JPH01126370A - 弾性回転体 - Google Patents

弾性回転体

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JPH01126370A
JPH01126370A JP28456287A JP28456287A JPH01126370A JP H01126370 A JPH01126370 A JP H01126370A JP 28456287 A JP28456287 A JP 28456287A JP 28456287 A JP28456287 A JP 28456287A JP H01126370 A JPH01126370 A JP H01126370A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フッ素系界面活性剤の如き界面活性剤が担持
されている無機微粉末を含有している付加反応型シリコ
ーンゴム組成物、該付加反応型シリコーンゴム組成物か
ら形成された表面層を有する弾性体を具備している弾性
回転体及び該弾性回転体を有する定着装置に関する。特
に、本発明は電子写真複写装置、プリンター、その他種
々の画像形成装置において、シート状転写材または記録
材等を搬送するための搬送ローラまたは定着するための
定着用ローラに使用される弾性回転体の弾性被覆材に好
適なものである。
〔従来の技術〕
電子複写装置等の画像形成装置において、普通紙等のシ
ート状転写材または記録材を所定の経路に沿って搬送す
る搬送ローラには、一般に搬送性。
離型性ならびに耐久性が要求される。
特に、転写紙上の未定着トナー像に加圧条件下で熱を付
与し、かつ半溶融又は溶融トナーのオフセット現象を防
止しながら該転写紙を所定経路へと搬送しなければなら
ない定着ローラ及び加圧ローラを具備する定着装置には
、より厳しい条件下での搬送性、離型性、耐摩耗性、定
着性及び耐久性が要求される。゛ 従来、この種の定着装置は、定着ローラとこれに加圧接
触して従動回転する加圧ローラを少なくとも有する。定
着ローラは、例えばアルミニウム。
鉄等の中空の芯金の上にポリテトラフルオロエチレン、
テトラフルオロエチレン−フロロアルコキシエチレン共
重合体の如き、フッ素系樹脂あるいはシリコンゴム等の
離型性の良い材料の層が被覆形成されである。また、定
着ローラの中には、必要に応じてハロゲンランプ等のヒ
ータが備えられており、定着ローラの表面を定着に好適
な温度まで昇温せしめている。また、多くの場合、セン
サを用いて上記定着ローラの表面温度が設定温度となる
ように制御を受けている。さらに、定着ローラの外周面
には、オフセットしたトナーや紙粉を除去するクリーナ
や、像担持材の定着ローラへの巻付きを防ぐための分離
爪が設けられている場合もある。
一方、加圧ローラは、鉄やステ゛ンレス鋼等の芯金の上
にシリコーンゴム等の離型性を有する弾性体層が被覆さ
れている。そして、加圧ローラは、バネ等によって定着
ローラへ加圧されている。
かくして、未定着トナー像を持つ像担持材は上記定着ロ
ーラと加圧ローラとによって加圧下において挟持搬送さ
れて、上記未定着トナー像が加圧定岩される。しかしな
がら、上記従来装置では、通紙時に加圧ローラが摩耗帯
電によって、例えば2 K V以上に帯電してしまい、
そのために紙が加圧ローラに巻き付いてしまうという問
題があった。また、加圧ローラの電界によって、未定着
のトナーが飛び散りライン像を滲ませたり、トナーが定
着ローラ表面へ付着してオフセットが多(なるという問
題もあった。
上記問題の対策として、従来は加圧ローラに除電ブラシ
を当接させて接地除電を行っていた。しかしこの方策で
も1〜2 K V程度にしか電位が下がらず除電効果に
限界があり充分とは言えず、その改善が望まれていた。
また、定着ローラ表面をクリーニングするクリーニング
手段を有していない定着装置の場合、加圧ローラ表面の
帯電が大きいと定着ローラ表面へのトナーの付着量が増
加し、該トナーは紙の如き転写材または加圧ローラ表面
に移行するため、オフセットの如き画像不良、ローラ表
面のトナー付着汚れ等の問題を生じ易すかうた。
加熱加圧ローラ定着装置において、シリコーンゴム中に
フッ素系界面活性剤の如き界面活性剤を添加したシリコ
ーンゴム組成物からなる表面層を有する加圧ローラを使
用すると、加圧ローラの表面の帯電を抑制し得るために
定着ローラ表面へのトナーの付着量が大幅に減少するこ
とが知見された。そして、定着ローラ表面へのトナーの
付着量が大幅に減少するため、オフセットの如き画像不
良や加圧ローラ表面へのトナー付着による汚染等の問題
が改善されることが解明されている。
しかしながら、シリコーンゴムとして付加反応型シリコ
ーンゴムを使用する場合、界面活性剤の添加が付加反応
型シリコーンゴムの硬化反応に影響をあたえることが知
見された。
付加反応型シリコーンゴムは、ベースポリマーである液
状のビニル基含有ジオルガノポリシロキ■ サン(・・・5i−CH=CH2)及び硬化反応触媒で
あす る白金触媒を少なくとも含有するA−液と、架橋剤(硬
化剤として働()である活性水素含有シロキサン(・・
・S i −H)及び液状のビニル基含有ジ第ルガノポ
リシロキサンを少なくとも含有するB−液とを所定の比
率(例えばl:1の比率)で混合し、脱泡後に加熱して
架橋反応を促進し、硬化することによって調製される。
調製された付加反応型シリコーンゴムは、架橋構造を有
することにより固形状であり弾性を有する。
該へ−液及び該B−液の各々に種々の添加量でフッ素系
界面活性剤を添加したところ、0.4重量%以上では硬
化阻害が認められ、特に1重全%以上の添加量では硬化
不良が顕著であった。
また、硬化不良の問題が少ない添加量においても硬度9
強度9反発弾性、圧縮永久歪等の物性の低下が付加反応
型シリコーンゴムに認められた。さらにフッ素系界面活
性剤を添加したA−液及びB−液を長期間静置しておく
と、液状シリコーンゴムとフッ素系界面活性剤とが分離
し、保存安定性(シェルフライフ)に問題が生じた。
本発明はこれらの問題を解決すべく、鋭意研究をした結
果、微゛小細孔を有する微粉体にフッ素系界面活性剤を
含浸させた状態で、液状付加反応型シリコーンゴムに添
加することによって上記の問題を解決し得たものである
〔発明の目的〕
本発明の目的は、帯電防止効果に優れた付加反応型シリ
コーンゴム組成物を提供することにある。
本発明の目的は、除電効果に優れた付加反応型シリコー
ンゴム組成物を提供することにある。
本発明の目的は、表面エネルギーの低い付加反応型シリ
コーンゴム組成物を提供することにある。
本発明の目的は、高濃度に界面活性剤を含有し且つ機械
的強度に優れている付加反応型シリコーンゴム組成物を
提供することにある。
本発明の目的は、帯電防止効果に優れた弾性回転体を提
供することにある。
本発明の目的は、除電効果に優れた弾性回転体を提供す
ることにある。
本発明の目的は、表面が汚染されにくい弾性回転体を提
供することにある。
本発明の目的は、耐久性に優れた弾性回転体を提供する
ことにある。
本発明の目的は、耐オフセット性に優れた定着装置を提
供することにある。
本発明の目的は、耐久性に優れた定着装置を提供するこ
とにある。
〔発明の概要〕
本発明は、界面活性剤を担持している微粉体を含有する
ことを特徴とする付加反応型シリコーンゴム組成物に係
る。
本発明は、界面活性剤を担持している微粉体を含有する
付加反応型シリコーンゴム組成物から形成された表面層
を有する弾性体を具備していることを特徴とする弾性回
転体に係る。
本発明は、少なくとも一対のローラ間に像担持材を挟持
搬送させることにより像担持村上に形成された未定着ト
ナー像を加圧定着する定着装置において、少なくとも一
方のローラの表面層を弾性体とし、該弾性体が界面活性
剤を担持している微粉体を含有する付加反応型シリコー
ンゴム組成物で形成されていることを特徴とする定着装
置に係る。
〔発明の詳細な説明〕
本発明の付加反応型シリコーンゴム組成物は、白金系触
媒の存在下で加熱し、ビニル基含有オルガノポリシロキ
サンと活性水素基含有シロキサンを反応させて硬化させ
たゴム状弾性を示す付加反応型シリコーンゴムを母体と
し、界面活性剤を担持している微粉体を含有している。
界面活性剤は、微粉体に担持されている状態で付加反応
型シリコーンゴムの原料液に添加されるため、従来より
も多量に添加しても架橋反応への阻害作用が軽減され、
良好な物性を有する付加反応型シリコーンゴム組成物を
調製し得る。
さらに、多量に含有されている界面活性剤が逐次微粉体
から供給されるので、ローラの表層弾性部材に本発明の
付加反応型シリコーンゴム組成物を使用した場合には、
良好な帯電抑制効果及び除電効果が長期にわたって維持
され、その結果、ローラの耐久特性が顕著に向上する。
本発明の組成物の母体である付加反応型シリコーンゴム
は、例えば下記式で示される不飽和基としてビニル基を
含有するビニル基含有オルガノポリシロキサンと、 (式中m、nは正の整数を示す。) 例えば、下記式で示される反応性の一5i−H基を有す
る活性水素基含有シロキサンとを反応させることによっ
て調製される。
反応温度は60〜170℃であり、白金系触媒存在下で
付加反応が実施される。
界面活性剤とは、分子中に疎水性の炭化水素部分と親水
性原子団とを有する化合物であり、本発明で、好ましい
界面活性剤として弗素系の界面活ざ 柱側を挙げられる。その理由は、他の界面活性剤に比べ
て耐熱性があることである。加圧ローラのゴ″J5の表
面温度は110℃以上になり、耐熱性に優れている弗素
系界面活性剤であれば分解せず効果が維持できる。弗素
系界面活性剤としてフッ素化アルキルエステル、パーフ
ルオロアルキルポリオキシエチレンエタノール、パーフ
ルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルア
ンモニウム塩、パーフルオロアルキルベタイン、パーフ
ルオロアルキルアミンオキサイド、パーフルオロアルキ
ルエチレンオキシド付加物、パーフルオロアルキルリン
酸エステル、非解離性パーフルオロアルキル化合物が挙
げられる。特に、パーフルオロエチレンオキシド付加物
が硬化阻害が少な(、除電効果が優れているので好まし
い。界面活性剤を保持するための微粉体として、界面活
性剤を含浸しやすい微小細孔を有する微粉体が好ましい
。微小細孔を有する微粉体としては、熱安定性の点で無
機微粉体が好ましく、微小細孔を多数有する無機微粉体
としては、ジャイロライト型メケイ酸カルシウム(例え
ば、徳山曹達製フローライト0)、球状ポーラスシリカ
(例えば、洞海化学工業製M、S、GEL O)、シラ
スバルーンが例示される。該微粉体は粒径が5〜70μ
mの範囲のものが好ましく、平均粒径が10〜40μm
のものが良い。細孔径は0.01〜30μmの範囲のも
のが好ましく、特に0.01〜lOμmのものが良い。
微粉体は吸油量が200〜800mI!/ 100g、
好ましくは300〜600m!!/100gのものが適
する。
フッ素系界面活性剤の如き界面活性剤の該微粉体に対す
る含浸比率は該微粉体100重量部に対して100〜6
00重量部が好ましく、特に400〜500重量部の範
囲が良い。界面活性剤を含浸した微小細孔を有する微粉
体のシリコーンゴム組成物に対する添加量は、シリコー
ンゴムを基準とした界面活性剤の実質添加量で0.1−
10重量%、好ましくは0.5〜5重量%に相当する量
が適する。
本発明の付加反応型シリコーンゴム組成物には、充填剤
として微粉末合成シリカ、石英粉末、溶融石英粉末、け
いそう土、炭酸カルシウムなどを添加しても良い。その
他の添加剤として、ベンガラの如き酸化鉄等の耐熱性向
上剤; 酸化チタン、酸化亜鉛等の圧縮永久歪改良剤;
 低分子量シロキサンの如き分散剤; シリコンオイル
の如きオフセット防止剤等を用いても良い。
以下、添付図面にもとづいて本発明の弾性回転体及び定
着装置の実施例を説明する。
第1図は、本発明の弾性回転体を加圧ローラとして具備
している定着装置の概要構成を示す縦断面図を主に示す
図である。同図において、■は定着ローラで、該定着ロ
ーラlはアルミニウム、鉄、ステンレス鋼等の芯金2の
外表面にPFA、PTFE等の耐熱性及び離型性を有す
る樹脂層3が形成されている。
芯金2の内部にはヒータの如き加熱手段13が内包され
ている。
上記定着ローラlには、加圧ローラ4が図示せぬバネ等
によって圧せられて従動回転するようになっている。該
加圧ローラ4は、鉄、ステンレス等゛の芯金5の上にシ
リコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性及び離型性を有す
る弾性体層6が形成されている。この弾性体層6には、
界面活性剤を保有する微粉体7が分散して含有されてい
る。
上記定着ローラlの周辺には、定着ローラlの温度を検
出するサーミスタ8、定着ローラlに接触してその表面
を清掃するクリーナを具備しても良く、また、トナー像
10を有する普通紙の如き転写材11を定着ローラlと
加圧ローラ4の間に導くための入ロガイド12等が設け
られている。一方、加圧ローラ4の芯金5には、接地の
ための導通用板バネ13が接触している。
〔実施例1〕 ビニル基含有ジオルガノポリシロキサン100重量部、
乾式微粉末シリカ5重量部9召英粉末20重量部、  
1000cstのジメチルシリコンオイル10重置 置部、ベンガラ1重量部お、よび白金系産生とから成る
粘度800ポイズのA−’液を調製した。ビニル基含有
ジオルガノポリシロキサン及び活性水素基含有シロキサ
ンの混合物100重量部、乾式微粉末シリカ5重量部9
召英粉末20重量部、1000cstのジメチルシリコ
ンオイル10重量部、ベンガラキ重量部とから成る粘度
600ポイズのB−液を調製した。
つぎにフッ素系界面活性剤含浸多孔質無機充填剤を下記
の如く調製した。平均粒径25μm、細孔径約0.01
〜10 μm、吸油fl 500m 1 / l OO
g。
見掛比重0.1.BET比表面積tlsrrr/gのジ
ャイロライト型ケイ酸カルシウム(徳山曹達製フローラ
イトOR) 100ffiff1部を撹拌装置に導入し
、ノ臂−フルオロエチレンオキシド付加物(N−ポリオ
キシスルホン酸アミドへフッ素系界面活性剤を70重量
%含有するアセトン溶液400iifi部を、ケイ酸カ
ルシウム微粉体を撹拌しながら徐々に滴下し、全ffi
 (400重量部)滴下後、撹拌装置から取り出し、5
0、℃にて1時間風乾して界面活性剤を含浸したケイ酸
カルシウム微粉体を調製した。
−調製した八−液100重量部にパーフルオロエチレン
オキシド付加物を含浸しているケイ酸カルシウム微粉体
1.4重量部(パーフルオロエチレンオキシド付加物約
1重量部を保有している)を添加し、撹拌して均一な分
散液A−1を得た。同様にして負部を添加し、撹拌して
均一な分散液をB−1を得た。
得られた分散液A−1と分散液B−1とを1対1の重量
比で混合し、130℃の温度で架橋による硬化反応をお
こない、付加反応型シリコーンゴム組成物を生成した。
硬化反応の進行状況を、キュラストメータ(JSRm型
)を用いて調べた。その結果を第2図に示す。
また、分散液A−1及び分散液B−1の各々についてシ
ェルフライフを調べたので、第1表に示す。
〔実施例2〕 実施例1で調製したA−液100重量部及びB −液1
00重量部のそれぞれに対して、実施例1で調製したパ
ーフルオロエチレンオキシド付加物を含浸しているケイ
酸カルシウム微粉末4.0 重ff1部()(−フルオ
ロエチレンオキシド付加物約3重量部保有している)を
添加すること以外は、実施例1と同様にして分散液A−
2及び分散液B−2を調製した。
得られた分散液A−2及び分散液B−2を1対1の重量
比で混合し、温度130℃で硬化反応をすすめた。第2
図に硬化反応の進行状況を示し、第1表に分散液A−2
及びB−2のシェルフライフに関して記載した。
〔比較例1〕 実施例1で調製したA−液100重量部及びB−液10
0重量部にパーフルオロエチレンオキシド付加物からな
るフッ素系界面活性剤そのものを1重量部添加し、混合
すること以外は実施例1と同様にして分散液A−3およ
び分散液B−3を調製した。
得られた分散液A−3及び分散液B−3を1対lの重量
比で混合し、温度130℃で硬化反応をすすめた第2図
に硬化反応の進行状況を示し、第1表に分散液A−3及
びB−3のシェルフライフに関して記載した。
味X叛 第2図のグラフからの明白なように、本発明の付加反応
型シリコーンゴム組成物の調製段階における硬化性は、
フッ素系界面活性剤であるパーフルオロエチレンオキサ
イド付加物を直接添加している比較例1の場合と比較し
て、硬化阻害が抑制されている。さらに、パーフルオロ
エチレンオキサイド付加物の添加量を増加させても硬化
阻害は少ない。また、第1表から明らかなように、付加
反応型シリコーンゴム組成物を調製するための分散液A
−1゜A−2,B−1及びB−2の保存安定性は分散液
A−3及びB−3と比較して飛躍的に向上していた。
〔比較例2〕 パーフルオロエチレンオキサイド付加物を含浸している
ケイ酸カルシウム微粉体を含有していない実施例1で調
製したA−液及びB−液を1対1の重量比で混合するこ
と以外は実施例1と同様な製造条件でパーフルオロエチ
レンオキサイド付加物を含有していない付加反応型シリ
コーンゴム組成物を生成した。実施例1.実施例2及び
比較例1で得られた付加反応型シリコーンゴム組成物の
諸物性を、比較例2で得られたシリコーンゴム組成物の
諸物性と併記して第2表に示す。
第2表 (注)圧縮永久歪は温度180℃、22時間の条件で測
定した値である。
フッ素系界面活性剤を含有していない比較例2のシリコ
ーンゴム組成物を対照とした場合、比較例1のシリコー
ンゴム組成物は物性の低下が認められたのに対して、実
施例1及び2のシリコーンゴム組成物は硬度1反発弾性
、圧縮永久歪ともに物性の低下はほとんど認められなか
った。
〔実施例3〕 本発明の付加反応型シリコーンゴム組成物を弾性層とし
て有する熱圧定着装置用の加圧ローラを下記の如く生成
した。
あらかじめ、外径10mmステンレス製のシロキサン系
プライマー塗布加圧ローラ用芯金を設置し、130℃に
予備加熱しておいた円筒状金型内に、実施例1と同様に
してフッ素系界面活性剤の実質添加mj<lim%であ
る。ケイ酸カルシウム微粉体含有の付加反応型シリコー
ンゴム調製用の分散液A−1及びB−1をl対lの重量
比率で均一に混合し、脱泡して得た混合液を射出し、同
温度にて3分間保持して、硬化させた。硬化後に金型よ
り取り出されたシリコーンゴム被覆加圧ローラは、°外
径16 m mシリコーンゴム被覆層厚3mmであった
而して、上記で得た加圧ローラを使用して第1図に示す
熱定着式定着装置を設置し、下記の条件にて連続通紙定
着処理試験を行った。定着ローラlは外径20mmのア
ルミ製芯金の上にテトラフルオロエチレン樹脂を15μ
mの層厚で被覆したものを用いた。
〔主管条件〕
定着ローラ表面管理温度  =150°C町 定着ローラと加圧ローラ間の締付圧 : 6 b;f通
紙用紙:テストパターンの未定着トナー像を形成したA
4版転写紙(普通紙) 通紙速度:4枚/分 結果は、lO万枚通紙後も加圧ローラ表面にトナー付性
汚れは起こらず、定着ローラ表面へのトナー付性もなか
った。また、画質不良0画像汚れ2画像抜けはな(、良
好な画質性を維持した。さらに、紙シワ、紙詰まり1紙
カールなどのジャムトラブルも起こらず良好な搬送性を
維持した。ローラの形状変化も極めて小さく、寸法安定
性が良好であった。
〔実施例4〕 実施例2と同様にして調整した分散液A−2及び分散液
n−2を用いる以外は、実施例3と同様にして加圧ロー
ラを調製した。得られた加圧ローラは、良好な除電性能
及び耐久性を有していた。
〔比較例3〕 比較例1で調製した分散液A−3及び分散液B−3を用
いる以外は実施例3と同様にして加圧ローラを製造した
。得られた加圧ローラを使用して第1図に示す定着装置
を実施例3と同様にして設置し、定着試験を行った。通
紙約5万枚までは、問題がなかったが、それ以降では加
圧ローラ表面にトナー付着による汚れが発生し始めた。
〔比較例4〕 パーフルオロエチレンオキサイド付加物を含有していな
い八−液及びB−液を付加反応型シリコーンゴム組成物
の原料とする以外は実施例3と同様にして加圧ローラを
製造した。得られた加圧ローラを使用して第1図に示す
定着装置を実施例3と同様に設置し、定着試験を実施し
た。通紙約1万枚までは、加圧ローラ表面へのトナーの
付着による汚れは顕著でなかったが、それ以降ではトナ
ーの付着による汚れが発現し始めた。
〔発明の効果〕
本発明により単に液状付加反応型シリコーンゴム組成物
にフッ素系界面活性剤を添加した場合に生じる液状シリ
コーンゴム組成物とフッ素系界面活性剤との分離現象は
なくなり、液状の状態での保存安定性が大幅に向上して
いる。
また、単にフッ素系界面活性剤を液状シリコーンゴム組
成物中に添加すると、添加量が増すに伴い硬化不良が顕
著となるが、本発明においては、硬化性が大幅に改善さ
れると共にフッ素系界面活性剤の多量添加も可能である
また、フッ素系界面活性剤を単に液状シリコーンゴム組
成物に添加した場合の硬度1強度2反発弾性、圧縮永久
歪などの物性の低下を本発明により、除電効果を有した
まま防止することを可能とする。
さらに、本発明の組成物を熱定着用ローラの被覆材とし
て用いると、本発明の組成物の帯電防止効果及び除霜効
果によ、す、ローラの帯電を防止もしくは減少させるこ
とができトナーのオフセット量を大幅に減少させられる
と共に、該組成物の表面エネルギーが低いことともあい
まって、ローラ表面のトナー付着汚れを皆無とすること
を可能にするgまた、被覆材の硬度変化、被覆材の形状
変化を大幅に減少させることもでき、物性及び寸法の安
定性が向上する。
而して、本発明のシリコーンゴム組成物を被覆材にした
定着用ローラを用いた定着装置は搬送・定着における紙
カール、紙シワ、紙詰まり、トナーオフセット、トナー
付着汚れといった問題を全て解決し、十分な耐久性と共
に優れた離型性、定着力を維持することができる。
なお、定着用ローラのうち定着ローラ、加圧ローラ共に
、被覆材として本発明のシリコーンゴム組成物を用いて
も良いし、定着ローラ、加圧ローラのいずれか一方でも
かまわないものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例装置を示す縦断面図を示す
。 第2図は、本発明及び比較例に係るシリコーンゴム組成
物の硬化状態の変化を示すグラフである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)界面活性剤を担持している微粉体を含有すること
    を特徴とする付加反応型シリコーンゴム組成物。
  2. (2)界面活性剤を担持している微粉体を含有する付加
    反応型シリコーンゴム組成物から形成された表面層を有
    する弾性体を具備していることを特徴とする弾性回転体
  3. (3)少なくとも一対のローラ間に像担持材を挟持搬送
    させることにより像担持材上に形成された未定着トナー
    像を加圧定着する定着装置において、少なくとも一方の
    ローラの表面層を弾性体とし、該弾性体が界面活性剤を
    担持している微粉体を含有する付加反応型シリコーンゴ
    ム組成物で形成されていることを特徴とする定着装置。
JP28456287A 1987-11-10 1987-11-10 弾性回転体 Granted JPH01126370A (ja)

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