JP2009229616A - 定着部材、定着部材の製造方法、定着用回転体、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の定着部材は、熱源を内蔵する定着用回転体であって、該定着用回転体と、当該定着用回転体に記録媒体を介して圧接する加圧部とのニップ部に、未定着トナーを担持した記録媒体を搬送して未定着トナーを記録媒体に定着する定着用回転体を構成している。そして、本発明の定着部材は、炭素繊維を含むシリコーンゴム中に空孔部を含んで構成されている。
【選択図】 図1
Description
硬化剤を含む付加型液状シリコーンの中に、F−80EDと、XN−100−15M(150ミクロン)の粉体を分散したものを作製する。XN−100−15Mは、予め1/8の量のグリセリンと混合して置いたものを用いる。混合には、倉敷紡績株式会社のマゼルスターを用いて行った。炭素繊維は、熱処理をしたもの以外、グリセリンと混合したものを用いている。これは、炭素繊維とシリコーンゴムの接着性を落とすために用いている。図6の(a)に示すように、この未加硫付加型シリコーンゴムを、予め内面に接着層を形成したPFAチューブとその内側に0.5mmの内面に凸部補強であるリブ31を設けた芯金をセットしその間に、注入液としてPFAチューブと芯金の間に注入する。なお、リブ31の断面形状としては、図6の(b)〜(d)に示すようなものがある。このときに、120℃で加熱により1次加硫を行い、次に、200℃4時間2次加硫を行う。このとき、既発泡剤が壊れ、かつ炭素繊維の周りがシリコーンゴムと離型する。一連の工程で、外径をφ40(mm)にしたものを作製した。シリコーンゴム層は3mmとした。これを、(株)リコー製複写機 MF4570の定着ユニットにセットし、1000(W)ハロゲンヒータによる160℃までの温度上昇時間(秒)を測定した。加圧ローラは、標準品のシリコーンゴムに代えて、今回と同様のシリコーンゴムで、炭素繊維を用いていないものを作製して用いた。温度測定は、定着ローラの上部の部分に熱電対を設けて行った。発泡倍率は、ローラ作製と同じ配合のものを厚さ2mm、縦横100mmの金型に同様に注入加硫し、体積と重さと配合量から求めた。このサンプルにより、ゴム硬度を測定した。また、50mm角に切断し、3枚重ねて、25%圧縮 180℃ 22時間の圧縮永久歪を測定した。芯金厚さはリブ付き0.4mmである。ゴム硬度は、高分子計器(株)マイクロゴム硬度計 MD−1:一般ゴム用のタイプA(JIS A 近似値)を用い、測定した。表中では、ゴム硬度(MD−1)と表す。比較例A−4は、炭素繊維を600℃で2時間、空気中で処理したものの例である。比較例A−5、A−6は、ガラス繊維を用いたもの例である。比較例A−5は、旭ファイバーガラスで、06MW2−20 長さ100〜300μm プライマー無しの例である。比較例6は、同様のガラス繊維で、20MH2−20 長さ100〜300μm シラン系プライマー処理したものの例である。図7は熱処理しない炭素繊維を用いたものをカミソリで切断した切断面を示す断面図である。直線で、光っているものが炭素繊維であり、シリコーンゴムと剥離しているためにそのまま見えている。図8は600℃2時間空気中で熱処理した炭素繊維を用いたものをカミソリで切断した切断面を示す断面図である。炭素繊維の周りにシリコーンゴムが接着している。また、炭素繊維があまり観察されないのは、切断時にシリコーンゴムの部分が切断されているためである。このように、容易に炭素繊維周囲に顕著な非接着部があることが確認できる。
次に、硬化剤を含む付加型液状シリコーンの中に、F−30とXN−100−15M(150ミクロン)の粉体を分散したものを作製する。この未加硫付加型シリコーンゴムを、予め内面に接着層を形成したPFAチューブとその内側に0.5mmの内面に凸部補強であるリブを設けた芯金をセットしその間に、注入液としてPFAチューブと芯金の間に注入する。このときに、130℃で加熱により1次加硫を行い、F−30を発泡させる。次に、200℃4時間で2次加硫を行う。評価等は、実施例Aと同様に行った。
硬化剤を含む付加型液状シリコーンの中に、F−30とXN−100−15M(150ミクロン)の粉体を分散したものを作製する。この未加硫付加型シリコーンゴムを、予め内面に接着層を形成したPFAチューブとその内側に0.5mmの内面に凸部補強であるリブを設けた芯金をセットしその間に、注入液としてPFAチューブと芯金の間に注入する。このときに、130℃で加熱により1次加硫を行い、F−30を発泡させる。200℃4時間で2次加硫は行わず、外径をφ40(mm)にしたものを作製した。これを、(株)リコー製複写機 MF4570の定着ユニットにセットし、1000(W)ハロゲンヒータによる160℃までの温度上昇時間(秒)を測定した。配合は、重量部で行ったが、F−30は、発泡後に気泡として発泡倍率として体積で換算した。芯金厚さはリブ付き0.4mmである。
実施例Cでは、実施例A−5の定着部材を芯金の厚さを変えて作製した。
実施例A−5のローラを(株)リコー製 MF4570の定着ユニットに装着し、10000枚、(株)リコー製imagio MP C4500の黒ベタ画像を通し、下記の表6に示すように、ローラ表面のトナー付着量と紙の巻き付きを見た。この結果、表面粗さ(十点平均粗さ:JIS B0601−1994)Rzで5μm以下であれば、効果があることが確認された。7μmのものは、7325枚で、ジャムが多発したため実験を取りやめている。
(株)リコー製 IPSIO Color 8100で作成した未定着画像の通紙テストを行った。このIPSIO Color 8100のトナーは、離型性が不十分なため定着ローラにシリコンオイルを塗布するシリコンオイル含侵されたオイル塗布部材を追加している。このIPSIO Color 8100に10000枚、黒ベタ画像を通し、ローラ表面のトナーの付着状態を観察した。特に大きな付着は観察されず、通常のものと何ら変わりがなかった。塗布部材を外したものは、60,000枚でローラへのトナーの顕著な付着がみられた。
実施例Fでは、実施例A−1のローラで、表面粗さRzで、2μm以下としたものを作製した。MF4570の定着ユニットを用いた定着試験機を作製し、imagio MP C4500の未定着画像を、加圧力を変えて、このローラに対して通紙した。下記の表7に示すように、2.9(N/cm2)以下では、定着性が非常に悪く、19.6(N/cm2)以上では、定着ローラへのトナー付着が見られた。紙の巻き付きは、トナー付着状態がさらに悪化し巻き付きが発生したものである。39.2(N/cm2)以下では紙の巻き付きは見られない。なお、定着性は、定着後のべた画像に面の布を擦りつけ顕著に布にトナーが付いたものを定着不良とし、簡易判定した。
12;シリコーンゴム層、12−1;連泡部、12−2;気泡、
12−3;炭素繊維、13;PFA層、14;芯金、
15;ヒータ、16;加圧ローラ、17;加圧機構、31;リブ、
100;画像形成装置。
Claims (13)
- 熱源を内蔵する定着用回転体であって、該定着用回転体と、当該定着用回転体に記録媒体を介して圧接する加圧部とのニップ部に、未定着トナーを担持した前記記録媒体を搬送して未定着トナーを記録媒体に定着する定着用回転体を構成する定着部材において、
炭素繊維を含むシリコーンゴム中に空孔部を含んで構成されることを特徴とする定着部材。 - 前記シリコーンゴム中の前記炭素繊維が非接着部分を有することを特徴とする請求項1記載の定着部材。
- 前記炭素繊維は、ピッチ系炭素繊維であることを特徴とする請求項1又は2に記載の定着部材。
- 熱源を内蔵する定着用回転体であって、該定着用回転体と、当該定着用回転体に記録媒体を介して圧接する加圧部とのニップ部に、未定着トナーを担持した前記記録媒体を搬送して未定着トナーを記録媒体に定着する定着用回転体を構成する定着部材の製造方法において、
未加硫付加型のシリコーンゴムに、発泡剤または発泡粒子を含有させ、さらに炭素繊維を含有させ、1次加硫及び発泡を行い、その後に2次加硫を行うことを特徴とする定着部材の製造方法。 - 熱源を内蔵する定着用回転体であって、該定着用回転体と、当該定着用回転体に記録媒体を介して圧接する加圧部とのニップ部に、未定着トナーを担持した前記記録媒体を搬送して未定着トナーを記録媒体に定着する定着用回転体を構成する定着部材の製造方法において、
未加硫付加型のシリコーンゴムに、炭素繊維と既発泡粒子を含有させ1次加硫を行い、その後に2次加硫を行うことを特徴とする定着部材の製造方法。 - 前記炭素繊維は、ピッチ系炭素繊維であることを特徴とする請求項4又は5に記載の定着部材の製造方法。
- 前記定着部材の発泡倍率は1.5以上3.0以下とすることを特徴とする請求項4又は5に記載の定着部材の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の定着部材、あるいは請求項4〜7のいずれか1項に記載の定着部材の製造方法を用いて製造した定着部材を用いたことを特徴とする定着用回転体。
- 金属のローラ状の芯金を用い、該芯金の厚さが0.5mm以下0.25mm以上であって、前記芯金の内面に複数の周回凸部が前記ローラ芯金に一体に形成されていることを特徴とする請求項8記載の定着用回転体。
- 最表面にフッ素系高分子よりなる層を有することを特徴とする請求項8又は9に記載の定着用回転体。
- 表面の粗さ、十点平均高さRzが5μm以下であることを特徴とする請求項8〜10のいずれか1項に記載の定着用回転体。
- 請求項8〜11のいずれか1項に記載の定着用回転体を用いたことを特徴とする定着装置。
- 請求項12記載の定着装置と、画像形成部とを備え、該画像形成部で記録媒体上にトナー像を形成し、前記定着装置で記録媒体にトナー像を定着させて画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
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