JP2021165773A - Fixing belt, method for manufacturing fixing belt, fixing device provided with fixing belt, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着ベルト、定着ベルトの製造方法、定着ベルトを具備した定着装置及び画像形成装置に関する。さらに詳しくは、画像形成時に、定着ベルトとトナー画像との分離性及び撥液性と定着性に優れる定着ベルトと、定着ベルトの製造方法、定着ベルトを具備した定着装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing belt, a method for manufacturing a fixing belt, a fixing device provided with the fixing belt, and an image forming device. More specifically, the present invention relates to a fixing belt having excellent separability, liquid repellency and fixing property between the fixing belt and the toner image at the time of image formation, a method for manufacturing the fixing belt, a fixing device provided with the fixing belt, and an image forming device.
従来、感光体ドラム上に形成された静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、形成されたトナー像を記録用紙に転写し、転写されたトナー像を加熱定着することで、記録用紙上に画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が知られている。 Conventionally, an electrostatic latent image formed on a photoconductor drum is developed with toner to form a toner image, the formed toner image is transferred to a recording paper, and the transferred toner image is heat-fixed by heating and fixing. An electrophotographic image forming apparatus for forming an image on a recording paper is known.
このような電子写真方式の画像形成装置を構成する電子写真用部材においては、表面に離型性を求められる部材が多く、例えば、トナーの転写性とクリーニング性が求められる感光体、トナーの転写性が求められる中間転写体、溶融トナーが付着した記録用紙等の記録用紙の分離性が求められる定着部材等が挙げられ、その中でも、特に溶融トナーが粘着性を有するために、定着部材、例えば、定着ベルトに対しては、離型性を付与する要求が顕著である。 In the electrophotographic members constituting such an electrophotographic image forming apparatus, many members are required to have releasability on the surface. For example, transfer of a photoconductor and toner which are required to have toner transferability and cleanability. Examples thereof include an intermediate transfer body that is required to have properties, a fixing member that is required to have separability of recording paper such as a recording paper to which molten toner is attached, and among them, a fixing member, for example, because the molten toner has adhesiveness. For the fixing belt, there is a remarkable demand for imparting releasability.
定着装置においては、加熱された定着部材と、トナーが転写済みの記録用紙が圧着され、加熱及び加圧処理により、記録用紙上でトナーの定着は行われるが、その工程の後では、定着部材と記録用紙を分離する必要がある。 In the fixing device, the heated fixing member and the recording paper to which the toner has been transferred are pressure-bonded, and the toner is fixed on the recording paper by heating and pressurizing treatment. And the recording paper needs to be separated.
この定着部材と記録用紙との分離性を確保するためには、定着部材の表層として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（以下、「ＰＦＡ」と略記する。）が現在広く用いられており、それに加え、分離爪や記録用紙の吸引、記録用紙先頭端部へのエアー吹き付け等の補助手段等を加えることにより、分離性を高めている。 In order to ensure the separability between the fixing member and the recording paper, a tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (hereinafter, abbreviated as “PFA”) is widely used as the surface layer of the fixing member. In addition to this, the separability is improved by adding auxiliary means such as a separation claw, suction of recording paper, and air blowing to the leading end of recording paper.
特許文献１には、表面層、弾性層及び基材層を有し、表面層の表面粗さ（Ｒｚ）を特定の範囲に規定する多層無端環状フィルムが開示されている。特許文献１においては、基材層及び、フッ素樹脂、フッ素ゴム等で構成される表面層をそれぞれ遠心成形した後、基材層の外面と表面層の内面とを重ね合わせ、その空隙部に弾性層を形成することにより、好適な表面粗さを有し、表面性を向上させる方法が開示されている。
しかしながら、表面層の構成材料としては、離型性の観点からはフッ素樹脂等であることが好ましい構成ではあるが、特許文献１においては、離型性と撥液性の関係性については、一切の言及がなされていない。
However, as a constituent material of the surface layer, a fluororesin or the like is preferable from the viewpoint of releasability, but in
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、画像形成時の定着部材とトナー画像との分離性及び撥液性と、定着性に優れる定着ベルトと、定着ベルトの製造方法、定着ベルトを具備した定着装置及び画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and the problems to be solved thereof are a fixing belt having excellent separability and liquid repellency between a fixing member and a toner image at the time of image formation, and a fixing belt, and a fixing belt. The present invention provides a fixing device and an image forming device provided with a manufacturing method and a fixing belt.
本発明は、上記課題に鑑み鋭意検討を進めた結果、少なくとも、基層上に弾性層及び表層を有し、前記表層の離型性Ｒ及び撥液性ＨＤを特定の範囲内とした定着ベルトにより、画像形成時の定着ベルトとトナー画像との分離性及び撥液性と定着性に優れる定着ベルト等を得ることができることを見いだし、本発明に至った。 As a result of diligent studies in view of the above problems, the present invention uses a fixing belt having at least an elastic layer and a surface layer on the base layer, and the releasability R and liquid repellent HD of the surface layer are within a specific range. The present invention has been made, and it has been found that a fixing belt or the like having excellent separability, liquid repellency and fixing property between a fixing belt and a toner image at the time of image formation can be obtained.
すなわち、本発明の上記課題は、下記の手段により解決される。 That is, the above problem of the present invention is solved by the following means.
１．少なくとも、基層上に弾性層及び表層を有する定着ベルトであって、
前記表層の表面の離型性Ｒが１．００Ｎ以下であり、かつ前記表層の表面におけるｎ−ヘキサデカン接触角で規定する撥液性ＨＤが４８〜７３°の範囲内であることを特徴とする定着ベルト。
1. 1. A fixing belt having at least an elastic layer and a surface layer on the base layer.
The releasability R on the surface of the surface layer is 1.00 N or less, and the liquid-repellent HD defined by the n-hexadecane contact angle on the surface of the surface layer is in the range of 48 to 73 °. Fixing belt.
２．前記基層がポリイミドを含有し、前記弾性層がシリコーンゴムを含有し、かつ前記表層が撥油性フッ素樹脂を含有していることを特徴とする第１項に記載の定着ベルト。
2. The fixing belt according to
３．前記表層の前記離型性Ｒが０．８５Ｎ以下であり、かつ前記撥液性ＨＤが、５３〜６５°の範囲内であることを特徴とする第１項又は第２項に記載の定着ベルト。
3. 3. The fixing belt according to
４．第１項から第３項までのいずれか一項に記載の定着ベルトを製造することを特徴とする定着ベルトの製造方法。
4. A method for manufacturing a fixing belt, which comprises manufacturing the fixing belt according to any one of
５．前記表層を、湿式塗布法により前記弾性層上に成形することを特徴とする第４項に記載の定着ベルトの製造方法。
5. The method for manufacturing a fixing belt according to
６．前記表層に、ブラスト加工により表面改質を施すことを特徴とする第４項に記載の定着ベルトの製造方法。
6. The method for manufacturing a fixing belt according to
７．第１項から第３項までのいずれか一項に記載の定着ベルトを具備した定着装置であって、
無端状の前記定着ベルトと、
前記定着ベルトを軸支する二つ以上のローラーと、
前記定着ベルトを加熱するための加熱装置と、
前記二つ以上のローラーのうちの一つのローラーに対し、相対的に付勢されるように配置される加圧ローラーを有し、
前記加圧ローラーに付勢される前記一つのローラーのローラー径が、５０ｍｍ以上である、
ことを特徴とする定着装置。
7. A fixing device provided with the fixing belt according to any one of
With the endless fixing belt,
Two or more rollers that pivotally support the fixing belt, and
A heating device for heating the fixing belt and
It has a pressure roller that is arranged to be urged relative to one of the two or more rollers.
The roller diameter of the one roller urged by the pressure roller is 50 mm or more.
A fixing device characterized in that.
８．前記定着ベルトが、４５Ｎ以下の張力で、前記二つ以上のローラーに軸支されていることを特徴とする第７項に記載の定着装置。 8. The fixing device according to item 7, wherein the fixing belt is pivotally supported by the two or more rollers with a tension of 45 N or less.
９．記録媒体上に電子写真方式によって形成された未定着のトナー画像を、加熱及び加圧によって前記記録媒体に定着させる定着装置を具備する画像形成装置であって、
前記定着装置が、第７項又は第８項に記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置。
9. An image forming apparatus including a fixing device for fixing an unfixed toner image formed on a recording medium by an electrophotographic method to the recording medium by heating and pressurizing.
An image forming apparatus, wherein the fixing device is the fixing device according to the seventh or eighth paragraph.
本発明によれば、画像形成時に、定着ベルトとトナー画像との分離性及び撥液性と定着性に優れる定着ベルト等を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a fixing belt or the like having excellent separability, liquid repellency and fixing property between a fixing belt and a toner image at the time of image formation.
本発明で規定する構成からなる定着部材の技術的特徴とその効果の発現機構は、以下のように推察される。 The technical features of the fixing member having the configuration specified in the present invention and the mechanism for expressing the effect are presumed as follows.
本発明では、定着ベルトを構成する表層において、定着ベルトとトナー画像との分離に必要な離型性表面を表層に付与する方法として、表層の離型性Ｒと撥液性ＨＤを特定の条件に規定するものである。表層の上記特性を規定の範囲内とすることにより、トナー画像と定着ベルトとの分離性が向上し、トナー画像のジャミングを起こすことなく排出することができる。 In the present invention, in the surface layer constituting the fixing belt, as a method of imparting the releasable surface necessary for separating the fixing belt and the toner image to the surface layer, the releasability R of the surface layer and the liquid-repellent HD are specified under specific conditions. It is stipulated in. By setting the above characteristics of the surface layer within the specified range, the separability between the toner image and the fixing belt is improved, and the toner image can be discharged without jamming.
通常、水で測定した接触角は、１００°を超えると水が球形に近づくため、油脂成分で構成されているトナー画像の撥液性を正確に表示することが困難であった。本発明においては、測定する接触角として、トナー成分に近く、濡れやすいヘキサデカンを測定液体として使用することより、トナー成分の正確な撥液性を評価でき、定着ベルトとして、所望の分離性を有する材料を選択ができるようになった。 Normally, when the contact angle measured with water exceeds 100 °, the water approaches a spherical shape, so that it is difficult to accurately display the liquid repellency of the toner image composed of the oil and fat components. In the present invention, by using hexadecane, which is close to the toner component and easily wet, as the measurement liquid as the contact angle to be measured, the accurate liquid repellency of the toner component can be evaluated, and the fixing belt has a desired separability. You can now select the material.
加えて、表層として湿式塗布方式により表層を形成することにより、表層表面にフッ素基が稲穂のように立ちやすくなることで微小な凹凸ができやすくなり、撥液性がより向上していると推測している。 In addition, by forming the surface layer as the surface layer by the wet coating method, it is presumed that the fluorine groups easily stand on the surface of the surface layer like rice ears, so that minute irregularities are easily formed and the liquid repellency is further improved. doing.
本発明の定着ベルトは、少なくとも、基層上に弾性層及び表層を有し、前記表層の離型性Ｒが１．００Ｎ以下であり、かつ前記表層のヘキサデカンにより測定した接触角で規定する撥液性ＨＤが、４８〜７３°の範囲内であることを特徴とする。 The fixing belt of the present invention has at least an elastic layer and a surface layer on the base layer, the releasability R of the surface layer is 1.00 N or less, and the liquid repellency defined by the contact angle measured by hexadecane of the surface layer. The sex HD is in the range of 48 to 73 °.
この特徴は、下記各実施形態に係る発明に共通する技術的特徴である。 This feature is a technical feature common to the inventions according to the following embodiments.
本発明の実施形態としては、本発明の目的とする効果をより発現できる観点から、定着ベルトのより具体的な構成として、基層をポリイミドで構成し、弾性層をシリコーンゴムで構成し、かつ表層を撥油性フッ素樹脂で構成することが、所望の離型性Ｒと撥液性ＨＤを得ることができ、定着ベルトとトナー画像との分離性及び撥液性と定着性により優れる定着ベルトを得ることができる点で好ましい。 In the embodiment of the present invention, from the viewpoint of more exhibiting the effect intended by the present invention, as a more specific structure of the fixing belt, the base layer is made of polyimide, the elastic layer is made of silicone rubber, and the surface layer. Is composed of an oil-repellent fluororesin, a desired releasability R and a liquid-repellent HD can be obtained, and a fixing belt having better separability between the fixing belt and the toner image and excellent liquid-repellent and fixing properties can be obtained. It is preferable in that it can be used.
また、表層の離型性Ｒが０．８５Ｎ以下であり、かつ撥液性ＨＤが５３〜６５°の範囲内であることが、より優れた分離性及び定着性を得ることができる点で好ましい。 Further, it is preferable that the releasability R of the surface layer is 0.85 N or less and the liquid-repellent HD is in the range of 53 to 65 ° in that more excellent separability and fixability can be obtained. ..
また、本発明の定着ベルトの製造方法として、表層を湿式塗布法により弾性層上に成形することが、表面に微小な凹凸構造を形成することができ、その結果、撥液性を向上させることができる点で好ましい。 Further, as a method for producing the fixing belt of the present invention, molding the surface layer on the elastic layer by a wet coating method can form a minute uneven structure on the surface, and as a result, the liquid repellency is improved. It is preferable in that it can be used.
また、表層が、ブラスト加工により表面改質されていることが、所望の凹凸構成を表層に安定して形成することができ、分離性がより向上する点で好ましい。 Further, it is preferable that the surface layer is surface-modified by blasting, because a desired uneven structure can be stably formed on the surface layer and the separability is further improved.
本発明の定着装置においては、本発明の定着ベルトを具備し、無端状の前記定着ベルトと、前記定着ベルトを軸支する二つ以上のローラーと、前記定着ベルトを加熱するための加熱装置と、前記二つ以上のローラーのうちの一つのローラーに対し、相対的に付勢されるように配置される加圧ローラーを有し、前記加圧ローラーに付勢される前記一つのローラーのローラー径が５０ｍｍ以上であることを特徴とする。 The fixing device of the present invention includes the fixing belt of the present invention, the endless fixing belt, two or more rollers that pivotally support the fixing belt, and a heating device for heating the fixing belt. The roller of the one roller having a pressure roller arranged so as to be relatively urged with respect to one of the two or more rollers, and being urged by the pressure roller. It is characterized in that the diameter is 50 mm or more.
本発明の定着装置においては、一つのローラーのローラー径を５０ｍｍ以上とすることが、画像形成の高速化の観点及び定着時における記録媒体に対する定着ベルトの定着性向上の点から好ましい。 In the fixing device of the present invention, it is preferable that the roller diameter of one roller is 50 mm or more from the viewpoint of speeding up image formation and improving the fixing property of the fixing belt to the recording medium at the time of fixing.
また、本発明の定着装置においては、定着ベルトが４５Ｎ以下の張力で二つ以上のローラーに軸支されていることが、定着ベルトの記録媒体への密着性に寄与する定着ニップ部における特性の発現が十分となる点で好ましい。 Further, in the fixing device of the present invention, the fact that the fixing belt is pivotally supported by two or more rollers with a tension of 45 N or less is a characteristic of the fixing nip portion that contributes to the adhesion of the fixing belt to the recording medium. It is preferable in that the expression is sufficient.
以下、本発明とその構成要素及び本発明を実施するための形態・態様について説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。 Hereinafter, the present invention, its constituent elements, and modes and modes for carrying out the present invention will be described. In the present application, "~" is used to mean that the numerical values described before and after the value are included as the lower limit value and the upper limit value.
《定着ベルトの基本的構成》
本発明の定着ベルトは、少なくとも、基層上に弾性層と表層を有し、前記表層の離型性Ｒが１．００Ｎ以下であり、かつ前記表層のヘキサデカンにより測定した接触角で規定する撥液性ＨＤが４８〜７３°の範囲内であることを特徴とする。
<< Basic configuration of fixing belt >>
The fixing belt of the present invention has at least an elastic layer and a surface layer on the base layer, the releasability R of the surface layer is 1.00 N or less, and the liquid repellency defined by the contact angle measured by hexadecane on the surface layer. It is characterized in that the sex HD is in the range of 48 to 73 °.
（離型性Ｒ）
本発明でいう「離型性Ｒ」は、下記に記載した方法に従って測定して求めた値である。
(Releasability R)
The "releasability R" referred to in the present invention is a value obtained by measuring according to the method described below.
ＪＩＳ Ｚ ０２３７−２００９の「粘着テープ・粘着シート試験方法」に記載のテープ剥離試験に従って離型性Ｒを求める。具体的には、テープ剥離試験機として協和界面科学社製のＶＰＡ３を用い、定着ベルト表面にテープとして３Ｍ社製のメンディングテープを貼付し、２３℃、５０％ＲＨの環境下で、角度５０°で引っ張った時の応力の最大値を測定し、これを離型性Ｒ（Ｎ）とする。 The releasability R is determined according to the tape peeling test described in "Adhesive Tape / Adhesive Sheet Test Method" of JIS Z 0237-2009. Specifically, VPA3 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. was used as a tape peeling tester, and a mending tape manufactured by 3M Co., Ltd. was attached as a tape on the surface of the fixing belt, and the angle was 50 in an environment of 23 ° C. and 50% RH. The maximum value of the stress when pulled at ° is measured, and this is defined as the releasability R (N).
（撥液性ＨＤ）
本発明でいう「撥液性ＨＤ」とは、定着ベルトの表層の表面について、検液としてｎ−ヘキサデカンを用いて測定したときの接触角（以下、「ｎ−ヘキサデカン接触角」という。）を指標として規定されは撥液性の度合いをいう。
(Liquid repellent HD)
The term "liquid-repellent HD" as used in the present invention refers to the contact angle (hereinafter referred to as "n-hexadecane contact angle") when the surface of the surface layer of the fixing belt is measured using n-hexadecane as a test solution. Defined as an index refers to the degree of liquid repellency.
詳しくは、接触角測定器として、協和界面科学社製のポータブル接触角計ＰＣＡ−１１を用い、温度２３℃、湿度５０％ＲＨの環境下で、接触角測定液としてヘキサデカンを用い、定着ベルト表面にｎ−ヘキサデカンを２μＬ滴下し、５秒後の接触角ＨＤを測定して求める。 Specifically, a portable contact angle meter PCA-11 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. is used as a contact angle measuring instrument, and hexadecane is used as a contact angle measuring solution in an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% RH, and the surface of the fixing belt is used. 2 μL of n-hexadecane is added dropwise to the water, and the contact angle HD after 5 seconds is measured and determined.
本発明においては、更には、表層の離型性Ｒが０．８５Ｎ以下であり、かつ撥液性ＨＤが５３〜６５°の範囲内であることが好ましい。 Further, in the present invention, it is preferable that the releasability R of the surface layer is 0.85 N or less and the liquid repellent HD is in the range of 53 to 65 °.
本発明の定着ベルトの代表的な形態は、例えば、耐熱性樹脂製の基層、上記基層上に配置されている弾性材料製の弾性層、及び上記弾性層上に配置されている表層を有する。以下、本発明の定着ベルトについて説明する。 A typical form of the fixing belt of the present invention has, for example, a base layer made of a heat-resistant resin, an elastic layer made of an elastic material arranged on the base layer, and a surface layer arranged on the elastic layer. Hereinafter, the fixing belt of the present invention will be described.
図１に、本発明に係る基層上に弾性層と表層を有する無端ベルト状の定着ベルトの構成の一例を示す。 FIG. 1 shows an example of the configuration of an endless belt-shaped fixing belt having an elastic layer and a surface layer on the base layer according to the present invention.
図１の（ａ）は、本発明に係る表層４を有する無端ベルト状の定着ベルト１の構成の一例を示す模式図であり、図１の（ｂ）は、図１の（ａ）で示される定着ベルト１に記載の領域Ａを拡大した概略断面図である。
FIG. 1A is a schematic view showing an example of the configuration of an endless belt-shaped
定着ベルト１は、図１の（ｂ）で示すように、基層２、弾性層３及び表層４をこの順で積層してなる無端状のベルトである。
As shown in FIG. 1B, the fixing
なお、定着ベルトは、弾性層及び表層の間に接着機能を有する接着層を有していてもよい。 The fixing belt may have an adhesive layer having an adhesive function between the elastic layer and the surface layer.
《定着ベルトの形成》
次いで、本発明の定着ベルトを構成する基層、弾性層及び表層の具体的な形成材料について説明する。
《Formation of fixing belt》
Next, specific forming materials for the base layer, elastic layer, and surface layer constituting the fixing belt of the present invention will be described.
［基層］
本発明の定着ベルトを構成する基層２は、例えば、無端ベルト状の定着ベルトである場合、耐熱性を有するフレキシブル性を具備した樹脂（耐熱性樹脂）で構成されていることが好ましい。本発明でいう「耐熱性」とは、電子写真方式の画像形成で、トナー画像の記録媒体への定着に上記定着ベルトを用いる際の温度、例えば、１５０〜２２０℃の温度範囲において、変形することなく、十分に安定して所期の物性を発現することを意味する。
[Base layer]
In the case of an endless belt-shaped fixing belt, for example, the
上記耐熱性樹脂は、定着ベルトの上記の使用温度において実質的な変性及び変形を生じない樹脂から適宜選択することができ、１種でも、２種以上併用してもよい。 The heat-resistant resin can be appropriately selected from resins that do not substantially undergo modification or deformation at the above-mentioned operating temperature of the fixing belt, and may be used alone or in combination of two or more.
本発明に適用可能な耐熱性樹脂としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン等を挙げることができる。その中でも、耐熱性の観点から、ポリイミドが好ましい。 Examples of the heat-resistant resin applicable to the present invention include polyphenylene sulfide, polyarylate, polysulfone, polyethersulfone, polyetherimide, polyimide, polyamideimide, and polyetheretherketone. Among them, polyimide is preferable from the viewpoint of heat resistance.
ポリイミドは、例えば、その前駆体であるポリアミド酸を２００℃以上で加熱すること、又は触媒を用いることによる脱水及び環化（イミド化）反応を進めることによって得ることができる。ポリアミド酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを溶媒に溶解し、混合及び加熱による重縮合反応によって製造してもよいし、市販品を用いてもよい。上記ジアミン化合物及びテトラカルボン酸二無水物の例としては、特開２０１３−２５１２０号公報の段落（０１２３）〜（０１３０）に記載の化合物を挙げることができる。 Polyimide can be obtained, for example, by heating the precursor polyamic acid at 200 ° C. or higher, or by advancing the dehydration and cyclization (imidization) reaction by using a catalyst. The polyamic acid may be produced by dissolving tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound in a solvent and performing a polycondensation reaction by mixing and heating, or a commercially available product may be used. Examples of the diamine compound and the tetracarboxylic dianhydride include the compounds described in paragraphs (0123) to (0130) of JP2013-25120A.
耐熱性樹脂は、本発明の定着ベルトの基層を構成する主要材料であり、その含有量は、基層を形成するのに十分な量であればよい。基層における耐熱性樹脂の含有量は、基層作製時における成形性の観点から、基層全質量の５０質量％以上であることが好ましく、６０〜７５質量％の範囲内であることがより好ましく、７６〜９０質量％の範囲内であることがさらに好ましい。 The heat-resistant resin is a main material constituting the base layer of the fixing belt of the present invention, and the content thereof may be a sufficient amount for forming the base layer. The content of the heat-resistant resin in the base layer is preferably 50% by mass or more, more preferably 60 to 75% by mass, and more preferably 76, from the viewpoint of moldability at the time of preparing the base layer. It is more preferably in the range of ~ 90% by mass.
基層２は、本発明が目的とする効果が得られる範囲においては、耐熱性樹脂以外の成分を更に含んでいてもよい。例えば、基層の構成材料として、耐熱性樹脂の他に、フィラーを含有していてもよい。当該フィラーは、例えば、基層の硬さ、伝熱性及び導電性の少なくとも一つの性能向上に寄与する成分である。当該フィラーは、１種でも、２種以上でもよく、フィラーの一例としては、カーボンブラック、ケッチェンブラック、ナノカーボン及び黒鉛等が挙げられる。
The
本発明において、基層におけるフィラーの含有量は、多すぎると、基層の靱性が低くなって定着ベルトの定着性及び分離性が低くなることがあり、また、少なすぎると、例えば、適度な導電性の付与などのフィラーによる所望の効果が不十分となることがある。このような観点から、基層におけるフィラーの含有量は、３質量％以上であることが好ましく、４質量％以上であることがより好ましく、５質量％以上であることがさらに好ましい。また、上記の観点から、上記基層における上記フィラーの含有量の上限は、３０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以下であることがさらに好ましい。 In the present invention, if the content of the filler in the base layer is too large, the toughness of the base layer may be low and the fixability and separability of the fixing belt may be low, and if it is too low, for example, appropriate conductivity may be obtained. The desired effect of the filler, such as the addition of, may be inadequate. From such a viewpoint, the content of the filler in the base layer is preferably 3% by mass or more, more preferably 4% by mass or more, and further preferably 5% by mass or more. From the above viewpoint, the upper limit of the content of the filler in the base layer is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and further preferably 10% by mass or less. ..
［弾性層］
本発明の定着ベルト１を構成する弾性層３は、定着ニップ部における定着ベルトの表面と、未定着のトナー画像を担持する記録媒体との接触性の向上に寄与する弾性を有する層であり、弾性材料製である。ここでいう「弾性材料製」とは、弾性層を構成する主な材料が弾性材料であることを意味する。
[Elastic layer]
The
本発明に適用可能な弾性材料の一例としては、弾性樹脂材料を挙げることができ、その例には、シリコーンゴム、熱可塑性エラストマー及びゴム材料が含まれる。中でも、上記弾性材料は、所期の弾性特性の他に耐熱性の観点から、シリコーンゴムであることが好ましい。 Examples of elastic materials applicable to the present invention include elastic resin materials, which include silicone rubbers, thermoplastic elastomers and rubber materials. Above all, the elastic material is preferably silicone rubber from the viewpoint of heat resistance in addition to the desired elastic properties.
上記シリコーンゴムは、１種でも２種以上併用してもよい。本発明に適用が可能なシリコーンゴムとしては、例えば、ポリオルガノシロキサン又はその加熱硬化物、特開２００９−１２２３１７号公報に記載の付加反応型シリコーンゴム等を挙げることができる。 The above silicone rubber may be used alone or in combination of two or more. Examples of the silicone rubber applicable to the present invention include polyorganosiloxane or a heat-cured product thereof, and an addition reaction type silicone rubber described in JP-A-2009-122317.
当該ポリオルガノシロキサンの例としては、特開２００８−２５５２８３号公報に記載の、両末端がトリメチルシロキサン基で封鎖され、側鎖にビニル基を有するジメチルポリシロキサンが代表例として挙げることができる。 As an example of the polyorganosiloxane, dimethylpolysiloxane described in JP-A-2008-255283, in which both ends are sealed with a trimethylsiloxane group and a vinyl group is provided in the side chain, can be mentioned as a typical example.
弾性層３の厚さは、例えば、伝熱性及び弾性を十分に発現させる観点から、５〜５００μｍの範囲内であることが好ましく、５０〜３５０μｍの範囲内であることがより好ましい。
The thickness of the
上記弾性層３は、本発明が目的とする効果を得ることができる範囲内において、上記の弾性樹脂材料以外の成分を更に含んでいてもよい。例えば、弾性層は、上記弾性材料の他に、弾性層の伝熱性を高めるための伝熱性フィラーを含んでいてもよい。当該フィラーの材料の例には、シリカ、金属ケイ素、アルミナ、亜鉛、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、カーボン及び黒鉛が含まれる。上記フィラーの形態は、限定されず、例えば、球状粉末、不定形粉末、扁平粉末又は繊維状である。
The
弾性層を構成する弾性材料における弾性樹脂材料の含有量は、伝熱性と弾性とを両立させる観点から、弾性層全体積に対し５０〜１００体積％の範囲内であることが好ましく、７５〜１００体積％であることがより好ましく、８０〜１００体積％であることがさらに好ましい。 The content of the elastic resin material in the elastic material constituting the elastic layer is preferably in the range of 50 to 100% by volume with respect to the total volume of the elastic layer, and is preferably 75 to 100, from the viewpoint of achieving both heat transferability and elasticity. It is more preferably by volume, and even more preferably 80 to 100% by volume.
［表層］
本発明の定着ベルトを構成する表層は、定着ニップ部における定着ベルトの表面からの記録媒体上の溶融トナー層に対する分離性の向上に寄与する離型性を有する層であり、トナー成分に対する適度な離型性を有する。上記表層は、定着時に記録媒体に当接する定着ベルトの外表面を構成する。
[surface]
The surface layer constituting the fixing belt of the present invention is a layer having a releasability that contributes to the improvement of the releasability of the fixing nip portion from the surface of the fixing belt to the molten toner layer on the recording medium, and is appropriate for the toner component. Has releasability. The surface layer constitutes the outer surface of the fixing belt that comes into contact with the recording medium during fixing.
本発明の定着ベルトにおいては、本発明に係る表層の特性値として、離型性Ｒが、１．００Ｎ以下であり、かつ表層のｎ−ヘキサデカンにより測定した接触角で規定する撥液性ＨＤが４８〜７３°の範囲内であることを特徴とする。 In the fixing belt of the present invention, as a characteristic value of the surface layer according to the present invention, a liquid-repellent HD having a releasability R of 1.00 N or less and defined by a contact angle measured by n-hexadecane on the surface layer is obtained. It is characterized in that it is in the range of 48 to 73 °.
本発明において、表層に上記で規定する特性値を付与させる方法としては、下記に示す実施形態１及び実施形態２による形成方法を挙げることができる。 In the present invention, examples of the method for imparting the characteristic values specified above to the surface layer include the forming methods according to the first and second embodiments shown below.
１）実施形態１は、表層にブラスト加工による表面改質を施す方法である。例えば、表層の基本構成材料として、ペルフルオロアルコキシフッ素系樹脂（ＰＦＡ）を用いて無端ベルト状のチューブを形成した後、ＰＦＡチューブ表面にブラスト加工を施して、所望の形状を有する凹凸構造を形成する方法である。 1) The first embodiment is a method of surface-modifying the surface layer by blasting. For example, a perfluoroalkoxy alkane-based resin (PFA) is used as a basic constituent material for the surface layer to form an endless belt-shaped tube, and then the surface of the PFA tube is blasted to form an uneven structure having a desired shape. The method.
２）実施形態２は、表層に湿式塗布法により、例えば、表層の基本構成材料として、ペルフルオロアルコキシフッ素系樹脂（ＰＦＡ）を用いて無端ベルト状のチューブを形成した後、ＰＦＡチューブ表面にフッ素系コーティング剤、フッ素系撥液剤、撥油性フッ素樹脂を用いてフッ素含有層を構成することにより、ＰＦＡチューブにより構成される表層の表面に、分離性や撥液性に効果を発現するフッ素原子が稲穂状に配向することにより、表面に微小な凹凸構造を形成することができ、その結果、撥液性を向上させることができる方法である。 2) In the second embodiment, an endless belt-shaped tube is formed on the surface layer by a wet coating method using, for example, a perfluoroalkoxy alkane-based resin (PFA) as a basic constituent material of the surface layer, and then a fluorine-based tube is formed on the surface of the PFA tube. By forming a fluorine-containing layer using a coating agent, a fluorine-based liquid repellent, and an oil-repellent fluororesin, fluorine atoms that exert effects on separability and liquid repellency are formed on the surface of the surface layer composed of the PFA tube. By orienting in a shape, a minute uneven structure can be formed on the surface, and as a result, the liquid repellency can be improved.
実施形態１及び実施形態２の詳細については、後述する。 Details of the first and second embodiments will be described later.
〔表層のチューブ形成材料〕
上記表層を構成する無端ベルト（チューブ）の構成材料としては熱可塑性樹脂であることが好ましく、更には、フッ素系樹脂、例えば、ペルフルオロアルコキシフッ素系樹脂（ＰＦＡ）であることが好ましい。
[Surface tube forming material]
The material for the endless belt (tube) constituting the surface layer is preferably a thermoplastic resin, and more preferably a fluororesin, for example, a perfluoroalkoxy alkane resin (PFA).
本発明において、定着ベルトの表層を構成する熱可塑性樹脂としては、必要な耐熱性と離型性を備えていれば特に制限はなく、例えば、ビニル系熱可塑性樹脂（例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール等）、ポリスチレン系熱可塑性樹脂（例えば、ポリスチレン、スチレン・アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体等）、ポリプロピレン、ポリアセタール、アクリル系熱可塑性樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート、メタクリル・スチレン共重合体等）、ポリカーボネート、ポリアミド系熱可塑性樹脂、ポリウレタン系熱可塑性樹脂、フッ素系熱可塑性樹脂（例えば、トリフルオロクロロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、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）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシフッ素系樹脂（ＰＦＡ）、パーフルオロポリエーテル化合物（ＰＦＰＥ）等）を挙げることができる。 In the present invention, the thermoplastic resin constituting the surface layer of the fixing belt is not particularly limited as long as it has the necessary heat resistance and releasability. For example, a vinyl-based thermoplastic resin (for example, polyvinyl chloride, poly). Vinylidene chloride, polyvinyl alcohol, etc.), polystyrene-based thermoplastic resins (eg, polystyrene, styrene / acrylonitrile copolymer, acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer (ABS), polyethylene, ethylene / vinyl acetate copolymer, etc.), polypropylene , Polyacetal, acrylic thermoplastic resin (eg, polymethylmethacrylate, methacryl-styrene copolymer, etc.), polycarbonate, polyamide-based thermoplastic resin, polyurethane-based thermoplastic resin, fluorine-based thermoplastic resin (eg, trifluorochloroethylene) (PCTFE), tetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), perfluoroalkoxyfluororesin (PFA), perfluoropolyether Compound (PFPE) and the like) can be mentioned.
熱可塑性樹脂に求められる耐熱性としては、トナーの低温定着化の観点からは、連続１５０℃程度以上で高い離型性を求められる点から、フッ素系樹脂であることが特に好ましい。 As for the heat resistance required for the thermoplastic resin, from the viewpoint of fixing the toner at a low temperature, a fluorine-based resin is particularly preferable from the viewpoint that high releasability is required at about 150 ° C. or higher continuously.
本発明に係る表層において、熱可塑性樹脂がフッ素樹脂（以下、フッ素系樹脂ともいう。）であることが好ましく、フッ素樹脂の例としては、上記のように、ペルフルオロアルコキシフッ素系樹脂（ＰＦＡ）、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）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、パーフルオロポリエーテル化合物（ＰＦＰＥ）等を挙げることができる。より好ましくは、四フッ化エチレンとパーフルオロアルコキシエチレンの共重合体であるペルフルオロアルコキシフッ素系樹脂（ＰＦＡ）である。 In the surface layer according to the present invention, the thermoplastic resin is preferably a fluororesin (hereinafter, also referred to as a fluororesin), and examples of the fluororesin include perfluoroalkoxyfluororesin (PFA) as described above. Examples thereof include tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), and perfluoropolyether compound (PFPE). More preferably, it is a perfluoroalkoxy fluorinated resin (PFA) which is a copolymer of ethylene tetrafluoride and perfluoroalkoxyethylene.
具体的には、フィルム状又はチューブ状のペルフルオロアルコキシフッ素系樹脂（ＰＦＡ）であり、例えば、三井・デュポンフロロケミカル（株）製のソフトＰＦＡをチューブ状に成形したものを適用することができる。 Specifically, it is a film-shaped or tube-shaped perfluoroalkoxy alkane-based resin (PFA), and for example, a soft PFA manufactured by Mitsui-Dupont Fluorochemical Co., Ltd., which is molded into a tube shape can be applied.
《定着ベルトの製造方法》
次いで、実施形態１及び実施形態２による定着ベルトの製造方法について説明する。
<< Manufacturing method of fixing belt >>
Next, the method for manufacturing the fixing belt according to the first and second embodiments will be described.
（実施形態１：ブラスト加工を適用した表層の形成方法）
実施形態１では、前述の通り、表層の基本構成材料として、例えば、ペルフルオロアルコキシフッ素系樹脂（ＰＦＡ）を用いて無端ベルト状のチューブを形成した後、ＰＦＡチューブ表面にブラスト加工を施して、所望の形状を有する凹凸構造を形成する方法である。
(Embodiment 1: Method of forming a surface layer to which blasting is applied)
In the first embodiment, as described above, for example, a perfluoroalkoxy alkane-based resin (PFA) is used as the basic constituent material of the surface layer to form an endless belt-shaped tube, and then the surface of the PFA tube is blasted, which is desired. It is a method of forming a concavo-convex structure having the shape of.
以下、本発明に係る実施形態１であるブラスト加工を適用した定着ベルトの具体的な製造方法について、図を交えて説明する。 Hereinafter, a specific manufacturing method of the fixing belt to which the blasting process according to the first embodiment of the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
図２に、ブラスト加工により、表層に凹凸構造を形成する定着ベルトの製造方法の一例を、概略断面図を用いて説明する（実施形態１）。 FIG. 2 will explain an example of a method for manufacturing a fixing belt that forms a concavo-convex structure on the surface layer by blasting using a schematic cross-sectional view (Embodiment 1).
第１ステップとして、ベルト状の基層２、例えば、ポリイミド製の管状物（無端ベルト）を準備する。
As a first step, a belt-shaped
次いで、第２ステップとして、図２の（ａ）で示すように、上記準備したベルト状の基層２の外側に、二重円筒形状の型を介し、表層４として、チューブ状表層フィルム、例えば、ペルフルオロアルコキシフッ素系樹脂（ＰＦＡ）フィルムを配置し、基層２と表層４と間に、弾性層３形成用の間隙を設ける。
Next, as a second step, as shown in FIG. 2A, a tubular surface layer film, for example, a tubular surface layer film, for example, is used as the
次いで、第３ステップでは、図２の（ｂ）で示すように、基層２と表層４と間に設けた間隙に、ゴムを主成分とする弾性層形成材料、例えば、シリコーンゴムを注入して、弾性層３を形成して、一次定着ベルトを作製する。
Next, in the third step, as shown in FIG. 2B, an elastic layer forming material containing rubber as a main component, for example, silicone rubber, is injected into the gap provided between the
次いで、第３ステップとして、一次定着ベルトの表層４表面に対し、図２の（ｃ）で示すように、ブラスト材５を用いたブラスト加工を施して、凹凸形状６を形成する。
Next, as a third step, the
表層４表面に凹凸形状６を形成する機械的手段としては、特に制限はなく、例えば、型押し処理等が挙げられるが、本発明においては、ブラスト処理を用いて表層表面に凹凸形状を形成することが、安定して所望の形状からなる凹凸構造群を形成することができる点で好ましい。
The mechanical means for forming the
〈ブラスト処理〉
本発明に適用可能なブラスト処理としては、サンドプラスト処理が挙げられる。サンドブラスト処理は、表層の表面にブラスト材を投射して、表層表面をブラスト材で凹状にへこませて、凹凸形状を形成する処理である。
<Blasting>
Examples of the blast treatment applicable to the present invention include sandplast treatment. The sandblasting treatment is a treatment in which a blasting material is projected onto the surface of the surface layer, and the surface of the surface layer is dented in a concave shape with the blasting material to form an uneven shape.
更に詳しくは、サンドブラスト処理としては、エアーブラスト処理、ウェットサンドブラスト処理、ショットブラスト処理等を挙げることができる。 More specifically, examples of the sandblasting treatment include air blasting treatment, wet sandblasting treatment, shot blasting treatment, and the like.
エアーブラスト処理とは、主としてエアーコンプレッサーなどの圧縮空気を使って、ノズルからブラスト材５を表層４表面に投射して、凹凸形状６を形成する方法である。
The air blast treatment is a method of forming a concave-
また、ウェットサンドプラスト処理は、水中ポンプや圧縮空気を使って、水及びブラスト材５を含むスラリーを、表層４表面に投射して、凹凸形状６を形成する方法である。
Further, the wet sandplast treatment is a method of forming a concave-
また、ショットブラスト処理とは、ブラスト材５を投射する動力として、モーターの回転によって高速で回転するブレードを用いて、表層４表面に投射して、凹凸形状６を形成する方法である。
Further, the shot blasting process is a method of forming the
本発明に係るブラスト処理に適用可能なブラスト材としては、特に制限されず、公知のものを適宜使用することができ、具体的には、ガラスビーズ、アルミナ粒子、シリカ粒子、チタニア粒子、ジルコニア粒子などを挙げることができ、有機微粒子としては、例えば、メラミン樹脂粒子、ベンゾグアナミン樹脂粒子、架橋化アクリル樹脂粒子などを挙げることができる。本発明においては、ブラスト材としては、弾性層を凹ませるが表層表面は引き裂かない程度の衝撃力を付与するという観点から、特に、球状ガラスビーズやアルミナビーズが好ましい。これらのブラスト材は１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。 The blasting material applicable to the blasting treatment according to the present invention is not particularly limited, and known materials can be appropriately used. Specifically, glass beads, alumina particles, silica particles, titania particles, and zirconia particles. Examples of the organic fine particles include melamine resin particles, benzoguanamine resin particles, and crosslinked acrylic resin particles. In the present invention, as the blast material, spherical glass beads and alumina beads are particularly preferable from the viewpoint of imparting an impact force to the extent that the elastic layer is recessed but the surface layer surface is not torn. One of these blasting materials may be used alone, or two or more of these blasting materials may be used in combination.
また、ブラスト材の体積平均粒径としては、目的とする表層表面の凹凸サイズにより異なるが、３〜２００μｍの範囲内であるものが好ましく、１０〜１００μｍの範囲内であるものがより好ましく、２０〜８０μｍの範囲内であることがさらに好ましい。 The volume average particle diameter of the blast material varies depending on the target uneven size of the surface layer surface, but is preferably in the range of 3 to 200 μm, more preferably in the range of 10 to 100 μm, and 20 It is more preferably in the range of ~ 80 μm.
〈実施形態１による定着ベルトの具体的な製造方法〉
実施形態１に係る定着ベルトの製造方法の一例を、以下に示す。
<Specific manufacturing method of the fixing belt according to the first embodiment>
An example of the method for manufacturing the fixing belt according to the first embodiment is shown below.
１）ポリアミド酸ワニスを円筒金型の外側に回転塗布し、次いで３００〜４５０℃で乾燥させてイミド化し、内径９９ｍｍ、長さ３６０ｍｍ、厚さ７０μｍの円筒形のポリイミド管状物である基層ベルトを製造する。上記ポリアミド酸は、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミンの脱水縮合による重合物である。 1) The polyamic acid varnish is rotationally applied to the outside of the cylindrical mold, then dried at 300 to 450 ° C. to imidize, and a base layer belt which is a cylindrical polyimide tubular material having an inner diameter of 99 mm, a length of 360 mm and a thickness of 70 μm is formed. To manufacture. The polyamic acid is a polymer obtained by dehydration condensation of 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and p-phenylenediamine.
２）次いで、上記基層ベルトの内側に、外径９９ｍｍのステンレス製の円筒状の芯金を密着させ、当該基層ベルトの外側に、厚さ３０μｍの内面をエッチングしたＰＦＡチューブを内周面上に保持する円筒金型を被せ、このようにして上記芯金と上記円筒金型を同軸で保持するとともに、両者の間に間隙を形成する。 2) Next, a cylindrical core metal made of stainless steel having an outer diameter of 99 mm is brought into close contact with the inside of the base layer belt, and a PFA tube having an inner surface with a thickness of 30 μm etched on the outer side of the base layer belt is placed on the inner peripheral surface. A cylindrical mold to be held is covered, and in this way, the core metal and the cylindrical mold are coaxially held, and a gap is formed between the two.
３）次いで、当該間隙に、弾性層形成材料としてシリコーンゴム材料を注入し、加熱硬化して、厚さ２００μｍのシリコーンゴムによる弾性層を形成し、一次定着ベルトを作製する。 3) Next, a silicone rubber material is injected into the gap as an elastic layer forming material and heat-cured to form an elastic layer made of silicone rubber having a thickness of 200 μm to prepare a primary fixing belt.
４）得られた一次定着ベルトを、直圧式手動ブラスト装置（ＦＤ−５−５０１型、株式会社不二製作所製）内に、ＰＦＡ層を外側にして固定し、ガン距離として１００ｍｍの位置から、ブラスト材、例えば、アルミナビーズ（代表粒径：７５μｍ）を当該ＰＦＡ層に向けて、所定の圧力で噴射して、当該ＰＦＡ層の表面に凹凸形状を形成して、実施形態１の定着ベルトを作製する。 4) The obtained primary fixing belt is fixed in a direct pressure type manual blasting device (FD-5-501 type, manufactured by Fuji Seisakusho Co., Ltd.) with the PFA layer on the outside, and from a position of 100 mm as the gun distance. A blast material, for example, alumina beads (representative particle size: 75 μm) is sprayed toward the PFA layer at a predetermined pressure to form an uneven shape on the surface of the PFA layer, thereby forming the fixing belt of the first embodiment. To make.
（実施形態２：湿式塗布法による適用した表層の形成方法）
実施形態２では、表層に湿式塗布法により、ＰＦＡチューブ表面にフッ素系コーティング剤、フッ素系撥液剤、撥油性フッ素樹脂等を用いてフッ素含有層を形成する方法である。
(Embodiment 2: Method of forming surface layer applied by wet coating method)
In the second embodiment, a fluorine-containing layer is formed on the surface of the PFA tube by a wet coating method using a fluorine-based coating agent, a fluorine-based liquid repellent, an oil-repellent fluororesin, or the like.
以下、本発明に係る実施形態２であるフッ素樹脂等を含有する表層形成材料を用いて、湿式塗布法により表層ユニットを形成する方法について説明する。 Hereinafter, a method of forming a surface layer unit by a wet coating method using a surface layer forming material containing a fluororesin or the like according to the second embodiment of the present invention will be described.
図３に示す定着ベルトは、図２と同様に、基層２上に、弾性層３及びチューブ状表層フィルム７、例えば、ＰＦＡチューブを積層し、更にチューブ状表層フィルム７表面に、フッ素樹脂含有層８を湿式塗布法により塗布して表層ユニット４Ｕを形成する方法である。
In the fixing belt shown in FIG. 3, the
〈表層形成材料〉
本発明に係る実施形態２で適用可能な表層形成材料としては、表層の離型性Ｒ及び撥液性ＨＤが本願発明で規定する条件を満たすことができ、かつ湿式塗布法により形成が可能な材料、特には、含フッ素材料であれば、特に制限はない。
<Surface layer forming material>
As the surface layer forming material applicable to the second embodiment of the present invention, the releasable R and the liquid-repellent HD of the surface layer can satisfy the conditions specified in the present invention, and can be formed by a wet coating method. The material is not particularly limited as long as it is a fluorine-containing material.
以下に、本発明に適用可能な代表的な表層形成材料は、フッ素樹脂等のフッ素材料をフッ素系溶媒又は汎用溶媒に溶解したフッ素コーティング剤として、使用することが好ましい。 Below, the typical surface layer forming material applicable to the present invention is preferably used as a fluorine coating agent in which a fluorine material such as a fluororesin is dissolved in a fluorine-based solvent or a general-purpose solvent.
本発明に適用可能なフッ素樹脂又はフッ素樹脂エマルジョンとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー、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コポリマー、パーフルオロシクロポリマー、ビニルエーテル−フルオロオレフィンコポリマー、ビニルエステル−フルオロオレフィンコポリマー、テトラフルオロエチレン−ビニルエーテルコポリマー、クロロトリフルオロエチレン−ビニルエーテルコポリマー、テトラフルオロエチレンウレタン架橋体、テトラフルオロエチレンエポキシ架橋体、テトラフルオロエチレンアクリル架橋体、テトラフルオロエチレンメラミン架橋体等フルオロ基を含有するポリマーのエマルジョンが好適に利用できる。 Examples of the fluororesin or fluororesin emulsion applicable to the present invention include polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride, polychlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, and ethylene-tetrafluoroethylene. Copolymers, ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymers, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymers, perfluorocyclopolymers, vinyl ether-fluoroolefin copolymers, vinyl ester-fluoroolefin copolymers, tetrafluoroethylene-vinyl ether copolymers, chlorotrifluoroethylene- Emulsions of polymers containing a fluoro group such as vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene urethane crosslinked product, tetrafluoroethylene epoxy crosslinked product, tetrafluoroethylene acrylic crosslinked product, and tetrafluoroethylene melamine crosslinked product can be preferably used.
また、適用可能なフッ素コーティング剤として、フッ素樹脂を含む市販品を適宜選択して用いることができる。 Further, as an applicable fluorine coating agent, a commercially available product containing a fluororesin can be appropriately selected and used.
例えば、フッ素コーティング剤である株式会社ハーベス製のデュラサーフのＤＳ−９３５ＴＨ等、フッ素ポリマーをフッ素系溶媒に溶解させたフッ素系コーティング液であるネオス社製のＲＢＸ−ＨＣ１、ＲＢＸ−５９４１等、Ｃ６フッ素系撥水・撥液加工剤であるＡＧＣ化成品カンパニー社製のＡｓａｈｉＧｕａｒｄ Ｅ−ＳＥＲＩＥＳ、例えば、ＡＧ−Ｅ５５０Ｄ等、高フッ素含有量のフッ素樹脂を汎用溶媒に溶解したフッ素系コーティング液である関東電化工業社製のエフクリア ＫＤ６０００、ＫＤ６１００等、また、高機能性コーティング剤として、３Ｍ社製のフッ化アクリル系のＮｏｖｅｃ２７０２（溶媒：Ｎｏｖｅｃ７２００）、フッ化シラン系のＮｏｖｅｃ１７２０（溶媒：Ｎｏｖｅｃ７１００）等、を挙げることができる。 For example, Durasurf DS-935TH manufactured by Harves Co., Ltd., which is a fluorine coating agent, and RBX-HC1, RBX-5941, etc. manufactured by Neos Co., Ltd., which are fluorine-based coating liquids in which a fluorine polymer is dissolved in a fluorine-based solvent, C6. Kanto is a fluorine-based coating liquid in which a fluorine resin with a high fluorine content is dissolved in a general-purpose solvent, such as Asahi Guard E-SERIES manufactured by AGC Chemicals Company, which is a fluorine-based water- and liquid-repellent processing agent, for example, AG-E550D. F-Clear KD6000, KD6100, etc. manufactured by Denka Kogyo Co., Ltd., and 3M's fluorinated acrylic-based Novec2702 (solvent: Novec7200), fluorine-based Novec1720 (solvent: Novec7100), etc., as high-performance coating agents, etc. Can be mentioned.
〈実施形態２による定着ベルトの具体的な製造方法〉
実施形態２による定着ベルトの製造方法としては、図２の（ｂ）で示すように一次定着ベルトまで作製した後、ＰＦＡ層４上に、湿式塗布方式を用いて、フッ素系樹脂を含むコーティング剤を塗布乾燥して形成することができる。
<Specific manufacturing method of the fixing belt according to the second embodiment>
As a method for manufacturing the fixing belt according to the second embodiment, as shown in FIG. 2B, after manufacturing the primary fixing belt, a coating agent containing a fluororesin is used on the
本発明に適用可能な湿式塗布法としては、特に制限はなく、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法又はインクジェット法等を挙げることができる。 The wet coating method applicable to the present invention is not particularly limited, and is, for example, a spin coating method, a casting method, a micro gravure coating method, a gravure coating method, a bar coating method, a roll coating method, a wire bar coating method, and a dip coating method. The method, the spray coating method, the screen printing method, the flexographic printing method, the offset printing method, the inkjet method and the like can be mentioned.
〈実施形態２による定着ベルトの具体的な製造方法〉
実施形態２に係る定着ベルトの製造方法の一例を、以下に示す。
<Specific manufacturing method of the fixing belt according to the second embodiment>
An example of the method for manufacturing the fixing belt according to the second embodiment is shown below.
１）ポリアミド酸ワニスを円筒金型の外側に回転塗布し、次いで３００〜４５０℃で乾燥させてイミド化し、内径９９ｍｍ、長さ３６０ｍｍ、厚さ７０μｍの円筒形のポリイミド管状物である基層ベルトを製造する。上記ポリアミド酸は、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミンの脱水縮合による重合物である。 1) The polyamic acid varnish is rotationally applied to the outside of the cylindrical mold, then dried at 300 to 450 ° C. to imidize, and a base layer belt which is a cylindrical polyimide tubular material having an inner diameter of 99 mm, a length of 360 mm and a thickness of 70 μm is formed. To manufacture. The polyamic acid is a polymer obtained by dehydration condensation of 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and p-phenylenediamine.
２）次いで、上記基層ベルトの内側に、外径９９ｍｍのステンレス製の円筒状の芯金を密着させ、当該基層ベルトの外側に、厚さ３０μｍの内面をエッチングしたＰＦＡチューブを内周面上に保持する円筒金型を被せ、このようにして上記芯金と上記円筒金型を同軸で保持するとともに、両者の間に間隙を形成する。 2) Next, a cylindrical core metal made of stainless steel having an outer diameter of 99 mm is brought into close contact with the inside of the base layer belt, and a PFA tube having an inner surface with a thickness of 30 μm etched on the outer side of the base layer belt is placed on the inner peripheral surface. A cylindrical mold to be held is covered, and in this way, the core metal and the cylindrical mold are coaxially held, and a gap is formed between the two.
３）次いで、当該間隙に、弾性層形成材料としてシリコーンゴム材料を注入し、加熱硬化して、厚さ２００μｍのシリコーンゴムによる弾性層を形成し、一次定着ベルトを作製する。 3) Next, a silicone rubber material is injected into the gap as an elastic layer forming material and heat-cured to form an elastic layer made of silicone rubber having a thickness of 200 μm to prepare a primary fixing belt.
４）ＰＦＡチューブはエッチングレスのため、金型から成型したベルトを取り出すと、基層部＋ゴム層とＰＦＡチューブに分離でき、ＰＦＡチューブレスベルトを得ることができる。 4) Since the PFA tube is etching-less, when the molded belt is taken out from the mold, it can be separated into a base layer portion + a rubber layer and a PFA tube, and a PFA tubeless belt can be obtained.
５）次いで、ＰＦＡチューブレスベルト５上に、表層形成材料として、フッ素コーティング剤を用い、乾燥後の固形分厚さが２０μｍ程度となる条件で、湿式塗布方式、例えば、スプレーコート法により塗布したのち、熱硬化処理及びＵＶ光照射による硬化処理を施して表層ユニットを形成し、定着ベルトを作製する。
5) Next, a fluorine coating agent is used as a surface layer forming material on the
《画像形成装置及び画像形成方法》
次いで、本発明の定着ベルトを具備した定着装置を組み込んだ画像形成装置とそれを用いた画像形成方法について説明する。
<< Image forming apparatus and image forming method >>
Next, an image forming apparatus incorporating the fixing apparatus provided with the fixing belt of the present invention and an image forming method using the same will be described.
本発明の画像形成装置は、未定着のトナー画像を担持する記録媒体に、定着ベルトを介してトナー画像を加熱加圧により定着させる定着装置を具備した電子写真方式の画像形成装置であって、本発明の定着ベルトを具備していることを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention is an electrophotographic image forming apparatus including a fixing device for fixing a toner image by heating and pressurizing via a fixing belt on a recording medium carrying an unfixed toner image. It is characterized by having the fixing belt of the present invention.
また、本発明の画像形成方法では、電子写真方式で形成された未定着のトナー画像を、それを担持する記録媒体に、定着ベルトを介して加熱加圧して定着させる定着工程を有する画像形成方法であって、本発明の定着ベルトを用いることを特徴とする。 Further, in the image forming method of the present invention, an image forming method including a fixing step of heating and pressurizing an unfixed toner image formed by an electrophotographic method on a recording medium carrying the toner image via a fixing belt to fix the toner image. It is characterized by using the fixing belt of the present invention.
代表的な画像形成装置の一例について、図を交えて説明する。 An example of a typical image forming apparatus will be described with reference to the drawings.
図４は、本発明に適用可能な画像形成装置の全体構成の一例を示す概略図である。 FIG. 4 is a schematic view showing an example of the overall configuration of the image forming apparatus applicable to the present invention.
画像形成装置１０は、電子写真方式によって用紙に画像を形成する画像形成装置である。
The
図４に示すように、画像形成装置１０は、例えば、制御部１１、原稿読取部１２、画像処理部１３、給紙部１４、搬送部１５、画像形成部２０、及び定着装置３０等を備えている。
As shown in FIG. 4, the
制御部１１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備え、画像形成装置１０の各部の処理動作を統括的に制御する。ＲＯＭは、各種プログラム及び各種データが記憶されている記憶部である。制御部１１は、ＣＰＵがＲＯＭから各種プログラムを読み出して適宜ＲＡＭに展開し、展開したプログラムとＣＰＵの協働で、各種処理を実行する。
The
原稿読取部１２は、コピー用に設けられたスキャナー等であり、制御部１１の指示に従って、原稿台上にセットされた原稿を読み取って、入力画像データを生成する。
The
画像処理部１３は、入力画像データに必要な画像処理を行い、画像処理後の画像データを画像形成部２０に出力する。画像処理には、例えば、色変換処理、階調再現処理（スクリーン処理等）、及び補正処理（シェーディング補正等）等が含まれる。
The image processing unit 13 performs image processing necessary for the input image data, and outputs the image data after the image processing to the
給紙部１４は、複数の給紙トレイを備え、制御部１１の指示に従って、画像形成部２０に用紙を供給する。各給紙トレイには、それぞれ予め定められた紙種やサイズの用紙が収納されている。
The
搬送部１５は、複数のローラー対を有し、制御部１１の指示に従って、給紙部１４から給紙された用紙を、画像形成部２０、定着装置３０へ搬送し、画像形成及び定着された用紙を排紙口から排紙トレイ（図示略）に排出する。
The
画像形成部２０は、制御部１１の指示に従って、画像処理部１３により画像処理された画像データに基づいて、Ｙ、Ｍ、Ｃ、及びＫの複数の色からなる画像を用紙上に形成する。画像形成部２０は、４つの書込みユニット２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ、中間転写ベルト２２、２次転写部２３等を備えている。
The
４つの書込みユニット２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋは、中間転写ベルト２２のベルト面に沿って直列（タンデム）に配置され、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ及びＫの色の画像を形成する。書込みユニット２１Ｙは、感光体２１１Ｙ、帯電部２１２Ｙ、光走査装置２１３Ｙ、現像部２１４Ｙ、１次転写ローラー２１５Ｙ、及びクリーニング部２１６Ｙを備えている。
The four
画像形成時、書込みユニット２１Ｙでは、帯電部２１２Ｙにより感光体２１１Ｙに電圧を印加して帯電させた後、光走査装置２１３Ｙにより画像データに基づいて発光させた光束で感光体２１１Ｙ上を走査して静電潜像を形成する。現像部２１４Ｙによりトナーを供給して、感光体２１１Ｙ上の静電潜像を現像すると、像担持体である感光体２１１Ｙ上にトナー像が形成される。
At the time of image formation, the
なお、各書込みユニット２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋは、書込みユニット２１Ｙと同様に構成されているため、その説明を省略する。
Since each of the
各書込みユニット２１Ｙ〜２１Ｋにおいて、感光体２１１Ｙ〜２１１Ｋ上にトナー像が形成されると、１次転写ローラー２１５Ｙ〜２１５Ｋにより、感光体２１１Ｙ〜２１１Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト２２上に順次重ねて転写（１次転写）される。これにより、中間転写ベルト２２上には複数の色からなるトナー像が形成される。１次転写後、クリーニング部２１６Ｙ〜２１６Ｋにより感光体２１１Ｙ〜２１１Ｋ上に残留するトナーが除去される。
When a toner image is formed on the
中間転写ベルト２２は、複数のローラーにより巻き回されて回転する無端ベルト状の像担持体である。当該複数のローラーには、１次転写ローラー２１５Ｙ〜２１５Ｋも含まれる。
The
２次転写部２３は、給紙部１４から搬送される用紙の搬送経路上に配置されている。２次転写部２３は、給紙部１４から給紙された用紙上に、中間転写ベルト２２上のトナー像を転写（２次転写）し、定着装置３０に搬送する。
The
定着装置３０は、制御部１１の指示に従って、画像形成部２０によりトナー像が形成された用紙を加熱及び加圧し、用紙に画像を熱定着させる。
The fixing
（定着装置）
次に、定着装置３０の詳細な構成について説明する。
(Fixing device)
Next, the detailed configuration of the fixing
図５は、定着装置３０の構成を模式的に示す図である。
FIG. 5 is a diagram schematically showing the configuration of the fixing
定着装置３０は、定着ベルト４０の構成以外は、公知のいわゆる二軸ベルト式定着装置と同様の構成とすることができる。
The fixing
具体的に、図５に示すように、定着装置３０は、例えば、第１ローラー３１、第２ローラー（第１駆動ローラー）３２、定着ベルト４０、加圧ローラー（第２駆動ローラー）３３、第１温度センサー３４、第２温度センサー３５、案内板３６、案内ローラー３７、第１駆動部３８及び第２駆動部３９等を備えている。
Specifically, as shown in FIG. 5, the fixing
第１ローラー３１は、第２ローラー３２と共に定着ベルト４０を軸支する。
The
第１ローラー３１は、例えば、外表面に弾性層を有する、回転自在なアルミニウム製の伝熱性のスリーブである。スリーブの内部には、ハロゲンヒータなどの加熱源である第１ヒーターＨ１が配置されており、これにより、第１ローラー３１は、定着ベルト４０を加熱するための加熱ローラーとして機能している。
The
なお、第１ヒーターＨ１は、上記したようにスリーブの内部に配置される構成以外にも、定着ベルト４０に対向するように配置される構成としても良い。
In addition to the configuration in which the first heater H1 is arranged inside the sleeve as described above, the first heater H1 may be arranged so as to face the fixing
第２ローラー３２は、例えば、外周面に弾性層を有するローラーであって、第１ローラー３１と共に定着ベルト４０を軸支する。また、第２ローラー３２は、定着ベルト４０を介して、加圧ローラー３３と共にニップ部Ｎを形成する。
The
第２ローラー３２は、その軸部が第１駆動部３８に連結され、第１駆動部３８により駆動されて図５に示す矢印方向に回転し、定着ベルト４０を回転させる。
The shaft portion of the
定着ベルト４０は、第１ローラー３１及び第２ローラー３２に軸支される。なお、第１ローラー３１及び第２ローラー３２以外にも、定着ベルト４０を軸支するローラーを備える構成であっても良い。
The fixing
第１ローラー３１及び第２ローラー３２に軸支されている状態の定着ベルト４０の張力は、例えば、４５Ｎ以下である。当該張力は、例えば、第１ローラー３１及び第２ローラー３２の軸間距離を拡げる方向にこれらの少なくとも一方を付勢するばねなどの弾性部材の弾性力（付勢力）や、第１ローラー３１及び第２ローラー３２の軸間距離などによって調整することが可能である。
The tension of the fixing
定着ベルト４０は、例えば、第１温度センサー３４によるフィードバック制御により、第１ヒーターＨ１によって所望の温度に加熱される。
The fixing
なお、かかる定着ベルト４０の詳細な構成については後述する。
The detailed configuration of the fixing
加圧ローラー３３は、定着ベルト４０を介して第２ローラー３２に対向して配置されている。
The pressure roller 33 is arranged so as to face the
加圧ローラー３３は、その軸部が第２駆動部３９に連結され、第２駆動部３９に駆動されて図５に示す矢印方向に回転する。
The shaft portion of the pressure roller 33 is connected to the
加圧ローラー３３は、回転軸が定着ベルト４０に対して接近、離間可能なローラーであって、定着ベルト４０に接近したときに、当該定着ベルト４０を介して第２ローラー３２の外表面を押圧し、第２ローラー３２と共にニップ部Ｎを形成する。
The pressure roller 33 is a roller whose rotating shaft can approach and separate from the fixing
ニップ部Ｎが形成される際の加圧ローラー３３の押圧力は、例えば、１００ｋＰａ／ｃｍ２以上である。加圧ローラー３３の押圧力は、加圧ローラー３３を付勢するばねなどの弾性部材の弾性力（付勢力）や、第２ローラー３２及び加圧ローラー３３の軸間距離などによって調整することが可能である。
The pressing force of the pressurizing roller 33 when the nip portion N is formed is, for example, 100 kPa / cm 2 or more. The pressing force of the pressure roller 33 can be adjusted by the elastic force (urging force) of an elastic member such as a spring that urges the pressure roller 33, the distance between the axes of the
加圧ローラー３３は、例えば、外表面に弾性層３３ａを有する、回転可能なアルミニウム製の伝熱性のスリーブである。スリーブの内部には、ハロゲンヒータなどの加熱源である第２ヒーターＨ２が配置されており、これにより、加圧ローラー３３は、加熱ローラーとしても機能している。
The pressure roller 33 is, for example, a rotatable aluminum heat transfer sleeve having an
また、加圧ローラー３３の外表面の弾性層３３ａは、加圧ローラー３３の回転軸方向において、硬度にばらつきがない（硬度が均一な）構成となっている。
Further, the
加圧ローラー３３は、例えば、第２温度センサー３５によるフィードバック制御により、第２ヒーターＨ２によって所望の温度に加熱される。
The pressurizing roller 33 is heated to a desired temperature by the second heater H2, for example, by feedback control by the
なお、上記したように加圧ローラー３３が第２ローラー３２に接近することでニップ部Ｎが形成される構成以外にも、第１ローラー３１及び第２ローラー３２が加圧ローラー３３に接近する構成でも良いし、両側から接近する構成でも良い。
In addition to the configuration in which the nip portion N is formed by the pressure roller 33 approaching the
第１温度センサー３４は、第１ローラー３１によって加熱された定着ベルト４０の温度を検出するための装置である。
The
第２温度センサー３５は、加圧ローラー３３の外周面の温度を検出するための装置である。
The
案内板３６は、未定着のトナー像を有する用紙をニップ部Ｎに案内するための部材であり、案内ローラー３７は、トナー像が定着された用紙をニップ部Ｎから画像形成装置外へ案内するための部材である。
The
第１駆動部３８は、モーター等により構成され、制御部１１から入力された制御値（例えば、回転数）に基づいて第２ローラー３２を回転させる。
The
第２駆動部３９は、モーター等により構成され、制御部１１から入力された制御値（例えば、回転数）に基づいて加圧ローラー３３を回転させる。
The
定着装置３０は、上記構成により、所望の定着温度にて用紙を加熱することができる。
With the above configuration, the fixing
定着温度は、トナーを融かして用紙に定着させるのに適切となるように設定された温度であり、例えば、１１０℃から１８０℃の範囲であって、用紙の種類などによって調整される。 The fixing temperature is a temperature set so as to be suitable for melting the toner and fixing it on the paper, for example, in the range of 110 ° C. to 180 ° C., and is adjusted depending on the type of paper and the like.
定着温度は、例えば予備実験等により、それ以下の温度になるとトナーに定着不良が発生すると推測される温度である基準温度（Ｔ０）に対して、用紙の種類などによって決められた調整温度（Ｔα）を加えた値で定義される。 The fixing temperature is an adjustment temperature (Tα) determined by the type of paper, etc., with respect to the reference temperature (T0), which is a temperature at which fixing defects are estimated to occur in the toner when the temperature falls below that, for example, in a preliminary experiment. ) Is added.
《静電潜像現像用トナー》
本発明の定着ベルトは、電子写真方式の画像形成装置のトナー画像の定着に用いる。
<< Toner for electrostatic latent image development >>
The fixing belt of the present invention is used for fixing a toner image of an electrophotographic image forming apparatus.
本発明に適用可能な静電潜像現像用トナー（以下、単に「トナー」という。）では、特に制限はなく、例えば、ワックス等の離型剤、結着樹脂、着色剤、電荷制御剤、外添剤等により構成されている。 The electrostatic latent image developing toner (hereinafter, simply referred to as “toner”) applicable to the present invention is not particularly limited, and for example, a mold release agent such as wax, a binder resin, a colorant, a charge control agent, and the like. It is composed of an external additive and the like.
本発明に適用可能な現像剤は、トナー母体粒子とその表面に付着している外添剤とによって構成されているトナー粒子のみの一成分現像剤であってもよいし、トナー粒子とこれを担持するキャリア粒子とで構成される二成分現像剤であってもよい。 The developer applicable to the present invention may be a one-component developer containing only the toner particles composed of the toner matrix particles and the external additive adhering to the surface thereof, or the toner particles and the developer thereof. It may be a two-component developer composed of carrier particles to be carried.
本発明に適用可能なトナーの詳細な構成とその製造方法に関しては、例えば、特開２０１８−１５５９１２号公報、特開２０１８−１８０２７９号公報、特開２０１８−２０５６４２号公報、特開２０１９−００３１０１号公報、特開２０１９−０１５９２４号公報、特開２０１９−０１５９７７号公報、特開２０１９−０３５９０６号公報等に記載されている内容を参照することができる。 Regarding the detailed configuration of the toner applicable to the present invention and the method for producing the same, for example, JP-A-2018-155912, JP-A-2018-180279, JP-A-2018-205642, and JP-A-2019-003101. You can refer to the contents described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-015924, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-015977, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-035906, and the like.
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量％」を表す。また、特記しない限り、各操作は、室温（２５℃）で行った。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. In the examples, the indication of "parts" or "%" is used, but unless otherwise specified, it indicates "parts by mass" or "% by mass". Unless otherwise specified, each operation was performed at room temperature (25 ° C.).
《定着ベルトの作製》
〔定着ベルト１の作製〕
（ＰＦＡチューブベルトの作製）
ポリアミド酸ワニスを円筒金型の外側に回転塗布し、次いで３００〜４５０℃で乾燥させてイミド化し、内径９９ｍｍ、長さ３６０ｍｍ、厚さ７０μｍの円筒形のポリイミド管状物である基層ベルトを製造した。上記ポリアミド酸は、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミンの脱水縮合による重合物である。
<< Manufacturing of fixing belt >>
[Manufacturing of fixing belt 1]
(Manufacturing of PFA tube belt)
The polyamic acid varnish was rotationally applied to the outside of the cylindrical mold, and then dried at 300 to 450 ° C. for imidization to produce a base layer belt which is a cylindrical polyimide tubular product having an inner diameter of 99 mm, a length of 360 mm, and a thickness of 70 μm. .. The polyamic acid is a polymer obtained by dehydration condensation of 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and p-phenylenediamine.
次いで、上記基層ベルトの内側に、外径９９ｍｍのステンレス製の円筒状の芯金を密着させ、当該基層ベルトの外側に、厚さ３０μｍの内面をエッチングしたＰＦＡチューブを内周面上に保持する円筒金型を被せ、このようにして上記芯金と上記円筒金型を同軸で保持するとともに、両者の間にキャビティを形成した。次いで、当該キャビティに、シリコーンゴム材料を注入し、加熱硬化して、厚さ２００μｍのシリコーンゴムによる弾性層を形成し、定着ベルトを作製した。 Next, a cylindrical core metal made of stainless steel having an outer diameter of 99 mm is brought into close contact with the inside of the base layer belt, and a PFA tube having an inner surface etched with a thickness of 30 μm is held on the inner peripheral surface on the outside of the base layer belt. A cylindrical mold was covered, and in this way, the core metal and the cylindrical mold were coaxially held, and a cavity was formed between the two. Next, a silicone rubber material was injected into the cavity and heat-cured to form an elastic layer made of silicone rubber having a thickness of 200 μm to prepare a fixing belt.
（ＰＦＡ層（表層）へのブラスト処理）
得られた積層ベルトを、直圧式手動ブラスト装置（ＦＤ−５−５０１型、株式会社不二製作所製）内に、ＰＦＡ層を外側にして固定し、ガン距離として１００ｍｍの位置から、投射材（記録用紙）としてアルミナビーズ（代表粒径：７５μｍ）を当該ＰＦＡ層に向けて０．３ＭＰａで噴射して、当該ＰＦＡ層の表面に凹凸形状を形成して、定着ベルト１を作製した。
(Blasting to PFA layer (surface layer))
The obtained laminated belt was fixed in a direct pressure type manual blasting device (FD-5-501 type, manufactured by Fuji Seisakusho Co., Ltd.) with the PFA layer on the outside, and the projecting material (projection material (FD-5-501 type) from a position of 100 mm as the gun distance. As a recording paper), alumina beads (representative particle size: 75 μm) were sprayed toward the PFA layer at 0.3 MPa to form an uneven shape on the surface of the PFA layer to prepare a fixing
〔定着ベルト２の作製〕
（ＰＦＡチューブベルトの作製）
ポリアミド酸ワニスを円筒金型の外側に回転塗布し、次いで３００〜４５０℃で乾燥させてイミド化し、内径９９ｍｍ、長さ３６０ｍｍ、厚さ７０μｍの円筒形のポリイミド管状物である基層ベルトを製造した。上記ポリアミド酸は、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミンの脱水縮合による重合物である。
[Manufacturing of fixing belt 2]
(Manufacturing of PFA tube belt)
The polyamic acid varnish was rotationally applied to the outside of the cylindrical mold, and then dried at 300 to 450 ° C. for imidization to produce a base layer belt which is a cylindrical polyimide tubular product having an inner diameter of 99 mm, a length of 360 mm, and a thickness of 70 μm. .. The polyamic acid is a polymer obtained by dehydration condensation of 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and p-phenylenediamine.
次いで、上記基層ベルトの内側に、外径９９ｍｍのステンレス製の円筒状の芯金を密着させ、当該基層ベルトの外側に、厚さ３０μｍの内面をエッチングしたＰＦＡチューブを内周面上に保持する円筒金型を被せ、このようにして上記芯金と上記円筒金型を同軸で保持するとともに、両者の間にキャビティを形成した。次いで、当該キャビティに、シリコーンゴム材料を注入し、加熱硬化して、厚さ２００μｍのシリコーンゴムによる弾性層を形成した。ＰＦＡチューブはエッチングレスのため、金型から成型したベルトを取り出すと、基層部＋ゴム層とＰＦＡチューブに分離でき、ＰＦＡチューブレスベルトを製造した。 Next, a cylindrical core metal made of stainless steel having an outer diameter of 99 mm is brought into close contact with the inside of the base layer belt, and a PFA tube having an inner surface etched with a thickness of 30 μm is held on the inner peripheral surface on the outside of the base layer belt. A cylindrical mold was covered, and in this way, the core metal and the cylindrical mold were coaxially held, and a cavity was formed between the two. Next, a silicone rubber material was injected into the cavity and heat-cured to form an elastic layer made of silicone rubber having a thickness of 200 μm. Since the PFA tube is etching-less, when the molded belt is taken out from the mold, it can be separated into a base layer part + a rubber layer and a PFA tube, and a PFA tubeless belt is manufactured.
（ＰＦＡチューブレスベルト上への表層の形成）
次いで、ＰＦＡチューブレスベルト上に、表層形成材料１として、フッ素コーティング剤（株式会社ハーベスト製 デュラサーフＤＳ−９３５ＴＨ）を用い、乾燥後の固形分厚さが２０μｍとなる条件で、湿式塗布方式であるスプレーコート塗布法により塗布したのち、熱硬化処理及びＵＶ光照射による硬化処理を施して表層を形成し、定着ベルト２を作製した。
(Formation of surface layer on PFA tubeless belt)
Next, a fluorine coating agent (Durasurf DS-935TH manufactured by Harvest Co., Ltd.) is used as the surface
〔定着ベルト３〜１６の作製〕
上記定着ベルト２の作製において、表層形成材料１に代えて、下記に記載の表層形成材料２〜１５を用いた以外は同様にして、湿式塗布方式により、定着ベルト３〜１６を作製した。
[Manufacturing of fixing
In the production of the fixing
定着ベルト３〜１６の表層の形成に用いた表層形成材料２〜１５の詳細は、以下の通りである。
Details of the surface
〈定着ベルト３〉表層形成材料２：株式会社ネオス製、フッ素系撥水剤「ＲＢＸ−５９４１」
〈定着ベルト４〉表層形成材料３：ＡＧＣ化学品カンパニー製、フッ素系撥水・撥油加工剤「アサヒガードＡＧ−Ｅ５５０Ｄ」（ノニオン性、固形分量＝３０質量％）
〈定着ベルト５〉表層形成材料４：株式会社ハーベスト製、フッ素コーティング剤、「デュラサーフＤＳ−８３１ＴＨ」
〈定着ベルト６〉表層形成材料５：関東電化工業製 熱硬化型フッ素系コーティング剤、「エフクリア ＫＤ６１００」（固形分量＝３０質量％溶液）
〈定着ベルト７〉表層形成材料６：３Ｍ社製、フッ素系潤滑剤、「Ｎｏｖｅｃ１７２０」（フッ化シラン系、固形分量＝０．１質量％）
〈定着ベルト８〉表層形成材料７：株式会社ネオス製、フッ素系撥水剤「ＲＢＸ−ＨＣ１」
〈定着ベルト９〉表層形成材料８：東レダウコーティング社製、フレキシブルシリコーンコーティング剤「ＳＲ２３６１」（固形分量＝２３質量％）
〈定着ベルト１０〉表層形成材料９：関東電化工業製 熱硬化型フッ素系コーティング剤、「エフクリア ＫＤ２７０」（固形分量＝３０質量％溶液）
〈定着ベルト１１〉表層形成材料１０：ＡＧＣセイミケミカル社製、フッ素系コーティング剤、「ＫＳ１４Ａ」
〈定着ベルト１２〉表層形成材料１１：（株）フロロテクノロジー製、フッ素コーティング剤（撥水撥油処理剤）、「フロロサーフ（登録商標）ＦＳ−５０８４ＳＨ」
〈定着ベルト１３〉表層形成材料１２：ＡＧＣコーテック社製、フッ素コーティング剤、ＰＳ３０９
〈定着ベルト１４〉表層形成材料１３：東洋ドライループ社製、フッ素樹脂系ドライループ、「ＡＢ−０２３１４−４」
〈定着ベルト１５〉表層形成材料１４：ＡＧＣ化学品カンパニー製、フッ素系撥水・撥油加工剤「アサヒガードＡＧ−Ｅ１００」（固形分量＝３０質量％）
〈定着ベルト１６〉表層形成材料１５：株式会社ネオス製、フッ素系撥水剤「ＲＢＸ−３１１０」
<Fixing
<Fixing
<Fixing
<Fixing
<Fixing belt 7> Surface layer forming material 6: 3M, fluorine-based lubricant, "Novec1720" (silane fluoride-based, solid content = 0.1% by mass)
<Fixing belt 8> Surface layer forming material 7: Fluorine-based water repellent "RBX-HC1" manufactured by Neos Co., Ltd.
<Fixing belt 9> Surface layer forming material 8: Flexible silicone coating agent "SR2361" manufactured by Toray Dow Coating Co., Ltd. (solid content = 23% by mass)
<Fixing
<Fixing
<Fixing
<Fixing belt 13> Surface layer forming material 12: Fluorine coating agent manufactured by AGC Cortec, PS309
<Fixing
<Fixing
<Fixing belt 16> Surface layer forming material 15: Fluorine-based water repellent "RBX-3110" manufactured by Neos Co., Ltd.
〔定着ベルト１７〕
上記定着ベルト１の作製において、ＰＦＡ層（表層）へのブラスト処理を行わなかった以外は同様にして、定着ベルト１７を作製した。
[Fixing belt 17]
In the production of the fixing
《定着ベルトの表面特性値の測定》
〔離型性Ｒの測定〕
ＪＩＳ Ｚ ０２３７−２００９の「粘着テープ・粘着シート試験方法」に記載のテープ剥離試験に従って離型性Ｒを評価した。
<< Measurement of surface characteristic value of fixing belt >>
[Measurement of releasability R]
The releasability R was evaluated according to the tape peeling test described in "Adhesive Tape / Adhesive Sheet Test Method" of JIS Z 0237-2009.
具体的には、テープ剥離試験機として協和界面科学社製のＶＰＡ３を用い、定着ベルト表面にテープとして３Ｍ社製のメンディングテープを貼付し、２３℃、５０％ＲＨの環境下で、角度９０°で引っ張った時の応力の最大値を測定し、これを離型性Ｒ（Ｎ）として求めた。 Specifically, VPA3 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. was used as a tape peeling tester, and a mending tape manufactured by 3M Co., Ltd. was attached as a tape on the surface of the fixing belt, and the angle was 90 at 23 ° C. and 50% RH. The maximum value of the stress when pulled at ° was measured, and this was determined as the releasability R (N).
〔接触角ＨＤの測定〕
接触角測定器として、協和界面科学社製のポータブル接触角計ＰＣＡ−１１を用い、温度２３℃、湿度５０％の環境下で、接触角測定液としてｎ−ヘキサデカンを用い、定着ベルト表面に２μＬ滴下し、５秒後の接触角ＨＤを測定した。
[Measurement of contact angle HD]
A portable contact angle meter PCA-11 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. was used as the contact angle measuring instrument, and n-hexadecane was used as the contact angle measuring solution in an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50%, and 2 μL was applied to the surface of the fixing belt. The dropping was carried out, and the contact angle HD after 5 seconds was measured.
《定着ベルトの特性評価》
〔画像形成装置の作製〕
フルカラープロダクションプリンター「Ａｃｃｕｒｉｏ Ｐｒｅｓｓ Ｃ３０７０」（コニカミノルタ株式会社製）内の定着装置に、上記作製した各定着ベルトを具備した定着装置を装着した画像形成装置１〜１７を作製した。
《Characteristic evaluation of fixing belt》
[Manufacturing of image forming apparatus]
〔分離性の評価〕
上記作製した各画像形成装置を用い、Ａ４の普通紙として、ｍｏｎｄｉ社製のカラーコピー用紙（坪量：９０ｇ／ｍ２）に、出力画像として、画像の先端に１ｍｍ刻みで任意の余白を有するシアン、マゼンタ２層ベタ画像（ｒｅｄ）を出力し、分離風量を設定の３０％まで絞った状態で、カラーコピー用紙の通紙状態を目視観察し、下記の基準に従って分離性の評価を行った。
[Evaluation of separability]
Using each of the image forming devices produced above, a color copy paper (basis weight: 90 g / m 2 ) manufactured by Mondi is used as A4 plain paper, and an arbitrary margin is provided at the tip of the image in 1 mm increments as an output image. A cyan and magenta double-layer solid image (red) was output, and with the separation air volume reduced to 30% of the set value, the paper passing condition of the color copy paper was visually observed, and the separability was evaluated according to the following criteria. ..
Ａ：普通紙がカールすることなく分離する
Ｂ：普通紙が少しカールするが問題ないレベル
Ｃ：普通紙にシワが出た
Ｄ：普通紙が分離できない（通紙ジャムする）
A: Plain paper separates without curling B: Plain paper curls a little but there is no problem C: Plain paper wrinkles D: Plain paper cannot be separated (passing jam)
〔定着性（画像欠陥）の評価〕
上記作製した各画像形成装置を用い、Ａ４のグロスコート紙として、王子製紙社製「ＰＯＤグロスコート１２８」（紙厚：１４０μｍ、坪量：１２８ｇ／ｍ２）に、出力画像として、シアンベタ画像を出力し、トナー画像を目視観察し、下記の基準に従って定着性の評価を行った。
[Evaluation of fixability (image defect)]
Using each of the image forming devices produced above, a cyan solid image was used as an output image on "POD Gloss Coated 128" (paper thickness: 140 μm, basis weight: 128 g / m 2) manufactured by Oji Paper Co., Ltd. as A4 gloss coated paper. The output was output, the toner image was visually observed, and the fixability was evaluated according to the following criteria.
ａ：シアンベタ画像に定着不良による欠陥が認められない
ｂ：微細な定着欠陥が散見するが、実用上問題ないレベル
ｃ：シアンベタ画像に、定着不良による明らかな欠陥が認められる
ｄ：形成トナー画像の分離ができないため、定着性を評価できない
以上により得られた結果を、表Ｉに示す。
表Ｉに記載の結果より明らかなように、ベルト表面の離型性Ｒ及び撥液性ＨＤが本発明で規定する範囲にある定着ベルトを具備した画像形成装置により形成したトナー画像は、比較例に対し、分離性及び定着性に優れていることが分かる。 As is clear from the results shown in Table I, the toner images formed by the image forming apparatus equipped with the fixing belt in which the releasability R and the liquid repellent HD of the belt surface are within the range specified in the present invention are comparative examples. On the other hand, it can be seen that it is excellent in separability and fixability.
１ 定着ベルト
２ 基層
３ 弾性層
４ 表層
５ ブラスト材
６ 凹凸構造
７ チューブ状表層フィルム
８ フッ素樹脂含有層
１０ 画像形成装置
１１ 制御部
１２ 原稿読取部
１３ 画像処理部
１４ 給紙部
１５ 搬送部
２０ 画像形成部
２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ 書込みユニット
２２ 中間転写ベルト
２３ ２次転写部
３０ 定着装置
３１ 第１ローラー
３２ 第２ローラー（第１駆動ローラー）
３３ 加圧ローラー（第２駆動ローラー）
３４ 第１温度センサー
３５ 第２温度センサー
３６ 案内板
３７ 案内ローラー
３８ 第１駆動部
３９ 第２駆動部
４０ 定着ベルト
1 Fixing
33 Pressurizing roller (second drive roller)
34
Claims (9)
前記表層の表面の離型性Ｒが１．００Ｎ以下であり、かつ前記表層の表面におけるｎ−ヘキサデカン接触角で規定する撥液性ＨＤが４８〜７３°の範囲内であることを特徴とする定着ベルト。 A fixing belt having at least an elastic layer and a surface layer on the base layer.
The releasability R on the surface of the surface layer is 1.00 N or less, and the liquid-repellent HD defined by the n-hexadecane contact angle on the surface of the surface layer is in the range of 48 to 73 °. Fixing belt.
無端状の前記定着ベルトと、
前記定着ベルトを軸支する二つ以上のローラーと、
前記定着ベルトを加熱するための加熱装置と、
前記二つ以上のローラーのうちの一つのローラーに対し、相対的に付勢されるように配置される加圧ローラーを有し、
前記加圧ローラーに付勢される前記一つのローラーのローラー径が、５０ｍｍ以上である、
ことを特徴とする定着装置。 A fixing device provided with the fixing belt according to any one of claims 1 to 3.
With the endless fixing belt,
Two or more rollers that pivotally support the fixing belt, and
A heating device for heating the fixing belt and
It has a pressure roller that is arranged to be urged relative to one of the two or more rollers.
The roller diameter of the one roller urged by the pressure roller is 50 mm or more.
A fixing device characterized in that.
前記定着装置が、請求項７又は請求項８に記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus including a fixing device for fixing an unfixed toner image formed on a recording medium by an electrophotographic method to the recording medium by heating and pressurizing.
An image forming apparatus according to claim 7, wherein the fixing device is the fixing device according to claim 8.
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