JP2013025120A - 発熱定着ベルト - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
発熱層に導電性繊維を含有する発熱定着ベルトであって、導電性繊維が導電性繊維Aと導電性繊維Bよりなり、前記導電性繊維Aと導電性繊維Bの長さと添加量が下記関係にあることを特徴とする発熱定着ベルト。
0.2≦(導電性繊維Bの長さ)/(導電性繊維Aの長さ)≦0.8
0.05≦(導電性繊維Bの添加量)/(導電性繊維Aの添加量)≦0.25
【選択図】なし
Description
発熱層に導電性繊維を含有する発熱定着ベルトであって、導電性繊維が導電性繊維Aと導電性繊維Bよりなり、前記導電性繊維Aと導電性繊維Bの長さと添加量が下記関係にあることを特徴とする発熱定着ベルト。
0.05≦(導電性繊維Bの添加量)/(導電性繊維Aの添加量)≦0.25
(2)
前記導電性繊維Aの長さが50μm以上200μm以下であることを特徴とする(1)記載の発熱定着ベルト。
本発明において用いられる導電性材料である導電性繊維とは、代表的には金、銀、鉄、アルミニウム等の純金属繊維、ステンレス、ニクロム等の合金繊維、或いは炭素、黒鉛などの非金属繊維である。これらの中で、生産工程が安定していて、切断により均一な長さのものが容易に得られる黒鉛繊維が特に好ましい。繊維とは細長い形状を有していることを示す呼称であり、アスペクト比(長さ/太さ)が2.0以上のものをいう。
本発明の効果を得るためには、導電性繊維の長さ(A)は5.0μm以上1000μm以下がよく、特に50μm以上200μm以下がよい。又、アスペクト比は0.025以上0.25以下であるのが好ましい。
繊維の添加量:0.05≦B/A≦0.25
本発明において、導電性繊維がなぜ上記の形状を有する必要があるのかは、詳しく解析されたわけではない。推測するに繊維の長さについては、10.0μm未満では電荷の導通路が形成されにくく、1000μmを超えてしまうと必ずしも長く伸びた形では存在出来ず、発熱層の抵抗に局部的バラツキを生じさせるためではないかと考えられる。
図1は、電子写真方式の画像形成装置の一例を示す概略断面構成図である。尚、本図はフルカラー画像形成装置の場合を示している。
図2は図1に示す画像形成装置に使用している定着装置の拡大概略図である。図2(a)は図1に示す画像形成装置に使用している定着装置の拡大概略斜視図である。図2(b)は図1に示すA−A′に沿った概略断面図である。
図3は図2に示す定着装置を構成する発熱定着ベルトの拡大概略図である。図3(a)は図2に示す発熱定着ベルトの拡大概略平面図である。図3(b)は図3(a)のB−B′に沿った概略拡大断面図である。図3(c)は図3(b)のYで示される部分の拡大概略図である。
体積抵抗率は発熱定着ベルトの円周方向全周の両端部に導電テープで電極部を設け、その両端の抵抗値を測定し、下記式にて算出することが出来る。
(但し、両端間の抵抗値(R:Ω)、発熱層厚み(d:m)、円周方向長さ(W:m)、電極間の長さ(L:m)である。)
なお、発熱定着ベルトの体積抵抗率は通常8×10−6〜1×10−2Ω・mである。
次ぎに図1から図3に示される発熱定着ベルトの製造方法に付き説明する。
発熱層は上記記載でも耐熱樹脂と導電性繊維から構成されている。耐熱樹脂としては、特に限定するものではないが、主にポリイミド樹脂が好ましい。
ポリイミド樹脂は、通常、少なくとも1種の芳香族ジアミンと少なくとも1種の芳香族テトラカルボン酸二無水物とを有機極性溶媒中で重合してなるポリアミド酸がイミド転化されてポリイミド樹脂を形成する。
ポリアミド酸の製造に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。
ポリアミド酸の製造に用いられ得るテトラカルボン酸二無水物としては、特に制限はなく、芳香族系、脂肪族系いずれの化合物も使用できる。
弾性層としては、特に限定されるものではなく、任意のゴム材料、熱可塑性エラストマーを用いることが出来る。例えばスチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ハイスチレンゴム、ポリブタジエンゴム(BR)、ポリイソプレンゴム(IIR)、エチレン−プロピレン共重合体、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム(CR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム(ACM、ANM)、エピクロロヒドリンゴム及びノルボルネンゴム等から選ぶことが出来る。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
離形層形成用樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、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)、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)より成る群から選択される少なくとも1つの樹脂あることが好ましい。
分散ポリアミド酸溶液1の作製
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を溶媒DMF800gに溶解した。これを70℃で5時間重縮合反応させて得られた分散ポリアミド酸溶液(固形分濃度20質量%)に、導電性繊維A(黒鉛繊維径10μm、繊維長40μm)を40体積%添加し、攪拌羽付き攪拌機中で10分混合した。それに導電性繊維B(繊維径10μm、繊維長24μm)を4体積%添加し、同様に10分混合した。
準備した各導電性繊維分散ポリアミド酸溶液1〜5をスパイラル塗布装置を使用して、塗布装置に装着したステンレス製の芯金に、厚さ0.8mmとなるように塗布した。塗布条件を下記に示す。
ポリアミド酸溶液の温度:25℃
ノズルのポリアミド酸溶液吐出口の形状:円錐状ノズル
ノズルのポリアミド酸溶液吐出口の口径:2mm
ノズルのポリアミド酸溶液吐出口と芯金の周面までの距離:5mm
ノズルからのポリアミド酸溶液の吐出量:5ml/min
ノズルの芯金の回転軸方向への移動速度:1mm/sec
芯金の回転速度:40rpm
芯金の回転速度は、(株)小野測器製HT−4200製で測定した値を示す。
ポリイミド樹脂の両端周面に幅10mm、厚さ2mmの導電性テープCU−35C(3M(株)製)を1巻き貼着し給電用電極を形成した。
SP塗布装置を使用して、ポリイミド前駆体被服用塗布液に換えて、弾性層形成用塗布液を給電用電極の上を除いて発熱層上に塗布した。以下に示す条件でポリイミド樹脂前駆体塗布液の塗布と同じ方法で弾性層形成用塗布液を塗布し、乾燥後の膜厚200μmの弾性層形成用塗膜を形成した。
シリコーンゴムKE1379(信越化学)の液状ゴム及びシリコーンゴムDY356013(東レダウ)の2液を予め2:1の割合で混合した組成物40gを弾性層形成塗布液とした。
弾性層形成用塗布液の温度:25℃
ノズルの弾性層形成用塗布液吐出口の形状:円錐状ノズル
ノズルの弾性層形成用塗布液吐出口の口径:2mm
ノズルの弾性層形成用塗布液吐出口と発熱層の周面までの距離:5mm
ノズルからの弾性層形成用塗布液の吐出量:5ml/min
ノズルの芯金の回転軸方向への移動速度:1mm/sec
芯金の回転速度:40rpm
芯金の回転速度は、(株)小野測器製HT−4200製で測定した値を示す。
PTFE樹脂とPFA樹脂を7:3の割合で混合し、固形分濃度45%、粘度110mPa・sに調製したフッ素樹脂ディパーション(ディポン)を離形層形成用塗布液として準備した。
SP塗布装置を使用して、弾性層形成塗布液に換えて、離形層形成塗布液を給電用電極の上を除いて弾性層の上に、以下に示す条件で弾性層形成用塗布液の塗布と同じ方法で離形層形成用塗布液を塗布し、乾燥後の膜厚30μmの離形層形成用塗膜を形成する。
離形層形成用塗布液の温度:25℃
ノズルの離形層形成用塗布液吐出口の形状:円錐状ノズル
ノズルの離形層形成用塗布液吐出口の口径:2mm
ノズルの離形層形成用塗布液吐出口と発熱層の周面までの距離:5mm
ノズルからの離形層形成用塗布液の吐出量:5ml/min
ノズルの芯金の回転軸方向への移動速度:1mm/min
芯金の回転速度:40rpm
芯金の回転速度は、(株)小野測器製HT−4200製で測定した値を示す。
作製した試料をbizhub C360に装着し、5万枚プリントし、プリント中の発熱定着ベルトに印加する電圧と電流とをLCRメータ3532−80(日置電機製)を使用して抵抗を測定した。
特性評価の結果は表2の如くであったが、実用面からは、3.3%未満なら実用性があるといえる。
○:3.0%未満
△:3.0%以上〜3.3未満
×:3.3%以上
24a 発熱定着ベルト
24b 定着ローラー
24c 加圧ローラー
24a3 発熱層
24a7 離形層
P 画像支持体
Claims (2)
- 発熱層に導電性繊維を含有する発熱定着ベルトであって、導電性繊維が導電性繊維Aと導電性繊維Bよりなり、前記導電性繊維Aと導電性繊維Bの長さと添加量が下記関係にあることを特徴とする発熱定着ベルト。
0.2≦(導電性繊維Bの長さ)/(導電性繊維Aの長さ)≦0.8
0.05≦(導電性繊維Bの添加量)/(導電性繊維Aの添加量)≦0.25 - 前記導電性繊維Aの長さが50μm以上200μm以下であることを特徴とする請求項1記載の発熱定着ベルト。
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JP2011160429A JP5494582B2 (ja) | 2011-07-22 | 2011-07-22 | 発熱定着ベルト |
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