JPH03274146A - 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
の面に付着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、フッ素樹脂ディスバージ
ョンをスプレーで塗布したり、当該ディスバージョン中
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
トナー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、トナー像への熱伝達量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１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。

〔発明が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、フッ素樹脂アイスバージョン
をゴム層の外周面にスプレーで塗布したり、当該ディス
バージョン中に定着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〕

前記目的を遠戚するために、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熱収縮性を有
するフッ素樹脂チューブを被覆し、その後前記フッ素樹
脂チューブをその熱収縮温度以上の温度の下で前記フッ
素樹脂系プライマと完全に密着するように収縮させ、そ
の後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。

また、請求項第２項によれば、ゴム層の厚さを０．２ｍ
〜１．５ａｍ＋とじ、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１５μＴｒＬ〜４０μ次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
外側に熱収縮性を有するフッ素樹脂チューブを熱収縮さ
せて前記プライマと完全に密着させるようにして被覆し
、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ッ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０．２ｍ〜
１°５厘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１０μｍ〜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１５μｍ〜４０μｍ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、本発明による定着用ローラ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Ｒ３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。ゴム層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
、また適当な熱転Ｓ牲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Ｈ３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０．２順〜１．５
厘とするとよい。なぜなら、ゴム層３の厚さが０．２ａ
ｍ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１．５１ｍｍを越えると、ゴムとしての弾性は
十分であるが、定＠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
、石英系フィ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Ｈ
３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Ｉｉ
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が条件とされ、例
えば、三井フロロケミカル株式会社製の商品名ＭＰ９０
２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＠３への塗布厚さは１０μＴｒＬ〜４０μ汎と
するとよい。なぜなら、フッ素樹脂系プライマ４の塗布
厚さが１０μｍ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扉を越えると、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
となる熱収縮性を有す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の外径より若干大きく形成しておき、第
３図に示すように、フッ素樹脂チューブ６内にフッ素樹
脂系プライマ４が塗布されているゴム１３を芯金２と一
緒に挿入し、その後、第４図に示すように、例えば加熱
炉１２内においてフッ素樹脂チューブ６を熱収縮温度よ
り高い温度のもとで収縮させて、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へキ
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〜４
０μ肌とするとよい。なぜなら、フッ素樹脂チューブ６
の厚さが１５μｍ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班を越え
ると、フッ素樹脂層５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１３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との融着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が熱劣化したり、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層５の用紙やトナーに対する
なじみ性が良く、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ためフッ素樹
脂１ｉ５と用紙やトナー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Ｒｚ１０μｍＪＪ、下
であり、がっ、ゴム層３の厚さが０．５ａｍ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２０ｕｍ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３０μｍのチューブ内に、第３図に示すように、フ
ッ素樹脂系プライマ４が塗布されているゴムＨ３を芯金
２と一緒に挿入し、その後、第４図に示すように雰囲気
温度が１５０℃の加熱炉１２中に１０分間定着用ローラ
１を投入させ、前記フッ素樹脂チューブ６を熱収縮させ
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と完全に密着させる。その後、フッ素樹脂チューブ
６を被覆されたローラを、ＰＦＡ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、フッ素樹脂系プライマ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Ｉｉ３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扉となる
ように静電塗装によりコーティングし、その後３２０℃
で３０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２
０〜２５μｍ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、定着用ローラばがりでなくラミネ
ート用の加熱圧着用のローラ等積々のローラの製造にも
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奏する。

・・・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。

【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図はフッ素樹脂チューブをゴム層の外側に
被覆する工程の説明図、第４図はフッ素＠脂チューブを
熱収縮させる工程の説明図、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。

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熱収縮性を有す
   るフッ素樹脂チューブを被覆し、その後前記フッ素樹脂
   チューブをその熱収縮温度以上の温度の下で前記フッ素
   樹脂系プライマと完全に密着するように収縮させ、その
   後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。