JPH0661017B2 - 弾性回転体及びその製造方法 - 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及びその製
造方法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及びその製造方法に関するものであ
る。

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、第１１図に例示されるよう
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
特開昭６１−１１３０８３号公報で提案されている。

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定
着性が劣化し、電子写真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５万枚の定着で定着
画像の劣化が生じることがあった。

本発明者等は、このよう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、該表面に多数の空孔を形成し、該空孔に樹
脂層の樹脂材を進入させ、係止せしめることにより、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。

更に、本発明者等は斯る弾性回転体を製造するに重要な
弾性層表面の空孔は、弾性層を形成するゴム材内に充填
剤を混入し、加硫成形後に弾性層の表面から充填材を所
定量除去することにより極めて好適に空孔を形成し得、
良好な品質の弾性回転体を製造し得ることを見出した。

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、極めて効率良く、容易に高品質の
上記弾性回転体を製造する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 上記目的は、本発明に係る弾性回転体及びその製造方法
にて達成される。要約すれば本発明は、充填剤が混入さ
れたゴム材を所定形状に賦形し加硫することにより形成
された弾性層と、該弾性層の表面から充填材を所定量除
去し、空孔が形成された弾性層の表面に樹脂材を塗布
し、焼成することにより形成された樹脂層とを有するこ
とを特徴とする弾性回転体であり、このような弾性回転
体は、（ａ）充填剤が混入されたゴム材を所定形状に成
形し加硫することにより弾性層を形成する工程、（ｂ）
前記弾性層の表面から充填材を除去し、該弾性層表面に
空孔を形成する工程、及び（ｃ）前記弾性層の、空孔が
形成された表面に樹脂材を塗布し、焼成することにより
樹脂層を形成する工程、を少なくとも有する方法にて好
適に製造される。

実施例 次に本発明に係る弾性回転体及びその製造方法を図面に
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上にシリコーンゴムにて形成された弾性
層４（本実施例では層厚ｔ₁は０．３mm〜０．８mm、反
発弾性率は６５％〜８５％）と、該弾性層４上に形成さ
れた樹脂層６とから成る。樹脂層６は、好ましくはＰＦ
Ａ樹脂（４弗化エチレン樹脂・パーフロロアルコキシエ
チレン樹脂共重合体）、ＰＴＦＥ樹脂（４弗化エチレン
樹脂）等の弗素樹脂で作製され、本実施例で層厚ｔ₂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、シリコーンゴム弾性層
１４の厚さｔ₃はより厚く、例えば４mm〜１０mmとさ
れ、又その反発弾性率は６５％〜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ｔ₄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。

本発明に従ったローラは上記定着ローラ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とは、弾性層４と
樹脂層６との境界をなす前記弾性層４の表面には多数の
空孔３０が空孔率３〜５０％にて形成され、該空孔に樹
脂層６の樹脂材が進入し、係止され、所謂アンカー効果
を実現し、その結果弾性層と樹脂層とがより強力に結合
れ、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となる。

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、つまり剥離力に比例して増大し、第３図に
図示されるように、安定して定着枚数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。該剥離力の定義及び測定法に
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空孔率との関係を調べると、第
４図に図示されるような関係があり、空孔率は３〜５０
％であることを見出した。又、第４図から理解されるよ
うに、空孔率は３０％位までは空孔率の増大と共に剥離
力も増大するが、それ以上では剥離力が低下している。
これは、空孔率を上げれば、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）は増大するが、空孔率が３０％を越えた場合には、
第５図に図示されるように、樹脂層６と弾性層４との間
のアンカー作用が弾性層４を形成している材料の強度よ
り大となり、弾性層４と樹脂層６との間の剥離は防止さ
れるものの、弾性層４の表面の一部４ａが樹脂層６によ
り引ちぎられることにより、結果的に剥離力が低下する
ものと考えられる。

本明細書にて、「空孔率」とは、第６図に図示するよう
に、弾性層４の全表面積（Ｓ）に対する空孔３０の入口
面積ｓ１、ｓ２、ｓ３・・・・ｓＮの合計総面積（ｓ）
の占める割合、つまりｓ／Ｓとして定義される。

「空孔率」の測定方法について説明する。「空孔率」の
測定方法は種々考えられるが、本実施例では、次のよう
にして行なった。

弾性層４の表面を５００倍にて拡大写真を取る。撮影は
弾性層に対し９０±５°上方より行なう。このようにし
て得た写真をトレースして、第７図及び第８図に示すよ
うに、空孔３０の部分だけを黒く塗りつぶした測定用図
面を作成する。

次いで、測定用図面をＣＣＤを用いた分解能５０μの読
取装置で読み取り、Ａ／Ｄ変換を行ない、２値化する。
これにより得られたデータを基に、全画素数（１画素は
５０μｍ×５０μｍ）に対する黒レベルの画素数の割合
を求め、これをパーセンテージで表す。この値が空孔率
である。

実際に測定した結果、第７図に示すものは空孔率は７％
であり、第８図は１．５％であった。又、第７図は後述
する実施例２の表面、第８図は比較例２の表面である。

次に、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）の製造方法について説明する。

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と、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を形成する。通常弾性層４としてはシリ
コーンゴム層（熱伝導率１．４×１０^-4〜１．５×１０
^-3ｃａｌ／cm・ｓｅｃ・Ｋ）が加硫成型して形成され
る。

本発明によると、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１〜７μ
ｍ程度の粒径を有した石英粉末を混入してシリコーンゴ
ム層を加硫成型し、所望形状に賦形されたシリコーンゴ
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、本発明によれば、弾性層内に混入され、該表面
から露出した所定量の石英粉末が強制的に除去され、ロ
ーラ表面には多数の空孔３０が形成される。該石英粉末
除去方法としては種々考えられるが、第９図及び第１０
図に図示される除去装置４０を使用するのが好ましい。

本実施例にて除去装置４０は、ハウジング４１を有し、
該ハウジング４１内には研摩布４２が巻回された供給ロ
ール４３と、該供給ロール４３から供給される研摩布４
２をゴムローラ１の表面に対しローラ軸方向全域にわた
って押し当てる押圧ロール４４と、使用済研摩布４２を
巻取る巻取りロール４５とが回転自在に担持される。押
圧ロール４４は硬度３０°（ＪＩＳ Ａ）程度のゴムロ
ールとされるのが好ましい。

第１０図に図示されるように、巻取ロール４５は駆動モ
ータＭ１にて駆動される駆動歯車４６及び巻取ロール４
５に軸着された歯車４７を介して矢印方向に回転され、
押圧ロール４４も又、該押圧ロール４４に軸着され前記
歯車４７に噛合する歯車４８により矢印方向に回転す
る。押圧ロール４４の回転方向は、該押圧ロール４４が
圧接するシリコーンゴムローラ１の回転方向とは反対方
向とされる。

本実施例によれば、前記ハウジング４１は、支点４９の
回りに揺動し得る支持アーム５０に揺動自在に担持さ
れ、該支持アーム５０をソレノイド５１で作動せしめる
ことにより、ハウジング４１を支点４９に回りに揺動せ
しめ、押圧ロール４４をシリコーンゴムローラ１へと所
定の押圧力にて圧接させたり、或いは離間位置へと移動
せしめる。更に本実施例によれば、ハウジング４１は、
該ハウジングに一体に固着された作動子５２を駆動モー
タＭ２にて駆動される斜板カム５３にて駆動することに
よりシリコーンゴムローラ１の軸線方向に添って往復運
動可能とされる。

上記構成により、駆動モータＭ１、Ｍ２が駆動され、ソ
レノイド５１が作動されると、供給ロール４３よりシリ
コーンゴムローラ表面へと供給された研摩布４２は、押
圧ロール４４にてローラ表面にローラ軸方向全域にわた
って所定の力、例えば１kg／cm²の押圧力にて押し当て
られる。このとき、ローラ１を回転させると共に押圧ロ
ール４４、即ち弾性層表面から突出した石英粉末を削ら
ずに除去できる程度のあらさの研摩布４２も又ローラ軸
方向に往復動され、ローラ表面の石英粉末が極めて好適
に強制的に除去される。これによりローラ表面には多数
の空孔３０が形成される。

空孔率は、シリコーンゴム中に混入される石英粉末の如
き充填剤の除去量を制御することにより種々に変更可能
であり、該充填剤の除去量は該充填剤の混入量、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
法としては他に強度の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述した研摩布により除去すること
が好ましい。

このようにして、所定の空孔率とされたゴムローラ表面
に未焼成の弗素樹脂、例えばディスバージョン状態の弗
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
ーラ全長にわたつてスプレー塗装、静電塗装、粉体塗装
等の方法により均一厚に塗布する。このとき、ディスパ
ージョンの一部はゴムローラ表面に形成された空孔３０
にも進入する。

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以下とされる。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１〜７μｍとされるが、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、弾性層表面の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、その結果空孔３０内に弗素樹脂粉末が容易に進
入し得て、アンカー効果、つまり接着効果が十分に達成
されることとなる。

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膜となるので、
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妨
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。

従って、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温度（最高でも３００℃以下）以下
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、又は液状弗素樹脂
（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、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。

従つて、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層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
に弾性層の空孔に進入した樹脂材によりこれらの層の接
着性が強固とされる。又、弾性層内に樹脂層を形成する
樹脂材と親和性のよい、材料、例えば樹脂層に上述した
ように弗素樹脂を使用した場合には弾性層にも弗素樹脂
を混入しておくことにより、樹脂層と弾性層とは空孔部
において上記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、弾性層と樹脂
層とのアンカー効果は増大される。

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
剥離するという現象はほとんど生じない。

従つて、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分刊プレス加
硫した後ゴム肉厚０．５mmの厚さに研削成型し、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５μｍの石
英粉末を７０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８０
°のゴムとしたものを用いた。

次に、加硫成型後の該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た。次い
で、第９図及び第１０図に図示し説明した除去装置を使
用し、研摩布としてノーメックス繊維にＰＴＦＥ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、空孔率は７％であっ
た。

このようにして、所定の空孔率と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ＰＴ
ＦＥ（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。

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１１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１
０５と、マグネトロン１０５から発生した高周波（９５
０ＭHz〜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比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、弗素樹脂デスパージ
ヨンは高周波、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℃〜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。最終の定着ローラ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。又加圧ローラ１０の弾性層の空孔率
は７％であった。

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
を行なうための試験条件は定着ローラ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Ｄ₀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
性、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Ｄ₁とすると、 定着率＝（Ｄ₁／Ｄ₀）×１００％ で求められる。

尚、濃度Ｄ₁、Ｄ₀は、マクベス反射濃度計で測定した数
値で、Ｄ₀は画像濃度が１．０≦Ｄ₀≦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
まり弗素樹脂表層を幅２０mmで一部はがし、その部分に
１００ｇ〜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９１％ 平均（９箇所）で９４％ ・離型性：汚れは皆無 ・接着性：３４０ｇ／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
ーンゴム層の表面から石英粉末を除去するための処理は
行なわず、直ちに樹脂層を形成した。従って、樹脂層を
形成する前の弾性層の表面の空孔率は約１．５％であっ
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９０％ 平均（９箇所）で９４％ ・離型性：汚れは皆無 ・接着性：１００ｇ／２０mm ・耐久性：定着ローラは３万枚で爪部で樹脂層が一部浮
いた状態となり、加圧ローラは４万枚で紙端で樹脂層が
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、アンカー効
果が期待できない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、弾性層を形成する熱
加硫型シリコーンゴムとして、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８μｍの石英粉
末を３５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６０°の
ゴムとしたものを用いた点においてのみ実施例１とは相
違した。従って、樹脂層を形成する前の弾性層表面の空
孔率も実施例１のローラと同じく７％であった。

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９３％ 平均（９箇所）で９５％ ・離型性：汚れは皆無 ・接着性：３５０ｇ／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、弾性層の硬度が低下したこ
とにより弾性層の弾性効果が向上し、定着性が改善され
た。又、弾性効果の向上に伴なって、爪部等の衝撃に対
してもダンパー効果を期待することができ、衝撃吸収力
が増加し、耐久性も向上した。

又、弾性層としてシリコーンゴムを用いた場合には、ゴ
ム硬度としては３０度以上、８０度以下が好ましく、伸
びが１５０％以上であり、且つ１００％伸び応力が１０
kg／cm²以上であり充分なゴム弾性を有していることが
重要である。

比較例２ 前記実施例２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
ーンゴム層の表面から石英粉末を除去するための処理は
行なわず、直ちに樹脂層を形成した。従って、樹脂層を
形成する前の弾性層の表面の空孔率は約１．５％であっ
た。

実施例１で説明したと同じ試験条件下で比較例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９３％ 平均（９箇所）で９５％ ・離型性：汚れは皆無 ・接着性：１００ｇ／２０mm ・耐久性：定着ローラは４万枚で爪部で樹脂層が一部浮
いた状態となり、加圧ローラは３万枚で紙端で樹脂層が
一部浮いた状態となった。

比較例２の各ローラは定着性及び離型性に関しては実施
例２のローラと同等の性能を有していたが、アンカー効
果が期待できない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。

本発明による弾性回転体は、上記実施例の他に、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、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、離型剤供給用ローラ等
に利用することもでき、又、第１２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を使用
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）、耐摩耗性にも優れた利点を夫々の用途で発揮する
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、又樹脂層としても弗素樹脂の外にシリコーン樹
脂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、上述のように構成されるた
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
う効果があり、斯る弾性回転体が本発明の製造方法にて
極めて効率よく容易に製造することができる。

更に言えば、本発明に従って製造された弾性回転体は、
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、弾性回転体の空孔率と剥離力との関係を示す
グラフである。 第５図は、弾性回転体の弾性層と樹脂層との剥離状態を
説明する説明図である。 第６図は、本発明に係る弾性回転体の弾性層表面の拡大
断面図である。 第７図及び第８図は、弾性層表面の空孔状態を示す平面
図である。 第９図は、石英粉末除去装置の側面図である。 第１０図は、第９図の装置の斜視図である。 第１１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１２図は、本発明に係る弾性回転体の他の実施例であ
る。 第１３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 ４０：石英粉末除去装置 ４２：研摩布 ４４：押圧ロール

───────────────────────────────────────────────────── 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62−153984（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−60775（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−89845（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−276078（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弾性層の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が形成さ
   れる弾性回転体の製造方法であって、 （ａ）充填剤が混入されたゴム材を所定形状に成形し加
   硫することにより弾性層を形成する工程、 （ｂ）前記弾性層の表面から充填材を除去し、該弾性層
   表面に空孔を形成する工程、及び （ｃ）前記弾性層の、空孔が形成された表面に樹脂材を
   塗布し、焼成することにより樹脂層を形成する工程、 を少なくとも有する弾性回転体の製造方法。
2. 【請求項２】弾性層は、ゴム材１００重量部に対し、少
   なくとも粒径１〜１５μｍの充填材が３０〜２００重量
   部混入されて形成され、樹脂層は主として弗素樹脂で形
   成されて成る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方
   法。
3. 【請求項３】ゴム材はシリコーンゴム又は弗素ゴムであ
   り、充填材は石英粉末又は煙霧質シリカである特許請求
   の範囲第２項記載の方法。
4. 【請求項４】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３項のいずれかの項に記載の弾性回転
   体。
5. 【請求項５】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３項のいずれかの項に記載の弾性回転
   体。
6. 【請求項６】充填剤が混入されたゴム材を所定形状に成
   形し加硫した後表面から充填材を除去することにより形
   成された弾性層と、この弾性層の表面に樹脂材を塗布
   し、焼成することにより形成された樹脂層とを有するこ
   とを特徴とする弾性回転体。