JP2009098202A - Rotor for fixation, fixing device, and image-forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着用回転体、定着装置および画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing rotator, a fixing device, and an image forming apparatus.
近年、画像形成装置における定着装置の分野においては、潤滑保護膜としてダイヤモンドライクカーボン(以下、本明細書において単に「DLC」と称すことがある)を使用する試みがなされている。 In recent years, in the field of fixing devices in image forming apparatuses, attempts have been made to use diamond-like carbon (hereinafter sometimes simply referred to as “DLC”) as a lubricating protective film.
例えば、絶縁性基板と、該絶縁性基板に支持され通電により発熱する抵抗層と、該抵抗層端部に設けられた電極端子部を有する加熱部材において、定着フィルムを前記加熱部材の表面に接触摺動させ、定着フィルムおよび加熱部材の各摺動面のうち少なくとも定着フィルムの摺動面に、水素化アモルファス炭素膜またはダイヤモンド状炭素膜からなる潤滑性保護膜を形成した加熱定着装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 For example, in a heating member having an insulating substrate, a resistance layer supported by the insulating substrate and generating heat when energized, and an electrode terminal portion provided at the end of the resistance layer, the fixing film is brought into contact with the surface of the heating member. A heat fixing device is proposed in which a lubricating protective film made of a hydrogenated amorphous carbon film or a diamond-like carbon film is formed on at least one of the sliding surfaces of the fixing film and the heating member. (For example, refer to Patent Document 1).
また、被加熱材の凹凸に密着して加圧でき、且つ耐久性があり省エネルギーの加熱装置を実現するため、芯金に、第1の弾性層、発熱して熱源となっている導電層、第2の弾性層、および離型性を高めるための離型層をこの順に形成させた加熱ローラと、被加熱材を加熱ローラの離型層に圧接させる加圧ローラと、を備える加熱装置において、上記離型層を厚み5μm以下のDLC層とする提案がなされている(例えば、特許文献1参照)。これにより、離型層および第2の弾性層の厚さを薄膜化しても、良好な画像を得ることができる。
本発明の課題は、定着用回転体の表面に接触して滑り摩擦を発生させる部材があった場合でも、定着用回転体をより小さい回転トルクで回転させることにある。 An object of the present invention is to rotate a fixing rotator with a smaller rotational torque even when there is a member that contacts the surface of the fixing rotator and generates sliding friction.
上記課題は、以下の手段により解決される。
すなわち請求項1に係る発明は、表面に、Si元素およびF元素から選択される少なくとも1種を含有してなるダイヤモンドライクカーボン層を備える定着用回転体である。
The above problem is solved by the following means.
That is, the invention according to claim 1 is a fixing rotator including a diamond-like carbon layer containing at least one selected from Si element and F element on the surface.
請求項2に係る発明は、発熱層を有し、表面にSi元素およびF元素から選択される少なくとも1種を含有してなるダイヤモンドライクカーボン層を備える定着ベルトである。
The invention according to
請求項3に係る発明は、表面に、Si元素およびF元素から選択される少なくとも1種を含有してなるダイヤモンドライクカーボン層を備える定着用回転体と、前記ダイヤモンドライクカーボン層と滑り摩擦が発生するように該ダイヤモンドライクカーボン層と接触する接触部材と、前記定着用回転体の外周面に接し、定着用回転体に対し圧力を加える加圧部材と、を備え、前記定着用回転体と前記加圧部材との圧接部分で記録媒体にトナーを定着する定着装置である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a fixing rotating body having a diamond-like carbon layer containing at least one selected from Si element and F element on the surface, and sliding friction with the diamond-like carbon layer. A contact member that is in contact with the diamond-like carbon layer, and a pressure member that is in contact with the outer peripheral surface of the fixing rotator and applies pressure to the fixing rotator, and the fixing rotator and the fixing member In the fixing device, the toner is fixed to the recording medium at a pressure contact portion with the pressure member.
請求項4に係る発明は、前記定着用回転体は、発熱層を有し、内周面にSi元素およびF元素から選択される少なくとも1種を含有してなるダイヤモンドライクカーボン層を備えた定着ベルトであり、前記接触部材は前記内周面に接し、前記定着ベルトを介して前記加圧部材に対して押圧される押圧部材である請求項3に記載の定着装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, the fixing rotator includes a heat generating layer, and an inner peripheral surface including a diamond-like carbon layer containing at least one selected from Si element and F element. 4. The fixing device according to claim 3, wherein the contact member is a pressing member that is in contact with the inner peripheral surface and is pressed against the pressure member via the fixing belt.
請求項5に係る発明は、前記接触部材は、発熱し定着用回転体に熱を供給する熱供給部材である請求項3に記載の定着装置である。 The invention according to claim 5 is the fixing device according to claim 3, wherein the contact member is a heat supply member that generates heat and supplies heat to the fixing rotating body.
請求項6に係る発明は、前記定着用回転体のトナーとの接触面に、前記Si元素およびF元素から選択される少なくとも1種を含有してなるダイヤモンドライクカーボン層を備える請求項3乃至請求項5の何れか1項に記載の定着装置である。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a diamond-like carbon layer containing at least one selected from the Si element and the F element on a contact surface of the fixing rotator with the toner. The fixing device according to any one of items 5 to 5.
請求項7に係る発明は、前記定着用回転体のトナーとの接触面に、少なくともF元素を含有してなるダイヤモンドライクカーボン層を備える請求項3乃至請求項5の何れか1項に記載の定着装置である。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the diamond-like carbon layer according to any one of the third to fifth aspects, wherein a diamond-like carbon layer containing at least F element is provided on a contact surface of the fixing rotator with the toner. It is a fixing device.
請求項8に係る発明は、定着用回転体と、前記定着用回転体と滑り摩擦が発生するように該定着用回転体と接触する接触部材と、を有し、前記接触部材の前記定着用回転体に接する面に、Si元素およびF元素から選択される少なくとも1種を含有してなるダイヤモンドライクカーボン層を備える定着装置である。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a fixing rotator, and a contact member that contacts the fixing rotator so as to generate sliding friction with the fixing rotator. The fixing device includes a diamond-like carbon layer containing at least one selected from Si element and F element on a surface in contact with a rotating body.
請求項9に係る発明は、前記定着用回転体の外周面に接し、定着用回転体に対し圧力を加える加圧部材を備え、前記定着用回転体は発熱層を有する定着ベルトであり、前記接触部材の前記ダイヤモンドライクカーボン層は前記定着ベルトの内周面に接し、該定着ベルトを介して前記加圧部材に対して押圧される押圧部材である請求項8に記載の定着装置である。 The invention according to claim 9 is provided with a pressing member that contacts an outer peripheral surface of the fixing rotator and applies pressure to the fixing rotator, and the fixing rotator is a fixing belt having a heat generating layer, The fixing device according to claim 8, wherein the diamond-like carbon layer of the contact member is a pressing member that is in contact with an inner peripheral surface of the fixing belt and is pressed against the pressure member via the fixing belt.
請求項10に係る発明は、前記接触部材は、発熱し定着用回転体に熱を供給する熱供給部材である請求項8に記載の定着装置である。
The invention according to
請求項11に係る発明は、請求項3乃至請求項10のいずれか一項に記載の定着装置を備える画像形成装置である。 An invention according to an eleventh aspect is an image forming apparatus including the fixing device according to any one of the third to tenth aspects.
請求項1に係る発明によれば、本組成のダイヤモンドライクカーボン層を有しない定着用回転体に比較して、定着用回転体の表面に接触して滑り摩擦を発生させる部材があった場合でも、定着用回転体をより小さい回転トルクで回転させることができる。 According to the first aspect of the present invention, even when there is a member that generates sliding friction in contact with the surface of the fixing rotator as compared to the fixing rotator not having the diamond-like carbon layer of the present composition. The fixing rotator can be rotated with a smaller rotational torque.
請求項2に係る発明によれば、本組成のダイヤモンドライクカーボン層を有しない定着ベルトに比較して、定着ベルトの表面に接触して滑り摩擦を発生させる部材があった場合でも、より小さい回転トルクで定着ベルトを回転させることができる。また、Si元素またはF元素の含有によりダイヤモンドライクカーボン層を軟化することができ、熱容量の小さい定着ベルトで急激な温度上昇が繰り返された場合でも、せん断応力による歪みが発生することを抑えることができる。 According to the second aspect of the present invention, as compared with a fixing belt having no diamond-like carbon layer of the present composition, even when there is a member that contacts the surface of the fixing belt and generates sliding friction, the rotation is smaller. The fixing belt can be rotated by torque. Moreover, the diamond-like carbon layer can be softened by containing Si element or F element, and even when a rapid temperature rise is repeated with a fixing belt having a small heat capacity, it is possible to suppress the occurrence of distortion due to shear stress. it can.
請求項3に係る発明によれば、本組成のダイヤモンドライクカーボン層を有しない定着用回転体を用いた定着装置と比較して、定着用回転体をより小さい回転トルクで回転させることができ、加圧部材を駆動させ定着用回転体を従動させたい場合でも、従動させやすくすることができる。 According to the invention of claim 3, the fixing rotator can be rotated with a smaller rotational torque as compared to a fixing device using a fixing rotator that does not have a diamond-like carbon layer of the present composition, Even when it is desired to drive the pressure member to drive the fixing rotating body, it is possible to make it easy to follow.
請求項4に係る発明によれば、本組成のダイヤモンドライクカーボン層を有しない定着ベルトを用いた定着装置と比較して、定着ベルトをより小さい回転トルクで回転させることがき、加圧部材と押圧部材によって加えられる圧力を大きくすることが可能となり、記録媒体へのトナーの定着性を向上させることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the fixing belt can be rotated with a smaller rotational torque than the fixing device using the fixing belt having no diamond-like carbon layer of the present composition, and the pressure member and the pressing member can be rotated. The pressure applied by the member can be increased, and the fixability of the toner to the recording medium can be improved.
請求項5に係る発明によれば、本組成のダイヤモンドライクカーボン層を有しない定着用回転体を用いた定着装置と比較して、熱供給部材を定着用回転体に接触させた場合でも定着用回転体をより小さい回転トルクで回転させることができ、また熱供給部材を接触させることで連続通紙時など他の部材により定着用回転体の熱を奪われる場合でも、その温度低下をより抑えることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, even when the heat supply member is brought into contact with the fixing rotator as compared with the fixing device using the fixing rotator not having the diamond-like carbon layer of the present composition, The rotating body can be rotated with a smaller rotational torque, and even when the heat supply member is brought into contact with other members, such as during continuous paper feeding, the temperature of the fixing rotating body can be further suppressed. be able to.
請求項6に係る発明によれば、トナーの接触面にSi元素またはF元素を含有しないダイヤモンドライクカーボン層を有する定着用回転体を用いた定着装置と比較して、定着用回転体に対するトナーの離型性を向上させることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, compared with a fixing device using a fixing rotator having a diamond-like carbon layer containing no Si element or F element on the contact surface of the toner, The releasability can be improved.
請求項7に係る発明によれば、トナーの接触面にF元素を含有しないダイヤモンドライクカーボン層を有する定着用回転体を用いた定着装置と比較して、定着用回転体に対するトナーの離型性をより向上させることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the toner releasability with respect to the fixing rotator as compared with the fixing device using the fixing rotator having a diamond-like carbon layer containing no F element on the contact surface of the toner. Can be further improved.
請求項8に係る発明によれば、本組成のダイヤモンドライクカーボン層を有しない接触部材を用いた定着装置と比較して、定着用回転体をより小さい回転トルクで回転させることができ、加圧部材を駆動させ定着用回転体を従動させたい場合でも、定着用回転体のスリップを抑えることができる。 According to the eighth aspect of the present invention, as compared with a fixing device using a contact member having no diamond-like carbon layer of the present composition, the fixing rotator can be rotated with a smaller rotational torque, and pressure is applied. Even when the member is driven to drive the fixing rotator, slippage of the fixing rotator can be suppressed.
請求項9に係る発明によれば、本組成のダイヤモンドライクカーボン層を有しない接触部材を用いた定着装置と比較して、定着ベルトをより小さい回転トルクで回転させることがき、加圧部材と押圧部材によって加えられる圧力を大きくすることが可能となり、記録媒体へのトナーの定着性を向上させることができる。 According to the ninth aspect of the present invention, the fixing belt can be rotated with a smaller rotational torque than the fixing device using the contact member having no diamond-like carbon layer of the present composition, and the pressure member and the pressing member can be rotated. The pressure applied by the member can be increased, and the fixability of the toner to the recording medium can be improved.
請求項10に係る発明によれば、本組成のダイヤモンドライクカーボン層を有しない接触部材を用いた定着装置と比較して、熱供給部材を定着用回転体に接触させた場合でも定着用回転体をより小さい回転トルクで回転させることができ、また熱供給部材を接触させることで連続通紙時など他の部材により定着用回転体の熱を奪われる場合でも、その温度低下をより抑えることができる。 According to the tenth aspect of the present invention, the fixing rotator can be used even when the heat supply member is brought into contact with the fixing rotator as compared with the fixing device using the contact member having no diamond-like carbon layer of the present composition. The rotating member can be rotated with a smaller rotational torque, and even if the heat of the fixing rotating body is taken away by another member such as during continuous paper feeding by contacting the heat supply member, the temperature drop can be further suppressed. it can.
請求項11に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、優れた定着画像を得ることができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, an excellent fixed image can be obtained as compared with the case where this configuration is not provided.
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、同一の機能を有する部材には、全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明は省略することがある。 Hereinafter, preferred embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is provided to the member which has the same function throughout all the drawings, and the overlapping description may be abbreviate | omitted.
<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。図2は、第1の実施形態に係る定着装置を示す概略断面図である。図3は、第1の実施形態に係る定着装置を示す概略構成図である。図4は、第1の実施形態に係る定着ベルトの層構成を示す概略断面図である。
なお、図2は、定着装置の軸方向から見た概略断面図である。図3は、図2の2−2概略断面図であり、定着装置の軸方向と直交方向から見た概略断面図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating the fixing device according to the first embodiment. FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating the fixing device according to the first embodiment. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the layer configuration of the fixing belt according to the first embodiment.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view as seen from the axial direction of the fixing device. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the line 2-2 of FIG. 2 and is a schematic cross-sectional view seen from a direction orthogonal to the axial direction of the fixing device.
第1の実施形態に係る画像形成装置100は、図1に示すように、一方向へ(図1において矢印A方向)に回転する円筒状の感光体ドラム10を備えている。この感光体ドラム10の周囲には、感光体ドラム10の回転方向上流側から順に、感光体ドラム10の表面を帯電させる帯電装置12と、感光体ドラム10に像光Lを照射して表面に潜像を形成する露光装置14と、感光体ドラム10表面の潜像にトナーを選択的に転移させてトナー画像を形成する現像器16A乃至16Dで構成される現像装置16と、感光体ドラム10と対向し、周面が周回し得る状態で支持される無端ベルト状の中間転写体18と、トナー画像の転写後に感光体ドラム10に残留するトナーを除去する清掃装置20と、感光体ドラム10の表面を除電する除電露光装置22と、が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
また、中間転写体18の内側には、感光体ドラム10表面に形成されたトナー画像を中間転写体18に一次転写する転写装置24と、2つの支持ロール26A、26Bと、二次転写を行うための転写対向ロール28とが配置されており、これらによって中間転写体18が一方向(図1において矢印B方向)へ周回し得る状態で張架されている。転写対向ロール28と対向する位置には、中間転写体18を介して、中間転写体18の外周面に一次転写されたトナー画像を記録紙(記録媒体)Pに二次転写する転写ロール30が設けられており、転写対向ロール28と転写ロール30との圧接部に、記録紙Pが矢印C方向へ送り込まれるようになっている。そして、当該圧接部において表面にトナー画像が二次転写された記録紙Pは、そのまま矢印C方向に搬送される。
Further, on the inner side of the
記録紙Pの搬送方向(矢印C方向)下流側には、記録紙P表面のトナー画像を加熱溶融して記録紙Pに定着する定着装置32が配されており、記録紙Pが用紙案内部材36を経由して送り込まれる。また、中間転写体18の回転方向(矢印B方向)下流に沿った位置には、中間転写体18表面に残留するトナーを除去する清掃装置34が設けられている。
A fixing
次に、第1の実施形態に係る定着装置について説明する。 Next, the fixing device according to the first embodiment will be described.
第1の実施形態に係る定着装置32は、図2および図3に示すように、一方向(矢印D方向)へ回転する、定着用回転体としての無端状の定着ベルト38と、定着ベルト38の周面に圧接され、一方向(矢印E方向)へ回転する加圧部材としての加圧ロール40と、定着ベルト38の加圧ロール40との圧接面とは反対の外周面に対向すると共に離間して配置される磁界発生装置42と、を備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the fixing
定着ベルト38の内周側には、加圧ロール40と接触部を形成する接触部材(押圧部材)としての加圧固定パッド44と、磁界発生装置42に定着ベルト38を介して対向すると共に定着ベルト38の内周面に接触して配置される接触部材(熱供給部材)としての固定発熱体(蓄熱層)46と、加圧固定パッド44を支持する支持部材48と、を備えている。固定発熱体46は、支持部材48により支持されている。そして、定着ベルト38の両端部には、定着ベルト38を回転駆動するために、その回転動力を伝達するための駆動伝達部材50が設けられている。
On the inner peripheral side of the fixing
また、定着ベルト38と加圧ロール40との接触部の記録紙Pの搬送方向(矢印F方向)下流側には、剥離部材52が設けられている。剥離部材52は、一端が固定支持された支持部52Aと、これに支持されている剥離シート52Bとからなり、剥離シート52Bの先端が定着ベルト38に近接又は接触するように配置されている。
Further, a peeling
Si元素およびF元素から選択される少なくとも1種を含有してなるダイヤモンドライクカーボン層(以下、本明細書において単に「Si/F含有DLC層)と称すことがある)64Aが形成されている定着ベルト38の内周面側Nでは、定着ベルト38と加圧固定パッド44とが接触し、一方が回転駆動するのに対し一方が固定された状態で摺動する摺動面において「滑り摩擦」が生じている。更に、定着ベルト38と固定発熱体46とにおいても、一方が回転駆動するのに対し一方が固定された状態で摺動する摺動面において「滑り摩擦」が生じている。また、Si/F含有DLC層64Bが形成されている定着ベルト38の外周面側Gでは、定着ベルト38と加圧ロール40とが接触し、一方が回転駆動するのに対しもう一方が従動して回転する状態で摺動する摺動面において「転がり摩擦」が生じている。
Fixing in which a diamond-like carbon layer (hereinafter simply referred to as “Si / F-containing DLC layer”) 64A containing at least one selected from Si element and F element is formed. On the inner peripheral surface side N of the
まず、定着ベルト38について説明する。定着ベルト38は、図4に示すように、ベルト基材62の表面(内周面側Nおよび外周面側Gの両方)にSi/F含有DLC層64Aおよび64Bを備えている。
First, the fixing
基材62は磁界(磁束)によって発熱する発熱層であり、磁界(磁束)を容易に貫通しつつ、磁界の作用により発熱しやすい材料であり、熱容量がより小さいことがよい。発熱層として具体的には、例えば、厚み2μm以上20μm以下(望ましくは5μm以上15μm以下)である、非磁性金属材料を含む発熱層が挙げられる。非磁性金属材料としては、例えば、銅、アルミ、銀等が挙げられる。
The
前記基材62の表面(内周面側Nおよび外周面側Gの両方)にはSi/F含有DLC層64Aおよび64Bが形成されている。
ここで、Si/F含有DLC層64Aおよび64Bに用いられるダイヤモンドライクカーボン(DLC)について説明する。炭素原子から構成されている材料として、ダイヤモンド、DLC、グラファイトに関し、それぞれの構造等を図5に示す。DLCは、炭素から構成される材料であって、ダイヤモンド構造とグラファイト構造の両方から構成されており、部分的には、水素との結合を含んだアモルファス構造を有している。そのため、DLCはダイヤモンドとグラファイトとの中間的な性質を有している。
Si / F-containing
Here, diamond-like carbon (DLC) used for the Si / F-containing
DLCの膜は、気相合成によって得られる薄膜材料で、イオンプレーティング法、スパッタ法等のPVD(Physical Vapor Deposition)法やプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法、等のさまざまなプロセスで形成される。このDLCの膜にSi元素およびF元素から選択される少なくとも1種を含有させる方法としては、直流方式のプラズマCVD法により供給原料としてSi系のガス、およびCH4(メタン)等の炭化水素ガスの混合ガスを用いる方法、F系のガス、およびCH4(メタン)等の炭化水素ガスの混合ガスを用いる方法、F元素を含む炭化水素ガスを用いる方法等が挙げられる。
尚、Si元素またはF元素の含有量の調整は、Si系ガス量、F系ガス量、混合量、F元素を含む炭化水素ガス量を変えることなどにより行われる。
DLC film is a thin film material obtained by vapor phase synthesis, and is formed by various processes such as PVD (Physical Vapor Deposition) such as ion plating and sputtering, and plasma CVD (Chemical Vapor Deposition). . As a method for containing at least one selected from Si element and F element in the DLC film, a Si-based gas as a feedstock by a direct current plasma CVD method, and a hydrocarbon gas such as CH 4 (methane) And a method using a mixed gas of hydrocarbon gas such as CH 4 (methane), a method using a hydrocarbon gas containing F element, and the like.
The content of Si element or F element is adjusted by changing the amount of Si-based gas, the amount of F-based gas, the amount of mixture, the amount of hydrocarbon gas containing F element, or the like.
また、定着ベルト38は上記構成に限られず、前記基材62としては、基層表面に発熱層を設け、その表面(内周面側および外周面側)にSi/F含有DLC層を形成したベルトや、更に上記基層上に弾性層を介して上記発熱層を設けたベルトも適用しうる。
尚、上記基層としては、発熱層を支持する強度を有し、耐熱性があり、磁界(磁束)を貫通しつつ、磁界の作用により発熱しないか、または発熱しにくい材料を自由に選ぶことが好ましい。例えば、金属ベルト(非磁性金属として例えば非磁性ステンレススチールや、軟質磁性材料および硬質磁性材料として例えばFe,Ni,Co,またはこれらの合金であるFe−Niや、Fe−Ni−Co、Fe−Cr−Co合金等を用いた金属材料で構成されたベルト)や、樹脂ベルト(例えばポリイミドベルト)等が挙げられる。また、上記弾性層としては、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等を含む弾性層が挙げられる。
The fixing
As the base layer, a material having strength to support the heat generating layer, heat resistance, penetrating the magnetic field (magnetic flux), and not generating heat due to the action of the magnetic field or hardly generating heat can be freely selected. preferable. For example, a metal belt (for example, nonmagnetic stainless steel as a nonmagnetic metal, Fe, Ni, Co, or an alloy thereof such as Fe—Ni, Co—, Fe—Ni—Co, Fe— And a belt made of a metal material using a Cr—Co alloy or the like, a resin belt (for example, a polyimide belt), or the like. Examples of the elastic layer include elastic layers containing silicone rubber, fluorine rubber, fluorosilicone rubber, and the like.
定着ベルト38の直径は、例えば20mm以上50mm以下のものが適用され得る。また、Si/F含有DLC層64Aおよび64Bが形成された定着ベルト38の内周面(加圧固定パッド44との摺動面)には、潤滑剤(例えばシリコーンオイル等)を塗布してもよい。但し、潤滑剤は経時劣化や潤滑剤漏れによる汚染等の問題を生じる場合があるため、潤滑剤を用いない態様(いわゆるオイルレス)がより好ましい。第1の実施形態においては、Si/F含有DLC層64Aを有するため、潤滑剤を用いずとも回転トルクが良好に抑制される。
The fixing
次に、加圧ロール40について説明する。第1の実施形態では、以下に加圧ロール40が定着ベルト38と離間し得る態様を示すが、定着ベルト38と加圧ロール40は常に接触していてもよい。加圧ロール40は、両端部がバネ部材(不図示)によって定着ベルト38を介して加圧固定パッド44に例えば総荷重196N(20kgf)以上392N(40kgf)以下で押圧して配置されている。一方、予備加熱(定着し得る状態になるまでの加熱)のときには、定着ベルト38と離間するように移動される(不図示)。
Next, the
加圧ロール40は、例えば、金属製の円筒状の芯材40Aと、該芯材40Aの表面に設けられた弾性層40B(例えばシリコーンゴム層や、フッ素ゴム層等)と、を備えたロールが適用し得る。また、加圧ロール40には、必要に応じて最表面に表面離型層(フッ素樹脂層)を備えてもよい。
The
次に、固定発熱体46について説明する。固定発熱体46は、定着ベルト38の内周面に倣った形状に構成され、定着ベルト38の内周面側Nに接すると共に磁界発生装置42に定着ベルト38を介して対向して配置されている。
Next, the fixed
また、固定発熱体46は、支持部材48のバネ部材48Bにより、支持部材本体48Aとは非接触で定着ベルト38を円筒形状に維持させつつ、定着ベルト38の内周面側Nに接して配置されている。第1の実施形態においては、1N〜5Nで固定発熱体46が定着ベルト38内周面側Nに押圧接触している。ベルトには大きな張力を作用させないので、押圧させてもベルト形状は極端に変化はしない。
The fixed
そして、固定発熱体46は、例えばキューリー点を持つ感温磁性金属材料であって、磁界の作用によって発熱するように構成されて、上記キューリー点は、定着ベルト38の設定温度以上、定着ベルト38の耐熱温度以下の範囲であることがよく、具体的には、例えば140℃以上240℃以下であることが望ましく、より望ましくは170℃以上230℃以下である。
The fixed
次に加圧固定パッド44について説明する。加圧固定パッド44は例えば定着ベルト38の軸方向(幅方向)に軸線を有する棒状部材で構成され、加圧ロール40から作用する押圧力に抵抗するものとなっている。定着ベルト38を介して加圧ロール40が加圧固定パッド44に押圧させることで、定着ベルト38はその内周面側Nに変形される。このように加圧ロール40と加圧固定パッド44の接触部の用紙搬送方向の下流側部で定着ベルト38に曲率を与えることにより用紙が定着ベルト38から剥離される。
Next, the
ここで、用紙の剥離性能を得るため、「定着ベルト38を介して加圧ロール40が加圧固定パッド44に押圧させることで、定着ベルト38はその内周面側Nに弾性変形されるか」という観点で定着ベルト38を決定するが、第1の実施形態での定着ベルトには金属材料を用いているため、可撓性は、定着ベルト38の剛性を決める金属からなる層で決まる。
Here, in order to obtain the sheet peeling performance, “whether the
加圧固定パッド44の材料としては、摺動面での追従性を考慮すると耐熱性樹脂やゴムが最適である。シリコーンゴム、ガラス繊維入りPPS(ポリフェニレンサルファイド)、フェノール、ポリイミド、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂等を用いてもよい。それ以外ではアルミなどでもよい。
As a material for the
次に支持部材48について説明する。支持部材48は、例えば、支持部材本体48Aと、固定発熱体46を支持するためのバネ部材48Bと、支持部材本体48Aと当該本体48Aの長手方向両端に設けられるシャフト48Cとで構成されている。
Next, the
支持部材本体48Aやシャフト48Cは、加圧ロール40から押圧力を受けたときのたわみ量が許容されるレベル以下で、具体的には例えばたわみ量が0.5mm以下になる材料であれば、特に制限はなく、例えば金属材料、樹脂材料等により構成される、また、支持部材本体48Aは、例えば非磁性金属材料(例えば、銅、アルミ、銀)で構成させている。シャフトにかかる荷重により撓みが大きくなり、シャフト剛性が問題になる場合には、例えば撓みが小さくなるヤング率を有する材質の部材と非磁性金属からなる構造体としてもよい。
If the support member
一方、バネ部材48Bは、固定発熱体46と支持部材本体48Aとの連結部材であり、固定発熱体46を直接支持するものである。バネ部材48Bは、固定発熱体46をその幅方向両端部にて連結されている。
On the other hand, the
また、バネ部材48Bは、例えば湾曲した板バネ(例えば金属製、各種エラストマー等の板ばね)で構成される。このバネ部材48Bにより、固定発熱体46は、支持されると共に、定着ベルト38が偏心して回転して、定着ベルト38が半径方向へ変位しても、その変位に対して追従し、定着ベルト38の内周面に接触状態が維持される。
Further, the
次に、駆動伝達部材50について説明する。駆動伝達部材50は、定着ベルト38を自己回転させるための駆動動力を伝達するための部材であり、例えば、定着ベルト38の端部内側に嵌め込まれるフランジ部50Aと、外周面に凹凸を有する円筒状のギア部50Bとで構成されている。駆動伝達部材50は、例えば、金属材料、樹脂材料等で構成され得る。
Next, the
駆動伝達部材50は、フランジ部50Aを定着ベルト38の端部内側に嵌めこませて定着ベルト38の端部に支持される。そして、図示しないモータ等により駆動伝達部材50のギア部50Bが回転駆動されると共に、その回転動力が定着ベルト38に伝達され定着ベルト38が自己回転される。
The
なお、駆動伝達部材50は、定着ベルト38の軸方向両端に設けているが、これに限られず、定着ベルト38の軸方向一端のみに設けてもよい。また、駆動伝達部材50は、フランジ部50Aを定着ベルト38の端部内側に嵌めこませて定着ベルト38の端部に支持されているが、これに限られず、フランジ部50Aの内側に定着ベルト38の端部を嵌め込んで、駆動伝達部材50を定着ベルト38の端部に支持してもよい。
The
次に、磁界発生装置42について説明する。磁界発生装置42は、定着ベルト38の外周面に倣った形状に構成され、固定発熱体46と定着ベルト38を介して対向すると共に、定着ベルト38の外周面との距離が例えば1mm以上5mm以下となるように配置されている。また、磁界発生装置42には、複数回巻き回されている励磁コイル(磁界発生手段)42Aが、定着ベルト38の軸方向へ沿って配置されている。
Next, the
この励磁コイル42Aには、励磁コイル42Aに交流電流を供給する励磁回路(不図示)が接続されている。また、この励磁コイル42Aの表面上には磁性体部材42Bが、長さ方向(定着ベルト38の軸方向)に沿って延在して配置されている。
An excitation circuit (not shown) that supplies an alternating current to the
磁界発生装置42の出力によい、例えば磁束(磁界)が定着ベルト38の発熱層を貫通しつつ発熱させる。
For example, a magnetic flux (magnetic field) good for the output of the
なお、磁界発生装置42は、定着ベルト38の内周面側Nに所定の距離を持って設けてもよい。この場合、固定発熱体46は定着ベルト38の外周面側Gに接して設けられる。
The
以下、第1の実施形態に係る画像形成装置100の動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the
まず、感光体ドラム10の表面が帯電装置12により帯電され、次いで露光装置14から像光Lが照射されて感光体ドラム10表面に静電電位の差による潜像が形成される。そして、感光体ドラム10の矢印A方向への回転により、現像装置16の1つの現像器16Aと対向する位置に移動し、現像器16Aから1色目のトナーが転移され、感光体ドラム10表面にトナー画像が形成される。このトナー画像は、感光体ドラム10の矢印A方向への回転により、中間転写体18との対向位置に搬送され、転写装置24によって中間転写体18表面に静電的に一次転写される。
First, the surface of the
一方、一次転写後に感光体ドラム10表面に残留するトナーが清掃装置20により除去され、清浄化後の感光体ドラム10表面は、除電露光装置22により電位的に初期化され、再び帯電装置12との対向位置に移動する。
On the other hand, the toner remaining on the surface of the
以後、現像装置16の3つの現像器16B、16C、16Dが順次感光体ドラム10と対向する位置に移動し、また1色目における方法によって2色目、3色目、4色目のトナー画像が順次形成され、それぞれ中間転写体18表面に4色重なるように一次転写される。
Thereafter, the three developing
中間転写体18上に重ね合わされたトナー画像は、中間転写体18の矢印B方向への周回移動により、転写ロール30と転写対向ロール28との対向位置に搬送され、送り込まれた記録紙Pに接触される。転写ロール30と中間転写体18とには転写用バイアス電圧が印加されており、トナー画像は記録紙P表面に二次転写される。
The toner image superimposed on the
未定着のトナー画像を保持した記録紙Pは、用紙案内部材36を経由して定着装置32へ搬送される。
The recording paper P holding the unfixed toner image is conveyed to the fixing
次に、第1の実施形態に係る定着装置32の動作について説明する。
まず、定着装置32では、例えば上記画像形成装置100におけるトナー画像形成動作が開始されると同時に(無論、当然タイムラグがあってもよい。以下、同様である。)、定着ベルト38と加圧ロール40とが離間した状態で、不図示のモータにより駆動伝達部材50が回転駆動され、これに伴い定着ベルト38が矢印D方向へ例えば周速200mm/secで回転駆動される。
Next, the operation of the fixing
First, in the fixing
この定着ベルト38の回転駆動がなされると共に、不図示の励磁回路から磁界発生装置42に含まれる励磁コイル42Aに交流電流が供給される。励磁コイル42Aに交流電流が供給されると、励磁コイル42Aの周囲に磁束(磁界)が生成消滅を繰り返す。この磁束(磁界)が定着ベルト38の発熱層を横切るとき、その磁界の変化を妨げる磁界が生じるように、当該発熱層に渦電流が発生し、発熱層の表皮抵抗および発熱層を流れる電流の二乗に比例して発熱する。
また、励磁コイル42Aから発生する磁界は定着ベルト38を貫通して固定発熱体46に作用するのでこれにより発熱する。定着ベルト38に含まれる発熱層を含む全金属層を励磁コイル42Aの表皮深さ以上になるように各金属層は材質および厚さを決定する。
The fixing
In addition, the magnetic field generated from the
これにより、定着ベルト38は、発熱層内の渦電流損発熱と固定発熱体46からの伝熱により6秒以上30秒以下で設定温度(例えば170℃)まで加熱される。
As a result, the fixing
次に、定着ベルト38に対し加圧ロール40を押圧した状態で、上記定着装置に送り込まれた記録紙Pが定着ベルト38と加圧ロール40との接触部に送り込まれ、発熱体により加熱された定着ベルト38と加圧ロール40とによって加熱押圧され、トナー画像が当該記録紙P表面に溶融圧着され、トナー画像が記録紙P表面に定着される。
Next, in a state where the
ここで固定発熱体42は以下に示す定着ベルト38への熱エネルギー供給の役割を果たす。すなわち、通常一般に、連続して用紙Pを定着しようとすると、用紙Pと、所定温度に達していない定着ベルト38周辺部材に熱を奪われるため、例えば連続通紙2乃至20枚で定着ベルト38の温度が設定温度まで回復しにくくなり、温度低下が発生する。しかし固定発熱体42は蓄熱体となって、定着ベルト38の温度が回復しにくい状態において、定着ベルト38側に熱エネルギーを熱伝導により供給できるため、定着ベルト38の温度低下を軽減することができる。
Here, the fixed
一方、定着ベルト38および加圧ロール40による定着の際、定着ベルト38は、その内周面の形状に倣った形状の固定発熱体46に軽度に押圧接触されて、支持されつつ回転し、定着ベルトの加圧固定パッド44による振れの抑制と電磁力(コイルからの磁界とそれを妨げる方向に発熱層に流れる渦電流が作る反作用磁界との反発力、すなわちベルトにはコイルから遠ざかる方向の力がかかる)を受け止め、ベルトとコイル間距離を良好に保ち、ベルト形状を維持して定着が行われる。
On the other hand, at the time of fixing by the fixing
そして、記録紙Pは、定着ベルト38と加圧ロール40との接触部から送り出されたとき、その剛性によって送り出された方向に直進しようとし、曲げ回される定着ベルト38から先端が剥離され、その記録紙Pの先端と定着ベルト38との隙間に剥離部材52(剥離シート52B)が入り込み、記録紙Pを定着ベルト38表面から剥離する。
When the recording paper P is sent out from the contact portion between the fixing
以上説明したようにトナー画像が記録紙Pに形成され、定着が行われる。 As described above, the toner image is formed on the recording paper P, and fixing is performed.
尚、上記第1の実施形態では定着用回転体として定着ベルト38を用いた例を示したが、これに限定されるものではなく、定着用回転体として表面(内周面側および外周面側)にSi/F含有DLC層を形成した定着ロールを用いてもよい。この場合、該定着ロールの内周面側には固定発熱体が接触して摺動し、滑り摩擦が発生し、一方外周面側には加圧ロールが接触して摺動し、転がり摩擦が発生している態様としてもよい。
In the first embodiment, the fixing
<第2の実施形態>
次いで、第2の実施形態に係る画像形成装置について図を用いて説明する。尚、図6は、第2の実施形態に係る加圧固定パッドの表面(摺動面)を示す概略断面図である。また図7は、第2の実施形態に係る固定発熱体の表面(摺動面)を示す概略断面図である。
<Second Embodiment>
Next, an image forming apparatus according to a second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the surface (sliding surface) of the pressure fixing pad according to the second embodiment. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the surface (sliding surface) of the fixed heating element according to the second embodiment.
第2の実施形態に係る画像形成装置は、前記第1の実施形態に係る画像形成装置において、定着ベルト38の基材62の内周面側NにSi/F含有DLC層64Aを形成せず、一方、加圧固定パッド44における定着ベルト38との摺動面Sに、Si/F含有DLC層64Cを形成すると共に、固定発熱体46における定着ベルト38との摺動面Sに、Si/F含有DLC層64Dを形成する。
第2の実施形態に係る画像形成装置においては、上記特徴以外は前記第1の実施形態に係る画像形成装置における構成をそのまま採用される。従って、以下においては上記特徴部分のみを説明し、その他の構成については説明を省略する。
The image forming apparatus according to the second embodiment does not form the Si / F-containing
In the image forming apparatus according to the second embodiment, the configuration of the image forming apparatus according to the first embodiment is employed as it is except for the above features. Therefore, in the following, only the characteristic part will be described, and description of other components will be omitted.
ここで、上記「摺動面」とは、他の部材と摺動する面をさし、第2の実施形態においては、加圧固定パッド44および固定発熱体46において、定着ベルト38と摺動する面を表す。
Here, the “sliding surface” refers to a surface that slides with another member. In the second embodiment, the
第2の実施形態に係る画像形成装置においては、上述の通り定着ベルト32の内周面側NにDLC層64Aが形成されておらず、即ち基材62がそのまま加圧固定パッド44および固定発熱体46と接触し摺動する構成となっている。
また、図6に示すとおり、第2の実施形態における加圧固定パッド44は、基材441の表面(摺動面S)にSi/F含有DLC層64Cが形成されている。更に、図7に示すとおり、第2の実施形態における固定発熱体46は、基材461の表面(摺動面S)にSi/F含有DLC層64Dが形成されている。尚、加圧固定パッド44の基材441としては、第1の実施形態において加圧固定パッド44として用いた材料をそのまま採用することができ、固定発熱体46の基材461としては、第1の実施形態において固定発熱体46として用いた材料をそのまま採用される。
In the image forming apparatus according to the second embodiment, as described above, the
As shown in FIG. 6, the
加圧固定パッド44および固定発熱体46の摺動面SにおけるSi/F含有DLC層64Cおよび64Dの形成は、前述の第1の実施形態における形成方法をそのまま採用される。
For the formation of the Si / F-containing
Si/F含有DLC層64Cが形成されている加圧固定パッド44の摺動面Sでは、加圧固定パッド44と定着ベルト38とが接触し、一方が回転駆動するのに対し一方が固定された状態で摺動する摺動面Sにおいて「滑り摩擦」が生じている。また、Si/F含有DLC層64Dが形成されている固定発熱体46と定着ベルト38とにおいても、一方が回転駆動するのに対し一方が固定された状態で摺動する摺動面Sにおいて「滑り摩擦」が生じている。
On the sliding surface S of the
以下、上記実施形態に係る画像形成装置の試験例を示す。 Hereinafter, test examples of the image forming apparatus according to the embodiment will be described.
(実施例1)
<定着ベルト38の作製>
基材62として、無端ベルト状のポリイミド製ベルト(内径30mm、厚さ60μm)の外周面に以下に示す層を形成して、基材を準備した。まず発熱層として銅(厚さ10μm)をメッキ、蒸着、スパッタリングなどで形成し、次いで保護層としてニッケル(厚さ9μm)を銅に用いた方法により形成し、更に弾性層としてシリコンゴム(厚さ300μm)、離型層としてPFA(厚さ30μm)をそれぞれ形成した。
Example 1
<Fabrication of fixing
As the
次いで、上記基材62の内周面側Nおよび外周面側Gの両面に、プラズマCVD、SP(スパッタリング)法により、Si元素の含有量が1%以上3%未満(atomic%)であるDLC層を、厚さ3μmで形成し、定着ベルト38を得た。
なお、元素の含有量はC原子に対する原子数の比率であり、RBS法(ラザフォード後方拡乱分析法)、HFS法(Hydrogen Forward Scattering Spectrometry)、GD−OES法(グロー放電発光分析法)などにより測定できる。
Next, DLC having a Si element content of 1% or more and less than 3% (atomic%) on both the inner peripheral surface side N and the outer peripheral surface side G of the
The element content is the ratio of the number of atoms to C atoms, and is determined by RBS method (Rutherford Backward Dispersion Analysis method), HFS method (Hydrogen Forward Scattering Spectrometry), GD-OES method (Glow Discharge Emission Analysis method), etc. It can be measured.
〔評価〕
(1)動摩擦係数の測定
上記定着ベルト38に関し、以下の方法により動摩擦係数の測定を行った。
JIS K 7218に準拠したピン・オン・ディスク型摩擦磨耗試験機で、固定したピンにDLC層を施した面を押し付け、回転速度30rpm、面圧0.7Gpaとし、室温(25℃)下、無潤滑下で10分の試験時間にて評価を行った。
−評価基準−
◎ :0.01以上0.05未満
○ :0.05以上0.09未満
△+:0.09以上0.13未満
△ :0.13以上0.17未満
× :0.17以上
[Evaluation]
(1) Measurement of dynamic friction coefficient The dynamic friction coefficient of the fixing
With a pin-on-disk type frictional wear tester conforming to JIS K 7218, the surface with the DLC layer applied is pressed against the fixed pin, the rotation speed is 30 rpm, the surface pressure is 0.7 Gpa, at room temperature (25 ° C.), no Evaluation was performed with a test time of 10 minutes under lubrication.
-Evaluation criteria-
◎: 0.01 or more and less than 0.05 ○: 0.05 or more and less than 0.09 Δ +: 0.09 or more and less than 0.13 Δ: 0.13 or more and less than 0.17 ×: 0.17 or more
(2)回転トルクの測定
上記定着ベルト38に関し、以下の方法により回転トルクの測定を行った。
回転トルクは定着ベルトを駆動するDCモーターの電流値から算出して導出した。あらかじめ既知の駆動負荷に対するモータの回転数と駆動力(トルク)の特性を計測しておき、実際の対象物のモータ駆動電流から、回転トルク算出した。
−評価基準−
◎ :0.1Nm以上0.3Nm未満
○ :0.3Nm以上0.5Nm未満
△+:0.5Nm以上0.7Nm未満
△ :0.7Nm以上0.9Nm未満
× :0.9Nm以上
(2) Measurement of rotational torque With respect to the fixing
The rotational torque was derived by calculating from the current value of the DC motor that drives the fixing belt. The characteristics of the rotational speed and driving force (torque) of the motor with respect to a known driving load were measured in advance, and the rotational torque was calculated from the motor driving current of the actual object.
-Evaluation criteria-
◎: 0.1 Nm or more and less than 0.3 Nm ○: 0.3 Nm or more and less than 0.5 Nm Δ +: 0.5 Nm or more and less than 0.7 Nm Δ: 0.7 Nm or more and less than 0.9 Nm ×: 0.9 Nm or more
(3)摺動特性(回転トルクの経時変化)
上記定着ベルト38を画像形成装置(富士ゼロックス社製、商品名:Docu Centre Color3300)における定着装置に装着した。加圧ロールによる総荷重を294N(30kgf)に設定し、定着ベルト38内周面に潤滑剤を塗布しない状態において通紙50000枚の画像形成を行い、回転トルクの上昇率を観察した。以下の評価基準により、評価した。
−評価基準−
○ :回転トルク上昇+10%以下
△+:回転トルク上昇+12%以下
△ :回転トルク上昇+15%以下
× :回転トルク上昇+15%を超える
(3) Sliding characteristics (change in rotational torque over time)
The fixing
-Evaluation criteria-
○: Rotation torque increase + 10% or less △ +: Rotation torque increase + 12% or less △: Rotation torque increase + 15% or less ×: Rotation torque increase + 15% or more
(4)せん断応力に対する耐久性
上記定着ベルト38を画像形成装置(富士ゼロックス社製、商品名:Docu Centre Color4300)における定着装置に装着した。定着ベルト38における設定温度を170℃に、昇温速度を25℃/秒に設定し、急加熱状態で通紙50000枚の画像形成を行い、せん断応力がかかって歪みが生じることによる割れ、ひび、および剥がれの発生を観察した。以下の評価基準により、評価した。
−評価基準−
○ :変化なし
△+:微小剥がれ10箇所以下
△ :微小剥がれ20箇所以下、磨耗粉微小発生
× :微小剥がれより大きな剥がれが複数あり、摩耗粉発生
(4) Durability against shear stress The fixing
-Evaluation criteria-
○: No change Δ +: 10 or less micro-peeling △: 20 or less micro-peeling, small amount of abrasion powder ×: There are multiple peelings larger than micro-peeling and generation of abrasion powder
(5)トナーとの離型性
上記定着ベルト38を画像形成装置(富士ゼロックス社製、商品名:Docu Centre Color3300)における定着装置に装着した。通紙50000枚の画像形成を行い、定着ベルト38とトナーとの離型性を観察した。以下の評価基準により、評価した。
−評価基準−
◎ :剥離性能劣化なし
○ :剥離性能が若干劣化したことによる顕在化しない軽微な画質乱れが稀にあり
△ :剥離性能が劣化したことによる用紙変形量(カール)の増加あり
× :剥離不良による用紙つまり発生
(5) Releasability with toner The fixing
-Evaluation criteria-
◎: No peeling performance deterioration ○: Minor image quality disturbance that does not become obvious due to slight deterioration of peeling performance is rare △: Paper deformation amount (curl) increases due to deterioration of peeling performance ×: Due to poor peeling Paper jam
(6)総合評価
以下の基準により総合評価した。
−評価基準−
◎ :上記全評価項目○または◎評価
○ :△+または△評価が1つあり、その他の全評価項目○または◎評価
(但し○または◎評価の総数が2つ以上)
△ :×評価がなく、且つ△+,○または◎評価が少なくとも1つある
× :×評価がある、または上記全評価項目△評価
(6) Comprehensive evaluation Comprehensive evaluation was performed according to the following criteria.
-Evaluation criteria-
◎: All the above evaluation items ○ or ◎ Evaluation ○: There is one △ + or △ evaluation, all other evaluation items ○ or ◎ evaluation
(However, the total number of evaluations is more than 2)
Δ: No evaluation, and there is at least one evaluation of Δ +, ○ or ◎ X: Evaluation is × or all the above evaluation items are Δ
(実施例2乃至6)
実施例1において、DLC層におけるSi元素の含有量を下記表1に記載の量に変更したこと以外、実施例1に記載の方法により定着ベルト38を得、実施例1に記載の評価を実施した。
(Examples 2 to 6)
In Example 1, the fixing
(実施例7乃至12)
実施例1において、DLC層に含有させる元素をF元素に変更すると共に、その含有量を下記表1に記載の量にしたこと以外、実施例1に記載の方法により定着ベルト38を得、実施例1に記載の評価を実施した。(但し、実施例10乃至実施例12においては(3)摺動特性および(4)耐久性の評価のみ実施した)
(Examples 7 to 12)
In Example 1, the fixing
(比較例1乃至4)
実施例1において形成したDLC層を、下記表2に記載の方法によって得られる各層にに変更したこと以外、実施例1に記載の方法により定着ベルト38を得、実施例1に記載の評価の内(5)離型性以外の評価を実施した。
なお表2において、「SP」はスパッタリング、「AIP」はアークイオンプレーティングを指し、「a−C:H膜」はSPやAIPによるDLC層に比べH元素の含有比率が高いアモルファスカーボンを指している。
(Comparative Examples 1 to 4)
A fixing
In Table 2, “SP” refers to sputtering, “AIP” refers to arc ion plating, and “a-C: H film” refers to amorphous carbon having a higher H element content than DLC layers of SP or AIP. ing.
(実施例13)
<加圧固定パッド44の作製>
加圧固定パッド44の基材441として、液晶ポリマー(デュポン社製の商品名:ゼナイト、またはポリプラ社製の商品名:ベクトラ)を準備した。
(Example 13)
<Preparation of
As the
次いで、上記基材441の摺動面に、プラズマCVD、SP法により、Si元素の含有量が1%以上3%未満(atomic%)であるDLC層を、厚さ2μmで形成し、加圧固定パッド44を得た。
Next, a DLC layer having an Si element content of 1% or more and less than 3% (atomic%) is formed on the sliding surface of the
<固定発熱体46の作製>
固定発熱体46の基材461として、Fe−Ni整磁合金(感温磁性金属:NEOMAXマテリアス製MS220)を準備した。
<Production of
An Fe—Ni magnetic shunt alloy (temperature-sensitive magnetic metal: MS220 manufactured by NEOMAX Materias) was prepared as the
次いで、上記基材461の摺動面に、プラズマCVD、SP法により、Si元素の含有量が1%以上3%未満(atomic%)であるDLC層を、厚さ2μmで形成し、固定発熱体46を得た。
Next, a DLC layer having an Si element content of 1% or more and less than 3% (atomic%) is formed on the sliding surface of the
〔評価〕
(1)動摩擦係数の測定
上記加圧固定パッド44および固定発熱体46に関し、実施例1に記載の方法により動摩擦係数の測定を行った。尚、評価基準に関しても実施例1に記載の通りである。
[Evaluation]
(1) Measurement of Dynamic Friction Coefficient With respect to the
(2)回転トルクの測定
上記加圧固定パッド44および固定発熱体46に関し、実施例1に記載の方法により回転トルクの測定を行った。尚、評価基準に関しても実施例1に記載の通りである。
(2) Measurement of rotational torque With respect to the
(3)摺動特性(回転トルクの経時変化)
上記加圧固定パッド44および固定発熱体46を画像形成装置(富士ゼロックス社製、商品名:Docu Centre Color3300)における定着装置に装着した。加圧ロールによる総荷重を196N(20kgf)に設定し、定着ベルト38内周面に潤滑剤を塗布しない状態において通紙50000枚の画像形成を行い、回転トルクの上昇率を観察した。尚、評価基準に関しては実施例1に記載の通りである。
(3) Sliding characteristics (change in rotational torque over time)
The
(4)総合評価
実施例1に記載の基準により総合評価した。
(4) Comprehensive evaluation Comprehensive evaluation was performed according to the criteria described in Example 1.
(実施例14乃至18)
実施例13において、DLC層におけるSi元素の含有量を下記表3に記載の量に変更したこと以外、実施例13に記載の方法により加圧固定パッド44および固定発熱体46を得、実施例13に記載の評価を実施した。(但し、実施例15および実施例16においては(2)回転トルク以外の評価のみ実施した)
(Examples 14 to 18)
In Example 13, the
(実施例19乃至21)
実施例13において、DLC層に含有させる元素をF元素に変更すると共に、その含有量を下記表3に記載の量にしたこと以外、実施例13に記載の方法により加圧固定パッド44および固定発熱体46を得、実施例13に記載の評価を実施した。(但し、実施例21においては(2)回転トルク以外の評価のみ実施した)
(Examples 19 to 21)
In Example 13, the element to be contained in the DLC layer was changed to the F element, and the content thereof was changed to the amount described in Table 3 below, and the
(比較例5乃至8)
実施例13において形成したDLC層を、下記表4に記載の方法によって得られる各層に変更したこと以外、実施例13に記載の方法により加圧固定パッド44および固定発熱体46を得、実施例13に記載の評価を実施した。
(Comparative Examples 5 to 8)
A
10 感光体ドラム
12 帯電装置
14 露光装置
16 現像装置
18 中間転写体
20 清掃装置
22 除電露光装置
24 転写装置
26A,26B 支持ロール
28 転写対向ロール
30 転写ロール
32 定着装置
34 清掃装置
36 用紙案内部材
38 定着ベルト
40 加圧ロール
42 磁界発生装置
44 加圧固定パッド
46 固定発熱体(蓄熱層)
48 支持部材
48A 支持部材本体
48C シャフト
50 駆動伝達部材
52 剥離部材
62 ベルト基材
64A、64B、64C、64D Si/F含有DLC層
100 画像形成装置
441、461 基材
P 記録紙
DESCRIPTION OF
48
Claims (11)
前記ダイヤモンドライクカーボン層と滑り摩擦が発生するように該ダイヤモンドライクカーボン層と接触する接触部材と、
前記定着用回転体の外周面に接し、定着用回転体に対し圧力を加える加圧部材と、を備え、
前記定着用回転体と前記加圧部材との圧接部分で記録媒体にトナーを定着することを特徴とする定着装置。 A fixing rotor including a diamond-like carbon layer containing at least one selected from Si and F elements on the surface;
A contact member in contact with the diamond-like carbon layer so that sliding friction occurs with the diamond-like carbon layer;
A pressure member that contacts the outer peripheral surface of the fixing rotator and applies pressure to the fixing rotator,
A fixing device for fixing toner onto a recording medium at a pressure contact portion between the fixing rotating body and the pressure member.
前記接触部材は前記内周面に接し、前記定着ベルトを介して前記加圧部材に対して押圧される押圧部材であることを特徴とする請求項3に記載の定着装置。 The fixing rotator is a fixing belt having a heat generating layer and a diamond-like carbon layer containing at least one selected from Si element and F element on an inner peripheral surface,
The fixing device according to claim 3, wherein the contact member is a pressing member that is in contact with the inner peripheral surface and is pressed against the pressing member via the fixing belt.
前記定着用回転体と滑り摩擦が発生するように該定着用回転体と接触する接触部材と、を有し、
前記接触部材の前記定着用回転体に接する面に、Si元素およびF元素から選択される少なくとも1種を含有してなるダイヤモンドライクカーボン層を備えることを特徴とする定着装置。 A fixing rotating body;
A contact member that contacts the fixing rotator so as to generate sliding friction with the fixing rotator,
A fixing device comprising a diamond-like carbon layer containing at least one selected from Si element and F element on a surface of the contact member in contact with the fixing rotator.
前記定着用回転体は発熱層を有する定着ベルトであり、
前記接触部材の前記ダイヤモンドライクカーボン層は前記定着ベルトの内周面に接し、該定着ベルトを介して前記加圧部材に対して押圧される押圧部材であることを特徴とする請求項8に記載の定着装置。 A pressure member that contacts the outer peripheral surface of the fixing rotator and applies pressure to the fixing rotator;
The fixing rotator is a fixing belt having a heat generating layer;
The diamond-like carbon layer of the contact member is a pressing member that is in contact with an inner peripheral surface of the fixing belt and is pressed against the pressing member via the fixing belt. Fixing device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007266915A JP2009098202A (en) | 2007-10-12 | 2007-10-12 | Rotor for fixation, fixing device, and image-forming device |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017032667A (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-09 | 株式会社東芝 | Fixing device |
JP2019035911A (en) * | 2017-08-21 | 2019-03-07 | コニカミノルタ株式会社 | Slide member and method for manufacturing the same, and slide member for fixing device, fixing device, and image forming apparatus |
JP2020122863A (en) * | 2019-01-30 | 2020-08-13 | 株式会社リコー | Fixing device and image forming apparatus |
JP7467245B2 (en) | 2020-06-09 | 2024-04-15 | キヤノン株式会社 | Thermal fixing device and image forming apparatus |
-
2007
- 2007-10-12 JP JP2007266915A patent/JP2009098202A/en active Pending
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