JPH10228203A - 定着用ローラまたはベルト、及びこれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弾力性、離型性、耐摩耗性、層間接着力など
に優れた定着用ローラまたはベルト、及びこれらの製造
方法を提供すること。 【解決手段】 基体上にゴム弾性層とフッ素樹脂離型層
がこの順に積層されてなる定着用ローラまたはベルトに
おいて、該ゴム弾性層が、パーフルオロアルキル基とし
て−ＣＦ₃を有する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からなる平均粒子
径５〜１５０μｍのフッ素樹脂粒子をゴム中に５〜５０
体積％の割合で含有するゴム組成物から形成されている
ことを特徴とする定着用ローラまたはベルト。フッ素樹
脂離型層が、前記フッ素樹脂から形成されている定着用
ローラまたはベルト。基体上に、前記フッ素樹脂粒子を
ゴム中に５〜５０体積％の割合で含有するゴム組成物を
被覆し、ゴム成分を加硫した後、その上にフッ素樹脂を
被覆し、次いで、該フッ素樹脂の融点以上の温度に加熱
することを特徴とする定着用ローラまたはベルトの製造
方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の画
像形成装置において、転写紙などの転写材上のトナーを
定着する定着工程で用いられる定着用ローラまたはベル
トに関し、さらに詳しくは、基体上にゴム弾性層を有
し、最外層にはフッ素樹脂層が離型層として配置された
弾力性、離型性、耐摩耗性、層間接着力などに優れた定
着用ローラまたはベルトに関する。また、本発明は、こ
のような諸特性を備えた定着用ローラまたはベルトの製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の複写機やレーザービーム
プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置において
は、一般に、感光体ドラムを一様かつ均一に帯電する
帯電工程、像露光を行って感光体ドラム上に静電潜像
を形成する露光工程、静電潜像にトナー（現像剤）を
付着させてトナー画像（可視像）を形成する現像工程、
感光体ドラムからトナー画像を転写紙などの転写材上
に転写する転写工程、及びトナー画像を加熱等により
転写材上に定着する定着工程によって、画像を形成して
いる。定着工程の後、通常、クリーニング工程によっ
て、感光体ドラム上の残留トナーを除去している。トナ
ーとしては、一般に、着色剤を含有する樹脂粉末が用い
られている。

【０００３】定着工程では、加熱、加圧、溶剤蒸気など
種々の方式を用いて、トナー画像を転写材上に定着させ
ているが、通常は、熱源を内蔵した定着用ローラと加圧
ローラとの間に転写材を通過させ、転写材上のトナーを
加熱溶融して転写材上に定着させている。より具体的に
は、図２に示すように、中空ローラ状芯金の外周面をエ
ラストマーや樹脂で被覆してなる定着用ローラ６の内部
に加熱用ヒーター７を配置し、該定着用ローラと加圧用
ローラ１０を圧接させ、両ローラ間にトナー画像８が形
成された転写材９を通過させて、トナーを加熱溶融させ
ることにより、トナー画像を転写材上に定着させてい
る。

【０００４】定着用ローラとしては、アルミニウムやス
テンレスなどの金属製のローラ状基体（芯金）の外面
に、オフセット防止のため、直接またはゴム弾性層を介
してフッ素樹脂層が形成された構造のローラが汎用され
ている。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／パーフル
オロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テト
ラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合
体（ＦＥＰ）などが使用されている。フッ素樹脂層は、
通常、フッ素樹脂を含有する分散液（フッ素樹脂塗料）
を塗布し焼成することにより形成させたり、あるいは、
フッ素樹脂製のチューブを被せて、熱融着させることに
より形成させている。ゴム弾性層を形成するゴム材料と
しては、通常、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどの耐熱
性ゴムが使用されている。

【０００５】最近、図３に示すような定着用ベルト１１
を用いた熱定着方式も採用されている。定着用ベルトと
しては、金属チューブや耐熱性樹脂チューブなどのチュ
ーブ状基体の外面に、オフセット防止のため、直接また
はゴム弾性層を介してフッ素樹脂層を形成した構造のエ
ンドレスベルトが提案されている。この方式では、定着
用ベルト１１に加圧用ローラを圧接させ、この圧接部に
おける定着用ベルトの内側には加熱用ヒータ１２を密着
させ、そして、両者間にトナー画像８が形成された転写
材９を通過させて、定着用ベルト１１を介して加熱用ヒ
ーター１２でトナーを加熱溶融させることにより、トナ
ー画像を転写材上に定着させている。定着用ベルトを用
いると、薄いベルトを介するだけで、加熱用ヒーター１
２により実質上直接的にトナーを加熱するため、電源投
入時の待ち時間がほぼゼロになるという利点があり、し
かも圧接部だけの加熱で済むため消費電力も少ない。基
体として、鉄、ニッケル、フェライト系ステンレスなど
からなる金属チューブを使用すると、電磁誘導加熱方式
の採用が可能となる。

【０００６】これらの定着用ローラやベルトにおいて、
基体上にフッ素樹脂層を設けた構造のものは、離型性に
優れているため、オフセット防止効果はあるものの、ソ
フト性（弾力性や柔軟性）が不十分であるため、近年の
画像のフルカラー化に対応することができない。すなわ
ち、カラー複写機やレーザービームプリンターなどで
は、赤、青、黄、黒の４色のカラートナーが用いられて
いるが、これらのカラートナー画像を定着させるには、
複数種のカラートナーを溶融状態で混合させる必要があ
るため、トナーを低融点化して溶融しやすくすると共
に、定着用ローラやベルトで複数種のカラートナーを包
み込むようにして溶融状態で均一に混合させることが必
要となる。したがって、定着用ローラやベルトには、カ
ラートナーを包み込むようにして定着し得るソフト性が
求められている。

【０００７】一方、基体上にシリコーンゴムやフッ素ゴ
ムなどのゴム弾性層を設けた構造の定着用ローラやベル
トは、ソフト性に優れているものの、トナー離型性が不
足しているため、オフセット現象が発生しやすい。ま
た、複写の高速化にともない、トナーの低融点化や定着
温度の高温化が図られているが、ゴム弾性層が最外層に
ある定着用ローラやベルトでは、耐熱性が不足してお
り、劣化や摩耗が激しくなり、しかもトナーの低融点化
により離型性がさらに低下する。

【０００８】これに対して、基体上にゴム弾性層を設
け、その上にフッ素樹脂離型層を形成すると、ソフト性
と離型性のバランスが良好な定着用ローラやベルトを得
ることができる。ところが、このような積層構造の定着
用ローラやベルトは、耐久性が不十分であり、複写を繰
り返すにつれて、フッ素樹脂離型層がゴム弾性層から剥
離するという問題を生じる。そのため、定着装置や部品
の交換頻度が高くなったり、装置メンテナンス費用が高
くなる。耐久性不足の要因としては、ゴム弾性層とフッ
素樹脂離型層との間の層間接着力が小さいことが挙げら
れる。特に、シリコーンゴムからなるゴム弾性層の上に
フッ素樹脂離型層を積層したタイプの定着用ローラやベ
ルトは、接着処理の難しい材料同士の異種材料間接着の
ため、接着力を上げることが難しく、従来、せいぜい数
十ｇ／ｃｍ程度の層間剥離強度しか得られなかった。

【０００９】特開昭６４−４０８６９号公報には、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
上に樹脂層が形成された弾性回転体であって、弾性層
は、ゴム材中に樹脂材を分散混入して形成されることを
特徴とする弾性回転体が提案されている。具体的に、弾
性層のシリコーンゴムにフッ素樹脂を分散混入させて、
その上にフッ素樹脂を積層することにより接着力の改善
を図り、それによって、百数十ｇ／ｃｍの剥離強度を得
たことが報告されている。より具体的に、該公報には、
シリコーンゴムに、粒径が１μｍ以下好ましくは０．５
μｍ以下のＰＴＦＥ粒子を分散させたゴム組成物で弾性
層を形成し、その上にフッ素樹脂層を形成することが開
示されている。該公報に開示されている発明の技術的思
想は、異種材料上にフッ素樹脂を接着させるためのプラ
イマー機能をシリコーンゴム層そのものに持たせようと
するものである。しかしながら、これによる層間剥離強
度の向上の程度は、２００ｇ／ｃｍまで至らず、ローラ
ーの耐久性向上のためには、更なる接着力の向上が必要
であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、基体
上にゴム弾性層とフッ素樹脂離型層がこの順に積層され
てなる定着用ローラまたはベルトであって、ゴム弾性層
とフッ素樹脂離型層との間の剥離強度（層間接着力）が
顕著に向上し、耐久性が改善された定着ローラまたはベ
ルトを提供することにある。また、本発明の目的は、弾
力性、離型性、耐摩耗性、層間接着力などに優れた定着
用ローラまたはベルト、及びこれらの製造方法を提供す
ることにある。

【００１１】ところで、本発明の共同発明者らは、平均
粒子径が５〜１５０μｍのフッ素樹脂粒子を分散させた
ゴム組成物を用いてゴム弾性層を形成し、その上にフッ
素樹脂離型層を形成することにより、層間接着性が顕著
に改善された定着用ローラの得られることを見いだし、
先に提案した（特願平７−２７７１９６号）。より具体
的には、シリコーンゴムにＰＦＡ粒子を混練分散したゴ
ム組成物を用いて、芯金上にゴム弾性層を形成し、加硫
した後、その上にＰＦＡディスパージョンを塗布し、乾
燥後、焼成することにより、層間接着力が２００ｇ／ｃ
ｍ以上の定着用ゴムローラを得ている。

【００１２】本発明者らは、さらに研究を進めた結果、
この度、特定の分子構造を有するＰＦＡ粒子を含有する
ゴム組成物を用いてゴム弾性層を形成することにより、
さらに顕著にフッ素樹脂層との間の層間接着力が改善さ
れた定着用ローラまたはベルトの得られることを見いだ
した。また、この特定の分子構造を有するＰＦＡを用い
てフッ素樹脂離型層を形成すると、焼成温度を低下させ
ることができ、それによって、ゴム弾性層の劣化が抑制
され、耐久性に優れた定着用ローラやベルトの得られる
ことを見いだした。本発明は、これらの知見に基づいて
完成するに至ったものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、基体上
にゴム弾性層とフッ素樹脂離型層がこの順に積層されて
なる定着用ローラまたはベルトにおいて、該ゴム弾性層
が、パーフルオロアルキル基として−ＣＦ₃を有するテ
トラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエ
ーテル共重合体からなる平均粒子径５〜１５０μｍのフ
ッ素樹脂粒子をゴム中に５〜５０体積％の割合で含有す
るゴム組成物から形成されていることを特徴とする定着
用ローラまたはベルトが提供される。

【００１４】また、本発明によれば、基体上にゴム弾性
層とフッ素樹脂離型層がこの順に積層されてなる定着用
ローラまたはベルトにおいて、該フッ素樹脂離型層が、
パーフルオロアルキル基として−ＣＦ₃を有するテトラ
フルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテ
ル共重合体を含有するフッ素樹脂から形成されているこ
とを特徴とする定着用ローラまたはベルトが提供され
る。

【００１５】さらに、本発明によれば、基体上にゴム弾
性層とフッ素樹脂離型層がこの順に積層されてなる定着
用ローラまたはベルトの製造方法において、基体上に、
パーフルオロアルキル基として−ＣＦ₃を有するテトラ
フルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテ
ル共重合体からなる平均粒子径５〜１５０μｍのフッ素
樹脂粒子をゴム中に５〜５０体積％の割合で含有するゴ
ム組成物を被覆し、ゴム成分を加硫した後、その上にフ
ッ素樹脂を被覆し、次いで、該フッ素樹脂の融点以上の
温度に加熱することを特徴とする定着用ローラまたはベ
ルトの製造方法が提供される。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の定着用ローラまたはベル
トは、ソフト性（弾力性や柔軟性）と離型性のバランス
を取るために、基体上にゴム弾性層とフッ素樹脂離型層
をこの順に積層した構造を有するものである。基体とゴ
ム弾性層との間などにプライマー層などの付加的な層が
存在してもよい。ゴム中に平均粒子径の大きなフッ素樹
脂粒子を分散させたゴム組成物を用いてゴム弾性層を形
成し、その上にフッ素樹脂層を形成して、フッ素樹脂の
融点以上の温度に加熱することにより、両層間にアンカ
ー効果と呼ばれる物理的接着力が付与される。この場
合、ゴム弾性層を研磨した後にフッ素樹脂層を形成する
と、積層界面にアンカー効果による物理的接着力を発揮
するのに十分な凹凸が形成され、また、ゴム弾性層中の
フッ素樹脂粒子が露出することにより、層間接着力を更
に高めることができる。

【００１７】本発明は、実質的にアンカー効果と呼ばれ
る物理的接着によって層間接着力を向上させるものであ
るから、離型層を形成するフッ素樹脂を結晶融点以上の
温度に加熱して焼成する必要がある。焼成により、離型
層のフッ素樹脂は、ゴム弾性層中に分散されかつゴム弾
性層の表面にその一部が露出したフッ素樹脂粒子と溶融
接着するか、あるいは、ゴム弾性層中に分散されかつ弾
性層の表面にその一部が露出したフッ素樹脂粒子がゴム
弾性層表面から脱落して形成される孔中に離型層のフッ
素樹脂が嵌入してアンカー効果を発揮する。前記したと
おり、ゴム弾性層中にＰＦＡ粒子を含有させると、その
上に形成されるフッ素樹脂離型層との間の層間接着力が
改善される。本発明では、ＰＦＡ粒子として、パーフル
オロアルキル基として−ＣＦ₃を有するＰＦＡ粒子を使
用する。本発明で使用するＰＦＡは、式（１）の化学構
造式で表されるランダム共重合体である。

【００１８】

【化１】 これに対して、従来より汎用されているＰＦＡは、式
（２）の化学構造式で表されるランダム共重合体であ
る。

【００１９】

【化２】 （式中、Ｒ_fは、パーフルオロアルキル基である。）

【００２０】式（２）中のパーフルオロアルキル基（Ｒ
_f）は、炭素原子数が３〜４程度であり、多くの場合、
炭素原子数が３の−Ｃ₃Ｆ₇である。すなわち、ＰＦＡ
は、一般に、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とパー
フルオロアルキルビニルエーテル（ＦＶＥ）を共重合す
ることにより製造されているが、モノマーのＦＥＶとし
ては、Ｒ_fＣＦ₂ＯＣＦ＝ＣＦ₂が使用されている。この
ＦＥＶは、通常、ヘキサフルオロプロピレンエポキサイ
ドの二量体を熱分解して製造している。そのため、式
（２）中のパーフルオロアルキル基の炭素原子数は、通
常３となっている。式（２）の化学構造式で表される汎
用ＰＦＡは、コモノマー（ＦＥＶ）の量は約２．８〜
４．０重量％であり、その融点は、３０２〜３１０℃で
ある。これに対して、本発明で使用する式（１）の化学
構造式で表されるＰＦＡは、融点が２８０〜２９０℃と
低いことを除けば、その他の物性は汎用のＰＦＡとほぼ
同じである。そこで、式（１）のＰＦＡを低融点ＰＦＡ
と呼ぶこととし、汎用ＰＦＡと区別する。両者の物性を
表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】本発明で使用する式（１）の化学構造式で
表される低融点ＰＦＡは、例えば、アウジモンド社製の
商品名ＭＦＡ６２０などとして市販されているものを使
用することができる。基体上にゴム弾性層を設け、その
上にフッ素樹脂を塗布した後、該フッ素樹脂を焼成する
際の温度は、内層のシリコーンゴムまたはフッ素ゴムな
どのゴムを劣化させないために、通常はフッ素樹脂が焼
成可能な最も低い温度に設定される。ゴム弾性層とフッ
素樹脂層との間の接着力を増大させるために、ゴム弾性
層にＰＦＡ粒子を含有させているが、外層のフッ素樹脂
の焼成温度が焼成可能な最低温度に設定されていると、
ゴム弾性層内のＰＦＡ粒子の温度が融点まで上昇せず、
層間接着力の改善効果を十分に達成することができな
い。これに対して、汎用の高融点ＰＦＡ粒子に代えて、
式（１）の低融点ＰＦＡ粒子をゴム弾性層に含有させる
と、外層のフッ素樹脂の焼成温度が低く設定されていて
も、ゴム弾性層中のＰＦＡ粒子が十分に溶融して、層間
接着力をより一層顕著に向上させることができる。

【００２３】ゴム弾性層中に分散されるＰＦＡ粒子の粒
子径は、アンカー効果を有効に発揮させる観点から、平
均粒子径を５μｍ以上とすることが必要である。一方、
ＰＦＡ粒子の粒径が大きすぎると、仕上がった定着用ロ
ーラやベルトの表面硬度や弾性の不均一化を招くため、
平均粒子径を１５０μｍ以下とする。ＰＦＡ粒子の平均
粒子径は、好ましくは１０〜１００μｍ、より好ましく
は２０〜８０μｍである。なお、本発明において、粉砕
したフッ素樹脂粒子の平均粒径は、マイクロトラック法
により測定し、ディスパージョンの平均粒子径は、光透
過法により測定した。

【００２４】ゴム中に配合されるＰＦＡ粒子の配合割合
は、平均粒子径と同様にアンカー効果を有効に発揮させ
る観点から、５〜５０体積％とする。この割合は、１０
体積％以上が好ましいが、多すぎるとゴム弾性層の硬度
が高くなるため５０体積％以下とする。ＰＦＡ粒子の配
合割合は、好ましくは１０〜４０体積％、より好ましく
は１５〜３０体積％である。ゴム弾性層中に分散される
ＰＦＡ粒子の材料形態は、ディスパージョン、粉体等い
ずれでもよいが、ゴム弾性層の表面にその一部が露出し
たＰＦＡ粒子がゴム弾性層の表面から脱落して形成され
る孔中に離型層のフッ素樹脂が嵌入してアンカー効果を
得る場合には、球状に形成された粉体が好ましい。ゴム
弾性層中に分散されかつゴム弾性層の表面にその一部が
露出したＰＦＡ粒子と溶融接着する方法を主として取る
場合には、ＰＦＡを粉砕した異形粒子を用いると、ＰＦ
Ａ粒子がゴム弾性層中に強固に保持されやすく、その結
果、大きなアンカー効果で高い接着力が得られるので好
ましい。

【００２５】本発明に用いるゴム弾性層の材料として
は、離型層に用いるフッ素樹脂の燒結温度と燒結時間に
耐えうるものであれば特に限定されないが、耐熱性が特
に優れている点から、シリコーンゴム、フッ素ゴム、も
しくはそれらの混合物が好ましい。シリコーンゴムのタ
イプとしては、ミラブルタイプ、液状タイプのいずれで
もよく、ＨＴＶ（高温硬化型）、ＬＴＶ（低温硬化
型）、ＲＴＶ（室温硬化型）のいずれでもよい。また、
シリコーンゴムの化学構造としては、基本的なジメチル
シリコーンゴム；ビニル基、水素基、水酸基等を有する
シリコーンゴム；フェニルシリコーンゴム；フロロシリ
コーンゴムのいずれでもよく、またそれらの２種以上の
任意の混合物でもよい。ゴム弾性層の厚みは、用途や設
置する機械装置の構造、目標とする弾性、用いる材料の
硬度等を勘案して適宜設定されるが、一般的には１００
μｍ〜３ｍｍの範囲内に設定されることが多い。勿論こ
れより厚い膜厚に成形した後に、研磨等により必要な膜
厚に加工してもよい。

【００２６】ゴム弾性層は、基体上にプライマー層を介
して積層してもよく、芯金などの基体をブラスト、電気
化学的エッチング、化学的エッチングのいずれか、もし
くはそれらを組み合わせた方法により粗面化して、さら
に必要に応じてプライマー層を介して積層してもよい。
本願発明に用いられる離型層の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／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重
合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン／ヘキサフル
オロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン／テトラ
フルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロト
リフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン／クロロ
トリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフ
ッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等任意のものが選択でき、
それらの２種以上の混合物として用いてもよい。また、
これらの材料形態としては、ディスパージョン、粉体等
のいずれでもよく、チューブ状等に成形されていてもよ
い。耐熱性や離型性（非汚染性、非粘着性）の観点か
ら、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰのいずれか、もしくはそ
の２種以上の混合物がより好ましく用いられる。

【００２７】ところで、前記式（１）で表されるパーフ
ルオロアルキル基として−ＣＦ₃ を有する低融点ＰＦＡ
を離型層に用いることができ、これによって、低融点Ｐ
ＦＡ粒子を含有するゴム弾性層との接着力を向上させ、
さらにはゴム弾性層の劣化防止の効果を得ることができ
る。すなわち、離型層のフッ素樹脂の焼成温度は、フッ
素樹脂の融点以上の温度であり、この温度では、多かれ
少なかれゴムの劣化が生じる。これに対して、低融点Ｐ
ＦＡを外層に用いると、フッ素樹脂の焼成温度を下げる
ことができ、それによってゴムの劣化を防止することが
できる。また、ゴム弾性層中のＰＦＡと離型層のＰＦＡ
が同じ種類であることによって、内層と外層との間の接
着力も向上させることができる。低融点ＰＦＡを単独で
離型層に用いることができるが、汎用ＰＦＡと混合して
用いてもよい。この場合、低融点ＰＦＡは、単独あるい
は５０重量％以上の割合で用いることが好ましい。フッ
素樹脂離型層の厚みは、用途や設置する機械装置の構
造、目標とする弾力性、硬度、耐摩耗性、耐久性等を勘
案して適宜設定されるが、一般的には、５〜５０μｍの
範囲内である。

【００２８】本願発明の定着用ローラまたはベルトにお
いては、ゴム弾性層の形成が終了した段階で、ゴム弾性
層表面に一部が露出したＰＦＡ粒子が離型層のフッ素樹
脂と溶融一体化するか、あるいは該ＰＦＡ粒子が脱落し
て形成されたゴム弾性層表面の孔中に離型層のフッ素樹
脂が嵌入するか、あるいはそれらの現象が混在する結
果、ゴム弾性層とフッ素樹脂離型層との界面は、実質的
にゴム弾性層の主たる部分を形成するゴムと離型層のフ
ッ素樹脂との界面となり、微小な凹凸を形成することと
なる。この凹凸がアンカー効果を十分に発揮して高い層
間接着力を与えるとともに、仕上がった弾性ローラーの
表面硬度や弾性の不均一化を招かないためには、凹凸の
程度を示す指標としてＪＩＳ Ｂ−０６０１に規定され
る最大高さ（Ｒ_max）を用いて表現すれば、表面粗さＲ
_maxが５〜１５０μｍの範囲であることが好ましい。Ｒ
_maxは、より好ましく１０〜１００μｍ、さらに好まし
くは２０〜６０μｍである。

【００２９】ゴム弾性層を形成した後、離型層を形成す
るに際しては、加硫後のゴム弾性層に更なる加工を加え
ることなくフッ素樹脂を被覆して、フッ素樹脂の融点以
上の温度に加熱すると、ゴム弾性層表面に一部が露出し
たＰＦＡ粒子が離型層のフッ素樹脂と溶融一体化して良
好な接着面が得られる。この場合、離型層に用いるフッ
素樹脂の形態は、ディスパージョン、粉体、チューブ等
いずれでもよい。フッ素樹脂チューブを用いる場合に
は、均一な仕上がり表面を得るため、溶融一体化の際に
ゴム弾性層と隙間無く密着していることが必要であり、
この観点からフッ素樹脂チューブは、加熱もしくは機械
的な部品の取り外しによって主として径方向に収縮する
収縮性チューブであることが好ましい。収縮性チューブ
であると、ゴム弾性層表面にフッ素樹脂チューブを被せ
た後、収縮処理を行って、ゴム弾性層表面とフッ素樹脂
チューブが隙間無く密着した状態が得られる。

【００３０】フッ素樹脂離型層に式（１）の低融点ＰＦ
Ａを用いる場合も、粉体静電塗装、塗料化してのスプレ
ー塗装など各種の方法により塗装することができ、ある
いはチューブ状に成型して、ゴム弾性層に熱融着させる
こともできる。ゴム弾性層を形成し、加硫した後、ゴム
弾性層の表面を研磨すると、ゴム弾性層表面に一部が露
出したＰＦＡ粒子の一部が脱落して、ゴム弾性層表面に
孔が形成される。この研磨は、砥石、グラインダー、バ
フ等一般的な研磨方法を任意に使えばよい。この際、ゴ
ム弾性層の表面を平滑に研磨して、ＰＦＡ粒子の脱落孔
のみの凹凸としてもよく、あるいは、適当な表面粗さに
してＰＦＡ粒子の脱落孔と組み合わさった複雑な凹凸を
得ることもできる。

【００３１】基体としては、定着用ローラの場合、アル
ミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレス等の金
属；アルミナ、炭化ケイ素等のセラミックス；などから
形成された円筒状の基体が用いられる。定着用ベルトの
場合には、耐熱性樹脂チューブや金属チューブなどのチ
ューブ状基体が用いられる。耐熱性チューブの材質とし
ては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエ
ーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリベン
ズイミダゾールなどが挙げられる。これらの中でも、耐
熱性及び耐久性の点で、特にポリイミドが好ましい。金
属チューブの材質としては、アルミニウム、ステンレ
ス、鉄、ニッケル、これらの合金などが挙げられる。電
磁誘導加熱方式を採用する場合には、鉄、ニッケル、こ
れらの合金、及びフェライト系ステンレスが好ましい。
これらの基体の厚みや外径、長さなどは、通常のものが
採用され、特に限定されない。例えば、基体の長さは、
一般に転写紙などの転写材の大きさに応じて定められ
る。

【００３２】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明に
ついてより具体的に説明する。 ［実施例１］外径３４ｍｍのアルミニウム芯金ローラー
の外周面を脱脂した後、芯金表面にプライマー（Ｎｏ．
１８Ｂ：信越化学製）を刷毛塗りし、２５℃で２０分間
乾燥後、１００℃／２０分間熱処理した。オープンロー
ルでシリコーンゴム（ＫＥ８７５１：信越化学社製）
に、平均粒子径２５μｍのＰＦＡ粉体（粉砕異形粒子、
ＭＦＡ６２０：アウジモンド社製：融点＝２８０〜２９
０℃）を２５重量％（約１７体積％）混練分散し、パー
オキサイド系加硫剤（Ｃ−４：信越化学製）を５ｐｈｒ
配合混練して、約３ｍｍの厚さのシートにした。このシ
ートを、上記のプライマー処理済みの芯金ローラ上に巻
き付け、金型で１６５℃で１５分間プレス加硫した。得
られたゴム弾性層を厚さ約２００μｍになるまで研削除
去した。この上に、平均粒子径約２０μｍのＰＦＡ球状
粒子（ＭＰ１０２：デュポン社製）７０重量％と平均粒
子径０．４μｍのＰＦＡ重合粒子が分散されたＰＦＡデ
ィスパージョン（ＡＤ２ＣＲ：ダイキン工業社製）を粒
子量で３０重量％混合し、希釈粘度調整したディスパー
ジョンをスプレー塗装し、８０℃で１５分間乾燥後、２
５０℃で３０分間２次乾燥し、次いで、３５０℃で１５
分間燒結して、厚さ約３０μｍの離型層を得た。離型層
を研磨して約２０μｍの厚さとし、定着用ローラを完成
した。図１に示す方法により、離型層の一部を剥離して
引張試験機に取り付け、５０ｍｍ／分の速度で剥離して
１８０°の剥離強度（接着力）を測定したところ、ゴム
弾性層とフッ素樹脂離型層の剥離面は、シリコーンゴム
が凝集破壊しており、接着力は、５００ｇ／ｃｍ以上と
極めて高かった。実機にて通紙評価をしたところ、５０
万枚を越えても変化無く著しく耐久性が向上していた。

【００３３】［実施例２］外径３４ｍｍのアルミニウム
芯金ローラの外周面を脱脂した後、芯金表面にプライマ
ー（Ｎｏ．１８Ｂ：信越化学社製）を刷毛塗りし、２５
℃で２０分間乾燥後、１００℃で２０分間熱処理した。
オープンロールでシリコーンゴム（ＫＥ８７５１：信越
化学社製）に、平均粒子径２５μｍのＰＦＡ粉体（粉砕
異形粒子、ＭＦＡ６２０：アウジモンド社製：融点＝２
８０〜２９０℃）を２５重量％（約１７体積％）混練分
散し、パーオキサイド系加硫剤（Ｃ−４：信越化学製）
を５ｐｈｒ配合混練して、約３ｍｍの厚さのシートにし
た。このシートを、上記のプライマー処理済みの芯金ロ
ーラ上に巻き付け、金型で１６５℃で１５分間プレス加
硫した。得られたゴム弾性層を厚さ約２００μｍになる
まで研削除去した。この上に、上述の平均粒子径２５μ
ｍのＰＦＡ粉体（粉砕異形粒子、ＭＦＡ６２０：アウジ
モンド社製：融点＝２８０〜２９０℃）７０重量％と平
均粒子径０．４μｍのＰＦＡ重合粒子が分散されたＰＦ
Ａディスパージョン（ＡＤ２ＣＲ：ダイキン工業社製）
を粒子量で３０重量％混合し、希釈粘度調整したディス
パージョンをスプレー塗装し、８０℃で１５分間乾燥
後、２５０℃で３０分間２次乾燥し、次いで３５０℃で
１５分間燒結して、厚さ約３０μｍの離型層を得た。離
型層を研磨して約２０μｍの厚さとし、定着用ローラを
完成した。図１に示す方法により、離型層の一部を剥離
して引張試験機に取り付け、５０ｍｍ／分の速度で剥離
して１８０°の剥離強度（接着力）を測定したところ、
ゴム弾性層とフッ素樹脂離型層の剥離面は、シリコーン
ゴムが凝集破壊しており、接着力は、８００ｇ／ｃｍ以
上と極めて高かった。実機にて通紙評価をしたところ、
５０万枚を越えても変化無く著しく耐久性が向上してい
た。

【００３４】［実施例３］ポリイミドワニス（Ｕワニス
Ｓ：宇部興産社製）をチューブ状に成型してポリイミド
チューブ（厚み５０μｍ、外径２７．６ｍｍ）を作成し
た。このポリイミドチューブの外周面に、プライマーと
して、ポリアミドイミドワニス（東洋紡社製ＮＡＩ８０
２０）をＮ−メチル−２−ピロリドンで希釈した溶液を
塗布し、乾燥させた。オープンロールでシリコーンゴム
（ＫＥ８７５１：信越化学社製）に、平均粒子径２５μ
ｍのＰＦＡ粉体（粉砕異形粒子、ＭＦＡ６２０：アウジ
モンド社製：融点＝２８０〜２９０℃）を２５重量％
（約１７体積％）混練分散し、パーオキサイド系加硫剤
（Ｃ−４：信越化学製）を５ｐｈｒ配合混練して、約３
ｍｍの厚さのシートにした。このシートを、上記のプラ
イマー処理済みのポリイミドチューブ上に巻き付け、金
型で１６５℃で１５分間プレス加硫した。得られたゴム
弾性層を厚さ約４００μｍになるまで研削除去した。こ
の上に、平均粒子径約２０μｍのＰＦＡ球状粒子（ＭＰ
１０２：デュポン社製）７０重量％と平均粒子径０．４
μｍのＰＦＡ重合粒子が分散されたＰＦＡディスパージ
ョン（ＡＤ２ＣＲ：ダイキン工業社製）を粒子量で３０
重量％混合し、希釈粘度調整したディスパージョンをス
プレー塗装し、８０℃で１５分間乾燥後、２５０℃で３
０分間２次乾燥し、次いで、３５０℃で１５分間燒結し
て、厚さ約５０μｍの離型層を得た。離型層を研磨して
約２０μｍの厚さとし、定着用チューブを完成した。図
１に示す方法により、離型層の一部を剥離して引張試験
機に取り付け、５０ｍｍ／分の速度で剥離して１８０°
の剥離強度（接着力）を測定したところ、ゴム弾性層と
フッ素樹脂離型層の剥離面は、シリコーンゴムが凝集破
壊しており、接着力は５１０ｇ／ｃｍ以上と極めて高か
った。

【００３５】［比較例１］平均粒子径２５μｍのＰＦＡ
粉体（粉砕異形粒子、ＭＦＡ６２０：アウジモンド社
製：融点＝２８０〜２９０℃）に代えて、平均粒子径２
５μｍのＰＦＡ粉体（粉砕異形粒子、ＪＷ３５３０：旭
硝子社製：融点３０５〜３１０℃）を用いたこと以外
は、実施例１と同様にして定着用ローラを作成した。実
施例１と同様にして剥離強度（接着力）を測定したとこ
ろ、ゴム弾性層とフッ素樹脂離型層の剥離面は、シリコ
ーンゴムが凝集破壊しており、接着力は３５０ｇ／ｃｍ
程度であった。

【００３６】［比較例２］シリコーンゴムに平均粒子径
２５μｍのＰＦＡ粉体（粉砕異形粒子、ＭＦＡ６２０：
アウジモンド社製：融点＝２８０〜２９０℃）を混練し
なかったこと以外は、実施例１と同様にして定着用ロー
ラを作成した。実施例１と同様にして剥離強度（接着
力）を測定したところ、接着力は３０ｇ／ｃｍ程度であ
った。

【００３７】

【発明の効果】本発明により、ゴム弾性層とフッ素樹脂
離型層の層間接着力が著しく高められた結果、例えば、
電子写真複写機、レーザービームプリンター、ファクシ
ミリ等の特に高速でモノクロ画像が出力できる機種、部
分カラーあるいはフルカラー画像が出力できる機種等の
定着部に用いる定着用ローラまたはベルトの耐久性を著
しく向上することができる。ただし、本発明の定着用ロ
ーラやベルトは、同様な特性、すなわち弾力性や非汚染
性等を活用する圧着ローラや搬送ローラ等の類似製品へ
の用途を除外するものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】ゴム弾性層とフッ素樹脂離型層との層間接着力
の測定方法を示す図である。

【図２】定着用ローラを用いる熱定着方式の説明図であ
る。

【図３】定着用ベルトを用いる熱定着方式の説明図であ
る。

【符号の説明】

１：基体（ロールまたはチューブ） ２：ゴム弾性層 ３：フッ素樹脂離型層 ４：フッ素樹脂離型層の剥離部分 ５：クランプ ６：定着用ローラ ７：加熱用ヒーター ８：トナー ９：転写材（転写紙） １０：加圧用ローラ １１：定着用ベルト １２：加熱用ヒーター １３：加圧用ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｋ 27:12 (72)発明者 山田 克弥 大阪府泉南郡熊取町大字野田950番地 住 友電気工業株式会社熊取製作所内 (72)発明者 滝口 敏彦 大阪府大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体上にゴム弾性層とフッ素樹脂離型層
   がこの順に積層されてなる定着用ローラまたはベルトに
   おいて、該ゴム弾性層が、パーフルオロアルキル基とし
   て−ＣＦ₃を有する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からなる平均粒子
   径５〜１５０μｍのフッ素樹脂粒子をゴム中に５〜５０
   体積％の割合で含有するゴム組成物から形成されている
   ことを特徴とする定着用ローラまたはベルト。
2. 【請求項２】 前記フッ素樹脂離型層が、パーフルオロ
   アルキル基として−ＣＦ₃を有する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を
   含有するフッ素樹脂から形成されている請求項１記載の
   定着用ローラまたはベルト。
3. 【請求項３】 基体上にゴム弾性層とフッ素樹脂離型層
   がこの順に積層されてなる定着用ローラまたはベルトに
   おいて、該フッ素樹脂離型層が、パーフルオロアルキル
   基として−ＣＦ₃を有する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を含有する
   フッ素樹脂から形成されていることを特徴とする定着用
   ローラまたはベルト。
4. 【請求項４】 基体上にゴム弾性層とフッ素樹脂離型層
   がこの順に積層されてなる定着用ローラまたはベルトの
   製造方法において、基体上に、パーフルオロアルキル基
   として−ＣＦ₃を有する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からなる平均
   粒子径５〜１５０μｍのフッ素樹脂粒子をゴム中に５〜
   ５０体積％の割合で含有するゴム組成物を被覆し、ゴム
   成分を加硫した後、その上にフッ素樹脂を被覆し、次い
   で、該フッ素樹脂の融点以上の温度に加熱することを特
   徴とする定着用ローラまたはベルトの製造方法。