JPH11257345A - ゴムローラ上へのフッ素樹脂被覆方法及び定着部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴム層の熱的ダメージを抑えフッ素樹脂層と
ゴム層との強固な融着力が得られ、フッ素樹脂表面に任
意の模様粗さを付与することができるゴムローラ上への
フッ素樹脂被覆方法及び定着部材を提供する。 【解決手段】 その内面にフッ素樹脂の筒状皮膜が形成
され、ゴムローラのゴム部よりも熱膨張率の小さい材質
で作られた円筒状の面転写部材を用意し、その内部に表
面にふっ素ゴムとフッ素樹脂の混合物からなる層が形成
されたゴムローラを挿入し、加熱する事で上記面転写部
材とゴムローラの熱膨張率の差を利用しフッ素樹脂層を
加圧した状態で加熱溶融させ面転写部材の内面模様を転
写させると同時にフッ素樹脂層を上記面転写部材からゴ
ムローラ側に移行させゴム層とフッ素樹脂層を融着させ
る事を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はゴムローラ上へのフ
ッ素樹脂被覆方法及び、複写機・ＬＢＰ等の電子画像形
成装置の定着部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ゴムローラへのフッ素樹脂被覆方
法としてはその表面にふっ素ゴムとフッ素樹脂の混合物
からなる層が形成されたゴムローラ上にフッ素樹脂粉体
及びフッ素樹脂分散液を塗装した後、加熱焼成する方法
が用いられる。そして上記フッ素樹脂を加熱焼成する際
には、フッ素樹脂の融点以上まで、フッ素樹脂を加熱
し、焼成成膜する方法が取られている。また、発明者等
は、フッ素樹脂の焼成成膜時に、弾性体とフッ素樹脂の
外側に配した面転写部材とで、フッ素樹脂を加熱し、同
時に加圧することにより、フッ素樹脂表面に、面転写部
材の表面模様を転写する方法を提案している。

【０００３】また、特公平３−１２５４３では筒金型内
面にフッ素樹脂塗料乾燥後焼成しフッ素樹脂の硬化皮膜
を形成させた後前記硬化皮膜の内面をエッチング処理
し、内部に芯金を挿入した後硬化皮膜と芯金間にシリコ
ーンゴムを注入、熱硬化させた後脱型する事によりシリ
コーンゴム基層上にフッ素樹脂層を形成させる方法が提
案されている。

【０００４】また電子写真画像形成装置の定着部材とし
て用いられる、定着部材としては、金属基材上に、弾性
層を形成し、その外周面にトナー離型層としてのフッ素
樹脂層を成膜したものが、多く用いられる。また最近で
は、耐熱性樹脂基材上に、弾性層を形成し、その外周面
にトナー離型層としてフッ素樹脂を成膜したものが用い
られる場合もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例のようなフッ素樹脂被覆方法には、次のような問題点
がある。

【０００６】まず、弾性体上にフッ素樹脂を塗装し、加
熱焼成する場合、フッ素樹脂の溶融粘度が極めて高い
為、フッ素樹脂の融点よりかなり高い温度で加熱焼成し
ても、成膜したフッ素樹脂層の平滑性が低い。また、上
記のようなフッ素樹脂焼成条件を実行した場合、その温
度に耐えるような弾性体が存在しない為、弾性体に極め
て大きなダメージを与える結果となる。

【０００７】また、内面にフッ素樹脂の硬化皮膜を形成
させ、その内面をエッチング処理し、フッ素樹脂の硬化
皮膜と芯金との間に液状のシリコーンゴムを注入、熱硬
化させる事によりシリコーンゴム基層上にフッ素樹脂を
接着させる方法ではシリコーンゴムのダメージは抑えら
れるがシリコーンゴム基層とフッ素樹脂層との接着は、
接着層を介しての接着であるため十分な接着強度が得ら
れず、定着ローラのように常に熱がかかっているような
場所ではその強度を保つのが難しく、また長期使用中に
劣化によりその強度が落ちてくるという問題がある。ま
たそれによりしわ等が発生し、平滑性を悪くしたり破壊
が起こる。また、フッ素樹脂の内面をエッチング処理に
より反応性を上げて接着させるというような方法では特
殊な薬品、装置等が必要でありコストが高くなってしま
う。また、処理面は環境等に影響されやすく経時的に劣
化してしまう。また、シリコーンゴム基層の形成には液
状のシリコーンゴムが必須であり、上記のような方法で
は例えばミラブルタイプのような高粘度のシリコーンゴ
ムは使用できないという欠点がある。

【０００８】上記のことを解決しようという目的のも
と、発明者等は弾性体とフッ素樹脂の外側に配した面転
写部材の間でフッ素樹脂層を加熱加圧し、面転写部材の
表面模様をフッ素樹脂表面に転写しながら、フッ素樹脂
の加熱焼成成膜を行なう方法を提案した。その結果、フ
ッ素樹脂の表面模様を制御しながら、フッ素樹脂を従来
よりも低い温度で成膜することが可能となり、下材であ
るゴムのダメージを比較的抑えることができるようにな
った。しかしながら、この方法においても、ゴムのダメ
ージを完全には抑えることはできなかった。

【０００９】電子写真画像形成装置の定着部材として用
いられる、定着部材としての、定着ローラ、定着フィル
ム、加圧ローラ等は、その使用上トナーの離型性が求め
られる為、表層にフッ素樹脂を用いることが多い。

【００１０】また、最大４層のトナー層を定着する為
の、定着ローラ及び定着フィルムにおいては、表層トナ
ー離型層であるフッ素樹脂層が、トナーや記録材の凹凸
に追従できるような柔軟性を持っていないと、熱を完全
にトナーに伝えることができず、トナーの記録材への定
着性が悪くなるという問題がある。そのためトナー離型
層であるフッ素樹脂層の下層に、柔軟性のある弾性層を
設けた構成の定着部材が用いられることが検討されてい
る。しかしながら、上記したように、フッ素樹脂の焼成
には、従来、かなりの高温が必要であり、フッ素樹脂下
層のゴム層に多大なダメージを与えるという問題点があ
った。その結果、弾性層のＣセットが悪化し、定着用部
材に要求される紙搬送性が得られなくなる。またそのダ
メージを抑える為に、フッ素樹脂の焼成温度を低く抑え
ようとすると、フッ素樹脂が完全に溶融しきれず、表面
に、クラックが生じたり、所望する表面性が得られない
という問題点があった。

【００１１】本発明は上記問題点を解決した新規のゴム
ローラ上へのフッ素樹脂被覆方法及び定着部材を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記の目的は以下の手段
によって達成される。

【００１３】すなわち、本発明はその内面にフッ素樹脂
の筒状皮膜が形成され、ゴムローラのゴム部よりも熱膨
張率の小さい材質で作られた円筒状の面転写部材を用意
し、その内部に表面にふっ素ゴムとフッ素樹脂の混合物
からなる層が形成されたゴムローラを挿入し、加熱する
事で上記面転写部材とゴムローラの熱膨張率の差を利用
しフッ素樹脂層を加圧した状態で加熱溶融させ面転写部
材の内面模様を転写させると同時にフッ素樹脂層を上記
面転写部材からゴムローラ側に移行させゴム層とフッ素
樹脂層を融着させる事を特徴とするフッ素樹脂被覆方法
を提案するものであり、前記フッ素樹脂被覆方法におい
て、フッ素樹脂加熱焼成成膜時に、加熱の手段として赤
外線ヒータを用い面転写部材の外側より加熱すること、
前記フッ素樹脂被覆方法において、面転写部材が赤外線
を５０％以上通過すること、前記フッ素樹脂被覆方法に
おいて、赤外線の吸収が面転写部材≦フッ素樹脂層＜ゴ
ム層表面（融着界面）であること、前記フッ素樹脂被覆
方法において、面転写部材としてポリイミドチューブを
用いること、前記フッ素樹脂被覆方法において、芯金を
冷却することを含む。

【００１４】また本発明は前記フッ素樹脂被覆方法によ
り、フッ素樹脂の表面粗さが十点平均粗さ（Ｒｚ）で５
μｍ以下に形成されている事を特徴とする、電子写真画
像形成装置の定着装置においてトナーと直接接する側に
使用される円筒又は円柱定着部材及び前記フッ素樹脂被
覆方法により、フッ素樹脂の表面粗さが十点平均粗さ
（Ｒｚ）で２〜２０μｍ以下に形成されている事を特徴
とする電子写真画像形成装置において駆動側に使用され
る円筒又は円柱定着部材を提案するものである。

【００１５】本発明によれば、ゴムローラ上にフッ素樹
脂層を形成する方法として、その内面にフッ素樹脂の水
性塗料をコーティングした後加熱焼成した円筒状の面転
写部材の内面にその表面にふっ素ゴムとフッ素樹脂の混
合物からなる層が形成されたゴムローラを挿入し、基材
と面転写部材の熱膨張率の差を利用し面転写部材からゴ
ムローラ表面にフッ素樹脂層を移行させると同時にフッ
素樹脂層を融着させることにより従来よりもゴム層の熱
的ダメージを抑えかつフッ素樹脂層とゴム層との強固な
融着力を得る事ができる。

【００１６】また、加圧する際の加熱方法として赤外線
ヒータを用い面転写部材の外側より加熱することにより
基材表層のフッ素樹脂層をより効果的に加熱すること
で、基層への熱的ダメージを抑え面転写部材の表面模様
を、フッ素樹脂層表面に転写させるものであり、かつそ
うすることによって、従来表面模様及び粗さの制御の困
難であったフッ素樹脂の表面に、任意の模様及び粗さを
付与することを可能とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を更に詳細に説明す
る。

【００１８】本発明において、円筒面転写部材は、ゴム
ローラを挿入できる内径をもち、かつ内面に任意の模様
を持つ。材質としては、フッ素樹脂の焼成成膜時に必要
な温度に耐えることができれば特に制約はないが、鉄・
ＳＵＳ・アルミニウム等の金属材料や、ポリイミド・ポ
リフェニレンサルファイド等の耐熱性樹脂を用いること
が好ましい。

【００１９】また、円筒面転写部材内面に施されたフッ
素樹脂層の予備加熱焼成は、フッ素樹脂を完全に成膜さ
せるまで行ってもよいが、特にその必要はなく、一時的
にフッ素樹脂の溶融温度まで上昇させれば十分である。
この際、フッ素樹脂層にクラック・凹凸等が存在しても
よい。また予備熱焼成後のフッ素樹脂をゴムローラと面
転写体の間で加熱加圧する工程におけるフッ素樹脂層の
温度は、２００℃以上であれば特に制約はないが、予備
加熱焼成温度まで上昇させる必要はなく、好ましくは２
４０℃〜２９０℃に加熱するとよい。この方法を用いる
と基材の熱劣化を最小限におさえながらゴムローラ上に
フッ素樹脂層を融着でき、かつフッ素樹脂表層に任意の
表面模様を付与することができる。またフッ素樹脂層加
熱加圧時に高温を必要としないため作業効率も良い上
に、加圧装置等の装置の軽量化が図れる。面転写体の材
質は、上記したように特に制約はない。

【００２０】ゴムローラの熱膨張率が面転写部材の熱膨
張率より大きいため該ローラを内面にフッ素樹脂がコー
ティングされた面転写部材に挿入し赤外線ヒータを用い
面転写部材の外側より加熱すると、ゴムローラの熱膨張
が面転写部材の熱膨張より大きいため、ゴムローラと面
転写部材との間でフッ素樹脂層が加圧融着され、かつフ
ッ素樹脂表面に面転写部材の内面模様が転写される。

【００２１】ゴムローラ上にフッ素樹脂をコーティング
し焼成成膜する場合、フッ素樹脂の焼成成膜温度が極め
て高いため、その際にゴムの熱劣化が引き起こされる。
またゴムの熱劣化を防ぐためにフッ素樹脂の焼成成膜温
度を下げたり、焼成成膜時間を短くしたりすると、フッ
素樹脂が完全に成膜されず、表面にクラックや凹凸が生
じてしまい、フッ素樹脂表面に所望の模様を形成するこ
とは極めて困難であった。

【００２２】しかしながら、赤外線ヒータを用い面転写
部材の外側より加熱しゴムローラと面転写部材との間で
フッ素樹脂を加熱融着し、面転写部材の表面模様をフッ
素樹脂表面に転写する方法を用いると、フッ素樹脂の焼
成成膜時に付与する温度を低く設定しても、表面のフッ
素樹脂を直接加熱できること、急速加熱が可能であるこ
と等により、その際のゴムの熱劣化を押えることができ
る。また、ゴムローラ表面にふっ素ゴムとフッ素樹脂の
混合物からなる層を設ける事によりフッ素樹脂層をゴム
ローラ表面に強固に融着させる事が出きる。

【００２３】さらに面転写部材が赤外線を５０％以上透
過すれば面転写部材はあまり温まらずにそのエネルギー
はフッ素樹脂に届き面転写部材の熱膨張も減ることから
より少ないエネルギーで面転写部材の表面をフッ素樹脂
表面に転写することができ、フッ素樹脂表面に所望の模
様を形成することが可能となる。つまりゴムの熱劣化も
さらに押えることができる。また、赤外線の吸収が面転
写部材≦フッ素樹脂＜基層表面（融着界面）とすること
で融着界面を直接加熱することができより効率的に転写
部材の表面をフッ素樹脂表面に転写することができ、フ
ッ素樹脂表面に所望の模様を形成することが可能とな
る。

【００２４】面転写部材としてポリイミドの薄層チュー
ブを用いると耐熱性および高温時の強度に優れている為
繰り返し使用が可能となり面転写部材の耐久性が向上す
る。それに扱いやすい。

【００２５】また加熱の際に芯金を冷却しておけばゴム
の熱劣化もさらに押さえることができる。

【００２６】また電子写真画像形成装置に使用される定
着部材はその使用上トナーの離型性が要求されるため、
その表層としてフッ素樹脂を用いることが多い。

【００２７】定着部材の中で特にトナーと接触する定着
ローラ及び定着フィルムにおいては、印刷画像の光沢ム
ラを防ぐため、表層フッ素樹脂の平滑性が要求される。
印刷画像の光沢ムラとは、トナー画像の表面に定着ロー
ラ及び定着フィルムの表層フッ素樹脂の表面模様が転写
されることにより発生し、ベタ画像、特に写真印刷等の
カラー画像を印刷する場合に顕著にあらわれる。発明者
等の検討によれば、上記印刷画像の光沢ムラは、定着ロ
ーラ及び定着フィルムの表面粗さに依存し、定着ローラ
および定着フィルムの表層フッ素樹脂の表面粗さを十点
平均粗さ（Ｒｚ）５μｍ以下にすれば防止することがで
きる。

【００２８】しかしながら、上記したように、現在まで
フッ素樹脂表面に所望の粗さを形成することは極めて困
難であり、画像光沢ムラを防止するために定着ローラ及
び定着フィルムの表層フッ素樹脂を研磨して粗さを制御
する手法を用いていた。

【００２９】本発明により、内面にあらかじめフッ素樹
脂をコーティングし予備加熱焼成した面転写部材の内部
にその表層にふっ素ゴムとフッ素樹脂の混合物からなる
層が形成された定着ローラ及び定着フィルム基材を挿入
し、定着ローラ及び定着フィルム基材と面転写部材の間
でフッ素樹脂を赤外線ヒータを用い面転写部材の外側よ
り加熱しながら加圧融着させることにより、基材のゴム
層の熱劣化を最小限におさえながら定着ローラ及び定着
フィルムの表層フッ素樹脂に所望の模様を形成すること
を可能とした。すなわち面転写部材内面に、粗さ５μｍ
以下の模様をあらかじめ形成しておけば、定着ローラ及
び定着フィルム表層フッ素樹脂表面に面転写部材の内面
が転写され、粗さ５μｍ以下でかつ所望の粗さのフッ素
樹脂を成膜することができる。その結果として画像光沢
ムラを防止できる。

【００３０】本発明における定着ローラ及び定着フィル
ムの基材としては、特に制約はないが芯金上にシリコー
ンゴム・ふっ素ゴム等の耐熱性ゴムが形成された多層構
成の基材を用いる。

【００３１】また定着フィルム基材としては、ポリイミ
ド等の耐熱性樹脂およびニッケル・鉄等の金属からなる
フィルム上にシリコーンゴム・ふっ素ゴム等の耐熱性ゴ
ムが形成された多層構成の基材を用いる。

【００３２】定着部材の中で特に転写材の搬送性の要求
される定着部材においては、定着部材表層フッ素樹脂に
転写材の搬送能力を有するようなある程度の粗さが必要
となる。発明者等の検討によれば、転写材の搬送に十分
なフッ素樹脂の表面粗さは、十点平均粗さ（Ｒｚ）で２
〜２０μｍの範囲であることがわかっている。その範囲
内で、要求される搬送性およびその他の性能（画像性能
等）によって、最良の表面粗さは決定される。しかしな
がら、上記したように、現在までフッ素樹脂表面に所望
の粗さを形成することは極めて困難であり、要求される
搬送性に応じたフッ素樹脂の表面粗さを形成することが
できなかった。

【００３３】本発明の手法を用い、内面にあらかじめフ
ッ素樹脂をコーティングし予備加熱焼成した面転写部材
の内部にその表面にふっ素ゴムとフッ素樹脂の混合物か
らなる層が形成された定着ローラ及び定着フィルム基材
を挿入、加熱加圧し基材と面転写部材の熱膨張率の差を
利用しゴムローラ表面にフッ素樹脂層を移行させると同
時に融着させることにより強固な融着力が得られた。ま
た、面転写部材から定着ローラ及び定着フィルムの表層
フッ素樹脂に所望の模様を形成することを可能とした。
また、赤外線ヒータを用い面転写部材の外側より加熱し
ながら加圧することにより、定着ローラ及び定着フィル
ム基材と面転写部材の間でフッ素樹脂を基材のゴム層の
熱劣化を最小限におさえながら定着ローラ及び定着フィ
ルムの表層フッ素樹脂に所望の模様を形成することを可
能とした。すなわち面転写部材内面に、粗さ２〜２０μ
ｍ以下の模様をあらかじめ形成しておけば、定着ローラ
及び定着フィルム表層フッ素樹脂表面に面転写部材の内
面が転写され、粗さ２〜２０μｍ以下でかつ所望の粗さ
のフッ素樹脂を成膜することができる。その結果とし
て、要求される転写材の搬送性を定着部材に与えること
ができる。

【００３４】

【実施例】（第１の実施例）本発明の第１の実施例につ
いて図１を参照しながら説明する。

【００３５】１Ａは本実施例で使用した円筒状基材であ
り、その断面図を（図１．（ｂ））に示す。１Ａ−１は
円筒状基材の芯金でありＳＵＳで構成され、その直径は
４０ｍｍである。芯金１Ａ−１上にはプライマー層１Ａ
−２を介してＬＴＶのシリコーンゴム層１Ａ−３が接着
されておりその厚みは１ｍｍである。上記シリコーンゴ
ム層はプライマーを塗布した芯金を円筒状金型に挿入
し、ＬＴＶの未加硫シリコーンゴムを注入し、それを加
熱硬化することにより形成した。１Ａ−４はシリコーン
ゴム層１Ａ−３と表層フッ素樹脂層を接着するためのプ
ライマー層であり、ふっ素ゴムとフッ素樹脂（ＦＥＰ）
の混合物で構成される。上記プライマー層１Ａ−４はふ
っ素ゴムとフッ素樹脂の混合物から成る水性塗料をスプ
レーにより塗装し２００℃で３０分加熱硬化させて得ら
れたもので、その厚みは２５μｍであった。１Ｂは内面
にフッ素樹脂を塗装し予備加熱焼成した本発明における
面転写部材であり、その断面図を（図１．（ｃ））に示
す。１Ｂ−１は面転写部材であり、内径４２．２ｍｍ、
肉厚０．０５ｍｍの円筒形をしている。本実施例におい
て面転写部材の材質としてはＮｉ電圧フィルムを用い
た。面転写部材１Ｂ−１の内面には、フッ素樹脂表面に
転写したい表面模様が形成されており、本実施例におい
ては面転写部材の内面を表面粗さ５μｍに加工して用い
た。また１Ｂ−２はフッ素樹脂層でありフッ素樹脂（Ｆ
ＥＰ）のディスパージョンを面転写部材の内面にスプレ
ーで塗装し１５０℃で２０分乾燥した後、３００℃で２
０分の予備加熱焼成をしたものであり、その際の厚みは
１５μｍであった。

【００３６】基材１Ａを、面転写部材１Ｂの内部に挿入
し、更に基材と面転写部材の中心線が一致するように、
図示しない固定部材により固定し一体化した。その際、
基材と面転写部材の間には、約６０μｍの隙間がある。
上記のように一体化した基材と面転写部材を赤外線ヒー
タ１８により面転写部材の外側から加熱した。本実施例
では基材とほぼ同等の長さ（３００ｍｍ）を持つ３ｋｗ
出力の赤外線ヒータ（平行光タイプ）を面転写部材表面
より約５０ｍｍはなして配置した。この状態で３ｋｗで
約６分加熱した。その際、基材を構成するシリコーンゴ
ムの熱膨張が、面転写部材を構成するＮｉより大きいた
め、シリコーンゴムがより膨張して、面転写部材と基材
との間にあった約６０μｍの隙間が埋まり、フッ素樹脂
層が加圧された状態を作り出す。また赤外線加熱により
基材表層のフッ素樹脂（ＦＥＰ）が軟化しシリコーンゴ
ム上に優着され成膜されるとともにフッ素樹脂層表面に
所望の表面模様が転写される。

【００３７】上記の工程終了後、基材及び面転写部材を
冷却し、面転写部材から基材を脱型した。

【００３８】このようにして得られたフッ素樹脂の焼成
膜の表面の粗さは、十点平均粗さ（Ｒｚ）で５μｍであ
り、面転写部材の表面模様がフッ素樹脂表面に転写さ
れ、かつフッ素樹脂の成膜がなされた。またその際成膜
されたフッ素樹脂層表面を電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、表面にクラック等の不良は観察されなかった。また
オーブンでの加熱（約２０分）より非常に短時間で加工
ができ作業効率がアップできた。 （第２の実施例）本発明の第２の実施例について図２を
参照しながら説明する。

【００３９】２Ａは本実施例で使用した円筒状基材であ
り、その断面図を（図２．（ｂ））に示す。２Ａ−１は
円筒状基材の芯金でありＳＵＳで構成され、その直径は
４０ｍｍである。芯金２Ａ−１上にはプライマー層２Ａ
−２を介してＬＴＶのシリコーンゴム層２Ａ−３が接着
されておりその厚みは１ｍｍである。上記シリコーンゴ
ム層はプライマーを塗布した芯金を円筒状金型に挿入
し、ＬＴＶの未加硫シリコーンゴムを注入し、それを加
熱硬化することにより形成した。２Ａ−４はシリコーン
ゴム層２Ａ−３と表層フッ素樹脂層を接着するためのプ
ライマー層であり、ふっ素ゴムとフッ素樹脂（ＦＥＰ）
の混合物で構成される。上記プライマー層２Ａ−４はふ
っ素ゴムとフッ素樹脂の混合物から成る水性塗料をスプ
レーにより塗料し２００℃で３０分加熱硬化させて得ら
れたもので、その厚みは２５μｍであった。

【００４０】２Ｂは内面にフッ素樹脂を内面に塗装し予
備加熱焼成した本発明における面転写部材であり、その
断面図を（図２．（ｃ））に示す。２Ｂ−１は面転写部
材であり、内径４２．２ｍｍ、肉厚０．０５ｍｍの円筒
形をしている。本実施例において面転写部材の材質とし
ては耐熱ガラスを用いた。面転写部材２Ｂ−１の内面に
は、フッ素樹脂層表面に転写したい表面模様が形成され
ており、本実施例においては面転写部材の内面を表面粗
さ５μｍに加工して用いた。また２Ｂ−２はフッ素樹脂
層でありフッ素樹脂（ＦＥＰ）のディスパージョンを面
転写部材の内面にスプレーで塗装し１５０℃で２０分乾
燥した後、３００℃で２０分の予備加熱焼成をしたもの
であり、その際の厚みは１５μｍであった。

【００４１】基材２Ａを、面転写部材２Ｂの内部に挿入
し、更に基材と面転写部材の中心線が一致するように、
図示しない固定部材により固定し一体化した。その際、
基材と面転写部材の間には、約６０μｍの隙間がある。
上記のように一体化した基材と面転写部材を赤外線ヒー
タ１８により面転写部材の外側から加熱した。本実施例
では基材とほぼ同等の長さ（３００ｍｍ）を持つ３ｋｗ
出力の赤外線ラインヒータ（平行光タイプ）を面転写部
材表面より約５０ｍｍはなして配置した。この状態で３
ｋｗで６分間加熱した。その際、基材を構成するシリコ
ーンゴムの熱膨張が、面転写部材を構成するポリイミド
より大きいため、シリコーンゴムがより膨張して、面転
写部材と基材との間にあった約６０μｍの隙間が埋ま
り、フッ素樹脂層が加圧された状態を作り出す。また赤
外線加熱により基材表層のフッ素樹脂（ＦＥＰ）が軟化
し成膜されるとともにフッ素樹脂層表面に所望の表面模
様が転写される。

【００４２】上記の工程終了後、基材及び面転写部材を
冷却し、面転写部材から基材を脱型した。

【００４３】このようにして得られたフッ素樹脂の焼成
膜の表面の粗さは、十点平均粗さ（Ｒｚ）で５μｍであ
り、面転写部材の表面模様がフッ素樹脂表面に転写さ
れ、かつフッ素樹脂の成膜がなされた。またその際成膜
されたフッ素樹脂層表面を電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、表面にクラック等の不良は観察されなかった。もち
ろんシリコーンゴム上にフッ素樹脂融着する際に起こる
ゴム劣化を防ぐこともできた。

【００４４】しかしながら、耐熱ガラスをその内径を精
度良く円筒状に加工することは難しくまた、割れやすく
繰り返し加熱冷却すると割れやすいため量産には向いて
いない。 （第３の実施例）本発明の第３の実施例について図３を
参照しながら説明する。

【００４５】３Ａは本実施例で使用した円筒状基材であ
り、その断面図を（図３．（ｂ））に示す。３Ａ−１は
円筒状基材の芯金でありＳＵＳで構成され、その直径は
４０ｍｍである。芯金３Ａ−１上にはプライマー層３Ａ
−２を介してＬＴＶのシリコーンゴム層３Ａ−３が接着
されておりその厚みは１ｍｍである。上記シリコーンゴ
ム層はプライマーを塗布した芯金を円筒状金型に挿入
し、ＬＴＶの未加硫シリコーンゴムを注入し、それを加
熱硬化することにより形成した。３Ａ−４はシリコーン
ゴム層３Ａ−３と表層フッ素樹脂層を接着するためのプ
ライマー層であり、ふっ素ゴムとフッ素樹脂（ＦＥＰ）
の混合物で構成される。上記プライマー層３Ａ−４はふ
っ素ゴムとフッ素樹脂の混合物から成る水性塗料をスプ
レーにより塗装し２００℃で３０分加熱硬化させて得ら
れたもので、その厚みは２５μｍであった。

【００４６】３Ｂは内面にフッ素樹脂を内面に塗装し予
備加熱焼成した本発明における面転写部材であり、その
断面図を（図３（ｃ））に示す。３Ｂ−１は面転写部材
であり、内径４２．２ｍｍ、肉厚０．０５ｍｍの円筒形
をしている。本実施例において面転写部材の材質として
はポリイミドフィルムを用いた。面転写部材３Ｂ−１の
内面には、フッ素樹脂層表面に転写したい表面模様が形
成されており、本実施例においては面転写部材の内面を
表面粗さ５μｍに加工して用いた。また３Ｂ−２はフッ
素樹脂層でありフッ素樹脂（ＦＥＰ）のディスパージョ
ンを面転写部材の内面にスプレーで塗装し１５０℃で２
０分乾燥した後、３００℃で２０分の予備加熱焼成をし
たものであり、その際の厚みは１５μｍであった。

【００４７】基材３Ａを、面転写部材３Ｂの内部に挿入
し、更に基材と面転写部材の中心線が一致するように、
図示しない固定部材により固定し一体化した。その際、
基材と面転写部材の間には、約６０μｍの隙間がある。
上記のように一体化した基材と面転写部材を赤外線ヒー
タ１８により面転写部材の外側から加熱した。本実施例
では基材とほぼ同等の長さ（３００ｍｍ）を持つ３ｋｗ
出力の赤外線ラインヒータ（平行光タイプ）を面転写部
材表面より約５０ｍｍはなして配置した。この状態で３
ｋｗで約６分間加熱した。その際、基材を構成するシリ
コーンゴムの熱膨張が、面転写部材を構成するポリイミ
ドより大きいため、シリコーンゴムがより膨張して、面
転写部材と基材との間にあった約６０μｍの隙間が埋ま
り、フッ素樹脂層が加圧された状態を作り出す。また赤
外線加熱により基材表層のフッ素樹脂（ＦＥＰ）が軟化
し成膜されるとともにフッ素樹脂表面に所望の表面模様
が転写される。

【００４８】上記の工程終了後、基材及び面転写部材を
冷却し、面転写部材から基材を脱型した。

【００４９】このようにして得られたフッ素樹脂の焼成
膜の表面の粗さは、十点平均粗さ（Ｒｚ）で５μｍであ
り、面転写部材の表面模様がフッ素樹脂表面に転写さ
れ、かたフッ素樹脂の成膜がなされた。またその際成膜
されたフッ素樹脂層表面を電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、表面にクラック等の不良は観察されなかった。もち
ろんシリコーンゴム上にフッ素樹脂融着する際に起こる
ゴム劣化を防ぐこともできた。

【００５０】ポリイミドのフィルムは精度よくそして所
望の面精度を持たせたマスターを作製し、それにコーテ
ィング、硬化させはがすことにより容易に作製できる。
また高温時強度にも優れるため面転写部材としての繰り
返し使用の耐久性を向上できる。さらに柔軟性を持つこ
とから取り扱いもしやすく量産に向いている。 （第４の実施例）本発明の第４の実施例について図４を
参照しながら説明する。

【００５１】実施例３と同等の条件で加工する際、赤外
線を照射する５分前からと照射した後５分間の計１０分
間の間芯金の中空部に−１０℃の冷却エアー６９を毎分
１リットルの流速で流した。これによりそれまで加熱後
１０分ほどかかっていた基材及び面転写部材を冷却し、
面転写部材から基材を脱型するまでの時間を減らすこと
がきでた。また赤外線の出力を３．５ｋｗで２分半とし
てもこれまでと同等のフッ素樹脂の焼成膜が得られた。
その表面の粗さは、十点平均粗さ（Ｒｚ）で４．８μｍ
であり、面転写部材の表面模様がフッ素樹脂表面に転写
され、かつフッ素樹脂の成膜がなされた。またその際成
膜されたフッ素樹脂層表面を電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、表面にクラック等の不良は観察されなかった。

【００５２】もちろんシリコーンゴム上にフッ素樹脂融
着する際に起こるゴム劣化もなかった。つまり結果的に
は脱型までの時間を実施例３より若干だが短縮できた。 （第５の実施例）第３の実施例と同様の方法でカラー画
像形成装置の定着ローラを作成した。

【００５３】図５にカラー画像形成装置に使用される定
着ローラの断面図を示す。５Ａ−１は定着ローラのアル
ミニウム芯金であり、その直径は５８ｍｍである。その
芯金上に第３の実施例と同様の方法で、シリコーンゴム
プライマー層５Ａ−２、１ｍｍのシリコーンゴム層５Ａ
−３、２５μｍのふっ素ゴムとフッ素樹脂の混合物から
成るプライマー層５Ａ−４が形成されている。

【００５４】上記定着ローラを、内径６０．２ｍｍ、肉
厚０．０５ｍｍの円筒形であらかじめフッ素樹脂５Ａ−
５が内面に塗装され予備加熱焼成されたポリイミドでで
きた面転写部材に挿入固定、一体化して赤外線ヒータに
より面転写部材の外側から基材とほぼ同等の長さ（３０
０ｍｍ）を持つ３ｋｗ出力の赤外線ラインヒータ（平行
光タイプ）を面転写部材表面より約５０ｍｍはなして約
３分間加熱した。その際面転写部材の内面の表面粗さ
は、十点平均粗さ（Ｒｚ）で１０μｍ（実施例５．
１）、５μｍ（実施例５．２）、２μｍ（実施例５．
３）の３種類を用意し、それぞれ上記条件において定着
ローラを作成した。それぞれの面転写部材を用いて作成
した定着ローラについて、その表面粗さと、定着ローラ
としての評価を（表１）に示す。

【００５５】その結果により、面転写部材の表面粗さを
調整することにより、フッ素樹脂表面に任意の粗さを形
成することが可能であることがわかる。またカラー画像
形成装置において問題となる画像光沢ムラについては、
上記の方法でフッ素樹脂表面の粗さを制御することによ
り解決される。

【００５６】

【表１】 （第６の実施例）第３の実施例と同様の方法で加圧ロー
ラ駆動のフィルム定着方式を用いた画像形成装置におけ
る加圧ローラを作成した。

【００５７】図６に加圧ローラ駆動のフィルム定着方式
の定着装置に用いられる加圧ローラの断面図を示す。６
Ａ−１は定着ローラのアルミニウム芯金であり、その直
径は１０ｍｍである。その芯金上に第３の実施例と同様
の方法で、シリコーンゴムプライマー層６Ａ−２、３ｍ
ｍのシリコーンゴム層６Ａ−３、２５μｍのふっ素ゴム
とフッ素樹脂の混合物から成るプライマー層６Ａ−４が
形成されている。面転写部材の内面にはあらかじめフッ
素樹脂（ＦＥＰ）のディスパージョンをスプレーで内面
塗装し、１５０℃で２０分乾燥した後、３００℃で２０
分の予備加熱焼成をしたフッ素樹脂層６Ａ−５が形成さ
れており、その際の厚みは１５μｍであった。上記定着
ローラを、内径１６．６ｍｍ、肉厚０．０５ｍｍであり
上記の方法により内面にフッ素樹脂層が形成された円筒
形をしているポリイミドでできた面転写部材内部に挿入
固定し、一体化して赤外線ヒータにより面転写部材の外
側から基材とほぼ同等の長さ（３００ｍｍ）を持つ３ｋ
ｗ出力の赤外線ラインヒータ（平行光タイプ）を面転写
部材表面より約５０ｍｍはなして約３分間加熱した。そ
の際の面転写部材の内面の表面粗さは、十点平均粗さ
（Ｒｚ）で２５μｍ（実施例６．１）、１０μｍ（実施
例６．２）、５μｍ（実施例６．３）の３種類を用意
し、それぞれ上記条件において定着ローラを作成した。
それぞれの面転写部材を用いて作成した加圧ローラにつ
いて、その表面粗さと、加圧ローラとしての評価を（表
２）に示す。その結果より、面転写部材の表面粗さを調
整することにより、フッ素樹脂表面に任意の粗さを形成
することが可能であることがわかる。また加圧ローラ駆
動のフィルム定着装置における転写材搬送性及び画像不
良については、上記の方法でフッ素樹脂チューブ表面の
粗さを制御することにより解決される。

【００５８】

【表２】

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、以下のような方法
で従来表面模様及び粗さの制御の困難であったフッ素樹
脂の表面に、任意の模様及び粗さを付与することを可能
にした。あらかじめその内面にフッ素樹脂の水性塗料
（ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等）をコーティング、予備
加熱により焼成製膜された円筒状の面転写部材の内部に
その表面にふっ素ゴムとフッ素樹脂の混合物から成る層
を焼成製膜したゴムローラを挿入、ついで加熱加圧する
事でフッ素樹脂層がゴムローラ上に加圧溶融されると同
時に強固に接着され、かつ面転写部材の表面模様を、フ
ッ素樹脂層表面に転写させることができた。その際の加
熱方法として赤外線ヒータを用い面転写部材の外側より
加熱することにより面転写部材内面のフッ素樹脂層をよ
り効率的に加熱することで、基層ゴム材に熱劣化を与え
ずに面転写部材の表面模様を転写させることができた。
また上記方法を用いて、画像形成装置の定着装置に用
いられる、トナーと直接接する定着部材を作成した場
合、表層フッ素樹脂の表面粗さを制御することができ、
画像の光沢ムラを防止することが可能となった。

【００６０】また上記方法を用いて、画像形成装置の定
着装置に用いられる、駆動側に用いられる定着部材を作
成した場合、表層フッ素樹脂の表面粗さを制御すること
ができ、搬送性及び画像荒れ不良を防止することが可能
となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は実施例１のフッ素樹脂被覆方法の
概略図であり、図１（ｂ）は実施例１の円筒状基材の断
面図であり、図１（ｃ）は実施例１のフッ素樹脂層形成
後の面転写部材の断面図である。

【図２】図２（ａ）は実施例２のフッ素樹脂被覆方法の
概略図であり、図２（ｂ）は実施例２の円筒状基材の断
面図であり、図２（ｃ）は実施例３のフッ素樹脂層形成
後の面転写部材の断面図である。

【図３】図３（ａ）は実施例３のフッ素樹脂被覆方法の
概略図であり、図３（ｂ）は実施例３の円筒状基材の断
面図であり、図３（ｃ）は実施例３のフッ素樹脂形成後
の転写部材の断面図である。

【図４】図４（ａ）は実施例４のフッ素樹脂被覆方法の
概略図であり、図４（ｂ）は実施例４の円筒状基材の断
面図であり、図４（ｃ）は実施例４のフッ素樹脂層形成
後の面転写部材の断面図である。

【図５】実施例５の定着ローラの断面図である。

【図６】実施例６の加圧ローラの断面図である。

【符号の説明】

１Ａ、２Ａ、３Ａ、４Ａ 基材 １Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂ フッ素樹脂層形成剤内面転写
部材 １Ａ−１、２Ａ−１、３Ａ−１、４Ａ−１、５Ａ−１、
６Ａ−１ 芯金 １Ａ−２、２Ａ−２、３Ａ−２、４Ａ−２、５Ａ−２、
６Ａ−２ シリコーンプライマー層 １Ａ−３、２Ａ−３、３Ａ−３、４Ａ−３、５Ａ−３、
６Ａ−３ シリコーンゴム層 １Ａ−４、２Ａ−４、３Ａ−４、４Ａ−４、５Ａ−４、
６Ａ−４ ふっ素ゴム／フッ素樹脂層 １Ｂ−１、２Ｂ−１、３Ｂ−１、４Ｂ−１、５Ａ−５、
６Ａ−５ フッ素樹脂層 １Ｂ−２、２Ｂ−２、３Ｂ−２、４Ｂ−２、５Ｂ−２、
６Ｂ−２ 面転写部材 １８、２８、３８、４８ 赤外線ヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 23:00 (72)発明者 五月女 修 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

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その内面にフッ素樹脂の筒状皮膜が形成
   され、ゴムローラのゴム部よりも熱膨張率の小さい材質
   で作られた円筒状の面転写部材を用意し、その内部に表
   面にふっ素ゴムとフッ素樹脂の混合物からなる層が形成
   されたゴムローラを挿入し、加熱する事で上記面転写部
   材とゴムローラの熱膨張率の差を利用しフッ素樹脂層を
   加圧した状態で加熱溶融させ面転写部材の内面模様を転
   写させると同時にフッ素樹脂層を上記面転写部材からゴ
   ムローラ側に移行させゴム層とフッ素樹脂層を融着させ
   る事を特徴とするフッ素樹脂被覆方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のフッ素樹脂被覆方法に
   おいて、フッ素樹脂加熱焼成製膜時に、加熱の手段とし
   て赤外線ヒータを用い面転写部材の外側より加熱する請
   求項１に記載のフッ素樹脂被覆方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のフッ素樹脂被覆方法に
   おいて、面転写部材が赤外線を５０％以上通過する請求
   項１に記載のフッ素樹脂被覆方法。
4. 【請求項４】 請求項２に記載のフッ素樹脂被覆方法に
   おいて、赤外線の吸収が面転写部材≦フッ素樹脂層＜ゴ
   ム層表面（融着界面）である請求項２に記載のフッ素樹
   脂被覆方法。
5. 【請求項５】 請求項３に記載のフッ素樹脂被覆方法に
   おいて、面転写部材としてポリイミドのチューブを用い
   る請求項３に記載のフッ素樹脂被覆方法。
6. 【請求項６】 請求項４に記載のフッ素樹脂被覆方法に
   おいて、芯金を冷却する請求項４に記載のフッ素樹脂被
   覆方法。
7. 【請求項７】 請求項１〜５のうち、いずれか１項に記
   載のフッ素樹脂被覆方法により、フッ素樹脂の表面粗さ
   が十点平均粗さ（Ｒｚ）で５μｍ以下に形成されている
   事を特徴とする、電子写真画像形成装置の定着装置にお
   いてトナーと直接接する側に使用される円筒又は円柱定
   着部材。
8. 【請求項８】 請求項１〜５のうち、いずれか１項に記
   載のフッ素樹脂被覆方法により、フッ素樹脂の表面粗さ
   が十点平均粗さ（Ｒｚ）で２〜２０μｍ以下に形成され
   ている事を特徴とする、電子写真画像形成装置の定着装
   置において駆動側に使用される円筒又は円柱定着部材。