KR102236963B1 - 전자사진용 회전가능 가압체 및 그 제조 방법, 및 정착 장치 - Google Patents

전자사진용 회전가능 가압체 및 그 제조 방법, 및 정착 장치 Download PDF

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Abstract

추가적인 내구성을 갖는 전자사진용 회전가능 가압체가 제공된다. 전자사진용 회전가능 가압체는 기체; 및 상기 기체 상에 형성된 탄성층을 포함하고, 상기 탄성층은 실리콘 고무 및 실리콘 고무에 분산된 침 형상 필러를 함유하고, 중공부를 가지며, 탄성층을 전자사진용 회전가능 가압체의 길이 방향으로 기체의 중심축을 포함하는 단면을 따라 절단하고, 절단면의 단위 면적(A2)에서의 중공부의 각각의 단면적의 총합을 A1으로 규정할 때, 면적비(A1/A2)의 표준 편차가 0.08 이하이다.

Description

전자사진용 회전가능 가압체 및 그 제조 방법, 및 정착 장치{ELECTROPHOTOGRAPHIC ROTATABLE PRESSING MEMBER AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME, AND FIXING DEVICE}
본 발명은, 기록재를 끼움 지지하고, 반송하며, 가열하도록 구성되는 정착 장치에 사용되는 전자사진용 회전가능 가압체 및 전자사진용 회전가능 가압체의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 정착 장치에 관한 것이다.
전자사진 화상 형성 장치에는, 기록재 상에 형성된 미정착 토너상을 해당 기록재에 정착시키도록 구성되는 장치로서 열정착 장치가 사용된다. 열정착 장치는 가열 부재와 해당 가열 부재에 대향하도록 배치된 전자사진용 회전가능 가압체를 구비한다. 열정착 장치는, 가열 부재로부터의 열 및 가열 부재와 전자사진용 회전가능 가압체 사이의 압접에 의해 유발되는 압력에 의해 토너를 기록재에 정착시키면서, 가열 부재와 전자사진용 회전가능 가압체의 회전에 의해 해당 기록재를 반송하도록 구성된다.
전자사진용 회전가능 가압체는 기체와 탄성층을 포함한다. 기체는 가열 부재와의 압접을 견디기에 충분한 강성을 부여한다. 탄성층은 닙부를 형성하기 위해 필요한 탄성을 부여한다. 또한, 탄성층 상에는 토너 이형성을 부여하기 위한 불소 수지로 이루어지는 표층이 형성될 수 있다.
국제 공개 제WO2016/009527호에는, 웜업 타임의 단축과 둘레 방향으로 연장하는 주름의 발생 억제를 높은 레벨에서 양립할 수 있는 가압 부재의 제공을 목적으로 한 발명이 기재되어 있다. 이 경우, 웜업 타임이란, 정착 장치에서 소비 전력의 저감을 도모하기 위해서, 닙부의 온도를 토너가 정착하기 위해서 필요한 온도까지 승온시키기 위한 시간을 말한다.
국제 공개 제WO2016/009527호에서는, 상술한 목적이 이하의 구성에 의해 달성될 수 있는 것이 기재되어 있다. 즉, 기체, 상기 기체의 외측에 형성된 탄성층, 및 상기 탄성층에 형성된 불소 수지를 포함하는 표층을 포함하는 가압 부재가 제공된다. 표층은, 길이 방향으로 신장시킨 상태에서 상기 탄성층 상에 고정되어 있고, 상기 탄성층은 20 체적% 내지 60 체적% 이하의 중공부 비율을 갖는다. 가압 부재는 1.0보다 큰 E(MD)/E(ND)를 가지며, E(ND)는 두께 방향의 탄성층의 탄성률을 나타내며, E(MD)는 길이 방향의 탄성층의 탄성률을 나타낸다. 또한, 상술한 물성이 중공부가 분산되어 있는 탄성층에 의해 획득되며, 상기 중공부는 침 형상 필러가 길이 방향으로 배치되어 있고 물이 분산되어 있는 실리콘 고무의 물을 증발시킴으로써 형성되는 것이 기재되어 있다.
본 발명의 발명자들은, 국제 공개 제WO2016/009527호에 개시된 탄성층을 포함하는 전자사진용 회전가능 가압체에서 더 높은 레벨에서의 내구성의 유무를 확인했으며, 여기서 침 형상 필러 및 분산된 물을 포함하는 실리콘 고무에서 물을 증발시킴으로써 형성된 중공부가 분산되어 있다. 구체적으로는, 본 발명의 발명자는, 상기 전자사진용 회전가능 가압체를, 가열 부재에 대한 가압력이 통상의 가압력보다 높게 설정된 상태에서 정착 장치에 장착하고, 이 정착 장치를 다수의 전자사진 화상을 연속해서 출력하는 시험(이하, "가혹 내구 시험"이라 칭함)에 제공했다. 그 결과, 가혹 내구 시험에 제공한 후의 전자사진용 회전가능 가압체에서, 일부 부분에서 표면의 경도가 초기값에 비하여 5% 이상 변화하는 경우가 있었다. 구체적으로는, 일부 부분에서 초기 경도에 대한 경도의 변화율이 5%를 초과하는 경우가 있었다.
본 발명의 일 실시형태는, 웜업 타임을 단축할 수 있고 추가적인 내구성을 갖는 전자사진용 회전가능 가압체, 및 전자사진용 회전가능 가압체를 제조하는 방법을 제공하는 것에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 실시형태는 고품위 전자사진 화상을 안정적으로 제공할 수 있는 정착 장치를 제공하는 것에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전자사진용 회전가능 가압체가 제공되며, 상기 전자사진용 회전가능 가압체는, 기체; 및 상기 기체 상에 형성된 탄성층으로서, 실리콘 고무와 상기 실리콘 고무에 분산되어 있는 침 형상 필러를 함유하고, 중공부를 갖는 탄성층을 포함하며, 상기 탄성층을 상기 전자사진용 회전가능 가압체의 길이 방향으로 상기 기체의 중심축을 포함하는 단면을 따라 절단하고, 절단면의 단위 면적(A2)에서의 상기 중공부의 각각의 단면적의 총합을 A1으로 규정할 때, 면적비(A1/A2)의 표준 편차가 0.08 이하이다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 전자사진용 회전가능 가압체의 제조 방법이 제공되며, 상기 전자사진용 회전가능 가압체는, 기체; 및 상기 기체 상에 형성된 탄성층으로서, 실리콘 고무와 상기 실리콘 고무에 분산되어 있는 침 형상 필러를 함유하고, 중공부를 갖는 탄성층을 포함하며, 상기 방법은, 상기 침 형상 필러 및 물 함유 겔을 액상 실리콘 고무에 분산시켜 에멀젼 형태의 액상 조성물을 얻는 단계; 상기 기체의 외주면과 관형 몰드의 내주면 사이에 형성된 캐비티 내에 상기 에멀젼 형태의 액상 조성물을 충전하는 단계로서, 상기 기체는 상기 관형 몰드의 각각의 단부에 배치된 기체-보유지지부에 의해 보유지지되는, 충전 단계; 상기 캐비티 내의 상기 에멀젼 형태의 액상 조성물을 유동시키지 않는 상태에서, 가열에 의해 상기 액상 실리콘 고무를 가교 및 경화시켜 경화물을 얻는 단계; 및 상기 경화물로부터 물을 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 본 발명의 전자사진용 회전가능 가압체; 및 상기 전자사진용 회전가능 가압체에 대향하도록 배치되는 가열 부재를 포함하는 정착 장치가 제공된다.
본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 정착 장치를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자사진용 회전가능 가압체(4)를 도시하는 사시도이다.
도 3은 침 형상 필러의 개략도이다.
도 4는 탄성층으로부터 절단한 샘플의 확대 사시도이다.
도 5는 탄성층으로부터 절단한 샘플의 단면의 개략도이다.
도 6은 전자사진용 회전가능 가압체의 제조에 사용되는 몰드의 개략 설명도이다.
본 발명의 발명자들은, 국제 공개 제WO2016/009527호에 개시된 가압 부재를 가혹 내구 시험에 제공했을 경우에, 당해 가압 부재의 일부 부분에서 표면의 경도가 크게 변화하는 이유에 대해서 검토했다. 검토 과정에서, 경도가 변화한 부분을 갖는 탄성층을 관찰했다. 그 결과, 경도가 변화한 부분에서는, 탄성층 중의 중공부를 지지하고 있는 고무 골격이 파단되었고, 또한 고무 골격의 파단은, 고무 골격이 파단되지 않은 부분과 비교하여 고무 골격이 더 얇다는 사실에 의해 유발된다는 것이 발견되었다.
상기의 관점에서, 탄성층 중에 얇은 고무 골격을 갖는 부분과 두꺼운 고무 골격을 갖는 부분이 존재하는 이유로서, 본 발명자들은 이하와 같이 고찰했다. 국제 공개 제WO2016/009527호에 개시된 가압 부재의 제조 방법은, 탄성층의 제조 공정으로서, 침 형상 필러 및 분산된 물을 함유하는 유화 상태의 액상 실리콘 고무 혼합물을 성형용 몰드 내에 충전하고, 그 후 성형용 몰드를 밀봉하고, 성형용 몰드 내의 해당 액상 실리콘 고무 혼합물을 가열 및 경화하는 제1 단계와, 성형용 몰드로부터 제거된 경화된 실리콘 고무를 더 가열하여, 경화된 실리콘 고무 중에 미세하게 분산되어 있는 물을 제거함으로써 다공질 실리콘 고무 탄성층을 형성하는 제2 단계를 포함한다.
제1 단계에서, 밀봉된 성형용 몰드 내에서는, 액상 실리콘 고무 혼합물은 기본적으로는 유동하지 않지만, 실제로는 액상 실리콘 고무 혼합물은 일부 경우에 성형용 몰드로부터 누출된다. 성형용 몰드로부터의 액상 실리콘 고무 혼합물의 누출이 확인된 경우에, 제2 단계를 통해 얻어진 탄성층 중의 고무 골격은 두께가 크게 변화한다. 상기 관점에서, 본 발명의 발명자들은 이하를 고찰했다. 밀봉된 성형용 몰드 내에서 액상 실리콘 고무 혼합물이 유동하면, 당해 액상 실리콘 고무 혼합물의 유화 상태가 파괴되고, 액상 실리콘 고무 혼합물 중의 물 함유 겔이 응집하여, 얻어지는 탄성층 중의 고무 골격의 두께가 변동한다.
즉, 유화 상태의 액체는 열역학적으로 불안정한 비평형계를 갖는다. 그로 인해, 상기 액상 실리콘 고무 혼합물이 경화 시에 성형용 몰드 내에서 유동하면, 액상 실리콘 고무 혼합물의 유동에 의해 유발되는 전단력에 의해 유화 상태의 파괴가 진행되고, 액상 실리콘 고무 혼합물에 분산된 물 함유 겔이 응집한다. 물 함유 겔이 응집된 상태에서 액상 실리콘 고무 혼합물이 경화하는 경우, 전자사진용 회전가능 가압체의 탄성층에는 물 함유 겔이 존재하는 위치에 중공부가 형성된다. 그러므로, 중공부는 응집되는 상태에서 형성되어 탄성층 내에서 중공부의 불균일한 분포를 유발하는 것으로 생각된다.
상술한 고찰에 기초하여, 본 발명의 발명자들은, 제1 단계에서 성형용 몰드 내의 액상 실리콘 고무 혼합물이 경화될 때, 당해 액상 실리콘 고무 혼합물의 성형용 몰드 내에서의 유동을, 더 높은 레벨에서 저감시키는 것을 시도했다. 구체적으로는, 본 발명의 발명자들은 성형용 몰드의 시일성을 개선했다.
그 결과, 얻어진 전자사진용 회전가능 가압체에서, 탄성층에서 중공부가 현저하게 균일하게 분포되었고, 장기간의 사용 후에도 경도의 부분적인 변화가 발생하기 어려운 것을 발견했다.
탄성층 내에서 중공부가 균일하게 분포하고 있을 경우, 중공부의 분포가 불균일한 경우와 비교하여, 인접하는 중공부 사이의 거리가 실질적으로 균일해진다. 그로 인해, 정착 장치에서 전자사진용 회전가능 가압체의 탄성층이 가압되었을 때에, 큰 응력이 집중되는 부분의 수가 적어지고, 따라서 중공부를 형성하는 고무 골격의 파단이 유효하게 억제되는 것으로 생각된다.
지금까지는, 침 형상 필러 및 분산된 물을 포함하는 실리콘 고무의 물을 증발시킴으로써 중공부가 형성되는 탄성층에서의 고무 골격의 파단에 관련되는 전자사진용 회전가능 가압체의 내구성을 고려하는 경우에, 탄성층 중의 중공부의 분포 균일성이 고려되지 않았다. 상기 관점에서, 본 발명의 발명자들은 중공부의 분포 균일성을 나타내는 지표로서, 전자사진용 회전가능 가압체의 탄성층을 기체의 중심축을 포함하는 단면을 따라 절단함으로써 얻어지는 절단면에서의 단위 면적당의 중공부의 총 면적의 비율(이하, 간단히 "면적비"라고 지칭하는 경우도 있다)의 표준 편차를 사용했다. 면적비의 표준 편차가 작을수록, 탄성층 중의 중공부의 분포가 균일하다.
이제, 본 발명의 일 실시형태에 따른 정착 장치 및 전자사진용 회전가능 가압체에 대해서 구체적으로 설명한다.
(1) 정착 장치
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 정착 장치를 도시하는 단면도이다. 정착 장치는, 소위 온 디맨드형 열정착 장치이며, 가열원으로서 세라믹 히터를 사용한 필름 가열 시스템을 채용하는 열정착 장치이다. 일례로서 이하에서 온 디맨드형 열정착 장치의 구성의 개략을 설명한다.
본 발명에 따른 정착 장치는, 이 실시형태로 한정되지 않으며, 열원으로서 할로겐 히터를 사용하는 히트 롤 타입 정착 장치, 및 일반적으로 사용되는 코일을 통전시킴으로써 부재 자체가 열을 발생하게 하도록 구성되는 유도 가열(IH) 시스템에도 적용 가능하다.
도 1에서, 필름 가이드 부재(1)는 횡단면에서 실질적으로 반원호 통 형상을 가지며, 폭 방향으로서 전자사진용 회전가능 가압체(4)의 길이 방향에 평행한 방향을 갖는 수평방향으로 긴 필름 가이드 부재이다. 히터(2)는, 가열 부재인 필름(3)을 위한 가열 유닛으로서의 역할을 하는 수평방향으로 긴 히터이며, 폭 방향을 따라 필름 가이드 부재(1)의 하면의 실질적으로 중심에 형성된 홈 내에 수용되고 보유유지된다. 필름(3)은, 무단 벨트 형상을 가지며, 히터(2)가 위에 장착되어 있는 필름 가이드 부재(1)에 외부에서 느슨하게 끼워지는 관 형상을 갖는다. 즉, 히터(2)는, 무단 벨트 형상을 갖는 필름(3)의 내주면에 접촉하도록 배치된다.
필름 가이드 부재(1)는, 예를 들어 폴리페닐렌 술피드(PPS) 또는 액정 중합체 등의 내열성 수지로 이루어지는 성형품이다.
히터(2)는, 세라믹 기판 상에 발열 저항체를 배치한 구성을 갖는다. 도 1에 도시하는 히터(2)는, 알루미나로 구성된 수평방향으로 길고 얇은 판 형상 히터 기판(2a), 및 그 길이 방향으로 따라 히터 기판(2a)의 표면측(필름 미끄럼 표면측)에 형성된, Ag/Pd로 구성된 선형 또는 얇은 밴드 형상 통전 가열체(발열 저항체)(2c)를 포함한다. 또한, 히터(2)는, 통전 발열체(2c)를 덮어서 보호하도록 구성되는 유리로 구성된 얇은 표면 보호층(2d)을 갖는다. 히터 기판(2a)의 이면측에 서미스터(검온 소자)(2b)가 접촉하고 있다. 이 히터(2)는, 통전 발열체(2c)에 대한 전력 공급에 의해 신속하게 승온한 후, 검온 소자(2b)를 포함하는 전력 제어 유닛(도시하지 않음)에 의해 미리결정된 정착 온도를 유지하도록 제어될 수 있다. 정착 온도는 정착 부재 표면의 목표 온도이며, 인쇄 속도, 시트 종류, 정착 부재 구성 및 토너 종류에 기초하여 적절히 설정된다. 일반적인 정착 온도는, 150℃ 이상 200℃ 이하이다.
필름(3)은, 예를 들어 베이스 필름의 표면에 표층을 도포한 복합층 필름이다. 열 용량을 감소시켜 가열 장치의 신속한 개시성을 향상시키기 위해서, 필름(3)의 총 두께는 500㎛ 이하로 설정되는 것이 바람직하다.
베이스 필름의 재료로서는, 폴리이미드(PI), 폴리아미드-이미드(PAI), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 및 폴리에테르술폰(PES) 같은 수지; 및 스테인리스강(예를 들어, SUS304) 및 니켈 같은 합금이나 금속이 사용될 수 있다.
표층의 재료로서는, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로(알킬 비닐 에테르) 공중합체(PFA), 및 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP) 같은 불소 수지 재료가 사용될 수 있다.
베이스 필름과 표층 사이에, 경화 실리콘 고무를 포함하는 탄성층, 및 접착층이 형성될 수 있다.
전자사진용 회전가능 가압체(4)는, 히터(2)의 하면에 대향하도록 배치되고, 필름(3)의 개재를 통해 히터(2)에 압접된다.
전자사진용 회전가능 가압체(4)는, 필름(3)의 개재를 통해 히터(2)의 표면 보호층(2d)에 미리결정된 가압 기구(도시하지 않음)에 의해 미리결정된 가압력으로 가압된다. 그 가압력에 따라서 전자사진용 회전가능 가압체(4)의 탄성층(4b)이 탄성 변형하고, 전자사진용 회전가능 가압체(4)의 표면과 필름(3)의 표면 사이에 미정착 토너 화상(T)의 열정착에 필요한 미리결정된 폭을 갖는 닙부(N)가 형성된다. 가압력은, 제품 대상인 시트의 종류 및 크기, 토너의 종류, 및 정착 장치의 구성에 기초하여 적절히 설정된다. 일반적인 가압력은 약 10kgf 내지 약 70kgf로 설정된다.
닙부(N)에 피가열 재료로서의 기록재(P)가 도입되고, 기록재(P)가 보유지지되어 반송됨으로써, 기록재(P)가 가열된다.
전자사진용 회전가능 가압체(4)는, 기어(동력 전달 기구)(도시되지 않음)를 통해 전달된 구동원(M)으로부터의 구동력을 받아, 미리결정된 회전 주속으로 화살표 "b"의 반시계 방향으로 회전하도록 구동된다.
필름(3)은, 화상 형성 실행시에 전자사진용 회전가능 가압체(4)가 화살표 "b"의 반시계 방향으로 회전하도록 구동될 때, 전자사진용 회전가능 가압체(4)의 회전에 연계하여 화살표 "a"의 방향으로 회전한다.
(2) 전자사진용 회전가능 가압체(4)의 층 구성
도 2는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자사진용 회전가능 가압체(4)를 도시하는 사시도이다. 전자사진용 회전가능 가압체(4)는, 기체(4a), 경화 실리콘 고무를 포함하는 탄성층(4b) 및 불소 함유 수지 튜브로 형성되는 표층(4c)을 포함한다.
기체(4a)는 철, 알루미늄, 또는 니켈 같은 금속, 또는 합금, 예를 들어 스테인리스강으로 구성된다. 전자사진용 회전가능 가압체(4)가 정착 장치에 탑재될 때, 전자사진용 회전가능 가압체(4)는, 탄성층(4b)이 형성되어 있지 않은 기체(4a)의 양 단부의 샤프트부가 기체 보유지지부에 의해 보유지지되는 상태하에서 가압된다. 이로 인해, 기체(4a)는, 가압력을 견디기에 충분히 강한 강도를 가질 필요가 있고, 따라서 철이나 스테인리스강이 바람직하게 사용된다. 또한, 탄성층(4b)이 형성되는 기체(4a)의 표면의 부분은 일반적으로 접착 처리가 실시된다. 접착 처리로서는, 블라스팅 또는 F 연마 같은 물리적 처리, 및 산화 처리, 프라이머 처리, 또는 커플링제 처리 같은 화학적 처리를 단독으로 또는 조합하여 행할 수 있다.
(3) 전자사진용 회전가능 가압체(4)의 탄성층(4b)
전자사진용 회전가능 가압체(4)를 형성하는 탄성층(4b)은 경화 실리콘 고무와, 경화 실리콘 고무 중에 분산되어 있는 침 형상 필러(4b1)를 포함한다. 또한, 탄성층(4b)은 중공부(4b2)를 포함한다. 탄성층(4b)을 전자사진용 회전가능 가압체(4)의 길이 방향으로 기체(4a)의 중심축을 포함하는 단면 "b"를 따라 절단하여 얻어진 절단면에서, 면적비(A1/A2)의 표준 편차는 0.08 이하이고, 여기서 A1은 전자사진용 회전가능 가압체(4)의 길이 방향 절단면인 단면 "b" 단위 면적에서의 중공부(4b2)의 각각의 단면적의 총합(이하, "중공부 면적"이라 칭하는 경우가 있음)을 나타내며, A2는 단면 "b"의 단위 면적을 나타낸다.
표준 편차가 0.08 이하인 경우, 탄성층(4b)에서의 복수의 중공부(4b2)는 균일하게 존재한다. 그러므로, 탄성층(4b) 중의 고무 골격의 두께의 변동이 억제되며, 탄성층(4b) 중의 고무 골격의 강도의 변동이 억제된다. 그러므로, 가압하에서도, 탄성층(4b)의 일부에 응력이 집중되기 어렵고, 중공부(4b2)를 형성하고 있는 고무 골격의 부분적인 파단이 억제되는 것으로 생각된다.
해당 표준 편차의 하한값은, 특별히 한정되지 않지만, 현실적으로는 0.01 이상이다. 해당 표준 편차는, 후술하는, 침 형상 필러 및 분산된 물 함유 겔(이후에 설명됨)을 함유하는 에멀션 형태의 액상 실리콘 고무 혼합물의 성형용 몰드 내에서의 경화 시의 유동을 고도로 제어(억제)함으로써, 0.08 이하로 설정될 수 있다.
탄성층(4b)은 단일층으로 형성된다. 탄성층(4b)의 두께는, 그 두께가 원하는 폭의 닙부(N)를 형성할 수 있는 범위 내에 있는 한은 특별히 한정되지 않지만, 2 mm 이상 5 mm 이하가 바람직하다.
(3-1) 베이스 중합체
탄성층(4b)의 베이스 중합체는, 부가 경화형의 액상 실리콘 고무의 경화물을 포함한다. 부가 경화형의 액상 실리콘 고무는, 불포화 지방족기, 예를 들어 비닐기를 갖는 오르가노폴리실록산(A)과, Si-H기(히드로실릴기)를 갖는 오르가노폴리실록산(B)을 갖는 미가교 실리콘 고무이다. 가열에 의해 불포화 지방족기의 불포화 결합에 Si-H기가 부가되면, 가교 반응이 진행된다. 또한, 불포화 지방족기를 갖는 오르가노폴리실록산(A)과 Si-H기를 갖는 오르가노폴리실록산(B)의 양을 적절히 조정함으로써, 원하는 경도를 갖는 베이스 중합체를 얻을 수 있다.
탄성층(4b)의 경도는, "일본 공업 규격(JIS)K 6253-3:2012"에 규정된 "가황 고무 및 열가소성 고무 - 경도를 구하는 방법 - 제3 부: 듀로미터 경도"에 기초하여 측정되며, 20도 이상 80도 이하인 것이 바람직하다.
부가 경화형의 액상 실리콘 고무는 일반적으로 가교 반응을 촉진하는 촉매로서 백금 화합물을 함유한다. 또한, 부가 경화형의 액상 실리콘 고무는, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 유동성이 조절될 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 본 발명의 특징의 범위를 벗어나지 않는 한은, 탄성층(4b)은 본 발명에 있어서의 침 형상 필러(4b1) 이외의 필러나 충전재, 및 공지의 과제 해결 수단으로서의 배합제를 포함할 수 있다.
(3-2) 침 형상 필러(4b1)
침 형상 필러(4b1)의 함유율은, 탄성층(4b)에 대하여 2 체적% 이상 15 체적% 이하인 것이 바람직하다. 침 형상 필러(4b1)의 함유율이 2 체적% 이상으로 설정되면, 둘레방향 주름의 억제 효과를 얻을 수 있다. 또한, 침 형상 필러(4b1)의 함유율을 15 체적% 이하로 설정하면, 탄성층(4b)은 용이하게 성형될 수 있다. 또한, 침 형상 필러(4b1)의 함유율을 15 체적% 이하로 설정하면, 탄성층(4b)의 탄성의 과도한 저하를 피할 수 있고, 정착 장치의 전자사진용 회전가능 가압체(4)의 닙부(N)를 용이하게 확보할 수 있다.
침 형상 필러(4b1)를 위한 재료로서, 도 3에 도시한 바와 같이, 직경(D)에 대한 길이(L)의 비가 큰, 즉 애스펙트비가 큰 재료를 바람직하게 사용할 수 있다.
침 형상 필러(4b1)의 구체예로서, 피치계 탄소 섬유, PAN계 탄소 섬유, 유리 섬유, 및 다른 무기 위스커(whisker)를 들 수 있다. 보다 구체적인 형상으로서, 도 3에서 평균 직경(D)이 5㎛ 이상 11㎛ 이하이며, 평균 길이(L)가 50㎛ 이상 1,000㎛ 이하이며, 애스펙트비가 5 이상 120 이하인 침 형상 필러(4b1)를 공업적으로 용이하게 얻을 수 있다. 길이(L)가 50 ㎛ 이상이면, 침 형상 필러(4b1)를 전자사진용 회전가능 가압체(4)의 길이 방향으로 효과적으로 정렬시킬 수 있다.
침 형상 필러(4b1)의 애스펙트비는, 침 형상 필러(4b1)의 평균 길이 및 평균 직경에 기초하여 이하의 식을 사용해서 결정할 수 있다.
애스펙트비=평균 길이/평균 직경
이하에서, 침 형상 필러(4b1)가 탄소 섬유인 경우에 애스펙트비를 산출하는 구체적인 방법에 대해서 설명한다. 먼저, 탄성층(4b)으로부터 절단한 샘플을 질소 가스 분위기에서, 700℃에서 1시간 동안 소성하여 실리콘 고무 성분을 석회화시켜서 제거한다. 이렇게 해서 샘플 중의 침 형상 필러(4b1)를 취출할 수 있다. 샘플로부터 취출한 침 형상 필러(4b1)의 체적을 결정함으로써, 탄성층(4b) 중의 침 형상 필러(4b1)의 함유율을 결정할 수 있다. 또한, 100개 이상의 침 형상 필러(4b1)를 무작위적으로 선택하고, 그것들의 평균 길이와 평균 직경을 광학 현미경으로 측정함으로써, 상기 식의 사용을 통해 침 형상 필러(4b1)의 애스펙트비를 결정할 수 있다. 본 실시예에서는, 침 형상 필러(4b1)의 애스펙트비를, 상기 식으로부터 얻은 값의 제1 소수 자리를 반올림하여 얻은 값으로 나타낸다.
침 형상 필러(4b1)를 포함하는 탄성층(4b)을 형성하는 단계는, 예를 들어 밀봉된 성형용 몰드 내에서 침 형상 필러(4b1) 및 물 함유 겔을 포함하는 에멀션 형태의 액상 실리콘 고무 혼합물을 경화시키는 제1 단계와, 경화물로부터 물을 제거하는 제2 단계를 포함한다. 제1 단계에서, 해당 액상 실리콘 고무 혼합물이 밀봉된 성형용 몰드 내에서 유동하면, 침 형상 필러(4b1)는 핵으로서의 역할을 하고, 물 함유 겔은 용이하게 응집된다. 그 결과, 제2 단계를 통해 획득된 탄성층(4b) 중에 존재하는 중공부(4b2)는 불균일하게 분포되기 쉽다. 즉, 고무 조성물 중의 침 형상 필러(4b1)의 양이 많을수록, 면적비(A1/A2)의 표준 편차가 커지기 쉽고, 여기서 A1은 기체(4a)의 중심축을 포함하는 단면을 따라 탄성층(4b)을 절단하여 얻은 절단면에서의 중공부 면적을 나타내며, A2는 단위 면적을 나타낸다.
(3-3) 중공부(4b2)
전자사진용 회전가능 가압체(4)의 탄성층(4b)은, 탄성층(4b)의 열전도율을 저하시키기 위해서, 중공부(4b2)를 포함하고 있다. 즉, 전자사진용 회전가능 가압체(4)의 열전도를 억제하면, 가열 부재로부터의 열이 기체(4a)로 도피되는 것을 억제하여, 가열 부재의 온도 상승 속도를 향상시켜, 웜업 타임을 단축할 수 있다. 본 발명에서의 탄성층(4b)의 중공부(4b2)는 면적비(A1/A2)의 표준 편차가 0.08 이하가 되도록 분산되며, 여기서 A1은 탄성층(4b)을 기체(4a)의 중심축을 포함하는 단면 "b"를 따라 절단하여 얻은 절단면에서의 중공부 면적을 나타내며, A2는 단위 면적을 나타낸다.
면적비(A1/A2)의 표준 편차는 다음과 같이 결정될 수 있다. 먼저, 전자사진용 회전가능 가압체(4)의 탄성층(4b)을, 도 2의 음영부에 의해 나타내는 샘플(4bs)에 도시된 바와 같이, 전자사진용 회전가능 가압체(4)의 둘레 방향 및 길이 방향으로 각각 3 mm씩 절단한다. 이 경우, 전자사진용 회전가능 가압체(4)의 길이 방향으로 기체(4a)의 중심축을 포함하는 단면을 따라 면도기를 사용해서 샘플(4bs)을 절단한다. 절단된 샘플은 도 4의 샘플(4bs)과 같다. 전자사진용 회전가능 가압체(4)의 길이 방향의 도 4의 절단한 샘플(4bs)의 단면 "b"을 주사형 전자 현미경(SEM)(상품명: FEI Company에 의해 제조된 XL30 SFEG)을 사용하여, 가속 전압 3kV 및 배율 100배로 촬영한다. 얻어진 단면 "b"의 SEM 화상을, 탄성층(4b)의 반경방향 외측 표면(표층(4c)이 있는 경우에는, 표층(4c)의 바로 아래면)으로부터 기체(4a)를 향하여 500㎛ 및 전자사진용 회전가능 가압체(4)의 길이 방향으로 1,200㎛의 범위에서 화상 해석 소프트웨어(상품명: Media Cybernetics Inc.에 의해 제조된 Image-Pro Plus 5.0J)를 사용해서 2치화한다. 해석 영역을 탄성층(4b)의 반경방향 외측 표면으로부터 500㎛로 설정한 이유는, 본 발명의 발명자들의 검토 중에서, 상기 해석 영역이 면적비(A1/A2)의 표준 편차의 차가 드러나기 쉬운 영역이라는 것이 발견되었기 때문이다. 이 해석 영역은 액상 조성물의 유동시에 큰 전단 응력을 받으며, 고무 조성물의 가열시에 유화 파괴가 일어나기 쉽다.
그로 인해, 중공부(4b2)의 분산을 면적비(A1/A2)의 표준 편차에 의해 평가할 때에 차가 드러나기 쉽다고 생각된다. 2치화는 오쓰(Otsu)의 판별 해석법에 의해 행해진다. 얻어진 2치화 화상을 53㎛ 사방의 크기로 세분화한다. 얻어진 세분화 화상은 중공부 면적(A1)과 단위 면적(A2)이 각각 결정되고, 각각의 면적비(A1/A2)를 산출했다. 2치화 화상을 세분화하는 단위 면적을 53㎛ 사방으로 설정하는 이유는, 본 발명의 발명자들의 검토 과정에서, 53㎛ 사방의 단위 면적에 대한 중공부 면적의 비(면적비)의 표준 편차가, 전자사진용 회전가능 가압체의 가혹 내구 시험 후의 경도 변화의 유무의 결과에 만족스럽게 상관되는 것이 발견되었기 때문이다.
얻어진 면적비(A1/A2)에 기초하여 샘플(4bs)의 표준 편차를 산출한다. 중공부(4b2)가 불균일하게 분포되는 경우, 큰 중공부 면적을 각각 갖는 세분화 화상의 수와, 작은 중공부 면적을 각각 갖는 세분화 화상의 수가 모두 크고, 따라서 많은 수의 세분화 화상을 측정하여 얻은 표준 편차는 커진다. 한편, 중공부(4b2)가 균일하게 분포되는 경우, 큰 중공부 면적을 각각 갖는 세분화 화상의 수와 작은 중공부 면적을 각각 갖는 세분화 화상의 수는 모두 적고, 따라서 많은 수의 세분화 화상을 측정하여 얻은 표준 편차는 작아진다.
면적비(A1/A2)의 표준 편차의 산출은 탄성층(4b)의 6개의 위치에서 얻은 샘플(4bs)에 대하여 행한다. 샘플(4bs)은 탄성층(4b)의 총 6개의 위치로부터 절단되고, 6개의 위치는, 탄성층(4b)의 총 축방향 길이를 L1으로 나타날 때, 양 단부로부터 0.1 L1의 2개의 위치, 및 중심이 되는 0.5 L1의 위치, 및 상기 위치로부터 둘레 방향으로 180° 다른 3개의 위치를 포함한다. 본 발명의 전자사진용 회전가능 가압체(4)에서, 6개의 위치로부터 절단된 샘플(4bs)로부터 얻은 면적비(A1/A2)의 표준 편차 모두가 0.08 이하가 된다.
전자사진용 회전가능 가압체(4)의 탄성층(4b)의 6개의 위치에서 절단된 샘플(4bs)로부터 얻어진 면적비(A1/A2)의 표준 편차에서, 1개의 위치에서라도 면적비(A1/A2)의 표준 편차가 0.08보다 큰 경우, 탄성층(4b)의 당해 위치의 경도 변화가 커진다. 그 결과, 경도가 변화한 전자사진용 회전가능 가압체(4)를 정착 장치에 사용하는 경우, 시트 통과시에 시트 주름이 발생하기 쉽다. 그로 인해, 1개의 위치에서라도 면적비(A1/A2)의 표준 편차가 0.08보다 큰 탄성층(4b)을 갖는 전자사진용 회전가능 가압체(4)는 불만족스러운 내구성을 갖고, 부재는 자주 교환될 필요가 있다.
또한, 탄성층(4b)은 20 체적% 이상 60 체적% 이하의 중공부 비율을 갖는 것이 바람직하다. 중공부 비율이 20 체적% 이상이면, 상술한 웜업 타임을 충분히 단축하는 효과를 얻을 수 있다. 중공부 비율이 60 체적%을 초과하는 탄성층(4b)을 형성하려고 시도해도, 탄성층(4b)을 성형하는 것이 곤란할 수 있다. 탄성층(4b)이 높은 중공부 비율을 갖는 경우 웜업 타임을 단축할 수 있으므로, 중공부 비율은 보다 바람직하게는 40 체적% 이상 60 체적% 이하이다.
탄성층(4b)의 중공부 비율은 이하와 같이 결정될 수 있다. 먼저, 면도기를 사용하여 탄성층(4b)을 임의의 위치에서 절단하여, 평가 샘플을 얻는다. 얻어진 평가 샘플은 액침 비중 측정 장치(상품명: Mettler Toledo International Inc.에 의해 제조된 SGM-6)에 의해 25℃에서의 체적에 대해 측정된다(이하, 이 체적을 "Vall"로 나타낸다). 이어서, 체적 측정을 행한 평가 샘플을 열중량 측정 장치(상품명: Mettler Toledo International Inc.에 의해 제조된 TGA851e/SDTA)를 사용하여 질소 가스 분위기에서 1시간 동안 700℃에서 가열하여, 실리콘 고무 성분을 분해 및 제거한다. 이 경우의 중량 감소량을 Mp로 나타낸다. 탄성층(4b) 중에 침 형상 필러(4b1) 이외에 무기 필러가 함유되어 있는 경우, 실리콘 고무 성분의 분해 및 제거 후에 얻어진 잔류물은 침 형상 필러(4b1)와 무기 필러를 혼재된 상태로 함유한다.
이 상태에서 25℃에서의 침 형상 필러(4b1)와 무기 필러의 총 체적을 건식 자동 밀도계(상품명: Shimadzu Corporation에 의해 제조된 AccyPyc 1330-1)에 의해 측정한다. 체적 측정을, 질소 가스의 치환을 행할 때마다 10회 실시하고, 그 산술 평균을 Va로 나타낸다.
상술한 값에 기초하여, 이하의 식으로부터 평가 샘플의 중공부 비율을 결정할 수 있다. 계산은 실리콘 고무 성분의 밀도가 0.97 g/cm3인 상태에서 행해진다(이하, 이 밀도를 "ρp"로 나타낸다).
중공부 비율(체적%)=[{Vall-(Mp/ρp+Va)}/Vall]×100
본 실시형태에 기재된 중공부 비율을 다음과 같이 규정한다. 즉, 임의의 부분을 5개의 위치로부터 절단하여 평가 샘플을 얻고, 평가 샘플로부터 결정된 중공부 비율의 평균값을 탄성층(4b)의 중공부 비율로서 규정한다.
탄성층(4b) 중의 중공부(4b2)는, 탄성층(4b)을 면도기로 두께 방향으로 절단했을 때, 그 절단면에 나타나 있는 중공부(4b2)의 개수의 80% 이상이 5㎛ 이상 30㎛ 이하의 범위 내에 있게 되는 직경을 갖는 것이 바람직하다. 여기서, 중공부(4b2)의 직경은, 당해 절단면인 단면 "b"를, 주사형 전자 현미경(SEM)(상품명: Philips Inc.에 의해 제조된 XL30 SFEG)을 사용하여, 가속 전압 3kV 및 배율 100배로 관찰하고, 화상 해석 소프트웨어(상품명: Media Cybernetics Inc.에 의해 제조된 Image-Pro Plus 5.0J)를 사용해서 2치화하며, 중공부(4b2)의 직경으로서, 중공부(4b2)의 직경의 최대 길이와 최소 길이의 합계값의 절반을 규정함으로써 얻어진다. 중공부(4b2)는 30 ㎛ 이하의 작은 직경을 갖는다. 그러므로, 양면 인쇄의 제2 면의 인쇄를 위한 시트의 통과시에, 가압 롤러에 접촉하는 제1 면에 인쇄된 화상에 화상 불량이 발생하기가 어렵다.
(4) 표층(4c)
전자사진용 회전가능 가압체(4)에 이형성을 부여하기 위해서, 불소함유 수지 튜브로 이루어지는 표층(4c)을 탄성층(4b) 상에 형성할 수 있다.
표층(4c)을 위한재료로서는, 화상 인쇄 시의 기록재(P)의 이형성의 관점에서 불소 함유 수지가 사용된다. 불소 함유 수지의 구체예로서는, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로(알킬 비닐 에테르) 공중합체(PFA), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 및 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP)를 들 수 있다. 또한, 상기 열거한 재료의 2 종류 이상을 혼합해서 사용해도 되고, 첨가물을 첨가해도 된다.
표층(4c)의 두께는, 두께가 전자사진용 회전가능 가압체(4)에 충분한 이형성을 부여할 수 있는 범위 내에 있는 한은 특별히 한정되지 않지만, 20 ㎛ 이상 50㎛ 이하인 것이 바람직하다.
(5) 전자사진용 회전가능 가압체(4)의 제조 방법
이하에 기재된 제조 방법에 의해 전자사진용 회전가능 가압체(4)를 얻을 수 있고, 전자사진용 회전가능 가압체(4)는 중공부(4b2)가 분산되어 있는 탄성층(4b)을 포함하고, 중공부(4b2)는 침 형상 필러(4b1) 및 분산된 물을 포함하는 실리콘 고무의 물을 증발시킴으로써 형성된다.
(i) 탄성층(4b)을 형성하기 위한 액상 조성물의 조제 단계
본 발명에 따른 중공부(4b2)를 포함하는 탄성층(4b)을 형성하는 방법에서, 물 함유 겔, 부가 경화형의 액상 실리콘 고무 및 침 형상 필러(4b1)를 포함하는 에멀션 형태의 액상 조성물을 사용한다.
물 함유 겔, 부가 경화형의 액상 실리콘 고무 및 침 형상 필러(4b1)를, 공지의 필러 혼합 및 교반 유닛, 예를 들어 유성식의 만능 혼합 및 교반 기계를 사용하여 혼합 및 교반하여, 부가 경화형의 액상 실리콘 고무에 침 형상 필러(4b1) 및 물 함유 겔이 분산된 에멀션 형태의 액상 조성물을 조제할 수 있다.
물 함유 겔을 포함하는 에멀션 형태의 액상 조성물을 사용하여 물이 미세하게 분산되어 있는 조성물의 경화물을 형성한 후, 탈수함으로써, 도 5에 도시된 바와 같이 미세한 중공부(4b2)를 포함하는 탄성층(4b)을 얻을 수 있다.
물 함유 겔로서는, 흡수성 중합체 및 점토 광물을 물의 도입을 통해 팽윤시켜서 얻은 겔을 사용할 수 있다. 에멀션 형태의 액상 조성물 중에 분산된 물 함유 겔은 약 1㎛ 이상 약 30㎛ 이하의 직경을 갖고, 침 형상 필러(4b1)의 정렬을 저해하기 어렵다. 그로 인해, 중공부 비율이 높고, 침 형상 필러(4b1)가 고도로 정렬된 탄성층(4b)을 형성할 수 있다.
한편, 물 함유 겔 대신 중공 입자(약 40 ㎛의 직경을 가짐), 예를 들어 수지 벌룬을 포함하는 액상 조성물을 주조 성형용 몰드 내에 주입하여 탄성층을 형성할 때, 중공 입자의 셸이 주조 성형용 몰드의 캐비티 내를 유동하는 경우, 침 형상 필러(4b1)의 정렬이 저해된다. 그로 인해, 높은 중공부 비율 침 형상 필러(4b1)의 높은 정렬의 모두를 만족시키는 탄성층을 형성하는 것이 어렵다.
또한, 중공부의 형성을 위한 발포제를 포함하는 액상 조성물을 주조 성형용 몰드에 주입해서 탄성층을 형성하는 경우에도, 발포제의 발포시에 침 형상 필러(4b1)의 정렬이 어지럽혀지고, 따라서 길이 방향으로 침 형상 필러(4b1)를 정렬시키는 것이 어렵다.
물 함유 겔 중, 흡수성 중합체로서는, 아크릴산, 메타크릴산 및 이들의 금속염의 중합체, 공중합체 또는 가교물을 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리아크릴산의 알칼리 금속 염 및 그 가교물(상품명: Toagosei Co., Ltd.에 의해 제조된 RHEOGIC 250H)이 적합하게 사용될 수 있으며, 공업적으로 용이하게 획득될 수 있다. 또한, 증점 효과를 가지며 물에 의해 팽윤된 점토 광물은, 에멀션 형태의 탄성층(4b)을 형성하기 위한 액상 조성물을 조제하는데 적합하다. 이러한 점토 광물을 포함하는 증점제로서 Hojun Co., Ltd.에 의해 제조된 "BEN-GEL W-200U"(상품명)를 들 수 있다.
에멀션 형태의 액상 조성물은, 가교 반응을 촉진하는 촉매로서의 백금 화합물, 필러, 충전재 및 배합제를 포함할 수 있다.
또한, 필요에 따라 유화제 및 점도 조정제를 첨가하고 나서 혼합 및 교반함으로써 액상 조성물을 조제할 수 있다. 유화용 첨가제로서는, 계면활성제, 예를 들어 비이온계 계면 활성제(소르비탄 지방산 에스테르(상품명: Sanyo Chemical Industries, Ltd.에 의해 제조된 IONET HLB4.3))를 들 수 있다.
전자사진용 회전가능 가압체(4)의 탄성층(4b)의 중공부 비율은, 탄성층(4b) 형성용의 액상 조성물 중에서의 물 함유 겔의 함유량을 조정함으로써 생성될 수 있다. 구체적인 중공부 비율의 조정 방법을 이하에 나타낸다. 물 함유 겔의 밀도 및 부가 경화형의 액상 실리콘 고무의 밀도는 양자 모두 1.0 g/cm3이다. 또한, 침 형상 필러(4b1)의 밀도는, 침 형상 필러(4b1)가 후술하는 실시예에서 사용한 피치계 탄소 섬유인 경우, 2.2 g/cm3이다. 이들 값에 기초하여, 탄성층(4b)의 형성에 사용하는 액상 조성물의 총 체적에 대한 물 함유 겔의 함유율이 20 체적% 이상 60 체적% 이하가 되도록 물 함유 겔의 양을 조절한다. 탈수 후의 탄성층(4b)의 중공부의 체적은 액상 조성물 중의 물 함유 겔의 체적과 실질적으로 동일하다. 그러므로, 액상 조성물의 총 체적에 대한 물 함유 겔의 체적을 상기 범위 내로 설정함으로써, 중공부 비율이 20 체적% 이상 60 체적% 이하인 탄성층(4b)을 제조할 수 있다.
(ii) 액상 조성물의 층의 형성 단계
본 단계를 도 6을 참조해서 구체적으로 설명한다. 도 6은, 전자사진용 회전가능 가압체(4)의 제조 시의 몰드의 개략 설명도이다. 도 6에서, 내면이 원통형인 불소 함유 수지 튜브로 형성되는 표층(4c)이 관형 몰드(7)에 고정되어 있다. 탄성층(4b)에 대한 표층(4c)의 접착을 향상시키기 위해서 액상 조성물을 주조 성형하기 전에 필요에 따라 표층(4c)의 내면에 적절히 프라이머 도포 처리를 행할 수 있다. 본 발명에 따른 전자사진용 회전가능 가압체(4)의 기체(4a)는, 탄성층(4b)이 형성되는 기체(4a)의 부분을 표면에 대해 접착 처리한 후에, 관형 몰드(7) 내에 배치되어, 기체-보유지지부(5 및 6)에 의해 보유지지된다. 기체(4a)의 외주면과 표층(4c)의 내주면 사이에는 캐비티(9)가 형성된다. 이때, 캐비티(9)는 연통로(10, 11)를 통해 외부와 연통한다.
먼저, 성형 시의 형상 전사성을 향상시키기 위해서, 관형 몰드(7)는 관형 몰드(7)에 형성된 2개의 수평 구멍(13)을 통해 감압되어, 표층(4c)을 관형 몰드(7)의 내벽에 밀착시킨다.
그리고, 기체(4a)가 관형 몰드(7)의 양 단부에 설치된 기체-보유지지부(5 및 6)에 의해 보유지지된 몰드에서, 상술한 단계 (i)에서 조제된 본 발명의 액상 조성물을 연통로(11)를 통해 기체(4a)의 외주면과 관형 몰드(7)의 내주면 사이에 형성된 캐비티(9) 내에 충전한다. 이때, 연통로(10)의 단부에 감압기, 예를 들어 아스피레이터(도시하지 않음)를 설치하여 캐비티(9)의 내부를 감압 상태로 함으로써, 액상 조성물의 주입을 수반하는 주조 성형시에 버블 캐칭을 저감할 수 있다. 버블 캐칭이 저감되면, 후술하는 단계 (iii)에서의 열팽창시의 액상 조성물의 유동을 저감할 수 있으므로, 유화 파괴의 진행이 억제되어 중공부(4b2)의 균일한 분포를 얻게 된다. 그 결과, 면적비(A1/A2)의 표준 편차가 작아지며, 여기서 A1은 본 발명의 탄성층(4b)을 기체(4a)의 중심축을 포함하는 단면을 따라 절단함으로써 얻어지는 절단면에서의 중공부 면적을 나타내며, A2는 단위 면적을 나타낸다. 캐비티(9) 내의 감압을, 표층(4c)과 관형 몰드(7) 사이의 밀착을 위한 감압보다 낮게 설정하여, 액상 조성물 주입 시에서도 표층(4c)과 관형 몰드(7)가 서로 밀착되는 상태를 유지할 필요가 있다.
(iii) 실리콘 고무 성분의 가교 및 경화 단계
계속해서, 주조 성형용 유로로서 개방되어 있었던 연통로(10, 11)를 나사, 볼 밸브 등에 의해 액상 조성물이 유출하지 않도록 폐쇄함으로써, 액상 조성물로 충전된 캐비티(9)를 밀봉한다. 이 상태에서, 물의 비점 미만의 온도, 예를 들어 60℃ 이상 90℃ 이하에서 5분 내지 120분 동안 액상 조성물을 가열하여, 탄성층(4b)의 베이스 중합체인 실리콘 고무 성분을 경화시킨다.
전자사진용 회전가능 가압체(4)의 단계 (iii)에서 사용되는 몰드는 높은 레벨의 밀봉을 실현하는 시일 구조를 갖는다. 이로 인해, 캐비티(9) 내의 액상 조성물을 유동시키지 않고, 액상 실리콘 고무를 가열에 의해 가교 및 경화시켜, 경화물을 제공할 수 있다. 캐비티(9)가 밀봉되어 있다는 사실에도 불구하고 캐비티(9)가 높은 레벨에서 밀봉되지 않는 경우, 가열시에 액상 조성물의 열팽창에 의해 몰드 내의 압력이 높아지면, 액상 조성물이 관형 몰드(7)와 기체-보유지지부(5 및 6) 사이의 끼워맞춤부를 통해 몰드 외부로 유동하도록 누출되어, 액상 조성물의 유화 상태의 파괴를 야기한다. 그러므로, 높은 레벨의 밀봉을 실현하기 위한 시일 구조가 필요하다.
구체적으로는, 도 6에 도시된 바와 같이, 높은 레벨의 밀봉을 실현하는 시일 구조는, O 링(8)의 개재를 통해 표층(4c)을 관형 몰드(7)와 기체-보유지지부(5 및 6) 사이에 보유지지함으로써 밀봉을 행할 때, 관형 몰드(7)의 홈에 보유지지된 O 링(8)이 O 링(8)에 대향하는 기체-보유지지부(5 및 6)의 부분에 형성된 홈(12)에 찌부러진 상태에서 밀접하는 구조이다. 이 구조에 의해, 밀봉 면적이 넓게 형성될 수 있다. 그러므로, 높은 레벨의 밀봉이 실현될 수 있고, 가열시의 액상 조성물이 유동하는 것을 방지할 수 있다.
O 링(8) 각각은, 관형 몰드(7)와 기체-보유지지부(5 또는 6) 사이의 끼워맞춤부의 관형 몰드(7)의 테이퍼 면으로부터 외측으로 돌출하는 상태에서 관형 몰드(7)에 의해 보유지지된다. 홈(12)은, 관형 몰드(7)에 배치된 O 링(8)의 형상에 따르는, 기체-보유지지부(5 또는 6)와 관형 몰드(7) 사이의 끼워맞춤부의 원주 형상에서 홈 깊이 방향의 곡률을 갖도록 형성된다.
홈(12)의 깊이는, O 링(8)이 관형 몰드(7)의 테이퍼 면으로부터 돌출하는 양(돌출량)에 대하여 20% 이상 100% 이하의 값을 갖는 것이 바람직하다. 홈(12)의 이러한 깊이에 의해, O 링(8)과 홈(12)이 서로 대향하는 접촉 면적이 과도하게 작아지는 것을 방지할 수 있다. 또한, O 링(8)과 홈(12)이 서로 압접되지 않아 높은 레벨의 밀봉을 행하는 것이 어려워지는 상황을 방지할 수 있다. 또한, 홈(12)의 곡률은, O 링(8)의 단면의 곡률보다 작게 설정되는 것이 바람직하다. 이러한 홈(12)의 곡률에 의해, 관형 몰드(7)와 기체-보유지지부(5 및 6)가 서로 끼워맞춰질 때에 O 링(8)이 홈(12)에 따른 형상으로 용이하게 찌부러진다. 그로 인해, 높은 레벨의 밀봉을 확실하게 달성할 수 있다.
(iv) 탈형 단계
단계 (iii)에서 액상 조성물 중의 부가 경화형의 액상 실리콘 고무를 가교하고 경화한 후, 몰드를 적절히 물 또는 공기에 의해 냉각하여, 경화물을 탈형한다. 대안적으로, 단계 (v)에서 탄성층(4b)을 형성한 후에, 전자사진용 회전가능 가압체(4)를 탈형해도 된다.
(v) 탈수 단계
기체(4a)에 적층한 액상 조성물의 경화물부터 가열 처리에 의해 물을 제거하여, 중공부(4b2)를 형성한다. 가열 처리 조건으로서는, 온도가 100℃ 이상 250℃ 이하이고, 가열 시간이 1 시간 내지 5 시간인 것이 바람직하다. 단계 (v)는 단계 (iv)의 전 또는 후에 행할 수 있다.
(vi) 표층(4c)의 적층 단계
상술한 바와 같이, 미리 주조 성형용 몰드 내부에 불소 함유 수지 튜브를 고정 및 배치하고 나서 액상 조성물을 주조 성형하는 것을 포함하는 방법에 의해, 표층(4c)을 적층할 수 있다. 대안적으로, 표층(4c)은 탄성층(4b)을 형성하고, 불소 함유 수지 튜브로 탄성층(4b)을 피복하며, 접착제에 의해 불소 함유 수지 튜브를 탄성층(4b)에 접착 및 고정하는 것을 포함하는 방법에 의해서도 적층될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 장기간의 사용 후에도, 경도가 초기 상태로부터 변화하기 어려운 전자사진용 회전가능 가압체를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 장기간의 사용 후에도, 경도가 초기 상태로부터 변화하기 어려운 전자사진용 회전가능 가압체를 제조하는 방법을 얻을 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 고품위의 전자사진 화상을 안정적으로 제공할 수 있는 정착 장치를 얻을 수 있다.
[실시예]
이하의 각 실시예에서 사용되는 재료를 기재한다.
(기체(4a))
기체(4a)로서, 철로 이루어진 기체(직경 24.5 mm, 및 탄성층(4b)의 형성 영역의 길이 330 mm)를 사용했다.
(베이스 중합체)
탄성층(4b)의 베이스 중합체로서, 25℃의 환경에서 10(1/s)의 전단 속도에서의 점도가 10 Pa·s인 부가 경화형 액상 실리콘 고무를 사용했다.
(물 함유 겔)
물 함유 겔로서는, 주성분으로서의 폴리아크릴산 나트륨 및 스멕타이트계 점토 광물을 포함하는 증점제(상품명: Hojun Co., Ltd.에 의해 제조된 "BEN-GEL W-200U") 1 질량부에 대하여 99 질량부의 이온 교환수를 첨가하고, 혼합물을 충분히 교반 및 팽윤시킴으로써 조제한 물 함유 겔을 사용했다.
(침 형상 필러(4b1))
침 형상 필러(4b1)로서, 이하의 4 종류의 섬유 재료를 사용했다.
1. 피치계 탄소 섬유, 상품명: GRANOC Milled Fiber XN-100-05M(Nippon Graphite Fiber Co., Ltd.에 의해 제조됨); 섬유 직경: 9㎛, 섬유 길이: 50㎛, 애스펙트비: 6, 밀도: 2.2 g/cm3, 이하 "100-05M"라 칭함.
2. 피치계 탄소 섬유, 상품명: DIALEAD K223HM(Mitsubishi Plastics, Inc.에 의해 제조됨); 섬유 직경: 11㎛, 섬유 길이: 200㎛, 애스펙트비: 18, 밀도: 2.2 g/cm3, 이하 "K223HM"라 칭함.
3. PAN계 탄소 섬유, 상품명: TORAYCA Milled Fiber MLD-300(Toray Industries, Inc.에 의해 제조됨); 섬유 직경: 7㎛, 섬유 길이: 130㎛, 애스펙트비: 19, 밀도: 1.8 g/cm3, 이하 "MLD-300"라 칭함.
4. 유리 섬유, 상품명: EFH150-01(Central Glass Co., Ltd.에 의해 제조됨); 섬유 직경: 11㎛, 섬유 길이: 150㎛, 애스펙트비: 14, 밀도: 2.6 g/cm3, 이하 "150-01"라 칭함.
(표층(4c))
표층(4c)으로서는, 두께 40㎛, 외경 29.0 mm의 PFA 튜브를 사용했다. PFA 튜브로서는, 이하의 상업적으로 가용한 제품을 사용했다.
<상품명: Teflon(상표) PFA 451HP-J(Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd.에 의해 제조됨), 이하 "451HP-J"라 칭함>
<<전자사진용 회전가능 가압체(4)의 제조>>
[실험예 A]
(실시예 A-1)
베이스 중합체인 미가교의 부가 경화형 액상 실리콘 고무, 침 형상 필러(4b1)인 "100-05M", 및 물 함유 겔을 만능 혼합 및 교반 기계(상품명: Primix Corporation에 의해 제조된 T.K. HIVIS MIX Model 2P-1)를 사용하여 30분 동안 80 rpm의 교반 블레이드의 회전수에서 교반하여, 에멀젼 형태의 액상 조성물을 조제했다. 이 경우, 표 1에 도시된 바와 같이 침 형상 필러(4b1)의 함유율이 15 체적%가 되도록 미가교의 부가 경화형 액상 실리콘 고무 및 침 형상 필러(4b1)를 혼합했다.
도 6에 도시된 바와 같은 구성을 얻기 위해서, 표층(4c)으로서의 역할을 하는 프라이머(상품명: Dow Corning Toray Co., Ltd.에 의해 제조된 DY39-067)에 의해 접착 처리된 내면을 갖는 PFA 튜브를 30 mm의 내경을 갖는 파이프 형상을 갖는 관형 몰드(7)의 내면에 삽입 및 고정하였다. 계속해서, 프라이머(상품명: Dow Corning Toray Co., Ltd.에 의해 제조된 DY39-051)에 의해 접착 처리된 기체(4a)를 도 6에 도시된 바와 같이 양 단부에서 기체-보유지지부(5 및 6)에 의해 보유지지되도록 관형 몰드(7) 내부에 설치했다. 그리고, 기체-보유지지부(5 및 6)를 관형 몰드(7)에 압접시켜 거기에 고정했다.
이어서, 수평 구멍(13)을 통해 유닛(도시하지 않음)에 의해 감압을 행하여, PFA 튜브를 관형 몰드(7)의 내벽에 밀착시켰다. 그 후, 미리 조제한 액상 조성물을 연통로(11)를 통해 캐비티(9) 내에 주입하여 캐비티(9)를 액상 조성물로 충전하였다. 이 상태에서, 연통로(11)를 나사(도시하지 않음)에 의해 밀봉하였으며, 연통로(10)를 볼 밸브(도시하지 않음)에 의해 밀봉하였다.
O 링(8)으로서, 단면의 직경이 3.5 mm인 링을 사용하고, 관형 몰드(7)의 테이퍼 면으로부터 돌출하도록 관형 몰드(7)의 홈에 보유지지하였다. 기체-보유지지부(5 및 6)에 형성된 홈(12)의 곡률은, O 링(8)의 형상을 따라 반경 2 mm의 원호를 그리도록 둥글게 설정했다. 또한, 홈(12)의 깊이는, 관형 몰드(7)의 테이퍼 면으로부터의 O 링(8)의 돌출량에 대해 60%로 되도록 설정했다.
계속해서, 내부에 액상 조성물이 밀봉된 몰드를 열풍 오븐에서 1시간 동안 90℃에서 가열하여 액상 조성물 중의 실리콘 고무를 가교 및 경화시켰다. 몰드를 냉각한 후에, 관형 몰드(7)로부터 기체-보유지지부(5 및 6)를 제거했다. 관형 몰드(7) 내의 경화물을 열풍 오븐에서 4시간 동안 130℃에서 그 후 4시간 동안 200℃에서 가열하여 경화 실리콘 고무층 중의 물을 증발시켰다. 이렇게 해서, 침 형상 필러(4b1) 및 분산된 중공부(4b2)를 포함하는 단일층으로 형성된 탄성층(4b)을 형성하였다. 마지막으로, 불필요한 단부 부분을 절단하여 전자사진용 회전가능 가압체(No. A-01)를 제공하였다.
면적비(A1/A2)의 표준 편차가 0.08이었고, 여기서 A1은 얻어진 전자사진용 회전가능 가압체(No. A-01)의 탄성층(4b)을 기체(4a)의 중심축을 포함하는 단면 "b"를 따라 절단하여 얻은 절단면에서의 중공부 면적을 나타내며, A2는 단위 면적을 나타낸다. 또한, 전자사진용 회전가능 가압체(No. A-01)의 탄성층(4b)의 중공부 비율은 60 체적%이었다.
전자사진용 회전가능 가압체(No. A-01)의 면적비(A1/A2)의 표준 편차는 전자사진용 회전가능 가압체(No. A-01)의 것과 동일한 제조 방법에 의해 얻은 전자사진용 회전가능 가압체를 사용하여 측정했다. 표준 편차는 이하와 같이 측정되었다. 탄성층(4b)의 장축 방향으로 3 mm의 크기 및 그 둘레 방향으로 3 mm의 크기를 갖는 샘플(4bs)을 탄성층(4b)의 총 6개의 위치로부터 절단하였고, 6개의 위치는 탄성층(4b)의 길이 330 mm에 대하여, 양 단부로부터 33 mm의 2개의 위치 및 중심인 165 mm의 1개의 위치, 및 상기 위치와 둘레 방향으로 180°로 상이한 3개의 위치를 포함하며, "(3-3) 중공부(4b2)"에 기재한 바와 같이, 단면 "b"에서의 면적비(A1/A2)의 표준 편차를 계산하였으며, 여기서 A1은 중공부 면적을 나타내고, A2는 단위 면적을 나타낸다. 6개의 샘플(4bs)의 면적비(A1/A2)의 표준 편차 중, 최대값을 전자사진용 회전가능 가압체(No. A-01)의 표준 편차로서 표 1에 나타냈다.
(실시예 A-2)
실시예 A-1의 것과 동일한 액상 조성물을 연통로(11)를 통해서 캐비티(9) 내에 주입할 때에 연통로(10)의 단부에 설치된 감압기(상품명: Nihon Pisco Co., Ltd.에 의해 제조된 VUH07-66A)를 사용해서 캐비티(9)를 감압한 후에, 캐비티(9) 내를 액상 조성물로 충전한 것 이외에는, 실시예 A-1의 것과 동일한 조건하에서, 전자사진용 회전가능 가압체(No. A-02)를 얻었다.
중공부 면적비의 표준 편차는, 전자사진용 회전가능 가압체(No. A-02)에 대한 것과 동일한 제조 방법에 의해 획득된 전자사진용 회전가능 가압체를 사용하여 실시예 A-1에서와 동일한 방식으로 측정했다. 표준 편차 중, 최대값을 전자사진용 회전가능 가압체(No. A-02)의 표준 편차로서 표 1에 나타냈다.
(비교예 A-1)
기체-보유지지부(5 및 6)로서 홈(12)을 갖지 않는 기체-보유지지부를 사용한 것 이외에는, 실시예 A-1의 것과 동일한 조건하에서 전자사진용 회전가능 가압체(No. A-03)를 얻었다.
면적비(A1/A2)의 표준 편차는, 전자사진용 회전가능 가압체(No. A-03)에 대한 것과 동일한 제조 방법에 의해 획득된 전자사진용 회전가능 가압체를 사용하여 실시예 A-1에서와 동일한 방식으로 측정했다. 표준 편차 중, 최대값을 전자사진용 회전가능 가압체(No. A-03)의 표준 편차로서 표 1에 나타냈다.
(실시예 B-1)
베이스 중합체인 미가교의 부가 경화형 액상 실리콘 고무와, 침 형상 필러(4b1)인 "K223HM"과, 물 함유 겔을 혼합하고, 만능 혼합 및 교반 기계(상품명: Primix Corporation에 의해 제조된 T.K. HIVIS MIX Model 2P-1)를 사용하여 30분 동안 80 rpm의 교반 블레이드의 회전수에서 교반하여, 에멀젼 형태의 액상 조성물을 조제했다. 이 경우, 미가교의 부가 경화형 액상 실리콘 고무와 침 형상 필러(4b1)는, 표 1에 나타낸 바와 같이, 침 형상 필러(4b1)의 함유율이 7 체적%가 되도록 배합되었다.
이외에는, 실시예 A-1의 것과 동일한 조건하에서 전자사진용 회전가능 가압체(No. B-01)를 얻었다. 얻어진 전자사진용 회전가능 가압체(No. B-01)의 탄성층(4b)은 40 체적%의 중공부 비율을 갖는다.
면적비(A1/A2)의 표준 편차는, 전자사진용 회전가능 가압체(No. B-01)에 대한 것과 동일한 제조 방법에 의해 얻은 전자사진용 회전가능 가압체를 사용하여 실시예 A-1에서와 동일한 방식으로 측정했다. 표준 편차 중, 최대값을 전자사진용 회전가능 가압체(No. B-01)의 표준 편차로서 표 1에 나타냈다.
(실시예 B-2)
실시예 B-1의 것과 동일한 액상 조성물을 연통로(11)를 통해서 캐비티(9) 내에 주입할 때에 연통로(10)의 단부에 설치된 감압기(상품명: Nihon Pisco Co., Ltd.에 의해 제조된 VUH07-66A)를 사용해서 캐비티(9)를 감압 상태로 한 후에 캐비티(9)를 액상 조성물로 충전한 것 이외에는, 실시예 B-1의 것과 동일한 조건하에서 전자사진용 회전가능 가압체(No. B-02)를 얻었다.
면적비(A1/A2)의 표준 편차는, 전자사진용 회전가능 가압체(No. B-02)에 대한 것과 동일한 제조 방법에 의해 얻은 전자사진용 회전가능 가압체를 사용하여 실시예 A-1에서와 동일한 방식으로 측정했다. 표준 편차 중, 최대값을 전자사진용 회전가능 가압체(No. B-02)의 표준 편차로서 표 1에 나타냈다.
(비교예 B-1)
기체-보유지지부(5 및 6)로서 홈(12)을 갖지 않는 기체-보유지지부를 사용한 것 이외에는, 실시예 B-1의 것과 동일한 조건하에서 전자사진용 회전가능 가압체(No. B-03)를 얻었다.
면적비(A1/A2)의 표준 편차는, 전자사진용 회전가능 가압체(No. B-03)에 대한 것과 동일한 제조 방법에 의해 얻은 전자사진용 회전가능 가압체를 사용하여 실시예 A-1에서와 동일한 방식으로 측정했다. 표준 편차 중, 최대값을 전자사진용 회전가능 가압체(No. B-03)의 표준 편차로서 표 1에 나타냈다.
(실시예 C-1)
베이스 중합체인 미가교의 부가 경화형 액상 실리콘 고무와, 침 형상 필러(4b1)인 "MLD-300"과, 물 함유 겔을, 만능 혼합 및 교반 기계(상품명: Primix Corporation에 의해 제조된 T.K. HIVIS MIX Model 2P-1)를 사용하여 30분 동안 80 rpm의 교반 블레이드의 회전수에서 교반하여, 에멀젼 형태의 액상 조성물을 조제했다. 이 경우, 미가교의 부가 경화형 액상 실리콘 고무와 침 형상 필러(4b1)는, 표 1에 도시된 바와 같이, 침 형상 필러(4b1)의 함유율이 2 체적%가 되도록 배합되었다.
이외에는, 실시예 A-1의 것과 동일한 조건하에서, 전자사진용 회전가능 가압체(No. C-01)를 얻었다. 얻어진 전자사진용 회전가능 가압체(No. C-01)의 탄성층(4b)의 중공부 비율은 20 체적%였다.
면적비(A1/A2)의 표준 편차는, 전자사진용 회전가능 가압체(No. C-01)에 대한 것과 동일한 제조 방법에 의해 얻은 전자사진용 회전가능 가압체를 사용하여 실시예 A-1에서와 동일한 방식으로 측정했다. 표준 편차 중, 최대값을 전자사진용 회전가능 가압체(No. C-01)의 표준 편차로서 표 1에 나타냈다.
(실시예 C-2)
실시예 C-1의 것과 동일한 액상 조성물을 연통로(11)를 통해서 캐비티(9) 내에 주입할 때에 연통로(10)의 단부에 설치된 감압기(상품명: Nihon Pisco Co., Ltd.에 의해 제조된 VUH07-66A)를 사용해서 캐비티(9)를 감압한 후에 캐비티(9)를 액상 조성물로 충전한 것 이외에는, 실시예 C-1의 것과 동일한 조건하에서 전자사진용 회전가능 가압체(No. C-02)를 얻었다.
중공부 면적비의 표준 편차는, 전자사진용 회전가능 가압체(No. C-02)에 대한 것과 동일한 제조 방법에 의해 얻은 전자사진용 회전가능 가압체를 사용하여 실시예 A-1에서와 동일한 방식으로 측정했다. 표준 편차 중, 최대값을 전자사진용 회전가능 가압체(No. C-02)의 표준 편차로서 표 1에 나타냈다.
(비교예 C-1)
기체-보유지지부(5 및 6)로서 홈(12)을 갖지 않는 기체-보유지지부를 사용한 것 이외에는, 실시예 C-1의 것과 동일한 조건하에서 전자사진용 회전가능 가압체(No. C-03)를 얻었다.
면적비(A1/A2)의 표준 편차는, 전자사진용 회전가능 가압체(No. C-03)에 대한 것과 동일한 제조 방법에 의해 얻은 전자사진용 회전가능 가압체를 사용하여, 실시예 A-1에서와 동일한 방식으로 측정했다. 표준 편차 중, 최대값을 전자사진용 회전가능 가압체(No. C-03)의 표준 편차로서 표 1에 나타냈다.
(실시예 D-1)
베이스 중합체인 미가교의 부가 경화형 액상 실리콘 고무와, 침 형상 필러(4b1)인 "150-01"과, 물 함유 겔을, 만능 혼합 및 교반 기계(상품명: Primix Corporation에 의해 제조된 T.K. HIVIS MIX Model 2P-1)를 사용해서 30분 동안 80 rpm의 교반 블레이드의 회전수에서 교반하여, 에멀젼 형태의 액상 조성물을 조제했다. 이 경우, 미가교의 부가 경화형 액상 실리콘 고무와 침 형상 필러(4b1)는, 표 1에 도시된 바와 같이, 침 형상 필러(4b1)의 함유율이 4 체적%가 되도록 배합했다.
상술한 바와 같이 조제된 액상 조성물을 연통로(11)를 통해서 캐비티(9) 내에 주입할 때에 연통로(10)의 단부에 설치된 감압기(상품명: Nihon Pisco Co., Ltd.에 의해 제조된 VUH07-66A)를 사용하여 미리 캐비티(9)를 감압한 상태에서 캐비티(9)를 액상 조성물로 충전한 것을 제외하고는, 실시예 A-1의 것과 동일한 조건하에서 전자사진용 회전가능 가압체(No. D-01)를 얻었다. 얻어진 전자사진용 회전가능 가압체(No. D-01)의 탄성층(4b)의 중공부 비율은 30 체적%이었다.
면적비(A1/A2)의 표준 편차는, 전자사진용 회전가능 가압체(No. D-01)에 대한 것과 동일한 제조 방법에 의해 얻은 전자사진용 회전가능 가압체를 사용하여, 실시예 A-1에서와 동일한 방식으로 측정했다. 표준 편차 중, 최대값을 전자사진용 회전가능 가압체(No. D-01)의 표준 편차로서 표 1에 나타냈다.
(비교예 D-1)
기체-보유지지부(5 및 6)로서 홈(12)을 갖지 않는 베어링을 사용한 것 이외에는, 실시예 D-1의 것과 동일한 조건하에서 전자사진용 회전가능 가압체(No. D-02)를 얻었다.
면적비(A1/A2)의 표준 편차는, 전자사진용 회전가능 가압체(No. D-02)에 대한 것과 동일한 제조 방법에 의해 얻은 전자사진용 회전가능 가압체를 사용하여 실시예 A-1에서와 동일한 방식으로 측정했다. 표준 편차 중, 최대값을 전자사진용 회전가능 가압체(No. D-02)의 표준 편차로서 표 1에 나타냈다.
각 비교예에서는, 가열 및 가교시에 액상 조성물이 유동하고, O 링(8)과 관형 몰드(7) 사이 또는 O 링(8)과 기체-보유지지부(5 또는 6) 사이의 틈새를 통해 미소하게 누설되는 것이 확인되었다.
<<전자사진용 회전가능 가압체의 평가>>
얻어진 전자사진용 회전가능 가압체를, 면적비(A1/A2)의 표준 편차를 측정하기 위해 샘플을 절단한 6개의 위치와 동일한 위치에서, 경도계(상품명: Kobunshi Keiki Co., Ltd.에 의해 제조된 Durometer Type E, 1 kgf)를 사용하여 경도에 대해 측정하였다.
그 후, 제조된 전자사진용 회전가능 가압체를, 정착 부재와 전자사진용 회전가능 가압체 사이에 가해지는 가압력이 70kgf인 상태에서, 도 1에서 나타내는 정착 장치에 탑재했다.
계속해서, 연속 시트 통과를 통해 가혹 내구 시험을 행하였다. 100,000개의 시트의 통과 후에, 정착 장치로부터 전자사진용 회전가능 가압체를 제거하고, 가혹 내구 시험 전에 경도가 측정된 6개의 위치에서 마찬가지로 경도를 측정했다. 6개의 위치 각각에서의 가혹 내구 시험 전의 경도를 100%로 설정하는 경우의 가혹 내구 시험 후의 경도 변화율 중, 최대 경도 변화율을 가혹 내구 시험에서의 경도 변화율로서 표 1에 나타냈다.
경도 변화율을 이하의 식에 의해 산출했다.
경도 변화율={(가혹 내구 시험 후 경도-가혹 내구 시험 전 경도)/가혹 내구 시험 전 경도}×100
Figure 112018027685102-pat00001
지금까지 본 발명을 예시적인 실시형태에 의해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이러한 실시형태로 한정되지 않는다. 본 발명은 그 범위 및 요지 내에서 다양하게 수정 및 변화될 수 있다.
본 발명을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 수정과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
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  7. 전자사진용 회전가능 가압체의 제조 방법이며,
    상기 전자사진용 회전가능 가압체는,
    기체; 및
    상기 기체 상에 형성된 탄성층으로서, 실리콘 고무와 상기 실리콘 고무에 분산되어 있는 침 형상 필러를 함유하고, 중공부를 갖는 탄성층을 포함하며,
    상기 방법은,
    상기 침 형상 필러 및 물 함유 겔을 액상 실리콘 고무에 분산시켜 에멀젼 형태의 액상 조성물을 얻는 단계;
    상기 기체의 외주면과 관형 몰드의 내주면 사이에 형성된 캐비티 내에 상기 에멀젼 형태의 액상 조성물을 충전하는 충전 단계로서, 상기 기체는 상기 관형 몰드의 각각의 단부에 배치된 기체-보유지지부에 의해 보유지지되는, 충전 단계;
    상기 캐비티 내의 상기 에멀젼 형태의 액상 조성물을 유동시키지 않는 상태에서, 가열에 의해 상기 액상 실리콘 고무를 가교 및 경화시켜 경화물을 얻는 단계; 및
    상기 경화물로부터 물을 제거하는 단계를 포함하는 전자사진용 회전가능 가압체의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 관형 몰드는, 각각의 단부에, 상기 기체-보유지지부에 대하여 끼워맞춤부를 형성하는 테이퍼 면을 갖고,
    상기 기체-보유지지부는 상기 테이퍼 면에 끼워맞춰지고,
    상기 관형 몰드는 O 링이 상기 테이퍼 면으로부터 돌출하는 상태하에서 상기 테이퍼 면 상에 상기 O 링을 보유지지하며,
    상기 기체-보유지지부는, 상기 테이퍼 면에 대한 끼워맞춤부에, 상기 테이퍼 면으로부터의 상기 O 링의 돌출량의 20% 이상 100% 이하의 깊이를 갖는 홈을 갖는 전자사진용 회전가능 가압체의 제조 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 충전 단계는 감압 상태의 상기 캐비티 내에 상기 에멀젼 형태의 액상 조성물을 충전하는 단계를 포함하는 전자사진용 회전가능 가압체의 제조 방법.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 전자사진용 회전가능 가압체가, 상기 탄성층 위에 표층을 더 가지며, 상기 충전 단계는 상기 표층이 상기 관형 몰드의 내벽과 밀착하는 상태하에서 행하여지는 전자사진용 회전가능 가압체의 제조 방법.
  11. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 에멀젼 형태의 액상 조성물은 20 체적% 이상 60 체적% 이하의 함유율의 물 함유 겔을 함유하는 전자사진용 회전가능 가압체의 제조 방법.
  12. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 물 함유 겔은 1 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하의 직경을 갖는 전자사진용 회전가능 가압체의 제조 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
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