JPH03274145A - 定着用ローラの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複写機、印刷機、ファクシミリ、プリンタ等
の画像形成装置の定着器に用いられる定着用ローラの製
造方法に関する。

〔従来の技術〕

この種の定着用ローラは、内部に装着されているヒータ
によって加熱されていて、バックアップローラとで間に
用紙を圧迫挟持しながら搬送し、用紙の定着用ローラ側
の面に付６されているトナーを用紙に加熱圧着して定着
させるものである。

このような定着用ローラにおいては、トナーを用紙に加
熱圧着させた後にトナーから離れる際の離型性を向上さ
せるために、芯金の外周面にフッ素樹脂層を形成してい
る。すなわち、芯金の外周面にフッ素樹脂粉末を静電塗
装によりコーティングしたり、フッ素ｓ１脂ディスバー
ジョンをスブレ−で塗布したり、当該アイスバージョン
中に芯金を浸漬したりしてコーティングし、その後加熱
炉中で前記フッ素樹脂粉末またはディスバージョンを焼
成することによりフッ素樹脂層を形成していた。

しかしながら、芯金の外周面にフッ素樹脂層を形成した
定着用ローラにおいては、フッ素樹脂層のすぐ下層が芯
金であるためローラの表面は剛体に近いものとなり、ト
ナー像を用紙へ加圧して熱を伝達する際に、用紙および
ドブ−像の微小な凹凸に対するなじみ性に劣り、フッ素
樹脂層の外周面とトナー像との間に微小間隙が介在する
等して、トナー像への熱量！ｌが少なくなってしまう。

そのため、トナーの用紙への定着性が悪くなるという不
都合があった。

そこで、従来においては、定着用ローラの芯金の外周面
に、フッ素ゴムまたはシリコーンゴム等からなるゴム層
を被着形成し、このゴム層の外周面にフッ素樹脂層を形
成して、ゴム層の弾性を利用して用紙やトナー像とのな
じみ性を向上させるようにしている。

〔発明か解決しようとする課題〕 前記のようにゴム層を形成した定着用ローラは、ゴム層
の弾性を利用することによりトナーの用紙への定着性を
向上させることはできたが、次のような問題点があった
。

すなわち、ゴム層の外周面にフッ素樹脂層を形成するた
めに、従来は、フッ素樹脂粉末をゴム層の外周面に塗布
してコーティングしたり、フッ素樹脂ディスバージョン
をゴム層の外周面にスプレーで塗布したり、当該ディス
バージョン中に足る用ローラを浸漬することによりコー
ティングし、その後にフッ素樹脂を焼成してフッ素樹脂
層を形成していた。この焼成を行なうことにより、フッ
素樹脂層の下層であるシリコーンゴムまたはフッ素ゴム
からなるゴム層が熱的劣化を起したり、特にシリコーン
ゴムの場合には解重合を起したりする可能性が高いため
、従来は焼成をできるかぎり低温で、かつ、短時間で行
なう必要があった。そのためフッ素樹脂の焼成に必要な
熱量の供給不足が起り、フッ素樹脂層の外周面にクラッ
クやピンホールが発生してしまい、実際の定着動作中に
おいて、前記クラックやピンホールにトナーが入り込ん
で離型性の低下をひき起したり、前記クラックやピンホ
ールに離型剤として使用されているシリコーンオイルが
入り込んでフッ素樹脂層自身の剥離を誘発させてしまう
ものであった。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、内層
のゴム層の弾性を良好に保持しながら、クラックやピン
ホールの皆無なフッ素樹脂層を形成して、定着性、離型
性等に優れた定着用ローラを効率よく製することのでき
る定着用ローラの製造方法を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明は請求項第１項によ
れば、定着用ローラの芯金の外周面にシリコーンゴムお
よびフッ素ゴムのいずれが一方からなるゴム層を被着形
成し、このゴム層の外周面にフッ素ｓ１脂系プライマを
塗布し、このフッ素樹脂系プライマの外側に前記ゴム層
の外径より小さい内径を有するフッ素樹脂チューブを被
覆し、前記定着用ローラを前記フッ素樹脂ブユーブの融
点以上の温度の液体中に所定１１５間浸漬して、前記ゴ
ム層、フッ素樹脂系プライマおよびフッ素樹脂チューブ
を互いに融着させることを特徴とする。

また、請求項第２項によれば、ゴム層の厚さを０、２ａ
ｓ＋〜１．５ｊｗ＋とし、フッ素樹脂系プライマの塗布
厚さを１０μｍ〜４ｏｔｌＴｒＬとし、がっ、フッ素樹
脂チューブの厚さを１５μｍ〜４ｏμｍとすることを特
徴とする。

〔作　用〕

本発明によれば、ゴム層およびフッ素樹脂系プライマの
外側にフッ素樹脂チューブを被覆し、全体を液体中に所
定時間浸漬することによりそのフッ素樹脂チューブの融
点以上に加熱して、前記フッ素樹脂系プライマとフッ素
樹脂チューブとを融着させてフッ素樹脂層を形成する。

従って、ゴム層を熱劣化させたり解重合させることなく
フッ素樹脂層が形成され、しかもそのフッ素樹脂層には
クランクやピンホールが皆無のものとなり、定着性、離
型性等の優れた定着用ローラが得られる。

また、請求項第２項のようにゴム層の厚さを０．２ｍｇ
〜１．５ａｗｇに保持すると最外層のフッ素樹脂層のな
じみ性を良好に維持し、かつ、定着用の熱量の伝熱を良
好に行なうことができる。また、フッ素樹脂系プライマ
の厚さを１０μ７７１〜４０μｍとすることにより、ゴ
ム層の熱劣化や解重合を伴わないで最外層のフッ素樹脂
層との融着を良好に行なうことができ、更に最外層のフ
ッ素樹脂層の厚さを１５μＴｒＬ〜４０μ■に保持する
ことにより、クラックやピンホールが皆無で、しかも適
度の弾性を有して定着性、離型性の優れたフッ素樹脂層
が形成される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図から第６図を参照して説
明する。

第１図は本発明方法によって製せられる定着用ローラを
略示している。

この定着用ローラ１は、内部にヒータ（図示せず）を実
装するために中空とされている芯金２の外周にシリコー
ンゴムおよびフッ素ゴムのいずれか一方からなるゴム層
３が形成されており、このゴム層３の外側にフッ素樹脂
系プライマ４を介してフッ素樹脂層５が形成されている
。

次に、本発明による定義用ローラ１の製造方法を第２図
から第５図について説明する。

先ず最初に、第２図に示すように、芯金２の外周面にゴ
ム層３を被着する。芯金２はアルミニウムまたはステン
レスによって製せられている。ゴムｌ！！！３としては
、定着動作時にヒータによって加熱されるので耐熱性を
有し、また適当な熱伝導性を有する必要があり、シリコ
ーンゴムまたはフッ素ゴムはこれらの条件を満足してい
る。このゴム層３は芯金２の外周面に接着加硫すること
により形成される。このゴム層３の厚さは０．２ｔｔｍ
〜１．５＃とするとよい。なぜなら、ゴムＨ３の厚さが
０．２ａｗ＋未満であると、ゴムとしての弾性が低下し
、用紙やトナーの凹凸へのなじみ性が悪くなるからであ
り、一方ゴム層３が１．５ｍｍ＋を越えると、ゴムとし
ての弾性は十分であるが、定着動作時にヒータからの熱
をトナーへ伝達する熱応答性が悪くなり、トナーの定着
不良を発生させるおそれがあるからである。なお、ゴム
層３の熱伝導率を向上させるためには、Ａｌ２Ｏ３等の
金属酸化物、石英系ノイラー等の熱伝導率の高い物質を
ゴム中に添加するようにしてもよい。また、必要に応じ
て、ゴムＢ３の外周面の研削を行なうとよい。

次に、ゴム層３の外周面にフッ素樹脂系プライマ４を塗
布する。このフッ素樹脂系プライマ４はフッ素樹脂層５
を形成することとなるフッ素樹脂チューブ６をゴム層３
に融着させるものであり、ゴム層３との親和性に優れて
おり、かつ、フッ素樹脂を含むことか条件とされ、例え
ば、三井フロロケミカル株式会社製の商品名ＭＰ９０２
をフッ素樹脂系プライマ４として用いるとよい。その他
、ダイキン工業株式会社製の商品名ＧＬＳ２１３からな
るフッ素ゴムやフッ素樹脂分散液もフッ素樹脂系プライ
マ４として用いてもよい。このフッ素樹脂系プライマ４
のゴム層３への塗布厚さは１０μ７７Ｌ〜４０μｍとす
るとよい。なぜなら、フッ素ＭＡ脂系プライマ４の塗布
厚さが１０μ班未満であると、後述するようにフッ素樹
脂チューブ６をフッ素樹脂系プライマ４と融着させるた
めにフッ素樹脂チューブ６の融点以上まで加熱した際に
、フッ素樹脂系プライマ４を通じてゴム層３へ伝達され
る熱量が過大となって、ゴム層３の熱劣化や解重合を引
き起こすおそれがあり、一方フッ素樹脂系プライマ４の
塗布厚さが４０μ汎を越えると、フッ素樹脂系プライマ
４がゴム層３の弾性を抑えてフッ素樹脂層５の用紙やト
ナーへのなじみ性を低下させてしまうからである。

次に、フッ素樹脂系プライマ４の外周にフッ素樹脂層５
となるフッ素樹脂チューブ６を被覆する。

この場合フッ素樹脂チューブ６の自由状態における内径
はゴム層３の外径より若干小さく形成しておき、第３図
に示すようにフッ素樹脂チューブ６内に空気を吹込んで
膨張させたり、第４図に示すように真空引き用シリンダ
１２内に挿入したフッ素１１脂チユーブ６の外側の空気
を真空引きするようにしてフッ素樹脂チューブ６を膨張
させ、その中にフッ素樹脂系プライマ４が塗布されてい
るゴム層３を芯金２と一緒に挿入し、その後空気の吹込
みや真空引きを解除して、フッ素樹脂チューブ６を縮径
させて、フッ素樹脂チューブ６の内面をフッ素樹脂系プ
ライマ４を介してゴム層３に密着させる。このフッ素樹
脂チューブ６としては耐久性のあるフッ素樹脂層５を形
成できるものであればよく、例えばテトラフルオロエチ
レン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（
ＰＦＡ）　　ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）
、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）を用いるとよい。また、フッ素樹脂
チューブ６の厚さは１５μｍ〜４０μｍとするとよい。

なぜなら、フッ素樹脂チューブ６の厚さが１５μ班未満
であると、定着時の用紙の通紙に対する耐久性が劣って
摩損し易く、一方４０μ扉を越えると、フッ素樹脂１５
がゴム層３の弾性を抑えて用紙やトナーへのなじみ性を
低下させてしまうからである。

次に、ゴム層３およびフッ素樹脂系プライマ４に被覆し
たフッ素樹脂チューブ６の両端部を密封した状態で、第
５図に示すように、浸漬容器７に貯留されフッ素樹脂チ
ューブ６の融点以上の温度に保持されている加熱用液体
８内に定着用ローラ１を所定時間浸漬させる。浸漬容器
７は有孔仕切板９によって、底部にヒータ１０を備えた
浸漬部と、撹拌機１１を備えた撹拌部とに仕切られてお
り、ヒータ１０によって加熱用液体８の温度を所定温度
に保持し、撹拌機１１によって浸漬容器７内の加熱用液
体８を均一温度とするようにされている。この加熱用液
体８内に定着用ローラ１を浸漬すると、加熱用液体８が
フッ素樹脂チューブ６を圧迫するので、フッ素樹脂チュ
ーブ６はフッ素樹脂系プライマ４と完全に密着し、同時
に加熱用液体８からフッ素樹脂チューブ６の全体に均一
に大熱量が供給され、フッ素樹脂チューブ６は短時間に
自己の融点温度まで加熱され、フッ素樹脂系プライマ４
と短時間に融着される。このフッ素樹脂系プライマ４と
フッ素樹脂チューブ６とのＲ肴が完了した後に定着用ロ
ーラ１を加熱用液体８から引上げると、フッ素樹脂チュ
ーブ６は固化して極めて良質なフッ素樹脂層５となる。

すなわち、フッ素樹脂チューブ６をフッ素樹脂系プライ
マ４を介してゴム層３の外周に融着させるものであるか
ら、フッ素樹脂層５にはクラックやピンホールは皆無と
なる。定着用ローラ１の加熱用液体８内への浸漬時間は
短いので、内側のゴム層３か熱劣化したり、解重合する
ことはない。

このようにして製せられた定着用ローラ１は、ゴム層３
の弾力によってフッ素樹脂Ｍ５の用紙やトナーに対する
なしみ性が良く、定着性に優れており、しかも、フッ素
樹脂層５にクラックやピンホールが皆無のｔこめフッ素
樹脂層５と用紙やトナとの離型性も優れたものとなり、
常に良好な定着を行なうことができる。

次に、本発明方法によって製せられた定着用ローラ１と
従来例との定着性および耐久性を比較して説明する。

先ず、本発明方法に基づく定着用ローラ１を説明すると
、芯金２をアルミニウムによって製し、この芯金２の外
周面にシリコーンゴムからなるゴム層３を接着加硫し、
その後ゴム層３の外周面を粗さがＲＺＩＯμ次以下であ
り、かつ、ゴム層３の厚さが０．５ｍｍとなるように研
削した。その後、ゴム層３の外周面にフッ素樹脂系プラ
イマ４として前記ＭＰ９０２を約２０μ■の厚さに公知
の方法によりスプレーによって均一に塗布し、その後フ
ッ素樹脂チューブ６として前記ＰＦＡからなる厚さが約
３０μ汎のチューブを第３図に示すように空気を吹込ん
で膨張させながら、その内部にフッ素樹脂系プライマ４
が塗布されているゴム層３を芯金２と一緒に挿入し、空
気の吹込みを停止させてフッ素樹脂チューブ６をゴム層
３およびフッ素樹脂系プライマ４に被覆した。このフッ
素樹脂チューブ６はその内径をゴム層３の外径より若干
小さく形成されているので、フッ素ｓＩ脂チューブ６の
内面はフッ素樹脂系プライマ４と完全に密着する。その
後、フッ素樹脂チューブ６を被覆されたローラを、ＰＦ
Ａの融点である３０２℃〜３１０℃より高い３２０℃に
加熱された加熱用液体８中に５分間浸漬させて、フッ素
ｓ１脂系プライマ４とフッ素樹脂チューブ６とを完全に
融着させてフッ素樹脂層５を形成して定着用ローラ１を
製した。

この本発明品と比較する２つの従来例を説明すると、一
方の従来例１は本発明品と同様に芯金２の外周面にゴム
層３を形成し、そのゴム層３の外周面にフッ素樹脂粉末
として前記ＰＦＡ粉末を厚さ２０〜２５μ卯となるよう
に静電塗装によりコーティングし、その後３２０℃で３
０分間焼成したものであり、他方の従来例２は本発明品
と同様の芯金２の外周面に直接ＰＦＡ粉末を厚さ２０〜
２５μｍとなるように静電塗装によりコーティングし、
３５０℃で３０分間焼成したものである。

これらの本発明品、従来例１および従来例２の各定着用
ローラ１を実際に複写機の定着器に装着し、定着用ロー
ラ１の温度を変化させて定着率の変化を求めると第６図
のようになった。

これにより、本発明品は従来から定着性が良好であると
されている従来例１と同等の良好な定着性を有する。

また、複写機に装着した本発明品、従来例１および従来
例２の各定着用ローラ１を用いて連続コピーによる耐久
性試験を行なったところ、本発明品は３０万枚以上コピ
ーしても全く異常は認められなかったけれども、従来例
１においては１５万枚のコピーでフッ素樹脂層に剥離が
発生し、従来例２においては２０万枚で定着用ローラ１
および用紙のコピー面に汚れが発生した。

このように、本発明方法により製せられた定着用ローラ
１は従来例に比べて極めて優れた性能を有するものであ
る。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
必要に応じて変更することができる。

また、本発明方法は、定着用ローラばかりでなくラミネ
ート用の加熱圧着用のローラ等種々のロラの製造にも適
用することができる。

（発明の効果） このように本発明の定着用ローラの製造方法は構成され
作用するものであるから、内層のゴム層の弾性を良好に
保持しながら、クラックやピンホールの皆無なフッ素樹
脂層を形成して、定着性、離型性等に優れた定着用ロー
ラを効率よく製することができ、製造も容易で製造コス
トも低廉となる等の効果を秦する。

予　／　ロ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の定着用ローラの製造方法によって製せ
られる定着ローラを示す概略断面図、第２図は本発明の
工程図、第３図および第４図はそれぞれフッ素樹脂チュ
ーブをゴム層の外側に被覆する方式を示す断面図、第５
図はフッ素樹脂チューブを加熱融着させる装置を示す概
略断面図、第６図は本発明品と従来例１．２との定着率
と定着用ローラの温度との関係を示す特性図である。 １・・・定着用ローラ、２・・・芯金、３・・・ゴム層
、４・・・フッ素樹脂系プライマ、５・・・フッ素樹脂
層、６・・・フッ素樹脂チューブ、８・・・液体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）定着用ローラの芯金の外周面にシリコーンゴムおよ
   びフッ素ゴムのいずれか一方からなるゴム層を被着形成
   し、このゴム層の外周面にフッ素樹脂系プライマを塗布
   し、このフッ素樹脂系プライマの外側に前記ゴム層の外
   径より小さい内径を有するフッ素樹脂チューブを被覆し
   、前記定着用ローラを前記フッ素樹脂チューブの融点以
   上の温度の液体中に所定時間浸漬して、前記ゴム層、フ
   ッ素樹脂系プライマおよびフッ素樹脂チューブを互いに
   融着させることを特徴とする定着用ローラの製造方法。 ２）ゴム層の厚さを０．２ｍｍ〜１．５ｍｍとし、フッ
   素樹脂系プライマの塗布厚さを１０μｍ〜４０μｍとし
   、かつ、フッ素樹脂チューブの厚さを１５μｍ〜４０μ
   ｍとすることを特徴とする請求項第１項記載の定着用ロ
   ーラの製造方法。