JP6897032B2 - Molds, members, fixing members, fixing devices, process cartridges, and image forming devices - Google Patents
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Description
本発明は、成形物、部材、定着部材、定着装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関する。 The present invention is formed form material, member, fixing member, fixing device, a process cartridge, and an image forming apparatus.
従来から、充填剤は、例えば、成形物（例えば、樹脂層等の層状物）の表面の耐摩耗性又は耐熱性を向上させるのに利用されている。 Conventionally, fillers have been used, for example, to improve the wear resistance or heat resistance of the surface of a molded product (for example, a layered material such as a resin layer).
例えば、特許文献１には、「粒子（ａ）の表面にリン酸カルシウム、チタン酸カリウム、塩基性硫酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ホウ酸アルミニウム、シリカ、酸化チタン及びアルミナからなる群より選ばれた少なくとも１種の無機物（ｂ）を有する無機粒子（Ａ）に、予め調製した有機重合体（Ｂ）を被覆してなり、前記（Ａ）及び／又は（Ｂ）がオルガノアルコキシシラン（Ｃ）を含有していることを特徴とする、前記（Ａ）がコアとなり、前記（Ｂ）がシェルとなるコア／シェル状有機−無機複合体」が開示されている。 For example, Patent Document 1 states that "at least one selected from the group consisting of calcium phosphate, potassium titanate, basic magnesium sulfate, calcium silicate, aluminum borate, silica, titanium oxide and alumina on the surface of the particle (a)". The inorganic particles (A) having the seed inorganic substance (b) are coated with the organic polymer (B) prepared in advance, and the (A) and / or (B) contain the organoalkoxysilane (C). A core / shell-like organic-inorganic composite in which (A) serves as a core and (B) serves as a shell is disclosed.
また、特許文献２には、「耐熱性樹脂よりなる平均厚みが２〜８μｍであり、平均粒径が５〜５０ｎｍの酸に対し不活性な微粒子０．００１〜１．０重量％を平均凝集度が１〜１００の範囲に分散されている高密度記録用磁気テープのベースに好適な耐熱性合成樹脂フィルム。」が開示されている。 Further, Patent Document 2 states that "0.001 to 1.0% by weight of fine particles having an average thickness of a heat-resistant resin of 2 to 8 μm and having an average particle size of 5 to 50 nm, which are inactive against an acid, are aggregated on average. A heat-resistant synthetic resin film suitable for the base of a high-density recording magnetic tape having a degree dispersed in the range of 1 to 100 is disclosed.
また、特許文献３には、「結合剤、無機繊維及びゴム粉末を含む平均粒径が２．５〜１１ｍｍの造粒物を含有してなる摩擦材組成物。」が開示されている。 Further, Patent Document 3 discloses "a friction material composition containing a granulated product having an average particle size of 2.5 to 11 mm, which contains a binder, an inorganic fiber and a rubber powder."
ところで、無機の充填剤を含む成形物（例えば、樹脂層等の層状物）の表面の摩耗が進行すると、成形物から充填剤が脱離し、充填剤が成形物の表面を擦り、成形物の摩耗が促進され、成形物の耐摩耗性が低下することがある。一方で、離脱した充填剤による摩耗促進を低減するために粒径を小さくすると、充填剤効果が得られ難くなり、成形物の耐摩耗性が低下することがある。 By the way, when the surface of a molded product containing an inorganic filler (for example, a layered product such as a resin layer) is worn, the filler is separated from the molded product, and the filler rubs the surface of the molded product. Abrasion may be promoted and the abrasion resistance of the molded product may decrease. On the other hand, if the particle size is reduced in order to reduce the acceleration of wear due to the detached filler, it becomes difficult to obtain the filler effect, and the wear resistance of the molded product may decrease.
そこで、本発明の課題は、充填剤として無機の充填剤のみを含む成形物に比べ、耐摩耗性に優れた成形物を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a molded product having excellent wear resistance as compared with a molded product containing only an inorganic filler as a filler.
上記課題は、以下の手段により解決される。 The above problem is solved by the following means.
＜１＞に係る発明は、
体積平均粒径が１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の複数の無機粒子と、前記複数の無機粒子を結着する結着樹脂と、を含む粒状物で構成された充填剤。
The invention according to <1 > is
A filler composed of granules containing a plurality of inorganic particles having a volume average particle diameter of 10 nm or more and 500 nm or less, and a binder resin for binding the plurality of inorganic particles.
＜２＞に係る発明は、
前記粒状物の体積平均粒径が、１μｍ以上１０μｍ以下である＜１＞に記載の充填剤。
The invention according to <2 > is
The filler according to < 1 > , wherein the volume average particle diameter of the granules is 1 μm or more and 10 μm or less.
＜３＞に係る発明は、
前記結着樹脂が、熱可塑性樹脂である＜１＞又は＜２＞に記載の充填剤。
The invention according to <3 > is
The filler according to < 1 > or < 2 > , wherein the binder resin is a thermoplastic resin.
＜４＞に係る発明は、
＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の充填剤を含む成形物。
The invention according to <4 > is
<1> to <3> molding containing a filler according to any one of.
＜５＞に係る発明は、
＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の充填剤を含む層状物を表面に有する部材。
The invention according to <5 > is
<1> to <3> member having a layered material on a surface comprising a filler according to any one of.
＜６＞に係る発明は、
基材と、
前記基材上に配置された弾性層と、
前記弾性層上に配置され、＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の充填剤を含む表面層と、
を有する定着部材。
The invention according to <6 > is
With the base material
The elastic layer arranged on the base material and
Disposed on the elastic layer, a surface layer containing a filler according to any one of <1> to <3>,
Fixing member having.
＜７＞に係る発明は、
第１回転体と、前記第１回転体の外面に接触して配置される第２回転体と、を備え、
前記第１回転体及び前記第２回転体の少なくとも一方が＜６＞に記載の定着部材であり、
トナー像が表面に形成された記録媒体を前記第１回転体と前記第２回転体との接触部に通過させて前記トナー像を定着する定着装置。
The invention according to <7 > is
A first rotating body and a second rotating body arranged in contact with the outer surface of the first rotating body are provided.
At least one of the first rotating body and the second rotating body is the fixing member according to < 6 >.
A fixing device for fixing the toner image by passing a recording medium having a toner image formed on the surface through a contact portion between the first rotating body and the second rotating body.
＜８＞に係る発明は、
＜７＞に記載の定着装置を備え、
画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジ。
The invention according to <8 > is
Equipped with the fixing device described in < 7 >
A process cartridge that can be attached to and detached from the image forming device.
＜９＞に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着する定着手段であって、＜７＞に記載の定着装置を有する定着手段と、
を備える画像形成装置。
The invention according to <9 > is
Image holder and
A charging means for charging the surface of the image holder and
An electrostatic latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the charged image holder,
A developing means for developing an electrostatic latent image formed on the surface of the image holder with a developer containing toner to form a toner image, and a developing means.
A transfer means for transferring the toner image to the surface of a recording medium,
A fixing means for fixing the toner image on the recording medium, the fixing means having the fixing device according to < 7 >, and the fixing means.
An image forming apparatus comprising.
＜１＞、＜２＞、又は＜３＞に係る発明によれば、無機の充填剤に比べ、耐摩耗性に優れた成形物の形成を実現する充填剤が提供される。
＜４＞に係る発明によれば、充填剤として無機の充填剤のみを含む成形物に比べ、耐摩耗性に優れた成形物が提供される。
＜５＞に係る発明によれば、充填剤として無機の充填剤のみを層状物に含む部材に比べ、耐摩耗性に優れた層状物を表面に有する部材が提供される。
＜６＞に係る発明は、充填剤として無機の充填剤のみを表面層に含む定着部材に比べ、耐摩耗性に優れた表面層を有する定着部材が提供される。
＜７＞、＜８＞、＜９＞に係る発明によれば、充填剤として無機の充填剤のみを表面層に含む定着部材を適用した場合に比べ、耐摩耗性に優れた表面層を有する定着部材を備える定着装置、プロセスカートリッジ、又は画像形成装置が提供される。
According to the invention according to < 1 > , < 2 > , or < 3 > , a filler that realizes the formation of a molded product having superior wear resistance as compared with an inorganic filler is provided.
According to the invention according to < 4 > , a molded product having excellent wear resistance is provided as compared with a molded product containing only an inorganic filler as a filler.
According to the invention according to < 5 >, there is provided a member having a layered material having an excellent wear resistance on the surface as compared with a member containing only an inorganic filler as a filler in the layered material.
The invention according to <6 > provides a fixing member having a surface layer having excellent wear resistance as compared with a fixing member containing only an inorganic filler as a filler in the surface layer.
According to the inventions of < 7 > , < 8 > , and < 9 > , the surface layer has excellent wear resistance as compared with the case where a fixing member containing only an inorganic filler in the surface layer is applied as the filler. A fixing device, a process cartridge, or an image forming device including a fixing member is provided.
以下、本発明の一例である実施形態について説明する。
なお、実質的に同一の機能を有する部材には、全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明は適宜省略する場合がある。
Hereinafter, embodiments that are an example of the present invention will be described.
Members having substantially the same function may be given the same code throughout the drawings, and overlapping description may be omitted as appropriate.
［充填剤］
本実施形態に係る充填剤は、体積平均粒径が１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の無機粒子と無機粒子を結着する結着樹脂とを含む粒状物で構成されている。
[filler]
The filler according to the present embodiment is composed of granules containing inorganic particles having a volume average particle diameter of 10 nm or more and 500 nm or less and a binder resin for binding the inorganic particles.
本実施形態に係る充填剤は、上記構成により、耐摩耗性に優れた成形物の形成を実現する。その理由は、次の通り推測される。 The filler according to the present embodiment realizes the formation of a molded product having excellent wear resistance by the above configuration. The reason is presumed as follows.
結着樹脂で結着され、ナノ又はサブミクロンサイズの複数の無機粒子を含む粒状物は、樹脂単独の粒状物に比べ硬度が高く、サブ又はミクロンサイズ（例えば、１μｍ以上１０μｍ以下の体積平均粒径）を持つようになるので、成形物（例えば、樹脂層等の層状物）に充填剤として配合すると、充填剤効果を発揮し、成形物の耐摩耗性を向上する（図５（Ａ）参照）。 Granules bound with a binder resin and containing a plurality of nano or submicron size inorganic particles have higher hardness than granules of a resin alone, and are sub or micron size (for example, volume average particles of 1 μm or more and 10 μm or less). Since it has a diameter), when it is blended as a filler in a molded product (for example, a layered material such as a resin layer), the filler effect is exhibited and the wear resistance of the molded product is improved (FIG. 5 (A)). reference).
一方で、上記粒状物が配合された成形物の表面の摩耗が進行すると、成形物の表層部に存在する粒状物は、無機粒子同士の結着部から優先的に破壊されることになる。つまり、成形物の表面の摩耗が進行しても、粒状物全体が成形物から離脱するのではなく、粒状物が部分的に破壊され、無機粒子のみが成形物から離脱することなる（図５（Ｂ））。 On the other hand, as the wear of the surface of the molded product containing the above-mentioned particles progresses, the granules existing on the surface layer portion of the molded product are preferentially destroyed from the binding portion between the inorganic particles. That is, even if the surface of the molded product is worn away, the entire granules are not separated from the molded product, but the granules are partially destroyed and only the inorganic particles are separated from the molded product (FIG. 5). (B)).
そして、粒状物の無機粒子は、ナノ又はサブミクロンサイズの粒子であるため、成形物から離脱しても、成形物の表面の摩耗に寄与し難く、離脱した無機粒子による成形物の摩耗の進行が抑えられる。さらに、成形物から離脱した無機粒子は、成形物の表面に食い込むように成形物の表面を被覆するため、さらに成形物の耐摩耗性を向上する。 Since the granular inorganic particles are nano- or submicron-sized particles, they are unlikely to contribute to the wear of the surface of the molded product even if they are separated from the molded product, and the progress of wear of the molded product due to the separated inorganic particles. Is suppressed. Further, since the inorganic particles separated from the molded product coat the surface of the molded product so as to bite into the surface of the molded product, the wear resistance of the molded product is further improved.
以上から、本実施形態に係る充填剤は、耐摩耗性に優れた成形物の形成を実現すると推測される。
なお、図５中、１２０は充填剤、１２０Ａは無機粒子、１２０Ｂは結着樹脂、１３０は成形物を示す。
From the above, it is presumed that the filler according to the present embodiment realizes the formation of a molded product having excellent wear resistance.
In FIG. 5, 120 is a filler, 120A is an inorganic particle, 120B is a binder resin, and 130 is a molded product.
以下、本実施形態に係る充填剤の詳細について説明する。 Hereinafter, the details of the filler according to the present embodiment will be described.
本実施形態に係る充填剤は、無機粒子と無機粒子を結着する結着樹脂とを含む粒状物で構成されている。粒状物は、必要に応じて、樹脂粒子、その他成分を含んでもよい。 The filler according to the present embodiment is composed of granules containing inorganic particles and a binder resin that binds the inorganic particles. The granules may contain resin particles and other components, if necessary.
結着樹脂について説明する。
結着樹脂としては、特に制限はないが、例えば、熱可塑性樹脂等が好適に挙げられる。熱可塑性樹脂を適用すると、成形物の摩耗が進行したとき、無機粒子同士の結着部から優先的に破壊され易くなり、成形物の耐摩耗性が向上し易くなる。
The binder resin will be described.
The binder resin is not particularly limited, and for example, a thermoplastic resin or the like is preferably used. When the thermoplastic resin is applied, when the wear of the molded product progresses, it is likely to be preferentially broken from the binding portion between the inorganic particles, and the wear resistance of the molded product is likely to be improved.
熱可塑性樹脂としては、特に制限はないが、例えば、スチレン類（例えばスチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等）、（メタ）アクリル酸エステル類（例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等）、エチレン性不飽和ニトリル類（例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等）、ビニルエーテル類（例えばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等）、ビニルケトン類（ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等）、オレフィン類（例えばエチレン、プロピレン、ブタジエン等）等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を２種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂が挙げられる。 The thermoplastic resin is not particularly limited, but for example, styrenes (for example, styrene, parachlorostyrene, α-methylstyrene, etc.) and (meth) acrylic acid esters (for example, methylacrylic acid, ethylacrylic acid, acrylic acid). n-propyl, n-butyl acrylate, lauryl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, lauryl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, etc.), ethylenically unsaturated Nitrites (eg, acrylonitrile, methacrylic nitrile, etc.), vinyl ethers (eg, vinyl methyl ether, vinyl isobutyl ether, etc.), vinyl ketones (vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, vinyl isopropenyl ketone, etc.), olefins (eg, ethylene, Examples thereof include homopolymers of monomers such as propylene and butadiene), and vinyl-based resins made of copolymers in which two or more of these monomers are combined.
熱可塑性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン樹脂等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。 Examples of the thermoplastic resin include non-vinyl resins such as epoxy resins, polyester resins, polyurethane resins, polyamide resins, cellulose resins, polyether resins, and modified rosin resins, mixtures of these with the vinyl resins, or these. Examples thereof include a graft polymer obtained by polymerizing a vinyl-based monomer in the coexistence of the above.
熱可塑性樹脂は、架橋物であってもよしい、非架橋物であってもよい。
熱可塑性樹脂は、１種類単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
The thermoplastic resin may be a crosslinked product or a non-crosslinked product.
One type of thermoplastic resin may be used alone, or two or more types may be used in combination.
これらの中でも、結着樹脂としては、汎用性の高さから、ポリエステル樹脂、スチレン樹脂、（メタ）アクリル樹脂、スチレン（メタ）アクリル樹脂等が好適に挙げられる。なお、「（メタ）アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」のいずれをも含む表現である。 Among these, as the binder resin, polyester resin, styrene resin, (meth) acrylic resin, styrene (meth) acrylic resin and the like are preferably mentioned because of their high versatility. In addition, "(meth) acrylic" is an expression including both "acrylic" and "methacryl".
結着樹脂の含有量は、成形物の耐摩耗性向上の観点から、粒状物全体に対して、１０質量％以上９９質量％以下が好ましく、５０質量％以上９５質量％以下がより好ましい。 The content of the binder resin is preferably 10% by mass or more and 99% by mass or less, and more preferably 50% by mass or more and 95% by mass or less, based on the entire granules, from the viewpoint of improving the abrasion resistance of the molded product.
無機粒子について説明する。
無機粒子としては、無機酸化物、無機炭化物、無機窒化物、無機ホウ化物等の粒子が挙げられる、具体的には、無機粒子としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化セリウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化スズ、酸化テルル、酸化マンガン、酸化ホウ素、酸化鉄、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム等の各種の粒子が挙げられる。なお、無機粒子は、これらに限られるわけではなく、例えば、２種以上の無機物質の複合無機粒子であってもよい。無機粒子は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
Inorganic particles will be described.
Examples of the inorganic particles include particles such as inorganic oxides, inorganic carbides, inorganic nitrides, and inorganic booxides. Specifically, the inorganic particles include silica, alumina, titania, zirconia, barium titanate, and titanic acid. Aluminum, strontium titanate, magnesium titanate, zinc oxide, chromium oxide, cerium oxide, antimony oxide, tungsten oxide, tin oxide, tellurium oxide, manganese oxide, boron oxide, iron oxide, silicon carbide, boron carbide, titanium carbide, nitride Examples thereof include various particles such as silicon, titanium nitride, boron nitride, barium sulfate, and magnesium sulfate. The inorganic particles are not limited to these, and may be, for example, composite inorganic particles of two or more kinds of inorganic substances. As the inorganic particles, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
これらの中でも、無機粒子としては、成形物の耐摩耗性向上の観点から、シリカ粒子、酸化チタン粒子、炭酸カルシウム粒子が好ましい。 Among these, as the inorganic particles, silica particles, titanium oxide particles, and calcium carbonate particles are preferable from the viewpoint of improving the abrasion resistance of the molded product.
無機粒子は、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シリコーンオイル等の周知の処理剤で表面処理されていてもよい。 The inorganic particles may be surface-treated with a well-known treatment agent such as a silane-based coupling agent, a silicone oil, a titanate-based coupling agent, an aluminum-based coupling agent, or a silicone oil.
無機粒子の体積平均粒径は、１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、成形物の耐摩耗性向上の観点から、３０ｎｍ以上４００ｎｍ以下が好ましく、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下がより好ましい。 The volume average particle diameter of the inorganic particles is 10 nm or more and 500 nm or less, preferably 30 nm or more and 400 nm or less, and more preferably 50 nm or more and 300 nm or less from the viewpoint of improving the wear resistance of the molded product.
ここで、無機粒子の体積平均粒径は、次の方法により測定される値である。
無機粒子の一次粒子１００個をＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）装置により観察し、一次粒子の画像解析によって粒子ごとの最長径、最短径を測定し、この中間値から球相当径を測定する。得られた球相当径の体積基準の累積頻度における５０％径（Ｄ５０ｖ）を無機粒子の平均粒径（つまり体積平均粒径）とする。
Here, the volume average particle diameter of the inorganic particles is a value measured by the following method.
100 primary particles of inorganic particles are observed by a SEM (Scanning Electron Microscope) device, the longest diameter and the shortest diameter of each particle are measured by image analysis of the primary particles, and the equivalent sphere diameter is measured from this intermediate value. The 50% diameter (D50v) in the volume-based cumulative frequency of the obtained sphere-equivalent diameter is defined as the average particle size (that is, the volume average particle size) of the inorganic particles.
無機粒子は、成形物の耐摩耗性向上の観点から、一つ粒状物（充填剤）当たりに、複数含むことが好ましく、具体的には１０個以上２００個以下含まれていることが好ましく、２０個以上１００個以下で含まれていることがより好ましい。
無機粒子の含有量は、成形物の耐摩耗性向上の観点から、粒状物（充填剤）全体に対して、１質量％以上９０質量％以下が好ましく、５質量％以上５０質量％以下がより好ましい。
From the viewpoint of improving the wear resistance of the molded product, it is preferable that a plurality of inorganic particles are contained in one granular material (filler), and specifically, 10 or more and 200 or less are contained. It is more preferable that 20 or more and 100 or less are contained.
From the viewpoint of improving the wear resistance of the molded product, the content of the inorganic particles is preferably 1% by mass or more and 90% by mass or less, and more preferably 5% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the entire granular material (filler). It has preferred.
樹脂粒子について説明する。
樹脂粒子としては、特に制限はないが、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリ（メタ）アクリレート樹脂、スチレン（メタ）アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エラストマー等の粒子が挙げられる。これら樹脂粒子を粒状物（充填剤）に配合することで、粒状物が破砕され成形物から離脱した無機粒子が成形物の表面を被覆しやすくなるといった利点が得られる。
樹脂粒子の体積平均粒径は、成形物の耐摩耗性の観点から、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましく、５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下がより好ましい。なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、無機粒子の体積平均粒径と同じ方法により測定される。
The resin particles will be described.
The resin particles are not particularly limited, and examples thereof include particles such as fluororesin, silicone resin, poly (meth) acrylate resin, styrene (meth) acrylic resin, polyester resin, polyurethane resin, and elastomer. By blending these resin particles with the granules (filler), there is an advantage that the inorganic particles that are crushed and separated from the molded product can easily cover the surface of the molded product.
The volume average particle diameter of the resin particles is preferably 30 nm or more and 300 nm or less, more preferably 50 nm or more and 250 nm or less, from the viewpoint of wear resistance of the molded product. The volume average particle size of the resin particles is measured by the same method as the volume average particle size of the inorganic particles.
樹脂粒子の含有量は、成形物の耐摩耗性の観点から、粒状物（充填剤）全体に対して、０．０５質量％以上２０質量％以下が好ましく、０．５質量％以上１０質量％以下がより好ましい。 From the viewpoint of wear resistance of the molded product, the content of the resin particles is preferably 0.05% by mass or more and 20% by mass or less, and 0.5% by mass or more and 10% by mass, based on the entire granules (filler). The following is more preferable.
その他成分について説明する。
その他成分としては、紫外線防止剤、酸化防止剤、凝集剤、界面活性剤、分散安定化、ＮａＯＨ等のアルカリ、ＨＣｌ等の酸等の添加剤が挙げられる。
Other components will be described.
Examples of other components include UV inhibitors, antioxidants, flocculants, surfactants, dispersion stabilizers, alkalis such as NaOH, and additives such as acids such as HCl.
粒状物の特性について説明する。
粒状物の形状は、球状、棒状、板状等、充填剤効果（フィラー効果）を発揮する形状であれば、特に制限はない。
The characteristics of the granules will be described.
The shape of the granular material is not particularly limited as long as it has a spherical shape, a rod shape, a plate shape, or the like, as long as it exhibits a filler effect (filler effect).
粒状物の体積平均粒径は、成形物の耐摩耗性向上の観点から、１μｍ以上１０μｍ以下が好ましく、２μｍ以上６μｍ以下がより好ましい。 The volume average particle diameter of the granular material is preferably 1 μm or more and 10 μm or less, and more preferably 2 μm or more and 6 μm or less, from the viewpoint of improving the wear resistance of the molded product.
ここで、粒状物の体積平均粒径は、次の方法により測定される値である。
粒状物の一次粒子１００個をＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）装置により観察し、一次粒子の画像解析によって粒子ごとの最長径、最短径を測定し、この中間値から球相当径を測定する。得られた球相当径の体積基準の累積頻度における５０％径（Ｄ５０ｖ）を粒状物の平均粒径（つまり体積平均粒径）とする。
Here, the volume average particle diameter of the granular material is a value measured by the following method.
100 primary particles of granular material are observed by a SEM (Scanning Electron Microscope) device, the longest diameter and the shortest diameter of each particle are measured by image analysis of the primary particles, and the equivalent sphere diameter is measured from this intermediate value. The 50% diameter (D50v) in the volume-based cumulative frequency of the obtained sphere equivalent diameter is defined as the average particle size (that is, the volume average particle size) of the granules.
粒状物（充填剤）の製造方法について説明する。
粒状物は、乾式製法（例えば、混練粉砕法等）、湿式製法（例えば凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁法等）のいずれにより製造してもよい。粒状物の製法は、これらの製法に特に制限はなく、周知の製法が採用される。
A method for producing granules (filler) will be described.
The granules may be produced by any of a dry production method (for example, kneading and pulverization method, etc.) and a wet production method (for example, coagulation coalescence method, suspension polymerization method, dissolution suspension method, etc.). The method for producing the granular material is not particularly limited to these production methods, and a well-known production method is adopted.
例えば、乾式製法には、１）無機粒子、結着樹脂等の原料を混練、粉砕、及び分級する混練粉砕法、混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力または熱エネルギーにて形状を変化させる乾式製法等がある。
一方、湿式製法には、例えば、１）結着樹脂を得るための重合性単量体を乳化重合させた樹脂粒子の分散液と、無機粒子等の他の原料の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、粉体粒子を得る凝集合一法、２）結着樹脂を得るための重合性単量体と、無機粒子等の他の原料の溶液とを水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法、３）結着樹脂と、無機粒子等の他の原料の溶液とを水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等がある。なお、湿式製法の方が、熱的な影響が小さいことから好適に使用できる。
また、上記製法で得られた粒子を芯部（コア）にして、さらに結着樹脂となる樹脂粒子を付着、加熱融合して、コア・シェル型粒子である粒状物を得てもよい。
For example, in the dry manufacturing method, 1) the particles obtained by the kneading and crushing method in which raw materials such as inorganic particles and binder resin are kneaded, crushed, and classified, and the particles obtained by the kneading and crushing method are shaped by mechanical impact force or thermal energy. There is a dry manufacturing method that changes the temperature.
On the other hand, in the wet production method, for example, 1) a dispersion of resin particles obtained by emulsifying and polymerizing a polymerizable monomer for obtaining a binder resin and a dispersion of other raw materials such as inorganic particles are mixed. Aggregation and coalescence method to obtain powder particles by agglomeration and heat fusion, 2) Suspension of a polymerizable monomer for obtaining a binder resin and a solution of other raw materials such as inorganic particles in an aqueous solvent. There is a suspension polymerization method in which the binder resin and a solution of another raw material such as inorganic particles are suspended in an aqueous solvent for granulation. The wet method can be preferably used because it has a smaller thermal effect.
Further, the particles obtained by the above-mentioned production method may be used as a core, and resin particles to be a binder resin may be further adhered and heat-fused to obtain particles as core-shell type particles.
以下、粒状物の製造方法について、凝集合一法を例に挙げて説明する。
例えば、凝集合一法による粒状物の製造方法は、
結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液、無機粒子が分散された無機粒子分散液を準備する工程（分散液準備工程）と、
樹脂粒子分散液と無機粒子分散液とを混合した分散液中で（必要に応じて他の粒子分散液を混合した後の分散液中で）、樹脂粒子と無機粒子とを凝集（必要に応じて他の粒子も凝集）を凝集させ、凝集粒子を形成する工程（凝集粒子形成工程）と、
凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して加熱し、凝集粒子を融合・合一して、粒状物を形成する工程（融合・合一工程）と、
を有する製造方法である。
Hereinafter, the method for producing the granular material will be described by taking the aggregation and coalescence method as an example.
For example, the method for producing granules by the aggregation and coalescence method is
A step of preparing a resin particle dispersion liquid in which resin particles to be a binder resin are dispersed, an inorganic particle dispersion liquid in which inorganic particles are dispersed (dispersion liquid preparation step), and
In a dispersion liquid in which a resin particle dispersion liquid and an inorganic particle dispersion liquid are mixed (in a dispersion liquid after mixing other particle dispersion liquids as necessary), the resin particles and the inorganic particles are aggregated (if necessary). And other particles are also agglomerated) to form agglomerated particles (aggregated particle forming step)
A step of heating the agglomerated particle dispersion liquid in which the agglomerated particles are dispersed to fuse and coalesce the agglomerated particles to form granules (fusion and coalescence step).
It is a manufacturing method having.
以下、各工程の詳細について説明する。 The details of each step will be described below.
−分散液準備工程−
まず、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と共に、無機粒子が分散された無機粒子分散液を準備する。
-Dispersion preparation process-
First, an inorganic particle dispersion liquid in which inorganic particles are dispersed is prepared together with a resin particle dispersion liquid in which resin particles to be a binder resin are dispersed.
ここで、樹脂粒子分散液は、例えば、樹脂粒子を界面活性剤により分散媒中に分散させることにより調製する。 Here, the resin particle dispersion liquid is prepared, for example, by dispersing the resin particles in a dispersion medium with a surfactant.
樹脂粒子分散液に用いる分散媒としては、例えば水系媒体が挙げられる。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
Examples of the dispersion medium used in the resin particle dispersion liquid include an aqueous medium.
Examples of the aqueous medium include distilled water, water such as ion-exchanged water, alcohols, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤；アミン塩型、４級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤；ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤等が挙げられる。これらの中でも特に、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤が挙げられる。非イオン系界面活性剤は、アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用してもよい。
界面活性剤は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
Examples of the surfactant include anionic surfactants such as sulfate ester type, sulfonate type, phosphoric acid ester type and soap type; cationic surfactants such as amine salt type and quaternary ammonium salt type; polyethylene glycol. Examples thereof include nonionic surfactants such as systems, alkylphenol ethylene oxide adducts, and polyhydric alcohols. Among these, anionic surfactants and cationic surfactants are particularly mentioned. The nonionic surfactant may be used in combination with an anionic surfactant or a cationic surfactant.
The surfactant may be used alone or in combination of two or more.
樹脂粒子分散液において、樹脂粒子を分散媒に分散する方法としては、例えば回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミル等の一般的な分散方法が挙げられる。また、樹脂粒子の種類によっては、例えば転相乳化法を用いて樹脂粒子分散液中に樹脂粒子を分散させてもよい。
なお、転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相（Ｏ相）に塩基を加えて、中和したのち、水媒体（Ｗ相）を投入することによって、Ｗ／ＯからＯ／Ｗへの、樹脂の変換（いわゆる転相）が行われて不連続相化し、樹脂を、水媒体中に粒子状に分散する方法である。
Examples of the method for dispersing the resin particles in the dispersion medium in the resin particle dispersion liquid include general dispersion methods such as a rotary shear homogenizer, a ball mill having a medium, a sand mill, and a dyno mill. Further, depending on the type of the resin particles, the resin particles may be dispersed in the resin particle dispersion liquid by using, for example, a phase inversion emulsification method.
In the phase inversion emulsification method, the resin to be dispersed is dissolved in a hydrophobic organic solvent in which the resin is soluble, and a base is added to the organic continuous phase (O phase) to neutralize the resin, and then the aqueous medium is used. A method in which the (W phase) is charged to convert the resin from W / O to O / W (so-called phase inversion) to discontinue the phase, and the resin is dispersed in an aqueous medium in the form of particles. Is.
樹脂粒子分散液中に分散する樹脂粒子の体積平均粒径としては、例えば０．０１μｍ以上１μｍ以下が好ましく、０．０８μｍ以上０．８μｍ以下がより好ましく、０．１μｍ以上０．６μｍ以下がさらに好ましい。
なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（例えば、堀場製作所製、ＬＡ−７００）の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲（チャンネル）に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積５０％となる粒径を体積平均粒径Ｄ５０ｖとして測定される。なお、他の分散液中の粒子の体積平均粒径も同様に測定される。
The volume average particle diameter of the resin particles dispersed in the resin particle dispersion is, for example, preferably 0.01 μm or more and 1 μm or less, more preferably 0.08 μm or more and 0.8 μm or less, and further preferably 0.1 μm or more and 0.6 μm or less. preferable.
The volume average particle size of the resin particles is determined by using the particle size distribution obtained by the measurement of a laser diffraction type particle size distribution measuring device (for example, manufactured by Horiba Seisakusho, LA-700) with respect to the divided particle size range (channel). , The cumulative distribution is subtracted from the small particle size side for the volume, and the particle size that is cumulatively 50% of all particles is measured as the volume average particle size D50v. The volume average particle diameter of the particles in the other dispersion is also measured in the same manner.
樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の含有量としては、例えば、５質量％以上５０質量％以下が好ましく、１０質量％以上４０質量％以下がより好ましい。 The content of the resin particles contained in the resin particle dispersion is, for example, preferably 5% by mass or more and 50% by mass or less, and more preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less.
一方、無機粒子分散液は、例えば、樹脂粒子分散液の分散方法に準じて、水系媒体に無機粒子を分散させて調製する。 On the other hand, the inorganic particle dispersion liquid is prepared by dispersing the inorganic particles in an aqueous medium according to, for example, the dispersion method of the resin particle dispersion liquid.
−凝集粒子形成工程−
次に、樹脂粒子分散液と、無機粒子分散液と、を混合する。
そして、混合分散液中で、樹脂粒子と無機粒子とをヘテロ凝集させ目的とする粒状物の径に近い径を持つ、樹脂粒子と無機粒子とを含む凝集粒子を形成する。
-Agglomerated particle formation process-
Next, the resin particle dispersion liquid and the inorganic particle dispersion liquid are mixed.
Then, in the mixed dispersion, the resin particles and the inorganic particles are hetero-aggregated to form aggregated particles containing the resin particles and the inorganic particles having a diameter close to the diameter of the target particles.
具体的には、例えば、混合分散液に凝集剤を添加すると共に、混合分散液のｐＨを酸性（例えばｐＨが２以上５以下）に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後、樹脂粒子のガラス転移温度（具体的には、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度−３０℃以上ガラス転移温度−１０℃以下）の温度に加熱し、混合分散液に分散された粒子を凝集させて、凝集粒子を形成する。
凝集粒子形成工程においては、例えば、混合分散液を回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温（例えば２５℃）で上記凝集剤を添加し、混合分散液のｐＨを酸性（例えばｐＨが２以上５以下）に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、上記加熱を行ってもよい。
Specifically, for example, a flocculant is added to the mixed dispersion, the pH of the mixed dispersion is adjusted to acidic (for example, the pH is 2 or more and 5 or less), and a dispersion stabilizer is added as necessary. The particles are heated to a temperature of the glass transition temperature of the resin particles (specifically, for example, the glass transition temperature of the resin particles is -30 ° C or higher and the glass transition temperature is -10 ° C or lower), and the particles dispersed in the mixed dispersion are aggregated. , Form agglomerated particles.
In the agglomerated particle forming step, for example, the mixed dispersion is stirred with a rotary shear homogenizer, the above-mentioned flocculant is added at room temperature (for example, 25 ° C), and the pH of the mixed dispersion is acidic (for example, pH is 2 or more and 5 or less). ), And if necessary, a dispersion stabilizer may be added, and then the above heating may be performed.
凝集剤としては、例えば、混合分散液に添加される分散剤として用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩、２価以上の金属錯体が挙げられる。特に、凝集剤として金属錯体を用いた場合には、界面活性剤の使用量が低減され、帯電特性が向上する。
凝集剤の金属イオンと錯体もしくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
Examples of the flocculant include a surfactant used as a dispersant added to the mixed dispersion, a surfactant having the opposite polarity, an inorganic metal salt, and a divalent or higher metal complex. In particular, when a metal complex is used as the flocculant, the amount of the surfactant used is reduced and the charging characteristics are improved.
If necessary, an additive that forms a complex or a similar bond with the metal ion of the flocculant may be used. As this additive, a chelating agent is preferably used.
無機金属塩としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の金属塩、及び、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体等が挙げられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸、イミノジ酸（ＩＤＡ）、ニトリロトリ酢酸（ＮＴＡ）、エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）等が挙げられる。
キレート剤の添加量としては、例えば、樹脂粒子１００質量部に対して０．０１質量部以上５．０質量部以下が好ましく、０．１質量部以上３．０質量部未満がより好ましい。
Examples of the inorganic metal salt include metal salts such as calcium chloride, calcium nitrate, barium chloride, magnesium chloride, zinc chloride, aluminum chloride and aluminum sulfate, and inorganics such as polyaluminum chloride, polyaluminum hydroxide and calcium polysulfide. Examples include metal salt polymers.
As the chelating agent, a water-soluble chelating agent may be used. Examples of the chelating agent include oxycarboxylic acids such as tartrate acid, citric acid and gluconic acid, iminodic acid (IDA), nitrilotriacetic acid (NTA) and ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA).
The amount of the chelating agent added is, for example, preferably 0.01 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less, and more preferably 0.1 parts by mass or more and less than 3.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin particles.
−融合・合一工程−
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度以上（例えば樹脂粒子のガラス転移温度より１０から３０℃高い温度以上）に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成する。
-Fusion / unification process-
Next, the agglomerated particle dispersion liquid in which the agglomerated particles are dispersed is heated to, for example, a glass transition temperature of the resin particles or higher (for example, a
以上の工程を経て、粒状物が得られる。
なお、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、当該凝集粒子分散液と、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、をさらに混合し、凝集粒子の表面にさらに樹脂粒子を付着するように凝集して、第２凝集粒子を形成する工程と、第２凝集粒子が分散された第２凝集粒子分散液に対して加熱をし、第２凝集粒子を融合・合一して、コア／シェル構造の粒状物を形成する工程と、を経て、粒状物を製造してもよい。
Granules are obtained through the above steps.
After obtaining the agglomerated particle dispersion liquid in which the agglomerated particles are dispersed, the agglomerated particle dispersion liquid and the resin particle dispersion liquid in which the resin particles to be the binding resin are dispersed are further mixed, and the surface of the agglomerated particles is further mixed. The step of forming the second agglomerated particles by further aggregating the resin particles so as to adhere to the surface, and heating the second agglomerated particle dispersion liquid in which the second agglomerated particles are dispersed to fuse the second agglomerated particles. -The particles may be produced through a step of coalescing to form particles having a core / shell structure.
ここで、融合・合一工程終了後は、溶液中に形成されたトナー粒子を、洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て乾燥した状態の粒状物を得る。
洗浄工程は、例えば、イオン交換水による置換洗浄を施すことがよい。また、固液分離工程は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。また、乾燥工程も特に方法に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、気流乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
Here, after the fusion / coalescence step is completed, the toner particles formed in the solution are subjected to a washing step, a solid-liquid separation step, and a drying step to obtain particles in a dried state.
In the cleaning step, for example, replacement cleaning with ion-exchanged water may be performed. The solid-liquid separation step is not particularly limited, but suction filtration, pressure filtration and the like may be performed from the viewpoint of productivity. The drying step is also not particularly limited, but from the viewpoint of productivity, freeze-drying, air-flow drying, fluid-flow drying, vibration-type fluid-drying, and the like may be performed.
［成形物／部材］
本実施形態に係る成形物は、本実施形態に係る充填剤を含む。一方、本実施形態に係る部材は、本実施形態に係る充填剤を含む層状物を有する。つまり、本実施形態に係る部材は、表面層として、本実施形態に係る成形物を層状とした成形物（層状物）を有する部材、又は、本実施形態に係る成形物を層状とした成形物（層状物）の単層体からなる部材である。
[Molded product / member]
The molded product according to the present embodiment contains the filler according to the present embodiment. On the other hand, the member according to the present embodiment has a layered material containing the filler according to the present embodiment. That is, the member according to the present embodiment is a member having a molded product (layered product) in which the molded product according to the present embodiment is layered as a surface layer, or a molded product in which the molded product according to the present embodiment is layered. It is a member made of a single layer (layered material).
本実施形態に係る成形物及び部材において、成形物及び層状物は、例えば、充填剤と樹脂又はゴムとを含んで構成される。 In the molded product and member according to the present embodiment, the molded product and the layered product are composed of, for example, a filler and resin or rubber.
ここで、充填剤の含有量は、目的とする成形物及び層状物に応じて異なるが、例えば、成形物又は層状物に対して、１質量％以上４０質量％以下であることがよく、好ましくは１質量％以上３０質量％以下であり、より好ましくは１質量％以上２０質量％以下である。
なお、充填剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
Here, the content of the filler varies depending on the target molded product and layered product, but is preferably 1% by mass or more and 40% by mass or less with respect to the molded product or layered product, for example. Is 1% by mass or more and 30% by mass or less, and more preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less.
The filler may be used alone or in combination of two or more.
樹脂としては、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂の硬化物等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、充填剤で説明した熱可塑性樹脂が適用される。
硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の周知の硬化性樹脂が挙げられる。硬化性樹脂は、熱硬化性、紫外線硬化性、及び電子線硬化性のいずれの硬化性樹脂であってもよい。
Examples of the resin include a thermoplastic resin and a cured product of a curable resin.
As the thermoplastic resin, the thermoplastic resin described in the filler is applied.
Examples of the curable resin include well-known curable resins such as phenol resin, urea-formaldehyde resin, melamine resin, silicone resin, benzoguanamine resin, urea resin, polyamide resin, polyimide resin, and epoxy resin. The curable resin may be any of thermosetting, ultraviolet curable, and electron beam curable resins.
ゴム材としては、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、天然ゴムなど、及びこれらのブレンドゴムなどの周知のゴム材が挙げられる。 As rubber materials, isoprene rubber, chloroprene rubber, epichlorohydrin rubber, butyl rubber, polyurethane rubber, silicone rubber, fluororubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, nitrile rubber, ethylenepropylene rubber, epichlorohydrin-ethyleneoxide copolymer rubber, epichlorohydrin-ethyleneoxide. Well-known rubber materials such as −allyl glycidyl ether copolymer rubber, ethylene-propylene-diene ternary copolymer rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR), natural rubber, and blended rubbers thereof can be mentioned. ..
本実施形態に係る成形物は、表面に耐摩耗性が要求される部材（例えば、シート部材、フィルム部材、ベルト部材、柱状部材等の他、目的とする形状の部材）として適用される。 The molded product according to the present embodiment is applied as a member whose surface is required to have abrasion resistance (for example, a sheet member, a film member, a belt member, a columnar member, etc., as well as a member having a desired shape).
一方、本実施形態に係る部材も、例えば、基材と基材上に設けられた層状物とを有する部材であって、表面層としての層状物に耐摩耗性が要求される部材（例えば、シート、フィルム、ベルト、柱状部材等の他、目的とする形状の部材）として提供される。 On the other hand, the member according to the present embodiment is also, for example, a member having a base material and a layered material provided on the base material, and the layered material as a surface layer is required to have abrasion resistance (for example, a member). In addition to sheets, films, belts, columnar members, etc., it is provided as a member having a desired shape).
具体的には、例えば、本実施形態に係る成形物及び部材は、摺動部材（摺動シート、摺動フィルム等）、搬送ベルト、搬送ロール、定着ベルト、定着ロール、加圧ベルト、加圧ロール等の「表面に耐摩耗性が要求される部材」として適用される。 Specifically, for example, the molded product and the member according to the present embodiment include a sliding member (sliding sheet, sliding film, etc.), a transport belt, a transport roll, a fixing belt, a fixing roll, a pressure belt, and pressure. It is applied as a "member whose surface is required to have abrasion resistance" such as a roll.
［定着部材］
本実施形態に係る定着部材について説明する。
図１は、本実施形態に係る定着部材の一例を示す概略断面図である。
[Fixing member]
The fixing member according to this embodiment will be described.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a fixing member according to the present embodiment.
本実施形態に係る定着部材１１０は、例えば、図１に示すように、基材１１０Ａと、基材１１０Ａ上に設けられた弾性層１１０Ｂと、弾性層１１０Ｂ上に設けられた表面層１１０Ｃと、を有している。そして、表面層１１０Ｃは、本実施形態に係る充填剤を含む。
The fixing
以下、本実施形態に係る定着部材１１０の構成要素について詳細に説明する。なお、符号は省略して説明する。
Hereinafter, the components of the fixing
（定着部材の形状）
本実施形態に係る定着部材は、ロール状であってもよいし、ベルト状であってもよい。また、熱源をその内部又は外部に備えた加熱定着部材であってもよいし、熱源を備えない加圧定着部材であってもよい。
(Shape of fixing member)
The fixing member according to the present embodiment may be in the shape of a roll or in the shape of a belt. Further, it may be a heat fixing member having a heat source inside or outside, or a pressure fixing member having no heat source.
（基材）
定着部材がロール状の場合、基材としては、例えば、金属（アルミ、ＳＵＳ、鉄、銅等）、合金、セラミックス、ＦＲＭ（繊維強化メタル）等で構成された円筒体が挙げられる。
定着部材がロール状の場合、基材の外径及び肉厚は、例えば、外径１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることがよく、例えば、アルミニウム製の場合は厚さ０．５ｍｍ以上４ｍｍ以下、ＳＵＳ（ステンレス鋼）製又は鉄製の場合は厚さ０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下である。
(Base material)
When the fixing member is in the form of a roll, examples of the base material include a cylindrical body made of metal (aluminum, SUS, iron, copper, etc.), alloy, ceramics, FRM (fiber reinforced metal), or the like.
When the fixing member is in a roll shape, the outer diameter and wall thickness of the base material are often, for example, an outer diameter of 10 mm or more and 50 mm or less, and for example, when made of aluminum, the thickness is 0.5 mm or more and 4 mm or less, SUS ( If it is made of stainless steel) or iron, the thickness is 0.1 mm or more and 2 mm or less.
一方、定着部材がベルト状の場合、基材としては、例えば、金属ベルト（例えば、ニッケル、アルミニウム、ステンレス等の金属ベルト）、樹脂ベルト（例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリベンゾイミダゾール等の樹脂ベルト）が挙げられる。 On the other hand, when the fixing member has a belt shape, the base material may be, for example, a metal belt (for example, a metal belt such as nickel, aluminum or stainless steel) or a resin belt (for example, polyimide, polyamideimide, polyphenylene sulfide, or polyetheretherketone). , Resin belts such as polybenzimidazole).
なお、樹脂ベルトには導電剤などを添加分散して、体積抵抗率が制御されていてもよい。具体的には、樹脂ベルトとしては、例えば、カーボンブラックを添加し分散して体積抵抗率を制御したポリイミドベルトが挙げられる。また、樹脂ベルトとしては、例えば、長尺のポリイミドシートの両端部をパズル上に組合せ、熱圧着部材を用いて熱圧着し、ベルト状に仕立てたものも挙げられる。 The volume resistivity may be controlled by adding and dispersing a conductive agent or the like to the resin belt. Specifically, examples of the resin belt include a polyimide belt in which carbon black is added and dispersed to control the volume resistivity. Further, as the resin belt, for example, a belt-like one in which both ends of a long polyimide sheet are combined on a puzzle and thermocompression-bonded using a thermocompression-bonding member can be mentioned.
定着部材がベルト状の場合、基材の厚みは、例えば、２０μｍ以上２００μｍ以下であることがよく、好ましくは３０μｍ以上１５０μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以上１３０μｍ以下である。
一方、定着部材がロール状の場合、基材の外径及び肉厚は、例えば、外径１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることがよく、例えば、アルミニウム製の場合は厚さ０．５ｍｍ以上４ｍｍ以下、ＳＵＳ（ステンレス鋼）製又は鉄製の場合は厚さ０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下である。
When the fixing member has a belt shape, the thickness of the base material is, for example, preferably 20 μm or more and 200 μm or less, preferably 30 μm or more and 150 μm or less, and more preferably 40 μm or more and 130 μm or less.
On the other hand, when the fixing member is in a roll shape, the outer diameter and wall thickness of the base material are often, for example, an outer diameter of 10 mm or more and 50 mm or less, and for example, when made of aluminum, the thickness is 0.5 mm or more and 4 mm or less. In the case of SUS (stainless steel) or iron, the thickness is 0.1 mm or more and 2 mm or less.
（弾性層）
弾性層は、耐熱性弾性材料を含んで構成される。
耐熱性弾性材料としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。
シリコーンゴムとしては、例えば、ＲＴＶシリコーンゴム、ＨＴＶシリコーンゴム、液状シリコーンゴムなどが挙げられ、具体的には、ポリジメチルシリコーンゴム（ＭＱ）、メチルビニルシリコーンゴム（ＶＭＱ）、メチルフェニルシリコーンゴム（ＰＭＱ）、フルオロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）等が挙げられる。
フッ素ゴムとしては、フッ化ビニリデン系ゴム、四フッ化エチレン／プロピレン系ゴム、四フッ化エチレン／パーフルオロメチルビニルエーテルゴム、フォスファゼン系ゴム、フルオロポリエーテル等が挙げられる。
なお、「耐熱性」とは、定着装置の昇温温度（例えば定着温度）に達しても、溶けたり分解したりしない特性を意味する。以下、同様である。
(Elastic layer)
The elastic layer is composed of a heat resistant elastic material.
Examples of the heat-resistant elastic material include silicone rubber and fluororubber.
Examples of the silicone rubber include RTV silicone rubber, HTV silicone rubber, liquid silicone rubber, and the like. Specifically, polydimethyl silicone rubber (MQ), methyl vinyl silicone rubber (VMQ), and methylphenyl silicone rubber (PMQ). ), Fluorosilicone rubber (FVMQ) and the like.
Examples of the fluororubber include vinylidene fluoride rubber, ethylene tetrafluoride / propylene rubber, ethylene tetrafluoride / perfluoromethyl vinyl ether rubber, phosphazene rubber, fluoropolyether and the like.
The "heat resistance" means a characteristic that does not melt or decompose even when the temperature rise of the fixing device (for example, the fixing temperature) is reached. The same applies hereinafter.
弾性層には、各種周知の添加剤が配合されてもよい。添加剤としては、例えば、充填剤、導電剤、軟化剤（パラフィン系等）、加工助剤（ステアリン酸等）、老化防止剤（アミン系等）、加硫剤（硫黄、金属酸化物、過酸化物等）、機能性充填剤（アルミナ等）等が挙げられる。 Various well-known additives may be blended in the elastic layer. Examples of additives include fillers, conductive agents, softeners (paraffin-based, etc.), processing aids (stearic acid, etc.), anti-aging agents (amine-based, etc.), vulcanizing agents (sulfur, metal oxides, peroxides, etc.). Oxides, etc.), functional fillers (alumina, etc.) and the like.
弾性層の厚みは、例えば、３０μｍ以上６００μｍ以下であることがよく、望ましくは１００μｍ以上５００μｍ以下である。 The thickness of the elastic layer is, for example, preferably 30 μm or more and 600 μm or less, and preferably 100 μm or more and 500 μm or less.
（表面層）
表面層は、本実施形態に係る充填剤を含んで構成される。具体的には、表面層は、例えば、充填剤と、耐熱性離型材料と、を含んで構成される。
(Surface layer)
The surface layer is composed of the filler according to the present embodiment. Specifically, the surface layer is composed of, for example, a filler and a heat-resistant release material.
ここで、充填剤の含有量は、表面層に対して１質量％以上４０質量％以下であることがよく、好ましくは１質量％以上３０質量％以下であり、より好ましくは１質量％以上２０質量％以下である。
なお、充填剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
Here, the content of the filler is preferably 1% by mass or more and 40% by mass or less, preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less, and more preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less with respect to the surface layer. It is mass% or less.
The filler may be used alone or in combination of two or more.
一方、耐熱性離型材料としては、フッ素ゴム、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
これらの中でも、耐熱性離型材料としては、フッ素樹脂がよい。フッ素樹脂として具体的には、例えば、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリエチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロ三フッ化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、フッ化ビニル（ＰＶＦ）等が挙げられる。
On the other hand, examples of the heat-resistant release material include fluororubber, fluororesin, silicone resin, silicone rubber, and polyimide resin.
Among these, fluororesin is preferable as the heat-resistant release material. Specifically, as the fluororesin, for example, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), polyethylene / tetra. Examples thereof include fluoroethylene copolymer (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), vinyl fluoride (PVF) and the like.
表面層には、各種周知の添加剤が配合されてもよい。添加剤としては、例えば、導電剤、軟化剤（パラフィン系等）、加工助剤（ステアリン酸等）、老化防止剤（アミン系等）、加硫剤（硫黄、金属酸化物、過酸化物等）、機能性充填剤（アルミナ等）等が挙げられる。 Various well-known additives may be blended in the surface layer. Examples of the additive include a conductive agent, a softening agent (paraffin type, etc.), a processing aid (stearic acid, etc.), an antiaging agent (amine type, etc.), a vulcanizing agent (sulfur, metal oxide, peroxide, etc.). ), Functional filler (alumina, etc.) and the like.
表面層の厚みは、例えば、定着部材がベルト状の場合、５μｍ以上５０μｍ以下であることがよく、望ましくは１０μｍ以上４０μｍ以下である。 The thickness of the surface layer is, for example, 5 μm or more and 50 μm or less, preferably 10 μm or more and 40 μm or less when the fixing member has a belt shape.
なお、予め管状物（チューブ）を形成し、弾性層が設けられた基材に管状物を被覆して表面層を形成する場合、管状物の内周面には、接着性を高めるため予め接着処理が施されてもいてもよい。この接着処理としては、例えば、液体アンモニア処理、ナトリウムナフタレン処理、エキシマレーザ処理、プラズマ処理が挙げられる。 When a tubular material (tube) is formed in advance and a base material provided with an elastic layer is coated with the tubular material to form a surface layer, the tubular material is previously adhered to the inner peripheral surface of the tubular material in order to improve adhesiveness. It may be treated. Examples of this bonding treatment include liquid ammonia treatment, sodium naphthalene treatment, excimer laser treatment, and plasma treatment.
（定着部材の用途）
本実施形態に係る定着部材は、例えば、加熱ロール、加圧ロール、加熱ベルト、加圧ベルト等に適用される。なお、加圧ロール又は加熱ベルトとしては、電磁誘導方式により加熱する加圧ロール又は加熱ベルト、外部又は内部の熱源から加熱する加圧ロール又は加熱ベルトのいずれであってもよい。
ただし、本実施形態に係る定着部材を電磁誘導方式により加熱する加圧ロール又は加熱ベルトトに適用する場合、基材と弾性層との間に、電磁誘導により発熱する金属層（発熱層）を設けることがよい。
(Use of fixing member)
The fixing member according to the present embodiment is applied to, for example, a heating roll, a pressure roll, a heating belt, a pressure belt, and the like. The pressure roll or heating belt may be any of a pressure roll or heating belt that heats by an electromagnetic induction method, or a pressure roll or heating belt that heats from an external or internal heat source.
However, when the fixing member according to the present embodiment is applied to a pressure roll or a heating belt that is heated by an electromagnetic induction method, a metal layer (heating layer) that generates heat by electromagnetic induction is provided between the base material and the elastic layer. That is good.
［定着装置］
本実施形態に係る定着装置としては、種々の構成があり、例えば、第１回転体と、第１回転体の外面に接して配置される第２回転体と、を備え、トナー像が表面に形成された記録媒体を前記第１回転体と前記第２回転体との接触部に通過させてトナー像を定着する定着装置がある。そして、第１回転体及び第２回転体の少なくとも一方として、本実施形態に係る定着部材が適用される。
[Fixing device]
The fixing device according to the present embodiment has various configurations, and includes, for example, a first rotating body and a second rotating body arranged in contact with the outer surface of the first rotating body, and a toner image is displayed on the surface. There is a fixing device that fixes a toner image by passing the formed recording medium through a contact portion between the first rotating body and the second rotating body. Then, the fixing member according to the present embodiment is applied as at least one of the first rotating body and the second rotating body.
以下に、第１及び２実施形態として、加熱ベルトと加圧ロールとを備えた定着装置を説明する。そして、第１及び２実施形態において、本実施形態に係る定着部材は、加熱ベルト、及び加圧ロールのいずれにも適用され得る。 Hereinafter, as the first and second embodiments, a fixing device including a heating belt and a pressure roll will be described. Then, in the first and second embodiments, the fixing member according to the present embodiment can be applied to both the heating belt and the pressure roll.
なお、本実施形態に係る定着装置は、第１及び第２実施形態に限られず、加熱ロール又は加熱ベルトと加圧ベルトとを備えた定着装置であってよい。そして、本実施形態に係る定着部材は、加熱ロール、加熱ベルト及び加圧ベルトのいずれにも適用され得る。
また、本実施形態に係る定着装置は、第１及び第２実施形態に限られず、電磁誘導加熱方式の定着装置であってもよい。
The fixing device according to the present embodiment is not limited to the first and second embodiments, and may be a fixing device provided with a heating roll or a heating belt and a pressure belt. The fixing member according to the present embodiment can be applied to any of a heating roll, a heating belt, and a pressure belt.
Further, the fixing device according to the present embodiment is not limited to the first and second embodiments, and may be an electromagnetic induction heating type fixing device.
（定着装置の第１実施形態）
第１実施形態に係る定着装置について説明する。図２は、第１実施形態に係る定着装置の一例を示す概略図である。
(First Embodiment of fixing device)
The fixing device according to the first embodiment will be described. FIG. 2 is a schematic view showing an example of the fixing device according to the first embodiment.
第１実施形態に係る定着装置６０は、図２に示すように、例えば、回転駆動する加熱ロール６１（第１回転体の一例）と、加圧ベルト６２（第２回転体の一例）と、加圧ベルト６２を介して加熱ロール６１を押圧する押圧パッド６４（押圧部材の一例）とを備えて構成されている。
なお、押圧パッド６４は、例えば、加圧ベルト６２と加熱ロール６１とが相対的に加圧されていればよい。従って、加圧ベルト６２側が加熱ロール６１に加圧されてもよく、加熱ロール６１側が加熱ロール６１に加圧されてもよい。
As shown in FIG. 2, the fixing
As for the
加熱ロール６１の内部には、ハロゲンランプ６６（加熱手段の一例）が配設されている。加熱手段としては、ハロゲンランプに限られず、発熱する他の発熱部材を用いてもよい。
A halogen lamp 66 (an example of heating means) is arranged inside the
一方、加熱ロール６１の表面には、例えば、感温素子６９が接触して配置されている。この感温素子６９による温度計測値に基づいて、ハロゲンランプ６６の点灯が制御され、加熱ロール６１の表面温度が目的とする設定温度（例えば、１５０℃）を維持される。
On the other hand, for example, the temperature
加圧ベルト６２は、例えば、内部に配置された押圧パッド６４とベルト走行ガイド６３とによって回転自在に支持されている。そして、挟込領域Ｎ（ニップ部）において押圧パッド６４により加熱ロール６１に対して押圧されて配置されている。
The
押圧パッド６４は、例えば、加圧ベルト６２の内側において、加圧ベルト６２を介して加熱ロール６１に加圧される状態で配置され、加熱ロール６１との間で挟込領域Ｎを形成している。
押圧パッド６４は、例えば、幅の広い挟込領域Ｎを確保するための前挟込部材６４ａを挟込領域Ｎの入口側に配置し、加熱ロール６１に歪みを与えるための剥離挟込部材６４ｂを挟込領域Ｎの出口側に配置している。
The
In the
加圧ベルト６２の内周面と押圧パッド６４との摺動抵抗を小さくするために、例えば、前挟込部材６４ａ及び剥離挟込部材６４ｂの加圧ベルト６２と接する面にシート状の摺動部材６８が設けられている。そして、押圧パッド６４と摺動部材６８とは、金属製の保持部材６５に保持されている。
なお、摺動部材６８は、例えば、その摺動面が加圧ベルト６２の内周面と接するように設けられており、加圧ベルト６２との間に存在するオイルの保持・供給に関与する。
In order to reduce the sliding resistance between the inner peripheral surface of the
The sliding
保持部材６５には、例えば、ベルト走行ガイド６３が取り付けられ、加圧ベルト６２が回転する構成となっている。
For example, a
加熱ロール６１は、例えば、図示しない駆動モータにより矢印Ｓ方向に回転し、この回転に従動して加圧ベルト６２は、加熱ロール６１の回転方向と反対の矢印Ｒ方向へ回転する。すなわち、例えば、加熱ロール６１が図２における時計方向へ回転するのに対して、加圧ベルト６２は反時計方向へ回転する。
For example, the
そして、未定着トナー像を有する用紙Ｋ（記録媒体の一例）は、例えば、定着入口ガイド５６によって導かれて、挟込領域Ｎに搬送される。そして、用紙Ｋが挟込領域Ｎを通過する際に、用紙Ｋ上のトナー像は挟込領域Ｎに作用する圧力と熱とによって定着される。
Then, the paper K (an example of the recording medium) having the unfixed toner image is guided by, for example, the fixing
第１実施形態に係る定着装置６０では、例えば、加熱ロール６１の外周面に倣う凹形状の前挟込部材６４ａにより、前挟込部材６４ａがない構成に比して、広い挟込領域Ｎを確保される。
In the fixing
また、第１実施形態に係る定着装置６０では、例えば、加熱ロール６１の外周面に対し突出させて剥離挟込部材６４ｂを配置することにより、挟込領域Ｎの出口領域において加熱ロール６１の歪みが局所的に大きくなるように構成されている。
Further, in the fixing
このように剥離挟込部材６４ｂを配置すれば、例えば、定着後の用紙Ｋは、剥離挟込領域を通過する際に、局所的に大きく形成された歪みを通過することになるので、用紙Ｋが加熱ロール６１から剥離しやすい。
If the peeling and sandwiching
剥離の補助手段として、例えば、加熱ロール６１の挟込領域Ｎの下流側に、剥離部材７０を配設されている。剥離部材７０は、例えば、剥離爪７１が加熱ロール６１の回転方向と対向する向き（カウンタ方向）に加熱ロール６１と近接する状態で保持部材７２によって保持されている。
As an auxiliary means for peeling, for example, a peeling
（定着装置の第２実施形態）
第２実施形態に係る定着装置について説明する。図３は、第２実施形態に係る定着装置の一例を示す概略図である。
(Second Embodiment of Fixing Device)
The fixing device according to the second embodiment will be described. FIG. 3 is a schematic view showing an example of the fixing device according to the second embodiment.
第２実施形態に係る定着装置８０は、図３に示すように、例えば、加熱ベルト８４（第１回転体の一例）を備える定着ベルトモジュール８６と、加熱ベルト８４（定着ベルトモジュール８６）に押圧して配置された加圧ロール８８（第２回転体の一例）とを含んで構成されている。そして、例えば、加熱ベルト８４（定着ベルトモジュール８６）と加圧ロール８８とが接触する挟込領域Ｎ（ニップ部）が形成されている。挟込領域Ｎでは、用紙Ｋ（記録媒体の一例）が加圧及び加熱されトナー像が定着される。
As shown in FIG. 3, the fixing device 80 according to the second embodiment presses against, for example, a fixing
定着ベルトモジュール８６は、例えば、無端状の加熱ベルト８４と、加圧ロール８８側で加熱ベルト８４が巻き掛けられ、モータ（不図示）の回転力で回転駆動すると共に加熱ベルト８４をその内周面から加圧ロール８８側へ押し付ける加熱押圧ロール８９と、加熱押圧ロール８９と異なる位置で内側から加熱ベルト８４を支持する支持ロール９０とを備えている。
定着ベルトモジュール８６は、例えば、加熱ベルト８４の外側に配置されてその周回経路を規定する支持ロール９２と、加熱押圧ロール８９から支持ロール９０までの加熱ベルト８４の姿勢を矯正する姿勢矯正ロール９４と、加熱ベルト８４（定着ベルトモジュール８６）と加圧ロール８８とが接触する領域である挟込領域Ｎの下流側において加熱ベルト８４を内周面から張力を付与する支持ロール９８とが設けられている。
In the fixing
The fixing
そして、定着ベルトモジュール８６は、例えば、加熱ベルト８４と加熱押圧ロール８９との間に、シート状の摺動部材８２が介在するように設けられている。
摺動部材８２は、例えば、その摺動面が加熱ベルト８４の内周面と接するように設けられており、加熱ベルト８４との間に存在するオイルの保持・供給に関与する。
ここで、摺動部材８２は、例えば、その両端が支持部材９６により支持された状態で設けられている。
The fixing
The sliding
Here, the sliding
加熱押圧ロール８９の内部には、例えば、ハロゲンヒータ８９Ａ（加熱手段の一例）が設けられている。
Inside the
支持ロール９０は、例えば、アルミニウムで形成された円筒状ロールであり、内部にはハロゲンヒータ９０Ａ（加熱手段の一例）が配設されており、加熱ベルト８４を内周面側から加熱するようになっている。
支持ロール９０の両端部には、例えば、加熱ベルト８４を外側に押圧するバネ部材（不図示）が配設されている。
The
At both ends of the
支持ロール９２は、例えば、アルミニウムで形成された円筒状ロールであり、支持ロール９２の表面には厚み２０μｍのフッ素樹脂からなる離型層が形成されている。
支持ロール９２の離型層は、例えば、加熱ベルト８４の外周面からのトナーや紙粉が支持ロール９２に堆積するのを防止するために形成されるものである。
支持ロール９２の内部には、例えば、ハロゲンヒータ９２Ａ（加熱源の一例）が配設されており、加熱ベルト８４を外周面側から加熱するようになっている。
The
The release layer of the
For example, a
つまり、例えば、加熱押圧ロール８９と支持ロール９０及び支持ロール９２とによって、加熱ベルト８４が加熱される構成となっている。
That is, for example, the
姿勢矯正ロール９４は、例えば、アルミニウムで形成された円柱状ロールであり、姿勢矯正ロール９４の近傍には、加熱ベルト８４の端部位置を測定する端部位置測定機構（不図示）が配置されている。
姿勢矯正ロール９４には、例えば、端部位置測定機構の測定結果に応じて加熱ベルト８４の軸方向における当り位置を変位させる軸変位機構（不図示）が配設され、加熱ベルト８４の蛇行を制御するように構成されている。
The
The
一方、加圧ロール８８は、例えば、回転自在に支持されると共に、図示しないスプリング等の付勢手段によって加熱ベルト８４が加熱押圧ロール８９に巻き回された部位に押圧されて設けられている。これにより、定着ベルトモジュール８６の加熱ベルト８４（加熱押圧ロール８９）が矢印Ｓ方向へ回転移動するのに伴って、加熱ベルト８４（加熱押圧ロール８９）に従動して加圧ロール８８が矢印Ｒ方向に回転移動するようになっている。
On the other hand, the
そして、未定着トナー像（不図示）を有する用紙Ｋは、矢印Ｐ方向に搬送され、定着装置８０の挟込領域Ｎに導かれると、挟込領域Ｎに作用する圧力と熱とによって定着される。 Then, when the paper K having the unfixed toner image (not shown) is conveyed in the direction of the arrow P and guided to the sandwiching region N of the fixing device 80, the paper K is fixed by the pressure and heat acting on the sandwiching region N. Toner.
なお、第２実施形態に係る定着装置８０では、加熱源の一例としてハロゲンヒータ（ハロゲンランプ）を適用した形態を説明したが、これに限られず、ハロゲンヒータ以外の輻射ランプ発熱体（放射線（赤外線等）を発する発熱体）、抵抗発熱体（抵抗に電流を流すことによりジュール熱を発生させる発熱体：例えばセラミック基板に抵抗を有する膜を形成して焼成させたもの等）を適用してもよい。 In the fixing device 80 according to the second embodiment, a mode in which a halogen heater (halogen lamp) is applied as an example of a heating source has been described, but the present invention is not limited to this, and a radiant lamp heating element other than the halogen heater (radiation (infrared infrared)). Etc.)), a resistance heating element (a heating element that generates Joule heat by passing an electric current through the resistor: for example, a ceramic substrate formed with a film having resistance and fired) Good.
［画像形成装置］
次に、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。
本実施形態の画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電された像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、トナー像を記録媒体に定着する定着手段と、を備える。そして、定着手段として、本実施形態に係る定着装置が適用される。
[Image forming device]
Next, the image forming apparatus according to this embodiment will be described.
The image forming apparatus of the present embodiment includes an image holder, a charging means for charging the surface of the image holder, a latent image forming means for forming a latent image on the surface of the charged image holder, and toner for the latent image. It is provided with a developing means for forming a toner image by developing the toner image, a transfer means for transferring the toner image to a recording medium, and a fixing means for fixing the toner image on the recording medium. Then, as the fixing means, the fixing device according to the present embodiment is applied.
以下、本実施形態に係る画像形成装置について図面を参照しつつ説明する。
図４は、本実施形態に係る画像形成装置の構成を示した概略構成図である。
Hereinafter, the image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment.
本実施形態に係る画像形成装置１００は、図４に示すように、例えば、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと、各画像形成ユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）させる一次転写部１０と、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー像を記録媒体である用紙Ｋに一括転写（二次転写）させる二次転写部２０と、二次転写された画像を用紙Ｋ上に定着させる定着装置６０と、を備えている。また、画像形成装置１００は、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。
As shown in FIG. 4, the
この定着装置６０が既述の第１実施形態に係る定着装置６０である。なお、画像形成装置１００は、既述の第２実施形態に係る定着装置８０を備える構成であってもよい。
The fixing
画像形成装置１００の各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、表面に形成されるトナー像を保持する像保持体の一例として、矢印Ａ方向に回転する感光体１１を備えている。
Each
感光体１１の周囲には、帯電手段の一例として、感光体１１を帯電させる帯電器１２が設けられ、潜像形成手段の一例として、感光体１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）が設けられている。
A
また、感光体１１の周囲には、現像手段の一例として、各色成分トナーが収容されて感光体１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４が設けられ、感光体１１上に形成された各色成分トナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６が設けられている。
Further, around the
更に、感光体１１の周囲には、感光体１１上の残留トナーが除去される感光体クリーナ１７が設けられ、帯電器１２、レーザ露光器１３、現像器１４、一次転写ロール１６及び感光体クリーナ１７の電子写真用デバイスが感光体１１の回転方向に沿って順次配設されている。これらの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に、略直線状に配置されている。
Further, a
中間転写体である中間転写ベルト１５は、ポリイミド又はポリアミド等の樹脂をベース層としてカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の加圧ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は１０６Ωｃｍ以上１０１４Ωｃｍ以下となるように形成されており、その厚みは、例えば、０．１ｍｍ程度に構成されている。
The
中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図４に示すＢ方向に目的に合わせた速度で循環駆動（回転）されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ（不図示）により駆動されて中間転写ベルト１５を回転させる駆動ロール３１、各感光体１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２、中間転写ベルト１５に対して張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する補正ロールとして機能する張力付与ロール３３、二次転写部２０に設けられる背面ロール２５、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニング背面ロール３４を有している。
The
一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体１１に対向して配置される一次転写ロール１６で構成されている。一次転写ロール１６は、芯体と、芯体の周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。芯体は、鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７．５Ωｃｍ以上１０８．５Ωｃｍ以下のスポンジ状の円筒ロールである。
The
そして、一次転写ロール１６は中間転写ベルト１５を挟んで感光体１１に圧接配置され、更に一次転写ロール１６にはトナーの帯電極性（マイナス極性とする。以下同様。）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
Then, the
二次転写部２０は、背面ロール２５と、中間転写ベルト１５のトナー像保持面側に配置される二次転写ロール２２と、を備えて構成されている。
The
背面ロール２５は、表面がカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲのブレンドゴムのチューブ、内部はＥＰＤＭゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率が１０７Ω／□以上１０１０Ω／□以下となるように形成され、硬度は、例えば、７０°（アスカーＣ：高分子計器社製、以下同様。）に設定される。この背面ロール２５は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写ロール２２の対向電極を構成し、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール２６が接触配置されている。
The
一方、二次転写ロール２２は、芯体と、芯体の周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。芯体は鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０７．５Ωｃｍ以上１０８．５Ωｃｍ以下のスポンジ状の円筒ロールである。
On the other hand, the
そして、二次転写ロール２２は中間転写ベルト１５を挟んで背面ロール２５に圧接配置され、更に二次転写ロール２２は接地されて背面ロール２５との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部２０に搬送される用紙Ｋ上にトナー像を二次転写する。
Then, the
また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が接離自在に設けられている。
Further, on the downstream side of the
なお、中間転写ベルト１５、一次転写部１０（一次転写ロール１６）、及び二次転写部２０（二次転写ロール２２）が、転写手段の一例に該当する。
The
一方、イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側には、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２が配設されている。また、黒の画像形成ユニット１Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配設されている。この基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられたマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは画像形成を開始するように構成されている。
On the other hand, on the upstream side of the yellow
更に、本実施形態に係る画像形成装置では、用紙Ｋを搬送する搬送手段として、用紙Ｋを収容する用紙収容部５０、この用紙収容部５０に集積された用紙Ｋを予め定められたタイミングで取り出して搬送する給紙ロール５１、給紙ロール５１により繰り出された用紙Ｋを搬送する搬送ロール５２、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｋを二次転写部２０へと送り込む搬送ガイド５３、二次転写ロール２２により二次転写された後に搬送される用紙Ｋを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５、用紙Ｋを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６を備えている。
Further, in the image forming apparatus according to the present embodiment, as a transporting means for transporting the paper K, the
次に、本実施形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。
本実施形態に係る画像形成装置では、図示しない画像読取装置や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置により画像処理が施された後、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって作像作業が実行される。
Next, the basic image forming process of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described.
In the image forming apparatus according to the present embodiment, the image data output from an image reading device (not shown), a personal computer (PC) (not shown), or the like is subjected to image processing by an image processing device (not shown), and then the
画像処理装置では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。
The image processing device performs image processing such as shading correction, position shift correction, brightness / color space conversion, gamma correction, frame erasing and color editing, and various image editing such as movement editing on the input reflectance data. Will be done. The image data that has undergone image processing is converted into color material gradation data of four colors Y, M, C, and K, and is output to the
レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各々の感光体１１に照射している。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各感光体１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。
In the
画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの感光体１１上に形成されたトナー像は、各感光体１１と中間転写ベルト１５とが接触する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部１０において、一次転写ロール１６により中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性（マイナス極性）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像を中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。
The toner image formed on the
トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１５は移動してトナー像が二次転写部２０に搬送される。トナー像が二次転写部２０に搬送されると、搬送手段では、トナー像が二次転写部２０に搬送されるタイミングに合わせて給紙ロール５１が回転し、用紙収容部５０から目的とするサイズの用紙Ｋが供給される。給紙ロール５１により供給された用紙Ｋは、搬送ロール５２により搬送され、搬送ガイド５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、用紙Ｋは一旦停止され、トナー像が保持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせて位置合わせロール（不図示）が回転することで、用紙Ｋの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。
After the toner image is sequentially primary-transferred to the surface of the
二次転写部２０では、中間転写ベルト１５を介して、二次転写ロール２２が背面ロール２５に加圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｋは、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール２６からトナーの帯電極性（マイナス極性）と同極性の電圧（二次転写バイアス）が印加されると、二次転写ロール２２と背面ロール２５との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１５上に保持された未定着トナー像は、二次転写ロール２２と背面ロール２５とによって加圧される二次転写部２０において、用紙Ｋ上に一括して静電転写される。
In the
その後、トナー像が静電転写された用紙Ｋは、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へと搬送される。搬送ベルト５５では、定着装置６０における最適な搬送速度に合わせて、用紙Ｋを定着装置６０まで搬送する。定着装置６０に搬送された用紙Ｋ上の未定着トナー像は、定着装置６０によって熱及び圧力で定着処理を受けることで用紙Ｋ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｋは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙収容部（不図示）に搬送される。
After that, the paper K on which the toner image is electrostatically transferred is conveyed as it is in a state of being peeled off from the
一方、用紙Ｋへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回転に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニング背面ロール３４及び中間転写ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。
On the other hand, after the transfer to the paper K is completed, the residual toner remaining on the
以上、本実施形態について説明したが、上記実施の形態に限定的に解釈されるものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。 Although the present embodiment has been described above, the present embodiment is not limited to the above embodiment, and various modifications, changes, and improvements can be made.
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りがない場合、「部」及び「％」は質量基準である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples. Unless otherwise specified, "parts" and "%" are based on mass.
＜実施例１＞
（樹脂粒子分散液（１）の調製）
・テレフタル酸 ：３０モル部
・フマル酸 ：７０モル部
・ビスフェノールＡエチレンオキサイド付加物 ： ５モル部
・ビスフェノールＡプロピレンオキサイド付加物：９５モル部
攪拌装置、窒素導入管、温度センサー、及び精留塔を備えた内容量５リットルのフラスコに、上記の材料を仕込み、１時間を要して温度を２２０℃まで上げ、上記材料１００部に対してチタンテトラエトキシド１部を投入した。生成する水を留去しながら０．５時間を要して２３０℃まで温度を上げ、該温度で１時間脱水縮合反応を継続した後、反応物を冷却した。こうして、重量平均分子量１８，０００、酸価１５ｍｇＫＯＨ／ｇ、ガラス転移温度６０℃のポリエステル樹脂を得た。
<Example 1>
(Preparation of resin particle dispersion liquid (1))
・ Telephthalic acid: 30 mol parts ・ Fumaric acid: 70 mol parts ・ Bisphenol A ethylene oxide adduct: 5 mol parts ・ Bisphenol A propylene oxide adduct: 95 mol parts Stirrer, nitrogen introduction tube, temperature sensor, and rectification tower The above-mentioned material was placed in a flask having a content of 5 liters, the temperature was raised to 220 ° C. over 1 hour, and 1 part of titanium tetraethoxydo was added to 100 parts of the above-mentioned material. The temperature was raised to 230 ° C. over 0.5 hours while distilling off the generated water, and the dehydration condensation reaction was continued at that temperature for 1 hour, and then the reaction product was cooled. In this way, a polyester resin having a weight average molecular weight of 18,000, an acid value of 15 mgKOH / g, and a glass transition temperature of 60 ° C. was obtained.
温度調節手段及び窒素置換手段を備えた容器に、酢酸エチル４０部及び２−ブタノール２５部を投入し、混合溶剤とした後、ポリエステル樹脂１００部を徐々に投入し溶解させ、ここに、１０％アンモニア水溶液（樹脂の酸価に対してモル比で３倍量相当量）を入れて３０分間攪拌した。
次いで、容器内を乾燥窒素で置換し、温度を４０℃に保持して、混合液を攪拌しながらイオン交換水４００部を２部／分の速度で滴下し、乳化を行った。滴下終了後、乳化液を室温（２０℃乃至２５℃）に戻し、攪拌しつつ乾燥窒素により４８時間バブリングを行うことにより、酢酸エチル及び２−ブタノールを１，０００ｐｐｍ以下まで低減させ、体積平均粒径２００ｎｍの樹脂粒子が分散した分散液を得た。該分散液にイオン交換水を加え、固形分量を２０％に調整して、樹脂粒子分散液（１）とした。
40 parts of ethyl acetate and 25 parts of 2-butanol were added to a container equipped with a temperature control means and a nitrogen substitution means to prepare a mixed solvent, and then 100 parts of a polyester resin was gradually added to dissolve the mixture. An aqueous ammonia solution (equivalent to 3 times the molar ratio of the acid value of the resin) was added and stirred for 30 minutes.
Next, the inside of the container was replaced with dry nitrogen, the temperature was maintained at 40 ° C., and 400 parts of ion-exchanged water was added dropwise at a rate of 2 parts / minute while stirring the mixture to emulsify. After completion of the dropping, the emulsion was returned to room temperature (20 ° C to 25 ° C) and bubbling with dry nitrogen for 48 hours with stirring to reduce ethyl acetate and 2-butanol to 1,000 ppm or less, and the volume average particles were obtained. A dispersion liquid in which resin particles having a diameter of 200 nm were dispersed was obtained. Ion-exchanged water was added to the dispersion to adjust the solid content to 20% to obtain a resin particle dispersion (1).
（無機粒子分散液（１）の調製）
・シリカ粒子（体積平均粒径Ｄ５０ｖ＝１００ｎｍ） ： ７０部
・アニオン性界面活性剤（第一工業製薬社製ネオゲンＲＫ） ： １部
・イオン交換水 ：２００部
上記の材料を混合し、ホモジナイザー（ＩＫＡ社製ウルトラタラックスＴ５０）を用いて１０分間分散した。分散液中の固形分量が２０％となるようイオン交換水を加え、無機粒子が分散された無機粒子分散液を得た。
(Preparation of Inorganic Particle Dispersion Liquid (1))
-Silica particles (volume average particle size D50v = 100nm): 70 parts-Anionic surfactant (Neogen RK manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.): 1 part-Ion-exchanged water: 200 parts Mix the above materials and homogenizer ( It was dispersed for 10 minutes using Ultratarax T50) manufactured by IKA. Ion-exchanged water was added so that the solid content in the dispersion was 20% to obtain an inorganic particle dispersion in which the inorganic particles were dispersed.
（充填剤の作製）
・樹脂粒子分散液（１） ：１００部
・無機粒子分散液（１） ： １５部
・アニオン性界面活性剤（ＴａｙｃａＰｏｗｅｒ）： １０部
上記の材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、０．１Ｎの硝酸を添加してｐＨを３．５に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が１０質量％の硝酸水溶液３０部を添加した。続いて、ホモジナイザー（ＩＫＡ社製ウルトラタラックスＴ５０）を用いて３０℃において分散した後、加熱用オイルバス中で４５℃まで加熱し３０分間保持した。その後、樹脂粒子分散液１５部を緩やかに追加し１時間保持し、０．１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液を添加してｐＨを８．５に調整した後、攪拌を継続しながら８５℃まで加熱し、５時間保持した。その後、２０℃／分の速度で２０℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、実施例１の充填剤を得た。
なお、実施例１の充填剤をＳＥＭにて観察したところ、一つの充填剤（粒状物）中に、複数の無機粒子が含まれていることが確認された。
(Preparation of filler)
-Resin particle dispersion (1): 100 parts-Inorganic particle dispersion (1): 15 parts-Anionic surfactant (TaycaPower): 10 parts Put the above material in a round stainless steel flask and add 0.1N. After adjusting the pH to 3.5 by adding nitric acid, 30 parts of a nitric acid aqueous solution having a polyaluminum chloride concentration of 10% by mass was added. Subsequently, after dispersing at 30 ° C. using a homogenizer (Ultratarax T50 manufactured by IKA), the mixture was heated to 45 ° C. in a heating oil bath and held for 30 minutes. Then, 15 parts of the resin particle dispersion liquid was gently added and held for 1 hour, and after adjusting the pH to 8.5 by adding a 0.1 N sodium hydroxide aqueous solution, the mixture was heated to 85 ° C. while continuing stirring. It was held for 5 hours. Then, the filler was cooled to 20 ° C. at a rate of 20 ° C./min, filtered, thoroughly washed with ion-exchanged water, and dried to obtain the filler of Example 1.
When the filler of Example 1 was observed by SEM, it was confirmed that one filler (granular matter) contained a plurality of inorganic particles.
＜実施例２〜９＞
無機粒子の種類及び充填剤中の無機粒子の含有量が表１に示す種類及び含有量となるように、無機粒子分散液（１）の種類（無機粒子の種類）及び部数を変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜９の充填剤を得た。
なお、実施例２〜９の充填剤をＳＥＭにて観察したところ、一つの充填剤（粒状物）中に、複数の無機粒子が含まれていることが確認された。
<Examples 2 to 9>
Except for changing the type (type of inorganic particles) and the number of copies of the inorganic particle dispersion liquid (1) so that the types of inorganic particles and the content of the inorganic particles in the filler are the types and contents shown in Table 1. , The fillers of Examples 2 to 9 were obtained in the same manner as in Example 1.
When the fillers of Examples 2 to 9 were observed by SEM, it was confirmed that one filler (granular matter) contained a plurality of inorganic particles.
＜比較例１＞
無機粒子分散液（１）を使用しない以外は、実施例１と同様にして、樹脂のみの粒状物（体積平均粒径１２０μｍの樹脂粒子）からなる比較例１の充填剤を得た。
<Comparative example 1>
A filler of Comparative Example 1 composed of resin-only particles (resin particles having a volume average particle size of 120 μm) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the inorganic particle dispersion liquid (1) was not used.
＜比較例２〜５＞
体積平均粒径２００μｍのシリカ粒子、体積平均粒径１００μｍの炭酸カルシウム粒子、及び体積平均粒径５０μｍの酸化チタン粒子を、各々、比較例２〜４の充填剤として使用した。
また、無機粒子の種類及び充填剤中の無機粒子の含有量が表１に示す種類及び含有量となるように、無機粒子分散液（１）の種類（無機粒子の種類）及び部数を変更した以外は、実施例１と同様にして、比較例５の充填剤を得た。
<Comparative Examples 2 to 5>
Silica particles having a volume average particle diameter of 200 μm, calcium carbonate particles having a volume average particle diameter of 100 μm, and titanium oxide particles having a volume average particle diameter of 50 μm were used as fillers for Comparative Examples 2 to 4, respectively.
In addition, the type (type of inorganic particles) and the number of copies of the inorganic particle dispersion liquid (1) were changed so that the types of inorganic particles and the content of the inorganic particles in the filler were the types and contents shown in Table 1. A filler of Comparative Example 5 was obtained in the same manner as in Example 1 except for the above.
＜実施例Ａ１〜Ａ３＞
無機粒子の種類及び充填剤中の無機粒子の含有量が表１に示す種類及び含有量となるように、無機粒子分散液の種類及び部数を変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例Ａ１〜Ａ３の充填剤を得た。
なお、実施例Ａ１〜Ａ３の充填剤は、無機粒子の含有量が多すぎたため、径の揃った複合粒子が得られなかった。
<Examples A1 to A3>
The same as in Example 1 except that the type and number of copies of the inorganic particle dispersion were changed so that the types of inorganic particles and the content of the inorganic particles in the filler were the types and contents shown in Table 1. The fillers of Examples A1 to A3 were obtained.
Since the fillers of Examples A1 to A3 contained too much inorganic particles, composite particles having the same diameter could not be obtained.
＜評価＞
各例の充填剤を使用して、次の評価を実施した。
<Evaluation>
The following evaluations were performed using the fillers of each example.
（充填剤含有塗布液の作製）
以下の操作に従い、塗布液を調製した。
界面活性剤を添加した水中に平均粒径１０μｍのＰＦＡ粉末（三井・デュポンフロロケミカル株式会社製：商品名３５０Ｊ）を分散した後、全フッ素樹脂粒子中の小粒径の粒子と大粒径の粒子の比率が６：４となるように平均粒径０．２μｍのＰＦＡ分散液（三井・デュポンフロロケミカル株式会社製：商品名９４５ＨＰ−Ｐｌｕｓ）を更に加えて混合した。そして、この混合物に、各例の充填剤を、固形分中の割合が５質量％となるように配合した。
次に、充填剤が配合された混合物に、導電剤としてカーボンブラック（ライオン株式会社製ケッチェンブラック分散溶液）を、固形分中の割合が２質量％となるように配合した。さらに、得られた混合物に、水および増粘剤（ヒドロキシプロピルメチルセルロース）により溶液の粘度を調整し、充填剤含有塗布液を調製した。
(Preparation of filler-containing coating liquid)
The coating liquid was prepared according to the following operation.
After dispersing PFA powder (manufactured by Mitsui / Dupont Fluorochemical Co., Ltd .: trade name 350J) with an average particle size of 10 μm in water containing a surfactant, the small particle size particles and the large particle size particles in the total fluororesin particles A PFA dispersion having an average particle size of 0.2 μm (manufactured by Mitsui / Dupont Fluorochemical Co., Ltd .: trade name: 945HP-Plus) was further added and mixed so that the particle ratio was 6: 4. Then, the filler of each example was blended into this mixture so that the ratio in the solid content was 5% by mass.
Next, carbon black (Ketjen black dispersion solution manufactured by Lion Corporation) was added as a conductive agent to the mixture containing the filler so that the ratio in the solid content was 2% by mass. Further, the viscosity of the solution was adjusted with water and a thickener (hydroxypropyl methylcellulose) in the obtained mixture to prepare a filler-containing coating liquid.
（成形物の作製）
得られた充填剤含有塗布液をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート上に滴下し、バーコータにて塗膜を形成させ、層状の成形物を成形した。
そして、得られた層状の成形物を使用して摩耗試験を行った。
(Making a molded product)
The obtained filler-containing coating liquid was dropped onto a polyethylene terephthalate (PET) sheet, a coating film was formed with a bar coater, and a layered molded product was formed.
Then, a wear test was performed using the obtained layered molded product.
（成形物の摩耗試験）
作製した層状の成形物を幅８ｍｍ、長さ５ｃｍの短冊状に切断し、重量を測定した。
次に、短冊状の成形物を、ピンオンディスク形式のフリクションプレーヤー（Ｒｈｅａｓｃａ社製 ＦＰＲ−２１００）に装着した。そして、短冊状の成形物をステージ上に載せ、圧子に取り付けた状態で、ステージ上を３２回螺旋状に移動させた後、成形物の重量を測定した。そして、使用前後の重量変化量を摩耗量とした。なお、ステージ上は８ｃｍ四辺に切断した用紙ＣＸ−９０を取付け、用紙を介して成形物を載せた。ステージは１２０℃に加熱した。圧子の上のおもりは２ｋｇとした。摩耗量の結果を表１に示す。
(Abrasion test of molded product)
The produced layered molded product was cut into strips having a width of 8 mm and a length of 5 cm, and the weight was measured.
Next, the strip-shaped molded product was attached to a pin-on disc type friction player (FPR-2100 manufactured by Rheasca). Then, the strip-shaped molded product was placed on the stage, and in a state of being attached to the indenter, the molded product was spirally moved 32 times on the stage, and then the weight of the molded product was measured. Then, the amount of weight change before and after use was defined as the amount of wear. On the stage, paper CX-90 cut into 8 cm squares was attached, and a molded product was placed via the paper. The stage was heated to 120 ° C. The weight on the indenter was 2 kg. The results of the amount of wear are shown in Table 1.
（無端ベルトの作製）
以下の操作に従い、無端ベルトを作製した。
まず、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミニウム製の円筒管の表面をブラスト処理により粗面化し、さらに、シリコーン系離型剤を塗布し、２００℃で６０分間乾燥した。その後、さらに３４０℃で３０分間加熱して焼き付け、表面粗さＲａが０．８μｍで、表面にシリコーン系離型剤を焼き付けた金型を用意した。
次に、用意した金型の中央部４７０ｍｍに、フローコーティング（螺旋巻き塗布）法により、粘度１２０Ｐａ・ｓに調整したポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液（宇部興産株式会社製：商品名ＵワニスＳ）を塗布した。次いで、金型を１００℃で５０分間回転しながら塗布液を乾燥し、塗布したポリイミド前駆体の塗膜を平滑化した。
(Manufacturing endless belt)
An endless belt was produced according to the following operation.
First, the surface of an aluminum cylindrical tube having an outer diameter of 30 mm and a length of 500 mm was roughened by blasting, a silicone-based mold release agent was applied, and the tube was dried at 200 ° C. for 60 minutes. Then, it was further heated at 340 ° C. for 30 minutes and baked to prepare a mold having a surface roughness Ra of 0.8 μm and having a silicone-based mold release agent baked on the surface.
Next, an N-methylpyrrolidone solution of a polyimide precursor adjusted to a viscosity of 120 Pa · s by a flow coating (spiral winding coating) method on the central portion of the prepared mold of 470 mm (manufactured by Ube Industries, Ltd .: trade name U varnish). S) was applied. Next, the coating liquid was dried while rotating the mold at 100 ° C. for 50 minutes to smooth the coating film of the coated polyimide precursor.
得られた充填剤含有塗布液を塗液圧送供給容器に入れた。次に、予め表面にポリイミド前駆体を塗布した金型（アルミニウム製円筒管）の軸方向に塗液圧送供給容器を隣接させ、且つ塗液吐出口がポリイミド前駆体の表面近傍に配置されるように塗液圧送供給容器を装着した。次に、円筒管状の金型を回転させ、金型の軸方向に沿って塗液圧送供給容器を移動しつつ、塗液吐出口から塗布液を吐出させて金型に塗布したポリイミド前駆体の表面に充填剤含有塗布液を塗布した。
そして金型を回転し、充填剤含有塗布液の塗膜を８０℃で１０分間乾燥させて、表面層を形成した。さらに、３８０℃で６０分間焼成を行い、ポリイミド前駆体を硬化させ、ポリイミド基材を形成した。
The obtained filler-containing coating liquid was placed in a coating liquid pumping supply container. Next, the coating liquid pressure feed supply container is adjacent in the axial direction of the mold (aluminum cylindrical tube) to which the polyimide precursor is coated on the surface in advance, and the coating liquid discharge port is arranged near the surface of the polyimide precursor. A liquid pressure feed container was attached to the container. Next, while rotating the cylindrical tubular mold and moving the coating liquid pressure feed supply container along the axial direction of the mold, the coating liquid is discharged from the coating liquid discharge port to apply the polyimide precursor to the mold. A filler-containing coating liquid was applied to the surface.
Then, the mold was rotated, and the coating film of the filler-containing coating liquid was dried at 80 ° C. for 10 minutes to form a surface layer. Further, it was calcined at 380 ° C. for 60 minutes to cure the polyimide precursor to form a polyimide base material.
次いで、金型の表面に形成された被膜を金型表面から取り外し、さらに、両端部を切断して無端ベルトを得た。
得られた無端ベルトは、ポリイミド樹脂からなる厚さ７０μｍの基材と、ポリイミド基材層基層の外周に積層された厚さ３０μｍの表面層とを有している。また、無端ベルトは、内径３０ｍｍ、全長２４９ｍｍである。
そして、得られた無端ベルトを使用して摩耗試験を行った。
Next, the coating film formed on the surface of the mold was removed from the surface of the mold, and both ends were cut to obtain an endless belt.
The obtained endless belt has a base material having a thickness of 70 μm made of a polyimide resin and a surface layer having a thickness of 30 μm laminated on the outer periphery of the base layer of the polyimide base material layer. The endless belt has an inner diameter of 30 mm and a total length of 249 mm.
Then, a wear test was performed using the obtained endless belt.
（無端ベルトの摩耗試験）
得られた無端ベルトを、画像形成装置「ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ Ｃｏｌｏｒ ４００（富士ゼロックス社製）」の定着装置の定着ベルトとして装着した。
この画像形成装置を用いて、Ａ４用紙に、画像濃度５０％のハーフトーン画像を５０,０００枚出力した。そして、画像形成前の定着ベルトの厚さと画像形成後の定着ベルトの厚さと、をそれぞれ測定し、画像形成前後でのベルトの膜厚変化量を定着ベルトの表面層の摩耗量とした。
ここで、定着ベルトの厚さは、定着ベルトの軸方向に沿って定着ベルトの全長を５ｍｍ間隔で測定した。また、定着ベルトの周方向の測定位置は９０°置きの４ヶ所とした。そして、表面層の膜厚変化量は、この測定値の中で、ベルトの膜厚変化量の最大値を表記する。
なお、定着ベルトの厚さの測定は、（株）フィッシャー・インストルメンツ製の渦電流式膜厚計ＩＳＯＳＣＯＰＥ ＭＰ３０を使用して行った。
(Wear test of endless belt)
The obtained endless belt was attached as a fixing belt for the fixing device of the image forming apparatus "DocuCenter Color 400 (manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.)".
Using this image forming apparatus, 50,000 halftone images having an image density of 50% were output on A4 paper. Then, the thickness of the fixing belt before image formation and the thickness of the fixing belt after image formation were measured, and the amount of change in the film thickness of the belt before and after image formation was taken as the amount of wear on the surface layer of the fixing belt.
Here, the thickness of the fixing belt was measured by measuring the total length of the fixing belt along the axial direction of the fixing belt at intervals of 5 mm. In addition, the measurement positions of the fixing belt in the circumferential direction were set to four points at 90 ° intervals. Then, for the amount of change in the film thickness of the surface layer, the maximum value of the amount of change in the film thickness of the belt is indicated in this measured value.
The thickness of the fixing belt was measured using an eddy current type film thickness meter ISOSCOPE MP30 manufactured by Fisher Instruments Co., Ltd.
以下、各例の詳細を表１に一覧にして示す。
なお、表１中、「粒径Ｄ５０ｖ」は体積平均粒径を示す。充填剤の「無機粒子の含有量」の欄は充填剤中の無機粒子の含有量を示す。
The details of each example are listed below in Table 1.
In Table 1, "particle size D50v" indicates the volume average particle size. The column of "content of inorganic particles" of the filler indicates the content of the inorganic particles in the filler.
上記結果から、本実施例の充填剤は、比較例の充填剤に比べ、成形物、特に、ベルトの表面層の耐摩耗性を向上することがわかる。 From the above results, it can be seen that the filler of this example improves the wear resistance of the molded product, particularly the surface layer of the belt, as compared with the filler of the comparative example.
６２ 加圧ベルト
６３ ベルト走行ガイド
６４ 押圧パッド
６４ａ 前挟込部材
６４ｂ 剥離挟込部材
６５ 保持部材
６６ ハロゲンランプ
６８ 摺動部材
６９ 感温素子
７０ 剥離部材
７１ 剥離爪
７２ 保持部材
８０ 定着装置
８２ 摺動部材
８４ 加熱ベルト
８６ 定着ベルトモジュール
８８ 加圧ロール
８９Ａ ハロゲンヒータ
８９ 加熱押圧ロール
９０Ａ ハロゲンヒータ
９０ 支持ロール
９２Ａ ハロゲンヒータ
９２ 支持ロール
９４ 姿勢矯正ロール
９６ 支持部材
９８ 支持ロール
１００ 画像形成装置
１１０ 定着部材
１１０Ａ 基材
１１０Ｂ 弾性層
１１０Ｃ 表面層
62
Claims (11)
体積平均粒径が１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の複数の無機粒子と、前記複数の無機粒子を結着する結着樹脂と、を含み、前記結着樹脂がポリエステル樹脂であり、粒状物全体に対する前記無機粒子の含有量が５質量％以上３０質量％以下である粒状物で構成された充填剤を含む表面を有する成形物。 A molded product whose surface is required to have abrasion resistance.
A plurality of inorganic particles having a volume average particle diameter of 10 nm or more and 500 nm or less and a binder resin for binding the plurality of inorganic particles are included. The binder resin is a polyester resin, and the inorganic particles with respect to the entire granules. A molded product having a surface containing a filler composed of particles having a content of 5% by mass or more and 30% by mass or less.
体積平均粒径が１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の複数の無機粒子と、前記複数の無機粒子を結着する結着樹脂と、を含み、前記結着樹脂がポリエステル樹脂であり、粒状物全体に対する前記無機粒子の含有量が５質量％以上３０質量％以下である粒状物で構成された充填剤を含む層状物を表面に有する部材。 A member whose surface is required to have abrasion resistance,
A plurality of inorganic particles having a volume average particle diameter of 10 nm or more and 500 nm or less and a binder resin for binding the plurality of inorganic particles are included. The binder resin is a polyester resin, and the inorganic particles with respect to the entire granules. A member having a layered material on the surface containing a filler composed of particles having a content of 5% by mass or more and 30% by mass or less.
前記基材上に配置された弾性層と、
前記弾性層上に配置され、体積平均粒径が１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の複数の無機粒子と、前記複数の無機粒子を結着する結着樹脂と、を含み、前記結着樹脂が熱可塑性樹脂であり、粒状物全体に対する前記無機粒子の含有量が５質量％以上３０質量％以下である粒状物で構成された充填剤を含む表面層と、
を有する定着部材。 With the base material
The elastic layer arranged on the base material and
A plurality of inorganic particles arranged on the elastic layer and having a volume average particle diameter of 10 nm or more and 500 nm or less and a binder resin for binding the plurality of inorganic particles are included, and the binder resin is a thermoplastic resin. A surface layer containing a filler composed of granules in which the content of the inorganic particles with respect to the entire granules is 5% by mass or more and 30% by mass or less.
Fixing member having.
前記第１回転体及び前記第２回転体の少なくとも一方が、基材、前記基材上に配置された弾性層、及び、前記弾性層上に配置され、体積平均粒径が１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の複数の無機粒子と前記複数の無機粒子を結着する結着樹脂とを含む粒状物で構成された充填剤を含む表面層を有する定着部材であり、
トナー像が表面に形成された記録媒体を前記第１回転体と前記第２回転体との接触部に通過させて前記トナー像を定着する定着装置。 A first rotating body and a second rotating body arranged in contact with the outer surface of the first rotating body are provided.
At least one of the first rotating body and the second rotating body is arranged on the base material, the elastic layer arranged on the base material, and the elastic layer, and the volume average particle diameter is 10 nm or more and 500 nm or less. A fixing member having a surface layer containing a filler composed of granules containing a plurality of inorganic particles and a binding resin for binding the plurality of inorganic particles.
A fixing device for fixing the toner image by passing a recording medium having a toner image formed on the surface through a contact portion between the first rotating body and the second rotating body.
画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジ。 The fixing device according to any one of claims 7 to 9 is provided.
A process cartridge that can be attached to and detached from the image forming device.
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着する定着手段であって、請求項７〜請求項９のいずれか１項に記載の定着装置を有する定着手段と、
を備える画像形成装置。
Image holder and
A charging means for charging the surface of the image holder and
An electrostatic latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the charged image holder,
A developing means for developing an electrostatic latent image formed on the surface of the image holder with a developer containing toner to form a toner image, and a developing means.
A transfer means for transferring the toner image to the surface of a recording medium,
A fixing means for fixing the toner image to the recording medium, the fixing means having the fixing device according to any one of claims 7 to 9.
An image forming apparatus comprising.
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