JPH05232830A

JPH05232830A - 定着ロール

Info

Publication number: JPH05232830A
Application number: JP3640592A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Oikawa; 敏行及川; Hirofumi Honma; 浩文本間
Original assignee: Hokushin Industries Corp; Hokushin Industry Co Ltd
Current assignee: Hokushin Industries Corp; Hokushin Industry Co Ltd
Priority date: 1992-02-24
Filing date: 1992-02-24
Publication date: 1993-09-10
Anticipated expiration: 2010-05-17
Also published as: JPH0746254B2

Abstract

(57)【要約】【目的】トナー汚染を回避でき、しかもシリコーンオ
イル等への親和性が改善された定着ロールを提供する。【構成】フッ素系樹脂製チューブから得られる表面層
を有する定着ロールにおいて、その表面層の表面張力を
２５ないし５０ｄｙｎ／ｃｍの範囲内に調整することに
よって得られた定着ロール。【効果】定着ローラ表面では、シリコーンオイル等の
濡れがよく、トナーの汚染が回避されるとともに、トナ
ーの定着性、とくに、従来の定着ロールではなし得なか
った、フルカラートナーを用いた定着性を大幅に改善す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機あるい
は電子写真式プリンター等電子写真プロセスを利用した
機器に用いられる定着ロールに関するものであり、とく
にシリコーンオイル等の親和性に優れ、かつトナーによ
り汚染されにくい定着ロールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術およびその問題点】電子写真複写機あるい
は電子写真式プリンター等電子写真プロセスを利用した
機器においては、感光体表面から複写紙に転写されたト
ナー像を複写紙に固定する必要がある。このトナー像を
固定する方法として、互いに圧接回転している加熱され
た定着ロールと加圧ロールとの間に複写紙を通過させ、
複写紙上のトナー像を熱融着し、固定する方法が広く採
用されている。この方法においては、定着ロール表面に
トナーが直接接触するため、定着ロール表面にトナーが
付着されないような工夫が必要である。その工夫の一例
として、表面層にシリコーンゴム層を形成させた定着ロ
ール、あるいはシリコーンオイルを多量に含浸させたゴ
ム層を有する定着ロールが知られているが、耐摩耗性が
なくロール寿命が短いという欠点があった。また、フッ
素系重合体層を有する定着ロール知られているが、クリ
−ニング用シリコーンオイルとの親和性が悪く、とくに
カラー複写機においては定着性が悪いという不都合があ
り、殆ど採用されていないのが現状である。

【０００３】

【発明の目的】そこで本発明の目的は、ロール表面の汚
染を回避でき、定着性能に優れた定着ロールを提供する
ことにある。また、クリ−ニング用シリコーンオイルと
の親和性が向上し、該オイルの層が定着ロール表面に均
一に形成され、複写紙へのトナー像の定着率が改善され
る定着ロールを提供することにある。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】本発明者らは、前記従
来の欠点を解消し、有用な定着ロールを開発すべく鋭意
研究の結果、ついに本発明に到達したのであり、前記目
的を達成するために、定着ロールのフッ素系重合体表面
層の表面張力を特定の範囲内に設定することを提案する
ものである。すなわち、本発明は、フッ素系重合体層を
表面に有する定着ロールにおいて、該層の表面の表面張
力を２５ないし５０ｄｙｎ／ｃｍの範囲に設定したこと
を特徴とする定着ロールを提供するものである。

【０００５】

【発明の具体的な説明】以下、本発明を具体的に説明す
る。本発明の定着ロールにおけるフッ素系重合体層と
は、フッ素系樹脂またはフッ素系エラストマーによって
形成される層を包含するものとして表される。その表面
層の原材料であるフッ素系重合体は、定着ロールとして
使用されている本出願前公知のフッ素系重合体であれ
ば、どのようなものでもよい。具体的には、好ましいフ
ッ素系重合体としては、テトラフルオロエチレンのホモ
ポリマーあるいはコポリマー、クロロトリフルオロエチ
レンのホモポリマーあるいはコポリマー、テトラフルオ
ロエチレンのホモポリマーあるいはコポリマー、フッ化
ビニルのホモポリマーあるいはコポリマーまたはフッ化
ビニリデンのホモポリマーあるいはコポリマーがあり、
コポリマーを構成するコモノマーとしては、前記モノマ
ーの他に、下記の一般式にて示されるものが挙げられ
る。（式中、Ｘ₁ 、Ｘ₂ 、Ｘ₃ 、Ｘ₄ はＦまたはＨ、ｎは１
ないし８、ｍは１ないし５、ｐは１ないし５である）モ
ノマーが例示できる。これらの中でも、特にテトラフル
オロエチレン、パーフルオロアルコキシビニルエーテル
などのモノマーを含むコポリマーが有用である。

【０００６】本発明におけるフッ素系重合体層は、表面
張力が２５ないし５０dyn/cmであることが重要である。
表面張力が２５dyn/cm未満の場合は、シリコーンオイル
を弾くという点で不都合であり、表面張力が５０dyn/cm
を超える場合には、トナーが付着しやすくなるという点
で不都合である。

【０００７】前記、表面張力が２５ないし５０dyn/cmの
範囲内に設定する方法としては、フッ素系重合体層の表
面を化学的あるいは物理的な処理を行うことによって達
成することができる。具体的な方法としては、該層の表
面に金属ナトリウム液や液体アンモニウムを接触させる
方法、金属蒸着膜を形成させる方法、あるいはコロナ放
電処理やガスプラズマ処理を行う方法が例示できるが、
これらのなかでは、コロナ放電処理による方法が好まし
い。なぜなら、処理表面は、部分的に脱フッ素された状
態であると、好ましい結果をもたらすからである。

【０００８】これらの方法を採用する場合、とくに該層
の表面から数μまでの部分の薄い層を極性化すると、フ
ッ素系重合体が本来有する特性を保持出来るうえに、シ
リコーンオイルの親和性を改善することができ、非常に
有効であることが判明した。

【０００９】表面処理方法として、前記各種の方法のな
かで有用なコロナ放電処理法を採用する場合は、先ずフ
ッ素重合体製チューブの表面を清浄処理したうえで、該
チューブをコロナ放電処理用チェンバー内に配置し、常
圧ないし減圧下、50ないし60℃にて、30ないし40Kvの電
圧を数秒間処理する方法が好ましいが、それらの方法に
限定されるものではない。

【００１０】このフッ素系重合体層を形成させる方法
は、自体公知の方法を利用できるが、特に、予めフッ素
系重合体のチューブを製造しておき、次いでそのチュー
ブをロールの表面に設ける方法が、作業性や得られるロ
ールの性能の優秀性から見て好適である。このフッ素系
重合体の表面層の厚みは、30ないし100 μｍ、とく30な
いし70μｍが好ましく、さらに50μｍがより好ましい。
このフッ素系重合体層の下層には、弾性体の層が形成さ
れていることが望ましい。とくに、厚みが0.2 ないし7.
0mm のシリコーンゴム層あるいはポリウレタンゴム層が
下層として存在することが望ましい。

【００１１】本発明の定着ロールは、複写紙のトナー像
と直接接触するロール、いわゆる定着ロールに用いても
よいが、複写紙のトナー像と直接には接触しないロー
ル、いわゆる加圧ロールに用いてもよいことは当然のこ
とである。

【００１２】かくして得られたロールの使用例について
図１を用いて説明する。円筒状金具（１１）、その金具
の両端部を除く表面に設けられた弾性体層（１２）、そ
の層の上に、表面張力が前記範囲内に調製されたフッ素
重合体製チューブからなる表面層（１３）を有する定着
ロール（１）には、クリ−ニングロール（２）とシリコ
ーンオイル塗布ロール（３）が設置されている。この定
着ロール表面は、加熱手段（図示せず）により、所望の
温度に保持されている。この定着ロール（１）に、表面
にフッ素重合体層（４１）を有する加圧ロール（４）が
圧接されている。この加圧ロール（４）は所望により加
熱されていてもよい。

【００１３】この定着ロールと加圧ロールとは、それぞ
れ矢印の方向に回転されている。定着ロールの表面に付
着されたトナーは、クリ−ニングロールにより除去さ
れ、また、オイル塗布ロールにより、シリコーンオイル
が定着ロール表面に薄くかつ均一に塗布されている。

【００１４】感光体表面（図示せず）から転写されたト
ナー像（６）を有する複写紙（５）は、前記２つのロー
ル間を通過する。このロール間を通過する間に、複写紙
は加熱され、トナーは溶融されて複写紙（５）表面にト
ナー像（６ａ）が定着される。

【００１５】

【発明の効果】本発明の定着ロールは、トナーの汚染を
回避することが出来るうえに、シリコーンオイルの親和
性が改善され、ロール表面にシリコーンオイルの薄い層
が均一に形成されることができるので、トナー像の離型
性が著しく向上し、複写紙へ均一に定着され、トナーの
定着率が大幅に改善される。また、複写紙がロール表面
に巻きつくこともほとんどみられない。本発明の定着ロ
ールはモノクロームトナーを用いた時の定着ロールとし
て当然使用することができるが、フルカラートナーを用
いた時の定着ロールとしても使用することができる。

【００１６】

【実施例】以下、実施例を挙げて、本発明をより具体的
に説明するが、本発明はこの実施例に限られるものでな
いことはいうまでもない。なお、本発明において、表面
張力の測定方法は、下記の方法によった。濡れ指数試薬
（和光純薬工業製）が弾かれずに塗布できる時の濡れ指
数を測定し、JIS K6768 に準じてフッ素系重合体の表面
張力とした。

【００１７】実施例１アルミニウム（A 5056) 製円筒状金具（φ：20mm、l ：
240mm ）の両端部を除く表面に、LTV 型−シリコーンゴ
ム層( 厚さ：5mm)を形成させ、そのシリコーンゴム層の
上を、パーフロロアルコキシ重合体チューブ（商品名：
PFA チューブ、グンゼ社製）にて覆い、加熱してロール
を得た。PFA チューブの厚みは50μｍであった。この
ロールの表面をコロナ放電処理し（50℃、40Kvにて1 秒
間）、表面張力が34dyn/cm、表面平均粗さ(Rz)が2.5 μ
ｍのロールを得た。このロールを加熱定着ロールとして
用い、常法により、原稿を複写紙にコピーさせてみた。
なお、加圧ロールとして、円筒状金具（φ：30mm) 表面
に厚さ30μｍのポリテトラフルオロエチレン重合体層が
形成されたロールを用いた。得られた結果を表１に示
す。

【００１８】実施例２実施例１と同様な操作を行い、ロールを得た。このロー
ルの表面をプラズマ処理し（25℃、真空度0.2torr 、電
流150mA にて２秒間）、表面張力が31dyn/cm、表面平均
粗さ(Rz)が0.5 μｍのロールを得た。このロールを定着
ロールとして、実施例１と同様な方法により、原稿を複
写紙にコピーさせてみた。得られた結果を表１に示す。

【００１９】比較例１ロール表面のコロナ放電処理をせずに、それ以外は実施
例１と同じ操作によりロールを得た。ロールの表面張力
は18dyn/cm、表面平均粗さ(Rz)が0.1 μｍであった。こ
のロールを定着ロールとして、実施例１と同様な方法に
より、原稿を複写紙にコピーさせてみた。得られた結果
を表１に示す。

【００２０】前記紙巻きつき性において、「Ａ］は、複写紙がロール
表面に少しもまきつかないことを示し、「Ｂ」は、複写
紙がロール表面に巻きついてしまうことを示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着ロールの一使用例の概略断面図で
ある。

【符号の説明】

１定着ロール２クリ−ニングロール３オイル塗布ロール４加圧ロール５複写紙６感光体表面から転写されたトナー像１１円筒状金具１２弾性体層１３表面張力が一定の範囲内に調整されたフッ素重合
体製チューブ表面層４１フッ素重合体表面層６ａ溶融定着されたトナー像

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フッ素系重合体層を表面に有する定着ロ
ールにおいて、該重合体層表面の表面張力が２５ないし
５０ｄｙｎ／ｃｍであることを特徴とする定着ロール。
【請求項２】前記表面張力は、重合体層表面をコロナ
放電処理することにより得られたものである請求項１記
載の表面改質ロール。
【請求項３】前記フッ素系重合体層がシリコーン弾性
体層の上に形成されている請求項１または２記載の定着
ロール。
【請求項４】前記フッ素系重合体層がフッ素系重合体
製チューブから得られた層である請求項１ないし３のい
ずれか１項記載の定着ロール。