JP2018035323A - 充填剤、成形物、部材、定着部材、定着装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
体積平均粒径が10nm以上500nm以下の複数の無機粒子と、前記複数の無機粒子を結着する結着樹脂と、を含む粒状物で構成された充填剤。
前記粒状物の体積平均粒径が、1μm以上10μm以下である請求項1に記載の充填剤。
前記結着樹脂が、熱可塑性樹脂である請求項1又は請求項2に記載の充填剤。
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の充填剤を含む成形物。
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の充填剤を含む層状物を表面に有する部材。
基材と、
前記基材上に配置された弾性層と、
前記弾性層上に配置され、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の充填剤を含む表面層と、
を有する定着部材。
第1回転体と、前記第1回転体の外面に接触して配置される第2回転体と、を備え、
前記第1回転体及び前記第2回転体の少なくとも一方が請求項6に記載の定着部材であり、
トナー像が表面に形成された記録媒体を前記第1回転体と前記第2回転体との接触部に通過させて前記トナー像を定着する定着装置。
請求項7に記載の定着装置を備え、
画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジ。
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着する定着手段であって、請求項7に記載の定着装置を有する定着手段と、
を備える画像形成装置。
請求項4に係る発明によれば、充填剤として無機の充填剤のみを含む成形物に比べ、耐摩耗性に優れた成形物が提供される。
請求項5に係る発明によれば、充填剤として無機の充填剤のみを層状物に含む部材に比べ、耐摩耗性に優れた層状物を表面に有する部材が提供される。
請求項6に係る発明は、充填剤として無機の充填剤のみを表面層に含む定着部材に比べ、耐摩耗性に優れた表面層を有する定着部材が提供される。
請求項7、8、9に係る発明によれば、充填剤として無機の充填剤のみを表面層に含む定着部材を適用した場合に比べ、耐摩耗性に優れた表面層を有する定着部材を備える定着装置、プロセスカートリッジ、又は画像形成装置が提供される。
なお、実質的に同一の機能を有する部材には、全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明は適宜省略する場合がある。
本実施形態に係る充填剤は、体積平均粒径が10nm以上500nm以下の無機粒子と無機粒子を結着する結着樹脂とを含む粒状物で構成されている。
なお、図5中、120は充填剤、120Aは無機粒子、120Bは結着樹脂、130は成形物を示す。
結着樹脂としては、特に制限はないが、例えば、熱可塑性樹脂等が好適に挙げられる。熱可塑性樹脂を適用すると、成形物の摩耗が進行したとき、無機粒子同士の結着部から優先的に破壊され易くなり、成形物の耐摩耗性が向上し易くなる。
熱可塑性樹脂は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
無機粒子としては、無機酸化物、無機炭化物、無機窒化物、無機ホウ化物等の粒子が挙げられる、具体的には、無機粒子としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化セリウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化スズ、酸化テルル、酸化マンガン、酸化ホウ素、酸化鉄、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム等の各種の粒子が挙げられる。なお、無機粒子は、これらに限られるわけではなく、例えば、2種以上の無機物質の複合無機粒子であってもよい。無機粒子は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
無機粒子の一次粒子100個をSEM(Scanning Electron Microscope)装置により観察し、一次粒子の画像解析によって粒子ごとの最長径、最短径を測定し、この中間値から球相当径を測定する。得られた球相当径の体積基準の累積頻度における50%径(D50v)を無機粒子の平均粒径(つまり体積平均粒径)とする。
無機粒子の含有量は、成形物の耐摩耗性向上の観点から、粒状物(充填剤)全体に対して、1質量%以上90質量%以下が好ましく、5質量%以上50質量%以下がより好ましく、。
樹脂粒子としては、特に制限はないが、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリ(メタ)アクリレート樹脂、スチレン(メタ)アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エラストマー等の粒子が挙げられる。これら樹脂粒子を粒状物(充填剤)に配合することで、粒状物が破砕され成形物から離脱した無機粒子が成形物の表面を被覆しやすくなるといった利点が得られる。
樹脂粒子の体積平均粒径は、成形物の耐摩耗性の観点から、30nm以上300nm以下が好ましく、50nm以上250nm以下がより好ましい。なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、無機粒子の体積平均粒径と同じ方法により測定される。
その他成分としては、紫外線防止剤、酸化防止剤、凝集剤、界面活性剤、分散安定化、NaOH等のアルカリ、HCl等の酸等の添加剤が挙げられる。
粒状物の形状は、球状、棒状、板状等、充填剤効果(フィラー効果)を発揮する形状であれば、特に制限はない。
粒状物の一次粒子100個をSEM(Scanning Electron Microscope)装置により観察し、一次粒子の画像解析によって粒子ごとの最長径、最短径を測定し、この中間値から球相当径を測定する。得られた球相当径の体積基準の累積頻度における50%径(D50v)を粒状物の平均粒径(つまり体積平均粒径)とする。
粒状物は、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁法等)のいずれにより製造してもよい。粒状物の製法は、これらの製法に特に制限はなく、周知の製法が採用される。
一方、湿式製法には、例えば、1)結着樹脂を得るための重合性単量体を乳化重合させた樹脂粒子の分散液と、無機粒子等の他の原料の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、粉体粒子を得る凝集合一法、2)結着樹脂を得るための重合性単量体と、無機粒子等の他の原料の溶液とを水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法、3)結着樹脂と、無機粒子等の他の原料の溶液とを水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等がある。なお、湿式製法の方が、熱的な影響が小さいことから好適に使用できる。
また、上記製法で得られた粒子を芯部(コア)にして、さらに結着樹脂となる樹脂粒子を付着、加熱融合して、コア・シェル型粒子である粒状物を得てもよい。
例えば、凝集合一法による粒状物の製造方法は、
結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液、無機粒子が分散された無機粒子分散液を準備する工程(分散液準備工程)と、
樹脂粒子分散液と無機粒子分散液とを混合した分散液中で(必要に応じて他の粒子分散液を混合した後の分散液中で)、樹脂粒子と無機粒子とを凝集(必要に応じて他の粒子も凝集)を凝集させ、凝集粒子を形成する工程(凝集粒子形成工程)と、
凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して加熱し、凝集粒子を融合・合一して、粒状物を形成する工程(融合・合一工程)と、
を有する製造方法である。
まず、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と共に、無機粒子が分散された無機粒子分散液を準備する。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相(O相)に塩基を加えて、中和したのち、水媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの、樹脂の変換(いわゆる転相)が行われて不連続相化し、樹脂を、水媒体中に粒子状に分散する方法である。
なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製、LA−700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとして測定される。なお、他の分散液中の粒子の体積平均粒径も同様に測定される。
次に、樹脂粒子分散液と、無機粒子分散液と、を混合する。
そして、混合分散液中で、樹脂粒子と無機粒子とをヘテロ凝集させ目的とする粒状物の径に近い径を持つ、樹脂粒子と無機粒子とを含む凝集粒子を形成する。
凝集粒子形成工程においては、例えば、混合分散液を回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温(例えば25℃)で上記凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、上記加熱を行ってもよい。
凝集剤の金属イオンと錯体もしくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸、イミノジ酸(IDA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)等が挙げられる。
キレート剤の添加量としては、例えば、樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば樹脂粒子のガラス転移温度より10から30℃高い温度以上)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成する。
なお、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、当該凝集粒子分散液と、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、をさらに混合し、凝集粒子の表面にさらに樹脂粒子を付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程と、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア/シェル構造の粒状物を形成する工程と、を経て、粒状物を製造してもよい。
洗浄工程は、例えば、イオン交換水による置換洗浄を施すことがよい。また、固液分離工程は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。また、乾燥工程も特に方法に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、気流乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
本実施形態に係る成形物は、本実施形態に係る充填剤を含む。一方、本実施形態に係る部材は、本実施形態に係る充填剤を含む層状物を有する。つまり、本実施形態に係る部材は、表面層として、本実施形態に係る成形物を層状とした成形物(層状物)を有する部材、又は、本実施形態に係る成形物を層状とした成形物(層状物)の単層体からなる部材である。
なお、充填剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
熱可塑性樹脂としては、充填剤で説明した熱可塑性樹脂が適用される。
硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の周知の硬化性樹脂が挙げられる。硬化性樹脂は、熱硬化性、紫外線硬化性、及び電子線硬化性のいずれの硬化性樹脂であってもよい。
本実施形態に係る定着部材について説明する。
図1は、本実施形態に係る定着部材の一例を示す概略断面図である。
本実施形態に係る定着部材は、ロール状であってもよいし、ベルト状であってもよい。また、熱源をその内部又は外部に備えた加熱定着部材であってもよいし、熱源を備えない加圧定着部材であってもよい。
定着部材がロール状の場合、基材としては、例えば、金属(アルミ、SUS、鉄、銅等)、合金、セラミックス、FRM(繊維強化メタル)等で構成された円筒体が挙げられる。
定着部材がロール状の場合、基材の外径及び肉厚は、例えば、外径10mm以上50mm以下であることがよく、例えば、アルミニウム製の場合は厚さ0.5mm以上4mm以下、SUS(ステンレス鋼)製又は鉄製の場合は厚さ0.1mm以上2mm以下である。
一方、定着部材がロール状の場合、基材の外径及び肉厚は、例えば、外径10mm以上50mm以下であることがよく、例えば、アルミニウム製の場合は厚さ0.5mm以上4mm以下、SUS(ステンレス鋼)製又は鉄製の場合は厚さ0.1mm以上2mm以下である。
弾性層は、耐熱性弾性材料を含んで構成される。
耐熱性弾性材料としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。
シリコーンゴムとしては、例えば、RTVシリコーンゴム、HTVシリコーンゴム、液状シリコーンゴムなどが挙げられ、具体的には、ポリジメチルシリコーンゴム(MQ)、メチルビニルシリコーンゴム(VMQ)、メチルフェニルシリコーンゴム(PMQ)、フルオロシリコーンゴム(FVMQ)等が挙げられる。
フッ素ゴムとしては、フッ化ビニリデン系ゴム、四フッ化エチレン/プロピレン系ゴム、四フッ化エチレン/パーフルオロメチルビニルエーテルゴム、フォスファゼン系ゴム、フルオロポリエーテル等が挙げられる。
なお、「耐熱性」とは、定着装置の昇温温度(例えば定着温度)に達しても、溶けたり分解したりしない特性を意味する。以下、同様である。
表面層は、本実施形態に係る充填剤を含んで構成される。具体的には、表面層は、例えば、充填剤と、耐熱性離型材料と、を含んで構成される。
なお、充填剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、耐熱性離型材料としては、フッ素樹脂がよい。フッ素樹脂として具体的には、例えば、テトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリクロロ三フッ化エチレン(PCTFE)、フッ化ビニル(PVF)等が挙げられる。
本実施形態に係る定着部材は、例えば、加熱ロール、加圧ロール、加熱ベルト、加圧ベルト等に適用される。なお、加圧ロール又は加熱ベルトとしては、電磁誘導方式により加熱する加圧ロール又は加熱ベルト、外部又は内部の熱源から加熱する加圧ロール又は加熱ベルトのいずれであってもよい。
ただし、本実施形態に係る定着部材を電磁誘導方式により加熱する加圧ロール又は加熱ベルトトに適用する場合、基材と弾性層との間に、電磁誘導により発熱する金属層(発熱層)を設けることがよい。
本実施形態に係る定着装置としては、種々の構成があり、例えば、第1回転体と、第1回転体の外面に接して配置される第2回転体と、を備え、トナー像が表面に形成された記録媒体を前記第1回転体と前記第2回転体との接触部に通過させてトナー像を定着する定着装置がある。そして、第1回転体及び第2回転体の少なくとも一方として、本実施形態に係る定着部材が適用される。
また、本実施形態に係る定着装置は、第1及び第2実施形態に限られず、電磁誘導加熱方式の定着装置であってもよい。
第1実施形態に係る定着装置について説明する。図2は、第1実施形態に係る定着装置の一例を示す概略図である。
なお、押圧パッド64は、例えば、加圧ベルト62と加熱ロール61とが相対的に加圧されていればよい。従って、加圧ベルト62側が加熱ロール61に加圧されてもよく、加熱ロール61側が加熱ロール61に加圧されてもよい。
押圧パッド64は、例えば、幅の広い挟込領域Nを確保するための前挟込部材64aを挟込領域Nの入口側に配置し、加熱ロール61に歪みを与えるための剥離挟込部材64bを挟込領域Nの出口側に配置している。
なお、摺動部材68は、例えば、その摺動面が加圧ベルト62の内周面と接するように設けられており、加圧ベルト62との間に存在するオイルの保持・供給に関与する。
第2実施形態に係る定着装置について説明する。図3は、第2実施形態に係る定着装置の一例を示す概略図である。
定着ベルトモジュール86は、例えば、加熱ベルト84の外側に配置されてその周回経路を規定する支持ロール92と、加熱押圧ロール89から支持ロール90までの加熱ベルト84の姿勢を矯正する姿勢矯正ロール94と、加熱ベルト84(定着ベルトモジュール86)と加圧ロール88とが接触する領域である挟込領域Nの下流側において加熱ベルト84を内周面から張力を付与する支持ロール98とが設けられている。
摺動部材82は、例えば、その摺動面が加熱ベルト84の内周面と接するように設けられており、加熱ベルト84との間に存在するオイルの保持・供給に関与する。
ここで、摺動部材82は、例えば、その両端が支持部材96により支持された状態で設けられている。
支持ロール90の両端部には、例えば、加熱ベルト84を外側に押圧するバネ部材(不図示)が配設されている。
支持ロール92の離型層は、例えば、加熱ベルト84の外周面からのトナーや紙粉が支持ロール92に堆積するのを防止するために形成されるものである。
支持ロール92の内部には、例えば、ハロゲンヒータ92A(加熱源の一例)が配設されており、加熱ベルト84を外周面側から加熱するようになっている。
姿勢矯正ロール94には、例えば、端部位置測定機構の測定結果に応じて加熱ベルト84の軸方向における当り位置を変位させる軸変位機構(不図示)が配設され、加熱ベルト84の蛇行を制御するように構成されている。
次に、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。
本実施形態の画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電された像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、トナー像を記録媒体に定着する定着手段と、を備える。そして、定着手段として、本実施形態に係る定着装置が適用される。
図4は、本実施形態に係る画像形成装置の構成を示した概略構成図である。
本実施形態に係る画像形成装置では、図示しない画像読取装置や図示しないパーソナルコンピュータ(PC)等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置により画像処理が施された後、画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kによって作像作業が実行される。
(樹脂粒子分散液(1)の調製)
・テレフタル酸 :30モル部
・フマル酸 :70モル部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物 : 5モル部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物:95モル部
攪拌装置、窒素導入管、温度センサー、及び精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに、上記の材料を仕込み、1時間を要して温度を220℃まで上げ、上記材料100部に対してチタンテトラエトキシド1部を投入した。生成する水を留去しながら0.5時間を要して230℃まで温度を上げ、該温度で1時間脱水縮合反応を継続した後、反応物を冷却した。こうして、重量平均分子量18,000、酸価15mgKOH/g、ガラス転移温度60℃のポリエステル樹脂を得た。
次いで、容器内を乾燥窒素で置換し、温度を40℃に保持して、混合液を攪拌しながらイオン交換水400部を2部/分の速度で滴下し、乳化を行った。滴下終了後、乳化液を室温(20℃乃至25℃)に戻し、攪拌しつつ乾燥窒素により48時間バブリングを行うことにより、酢酸エチル及び2−ブタノールを1,000ppm以下まで低減させ、体積平均粒径200nmの樹脂粒子が分散した分散液を得た。該分散液にイオン交換水を加え、固形分量を20%に調整して、樹脂粒子分散液(1)とした。
・シリカ粒子(体積平均粒径D50v=100nm) : 70部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製ネオゲンRK) : 1部
・イオン交換水 :200部
上記の材料を混合し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて10分間分散した。分散液中の固形分量が20%となるようイオン交換水を加え、無機粒子が分散された無機粒子分散液を得た。
・樹脂粒子分散液(1) :100部
・無機粒子分散液(1) : 15部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower): 10部
上記の材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを3.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10質量%の硝酸水溶液30部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて30℃において分散した後、加熱用オイルバス中で45℃まで加熱し30分間保持した。その後、樹脂粒子分散液15部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、攪拌を継続しながら85℃まで加熱し、5時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、実施例1の充填剤を得た。
なお、実施例1の充填剤をSEMにて観察したところ、一つの充填剤(粒状物)中に、複数の無機粒子が含まれていることが確認された。
無機粒子の種類及び充填剤中の無機粒子の含有量が表1に示す種類及び含有量となるように、無機粒子分散液(1)の種類(無機粒子の種類)及び部数を変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜9の充填剤を得た。
なお、実施例2〜9の充填剤をSEMにて観察したところ、一つの充填剤(粒状物)中に、複数の無機粒子が含まれていることが確認された。
無機粒子分散液(1)を使用しない以外は、実施例1と同様にして、樹脂のみの粒状物(体積平均粒径120μmの樹脂粒子)からなる比較例1の充填剤を得た。
体積平均粒径200μmのシリカ粒子、体積平均粒径100μmの炭酸カルシウム粒子、及び体積平均粒径50μmの酸化チタン粒子を、各々、比較例2〜4の充填剤として使用した。
また、無機粒子の種類及び充填剤中の無機粒子の含有量が表1に示す種類及び含有量となるように、無機粒子分散液(1)の種類(無機粒子の種類)及び部数を変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例5の充填剤を得た。
無機粒子の種類及び充填剤中の無機粒子の含有量が表1に示す種類及び含有量となるように、無機粒子分散液の種類及び部数を変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例A1〜A3の充填剤を得た。
なお、実施例A1〜A3の充填剤は、無機粒子の含有量が多すぎたため、径の揃った複合粒子が得られなかった。
各例の充填剤を使用して、次の評価を実施した。
以下の操作に従い、塗布液を調製した。
界面活性剤を添加した水中に平均粒径10μmのPFA粉末(三井・デュポンフロロケミカル株式会社製:商品名350J)を分散した後、全フッ素樹脂粒子中の小粒径の粒子と大粒径の粒子の比率が6:4となるように平均粒径0.2μmのPFA分散液(三井・デュポンフロロケミカル株式会社製:商品名945HP−Plus)を更に加えて混合した。そして、この混合物に、各例の充填剤を、固形分中の割合が5質量%となるように配合した。
次に、充填剤が配合された混合物に、導電剤としてカーボンブラック(ライオン株式会社製ケッチェンブラック分散溶液)を、固形分中の割合が2質量%となるように配合した。さらに、得られた混合物に、水および増粘剤(ヒドロキシプロピルメチルセルロース)により溶液の粘度を調整し、充填剤含有塗布液を調製した。
得られた充填剤含有塗布液をポリエチレンテレフタレート(PET)シート上に滴下し、バーコータにて塗膜を形成させ、層状の成形物を成形した。
そして、得られた層状の成形物を使用して摩耗試験を行った。
作製した層状の成形物を幅8mm、長さ5cmの短冊状に切断し、重量を測定した。
次に、短冊状の成形物を、ピンオンディスク形式のフリクションプレーヤー(Rheasca社製 FPR−2100)に装着した。そして、短冊状の成形物をステージ上に載せ、圧子に取り付けた状態で、ステージ上を32回螺旋状に移動させた後、成形物の重量を測定した。そして、使用前後の重量変化量を摩耗量とした。なお、ステージ上は8cm四辺に切断した用紙CX−90を取付け、用紙を介して成形物を載せた。ステージは120℃に加熱した。圧子の上のおもりは2kgとした。摩耗量の結果を表1に示す。
以下の操作に従い、無端ベルトを作製した。
まず、外径30mm、長さ500mmのアルミニウム製の円筒管の表面をブラスト処理により粗面化し、さらに、シリコーン系離型剤を塗布し、200℃で60分間乾燥した。その後、さらに340℃で30分間加熱して焼き付け、表面粗さRaが0.8μmで、表面にシリコーン系離型剤を焼き付けた金型を用意した。
次に、用意した金型の中央部470mmに、フローコーティング(螺旋巻き塗布)法により、粘度120Pa・sに調整したポリイミド前駆体のN−メチルピロリドン溶液(宇部興産株式会社製:商品名UワニスS)を塗布した。次いで、金型を100℃で50分間回転しながら塗布液を乾燥し、塗布したポリイミド前駆体の塗膜を平滑化した。
そして金型を回転し、充填剤含有塗布液の塗膜を80℃で10分間乾燥させて、表面層を形成した。さらに、380℃で60分間焼成を行い、ポリイミド前駆体を硬化させ、ポリイミド基材を形成した。
得られた無端ベルトは、ポリイミド樹脂からなる厚さ70μmの基材と、ポリイミド基材層基層の外周に積層された厚さ30μmの表面層とを有している。また、無端ベルトは、内径30mm、全長249mmである。
そして、得られた無端ベルトを使用して摩耗試験を行った。
得られた無端ベルトを、画像形成装置「DocuCentre Color 400(富士ゼロックス社製)」の定着装置の定着ベルトとして装着した。
この画像形成装置を用いて、A4用紙に、画像濃度50%のハーフトーン画像を50,000枚出力した。そして、画像形成前の定着ベルトの厚さと画像形成後の定着ベルトの厚さと、をそれぞれ測定し、画像形成前後でのベルトの膜厚変化量を定着ベルトの表面層の摩耗量とした。
ここで、定着ベルトの厚さは、定着ベルトの軸方向に沿って定着ベルトの全長を5mm間隔で測定した。また、定着ベルトの周方向の測定位置は90°置きの4ヶ所とした。そして、表面層の膜厚変化量は、この測定値の中で、ベルトの膜厚変化量の最大値を表記する。
なお、定着ベルトの厚さの測定は、(株)フィッシャー・インストルメンツ製の渦電流式膜厚計ISOSCOPE MP30を使用して行った。
なお、表1中、「粒径D50v」は体積平均粒径を示す。充填剤の「無機粒子の含有量」の欄は充填剤中の無機粒子の含有量を示す。
63 ベルト走行ガイド
64 押圧パッド
64a 前挟込部材
64b 剥離挟込部材
65 保持部材
66 ハロゲンランプ
68 摺動部材
69 感温素子
70 剥離部材
71 剥離爪
72 保持部材
80 定着装置
82 摺動部材
84 加熱ベルト
86 定着ベルトモジュール
88 加圧ロール
89A ハロゲンヒータ
89 加熱押圧ロール
90A ハロゲンヒータ
90 支持ロール
92A ハロゲンヒータ
92 支持ロール
94 姿勢矯正ロール
96 支持部材
98 支持ロール
100 画像形成装置
110 定着部材
110A 基材
110B 弾性層
110C 表面層
Claims (9)
- 体積平均粒径が10nm以上500nm以下の複数の無機粒子と、前記複数の無機粒子を結着する結着樹脂と、を含む粒状物で構成された充填剤。
- 前記粒状物の体積平均粒径が、1μm以上10μm以下である請求項1に記載の充填剤。
- 前記結着樹脂が、熱可塑性樹脂である請求項1又は請求項2に記載の充填剤。
- 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の充填剤を含む成形物。
- 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の充填剤を含む層状物を表面に有する部材。
- 基材と、
前記基材上に配置された弾性層と、
前記弾性層上に配置され、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の充填剤を含む表面層と、
を有する定着部材。 - 第1回転体と、前記第1回転体の外面に接触して配置される第2回転体と、を備え、
前記第1回転体及び前記第2回転体の少なくとも一方が請求項6に記載の定着部材であり、
トナー像が表面に形成された記録媒体を前記第1回転体と前記第2回転体との接触部に通過させて前記トナー像を定着する定着装置。 - 請求項7に記載の定着装置を備え、
画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジ。 - 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着する定着手段であって、請求項7に記載の定着装置を有する定着手段と、
を備える画像形成装置。
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