JPH0367287A - 電子複写機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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電子複写機等に使用される熱定着ローラや加
圧ローラの製造方法に関する。

（従来の技術） 従来から、電子複写機等の熱定着部に使用される熱定着
ローラや加圧ローラとして、シリコーンゴムやフッ素ゴ
ム等のゴム材料を、アルミニウム等の金属芯軸上にブラ
イマーを介して被覆したものが一般に用いられている。

またこれらのローラのトナーとの離型性を高めるために
、ゴム層の表面にポリテトラフルオロエチレン樹脂等の
フッ素樹脂からなる離型部材を設けることが行われてお
り、近年、焼成温度がより低いフッ素樹脂とフッ素ゴム
との混合ラテックスを塗布し乾燥させてフッ素系高分子
塗膜を形成したのち、このフッ素系高分子塗膜を焼成さ
せてフッ素系高分子層を設けることも行われるようにな
ってきている。

ところで、フッ素樹脂とフッ素ゴムとの混合ラテックス
は、焼成条件によってその離型性に差が生じ、たとえば
第３図に示す焼成条件と接触角との関係を表わすグラフ
や、第４図に示す焼成条件と摩擦係数との関係を表わす
グラフに示すように、２００〜３００℃で長時間（たと
えば３０〜１２０分間）焼成するよりも、３００〜３５
０℃で短時間（たとえば５〜２０分間）焼成する方が高
離型性が得られるということが知られている。

（発明が解決しようとする課題） この混合ラテックスの塗膜を焼成する方法としては、従
来ゴムローラを数十水まとめて３００〜３５（１’Ｃの
恒温槽に入れ、数十分間保持する方法が行なわれてきた
が、恒温槽で加熱した場合にはローラ表面の温度を３０
０〜３５０℃まで上昇させるのに相当時間がかかり、し
かも恒温槽内には温度分布があるため、均一に焼成する
ことが困難であった。また、焼成工程中に下層のゴム層
が長時間高温にさらされるため、熱劣化してしまうとい
う問題もあった。このため、６００℃程度の高温にした
恒温槽にローラを短時間押入して焼成する方法も行われ
ているが、熱劣化がなく、シかも離型性、通紙性の良好
なローラを得ることは困難であった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたも
ので、下層のゴム層を熱劣化させることなく、表層だけ
を短時間に焼成し、かつ離型性、通紙性に優れたゴムロ
ーラを製造する方法を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の電子複写機用ローラの製造方法は、ローラ芯軸
外周にゴム層を形成し、このゴム層上にフッ素系高分子
膜を形成するにあたり、ゴム層上にフッ素樹脂とフッ素
ゴムとの混合ラテックスを塗装したローラを、それぞれ
が近赤外線ランプを囲む複数の高反射曲面の共通の光路
に設けられ、かつ冷却手段を備えた焼成室に収容し、急
速加熱により前記混合ラテックスの塗膜を短時間で焼成
させた後、急速冷却することを特徴としている。

なお本発明において、混合ラテックスを塗布した後の乾
燥は、従来のように恒温槽内に入れて行うこともできる
が、焼成室内で乾燥も行うようにしてもよい。

本発明に使用する焼成装置は、例えば第１図に示すよう
に構成されている。すなわち、この焼成装置は、８個の
金メツキされた樋状の高反射均一曲面１からなる内壁２
に囲まれた焼成室３を有１７ている。各高反射均一曲面
の直線状焦点位置には高出力の近赤外線ランプ４が配置
され、この熱源から放射される近赤外線が直接あるいは
内壁２に反射されて、それぞれ焼成室の中心を通過する
ようにされている。被焼成ローラ５はこの焼成室３の中
心に挿入され近赤外線はその表面に集中される。また、
内壁２はその外側に冷却室が設けられ、水冷されるよう
になっている。このような高反射均一曲面を備えた市販
の焼成装置としては、たとえば「赤外線ゴールドイメー
ジ炉Ｊ　　（ＳＩＮＫＵ−ＲＩＫＯ社製　商品名）等が
ある。

本発明に用いられる近赤外線ランプとしては、放射され
る近赤外線の波長が０．８〜１，５μｍ、好ましくは１
．０−１．３μ−の範囲のものが適している。このよう
な範囲内の波長を有する近赤外線を使用することにより
、焼成室３内に挿入された被焼成ローラ５の表面付近の
みを、短時間で強力に熱することが可能となる。

本発明において、このような近赤外線ランプにより被焼
成ローラの表面を加熱する場合には、焼成室３の内部の
温度が３００〜３５０℃に達するように近赤外線ランプ
を昇温させ、到達温度で１０〜９０秒間保持すればよい
が、より好ましくは３２０〜３３０℃に達するようにし
、到達温度で２０〜４０秒間保持する。なお、焼成室の
昇温速度は、２〜１ｂ秒、より好ましくは５〜ｌＯ℃／
秒の範囲とする。

なお、焼成室３の設定温度が３００℃より低いか、ある
いは加熱時間が１０秒より短い場合には、フッ素系高分
子塗膜の焼成が不充分となる。焼成室３の設定温度が３
５０℃より高いか、あるいは加熱時間が９０秒より長い
とゴム層への伝熱量が大きくなるので、ゴム層へ悪影響
が生じるようになる。

高反射均一曲面の数あるいは近赤外線ランプの数は、ロ
ーラの外径や熱容量によって任意に決めることができる
。近赤外線ランプの長さはローラ長以上であれば使用可
能であるが、ローラ５の軸方向の温度分布を均一化させ
る上で、ローラ長の１．５倍以上の長さであることが望
ましい。

また、焼成時に被焼成ローラ５を回転させると、ローラ
の周方向の温度分布を均一化できるので好結果が得られ
る。このときのローラの回転速度は、１〜５ｒｐｍ程度
が適当である。

さらに、焼成室３の出入口に、第２図に示すようにガス
吸引ダクト６を設置して、焼成時に発生するガスを吸引
するように焼成装置を構成することも、高反射均一曲面
からの反射エネルギーを最大限に利用することになるの
で有効である。

なお、本発明方法の適用される典型的なローラの構造と
しては、アルミ芯軸上に厚さ０．１〜５■区のゴム層を
形成し、その上にｌＯ〜３０μ■のフッ素系高分子膜の
形成されたものである。

（作用） 本発明においては、近赤外線ランプが、それを囲む高反
射曲面の直線状焦点位置に設けられ、かつ冷却手段を備
えた焼成室に焼成すべきローラを配置して、その表面を
高離型性をもたらす最適温度で短時間加熱し、焼成後、
直ちにローラを急冷させて昇温と降温を短時間で行うこ
とにより、ローラ表面からゴム層への伝熱量は最少限に
抑えられ、しかも表面の離型性は優れたものとなる。

（実施例） 以下、本発明を図面を参照して説明する。

実施例１ 外径４０ｍｍ、長さ３５０ｍｍの金属芯軸上にシリコー
ンゴムを常法に従って加硫接着し、表面研削してゴム厚
５■のゴムローラを製造した。そして、ゴム層表面にフ
ッ素樹脂とフッ素ゴムの混合ラテックス（商品名ダイエ
ルラテックスＧＬＳ２１３、ダイキン工業社製）をスプ
レー塗布した後、第１図および第２図に示すような長さ
７０ｈａの近赤外線ランプ８本と金メツキされた高反射
均一曲面を有する焼成装置を用いて混合ラテックス塗膜
を乾燥および焼成した。このとき、近赤外線ランプの昇
温速度は５℃／秒、焼成室の設定温度は３２０℃、焼成
室内でのローラの保持時間は２０秒とした。このように
して所定の時間加熱焼成させた後、ローラ芯軸内部の空
洞部分に冷却水を通して急冷した。

このようにして得られたフッ素系高分子膜付きシリコー
ンゴムローラの表面の接触角を調べた。

また、このローラのゴム層を剥がして、そのゴム物性を
δｐ１定し、焼成前後のゴム層の機械的強度の変化を調
べた。結果を法衣に示す。

一方、比較例として実施例と同じように、混合ラテック
スを塗布したゴムローラを３００℃の恒温槽に数十分間
保持して焼成した。このようにして得られたゴムローラ
の接触角とゴム物性の変化は同表に示す通りであった。

上表からも明らかなように、本実施例によれば、焼成時
間が大幅に短縮され、ゴム層の熱劣化をほとんど無くす
ことができるとともに、混合ラテックスの離型性を最大
限に発揮させることが可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明方法によれば、短時間でロー
ラ表面のみを高離型性をもたらす最適温度で充分加熱さ
せるので、従来方法に比較して焼成時間を大幅に短縮す
ることが可能である。したがって、焼成時のゴム層の熱
劣化が防止されるとともに離型性が向上し、また従来よ
りもゴム厚の厚いローラの製造も容易となる。焼成装置
の大きさも、従来のものに比較して小型化することが可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用される焼成Ｒｊｃ置の横断面図、
第２図はその縦断面図、第３図および第４図は本発明に
使用する混合ラテックスの焼成条件と離型性との関係を
接触角および摩擦係数で示したグラフである。 １・・・・・・・・・高反射均一曲面 ２・・・・・・・・・内壁 ３・・・・・・・・・焼成室 ４・・・・・・・・・近赤外線ランプ ５・・・・・・・・・被焼成ローラ ６・・・・・・・・・ガス吸引ダクト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ローラ芯軸外周にゴム層を形成し、このゴム層上
   にフッ素系高分子膜を形成するにあたり、ゴム層上にフ
   ッ素樹脂とフッ素ゴムとの混合ラテックスを塗装したロ
   ーラを、それぞれが近赤外線ランプを囲む複数の高反射
   曲面の共通の光路に設けられ、かつ冷却手段を備えた焼
   成室に収容し、急速加熱により前記混合ラテックスの塗
   膜を短時間で焼成させた後、急速冷却することを特徴と
   する電子複写機用ローラの製造方法。