JPH0996985A - 定着ローラー及びその製造方法 - Google Patents
定着ローラー及びその製造方法Info
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- JPH0996985A JPH0996985A JP27719695A JP27719695A JPH0996985A JP H0996985 A JPH0996985 A JP H0996985A JP 27719695 A JP27719695 A JP 27719695A JP 27719695 A JP27719695 A JP 27719695A JP H0996985 A JPH0996985 A JP H0996985A
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Landscapes
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- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 弾性層とフッ素樹脂層との層間接着力が顕著
に向上し、耐久性が改善された定着ローラ及びその製造
方法を提供する。 【解決手段】 芯金1上に、少なくともゴムからなる弾
性層2とフッ素樹脂からなる離型層3の2層がこの順に
積層されてなる定着ローラーにおいて、弾性層がゴム中
に平均粒子径5〜150μmのフッ素樹脂粒子が10〜
50体積%の割合で分散されたゴム組成物から形成され
ている定着ローラー。芯金上に、ゴム中に平均粒子径5
〜150μmのフッ素樹脂粒子が10〜50体積%の割
合で分散されたゴム組成物からなる弾性層を形成し架橋
した後、該架橋後の弾性層上にフッ素樹脂を被覆して離
型層を形成し、次いで、該フッ素樹脂の融点以上の温度
に加熱する定着ローラーの製造方法。
に向上し、耐久性が改善された定着ローラ及びその製造
方法を提供する。 【解決手段】 芯金1上に、少なくともゴムからなる弾
性層2とフッ素樹脂からなる離型層3の2層がこの順に
積層されてなる定着ローラーにおいて、弾性層がゴム中
に平均粒子径5〜150μmのフッ素樹脂粒子が10〜
50体積%の割合で分散されたゴム組成物から形成され
ている定着ローラー。芯金上に、ゴム中に平均粒子径5
〜150μmのフッ素樹脂粒子が10〜50体積%の割
合で分散されたゴム組成物からなる弾性層を形成し架橋
した後、該架橋後の弾性層上にフッ素樹脂を被覆して離
型層を形成し、次いで、該フッ素樹脂の融点以上の温度
に加熱する定着ローラーの製造方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】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高速
でモノクロ画像が出力できる機種、部分カラーあるいは
フルカラー画像が出力できる機種等の定着部に用いるロ
ーラー、即ち弾性を持つ定着ローラー及びその製造方法
に関するものである。ただし、本発明の定着ローラー
は、定着ローラーと同様な特性、即ち弾性や非汚染性等
を活用する圧着ローラーや搬送ローラー等類似の製品へ
の利用を除外するものではない。
レーザービームプリンター、ファクシミリ等の特に高速
でモノクロ画像が出力できる機種、部分カラーあるいは
フルカラー画像が出力できる機種等の定着部に用いるロ
ーラー、即ち弾性を持つ定着ローラー及びその製造方法
に関するものである。ただし、本発明の定着ローラー
は、定着ローラーと同様な特性、即ち弾性や非汚染性等
を活用する圧着ローラーや搬送ローラー等類似の製品へ
の利用を除外するものではない。
【0002】
【従来の技術】電子写真複写機やレーザービームプリン
ター、ファクシミリ等の画像形成装置において、転写紙
上の未定着トナー像を定着させる方法として、一般に、
加熱ローラーを用いる方法が用いられている。この定着
方法は、未定着のトナー像を形成した転写紙を2つの圧
接したローラー間に通し、かつ、ローラーの一方または
双方を内部から加熱することにより、トナー像を転写紙
上に定着させる方式である。2つのローラーの内、未定
着トナー像に接触する方のローラーを定着ローラーと呼
び、通常、その内部に加熱源が配置されている。
ター、ファクシミリ等の画像形成装置において、転写紙
上の未定着トナー像を定着させる方法として、一般に、
加熱ローラーを用いる方法が用いられている。この定着
方法は、未定着のトナー像を形成した転写紙を2つの圧
接したローラー間に通し、かつ、ローラーの一方または
双方を内部から加熱することにより、トナー像を転写紙
上に定着させる方式である。2つのローラーの内、未定
着トナー像に接触する方のローラーを定着ローラーと呼
び、通常、その内部に加熱源が配置されている。
【0003】定着ローラーとしては、金属製の芯金上
に、弾性層を設けたもの、あるいは弾性層の上に更に離
型層を設けたものなどが汎用されている。具体例として
は、シリコーンゴムの弾性と非汚染性または非粘着性を
利用し、芯金上にシリコーンゴムを単層に成形したもの
や、特性の異なるシリコーンゴム組成物に弾性と離型性
の機能を分担させて、弾性層と離型層の複数の層に成形
したものが、特にフルカラー画像用の定着ローラーによ
く用いられている。また、高速でモノクロ画像を出力す
る目的には、芯金上に、シリコーンゴムを弾性層として
形成し、その上に離型層としてフッ素樹脂からなる層を
積層したタイプの弾性ローラーが主として用いられてき
た。
に、弾性層を設けたもの、あるいは弾性層の上に更に離
型層を設けたものなどが汎用されている。具体例として
は、シリコーンゴムの弾性と非汚染性または非粘着性を
利用し、芯金上にシリコーンゴムを単層に成形したもの
や、特性の異なるシリコーンゴム組成物に弾性と離型性
の機能を分担させて、弾性層と離型層の複数の層に成形
したものが、特にフルカラー画像用の定着ローラーによ
く用いられている。また、高速でモノクロ画像を出力す
る目的には、芯金上に、シリコーンゴムを弾性層として
形成し、その上に離型層としてフッ素樹脂からなる層を
積層したタイプの弾性ローラーが主として用いられてき
た。
【0004】従来技術における最大の課題は、定着ロー
ラーの耐久性が未だ不十分なことであり、これにより複
写機等の定着ローラーの交換頻度が高く、装置メンテナ
ンス費用が高くなることが問題であった。定着ローラー
の耐久性不足の一因として、芯金上に形成するシリコー
ンゴム層やフッ素樹脂層の層間接着力の小さいことが挙
げられる。特に、シリコーンゴム層を弾性層とし、その
上にフッ素樹脂層を積層したタイプの定着ローラーは、
接着処理の難しい材料同士の異種材料間接着のため、接
着力を上げることが難しく、従来、せいぜい数十g/c
m程度の剥離強度しか得られなかった。
ラーの耐久性が未だ不十分なことであり、これにより複
写機等の定着ローラーの交換頻度が高く、装置メンテナ
ンス費用が高くなることが問題であった。定着ローラー
の耐久性不足の一因として、芯金上に形成するシリコー
ンゴム層やフッ素樹脂層の層間接着力の小さいことが挙
げられる。特に、シリコーンゴム層を弾性層とし、その
上にフッ素樹脂層を積層したタイプの定着ローラーは、
接着処理の難しい材料同士の異種材料間接着のため、接
着力を上げることが難しく、従来、せいぜい数十g/c
m程度の剥離強度しか得られなかった。
【0005】特開昭64−40869号公報には、弾性
層の上に樹脂材を塗布し、焼成することにより弾性層の
上に樹脂層が形成された弾性回転体であって、弾性層
は、ゴム材中に樹脂材を分散混入して形成されることを
特徴とする弾性回転体が提案されている。具体的に、該
公報には、弾性層のシリコーンゴムにフッ素樹脂を分散
混入させて、その上にフッ素樹脂を積層することにより
接着力の改善を図り、それによって、百数十g/cmの
剥離強度を得たことが報告されている。より具体的に、
該公報には、シリコーンゴムに、粒径が1μm以下好ま
しくは0.5μm以下のPTFE粒子を分散させたゴム
組成物で弾性層を形成し、その上にフッ素樹脂層を形成
することが開示されている。該公報に開示されている発
明の技術的思想は、異種材料上にフッ素樹脂を接着させ
るためのプライマー機能をシリコーンゴム層そのものに
持たせようとするものである。しかしながら、これによ
る剥離強度の向上の程度は、200g/cmまで至ら
ず、ローラーの耐久性向上のためには、更なる接着力の
向上が必要であった。
層の上に樹脂材を塗布し、焼成することにより弾性層の
上に樹脂層が形成された弾性回転体であって、弾性層
は、ゴム材中に樹脂材を分散混入して形成されることを
特徴とする弾性回転体が提案されている。具体的に、該
公報には、弾性層のシリコーンゴムにフッ素樹脂を分散
混入させて、その上にフッ素樹脂を積層することにより
接着力の改善を図り、それによって、百数十g/cmの
剥離強度を得たことが報告されている。より具体的に、
該公報には、シリコーンゴムに、粒径が1μm以下好ま
しくは0.5μm以下のPTFE粒子を分散させたゴム
組成物で弾性層を形成し、その上にフッ素樹脂層を形成
することが開示されている。該公報に開示されている発
明の技術的思想は、異種材料上にフッ素樹脂を接着させ
るためのプライマー機能をシリコーンゴム層そのものに
持たせようとするものである。しかしながら、これによ
る剥離強度の向上の程度は、200g/cmまで至ら
ず、ローラーの耐久性向上のためには、更なる接着力の
向上が必要であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、芯金
上に、ゴムからなる弾性層とフッ素樹脂からなる離型層
の2層がこの順に積層されてなる定着ローラーであっ
て、弾性層とフッ素樹脂層との層間接着力が顕著に向上
し、耐久性が改善された定着ローラ及びその製造方法を
提供することにある。本発明者らは、前記従来技術の問
題点を克服するために鋭意研究した結果、ゴム中に平均
粒子径5〜150μmのフッ素樹脂粒子が10〜50体
積%の割合で分散されたゴム組成物を用いて弾性層を形
成し、その上にフッ素樹脂からなる離型層を形成するこ
とにより、層間接着力が顕著に改善されることを見出し
た。弾性層を形成するゴム中に平均粒子径の大きなフッ
素樹脂粒子を分散させ、かつ、離型層のフッ素樹脂の融
点以上の温度に加熱することにより、両層間にアンカー
効果と呼ばれる物理的接着力が付与される。この場合、
弾性層を研磨した後にフッ素樹脂層を形成すると、積層
界面にアンカー効果による物理的接着力を発揮するのに
十分な凹凸が形成され、接着力を更に高めることができ
る。本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至っ
たものである。
上に、ゴムからなる弾性層とフッ素樹脂からなる離型層
の2層がこの順に積層されてなる定着ローラーであっ
て、弾性層とフッ素樹脂層との層間接着力が顕著に向上
し、耐久性が改善された定着ローラ及びその製造方法を
提供することにある。本発明者らは、前記従来技術の問
題点を克服するために鋭意研究した結果、ゴム中に平均
粒子径5〜150μmのフッ素樹脂粒子が10〜50体
積%の割合で分散されたゴム組成物を用いて弾性層を形
成し、その上にフッ素樹脂からなる離型層を形成するこ
とにより、層間接着力が顕著に改善されることを見出し
た。弾性層を形成するゴム中に平均粒子径の大きなフッ
素樹脂粒子を分散させ、かつ、離型層のフッ素樹脂の融
点以上の温度に加熱することにより、両層間にアンカー
効果と呼ばれる物理的接着力が付与される。この場合、
弾性層を研磨した後にフッ素樹脂層を形成すると、積層
界面にアンカー効果による物理的接着力を発揮するのに
十分な凹凸が形成され、接着力を更に高めることができ
る。本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至っ
たものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、芯金上
に、少なくともゴムからなる弾性層とフッ素樹脂からな
る離型層の2層がこの順に積層されてなる定着ローラー
において、弾性層がゴム中に平均粒子径5〜150μm
のフッ素樹脂粒子が10〜50体積%の割合で分散され
たゴム組成物から形成されていることを特徴とする定着
ローラーが提供される。また、本発明によれば、芯金上
に、ゴム中に平均粒子径5〜150μmのフッ素樹脂粒
子が10〜50体積%の割合で分散されたゴム組成物か
らなる弾性層を形成し架橋した後、該架橋後の弾性層上
にフッ素樹脂を被覆して離型層を形成し、次いで、該フ
ッ素樹脂の融点以上の温度に加熱することを特徴とする
定着ローラーの製造方法が提供される。
に、少なくともゴムからなる弾性層とフッ素樹脂からな
る離型層の2層がこの順に積層されてなる定着ローラー
において、弾性層がゴム中に平均粒子径5〜150μm
のフッ素樹脂粒子が10〜50体積%の割合で分散され
たゴム組成物から形成されていることを特徴とする定着
ローラーが提供される。また、本発明によれば、芯金上
に、ゴム中に平均粒子径5〜150μmのフッ素樹脂粒
子が10〜50体積%の割合で分散されたゴム組成物か
らなる弾性層を形成し架橋した後、該架橋後の弾性層上
にフッ素樹脂を被覆して離型層を形成し、次いで、該フ
ッ素樹脂の融点以上の温度に加熱することを特徴とする
定着ローラーの製造方法が提供される。
【0008】本願第1発明の好ましい実施態様には、少
なくとも下記が含まれる。 1.弾性層のゴム成分がシリコーンゴム及びフッ素ゴム
からなる群より選ばれる少なくとも1種のゴムである前
記定着ローラー。 2.離型層がポリテトラフルオロエチレン(PTF
E)、テトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキル
ビニルエーテル共重合体(PFA)、及びテトラフルオ
ロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FE
P)からなる群より選ばれる少なくとも1種のフッ素樹
脂から形成されたものである前記定着ローラー。 3.フッ素樹脂粒子が熱溶融性フッ素樹脂の粒子である
前記定着ローラー。 4.フッ素樹脂粒子がPFA及びFEPからなる群より
選ばれる少なくとも1種のフッ素樹脂の粒子である前記
定着ローラー。 5.フッ素樹脂粒子が熱溶融性フッ素樹脂を粉砕して得
られる異形粒子である前記定着ローラー。 6.芯金上に、プライマーを介して弾性層が形成されて
いる前記定着ローラー。
なくとも下記が含まれる。 1.弾性層のゴム成分がシリコーンゴム及びフッ素ゴム
からなる群より選ばれる少なくとも1種のゴムである前
記定着ローラー。 2.離型層がポリテトラフルオロエチレン(PTF
E)、テトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキル
ビニルエーテル共重合体(PFA)、及びテトラフルオ
ロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FE
P)からなる群より選ばれる少なくとも1種のフッ素樹
脂から形成されたものである前記定着ローラー。 3.フッ素樹脂粒子が熱溶融性フッ素樹脂の粒子である
前記定着ローラー。 4.フッ素樹脂粒子がPFA及びFEPからなる群より
選ばれる少なくとも1種のフッ素樹脂の粒子である前記
定着ローラー。 5.フッ素樹脂粒子が熱溶融性フッ素樹脂を粉砕して得
られる異形粒子である前記定着ローラー。 6.芯金上に、プライマーを介して弾性層が形成されて
いる前記定着ローラー。
【0009】本願第2発明の好ましい実施態様には、少
なくとも下記が含まれる。 1.架橋後の弾性層に更なる加工を加えることなく、該
弾性層上にフッ素樹脂を被覆して離型層を形成し、次い
で、該フッ素樹脂の融点以上の温度に加熱する前記定着
ローラーの製造方法。 2.架橋後の弾性層表面を研磨した後、該弾性層上にフ
ッ素樹脂を被覆して離型層を形成し、次いで、該フッ素
樹脂の融点以上の温度に加熱する前記定着ローラーの製
造方法。 3.架橋後の弾性層表面に、フッ素樹脂のディスパージ
ョンまたは粉体を塗布して、乾燥した後、あるいは乾燥
することなく、該フッ素樹脂の融点以上の温度に加熱し
て離型層を形成する前記定着ローラーの製造方法。 4.架橋後の弾性層表面に、フッ素樹脂チューブを被せ
た後、該フッ素樹脂の融点以上の温度に加熱して離型層
を形成する前記定着ローラーの製造方法。 5.フッ素樹脂チューブが加熱もしくは機械的な部品の
取り外しによって主として径方向に収縮する収縮チュー
ブであり、架橋後の弾性層表面にフッ素樹脂チューブを
被せた後、フッ素樹脂チューブの収縮処理を行って、弾
性層表面とフッ素樹脂チューブを密着させた後、該フッ
素樹脂の融点以上の温度に加熱して離型層を形成する第
4項に記載の定着ローラーの製造方法。 6.芯金上に、プライマーを介して弾性層を形成する前
記定着ローラーの製造方法。
なくとも下記が含まれる。 1.架橋後の弾性層に更なる加工を加えることなく、該
弾性層上にフッ素樹脂を被覆して離型層を形成し、次い
で、該フッ素樹脂の融点以上の温度に加熱する前記定着
ローラーの製造方法。 2.架橋後の弾性層表面を研磨した後、該弾性層上にフ
ッ素樹脂を被覆して離型層を形成し、次いで、該フッ素
樹脂の融点以上の温度に加熱する前記定着ローラーの製
造方法。 3.架橋後の弾性層表面に、フッ素樹脂のディスパージ
ョンまたは粉体を塗布して、乾燥した後、あるいは乾燥
することなく、該フッ素樹脂の融点以上の温度に加熱し
て離型層を形成する前記定着ローラーの製造方法。 4.架橋後の弾性層表面に、フッ素樹脂チューブを被せ
た後、該フッ素樹脂の融点以上の温度に加熱して離型層
を形成する前記定着ローラーの製造方法。 5.フッ素樹脂チューブが加熱もしくは機械的な部品の
取り外しによって主として径方向に収縮する収縮チュー
ブであり、架橋後の弾性層表面にフッ素樹脂チューブを
被せた後、フッ素樹脂チューブの収縮処理を行って、弾
性層表面とフッ素樹脂チューブを密着させた後、該フッ
素樹脂の融点以上の温度に加熱して離型層を形成する第
4項に記載の定着ローラーの製造方法。 6.芯金上に、プライマーを介して弾性層を形成する前
記定着ローラーの製造方法。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明は、実質的にアンカー効果
と呼ばれる物理的接着によって層間接着力を向上させる
ものであるから、本発明の定着ローラーを製造する際に
は、離型層であるフッ素樹脂を結晶融点以上の温度に加
熱する必要がある。即ち、離型層のフッ素樹脂は、弾性
層中に分散されてかつ弾性層の表面にその一部が露出し
たフッ素樹脂粒子と溶融接着するか、あるいは弾性層中
に分散されてかつ弾性層の表面にその一部が露出したフ
ッ素樹脂粒子が弾性層表面から脱落して形成される弾性
層表面の孔中に離型層のフッ素樹脂が嵌入してアンカー
効果を得るものであるから、フッ素樹脂が融点以上で溶
融燒結されることが必須の条件となる。
と呼ばれる物理的接着によって層間接着力を向上させる
ものであるから、本発明の定着ローラーを製造する際に
は、離型層であるフッ素樹脂を結晶融点以上の温度に加
熱する必要がある。即ち、離型層のフッ素樹脂は、弾性
層中に分散されてかつ弾性層の表面にその一部が露出し
たフッ素樹脂粒子と溶融接着するか、あるいは弾性層中
に分散されてかつ弾性層の表面にその一部が露出したフ
ッ素樹脂粒子が弾性層表面から脱落して形成される弾性
層表面の孔中に離型層のフッ素樹脂が嵌入してアンカー
効果を得るものであるから、フッ素樹脂が融点以上で溶
融燒結されることが必須の条件となる。
【0011】本発明に用いる弾性層の材料としては、離
型層に用いるフッ素樹脂の燒結温度と燒結時間に耐えう
るものであれば特に限定されないが、耐熱性が特に優れ
ている点から、シリコーンゴム、フッ素ゴム、もしくは
それらの混合物が好ましく用いられる。シリコーンゴム
のタイプとしては、ミラブルタイプ、液状タイプのいず
れでもよく、HTV(高温硬化型)、LTV(低温硬化
型)、RTV(室温硬化型)のいずれでもよい。また、
シリコーンゴムの化学構造としては、基本的なジメチル
シリコーンゴム;ビニル基、水素基、水酸基等を有する
シリコーンゴム;フェニルシリコーンゴム;フロロシリ
コーンゴムのいずれでもよく、またそれらの2種以上の
任意の混合物でもよい。
型層に用いるフッ素樹脂の燒結温度と燒結時間に耐えう
るものであれば特に限定されないが、耐熱性が特に優れ
ている点から、シリコーンゴム、フッ素ゴム、もしくは
それらの混合物が好ましく用いられる。シリコーンゴム
のタイプとしては、ミラブルタイプ、液状タイプのいず
れでもよく、HTV(高温硬化型)、LTV(低温硬化
型)、RTV(室温硬化型)のいずれでもよい。また、
シリコーンゴムの化学構造としては、基本的なジメチル
シリコーンゴム;ビニル基、水素基、水酸基等を有する
シリコーンゴム;フェニルシリコーンゴム;フロロシリ
コーンゴムのいずれでもよく、またそれらの2種以上の
任意の混合物でもよい。
【0012】弾性層の厚みは、用途や設置する機械装置
の構造、目標とする弾性、用いる材料の硬度等を勘案し
て適宜設定されるが、一般的には100μm〜3mmの
範囲内に設定されることが多い。勿論これより厚い膜厚
に成形した後に、研磨等により必要な膜厚に加工しても
よい。弾性層は、金属製の芯金上にプライマーを介して
積層してもよく、芯金をブラスト、電気化学的エッチン
グ、化学的エッチングのいずれかもしくはそれらを組み
合わせた方法により粗面化して、さらに必要に応じてプ
ライマーを介して積層してもよい。
の構造、目標とする弾性、用いる材料の硬度等を勘案し
て適宜設定されるが、一般的には100μm〜3mmの
範囲内に設定されることが多い。勿論これより厚い膜厚
に成形した後に、研磨等により必要な膜厚に加工しても
よい。弾性層は、金属製の芯金上にプライマーを介して
積層してもよく、芯金をブラスト、電気化学的エッチン
グ、化学的エッチングのいずれかもしくはそれらを組み
合わせた方法により粗面化して、さらに必要に応じてプ
ライマーを介して積層してもよい。
【0013】本願発明に用いられる離型層のフッ素樹脂
としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、
テトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン
/ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、エチ
レン/テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、
ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチ
レン/クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTF
E)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等任意のもの
が選択でき、それらの2種以上の混合物として用いても
よい。また、これらの材料形態としては、ディスパージ
ョン、粉体等のいずれでもよく、また、チューブ状等に
成形されていてもよい。耐熱性や離型性(非汚染性、非
粘着性)の観点から、PTFE、PFA、FEPのいず
れか、もしくはその2種以上の混合物がより好ましく用
いられる。
としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、
テトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン
/ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、エチ
レン/テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、
ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチ
レン/クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTF
E)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等任意のもの
が選択でき、それらの2種以上の混合物として用いても
よい。また、これらの材料形態としては、ディスパージ
ョン、粉体等のいずれでもよく、また、チューブ状等に
成形されていてもよい。耐熱性や離型性(非汚染性、非
粘着性)の観点から、PTFE、PFA、FEPのいず
れか、もしくはその2種以上の混合物がより好ましく用
いられる。
【0014】離型層の厚みも、用途や設置する機械装置
の構造、目標とする弾性、用いる材料の硬度、弾性層の
硬度、摩耗耐久性等を勘案して適宜設定されるが、一般
的には5〜50μmの範囲内である。弾性層中に分散さ
れるフッ素樹脂粒子は、自己融着性もしくは他のフッ素
樹脂との融着性を有するものであればいずれでもよく、
PTFE、PFA、FEP、ETFE、PCTFE、E
CTFEの中から任意に選択でき、また、それらの2種
以上の混合物として用いてもよい。なお、未燒結で高分
子量のPTFEも好適に用いられるが、これを用いる場
合は、分散の際に強い剪断力をかけると繊維化するた
め、極端な場合は弾性層が均一に成形できなくなること
があるので、分散方法には注意を要する。このような注
意を必要とせず工業的に容易に用いられるのは、熱溶融
性フッ素樹脂であり、中でも耐熱性の観点からPFA及
びFEPがより好ましく用いられる。
の構造、目標とする弾性、用いる材料の硬度、弾性層の
硬度、摩耗耐久性等を勘案して適宜設定されるが、一般
的には5〜50μmの範囲内である。弾性層中に分散さ
れるフッ素樹脂粒子は、自己融着性もしくは他のフッ素
樹脂との融着性を有するものであればいずれでもよく、
PTFE、PFA、FEP、ETFE、PCTFE、E
CTFEの中から任意に選択でき、また、それらの2種
以上の混合物として用いてもよい。なお、未燒結で高分
子量のPTFEも好適に用いられるが、これを用いる場
合は、分散の際に強い剪断力をかけると繊維化するた
め、極端な場合は弾性層が均一に成形できなくなること
があるので、分散方法には注意を要する。このような注
意を必要とせず工業的に容易に用いられるのは、熱溶融
性フッ素樹脂であり、中でも耐熱性の観点からPFA及
びFEPがより好ましく用いられる。
【0015】弾性層中に分散されるフッ素樹脂粒子の材
料形態も、ディスパージョン、粉体等いずれでもよい
が、弾性層の表面にその一部が露出したフッ素樹脂粒子
が弾性層表面から脱落して形成される弾性層表面の孔中
に離型層のフッ素樹脂が嵌入してアンカー効果を得る場
合には、熱溶融性フッ素樹脂の球状に形成された粉体が
好ましい。弾性層中に分散されてかつ弾性層の表面にそ
の一部が露出したフッ素樹脂粒子と溶融接着する方法を
主として取る場合には、重合1次粒子が凝集して複雑な
形状の2次粒子を形成しているPTFEのモールティン
グパウダーやファインパウダー、あるいは熱溶融性フッ
素樹脂例えばPFAを粉砕してなる異形粒子を用いるこ
とにより、フッ素樹脂粒子が弾性層中に強固に捕捉され
やすく、その結果、大きなアンカー効果で高い接着力が
得られるので好ましい。
料形態も、ディスパージョン、粉体等いずれでもよい
が、弾性層の表面にその一部が露出したフッ素樹脂粒子
が弾性層表面から脱落して形成される弾性層表面の孔中
に離型層のフッ素樹脂が嵌入してアンカー効果を得る場
合には、熱溶融性フッ素樹脂の球状に形成された粉体が
好ましい。弾性層中に分散されてかつ弾性層の表面にそ
の一部が露出したフッ素樹脂粒子と溶融接着する方法を
主として取る場合には、重合1次粒子が凝集して複雑な
形状の2次粒子を形成しているPTFEのモールティン
グパウダーやファインパウダー、あるいは熱溶融性フッ
素樹脂例えばPFAを粉砕してなる異形粒子を用いるこ
とにより、フッ素樹脂粒子が弾性層中に強固に捕捉され
やすく、その結果、大きなアンカー効果で高い接着力が
得られるので好ましい。
【0016】弾性層中に分散されるフッ素樹脂粒子の粒
子径は、アンカー効果を有効に活用する観点から、平均
粒子径5μm以上とすることが必要であり、逆に大きす
ぎると仕上がった弾性ローラーの表面硬度や弾性の不均
一化を招くため、平均粒子径150μm以下とすること
が好ましい。より好ましい平均粒子径の範囲は10〜1
00μm、更に好ましくは20〜80μmである。熱溶
融性フッ素樹脂粒子の平均粒子径は、マイクロトラック
法により測定し、ディスパージョンの平均粒子径は、光
透過法により測定した。弾性層中に分散されるフッ素樹
脂粒子の配合量は、粒子径同様にアンカー効果を有効に
活用する観点から、10体積%以上が好ましく、多すぎ
ると弾性層の硬度が高くなってしまうため50体積%以
下とすることが好ましい。より好ましい配合量の範囲は
15〜30体積%である。
子径は、アンカー効果を有効に活用する観点から、平均
粒子径5μm以上とすることが必要であり、逆に大きす
ぎると仕上がった弾性ローラーの表面硬度や弾性の不均
一化を招くため、平均粒子径150μm以下とすること
が好ましい。より好ましい平均粒子径の範囲は10〜1
00μm、更に好ましくは20〜80μmである。熱溶
融性フッ素樹脂粒子の平均粒子径は、マイクロトラック
法により測定し、ディスパージョンの平均粒子径は、光
透過法により測定した。弾性層中に分散されるフッ素樹
脂粒子の配合量は、粒子径同様にアンカー効果を有効に
活用する観点から、10体積%以上が好ましく、多すぎ
ると弾性層の硬度が高くなってしまうため50体積%以
下とすることが好ましい。より好ましい配合量の範囲は
15〜30体積%である。
【0017】本願発明の弾性ローラーにおいては、弾性
層の形成が終了した段階で、弾性層表面に一部が露出し
たフッ素樹脂粒子が離型層のフッ素樹脂と溶融一体化す
るか、あるいは該フッ素樹脂が脱落して形成された弾性
層表面の孔中に離型層のフッ素樹脂が嵌入するか、ある
いはそれらの現象が混在する結果、弾性層と離型層の界
面は、実質的に弾性層の主たる部分を形成するゴムと離
型層のフッ素樹脂との界面となり、微小な凹凸を形成す
ることとなる。この凹凸がアンカー効果を十分に発揮し
て高い層間接着力を与えるとともに、仕上がった弾性ロ
ーラーの表面硬度や弾性の不均一化を招かないために
は、凹凸の程度を示す指標としてJISB−0601に
規定される最大高さ(Rmax)を用いて表現すれば、
Rmaxが5〜150μmの範囲であることが好まし
い。より好ましい範囲としては10〜100μm、更に
好ましくは20〜60μmである。
層の形成が終了した段階で、弾性層表面に一部が露出し
たフッ素樹脂粒子が離型層のフッ素樹脂と溶融一体化す
るか、あるいは該フッ素樹脂が脱落して形成された弾性
層表面の孔中に離型層のフッ素樹脂が嵌入するか、ある
いはそれらの現象が混在する結果、弾性層と離型層の界
面は、実質的に弾性層の主たる部分を形成するゴムと離
型層のフッ素樹脂との界面となり、微小な凹凸を形成す
ることとなる。この凹凸がアンカー効果を十分に発揮し
て高い層間接着力を与えるとともに、仕上がった弾性ロ
ーラーの表面硬度や弾性の不均一化を招かないために
は、凹凸の程度を示す指標としてJISB−0601に
規定される最大高さ(Rmax)を用いて表現すれば、
Rmaxが5〜150μmの範囲であることが好まし
い。より好ましい範囲としては10〜100μm、更に
好ましくは20〜60μmである。
【0018】弾性層を形成した後、離型層を形成するに
際しては、架橋後の弾性層に更なる加工を加えることな
くフッ素樹脂からなる離型層を被覆してフッ素樹脂の融
点以上の温度に加熱すると、弾性層表面に一部が露出し
たフッ素樹脂粒子が離型層のフッ素樹脂と溶融一体化し
て良好な接着面が得られる。この場合、離型層に用いる
フッ素樹脂の材料形態はディスパージョン、粉体、チュ
ーブ等いずれでもよいが、チューブを用いる場合は、均
一な仕上がり表面を得るためには溶融一体化の際に弾性
層と隙間無く密着していることが必要であり、この観点
からフッ素樹脂チューブは、加熱もしくは機械的な部品
の取り外しによって主として径方向に収縮する収縮チュ
ーブであると、弾性層表面にフッ素樹脂チューブをか被
せた後、フッ素樹脂チューブの収縮処理を行って、弾性
体表面とフッ素樹脂チューブが隙間無く密着した状態が
得られるので好ましい。
際しては、架橋後の弾性層に更なる加工を加えることな
くフッ素樹脂からなる離型層を被覆してフッ素樹脂の融
点以上の温度に加熱すると、弾性層表面に一部が露出し
たフッ素樹脂粒子が離型層のフッ素樹脂と溶融一体化し
て良好な接着面が得られる。この場合、離型層に用いる
フッ素樹脂の材料形態はディスパージョン、粉体、チュ
ーブ等いずれでもよいが、チューブを用いる場合は、均
一な仕上がり表面を得るためには溶融一体化の際に弾性
層と隙間無く密着していることが必要であり、この観点
からフッ素樹脂チューブは、加熱もしくは機械的な部品
の取り外しによって主として径方向に収縮する収縮チュ
ーブであると、弾性層表面にフッ素樹脂チューブをか被
せた後、フッ素樹脂チューブの収縮処理を行って、弾性
体表面とフッ素樹脂チューブが隙間無く密着した状態が
得られるので好ましい。
【0019】弾性層を形成した後、架橋後の弾性層表面
を研磨すると、弾性層表面に一部が露出したフッ素樹脂
粒子の一部が脱落して弾性層表面に孔が形成される。こ
の研磨は、砥石、グラインダー、バフ等一般的な研磨方
法を任意に使えばよい。この際に表面を平滑に研磨し
て、フッ素樹脂粒子の脱落孔のみの凹凸としてもよく、
適当な表面粗さにしてフッ素樹脂粒子の脱落孔と組み合
わさった複雑な凹凸を得ることもできる。
を研磨すると、弾性層表面に一部が露出したフッ素樹脂
粒子の一部が脱落して弾性層表面に孔が形成される。こ
の研磨は、砥石、グラインダー、バフ等一般的な研磨方
法を任意に使えばよい。この際に表面を平滑に研磨し
て、フッ素樹脂粒子の脱落孔のみの凹凸としてもよく、
適当な表面粗さにしてフッ素樹脂粒子の脱落孔と組み合
わさった複雑な凹凸を得ることもできる。
【0020】
【実施例】以下に、実施例を挙げて、本発明についてよ
り具体的に説明する。
り具体的に説明する。
【0021】[実施例1]外径34mmのアルミニウム
芯金ローラーの外周を脱脂した後、芯金表面にプライマ
ー(No.18B:信越化学製)を刷毛塗りし、25℃
で20分間乾燥後100℃/20分間熱処理した。オー
プンロールでシリコーンゴム(KE8751:信越化学
社製)に平均粒子径25μmのPFA粉体(粉砕異形粒
子JW3530:旭硝子社製)を25重量%(約17体
積%)混練分散し、パーオキサイド系加硫剤(C−4:
信越化学製)を5phr配合混練して、約3mmの厚さ
のシートとしたものを上記プライマー処理済みの芯金ロ
ーラー上に巻き付け、金型で165℃で15分間プレス
加硫した。得られた弾性層を厚さ約200μmになるま
で研削除去した。この上に、平均粒子径約20μmのP
FA球状粒子(MP102:デュポン社製)70重量%
と平均粒子径0.4μmのPFA重合粒子が分散された
PFAディスパージョン(AD2CR:ダイキン工業社
製)を粒子量で30重量%混合し、希釈粘度調整したデ
ィスパージョンをスプレー塗装し、80℃で15分間乾
燥後、250℃で30分間二次乾燥し、次いで、350
℃で15分間燒結して厚さ約50μmの離型層を得た。
離型層を研磨して約20μmの厚さとし、弾性ローラー
を完成した。図1に示す方法により、離型層の一部を剥
離して引張試験機に取り付け、50mm/分の速度で剥
離して180°の剥離強度(接着力)を測定したとこ
ろ、離型層と弾性層の剥離面は、シリコーンゴムが凝集
破壊しており、接着力は350g/cm以上と従来製品
と比較して極めて高かった。実機にて通紙評価をしたと
ころ、50万枚を越えても変化無く著しく耐久性が向上
していた。
芯金ローラーの外周を脱脂した後、芯金表面にプライマ
ー(No.18B:信越化学製)を刷毛塗りし、25℃
で20分間乾燥後100℃/20分間熱処理した。オー
プンロールでシリコーンゴム(KE8751:信越化学
社製)に平均粒子径25μmのPFA粉体(粉砕異形粒
子JW3530:旭硝子社製)を25重量%(約17体
積%)混練分散し、パーオキサイド系加硫剤(C−4:
信越化学製)を5phr配合混練して、約3mmの厚さ
のシートとしたものを上記プライマー処理済みの芯金ロ
ーラー上に巻き付け、金型で165℃で15分間プレス
加硫した。得られた弾性層を厚さ約200μmになるま
で研削除去した。この上に、平均粒子径約20μmのP
FA球状粒子(MP102:デュポン社製)70重量%
と平均粒子径0.4μmのPFA重合粒子が分散された
PFAディスパージョン(AD2CR:ダイキン工業社
製)を粒子量で30重量%混合し、希釈粘度調整したデ
ィスパージョンをスプレー塗装し、80℃で15分間乾
燥後、250℃で30分間二次乾燥し、次いで、350
℃で15分間燒結して厚さ約50μmの離型層を得た。
離型層を研磨して約20μmの厚さとし、弾性ローラー
を完成した。図1に示す方法により、離型層の一部を剥
離して引張試験機に取り付け、50mm/分の速度で剥
離して180°の剥離強度(接着力)を測定したとこ
ろ、離型層と弾性層の剥離面は、シリコーンゴムが凝集
破壊しており、接着力は350g/cm以上と従来製品
と比較して極めて高かった。実機にて通紙評価をしたと
ころ、50万枚を越えても変化無く著しく耐久性が向上
していた。
【0022】[実施例2]外径34mmのアルミニウム
芯金ローラーの外周を脱脂した後、芯金表面にプライマ
ー(No.18B:信越化学社製)を刷毛塗りし、25
℃で20分間乾燥後100℃で20分間熱処理した。3
本ロールミルで液状シリコーンゴム(KE1224:信
越化学社製)に平均粒子径30μmのPFA球状粉体
(MP102:デュポン社製)を25重量%(約17体
積%)混練分散し、内面が鏡面状の内径40mmの金型
内に上記のプライマー処理を施した芯金をセットしたと
ころに注型、硬化させて、厚さ約3mmの弾性層を得
た。この上に、平均粒子径約20μmのPFA球状粒子
(MP102:デュポン社製)70重量%と平均粒子径
約0.4μmのPFA重合粒子が分散されたPFAディ
スパージョン(AD2CR:ダイキン工業社製)を粒子
量で30重量%混合し、希釈粘度調整したディスパージ
ョンをスプレー塗装し、80℃で15分間乾燥後、25
0℃で30分間二次乾燥し、次いで、350℃で15分
間燒結して厚さ約50μmの離型層を得た。離型層を研
磨して約20μmの厚さとし、弾性ローラーを完成し
た。離型層と弾性層の接着力を評価したところ、剥離面
は、シリコーンゴムが凝集破壊しており210g/cm
以上と従来製品と比較して極めて高かった。実機にて通
紙評価をしたところ、50万枚を越えても変化無く著し
く耐久性が向上していた。
芯金ローラーの外周を脱脂した後、芯金表面にプライマ
ー(No.18B:信越化学社製)を刷毛塗りし、25
℃で20分間乾燥後100℃で20分間熱処理した。3
本ロールミルで液状シリコーンゴム(KE1224:信
越化学社製)に平均粒子径30μmのPFA球状粉体
(MP102:デュポン社製)を25重量%(約17体
積%)混練分散し、内面が鏡面状の内径40mmの金型
内に上記のプライマー処理を施した芯金をセットしたと
ころに注型、硬化させて、厚さ約3mmの弾性層を得
た。この上に、平均粒子径約20μmのPFA球状粒子
(MP102:デュポン社製)70重量%と平均粒子径
約0.4μmのPFA重合粒子が分散されたPFAディ
スパージョン(AD2CR:ダイキン工業社製)を粒子
量で30重量%混合し、希釈粘度調整したディスパージ
ョンをスプレー塗装し、80℃で15分間乾燥後、25
0℃で30分間二次乾燥し、次いで、350℃で15分
間燒結して厚さ約50μmの離型層を得た。離型層を研
磨して約20μmの厚さとし、弾性ローラーを完成し
た。離型層と弾性層の接着力を評価したところ、剥離面
は、シリコーンゴムが凝集破壊しており210g/cm
以上と従来製品と比較して極めて高かった。実機にて通
紙評価をしたところ、50万枚を越えても変化無く著し
く耐久性が向上していた。
【0023】
【発明の効果】本発明により、弾性層と離型層の層間接
着力が著しく高められた結果、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高速でモノク
ロ画像が出力できる機種、部分カラーあるいはフルカラ
ー画像が出力できる機種等の定着部に用いるローラー即
ち弾性を持つ定着ローラーの耐久性を著しく向上するこ
とができる。
着力が著しく高められた結果、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高速でモノク
ロ画像が出力できる機種、部分カラーあるいはフルカラ
ー画像が出力できる機種等の定着部に用いるローラー即
ち弾性を持つ定着ローラーの耐久性を著しく向上するこ
とができる。
【図1】層間接着力の測定方法を示す図である。
1:芯金 2:弾性層 3:離型層 4:離型層の剥離部分 5:クランプ
Claims (6)
- 【請求項1】 芯金上に、少なくともゴムからなる弾性
層とフッ素樹脂からなる離型層の2層がこの順に積層さ
れてなる定着ローラーにおいて、弾性層がゴム中に平均
粒子径5〜150μmのフッ素樹脂粒子が10〜50体
積%の割合で分散されたゴム組成物から形成されている
ことを特徴とする定着ローラー。 - 【請求項2】 フッ素樹脂粒子が熱溶融性フッ素樹脂の
粒子である請求項1記載の定着ローラー。 - 【請求項3】 フッ素樹脂粒子が熱溶融性フッ素樹脂を
粉砕して得られる異形粒子である請求項2の定着ローラ
ー。 - 【請求項4】 芯金上に、ゴム中に平均粒子径5〜15
0μmのフッ素樹脂粒子が10〜50体積%の割合で分
散されたゴム組成物からなる弾性層を形成し架橋した
後、該架橋後の弾性層上にフッ素樹脂を被覆して離型層
を形成し、次いで、該フッ素樹脂の融点以上の温度に加
熱することを特徴とする定着ローラーの製造方法。 - 【請求項5】 架橋後の弾性層に更なる加工を加えるこ
となく、該弾性層上にフッ素樹脂を被覆して離型層を形
成し、次いで、該フッ素樹脂の融点以上の温度に加熱す
る請求項4記載の定着ローラーの製造方法。 - 【請求項6】 架橋後の弾性層表面を研磨した後、該弾
性層上にフッ素樹脂を被覆して離型層を形成し、次い
で、該フッ素樹脂の融点以上の温度に加熱する請求項4
記載の定着ローラーの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27719695A JPH0996985A (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 定着ローラー及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27719695A JPH0996985A (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 定着ローラー及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0996985A true JPH0996985A (ja) | 1997-04-08 |
Family
ID=17580152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27719695A Pending JPH0996985A (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 定着ローラー及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0996985A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007264542A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Synztec Co Ltd | 定着用回転体及びその製造方法 |
| JP2015052721A (ja) * | 2013-09-09 | 2015-03-19 | 株式会社セーコウ | 導電性ローラ及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-09-28 JP JP27719695A patent/JPH0996985A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007264542A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Synztec Co Ltd | 定着用回転体及びその製造方法 |
| JP2015052721A (ja) * | 2013-09-09 | 2015-03-19 | 株式会社セーコウ | 導電性ローラ及びその製造方法 |
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