JPH0760285B2

JPH0760285B2 - 弾性回転体及び定着装置

Info

Publication number: JPH0760285B2
Application number: JP60171468A
Authority: JP
Inventors: 司久下; 正弘後藤; 勇阪根
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-08-03
Filing date: 1985-08-03
Publication date: 1995-06-28
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: JPS6231875A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、電子写真転写装置、プリンターその他種々の
画像形成装置において使用される弾性回転体に関するも
のであり、特に前記画像形成装置においてシート状転写
材又は記録材等を搬送又は定着するための搬送又は定着
用のローラ又はベルトとして好適に使用される弾性回転
体に関するものである。従つて又、本発明は斯る弾性回
転体を使用した定着装置に関する。以下、本発明の説明
は主として定着ローラ及び定着装置に関連して行なう
が、本発明はこれに限定されるものではないことを理解
されたい。

従来の技術及び問題点従来、電子写真複写装置等の画像形成装置において、一
般に紙とされるシート状転写材又は記録材を所定の経路
に沿つて搬送する搬送ローラには搬送性、離型性、耐久
性が要求される。特に、転写紙上の未定着トナー像に熱
を付与し且つ該溶融トナーのオフセットを防止しながら
該転写紙を所定経路へと搬送しなければならない定着ロ
ーラにより厳しい条件下での搬送性、離型性、耐摩耗
性、定着性及び耐久性が要求される。

上記要求を満たすために、第３図に例示されるように、
芯金２に弾性層４を設け、更に該弾性層４の上表面に樹
脂層６を形成した構造の定着用の弾性回転体、つまり弾
性ローラ１が提案されている。斯る定着ローラでは、弾
性層はシリコンゴムとされ、樹脂として弗素樹脂が利用
される。

このような構造の定着ローラの最大の問題点は、耐久に
よる接着力の低下にある。つまり、長期間の使用により
シリコンゴム層４と弗素樹脂層６との間に部分的な剥離
が生じ使用不可能となり、通常複写装置の定着器に使用
した場合においてはA4サイズで１万枚から５万枚の定着
が、つまり複写が使用限度であつた。

本発明者等は、このような数多くの利点を有するシリコ
ンゴム層の上に弗素樹脂層を有する弾性回転体の耐久性
を向上せしめるべく数多くの研究実験を行つた結果、弗
素樹脂層を形成するシリコンゴム層の表面形状が弾性回
転体の耐久性に大きな影響力を有する因子であることを
見出した。

斯る新規な知見は、シリコンゴム層と弗素樹脂層間の結
合は化学的結合ではなく、単なる物理的、機械的な投錨
効果にて結合され、更に加熱下に生じるシリコンゴム層
の反発力と、弗素樹脂層の収縮力とによる機械的力によ
り結合されていることを見出したことに起因する。

本発明は斯る新規な知見に基ずきなされたものである。

発明の目的従つて、本発明の目的は、紙等のシート状被搬送物の搬
送性、定着性、耐摩耗性は勿論のこと、特に耐久性が飛
躍的に向上した弾性回転体が提供することである。

本発明の他の目的は、上記弾性回転を利用した定着装置
を提供することである。

問題点を解決するための手段上記目的は、本発明に係る弾性回転体にて達成される。
要約すれば本発明は、シリコンゴム層と、このシリコン
ゴム層上に設けられた弗素樹脂層とを有する弾性回転体
において、上記シリコンゴム層の表面形状は、表面形状
線の平均線からの深さが２μｍ以上、幅が2.5μｍ以上
の凹部を0.4mm以下のピツチにて軸方向及び周方向共に
有することを特徴とする弾性回転体である。

更に、本発明によると、少なくとも一方がシリコンゴム
層と、このシリコンゴム層上に設けられた弗素樹脂層と
を有する弾性回転体からわる回転体対で定着を行なう定
着装置において、上記シリコンゴム層の表面形状は、表
面形状線の平均線からの深さが２μｍ以上、幅が2.5μ
ｍ以上の凹部を0.4mm以下のピツチにて軸方向及び周方
向共に有することを特徴とする定着装置が得られる。

次に本発明に係る弾性回転体を図面に即して更に詳しく
説明する。

第１図及び第２図は、本発明に係る弾性回転体を、電子
写真複写装置においてトナー像を加熱定着する定着装置
に利用されるローラに具現化した一実施例を示す。

定着装置は、概略第１図に例示されるように、通常内部
に加熱源Ｈを有し、転写紙Ｐに担持された未定着のトナ
ー像Ｔと接する定着ローラ１と、該定着ローラ１にトナ
ー像を担持した該転写紙Ｐを押し付ける加圧ローラ10と
から構成される。定着ローラ１及び加圧ローラ10は同様
の構成とされ、芯金２、12、シリコンゴム層４、14及び
弗素樹脂層６、16から成る。

定着装置には、定着ローラ１の表面温度を検知し、該表
面温度をトナー溶融可能な最適温度、例えば160℃〜200
℃に制御するための温度検知制御手段Ｇ、及び定着ロー
ラ１の表面にシリコンオイル等のオフセット防止液を塗
布し且つ該表面のクリーニングをも行なうオフセット防
止液塗布手段Ｃ等が設けられる。

定着ローラ１は、アルミ等の熱伝導の良好な芯金２と、
該芯金２上にシリコンゴムにて形成されたシリコンゴム
層４（本実施例では層厚t₁は0.3mm〜0.8mm、反発弾性率
は65％〜85％）と、該シリコンゴム層４上に形成された
弗素樹脂層６とから成る。弗素樹脂層６は、好ましくは
PFA樹脂（４弗化エチレン樹脂・パーフロロアルキルコ
シエチレン樹脂の共重合体）、PTFE樹脂（４弗化エチレ
ン樹脂）等の弗素樹脂で作製され、本実施例で層厚t₂は
10μｍ〜25μｍ、膜強度は50kg/cm²以上とされる。

加圧ローラ10について言えば、該加圧ローラ10は上記定
着ローラ１と同様の構造とされるが、芯金12はステンレ
ス、鉄等とされ、シリコンゴム層14の厚さt₃はより厚
く、例えば4mm〜10mmとされ、又その反発弾性率は65％
〜85％とされるであろう。又、弗素樹脂層16は定着ロー
ラ１と同様にPFA、PTFE等の弗素樹脂を使用するが層厚t
₄は５μｍ〜35μｍ、膜強度は50kg/cm²以上とされるで
あろう。

上記定着ローラ１及び加圧ローラ10は、左右対称とさ
れ、且つ好ましくは、定着ローラ10（又は加圧ローラ1
0）は軸線方向中央部が両端部に比較してわずかに小径
とされた、所謂逆クラウンタイプとされる。

本発明に従えば、上記定着ローラ１及び加圧ローラ10に
おいてシリコンゴム層４、14と弗素樹脂層６、16とは、
シリコンゴム層４、14の表面を粗面化することにより物
理的及び機械的に結合される。更に詳しく言えば、シリ
コンゴム層の表面形状は、表面形状線の平均線からの深
さが２μｍ以上そして幅が2.5μｍ以上とされる凹部
を、0.4mm以下のピッチにて軸方向及び周方向共に有す
るように構成される。本明細書で表面形状線の「平均
線」とは、表面形状線の抜きとり部分で被測定面の呼称
形状をもつ直線又は曲線で断面曲線までの偏差の自乗が
最小になるように設定したものをいう。又、凹部の幅と
は、第７図に示すように、凹曲線の表面形状の平均線ｌ
からの深さのピーク値ｈの1/2の高さの部分の幅Ｗの値
を意味するものとする。

シリコンゴム層の表面形状の凹部深さ、幅、及びピッチ
が上記範囲を外れた場合にはシリコンゴム層と弗素樹脂
層の物理的及び機械的結合が良好に行なわれない。

更に、シリコンゴム層と弗素樹脂層の物理的及び機械的
な結合、つまり、接着力と、弾性層の表面形状との関係
について考察する。

本発明者等は、弗素樹脂層とシリコンゴム層の接着力と
定着ローラの表面形状の関係を万能表面形状測定器（小
坂研究所製MODEL SE−3C）を用いて調べた。その結果
を第１表に示す。ここで、凹部の個数というのは軸方向
に2.5mmの長さで表面形状線を描いた時に表面形状線平
均線からの深さが２μｍ以上の凹部の個数を求めたもの
である。

一方、周方向に対して同様の曲線を描いたところ軸方
向、周方向でほとんど差がなく、本明細書では軸方向の
表面形状でシリコンゴム層の表面形状を代表させる。

第１表から分るように、弗素樹脂層とシリコンゴム層の
接着力は、シリコンゴム層の表面形状のうち単にRz、Rm
ax表示で示される粗さではなく表面形状の平均線から深
さ２μｍ以上の凹部の個数に依存し、更には該凹部の幅
が2.5μｍ以上のものの個数が弗素樹脂層とシリコンゴ
ム層の接着力に影響を及ぼしていることを表している。

一方、本発明者は、種々の表面形状を有したシリコンゴ
ムローラを使用して、弗素樹脂層とシリコンゴム層の接
着力（接着力とはローラ表面温度200℃で前述の測定方
法で求めたものの最小値をいう。）と耐久枚数との関係
についてテストを行なつた。使用したローラのシリコン
ゴム層の表面粗さはRz表示で７μｍ〜９μｍ、Rmax表示
で８μｍ〜13μｍの間であつた。その結果が第８図に示
される。

第８図のグラフから分るように、定着ローラの耐久枚数
を20万枚以上に保つためには接着力68g/10mm幅、30万枚
以上保つには接着力が77g/10mm幅以上必要なことがわか
る。

上記第１表及び第８図の結果から、定着ローラとして少
なくとも20万枚以上の接着耐久性を維持するためには、
シリコンゴム層の表面形状が表面形状線の平均線から深
さ２μｍ以上の凹部が0.4mm以下のピッチで存在するこ
とが必要である。

以上のような効果が生じる理由としては以下のことが考
えられる。

弗素樹脂層とシリコンゴム層との間に接着層を介さない
場合には弗素樹脂層とシリコンゴム層間の接着には物理
的な投錨効果が大きく寄与し、更にそれに加わえて弗素
樹脂層とシリコンゴム層の収縮力と反撥力が接着性の大
きな要因となる。つまり、実験結果によると、弗素樹脂
層とシリコンゴム層間の接着力は、表面形状によらずに
加熱したときの方が室温状態よりも大となるのはシリコ
ンゴム層の熱膨張率が弗素樹脂層の熱膨張率よりも大き
いため弗素樹脂層にはシリコンゴム層の反撥力、シリコ
ンゴム層には弗素樹脂層からの、みかけの収縮力が働き
接着力が強固になると思われる。

又、シリコンゴム層の表面形状は、Rz、Rmax表示で例え
大きく粗れていたとしても、実際には弗素樹脂層が焼成
されたときの該弗素樹脂の溶融粘度が10¹¹〜10¹²（pois
e）と非常に大きいためシリコンゴム層の凹凸の微妙な
変化について行けず、シリコンゴム層の凹部に溶融した
弗素樹脂が流れ込み得るには凹部の幅が一定以上なけれ
ばならないと考えられる。

更に、弗素樹脂層とゴム層は完全にならつて密着してい
るわけではないので、両層の境界部には必ず部分的な空
隙が存在する。この空隙の量は上記の凹部への溶融した
弗素樹脂の流れこみに依存し、これは凹部の深さと幅だ
けでなくゴム層の表面形状のもつ、具体的には100μｍ
以下の幅でピークが1.5μｍ以上のものに代表される高
周波成分の周波数にも依存する。このような空隙が存在
すると、空隙内部にあるわずかな量の空気も膨張しよう
とするために、定着ローラ加熱時に前述したような弗素
樹脂層とゴム層に働く力を膨張しようとする空気が阻害
することとなり、室温時に比べて加熱時の接着力の増大
率が減少する。又、弗素樹脂をコーテイングするとき弗
素樹脂の粒形が10^-6m近傍（デイスパージヨンなら10^-7m
程度、パウダーなら10^-5m程度）であるためコーテイン
グ時に弗素樹脂の凹部へのはいりこみやすにも接着性は
関係しており本発明の構成は該効果も生み出していると
思われる。

次に、上記の如き定着ローラ及び加圧ローラの製造方法
について簡単に説明すると、先ず、所定の径に仕上げさ
れた芯金２又は12の上に加硫成型したシリコンゴム層
（熱伝導度1.4×10^-4〜1.5×10^-3）を形成して所望形状
のシリコンゴムローラを作製する。好ましくは、該シリ
コンゴムローラは軸線方向中央部が両端部に比較してわ
ずかに小径とされた、所謂逆クラウンタイプとされる。

次いで、シリコンゴムローラの表面は上述の表面形状を
有するように粗面化されるが、シリコンゴム層の表面形
状を変化させる手段としては、（１）シリコンゴムへの
充填剤である石英の粒形及び量をかえること、（２）ゴ
ムローラの研削条件、つまり砥石の粗さ、砥石とゴムロ
ーラの相対回転速度等をかえること、（３）ゴムローラ
表面をアルミナ等の研磨剤を用いて粗すことなどが利用
し得る。

上記（１）の方法において、シリコンゴムの充填剤であ
る粒形が0.5μｍ〜15μｍの石英を生ゴム100部に対して
５〜40部混合したときに、好ましくは粒形が３μｍ〜12
μｍの大きさの石英が上記石英気中に10％以上存在した
ときに、特に好ましくは粒形が５μｍ〜10μｍの石英を
30％以上存在したときに上記本発明に従つた表面形状が
得られ、と同時にシリコンゴムの物性値（引つ張り強
度、伸び等）も定着用ローラとして満足のいくものが得
られた。

この時、粒形がミクロンオーダーの石英はゴム物性値の
耐熱性、熱伝導性等を向上させるが伸び、反撥弾性等の
物性値は低下させる。このためミクロンオーダーの粒形
を有した石英の量は、全体量を増加させることよりも粒
度分布をそろえることにより、特に３μｍ〜12μｍの石
英、更に好ましくは５μｍ〜10μｍの石英の割合を増す
ことが効果的である。

又、シリコンゴム層表面を300〜600メツシユのアルミナ
を用いて仕上げ研磨を行なうことにより更に理想的な表
面形状が得られる。これはシリコンゴム層表面に析出し
ている粒形の大きな（特に３μｍ以上の）石英がシリコ
ンゴムとの結合力が弱いために研削時に表面からこぼれ
落ちて適度な大きさの凹部が形成されることによる効果
と思われる。即ち、最終加工として300〜600メツシユの
アルミナを用いて仕上げ研磨を行なうことは砥石研削を
行なつた後にシリコンゴム層表面に残つているシリコン
ゴムの削り粉や凹凸の高周波成分を取り去るのに有効で
ある。

このようにして、所定の粗さに粗面化されたシリコンゴ
ムローラ表面に未焼成の弗素樹脂、例えばデイスパージ
ヨン状態の弗素樹脂（水に弗素樹脂粉末を界面活性剤に
より分散させたもの）、エナメル又は粉末状態の弗素樹
脂を、シリコンゴムローラ全長にわたつてスプレー塗
装、静電塗装、粉体塗装等の方法により均一厚に塗布す
る。

以上のようにして均一膜厚に塗られた弗素樹脂デイスパ
ージヨン等は、例えば弗素樹脂の結晶融点のガラス転移
点327℃以上に加熱されることでフイルム状の樹脂被膜
となるので、未焼成の弗素樹脂が塗布されたシリコンゴ
ムローラは結晶融点以上（PTFEが327℃以上、PFAが306
℃以上）に加熱される必要がある。

ところがシリコンゴム自体は反撥弾性率や圧縮永久歪等
のゴム特性が優れているが、300℃以上に、ましてや306
℃、327℃以上に加熱されると、発煙や解重合を起こ
す。このことは、良質な弗素樹脂層の形成を防げるばか
りでなく、シリコンゴム自体のゴム特性を失なわせてし
まう。

従つて、シリコンゴムローラ自体には発煙や解重合を起
こさせないような低温（最高でも300℃以下）の加熱下
に維持しながら弗素樹脂の塗布層にはその結晶融点以上
の高温状態を与える焼成方法が好ましい。更に具体的に
は、芯金内部からゴム層を急冷却しながら、表面の未焼
成弗素樹脂を急激に加熱する方法、又は液状弗素樹脂
（デイパージヨン）自体の誘電正接がゴム層の誘電正接
より大きいことを利用した誘電加熱方法等が利用される
であろう。

これらの方法によつて実質的にシリコンゴムにはその厚
み方向に熱的勾配が形成されるものの、260℃〜280℃程
度が、未焼成弗素樹脂にはその結晶融点以上の温度（具
体的にはPTFEでは327℃以上の340℃〜380℃の焼成温
度）が５分〜10分程度与えられる。

前記焼成を行なつた後、ローラは急冷される。この急冷
によつてシリコンゴムローラ上に結晶化度が95％以下で
引張強度50kg/cm²以上、水に対する接触角100度以上の
樹脂特性を示す焼成弗素樹脂表層が、ゴムローラに対し
て強力な密着状態で、しかも十分厚く形成される。

従つて、上記定着ローラ（加熱ローラ）は、下層のシリ
コンゴム自体が所望のゴム特性を弗素樹脂層形成前とほ
ぼ同様に示し、表面の弗素樹脂層は完全に焼成された樹
脂特性を示し、これらの層の接着性が強固である。

上記の構成により定着用ローラはシリコンゴム層と弗素
樹脂層の間に接着層を介さなくても強固な密着力を有
し、特に定着済転写紙等を定着ローラから剥離するため
に該定着ローラに押圧される分離爪によりシリコンゴム
層と弗素樹脂層の間にすべり押力が集中して働いた場合
にも弗素樹脂層がシリコンゴム層から一部剥離するとい
う現象はほとんど生じない。

更に、本発明に従つた上記構成のローラを上述のように
定着ローラのように高温状態下で使用した場合には、シ
リコンゴム層は膨張し弗素樹脂層はシリコンゴム層に比
べ熱膨張率が低いためみかけ上収縮するという特性を有
しているためにシリコンゴム層と弗素樹脂層との密着強
度はより強められるという効果を有する。

従つて、本発明に従つた定着ローラは耐久性が大きく向
上し20万枚〜30万枚以上の通紙に充分耐えることができ
る。

以下、本発明について、実施例及び比較例を挙げて更に
詳しく説明する。

実施例外径38.9mmに仕上げされた芯金２の上に加硫成型したシ
リコンゴム層（熱伝導度1.4×10^-4〜1.5×10^-3）を形成
して円柱形状のシリコンゴムローラを作製した。この
時、シリコンゴム層は0.5mm厚とされた。

次いで、該シリコンゴムローラの表面は、研削装置にて
研削され、粗面化された。シリコンゴムには充填剤であ
る粒径が５μｍ〜10μｍの石英が、全石英中に重量で30
％存在しており、更にシリコンゴムローラは、300〜600
メツシユのアルミナ粉にて研摩された。

このようにして、粗面化されたシリコンゴムローラ表面
に未焼成のPTFE（四弗化エチレン樹脂）デイスパージヨ
ン（ダイキン社製弗化エチレン樹脂デイスパージヨンＤ
−１）が、シリコンゴムローラ全長にわたつてスプレー
塗装により均一厚に塗布された。

以上のようにして均一膜厚に塗られた弗素樹脂デイスパ
ージヨンは、誘電加熱装置にて焼成された。

使用した誘電加熱装置は、第４図に図示される構成とさ
れるが、簡単に説明すると、誘電加熱と赤外線外部加熱
を併用した加熱方式を採用しており、マグネトロン105
と、マグネトロン105から発生した高周波（950MHz〜245
0Mhz）を伝波する導波管106と、導波管が連結され内面
に金属製の高周波反射板103を有する開閉可能な樹脂容
器102と、上下に２個ずつ赤外線外部加熱用の反射笠付
赤外線ランプ111とを有する。

加熱容器102内には、定着ローラ１の中空内に空気流を
発生するフアン100と、容器102内に空気流を発生するフ
アン101と、が夫々容器外の駆動手段からの駆動によつ
て回転可能に設けられる。この容器は支点108を中心に
上下が開閉でき、上部に把手109が、下部にローラ１の
フランジ1Aを位置決めするアーム107が、夫々固設され
ている。

駆動手段104と、マグネトロン105と、赤外線ランプ111
との作動は制御手段110にて制御される。

定着ローラ１は下層にシリコンゴム層２を、表面に弗素
樹脂ディスバージョンを有しているため、高周波はシリ
コンゴム層よりも比誘電率が大きいデイスパージヨン中
に多量に吸収される。従つて、弗素樹脂デスパージヨン
は高周波、赤外線及び恒温槽による加熱で急激に高温化
され、340℃〜350℃に加熱される。この時シリコンゴム
層は高周波吸収率が小さいためデイスパージヨンほど高
温化されず280℃程度の温度以下に加熱される。

斯る方法によつて実質的にシリコンゴムにはその厚み方
向に熱的勾配が形成されるものの、260〜280℃程度が、
未焼成弗素樹脂にはその結晶融点以上の温度（具体的に
はPTFEで327℃以上の340℃〜380℃の焼成温度）が５分
〜10分程度与えられた。

前記焼成を行なつた後、ローラは急冷した。この急冷に
よつてシリコンゴムローラ上に結晶化度が92％で引張強
度120kg/cm²、水に対する接触角110度の樹脂特性を示す
焼成弗素樹脂表層６が、ゴムローラに対して強力な密着
状態で、しかも十分厚く、本実施例で15μｍの厚さで形
成された。

最終の定着ローラ１の外径は40mmであつた。このように
して製造した２つの定着ローラ（Ａ）及び（Ｂ）のシリ
コンゴム層の表面形状が第５図（Ａ）、（Ｂ）に図示さ
れる。表面形状曲線は触針式の万能表面形状測定器（小
坂研究所製MODELSE−3C）を用いて測定した。

比較例前記実施例と同様に外径38.9mmに仕上げされた芯金２の
上に加硫成型したシリコンゴム層（熱伝導度1.4×10^-4
〜1.5×10^-3）を0.5mmの層厚で形成して円柱形状のシリ
コンゴムローラを作製した。

次いで、実施例のようにシリコンゴムローラ表面の粗面
化を行なわない外は、実施例と同様の方法で該シリコン
ゴムローラの表面にPTFE（四弗化エチレン樹脂）から成
る弗素樹脂層（厚み15μｍ）を形成して外径40mmの２つ
の定着ローラ（Ａ）及び（Ｂ）を製造した。

第６図（Ａ）、（Ｂ）は上記のようにして製造された２
つの定着ローラ（Ａ）及び（Ｂ）のシリコンゴム層の表
面形状を示す曲線である。該表面形状曲線は触針式の万
能表面形状測定器（小坂研究所製MODEL SE−3C）を用
いて測定した。

評価・表面形状について：第５図（Ａ）、（Ｂ）を参照すると、本発明の実施例の
シリコンゴム層の表面形状は、表面形状線の平均線から
２μｍ以上の深さでしかも幅が2.5μｍとされる凹部が
0.4mm以下のピッチで存在していることが理解されるで
あろう。

ここで、凹部の幅とは、第７図に示すように、凹曲線の
表面形状の平均線ｌからの深さのピーク値ｈの1/2の高
さの部分の幅Ｗの値を意味する。

第６図（Ａ）、（Ｂ）で示した従来のシリコンゴムロー
ラ（Ａ）、（Ｂ）（比較例）のシリコンゴム層の表面形
状と、実施例のシリコンゴムローラ（Ａ）、（Ｂ）の表
面形状とを比較すると、各実施例及び比較例とも、形状
曲線は何れもRz（10点平均あらさ）で7.5〜8.0μｍ、Rm
ax（最大あらさ）で8.5〜12.2μｍとほぼ同等の表面粗
さをしているが、凹凸部とくに凹部の表面形状線の平均
線ｌからの深さと、幅及び凹部の現れる頻度と、更に表
面形状線にみられる高周波成分の周波数が異なることが
わかる。

・耐久性について：上記実施例及び比較例の各ゴムローラを使用し、紙送り
スピード200m/sec、紙送り枚数30枚/A4・分の条件で通
紙耐久試験を行なつた。

実施例の定着ローラ（Ａ）、（Ｂ）は30万枚通紙しても
異常はみられなかつた。

一方、比較例の定着ローラ（Ａ）、（Ｂ）は10万通紙で
は異常はみられなかつたが、比較例の一方（第６図
（Ａ））の定着ローラ（Ａ）では16万枚の通紙で、該接
着ローラに押圧されている分離爪の部分で一部弗素樹脂
が浮いているのがみられた。又、比較例の他方（第６図
（Ｂ））の定着ローラ（Ｂ）では14万枚の通紙で先の定
着ローラ（Ａ）と同様に分離爪の部分での弗素樹脂の浮
きが生じた。

・接着性について：次に、上記実施例及び比較例の各ゴムローラを使用して
表層の弗素樹脂層とシリコンゴム層の接着力の比較試験
をした。その結果を第２表に示す。ここで、弗素樹脂層
とゴム層の接着力は弗素樹脂を幅10mmで一部はがしその
部分に100g〜300gフルスケールのテンシヨンゲージをつ
け周方向に90度の剥離試験を行ないその時のテンシヨン
ゲージの指示する値で代表させた。

上記表で「測定できず」とあるのは弗素樹脂層がシリコ
ンゴム層から剥離する前に切断してしまう状態を示して
おり、この時のテンシヨンゲージの示す値は150g以上を
示していた。

上記の表から、実施例のシリコンゴムローラ（Ａ）、
（Ｂ）が比較例のシリコンゴムローラ（Ａ）、（Ｂ）よ
り接着力が優れていることが理解されるであろう。又、
実施例のローラと比較例のローラの接着力の差は高温に
なると更に増大することがわかる。

以上説明したように本発明では弗素樹脂層とシリコンゴ
ム層の間に強固な接着力を有し、更に定着ローラとして
実際に使用される高温加熱時にはより接着力が増すとい
う構成となつているため、20万枚以上の通紙耐久には充
分耐えることができ、更には30万枚以上の通紙耐久によ
つても優れた離型性、定着性を維持し、弗素樹脂層の剥
離も生じない。

又、上記実施例では、シリコンゴム層上に弗素樹脂をコ
ーテイングし、焼成したものについて述べてきたが、本
発明はこれに限定されず、シリコンゴム層の上に弗素樹
脂チユーブを巻いた構成においても本発明の効果がみら
れる。これは、主に弗素樹脂チユーブとシリコンゴム層
の摩擦力の増大及びチユーブとシリコンゴム層間のプラ
イマーの効果が増すことによると思われる。この実施例
の定着用ローラにあつては、耐久性能は従来の１〜２万
枚程度で剥離したものが、５〜10万枚程度にまで向上し
た。

又、シリコンゴム層を形成するシリコンゴムは、ゴム硬
度としては30度以上、80度以下が好ましく、伸びが150
％以上であり、且つ100％伸び応力が10kg/cm²以上であ
り充分なゴム弾性を有していることが必要な条件とな
る。特にシリコンゴム層の反撥弾性率（本発明を定着ロ
ーラ等に利用した場合には65〜85％が好ましい）が小さ
いと、高温時の接着力増加という現象が生じにくい。こ
のため前述したように、シリコンゴム層を加熱せずに弗
素樹脂層を焼成することが必須となる。

本発明は、上記実施例の他に、クリーニングローラ、離
型剤供給用ローラ等に利用することもでき、又、第９図
に図示されるように、ベルト状とすることもできる（例
えば転写同時定着用の中間ベルト）。特に、弗素樹脂層
を形成する弗素樹脂は離弾性と弾性を備えているために
転写性、被クリーニング性を備え（但し、クリーニング
ローラとしては、表面エネルギー順位等でのクリーニン
グを行なう）、弾性によらない効果によつて離型材の均
一塗布や転ムラを防止し、耐摩耗性に優れた利点を夫々
の用途でも発揮することができる。

又、本発明の弾性回転体の好ましい用途の一実施例とし
て、上記第１図には加熱定着装置の例を示したが、本発
明は、軽い圧力でトナー像を圧縮定着するような圧力定
着装置や、転写同時定着等の圧力定着装置等にも適用で
きる。又、上記実施例では２本ローラ構成としたが、３
本ローラ又はそれ以上のローラ数の定着装置とすること
ができ、更には本発明は種々の装置の加熱ローラ、加圧
ローラ、離型剤供給ローラ、クリーニングローラ、その
他ベルト状ローラに具現化し得るものである。

発明の効果本発明に係る弾性回転体は、上述のように構成されるた
めに、紙等のシート状被搬送物の搬送性、定着性、耐摩
耗性は勿論のこと、特に耐久性が飛躍的に向上するとい
う効果がある。

更に言えば、本発明によると、弾性層と樹脂層との密着
強度が軸方向及び周方向共に増大され、特に加熱条件下
にては著しく、一般搬送では50万枚の搬送を無理無く達
成でき、定着用回転体としても、20万枚以上の定着処理
を優れた定着効果と離型性を維持しつつ行なうことがで
きる。

又、本発明を定着装置に適用した場合には、耐摩耗性、
表面離型性に優れ、弗素樹脂層の表面特性とシリコンゴ
ム層の弾性特性を充分発揮させて、トナー像や他のロー
ラへのならい効果にも優れ、寿命が極めて長くなる。
又、本発明の定着装置によると、上記定着用ローラを記
録剤を狭圧する少なくとも一方のローラ（ベルトを含
む）へ適用すると、記録剤のカール発生を防止し、定着
画像を鮮明でしかも定着性が良いといつた効果を、従来
よりも長期にわたつて維持できる。しかも、定着の熱効
率が良く定着に必要な温度を低減（例えば20℃程）でき
るので消費電力を少なくし、電力配分の少ない装置でも
高速定着記録を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る弾性回転体及びそれを有する定
着装置の一実施例の断面図である。第２図は、第１図の定着ローラの部分拡大説明図であ
る。第３図は、従来の定着ローラの断面図である。第４図
は、定着用ローラの製造装置の一実施例の断面図であ
る。第５図（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係る弾性回転体の表面
形状を示す図である。第６図（Ａ）、（Ｂ）は従来の弾性回転体の表面形状を
示す図である。第７図は、表面形状曲線の説明図である。第８図は、接着力と耐久性との関係を示す図である。第９図は、本発明に係る弾性回転体の他の実施例であ
る。 1:定着ローラ４、14:シリコンゴム層６、16:弗素樹脂層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者後藤正弘東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者阪根勇滋賀県大津市一里山５丁目13番13号株式会社アイ・エス・テイ内 (56)参考文献特開昭57−89785（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−34839（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−102741（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−50456（ＪＰ，Ｕ) 実開昭59−109362（ＪＰ，Ｕ) 実開昭58−50455（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリコンゴム層と、このシリコンゴム層上
に設けられた弗素樹脂層と有する弾性回転体において、
上記シリコンゴム層の表面形状は、表面形状線の平均線
からの深さが２μｍ以上、幅が2.5μｍ以上の凹部を0.4
mm以下のピツチにて軸方向及び周方向共に有することを
特徴とする弾性回転体。
【請求項２】少なくとも一方がシリコンゴム層と、この
シリコンゴム層上に設けられた弗素樹脂層とを有する弾
性回転体からなる回転体対で定着を行なう定着装置にお
いて、上記シリコンゴム層の表面形状は、表面形状線の
平均線からの深さが２μｍ以上、幅が2.5μｍ以上の凹
部を0.4mm以下のピツチにて軸方向及び周方向共に有す
ることを特徴とする定着装置。