JP2010143118A - 定着部材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】PFAチューブは周方向及び長手方向に伸張された状態で加熱処理を施すPFAチューブの改質方法を含む定着部材の製造方法。上記加熱処理により、PFAチューブの配向度は減少、結晶化度は増加することで、耐屈曲亀裂性が改善される。
【選択図】 図4
Description
(1)円筒状弾性層の外径よりも小さい内径を有するように押出し成形によりフッ素樹脂チューブを形成すること。
(2)当該フッ素樹脂チューブを拡径させて該円筒状弾性層に被せて、フッ素樹脂チューブの拡径状態を維持させると共に、該フッ素樹脂チューブを長手方向に伸張させ、その状態で該フッ素樹脂チューブを弾性層上にて加熱処理を行うこと。
(1)押し出し成形によって、該円筒状弾性層の外径よりも小さな内径を有するフッ素樹脂チューブを成形する工程と、
(2)該フッ素樹脂チューブを拡径して該円筒状弾性層に被せる工程と、
(3)該円筒状弾性層に被せた該フッ素樹脂チューブを長手方向に伸張させ、その状態を維持しつつ該フッ素樹脂チューブを加熱処理する工程とを含むことを特徴とする。
定着部材は、電子写真画像形成装置の加熱定着装置に用いられる、定着ローラや定着ベルトを包含する。
基材6としては、例えばアルミニウム、鉄、ステンレス、ニッケルなどの金属や合金、ポリイミドなどの耐熱性樹脂が用いられる。定着部材がローラ形状である場合、基材6には、芯金が用いられる。芯金の材質としては、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレスなどの金属や合金が挙げられる。
円筒状弾性層7は、定着時にトナーを過度に押しつぶすことがさないように、弾性を定着部材に担持させるものである。
定着部材の表面硬度への寄与、及び定着時の未定着トナーへの熱伝導の効率から、円筒状の弾性層の厚みは、100μm以上500μm以下、特には200μm以上400μm以下が好ましい。
図3は基材6上に弾性層7としてシリコーンゴム層を形成する工程の一例であり、所謂リングコート法を用いる方法を説明するための模式図である。
(4−1)接着剤層;
弾性層7であるところの硬化シリコーンゴム層上にフッ素チューブを固定する接着層11は、弾性層7の表面に1〜10μmの厚みで均一に塗布した付加硬化型シリコーンゴム接着剤の硬化物からなっている。そして、付加硬化型シリコーンゴム接着剤は、自己接着成分が配合された付加硬化型シリコーンゴムを含む。
定着部材の表層としては、成形性やトナー離型性の観点から押し出し成形によるフッ素樹脂チューブが使用される。
フッ素樹脂としては、耐熱性に優れたテトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)が好適に用いられる。PFAチューブは、押し出し成形により成形するものを用いる。原料となるPFAの共重合の形式は特に限定されず、例えば、ランダム共重合、ブロック共重合、グラフト共重合などが挙げられる。また、原料となるPFAにおけるテトラフルオロエチレン(TFE)とパーフルオロアルキルビニルエーテル(PAVE)の含有モル比は特に限定されるものではない。例えば、TFE/PAVEの含有モル比が、94/6〜99/1のものを好適に用いることができる。この他、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレン/クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等のフッ素樹脂を1種あるいは複数種組み合わせて用いることもできる。
フッ素樹脂チューブは押出し成形で得られたものである。前記フッ素樹脂材料を押し出し機に供給して加熱溶融させ、所定のサイズのリング形状を持った金型(ダイス)を通して押し出し、冷却させることにより成形品を得るものである。
上記(4−2)で述べたような方法によって形成したフッ素樹脂チューブは、下記(ア)及び(イ)の工程により、結晶化度を低下させることなく、配向度を低下させることができる。
(ア)フッ素樹脂チューブを拡径して円筒状弾性層に被せる工程;
(イ)円筒状弾性層に被せたフッ素樹脂チューブを長手方向に伸張させ、その状態を維持しつつ、該フッ素樹脂チューブを加熱処理する工程。
本加熱処理は、接着剤の硬化工程と同時に行うことができる。本加熱処理条件は加熱温度200℃以上250℃以下、処理時間10分以上60分以下で行うことが好ましい。加熱手段としては、電気炉などが挙げられる。加熱処理によって、フッ素樹脂チューブの改質、及び付加硬化型シリコーンゴム接着剤の硬化を行った後、フッ素樹脂チューブの両端部を所望の長さに切断することで、本発明の定着部材としての定着ベルトを得ることが出来る。
前記被覆・固定化する工程が、前記PFAチューブを周方向に拡張し、長手方向に伸張した状態で前記円筒状弾性層上に被覆し、該被覆されたPFAチューブに加熱処理を施すことを特徴とするPFAチューブの改質処理を含む、
PFAチューブ被覆定着部材である。
H=〔(360−ΣW/360)〕×100 ここで、H:配向度、W:半値幅
結晶化度は、広角X線回折測定反射法で得られた回折図形からRuland法により算出している。
PFAチューブとして、厚み15μm、内径29.4mmの押し出し成形で得られたPFAチューブ(クラボウ社製)を使用した。このPFAチューブの結晶化度は31、配向度は65であった。このPFAチューブを、厚み30μmのニッケル電鋳基材上に弾性層として付加型シリコーンゴム300μm厚みで形成された外径30.6mmの弾性層付ベルトに潤滑被覆法で被覆、表1に示す各加熱条件で熱処理を行い定着ベルトとした。本実施例における周方向の拡張率は4%である。
PFAチューブとして、実施例1で用いたPFAチューブ(クラボウ社製)を使用した。このPFAチューブの結晶化度は31、配向度は65であった。このPFAチューブを、厚み30μmのニッケル電鋳基材上に弾性層として付加型シリコーンゴム300μm厚みで形成された外径31.5mmの弾性層付ベルトを潤滑被覆法で被覆、表2に示す各加熱条件で熱処理を行い定着ベルトとした。本実施例における周方向の拡張率は7%である。
PFAチューブとして、厚み10μm、内径29.4mmの押し出し成形で得られたPFAチューブ(クラボウ社製)を使用した。このPFAチューブの結晶化度は50、配向度は74であった。このPFAチューブを、厚み30μmのニッケル電鋳基材上に弾性層として付加型シリコーンゴム300μm厚みで形成された外径31.5mmの弾性層付ベルトを潤滑被覆法で被覆、表3に示す各加熱条件で熱処理を行い定着ベルトとした。本実施例における周方向の拡張率は7%である。
PFAチューブとして、厚み20μm、内径29.4mmの押し出し成形で得られたPFAチューブ(クラボウ社製)を使用した。このPFAチューブの結晶化度は27、配向度は58であった。このPFAチューブを、厚み30μmのニッケル電鋳基材上に弾性層として付加型シリコーンゴム300μm厚みで形成された外径30.6mmの弾性層付ベルトを潤滑被覆法で被覆、表4に示す各加熱条件で熱処理を行い定着ベルトとした。本実施例における周方向の拡張率は4%である。
以下に、本実施例の効果を実験例を用いて本比較例と比較することで説明する。
図6には本発明に係るベルト形状の電子写真用定着部材の効果を確認するのに用いた加熱定着装置の横方向断面模式図を示す。
上記定着器に本実施例及び比較例の定着ベルトを装着、定着ベルト表面温度を190℃で温調、プロセススピード230mm/secでの空回転運転による屈曲疲労耐久評価を行った。結果は各実施例、比較例における定着ベルトのPFAチューブが亀裂を発生するまでの時間を表示している。
3 塗布液供給ノズル
4 塗工ヘッド
5 付加硬化型シリコーンゴム組成物
6 基材
7 シリコーンゴム層
8 中子
9 紫外線ランプ
10 紫外線光量計
11 付加硬化型シリコーンゴム接着剤
12 フッ素樹脂チューブ
W シリコーンゴム層7の積層されたベルト状基材6に円筒状中子8を挿入された一体もの
M 金属製チューブ拡張型M
13 定着ベルト
14 ベルトガイド部材
15 セラミックヒータ
16 加圧用剛性ステイ
17 弾性加圧ローラ
17a 芯金
17b 弾性層
17c 表層
18 定着ニップ部
T; 未定着トナー
P; 被記録材
Claims (4)
- 円筒状弾性層と、該円筒状弾性層の周面を被覆しているフッ素樹脂チューブとを有する定着部材の製造方法であって、
(1)押し出し成形によって、該円筒状弾性層の外径よりも小さな内径を有するフッ素樹脂チューブを成形する工程と、
(2)該フッ素樹脂チューブを拡径して該円筒状弾性層に被せる工程と、
(3)該円筒状弾性層に被せた該フッ素樹脂チューブを長手方向に伸張させ、その状態を維持しつつ該フッ素樹脂チューブを加熱処理する工程とを含むことを特徴とする定着部材の製造方法。 - 前記工程(3)において、前記フッ素樹脂チューブを、該フッ素樹脂チューブの長手方向に、該フッ素樹脂チューブの全長さに対して、6%以上8%以下の範囲で伸張させる請求項1に記載の定着部材の製造方法。
- 前記工程(3)における加熱処理が、前記フッ素樹脂チューブを、温度200℃以上250℃以下、時間10分以上60分以下で加熱するものである請求項1または2に記載の定着部材の製造方法。
- 前記フッ素樹脂チューブが、PFAチューブである請求項1乃至3のいずれか1項に記載の定着部材の製造方法。
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