JP2019191305A - スポンジローラ及び画像形成装置 - Google Patents

スポンジローラ及び画像形成装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2019191305A
JP2019191305A JP2018081845A JP2018081845A JP2019191305A JP 2019191305 A JP2019191305 A JP 2019191305A JP 2018081845 A JP2018081845 A JP 2018081845A JP 2018081845 A JP2018081845 A JP 2018081845A JP 2019191305 A JP2019191305 A JP 2019191305A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tube
roller
group
less
sponge roller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018081845A
Other languages
English (en)
Inventor
剛史 宮丸
Takeshi Miyamaru
剛史 宮丸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Polymer Co Ltd
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Polymer Co Ltd
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Polymer Co Ltd, Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority to JP2018081845A priority Critical patent/JP2019191305A/ja
Publication of JP2019191305A publication Critical patent/JP2019191305A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Electrophotography Configuration And Component (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

【課題】低コストで、汎用性の高いスポンジローラ、及び当該スポンジローラを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】軸体2と、軸体2の外周面上に設けられる弾性層3と、弾性層3の外周面を被覆するチューブ4と、を備えるスポンジローラ1であって、チューブ4がミラブル型シリコーンゴムと、高熱伝導性フィラーと、架橋剤とから形成され、チューブ4の熱伝導率が、1.0W/(m・K)以上7.0W/(m・K)以下であり、チューブ4のASTM D1894に準じて測定した動摩擦係数が、0.3以上1.0以下である、スポンジローラ1を提供する。【選択図】図1

Description

この発明は、スポンジローラ及び画像形成装置に関し、更に詳しくは、低コストで汎用性の高いスポンジローラ、及び当該スポンジローラを備えた画像形成装置に関する。
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、記録体に転写された現像剤を定着する定着手段を備えており、定着手段としては、例えば、熱ローラ定着方式が採用されている。このような方式において、定着ローラは、記録体に転写されたトナー像に接触してトナーを溶融するために、ハロゲンヒーター等の加熱源によって所定の加熱温度に制御され、定着ローラには加圧ローラが圧接されて、両ローラ間に定着ニップを形成している。
このように、定着ローラ及び加圧ローラは、加熱による影響を受けるローラであるため、幅の狭い小サイズの用紙を連続通紙すると、通紙領域では、熱量が用紙に奪われるので温度は低くなるが、非通紙領域では、熱が蓄積されて温度が高くなりやすい。この通紙領域と非通紙領域との温度差によって、小サイズの用紙の後に大サイズの用紙を通紙すると、用紙にしわが発生したり、定着性にムラが生じたりする問題があった。このような問題を解決するために、定着・加圧ローラの熱伝導率を向上させる試みがなされている。
熱伝導性に着目したスポンジローラとして、例えば、特許文献1には、少なくとも芯金上に弾性層を有し、弾性層より表層側にフッ素ゴムとフッ素樹脂と熱伝導性フィラーを混ぜた熱伝導性フッ素ゴムラテックス層を有する定着ローラにおいて、熱伝導性フッ素ゴムラテックス層と弾性層との間に熱伝導性フッ素ゴムラテックス層よりも高熱伝導性シリコーンゴムよりなる中間層を有する、定着ローラが開示されている。さらに、当該文献には、定着ローラ表面のフッ素ゴムラテックス層が高熱伝導化されることで外部加熱ユニットからの熱を効率よく蓄え、かつその蓄えた熱の記録体上への吐き出しがスムーズに行われることが可能となり、定着性が向上すると記載されている。
また、特許文献2には、芯金の周面にシリコーンゴムスポンジ層を介してフッ素樹脂層を設けた定着器用加圧ローラにおいて、シリコーンゴムスポンジ層とフッ素樹脂層の間に厚み2mm以下で熱伝導率が1×10-3cal/cm・s・℃以上である高熱伝導弾性層を有することを特徴とする加圧ローラが開示されている。さらに、当該文献には、連続的な部分通紙においても通紙部と非通紙部の温度差が大きくならず、紙しわの発生を抑制できると記載されている。
特開2009−276419号公報 特開平08−054798号公報
ところで、画像形成装置には、上記の定着ローラ及び加圧ローラの他に、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、紙送り搬送ローラ、ベルト定着方式における定着ベルトを駆動させるためのベルト駆動ローラ等、目的に応じて多種のローラが用いられている。これらのなかでもベルト駆動ローラ、紙送り搬送ローラには、駆動性や搬送性が主に求められ、一方で、定着ローラや加圧ローラには、記録体への現像剤の定着性や現像剤の離型性が主に求められる。このように、ベルト駆動ローラや紙送り搬送ローラに求められる性質と、定着ローラや加圧ローラに求められる性質とは基本的に異なるため、各種ローラをそれぞれ製造・準備しなければならず、コスト的な負担となっていた。すなわち、コスト及び利便性の観点から、現像剤の定着性や紙しわが発生しづらいといった定着ローラ及び加圧ローラに求められる性質と駆動性や搬送性といったベルト駆動ローラや紙送り搬送ローラに求められる性質を兼ね備えた、低コストで汎用性の高いスポンジローラが求められる。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、低コストで、汎用性の高いスポンジローラ、及び当該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。
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、弾性層の外周面を被覆するチューブを、ミラブル型シリコーンゴムと、高熱伝導性フィラーと、架橋剤とから形成し、チューブの熱伝導率と動摩擦係数を所定の範囲に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。
(1)本発明の第1の態様は、軸体と、前記軸体の外周面上に設けられる弾性層と、前記弾性層の外周面を被覆するチューブと、を備えるスポンジローラであって、前記チューブがミラブル型シリコーンゴムと、高熱伝導性フィラーと、架橋剤と、から形成され、前記チューブの熱伝導率が、1.0W/(m・K)以上7.0W/(m・K)以下であり、前記チューブのASTM D1894に準じて測定した動摩擦係数が、0.3以上1.0以下である、スポンジローラである。
(2)本発明の第2の態様は、(1)に記載のスポンジローラであって、前記チューブの軸方向における表面粗さRzが1μm以上5μm以下であることを特徴とするものである。
(3)本発明の第3の態様は、(1)又は(2)に記載のスポンジローラであって、前記チューブ中の高熱伝導性フィラーの含有量が10質量%以上80質量%以下であることを特徴とするものである。
(4)本発明の第4の態様は、(1)から(3)のいずれかに記載のスポンジローラであって、前記チューブの厚みが500μm以上3000μm以下であることを特徴とするものである。
(5)本発明の第4の態様は、(1)から(4)のいずれかに記載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、発泡剤と、架橋剤と、から形成されることを特徴とするものである。
(6)本発明の第5の態様は、(1)から(5)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である。
本発明のスポンジローラは、弾性層の外周面を被覆するチューブがミラブル型シリコーンゴムと、高熱伝導性フィラーと、架橋剤とから形成され、チューブの熱伝導率が、1.0W/(m・K)以上7.0W/(m・K)以下であり、チューブのASTM D1894に準じて測定した動摩擦係数が、0.3以上1.0以下であるため、本発明によれば、低コストで汎用性の高いスポンジローラ、及び当該スポンジローラを備えた画像形成装置を提供することができる。
本発明の実施形態に係るスポンジローラを示す説明図である。 本発明の実施形態に係るスポンジローラを組み込んでなる画像形成装置の一例を示す説明図である。
<スポンジローラ>
図1は、本発明の実施形態に係るスポンジローラ1を示す説明図である。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、軸体2と、軸体2の外周面上に設けられる弾性層3と、弾性層3の外周面を被覆するチューブ4と、を備える。
本発明において、チューブ4の熱伝導率と動摩擦係数を所定の範囲に調整することにより、現像剤の定着性や紙しわが発生しづらいといった定着ローラ及び加圧ローラに求められる性質と、駆動性や搬送性といったベルト駆動ローラや紙送り搬送ローラに求められる性質を兼ね備えた、低コストで汎用性の高いスポンジローラ1を得ることができる。
[軸体]
軸体2は、好ましくは、導電特性を有する、従来公知のスポンジローラに用いられる軸体を用いることができる。軸体2は、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、及び真鍮からなる群より選択される少なくとも1種の金属で構成されていることが好ましい。なお、このような軸体2は、一般に、「芯金」の名称でも知られている。
軸体2は、絶縁性樹脂を含むものであってもよい。絶縁性樹脂は、例えば、熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂であってもよい。軸体2は、例えば、絶縁性樹脂からなる芯体と、この芯体上に設けられたメッキ層と、を備えるものであってよい。このような軸体2は、例えば、絶縁性樹脂からなる芯体にメッキを施して導電化することにより得ることができる。
軸体2は、良好な導電特性を得るために、芯金であることが好ましい。
軸体2の形状は、例えば、棒状、管状等であることが好ましい。軸体2の断面形状は、例えば、円形、楕円形であってもよく、多角形等の非円形であってもよい。軸体2の外周面には、洗浄処理、脱脂処理、プライマー処理等の処理が施されていてもよい。
軸体2の軸方向の長さは特に限定されず、設置される画像形成装置の形態に応じて適宜調整してもよい。また、軸体2の直径(外接円の直径)も特に限定されず、設置される画像形成装置の形態に応じて適宜調整すればよい。
[弾性層]
弾性層3は、ミラブル型シリコーンゴムと、架橋剤と、発泡剤と、で形成されることが好ましい。ベースゴム材料としてミラブル型シリコーンゴムを用いることにより、加熱成形時において、液状型シリコーンゴムを用いた場合と異なり、寸法ごとの金型の準備が不要であるため、低コスト化を実現することができる。
(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。
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)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
1 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
2mSi(OR34-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
4 3SiNHSiR4 3 (III)
(式中、R4は同一又は異種の一価炭化水素基を示す。)
オルガノポリシロキサンを示す式(I)におけるR1は、炭素数が1以上12以下、特に炭素数が1以上8以下のものが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基等のアルケニル基、シクロアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、2−フェニルエチル基等のアラルキル基、あるいはこれらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、塩素等のハロゲン原子又はシアノ基などで置換した、例えばクロロメチル基、トリフルオロプロピル基、シアノエチル基等が挙げられ、メチル基、ビニル基、フェニル基、トリフルオロプロピル基が好ましく、特にメチル基、ビニル基が好ましい。
特に、(A)成分としてのオルガノポリシロキサンは、1分子中に2個以上、通常、2個以上50個以下、特に2個以上20個以下のアルケニル基、シクロアルケニル基等の脂肪族不飽和基を有するものが好ましく、特にビニル基を有するものであることが好ましい。この場合、全R1中0.01モル%以上20モル%以下、特に0.02モル%以上10モル%以下が脂肪族不飽和基であることが好ましい。なお、この脂肪族不飽和基は、分子鎖末端でケイ素原子に結合していても、分子鎖の途中(分子鎖非末端)でケイ素原子に結合していても、その両方であってもよいが、少なくとも分子鎖末端のケイ素原子に結合していることが好ましい。
また、aは1.95以上2.05以下、好ましくは1.98以上2.02以下、より好ましくは1.99以上2.01以下の正数である。また、全R1中90モル%以上、好ましくは95モル%以上、更に好ましくは脂肪族不飽和基を除く全てのR1がアルキル基、特にはメチル基であることが望ましい。
(A)成分であるオルガノポリシロキサンの分子構造は、直鎖状、又は一部分岐構造を有する直鎖状であることが好ましい。具体的には、該オルガノポリシロキサンの主鎖を構成するジオルガノシロキサン単位(R1 2SiO2/2、R1は上記と同じ、以下同様)の繰り返し構造が、ジメチルシロキサン単位のみの繰り返しからなるもの、又はこの主鎖を構成するジメチルシロキサン単位の繰り返しからなるジメチルポリシロキサン構造の一部として、フェニル基、ビニル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基等を置換基として有するジフェニルシロキサン単位、メチルフェニルシロキサン単位、メチルビニルシロキサン単位、メチル−3,3,3−トリフルオロプロピルシロキサン単位等のジオルガノシロキサン単位を導入したもの等が好適である。
また、分子鎖両末端は、例えば、トリメチルシロキシ基、ジメチルフェニルシロキシ基、ビニルジメチルシロキシ基、ジビニルメチルシロキシ基、トリビニルシロキシ基等のトリオルガノシロキシ基(R1 3SiO1/2)やヒドロキシジメチルシロキシ基等のヒドロキシジオルガノシロキシ基(R1 2(HO)SiO1/2)などで封鎖されていることが好ましい。
(A)成分のオルガノポリシロキサンは、上述したように、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基(R1 3SiO1/2)又はヒドロキシジオルガノシロキシ基(R1 2(HO)SiO1/2)で封鎖され、主鎖がジオルガノシロキサン単位(R1 2SiO2/2)の繰り返しからなる直鎖状のものを好ましく挙げることができる。特に好ましいものとしては、分子中の置換基(すなわち、ケイ素原子に結合する非置換又は置換の一価炭化水素基)の種類として、メチルビニルポリシロキサン、メチルフェニルビニルポリシロキサン、メチルトリフルオロプロピルビニルポリシロキサン等を挙げることができる。このようなオルガノポリシロキサンは、例えば、オルガノハロゲノシランの1種又は2種以上を共加水分解縮合することにより、あるいは環状ポリシロキサン(シロキサンの3量体、4量体等)をアルカリ性又は酸性の触媒を用いて開環重合することによって得ることができる。
なお、上記オルガノポリシロキサンの重合度は100以上(通常、100以上100,000以下)、好ましくは1,000以上100,000以下、より好ましくは2,000以上50,000以下、特に好ましくは3,000以上20,000以下であり、室温(25℃)において自己流動性のない、いわゆる生ゴム状(非液状)であることが好ましい。重合度が小さすぎるとコンパウンドとした際に、ロール粘着等の問題が生じ、ロール作業性が悪化する。なお、この重合度は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)分析によるポリスチレン換算の重量平均重合度として測定することができる。
(A)成分は、1種を単独でも、分子量(重合度)や分子構造の異なる2種又は3種以上の混合物であってもよい。
(B)成分の補強性シリカは、機械的強度の優れたシリコーンゴム組成物を得るために添加される充填剤であり、この目的のためには比表面積(BET吸着法)が50m2/g以上であることが必要であり、好ましくは100m2/g以上450m2/g以下、より好ましくは100m2/g以上300m2/g以下である。比表面積が50m2/g未満だと、硬化物の機械的強度が低くなってしまう。
このような補強性シリカとしては、例えば煙霧質シリカ(ヒュームドシリカ)、沈降シリカ(湿式シリカ)等が挙げられ、また、これらの表面をクロロシランやヘキサメチルジシラザン等で疎水化処理したものも好適に用いられる。このなかでも動的疲労耐久性に優れる煙霧質シリカが好ましい。(B)成分は1種又は2種以上を併用してもよい。
(B)成分の補強性シリカの配合量は、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対して5質量部以上100質量部以下であり、10質量部以上50質量部以下であることが好ましい。(B)成分の配合量が少なすぎる場合には補強効果が得られず、多すぎる場合には加工性が悪くなり、また、機械的強度が低下してしまい、動的疲労耐久性も悪化してしまう。
上記式(II)で示される(C)成分のアルコキシシランとしては、オルガノトリアルコキシシラン、ジオルガノジアルコキシシラン、トリオルガノアルコキシシラン等のオルガノアルコキシシランや、m=1で、かつR2が水素原子であるトリアルコキシシラン、m=0のテトラアルコキシシランが例示できる。
ここで、R2は水素原子、又は同一若しくは異種の非置換若しくは置換の一価炭化水素基であり、非置換若しくは置換の一価炭化水素基としては、上記(A)成分の式(I)中のR1と同様のものが挙げられるが、通常、炭素数1以上8以下、特に炭素数1以上4以下のものが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基等のアルケニル基、シクロヘキセニル基等のシクロアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、2−フェニルエチル基等のアラルキル基、あるいはこれらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、塩素、臭素などのハロゲン原子若しくはシアノ基等で置換したクロロメチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、2−シアノエチル基などが挙げられ、メチル基、ビニル基、フェニル基、トリフルオロプロピル基が好ましく、特にメチル基、ビニル基、フェニル基が好ましい。また、(A)成分のオルガノポリシロキサンとの相溶性の点から(A)成分の非置換若しくは置換の一価炭化水素基R1と同一であることが好ましい。
3の非置換又は置換のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基等の、通常、炭素数1以上4以下のアルキル基や、メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基等のアルコキシ置換アルキル基が例示されるが、加水分解性等の点からメチル基、エチル基が好ましい。式中のmは0、1、2又は3であり、好ましくは1又は2である。
このようなアルコキシシランとしては、例えば、ジメトキシジメチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、ジメトキシジエチルシラン、ジエトキシジエチルシラン、ジメトキシメチルビニルシラン、ジメトキシジフェニルシラン、ジメトキシメチルフェニルシラン、トリメトキシメチルシラン、トリエトキシメチルシラン、トリメトキシビニルシラン、トリメトキシフェニルシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等を挙げることができるが、m=2であるジアルキルジアルコキシシラン等のジオルガノジアルコキシシランが好ましく、特にジメトキシジメチルシランが好ましい。
これらアルコキシシランは比較的安価であり、これを出発原料として用いることは経済的に極めて有利である。上述したアルコキシシランは単独又は2種以上の組み合わせで使用できる。ただし複数のアルコキシシランを混ぜて使用する場合には、両者の加水分解速度が異なるため、均一に反応しない可能性があるので注意が必要である。
(C)成分の使用量は、上記(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対して0.1質量部以上20質量部以下であり、好ましくは1質量部以上15質量部以下である。アルコキシシランの使用量が少なすぎるとコンパウンドの可塑度が高くなりすぎ、また、可塑戻り(クリープハードニング)が大きくなり、多すぎるとコンパウンドの可塑度が低くなりすぎ、ロールミル等の混練手段においてロール粘着性が発生してロール作業性が悪化する。
(D)成分である水のpHは特に限定されないが、pHが高すぎたり、低すぎたりすると、配合時に使用する装置が腐食してしまうため、pHは1.0以上12.0以下であることが好ましく、より好ましくは2.0以上10.0以下、更に好ましくは2.0以上7.0以下である。
ここで、(D)成分の水は、上記範囲のpHとするために、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸、及び蟻酸、酢酸等の有機酸を用いて調整した酸性水溶液や、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水等を用いて調整した塩基性水溶液として用いることも可能である。
また、用いる水の量は、上記アルコキシシランのアルコキシ基に対して0.3倍モル以上10倍モル以下、特に0.5倍モル以上2.0倍モル以下、とりわけ1.0倍モル以上1.5倍モル以下が好ましい。この量が上記範囲よりも少ないと、アルコキシ基が完全に加水分解せず、わずかしか水酸基が生成しないといった問題が生じる。多く添加しても、過剰の水を除去する必要がある。
上記(E)成分であるヘキサオルガノジシラザンを示す式(III)において、R4としては、上記(A)成分におけるR1と同様のものが挙げられるが、特にメチル基、エチル基等の炭素数1以上6以下のアルキル基が好ましく、また、分子中にビニル基等のアルケニル基を有していても構わない。
(E)成分としては、ヘキサメチルジシラザン、1−ビニルペンタメチルジシラザン、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、1,3−ジメチル−1,1,3,3−テトラビニルジシラザン等が例示されるが、ヘキサメチルジシラザン、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシラザンが好ましく、ヘキサメチルジシラザンがより好ましい。
(E)成分としては、上記のヘキサオルガノジシラザンの他にアンモニア水を用いることができる。アンモニア水の濃度は特に限定されないが、通常1質量%以上30質量%以下、好ましくは10質量%以上28質量%以下、より好ましくは15質量%以上28質量%以下のものを用いることができる。
(E)成分の配合量は、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対してヘキサオルガノジシラザンの場合には、0.01質量部以上1質量部以下、好ましくは0.02質量部以上1質量部以下、より好ましくは0.05質量部以上0.5質量部以下であり、アンモニア水の場合には、0.01質量部以上1質量部以下、好ましくは0.05質量部以上1質量部以下、より好ましくは0.1質量部以上1質量部以下である。
(E)成分の配合量が少なすぎる場合には、配合時間の短縮効果が少なく、また、耐圧縮永久歪、動的疲労耐久性向上の効果が得られず、多すぎる場合には、得られるゴムの硬度が高くなりすぎ、また、経済的にも好ましくない。
(E)成分の添加は、(C)成分のアルコキシシランと(D)成分の水とによる加水分解が十分に行われた後に添加することが必要であり、具体的には、組成物の製造過程において各成分を均一に混合、混練する際に、(A)、(C)、(D)成分に、(B)成分を必要添加量の25質量%以上(25質量%以上100質量%以下)、好ましくは50質量%以上100質量%以下添加して、均一に混合したあとに、(E)成分を添加することが必要である。
(C)成分のアルコキシシランと(D)成分の水とによる加水分解が不十分な時点で(E)成分が添加されると、硬化前の耐可塑戻り特性や硬化後の耐圧縮永久歪特性に劣った組成物となる。
この発明におけるミラブル型シリコーンゴムは、上述した(A)から(E)成分の所定量を、所定の配合順序(配合時期)で二本ロール(ロールミル)、ニーダー、バンバリーミキサ等で均一に混練、混合することによって得ることができる。
すなわち、(B)成分の必要添加量の25質量%以上100質量%以下、好ましくは50質量%以上100質量%以下と、(A)、(C)、(D)成分とを混合する。この混合時に(C)成分であるアルコキシシランと(D)成分である水とが加水分解反応し、該加水分解反応物が(B)成分である補強性シリカのウェッターとして作用するため、混合時間が短縮される。この場合、ここでの混合、混練は(C)成分の(D)成分による加水分解反応を十分達成させるため、好ましくは0℃以上100℃以下、より好ましくは10℃以上90℃以下、更に好ましくは30℃以上80℃以下において好ましくは1分以上120分以下、より好ましくは10分以上60分以下の条件とすることが望ましい。
次いで、このように(C)成分と(D)成分の加水分解反応が十分進行した後に(E)成分であるヘキサオルガノジシラザン又はアンモニア水を添加する。これにより混合時間もより短縮される。なお、(B)成分の補強性シリカ全量を前の混合、混練工程で使用していない場合は(B)成分の補強性シリカの残部はこの混合、混練工程時に添加する。この(E)成分及び(B)成分の残量を添加し、混合、混練する場合の温度は0℃以上100℃以下、特に10℃以上90℃以下、とりわけ40℃以上80℃以下が好ましく、また、混合、混練時間は1分以上120分以下、特に3分以上60分以下とすることが好ましい。なお、上記(A)から(E)成分の総配合時間は5分以上5時間以下、より好ましくは10分以上3時間以下とすることが好ましい。
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−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を使用することができる。
(架橋剤)
本発明のスポンジローラ1においては、弾性層3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。
上記付加反応架橋剤として、例えば、1分子中に2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1種単独で又は2種以上を混合して用いることができる。付加反応架橋剤の配合量は、ミラブル型シリコーンゴム100質量部に対して0.1質量部以上3.0質量部以下であることが好ましい。
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1の強度、歪み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。有機過酸化物架橋剤の配合量は、通常、ミラブル型シリコーンゴム100質量部に対して0.1質量部以上5.0質量部以下である。有機過酸化物架橋剤は1種単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
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。
(発泡剤)
発泡剤としては、未膨張マイクロバルーン及び/又は化学発泡剤を用いることができ、
未膨張マイクロバルーンと化学発泡剤を併用することが好ましい。
(未膨張マイクロバルーン)
未膨張マイクロバルーンは、膨張していない樹脂マイクロバルーンを挙げることができる。
樹脂マイクロバルーンとしては、外殻に熱可塑性樹脂を用いたものが好ましく用いられる。外殻を構成する熱可塑性樹脂としては、塩化ビニリデン/アクリロニトリル共重合体、メチルメタクリレート/アクリロニトリル共重合体、メタアクリロニトリル/アクリロニトリル共重合体等を挙げることができる。シリコーンゴムの硬化温度に合わせて、外殻となる樹脂の軟化温度が適当な範囲内にある樹脂マイクロバルーンを用いることが好ましい。また、内包される蒸発性物質としては、ブタン、イソブタン等の炭化水素を挙げることができる。未膨張マイクロバルーンの配合量は、ミラブル型シリコーンゴム100質量部に対して0.1質量部以上5質量部以下であることが好ましい。
この発明に好適な未膨張の樹脂マイクロバルーンは、「マツモトマイクロスフェアーFシリーズ」(松本油脂製薬株式会社製)、「エクスパンセルシリーズ」(エクスパンセル社製)等として市販されている。この発明に好適な未膨張の樹脂マイクロバルーンは、弾性層3を形成するのに使用される化学発泡剤の分解温度よりも高い温度で膨張する機能を有する樹脂マイクロバルーンから選択される。
(化学発泡剤)
本発明のスポンジローラ1においては、弾性層3の形成に化学発泡剤を用いることができる。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化学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。化学発泡剤の配合量は、ミラブル型シリコーンゴム100質量部に対して0.05質量部以上5質量部以下であることが好ましい。
[チューブ]
チューブ4は、弾性層3の外周面を被覆する。本発明において、チューブ4は高熱伝導性フィラーを含有し、チューブ4の熱伝導率が、1.0W/(m・K)以上7.0W/(m・K)以下である。チューブ4の熱伝導率が上記の範囲であることにより、例えば、通紙領域と非通紙領域の温度差を小さくすることができ、小サイズの記録体の後に大サイズの記録体を通しても、記録体への紙しわの発生や定着性のムラを抑制することができ、定着ローラ及び加圧ローラとして使用できるスポンジローラ1を得ることができる。また、外部加熱ユニットからの熱を効率よく蓄え、かつその蓄えた熱の記録体上への吐き出しがスムーズに行われることが可能となり、定着性を向上させることができる。チューブ4の熱伝導率が、2.0W/(m・K)以上6.0W/(m・K)以下であることが好ましく、4.0W/(m・K)以上6.0W/(m・K)以下であることがより好ましい。
本発明において、チューブ4のASTM D1894に準じて測定した動摩擦係数が、0.3以上1.0以下である。チューブ4のASTM D1894に準じて測定した動摩擦係数が、上記の範囲であることにより、駆動性や搬送性を備え、ベルト駆動ローラや紙送り搬送ローラとして使用できるスポンジローラ1を得ることができる。チューブ4のASTM D1894に準じて測定した動摩擦係数が、0.3以上0.9以下であることが好ましく、0.7以上0.9以下であることがより好ましい。
このように、チューブ4の熱伝導率及び動摩擦係数を上記の範囲に調整することにより、定着ローラ、加圧ローラ、ベルト駆動ローラ、紙送り搬送ローラ等に用いることができる汎用性の高いスポンジローラ1を得ることができる。また、汎用性が高くなることにより、コストを抑えることもできる。
チューブ4の動摩擦係数は、ASTM D1894に準拠して、表面性測定機TYPE:14FW(新東科学株式会社製)を用い、荷重100gf、引張速度500mm/分の条件で測定した。
チューブ4の軸方向における表面粗さRzが1μm以上5μm以下であることが好ましく、3μm以上4μm以下であることがより好ましい。チューブ4の軸方向における表面粗さRzが、上記の範囲であることにより、記録体への紙しわの発生や定着性のムラをより効果的に抑制することができ、駆動性や搬送性をより効果的に向上させることができるため、スポンジローラ1としての汎用性をより高めることができる。
表面粗さRzは、JIS B 0601―1994(十点平均粗さ)に準じ、先端半径800μmの測定プローブを備えた表面粗さ計(商品名「SURFCOM 400D」、株式会社東京精密製)に、スポンジローラ1をセットし、測定長5.0mm、カットオフ波長0.8mm、カットオフ種別ガウシアンにより、弾性層3における略中央部及び両端部近傍の表面を、その軸方向に沿って、少なくとも3点における表面粗さを測定し、これらの算術平均値とする。
本発明において、チューブ4は、ミラブル型シリコーンゴムと、高熱伝導性フィラーと、架橋剤とから形成される。ミラブル型シリコーンゴムは、上記の弾性層3と同じ構成で調製することができ、架橋剤についても弾性層3と同じ架橋剤を用いることができるが、チューブ4の形成において、弾性層3のように発泡剤は用いない。
高熱伝導性フィラーとしては、例えば、アルミナ粉、窒化ホウ素粉、窒化アルミニウム粉、窒化ケイ素粉等のセラミックス系フィラー;アルミニウム粉、銅粉、ニッケル粉等の金属粉等が挙げられるが、これらのなかでも高い熱伝導率を有する、高純度アルミナ粉を用いることが好ましい。チューブ4中の高熱伝導性フィラーの含有量が10質量%以上80質量%以下であることが好ましい。チューブ4中の高熱伝導性フィラーの含有量が上記の範囲にあることにより、チューブ4の耐久性を良好に維持しつつ、高熱伝導性をチューブ4に付与することができる。なお、チューブ中の高熱伝導性フィラーの含有量は、JSX−1000S エネルギー分散型蛍光X線分析装置(XRF)を用いて測定することができる。また、チューブ4中の高熱伝導性フィラーの含有量が40質量%以上60質量%以下であることがより好ましい。
チューブ4の厚みが500μm以上3000μm以下であることが好ましい。チューブ4の厚みが500μm以上3000μm以下であることにより、コストを抑えつつ、定着ローラ、加圧ローラ、ベルト駆動ローラ、紙送り搬送ローラ等に用いることができる汎用性の高いスポンジローラ1を得ることができる。なお、チューブ4の厚みが1500μm以上2000μm以下であることが好ましい。
[接着剤層]
弾性層3とチューブ4との間には、両者を接着する接着剤層が更に設けられていることが好ましい。接着剤層は、接着剤又はその硬化物を含む層であってよい。接着剤としては、例えば、シリコーン系接着剤、アクリル系接着剤等を用いることができるが、耐熱性及びゴム弾性に優れる、シリコーン系接着剤を用いることが好ましい。
<スポンジローラの製造方法>
本発明のスポンジローラ1は、例えば、以下の方法により製造することができる。
(弾性層の形成)
この発明に係る製造方法においては、弾性層3の形成において、ミラブル型シリコーンゴムと、発泡剤と、架橋剤と、を配合することが好ましい。
また、チューブ4の形成において、ミラブル型シリコーンゴムと、高熱伝導性フィラーと、架橋剤と、を配合する。ミラブル型シリコーンゴム、高熱伝導性フィラー、架橋剤、発泡剤の種類等については既に説明した。
弾性層3の形成において、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に発泡剤、及び架橋剤を順次に、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。
上記混合物には、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、架橋剤等の助剤、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、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。
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分間以上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。
次いで、得られた混合物を、スポンジローラ1を構成するための軸体2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。
軸体2の外周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2ごと加熱して加硫する。この加熱加硫を行う際の条件、例えば、化学発泡剤の種類とその添加量、架橋剤の種類と添加量、加熱温度等によって発泡後のセル径を所定の範囲に調整することができる。
上記成形体を加熱して加硫する際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℃以上300℃以下、特に150℃以上250℃以下で、5分間以上30分間以下で加熱し、次いで二次加硫として180℃以上250℃以下、特に200℃以上230℃以下で、1時間以上10時間以下で加熱するのがよい。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が可能となって好ましい。
加硫に必要な加熱は、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。
このようにして得られた弾性層3を更に研磨工程に供してもよい。研磨工程は、軸体2の外周面に形成されたスポンジローラ1の形状を、軸体2の軸線方向においてスポンジローラ1の厚みを軸体2の中央に向かって徐々に増大させ、軸体2の中央から軸体2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、あるいは軸体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の厚みを増加させる形状、つまり逆クラウン形状、あるいはストレート形状に調整する工程である。
(チューブの形成)
次に、上記加硫によって得られた弾性層3の外表面をチューブ4で被覆する。まず、チューブ4の形成方法について説明する。
チューブ4の形成において、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に高熱伝導性フィラー、及び架橋剤を順次に、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。
上記混合物には、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、架橋剤等の助剤、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、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。
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分間以上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。
次いで、得られた混合物を、求める径に合わせ、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。
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、加熱して加硫する。この加熱加硫を行う際の条件は、架橋剤の種類等によって適宜調整することができる。
上記成形体を加熱して加硫する際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℃以上300℃以下、特に150℃以上250℃以下で、5分間以上30分間以下で加熱し、次いで二次加硫として180℃以上250℃以下、特に200℃以上230℃以下で、1時間以上10時間以下で加熱するのがよい。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が可能となって好ましい。
加硫に必要な加熱は、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。
(チューブによる弾性層の外周面の被覆)
このようにして得た加熱成型されたチューブ4で弾性層3の外周面を被覆する。
チューブ4による被覆は、例えば、加圧下でスポンジローラ1を圧縮してチューブ4に挿入する加圧挿入法、減圧下でチューブ4を圧縮してチューブ4に挿入する減圧挿入法、減圧下でスポンジローラ1を半径方向に拡径させてスポンジローラ1をその内部に挿入する減圧拡径法等によって、行うことができる。チューブ4で弾性層3の外周面を被覆する前に、接着剤層を形成してもよく、この場合には、チューブ4で弾性層3の外周面を被覆したあとに、接着剤層を固化させるために、100℃以上200℃以下で30分以上180分以下、加熱することが好ましい。
<画像形成装置>
図2は、本発明の実施形態に係るスポンジローラ1を組み込んでなる画像形成装置30の一例を示す説明図である。この発明に係るスポンジローラ1は画像形成装置30の例えば定着手段35に組み込むことができ、具体的には、定着ローラ53や加圧ローラ56として好適に用いることができる。また、例えば、各セクションにおける紙送り搬送ローラ、ベルト定着方式における定着ベルトを駆動させるためのベルト駆動ローラ(図示しない)等にも、用いることができる。
次に、この発明に係るスポンジローラ1を備えた定着手段35を内装する画像形成装置30(以下、この発明に係る画像形成装置30と称することがある。)の一例を、図2を参照して、説明する。
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、露光手段33、現像手段40、転写手段34、クリーニング手段37と、記録体36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と、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。
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(図示しない)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。
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略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、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。
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。本発明のスポンジローラ1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。
この発明に係るスポンジローラ1、及び画像形成装置30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。
例えば、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。
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。また、図2においては、熱ローラ定着方式が採用されているが、ベルト定着方式を採用することもできる。
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。
以上、本発明を、実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記の実施形態に記載の発明の範囲には限定されないことは言うまでもなく、上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、そのような変更又は改良を加えた発明も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
以下、本発明について、実施例を挙げて詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。
(弾性層の作製)
実施例1から4並びに比較例1及び2にあっては、表1に示されるベースゴム材料と、表1に示される架橋剤と、表1に示される触媒と、表1に示される未膨張マイクロバルーンとを、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弾性層を形成するための混合物を得た。
表1に記載された弾性層の項目におけるベースゴム材料は、信越化学工業株式会社製の商品名KE−551−Uであるミラブル型シリコーンゴムである。また、架橋剤は「付加架橋」と記載された信越化学工業株式会社製の商品名C−25Bと「パーオキサイド架橋」と記載された信越化学工業株式会社製のC−3との組み合わせであり、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「未膨張マイクロバルーン」は松本油脂製薬株式会社製の商品名マツモトマイクロスフェアーであり、「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。
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、赤外線加熱炉(IR炉)を用いて上記混合物を200℃で17分間加熱することにより一次加硫し、その後、熱風乾燥炉にて225℃で7時間にわたって二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、株式会社水口製作所製の研磨機により、金属砥石による高速研磨を行い、直径が30mmとなるように弾性層を形成した。
(チューブの作製)
表1に示されるベースゴム材料と、表1に記載される高熱伝導性フィラーと、表1に示される架橋剤と、表1に示される触媒と、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チューブを形成するための混合物を得た。
表1に記載されたチューブの項目におけるベースゴム材料は、信越化学工業株式会社製の商品名KE−551−Uであるミラブル型シリコーンゴムである。また、架橋剤は「付加架橋」と記載された信越化学工業株式会社製の商品名C−25Bと「パーオキサイド架橋」と記載された信越化学工業株式会社製のC−3との組み合わせであり、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る。
次いで、混合物を押出成形機にて表1に記載の厚さとなるようにチューブ4を押し出し、赤外線加熱炉(IR炉)を用いて上記混合物を200℃で17分間加熱することにより一次加硫し、その後、熱風乾燥炉にて225℃で7時間にわたって2次加硫することによりチューブを作製した。
次に、上記の加圧挿入法により、チューブに圧入し、温度120℃で1時間加熱することで、各実施例・各比較例のスポンジローラを得た。各スポンジローラにおけるチューブの熱伝導率、チューブの動摩擦係数、チューブ中の高熱伝導性フィラーの含有量、及び、チューブの軸方向における表面粗さRzを表1に記載した。
得られた各実施例・比較例のスポンジローラに関して、紙しわの発生しづらさ、駆動性について評価した。なお、駆動性については動摩擦係数を測定することにより、駆動性の指標とした。
(紙しわの発生しづらさ)
得られたスポンジローラを画像形成装置の加圧ローラとして用い、A4サイズの用紙10枚を印刷した後に、A3サイズの用紙10枚を印刷し、A3サイズの用紙に発生した紙しわの発生の有無を確認し、この作業を計10回繰り返し、A3サイズの用紙(計100枚)の紙しわの発生しづらさについて、以下の基準により評価した。
◎:紙しわの発生が0枚以上5枚以下
〇:紙しわの発生が6枚以上10枚以下
×:紙しわの発生が11枚以上
1 スポンジローラ
2 軸体
3 弾性層
4 チューブ
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 (6)

  1. 軸体と、前記軸体の外周面上に設けられる弾性層と、前記弾性層の外周面を被覆するチューブと、を備えるスポンジローラであって、
    前記チューブがミラブル型シリコーンゴムと、高熱伝導性フィラーと、架橋剤と、から形成され、
    前記チューブの熱伝導率が、1.0W/(m・K)以上7.0W/(m・K)以下であり、
    前記チューブのASTM D1894に準じて測定した動摩擦係数が、0.3以上1.0以下である、スポンジローラ。
  2. 前記チューブの軸方向における表面粗さRzが1μm以上5μm以下である、請求項1に記載のスポンジローラ。
  3. 前記チューブ中の高熱伝導性フィラーの含有量が10質量%以上80質量%以下である、請求項1又は2に記載のスポンジローラ。
  4. 前記チューブの厚みが500μm以上3000μm以下である、請求項1から3のいずれかに記載のスポンジローラ。
  5. 前記弾性層が、ミラブル型シリコーンゴムと、発泡剤と、架橋剤と、から形成される、請求項1から4のいずれかに記載のスポンジローラ。
  6. 請求項1から5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。
JP2018081845A 2018-04-20 2018-04-20 スポンジローラ及び画像形成装置 Pending JP2019191305A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018081845A JP2019191305A (ja) 2018-04-20 2018-04-20 スポンジローラ及び画像形成装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018081845A JP2019191305A (ja) 2018-04-20 2018-04-20 スポンジローラ及び画像形成装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019191305A true JP2019191305A (ja) 2019-10-31

Family

ID=68390111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018081845A Pending JP2019191305A (ja) 2018-04-20 2018-04-20 スポンジローラ及び画像形成装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2019191305A (ja)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0572883A (ja) * 1991-09-12 1993-03-26 Seiko Epson Corp 現像装置
JPH0817978A (ja) * 1994-06-28 1996-01-19 Fuji Kobunshi Kogyo Kk シリコーンゴム製放熱・電気絶縁チューブ
JPH0854798A (ja) * 1994-08-12 1996-02-27 Kin Yosha Kk 定着器用加圧ローラ
JP2000120655A (ja) * 1998-10-21 2000-04-25 Shin Etsu Polymer Co Ltd 半導電性ロール
JP2002258653A (ja) * 2001-03-05 2002-09-11 Canon Inc 加圧ローラ、加熱装置および画像形成装置
JP2009276419A (ja) * 2008-05-13 2009-11-26 Canon Inc 定着用ローラ及びこれを用いた画像定着装置
JP2014118456A (ja) * 2012-12-14 2014-06-30 Shin Etsu Chem Co Ltd ミラブル型シリコーンゴム組成物及びその硬化物

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0572883A (ja) * 1991-09-12 1993-03-26 Seiko Epson Corp 現像装置
JPH0817978A (ja) * 1994-06-28 1996-01-19 Fuji Kobunshi Kogyo Kk シリコーンゴム製放熱・電気絶縁チューブ
JPH0854798A (ja) * 1994-08-12 1996-02-27 Kin Yosha Kk 定着器用加圧ローラ
JP2000120655A (ja) * 1998-10-21 2000-04-25 Shin Etsu Polymer Co Ltd 半導電性ロール
JP2002258653A (ja) * 2001-03-05 2002-09-11 Canon Inc 加圧ローラ、加熱装置および画像形成装置
JP2009276419A (ja) * 2008-05-13 2009-11-26 Canon Inc 定着用ローラ及びこれを用いた画像定着装置
JP2014118456A (ja) * 2012-12-14 2014-06-30 Shin Etsu Chem Co Ltd ミラブル型シリコーンゴム組成物及びその硬化物

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102666789B1 (ko) 스폰지 롤러, 및 화상 형성 장치
KR101689669B1 (ko) 고 열전도성 열정착 롤 또는 고 열전도성 열정착 벨트용 실리콘 고무 조성물, 및 정착 롤 및 정착 벨트
JP5492397B2 (ja) 弾性ローラ及び定着装置
JP5459828B2 (ja) 弾性ローラ、画像形成装置用定着装置及び画像形成装置
JP4766234B2 (ja) 高熱伝導性熱定着ロール又は定着ベルト用熱硬化型シリコーンゴム組成物、定着ロール及び定着ベルト
JP2017090895A (ja) 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
JP2019191305A (ja) スポンジローラ及び画像形成装置
JP3497065B2 (ja) シリコーンゴム被覆ロール
JP2018197803A (ja) 半導電性スポンジローラ、半導電性スポンジローラの製造方法及び画像形成装置
JP2019164244A (ja) スポンジローラ、画像形成装置
JP2017116891A (ja) 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
JP6551347B2 (ja) 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
JP2019191304A (ja) スポンジローラ、及び画像形成装置
JP7060196B2 (ja) 定着・加圧ローラ、定着装置及び画像形成装置
JP7570187B2 (ja) スポンジローラ
WO2021246263A1 (ja) スポンジローラ
JP6554689B2 (ja) 低硬度微細セルローラ及び当該低硬度微細セルローラを備えた画像形成装置
JP2019128364A (ja) 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
JP2009276499A (ja) 弾性ローラ、弾性ローラの製造方法、画像形成装置用定着装置及び画像形成装置
JPH11158383A (ja) 熱伝導性シリコーンゴム組成物および定着ロール
JP7536730B2 (ja) スポンジローラ
JP7510315B2 (ja) トナー供給ローラ及び画像形成装置
JP3750779B2 (ja) 熱定着ロール
JP2007233084A (ja) 定着ロール、定着装置及び画像形成装置
JP7498071B2 (ja) 像担持体用クリーニングローラ及び画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210119

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211202

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211214

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20220607