JP2019028273A - Fixation device - Google Patents

Abstract

To provide a fixation device including a film body capable of achieving the compatibility between the increase in holding amount of lubricant and the improvement in abrasion resistance.SOLUTION: A fixation device includes: a film body including at least a surface layer, a base layer, and an internal layer; a pressure roller that forms a nip portion by pressure-welding to the film body; and driving means for rotating the pressure roller. The fixation device drives and rotates the film by rotating the pressure roller, grips and conveys a recording material with the nip portion, and heats and pressurizes it. The internal layer has a porous shape.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、複合機、複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置に搭載可能な定着装置に関する。   The present invention relates to a fixing device that can be mounted on an image forming apparatus such as a multifunction peripheral, a copier, a printer, or a fax machine.

複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いる定着装置として、クイックスタートや省エネルギーの観点で有利なフィルム加熱方式の定着装置が用いられることがある。 上記の定着装置は、耐熱性フィルム（以下「フィルム」）と、ヒータと、ヒータの保持とニップ部近傍でのフィルム挙動制御のためのフィルムガイドと、フィルムを介してヒータと共にニップ部を形成する加圧部材と、を有する。そのニップ部で未定着トナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱することによって、トナー像を記録材に定着させる。   As a fixing device used in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a film heating type fixing device that is advantageous from the viewpoint of quick start and energy saving may be used. The above fixing device forms a nip portion together with a heat-resistant film (hereinafter referred to as “film”), a heater, a film guide for holding the heater and controlling film behavior in the vicinity of the nip portion, and the heater via the film. A pressure member. The toner image is fixed on the recording material by heating while conveying the recording material carrying the unfixed toner image at the nip portion.

このフィルム加熱方式においては、フィルムとヒータとの摩擦を軽減する目的で潤滑剤を用いることがある。潤滑剤はフィルムとヒータの摺動部を過不足なく通過する必要がある。すなわち、ヒータとフィルムの摺動部の摩擦低減に必要な分の潤滑剤が、摺動部内外で循環しつつ一定の量が維持されるのが望ましい。   In this film heating system, a lubricant may be used for the purpose of reducing friction between the film and the heater. The lubricant must pass through the sliding portion of the film and heater without excess or deficiency. That is, it is desirable that a certain amount of the lubricant necessary for reducing the friction between the sliding portion of the heater and the film is maintained while circulating inside and outside the sliding portion.

滞留などにより摺動部の潤滑剤が余剰になると、潤滑剤による抵抗に起因するフィルムの回転むらや、潤滑剤の熱抵抗に起因する画像むらが発生する。また、摺動部の潤滑剤が不足すると、ヒータとフィルムの摩擦むらによる異常音や、フィルム内面の摩耗が発生することがあるからである。   If the lubricant in the sliding portion becomes excessive due to retention or the like, uneven rotation of the film due to resistance due to the lubricant and unevenness in image due to thermal resistance of the lubricant will occur. Further, when the lubricant in the sliding portion is insufficient, abnormal noise due to uneven friction between the heater and the film and wear on the inner surface of the film may occur.

摺動部の潤滑剤の不足を低減するために、ヒータの摺動部にあたる表面層をフッ素を含有する多孔質状の材料とすることで、表面層の表面エネルギーが前記潤滑剤の表面張力よりも大きくなるように形成して潤滑剤を安定に保持しやすくする事例が挙げられる（特許文献１）。   In order to reduce the shortage of lubricant in the sliding part, the surface layer corresponding to the sliding part of the heater is made of a porous material containing fluorine, so that the surface energy of the surface layer is greater than the surface tension of the lubricant. In this case, the lubricant is formed so as to be large, and the lubricant is easily held stably (Patent Document 1).

特開２０１０−２６４８９号公報JP 2010-26489 A

しかしながら、特許文献１に示されるフッ素材料は、例えばポリイミド等の樹脂に対して耐摩耗性の観点では劣るため、摺動部での使用は控えたい。また、ヒータ面に多孔質状の材料を用いると、面積が狭いため、潤滑剤の保持量は制限される。   However, since the fluorine material disclosed in Patent Document 1 is inferior in terms of wear resistance to a resin such as polyimide, for example, it is desired to refrain from using it in the sliding portion. Further, when a porous material is used for the heater surface, the area of the heater is small, so that the amount of lubricant retained is limited.

本発明の目的は、潤滑剤の保持量増加と耐摩耗性向上を両立することが出来るフィルム体を備えた定着装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a fixing device including a film body capable of achieving both an increase in the amount of lubricant retained and an improvement in wear resistance.

上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、少なくとも表層、基層、内面層を備えるフィルム体と、前記フィルム体と圧接してニップ部を形成する加圧ローラと、前記加圧ローラを回転させる駆動手段と、を有し、前記加圧ローラを回転させることによって前記フィルムを従動回転させるとともに、記録材を前記ニップ部で挟持搬送し加熱加圧する定着装置において、前記内面層が多孔質形状を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a fixing device according to the present invention includes a film body including at least a surface layer, a base layer, and an inner surface layer, a pressure roller that press-contacts the film body to form a nip portion, and the pressure roller. A fixing device that rotates and drives the film by rotating the pressure roller, and sandwiches and conveys the recording material at the nip portion to heat and press the inner layer. It has a shape.

本発明によれば、潤滑剤の保持量増加と耐摩耗性向上を両立することが出来るフィルム体を備えた定着装置を提供することが出来る。   According to the present invention, it is possible to provide a fixing device including a film body capable of achieving both an increase in the amount of lubricant retained and an improvement in wear resistance.

第１の実施形態における画像形成装置の模式図である。1 is a schematic diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment. 第１の実施形態における定着装置の模式図である。1 is a schematic diagram of a fixing device in a first embodiment. 第１の実施形態における定着フィルムの模式図である。It is a schematic diagram of the fixing film in 1st Embodiment. 定着フィルムの内面層にポリイミド前駆体を塗布するためのリングコート法の説明図である。It is explanatory drawing of the ring coat method for apply | coating a polyimide precursor to the inner surface layer of a fixing film.

以下に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例（実施形態）を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。   Specific examples (embodiments) of the embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments.

（第１の実施形態）
（画像形成装置）
図１は、本実施形態の画像形成装置の一例であるカラー電子写真プリンタの断面図であり、シートの搬送方向に沿った断面図である。本実施形態では、カラー電子写真プリンタを単に「プリンタ」という。 (First embodiment)
(Image forming device)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a color electrophotographic printer that is an example of an image forming apparatus according to the present embodiment, and is a cross-sectional view along the sheet conveyance direction. In this embodiment, the color electrophotographic printer is simply referred to as “printer”.

図１に示すプリンタは、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色の画像形成部１０を備えている。感光ドラム１１は、帯電器１２によってあらかじめ帯電される。その後、感光ドラム１１は、レーザスキャナ１３によって、潜像を形成されている。潜像は、現像器１４によってトナー像になる。感光ドラム１１のトナー像は、一次転写ブレード１７によって、像担持体である例えば中間転写フィルム３１に順次転写される。転写後、感光ドラム１１に残ったトナーは、クリーナ１５によって除去される。この結果、感光ドラム１１の表面は、清浄になり、次の画像形成に備える。   The printer shown in FIG. 1 includes an image forming unit 10 for each color of Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and Bk (black). The photosensitive drum 11 is charged in advance by a charger 12. Thereafter, a latent image is formed on the photosensitive drum 11 by the laser scanner 13. The latent image becomes a toner image by the developing device 14. The toner image on the photosensitive drum 11 is sequentially transferred to, for example, an intermediate transfer film 31 which is an image carrier by the primary transfer blade 17. After the transfer, the toner remaining on the photosensitive drum 11 is removed by the cleaner 15. As a result, the surface of the photosensitive drum 11 becomes clean and prepares for the next image formation.

一方、シートＰは、給紙カセット２０、又はマルチ給紙トレイ２５から、１枚ずつ送り出されてレジストローラ対２３に送り込まれる。レジストローラ対２３は、シートＰを一旦受け止めて、シートが斜行している場合、真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対２３は、中間転写フィルム３１上のトナー像と同期を取って、シートを中間転写フィルム３１と二次転写ローラ３５との間に送り込む。中間転写フィルム上のカラーのトナー像は、転写体である例えば二次転写ローラ３５によってシートＰに転写される。その後、シートのトナー像は、シートが定着器４０によって、加熱加圧されることでシートに定着される。   On the other hand, the sheets P are sent one by one from the paper feed cassette 20 or the multi paper feed tray 25 and sent to the registration roller pair 23. The registration roller pair 23 receives the sheet P once, and straightens it when the sheet is skewed. The registration roller pair 23 feeds the sheet between the intermediate transfer film 31 and the secondary transfer roller 35 in synchronization with the toner image on the intermediate transfer film 31. The color toner image on the intermediate transfer film is transferred to the sheet P by, for example, a secondary transfer roller 35 which is a transfer body. Thereafter, the toner image on the sheet is fixed to the sheet by the sheet being heated and pressed by the fixing device 40.

（定着装置）
次に、本実施形態に係る定着装置について説明する。図２は、定着装置４０の概略構成図で、図示されるようなフィルム加熱方式の加熱装置（テンションレスタイプ）を用いた。本実施形態ではこのような加熱装置を用いたが、ローラ対方式ややフィルム方式の加熱装置でも実施可能である。 (Fixing device)
Next, the fixing device according to this embodiment will be described. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the fixing device 40, and a film heating type heating device (tensionless type) as illustrated is used. In the present embodiment, such a heating device is used, but a roller pair type or a film type heating device can also be used.

４３は、加熱体としてのとしてのセラミックヒーター（以下、ヒータと記す）である。このヒータ４３は図面に垂直方向を長手とする細長薄板状のセラミック基板と、この基板面に具備させた通電発熱抵抗体層を基本構成とするもので、発熱抵抗体層に対する通電により全体に急峻な立ち上がり特性で昇温する、低熱容量のヒータである。また、記録材の長手幅サイズに応じて、通電領域を切り替える構成となっている。   Reference numeral 43 denotes a ceramic heater (hereinafter referred to as a heater) as a heating body. The heater 43 is basically composed of a thin and thin plate-like ceramic substrate whose longitudinal direction is perpendicular to the drawing, and an energization heating resistor layer provided on the surface of the substrate. It is a low heat capacity heater that raises the temperature with a good rise characteristic. In addition, the energization region is switched according to the longitudinal width size of the recording material.

４１は熱を伝達する加熱部材としての円筒状（エンドレス）の耐熱性の定着フィルムであり、上記のヒータ４３を含む支持部材にルーズに外嵌させてある。本実施形態における定着フィルム４１は図３に示すとおりであり、表層、弾性層、基層、内面層の４層複合構造を有した定着フィルムである。   Reference numeral 41 denotes a cylindrical (endless) heat-resistant fixing film as a heating member that transmits heat, and is loosely fitted to a support member including the heater 43 described above. The fixing film 41 in this embodiment is as shown in FIG. 3 and is a fixing film having a four-layer composite structure of a surface layer, an elastic layer, a base layer, and an inner surface layer.

なお、本実施形態では弾性層を有する定着フィルムに関する実施形態について説明するが、弾性層を有さない定着フィルムに関しても利用することは可能である。   In addition, although this embodiment demonstrates embodiment regarding the fixing film which has an elastic layer, it can be utilized also about the fixing film which does not have an elastic layer.

離型層４１ａは厚さ１００μｍ以下、好ましくは２０〜７０μｍのフッ素樹脂材料を使用できる。たとえば、例えばフッ素樹脂層としては、例えばＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡなどが挙げられる。本実施形態では、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを用いた。   For the release layer 41a, a fluororesin material having a thickness of 100 μm or less, preferably 20 to 70 μm can be used. For example, examples of the fluororesin layer include PTFE, FEP, PFA, and the like. In this embodiment, a PFA tube having a thickness of 30 μm was used.

弾性層４１ｂは、熱容量を小さくしてクイックスタート製を向上させるために、厚さとしては１０００μｍ以下、好ましくは５００μｍ以下のゴム材料を使用できる。例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。ゴム硬度１０度（ＪＩＳ−Ａ）、熱伝導率１．３Ｗ／ｍ・Ｋ、厚さ３００μｍのシリコーンゴムを用いた。   The elastic layer 41b can use a rubber material having a thickness of 1000 μm or less, preferably 500 μm or less in order to reduce the heat capacity and improve the quick start. For example, silicone rubber, fluorine rubber and the like can be mentioned. Silicone rubber having a rubber hardness of 10 degrees (JIS-A), a thermal conductivity of 1.3 W / m · K, and a thickness of 300 μm was used.

基層４１ｃも弾性層と同様にクイックスタート性を向上させるために、厚さとして１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性材料を使用できる。例えば、ＳＵＳ、ニッケルなどの金属フィルムを使用できる。ポリイミド等の耐熱樹脂を使用することもできる。本実施形態では、厚さが３０μｍ、直径が２５ｍｍ、長手長さが３３０ｍｍの円筒状ニッケル金属フィルムを用いた。   Similarly to the elastic layer, the base layer 41c can be made of a heat-resistant material having a thickness of 100 μm or less, preferably 50 μm or less and 20 μm or more in order to improve quick start properties. For example, a metal film such as SUS or nickel can be used. A heat-resistant resin such as polyimide can also be used. In this embodiment, a cylindrical nickel metal film having a thickness of 30 μm, a diameter of 25 mm, and a longitudinal length of 330 mm was used.

内面層４１ｄは、ヒータと接しているため耐熱性を持つ樹脂層を使用できる。例えば、ポリイミド、ポリイミドアミド、ＰＥＥＫ、ポリ四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン／六フッ化プロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン／パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）などのエンジニアリングプラスティックなどが挙げられる。本実施形態では、ポリイミド樹脂を用いるが、ポリイミドは、芳香族テトラカルボン酸二無水物或いはその誘導体と、芳香族ジアミンとの略等モルを有機極性溶媒中で反応させて得られるポリイミド前駆体溶液を、基層４１ｃの内周面に塗布、乾燥、加熱し、脱水閉環反応により形成される。   Since the inner surface layer 41d is in contact with the heater, a heat-resistant resin layer can be used. For example, polyimide, polyimide amide, PEEK, polytetrafluoroethylene resin (PTFE), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer resin (FEP), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin ( Engineering plastics such as PFA). In this embodiment, a polyimide resin is used, and a polyimide precursor solution obtained by reacting approximately equimolar amounts of an aromatic tetracarboxylic dianhydride or its derivative and an aromatic diamine in an organic polar solvent. Is applied to the inner peripheral surface of the base layer 41c, dried and heated to form a dehydration ring-closing reaction.

塗工方法はリングコート法等の方法が可能である。図４はリングコート法の塗工装置の概略図である。基盤２１上に支柱２０１、２０２が形成されている。塗工ヘッド２２は、支柱２０１上に塗工ヘッド２２が固定されており、塗工液供給装置が接続（不図示）されている。   The coating method can be a ring coating method or the like. FIG. 4 is a schematic view of a ring coating method coating apparatus. Supports 201 and 202 are formed on the base 21. The coating head 22 has a coating head 22 fixed on a support column 201, and a coating liquid supply device is connected (not shown).

支柱２０２には、円筒状基体２４を保持するワークハンド２５がワーク移動装置２６形成されている。支柱２０２上に設けられたモータによりワーク移動装置２６は、上下に移動することができ、ワーク移動装置の形成されたワークハンド２５もワーク移動装置２６の移動により上下に移動することができる。   A work hand 25 that holds the cylindrical base 24 is formed on the support column 202 with a work moving device 26. The workpiece moving device 26 can be moved up and down by a motor provided on the column 202, and the workpiece hand 25 on which the workpiece moving device is formed can also be moved up and down by the movement of the workpiece moving device 26.

塗工ヘッド２２の外周囲に円柱の軸と直行するスリット（不図示）が形成されており、該スリット部から均等に異方性フィラーを配合したポリイミド前駆体溶液２３が供給され、基層４１ｃを塗工ヘッド２２の外周に沿って移動させ、基層４１ｃの内面の塗工を行なう。この装置において、摺動層の厚みは塗布量によって決定し、クリアランス、ポリイミド前駆体溶液２３の供給速度、ワーク移動装置２６の移動速度を変更することで任意の塗布量を得ることができる。   A slit (not shown) perpendicular to the axis of the cylinder is formed on the outer periphery of the coating head 22, and a polyimide precursor solution 23 in which an anisotropic filler is evenly mixed is supplied from the slit portion, and the base layer 41c is formed. It moves along the outer periphery of the coating head 22 to coat the inner surface of the base layer 41c. In this apparatus, the thickness of the sliding layer is determined by the coating amount, and an arbitrary coating amount can be obtained by changing the clearance, the supply speed of the polyimide precursor solution 23, and the moving speed of the work moving device 26.

塗工後は、内面塗工された基層４１ｃを、熱風循環路を用いて乾燥、焼成することで、脱水閉環反応によりポリイミド内面層４１ｄを形成することができる。上記の疲労強度を下げない温度範囲とは、基層４１ｃの材料に寄っても異なるが、例えばニッケルであれば３５０℃程度となるし、ＳＵＳであれば４００℃以上の温度で焼成してもよい。詳細な乾燥、焼成に関しては後述する。   After coating, the inner surface-coated base layer 41c is dried and fired using a hot air circulation path, whereby the polyimide inner surface layer 41d can be formed by a dehydration ring-closing reaction. The temperature range in which the fatigue strength is not lowered differs depending on the material of the base layer 41c, but for example, it is about 350 ° C. for nickel, and may be fired at a temperature of 400 ° C. or more for SUS. . Detailed drying and firing will be described later.

４４は加圧部材としての耐熱性弾性加圧ローラであり、芯金と、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴム、あるいはシリコーンゴムの発泡体からなる弾性層からなり、芯金の両端部を回転自由に軸受け支持させて配設してある。この加圧ローラ４４の上側に上記の定着フィルム４１・ヒータ４３を、ヒータ４３側に対して加圧ローラ４４に並行に配置し、不図示の押付部材で押圧させることで、定着フィルム４１を介してヒータ４３の下面と加圧ローラ４４の上面にローラ弾性層の弾性に抗して圧接させて加熱部としての所定幅の定着ニップ部Ｔを形成させてある。   Reference numeral 44 denotes a heat-resistant elastic pressure roller as a pressure member, which is composed of a cored bar and an elastic layer made of a heat-resistant rubber such as silicone rubber or fluorine rubber, or a foam of silicone rubber, and rotates both ends of the cored bar. The bearing is supported freely. The fixing film 41 and the heater 43 are arranged on the upper side of the pressure roller 44 in parallel with the pressure roller 44 with respect to the heater 43 side, and are pressed by a pressing member (not shown). Thus, a fixing nip portion T having a predetermined width as a heating portion is formed by pressing the lower surface of the heater 43 and the upper surface of the pressure roller 44 against the elasticity of the roller elastic layer.

加圧ローラ４４は、不図示の駆動手段により矢印の反時計方向に所定の回転周速度にて回転駆動される。この加圧ローラ４４の回転駆動による加圧ローラ４４と定着フィルム４１との、定着ニップ部Ｔにおける圧接摩擦力により円筒状の定着フィルム４１に回転力が作用して、該定着フィルム４１がヒータ４３の下向き面に密着して摺動しながら矢印の時計方向に従動回転状態になる。支持部材は、円筒状定着フィルム４１の回転ガイド部材でもある。   The pressure roller 44 is rotationally driven at a predetermined rotational peripheral speed in a counterclockwise direction indicated by an arrow by a driving unit (not shown). A rotational force acts on the cylindrical fixing film 41 by the pressure frictional force at the fixing nip T between the pressure roller 44 and the fixing film 41 by the rotational driving of the pressure roller 44, so that the fixing film 41 becomes the heater 43. While being in close contact with the downwardly facing surface and sliding, it follows the clockwise rotation of the arrow. The support member is also a rotation guide member for the cylindrical fixing film 41.

加圧ローラ４４が回転駆動され、それに伴って円筒状定着フィルム４１が従動回転状態になり、またヒータ４３に通電がなされて該ヒータが迅速に昇温して所定の温度に立ち上がり温調された状態において、定着ニップ部Ｔの定着フィルム４１と加圧ローラ４４との間に未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｐが導入され、定着ニップ部Ｎにおいて、記録材Ｐのトナー像担持側面が、定着フィルム４１の外面に密着して定着フィルム４１と一緒に定着ニップ部Ｔを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程においてヒータ４３で加熱された定着フィルム４１の熱により記録材Ｐが加熱され、記録材Ｐ上の未定着トナー像Ｔが記録材Ｐ上に加熱・加圧されて溶融定着される。定着ニップ部Ｔを通過した記録材Ｐは定着フィルム４１の面から曲率分離して排出搬送されていく。   The pressure roller 44 is driven to rotate, so that the cylindrical fixing film 41 is driven and rotated, and the heater 43 is energized so that the heater quickly rises in temperature and rises to a predetermined temperature. In the state, the recording material P carrying the unfixed toner image T is introduced between the fixing film 41 and the pressure roller 44 in the fixing nip T, and the toner image carrying side surface of the recording material P is in the fixing nip N. Then, the toner is brought into close contact with the outer surface of the fixing film 41 and is nipped and conveyed together with the fixing film 41 through the fixing nip portion T. In this nipping and conveying process, the recording material P is heated by the heat of the fixing film 41 heated by the heater 43, and the unfixed toner image T on the recording material P is heated and pressurized on the recording material P to be melted and fixed. . The recording material P that has passed through the fixing nip T is separated from the surface of the fixing film 41 and is discharged and conveyed.

４５は接触式温度計（サーミスタ）であり、ヒータ４３によって加熱された定着フィルム４１の温度を計測し、その検出結果を不図示の温度制御手段に渡す構成となっている。
４６はヒーターホルダであり、高温に発熱したヒータ４３を保持する部材である。 Reference numeral 45 denotes a contact-type thermometer (thermistor) that measures the temperature of the fixing film 41 heated by the heater 43 and passes the detection result to a temperature control means (not shown).
A heater holder 46 is a member that holds the heater 43 that generates heat at a high temperature.

（定着フィルム）
本実施形態では、図３に示されるような定着フィルムを用いた。上述したように、ポリイミド前駆体溶液を基層４１ｃの内周面に塗布、乾燥、加熱し、脱水閉環反応により形成する。塗布の工程において、例えば特開２００２−１４６０８５等で記載されているような以下の手法でポリイミド多孔質層を得る。 (Fixing film)
In the present embodiment, a fixing film as shown in FIG. 3 was used. As described above, the polyimide precursor solution is applied to the inner peripheral surface of the base layer 41c, dried and heated to form a dehydration ring-closing reaction. In the coating step, a polyimide porous layer is obtained by the following method as described in, for example, JP-A-2002-146085.

Ｕ−ワニスＳ（宇部興産株式会社製）を前駆体として用いて、重量平均分子量が４２０のポリエチレングリコールモノメタクリレート（商品名「ＰＥ−３５０」、日本油脂（株）製）をポリイミド前駆体１００重量部に対して３８重量部添加し、攪拌して透明な均一の溶液を得た。この溶液を厚さが３０μｍ、直径が２５ｍｍ、長手長さが３３０ｍｍの円筒状ニッケル金属フィルム４１ｃ上へ、乾燥後のポリイミド前駆体膜の厚さが１５μｍになるようにリングコート法により塗布し、９０℃で１５分、その後１８０℃で１０分間熱風循環式オーブン中で溶媒を乾燥させ、ポリエチレングリコールモノメタクリレートのミクロ相分離構造を有するポリイミド前駆体膜を得た。   Using U-varnish S (manufactured by Ube Industries Co., Ltd.) as a precursor, polyethylene glycol monomethacrylate (trade name “PE-350”, manufactured by NOF Corporation) having a weight average molecular weight of 420 is 100 weight of polyimide precursor. 38 parts by weight was added to the part and stirred to obtain a transparent uniform solution. This solution was applied to a cylindrical nickel metal film 41c having a thickness of 30 μm, a diameter of 25 mm, and a longitudinal length of 330 mm by a ring coating method so that the polyimide precursor film after drying had a thickness of 15 μm. The solvent was dried in a hot air circulating oven at 90 ° C. for 15 minutes and then at 180 ° C. for 10 minutes to obtain a polyimide precursor film having a microphase separation structure of polyethylene glycol monomethacrylate.

このポリイミド前駆体膜が形成されたフィルムを、５００ｍｌの耐圧容器に入れ、１００℃の雰囲気中、２５ＭＰａに加圧した超臨界二酸化炭素を充填した後、圧力を保ったまま、ガス量にして約５リットル／分の流量で超臨界二酸化炭素を注入、排気して、ポリエチレングリコールモノメタクリレートを抽出除去する操作を２時間行った。このポリイミド前駆体膜を１．３３Ｐａの減圧下、３８０℃に加熱して、厚み１０μｍのポリイミド多孔質体膜を得た。得られた多孔質体膜断面のＳＥＭ観察像を画像処理して求めた気泡のサイズ（平均気泡径）は０．８４μｍであった。   The film on which the polyimide precursor film is formed is placed in a 500 ml pressure vessel, and filled with supercritical carbon dioxide pressurized to 25 MPa in an atmosphere of 100 ° C. Supercritical carbon dioxide was injected and exhausted at a flow rate of 5 liters / minute, and the operation of extracting and removing polyethylene glycol monomethacrylate was performed for 2 hours. This polyimide precursor film was heated to 380 ° C. under a reduced pressure of 1.33 Pa to obtain a polyimide porous film having a thickness of 10 μm. The bubble size (average bubble diameter) obtained by subjecting the obtained SEM observation image of the cross section of the porous membrane to image processing was 0.84 μm.

平均気泡に関しては、０．１〜５μｍ程度が望ましい。また、今回作製したものは、空隙率およそ５０％の連泡であった。空隙率は大きいほど潤滑剤保持量が増加するが、大きすぎると強度が低下してしまうため、１０〜８０％程度が望ましい。また、単泡でも良いが、潤滑剤の保持量が増加する連泡の方がより望ましい。   About average bubble, about 0.1-5 micrometers is desirable. Moreover, what was produced this time was open bubbles having a porosity of about 50%. The larger the porosity is, the more lubricant is retained. However, if the porosity is too large, the strength is lowered. In addition, single bubbles may be used, but open bubbles that increase the amount of lubricant retained are more desirable.

多孔質膜の製造手法としては、その他にもポリイミド樹脂前駆体と光硬化性樹脂前駆体とを含有する溶液から膜を形成し、溶媒の一部を除去したのち、高圧二酸化炭素雰囲気下で、光を照射することで光硬化性樹脂前駆体を硬化させ、その後、溶媒成分を蒸発させ、また光硬化性樹脂を加熱により気化させることによって、多孔質ポリイミド膜を得る手法や、ポリイミド樹脂前駆体溶液に架橋剤を加え、加熱することによって架橋とイミド化とを行いポリイミド湿潤ゲルを得たのち、このゲル中の網目骨格の空隙部に熱分解性ポリマーを充填し、得られた複合ゲルに熱処理を行い、熱分解性ポリマーを熱分解して、ナノメーターサイズの空孔径を有する多孔質ポリイミドを得る方法等様々あるため、上記の手法に限らない。   As a manufacturing method of the porous film, in addition to forming a film from a solution containing a polyimide resin precursor and a photocurable resin precursor, removing a part of the solvent, under a high-pressure carbon dioxide atmosphere, A method of obtaining a porous polyimide film by curing a photocurable resin precursor by irradiating light, then evaporating the solvent component, and vaporizing the photocurable resin by heating, or a polyimide resin precursor After adding a cross-linking agent to the solution and heating to cross-link and imidize to obtain a polyimide wet gel, the voids of the network skeleton in this gel are filled with a thermally decomposable polymer, and the resulting composite gel is added. Since there are various methods such as heat treatment to thermally decompose the thermally decomposable polymer to obtain a porous polyimide having nanometer-sized pore diameters, the method is not limited to the above method.

(比較例（従来例））
上記と同じくＵ−ワニスＳ（宇部興産株式会社製）を前駆体として用いて、厚さが３０μｍ、直径が２５ｍｍ、長手長さが３３０ｍｍの円筒状ニッケル金属フィルム４１ｃ上へ、乾燥後のポリイミド前駆体膜の厚さが１５μｍになるようにリングコート法により塗布し、９０℃で１５分、その後１８０℃で１０分間熱風循環式オーブン中で溶媒を乾燥させ、３８０℃に加熱して、厚み１０μｍのポリイミド膜を得た。 (Comparative example (conventional example))
A polyimide precursor after drying onto a cylindrical nickel metal film 41c having a thickness of 30 μm, a diameter of 25 mm, and a longitudinal length of 330 mm, using U-varnish S (manufactured by Ube Industries, Ltd.) as a precursor as above. It was applied by a ring coating method so that the thickness of the body membrane was 15 μm, dried at 90 ° C. for 15 minutes and then at 180 ° C. for 10 minutes, dried in a hot air circulating oven, heated to 380 ° C., and 10 μm thick The polyimide film was obtained.

（比較例（従来例）と本実施形態との比較）
次に、本実施形態と比較例の比較実験を行った。実験条件について説明する。本実験では、図２に示される定着装置を用いた。また実験条件としては、加圧力を総圧で３５０Ｎ、加圧ローラ４４の回転速度を４００ｍｍ／ｓとし、記録材と接触する領域の定着フィルム外周温度が１８０℃となるように制御した。記録材としてＣＳ−８１４（日本製紙（株）社製）を用いた。その際に、加圧ローラ４４と加圧ローラ４４を回転するモータとの間に介した不図示のトルク変換器ＴＰ−５ＫＣＥ（（株）共和電業社製）により加圧ローラ４４の回転に必要なトルクを測定と異常音の発生の有無を確認しながら加熱空回転耐久を行った。 (Comparison between comparative example (conventional example) and this embodiment)
Next, a comparative experiment between this embodiment and a comparative example was performed. Experimental conditions will be described. In this experiment, the fixing device shown in FIG. 2 was used. The experimental conditions were such that the applied pressure was 350 N in total pressure, the rotation speed of the pressure roller 44 was 400 mm / s, and the outer peripheral temperature of the fixing film in the region in contact with the recording material was 180 ° C. CS-814 (manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.) was used as a recording material. At that time, it is necessary for rotation of the pressure roller 44 by a torque converter TP-5KCE (not shown) (not shown) interposed between the pressure roller 44 and a motor that rotates the pressure roller 44. Heating and idling durability was performed while measuring torque and checking for the presence of abnormal noise.

トルクを測定することで、ヒータ４３と定着フィルム４１の摩耗による摺動部の摩擦力の変化を監視できる。異常音の発生の有無は、加圧ローラ４４の回転速度を２０ｍｍ／ｓと低速に減速することで確認する。これは、低速の方がスティックスリップによる異常音が発生しやすいためである。   By measuring the torque, it is possible to monitor a change in the frictional force of the sliding portion due to wear of the heater 43 and the fixing film 41. The presence or absence of abnormal noise is confirmed by reducing the rotation speed of the pressure roller 44 to a low speed of 20 mm / s. This is because abnormal sounds are more likely to occur due to stick-slip at low speeds.

潤滑剤としてはＨＰ３００（ダウコーニング社製）を１ｇヒータ４３の摺動面に塗布し試験した。耐久結果を以下の表１に記載する。   As a lubricant, HP300 (manufactured by Dow Corning) was applied to the sliding surface of the 1 g heater 43 and tested. The durability results are listed in Table 1 below.

表１に示すように、従来例よりも実施形態では耐久枚数に対するトルクの増加がゆるやかである。また、異常音も従来例では９０万枚時点で発生しているのに対して本実施形態では発生することは無かった。   As shown in Table 1, in the embodiment, the torque increase with respect to the durable number is more gradual than in the conventional example. In addition, the abnormal sound is generated at the time of 900,000 sheets in the conventional example, but is not generated in the present embodiment.

このような耐久結果から、本実施形態では定着フィルム４１の内面層４１ｄを多孔質状のポリイミドを用いることで潤滑剤の保持量が増加し、常に潤滑剤が豊富にヒータ４３と内面層４１ｄとの間に介在するために耐久性能が良化したと考えられる。今回の比較は潤滑剤としてグリスを用いたが、オイルや固体潤滑剤でも優位性が見られており、グリスに限らない。   From such durability results, in this embodiment, the amount of lubricant retained is increased by using porous polyimide for the inner surface layer 41d of the fixing film 41, and the heater 43 and the inner surface layer 41d are always rich in lubricant. It is thought that the durability performance was improved because it was interposed between the two. In this comparison, grease was used as a lubricant, but oil and solid lubricants are also superior, and are not limited to grease.

本実施形態によれば、フィルムとヒータの摺動部における摩耗と異常音の防止を行うことができる。   According to this embodiment, it is possible to prevent wear and abnormal noise at the sliding portion of the film and the heater.

１０：画像形成部
１１：感光ドラム
１２：帯電器
１３：レーザスキャナ
１４：現像器
１５：クリーナ
１７：一次転写ブレード
２０：給紙カセット
２５：マルチ給紙トレイ
２３：レジストローラ対
３１：中間転写フィルム
３５：二次転写ローラ
４０：定着器
４１：定着フィルム
４３：ヒータ
４４：加圧ローラ
４５：接触式サーミスタ
４６：ヒーターホルダ
４７：フィルム規制部材 10: image forming unit 11: photosensitive drum 12: charger 13: laser scanner 14: developing device 15: cleaner 17: primary transfer blade 20: paper feed cassette 25: multi paper feed tray 23: registration roller pair 31: intermediate transfer film 35: secondary transfer roller 40: fixing device 41: fixing film 43: heater 44: pressure roller 45: contact thermistor 46: heater holder 47: film regulating member

Claims (2)

少なくとも表層、基層、内面層を備えるフィルム体と、
前記フィルム体と圧接してニップ部を形成する加圧ローラと、
前記加圧ローラを回転させる駆動手段と、
を有し、前記加圧ローラを回転させることによって前記フィルムを従動回転させるとともに、記録材を前記ニップ部で挟持搬送し加熱加圧する定着装置において、
前記内面層が多孔質形状を有することを特徴とする定着装置。 A film body comprising at least a surface layer, a base layer, and an inner surface layer;
A pressure roller that presses against the film body to form a nip portion;
Driving means for rotating the pressure roller;
In the fixing device for rotating the film by rotating the pressure roller, and nipping and conveying the recording material at the nip portion to heat and press the film,
The fixing device, wherein the inner surface layer has a porous shape. 前記内面層はポリイミド樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the inner surface layer is a polyimide resin.