JPH0572935A - 定着装置における加熱定着ロールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 定着後のトナー画像が光沢を発することな
く、しかも、長期に亘って定着性能を良好に保つことが
できる定着装置の加熱定着ロールの製造方法を提供す
る。 【構成】 互いに圧接しながら回転する加熱定着ロール
と加圧ロールとを備え、未定着トナー像が形成されたシ
ートをこれ等ロール間に挿通させて未定着トナー像の定
着を行う定着装置を前提とし、上記加熱定着ロールを製
造するに際し、円筒状芯金の外周面をフッ素系熱収縮チ
ューブで被覆する工程と、この工程が終了した後に前記
円筒状芯金の外周面に被覆されたフッ素系熱収縮チュー
ブの表面を十点平均粗さで２μｍＲｚ〜３０μｍＲｚの
範囲内にブラスト処理する工程とを備えたことを特徴と
するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真複写機、同
ファクシミリ、同プリンタ等、電子写真プロセスを利用
した機器に使用される定着装置に係り、特に、加熱定着
法を採用した定着装置における加熱定着ロールの製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真プロセスを利用した複写
機等においては、用紙上に形成された未定着トナー像を
定着して永久画像にする必要があり、その定着法として
溶剤定着法、圧力定着法及び加熱定着法等が知られてい
る。しかし、上記溶剤定着法は、溶剤蒸気が飛散し、臭
気や衛生上の問題点が多い欠点を有しており、一方、圧
力定着法も他の定着法と較べ定着性が悪く、かつ、圧力
適応性トナーが高価である欠点を有しており、共に広く
実用化されていないのが現状である。従って、未定着ト
ナー像の定着には、一般に加熱によってトナーを溶融さ
せ、用紙上に付着させる加熱定着法が広く採用されてい
る。

【０００３】そして、この定着装置としては、図２に示
すように、円筒状芯金ａの内部にヒータｂを配設し、か
つ、その芯金ａ表面にポリテトラフルオロエチレン等の
耐熱性樹脂、あるいは、ＨＴＶシリコーンゴム（High T
emperature Vulcanization Silicone Rubber），ＲＴＶ
シリコーンゴム（Room Temperature Vulcanization Sil
icone）等の耐熱弾性体から成る被覆層ｃを形成した加
熱定着ロールｄと、この加熱定着ロールｄの下方に設け
られ、円筒状芯金ｅの表面にＨＴＶシリコーンゴム、Ｌ
ＴＶシリコーンゴム（Low Temperature Valcanization
Silicone Rubber）、ＲＴＶシリコーンゴム、フッ素ゴ
ム、ＥＰＤＭゴム（Ethylene PropyleneDiene Methacry
l Rubber）等の耐熱弾性層ｆを形成した加圧ロールｇと
から構成され、これらロールｄ，ｇ間に未定着トナー像
の形成された用紙ｈを挿通させて定着を行うヒートロー
ル方式の装置が知られており、これは他の加熱定着方式
であるフラッシュ定着方式、あるいは、オーブン定着方
式の装置と較べ、その定着性能、定着速度、安全性及び
経済性等において優れているため最も広く利用されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記加
熱定着ロールｄの被覆層ｃとして、耐熱性樹脂を使用す
る従来の定着装置においては、この装置によって定着さ
れたトナー画像が光沢を発し、その反射光によって定着
画像が読み難くなるという技術的課題があった。すなわ
ち、ポリテトラフルオロエチレン等の耐熱性樹脂の被覆
された加熱定着ロールｄは、通常上記樹脂を加熱溶融さ
せた状態で上記芯金ａ上に塗布し、かつ、その塗布面を
バフ研磨処理等して製造されており、上記被覆層ｃ表面
が平滑で且つ弾性を有していないため、加熱定着時に、
用紙ｈ上の未定着トナー像が上記加熱定着ロールｄに押
潰されてその表面が平滑になってしまい、その結果光沢
を発するようになるからである。

【０００５】これに対し、加熱定着ロールｄの被覆層ｃ
としてＨＴＶシリコーンゴム等の耐熱弾性体を使用する
従来の定着装置においては、上記被覆層ｃの表面に微細
な凹凸が多数存在し、かつ、弾性を有しており、加熱定
着時に用紙上ｈ上の未定着トナー像が押潰されるという
上記技術的課題は生じないが、その反面、上記耐熱弾性
体は、上記耐熱性樹脂と較べて耐摩耗性がなく、用紙ｈ
や加熱定着ロールｄの周囲に配設された用紙剥離爪ｉあ
るいは温度センサｊ等との接触により摩滅し易いため、
短期間の使用でもって定着不良を起こしてしまうという
技術的課題が生ずる。

【０００６】しかも、上記耐熱弾性体は、加熱定着ロー
ルｄ表面に塗布するトナーオフセット防止用の離型剤に
より膨潤し易い性質を有しているため、この離型剤を使
用した場合、上記被覆層ｃが短期間の使用でもって変形
し、用紙ｈにしわを発生させてしまう技術的課題が起こ
り、一方、離型剤を使用しない場合には、用紙ｈ上のト
ナーの一部が上記被覆層ｃの凹凸内に付着して加熱定着
ロールｄからの用紙ｈの剥離性を劣化させてしまった
り、あるいは、上記トナーオフセットを起こす等の弊害
があり、その保守管理が上記被覆層ｃとして耐熱性樹脂
を使用する定着装置と較べて面倒になるという技術的課
題があった。

【０００７】この発明は、以上の技術的課題を解決する
ためになされたものであって、耐熱性樹脂の被覆された
加熱定着ロールを備えた定着装置を前提とし、定着後の
トナー画像が光沢を発することなく、しかも、長期に亘
って前記定着状態を維持することができる定着装置にお
ける加熱定着ロールの製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
互いに圧接しながら回転する加熱定着ロールと加圧ロー
ルとを備え、未定着トナー像が形成されたシートをこれ
等ロール間に挿通させて未定着トナー像の定着を行う定
着装置を前提とし、上記加熱定着ロールを製造するに際
し、円筒状芯金の外周面をフッ素系熱収縮チューブで被
覆する工程と、この工程が終了した後に前記円筒状芯金
の外周面に被覆されたフッ素系熱収縮チューブの表面を
十点平均粗さで２μｍＲｚ〜３０μｍＲｚの範囲内にブ
ラスト処理する工程とを備えたことを特徴とするもので
ある。

【０００９】

【作用】上述したような技術的手段によれば、先ず、フ
ッ素系熱収縮チューブ被覆工程が行われ、フッ素系熱収
縮チューブが円筒状芯金の外周面に熱収縮にて被覆され
る。この後、ブラスト処理工程が行われ、上記円筒状芯
金の外周面に被覆されたフッ素系熱収縮チューブの表面
が十点平均粗さで２μｍＲｚ〜３０μｍＲｚの範囲内に
粗面化されるが、これと同時に、ブラスト粒子の押圧力
により、上記フッ素系熱収縮チューブの円筒状芯金への
接着力が増大し、円筒状芯金に対するフッ素系熱収縮チ
ューブの固定状態が確実なものになる。

【００１０】

【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいてこの
発明を詳細に説明する。図１に示す実施例において、定
着装置は、加熱定着ロール１と加圧ロール２とから構成
されるものである。上記加熱定着ロール１は、図１に示
すように、矢印Ａ方向に回転可能に軸受された円筒状の
芯金３と、この芯金３表面を接着剤４を介して被覆する
ＰＦＡ（四弗化エチレン−パーフルオロアルキルビニル
エーエル共重合体）のフッ素系熱収縮チューブ５とから
成り、上記芯金３内にはヒータ６が配設されている。こ
の実施例において、上記加熱定着ロール１は、芯金３の
表面をフッ素系熱収縮チューブ５で被覆した後に、当該
フッ素系熱収縮チューブ５の表面にアランダムによるブ
ラスト処理を行い、十点平均粗さで２μｍＲｚの粗面を
形成したものになっている。

【００１１】一方、加圧ロール２は、上記加熱定着ロー
ル１の下方位置に設けられ、加熱定着ロール１と同様円
筒状の芯金７と、この芯金７表面を被覆するＨＴＶシリ
コーンゴム等の耐熱弾性体層とから成り、上記加熱定着
ロール１の回転に伴って矢印Ｂ方向に回動可能に軸受さ
れていると共に、加熱定着ロール１と加圧ロール２間に
は、図示されていない加圧機構によって適当な圧力が付
与されている。

【００１２】尚、図１中、９，１０は上記加熱定着ロー
ル１に設けられた用紙剥離爪と、このロール１表面の温
度を検知する温度センサを夫々示しており、また、１１
は未定着トナー像の形成された用紙を示し、１２はこの
用紙１１を上記ロール１，２間に挿通させるためのペー
パガイドを夫々示している。

【００１３】次に、本発明が適用された定着装置を使用
してトナー定着を行うには、図１に示すように、未定着
トナー像を有する用紙１１を搬送して加熱定着ロール１
及び加圧ロール２間を挿通させ、それによって、トナー
を溶融させて用紙１１の繊維内に流し込み、冷却させて
定着するものである。このとき、用紙１１上の未定着ト
ナー像が上記加熱定着ロール１に押潰されても、その表
面が粗面化された状態で定着されるため、定着画像は光
沢を発することはない。また、上記フッ素系熱収縮チュ
ーブ５は、それ自体硬質であり、しかも、ピンホールや
クラック等の欠陥のない成形品に対して粗面化を施して
いる分、局所的な破壊等が生成されている懸念もないた
め、上記フッ素系熱収縮チューブ５に多数回用紙１１が
接触したとしても、そのフッ素系熱収縮チューブ５表面
の粗面状態が変化せず、上記良好な定着状態は長期に亘
って維持される。

【００１４】ここで、本発明によって製造された加熱定
着ロール１を使用した定着装置、従来の耐熱性樹脂で被
覆された加熱定着ロールを使用した定着装置、並びに、
耐熱弾性体の被覆された加熱定着ロールを使用した定着
装置を夫々使用して、各加熱定着ロールの表面粗さ、各
定着装置によって定着された定着画像光沢度、並びに、
各定着装置における初期の定着状態（光沢度）を維持で
きる用紙の挿通枚数、すなわち、加熱定着ロールの寿命
を比較するための比較実験を行った。この結果を以下の
表１に示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】尚、上記比較実験において、本発明の定着
装置（）における加熱定着ロールは、アランダムの
メッシュ、吹付け圧、吹付け時間等のブラスト処理条件
を変えて得たものであり、具体的なブラスト処理条件例
を以下の表２に示す。

【００１７】

【表２】

【００１８】また、従来の耐熱性樹脂を使用した定着装
置における加熱定着ロールは、芯金表面に、加熱溶融さ
れたＰＦＡ樹脂を塗布し、その表面を十点平均粗さで
１．５μｍＲｚにブラスト処理（例えば表２のブラスト
処理条件の吹付け圧力を０．８Ｋｇ／ｃｍ2に変更）し
て得たものであり、一方、従来の耐熱弾性体を使用した
定着装置における加熱定着ロールは、芯金表面にＲＴＶ
シリコーンゴムを被覆して得たものである。

【００１９】また更に、定着画像の光沢度は、光の反射
率にて評価し、加熱定着ロールの寿命は、初期の定着状
態を維持できなくなったときの用紙の総挿通枚数で評価
した。

【００２０】以上の結果から、本発明の定着装置におけ
る加熱定着ロールの表面平均粗さは、十点平均粗さで２
μｍＲｚ以上の場合に、定着画像の反射率が１５％以下
となり、画像判読に支障のないことが判明した。また、
表面粗さが３０μｍＲｚを越えると、加熱定着ロール表
面の凹凸部にトナーが入り込み、トナー離型性が劣化す
るため好ましくないことも判明した。更に、本発明の定
着装置においては、用紙を１０万枚以上挿通させても、
初期の定着状態が変わらず、加熱定着ロールの寿命が著
しく長いことも判明した。

【００２１】一方、耐熱性樹脂を使用する従来の定着装
置においては、ロール表面の粗面状態が用紙を１０００
枚程度挿通しただけで変化してしまい、初期の定着状態
を長期に亘って維持できないことが判明した。同様に、
耐熱弾性体を使用する従来の定着装置においても、用紙
を２万〜７万枚挿通すると、耐熱弾性体が摩滅したり、
芯金から剥離する等して初期の定着状態を維持すること
が困難であることが判明した。

【００２２】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、加熱定着ロール表面をフッ素系熱収縮チューブで
被覆した後に、このフッ素系熱収縮チューブ表面を２μ
ｍＲｚ〜３０μｍＲｚの範囲内でブラスト処理するよう
にしたので、ブラスト粒子の押圧力により、上記フッ素
系熱収縮チューブの円筒状芯金への接着力を増大させ、
円筒状芯金に対するフッ素系熱収縮チューブの固定状態
を確実なものにすることが可能になる。このため、円筒
状芯金からのフッ素系熱収縮チューブの剥がれ現象を有
効に防止でき、その分、加熱定着ロールの寿命信頼性を
向上させることができる。

【００２３】更に、この発明により製造された加熱定着
ロールを使用した定着装置によれば、第一に、定着画像
の光沢発生を有効に防止することにより定着画像の判読
に支障をきたす事態を確実に回避することができ、しか
も、トナー離型性を良好に保つことにより定着装置本来
の性能を維持することができる。すなわち、加熱定着時
にシート上の未定着トナー像が加熱定着ロールに押し潰
されても、シート上のトナー像はその表面が加熱定着ロ
ール表面の粗面状態に応じて粗面化された状態で定着さ
れるため、定着画像の表面が平滑であるものに較べて定
着画像の反射率を充分に抑えることが可能になり、その
分、定着画像が不必要に光沢を発することはなく、定着
画像の判読に支障をきたす事態を確実に回避することが
できる。しかも、加熱定着ロール表面の粗面化に基づく
凹凸部にトナーが不必要に付着する事態を確実に回避
し、加熱定着ロールのトナー離型性を良好に保つように
したので、シートの剥離性の劣化やトナーオフセット現
象を有効に防止することができる。

【００２４】第二に、加熱定着ロール表面の粗面状態を
長期に亘って維持することができ、加熱定着ロールの寿
命を著しく延ばすことができる。すなわち、加熱定着ロ
ール表面を被覆するフッ素系熱収縮チューブは、それ自
体が硬質で、かつ、ピンホールやクラック等の欠陥が少
ない成形品であるため、このフッ素系熱収縮チューブの
表面を粗面化した場合、フッ素系熱収縮チューブ表面に
局所的破壊等が引き起こされることは少ない。このた
め、シートや剥離爪等が加熱定着ロール表面に多数回接
触したとしても、加熱定着ロール表面のフッ素系熱収縮
チューブ自体の硬質性及び欠陥の少ない粗面状態からす
れば、加熱定着ロールの表面の粗面状態が摩耗によって
変化し難く、加熱定着ロール表面の粗面状態を長期に亘
って維持することができる。

【００２５】従って、この発明によれば、定着性能及び
寿命の点で優れている加熱定着ロールを製造でき、もっ
て、光沢が発しない良好な定着画像を長期に亘って得る
ことが可能になり、定着装置の保守管理を容易にするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明によって製造された加熱定着ロール
を使用した定着装置の一実施例を示す説明図である。

【図２】 従来の定着装置の一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１…加熱定着ロール，２…加圧ロール，３，７…芯金，
４…接着剤，５…フッ素系熱収縮チューブ，６…ヒー
タ，８…耐熱弾性体，９…用紙剥離爪，１０…温度セン
サ，１１…用紙，１２…ペーパガイド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに圧接しながら回転する加熱定着ロ
   ールと加圧ロールとを備え、未定着トナー像が形成され
   たシートをこれ等ロール間に挿通させて未定着トナー像
   の定着を行う定着装置において、上記加熱定着ロールを
   製造するに際し、円筒状芯金の外周面をフッ素系熱収縮
   チューブで被覆する工程と、この工程が終了した後に前
   記円筒状芯金の外周面に被覆されたフッ素系熱収縮チュ
   ーブの表面を十点平均粗さで２μｍＲｚ〜３０μｍＲｚ
   の範囲内にブラスト処理する工程とを備えたことを特徴
   とする定着装置における加熱定着ロールの製造方法。