JP2009015061A - 画像形成装置用のローラおよびベルト並びにそれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】外周に弾性層を有する基材と、前記基材の外周面に形成された酸化ケイ素層と、前記酸化ケイ素層の外周に形成されたバインダー層と、前記バインダー層の外周に形成されたフッ素樹脂層を有していることを特徴とする画像形成装置用のローラまたはベルト。前記基材は、外周に弾性層が形成されている金属若しくはポリイミド製であることを特徴とする画像形成装置用のローラ。前記基材は、外周に弾性層が形成されているポリイミド製であることを特徴とする画像形成装置用のベルト。前記バインダー層は、変性フッ素樹脂層よりなることを特徴とする画像形成装置用のローラまたはベルト。
【選択図】図1
Description
このため、画像形成装置の定着ローラや定着ベルト等には高度の離型性(トナーの離脱性、広義には他の物質との非接着性)が要求される。さらに、近年のトナーは粉砕法で製造されたものから化学的方法で製造されたケミカルトナーになってきており、ケミカルトナーは粒子径が小さく、球形であるため付着し易く、この面からも定着ローラや定着用のエンドレスベルトに対する離トナー性の要望は大きい。
この場合、フッ素樹脂は高度の離型性を有しているため、今度は逆に定着ローラや定着ベルトの外周に弾性層を有する基材(以下、接着性についての説明では、原則として「弾性層」と略記する)との接着性が問題となる。
なおここに、PIに変性フッ素樹脂を使用しないのは、両者の接着性が悪いことによる。
また、シリコーンゴムに変性フッ素樹脂をドライスプレーするのは、液状であれば、はじかれることによる。
かかる高度の信頼性の要求に照らした場合、前記各方法で行なった基材と、外周に弾性層を有する基材とフッ素樹脂層との接着性は、いずれも必ずしも充分とは言い難くなりはじめている。
同じく、弾性層に変性フッ素樹脂をドライスプレーするのも、液状のフッ素樹脂材を塗布する方法に比べて必要な変性フッ素樹脂が10倍程度増加する。
外周に弾性層を有する基材と、
前記基材の外周面に形成された酸化ケイ素層と、
前記酸化ケイ素層の外周に形成されたバインダー層と、
前記バインダー層の外周に形成されたフッ素樹脂層を有していることを特徴とする画像形成装置用のローラまたはベルトである。
また、酸化ケイ素層があるため、弾性層へのバインダー層の形成も容易となる。
その結果、トナーの離型性、耐久性共優れた画像形成装置用のローラやベルトを提供できる。
なお、ベルトは、動作中にローラに比較して変形等が大きく、一層厳しい条件で使用されるため、本発明の効果が一層発揮されることとなる。
また、「画像形成装置」とは、カラー用に限定されず、モノクロ用を含む。
前記基材は、外周に弾性層が形成されている金属若しくはポリイミド製であることを特徴とする画像形成装置用のローラである。
このため、基材の表面に弾性層が形成されている金属若しくはポリイミド製である画像形成装置用のローラの、特にカラー用の画像形成装置用のローラのトナーの離型性、耐久性共改善される。
前記基材は、外周に弾性層が形成されているポリイミド製であることを特徴とする画像形成装置用のベルトである。
前記バインダー層は、変性フッ素樹脂層よりなることを特徴とする画像形成装置用のローラまたはベルトである。
外周に弾性層を有する基材と、
前記基材の外周面に形成された酸化ケイ素層と、
前記酸化ケイ素層の外周に形成されたフッ素樹脂層を有していることを特徴とする画像形成装置用のローラまたはベルトである。
また、バインダー層がないため、その分コストの低下に繋がる。
前記基材は、外周に弾性層が形成されている金属若しくはポリイミド製であることを特徴とする画像形成装置用のローラである。
なお、本請求項のローラは、バインダー層を有していないためコストダウンに繋がる。
前記基材は、外周に弾性層が形成されているポリイミド製であることを特徴とする画像形成装置用のベルトである。
なお、本請求項のベルトは、バインダー層を有していないためコストダウンに繋がる。
前記フッ素樹脂層は、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)、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)から選ばれる少なくとも1種、またはこれらの2種あるいは3種の混合物であることを特徴とする画像形成装置用のローラまたはベルトである。
なお、フッ素樹脂としては、PFAまたはPTFEが、耐久性とトナーの離型性の面から特に好ましい。
外周に弾性層を有する基材と酸化ケイ素層とバインダー層とフッ素樹脂層を有している画像形成装置用のローラまたはベルトの製造方法であって、
前記基材の外周面をケイ酸化炎に晒して酸化ケイ素層を形成するケイ酸化炎処理ステップと、
前記形成された酸化ケイ素層の外周にバインダー層を形成するバインダー層形成ステップと、
前記形成されたバインダー層の外周にフッ素樹脂層を形成するフッ素樹脂層形成ステップを有していることを特徴とする画像形成装置用のローラまたはベルトの製造方法である。
外周に弾性層を有する基材と酸化ケイ素層とフッ素樹脂層を有している画像形成装置用のローラまたはベルトの製造方法であって、
前記基材の外周面をケイ酸化炎に晒して酸化ケイ素層を形成するケイ酸化炎処理ステップと、
前記形成された酸化ケイ素層の外周にフッ素樹脂層を形成するフッ素樹脂層形成ステップを有していることを特徴とする画像形成装置用のローラまたはベルトの製造方法である。
また、酸化ケイ素層に加えてプライマー層があるため、フッ素樹脂層と弾性層との接着性が大きく改善される。
その結果、トナーの離型性、耐久性とも優れた画像形成装置用のローラやベルトを提供できる。
本実施の形態は、モノクロ用の定着ローラの場合である。以下、本実施の形態を、図1を参照しつつ説明する。
図1において、10は外周にシリコーンゴム製の弾性層を有するPI製の基材であり、20は酸化ケイ素層であり、30はバインダー層としてのプライマー層であり、40はフッ素樹脂層である。
なおこの際、弾性層とプライマー液とは必ずしも相性が良くないが、予め弾性層の表面にケイ酸化炎処理を施しているため、弾性層の外周にプライマー液をはけ塗りすることが容易となる。
前記第1の実施の形態において、バインダー層としてのプライマー層30を設けず、酸化ケイ素層20の外周にフッ素樹脂層40を形成したこと以外は、第1の実施の形態と同じ構成の定着ローラとした。
本実施の形態は、物がベルトであり、その基材はPI製層の表面にシリコーンゴム層が形成されている半製品のベルトである点が第1の実施の形態と異なる。なお、そのシリコーンゴム層の表面にケイ酸化炎処理、次いでプライマー処理を施し、最後にフッ素樹脂層を形成する点は、第1の実施の形態と同じである。以下、本実施の形態を、図2を参照しつつ説明する。
図2において、15は基材の強度を受持つPI層であり、16は基材の弾性を受持つシリコーンゴム層であり、25は酸化ケイ素層であり、35はプライマー層であり、45はフッ素樹脂層であり、90は円筒状の金型である。
またこの際、基材はシリンダー状の金型に挿入したままの状態(金型の外周に形成した状態)である方が、作業が容易である。
なおこの際、弾性層とプライマー液とは必ずしも相性が良くないが、予め弾性層の表面にケイ酸化炎処理を施しているため、弾性層の外周にプライマー液を塗装することが容易となる。
表1において、耐久性欄の○印は接着性が良好なことを表し、△印は必ずしも良好とはいえないことを表す。
ケイ酸化炎処理を施していない比較例の定着ベルトは、400時間までは接着性は充分であるが、500時間を経過すると必ずしも良好とはいえないことが判る。
一方、ケイ酸化炎処理を施した実施の形態の定着ベルトは、600時間を経過しても接着性が良好であり、優れた耐久性を有しているのが判る。従って、温度が低い実際の仕様環境では、非常に優れた耐久性を発揮するものと思われる。
本実施の形態は、バインダー層が比較的低融点の変性フッ素樹脂層である点とフッ素樹脂層の形成方法を除き、第3の実施の形態と同じである。
本実施の形態のベルトの製造方法を、図4を参照しつつ説明する。図4は、本実施の形態のベルトの製造法の要部を、概念的に示す図である。図4において、36は変性フッ素樹脂層であり、95はナイロン6製の中子であり、99はステンレス製円筒である。
なお、変性フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレンおよびビニリデンフロライドの共重合体(THV)を使用した。
その後、各層が強固に接着したベルト状の管状物を、ステンレス製の円筒99の内周側から取去り、中子95を抜き去り、適切な幅に切断して定着ベルトを完成させる。
また、画像形成能力、トナーの離型性、耐久性とも優れていた。
15 PI層
16 シリコーンゴム層
20 酸化ケイ素層
25 酸化ケイ素層
30 プライマー層
35 プライマー層
40 フッ素樹脂層
45 フッ素樹脂層
46 変性フッ素樹脂層
90 金型
95 中子
99 ステンレス製円筒
Claims (10)
- 外周に弾性層を有する基材と、
前記基材の外周面に形成された酸化ケイ素層と、
前記酸化ケイ素層の外周に形成されたバインダー層と、
前記バインダー層の外周に形成されたフッ素樹脂層を有していることを特徴とする画像形成装置用のローラまたはベルト。 - 前記基材は、外周に弾性層が形成されている金属若しくはポリイミド製であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置用のローラ。
- 前記基材は、外周に弾性層が形成されているポリイミド製であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置用のベルト。
- 前記バインダー層は、変性フッ素樹脂層よりなることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の画像形成装置用のローラまたはベルト。
- 外周に弾性層を有する基材と、
前記基材の外周面に形成された酸化ケイ素層と、
前記酸化ケイ素層の外周に形成されたフッ素樹脂層を有していることを特徴とする画像形成装置用のローラまたはベルト。 - 前記基材は、外周に弾性層が形成されている金属若しくはポリイミド製であることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置用のローラ。
- 前記基材は、外周に弾性層が形成されているポリイミド製であることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置用のベルト。
- 前記フッ素樹脂層は、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)、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)から選ばれる少なくとも1種、またはこれらの2種あるいは3種の混合物であることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の画像形成装置用のローラまたはベルト。
- 外周に弾性層を有する基材と酸化ケイ素層とバインダー層とフッ素樹脂層を有している画像形成装置用のローラまたはベルトの製造方法であって、
前記基材の外周面をケイ酸化炎に晒して酸化ケイ素層を形成するケイ酸化炎処理ステップと、
前記形成された酸化ケイ素層の外周にバインダー層を形成するバインダー層形成ステップと、
前記形成されたバインダー層の外周にフッ素樹脂層を形成するフッ素樹脂層形成ステップを有していることを特徴とする画像形成装置用のローラまたはベルトの製造方法。 - 外周に弾性層を有する基材と酸化ケイ素層とフッ素樹脂層を有している画像形成装置用のローラまたはベルトの製造方法であって、
前記基材の外周面をケイ酸化炎に晒して酸化ケイ素層を形成するケイ酸化炎処理ステップと、
前記形成された酸化ケイ素層の外周にフッ素樹脂層を形成するフッ素樹脂層形成ステップを有していることを特徴とする画像形成装置用のローラまたはベルトの製造方法。
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