JPH0614228B2 - 加熱定着ロ−ラの製造方法 - Google Patents

加熱定着ロ−ラの製造方法

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JPH0614228B2
JPH0614228B2 JP24783584A JP24783584A JPH0614228B2 JP H0614228 B2 JPH0614228 B2 JP H0614228B2 JP 24783584 A JP24783584 A JP 24783584A JP 24783584 A JP24783584 A JP 24783584A JP H0614228 B2 JPH0614228 B2 JP H0614228B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子複写機等に用いて、紙の上に形成された
トナー像をその紙上に定着させるために、トナー粒子を
加熱して融解させる加熱定着ローラの製造方法に関す
る。
〔従来技術〕
上記加熱定着ローラに要求される性質は、まず第1に、
加熱時にこのローラの表面にトナー粒子が付着すること
のない高い離型性である。次に、このローラの表面に
は、紙を剥離させるための爪やローラ表面の夾雑物を除
去するためのブレード、或いは、ローラの表面温度を検
出するためのサーミスタ等が常に接触していることか
ら、それらとの高温状態での長期間に亘る接触によつて
も離型性が損なわれないものであることが必要である。
そこで、従来から、種々の処理を施した定着ローラが提
案されている。まず、金属ローラの外周面に弾性体層を
設け、この層の上にフッ素樹脂を塗布したものである
(例えば、特開昭57−89785号公報参照)。つま
り、非粘着性の大きなフッ素樹脂によつてトナー粒子の
付着を防止しながら、その下層である弾性体層の弾性変
形によつてフッ素樹脂層をも変形させてその摩損を抑制
している。また、同様に弾性体層を設け、この上にフッ
素樹脂とフッ素ゴムとの混合物を塗布したものである
(例えば、特開昭58−5770号公報及び特開昭58
−27175号公報参照)。これは、フッ素樹脂を含む
層の、弾性体層の表面への接着性を向上させるととも
に、塗布後に行なう焼成時の弾性体層の熱劣化を少なく
するようにしたものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上述した何れの従来構成による場合にも、使用
初期において、トナーに対する離型性については優れて
いるものの、長期間に亘つて使用を続けるとローラ表面
の汚れや摩耗が生じ、初期に得られた離型性の良さを充
分に維持できなくなりがちで、改良の余地があった。
本発明の目的は、上述の実情に鑑み、加熱定着ローラ
を、長期間に亘る使用によつても高い離型性が損なわれ
ないものにすることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明による加熱定着ローラの製造方法の特徴は、金属
ローラの外周面に弾性体層を形成し、その層の上に、フ
ッ素樹脂とフッ素ゴムとの水溶性混合物を塗布した後、
この混合物の指触乾燥前に、この混合物の上にフッ素樹
脂デイスパージョンを塗布し、その後乾燥焼成して製造
することにある。
〔作 用〕
つまり、実験を重ねた結果、以下のことが明らかになつ
た。
即ち、弾性体層の上に塗布されたフッ素樹脂とフッ素ゴ
ムとの水溶性混合物が乾燥する過程において、この混合
物中のフッ素樹脂の微粒子がミクロブラウン運動によつ
てその表面に集積され、密実で非粘着性の高い表層を形
成する。この表層の持つ性質によって、トナー粒子に対
して離型性のよい加熱定着ローラが得られるのである。
しかしながら、この表層は極めて薄く(2〜3μm)、
そのために、紙剥離爪やブレードとの長期間に亘る接触
によつて、この表層が摩耗されてしまい、初期の高い離
型性を維持できなくなるのである。
しかも、この表層は、フッ素樹脂とフッ素ゴムとの水溶
性混合物の塗厚を塗布の限界まで大きくしても(約10
0μm)、殆どその厚みが変化しない。また一方、塗布
したフツ素樹脂とフッ素ゴムとの水溶性混合物が乾燥し
た後に、その上にフッ素樹脂を塗ろうとしても、乾燥硬
化した表層の持つ非粘着性によつて反撥され、フッ素樹
脂が一体化せずに剥離してしまう。
さらに、フッ素樹脂とフッ素ゴムとの水溶性混合物中
に、予めフッ素樹脂を添加しても、この混合物の組成そ
のものが崩壊してしまうだけで、表層の厚みもあまり増
加しないのである。
ところが、弾性体層上に塗布したフッ素樹脂とフッ素ゴ
ムとの水溶性混合物が未だ乾燥していない状態で、フッ
素樹脂のディスパージョンをこの混合物の上に塗布する
と、このフッ素樹脂のデイスパージョンが、先に塗布さ
れた水溶性混合物中のミクロブラウン運動によつて表面
に集積しつつあるフッ素樹脂の微粒子と混ざり合い、厚
くかつ一体化したフッ素樹脂の表層が形成されるのであ
る。
〔実施例〕
以下に、図面に基づいて、本発明の実施例を説明する。
円筒状のアルミニウム製芯金(1)の外周面にシリコーン
ゴムを加硫接着して弾性体層(L)を形成する(第1図(イ)
参照)。芯金(1)を回転させながら、この弾性体層(L)の
外周面にプライマー処理を施した後、フツ素樹脂とフッ
素ゴムとの水溶性混合物(a)をエアースプレー(2)により
吹き付け塗布する(第1図(ロ)参照)。この混合物(a)が
未だ濡れている状態で、同様に芯金(1)を回転させなが
ら、フッ素樹脂デイスパージョン(b)をエアースプレー
(2)により吹き付け塗装する(第1図(ハ)参照)。その
後、室温乾燥、熱風乾燥、高温焼成を経て、加熱定着ロ
ーラ(R)が得られる。このローラ(R)は、その表面が、第
2図に示すように、芯金(1)の外周のシリコーンゴムの
弾性体層(L)の上に、厚くかつ一体化したフッ素樹脂表
層(S)を持つ塗膜(M)が積層された構造になっており、従
つて、この厚いフッ素樹脂表層(S)のもつ性質によって
離型性が高められ、しかも、長期間に亘って高い離型性
を維持できるのである。
芯金(1)の材質は適宜変更可能であって、アルミニウム
の他に、ステンレス等も使用可能である。また、芯金
(1)の外周面に設ける弾性体層(L)としては、シリコーン
ゴム単体に替えて、フッ素ゴム単体やシリコーンゴムと
フッ素ゴムとの混合物等を用いてもよい。
上述の方法によつて製造した加熱定着ローラを供試体と
し、製造条件を一部変えて比較体としての加熱定着ロー
ラを以下に示すように5種類製造し、夫々について、外
観、離型性、及び、耐久性について実験を行なった。次
にその製造条件及び実験結果について説明する。
尚、実験は、各ローラを、45枚/分の速度の電子複写
機にセットして行なった。
〔供試体〕
φ50mmのアルミニウム製芯金の外周に、プライマー処理
後、HTVシリコーンゴム(東芝シリコーン(株)製T
SE270−6U)を加硫接着し、0.4mmの厚みになる
ように成形研摩して仕上げた。この上に、プライマー処
理を施した後、フッ素ゴムとフッ素樹脂との水溶性混合
物(ダイキン工業(株)ダイエルGLS−213)を、
膜厚が40μmになるように吹付塗布した。
そして、この混合物の指触乾燥前に、フッ素樹脂ディス
パージョン(旭硝子(株)製フルオンスーパーコート9
0)を、膜厚が15μmになるように吹付塗布した。その
後、室温で30分間乾燥させ、70℃の熱風により20
分間乾燥させ、さらに、芯金を300℃に熱して焼成製造
した。尚、ここで用いたフッ素樹脂とフッ素ゴムとの水
溶性混合物は、例えば、ほぼ以下の成分からなるもので
ある。
A 液 。ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン−
ヘキサフルオロプロピレン弾性状共重合体(フッ素ゴ
ム)を60wt%、及び、ノニオンHS−208(日本油
脂(株)製)を含むフッ素ゴム水性デイスパージョン…
…166重量部 。テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロエチレン共
重合体(FEP)を50wt%、及び、ノニオンHS−208
を含むフッ素樹脂水性デイスパージョン……150重量部 。酸化マグネシウム……3重量部 。ミデイアム サーマルカーボン……20重量部 。ノニオンHS−210 (日本油脂(株)製)……2重量部 。水……50重量部 B 液 oγ−アミノプロピル トリエトキシシラン……40重量部 。8,9−ピス(8−アミノプロピル)−2、4、8、1
0−テトラオキサスピロ〔5,5〕 ウンデカン……20重量部 。水……40重量部 上記のA液の100重量部とB液の5重量部とを充分に撹
拌して均一に分散させた後に、#200のステンレス金網
で濾過したものである。
[比較体1] フッ素樹脂とフッ素ゴムとの水溶性混合物(ダイエルGL
S−213)を塗布してから、室温で30分間乾燥させて指触
乾燥状態になつた後に、フッ素樹脂デイスパージョン
(フルオンスーパーコート90)を吹付塗布した以外は、
全て[供試体]と同一条件で製造した。
[比較体2] シリコーンゴムを省略し、芯金上に直接フッ素樹脂とフ
ッ素ゴムとの水溶性混合物(ダイエルGLS−213)吹付塗
布した以外は全て[供試体]と同一条件で製造した。
[比較体3] フッ素樹脂デイスパージョン(フルオンスーパーコート
90)の替わりに、テトラフルオロエチレン−ペルフルオ
ロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA樹脂)の微粉
末(三井フロロケミカル(株)製MP10−2)を、静電塗
装機にて膜厚が20μmになるように塗布した以外は、全
て[供試体]と同一条件で製造した。
[比較体4] フッ素樹脂デイスパージョン(フルオンスーパーコート
90)の塗布を省略した以外は、全て[供試体]と同一条
件で製造した。
[比較体5] フッ素樹脂とフッ素ゴムとの水溶性混合物(ダイエルGL
S−213)及びフッ素樹脂デイスパージョン(フルオンス
ーパーコート90)の両者に替えて、この両者を混合撹拌
してフッ素樹脂成分が全体の3割になるように調整した
混合物を用いた。この混合物は分散がやや乱れて増粘が
見られた。この混合物を、シリコーンゴム上にプライマ
ー処理後に塗布した以外は、全て[供試体]と同一条件
で製造した。
以上の各ローラについての実験結果を次に示す(次頁の
表参照)。
尚、表中の耐久性の欄において、◎印は6万枚複写後に
異常のなかつたことを、また△印は2万枚程度複写後に
異常が発生したことを、さらに×印は使用が不可能であ
つたことを、夫々示している。
以上の実験結果から、次のことが分かる。
[比較体1]は、フッ素樹脂デイスパージョンを塗布す
る時期を比較するものである。つまり、指触乾燥後に塗
布した場合には、剥離が生じてフッ素樹脂層が一体化さ
れないことを示している。
[比較体2]は、下地層となる弾性体層の有無を比較す
るものである。つまり、弾性体層がなければ、既に述べ
たような、この層の弾性変形に伴うフッ素樹脂層の変形
がないために、爪やブレードとの接触に対する耐久性が
劣化することを示している。
[比較体3]は、最終的に塗布するフッ素樹脂の態様の
違いを比較するものである。つまり、粉末状のフッ素樹
脂は先に塗布された混合物に溶融せず、フッ素樹脂が一
体化されないため、こうして製造した定着ローラは全く
使用できないことを示している。
[比較体4]は、既に述べた従来構成によるものであ
り、フッ素樹脂デイスパージョンを塗り重ねることの有
無を比較するものである。
つまり、フッ素樹脂層が薄いため、長期間に亘る使用に
よつて離型性が低下することを示している。
[比較体5]は、フッ素樹脂フッ素ゴムとの水溶性混合
物に、予めフッ素樹脂を添加することで、同様の効果を
得ることができるかを比較するものである。つまり、組
成自身に変化が見られ、塗布状態も良くなく、こうして
製造した定着ローラは全く使用できないことを示してい
る。
〔発明の効果〕
以上述べてきたように、本発明による加熱定着ローラの
製造方法は、弾性体層に塗布したフッ素樹脂とフッ素ゴ
ムとの水溶性混合物が未だ乾燥していない状態で、フッ
素樹脂のデイスパージョンをこの混合物の上に塗布する
ものであり、そのことによつて、ローラの外周面に、厚
くかつ一体化したフッ素樹脂の表層が形成されるから、
トナー粒子に対する離型性も高く、しかも、その高い離
型性が、長期間に亘る使用によつても劣化することのな
い、優れた加熱定着ローラを製作することができるよう
になつた。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る加熱定着ローラの製造方法の実施例
を示し、第1図(イ)〜(ハ)は加熱定着ローラの製造工程を
示す概略斜視図、第2図は加熱定着ローラの拡大断面図
である。 (1)……芯金、(L)……弾性体層、(a)……フッ素樹脂と
フッ素ゴムとの水溶性混合物、(b)……フッ素樹脂デイ
スパージョン。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】芯金の外周面に弾性体層を形成し、その層
    の上に、フッ素樹脂とフッ素ゴムとの水溶性混合物を塗
    布した後、この混合物の指触乾燥前に、この混合物の上
    にフッ素樹脂ディスパージョンを塗布し、その後乾燥焼
    成して製造する、加熱定着ローラの製造方法。
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JP2685437B2 (ja) * 1986-10-27 1997-12-03 昭和電線電纜株式会社 熱定着ローラの製造方法
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