JP2004191744A

JP2004191744A - Fixing tubular body and fixing device using the same

Info

Publication number: JP2004191744A
Application number: JP2002360836A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Tsutsumi; 洋介堤; Kenji Nakatogawa; 健司中戸川; Jun Kimura; 潤木村
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2022-12-12
Also published as: JP4211376B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin film tubular body capable of forming a uniform layer of lubricant at the rotation time of a fixing member over a long period by preventing exhaustion of the lubricant, preventing increase in sliding resistance between the tubular body and a pressing member, slipping between the tubular body and the fixing member, and stain on a sheet due to sticking of the lubricant, and to provide the fixing member using the tubular body. <P>SOLUTION: A liquid-repellent processing applied part 203 repelling the lubricant is provided at both inner ends of the fixing tubular body (resin film tubular body 2) in the fixing device. The processed part 203 may be provided, for example, on whole the surface of both ends of the tubular body 2, or on both inner ends of the tubular body 2 at a prescribed space in the rotating direction shown by an arrow of the body 2, and tiltedly provided to the width direction against the body 2, directing to the reverse direction to the rotation direction of the body 2, from the inner end of the body 2 toward a central part. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置において未定着画像を加熱加圧定着するのに用いられる定着装置に係り、特に、定着部材と定着用管状体（例えばエンドレスベルトなどの樹脂フィルム管状体）との間に形成されたニップ部に記録媒体を通過させる、所謂ベルトニップ方式の定着装置に用いられる定着用管状体及びそれを用いた定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のベルトニップ方式の定着装置としては、例えば、加熱源を有する回転可能な加熱定着ロールと、この加熱定着ロールに圧接し且つ共に回転移動する樹脂フィルム管状体と、この樹脂フィルム管状体の内側に配設されて、前記樹脂フィルム管状体を加熱定着ロールに向けて押圧して当骸樹脂フィルム管状体と加熱定着ロールとの間にニップ部を形成する圧力パッドとを備え、このニップ部にシートを通過させることで、当該シート上の未定着トナー像を加熱加圧定着するように構成したものが知られている（特開平８−２６２９０３号公報参照）。
【０００３】
ところで、上記ベルトニップ方式の定着装置の場合には、樹脂フィルム管状体を圧力パッドによって加熱定着ロールの表面に圧接させるように構成されているため、樹脂フィルム管状体と圧力パッドとの摺動抵抗が過大であると、樹脂フィルム管状体駆動のためのトルクが増大し、樹脂フィルム管状体を駆動させるための加熱定着ロールに働く応力つまり駆動トルクも大きくなるため、樹脂フィルム管状体の磨滅、薄肉の加熱定着ロールコアのギア受け部に働く応力が大きくなり、ギアやコアの破損が引き起こされる懸念があった。また、このような態様にあっては、駆動モーターの負荷も大きくなり、より多くの電力が必要になる。
【０００４】
更に、加熱定着ロールによる樹脂フィルム管状体の駆動力に比べて、樹脂フィルム管状体及び圧力パッドの間の摩擦力が無視できないほど大きくなると、加熱定着ロールと樹脂フィルム管状体との間でスリップが生じ、このような条件下で未定着トナー像を保持したシートをニップ部に通すと、このスリップがシート上の未定着トナー像に画像のずれを引き起こすという問題点もあった。
【０００５】
そこで、本出願人は、上記の問題点を解決するため、特開平１０−２１３９８４号公報や特開平１０−２２８１９６号公報、あるいは特開平１１−４５０１８号公報等に開示された技術を、既に提案している。
【０００６】
上記特開平１０−２１３９８４号公報には、圧力パッドの表面をポリテトラフルオロエチレンが含浸されたガラス繊維シートで被覆するとともに、圧力パッドと樹脂フィルム管状体との間に、潤滑剤としてシリコーンオイルを介在させることにより、樹脂フィルム管状体の滑りを良好にする技術が提案されている。
【０００７】
また、上記特開平１０−２２８１９６号公報には、圧力パッドと樹脂フィルム管状体の間に潤滑剤を塗布する手段を備えるように構成した技術が提案されている。
【０００８】
さらに、上記特開平１１−４５０１８号公報には、同様に、圧力付与部材と樹脂フィルム管状体の間に潤滑剤を塗布する部材を備えるように構成した技術が提案されている。
【０００９】
しかし、上記特開平１０−２１３９８４号公報や特開平１０−２２８１９６号公報、あるいは特開平１１−４５０１８号公報等に開示された技術の場合には、圧力パッドの表面をポリテトラフルオロエチレンが含浸されたガラス繊維シートで被覆するとともに、圧力パッドと樹脂フィルム管状体との間に、シリコーンオイル等の潤滑剤を塗布供給するように構成したものである。
【００１０】
ところが、本発明者らの検討によれば、ポリテトラフルオロエチレンが含浸されたガラス繊維シートは潤滑剤が含浸しないため、表面にシリコーンオイル等の潤滑剤が塗布された状態で存在するのみであるため、一部でも潤滑剤の塗布むらが生じると、その部分の摺動抵抗が大きくなり、当該ガラス繊維シートが摩擦によって部分的に削られることになる。したがって、上記ポリテトラフルオロエチレンが含浸されたガラス繊維シートが磨耗によって部分的に削られ磨耗粉がシリコーンオイル等の潤滑剤と混合されて粘度の高い物質となり、経時的にエンドレスベルトを駆動するためのトルクが増大し、上述したような加熱定着ロールと樹脂フィルム管状体の間で生じるスリップに起因して、シート上の未定着トナー像に画像のずれが発生するという問題点が明らかになった。
【００１１】
また、上述したシリコーンオイルの一種である、変性シリコーンオイルは、塗布された物質の表面に強固な反応膜を形成することで、塗布むらの発生が抑えられ、結果、摺動抵抗が均一に維持されるのであるが、長時間の熱的環境下で熱劣化をきたし、変質してしまい、反応膜を形成しにくくなってしまうので、経時的に樹脂フィルム管状体を駆動するためのトルクが増大し、上述したような加熱定着ロールと樹脂フィルム管状体との間で生じるスリップに起因して、シート上の未定着トナー像に画像のずれが発生するという間題点も明らかになった。
【００１２】
【特許文献１】
特開平８−２６２９０３号公報
【特許文献２】
特開平１０−２１３９８４号公報
【特許文献３】
特開平１０−２２８１９６号公報
【特許文献４】
特開平１１−４５０１８号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本出願人は、上記従来技術の問題点を解決し、潤滑剤を常に含浸した摺動部材にすることで摺動面に塗布むらが発生しにくく、経時的な樹脂フィルム管状体の駆動トルクの増大を防止し、安定した走行性能を確保することにより、高品質の画像を安定して得ることが可能な定着装置について、既に提案している（特願２００２−１２５２５７号）。
【００１４】
この定着装置は、回転可能に配設される定着部材と、前記定着部材に回転可能に圧接配置され、前記定着部材との間に形成されるニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体が挟持される樹脂フィルム管状体と、前記樹脂フィルム管状体の内側に固定配設され、前記定着部材側に向けて当該樹脂フィルム管状体を押圧する押圧部材と、前記樹脂フィルム管状体と押圧部材との間に介在されるシート状部材と前記ニップ部を加熱する加熱源とを備えた定着装置において、前記シート状部材は、少なくとも潤滑剤を保持する多孔質樹脂層を備え、前記潤滑剤が変性シリコーンオイルであるように構成したものである。
【００１５】
また、上記定着装置は、前記シート状部材が、前記多孔質樹脂層の押圧部材側に潤滑剤の透過を防止する潤滑剤透過防止層を備えるようにした構成をも含んでいる。
【００１６】
しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち上記特願２００２−１２５２５７号に係る定着装置の場合には、樹脂フィルム管状体と押圧部材との間にシート状部材を介在し、このシート状部材は、少なくとも潤滑剤を保持する多孔質樹脂層を備え、前記潤滑剤が変性シリコーンオイルであるように構成したものであるが、当該シート状部材は、多孔質樹脂層に潤滑剤を保持することができるものの、樹脂フィルム管状体の長手方向の両端部に相当する部分がオープンになっている。そのため、多孔質樹脂層に潤滑剤を保持したシート状部材は、押圧部材によって樹脂フィルム管状体を介して定着部材に圧接されると、その両端部から潤滑剤が浸み出てしまい、潤滑剤の枯渇が起きて、定着部材の回転時に潤滑剤の均一な層を形成することができず、樹脂フィルム管状体と押圧部材との間の摺動抵抗が増加し、駆動トルクが早期に上昇するという問題点を有していた。
【００１７】
また、上記シート状部材の両端部から潤滑剤が浸み出てしまうと、当該潤滑剤が樹脂フィルム管状体の表面側に回り、樹脂フィルム管状体と定着部材との間にスリップが生じたり、これら樹脂フィルム管状体と定着部材とのニップ部に挿通されるシートに付着して、潤滑剤の染みが発生するという問題点を有していた。
【００１８】
従って、本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明の目的は、潤滑剤の枯渇を防ぎ、長期にわたって定着部材の回転時に潤滑剤の均一な層を形成することができ、また、樹脂フィルム管状体と押圧部材との間の摺動抵抗が増加するのを防止できるとともに、樹脂フィルム管状体と定着部材との間にスリップが生じたり、シートに付着して潤滑剤の染みが発生するのを防止することが可能な定着用管状体、及びそれを用いた定着装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、本発明は、
（１）内面両端部の少なくとも一部に、潤滑剤を弾く撥液加工部が設けられることを特徴とした定着用管状体。
（２）前記撥液加工部は、前記管状体内面両端部全周面に設けられることを特徴とする前記（１）に記載の定着用管状体。
（３）前記撥液加工部は、前記管状体回転方向に対して所定間隔で前記管状体内面両端部に設けられると共に、管状体内面端部から中央部へ前記管状体回転方向とは逆方向に向うように前記管状体幅方向に対して傾斜して設けられることを特徴とする前記（１）に記載の定着用管状体。
（４）前記撥液加工部が、フッ素樹脂を含んで構成されていることを特徴とする前記（３）に記載の定着用管状体。
（５）前記撥液加工部が、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含んで構成されていることを特徴とする前記（３）に記載の定着用管状体。
（６）前記管状体内面には、前記撥液加工部と共に撥液未加工部が設けられており、前記撥液加工部と前記撥液未加工部との接触角の差が１０度以上であることを特徴とする前記（１）に記載の定着用管状体。
（７）前記撥液未加工部が、多孔質体で構成されていることを特徴とする前記（６）に記載の定着用管状体。
（８）前記撥液未加工部が、ポリイミド系樹脂を含んで構成されていることを特徴とする前記（６）に記載の定着用管状体。
（９）前記撥液未加工部が、ポリベンズイミダゾール樹脂を含んで構成されていることを特徴とする前記（６）に記載の定着用管状体。
【００２０】
（１０）回転可能に設置される定着部材と、
前記定着部材に従動して回転可能に圧接配置され、前記定着部材との間に形成されるニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体が狭持される定着用管状体と、
前記定着用管状体の内側に配置され、前記定着部材側に向けて当該定着用管状体を押圧する押圧部材と、
前記定着用管状体と押圧部材との間に介在させるシート状部材と、
前記定着用管状体と前記シート状部材との間に介在させる潤滑剤と、
前記ニップ部を加熱する加熱源と
を備えた定着装置において、
前記定着用管状体が、前記（１）から（９）のいずれかに記載の定着用管状体であることを特徴とする定着装置。
（１１）前記シート状部材が、前記定着用管状体との接触面側に潤滑剤保持性を有する多孔質繊維層を有することを特徴とする前記（１０）に記載の定着装置。
（１２）前記シート状部材が、前記多孔質樹脂層の押圧部材側に潤滑剤の透過を防止する潤滑剤透過防止層を有することを特徴とする前記（１１）に記載の定着装置。
（１３）前記シート状部材が、前記定着用管状体との接触面側に微細な凹凸形状を有するフッ素樹脂層を有することを特徴とする前記（１０）に記載の定着装置。
（１４）前記潤滑剤が、シリコーン系オイルであることを特徴とする前記（１０）に記載の定着装置。
（１５）前記潤滑剤が、アミノ変性シリコーンオイルであることを特徴とする前記（１０）に記載の定着装置。
（１６）前記潤滑剤が、メチルフェニルシリコーンオイルであることを特徴とする前記（１０）に記載の定着装置。
（１７）前記潤滑剤が、パーフルオロポリエーテルオイルであることを特徴とする前記（１０）に記載の定着装置。
【００２１】
本発明の定着用管状体は、定着装置に配設されるとき、その内面の中央部付近に押圧部材がシート状部材を介して内接されるため、シート状部材の両端部付近から漏れると（シート状部材が潤滑剤を保持する場合、滲み出る）、定着用管状体内面端部の少なくとも一部に設けられた潤滑剤を弾く撥液加工部が、漏れた潤滑剤を堰き止めると共に弾き、シート状部材両端からの潤滑剤漏れを防止し、潤滑剤の枯渇を防ぐことが可能となる。たとえ、シート状部材両端から潤滑剤が漏れたとしても、やはり撥液加工部により潤滑剤は堰き止められると共に弾かれ、定着用管状体内面に留まることとなり、潤滑剤の枯渇を防ぐことが可能となる。このため、本発明の定着用管状体を備える定着装置は、長期にわたって定着部材の回転時に潤滑剤の均一な層を形成することができ、また、樹脂フィルム管状体と押圧部材との間の摺動抵抗が増加するのを防止できるとともに、樹脂フィルム管状体と定着部材との間にスリップが生じたり、シートに付着して潤滑剤の染みが発生するのが防止可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、実質的に同様の機能を有するものには、全図面通して同じ符号を付して説明し、場合によってはその説明を省略することがある。
【００２３】
図１は、本発明の実施の形態に係る定着用管状体を備える定着装置を示す概略構成図である。
【００２４】
図１に示す定着装置は、駆動式の定着ロール１に樹脂フィルム管状体２を外接させ、その外接部位の樹脂フィルム管状体２（定着用管状体）部分に対し、支持体３１上に弾性体３２を装着しシート状部材３３を被せた押圧部材Ａを内接させ、定着ロール１と前記樹脂フィルム管状体２との間にニップ部ｎを形成しており、記録媒体４が前記ニップ部ｎを通過する間にトナー像４１が定着される。また、走行ガイド３５は支持体３１に固定されている。更に、シート状部材３３の樹脂フィルム管状体２に対する摺接面には潤滑剤が介在している。
【００２５】
定着ロール１及び樹脂フィルム管状体２は、加熱源１１及び２１で所定の温度に加熱され、それぞれ矢印の方向に回転する。シート状部材３３の樹脂フィルム管状体２に対する摺接面には潤滑剤が介在しており、樹脂フィルム管状体２の内面に潤滑剤が供給される。樹脂フィルム管状体２の内面に供給された潤滑剤は連れ回され、ニップ部の摺接面側供給される。なお、樹脂フィルム管状体２は、非張架状態で支持されるものであってもよいし、例えば、複数のロールに掛け渡すなどして張架支持されるものであってもよい。また、後述するようにシート状部材３３に潤滑剤保持能を付与していれば、潤滑剤を供給する必要はない。
【００２６】
樹脂フィルム管状体２は、例えば、図２〜３に示すように、管状フィルム基材２０１外面に、トナーの付着を防止するために離型性を有する離型層２０２が設けられており、そして、その内面両端部（幅方向の両端部）の少なくとも一部に潤滑剤を弾く撥液加工部２０３が設けられている（図２（ｂ）〜３（ｂ）参照）。図中、撥液加工部２０３以外の領域は、撥液未加工部２０４である。
【００２７】
なお、樹脂フィルム管状体２は、このフィルム基材２０１内面における撥液加工部２０３が設けられた以外の領域が、撥液未加工部２０４に相当する構成であるが、フィルム基材２０１内面に、撥液未加工部２０４として機能する層、即ち親油性層を別途設けてもよい。
【００２８】
図２に示す樹脂フィルム管状体２は、撥液加工部２０３が樹脂フィルム管状体２内面両端部全周面に設けられた形態である（図２（ａ））。この形態では、撥液加工部２０３が樹脂フィルム管状体２内面両端部全面に設けられているので、より確実に漏れた潤滑剤を堰き止めることが可能となる構成である。
【００２９】
図３に示す樹脂フィルム管状体２は、細長状の撥液加工部２０３が樹脂フィルム管状体２回転方向（矢印）に対して所定間隔で樹脂フィルム管状体２内面両端部に設けられている形態である（図２（ａ））。細長状の撥液加工部２０３は、樹脂フィルム管状体２内面端部から中央部へ樹脂フィルム管状体２回転方向とは逆方向に向うように樹脂フィルム管状体２幅方向に対して傾斜して設けられている。この形態では、細長状の撥液加工部２０３が、樹脂フィルム管状体２幅方向に対して傾斜すると共に、外側（樹脂フィルム管状体２端部側）の一端が、内側（樹脂フィルム管状体２中央部側）の他端よりも、樹脂フィルム管状体２回転方向下流側に位置して設けられているので、樹脂フィルム管状体２の回転に伴い、樹脂フィルム管状体２内面端部周辺に漏れた潤滑剤は、外側（樹脂フィルム管状体２端部側）の一端から内側（樹脂フィルム管状体２中央部側）の他端に沿って徐々に中央部に向かって掻き出される。このため、この形態では、より効果的に樹脂フィルム管状体２内面に潤滑剤を留ませることが可能な構成である。
【００３０】
撥液加工部２０３は、例えば、使用する潤滑剤に対し濡れ性の低い材料で構成でき、シリコーン系潤滑剤に対してはフッ素樹脂などで構成することができる。フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン-パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体（ＭＦＡ）、テトラフルオロエチレン-パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体（ＥＦＡ）、ポリエチレン・テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）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・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などで構成することができ、これらの中でも、ＰＴＦＥが好適である。ＰＴＦＥは、耐磨耗性と再付着耐性に優れており、撥液加工部２０３の耐久性を向上させることができ、本発明に適している。
【００３１】
一方、撥液加工部２０３以外の撥液未加工部２０４（本実施形態ではフィルム基材２０１の構成材料）は、ポリイミド系樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂などで構成することができ、これらの中でも、ポリイミド系樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂が好適である。ポリイミド系樹脂は、熱硬化性であるため、高温条件下でも、樹脂の軟化が少なく、そのため摩耗による摩擦粉が出にくい利点があるとともに、潤滑剤に対し比較的濡れ易い性質を持っているためであるため本発明に適している。一方、ポリベンズイミダゾール樹脂は熱可塑性ではあり、且つその熱変形温度が４００℃以上であり、ＰＩ同等以上の耐熱性から摩耗にも強く摩耗粉の発生も少ない、また、潤滑剤に対し比較的濡れ易い性質を持っているおり、本発明に適している。
【００３２】
また、撥液加工部２０３は、例えば潤滑剤にパーフルオロポリエーテルオイルを使用した際にはこの潤滑剤に濡れ難い性質を持っているポリイミド系樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂などで構成することができる。
【００３３】
一方、例えば潤滑剤にパーフルオロポリエーテルオイルを使用した際には、撥液加工部２０３以外の撥液未加工部２０４としては例えばフッ素樹脂を使用することが出来、フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン-パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体（ＭＦＡ）、テトラフルオロエチレン-パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体（ＥＦＡ）、ポリエチレン・テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）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・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などで構成することができ、潤滑剤によって撥液加工部と撥液未加工部で使用する好適な材料は異なるが、基本的な作用効果は同じである。
【００３４】
更に、本効果を高める要素として、撥液加工部２０３と撥液未加工部３０４に物理的な凹凸差を設けることも効果的である。この作用は樹脂フィルム管状体２の内面ベルトとシート状部材３３の接触によって物理的圧力による撥液効果が促進される。また、このような物理的な凹凸差を設けることだけでも効果が得られるが、凸部に撥液加工部を設けることがより好適である。
【００３５】
撥液加工部２０３と撥液未加工部２０４との接触角の差は、１０度以上であることが撥液加工部２０３よる潤滑剤漏れ防止効果を向上させる観点から好適である。ここで、接触角は、各々の潤滑剤との接触角の差を示し、具体的には、例えば、撥液加工部２０３をフッ素樹脂で構成し、撥液未加工部をポリイミド系樹脂で構成する場合、フッ素樹脂のシリコーンオイルとの接触角は４０度程度で、一方、ポリイミド系樹脂とシリコーンオイルとの接触角は１５度程度であり、その接触角の差は２５度程度有り、本発明に適している。
【００３６】
また、具体的には、例えば、撥液加工部２０３をポリイミド系樹脂で構成し、撥液未加工部をフッ素樹脂で構成する場合、ポリイミド系樹脂のパーフルオロポリエーテルオイルとの接触角は３５度程度で、一方、フッ素樹脂とパーフルオロポリエーテルオイルとの接触角は１５度程度であり、その接触角の差は２５度程度有り、本発明に適している。
【００３７】
また、この接触角の差は、大きいほど好ましく、実際には５０度が限度であるが、撥液未加工部２０４に公知の親油処理を施して親油層を設けることで、５０度以上も可能である。なお、この接触角の差が１０度以上であれば、潤滑剤漏れ防止効果は十分得られる。
【００３８】
また、撥液未加工部２０４は、多孔質で構成されていてもよい。撥液加工部２０３は、樹脂フィルム管状体２におけるシート状部材３３との摺接面に位置しており、摺接面が多項質により構成されていることで、当該摺接面に潤滑剤保持能が付与され、より効果的に摺動抵抗上昇を防止し、耐久性を向上させることができる。
【００３９】
離型層２０２の材質としては、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）、テトラフルオロエチレン-パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体（ＭＦＡ）、テトラフルオロエチレン-パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体（ＥＦＡ）、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（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）等のフッ素樹脂挙げられ、特に耐熱性、機械特性等の面からポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、及び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）テトラフルオロエチレン-パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体（ＭＦＡ）、テトラフルオロエチレン-パーフルオロエチルビニルエーテル（ＥＦＡ）共重合体が好適に用いられる。
【００４０】
このような層構成の樹脂フィルム管状体２は、例えば、まず、公知手段によりポリイミド系樹脂からなるエンドレスベルトを作製し、その外周面に、フッ素ゴムやフッ素樹脂を用いて離型層を形成し、その後、エンドレスベルト内面端部及び内面全体に、撥液加工部として、未加工部にマスキングを施し、スプレーコートを行い乾燥した後溶融成膜させることにより厚さ１μｍ〜３０μｍのフッ素樹脂層を形成して、作製される。この際、必要に応じて、接着プライマーを使用したり、公知手段によるポリイミド系樹脂からなるエンドレスベルトを作製時にポリイミド系樹脂の架橋反応以前に塗布することも可能である。
【００４１】
以下、本実施形態のその他の部材について説明する。
定着部材としての定着ロール１としては、その形状、構造、大きさ等につき特に制限はなく、目的に応じてそれ自体公知のものの中から適宜選択して使用することができる。前記加熱定着ロールは、一般には、円筒状のコアと、その表面に形成された弾性層とを有し、コアの内部に加熱源を備えてなる。また、弾性層の表面に離型層が形成されていてもよい。離型層が形成されていると、トナー像のオフセットを好適に防止でき、安定した状態で画像定着装置を運転することができる点で有利である。
【００４２】
コアの材質としては、機械的強度に優れ、伝熱性が良好である材質ならば特に制限はないが、例えば、アルミ、ＳＵＳ、鉄、銅等の金属、合金、セラミックス、ＦＲＭなどが挙げられる。
【００４３】
弾性層の材質としては、該弾性層として公知の材質のものの中から適宜選択できるが、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。本発明においては、これらの材質の中でも、表面張力が小さく、弾性に優れる点でシリコーンゴムが好ましい。該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）などが挙げられる。
【００４４】
弾性層の厚みとしては、通常、３ｍｍ以下であり、好ましくは０．５〜１．５ｍｍである。弾性層をコアの表面に形成する方法としては、特に制限はなく、例えば、それ自体公知のコーティング法などが採用できる。コーティング法としては、例えば、ニーダーコーティング、バーコーティング、カーテンコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング等が挙げられる。本発明においては、これらの中でもディップコーティングが好適に採用できる。
【００４５】
離型層の材質としては、トナー像に対し適度な離型性を示すものであれば特に制限はなく、例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの材質の中でもフッ素樹脂が好適に挙げられる。前記フッ素樹脂としては、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）、テトラフルオロエチレン-パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体（ＭＦＡ）、テトラフルオロエチレン-パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体（ＥＦＡ）、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（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）等のフッ素樹脂挙げられ、特に耐熱性、機械特性等の面からポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、及び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）テトラフルオロエチレン-パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体（ＭＦＡ）、テトラフルオロエチレン-パーフルオロエチルビニルエーテル（ＥＦＡ）共重合体が好適に用いられる。
【００４６】
離型層の厚みとしては、通常、１０〜１００μｍであり、好ましくは２０〜３０μｍである。前記離型層を前記コアの表面に形成する方法としては、特に制限はなく、例えば、上述したコーティング法などが挙げられる。また、押出し成型によって形成されたチューブを被覆する方法が挙げられる。
【００４７】
なお、定着部材は、定着ロール１に限られず、回転可能に配設されるものであれば、ロール状、ベルト状等適宜選定して差し支えない。
【００４８】
加熱源１１、２１としては、ニップ部を加熱するものであれば、例えば、定着ロール１を内部加熱するタイプに限られず、また定着ロール１を外部加熱するタイプのように、定着部材を介してニップ部を加熱するものは勿論のこと樹脂フィルム管状体２や押圧部材Ａを加熱することでニップ部を加熱するもの、あるいはベルト状の定着部材自体が電磁誘導加熱等によって発熱するもの等、適宜選定して差し支えない。
【００４９】
押圧部材Ａは、支持体３１上に弾性体３２を装着しシート状部材３３を被せた構成であり、固定配設されて定着ロールに向けて樹脂フィルム管状体２を押圧するものであれば適宜選定して差し支えないが、定着時の熱による劣化を防止するという観点からすれば、耐熱性を具備するもので構成することが好ましい。
【００５０】
シート状部材３３の材質としては、単層から構成されてもよし、複数層から構成されていてもよいが、樹脂フィルム管状体２との接触面側に潤滑剤保持性を付与した多孔質繊維層を有することがよい。多孔質繊維層としては、多数の微細な孔を有する樹脂からなるもので、例えば、樹脂を発泡させて多孔質化したものや、樹脂を１軸或いは２軸方向に延伸し多孔質化したもの、或いは焼成成型等によって製造したものが使用でき、例えば、これら多孔質樹脂にて織られた繊維や多孔質樹脂を薄膜化したものを使用することができる。
【００５１】
なお、多孔質繊維層は繊維自体を多孔質化したものでなくとも、当該繊維を織ることによって、多孔質化された樹脂製の繊維織布から構成されたものであっても良いが、前記した多孔質樹脂によって織られた繊維などを用いることによって、繊維織布は自身を含め、多孔質樹脂そのものが潤滑剤を含浸した状態で保持するため一層好ましい。
【００５２】
多孔質繊維層は、多数の微細な孔を有する樹脂からなるものであって、例えば、樹脂を発泡させて多孔質化したものや、樹脂を一軸あるいは二軸方向に延伸して多孔質化したもの、あるいは焼結成型等が挙げられる。ここで、樹脂を一軸あるいは二軸方向に延伸して多孔質化した多孔質樹脂層を採用する態様にあっては、例えば、当該多孔質樹脂にて織られた繊維（多孔質樹脂繊維織布）や、前記多孔質樹脂繊維織布及び多孔質樹脂を薄膜化したもの（多孔質樹脂フイルム）を、従来公知の熱融着法、接着法を用いて積層したものとすることが好ましい。なお、多孔質樹脂層は、繊維自体が多孔質樹脂からなるものでなくとも、当該繊維を織ることによって、多孔質化された樹脂製の繊維織布から構成したものであっても良いが、上述したように、多孔質樹脂にて織られた繊維（多孔質樹脂繊維織布）などを用いることによって、繊維織布は勿論のこと、多孔質樹脂そのものが潤滑剤を含浸した状態で保持するため、より一層望ましい。
【００５３】
多孔質繊維層の材質としては、ポリエチレン樹脂、フッ素樹脂等より適宜選定して差し支えないが、耐熱性、離型性、耐久性、耐摺動性等を考慮すると、多孔質化したＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（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）、ＦＥＰ（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）を用いることが好ましい。
【００５４】
シート状部材３３は多孔質樹脂層の押圧部材Ａ側に潤滑剤の透過を防止する潤滑剤透過防止層を有することも好適であり、この潤滑剤透過防止層を設けることで潤滑剤の枯渇をより抑制することができる。
【００５５】
潤滑剤透過防止層は、耐熱性があり且つ潤滑剤を透過させない耐熱性樹脂フイルムや金属フイルム等から適宜選定して差し支えないが、コスト及び加工性、更には可撓性などを考慮するとＦＥＰ（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）が好ましい。
【００５６】
ここで、シート状部材３３には潤滑剤を保持、即ち多孔質樹脂層には潤滑剤を保持させることがよいが、この手法については、予め多孔質樹脂層に潤滑剤を含浸させるようにしてもよいし、また、外部より多孔質樹脂層自体、又は樹脂フィルム管状体２の内面に塗布し、当該樹脂フィルム管状体２を介して多孔質樹脂層に潤滑剤を供給するようにしてもよい。ここで、後者の態様においては、簡易且つ安定的に潤滑剤を供給するという観点からすれば、樹脂フィルム管状体２の内周面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を具備させることが好ましい。
【００５７】
潤滑剤は、潤滑性が優れている点が重要であるが、この指標としては動粘度があり、定着装置で使用する場合、耐熱性、揮発性等を考慮する必要がある。この点より、シリコーンオイルが好ましく、更に濡れ性に優るアミノ変性シリコーンオイルがより好ましい。また、耐熱性により優れた性能が必要な場合、メチルフェニルシリコーンオイルを使用することも好適である。尚、耐熱性を向上させるためにシリコーンオイル中に微量の酸化防止剤を添加することも可能である。
【００５８】
潤滑剤は、特に、酸化防止剤入りのアミノ変性シリコーンオイルを用いることが望ましいが、樹脂フィルム管状体２と押圧部材Ａとの間に介在されるシート状部材３３として、少なくとも潤滑剤を保持する多孔質樹脂層と、当該多孔質樹脂層の押圧部材側に配置された潤滑剤透過防止層とからなるものを用いることにより、使用可能なシリコーンオイルの種類が広がることがわかっている。シート状部材３３と組み合わせることによって、アミノ変性シリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、酸化防止剤入りのアミノ変性シリコーンオイルであるヒンダードアミンオイルなどが使用可能となるが、長期間の使用において、高い耐熱性を有し、熱的な劣化の少ないヒンダードアミンオイルを用いるのが、特に望ましい。
【００５９】
潤滑剤としてシリコーンオイルを用いる態様にあっては、その粘度が常温で５０〜３０００ｃｓであることが好ましい。ここで、この下限値はシリコーンオイルの不必要な蒸発を防止するという観点に基づいて定められたものであり、一方、上限値はシリコーンオイルが摺動抵抗が大きくなる要因となってしまうのを防止する観点に基づいて定められたものである。
【００６０】
なお、上記何れの実施の形態においても、限定的に解釈されるものではなく、本発明の要件を満足する範囲内で実現可能であることは、言うまでもない。
【００６１】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、潤滑剤の枯渇を防ぎ、長期にわたって定着部材の回転時に潤滑剤の均一な層を形成することができ、また、樹脂フィルム管状体と押圧部材との間の摺動抵抗が増加するのを防止できるとともに、樹脂フィルム管状体と定着部材との間にスリップが生じたり、シートに付着して潤滑剤の染みが発生するのを防止することが可能な樹脂フィルム管状体、及びそれを用いた定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る定着用管状体を備える定着装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る定着用管状体の一形態を示す図であり、（ａ）は展開平面図を示し、（ｂ）は断面図を示す。
【図３】本発明の実施の形態に係る定着用管状体の他の一形態を示す図であり、（ａ）は展開平面図を示し、（ｂ）は断面図を示す。
【符号の説明】
１定着ロール
２樹脂フィルム管状体
４記録媒体
１１加熱源
３１支持体
３２弾性体
３３シート状部材
３５走行ガイド
４１トナー像
２０１管状フィルム基材
２０２離型層
２０３撥液加工部
２０４撥液未加工部
Ａ押圧部材
ｎニップ部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device used for fixing an unfixed image by heating and pressing in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, and more particularly to a fixing member and a fixing tubular body (for example, a resin such as an endless belt). The present invention relates to a fixing tubular body used in a so-called belt nip type fixing device that allows a recording medium to pass through a nip portion formed between the fixing tubular body and a fixing device using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a belt nip type fixing device of this type, for example, a rotatable heating fixing roll having a heating source, a resin film tubular body which is in pressure contact with the heating fixing roll and rotates together, A pressure pad disposed inside the body and pressing the resin film tubular body toward the heat fixing roll to form a nip portion between the resin resin tubular body and the heat fixing roll, There is a known configuration in which an unfixed toner image on a sheet is heated and pressed and fixed by passing the sheet through a nip portion (see Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-262903).
[0003]
By the way, in the case of the belt nip type fixing device, since the resin film tubular body is configured to be pressed against the surface of the heat fixing roll by a pressure pad, the sliding resistance between the resin film tubular body and the pressure pad is increased. Is excessive, the torque for driving the resin film tubular body increases, and the stress acting on the heat-fixing roll for driving the resin film tubular body, that is, the driving torque also increases, so that the resin film tubular body is worn and thinned. However, there is a concern that the stress acting on the gear receiving portion of the heat-fixing roll core increases, and that the gear and the core may be damaged. Further, in such an embodiment, the load on the drive motor also increases, and more power is required.
[0004]
Further, when the frictional force between the resin film tubular body and the pressure pad becomes so large as to be negligible compared to the driving force of the resin film tubular body by the heat fixing roll, slip occurs between the heat fixing roll and the resin film tubular body. When the sheet holding the unfixed toner image is passed through the nip portion under such a condition, there is a problem that the slip causes an image shift in the unfixed toner image on the sheet.
[0005]
In order to solve the above problems, the present applicant has already proposed techniques disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 10-213984, 10-228196, and 11-45018. are doing.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-213984 discloses that the surface of a pressure pad is covered with a glass fiber sheet impregnated with polytetrafluoroethylene, and that silicone oil is used as a lubricant between the pressure pad and the resin film tubular body. A technique has been proposed in which the resin film tubular body is made to slide smoothly by intervening.
[0007]
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-228196 proposes a technique in which a means for applying a lubricant is provided between a pressure pad and a resin film tubular body.
[0008]
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-45018 proposes a technique in which a member for applying a lubricant is similarly provided between a pressure applying member and a resin film tubular body.
[0009]
However, in the case of the technology disclosed in JP-A-10-213984, JP-A-10-228196, or JP-A-11-45018, the surface of the pressure pad is impregnated with polytetrafluoroethylene. And coated with a lubricant such as silicone oil between the pressure pad and the tubular resin film.
[0010]
However, according to the study of the present inventors, since the glass fiber sheet impregnated with polytetrafluoroethylene is not impregnated with a lubricant, it only exists in a state where a lubricant such as silicone oil is applied to the surface. For this reason, when the application unevenness of the lubricant occurs even in a part, the sliding resistance of the part increases, and the glass fiber sheet is partially shaved by friction. Therefore, the glass fiber sheet impregnated with the polytetrafluoroethylene is partially shaved by abrasion, and the abrasion powder is mixed with a lubricant such as silicone oil to become a high-viscosity substance, which drives the endless belt with time. Has increased, and the slippage between the heat-fixing roll and the resin film tubular body as described above has caused a problem that an image shift occurs in the unfixed toner image on the sheet. .
[0011]
In addition, the modified silicone oil, which is a kind of the above-described silicone oil, forms a strong reaction film on the surface of the applied material, thereby suppressing the occurrence of uneven application and, as a result, maintaining uniform sliding resistance. However, thermal degradation occurs in a long-term thermal environment, and the quality deteriorates, making it difficult to form a reaction film. However, the problem that an image shift occurs in the unfixed toner image on the sheet due to the slip generated between the heat-fixing roll and the resin film tubular body as described above has also become apparent.
[0012]
[Patent Document 1]
JP-A-8-262903
[Patent Document 2]
JP-A-10-213984
[Patent Document 3]
JP-A-10-228196
[Patent Document 4]
JP-A-11-45018
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present applicant has solved the above-mentioned problems of the prior art, and has made it difficult to apply unevenness to the sliding surface by making the sliding member always impregnated with the lubricant, and to drive the resin film tubular body over time. A fixing device capable of stably obtaining high-quality images by preventing an increase in torque and securing stable running performance has already been proposed (Japanese Patent Application No. 2002-125257).
[0014]
The fixing device includes a fixing member rotatably disposed, a recording medium rotatably pressed against the fixing member, and a nip portion formed between the fixing member and an unfixed toner image. A resin film tubular body to be sandwiched, a pressing member fixedly disposed inside the resin film tubular body, and pressing the resin film tubular body toward the fixing member side, and the resin film tubular body and the pressing member. In a fixing device provided with a sheet-like member interposed therebetween and a heating source for heating the nip portion, the sheet-like member includes a porous resin layer holding at least a lubricant, and the lubricant is modified. It is configured to be silicone oil.
[0015]
Further, the fixing device also includes a configuration in which the sheet-shaped member includes a lubricant permeation preventing layer for preventing permeation of a lubricant on the pressing member side of the porous resin layer.
[0016]
However, the prior art has the following problems. That is, in the case of the fixing device according to the above-mentioned Japanese Patent Application No. 2002-125257, a sheet-like member is interposed between a resin film tubular body and a pressing member, and the sheet-like member is a porous resin holding at least a lubricant. Layer, and the lubricant is configured to be a modified silicone oil. The sheet-shaped member can retain the lubricant in the porous resin layer, but the longitudinal direction of the resin film tubular body The portions corresponding to the both ends of are open. Therefore, when the sheet-like member holding the lubricant in the porous resin layer is pressed against the fixing member via the resin film tubular body by the pressing member, the lubricant seeps out from both ends thereof, and the lubricant Depletion occurs, a uniform layer of lubricant cannot be formed when the fixing member rotates, the sliding resistance between the resin film tubular body and the pressing member increases, and the driving torque increases early. There was a problem that.
[0017]
Further, when the lubricant oozes out from both ends of the sheet-like member, the lubricant turns to the surface side of the resin film tubular body, or a slip occurs between the resin film tubular body and the fixing member, There is a problem that the lubricant adheres to a sheet inserted into a nip portion between the resin film tubular body and the fixing member, causing stains of the lubricant.
[0018]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described conventional problems and achieve the following objects. That is, an object of the present invention is to prevent the depletion of the lubricant, to form a uniform layer of the lubricant during the rotation of the fixing member for a long period of time, and to prevent the sliding between the resin film tubular body and the pressing member. A fixing tubular body that can prevent an increase in resistance and can prevent a slip from occurring between the resin film tubular body and the fixing member, and prevent a lubricant stain from being attached to a sheet and occurring. , And a fixing device using the same.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The above problem is solved by the following means. That is, the present invention
(1) A tubular body for fixing, wherein a liquid-repellent portion for repelling a lubricant is provided on at least a part of both ends of the inner surface.
(2) The fixing tubular body according to (1), wherein the liquid-repellent portion is provided on an entire peripheral surface of both ends of the tubular inner surface.
(3) The liquid-repellent portions are provided at both ends of the inner surface of the tubular body at predetermined intervals with respect to the rotating direction of the tubular body, and are opposite to the rotating direction of the tubular body from the end of the inner surface of the tubular body to the center. The fixing tubular body according to (1), wherein the tubular body for fixing is provided so as to be inclined with respect to the width direction of the tubular body so as to face.
(4) The fixing tubular body according to (3), wherein the liquid-repellent portion includes a fluorine resin.
(5) The fixing tubular body according to (3), wherein the liquid-repellent portion includes polytetrafluoroethylene (PTFE).
(6) A liquid-repellent unprocessed portion is provided on the tubular body surface together with the liquid-repellent portion, and a difference in contact angle between the liquid-repellent portion and the liquid-repellent unprocessed portion is 10 degrees or more. The fixing tubular body according to the above (1), wherein
(7) The fixing tubular body according to (6), wherein the liquid-repellent unprocessed portion is formed of a porous body.
(8) The tubular fixing body according to (6), wherein the liquid-repellent unprocessed portion includes a polyimide resin.
(9) The fixing tubular body according to (6), wherein the liquid-repellent unprocessed portion includes a polybenzimidazole resin.
[0020]
(10) a fixing member rotatably installed;
A fixing tubular member that is rotatably pressed in contact with the fixing member and that holds a recording medium carrying an unfixed toner image in a nip formed between the fixing member and the fixing member;
A pressing member that is arranged inside the fixing tubular body and presses the fixing tubular body toward the fixing member side.
A sheet-like member interposed between the fixing tubular body and the pressing member,
A lubricant interposed between the fixing tubular body and the sheet-like member,
A heating source for heating the nip portion;
In the fixing device provided with
A fixing device, wherein the fixing tubular body is the fixing tubular body according to any one of (1) to (9).
(11) The fixing device according to (10), wherein the sheet-shaped member has a porous fiber layer having a lubricant retaining property on a contact surface side with the fixing tubular body.
(12) The fixing device according to (11), wherein the sheet-shaped member has a lubricant permeation preventing layer on a pressing member side of the porous resin layer for preventing permeation of a lubricant.
(13) The fixing device according to (10), wherein the sheet-shaped member has a fluororesin layer having fine irregularities on a contact surface side with the fixing tubular body.
(14) The fixing device according to (10), wherein the lubricant is a silicone-based oil.
(15) The fixing device according to (10), wherein the lubricant is an amino-modified silicone oil.
(16) The fixing device according to (10), wherein the lubricant is methylphenyl silicone oil.
(17) The fixing device according to (10), wherein the lubricant is perfluoropolyether oil.
[0021]
When the fixing tubular body of the present invention is disposed in the fixing device, the pressing member is inscribed in the vicinity of the center of the inner surface of the fixing member via the sheet-shaped member. (If the sheet-like member retains the lubricant, it oozes out.) The liquid-repellent portion provided on at least a part of the inner end of the inner surface of the fixing tube for repelling the lubricant blocks and leaks the leaked lubricant. Further, it is possible to prevent the lubricant from leaking from both ends of the sheet-shaped member, and to prevent the exhaustion of the lubricant. Even if the lubricant leaks from both ends of the sheet-like member, the lubricant is still dammed and repelled by the liquid-repellent portion and stays on the inner surface of the fixing tube, thereby preventing the lubricant from being depleted. It becomes. For this reason, the fixing device including the fixing tubular body of the present invention can form a uniform layer of the lubricant when the fixing member rotates for a long period of time, and can slide between the resin film tubular body and the pressing member. In addition to preventing the dynamic resistance from increasing, it is possible to prevent the occurrence of slip between the resin film tubular body and the fixing member and the generation of the lubricant stain by adhering to the sheet.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Elements having substantially the same function are denoted by the same reference numerals throughout the drawings, and description thereof may be omitted in some cases.
[0023]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a fixing device including a fixing tubular body according to an embodiment of the present invention.
[0024]
In the fixing device shown in FIG. 1, a resin film tubular body 2 is circumscribed to a driving type fixing roll 1, and an elastic body is provided on a support 31 with respect to the resin film tubular body 2 (fixing tubular body) at the circumscribed portion. A nip n is formed between the fixing roll 1 and the resin film tubular body 2 by pressing the pressing member A with the sheet member 33 mounted thereon and the recording medium 4. , The toner image 41 is fixed. The traveling guide 35 is fixed to the support 31. Further, a lubricant is interposed on the sliding surface of the sheet member 33 with respect to the resin film tubular body 2.
[0025]
The fixing roll 1 and the resin film tubular body 2 are heated to a predetermined temperature by the heating sources 11 and 21, and rotate in the directions of the arrows, respectively. A lubricant is interposed on the sliding surface of the sheet member 33 with respect to the resin film tubular body 2, and the lubricant is supplied to the inner surface of the resin film tubular body 2. The lubricant supplied to the inner surface of the resin film tubular body 2 is rotated and supplied to the sliding contact surface side of the nip portion. The resin film tubular body 2 may be supported in a non-stretched state, or may be supported in a stretched state by, for example, being stretched over a plurality of rolls. Further, if the sheet-like member 33 is provided with a lubricant retaining ability as described later, it is not necessary to supply the lubricant.
[0026]
For example, as shown in FIGS. 2 and 3, the resin film tubular body 2 is provided on the outer surface of the tubular film substrate 201 with a release layer 202 having a release property to prevent toner from adhering, A liquid-repellent portion 203 for repelling a lubricant is provided on at least a part of both ends (both ends in the width direction) of the inner surface (see FIGS. 2B to 3B). In the figure, a region other than the liquid repellent portion 203 is a liquid repellent unprocessed portion 204.
[0027]
The resin film tubular body 2 has a configuration in which a region other than the liquid repellent portion 203 on the inner surface of the film substrate 201 corresponds to the liquid repellent unprocessed portion 204. Alternatively, a layer functioning as the liquid-repellent unprocessed portion 204, that is, a lipophilic layer may be separately provided.
[0028]
The resin film tubular body 2 shown in FIG. 2 has a form in which liquid-repellent portions 203 are provided on the entire peripheral surfaces at both ends on the inner surface of the resin film tubular body 2 (FIG. 2A). In this embodiment, the liquid-repellent portion 203 is provided on the entire inner surface of both ends of the resin film tubular body 2, so that the leaked lubricant can be more reliably blocked.
[0029]
The resin film tubular body 2 shown in FIG. 3 is configured such that elongated liquid-repellent portions 203 are provided at both ends of the inner surface of the resin film tubular body 2 at predetermined intervals in the rotation direction (arrow) of the resin film tubular body 2. (FIG. 2A). The elongated liquid-repellent portion 203 is inclined with respect to the width direction of the resin film tubular body 2 from the inner surface end of the resin film tubular body 2 toward the center in a direction opposite to the rotation direction of the resin film tubular body 2. Is provided. In this embodiment, the elongated liquid-repellent portion 203 is inclined with respect to the width direction of the resin film tubular body 2, and one end of the outer side (end side of the resin film tubular body 2) is positioned inside (the resin film tubular body 2 Since it is provided downstream of the other end of the central portion (in the direction of rotation of the resin film tubular body 2), leakage around the inner surface end of the resin film tubular body 2 occurs as the resin film tubular body 2 rotates. The lubricating agent is gradually scraped out from one end on the outer side (end side of the resin film tubular body 2) toward the center along the other end on the inner side (center side of the resin film tubular body 2). For this reason, in this embodiment, the lubricant can be more effectively retained on the inner surface of the resin film tubular body 2.
[0030]
The liquid-repellent portion 203 can be made of, for example, a material having low wettability with respect to a used lubricant, and can be made of a fluorine resin or the like with respect to a silicone-based lubricant. Examples of the fluororesin include tetrafluoroethylene-perfluoromethylvinylether copolymer (MFA), tetrafluoroethylene-perfluoroethylvinylether copolymer (EFA), polyethylene-tetrafluoroethylene (ETFE), and polytetrafluoroethylene (PTFE). , A tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), a tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), etc., among which PTFE is preferred. PTFE is excellent in abrasion resistance and readhesion resistance, can improve the durability of the liquid-repellent portion 203, and is suitable for the present invention.
[0031]
On the other hand, the liquid-repellent unprocessed portion 204 other than the liquid-repellent portion 203 (the material of the film substrate 201 in the present embodiment) is made of a polyimide resin, polybenzimidazole resin, polyamide resin, polyamideimide resin, or the like. Among them, a polyimide resin and a polybenzimidazole resin are preferable. Polyimide resin is thermosetting, so even under high temperature conditions, it has little softening of the resin, so it has the advantage that friction powder due to abrasion is hard to come out and has the property that it is relatively easy to wet with lubricant Therefore, it is suitable for the present invention. On the other hand, polybenzimidazole resin is thermoplastic and has a heat distortion temperature of 400 ° C. or higher, and is resistant to abrasion due to heat resistance equal to or higher than that of PI and generates little abrasion powder. It has the property of easily getting wet and is suitable for the present invention.
[0032]
The liquid-repellent portion 203 is made of, for example, a polyimide resin, a polybenzimidazole resin, a polyamide resin, or a polyamideimide resin, which has a property of hardly getting wet with a lubricant when perfluoropolyether oil is used as the lubricant. And so on.
[0033]
On the other hand, for example, when perfluoropolyether oil is used as the lubricant, for example, a fluororesin can be used as the liquid-repellent unprocessed portion 204 other than the liquid-repellent portion 203, and the fluororesin can be tetrafluoropolyether oil. Ethylene-perfluoromethyl vinyl ether copolymer (MFA), tetrafluoroethylene-perfluoroethyl vinyl ether copolymer (EFA), polyethylene tetrafluoroethylene (ETFE) polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene perfluoro It can be composed of an alkyl vinyl ether copolymer (PFA), a tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), or the like. Suitable materials used in the liquid-repellent part and the liquid-repellent untreated part by a lubricant are as follows. Different but basic effects It is the same.
[0034]
Further, as an element for enhancing this effect, it is also effective to provide a physical unevenness between the liquid-repellent portion 203 and the liquid-repellent unprocessed portion 304. In this operation, the liquid repellent effect by physical pressure is promoted by the contact between the inner belt of the resin film tubular body 2 and the sheet member 33. Although the effect can be obtained only by providing such a physical unevenness difference, it is more preferable to provide a liquid-repellent portion on the convex portion.
[0035]
It is preferable that the difference in the contact angle between the liquid-repellent portion 203 and the liquid-repellent unprocessed portion 204 is 10 degrees or more from the viewpoint of improving the effect of preventing the liquid repellent portion 203 from leaking lubricant. Here, the contact angle indicates the difference between the contact angles with the respective lubricants. Specifically, for example, the liquid-repellent portion 203 is made of a fluororesin, and the liquid-repellent unprocessed portion is made of a polyimide resin. In this case, the contact angle between the fluororesin and the silicone oil is about 40 degrees, while the contact angle between the polyimide resin and the silicone oil is about 15 degrees, and the difference between the contact angles is about 25 degrees. Suitable for.
[0036]
Specifically, for example, when the liquid-repellent portion 203 is made of a polyimide resin and the liquid-repellent unprocessed portion is made of a fluororesin, the contact angle of the polyimide resin with perfluoropolyether oil is 35. On the other hand, the contact angle between the fluororesin and the perfluoropolyether oil is about 15 degrees, and the contact angle difference is about 25 degrees, which is suitable for the present invention.
[0037]
In addition, the difference in the contact angle is preferably as large as possible, and in practice, the limit is 50 degrees. It is possible. If the difference between the contact angles is 10 degrees or more, the effect of preventing lubricant leakage can be sufficiently obtained.
[0038]
Further, the liquid-repellent unprocessed portion 204 may be made of a porous material. The liquid-repellent portion 203 is located on the sliding surface of the resin film tubular body 2 with the sheet-like member 33, and the sliding surface is made of a polynomial material, so that the sliding surface has lubricant retention. Thus, the sliding resistance can be more effectively prevented from increasing, and the durability can be improved.
[0039]
Examples of the material of the release layer 202 include tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-perfluoromethyl vinyl ether copolymer (MFA), and tetrafluoroethylene-perfluoroethyl vinyl ether copolymer. Polymer (EFA), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), polyethylene / tetrafluoroethylene (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polychloroethylene trifluoride ( PCTFE) and fluororesins such as vinyl fluoride (PVF). In particular, polytetrafluoroethylene (PTFE) and tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl are preferred in terms of heat resistance and mechanical properties. Ether copolymer (PFA) of tetrafluoroethylene - perfluoro methyl vinyl ether copolymer (MFA), tetrafluoroethylene - perfluoro ethyl vinyl ether (EFA) copolymer is preferably used.
[0040]
For the resin film tubular body 2 having such a layer configuration, for example, first, an endless belt made of a polyimide resin is prepared by a known means, and a release layer is formed on the outer peripheral surface thereof using a fluororubber or a fluororesin. Thereafter, as a liquid-repellent portion, the unprocessed portion is subjected to masking, spray-coated, dried, and melted to form a fluororesin layer having a thickness of 1 μm to 30 μm on the inner end portion and the entire inner surface of the endless belt. Formed and fabricated. At this time, if necessary, an adhesive primer can be used, or an endless belt made of a polyimide resin by a known means can be applied before the crosslinking reaction of the polyimide resin at the time of production.
[0041]
Hereinafter, other members of the present embodiment will be described.
The shape, structure, size and the like of the fixing roll 1 as the fixing member are not particularly limited, and may be appropriately selected from those known per se according to the purpose. The heat fixing roll generally has a cylindrical core and an elastic layer formed on the surface thereof, and includes a heat source inside the core. Further, a release layer may be formed on the surface of the elastic layer. The formation of the release layer is advantageous in that the offset of the toner image can be suitably prevented, and the image fixing device can be operated in a stable state.
[0042]
The material of the core is not particularly limited as long as it has excellent mechanical strength and good heat conductivity, and examples thereof include metals such as aluminum, SUS, iron, and copper, alloys, ceramics, and FRM.
[0043]
The material of the elastic layer can be appropriately selected from those known as the elastic layer, and examples thereof include silicone rubber and fluorine rubber. In the present invention, among these materials, silicone rubber is preferred because of its low surface tension and excellent elasticity. Examples of the silicone rubber include RTV silicone rubber, HTV silicone rubber, and the like. Specifically, polydimethyl silicone rubber (MQ), methyl vinyl silicone rubber (VMQ), methylphenyl silicone rubber (PMQ), fluorocarbon Examples include silicone rubber (FVMQ).
[0044]
The thickness of the elastic layer is usually 3 mm or less, preferably 0.5 to 1.5 mm. The method for forming the elastic layer on the surface of the core is not particularly limited, and for example, a coating method known per se can be employed. Examples of the coating method include kneader coating, bar coating, curtain coating, spin coating, dip coating, and the like. In the present invention, dip coating can be suitably used among them.
[0045]
The material of the release layer is not particularly limited as long as it exhibits an appropriate release property to the toner image, and examples thereof include fluorine rubber, silicone rubber, and fluorine resin. Among these materials, fluororesins are preferred. Examples of the fluororesin include tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-perfluoromethyl vinyl ether copolymer (MFA), and tetrafluoroethylene-perfluoroethyl vinyl ether copolymer (EFA) , Polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), polyethylene / tetrafluoroethylene (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), fluoride Fluororesins such as vinyl (PVF). Polytetrafluoroethylene (PTFE) and tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether are particularly preferred from the viewpoints of heat resistance and mechanical properties. Coalescence (PFA) tetrafluoroethylene - perfluoro methyl vinyl ether copolymer (MFA), tetrafluoroethylene - perfluoro ethyl vinyl ether (EFA) copolymer is preferably used.
[0046]
The thickness of the release layer is usually from 10 to 100 μm, preferably from 20 to 30 μm. The method for forming the release layer on the surface of the core is not particularly limited, and examples thereof include the above-described coating method. Further, a method of coating a tube formed by extrusion molding may be used.
[0047]
Note that the fixing member is not limited to the fixing roll 1 and may be appropriately selected such as a roll shape and a belt shape as long as the fixing member is rotatably disposed.
[0048]
The heating sources 11 and 21 are not limited to the type in which the fixing roll 1 is internally heated, as long as they heat the nip portion, and may include a fixing member such as the type in which the fixing roll 1 is externally heated. Not only those that heat the nip portion, but also those that heat the nip portion by heating the resin film tubular body 2 and the pressing member A, and those that generate heat by the electromagnetic induction heating or the like of the belt-shaped fixing member itself. You can choose it.
[0049]
The pressing member A has a configuration in which the elastic body 32 is mounted on the support body 31 and the sheet-shaped member 33 is covered. The pressing member A is appropriately provided and fixed and presses the resin film tubular body 2 toward the fixing roll. It may be selected, but from the viewpoint of preventing deterioration due to heat at the time of fixing, it is preferable to configure the device with heat resistance.
[0050]
The material of the sheet-like member 33 may be composed of a single layer or a plurality of layers, but a porous fiber having a lubricant retaining property on the contact surface side with the resin film tubular body 2 is provided. It is preferable to have a layer. The porous fiber layer is made of a resin having a large number of fine pores, for example, a resin obtained by foaming the resin to make it porous, or a resin obtained by stretching the resin in a uniaxial or biaxial direction to make it porous. Alternatively, those manufactured by sintering molding or the like can be used. For example, a fiber woven with such a porous resin or a thinned porous resin can be used.
[0051]
Incidentally, the porous fiber layer may be made of a porous resin fiber woven fabric by weaving the fibers, instead of making the fibers themselves porous. The use of fibers woven with a porous resin is more preferable because the fiber woven fabric, including itself, holds the porous resin itself in a state of being impregnated with the lubricant.
[0052]
The porous fiber layer is made of a resin having a large number of fine pores.For example, the resin is foamed to be porous, or the resin is uniaxially or biaxially stretched to be porous. Or sinter molding. Here, in an embodiment employing a porous resin layer which is made porous by stretching the resin uniaxially or biaxially, for example, fibers woven with the porous resin (porous resin fiber woven fabric) Alternatively, it is preferable to laminate the porous resin fiber woven fabric and the porous resin obtained by thinning the porous resin (porous resin film) using a conventionally known heat fusion method or bonding method. Incidentally, the porous resin layer, even if the fibers themselves are not made of a porous resin, by weaving the fibers, may be made of a porous fiber woven fabric made of resin, As described above, by using fibers woven with a porous resin (porous resin fiber woven fabric) or the like, not only the fiber woven fabric but also the porous resin itself is held in a state impregnated with the lubricant. Therefore, it is even more desirable.
[0053]
The material of the porous fiber layer may be appropriately selected from polyethylene resin, fluororesin, etc., but in consideration of heat resistance, release property, durability, sliding resistance, etc., porous PTFE (polystyrene) is used. It is preferable to use tetrafluoroethylene), PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinylether copolymer), and FEP (tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer).
[0054]
It is also preferable that the sheet-like member 33 has a lubricant permeation prevention layer for preventing permeation of the lubricant on the pressing member A side of the porous resin layer. By providing this lubricant permeation prevention layer, the depletion of the lubricant is prevented. It can be more suppressed.
[0055]
The lubricant permeation preventing layer may be appropriately selected from a heat-resistant resin film, a metal film, and the like, which have heat resistance and does not allow the lubricant to permeate. (Tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer) is preferred.
[0056]
Here, the sheet-shaped member 33 holds a lubricant, that is, the porous resin layer preferably holds the lubricant. However, this method is to impregnate the porous resin layer with the lubricant in advance. Alternatively, the lubricant may be applied to the porous resin layer itself or the inner surface of the resin film tubular body 2 from the outside, and the lubricant may be supplied to the porous resin layer via the resin film tubular body 2. . Here, in the latter aspect, from the viewpoint of easily and stably supplying the lubricant, it is preferable to provide a lubricant supply unit for supplying the lubricant to the inner peripheral surface of the resin film tubular body 2. .
[0057]
It is important that the lubricant has excellent lubricating properties. However, this index has a kinematic viscosity, and when used in a fixing device, it is necessary to consider heat resistance, volatility, and the like. From this point, silicone oil is preferable, and amino-modified silicone oil having more excellent wettability is more preferable. When superior performance is required due to heat resistance, it is preferable to use methylphenyl silicone oil. Incidentally, it is also possible to add a small amount of an antioxidant to the silicone oil in order to improve the heat resistance.
[0058]
As the lubricant, it is particularly desirable to use an amino-modified silicone oil containing an antioxidant, but at least the lubricant is held as the sheet-like member 33 interposed between the resin film tubular body 2 and the pressing member A. It has been found that the use of a silicone resin comprising a porous resin layer and a lubricant permeation preventing layer disposed on the pressing member side of the porous resin layer broadens the types of usable silicone oils. By combining with the sheet-shaped member 33, amino-modified silicone oil, dimethyl silicone oil, mercapto-modified silicone oil, hindered amine oil which is an amino-modified silicone oil containing an antioxidant, and the like can be used. It is particularly desirable to use a hindered amine oil having high heat resistance and less thermal deterioration.
[0059]
In an embodiment in which silicone oil is used as the lubricant, the viscosity is preferably 50 to 3000 cs at room temperature. Here, the lower limit is determined from the viewpoint of preventing unnecessary evaporation of the silicone oil, while the upper limit is set to prevent the silicone oil from increasing the sliding resistance. It is determined based on the viewpoint of prevention.
[0060]
It should be noted that any of the above embodiments is not to be construed as limiting, and it goes without saying that the present invention can be realized within a range satisfying the requirements of the present invention.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the depletion of the lubricant, to form a uniform layer of the lubricant during the rotation of the fixing member for a long period of time, and to perform sliding between the resin film tubular body and the pressing member. A resin film tubular body that can prevent an increase in resistance and can prevent a slip from occurring between the resin film tubular body and the fixing member and a stain of a lubricant caused by adhering to a sheet. , And a fixing device using the same can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a fixing device including a fixing tubular body according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing one embodiment of a fixing tubular body according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A is a developed plan view, and FIG.
3A and 3B are diagrams showing another embodiment of the fixing tubular body according to the embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a developed plan view, and FIG. 3B is a sectional view.
[Explanation of symbols]
1 Fixing roll
2 Resin film tubular body
4 Recording media
11 heating source
31 Support
32 elastic body
33 sheet member
35 Travel Guide
41 Toner image
201 tubular film substrate
202 Release layer
203 Liquid-repellent part
204 Liquid-repellent unprocessed area
A Pressing member
n nip

Claims

A tubular body for fixing, wherein a liquid-repellent portion for repelling a lubricant is provided on at least a part of both ends of the inner surface.

2. The fixing tubular body according to claim 1, wherein the liquid-repellent portion is provided on all circumferential surfaces of both ends of the inner surface of the tubular body. 3.

The liquid-repellent portion is provided at both ends of the inner surface of the tubular body at a predetermined interval with respect to the rotating direction of the tubular body, and is directed in a direction opposite to the rotating direction of the tubular body from the end of the inner surface of the tubular body to the center. The fixing tubular body according to claim 1, wherein the fixing tubular body is provided to be inclined with respect to the tubular body width direction.

4. The fixing tubular body according to claim 3, wherein the liquid-repellent portion includes a fluorine resin.

4. The fixing tubular body according to claim 3, wherein the liquid-repellent portion includes polytetrafluoroethylene (PTFE).

A liquid-repellent unprocessed part is provided on the tubular body surface together with the liquid-repellent part, and a difference in contact angle between the liquid-repellent part and the liquid-repellent part is not less than 10 degrees. The fixing tubular body according to claim 1, wherein:

7. The fixing tubular body according to claim 6, wherein the liquid-repellent unprocessed portion is formed of a porous body.

The fixing tubular body according to claim 6, wherein the liquid-repellent unprocessed portion includes a polyimide resin.

7. The fixing tubular body according to claim 6, wherein the liquid repellent unprocessed portion includes a polybenzimidazole resin.

A fixing member rotatably installed,
A fixing tubular member that is rotatably pressed in contact with the fixing member and that holds a recording medium carrying an unfixed toner image in a nip formed between the fixing member and the fixing member;
A pressing member that is arranged inside the fixing tubular body and presses the fixing tubular body toward the fixing member side.
A sheet-like member interposed between the fixing tubular body and the pressing member,
A lubricant interposed between the fixing tubular body and the sheet-like member,
And a heating source for heating the nip portion.
A fixing device, wherein the fixing tubular body is the fixing tubular body according to any one of claims 1 to 9.

The fixing device according to claim 10, wherein the sheet-shaped member has a porous fiber layer having a lubricant retaining property on a contact surface side with the fixing tubular body.

12. The fixing device according to claim 11, wherein the sheet-shaped member has a lubricant permeation preventing layer for preventing permeation of a lubricant on the pressing member side of the porous resin layer.

The fixing device according to claim 10, wherein the sheet-shaped member has a fluororesin layer having fine irregularities on a contact surface side with the fixing tubular body.

The fixing device according to claim 10, wherein the lubricant is a silicone oil.

The fixing device according to claim 10, wherein the lubricant is an amino-modified silicone oil.

The fixing device according to claim 10, wherein the lubricant is methylphenyl silicone oil.

The fixing device according to claim 10, wherein the lubricant is perfluoropolyether oil.