JPS6189845A - 定着ロ−ラ - 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】 〔技術分野〕 本発明は電子写真複写ａ１１磁気記録装置拳印刷機・プ
リンタ等に於て転写紙＃像支持材等の記録材面に未定着
像を固着像として定着する定着ローラに関する。

〔従来の技術と問題点〕

第１図は熱定着ローラを用いたトナー像定着装心の一例
の極く概略図である。１及び２は互いに適度に抑圧接触
させて上下に並行に軸受支持させた定着ローラと加圧ロ
ーラであり、矢示方向に所定の周速度で回転駆動される
。

定着ローラｌはアルミニウム等の金属製中空ローラ１１
を芯金とし、その外周面をトナーオフセットの生じ難い
耐熱性争耐摩耗性の＃型性材料層１２で被覆処理し、芯
金内空にハロゲンヒータ棒等のヒータ１３を挿入配設し
てなり、該ヒータの発熱で加熱される。そして不図示の
自動温調手段によりヒータ１３への通電がオンΦオフ制
’０４或は通電量増減制御されて定着ローラ外周面の温
度が常時所定の略一定温度（例えば１８０〜２００°Ｃ
）に維持管理される。

加圧ローラ２は鉄・アルミニウム等の金属性ローラを芯
金２１とし、その外周面を比較的厚いゴム等の弾性材層
２２で＊ＴｆｌＬだものである。

３は定着ローラ１の外周面に離型助剤としてのシリコー
ンオイルを塗布する装置であり、本例のものはかなり高
粘度のシリコーンオイルを予め含侵させた長尺のウェブ
部材３１をロール巻にしたものを繰り出し軸３２に装着
保持させ、そのロール巻ウェブ部材の自由端を巻取り軸
３３に係止し、繰り出し軸と巻取り軸間のウェブ部材部
分を押付はローラ３４で定着ローラ１面に押付は状態に
すると共に、繰り出し軸側のロール巻ウェブ部材を巻取
り軸側へ少しづつ巻取る（例えば１層へ万枚（Ａ４版）
通紙）ことにより定着ローラｌの外周面ヘラニブ部材の
含浸離型助剤をコー°ティングする構成のものである。

このウェブ部材は定着ローラ外面のクリーニング部材も
兼ねている。

而して上記定着ローラｌと加圧ローラ２との回転駆動状
態に於てその両ローラのニップ部４に未定着トナー像Ｔ
を担持した像支持材５をトナー像担持面側を定着ローラ
ｌ側にし【導入し通過させると、トナー像Ｔが定着ロー
ラｌの熱、及び定着ローラｌと加圧ローラ２の相互押圧
力により像支持材５面に永久固着像として順次に熱圧定
着処理されるものである。

なお、６は定着ローラｌの面から像支持材５を確実に分
離させるべく配置役した分離爪部材、７は定着ローラｌ
の温調のため該ローラ外周温度を検出するセンサ、Ｗは
定着ローラｌと加圧ローラ２の相互接触部にツブ部）の
幅寸法にツブ幅）を示す。

定着ローラｌは単層被覆タイプと複数層被覆タイプとが
ある。

単層被覆タイプは芯金１１の外周面に直接に或Ｉｆ　７
’ライマーを介してシリコーンゴム、フッ素ゴム・フッ
素樹脂（ＰＴＦＥ　＠ＰＦＡ　−ＦＥＰなど）、フッ素
ゴムとフッ素樹脂の混合物などの耐熱性・耐摩耗性・離
型性材料の被覆層１２を例えば３０ｇｍ〜０．５腸厘程
度の層厚で形成したものである。

複数層ｍｖｉタイプは第２図の部分拡大図に示したよう
に芯金１１の外周面に先ず耐熱性の弾性体Ｍｌ　２　ａ
を例えば０．５ｍ＋＋程度の層厚で形成し、その外周面
に＃熱性・耐摩耗性の離型性材料層１２を形成したもの
で、弾性体Ｊ＃　１２　ａのクッション機能により単層
被覆タイプのものよりも耐久性・画像性・定着性等が改
善される。離型性材料層１２の層厚は例えば数１０ｐｍ
程度の薄いものにすることができる等の利点がある。

この複数層被覆タイプの定着ローラに於て、耐熱性の弾
性体層１２ａは具体的にはシリコーンゴムか、フッ素ゴ
ムである。シリコーンゴムとフッ素ゴムは該タイプの定
着ローラの弾性体層構成用材料として何れも、必要な耐
熱性・弾性等を有しており、性能的には同等の材料であ
る。ただ価格的にはシリコーンゴムの方が安価である。

＃型性材料層１２は前記単層被覆タイプで例示したよう
な材料で良いが、そのなかでもフッ素ゴムとフッ素樹脂
の混合物が好ましい、該混合物は他の材料に比べて離型
性、耐シリコーンオイルｌ型助剤）Ｗ潤性等がよいから
である。

従って、複数層被覆タイプの定着ローラは材料の組合せ
面だけからいえば、りを性体層１２ａとしてシリコーン
ゴムを用い、離型性材料層１２としてフッ素ゴムとフッ
素樹脂の混合物を用いれば、性能的にも価格的にも有利
なものを構成し得る。

しかし実際には、弾性体層１２ａとしてのシリコーンゴ
ム層と、その外周面に形成する離型性材料層１２として
のフッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物層とは両者の接着性
に問題があり、実用化されていない。

即ち、弾性体層１２ａとしてのシリコーンゴム層の外周
面に直接に或は適当なプライマーを介して単純に離型性
材料層１２としてのフッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物層
を形成しても両層１２ａ・１２の接着力は十分ではなく
界面剥離を生じ易い、又シリコーンゴム層が加硫あるい
は硬化層で、加硫後のままプライマーを介して接着使用
しようとしても、該シリコーンゴム層面にはフッ素ゴム
とフッ素樹脂の混合物層は直接には勿論、プライマーを
介在させても実質的に接着せず、実用化できなかった。

〔発明の目的〕

そこで本発明は上記の弾性体層１２ａとしてのシリコー
ンゴム層と、その外周面に形成するａ型性材料層１２と
してのフッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物層との十分な接
着一体化を図ることにより、このような構成層材料の組
合せからなる、従って性能的にも価格的にも有利な複数
層被覆タイプの定着ローラを実現することを目的とする
。

〔発明の構成、効果〕

即ち本発明は、発熱源１３を内蔵した芯金ローラ１１と
、該芯金ローラの外周面にプライマー８ａを介して接着
され、外周面のスキン層は研削除去した、充填剤入りの
加硫シリコーンゴム被覆層１２ａと、該加硫シリコーン
ゴム被覆層１２ａの外周面にプライマー８ｂを介して接
着された、フッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物の焼成被覆
層１２と、からなることを特徴とする定着ローラを要旨
とする。

上記の構成により耐久性に富み、優れた特性をもつ定着
ａ−ラの実用化を達成できる。

〔実施例〕

第３図は上記本発明の定着ローラ１の製造工程フロー図
であり、このフロー図に従って詳述する。

芯金ローラ１１は所要外径＠長さのアルミニウム・鉄等
の金属ローラであり、脱脂−プラス）−脱脂等の前処理
を施す（ステップ１００）。

プライマー８ａはこの芯金ローラ１１の外周面と、該ロ
ーラ外周面に形成する加硫シリコーンゴム被ｉ層１２ａ
との接着用プライマーであり、使用シリコーンゴム材料
が熱加硫型か付加反応型かに応じて市阪各種の金属−シ
リコーンゴム接着用プライマーのなかから適当なものを
選択使用し得る。このプライマー８ａを芯金ローラの外
周面に塗布・乾燥する（ステップ１０１・１０２）。

加硫シリコーンゴム被覆層１２ａは、シリコーンゴム分
、充填剤、その他所望の助剤を所要の配合割合で計量・
混合した混和物を０．７〜２１厘程度の厚さのシート状
に圧送処理して分出しし、その分出しシートを前記のよ
うにプライマー８ａの塗布・乾燥処理された芯金ローラ
１１の外周面に巻付は被覆しくステップ１０３）、型に
入れて加硫処理（ステップ１０４）することにより形成
される。このゴム被覆層１２ａは加硫もしくは硬化と同
時にプライマー８ａを介して芯金ローラ１１面に強固に
接着化する。

原料たるシリコーンゴムは１例えばメチルビニルポリシ
ロキサンがベースゴムで有機化酸化物あるいは付加反応
型のゴムがよく、付加反応型ゴムは液状ゴムでも差支え
ない。

充填剤は乾式シリカ拳沈降性シリカ・石英粉末やケイソ
ウ土など通常シリコーンゴムに使用される充填剤を使用
できる。炭酸カルシウムなど耐熱性を低下させるものは
好ましくない、充填剤の配合は加硫シリコーンゴム被覆
層１２ａと、この上にプライマー８ｂを介して形成する
フッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物の焼成被覆層１２との
相互接着力を強固なものとする上で本発明に於て必須の
要件である。シリコーンゴム分に対する該充填剤の配合
はシリコーンゴム分１００部（重量部）に対して１５〜
１５０部が適当である。　１５部以下では層１２ａと層
１２との十分な接着効果が得られない。

又　１５０部以上であると耐熱性が悪くなる。

次に上記形成した加硫シリコーンゴム被覆層１２ａの外
周面を研削処理（ステップ１０５）Ｌ、て該ゴム被覆層
外周のスキン層を研削除去すると共に、該ゴム被覆ロー
ラを所定の外径に仕上げる。

該ゴム被覆層外周のスキン層の研削除去は、該ゴム被覆
層と、この上にプライマー８ｂを介して形成するフッ素
ゴムとフッ素樹脂の混合物の焼成被覆層１２との相ＴＬ
接着力を強固なものとする上で本発明に於て必須の要件
である。このスキン層が存在するままであるとプライマ
ー８ｂを介しても層１２ａと層１２どの十分な接着効果
が得られない、加硫シリコーンゴム被覆層１２ａの外周
面のスキン層を研削除去し、その外周面にプライマー８
ｂを介してフッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物の層１２を
形成することにより層１２ａと層１２とは互いに十分強
固な接着状態となる。これは層１２ａを研削処理してス
キン層を除去することにより、該層１２＆の外周面に該
層に配合しである充填割分が十分にｇ　４７状態になり
、その露呈充填割分とプライマー８ｂとがよくなじむ、
或は反応を生じる、ＦＦｌ：１２　＆の外周面の接着面
積が物理的に増す等のためと考察される。

加硫シリコーンゴム被￥Ｍ層１２ａの外周面の研削処理
後にその外周面にプライマー８ｂを塗布・乾燥する（ス
テップ１０６・１０７）、このプライマー８ｂは加硫シ
リコーンゴム被覆層１２ａと、この上に形成するフッ素
ゴムとフッ素樹脂の混合物の焼成層１２との接着用プラ
イマーである。具体的には例えば、アクリル酸メチルや
アクリル酸エチルにシリコーンゴム分及びシリルパーオ
キサイドを混合し、これにイソプロピルアルコールやト
ルエン等の溶剤を混合したものなどでアル、シリコーン
ゴム分・シリルパーオキサイドはシリコーンゴムと、又
アクリル酸系ポリマーはフッ素ゴム塗料に含まれる加硫
開会アミン化合物等と反応し、層１２ａと層１２との強
固な接着効果が得られる。

次に上記プライマー８ｂを塗布・乾燥処理した加硫シリ
コーンゴム被覆層１２ａの外周面にフッ素ゴムとフッ素
樹脂の混合物を塗布する（ステップ１０Ｂ）、フッ素ゴ
ムとフッ素樹脂の混合物ｔま通常は水に分散されており
、層１２ａに対する１該混合物の塗布はディッピングも
しくは吹付けによりなされる。又該混合物はフッ素ゴム
分１００部（重量部）に対してフッ素樹脂分１０−１３
０部混合した組成のものがよい、フッ素樹脂としてはＰ
ＴＦＥ　（４弗化エチレン樹脂）・ＰＦＡ　（４弗化エ
チレン−バーフロロアルコキシエチレン共ｊ１体）・Ｆ
ＥＰ（４弗化エチレン−６弗化プロピレン共重合体）が
よい、塗布層厚は２０〜８０ｐＬｍ程度がよい、２０部
ｍ以下だと塗布面が均一ではなく、８０舊ｍ以上だと焼
成時に塗布面が割れたりする問題を生じる。

次いで乾燥して塗布層内の水分を除去しくステップ１０
９）、次いで該塗布層の焼成処理（ステップｌ’ｌＯ）
をする、焼成処理温度はフッ素樹脂分がＰＴＦＥ或はＰ
ＦＡの場合は３４０〜４００℃、ＦＥＰの場合は２５０
〜３１０℃の範囲で設定される。焼成時間は適宜に設定
し得る。この焼成によ・リッツ素樹脂が層１２の最外層
に浮き立った形態となる。

かくして、芯金ローラ１１の外周面に弾性体層としての
加硫シリコーンゴム層１２ａが強固に接着し、その層１
２ａの外周面に離型性材料層としてのフッ素ゴムとフッ
素樹脂の混合物の焼成層１２がこれも強固に接着形成さ
れた複数層被覆タイプのローラが得られる。従ってこの
ような構成層材料の組合せからなる。性能的にも価格的
にも有利な複数層被覆タイプの定着ローラを実現す、る
ことが可能となり、所期の目的が達成される。

〔具体例〕

第３図の製造フローに従って下記の仕様の定着ローラ１
を製造した。

芯金ローラ１１．外径５９ｍ５、肉厚ｌｏｏｍのアルミ
ニウム製中空ローラ、外周面は脱脂−ブラストー脱脂処
理。

プライマー８ａ：金属−シリコーンゴム接着用プライブ
ー、商品名プライマーＮＯ，１４ＡＲ信越化学工業（株
）製。

加硫シリコーンゴム被覆層１２ａ；シリコーンゴム分−
熱加硫型、充填剤−乾式シリカ、配合睦はシリコーンゴ
ム分１００部（屯醍部）に対し乾式シリカ２７部、被覆
層厚０−５　ｍ　ｍ　ｓ加硫処理後に外周面を研削処理
してスキン層除去。

プライマー８ｂ；下記の混合物。

アクリル酸メチル　　　・・・・・・　１０部（重量）
シリコーンゴム　　　　・・・・・・　ｌＯ／／シリル
パーオキサイド　・・・・・・　５／ｌイソプロビール
アルコール・・・　Ｆ３Ｑｔｔトルエン　　　　　　・
ｅ・・儂・・・・　５／ｌフツ素ゴムとフッ素樹脂の混
合物の焼成層１２；フッ素ゴムとＰＴＦＥ　（フッ素樹
脂）の　１００部：１００部の混合物の水分散物、ディ
ッピング塗布、塗布厚３０＃Ｌｍ、焼成温度・時間３０
０℃−３０分。

以上の複数層被覆ローラを定着用ローラとして用いて第
１図示のような定着装置を構成した。

そして定着ローラの加熱使用温度１８０℃、定着ローラ
１と加圧ローラ２とのニップ幅Ｗ−８〜ｌｏｓｍ、通紙
速度５０枚（Ａ４版）７分で、１０分枚の連続通紙ライ
フテストを行った。

その結果ｌＯ万枚通紙後も定着ローラ１の被覆層１２ａ
及び層１２の相互はくり、層１２ａの芯金ローラ１１か
らのはぐりは全く生じなかった。又トナーのオフセット
防止性能（離型性）、酎きす付き性、耐シリコーンオイ
ル（＃型切剤）膨潤性も優れていた。ソフトな画像の高
品位の定着画像が得られ、通紙性も良好であり、耐久性
があり長寿命の実用的なローラであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は定着ローラ式のトナー保定着装数の一例の概略
構成図、第２図は複数層被覆タイプの定着ローラの層構
成を示した図、第３図は本発明の定着ローラの製造工程
フロー図である。 ｌは定着ローラ、２は加圧ローラ、３はシリコーンオイ
ル塗布機構、５は未定着トナー像支持材。 特　許出順人　キャノン株式会社 第３図 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発熱源を内蔵した芯金ローラと、 該芯金ローラの外周面にプライマーを介して接着され、
   外周面のスキン層は研削除去した、充填剤入りの加硫シ
   リコーンゴム被覆層と、 該加硫シリコーンゴム被覆層の外周面にプライマーを介
   して接着された、フッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物の焼
   成被覆層と、 からなることを特徴とする定着ローラ。