(57)【要約】【課題】フッ素樹脂被覆ローラについて、加熱処理時の加熱条件を特定することにより、簡単にローラの軸方向及び周方向に硬度差が生じるのを防止し、製品硬度を安定化するようにするローラの製造方法を提供する。【解決手段】円筒状金型内の軸心に配置した芯軸上に、耐熱性弾性層、フッ素樹脂チューブを順次設けると共に、これらに、所定の１次熱処理を施してローラ製品を得た後、同ローラ製品に、以下の式を満たす条件で２次熱処理を施すことにより最終ローラ製品を製造する。Ｙ＝−（３５〜３６）Ｌｎ（Ｘ）＋２９０、  但し、Ｙは加熱処理温度（℃）、Ｘは加熱処理時間（ｈｒ）である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状金型内の軸心に配置した芯軸の外周上に、耐熱性弾性層、フッ素樹脂チューブを順次設けると共に、これらに、所定の１次熱処理を施してローラ製品を得た後、
前記ローラ製品に、以下の式を満たす条件で２次熱処理を施すことにより、最終ローラ製品を製造することを特徴とするローラの製造方法。
Ｙ＝−（３５〜３６）Ｌｎ（Ｘ）＋２９０
但し、Ｙは加熱処理温度（℃）、Ｘは加熱処理時間（ｈｒ）である。
【請求項２】
請求項１記載のローラの製造方法において、
前記耐熱性弾性層は、硬化性（１３０℃）Ｔ１０が３０秒以上のシリコーンゴム材料で構成され、その厚さが１〜８ｍｍであることを特徴とするローラの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のローラの製造方法において、
前記フッ素樹脂チューブは、厚さが１０〜１００μｍであることを特徴とするローラの製造方法。
【請求項４】
請求項１記載のローラの製造方法において、
前記最終ローラ製品は、前記２次熱処理を施さない最終ローラ製品の外径の９６〜１００％の外径を有するものであることを特徴とするローラの製造方法。
【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ビームプリンタ等の熱定着部で、芯軸内部にヒータを設けた定着・加圧ローラを使用した定着装置に使用されるローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フッ素樹脂を被覆したローラで一体成型による従来のローラ製造技術においては、ローラ硬度が初期段階と比べると所定時間使用後に著しく低下し、定着及び搬送性に最も重要なニップ幅の変動が大きく生じていた。これまでのローラ成型技術では、製品の左右の硬度差が大きく微妙なニップ幅調整が必要とされていた。
従来のゴム被覆ローラにおいて、柔軟で硬度のばらつきの少ないゴム層を有するローラ及びその製造方法が知られている（特許文献１、２）。
【特許文献１】特開平２００１−２９５８３０号公報
【特許文献２】特開平２０００−２３０５４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
これまでのローラ製品は、製品硬度の左右差及び周方向の硬度差が１ポイント以上発生しており、かつ初期通紙において、製品硬度１．５以上低下していた。これは、最外層であるフッ素樹脂チューブの張力が製品硬度に大きく影響するために発生していた。また、従来のゴム被覆ローラにおいて、柔軟で硬度のばらつきの少ないゴム層を有するものが知られているが、各種の材料を混入する製造方法であるため製造が煩雑である。
【０００４】
本発明は、フッ素樹脂被覆ローラについて、加熱処理時の加熱条件を特定することにより、簡単にローラの軸方向及び周方向に硬度差が生じるのを防止し、製品硬度を安定化するようにするローラの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の各実施例においては、それぞれ次のような構成により上記の課題を解決する。
〈構成１〉
円筒状金型内の軸心に配置した芯軸の外周上に、耐熱性弾性層、フッ素樹脂チューブを順次設けると共に、これらに、所定の１次熱処理を施してローラ製品を得た後、上記ローラ製品に、以下の式を満たす条件で２次熱処理を施すことにより、最終ローラ製品を製造することを特徴とするローラの製造方法。  Ｙ＝−（３５〜３６）Ｌｎ（Ｘ）＋２９０、但し、Ｙは加熱処理温度（℃）、Ｘは加熱処理時間（ｈｒ）である。
【０００６】
表面硬度が周方向、軸方向ともに安定した最終ローラ製品が得られる。簡単に製品硬度の安定した最終ローラ製品を製造することができ、耐久時の硬度低下も抑制することができる。
【０００７】
〈構成２〉
構成１記載のローラの製造方法において、上記耐熱性弾性層は、硬化性（１３０℃）Ｔ１０が３０秒以上のシリコーンゴム材料で構成され、その厚さが１〜８ｍｍであることを特徴とするローラの製造方法。
【０００８】
〈構成３〉
構成１又は２記載のローラの製造方法において、上記フッ素樹脂チューブは、厚さが１０〜１００μｍであることを特徴とするローラの製造方法。
【０００９】
〈構成４〉
構成１記載のローラの製造方法において、上記最終ローラ製品は、上記２次熱処理を施さない最終ローラ製品の外径の９６〜１００％の外径を有するものであることを特徴とするローラの製造方法。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を実施例ごとに詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
円筒状金型の中心に外径１８ｍｍφの芯軸をセットし、同金型内壁に、口径２８．８ｍｍφのＰＦＡチューブを添わせた後、
両者間に、ゴムＤＸ３５−１２８１（硬化特性〔１３０℃〕Ｔ１０：３０秒）の液状シリコーンゴム（東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社製）を注入し硬化して外径３０ｍｍφのローラ製品を製造した。
このようにして製造されたローラ製品を３本用意し、それぞれ次の加熱温度（℃）及び加熱時間（ｈｒ）で加熱処理して最終ローラ製品を製造した。
（ａ）２００℃×４ｈｒ
（ｂ）２１５℃×４ｈｒ
（ｃ）２３０℃×４ｈｒ
【００１２】
得られた各最終ローラ製品の１万枚の初期通紙試験を行い、再度、製品硬化を測定した。この測定結果を、図１と図２に示す。
図１の判定欄には、硬度低下が絶対値で１．０以上を×（不可）、１．０未満を○（可）と判定し記入した。図２の判定欄には、左右硬度差が１．０未満を○（可）、１．０以上を×（不可）と判定し記入した。
【００１３】
上記実験から、加熱処理温度が高い方が耐久時の硬度低下が小さいことが分かった。また、左右の硬度差も過熱処理温度が高い方が小さいことが分かった。
【実施例２】
【００１４】
円筒状金型の中心に外径１８ｍｍφの芯軸をセットし、同金型内壁に、口径２９．２ｍｍφのＰＦＡチューブを添わせた後、
両者間に、ゴムＤＸ３５−１２８１のうち、次の（ｄ）、（ｅ）の液状シリコーンゴム（いずれも東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社製）を注入し所定の１次熱処理を施し硬化して外径３０ｍｍφのローラ製品を製造した。
（ｄ）硬化特性〔１３０℃〕Ｔ１０：２２秒
（ｅ）硬化特性〔１３０℃〕Ｔ１０：３０秒
さらに、製造されたローラ製品を２３０℃×４ｈｒで加熱処理して最終ローラ製品を製造した。
それぞれの最終ローラ製品の硬度を測定した。この測定結果を、図３に示す。図３の判定欄には、左右硬度差が１．０未満を○（可）、１．０以上を×（不可）と判定し記入した。
【００１５】
上記実験から、ゴム材料の硬化性が遅い方が最終ローラ製品の左右硬度差が小さくなることが分かった。また、上記（ｃ）と（ｅ）の実験データの比較から、チューブサイズ（ｃ；２８．８ｍｍφ、ｅ；２９．２ｍｍφ）の大きい方がさらに硬度差を小さくする傾向にあることが分かった。
フッ素樹脂チューブを被覆したローラにおいて、これらの条件を組み合わせることでローラ硬度のより安定（周、軸方向）したローラを提供することができた。
【実施例３】
【００１６】
円筒状金型の中心に外径１８ｍｍφの芯軸をセットし、同金型内壁に、口径２８．８ｍｍφのＰＦＡチューブを添わせた後、
両者間に、ゴムＤＸ３５−１２８１（硬化特性〔１３０℃〕Ｔ１０：３０秒）の液状シリコーンゴム（東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社製）を注入し硬化して外径３０ｍｍφのローラ製品を製造した。
このようにして製造されたローラ製品を８本用意し、それぞれ次の加熱温度（℃）及び加熱時間（ｈｒ）で加熱処理して最終ローラ製品を製造した。
（ｆ）２５０℃×１ｈｒ
（ｇ）２３０℃×２ｈｒ
（ｈ）２１０℃×３ｈｒ
（ｉ）２５０℃×３ｈｒ
（ｊ）２４５℃×４ｈｒ
（ｋ）２３０℃×５ｈｒ
（ｌ）２２０℃×５ｈｒ
（ｍ）２２０℃×７ｈｒ
【００１７】
得られた各最終ローラ製品の硬度低下から判定を行った。この判定結果を、表式に表したのが図４であり、線図形式に表したのが図５である。図４の判定欄には、硬度低下値の掲載を省略したが、硬度低下が１．０以上を×（不可）、１．０未満を○（可）と判定し記入した。
【００１８】
上記実験から、Ｙを加熱処理温度（℃）、Ｘを加熱処理時間（ｈｒ）とし、判定結果良好を温度と時間からみたとき、Ｙ＝−（３５〜３６）Ｌｎ（Ｘ）＋２９０
の関係式が成り立っていることが分かった。
【００１９】
なお、本発明の耐熱性弾性層としては、硬化性（１３０℃）Ｔ１０が３０秒以上のシリコーンゴム材料で構成され、その厚さが１〜８ｍｍである。フッ素樹脂チューブは、厚さが１０〜１００μｍである。フッ素樹脂チューブの厚さを１０μｍ未満とした場合は、製造が困難で強度も不十分であり、１００μｍを越えた場合は、硬度が過大となる。また、本発明の最終ローラ製品は、２次熱処理を施さない従来の最終ローラ製品の外径の９６〜１００％の外径を有するものであることが好ましい。このような範囲とすることにより、本発明の最終ローラ製品を、２次熱処理を施さない従来の最終ローラ製品を使用する場合と同じ仕様の定着装置に使用されたときでも、通紙に対する加圧力の変動がないので、通紙時の搬送速度に影響が出ることはない。
なお、上記の「硬化性」とは、次のことを意味している。すなわち、加硫特性、ＪＩＳ Ｋ６３００-８に記載されている試験にそって試験をして得られた加硫曲線から読み取られる特性（数値）のこと、または類似の試験機（キュラストメーター、レオメーター等）を使用し、同様の加硫曲線を測定し、チャートの終わり（例えば２、３分後の値）を１００％とした場合、その１０％のトルクを示す時間をＴ１０とすることである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】最終ローラ製品の１万枚の初期通紙試験を行った後の、初期との硬度差の測定結果を示す図である。
【図２】同試験を行った後の、ローラ左右の硬度差の測定結果を示す図である。
【図３】異種の耐熱性弾性層を使用した場合のローラ左右の硬度差の測定結果を示す図である。
【図４】各種の温度と時間で２次熱処理を施した最終ローラ製品の判定結果を示す図である。
【図５】同最終ローラ製品の判定結果を示す線図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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