JPH0389380A - 熱定着ローラの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電子複写機、特にフルカラー複写機の熱定着
部用に適した熱定着ローラの製造方法に関する。

（従来の技術） 近年、画像処理等の電子写真技術およびその周辺技術の
発展に伴い、フルカラー複写機の開発が進み、さらにそ
の高画質化が図られている。

このため、従来の点と線を中心にしたモノカラー画像の
定着とは異なり、複数のトナーを混合溶融し、主として
面を対象にして画像を定着するフルカラー画像定着の特
徴に注目して開発が進められている。

フルカラー複写機においては、イエロー、マゼンダ、シ
アン、あるいはブラック等の複数のトナー像を重ね合わ
せ、それらを完全に溶融混合させる必要があるところか
ら、トナー中のバインダーとして用いられる樹脂部分は
、低軟化点で比較的粘着性の大きいものが選択使用され
ている。またフルカラー複写機においては、複数のトナ
ー像を重ね合わせるためモノカラー複写と比較して大量
のトナーが載った用紙を定着させる必要がある。

したがって、従来のフルカラー複写機では、トナーとの
離型性を向上させるために多量のシリコーンオイルを、
オフセット防止液あるいは離型補助剤として熱定着ロー
ラに塗布しつつ画像定着が行われていた。

このような熱定着ローラとして、モノカラー複写機用の
表面層にフッ素樹脂層を設けた熱定着ローラを用いると
、フッ素樹脂層がシリーンオイルを弾きローラ表面に均
一に塗布されにくいため、定着画像を汚したりオフセッ
トを引き起す等の不都合を引き起す。また前述したよう
に、フルカラー画像定着では大量のトナーが載った厚み
をもった用紙を定着させるため、フッ素樹脂層を有する
熱定着ローラでは、トナーの層を崩してしまい、得られ
る画像が拡大してにじみが生じるという不都合があった
。

このため、現在のところフルカラー複写機用熱定着ロー
ラとしては、低硬度のシリコーンゴムからなるローラが
使用されているのが実情である。

このローラは、低硬度で弾性を有するシリコーンゴム層
が、トナーの厚みをくずすことなくこれを包みこむよう
にして画像を定着するため、光沢や画像拡大の抑えられ
た高品位画像が得られるという長所を有しており、また
、ゴム層を厚くして、充分なニップ幅をとることがで、
きるので、高品位画像を効率良く定着させることができ
る。したがって、このローラは近年のフルカラー複写機
に適した性能を有しているということができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような低硬度のシリコーンゴムから
なる熱定着ローラは、充分なニップ幅をとるためにシリ
コーンゴム層を厚くした場合には、ゴム層の厚さ方向の
熱勾配が大きくなるため、ローラ表面に異常温度上昇が
おきると、熱源に近い芯軸との界面付近のゴム層がさら
に過熱され、その結果ゴム層の熱劣化が促進されるとい
う問題があった。

また、フルカラー複写機において熱定着ローラは、シリ
コーンオイルを塗布されつつ使用されるので、時間の経
過とともにシリコーンゴムがシリコーンオイルにより膨
潤し、ローラ外径の太り、ゴム強度の低下等を引き起し
、より一層ローラ表面が傷つきやすくなるという問題が
あった。このシリコーンオイルによる膨潤は、シリコー
ンゴムが低硬度であるほど起きやすく、またゴム層が厚
いほど膨潤によるローラ外径寸法変化量が大きくなるた
め、分離爪やセンサ等とも接触しやすくなり、ローラ表
面が一層傷つきやすくなるという問題があった。

そして使用が長期に亘る。と、トナーとの離型性がさほ
ど低下しなくとも、紙シワの発生、ＯＨＰ用紙の定着器
内での詰まり等が発生して、使用に耐えなくなるという
問題があった。

このように、従来のフルカラー複写機用熱定着ローラの
耐久性は低く、寸法変化を生じるため安定したニップ幅
を維持できない等の難点を有していた。

このような従来の熱定着ローラの難点を解消するために
、これまでにも種々のシリコーンローラが提案されてい
る。

例えば、特開昭５９−２０９１２９号には、全有機基の
３〜５０　ｍｏ１％がフェニル基であるジオルガノポリ
シロキサンをベースとするシリコーンゴムにより表面層
を形成した熱定着ローラが提案されている。

このローラは、従来のモノカラー画像定着に関しては所
期の目的を違しうるが、フルカラー画像定着の場合には
、充分な耐シリコーンオイル性を得られるだけのフェニ
ル基を導入すると、トナーとの離型性不良を引き起しや
すくなるという難点があった。

本発明はこのような従来のフルカラー複写機用熱定着ロ
ーラの難点を解消するためになされたもので、寸法安定
性に優れ、かつ高信頼性、高画質の画像が得られ、かつ
耐久性に優れたフルカラー複写機用熱定看ローラの製造
方法を提供することを目的とする。

［発明の構成］ ＜：ｓ題を解決するための手段） 本発明の熱定着ローラの製造方法は、熱定着ローラの耐
熱性弾性層に要求される耐熱性、耐シリコーンオイル性
、トナーとの離型性等の緒特性を、シリコーンゴム層を
多層化することにより機能分離をはかったもので、金属
芯軸上に、高温加硫型シリコーンゴムからなる熱伝導率
？、ＯＸ　ｔｏ−’ｃａｌ　／ｃｍ−４ｃａｌ／ｃｍ・
ｓｅｃ・　ｌＩｄｅｇ以上の基層と、フェニル基含有率
７　ｍｏ１％以上、２０　ｍｏ１％以下のフェニルシリ
コーンゴムからなる中間層と液状シリコーンゴムにより
形成された表面層とを順に設けることを特徴としている
。

本発明において熱定着ローラの基層は、アルミ芯軸のよ
うな金属芯軸上に高熱伝導率高温加硫型（ＨＴＶ系）シ
リコーンゴムを、例えば加圧成形や巻き蒸し法等の通常
の方法によって設けたのち、所定の外径に研削すること
により得られる。

また中間層は、シリコーンオイルに膨潤されにくいフェ
ニルシリコーンゴムをプレス成型あるいは注型法、スプ
レー法等で形成することにより得られる。フェニルシリ
コーンゴムとしてはミラブル型、液状のいずれであって
もよい。フェニルシリコーンゴムのフェニル基含有率ハ
、７ＩＩＯ１％より小さいと耐シリコーンオイル性に効
果がなく、２０　ｍｏ１％より大きいと粘着性を呈する
ようになるので、取扱いが難しくなる。

表面層は、例えば内部鏡面金型を用いた注型法。

あるいはコーティング法等により、液状シリコーンゴム
を表面粗さをできるだけ小さく成型することによって得
られる。使用する液状シリコーンゴムは、室温加硫型（
ＲＴＶ）あるいは低温加硫型（ＬＴＶ）の液状シリコー
ンゴムが適しており、縮合反応型あるいは付加反応型の
いずれも使用可能である。表面層の厚さは必要最少限で
よく、その形成方法によっても異なるが、数十μ自から
　ｉ１１程度あれば充分である。

本発明の熱定着ローラの各層を形成する際に各層の接触
界面に適当なプライマーを塗布するようにすれば層間の
接着性が向上する。

（作用） 本発明の熱定着ローラの製造方法では、基層として高温
加硫型シリコーンゴムからなる耐熱性を有し、熱伝導率
が７．Ｏｘ　１０−’ｃａｔ／ａｍ−４ｃａｌ／ｃｍ・
ｓｅｃ・ｄｅｇ以上の層を設けたので、芯軸との界面付
近のゴム層の劣化が抑制される。

また中間層としてシリコーンオイルによって膨潤しにく
いフェニルシリコーンゴム層を設けたので、シリコーン
オイルの膨潤によるローラ寸法の変化も抑制される。ち
なみに種々のシリコーンゴム類のなかで、フェニルシリ
コーンゴムの耐シリコーンオイル性はフロロシリコーン
ゴムに次いで優れており、低硬度で、材料単価もフロロ
シリコーンゴムより安価である。

また、表面層を液状シリコーンゴムにより平滑に形成し
たので、この表面がトナーを包みこむようにして高品位
なフルカラー画像定着を行ない、シリコーンオイルが均
一な状態でローラ表面に塗布され、トナーとの離型性が
向上される。また、定着に必要な充分なニップ幅が確保
され、芯軸との界面付近のゴム層の熱劣化が抑えられ、
ローラ外径の寸法安定化が図られる。

（実施例） 以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。

実施例 図面は、本発明の一実施例の熱定着ローラの断面図であ
る。

図において符号１は金属芯軸を示しており、この芯軸１
上に高温加硫型シリコーンゴムからなる基層２が設けら
れ、さらにその上にフェニルシリコーンゴムからなる中
間層３、および表面層４が形成されている。なお、プラ
イマー層は図示を省略した。

この実施例においては、次のようにして熱定着ローラが
製造された。

まず外径３４１ｍのアルミニウム製芯軸を常法に従って
前処理したのち、プライマーを塗布しこれを焼付けたの
ち、芯軸外周にＨＴＶ系フェニルシリコーンゴム（商品
名５Ｇ９３８　、信越化学工業社製、熱伝導率１．（Ｌ
Ｘ　ｔｏ−３ｃａｌ／　ａＩＩ−４ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅ
ｃ・　−ｄｅｇ　）を加圧成形して基層２を設けた。

ついで表面を研削して外径３８ｎに仕上げ、さらに基層
表面にプライマー処理した後、円筒状金型内に同軸的に
配置した。

そしてこの金型内にフェニル基含有率１０ｍｏ１％の液
状フェニルシリコーンゴムを注入し常法に従って熱処理
を経て、中間層３を形成した。

さらに、これを内部鏡面円筒状金型内に同軸的に配置し
、この金型内に付加反応型液状シリコーンゴム（商品名
８０９４２　、信越化学工業社製）を注入し、常法にし
たがって後処理を行い、表面層４を被覆、成形して外径
４０　ＷＮの熱定着ローラとした。

この熱定着ローラを実際のフルカラー複写機に組み込み
、実機評価試験を行ったところ、通紙枚数５万枚（使用
期間６力月間相当）でも紙シワの発生、ゴム層の破壊等
見られず、良好な画像定着性が得られ外径寸法変化等も
実用上問題のない程度であった。

比較例 実施例と同様の芯軸に同様の前処理およびブライマー処
理を施した後、この芯軸を内部鏡面円筒状金型内に同軸
的に配置し、実施例の表面層を形成したものと同じ付加
反応型液状シリコーンゴム（商品名５Ｇ９４２　、信越
化学工業′社製）を被覆して外径４０１１の鏡面ローラ
を得た。

この熱定着ローラを実際のフルカラー複写機に組み込み
、実機評価試験を行ったところ、１万枚通紙（使用期間
１力月相当）で、シリコーンオイルによる膨潤により紙
シワ、ＯＨＰ用紙の定着器内での詰まり等が発生した。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、金属芯軸上に、耐
熱性、熱伝導性に優れた基層、耐シリコーン性に優れた
中間層、さらにトナーとの離型性に優れた表面層という
　３層からなる弾性層を設けて機能分化させることによ
り、フルカラー複写機の熱定着ローラに必要な緒特性を
実現させているため、寸法安定性に優れ、信頼性も高く
長寿命のフルカラー複写機を提供することが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の熱定着ローラの一実施例の断面図である
。 １・・・・・・・・・金属芯軸 ２・・・・・・・・・基層（ＨＴＶ系シリコーンゴム）
３・・・・・・・・・中間層（フェニルシリコーンゴム
）４・・・・・・・・・表面層（ＲＴＶ系あるいはＬＴ
Ｖ系シリコーンゴム）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属芯軸上に、高温加硫型シリコーンゴムからな
   る熱伝導率７．０×１０＾−＾４ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ
   ・ｄｅｇ以上の基層と、フェニル基含有率７ｍｏｌ％以
   上、２０ｍｏｌ％以下のフェニルシリコーンゴムからな
   る中間層と、液状シリコーンゴムにより形成された表面
   層とを順に設けることを特徴とする熱定着ローラの製造
   方法。