JPH11336742A

JPH11336742A - 回転体及びその製造方法

Info

Publication number: JPH11336742A
Application number: JP15987098A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Miyamoto; 昌宏宮本; Hideki Kashiwabara; 秀樹柏原; Toshihiko Takiguchi; 敏彦滝口; Hiromi Kamimura; 広美上村; Chiaki Kato; 千明加藤
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1998-05-25
Filing date: 1998-05-25
Publication date: 1999-12-07

Abstract

(57)【要約】【課題】トナー離型性と定着性に優れると共に、特に
耐久性が顕著に改善された回転体及びその製造方法を提
供すること。【解決手段】ローラ状またはチューブ状の基体上にゴ
ム層とフッ素樹脂層とがこの順に形成された回転体にお
いて、該ゴム層が硬度の異なる２つのゴム層から形成さ
れており、（１）ＪＩＳ−Ａ硬度が５０度以上、引張強
さが３０ｋｇｆ／ｃｍ²以上、伸びが１００％以上の高
硬度のゴム層（Ａ）がフッ素樹脂層側に配置され、
（２）ＪＩＳ−Ａ硬度が３０度以下の低硬度のゴム層
（Ｂ）が基体側に配置されていることを特徴とする回転
体、及びその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機な
どの画像形成装置の定着部において使用される定着用ロ
ーラやベルトなどとして好適な回転体に関し、さらに詳
しくは、トナー離型性と定着性に優れると共に、耐久性
が顕著に改善された回転体及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の複写機、ファクシミリ、
レーザービームプリンターなどの画像形成装置において
は、一般に、感光体ドラムを一様かつ均一に帯電する
帯電工程、像露光を行って感光体ドラム上に静電潜像
を形成する露光工程、静電潜像にトナー（現像剤）を
付着させてトナー像（可視像）を形成する現像工程、
感光体ドラム上のトナー像を転写紙などの転写材上に転
写する転写工程、転写材上の未定着のトナー像を定着
する定着工程によって、画像を形成している。定着工程
の後、感光体ドラム上に残留したトナーを清掃するクリ
ーニング工程を設けてもよいが、現像と同時にクリーニ
ングする方式の場合には、独立したクリーニング工程は
不要である。トナーとしては、一般に、着色剤を分散し
た着色樹脂微粒子が使用されている。

【０００３】定着工程では、加熱、加圧、溶剤蒸気など
種々の方式を用いて、トナー像を転写材上に定着してい
るが、通常は、熱源を内蔵した定着用ローラと加圧用ロ
ーラとの間に転写材を通過させて、転写材上の未定着ト
ナーを加熱溶融して定着させている。より具体的には、
中空ローラ状基体の外周面をゴムや樹脂で被覆してなる
定着用ローラと加圧用ローラを圧接させて、両ローラ間
にトナー像が形成された転写材を通過させ、トナーを加
熱溶融させることにより、トナー像を転写材上に定着さ
せている。トナーの加熱は、定着用ローラの内部に配置
した加熱用ヒーターにより行っている。

【０００４】定着用ローラとしては、アルミニウムやス
テンレスなどの金属製のローラ状基体（芯金）の外周面
に、オフセット防止のため、直接またはゴム層を介し
て、フッ素樹脂層が形成された構造のローラが汎用され
ている（例えば、特開昭５７−８９７８５号公報）。フ
ッ素樹脂としては、一般に、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）などが使用されている。

【０００５】定着用ローラを用いた熱ローラ定着法で
は、運転中、加熱用ヒーターにより定着用ローラ全体が
所定の温度に保持されるため、高速化に適しているが、
その反面、運転開始時に定着用ローラを所定の温度にま
で加熱する時間が必要であるため、電源投入から運転可
能となるまでの間の待ち時間が長い。そこで、近年、薄
肉チューブ状の定着用ベルト（エンドレスベルト）を介
して、ヒーターにより実質的に直接的に転写材上のトナ
ーを加熱する定着法が提案されている。このエンドレス
ベルト定着法では、定着用ベルトと加圧用ローラを圧接
させ、この間にトナー像が形成された転写材を通過さ
せ、その際、薄肉の定着用ベルトを介して、ヒーターに
よりトナーを加熱融着させて定着させている。この定着
法では、薄いフィルム状の定着用ベルトを介するだけ
で、ヒーターにより実質上直接的にトナーを加熱するた
め、加熱部が短時間で所定の温度に達し、電源投入時の
待ち時間がほぼゼロとなる。

【０００６】従来、エンドレスベルト定着法に用いられ
る定着用ベルトとしては、耐熱性、弾力性、強度、ベル
ト内面の絶縁性、ベルト外面の離型性などを考慮して、
ポリイミド製のエンドレスベルト（すなわち、ポリイミ
ドチューブ）の外面に、直接またはゴム層を介して、フ
ッ素樹脂層を設けたものが使用されている。フッ素樹脂
としては、前述の如きものが使用されている。最外層に
フッ素樹脂層が形成された定着用ローラまたはベルトな
どの定着用回転体は、トナー離型性及び耐摩耗性に優れ
ており、トナーによる回転体表面の汚染やオフセット現
象が防止され、定着性にも優れている。ゴム層を設ける
ことにより、定着用回転体の表面に弾力性が付与され、
トナーを包み込むようにして加熱溶融させることができ
るため、複写の高速化やフルカラー化に対応することが
できる。

【０００７】しかしながら、ローラ状またはチューブ状
の基体上にゴム層とフッ素樹脂層とがこの順に形成され
た従来の回転体は、トナー離型性や定着性が良好である
ものの、耐久性が必ずしも充分ではないという問題があ
った。本発明者らの検討結果によれば、その理由とし
て、フッ素樹脂層とゴム層との間の接着性が充分ではな
いこと、フッ素樹脂層が薄いために割れが発生しやすい
こと、フッ素樹脂層を形成する際の焼成温度が高いため
ゴム層が劣化しやすいことなどが挙げられる。従来、回
転体の最外層にフッ素樹脂層を形成するには、２つの方
法があった。第一の方法は、フッ素樹脂を含有する分散
液（塗料）を塗布し焼成することにより、フッ素樹脂塗
膜を形成する方法である。第二の方法は、フッ素樹脂製
のチューブを被覆する方法である。一方、ゴム層を形成
する材料としては、フッ素ゴムやシリコーンゴムなどが
用いられている。

【０００８】ローラ状またはチューブ状の基体上にゴム
層とフッ素樹脂層とがこの順に形成された回転体を製造
する場合、第一の方法によりフッ素樹脂層を形成するに
は、基体上にゴム層を形成し、次いで、該ゴム層の上に
フッ素樹脂塗料を塗布し乾燥した後、フッ素樹脂の融点
を越える温度で一定時間加熱して、フッ素樹脂を焼成す
る必要がある。ところが、フッ素樹脂の融点は、例え
ば、ＰＴＦＥでは３２７℃、ＰＦＡでは３１０℃である
ため、フッ素樹脂の焼成温度は、ゴム層を形成するフッ
素ゴムやシリコーンゴムの耐熱温度を越える温度とな
る。そのため、フッ素樹脂層の焼成工程において、その
下層にあるゴム層が劣化するという問題があった。ゴム
層が劣化すると、フッ素樹脂層とゴム層との間の接着力
が低下し、さらには、回転体の耐久性や定着性が低下す
る。

【０００９】従来、フッ素樹脂層の焼成工程におけるゴ
ム層の劣化を防ぐために、例えば、基体の内側から冷
却しながら、フッ素樹脂の塗布面のみを加熱して焼成す
る方法、焼成温度を低くしたり、焼成時間を短くする
方法などが提案されている。しかしながら、これらの方
法では、フッ素樹脂層の膜強度や伸びなどの膜特性が不
足したり、フッ素樹脂層とゴム層との間の接着力が低下
したりする。しかも、これらの方法では、ゴム層の劣化
を充分に防ぐことができない。したがって、これらの方
法により得られる定着用回転体は、耐久性及び定着性が
充分ではなかった。

【００１０】第二の方法では、予め作製したフッ素樹脂
チューブを被覆するため、前記の如き焼成に伴うゴム層
の劣化問題はない。しかし、フッ素樹脂チューブを被覆
する方法では、フッ素樹脂層とゴム層との間の接着力を
充分に高めることが困難である。しかも、フッ素樹脂チ
ューブを作製するには、使用するフッ素樹脂の種類が一
つに限定されるため、トナーに対応したフッ素樹脂のブ
レンドができない。すなわち、トナー離型性を高めるた
めには、離型性の良いフッ素樹脂の中でもそれぞれの表
面電位の差を利用することが好ましい場合があり、例え
ば、ＰＴＦＥとＰＦＡとのブレンドなどを行うことがあ
る。ところが、このようなブレンド物からはフッ素樹脂
チューブを作製することができないため、フッ素樹脂チ
ューブを被覆した定着用回転体を用いた場合には、トナ
ー離型性に問題が生じることがある。

【００１１】また、定着性を高めるには、ゴム層に比べ
て、フッ素樹脂層を極めて薄く形成する必要がある。と
ころが、弾性の高い厚みの大きなゴム層の上に、硬くて
薄いフッ素樹脂層を形成した回転体は、長期間使用する
と、フッ素樹脂層に割れが生じるなどの異常が発生しや
すい。一方、フッ素樹脂層の厚みを大きくすると、回転
体の表面の弾力性が損なわれるため、トナーを充分に包
み込んで溶融定着させることが困難となり、定着の高速
化や各色相のトナーを均一に溶融して混色する必要があ
るカラートナーの定着には不適当なものとなる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、基体
上にゴム層とフッ素樹脂層とがこの順に形成された回転
体であって、トナー離型性と定着性に優れると共に、特
に耐久性が顕著に改善された回転体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、ゴム層を相対
的に硬度の異なる２つのゴム層から形成し、高強度で伸
びのある硬度の高いゴム層をフッ素樹脂側に配置し、硬
度の低いゴム層を基体側に配置したところ、定着性と耐
久性とが高度にバランスし、特に耐久性が顕著に改善さ
れた定着用回転体の得られることを見いだした。この回
転体は、最外層にフッ素樹脂層があるため、トナー離型
性や耐摩耗性も優れている。

【００１３】このような層構成の回転体を製造する場
合、筒状金型の内面にフッ素樹脂塗料を塗装し焼成し
て、フッ素樹脂層を形成し、該フッ素樹脂層の上に高
硬度のゴムを形成し得るゴム材料の被膜を形成し加硫し
て、高硬度のゴム層（Ａ）を形成し、次いで、筒状金
型の軸心にローラ状またはチューブ状の基体を挿入し、
高硬度のゴム層（Ａ）と基体との間の空隙に、ゴム層
（Ａ）のゴムよりも低硬度のゴムを形成し得るゴム材料
を注入し加硫して、低硬度のゴム層（Ｂ）を形成する方
法を採用することにより、フッ素樹脂層の形成工程を独
立した工程とすることができ、フッ素樹脂の焼成による
ゴム層の劣化を避けることが可能となる。

【００１４】成形後には、筒状金型を脱型すればよい。
脱型後には、フッ素樹脂層の研磨などの工程を付加して
もよい。この製造方法によれば、フッ素樹脂層と高硬度
のゴム層（Ａ）との間、高硬度のゴム層（Ａ）と低硬度
のゴム層（Ｂ）との間、あるいは、低硬度のゴム層
（Ｂ）と基体との間などに、必要に応じて、プライマー
層や接着剤層を配置したり、あるいは、筒状金型内面に
形成したフッ素樹脂層の内面にエッチング処理してから
ゴム層（Ａ）を形成することが可能であるため、各層間
の接着性を充分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。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、ローラ
状またはチューブ状の基体上にゴム層とフッ素樹脂層と
がこの順に形成された回転体において、該ゴム層が硬度
の異なる２つのゴム層から形成されており、（１）ＪＩ
Ｓ−Ａ硬度が５０度以上、引張強さが３０ｋｇｆ／ｃｍ
²以上、伸びが１００％以上の高硬度のゴム層（Ａ）が
フッ素樹脂層側に配置され、（２）ＪＩＳ−Ａ硬度が３
０度以下の低硬度のゴム層（Ｂ）が基体側に配置されて
いることを特徴とする回転体が提供される。また、本発
明によれば、ローラ状またはチューブ状の基体上にゴム
層とフッ素樹脂層とがこの順に形成された回転体の製造
方法において、（１）筒状金型の内面にフッ素樹脂塗料
を塗装し焼成して、フッ素樹脂層を形成する工程、
（２）該フッ素樹脂層の上に高硬度のゴムを形成し得る
ゴム材料の被膜を形成し加硫して、高硬度のゴム層
（Ａ）を形成する工程、及び（３）筒状金型の軸心に基
体を挿入し、高硬度のゴム層（Ａ）と基体との間の空隙
に、ゴム層（Ａ）のゴムよりも低硬度のゴムを形成し得
るゴム材料を注入し加硫して、低硬度のゴム層（Ｂ）を
形成する工程を含むことを特徴とする回転体の製造方法
が提供される。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の回転体の基本的
な層構成を説明するための断面図を示す。本発明の回転
体は、ローラ状またはチューブ状の基体１上に高硬度の
ゴム層（Ａ）２、その上に低硬度のゴム層（Ｂ）３が配
置され、さらにその上にフッ素樹脂層４が形成された層
構成を有している。本発明で使用する基体は、ローラ状
基体またはチューブ状基体である。ローラ状基体として
は、一般に、熱伝導性の良好なアルミニウム、アルミニ
ウム合金、鉄、ステンレスなどの金属；アルミナ、炭化
ケイ素などのセラミックス；などから形成された円筒状
基体（芯金）が用いられる。定着用ベルトの場合には、
耐熱性樹脂や金属から形成されたチューブ状基体が用い
られる。耐熱性樹脂としては、ポリイミド、ポリアミド
イミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレン
スルフィド、ポリベンズイミダゾールなどが挙げられ
る。これらの中でも、耐熱性及び耐久性の観点から、ポ
リイミドが特に好ましい。金属チューブの材質として
は、鉄、ニッケル、これらの合金などが挙げられる。電
磁誘導加熱方式を採用する場合は、基体の材質として、
鉄、ニッケル、これらの合金、フェライト系ステンレス
などが好ましい。基体の厚み、長さなどは、通常のもの
が採用され、特に限定されない。例えば、基体の長さ
は、転写紙などの転写材の大きさに応じて適宜定められ
る。なお、本発明の各工程において、チューブ状基体を
用いる場合には、形状を保持するために、例えば、ステ
ンレス製の棒や筒に被せて使用することができる。

【００１７】ゴム層に使用されるゴムとしては、通常、
シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの耐熱性ゴムが用いら
れる。耐熱性ゴムとは、定着用ローラまたはベルトに形
成した場合、定着温度での連続使用に耐える程度の耐熱
性を有するものをいう。耐熱性ゴムとしては、耐熱性が
特に優れている点で、ミラブルまたは液状のシリコーン
ゴム、フッ素ゴム、またはこれらの混合物が好ましい。
具体的には、ジメチルシリコーンゴム、フロロシリコー
ンゴム、メチルフェニルシリコーンゴム、ビニルシリコ
ーンゴムなどのシリコーンゴム；フッ化ビニリデンゴ
ム、テトラフルオロエチレン−プロピレンゴム、テトラ
フルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテル
ゴム、ホスファゼン系フッ素ゴム、フルオロポリエーテ
ルなどのフッ素ゴム；などが挙げられる。

【００１８】これらのゴムは、それぞれ単独で、あるい
は２種以上を組み合わせて使用することができる。ゴム
には、所望により、カーボンブラック、マイカ、酸化チ
タンなどの無機充填材や、天然樹脂などの有機充填材を
配合することができる。充填材の配合割合は、ゴム１０
０重量部に対して、通常１００重量部以下、好ましくは
８０重量部以下である。ゴム層全体の厚みは、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置されるが、通常１００μｍ〜
５ｍｍ、好ましくは０．１〜３ｍｍ程度である。

【００１９】本発明では、ゴム層を硬度の異なる２つの
ゴム層から形成し、高硬度のゴム層（Ａ）をフッ素樹脂
層側に配置し、低硬度のゴム層（Ｂ）を基体側に配置す
る。２つのゴム層間の硬度の違いは相対的なものであ
る。フッ素樹脂側に配置する高硬度のゴム層（Ａ）の硬
度は、ＪＩＳ−Ａ硬度で５０度以上であり、好ましくは
５０〜１００度、より好ましくは５５〜８０度である。
基体側に配置する低硬度のゴム層（Ｂ）の硬度は、３０
度以下であり、好ましくは１〜３０度、より好ましくは
３〜２５度である。高硬度のゴム層（Ａ）のＪＩＳ−Ａ
硬度が低すぎるとフッ素樹脂層の耐久性の改善効果が小
さく、低硬度のゴム層（Ｂ）の硬度が高すぎると定着性
が低下する。

【００２０】高硬度のゴム層（Ａ）は、引張強さが３０
ｋｇｆ／ｃｍ²以上で、かつ、伸びが１００％以上の高
強度で、かつ比較的伸びのあるゴムから形成されたもの
である。高硬度のゴム層（Ａ）の引張強さは、好ましく
は３０〜９０ｋｇｆ／ｃｍ²程度である。高硬度のゴム
層（Ａ）の伸びは、好ましくは１００〜４００％程度で
ある。フッ素樹脂層側に配置されている高硬度のゴム層
（Ａ）の硬度と強度が共に高く、かつ、ある程度の伸び
を有することにより、定着性能を保持しつつ、フッ素樹
脂層の補強効果が得られ、耐久性が顕著に改善される。
低硬度のゴム層（Ｂ）は、引張強さが３０ｋｇｆ／ｃｍ
²未満で、かつ、伸びが１５０％以上であることが好ま
しい。低硬度のゴム層（Ｂ）の引張強さは、より好まし
くは３０ｋｇｆ／ｃｍ²未満、５ｋｇｆ／ｃｍ²以上であ
る。低硬度のゴム層（Ｂ）の伸びは、より好ましくは１
５０〜４５０％程度である。低硬度のゴム層（Ｂ）が柔
軟性と弾力性に富むことにより、高度の定着性を発揮す
ることができる。

【００２１】高硬度のゴム層（Ａ）の厚みは、低硬度の
ゴム層（Ｂ）の厚みよりも小さいことが好ましい。フッ
素樹脂層の厚みをｘ（μｍ）、高硬度のゴム層（Ａ）の
厚みをｙ（μｍ）、低硬度のゴム層（Ｂ）の厚みをｚ
（μｍ）とした場合、これら各層の厚みが式（１）ｘ≦ｙ≦０．１ｚ（１）で表される関係を満足することがより好ましい。高硬度
のゴム層（Ａ）の厚みが大き過ぎると、柔軟性及び弾力
性が大幅に低下し、定着性が損なわれる。多くの場合、
高硬度のゴム層（Ａ）の厚みは、低硬度のゴム層（Ｂ）
の厚みの１／１０以下であることが好ましく、１／２０
以下であることがより好ましく、１／３０以下であるこ
とが特に好ましい。したがって、前述のゴム層全体の厚
みと、上記比率とを勘案して、ゴム層（Ａ）及び（Ｂ）
の厚みを適宜決定することが望ましい。

【００２２】フッ素樹脂層の厚みは、通常０．１〜１０
０μｍ、好ましくは１〜６０μｍ、より好ましくは５〜
４０μｍ程度である。フッ素樹脂層の厚みが薄すぎると
耐摩耗性が低下し、厚すぎると定着性が低下する。フッ
素樹脂としては、例えば、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（Ｐ
ＣＴＦＥ）、エチレン／クロロトリフルオロエチレン共
重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ）などを挙げることができる。これらのフッ素樹脂
は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて
使用することができる。フッ素樹脂には、必要に応じ
て、カーボンブラック、マイカ、導電性フィラーなどの
充填材を含有させることができる。

【００２３】本発明の回転体は、ローラ状またはチュー
ブ状の基体上にゴム層とフッ素樹脂層とがこの順に形成
された回転体の製造方法において、（１）筒状金型の内
面にフッ素樹脂塗料を塗装し焼成して、フッ素樹脂層を
形成する工程、（２）該フッ素樹脂層の上に高硬度のゴ
ムを形成し得るゴム材料の被膜を形成し加硫して、高硬
度のゴム層（Ａ）を形成する工程、及び（３）筒状金型
の軸心に基体を挿入し、高硬度のゴム層（Ａ）と基体と
の間の空隙に、ゴム層（Ａ）のゴムよりも低硬度のゴム
を形成し得るゴム材料を注入し加硫して、低硬度のゴム
層（Ｂ）を形成する工程により製造することができる。
工程（３）の後、筒状金型を脱型し、必要に応じて、フ
ッ素樹脂層の研磨処理を行う。

【００２４】本発明で使用する筒状金型は、鉄、ステン
レス、アルミニウムなどの金属製であることが好ましい
が、フッ素樹脂の焼成温度に耐える耐熱性を持つもので
あれば、これらに限定されるものではない。この筒状金
型の内面に良好な離型性を持たせることが、脱型時にフ
ッ素樹脂層及び加硫ゴム層と共に基体を筒状金型から引
き抜くことを容易にする上で好ましい。筒状金型の内面
に離型性を持たせるには、平滑化処理を行うことが好ま
しい。筒状金型の内面を平滑化するには、例えば、アル
ミニウム製の場合には、引き抜き材を使用したり、その
他の材質であれば、クロムメッキ、ニッケルメッキなど
の表面処理（離型処理）を行う方法がある。平滑化処理
により、筒状金型の内面の表面粗さ（Ｒｚ）を２０μｍ
以下とすることが好ましい。筒状金型の大きさは、通
常、長さが所定の定着用ローラまたはベルトの長さであ
り、内径は、実質的に基体の外径とゴム層とフッ素樹脂
層との厚みの和により規定される。筒状金型の厚みは、
フッ素樹脂の焼成時及びゴムの加硫時の熱伝導を考慮し
て、適宜決定されるが、通常、１〜１０ｍｍ程度である
ことが好ましい。ただし、好ましい厚みは、耐熱性、熱
伝導性、強度などを勘案して、材質によって選択され
る。

【００２５】筒状金型の内面に塗布するフッ素樹脂塗料
としては、前記の如き各種フッ素樹脂の粒子を、それぞ
れ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて、水もしく
は有機溶媒中に分散させたものを好適に使用することが
できる。これらの中でも、ＰＦＡ粒子またはＰＦＡ粒子
とＰＴＦＥ粒子との混合物を含有するフッ素樹脂塗料が
好ましく、その粒子径は、１０μｍ以下であることが、
表面平滑性や膜欠陥のない被膜を得る上で好ましい。フ
ッ素樹脂塗料には、必要に応じて、カーボンブラック、
マイカ、導電性フィラーなどの充填材を含有させること
ができる。筒状金型の内面にフッ素樹脂塗料を塗布する
方法としては、特に限定されないが、浸漬法が好まし
い。筒状金型の内面にフッ素樹脂塗料を塗布した後、常
法により、乾燥し、焼成する。このとき、乾燥・焼成後
のフッ素樹脂塗膜の厚みが、通常０．１〜１００μｍ、
好ましくは１〜６０μｍ、より好ましくは５〜４０μｍ
となるように、フッ素樹脂塗料を塗布する。

【００２６】フッ素樹脂層とゴム層（Ａ）との間の接着
力を向上させるために、予めフッ素樹脂層の表面処理を
行うことが好ましい。フッ素樹脂層の表面処理として
は、ＵＶランプ、エキシマランプなどによる紫外線照
射、コロナ放電、プラズマ処理、電子線照射、イオン照
射、レーザー照射などの照射による物理的処理；金属ナ
トリウムによる化学的処理；などが挙げられる。市販の
フッ素樹脂表面処理剤、例えば、潤工社製の商品名テト
ラエッチＡなどを使用することもできる。次に、上記で
形成したフッ素樹脂層の上に、高硬度のゴムを形成し得
るゴム材料の被膜を形成し加硫して、高硬度のゴム層
（Ａ）を形成する。この際、予めフッ素樹脂層の上に、
ゴム用接着剤を塗布しておくと、フッ素樹脂層と高硬度
のゴム層（Ａ）との間の接着性が向上するので好まし
い。ゴム用接着剤は、高硬度のゴム層（Ａ）に使用する
ゴムの種類に応じて適宜選択することができる。高硬度
のゴム層（Ａ）に使用するゴムとしては、硬度及び作業
性の観点から、液状ゴムが好ましい。

【００２７】次いで、筒状金型の軸心に基体を挿入し、
高硬度のゴム層（Ａ）と基体との間の空隙に、ゴム層
（Ａ）のゴムよりも低硬度のゴムを形成し得るゴム材料
を注入し加硫して、低硬度のゴム層（Ｂ）を形成する。
基体の表面は、切削加工処理などにより粗面化処理を行
ったり、ゴム用接着剤を塗布するなどして、低硬度のゴ
ム層（Ｂ）との接着性を高めることが好ましい。基体と
してチューブ状基体を使用する場合には、チューブ状基
体の内部に、ステンレス製の棒や筒などの支持体を挿入
して、成形時に形状を保持させることが好ましい。高硬
度のゴム層（Ａ）と基体との間の空隙にゴム材料の注入
が可能なように、全体を別の金型内に置くか、あるい
は、筒状金型の下部の開口を閉鎖する。ゴムの注入に
は、インジェクション法や押出法などを採用することが
できる。

【００２８】なお、前記のように、低硬度のゴムを形成
し得るゴム材料を注入し加硫して、低硬度のゴム層
（Ｂ）を形成する方法に代えて、例えば、高硬度のゴム
層（Ａ）の上に、低硬度のゴムを形成し得るゴム材料か
らなる未加硫ゴム層を形成してから、基体を挿入し、加
硫する方法、あるいは、低硬度のゴムを形成し得るゴム
材料からなる未加硫ゴム層を形成した基体を挿入し、加
硫する方法なども採用可能である。しかし、作業性の観
点からは、前記の注入法が好ましい。低硬度のゴム層
（Ｂ）の加硫が終了した後は、筒状金型を脱型する。そ
の後、通常は、フッ素樹脂層の表面を研磨して、フッ素
樹脂層の形状を整えると共に、その厚みを調整する。

【００２９】

【実施例】以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明
についてより具体的に説明する。物性の評価方法は、次
のとおりである。（１）耐久性実施例及び比較例で得られた回転体を定着用のユニット
に取り付け、上から荷重をかけ、５万枚の定着試験を行
い、以下の基準で評価した。 ○：定着画像、ローラともに異常なし。 ×：定着した紙にシワが入る、回転体表面が割れるなど
の異状がある。（２）定着性定着試験の初期に得られた転写紙のカラー定着画像の上
にシルボン紙を置き、その上から５ｃｍ角の２００ｇの
おもりを載せて５回こする。こする前後の定着画像を色
差計で測定し、明度の低下を測定し、以下の基準で評価
した。 ○：明度低下が５０％以下、 ×：明度低下が５０％以上。

【００３０】［実施例１］＜工程（１）＞内径３２．５ｍｍ、外径３４．５ｍｍの
鉄製円筒の内面をクロムメッキした。円筒をフッ素樹脂
塗料（デュポン社製；品番８５５−Ｊ−２１０３３：Ｐ
ＴＦＥとＰＦＡの混合塗料、粒子径１０μｍ以下）にデ
ィップ後、引き上げ、乾燥・焼成し、厚さ２５μｍのフ
ッ素樹脂塗膜を得た。得られたフッ素樹脂塗膜表面をフ
ッ素樹脂表面処理剤（潤工社製；品番：テトラエッチ
Ａ）で処理した。表面処理後、ゴム用接着剤（東レダウ
コーニング・シリコーン社製；品番ＤＹ３９−０５１）
を塗布した。＜工程（２）＞次いで、フッ素樹脂塗膜上に、ゴム硬度
６１の液状ゴム（信越化学社製シリコーンゴム；品番Ｘ
−３４−１１１２：ＪＩＳ−Ａ硬度６１、引張強さ７７
ｋｇｆ／ｃｍ²、伸び１３０％）を５０μｍの厚みで塗
布し、加硫した。その上に、さらにゴム用接着剤（東レ
ダウコーニング・シリコーン社製；品番ＤＹ３９−０５
１）を塗布した。＜工程（３）＞アルミニウム製の外径３０ｍｍφ、肉厚
２ｍｍのローラ状基体（芯金）の表面を切削加工により
２μｍの表面粗さに仕上げ、洗浄した後、約２μｍの厚
さでゴム用接着剤（東レダウコーニング・シリコーン社
製；品番ＤＹ３９−０５１）を塗布した。前記円筒の中
に該芯金を挿入し、金型内に設置した。設置後、円筒と
芯金の間にゴム硬度が２０度の液状ゴム（東レダウコー
ニング・シリコーン社製シリコーンゴム；品番ＤＹ３５
−８９５：ＪＩＳ−Ａ硬度２０、引張強さ２２ｋｇｆ／
ｃｍ²、伸び２１０％）を厚みが２ｍｍになるように、
インジェクションにより注入し、加硫した。加硫後、円
筒ごと金型から取り外し、円筒を脱型した。脱型後、フ
ッ素樹脂層を研磨して約２０μｍの厚さとし、定着用ロ
ーラを完成した。この結果を表１に示す。

【００３１】［実施例２］実施例１の工程（３）におい
て、ゴム硬度が２０度の液状ゴムに代えて、ゴム硬度が
１２度の液状ゴム（信越化学社製シリコーンゴム；品番
ＫＥ１３７５：ＪＩＳ−Ａ硬度１２、引張強さ１０ｋｇ
ｆ／ｃｍ²、伸び２７０％）を使用したこと以外は、実
施例１と同様にして定着用ローラを作成した。この結果
を表１に示す。

【００３２】［実施例３］実施例１の工程（３）におい
て、ゴム硬度が２０度の液状ゴムに代えて、ゴム硬度が
５度の液状ゴム（信越化学社製シリコーンゴム；品番Ｋ
Ｅ１３８０：ＪＩＳ−Ａ硬度５、引張強さ１１ｋｇｆ／
ｃｍ²、伸び３９０％）を使用したこと以外は、実施例
１と同様にして定着用ローラを作成した。結果を表１に
示す。

【００３３】［実施例４］実施例１の工程（２）におい
て、ゴム硬度が６１の液状ゴムに代えて、ゴム硬度が６
２度の液状ゴム（東レダウコーニング・シリコーン社製
シリコーンゴム；品番ＰＲＸ３０５：ＪＩＳ−Ａ硬度６
２、引張強さ６５ｋｇｆ／ｃｍ²、伸び３５０％）を使
用し、かつ、工程（３）において、ゴム硬度が２０度の
液状ゴムに代えて、ゴム硬度が５度の液状ゴム（信越化
学社製シリコーンゴム；品番ＫＥ１３８０：ＪＩＳ−Ａ
硬度５、引張強さ１１ｋｇｆ／ｃｍ²、伸び３９０％）
を使用したこと以外は、実施例１と同様にして定着用ロ
ーラを作成した。結果を表１に示す。

【００３４】［比較例１］実施例１の工程（２）におい
て、ゴム硬度が６１の液状ゴムに代えて、ゴム硬度が５
度の液状ゴム（信越化学社製シリコーンゴム；品番ＫＥ
１３８０：ＪＩＳ−Ａ硬度５、引張強さ１１ｋｇｆ／ｃ
ｍ²、伸び３９０％）を使用し、かつ、工程（３）にお
いて、ゴム硬度が２０度の液状ゴムに代えて、ゴム硬度
が７０度の液状ゴム（信越化学社製シリコーンゴム；品
番ＫＥ１２０４：ＪＩＳ−Ａ硬度７０、引張強さ３５ｋ
ｇｆ／ｃｍ²、伸び９０％）を使用したこと以外は、実
施例１と同様にして定着用ローラを作成した。結果を表
１に示す。

【００３５】［比較例２］＜工程（１）＞内径３２．５ｍｍ、外径３４．５ｍｍの
鉄製円筒の内面をクロムメッキした。円筒をフッ素樹脂
塗料（デュポン社製；品番８５５−Ｊ−２１０３３）に
ディップ後、引き上げ、乾燥・焼成し、厚さ２５μｍの
フッ素樹脂塗膜を得た。得られたフッ素樹脂塗膜表面を
フッ素樹脂表面処理剤（潤工社製；品番テトラエッチ
Ａ）で処理した。表面処理後、ゴム用接着剤（東レダウ
コーニング・シリコーン社製；品番ＤＹ３９−０５１）
を塗布した。＜工程（２）＞次いで、フッ素樹脂塗膜上に、ゴム硬度
が６２の液状ゴム（東レダウコーニング・シリコーン社
製シリコーンゴム；品番ＰＲＸ３０５：ＪＩＳ−Ａ硬度
６２、引張強さ６５ｋｇｆ／ｃｍ²、伸び３５０％）を
１０００μｍ（１ｍｍ）の厚みとなるように塗布し、加
硫した。その上に、さらにゴム用接着剤（東レダウコー
ニング・シリコーン社製；品番ＤＹ３９−０５１）を塗
布した。＜工程（３）＞アルミニウム製の外径３０ｍｍφ、肉厚
２ｍｍのローラ状基体（芯金）の表面を切削加工により
２μｍの表面粗さに仕上げ、洗浄した後、約２μｍの厚
さでゴム用接着剤（信越化学社製；品番Ｘ−３３−１７
４−２）を塗布した。前記円筒の中に該芯金を挿入し、
金型内に設置した。設置後、円筒と芯金の間にゴム硬度
が５度の液状ゴム（信越化学社製シリコーンゴム；品番
ＫＥ１３８０：ＪＩＳ−Ａ硬度５、引張強さ１１ｋｇｆ
／ｃｍ²、伸び３９０％）を厚みが１ｍｍになるよう
に、インジェクションにより注入し、加硫した。加硫
後、円筒ごと金型から取り外し、円筒を脱型した。脱型
後、フッ素樹脂層を研磨して約２０μｍの厚さとし、定
着用ローラを完成した。この結果を表１に示す。

【００３６】［比較例３］＜工程（１）＞内径３２．５ｍｍ、外径３４．５ｍｍの
鉄製円筒の内面をクロムメッキした。円筒をフッ素樹脂
塗料（デュポン社製；品番８５５−Ｊ−２１０３３）に
ディップ後、引き上げ、乾燥・焼成し、厚さ２５μｍの
フッ素樹脂塗膜を得た。得られたフッ素樹脂塗膜表面を
フッ素樹脂表面処理剤（潤工社製；品番：テトラエッチ
Ａ）で処理した。＜工程（２）＞次いで、フッ素樹脂塗膜上に、ゴム硬度
が７０の液状ゴム（ダイキン工業社製フッ素ゴム；品番
ＧＬＳ−２１３：ＪＩＳ−Ａ硬度７０、引張強さ１００
ｋｇｆ／ｃｍ²、伸び９０％）を５０μｍの厚さで塗布
し、加硫した。その上に、さらにフッ素樹脂塗膜表面処
理剤（潤工社製；品番テトラエッチＡ）で処理後、ゴム
用接着剤（信越化学社製；品番：Ｘ−３３−１７４−
２）を塗布した。＜工程（３）＞アルミニウム製の外径３０ｍｍφ、肉厚
２ｍｍのローラ状基体（芯金）の表面を切削加工により
２μｍの表面粗さに仕上げ、洗浄した後、約２μｍの厚
さでゴム用接着剤（信越化学社製；品番Ｘ−３３−１７
４−２）を塗布した。前記円筒の中に該芯金を挿入し、
金型内に設置した。設置後、円筒と芯金の間にゴム硬度
が５度の液状ゴム（信越化学社製シリコーンゴム；品番
ＫＥ１３８０：ＪＩＳ−Ａ硬度５、引張強さ１１ｋｇｆ
／ｃｍ²、伸び３９０％）を厚さ２ｍｍになるように、
インジェクションにより注入し、加硫した。加硫後、円
筒ごと金型から取り外し、円筒を脱型した。脱型後、フ
ッ素樹脂層を研磨して約２０μｍの厚さとし、定着用ロ
ーラを完成した。この結果を表１に示す。

【００３７】

【表１】プ後、引き上げ、乾燥・焼成し、厚さ２５μｍ
のフッ素樹脂塗膜を得た。得られたフッ素樹脂塗膜表面
をフッ素樹脂表面処理剤（潤工社製；品番：テトラエッ
チＡ）で処理した。＜工程（２）＞次いで、フッ素樹脂塗膜上に、ゴム硬度
が７０の液状ゴム（ダイキン工業社製フッ素ゴム；品番
ＧＬＳ−２１３：ＪＩＳ−Ａ硬度７０、引張強さ１００
ｋｇｆ／ｃｍ²、伸び９０％）を５０μｍの厚さで塗布
し、加硫した。その上に、さらにフッ素樹脂塗膜表面処
理剤（潤工社製；品番テトラエッチＡ）で処理後、ゴム
用接着剤（信越化学社製；品番：Ｘ−３３−１７４−
２）を塗布した。＜工程（３）＞アルミニウム製の外径３０ｍｍφ、肉厚
２ｍｍのローラ状基体（芯金）の表面を切削加工により
２μｍの表面粗さに仕上げ、洗浄した後、約２μｍの厚
さでゴム用接着剤（信越化学社製；品番Ｘ−３３−１７
４−２）を塗布した。前記円筒の中に該芯金を挿入し、
金型内に設置した。設置後、円筒と芯金の間にゴム硬度
が５度の液状ゴム（信越化学社製シリコーンゴム；品番
ＫＥ１３８０：ＪＩＳ−Ａ硬度５、引張強さ１１ｋｇｆ
／ｃｍ²、伸び３９０％）を厚さ２ｍｍになるように、
インジェクションにより注入し、加硫した。加硫後、円
筒ごと金型から取り外し、円筒を脱型した。脱型後、フ
ッ素樹脂層を研磨して約２０μｍの厚さとし、定着用ロ
ーラを完成した。この結果を表１に示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】［実施例５］ステンレス製の円筒の内面を
クロムメッキした。円筒をフッ素樹脂塗料（デュポン社
製；品番８５５−Ｊ−２１０３３）にディップ後、引き
上げ、乾燥・焼成し、厚さ２５μｍのフッ素樹脂塗膜を
得た。得られたフッ素樹脂塗膜表面をフッ素樹脂表面処
理剤（潤工社製；品番テトラエッチＡ）で処理した。処
理後、ゴム用接着剤（東レダウコーニングシリコーン社
製；品番ＤＹ３９−０５１）を塗布した。その上にゴム
硬度が６２度の液状ゴム（東レダウコーニング・シリコ
ーン社製シリコーンゴム；品番ＰＲＸ３０５：ＪＩＳ−
Ａ硬度６２、引張強さ６５ｋｇｆ／ｃｍ²、伸び３５０
％）を５０μｍの厚さに塗布し、加硫した。その上に、
さらにゴム用接着剤（東レダウコーニング・シリコーン
社製；品番ＤＹ３９−０５１）を塗布した。ステンレス
製の芯金上にポリイミドワニス（宇部興産製；品番Ｕワ
ニスＳ）を塗布法によりチューブ状に形成して、ポリイ
ミドチューブを作製した。チューブ表面をコロナ放電で
処理後、ゴム用接着剤（東レダウコーニング・シリコー
ン社製；品番ＤＹ３９０１２）を約２μｍの厚みで塗布
した。該円筒の中に上記ポリイミドチューブを被せたス
テンレス製芯金を挿入し、金型内に設置した。設置後、
円筒とポリイミドチューブを被せた芯金との間にゴム硬
度が５度の液状ゴム（信越化学社製；品番ＫＥ１３８
０：信越化学社製シリコーンゴム；品番ＫＥ１３８０：
ＪＩＳ−Ａ硬度５、引張強さ１１ｋｇｆ／ｃｍ²、伸び
３９０％）を厚みが０．６ｍｍとなるようにインジェク
ションにより注入し、加硫した。加硫後、円筒ごと金型
から取り外し、円筒を脱型した。脱型後、フッ素樹脂層
を研磨して約２０μｍの厚さとし、定着用ベルトを完成
した。得られた定着用ベルトは、定着性及び耐久性の評
価基準を満足するものであった。

【００３９】［実施例６］ステンレス製の円筒の内面を
クロムメッキした。円筒をフッ素樹脂塗料（デュポン社
製；品番８５５−Ｊ−２１０３３）にディップ後、引き
上げ、乾燥・焼成し、厚さ２５μｍのフッ素樹脂塗膜を
得た。得られたフッ素樹脂塗膜表面をフッ素樹脂表面処
理剤（潤工社製；品番テトラエッチＡ）で処理した。処
理後、ゴム用接着剤（東レダウコーニング・シリコーン
社製；品番ＤＹ３９−０５１）を塗布した。その上にゴ
ム硬度が６２度の液状ゴム（東レダウコーニング・シリ
コーン社製；品番ＰＲＸ３０５：ＪＩＳ−Ａ硬度６２、
引張強さ６５ｋｇｆ／ｃｍ²、伸び３５０％）を５０μ
ｍの厚みで塗布し、加硫した。その上に、さらにゴム用
接着剤（東レダウコーニング・シリコーン社製；品番Ｄ
Ｙ３９−０５１）を塗布した。ステンレス製の芯金上に
ニッケル製のチューブを被せた。チューブ表面にゴム用
接着剤（東レダウコーニング・シリコーン社製；品番Ｄ
Ｙ３９０１２）を約２μｍ塗布した。該円筒の中に上記
ニッケルチューブを被せたステンレス製芯金を挿入し、
金型内に設置した。設置後、円筒とニッケルチューブを
被せた芯金との間にゴム硬度が５度の液状ゴム（信越化
学社製シリコーンゴム；品番ＫＥ１３８０：ＪＩＳ−Ａ
硬度５、引張強さ１１ｋｇｆ／ｃｍ²、伸び３９０％）
を厚みが０．６ｍｍとなるようにインジェクションによ
り注入し、加硫した。加硫後、円筒ごと金型から取り外
し、円筒を脱型した。脱型後、フッ素樹脂層を研磨して
約２０μｍの厚さとし、定着用ベルトを完成した。得ら
れた定着用ベルトは、定着性及び耐久性の評価基準を満
足するものであった。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、ローラ状またはチュー
ブ状の基体上にゴム層とフッ素樹脂層とがこの順に形成
された回転体であって、トナー離型性と定着性に優れ、
特に耐久性が顕著に改善された回転体及びその製造方法
が提供される。本発明の回転体は、特に電子写真複写機
などの画像形成装置の定着部において使用される定着用
ローラやベルトなどとして好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の回転体の層構成を示す断面略
図である。

【符号の説明】

１：ローラ状またはチューブ状の基体２：低硬度のゴム層（Ｂ）３：高硬度のゴム層（Ａ）４：フッ素樹脂層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上村広美大阪府泉南郡熊取町大字野田950番地住友電気工業株式会社熊取製作所内 (72)発明者加藤千明大阪府泉南郡熊取町大字野田950番地住友電気工業株式会社熊取製作所

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ローラ状またはチューブ状の基体上にゴ
ム層とフッ素樹脂層とがこの順に形成された回転体にお
いて、該ゴム層が硬度の異なる２つのゴム層から形成さ
れており、（１）ＪＩＳ−Ａ硬度が５０度以上、引張強
さが３０ｋｇｆ／ｃｍ²以上、伸びが１００％以上の高
硬度のゴム層（Ａ）がフッ素樹脂層側に配置され、
（２）ＪＩＳ−Ａ硬度が３０度以下の低硬度のゴム層
（Ｂ）が基体側に配置されていることを特徴とする回転
体。
【請求項２】低硬度のゴム層（Ｂ）の引張強さが３０
ｋｇｆ／ｃｍ²未満で、伸びが１５０％以上である請求
項１記載の回転体。
【請求項３】高硬度のゴム層（Ａ）の厚みが、低硬度
のゴム層（Ｂ）の厚みよりも小さい請求項１または２に
記載の回転体。
【請求項４】フッ素樹脂層の厚みをｘ（μｍ）、高硬
度のゴム層（Ａ）の厚みをｙ（μｍ）、低硬度のゴム層
（Ｂ）の厚みをｚ（μｍ）とした場合、これら各層の厚
みが式（１）ｘ≦ｙ≦０．１ｚ（１）で表される関係を満足する請求項１ないし３のいずれか
１項に記載の回転体。
【請求項５】ローラ状またはチューブ状の基体上にゴ
ム層とフッ素樹脂層とがこの順に形成された回転体の製
造方法において、（１）筒状金型の内面にフッ素樹脂塗
料を塗装し焼成して、フッ素樹脂層を形成する工程、
（２）該フッ素樹脂層の上に高硬度のゴムを形成し得る
ゴム材料の被膜を形成し加硫して、高硬度のゴム層
（Ａ）を形成する工程、及び（３）筒状金型の軸心に基
体を挿入し、高硬度のゴム層（Ａ）と基体との間の空隙
に、ゴム層（Ａ）のゴムよりも低硬度のゴムを形成し得
るゴム材料を注入し加硫して、低硬度のゴム層（Ｂ）を
形成する工程を含むことを特徴とする回転体の製造方
法。