JP5019366B2 - Manufacturing method of fixing roller - Google Patents
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本発明は、複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンタ等の電子写真式画像形成装置のトナー画像定着ユニットに使用される定着ローラおよびその製造方法に係り、特に、シリコーンエラストマー多孔質体からなる弾性層とその外側に設けられたフッ素樹脂チューブを備える定着ローラおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a fixing roller used in a toner image fixing unit of an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a laser beam printer, and a manufacturing method thereof, and more particularly, to an elastic layer made of a porous silicone elastomer. The present invention relates to a fixing roller having a fluororesin tube provided on the outside thereof and a method for manufacturing the same.
電子写真式画像形成装置のトナー画像定着ユニットに用いられる、シリコーンエラストマー多孔質体からなる弾性層を備える定着ローラは、多くの特許文献で既知である。かかる定着ローラに設けるシリコーンエラストマー多孔質体として、従来、主に、発泡現象を利用して独立気泡型の多孔質体が製造されている。しかし、発泡現象を利用してシリコーンエラストマー多孔質体を製造する方法では、シリコーンゴムの硬化と発泡を同時に行っているため、得られる多孔質体中のセル(気孔)のサイズが不均一で、セルの大きさがばらつくばかりでなく、例えば50μm以下という微細なサイズのセルを形成させることが困難である。また、発泡剤を用いて製造されたシリコーンエラストマー多孔質体は、セルのサイズが大きく、しかも不均一あるため、加熱時の形状が安定しないとともに、トルクがかかったときにその力を均一に分散させることができず、破断しやすいという問題がある。また、発泡現象を利用して製造された多孔質体には、連続気泡型のものもあるが、独立気泡型のものより強度が弱く、破断しやすいという問題がある。 A fixing roller having an elastic layer made of a porous silicone elastomer used for a toner image fixing unit of an electrophotographic image forming apparatus is known in many patent documents. As a silicone elastomer porous body provided in such a fixing roller, a closed-cell porous body has been conventionally produced mainly utilizing a foaming phenomenon. However, in the method for producing a silicone elastomer porous body utilizing the foaming phenomenon, the silicone rubber is cured and foamed at the same time, so the size of the cells (pores) in the resulting porous body is non-uniform, Not only does the size of the cells vary, but it is difficult to form cells with a fine size of, for example, 50 μm or less. Also, the silicone elastomer porous body manufactured using a foaming agent has a large cell size and non-uniformity, so the shape during heating is not stable and the force is evenly distributed when torque is applied. There is a problem that it cannot be made to break and is easy to break. In addition, some porous bodies manufactured by utilizing the foaming phenomenon have an open-cell type, but have a problem that the strength is weaker than that of the closed-cell type and the glass is easily broken.
これに対し、特許文献1や特許文献2には、硬化してシリコーンエラストマーを生成する液状シリコーンゴム材、乳化剤、および水を含有する油中水型エマルジョン組成物をローラシャフトの外周に適用し、加熱することにより水を揮発させて多孔質体からなる弾性層を形成することが開示されている。特許文献1や特許文献2の手法では、得られる多孔質体は、発泡現象を伴わずに生成した非発泡型の独立気泡からなるため、均一な微細セル(気孔)を有するシリコーンエラストマー多孔質体からなる弾性層を形成することができるとともに、機械的強度にも優れている。 On the other hand, in Patent Document 1 and Patent Document 2, a liquid silicone rubber material that is cured to produce a silicone elastomer, an emulsifier, and a water-in-oil emulsion composition containing water are applied to the outer periphery of the roller shaft. It is disclosed that an elastic layer made of a porous material is formed by volatilizing water by heating. In the methods of Patent Document 1 and Patent Document 2, the porous body obtained is made of non-foamed closed cells generated without foaming phenomenon, and therefore a silicone elastomer porous body having uniform fine cells (pores) It is possible to form an elastic layer made of and excellent in mechanical strength.
しかしながら、特許文献1や特許文献2に開示された非発泡型の多孔質体は、独立気泡型のものであるため、水の抜けが悪く、二次加熱で水を除去するときに水の蒸気圧で破損してしまうことが多いことが本発明者らにより見いだされた。特に、例えば、特許文献1に記載されているような多孔質体の外周をフッ素樹脂チューブで覆ったタイプの定着ローラにあっては、多孔質弾性体をフッ素樹脂チューブと一体化させて作製しようとする場合、二次加熱の際に、シャフト方向における中央部において、多孔質弾性体とともに、フッ素樹脂チューブが破損することがわかった。
したがって、本発明は、フッ素樹脂チューブで覆われたシリコーンエラストマーの二次加熱時の破損を抑制して製造し得る、非発泡型の独立気泡型シリコーンエラストマー多孔質体からなる弾性層を備える定着ローラおよびその製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a fixing roller having an elastic layer made of a non-foamed, closed-cell silicone elastomer porous body that can be manufactured while suppressing damage during secondary heating of a silicone elastomer covered with a fluororesin tube. And it aims at providing the manufacturing method.
本発明の第1の側面によれば、フッ素樹脂チューブ内に定着ローラ用シャフトを同心的に配置し、前記フッ素樹脂チューブと前記シャフトとの間に、硬化してシリコーンエラストマーを生成する液状シリコーンゴム材、乳化剤および水を含有する油中水型エマルジョン組成物を導入し、これを一次加熱して一次硬化させることにより、前記フッ素樹脂チューブで外側が覆われた弾性層前駆体を形成するとともに、前記弾性層前駆体に、前記第1の端面および第2の端面の少なくとも一方の端面に開口し、前記弾性層前駆体内に延びる少なくとも1つの孔を設け、前記弾性層前駆体を二次加熱することによって二次硬化させるとともに、前記水の少なくとも一部を前記孔から除去して、独立気泡型多孔質弾性体からなる弾性層を形成することを含むことを特徴とする定着ローラの製造方法が提供される。 According to the first aspect of the present invention, a liquid silicone rubber in which a fixing roller shaft is concentrically disposed in a fluororesin tube and is cured between the fluororesin tube and the shaft to produce a silicone elastomer. Introducing a water-in-oil emulsion composition containing a material, an emulsifier and water, and primary curing this by primary heating, thereby forming an elastic layer precursor whose outside is covered with the fluororesin tube, The elastic layer precursor is provided with at least one hole that opens in at least one of the first end surface and the second end surface and extends into the elastic layer precursor, and the elastic layer precursor is subjected to secondary heating. And at least a part of the water is removed from the pores to form an elastic layer made of a closed-cell porous elastic body. Method for manufacturing a fixing roller, wherein Mukoto is provided.
本発明によれば、外側をフッ素樹脂チューブで覆われた、発泡現象を伴わずに均一な微細セル(気泡)を有するシリコーンエラストマー多孔質体からなる弾性層を有する定着ローラを、二次加熱時の破損を抑制して製造することができる。 According to the present invention, a fixing roller having an elastic layer made of a silicone elastomer porous body that is covered with a fluororesin tube and has uniform fine cells (bubbles) without foaming phenomenon is subjected to secondary heating. It is possible to manufacture while suppressing breakage.
以下、本発明を種々の態様により説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in various aspects.
本発明に係る定着ローラは、(円筒状または円柱状)シャフトと、シャフトの外周面上に設けられ、それぞれシャフトの軸方向と交差する第1の端面および第2の端面を有する弾性層と、弾性層の外側に設けられたフッ素樹脂チューブを備える。弾性層は、非発泡型の(気孔(セル)の形成に発泡現象を利用しない)独立気泡型シリコーンエラストマー多孔質体からなる。そして、弾性層には、その第1の端面および第2の端面の少なくとも一方の端面に開口し、弾性層内に延びる少なくとも1つの孔が設けられている。 The fixing roller according to the present invention includes a (cylindrical or columnar) shaft, an elastic layer provided on the outer peripheral surface of the shaft, and having a first end surface and a second end surface that respectively intersect the axial direction of the shaft; A fluororesin tube provided outside the elastic layer is provided. The elastic layer is made of a closed-cell silicone elastomer porous body that is non-foamed (does not utilize the foaming phenomenon for the formation of pores (cells)). The elastic layer is provided with at least one hole that opens into at least one of the first end surface and the second end surface and extends into the elastic layer.
本発明の定着ローラにおける弾性層は、独立気泡型シリコーンエラストマー多孔質体からなり、この多孔質体は非発泡型のものである。すなわち、多孔質体の形成には、発泡剤(blowing agentまたはfoaming agent)を用いない。 The elastic layer in the fixing roller of the present invention is composed of a closed-cell type silicone elastomer porous body, and this porous body is of a non-foaming type. That is, a foaming agent (blowing agent or foaming agent) is not used for forming the porous body.
かかる非発泡型の独立気泡型シリコーンエラストマー多孔質体からなる弾性層は、硬化してシリコーンエラストマーを生成する液状シリコーンゴム材、乳化剤および水を含有する油中水型エマルジョン組成物から形成することが好ましい。 The elastic layer comprising the non-foamed closed-cell silicone elastomer porous body can be formed from a water-in-oil emulsion composition containing a liquid silicone rubber material that is cured to produce a silicone elastomer, an emulsifier, and water. preferable.
上記エマルジョン組成物における液状シリコーンゴム材は、加熱により硬化してシリコーンエラストマーを生成するものであれば特に制限はないが、いわゆる付加反応硬化型液状シリコーンゴムを使用することが好ましい。付加反応硬化型液状シリコーンゴムは、主剤となる不飽和脂肪族基を有するポリシロキサンと架橋剤となる活性水素含有ポリシロキサンを含む。不飽和脂肪族基を有するポリシロキサンにおいて、不飽和脂肪族基は、両末端に導入され、側鎖としても導入され得る。そのような不飽和脂肪族基を有するポリシロキサンは、例えば、下記式(1)で示すことができる。 The liquid silicone rubber material in the emulsion composition is not particularly limited as long as it can be cured by heating to produce a silicone elastomer, but it is preferable to use a so-called addition reaction curable liquid silicone rubber. The addition reaction curable liquid silicone rubber contains a polysiloxane having an unsaturated aliphatic group as a main agent and an active hydrogen-containing polysiloxane as a crosslinking agent. In the polysiloxane having an unsaturated aliphatic group, the unsaturated aliphatic group is introduced at both ends and can also be introduced as a side chain. Such polysiloxane having an unsaturated aliphatic group can be represented by, for example, the following formula (1).
式(1)において、R1は、不飽和脂肪族基を表し、各R2は、C1〜C4低級アルキル基、フッ素置換C1〜C4低級アルキル基、またはフェニル基を表す。a+bは、通常、50〜2000である。R1によって表される不飽和脂肪族基は、通常、ビニル基である。各R2は、通常、メチル基である。 In Formula (1), R 1 represents an unsaturated aliphatic group, and each R 2 represents a C 1 -C 4 lower alkyl group, a fluorine-substituted C 1 -C 4 lower alkyl group, or a phenyl group. a + b is usually 50 to 2000. The unsaturated aliphatic group represented by R 1 is usually a vinyl group. Each R 2 is usually a methyl group.
活性水素含有ポリシロキサン(ハイドロジェンポリシロキサン)は、不飽和脂肪族基を有するポリシロキサンに対し架橋剤として作用するものであり、主鎖のケイ素原子に結合した水素原子(活性水素)を有する。水素原子は、活性水素含有ポリシロキサン1分子当たり3個以上存在することが好ましい。そのような活性水素含有ポリシロキサンは、例えば、下記式(2)で示すことができる。 The active hydrogen-containing polysiloxane (hydrogen polysiloxane) acts as a crosslinking agent for the polysiloxane having an unsaturated aliphatic group, and has hydrogen atoms (active hydrogen) bonded to silicon atoms in the main chain. It is preferable that 3 or more hydrogen atoms exist per molecule of active hydrogen-containing polysiloxane. Such an active hydrogen-containing polysiloxane can be represented, for example, by the following formula (2).
式(2)において、R3は、水素またはC1〜C4低級アルキル基を表し、R4は、C1〜C4低級アルキル基を表す。c+dは、通常、8〜100である。R3およびR4で表される低級アルキル基は、通常、メチル基である。 In the formula (2), R 3 represents hydrogen or a C 1 to C 4 lower alkyl group, and R 4 represents a C 1 to C 4 lower alkyl group. c + d is usually 8 to 100. The lower alkyl group represented by R 3 and R 4 is usually a methyl group.
これら液状シリコーンゴム材は、市販されている。なお、市販品では、付加反応硬化型液状シリコーンゴムを構成する不飽和脂肪族基を有するポリシロキサンと活性水素含有ポリシロキサンとは別々のパッケージで提供され、以後詳述する両者の硬化に必要な硬化触媒は、活性水素含有ポリシロキサンに添加されている。 These liquid silicone rubber materials are commercially available. In addition, in the commercial product, the polysiloxane having an unsaturated aliphatic group constituting the addition reaction curable liquid silicone rubber and the active hydrogen-containing polysiloxane are provided in separate packages, and are necessary for curing both described in detail below. The curing catalyst is added to the active hydrogen-containing polysiloxane.
上記エマルジョン組成物における乳化剤は、エマルジョン中に水を安定に分散させるための分散安定剤として作用するものである。すなわち、乳化剤は、水に対し親和性を示すとともに、液状シリコーンゴム材に対しても親和性を示す。乳化剤には、アニオン系、カチオン系、両性イオン系及びノニオン系の界面活性剤が含まれる。アニオン系界面活性剤としては、例えば、高級脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エステル塩類、アルキルベンゼンスルホン酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、ポリエチレングリコール硫酸エステル塩類を挙げることができる。ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン類、脂肪酸モノグリセライド類を挙げることができる。カチオン系界面活性剤としては、例えば、脂肪族アミン塩類、第4級アンモニウム塩類、アルキルピリジニウム塩類を挙げることができる。両性イオン系界面活性剤としては、カルボキシベタイン型、グリシン型のものが挙げられる。乳化剤は、エーテル基等の親水性基を有することが好ましい。また、乳化剤は、通常3〜13、好ましくは4〜11のHLB値を示す。より好ましくは、乳化剤として、HLB値が3以上異なる2種類のエーテル変性シリコーンオイルを併用する。その場合、さらに好ましくは、7〜11のHLB値を有する第1のエーテル変性シリコーンオイルと、4〜7のHLB値を有する第2のエーテル変性シリコーンオイルとを組み合わせて使用する。いずれのエーテル変性シリコーンオイルも、ポリシロキサンの側鎖にポリエーテル基を導入したものを用いることができ、例えば、下記式(3)で示すことができる。 The emulsifier in the emulsion composition acts as a dispersion stabilizer for stably dispersing water in the emulsion. That is, the emulsifier has an affinity for water and also an affinity for the liquid silicone rubber material. Emulsifiers include anionic, cationic, zwitterionic and nonionic surfactants. Examples of anionic surfactants include higher fatty acid salts, higher alcohol sulfates, alkylbenzene sulfonates, alkyl naphthalene sulfonates, and polyethylene glycol sulfates. Nonionic surfactants include, for example, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyalkylene fatty acid esters, polyoxyethylene polyoxypropylenes, and fatty acid monoglycerides. Can be mentioned. Examples of the cationic surfactant include aliphatic amine salts, quaternary ammonium salts, and alkylpyridinium salts. Examples of zwitterionic surfactants include carboxybetaine type and glycine type. The emulsifier preferably has a hydrophilic group such as an ether group. Further, the emulsifier usually has an HLB value of 3 to 13, preferably 4 to 11. More preferably, two types of ether-modified silicone oils having HLB values different by 3 or more are used in combination as emulsifiers. In that case, more preferably, a first ether-modified silicone oil having an HLB value of 7 to 11 and a second ether-modified silicone oil having an HLB value of 4 to 7 are used in combination. Any ether-modified silicone oil can be obtained by introducing a polyether group into the side chain of polysiloxane, and can be represented by, for example, the following formula (3).
式(3)において、R5は、C1〜C4低級アルキル基を表し、R6は、ポリエーテル基を表す。e+fは、通常、8〜100である。R5で表される低級アルキル基は、通常、メチル基である。また、R6により表されるポリエーテル基は、通常、(C2H4O)x基、(C3H6O)y基、または(C2H4O)x(C3H6O)y基を含む。主に、x、yの数により、HLB値が決定される。これら界面活性作用を有するシリコーンオイル材は市販されている。 In the formula (3), R 5 represents a C 1 to C 4 lower alkyl group, and R 6 represents a polyether group. e + f is usually 8 to 100. The lower alkyl group represented by R 5 is usually a methyl group. The polyether group represented by R 6 is usually a (C 2 H 4 O) x group, a (C 3 H 6 O) y group, or a (C 2 H 4 O) x (C 3 H 6 O). ) Contains y group. The HLB value is determined mainly by the number of x and y. These silicone oil materials having a surface active action are commercially available.
水は、いうまでもなく、上記油中水型エマルジョン組成物中において、粒子(水滴)の形態で不連続相として分散して存在する。後に詳述するように、この水粒子の粒径が、本発明の独立気泡型シリコーンエラストマー多孔質体のセル(気孔)の径を実質的に決定する。水は、1〜80μmの平均粒径を有する粒子の形態で存在し得る。エマルジョン中の水粒子のサイズは、マイクロスコープ観察によって測定することができる。 Needless to say, water is present as a discontinuous phase in the form of particles (water droplets) in the water-in-oil emulsion composition. As will be described in detail later, the particle diameter of the water particles substantially determines the diameter of the cells (pores) of the porous cell body of the present invention. Water may be present in the form of particles having an average particle size of 1-80 μm. The size of the water particles in the emulsion can be measured by microscopic observation.
上記油中水型エマルジョン組成物は、液状シリコーンゴム材を硬化させるために、硬化触媒を含有することができる。硬化触媒としては、それ自体既知のように、白金触媒を用いることができる。白金触媒の量は、白金原子として、1〜100重量ppm程度で十分である。硬化触媒は、シリコーンエラストマー多孔質体を製造するときに油中水型エマルジョンに添加してもよいが、エマルジョンを製造する際に配合することもできる。 The water-in-oil emulsion composition can contain a curing catalyst in order to cure the liquid silicone rubber material. As the curing catalyst, a platinum catalyst can be used as known per se. The amount of the platinum catalyst is about 1 to 100 ppm by weight as platinum atoms. The curing catalyst may be added to the water-in-oil emulsion when producing the silicone elastomer porous body, but can also be blended when producing the emulsion.
上記油中水型エマルジョン組成物において、液状シリコーンゴム材100重量部に対し、乳化剤を0.2〜5.5重量部の割合で、水を10〜250重量部の割合で使用することが、水分散安定性に特に優れたエマルジョンを得る上で好ましい。乳化剤が、前記第1のエーテル変性シリコーンオイルと前記第2のエーテル変性シリコーンオイルとの組合せからなる場合、液状シリコーンゴム材100重量部に対し、第1のエーテル変性シリコーンオイルを0.15〜3.5重量部の量で、第2のエーテル変性シリコーンオイルを0.05〜2重量部の量(合計0.2〜5.5重量部)で用いることが好ましい。また、液状シリコーンゴム材が不飽和脂肪族基を有するポリシロキサンと活性水素含有ポリシロキサンとの組合せからなる場合、前者と後者の重量比は、6:4〜4:6であることが好ましい。 In the water-in-oil emulsion composition, the emulsifier is used in a proportion of 0.2 to 5.5 parts by weight and the water is used in a proportion of 10 to 250 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the liquid silicone rubber material. It is preferable for obtaining an emulsion particularly excellent in water dispersion stability. When the emulsifier is a combination of the first ether-modified silicone oil and the second ether-modified silicone oil, 0.15 to 3 of the first ether-modified silicone oil is added to 100 parts by weight of the liquid silicone rubber material. It is preferable to use the second ether-modified silicone oil in an amount of 0.05 to 2 parts by weight (total 0.2 to 5.5 parts by weight) in an amount of 0.5 parts by weight. Moreover, when a liquid silicone rubber material consists of a combination of polysiloxane having an unsaturated aliphatic group and active hydrogen-containing polysiloxane, the weight ratio of the former to the latter is preferably 6: 4 to 4: 6.
上記油中水型エマルジョン組成物は、種々の添加剤を含有することができる。そのような添加剤としては、着色料(顔料、染料)、導電性付与材(カーボンブラック、金属粉末等)、補強性フィラー(シリカ等)を例示することができる。さらに、油中水型エマルジョンは、例えば、脱泡を容易にすること等を目的としてエマルジョンの粘度を調整するために、分子量の低い、非反応性のシリコーンオイルを含有することができる。油中水型エマルジョンは、1cSt〜20万cStの粘度を有すると、脱泡が容易に行え、取り扱いに都合がよい。 The water-in-oil emulsion composition can contain various additives. Examples of such additives include colorants (pigments, dyes), conductivity-imparting materials (carbon black, metal powder, etc.), and reinforcing fillers (silica, etc.). Further, the water-in-oil emulsion may contain a non-reactive silicone oil having a low molecular weight in order to adjust the viscosity of the emulsion for the purpose of facilitating defoaming, for example. When the water-in-oil emulsion has a viscosity of 1 cSt to 200,000 cSt, defoaming can be easily performed and it is convenient for handling.
上記油中水型エマルジョン組成物は、種々の方法により製造することができる。一般的には、液状シリコーンゴム材、乳化剤、および水を、必要に応じてさらなる添加剤とともに混合し、十分に撹拌することによって製造される。液状シリコーンゴム材が、不飽和脂肪族基を有するポリシロキサンと活性水素含有ポリシロキサンとの組合せにより提供される場合には、不飽和脂肪族基を有するポリシロキサンと界面活性作用を有するシリコーンオイル材の一部を混合・撹拌して第1の混合物を得、他方活性水素含有ポリシロキサンと乳化剤の残りを混合・撹拌して第2の混合物を得ることができる。ついで、第1の混合物と第2の混合物を混合・撹拌しながら、徐々に水を添加して、撹拌することにより所望のエマルジョンを得ることができる。いうまでもなく、上記油中水型エマルジョンの製造方法はこれに限定されるものではない。液状シリコーンゴム材、乳化剤、および水、並びに必要に応じて添加される添加剤の添加順序は、どのようなものでもよい。エマルジョンを形成させるための撹拌は、例えば、300rpm〜1000rpmの攪拌器回転速度で行うことができる。エマルジョン形成後、エマルジョンを、加熱することなく、例えば真空減圧機を用いて、脱泡処理に供してエマルジョン中に存在する空気を除去することができる。 The water-in-oil emulsion composition can be produced by various methods. Generally, it is produced by mixing a liquid silicone rubber material, an emulsifier, and water together with further additives as necessary, and stirring thoroughly. When the liquid silicone rubber material is provided by a combination of a polysiloxane having an unsaturated aliphatic group and an active hydrogen-containing polysiloxane, a silicone oil material having a surface active activity with a polysiloxane having an unsaturated aliphatic group A part of the mixture can be mixed and stirred to obtain a first mixture, while the active hydrogen-containing polysiloxane and the remainder of the emulsifier can be mixed and stirred to obtain a second mixture. Next, while mixing and stirring the first mixture and the second mixture, water is gradually added and stirred to obtain a desired emulsion. Needless to say, the method for producing the water-in-oil emulsion is not limited thereto. The order of addition of the liquid silicone rubber material, the emulsifier, and water, and the additive added as necessary may be any. Stirring for forming the emulsion can be performed, for example, at a stirrer rotation speed of 300 rpm to 1000 rpm. After the emulsion is formed, the air present in the emulsion can be removed by subjecting it to a defoaming treatment without heating, for example, using a vacuum decompressor.
本発明の定着ローラにおける弾性層は、後に詳述するように、上記油中水型エマルジョンの一次加熱による一次硬化(弾性層前駆体の形成)および二次加熱による脱水を経て、フッ素樹脂層と一体的に形成することができる。弾性層は、シャフトの軸方向と交差する(通常は、直交する)両端面(第1の端面および第2の端面)を有する。そして、弾性層には、その両端面の少なくとも一方の端面に開口し、弾性層内に延びる少なくとも1つの孔が設けられている。弾性層は、弾性を示すので、弾性層に設けられる孔の存在は、定着ローラにおける弾性層の性能に実質的に悪影響を及ぼさない。すなわち、本発明の定着ローラにおいて、孔を有する弾性層は、そのような孔を持たない対応の弾性層と同様の性能を示すことが確認されている。 As described in detail later, the elastic layer in the fixing roller of the present invention undergoes primary curing (formation of an elastic layer precursor) by primary heating of the water-in-oil emulsion and dehydration by secondary heating to obtain a fluororesin layer and It can be formed integrally. The elastic layer has both end faces (a first end face and a second end face) that intersect (usually perpendicular to) the axial direction of the shaft. The elastic layer is provided with at least one hole that opens to at least one end face of the both end faces and extends into the elastic layer. Since the elastic layer exhibits elasticity, the presence of holes provided in the elastic layer does not substantially adversely affect the performance of the elastic layer in the fixing roller. That is, in the fixing roller of the present invention, it has been confirmed that the elastic layer having holes exhibits the same performance as the corresponding elastic layer having no such holes.
水分の除去効率の観点から、弾性層に設ける孔の全長は、弾性層のシャフト方向の長さの50%以上であることが好ましい。孔の全長とは、孔が1つの場合にはその孔の長さを意味し、孔が複数存在する場合には、各孔の長さの合計を意味する。弾性層の厚さは、通常、3〜15mmである。 From the viewpoint of moisture removal efficiency, the total length of the holes provided in the elastic layer is preferably 50% or more of the length of the elastic layer in the shaft direction. The total length of the hole means the length of the hole when there is one hole, and means the total length of each hole when there are a plurality of holes. The thickness of the elastic layer is usually 3 to 15 mm.
さらに、シャフトは熱容量が大きく、熱伝導が大きいことからシャフト近傍には熱が過剰に供給され、蒸気圧の高まりが起き易いことと、孔が弾性層の外側領域に存在すると画像や紙搬送に影響を与える可能性がないとはいい得ないことから、いずれの孔も、全体が、弾性層の厚さ方向の中央からシャフトまでの、弾性層の内側領域内に存在するように設けることが好ましい。 Furthermore, since the shaft has a large heat capacity and large heat conduction, excessive heat is supplied to the vicinity of the shaft, and vapor pressure is likely to increase. Since it cannot be said that there is no possibility of influencing, it is necessary to provide all the holes so as to exist in the inner region of the elastic layer from the center in the thickness direction of the elastic layer to the shaft. preferable.
また、水分の抜け易さと形成の容易さから、孔は、弾性層の一方の端面にのみ開口する非貫通孔であるよりも、弾性層の両端面に開口する貫通孔であることが好ましく、また孔は、シャフトの軸方向とほぼ平行に伸びることが好ましい。そして、孔は、好ましくは複数個、より好ましくは3つ以上設けられる。 In addition, from the viewpoint of ease of moisture removal and formation, the hole is preferably a through hole that opens at both end faces of the elastic layer, rather than a non-through hole that opens only at one end face of the elastic layer. The hole preferably extends substantially parallel to the axial direction of the shaft. And preferably a plurality of holes are provided, more preferably three or more.
孔の断面形状には特に制限はなく、円形、四角、三角等の多角形、星形等の孔を設けることができ、水分排出性の観点からは星型が好ましいが、弾性層の変形に対する影響を考慮すると、円形の孔が望ましい。また、水分排出の効率の観点から、1つの孔の開口面積は0.008mm2以上であることが好ましい。孔の開口面積は、大きいほど水分排出効率が優れるが、弾性層の性能に対する影響を極力抑制するためには、3mm2以下であることが好ましい。 There is no particular limitation on the cross-sectional shape of the hole, and a hole such as a circle, a polygon such as a square or a triangle, or a star shape can be provided, and a star shape is preferable from the viewpoint of moisture discharge, but the deformation of the elastic layer Considering the influence, a circular hole is desirable. From the viewpoint of the efficiency of water discharge, the opening area of one hole is preferably 0.008 mm 2 or more. The larger the opening area of the hole, the better the water discharging efficiency. However, in order to suppress the influence on the performance of the elastic layer as much as possible, it is preferably 3 mm 2 or less.
さらに、水分の排出を弾性層内で均一に排出させるために、孔は、複数個ある場合、シャフトの中心軸に対して等角度間隔で円周上に配列されていることが好ましい。 Further, in order to uniformly discharge moisture in the elastic layer, when there are a plurality of holes, it is preferable that the holes are arranged on the circumference at equal angular intervals with respect to the central axis of the shaft.
フッ素樹脂チューブは、トナーの転写性の向上、紙粉の付着防止、トナーに対するオフセットの防止等を目的として、弾性層の該周面を覆って設けられる。フッ素樹脂チューブは、熱収縮性であっても、非熱収縮性であってもよい。かかるフッ素樹脂チューブは、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)等のフッ素樹脂により形成することができる。フッ素樹脂チューブの厚さは、通常、0.02mm〜0.15mmである。フッ素樹脂チューブと弾性層との接着性を向上させるために、フッ素樹脂チューブの内面を、あらかじめ、液体アンモニアと金属ナトリウムの溶液やナフタレンとテトラヒドロフランと金属ナトリウムの溶液で処理するか、エキシマレーザを照射すること等の一般的な方法を採用することができる。 The fluororesin tube is provided so as to cover the peripheral surface of the elastic layer for the purpose of improving transferability of toner, preventing adhesion of paper powder, preventing offset with respect to toner, and the like. The fluororesin tube may be heat-shrinkable or non-heat-shrinkable. Such a fluororesin tube is formed of a fluororesin such as polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), or the like. can do. The thickness of the fluororesin tube is usually 0.02 mm to 0.15 mm. In order to improve the adhesion between the fluororesin tube and the elastic layer, the inner surface of the fluororesin tube is treated in advance with a solution of liquid ammonia and metallic sodium, a solution of naphthalene, tetrahydrofuran and metallic sodium, or excimer laser irradiation. It is possible to adopt a general method such as doing.
なお、本発明の定着ローラにおいて、フッ素樹脂チューブは、定着ローラの最外層を構成する(すなわち、フッ素樹脂チューブの外表面は、露出している)。 In the fixing roller of the present invention, the fluororesin tube constitutes the outermost layer of the fixing roller (that is, the outer surface of the fluororesin tube is exposed).
次に、図面を参照して本発明のいくつかの態様を説明する。全図において、同様の要素には、同様の符号を付してある。 Several aspects of the invention will now be described with reference to the drawings. In all the drawings, similar elements are denoted by the same reference numerals.
図1は、本発明の1つの態様に係る定着ローラ10の一部破断縦断面図である。図2は、図1の線II−IIに沿う断面図を拡大して示す図である。
FIG. 1 is a partially broken longitudinal sectional view of a fixing
定着ローラ10は、金属等からなる円柱状または円筒状シャフト12を有する。シャフト12は、弾性層が形成されるシャフト本体121とシャフト本体121の両側にシャフト本体と一体に形成されたジャーナル部122aおよび122bを有する。シャフト本体121の外周全体を覆って、非発泡型の独立気泡型シリコーンエラストマー多孔質体からなる弾性層14が設けられている。この弾性層14の外周を覆って、フッ素樹脂チューブ18が設けられている。
The fixing
弾性層14は、それぞれシャフト12の軸方向と交差する第1の端面14aおよび第2の端面14bを有する。図1において、第1の端面14aおよび第2の端面14bは、それぞれシャフト12の軸方向と直交しており、シャフト本体121の両端面と同一平面を構成しているが、第1の端面14aおよび第2の端面14bは、必ずしもシャフト本体121の両端面と同一平面を構成する必要はない。
The
弾性層14には、弾性層14の第1の端面14aおよび第2の端面14bの少なくとも一方の端面に開口し、弾性層14内に延びる少なくとも1つ(好ましくは、複数、例えば3つまたは4つ)の孔が設けられている。図1においては、弾性層14の第1の端面14aおよび第2の端面14bの両方において開口し、弾性層14内をシャフト12の軸方向と平行に延びる2つの貫通孔16aおよび16bを見ることができる。
The
図2を参照すると、孔は、4つ存在する(孔16a〜16d;孔16cおよび16dは、孔16aおよび16bと同じ構造であり、貫通孔である)。孔16a〜16dのそれぞれは、全体が、弾性層14の径方向厚さの半分の位置(弾性層14の径方向の中央を結ぶ線(中央線)CL)から弾性層14の外表面14cまでの領域(外側領域)142内にあってもよいが、図2に示すように弾性層14の中央線CLからシャフト本体121までの領域(内側領域)141内に存在していることが、上記理由から、好ましい。
Referring to FIG. 2, there are four holes (
図2に示す孔16a〜16dは、シャフト(シャフト本体121)の中心軸CAに対し等角度間隔で円周上に配置されている(中心軸CAからの距離が等しい)。
The
図3は、孔の数が3個である以外は図1〜図2に示す定着ローラ10と同様の構造の定着ローラ20の断面を示す。定着ローラ20において、図1〜図2に示す定着ローラ10における孔16a〜16dと同様の3つの孔22a、22bおよび22cのそれぞれは、全体が弾性層の内側領域141内に存在する。そして、孔22a〜22cは、シャフト(シャフト本体121)の中心軸CAに対し等角度間隔で円周上に配置されている(中心軸CAからの距離が等しい)。
FIG. 3 shows a cross section of the fixing
本発明に係る定着ローラは、フッ素樹脂チューブ内に定着ローラ用シャフトを同心的に配置し、フッ素樹脂チューブとシャフトとの間に、非発泡型の独立気泡型シリコーンエラストマー多孔質体の原料組成物(例えば、上記油中水型エマルジョン組成物)を導入し、これを一次加熱して一次硬化させることにより、フッ素樹脂チューブで外側が覆われた弾性層前駆体を形成するとともに、弾性層前駆体に、その両端面の少なくとも一方の端面に開口し、弾性層前駆体内に延びる少なくとも1つの孔を設け、弾性層前駆体を二次加熱することによって二次硬化させるとともに、水の少なくとも一部を孔から除去して、非発泡型の独立気泡型多孔質弾性体からなる弾性層を形成することによって製造することができる。その場合、少なくとも1つの孔の形成手段を有する円筒状成形型の内壁に接して前記フッ素樹脂チューブを配置するとともに、シャフトをフッ素樹脂チューブと同心的に配置し、前記油中水型エマルジョン組成物をフッ素樹脂チューブとシャフトとの間に導入し、前記油中水型エマルジョン組成物を一次加熱することにより一次硬化させた後、脱型を行うことにより弾性層前駆体内に前記孔を形成することができる。孔形成手段は、ピン、ワイヤ、糸、ひも等の線状体により構成することができる。しかる後、得られた一体構造物(シャフトと、その周りに形成され、孔を有する弾性層前駆体と、弾性層の外周に形成されたフッ素樹脂チューブからなる一体構造物)を二次加熱して二次硬化させて定着ローラを得ることができる。 The fixing roller according to the present invention has a fixing roller shaft concentrically disposed in a fluororesin tube, and a raw material composition of a non-foamed closed cell silicone elastomer porous body between the fluororesin tube and the shaft. (For example, the water-in-oil emulsion composition described above) is introduced, and this is subjected to primary heating and primary curing, thereby forming an elastic layer precursor whose outside is covered with a fluororesin tube, and an elastic layer precursor. In addition, at least one hole is formed in at least one end face of the both end faces and extends into the elastic layer precursor, and the elastic layer precursor is secondarily cured by secondary heating, and at least a part of water is It can manufacture by removing from a hole and forming the elastic layer which consists of a non-foaming type closed-cell type porous elastic body. In that case, the fluororesin tube is disposed in contact with the inner wall of a cylindrical mold having at least one hole forming means, the shaft is disposed concentrically with the fluororesin tube, and the water-in-oil emulsion composition Is formed between the fluororesin tube and the shaft, the water-in-oil emulsion composition is primarily cured by primary heating, and then the mold is removed to form the holes in the elastic layer precursor. Can do. The hole forming means can be constituted by a linear body such as a pin, a wire, a thread, and a string. Thereafter, the obtained integrated structure (an integrated structure comprising the shaft, the elastic layer precursor formed around the shaft and the hole, and the fluororesin tube formed on the outer periphery of the elastic layer) is secondarily heated. Then, it can be secondarily cured to obtain a fixing roller.
例えば、図4に示すような成形型30を用いることができる。成形型30は、定着ローラ用のシャフト12の本体よりも直径が大きく、軸方向長さの長い、金属等で形成された円筒体32を備える。円筒体32の両開放端は、それぞれ頭部341および361を有する栓体34および36の嵌め込みにより閉塞される。栓体34および36は、シャフト12のジャーナル部122aおよび122bを収容するための凹部342および362をそれぞれ有する。また、栓体34および36の先端面は、シャフト本体の端面とそれぞれ当接する。一方の栓体34には、図1〜3に示す孔16a〜16d、22a〜22d等の水分を排出するための孔を形成する1またはそれ以上の線状体例えば、剛直なピン38a、38bがシャフト本体122の外周面から離間して、一端がねじ込み等により栓体34に固定されている。ピン38aおよび38bの他端は、それぞれ他方の栓体36の先端面に当接する。また、栓体34には、前記油中水型エマルジョン組成物を注入するための1つまたはそれ以上の注入口343、344が貫通している。
For example, a
操作に当たり、円筒体32の内壁に接してフッ素樹脂チューブ18を配置し、シャフト12を円筒体32に収容し、円筒体の両端を栓体34および36で閉塞する。しかる後、上記油中水型エマルジョン組成物を注入口343、344から円筒体32内に注入した後、注入口343、344を塞ぐ。ついで、エマルジョン組成物を一次加熱することにより一次硬化させてピン38a、38bに対応する孔を有する弾性層前駆体を樹脂チューブ18とシャフトの間に生成させる。しかるのち、外周をフッ素チューブ18で覆われた弾性層前駆体を有するシャフト12を成形型から取り外し、二次加熱して、孔から脱水する。このように、本発明に従い弾性層(前駆体)に設ける孔は、水分の排出機能を果たすので、水分排出孔ということができる。
In operation, the
水分排出孔は、外周がフッ素樹脂チューブで覆われた弾性層前駆体を形成した後、その弾性層前駆体に比較的剛直な線状体を刺通することによっても形成することができる。例えば、円筒状成形型の内壁に接してフッ素樹脂チューブを配置するとともに、シャフトを同心的に配置し、前記油中水型エマルジョン組成物をフッ素樹脂チューブと前記シャフトとの間に導入し、前記油中水型エマルジョン組成物を一次加熱することにより一次硬化させた後、脱型し、外周がフッ素樹脂チューブで覆われた弾性層前駆体を有するシャフトを得る。しかる後、外周がフッ素樹脂チューブで覆われた弾性層前駆体内に孔を形成することができる。 The moisture discharge hole can also be formed by forming an elastic layer precursor whose outer periphery is covered with a fluororesin tube, and then piercing the elastic layer precursor with a relatively rigid linear body. For example, the fluororesin tube is disposed in contact with the inner wall of the cylindrical mold, the shaft is disposed concentrically, the water-in-oil emulsion composition is introduced between the fluororesin tube and the shaft, The water-in-oil emulsion composition is primarily cured by primary heating and then demolded to obtain a shaft having an elastic layer precursor whose outer periphery is covered with a fluororesin tube. Thereafter, holes can be formed in the elastic layer precursor whose outer periphery is covered with a fluororesin tube.
上記一次加熱では、上記油中水型エマルジョン組成物中の水を揮散させることなく、液状シリコーンゴム材を加熱硬化させるために、150℃以下の加熱温度を用いることが好ましい。一次加熱の際の加熱温度は、通常、80℃以上であり、加熱時間は、通常、5分〜150分程度である。この一次加熱により、液状シリコーンゴムが硬化し、エマルジョン中の水粒子をエマルジョン中の状態のまま閉じ込める。この一次硬化したシリコーンゴムは、以下述べる二次加熱による水分の蒸発の際の膨張力に耐える程度までに硬化する。 In the primary heating, it is preferable to use a heating temperature of 150 ° C. or lower in order to heat and cure the liquid silicone rubber material without volatilizing water in the water-in-oil emulsion composition. The heating temperature at the time of primary heating is usually 80 ° C. or higher, and the heating time is usually about 5 minutes to 150 minutes. By this primary heating, the liquid silicone rubber is cured, and the water particles in the emulsion are confined in the state of the emulsion. This primary cured silicone rubber is cured to such an extent that it can withstand the expansion force upon evaporation of water by secondary heating described below.
水粒子を閉じ込めた一次硬化シリコーンゴム(弾性層前駆体)から水分排出孔を通して水分を除去するための二次加熱は、70℃〜300℃の温度で行うことが好ましい。二次加熱温度が70℃未満では水の除去に長時間を要し、加熱温度が300℃を超えると、硬化したシリコーンゴムが劣化し得る。70℃〜300℃の加熱では、1時間〜24時間で水分は揮発除去される。二次加熱により水分が水蒸気として揮発除去されるとともに、シリコーンゴム材の最終的な硬化も達成される。揮発除去された水分は、硬化したシリコーンゴム材(シリコーンエラストマー)中に、水粒子の粒径にほぼ等しい気孔径のセルを残す。弾性層前駆体は、外面をフッ素樹脂チューブで覆われているが、弾性層前駆体には水分排出孔が形成されているため、この二次加熱の際に弾性層が破損することが抑制される。 The secondary heating for removing moisture from the primary cured silicone rubber (elastic layer precursor) containing water particles through the moisture discharge hole is preferably performed at a temperature of 70 ° C to 300 ° C. If the secondary heating temperature is less than 70 ° C., it takes a long time to remove water, and if the heating temperature exceeds 300 ° C., the cured silicone rubber may be deteriorated. In heating at 70 ° C. to 300 ° C., moisture is volatilized and removed in 1 hour to 24 hours. Secondary heating volatilizes and removes water as water vapor, and the silicone rubber material is finally cured. The water that has been volatilized and removed leaves cells with a pore size approximately equal to the particle size of the water particles in the cured silicone rubber material (silicone elastomer). The outer surface of the elastic layer precursor is covered with a fluororesin tube, but since the moisture discharge hole is formed in the elastic layer precursor, the elastic layer is prevented from being damaged during the secondary heating. The
このように、上記油中水型エマルジョン組成物は、発泡現象を伴うことなくシリコーンエラストマーを生成させることができる。上記油中水型エマルジョン組成物中の水粒子は、一次加熱により硬化したシリコーンゴムに閉じ込められ、二次加熱の際には、単に揮発するだけである。こうして、非発泡型で、実質的に独立気泡型のシリコーンエラストマー多孔質体からなる弾性層が得られる。この多孔質体は、セル(気孔)が微細であり、しかもセルサイズの分布が狭く、均一性が高いものである。しかも、二次加熱の際、水分は水分孔を介して効率的に除去され、弾性層の裂け、破壊が抑制される。なお、上記独立気泡型のシリコーンエラストマー多孔質体は、特開2005−206884号公報において定義された単泡率が80%以上であり得る。また、上記独立気泡型のシリコーンエラストマー多孔質体は、非発泡型であるので、発泡体からなる多孔質体と比べてセル(気孔)の真球度が有意に高い。非発泡型とは、特開2005−206884号公報において示される式(A)で示される長径と短径との関係を満たすセル(気孔)が、全セル(気孔)数の50%以上を占め、さらに特開2005−206884号公報において示される式(B)によって与えられる条件をも満足するセル(気孔)が、全セル(気孔)数の80%以上を占めるものであるといいかえることができる。 Thus, the water-in-oil emulsion composition can produce a silicone elastomer without causing a foaming phenomenon. The water particles in the water-in-oil emulsion composition are trapped in the silicone rubber cured by the primary heating, and only volatilize during the secondary heating. In this way, an elastic layer made of a non-foamed, substantially closed-cell silicone elastomer porous body is obtained. This porous body has fine cells (pores), a narrow cell size distribution, and high uniformity. In addition, during the secondary heating, moisture is efficiently removed through the moisture holes, and the elastic layer is prevented from tearing and breaking. The closed-cell silicone elastomer porous body may have a single bubble ratio of 80% or more as defined in JP-A-2005-206884. Further, since the closed-cell type silicone elastomer porous body is non-foaming type, the sphericity of the cells (pores) is significantly higher than that of the porous body made of foam. The non-foaming type means that cells (pores) satisfying the relationship between the major axis and the minor axis represented by the formula (A) shown in JP-A-2005-206884 occupy 50% or more of the total number of cells (pores). Furthermore, it can be said that the cells (pores) that also satisfy the condition given by the formula (B) shown in JP-A-2005-206884 occupy 80% or more of the total number of cells (pores). .
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、これら実施例により限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited by these Examples.
例1〜9
例1〜5では、液状シリコーンゴム材として、東レ・ダウコーニング社から入手した液状シリコーンゴム(商品名DY35−7002)を用いた。この液状シリコーンゴムは、活性水素含有ポリシロキサンと、ビニル基含有ポリシロキサンとが別々のパッケージとして提供され、ビニル基含有ポリシロキサンには、触媒量の白金触媒が添加されているものであった。以下、前者をシリコーンゴムA剤、後者をシリコーンゴムB剤と表示する。活性水素含有ポリシロキサンは、各R4がメチル基である上記式(2)の構造を有し、他方ビニル基含有シリコーンオイルは、各R1がビニル基であり、各R2がメチル基である上記式(1)の構造を有する。
Examples 1-9
In Examples 1 to 5, liquid silicone rubber (trade name DY35-7002) obtained from Toray Dow Corning was used as the liquid silicone rubber material. In this liquid silicone rubber, active hydrogen-containing polysiloxane and vinyl group-containing polysiloxane are provided as separate packages, and a catalytic amount of a platinum catalyst is added to the vinyl group-containing polysiloxane. Hereinafter, the former is indicated as silicone rubber A agent, and the latter is indicated as silicone rubber B agent. The active hydrogen-containing polysiloxane has a structure of the above formula (2) in which each R 4 is a methyl group, while the vinyl group-containing silicone oil has each R 1 is a vinyl group and each R 2 is a methyl group. It has a certain structure of the above formula (1).
また、乳化剤として、2種のポリエーテル変性シリコーンオイル(信越化学社製KF−618(HLB値:11)および同社製KF−6015(HLB値:4)を重量比1:1で混合したものを用いた。これらポリエーテル変性シリコーンオイルは、製品カタログによれば、いずれも、各R5がメチル基である上記式(3)の構造を有し、R6が、ポリエーテル基として、(C2H4O)x(C3H6O)y基を有するものである。 Also, as an emulsifier, a mixture of two polyether-modified silicone oils (KF-618 (HLB value: 11) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and KF-6015 (HLB value: 4) manufactured by the same company at a weight ratio of 1: 1. According to the product catalog, each of these polyether-modified silicone oils has a structure of the above formula (3) in which each R 5 is a methyl group, and R 6 represents (C 2 H 4 O) x (C 3 H 6 O) y group.
さらに、補強性フィラーとして通常用いられているシリカ粒子も用いた。 Furthermore, the silica particle normally used as a reinforcing filler was also used.
液状シリコーンゴム剤(シリコーンゴムA剤とB剤の配合重量比1:1)と水とシリカ粒子と乳化剤とを重量比100:100:3.75:3.75の割合で配合し、攪拌して油中水型エマルジョン組成物を調製した。 Liquid silicone rubber agent (weight ratio of silicone rubber A and B is 1: 1), water, silica particles and emulsifier are blended at a weight ratio of 100: 100: 3.75: 3.75 and stirred. A water-in-oil emulsion composition was prepared.
図4に示す成形型30の円筒体(内径:24.5mm)32の内壁に、直径23.5mm、厚さ50μmのPFAチューブを固定し、鉄製シャフト(シャフト本体の外径:10mm;シャフト本体(弾性層形成部)の長さ:200mm)を配置し、断面円形の線状ピン体(外径:0.6mm)を有する栓体34で円筒体32の一端を密閉し、円筒体32の他端を栓体36で密閉した。栓体34に設けられた注入口342、343から上記油中水型エマルジョン組成物を注入した。しかる後、この成形型を150℃で35分間一次加熱した後、脱型した。得られた、外面がPFAチューブで覆われた弾性層前駆体を有するシャフトを240℃まで昇温した後、同温度で12時間二次加熱し、PFAチューブで覆われた弾性層を有する定着ローラを得た(各例につき、2個の定着ローラを作製)。このとき、定着ローラの弾性層における破損を目視観察し、各例で作製した全定着ローラ数に対する弾性層が破損した定着ローラ数の割合(破損率)を算出した。なお、ピン体のシャフトからの離間間隔は、表1に示すとおりであり、ピン体の半径方向においてシャフトに最も近いピン体円周上の点から半径方向におけるシャフト円周上の点まで距離である。
A PFA tube having a diameter of 23.5 mm and a thickness of 50 μm is fixed to the inner wall of the cylindrical body (inner diameter: 24.5 mm) 32 of the molding die 30 shown in FIG. 4, and an iron shaft (outer diameter of the shaft body: 10 mm; shaft body) (Length of elastic layer forming portion): 200 mm), one end of the
ピン体の数は、0(例1(比較例)、1(例2〜3)、2(例4;2つのピン体は、シャフト軸対称で同一円周上に配列)、3(例5:ピン体は、シャフトの中心軸に対して等角度間隔で同一円周上に配列)、4(例6〜9;ピン体は、シャフトの中心軸に対して等角度間隔で同一円周上に配列であった。なお、得られた弾性層の平均気孔サイズは、いずれも50μmであり、均一であった。結果を表1に示す。 The number of pin bodies is 0 (example 1 (comparative example), 1 (examples 2 to 3), 2 (example 4; the two pin bodies are symmetrical on the shaft and arranged on the same circumference), 3 (example 5) : The pin bodies are arranged on the same circumference at equal angular intervals with respect to the central axis of the shaft. 4 (Examples 6 to 9; The average pore size of the obtained elastic layer was 50 μm and was uniform, and the results are shown in Table 1.
表1に示す結果から、水分排出孔の開口面積は、0.008mm2以上であることが好ましいことがわかる。 From the results shown in Table 1, it can be seen that the opening area of the moisture discharge hole is preferably 0.008 mm 2 or more.
10、20…定着ローラ
12…シャフト
121…シャフト本体
122a、122b…シャフトのジャーナル部
14…弾性層
14a、14b…弾性層の端面
14c…弾性層の外表面
18…フッ素樹脂チューブ
141…弾性層の内側領域
142…弾性層の外側領域
16a〜16d、22a〜22c…孔
30…成形型
32…円筒体
34,36…栓体
343,344…エマルジョン注入口
38a,38b…ピン体
CA…シャフトの中心軸
CL…弾性層の中央線
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