JPH01156783A - 定着器用ロール - Google Patents

定着器用ロール

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JPH01156783A
JPH01156783A JP31588387A JP31588387A JPH01156783A JP H01156783 A JPH01156783 A JP H01156783A JP 31588387 A JP31588387 A JP 31588387A JP 31588387 A JP31588387 A JP 31588387A JP H01156783 A JPH01156783 A JP H01156783A
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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、電子写真複写機、電子プリンター等における
未定着画像を紙等の記録材に熱定着するための定着器用
ロールに関する。
[従来の技術と問題点] 従来、電子写真複写機等の未定着画像(トナー像)を紙
等の記録材に定着する方法として、熱定着方式が採用さ
れている。こうした熱定着方式では、定着に効率が良く
かつ高画像が得られるという点で、シリコーンゴムを芯
金に被覆した定着器用ロールが使用されることが多い。
ところで、前記定着器用ロールの被覆層としては、未定
着画像を形成する熱可塑性粉末(トナー)との高離型性
、高強度、耐熱性などが要求されるが、一般のシリコー
ンゴムにおいては硬化方法により性能に差が生じてくる
。即ち、有機過酸化物を加硫剤として用いる高温加硫型
シリコーンゴム(HTVシリコーンゴム)は高強度で耐
熱性に優れているものの、離型性に劣る為トナーオフセ
ットを起こしやすい。こうしたことから、高温加硫型シ
リコーンゴムを定着ロールの被覆層とするときは、離型
性を増す為、ロール表面へシリコーンオイルを塗布しな
がら定着を行なう方法がとられている。一方、縮合反応
硬化型シリコーンゴム(RTVシリコーンゴム)は離型
性に優れており、ロール被覆層として用いた場合、低速
の機種などではシリコーンオイルを塗布せずに使用でき
る。
しかし、強度、耐熱性に劣り、短時間でゴム破壊を起こ
して使用できなくなるという問題点があった。更に、付
加反応硬化型シリコーンゴム(LTVシリコーンゴム)
は定着器用ロールの被覆層として使用できるが、強度、
離型性共に定着器用ロールの被覆材として満足できるも
のではなかった。
しかるに、近年の電子写真複写機等のカラー化。
高速化に伴い、定着器用ロールの使用条件は益々厳しく
なってきている。つまり、カラー化の傾向によりカラー
トナーは従来の黒色よりもオフセットを起こし易い為、
以前よりも定着器用ロールの離型性が要求されるように
なってきている。そのため、従来使用されていた高温加
硫型シリコーンゴムを被覆層とし、更にシリコーンオイ
ルを塗布して定着器用ロールとする方法も行われた。し
かし、ジメチルポリシロキサンやメチルビニルポリシロ
キサンをベースとする従来のシリコーンゴムはシリコー
ンオイルに膨潤し易いため、シリコーンオイルをロール
表面に塗布しながら使用を続けると、シリコーンゴム層
の強度が低下し、初期強度の低い縮合反応硬化型シリコ
ーンゴムでは短時間でゴム破壊を起こし使用できなくな
るという問題点があった。また、シリコーンオイルの膨
潤により外径が徐徐に大きくなる為、ニップル幅が徐徐
に変化して正常の紙送りができないなどの問題があった
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、強度及び耐
熱性に優れるとともにシリコーンオイルに膨潤しに<<
、かつゴム破壊を起こしにくく、しかも外径の変化によ
る紙送り等のトラブルがなく十分な離型性を有する定着
器用ロールを提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段と作用]本発明は、芯金
の表面に、全有機基の3〜50モル%がフェニル基であ
るジオルガノポリシロキサンをベースとする第1のシリ
コーンゴム層を設け、かつこの第1のシリコーンゴム層
の上に表面層として一液縮合反応硬化型の第2のシリコ
ーンゴム層を厚さ10〜100 op設けたことを要旨
とする。
本発明において、全有機基の3〜50モル%がフェニル
基であるメチルフェニルビニルポリシロキサン等のジオ
ルガノポリシロキサンをベースとするシリコーンゴムは
、通常離型性を増すために塗布されるジメチルポリシロ
キサンからなるシリコーンオイルとの相溶性、親和性が
小さい為、シリコーンオイルを塗布しても、外径の変化
は小さく紙送り等のトラブルの発生も少なくなってくる
また、全有機基の3〜50モル%がフェニル基であるジ
オルガノポリシロキサンをベースとするシリコーンゴム
は、トナーとの離型性が十分でない為表面層として離型
性の良い一液型RTVシリコーンゴム層を厚さ10〜1
000u設けることで、定着器用ロールとトナーとの離
型性を十分にもたせるものである。
また、本発明において、定着器用ロールの下層を形成す
る全有機基の3〜50モル%がフェニル基であるジオル
ガノポリシロキサンをベースとする第1のシリコーンゴ
ム層としては、下記シリコーンゴムA1即ち、 (イ)平均組成式 %式% R1;3〜50モル%がフェニル基、 残りはメチル基又はメチル基と ビニル基 で示されるジオルガノポリシロキサン 100重量部、 (ロ)比表面積が50m27g以上であるシリカ系充填
剤 10〜60重量部、 (ハ)平均組成式 %式% R3;水素原子又は炭素数1〜4の 炭化水素基 0≦b<4.0<c≦4.b+c≦4 で示されるシラン又は重合度が50以下のオルガノポリ
シロキサン 0〜30重量部、 (ニ)硬化触媒  0.01〜5重量部、からなる組成
物より得られるものが好適に用いられる。ここで、前記
シリコーンゴムAについて詳述すると、上記(イ)の成
分は で示される鎖状ポリシロキサンで、この場合mは全有機
基の3〜50モル%、好ましくは3〜30モル%がフェ
ニル基になるように決められる。また、nは必ずしも必
要としない(n−0であってもよい)が、ビニル基が全
有機基の0.02〜3モル%、特に0.1〜0,5モル
%になるように決められる。更に、このシロキサンの重
合度は25℃の粘度が1000〜10000000  
c、sであるものが好ましく、液状物として加工する場
合には1000〜100000  e、s 、固形ゴム
として加工する場合には300(1000c、s以上と
するのが良い。
(ロ)のシリカ系充填剤は、シリコーンゴムの補強の為
に使用されるもので、このシリカ系充填剤は比表面積が
少なくとも50m2/gである微粒子状のものとする必
要がある。このシリカ系充填剤としてはヒユームドシリ
カと呼ばれている乾式法シリカ、沈降性シリカといわれ
ている湿式法シリカのいずれでも良く、これらはまたそ
の表面のけい素原子に結合した水酸基をトリメチルシル
化したもの、その表面を低重合度ジメチルポリシロキサ
ンで疎水化処理したもの、さらにはこれらにチタンやア
ルミニウムなどの他の金属の酸化物を副成分として含有
させたものであってもよい。
このシリカ系充填剤の配合量は、(イ)の成分100重
量部に対して10〜60重量部、より好ましくは20〜
50重量部である。
上記(ハ)の成分は、上記(ロ)のシリカ系充填剤の分
散性を向上させるために用いられるもので、分子中に少
なくとも1個のシラノール基又はハロゲンを除く加水分
解基を有するシランあるいは低分子(重合度50以下)
シロキサン類である。
この(ハ)の成分としては、具体的には低重合度の末端
シラノール封鎖ジオルガノポリシロキサン。
ジフェニルシランジオール、ジメチルジェトキシシラン
などが例示される。()\)の成分の添加量は(イ)の
成分100重量部に対して0〜30重量部であるが、−
船釣には1〜30重量部、特に2〜10重量部とするこ
とが望ましく、前記シリカ系充填剤の種類や配合量に応
じて適宜な添加量が選択され得る。
前記(ニ)の硬化触媒は、有機過酸化物が代表的なもの
で、有機過酸化物としては従来からシリコーンゴムに用
いられる全てのものが適応可能であるが、アシル系過酸
化物であるベンゾイルパーオキサイド、2,4−ジクロ
ルベンゾイルパーオキシドなどはロール成型時の芯金、
ブライマーとの接着性、圧縮永久歪みの増大などの点か
ら望ましくなく、ジクミルパーオキサイド、ジターシャ
リ−ブチルパーオキサイドなどのアルキル系過酸化物を
使用することが好ましい。なお、硬化触媒の使用量は(
イ)の成分100重量部に対し0.01〜5重量部、望
ましくは0.1〜3重量部程度である。
本発明の定着器用ロールの表面層を形成するシリコーン
ゴム層としては、前記シリコーンゴムAと同様に下記シ
リコーンゴムBも好適に用いられる。即ち、このシリコ
ーンゴムBは、 ■平均組成式 %式% R4;3〜50モル%がフェニル基、 残りはメチル基又はメチル基と ビニル基 で示され、分子両末端がビニル基で封鎖されているジオ
ルガノポリシロキサン 100重量部 ■1分子中に少なくとも=st−Hを2個以上有するオ
ルガノポリシロキサン 上記■のジオルガノポリシロキサンのビニル基に対して
;5t−H/−C−Cが0.5〜5となる量 ■比表面積が50m2/g以上であるシリカ系充填剤 10〜60重量部、 ■平均組成式 %式%) R3,水素原子又は炭素数1〜4の 炭化水素基 0≦b<4.0<c≦4.b+c≦4 で示されるシラン又は重合度が50以下のオルガノポリ
シロキサン 0〜30重量部、 ■硬化触媒     1〜50ppm からなる組成物より得られるものである。ここで、上記
■の成分の代表例としては、 (但し、pはフェニル基が3〜50モル%、好ましくは
5〜30モル%となるように決められる)が挙げられる
。なお、上記■の成分の重合度はシリコーンゴムAの(
イ)の成分と同様である。
また、上記■の成分としては、基本的には1分子中にミ
5i−H基を2個以上有するシロキサンである。この■
の成分の代表的なものとしては、メチルハイドロジエン
ポリシロキサンが挙げられる。更には、■の成分として
して相溶性という面からはフェニル基を含有しているも
のが好ましく、例えば で示されるものなどが挙げられる。なお、■の成分の添
加量は■の成分のビニル基当り0.5〜5.0、好まし
くは1,0〜3,0となる量である。
更に、前記■の硬化触媒は、”S i−CHmCH2に
as i −Hを添加させるだめの触媒で、白金化合物
を用いることが一般的である。この白金化合物としては
、従来から公知のものを使用できる。この硬化触媒の添
加量は1〜50ppm程度、特に5〜20ppm程度で
ある。ここで、この付加反応を制御するための反応制御
材をシコーンゴムBの組成物中に添加することも可能で
ある。
なお、上記■及び■の成分は、シリコーンゴムAの(ロ
)及び(ハ)の成分とそれぞれ同じであるので、その説
明を省略する。
また、前記シリコーンゴムASBの構成部分(イ)、■
のジオルガノポリシロキサンはいずれも公知の方法で得
ることができる。
上述したシリコーンゴムA、Bを形成する組成物中には
、必要に応じてR3S i Oo、s単位および5i0
2単位、またはR3S I Oo、s単位、R25iO
単位および5i02ti位からなり、R3S iOo、
s単位またはR35iO,、、単位およびR25iO単
位と5i02単位とのモル比が0.5〜1.5であり、
かつその分子中に脂肪族不飽和基または1iisiOH
を含有するオルガノポリシロキサンを添加することもで
きる。
更に、シリコーンゴム組成物には、上記成分以外にけい
そう土、石英粉、クレー、炭酸カルシウム、酸化チタン
などの増量充填剤を始め、接着性向上剤、耐熱添加剤、
酸化防止材、着色剤などの成分を添加することも任意で
ある。
本発明において、定着器用ロールの表面層を形成する一
液型縮合反応硬化型シリコーンゴム層とは、末端水酸基
封鎖ジメチルポリシロキサンに、橋かけ剤としてアセト
キシシラン、ケトオキシム化合物、シラザン、アミド化
合物、アミノキシ化合物などの各種有機けい素化合物を
用い、硬化剤として金属有機酸塩等を用いた一般の一液
縮合反応硬化剤シリコーンゴムと呼ばれるものである。
このシリコーンゴムにも補強用充填剤、増量用充填剤1
分散性向上剤、接着性向上剤、耐熱添加剤。
酸化防止剤1着色剤などの成分を加えることは任意であ
るが、多量に加えすぎると、−波型縮合反応硬化型シリ
コーンゴムの離型性に悪影響を与えてしまうので好まし
くない。
ところで、上記縮合反応硬化型シリコーンゴムには、−
波型縮合反応硬化型シリコーンゴム(前者)と二液型縮
合反応硬化型シリコーンゴム(後者)と呼ばれる2つの
種類がある。本発明で定着器用ロールの表面層を前者に
限定したのは、前者が後者に比べて下層の第1のシリコ
ーンゴム層との接着性に優れていること、及び多量に補
強用充填剤を加えなくとも強度がでる、即ちシリコーン
ゴム本来の離型性を失わずに使用できる為であり、後者
の二液型縮合反応硬化型シリコーンゴムでは接着性、離
型性共に満足なものは得られない。
本発明において、−波型縮合反応硬化型シリコーンゴム
の厚さを10〜.1000pとしたのは、10IER未
満では定着器用ロールが紙などにより摩耗する為短時間
でシリコーンゴム層になってしまうからである。又、1
000mを越えると、−波型縮合反応硬化型シリコーン
ゴムが離型剤として塗布されるシリコーンオイルに膨潤
し易い為外径の変化が大きくなり、紙送り等のトラブル
が発生するからである。
本発明において、−成型縮合反応硬化型シリコーンゴム
層は定着器用ロールの表面に周知の各種方法で成型でき
るが、例えばその厚さを厚めに成型した後で表面を研磨
することでも可能である。
しかし、定着器用ロール表面の離型性を向上させる目的
でドクターナイフを用いた回転成型法やスプレーコーテ
ィング法により表面を平滑に成型して無研磨の状態で使
用できるようにするのが好ましい。また、上述した2層
構造を有する定着器用ロールを製造する方法は特に特別
な方法を必要とせず、通常の方法で製造できる。−例と
して、洗浄、脱脂されたステンレススチールなどの芯金
表面に接着性向上の為にブライマーを塗布し、風乾する
。その後、前記した下層としての全有機基の3〜50モ
ル%がフェニル基であるジオルガノポリシロキサンをベ
ースとするシリコーンゴム層をプレス法、インジェクシ
ョン法、巻き蒸し法、注型法などにより成型を行なう。
そして、ポストキュアーを行なった後、研磨して所定の
外径とじて下層を形成する。更に、このロールの表面に
ドクターナイフを用いた回転成型法やスプレーコーティ
ング法により一液型縮合反応硬化型シリコーンゴム層を
成型する。ひきつづき、数日間放置して一液型縮合反応
硬化型シリコーンゴム層を完全に硬化させた後、表面層
のポストキュアーを行ない、更にシリコーンオイルに含
浸して定着器用ロールとする。なお、表面層の一液型縮
合反応硬化型シリコーンゴム層は、オイル含浸の前後で
必要に応じて表面研磨などを行なうこともできる。
[実施例] 以下、本発明の実施例I〜実施例■及び比較例I〜■に
ついて第1図及び第2図を参照して説明する。なお、第
2図は第1図のX−X線に沿う断面図である。
即ち、下記に示すフェニル基含有量の異なる4種類の生
ゴム1〜■を用いて下記処方のコンパウンドを製造した
。ここで、実施例I〜■の生ゴムはフェニル基を含有す
るものであり、比較例Iはフェニル基を含まない生ゴム
である。
生ゴム            100重量部末端シラ
ノール封鎖ジメチルポリシロキサン(20c、s)  
        5重量部アエロジル200(日本アエ
ロジル製)30重量部ジクミルパーオキサイド    
  3重量部生ゴム 実施例I・・・ビニル基0.2モル%フェニル基3モル
%含有フェニルビニルポリシロキサン実施例■・・・ビ
ニル基0.2モル%フェニル基10モル%含有メチルビ
ニルポリシロキサン実施例■・・・ビニル基0.2モル
%フェニル基50モル%含有メチルフェニルビニルポリ
シロキサン 比較例■・・・ビニル基0.2モル%含有メチルビニル
ポリシロキサン 次に、外径が46111fflのステンレス製の芯金1
を洗浄後、接着剤層(図示せず)を介して上記コンパウ
ンドを夫々巻き付けて200℃、20分間プレス成型で
加硫を行なった。つづいて、200℃。
4時間のポストキュアーを行なった後、研磨して外径が
49.5mmの第1のシリコーンゴム層(下層)2を形
成した。更に、夫々のロールの表面にスプレーコーティ
ングで一液型縮合反応硬化型シリコーンゴム(商品名K
E445T−RTv、信越化学工業(株)製)を約20
0μsコーテイングして第2のシリコーンゴム層(表面
層)3を形成した。ひきつづき、このロールを48時間
放置後、200℃、4時間のポストキュアーを行い、シ
リコーンオイル(商品名K F 98100c、s信越
化学工業(株)製)に150℃、6時間の含浸処理を施
して外径的50mmの試験ロールを得た。
しかして、これらのロールを電子写真複写機(コピース
ピード50枚/分)の定着ロールとしてセットしてコピ
ー試験を行なってトナーとのオフセット性、シリコーン
オイルによる膨潤などを調べながら評価を行なった。そ
の結果は、下記第1表に示す通りである。
比較例■ 実施例■と同じフェニル基含有量の生ゴムを用いて、同
様な処方のコンパウンドを製造して上記実施例の方法で
シリコーンゴム層を加硫、ポストキュアー、含浸処理し
た後、外径50.0m+nに表面研磨して表面に一液型
縮合反応硬化型シリコーンゴム層を形成せずに試験ロー
ルとし、上記実施例と同様な試験を行なった。その結果
は下記第1表に示す通りである。
比較例■ 上記実施例と同じ芯金1を洗浄後、接着剤層を介してシ
リコーンゴム(商品名KE−140ORTV。
信越化学工業(株)製)と硬化剤とからなる二液縮合反
応硬化型シリコーンゴム層を注型法により成型した。次
いで、3日間室温で放置、硬化させた後、上記実施例と
同じポストキュア、含浸処理をして外径50.C1mに
表面研磨して試験ロールとし、上記実施例と同様な試験
を行なった。その結果は下記第1表に示す通りである。
第  1  表 即ち、実施例I〜■の場合4X104枚て問題が生じな
かったが、比較例■〜■の場合、紙シワの発生、トナー
オフセット、ゴム破壊が起り、実施例に比べて劣ってい
ることが明らかになった。
[発明の効果コ 以上詳述した如く本発明によれば、強度及び耐熱性に優
れるとともにシリコーンオイルに膨潤しに<<、かつゴ
ム破壊を起こしにくく、しかも外径の変化による紙送り
等のトラブルがなく十分な離型性を有し、電子写真複写
機や電子プリンターなどに有用な定着器用ロールを提供
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る電管器用ロールの斜視図
、第2図は第1図のX−X線に沿う断面図である。 1・・・芯金、2・・・第1のシリコーンゴム層(下層
)、3・・・第2のシリコーンゴム層(表面層)。 出願人代理人 弁理士  鈴江武彦 第2図 1、事件の表示 特願昭62−315883号 2、発明の名称 定着器用ロール 3、補正をする者 事件との関係   特許出−人 株式会社  金  陽  社 4、代理人 東京都千代田区霞が関3丁目7番2号 UBEビル7、
補正の内容 (1)明細書箱5頁13行目において「定着ロール」と
あるを、「定着器用ロール」と訂正する。 (2)  明細書第6頁3行目においてr (LTVシ
リコーンゴム)は」とあるを、r(LTVシリコーンゴ
ム)も」と訂正する。 (3)  明細書箱6頁14行目の「被覆層とし、」と
いう文章と「更にシリコーンオイルを」という文章の間
に、下記の文章を付加する。 記 「大全にシリコーンオイルを塗布する方法で離型性を向
上させようとする方法も試みられたが、離型性が十分で
ないため、短時間でトナーオフセットが発生してしまっ
た。そこで、離型性の良いRTVシリコーンゴムを被覆
層とし、」(4)明細書箱8頁12行目〜第13行目に
おいて「−成型RTVシリコーンゴム層jとあるを、「
−液縮合反応硬化型RTVシリコーンゴム層」と訂正す
る。 (5)明細書箱12頁12行目〜13行目において[2
,4−ジクロルベンゾイルパーオキシド」とあるを、「
2.4−ジクロルベンゾイルパーオキサイド」と訂正す
る。 (6)明細書第15頁の構造式を下記の如く訂正する。 (7)明細書箱16頁1行目において「添加」とあるを
、「付加」と訂正する。 (8)明細書簡17頁9行目、同頁19行目、第18頁
3行目、同頁13行目、同頁17行目〜18行目、第1
9頁2行目、第20頁3行目、同頁5行目、同頁8行目
、第22頁3行目及び第23頁3行目において「−波型
」とあるを、「−液」と訂正する。 (9)  明細書箱17頁14行目〜15行目において
「−液縮合反応硬化剤シリコーンゴム」とあるを、「−
波型RTVシリコーンゴム」と訂正する。 (10)明細書箱18頁2行目において「上記縮合」と
あるを、「縮合」と訂正する。 (11)明細書箱18頁4行目及び同頁11行目におい
て「二液型」とあるを、「二液」と訂正する。 (12)明細書箱18頁16行目〜17行目において「
シリコーンゴム層になってしまう」とあるを、「第1の
シリコーンゴム層だけになってしまう」と訂正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)芯金の表面に、全有機基の3〜50モル%がフェ
    ニル基であるジオルガノポリシロキサンをベースとする
    第1のシリコーンゴム層を設け、かつこの第1のシリコ
    ーンゴム層の上に表面層として一液縮合反応硬化型の第
    2のシリコーンゴム層を厚さ10〜1000μm設けた
    ことを特徴とする定着器用ロール。 (2)前記第1のシリコーンゴム層が、 (イ)平均組成式 R_a^1SiO_¥_4_−_a_¥ 〔但し、a;0.95〜2.05 R^1;3〜50モル%がフェニル基、 残りはメチル基又はメチル基と ビニル基〕 で示されるジオルガノポリシロキサン 100重量部、 (ロ)比表面積が50m^2/g以上であるシリカ系充
    填剤 10〜60重量部、 (ハ)平均組成式 R_b^2(OR^3)_cSiO_¥_(_4_−_
    (_b_+_c_)_)_/_2〔但し、R^2;一価
    炭化水素基 R^3;水素原子又は炭素数1〜4の 炭化水素基 0≦b<4、0<c≦4、b+c≦4〕 で示されるシラン又は重合度が50以下のオルガノポリ
    シロキサン 0〜30重量部、 (ニ)硬化触媒0.01〜5重量部、 からなる組成物より得られるものであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の定着器用ロール。 (3)前記第1のシリコーンゴム層が、 [1]平均組成式 R_d^4SiO_(_4_−_d_)_/_2〔但し
    、d;0.95〜2.05 R^4;3〜50モル%がフェニル基、 残りはメチル基又はメチル基と ビニル基〕 で示され、分子両末端がビニル基で封鎖されているジオ
    ルガノポリシロキサン 100重量部 [2]1分子中に少なくとも≡Si−Hを2個以上有す
    るオルガノポリシロキサン 上記[1]のジオルガノポリシロキサンのビニル基に対
    して≡Si−H/−C=Cが 0.5〜5となる量 [3]比表面積が50m^2/g以上であるシリカ系充
    填剤 10〜60重量部、 [4]平均組成式 R_b^2(OR^3)SiO_(_4_−_(_b_
    +_c_)_)_/_2〔但し、R^2;一価炭化水素
    基 R^3:水素原子又は炭素数1〜4の 炭化水素基 0≦b<4、0<c≦4、b+c≦4〕 で示されるシラン又は重合度が50以下のオルガノポリ
    シロキサン 0〜30重量部、 [5]硬化触媒1〜50ppm からなる組成物より得られるものであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の定着器用ロール。 (4)前記第1・第2のシリコーンゴム層の2層にシリ
    コーンオイルが含浸されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の定着器用ロール。
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