JPH0380277A - 電子写真用熱定着ロールの製造方法 - Google Patents
電子写真用熱定着ロールの製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
トナー粒子を複写紙上に溶融固着するための定着ロール
に関するものである。
、鉄、ステンレス鋼などの円筒状芯金上に離型性のよい
材料、たとえばポリテトラフロロエチレン(以下、PT
FE樹脂という)、テトラフロロエチレンとパーフロロ
アルキルパーフロロビニルエーテルとの共重合体(以下
、PFA樹脂という)などの弗素樹脂を被覆したロール
が使用されている。
どを被覆した加圧ロールと対向圧接させて定着装置を構
成する。そして加熱された定着ロールと加圧ロールとの
間に複写紙を通過させ、その上に形成されたトナー粉像
を熱と圧力によって溶融させ、複写紙に固定するもので
ある。
に当っては、弗素樹脂の粉体または分散液を芯金表面に
塗装し、360〜400℃の温度で焼成して融着する方
法が採用されるが、塗装の際のムラが残って被膜層の厚
さが不均一となり易い。このような弗素樹脂層の厚さの
バラツキは、トナ一定着に際して圧接力のムラを生ずる
こととなり、結果として定着画像の質が低下するので、
従来は焼成後の弗素樹脂層をサンドペーパーや砥石など
を用いて所定の厚みとなるように研磨し、合わせて表面
の平滑度を高めるようにしていた。
易いばかりでなく、作業工数がかかるという問題がある
ので10表面研磨の代りに加圧ロールを用いて平滑化仕
上げをする方法が提案されている(特開昭57−438
92)。
た定着ロールは、定着画像の質の改良については効果を
有しているものの、トナー像の定着に際して溶融したト
ナーが定着ロール付着し、次に接触した複写紙上に転移
してこれを汚染するオフセット現象の改良には必ずしも
有効でなかった。
オフセットと呼ばれるものに大別されるが、高温オフセ
ットは溶融したトナーが定着ロールに付着することによ
り、低温オフセットは溶融していないトナー粒子が定着
ロールに付着することによるもので、定着ロールの表面
温度の分布状態、通紙時の温度低下、トナー特性等によ
り決定される。従って高温オフセットの発生する温度が
高く、低温オフセットの発生する温度が低いことが定着
ロールに対して要求されるが、これらの従来の方法によ
って得た定着ロールは、高温オフセット発生域と低温オ
フセット発生域とが接近しており非オフセット温度領域
が狭いという問題があった。
フセット温度領域が広い改良された定着ロールおよびそ
の製造方法を提供することを目的とした。
μm以下、光沢度が50%未満、水の接触角が115℃
以上である弗素樹脂層を表面に設けてなる電子写真用定
着ロールによって達成される。
樹脂塗料を塗布して被膜を形成し、ついで該被膜の表面
に平滑化加工を施した後に熱処理して融着した弗素樹脂
層を形成することによって得られる。
状のものであり、その内部に加熱用の発熱体などを装着
できるものが好適である。
のではないがPTFE樹脂、PFA樹脂あるいはこれら
の配合物を液状媒体中に分散させたものが好ましく用い
られる。このような塗料中には必要に応じ有機質や無機
質の充填剤などが配合される。かかる充填剤としては、
たとえばカーボン、チタン酸カリウム、金属酸化物、セ
ラミックス、ガラス、金属などの繊維状あるいは微粉末
状のものなどがあり、除電性や耐摩耗性などそれぞれの
目的とする性質を付与するに適した材料を選択して配合
することができる。
ンは、従来3〜8重景%混入することによって優れた除
電特性を示すことが知られているが、本発明によると前
述のカーボン含有量よりはるかに少ない0.5乃至3重
量%、特に0.5乃至1重量%程度の微少量を混入する
だけでも優れた除電特性が発揮される。
金上にたとえばスプレー塗装等によ、り行ない、室温か
ら約100℃までの温度で30分から1時間乾燥させて
弗素樹脂の乾燥被膜を形成する。この弗素樹脂の乾燥被
膜は、未焼成であって単なる弗素樹脂粒子が重なり合っ
ているだけのものであるため、その表面は粒子の形状に
沿った凹凸があり、強くこすると脱落し易いものである
。
表面に平滑化加工が施される。かかる平滑化加工として
は、たとえば表面を鏡面化した金属製の加圧ロールを回
転する芯金上に約1乃至20 kgの圧力で押し付けて
芯金に対して従動回転させ、加圧ロールを軸方向にたと
えば2cm/seeの速度で移動させながら弗素樹脂乾
燥被膜を押し潰して、表面を鏡面状に平滑化させる方法
が用いられる。この方法によれば、坑底して溶融した弗
素樹脂層を平滑化する場合と異って、格段に低い押圧力
で簡単に平滑化できるから芯金に歪を与えるなどの不都
合が発生しない。しかし表面平滑化の手段は加圧ロール
を用いる方法に限定されるものではなく、適宜の方法を
利用することができる。
360〜400 ”Cの温度で、たとえばIO分から1
時間程度焼成することにより、平滑で傷のない弗素樹脂
層に転化するが、この樹脂層は外観がつや消し状態であ
り、光沢度は50%未満のものである。そして従来方法
によって焼結後に表面を研磨し、あるいは押圧ロールに
よる鏡面化したものと同程度の表面粗さ、すなわち10
点平均粗さRzで2.5μm以下が実現される。
ことは、弗素樹脂層の表面の水との接触角が特に大きい
値を示すことである。すなわち、本発明の定着ロールの
表面に水滴を置いてその接触角を測定すると、従来技術
によって表面を平滑化した弗素樹脂層においては、11
0″C以下の値しか示さないのに対して、115℃以上
という極めて大きい接触角を有しているものである。
ルは、押圧平滑化されたのちに焼成して溶融結合して得
た高い密度の弗素樹脂層を有しているもので、オフセッ
トの発生がなく、また耐摩耗性に優れ、耐久性が良好で
ある。
ダイキン工業■製 EKI909BKN)を塗布した後
、PTFE樹脂液(ダイキン工業■製 ED4300C
RN)を塗装した。これを80′Cで30分間乾燥して
弗素樹脂乾燥被膜を形成した後、圧力6kgで鏡面を有
する金属押圧ロールを芯金に当接させて芯金を回転させ
、押圧ロールを軸方向に2cm/secの速度で移動さ
せて弗素樹脂乾燥被膜を鏡面化した。この時の10点平
均粗さRzは2μmであった。
し、厚さ30μmの弗素樹脂層を有する定着ロールを製
作した。
ころ、Rzは2.0μmであった。
7型)により580〜600nmのハロゲン光を75°
で入射させ、受光角75°で測定した表面の光沢度は9
.1%であった。
の角度を接触角計で測定したところ、118〜120’
の値が得られた。
N)に0.75重量%のカーボンブラックを混入したも
のを塗装した以外はすべて実施例1と同様にして、定着
ロールを製作した。
%、接触角は120〜126°であった。
N)に3重量%の酸化錫を混入したものを塗装した以外
はすべて実施例1と同様にして、定着ロールを製作した
。
8%、接触角は118〜124°であった。
(ダイキン工業■製 EKI 909BKN)を塗布し
た後、PTFE樹脂液(ダイキン工業■製 ED430
0CRN)を塗布して約30分間80℃の温度で乾燥さ
せた。
のサンドペーパーで研磨して厚さ30μmの弗素樹脂層
を有する定着ロールを製作した。
であり、無数の研摩傷が肉眼で確認された。
った。
N)に0.75重量%のカーボンブラックを混入した以
外は比較例1と同様にして、定着ロールを製作した。
、光沢度は70.4%、接触角は104〜106°であ
った。
N)に3重量%の酸化錫を混入した以外は比較例1と同
様にして、定着ロールを製作した。
1光沢度は65.1%、接触角は98〜102@であっ
た。
ライマー(ダイキン工業■製 EK1909BKN)を
塗装し、約30分間80’Cの温度で乾燥させた。
押圧ロールを約40kgの圧力で押しつけて芯金を回転
させ、ヒート−ガンで弗素樹脂表面を軟化させながら2
c11/secの速度で軸方向に押圧ロールを移動させ
て、厚さ30μmの弗素樹脂層を有する定着ロールを製
作した。
mであり、表面の光沢度は69.3%で0、鏡面光沢が
ある表面のすべてに曇った斑点が分布していた。また顕
微鏡で観察したところ押圧ロールによる筋状の傷が多数
確認された。
N)に0.75重量%のカーボンブラックを混入した以
外は比較例4と同様にして、定着ロールを製作した。
、光沢度は73.6%であり、外観は比較例4と同様で
あった、また接触角は106〜108゜であった。
N)に3重量%の酸化錫を混入した以外は比較例4と同
様にして、定着用ロールを製作した。
、光沢度69.4%、接触角は101〜104°であっ
た。
に組み込み、240℃まで加熱した後、ヒーターをOF
Fにして通紙を行ない、ロール表面の温度が順次低下し
て130℃になるまでの複写画像のオフセットの発生を
観察した。また、モンローの表面電位計を用いて初期と
100枚通紙後の帯電量を測定した。これらの結果を表
1〜3に示す。
を含有させた場合のいずれにおいても、本発明のロール
が非オフセット温度領域の広さと、除電性について良好
な結果を示していることがわかる。また特に表2,3か
らは、充填剤の使用量が同じであるに拘らず除電効果に
著しい差が出ていることが認められ、本発明において充
填剤の特性が有効に発揮されていることがわかる。
100csのシリコーンオイルに温度2o o ’cで
浸漬して弗素樹脂層の剥離を見たところ、比較例1のロ
ールは基盤目試験で216時間で10/100の剥離、
240時間で40/100の剥離があったが、実施例1
のロールには300時間経過してもまったく剥離が無か
った。
複写機のエツジ部による摩耗と分離爪による摩耗を観察
したところ、実施例1では複写紙のエツジ部が通過する
部分の表面粗さは、初期はRmaxが2.5μm、3万
枚通紙後はRma xが3.2μm、分離爪が当接する
部分では初期はRmaxが3μm、3万枚通紙後はRm
axが1.8μmであった。しかし、比較例2では、複
写紙のエツジ部が通過する部分では初期はRmaxが2
μm、3万枚通紙後ではRma xが8μm、分離爪が
当接する部分では初期はRmaxが1.5μm、3万枚
通紙後ではRmaxが5.5μmと、実施例2のロール
は格段に優れた耐摩耗性を示した。
けるカーボンブラックの混入量を0、5重量%、1重量
%、3重量%と変えた以外はすべて実施例2と同様にし
て、それぞれ実施例4〜6の定着ロールを製作した。
量%、5重量%と変えた以外はすべて比較例2と同様に
して、それぞれ比較例7〜9の定着ロールを製作した。
て、試験例1と同様の方法で複写画像のオフセットの発
生および帯電量を調べた。
量より少ない量で同等の除電特性を有することが明らか
である。
温度領域を有し、優れた耐摩耗性とシリコーンオイルに
対する耐久性を有するものであり、導電性付与のための
充填剤の効果を著しく高めるほか、製造が容易であると
いう特長を有する。
Claims (5)
- (1)表面の粗さRzが2.5μm以下、光沢度が50
%未満、水の接触角が115℃以上である弗素樹脂層を
表面に設けてなる電子写真用定着ロール。 - (2)芯金表面に弗素樹脂塗料を塗布して被膜を形成し
、ついで該被膜の表面に平滑化加工を施した後に熱処理
して融着した弗素樹脂層を形成することを特徴とする請
求項(1)記載の電子写真用定着ロールの製造方法。 - (3)弗素樹脂塗料として弗素樹脂分散液を用いる請求
項(2)記載の製造方法。 - (4)弗素樹脂塗料として導電性充填剤が配合されたも
のを用いる請求項(2)または(3)記載の製造方法。 - (5)平滑化加工が加圧ロールを用いて押圧する方法に
よる請求項(2)ないし(4)のいずれかに記載の製造
方法。
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