JP2021018299A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態の定着装置は、無端状のベルトと、ベルトの外側に設けられベルトに対向配置された加圧部材と、ベルトを加熱する加熱部材と、ベルトの内側に設けられベルトと加圧部材との間に定着ニップを形成するニップ形成部材と、を有する定着装置である。本実施形態の定着装置では、ベルトの内面とニップ形成部材との間に潤滑剤組成物が介在されてなる。
本実施形態の潤滑剤組成物は、下記一般式(1)で表され、40℃における動粘度が50mm2/秒以上400mm2/秒以下であるパーフルオロポリエーテル油(A)と、平均一次粒子径が0.15μm以上1.00μm以下の範囲であるポリテトラフルオロエチレン粉末(B)と、を含有し、前記ポリテトラフルオロエチレン粉末(B)の含有量が5重量%以上17.5重量%以下であり、150℃で30分加熱した後に25℃に冷却するヒートサイクルを5回繰り返したときの、前記ヒートサイクルの150℃における5回の各々のトルクが2,000μNm未満である。
本実施形態に係るパーフルオロポリエーテル油(A)は、上記一般式(1)で表され40℃における動粘度が50mm2/秒以上400mm2/秒以下である。
ポリテトラフルオロエチレン粉末(B)は、平均一次粒子径が0.15μm以上1.00μm以下のポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂粉末である。
本実施形態の潤滑剤組成物は、更にその他の成分を含んでいてもよい。潤滑剤組成物中における上記その他成分の含有量は0質量%以上10質量%以下であることが好ましい。ここで、「0質量%」とはその他の成分を含まない形態を意味する。
本実施形態の潤滑剤組成物は、従来より公知の方法によって調製することができる。例えば、パーフルオロポリエーテル油(A)とポリテトラフルオロエチレン粉末(B)と、を撹拌・混合し、ロールミル等を通すことによって、本実施形態の潤滑グリース組成物を得ることができる。
本実施形態の潤滑剤組成物は、上記組成であれば、以下の特性を有している。本実施形態の潤滑剤組成物は、150℃に加熱し30分保持した後に25℃に冷却し30分保持するヒートサイクルを5回繰返したときの、ヒートサイクルの150℃における5回の各々のトルクが2000μNm未満である。
次に、本実施形態の画像形成装置について説明する。
次に、本実施形態の画像形成装置1に設けられた定着装置20について詳細に説明する。
定着装置20の構成は、上記実施形態に示す構成に限定されない。図3は、本変形例の定着装置20Bの一例を示す模式図である。定着装置20Bは、定着装置20の変形例である。なお、図3において、図2に示す定着装置20と同じ機能および同じ構成部分には、同じ符号を付与して詳細な説明を省略する。
定着装置20の構成は、上記実施形態および上記変形例に示す構成に限定されない。図4は、本変形例の定着装置20Cの一例を示す模式図である。定着装置20Cは、定着装置20の変形例である。なお、図4において、図2に示す定着装置20と同じ機能および同じ構成部分には、同じ符号を付与して詳細な説明を省略する。
パーフルオロポリエーテル油(A)として、以下のA1、A2、A3の3種類を用意した。
・A1:パーフルオロポリエーテル
40℃の動粘度:92mm2/秒
一般式(1)中、Rf=トリフルオロメチル基,m+n=40〜180
・A2:パーフルオロポリエーテル
40℃の動粘度:159mm2/秒
一般式(1)中、Rf=トリフルオロメチル基,m+n=40〜180
・A3:パーフルオロポリエーテル
40℃の動粘度:310mm2/秒
一般式(1)中、Rf=トリフルオロメチル基,m+n=40〜180
ポリテトラフルオロエチレン粉末(B)として、以下のB1、B2の2種類を用意した。
・B1:ポリテトラフルオロエチレン
乳化重合品
平均一次粒子径:0.2μm〜0.4μm
平均二次粒子径:5μm
・B2:ポリテトラフルオロエチレン
乳化重合品
平均一次粒子径:0.125μm
平均二次粒子径:4μm
上記に調整したパーフルオロポリエーテル油(A)であるA1、A2、A3の何れか1つと、ポリテトラフルオロエチレン粉末(B)であるB1またはB2とを、表1に示す含有量(重量%)で均一に混合し、三本ロールミルで混練し、脱泡を行い、実施例1〜実施例5の潤滑剤組成物1〜潤滑剤組成物5と、比較例1〜比較例4の比較潤滑剤組成物1〜比較潤滑剤組成物4と、を得た。なお、表1に示す含有量(重量%)は、潤滑剤組成物(比較潤滑剤組成物)100重量%に対する含有量を示す。
潤滑剤組成物1〜潤滑剤組成物5、および、比較潤滑剤組成物1〜比較潤滑剤組成物4、の各々について、せん断粘度(第1せん断粘度(η10)、第2せん断粘度(η100))、チキソトロピーインデックス((η10)/(η100))、ヒートサイクルの150℃における5回の各々のトルクを測定した。なお、各種試験方法については以下の通りである。
チキソトロピーインデックス(TI値)=[η10]/[η100]
潤滑剤組成物1〜潤滑剤組成物5、および、比較潤滑剤組成物1〜比較潤滑剤組成物4、の各々について、熱履歴を測定した。上記と同様に、直径25mmのプレートを用いて、アントンパール社製回転式レオメータMCR302を用いた。ギャップは0.1mmに設定した。
(2)プレートの温度を下降させて25℃に冷却した後、25℃を30分間保持。
カラーレーザープリンタSP C840(リコー社製)の定着装置を取り出し、図2に示す定着装置20を組み込んだ試験機を作製した。
定着装置20における定着ベルト21の内面とニップ形成部材27との間の摺動部Sに、上記に調整した潤滑剤組成物1を塗布した。詳細には、ニップ形成部材27における定着ベルト21との対向面の全面に渡って、単位面積当たりの塗布量10〜45mg/cm2となるように、潤滑剤組成物1を塗布した。そして、塗布後の定着装置20を上記カラーレーザープリンタSP C840に組み付け、15℃の温度環境でランニング試験を行った。ランニング試験は、6枚連続印刷を行った後に50秒休止する一連の処理を複数回繰返し、定着の(定着ベルト21の)トルクの推移を測定した。トルク測定には、トルク検出器SS−050(小野測器製)を用いた。そして、定着のトルクの推移から、規定枚数(300000枚)の印刷が可能か否かを評価した。
また、潤滑剤組成物1に代えて、潤滑剤組成物2、潤滑剤組成物4、比較潤滑剤組成物2、比較潤滑剤組成物3、の各々を用いた点以外は、実施例1と同様にして、トルク測定を行い、評価を行った。
A:余裕をもって規定枚数を印刷可能
B:規定枚数を印刷可能
C:規定枚数を印刷できない
カラーレーザープリンタSP C841(リコー社製)の定着装置を取り出し、図4の構成の定着装置20Cを組み込んだ試験機を作製した。
定着装置20Cにおける定着ベルト121の内面とニップ形成部材27との間の摺動部Sに、上記に調整した潤滑剤組成物2を塗布した。詳細には、ニップ形成部材27における定着ベルト121との対向面の全面に渡って、単位面積当たりの塗布量10〜45mg/cm2となるように、潤滑剤組成物2を塗布した。そして、塗布後の定着装置20Cを上記カラーレーザープリンタSP C841に組み付け、28℃の温度環境でランニング試験を行った。ランニング試験は、18枚連続印刷を行った後に110秒休止する一連の処理を複数回繰返し、定着の(定着ベルト121の)トルクの推移を測定した。トルク測定には、トルク測定にはトルク検出器SS−050(小野測器製)を用いた。そして、定着のトルクの推移から、規定枚数(300000枚)の印刷が可能か否かを評価した。
また、潤滑剤組成物2に代えて、潤滑剤組成物3、潤滑剤組成物5、比較潤滑剤組成物1、比較潤滑剤組成物4、の各々を用いた点以外は、実施例4と同様にして、トルク測定を行い、評価を行った。
カラーレーザープリンタSP C840(リコー社製)の定着装置を取り出し、図3の構成の定着装置20Bを組み込んだ試験機を作製した。
定着装置20Bにおける定着ベルト21の内面とニップ形成部材27との間の摺動部Sに、上記に調整した潤滑剤組成物2を塗布した。詳細には、ニップ形成部材27における定着ベルト21との対向面の全面に渡って、単位面積当たりの塗布量10〜45mg/cm2となるように、潤滑剤組成物2を塗布した。そして、塗布後の定着装置20Bを上記カラーレーザープリンタSP C840に組み付け、15℃の温度環境でランニング試験を行った。ランニング試験は、4枚連続印刷を行った後に60秒休止する一連の処理を複数回繰返し、定着の(定着ベルト21の)トルクの推移を測定した。トルク測定には、トルク検出器SS−050(小野測器製)を用いた。そして、定着のトルクの推移から、規定枚数(300000枚)を用いた。そして、定着のトルクの推移から、規定枚数(300000枚)の印刷が可能か否かを評価した。
また、潤滑剤組成物2に代えて、比較潤滑剤組成物3を用いた点以外は、実施例7と同様にして、トルク測定を行い、評価を行った。
上記に調整したパーフルオロポリエーテル油(A)であるA2を90.5質量%と、(B)ポリテトラフルオロエチレン粉末(乳化重合品、平均一次粒子径0.40μm、平均二次粒子径5μm)9.5質量%を、三本ロールミルにより混練し、脱泡することで、潤滑剤組成物6を調整した。
Claims (8)
- 無端状のベルトと、前記ベルトの外側に設けられ前記ベルトに対向配置された加圧部材と、前記ベルトを加熱する加熱部材と、前記ベルトの内側に設けられ前記ベルトと前記加圧部材との間に定着ニップを形成するニップ形成部材と、を有する定着装置において、
前記ベルトの内面と前記ニップ形成部材との間に潤滑剤組成物が介在され、
前記潤滑剤組成物が、
下記一般式(1)で表され、40℃における動粘度が50mm2/秒以上400mm2/秒以下であるパーフルオロポリエーテル油(A)と、平均一次粒子径が0.15μm以上1.00μm以下の範囲であるポリテトラフルオロエチレン粉末(B)と、を含有し、前記ポリテトラフルオロエチレン粉末(B)の含有量が5重量%以上17.5重量%以下である、
定着装置。
RfO(CF2CF2O)m(CF2O)nRf 一般式(1)
〔一般式(1)中、Rfは炭素数1以上4以下のパーフルオロ低級アルキル基であり、mおよびnはそれぞれ0以上の整数であり、mとnとの和は30以上190以下であり、CF2CF2O基およびCF2O基は主鎖中にランダムに結合されている。〕 - 前記潤滑剤組成物は、
150℃で30分加熱した後に25℃に冷却するヒートサイクルを5回繰り返したときの、前記ヒートサイクルの150℃における5回の各々のトルクが2,000μNm未満である、
請求項1に記載の定着装置。 - 前記潤滑剤組成物は、
25℃およびせん断速度10/秒における第1せん断粘度が1Pa・s以上15Pa・s以下であり、25℃およびせん断速度10/秒におけるせん断粘度に対する前記第1せん断粘度の比であるチキソトロピーインデックスが、1.2以上5.0以下の範囲である、
請求項1または請求項2に記載の定着装置。 - 前記パーフルオロポリエーテル油(A)の40℃における動粘度が50mm2/秒以上400mm2/秒以下である、
請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の定着装置。 - 前記ポリテトラフルオロエチレン粉末(B)の含有量が5重量%以上10重量%以下の範囲にある、
請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の定着装置。 - 前記ポリテトラフルオロエチレン粉末(B)の平均二次粒子径が1μm以上10μm以下の範囲である、
請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の定着装置。 - 前記ベルトにおける前記加熱部材による加熱領域と、前記ベルトにおける前記定着ニップの形成される領域と、が異なる領域である、
請求項1〜請求項6の何れか1項に記載の定着装置。 - 請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の定着装置を備えた画像形成装置。
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