JP2018197803A - Semiconductive sponge roller, method for manufacturing semiconductive sponge roller, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導電性スポンジローラ及び画像形成装置に関し、更に詳しくは、低硬度でありながら、歪特性が改善された半導電性スポンジローラ、当該半導電性スポンジローラの製造方法及び当該半導電性スポンジローラを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a semiconductive sponge roller and an image forming apparatus. More specifically, the present invention relates to a semiconductive sponge roller having low hardness and improved distortion characteristics, a method for manufacturing the semiconductive sponge roller, and the semiconductive The present invention relates to an image forming apparatus provided with a conductive sponge roller.
レーザープリンタ、複写機、ビデオプリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等には、電子写真方式を利用した各種の画像形成装置が採用されている。電子写真方式を利用した画像形成装置は、軸体とその外周面に形成された弾性層とを有する、例えば、クリーニングローラ、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、加圧ローラ、紙送り搬送ローラ、定着ローラ等の各種印刷用スポンジローラを備えている。 Various types of image forming apparatuses using an electrophotographic system are employed in laser printers, copiers, video printers, facsimiles, and complex machines of these. An image forming apparatus using an electrophotographic system includes a shaft body and an elastic layer formed on an outer peripheral surface thereof, for example, a cleaning roller, a charging roller, a developing roller, a transfer roller, a pressure roller, a paper feed conveyance roller, Various sponge sponges for printing such as a fixing roller are provided.
これらのスポンジローラの中でもクリーニングローラ、トナー供給ローラ、現像ローラは、現像剤の吸着や搬送を目的とするために導電性を有しており、他のスポンジローラと圧着する際に、現像剤への負荷や摩擦を軽減するために、低硬度であることが求められている。 Among these sponge rollers, the cleaning roller, the toner supply roller, and the developing roller have conductivity for the purpose of adsorbing and transporting the developer. In order to reduce the load and friction, it is required to have a low hardness.
低硬度であるスポンジローラとして、例えば、特許文献1には、現像剤による現像操作を伴う画像形成装置の現像機構部で、現像ローラ表面に当接して回転し、トナー溜り内のトナーを外周面に担持して搬送し、上記現像ローラ表面にトナーを供給するトナー供給ローラであって、少なくとも外周面が発泡体により形成され、ローラの両端部を除く所定範囲をクラッシングすることにより上記発泡体のセル膜を破壊し、ローラ中央部の所定範囲をローラ両端部よりも低硬度に設定したことを特徴とする現像ローラが開示されている。 As a low-hardness sponge roller, for example, Patent Document 1 discloses that a developing mechanism of an image forming apparatus that involves a developing operation with a developer rotates in contact with the surface of the developing roller to remove toner in a toner reservoir. A toner supply roller that carries the toner on the surface of the developing roller and supplies the toner to the surface of the developing roller. A developing roller is disclosed in which the cell film is broken and a predetermined range in the central portion of the roller is set to be lower in hardness than both ends of the roller.
また、特許文献2には、導電性を有する軸体と、導電性を有し当該軸体の外周面に設けられた円筒状の導電性ゴム体とを備え、当該導電性ゴム体には、柔軟性を有する金属繊維を絡ませて集合させた金属繊維集合体を、上記軸体と上記導電性ゴム体の外周面とを導通するように埋設したことを特徴とする導電性ローラが開示されている。
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載のスポンジローラでは、低硬度であるが故に、経時的に弾性層の歪が発生しやすく、これにより、スポンジローラの耐久性が低下するという問題があった。したがって、本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、低硬度でありながら、歪特性が改善された半導電性スポンジローラ、当該半導電性スポンジローラの製造方法及び当該半導電性スポンジローラを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
However, since the sponge rollers described in Patent Document 1 and
本発明の発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意研究を行った。その結果、半導電性スポンジローラにおいて、弾性層の外径復帰率及び圧縮応力緩和率を調整することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は、以下のものを提供する。 The inventors of the present invention have intensively studied to solve the above problems. As a result, in the semiconductive sponge roller, it has been found that the above problems can be solved by adjusting the outer diameter return rate and the compressive stress relaxation rate of the elastic layer, and the present invention has been completed. Specifically, the present invention provides the following.
(1)本発明の第1の態様は、軸体とその軸体の外周面に形成された弾性層とを有する半導電性スポンジローラであって、前記弾性層が、ミラブル型シリコーンゴムと、架橋剤と、化学発泡剤と、から形成され、圧縮試験器を用いた、前記弾性層の1時間後の外径復帰率が90%以上100%以下であり、反発荷重機を用いた、前記弾性層の10分後の圧縮応力緩和率が35%以上55%以下である、半導電性スポンジローラである。 (1) A first aspect of the present invention is a semiconductive sponge roller having a shaft body and an elastic layer formed on an outer peripheral surface of the shaft body, wherein the elastic layer includes a millable silicone rubber, The outer diameter return rate after 1 hour of the elastic layer is 90% or more and 100% or less using a compression tester, formed from a crosslinking agent and a chemical foaming agent, and using a repulsive load machine, The semiconductive sponge roller has a compressive stress relaxation rate of 35% or more and 55% or less after 10 minutes of the elastic layer.
(2)本発明の第2の態様は、(1)に記載の半導電性スポンジローラであって、前記弾性層のアスカーF硬度が、30以上70以下であることを特徴とするものである。 (2) A second aspect of the present invention is the semiconductive sponge roller according to (1), wherein the elastic layer has an Asker F hardness of 30 or more and 70 or less. .
(3)本発明の第3の態様は、(1)又は(2)に記載の半導電性スポンジローラであって、ミラブル型シリコーンゴム100質量部に対するジメチルシリコーン生ゴムの配合比率が、0質量部以上140質量部以下であることを特徴とするものである。 (3) A third aspect of the present invention is the semiconductive sponge roller according to (1) or (2), wherein the blending ratio of the dimethyl silicone raw rubber to 100 parts by weight of the millable silicone rubber is 0 parts by weight. The amount is 140 parts by mass or less.
(4)本発明の第4の態様は、ミラブル型シリコーンゴムと、架橋剤と、化学発泡剤と、を混合して混合物を調整し、前記混合物を、軸体の外側表面に押出成形し、次いで加熱硬化して、(1)から(3)のいずれかに記載の半導電性スポンジローラを製造することを特徴とするスポンジローラの製造方法である。 (4) According to a fourth aspect of the present invention, a millable silicone rubber, a crosslinking agent, and a chemical foaming agent are mixed to prepare a mixture, and the mixture is extruded on the outer surface of the shaft body. Next, a method for producing a sponge roller is characterized in that the semiconductive sponge roller according to any one of (1) to (3) is produced by heat curing.
(5)本発明の第5の態様は、(1)から(3)のいずれかに記載の半導電性スポンジローラを備えてなることを特徴とする画像形成装置である。 (5) A fifth aspect of the present invention is an image forming apparatus including the semiconductive sponge roller according to any one of (1) to (3).
本発明の半導電性スポンジローラは、圧縮試験器を用いた弾性層の1時間後の外径復帰率が90%以上100%以下、かつ、反発荷重機を用いた弾性層の10分後の圧縮応力緩和率が35%以上55%以下、となるように調整されているため、低硬度でありながら、歪特性が改善されたものとなる。 The semiconductive sponge roller of the present invention has an outer diameter recovery rate of 90% or more and 100% or less after 1 hour of the elastic layer using a compression tester, and 10 minutes after the elastic layer using a repulsive load machine. Since the compression stress relaxation rate is adjusted to be 35% or more and 55% or less, the strain characteristic is improved while the hardness is low.
<半導電性スポンジローラ>
本発明の一例である半導電性スポンジローラ1は、図1に示されるように、芯金とも称される軸体2と、その軸体の外周面に形成された弾性層3とを有する。
<Semi-conductive sponge roller>
As shown in FIG. 1, a semiconductive sponge roller 1 that is an example of the present invention includes a
[軸体]
上記軸体は、通常、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等で形成されたいわゆる芯金と称される長尺状円柱体である。軸体は装着される画像形成装置に応じて適切な直径及び軸線方向の長さに調整される。
[Shaft]
The shaft body is a long cylindrical body called a so-called metal core that is usually formed of iron, aluminum, stainless steel, brass, or the like. The shaft body is adjusted to an appropriate diameter and axial length according to the image forming apparatus to be mounted.
画像形成装置にスポンジローラが組み込まれる場合、この軸体は通常5.0mm以上40mm以下の直径を有し、また、一端から他端までの軸長は、通常120mm以上1000mm以下である。 When a sponge roller is incorporated in the image forming apparatus, the shaft body usually has a diameter of 5.0 mm or more and 40 mm or less, and the shaft length from one end to the other end is usually 120 mm or more and 1000 mm or less.
[弾性層]
弾性層は、ミラブル型シリコーンゴムと、架橋剤と、化学発泡剤と、で形成される。
[Elastic layer]
The elastic layer is formed of millable silicone rubber, a crosslinking agent, and a chemical foaming agent.
(ミラブル型シリコーンゴム)
ミラブル型シリコーンゴムは、硬化する前の状態が天然ゴムや通常の合成ゴムの未加硫配合ゴムに類似していて、練りロール機あるいは密閉式の混合機等で可塑化・混合することができるシリコーンゴムコンパウンドである。
(Millable silicone rubber)
Millable silicone rubber is similar to unvulcanized compounded rubber of natural rubber and ordinary synthetic rubber in a state before curing, and can be plasticized and mixed with a kneading roll machine or a closed mixer. Silicone rubber compound.
好適なミラブル型シリコーンゴムは、以下に示す(A)から(E)の成分を含有してなる。 A suitable millable silicone rubber contains the following components (A) to (E).
(A)下記平均組成式(I)で表される重合度が100以上のオルガノポリシロキサン
R1 aSiO(4-a)/2 (I)
(式中、R1は同一又は異種の非置換若しくは置換の一価炭化水素基を示し、aは1.95以上2.05以下の正数である。)
(B)BET吸着法による比表面積が50m2/g以上の補強性シリカ
(C)下記一般式(II)で示されるアルコキシシラン
R2mSi(OR3)4-m (II)
(式中、R2は独立に水素原子又は非置換若しくは置換の一価炭化水素基であり、R3は同一又は異種の非置換若しくは置換のアルキル基であり、mは0、1、2又は3である。)
(D)水
(E)下記一般式(III)で示されるヘキサオルガノジシラザン
R4 3SiNHSiR4 3 (III)
(式中、R4は同一又は異種の一価炭化水素基を示す。)
(A) Organopolysiloxane having a polymerization degree of 100 or more represented by the following average composition formula (I): R 1 a SiO (4-a) / 2 (I)
(In the formula, R 1 represents the same or different unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group, and a is a positive number of 1.95 or more and 2.05 or less.)
(B) Reinforcing silica having a specific surface area of 50 m 2 / g or more by BET adsorption method (C) Alkoxysilane represented by the following general formula (II) R 2 mSi (OR 3 ) 4-m (II)
Wherein R 2 is independently a hydrogen atom or an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group, R 3 is the same or different unsubstituted or substituted alkyl group, and m is 0, 1, 2, or 3)
(D) Water (E) Hexaorganodisilazane represented by the following general formula (III) R 4 3 SiNHSiR 4 3 (III)
(In the formula, R 4 represents the same or different monovalent hydrocarbon groups.)
この発明におけるミラブル型シリコーンゴムとしては、具体的には、信越化学工業株式会社製のKE−571−U、KE−1571−U、KE−904FU、KE−951−U、KE−541−U、KE−551−U、KE−561−U、KE−961T−U、KE−1541−U、KE−1551−U、KE−941−U、KE−971T−U等を使用することができる。 As the millable silicone rubber in the present invention, specifically, KE-571-U, KE-1571-U, KE-904FU, KE-951-U, KE-541-U, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KE-551-U, KE-561-U, KE-961T-U, KE-1541-U, KE-1551-U, KE-941-U, KE-971T-U, and the like can be used.
本発明の半導電性スポンジローラにおいて、ジメチルシリコーン生ゴムを配合することもできる。ミラブル型シリコーンゴム100質量部に対するジメチルシリコーン生ゴムの配合比率は、0質量部以上140質量部以下であることが好ましく、0質量部以上100質量部以下であることがより好ましい。ミラブル型シリコーンゴムに対するジメチルシリコーン生ゴムの配合比率をこのように調整することにより、後述する外径復帰率及び圧縮応力緩和率を所定の範囲に調整することができ、結果として、低硬度でありながら、歪特性が改善された半導電性スポンジローラを得ることができる。 In the semiconductive sponge roller of the present invention, dimethyl silicone raw rubber can be blended. The blending ratio of the dimethyl silicone raw rubber with respect to 100 parts by mass of the millable silicone rubber is preferably 0 parts by mass or more and 140 parts by mass or less, and more preferably 0 parts by mass or more and 100 parts by mass or less. By adjusting the blending ratio of the dimethyl silicone raw rubber to the millable silicone rubber in this way, the outer diameter return rate and the compressive stress relaxation rate, which will be described later, can be adjusted to a predetermined range, and as a result, the hardness is low. Thus, a semiconductive sponge roller having improved distortion characteristics can be obtained.
(架橋剤)
本発明の半導電性スポンジローラにおいては、弾性層の形成に、架橋剤を使用するが、架橋剤としては、付加反応架橋剤、及び有機過酸化物架橋剤などを挙げることができる。
(Crosslinking agent)
In the semiconductive sponge roller of the present invention, a crosslinking agent is used for forming the elastic layer. Examples of the crosslinking agent include addition reaction crosslinking agents and organic peroxide crosslinking agents.
上記付加反応架橋剤として、例えば、一分子中に二個以上のSiH基(SiH結合)を有する付加反応型の架橋剤として公知のオルガノハイドロジェンポリシロキサンが好適に挙げられる。付加反応架橋剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。ミラブル型シリコーンゴム100質量部に対する付加反応架橋剤の添加量は、1質量部以上5質量部以下であることが好ましく、2質量部以上4質量部以下であることがより好ましい。 Suitable examples of the addition reaction crosslinking agent include known organohydrogenpolysiloxanes as addition reaction type crosslinking agents having two or more SiH groups (SiH bonds) in one molecule. An addition reaction crosslinking agent can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. The addition amount of the addition reaction crosslinking agent with respect to 100 parts by mass of the millable silicone rubber is preferably 1 part by mass or more and 5 parts by mass or less, and more preferably 2 parts by mass or more and 4 parts by mass or less.
上記付加反応架橋剤を使用する場合、上記有機過酸化物架橋剤は、単独でミラブル型シリコーンゴムを架橋させることも可能であるが、付加反応架橋剤の補助架橋剤として併用すると、得られるスポンジローラの強度、歪等の物性をより一層向上させることができる。有機過酸化物架橋剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ビス−2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン等が挙げられる。ミラブル型シリコーンゴム100質量部に対する有機過酸化物架橋剤の添加量は、2質量部以上10質量部以下であることが好ましく、3質量部以上8質量部以下であることがより好ましい。有機過酸化物架橋剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。 When the above addition reaction crosslinking agent is used, the organic peroxide crosslinking agent can be used alone to crosslink the millable silicone rubber, but when used as an auxiliary crosslinking agent for the addition reaction crosslinking agent, a sponge is obtained. The physical properties such as the strength and strain of the roller can be further improved. Examples of the organic peroxide crosslinking agent include benzoyl peroxide, bis-2,4-dichlorobenzoyl peroxide, dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis. (T-butylperoxy) hexane and the like. The amount of the organic peroxide crosslinking agent added to 100 parts by mass of the millable silicone rubber is preferably 2 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, and more preferably 3 parts by mass or more and 8 parts by mass or less. An organic peroxide crosslinking agent can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
付加反応架橋剤は、付加反応触媒を併用するのが好ましい。付加反応触媒は白金黒、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、白金ビスアセトアセテート、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒等が挙げられる。なお、この付加反応触媒の配合量は触媒量とすることができる。 The addition reaction crosslinking agent is preferably used in combination with an addition reaction catalyst. Addition reaction catalyst is platinum black, platinous chloride, chloroplatinic acid, reaction product of chloroplatinic acid and monohydric alcohol, complex of chloroplatinic acid and olefins, platinum bisacetoacetate, palladium catalyst, rhodium catalyst Etc. In addition, the compounding quantity of this addition reaction catalyst can be made into a catalyst quantity.
(化学発泡剤)
本発明の半導電性スポンジローラにおいては、弾性層の形成に化学発泡剤を用いる。架橋硬化前のミラブル型シリコーンゴム100質量部に対する化学発泡剤の配合量は、0.5質量部以上10質量部以下であることが好ましく、3質量部以上8質量部以下であることがより好ましい。本発明における化学発泡剤としては、従来、弾性層の形成に用いられる発泡剤であればよく、例えば、無機系発泡剤として、重炭酸ソーダ、炭酸アンモニウム等が挙げられ、有機系発泡剤として、ジアゾアミノ誘導体、アゾニトリル誘導体、アゾジカルボン酸誘導体等の有機アゾ化合物等が挙げられる。有機アゾ化合物の中でも、アゾジカルボン酸アミド、アゾビス−イソブチロニトリル等が好適に使用される。特に、アゾビス−イソブチロニトリルが好適に使用できる。
(Chemical foaming agent)
In the semiconductive sponge roller of the present invention, a chemical foaming agent is used for forming the elastic layer. The compounding amount of the chemical foaming agent with respect to 100 parts by mass of the millable silicone rubber before crosslinking and curing is preferably 0.5 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, and more preferably 3 parts by mass or more and 8 parts by mass or less. . The chemical foaming agent in the present invention may be a foaming agent conventionally used for forming an elastic layer. Examples of the inorganic foaming agent include sodium bicarbonate and ammonium carbonate. Examples of the organic foaming agent include diazoamino derivatives. And organic azo compounds such as an azonitrile derivative and an azodicarboxylic acid derivative. Among organic azo compounds, azodicarboxylic acid amide, azobis-isobutyronitrile and the like are preferably used. In particular, azobis-isobutyronitrile can be preferably used.
[外径復帰率]
本発明の半導電性スポンジローラにおいて、圧縮試験器60を用いた、弾性層の1時間後の外径復帰率が90%以上100%以下である。外径復帰率をこの範囲に調整することにより、低硬度でありながら歪特性が改善された半導電性スポンジローラを得ることができる。外径復帰率の測定方法では、図3に示す圧縮試験器60を用いる。まず、半導電性スポンジローラの外径をレーザー測定機により常温下で測定する。図3に示されるように、半導電性スポンジローラを圧縮板61と圧縮板61に挟持し、ハンドル63を回して締め付ける。なお、スペーサ62の厚み(上部の圧縮板61に接するスペーサ62の上端面から下部の圧縮板61に接触するスペーサ62の下端部までの長さ)は10mmであり、スペーサ62の厚さに合わせて、ハンドル63を回して締め付ける。圧縮試験器60で半導電性スポンジローラを締め付けた状態で、圧縮試験器60を100℃の乾燥機に入れて8時間そのまま加熱する。8時間が経過した後に、乾燥機から圧縮装置を取り出し、直ちに圧縮試験器60から半導電性スポンジローラを取り外し、常温下に1時間放置した後の半導電性スポンジローラの外径をレーザー測定機により測定する。圧縮後の半導電性スポンジローラの外径/圧縮前の半導電性スポンジローラの外径×100の式で算出される値を外径復帰率(%)とする。
[Outside diameter recovery rate]
In the semiconductive sponge roller of the present invention, the outer diameter return rate after 1 hour of the elastic layer using the
[圧縮応力緩和率]
本発明の半導電性スポンジローラにおいて、反発荷重機を用いた、弾性層の10分後の圧縮応力緩和率が35%以上55%以下である。圧縮応力緩和率をこの範囲に調整することにより、低硬度でありながら歪特性が改善された半導電性スポンジローラを得ることができる。反発荷重機を用いて直径25.2mmの押針を半導電性スポンジローラの表面から1mm押込み荷重を測定し、10分後の荷重を測定し、10分後の荷重/押込み直後の荷重×100の式で算出される値を圧縮応力緩和率(%)とする。
[Compressive stress relaxation rate]
In the semiconductive sponge roller of the present invention, the compression stress relaxation rate after 10 minutes of the elastic layer using a repulsive load machine is 35% or more and 55% or less. By adjusting the compression stress relaxation rate within this range, it is possible to obtain a semiconductive sponge roller with low hardness and improved distortion characteristics. Using a repulsive load machine, measure the indentation load of 1mm from the surface of the semi-conductive sponge roller with a 25.2 mm diameter pusher, measure the load after 10 minutes, load after 10 minutes / load immediately after indentation × 100 The value calculated by the formula is defined as the compression stress relaxation rate (%).
[アスカーF硬度]
弾性層は、そのアスカーF硬度が、30以上70以下であることが好ましく、35以上55以下であることがより好ましい。アスカーF硬度がこのような範囲であれば、低硬度の半導電性スポンジローラを得ることができ、ローラ同士の圧着時の現像剤への負荷や摩擦を軽減することができる。アスカーF硬度とは、被測定物であるローラの湾曲した表面に硬度計の押圧子の中心部を押し付け、かつ、基準面がローラの表面に接触した瞬間の目盛りを読み取ることで得られる値である。実際には、高分子計器株式会社製「アスカーゴム硬度計F型」で測定する事が可能である。
[Asker F hardness]
The elastic layer preferably has an Asker F hardness of 30 or more and 70 or less, and more preferably 35 or more and 55 or less. When the Asker F hardness is within such a range, a low-hardness semiconductive sponge roller can be obtained, and the load on the developer and friction during pressure bonding between the rollers can be reduced. The Asker F hardness is a value obtained by pressing the center part of the presser of the hardness meter against the curved surface of the roller as the object to be measured and reading the scale at the moment when the reference surface contacts the surface of the roller. is there. Actually, it can be measured by “Asker rubber hardness meter F type” manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.
[弾性層の寸法等]
弾性層は、軸体の外周面に円柱状に形成され、弾性層の厚みは通常0.5mmから30mmであり、好ましくは1mmから15mmである。
[Dimensions of elastic layer, etc.]
The elastic layer is formed in a cylindrical shape on the outer peripheral surface of the shaft body, and the thickness of the elastic layer is usually 0.5 mm to 30 mm, preferably 1 mm to 15 mm.
[その他]
この弾性層には、この発明の課題を達成することができる限り、低分子シロキサンエステル、シラノール、例えば、ジフェニルシランジオール等の分散剤、酸化鉄、酸化セリウム、オクチル酸鉄等の耐熱性向上剤、接着性や成形加工性を向上させる各種カーボンファンクショナルシラン、難燃性を付与させるハロゲン化合物等をこの発明の目的を損なわない範囲で含有してもよい。
[Others]
As long as the object of the present invention can be achieved, the elastic layer has a low molecular siloxane ester, a silanol, for example, a dispersant such as diphenylsilanediol, and a heat resistance improver such as iron oxide, cerium oxide, and iron octylate Further, various carbon functional silanes for improving adhesiveness and moldability, halogen compounds for imparting flame retardancy, and the like may be contained within a range not impairing the object of the present invention.
<スポンジローラの製造方法>
この発明に係るスポンジローラは、この発明に係る製造方法により製造することができる。
<Manufacturing method of sponge roller>
The sponge roller according to the present invention can be manufactured by the manufacturing method according to the present invention.
この発明に係る製造方法においては、ミラブル型シリコーンゴムと、ミラブル型シリコーンゴム100質量部に対して2質量部以上10質部以下の架橋剤と、化学発泡剤、とを配合する。 In the production method according to the present invention, millable silicone rubber, a crosslinking agent of 2 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the millable silicone rubber, and a chemical foaming agent are blended.
ミラブル型シリコーンゴム、架橋剤、化学発泡剤の種類等については既に説明した。 The types of millable silicone rubber, crosslinking agent, chemical foaming agent, etc. have already been described.
混合する方法は特に限定されず、例えば、常温常圧下で、ミラブル型シリコーンゴム、化学発泡剤、架橋剤を順次に、又は一挙に投入して攪拌機、混練器等で均一に混合させる方法等が挙げられる。このようにして混合物を調製する工程が完遂する。 The mixing method is not particularly limited, and examples thereof include a method in which a millable silicone rubber, a chemical foaming agent, and a cross-linking agent are added sequentially or all at once at room temperature and normal pressure and mixed uniformly with a stirrer, a kneader, or the like. Can be mentioned. In this way, the step of preparing the mixture is completed.
混合物には、各種の添加剤を含めることができる。各種の添加剤として、例えば鎖延長剤等の助剤、触媒、分散剤、発泡剤、老化防止剤、酸化防止剤、充填材、顔料、着色剤、加工助剤、軟化剤、可塑剤、乳化剤、耐熱性向上剤、難燃性向上剤、受酸剤、熱伝導性向上剤、離型剤、溶剤等が挙げられる。これらの各種添加剤は、通常用いられる添加剤であってもよく、用途に応じて特別に用いられる添加剤であってもよい。 Various additives can be included in the mixture. As various additives, for example, auxiliary agents such as chain extenders, catalysts, dispersants, foaming agents, anti-aging agents, antioxidants, fillers, pigments, colorants, processing aids, softeners, plasticizers, emulsifiers , Heat resistance improver, flame retardant improver, acid acceptor, thermal conductivity improver, release agent, solvent and the like. These various additives may be commonly used additives or may be specially used additives depending on applications.
上記混合物は、二本ロール、三本ロール、ロールミル、バンバリーミキサ、ドウミキサ(ニーダー)等のゴム混練り機等を用いて、均一に混合されるまで、例えば、数分から数時間、好ましくは5分以上1時間以下にわたって常温又は加熱下で混練することにより、得ることができる。 The above mixture is, for example, several minutes to several hours, preferably 5 minutes until it is uniformly mixed using a rubber kneader such as a two-roll, three-roll, roll mill, Banbury mixer, or dough mixer (kneader). It can be obtained by kneading at room temperature or under heating for 1 hour or less.
次いで、得られた混合物を、スポンジローラを構成するための軸体の外周面に、押出成形による連続加熱成形、プレス、インジェクションによる型成形等によって、加熱成形する。 Next, the obtained mixture is heat-molded on the outer peripheral surface of the shaft body constituting the sponge roller by continuous heat molding by extrusion molding, pressing, mold molding by injection, or the like.
軸体の外側表面に混合物を円柱状に形成した後に、円柱状の混合物、換言すると、円柱状の成形体を、軸体ごと加熱して加硫する(加熱硬化)。 After the mixture is formed in a cylindrical shape on the outer surface of the shaft body, the cylindrical mixture, in other words, the cylindrical shaped body is heated and vulcanized together with the shaft body (heat curing).
成形体を加熱して加硫するに際しての加熱を以下のようにすると、特に好ましい。すなわち、一次加硫として、100℃から300℃、特に150℃から250℃に5分から30分間加熱し、次いで二次加硫として180℃から250℃、特に200℃から230℃に、1時間から10時間加熱するのがよい。このように複数の回数をもって加熱すると、化学発泡剤の分解、ミラブル型シリコーンゴムの硬化、残留する低分子シロキサンの排除、を必要に応じてコントロールすることが可能となって好ましい。 It is particularly preferable that the heating during vulcanization by heating the molded body is as follows. That is, as primary vulcanization, heating is performed from 100 ° C. to 300 ° C., particularly from 150 ° C. to 250 ° C. for 5 minutes to 30 minutes, and then as secondary vulcanization, from 180 ° C. to 250 ° C., particularly from 200 ° C. to 230 ° C. Heat for 10 hours. Heating in such a plurality of times is preferable because it is possible to control the decomposition of the chemical foaming agent, the curing of the millable silicone rubber, and the removal of the remaining low-molecular siloxane as necessary.
加硫をするに必要な加熱は、赤外線加熱炉又は熱風炉等の加熱炉、乾燥機等の加熱機等で行うことができる。 Heating necessary for vulcanization can be performed by a heating furnace such as an infrared heating furnace or a hot air furnace, a heating machine such as a dryer, or the like.
このようにして得られるスポンジローラを更に研磨工程に供してもよい。研磨工程は、軸体の外周面に形成されたスポンジローラの形状を、軸体の軸線方向においてスポンジローラの厚みを軸体の中央に向かって徐々に増大させ、軸体の中央から軸体の先端に向かって徐々に減少させる形状、つまりクラウン形状、或いは軸体の中央から軸体の両端に向かってスポンジローラの厚みを増加させる形状、つまり逆クラウン形状、或いはストレート形状に調整する工程である。 The sponge roller thus obtained may be further subjected to a polishing process. In the polishing process, the thickness of the sponge roller formed on the outer peripheral surface of the shaft body is gradually increased in the axial direction of the shaft body toward the center of the shaft body. It is a step of adjusting the shape gradually decreasing toward the tip, that is, the crown shape, or the shape increasing the thickness of the sponge roller from the center of the shaft toward both ends of the shaft, that is, the reverse crown shape or the straight shape. .
<画像形成装置>
この発明に係る半導電性スポンジローラは画像形成装置の例えば定着装置に組み込むことができる。
<Image forming apparatus>
The semiconductive sponge roller according to the present invention can be incorporated in, for example, a fixing device of an image forming apparatus.
次に、この発明に係る半導電性スポンジローラを備えた定着装置を内装する画像形成装置(以下、この発明に係る画像形成装置と称することがある。)の一例を、図2を参照して、説明する。 Next, with reference to FIG. 2, an example of an image forming apparatus (hereinafter sometimes referred to as an image forming apparatus according to the present invention) in which a fixing device having a semiconductive sponge roller according to the present invention is provided is provided. ,explain.
図2に示されるように、この発明に係る画像形成装置30は、静電潜像が形成される回転可能な像担持体31、例えば感光体と、像担持体31の周囲に配置された、帯電手段32、例えば帯電ローラ、露光手段33、現像手段40、転写手段34、例えば転写ローラ、クリーニング手段37例えばクリーニングローラと、記録体の搬送方向下流側に定着手段35とを備えている。この現像手段40は、従来の現像手段と基本的に同様に形成され、具体的には、図2に示されるように、現像剤収納部41と、像担持体31に現像剤42を供給する現像剤担持体44と、現像剤担持体44に現像剤42を供給する現像剤供給手段43、現像剤42を帯電させる現像剤規制部材45とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
定着手段35は、図2にその断面が示されるように、記録体36を通過させる開口52を有する筐体50内に、定着ローラ53と、定着ローラ53の近傍に配置された無端ベルト支持ローラ54と、定着ローラ53及び無端ベルト支持ローラ54に巻回された無端ベルト55と、無端ベルト55を介して定着ローラ53に圧接する加圧ローラ56と、無端ベルト55に非接触となるように配置され、無端ベルト55を介して外部から定着ローラ53を加熱する加熱手段とを備え、無端ベルト55を介して定着ローラ53と加圧ローラ56とが互いに当接又は圧接するように回転自在に支持されてなる圧力熱定着装置である。
As shown in FIG. 2, the fixing
無端ベルト支持ローラ54は、画像形成装置に通常用いられるローラであればよく、例えば、弾性ローラ等が用いられる。無端ベルト55は、例えば、ポリアミド、ポリアミドイミド等の樹脂により、無端状に形成されたベルトであればよく、その厚さ等も適宜、定着手段35に適合するように調整することができる。加圧ローラ56はスプリング等の付勢手段(図示しない)によって無端ベルト55を介して定着ローラ53に圧接している。加熱手段は、ハロゲンヒーター及び反射板等を用いた輻射加熱方法、加熱器等を直接接触させて加熱する直接接触加熱方法、並びに、誘導加熱方法等が採用される。この加熱手段は、定着ローラ53における軸線方向の長さとほぼ同じ長さを有する部材であり、定着手段35のいずれに配置されてもよいが、図2に示されるように、定着ローラ53の表面より一定の間隔を隔てて定着ローラ53に略並行に配置されるのがよい。誘導加熱方法には加熱用コイルが用いられ、この加熱用コイルは、通常、フェライト等の強磁性体で、スイッチング電源用として用いられている代表的な形状であるI型、E型及びU型等に形成され、導線が巻かれてなる。無端ベルト55と加圧ローラ56との圧接された間を記録体36が通過することにより、加圧と同時に加熱され、記録体36に転写された現像剤42(静電潜像)を定着させることができる。
The endless
この発明に係る画像形成装置30は、次のように作用する。まず、画像形成装置30において、帯電手段32により像担持体31が一様に帯電され、露光手段33により像担持体31の表面に静電潜像が形成される。次いで、現像手段40から現像剤42が像担持体31に供給されて静電潜像が現像され、この現像剤像が像担持体31と転写手段34との間に搬送される記録体36上に転写される。本発明の半導電性スポンジローラは、例えば、現像剤供給手段43や現像剤担持体44に好適に用いることができ、低硬度であるため、現像剤への負荷や摩擦が軽減される。さらに、歪特性も改善されているため、耐久性に優れる。この記録体36は定着手段35に搬送され、現像剤像が永久画像として記録体36に定着される。このようにして、記録体36に画像を形成することができる。
The
この定着手段35及びこの画像形成装置30は、定着ローラ53又は加圧ローラ56は、現像剤を記録体に定着させる定着性に優れるとともに消費電力が小さい。
In the fixing
この発明に係る半導電性スポンジローラ、及び画像形成装置は、以上の実施形態に限定されることはなく、この発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。 The semiconductive sponge roller and the image forming apparatus according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope that can achieve the object of the present invention.
例えば、半導電性スポンジローラ1において、弾性層3は、単層構造とされているが、この発明においては二層以上の複層構造とされてもよい。 For example, in the semiconductive sponge roller 1, the elastic layer 3 has a single layer structure, but in the present invention, it may have a multilayer structure of two or more layers.
画像形成装置30は、電子写真方式の画像形成装置とされているが、この発明において、画像形成装置は、電子写真方式には限定されず、例えば、静電方式の画像形成装置であってもよい。また、画像形成装置30は、現像手段40に単色の現像剤42のみを収容するモノクロ画像形成装置とされているが、この発明において、画像形成装置は、モノクロ画像形成装置に限定されず、カラー画像形成装置であってもよい。カラー画像形成装置としては、例えば、像担持体上に担持された現像剤像を中間転写体に順次一次転写を繰り返す4サイクル型カラー画像形成装置、各色の現像手段を備えた複数の像担持体を中間転写体や転写搬送ベルト上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置等が挙げられる。画像形成装置30は、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置とされる。
The
また、定着手段35及び画像形成装置30において、現像剤42は、一成分系の現像剤が有利に用いられるが、トナーと、鉄、ニッケル等のキャリアとを含む二成分系の現像剤も使用することができる。
In the fixing
(実施例1から3、比較例1から2)
実施例1から3及び比較例1から2にあっては、表1に示されるベースゴム材料と、表1に記載されたジメチルシリコーン生ゴムと、表1に示される架橋剤と、表1に示される触媒と、表1に示される化学発泡剤とを、表1に示される配合量をもって、二本ロールで十分に混練して混合物を得た。
(Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 and 2)
In Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 2, the base rubber material shown in Table 1, the dimethyl silicone raw rubber shown in Table 1, the cross-linking agent shown in Table 1, and The catalyst and the chemical foaming agent shown in Table 1 were sufficiently kneaded with two rolls in the blending amounts shown in Table 1 to obtain a mixture.
なお、実施例1から3、比較例1から2に用いたベースゴム材料は、導電性付与剤を含まないシリコーン発泡ゴム組成物「KE−904FU」(商品名,信越化学工業株式会社製)75質量部と、導電性付与剤「KE−87C40PU」(商品名,信越化学工業株式会社製)25質量部とを混錬したミラブル型シリコーンゴムである。表1に記載されたジメチルシリコーン生ゴムは、KE−76VBS(商品名,信越化学工業株式会社製)であり、表1に記載された「架橋剤」は、信越化学工業社製の商品名C−25Bである付加反応架橋剤であり、表1に記載された「触媒」は信越化学工業株式会社製の商品名C−25Aである白金触媒であり、表1に記載された「化学発泡剤」は大塚化学株式会社製の商品名AZOシリーズのAIBNである。なお、表1に記載のベースゴム材料以外の各材料の配合率(質量部数)は、ミラブル型シリコーンゴム100質量部に対する質量部数を示している。 The base rubber materials used in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 2 were a silicone foam rubber composition “KE-904FU” (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 75 containing no conductivity-imparting agent. This is a millable silicone rubber in which part by mass and 25 parts by mass of a conductivity imparting agent “KE-87C40PU” (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) are kneaded. The dimethyl silicone raw rubber described in Table 1 is KE-76VBS (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and the “crosslinking agent” described in Table 1 is a commercial name C- manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. It is an addition reaction crosslinking agent that is 25B, and the “catalyst” described in Table 1 is a platinum catalyst that is trade name C-25A manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., and the “chemical foaming agent” described in Table 1 Is AIBN of the brand name AZO series manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd. In addition, the compounding ratio (parts by mass) of each material other than the base rubber material shown in Table 1 indicates the parts by mass with respect to 100 parts by mass of the millable silicone rubber.
次いで、プライマー層を形成した軸体と混合物とを押出成形機にて一体分出し、実施例1から3及び比較例1から2にあっては、赤外線加熱炉(IR炉)を用いて上記混合物を225℃で17分間加熱することにより1次加硫し、その後、熱風乾燥炉において、225℃で7時間にわたって2次加硫することにより発泡ローラ原体を作製した。この発泡ローラ原体の円周面を、金属砥石による高速研磨を株式会社水口製作所製の研磨機により行った。 Next, the shaft body on which the primer layer is formed and the mixture are integrally extracted by an extruder, and in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 2, the above mixture is used using an infrared heating furnace (IR furnace). Was subjected to primary vulcanization by heating at 225 ° C. for 17 minutes, and then subjected to secondary vulcanization at 225 ° C. for 7 hours in a hot air drying furnace to produce a foam roller base body. The circumferential surface of the foam roller base was subjected to high-speed polishing with a metal grindstone using a polishing machine manufactured by Mizuguchi Seisakusho.
製造されたスポンジローラの外径復帰率、圧縮応力緩和率、アスカーF硬度を測定し、その結果を表1に記した。 The manufactured sponge roller was measured for outer diameter return rate, compression stress relaxation rate, Asker F hardness, and the results are shown in Table 1.
1 スポンジローラ
2 軸体
3 弾性層
30 画像形成装置
31 像担持体
32 帯電手段
33 露光手段
34 転写手段
35 定着手段
36 記録体
37 クリーニング手段
40 現像手段
41 現像剤収納部
42 現像剤
43 現像剤供給手段
44 現像剤担持体
45 現像剤規制部材
50 筐体
52 開口
53 定着ローラ
54 無端ベルト支持ローラ
55 無端ベルト
56 加圧ローラ
60 圧縮試験器
61 圧縮板
62 スペーサ
63 ハンドル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記弾性層が、ミラブル型シリコーンゴムと、架橋剤と、化学発泡剤と、から形成され、
圧縮試験器を用いた、前記弾性層の1時間後の外径復帰率が90%以上100%以下であり、
反発荷重機を用いた、前記弾性層の10分後の圧縮応力緩和率が35%以上55%以下である、半導電性スポンジローラ。 A semiconductive sponge roller having a shaft body and an elastic layer formed on the outer peripheral surface of the shaft body,
The elastic layer is formed from a millable silicone rubber, a crosslinking agent, and a chemical foaming agent,
Using a compression tester, the outer diameter return rate after 1 hour of the elastic layer is 90% or more and 100% or less,
A semiconductive sponge roller using a repulsion load machine, wherein the compressive stress relaxation rate after 10 minutes of the elastic layer is 35% or more and 55% or less.
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