JP2006292935A - Heater and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heater for maintaining proper fixing level over long periods of time by improving the glossiness, preventing film damages, and preventing malfunctions, such as fixing defect from occurring having a flexible moving member 16, a backup member supporting the moving member by having a slide face slid with the moving member, and a pressure member forming the backup member and a nip member by sandwiching the moving member, sliding and moving the moving member on the face of the backup member and pressuring and heating a material to be heated, while sandwiching and conveying the material to be heated between the moving member of the nip part and the pressure member. <P>SOLUTION: The moving member 16 has at least a base layer 1 sliding on the backup member, an elastic layer 2, provided on the face side opposite to the backup member side on the base layer 1, and further has a mold release layer 3 thereon, and the mold release layer 3 is made a coating layer that blends a plurality of fluorine resins. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、被加熱材を加圧・加熱する加熱装置、及び該加熱装置を像加熱装置として具備した電子写真装置・静電記録装置等の画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a heating apparatus that pressurizes and heats a material to be heated, and an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus or an electrostatic recording apparatus that includes the heating apparatus as an image heating apparatus.

一般に、複写機、レーザービームプリンタ等においては、電子写真方式の画像形成装置が広く採用されている。電子写真方式では、静電的な力を利用し、トナー粒子による画像を記録用紙等の記録材上に転写方式あるいは直接方式で形成し、像加熱装置としての定着装置でそのトナー像を記録材上に溶融固着させて安定した画像を形成する。   In general, electrophotographic image forming apparatuses are widely used in copying machines, laser beam printers, and the like. In the electrophotographic method, an electrostatic force is used to form an image of toner particles on a recording material such as recording paper by a transfer method or a direct method, and the toner image is recorded on the recording material by a fixing device as an image heating device. A stable image is formed by being melted and fixed thereon.

定着装置としては、熱ローラ方式が広く用いられている。また、近時はフィルム加熱方式の装置が実用化されている。   As the fixing device, a heat roller method is widely used. Recently, a film heating system has been put into practical use.

熱ローラ方式としては、定着ローラ(加熱ローラ)と加圧ローラとの圧接ローラ対を基本構成とし、該ローラ対を回転させ、該ローラ対の相互圧接部である定着ニップ部(加熱ニップ部)に画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた記録材を導入して挟持搬送させて、定着ローラの熱と、定着ニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を記録材面に熱圧定着させるものである。   As the heat roller system, a pressure roller pair of a fixing roller (heating roller) and a pressure roller is a basic configuration, and the roller pair is rotated, and a fixing nip portion (heating nip portion) which is a mutual pressure contact portion of the roller pair A recording material on which an unfixed toner image to be image-fixed is formed and carried is introduced and nipped and conveyed, and the unfixed toner image is applied to the surface of the recording material by the heat of the fixing roller and the pressure of the fixing nip. It is to fix.

この熱ローラ方式の定着装置に用いられる定着ローラ及び加圧ローラとしては、たとえばアルミ等の中空ローラの表面に、当接ニップ確保のためシリコンゴム・フッ素ゴム等の耐熱性弾性層を、トナーや紙粉等が固着するのを防ぐため最表層に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)・PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等の樹脂によるコーティング層等の離型層を被覆したものが知られ、定着ローラを内部からハロゲンヒータ等により加熱し、表面温度を所定の定着温度に保ち、加熱定着を行うのが一般的である。   As a fixing roller and a pressure roller used in this heat roller type fixing device, for example, a heat-resistant elastic layer such as silicon rubber or fluorine rubber is provided on the surface of a hollow roller such as aluminum, and toner or The outermost layer is coated with a release layer such as a coating layer of PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer) / PTFE (polytetrafluoroethylene) to prevent paper dust from sticking. In general, the fixing roller is heated from the inside by a halogen heater or the like to maintain the surface temperature at a predetermined fixing temperature and perform heat fixing.

フィルム加熱方式の定着装置(加熱装置)は本出願人の先の提案に係る例えば特許文献1〜4等に開示されている。すなわち、加熱体としての一般にセラミックヒータと、加圧部材としての弾性加圧ローラとの間に可撓性移動部材としての耐熱性フィルム(定着フィルム)を挟ませてニップ部(定着ニップ部、接触部)を形成させ、該ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に被加熱材としての画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた記録材を導入してフィルムといっしょに挟持搬送させることで、ニップ部において加熱・加圧して未定着トナー画像を記録材面に熱圧定着させるものである。   A film heating type fixing device (heating device) is disclosed in, for example, Patent Documents 1 to 4 and the like related to the earlier proposal of the present applicant. That is, a heat-resistant film (fixing film) as a flexible moving member is generally sandwiched between a ceramic heater as a heating body and an elastic pressure roller as a pressure member, and a nip portion (fixing nip portion, contact) A recording material on which an unfixed toner image to be fixed as a heated material is formed and supported between the film and the pressure roller in the nip portion, and is nipped and conveyed together with the film Thus, the unfixed toner image is heated and fixed on the surface of the recording material by heating and pressing at the nip portion.

このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができ、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く(クイックスタート性)、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい(省電力)等の利点がある。   This film heating type fixing device can be configured as an on-demand type device using a ceramic heater and a film having a low heat capacity as a film, and energizes the ceramic heater as a heat source only when the image forming apparatus performs image formation. It is only necessary to generate heat at a predetermined fixing temperature, and the waiting time from the power-on of the image forming apparatus to the image forming executable state is short (quick start property), and the power consumption during standby is greatly reduced (saving) Power).

可撓性移動部材としてのフィルムは、回転体としての円筒状もしくはエンドレスベルト状のフィルムにし、その駆動方法としては、フィルム内周面を案内するフィルムガイドと加圧ローラとで圧接されたフィルムを加圧ローラの回転駆動によって従動回転させる方式(加圧ローラ駆動方式)や、逆に駆動ローラとテンションローラによって張架されたエンドレスベルト状のフィルムの駆動によって加圧ローラを従動回転させるもの等がある。また、可撓性移動部材としてのフィルムは、ロール巻きにした長尺の有端部材にし、これを加熱体を経由させて繰り出し走行移動させる装置構成にすることもできる。   The film as the flexible moving member is a cylindrical or endless belt-like film as a rotating body, and the driving method is to use a film pressure-contacted by a film guide for guiding the inner peripheral surface of the film and a pressure roller. There is a method of rotating the pressure roller by driving the pressure roller (pressure roller driving method), and conversely rotating the pressure roller by driving an endless belt-like film stretched between the driving roller and the tension roller. is there. Moreover, the film as a flexible movement member can also be set as the apparatus structure which makes it the long end member wound by the roll, and draws out and moves this through a heating body.

また本出願人は、フルカラーの画像形成を行う画像形成装置の定着装置として、特許文献5、6、7において、フィルム表面に弾性層を形成する構成として、OHTの透過性、色再現性、及び光沢ムラ・画像ガサツキの改善等、定着性の向上を図ったものを提案している。   In addition, as a fixing device of an image forming apparatus that performs full-color image formation, the applicant of the present application disclosed in Patent Documents 5, 6, and 7, as a configuration in which an elastic layer is formed on the film surface, OHT transparency, color reproducibility, and Proposals have been made to improve fixing properties such as uneven gloss and image roughness.

また加圧ローラ内にも熱源を具備させて加圧ローラも加熱温調する構成にしたものもある。
特開昭63−313182号公報 特開平2−157878号公報 特開平4−44075号公報 特開平4−204980号公報 特開平10−48868号公報 特開2000−187407号公報 特開2003−308949号公報
There is also a configuration in which a heat source is also provided in the pressure roller so that the pressure roller is also heated.
JP-A-63-313182 Japanese Patent Laid-Open No. 2-157878 JP-A-4-44075 JP-A-4-204980 Japanese Patent Laid-Open No. 10-48868 JP 2000-187407 A JP 2003-308949 A

上記定着装置においては、表面層である耐熱離型層として、フッ素樹脂、フッ素ゴム、シリコーンゴム等が採用されている。   In the fixing device, fluororesin, fluororubber, silicone rubber or the like is employed as the heat-resistant release layer that is the surface layer.

とくに、フィルム表面に弾性層を有するタイプの定着装置においては、総厚として薄層であるため、表面傷に対する強度面と、画像光沢均一性等の画質面の両立が課題であった。   In particular, in a fixing device of a type having an elastic layer on the film surface, since the total thickness is a thin layer, there has been a problem of coexistence of strength against surface scratches and image quality such as image gloss uniformity.

すなわち、従来の離型層において、離型層の強度が弱いと、紙シワやジャム処理時に表面に傷が発生する等の支障があった。このため、離型層の強度を強くしてフィルム表面の傷の発生を防止し、耐久を通じて離型性を維持していた。しかし、離型層の強度を強くすると、定着画像の劣化が著しくなり、画質的には良くない。とくに、薄層のフィルムを用いた場合、定着画像の劣化が顕著となる傾向があった。   That is, in the conventional release layer, if the strength of the release layer is weak, there is a problem that the surface is damaged during paper wrinkling or jamming. For this reason, the strength of the release layer was increased to prevent the occurrence of scratches on the film surface, and the releasability was maintained throughout the durability. However, if the strength of the release layer is increased, the deterioration of the fixed image becomes remarkable and the image quality is not good. In particular, when a thin film was used, the fixed image tended to deteriorate significantly.

したがって、本発明の目的は、とくに、弾性層を有するフィルムを用いた加熱装置にお
いて、フィルム傷を防止し、また、定着不良等の不具合が発生するのを防止し、長期にわたって良好な定着性を維持することができるようにした加熱装置を提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to prevent film scratches and to prevent problems such as poor fixing particularly in a heating device using a film having an elastic layer, and to provide good fixability over a long period of time. It is to provide a heating device that can be maintained.

上記目的を達成するための本発明に係る加熱装置の代表的な構成は、可撓性の移動部材と、前記移動部材と摺動する摺動面を有し前記移動部材を支持するバックアップ部材と、前記移動部材を間に挟み前記バックアップ部材とニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記移動部材を前記バックアップ部材の面に摺動移動させ、前記ニップ部の前記移動部材と前記加圧部材との間で被加熱材を挟持搬送しつつ被加熱材を加圧及び加熱する加熱装置において、前記移動部材は、少なくとも、前記バックアップ部材と摺動する基層と、該基層の前記バックアップ部材側とは反対面側に設けられた弾性層と、さらにその上に設けられた離型層を有し、前記離型層は、複数種のフッ素系樹脂によって形成され、厚さが5μm以上40μm以下であることを特徴とする。   A typical configuration of the heating device according to the present invention for achieving the above object includes a flexible moving member, a backup member having a sliding surface that slides on the moving member, and supporting the moving member. A pressure member that forms the nip portion with the backup member sandwiched between the movement members, and slidably moves the movement member on the surface of the backup member, and the movement member of the nip portion and the pressure member In the heating apparatus that pressurizes and heats the material to be heated while sandwiching and conveying the material to be heated with the pressure member, the moving member includes at least a base layer that slides with the backup member, and the backup of the base layer It has an elastic layer provided on the side opposite to the member side, and a release layer provided on the elastic layer, and the release layer is formed of a plurality of types of fluororesins and has a thickness of 5 μm or more. 40 μm or less It is characterized by.

フィルム加熱方式の加熱装置(定着装置)を上記のように構成することで、以下の効果が得られる。   By configuring the film heating type heating device (fixing device) as described above, the following effects can be obtained.

1)弾性層を有する薄いフィルム(可撓性の移動部材)を用いることで、熱応答性を良くしオンデマンドタイプの装置を構成することができるとともに、OHTの透過性、色再現性、及び光沢ムラ・画像ガサツキの改善等、定着性の向上を図ることができる。   1) By using a thin film (flexible moving member) having an elastic layer, it is possible to configure an on-demand type device with improved thermal response, and also to provide OHT permeability, color reproducibility, and It is possible to improve the fixing property, such as improvement of uneven gloss and image roughness.

2)複数種のフッ素系樹脂をブレンドコートした表面層を用いることにより、成膜性を向上できるとともに、フィルム傷の防止と、光沢ムラや定着不良等の不具合の防止を両立し、長期にわたって良好な定着性を維持することができる。   2) By using a surface layer that is blend-coated with multiple types of fluororesins, it is possible to improve the film formability, and at the same time, prevent film scratches and prevent defects such as uneven gloss and poor fixing. High fixability can be maintained.

3)弾性層上にスプレーコートなどによってコーティング膜を形成し、焼成することにより、安価で容易に、離型層として、所望の強度、表面性を得ることができる。   3) A desired strength and surface property can be obtained as a release layer easily and inexpensively by forming a coating film on the elastic layer by spray coating or the like and baking it.

(1)画像形成装置例
図1は画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は電子写真プロセス利用のフルカラー画像プリンタである。
(1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus. The image forming apparatus of this example is a full-color image printer using an electrophotographic process.

101は有機感光体やアモルファスシリコン感光体でできた電子写真感光ドラム(像担持体)であり、矢示の反時計方向に所定のプロセススピード(周速度)で回転駆動される。   Reference numeral 101 denotes an electrophotographic photosensitive drum (image bearing member) made of an organic photosensitive member or an amorphous silicon photosensitive member, which is rotationally driven in a counterclockwise direction indicated by an arrow at a predetermined process speed (peripheral speed).

感光ドラム101はその回転過程で帯電ローラ等の帯電装置102で所定の極性・電位の一様な帯電処理を受ける。   The photosensitive drum 101 is uniformly charged with a predetermined polarity and potential by a charging device 102 such as a charging roller during the rotation process.

ついでその帯電処理面にレーザ光学箱(レーザスキャナー)110から出力されるレーザ光103による、目的の画像情報の走査露光処理を受ける。レーザ光学箱110は不図示の画像読取装置等の画像信号発生装置からの目的画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調(オン/オフ)したレーザ光103を出力して回転感光ドラム面を走査露光するもので、この走査露光により回転感光ドラム101面に走査露光した目的画像情報に対応した静電潜像が形成される。109はレーザ光学箱110からの出力レーザ光を感光ドラム101の露光位置に偏向させるミラーである。   Subsequently, the charging processing surface is subjected to scanning exposure processing of target image information by laser light 103 output from a laser optical box (laser scanner) 110. A laser optical box 110 outputs a laser beam 103 modulated (on / off) in accordance with a time-series electric digital pixel signal of target image information from an image signal generation device such as an image reading device (not shown) to output a rotating photosensitive drum. The surface is subjected to scanning exposure, and an electrostatic latent image corresponding to target image information scanned and exposed on the surface of the rotary photosensitive drum 101 is formed by this scanning exposure. Reference numeral 109 denotes a mirror that deflects the output laser light from the laser optical box 110 to the exposure position of the photosensitive drum 101.

フルカラー画像形成の場合は、目的のフルカラー画像の第1の色分解成分画像、たとえばイエロー成分画像についての走査露光・潜像形成がなされ、その潜像が4色カラー現像装置104のうちのイエロー現像器104Yの作動でイエロートナー画像として現像される。そのイエロートナー画像は感光ドラム101と中間転写体ドラム105との接触部(あるいは近接部)である一次転写部T1において中間転写ドラム105の面に転写される。中間転写ドラム105面に対するトナー画像転写後の回転感光ドラム101面はクリーナ107により転写残りトナー等の付着残留物の除去を受けて清掃される。   In the case of full-color image formation, scanning exposure / latent image formation is performed on a first color separation component image of a target full-color image, for example, a yellow component image, and the latent image is subjected to yellow development in the four-color developing device 104. The yellow toner image is developed by the operation of the device 104Y. The yellow toner image is transferred onto the surface of the intermediate transfer drum 105 at the primary transfer portion T1 which is a contact portion (or proximity portion) between the photosensitive drum 101 and the intermediate transfer drum 105. The surface of the rotary photosensitive drum 101 after the transfer of the toner image to the surface of the intermediate transfer drum 105 is cleaned by the cleaner 107 after removal of adhered residues such as transfer residual toner.

上記のような帯電・走査露光・現像・一次転写・清掃のプロセスサイクルが、目的のフルカラー画像の、第2の色分解成分画像(たとえばマゼンタ成分画像、マゼンタ現像器104Mが作動)、第3の色成分画像(たとえばシアン成分画像、シアン現像器104Cが作動)、第4の色成分画像(たとえば黒成分画像、黒現像器104BKが作動)の各色分解成分画像について順次に実行され、中間転写体ドラム105面にイエロートナー画像・マゼンタトナー画像・シアントナー画像・黒トナー画像の都合4色のトナー画像が順次重ねて転写されて、目的のフルカラー画像に対応したカラートナー画像が合成形成される。   The process cycle of charging / scanning exposure / development / primary transfer / cleaning as described above includes a second color separation component image (for example, magenta component image, magenta developer 104M is activated) of the target full-color image, a third An intermediate transfer member is sequentially executed for each color separation component image of a color component image (for example, cyan component image, cyan developing device 104C is activated) and a fourth color component image (for example, black component image, black developing device 104BK is activated). Four color toner images of a yellow toner image, a magenta toner image, a cyan toner image, and a black toner image are sequentially superimposed and transferred onto the surface of the drum 105, and a color toner image corresponding to the target full-color image is synthesized and formed.

中間転写体ドラム105は、金属ドラム上に中抵抗の弾性層と高抵抗の表層を有するもので、感光ドラム101に接触してあるいは近接して感光ドラム101と略同じ周速度で矢示の時計方向に回転駆動され、中間転写体ドラム105の金属ドラムにバイアス電位を与えて感光ドラム101との電位差で感光ドラム101側のトナー画像を該中間転写体ドラム105面側に転写させる。   The intermediate transfer drum 105 has a middle-resistance elastic layer and a high-resistance surface layer on a metal drum. The intermediate transfer drum 105 is in contact with or close to the photosensitive drum 101 at the same peripheral speed as the photosensitive drum 101. And a bias potential is applied to the metal drum of the intermediate transfer drum 105 to transfer the toner image on the photosensitive drum 101 side to the surface of the intermediate transfer drum 105 by the potential difference with the photosensitive drum 101.

上記の中間転写体105面に合成形成されたカラートナー画像は、該回転中間転写体ドラム105と転写ローラ106との接触ニップ部である二次転写部T2において、該二次転写部T2に不図示の給紙部から所定の制御タイミングで送り込まれた記録材Pの面に転写されていく。転写ローラ106は記録材Pの背面からトナーと逆極性の電荷を供給することで中間転写体ドラム105面側から記録材P側へ合成カラートナー画像を順次に一括転写する。   The color toner image synthesized and formed on the surface of the intermediate transfer member 105 is not transferred to the secondary transfer portion T2 at the secondary transfer portion T2 which is a contact nip portion between the rotating intermediate transfer drum 105 and the transfer roller 106. The image is transferred onto the surface of the recording material P fed from the illustrated paper feeding unit at a predetermined control timing. The transfer roller 106 supplies a charge having a polarity opposite to that of the toner from the back surface of the recording material P, thereby sequentially transferring the combined color toner images sequentially from the surface of the intermediate transfer drum 105 to the recording material P side.

二次転写部T2を通過した記録材Pは中間転写体ドラム105の面から分離されて定着装置100へ導入され、未定着トナー画像の加熱定着処理を受けてカラー画像形成物として機外の不図示の排紙トレーに排出される。   The recording material P that has passed through the secondary transfer portion T2 is separated from the surface of the intermediate transfer drum 105, introduced into the fixing device 100, subjected to heat-fixing processing of an unfixed toner image, and is subjected to non-fixing as a color image formed product. The paper is discharged onto the illustrated paper discharge tray.

記録材Pに対するカラートナー画像転写後の回転中間転写体ドラム105はクリーナ108により転写残りトナー・紙粉等の付着残留物の除去を受けて清掃される。このクリーナ108は常時は中間転写体ドラム105に非接触状態に保持されており、中間転写体ドラム105から記録材Pに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム105に接触状態に保持される。   After the color toner image is transferred to the recording material P, the rotating intermediate transfer drum 105 is cleaned by the cleaner 108 after removal of the adhering residue such as transfer residual toner and paper dust. The cleaner 108 is always held in a non-contact state with the intermediate transfer drum 105, and is in contact with the intermediate transfer drum 105 during the secondary transfer of the color toner image from the intermediate transfer drum 105 to the recording material P. Retained.

また、転写ローラ106も常時は中間転写体ドラム105に非接触状態に保持されており、中間転写体ドラム105から記録材Pに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム105に記録材Pを介して接触状態に保持される。   Also, the transfer roller 106 is always held in a non-contact state with the intermediate transfer drum 105, and recording is performed on the intermediate transfer drum 105 during the secondary transfer of the color toner image from the intermediate transfer drum 105 to the recording material P. The contact state is maintained via the material P.

白黒画像などモノカラー画像のプリントモードも実行できる。また両面画像プリントモード、或は多重画像プリントモードも実行できる。   A mono-color image print mode such as a monochrome image can also be executed. A double-sided image print mode or a multiple image print mode can also be executed.

両面画像プリントモードの場合は、定着装置100を出た1面目画像プリント済みの記録材Pは不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されて再び二次転写部T2へ送り込まれて2面に対するトナー画像転写を受け、再度、定着装置100に導入されて2面に対するトナー画像の定着処理を受けることで両面画像プリントが出力される。   In the double-sided image print mode, the recording material P on which the first-side image has been printed exiting the fixing device 100 is turned upside down via a recirculation conveyance mechanism (not shown), and sent again to the secondary transfer unit T2 to be the second side. In response to the toner image transfer, the toner image is again introduced into the fixing device 100 and undergoes a toner image fixing process on two sides, whereby a double-sided image print is output.

多重画像プリントモードの場合は、定着装置100を出た1回目画像プリント済みの記録材Pは不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されずに再び二次転写部T2へ送り込まれて1回目画像プリント済みの面に2回目のトナー画像転写を受け、再度、定着装置100に導入されて2回目のトナー画像の定着処理を受けることで多重画像プリントが出力される。   In the multiple image print mode, the recording material P on which the first image has been printed out of the fixing device 100 is sent to the secondary transfer portion T2 again without being turned upside down via a recirculation conveyance mechanism (not shown). The second toner image is transferred to the surface on which the second image has been printed, and is again introduced into the fixing device 100 and undergoes the second toner image fixing process, whereby a multiple image print is output.

(2)定着装置100
本実施例における定着装置100は基本的には特開平4−44075〜44083、4−204980〜204984号公報等に開示の、可撓性部材として円筒状の耐熱性フィルム(定着フィルム)を用いた、フィルム加熱方式、加圧ローラ駆動方式(テンションレスタイプ)の加熱装置である。
(2) Fixing device 100
The fixing device 100 in this embodiment basically uses a cylindrical heat-resistant film (fixing film) as a flexible member disclosed in JP-A-4-44075 to 44083, 4-204980 to 204984, and the like. , Film heating system, pressure roller drive system (tensionless type).

図2は該定着装置100の中間部分省略の正面模型図、図3は中間部分省略の縦断面模型図、図4は横断面模型図である。   2 is a front model view of the fixing device 100 with the intermediate portion omitted, FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional model diagram with the intermediate portion omitted, and FIG. 4 is a transverse cross-sectional model diagram.

15は加熱アセンブリ(フィルムユニット)、19は加圧部材としての弾性加圧ローラであり、この両者15・19の圧接により接触部としての定着ニップ部Nを形成させている。   Reference numeral 15 denotes a heating assembly (film unit), and 19 denotes an elastic pressure roller as a pressure member, and a fixing nip portion N as a contact portion is formed by pressure contact between both of them.

1)加熱アセンブリ15
加熱アセンブリ15は、可撓性移動部材としての円筒状もしくはエンドレス状の耐熱性の定着フィルム(以下、フィルムと記す)16、加熱体としてのセラミックヒータ(以下、ヒータと記す)17、支持部材としてのフィルムガイド18、加圧用剛性ステイ20、フィルム寄り移動規制手段としての環状フランジ部材25等の組み立て体である。
1) Heating assembly 15
The heating assembly 15 includes a cylindrical or endless heat-resistant fixing film (hereinafter referred to as a film) 16 as a flexible moving member, a ceramic heater (hereinafter referred to as a heater) 17 as a heating body, and a support member. The film guide 18, the pressurizing rigid stay 20, and the annular flange member 25 as a film displacement movement restricting means are assembled.

フィルム16は、厚さ20〜100μmのポリイミド、ポリイミドアミド、PEEK、PES、PPS等の耐熱性の樹脂を基本とする材料からなる基層と、中間層として、厚さ50〜500μmのシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性弾性層、その外周面に、PTFE、PFA、FEP等を10〜30μmコーティングして離型層とした複合層フィルムを使用できる。本実施例では、ポリイミドフィルムの外周面にシリコンゴムを形成し、PTFEおよび、PFAをブレンドしてコーティングした直径20mmのものを用いた。このフィルム16については後記の4)項で詳述する。   The film 16 includes a base layer made of a heat-resistant resin such as polyimide, polyimide amide, PEEK, PES, PPS, etc., having a thickness of 20 to 100 μm, and an intermediate layer of silicon rubber or fluorine having a thickness of 50 to 500 μm. A heat-resistant elastic layer such as rubber, and a composite layer film in which the outer peripheral surface is coated with 10 to 30 μm of PTFE, PFA, FEP or the like to form a release layer can be used. In this example, silicon rubber was formed on the outer peripheral surface of the polyimide film, and PTFE and PFA blended and coated with a diameter of 20 mm was used. The film 16 will be described in detail later in section 4).

ヒータ17は記録材通紙方向に交差する方向を長手とする、低熱容量で、通電により急速に昇温する部材である。このヒータ17は、基本的には、アルミナや窒化アルミ等の絶縁性のセラミックスや、ポリイミド、PPS、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂などの基板と、該基板面に、スクリーン印刷等の手段により、厚み10μm程度、幅1〜5mm程度の線状もしくは細帯状に塗工し焼成されて形成された、Ag/Pd(銀パラジウム)、RuO、TaN等の通電発熱抵抗層と、該通電発熱抵抗層を形成した基板面を被覆させたガラスコート等の絶縁層と、前記通電発熱抵抗層と電気的に導通されて基板面に形成されており、給電コネクタを介して給電回路から電圧が印加される給電電極部と、を有している全体に低熱容量の表面加熱型のヒータである。 The heater 17 is a member having a low heat capacity and a temperature that rapidly rises upon energization, with the direction intersecting the recording material passing direction as a longitudinal direction. This heater 17 is basically composed of a substrate such as insulating ceramics such as alumina or aluminum nitride, a heat-resistant resin such as polyimide, PPS, or liquid crystal polymer, and a means such as screen printing on the substrate surface. An energization heating resistance layer made of Ag / Pd (silver palladium), RuO 2 , Ta 2 N, etc., formed by coating and firing in a linear or narrow strip shape having a thickness of about 10 μm and a width of about 1 to 5 mm, and the energization An insulating layer such as a glass coat that covers the substrate surface on which the heating resistance layer is formed, and the substrate surface that is electrically connected to the energization heating resistance layer are formed, and a voltage is supplied from the feeding circuit through the feeding connector. And a surface heating type heater having a low heat capacity as a whole.

そして、このヒータ17を表面側(通電発熱抵抗層・ガラスコート絶縁層を形成具備させたヒータ基板面側)をフィルム密着摺動面にして、フィルムガイド18の外面側中央部にフィルムガイド18の長手に沿って形成具備させたヒータ嵌め込み溝内に表面側を外側に露呈させて嵌め入れて固定保持させてある。ヒータ17は、不図示のAC電源から通電発熱抵抗層に給電されて通電発熱抵抗層が全長にわたって発熱することで迅速急峻に昇温する。そのヒータ17の昇温がヒータ裏面側に配置された不図示の温度検知素子により検知され、不図示の制御回路部によって、AC電源からヒータ17の通電発熱抵抗層に通電する電力を位相、波数制御等により制御して、ヒータ17の温度を所定の定着温度に温調制御する。ヒータ17の温調構成は上記に限られず、加圧ローラ20の表面温度もしくは、ニップ部Nのフィルム16の内面任意の位置に配されたサーミスタ等の温度検知手段により検知される温度情報を元に、ニップ部Nにおいて記録材P上のトナー画像Tを定着するのに必要とされるフィルム16の表面温度を目標設定温度とし、それが維持されるようヒータ17の通電発熱抵抗層への通電量を制御することもできる。   Then, the surface of the heater 17 (the heater substrate surface side on which the energization heating resistor layer and the glass coat insulating layer are formed) is used as a film-adhering sliding surface, and the film guide 18 has a central portion on the outer surface side of the film guide 18. It is fixed and held by being fitted and exposed to the outside in the heater insertion groove formed along the length. The heater 17 is supplied with power from the AC power supply (not shown) to the energized heat generating resistor layer, and the energized heat generating resistor layer generates heat over the entire length, so that the temperature rises rapidly and rapidly. The temperature rise of the heater 17 is detected by a temperature detection element (not shown) arranged on the back side of the heater, and the electric power supplied from the AC power source to the energization heating resistor layer of the heater 17 by the control circuit unit (not shown) is phase and wave number. The temperature of the heater 17 is controlled to a predetermined fixing temperature under the control of the control or the like. The temperature control configuration of the heater 17 is not limited to the above, and is based on temperature information detected by temperature detection means such as the surface temperature of the pressure roller 20 or a thermistor disposed at an arbitrary position on the inner surface of the film 16 of the nip N. In addition, the surface temperature of the film 16 required for fixing the toner image T on the recording material P at the nip portion N is set as a target set temperature, and the energization of the heater 17 to the energization heating resistance layer is maintained. The amount can also be controlled.

フィルムガイド18は記録材通紙方向に交差する方向を長手とする横断面略半円弧状樋型の耐熱性・断熱性の部材であり、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、PEEK樹脂、PES樹脂、PPS樹脂、フッ素樹脂(PFA、PTFE、FEP、etc.)、LCP(liquid crystal polymer:液晶ポリマー)樹脂、これらの混合樹脂等の絶縁性及び耐熱性の良い材料が用いられ、フィルム16のバックアップ、ニップ部Nの加圧、ヒータ17の支持、フィルム16の回転時の搬送安定性を図る役目をする。   The film guide 18 is a heat-resistant and heat-insulating member having a substantially semi-circular cross-sectional shape having a longitudinal direction that intersects the recording material passing direction, and is phenolic resin, polyimide resin, polyamide resin, polyamideimide resin, PEEK. Insulating and heat-resistant materials such as resin, PES resin, PPS resin, fluororesin (PFA, PTFE, FEP, etc.), LCP (liquid crystal polymer) resin, and mixed resins thereof are used. It serves to back up the film 16, pressurize the nip N, support the heater 17, and transport stability when the film 16 rotates.

円筒状のフィルム16はヒータ17を固定支持させたフィルムガイド18にルーズに外嵌させてある。   The cylindrical film 16 is loosely fitted on a film guide 18 on which a heater 17 is fixedly supported.

環状フランジ部材25はフィルムガイド18の端部側に嵌着させてフィルム16の端部を規制する。   The annular flange member 25 is fitted to the end portion side of the film guide 18 to regulate the end portion of the film 16.

加圧用剛性ステイ20はフィルムガイド18の内側に挿通され、その両端部がそれぞれフィルムガイド18の両端部から外方に突出する。   The pressurizing rigid stay 20 is inserted inside the film guide 18, and both end portions thereof protrude outward from both end portions of the film guide 18.

2)弾性加圧ローラ19
加圧部材としての弾性加圧ローラ(以下、加圧ローラと記す)19は、芯金19aにシリコーンゴム等の弾性層19bを設けて硬度を下げたもので、芯金19aの両端部を装置の不図示の手前側と奥側のシャーシー側板間に回転自由に軸受け保持させて配設してある。表面性を向上させるために、さらに外周に、PTFE、PFA、FEP等のフッ素樹脂層を設けても良い。
2) Elastic pressure roller 19
An elastic pressure roller (hereinafter referred to as a pressure roller) 19 as a pressure member is a core metal 19a provided with an elastic layer 19b such as silicone rubber to reduce the hardness, and both ends of the core metal 19a are connected to the apparatus. The bearing is rotatably held between the front side and the rear side chassis side plate (not shown). In order to improve surface properties, a fluororesin layer such as PTFE, PFA, FEP or the like may be further provided on the outer periphery.

この加圧ローラ19の上側に、上記の加熱アセンブリ15をフィルムガイド18の下面側を下向きにして配設し、加圧用剛性ステイ20の両端部と装置シャーシー側板側のばね受け部材21・21との間にそれぞれ加圧ばね22・22を縮設することで加圧用剛性ステイ20に押し下げ力を作用させている。これにより、ヒータ17を配設したフィルムガイド下面部分と加圧ローラ19とが加圧ローラ19の弾性層19bの弾性に抗してフィルム16を挟んで圧接して接触部としての所定幅のニップ部Nが形成される。このニップ部N内にヒータ17は存在している。フィルム16はニップ部Nにおいて、フィルムガイド18、ヒータ17でバックアップされる。   Above the pressure roller 19, the heating assembly 15 is disposed with the lower surface side of the film guide 18 facing downward, and both ends of the pressure rigid stay 20 and spring receiving members 21 and 21 on the apparatus chassis side plate side, A pressing force is applied to the pressurizing rigid stay 20 by contracting the pressurizing springs 22 and 22 respectively. As a result, the lower surface of the film guide provided with the heater 17 and the pressure roller 19 are pressed against each other with the film 16 against the elasticity of the elastic layer 19b of the pressure roller 19, and a nip having a predetermined width as a contact portion. Part N is formed. The heater 17 exists in the nip portion N. The film 16 is backed up at the nip N by a film guide 18 and a heater 17.

本例においては上記の加熱体としてのセラミックヒータ17とこれを支持させたフィルムガイド18とが移動部材としての定着フィルム16と摺動する摺動面を有し定着フィルム16を支持するバックアップ部材である。   In this example, the ceramic heater 17 as the heating body and the film guide 18 that supports the ceramic heater 17 have a sliding surface that slides on the fixing film 16 as a moving member, and is a backup member that supports the fixing film 16. is there.

3)装置動作
図4において、加圧ローラ19は駆動手段Mにより矢示の反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ19の回転駆動による該加圧ローラ19とフィルム16の外面との摩擦力でフィルム16に回転力が作用する。その結果、該フィルム16が内面をニップ部Nにおいてヒータ17の下面に密着して摺動しながら矢示の時計方向にフィルムガイド18の外回りを回転する(加圧ローラ駆動方式)。フィルム16は、加圧ローラ19の回転周速度にほぼ対応した周速度をもった回転状態となる。
3) Device Operation In FIG. 4, the pressure roller 19 is rotationally driven by the driving means M in the counterclockwise direction indicated by the arrow. A rotational force acts on the film 16 by the frictional force between the pressure roller 19 and the outer surface of the film 16 by the rotational driving of the pressure roller 19. As a result, the film 16 rotates around the film guide 18 in the clockwise direction indicated by the arrow while sliding with the inner surface in close contact with the lower surface of the heater 17 at the nip portion N (pressure roller driving method). The film 16 is in a rotating state having a peripheral speed substantially corresponding to the rotational peripheral speed of the pressure roller 19.

ニップ部Nにおけるヒータ17の下面とフィルム16の内面との相互摺動摩擦力を低減化させるためにニップ部Nのヒータ17の下面とフィルム16の内面との間に耐熱性グリスなどの潤滑材を介在させる。   In order to reduce the mutual sliding frictional force between the lower surface of the heater 17 and the inner surface of the film 16 in the nip portion N, a lubricant such as heat resistant grease is provided between the lower surface of the heater 17 and the inner surface of the film 16 in the nip portion N. Intervene.

プリントスタート信号に基づいて加圧ローラ19の回転が開始され、またヒータ17のヒートアップが開始される。加圧ローラ19の回転によるフィルム16の回転周速度が定常化し、ヒータ17の温度が所定の温度に立ち上がった状態において、ニップ部Nのフィルム16と加圧ローラ19との間に被加熱材としてのトナーtを担持させた記録材Pがトナー画像担持面側をフィルム16側にして導入されることで、記録材Pはニップ部Nにおいてフィルム16を介してヒータ17の下面に密着してニップ部Nをフィルム16といっしょに移動通過していく。その移動通過過程においてヒータ17の熱がフィルム16を介して記録材Pに付与されてトナー画像tが記録材P面に加熱定着される。ニップ部Nを通過した記録材Pはフィルム16の面から分離されて搬送される。   The rotation of the pressure roller 19 is started based on the print start signal, and the heater 17 starts to heat up. When the rotation peripheral speed of the film 16 is stabilized by the rotation of the pressure roller 19 and the temperature of the heater 17 rises to a predetermined temperature, a material to be heated is interposed between the film 16 and the pressure roller 19 in the nip portion N. The recording material P carrying the toner t is introduced with the toner image carrying surface side of the film 16 side, so that the recording material P adheres closely to the lower surface of the heater 17 via the film 16 at the nip portion N. Part N moves and passes with the film 16. During the moving and passing process, the heat of the heater 17 is applied to the recording material P through the film 16 and the toner image t is heated and fixed on the surface of the recording material P. The recording material P that has passed through the nip portion N is separated from the surface of the film 16 and conveyed.

4)定着フィルム16
図5は定着フィルム16の層構成を示す断面模型図である。この定着フィルム16は、ポリイミド樹脂を主体としてなる基層1の上に、ゴム弾性体からなる弾性層2と、離型層3とが順に設けられてなることを特徴としている。基層1側がヒータ摺動面側(定着フィルム内面側)であり、離型層3側が加圧ローラ当接面側(定着フィルム外面側)である。
4) Fixing film 16
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the layer structure of the fixing film 16. The fixing film 16 is characterized in that an elastic layer 2 made of a rubber elastic body and a release layer 3 are sequentially provided on a base layer 1 mainly composed of polyimide resin. The base layer 1 side is the heater sliding surface side (fixing film inner surface side), and the release layer 3 side is the pressure roller contact surface side (fixing film outer surface side).

a:基層1
ポリイミド樹脂を主体としてなる基層1は、定着フィルム16として必要な熱伝導性や機械的強度などの条件を満たすため、その厚さが20〜100μmの範囲内であることが好ましい。さらに、定着フィルムの熱応答性を向上させるために、ポリイミドフィルム基層の熱伝導率は0.42W/m・℃(1.0×10−3cal/cm・sec・℃)以上であることが好ましい。通常、ポリイミド樹脂の熱伝導率は0.25W/m・℃(0.6×10−3cal/cm・sec・℃)以下であるが、樹脂材料に添加剤として例えばBN、AlN、あるいはSiCなどを配合することにより、基層の熱伝導率を上記範囲にまで高めることができる。
a: Base layer 1
In order to satisfy the conditions such as thermal conductivity and mechanical strength necessary for the fixing film 16, the base layer 1 mainly composed of polyimide resin preferably has a thickness in the range of 20 to 100 μm. Furthermore, in order to improve the thermal responsiveness of the fixing film, the thermal conductivity of the polyimide film base layer is 0.42 W / m · ° C. (1.0 × 10 −3 cal / cm · sec · ° C.) or more. preferable. Usually, the thermal conductivity of polyimide resin is 0.25 W / m · ° C. (0.6 × 10 −3 cal / cm · sec · ° C.) or less, but as an additive to the resin material, for example, BN, AlN, or SiC By blending these, the thermal conductivity of the base layer can be increased to the above range.

一方、金属系のスリーブを基材として用いることも可能である。この場合は、比較的強度を出すことができ、厚みを薄く設定可能である。   On the other hand, it is also possible to use a metal sleeve as a base material. In this case, relatively high strength can be obtained and the thickness can be set thin.

このように低熱容量の耐熱性樹脂、あるいは薄層の金属フィルムを基材として用いることで、金属ローラを基材とした場合等に比べ、回転体として低熱容量とすることができ、立ち上げに必要とする電力を低くすることが可能となり、オンデマンドタイプの装置を構成することができる。   Thus, by using a heat-resistant resin with a low heat capacity or a thin metal film as a base material, the heat capacity can be reduced as a rotating body compared to the case where a metal roller is used as a base material. The required power can be reduced, and an on-demand type device can be configured.

b:弾性層2
弾性層2を構成するゴム弾性体としてはゴム硬度の低い柔らかいものが好ましく、例えばJIS−A硬度1〜70°、さらに好ましくは5〜40°のシリコーンゴムなどが好適に使用可能である。弾性層の厚さは0.05〜1mmの範囲が好ましく、さらに好ましくは0.1〜0.5mmの範囲である。弾性層の厚さが0.05mmより薄い場合には、フィルムに十分な弾性を付与しにくくトナーを包み込むように定着させることが困難となり、OHTの透過性、色再現性、及び光沢ムラ・画像ガサツキの改善等、定着性の向上効果が得られなくなる。一方、1mmより厚い場合には定着フィルムの熱応答性が損なわれるようになるので、ともに好ましくない。
b: Elastic layer 2
As the rubber elastic body constituting the elastic layer 2, a soft one having a low rubber hardness is preferable. For example, silicone rubber having a JIS-A hardness of 1 to 70 °, more preferably 5 to 40 ° can be suitably used. The thickness of the elastic layer is preferably in the range of 0.05 to 1 mm, more preferably in the range of 0.1 to 0.5 mm. If the thickness of the elastic layer is less than 0.05 mm, it is difficult to fix the film so that it is difficult to give sufficient elasticity to the film, and the OHT permeability, color reproducibility, gloss unevenness and image The improvement effect of fixing property such as improvement of roughness cannot be obtained. On the other hand, if it is thicker than 1 mm, the heat responsiveness of the fixing film will be impaired.

c:離型層3
離型層3の構成材料としては、PFAをベース材料として、これにPTFEなどの比較的やわらかいフッ素樹脂を混合した、複数のフッ素系樹脂から形成される。
c: Release layer 3
The constituent material of the release layer 3 is formed of a plurality of fluorine-based resins in which PFA is used as a base material and a relatively soft fluorine resin such as PTFE is mixed therewith.

混合比としては、比較的やわらかい樹脂を多く配合したものが好ましく、例えばPFAにPTFEをブレンドする場合は、PTFEを、50〜90wt%、より好ましくは60〜80wt%の割合で混合したものが好適である。   The mixing ratio is preferably a mixture of a relatively soft resin. For example, when PTFE is blended with PFA, a mixture of PTFE at a ratio of 50 to 90 wt%, more preferably 60 to 80 wt% is preferable. It is.

混合比が50wt%未満の場合、コーティング時の成膜性が悪くなり、安価に均一な表面性を有する離型層を形成することが困難となる。また、混合比が90wt%を超える場合は、傷に対する強度や、耐久を通じて安定した離型性を得られなくなる。   When the mixing ratio is less than 50 wt%, the film formability at the time of coating deteriorates, and it becomes difficult to form a release layer having a uniform surface property at low cost. On the other hand, when the mixing ratio exceeds 90 wt%, it is impossible to obtain a stable release property through the strength against scratches and durability.

離型層の厚さは5〜40μmが好ましいが、さらに好ましくは10〜30μmの範囲である。離型層の厚さが5μmより薄い場合には耐久性や、傷に対する強度が低下し、40μmより厚い場合にはゴム弾性層を設けた効果が得られなくなったり、熱応答性が不利となるため、ともに好ましくない。   The thickness of the release layer is preferably 5 to 40 μm, more preferably 10 to 30 μm. When the thickness of the release layer is less than 5 μm, the durability and the strength against scratches are reduced, and when it is thicker than 40 μm, the effect of providing a rubber elastic layer cannot be obtained or the thermal response is disadvantageous. Therefore, both are not preferable.

本発明の定着フィルムは、たとえば以下のようにして製造することができる。まず、基層1であるポリイミドフィルムを製造するにあたって、芯体となる金型の外面に熱伝導性無機粒子、および導電性フィラー等を分散させた、ポリアミド酸溶液のようなポリイミド前駆体溶液を均一な厚さで付着させ、加熱により乾燥およびイミド化してポリイミドフィルムのチューブ状物を形成する。   The fixing film of the present invention can be produced, for example, as follows. First, in manufacturing the polyimide film as the base layer 1, a polyimide precursor solution such as a polyamic acid solution in which thermally conductive inorganic particles and conductive fillers are dispersed on the outer surface of a mold serving as a core is uniform. It is made to adhere with a sufficient thickness, and is dried and imidized by heating to form a tubular product of a polyimide film.

このポリイミド前駆体溶液を均一な厚さで芯体に付着させる方法はどのような方法であっても良いが、たとえば、浸漬や塗布などの一般的な方法により芯体の外周上部に所定量付着させた後、その長手方向を鉛直に保持した金属芯体の外側に所定のクリアランスを有する外金型を嵌め、その自重によって外金型を降下させる、いはゆる「キャスト成型」法、「ダイスコート」法などは特に好適である。   Any method may be used for attaching the polyimide precursor solution to the core with a uniform thickness. For example, a predetermined amount of the polyimide precursor solution is attached to the upper periphery of the core by a general method such as dipping or coating. After that, an outer mold having a predetermined clearance is fitted to the outside of the metal core body whose longitudinal direction is held vertically, and the outer mold is lowered by its own weight. The “coat” method and the like are particularly suitable.

上記により形成された円筒状のポリイミドフィルム1の表面に、さらにLTVシリコーンゴムをコートし硬化させる方法や、あるいはHTVシリコーンゴムをプレス成型する方法などによって、ゴム弾性体層2を設けることができる。そして離型層3も、所望の配合比としたフッ素樹脂のブレンド液をディスパージョン塗装などの常法にしたがって、容易に形成することができる。そしてその後、複層構造の円筒状物を芯体から分離することによって、本発明の画像定着フィルムが得られる。   The rubber elastic body layer 2 can be provided on the surface of the cylindrical polyimide film 1 formed as described above by a method in which LTV silicone rubber is further coated and cured, or a method in which HTV silicone rubber is press-molded. The release layer 3 can also be easily formed in accordance with a conventional method such as dispersion coating with a fluororesin blend liquid having a desired blending ratio. Then, the image fixing film of the present invention is obtained by separating the cylindrical object having a multilayer structure from the core.

なお、本発明においてポリイミドフィルム原料として使用可能なポリイミド前駆体にはとくに制限はないが、たとえば芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸とを反応させて得られるものなどがあげられ、芳香族ジアミンとしては、たとえば3,3´−ジメトキシ−4,4´−ジアミノジフェニルエーテルや3,3´−ジアミノフェニルエーテルなど、芳香族テトラカルボン酸としては、たとえば3,3´,4,4´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物やピロメリット酸二無水物などがあげられる。これらの芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸との反応は、たとえばジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドンなどの有機極性溶剤中で行われる。   The polyimide precursor that can be used as a raw material for the polyimide film in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include those obtained by reacting an aromatic diamine and an aromatic tetracarboxylic acid. Examples of aromatic tetracarboxylic acids such as 3,3′-dimethoxy-4,4′-diaminodiphenyl ether and 3,3′-diaminophenyl ether include 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid. Examples thereof include acid dianhydride and pyromellitic dianhydride. The reaction of these aromatic diamines with aromatic tetracarboxylic acid is carried out in an organic polar solvent such as dimethylacetamide, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone.

(実施例1)
ポリイミド前駆体溶液として、粘度2000ポイズの3,3´,4,4´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン(4,4´−ジアミノフェニルエーテル)を、溶媒であるN−メチル−2−ピロリドン(NMP)中で反応させて得られたポリイミド前駆体溶液を用意した。
Example 1
As a polyimide precursor solution, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride having a viscosity of 2000 poise and aromatic diamine (4,4′-diaminophenyl ether) are used as a solvent, N-methyl- A polyimide precursor solution obtained by reacting in 2-pyrrolidone (NMP) was prepared.

次に、熱伝導性無機充填剤として平均粒径が0.6μmのSi(信越化学工業(株)製窒化ケイ素、熱伝導率:0.06〜0.09cal/cm・sec・℃)粉末を用いた。 Next, Si 3 N 4 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. silicon nitride, thermal conductivity: 0.06 to 0.09 cal / cm · sec · ° C. as a thermally conductive inorganic filler having an average particle size of 0.6 μm. ) Powder was used.

前記Si粉末10gを40mlのNMPの中で分散させ、超音波洗浄器を用い、二次凝集化している粒子を一次粒子に分散させたのち、前記ポリイミド前駆体溶液の中に投入し、混合機で撹拌し均一にSi粒子を分散させた。ポリイミド前駆体溶液の固形分濃度に対するSiの混合比率は、15wt%とした。 After dispersing 10 g of the Si 3 N 4 powder in 40 ml of NMP and using an ultrasonic cleaner to disperse the secondary agglomerated particles into primary particles, the powder is put into the polyimide precursor solution. The mixture was stirred with a mixer to uniformly disperse the Si 3 N 4 particles. The mixing ratio of Si 3 N 4 to the solid content concentration of the polyimide precursor solution was 15 wt%.

しかるのち、前記ポリイミド前駆体溶液の中に、外径30mm、長さ500mmのアルミニウム製円筒状芯体を浸漬し引き上げ、円筒状芯体の最上部より内径が31mmのリング状外金型をその自重によって落下させ、前記円筒状芯体の外表面に厚さが約500μmのポリイミド前駆体溶液の被膜をキャスト成型した。   After that, an aluminum cylindrical core body having an outer diameter of 30 mm and a length of 500 mm is immersed in the polyimide precursor solution and pulled up, and a ring-shaped outer mold having an inner diameter of 31 mm is formed from the top of the cylindrical core body. The film was dropped by its own weight, and a film of a polyimide precursor solution having a thickness of about 500 μm was cast on the outer surface of the cylindrical core.

その後、この芯体を、温度120℃で40分間、及び温度200℃で15分間の加熱処理を行って溶媒の除去及びイミド転化反応を進行させ、基層となる厚さ60μmのチューブ状のポリイミドフィルム(ポリイミド中間体)を形成した。   Thereafter, this core is heated at 120 ° C. for 40 minutes and at 200 ° C. for 15 minutes to advance the removal of the solvent and the imide conversion reaction to form a tubular polyimide film having a thickness of 60 μm serving as a base layer. (Polyimide intermediate) was formed.

次いで芯体上のこのポリイミドチューブの表面に、Hs20°のLTVシリコーンゴム(東芝シリコーン社製、商品名XE15−751)をコートしたのち、120℃で30分熱処理を行って厚さ0.2mmのゴム弾性体層を形成した。そして得られたゴム弾性体層の表面に、フッ素樹脂としてPFAに対しPTFEを70wt%混合した混合液をスプレーコートしたのち、イミド化反応の完結処理とフッ素樹脂の焼成処理を行うため温度250℃、80分の熱処理を行った後、380℃で70分間の熱処理を行って厚さ10μmの離型性表層を形成した。その後、アルミニウム製芯体を引き抜いて、複層構造の本発明の画像定着フィルムを得た。   Next, after coating the surface of this polyimide tube on the core with Hs20 ° LTV silicone rubber (product name XE15-751, manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.), heat treatment was performed at 120 ° C for 30 minutes to achieve a thickness of 0.2 mm. A rubber elastic layer was formed. The surface of the obtained rubber elastic layer is spray-coated with a mixed solution of 70 wt% of PTFE with respect to PFA as a fluororesin, and then the temperature is 250 ° C. for completing the imidation reaction and firing the fluororesin. After performing heat treatment for 80 minutes, heat treatment was performed at 380 ° C. for 70 minutes to form a releasable surface layer having a thickness of 10 μm. Thereafter, the aluminum core was pulled out to obtain an image fixing film of the present invention having a multilayer structure.

なお、各層間の接着強度を確保するため、プライマーを塗布した後コーティングを行うと、層間剥離のない一体性に優れたものとなる。ただし、フッ素樹脂混合液の混合比や、熱処理条件などによっては、プライマー塗布を省略しても、同様の接着強度を得ることができる。   In addition, in order to ensure the adhesive strength between each layer, when it coats after apply | coating a primer, it will be excellent in the integrity without delamination. However, depending on the mixing ratio of the fluororesin mixture, the heat treatment conditions, etc., the same adhesive strength can be obtained even if the primer coating is omitted.

このようにして製造された耐熱フィルムを、図1・図2に示される画像形成装置の定着装置の定着フィルム16として適用して画像出力等の評価を行った。表1は、評価結果を示すものである。   The heat-resistant film thus produced was applied as the fixing film 16 of the fixing device of the image forming apparatus shown in FIGS. 1 and 2 to evaluate image output and the like. Table 1 shows the evaluation results.

比較例として、離型層をPFAのみで形成したもの(比較例1)、PTFEを20wt%混合したもの(比較例2)、離型層をPTFEのみで形成したもの(比較例3)の結果も示す。   As a comparative example, the results of a release layer formed only with PFA (Comparative Example 1), a mixture of 20 wt% PTFE (Comparative Example 2), and a release layer formed only with PTFE (Comparative Example 3) Also shown.

表1からわかるように、比較例3の場合、耐久後の離型性が悪化し、傷も発生した。
比較例1では、画質(光沢均一性)が良くない。また、比較例2では、耐久後の離型性、傷、画質どれも、不十分であった。一方、本例では、離型性、画質、傷に対し良好であった。
As can be seen from Table 1, in Comparative Example 3, the releasability after endurance deteriorated and scratches were also generated.
In Comparative Example 1, the image quality (gloss uniformity) is not good. Further, in Comparative Example 2, the release properties after the endurance, scratches and image quality were all insufficient. On the other hand, this example was good for releasability, image quality, and scratches.

(実施例2)
本例では、基層材料としてSUSを用いたほかは、実施例1と同様である。基層としては、SUS304(ステンレススチール)を、深絞り加工により、内径30mm、厚み約30μmの円筒状に形成したのち、実施例1と同様に、弾性層、離型層を形成し、定着フィルムを得た。
(Example 2)
This example is the same as Example 1 except that SUS is used as the base layer material. As the base layer, SUS304 (stainless steel) was formed into a cylindrical shape having an inner diameter of 30 mm and a thickness of about 30 μm by deep drawing, and then an elastic layer and a release layer were formed in the same manner as in Example 1 to form a fixing film. Obtained.

このように、基層として、金属系の材料を用いることで、フィルムの総厚を薄くできるとともに、熱伝導率を高くすることができるため、熱応答性を良くすることが可能となる。   Thus, by using a metal-based material as the base layer, the total thickness of the film can be reduced and the thermal conductivity can be increased, so that the thermal response can be improved.

本例においても同様に画像評価を行ったところ、耐久を通じて離型性を確保でき、傷の発生もなく、良好な定着画像が得られた。   In this example as well, image evaluation was performed in the same manner. As a result, it was possible to ensure releasability through durability, and there were no scratches, and a good fixed image was obtained.

(実施例3)
本例では、離型層の材料として、PFA、FEP、PTFEを用い、混合比としては、PFA20wt%、FEP10wt%、PTFE70wt%とした混合液を用いて、フィルムを形成した。すなわち、実施例1のPFA30wt%、PTFE70wt%という混合比に対し、本例では、PFA20wt%、FEP10wt%、PTFE70wt%のようにして、PFAの一部をFEPに置換する形の混合比率とした。
(Example 3)
In this example, a film was formed using PFA, FEP, and PTFE as the release layer material, and a mixed solution having a mixing ratio of PFA 20 wt%, FEP 10 wt%, and PTFE 70 wt%. That is, in contrast to the mixing ratio of PFA 30 wt% and PTFE 70 wt% in Example 1, in this example, the mixing ratio was such that part of PFA was replaced with FEP, such as PFA 20 wt%, FEP 10 wt%, and PTFE 70 wt%.

比較的低融点であるFEPを用いることで、焼成温度を低く抑えることができ、製法上安価にできるとともに、比較的耐熱性の低い弾性層種であっても使用できるようになり、弾性層種の選択の自由度を広くできる。   By using FEP having a relatively low melting point, the firing temperature can be kept low, the manufacturing method can be made inexpensive, and even elastic layer species with relatively low heat resistance can be used. The degree of freedom of selection can be widened.

本例においても、「PFA+FEP」に対するPTFEの混合比を、50〜90wt%とすることで、傷防止と、画質を両立することができる。   Also in this example, by setting the mixing ratio of PTFE to “PFA + FEP” to 50 to 90 wt%, both scratch prevention and image quality can be achieved.

本例においても同様に画像評価を行ったところ、耐久を通じて離型性を確保でき、傷の発生もなく、良好な定着画像が得られた。   In this example as well, image evaluation was performed in the same manner. As a result, it was possible to ensure releasability through durability, and there were no scratches, and a good fixed image was obtained.

(その他)
1)実施例の加熱装置においては、可撓性の移動部材(定着フィルム)16は、回転体としての円筒状もしくはエンドレスベルト状のフィルムにし、その駆動方法としては、フィルム内周面を案内するフィルムガイドと加圧ローラとで圧接されたフィルムを加圧ローラの回転駆動によって従動回転させる方式(加圧ローラ駆動方式)としたが、駆動ローラとテンションローラによって張架されたエンドレスベルト状のフィルムの駆動によって加圧ローラを従動回転させる装置構成にすることもできる。また、可撓性移動部材としてのフィルムは、ロール巻きにした長尺の有端部材にし、これを加熱体を経由させて繰り出し走行移動させる装置構成にすることもできる。
(Other)
1) In the heating device of the embodiment, the flexible moving member (fixing film) 16 is a cylindrical or endless belt-like film as a rotating body, and the driving method thereof guides the inner peripheral surface of the film. The film pressure-contacted by the film guide and the pressure roller is driven by the rotation of the pressure roller (pressure roller drive system), but it is an endless belt-like film stretched by the drive roller and tension roller. It is also possible to adopt a device configuration in which the pressure roller is driven to rotate by driving. Moreover, the film as a flexible movement member can also be set as the apparatus structure which makes it the long end member wound by the roll, and draws out and moves this through a heating body.

2)加熱体17はセラミックヒータに限られるものではなく、他の各種ヒータを使用できる。例えば鉄板等の電磁誘導発熱部材を加熱体17とすることもできる。   2) The heating element 17 is not limited to a ceramic heater, and other various heaters can be used. For example, an electromagnetic induction heating member such as an iron plate may be used as the heating body 17.

3)加熱体17は必ずしも定着ニップ部Nに位置していなくてもよい。たとえば、加熱体17を定着ニップ部Nよりもフィルム移動方向上流側に位置させて配設する装置構成にすることもできる。   3) The heating body 17 does not necessarily have to be located at the fixing nip N. For example, an apparatus configuration in which the heating body 17 is disposed on the upstream side of the fixing nip portion N with respect to the film moving direction may be employed.

4)定着フィルム16の加熱形態は内部加熱方式に限られず、外部加熱方式とすることもできるし、定着フィルム自体を電磁誘導発熱させる加熱方式等にすることもできる。   4) The heating mode of the fixing film 16 is not limited to the internal heating method, but may be an external heating method, or a heating method in which the fixing film itself generates electromagnetic induction heat.

5)加圧部材もローラ体に限られず、回動するエンドレスベルト体等の形態にすることができる。   5) The pressure member is not limited to the roller body, and may be a form such as a rotating endless belt body.

6)本発明の加熱装置は定着装置に限られず、そのた仮定着する像加熱装置、画像を担持した記録材を再加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、記録材以外のシート状の被加熱材を通紙して、乾燥、加熱ラミネート、熱プレスしわ取り、熱プレスカール取り等の加熱処理装置等として活用できる。   6) The heating device of the present invention is not limited to a fixing device, but an image heating device that is supposed to be worn, an image heating device that reheats a recording material carrying an image to improve the surface properties such as gloss, and other than the recording material The sheet-like material to be heated can be passed through and used as a heat treatment apparatus such as drying, heat laminating, hot press wrinkle removal, hot press curl removal and the like.

本発明の実施例に係る画像形成装置例の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an example of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例に係る定着装置の中間部分省略の正面模型図である。FIG. 3 is a front model view of the fixing device according to the embodiment of the present invention with an intermediate portion omitted. 同装置の中間部分省略の縦断面模型図である。It is a longitudinal cross-sectional model figure of the intermediate part omission of the apparatus. 同装置の横断面模型図である。It is a cross-sectional model figure of the same apparatus. 定着フィルムの拡大横断面模型図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional model view of a fixing film.

符号の説明Explanation of symbols

16・・定着フィルム(可撓性部材)、17・・ヒータ(加熱体)、18・・フィルムガイド、19・・加圧部材、20・・加圧用ステイ、25・・定着フィルム寄り移動規制部材、N・・定着ニップ部   16 .. Fixing film (flexible member), 17 .. Heater (heating body), 18 .. Film guide, 19 .. Pressing member, 20 .. Stay for pressing, 25. , N ... Fixing nip

Claims (8)

可撓性の移動部材と、前記移動部材と摺動する摺動面を有し前記移動部材を支持するバックアップ部材と、前記移動部材を間に挟み前記バックアップ部材とニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記移動部材を前記バックアップ部材の面に摺動移動させ、前記ニップ部の前記移動部材と前記加圧部材との間で被加熱材を挟持搬送しつつ被加熱材を加圧及び加熱する加熱装置において、
前記移動部材は、少なくとも、前記バックアップ部材と摺動する基層と、該基層の前記バックアップ部材側とは反対面側に設けられた弾性層と、さらにその上に設けられた離型層を有し、
前記離型層は、複数種のフッ素系樹脂によって形成され、厚さが5μm以上40μm以下であることを特徴とする加熱装置。
A flexible moving member; a backup member having a sliding surface that slides against the moving member; and supporting the moving member; and a pressure member that sandwiches the moving member to form the backup member and the nip portion. The moving member is slid on the surface of the backup member, and the heated material is added while nipping and conveying the heated material between the moving member and the pressure member of the nip portion. In the heating device for pressure and heating,
The moving member has at least a base layer that slides with the backup member, an elastic layer provided on the opposite side of the base layer from the backup member side, and a release layer provided thereon. ,
The heating device, wherein the release layer is formed of a plurality of types of fluorine-based resins and has a thickness of 5 μm to 40 μm.
前記離型層は、複数種のフッ素系樹脂を混合した混合液をコーティングすることによって形成されることを特徴とする請求項1記載の加熱装置。   The heating device according to claim 1, wherein the release layer is formed by coating a mixed liquid in which a plurality of types of fluorine-based resins are mixed. 前記離型層は、PFAとPTFEを混合したフッ素系樹脂を用い、PFAに対するPTFEの混合比を、50〜90wt%としたことを特徴とする請求項1乃至2に記載の加熱装置。   3. The heating apparatus according to claim 1, wherein the release layer uses a fluorine-based resin in which PFA and PTFE are mixed, and a mixing ratio of PTFE to PFA is set to 50 to 90 wt%. 前記移動部材は、樹脂、または、金属を基層としたフィルム状の回転体であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1つに記載の加熱装置。   The heating device according to any one of claims 1 to 3, wherein the moving member is a film-like rotating body including a resin or a metal as a base layer. 前記バックアップ部材の移動部材摺動面の前記ニップ部に対応する部分が加熱体であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1つに記載の加熱装置。   The heating apparatus according to claim 1, wherein a portion corresponding to the nip portion of the moving member sliding surface of the backup member is a heating body. 前記加熱体がセラミックヒータであることを特徴とする請求項5に記載の加熱装置。   The heating apparatus according to claim 5, wherein the heating body is a ceramic heater. 記録材に未定着画像を形成担持させる作像手段と、その未定着画像を記録材面に加熱定着させる定着手段を有する画像形成装置において、前記定着手段が請求項1乃至6の何れか1つに記載の加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。   7. An image forming apparatus comprising: an image forming unit that forms and supports an unfixed image on a recording material; and a fixing unit that heat-fixes the unfixed image on the surface of the recording material, wherein the fixing unit is any one of claims 1 to 6. An image forming apparatus, which is the heating apparatus described in 1. 前記作像手段が記録材上に複数色のトナー画像を形成するカラー画像形成手段であることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 7, wherein the image forming unit is a color image forming unit that forms toner images of a plurality of colors on a recording material.
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