JP2009103882A - 加圧部材、像加熱装置、及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】加熱部材23と接触して記録材Pを挟持搬送しつつ加熱するためのニップ部Nを形成する加圧部材24であって、離型層24cと弾性層24aとの間にフィラー中で熱伝導異方性を有するフィラー24fを具備する加圧部材において、前記フィラーは前記離型層と前記弾性層を接着する接着剤により結着されていることを特徴とする。
【選択図】図9
Description
(1)画像形成装置例
図1は本発明に係る像加熱装置を加熱定着装置(定着手段)として搭載できる画像形成装置の一例の概略構成模型図である。この画像形成装置は電子写真式のレーザービームプリンタである。
以下の説明において、定着装置及び定着装置を構成する部材について、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。幅とは短手方向の寸法である。
上記の加圧ローラ24について、それを構成する材料、成型方法等を以下に詳細に説明する。
図3は加圧ローラ24の層構成模型図である。
加圧ローラ24に用いられる弾性層24a全体の厚さは、所望の幅のニップ部Nを形成することができる厚さであれば特に限定されないが、2〜10mmであることが好ましい。弾性層24aの材料としては、シリコーンゴムなど一般的な耐熱性ソリッドゴムや発泡スポンジゴムなどを用いる事が出来る。どちらの材料も、定着装置6で使用した場合に充分な耐熱性・耐久性を有し、かつ、好ましい弾性(軟らかさ)を有している。従って、シリコーンゴムなど一般的な耐熱性ソリッドゴムや発泡スポンジゴムは弾性層24aの主たる材料として好適である。ここで、厚さとは加圧ローラ24の径方向の寸法をいう。
高熱伝導接着層24bは、弾性層24aと離型層24cとの間に形成されている。この高熱伝導接着層24bは、接着剤24e中にフィラーの長軸と短軸に熱伝導異方性を有するフィラーとして針状フィラーである高熱伝導性針状フィラー24fが含有されていることが必須である(図6(a)、(b)参照)。つまり、フィラー中で熱伝導異方性を有するフィラーを用いている。ここで、熱伝導異方性とは、針状フィラーでは例えば、長軸方向のみ熱伝導が高く短軸方向では熱伝導が低い、ことを言う。接着剤24eは離型層24cと弾性層24aを接着するためのものである。そしてその接着剤24eによりフィラー24fは離型層24cと弾性層24aとの間で結着されている。
・ケイ素原子数が2個以上30個以下、好ましくは4個以上20個以下の、環状又は直鎖状のシロキサン等の有機ケイ素化合物、
・1価以上4価以下のフェニレン構造等の芳香環を1分子中に1個以上4個以下含有し、かつ、ヒドロシリル化付加反応に寄与しうる官能基を1分子中に少なくとも1個含有する、分子中に酸素原子を含んでもよい、非ケイ素系有機化合物。ここで、上記の1価以上4価以下のフェニレン構造等の芳香環について、2価以上4価以下のフェニレン構造等の芳香環が好ましい。また、上記の1分子中に1個以上4個以下含有されるフェニレン構造等の芳香環について、1分子中にフェニレン構造等の芳香環を1個以上2個以下含有するのが好ましい。上記のヒドロシリル化付加反応に寄与しうる官能基としては、例えば、アルケニル基、(メタ)アクリロキシ基などが用いられる。また、上記のヒドロシリル化付加反応に寄与しうる官能基について、1分子中に2個以上4個以下含有するのが好ましい。上記の非ケイ素系有機化合物において、非ケイ素系とは、即ち、分子中にケイ素原子を含有しない系のことである。
離型層24cは接着層24b上にPFAチューブなどを被せることにより形成する。離型層24cの厚さは加圧ローラ24に充分な離型性を付与することができる厚さであれば特に限定されないが、好ましくは20〜100μmである。
図8は実施例1に係る加圧ローラ24の成型手順を表す説明図である。図9は実施例2に係る加圧ローラ24の成型手順を表す説明図である。図10は実施例3に係る加圧ローラ24の成型手順を表す説明図である。図8から図10では、各加圧ローラ24の層構成を容易に理解できるように、各層の厚みは強調して表してある。
図8において、まず、φ22のAl製芯金24dの外周に、密度が1.20g/cm3である付加反応硬化型のシリコーンゴムを用いて型成型法により肉厚3.5mmの弾性層24aを形成することにより、φ29の弾性層形成物を得る((a)参照)。ここで温度条件としては150℃×30分にて加熱硬化させた。
図9において、まず実施例1と同様にして、弾性層の肉厚を3.75mm、φ29.5の弾性層形成物を得る((a)参照)。
図10において、まず実施例1と同じ弾性層形成物を得る((a)参照)。
上述の実施例1、実施例2、実施例3に係る各加圧ローラ24の性能評価を行うために、その各加圧ローラ24と比較する比較例として下記のような加圧ローラ24を作製した。
図11において、φ22のAl製芯金24dの外周に、弾性層24aとして熱伝導率0.4W/(m・k)からなるシリコーンゴムを肉厚4mmで形成した。本比較例に使用しているシリコーンゴムは熱伝導率が一般的な0.2W/(m・k)以下というものよりもフィラーを若干多く添加することで熱伝導率を高めに設定してある。フィラーは補強剤としても用いられているシリカを用いた。本比較例に係る加圧ローラ24は、接着層24bを設けていない点を除いて、実施例1の加圧ローラ24と長さ、外形は同じである。
<非通紙領域昇温>
性能評価には、上記手法にて作製した実施例1、実施例2、実施例3、比較例に係る加圧ローラ24をそれぞれ有する4つのフィルム加熱方式の定着装置を同じ構成のプリンタに搭載した。そして各プリンタにおいて、定着装置の加圧ローラ24の周速度(プロセススピード)を234mm/secとなるように調整し、定着温度を220℃に設定し、そのときの非通紙領域の温度を測定した。即ち、定着装置のニップ部Nに記録材Pとして通紙(導入)させた紙はLTR横サイズ紙(75g/m2)であり、50枚/分にて連続500枚通紙した時の非通紙領域(LTR横サイズ紙が通過しない領域)のフィルム23表面の温度を測定した。
定着温度を220°にして、LTR横サイズ紙(75g/mm2)を50枚/分にて15万枚通紙して非通紙領域を過昇温させ、そのときの非通紙領域におけるゴム状態の評価を行った。
高温高湿環境下(32℃/80%)にて充分に放置され、吸湿したLTR横サイズ紙(75g/mm2)を定着装置が充分に冷えている状態からのプリント、所謂コールドスタートから定着温度を220°にして20枚連続通紙させたときの搬送性評価を行った。ここで、定着装置が充分に冷えている状態とは室温(25℃位)の状態である。
比較例に係る加圧ローラ24を具備する定着装置では、未定着トナー画像の加熱定着に必要なニップ形成に支障をきたさず充分な定着性を確保でき、また耐久性、搬送性も良好であった。しかし、非通紙領域昇温は310℃と高いため、定着装置内の各パーツにダメージが発生するなどの問題が起きてしまう。
4−1)上記実施例におけるフィルム加熱方式の加熱定着装置6において、加熱体22はセラミックヒータに限られるものではない。例えば、ニクロム線等を用いた接触加熱体等や、鉄板片等の電磁誘導発熱性部材等であってもよい。加熱体22は必ずしも定着ニップ部(圧接ニップ部)に位置していなくてもよい。
Claims (12)
- 加熱部材と接触して記録材を挟持搬送しつつ加熱するためのニップ部を形成する加圧部材であって、離型層と弾性層との間にフィラー中で熱伝導異方性を有するフィラーを具備する加圧部材において、
前記フィラーは前記離型層と前記弾性層を接着する接着剤により結着されていることを特徴とする加圧部材。 - 前記フィラーと前記接着剤とを含有する接着層を前記離型層と前記弾性層との間に有することを特徴とする請求項1に記載の加圧部材。
- 前記接着層には前記フィラーが前記接着剤に対する体積率で30Vol%以上含まれていることを特徴とする請求項2に記載の加圧部材。
- 前記フィラーは前記接着層の前記接着剤を前記弾性層に塗付することによって前記離型層と前記弾性層との間に設けられていることを特徴とする請求項2に記載の加圧部材。
- 前記フィラーは前記接着層を前記弾性層に塗付することによって前記離型層と前記弾性層との間に設けられていることを特徴とする請求項2に記載の加圧部材。
- 前記フィラーは前記接着層を前記弾性層に複数回塗付することによって前記離型層と前記弾性層との間に設けられていることを特徴とする請求項2に記載の加圧部材。
- 前記フィラーの記録材搬送方向と直交する長手方向における熱伝導率は100W/(m・K)以上であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の加圧部材。
- 前記接着層の記録材搬送方向と直交する長手方向の熱伝導率は2.0W/(m・K)以上であることを特徴とする請求項2から請求項6のいずれかに記載の加圧部材。
- 前記熱伝導異方性を有するフィラーは針状フィラーであることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載の加圧部材。
- 前記針状フィラーの平均長さが100μm以上であることを特徴とする請求項9に記載の加圧部材。
- 加熱部材と、前記加熱部材と接触してニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ記録材が担持している像を加熱する像加熱装置において、
前記加圧部材として請求項1から請求項10のいずれかに記載の加圧部材を有することを特徴とする像加熱装置。 - 像担持体と、前記像担持体が担持する未定着画像を記録材に転写して担持させる転写手段と、記録材が担持する未定着画像を記録材に固着させる定着手段と、を有する画像形成装置において、
前記定着手段として請求項11に記載の像加熱装置を有することを特徴とする画像形成装置。
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