JPH062353B2

JPH062353B2 - 弾性ロ−ラ及びその製造方法

Info

Publication number: JPH062353B2
Application number: JP60169217A
Authority: JP
Inventors: 道郎重信
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-07-31
Filing date: 1985-07-31
Publication date: 1994-01-12
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: JPS6228213A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、定着装置の加熱ローラ、クリーニング装置の
クリーニングローラ、紙等の記録材を搬送するための搬
送ローラ等に使用し得る弾性ローラ及び斯る弾性ローラ
の製造方法に関するものである。このようなローラは、
電子写真記録装置、レーザービームプリンター、フアク
シミリ、複写機等の画像形成装置に好適に利用される。
本明細書では、本発明に従つた弾性ローラを定着装置に
応用した場合について説明するが、これに限定されるも
のではない。

従来の技術及び問題点従来、電子写真等の画像形成法によって形成された未定
着画像（以下「トナー像」と呼ぶ）を紙等の記録材に定
着する定着装置としては加熱定着方式が採用されてい
る。この種の加熱定着装置は熱源を備えた加熱ローラ
と、該加熱ローラに圧接する加圧ローラとを具備し、該
二つのロールの間にトナー像を支持した紙を挿入し、紙
上にてトナー像を溶融しそして定着画像を得るように構
成される。

このとき、加熱溶融されたトナーは紙に固着するだけで
なく、当接しているローラ表面にも付着する（オフセツ
ト現象と呼ぶ）。該オフセツト現象を防止するために、
加熱ローラ表面をオフセツト現象が生じにくくすると
か、又オフセツトしたトナーを容易に清浄化する工夫が
なされている。

例えば、その一例としては、ローラ表面部材を離型性の
よいシリコーンゴムにするとか、あるいは特公昭５６−
９７０４号にあるようにそのシリコーンゴムの中へシリ
コーンオイルを含浸させたりして離型性の向上をはかつ
ている。

又、他の方法としては、Ｕ．Ｓ．Ｐ．第４，１８５，１
４０号にあるように外部よりローラ表面に高分子離型流
体を塗布しこの高分子離型流体の効果によりオフセツト
現象を少なくすることも試みられている。

しかしながら、上記各方法において完全にトナーのオフ
セツトを防止し得るものではなく、いずれの方法におい
ても多かれ少なかれローラ表面にはオフセツトされたト
ナーが残り、従つてこれをクリーニングするために定着
ローラ表面に接触してブレードとかウエブのようなクリ
ーニング部材が設けられている。

ところが、定着ローラの表層がシリコーンゴムである以
上表層材の経時変化、或は耐久劣化、更にはオイル膨潤
によりその離型性又は初期形状を維持できないという欠
点があった。更に又、シリコーンゴム表面とトナーが密
着しクリーニングしずらいという欠点もあった。

このような問題点を解決するべく、特公昭５８−４３７
４０号に開示されるようにシリコーンゴムの表面を４弗
化エチレン樹脂チユーブで覆つたり、特開昭５３−５４
０３５号に開示されるように耐油性のあるゴムで覆うと
いつた方法が執られているが、前者の場合は、ゴム硬度
が高くなりニツプが十分には得られず定着性が悪いとい
う欠点、４弗化エチレン樹脂チユーブが長期の使用によ
りゴム層から剥離し耐久性がないといつた欠点があり、
更に又製造工程が複雑であるという欠点があつた。又、
後者の場合は離型性の点で未だ問題がある。

発明の目的従つて、本発明の主たる目的は、上記の如き従来の弾性
ローラが有する欠点を除去し、適度の硬度及び弾性並び
に良好な耐久性を有し、離型性にも優れた弾性ローラ及
びその製造方法を提供することである。

本発明の他の目的は、弾性ローラを低コストでしかも大
量生産することが可能な弾性ローラの製造方法を提供す
ることである。

問題点を解決するための手段上記諸目的は本発明に係る弾性ローラ及びその製造方法
によつて達成される。要約すれば本発明は、耐熱性チユ
ーブと芯金の間に耐熱性弾性体層を後から形成してなる
弾性ローラ、あるいは耐熱性樹脂チユーブを有し、該耐
熱性樹脂チユーブの内側に多数の独立気泡をもつた耐熱
弾性体層を後から形成してなる弾性ローラであり、後者
のような弾性ローラは、（ａ）内面が円筒状とされる金
型を準備する工程、（ｂ）前記金型の内面に、該金型の
内径と大略同じ外径を有した耐熱性樹脂チユーブを配
し、前記金型の中心部には軸を装着する工程、（ｃ）前
記樹脂チユーブと前記軸との間の空間に耐熱性弾性材を
注入する工程、及び（ｄ）前記耐熱性弾性材を発泡加硫
せしめる工程、を具備することを特徴とする製造方法に
よつて好適に製造される。

次に、本発明に係る弾性ローラ及びその製造方法につい
て更に詳しく説明する。

第１図及び第２図は、本発明に従つて弾性ローラを製造
するための金型構造体１の分解斜視図及び断面図を示
す。本実施例では、金型構造体１は、内面が円筒状とさ
れる金型２と、該金型２の中心に弾性ローラ軸３を固定
するためのフランジ４、６とを具備する。フランジ４は
金型２の端面に当接する鍔部４ａと、該金型２の端部内
面に嵌合し、後述するように耐熱性樹脂チユーブを該金
型に取付ける環状部４ｂとを有する。又、フランジ４の
中央部には軸３の一端に嵌合するボス部４ｃが形成さ
れ、該ボス部４ｃと鍔部４ａとは複数のリブ４ｄにて連
結される。一方、フランジ６は金型の他端に嵌合する複
数の脚部６ａと、該脚部を支持する環状支持体６ｂとを
具備し、フランジ６の中央部には軸３の他端に嵌合する
ボス部６ｃが形成され、該ボス部６ｃと環状支持体６ｂ
とは複数のリブ６ｄにて連結される。フランジ６の脚部
６ａは金型２の他端の外周部に形成された環状突起８に
係合し、該金型に任意の手段、例えばネジ等（図示せ
ず）を使用して着脱自在に取付けられる。

弾性ロールを製造するに際して、先ず金型２の内部に膜
厚が１５〜９９μｍとされる耐熱性樹脂チユーブ、例え
ば膜厚が２５μｍのＰＦＡ樹脂（４弗化エチレン樹脂・
パーフロロアルコキシエチレン樹脂の共重合体）チユー
ブ１０が配置され、フランジ４側の一端部１０ａは固定
リング１２にて金型２の端部内面に取付けられ、フラン
ジ４を該金型２に取付ける際に該フランジ４の環状部４
ｂを介して金型２の内面に取付けられる。

ＰＦＡ樹脂チユーブ１０の反対側端部１０ｂ、即ち、フ
ランジ６が配置される側は、第２図に図示されるよう
に、金型２より長めにセツトされかつ何の拘束力もうけ
ない自由な状態でセツトされる。

弾性ローラ軸３は、フランジ４及び６のボス部４ｃ及び
６ｃにて金型の中心にセツトされる。

上記構成において、例えば直径２５ｍｍの弾性ローラを
製造する場合には、金型の内径には２５．８０ｍｍとさ
れ、ＰＦＡ樹脂チユーブ１０の外径は２４．７０ｍｍと
される。又、軸３の外表面であつて弾性体層が接着され
る部分にはフライマーを被覆し、又ＰＦＡ樹脂チユーブ
内面は金属ナトリウムによるエツチング処理後、十分な
水洗いの後乾燥され、上記と同様のプライマーが塗布さ
れている。

次いで、上記ＰＦＡ樹脂チユーブ１０内に弾性材が充填
される。本実施例では、押し出し成型機を使用し、少な
くとも加硫剤及び発泡剤を混入したシリコーンゴムから
成る弾性材を、更に詳しく言えば、本実施例では、信越
化学製シリコーンゴムＫＥ９０３Ｕ及び加硫剤としてベ
ンゾイルパーオキサイドとジクミルパーオキサイド、更
に発泡剤としてアゾビス系発泡剤を混練して成る組成の
シリコーンゴムコムパウンドを、内径が軸３より大きく
外径が金型２の内面より細いダイより押し出し、直接軸
固定フランジ４の上部より金型内に注入し、該金型内で
発泡、加硫させる。このとき、本発明の好ましい一実施
態様に従えば、加硫剤が作用し出す前に発泡剤の充分な
発泡を可能とするべく、更に、発泡剤が作用する条件下
で金型２はフランジ４の側よりフランジ６の側へと徐々
に加熱される。斯る加熱方法によつて、弾性体層と表面
ＰＦＡ樹脂チユーブとの間に気泡が残るのが防止でき、
弾性体層と表面ＰＦＡ樹脂チユーブとの間の接着強度を
著しく向上せしめることができ、従つて弾性ローラの耐
久性が従来のローラに比較し飛躍的に増大した。又、本
発明に従えば、耐熱性弾性材は多数の独立気泡（直径１
００〜４００μｍ）を有し、好ましくは該耐熱性弾性材
中の発泡剤の発泡倍率は１．５〜３倍とされる。

更に詳しく説明すれば、軸線方向に温度８０°〜１２０
°までの温度勺配をもつた加熱炉の中を該軸線方向に前
記金型を軸方向にゆつくり移動させ、金型内のシリコー
ンゴムの発泡がフランジの一方から他方へ順に起こるよ
うに構成した。その後この金型２を均一に１８０℃に加
温し、完全に加硫させる。

このようにして弾性ロールが製造されるために、金型内
のシリコーンゴムは発泡により内側から外側へと膨張
し、それによつてシリコーンゴムと軸及びＰＦＡ樹脂チ
ユーブとの間に良好な接着がもたらされる。従つて、金
型２と軸３の真円度さえ出ていれば研摩なしで、フレ５
／１００、外径公差０．２ｍｍ（直径２５ｍｍのローラ
に対して）の弾性ローラを作ることが可能となつた。

従来のようにゴムローラを成型し、表面を研摩等で仕上
げた後プライマーを塗布し、この上に熱収縮チユーブを
かける方法ではこのチユーブの厚さが薄いとき、ゴムロ
ーラと熱収縮チユーブとの間の接着部にエアーを入れず
にしかも、均一に収縮させるということが極めて困難で
あつたが、本発明に係る方法により安定した、耐久性の
あるしかも非常に製造コストの安いローラを大量に生産
することが可能となつた。

加硫後ローラを金型から取り出すには、金型構造体１を
水につけることにより金型を冷却すれば、金属金型とロ
ーラ材質の熱膨張率の違いによりローラは金型から容易
に取出すことができる。

上記実施例では弾性ローラは定着ローラとして説明した
が、本発明のローラは上述のように他の用途にも利用す
ることができ、従つて使用される樹脂チユーブ及び弾性
材は、例えば樹脂チユーブとしてはウレタンチユーブと
かＰＴＦＥ樹脂（４弗化エチレン樹脂）等が、又弾性材
としてはウレタンスポンジ、シリコーンゴム、弗素ゴ
ム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）等を使用する
ことができる。

発明の効果本発明に係る製造方法は、弾性ローラを低コストでしか
も大量生産することが可能であり、又本発明により製造
された弾性ローラは、表層がクリーニングし易く又硬度
が低いため低い圧力でニツプを確保でき、そのためシワ
が生じ難く、且つ表層と下層の熱伝導率が大きく異なる
ため、定着ローラとして使用した場合には該弾性ローラ
全体がが加温されることが少なく、熱損失が少なくな
り、安定した定着が長期間補償されるという利益が得ら
れ、更に重要なことには耐久性が飛躍的に向上する。

更には、本発明により製造された弾性ローラは、定着装
置用ローラのみならず感光体クリーニングローラ、搬送
用ローラなど種々の用途に利用され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の弾性ローラ製造に使用される金型構
造体の分解斜視図である。第２図は、第１図の金型構造体の断面図である。２：金型３：弾性ローラ軸４、６：フランジ１０：樹脂チユーブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）内面が円筒状とされる金型を準備す
る工程、（ｂ）前記金型の内面に、該金型の内径と大略同じ外径
を有した耐熱性樹脂チユーブを配置し、前記金型の中心
部には軸を装着する工程、（ｃ）前記耐熱性樹脂チユーブと前記軸との間の空間に
耐熱性弾性材を注入する工程、及び（ｄ）前記耐熱性弾性材を加硫せしめる工程、を具備することを特徴とする弾性ローラの製造方法。
【請求項２】耐熱性弾性材は多数の独立気泡を有し、該
耐熱性弾性材中の発泡剤の発泡倍率は１．５〜３倍とさ
れる特許請求の範囲第１項記載の方法。
【請求項３】耐熱性樹脂チユーブは弗素樹脂であり、耐
熱性弾性材はシリコーンゴムである特許請求の範囲第１
項又は第２項記載の方法。
【請求項４】弗素樹脂は４弗化エチレン樹脂である特許
請求の範囲第３項記載の方法。
【請求項５】樹脂チユーブは１５〜９９μｍの厚さとさ
れる特許請求の範囲第４項記載の方法。
【請求項６】耐熱性樹脂チユーブと、該耐熱性樹脂チユ
ーブの内部に該耐熱性樹脂チユーブ内面との間に気泡が
存在しないようにして充填されて形成された耐熱性弾性
材層とを有することを特徴とする弾性ローラ。
【請求項７】耐熱性樹脂チユーブは弗素樹脂であり、耐
熱性弾性材はシタコーンゴムである特許請求の範囲第６
項の弾性ローラ。
【請求項８】弗素樹脂は４弗化エチレン樹脂及び４弗化
エチレン樹脂・パーフロロアルコキシエチレン樹脂の共
重合体である特許請求の範囲第７項記載の弾性ローラ。
【請求項９】耐熱性樹脂チユーブは１５〜９９μｍの厚
さとされる特許請求の範囲第６項〜第８項のいずれかの
項に記載の弾性ローラ。
【請求項１０】耐熱性弾性材層はその内部に多数の独立
気泡を有して成る特許請求の範囲第６項〜第９項のいず
れかの項に記載の弾性ローラ。
【請求項１１】耐熱性弾性材層中の独立気泡は直径が１
００〜４００μｍとされる第１０項記載の弾性ローラ。