JPH0435502B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、フツ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
に沿つ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
セツ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、フツ素系樹脂あ
るいはシリコンゴム等の離型性の良い材料の層が
被覆形成されてある。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、オフセツトしたトナーや
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、
バネ等によつ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つて加圧下にお
いて挟持搬送されて、上記未定着トナー像が加圧
定着される。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つて、例えば
2KV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つ
た。また、加圧ローラの電界によつて、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ツトが多くな
るという問題もあつた。 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つていた。し
かしこの方策でも１〜2KV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
フセツトの如き画像不良、ローラ表面のトナー付
着汚れ等の問題を生じ易すかつた。 加熱加圧ローラ定着装置において、シリコーン
ゴム中にフツ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、オフセツトの如き画像不
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

【式】及び硬化反応触媒で ある白金触媒を少なくとも含有するＡ−液と、架
橋剤（硬化剤として働く）である活性水素含有シ
ロキサン

〔発明の目的〕

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。 ［発明の概要］ 本発明は、微粉体100重量部当り界面活性剤を
100〜600重量部担持している微粉体を含有し、シ
リコーンゴムを基準とした該界面活性剤の添加量
が0.1〜10重量％であ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。 〔発明の具体的説明〕 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つて維持され、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

【式】 基を有する活性水素基含有シロキサンとを反応さ
せることによつて調製される。 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
性剤が挙げられる。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
ゴム層の表面温度は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ツ素
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く、
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、ジヤイロライト型ケイ酸カ
ルシウム（例えば、徳山曹達製フローライト ）、
球状ポーラスシリカ（例えば、洞海化学工業製
M.S.GEL ）、シラスバルーンが例示される。該
微粉体は粒径が５〜70μm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
〜10μmのものが良い。微粉体は吸油量が200〜
800ml／100g、好ましくは300〜600ml／100gのも
のが適する。 フツ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100〜600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
ツ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、１は定
着ローラで、該定着ローラ１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１には、加圧ローラ４が図示せ
ぬバネ等によつて圧せられて従動回転するように
なつている。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、フツ素ゴム等
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１の周辺には、定着ローラ１の
温度を検出するサーミスタ８、定着ローラ１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１と加圧ローラ４の間に
導くための入口ガイド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、石英粉末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１重量部および白金系触媒とから成
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、石英粉末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１重量
部とから成る粘度600ポイズのＢ−液を調製した。 つぎにフツ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0.01〜10μm、吸油量500ml／100g、見掛比重
0.1、BET比表面積115m²／ｇのジヤイロライト
型ケイ酸カルシウム（徳山曹達製フローライト
Ｒ）100重量部を撹拌装置に導入し、パーフルオ
ロエチレンオキシド付加物（Ｎ−ポリオキシエチ
レン−Ｎ−アルキル−パーフルオロオクタンスル
ホン酸アミド）からなるフツ素系界面活性剤を70
重量％含有するアセトン溶液400重量部を、ケイ
酸カルシウム微粉体を撹拌しながら徐々に滴下
し、全量（400重量部）滴下後、撹拌装置から取
り出し、50℃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Ａ−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Ｂ−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
1.4重量部を添し、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。硬化反応の進行況を、キユラ
ストメータ（JSR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
ついてシエ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100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重量部
（パー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のシエルフライフ
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100重量部にパーフルオロエチレンオキシド付
加物からなるフツ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
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−３及びＢ−３のシエルフライフに
関して記載した。

【表】 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、フツ素系界面活性剤であるパーフ
ルオロエチレンオキシ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シド付加物
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
物の諸物性と併用して第２表に示す。

〔定着条件〕

定着ローラ表面管理温度 ：150℃ 定着ローラと加圧ローラ間の締付圧 ：６Kgｆ 通紙用紙：テストパターンの未定着トナー像を
形成したA4版転写紙（普通紙） 通紙速度：４枚／分 結果は、10万枚通紙後も加圧ローラ表面にトナ
ー付着汚れは起こらず、定着ローラ表面へのトナ
ー付着もなかつた。また、画質不良、画像汚れ、
画像抜けはなく、良好な画質性を維持した。さら
に、紙シワ、紙詰まり、紙カールなどのジヤムト
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
であつた。 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Ｂ−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、定着試験を行つた。通紙約５万枚までは、問
題がなかつたが、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シド付加物を含有し
ていないＡ−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つたが、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
ム組成物にフツ素系界面活性剤を添加した場合に
生じる液シリコーンゴム組成物とフツ素系界面活
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、単にフツ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ツ素系界面活
性剤の多量添加も可能である。 また、フツ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、強度、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
効果及び除電効果により、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ツト
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つて、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。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
ーオフセツト、トナー付着汚れといつた問題を全
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。 １……定着ローラ、４……加圧ローラ、６……
弾性体層、７……界面活性剤を保有する微粉体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 微粉体100重量部当り界面活性剤を100〜600
   重量部担持している微粉体を含有し、シリコーン
   ゴムを基準とした該界面活性剤の添加量が0.1〜
   10重量％であ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。 ２ 微粉体は、吸油量が200〜800ml／100gであ
   る特許請求の範囲第１項の弾性回転体。