JPH0661016B2 - 弾性回転体及び定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子写真複写装置、プリンターその他種々の
画像形成装置において使用される弾性回転体に関するも
のであり、特に前記画像形成装置においてシート状転写
材又は記録材等を搬送又は定着するための搬送又は定着
用のローラ又はベルトとして好適に使用される弾性回転
体に関するものである。従つて又、本発明は斯る弾性回
転体を使用した定着装置に関する。以下、本発明の説明
は主として定着ローラ及び定着装置に関連して行なう
が、本発明はこれに限定されるものではないことを理解
されたい。

従来の技術及び問題点 従来、電子写真複写装置等の画像形成装置において、一
般に紙とされるシート状転写材又は記録材を所定の経路
に沿つて搬送する搬送ローラには搬送性、離型性、耐久
性が要求される。特に、転写紙上の未定着トナー像に熱
を付与し且つ該溶融トナーのオフセツトを防止しながら
該転写紙を所定経路へと搬送しなければならない定着ロ
ーラにはより厳しい条件下での搬送性、離型性、耐摩耗
性、定着性及び耐久性が要求される。

上記要求を満たすために、芯金２にシリコーンゴム等か
ら成る弾性層４を設け、更に該弾性層４上に樹脂材を塗
布し、焼成することにより弾性層４の上に該樹脂材から
なる樹脂層４を形成した構造の定着用の弾性回転体、、
つまり弾性ローラ６が提案されている。

斯る構造の定着ローラは、樹脂層４の厚さを１５〜２０
μｍ程度に極めて薄く構成することができ、搬送性、離
型性、耐摩耗性及び定着性の点で極めて優れた性能を発
揮するものであるが、耐久性の点で問題があった。つま
り、長期間の使用によりゴム層から成る弾性層４と弗素
樹脂等から成る樹脂層６との間に部分的な剥離が生じ使
用不可能となり、複写装置の定着装置に使用した場合に
おいてはＡ４サイズで１万枚から５万枚の定着が、つま
り複写が使用限度であった。

本発明者等は、このよな数多くの利点を有する弾性層上
に樹脂材を塗布し、焼成することにより弾性層の上に該
樹脂材からなる樹脂層を形成した構造の定着用の弾性回
転体の耐久性を向上せしめるべく数多くの研究実験を行
つた結果、弾性層と樹脂層との境界をなす該弾性層の表
面形状が弾性回転体の耐久性に大きな影響力を有する因
子であり、該表面には弾性層中に混入した充填材を部分
的に露出させて存在させることにより、更には表面から
充填材が除去されて形成される空孔を弾性層表面に併存
させることにより、弾性回転体の耐久性が大幅に改善さ
れることを見出した。

本発明は斯る新規な知見に基ずきなされたものである。

発明の目的 従つて、本発明の目的は、紙等のシート状被搬送物の搬
送性、定着性、耐摩耗性は勿論のこと、特に耐久性が飛
躍的に向上した弾性回転体を提供することである。

本発明の他の目的は、上記弾性回転体を利用した定着装
置を提供することである。

問題点を解決するための手段 上記目的は、本発明に係る弾性回転体及び定着装置にて
達成される。要約すれば本発明は、主としてゴム材から
成る弾性層の上に弗素樹脂材を塗布し、焼成することに
より弾性層の上に弗素樹脂材からなる樹脂層が形成され
る弾性回転体であって、前記弾性層を形成するゴム材に
は少なくとも、前記樹脂層を形成する弗素樹脂材中に含
有される弗素樹脂粒子より大径の粒径を有した充填剤
と、弗素樹脂とが混入されて成ることを特徴とする弾性
回転体である。本発明の弾性回転体によれば、弾性層と
樹脂層との境界をなす前記弾性層の表面には充填剤が露
出しており、又好ましくは該弾性層の表面には該充填剤
が除去された空孔が形成される。充填材としては、粒径
が１μｍ〜１０μｍとされる石英粉末、ケイソウ土、金
属粉末、金属酸化物粉末及びセラミックの中から選択さ
れる一種又は複数種とされる。

更に、本発明によると、加熱源を有した定着用弾性回転
体と、該定着用弾性回転体に圧接する加圧用弾性回転体
とを具備した定着装置であって、少なくとも一方の前記
弾性回転体は、主としてゴム材から成る弾性層の上に弗
素樹脂材を塗布し、焼成することにより弾性層の上に弗
素樹脂材からなる樹脂層が形成される弾性回転体であっ
て、前記弾性層を形成するゴム材には少なくとも、前記
樹脂層を形成する弗素樹脂材中に含有される弗素樹脂粒
子より大径の粒径を有した充填剤と、弗素樹脂とが混入
されて成ることを特徴とする定着装置が得られる。

実施例 次に本発明に係る弾性回転体を図面に即して更に詳しく
説明する。

第１図及び第２図は、本発明に係る弾性回転体を、電子
写真複写装置においてトナー像を加熱定着する定着装置
に利用されるローラに具現化した一実施例を示す。

定着装置は、概略第１図に例示されるように、通常内部
に加熱源Ｈを有し、転写紙Ｐに担持された未定着のトナ
ー像Ｔと接する加熱用定着ローラ１と、該定着ローラ１
にトナー像を担持した該転写紙Ｐを押し付ける加圧ロー
ラ１０とから構成される。定着ローラ１及び加圧ローラ
１０は同様の構成とされ、芯金２、１２、弾性層４、１
４及び樹脂層６、１６から成る。

定着装置には、定着ローラ１の表面温度を検知し、該表
面温度をトナー溶融可能な最適温度、例えば１６０℃〜
２００℃に制御するための温度検知制御手段Ｇ、及び定
着ローラ１の表面にシリコンオイル等のオフセツト防止
液を塗布し且つ該表面のクリーニングをも行なうオフセ
ツト防止液塗布手段Ｃ等が設けられる。

定着ローラ１は、アルミニウム等の熱伝導の良好な芯金
２と、該芯金２上に主としてシリコーンゴムから成り更
に充填剤及び弗素樹脂が少なくとも混入されて形成され
た弾性層４（本実施例では層厚ｔ_１は０．３mm〜０．８
mm、反発弾性率は５５％〜８５％）と、該弾性層４上に
形成された主として弗素樹脂から成る樹脂層６とから成
る。弾性層４及び樹脂層６の弗素樹脂は、好ましくはＰ
ＦＡ樹脂（４弗化エチエレン樹脂・パーフロロアルコキ
シエチレン樹脂共重合体）、ＰＴＦＥ樹脂（４弗化エチ
レン樹脂）等の弗素樹脂とされ、本実施例で層厚ｔ_２は
１０μｍ〜２５μｍ、膜強度は５０kg／cm²の以上とさ
れる。

加圧ローラ１０について言えば、該加圧ローラ１０は上
記定着ローラ１と同様の構造とされるが、芯金１２はス
テンレススチール、鉄等とされ、弾性層１４の厚さｔ_３
はより厚く、例えば４mm〜１０mmとされ、又その反発弾
性率は５５％〜８５％とされる。又、樹脂層１６は定着
ローラ１と同様にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等の弗素樹脂を使用
するが層厚ｔ_４は５μｍ〜３５μｍ、膜強度は５０kg／
cm²以上とされる。

上記定着ローラ１及び加圧ローラ１０は、左右対称とさ
れ、且つ好ましくは、定着ローラ１０（又は加圧ローラ
１０）は軸線方向中央部が両端部に比較してわずかに小
径とされた、所謂逆クラウンタイプとされる。

本発明は上記定着ローラ１及び加圧ローラ１０の一方の
ローラ又は両方のローラに好適に適用することができる
ものであり、本実施例では定着ローラ１を参照して説明
する。

本発明に従えば、第２図に図示されるように、上記定着
ローラ１において弾性層４と樹脂層６との境界をなす前
記弾性層４の表面には、弾性層中に混入分散された充填
剤５０が部分的に露出して存在している。

本発明者等の研究実験の結果によると、弾性層表面に充
填剤が部分的に露出することにより、該充填剤露出部は
該弾性層４の上層を形成する樹脂層６の弗素樹脂と親和
性を良好なものとし、つまり弾性層４と樹脂層６との馴
染み性を向上させ、結果として弾性層と樹脂層のとの接
着強度を増大せしめ得ることを見出した。

更に、弾性層表面の充填剤５０がゴムローラの製造過程
において自然に除去されることにより、又は所定量強制
的に除去されることにより弾性層４の表面に空孔３０が
形成され存在することによっても弾性層と樹脂層との接
着強度が更に増大されることを見出した。即ち、弾性層
４の上に形成される樹脂層６の樹脂材が該空孔３０に進
入し、係止され、所謂アンカー効果を実現し、更には、
樹脂層６を形成している弗素樹脂が空孔３０内に入り込
み、樹脂層の焼成時には弾性層の表面において弾性層の
弗素樹脂と樹脂層の弗素樹脂とが溶融し合うだけでな
く、該空孔３０内においても弾性層内に混入された樹脂
層の弗素樹脂とが互いに溶融し合い、弾性層と樹脂層と
がより強固な結合を達成し、その結果長期間の使用によ
っても両層間に剥離が発生し難くなり、耐久性が著しく
向上することが分かった。このために、弾性層に混入さ
れる充填剤は、該充填剤の除去により形成される空孔３
０内に樹脂層を形成する弗素樹脂剤粒子がより容易に進
入し得るように、通常１μｍ以下とされる樹脂層の弗素
樹脂粒径より大径とされる。又、充填剤の粒径が余りに
も大きい場合にはゴム表面が荒れてきて定着ムラを起こ
しやすくなったり、ゴム弾性が失われるといった問題が
生じ、本発明者等の研究実験の結果によると２０μｍが
限度とされる。

従って、弾性層に混入添加される充填剤は、粒径が１μ
ｍ〜２０μｍとされ、石英粉末、ケイソウ土、金属粉
末、金属酸化物粉末及びセラミックの中から一種又は複
数種が選択して使用され、ゴム材１００重量部に対し
て、３０〜１２０重量部、好ましくは４０〜９０重量部
が混入される。又、弾性層に混入分散される弗素樹脂は
３〜３０重量部、好ましくは５〜２５重量部混入される
のが好適である。

更に詳しく説明すると、本発明者等の研究実験の結果に
よると、定着ローラ１の耐久性は弾性層４と樹脂層６と
の結合強さ、つまり剥離力に比較して増大し、第３図に
図示されるように、複写枚数２０万枚以上の耐久性を要
求するには剥離力は１３０ｇ／２０mm以上必要とされる
ことが分かった。該剥離力の定数及び測定法については
後述する。

本発明者等はこのような知見の基に、本発明に従ったロ
ーラにおける該剥離力と充填剤混入量との関係を調べる
と、弾性層と樹脂層との剥離力は充填剤の混入量と共に
増大するが、充填量がシリコーンゴム１００重量部に対
して１２０重量部以上となると、弾性層の硬度が大とな
り、定着ローラとしての搬送性及び定着性の点で問題が
生じてくることが分かった。従って、充填剤の混入量は
シリコーンゴム１００重量部に対して３０〜１２０重量
部、好ましくは４０〜９０重量部とされる。

又、空孔３０の割合を上げれば、樹脂層６の樹脂材が弾
性層４の空孔３０に進入して、両層の係止効果（アンカ
ー効果）は増大するのでより好ましい。

本発明に従った上記の如き定着ローラ１（及び加圧ロー
ラ１０）は種々の方法にて製造し得るが、好ましい製造
方法は次の通りである。

定着ローラ１及び加圧ローラ１０は同じ方法にて製造し
得るので、定着ローラ１についてのみ説明する。

定着ローラ１は、先ず、アルミニウム等にて芯金２を所
定の径に仕上げ、その上に弾性層４が形成される。通常
弾性層４としてはシリコーンゴム層（熱伝導度１．４×
１０^−４〜１．５×１０^−３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・
Ｋ）が加硫成形して形成される。

本発明に従ったローラを形成するには、弾性層４を形成
する際に、該弾性層４の材料であるシリコーンゴム内に
充填材として１〜２０μｍ程度の粒径を有した例えば石
英粉末の如き充填剤及び弗素樹脂を混入してシリコーン
ゴム層を加硫成型し、所望形状のシリコーンゴムローラ
を作製する。好ましくは、該シリコーンゴムローラは軸
線方向中央部が両端部に比較してわずかに小径とされ
た、所謂逆クラウンタイプとされる。

次いで、必須ではないが、所望に応じてシリコーンゴム
ローラの表面は、研摩布をローラ軸方向全域にわったて
所定の力、例えば１ｋｇ／ｃｍ^２の押圧力にて押し当
て、ローラを回転させると共に研摩布を軸方向に往復動
させ、表面の石英粉末を強制的に除去することによりロ
ーラ表面の空孔３０が増大される。

空孔量は、即ち、充填剤の除去量は、研摩布の種類、押
圧力等を変更すること等により調整され得る。シリコー
ンゴムローラ表面の石英粉末を除去する方法としては他
にサンドブラスト処理等にても除去することができるが
前記製法がより好ましい。

このようにして形成されたゴムローラ表面に未焼成の弗
素樹脂、例えばディスパージョン状態の弗素樹脂（水に
弗素樹脂粉末を界面活性剤により分散させたもの）、エ
ナメル又は粉末状態の弗素樹脂を、ゴムローラ全長にわ
たってスプレー塗装、静電塗装、粉末塗装等の方法によ
り均一厚に塗布する。

又、上記ディスパージョン中の弗素樹脂粉末の粒子は１
μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以下とされ、一方、上
記弾性層中に混入される石英粉末の粒子は上述のように
１〜２０μｍ、好ましくは３μｍ以上とされる。このよ
うに弗素樹脂粉末及び石英粉末の形状を選定することに
より、弾性層表面に存在する。石英粉末が除去された後
の空孔３０は弗素樹脂粉末の形状より十分に大きなもの
となり、その結果弾性層表面に存在する空孔３０には弗
素樹脂粉末が進入し、アンカー効果、つまり接着効果を
もたらすことができる。

以上のようにして均一膜厚に塗られた弗素樹脂ディスパ
ージョン等は、例えば弗素樹脂の結晶融点３２７℃以上
に加熱されることでフイルム状の樹脂被覆となるので、
未焼成の弗素樹脂が塗布されたシリコーンゴムローラは
結晶融点以上（ＰＴＦＥが３２７℃以上、ＰＦＡが３０
６℃以上）に加熱される必要がある。

ところがシリコーンゴム自体は反撥弾性率や圧縮永久歪
等のゴム特性が優れているが、３００℃以上に、まして
や３０６℃、３２７℃以上に加熱されると、発煙や解重
合を起こす。このことは、良質な弗素樹脂層の形成を防
げるばかりでなく、シリコーンゴム自体のゴム特性を失
なわせてしまう。

従つて、シリコーンゴムローラ自体には発煙や解重合を
起こさせないような低温（最高でも３００℃以下）の加
熱下に維持しながら弗素樹脂の塗布層にはその結晶融点
以上の高温状態を与える焼成方法が好ましい。更に具体
的には、芯金内部からゴム層を急冷却しながら、表面の
未焼成弗素樹脂を急激に加熱する方法、又は液体弗素樹
脂（ディスパージョン）自体の誘電正接がゴム層の誘電
正接より大きいことを利用した誘電加熱方法等が利用さ
れるであろう。

これらの方法によつて実質的にシリコーンゴムにはその
厚み方向に熱的勾配が形成されるものの、２６０℃〜２
８０℃程度が、未焼成弗素樹脂にはその結晶融点以上の
温度（具体的にはＰＴＦＥで３２７℃以上の３４０℃〜
３８０℃の焼成温度）が５分〜１０分程度与えられる。

前記焼成を行なつた後、ローラは急冷される。この急冷
によつてシリコーンゴムローラ上に結晶化度が９５％以
下で引張強度５０kg／cm²以上、水に対する接触角１０
０度以上の樹脂特性を示す焼成弗素樹脂表層が、弾性
層、即ちゴムローラ表面に部分的に露出して存在する充
填剤５０を介してゴムローラに対して強力な密着状態
で、しかも十分厚く形成される。同時に、ゴムローラ表
面の空孔３０に進入した弗素樹脂材もゴムローラに対し
て密着状態で焼成され、強力な結合力（アンカー効果）
が得られる。

従って、上記定着ローラは、下層のシリコーンゴム自体
が所望のゴム特性を樹脂形成前とほぼ同様に示し、表面
の弗素樹脂層は完全に焼成された樹脂特性を示し、更に
弾性層に混入された充填剤及び弗素樹脂によりこれらの
層の接着性が強固とされる。

つまり、本発明によれば、弾性層内には樹脂層を形成す
る弗素樹脂材と親和性、つまり馴染み性のよい充填剤が
混入され、弾性層と樹脂層との境界面に部分的に露出し
て存在するために弾性層と樹脂層とは極めて密着した状
態にて結合され、更には弾性層内に弗素樹脂が混入され
ているために、上述したように、樹脂層と弾性層とは両
層の弗素樹脂が焼成時に互いに溶融し、極めて密着した
状態にて結合されることとなる。更には、弾性層表面に
存在する空孔には樹脂層の樹脂が進入し、弾性層と樹脂
層とのアンカー効果を発揮する。

上記の構成により定着用ローラは弾性層と樹脂層の間に
接着層を介さなくても強固な密着力を有し、特に定着済
転写紙等を定着ローラから剥離するために該定着ローラ
に押圧される分離爪により弾性層と樹脂層の間にすべり
押力が集中して働いた場合にも樹脂層が弾性層から一部
剥離するという現像はほとんど生じない。

従って、本発明に従つた定着ローラは耐久性が大きく向
上し２０万枚以上の通紙に充分耐えることができる。

以下、本発明について、実施例及び比較例を挙げて更に
詳しく説明する。

実施例１ 本発明に従った定着ローラ１を次のようにして作製し
た。

先ず、中央部の外径が４８．４３５mm（肉厚５mm、逆ク
ラウン量１２５μｍ）に仕上げされたアルミニウム製の
芯金２を用意し、その表面をサンドブラスト処理した
後、脱脂し、乾燥させた。

芯金２上にシリコーン系のプライマーを７μｍ厚にて塗
布し、１２０℃で２０分間加熱した後、熱加硫型シリコ
ーンゴムシートを巻付け、１６０℃で３０分間プレス加
硫した後ゴム肉厚０．５mmの厚さに研削成形し、シリコ
ーンゴムローラを作製した。

熱加硫型シリコーンゴムとしては、メチルビニルシリコ
ーンゴム１００重量部に対し、平均粒径が約０．２μｍ
のＰＴＦＥ粒子を１５重量部、平均粒径が約８μｍの石
英粉末を５５重量部及び平均粒径が約０．０１５μｍの
煙霧質シリカを１０重量部配合し、ＪＩＳ Ａ硬度６５
°のゴムとしたものを用いた。

次いで、シリコーンゴムローラは水洗し、乾燥させた。

このようにして形成されたゴムローラ表面に１３℃の低
温下でロールコータを用いて未焼成の、約０．２μｍの
ＰＴＦＥ粒子を含有したＰＴＦＥ（四弗化エチレン樹
脂）ディスパージョン（ダイキン社製四弗化エチレン樹
脂ディスパージョンＤ−１）が、ゴムローラ全長にわた
つて２０μｍ厚にて塗布された。

均一膜厚に塗られた該弗素樹脂ディスパージョンは、誘
電加熱装置にて焼成された。

使用した誘電加熱装置は、第９図に図示される構成とさ
れるが、簡単に説明すると、誘電加熱と赤外線外部加熱
を併用した加熱方式を採用しており、マグネトロン１０
５と、ナクネトロン１０５から発生した高周波（９５０
ＭHz〜２４５０Ｍhz）を伝波する導波管１０６と、導波
管が連結され内面に金属性の高周波反射板１０３を有す
る開閉可能な樹脂容器１０２と、上下に２個ずつ赤外線
外部加熱用の反射笠付赤外線ランプ１１１とを有する。

樹脂容器１０２内には、定着ローラ１の中空内に空気流
を発生するフアン１００と、容器１０２内に空気流を発
生するフアン１０１と、が夫々容器外の駆動手段からの
駆動によつて回転可能に設けられる。この容器は支点１
０８を中心に上下が開閉でき、上部に把手１０９が、下
部にローラ１のフランジ１Ａを位置決めするアーム１０
７が、夫々固設されている。

駆動手段１０４と、マグネトロン１０５と、赤外線ラン
プ１１１との作動は制御手段１１０にて制御される。

定着ローラ１は下層にシリコーンゴム層２を、表面に弗
素樹脂ディスパージョンを有しているため、高周波はシ
リコーンゴム層よりも非誘電率が大きいディスパージョ
ン中に多量に吸収される。従つて、弗素樹脂ディスパー
ジョンは高周波、赤外線及び恒温層による加熱で急激に
高温化され、３４０℃にて１５分間の加熱にて完全に焼
成される。この時シリコーンゴム層は高周波吸収率が小
さいためディスパージョンほど高温化されず２８０℃程
度の温度以下に加熱される。

斯る方法によつて実質的にシリコーンゴムにはその厚み
方向に熱的勾配が形成されるものの、２６０℃〜２８０
℃程度で、未焼成弗素樹脂にはその結晶融点以上の温度
（具体的にはＰＴＦＥで３２７℃以上の３４０℃〜３８
０℃の焼成温度）が５分〜１０分程度与えられた。

前記焼成を行なつた後、ローラは急冷した。この急冷に
よつてシリコーンゴムローラ上に結晶化度が９２％で引
張強度１２０kg／cm²、水に対する接触角１１０度の樹
脂特性を示す焼成弗素樹脂表層６が、ゴムローラに対し
て強力な密着状態で、しかも充分厚く、本実施例で２０
μｍの厚さで形成された。最後の定着ローラ１の外径は
４９．４７５mmであつた。

同様にして加圧ローラ１０を作製した。ただ、芯金を鉄
製とし、弾性層１４及び樹脂層１６の厚さがそれぞれ６
mm及び２５μｍとされ、最終のローラ外径は定着ローラ
１と同じとされた。

評価 上記定着ローラ１及び加圧ローラ１０を用いて、定着
性、離型性、接着性及び耐久性の試験を行なった。評価
を行うための試験条件は定着ローラ１の表面温度を１８
０℃に制御し、Ａ４サイズ用紙を紙送りスピード２７０
mm／秒、紙送り枚数４０枚／分にて通紙した。

定着性は、１０℃の環境下で８０ｇ／m²の秤量で日本工
業規格Ａ４サイズの転写紙上に直径２４mmのベタ黒円形
画像を９箇所に形成する方法で求めた定着率にて評価し
た。定着率は、前記円形画像濃度をＤ_Ｏとし、その画像
をコージンワイパーと呼ばれる不織布（株式会社興人
製、商品名ペーパーウエス；ティシュペーパーのような
柔らかさと木目模様の粗面を有し、クレープ率３２±３
％、重量３５±３ｇ／m²、抗張力（縦方向で）０．４kg
／１５mm以上を示す。厚さ約２００μｍの使い捨てタイ
プの拭き取り紙）で４０ｇ／cm²の荷重をかけて１０往
復擦った後の画像濃度をＤ_１とすると、 定着率＝（Ｄ_１／Ｄ_０）×１００％ で求められる。

尚、濃度Ｄ_１，Ｄ_０は、マクベス反射濃度計で測定した
数値で、Ｄ_０は画像濃度が１．０≦Ｄ_０≦１．１になる
ように画像濃度調整された範囲内のものとする。

離型性は、上記と同様の条件で転写紙上に全面ベタ黒を
印字し、それを１００枚連続通紙し、その後白紙を通紙
して白紙の汚れ状態を観察することで行なった。

接着性、つまり弾性層と樹脂層との接着力は樹脂層、つ
まり弗素樹脂層を幅２０mmで一部はがし、その部分に１
００ｇ〜３００ｇフルスケールのテンシヨンゲージをつ
け周方向に９０度の剥離試験を行ないその時のテンシヨ
ンゲージの指示する値で代表させた。又、このとき定着
ローラの表面温度は２５±２℃に維持して測定した。

耐久性は、上述のように、定着ローラ１の表面温度を１
８０℃に制御し、Ａ４サイズ用紙を紙送りスピード２７
０mm／秒、紙送り枚数４０枚／分にて連続通紙し、樹脂
層が弾性層から剥離し始めるときの枚数で代表した。

上記試験条件下で実施例１の定着ローラ１と加圧ローラ
１０との定着性、離型性、接着性及び耐久性の試験を行
なった。試験結果は次の通りであった。

定着性：最悪箇所で９０％ 平均（９箇所）で９４％ 離型性：汚れは皆無 接着性：３００ｇ／２０mm 耐久性：定着ローラ、加圧ローラとも２０万枚通紙後に
おいても異常は認められず、さらに継続可能であった。

本発明に従った実施例１の各ローラは各評価項目にわた
って実用上十分な性能を有していることが確認された。

比較例１ 前記実施例１と同様にして定着ローラ及び加圧ローラを
作製した。本比較例においては、弾性層としてのシリコ
ーンゴムは、メチルビニルシリコーンゴム１００重量部
に対し平均粒径が約０．０１５μｍの煙霧質シリカを２
０重量部配合し、ＰＴＦＥ粒子及び粒径の大きな石英粉
末は混入せず、ＪＩＳ Ａ硬度５０°のゴムとした点に
おいて実施例１とは相違するものであった。

又、樹脂層は、弾性層中に混入した煙霧質シリカよりも
大きな粒子（平均粒径０．３μｍ）のＰＴＦＥディスパ
ージョンを用いた。

実施例１で説明したと同じ試験条件下で比較例１の定着
ローラ１と加圧ローラ１０との定着性、離型性、接着性
及び耐久性の試験を行なった。試験結果は次の通りであ
った。

定着性：最悪箇所で９２％ 平均（９箇所）で９４％ 離型性：汚れは皆無 接着性：６０ｇ／２０mm 耐久性：定着ローラ及び加圧ローラともに１万枚で爪部
で樹脂層が一部浮いた状態となった。

比較例１の各ローラは定着性及び離型性に関しては実施
例１のローラと同等の性能を有していたが、本比較例の
ローラは本発明のローラに比較すると接着性及び耐久性
の点で劣っていた。

実施例２ 前記実施例１と同様にして定着ローラ及び加圧ローラを
作製した。本実施例２においては、加硫成形した熱加硫
型シリコーンゴム表面から所定量の充填剤を除去し、弾
性層表面に強制的に空孔３０を形成し、次いで樹脂層を
形成した点で相違した。

つまり、加硫成型後のシリコーンゴムローラの表面は、
サンドブラスト処理を行ない、ローラ表面及び表面近傍
に存在する石英粉末をゴム表面側にはじき出し、次い
で、研摩布としてノーメックス繊維にＰＴＦＥ（四弗化
エチレン樹脂）を被覆したものを使用し、該研摩布をロ
ーラ軸方向全域にわたって１kg／cm²の押圧力にて押し
当て、ローラを１分間４回転にて回転させると共に研摩
布を軸方向に５０mm／秒にて３０秒間往復動させ、ロー
ラ表面の石英粉末を強制的に除去した。

次いで、ローラ表面を水洗し、乾燥させた。ローラ表面
には多数の空孔３０が形成された。

その後の弗素樹脂の塗布、焼成による樹脂層の形成は実
施例と同じに行なわれた。

実施例１で説明したと同じ試験条件下で実施例２の定着
ローラ１と加圧ローラ１０との定着性、離型性、接着性
及び耐久性の試験を行なった。試験結果は次の通りであ
った。

定着性：最悪箇所で９０％ 平均（９箇所）で９３％ 離型性：汚れは皆無 接着性：３７０ｇ／２０mm 耐久性：定着ローラ、加圧ローラとも２０万枚通紙後に
おいても異常は認められず、さらに継続可能であった。

本発明に従った実施例２の各ローラは各評価項目にわた
って実用上十分な性能を有していることが確認された。

尚、実施例１と比較すると、定着性に関しては同等であ
ったが、耐久性が非常に向上した。

本発明は、弾性回転体の好ましい用途の一実施例とし
て、加熱定着装置の例を示したが、本発明は、軽い圧力
でトナー像を圧力定着するような圧力定着装置や、転写
同時定着等の圧力定着装置等にも適用できる。又、上記
実施例では２本ローラ構成としたが、３本ローラ又はそ
れ以上のローラ数の定着装置とすることができ、更には
本発明は種々の装置の加熱ローラ、加圧ローラ、離型剤
供給ローラ、クリーニングローラ、その他第１０図に図
示されるように、ベルト状とすることもできる（例えば
転写同時定着用の中間ベルト）。特に、樹脂層として弗
素樹脂と使用した場合には離型性と弾性を備えているた
めに転写性、被クリーニング性を備え（但し、クリーニ
ングローラとしては、表面エネルギー順位等でのクリー
ニングを行なう）、又耐摩耗性に優れた利点を夫々の用
途でも発揮することができる。

本発明に従えば、弾性層としてはシリコーンゴムの外に
用途によつては、弗素ゴム、ＥＰＤＭ等を使用すること
ができる。

発明の効果 本発明に係る弾性回転体は、上述のように、弾性層内に
は樹脂層を形成する弗素樹脂と馴染み性のよい充填剤が
混入され、弾性層と樹脂層との境界面に部分的に露出し
て存在するために弾性層と樹脂層とは極めて密着した状
態にて結合され、更には弾性層内に弗素樹脂が混入され
ているために、樹脂層と弾性層とは両層の弗素樹脂が焼
成時に互いに溶融し、極めて密着した状態にて結合され
ることとなり、更には、弾性層表面に存在する空孔には
樹脂層の樹脂が進入し、弾性層と樹脂層とのアンカー効
果を発揮することができるために、紙等のシート状被搬
送物の搬送性、定着性、耐摩耗性は勿論のこと、特に耐
久性が飛躍的に向上するという効果がある。

更に言えば、本発明によると、弾性層と樹脂層との密着
強度、つまり接着力が増大され、特に加熱条件下に作用
する定着用回転体としても、２０万枚以上の定着処理を
優れた定着効果と離型性を維持しつつ行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る弾性回転体及びそれを有する定
着装置の一実施例の断面図である。 第２図は、第１図の定着ローラの部分拡大説明図であ
る。 第３図は、弾性回転体の剥離力と通紙枚数との関係を示
すグラフである。 第４図は、弾性回転体の製造装置の一実施例の断面図で
ある。 第５図は、本発明に係る弾性回転体の他の実施例であ
る。 第６図は、従来の定着ローラの断面図である。 １：加熱用定着ローラ １０：加圧ローラ ４、１４：弾性層 ６、１６：樹脂層 ３０：空孔 ５０：充填剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 康美 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 阪根 勇 滋賀県大津市一里山５丁目13番13号 株式 会社アイ．エス．ティ内 (56)参考文献 特開 昭57−89785（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−60775（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−153984（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−17943（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−209768（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−220347（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−262631（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−48928（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−136276（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−173279（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−50456（ＪＰ，Ｕ)

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主としてゴム材から成る弾性層の上に弗素
   樹脂材を塗布し、焼成することにより弾性層の上に弗素
   樹脂材からなる樹脂層が形成される弾性回転体であっ
   て、前記弾性層を形成するゴム材には少なくとも、前記
   樹脂層を形成する弗素樹脂材中に含有される弗素樹脂粒
   子より大径の粒径を有した充填剤と、弗素樹脂とが混入
   されて成ることを特徴とする弾性回転体。
2. 【請求項２】弾性層と樹脂層との境界をなす前記弾性層
   の表面には充填剤が露出しており、又該充填剤が除去さ
   れた空孔が形成されて成る特許請求の範囲第１項記載の
   弾性回転体。
3. 【請求項３】充填剤は、粒径が１μｍ〜１０μｍとされ
   る石英粉末、ケイソウ土、金属粉末、金属酸化物粉末及
   びセラミックの中から選択される一種又は複数種である
   特許請求の範囲第１項又は第２項記載の弾性回転体。
4. 【請求項４】ゴム材はシリコーンゴムである特許請求の
   範囲第３項記載の弾性回転体。
5. 【請求項５】ゴム材１００重量部に対して、充填材は３
   ０〜１２０量部、弗素樹脂は３〜３０重量部混入されて
   成る特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかの項に記
   載の弾性回転体。
6. 【請求項６】弾性回転体はローラ状とされる特許請求の
   範囲第１項〜第５項のいずれかの項に記載の弾性回転
   体。
7. 【請求項７】弾性回転体はベルト状とされる特許請求の
   範囲第１項〜第５項のいずれかの項に記載の弾性回転
   体。
8. 【請求項８】加熱源を有した定着用弾性回転体と、該定
   着用弾性回転体に圧接する加圧用弾性回転体とを具備し
   た定着装置において、少なくとも一方の前記弾性回転体
   は、主としてゴム材から成る弾性層の上に弗素樹脂材を
   塗布し、焼成することにより弾性層の上に弗素樹脂材か
   らなる樹脂層が形成される弾性回転体であって、前記弾
   性層を形成するゴム材には少なくとも、前記樹脂層を形
   成する弗素樹脂材中に含有される弗素樹脂粒子より大径
   の粒径を有した充填剤と、弗素樹脂とが混入されて成る
   ことを特徴とする定着装置。
9. 【請求項９】弾性層と樹脂層との境界をなす前記弾性層
   の表面には充填剤が露出しており、又該充填剤が除去さ
   れた空孔が形成されて成る特許請求の範囲第８項記載の
   定着装置。
10. 【請求項１０】充填剤は、粒径が１μｍ〜１０μｍとさ
    れる石英粉末、ケイソウ土、金属粉末、金属酸化物粉末
    及びセラミックの中から選択される一種又は複数種であ
    る特許請求の範囲第８項又は第９項記載の定着装置。
11. 【請求項１１】ゴム材はシリコーンゴムである特許請求
    の範囲第１０項記載の定着装置。
12. 【請求項１２】ゴム材１００重量部に対して、充填材は
    ３０〜１２０重量部、弗素樹脂は３〜３０重量部混入さ
    れて成る特許請求の範囲第８項〜第１１項のいずれかの
    項に記載の定着装置。
13. 【請求項１３】弾性回転体はローラ状とされる特許請求
    の範囲第８項〜第１２項のいずれかの項に記載の定着装
    置。
14. 【請求項１４】弾性回転体はベルト状とされる特許請求
    の範囲第８項〜第１２項のいずれかの項に記載の定着装
    置。