本発明者
等によって、耐熱性エラストマー材を、フィブリル化さ
れたポリテトラフルオロエチレン、特に延伸多孔質ポリ
テトラフルオロエチレンに含浸、接合させた被覆層を芯
金上に形成した弾性ロールが提案されている。
等によって、耐熱性エラストマー材を、フィブリル化さ
れたポリテトラフルオロエチレン、特に延伸多孔質ポリ
テトラフルオロエチレンに含浸、接合させた被覆層を芯
金上に形成した弾性ロールが提案されている。
ところで、ウレタンゴム、EPゴム、シリコンゴム等を
使用した印刷機用ロール、プラテンロール等に於いては
、ロールの弾性は良好であるが、離型性の面では必ずし
も良好なものとは言い難く、そのため、紙粉の付着、ロ
ールへの巻きつき等のトラブルが発生するという問題が
あった。
使用した印刷機用ロール、プラテンロール等に於いては
、ロールの弾性は良好であるが、離型性の面では必ずし
も良好なものとは言い難く、そのため、紙粉の付着、ロ
ールへの巻きつき等のトラブルが発生するという問題が
あった。
また、特に電子写真複写機の定着ロールにおいて、フッ
素樹脂を被覆した非弾性ロールは弾性がないという欠点
を有し、また弾性ロール表面にフッ素樹脂収縮チューブ
等を被覆したもの等は、フッ素樹脂が硬く、伸びが小さ
いため、表面弾性という面では必ずしも満足のいくもの
ではなかった。
素樹脂を被覆した非弾性ロールは弾性がないという欠点
を有し、また弾性ロール表面にフッ素樹脂収縮チューブ
等を被覆したもの等は、フッ素樹脂が硬く、伸びが小さ
いため、表面弾性という面では必ずしも満足のいくもの
ではなかった。
さらに、弾性ロール表面にフッ素樹脂粉末層を形成した
ものは、初期においては弾性、離型性とも良好であるが
、表面のフッ素材粉末が剥離、離脱し易いため、その離
型性の寿命は短いものであった。
ものは、初期においては弾性、離型性とも良好であるが
、表面のフッ素材粉末が剥離、離脱し易いため、その離
型性の寿命は短いものであった。
また、特開平1−205188号公報等に記載のように
、フッ素ゴム層或いはフルオロシリコンゴム層の上にシ
リコンゴム層を形成したものは、表面のシリコンゴム層
の強度が充分でなく、強度を向上させるために充填剤の
量を増加させると離型性が低下し、また、シリコンゴム
層とフッ素ゴム層或いはフルオロシリコンゴム層との接
着強度が充分でないために、シリコン油を反復塗布して
定着操作を繰り返すことにより、表面のシリコーンゴム
層にクラックが発生し、最悪の場合には、剥離が生じる
という問題を有している。
、フッ素ゴム層或いはフルオロシリコンゴム層の上にシ
リコンゴム層を形成したものは、表面のシリコンゴム層
の強度が充分でなく、強度を向上させるために充填剤の
量を増加させると離型性が低下し、また、シリコンゴム
層とフッ素ゴム層或いはフルオロシリコンゴム層との接
着強度が充分でないために、シリコン油を反復塗布して
定着操作を繰り返すことにより、表面のシリコーンゴム
層にクラックが発生し、最悪の場合には、剥離が生じる
という問題を有している。
一方、特開昭82−285839号公報に開示されてい
る弾性ロールは、離型性において非常に優れており、ま
た、シリコン油とのなじみ性や耐膨潤性は良好であるが
、弾性特性が劣り、特に弾性回復力において劣っていた
。また、熱伝導性が悪く、特に連続コピー時にロールの
表面温度が低下してしまうという問題も有していた。
る弾性ロールは、離型性において非常に優れており、ま
た、シリコン油とのなじみ性や耐膨潤性は良好であるが
、弾性特性が劣り、特に弾性回復力において劣っていた
。また、熱伝導性が悪く、特に連続コピー時にロールの
表面温度が低下してしまうという問題も有していた。
本発明は、従来の上記のような問題点に鑑みてなされた
ものである。
ものである。
したがって、本発明の目的は、好ましい弾性と優れた離
型性を有する弾性ロールを提供することにある。
型性を有する弾性ロールを提供することにある。
本発明の他の目的は、シリコン油等による膨潤が乏しく
、離型性、用紙剥離性、定着性、発色性が良好であって
、耐久性に優れた定着用弾性ロールを提供することにあ
る。
、離型性、用紙剥離性、定着性、発色性が良好であって
、耐久性に優れた定着用弾性ロールを提供することにあ
る。
本発明者等は、上記したフィブリル化されたポリテトラ
フルオロエチレン、特に延伸多孔質ポリテトラフルオロ
エチレンに、離型性エラストマーを含浸、結合させた複
合材料の持つ優れた特性、すなわち、柔軟でありながら
充分な機械的強度を有し、また、親油性でありながら耐
油性に優れているという特性に着目し、弾性及び熱伝導
性に関する不利を克服すべく検討を重ねた結果、本発明
を完成するに至った。
フルオロエチレン、特に延伸多孔質ポリテトラフルオロ
エチレンに、離型性エラストマーを含浸、結合させた複
合材料の持つ優れた特性、すなわち、柔軟でありながら
充分な機械的強度を有し、また、親油性でありながら耐
油性に優れているという特性に着目し、弾性及び熱伝導
性に関する不利を克服すべく検討を重ねた結果、本発明
を完成するに至った。
本発明の第1のものは、2層構造の層構成を有する弾性
ロールであって、芯金上に形成された厚さ200−以上
の弾性体層と、該弾性体表面に形成されたフィブリル化
されたポリテトラフルオロエチレンと離型性を有するエ
ラストマーとの複合物からなる厚さ3〜200aの離型
性被覆層とからなることを特徴とする。
ロールであって、芯金上に形成された厚さ200−以上
の弾性体層と、該弾性体表面に形成されたフィブリル化
されたポリテトラフルオロエチレンと離型性を有するエ
ラストマーとの複合物からなる厚さ3〜200aの離型
性被覆層とからなることを特徴とする。
本発明の第2のものは、3層構造の層構成を有する定着
用弾性ロールであって、芯金上に形成された耐熱性エラ
ストマーよりなる厚さ200 at以上の熱伝導性の弾
性体層と、該弾性体層の上に形成された厚さ3〜200
虜の耐油性を有するエラストマーよりなる耐油層と、該
耐油層の上に形成されたフィブリル化されたポリテトラ
フルオロエチレンと離型性を有するエラストマーとの複
合物からなる厚さ3〜200Imの離型性被覆層とから
なることを特徴とする。
用弾性ロールであって、芯金上に形成された耐熱性エラ
ストマーよりなる厚さ200 at以上の熱伝導性の弾
性体層と、該弾性体層の上に形成された厚さ3〜200
虜の耐油性を有するエラストマーよりなる耐油層と、該
耐油層の上に形成されたフィブリル化されたポリテトラ
フルオロエチレンと離型性を有するエラストマーとの複
合物からなる厚さ3〜200Imの離型性被覆層とから
なることを特徴とする。
まず、本発明の弾性ロールが2層構造の層構成を有する
場合について説明する。
場合について説明する。
芯金上に形成する弾性体層は、通常使用される弾性材料
であれば、用途に応じて自由に選択して使用することが
できる。例えば、通常のゴム材であるジエンゴム、スチ
レン−ブタジェンゴム、エチレン−プロピレンゴム、ウ
レタンゴム等が使用でき、さらに、シリコンゴム、フッ
素ゴム、フルオロシリコンゴムなどの耐熱性を有するエ
ラストマー等も使用できる。
であれば、用途に応じて自由に選択して使用することが
できる。例えば、通常のゴム材であるジエンゴム、スチ
レン−ブタジェンゴム、エチレン−プロピレンゴム、ウ
レタンゴム等が使用でき、さらに、シリコンゴム、フッ
素ゴム、フルオロシリコンゴムなどの耐熱性を有するエ
ラストマー等も使用できる。
弾性ロールを、その表面にシリコン油を塗布しながら電
子写真複写機の定着ロールとして使用する場合、表面の
離型性被覆層は、シリコン油による膨潤等の影響をほと
んど受けないにもかかわらず、シリコン油は、この離型
性被覆層を透過して、芯金上に形成された弾性体層に達
する。したがって、本発明の弾性ロールが、その様な用
途に使用するものである場合、すなわち表面にシリコン
油を塗布しながら使用する電子写真複写機の定着ロール
である場合においては、弾性体層は、熱伝導性であって
、耐熱性でかつ耐油性のエラストマーより構成される必
要がある。耐熱性でかつ耐油性のエラストマーとしては
、耐油性シリコンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコン
ゴム等があげられる。
子写真複写機の定着ロールとして使用する場合、表面の
離型性被覆層は、シリコン油による膨潤等の影響をほと
んど受けないにもかかわらず、シリコン油は、この離型
性被覆層を透過して、芯金上に形成された弾性体層に達
する。したがって、本発明の弾性ロールが、その様な用
途に使用するものである場合、すなわち表面にシリコン
油を塗布しながら使用する電子写真複写機の定着ロール
である場合においては、弾性体層は、熱伝導性であって
、耐熱性でかつ耐油性のエラストマーより構成される必
要がある。耐熱性でかつ耐油性のエラストマーとしては
、耐油性シリコンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコン
ゴム等があげられる。
本発明において、弾性体層は、厚さが200 tan以
上であることが必要であり、それにより上記弾性材料の
弾性を有効に発揮させることができる。
上であることが必要であり、それにより上記弾性材料の
弾性を有効に発揮させることができる。
上記弾性体層の上に形成される離型性被覆層は、フィブ
リル化されたポリテトラフルオロエチレンと離型性を有
するエラストマーとの複合物からなる。本発明において
使用する「フィブリル化されたポリテトラフルオロエチ
レン」とは、押出し、圧延、混線、延伸等の操作により
、ポリテトラフルオロエチレンに剪断力が作用すること
によりポリテトラフルオロエチレンが繊維化されたもの
である。
リル化されたポリテトラフルオロエチレンと離型性を有
するエラストマーとの複合物からなる。本発明において
使用する「フィブリル化されたポリテトラフルオロエチ
レン」とは、押出し、圧延、混線、延伸等の操作により
、ポリテトラフルオロエチレンに剪断力が作用すること
によりポリテトラフルオロエチレンが繊維化されたもの
である。
本発明において、フィブリル化されたポリテトラフルオ
ロエチレンと複合させる離型性を有するエラストマーと
しては、室温硬化型(RTV)や低温硬化型(LTV)
のものが使用可能であり、具体的には、RTV及びLT
Vシリコンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコンゴム等
があげられる。
ロエチレンと複合させる離型性を有するエラストマーと
しては、室温硬化型(RTV)や低温硬化型(LTV)
のものが使用可能であり、具体的には、RTV及びLT
Vシリコンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコンゴム等
があげられる。
また、これ等離型性を有するエラストマーには、離型性
を一層向上させるために、離型油、例えばシリコン油等
を混入させてもよく、更にまた、熱伝導性その他の性質
を付与させるためにカーボンブラック、黒鉛、窒化硼素
、アルミナ、シリカ等の粉末を含有させることも可能で
ある。
を一層向上させるために、離型油、例えばシリコン油等
を混入させてもよく、更にまた、熱伝導性その他の性質
を付与させるためにカーボンブラック、黒鉛、窒化硼素
、アルミナ、シリカ等の粉末を含有させることも可能で
ある。
本発明において離型性被覆層の厚さは、3〜200pの
範囲に設定される。厚さが3虜よりも薄くなると、耐久
性の点て不十分になる。
範囲に設定される。厚さが3虜よりも薄くなると、耐久
性の点て不十分になる。
本発明における離型性被覆層は、弾性ロール表面に、例
えば、次のようにして形成することができる。すなわち
、上記の離型性を有するエラストマーとポリテトラフル
オロエチレンとを所望の割合で混合した後、通常の成形
方法、例えば、混線した後、ロール圧延することにより
シート状に成形したり、或いは、シート状に押出し成形
し、そして形成された複合物のシート状物を、プライマ
ー処理などの適当な接着性改善処理が施された弾性体層
の表面に巻き付け、エラストマーを硬化させた後、表面
を研磨仕上げする。
えば、次のようにして形成することができる。すなわち
、上記の離型性を有するエラストマーとポリテトラフル
オロエチレンとを所望の割合で混合した後、通常の成形
方法、例えば、混線した後、ロール圧延することにより
シート状に成形したり、或いは、シート状に押出し成形
し、そして形成された複合物のシート状物を、プライマ
ー処理などの適当な接着性改善処理が施された弾性体層
の表面に巻き付け、エラストマーを硬化させた後、表面
を研磨仕上げする。
また、より好ましい方法としては、予め未焼成のポリテ
トラフルオロエチレンを延伸してフィブリル化されたポ
リテトラフルオロエチレンよりなる延伸多孔質ポリテト
ラフルオロエチレンフィルムを作製し、この多孔質のフ
ィルムの空隙中に、上記離型性を有するエラストマーを
含浸し、硬化することによって形成させてもよい。この
方法について更に具体的に説明すると、予め、未焼成ポ
リテトラフルオロエチレンフィルムを延伸して、膜厚3
〜200虜、空隙率30〜98%、孔径0.02〜15
加の範囲の、強靭で柔軟性に富む延伸多孔質ポリテトラ
フルオロエチレンフィルムを作製し、このフィルムの空
隙中に、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコ
ンゴムの1種またはそれ以上を含浸させて保持させた後
、接着性改善処理された弾性体層を有するロール表面に
巻き付け、その後加熱硬化させればよい。また、予め、
延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムの一面
に接着剤を塗布した後、上記したと同様にして離型性を
有するエラストマーを含浸させ、又はさらに硬化させて
、接着剤付きの複合物フィルムを作製し、これを弾性体
層を有するロール表面に、接着剤塗布面を弾性体層に向
けて巻き付けてもよい。
トラフルオロエチレンを延伸してフィブリル化されたポ
リテトラフルオロエチレンよりなる延伸多孔質ポリテト
ラフルオロエチレンフィルムを作製し、この多孔質のフ
ィルムの空隙中に、上記離型性を有するエラストマーを
含浸し、硬化することによって形成させてもよい。この
方法について更に具体的に説明すると、予め、未焼成ポ
リテトラフルオロエチレンフィルムを延伸して、膜厚3
〜200虜、空隙率30〜98%、孔径0.02〜15
加の範囲の、強靭で柔軟性に富む延伸多孔質ポリテトラ
フルオロエチレンフィルムを作製し、このフィルムの空
隙中に、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコ
ンゴムの1種またはそれ以上を含浸させて保持させた後
、接着性改善処理された弾性体層を有するロール表面に
巻き付け、その後加熱硬化させればよい。また、予め、
延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムの一面
に接着剤を塗布した後、上記したと同様にして離型性を
有するエラストマーを含浸させ、又はさらに硬化させて
、接着剤付きの複合物フィルムを作製し、これを弾性体
層を有するロール表面に、接着剤塗布面を弾性体層に向
けて巻き付けてもよい。
更にまた、予めブライマー処理などの接着性改善処理が
施された弾性体層を有するロール表面に、延伸多孔質ポ
リテトラフルオロエチレンフィルムまたは接着剤付きの
延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムを巻き
付け、固定または接着した後、上記と同様に離型性を有
するエラストマーを含浸させ、硬化させてもよい。
施された弾性体層を有するロール表面に、延伸多孔質ポ
リテトラフルオロエチレンフィルムまたは接着剤付きの
延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムを巻き
付け、固定または接着した後、上記と同様に離型性を有
するエラストマーを含浸させ、硬化させてもよい。
上記のようにして作製された本発明における離型性被覆
層は、フィブリル化されたポリテトラフルオロエチレン
を骨格として、シリコンゴム、フッ素ゴム、フルオロシ
リコンゴム等の離型性を有するエラストマーか複合され
たものになっているので、フィブリル化組織による機械
的な強度、耐摩耗性が向上すると共に、離型性を有する
エラストマーにポリテトラフルオロエチレンの離型性が
加わることになり、離型性が向上したものとなる。
層は、フィブリル化されたポリテトラフルオロエチレン
を骨格として、シリコンゴム、フッ素ゴム、フルオロシ
リコンゴム等の離型性を有するエラストマーか複合され
たものになっているので、フィブリル化組織による機械
的な強度、耐摩耗性が向上すると共に、離型性を有する
エラストマーにポリテトラフルオロエチレンの離型性が
加わることになり、離型性が向上したものとなる。
次に本発明の弾性ロールが3層構造の層構成を有する場
合について説明する。
合について説明する。
芯金上に形成される弾性体層は、非耐油性の耐熱性エラ
ストマーよりなり、例えば、高温硬化型(HTV)シリ
コンゴム等を用いて形成される。
ストマーよりなり、例えば、高温硬化型(HTV)シリ
コンゴム等を用いて形成される。
この弾性層の厚みは、200 tm以上とするのが好ま
しいが、余り厚すぎると熱伝導性が悪くなるなどの問題
を生じるため、5關以下であるのが望ましい。
しいが、余り厚すぎると熱伝導性が悪くなるなどの問題
を生じるため、5關以下であるのが望ましい。
上記弾性体層の表面には、耐油性を有するエラストマー
よりなる耐油層を設ける。耐油性を有するエラストマー
としては、耐油性シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオ
ロシリコンゴム等が使用できる。耐油層の厚さは、シリ
コン油の進入を阻止できる厚さてあればよ<、通常、3
−〜200μmの範囲が好ましい。
よりなる耐油層を設ける。耐油性を有するエラストマー
としては、耐油性シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオ
ロシリコンゴム等が使用できる。耐油層の厚さは、シリ
コン油の進入を阻止できる厚さてあればよ<、通常、3
−〜200μmの範囲が好ましい。
耐油層の上には、上記したフィブリル化されたポリテト
ラフルオロエチレンと離型性を有するエラストマーとの
複合物からなる肉厚3〜200虜の離型性被覆層か形成
される。この離型性被覆層の形成は、上記したと同様の
方法で行うことができる。
ラフルオロエチレンと離型性を有するエラストマーとの
複合物からなる肉厚3〜200虜の離型性被覆層か形成
される。この離型性被覆層の形成は、上記したと同様の
方法で行うことができる。
3層構造の層構成を有する弾性ロールは、電子写真複写
機の定着用ロールとして、その表面にシリコン浦を塗布
しながら使用する場合に好適である。
機の定着用ロールとして、その表面にシリコン浦を塗布
しながら使用する場合に好適である。
本発明の弾性ロールが2層構造の層構成を有する場合に
おいては、弾性、或いは弾性と熱伝導性とは主として芯
金上に形成された弾性体層に担われ、離型性は表面の離
型性被覆層に受は持たされている。そして、この離型性
被覆層は、充分な柔軟性と強度を有しているため、弾性
体層の弾性を損なうことがない。また、この離型性被覆
層は、本質的に優れた離型性を有するポリテトラフルオ
ロエチレンと離型性を有するエラストマーとの複合物で
あるため、離型性を有するエラストマーか本来有してい
る離型性よりも優れた離型性を示し、耐久性あるもので
ある。したがって、本発明の弾性ロールにおいては、弾
性と離型性とが両立したものになる。
おいては、弾性、或いは弾性と熱伝導性とは主として芯
金上に形成された弾性体層に担われ、離型性は表面の離
型性被覆層に受は持たされている。そして、この離型性
被覆層は、充分な柔軟性と強度を有しているため、弾性
体層の弾性を損なうことがない。また、この離型性被覆
層は、本質的に優れた離型性を有するポリテトラフルオ
ロエチレンと離型性を有するエラストマーとの複合物で
あるため、離型性を有するエラストマーか本来有してい
る離型性よりも優れた離型性を示し、耐久性あるもので
ある。したがって、本発明の弾性ロールにおいては、弾
性と離型性とが両立したものになる。
また、層構成が3層構造の場合においては、離型性被覆
層の上に塗布されたシリコン油が、耐油層によって遮断
されるため、耐油層の下に位置する耐熱性エラストマ〜
よりなる弾性体層が損傷を受けることがない。
層の上に塗布されたシリコン油が、耐油層によって遮断
されるため、耐油層の下に位置する耐熱性エラストマ〜
よりなる弾性体層が損傷を受けることがない。
次に、本発明を図面によって説明する。第1図は本発明
における2層構成の弾性ロールの断面図であり、第2図
は、本発明における3層構成の定着用弾性ロールの断面
図である。図中、1は芯金、2は弾性体層、3は離型性
被覆層、4は熱伝導性の弾性体層、5は耐油層である。
における2層構成の弾性ロールの断面図であり、第2図
は、本発明における3層構成の定着用弾性ロールの断面
図である。図中、1は芯金、2は弾性体層、3は離型性
被覆層、4は熱伝導性の弾性体層、5は耐油層である。
次に本発明の上記各弾性ロールについて、製造例をあげ
て説明する。
て説明する。
例1(2層構成の弾性ロール)
内径12mm、肉厚19+amの円筒状ゴムの内孔部に
、表面にゴム用接着剤を塗布した直径12關のステンレ
ス製芯棒を挿入し、接着した後、表面研磨仕上げヲ行っ
て、外径50mmのシャフト付きゴムロールを作製した
。続いて、このロール表面にゴム用接着剤を塗布した後
、厚さ10崩、空隙率70%の延伸多孔質ポリテトラフ
ルオロエチレンフィルム(商品名ボアテックス、ジャパ
ンボアテックス■製)をのり巻き状に7回巻き付け、末
端を固定した。
、表面にゴム用接着剤を塗布した直径12關のステンレ
ス製芯棒を挿入し、接着した後、表面研磨仕上げヲ行っ
て、外径50mmのシャフト付きゴムロールを作製した
。続いて、このロール表面にゴム用接着剤を塗布した後
、厚さ10崩、空隙率70%の延伸多孔質ポリテトラフ
ルオロエチレンフィルム(商品名ボアテックス、ジャパ
ンボアテックス■製)をのり巻き状に7回巻き付け、末
端を固定した。
次いで、この延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンフ
ィルムの空隙に、RTVシリコンゴムに粘度1000c
psのシリコン油を10%混合したものを塗布すること
によって含浸させた後、過剰分を拭き取り、60℃で1
0時間加熱することによりシリコンゴムを架橋させ、弾
性ロールを作製した。
ィルムの空隙に、RTVシリコンゴムに粘度1000c
psのシリコン油を10%混合したものを塗布すること
によって含浸させた後、過剰分を拭き取り、60℃で1
0時間加熱することによりシリコンゴムを架橋させ、弾
性ロールを作製した。
例2(2層構成の弾性ロール)
直径8 mmの芯棒上に、肉厚12mmの独立気泡の発
泡ポリウレタン被覆を形成した、外径32mmの発泡ポ
リウレタン性弾性ロールを用意した。
泡ポリウレタン被覆を形成した、外径32mmの発泡ポ
リウレタン性弾性ロールを用意した。
これとは別に、厚さ12m+、空隙率80%の延伸多孔
質ポリテトラフルオロエチレンフィルムの表面に、ポリ
ウレタン系接着剤を塗布し、乾燥して、厚さ5加の層を
形成し、接着剤付き延伸多孔質ポリテトラフルオロエチ
レンフィルムを作製した。
質ポリテトラフルオロエチレンフィルムの表面に、ポリ
ウレタン系接着剤を塗布し、乾燥して、厚さ5加の層を
形成し、接着剤付き延伸多孔質ポリテトラフルオロエチ
レンフィルムを作製した。
このフィルムを上記弾性ロール表面に、重なり幅3■に
して1回巻き付けた後、15(1℃の鉄板上で転がすこ
とにより接着した。続いて、このロールをRTVシリコ
ンゴム液中に徐々に浸漬することにより、延伸多孔質ポ
リテトラフルオロエチレンフィルムの空隙中にRTVシ
リコンゴムを浸漬した。ロール表面の過剰分のRTVシ
リコンゴムを拭き取り、120℃で1時間加熱すること
によりRTVシリコンゴムを架橋させて、弾性ロールを
作製した。
して1回巻き付けた後、15(1℃の鉄板上で転がすこ
とにより接着した。続いて、このロールをRTVシリコ
ンゴム液中に徐々に浸漬することにより、延伸多孔質ポ
リテトラフルオロエチレンフィルムの空隙中にRTVシ
リコンゴムを浸漬した。ロール表面の過剰分のRTVシ
リコンゴムを拭き取り、120℃で1時間加熱すること
によりRTVシリコンゴムを架橋させて、弾性ロールを
作製した。
例3(2層構成の弾性ロール)
ステンレス鋼製の中空円筒状芯金の表面にプライマーを
介してHTVシリコンゴムの被覆を形成した後、表面研
磨仕上げを行って、厚さ3.5mmの弾性層を形成した
。次いて、形成された弾性体層表面にシリコンゴム用の
プライマーを塗布した後、厚さ4塵、空隙率92%の延
伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムよりなる
幅3cmのテープ状物を、斜めに1.5 cn+のピッ
チで巻き付け、固定した。次いて、この延伸多孔質ポリ
テトラフルオロエチレンフィルムの間隙中にRTVシリ
コンゴムを含浸し、その過剰分を拭き取った後、120
℃で3時間加熱して硬化させると同時に接着させて、
弾性ロールを作製した。
介してHTVシリコンゴムの被覆を形成した後、表面研
磨仕上げを行って、厚さ3.5mmの弾性層を形成した
。次いて、形成された弾性体層表面にシリコンゴム用の
プライマーを塗布した後、厚さ4塵、空隙率92%の延
伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムよりなる
幅3cmのテープ状物を、斜めに1.5 cn+のピッ
チで巻き付け、固定した。次いて、この延伸多孔質ポリ
テトラフルオロエチレンフィルムの間隙中にRTVシリ
コンゴムを含浸し、その過剰分を拭き取った後、120
℃で3時間加熱して硬化させると同時に接着させて、
弾性ロールを作製した。
この弾性ロールの中空部に加熱ヒーターを配設し、電子
写真複写機の加熱定着ロールとして、150℃〜220
℃で条件を変化させた加熱温度で、離型性トナーを使用
して評価を行った。その結果、弾性ロール固有の光沢の
ない鮮明な複写画像が得られると共に、離型性不良によ
るオフセット現象も見られず、また、その状態は1万枚
通紙後も変化しなかった。
写真複写機の加熱定着ロールとして、150℃〜220
℃で条件を変化させた加熱温度で、離型性トナーを使用
して評価を行った。その結果、弾性ロール固有の光沢の
ない鮮明な複写画像が得られると共に、離型性不良によ
るオフセット現象も見られず、また、その状態は1万枚
通紙後も変化しなかった。
例4(2層構成の弾性ロール)
例3において、延伸多孔質ポリテトラフルロエチレンフ
ィルムの空隙中に、RTVシリコンゴムの代わりに、R
TVタイプのフルオロシリコンゴムを使用した以外は、
同様にして弾性ロールを得た。
ィルムの空隙中に、RTVシリコンゴムの代わりに、R
TVタイプのフルオロシリコンゴムを使用した以外は、
同様にして弾性ロールを得た。
この弾性ロールについて、例3と同様に評価したところ
、同様に弾性、離型性共に良好な結果が得られた。また
、さらにこの弾性ロール表面にシリコン油を塗布しなが
ら、同様に評価をしたところ、特にシリコン油による膨
潤などの影響を受けることもなく、2万枚コピー通紙後
も良好な複写画像が得られた。
、同様に弾性、離型性共に良好な結果が得られた。また
、さらにこの弾性ロール表面にシリコン油を塗布しなが
ら、同様に評価をしたところ、特にシリコン油による膨
潤などの影響を受けることもなく、2万枚コピー通紙後
も良好な複写画像が得られた。
例5(3層構成の定着用弾性ロール)
芯金として、外径42tamのアルミニウム製中空筒状
のものを用意し、その表面にシリコンゴム用プライマー
を介してHTVシリコンゴムを焼き付は硬化させた後、
表面仕上げを行って、肉厚3.5關の被覆層を形成した
。引き続き、この表面にフッ素ゴム用プライマーを介し
て液状フッ素ゴムを塗布し、硬化して、厚さ50Imの
フッ素ゴムよりなる耐油層を形成して耐油性構造とした
弾性ロールを作製した。次いで、この表面にシリコンゴ
ム用プライマーを塗布した後、厚さ5咀の延伸多孔質ポ
リテトラフルオロエチレンをのり巻き状に2回巻き付け
、末端を固定した。続いて減圧下で、この表面にRTV
シリコンゴムを塗布することにより延伸多孔質ポリテト
ラフルオロエチレンの空隙中ににRTVシリコンゴムを
含浸した。常圧下で過剰分を拭き取った後、120℃で
2時間加熱することによりゴムを硬化させると共に、弾
性ロール表面上に接着させ、離型層を形成し、定着用弾
性ロールを得た。
のものを用意し、その表面にシリコンゴム用プライマー
を介してHTVシリコンゴムを焼き付は硬化させた後、
表面仕上げを行って、肉厚3.5關の被覆層を形成した
。引き続き、この表面にフッ素ゴム用プライマーを介し
て液状フッ素ゴムを塗布し、硬化して、厚さ50Imの
フッ素ゴムよりなる耐油層を形成して耐油性構造とした
弾性ロールを作製した。次いで、この表面にシリコンゴ
ム用プライマーを塗布した後、厚さ5咀の延伸多孔質ポ
リテトラフルオロエチレンをのり巻き状に2回巻き付け
、末端を固定した。続いて減圧下で、この表面にRTV
シリコンゴムを塗布することにより延伸多孔質ポリテト
ラフルオロエチレンの空隙中ににRTVシリコンゴムを
含浸した。常圧下で過剰分を拭き取った後、120℃で
2時間加熱することによりゴムを硬化させると共に、弾
性ロール表面上に接着させ、離型層を形成し、定着用弾
性ロールを得た。
この定着用弾性ロールを、第3図に示す様にフルカラー
複写機の定着装置に組み込み、ロール表面にシリコン油
を塗布しつつランニング試験を行った。
複写機の定着装置に組み込み、ロール表面にシリコン油
を塗布しつつランニング試験を行った。
定着用弾性ロールIOと接触回転する加圧ロール20は
、外径50關のアルミニウム製金属コア11の表面に、
40mの厚さにポリテトラフルオロエチレンフィルム(
商品名:テフロン、デュポン社製)12を焼き付は塗装
したものである。上記一対のロールIO及び20は、総
荷重120kg、接触幅6玉、回転スピード160 m
m/seeで駆動させる。また、両ロールとも、その内
側に、加熱源として、赤外線ランプ6及び16が配設さ
れており、図示しない温度コントローラにてそれぞれ1
50℃及び140 ℃に温度制御される。上記定着用弾
性ロール10の表面には、トナーのオフセット防止のた
めにオイル供給装置30が設けられている。オイル供給
装置において、オイルパン86内のオイルがオイルピッ
クアップロール35を介して、オイル塗布ロール31に
供給される。オイル塗布ロール31は、アルミニウム製
金属コア82にシリコンゴム33を2111の厚さに被
覆したものであり、ロールの外表面の一部にブレード部
材34が設置されており、常に一定量のオイルが定着ロ
ールに供給されるようになっている。なお、7及び■γ
は拭き取り装置、4Iはコピー用紙、42はトナー像で
ある。
、外径50關のアルミニウム製金属コア11の表面に、
40mの厚さにポリテトラフルオロエチレンフィルム(
商品名:テフロン、デュポン社製)12を焼き付は塗装
したものである。上記一対のロールIO及び20は、総
荷重120kg、接触幅6玉、回転スピード160 m
m/seeで駆動させる。また、両ロールとも、その内
側に、加熱源として、赤外線ランプ6及び16が配設さ
れており、図示しない温度コントローラにてそれぞれ1
50℃及び140 ℃に温度制御される。上記定着用弾
性ロール10の表面には、トナーのオフセット防止のた
めにオイル供給装置30が設けられている。オイル供給
装置において、オイルパン86内のオイルがオイルピッ
クアップロール35を介して、オイル塗布ロール31に
供給される。オイル塗布ロール31は、アルミニウム製
金属コア82にシリコンゴム33を2111の厚さに被
覆したものであり、ロールの外表面の一部にブレード部
材34が設置されており、常に一定量のオイルが定着ロ
ールに供給されるようになっている。なお、7及び■γ
は拭き取り装置、4Iはコピー用紙、42はトナー像で
ある。
上記の定着装置において、オイルとしてはジメチルシリ
コーンオイル(例えば、KP〜96、信越化学■製)を
使用し、その供給量は、A4サイズ1コピー当り5〜1
0μgになるように調整した。
コーンオイル(例えば、KP〜96、信越化学■製)を
使用し、その供給量は、A4サイズ1コピー当り5〜1
0μgになるように調整した。
上記の定着装置を用いて以下に示す定着条件において連
続定着試験を行った。
続定着試験を行った。
コピースピード:A4サイズ紙、毎分10枚紙=P紙(
富士ゼロックス■製) トナー組成:ポリエステル系樹脂95重量%、顔料4重
量%、及び帯電制御剤1重 量% その結果、5万枚の通紙後もシリコン油による膨潤の発
生は見られず、また、表面層にもクラック等の発生は見
られず、離型性、用紙剥離性、安定性、発色性は良好で
あった。また、延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン
の厚さによる巻き付は端部段差についても、画像に特に
影響を及ぼすものではなかった。
富士ゼロックス■製) トナー組成:ポリエステル系樹脂95重量%、顔料4重
量%、及び帯電制御剤1重 量% その結果、5万枚の通紙後もシリコン油による膨潤の発
生は見られず、また、表面層にもクラック等の発生は見
られず、離型性、用紙剥離性、安定性、発色性は良好で
あった。また、延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン
の厚さによる巻き付は端部段差についても、画像に特に
影響を及ぼすものではなかった。
比較例1
例5で作製した耐油性構造とした定着用弾性ロールで表
面に延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンとRTVシ
リコンゴムからなる離型層を形成せずに、例5と同様に
通紙試験を行ったところ、膨潤の発生は見られなかった
が、用紙の巻き付き、発色性不良などの離型性不良によ
るトラブルの発生が見られた。
面に延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンとRTVシ
リコンゴムからなる離型層を形成せずに、例5と同様に
通紙試験を行ったところ、膨潤の発生は見られなかった
が、用紙の巻き付き、発色性不良などの離型性不良によ
るトラブルの発生が見られた。
比較例2
例5と同様に耐油性構造とした定着用弾性ロール表面に
延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンを使用せずに、
直接RTVシリコンゴムを塗布することにより、厚さ約
20m+のRTVシリコンゴムのみよりなる剥離性被覆
層を形成した。このロールを例5と同様に評価したとこ
ろ、約5000コピーで表面の剥離性被覆層にクラック
が生じ、また、一部剥離も見られた。
延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンを使用せずに、
直接RTVシリコンゴムを塗布することにより、厚さ約
20m+のRTVシリコンゴムのみよりなる剥離性被覆
層を形成した。このロールを例5と同様に評価したとこ
ろ、約5000コピーで表面の剥離性被覆層にクラック
が生じ、また、一部剥離も見られた。
以上に説明したように、本発明の弾性ロールは、上記の
構成を有するから、弾性と離型性とが両立した耐久性の
あるものである。また、弾性層が耐油性エラストマーよ
り形成されている場合、或いは、弾性層と離型性被覆層
の間に耐油層を設けた場合には、シリコン油などによる
膨潤性が有効に制御される。また、離型性や用紙剥離性
ないし定着性や発色性のいずれにおいても良好であって
、耐久性に優れ、電子写真複写機の定着ロールとして工
業的効果が大である。
構成を有するから、弾性と離型性とが両立した耐久性の
あるものである。また、弾性層が耐油性エラストマーよ
り形成されている場合、或いは、弾性層と離型性被覆層
の間に耐油層を設けた場合には、シリコン油などによる
膨潤性が有効に制御される。また、離型性や用紙剥離性
ないし定着性や発色性のいずれにおいても良好であって
、耐久性に優れ、電子写真複写機の定着ロールとして工
業的効果が大である。
第1図は本発明における2層構成の弾性ロールの断面図
であり、第2図は、本発明における3層構成の定着用弾
性ロールの断面図、第3図は、本発明の定着用弾性ロー
ルを装着した定着装置の概略の構成図である。 ■・・・芯金、2・・・弾性体層、3・・・離型性被覆
層、4・・・熱伝導性の弾性体層、5・・・耐油層、6
・・・赤外線ランプ、7・・・拭き取り装置、10・・
・定着用弾性ロール、1■・・・アルミニウム製金属コ
ア、12・・・ポリテトラフルオロエチレンフィルム、
1B・・・赤外線ランプ、17・・・拭き取り装置、2
0・・・加圧ロール、30・・・オイル供給装置、31
・・・オイル塗布ロール、32・・・アルミニウム製金
属コア、33・・・シリコンゴム、34・・・ブレード
部材、35・・・オイルピックアップロール、36・・
・オイルパン、41・・・コピー用紙、42・・・トナ
ー像。 第3図
であり、第2図は、本発明における3層構成の定着用弾
性ロールの断面図、第3図は、本発明の定着用弾性ロー
ルを装着した定着装置の概略の構成図である。 ■・・・芯金、2・・・弾性体層、3・・・離型性被覆
層、4・・・熱伝導性の弾性体層、5・・・耐油層、6
・・・赤外線ランプ、7・・・拭き取り装置、10・・
・定着用弾性ロール、1■・・・アルミニウム製金属コ
ア、12・・・ポリテトラフルオロエチレンフィルム、
1B・・・赤外線ランプ、17・・・拭き取り装置、2
0・・・加圧ロール、30・・・オイル供給装置、31
・・・オイル塗布ロール、32・・・アルミニウム製金
属コア、33・・・シリコンゴム、34・・・ブレード
部材、35・・・オイルピックアップロール、36・・
・オイルパン、41・・・コピー用紙、42・・・トナ
ー像。 第3図
Claims (10)
- (1)芯金上に形成された厚さ200μm以上の弾性体
層と、該弾性体表面に形成されたフィブリル化されたポ
リテトラフルオロエチレンと離型性を有するエラストマ
ーとの複合物からなる厚さ3〜200μmの離型性被覆
層とからなることを特徴とする弾性ロール。 - (2)弾性体層が、耐油性シリコンゴム、フッ素ゴムお
よびフルオロシリコンゴムから選択された1種よりなる
ことを特徴とする請求項(1)に記載の弾性ロール。 - (3)離型性被覆層が、延伸多孔質ポリテトラフルオロ
エチレンフィルムと、含浸および硬化によって該延伸多
孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムの空隙に充填
された離型性を有するエラストマーとからなることを特
徴とする請求項(1)に記載の弾性ロール。 - (4)離型性を有するエラストマーが常温硬化型シリコ
ンゴムであることを特徴とする請求項(1)または(2
)に記載の弾性ロール。 - (5)離型性を有するエラストマーがフルオロシリコン
ゴム又はフッ素ゴムであることを特徴とする請求項(1
)または(2)に記載の弾性ロール。 - (6)芯金上に形成された耐熱性エラストマーよりなる
厚さ200μm以上の熱伝導性の弾性体層と、該弾性体
層の上に形成された肉厚3〜200μmの耐油性を有す
るエラストマーよりなる耐油層と、該耐油層の上に形成
されたフィブリル化されたポリテトラフルオロエチレン
と離型性を有するエラストマーとの複合物からなる厚さ
3〜200μmの離型性被覆層とからなることを特徴と
する定着用弾性ロール。 - (7)熱伝導性の弾性体層が、耐熱性シリコンゴム、フ
ッ素ゴムおよびフルオロシリコンゴムから選択された1
種よりなることを特徴とする請求項(6)に記載の定着
用弾性ロール。 - (8)離型性被覆層が、延伸多孔質ポリテトラフルオロ
エチレンフィルムと、含浸および硬化によって該延伸多
孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムの空隙に充填
された離型性を有するエラストマーとからなることを特
徴とする請求項(6)に記載の定着用弾性ロール。 - (9)離型性を有するエラストマーが常温硬化型シリコ
ンゴムであることを特徴とする請求項(6)または(7
)に記載の定着用弾性ロール。 - (10)離型性を有するエラストマーがフルオロシリコ
ンゴム又はフッ素ゴムであることを特徴とする請求項(
6)または(7)に記載の定着用弾性ロール。
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