JP4040197B2

JP4040197B2 - Method for producing elastic roller

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Publication number: JP4040197B2
Application number: JP05122399A
Authority: JP
Inventors: 英治植川; 悟伊澤; 正弘後藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2019-02-26
Also published as: JP2000249134A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は弾性ローラの製造方法、さらに詳しくは例えば、電子写真方式・静電記録方式等の作像プロセスを採用した画像形成装置において、作像プロセス部で記録材（転写材・印字用紙・感光紙・静電記録紙等）に転写方式あるいは直接方式で形成担持させた目的の画像情報の未定着トナー像を、熱処理して固着像とするための加熱定着装置に装備される弾性ローラの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式、静電記録方式等を採用する画像形成装置に具備される定着装置においては、未定着トナー像を担持した記録材を、互いに圧接して回転する定着ローラと加圧ローラとで形成されるニップ部を通過させることにより記録材上に永久画像として定着させる、いわゆる加熱定着装置が広く用いられている。また、特にスタンバイ時に加熱定着装置に電力を供給せず、消費電力を極力低く抑えた方法、詳しくはヒータ部と加圧ローラの間に薄肉のフィルムを介して記録材上のトナー像を定着するフィルム加熱方式による加熱定着方法の１例が特開昭６３−３１３１８２号公報・特開平２−１５７８７８号公報・特開平４−４４０７５号公報・特開平４−２０４０８０公報等に提案されている。
【０００３】
このような加熱定着装置では記録材上のトナーをオフセットすることなく、記録材上に定着するために、上記定着ローラ、フィルムおよび加圧ローラの最表層には離型性に優れた性能を示すポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシテトラフルオロエチレン共重合体（ＰＦＡ）などの離型性層が形成されている。離型性層はチューブ状に形成されていたり、あるいは静電スプレー、ディッピング塗工等により形成されている。また、記録材の搬送によって定着ローラ表面がチャージアップすることで発生するオフセットを防止するため、離型性層にカーボンブラック等の導電部材を混入しているものもある。あるいは加圧ローラの表面にフッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物等をコーティングした加圧ローラなどが採用されている。特に画像形成装置の高速化に対して高耐久性、離型安定性を満足するために、最近ではチューブを被覆した加圧ローラが多く採用されている。
【０００４】
上記加圧ローラの一例を図３に示す。図３において加圧ローラは芯金４１の外部にシリコーンゴムやフッ素ゴムを成形した弾性層あるいはシリコーンゴムを発泡して成るスポンジ弾性層４２、さらにその外層にＰＴＦＥあるいはＰＦＡ、ＦＥＰ等の離型性層４３をチューブ状に形成して成る。
【０００５】
この加圧ローラの製造方法としては、アルミニウム等の金属芯金を円筒状の金型内に直立させ、芯金と金型との間隙に液状シリコーンゴムを注入し、加硫させることによって硬化させるか、もしくは有底円筒状の金型内にあらかじめ所定量の液状シリコーンゴムを注入後に、芯金をこの金型内に挿入して芯金と金型の間隙に液状シリコーンゴムを上昇充填させ、加硫させることによって硬化させる。さらにその表面には上記離型性層としてのＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂からなるチューブを装着させることによって形成する方法が知られている。しかしながら上記製造方法では以下に説明するような問題点がある。すなわち液状シリコーンゴムを硬化させた後に金型から脱型する際にシリコーンゴムの表層が金型に付着し、抜き取りが容易には達成できない等、作業性が悪く、さらに加圧ローラの品質を損ねる等の問題がある。また、金型から脱型した加圧ローラにフッ素樹脂チューブを被覆する作業が困難であり、チューブに歪みを生じたり、シリコーンゴムとチューブの接着性が十分に得られない等の問題点がある。このため、上記シリコーンゴムの形成とフッ素樹脂チューブの被覆を同時に行う方法が特開昭５０−７０９７号、特開昭５１−２７２７６号、特開昭６１−１６９８６３号等に開示されている。
【０００６】
すなわち図４において、円筒状の金型５１に上下端の金型５２ａおよび５２ｂが嵌合するように形成されており、端部金型５２ａには液状シリコーンゴムの注入口５３が設けられている。加圧ローラ製造方法としては、端部金型５２ａにアルミニウム等よりなる芯金４１および内面エッチング後にプライマ塗布されたフッ素樹脂チューブ４３を順次装着し、円筒金型５１の一端に芯金とフッ素樹脂チューブが装着された端部金型５２ａを嵌合する。次に円筒金型５１のもう一端の開口部に端部金型５２ｂを嵌合し、端部金型５２ａの注入口より上記芯金４１とフッ素樹脂チューブ４３の間隙に液状シリコーンゴム４２を高圧で注入充填する。この充填圧力でフッ素樹脂チューブ４３を拡張させながら円筒金型５１の内周面に密着させるとともにシリコーンゴム材にフッ素樹脂チューブ４３を一体化させる。あるいは、シリコーンゴムを発泡してなる多孔質弾性体（シリコーンスポンジ）を芯金上に形成し、所定の外径寸法に研磨する。一方、該弾性体の外径より小径の非収縮性フッ素樹脂チューブを減圧容器内で拡開した状態とし、上記研磨済みのローラをチューブ内に挿入する。挿入完了後に常圧に戻してフッ素樹脂チューブをスポンジ弾性層の外面に密着させる。以上により加熱定着装置に装備される加圧ローラを製造している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した加圧ローラの製造法では、以下の問題が発生する。すなわち円筒金型にフッ素樹脂チューブを装着する際や、製造工程中のハンドリング時等に加圧ローラ製造作業者がフッ素樹脂の表面に触れずに作業を行うことが非常に難しい。また成型時に円筒金型の内面が直接金型に触れるため、円筒金型内面の傷や、付着物をそのまま加圧ローラ表面に転写してしまうことがある。特に金型の使用頻度が高い場合、新品の金型から製作される加圧ローラよりも傷や付着物が多くなることは容易に予想されることである。このような問題が原因となって生じる傷や付着物によって、加圧ローラのフッ素樹脂層表面の離型性能が低下してしまうことがある。この場合、加熱定着装置の定着ニップ部において、トナー画像が定着フィルムに付着するオフセット現象が起こったとき、それらの付着したトナーが加圧ローラ表面に移行し、表面の汚れとなる。また、未定着トナーが記録材にある状態で画像形成装置が紙づまりを起こした際に該記録材を定着ニップ排紙方向から除去した時には、一旦定着部材の表面に付着したトナーが加圧ローラ表面に運ばれ、加圧ローラ表面に汚染トナーとなって付着しやすくなってしまう。これらにおいて、加圧ローラの離型性が十分に保たれていれば、次に搬送された記録材の背面（加圧ローラと接する面）に汚染トナーが付着し、加圧ローラ表面は再度汚染トナーのないきれいな表面に戻るが、上記のような加圧ローラ表面が傷ついていたり、付着物があった場合には、十分な離型性が得られないために汚染トナーを除去しきれず、蓄積してしまうことになる。
【０００８】
この他にも加圧ローラ表面の汚れや付着物によって、離型性層表面が部分的にマイナスに強く帯電されることがある。このような周囲に対して局所的にマイナス帯電が強い箇所が存在する場合、ニップ部においてみ定着画像が通過する際、トナーがマイナスの極性を持っているために、局所的なマイナス帯電箇所がトナーをはじき飛ばし、その結果、ニップを通過した永久画像上に、白く抜けたような個所が存在してしまう（白抜け）。また、この白抜けが発生することはすなわち前述の加圧ローラ汚れにも悪影響を及ぼす。
【０００９】
これらの問題の原因となる、加圧ローラ表面の傷や付着物は、前述した以外にもさまざまな発生源が考えられ、例えば傷の場合、弾性層部材の硬化を目的とした加硫工程の前後に、離型性層表面の汚れを除去するために、アルコール類で表面を清掃する工程がある。ここで清掃に用いる布やウェブの繊維が硬い場合、それらが表面に傷を誘発させる。また、単に、加熱定着装置を組み立てる段階で、工員が加圧ローラに接触し傷が発生する可能性もある。さらに表面の汚れに関しても、加硫前後の清掃工程で、アルコールで除去できない汚れがローラ表面に存在する場合、かえって汚れが表面上に広がってしまう危険性もある。このほかにも、傷や汚れの発生源としてさまざまな偶発的外因があると考えられる。しかしながら、加圧ローラの量産性を考慮すれば、現状のような傷や汚れを皆無にすることは不可能である。したがって、トナー付着や白抜けを防ぐためには傷や汚れの作用を抑制するような新たな手段が必要となる。
【００１０】
一方で、この問題は特に製品出荷検査時に顕著に現れる問題である。記録材の定着装置内への搬送量が増加すれば、記録材が加圧ローラ上のトナー汚れを除去する効果が発生すると考えられる。また、記録材が離型性層表面を研磨するために汚れや傷が消滅し、トナー付着が抑制されたり、また強くマイナス帯電した箇所も消滅し、白抜けも徐々に減少すると考えられる。しかしながら、製品の品質向上を考えれば、当問題が初期に限られる現象であるとしても、回避する方が望ましいことは明らかである。本出願に係る発明の目的は、新しいローラの製造方法によって、特に初期段階における加圧ローラ表面の傷や汚れなどの欠点を解消し、トナーの付着による汚れや永久画像上に現れる白抜け減少を防止することである。
【００１１】
上記課題を解決するための本発明は次のようである。
１．金属芯金の外側に、シリコーンゴムからなる弾性体層、更にその外側にフッ素樹脂チューブからなる離型性層を有している弾性ローラの製造方法であって、下記（１）乃至（３）の工程を有することを特徴とする弾性ローラの製造方法：
（１）円筒金型内部に同心に配置したフッ素樹脂チューブと芯金との間隙に液状シリコーンゴムを注入充填して該フッ素樹脂チューブを該円筒金型内周面に密着させ、この状態で該液状シリコーンゴムを一次加硫により硬化させて該フッ素樹脂チューブが一体化したシリコーンゴムを得る工程、
（２）該フッ素樹脂チューブが一体化したシリコーンゴムを該円筒金型から脱型する工程、
（３）前記工程（２）で得たシリコーンゴムに一体化している該フッ素樹脂チューブの周面に変性シリコーンオイルをアルコールで希釈した液を塗布した後、該シリコーンゴムの二次加硫を行うと共に該液を焼結させる工程。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の作用と効果を先ず説明する。
【００１３】
本発明は未定着画像が形成された記録材を、ニップ部に設けた加熱用ヒータと薄肉のフィルムから構成される定着部材と加圧部材により、互いに圧接してなる定着ニップ間を通過させることにより、上記未定着画像を記録材上に永久画像として定着させる加熱定着装置の加圧ローラ製造方法において、
加熱硬化（一次加硫）により、芯金の外側にシリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性層、さらにその外層にＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性層チューブを形成した後、帯電防止や離型性向上を目的とした変性シリコーンオイルを、水またはアルコール等の溶剤に溶解させ、この溶液を一次加硫後の加圧ローラ離型性層表面に塗布する。次にこの加圧ローラを焼成して硬化させる（二次加硫）ことを特徴とする。
【００１４】
上記製造方法によって得られる加圧ローラにおいて、塗布した変性シリコーンオイルが離型性を有しかつ二次加硫工程により、塗布した変性シリコーンオイルの粘性が失われ、不純物等の付着を防ぐことができることから、加圧ローラ表面の離型性が向上する。その結果、オフセットトナー等が加圧ローラ上に付着しにくくなり、表面の汚れを低減できる。さらに、変性シリコーンオイルが帯電防止の効果を有することから、一次加硫成型時に円筒金型から転写された傷や付着物による局所的なマイナス帯電を抑制することが可能となり、マイナス極性の未定着トナーがニップ部において飛び散ることや画像上の白抜けとなることを防止することができる。
【００１５】
あるいは、加圧ローラは加熱硬化（一次加硫）により、芯金の外側にはシリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性層のみを成型したのち金型から脱型し，あらかじめ上記の変性シリコーンオイルを塗布したＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等の離型性層チューブを被せ、次にこの加圧ローラを二次加硫することで、弾性層と離型性層チューブを密着させることを特徴とする。
【００１６】
上記製造方法によって得られる加圧ローラは、変性シリコーンオイルの特性により、上記と同様に離型性や帯電防止に優れている他に、離型性層チューブが一次加硫時に使用する金型内面と接触することがないために表面の傷が少なく、その結果オフセットトナー等の付着がしにくくなり、加圧ローラ汚れを防ぐことが可能となる。
【００１７】
次に本発明に係る発明の実施形態を図を用いて説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置の構成を示す模式図である。
【００１８】
図１において、１は感光ドラムであり、ＯＰＣ、アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料がアルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の基盤上に形成されている。感光ドラム１は矢印の方向に回転駆動され、まず、その表面は帯電装置としての帯電ローラ２によって一様帯電される。次に、画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビーム３による走査露光が施され、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４で現像、可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法、ＦＥＥＤ現像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。
【００１９】
可視化されたトナー像は、転写装置としての転写ローラ５によって所定のタイミングで搬送された記録材Ｐ上に感光ドラム１上より転写される。ここで感光ドラム１上のトナー像の画像形成位置と記録材の先端の書き出し位置が合致するように８のセンサにて記録材の先端を検知し、タイミングを合わせている。所定のタイミングで搬送された記録材Ｐは感光ドラム１と転写ローラ５に一定の加圧力で挟持搬送される。このトナー像が転写された記録材Ｐは定着装置６へと搬送され、永久画像として定着される。一方、感光ドラム１上に残存する転写残りの残留トナーは、クリーニング装置７により感光ドラム１表面より除去される。
【００２０】
図２に、本発明に係る加熱定着装置６の一例の構成を示す。本例では定着フィルムを用いた加熱定着装置について説明しているが、定着ローラを用いた加熱定着装置であってもよい。図２において、定着部材１０は以下の部材から構成される。１３は熱容量の小さな定着フィルムであり、クイックスタートを可能にするために総厚１００μｍ以下の厚みで耐熱性、熱可塑性を有するポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等を基層としたフィルムである。また、長寿命の加熱定着装置を構成するために充分な強度を持ち、耐久性に優れたフィルムとして、総厚２０μｍ以上が必要である。よって定着フィルム１３の総厚みとしては２０μｍ以上１００μｍ以下が最適である。さらにオフセット防止や記録材の分離性を確保するために表層にはＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、シリコーン樹脂等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合ないし単独で被覆したものである。
【００２１】
１１は定着フィルム１３の内部に具備された加熱用ヒータであり、これにより記録材上のトナー像を溶融、定着させるニップ部の加熱を行う。加熱用ヒータ１１はアルミナ等の高絶縁性のセラミックス基板の表面に長手方向に沿って、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ₂、Ｔａ₂Ｎ等の通電発熱抵抗層をスクリーン印刷等により、厚み１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度の線状もしくは細帯状に塗工して形成した通電加熱用部材である。セラミックス基板の背面には通電発熱抵抗層の発熱に応じて昇温したセラミックス基板の温度を検知するためのサーミスタ等の温度検知素子１４が配設されている。この温度検知素子１４の信号に応じて、長手方向端部にある不図示の電極部から通電発熱抵抗層に印加される電圧のデューティー比や波数等を適切に制御することで、定着ニップ内での温調温度を略一定に保ち、記録材上のトナー像を定着するのに必要な加熱を行う。温度検知素子１４から不図示の温度制御部へのＤＣ通電は不図示のＤＣ通電部およびＤＣ電極部を介して不図示のコネクターにより達成している。加熱用ヒータ１１の通電発熱抵抗層の表面には、定着フィルムとの摺擦に耐えることが可能な薄層のガラスコート等の保護層を設けている。
【００２２】
１２は加熱用ヒータ１１を保持し、ニップと反対方向への放熱を防ぐための断熱ステイホルダーであり、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＦＥＥＫ等により形成されている。定着フィルム１３は余裕をもってルースに外嵌されていて、矢印の方向に回転自在に配置されている。定着フィルム１３は内部の加熱用ヒータ１１および断熱ステイホルダー１２に摺擦しながら回転するため、加熱用ヒータ１１および断熱ステイホルダー１２と定着フィルム１３の間の摩擦抵抗を小さく抑える必要がある。このため加熱用ヒータ１１および断熱ステイホルダー１２の表面に耐熱性グリース等の潤滑剤を少量介在させてある。これにより定着フィルム１３はスムーズに回転することが可能となる。
【００２３】
加圧部材２０は芯金２１の外側にシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいはシリコーンゴムを発砲して形成された弾性層２２からなり、この上にパーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂離型性層２３を形成する。フッ素樹脂離型性層は必要に応じて導電性カーボンブラック等の導電性付与剤を添加して導電性フッ素樹脂層としてもよい。本例に適用した具体的な仕様については後述する。加圧部材２０は上記の定着部材１０の方向に不図示の加圧手段により、長手方向両端部から加熱定着に必要なニップ部を形成すべく十分に加圧されており、長手方向端部から芯金２１を介して不図示の回転駆動により、矢印の方向に回転駆動される。これにより上記定着フィルム１３はステイホルダー１２の外側を図の矢印方向に従動回転する。あるいは定着フィルム１３の内部に不図示の駆動ロージを設け、駆動ローラを回転駆動することにより、定着フィルム１３を回転させる。以上が加熱定着装置の構成であるが、記録材Ｐは不図示の供給手段によって適宜供給され、耐熱性の定着入口ガイド１５に沿って加熱部材１０と加圧部材２０によって形成される定着ニップ内に搬送される。その後定着ニップにより排出された記録材Ｐは耐熱性の定着排紙ガイド１６に案内されて排紙ローラ１７および排紙コロ１８に挟持搬送され不図示の排出トレイ上に排出される。
【００２４】
ここで、本発明に係わる加圧ローラの製造方法について図４を用いて説明する。図４において４１、４２、４３は、加熱定着装置に組み込まれる加圧ローラの、それぞれアルミニウム等の金属よりなる芯金、液状シリコーンゴムを加熱硬化させて形成されたシリコーンゴム（弾性層）、離型性層としてのフッ素樹脂チューブである。まず、加圧ローラ芯金４１を円筒状の金型５１の上下端に嵌合可能な端部金型５２ａおよび５２ｂの片方の端部金型に取り付ける。次にフッ素樹脂チューブ４３を端部金型５２ａあるいは５２ｂのどちらかに装着する。そして、端部金型５２ａおよび５２ｂを円筒金型５１の上下端に嵌合し、液状シリコーンゴム４２を端部金型５２ａに設けられた注入口５３より上記芯金４１と上記フッ素樹脂チューブ４３の間隙に高圧で注入充填する。この充填圧力でフッ素樹脂チューブ４３を拡張させながら円筒金型５１の円周面に密着させるとともにシリコーンゴム材４２にフッ素樹脂チューブ４３を一体化させる。このようにして、金型に芯金４１、液状シリコーンゴム４２、フッ素樹脂チューブ４３を装着、充填し、この状態で７０℃〜１２０℃程度の温度で１時間〜３時間の加熱を行いシリコーンゴムを硬化させる（一次加硫）。冷却後各金型を取り外し、脱型する。通常の製造工程では、上記の、一次加硫工程において金型の傷や汚れが加圧ローラ表面に転写されることがあるため、エタノールやイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等のアルコールを用い、布等で加圧ローラ表面の清掃を行う。その後脱型した状態で、１８０℃〜２００℃程度の温度で３〜５時間程度の熱処理を施す（二次加硫）。この加熱処理で架橋され、十分な硬度を持つ弾性層の形成が達成される。ところが、実際には通常の清掃工程では除去しきれない汚れが存在するため、表面の離型性が十分でなく、トナー付着による汚れや、画像上の白抜け等の問題につながる。本発明では、このような清掃工程に替わり、以下のような処置により、加圧ローラ表面の改質を達成した。
【００２５】
まず、エポキシポリエーテル変性シリコーンオイル（例えばＳＦ８４１９：東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製商品名）等の変性シリコーンオイルを、水またはエタノール、ＩＰＡ等のアルコール系溶剤に溶かして希釈する。変性シリコーンオイルの溶剤に対する濃度としては、５重量％前後が適当であるが、離型性層の材質や加圧ローラ成型条件によっては、それよりも高いあるいは低い濃度であってもよい。エポキシポリエーテルに替わる変性シリコーンオイルとして、アルキルアラルキルポリエーテル、ポリエーテル、アミノポリエーテル等の変性シリコーンオイルが考えられる。これらの変性シリコーンオイルは、潤滑性（離型性）あるいは帯電防止性のいずれか一方あるいは両方の優れた性質を有するものである。
【００２６】
上記のアルコールで希釈した変性シリコーンオイルを、一次加硫後の加圧ローラ表面に布や紙等を用いて均一に塗布する。ここで、使用する布や紙の材質が硬い場合、加圧ローラ理が多層表面を傷つけてしまう恐れがある。例えば、シルボン紙を使った場合、紙を移動させた方向に傷がつきトナー付着の原因となる。そこで、離型層表面を傷つけにくい部材として、フェルト生地の布やセーム皮などを用いあることが望ましい。上記のように、加圧ローラ離型層表面に希釈した変性シリコーンオイルを塗布することで、希釈液であるエタノールによって表面の汚れが除去され、さらにオイルの有する性質から、表面の離型性向上および帯電防止の効果が得られる。
【００２７】
しかしながら、このままで上記加熱定着装置に用いると、変性シリコーンオイル自身の粘性が高いために、不純物やホコリ等の付着や、オフセットトナー等の付着が助長される。そこで、通常の工程と同様に、二次加硫工程によって焼成を行うと、離型層表面のオイル成分が焼結され、粘性がなくなる。このとき、オイルが本来持っている、離型性や帯電防止性の性質は損なわれず、表面が改質された加圧ローラ得られることになる。
【００２８】
ここで、変性オイルを塗布するタイミングとして、一次加硫後のエタノールのみによる通常の清掃の後、二次加硫を経たあとで、希釈変性オイルを塗布し、さらに粘性をなくすために熱処理を施しても同様の効果が得られると考えられるが、一次加硫後に塗布工程を行えば製造の工程を少なくするという利点がある。
【００２９】
【実施例】
次に示す実施例は単に本発明を説明するためのものであって、本発明はこれによってなんら制限されるものではない。
【００３０】
実施例１
実施例に関する画像形成装置全体の構成および加熱定着装置の構成は前述の図１および図２を用いて説明したものと同様である。本例の弾性ローラの製造法を前述の図３および図４を参照して説明する。
【００３１】
図４における芯金４１としてアルミニウム、シリコーンゴム（弾性層）４２の材料として液状シリコーンゴムを、離型性層としてフッ素樹脂チューブ４３を円筒金型５１に装置充填し１００〜１１０℃で２０分間一次加硫してシリコーンゴムを硬化した。冷却後金型を取り外し、脱型し、粗ローラを得た。ついでエポキシポリエーテル変性シリコーンオイルをエタノールに溶かし濃度を２〜５重量％に希釈したものをフェルト生地の布でできるだけ均一にローラの離型性層表面に塗布し、２００℃で４時間二次加硫して十分な硬度を持つ弾性層を形成した。
【００３２】
このようにして製造された加圧ローラを加熱定着装置に組み込んで、加圧ローラ汚れおよび、定着画像上の白抜け（紙上のトナーがはじき飛ばされる現象）の確認を行った。方法としては、これまでの通常工程（変性シリコーンオイル塗布をしないもの）で製造された加圧ローラ（Ｒｅｆ）、および、上記の製造方法によって二次加硫前に、希釈したエポキシポリエーテル変性シリコーンオイル（希釈濃度、２重量％〜５重量％）を塗布した加圧ローラ用い、画像形成装置により、ハーフトーン画像およびべた黒画像を印字し、その時の加圧ローラ表面の汚れと、得られる画像の白抜けを、目視によって観察し評価した。その結果を表１に示す。ここで、表中の評価に関して、白抜けについては、○はまったく白抜けが存在しない状態、△は少し白抜けが確認される状態、×は白抜けが目立って存在する状態を表す。同様に、加圧ローラ汚れについては、○がほとんど汚れが確認されない状態、△は汚れが少し確認される状態、×は汚れが目立って存在する状態を表す。また、表には各加圧ローラの表面電位を測定した結果（Ｔｒｅｋｉｎｃ．製表面電位計で測定）も示した。
【００３３】
【表１】

（加圧ローラ処理で、２ｗｔ％品とは、エポキシポリエーテル変性シリコーンオイルをエタノールで２重量％の濃度に希釈したものを塗布したことを示す。）
以上の結果より、エポキシポリエーテル変性シリコーンオイルは、加圧ローラ汚れや、白抜けに対し、明らかにそれらを防止する働きがあると考えられる。また、塗布した変性シリコーンオイルの濃度が高くなるにつれ、それらの効果は大きくなっている。さらに、高濃度になるほど、上表に示した加圧ローラ表面電位はプラスの極性になっていることから、変性シリコーンオイルの帯電防止特性が有効に働いていること、またそれにより、マイナス帯電が原因である白抜けの評価もよくなっていることが分かる。一方で、従来の方法で製造された加圧ローラを使用した場合は加圧ローラ表面電位も大きくマイナスであり、白抜け、加圧ローラ汚れ共に悪いレベルである。
【００３４】
以上本実施例では、加圧ローラ製造時に、金型の汚れや製造業者が直接触れることによる加圧ローラ表面の汚れ付着があっても、希釈した変性シリコーンオイルを塗布し、それを焼結することで、表面の帯電防止性と離型性に優れた表面改質を達成することができる。その結果、加熱定着装置に組み込んで使用した場合にも、トナー汚染や画像の白抜け等の問題を発生しない。
【００３５】
なお、本実施例では加熱定着装置に具備される加圧ローラで説明したが、金属芯金上に弾性層、その外側にフッ素樹脂等のチューブを設けてローラ表面の離型性や帯電防止性を機能上必要とする各種ローラに本実施例の製造方法を適用できることはいうまでもない。
【００３６】
参考例１
以下に、本発明の参考例について説明する。本参考例に関する画像形成装置全体の構成は、前記実施例１で示した図１と同様であり、加熱定着装置内の構成も、前記実施例１で示した図２と同様である。本参考例では一次加硫の時点では芯金の外側にシリコーンゴム等の弾性層のみを成型し、あらかじめ変性シリコーンオイルを塗布したフッ素樹脂チューブを被せたのちに二次加硫を行い離型性層を密着させ、目的の加圧ローラを製造する。
【００３７】
製造方法の詳細は次のようである。実施例１で説明したように図４に示した製造装置を用いて加圧ローラを成型する場合、金型の内面とフッ素樹脂チューブが接触するため、加熱成型時に金型内面の傷が離型層表面に転写されることは免れることができない。とくに金型の使用回数が多い場合などは、金型内面の傷が多く、加圧ローラ表面に多くの傷をつけることになる。そこで、本参考例では、フッ素樹脂チューブを金型内面に接触させないために、金型を使用する一次加硫工程では芯金外側には、シリコーンゴムの弾性層のみを成型し加熱硬化させた。したがって、図４の製造装置内には、上下端の端部金型５２aおよび５２bにはフッ素樹脂チューブは装着せずに、注入口５３から液状シリコーンゴムを注入充填し硬化させた。次に加圧ローラを端部金型および円筒金型から脱型したのちにフッ素樹脂チューブを被せ、二次加硫工程において弾性層と離型性層を密着させることにより、離型性層表面に傷の少ない加圧ローラを得た。ここで、弾性層に被せる前に、あらかじめフッ素樹脂チューブに帯電防止および離型性向上を目的とした変性シリコーンオイル（エタノールで希釈してあってもよい）を塗布した。チューブに変性シリコーンオイルを塗布する方法としては、実施例１と同様にチューブ表面を傷つけない布を用いたが、チューブ自体をオイルにディッピングしておく方法なども用いることができる。
【００３８】
本参考例では、離型性層表面が円筒金型の内面と接触することがないために、表面に傷の少ない良好な加圧ローラを得ることができた。表面の傷が少ないことは、トナー付着による加圧ローラ汚れ防止もさらに改善されることを意味する。なお、本参考例でも、前記実施例１と同様に加圧ローラを例示したが、この方法も加圧ローラに限った製造方法ではないことはいうまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、
本発明は未定着画像が形成された記録材を、ニップ部に設けた加熱用ヒータと薄肉のフィルムから構成される定着部材と加圧部材により、互いに圧接してなる定着ニップ間を通過させることにより、上記未定着画像を記録材上に永久画像として定着させる加熱定着装置の加圧ローラ製造方法において、
加熱硬化（一次加硫黄）により、芯金の外側にシリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性層、さらにその外層にＰＴＦＥあるいはＰＦＡ、ＦＥＰ等の離型性層チューブを形成した後、帯電防止や離型性向上を目的とした変性シリコーンオイルを、水またはアルコール等の溶剤に溶解させ、該溶液を一次加硫後の加圧ローラ離型性層表面に塗布する。次に該加圧ローラを焼成して硬化させる（二次加硫）製造方法であることを特徴とし、
上記製造方法によって得られる加圧ローラにおいて、塗布した変性シリコーンオイルが離型性を有しかつ二次加硫工程により、塗布した変性シリコーンオイルの変性が失われ、不純物等の付着を防ぐことができることから、加圧ローラ表面の離型性が向上する。その結果、オフセットトナー等が加圧ローラ上に付着しにくくなり、表面の汚れを低減できる。さらに、変性シリコーンオイルが帯電防止の効果を有することから、一次加硫成型時に円筒金型から転写された傷や付着物による局所的なマイナス帯電を抑制することが可能となり、マイナス極性の未定着トナーがニップ部において飛び散る、画像上の白抜けとなることを防止することができる。
【００４０】
あるいは、加圧ローラは加熱硬化（一次加硫）により、芯金の外側にはシリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性層のみを成型したのち金型から脱型し，あらかじめ上記の変性シリコーンオイルを塗布したＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等の離型性層チューブを被せ、次に該加圧ローラを二次加硫することで、弾性層と離型性層チューブを密着させる。
【００４１】
上記製造方法によって得られる加圧ローラは、変性シリコーンオイルの特性により、上記と同様に離型性や帯電防止に優れている他に、離型性層チューブが一次加硫時に使用する金型内面と接触することがないために表面の傷が少なく、その結果オフセットトナー等の付着がしにくくなり、加圧ローラ汚れを防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる画像形成装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明に係わる加熱定着装置の構成を示す模式図である。
【図３】加圧ローラの断面図である。
【図４】加圧ローラ製造装置の断面図である。
【符号の説明】
１感光ドラム
２帯電ローラ
３レーザビーム
４現像装置
５転写ローラ
６定着装置
７クリーニング装置
８センサ
１０定着部材
１１加熱用ヒータ
１２断熱ステイホルダー
１３定着フィルム
１４温度検知素子
１５定着入口ガイド
１６定着排紙ガイド
１７排紙ローラ
１８排紙コロ
２０加圧ローラ（加圧部材）
２１芯金
２２弾性層
２３フッ素樹脂離型性層
４１芯金
４２弾性層（シリコーンゴム）
４３フッ素樹脂チューブ
５１円筒金型
５２ａ端部金型
５２ｂ端部金型
５３注入口
Ｐ記録材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an elastic roller, and more specifically, for example, in an image forming apparatus employing an image forming process such as an electrophotographic system or an electrostatic recording system, a recording material (transfer material / printing paper / photosensitive material) Manufacture of an elastic roller for use in a heat-fixing device for heat-treating an unfixed toner image of the desired image information formed and supported on a paper or electrostatic recording paper by a transfer method or a direct method to form a fixed image by heat treatment It is about the method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a fixing device provided in an image forming apparatus that employs an electrophotographic system, an electrostatic recording system, etc., a fixing roller and a pressure roller that rotate a recording material carrying an unfixed toner image in pressure contact with each other. A so-called heat fixing device is widely used in which a nip portion formed by the above method is fixed as a permanent image on a recording material. In particular, a method of suppressing power consumption as much as possible without supplying power to the heat fixing device during standby, specifically fixing a toner image on a recording material through a thin film between a heater portion and a pressure roller. One example of a heat fixing method using a film heating method has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 63-313182, 2-157878, 4-44075, 4-204080, and the like.
[0003]
In such a heat fixing device, the toner on the recording material is fixed on the recording material without offset, and the outermost layer of the fixing roller, the film and the pressure roller exhibits an excellent releasability performance. A release layer such as polytetrafluoroethylene (PTFE) or perfluoroalkoxytetrafluoroethylene copolymer (PFA) is formed. The releasable layer is formed in a tube shape, or is formed by electrostatic spraying, dipping coating or the like. In some cases, a conductive member such as carbon black is mixed in the releasable layer in order to prevent an offset that occurs when the surface of the fixing roller is charged up by the conveyance of the recording material. Alternatively, a pressure roller or the like in which the surface of the pressure roller is coated with a mixture of fluorine rubber and fluorine resin or the like is employed. In particular, in order to satisfy high durability and release stability with respect to speeding up of the image forming apparatus, a pressure roller covered with a tube has recently been widely used.
[0004]
An example of the pressure roller is shown in FIG. In FIG. 3, the pressure roller has an elastic layer formed of silicone rubber or fluoro rubber or a sponge elastic layer 42 formed by foaming silicone rubber on the outside of the core metal 41, and a mold release property such as PTFE, PFA, FEP or the like on the outer layer. The layer 43 is formed in a tube shape.
[0005]
As a manufacturing method of this pressure roller, a metal cored bar such as aluminum is set upright in a cylindrical mold, and liquid silicone rubber is injected into a gap between the cored bar and the mold and cured by vulcanization. Or after injecting a predetermined amount of liquid silicone rubber into the bottomed cylindrical mold, the core metal is inserted into this mold and the liquid silicone rubber is filled up into the gap between the core metal and the mold, It is cured by vulcanization. Further, a method is known in which the surface is formed by attaching a tube made of a fluororesin such as PFA or PTFE as the release layer. However, the above manufacturing method has the following problems. That is, when the liquid silicone rubber is cured and then removed from the mold, the surface layer of the silicone rubber adheres to the mold, and the workability is poor and the quality of the pressure roller is deteriorated. There are problems such as. In addition, it is difficult to cover the fluororesin tube with the pressure roller removed from the mold, causing problems such as distortion of the tube and insufficient adhesion between the silicone rubber and the tube. . For this reason, methods for simultaneously forming the silicone rubber and coating the fluororesin tube are disclosed in JP-A-50-7097, JP-A-51-27276, JP-A-61-169863, and the like.
[0006]
That is, in FIG. 4, the upper and

lower molds

52a and 52b are formed to fit into a cylindrical mold 51, and the end mold 52a is provided with an injection port 53 for liquid silicone rubber. . As a pressure roller manufacturing method, a core metal 41 made of aluminum or the like and a fluororesin tube 43 coated with a primer after inner surface etching are sequentially attached to an end mold 52a, and a core metal and a fluororesin are attached to one end of a cylindrical mold 51. The end mold 52a to which the tube is attached is fitted. Next, the end mold 52 b is fitted into the opening at the other end of the cylindrical mold 51, and the liquid silicone rubber 42 is pressurized to the gap between the core metal 41 and the fluororesin tube 43 from the inlet of the end mold 52 a. Fill with injection. While the fluororesin tube 43 is expanded by this filling pressure, it is brought into close contact with the inner peripheral surface of the cylindrical mold 51 and the fluororesin tube 43 is integrated with the silicone rubber material. Alternatively, a porous elastic body (silicone sponge) formed by foaming silicone rubber is formed on a cored bar and polished to a predetermined outer diameter. On the other hand, a non-shrinkable fluororesin tube having a diameter smaller than the outer diameter of the elastic body is expanded in a vacuum container, and the polished roller is inserted into the tube. After the insertion is completed, the pressure is returned to normal pressure, and the fluororesin tube is brought into close contact with the outer surface of the sponge elastic layer. Thus, the pressure roller provided in the heat fixing device is manufactured.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described pressure roller manufacturing method has the following problems. That is, it is very difficult for the pressure roller manufacturer to work without touching the surface of the fluororesin when attaching the fluororesin tube to the cylindrical mold or during handling during the manufacturing process. Further, since the inner surface of the cylindrical mold directly touches the mold at the time of molding, scratches and deposits on the inner surface of the cylindrical mold may be directly transferred to the pressure roller surface. In particular, when the use frequency of the mold is high, it is easily expected that more scratches and deposits are generated than a pressure roller manufactured from a new mold. The release performance on the surface of the fluororesin layer of the pressure roller may be deteriorated due to scratches or deposits caused by such a problem. In this case, when an offset phenomenon occurs in which the toner image adheres to the fixing film in the fixing nip portion of the heat fixing device, the attached toner moves to the surface of the pressure roller, and the surface becomes dirty. Further, when the recording material is removed from the fixing nip discharge direction when the image forming apparatus causes a paper jam with the unfixed toner on the recording material, the toner once attached to the surface of the fixing member is removed from the surface of the pressure roller. It becomes easy to adhere to the pressure roller surface as contaminated toner. In these cases, if the release property of the pressure roller is sufficiently maintained, the contaminated toner adheres to the back surface (the surface in contact with the pressure roller) of the recording material conveyed next, and the pressure roller surface is again contaminated. It returns to a clean surface without toner, but if the surface of the pressure roller is damaged or there are deposits, it will not be possible to remove the contaminated toner due to insufficient releasability and accumulation. Will end up.
[0008]
In addition, the surface of the releasable layer may be partially and strongly charged negatively due to dirt or deposits on the surface of the pressure roller. When there is a portion where the negative charge is locally strong with respect to the surroundings, when the fixed image passes only at the nip portion, the toner has a negative polarity. As a result, the toner is repelled, and as a result, white spots are present on the permanent image that has passed through the nip (white spots). Further, the occurrence of white spots, that is, adversely affects the aforementioned pressure roller stains.
[0009]
Various sources other than those described above can be considered for scratches and deposits on the surface of the pressure roller that cause these problems. For example, in the case of scratches, a vulcanization process aimed at curing the elastic layer member Before and after, there is a step of cleaning the surface with alcohols in order to remove dirt on the surface of the release layer. Here, if the cloth or web fibers used for cleaning are hard, they induce scratches on the surface. Further, at the stage of assembling the heat fixing device, the worker may come into contact with the pressure roller to cause scratches. Further, regarding the dirt on the surface, if dirt that cannot be removed with alcohol is present on the roller surface in the cleaning process before and after vulcanization, there is a risk that the dirt will spread on the surface. In addition to this, it is thought that there are various accidental external causes as a source of scratches and dirt. However, considering the mass productivity of the pressure roller, it is impossible to eliminate scratches and dirt as in the present situation. Therefore, a new means for suppressing the action of scratches and dirt is necessary to prevent toner adhesion and white spots.
[0010]
On the other hand, this problem is particularly a problem that appears prominently during product shipment inspection. If the conveyance amount of the recording material into the fixing device increases, it is considered that the recording material has an effect of removing toner stains on the pressure roller. Further, since the recording material polishes the surface of the releasable layer, dirt and scratches disappear, toner adhesion is suppressed, strongly negatively charged portions disappear, and white spots are gradually reduced. However, considering the improvement of product quality, it is clear that even if this problem is a phenomenon that is limited to the initial stage, it is desirable to avoid it. The object of the invention according to the present application is to eliminate defects such as scratches and dirt on the pressure roller surface in the initial stage by a new roller manufacturing method, and to reduce the white spots appearing on the permanent image and dirt due to toner adhesion. Is to prevent.
[0011]
The present invention for solving the above problems is as follows.
1. A method of manufacturing an elastic roller having an elastic body layer made of silicone rubber on the outer side of a metal core and a release layer made of a fluororesin tube on the outer side thereof, comprising the following (1) to (3) A process for producing an elastic roller comprising the steps of:
(1) Liquid silicone rubber is injected and filled in the gap between the fluororesin tube concentrically disposed inside the cylindrical mold and the core metal, and the fluororesin tube is brought into close contact with the inner peripheral surface of the cylindrical mold. A step of curing liquid silicone rubber by primary vulcanization to obtain silicone rubber in which the fluororesin tube is integrated;
(2) A step of removing the silicone rubber integrated with the fluororesin tube from the cylindrical mold,
(3) A solution obtained by diluting a modified silicone oil with alcohol is applied to the peripheral surface of the fluororesin tube integrated with the silicone rubber obtained in the step (2).Then, a step of performing secondary vulcanization of the silicone rubber and sintering the liquid.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the operation and effect of the present invention will be described.
[0013]
In the present invention, a recording material on which an unfixed image is formed is passed between fixing nips that are in pressure contact with each other by a heating member provided in the nip portion and a fixing member composed of a thin film and a pressure member. In the method for manufacturing a pressure roller of a heat fixing device for fixing the unfixed image as a permanent image on a recording material,
After heat curing (primary vulcanization), an elastic layer such as silicone rubber or fluororubber is formed on the outside of the core metal, and a release layer tube such as PTFE or FEP is formed on the outer layer. The modified silicone oil for the purpose of is dissolved in a solvent such as water or alcohol, and this solution is applied to the surface of the release layer of the pressure roller after the primary vulcanization. Next, the pressure roller is baked and cured (secondary vulcanization).
[0014]
In the pressure roller obtained by the above production method, the applied modified silicone oil has releasability and the applied modified silicone oil is subjected to a secondary vulcanization step.viscosityIs lost, and adhesion of impurities and the like can be prevented, so that the release property of the pressure roller surface is improved. As a result, offset toner or the like hardly adheres to the pressure roller, and surface contamination can be reduced. Furthermore, since the modified silicone oil has an antistatic effect, it is possible to suppress local negative charging due to scratches and deposits transferred from the cylindrical mold during primary vulcanization molding, and negative polarity unfixed It is possible to prevent the toner from scattering at the nip portion and white spots on the image.
[0015]
Alternatively, the pressure roller is heat-cured (primary vulcanization), and only the elastic layer such as silicone rubber or fluororubber is molded on the outside of the core, then removed from the mold, and the above modified silicone oil is applied in advance. The elastic layer and the releasable layer tube are brought into close contact with each other by covering the releasable layer tube of PTFE, PFA, FEP, etc., and then secondarily vulcanizing the pressure roller.
[0016]
The pressure roller obtained by the above manufacturing method is excellent in releasability and antistatic properties as described above due to the properties of the modified silicone oil. In addition, the inner surface of the mold used by the releasable layer tube during primary vulcanization Since there is little scratch on the surface, it becomes difficult for the offset toner or the like to adhere, and it is possible to prevent pressure roller contamination.
[0017]
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an image forming apparatus according to the present invention.
[0018]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a photosensitive drum, and a photosensitive material such as OPC, amorphous Se, or amorphous Si is formed on a cylindrical substrate such as aluminum or nickel. The photosensitive drum 1 is rotationally driven in the direction of an arrow, and first, the surface thereof is uniformly charged by a charging roller 2 as a charging device. Next, scanning exposure is performed by the laser beam 3 which is ON / OFF controlled according to the image information, and an electrostatic latent image is formed. This electrostatic latent image is developed and visualized by the developing device 4. As a developing method, a jumping developing method, a two-component developing method, an FEED developing method, or the like is used, and image exposure and reversal development are often used in combination.
[0019]
The visualized toner image is transferred from the photosensitive drum 1 onto the recording material P conveyed at a predetermined timing by a transfer roller 5 as a transfer device. Here, the leading edge of the recording material is detected by eight sensors so that the image forming position of the toner image on the photosensitive drum 1 matches the writing position of the leading edge of the recording material, and the timing is adjusted. The recording material P conveyed at a predetermined timing is nipped and conveyed between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 5 with a constant pressure. The recording material P to which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 6 and fixed as a permanent image. On the other hand, the residual toner remaining on the photosensitive drum 1 is removed from the surface of the photosensitive drum 1 by the cleaning device 7.
[0020]
FIG. 2 shows a configuration of an example of the heat fixing device 6 according to the present invention. In this example, a heat fixing device using a fixing film is described, but a heat fixing device using a fixing roller may be used. In FIG. 2, the fixing member 10 includes the following members. Reference numeral 13 denotes a fixing film having a small heat capacity. In order to enable quick start, polyimide, polyamideimide, PEEK, PES, PPS, PFA, PTFE, FEP, etc. having heat resistance and thermoplasticity with a total thickness of 100 μm or less are used. It is a film as a base layer. In addition, a film having sufficient strength to constitute a long-life heat fixing device and excellent in durability needs to have a total thickness of 20 μm or more. Therefore, the total thickness of the fixing film 13 is optimally 20 μm or more and 100 μm or less. Further, in order to prevent offset and ensure separation of the recording material, the surface layer is coated with a heat-resistant resin having good releasability such as PFA, PTFE, FEP, and silicone resin or coated alone.
[0021]
Reference numeral 11 denotes a heater for heating provided in the fixing film 13 to heat the nip portion for melting and fixing the toner image on the recording material. The heating heater 11 is formed on the surface of a highly insulating ceramic substrate such as alumina along the longitudinal direction, for example, Ag / Pd (silver palladium), RuO.₂, Ta₂An energization heating member formed by applying an energization heat generating resistance layer such as N in a linear or thin strip shape having a thickness of about 10 μm and a width of about 1 to 5 mm by screen printing or the like. A temperature detection element 14 such as a thermistor for detecting the temperature of the ceramic substrate raised in response to the heat generated by the energization heating resistor layer is disposed on the back surface of the ceramic substrate. By appropriately controlling the duty ratio, wave number, etc. of the voltage applied to the energization heating resistor layer from an electrode portion (not shown) at the end in the longitudinal direction in accordance with the signal of the temperature detection element 14, The temperature control temperature is kept substantially constant, and heating necessary for fixing the toner image on the recording material is performed. DC energization from the temperature detecting element 14 to a temperature control unit (not shown) is achieved by a connector (not shown) via a DC energization unit and a DC electrode unit (not shown). A protective layer such as a thin glass coat that can withstand rubbing against the fixing film is provided on the surface of the energization heating resistor layer of the heater 11.
[0022]
Reference numeral 12 denotes a heat insulating stay holder that holds the heater 11 and prevents heat dissipation in the direction opposite to the nip, and is formed of liquid crystal polymer, phenol resin, PPS, FEEK, or the like. The fixing film 13 is externally fitted loosely and is arranged to be rotatable in the direction of the arrow. Since the fixing film 13 rotates while rubbing against the internal heating heater 11 and the heat insulating stay holder 12, it is necessary to keep the frictional resistance between the heating heater 11 and the heat insulating stay holder 12 and the fixing film 13 small. For this reason, a small amount of lubricant such as heat resistant grease is interposed on the surfaces of the heater 11 and the heat insulating stay holder 12. Thereby, the fixing film 13 can be smoothly rotated.
[0023]
The pressure member 20 includes an elastic layer 22 formed by firing a heat-resistant rubber such as silicone rubber or fluorine rubber or silicone rubber on the outer side of the core metal 21, and a perfluoroalkoxy resin (PFA) or polytetrafluoro is formed thereon. A fluororesin release layer 23 such as ethylene resin (PTFE) or tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene resin (FEP) is formed. The fluororesin release layer may be made into a conductive fluororesin layer by adding a conductivity-imparting agent such as conductive carbon black as necessary. Specific specifications applied to this example will be described later. The pressure member 20 is sufficiently pressurized to form nip portions necessary for heat fixing from both ends in the longitudinal direction by a pressing means (not shown) in the direction of the fixing member 10 and from the end in the longitudinal direction. It is rotationally driven in the direction of the arrow by a rotational drive (not shown) through the cored bar 21. As a result, the fixing film 13 is driven and rotated on the outside of the stay holder 12 in the direction of the arrow in the figure. Alternatively, a driving lodge (not shown) is provided inside the fixing film 13, and the fixing film 13 is rotated by rotationally driving the driving roller. The above is the configuration of the heat fixing apparatus, but the recording material P is appropriately supplied by a supply means (not shown), and in the fixing nip formed by the heating member 10 and the pressure member 20 along the heat-resistant fixing inlet guide 15. It is conveyed to. Thereafter, the recording material P discharged from the fixing nip is guided by a heat-resistant fixing paper discharge guide 16 and is nipped and conveyed by a paper discharge roller 17 and a paper discharge roller 18 to be discharged onto a discharge tray (not shown).
[0024]
Here, the manufacturing method of the pressure roller concerning this invention is demonstrated using FIG. In FIG. 4,

reference numerals

41, 42 and 43 denote core rollers made of a metal such as aluminum, a silicone rubber (elastic layer) formed by heat-curing a liquid silicone rubber, and a release roller of a pressure roller incorporated in the heat fixing device. It is a fluororesin tube as a mold layer. First, the pressure roller core 41 is attached to one of the

end molds

52a and 52b that can be fitted to the upper and lower ends of the cylindrical mold 51. Next, the fluororesin tube 43 is attached to either the

end mold

52a or 52b. Then, the

end molds

52a and 52b are fitted to the upper and lower ends of the cylindrical mold 51, and the liquid silicone rubber 42 is inserted into the core metal 41 and the fluororesin tube 43 from the injection port 53 provided in the end mold 52a. The gap is filled with high pressure. While the fluororesin tube 43 is expanded by this filling pressure, it is brought into close contact with the circumferential surface of the cylindrical mold 51 and the fluororesin tube 43 is integrated with the silicone rubber material 42. In this way, the metal core 41, the liquid silicone rubber 42, and the fluororesin tube 43 are mounted and filled in the mold, and in this state, the silicone rubber is heated at a temperature of about 70 ° C. to 120 ° C. for 1 hour to 3 hours. Is cured (primary vulcanization). After cooling, remove each mold and remove it. In a normal manufacturing process, scratches and dirt on the mold may be transferred to the surface of the pressure roller in the primary vulcanization process described above, so use alcohol such as ethanol or isopropyl alcohol (IPA) with a cloth or the like. Clean the pressure roller surface. Then, in a state where the mold is removed, heat treatment is performed at a temperature of about 180 ° C. to 200 ° C. for about 3 to 5 hours (secondary vulcanization). Formation of an elastic layer that is crosslinked by this heat treatment and has a sufficient hardness is achieved. However, in reality, there are stains that cannot be removed by a normal cleaning process, so that the surface releasability is not sufficient, leading to problems such as stains due to toner adhesion and white spots on the image. In the present invention, the surface of the pressure roller is improved by the following treatment instead of such a cleaning process.
[0025]
First, a modified silicone oil such as epoxy polyether-modified silicone oil (for example, SF8419: trade name manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) is dissolved in water or an alcohol solvent such as ethanol or IPA and diluted. The concentration of the modified silicone oil with respect to the solvent is suitably about 5% by weight, but may be higher or lower depending on the material of the releasable layer and the pressure roller molding conditions. Modified silicone oils such as alkyl aralkyl polyethers, polyethers, amino polyethers and the like can be considered as modified silicone oils instead of epoxy polyethers. These modified silicone oils have excellent properties of either or both of lubricity (releasability) and antistatic properties.
[0026]
The modified silicone oil diluted with the alcohol is uniformly applied to the surface of the pressure roller after the primary vulcanization using a cloth or paper. Here, when the material of the cloth and paper to be used is hard, there exists a possibility that a pressure roller may damage a multilayer surface. For example, when sylbon paper is used, the paper is scratched in the direction in which the paper is moved, causing toner adhesion. Therefore, it is desirable to use felt cloth or chamois as a member that does not easily damage the surface of the release layer. By applying diluted silicone oil diluted to the surface of the pressure roller release layer as described above, surface dirt is removed by ethanol, which is the diluent, and the release property of the surface is improved due to the properties of the oil. In addition, an antistatic effect can be obtained.
[0027]
However, if the heat-fixing device is used as it is, the viscosity of the modified silicone oil itself is high, so that adhesion of impurities, dust, etc., and adhesion of offset toner, etc. are promoted. Therefore, when firing is performed in the secondary vulcanization process as in the normal process, the oil component on the surface of the release layer is sintered and the viscosity is lost. At this time, the release properties and antistatic properties inherent to the oil are not impaired, and a pressure roller having a modified surface can be obtained.
[0028]
Here, as the timing for applying the modified oil, after normal cleaning with only ethanol after the primary vulcanization, after passing through the secondary vulcanization, apply the diluted modified oil, and then apply heat treatment to eliminate the viscosity. However, it is considered that the same effect can be obtained, but if the coating process is performed after the primary vulcanization, there is an advantage that the manufacturing process is reduced.
[0029]
【Example】
The following examples aresingleHowever, the present invention is not limited thereto.
[0030]
Example 1
The overall configuration of the image forming apparatus and the configuration of the heat fixing apparatus according to the embodiment are the same as those described with reference to FIGS. A method of manufacturing the elastic roller of this example will be described with reference to FIGS. 3 and 4 described above.
[0031]
In FIG. 4, aluminum is used as the core metal 41, liquid silicone rubber is used as the material for the silicone rubber (elastic layer) 42, and a fluororesin tube 43 is used as the releasable layer in the cylindrical mold 51. Vulcanized to cure the silicone rubber. After cooling, the mold was removed and removed to obtain a rough roller. Next, an epoxy polyether-modified silicone oil dissolved in ethanol and diluted to a concentration of 2 to 5% by weight is applied to the surface of the release layer of the roller as evenly as possible with a cloth of felt cloth, and subjected to secondary heating at 200 ° C. for 4 hours. An elastic layer having sufficient hardness was formed by sulfuration.
[0032]
The pressure roller manufactured in this way was incorporated into a heat fixing device, and pressure roller contamination and white spots on the fixed image (a phenomenon in which toner on paper was repelled) were confirmed. As a method, the pressure roller (Ref) manufactured in the conventional process (without applying modified silicone oil) and the epoxy polyether-modified silicone diluted before secondary vulcanization by the above manufacturing method Using a pressure roller coated with oil (dilution concentration, 2% to 5% by weight), a halftone image and a solid black image are printed by an image forming apparatus, and the surface of the pressure roller and the resulting image are obtained. The white spots were visually observed and evaluated. The results are shown in Table 1. Here, regarding the evaluation in the table, with respect to white spots, ◯ indicates a state where no white spots are present, Δ indicates a state where white spots are slightly observed, and X indicates a state where white spots are conspicuously present. Similarly, with respect to pressure roller contamination, ◯ indicates a state in which almost no contamination is observed, Δ indicates a state in which the contamination is slightly confirmed, and x indicates a state in which the contamination is conspicuous. The table also shows the results of measuring the surface potential of each pressure roller (measured with a surface potential meter manufactured by Trek Inc.).
[0033]
[Table 1]

(In the pressure roller treatment, 2 wt% product means that epoxy polyether-modified silicone oil diluted with ethanol to a concentration of 2 wt% is applied.)
From the above results, it is considered that the epoxy polyether-modified silicone oil clearly has a function of preventing pressure roller dirt and white spots. Further, as the concentration of the applied modified silicone oil increases, the effect thereof increases. Furthermore, the higher the concentration, the more the pressure potential on the pressure roller shown in the above table becomes more positive. Therefore, the antistatic property of the modified silicone oil works more effectively. It can be seen that the evaluation of the white spots that are the cause is also improving. On the other hand, when a pressure roller manufactured by a conventional method is used, the surface potential of the pressure roller is greatly negative, and both white spots and pressure roller contamination are bad levels.
[0034]
As described above, in the present embodiment, even when the pressure roller is manufactured, even if there is dirt on the mold or dirt on the pressure roller surface due to direct contact with the manufacturer, the diluted modified silicone oil is applied and sintered. Thus, it is possible to achieve surface modification excellent in antistatic property and releasability on the surface. As a result, problems such as toner contamination and white spots in the image do not occur even when incorporated in a heat fixing device.
[0035]
In this embodiment, the pressure roller provided in the heat fixing device has been described. However, an elastic layer is provided on the metal core and a tube made of fluororesin is provided on the outer side thereof, so that the roller surface can be releasable and antistatic. Needless to say, the manufacturing method of this embodiment can be applied to various types of rollers that require this function.
[0036]
  Reference example 1
  Below, the present inventionReference exampleWill be described.Reference exampleThe overall configuration of the image forming apparatus is the same as in FIG. 1 shown in the first embodiment, and the configuration in the heat fixing apparatus is also the same as that in FIG. 2 shown in the first embodiment.Reference exampleThen, at the time of primary vulcanization, only an elastic layer such as silicone rubber is molded on the outside of the metal core, and after covering with a fluororesin tube pre-applied with modified silicone oil, secondary vulcanization is performed to adhere the release layer. Let the desired pressurerollerManufacturing.
[0037]
  The details of the manufacturing method are as follows. When the pressure roller is molded using the manufacturing apparatus shown in FIG. 4 as described in the first embodiment, the inner surface of the mold and the fluororesin tube are in contact with each other, so that the scratch on the inner surface of the mold is released during the heat molding. Transfer to the surface of the layer cannot be avoided. In particular, when the mold is used frequently, there are many scratches on the inner surface of the mold, and the pressure roller surface is often damaged. Therefore,Reference exampleThen, in order to prevent the fluororesin tube from coming into contact with the inner surface of the mold, in the primary vulcanization process using the mold, only the elastic layer of silicone rubber was molded and cured by heating on the outer side of the core metal. Therefore, in the manufacturing apparatus of FIG. 4, liquid silicone rubber was injected and filled from the injection port 53 and cured without attaching fluororesin tubes to the upper and

lower end molds

52a and 52b. Next, after releasing the pressure roller from the end mold and the cylindrical mold, the fluororesin tube is put on, and in the secondary vulcanization process, the elastic layer and the release layer are brought into close contact with each other. A pressure roller with few scratches was obtained. Here, before covering the elastic layer, a modified silicone oil (which may be diluted with ethanol) was applied to the fluororesin tube in advance for the purpose of preventing charging and improving releasability. As a method of applying the modified silicone oil to the tube, a cloth that does not damage the tube surface was used as in Example 1. However, a method of dipping the tube itself into the oil can also be used.
[0038]
Reference exampleThen, since the surface of the releasable layer did not come into contact with the inner surface of the cylindrical mold, a good pressure roller with few scratches on the surface could be obtained. Less scratches on the surface means that the prevention of pressure roller contamination due to toner adhesion is further improved. In addition,Reference exampleHowever, although the pressure roller is exemplified as in the first embodiment, it is needless to say that this method is not a manufacturing method limited to the pressure roller.
[0039]
【The invention's effect】
As explained above, according to the present invention,
In the present invention, a recording material on which an unfixed image is formed is passed between fixing nips that are in pressure contact with each other by a heating member provided in the nip portion and a fixing member composed of a thin film and a pressure member. In the method for manufacturing a pressure roller of a heat fixing device for fixing the unfixed image as a permanent image on a recording material,
After heat curing (primary sulfur addition), an elastic layer such as silicone rubber or fluororubber is formed on the outside of the core metal, and a release layer tube such as PTFE, PFA or FEP is formed on the outer layer. A modified silicone oil for improving the performance is dissolved in a solvent such as water or alcohol, and the solution is applied to the surface of the pressure roller release layer after the primary vulcanization. Next, the pressure roller is baked and cured (secondary vulcanization) manufacturing method,
In the pressure roller obtained by the above production method, the applied modified silicone oil has releasability, and the modification of the applied modified silicone oil is lost by the secondary vulcanization process, and adhesion of impurities and the like is prevented. As a result, the releasability of the pressure roller surface is improved. As a result, offset toner or the like hardly adheres to the pressure roller, and surface contamination can be reduced. Furthermore, since the modified silicone oil has an antistatic effect, it is possible to suppress local negative charging due to scratches and deposits transferred from the cylindrical mold during primary vulcanization molding, and negative polarity unfixed It is possible to prevent toner from being scattered in the nip portion and causing white spots on the image.
[0040]
Alternatively, the pressure roller is heat-cured (primary vulcanization), and only the elastic layer such as silicone rubber or fluororubber is molded on the outside of the core, then removed from the mold, and the above modified silicone oil is applied in advance. Cover the release layer tube of PTFE, PFA, FEP, etc.Make.
[0041]
The pressure roller obtained by the above manufacturing method is excellent in releasability and antistatic properties as described above due to the properties of the modified silicone oil. In addition, the inner surface of the mold used by the releasable layer tube during primary vulcanization Since there is little scratch on the surface, it becomes difficult for the offset toner or the like to adhere, and it is possible to prevent pressure roller contamination.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a heat fixing apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a pressure roller.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the pressure roller manufacturing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum
2 Charging roller
3 Laser beam
4 Development device
5 Transfer roller
6 Fixing device
7 Cleaning device
8 Sensor
10 Fixing member
11 Heating heater
12 Insulated stay holder
13 Fixing film
14 Temperature sensing element
15 Fixation entrance guide
16 Fixing paper discharge guide
17 Paper discharge roller
18 Discharge roller
20 Pressure roller (Pressure member)
21 Core
22 Elastic layer
23 Fluororesin release layer
41 cored bar
42 Elastic layer (silicone rubber)
43 Fluororesin tube
51 Cylindrical mold
52a End mold
52b End mold
53 Inlet
P Recording material

Claims

A method of manufacturing an elastic roller having an elastic body layer made of silicone rubber on the outer side of a metal core and a release layer made of a fluororesin tube on the outer side thereof, comprising the following (1) to (3) A process for producing an elastic roller comprising the steps of:
(1) Liquid silicone rubber is injected and filled in the gap between the fluororesin tube concentrically disposed inside the cylindrical mold and the core metal, and the fluororesin tube is brought into close contact with the inner peripheral surface of the cylindrical mold. A step of curing liquid silicone rubber by primary vulcanization to obtain silicone rubber in which the fluororesin tube is integrated;
(2) A step of removing the silicone rubber integrated with the fluororesin tube from the cylindrical mold,
(3) After applying a solution obtained by diluting a modified silicone oil with alcohol to the peripheral surface of the fluororesin tube integrated with the silicone rubber obtained in the step (2), the silicone rubber is subjected to secondary vulcanization. And a step of sintering the liquid .

The method for producing an elastic roller according to claim 1, wherein the modified silicone oil is an epoxy polyether-modified silicone oil, and the alcohol is ethanol.

The method for producing an elastic roller according to claim 2, wherein the concentration of the epoxy polyether-modified silicone oil in the liquid is 2 to 5% by weight.

4. The method for producing an elastic roller according to claim 1, wherein the elastic roller is a pressure roller for an electrophotographic image fixing device.