(57)【要約】【課題】熱ストレスによる接着層の劣化が低減し耐久寿命が向上するヒートローラ及びその製造方法を提供する。【解決手段】金属又は耐熱性合成樹脂からなる中空芯軸１０の外周面に、第１の接着剤を塗布し乾燥してなる第１の接着層１１が設けられている。この第１の接着層１１の上に、第２の接着剤を塗布し、第１の接着剤より低温又は短時間で乾燥されてなる第２の接着層１２が設けられている。さらに、第２の接着層１２の上に、付加反応型シリコーンゴムを射出成形又は注型してゴム弾性層１３が設けられている。第１の接着剤１１と第２の接着剤１２とは、シラン、アルキルシラン、アルキルオキシシラン、フェニルシラン、アルキルアルコキシシラン、アルケニルアルコキシラン、ハイドロジェンポリシロキサンから選択された少なくとも１つの同一又は同種の接着剤である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属又は耐熱性合成樹脂からなる中空芯軸と、
前記中空芯軸の外周面に、第１の接着剤が塗布され乾燥されてなる第１の接着層と、
前記第１の接着層の上に、第２の接着剤が塗布され、前記第１の接着剤より低温又は短時間で乾燥されてなる第２の接着層と、
前記第２の接着層の上に、付加反応型シリコーンゴムが射出成形又は注型されてなるゴム弾性層とを備えたことを特徴とする内部加熱型ヒートローラ。
【請求項２】
請求項１記載の内部加熱型ヒートローラにおいて、
前記第１の接着剤と前記第２の接着剤とは、同一又は同種の接着剤であることを特徴とする内部加熱型ヒートローラ。
【請求項３】
請求項２に記載の内部加熱型ヒートローラにおいて、
前記第１の接着剤と前記第２の接着剤が、シラン、アルキルシラン、アルキルオキシシラン、フェニルシラン、アルキルアルコキシシラン、アルケニルアルコキシラン、ハイドロジェンポリシロキサンから選択された少なくとも１つであることを特徴とする内部加熱型ヒートローラ。
【請求項４】
請求項２に記載の内部加熱型ヒートローラにおいて、
前記第１の接着剤と前記第２の接着剤が、シラン、アルキルシラン、アルキルオキシシラン、フェニルシラン、アルキルアルコキシシラン、アルケニルアルコキシラン、ハイドロジェンポリシロキサンから選択された少なくとも一種と、Ｐｔ、Ｔｉのいずれかの金属イオンを有する触媒とからなるものであることを特徴とする内部加熱型ヒートローラ。
【請求項５】
金属又は耐熱性合成樹脂からなる中空芯軸の外周上に、第１の接着剤を塗布後加熱して乾燥して第１の接着層を形成し、
前記第１の接着層の上に第２の接着剤を塗布後、前記第１の接着剤より低温又は短時間に加熱して乾燥して第２の接着層を形成し、
前記第１の接着層及び第２の接着層を備えた中空芯軸を、円筒金型内に同軸に配置し、
前記円筒金型内の前記第２の接着層の周囲に、液状の付加反応型シリコーンゴムを注入し硬化させてゴム弾性層を形成することを特徴とする内部加熱型ヒートローラの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の内部加熱型ヒートローラの製造方法において、
前記円筒金型の内周に、予めフッ素樹脂チューブを配置し、
前記液状の付加反応型シリコーンゴムを、前記フッ素樹脂チューブと前記第２の接着層との間に注入することを特徴とする内部加熱型ヒートローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子複写機やレーザービームプリンタ等の定着部で芯軸内部にヒータを配設してなる定着、加圧ローラを使用した定着装置に適用されるもので、内部に加熱源を持つ、内部加熱型ヒートローラ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式の複写機、プリンタもフルカラー化が進む中で、熱定着部に用いるヒートローラにシリコーンゴムを中心とするゴム弾性体を構造の一部に持つものが用いられる機会が増えている（特許文献１参照）。
さらには、クイックスタートや高速化の要求に対処するため、ヒートローラに過大ともいえる熱ストレスが与えられる傾向が顕著である。そのため、長時間使用中での劣化の進行により、芯軸と接着層との界面での破壊やゴムの凝集破壊により寿命が決定する。
【特許文献１】特開２００３−１４９９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来は、最適な接着剤の選択、シリコーンゴムの耐熱性の向上、接着剤の処理条件の最適化等により、寿命を延ばしてきたが、近年のさらなる長寿命化の要求に対し、充分応えられない技術上の壁に突き当たっている。
【０００４】
本発明は、以上の点に着目してなされたもので、熱ストレスによる接着層の劣化が低減し耐久寿命が向上するヒートローラ及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は次の構成により上記の課題を解決する。
〈構成１〉
金属又は耐熱性合成樹脂からなる中空芯軸と、上記中空芯軸の外周面に、第１の接着剤が塗布され乾燥されてなる第１の接着層と、上記第１の接着層の上に、第２の接着剤が塗布され、上記第１の接着剤より低温又は短時間で乾燥されてなる第２の接着層と、上記第２の接着層の上に、付加反応型シリコーンゴムが射出成形又は注型されてなるゴム弾性層とを備えたことを特徴とする内部加熱型ヒートローラ。
【０００６】
金属製の中空芯軸の場合は、鉄又はアルミニウム合金が用いられ、耐熱性合成樹脂製の中空芯軸の場合は芳香族ポリイミド又は芳香族ポリアミドイミド等が用いられるが、これらに限定されない。第１の接着層とこの上に設けられた第２の接着層とを有することにより、耐久寿命の向上が期待できる。
【０００７】
〈構成２〉
構成１記載の内部加熱型ヒートローラにおいて、上記第１の接着剤と上記第２の接着剤とは、同一又は同種の接着剤であることを特徴とする内部加熱型ヒートローラ。
【０００８】
第１の接着剤と第２の接着剤とが同一又は同種の接着剤であることにより、接着剤の取扱いが簡易化され生産性の向上が図れる。
【０００９】
〈構成３〉
構成２に記載の内部加熱型ヒートローラにおいて、上記第１の接着剤と上記第２の接着剤が、シラン、アルキルシラン、アルキルオキシシラン、フェニルシラン、アルキルアルコキシシラン、アルケニルアルコキシラン、ハイドロジェンポリシロキサンから選択された少なくとも１つであることを特徴とする内部加熱型ヒートローラ。
【００１０】
上記接着剤は、耐熱性が良好であり、しかも金属製の中空芯軸及び付加反応型シリコーンゴムとの接着性に優れている。
【００１１】
〈構成４〉
構成２に記載の内部加熱型ヒートローラにおいて、上記第１の接着剤と上記第２の接着剤が、シラン、アルキルシラン、アルキルオキシシラン、フェニルシラン、アルキルアルコキシシラン、アルケニルアルコキシラン、ハイドロジェンポリシロキサンから選択された少なくとも一種と、Ｐｔ、Ｔｉのいずれかの金属イオンを有する触媒とからなるものであることを特徴とする内部加熱型ヒートローラ。
【００１２】
Ｐｔ（白金）、Ｔｉ（チタン）のいずれかの金属イオンを有する触媒は、接着剤の反応を好適に促すために用いられる。
【００１３】
〈構成５〉
金属又は耐熱性合成樹脂からなる中空芯軸の外周上に、第１の接着剤を塗布後加熱して乾燥して第１の接着層を形成し、上記第１の接着層の上に第２の接着剤を塗布後、上記第１の接着剤より低温又は短時間に加熱して乾燥して第２の接着層を形成し、上記第１の接着層及び第２の接着層を備えた中空芯軸を、円筒金型内に同軸に配置し、上記円筒金型内の上記第２の接着層の周囲に、液状の付加反応型シリコーンゴムを注入し硬化させてゴム弾性層を形成することを特徴とする内部加熱型ヒートローラの製造方法。
【００１４】
構成５の製造方法により、ヒートローラの構成材料となる接着剤やシリコーンゴムの材質や処理条件等の大規模改善を要することなく、耐久性の優れたヒートローラを得ることができる。
【００１５】
〈構成６〉
構成５に記載の内部加熱型ヒートローラの製造方法において、上記円筒金型の内周に、予めフッ素樹脂チューブを配置し、上記液状の付加反応型シリコーンゴムを、上記フッ素樹脂チューブと上記第２の接着層との間に注入することを特徴とする内部加熱型ヒートローラの製造方法。
【００１６】
構成６によりフッ素樹脂チューブ被覆ヒートローラが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明のヒートローラを示す横断面図である。
図１に示すように、本発明の内部加熱型ヒートローラは、金属又は耐熱性合成樹脂からなる中空芯軸１０の外周面に、第１の接着層１１と第２の接着層１２とが重ねて設けられ、さらに第２の接着層１２の上に、ゴム弾性層１３と、必要に応じてフッ素樹脂チューブ１４とが設けられて構成されている。
【００１９】
中空芯軸１０は、鉄又はアルミニウム合金等の金属、あるいは芳香族ポリイミド又は芳香族ポリアミドイミド等の耐熱性合成樹脂から形成されている。第１の接着層１１は、中空芯軸１０の外周上に所定の接着剤が塗布され、乾燥されて形成されている。第２の接着層１２は、乾燥された第１の接着層の上に、所定の接着剤が塗布され、第１の接着層１１の形成時の加熱温度、時間より低温又は短時間で乾燥されて形成されている。ゴム弾性層１３は、第２の接着層１２の上に、付加反応型シリコーンゴムが射出成形又は注型されて形成されている。
【００２０】
第１の接着層１１と第２の接着層１２とは、互いに同一又は同種の接着剤、例えば、シラン、アルキルシラン、アルキルオキシシラン、フェニルシラン、アルキルアルコキシシラン、アルケニルアルコキシラン、ハイドロジェンポリシロキサンから選択された１つ以上の接着剤により形成されている。これらの接着剤は、耐熱性が良好であり、しかも中空芯軸１０や付加反応型シリコーンゴムとの接着性に優れている。また、反応を促進するＰｔ（白金）、Ｔｉ（チタン）のいずれかの金属イオンを有する触媒が必要に応じて配合されている。
【００２１】
図２は本発明のヒートローラの製造方法を説明する断面図である。
図２において、本発明のヒートローラの製造方法は、先ず、中空芯軸１０の外周に接着層を２層設ける。すなわち、中空芯軸１０の外周上に、第１の接着剤を塗布後加熱して乾燥して第１の接着層１１を形成し、この第１の接着層の上に第２の接着剤を塗布後、第１の接着剤より低温又は短時間に加熱して乾燥して第２の接着層１２を形成する。ここまでは円筒金型１５は使用しない。
【００２２】
この後、第１の接着層１１及び第２の接着層１２を備えた中空芯軸１０を、円筒金型１５内に同軸に配置し、上下端部を栓体１６、１７により固定する。円筒金型１５の内壁面に予めフッ素樹脂チューブ１４が常法により取付けられている。次いで、注入孔１８から円筒金型１５内の、第２の接着層１２とフッ素樹脂チューブ１４との間隙に、液状の付加反応型シリコーンゴムを注入し硬化させてゴム弾性層１３を形成する。
【００２３】
以下、実施例と比較例を用いて本発明を説明する。
（実施例）
ａ．準備
外径３６ｍｍ、肉厚２ｍｍ、胴部長さ３２０ｍｍの中空アルミニウム芯軸と、予め内面をエッチングした後に接着剤を塗布乾燥した、外径３９ｍｍ、厚さ５０μｍのＰＦＡ（フッ素樹脂）チューブと、硬度１０°（ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ−Ａ）の液状の付加反応型シリコーンゴム（原料）と、接着剤ＮＯ．１０１（信越化学工業株式会社製）と、上記ＰＦＡチューブを内周面に装着した円筒金型とをそれぞれ用意する。
【００２４】
ｂ．第１の接着層の形成
上記中空アルミニウム芯軸の胴部表面をアルミナ研摩剤を用いてショットブラストし、ブラスト粉を洗浄し除去した後、上記接着剤ＮＯ．１０１を塗布し、３０分室温で放置後、１５０℃、３０分の条件で乾燥し、上記芯軸と上記接着剤の接着を進行させた。
【００２５】
ｃ．第２の接着層の形成
上記ｂで第１の接着層を形成したアルミニウム芯軸を室温まで冷却した後、上記接着剤ＮＯ．１０１を塗布し、３０分室温で放置後、１００℃、３０分の条件で乾燥し、第２の接着層を形成した。
【００２６】
ｄ．ゴム弾性層の形成
上記第１の接着層、第２の接着層を順次形成したアルミニウム芯軸を室温まで冷却した後、上記円筒金型内に同軸的に配置し、上記液状の付加反応型シリコーンゴムを、上記円筒金型内の上記芯軸と上記ＰＦＡチューブとの間隙に注入した。上記シリコーンゴムの逆流を防止する逆止弁を働かせた状態で、上記金型を、１５０℃に保たれた恒温槽に入れて１時間放置しシリコーンゴムを硬化させた。
【００２７】
ｅ．離型処理
上記金型を恒温槽より取り出し、水冷した後、上記金型から製品（ヒートローラ）を取り出し、端部を所望形状に仕上げた。
【００２８】
ｆ．後処理
上記ｅで仕上げられた製品を２００℃、４時間の条件でポストキュアし、外径４０ｍｍの最終製品を得た。
【００２９】
（比較例）
上記の実施例の手順から、上記ｃの手順を省き、それ以外は同様の方法で外径４０ｍｍのヒートローラを得た。
【００３０】
実施例及び比較例より得られたヒートローラの各サンプルを、それぞれ加速試験により比較評価した。
各サンプルローラを定着機に組み込み、芯軸温度が３００℃、ローラ表面が１８０℃に保つように内部加熱と表面冷却を行い、ローラ間荷重８０Ｋｇ、ローラ周速度３６０ｍｍ／ｓｅｃの条件で、空回転試験を行い、ローラが破損するまでの時間を計測した。
この結果、実施例品は耐久時間が４８時間であったのに対し、比較例品は２６時間であった。本発明に係る実施例品は比較例品の約２倍の寿命向上が見られた。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のヒートローラを示す横断面図である。
【図２】本発明のヒートローラの製造方法を説明する縦断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  中空芯軸
１１  第１の接着層
１２  第２の接着層
１３  ゴム弾性層
１４  フッ素樹脂チューブ
【図１】
2005258029.tif 000003
【図２】
2005258029.tif 000004