JPH09127816A

JPH09127816A - 定着ロール

Info

Publication number: JPH09127816A
Application number: JP28315795A
Authority: JP
Inventors: Michio Yokosuka; 道雄横須賀; Takao Umeda; 高雄梅田; Akihisa Suzuki; 章央鈴木
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1995-10-31
Filing date: 1995-10-31
Publication date: 1997-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】ハードロールおよびソフトロールの各問題を解
決し、両ロールの利点を合わせ持った定着ロールを提供
し、画像形成装置の性能を高める。【解決手段】定着ロールを、芯金（５）と、Ｓｉ系接着
剤からなり芯金上に５０μｍ以上１７０μｍ以下の厚さ
で設けられた接着剤層（４）と、接着剤層上に設けられ
たフッ素樹脂チューブからなる離型性樹脂層（３）で構
成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写装置
やプリンタ等の画像形成装置の定着装置に用いられる定
着ロールに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置の画像形成プロセスにおい
て、用紙上に静電的に転写されたトナー像を定着させる
方法の一つとして、定着ロールと加圧ロールとの間に用
紙を通過させる加熱加圧方式が知られており、従来から
画像形成装置で使用されている。定着ロールとしては、
図２に示すように、ヒータランプ２０を内包したアルミ
円筒１３上にフッ素系接着剤１２を塗布し、その上にＰ
ＦＡやＰＴＦＥ等からなる離型性樹脂層１１を設けた、
いわゆるハードロールと呼ばれる定着ロールと、図３に
示すように、ヒータランプ２０を内包したアルミ円筒１
７上にＳｉゴムやフッ素ゴム等からなる弾性体層１６を
設け、その上にＳｉ系接着剤４を塗布し、更にその上に
ＰＦＡやＰＴＦＥ等からなる離形性樹脂層１４を設け
た、いわゆるソフトロールと呼ばれる定着ロールが知ら
れている。

【０００３】なお、Ｓｉ系接着剤４の組成物は、アルケ
ニル基を含有するジオルガノポリシロキサン、オルガノ
ハイドロジェンポリシロキサン、硬化触媒および接着付
与剤である。接着付与剤の成分は、接着性を付与する官
能基を含有するケイ素化合物、

【０００４】

【化１】

【０００５】である。

【０００６】ハードロールは、離型性、長寿命に優れて
おり、ソフトロールは、用紙搬送性に優れ、定着画像の
文字太りが小さく高画質が得られるという特徴がある。
さらに、ソフトロールは粗面紙（平滑度３０秒以下、平
滑度：ＪＩＳＰ８１１９）にて良好な定着性（定着強
度）が得られるという特徴もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】近年、環境問題が重視
され、画像形成装置に再生紙が使用される割合は高い。
再生紙の中には上述したような粗面紙があり、この様な
粗面紙をハードロールで定着した場合には、ロール被膜
が粗面紙の凹凸に追従できないので凹部にあるトナーを
溶かすことができず、十分な定着強度が得られなかっ
た。これに対し、ソフトロールで粗面紙を定着した場合
には、弾性体層１６の変形が粗面紙の凹凸に追従し十分
な定着強度が得られる。しかし、ソフトロールは前記効
果を得るために弾性体層１６の厚みを０.２ｍｍより厚
くすることが多いが、その厚さの弾性体層１６を有する
ソフトロールにて連続印刷した場合、ロール内部のヒー
タランプ２０の熱の伝わりが悪く、ロール温度が低くな
り十分な定着強度が得られない。次にハードロールとソ
フトロールのアルミ円筒と被膜の接着強度においては、
ハードロールはアルミ円筒１３の表面をサンドブラスト
処理し、フッ素系接着剤１２の接着性を高めている。し
かし、ソフトロールはアルミ円筒１７と弾性体層１６を
直接接着している。そのため、印刷速度が６０００行／
分以上の高速電子写真装置でソフトロールを使用した場
合は、アルミ円筒１７と弾性体層１６の界面に大きなせ
ん断力が生じ、弾性体層１６の剥離が生じることがあ
る。

【０００８】また、ハードロールとソフトロールの製造
方法においては、ハードロールは離型性樹脂層１１の形
成は、ディスパージョンまたは粉体塗装によって行う。
ソフトロールの場合は、低速電子写真装置用のソフトロ
ールは離型性樹脂層１４としてフッ素樹脂熱収縮チュー
ブを被覆して用いる。

【０００９】フッ素樹脂熱収縮チューブの厚さは、３０
μｍより薄いと被膜強度が低下し、５０μｍより厚いと
熱のロール表面への伝わりが悪いため３０μｍ以上、５
０μｍ以下が好ましい。しかし、厚さ３０〜５０μｍと
薄膜厚のフッ素樹脂熱収縮チューブは、製造技術上直径
６０ｍｍが上限である。そのため径が６０ｍｍより大き
い高速電子写真装置用ソフトロールを製造する場合、離
型性樹脂層１４の形成は、ディスパージョンまたは粉体
塗装によって行う。しかし、弾性体層１６のゴムの劣化
を防ぐため、焼成温度を低く抑えている。よって、離型
性樹脂層１４の焼成は完全なものではなく、その強度は
ハードロールの離型性樹脂層１１より劣り、傷が生じや
すい。さらに、ロールの構成ではハードロールの方がソ
フトロールに比べ層の数が少なく簡単な構成である。

【００１０】以上、ハードロールは粗面紙にて定着性が
悪い。ソフトロールは連続印刷時に定着性が悪い、被膜
の層数が多い、大径のロールは被膜強度が弱い等の問題
がある。

【００１１】従って、本発明の目的は、ハードロールお
よびソフトロールの各問題を解決し、両ロールの利点を
合わせ持った定着ロールを提供し、画像形成装置の性能
を高めることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、定着ロー
ルを、芯金と、Ｓｉ系接着剤からなり前記芯金上に５０
μｍ以上１７０μｍ以下の厚さで設けられた接着剤層
と、前記接着剤層上に設けられたフッ素樹脂チューブか
らなる離型性樹脂層から構成することにより達成され
る。

【００１３】Ｓｉ系接着剤は柔軟性を有し、ロール被膜
が粗面紙の凹凸に追従する。そして、Ｓｉ系接着剤を５
０μｍ以上１７０μｍ以下の厚さで設けることにより柔
軟性を失わず、連続印刷時に熱のロール表面への伝わり
が良くなり、ロール温度の低下が小さく定着性が良くな
る。また、フッ素樹脂非収縮チューブを使用することに
より厚さ３０μｍ以上５０μｍ以下で直径が６０ｍｍよ
りも大きい径のチューブ被覆方式定着ロールの製造が可
能となり、伝熱効果および被膜強度の高い離型性樹脂層
が得られる。更には、芯金にＳｉ系接着剤が接着される
ことにより界面のせん断強度が高まる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１に本発明の実施の形態を示
す。図において１は定着ロールであり、定着ロール１は
加圧ロール２と対向し圧接している。用紙９のトナー１
０は、用紙９が両ロールの間を通過することにより、定
着ロール１の熱と加圧ロール２の圧力によって定着され
る。定着ロール１は、外径１００ｍｍの芯金（アルミ円
筒）５表面に、熱伝導率０.５〜１.３×１０~³（cal/cm
・s・℃）のＳｉ系接着剤４を層状に塗装し、その上に厚
さ３０〜５０μｍ、内径約１００ｍｍのフッ素樹脂非収
縮チューブ３を被覆したものであり、２層構造となって
いる。本実施例では熱伝導率１×１０~³（cal/cm・s・
℃）と０.６×１０~³（cal/cm・s・℃）のＳｉ系接着剤４
を使用している。なお、２０はヒータランプである。加
圧ロール２は芯金（アルミ円筒）８にＳｉゴム７を８ｍ
ｍの厚さに塗装し、その上に厚さ０.２ｍｍのＦＥＰ非
収縮チューブ６を被覆したものである。

【００１５】図４は、ハードロールのＰＦＡを主成分と
する接着剤１２と、ソフトロールのＳｉ系接着剤４の層
の厚さと粗面紙における定着強度の関係を示したもので
ある。評価機は、印刷速度１６０００行／分のレーザプ
リンタを使用した。図から、ハードロールの接着剤１２
の場合、層を厚くしても柔軟性は生じないため粗面紙の
凹凸に追従できず、定着強度が上がらないことが分か
る。逆に、厚くしたことにより熱抵抗が大きくなり定着
強度５０％以下になることが分かった。また、ソフトロ
ールのＳｉ系接着剤４の場合、層の厚さが５０μｍより
薄いと定着強度が７０％より低くなることが分かり、５
０μｍ以上の厚さであれば柔軟性が現われ、粗面紙での
定着強度が良いことが分かった。

【００１６】図５は、Ｓｉ系接着剤４の厚さと連続印刷
時の定着ロール１表面温度の関係を示したものである。
評価機は前記と同様のものを使用している。定着ロール
１の表面温度は、初期温度を２００℃に設定し２０００
頁連続印刷後の温度を表わしている。この図からＳｉ系
接着剤４の厚さが１７０μｍより厚くなると定着ロール
の表面温度が１９０℃より低くなることが分かる。それ
より低くなると、印刷時の用紙９（トナー１０を含む）
への投入熱量が小さくなり、定着強度７０％以上を確保
するのに必要な熱量が得られないことが分かった。

【００１７】そのため、Ｓｉ系接着剤層４の厚さ、正確
には接着剤の硬化後の厚さを５０μｍ以上１７０μｍ以
下とし、本実施例では、７０μｍと１７０μｍの２種と
した。定着ロール１のフッ素樹脂非収縮チューブ３とし
てＰＦＡまたはＦＥＰからなる非収縮チューブがある
が、本実施例ではＰＦＡ非収縮チューブを使用した。も
ちろん、ＦＥＰからなる非収縮チューブを使用すること
も可能である。ＰＦＡ非収縮チューブの厚さは３０μｍ
より薄いと被膜強度が低下し、５０μｍよりも厚いと熱
のロール表面への伝わりが悪化する。

【００１８】表１に、前記評価機による定着性評価の結
果と仕様の比較結果を示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】実施例１では、アルミ円筒５に熱伝導率１
×１０~³（cal/cm・s・℃）のＳｉ系接着剤４を７０μｍ
の厚さに塗装し、その上に厚さ４０μｍのフッ素樹脂非
収縮チューブ３を被覆した定着ロール１を使用した。ま
た、実施例２では、アルミ円筒５に熱伝導率０.６×１
０~³（cal/cm・s・℃）のＳｉ系接着剤４を１７０μｍの
厚さに塗装し、その上に厚さ３０μｍ以上５０μｍ以下
のフッ素樹脂非収縮チューブ３を被覆した定着ロール１
を使用した。表から実施例１と実施例２であると定着強
度は満足できる強度であり、比較例である従来のソフト
ロールと性能的に同等である。また、構造は２層のため
簡単であり、Ｓｉ系接着剤とＰＦＡ非収縮チューブを使
用したことにより、被膜の界面剥離や傷は生じなかっ
た。

【００２１】なお、比較例１（ハードロール）は、接着
剤層の厚さが６μｍと薄く、弾性効果がないため粗面紙
の定着性が悪かった。また、搬送性が悪く画像の乱れも
大きく、高精細な定着画像が得られなかった。比較例２
（ソフトロール）は、Ｓｉゴム層が厚い（約３００μ
ｍ）ため連続印刷時に熱の伝わりが悪く、ロール温度が
下がり定着強度が低かった。さらに、Ｓｉゴムとアルミ
円筒に界面剥離が生じた。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、簡単な構
造でソフトロールと同等の性能が得られ、高速定着が可
能な定着ロールを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着装置の概略構成図である。

【図２】従来技術となる定着ロールの構成図である。

【図３】従来技術となる定着ロールの構成図である。

【図４】接着剤層の厚さと定着強度の関係を示す説明図
である。

【図５】接着剤層の厚さと定着ロール表面温度の関係を
示す説明図である。

【符号の説明】

１…定着ロール、２…加圧ロール、３…フッ素樹脂非収
縮チューブ、４…Ｓｉ系接着剤、５…アルミ円筒（芯
金）、６…ＦＥＰ非収縮チューブ、７…Ｓｉゴム、８…
アルミ円筒、２０…ヒータランプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木章央群馬県碓氷郡松井田町人見１−10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯金と、Ｓｉ系接着剤からなり、前記芯金上に５０μｍ以上１７
０μｍ以下の厚さで設けられた接着剤層と、前記接着剤層上に設けられたフッ素樹脂チューブからな
る離型性樹脂層を有することを特徴とする定着ロール。
【請求項２】前記フッ素樹脂チューブが、３０μｍ以上
５０μｍ以下の厚さを有するフッ素樹脂非収縮チューブ
であることを特徴とする請求項１記載の定着ロール。
【請求項３】前記フッ素樹脂非収縮チューブの内径が６
０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２記載の定着
ロール。