JPH08150671A - 離型性ローラ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非粘着性が優れ且つ密着性がよくてトナーの
付着現象を起こし難く、しかも耐久性に優れた欠陥のな
い表面皮膜層を有するローラを提供する。 【構成】 離型層の少なくとも最表層に、低分子量であ
り末端を予めフッ素化した四フッ化エチレンを熱融着し
てなる離型性ローラ。その製造法の一つとしては、基体
外周に、少なくとも１種類のフッ素樹脂繊維を巻回し、
加熱及び加圧して当該繊維の少なくとも一部を溶融させ
る離型性ローラの製造方法において、低分子量であり末
端を予めフッ素化した四フッ化エチレンを上記繊維表面
に付着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、レーザプリンダ等の画像形成装置の定着に用いられ
る定着ローラや、リサイクルコピー機あるいはカラーコ
ピー（偽札等）判定機用の搬送ローラ等に適用される離
型性ローラ、及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電子写真複写機等において、感
光体上に生じた静電潜像は、粉末トナーを吸着させるこ
とにより現像し、このトナー画像を紙などの画像支持体
上に転写した後、圧熱などの方法で定着するのが一般的
である。このようなトナー定着に際して用いられる熱定
着ローラには、良好な離型性が必要とされる。特に近年
の高解像度、高画質へのニーズからトナーの小粒径化が
進み、離型性不足を原因とする汚れが発生し易くなって
いる。

【０００３】また最近、トナーの熱融着を利用したリサ
イクルコピー機やカラーコピー（偽札等）検知器などが
発表されているが、これらの装置においても搬送時の汚
れ防止のために離型性表面を有する搬送ローラが必要と
されている。

【０００４】離型性を向上させるためには、表面をより
平滑にするとともに、化学的に表面エネルギーを低くす
ることが必要であるので、例えばＰＴＦＥ、ＰＦＡ、Ｆ
ＥＰなどのフッ素樹脂を芯金基体に被覆したものが用い
られるようになってきている。このような構成によっ
て、トナーが粘着してオフセット現象が発生することを
防止している。

【０００５】ローラの表面に被覆されるフッ素樹脂の層
は本質的には耐熱性が良好であるものの、溶液重合や乳
化重合によって製造されるフッ素樹脂はその末端に官能
性基が残っており、高温に曝されると劣化が起こり易
い。そしてそのような劣化に基づく欠陥部を核としてト
ナーの付着が発生することになる。

【０００６】そのためにフッ素樹脂の耐熱性を改良する
ために末端官能基を変成する方法が提案され、その一つ
としてフッ素による末端変成を行った樹脂があるが、こ
のようなフッ素変成フッ素樹脂は電気絶縁性が高く、ロ
ーラの表面にフッ素樹脂そうを形成するに当たって通常
利用されている静電塗装法では静電反発を起こし、良好
な被覆層が得られない。また樹脂を分散して液状塗装と
するにも撥液性が大きく、均一な分散液が得にくいとい
う問題があった。

【０００７】そしてまた、これらの問題を乗り越えてフ
ッ素樹脂皮膜を塗装したとしても、樹脂の溶融温度が高
いために塗装被覆を更に高温で融着させる必要があり、
熱劣化を起こしてトナーの粘着性が期待ほど改良されな
いという問題があり、フッ素変成フッ素樹脂をローラの
表面層として使用する試みは未だに成功していなかっ
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、非粘
着性が優れ且つ密着性がよくてトナーの付着現象を起こ
し難く、しかも耐久性に優れた欠陥のない表面皮膜層を
有するローラを提供することを課題とし、更には当該ロ
ーラを製造するのに適した方法を提供することも課題と
している。

【０００９】

【課題を解決するための手段】当該課題の一つは、本発
明にしたがい、離型層の少なくとも最表層に、低分子量
であり末端を予めフッ素化した四フッ化エチレンを熱融
着してなる離型性ローラによって、解決される。

【００１０】また、当該離型性ローラは、離型層の少な
くとも最表層に、低分子量であり末端を予めフッ素化し
た四フッ化エチレンを付与した後、当該四フッ化エチレ
ンを熱融着させることで製造される。

【００１１】即ち、本発明は、従来のローラの離型層の
離型性、強度に比べ更に離型性に優れた添加剤として、
表面エネルギーを低くするのに効果のあるＣＦ₃ 基を多
数含んだ低分子量の四フッ化エチレン（ポリテトラフル
オロエチレン、ＰＴＦＥ）をローラ表面に付与すること
を基本としている。分子量としては、例えば２０００〜
１２０００程度が好ましい。

【００１２】また、基体外周に、少なくとも１種類のフ
ッ素樹脂繊維を巻回し、加熱及び加圧して当該繊維の少
なくとも一部を溶融させる離型性ローラの製造方法にお
いて、低分子量であり末端を予めフッ素化した四フッ化
エチレンを前記繊維表面に付着させた上で加熱加圧処理
することによっても、上記課題を解決することができ
る。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明の詳細を説明する。

【００１４】（比較例１）粉末状ＰＦＡ樹脂をアルミニ
ウム合金製のローラ基体の表面に静電粉末塗装し、３８
０℃で２０分間加熱溶融させて厚さ２０μｍの離型層を
得た後、ＣＣ 1000 Ｃｗのサンドペーパーで表面研磨し
て、Ｒａ０．２μｍの表面粗さの定着ローラａを得た。

【００１５】（実施例１）粉末状テトラフルオロエチレ
ン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（Ｐ
ＦＡ）樹脂に、分子量６０００〜１２０００の末端を予
めフッ素化したＰＴＦＥを１０％ブレンドした後、アル
ミニウム合金製のローラ基体の表面に静電粉末塗装し、
３８０℃で２０分間加熱溶融させて厚さ２０μｍの離型
層を得、ＣＣ 1000 Ｃｗのサンドペーパーで表面研磨し
て、Ｒａ０．２μｍの表面粗さの定着ローラＡを得た。

【００１６】（比較例２）比較例１と同様にローラを作
製した後、更にこのローラを再度３８０℃で８分間加熱
し表面を溶融させ、Ｒａ０．１４μｍの表面粗さの定着
ローラｂを得た。

【００１７】（実施例２）比較例２と同様に定着ローラ
を作製する際、サンドペーパーに分子量６０００〜１２
０００の末端を予めフッ素化したＰＴＦＥを付着させ
て、研磨を行った。この時に離型層の一部を電子顕微鏡
により表面を観察すると、研磨目にＰＴＦＥの微粉が入
り込んでいることが確認された。更にこのローラを再度
加熱して表面を溶融させ、Ｒａ０．１４μｍの表面粗さ
の定着ローラＢを得た。

【００１８】ローラの重量変化の測定（比較例２との比
較）から、ＰＴＦＥの付着量はＰＦＡの約４％であっ
た。

【００１９】（比較例３）比較例１で用いたと同様のロ
ーラ基体に対して、ＰＴＦＥを分散した液状塗料をスプ
レー塗装し、乾燥後、３８０℃で２０分間加熱溶融し、
更にこのローラを再度３８０℃で６分間加熱し表面を溶
融させ、厚さ約２０μｍの表面粗さＲａ０．３μｍの定
着ローラｃを得た。

【００２０】（実施例３）比較例３と同様にスプレー塗
装後に加熱溶融して定着ローラを得た後、分子量２００
０〜６０００の末端を予めフッ素化したＰＴＦＥの塊を
ローラ表面全体に擦りつけ、約４％を付着させて、更に
このローラを再度３８０℃で６分間加熱し表面を溶融
し、厚さ約２０μｍの表面粗さＲａ０．２３μｍの定着
ローラＣを得た。

【００２１】（比較例４）図１に示されたローラ製造の
ための装置は、円筒状のローラ基体１の軸方向両端部を
不図示の回転手段のスリーブ３に固定することによりワ
ーク４を位置決めした状態でその両側方にそれぞれ電磁
誘導加熱装置５と加圧ロール装置６を配置した構成を有
する。電磁誘導加熱装置５は、ワーク４と所定の間隔を
おいて平行に固定されたガイドレール１０と、当該ガイ
ドレール１０に沿ってワーク４と平行に進退可能に支持
された可動基部１１と、当該可動基部１１からワーク４
に向かって突出した電磁誘導加熱コイル１２と、可動基
部１１に接続されコイルに電流を供給するためのリード
線１３等を有する。可動基部１１は不図示のモータ等の
駆動手段によって駆動される。加圧ロール装置６は、ワ
ーク４を挟んで電磁誘導加熱装置５と反対側位置に所定
の間隔をおいて平行に固定されたガイドレール２０と、
当該ガイドレール２０に沿って移動可能に支持されたロ
ール支持部２１と、当該ロール支持部２１からワークに
向けて突設された上下２対の腕２２、２３によってそれ
ぞれ回転自在に支持された上下２つの加圧ロール２４、
２５とを有する。ロール支持部２１は不図示のモータ等
の駆動手段によって駆動される。以上の構成を備えた装
置を用いて、比較例１で用いたと同様のローラ基体１に
対して、直径２８μｍの繊維を６本合わせたＰＦＡ繊維
２を巻き、電磁誘導加熱コイル１２で部分的に加熱した
後、平滑コロを押し当て、厚さ約２０μｍの表面粗さＲ
ａ０．１４μｍの定着ローラｄを得た。この時、各部分
の加熱時間はコイル幅／移動速度から３８０℃で６秒で
あった。

【００２２】（実施例４）比較例４と同様に定着ローラ
を作製する際、繊維を分子量６０００〜１２０００の末
端を予めフッ素化したＰＴＦＥ粉末中を通過させること
で、繊維表面にＰＴＦＥを付着させた。ＰＴＦＥの付着
量は約５％であった。厚さ約２０μｍの表面粗さＲａ
０．１３μｍの定着ローラＤを得た。

【００２３】（評価試験）前記本発明に係る定着ローラ
及び比較例の定着ローラを電子写真装置の定着ユニット
に組み込み、図２に示された画像をＡ４サイズの紙に１
万枚印字した後、トナー汚れ測定位置としての部分３０
でのトナー汚れを画像処理により面積率として測定し
た。その結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】上記の例では定着ローラについてのみ取り
上げたが、同様に、他の定着装置、例えばベルトなどで
の離型層でも同じ効果が得られるのは明らかである。ま
た低分子量ＰＴＦＥを添加する離型層としてＰＴＡ、Ｐ
ＴＦＥを挙げたが、他のフッ素樹脂、例えばＦＥＰ、あ
るいはその他の材料においても離型性向上が期待でき
る。

【００２６】

【発明の効果】請求項１のローラにおいては、離型層の
少なくとも最表層に、低分子量であり末端を予めフッ素
化した四フッ化エチレンを熱融着しているので、優れた
離型性を示すローラの離型層が形成される。

【００２７】請求項２のローラ製造方法においては、離
型層の少なくとも最表層に、低分子量であり末端を予め
フッ素化した四フッ化エチレンを付与した後、当該四フ
ッ化エチレンを熱融着させているので、従来の工程・装
置と大きく異ならせることなく、優れた離型層を容易に
得ることができる。

【００２８】請求項３のローラ製造方法においては、低
分子量であり末端を予めフッ素化した四フッ化エチレン
をフッ素樹脂繊維表面に付着させた上で、基体外周に巻
回して、加熱加圧処理するので、熱融着時に加圧による
平滑化が行われ、加熱時間が短く成膜でき、四フッ化エ
チレンの熱分解を最小で済まして離型性に優れたローラ
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】比較例４及び実施例４でのローラ製造に用いた
製造装置の概略斜視図である。

【図２】評価画像のパターンを示す図である。

【符号の説明】

１ ローラ基体 ２ 繊維 ４ ワーク ５ 電磁誘導加熱装置 ６ 加圧ロール装置 １２ 電磁誘導コイル ２４、２５ 加圧ロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 27:12

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 離型層の少なくとも最表層に、低分子量
   であり末端を予めフッ素化した四フッ化エチレンを熱融
   着してなることを特徴とする離型性ローラ。
2. 【請求項２】 離型層の少なくとも最表層に、低分子量
   であり末端を予めフッ素化した四フッ化エチレンを付与
   した後、当該四フッ化エチレンを熱融着させることを特
   徴とする離型性ローラの製造方法。
3. 【請求項３】 基体外周に、少なくとも１種類のフッ素
   樹脂繊維を巻回し、加熱及び加圧して当該繊維の少なく
   とも一部を溶融させる離型性ローラの製造方法におい
   て、 低分子量であり末端を予めフッ素化した四フッ化エチレ
   ンを前記繊維表面に付着させた上で加熱加圧処理するこ
   とを特徴とする離型性ローラの製造方法。