JPH0435932A - 熱定着ローラの製造方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電子複写機等の熱定着部に使用される熱定着
ローラの製造方法に係り、特に近赤外線照射装置を用い
る熱定着ローラの製造方法に関する。

（従来の技術） 近年、電子複写機やレーザビームプリンタ等の熱定着部
に使用される熱定着ローラにおいては、高画質化、低コ
スト化、長寿命化が強く要求されている。

このような中で高画質が得られる熱定着ローラとして、
アルミ等の金属心軸上にンリコーンゴム等のゴム材料を
被覆し、このゴム層上にトナーとの離型性の良いＰＦＡ
　（、パーフルオロアルコキシ樹脂）やＰＴＦＥ　（ポ
リテトラフルオロエチレン樹脂）等のフッ素樹脂層を形
成したものが知られている。

フッ素材□脂層の形成にあたっては、フッ素樹脂塗料を
塗布し焼成する方法、フッ素樹脂チューブを被覆し熱融
着させる方法等が従来から行われている。

しかしながら、フッ素樹脂塗料を塗布し焼成する方法で
は、焼成温度が一般に高く、しかも温度制御が難しいた
めに、焼成工程中に基層であるゴム層が高温にさらされ
て熱劣化しやすいという問題がある。これに対処して様
々な方法が考案されているが、いずれも生産性が低下し
コスト高となる難点がある。

他方、フッ素樹脂チューブを用いる方法では、厚さ３０
μｍ以下という薄肉のチューブの製造が技術的に困難な
ため、これより厚いチューブを使用せざるをえず熱応答
性に劣り定着性が低下するという問題がある。

（発明が解決しようとする課題） このように従来より、金属小軸上にゴム層を介してフッ
素樹脂層を設けた熱定着ローラが、トナーとの離型性が
良く高画質が得られるローラとして知られ、その製造方
法も種々開発され検討もされている。

しかしながらゴム層がフッ素樹脂焼成時の熱で劣化しや
すい、生産性に乏しくコスト高を招く、熱応答性に劣り
定着性が不良である等の難点かあり、未だ高画質で耐久
性に優れた高性能の熱定着ローラを低コストで安定に製
造しうる方法がなく、その開発が待たれている。

本発明はこのような要求に応えるべくなされたもので、
高画質で耐久性に優れた高性能の熱定着ローラを低コス
トで安定に製造しうる方法を提供することを目的とする
。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、金属小軸上にゴム層を設け、このゴム層上に
フッ素樹脂を被覆し、次いで焼成するにあたり、フッ素
樹脂を被覆した金属心軸を近赤外線照射装置を備えた加
熱炉内に収容し、その表面近傍から近赤外線を照射して
加熱焼成する熱定着ローラの製造方法において、予め前
記ゴム層の熱劣化を最小限に抑えかつ良好な焼成がなさ
れる焼成適正温度パターンを、前記近赤外線照射装置に
流れる電流値パターンとして記憶装置に記憶させておき
、この記憶させた電流値パターンに基づいて近赤外線照
射装置の出力を制御して前記フッ素樹脂の加熱焼成を行
うことを特徴としている。

本発明に使用されるゴム材料としては、耐熱性に優れか
つ適度な弾性を有するシリコーンゴムやフッ素ゴムか適
している。

またフッ素樹脂としては、たとえばＰＴＦＥ。

ＰＦＡや、テトラフルオロエチレンとパーフルオロプロ
ピレンとのコポリマーであるＦＥＰ　（フッ化エチレン
プロピレン樹脂）等があげられる。

このようなフッ素樹脂は、アルミ等の金属小軸上に常法
により上記したようなゴム材料を被覆して設けたゴム層
上に、例えばフッ素樹脂塗料を塗布する方法、フッ素樹
脂粉体を静電塗装する方法等により被覆される。

さらに近赤外線照射装置を備えた加熱炉としては、たと
えば第２図に示すような、金メツキ等により高反射均一
曲面が形成された複数本の近赤外線ランプ１が内周面に
添って等配され、収容した未焼成のフッ素樹脂被覆２を
有するローラ３の表面全体に、近赤外線が均一かつ効率
よく照射されるようにしたものが好適に使用される。

なお、フッ素樹脂の吸収帯は近赤外線領域（波長約２．
５μｍ以下）にあるため、ローラ３表面のフッ素樹脂被
覆２は照射された近赤外線を吸収して選択的に加熱され
る。したがって内側のゴム層５が不必要に加熱されるこ
とがなくゴムの熱劣化が防止される。

（作　用） 本発明においては、金属小軸上にゴム層を介して被覆し
たフッ素樹脂は、その表面近傍から照射した近赤外線に
よって選択的に加熱され焼成されるが、ここで、近赤外
線照射装置の出力は、予め記憶袋５置に記憶させておい
た電流値パターンに基づくものであり、しかもこの電流
値パターンは、ゴム層の熱劣化を最小限に抑えかつ良好
な焼成がなされる焼成適正温度パターンを電流値パター
ンとして記憶装置に記憶させたものであるので、フッ素
樹脂は良好に焼成され、かつその間ゴム層の熱劣化は最
小限に抑えられる。しかも再現性に優れており、フッ素
樹脂が良好に焼成されかつゴム層の熱劣化も少ない高性
能の熱定着ローラを効率よく繰り返し安定して製造する
ことができる。

（実施例） 次に本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は、この実施例に使用される焼成装置のシステム
概略図である。

同図において、６は、第２図に示したような高反射均一
曲面を有する近赤外線ランプ複数本を備えた加熱炉を示
し、この加熱炉６はトランス７を介して出カニニット８
に接続され、この出カニニット８に接続された交流電源
９より、これらのトランス７および出カニニット８を介
して所定の電力が供給されるようになっている。

また加熱炉６には、収容したローラの金属心軸近傍の温
度を検出するための熱電対１０が挿入されており、この
熱電対９にシーケンサ１１を介して接続された温度制御
装置１２により、炉内温度が制御されるようになってい
る。すなわち熱電対１０により測定された温度と予め入
力しておいた適正温度とが比較され、シーケンサ１１を
介して出カニニット８に出力制御信号が出力され、これ
によって加熱炉６の温度制御が行われる。

温度制御装置１２から出力された出力制御信号はシーケ
ンサ１１を介してデータロガ−１３にも出力されるよう
になっており、ここで炉温の昇温パターンが記録される
とともに、電流値パターンとして記憶され、さらにこの
記憶した電流値パターンに基づく出力制御信号がシーケ
ンサ６を介して出カニニット３に出力され、これによっ
ても炉内温度が制御されるようになっている。

以下、このような焼成装置を用いた本発明にかかる熱定
着ローラの製造例を具体的に記載する。

まずアルミ心軸上にブライマーを介してシリコーンゴム
層を形成したシリコーンゴムローラ（外径６０ａ＋＋ａ
、胴長３３０ｉｍ）の表面に、ＰＴＦＥディスバージョ
ンとしてＡＤ−１（旭硝子社製）を浸漬法により塗布し
乾燥させてＰＴＦＥ塗膜を形成した。

次いで、このローラを加熱炉１内に収容して通電し、熱
電対５で測定した温度に基づいて電源出力を制御し、こ
れによって加熱炉１の温度を制御しなからＰＴＦＥ塗膜
を焼成するとともに、データロガ−８に炉温の昇温パタ
ーンを記録させ、さ　炉らにその際の電流値パターンを
記憶させた。　　　制以後、この記憶させた電流値パタ
ーンに基づいて加熱炉１の電源出力を制御し、これによ
って加熱炉１の温度を制御しながら、上記と同様にして
表面にＰＴＦＥ塗膜を形成し加熱炉１内に収容したロー
ラのＰＴＦＥ塗膜を焼成する工程を縁り返して、計１０
０本の熱定着ローラを製造した。

このようにして得られた熱定着ローラ、すなわち電流値
パターンに基づいて加熱炉１の電源出力を制御しながら
製造した熱定着ローラと、初めに熱電対の実測により制
御して得た熱定着ローラのシリコーンゴムおよびＰＴＦ
Ｅ焼成膜の物性を測定した結果を次表に示す。なおシリ
コーンゴムの物性は焼成前を１００％としたときの残率
て示した。

またＰＴＦＥ焼成膜に要求される物性を所期値として同
表に併せ示した。

（以下余白） （以下余白） 表からも明らかなように本発明により得られた熱定着ロ
ーラは、焼成によるシリコーンゴム層の劣化が非常に小
さく、またＰＴＦＥ塗膜の焼成も良好であった。しかも
再現性に優れ、これらの物性にバラツキはほとんど認め
られなかった。

なお第３図に示したグラフは、データロガ−１３に記録
された炉温の昇温曲線を示したもので、曲線（Ａ）は最
初に電流値パターンとして記憶させた際のもの、曲線（
Ｂ）はその後記憶させた電流値パターンに基づいて炉温
を制御した際のものである。しかして両昇温曲線にほと
んど違いはなく、本発明が再現性に優れた方法であるこ
とを示している。

［発明の効果］ 以上の説明からも明らかなように、本発明方法によれば
、ゴム層上に被覆したフッ素樹脂の焼成に近赤外線照射
装置を用い、予めゴム層の熱劣化を最小限に抑えかつ良
好な焼成がなされる焼成適正温度パターンを、前記近赤
外線照射装置に流れる電流値パターンとして記憶させて
おき、この電流値パターンに基づいて近赤外線照射装置
の出力を制御して焼成するするようにしたので、高画質
で耐久性に優れた高性能の熱定着ローラを低コストで安
定に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に使用される焼成装置のシステム
例を概略的に示す図、第２図は本発明の実施に使用され
る近赤外線照射装置を備えた加熱炉の一例を示す概略断
面図、第３図は本発明の一実施例における炉温の昇温曲
線を示したグラフである。 １・・・・・・・・・近赤外線ランプ ２・・・・・・・・・フッ素樹脂被覆 ３・・・・・・・・・熱定着ローラ ４・・・・・・・・・金属各軸 ５・・・・・・・・・ゴム層 ６・・・・・・・・加熱炉 ８・・・・・・・・・出カニニット １３・・・・・・データロガー 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属心軸上にゴム層を設け、このゴム層上にフッ
   素樹脂を被覆し、次いで焼成するにあたり、フッ素樹脂
   を被覆した金属心軸を近赤外線照射装置を備えた加熱炉
   内に収容し、その表面近傍から近赤外線を照射して加熱
   焼成する熱定着ローラの製造方法において、 予め前記ゴム層の熱劣化を最小限に抑えかつ良好な焼成
   がなされる焼成適正温度パターンを、前記近赤外線照射
   装置に流れる電流値パターンとして記憶装置に記憶させ
   ておき、この記憶させた電流値パターンに基づいて近赤
   外線照射装置の出力を制御して前記フッ素樹脂の加熱焼
   成を行うことを特徴とする熱定着ローラの製造方法。