JPH05134574A - 定着ローラ及びその製造方法 - Google Patents

定着ローラ及びその製造方法

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JPH05134574A
JPH05134574A JP18206391A JP18206391A JPH05134574A JP H05134574 A JPH05134574 A JP H05134574A JP 18206391 A JP18206391 A JP 18206391A JP 18206391 A JP18206391 A JP 18206391A JP H05134574 A JPH05134574 A JP H05134574A
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JP
Japan
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layer
elastic
base material
roller
fixing roller
Prior art date
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Pending
Application number
JP18206391A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Fukumoto
泰博 福本
Masaya Nishi
雅也 西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い耐久性を持ち,良好な画像性能を持った
定着ローラ及びその製造方法を提供する。 【構成】 弾性定着ローラにおいて,表面に凹凸のある
弗素系樹脂を弾性体層の補強層としてローラ基材上に設
けたことを特徴とする。又製造方法は,ローラ基材上に
接着層を設け,この層を介し,主として四弗化エチレン
樹脂よりなる多孔質体のチューブ状体を挿通し,あるい
はシート状体を巻回し,それを焼成することにより──
──焼成前又は後に凹凸を付す────ローラ基材に接
着し,表面に凹凸のある弗素系樹脂の補強層を得,その
上に弾性体層を形成することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,例えば複写機,レーザ
ービームプリンター,ファクシミリ等の特にフルカラー
画像が出力できる機種の定着部に用いるローラ即ち弾性
定着ローラ及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の技術として例えば特開昭59−8
7476号に示されるように,金属コアの外側に所定の
厚さの金属酸化物または金属粉末と金属酸化物粉末との
混合物による被膜層を設け,その外側にゴム層すなわち
弾性体層を設けることにより,金属コアと弾性体層との
接着性を良好にしたことを特徴とする定着ローラがあ
る。
【0003】また特願昭62−294740号に示され
るように,ローラ基材の外側に弾性体層として,耐熱性
の材料に耐熱ゴムを含浸後,さらに耐熱ゴムの薄膜を設
けたことを特徴とする定着ローラがある。
【0004】
【発明が解決しょうとする課題】前記特開昭59−87
476号に示される定着ローラは,金属コアの外側に所
定の厚さの金属酸化物または金属粉末と金属酸化物粉末
との混合物による被膜層いわゆるプライマ層を設け,そ
の外側にゴム層すなわち弾性体層を設けることにより,
金属コアと弾性体層との接着性を良好にしているもので
あるが,弾性体層については特に強化策を施していない
ので,特に弾性体層としてシリコーンゴムを用いている
場合は,使用中にトナーの離型材として一般的に用いら
れているシリコーンオイルによりシリコーンゴムが膨潤
し,強度が低下するため,使用中に弾性体層内部で亀裂
などが発生し,それがきっかけとなって弾性体層の破壊
が起こることがあり,これが耐久性という点で不安定な
要因の一つであった。
【0005】また前記特願昭62−294740号に示
される定着ローラは,弾性体層として耐熱性の材料に耐
熱ゴムを含浸することにより,弾性体層の強度向上をは
かり,さらに耐熱ゴムの薄膜を設けることにより,トナ
ーの離型性の向上をはかったものである。しかしなが
ら,耐熱性の材料は弾性体層の強度向上に関しては効果
があるものの,耐熱ゴムの薄膜との接着面が平滑である
ため使用中に耐熱ゴムの薄膜が剥がれることがあり,こ
れが耐久性という点で不安定な要因の一つであった。
【0006】また画像性能については,耐熱ゴムの薄膜
を設け一応の離型性を確保しているものの,一般に弾性
体層の強度向上のために用いている耐熱性の材料に,耐
熱ゴムを含浸すると耐熱ゴムに低硬度品を用いても弾性
体層としての硬度はあがることと,耐熱ゴムの薄膜が薄
いことから,全体としてローラの硬度が上がり,これを
下ローラと組合わせてトナー像の形成されたコピー紙を
通紙した場合,ローラがトナーの凹凸に応じて変形しに
くいため,トナー像を押しつぶしてしまい画像の鮮明さ
が悪くなることがあり,あるいは,ローラがトナーの凹
凸に応じて変形しにくいため,トナー像に沿って弾性体
が変形し,トナー像を包み込むように加熱できず定着不
良となることがあり,これが画像性能という点で不安定
な要因の一つであった。上記に鑑み,本発明はこのよう
な問題点を解消するために開発されたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の弾性体層の破壊
が起こらず,良好な画像をうることのできる定着ローラ
は,コピー紙上に形成されたトナー像を一対のローラ間
に通して定着する装置に使用する定着ローラのうち,ロ
ーラ基材上に弾性体層の形成されたいわゆる弾性定着ロ
ーラにおいて,表面に凹凸のある弗素系樹脂を弾性体層
の補強層としてローラ基材上に設けたことを特徴とする
ものである。
【0008】又本発明の上記の定着ローラの製造方法
は,ローラ基材の上に接着層を設け,この層を介し,主
として四弗化エチレン樹脂よりなる多孔質体のチューブ
状体を挿通し,あるいは主として四弗化エチレン樹脂よ
りなる多孔質体のシート状体を巻回し,それを焼成する
ことにより,ローラ基材とチューブ状体,またはローラ
基材とシート状体及びシート状体同士を接着せしめたあ
と,凹凸をつけること,あるいは,ローラ基材の上に接
着層を設け,この層を介し,凹凸をつけた主として四弗
化エチレン樹脂よりなる多孔質体のチューブ状体を挿
通,焼成し,ローラ基材とチューブ状体を接着せしめる
ことにより,表面に凹凸のある弗素系樹脂の補強層を
得,この上に弾性体層を形成することを特徴とするもの
である。
【0009】図1及び図2は本発明の具体例であって,
1は定着ローラのローラ基材,2はローラ基材上に設け
られた接着層,3は表面に凹凸のある弗素系樹脂の補強
層(図1,図2は凹凸の様子の1具体例であり,その方
向,凸部の長さ等特に限定されない),4は3上に形成
した弾性材料を示す。
【0010】図3,4は請求項3の表面に凹凸のある弗
素系樹脂に,主としてシリコーンゴムからなる弾性材料
を凹凸に沿うように形成すること及び,請求項4の補強
層として用いる弗素系樹脂,すなわち凹凸のつけられた
主として四弗化エチレン樹脂よりなる多孔質体に,主と
してシリコーンゴムからなる弾性材料を凹凸に沿う,さ
らには多孔質体内部に含浸するように形成することを模
式的に示した本願定着ローラの断面図であり,1はロー
ラ基材,2は接着層,3は弗素系樹脂の補強層,4はシ
リコーンゴム(図3の方は弾性材料を凹凸に沿う,図4
の方は弾性材料を凹凸に沿う,さらには多孔質体内部に
含浸するということを示す)を示す。
【0011】図5は弗素系樹脂の補強層の凹凸の関係を
しめしたものであり,Aは凹部の深さ,Bは補強層とし
て用いる弗素系樹脂の厚さ,Cは弾性体層の厚さ,Dは
凹凸の隣合う凸部の間隔(凹凸の凸部が図1,2のよう
に連続し,これが接合している部分はこの限りではな
い。)4は弾性材料,3は弗素系樹脂の補強層,1はロ
ーラ基材を示す。なお凹凸の隣合う凸部の間隔は0.1
mm以上あるのが好ましい。
【0012】なお先記の,本発明の製造方法のローラ基
材の上に接着層を設け,この層を介して主として四弗化
エチレン樹脂よりなる多孔質体のチューブ状体を挿通
し,あるいは四弗化エチレン樹脂よりなる多孔質体のシ
ート状体を巻回し,それを焼成することにより,ローラ
基材とチューブ状体,またはローラ基材とシート状体及
びシート状体同士を接着せしめる工程と,例えば過焼成
することにより凹凸をつける工程を一括して行うことは
何等さし支えがあるものではない。
【0013】また先記の本発明の製造方法の四弗化エチ
レン樹脂よりなる多孔質体のチューブ状体,あるいは四
弗化エチレン樹脂よりなる多孔質体のシート状体にPF
A樹脂(四弗化エチレン樹脂の多孔質体とローラ基材の
間の剥離強度をさらに向上させるため,または四弗化エ
チレン樹脂の多孔質体のシートを用いる場合はシート間
の剥離強度をさらに向上させるため)やその他の充填材
(着色,熱伝導の向上のため)を配合したものを使って
もよく,本発明はもちろんこれらを含むものである。さ
らにシリコンンゴムなどの弾性材料に充填材(着色,熱
伝導の向上のため)を配合したものを使ってもよく,本
発明はもちろんこれらを含むものである。
【0014】
【作用】上記本発明のようなローラを用いて耐久テスト
をすると,シリコーンオイルによりシリコーンゴム層が
破壊されることがなくなる,あるいは破壊されにくくな
る。さらに,上記本発明のようなローラを用いて画像テ
ストをすると,ローラがトナーの凹凸に応じて変形しに
くいため,トナー像を押しつぶしてしまい画像の鮮明さ
が悪くなること,あるいは,ローラがトナーの凹凸に応
じて変形しにくいため,トナー像にそって弾性体が変形
し,トナー像を包み込むように加熱できず定着不良とな
ることを防ぐことができる。
【0015】すなわちその理由は以下に述べるとうりで
ある。まず耐久性能については,表面に凹凸のある弗素
系樹脂を弾性体層の補強層としてローラ基材上に設けて
いるため,シリコーンオイルによってシリコーンゴムが
膨潤してもゴム内部で亀裂などが生じない,あるいは亀
裂が生じてもその近傍の弗素系樹脂よりなる弾性体層の
補強層の凸部によって亀裂の広がりがくい止められ,そ
れ以上広がらないためである。もちろん補強層そのもの
が破壊されることは起こり得ない。
【0016】また画像性能については,表面に凹凸のあ
る弗素系樹脂を弾性体層の補強層としてローラ基材上に
設けているため,特願昭62−294740号に示され
るような凹凸のない場合に比べ硬度低下に効果があり,
このようなローラを用いて画像テストをすると,ローラ
がトナーの凹凸に応じて変形し,トナー像を押しつぶす
ことがなくなり画像の鮮明さが保たれ,さらには,ロー
ラの弾性体がトナーの凹凸に沿って変形し,トナー像を
包み込むように加熱できるため定着不良となることがな
くなる。
【0017】
【実施例】以下に本発明の実施例を述べる。 実施例及び比較例1 外径34mmのアルミ芯金ローラの外周にプライマ(T
CW8808GY,ダイキン工業株式会社製)を塗装
し,乾燥させた。このうえにPFAディスパージョン
(AD−2CR,ダイキン工業株式会社製)を塗装した
のち,340℃で焼成を行った。
【0018】PTFE樹脂ファインパウダー(F−10
4,ダイキン工業株式会社製)100重量部に押出助剤
(SS−ドライゾール,関西油脂興業株式会社製)14
重量部を加えて均一に混和し成形,延伸,膨脹を行うこ
とにより製作した気孔率80%内径34mmの未焼成の
多孔質チューブを上記ローラに挿通し,焼成した。その
後600℃の熱風炉に数分間このローラをいれ表面にひ
だ状の凹凸をつけた。
【0019】その後内面が鏡面状の内径40mmの円筒
金型内で液状シリコーンゴム(KE−1224,信越化
学工業株式会社製)を注型,硬化させ,所定の形状のロ
ーラを得た。また内径34mmの未焼成の多孔質チュー
ブの厚さと凹部の深さは以下の表1のように種々変え
た。
【0020】比較例2 外径34mmのアルミ芯金ローラの外周にプライマ(プ
ライマNo.101,信越化学工業株式会社製)を塗装
し,150℃で15分間乾燥させた。その後内面が鏡面
状の内径40mmの円筒金型内で液状シリコーンゴム
(KE−1224,信越化学工業株式会社製)を注型,
硬化させ,所定の形状のローラを得た。
【0021】これらのローラをフルカラー複写機の定着
ユニットに取り付け,シリコーンオイルを過剰に供給し
ながら空回転による耐久評価と,実機に取り付けカラー
画像をコピーする画像評価を行ったところ,表1のよう
な結果を得た。
【0022】なお表1中, 補強層の厚さ:補強層の厚さとは例えば補強層のみのロ
ーラがちょうどすっぽり入る円筒の半径からローラ基材
の半径を引いた値で,表1中では弾性体層の厚さに対し
てのパーセント表示であらわす(なお弾性体層の厚さは
図5で説明の通りローラ基材から定着ローラ外表面まで
の厚さ)。 凹部の深さ:凹凸の凹部の深さを補強層の厚さに対して
のパーセント表示であらわす。 状態1:表面部のシリコーンゴム単体の層が補強層から
剥がれる。 状態2:表面部のシリコーンゴム単体の層が補強層近傍
で破壊される。 を表わす。
【0023】
【表1】
【0024】また,本発明の定着ローラは加熱定着ロー
ラばかりでなく,加圧定着ローラとしても,さらに耐熱
性,離型性を要する弾性定着ローラとしても広く使用で
きる。
【0025】
【発明の効果】以上のように,本発明によれば,使用中
にシリコーンオイルによりシリコーンゴム層が破壊され
ることがなくなる,あるいは破壊されにくくなるなど高
い耐久性を持ち,さらに,良好な画像性能を持った定着
ローラを得ることが出来る。従って,複写機,プリン
タ,ファクシミリ等の定着部等に利用すると効果的であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の定着ローラの一部切欠いた正面図の一
例
【図2】本発明の定着ローラの一部切欠いた正面図の他
の一例
【図3】本発明に於ける表面に凹凸のある弗素樹脂の補
強層上の弾性材料の形成を説明する縦断正面図の一例
【図4】本発明に於ける表面に凹凸のある弗素樹脂の補
強層上の弾性材料の形成を説明する縦断正面図の他の一
例
【図5】本発明に於ける弗素樹脂の補強層の凹凸の関係
を示す図
【符号の説明】
1 ローラ基材 2 接着層 3 弗素樹脂の補強層 4 弾性材料
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年10月14日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 定着ローラ及びその製造方法

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コピー紙上に形成されたトナー像を一対
    のローラ間に通して定着する装置に使用する定着ローラ
    のうち,ローラ基材上に弾性体層の形成されたいわゆる
    弾性定着ローラにおいて,表面に凹凸のある弗素系樹脂
    を弾性体層の補強層としてローラ基材上に設けたことを
    特徴とする定着ローラ。
  2. 【請求項2】弾性体層の補強層としての弗素系樹脂が多
    孔質体であることを特徴とする請求項1の定着ローラ。
  3. 【請求項3】 請求項1及び2の弾性体層において,表
    面に凹凸のある弗素系樹脂に主としてシリコーンゴムか
    らなる弾性材料を凹凸に沿うように形成したことを特徴
    とする定着ローラ。
  4. 【請求項4】 弾性体層の補強層としての弗素系樹脂が
    凹凸のつけられた主として四弗化エチレン樹脂よりなる
    多孔質体であって,主としてシリコーンゴムからなる弾
    性材料を凹凸に沿う,さらには多孔質体内部に含浸する
    ように形成したことを特徴とする請求項1の定着ロー
    ラ。
  5. 【請求項5】 請求項1又は2の弾性体の補強層として
    用いる弗素系樹脂が,弾性体層の厚さの20%以上の厚
    さで,その凹凸の凹部の深さが補強層の厚さの5%以上
    であることを特徴とする定着ローラ。
  6. 【請求項6】 ローラ基材の上に接着層を設け,この層
    を介し,主として四弗化エチレン樹脂よりなる多孔質体
    のチューブ状体を挿通し,あるいは主として四弗化エチ
    レン樹脂よりなる多孔質体のシート状体を巻回し,それ
    を焼成することにより,ローラ基材とチューブ状体,ま
    たはローラ基材とシート状体及びシート状体同士を接着
    せしめたあと,凹凸をつけること,あるいは,ローラ基
    材の上に接着層を設け,この層を介し,凹凸をつけた主
    として四弗化エチレン樹脂よりなる多孔質体のチューブ
    状体を挿通,焼成し,ローラ基材とチューブ状体を接着
    せしめることにより,表面に凹凸のある弗素系樹脂の補
    強層を得,この補強層上に弾性体層を形成することを特
    徴とする定着ローラの製造方法。
  7. 【請求項7】 主として四弗化エチレン樹脂よりなる多
    孔質体を過焼成することにより,その表面に凹凸をつけ
    ることを特徴とする請求項6の定着ローラの製造方法。
JP18206391A 1991-04-19 1991-04-19 定着ローラ及びその製造方法 Pending JPH05134574A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5744241A (en) * 1994-10-04 1998-04-28 W. L. Gore & Associates, Inc. Fluoropolymer coated elastomeric rollers and structures
JP2002188620A (ja) * 2000-12-20 2002-07-05 Daikin Ind Ltd 筒状体

Cited By (3)

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US5744241A (en) * 1994-10-04 1998-04-28 W. L. Gore & Associates, Inc. Fluoropolymer coated elastomeric rollers and structures
US5798181A (en) * 1994-10-04 1998-08-25 W. L. Gore & Associates, Inc. Fluoropolymer coated elastomeric rollers and structures
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