JPH07302009A - 定着用部材 - Google Patents
定着用部材Info
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- JPH07302009A JPH07302009A JP9444394A JP9444394A JPH07302009A JP H07302009 A JPH07302009 A JP H07302009A JP 9444394 A JP9444394 A JP 9444394A JP 9444394 A JP9444394 A JP 9444394A JP H07302009 A JPH07302009 A JP H07302009A
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Abstract
ことができ、極めて高品質の白黒画像およびカラー画像
を得ることができる定着用部材を提供すること。 【構成】 表層がパーフロロエーテル基を主鎖に有する
フッ素ゴムにより形成されていることを特徴とする。
Description
やレーザビームプリンタ(以下、LBPという)の定着
部における加圧ロールや加熱ロールなどの定着ロールも
しくは定着用フィルム等の定着用部材に関する。
定着部における加熱ロールとしてトナーの離型性を良く
するために、金属芯金の外周にポリ4フッ化エチレン樹
脂(以下、PTFEという)や後述するPFA等のフッ
素樹脂をコーティングしたロールが一般的に使用されて
いる。
アップタイムを短縮することを目的として、従来の加熱
ロールを使用せず、薄肉シームレスベルト形状の定着フ
ィルムを使用したベルト定着方式が採用されつつある。
脂をコーティングしたようなハード加熱ロールではな
く、弾性を有するシリコーンゴムを加熱ロールの表層に
使用したソフト加熱ロールが広く使用されている。この
加熱ロールにシリコーンゴムが適用される理由は、カラ
ーコピーの定着においては、通常の白黒コピーの場合と
異なり、紙、OHP用紙等の記録媒体上に定着されるト
ナー表面を高光沢に仕上げて目的の色を発色させる必要
があり、そのためには加熱ロール表面を鏡面にし、か
つ、トナーの凹凸に沿って加熱ロールの表面層であるシ
リコーンゴムが変形して追従し、トナーを均一に溶融さ
せるためである。
を十分に溶融させるためには、高温をトナーに与える必
要があるが、トナーを充分に溶融させると、ホットオフ
セットと称するトナー自体が熱により分断されやすくな
るという現象が生じる。このホットオフセットを防ぐた
めには離型剤としてのシリコーンオイルの供給が必要と
なる。
表面層に使用したソフト加熱ロールにおいては、このシ
リコーンゴムがシリコーンオイルにより膨潤するため
に、加熱ロールとしての寿命が短いという不具合があっ
た。
−191871号公報においては、表層を酸化鉛のよう
な重金属を内添したフッ素ゴムによって構成し、この弾
性層の外周にメルカプト変性シリコーンオイルを密着形
成した加熱定着ロールを提案している。しかしながら、
この構成の定着ロールにおいては、ごく初期においてト
ナー離型性とゴム弾性によりソフトロールとしての機能
を有しているものの、コピー枚数が増えるに従ってゴム
硬度が上昇してしまい、光沢のある仕上り画質が得られ
なくなるという不具合があった。また、カラーコピーに
おいては必ずしも十分な離型性を有していなかった。
平3−284780号公報においては、フッ素ゴムから
構成された定着ロールの表面にアミノ変成シリコーンオ
イルを化学結合させたロールを提案している。しかしな
がら、この構成のロールにおいても十分なトナー離型性
を保持させるには、離型剤としてアミノ変成シリコーン
オイルを多量に使用せざるを得ず、その結果、コピーし
た記録媒体にシリコーンオイルが付着するという不具合
を誘発し、特にこの不具合はOHP用紙に著しいという
不具合を有していた。
着方式においては、定着用フィルムの特性として高強度
と高離型性であり、かつ、高温で寸法変化が少なく高弾
性を維持し、摺動性が良好であることが要求されるた
め、通常は20μm程度の厚さのポリイミドフィルムに
低抵抗のフッ素樹脂をコーティングして形成されている
が、この定着用フィルムが硬いために定着ロールを使用
した従来の定着方式と同様にカラーコピーなどでは高光
沢に仕上げることができないという不具合があった。
であり、トナーの定着性がよく、高光沢の画質を得るこ
とができ、極めて高品質の白黒画像およびカラー画像を
得ることができる定着用部材を提供することを目的とす
る。
前記目的を達成するために鋭意研究し、パーフロロエー
テル基を主鎖に有するフッ素ゴムを用いることにより前
記問題点を解消できることを見出だし、本発明を完成す
ることができた。
用部材は、表層がパーフロロエーテル基を主鎖に有する
フッ素ゴムにより形成されていることを特徴とする。
材は、金属芯金の外周に弾性体層を被覆してなる定着ロ
ールを用い、前記弾性体層の少なくとも表層がパーフロ
ロエーテル基を主鎖に有するフッ素ゴムにより形成され
ていることを特徴とする。
材は、トナーに熱を与える薄肉シームレスベルト形状の
定着用フィルムからなり、前記定着用フィルムの少なく
とも表層がパーフロロエーテル基を主鎖に有するフッ素
ゴムにより形成されていることを特徴とする。
記載のパーフロロエーテル基は、下記式(1) で表されるヘキサフルオロプロピレンエポキシドとする
とよい。
る。
するオイルとしては、クライトックスGPL(デュポン
社製商品名)が例示される。
は完全にフッ素化された無官能のオイルであり、架橋点
を全く持たないため、弾性を有したポリマーとすること
ができず、定着用部材に利用することができない。
フルオロプロピレンエポキシドのようなパーフロロエー
テル基を主鎖に有するフッ素ゴムからなる組成物として
は、特開平5−339503号公報において開示されて
いる組成物が例示される。
鎖に有するフッ素ゴムからなる組成物は、第1成分とし
て、一分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を少
なくとも2個有し、かつ、一分子中にケイ素原子に結合
した下記式(2) および(3) によりで示される基から選ば
れる含フッ素置換基と下記式(4) により示される含フッ
素置換基とをそれぞれ少なくとも1個有するオルガノポ
リシロキサンと、第2成分として、一分子中にケイ素原
子に結合した水素原子を少なくとも2個有するオルガノ
ハイドロジェンポリシロキサンと、第3成分として、白
金族金属系触媒とを所定の割合をもって配合した組成物
であり、付加反応型の液状のフッ素ゴムである。
の整数、jは1〜12の整数、kは1〜4の整数であ
る。
フッ素ゴムからなる組成物の前記第1成分のオルガノポ
リシロキサンを更に説明する。
ル基、アリル基、シクロヘキシル基等が挙げられるが、
実用上の点でビニル基およびアリル基が好ましい。
フッ素置換基Rf1 、Rf2 の含有量は、通常その合計
量がケイ素原子に結合した全有機基の5モル%以上、特
に10〜50モル%となるような量とするのが好まし
い。前記Rf1 およびRf2 の合計含有量が5モル%未
満では、得られる組成物の水分透過性が十分低下せず、
また、耐溶剤性、離型性が十分発揮されないことがあ
る。
キサンの具体例としては、下記式(5) により示されるも
のが例示される。
アリル等のアルケニル基であり、R2 は同一でも異なっ
ていてもよく、メチル、エチル、プロピル、ブチル等の
炭素数1〜8のアルキル基またはフェニル基等のアリー
ル基である。Rf1 、Rf2 はそれぞれ前記に定義した
通りである。n、w、x、yおよびzは、それぞれ0≦
n<≦3、w≧0、x≧1、y≧1、z≧0の整数であ
る。
ンの中でも特に下記式(6) により示される両末端がビニ
ル基で停止されたものが、実用性が高く、好適に用いら
れる。
よびzは、はそれぞれ前記に定義した通りである。
例えば下記一般式(7) により示される含フッ素置換基を
有するオルガノシクロトリシロキサンと下記一般式(8)
により示される末端ビニル基停止オルガノポリシロキサ
ン、更に必要に応じて下記一般式(9) および(10)により
示されるオルガノシクロトリシロキサンをそれぞれ目的
に応じた適宜の割合で、酸またはアルカリを触媒として
用いる公知の平衡化反応によって重合させることにより
製造することができる。
あり、Viはビニル基、mは1以上の整数である。
して、例えばリチウム触媒、下記式(11)により示される
五配位ケイ素触媒等の開環重合触媒を用い、更に、重合
後に得られるポリマーの末端を下記一般式(12)により示
される有機ケイ素化合物で処理すると、低分子シロキサ
ン含有率の非常に低いポリマーを製造することができ
る。
ッ素置換基を有するオルガノシクロトリシロキサンは、
例えば、下記一般式(13)により示されるジシロキサンジ
オールと下記一般式(14)により示されるジクロロシラン
をトリエチルアミン等の第3級アミンの存在下で反応さ
せることにより合成することができる(特公平3−75
58号公報参照)。
である。
るフッ素ゴムからなる組成物の前記第2成分のオルガノ
ハイドロジェンポリシロキサンを更に説明する。
ンは、一分子中にケイ素原子に結合した水素原子を少な
くとも2個有するものであり、その具体例としては、R
2 HSiO単位、HSiO1.5 単位、(R2 )2 SiO
単位、R2 SiO1.5 単位、(R2 )2 HSiO0.5 単
位、(R2 )3 SiO0.5 単位、R2 RfSiO単位、
RfSiO1.5 単位(ここで、R2 は前記に定義した通
りであり、Rfは前記Rf1 またはRf2 である。)か
らなるポリマーが例示され、これは直鎖状、分岐状、環
状のいずれのものであってもよい。これらの中でも実用
上、下記一般式(15)または(16)により示されるものが好
適である。
またはフェニル基であり、R4 は同一でも異なっていて
もよく、炭素原子数1〜8のアルキル基、フェニル基お
よび前記式(2)(3)(4) により示される含フッ素置換基か
ら選ばれる少なくとも1種であり、pおよびqは、それ
ぞれp≧1、q≧0の整数である。但し、pは1分子中
のケイ素原子に結合した水素原子が3以上となる数であ
る。
ロアルキレン基または二価パーフロロポリエーテル基、
nは1〜3の整数である。
二価パーフロロポリエーテル基としては、下記の式群の
ものが例示される。
基を主鎖に有するフッ素ゴムからなる組成物中の前記第
1成分と第2成分との配合割合は、第1成分中のケイ素
原子に結合したアルケニル基1個に対して第2成分のケ
イ素原子に結合した水素原子が少なくとも0.5個とな
る割合、とりわけ第1成分中のケイ素原子に結合したア
ルケニル基対第2成分中のケイ素原子に結合した水素原
子の比率が1:0.5〜1:10、特に1:1〜1:5
となる割合であることが好ましい。
と第2成分とを付加反応させるために、第3成分として
白金族金属系触媒を含む。この白金族金属系触媒として
は、例えば白金、ロジウム、イリジウム等の白金族金属
およびこれらの化合物が挙げられ、好ましくは塩化白金
酸、塩化白金酸と各種オレフィン、ビニルシロキサンと
の錯塩、白金黒、各種担体に白金を担持させたものが例
示される。
は、通常この主の付加反応を利用する硬化性シリコーン
組成物に用いられる量、すなわち第1成分および第2成
分の合計重量に対し白金量として1〜1,000ppm
の範囲であることが好ましい。
成分から第3成分の各成分を所定量配合することにより
得られるが、第3成分の白金族金属系触媒の活性を抑制
する目的で各種有機窒素化合物、有機リン化合物、アセ
チレン系化合物、オキシム化合物、有機クロロ化合物等
の活性抑制剤等を必要に応じて添加してもよい。
時における熱収縮の減少、得られる硬化弾性体の熱膨張
率の低下、熱安定性、耐候性、耐薬品性、難燃性あるい
は機械的強度を向上させたり、ガス透過率を下げる目的
で、その他の充填剤を添加してもよい。この充填剤とし
ては、例えば乾式シリカ、湿式シリカ、けいそう土、石
英粉末、ガラス繊維、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アル
ミニウム、クレー、タルク、マイカ粉、硫酸バリウム、
硫酸アルムニウム、カーボン等や、酸化鉄、酸化チタ
ン、酸化セリウム等の金属酸化物や、炭酸カルシウム、
炭酸マグネシウム等の金属炭酸塩等が挙げられる。ま
た、必要に応じて適当な顔料、染料あるいは酸化防止剤
を添加することも可能である。
に、アルミナ、ベンガラ、酸化亜鉛、導電性カーボンブ
ラック等を適時添加してもよい。
組成物は、成形型等に流し込み、室温硬化、加熱硬化、
紫外線硬化等の公知の技術で、このましくは、例えば、
25℃・24時間以上または100℃・30秒以上の加
熱処理により硬化させ、ゴム弾性体にすることができ
る。
に適応して、クロロフルオロカーボン、キシレンヘキサ
フロリド、パーフルオロオクタン、ベンゾトリフロリ
ド、メチルエチルケトン等の適宜の有機溶剤で希釈して
もよい。
組成物の具体例としては、SIFEL (信越化学工業株式会
社製商品名)が例示され、その代表的なグレードの物性
を表1に示す。
弾性を有するのはその主鎖構造の違いによる。
代表的なフッ素樹脂であるPFA(テトラフロロエチレ
ンとパーフロロアルキルビニルエーテルとの共重合体)
は下記式(17)にて表される構造をしており、エーテル基
(−O−)が側鎖に付いている。
成物においては、前記式(1) から明らかなように、エー
テル基が主鎖に存在している。これにより架橋点を形成
し、硬化させて網目構造を形成すると、ゴム弾性を有す
るポリマーとなるのである。更に説明すると、本発明に
おいて利用する組成物は、主鎖にエーテル基を有するこ
とにより、エピクロルヒドリンゴムやシリコーンゴム、
ウレタンゴム等と同様にゴム弾性を有するとともに、P
FA等と同様にトナーに対する優れた離型性を有するの
である。
着ロールを示している。
属芯金2の外周の全体に前記組成物、すなわちパーフロ
ロエーテル基を主鎖に有するフッ素ゴムからなるゴム層
3を設けて形成されている。このようにして定着ロール
1の表層にパーフロロエーテル基を主鎖に有するフッ素
ゴム層3が形成されている。このフッ素ゴム層3はカラ
ーコピーに必要とされる十分な弾性を有するとともに、
優れたトナーに対する離型性を有する。
を内蔵された加熱ロールとして機能し、加圧ロール5と
により定着装置を形成し、両ロール1、5の間を記録媒
体6が通過している際に、記録媒体6上のトナー7を記
録媒体6に定着させる。
な弾性と、トナー7に対する離型性をもって定着作用を
発揮することにより、記録媒体6上に高光沢の極めて品
質の高い画像が得られる。
ゴム層3を形成したが、加圧ロール5の表層に同様のフ
ッ素ゴム層を形成するようにしてもよい。
定着用フィルムを利用した定着装置を示している。
成されており、少なくともその表層にパーフロロエーテ
ル基を主鎖に有するフッ素ゴム層が形成されていて、金
属製の加熱ロール9とテンションロール10との間に掛
け回されている。加熱ロール9にはヒータ4が内蔵され
ている。加熱ロール9とテンションロール10とには、
それぞれ加圧ロール11とバックアップロール12とが
前記定着用フィルム8を挟持するように配設されてい
る。この定着用フィルム8は、図3に示すように、無端
状の基材13の外周の全体にフッ素ゴム層3を形成した
ものや、図4に示すように、定着用フィルム8自身の全
体をフッ素ゴムにより形成したものでもよい。
加圧ロール11との間を記録媒体6が通過している際
に、記録媒体6上のトナー7を記録媒体6に定着させ
る。
ルム8の表層となるフッ素ゴム層が十分な弾性と、トナ
ー7に対する離型性をもって定着作用を発揮することに
より、記録媒体6上に高光沢の極めて品質の高い画像が
得られる。
定着用フィルム8の製造方法を説明する。
法を適用することができる。
2液付加型としてLIMSシステムで成型してもよく、
また、ロールコータ等で金属芯金2の外周にフッ素ゴム
層3を形成してもよい。
1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンのような
フッ素系の有機溶剤に、パーフロロエーテル基を主鎖に
有するフッ素ゴム組成物を溶解し、ポリイミドフィルム
やPTFEからなるクロス状のチューブからなる基材1
3をこの溶液中にディッピングして、表層にフッ素ゴム
層3を形成して定着用フィルム8を製造したり、前記組
成物を押出し機で押出し成形してチューブを作成して、
定着用フィルム8自身の全体をフッ素ゴムにより形成し
てもよく、さらには、スピンコートや遠心分離機等を用
いて製造してもよい。
としては、5μm〜5mmが適当である。このうち5μ
m以下ではピンホールの存在が避けられず、また、5m
m以上では定着性が変わらなくなるので、あえて厚くす
る必要がない。特に、カラー複写機用には高光沢度と高
熱伝導が要求されるので300μm〜2mmの範囲が好
ましい。
用フィルム8において、組成物そのものがゴム弾性を有
しているので、従来のPFA被覆ロールのように製品硬
度を下げる目的で弾性体層を2層構造にする必要はない
が、熱伝導性の改良や静電オフセット対策、低コスト化
などを目的として、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スポ
ンジゴム等からなる中間層をフッ素ゴム層3の内側に形
成してもよい。
のではなく、必要に応じて変更することができる。
成され作用するものであるから、トナーの定着性がよ
く、高光沢の画質を得ることができ、極めて高品質の白
黒画像およびカラー画像を得ることができる等の効果を
奏する。
外径38mmのアルミニウム製芯金2の表面にフッ素ゴ
ム層3としてSIFEL 200を厚さ300μmとなるよう
にドクターブレードでコーティングした後、150℃で
1時間加熱して加硫させ、次に、200℃で4時間二次
加硫して製した。この定着ロール1を複写機のNP60
30(キャノン株式会社製商品名)に取付け、ベタ黒の
画像をコピーしたところ、極めて高光沢の照りのある画
像が得られた。この画像の75°鏡面光沢度(グロス)
をJIS Z 8741に準拠してデジタル光沢計GM
−26D型(株式会社村上色彩研究所製商品名)にて測
定したところ50%以上であり、ベタ黒画像では極めて
高光沢であることが分かった。続けて1万枚の通紙試験
を実施したところ、光沢度は変化せず、かつ、定着不良
や紙しわ、画像みだれ等は発生せず、定着ロールとして
極めて優れた機能を有していることが分かった。
外径38mmのアルミニウム製芯金2の表面に適宜なプ
ライマを塗布した後にフッ素ゴム層3としてSIFEL 21
0を厚さ50μmとなるようにドクターブレードでコー
ティングした後、150℃で1時間加熱して加硫させ、
次に、200℃で4時間二次加硫して製した。この定着
ロール1を前記実施例1と同様にして前記複写機のNP
6030に取付け、ベタ黒の画像をコピーしたところ、
極めて高光沢の照りのある画像が得られた。この画像の
75°鏡面光沢度(グロス)を前記実施例1と同様にし
て測定したところ50%以上であり、ベタ黒画像では極
めて高光沢であることが分かった。続けて1万枚の通紙
試験を実施したところ、光沢度は変化せず、かつ、定着
不良や紙しわ、画像みだれ等は発生せず、定着ロールと
して極めて優れた機能を有していることが分かった。
ウム製芯金の表面にフッ素樹脂としてPFAを30μm
の厚さに形成し、それ以外は前記実施例1と同様にして
加熱ロールを製した。この加熱ロールについて前記実施
例1と同様にして、ベタ黒の画像をコピーしたところ、
光沢のない画像が得られた。この画像の75°鏡面光沢
度を実施例1と同様にして測定したところ、10%以下
であり、全く光沢がないことが分かった。
を、フッ素ゴム組成物としてSIFEL 300を用いて、こ
れを遠心分離機に添加回転させつつ外側からホットエア
ーを与えながら硬化させ、表面が鏡面のシームレスチュ
ーブを作成した。この時チューブの厚みは300μmで
あった。次に、前記複写機のNP6030の定着装置を
図2に示したようなベルト定着方式に改造して、前記実
施例1と同様にしてベタ黒の画像をコピーしたところ、
極めて光沢のある画像が得られた。この画像の75°鏡
面光沢度を実施例1と同様に測定したところ、50%以
上であり、極めて高光沢であることが分かった。続けて
1万枚の通紙試験を実施したところ、光沢度は変化せ
ず、かつ、定着不良や紙しわ、画像みだれ等は発生せ
ず、定着用フィルムとして極めて優れた機能を有してい
ることが分かった。
Aチューブを使用し、それ以外は前記実施例3と同様に
して定着用フィルムを製した。この定着用フィルムにつ
いて前記実施例3と同様にして、ベタ黒の画像をコピー
したところ、全く光沢のない画像が得られた。次に、実
施例3と同様にしてこの画像の75°鏡面光沢度を測定
したところ、10%以下であり、全く光沢がないことが
分かった。
を用いた定着装置の要部を示す断面図
フィルムを用いた定着装置の要部を示す断面図
面図
断面図
Claims (4)
- 【請求項1】 表層がパーフロロエーテル基を主鎖に有
するフッ素ゴムにより形成されていることを特徴とする
定着用部材。 - 【請求項2】 前記定着用部材は、金属芯金の外周に弾
性体層を被覆してなる定着ロールからなり、前記弾性体
層の少なくとも表層がパーフロロエーテル基を主鎖に有
するフッ素ゴムにより形成されていることを特徴とする
請求項1に記載の定着用部材。 - 【請求項3】 前記定着用部材は、トナーに熱を与える
薄肉シームレスベルト形状の定着用フィルムからなり、
前記定着用フィルムの少なくとも表層がパーフロロエー
テル基を主鎖に有するフッ素ゴムにより形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の定着用部材。 - 【請求項4】 パーフロロエーテル基が下記式 で表されるヘキサフルオロプロピレンエポキシドである
ことを特徴とする請求項1、請求項2または請求項3に
記載の定着用部材。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP6094443A JP2784141B2 (ja) | 1994-05-06 | 1994-05-06 | 定着ロール |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP6094443A JP2784141B2 (ja) | 1994-05-06 | 1994-05-06 | 定着ロール |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07302009A true JPH07302009A (ja) | 1995-11-14 |
JP2784141B2 JP2784141B2 (ja) | 1998-08-06 |
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Family Applications (1)
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JP6094443A Expired - Lifetime JP2784141B2 (ja) | 1994-05-06 | 1994-05-06 | 定着ロール |
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Cited By (2)
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-
1994
- 1994-05-06 JP JP6094443A patent/JP2784141B2/ja not_active Expired - Lifetime
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