JP2011022326A - 管状体、管状体支持装置、画像定着装置、画像形成装置、及び管状体の製造方法 - Google Patents

管状体、管状体支持装置、画像定着装置、画像形成装置、及び管状体の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】耐摩耗性の良好な管状体を提供すること。
【解決手段】ポリイミド樹脂とフッ素樹脂とを含み、前記フッ素樹脂は、管状体の外周面における表層部に偏在する、単層の管状体である。前記管状体の外周面をX線光電子分光法により測定したときのフッ素原子含有率は、40原子%以上60原子%以下である管状体である。ポリアミド酸溶液を芯体に塗布して塗膜を形成する塗膜形成工程と、前記塗膜を乾燥して被膜を形成する乾燥工程と、前記被膜の表面にフッ素樹脂を接触させる接触工程と、前記フッ素樹脂が接触した前記被膜を加熱する加熱工程と、加熱された前記被膜から前記フッ素樹脂を剥離する剥離工程と、を有する、管状体の製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、管状体、管状体支持装置、画像定着装置、画像形成装置、及び管状体の製造方法に関するものである。
画像形成装置に用いられる定着装置としては、例えば、表面が弾性変形して回転する定着ロールと、この定着ロールに接触したまま走行する加圧ベルトと、この加圧ベルトの内側に非回転状態で配置された圧力パッドとを具備し、圧力パッドによって、定着ロールとの接触面が形成されるように加圧ベルトを定着ロールに圧接させて構成し、加圧ベルトと定着ロールとの間に記録紙が通過するように接触部を設けるとともに、定着ロールの表面のうち、記録紙の出口側を局部的に弾性変形させるようにした定着装置に関する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、特許文献2には、フッ素化ポリイミドを主成分とする材料を使用した定着フィルムを有することを特徴とする定着装置が開示されている。さらに特許文献3には、プラスティック(ポリイミド)基材にフッ素含有プラズマを照射させ、基材表面をフッ素含有カーボン層に改質する技術が開示されている。
そして特許文献4には、ポリイミド基材にフッ素樹脂粒子を分散させ、基材表面にフッ素樹脂粒子を偏在させることを特徴とするシームレス管状フィルムが開示され、特許文献5には、ポリイミド樹脂管状成形体の外表面を、フッ素化合物を用いて大気圧グロープラズマ処理することを特徴とする、ポリイミド管状成形体の製造方法が開示されている。また特許文献6には、ポリイミドとフッ素樹脂粒子からなる管状物体であって、フッ素樹脂粒子が溶融し、基材表面近傍へ溶融流動することを特徴とする管状物体が開示されている。
特許第3298354号公報 特開平09−274402号公報 特開平10−101829号公報 特開平11−156971号公報 特開2004−217848公報 特開2006−256323公報
本発明の課題は、フッ素樹脂が基体の外周面に偏在せず基体の内部に分散した管状体に比較して、耐摩耗性の良好な管状体を提供することである。
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項1に係る発明は、
ポリイミド樹脂とフッ素樹脂とを含み、
前記フッ素樹脂は、管状体の外周面における表層部に偏在する、単層の管状体である。
請求項2に係る発明は、
前記管状体の外周面をX線光電子分光法により測定したときのフッ素原子含有率は、40原子%以上60原子%以下である、請求項1に記載の管状体である。
請求項3に係る発明は、
ポリアミド酸溶液を芯体に塗布して塗膜を形成する塗膜形成工程と、
前記塗膜を乾燥して被膜を形成する乾燥工程と、
前記被膜の表面にフッ素樹脂を接触させる接触工程と、
前記フッ素樹脂が接触した前記被膜を加熱する加熱工程と、
加熱された前記被膜から前記フッ素樹脂を剥離する剥離工程と、を有する、管状体の製造方法である。
請求項4に係る発明は、
請求項1又は請求項2に記載の管状体と、
前記管状体を内側から張力がかかった状態で支持する複数の支持部材と、を有する管状体支持装置である。
請求項5に係る発明は、
第1の回転体と、
前記第1の回転体に接触する第2の回転体と、を備え、
前記第1の回転体及び前記第2の回転体の少なくとも一方が、請求項1又は請求項2に記載の管状体を有する、画像定着装置である。
請求項6に係る発明は、
潜像保持体と、
前記潜像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電された前記潜像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像保持体の表面に形成された前記潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記潜像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着手段と、を備え、
前記帯電手段、前記転写手段、及び前記定着手段の少なくとも1つが、請求項1又は請求項2に記載の管状体を有する、画像形成装置である。
請求項1に係る発明によれば、フッ素樹脂が基体の外周面に偏在せず基体の内部に分散した管状体に比較して、管状体の耐摩耗性が良好になる。
請求項2に係る発明によれば、フッ素原子含有率が上記範囲外である場合に比較して、耐摩耗性を損なうことなく管状体外周面の離型性が良好になる。
請求項3に係る発明によれば、フッ素樹脂粒子を含むポリアミド酸溶液を用いて管状体を製造する場合に比較して、耐摩耗性が良好な管状体が製造される。
請求項4に係る発明によれば、管状体に含まれるフッ素樹脂が基体の表面に偏在せず基体の内部に分散した場合に比較して、管状体の耐摩耗性が良好になる。
請求項5に係る発明によれば、管状体に含まれるフッ素樹脂が基体の表面に偏在せず基体の内部に分散した場合に比較して、管状体の摩耗に起因する定着時の欠陥が抑制される。
請求項6に係る発明によれば、管状体に含まれるフッ素樹脂が基体の表面に偏在せず基体の内部に分散した場合に比較して、管状体の摩耗に起因する画像形成時の欠陥が抑制される。
本実施形態に係る無端ベルトの一例を示す斜視図である。 図1の拡大図における2−2端面図である。 本実施形態に係る無端ベルトを用いた画像形成装置を示す概略構成図である。 本実施形態に係る無端ベルトを用いた画像定着装置を示す概略構成図である。 本実施形態に係る無端ベルトを用いた他の画像定着装置を示す概略構成図である。 本実施形態に係る無端ベルトを用紙搬送ベルトとして用いた画像形成装置を示す概略構成図である。
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、同一の作用・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。
[管状体]
(無端ベルト)
本実施形態に係る管状体の一例として、無端ベルトについて説明する。
図1は、本実施形態に係る無端ベルトの一例を示す斜視図である。また図1には、無端ベルトの表面を拡大した拡大図を併せて示す。図2は、図1の拡大図における2−2端面図である。
本実施形態の無端ベルト10は、図1及び図2に示すように、例えば、ポリイミド樹脂を含んで構成されるポリイミド基体本体12と、ポリイミド基体本体12の外周面に付着したフッ素樹脂14と、を含んで構成されている。そして無端ベルト10は、外周面における表層部にフッ素樹脂14が偏在しており、単層であり、かつ、無端状のベルトである。
具体的には、例えば、ポリイミド基体本体12の外周面には凹凸が存在し、複数の島状の凸部と、網目状の凹部とで構成されている。そして、網目状の凹部にはフッ素樹脂14が埋まりこむように付着しており、島状の凸部はポリイミド基体本体12がそのまま表面に露出している。
ポリイミド樹脂としては、例えば、ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物との等モル量を有機極性溶媒中で合成して得られるポリアミド酸をイミド化して製造されたものが挙げられる。
ポリイミド基体本体12の外周面における表面粗さとしては、例えば、0.01以上0.2μm以下の範囲が挙げられる。なお上記表面粗さの値は、表面粗さ測定機(東京精密製サーフコム1500DX)により、解析規格:JIS B0601−2001/ISO 4287−1997に準じて測定した表面粗さRaの値である。
フッ素樹脂14としては、例えば、テトラフルオロエチレン重合体(以下、PTFEという)、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(以下、PFAという)、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(以下、FEPという)、テトラフルオロエチレン/エチレン共重合体(以下、ETFEという)、ポリビニリデンフルオライド(以下、PVDFという)、ポリクロロトリフルオロエチレン(以下、PCTFE)等、及びこれらの混合物が挙げられる。
無端ベルト10中におけるフッ素樹脂14の含有量としては、例えば、0.1質量%以上20質量%以下の範囲が挙げられる。
無端ベルト10の厚さとしては、例えば、無端ベルト10を画像定着装置の定着ベルトとして用いる場合、50μm以上150μm以下の範囲が挙げられる。また、例えば無端ベルト10を画像形成装置の中間転写ベルト又は記録媒体搬送ベルトとして用いる場合、無端ベルト10の厚さとしては、20μm以上200μm以下の範囲が挙げられる。
本実施形態の無端ベルト10は、上記の通り、フッ素樹脂14が無端ベルト10の表層部に偏在しており、ポリイミド基体本体12の内部にはフッ素樹脂14が存在していない。すなわち、無端ベルト10の内部は、フッ素樹脂に比べて耐摩耗性に強いポリイミド樹脂で構成されているため、例えばポリイミド樹脂の内部にフッ素樹脂粒子が存在する形態等に比べて、無端ベルト10の耐摩耗性が良好となる。
また本実施形態の無端ベルト10は、上記の通り単層であり、フッ素樹脂14だけでなくポリイミド基体本体12も表面に露出している。そのため、例えば、外周面全体がフッ素樹脂層により覆われた多層構造の無端ベルトに比べて、無端ベルト10の耐摩耗性が良好である。
さらに本実施形態の無端ベルト10は、上記の通り、無端ベルト10の外周面における表層部にフッ素樹脂14が存在している。そのため、フッ素樹脂を含まず、無端ベルトの表層部がポリイミド樹脂のみで構成される形態に比べ、無端ベルト10表面の離型性が良好である。
ここで、「無端ベルト10の外周面における表層部」とは、ポリイミド基体本体12における凸部の頂点から、ポリイミド基体本体12表面の凹部の最も深い位置までの領域を示す。
またここで、「フッ素樹脂14が無端ベルト10の表層部に偏在する」とは、無端ベルト10に含まれるフッ素樹脂14のすべてが表層部に存在することを意味する。ただし、例えば、ポリイミド基体本体12とフッ素樹脂14との界面において加熱等により樹脂の相溶が起こった結果、フッ素樹脂14が表層部からはみ出す程度であれば、フッ素樹脂14が無端ベルト10の表層部に偏在する形態に含まれる。
本実施形態における無端ベルト10の外周面をX線光電子分光法により測定したときのフッ素原子含有率は、40原子%以上60原子%以下であることが好ましく、45原子%以上58原子%以下であることがより好ましく、47原子%以上55原子%以下であることがさらに好ましい。
フッ素原子含有率の値が上記範囲であることにより、上記範囲よりも小さい場合に比べて、無端ベルト10の表面における離型性が良好となる。
一方、例えばフッ素樹脂14としてPTFE樹脂を用いた場合、フッ素樹脂14そのもののフッ素原子含有率は67原子%である。すなわち、フッ素原子含有率が67原子%のベルトは、ポリイミド基体本体12の外周面全体がフッ素樹脂14で覆われている(すなわちフッ素樹脂被覆率が100%である)。
本実施形態の無端ベルト10は単層であり、ポリイミド基体本体12の外周面がフッ素樹脂14によって完全に被覆されているわけではないため、フッ素樹脂14としてPTFE樹脂を用いた場合のフッ素原子含有率は67原子%よりも小さい。そして上記の通り、無端ベルト10は、ポリイミド基体本体12の外周面全体がフッ素樹脂層によって覆われた多層構造の無端ベルトに比べて耐摩耗性が良好である。そしてさらに、フッ素原子含有率が上記範囲である無端ベルト10は、フッ素原子含有率が上記範囲よりも大きい場合に比べて、フッ素樹脂14によって被覆されずにポリイミド基体本体12がそのまま露出した領域が大きくなるため、さらに耐摩耗性が良好となる。
本実施形態の無端ベルト10は、上記の通り、フッ素樹脂14が無端ベルト10の表層部に偏在した単層のものであれば、フッ素樹脂14の形状や付着状態は上記形態に限定されず、例えば、フッ素樹脂14がポリイミド基体本体12の凹部の壁面等に点在して付着してもよく、連続的に付着してもよい。またポリイミド基体本体12の断面形状や表面形状も上記形態に限られない。
<無端ベルト10の製造方法>
本実施形態に係る管状体の製造方法の一例として、上記無端ベルト10の製造方法の一例を説明する。
−ポリアミド酸溶液準備工程−
ポリイミド基体本体12は、前記の通り、ポリアミド酸(すなわち、ポリイミド前駆体)の溶液を加熱し、イミド化することにより製造されるものであるため、まずポリアミド酸溶液を準備する(ポリアミド酸溶液準備工程)。
またポリアミド酸は、前記の通り、ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物とを用いて、溶媒中で合成されたものである。
テトラカルボン酸二無水物としては、芳香族系の化合物、脂肪族系の化合物が挙げられるが、特に制限はなく、いずれの化合物も使用される。
テトラカルボン酸二無水物としては、芳香族系テトラカルボン酸二無水物が好ましく、さらに、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、が好ましく使用される。これらのテトラカルボン酸二無水物は、単独で又は2種以上組み合わせて用いられる。
ジアミン化合物は、分子構造中に2つのアミノ基を有するジアミン化合物であれば特に限定されない。ジアミン化合物としては、具体的には、例えば、p−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン等が挙げられ、これらのジアミン化合物は単独で又は2種以上組み合わせて用いられる。
ポリアミド酸としては、成型体(ポリイミド樹脂基材)の強度の観点から、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族系ジアミンとを用いて合成されたものが好ましい。
ポリアミド酸の合成に用いる溶媒としては、例えば、有機極性溶媒が好ましく上げられる。有機極性溶媒としては、例えば、スルホキシド系溶媒、ホルムアミド系溶媒、アセトアミド系溶媒、ピロリドン系溶媒、フェノール系溶媒、エーテル系溶媒、アルコール系溶媒、セロソルブ系溶媒、ヘキサメチルホスホルアミド、γ−ブチロラクトンなどが挙げられ、これらを単独又は混合物として用いられる。
ポリアミド酸の合成に用いる溶媒としては、上記有機極性溶媒の他に、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素を用いてもよい。
ポリアミド酸の合成に用いる溶媒は、合成されたポリアミド酸及び部分イミド化されたポリアミド酸を溶解するものであることが好ましい。
ポリアミド酸溶液は、固形分が5質量%以上30質量%以下となるよう、溶媒を含むことが好ましい。
−塗膜形成工程−
塗膜形成工程では、上記ポリアミド酸溶液準備工程において準備されたポリアミド酸溶液を、例えば円筒状芯体等の芯体における外周面に塗布し、塗膜(すなわち、ポリアミド酸溶液の塗膜)を形成する。
円筒状芯体の外周面にポリアミド酸溶液を塗布する方法としては、特に限定されず、状況等に応じて選択される。具体的な塗布方法としては、例えば、ポリアミド酸溶液中に上記円筒状芯体を浸漬した後引き上げることによって円筒状芯体外周面に塗布する方法、円筒状芯体をその中心軸に対して水平方向に回転させながらその表面に溶液を吐出することによってらせん状に塗布し、ブレードによってポリアミド酸溶液の塗膜の膜厚を制御する方法などが挙げられる。
円筒状芯体の材質としては、例えば、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼等の金属が挙げられ、その中でもアルミニウムが特に好ましい。
円筒状芯体の表面は、クロムやニッケルによるメッキ処理を行ってもよく、フッ素樹脂やシリコーン樹脂等で被覆してもよい。
円筒状芯体の表面は、表面粗さRaが0.2μm以上2μm以下に粗面化してもよい。
−乾燥工程−
乾燥工程においては、上記塗膜形成工程において円筒状芯体の外周面に形成されたポリアミド酸溶液の塗膜を乾燥して被膜を形成する。具体的には、例えば40℃以上130℃以下の範囲の温度でポリアミド酸溶液の塗膜を乾燥させる。このとき、ポリアミド酸溶液の塗膜は重力の影響を受けるため、垂れが生じやすい。そのため、ポリアミド酸溶液の垂れを抑制するために、ポリアミド酸溶液の塗膜が塗布された円筒状芯体を軸方向に水平にして、例えば10rpm以上60rpm以下の範囲の速度で回転させながら放置して乾燥してもよい。また、上記塗膜形成工程においても、回転させながらポリアミド酸溶液を塗布し、連続して回転させ続けながら上記乾燥工程を行ってもよい。
−接触工程−
接触工程では、上記乾燥工程でポリアミド酸溶液の塗膜を乾燥することにより形成された被膜に、フッ素樹脂を接触させる。
具体的には、例えば、フッ素樹脂フィルムを被膜に巻き付ける方法、被膜にフッ素樹脂チューブを被せる方法、円筒状フッ素樹脂部材を径方向中央部で軸方向に沿って2分割し、分割した各半円筒状フッ素樹脂部材で被膜を覆う方法等により、被膜にフッ素樹脂を密着させることがあげられるが、これらに限定されるものではない。
用いるフッ素樹脂の種類としては、特に制限は無く、具体的には、例えば、前記フッ素樹脂14の例示として挙げられたものが用いられる。
−加熱工程−
加熱工程においては、フッ素樹脂が接触した被膜を加熱し、被膜のイミド転化反応を進行させる。具体的には、例えば、フッ素樹脂部材を密着させた被膜で被覆された円筒状芯体を200℃以上450℃以下の範囲で加熱する。適切な加熱温度は、用いる原料のテトラカルボン酸二無水物及びジアミンの種類によって異なるが、イミド転化反応が完結する温度に設定することが望ましい。
−剥離工程−
剥離工程においては、加熱工程において加熱された被膜からフッ素樹脂を剥離する。なお剥離工程は、上記加熱工程の後、冷却工程を経て被膜の温度が25℃まで下がった後に行うことが望ましい。
被膜からフッ素樹脂を剥離する方法としては、被膜に密着させたフッ素樹脂部材を切り開き除去する方法、被膜に密着させたフッ素樹脂部材を抜き取り脱離する方法などが挙げられるが、これに限られず、分離方法は状況等に応じて選択される。
続いて、被膜から円筒状芯体を取り外すことで、本実施形態における無端ベルト10が得られる。無端ベルト10は、必要に応じて、端部の長さを揃える切断加工、表面の粗さを調整する研磨加工、等が施され、画像形成装置に使用される定着ベルト等に供される。
なお、上記剥離工程は、円筒状芯体を取り外す工程の前工程であっても後工程であってもよい。
以上の工程を経ることにより、本実施形態における無端ベルト10が製造される。すなわち、被膜にフッ素樹脂部材を接触させた状態で加熱して焼成を行った後にフッ素樹脂部材を剥離することにより、外周面の表層部にフッ素樹脂が偏在した単層の無端ベルトが形成される。具体的には、被膜とフッ素樹脂部材との界面において、被膜のイミド転化反応により形成されたポリイミド基体本体の凹部に、加熱によって溶融したフッ素樹脂が入り込むと考えられる。そして、フッ素樹脂のうちポリイミド基体本体の凹部入り込んだ部分は、剥離工程を経てもポリイミド基体本体側に残存することにより、上記のような無端ベルト10が製造されると考えられる。
上記製造方法により無端ベルト10を製造する場合において、無端ベルト10の外周面におけるフッ素原子含有率を制御する方法としては、例えば、以下の(1)から(2)の方法が挙げられる。
(1)焼成時間を制御する。焼成温度に維持する時間を例えば、5分以上6時間以下とすることで、フッ素原子含有率を制御することが出来る。
(2)焼成温度を制御する。例えばPFAを接触させた場合において、焼成温度を300℃以上450℃以下とすることで、溶融したフッ素樹脂が入り込む量が変化する為、フッ素原子含有率を制御することが出来る。
(その他の形態)
以上、本実施形態に係る管状体の一例として、無端ベルトについて説明したが、本実施形態の管状体は無端ベルトに限られず、その他の形態であってもよい。その他の形態としては、具体的には、例えば、帯電ロール、転写ロール、加圧ロール、加熱ロール等に用いられるロール等の表面層として本実施形態の管状体を用いる形態が挙げられる。
ロールとしては、具体的には、例えば、コアと、コアの外周面に形成された表面層と、を含んで構成され、表面層が本実施形態に係る管状体であるロールが挙げられる。またロールは、最表面の層が本実施形態の管状体であればこれに限られず、例えば、コアと表面層との間に弾性層含んだ形態でもよい。
コアの材質としては、特に制限はないが、具体的には例えば、アルミ、SUS、鉄、銅等の金属、合金、セラミックス、FRM(繊維強化メタル)などが挙げられる。
弾性層の材質としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。弾性層の厚みとしては、例えば、0.5mm以上3mm以下の範囲が挙げられる。
本実施形態の管状体をロールの表面層として用いる場合、表面層の厚みとしては、例えば、10μm以上100μm以下の範囲が挙げられる。
[画像定着装置、画像形成装置、管状体支持装置]
<第1実施形態>
次に、前記実施形態の管状体を用いた第1実施形態の画像形成装置について説明する。図3は、前記実施形態に係る管状体である無端ベルトを、定着装置の加圧ベルトとして備えたタンデム式の、画像形成装置の要部を説明する模試図である。
具体的には、画像形成装置101は、感光体79(静電潜像保持体)と、感光体79の表面を帯電する帯電ロール83と、感光体79の表面を露光し静電潜像を形成するレーザー発生装置78(静電潜像形成手段)と、感光体79表面に形成された潜像を、現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する現像器85(現像手段)と、現像器85により形成されたトナー像が感光体79から転写される中間転写ベルト86(中間転写体)と、トナー像を中間転写ベルト86に転写する1次転写ロール80(第1の転写手段)と、感光体79に付着したトナーやゴミ等を除去する感光体清掃部材84と、中間転写ベルト86上のトナー像を記録媒体に転写する2次転写ロール75(第2の転写手段)と、記録媒体上のトナー像を定着する定着装置72(定着手段)と、を含んで構成されている。感光体79と1次転写ロール80は、図5に示すとおり感光体79直上に配置していてもよく、感光体79直上からずれた位置に配置していてもよい。
さらに、図3に示す画像形成装置101の構成について詳細に説明する。
画像形成装置101においては、感光体79の周囲に、反時計回りに帯電ロール83、現像器85、中間転写ベルト86を介して配置された1次転写ロール80、感光体清掃部材84が配置され、これら1組の部材が、1つの色に対応した現像ユニットを形成している。また、この現像ユニット毎に、現像器85に現像剤を補充するトナーカートリッジ71がそれぞれ設けられており、各現像ユニットの感光体79に対して、帯電ロール83の(感光体79の回転方向)下流側であって現像器85の上流側の感光体79表面に画像情報に応じたレーザー光を照射するレーザー発生装置78が設けられている。
4つの色(例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック)に対応した4つの現像ユニットは、画像形成装置101内において水平方向に直列に配置されており、4つの現像ユニットの感光体79と1次転写ロール80との転写領域を挿通するように中間転写ベルト86が設けられている。中間転写ベルト86は、その内面側に以下の順序で反時計回りに設けられた、支持ロール73、支持ロール74、および駆動ロール81により張力がかかった状態で掛け渡され、ベルト支持装置90を形成している。なお、4つの1次転写ロールは支持ロール73の(中間転写ベルト86の回転方向)下流側であって支持ロール74の上流側に位置する。また、中間転写ベルト86を介して駆動ロール81の反対側には中間転写ベルト86の外周面を清掃する転写清掃部材82が駆動ロール81に対して圧接するように設けられている。
また、中間転写ベルト86を介して支持ロール73の反対側には用紙供給部77から用紙経路76を経由して搬送される記録用紙の表面に、中間転写ベルト86の外周面に形成されたトナー像を転写するための2次転写ロール75が、支持ロール73に対して接触するように設けられている。
また、画像形成装置101の底部には記録媒体を収容する用紙供給部77が設けられ、用紙供給部77から用紙経路76を経由して2次転写部を構成する支持ロール73と2次転写ロール75との接触部を通過するように、記録媒体が供給される。この接触部を通過した記録媒体は、更に定着装置72の接触部を挿通するように不図示の搬送手段により搬送され、最終的に画像形成装置101の外へと排出される。
次に、図3に示す画像形成装置101を用いた画像形成方法について説明する。トナー像の形成は各現像ユニット毎に行なわれ、帯電ロール83により反時計方向に回転する感光体79表面を帯電した後に、レーザー発生装置78(露光装置)により帯電された感光体79表面に潜像(静電潜像)を形成し、次に、この潜像を現像器85から供給される現像剤により現像してトナー像を形成し、1次転写ロール80と感光体79との接触部に運ばれたトナー像を矢印C方向に回転する中間転写ベルト86の外周面に転写する。なお、トナー像を転写した後の感光体79は、その表面に付着したトナーやゴミ等が感光体清掃部材84により清掃され、次のトナー像の形成に備える。
各色の現像ユニット毎に現像されたトナー像は、画像情報に対応するように中間転写ベルト86の外周面上に順次重ね合わされた状態で、2次転写部に運ばれ2次転写ロール75により、用紙供給部77から用紙経路76を経由して搬送されてきた記録用紙表面に転写される。トナー像が転写された記録用紙は、更に定着装置72の接触部を通過する際に加圧加熱されることにより定着され、記録媒体表面に画像が形成された後、画像形成装置外へと排出される。
―定着装置(画像定着装置)―
図4は、本実施形態に係る画像形成装置101内に設けられた定着装置72の概略構成図である。図4に示す定着装置72は、回転駆動する回転体としての定着ロール610と、無端ベルト620(加圧ベルト)と、無端ベルト620を介して定着ロール610を加圧する圧力部材である圧力パッド640とを備えて構成されている。なお、圧力パッド640は、無端ベルト620と定着ロール610とが相対的に加圧されていればよい。従って、無端ベルト620側が定着ロール610に加圧されてもよく、定着ロール610側が無端ベルト620に加圧されてもよい。
定着ロール610は、金属製のコア(円筒状芯金)611の周囲に耐熱性の弾性層612及び離型層613を積層して構成されたものである。定着ロール610の内部には、接触領域において未定着トナー像を加熱する加熱手段の一例としてのハロゲンランプ660が配設されている。加熱手段としては、ハロゲンランプに限られず、発熱する他の発熱部材を用いてもよい。
一方、定着ロール610の表面には感温素子690が接触して配置されている。この感温素子690による温度計測値に基づいて、ハロゲンランプ660の点灯が制御され、定着ロール610の表面温度が設定温度(例えば、150℃)に維持される。
無端ベルト620は、内部に配置された圧力パッド640とベルト走行ガイド630と、図示しないエッジガイドによって回転自在に支持されている。そして、接触領域Nにおいて定着ロール610に対して加圧された状態で接触して配置されている。
圧力パッド640は、無端ベルト620の内側において、無端ベルト620を介して定着ロール610に加圧される状態で配置され、定着ロール610との間で接触領域Nを形成している。圧力パッド640は、幅の広い接触領域Nを確保するための前接触部材641を接触領域Nの入口側に配置し、定着ロール610に歪みを与えるための剥離部材642を接触領域Nの出口側に配置している。
さらに、無端ベルト620の内周面と圧力パッド640との摺動抵抗を小さくするために、前接触部材641及び剥離部材642の無端ベルト620と接する面に低摩擦シート680が設けられている。そして、圧力パッド640と低摩擦シート680とは、金属製のホルダ650に保持されている。
さらに、ホルダ650にはベルト走行ガイド630が取り付けられ、ベルト走行ガイド630により無端ベルト620が案内されて回転するように構成されている。
そして定着ロール610は、図示しない駆動モータにより矢印C方向に回転し、それに従って無端ベルト620は、定着ロール610の回転方向と反対の方向へ回転する。すなわち、定着ロール610が図4における時計方向へ回転するのに対して、無端ベルト620は反時計方向へ回転する。
未定着トナー像を有する用紙Kは、定着入口ガイド560によって導かれて、接触領域Nに搬送される。そして、用紙Kが接触領域Nを通過する際に、用紙K上のトナー像は接触領域Nに作用する圧力と、定着ロール610から供給される熱とによって定着される。
定着ロール610の外周面には、凹形状の前接触部材641により接触領域Nが形成され、定着ロール610の外周面に対し突出させて剥離部材642が配置されている。
また、剥離の補助手段として、定着ロール610の接触領域Nの下流側に、剥離部材700が配設されている。剥離部材700は、剥離バッフル710が定着ロール610の回転方向と対向する向き(カウンタ方向)に定着ロール610と接する状態でホルダ720によって保持されている。
以下、本実施形態に係る定着装置72に使用される無端ベルト620以外の部材について詳細に説明する。
定着部材としての定着ロール610としては、その形状、構造、大きさ等について特に制限はなく、目的に応じてそれ自体公知のものの中から選択して使用される。定着ロール610は、例えば円筒状のコア611と、その表面に形成された弾性層612と、更にその弾性層の表面に形成された離型層613を備えてなる。
この定着ロール610は公知の製造方法で製造され、一般的には、例えば、円筒状のコア611の周りに弾性層612を形成する為の金型を配置し、液状ゴムを金型と円筒状コア611の隙間に流し込んだ後に加硫し固め、その上で、表面に離型層を装着したものが挙げられる。
円筒状のコア611及び弾性層612については、上記実施形態の管状体を用いた形態の一例として説明したロールのコア及び弾性層と同様のものが用いられる。また離型層613としては、上記実施形態の管状体を用いてもよいが、これに限られず、例えばPFA等の樹脂スリーブ等を用いてもよい。
定着ロール610を加熱する加熱源としては、上述のように、例えばハロゲンランプ660が用いられ、上記コアの内部に収容する形状、構造のものであれば特に制限はなく、目的に応じて選択される。ハロゲンランプ660により加熱された定着ロール610の表面温度は、定着ロール610に設けられた感温素子690により計測され、制御手段によりその温度が制御される。感温素子690としては、特に制限はなく、例えば、サーミスタ、温度センサなどが挙げられる。
無端ベルト620の内部に配置された圧力パッド640は、上述したように、前接触部材641と剥離部材642とで構成され、バネや弾性体によって定着ロール610を、例えば32kgfの荷重で押圧するようにホルダ650に支持されている。定着ロール610側の面は、定着ロール610の外周面に倣う凹状曲面で形成されている。
なお、無端ベルト620の内部に配置された圧力パッド640は、無端ベルト620を介して定着ロール610を加圧し、無端ベルト620と定着ロール610との間に、未定着トナー像を保持する用紙Kが通過する接触領域Nが形成する機能を有していれば形状や材質に特に制限はなく、さらには圧力パッド640に加え、定着ロール610に対して加圧しつつ回転する加圧ローラなどを並設してもよい。
前接触部材641には、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性エラストマーや板バネ等の弾性体が用いられる。弾性体の形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、目的に応じて選択される。本実施形態の定着装置72では、例えば、幅10mm、厚さ5mm、長さ320mmのシリコーンゴムを用いている。
剥離部材642は、例えば、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の耐熱性を有する樹脂、または鉄、アルミニウム、SUS等の金属で形成されている。剥離部材642の形状としては、接触領域Nにおける外面形状が一定の曲率半径を有する凸状曲面に形成されている。そして、無端ベルト620は、例えば、圧力パッドにより定着ロール610に40°の巻き付き角度でラップされ、8mm幅の接触領域Nを形成している。
低摩擦シート680は、無端ベルト620内周面と圧力パッド640との間に設けられている。
低摩擦シート680としては、例えば、シンタード成型したPTFE樹脂シート、テフロン(登録商標)を含浸させたガラス繊維シート、またガラス繊維にフッ素樹脂からなるスカイブフィルムシートを加熱融着サンドした積層シートやあるいはフッ素樹脂シートに筋状の凹凸を設けたもの等が挙げられる。
なお、低摩擦シート680は、前接触部材641や剥離部材642と別体に構成しても、前接触部材641や剥離部材642と一体的に構成しても、いずれでもよい。
さらに、ホルダ650には、定着装置72の長手方向に亘って潤滑剤塗布部材670が配設されている。潤滑剤塗布部材670は、無端ベルト620内周面に対して接触するように配置され、潤滑剤を適量供給する。また、無端ベルト620の内周面や低摩擦シート680表面の摩耗を抑制する効果も有している。
なお、本実施形態の画像定着装置72では、潤滑剤塗布部材670により無端ベルト620内周面に潤滑剤を供給しているが、潤滑剤塗布部材及び潤滑剤を用いない形態としてもよい。
また、ベルト走行ガイド630としては、例えば、PFAやPPS等の耐熱性樹脂が用いられる。
本実施形態の画像形成装置101では、定着装置72の無端ベルト620として上記実施形態の管状体である無端ベルトを用いている。したがって、上記実施形態の管状体を含む本実施形態の管状体支持装置は、無端ベルト620と、無端ベルト620の内部に配置された圧力パッド640と、ベルト走行ガイド630と、を含んで構成されている。
また本実施形態の画像形成装置101では、定着装置72の無端ベルト620として上記実施形態の管状体である無端ベルトを用いているが、定着装置72の定着ロール610の離型層613として上記実施形態の管状体を用いてもよい。
さらに本実施形態の画像形成装置101では、中間転写ベルト86として上記実施形態の管状体である無端ベルトを用いてもよい。その場合、中間転写ベルト86と、その内面側に設けられた支持ロール73と、支持ロール74と、駆動ロール81と、により形成されたベルト支持装置90が、本実施形態の管状体支持装置である。
また本実施形態の画像形成装置101では、帯電ロール83の表面層として上記実施形態の管状体を用いてもよい。
また本実施形態の画像形成装置101では、少なくとも上記実施形態の管状体が用いられていればよく、上記実施形態の管状体を複数組み合わせて用いてもよい。
<第2実施形態>
第2実施形態の画像形成装置は、上記第1実施形態の画像形成装置101内に備えられた定着装置72の代わりに、加熱源を備えた定着ベルト(前記実施形態の無端ベルト)と加圧ロールと備えた定着装置を用いた形態である。なお、定着装置が異なること以外の事項については、上記と同様であるため説明を省略する。
―定着装置(画像定着装置)―
図5は、本実施形態の定着装置の概略構成図である。なお、第1実施形態に係る定着装置と同様な構成については、同様の符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
図5に示すように、第2実施形態に係る定着装置900は、無端ベルトとしての定着ベルト920と、回転駆動する回転体の一例としての加圧ロール910とを備えて構成されている。定着ベルト920は、上述した無端ベルト620と同様に構成されている。
そして、定着ベルト920が用紙Kのトナー像保持面側に配置されるとともに、定着ベルト920の内側には、加熱手段の一例としての抵抗発熱体であるセラミックヒータ820が配設され、セラミックヒータ820から接触領域Nに熱を供給するように構成している。
セラミックヒータ820は、定着ベルト920を介して加圧ロール910に加圧される状態で配置され、接触領域Nを形成している。したがって、セラミックヒータ820は圧力部材としても機能している。接触領域Nを通過した用紙Kは、接触領域Nの出口領域(剥離部)において定着ベルト920の曲率の変化によって定着ベルト920から剥離される。
さらに、定着ベルト920内周面とセラミックヒータ820との間には、定着ベルト920の内周面とセラミックヒータ820との摺動抵抗を小さくするため、低摩擦シート680が配設されている。この低摩擦シート680は、セラミックヒータ820と別体に構成しても、セラミックヒータ820と一体的に構成してもよい。
一方、加圧ロール910は定着ベルト920に対向するように配置され、図示しない駆動モータにより矢印D方向に回転し、この回転に従動して定着ベルト920が回転するように構成されている。加圧ロール910は、コア(円柱状芯金)911と、コア911の外周面に被覆した耐熱性弾性層912と、さらに耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層913とが積層されて構成され、必要に応じて各層はカーボンブラックなどの導電剤を含んでもよい。
また、剥離の補助手段として、定着ベルト920の接触領域Nの下流側に、剥離部材700を配設してもよい。剥離部材700は、剥離バッフル710が定着ベルト920の回転方向と対向する向き(カウンタ方向)に定着ベルト920と接する状態でホルダ720によって保持されている。
未定着トナー像を有する用紙Kは、図示しない定着入口ガイドによって定着装置900の接触領域Nに導かれる。用紙Kが接触領域Nを通過する際には、用紙K上のトナー像は、接触領域Nに作用する圧力と、定着ベルト920側のセラミックヒータから供給される熱とによって定着される。
ここで、本実施形態の定着装置900においては、加圧ロール910は、両端部の外径が中央部の外径よりも大きい逆クラウン形状(フレア形状)に形成されるとともに、定着ベルト920も、内面に凹凸形状を有し、この凹凸形状は接触領域においては前記加圧ロール910の表面形状に沿った形状に広がり変形するように構成されている。
なお、加熱源としてはセラミックヒータ820以外に、定着ベルト920内部に設けたハロゲンランプであったり、あるいは定着ベルト920内部あるいは外部に設けた電磁誘導コイルによる電磁誘導発熱を利用したものであったりしてもかまわない。
また、定着ベルト920内部にフラットな圧力部材に加え加圧ロール910に対して加圧しつつ回転する加圧ローラなどを並設してもよい。
本実施形態の画像形成装置では、定着装置900の定着ベルト920として上記実施形態の管状体である無端ベルトを用いている。したがって、上記実施形態の管状体を含む本実施形態の管状体支持装置は、定着ベルト920と、定着ベルト920の内部に配置されたセラミックヒータ820と、ベルト走行ガイド630と、を含んで構成されている。
また本実施形態の画像形成装置では、定着装置900の定着ベルト920として上記実施形態の管状体である無端ベルトを用いているが、定着装置900の加圧ロール910の表面層として上記実施形態の管状体を用いてもよい。また本実施形態の画像形成装置では、少なくとも上記実施形態の管状体が用いられていればよく、上記実施形態の管状体を複数組み合わせて用いてもよい。
<第3実施形態>
次に、前記実施形態の管状体である無端ベルトを、用紙搬送ベルトとして用いた第3実施形態の画像形成装置について説明する。
図6は、第3実施形態に係る画像形成装置を示す概略図である。図6に示す画像形成装置において、ユニットY、M、C、BKは、矢印の時計方向に回転するように、それぞれ感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKが備えられる。感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKの周囲には、帯電ロール202Y、202M、202C、202BKと、露光器203Y、203M、203C、203BKと、各色現像装置(イエロー現像装置204Y、マゼンタ現像装置204M、シアン現像装置204C、ブラック現像装置204BK)と、感光体ドラム清掃部材205Y、205M、205C、205BKとがそれぞれ配置されている。
ユニットY、M、C、BKは、用紙搬送ベルト206に対して4つ並列に、ユニットBK、C、M、Yの順に配置されているが、ユニットBK、Y、C、Mの順等、画像形成方法に合わせて適当な順序が設定される。
用紙搬送ベルト206は、ベルト支持ロール210、211、212、213によって内面側から張力がかかった状態で掛け渡され、画像形成装置用のベルト支持装置220を形成している。該用紙搬送ベルト206は、矢印の反時計方向に感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKと同じ周速度をもって回転するようになっており、ベルト支持ロール212、213の中間に位置するその一部が感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKとそれぞれ接するように配置されている。用紙搬送ベルト206は、ベルト用清掃部材214が備えられている。
転写ロール207Y、207M、207C、207BKは、用紙搬送ベルト206の内側であって、用紙搬送ベルト206と感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKとが接している部分に対向する位置にそれぞれ配置され、感光体ドラム201Y、201M、201C、201BK、及び用紙搬送ベルト206と共に、トナー画像を用紙(被転写体)216に転写する転写領域を形成している。転写ロール207Y、207M、207C、207BKは、図6に示すとおり、感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKの直下に配置していても、直下からずれた位置に配置してもよい。
定着装置209は、用紙搬送ベルト206と感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKとのそれぞれの転写領域を通過した後に搬送されるように配置されている。また、用紙搬送ロール208により、用紙216は用紙搬送ベルト206に搬送される。
第3の実施形態に係る画像形成装置において、ユニットBKにおいては、感光体ドラム201BKを回転駆動させる。これと連動して帯電ロール202BKが駆動し、感光体ドラム201BKの表面を目的の極性・電位に帯電させる。表面が帯電された感光体ドラム201BKは、次に、露光器203BKによって像様に露光され、その表面に静電潜像が形成される。
続いて該静電潜像は、ブラック現像装置204BKによって現像される。すると、感光体ドラム201BKの表面にトナー画像が形成される。なお、このときの現像剤は一成分系のものでもよいし二成分系のものでもよい。
このトナー画像は、感光体ドラム201BKと用紙搬送ベルト206との転写領域を通過し、用紙216が静電的に用紙搬送ベルト206に吸着して転写領域まで搬送され、転写ロール207BKから印加される転写バイアスによって形成される電界により、用紙216の表面に順次転写される。
この後、感光体ドラム201BK上に残存するトナーは、感光体ドラム清掃部材205BKによって清掃・除去される。そして、感光体ドラム201BKは、次の画像転写に供される。
以上の画像転写は、ユニットC、MおよびYでも上記の方法によって行われる。
転写ロール207BK、207C、207Mおよび207Yによってトナー画像を転写された用紙216は、さらに定着装置209に搬送され、定着が行われる。
以上により用紙上に所望の画像が形成される。
本実施形態の画像形成装置では、用紙搬送ベルト206として上記実施形態の管状体である無端ベルトを用いている。したがって、上記実施形態の管状体を含む本実施形態の管状体支持装置は、用紙搬送ベルト206と、用紙搬送ベルト206の内側に配置されたベルト支持ロール210、211、212、及び213と、により形成されたベルト支持装置220である。
以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、これら各実施例は、本発明を制限するものではない。
[測定方法]
<フッ素原子含有率の測定方法>
XPS測定装置として「VG製 ESCALAB−220i」を使用し、X線源として単色化されたAlKα線を用い、加速電圧を10kV、エミッション電流を20mVに設定して測定を実施した。具体的には、分析領域を1mmφ、検出深さを5nmとして、フッ素原子について、C1sスペクトルを測定し、測定されたフッ素原子のスペクトルに基づいてフッ素原子の個数を求め、管状体表面の測定領域における全原子量に対するフッ素原子含有率を算出した。
<接触角の測定方法>
協和界面科学(株)製表面接触角測定器を使用し、サンプル表面に純水の水滴を滴下し、その水滴とサンプル表面との接触角を側面より測定した値を用いた。
[無端ベルトの作製]
(実施例1)
まず、ポリアミド酸溶液として、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、p−フェニレンジアミンとを、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)中で合成することにより得られたポリアミド酸を含む、固形分濃度18%(質量%、以下同じ)、粘度20Pa・sの溶液を用意した。
次に、このポリアミド酸溶液を、内径30mm、長さ450mmの円筒状アルミニウム製金型(円筒状芯体)表面に塗布し、塗膜を形成した。なお、この円筒状金型には、表面にフッ素系の離型剤を予め塗布することで、ベルト成形後の剥離性を向上させた。
塗膜が形成された円筒状芯体を、20rpmで回転させながら、120℃の乾燥炉に入れた。60分後に取り出すと、半乾燥状態のポリイミド前駆体被膜(被膜中の溶媒残留量は40質量%)が形成された。なお、溶媒残留量は、被膜の重量と焼成後に形成されたベルトの重量との差から求めた。
上記乾燥工程で得られた被膜に、PTFE樹脂フィルム(ニトフロンNo.900UL、日東電工(株)製)を巻き付け、接触した状態で固定した。この状態でオーブンに入れ、段階的に350℃まで昇温して、イミド化した。段階的な昇温は160℃で1時間、250℃で30分、350℃で1時間行った。その後、室温(25℃)で放冷し、ポリイミド無端ベルトからPTFE樹脂を取り外し、円筒状金型から脱型することで目的のポリイミド無端ベルトを得た。
得られたポリイミド無端ベルトのPTFE樹脂接触面の純水との接触角を測定した結果、95度であった。また、ポリイミド無端ベルトのPTFE樹脂接触面の元素分析をXPSで実施したところ、フッ素原子含有率は45原子%であった。
さらに、得られたポリイミド無端ベルトを、その厚みの半分に相当する位置で切断して試験片を作製してXPS測定を行い、ポリイミド無端ベルト内部におけるフッ素原子含有率を求めたところ、0原子%であった。
(実施例2)
PTFE樹脂フィルムの代わりに、PFA樹脂フィルム(ネオフロンTM、ダイキン工業(株)製)を用いた以外は、実施例1と同様にしてポリイミド無端ベルトを得た。
得られたポリイミド無端ベルト表面の純水との接触角を測定した結果、98度であった。また、ポリイミド無端ベルトの元素分析をXPSで実施したところ、フッ素原子含有率は44原子%であった。さらに、ポリイミド無端ベルト内部におけるフッ素原子含有率は0原子%であった。
(実施例3)
焼成を350℃で1時間実施した代わりに焼成を350℃で3時間実施した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド無端ベルトを得た。
得られたポリイミド無端ベルト表面の純水との接触角及びフッ素原子含有率を表1に示す。また、ポリイミド無端ベルト内部におけるフッ素原子含有率は0原子%であった。
(実施例4)
焼成を350℃で1時間実施した代わりに焼成を400℃で3時間実施した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド無端ベルトを得た。
得られたポリイミド無端ベルト表面の純水との接触角及びフッ素原子含有率を表1に示す。また、ポリイミド無端ベルト内部におけるフッ素原子含有率は0原子%であった。
(実施例5)
焼成を350℃で1時間実施した代わりに焼成を350℃で20分間実施した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド無端ベルトを得た。
得られたポリイミド無端ベルト表面の純水との接触角及びフッ素原子含有率を表1に示す。また、ポリイミド無端ベルト内部におけるフッ素原子含有率は0原子%であった。
(比較例1)
被膜にPTFE樹脂フィルムを接触させずに昇温してイミド化した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド無端ベルトを得た。
得られたポリイミド無端ベルト表面の純水との接触角及びフッ素原子含有率を表1に示す。また、ポリイミド無端ベルト内部におけるフッ素原子含有率は0原子%であった。
(比較例2)
実施例1と同様にして被膜を形成した。その後、PTFE水性塗料(フッ素樹脂分散液、濃度60%、粘度200mPa・s)をらせん塗布方式により、被膜表面に塗布し、塗布後、80℃の無風乾燥炉で10分間乾燥した。乾燥後、実施例1と同様にしてオーブンでイミド化させた。その後、円筒状金型より脱型し、ポリイミド無端ベルトを得た。
得られたポリイミド無端ベルト表面の純水との接触角及びフッ素原子含有率を表1に示す。また、ポリイミド無端ベルト内部におけるフッ素原子含有率は0原子%であった。
(比較例3)
実施例1と同様にしてポリアミド酸溶液を用意し、ポリアミド酸溶液100質量部に対しフッ素樹脂粒子((株)喜多村製、商品名:KT−300M、体積平均粒径:0.3μm)を30質量部加えて分散させた溶液を用いて塗膜を形成した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド無端ベルトを得た。
得られたポリイミド無端ベルト表面の純水との接触角及びフッ素原子含有率を表1に示す。また、ポリイミド無端ベルト内部におけるフッ素原子含有率は22原子%であった。
[無端ベルトの評価]
加熱ロール・加圧ベルト方式の定着装置(図4参照)を搭載した富士ゼロックス社製DCC400に対して、得られたポリイミド無端ベルトを加圧ベルトとしてセットし、以下の評価を行った。結果を表1に示す。
<無端ベルトの耐摩耗性評価>
加圧ベルトの耐摩耗性の評価は次のようにして行った。上記電子写真装置を、加熱ロール内部に800Wのハロゲンランプヒーターを有し、150℃の設定温度、150mm/secのスピード、8mmのニップ幅(接触部の幅)を有する様に設定した。また、トナーは、富士ゼロックス社製DocuCenterColor400用カラートナー(シアン色)を使用し、富士ゼロックス社製「J紙」に定着させた。上記条件により、100,000枚(100kpv)のテスト(印刷)を実施し、耐摩耗性の評価は、テスト後の加圧ベルトの膜厚を測定し、1,000枚(1kpv)当たりの減少量を求め、その平均値を「摩耗量」とした。
<無端ベルト表面の離型性評価>
加圧ベルトの離型性の評価は次のようにして行った。電子写真装置の条件は上記耐摩耗性評価と同様にして行い、印字サンプルを100枚通紙し、ジャム(加圧ベルトとの剥離不良)発生が無い場合、「良好」とし、剥離不良が発生した場合、ジャム発生枚数を測定した。
<定着画像の画質評価>
定着画像の画質評価は次のようにして行った。電子写真装置の条件は上記耐摩耗性評価と同様にして行い、100kpv通紙後、10枚の定着画像を形成して次の評価を行った。画像が定着された用紙の、定着トナー像のソリッド部のほぼ中央に、内側に折り目を入れて定着トナー像が破壊された部分をティッシュペーパーで拭い取り、白抜けした線幅を測定し、白抜けした線幅が0.2mm未満のものの割合が80%以上である場合「良好」と評価し、80%未満である場合「不良」と評価した。
以上の結果から、本実施例では、比較例に比べ、無端ベルトの耐摩耗性及び離型性が良好であり、定着画像の画質が良好であることがわかる。
10 無端ベルト
12 ポリイミド基体本体
14 フッ素樹脂
72、209、900 定着装置
73、74、210、211、212、213 支持ロール
75 2次転写ロール
78、203Y、203M、203C、203BK レーザー発生装置(露光器)
79、201Y、201M、201C、201BK 感光体
80 1次転写ロール
81 駆動ロール
83、202Y、202M、202C、202BK 帯電ロール
85、204Y、204M、204C、204BK 現像器(現像装置)
86 中間転写ベルト
90、220 ベルト支持装置
101 画像形成装置
206 用紙搬送ベルト
207Y、207M、207C、207BK 転写ロール
216、K 用紙
610 定着ロール
611、911 コア
612、912 弾性層
613、913 離型層
620 無端ベルト
910 加圧ロール
920 定着ベルト

Claims (6)

  1. ポリイミド樹脂とフッ素樹脂とを含み、
    前記フッ素樹脂は、管状体の外周面における表層部に偏在する、単層の管状体。
  2. 前記管状体の外周面をX線光電子分光法により測定したときのフッ素原子含有率は、40原子%以上60原子%以下である、請求項1に記載の管状体。
  3. ポリアミド酸溶液を芯体に塗布して塗膜を形成する塗膜形成工程と、
    前記塗膜を乾燥して被膜を形成する乾燥工程と、
    前記被膜の表面にフッ素樹脂を接触させる接触工程と、
    前記フッ素樹脂が接触した前記被膜を加熱する加熱工程と、
    加熱された前記被膜から前記フッ素樹脂を剥離する剥離工程と、を有する、管状体の製造方法。
  4. 請求項1又は請求項2に記載の管状体と、
    前記管状体を内側から張力がかかった状態で支持する複数の支持部材と、を有する管状体支持装置。
  5. 第1の回転体と、
    前記第1の回転体に接触する第2の回転体と、を備え、
    前記第1の回転体及び前記第2の回転体の少なくとも一方が、請求項1又は請求項2に記載の管状体を有する、画像定着装置。
  6. 潜像保持体と、
    前記潜像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
    帯電された前記潜像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
    前記潜像保持体の表面に形成された前記潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
    前記潜像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
    前記記録媒体に転写された前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着手段と、を備え、
    前記帯電手段、前記転写手段、及び前記定着手段の少なくとも1つが、請求項1又は請求項2に記載の管状体を有する、画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015169704A (ja) * 2014-03-05 2015-09-28 株式会社リコー 定着装置及び画像形成装置

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