【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等の電子写真画像形成装置において、転写定着ベルト、定着ベルト等として使用可能な複合管状体、及びこれを用いた定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より電子写真方式で像を形成記録する電子写真記録装置としては、複写機やレーザービームプリンタ、ファクシミリやこれらの複合機が知られている。この種の装置では、画像形成の高速化や省エネルギー化を目的として、エンドレスベルトを用いた定着方式が採用されている。また、この他に装置寿命の向上や多様な被記録材への適用可能化等を目的として、感光ドラム等の像担持体上の像を中間転写ベルトに一旦転写し、これを被記録材上に一括転写すると同時に、定着作業を行う転写定着方式も検討されている。
【０００３】
また、カラー画像のドキュメント作成の高速化等を目的として、転写搬送ベルト上に複数の像担持体を配置して、ベルト上に被記録材あるいは転写像を搬送し、最終的に定着動作を同じベルト上で行う、タンデム式の転写定着方式も採用されている。
【０００４】
上記のベルトを使用した定着方法の例として、互いに隔離位置にある２つのローラにエンドレスベルトを掛け渡し、加熱ローラと対向させてエンドレスベルトを加熱ローラの円周の一部に沿わしたベルト定着方式が存在する。トナーが仮着された被記録材である転写紙がエンドレスベルトと加熱ローラの間に送紙され、トナーが融解定着されてトナー画像が形成される。このベルト定着方式においては、ニップ距離を稼ぐことで定着性を上げることができる。
【０００５】
上述のようなベルト定着方式等に用いるエンドレスベルトとしては、耐熱性や機械強度に優れたポリイミド内層とフッ素樹脂外層とからなる定着装置および画像形成装置（特開２００１−３５６６２５）が知られている。ベルト定着方式に用いられるエンドレスベルトについては、耐熱性や機械的強度に優れていることが要求される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、エンドレスベルトを２本のロールに掛け渡して回転させた場合、ベルトは蛇行あるいは片側への移動を生じることが多い。機械的に蛇行制御等を行なうものもあるが、定着ベルトは一般的に両端に突き当て板を配置して回転させている。このとき、充分な強度を有していないとベルトは座屈する。単純な座屈対策としてはベルト基材の厚みを増すことで対応可能であるが、上述のようなニップ距離を稼ぐタイプでは厚いベルトを使うと、加温ロールの熱がベルト内部の加圧パッドに伝わりにくいメリットがある。更に、ロール面に沿わせるために高い圧力が必要となりフッ素樹脂外層の寿命の低下という問題があった。また生産性の面からも厚膜の場合は、焼成時間の長時間化などのデメリットがあった。
【０００７】
一方、特開平７−１９９６９９号公報には、定着ベルトの基材フィルムに熱伝導性粒子や補強用粒子などを含有させる技術が開示されており、補強用粒子として無機ウイスカーが例示されている。しかし、座屈強度を向上させるための、無機ウイスカーのアスペクト比や平均長さ等には言及されていない。また、使用される定着装置が、定着ベルトの内部に発熱源を配して定着動作を行うタイプであり、定着ベルトに要求される特性も異なる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、高い生産性をもち、フッ素樹脂外層の寿命低減を引き起こしにくい薄膜ベルトでありながら、充分な座屈強度を有し、加温ロール等の熱を有効に利用することが可能である定着用ベルトとして好適な複合管状体、及びこれを用いた定着装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、特に発熱部をベルトの外部に配置するタイプの定着装置において、数万枚試験後もフッ素樹脂層の磨耗の進行を妨げ、かつ定着ベルトとして好適な座屈強度を有する複合管状物を得るべく鋭意研究を重ねたところ、ポリイミド樹脂製の管状内層とフッ素樹脂製の離型外層を備えた複合管状物において、ポリイミド樹脂製の管状内層に無機ウイスカー（針状粉末）を含有させることにより、所期の目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明の複合管状体は、実質的にフッ素樹脂製の離型外層と、無機ウイスカーを含有するポリイミド樹脂製の管状内層とを備える複合管状体において、前記無機ウイスカーがアスペクト比５〜７５、平均長さ４０μｍ以下であり、ポリイミド樹脂固形分１００重量部に対して１〜４５重量部の範囲で均一に分散されていると共に、外径２０〜７５ｍｍであり長さ３６０ｍｍ以下の形状を有し、長さ方向に垂直な平面にて端辺より荷重を負荷した際に座屈が発生する荷重が２．５ｋｇ以上であることを特徴とする。
【００１１】
前記離型外層と前記管状内層との接着性を高めて耐久性を向上させる場合、前記離型外層と前記管状内層との間に接着層を備えることが好ましい。
【００１２】
また、特に、定着ベルトの外側に発熱源を配して定着動作を行う定着装置に使用する場合、本発明の複合管状体の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましい。
【００１３】
更に、座屈強度の改善効果を考慮すると、前記管状内層に含有される無機ウィスカーが、ホウ酸アルミニウム又はチタン酸カリウムであることが好ましい。
【００１４】
一方、本発明の定着装置は、上記いずれかに記載の複合管状体を定着ベルトとして用い、その定着ベルトの外側に発熱源を配して定着動作を行うものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明の複合管状体の例を図１に示した。ベルト状の複合管状体４は、例えば管状内層１とその外周面に形成される接着層２、接着層２の外周面に形成される離型外層３で構成される。
【００１６】
この構成中、少なくとも、管状内層１に無機ウイスカー（針状粉末）が添加される。また、離型外層３と管状内層１が充分な接着力を有するのであれば接着層２は特に設置しなくても構わない。各層の厚みは、用いられる装置の設計により適宜選択されるが、管状内層１は２０〜５０μｍ、接着層２は０〜５μｍ、離型外層は７〜２０μｍであることが多い。また、これら、管状内層１、接着層２、離型外層３には、所望によりベルト表面等に発生する静電気を除去するために、カーボンブラック等の電子伝導性物質やイオン導電性物質を添加してもよい。
【００１７】
離型外層を構成するフッ素樹脂は、公知のフッ素樹脂は限定なく使用可能である。具体的には、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−へキサフルオロエチレン共重合体（ＦＥＰ）、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）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＦＴＦＥ）等が挙げられ、これらを単独又は２種以上を併用して用いてもよい。
【００１８】
接着層に用いられる材料は、管状内層とフッ素樹脂離型外層を接着することができる材料であれば、特に制限されることはないが、具体例として、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。
【００１９】
本発明の複合管状体における管状内層を構成するポリイミド樹脂は、定着ベルト等の分野において使用される公知のポリイミド樹脂は限定なく使用可能であり、とりわけ、芳香族ポリイミド樹脂の使用が好ましい。管状内層は、無機ウイスカーを含有するポリアミド酸溶液を所定形状に成形し、溶媒の除去後に、イミド転化反応を行うことにより形成される。ポリアミド酸溶液は、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸を含有するものであって、例えばテトラカルボン酸二無水物あるいはその誘導体とジアミンとの略等モルを有機溶媒中で反応させて得ることができる。
【００２０】
本発明において好ましいポリイミド樹脂を構成する上記テトラカルボン酸二無水物としては、具体的には、ピロメリット酸二無水物、３，３’４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，３’４−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，２’−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、ペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。また、このようなテトラカルボン酸二無水物と反応させるジアミンの具体例としては、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジクロロベンジジン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、１，５ −ジアミノナフタレン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、３，３’−ジメチル−４，４’−ビフェニルジアミン、ベンジジン、３，３’−ジメチルベンジジン、３，３’−ジメトキシベンジジン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフイド、４，４’−ジアミノジフェニルプロパン、２，４−ビス（β−アミノ−ｔ−ブチル）トルエン、ビス（ｐ−β−アミノ−ｔ−ブチルフェニル）エーテル、ビス（ｐ−β−メチル−ｔ−アミノフェニル）ベンゼン、ビス−ｐ−（１，１−ジメチル−５−アミノ−ペンチル）ベンゼン、１−イソプロピル−２，４−ｍ−フェニレンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、ジ（ｐ−アミノシクロヘキシル）メタン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ジアミノプロピルテトラメチレン、３−メチルヘプタメチレンジアミン、４，４−ジメチルヘプタメチレンジアミン、２，１１−ジアミノドデカン、１，２−ビス−３−アミノプロポキシエタン、２，２−ジメチルプロピレンジアミン、３−メトキシヘキサメチレンジアミン、２，５−ジメチルヘプタメチレンジアミン、３−メチルへプタメチレンジアミン、５−メチルノナメチレンジアミン、２，１１−ジアミノドデカン、２，１７−ジアミノエイコサデカン、１，４−ジアミルクロヘキサン、１，１０−ジアミノ−１，１０−ジメチルデカン、１，１２−ジアミノオクタデカン、２，２−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン、ピペラジン、
Ｈ２ Ｎ（ＣＨ２ ）３ Ｏ（ＣＨ２ ）２ ＯＣＨ２ ＮＨ２ 、
Ｈ２ Ｎ（ＣＨ２ ）３ Ｓ（ＣＨ２ ）３ ＮＨ２ 、
Ｈ２ Ｎ（ＣＨ２ ）３ Ｎ（ＣＨ２ ）２ （ＣＨ２ ）３ ＮＨ２ 、
等が挙等げられる。これらテトラカルボン酸二無水物あるいはその誘導体及びジアミンは、それぞれ１種類以上を適宜に選定し反応させることができる。ジアミンとしては、特に芳香族ジアミンを主成分として使用することが望ましい。
【００２１】
上記テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させる際に用いられる有機極性溶媒は、その官能基がテトラカルボン酸二無水物またはジアミンと反応しない双極子を有するものである。そして系に対して不活性であり、かつ生成物であるポリアミド酸に対して溶媒として作用するものが好ましい。しかも、反応成分の少なくとも一方、好ましくは両者に対して溶媒として作用するものが好ましい。上記有機極性溶媒としては、特にＮ，Ｎ−ジアルキルアミド類が有用であり、例えばこれの低分子量のものであるＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等が挙げられる。
【００２２】
これらは蒸発、置換または拡散によりポリアミド酸およびポリアミド酸成形品から容易に除去することができる。また、上記以外の有機極性溶媒として、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルトリアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ピリジン、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、併せて使用しても差し支えない。さらに、上記有機極性溶媒にクレゾール、フェノール、キシレノール等のフェノール類、ベンゾニトリルジオキサン、ブチロラクトン、キシレン、シクロへキサン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン等を単独でもしくは併せて混合することもできる。ただし、生成するポリアミド酸の加水分解による低分子量化を防ぐため、水の使用は避けることが好ましい。
【００２３】
本発明の複合管状体において、少なくとも管状内層材料に添加する無機ウイスカーは、公知の断熱機能を有する無機ウイスカーだけでなく比較的熱伝導率の低い（６Ｗ／ｍ・Ｋ以下）ものまで限定なく使用可能である。具体的には、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、酸化亜鉛、炭化ケイ素、窒化ケイ素等の針状結晶粉末が挙げられる。
【００２４】
一般的に無機物とポリイミド樹脂ではポリイミド樹脂の熱伝導率が低いが、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウムなどは、比較的熱伝導性が低く、ポリイミド樹脂中に分散させた場合、実質的に複合管状体の熱伝導率を向上させないことが判明した。特に、弾性率、強度が高いホウ酸アルミニウムの使用が好ましい。このように管状内層に無機ウイスカーを含有させることにより、厚みを上げることなく、座屈強度を向上させ、フッ素樹脂層の長寿命化をはかることができ、しかもベルト全体の熱伝導性を向上させ無いので熱のロスを防ぐことができる。
【００２５】
無機ウイスカーはアスペクト比５〜７５であり、アスペクト比１０〜２０のものが好ましい。アスペクト比５未満では、座屈強度の改善効果が乏しくなり、アスペクト比７５を超えると分散性が悪くなり、不均一分散による不良が生じ易くなると共に、表面粗さが大きくなるという問題がある。
【００２６】
無機ウイスカーの平均長さは、４０μｍ以下であり、１０〜３０μｍが好ましい。平均長さが４０μｍを超えると、分散性が悪くなり、不均一分散による不良が生じ易くなると共に、表面粗さが大きくなるという問題がある。
【００２７】
上記無機ウイスカーの含有量は、ポリイミド樹脂（固形分）１００重量部に対して１〜４５重量部の範囲であり、５〜４０重量部が好ましく、より好ましくは、１０〜２０重量部である。上記の範囲を逸脱すると、柔軟性が損なわれたり、皮膜強度の維持が難しくなる恐れがある。
【００２８】
本発明の複合管状体は、例えば下記工程により製造することができる。
【００２９】
（１）まず成形用金型として円筒状金型を準備し、円筒状金型内周面あるいは外周面に無機ウイスカーを含有するポリアミド酸溶液を塗布する。塗布後、塗布皮膜が少なくともそれ自身支持できるまで乾燥、硬化させるか、あるいはイミド転化が終了するまで加熱することにより、無機ウイスカーを含有してなる管状内層を形成し、得られた管状内層を円筒状金型より剥離して取り出す。
【００３０】
（２）上記管状体の外周面に、プライマーを塗布する等により、接着層を形成する。
【００３１】
（３）形成された接着層の外周面に、フッ素樹脂層を形成し、離型外層を形成する。ポリアミド酸溶液は、使用する際に、溶液粘度が高い場合には適当な溶媒で希釈して粘度を低くして用いることができる。例えば、ポリアミド酸溶液の粘度は、塗布厚み、塗布方法、塗布条件、溶液温度等に応じて設定されるが、通常０．１〜１００００ポイズ（塗布作業時の温度でＢ型粘度計にて測定した粘度）に設定される。上記製法において、成形金型となる円筒状金型としては、従来から管状体の製造に用いられるものであればどのようなものであっても差し支えなく、材質としては耐熱性の観点から、金属、ガラス、セラミックス等各種のものが例示される。
【００３２】
円筒状金型へのポリアミド酸溶液（無機ウイスカー含有）の塗布方法としては、ポリアミド酸溶液中に円筒状金型を浸漬して外面に塗布膜を形成しこれを円筒状ダイス等で成膜する方法や、円筒状金型内面の片端部にポリアミド酸溶液を供給した後、この円筒状金型と一定のクリアランスを有する走行体（弾丸状、球状）を走行させる方法、円筒状金型を軸周りに回転させ、内面にポリアミド酸溶液を供給し、遠心力により均一な皮膜とする方法等が挙げられる。上述の走行体を走行させる方法において、走行体を走行させる方法としては、自重走行法（円筒状金型を垂直に立て、走行体をその自重により下方に走行させる方法）の他、圧縮空気やガス爆発力を利用する方法、牽引ワイヤ等により牽引する方法等が挙げられる。
【００３３】
上記ポリアミド酸溶液を塗布した後の加熱温度は、特に制限はなく適宜に設定できるが、なかでも８０〜２００℃程度の低温で加熱して溶媒を除去した後、２５０〜４００℃程度に昇温してイミド転化を終了する多段加熱法等が用いられる。また、低温加熱後に自身支持できる状態になった管状体を剥離して、接着層やフッ素樹脂層を形成した後、高温加熱を行ってもよい。加熱時の所要時間は加熱温度に応じて適宜設定されるが、通常低温加熱およびその後の高温加熱ともに２０〜６０分程度である。このような多段加熱法を用いれば、イミド転化に伴い発生する閉環水や溶媒の蒸発に起因する管状体における微小ボイドの発生を防止することができる。このようにして得た管状内層を円筒状金型より剥離する。
【００３４】
円筒状金型からポリイミド樹脂製の管状内層を剥離する方法として、例えば円筒状金型端部の周壁面に予め設けられた微小貫通孔に空気を圧送する方法等が挙げられる。なお、管状内層を形成する円筒状金型内周面等に予めシリコーン樹脂等による離型処理を施しておけば、管状内層の剥離作業性が向上し、好ましい。得られた管状内層の外周面に接着層を設ける方法としては、プライマー溶液を塗布することにより得られ、例えばロールコート、刷毛塗り、スプレーコート等が挙げられる。
【００３５】
次いで、離型外層を成形する方法として、溶融押出により得たチューブ状管状体を管状内層外表面に被着する方法、溶液状（ディスパージョンを含む）を管状内層外表面に被覆する方法等により離型外層が形成される。溶液状のフッ素樹脂溶液を被覆する方法としては、例えばスプレーコート、スピンコート、ロールコート、刷毛塗り等の方法が考えられる。
【００３６】
塗布と加熱の手順としては、ボイドが発生するのを防ぐために離型外層を塗布した後、フッ素樹脂溶液中の溶媒を除去した後、フッ素樹脂の融点以上に昇温して離型外層を焼成することができる。また、この時に管状内層のイミド転化を同時に行ってもよい。
【００３７】
本発明の複合管状体は、外径２０〜７５ｍｍであり長さ３６０ｍｍ以下の形状を有する。また、長さ方向に垂直な平面にて端辺より荷重を負荷した際に座屈が発生する荷重が２．５ｋｇ以上であり、好ましくは荷重が５ｋｇ以上である。この荷重が２．５ｋｇ以上であると、実機においても定着動作中に座屈による問題が生じにくい。
【００３８】
本発明の複合管状体は、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましく、熱伝導率が０．８Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることがより好ましい。熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋを超えると、加熱ロール等の熱を有効に利用することが困難になる傾向がある。
【００３９】
一方、本発明の定着装置は、図２に示すように、以上のような本発明の複合管状体４を定着ベルトとして用い、その定着ベルトの外側に発熱源５を配して定着動作を行うものである。このように、定着ベルトの外側に発熱源５を配した定着装置では、熱のロスを防ぐために、ベルト全体の熱伝導性が小さいものが好ましく、本発明の複合管状体を使用するのが好ましい。
【００４０】
より具体的には、例えば、互いに隔離位置にある２つのローラ６に定着ベルト４を掛け渡し、発熱源５を内部に配した加熱ローラ７と対向させつつパッド８に圧接させることで、定着ベルト４を加熱ローラ７の円周の一部に沿わしたものが例示される。加熱ローラ７の外周には必要に応じてクリーニングブレード９が配置される。
【００４１】
トナー１０が仮着された被記録材である転写紙１１が、定着ベルト４と加熱ローラ７の間に送紙されると、トナー１０は融解定着されてトナー画像が形成される。このベルト定着方式によると、ニップ距離を稼ぐことで定着性を上げることができる。
【００４２】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。
【００４３】
〔熱伝導率〕
非定常法の熱線法により京都電子工業社製：ＫｅｍｔｈｒｍＱＴＭ−Ｄ３を用いて、幅方向の熱伝導率を測定した。
【００４４】
〔座屈強度〕
複合管状体を平行な２枚の金属板の間に設置し、１ｍｍ／ｓｅｃの速度で圧縮して座屈したときの荷重を測定した。
【００４５】
〔座屈試験〕
市販の複写機の定着ユニットに複合管状体を使用し、１０万枚まで連続試験を行ない、座屈の有無を確認した。
【００４６】
［実施例１］
Ｎ−メチル−２−ピロリドン７２３ｇ中に無機ウイスカーとしてホウ酸アルミニウム２７．３ｇ（平均長さ２０μｍ、平均径０．８μｍ、アスペクト比２５、ポリイミド樹脂固形分に対し２０重量部）を分散し、これにｐ−フェニレンジアミン４１ｇと３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物１１２ｇを溶解（固形分濃度２０ｗｔ％）し、窒素雰囲気中において室温で攪拌しながら反応させて、３０００ポイズのポリアミド酸溶液を得た。内径２０ｍｍの円筒状金型の内面に上記ポリアミド酸溶液を塗布後、弾丸状走行体を自重により落下させた後、塗膜中の気泡を除く脱泡を行い、均一な塗膜面を得た。
【００４７】
次いで該金型を１５０℃から段階的に３７０℃まで加熱して溶媒除去、閉環水の除去、イミド転化完結反応を行い、ポリイミド樹脂層からなる基層管状物を得た。この管状体を金型から取り出し金属シリンダに差し替えた後、外表面にプライマーをスプレーコートし接着層を形成した。次いで、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂の水分散体をスプレーコートし、次いで管状物をパイプに差したまま１５０℃で１０分間加熱して、溶媒である水を除去した。さらにこの管状物をこのパイプごと３７０℃まで加熱し、管状内層５０μｍ、接着層１μｍ、フッ素樹脂離型外層１０μｍの複合管状体（総厚６１μｍ）を得た。この複合管状体の熱伝導率は０．７Ｗ／ｍ・Ｋであり、３３０ｍｍの複合管状体の座屈強度は３．２ｋｇであり１０万枚相当の連続試験において座屈は発生せず、試験後も離型外層表面に著しい磨耗は見られず、良好な定着画像が得られた。
【００４８】
［比較例１］
実施例１において、管状内層に無機ウイスカーを含有しないポリイミド樹脂のみを用いて形成した以外は同様にして複合管状体を作製し、基層５０μｍ、接着層１μｍ、フッ素樹脂層１１μｍ（総厚６２μｍ）の複合管状体を得た。この複合管状体の熱伝導率は０．７Ｗ／ｍ・Ｋであり、座屈強度は２．１ｋｇであった。この複合管状体を実際の定着装置に組み込み、複写試験を行ったところ、３万枚相当時間で座屈し使用不可となった。
【００４９】
［比較例２］
実施例１において、管状内層に無機ウイスカーを含有しないポリイミド樹脂のみを用いて形成した以外は同様にして複合管状体を作製し、基層８０μｍ、接着層１μｍ、フッ素樹脂層１０μｍ（総厚９１μｍ）の複合管状体を得た。この複合管状体の熱伝導率は０．６Ｗ／ｍ・Ｋであり、座屈強度は３．５ｋｇであった。この複合管状体を実際の定着装置に組み込み、複写試験を行ったところ、５万枚相当時間で離型外層が摩滅し定着画像にオフセット、ヨゴレが多発した。
【００５０】
［比較例３］
実施例１において、平均粒径２μｍ、アスペクト比１のホウ酸アルミニウム２７．３ｇ（ポリイミド樹脂固形分１００重量部に対し２０重量部）を用いて形成した以外は同様にして複合管状体を作製し、基層５０μｍ、接着層１μｍ、フッ素樹脂層１０μｍ（総厚６１μｍ）の複合管状体を得た。この複合管状体の熱伝導率は０．７Ｗ／ｍ・Ｋであり、座屈強度は２．３ｋｇであった。この複合管状体を実際の定着装置に組み込み、複写試験を行ったところ、７万枚相当時間で座屈し使用不可となった。
【００５１】
［比較例４］
実施例１において、ホウ酸アルミニウム０．７ｇ（ポリイミド樹脂固形分１００重量部に対し０．５重量部）を用いて形成した以外は同様にして複合管状体を作製し、基層５０μｍ、接着層１μｍ、フッ素樹脂層１０μｍ（総厚６１μｍ）の複合管状体を得た。この複合管状体の熱伝導率は０．７Ｗ／ｍ・Ｋであり、座屈強度は２．３ｋｇであった。この複合管状体を実際の定着装置に組み込み、複写試験を行ったところ、７万枚相当時間で座屈し使用不可となった。
【００５２】
［比較例５］
実施例１において、ホウ酸アルミニウム６８．３ｇ（（平均長さ２０μｍ、平均径０．８μｍ、アスペクト比２５、ポリイミド樹脂固形分１００重量部に対し５０重量部）を用いて形成した以外は同様にして複合管状体を作製したが、端部からのひびが発生し、複合管状体を得ることができなかった。
【００５３】
［比較例６］
実施例１において、平均長さ５０μｍ、アスペクト比６３のホウ酸アルミニウム２７．３ｇ（ポリイミド樹脂固形分１００重量部に対し２０重量部）を用いて形成した以外は同様にして複合管状体を作製したが、均一な管状内層を得ることができなかった。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、使用時の座屈を防止しながら、数万枚の通紙後におけるフッ素樹脂層の磨耗の進行を防ぐことが可能である複合管状体を得ることができる。また、この複合管状体を、定着用ベルト、転写定着用ベルトとして、画像形成装置に用いると、長期間高い離型性と良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合管状体の一例を示す断面図
【図２】本発明の定着装置の一例を示す概略構成図
【符号の説明】
１ 管状内層
２ 接着層
３ 離型外層
４ 複合管状体
５ 発熱源[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a composite tubular body that can be used as a transfer fixing belt, a fixing belt, and the like in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a laser beam printer, and a facsimile, and a fixing device using the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, copiers, laser beam printers, facsimile machines, and multifunction machines thereof have been known as electrophotographic recording apparatuses for forming and recording images by electrophotography. This type of apparatus employs a fixing method using an endless belt for the purpose of speeding up image formation and saving energy. In addition, the image on the image carrier such as a photosensitive drum is temporarily transferred to an intermediate transfer belt, and the image is transferred onto the recording material for the purpose of improving the life of the apparatus and making it applicable to various recording materials. A transfer / fixing method for performing a fixing operation at the same time as transferring images collectively is also being studied.
[0003]
In addition, for the purpose of speeding up the preparation of a color image document, a plurality of image carriers are arranged on a transfer / conveyance belt, and the recording material or the transfer image is conveyed on the belt, and finally the fixing operation is the same. A tandem transfer fixing method performed on a belt is also employed.
[0004]
As an example of the fixing method using the above-mentioned belt, a belt fixing method in which an endless belt is stretched over two rollers located at a position separated from each other, and the endless belt is opposed to a heating roller and extends along a part of the circumference of the heating roller. Exists. Transfer paper, which is a recording material to which toner is temporarily attached, is fed between the endless belt and the heating roller, and the toner is melted and fixed to form a toner image. In this belt fixing method, fixing property can be improved by increasing the nip distance.
[0005]
As an endless belt used in the above-described belt fixing method and the like, a fixing device and an image forming device including a polyimide inner layer and a fluororesin outer layer excellent in heat resistance and mechanical strength (JP-A-2001-356625) are known. . The endless belt used in the belt fixing system is required to have excellent heat resistance and mechanical strength.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the endless belt is wound around two rolls and rotated, the belt often meanders or moves to one side. Some devices mechanically perform meandering control or the like, but the fixing belt is generally rotated with abutting plates disposed at both ends. At this time, if the belt does not have sufficient strength, the belt buckles. As a simple countermeasure against buckling, it is possible to respond by increasing the thickness of the belt base material.However, in the case of the type that increases the nip distance as described above, if a thick belt is used, the heat of the heating roll will cause the pressure pad inside the belt There is a merit that is difficult to be transmitted. Further, a high pressure is required to follow the roll surface, and there is a problem that the life of the fluororesin outer layer is shortened. In addition, from the viewpoint of productivity, a thick film has disadvantages such as a longer firing time.
[0007]
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-199699 discloses a technique in which a base film of a fixing belt contains heat conductive particles, reinforcing particles, and the like, and an inorganic whisker is exemplified as the reinforcing particles. However, there is no mention of the aspect ratio, average length, etc. of the inorganic whiskers for improving the buckling strength. Further, the fixing device used is of a type that performs a fixing operation by arranging a heat source inside the fixing belt, and has different characteristics required for the fixing belt.
[0008]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a thin film belt having high productivity, which is unlikely to cause a reduction in the life of the fluororesin outer layer, has sufficient buckling strength, and effectively utilizes heat of a heating roll or the like. It is an object of the present invention to provide a composite tubular body suitable as a fixing belt capable of fixing, and a fixing device using the same.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In particular, in a fixing device of a type in which a heat generating portion is disposed outside the belt, the present inventors have found that a composite having a buckling strength suitable for preventing the progress of abrasion of the fluororesin layer even after a test of tens of thousands of sheets and suitable as a fixing belt. After extensive research to obtain a tubular article, the composite tubular article comprising a polyimide resin tubular inner layer and a fluororesin release outer layer contained an inorganic whisker (needle powder) in the polyimide resin tubular inner layer. By doing so, the inventor has found that the intended purpose can be achieved, and has completed the present invention.
[0010]
That is, the composite tubular body of the present invention is substantially a composite tubular body comprising a release resin outer layer made of fluororesin and a tubular inner layer made of polyimide resin containing inorganic whiskers, wherein the inorganic whisker has an aspect ratio of 5 to 75. Has an average length of 40 μm or less, is uniformly dispersed in a range of 1 to 45 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the polyimide resin, and has an outer diameter of 20 to 75 mm and a length of 360 mm or less. In addition, when a load is applied from a side edge on a plane perpendicular to the length direction, a load at which buckling occurs is 2.5 kg or more.
[0011]
When the adhesion between the release outer layer and the tubular inner layer is enhanced to improve the durability, it is preferable to provide an adhesive layer between the release outer layer and the tubular inner layer.
[0012]
In particular, when the composite tubular body of the present invention is used in a fixing device that performs a fixing operation by arranging a heat source outside the fixing belt, the thermal conductivity of the composite tubular body is preferably 1 W / m · K or less.
[0013]
Further, considering the effect of improving buckling strength, it is preferable that the inorganic whiskers contained in the tubular inner layer be aluminum borate or potassium titanate.
[0014]
On the other hand, the fixing device of the present invention uses any one of the composite tubular bodies described above as a fixing belt, and performs a fixing operation by arranging a heat source outside the fixing belt.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of the composite tubular body of the present invention. The belt-shaped composite tubular body 4 includes, for example, a tubular inner layer 1, an adhesive layer 2 formed on the outer peripheral surface thereof, and a release outer layer 3 formed on the outer peripheral surface of the adhesive layer 2.
[0016]
In this configuration, at least an inorganic whisker (needle-shaped powder) is added to the tubular inner layer 1. In addition, if the release outer layer 3 and the tubular inner layer 1 have a sufficient adhesive force, the adhesive layer 2 may not be particularly provided. The thickness of each layer is appropriately selected depending on the design of the device used. In many cases, the thickness of the tubular inner layer 1 is 20 to 50 μm, the thickness of the adhesive layer 2 is 0 to 5 μm, and the thickness of the release outer layer is 7 to 20 μm. In addition, an electron conductive material such as carbon black or an ion conductive material is added to the tubular inner layer 1, the adhesive layer 2, and the release outer layer 3 in order to remove static electricity generated on the belt surface or the like, if desired. You may.
[0017]
As the fluororesin constituting the release outer layer, a known fluororesin can be used without limitation. Specifically, polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoroethylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer (PFA), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer And the like (FTFE), and these may be used alone or in combination of two or more.
[0018]
The material used for the adhesive layer is not particularly limited as long as it is a material capable of adhering the tubular inner layer and the fluororesin release outer layer, but specific examples thereof include a polyimide resin, a polyamideimide resin, and a polyamide. Resin, fluorine resin and the like.
[0019]
As the polyimide resin constituting the tubular inner layer in the composite tubular body of the present invention, a known polyimide resin used in the field of a fixing belt or the like can be used without limitation, and the use of an aromatic polyimide resin is particularly preferable. The tubular inner layer is formed by forming a polyamic acid solution containing inorganic whiskers into a predetermined shape, removing the solvent, and then performing an imide conversion reaction. The polyamic acid solution contains a polyamic acid which is a precursor of polyimide, and can be obtained by, for example, reacting approximately equimolar amounts of tetracarboxylic dianhydride or a derivative thereof with a diamine in an organic solvent. .
[0020]
As the tetracarboxylic dianhydride constituting the preferred polyimide resin in the present invention, specifically, pyromellitic dianhydride, 3,3′4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3, 3'4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3'4-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2 2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,2′-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, ethylene Tetracarboxylic dianhydride, and the like. Specific examples of such a diamine reacted with tetracarboxylic dianhydride include 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-diaminodiphenylmethane, and 3,3′-diamine. Dichlorobenzidine, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 1,5-diaminonaphthalene, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 3,3'-dimethyl-4,4'- Biphenyldiamine, benzidine, 3,3′-dimethylbenzidine, 3,3′-dimethoxybenzidine, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylsulfide, 4,4′-diaminodiphenylpropane, 2,4-bis (β-amino-t-butyl) toluene, bis (p-β-amino-t Butylphenyl) ether, bis (p-β-methyl-t-aminophenyl) benzene, bis-p- (1,1-dimethyl-5-amino-pentyl) benzene, 1-isopropyl-2,4-m-phenylene Diamine, m-xylylenediamine, p-xylylenediamine, di (p-aminocyclohexyl) methane, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, decamethylenediamine, diaminopropyltetramethylene, 3- Methylheptamethylenediamine, 4,4-dimethylheptamethylenediamine, 2,11-diaminododecane, 1,2-bis-3-aminopropoxyethane, 2,2-dimethylpropylenediamine, 3-methoxyhexamethylenediamine, 2, 5-dimethylheptamethi Diamine, 3-methylheptamethylenediamine, 5-methylnonamethylenediamine, 2,11-diaminododecane, 2,17-diaminoeicosadecane, 1,4-diamilclohexane, 1,10-diamino-1 , 10-dimethyldecane, 1,12-diaminooctadecane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, piperazine,
H 2 N (CH 2 ) 3 O (CH 2 ) 2 OCH 2 NH 2 ,
H 2 N (CH 2 ) 3 S (CH 2 ) 3 NH 2 ,
H 2 N (CH 2 ) 3 N (CH 2 ) 2 (CH 2 ) 3 NH 2 ,
And so on. One or more of these tetracarboxylic dianhydrides or derivatives thereof and diamines can be appropriately selected and reacted. As the diamine, it is particularly preferable to use an aromatic diamine as a main component.
[0021]
The organic polar solvent used when reacting the tetracarboxylic dianhydride with the diamine has a dipole whose functional group does not react with the tetracarboxylic dianhydride or the diamine. Those which are inert to the system and act as a solvent for the product polyamic acid are preferred. Moreover, it is preferable that at least one of the reaction components, and preferably both of them, act as a solvent. As the organic polar solvent, N, N-dialkylamides are particularly useful, and examples thereof include low molecular weight N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and the like.
[0022]
These can be easily removed from the polyamic acids and polyamic acid moldings by evaporation, displacement or diffusion. Other organic polar solvents other than those described above include N, N-diethylformamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylmethoxyacetamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphortriamide, N-methyl-2-pyrrolidone, pyridine , Tetramethylene sulfone, dimethyltetramethylene sulfone and the like. These may be used alone or in combination. Further, phenols such as cresol, phenol and xylenol, benzonitrile dioxane, butyrolactone, xylene, cyclohexane, hexane, benzene, toluene and the like can be used alone or in combination with the above organic polar solvent. However, it is preferable to avoid using water in order to prevent the generated polyamic acid from being reduced in molecular weight by hydrolysis.
[0023]
In the composite tubular body of the present invention, the inorganic whiskers to be added to at least the tubular inner layer material include not only inorganic whiskers having a known heat insulating function but also those having relatively low thermal conductivity (6 W / m · K or less) without limitation. It is possible. Specific examples include acicular crystal powders such as aluminum borate, potassium titanate, zinc oxide, silicon carbide, and silicon nitride.
[0024]
In general, the thermal conductivity of polyimide resin is low for inorganic substances and polyimide resin, but aluminum borate, potassium titanate, etc. have relatively low thermal conductivity, and when dispersed in polyimide resin, it is substantially a composite tube. It has been found that it does not improve the thermal conductivity of the body. In particular, use of aluminum borate having high elastic modulus and strength is preferable. By including the inorganic whiskers in the tubular inner layer in this manner, the buckling strength can be improved without increasing the thickness, the life of the fluororesin layer can be extended, and the thermal conductivity of the entire belt can be improved. There is no heat loss can be prevented.
[0025]
The inorganic whisker has an aspect ratio of 5 to 75, and preferably has an aspect ratio of 10 to 20. If the aspect ratio is less than 5, the effect of improving the buckling strength is poor. If the aspect ratio is more than 75, the dispersibility deteriorates, and defects due to non-uniform dispersion are likely to occur, and the surface roughness increases.
[0026]
The average length of the inorganic whiskers is 40 μm or less, and preferably 10 to 30 μm. If the average length exceeds 40 μm, there is a problem that the dispersibility deteriorates, defects due to non-uniform dispersion easily occur, and the surface roughness increases.
[0027]
The content of the inorganic whisker is in the range of 1 to 45 parts by weight, preferably 5 to 40 parts by weight, more preferably 10 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyimide resin (solid content). If the ratio is outside the above range, the flexibility may be impaired, or it may be difficult to maintain the film strength.
[0028]
The composite tubular body of the present invention can be manufactured, for example, by the following steps.
[0029]
(1) First, a cylindrical mold is prepared as a molding die, and a polyamic acid solution containing inorganic whiskers is applied to the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the cylindrical mold. After application, the coating film is dried and cured until it can at least support itself, or is heated until the imide conversion is completed, thereby forming a tubular inner layer containing inorganic whiskers. Peel and remove from the mold.
[0030]
(2) An adhesive layer is formed on the outer peripheral surface of the tubular body by applying a primer or the like.
[0031]
(3) A fluororesin layer is formed on the outer peripheral surface of the formed adhesive layer, and a release outer layer is formed. When the polyamic acid solution is used, when the solution viscosity is high, the solution can be diluted with an appropriate solvent to reduce the viscosity. For example, the viscosity of the polyamic acid solution is set according to the coating thickness, the coating method, the coating conditions, the solution temperature, etc., and is usually 0.1 to 10,000 poise (measured with a B-type viscometer at the temperature during the coating operation). Viscosity). In the above-mentioned manufacturing method, as the cylindrical mold to be a forming mold, any kind can be used as long as it is conventionally used for the production of a tubular body. , Glass, ceramics and the like.
[0032]
As a method of applying a polyamic acid solution (containing inorganic whiskers) to a cylindrical mold, a cylindrical mold is immersed in a polyamic acid solution to form a coating film on the outer surface, and this is formed by a cylindrical die or the like. A method of supplying a polyamic acid solution to one end of the inner surface of a cylindrical mold, and then running a traveling body (a bullet or a sphere) having a certain clearance with the cylindrical mold; A method of rotating around and supplying a polyamic acid solution to the inner surface to form a uniform film by centrifugal force. In the method of running the traveling body described above, as a method of traveling the traveling body, there are a self-weight traveling method (a method in which a cylindrical mold is vertically set and the traveling body is caused to travel downward by its own weight) as well as compressed air or the like. A method utilizing gas explosive force, a method of pulling by a pulling wire, and the like are exemplified.
[0033]
The heating temperature after the application of the polyamic acid solution is not particularly limited and can be appropriately set. However, after heating at a low temperature of about 80 to 200 ° C. to remove the solvent, the temperature is raised to about 250 to 400 ° C. Then, a multi-stage heating method or the like in which the imide conversion is completed is used. Alternatively, the tubular body that has become capable of supporting itself after being heated at a low temperature may be peeled off to form an adhesive layer or a fluororesin layer, and then heated at a high temperature. The time required for heating is appropriately set according to the heating temperature, and is usually about 20 to 60 minutes for both low-temperature heating and subsequent high-temperature heating. By using such a multi-stage heating method, it is possible to prevent the generation of microvoids in the tubular body due to the ring-closing water and the evaporation of the solvent that occur with the imide conversion. The tubular inner layer thus obtained is peeled from the cylindrical mold.
[0034]
As a method of peeling the polyimide resin tubular inner layer from the cylindrical mold, for example, there is a method of pressure-feeding air to a minute through hole provided in advance on a peripheral wall surface of an end of the cylindrical mold. In addition, it is preferable to previously perform a mold release treatment using a silicone resin or the like on the inner peripheral surface of the cylindrical mold that forms the tubular inner layer, because the workability of peeling the tubular inner layer is improved. A method for providing an adhesive layer on the outer peripheral surface of the obtained tubular inner layer is obtained by applying a primer solution, and examples thereof include roll coating, brush coating, and spray coating.
[0035]
Then, as a method of forming the release outer layer, a method of applying a tubular tubular body obtained by melt extrusion to the outer surface of the tubular inner layer, a method of coating a solution (including a dispersion) on the outer surface of the tubular inner layer, and the like. A release outer layer is formed. As a method of coating the solution-like fluororesin solution, for example, a method such as spray coating, spin coating, roll coating, brush coating and the like can be considered.
[0036]
The procedure of coating and heating is to apply the release outer layer to prevent voids, remove the solvent in the fluororesin solution, raise the temperature above the melting point of the fluororesin, and bake the release outer layer. can do. At this time, the imide conversion of the tubular inner layer may be performed simultaneously.
[0037]
The composite tubular body of the present invention has an outer diameter of 20 to 75 mm and a length of 360 mm or less. Further, when a load is applied from the end side in a plane perpendicular to the length direction, the load at which buckling occurs is 2.5 kg or more, and preferably the load is 5 kg or more. If the load is 2.5 kg or more, problems due to buckling during the fixing operation hardly occur even in the actual machine.
[0038]
The thermal conductivity of the composite tubular body of the present invention is preferably 1 W / m · K or less, and more preferably 0.8 W / m · K or less. If the thermal conductivity exceeds 1 W / m · K, it tends to be difficult to effectively use heat from a heating roll or the like.
[0039]
On the other hand, as shown in FIG. 2, the fixing device of the present invention performs the fixing operation by using the composite tubular body 4 of the present invention as a fixing belt and disposing a heat source 5 outside the fixing belt. Things. As described above, in the fixing device in which the heat source 5 is disposed outside the fixing belt, it is preferable that the thermal conductivity of the entire belt is small in order to prevent heat loss, and it is preferable to use the composite tubular body of the present invention. .
[0040]
More specifically, for example, the fixing belt 4 is stretched over two rollers 6 which are separated from each other, and the heat source 5 is pressed against the pad 8 while being opposed to the heating roller 7 disposed inside, thereby fixing the fixing belt. 4 is provided along a part of the circumference of the heating roller 7. A cleaning blade 9 is arranged on the outer periphery of the heating roller 7 as needed.
[0041]
When the transfer paper 11, which is a recording material to which the toner 10 is temporarily attached, is fed between the fixing belt 4 and the heating roller 7, the toner 10 is melted and fixed to form a toner image. According to this belt fixing method, the fixing property can be improved by increasing the nip distance.
[0042]
【Example】
Hereinafter, examples and the like specifically illustrating the configuration and effects of the present invention will be described. The evaluation items in Examples and the like were measured as follows.
[0043]
〔Thermal conductivity〕
The thermal conductivity in the width direction was measured by a non-stationary method using a hot wire method, using Kemthrm QTM-D3 manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.
[0044]
(Buckling strength)
The composite tubular body was placed between two parallel metal plates, and the load when buckling was measured by compressing at a speed of 1 mm / sec.
[0045]
(Buckling test)
Using a composite tubular body for a fixing unit of a commercially available copying machine, a continuous test was performed up to 100,000 sheets to check for buckling.
[0046]
[Example 1]
Into 723 g of N-methyl-2-pyrrolidone, 27.3 g of aluminum borate (average length: 20 μm, average diameter: 0.8 μm, aspect ratio: 25, 20 parts by weight with respect to polyimide resin solid content) were dispersed as inorganic whiskers. 41 g of p-phenylenediamine and 112 g of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride were dissolved (solid content concentration: 20% by weight), and reacted while stirring at room temperature in a nitrogen atmosphere. A poise polyamic acid solution was obtained. After applying the polyamic acid solution to the inner surface of a cylindrical mold having an inner diameter of 20 mm, the bullet-shaped traveling body was dropped by its own weight, and then defoaming was performed to remove bubbles in the coating film to obtain a uniform coating surface. .
[0047]
Then, the mold was heated stepwise from 150 ° C. to 370 ° C. to remove the solvent, remove the ring-closing water, and complete the imidization conversion reaction, thereby obtaining a base-layer tubular article composed of a polyimide resin layer. After removing the tubular body from the mold and replacing it with a metal cylinder, the outer surface was spray-coated with a primer to form an adhesive layer. Next, a water dispersion of a perfluoroalkoxy fluororesin was spray-coated, and then the tube was heated at 150 ° C. for 10 minutes while being inserted into a pipe to remove water as a solvent. The tube was heated together with the pipe to 370 ° C. to obtain a composite tube (total thickness: 61 μm) having a tube inner layer of 50 μm, an adhesive layer of 1 μm, and a fluororesin release outer layer of 10 μm. The thermal conductivity of the composite tubular body was 0.7 W / m · K, and the buckling strength of the composite tubular body of 330 mm was 3.2 kg. No buckling occurred in a continuous test corresponding to 100,000 sheets. After that, no remarkable wear was observed on the surface of the release outer layer, and a good fixed image was obtained.
[0048]
[Comparative Example 1]
A composite tubular body was prepared in the same manner as in Example 1 except that the tubular inner layer was formed using only a polyimide resin containing no inorganic whiskers, and a base layer of 50 μm, an adhesive layer of 1 μm, and a fluororesin layer of 11 μm (total thickness of 62 μm) were prepared. A composite tubular body was obtained. The thermal conductivity of this composite tubular body was 0.7 W / m · K, and the buckling strength was 2.1 kg. When this composite tubular body was assembled in an actual fixing device and a copy test was performed, it buckled in a time equivalent to 30,000 sheets and became unusable.
[0049]
[Comparative Example 2]
A composite tubular body was prepared in the same manner as in Example 1 except that the tubular inner layer was formed using only a polyimide resin containing no inorganic whiskers, and a base layer of 80 μm, an adhesive layer of 1 μm, and a fluororesin layer of 10 μm (total thickness of 91 μm) were formed. A composite tubular body was obtained. The thermal conductivity of this composite tubular body was 0.6 W / m · K, and the buckling strength was 3.5 kg. When this composite tubular body was incorporated in an actual fixing device and a copy test was performed, the release outer layer was worn out for 50,000 sheets equivalent time and offset and dirt were frequently generated in the fixed image.
[0050]
[Comparative Example 3]
A composite tubular body was produced in the same manner as in Example 1 except that 27.3 g of aluminum borate having an average particle diameter of 2 μm and an aspect ratio of 1 was used (20 parts by weight based on 100 parts by weight of a solid content of a polyimide resin). Thus, a composite tubular body having a base layer of 50 μm, an adhesive layer of 1 μm, and a fluororesin layer of 10 μm (total thickness of 61 μm) was obtained. The thermal conductivity of this composite tubular body was 0.7 W / m · K, and the buckling strength was 2.3 kg. When this composite tubular body was incorporated in an actual fixing device and a copy test was performed, it buckled in 70,000 sheets equivalent time and became unusable.
[0051]
[Comparative Example 4]
A composite tubular body was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.7 g of aluminum borate (0.5 part by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the polyimide resin) was used, and a base layer of 50 μm and an adhesive layer of 1 μm were formed. Then, a composite tubular body having a fluororesin layer of 10 μm (total thickness 61 μm) was obtained. The thermal conductivity of this composite tubular body was 0.7 W / m · K, and the buckling strength was 2.3 kg. When this composite tubular body was incorporated in an actual fixing device and a copy test was performed, it buckled in 70,000 sheets equivalent time and became unusable.
[0052]
[Comparative Example 5]
In the same manner as in Example 1, except that 68.3 g of aluminum borate ((average length 20 μm, average diameter 0.8 μm, aspect ratio 25, 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the polyimide resin)) was used. Although a composite tubular body was produced by the above method, cracks were generated from the ends, and the composite tubular body could not be obtained.
[0053]
[Comparative Example 6]
A composite tubular body was produced in the same manner as in Example 1, except that 27.3 g of aluminum borate having an average length of 50 μm and an aspect ratio of 63 (20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the polyimide resin) was used. However, a uniform tubular inner layer could not be obtained.
[0054]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the composite tubular body which can prevent the progress of the abrasion of a fluororesin layer after passing tens of thousands of sheets while preventing buckling at the time of use can be obtained. In addition, when this composite tubular body is used in an image forming apparatus as a fixing belt and a transfer and fixing belt, high releasability and a good image can be obtained for a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a composite tubular body of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a fixing device of the present invention.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tubular inner layer 2 Adhesive layer 3 Release outer layer 4 Composite tubular body 5 Heat source
