JP2019128364A - スポンジローラ、スポンジローラの製造方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一例であるスポンジローラ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。4は、弾性層3の表面に必要に応じて形成されるフッ素樹脂層である。
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。
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。
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。
R1 aSiO(4-a)/2 (I)
(式中、R1は同一又は異種の非置換も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。)
本発明の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。
本発明の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。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。なお、発泡剤として、未膨張マイクロバルーンを用いることもできるが、本発明においては、発泡剤として化学発泡剤のみを用いることが好ましい。
本発明のスポンジローラにおいては、ミラブル型シリコーンゴム100gを気温50℃かつ湿度80%の条件下で72時間保管した後の重量変化率が0.005%以上2%以下であり、0.007%以上1.5%以下であることが好ましい。重量変化率がこのような範囲であるミラブル型シリコーンゴムを用いることにより、スポンジローラの熱膨張を抑制することができ、紙じわの発生を抑制することができる。ここで、重量変化率は150℃以上に加熱したオーブンに1h以上投入し、十分乾燥させた状態のミラブル型シリコーンゴムを準備し、電子天秤にて重量を測定する。その後、気温50℃かつ湿度80%の条件下で72時間保管した後の重量を電子天秤にて測定し、以下の計算式で重量変化率を算出した。
{(気温50℃かつ湿度80%の条件下で72時間保管した後のミラブル型シリコーンゴムの重量)−(保管前のミラブル型シリコーンゴムの重量)}/保管前のミラブル型シリコーンゴムの重量×100
本発明のスポンジローラの形状は、図1に示すように、軸体2の中央から軸体2の両端に向かってスポンジローラ1の厚み増加させる形状、すなわち、逆クラウン形状である。また、本発明のスポンジローラにおいて、加熱前のクラウン量(両端部の外径から中央部外径を差し引いた数値)が0.05mm以上0.5mm以下であることが好ましく、0.1mm以上0.4mm以下であることがより好ましい。このように、加熱前のクラウン量を調整することにより、紙じわの発生を抑制するためにクラウン量を大きくした場合と比較して、スポンジローラの生産効率や運転初期の記録体への現像剤の定着性が向上する。さらに、重量変化率が上記の範囲であるミラブル型シリコーンゴムを用いることにより、スポンジローラの熱膨張を抑制することができるため、クラウン量を小さくしても、紙じわが発生しづらいスポンジローラを得ることができる。
本発明のスポンジローラにおいて、スポンジローラを気温50℃かつ湿度80%の条件下で72時間保管した後に、気温150℃の加熱乾燥条件下に計50分間放置しながら10分間おきに熱膨張率を測定した場合に、各時間帯の熱膨張率が2%以上7%以下であることが好ましく、3%以上6%以下であることがより好ましい。このように、熱膨張率を調整することにより、上記のようにクラウン量を小さくしても、紙じわの発生を抑制することができる。また、加熱による経時的な形状変化も抑えられるため、本発明のスポンジローラを長期間使用した場合の紙じわの発生も抑えることができる。なお、熱膨張率(%)は、(加熱開始後一定時間経過後の体積/加熱前の体積×100)−100の式で算出される。
本発明のスポンジローラは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た弾性層を有する。この弾性層の中心軸線に直交する方向で弾性層を切断したときに現れる弾性層の断面において、化学発泡剤により形成されるセルの平均セル径が80μm以上500μm以下となる。なお、本発明のスポンジローラにおいては、化学発泡剤のみでセルを形成しているため、セル径が大きい傾向にあり、圧縮永久歪を小さくすることができる。
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。
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。
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。
この発明に係る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。
実施例1から3及び比較例1にあっては、表1に示されるミラブル型シリコーンゴムに、架橋剤と、触媒と、化学発泡剤とを、二本ロールで十分に混練して混合物を得た。
得られたスポンジローラを画像形成装置の定着ローラとして用い、A4サイズの用紙100枚を印刷し、紙じわの発生しづらさについて、以下の基準により評価した。
◎:紙じわの発生が0枚以上5枚以下
〇:紙じわの発生が6枚以上10枚以下
×:紙じわの発生が11枚以上
2 軸体
3 弾性層
4 フッ素樹脂層
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
Claims (5)
- 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逆クラウン形状の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、
前記ミラブル型シリコーンゴム100gを気温50℃かつ湿度80%の条件下で72時間保管した後の重量変化率が0.005%以上2%以下であることを特徴とするスポンジローラ。 - 加熱前のクラウン量が0.05mm以上0.5mm以下であることを特徴とする請求項1に記載のスポンジローラ。
- スポンジローラを気温50℃かつ湿度80%の条件下で72時間保管した後に、気温150℃の加熱乾燥条件下に計50分間放置しながら10分間おきに熱膨張率を測定した場合に、各時間帯の熱膨張率が2%以上7%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のスポンジローラ。
- 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、請求項1から3のいずれかに記載の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。
- 請求項1から3のいずれかに記載の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。
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JP2018007603A JP2019128364A (ja) | 2018-01-19 | 2018-01-19 | スポンジローラ、スポンジローラの製造方法及び画像形成装置 |
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