JPH0644176B2 - 定着ロ−ルの製造方法 - Google Patents

定着ロ−ルの製造方法

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JPH0644176B2
JPH0644176B2 JP60009577A JP957785A JPH0644176B2 JP H0644176 B2 JPH0644176 B2 JP H0644176B2 JP 60009577 A JP60009577 A JP 60009577A JP 957785 A JP957785 A JP 957785A JP H0644176 B2 JPH0644176 B2 JP H0644176B2
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rubber
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fluororesin
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孝司 坂本
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Nihon Valqua Kogyo KK
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2053Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
    • G03G15/2057Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating relating to the chemical composition of the heat element and layers thereof

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は定着ロールの製造方法に関し、さらに詳しく
は、ロール外周面にフッ素樹脂被覆層を有する定着ロー
ルの製造方法に関する。
発明の技術的背景ならびにその問題点 複写機などにおける画像定着装置では、コピー紙上に転
写されたトナーは加熱定着されるが、このトナーの加熱
定着は、加熱定着ロールと加圧定着ロールとの間にコピ
ー紙を通過させることによって行なわれている。
このような定着ロールとしては、一般に芯金上に弾性体
層が設けられ、この上にトナーとの剥離性を向上させる
ためのフッ素樹脂コーティング膜が設けられた構造のも
のが広く用いられてきた。ところが、この定着ロールで
は、フッ素樹脂コーティング膜に弾性がないため、表面
の凹凸の大きなコピー紙を用いた場合にはトナーの定着
が不充分な部分が生じ、得られる画質が悪いという問題
点があった。またフッ素樹脂コーティング膜の耐摩耗性
が悪くしかもコーティング膜の膜厚が薄いため、分離爪
などによるきずが発生しやすいという問題点もあった。
また別の定着ロールとして、芯金上に設けられた弾性体
層上に、弾性を有するシリコーンゴム表皮層が設けられ
た構造のものが用いられてきた。この定着ロールでは、
トナーと表皮層との離型性が悪いため、シリコーンオイ
ルをロール表面に塗布することが必要であり、機器内部
の汚れの原因となっていた。また、分離爪によって表皮
層が破損することがあり、したがって寿命が短かいとい
う問題点があった。さらに、長期間停止した後の1枚目
のコピー紙にオイルあるいはトナーの汚れが付着すると
いう問題点があった。
このような問題点を解決するため、たとえば実公昭51
−9883号公報には、芯金上に設けられたゴムなどの
弾性層上に、ポリテトラフルオロエチレンなどの合成樹
脂製チューブを被せ、次いで加熱することによってチュ
ーブを収縮させてなる定着ロールが開示されている。と
ころがこの定着ロールでは、弾性層を形成しているゴム
とチューブとの密接力は収縮チューブの収縮力のみに依
存しているため弱く、しかも全体にわたって均一にはチ
ューブが収縮しないため密接力にばらつきが認められ、
チューブが剥離して弾性層から浮いてしまうことがあ
り、トナーの定着むらあるいはコピー紙の搬送不良、汚
れなどの原因となっていた。
また一方、特開昭59−52269号などには、芯金上
に設けられたゴム弾性体上に、ポリテトラフルオロエチ
レン製多孔質シートを巻付け、巻付端末を研磨仕上げし
てなる定着ロールが開示されている。ところが、この定
着ロールにおいてはも、シートの継目に段差あるいは隙
間が生ずるため、トナーの付着不良および定着不良の原
因となる。さらに定着温度が高温の場合には、フッ素樹
脂が熱膨脹してシートの継目に応力が集中し、その部分
からシートが剥離することがあるという問題点があっ
た。
発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に伴なう問題点を解決
しようとするものであって、以下のような目的を有す
る。
(a)弾性層とフッ素樹脂表皮層とが充分に密接し、した
がって分離爪あるいはブレードなどによってフッ素樹脂
表皮層が剥離することのない、寿命の長い定着ロールを
提供すること。
(b)耐摩耗性に優れ、かつ表面に凹凸がなく、しかも機
械的強度に優れたフッ素樹脂表皮層を有する定着ロール
を提供すること。
(c)ゴム弾性層を有する定着ロールの特色を充分に生か
して、適度に弾性を保った定着ロールを提供すること。
(d)離型性に優れかつ摩擦係数が小さいという優れた特
性を有し、離型オイルを使用する必要が必ずしもなく、
したがって、定着装置全体をコンパクトにすることが可
能な定着ロールを提供すること。
発明の概要 本発明に係るフッ素樹脂表皮層を有する定着ロールの製
造方法は、円柱状空間を有する金型に、金型内径よりや
や小さい径を有しかつチューブ内面に表面接着処理が施
こされた熱収縮性フッ素樹脂チューブを挿入するととも
にチューブ内にロール芯体を挿入し、次いでチューブと
ロール芯体との間にゴムを注入充填した後硬化させ、ゴ
ム硬化後にさらに加熱処理することを特徴としている。
発明の具体的説明 以下本発明に係る定着ロールの製造方法を、図面を参照
しながら詳細に説明する。
まず、円柱状空間を内部に有する金型1を準備し、この
金型1の空間に、所定長さでかつ金型の空間部内径より
やや小さい径を有するフッ素樹脂製熱収縮性チューブ2
を挿入する。この際まずフッ素樹脂製熱収縮性チューブ
の両端に、ゴム注入口4が設けられた端部金型3Aおよ
び端部金型3Bを装着した後、ドライヤなどによってチ
ューブ2を加熱してチューブ全体を多少収縮させる操作
によりチューブに予備成型を施こし、次いで一方の端部
金型3Bをチューブ2から取外しそして端部金型3Aに
装着された状態でチューブ2を円柱状空間に挿入するよ
うにすればよい。チューブ2を金型1に挿入するに先立
って上記のような予備成型処理を加えることは必ずしも
必要ではないが、この処理を加えることによって、端部
金型への装着性が向上し、しかもゴム加硫時にチューブ
の温度が上昇してチューブ熱膨脹しても、冷却された後
にチューブ表面にしわが発生したり、チューブ自体が内
側に陥没したりすることが防止される。
本発明においては、チューブを構成するフッ素樹脂とし
ては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)テトラ
フルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテ
ルとの共重合体であるPFA、テトラフルオロエチレン
とヘキサフルオロプロピレンとの共重合体であるFE
P、テトラフロオロエチレンとエチレンとの共重合体で
あるETFE、二フッ化エチレン重合体であるPVDF
などが用いられる。このうち、PTFEあるいはPFA
が、離型性に優れてオフセットが発生せず、かつ摩擦係
数が小さく、しかも耐熱性ならびに耐久性に優れている
ため特に好ましい。このようなフッ素樹脂チューブを用
いた場合には、離型オイルを使用する必要が必ずしもな
く、したがってオイル補給装置が不要となり、定着装置
全体をコンパクトにすることが可能となる。
このようなフッ素樹脂チューブの厚みは、10〜50μ
m程度であることが好ましく、チューブの厚みが10μ
m未満では耐久性に劣るため好ましくなく、また一方5
0μmを越えると、ロールのゴム弾性が失われて得られ
るコピーの画質が低下するため好ましくない。
次いでこのようにして金型内に挿入されたチューブ2内
にロール芯体5を挿入する。このロール芯体5は、ロー
ル芯金そのものであってもよく、あるいはロール芯金に
すでに第1弾性層が設けられているものであってもよ
い。
このようにして金型1の円柱状空間に、端部金型3Aに
装着されたフッ素樹脂チューブ2およびロール芯体5を
挿入した後、チューブ2の他端に端部金型3Bを装着す
る。この際端部金型3Aに設けられたゴム注入口4から
空気を吹き込みながら行なうことが好ましい。このよう
にゴム注入口4から空気を吹き込むことによってチュー
ブ内表面と端部金型3Bとの隙間が小さくなったとき、
チューブ内部と金型外部とに圧力差が生じ、空気の排出
速度が速くなり、チューブが金型外部に引張り出される
状態となる。この状態で端部金型3Bを装着するとチュ
ーブが金型内部にずれてセットされるのが防止されると
ともに、チューブは多小張られた状態でセットされるの
で均一な真円となり、シワが発生せず端部金型3Bの装
着性を向上させることができる。また、合成樹脂チュー
ブの外表面と金型内周面との間に大きな隙間が生ずるの
を防止するため、金型に空気抜き孔を設け、この孔から
真空引きすることもできる。
次に、端部金型3Aに設けられたゴム注入口4から、ゴ
ムをチューブ2とロール芯体5との間に注入充填する。
ゴムとしては、硬化前で流動性を有するものが用いられ
るが、具体的には1000〜20,000ポアズ好まし
くは2000〜4000ポアズの粘度を有する液状シリ
コーンゴム、液状フロロシリコーンゴムなどの液状ゴム
が用いられることが好ましい。あるいは、射出成型が可
能なシリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレン
ゴムなどが用いられる。
ゴムの注入時の圧力は、液状ゴムの場合には5kgf/cm
2以上好ましくは10kgf/cm2以上さらに好ましくは2
0kgf/cm2以上で200kgf/cm2以下であることが望
ましく、一方射出成型可能なゴムの場合には300〜1
000kgf/cm2程度の圧力を加えることが望ましい。
本発明においては、フッ素樹脂チューブと弾性層となる
ゴムとの密着は、硬化前の流動状態にあるゴムとフッ素
樹脂チューブとの間で行なわれる。しかもこの際、ゴム
には注入時に圧力が加えられているため、フッ素樹脂チ
ューブとゴムとの密接は充分に行なわれ、従来のように
密着力にむらが生ずることがないという優れた効果が得
られる。
次いでゴムがチューブ2とロール芯体5との間に注入充
填された後に、加熱してゴムを硬化させ、その後加熱し
て二次加硫させることによって本発明に係る定着ロール
が得られる。この二次加硫は特にシリコンゴム、フッ素
ゴムなどでは架橋密度をあげ耐熱特性の向上をはかるこ
とができるので好ましい。また、室温硬化型のゴムを注
入した場合は、加熱しなくとも室温にて硬化することが
できる。
なお、ゴムをチューブ2とロール芯体5との間に注入充
填するに先立って、ロール芯体5の外表面およびチュー
ブ2の内表面に、ゴムとの密着性を高める目的で、フッ
素樹脂チューブ内面に表面接着処理が施こされる。フッ
素樹脂チューブの表面接着処理は、たとえば、フッ素樹
脂チューブの内周面を、金属ナトリウムのアンモニア溶
液で処理し、次いでこの内周面にプライマーを塗布する
ことにより行うことができる。
また、ゴムをチューブ2とロール芯体3との間に注入充
填する際に、金型1を130℃までの温度に予熱してお
くことも好ましいことである。この予熱によって金型と
ロール芯体との温度差を少なくして架橋時間を短縮する
ことができる。
発明の効果 本発明に係る定着ロールにおいては、金型内に、表面接
着処理が施こされた熱収縮性フッ素樹脂チャーブとロー
ル芯体とを挿入し、このチューブとロール芯体との間に
ゴムを注入充填した後硬化させ、さらに加熱処理してい
るため、次のような効果が得られる。
(1)ゴム弾性層とフッ素樹脂表皮層とが充分に密接し、
分離爪などによって表皮層が剥離することがなく、耐久
性に優れている。
(b)耐摩耗性、機械的強度および離型性に優れ、かつ摩
擦係数の小さい表皮層を有する定着ロールが得られ、し
たがって離型オイルを使用する必要が必ずしもなくな
る。
(c)適当な膜厚のフッ素樹脂を用いると、ゴム弾性層を
有する定着ロールの特色を充分に生かした適度の弾性を
有する定着ロールが得られる。
以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら
の実施例に限定されるものではない。
実施例 内周面を金属ナトリウムのアンモニア溶液にて表面処理
した外径28mm、肉厚0.03mmのPFA熱収縮チュー
ブを用意し、このチューブを内周面にシラン系プライマ
ーを塗布した後、乾燥した。
一方外径20mmの芯金にシリコン系プライマーを塗布し
た後乾燥焼付けを行った。
次に、内径30mm、長さ310mmの円柱状空間を有する
金型内に上記チューブを芯金とともに装着した。なおチ
ューブ装着時は端部金型のゴム注入口より0.4kg/cm
2の空気圧を吹き込みながら装着した。
次に、前記チューブと前記芯金とによって囲繞された円
筒状空間内に、端部金型のゴム注入口より、注入圧20
0kg/cm2で液状シリコーンゴムを充填した。
次いで、この状態にて液状シリコンーゴムを120℃、
1時間加熱して硬化処理を行なった後、金型を脱着しさ
らに200℃で4時間加熱して二次加硫を行った。成形
されたロールはゴム肉厚5mmで、PFAにより被覆され
たロール表面硬度はJISA50であり、ゴム層は芯金
およびPFAチューブに強固に接着されていた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る定着ロールを製造する際に用い
られる装置の要部断面図である。 1……金型、2……合成樹脂チューブ、 3……端部金型、4……ゴム注入口、 5……ロール芯体

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円柱状空間を有する金型に、金型内径より
    やや小さい径を有しかつチューブ内面に表面接着処理が
    施こされた熱収縮性フッ素樹脂チューブを挿入するとと
    もにチューブ内にロール芯体を挿入し、次いでチューブ
    とロール芯体との間にゴムを注入充填した後硬化させ、
    ゴム硬化後にさらに加熱処理することを特徴とする合成
    樹脂表皮層を有する定着ロールの製造方法。
JP60009577A 1985-01-22 1985-01-22 定着ロ−ルの製造方法 Expired - Lifetime JPH0644176B2 (ja)

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