JPH04340579A - 定着器用ロール - Google Patents
定着器用ロールInfo
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
プリンターなどにおける未定着画像を紙等の記録材に熱
定着するための定着器用ロールの改良に関する。
ルでは、高耐久性のロールとして、図2に示す如く芯金
1の周面に耐熱弾性体層2を設け、さらに表面層として
のPFA樹脂(テトラフルオロエチレンーパーフルオロ
アルキルビニルエーテル共重合体)層3を数10〜数1
00μmの厚さで設けたものが使用されている。この定
着器用ロールによれば、表面層として離型性に優れたP
FA樹脂を使用するため、熱定着のときにトナーが定着
器用ロール表面に付着するトナーオフセットが極めて起
こりにくい。またPFA樹脂層の厚みが数100μm以
下と薄いため、耐熱弾性体層2としての各種耐熱性ゴム
や耐熱性スポンジの軟らかさとあいまって、熱定着に必
要なニップ幅を十分に取ることができ、長期間にわたっ
て使用できる利点を有する。
樹脂は体積固有抵抗が1016Ω・cm以上の高絶縁性
であり、非常に帯電しやすい樹脂であるため、定着器用
ロールの表面層として使用すると、熱定着時のコピー用
紙との接触や相対するロール又はベルトとの接触などに
より、ロール表面が数十〜数万ボルトにまで摩擦により
帯電する。そのため、ロール表面にトナーや紙フンなど
が電気的に吸着され、PFA樹脂がもつ高離型性という
特色が阻害され、トナーオフセットが発生するという問
題があった。
する手段として、例えば耐熱弾性体層2の体積抵抗率を
下げることによって定着器用ロール表面の帯電量を抑え
るという試みがなされている。しかし、体積抵抗率を下
げても、表面層としてのPFA樹脂層3の厚みが厚くな
ると、帯電を抑さえられないという問題があった。
層3の体積抵抗率を下げることによって帯電量を抑える
試みもなされている。しかし、PFA樹脂に各種カーボ
ンブラックや金属粉を加えると、PFA樹脂の特色であ
る高離型性が失われ、短時間でトナーオフセットが発生
するという問題があった。
、芯金の表面層であるPFA樹脂層を所定の体積抵抗率
,厚みを有した内側層と所定の厚みを有した外側層とか
ら構成することにより、PFA樹脂がもつ高離型性とい
う特色を保持しつつ、十分なニップ幅をとるとともに、
帯電量を抑制し、更にトナ−オフセットを抑制しえる定
着器用ロ−ルを提供することを目的とする。
の周面に設けられた耐熱弾性体層と、前記耐熱弾性体層
の周面に設けられた表面層としてのテトラフルオロエチ
レンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹
脂層とを具備した定着器用ロールにおいて、前記樹脂層
が体積抵抗率が1011Ω・cm以下の内側層と、厚さ
が3〜50μmの外側層とからなり、前記樹脂層全体の
厚さが20〜500μmであることを特徴とする定着器
用ロールである。
ルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニル共重合体
樹脂(PFA樹脂)層は、体積抵抗率が1011Ω・c
m以下である内側層とその表面側の外側層とから構成さ
れている。ここで、内側層を設けるのは、ロール表面と
なる外側層での帯電量を抑えるためである。また、外側
層の厚みを3〜50μmとしたのは、厚みが3μm以下
では短時間で紙の磨耗により外側層が失なわれ、そのた
め離型性に劣った内側層が定着器用ロール表面に出て、
トナーオフセットが発生するためである。又、厚みが5
0μm以上では、外側層での帯電量が大きくなり、帯電
量を抑える効果が不十分になるためである。 本発明
において、前記PFA樹脂層全体の厚みを20〜500
μmとしたのは、(1) 20μm以下では定着器用
ロールとしての使用によるロールの温度変化や繰返しの
圧縮によりPFA樹脂層にシワが発生し、定着器用ロー
ルとして使用できないという問題が短時間で発生し、(
2) 500μm以上の厚みでは定着器用ロール表面の
硬さが上がってしまい熱定着のための充分なニップ幅を
取ることができなくなるためである。
なる外側層は高離型性を保つために可能な限りPFA樹
脂単体で使用することが望ましい。また、内側層は、P
FA樹脂層表面の帯電を抑えるために体積抵抗率を10
11Ω・cm以下にしなければならないが、そのために
PFA樹脂に各種カーボンブラック、金属粉、金属でコ
ーテイングされたフイラーなどを加える必要がある。し
かし、外側層に使用されるPFA樹脂の種類や、内側層
に使用されるPFA樹脂及び体積抵抗率を下げるための
配合剤の種類は、その形成に支障がなければ限定されな
い。
ばシリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレン・プロピレン
ゴムなどの各種耐熱性ゴム、シリコーンゴムスポンジ、
フッ素ゴムスポンジなどの各種耐熱性スポンジが用いら
れる。前記耐熱弾性体層に、例えばAI2 O3 ,S
iC等の高熱伝導性材料,カ−ボン等の導電性付与材料
,界面活性剤等の帯電防止剤、耐熱添加剤、着色剤を添
加することは任意である。定着器用ロールの使用温度に
耐え、熱定着に必要なニップ幅が充分取れるだれの軟ら
かさがあれば限定されるものではない。
脂層の製作方法では、例えば(1) 2軸の押出機を用
いてPFA樹脂層の内側層と外側層を同時に押出し成形
し、2層のチューブとした後、耐熱弾性体層に被覆する
方法や、(2) 耐熱性体層表面にコーティングにより
まず内側層を形成し、さらにコーティング、ディッピン
グで外側層を形成する方法、などがある。前記耐熱弾性
体層についても、例えば(1) 芯金の表面に接着剤を
塗布した後、未加硫の原料を巻き付け、高温の金型内で
加硫又は加硫発泡させる圧縮成形法、(2)未加硫原料
を連続的に押出し機で押出し加工を行ない、高温の加熱
炉内で加硫,加硫発泡をして耐熱弾性体をチューブ状に
成型し、そのチューブ内に接着剤を塗布した芯金を装着
して作る押出し成形法、などの方法がある。しかし、表
面層、耐熱弾性体層共にその製作方法により限定される
ものではない。
周面には、接着剤(図示せず)を介して厚さ約5mmの
耐熱弾性体層12が設けられている。この耐熱弾性体層
12の周面には、表面層としてのテトラフルオロエチレ
ンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(P
FA)樹脂層13が設けられている。このPFA樹脂層
13は、PFA樹脂(商品名,テフロン450−J 、
三井・デュポンフロロケミカル(株)製)単体からなり
、かつ体積抵抗率が1016Ω・cm以上で厚さ3〜5
0μmの外側層13bと、上記PFA樹脂100重量部
に対して18重量部のカーボンブラック(商品名;ケッ
チンブラックE・C、日本イーシー(株)製)を加えた
材料からなり、体積抵抗率2.0×107 Ω・cm以
上の内側層13aとから構成される。
図1を参照して説明する。まず、シリコーンゴム(商品
名;KE7012U 、信越化学工業(株)製)
…100重量部 シリコーンゴム用加硫剤(商品名
;C−8 、信越化学工業(株)製) …2重量
部 シリコーンゴム用着色剤(商品名;カラーBR、
信越化学工業(株)製)…2重量部を充分混合し、シリ
コーンゴムコンパウンド(Si混合物)Aを製造する。
mφの芯金11に上記Si混合物Aを約22mmφに巻
き付け、150℃の温度の金型内でプレス加硫を30分
間行なった後、金型から取り出した。つづいて、後加硫
として200℃で4時間の加熱処理を行ない、室温まで
冷やした後、ロールの外径が19.9mmφになるまで
研磨して耐熱弾性体層12を得た。この耐熱性体層12
が約5mmの厚さで、形成されたロール表面の硬さはJ
ISAタイプ硬度計で25°、ASKERCタイプ硬度
計で48°であった。
定された2軸チューブ押出機((株)三葉製作所製)を
用いて、2層構成のPFA樹脂チューブの押出を行なっ
た。ここで、2層のPFA樹脂の原料として外側層13
bとなる原料はPFA樹脂(商品名テフロン450−J
、三井・デュポンフロロケミカル(株)製)単体を使
用し、内側層13aとなる原料には上記PFA樹脂10
0重量部に対して18重量部のカーボンブラック(商品
名;ケッチンブラックEC、日本イーシー(株)製)を
加えたものを使用した。この押出成形でダイヘッド内の
口金の径などを変化させて、下記表1のように内側層1
3aと外側層13bの厚みを変えた7種類の2層構成の
PFA樹脂チューブを形成した。
イレジスタンスモデル4329A(横河・ヒュ−レット
・パッカ−ド(株)製)で測定したところ、外側層が1
016Ω・cm以上、内側層が2.0×107Ω・cm
であった。また、PFA樹脂チューブの内径は全て約1
9.5mmφとして形成した。
前記の耐熱弾性体層12として25°のシリコーンゴム
が形成されたロールの表面に接着剤として1液RTVシ
リコーンゴム(商品名;KE45、信越化学工業(株)
製)を塗布したロール基材をそれぞれ挿入した。つづい
て、接着剤の硬化のために、48時間放置して、実施例
1〜5、比較例1,2の種類の定着器用ロールを製作し
た。
ピアFC−2(キャノン(株)製)の定着器用ロールと
してコピー試験を行なったところ、実施例1〜5の定着
器用ロールでは、10万枚のコピーでも問題がなく、そ
こで試験を打ち切った。比較例1の外側層の厚みが60
μmと厚くなっている定着器ロールを使用したときには
、コピー枚数が7万3千枚前後からトナーオフセットが
原因と思われる紙づまりが多発したために試験を中止し
、定着器用ロール表面を調べたところトナーや紙フンが
ロール表面に多量に付着していた。比較例2の外側の厚
みが2μmと薄いものについては、コピー枚数が3万2
千枚で紙づまりが多発し、定着器用ロール表面は部分的
に外側層が磨耗して無くなっており、その部分を中心に
トナーや紙フンの付着がみられた。なお、表1にある硬
さは、定着器用ロール表面の硬さを ASKERCタ
イプ硬度計で測定した値である。また、ロール表面帯電
圧は、それぞれの定着器用ロールを使ったコピー試験の
開始時に100枚の連続コピーを行なった後、約20〜
30秒で定着器用ロール表面の帯電圧を表面電位計モデ
ル340HV(トレック・ジャパン(株)製)で測定し
た値であり、単位はボルトで示してある。 (比較例3,4)
1〜5の外側層と同じ体積抵抗率が1016Ω・cm以
上のPFA樹脂、単層で押出し成型し、実施例1〜5と
同じ耐熱弾性体層を用いて定着器用ロールとした。比較
例4は、PFA樹脂チューブを実施例1〜5の内側層と
同じ体積抵抗率2.0×107 Ω・cmのPFA樹脂
単層で成型し、定着器用ロールとした。実施例1〜5と
同じコピー試験を行なった結果、夫々3万4千枚,1万
2千枚でトナーオフセットが原因の紙づまりで試験を中
止した。 (実施例6,7)
のようにして製作した。まず、 シリコーンゴム(商品名;KE904FU 、信越化学
工業(株)製) …100重量部シリコーンゴム加硫
剤(商品名;C−2 、信越化学工業(株)製)…1.
0重量部シリコーンゴム加硫剤(商品名;C−3 、信
越化学工業(株)製)…3.0重量部シリコーンゴム発
泡剤(商品名;KE−P−13 、信越化学工業(株)
製)
…3.5重量部を充分に混合し、
シリコーンゴムコンパウンドBを製造する。
機を使用してチューブ状に連続的に押出した。ひきつづ
き、250℃で10分間加熱炉内を通して加硫発泡させ
、内径が9.5mmφ、外径が22mmφのシリコーン
ゴムスポンジチューブを製作した。次いで、このスポン
ジチューブ内に、外周面に接着剤を塗布した10mmφ
の芯金11を挿入し、接着剤を硬化させた後、ロールの
外径が20mmφになるまで研磨してシリコーンゴムス
ポンジからなる耐熱弾性体層12を得た。このロールの
表面の硬さをASKERCタイプ硬度計で測定したとこ
ろ、32°であった。この耐熱弾性体層12の外周に実
施例1〜5と同じ方法で、下記表2の厚みの2層構成の
PFAチューブを被せて実施例6,7とした。この定着
器用ロールで実施例1〜5と同じ試験を行なったところ
、10万枚のコピーを終了しても何ら問題は発生せず、
試験終了後の定着器用ロール表面に異常は見られなかっ
た。
の表面層であるPFA樹脂層を所定の体積抵抗率,厚み
を有した内側層と所定の厚みを有した外側層とから構成
することにより、PFA樹脂がもつ高離型性という特色
を保持しつつ、十分なニップ幅をとるとともに、帯電量
を抑制し、更にトナ−オフセットを抑制しえる定着器用
ロ−ルを提供できる。
図。
、13a…内側層、13b…外側層。
Claims (1)
- 【請求項1】 芯金と、芯金の周面に設けられた耐熱
弾性体層と、前記耐熱弾性体層の周面に設けられた表面
層としてのテトラフルオロエチレンーパーフルオロアル
キルビニルエーテル共重合体樹脂層とを具備した定着器
用ロールにおいて、前記樹脂層が体積抵抗率が1011
Ω・cm以下の内側層と、厚さが3〜50μmの外側層
とからなり、前記樹脂層全体の厚さが20〜500μm
であることを特徴とする定着器用ロール。
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