JPS61169863A - 定着ロ−ルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 及虱ＬＫ亙盆１ 本発明は定着ロールの製造方法に関し、さらに詳しくは
、ロール外周面に合成樹脂被覆層を有する定着ロールの
製造方法に関する。

口の　Ｉ的背景ならびにその間　。

複写機などにおける画像定着装置では、コピー紙上に転
写されたトナーは加熱定着されるが、このトナーの加熱
定着は、加熱定着ロールと加圧定着ロールとの間にコピ
ー紙を通過させることによって行なわれている。

このような定着ロールとしては、一般に芯金上に弾性体
層が設けられ、この上にトナーとの剥離性を向上させる
ためのフッ素樹脂コーティング膜が設けられた構造のも
のが広く用いられてきた。

ところが、この定着ロールでは、フッ素樹脂コーティン
グ膜に弾性がないため、表面の凹凸の大きなコピー紙を
用いた場合にはトナーの定着が不充分な部分が生じ、得
られる画質が悪いという問題点があった。またフッ素樹
脂コーティング膜の耐摩耗性が悪くしかもコーテイング
膜の膜厚が薄いため、分離爪などによるきずが発生しや
すいという３問題点もあった。

また別の定着ロールとして、芯金上に設けられた弾性体
層上に、弾性を有するシリコーンゴム表皮層が設けられ
た構造のものが用いられてきた。

この定着ロールでは、トナーと表皮層との離型性が悪い
ため、シリコーンオイルをロール表面に塗布することが
必要であり、機器内部の汚れの原因となっていた。また
、分離環によって表皮層が破損することがあり、したが
って寿命が短かいという問題点があった。ざらに、長期
間停止した後の１枚目のコピー紙にオイルあるいはトナ
ーの汚れが付着するという問題点があった。

このような問題点を解決するため、たとえば実公昭５１
−９８８３号公報には、芯金上に設けられたコムなどの
弾性層上に、ポリテトラフルオロエチレンなどの合成樹
脂製チューブを被せ、次いで加熱することによってチュ
ーブを収縮させてなる定着ロールが開示されている。と
ころがこの定着ロールでは、弾性層を形成しているゴム
とチューブとの密接力は収縮チューブの収縮力のみに依
存しているため弱く、しかも全体にわたって均一にはチ
ューブが収縮しないため密接力にばらつきが認められ、
チューブが剥離して弾性層から浮いてしまうことがあり
、トナーの定着むらあるいはコピー紙の搬送不良、汚れ
などの原因となっていた。

また一方、特開昭５９−５２２６９号などには、芯金上
に設けられたゴム弾性体上に、ポリテトラフルオロエチ
レン製多孔質シートを巻付け、巻付端末を研摩仕上げし
てなる定着ロールが開示されている。ところが、この定
着ロールにおいても、シートの継目に段差あるいは隙間
が生ずるため、トナーの付着不良および定着不良の原因
となる。

ざらに定着温度が高温の場合には、フッ素樹脂が熱膨張
してシートの継目に応力が集中し、その部分からシート
が剥離することがあるという問題点があった。

及」五月力 本発明は、上記のような従来技術に伴なう問題点を解決
しようとするものであって、以下のような目的を有する
。

（ａ）　　弾性層と合成樹脂表皮層とが充分に密接し、
したがって分離環あるいはブレードなどによって合成樹
脂表皮層が剥離することのない、寿命の長い定着ロール
を提供すること。

（ｂ）　　耐摩耗性に優れ、かつ表面に凹凸がなく、し
かも機械的強度に優れた合成樹脂表皮層を有する定着ロ
ールを提供すること。

（Ｃ）　　ゴム弾性層を有する定着ロールの特色を充分
に生かして、適度に弾性を保った定着ロールを提供する
こと。

（ｄ）　　合成樹脂としてフッ素樹脂を用いた場合には
、離型性に優れかつ摩擦係数が小さいという優れた特性
を有し、離型オイルを使用する必要が必ずしもなく、し
たがって、定着装置全体をコンパクトにすることが可能
な定着ロールを提供すること。

及ｔＶｔＯ員１ 本発明に係る合成樹脂表皮層を有する定着ロールの製造
方法は、円筒状空間を有する金型に、金型内径よりやや
小さい径の合成樹脂チューブを挿入するとともにチュー
ブ内にロ＝ル芯体を挿入し、次いでチューブとロール芯
体との間にゴムを注入充填した後硬化させることを特徴
としている。

Ｒ里ゑ且焦追恩ｊ 以下本発明に係る定着ロールの製造方法を、図面を参照
しながら詳細に説明する。

まず、円筒状空間を内部に有する金型１を準備し、この
金型１の空間に、所定長さでかつ金型の空間部内径より
やや小さい径の合成樹脂チューブ２を挿入する。この際
まず合成樹脂チューブの両端に、ゴム注入口４が設けら
れた端部金型３Ａおよび端部金型３Ｂを装着した後、ド
ライヤなどによってチューブ２を加熱してチューブ全体
を多少収縮させる操作によりチューブに予備成型を施こ
し、次いで一方の端部金型３Ｂをチューブ２から取外し
そして端部金型３Ａに装着された状態でチューブ２を円
筒状空間に挿入するようにすればよい。チューブ２を金
型１に挿入する先立って上記のような予備成型処理を加
えるは必ずしも必要ではないが、この処理を加えること
によって、端部金型への装着性が向上し、しかもゴム加
硫時にチューブの温度が上昇してチューブが熱膨張して
も、冷却された後にチューブ表面にしわが発生したり、
チューブ自体が内側に陥没したりすることが防止される
。

なお、上記チューブ２としては熱収縮チューブが使用さ
れているが、むろん熱収縮チューブでなく通常の合成樹
脂チューブも使用できる。

本発明においては、チューブを構成する合成樹脂として
は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）テトラフ
ルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテル
との共重合体であるＰＦＡ、テトラフルオロエチレンと
へキサフルオロプロピレンとの共重合体であるＦＥＰ１
テトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合体である
ＥＴＦＥ、ニフッ化エチレン重合体であるＰＶＤＦなと
のフッ素樹脂あるいはポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロ
ピレン（ＰＰ）などが用いられる。このうち、ＰＦＡに
代表されるフッ素樹脂が、離型性に優れてオフセットが
発生せず、かつ摩擦係数が小さく、しかも耐熱性ならび
に耐久性に優れているため特に好ましい。フッ素樹脂チ
ューブを用いた場合には、離型オイルを使用する必要が
必ずしもなく、したがってオイル補給装置が不要となり
、定着装置全体をコンパクトにすることが可能となる。

このような合成樹脂チューブの厚みは、１０〜５０μｍ
程度であることが好ましく、チューブの厚みが１０μｍ
未満では耐久性に劣るため好ましくなく、また一方５０
μ瓦を越えると、ロールのゴム弾性が失なれて得られる
コピーの画質が低下するため好ましくない。

次いでこのようにして金型内に挿入されたチューブ２内
にロール芯体５を挿入する。このロール芯体５は、ロー
ル芯金そのものであってもよく、あるいはロール芯金に
すでに第１弾性層が設けられているものであってもよい
。

このようにして金型１の円筒状空間に、端部金型３Ａに
装着された合成樹脂チューブ２およびロール芯体５を挿
入した侵、チューブ２の他端に端部金型３Ｂを装着する
。この際端部金型３Ａに設けられたゴム注入口４がら空
気を吹き込みながら行なうことが好ましい。このように
ゴム注入口４がら空気を吹き込むことによってチューブ
内表面と端部金型３Ｂとの隙間が小さくなったとき、チ
ューブ内部と金型外部とに圧力差が生じ、空気の排出速
度が速くなり、チューブが金型外部に引張り出される状
態となる。この状態で端部金型３Ｂを装着するとチュー
ブが金型内部にずれてセットされるのが防止されるとと
もに、チューブは多小張られた状態でセットされるので
均一な真円となり、シワが発生せず端部金型３Ｂの装着
性を向上させることができる。また、合成樹脂チューブ
の外表面と金型内周面との間に大きな隙間が生ずるのを
防止するため、金型に空気扱き孔を設け、この孔から真
空引きすることもできる。

次に、端部金型３Ａに設けられたゴム注入口４から、ゴ
ムをチューブ２とロール芯体５との間に注入充填する。

ゴムとしては、硬化前で流動性を有するものが用いられ
るが、具体的には１０００〜２０，０００ポアズ好まし
くは２０００〜４０００ポアズの粘度を有する液状シリ
コーンゴム、液状７０口シリコーンゴムなどの液状ゴム
が用いられることが好ましい。あるいは、射出成型が可
能なシリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレン
ゴムなどが用いられる。

ゴムの注入時の圧力は、液状ゴムの場合には５ＫＪ　ｆ
　／　ｃｊ以上好ましくは１ＯＮｆｆｆ／ＣＩＡ以上ざ
らに好ましくは２０　Ｋｌ　ｆ　／　ｔｉｔ以上で２０
ＯＮｆｆｆ／Ｃｉ以下であることが望ましく、一方射出
成型可能なゴムの場合には３００〜１００ＯＮ＃ｆ／ｉ
程度の圧力を加えることが望ましい。

本発明においては、合成樹脂チューブと弾性層となるゴ
ムとの密着は、硬化前の流動状態にあるゴムと合成樹脂
チューブとの間で行なわれる。しかもこの際、ゴムには
注入時に圧力が加られているため、合成樹脂チューブと
ゴムとの密接は充分に行なわれ、従来のように密着力に
むらが生ずることがないという優れた効果が得られる。

次いでゴムがチューブ２とロール芯体５との間に注入充
填された後に、加熱してゴムを硬化させ、その後必要に
応じて二次加硫させることによって本発明に係る定着ロ
ールが得られる。この二次加硫は特にシリコンゴム、フ
ッ素ゴムなどでは架橋密度をあげ耐熱特性の向上をはか
ることができるので好ましい。また、室温硬化型のゴム
を注入した場合は、加熱しなくとも室温にて硬化するこ
とができる。

なお、ゴムをチューブ２とロール芯体３との間に注入充
填するに先立って、ロール芯体３の外表面およびチュー
ブ２の内表面に、ゴムとの密着性を高める目的で、合成
樹脂チューブ内面に表面処理を施こした後プライマーを
塗布することは好ましい。

また、ゴムをチューブ２とロール芯体３との間に注入充
填する際に、金型１を１３０℃までの温度に予熱してお
くことも好ましいことである。この予熱によって金型と
ロール芯体との温度差を少なくして架橋時間を短縮する
ことができる。

■ユ五素】 本発明に係る定着ロールにおいては、金型内に合成樹脂
チューブとロール芯体とを挿入し、このチューブとロー
ル芯体との間にゴムを注入充填した後硬化しているため
、次のような効果が得られる。

（ａ）　　ゴム弾性層と合成樹脂表皮層とが充分に密接
し、分離爪などによって表皮層が剥離することがなく、
耐久性に優れている。

（ｂ）　　合成樹脂としてフッ素樹脂を用いると、耐摩
耗性、機械的強度および離型性に優れ、かつ摩擦係数の
小さい表皮層を有する定着ロールが得られ、したがって
離型オイルを使用する必要が必ずしもなくなる。

（Ｃ）　　合成樹脂として適当な膜厚のフッ素樹脂を用
いると、ゴム弾性層を有する定着ロールの特色を充分に
生かした適度の弾性を有する定着ロールが得られる。

以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら
の実施例に限定されるものではない。

Ｘ施忽 内周面を金属ナトリウムのアンモニア溶液にて表面処理
した外径２８＃１、肉厚０．０３ａｍのＰＦＡ熱収縮チ
ューブを用意し、このチューブを内周面にシラン系プラ
イマーを塗布した後、乾燥した。

一方外径２０７１１１１１の芯金にシリコン系プライマ
ーを塗布した後乾燥焼付けを行った。

次に、内径３０ｊ１ｍ、長さ３１０ｍの円筒状金型内に
上記チューブを芯金とともに装着した。なおチューブ装
着時は端部金型のゴム注入口より０．４Ｋｒｊ／ＣＩｉ
の空気圧を吹き込みながら装着した。

次に、前記チューブと前記芯金とによって囲撓された円
筒状空間内に、端部金型のゴム注入口より、注入圧２０
０に！Ｊｆ／ｃｉで液状シリコーンゴムを充填した。

次いで、この状態にて液状シリコーンゴムを１２０℃、
１時間加熱して硬化処理を行なった後、金型を脱着しさ
らに２００℃で４時間加熱して二次加硫を行った。成形
されたロールはゴム肉厚５Ｍで、ＰＦＡにより被覆され
たロール表面硬度はＪＩＳＡ５０であり、ゴム層は芯金
およびＰＦＡチューブに強固に接着されていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る定着ロールを製造する際に用い
られる装置の要部断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、円筒状空間を有する金型に、金型内径よりやや小さ
   い径の合成樹脂チューブを挿入するとともにチューブ内
   にロール芯体を挿入し、次いでチューブとロール芯体と
   の間にゴムを注入充填した後硬化させることを特徴とす
   る合成樹脂表皮層を有する定着ロールの製造方法。