JPH05169566A - ローラの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】フッ素樹脂チューブと弾性が強固に接着した耐
久性の優れたローラを製造する。 【構成】フッ素樹脂チューブ５の内壁を粗面化する。粗
面化するのはチューブ押出し成形する押出しダイスの表
面を予め所望の粗さに粗しておくか、あるいは成形され
たチューブをサイドペーパー等で粗す。その後エッチン
グ液に含浸してエッチング処理する。そしてプライマ６
を塗布し、芯金２上に弾性体３が形成された弾性ローラ
３を挿入し、加熱して一体化する。 【効果】内壁が粗面化された凹部にプライマ６が侵入
し、フッ素樹脂チューブ５と接触する表面を増大させる
と伴に噛合してより強く接着させる。さらにエッチング
により形成される官能基がプライマと化学結合してより
強固に接着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザプリンタや電子複
写機等のトナー定着部に用いられるローラの製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電子複写機やレーザプリンタのトナー定
着部ローラは加熱ローラと加圧ローラから構成され、加
熱ローラにより熱せられたトナーを加圧ローラによりそ
の間を通過される紙に圧着して紙上に転移してプリント
している。このような定着部ローラは通紙の安定性を図
るため適度な弾性と、トナーとの離型性のよいものが要
求される。加えて定着部ローラを塔載する電子複写機や
レザープリンタの高速化、小型化の要求に伴い、小型
化、高速化が問題となっている。そのため、芯金上の弾
性体を設けただけの単層のローラでは、ニップ幅が確保
できる低硬度で、表面平滑で通紙性がよく、しかも摩耗
しにくい耐久性の優れたローラは得られなかった。その
ため芯金上に適度な弾性を有する弾性体を設け、その上
層に離型性のよい最外層が積層された多層構造のローラ
が用いられている。

【０００３】このような多層構造のローラは耐熱性であ
り、しかも熱伝導性がよくなければならず、弾性体とし
てシリコーンゴムやフッ素ゴムが使用され、最外層とし
てパーフロロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ樹脂）やポリテト
ラフロロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ樹脂）等のフッ素樹脂
が採用されている。これらの最外層を形成するのは、芯
金上に注型により設けられるか、あるいは未加硫のシー
ト状のゴムを芯金に巻き付けられて設けられた弾性体上
にフッ素樹脂を塗布焼き付けたり、または静電粉体塗装
等の方法により製造されていた。

【０００４】しかし、フッ素樹脂を弾性体上に均一に塗
布するのは難しく、また塗布後フッ素樹脂が硬化する間
ローラを常に回転した状態に維持しなければ偏肉が生じ
てしまった。また塗布液中に異物が混入すると外観異常
が発生してしまうため、塗布液中に異物の混入を防止す
るための管理が必要であり、相当の設備を要し、作業効
率が悪かった。しかも、弾性体層を形成するシリコーン
ゴムよりも高い融点を有するフッ素樹脂を硬化するため
の高温加熱は、シリコーンゴムの劣化を招き、耐久性を
低下させてしまった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そのため、芯金上に弾
性体を形成し、最外層となるチューブに挿入してチュー
ブ被覆ローラを形成する方法が用いられている。チュー
ブ被覆ローラを製造するにはフッ素樹脂チューブを用
い、このチューブに所望のニップ幅が得られるシリコー
ンゴム等の弾性体を芯金上に形成した弾性ローラを挿入
し、フッ素樹脂チューブとシリコーンゴムとを接着させ
てローラを製造していた。

【０００６】しかしながら、特に最外層としてＰＦＡ樹
脂、ＰＴＦＥ樹脂等のフッ素樹脂を用い、弾性体として
シリコーンゴムを用いた場合は相互に加熱融着して一体
化されにくく、フッ素樹脂チューブの内面をエッチング
処理しても所望の接着強度が得られなかった。さらに最
悪の場合はチューブが弾性体から浮き上がってしまうこ
ともあった。このため、ローラの耐久性も満足なものと
は言えなかった。

【０００７】本発明は上記の欠点を解消するためになさ
れたものであって、高温においても長寿命であり、安定
した通紙が行なえ、トナーとの離型性がよく、しかもフ
ッ素樹脂チューブと弾性体とが強固に接着した耐久性に
優れたローラの製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のローラの製造方法は、フッ素樹脂チューブ
内に弾性ローラを挿入し一体化してローラを製造する
際、前記フッ素樹脂チューブの内壁を粗面化した後エッ
チング処理し、プライマを介して前記フッ素樹脂チュー
ブに前記弾性ローラを挿入するものである。

【０００９】

【作用】芯金に弾性体が形成された弾性ローラをフッ素
樹脂チューブに挿入する前にフッ素樹脂チューブの内面
を粗面化した後、エッチングを行う。その後、弾性体あ
るいはフッ素樹脂チューブにプライマを塗布し、フッ素
樹脂チューブに弾性ローラを挿入し、加熱して弾性体の
未加硫ゴムを硬化させると伴に、フッ素樹脂チューブに
接着させ、一体化してローラを製造する。チューブの内
面を粗面化することによりプライマ層と接する面積を大
きくすると伴に凹凸により噛合わせの効果を得る。更に
エッチングにより、フッ素樹脂チューブの表面に官能基
を形成させてチューブとプライマ層との結合を図り、チ
ューブと弾性体とを強固に接着させる。それにより耐久
性の優れたローラを得ることができる。

【００１０】

【実施例】本発明のローラの製造方法を適用した一実施
例を図面を参照して説明する。本発明のローラの製造方
法により製造されるローラ１は、図１に示すように芯金
２上に弾性体３が作成された弾性ローラ４の外周に最外
層としてフッ素樹脂チューブ５が接着されて一体化され
たものである。

【００１１】芯金２は弾性体３との接着のよい材質、例
えば、鉄、アルミニウム等で形成される。また、弾性体
３は熱による劣化が少ないものが好ましく、また通紙性
を満足するよう適宜な弾性を備えたものであり、シリコ
ーンゴム、フッ素樹脂等から成る。更に、最外層と成る
フッ素樹脂チューブ５は熱による劣化が少なく、トナー
との離型性に優れ、摩擦係数の小さいものであり、ポリ
フルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ樹脂）やポリテトラフ
ロロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ樹脂）等から成る。

【００１２】このようなローラ１を製造するには、まず
芯金２上に弾性体３を形成し、弾性ローラ４を作成す
る。弾性性ローラ４を作成するにはプライマ塗布された
芯金２にシリコーンゴム等を加熱し、一次加硫してシー
ト状に形成したものを巻き付けて形成するか、あるいは
注型して形成してもよい。一方、フッ素樹脂チューブ５
は内面を粗面化して表面積を増加させる。粗面化の程度
は平均粗さＲ_z０.５〜５μｍが好ましい。粗面化する方
法としてフッ素樹脂チューブを押出し形成するチューブ
押出しのダイス（図示せず）表面を予め所望の粗さに形
成しておき、チューブが押出し成形される時に内面を所
望の粗さに形成してしまう。またはフッ素樹脂チューブ
５をパイプ（図示せず）内に添装させ、パイプとフッ素
樹脂チューブ間の空気を吸引することによりフッ素樹脂
チューブを固定してサンドペーパー等で所望の粗さが得
られるように粗してもよい。粗面化されたフッ素樹脂チ
ューブ５は図２に示すように凹凸部が形成され、弾性体
３との間に介在されるプライマ６が凹部５１に侵入し、
フッ素樹脂チューブとの接融面を増大させる。

【００１３】内面が粗面化されたフッ素樹脂チューブ５
は、さらにその後エッチング処理される。エッチング処
理は図３に示す含浸装置をＳを用いて行なう。含浸装置
Ｓはフッ素樹脂チューブ５の上方の開口部５ｂを支持す
る支持体１０により、直立されて支持されるフッ素樹脂
チューブ５の下方の開口部５ａに挿入される注入口１１
を上部に設けたエッチング液７の収納容器１３を備え
る。エッチング液収納容器１３の上部には突設部１４が
設けられ、突設部１４の上部に窒素ガス等の気体が供給
される気体供給ノズル１５が備えられる。突設部１４の
水平方向の断面積を注入口１１、つまりフッ素樹脂チュ
ーブ５の水平方向の断面積より大きくすることにより、
突設部１４の高さを高くせずにフッ素樹脂チューブ５の
内壁にエッチング液７の含浸を行なうことができる。収
納容器１３に気体供給ノズル１５から供給される気体
は、エッチング液７と反応しないものがよく、窒素ガス
等が好ましい。

【００１４】このような含浸装置Ｓを用いて、フッ素樹
脂チューブ５の内面のエッチングを行なうには、Ｎａ／
ナフタレン錯塩溶液等のエッチング液７が満たされた収
納容器１３の注入口１１をフッ素樹脂チューブ５の開口
部５ａに挿入し、フッ素樹脂チューブ５の開口部５ｂを
支持体１０で支持しフッ素樹脂チューブ５を直立させ
る。その後、収納容器１３に気体供給ノズル１５から窒
素ガスを供給し、突設部１４のエッチング液７の液面を
で押圧して下降させる。エッチング液７は注入口１１に
直立させたフッ素樹脂チューブ５の内部に下方から上昇
する。エッチング液を下方から上昇させることにより、
飛沫をチューブの内壁に飛散させずにフッ素樹脂チュー
ブ５内壁面を徐々に上昇させることができ、均一なエッ
チング処理を行うことができる。Ｎａ／ナフタレン錯塩
溶液の温度は１０〜４０℃が好ましい。１０℃以下では
エッチング効果が弱く、４０℃以上ではＮａ／ナフタレ
ン錯塩溶液が劣化してしまう。エッチング液７の液面
が、フッ素樹脂チューブ５の上部開口部５ｂ近傍に達
し、フッ素樹脂チューブ５の内壁に含浸された後、突設
部１４に供給された窒素ガスを排気してフッ素樹脂チュ
ーブ５内のエッチング液７を排出してエッチングを終了
する。このような含浸処理は５〜３０秒で終了するのが
好ましい。これによりフッ素樹脂チューブ５の表面に官
能基を形成させる。

【００１５】その後、エッチングにより内壁表面に官能
基を形成されたフッ素樹脂チューブ５の内壁あるいは弾
性ローラ４の表面にプライマ塗布する。そして、フッ素
樹脂チューブ５に弾性ローラ４を挿入する。挿入方法は
パイプ（図示せず）に、フッ素樹脂チューブを添装し、
パイプとフッ素樹脂チューブ間の空気を吸引することに
よりフッ素樹脂チューブを固定して弾性ローラを挿入す
る。その後加熱して弾性体となるシリコーンゴムを硬化
させると伴に弾性体とフッ素樹脂チューブを接着して一
体化する。加熱によりプライマは凹凸状に粗面化された
フッ素樹脂チューブの凹部に侵入し、フッ素樹脂とプラ
イマの接触面が大きくなると共にフッ素樹脂チューブと
噛合して強固に接着される。さらにシリコーンゴム（弾
性体）が硬化する際、エッチング処理により形成された
官能基がプライマの成分と化学的に結合することでより
接着が強度になる。

【００１６】以上の説明は本発明のローラの製造方法の
一実施例の説明であって本発明はこれに限定されない。
例えばフッ素樹脂チューブを粗面化し、エッチング処理
したものと、芯金とを金型に同軸状に固定し、芯金と、
チューブ間に液状ゴムを注入して弾性ローラの製造とフ
ッ素樹脂チューブ被覆を同時に行い、ローラを製造して
もよい。 〈実施例〉以下実施例について説明する。

【００１７】外径φ４８.５mm、厚さ５０μｍのＰＦＡ
チューブを内径φ５０mmの金属パイプ内に添装し、パイ
プとチューブ間を減圧して保持した。ＰＦＡチューブ内
壁にサンドペーパーを当て、表面平均粗さＲ_z５μｍに
した。その後Ｎａ／ナフタレン錯塩溶液に３０秒間含浸
させ、接着剤を介して芯金にシリコーンゴムを形成した
弾性ローラを挿入し接着させ、外径φ５０mmのローラを
得た。

【００１８】得られたローラをＨ／Ｒ温度２３０℃、周
速３６０mm／sec、ローラ間荷重６０Kgに設定した定着
装置に設置して、空回転させ耐久試験を行った。チュー
ブ被膜の浮き、破れを判断基準として観察した結果、１
６００時間の耐久を示した。比較例としてＰＦＡチュー
ブ内壁をサンドペーパーで粗面化せず、その他は実施例
と全く同様にローラを製造した。表面粗さは０．３μｍ
であった。同様の耐久試験を行なった。耐久時間は４０
０時間であった。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のローラの製造方法によれば、フッ素樹脂チューブの
内壁を粗面化しエッチング処理した後、プライマを介し
て弾性ローラと接着させたため、フッ素樹脂チューブの
凹凸部分にプライマが侵入しプライマと接触面積を増加
させると共に、プライマと噛合して強固に接着させる。
また、エッチング処理されたフッ素樹脂チューブの内壁
表面に官能基が形成されるため、化学的にも結合され、
より強固な接着が得られ、ローラの耐久性が著しく向上
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のローラの製造方法が適用された一実施
例により製造されるローラの断面図

【図２】図１に示すローラの要部を示す図

【図３】図１に示すローラの製造装置を示す図

【符号の説明】

１・・・・・・ローラ ４・・・・・・弾性ローラ ５・・・・・・フッ素樹脂チューブ ６・・・・・・プライマ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深堀 純一 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 國島 敏賢 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フッ素樹脂チューブ内に弾性ローラを挿入
   し一体化してローラを製造する際、前記フッ素樹脂チュ
   ーブの内壁を粗面化した後エッチング処理し、プライマ
   を介して前記フッ素樹脂チューブに前記弾性ローラを挿
   入することを特徴とするローラの製造方法。