JPH03107978A - 定着用ローラ - Google Patents

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〕 本発明は複写機、レーザプリンタなどの電子写真のトナ
ー像定着用ロールに関する。

〔従来の技術〕

電子写真の定着プロセスは、感光性ドラム上の静電潜像
にもとづきトナー像を形成し、そのトナー像を印刷紙に
転写した後、その印刷紙を加熱加圧下にロール間を通過
させてトナーを印刷紙に溶融付着させることによって行
なわれる。

この定着用ローラは鋼製芯体表面に室温硬化性シリコン
ゴム（ＲＴＶ）に代表される耐熱性弾性体層を形成した
ものである。一般に印刷紙を通過させる２本のロールの
うち１本は内部にハロゲンランプなどの発熱体を内蔵し
ている。しかし、定着部の加熱方式はロール内加熱のほ
かロールの外部より加熱する方式もある。

最近、耐熱性弾性体としてのシリコーン層表面にポリシ
ラザンをコーティングして定着用ロールの寿命を延長す
ることが提案されている（米国特許第４．６３２．８５
５号明細書）。

〔発明が解決しようとする課題〕

定着用ロールは反復使用されると、熱と圧力により弾性
体が劣化してトナーが定着用ロールに残留付着したり、
印刷紙が定着用ロールに巻き付き、寿命になるが、弾性
体の劣化が速く、寿命が短いという問題がある。

米国特許第４．６３２．８５５号明細書で使用している
ポリシラザンは溶媒に不溶の固体である。溶媒と共に塗
布したとしてもロール全面をポリシラザンで均一に被覆
するのは困難であり、ポリシラザンはロール上に不均一
に存在する状態になっているものと考えられる。かかる
ポリシラザンのコーティングによって定着用ロールの寿
命がある程度延長されるが、さらに寿命を延長すること
が望まれる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、定着用ロールの
芯体の表面層としてペルヒドロポリシラザン又はペルヒ
ドロポリシロキサザン層を形成する。

ペルヒドロポリシラザン又はペルヒドロポリシロキサザ
ン層は、芯体表面に形成したシリコーンなどの耐熱性弾
性体層上にコーティング層として形成するほか、適当な
弾力性が得られればペルヒドロポリシラザン又はペルヒ
ドロポリシロキサザン層自体を耐熱性弾性体層として使
用し、コーティング層としてのペルヒドロポリシラザン
又はペルヒドロポリシロキサザン層は省略してもよい。

芯体の表面に形成する耐熱性弾性体は、−膜内には常温
硬化性シリコーン樹脂など（厚さ約０．１ｃｍ〜３．０
ｃｍ）からなるが、この層自体は慣用の手法で形成でき
る。

本発明において使用するペルヒドロポリシラザン又はペ
ルヒドロポリシロキサザンは、側鎖が水素原子からなり
、有機基を有していないことを特■ ？ 一３ｉ　−〇−を主鎖の主たる構成単位とする長鎖状、
環状及びその複合構造のポリマーである。このようなポ
リマーは例えば特開昭６０−１４５９０３号、同６２−
１９５０２４号、特開平１−１３８１０８号公報に開示
されている。

これらのポリマーは構造及び重合度に応じて液体から固
体まで広範囲であるが、いずれも加熱すると硬化する。

これらのポリマーは液体状のポリマーはそのままあるい
は所望であれば溶剤を用いて、コーティングできる。ま
た、固体状のポリマーでも溶剤に可溶なので溶剤を用い
てコーティングできる。

コーテイング後の加熱はポリマーの架橋及び下地との反
応を促進し、必要な強度と密着性が得られればよく、一
般に、窒素雰囲気、不活性雰囲気、酸化性ガス雰囲気、
還元性ガス雰囲気、あるいはこれらの混合雰囲気中１５
０℃以上の温度で３０分間程度行なう。加熱温度を例え
ば８００℃以上まで上げすぎるとセラミック化が進行し
、弾力性が失なわれるので一般的には好ましくない。但
し、セラミック化しても下地との密着性に優れ、かつ耐
熱性、耐摩耗性等にはより優れる特徴がある。

耐熱性弾性層上に形成するペルヒドロポリシラザン又は
ペルヒドロポリシロキサザンのコーティング層は一般に
ｉｓ程度の厚さである。

ここで、ポリマーの種類とコーテイング後の熱処理の条
件を選べば、ペルヒドロポリシラザン又はペルヒドロポ
リシロキサザン自体が耐熱性と共に適当な弾力性を有す
ることができるので、この場合にはペルヒドロポリシラ
ザン又はペルヒドロポリシロキサザン層自体を従来のシ
リコーン層（耐熱性弾性層）の代りとして使用すること
ができる。

耐熱性弾性体（ＲＴＶ）は２００℃近くの温度に長時間
さらされると、表面が劣化し、平滑性を失ない、トナー
粒子が付着しやすくなる。ＲＴＶ表面にポリシラザンを
コーティングすることで、表面劣化が抑制でき、平滑性
の向上が図れる。ペルヒドロポリシラザン、ペルヒドロ
ポリシロキサザンを用いると、側鎖に有機基を持たない
ため、よりトナー粒子が付着しにくくなる。さらに、オ
ルガノシラヂンから得られたコーテイング膜に比べ、表
面硬度が高く、耐摩耗性に優れている。ペルヒドロポリ
シラザン、ペルヒドロポリシロキサザンを用いることで
ローラの耐久性がさらに向上する。

また、ペルヒドロポリシラザン、ペルヒドロポリシロキ
サザンは性状として液体から溶媒に可溶な固体まで製造
可能であるため、必要とするコーティング膜厚、施工法
等により性状を選択できる。

本発明は主として熱定着ローラに向けられているが、加
圧定着ローラにも有用である。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を説明するが、実施例で用い
た定着用ロールは第１図及び第２図に示す如き構造を有
した。すなわち、定着部は発熱体内蔵の溶融ローラ１と
発熱体を内蔵しないバックアップローラ２が対をなし、
印刷紙３は感光体ドラム４より転写されたトナー像を定
着ロール１゜２間を通過することによって溶融付着して
定着される溶融ローラ１の鋼製芯体１１は中心にハロゲ
ンランプ１２を内蔵し、芯体１１の表面に耐熱性弾性層
１３が厚さ０．５　ｃｍに形成されている。この耐熱性
弾力性層１３は室温硬化性のポリシロキサンで形成した
。一方、バックアップローラ２は発熱体を内蔵しない点
を除き、基本的に溶融ローラと同様である。

（ペルヒドロポリシラザンの合成法） 内容積５００ｄの四つロフラスコにガス吹きこみ管、メ
カニカルスターラー、ジュワーコンデンサーを装置した
。反応器内部を脱酸素した乾燥窒素で置換した後、四つ
ロフラスコに脱気した乾燥ピリジン２８０ｍＡ’を入れ
、これを氷冷した。次にジクロロシラン５１．６　ｇを
加えると白色固体状のアダク）　（Ｓｌ）１２Ｃ１２・
　２Ｃ５Ｈ，Ｎ）が生成した。反応混合物を氷冷し、撹
拌しながら、水酸化ナトリウム管及び活性炭管を通して
精製したアンモニア３０．０　ｇを吹き込んだ。

反応終了後、反応混合物を遠心分離し、乾燥ピリジンを
用いて洗浄した後、更に窒素雰囲気下で濾過して、濾液
５２０ｍ１を得た。濾液５ｍｆから溶媒を減圧留去する
と樹脂状固体無機シラザン０．９８ｇが得られた。

得られたポリマーの数平均分子量はＧＰＣにより測定し
たところ、１０２０であった。また、このポリマーのＩ
Ｒ（赤外吸収）スペクトル（溶媒：乾燥０−キシレン；
無機シラザンの濃度：９．８ｇ／ｉ＞を検討すると、波
数（ａｍ−’）　３３５０及び１１７５のＮＨに基づく
吸収；　２１７０のＳｉＨに基づく吸収；１０２０〜８
２０のＳｉＨ及び５ｉＮＳｉに基づく吸収を示すことが
確δ忍された。またこのポリマーの’　ＨＮＭＲ（プロ
トン核磁気共鳴）スペクトル（６０Ｍ）Ｉｚ　、溶媒Ｃ
ＤＣｊ！ｓ／基準物質ＴＭＳ）を検討すると、いずれも
幅広い吸収を示していることが確認された。

即ち６４．８及び４．４　（ｂｒ　、　５ｉＨ）　：　
１．５　（ｂｒ　、　ＮＨ）の吸収が確認された。

（ペルヒドロポリシロキサザンの合成法）内容積３００
ｍｆの四つロフラスコにガス吹き込み管、メカニカルス
ターラー、ジュワーコンデンサーを装置した。四つロフ
ラスコに乾燥ピリジン１５０ｍｊ！を入れ、これを氷冷
した。次にジクロロシラ：’１５．８　ｇ　（０，１５
６ｍｏｌ＞を約１時間かけて加えると白色固体状のアダ
クト（Ｓ＋ＨｚＣ１ｚ・　２Ｃ’、Ｈ，Ｎ）が生成した
。反応混合物を氷冷し、撹拌しながら、アンモニア１５
．７　ｇ　（０，９２ｍｏｌ）、水０．３３ｇ　（０，
０１８ｍ０１）を窒素ガスに混合して、約１．５時間か
けて吹き込んだ。反応終了後、反応混合物を窒素雰囲気
下で遠心分離し、乾燥塩化メチレンを用いて残分を洗浄
し、更に洗液と遠心分離液とを合わせて窒素雰囲気下で
濾過した。濾液には下記に示すような樹脂状固体ポリシ
ロキサザンが２．０１　（ｇ／ｍｌり％溶解していた。

得られたポリマーの数平均分子量はＧＰＣにより測定し
たところ、１１００であった。また、このポリマーのＩ
Ｒ（赤外吸収）スペクトル（溶媒；乾燥Ｏ−キシレン；
ペルヒドロシロキサザンの濃度；１０．２ｇ／ｌ）を検
討すると、波数（ｃｍ−’）　３３５０及び１１７５の
ＮＨに基づく吸収；　２１７０のＳｉＨに基づく吸収；
　１ｉｏｏのＳｉＯに基づく吸収、　１０２０〜８２０
のＳｉＨ及び５ｉＮＳｉに基づく吸収を示すことが確認
された。また、このポリマーの’ＨＮＭＲ（プロトン核
磁気共鳴）スペクトル（６０ＭＨｚ　、溶媒ＣＤＣｊ！
３／基準物質ＴＭＳ）を検討すると、いずれも幅広い吸
収を示していることが確認された。すなわち、δ４．８
及び４．４　（ｂｒ　、　５ｉＨ）　：　１．５　（ｂ
ｒ　、　ＮＨ）の吸収が確認された。

実施例１ 樹脂状固体のペルヒドロポリシラザンを０−キシレンに
溶解し、ペルヒドロポリシラザンの濃度が３０重量％に
なるよう調製した。室温硬化性のポリシロキサンを耐熱
弾性層として有する溶融ローラ及びバックアップローラ
をペルヒドロポリシラザンの０−キシレン溶液に浸漬す
る通常のデイツプ法により、ペルヒドロポリシラザンの
コーティング層を形成した。

室温、窒素気流下で１時間乾燥させた後、電気炉にうつ
し、窒素中で１０℃／分で２００℃まで昇温し、３０分
間保持する熱処理を行なった。耐熱弾性層表面に約ＩＩ
Ｍの無色透明で、平滑なコーティング層が形成できた。

実施例２ 樹脂状固体のペルヒドロポリシロキサザンを塩化メチレ
ンに溶解し、ペルヒドロポリシロキサザンの濃度が２０
重量％になるように調製した。室温硬化性のポリシロキ
サンを耐熱弾性層として有する溶融ローラ及びバックア
ップローラをペルヒドロポリシロキサザンの塩化メチレ
ン溶液に浸漬し、室温、窒素気流下で乾燥させた。この
操作を３回繰り返した後、電気炉にうつし、空気中で１
０℃／分で１５０℃まで昇温、６０分間保持する熱処理
を行なった。耐熱弾性層表面に約２Ｒａの無色透明で、
平滑なコーティング層が形成できた。

〔発明の効果〕 本発明によれば、長寿命、耐摩耗性に優れる電子写真の
トナー像定着用ロールが提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は静電写真の定着部の模式図、第２図は定着用ロ
ーラの模式断面図である。 １・・・溶融ロール、 ２・・・バックアップロール、 １１・・・芯体、１２・・・ハロゲンランプ、１３・・
・耐熱性弾性層、 １４・・・ペルヒドロポリシロキサザン層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、芯体の表面層としてペルヒドロポリシラザン又はペ
   ルヒドロポリシロキサザン層を設けたことを特徴とする
   定着用ロール。 ２、芯体表面に耐熱性弾性層を有し、かつ該耐熱性弾性
   層上にペルヒドロポリシラザン又はペルヒドロポリシロ
   キサザンによるコーティング層を有することを特徴とす
   る定着用ロール。