JPS6231875A - 弾性回転体及び定着装置 - 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】 ・、−−の１　′ 本発明は、電子写真複写装置、プリンターその他種々の
画像形成装置において使用される弾性回転体に関するも
のであり、特に前記画像形成装置においてシート状転写
材又は記録材等を搬送又は定着するための搬送又は定着
用のローラ又はベルトとしてＩＩｆ適に使用される弾性
回転体に関するものである。従って又１本発明は斯る弾
性回転体を使用した定着装置に関する。以下、本発明の
説明は主として定着ローラ及び定着装置に関連して行な
うが、本発明はこれに限定されるものではないことを理
解されたい。

／−の　　　　　　び　４．′　　へ 従来、電子写真複写装置等の画像形成装置において、一
般に紙とされるシート状転写材又は記録材を所定の経路
に沿って搬送する搬送ローラには搬送性、離型性、耐久
性が要求される。特に、転写紙」；の未定着トナー像に
熱を付Ｉｊ−シ珪つ該溶融トナーのオフセットを防＋Ｌ
　Ｌ、ながら該転写紙を所定経路へと搬送しなければな
らない定着ローラにはより厳しい条件下での搬送性、離
型性、耐摩耗性、定着性及び耐久性が要求される。

ト記要求を満たすために、第３図に例示されるように、
芯金２に弾性層４を設け、更に該弾性層４の上表部に樹
脂層６を形成した構造の定着用の弾性回転体、つまり弾
性ローラ６が提案されている。斯る定着ローラでは、弾
性層はシリコンゴムとされ、樹脂としては弗素樹脂チュ
ーブあるいは、弗素樹脂と弗素ゴムの混合物が利用され
る。

このような構造の定着ローラの最大の問題点は、耐久に
よる接着力の低下にある。つまり、長期間の使用により
ゴム層から成る弾性層４と樹脂層６との間に部分的な２
１離が生じ使用不ｎｒ　ｆＩとなり１通常複写装置の定
着器に使用した場合においてはＡ４サイズで１万枚から
５万枚の定着が、つまり複写が使用限度であった。

本発明者等は、このような数多くの利点を有する弾性層
のトに樹脂層を有する弾性回転体の耐久性を向−卜せし
めるべく数多くの研究実験を行った結果、樹脂層を形成
する弾性層の表面形状が弾性回転体の耐久性に大きな影
響力を有する因子であることを見出した。

斯る新規な知見は、弾性層と樹脂層間の結合は化学的結
合ではなく、単なる物理的、機械的な投錨効果にて結合
され、更に加熱下に生じる弾性層の反発力と、樹脂層の
収縮力とによる機械的力により結合されていることを見
出したことに起因する。

本発明は斯る新規な知見に基ずきなされたもの。

である。

＆」ＬΩＥｌ飾 従って、本発明の目的は、紙等のシート状被搬送物の搬
送性、定着性、耐摩耗性は勿論のこと、特に耐久性が飛
躍的に向上した弾性回転体を提供することである。

本発明の他の［目的は、上記弾性回転体を利用した定着
装置を提供することである。

！ｌ！１　　古　　　　るための−二 上記目的は、本発明に係る弾性回転体にて達成される。

要約すれば本発明は、弾性層と樹脂層とを有し、該樹脂
層は表面が粗面化された弾性層上に形成され、該弾性層
の表面形状は、表面形状線の平均線からの深さが２ルｍ
そして幅が２．５ルｍとされる凹部を、０．４ｍｍ以下
のピッチにて有することを特徴とする弾性回転体である
。好ましくは、弾性層と樹脂層との密着強度は、加熱下
で増大するように構成される。

更に、本発明によると、加熱源を有した定着用弾性回転
体と、該定着用弾性回転体に圧接する加圧用弾性回転体
とを具備した定着装置において、前記弾性回転体は弾性
層と樹脂層とを有し、該樹脂層は表面が粗面化された弾
性層上に形成され、該弾性層の表面形状は１表面形状線
の平均線を基準からの深さが２μｍそして幅が２　、５
７ｚｍとされる凹部を、０．４ｍｍ以下のピッチにて有
することを特徴とする定着装置が得られる。

次に本発明に係る弾性回転体を図面に即して更に詳しく
説ＩＪＪする。

第１図及び第２図は１本発明に係る弾性回転体を、電子
写真複写装置においてトナー像を加熱定着する定着装置
に利用されるローラに具現化した一実施例を示す。

定着装置は、概略第１図に例示されるように。

通常内部に加熱源Ｈを有し、転写紙Ｐに担持された未定
着のトナー像Ｔと接する定着ローラｌと。

該定着ローラ１にトナー像を担持した該転写紙Ｐを押し
付ける加圧ローラ１０とから構成される。

定着ローラｌ及び加圧ローラｌＯは同様の構成とされ、
芯金２．１２、弾性層４．１４及び樹脂層６．１６から
成る。

定着装置には、定着ローラｌの表面温度を検知し、該表
面温度をトナー溶融可能な最適温度１例えば１６０℃〜
２００℃に制御するための温度検知制御手段Ｇ、及び定
着ローラ１の表面にシリコンオイル等のオフセット防止
液を塗布し且つ該表面のクリーニングをも行なうオフセ
ット防止液塗ｌｌ１−Ｌ段Ｃ等が設けられる。

定着ローラｌは、アルミ等の熱伝導の良好な芯金２と、
該芯金２上にシリコンゴムにて形成された弾性層４（本
実施例では層厚ｔ１は０．３ｍｍ〜０．８ｍｍ、反発弾
性率は６５％〜８５％）と、該弾性層４上に形成された
樹脂層６とから成る。樹脂層６は、好ましくはＰＦＡ樹
脂（４弗化エチレン樹脂拳パーフロロアルコキシエチレ
ン樹脂の共重合体）、ＰＴＦＥ樹脂（４弗化エチレン樹
脂）等の弗素樹脂で作製され、本実施例で層厚ｔｚは１
０　ＪＬｍ　〜２５　ＩＬｍ、膜強度は５０ｋｇ／ｃｍ
″の以上とされる。

加圧ローラｌＯについて言えば、該加圧ローラ１０は上
記定着ローラ１と同様の構造とされるが一１芯金１２は
ステンレス、鉄等とされ、シリコンゴム弾性層１４の厚
さｔ３はより厚く１例えば４ｍｍ−１０ｍｍとされ、又
その反発弾性率は６１５％〜８５％とされるであろう、
又、樹脂層１６は定着ローラ１と同様にＰＦＡ、ＰＴＦ
Ｅ等の弗素樹脂を使用するが層厚ｔ４は５μｍ〜３５Ｉ
Ｌｍ、膜強度は５０　ｋ　ｇ　／　ｃゴ以上とされるで
あろう。

」二足定着ローラｌ及び加圧ローラｌＯは、左右対称と
され、且つ好ましくは、定着ローラｌＯ（又は加圧ロー
ラ１０）は軸線方向中央部が両端部に比較してわずかに
小径とされた、所謂逆クラウンタイプとされる。

木発１１に従えば、上記定着ローラｌ及び加圧ローラ１
０において弾性層４．１４と樹脂層６．１６とは１弾性
層４．１４の表面を粗面化することにより弾性層と樹脂
層の物理的及び機械的に結合される。更に詳しく言えば
、弾性層の表面形状は１表面形状線の平均線からの深さ
が２μｍそして幅が２−５ｇ、ｍとされる凹部を、０．
４ｍｍ以下のピッチにて有するように構成される０本明
細書で表面形状線の「平均線」とは、表面形状線の抜き
とり部分で被測定面の呼称形状をもつ直線又は曲線で断
面曲線までの偏差の自乗が最小になるように設定したも
のをいう、又、凹部の幅とは、第７図に示すように、凹
曲線の表面形状の平均線文からの深さのピーク値りの１
／２の高さの部分の輻Ｗの値を意味するものとする。

弾性層の表面形状の凹部深さ、幅、及びピッチが上記範
囲を外れた場合には弾性層と樹脂層の物理的及び機械的
に結合が良好に行なわれない。

更に、弾性層と樹脂層の物理的及び機械的に結合、つま
り、接着力と、弾性層の表面形状との関係について考察
する。

本発明者等は、弗素樹脂層とゴム層の接着力と定着ロー
ラの表面形状の関係を万能表面形状測定器（小板研究所
製ＭＯＤＥＬ　　５Ｅ−３Ｃ）を用いて調べた。その結
果を第１表に示す、ここで、凹部の個数というのは軸方
向に２．５ｍｍの長さで表面形状線を描いた時に表面形
状線平均線からの深さが２μｍ以上の凹部の個数を求め
たものである。

一方１周方向に対して同様の曲線を描いたところ軸方向
、周方向でほとんど差がなく、本明細書では軸方向の表
面形状でゴム層の表面形状を代表させる。

第１表から分るように、弗素樹脂層とゴム層の接着力は
、ゴム層の表面形状のうち巾にＲｚ、Ｒｍａｘ表示で表
される粗さではなく表面形状の平均線から深さ２μｍ以
−りの凹部の個数に依存し。

更には該凹部の幅が２．５μｍ以上のものの個数が弗素
樹脂とゴム層の接着力に影響を及ぼしていることを表し
ている。

一方、本発明者等は、種々の表面形状を有したゴムロー
ラを使用して、弗素樹脂層とゴム層の接着力（接着力と
はローラ表面温度２００℃で前述の測定方法で求めたも
のの最小値をいう、）と耐久枚数との関係についてテス
トを行なった。使用したローラのゴム層の表面粗さはＲ
ｚ大表示７鉢ｍ〜９　ＪＡ　ｍ、　Ｒｍ　ａ　ｘ表示テ
８　ｇ　ｍ　−１３ｈ　ｍの間であった。その結果が第
８図に示される。

第８図のグラフから分るように、定着ローラの耐久枚数
を２０万枚以上に保つためには接着力６８ｇ／１０ｍｍ
輻、３０万枚以上保つためには接着力が７０　ｇ　７１
０　ｍ　ｍ幅以」二必要なことがわかる。

上記第１表及び第８図の結果から、定着ローラとして少
なくとも２０万枚以上の接着耐久性を維持するためには
、ゴム層の表面形状が表面形状線の平均線から深さ２Ｊ
Ｌｍ以上の凹部が０．４ｍｍ以下のピッチで存在するこ
とが必要である。

以りのような効果が生じる理由としては以下のことが考
えられる。

弗素樹脂とゴム層との間に接着層を介さない場合には弗
素樹脂とゴム層間の接着には物理的な投錨効果が大きく
寄与し、更にそれに加わえて弗素樹脂とゴム層の収縮力
と反撥力が接着性の大きな要因となる。つまり、実験結
果によると、弗素樹脂とゴム層間の接着力は、表面形状
によらずに加熱したときの方が室温状態よりも大となる
のはゴム層の熱膨張率が弗素樹脂層の熱膨張率よりも大
きいため弗素樹脂層にはゴム層の反撥ガ、ゴム層には弗
素樹脂層からの、みかけの収縮力が働き接着力が強固に
なると思われる。

又、ゴム層の表面形状は、Ｒｚ、Ｒｍａｘ表示で例え大
きく粗れていたとしても、実際には弗素樹脂層が焼成さ
れたときの該樹脂の溶融粘度が１０”〜１０′２（ｐ　
ｏ　ｉ　ｓ　ｅ　）と非常ニ大キイタメコム層の凹凸の
微妙な変化について行けず、ゴム層の凹部に溶融した弗
素樹脂が流れ込み得るには凹部の幅が一定以上なければ
ならないと考えられる。

更に、弗素樹脂とゴム層は完全にならって密着している
わけではないので、両層の境界部には必ず部分的な空隙
が存在する。この空隙の量はに記の１！！１部への溶融
した弗素樹脂の流れこみに依存し、これは凹部の深さと
幅だけでなくゴム層の表面形状のもつ具体的には１１０
０ＪＬ以下の幅でピークが１．５μｍ以−Ｌのものに代
表される高周波成分の周波数にも依存する。このような
空隙が存在すると、空隙内部にあるわずかな量の空気も
膨張しようとするために、定着ローラ加熱時に前述した
ような弗素樹脂層とゴム層に働く力を膨張しようとする
空気が阻害することとなり、室温時に比へて加熱時の接
着力の増大率が減少する。又、弗素樹脂をコーティング
するとき弗素樹脂の粒形が１０’ｍ近傍（ディスパージ
ョンならｌ　０−７ｍ程度、パウダーならｌ　Ｏ−’　
ｍ程度）であるためコーティング時に弗素樹脂の凹部へ
のはいりこみやすにも接着性は関係しており本発明の構
成は該効果も生み出していると思われる。

次に、１；記の如き定着ローラ及び加圧ローラの製造方
法について簡単に説明すると、先ず、所定の径に仕−１
−げされた芯金２又は１２の上に加硫成型したシリコン
ゴム層（熱伝導度１．４ＸｌＯ−４〜ｔ、５ｘｔｏ−’
）を形成して所望形状のシリコンゴムローラを作製する
。好ましくは、該シリコンゴムローラは軸線方向中央部
が両端部に比較してわずかに小径とされた、所謂逆クラ
ウンタイプとされる。

次いで、シリコンゴムローラの表面は上述の表面形状を
有するように粗面化されるが、ゴム層の表面形状を変化
させる手段としては、（１）シリ　１コンゴムへの充填
剤である石英の粒形及び量をかえること、（２）ゴムロ
ーラの研削条件、つまり砥石の粗さ、砥石とゴムローラ
の相対回転速度等をかえること、（３）ゴムローラ表面
をアルミナ笠の研摩剤を用いて粗すことなどが利用し得
る。

上記（１）の方法において、シリコンゴムへの充填剤で
ある粒形が０．５μｍ−１５１部ｍの石英を生ゴム１０
０部に対して５〜４０部混合したときに、好ましくは粒
形が３ルｍｍ−１２１Ｌの大きさの石英が上記石英気中
に１０５以上存在したときに、特に好ましくは粒形が５
　ＪＬｍ　−１０４ｍの石英を３０％以上存在したとき
に上記本発明に従った表面形状が得られ、と同時にシリ
コンゴムの物性イＩｉ′ｉ（引っ張り強度、伸び等）も
定着用ローラとして満足のいくものが得られた。

この時、粒形がミクロンオーダーの石英はゴム物性値の
＃熱性、熱伝導性等を向上させるが伸び、反撥弾性等の
物性値は低下させる。このためミクロンオーダーの粒形
を有した石英の量は、全体、Ｉｌｌを増加させることよ
りも粒度分布をそろえることにより、特に３μｍ−１２
μｍの石英、更に好ましくは５μｍ−１０ルｍの石英の
割合を増すことが効果的である。

又、コム層表面を３００〜６００メツシユのアルミナを
用いて仕上げ研摩を行なうことにより更に理想的な表面
形状が得られる。これはゴム層表面に析出している粒形
の大きな（特に３μｍ以上のも）石英がゴムとの結合力
が弱いために研削時に表面からこぼれ落ちて適度な大き
さの凹部が形成されることによる効果と思われる。即ち
、最終加工として３００〜６００メツシユのアルミナを
用いて仕上げ研摩を行なうことは砥石研削を行なった後
にゴム層表面に歿っているゴムの削り粉や凹凸の高周波
成分を取り去るのに有効である。

このようにして、所定の粗さに粗面化されたゴムローラ
表面に未焼成の弗素樹脂１例えばディスパージョン状態
の弗素樹脂（水に弗素樹脂粉末を界面活性剤により分散
させたもの）、エナメル又は粉末状態の弗素樹脂を、ゴ
ムローラ全長にわたってスプレー塗装、静電塗装、粉体
塗装等の方法により均一厚に塗布する。

以上のようにして均一膜厚に塗られた弗素樹脂ディスパ
ージョン等は、例えば弗素樹脂の結晶融点のガラス転移
点３２７℃以１−に加熱されることでフィルム状の樹脂
被膜となるので、未焼成の弗素樹脂が塗布されたシリコ
ンゴムローラは結晶融点以−４１（ＰＴＦＥが３２７℃
以り、ＰＦＡが３０６℃以に）に加熱される必要がある
。

ところがシリコンゴム自体は反撥弾性率や圧縮永久歪等
のゴム特性が優れているが、３００℃以上に、ましてや
３０６℃、３２７℃以上に加熱されると１発煙や解重合
を起こす、このことは、良質な弗素樹脂層の形成を防げ
るばかりでなく、シリコンゴム自体のゴム特性を失なわ
せてしまう。

従って、シリコンゴムローラ自体には発煙や解重合を起
こさせないような低温（最高でも３００℃以下）の加熱
下に維持しながら弗素樹脂の塗布層にはその結晶融点以
上の高温状態を与える焼成方法が好ましい、更に具体的
には、芯金内部からゴム層を急冷却しながら１表面の未
焼成弗素樹脂を急激に加熱する方法、又は液状弗素樹脂
（ディスパージョン）自体の誘電ＩＥ接がゴム層の誘電
正接より大きいことを利用した誘電加熱方法等が利用さ
れるであろう。

これらの方法によって実質的にシリコンゴムにはその厚
み方向に熱的勾配が形成されるものの、２６０℃〜２８
０℃程度が、未焼成弗素樹脂にはその結晶融点以上の温
度（具体的にはＰＴＦＥで３２７℃以上の３４０℃〜３
８０℃の焼成温度）が５分〜１０分程度与えられる。

前記焼成を行なった後、ローラは急冷される。

こ（’）　Ｊ　冷によってシリコンゴムローラ上に結晶
化度が９５％以下で引張強度５０　ｋ　ｇ　／　ｃは以
上、木に対する接触角１００度以上の樹脂特性を示す焼
成弗素樹脂表層が、ゴムローラに対して強力な密着状態
で、しかも十分厚く形成される。

従って、上記定着ローラ（加熱ローラ）は、下層のシリ
コンゴム自体が所望のゴム特性を樹脂層形成前とほぼ同
様に示し、表面の弗素樹脂層４±完全に焼成された樹脂
特性を示し、これらの層の接着性が強固である。

上記の構成により定着用ローラは弾性層と樹脂層の間に
接着層を介さなくても強固な密着力を有し、特に定着済
転写紙等を定着ローラから剥離するために該定着ローラ
に押圧される分離爪により弾性層と樹脂層の間にすベリ
押力が集中して働いた場合にも樹脂層が弾性層から一部
′Ａ離するという現象はほとんど生じない。

更に、本発明に従った上記構成のローラを上述のように
定着ローラのように高温状態下で使用した場合には、弾
性層は膨張し樹脂層は弾性層に比べ熱膨張率が低いため
みかけ一ヒ収縮するという特性を有しているために弾性
層と樹脂層との密着強度はより強められるという効果を
有する。

従って、本発明に従った定着ローラは耐久性が大きく向
上し２０万枚〜３０万枚以七の通紙に充分耐えることが
できる。

以下、本発明について、実施例及び比較例を挙げて更に
詳しく説明する。

ｌｉ五↓−」 外Ｐｌ−３８、９ｍ　ｍに仕上げされた芯金２の上にＪ
ＩＪＥｔｉ書型したシリコンゴム層（鵡伝４１ω１．４
×１ｏ−４〜１．５Ｘ１０−３）を形成して円柱形状の
シリコンゴムローラを作製した。この時、シリコンゴム
層は９．５ｍｍ厚とされた。

次イテ、該シリコンゴムローラの表面は、研削装置にて
研削され、粗面化された。シリコンゴムには充填剤であ
る粒径が５ＪＬｍ−１０，μｍの石英が、全石英中に重
量で３０％存在しており、更にゴムローラは、３００〜
６００メツシユのアルミナ粉にて研摩された。

このようにして、粗面化されたゴムローラ表面に未焼成
のＰＴＦＥ　（四弗化エチレン樹脂）ディスパージョン
（ダイキン社製四弗化エチレン樹脂ディスパージョンＤ
−１）が、ゴムローラ全長にわたってスプレー塗装によ
り均一厚に塗布された。

以」二のようにして均一膜厚に塗られた弗素樹脂ディス
パージョンは、？Ａ誘電加熱装置て焼成された。

使用した誘電加熱装置は、第４図に図示される構成とさ
れるが、筒中に説１１すると、誘電加熱と赤外線外部加
熱を併用した加熱方式を採用しており、マグネトロン１
０５と、マグネトロン１０５から発生した高周波（９５
０ＭＨｚ　〜２４５０Ｍｈｚ）を伝波する導波管１０６
と、導波管が連結され内面に金属性の高周波反射板１０
３を有する開閉可能な樹ｌ脂容器１０２と、上下に２（
＆１ずつ赤外線外部加熱用の反射笠付赤外線ランプ１１
１とを右する。

樹脂容器１０２内には、定着ローラｌの中空内に空気流
を発生するファン１００と、容器１０２内に空気流を発
生するファン１０１と、が夫々容器外の駆動手段からの
駆動によって回転可能に設けられる。この容器は支点１
０８を中心に上下が開閉でき、Ｌ部に把手１０９が、下
部にローラｌのフランジＬＡを位置決めするアーム１０
７が、夫々固設されている。

駆動手段１０４と、マグネトロン１０５と、赤外線ラン
プ１１１との作動は制御手段１１０にて制御される。

定着ローラｌは下層にシリコンゴム層２を、表面に弗素
樹脂ディスパージョンを有しているため、高周波はシリ
コンゴム層よりも比誘電率が大きいディスパージョン中
に多量に吸収される。従って、弗素樹脂デスバージョン
は高周波、赤外線及び恒温層による加熱で急激に高温化
され、３４０℃〜３５０℃に加熱される。この時シリコ
ンゴム層は高周波吸収率が小さいためディスパージョン
はど高温化されず２８０ｍ程度の温度以下に加熱される
。

斯る方法によって実質的にシリコンゴムにはその厚み方
向に熱的勾配が形成されるものの、２６０℃〜２８０℃
程度が、未焼成弗素樹脂にはその結晶融点以−ヒの温度
（具体的にはＰＴＦＥで３２７℃以上の３４０℃〜３８
０℃の焼成温度）が５分〜ｌＯ分程度与えられた。

前記焼成を行なった後、ローラは急冷した。この急冷に
よってシリコンゴムローラ上に結ｔＷ＋　化度夛 が９２％で引張強度１２０　ｋ　ｇ　／　ｃゴ、水に対
する接触角１１０度の樹脂特性を示す焼成弗素樹脂表層
６が、ゴムローラに対して強力な密着状態で、しかも十
分厚く、本実施例で１５４ｍの厚さで形成された。

最終の定着ローラ１の外径は４０ｍｍであった。このよ
うにして製造した定着ローラ（実施例１及び実施例２）
のゴム層の表面形状が第５図（Ａ）、ＣＢ）に図示され
る０表面形状曲線は触針式の万能表面形状測定器（小板
研究所製ＭＯＤＥ　Ｌ　　Ｓ　Ｅ　−３Ｃ）を用いて測
定した。

【性貫ニー」 前記実施例１．２と同様に外径３８．９ｍｍに仕上げさ
れた芯金２の上に加硫成型したシリコンゴム層（熱伝導
度１．４ＸｌＯ−’　〜１．５Ｘ１０−３）を０．５ｍ
ｍの層厚で形成して円柱形状のシリコンゴムローラを作
製した。

次いで、実施例１．２のようにシリコンゴムローラ表面
の粗面化を行なわない外は、実施例１゜２と同様の方法
で該シリコンゴムローラノ表面にＰＴＦＥ　（四弗化エ
チレン樹脂）から成る樹脂層（厚み１５７ｚｍ）を形成
して外径４０　ｍ　ｍの定着ローラ（比較例１．２）を
製造した。

第６図（Ａ）、（Ｂ）は上記のようにして製造された定
着ローラ（比較例１．２）のゴム層の表面形状を示す曲
線である。該表面形状曲線は触針式の万能表面形状測定
器（小板研究所！１Ｍ０ＤＥＬ　　５Ｅ−３Ｇ）を用い
て測定した。

会表面形状について： 第５図（Ａ）、（Ｂ）を参照すると１本発明の実施例１
，２のゴム層の表面形状は、表面形状線の平均線から２
μｍ以上の深さでしかも幅が２゜５＃Ｌｍとされる凹部
が２４ｍ以下のピッチで存在していることが理解される
であろう。

ここで、凹部の幅とは、第７図に示すように。

凹曲線の表面形状の平均線皇からの深さのピーク値りの
１７２の高さの部分の輻Ｗの値を意味する。

第６図（Ａ）、（Ｂ）で示した従来のゴムローラ（比較
例１．２）のゴム層の表面形状と、実施例１．２の表面
形状とを比較すると、各実施例及び比較例とも、形状曲
線は何れもＲｚ（１０点平均あらさ）で７　、５〜８　
、０　μｍ、Ｒｍａｘ　（最大あらさ）で８．５〜１２
．２μｍとほぼ同等の表面粗さをしているが、凹凸部と
くに凹部の表面形状線の平均縁立からの深さと、輻及び
凹部の現れる頻度と、更に表面形状線にみられる高周波
成分の周波数が異なることがわかる。

＋１耐久性についてニ ー１；２実流側及び比較例の各ゴムローラを使用し１紙
送りスピード２００　ｍ　／　ｓ　ｅ　ｃ、紙送り枚ａ
３０枚／Ａ４・分の条件で通紙耐久試験を行なった。

実施例１．２の定着ローラは３０万枚通紙しても異常は
みられなかった。

一方、比較例１．２の定着ローラは１０万通紙では異常
はみられなかったが、比較例１（第６図（Ａ））の定着
ローラでは１６万枚の通紙で、外定着ローラに押圧され
ている分離爪の部分で一部弗素樹脂が浮いているのがみ
られた。又、比較例２（第６図ＣＢ））の定着ローラで
は１４万枚の通紙で比較例１と同様に分離爪の部分での
弗素樹脂の浮きが生じた。

・接着性について： 次に、」ユ記実施例及び比較例の各ゴムローラを使用し
て表層の弗素樹脂とゴム層の接着力の比較試験をした。

その結果を第２表に示す、ここで。

弗素樹脂層とゴム層の接着力は弗素樹脂を輻１０ｍｍで
一部はがしその部分に１００ｇ〜３００ｇフルスケール
のテンションゲージをつけ周方向に９０度の２ｑｆｔ試
験を行ないその時のテンションゲージの指示する値で代
表させた。

表２ 上記表で「０定できず」とあるのは弗素樹脂層がゴム層
から剥離する前に切断してしまう状態を示しており、こ
の時のテンションゲージの示す値は１５０ｇ以−ヒを示
していた。

一１ユ記の表から、実施例１．２のゴムローラが比較例
１．２のゴムローラより接着力が優れていることが理解
されるであろう、又、実施例１．２のローラと比較例１
．２のローラの接着力の差は高温になると更に増大する
ことがわかる。

以上説明したように本発明では弗素樹脂層とゴム層の間
に強固な接着力を有し、更に定着ローラとして実際に使
用される高温加熱時にはより接着力が増すという構成と
なっているため、２０万以りの通紙耐久には充分耐える
ことができ、更には３０万枚以上の通紙耐久によっても
優れた超塑性、定着力を維持し、弗素樹脂層の剥離も生
じなｕ″Ｉ　。

又、上記実施例では、ゴム層」−に弗素樹脂をコーティ
ングし、焼成したものについて述べてきたが、本発明は
これに限定されず、ゴム層の上に弗素樹脂チューブを巻
いた構成においても本発明の効果がみられる。これは、
主に弗素樹脂チューブとゴム層の摩擦力の増大及びチュ
ーブとゴム層間のプライマーの効果が増すことによると
思われる。この実施例の定着用ローラにあっては、耐久
性能は従来の１〜２万枚程度で剥離したものが、５〜１
０万枚程度にまで向ヒした。

又、ゴム層としてシリコンゴムを用いたＪＪＪ　合ニは
、ゴム硬度としては３０度以−ヒ、８０度以下が好まし
く、伸びが１５０％以トであり２且つ１００％伸び応力
が１０ｋｇ／ＣＩＴＥ’以上であり充分なゴム弾性を有
していることが必要な条件となる。

特にゴム層の反撥弾性率（本発明を定着ローラ等に利用
した場合には６５〜８５％が好ましい）が小さいと、高
温時の接着力増加という現象が生じにくい、このため前
述したように、ゴム層を加熱せずに弗素樹脂層を焼成す
ることが必須となる。

未発１５１は、上記実施例の他に、クリーニングローラ
、離型剤供給用ローラ等に利用することもでき、又、第
９図に図示されるように、ベルト状とすることもできる
（例えば転写同時定着用の中間ベルト）、特に、樹脂層
として弗素樹脂を使用した場合には離型性と弾性を備え
ているために転写性、被クリーニング性を備え（但し、
クリーニングローラとしては１表面エネルギー順位等で
のクリーニングを行なう）１弾性によらない効果によっ
て離型材の均一塗布や転写ムラを防止し、耐摩耗性に優
れた利点を夫々の用途でも発揮することができる。

本発明に従えば、弾性層としてはシリコンゴムの外に用
途によっては、弗素ゴム、ＥＰＤＭ等を使用することが
でき、又樹脂層としても弗素樹脂の外にシリコン樹脂等
を使用することができる。

又、本発明の弾性回転体の好ましい用途の一実施例とし
て、上記第１図には加熱定着Ｓｃ置の例を示したが、本
発明は、軽い圧力でトナー像を圧力定着するような圧力
定着装置や、転写同時定着等の圧力定着装置等にも適用
できる。又、上記実施例では２本ローラ構戊としたが、
３本ローラ又はそれ以上のローラ数の定着装置とするこ
とかでｉき、更には本発明は種々の装置の加熱ローラ、
加圧ローラ、離型剤供給ローラ、クリーニングローラ、
その他ベルト状ローラに具現化し得るものである。

念１Ｌのｊ虹里 未発ＩＪＪに係る弾性回転体は、Ｊ：述のように構成さ
れるために、紙等のシート状被搬送物の搬送性、定着性
、耐摩耗性は勿論のこと、特に耐久性が飛躍的に向−１
−するという効果がある。

更に言えば、本発明によると、弾性層と樹脂層との密着
強度が増大され、特に加熱条件下にては著しく、一般搬
送では５０万枚の搬送を無理無く達成でき、定着用回転
体としても、２０万枚以上の定着処理を優れた定着効果
とｆａ型性を維持しつつ行なうことができる。

又、本発明を定着装置に適用した場合には、耐摩耗性、
表面＃型性に優れ、樹脂層の表面特性とゴムの弾性特性
を充分発揮させて、トナー像や他のローラへのならい効
果にも優れ、寿命が極めて長くなる。又１本発明の定着
装置によると、上記定着用ローラを記録剤を挟圧する少
なくとも一方のローラ（ベルトを含む）へ適用すると、
記録材のカール発生を防止し、定着画像を鮮明でしかも
定着性が良いといった効果を、従来よりも長期にわたっ
て維持できる。しかも、定着の熱効率が良く定着に必要
な温度を低減（例えば２０℃程）できるので消費電力を
少なくし、電力配分の少ない？を置でも高速定着記録を
達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る弾性回転体及びそれを有する定
着装置の一実施例の断面図である。 ：５２図は、第１図の定着ローラの部分拡大説明図であ
る。 第３図は、従来の定着ローラの断面図である。 第４図は、定着用ローラの製造装置の一実施例の断面図
である。 第５図（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係る弾性回転体の表面
形状を示す図である。 第６図（Ａ）、（Ｂ）は従来の弾性回転体の表面形状を
示す図である。 第７図は、表面形状曲線の説明図である。 第８図は、接着力と耐久性との関係を示す図〒ある。 第９図は、本発明に係る弾性回転体の他の実施例である
。 １：定着ローラ ４．１４：シリコーンゴムの弾性層 ６．１６：弗素樹脂層 図面の浄どｔｒ、’ｊ　′；’ｉ　！こ変更１！シ）第
１図 １ど 第２図 第３図 第４図 手続補正書（方式） 昭和６０年ｌＯ月３１日 特許庁長官　　　宇　賀　道　部　殿 ！１９件の表示 昭和６０年特許願第１７１４６８号 発明の名称 弾性回転体及び定着装訝 補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　　東京都大田区下丸子３−３０−２名　称　　
　（ｔｏ’ｏ）キャノン株式会社（外１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）弾性層と樹脂層とを有し、該樹脂層は表面が粗面化
   された弾性層上に形成され、該弾性層の表面形状は、表
   面形状線の平均線からの深さが２μｍそして幅が２．５
   μｍとされる凹部を、０．４ｍｍ以下のピッチにて有す
   ることを特徴とする弾性回転体。 ２）弾性層と樹脂層との密着強度は、加熱下で増大する
   ようにした特許請求の範囲第１項記載の弾性回転体。 ３）弾性回転体はローラ状とされる特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載の弾性回転体。 ４）弾性回転体はベルト状とされる特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載の弾性回転体。 ５）弾性層はシリコンゴムで形成され、樹脂層は弗素樹
   脂で形成されて成る特許請求の範囲第１項から第４項の
   いずれかの項に記載の弾性回転体。 ６）加熱源を有した定着用弾性回転体と、該定着用弾性
   回転体に圧接する加圧用弾性回転体とを具備した定着装
   置において、前記弾性回転体は弾性層と樹脂層とを有し
   、該樹脂層は表面が粗面化された弾性層上に形成され、
   該弾性層の表面形状は、表面形状線の平均線からの深さ
   が２μｍそして幅が２．５μｍとされる凹部を、０．４
   ｍｍ以下のピッチにて有することを特徴とする定着装置
   。 ７）弾性層と樹脂層との密着強度は、加熱下で増大する
   ようにした特許請求の範囲第６項記載の定着装置。 ８）弾性回転体はローラ状とされる特許請求の範囲第６
   項又は第７項記載の定着装置。 ９）弾性回転体はベルト状とされる特許請求の範囲第６
   項又は第７項記載の定着装置。 １０）弾性層はシリコンゴムで形成され、樹脂層は弗素
   樹脂で形成されて成る特許請求の範囲第６項から第９項
   のいずれかの項に記載の定着装置。