JP2005284032A - Oil application roller - Google Patents

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JP2005284032A JP2004099026A JP2004099026A JP2005284032A JP 2005284032 A JP2005284032 A JP 2005284032A JP 2004099026 A JP2004099026 A JP 2004099026A JP 2004099026 A JP2004099026 A JP 2004099026A JP 2005284032 A JP2005284032 A JP 2005284032A
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Isami Abe
勇美 阿部
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oil application roller with which low heat capacity and low heat conductivity are achieved by a simple method. <P>SOLUTION: In the oil application roller having a core shaft and a porous silicone rubber foam body along the circumference of the core shaft, the silicone rubber foam body includes a bubble section filled with a gas and a three-dimensional net structure section containing a releasing agent. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子複写機や電子写真印刷機のトナー定着部において離型剤を塗布する低熱容量化、低熱伝導率化されたオイル塗布ローラに関する。   The present invention relates to a low heat capacity and low thermal conductivity oil application roller for applying a release agent in a toner fixing portion of an electrophotographic copying machine or an electrophotographic printing machine.

電子写真式画像形成装置の定着工程では、定着ローラや定着ベルトを介して圧力と熱エネルギーをトナー像に付与し、トナーを半溶融状態にして記録紙へ浸透させ、これを定着する方法をとっている。トナーは、定着時に半溶融状態であるため、半溶融トナーの一部が定着ローラや定着ベルトの表面に転移付着し、これが次に送られてくる記録紙に再転移して画像を汚すオフセット現象が発生することがある。このオフセット現象を防止するため、オイル塗布ローラを用い、トナーと接する定着ローラや定着ベルトの表面にシリコーンオイルなどの離型剤を約0.1〜5.0mg/A4程度ほど塗布している。   In the fixing process of the electrophotographic image forming apparatus, pressure and heat energy are applied to the toner image via a fixing roller or a fixing belt, the toner is made into a semi-molten state, penetrates into the recording paper, and is fixed. ing. Since the toner is in a semi-molten state at the time of fixing, an offset phenomenon in which a part of the semi-molten toner is transferred and adhered to the surface of the fixing roller or the fixing belt, and this is re-transferred to the next recording paper to be fed. May occur. In order to prevent this offset phenomenon, an oil application roller is used, and a release agent such as silicone oil is applied to about 0.1 to 5.0 mg / A4 on the surface of the fixing roller and the fixing belt in contact with the toner.

また、ここ数年、離型機能を有するワックス成分を内包した重合トナーの使用により、離型剤を塗布しなくてもオフセットを防止することが可能となっている。しかし、オイルレス化が進む一方で、定着部材表面は摩耗し易く耐久性に劣るという問題がある。このため、重合トナーを使用したオイルレスの場合であっても定着部材表面に0.01〜0.05mg/A4程度の極微量のオイルを塗布して定着部材表面の摩耗を防止している。   In recent years, the use of a polymerized toner containing a wax component having a releasing function has made it possible to prevent offset without applying a releasing agent. However, there is a problem that the surface of the fixing member is easily worn and inferior in durability while being oil-less. For this reason, even in the case of oilless using polymerized toner, a very small amount of oil of about 0.01 to 0.05 mg / A4 is applied to the surface of the fixing member to prevent the surface of the fixing member from being worn.

一方、オイル塗布ローラは、熱源である定着ローラあるいは定着ベルト等に直接あるいはドナーローラ等を介して圧接され、回転して使用されるため、運転開始時あるいは連続運転時において、熱エネルギーを熱源側から奪い取り、更にその熱エネルギーを放熱してしまう。このため、消費電力が多くなって、エネルギー効率を悪化させる。近年、電子複写機や電子写真印刷機について省エネルギー対策が一層求められており、低熱容量化、低熱伝導率化されたオイル塗布ローラの開発が切望されている。   On the other hand, the oil application roller is used in contact with a fixing roller or a fixing belt as a heat source directly or via a donor roller and rotated, so that heat energy is transferred to the heat source side at the start of operation or during continuous operation. Robs it, and then dissipates its thermal energy. For this reason, power consumption increases and energy efficiency is deteriorated. In recent years, energy saving measures have been further demanded for electrophotographic copiers and electrophotographic printing machines, and the development of oil application rollers with low heat capacity and low thermal conductivity has been eagerly desired.

特開2001−109308号公報には、塗布ローラ本体がシリコーンゴム成分とオフセット防止液との混合物を成形した弾性体からなる中実体であるオイル塗布ローラが開示されている。このオイル塗布ローラにおいて「中実」とは、空孔や微小孔が存在しないものを言い、ポーラス体は含まれないものである。そして該オイル塗布ローラは構成部材も少なく、製造工程もシンプルであるため、低コスト化できる。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-109308 discloses an oil application roller whose application roller body is a solid body made of an elastic body formed by molding a mixture of a silicone rubber component and an offset prevention liquid. In this oil application roller, “solid” means that there is no hole or minute hole, and does not include a porous body. And since this oil application roller has few components and the manufacturing process is simple, it can reduce cost.

特開2000−259025号公報には、定着ロール表面に離型剤を供給する離型剤供給ロールであって、ロール形状の多孔質弾性体における空隙に、耐熱性ゴムと離型剤との混合物を充填してなる離型剤供給ロールが開示されている。この離型剤供給ロールにおいて、耐熱性ゴムと離型剤の混合物はゲル状物であり、離型剤は熱や圧力等の外刺激を受けて該混合物の表面から徐々に浸出するため、離型剤を安定且つ均一に塗布できる。
特開2001−109308号公報(請求項1) 特開2000−259025号公報(請求項1、段落0021)
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-259025 discloses a release agent supply roll for supplying a release agent to the surface of a fixing roll, and a mixture of a heat-resistant rubber and a release agent in a gap in a roll-shaped porous elastic body. A mold release agent supply roll is disclosed. In this release agent supply roll, the mixture of the heat-resistant rubber and the release agent is a gel, and the release agent is gradually leached from the surface of the mixture in response to external stimuli such as heat and pressure. The mold can be applied stably and uniformly.
JP 2001-109308 A (Claim 1) JP 2000-259025 A (Claim 1, paragraph 0021)

しかしながら、特開2001−109308号公報記載のオイル塗布ローラは、中実体であるため熱容量が大きく、また熱伝導率も高い。このため、実稼動時に熱源側から多くの熱エネルギーを奪い取り、また放熱量も多くなってしまい、その結果多くの電力を消費してしまうという問題があり、近年の低熱容量化、低熱伝導率化の要求を満たさない。また、特開2000−259025号公報記載の離型剤供給ロールは、空隙部分を有するものの、該空隙部分には離型剤とゴムの混合物を含むため、低熱容量化、低熱伝導率化という点ではやはり満足するものではない。   However, since the oil application roller described in JP-A-2001-109308 is solid, it has a large heat capacity and a high thermal conductivity. For this reason, there is a problem that a large amount of heat energy is taken from the heat source side during actual operation, and the amount of heat radiation increases, resulting in the consumption of a large amount of power, resulting in a recent reduction in heat capacity and heat conductivity. Does not meet the requirements of Moreover, although the release agent supply roll described in JP-A-2000-259025 has a void portion, since the void portion contains a mixture of the release agent and rubber, the heat capacity is reduced and the thermal conductivity is reduced. So I'm not satisfied with it.

従って、本発明の目的は、上記従来のオイル塗布ローラの問題点を解決したものであって、低熱容量化、低熱伝導率化されたオイル塗布ローラを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems of the conventional oil application roller, and to provide an oil application roller having a low heat capacity and a low thermal conductivity.

かかる実情において、本発明者らは鋭意検討を行った結果、軸芯と、軸芯の外周に付設される多孔質のシリコーンゴム発泡体を備えるものであって、該シリコーンゴム発泡体は空気等の気体で満たされた気泡部と離型剤を含有する三次元網目構造部からなるオイル塗布ローラであれば、低熱容量化、低熱伝導率化できることなどを見出し、本発明を完成するに至った。   In such a situation, the present inventors have intensively studied, and as a result, have a shaft core and a porous silicone rubber foam attached to the outer periphery of the shaft core, and the silicone rubber foam is air or the like. If the oil application roller is composed of a bubble portion filled with a gas and a three-dimensional network structure portion containing a release agent, it has been found that the heat capacity can be reduced and the thermal conductivity can be reduced, and the present invention has been completed. .

すなわち、本発明(1)は、軸芯と、軸芯の外周に付設される多孔質のシリコーンゴム発泡体を備えるオイル塗布ローラであって、該シリコーンゴム発泡体は気体で満たされた気泡部と離型剤を含有する三次元網目構造部からなるオイル塗布ローラを提供するものである。   That is, the present invention (1) is an oil application roller comprising a shaft core and a porous silicone rubber foam attached to the outer periphery of the shaft core, wherein the silicone rubber foam is a bubble portion filled with gas. And an oil application roller comprising a three-dimensional network structure containing a release agent.

また、本発明(2)は、中心に軸芯を設置した金型に、液状シリコーンゴム、発泡剤及び離型剤を含有する混合物を流し込み、硬化させ、脱型して得るオイル塗布ローラの製造方法を提供するものである。   Also, the present invention (2) manufactures an oil application roller obtained by pouring a mixture containing a liquid silicone rubber, a foaming agent and a release agent into a mold having a shaft core at the center, curing, and demolding. A method is provided.

本発明のオイル塗布ローラのシリコーンゴム発泡体は、ロール本体を構成するものであって、離型剤を保持し且つ離型剤を定着部材に供給する。該シリコーンゴム発泡体は、気体で満たされた気泡部と離型剤を含有する三次元網目構造部からなるため、低熱容量、低熱伝導率である。すなわち、当該シリコーンゴム発泡体は、製造時に発生させる気泡部と三次元網目構造における空隙の2種類の細孔を有し、気泡部が低熱容量化、低熱伝導率化に寄与し、三次元網目構造における空隙が離型剤保持機能を奏する。このため、電子複写機や電子写真印刷機における省エネルギー化に貢献できる。また、本発明のオイル塗布ローラの製造方法は、簡易な工程であるため低コスト化できる。   The silicone rubber foam of the oil application roller of the present invention constitutes a roll body, holds the release agent, and supplies the release agent to the fixing member. The silicone rubber foam has a low heat capacity and a low thermal conductivity because it consists of a gas-filled bubble part and a three-dimensional network structure part containing a release agent. That is, the silicone rubber foam has two kinds of pores, a bubble portion generated during production and a void in the three-dimensional network structure, and the bubble portion contributes to lower heat capacity and lower thermal conductivity. The voids in the structure perform a release agent holding function. For this reason, it can contribute to energy saving in an electronic copying machine or an electrophotographic printing machine. In addition, since the method for manufacturing the oil application roller of the present invention is a simple process, the cost can be reduced.

次に、本発明の実施の形態におけるオイル塗布ローラを図1〜図3を参照して説明する。図1は本実施の形態であるオイル塗布ローラの定着装置における設置状態を示す側面図、図2は本実施の形態であるオイル塗布ローラの径方向の断面図、図3は本実施の形態であるオイル塗布ローラの軸方向の断面図である。図中、オイル塗布ローラ1は軸芯10と、軸芯の外周に付設されると共に離型剤を保持し離型剤を定着ローラに供給する機能を備える多孔質のシリコーンゴム発泡体2を備える。オイル塗布ローラ1は、定着装置4に組み込まれ、定着装置4は加熱定着ロール5と加圧ロール6との間に記録紙7を通し、記録紙7の表面7aに転写されたトナー8を定着させるものであるが、加熱定着ロール5にオイル塗布ローラ1をニップ部9を形成するように対接させ、離型剤であるシリコーンオイルを加熱定着ロール5に塗布している。   Next, the oil application roller according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a side view showing an installation state of an oil application roller according to the present embodiment in a fixing device, FIG. 2 is a sectional view in the radial direction of the oil application roller according to the present embodiment, and FIG. It is sectional drawing of the axial direction of a certain oil application roller. In the figure, an oil application roller 1 includes a shaft core 10 and a porous silicone rubber foam 2 attached to the outer periphery of the shaft core and having a function of holding a release agent and supplying the release agent to a fixing roller. . The oil application roller 1 is incorporated in the fixing device 4, and the fixing device 4 passes the recording paper 7 between the heat fixing roll 5 and the pressure roll 6, and fixes the toner 8 transferred to the surface 7 a of the recording paper 7. However, the oil application roller 1 is brought into contact with the heat fixing roll 5 so as to form the nip portion 9, and silicone oil as a release agent is applied to the heat fixing roll 5.

シリコーンゴム発泡体2は、気体で満たされた気泡部と離型剤を含有する三次元網目構造部からなる多孔質体であり、液状シリコーンゴム、発泡剤及び離型剤を含有する混合物を成形硬化して得られるものである。気泡は、本明細書では気孔とも言う。三次元網目構造部の空隙に充填される離型剤は液状シリコーンとの親和性が高いため、該空隙内に安定して保持され、気泡部に浸出することがない。一方、定着部材に当接して使用される状態において、熱や圧力等の外刺激が加わると離型剤はロール表面から定着ロールへ浸出し、該ロール表面部分の離型剤濃度が薄くなると、拡散現象によりシリコーンゴム発泡体2の内部から離型剤が供給(移動)されることになる。この場合においても、離型剤は気泡部に浸出することがない。このため、オイル塗布ローラは使用期間を通じて、安定して低熱容量化、低熱伝導率化を達成できる。気体は、通常発泡ガスであり、具体的には空気、水素又は炭酸ガスである。   The silicone rubber foam 2 is a porous body composed of a gas-filled bubble part and a three-dimensional network structure part containing a release agent, and forms a mixture containing liquid silicone rubber, a foaming agent and a release agent. It is obtained by curing. Bubbles are also referred to herein as pores. Since the release agent filled in the voids in the three-dimensional network structure has high affinity with liquid silicone, it is stably held in the voids and does not leach into the bubble. On the other hand, in the state of being used in contact with the fixing member, when an external stimulus such as heat or pressure is applied, the release agent is leached from the roll surface to the fixing roll, and when the concentration of the release agent on the roll surface portion is reduced, Due to the diffusion phenomenon, the release agent is supplied (moved) from the inside of the silicone rubber foam 2. Even in this case, the release agent does not leach into the bubble part. For this reason, the oil application roller can stably achieve low heat capacity and low thermal conductivity throughout the period of use. The gas is usually a foaming gas, specifically air, hydrogen or carbon dioxide.

液状シリコーンゴムとしては、特に制限されないが、一般的には、ポリジメチルシロキサン等のポリマー、シリカ等の無機充填材、架橋剤及び触媒から構成されるものであって、具体的には、付加反応型液状シリコーンゴムが挙げられる。付加反応型液状シリコーンゴムは、ビニル末端を有するポリジメチルシロキサン(A液)にケイ素原子結合水素原子を有するポリメチルシロキサン(B液)が付加することにより得られる架橋されたゴムである。付加反応型液状シリコーンゴムは無機充填材を含むものであっても、無機充填材の配合が微量もしくは無配合のものであってもよいが、無機充填材を含有するものが、3次元網目構造の微細孔を適度に閉塞して、塗布量を制限し、定着部材表面に0.01〜0.05mg/A4程度の極微量のオイルの塗布を可能にすることができる点で好ましい。無機充填材配合の付加反応型液状シリコーンゴムとしては、「KE1300」(信越化学工業社製)が使用できる。当該無機充填材としては、特に制限されないが、例えば平均粒径0.005〜0.2μm、特に0.01〜0.03μmのシリカフィラーが挙げられる。また、無機充填材の配合が微量のものか又は無配合の付加反応型液状シリコーンゴムとしては、例えばオイルブリードタイプの「KE1311T」(信越化学工業社製)、充填材無配合の「KE106」(信越化学工業社製)が挙げられる。   The liquid silicone rubber is not particularly limited, but is generally composed of a polymer such as polydimethylsiloxane, an inorganic filler such as silica, a crosslinking agent, and a catalyst. Type liquid silicone rubber. The addition reaction type liquid silicone rubber is a crosslinked rubber obtained by adding polymethylsiloxane having a silicon atom-bonded hydrogen atom (liquid B) to polydimethylsiloxane having a vinyl terminal (liquid A). The addition reaction type liquid silicone rubber may contain an inorganic filler, or the inorganic filler may be contained in a trace amount or not, but the one containing the inorganic filler has a three-dimensional network structure. This is preferable in that the fine holes are appropriately blocked to limit the coating amount, and a very small amount of oil of about 0.01 to 0.05 mg / A4 can be applied to the surface of the fixing member. “KE1300” (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can be used as an addition reaction type liquid silicone rubber compounded with an inorganic filler. Although it does not restrict | limit especially as the said inorganic filler, For example, the average particle diameter is 0.005-0.2 micrometer, Especially 0.01-0.03 micrometer silica filler is mentioned. Examples of addition reaction type liquid silicone rubber with a small amount of inorganic filler or non-formulation include oil bleed type “KE1311T” (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), “KE106” (with no filler) Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).

発泡剤としては、特に制限されず、例えばシリコーンフォーム、水及び揮発性物質が挙げられる。このうち、シリコーンフォームが効率的に発泡ガスを生成できる点で好ましい。シリコーンフォームとしては、特に制限されないが、一般的にはシリコーンゴムの組成自体に発泡機構を含んでおり、硬化反応の際に発生する水素等の気体を利用して発泡させるものを言う。発泡機構は、Si-OH基を有する液状シリコーンポリマーとH-Si基を有する架橋剤が触媒反応で架橋し、更にこの際水素ガスを発生し、このガスにより硬化しながら発泡するものである。例えば低粘度の2液成分からなる市販のシリコーンフォームと液状シリコーンゴムの混合物を室温又は加温することで、発泡、硬化してゴム状多孔質体を得ることができる。シリコーンフォームとしては、「KE524A」と「KE524B」の2液成分の混合使用形態のもの(信越化学工業社製)が挙げられる。   The foaming agent is not particularly limited, and examples thereof include silicone foam, water, and volatile substances. Of these, silicone foam is preferable in that it can efficiently generate a foaming gas. Although it does not restrict | limit especially as a silicone foam, Generally the composition itself of a silicone rubber contains the foaming mechanism, and says what foams using gas, such as hydrogen generated in the case of hardening reaction. In the foaming mechanism, a liquid silicone polymer having Si—OH groups and a cross-linking agent having H—Si groups are cross-linked by a catalytic reaction, and at this time, hydrogen gas is generated and foamed while being cured by this gas. For example, a rubber-like porous body can be obtained by foaming and curing a mixture of a commercially available silicone foam composed of a low-viscosity two-component component and a liquid silicone rubber at room temperature or by heating. Examples of the silicone foam include those in the form of mixed use of two liquid components of “KE524A” and “KE524B” (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).

離型剤としては、上記液状シリコーンゴムに配合可能で、トナーの付着を防止できる液状物であれば特に制限されず、例えばシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル又はこれらの混合物が挙げられる。また、シリコーンオイルとしては、例えばジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどのストレートシリコーンオイル、ジメチル基のいくつかを他の有機基に置き換えられた変性シリコーンオイルが挙げられる。このうち、ストレートシリコーンオイルが特に付加反応型液状シリコーンゴムとの混和性及び優れた離型性を有する点で好ましい。シリコーンオイルの25℃の粘度は0.1〜10cm/s(10〜1000cSt)、好ましくは0.1〜3cm/s(10〜300cSt)である。 The release agent is not particularly limited as long as it is a liquid that can be added to the liquid silicone rubber and can prevent toner adhesion, and examples thereof include silicone oil, fluorine-modified silicone oil, and mixtures thereof. Examples of the silicone oil include straight silicone oils such as dimethyl silicone oil and methylphenyl silicone oil, and modified silicone oils in which some of the dimethyl groups are replaced with other organic groups. Of these, straight silicone oil is particularly preferable in that it has miscibility with an addition reaction type liquid silicone rubber and excellent releasability. The viscosity of the silicone oil at 25 ° C. is 0.1 to 10 cm 2 / s (10 to 1000 cSt), preferably 0.1 to 3 cm 2 / s (10 to 300 cSt).

液状シリコーンゴム(SG1)、シリコーンフォーム(SG2)及び離型剤(R)の配合割合としては、該混合物中、(SG1)と(SG2)の合計量と(R)の重量配合比((SG1+SG2)/R)が1/2〜3/1であることが好ましい。重量配合比((SG1+SG2)/R)が3/1を超えると、離型剤の保持量が少なくなるため、交換時期が短くなると共に、シリコーンゴム発泡体の柔軟性が低下し、ニップが取れないためオイル塗布性が不安定となり易い。一方、1/2未満であると、シリコーンゴム発泡体の強度が低下し成形型から脱型する際、あるいは実使用の際に欠損を生じ易い。また、該混合物中、(SG1)と(SG2)の配合割合(重量部比率)は、(SG1)/(SG2)が20/80〜80/20が好ましい。(SG1)/(SG2)が20/80未満であると、気孔率が大きくなり過ぎてシリコーンゴム発泡体の強度が低下し成形型から脱型する際、あるいは実使用の際に欠損を生じ易い。一方、(SG1)/(SG2)が80/20を超えると、気孔率が小さ過ぎて、低熱容量化、低熱伝導率化を達成することができない。シリコーンゴム発泡体において、混合物中、液状シリコーンゴム、発泡剤及び離型剤以外の他の任意成分は、シリコーンゴム発泡体の作用効果を損なわない限り、適宜配合されていてもよい。   As a blending ratio of the liquid silicone rubber (SG1), the silicone foam (SG2), and the release agent (R), the total amount of (SG1) and (SG2) and the weight blending ratio of (R) ((SG1 + SG2) in the mixture. ) / R) is preferably 1/2 to 3/1. If the weight ratio ((SG1 + SG2) / R) exceeds 3/1, the amount of release agent held will be reduced, so the replacement time will be shortened and the flexibility of the silicone rubber foam will be reduced, resulting in a nip. Therefore, oil applicability tends to be unstable. On the other hand, if it is less than ½, the strength of the silicone rubber foam is reduced, and defects are likely to occur during removal from the mold or in actual use. Moreover, as for the mixture ratio (weight part ratio) of (SG1) and (SG2) in this mixture, (SG1) / (SG2) has preferable 20 / 80-80 / 20. When (SG1) / (SG2) is less than 20/80, the porosity becomes too high, and the strength of the silicone rubber foam is lowered, so that it is easy to cause defects during demolding or actual use. . On the other hand, if (SG1) / (SG2) exceeds 80/20, the porosity is too small to achieve low heat capacity and low thermal conductivity. In the silicone rubber foam, other optional components other than the liquid silicone rubber, the foaming agent and the release agent in the mixture may be appropriately blended as long as the effects of the silicone rubber foam are not impaired.

該シリコーンゴム発泡体は、中心に軸芯を設置した金型に、液状シリコーンゴム、シリコーンフォームなどの発泡剤及び離型剤を含有する混合物を流し込み、硬化させ、脱型して得られる。硬化条件としては、特に制限されず、室温〜150℃、好ましくは40〜100℃、15分〜2時間の範囲で適宜決定される。該混合物を得る方法としては、特に制限されず、例えば液状シリコーンゴム、発泡剤及び離型剤をそれぞれ計量し、これをハイブリッドミキサーで室温下、数分間攪拌して混合物を得る方法が挙げられる。   The silicone rubber foam is obtained by pouring a mixture containing a foaming agent such as liquid silicone rubber and silicone foam and a mold release agent into a mold having a shaft core at the center, curing and demolding. The curing conditions are not particularly limited, and are appropriately determined in the range of room temperature to 150 ° C, preferably 40 to 100 ° C, and 15 minutes to 2 hours. The method for obtaining the mixture is not particularly limited, and examples thereof include a method in which liquid silicone rubber, a foaming agent, and a release agent are weighed and stirred for several minutes at room temperature with a hybrid mixer to obtain a mixture.

該シリコーンゴム発泡体は、ゴム成分中の反応成分の架橋により形成された3次元網目構造部と、シリコーンフォーム(発泡剤)により形成された気孔率3〜40%、好ましくは5〜40%の気体が満たされた気泡部を有する多孔質体である。気孔率が3%未満であると、低熱容量化、低熱伝導率化を達成することができない。一方、気孔率が40%を超えると、シリコーンゴム発泡体の強度が低下し成形型から脱型する際、あるいは実使用の際に欠損を生じ易い。当該気泡の大きさとしては、特に制限されないが、概ね100μm程度と三次元網目構造の空隙よりは大きいものである。また、三次元網目構造部における離型剤は液状シリコーンとの親和性が高いため、三次元網目構造部内に安定して保持され、気泡部に浸出することがない。また、該シリコーンゴム発泡体のゴム硬度(アスカーC)は2.0〜30、好ましくは2.0〜18.0であることが、適度の硬度と柔軟性を併せ持つため、成形型からの脱型が円滑に行え、また使用時にはニップ部を形成することができる点で好適である。   The silicone rubber foam has a porosity of 3 to 40%, preferably 5 to 40%, formed by a three-dimensional network structure formed by crosslinking of reaction components in a rubber component and a silicone foam (foaming agent). It is a porous body having a bubble part filled with gas. If the porosity is less than 3%, it is not possible to achieve low heat capacity and low thermal conductivity. On the other hand, if the porosity exceeds 40%, the strength of the silicone rubber foam is reduced, and defects are likely to occur during removal from the mold or in actual use. The size of the bubbles is not particularly limited, but is about 100 μm, which is larger than the voids of the three-dimensional network structure. Further, since the release agent in the three-dimensional network structure portion has high affinity with the liquid silicone, it is stably held in the three-dimensional network structure portion and does not leach into the bubble portion. Moreover, since the rubber hardness (Asker C) of the silicone rubber foam is 2.0 to 30, preferably 2.0 to 18.0, since it has both appropriate hardness and flexibility, it can be removed from the mold. It is preferable in that the mold can be smoothly formed and the nip portion can be formed at the time of use.

本発明のオイル塗布ローラは、シリコーンゴム発泡体2の外周面に更に離型剤塗布制御層を付設してもよい。離型剤塗布制御層3としては、特に制限されず、微細の孔が形成されたPTFE膜、あるいはシリコーンゴム及びシリコーンオイルを含有する混合物の加熱硬化体が挙げられる。この加熱硬化体はシリコーンゴム(SG)とシリコーンオイル(SO)の重量配合比(SG/SO)が1/2〜9/1、好ましくは1/1〜4/1の混合物をシリコーンゴム発泡体2の外周に均一に塗布し、加熱することで得られる。   The oil application roller of the present invention may be further provided with a release agent application control layer on the outer peripheral surface of the silicone rubber foam 2. The release agent application control layer 3 is not particularly limited, and examples thereof include a PTFE film in which fine pores are formed, or a heat-cured body of a mixture containing silicone rubber and silicone oil. This heat-cured body is a mixture of silicone rubber (SG) and silicone oil (SO) having a weight ratio (SG / SO) of 1/2 to 9/1, preferably 1/1 to 4/1. It is obtained by uniformly applying to the outer periphery of 2 and heating.

本実施の形態例のオイル塗布ローラ1において、シリコーンゴム発泡体2は気体で満たされた気孔率3〜40%の気泡を有するため、低熱容量化、低熱伝導率化を達成することができる。また離型剤は、架橋された3次元網目構造部であるゴム弾性体に安定して取り込まれる。そして、この離型剤は、定着部材に当接して使用される状態において、加熱、外的応力又は型剤中の粘度を均一化しようとする拡散現象等により、シリコーンゴム発泡体2の表面から適度の量が滲み出てくる。特にシリコーンゴム発泡体2に粒径0.01〜0.2μmのシリカフィラー配合の付加反応型液状シリコーンゴムを使用する場合、シリカフィラーが架橋ゴムの微細孔を閉塞し、離型剤の移動をより確実に抑制するため、微量塗布が可能となる。なお、離型剤の移動の際にも離型剤は気泡部に浸出することがないため、オイル塗布ローラは使用期間を通じて、安定して低熱容量化、低熱伝導率化を達成できる。   In the oil application roller 1 of the present embodiment, the silicone rubber foam 2 has bubbles with a porosity of 3 to 40% filled with gas, so that a low heat capacity and a low thermal conductivity can be achieved. The release agent is stably taken into the rubber elastic body that is a cross-linked three-dimensional network structure. The release agent is used from the surface of the silicone rubber foam 2 due to heat, external stress, or a diffusion phenomenon that attempts to make the viscosity in the mold uniform, in a state where it is used in contact with the fixing member. A moderate amount oozes out. In particular, when an addition reaction type liquid silicone rubber compounded with a silica filler having a particle size of 0.01 to 0.2 μm is used for the silicone rubber foam 2, the silica filler closes the micropores of the crosslinked rubber and moves the release agent. In order to suppress more reliably, a very small amount can be applied. In addition, since the release agent does not leach into the bubble portion even when the release agent moves, the oil application roller can stably achieve a low heat capacity and a low thermal conductivity throughout the period of use.

次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。   EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated more concretely, this is only an illustration and does not restrict | limit this invention.

粒径0.02μmのシリカフィラー配合の付加反応型液状シリコーンゴム「KE1300」80重量部、シリコーンフォーム20重量部、ジメチルシリコーンオイル「KF96-100cs」(信越化学工業社製)120重量部及び所定量の反応触媒をハイブリッドキミサーで室温下、3分間混合して混合液Aを得た。なお、シリコーンフォームは「KE524A」と「KE524B」(いずれも信越化学工業社製)の2液成分の混合液を使用した(表1中、「KE524AB」と略記した)。   80 parts by weight of addition reaction type liquid silicone rubber “KE1300” containing silica filler having a particle size of 0.02 μm, 20 parts by weight of silicone foam, 120 parts by weight of dimethyl silicone oil “KF96-100cs” (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and a predetermined amount The reaction catalyst was mixed for 3 minutes at room temperature with a hybrid chemiser to obtain a mixture A. The silicone foam used was a mixture of two liquid components “KE524A” and “KE524B” (both manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) (abbreviated as “KE524AB” in Table 1).

一方、外径6mmの中実体の軸芯を径20mm、長さ306mmの中空状の分割金型の中心にセットした。次いで混合液Aを、前記分割金型の型内に流し込んだ。その後、50℃の乾燥機に1時間入れ、ゴムを架橋させた後、型を脱型してローラ端部を切断して外径20mm、内径6mm、長さ306mmのシリコーンゴム発泡体を有するオイル塗布ローラAを得た。このオイル塗布ローラAのシリコーンゴム発泡体の「嵩密度」、「気孔率」、「比熱」、「熱容量」、「熱伝導率(λ)」、「ゴム硬度(アスカーC)」、「耐久時のローラ強度」を測定した。その結果を表1に示す。なお、シリコーンゴム発泡体の体積は表1に示すように、87.4364cmであった。 On the other hand, a solid shaft core having an outer diameter of 6 mm was set at the center of a hollow split mold having a diameter of 20 mm and a length of 306 mm. Next, the mixed solution A was poured into the mold of the split mold. Then, after putting in a dryer at 50 ° C. for 1 hour to crosslink the rubber, the mold is removed and the end of the roller is cut to obtain a silicone rubber foam having an outer diameter of 20 mm, an inner diameter of 6 mm, and a length of 306 mm. A coating roller A was obtained. The “bulk density”, “porosity”, “specific heat”, “heat capacity”, “thermal conductivity (λ)”, “rubber hardness (Asker C)”, “durability” of the silicone rubber foam of this oil application roller A The roller strength "was measured. The results are shown in Table 1. The volume of the silicone rubber foam was 87.4364 cm 3 as shown in Table 1.

(気孔率)
付加反応型液状シリコーンゴム、シリコーンフォーム、ジメチルシリコーンオイル及び反応触媒の発泡前の真比重を空気比較式比重計「1000型」(東京サイエンス社製)を用いて算出する。次いでその真比重値をベースにシリコーンゴム発泡体の見掛け密度を算出し、その密度差から気孔率を算出する(次式参照)。気孔率(%)=(真比重−発泡体の見掛け密度)×100/真比重
(Porosity)
The true specific gravity before foaming of the addition reaction type liquid silicone rubber, silicone foam, dimethyl silicone oil and reaction catalyst is calculated using an air comparison type hydrometer “1000 type” (manufactured by Tokyo Science). Next, the apparent density of the silicone rubber foam is calculated based on the true specific gravity value, and the porosity is calculated from the density difference (see the following formula). Porosity (%) = (true specific gravity−apparent density of foam) × 100 / true specific gravity

(耐久時のローラ強度)
ローラ荷重片側500gf、定着部温度180℃、ローラ周速185mm/秒、通算1万枚通紙の条件で耐久試験を行い、その後のローラ部を目視により観察した。特に変形、軸外れ等のないものを「○」、ゴム破壊、軸外れ、変形したものを「×」とそれぞれ表記した。
(Roller strength during durability)
An endurance test was performed under the conditions of 500 gf on one side of the roller load, a fixing unit temperature of 180 ° C., a roller peripheral speed of 185 mm / sec, and a total of 10,000 sheets, and the subsequent roller portion was visually observed. In particular, those with no deformation, off-axis, etc. were indicated with “◯”, and those with rubber breakage, off-axis, and deformation were indicated with “x”.

付加反応型液状シリコーンゴムとシリコーンフォームの配合比率80重量部/20重量部に代えて、付加反応型液状シリコーンゴムとシリコーンフォームの配合比率70重量部/30重量部とした以外は、実施例1と同様の方法でオイル塗布ローラBを得た。その結果を表1に示す。   Example 1 except that the blending ratio of the addition reaction type liquid silicone rubber and the silicone foam was changed to 80 parts by weight / 20 parts by weight, and the blending ratio of the addition reaction type liquid silicone rubber and the silicone foam was 70 parts by weight / 30 parts by weight. An oil application roller B was obtained in the same manner as above. The results are shown in Table 1.

付加反応型液状シリコーンゴムとシリコーンフォームの配合比率80重量部/20重量部に代えて、付加反応型液状シリコーンゴムとシリコーンフォームの配合比率60重量部/40重量部とした以外は、実施例1と同様の方法でオイル塗布ローラCを得た。その結果を表1に示す。   Example 1 except that the blending ratio of the addition reaction type liquid silicone rubber and the silicone foam was changed to 80 parts by weight / 20 parts by weight, and the blending ratio of the addition reaction type liquid silicone rubber and the silicone foam was 60 parts by weight / 40 parts by weight. An oil application roller C was obtained in the same manner as above. The results are shown in Table 1.

付加反応型液状シリコーンゴムとシリコーンフォームの配合比率80重量部/20重量部に代えて、付加反応型液状シリコーンゴムとシリコーンフォームの配合比率50重量部/50重量部とした以外は、実施例1と同様の方法でオイル塗布ローラDを得た。その結果を表1に示す。   Example 1 except that the blending ratio of the addition reaction type liquid silicone rubber and the silicone foam was changed to 80 parts by weight / 20 parts by weight, and the blending ratio of the addition reaction type liquid silicone rubber and the silicone foam was 50 parts by weight / 50 parts by weight. An oil application roller D was obtained in the same manner as above. The results are shown in Table 1.

付加反応型液状シリコーンゴムとシリコーンフォームの配合比率80重量部/20重量部に代えて、付加反応型液状シリコーンゴムとシリコーンフォームの配合比率40重量部/60重量部とした以外は、実施例1と同様の方法でオイル塗布ローラEを得た。その結果を表1に示す。   Example 1 except that the blending ratio of the addition reaction type liquid silicone rubber and the silicone foam was changed to 80 parts by weight / 20 parts by weight, and the blending ratio of the addition reaction type liquid silicone rubber and the silicone foam was 40 parts by weight / 60 parts by weight. An oil application roller E was obtained in the same manner as above. The results are shown in Table 1.

付加反応型液状シリコーンゴムとシリコーンフォームの配合比率80重量部/20重量部に代えて、付加反応型液状シリコーンゴムとシリコーンフォームの配合比率30重量部/70重量部とした以外は、実施例1と同様の方法でオイル塗布ローラFを得た。その結果を表1に示す。   Example 1 except that the blending ratio of the addition reaction type liquid silicone rubber and the silicone foam was changed to 80 parts by weight / 20 parts by weight, and the blending ratio of the addition reaction type liquid silicone rubber and the silicone foam was 30 parts by weight / 70 parts by weight. The oil application roller F was obtained by the same method as that described above. The results are shown in Table 1.

付加反応型液状シリコーンゴムとシリコーンフォームの配合比率80重量部/20重量部に代えて、付加反応型液状シリコーンゴムとシリコーンフォームの配合比率20重量部/80重量部とした以外は、実施例1と同様の方法でオイル塗布ローラGを得た。その結果を表1に示す。   Example 1 except that the addition ratio of the addition reaction type liquid silicone rubber and the silicone foam is 80 parts by weight / 20 parts by weight, and the addition ratio of the addition reaction type liquid silicone rubber and the silicone foam is 20 parts by weight / 80 parts by weight. An oil application roller G was obtained in the same manner as described above. The results are shown in Table 1.

比較例1
付加反応型液状シリコーンゴムとシリコーンフォームの配合比率80重量部/20重量部に代えて、付加反応型液状シリコーンゴムとシリコーンフォームの配合比率100重量部/0重量部とした以外は、実施例1と同様の方法でオイル塗布ローラHを得た。その結果を表1に示す。
Comparative Example 1
Example 1 except that the blending ratio of the addition reaction type liquid silicone rubber and the silicone foam is 80 parts by weight / 20 parts by weight, and the blending ratio of the addition reaction type liquid silicone rubber and the silicone foam is 100 parts by weight / 0 part by weight. The oil application roller H was obtained by the same method as that described above. The results are shown in Table 1.

比較例2
付加反応型液状シリコーンゴムとシリコーンフォームの配合比率80重量部/20重量部に代えて、付加反応型液状シリコーンゴムとシリコーンフォームの配合比率10重量部/90重量部とした以外は、実施例1と同様の方法でオイル塗布ローラIを得た。その結果を表1に示す。
Comparative Example 2
Example 1 except that the blending ratio of the addition reaction type liquid silicone rubber and the silicone foam is 80 parts by weight / 20 parts by weight, and the blending ratio of the addition reaction type liquid silicone rubber and the silicone foam is 10 parts by weight / 90 parts by weight. The oil application roller I was obtained in the same manner as described above. The results are shown in Table 1.

Figure 2005284032
Figure 2005284032

また、表1の結果において、シリコーンフォームの配合割合と「嵩密度」、「気孔率」、「熱容量」、「熱伝導率(λ)」、「ゴム硬度(アスカーC)」の関係をそれぞれ図1〜図5に示した。   Further, in the results of Table 1, the relationship between the blending ratio of silicone foam and “bulk density”, “porosity”, “heat capacity”, “thermal conductivity (λ)”, “rubber hardness (Asker C)” is shown respectively. 1 to FIG.

表1から明らかなように、液状シリコーンゴム、シリコーンフォーム及び離型剤を含有する混合物を成形、加熱硬化して得られる多孔質体のシリコーンゴム発泡体をロール部材としたオイル塗布ローラは、低熱容量であり、且つ低熱伝導率であった。また、図1〜図5から明らかなように、特に気孔率が5.5%〜39.1%の間にある実施例では、耐久時のローラ強度も十分であった。   As is apparent from Table 1, an oil application roller using a porous silicone rubber foam obtained by molding and heat-curing a mixture containing liquid silicone rubber, silicone foam and a release agent as a roll member has a low It had a heat capacity and a low thermal conductivity. Further, as is apparent from FIGS. 1 to 5, particularly in the examples where the porosity is between 5.5% and 39.1%, the roller strength at the time of durability was sufficient.

本実施の形態例のオイル塗布ローラによれば、低熱容量化及び低熱伝導率化が図れる。また、構造が簡素であり、製造方法が簡略化でき、オイル塗布ローラの低コスト化が可能である。   According to the oil application roller of the present embodiment, a low heat capacity and a low thermal conductivity can be achieved. Further, the structure is simple, the manufacturing method can be simplified, and the cost of the oil application roller can be reduced.

本実施の形態であるオイル塗布ローラの定着装置における設置状態を示す側面図である。It is a side view which shows the installation state in the fixing device of the oil application roller which is this Embodiment. 本実施の形態であるオイル塗布ローラの径方向の断面図である。It is sectional drawing of the radial direction of the oil application roller which is this Embodiment. 本実施の形態であるオイル塗布ローラの軸方向の断面図である。It is sectional drawing of the axial direction of the oil application roller which is this Embodiment. シリコーンフォームの配合割合と嵩密度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the compounding ratio of a silicone foam, and a bulk density. シリコーンフォームの配合割合と気孔率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the compounding ratio of a silicone foam, and a porosity. シリコーンフォームの配合割合と熱容量の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the compounding ratio of a silicone foam, and a heat capacity. シリコーンフォームの配合割合と熱伝導率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the compounding ratio of a silicone foam, and heat conductivity. シリコーンフォームの配合割合とゴム硬度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the compounding ratio of a silicone foam, and rubber hardness.

符号の説明Explanation of symbols

1 オイル塗布ローラ
2 シリコーンゴム発泡体
4 定着装置
5 加熱定着ロール
6 加圧ロール
7 記録紙
7a 記録紙の表面
8 トナー
9 ニップ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Oil application roller 2 Silicone rubber foam 4 Fixing device 5 Heat fixing roll 6 Pressure roll 7 Recording paper 7a Recording paper surface 8 Toner 9 Nip part

Claims (6)

軸芯と、軸芯の外周に付設される多孔質のシリコーンゴム発泡体を備えるオイル塗布ローラであって、該シリコーンゴム発泡体は気体で満たされた気泡部と離型剤を含有する三次元網目構造部からなることを特徴とするオイル塗布ローラ。   An oil application roller comprising a shaft core and a porous silicone rubber foam attached to the outer periphery of the shaft core, wherein the silicone rubber foam contains a gas-filled bubble part and a release agent An oil application roller comprising a mesh structure. 該シリコーンゴム発泡体は、液状シリコーンゴム、発泡剤及び離型剤を含有する混合物を成形硬化して得られるものであることを特徴とするオイル塗布ローラ。   The oil application roller, wherein the silicone rubber foam is obtained by molding and curing a mixture containing a liquid silicone rubber, a foaming agent and a release agent. 該シリコーンゴム発泡体の気孔率が、3〜40%であることを特徴とする請求項1又は2記載のオイル塗布ローラ。   The oil application roller according to claim 1 or 2, wherein the porosity of the silicone rubber foam is 3 to 40%. 該シリコーンゴム発泡体のゴム硬度(アスカーC)が2.0〜30.0であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のオイル塗布ローラ。   The oil application roller according to any one of claims 1 to 3, wherein the rubber hardness (Asker C) of the silicone rubber foam is 2.0 to 30.0. 該シリコーンゴム発泡体の外周面に、更に離型剤塗布制御層を付設することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載のオイル塗布ローラ。   The oil application roller according to any one of claims 1 to 4, wherein a release agent application control layer is further provided on the outer peripheral surface of the silicone rubber foam. 中心に軸芯を設置した金型に、液状シリコーンゴム、発泡剤及び離型剤を含有する混合物を流し込み、硬化させ、脱型して得ることを特徴とするオイル塗布ローラの製造方法。



A method for producing an oil application roller, wherein a mixture containing a liquid silicone rubber, a foaming agent and a release agent is poured into a mold having a shaft core at the center, cured, and demolded.



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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010231129A (en) * 2009-03-30 2010-10-14 Shin Etsu Polymer Co Ltd Elastic roller and fixing device

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