JP2013037297A - Fixing member, fixing device, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着部材、定着装置、及び、画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing member, a fixing device, and an image forming apparatus.
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、記録紙に形成されたトナー像を定着装置によって定着して画像形成している。
定着装置に用いられる定着部材としては、基体上に、弾性層、表面層をこの順で積層した構造が一般に採用されており、必要に応じて各層間には接着層が設けられる。
In an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic system, a toner image formed on a recording sheet is fixed by a fixing device to form an image.
As a fixing member used in the fixing device, a structure in which an elastic layer and a surface layer are laminated in this order on a substrate is generally employed, and an adhesive layer is provided between the layers as necessary.
例えば、定着部材を外部から接触加熱する加熱方式に於いて耐久性、熱効率に優れた加熱定着装置を提供するため、記録材に担持された未定着画像を、定着部材と加圧部材により形成された定着ニップを通過させることにより加熱定着させる加熱定着装置に於いて、上記定着部材を外部から表面加熱する加熱手段がカーボンヒータであり、上記カーボンヒータは上記定着部材に接触していることを特徴とする加熱定着装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 For example, in order to provide a heat fixing device that is excellent in durability and thermal efficiency in a heating method in which a fixing member is heated by contact from the outside, an unfixed image carried on a recording material is formed by a fixing member and a pressure member. In the heat fixing apparatus for heat fixing by passing through the fixing nip, the heating means for heating the surface of the fixing member from the outside is a carbon heater, and the carbon heater is in contact with the fixing member. (For example, see Patent Document 1).
本発明は、赤外線加熱による弾性層の劣化が抑制される定着部材を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a fixing member in which deterioration of an elastic layer due to infrared heating is suppressed.
即ち、請求項1に係る発明は、
少なくとも、基体と弾性層と赤外線反射層と表面層とをこの順に備える定着部材である。
That is, the invention according to claim 1
The fixing member includes at least a base, an elastic layer, an infrared reflecting layer, and a surface layer in this order.
請求項2に係る発明は、
前記赤外線反射層と前記表面層との間に断熱層をさらに備える請求項1に記載の定着部材である。
The invention according to claim 2
2. The fixing member according to claim 1, further comprising a heat insulating layer between the infrared reflecting layer and the surface layer.
請求項3に係る発明は、
前記赤外線反射層が、少なくとも赤外線反射剤を含有する耐熱性エラストマーである請求項1又は請求項2に記載の定着部材である。
The invention according to claim 3
The fixing member according to claim 1, wherein the infrared reflecting layer is a heat-resistant elastomer containing at least an infrared reflecting agent.
請求項4に係る発明は、
前記赤外線反射剤が、板状粒子である請求項3に記載の定着部材である。
The invention according to claim 4
The fixing member according to claim 3, wherein the infrared reflective agent is a plate-like particle.
請求項5に係る発明は、
前記断熱層が、発泡フッ素樹脂である請求項2〜請求項4のいずれか1項に記載の定着部材である。
The invention according to claim 5
The fixing member according to claim 2, wherein the heat insulating layer is a foamed fluororesin.
請求項6に係る発明は、
前記表面層が、赤外線吸収促進剤を含有する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である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の定着部材である。
The invention according to claim 6
The fixing member according to any one of claims 1 to 5, wherein the surface layer is a tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer containing an infrared absorption accelerator.
請求項7に係る発明は、
前記赤外線吸収促進剤が、ポリテトラフルオロエチレン粒子又はカーボンである請求項6に記載の定着部材である。
The invention according to claim 7 provides:
The fixing member according to claim 6, wherein the infrared absorption accelerator is polytetrafluoroethylene particles or carbon.
請求項8に係る発明は、
循環移動可能に支持された請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の定着部材と、
前記定着部材を循環駆動する駆動手段と、
前記定着部材に押し付けられ、前記定着部材との間に記録媒体を挟みこむ加圧ロールと、
前記定着部材を加熱する定着用加熱手段と、
前記定着部材の表面層側から赤外線を照射することで、前記表面層を前記定着用加熱手段によって加熱される温度よりも高温になるように加熱する赤外線加熱手段と、
を備える定着装置である。
The invention according to claim 8 provides:
The fixing member according to any one of claims 1 to 7, which is supported so as to be capable of circulating movement,
Driving means for circulatingly driving the fixing member;
A pressure roll pressed against the fixing member and sandwiching a recording medium with the fixing member;
Fixing heating means for heating the fixing member;
Infrared heating means for heating the surface layer to be higher than the temperature heated by the fixing heating means by irradiating infrared rays from the surface layer side of the fixing member;
A fixing device.
請求項9に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電された前記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、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着する定着手段であって、請求項8に記載の定着装置である定着手段と、
を備える画像形成装置である。
The invention according to claim 9 is:
An image carrier,
Charging means for charging the surface of the image carrier;
Latent image forming means for forming a latent image on the surface of the charged image carrier;
Developing means for developing the latent image with toner to form a toner image;
Transfer means for transferring the toner image to a recording medium;
Fixing means for fixing the toner image to the recording medium, the fixing means being the fixing device according to claim 8;
An image forming apparatus.
請求項1に係る発明によれば、基体と弾性層と赤外線反射層と表面層とがこの順で備えられていない場合に比較して、表面層側から赤外線が照射された場合における赤外線加熱による弾性層の劣化が抑制される定着部材が提供される。 According to the first aspect of the present invention, as compared with the case where the base, the elastic layer, the infrared reflecting layer, and the surface layer are not provided in this order, by infrared heating when infrared rays are irradiated from the surface layer side. A fixing member in which deterioration of the elastic layer is suppressed is provided.
請求項2に係る発明によれば、赤外線反射層と表面層との間に断熱層が備えられていない場合に比較して、表面層側から赤外線が照射された場合における赤外線加熱による弾性層及び赤外線反射層の劣化が抑制される定着部材が提供される。 According to the invention of claim 2, the elastic layer by infrared heating when the infrared ray is irradiated from the surface layer side, compared with the case where the heat insulating layer is not provided between the infrared reflective layer and the surface layer, and A fixing member in which deterioration of the infrared reflecting layer is suppressed is provided.
請求項3に係る発明によれば、赤外線反射層が少なくとも赤外線反射剤を含有する耐熱性エラストマーでない場合に比較して、歪ストレス負荷が生じた際に赤外線反射層にクラック等の欠陥が発生するのが抑制される定着部材が提供される。 According to the invention of claim 3, defects such as cracks are generated in the infrared reflective layer when a strain stress is generated, as compared with a case where the infrared reflective layer is not a heat-resistant elastomer containing at least an infrared reflective agent. There is provided a fixing member in which this is suppressed.
請求項4に係る発明によれば、赤外線反射剤が板状粒子でない場合に比較して、表面層側から赤外線が照射された場合における赤外線反射層の温度上昇が抑制される定着部材が提供される。 According to the fourth aspect of the present invention, there is provided a fixing member in which an increase in the temperature of the infrared reflecting layer is suppressed when infrared rays are irradiated from the surface layer side as compared with the case where the infrared reflecting agent is not a plate-like particle. The
請求項5に係る発明によれば、断熱層が発泡フッ素樹脂でない場合に比較して、表面層側から赤外線が照射された場合における断熱層よりも基体側に存在する層の熱劣化の低減が可能な定着部材が提供される。 According to the invention which concerns on Claim 5, compared with the case where a heat insulation layer is not a foaming fluororesin, when the infrared rays are irradiated from the surface layer side, reduction of the thermal deterioration of the layer which exists in the base | substrate side rather than the heat insulation layer is reduced. A possible fuser member is provided.
請求項6に係る発明によれば、表面層が赤外線吸収促進剤を含有する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でない場合に比較して、表面層側から赤外線が照射された場合における表面層よりも基体側に存在する層の熱劣化の低減が可能な定着部材が提供される。 According to the invention according to claim 6, the surface when the surface layer is irradiated with infrared rays from the surface layer side as compared with the case where the surface layer is not a tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer containing an infrared absorption accelerator. There is provided a fixing member capable of reducing thermal deterioration of a layer existing on the base side of the layer.
請求項7に係る発明によれば、赤外線吸収促進剤がポリテトラフルオロエチレン粒子又はカーボンでない場合に比較して、表面層の赤外線吸収率の向上を計ることが可能な定着部材が提供される。 According to the seventh aspect of the invention, there is provided a fixing member capable of improving the infrared absorption rate of the surface layer as compared with the case where the infrared absorption accelerator is not polytetrafluoroethylene particles or carbon.
請求項8に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、定着部材表面に生じた皺をとることが可能な定着装置が提供される。 According to the eighth aspect of the present invention, there is provided a fixing device capable of removing wrinkles generated on the surface of the fixing member as compared with the case where this configuration is not provided.
請求項9に係る発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、定着部材表面に生じた皺をとることが可能な画像形成装置が提供される。 According to the ninth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus capable of removing wrinkles generated on the surface of the fixing member as compared with the case where the present configuration is not provided.
以下、本発明の定着部材、定着装置、及び、画像形成装置の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a fixing member, a fixing device, and an image forming apparatus of the present invention will be described in detail.
<定着部材>
本実施形態の定着部材は、少なくとも、基体と弾性層と赤外線反射層と表面層とをこの順に備えるものである。
本実施形態の定着部材は、無端状の定着ベルトとして構成されてもよい。
<Fixing member>
The fixing member of the present embodiment includes at least a base, an elastic layer, an infrared reflecting layer, and a surface layer in this order.
The fixing member of this embodiment may be configured as an endless fixing belt.
定着装置の用紙剥離部若しくは圧接部、又は、定着装置の小径ロール、表面層リフレッシュロール若しくは表面層加熱ロールと定着部材表面層との接触部等では、定着部材表面層に対して歪ストレスが負荷される。その結果として、定着部材表面層に皺が発生する課題が生じることがある。 Strain stress is applied to the surface layer of the fixing member at the sheet peeling portion or pressure contact portion of the fixing device, or the contact portion between the small diameter roll, the surface layer refresh roll or the surface layer heating roll of the fixing device and the surface layer of the fixing member. Is done. As a result, there may be a problem that wrinkles are generated on the surface layer of the fixing member.
該課題に対して、材料からのアプローチとしては皺の発生を抑制する表面層開発、システムからのアプローチとしては皺を発生させない範囲内での定着装置設計が行われている。しかし、近年の更なる高速高画質化への要求に応えるためには定着部材表面層への一段の負荷増大は避けられず、表面層の皺の発生を抑制することが困難となってきている。 To solve this problem, development of a surface layer that suppresses generation of wrinkles as an approach from materials and design of a fixing device within a range that does not generate wrinkles as an approach from a system are performed. However, in order to meet the recent demand for higher image quality at higher speeds, a further increase in the load on the surface layer of the fixing member is inevitable, and it has become difficult to suppress the occurrence of wrinkles on the surface layer. .
これに対し、皺の発生した表面層を平滑に回復させる(表面層の皺をとる)方策につき本発明者は鋭意検討を行い、表面層を定着温度より高温に加熱するにより、表面層の皺をとることが可能であることを見出した。 On the other hand, the present inventor has intensively studied a method for smoothly recovering the surface layer in which wrinkles are generated (takes the surface layer wrinkles), and heating the surface layer to a temperature higher than the fixing temperature results in the surface layer wrinkling. It was found that it is possible to take.
表面層の皺をとるためには表面層を230℃以上の高温に加熱することが好ましい。表面層の加熱にはヒートロール接触による伝熱加熱が一般に用いられるが、この場合、表面層側(定着部材外側)から加熱を行った場合においても、表面層から弾性層まで伝熱し弾性層が230℃程度まで加熱され、層間剥がれや弾性層の劣化という課題が発生することがある。 In order to remove the wrinkles of the surface layer, it is preferable to heat the surface layer to a high temperature of 230 ° C. or higher. Although heat transfer heating by heat roll contact is generally used for heating the surface layer, in this case, even when heating is performed from the surface layer side (outside of the fixing member), heat transfer from the surface layer to the elastic layer is performed. Heating to about 230 ° C. may cause problems such as delamination and deterioration of the elastic layer.
定着部材の表面層側からの赤外線照射による輻射加熱も試みられているが、表面層を透過した赤外線により弾性層も加熱されるため、層間剥がれや弾性層の熱劣化という課題が発生することがあった。これは下記理由により不可避の課題であった。
すなわち、良好な定着画像を得るには表面層は40μm程度以下まで薄膜化する必要があるが、薄膜化された表面層では赤外線を全吸収することができない。更に、表面層をフッ素樹脂で構成し、弾性層をシリコーンゴムで構成した場合には、表面層フッ素樹脂の赤外線吸収波長域と弾性層シリコーンゴムの赤外線吸収波長域とが重なっているため、表面層フッ素樹脂を赤外線により加熱しようとすると弾性層シリコーンゴムまでもが赤外線により加熱されてしまう。
Radiation heating by infrared irradiation from the surface layer side of the fixing member has also been attempted, but the elastic layer is also heated by the infrared light transmitted through the surface layer, which may cause problems such as delamination and thermal degradation of the elastic layer. there were. This was an inevitable problem for the following reasons.
That is, in order to obtain a good fixed image, the surface layer needs to be thinned to about 40 μm or less, but the thinned surface layer cannot completely absorb infrared rays. Furthermore, when the surface layer is made of fluororesin and the elastic layer is made of silicone rubber, the infrared absorption wavelength region of the surface layer fluororesin overlaps with the infrared absorption wavelength region of the elastic layer silicone rubber. If the layer fluororesin is heated by infrared rays, even the elastic layer silicone rubber is heated by infrared rays.
本実施形態においては、表面層と弾性層との間に赤外線反射層を設けた。本実施形態の定着部材をこのような構成とすることにより、定着部材の表面層側から赤外線を照射することにより該表面層を加熱して表面層皺をとる場合に、表面層を透過した赤外線が赤外線反射層により反射されて弾性層側に伝熱しないため、赤外線加熱による弾性層の劣化が抑制される。 In the present embodiment, an infrared reflection layer is provided between the surface layer and the elastic layer. The fixing member according to this embodiment has such a configuration, and when the surface layer is heated to irradiate infrared rays from the surface layer side of the fixing member to take a surface layer soot, the infrared rays transmitted through the surface layer are transmitted. Is reflected by the infrared reflecting layer and does not transfer heat to the elastic layer side, so that deterioration of the elastic layer due to infrared heating is suppressed.
以下、本実施形態の定着部材を図面に基づき説明する。なお、本実施形態において、同様の機能を有する部材には、全図面を通じて同じ符合を付与し、その説明を省略することがある。
図1は、本実施形態の定着部材の一例である無端状の定着ベルト84を示す断面図である。図1に示すように、定着ベルト84は、基体200上に、弾性層210と赤外線反射層220と表面層230とがこの順で設けられている。
Hereinafter, the fixing member of this embodiment will be described with reference to the drawings. In addition, in this embodiment, the same code | symbol is provided to the member which has the same function through all the drawings, and the description may be abbreviate | omitted.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an endless fixing belt 84 which is an example of a fixing member of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the fixing belt 84 is provided with an elastic layer 210, an infrared reflecting layer 220, and a surface layer 230 in this order on a substrate 200.
基体200には、耐熱性及び機械的強度が求められ、ニッケル、アルミニウム、ステンレス等の金属シートや、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリベンゾイミダゾール等の樹脂フィルムを用いることができる。前記樹脂は導電性粉体などを添加分散して、体積抵抗率が制御されていてもよい。具体的には、基体200は、例えば、カーボンブラックを添加・分散して、体積抵抗率を制御した無端ベルト状のポリイミドベルトを使用することもできる。更に、基体200は、長尺のポリイミドシートの両端部をパズル上に組合せ、熱圧着部材を用いて熱圧着し、無端ベルト状に仕立てたものを使用することもできる。 The substrate 200 is required to have heat resistance and mechanical strength, and a metal sheet such as nickel, aluminum or stainless steel, or a resin film such as polyimide, polyamideimide, polyphenylene sulfide, polyetheretherketone or polybenzimidazole may be used. it can. The resin may have a volume resistivity controlled by adding and dispersing conductive powder or the like. Specifically, for example, an endless belt-shaped polyimide belt in which volume resistivity is controlled by adding and dispersing carbon black can be used as the substrate 200. Furthermore, the base body 200 can be used by combining both end portions of a long polyimide sheet on a puzzle, thermocompression bonding using a thermocompression bonding member, and making an endless belt shape.
基体200の厚みは、20μm以上200μm以下の範囲が好ましく、より好ましくは30μm以上150μm以下の範囲、更に好ましくは40μm以上130μm以下の範囲が適している。基体200の厚みが20μm以上であれば、加熱冷却時の寸法安定性や、強度の要求を満たすことができる。また、200μm以下であれば、定着部材の比熱が減少して熱移動量が上昇し、転写速度やサイクルタイムの向上につながる。 The thickness of the substrate 200 is preferably in the range of 20 μm to 200 μm, more preferably in the range of 30 μm to 150 μm, and still more preferably in the range of 40 μm to 130 μm. When the thickness of the substrate 200 is 20 μm or more, the requirements for dimensional stability during heating and cooling and strength can be satisfied. On the other hand, if it is 200 μm or less, the specific heat of the fixing member is reduced and the amount of heat transfer is increased, leading to an improvement in transfer speed and cycle time.
弾性層210には、耐熱性に優れたシリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いるのが好ましく、シリコーンゴムを用いることが特に好ましい。シリコーンゴムとしては、例えば、RTVシリコーンゴム、HTVシリコーンゴム、液状シリコーンゴムなどが挙げられ、具体的には、ポリジメチルシリコーンゴム(MQ)、メチルビニルシリコーンゴム(VMQ)、メチルフェニルシリコーンゴム(PMQ)、フルオロシリコーンゴム(FVMQ)などが挙げられる。また、フッ素ゴムとしては、フッ化ビニリデン系ゴム、四フッ化エチレン/プロピレン系ゴム、四フッ化エチレン/パーフルオロメチルビニルエーテルゴム、フォスファゼン系ゴム、フルオロポリエーテル等及びその他のフッ素ゴムが使用できる。 For the elastic layer 210, it is preferable to use silicone rubber, fluorine rubber or the like excellent in heat resistance, and it is particularly preferable to use silicone rubber. Examples of the silicone rubber include RTV silicone rubber, HTV silicone rubber, and liquid silicone rubber. Specifically, polydimethyl silicone rubber (MQ), methyl vinyl silicone rubber (VMQ), methyl phenyl silicone rubber (PMQ). ), Fluorosilicone rubber (FVMQ) and the like. Further, as the fluororubber, vinylidene fluoride rubber, tetrafluoroethylene / propylene rubber, tetrafluoroethylene / perfluoromethyl vinyl ether rubber, phosphazene rubber, fluoropolyether, and other fluororubbers can be used.
弾性層210には、各種添加剤が配合されてもよい。添加剤としては、例えば、補強剤(カーボンブラック等)、充填剤(炭酸カルシウム等)、軟化剤(パラフィン系等)、加工助剤(ステアリン酸等)、老化防止剤(アミン系等)、加硫剤(硫黄、金属酸化物、過酸化物等)、機能性充填剤(アルミナ等)等が挙げられる。 Various additives may be blended in the elastic layer 210. Examples of additives include reinforcing agents (carbon black, etc.), fillers (calcium carbonate, etc.), softeners (paraffins, etc.), processing aids (stearic acid, etc.), anti-aging agents (amines, etc.), additives Examples include sulfurizing agents (sulfur, metal oxides, peroxides, etc.), functional fillers (alumina, etc.), and the like.
弾性層210の膜厚は、30μm以上500μm以下の範囲であることが好ましく、100μm以上300μm以下の範囲であることがより好ましい。 The thickness of the elastic layer 210 is preferably in the range of 30 μm to 500 μm, and more preferably in the range of 100 μm to 300 μm.
赤外線反射層220には、表面層230側から照射された赤外線を反射する能力が求められ、例えば、金属や、赤外線反射剤を含む有機材料などで構成されてもよい。
赤外線反射層220を構成する金属としては、ニッケル、アルミニウム、ステンレス、金、銀、銅、白金、ロジウム、チタン等が挙げられる。
赤外線反射層220を金属で構成する場合の赤外線反射層220の厚みは、1μm以上100μm以下の範囲であることが好ましく、3μm以上30μm以下の範囲であることがより好ましい。
The infrared reflecting layer 220 is required to have the ability to reflect infrared rays irradiated from the surface layer 230 side, and may be made of, for example, a metal or an organic material containing an infrared reflecting agent.
Examples of the metal constituting the infrared reflective layer 220 include nickel, aluminum, stainless steel, gold, silver, copper, platinum, rhodium, and titanium.
When the infrared reflective layer 220 is made of metal, the thickness of the infrared reflective layer 220 is preferably in the range of 1 μm to 100 μm, and more preferably in the range of 3 μm to 30 μm.
赤外線反射層220を構成する有機材料としては、例えば、上述のシリコーンゴムやフッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、ブチルゴム等を用いてもよいが、耐熱性に優れた有機材料であることが好ましく、耐熱性エラストマーを用いることがさらに好ましい。耐熱性エラストマーの具体例としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。
赤外線反射層220を赤外線反射剤を含む耐熱性エラストマーで構成すると、赤外線反射層220を金属で構成した場合に比べて赤外線反射層220に柔軟性を付与することが可能となるため、定着ベルト84へ歪ストレス負荷が生じた際に赤外線反射層220にクラック等の欠陥が発生するのが抑制される。
As the organic material constituting the infrared reflective layer 220, for example, the above-described silicone rubber, fluorine rubber, ethylene propylene rubber, acrylic rubber, butyl rubber, or the like may be used, but an organic material having excellent heat resistance is preferable. More preferably, a heat resistant elastomer is used. Specific examples of the heat resistant elastomer include, for example, silicone rubber, fluororubber and the like.
If the infrared reflective layer 220 is made of a heat-resistant elastomer containing an infrared reflective agent, the infrared reflective layer 220 can be given more flexibility than the case where the infrared reflective layer 220 is made of metal. It is possible to suppress the occurrence of defects such as cracks in the infrared reflective layer 220 when a strain stress load occurs.
赤外線反射層220を構成する赤外線反射剤としては、例えば、板状粒子、球状粒子、不定形粒子、柱状粒子、針状粒子、樹状粒子等が挙げられる。これらの中でも、赤外線反射剤が板状であることにより赤外線反射層220内での赤外線の複数回反射が抑制され赤外線吸収率を低く抑えることができ、赤外線反射層220の温度上昇を抑制することが可能となるため、板状粒子を用いることが好ましい。
本実施形態において、板状粒子とは、平板状、六角板状、鱗板状等の形状を示す粒子をいう。
板状粒子の体積平均粒子径としては、0.5μm以上30μm以下の範囲であることが好ましく、2μm以上20μm以下の範囲であることがより好ましい。また、板状粒子のアスペクト比は、2以上25以下の範囲であることが好ましく、3以上20以下の範囲であることがより好ましい。
なお、本実施形態において、電子顕微鏡観察により測定した、粒子の板面径/厚みをアスペクト比という。
板状粒子を構成する成分としては、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、各種金属及び金属酸化物等が挙げられる。
赤外線反射層220における赤外線反射剤の含有量は、2質量%以上50質量%以下が好ましく、5質量%以上30質量%以下がさらに好ましい。
Examples of the infrared reflecting agent constituting the infrared reflecting layer 220 include plate-like particles, spherical particles, amorphous particles, columnar particles, acicular particles, dendritic particles, and the like. Among these, since the infrared reflecting agent is plate-shaped, the infrared reflection in the infrared reflecting layer 220 is inhibited from being reflected a plurality of times, the infrared absorption rate can be kept low, and the temperature rise of the infrared reflecting layer 220 can be suppressed. Therefore, it is preferable to use plate-like particles.
In the present embodiment, the plate-like particles refer to particles having a flat plate shape, a hexagon plate shape, a scale plate shape, or the like.
The volume average particle diameter of the plate-like particles is preferably in the range of 0.5 μm to 30 μm, and more preferably in the range of 2 μm to 20 μm. The aspect ratio of the plate-like particles is preferably in the range of 2 to 25, more preferably in the range of 3 to 20.
In the present embodiment, the plate surface diameter / thickness of the particles measured by observation with an electron microscope is referred to as an aspect ratio.
Examples of components constituting the plate-like particles include silica, calcium carbonate, various metals, metal oxides, and the like.
2 mass% or more and 50 mass% or less are preferable, and, as for content of the infrared reflective agent in the infrared reflective layer 220, 5 mass% or more and 30 mass% or less are more preferable.
赤外線反射層220を赤外線反射剤を含む有機材料で構成する場合の赤外線反射層220の厚みは、3μm以上300μm以下の範囲であることが好ましく、10μm以上150μm以下の範囲であることがより好ましい。 The thickness of the infrared reflective layer 220 when the infrared reflective layer 220 is composed of an organic material containing an infrared reflective agent is preferably in the range of 3 μm to 300 μm, and more preferably in the range of 10 μm to 150 μm.
表面層230には、トナー離型性及び耐熱性が要求されることから、例えば、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)、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/ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリクロロ三フッ化エチレン(PCTFE)、フッ化ビニル(PVF)等のフッ素樹脂を用いることができる。 Since the surface layer 230 is required to have toner releasability and heat resistance, for example, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / hexa Use fluororesin such as fluoropropylene copolymer (FEP), polyethylene / tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polychloroethylene trifluoride (PCTFE), vinyl fluoride (PVF), etc. Can do.
表面層230は、赤外線吸収率の向上のため赤外線吸収促進剤を含有してもよい。赤外線吸収促進剤の具体例としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン粒子、カーボン、シリカ、各種金属粒子及び金属酸化物粒子等が挙げられるが、これらの中でも、ポリテトラフルオロエチレン粒子、又は、カーボンが挙げられる。
表面層230における赤外線吸収促進剤の含有量は、2質量%以上60質量%以下が好ましく、5質量%以上40質量%以下がさらに好ましい。
The surface layer 230 may contain an infrared absorption accelerator for improving the infrared absorption rate. Specific examples of the infrared absorption accelerator include polytetrafluoroethylene particles, carbon, silica, various metal particles, metal oxide particles, and the like. Among these, polytetrafluoroethylene particles or carbon are used. Can be mentioned.
2 mass% or more and 60 mass% or less are preferable, and, as for content of the infrared absorption promoter in the surface layer 230, 5 mass% or more and 40 mass% or less are more preferable.
本実施形態においては、表面層230は赤外線吸収促進剤を含有する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であることがさらに好ましく、赤外線吸収促進剤としてポリテトラフルオロエチレン粒子、又は、カーボンを含有する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であることが特に好ましい。
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を用いることで耐熱性及びトナー離型性が向上する。また、赤外線吸収促進剤を用いることで表面層230の赤外線吸収率が上昇するため表面層230よりも基体200側に存在する層への赤外線吸収率を低減することができ、表面層230よりも基体200側に存在する層の熱劣化を防止することが可能となる。
さらに、赤外線吸収促進剤としてポリテトラフルオロエチレン粒子、又は、カーボンを用いることで表面層230のトナー離型性及び機械的特性の低下を軽微に抑えながら赤外線透過率の向上を図ることが可能となる。
In the present embodiment, the surface layer 230 is more preferably a tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer containing an infrared absorption accelerator, and polytetrafluoroethylene particles or carbon is used as the infrared absorption accelerator. The tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer is particularly preferable.
Use of a tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer improves heat resistance and toner releasability. Moreover, since the infrared absorption rate of the surface layer 230 is increased by using the infrared absorption accelerator, the infrared absorption rate to the layer existing on the substrate 200 side than the surface layer 230 can be reduced. It becomes possible to prevent thermal degradation of the layer existing on the substrate 200 side.
Furthermore, by using polytetrafluoroethylene particles or carbon as an infrared absorption accelerator, it is possible to improve the infrared transmittance while minimizing the decrease in toner releasability and mechanical properties of the surface layer 230. Become.
表面層230の厚みとしては、加工性及び定着性の点で、10μm以上50μm以下が好ましく、20μm以上45μm以下がより好ましい。 The thickness of the surface layer 230 is preferably 10 μm or more and 50 μm or less, and more preferably 20 μm or more and 45 μm or less in terms of workability and fixability.
また、定着ベルト84においては、基体200と弾性層210、弾性層210と赤外線反射層220、赤外線反射層220と表面層230の間に接着層等の他の層が形成されていてもよい。 Further, in the fixing belt 84, other layers such as an adhesive layer may be formed between the base body 200 and the elastic layer 210, the elastic layer 210 and the infrared reflective layer 220, and the infrared reflective layer 220 and the surface layer 230.
図2は、本実施形態の定着部材の他の一例である無端状の定着ベルト84’を示す断面図である。図2に示すように、定着ベルト84’は、基体200上に、弾性層210と赤外線反射層220と断熱層240と表面層230とがこの順で設けられている。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing an endless fixing belt 84 ′ which is another example of the fixing member of the present embodiment. As shown in FIG. 2, the fixing belt 84 ′ is provided with an elastic layer 210, an infrared reflective layer 220, a heat insulating layer 240, and a surface layer 230 in this order on a base 200.
定着ベルト84’における基体200、弾性層210、赤外線反射層220、及び、表面層230の構成材料、層の厚み及び好ましい態様等は、定着ベルト84の場合と同様である。 Constituent materials, layer thicknesses, preferred modes, and the like of the base body 200, the elastic layer 210, the infrared reflective layer 220, and the surface layer 230 in the fixing belt 84 'are the same as those of the fixing belt 84.
断熱層240には、基体200側への熱伝導を抑制する能力が求められる。表面層230と赤外線反射層220との間に断熱層240を設けることで、表面層230側から赤外線を照射した際に赤外線反射層220が高温に加熱されるのが防がれ、その結果として弾性層210や赤外線反射層220の劣化が抑制される。 The heat insulation layer 240 is required to have an ability to suppress heat conduction to the base 200 side. By providing the heat insulating layer 240 between the surface layer 230 and the infrared reflective layer 220, the infrared reflective layer 220 is prevented from being heated to a high temperature when irradiated with infrared rays from the surface layer 230 side. Deterioration of the elastic layer 210 and the infrared reflective layer 220 is suppressed.
断熱層240の熱伝導率としては、例えば、0.3 W/(m・K)以下が好ましく、0.1 W/(m・K)以下がさらに好ましい。 The thermal conductivity of the heat insulating layer 240 is, for example, preferably 0.3 W / (m · K) or less, and more preferably 0.1 W / (m · K) or less.
断熱層240を構成する材料としては、発泡フッ素樹脂、フッ素樹脂、発泡シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。これらの中でも、発泡フッ素樹脂を用いることが好ましい。発泡性フッ素樹脂は耐熱性に優れ、且つ、多数の気泡をフッ素樹脂中に含むことから赤外線を散乱・吸収するため、表面層230側から赤外線が照射された場合に断熱層240よりも基体200側への赤外線透過率を低減でき、その結果として断熱層240よりも基体200側に存在する層の熱劣化を防止することが可能となる。 Examples of the material constituting the heat insulating layer 240 include foamed fluororesin, fluororesin, foamed silicone rubber, silicone rubber, and fluororubber. Among these, it is preferable to use a foamed fluororesin. Since the foamable fluororesin has excellent heat resistance and contains a large number of bubbles in the fluororesin, it scatters and absorbs infrared rays. Therefore, when the infrared rays are irradiated from the surface layer 230 side, the substrate 200 is more than the heat insulating layer 240. The infrared transmittance to the side can be reduced, and as a result, it is possible to prevent thermal degradation of the layer existing on the base 200 side with respect to the heat insulating layer 240.
発泡フッ素樹脂を構成するフッ素樹脂としては、例えば、表面層230で例示したフッ素樹脂が挙げられる。
フッ素樹脂を発泡させる方法としては、特に限定されるものではないが、発泡核剤を混合させたフッ素樹脂共重合体ペレットを押出す方法や、若しくは、発泡剤を含むフッ素樹脂塗布液を塗布し、発泡させる方法等が挙げられる。
Examples of the fluororesin constituting the foamed fluororesin include the fluororesins exemplified in the surface layer 230.
The method of foaming the fluororesin is not particularly limited, but a method of extruding a fluororesin copolymer pellet mixed with a foam nucleating agent or a fluororesin coating solution containing a foaming agent is applied. And a foaming method.
断熱層240の厚みとしては、断熱性及び硬度の点で、10μm以上500μm以下が好ましく、20μm以上300μm以下がより好ましい。 The thickness of the heat insulation layer 240 is preferably 10 μm or more and 500 μm or less, and more preferably 20 μm or more and 300 μm or less in terms of heat insulation and hardness.
<定着装置>
本実施形態の定着装置は、循環移動可能に支持された本実施形態の定着部材と、 前記定着部材を循環駆動する駆動手段と、前記定着部材に押し付けられ、前記定着部材との間に記録媒体を挟みこむ加圧ロールと、前記定着部材を加熱する定着用加熱手段と、前記定着部材の表面層側から赤外線を照射することで前記表面層を前記定着用加熱手段によって加熱される温度よりも高温になるように加熱する赤外線加熱手段と、を備える。定着部材は、その表面層が加圧ロールと接するように配置される。
<Fixing device>
The fixing device of the present embodiment includes a fixing member of the present embodiment that is supported so as to be circulated, a driving unit that circulates and drives the fixing member, and a recording medium that is pressed against the fixing member and between the fixing member. A pressure roll that sandwiches the fixing member, a heating means for fixing that heats the fixing member, and a temperature higher than the temperature at which the surface layer is heated by the heating means for fixing by irradiating infrared rays from the surface layer side of the fixing member. Infrared heating means for heating to a high temperature. The fixing member is disposed such that the surface layer thereof is in contact with the pressure roll.
図3は、本実施形態の定着装置の一例である定着ユニットを示す概略構成図である。
図3に示すように、定着ユニット82は、本実施形態の定着部材である定着ベルト84を備える定着ベルトモジュール86と、定着ベルトモジュール86に圧接配置された加圧ロール88とを含んで構成されている。そして、定着ベルト84(定着ベルトモジュール86)と加圧ロール88とが接触するニップ部Nが形成されている。ニップ部Nでは、記録媒体Pが加圧及び加熱されトナー画像が定着される。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a fixing unit which is an example of the fixing device of the present embodiment.
As shown in FIG. 3, the fixing unit 82 includes a fixing belt module 86 including a fixing belt 84 that is a fixing member of the present embodiment, and a pressure roll 88 disposed in pressure contact with the fixing belt module 86. ing. A nip portion N where the fixing belt 84 (fixing belt module 86) and the pressure roll 88 come into contact is formed. In the nip portion N, the recording medium P is pressurized and heated to fix the toner image.
定着ベルトモジュール86は、無端状の定着ベルト84と、加圧ロール88側で定着ベルト84が循環移動可能に巻き掛けられるとともに、モータ(図示省略)の回転力で回転駆動する加熱ロール89と、加熱ロール89と異なる位置で内側から定着ベルト84を張架する支持ロール90とを備えている。また、定着ベルト84の外側に配置されてその周回経路を規定する支持ロール92と、加熱ロール89から支持ロール90までの定着ベルト84の姿勢を矯正する姿勢矯正ロール94とを備えている。 The fixing belt module 86 includes an endless fixing belt 84, a heating roll 89 around which the fixing belt 84 is wound so as to be circulated on the pressure roll 88 side, and is rotationally driven by the rotational force of a motor (not shown). A support roll 90 is provided that stretches the fixing belt 84 from the inside at a position different from the heating roll 89. Further, a support roll 92 that is disposed outside the fixing belt 84 and defines a circulation path thereof, and a posture correction roll 94 that corrects the posture of the fixing belt 84 from the heating roll 89 to the support roll 90 are provided.
さらに、定着ベルトモジュール86と加圧ロール88とが圧接する領域であるニップ部N内の下流側領域で且つ定着ベルト84の内側には、加熱ロール89の近傍位置に配置され加熱ロール89の外周面から定着ベルト84を剥離する剥離パッド96と、ニップ部Nの下流側において定着ベルト84が張架される支持ロール98とが設けられている。 Further, in the downstream area in the nip portion N where the fixing belt module 86 and the pressure roll 88 are in pressure contact with each other and on the inner side of the fixing belt 84, the outer circumference of the heating roll 89 is arranged. A peeling pad 96 for peeling the fixing belt 84 from the surface and a support roll 98 on which the fixing belt 84 is stretched on the downstream side of the nip portion N are provided.
本発明における駆動手段の一例である加熱ロール89は、アルミニウムからなる円筒状の芯金の表面の金属磨耗を防止する保護層として、芯金表面に厚さ200μmのフッ素樹脂皮膜が形成されたハードロールである。さらに、加熱ロール89の内部には、ハロゲンヒータ102が設けられている。また、支持ロール90は、アルミニウムで形成された円筒状ロールであり、内部には加熱源としてハロゲンヒータ104が配設されており、定着ベルト84を内面側から加熱するようになっている。さらに、支持ロール90の両端部には定着ベルト84を外側に押圧するバネ部材(図示省略)が配設されている。 The heating roll 89 as an example of the driving means in the present invention is a hard roll having a 200 μm-thick fluororesin film formed on the core metal surface as a protective layer for preventing metal abrasion on the surface of the cylindrical metal core made of aluminum. It is a roll. Further, a halogen heater 102 is provided inside the heating roll 89. Further, the support roll 90 is a cylindrical roll formed of aluminum, and a halogen heater 104 is disposed inside as a heating source so as to heat the fixing belt 84 from the inner surface side. Further, spring members (not shown) that press the fixing belt 84 outward are disposed at both ends of the support roll 90.
支持ロール92は、アルミニウムで形成された円筒状ロールであり、支持ロール92の表面には厚さ20μmのフッ素樹脂からなる離型層が形成されている。この離型層は、定着ベルト84の外周面からのオフセットトナーや紙粉が支持ロール92に堆積するのを防止するために形成されるものである。この支持ロール92の内部には、ハロゲンヒータ106が配設されており、定着ベルト84を外周面側から加熱するようになっている。つまり、本実施形態では、加熱ロール89と支持ロール90及び支持ロール92とによって、定着ベルト84が加熱される構成となっている。ハロゲンヒータ102、104、および106は、本発明における定着用加熱手段の一例である。 The support roll 92 is a cylindrical roll formed of aluminum, and a release layer made of a fluororesin having a thickness of 20 μm is formed on the surface of the support roll 92. This release layer is formed to prevent the offset toner and paper powder from the outer peripheral surface of the fixing belt 84 from accumulating on the support roll 92. A halogen heater 106 is disposed inside the support roll 92 to heat the fixing belt 84 from the outer peripheral surface side. That is, in this embodiment, the fixing belt 84 is heated by the heating roll 89, the support roll 90, and the support roll 92. The halogen heaters 102, 104, and 106 are examples of fixing heating means in the present invention.
姿勢矯正ロール94は、アルミニウムで形成された円柱状ロールであり、姿勢矯正ロール94の近傍には、定着ベルト84の端部位置を測定する端部位置測定機構(図示省略)が配置されている。そして、姿勢矯正ロール94には、端部位置測定機構の測定結果に応じて定着ベルト84の軸方向における当り位置を変位させる軸変位機構(図示省略)が配設され、定着ベルト84の蛇行を制御するように構成されている。 The posture correction roll 94 is a cylindrical roll formed of aluminum, and an end position measuring mechanism (not shown) for measuring the end position of the fixing belt 84 is disposed in the vicinity of the posture correction roll 94. . The posture correcting roll 94 is provided with an axial displacement mechanism (not shown) that displaces the contact position in the axial direction of the fixing belt 84 according to the measurement result of the end position measuring mechanism. Configured to control.
また、剥離パッド96は、一例として、鉄系の金属や樹脂等の剛体で形成された加熱ロール89と対応する長さを有するブロック状の部材である。剥離パッド96の断面形状は、加熱ロール89に面する湾曲した内側面96Aと、定着ベルト84を加圧ロール88に向けて押圧する押圧面96Bと、押圧面96Bに対して決められた角度を有して定着ベルト84を屈曲させる外側面96Cとを備えて構成される略円弧状を呈している。詳細には、押圧面96Bと外側面96Cから構成される角部Gは、加圧ロール88によって角部Gに押し付けられた定着ベルト84を屈曲させ、角部Gを記録媒体Pの先端が通過する際に、記録媒体Pの先端と定着ベルト84を剥離させるようになっている。 Moreover, the peeling pad 96 is a block-shaped member having a length corresponding to the heating roll 89 formed of a rigid body such as an iron-based metal or resin, for example. The cross-sectional shape of the peeling pad 96 has a curved inner surface 96A facing the heating roll 89, a pressing surface 96B that presses the fixing belt 84 toward the pressing roll 88, and an angle determined with respect to the pressing surface 96B. And has an outer surface 96 </ b> C that bends the fixing belt 84 and has a substantially arc shape. Specifically, the corner portion G composed of the pressing surface 96B and the outer surface 96C bends the fixing belt 84 pressed against the corner portion G by the pressure roll 88, and the leading end of the recording medium P passes through the corner portion G. In doing so, the leading edge of the recording medium P and the fixing belt 84 are peeled off.
一方、加圧ロール88は、アルミニウムからなる円柱状ロール88Aを基体として、基体側から順に、シリコーンゴムからなる弾性層88Bと、膜厚100μmのフッ素系樹脂からなる剥離層とが積層された構成となっている。また、加圧ロール88は、回転自在に支持されると共に、図示しないスプリング等の付勢手段によって定着ベルト84が加熱ロール89に巻き回された部位に圧接されて設けられている。これにより、定着ベルトモジュール86の加熱ロール89が矢印C方向へ回転移動するのに伴って、加熱ロール89に従動して矢印E方向に回転移動するようになっている。 On the other hand, the pressure roll 88 has a structure in which a cylindrical roll 88A made of aluminum is used as a base, and an elastic layer 88B made of silicone rubber and a release layer made of a fluororesin having a thickness of 100 μm are laminated in this order from the base. It has become. The pressure roll 88 is rotatably supported and is provided in pressure contact with a portion where the fixing belt 84 is wound around the heating roll 89 by a biasing means such as a spring (not shown). As a result, as the heating roll 89 of the fixing belt module 86 rotates in the direction of arrow C, the heating roll 89 rotates in the direction of arrow E following the heating roll 89.
加熱ロール89に対して定着ベルト84の回転方向(矢印C方向)下流側であって姿勢矯正ロール94に対して定着ベルト84の回転方向(矢印C方向)上流側には、定着ベルト84の表面層側に赤外線を照射する赤外線加熱手段の一例である赤外線ランプ85が設けられている。赤外線ランプ85の定着ベルト84に対して反対側には赤外線ランプ85から照射された赤外線が定着ベルト84に高効率で伝達されるように赤外線反射部材の一例である反射鏡87が設けられている。赤外線ランプ85による定着ベルト84の表面層の加熱温度は、ハロゲンヒータ102、104、および106のいずれによる加熱温度よりも高温とされる。ハロゲンヒータ102、104、および106(定着用加熱手段)のうち最も高い加熱温度と赤外線ランプ85(赤外線加熱手段)による加熱温度との差は10℃以上100℃以下が好ましく、30℃以上60℃以下がさらに好ましい。定着ベルト84は加熱ロール89と姿勢矯正ロール94との間において平坦であるため、平坦な定着ベルト84の表面を赤外線ランプ85で加熱することにより定着ベルト84の表面に発生した皺を効果的にとることができる。 The surface of the fixing belt 84 is downstream of the heating roll 89 in the rotation direction (arrow C direction) of the fixing belt 84 and upstream of the posture correction roll 94 in the rotation direction (arrow C direction) of the fixing belt 84. An infrared lamp 85, which is an example of an infrared heating means for irradiating the layer side with infrared rays, is provided. On the opposite side of the infrared lamp 85 with respect to the fixing belt 84, a reflecting mirror 87, which is an example of an infrared reflecting member, is provided so that the infrared rays irradiated from the infrared lamp 85 are transmitted to the fixing belt 84 with high efficiency. . The heating temperature of the surface layer of the fixing belt 84 by the infrared lamp 85 is set higher than the heating temperature by any of the halogen heaters 102, 104, and 106. The difference between the highest heating temperature among the halogen heaters 102, 104, and 106 (fixing heating means) and the heating temperature by the infrared lamp 85 (infrared heating means) is preferably 10 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and 30 ° C. or higher and 60 ° C. or lower. More preferred are: Since the fixing belt 84 is flat between the heating roll 89 and the posture correction roll 94, wrinkles generated on the surface of the fixing belt 84 are effectively obtained by heating the surface of the flat fixing belt 84 with the infrared lamp 85. Can take.
<画像形成装置>
本実施形態の画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記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、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記トナー像を前記記録媒体に定着する本実施形態の定着装置である定着手段と、を備える。
<Image forming apparatus>
The image forming apparatus according to the present embodiment includes an image holding member, a charging unit that charges the surface of the image holding member, a latent image forming unit that forms a latent image on the charged surface of the image holding member, and the latent image forming unit. A developing unit that develops an image with toner to form a toner image, a transfer unit that transfers the toner image to a recording medium, and a fixing unit that is a fixing device of the present embodiment that fixes the toner image on the recording medium; .
図4は、本実施形態の画像形成装置の構成を示した概略構成図である。
本実施形態の画像形成装置100は、図4に示すように、例えば、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット1Y、1M、1C、1Kと、各画像形成ユニット1Y、1M、1C、1Kにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト15に順次転写(一次転写)させる一次転写部10と、中間転写ベルト15上に転写された重畳トナー像を記録媒体である用紙Pに一括転写(二次転写)させる二次転写部20と、二次転写された画像を用紙P上に定着させる定着装置82とを備えている。また、画像形成装置100は、各装置(各部)の動作を制御する制御部40を有している。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment.
As shown in FIG. 4, the image forming apparatus 100 according to the present embodiment is an intermediate transfer type image forming apparatus generally called a tandem type, for example, and includes a plurality of toner images of each color component formed by electrophotography. An image forming unit 1Y, 1M, 1C, and 1K; and a primary transfer unit 10 that sequentially transfers (primary transfer) each color component toner image formed by each image forming unit 1Y, 1M, 1C, and 1K to the intermediate transfer belt 15. A secondary transfer unit 20 that collectively transfers (secondary transfer) the superimposed toner image transferred onto the intermediate transfer belt 15 onto a sheet P as a recording medium, and a fixing device that fixes the secondary transferred image onto the sheet P. 82. Further, the image forming apparatus 100 includes a control unit 40 that controls the operation of each device (each unit).
定着手段の一例としての定着装置82が既述の本実施形態の定着装置であり、当該定着装置は既述の本実施形態の定着部材である定着ベルトを有してなる。 The fixing device 82 as an example of the fixing unit is the fixing device of the present embodiment described above, and the fixing device includes the fixing belt which is the fixing member of the present embodiment described above.
画像形成装置100の各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、表面に形成されるトナー像を保持する像保持体の一例として、矢印A方向に回転する感光体11を備えている。 Each of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K of the image forming apparatus 100 includes a photoconductor 11 that rotates in the arrow A direction as an example of an image holding body that holds a toner image formed on the surface.
感光体11の周囲には、前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段の一例として、感光体11を帯電させる帯電器12が設けられ、前記帯電手段により帯電した像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段の一例として、感光体11上に静電潜像を書込むレーザー露光器13(図中露光ビームを符号Bmで示す)が設けられている。 A charging device 12 for charging the photosensitive member 11 is provided around the photosensitive member 11 as an example of a charging unit for charging the surface of the image holding member. A latent image is formed on the surface of the image holding member charged by the charging unit. As an example of a latent image forming means for forming a laser beam, a laser exposure device 13 for writing an electrostatic latent image on the photosensitive member 11 (the exposure beam is indicated by Bm in the figure) is provided.
また、感光体11の周囲には、前記潜像形成手段により前記像保持体の表面に形成された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の一例として、各色成分トナーが収容されて感光体11上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器14が設けられ、感光体11上に形成された各色成分トナー像を一次転写部10にて中間転写ベルト15に転写する一次転写ロール16が設けられている。 Further, around the photosensitive member 11, each color component toner is accommodated as an example of a developing unit that forms a toner image by developing the latent image formed on the surface of the image holding member with the toner by the latent image forming unit. Then, a developing device 14 for visualizing the electrostatic latent image on the photoconductor 11 with toner is provided, and each color component toner image formed on the photoconductor 11 is transferred to the intermediate transfer belt 15 by the primary transfer unit 10. A primary transfer roll 16 for transferring is provided.
さらに、感光体11の周囲には、感光体11上の残留トナーが除去される感光体クリーナ17が設けられ、帯電器12、レーザー露光器13、現像器14、一次転写ロール16及び感光体クリーナ17の電子写真用デバイスが感光体11の回転方向に沿って順次配設されている。これらの画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、中間転写ベルト15の上流側から、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の順に、略直線状に配置されている。 Further, around the photoconductor 11, a photoconductor cleaner 17 for removing residual toner on the photoconductor 11 is provided, and a charger 12, a laser exposure device 13, a developing device 14, a primary transfer roll 16, and a photoconductor cleaner. Seventeen electrophotographic devices are sequentially arranged along the rotation direction of the photoconductor 11. These image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K are arranged substantially linearly in the order of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) from the upstream side of the intermediate transfer belt 15. Has been.
中間転写体である中間転写ベルト15は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂をベース層としてカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は106Ωcm以上1014Ωcm以下となるように形成されており、その厚みは、例えば、0.1mm程度に構成されている。 The intermediate transfer belt 15 as an intermediate transfer member is formed of a film-like endless belt containing a resin such as polyimide or polyamide as a base layer and containing an appropriate amount of an antistatic agent such as carbon black. The volume resistivity is 10 6 Ωcm or more and 10 14 Ωcm or less, and the thickness is, for example, about 0.1 mm.
中間転写ベルト15は、各種ロールによって図4に示すB方向に予め定められた速度で循環駆動(回転)されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ(図示せず)により駆動されて中間転写ベルト15を回転させる駆動ロール31、各感光体11の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト15を支持する支持ロール32、中間転写ベルト15に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト15の蛇行を防止する補正ロールとして機能する張力付与ロール33、二次転写部20に設けられる背面ロール25、中間転写ベルト15上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニング背面ロール34を有している。 The intermediate transfer belt 15 is circulated and driven (rotated) at a predetermined speed in the direction B shown in FIG. 4 by various rolls. As these various rolls, a drive roll 31 that is driven by a motor (not shown) having excellent constant speed to rotate the intermediate transfer belt 15, and an intermediate transfer belt that extends substantially linearly along the arrangement direction of the respective photoreceptors 11. 15, a support roll 32 that supports the intermediate transfer belt 15, a tension applying roll 33 that functions as a correction roll that applies a constant tension to the intermediate transfer belt 15 and prevents the intermediate transfer belt 15 from meandering, and a back roll provided in the secondary transfer unit 20. 25. A cleaning back roll 34 is provided in a cleaning unit that scrapes off residual toner on the intermediate transfer belt 15.
一次転写部10は、中間転写ベルト15を挟んで感光体11に対向して配置される一次転写ロール16で構成されている。一次転写ロール16は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは、鉄、SUS等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したNBRとSBRとEPDMとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が107.5Ωcm以上108.5Ωcm以下のスポンジ状の円筒ロールである。 The primary transfer unit 10 includes a primary transfer roll 16 that is disposed to face the photoconductor 11 with the intermediate transfer belt 15 interposed therebetween. The primary transfer roll 16 includes a shaft and a sponge layer as an elastic layer fixed around the shaft. The shaft is a cylindrical bar made of metal such as iron or SUS. The sponge layer is a sponge-like cylindrical roll formed of a blend rubber of NBR, SBR, and EPDM containing a conductive agent such as carbon black and having a volume resistivity of 10 7.5 Ωcm or more and 10 8.5 Ωcm or less.
そして、一次転写ロール16は中間転写ベルト15を挟んで感光体11に圧接配置され、さらに一次転写ロール16にはトナーの帯電極性(マイナス極性とする。以下同様。)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体11上のトナー像が中間転写ベルト15に順次、静電吸引され、中間転写ベルト15上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。 The primary transfer roll 16 is placed in pressure contact with the photoconductor 11 with the intermediate transfer belt 15 in between. Further, the primary transfer roll 16 has a voltage (primary polarity) opposite to the toner charging polarity (negative polarity; the same applies hereinafter). Transfer bias) is applied. As a result, the toner images on the respective photoconductors 11 are sequentially electrostatically attracted to the intermediate transfer belt 15 so that the superimposed toner images are formed on the intermediate transfer belt 15.
二次転写部20は、背面ロール25と、前記現像手段により形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段の一例としての、中間転写ベルト15のトナー像保持面側に配置される二次転写ロール22と、を備えて構成されている。 The secondary transfer unit 20 is a secondary roller disposed on the toner image holding surface side of the intermediate transfer belt 15 as an example of a transfer unit that transfers the toner image formed by the back roll 25 and the developing unit to a recording medium. And a transfer roll 22.
背面ロール25は、表面がカーボンを分散したEPDMとNBRのブレンドゴムのチューブ、内部はEPDMゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率が107Ω/□以上1010Ω/□以下となるように形成され、硬度は、例えば、70°(アスカーC:高分子計器社製、以下同様。)に設定される。この背面ロール25は、中間転写ベルト15の裏面側に配置されて二次転写ロール22の対向電極を構成し、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール26が接触配置されている。 The back roll 25 is made of a tube of EPDM and NBR blend rubber with carbon dispersed on the surface, and the inside is made of EPDM rubber. And it is formed so that the surface resistivity may be 10 7 Ω / □ or more and 10 10 Ω / □ or less, and the hardness is set to, for example, 70 ° (Asker C: manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd., the same shall apply hereinafter). The The back roll 25 is disposed on the back side of the intermediate transfer belt 15 to constitute a counter electrode of the secondary transfer roll 22, and a metal power supply roll 26 to which a secondary transfer bias is stably applied is disposed in contact. ing.
一方、二次転写ロール22は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、SUS等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したNBRとSBRとEPDMとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が107.5Ωcm以上108.5Ωcm以下のスポンジ状の円筒ロールである。 On the other hand, the secondary transfer roll 22 includes a shaft and a sponge layer as an elastic layer fixed around the shaft. The shaft is a cylindrical bar made of metal such as iron or SUS. The sponge layer is a sponge-like cylindrical roll formed of a blend rubber of NBR, SBR, and EPDM containing a conductive agent such as carbon black and having a volume resistivity of 10 7.5 Ωcm or more and 10 8.5 Ωcm or less.
そして、二次転写ロール22は中間転写ベルト15を挟んで背面ロール25に圧接配置され、さらに二次転写ロール22は接地されて背面ロール25との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部20に搬送される用紙P上にトナー像を二次転写する。 The secondary transfer roll 22 is placed in pressure contact with the back roll 25 with the intermediate transfer belt 15 in between. Further, the secondary transfer roll 22 is grounded and a secondary transfer bias is formed between the secondary transfer roll 22 and the back roll 25. The toner image is secondarily transferred onto the paper P conveyed to the transfer unit 20.
また、中間転写ベルト15の二次転写部20の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト15上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト15の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ35が接離自在に設けられている。 Further, on the downstream side of the secondary transfer portion 20 of the intermediate transfer belt 15, an intermediate transfer belt that removes residual toner and paper dust on the intermediate transfer belt 15 after the secondary transfer and cleans the surface of the intermediate transfer belt 15. A cleaner 35 is provided so as to be able to contact and separate.
一方、イエローの画像形成ユニット1Yの上流側には、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kにおける画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ(ホームポジションセンサ)42が配設されている。また、黒の画像形成ユニット1Kの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ43が配設されている。この基準センサ42は、中間転写ベルト15の裏側に設けられたマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部40からの指示により、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは画像形成を開始するように構成されている。 On the other hand, on the upstream side of the yellow image forming unit 1Y, a reference sensor (home position sensor) 42 that generates a reference signal serving as a reference for taking image forming timings in the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K. It is arranged. Further, an image density sensor 43 for adjusting image quality is disposed on the downstream side of the black image forming unit 1K. The reference sensor 42 recognizes a mark provided on the back side of the intermediate transfer belt 15 and generates a reference signal. In response to an instruction from the control unit 40 based on the recognition of the reference signal, each image forming unit 1Y, 1M, 1C, and 1K are configured to start image formation.
更に、本実施形態の画像形成装置では、用紙Pを搬送する搬送手段として、用紙Pを収容する用紙収容部50、この用紙収容部50に集積された用紙Pを予め定められたタイミングで取り出して搬送する給紙ロール51、給紙ロール51により繰り出された用紙Pを搬送する搬送ロール52、搬送ロール52により搬送された用紙Pを二次転写部20へと送り込む搬送ガイド53、二次転写ロール22により二次転写された後に搬送される用紙Pを定着装置82へと搬送する搬送ベルト55、用紙Pを定着装置82に導く定着入口ガイド56を備えている。 Furthermore, in the image forming apparatus according to the present embodiment, as a transport unit that transports the paper P, the paper storage unit 50 that stores the paper P, and the paper P accumulated in the paper storage unit 50 are taken out at a predetermined timing. A paper feed roll 51 for transport, a transport roll 52 for transporting the paper P fed by the paper feed roll 51, a transport guide 53 for feeding the paper P transported by the transport roll 52 to the secondary transfer unit 20, and a secondary transfer roll 22 is provided with a conveyance belt 55 for conveying the paper P conveyed after the secondary transfer to the fixing device 82 and a fixing entrance guide 56 for guiding the paper P to the fixing device 82.
次に、本実施形態の画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。
本実施形態の画像形成装置では、図示しない画像読取装置や図示しないパーソナルコンピュータ(PC)等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置により予め定められた画像処理が施された後、画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kによって作像作業が実行される。
Next, a basic image forming process of the image forming apparatus of this embodiment will be described.
In the image forming apparatus of the present embodiment, image data output from an image reading device (not shown) or a personal computer (PC) (not shown) is subjected to predetermined image processing by an image processing device (not shown), and then the image data The image forming operation is executed by the forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K.
画像処理装置では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の予め定められた画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Y、M、C、Kの4色の色材階調データに変換され、レーザー露光器13に出力される。 In the image processing apparatus, predetermined reflectance editing, such as shading correction, positional deviation correction, brightness / color space conversion, gamma correction, frame deletion, color editing, moving editing, and other image editing is performed in advance. Image processing is performed. The image data that has been subjected to image processing is converted into color material gradation data of four colors Y, M, C, and K, and is output to the laser exposure unit 13.
レーザー露光器13では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザーから出射された露光ビームBmを画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの各々の感光体11に照射している。画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの各感光体11では、帯電器12によって表面が帯電された後、このレーザー露光器13によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kによって、Y、M、C、Kの各色のトナー像として現像される。 The laser exposure unit 13 irradiates each of the photoconductors 11 of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K with, for example, an exposure beam Bm emitted from a semiconductor laser in accordance with the input color material gradation data. . In each of the photoreceptors 11 of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K, the surface is charged by the charger 12, and then the surface is scanned and exposed by the laser exposure unit 13 to form an electrostatic latent image. The formed electrostatic latent images are developed as toner images of respective colors Y, M, C, and K by the respective image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K.
画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの感光体11上に形成されたトナー像は、各感光体11と中間転写ベルト15とが接触する一次転写部10において、中間転写ベルト15上に転写される。より具体的には、一次転写部10において、一次転写ロール16により中間転写ベルト15の基材に対しトナーの帯電極性(マイナス極性)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が付加され、トナー像を中間転写ベルト15の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。 The toner images formed on the photoconductors 11 of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K are transferred onto the intermediate transfer belt 15 in the primary transfer unit 10 where the photoconductors 11 and the intermediate transfer belt 15 are in contact with each other. The More specifically, in the primary transfer portion 10, a voltage (primary transfer bias) having a polarity opposite to the toner charging polarity (minus polarity) is applied to the base material of the intermediate transfer belt 15 by the primary transfer roll 16, and the toner image. Are sequentially superimposed on the surface of the intermediate transfer belt 15 to perform primary transfer.
トナー像が中間転写ベルト15の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト15は移動してトナー像が二次転写部20に搬送される。トナー像が二次転写部20に搬送されると、搬送手段では、トナー像が二次転写部20に搬送されるタイミングに合わせて給紙ロール51が回転し、用紙収容部50から予め定められたサイズの用紙Pが供給される。給紙ロール51により供給された用紙Pは、搬送ロール52により搬送され、搬送ガイド53を経て二次転写部20に到達する。この二次転写部20に到達する前に、用紙Pは一旦停止され、トナー像が保持された中間転写ベルト15の移動タイミングに合わせてレジストロール(図示せず)が回転することで、用紙Pの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。 After the toner images are sequentially primary transferred onto the surface of the intermediate transfer belt 15, the intermediate transfer belt 15 moves and the toner image is conveyed to the secondary transfer unit 20. When the toner image is transported to the secondary transfer unit 20, the transport unit rotates the paper feed roll 51 in accordance with the timing at which the toner image is transported to the secondary transfer unit 20, and is predetermined from the paper storage unit 50. A sheet P of a different size is supplied. The paper P supplied by the paper feed roll 51 is transported by the transport roll 52, and reaches the secondary transfer unit 20 through the transport guide 53. Before reaching the secondary transfer unit 20, the paper P is temporarily stopped, and the registration roller (not shown) rotates in accordance with the movement timing of the intermediate transfer belt 15 on which the toner image is held. And the position of the toner image are aligned.
二次転写部20では、中間転写ベルト15を介して、二次転写ロール22が背面ロール25に加圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Pは、中間転写ベルト15と二次転写ロール22との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール26からトナーの帯電極性(マイナス極性)と同極性の電圧(二次転写バイアス)が印加されると、二次転写ロール22と背面ロール25との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト15上に保持された未定着トナー像は、二次転写ロール22と背面ロール25とによって加圧される二次転写部20において、用紙P上に一括して静電転写される。 In the secondary transfer unit 20, the secondary transfer roll 22 is pressed against the back roll 25 via the intermediate transfer belt 15. At this time, the sheet P conveyed at the same timing is sandwiched between the intermediate transfer belt 15 and the secondary transfer roll 22. At this time, when a voltage (secondary transfer bias) having the same polarity as the toner charging polarity (negative polarity) is applied from the power supply roll 26, a transfer electric field is formed between the secondary transfer roll 22 and the back roll 25. Is done. The unfixed toner image held on the intermediate transfer belt 15 is collectively electrostatically transferred onto the paper P in the secondary transfer unit 20 pressed by the secondary transfer roll 22 and the back roll 25. The
その後、トナー像が静電転写された用紙Pは、二次転写ロール22によって中間転写ベルト15から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール22の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト55へと搬送される。搬送ベルト55では、定着装置82における最適な搬送速度に合わせて、用紙Pを定着装置82まで搬送する。定着装置82に搬送された用紙P上の未定着トナー像は、定着装置82によって熱及び圧力で定着処理を受けることで用紙P上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Pは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙収容部(不図示)に搬送される。 Thereafter, the sheet P on which the toner image has been electrostatically transferred is transported as it is while being peeled off from the intermediate transfer belt 15 by the secondary transfer roll 22, and transported downstream of the secondary transfer roll 22 in the sheet transport direction. It is conveyed to the belt 55. The transport belt 55 transports the paper P to the fixing device 82 in accordance with the optimal transport speed in the fixing device 82. The unfixed toner image on the paper P conveyed to the fixing device 82 is fixed on the paper P by being subjected to a fixing process by heat and pressure by the fixing device 82. Then, the paper P on which the fixed image is formed is conveyed to a paper discharge accommodating portion (not shown) provided in the discharge portion of the image forming apparatus.
一方、用紙Pへの転写が終了した後、中間転写ベルト15上に残った残留トナーは、中間転写ベルト15の回転に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニング背面ロール34及び中間転写ベルトクリーナ35によって中間転写ベルト15上から除去される。 On the other hand, after the transfer onto the paper P is completed, the residual toner remaining on the intermediate transfer belt 15 is conveyed to the cleaning unit as the intermediate transfer belt 15 rotates, and is cleaned by the cleaning back roll 34 and the intermediate transfer belt cleaner 35. It is removed from the intermediate transfer belt 15.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定的に解釈されるものではなく、種々の変形、変更、改良が可能であり、本発明の要件を満足する範囲内で実現可能であることは言うまでもない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not construed as being limited to the above-described embodiments, and various modifications, changes, and improvements can be made, and a range that satisfies the requirements of the present invention. Needless to say, this is feasible.
以下、実施例および比較例を挙げ、本実施形態をより具体的に詳細に説明するが、本実施形態は以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。 Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this embodiment is described in detail in detail, this embodiment is not limited to the following examples. Unless otherwise specified, “part” and “%” are based on mass.
[実施例1]
−基体の製造−
NMP(N−メチルピロリドン)を溶媒とした固形分濃度18%のポリアミック酸溶液を準備し、アルミニウム製円筒である遠心成形型にポリアミック酸溶液を注入し、遠心成形型を軸線周りに回転させて塗布膜を形成し、145℃30分間加熱乾燥させ、乾燥皮膜を得た。乾燥皮膜を遠心成形型から外してイミド化型にセットし、200℃で20分間、380℃で20分間加熱し、膜厚80μmのポリイミド(PI)基体を得た。
[Example 1]
-Production of substrate-
Prepare a polyamic acid solution with a solid content concentration of 18% using NMP (N-methylpyrrolidone) as a solvent, inject the polyamic acid solution into a centrifugal mold that is an aluminum cylinder, and rotate the centrifugal mold around the axis. A coating film was formed and dried by heating at 145 ° C. for 30 minutes to obtain a dried film. The dried film was removed from the centrifugal mold and set in an imidized mold, and heated at 200 ° C. for 20 minutes and at 380 ° C. for 20 minutes to obtain a polyimide (PI) substrate having a film thickness of 80 μm.
−弾性層の形成−
作製したPI基体上に、液状シリコーンゴムSE6744(東レダウコーニング社製)をブレード塗布した。110℃で20分間加熱した後、200℃で4時間加熱し、弾性層を形成した。
-Formation of elastic layer-
A liquid silicone rubber SE6744 (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) was blade-coated on the prepared PI substrate. After heating at 110 ° C. for 20 minutes, it was heated at 200 ° C. for 4 hours to form an elastic layer.
−赤外線反射層の形成−
ニッケル無電解めっき処理を行って弾性層上にニッケル層を0.5μm形成した。このニッケル無電解めっき膜を電極として、この上に、電解めっき処理(光沢硫酸銅浴)により膜厚10μmの銅層(赤外線反射層)を形成した。
-Formation of infrared reflective layer-
Nickel electroless plating was performed to form a nickel layer of 0.5 μm on the elastic layer. Using this nickel electroless plating film as an electrode, a 10 μm-thick copper layer (infrared reflective layer) was formed thereon by electrolytic plating (bright copper sulfate bath).
−表面層の形成−
弾性層外径より2%小径である膜厚30μmのPFAチューブを準備し、内径が弾性層外径より1%大径である外型の内周にPFAチューブをセットした。PFAチューブの内側に赤外線反射層まで形成した定着ベルトを挿入した状態で、PFAチューブを外型から外し定着ベルト外周に被覆し、200℃で30分間加熱し、表面層を形成した。
-Formation of surface layer-
A 30 μm thick PFA tube having a diameter 2% smaller than the outer diameter of the elastic layer was prepared, and the PFA tube was set on the inner periphery of the outer mold having an inner diameter 1% larger than the outer diameter of the elastic layer. With the fixing belt formed up to the infrared reflecting layer inside the PFA tube inserted, the PFA tube was removed from the outer mold, covered with the outer periphery of the fixing belt, and heated at 200 ° C. for 30 minutes to form a surface layer.
−評価−
上述のようにして得られた定着部材である定着ベルト1を図3に示す定着装置にセットし、更に、この定着装置を高速複写機(富士ゼロックス社製:Color 1000 Press)に装備して評価用画像形成装置を得た。この装置を用いて、表面層皺回復性、弾性層耐久性、及び、赤外線反射層耐久性を下記基準に基づき評価した。得られた結果を表1に示す。
-Evaluation-
The fixing belt 1 as a fixing member obtained as described above is set in the fixing device shown in FIG. 3, and this fixing device is further mounted on a high-speed copying machine (Fuji Xerox Co., Ltd .: Color 1000 Press) for evaluation. An image forming apparatus was obtained. Using this apparatus, surface layer wrinkle recovery, elastic layer durability, and infrared reflective layer durability were evaluated based on the following criteria. The obtained results are shown in Table 1.
(表面層皺回復性)
J紙(富士ゼロックス社製)を10万枚通紙した後、定着ベルト表面の断面曲線をSurfcom1400D(東京精密社製)を用いて測定し、ベルト表面長を断面曲線から算出した。初期状態のベルト表面長をL0、通紙後のベルト表面長をL1とし、以下のように表面層皺回復性を判定した。
○:(L1-L0)/L0 *100 ≦0.05
×:(L1-L0)/L0 *100 >0.05
(Surface layer wrinkle recovery)
After passing 100,000 sheets of J paper (Fuji Xerox Co., Ltd.), the cross-sectional curve of the fixing belt surface was measured using Surfcom 1400D (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.), and the belt surface length was calculated from the cross-sectional curve. The belt surface length in the initial state was L0, and the belt surface length after passing paper was L1, and the surface layer wrinkle recoverability was determined as follows.
○: (L1-L0) / L0 * 100 ≦ 0.05
×: (L1-L0) / L0 * 100> 0.05
(弾性層耐久性)
通紙後の定着ベルトから弾性層を採取し、RHEOVIBRON(オリエンテック社製)にて動的粘弾性試験を実施した。測定は180℃で行い、初期状態の弾性層貯蔵弾性率をE’0、通紙後の貯蔵弾性率をE’1とし以下のように弾性層耐久性を判定した。
◎:(E’1-E’0)/E’0 *100 ≦2.5
○:2.5<(E’1-E’0)/E’0 *100 ≦5
×:(E’1-E’0)/E’0 *100 >5
(Elastic layer durability)
An elastic layer was collected from the fixing belt after passing through the paper, and a dynamic viscoelasticity test was performed with RHEOVIBRON (manufactured by Orientec). The measurement was performed at 180 ° C., and the elastic layer durability was determined as follows, assuming that the elastic modulus of the elastic layer in the initial state was E′0 and the elastic modulus after storage was E′1.
: (E'1-E'0) / E'0 * 100 ≤2.5
○: 2.5 <(E'1-E'0) / E'0 * 100 ≤5
×: (E'1-E'0) / E'0 * 100> 5
(赤外線反射層耐久性)
目視及びデジタルマイクロスコープVHX900(キーエンス社製)により、赤外線反射層のクラック発生有無確認観察を行った。また、通紙後の定着ベルトから赤外線反射層を採取し、弾性層耐久性評価と同様の動的粘弾性試験を実施した。初期状態の赤外線反射層の貯蔵弾性率をE’2、通紙後の赤外線反射の貯蔵弾性率をE’3とし、以下のように判定した。
◎:クラック発生なし、かつ、(|E’3-E’2|)/E’2 *100 ≦5
○:クラック発生なし、かつ、5<(|E’3-E’2|)/E’2 *100 ≦10
○-:クラック発生なし、かつ、10<(|E’3-E’2|)/E’2 *100
△:クラック発生あり
(Infrared reflective layer durability)
Visual observation and digital microscope VHX900 (manufactured by Keyence Corporation) were used to confirm the presence or absence of cracks in the infrared reflective layer. In addition, an infrared reflective layer was collected from the fixing belt after passing the paper, and a dynamic viscoelasticity test similar to the elastic layer durability evaluation was performed. The storage elastic modulus of the infrared reflecting layer in the initial state was E′2, and the storage elastic modulus of the infrared reflection after passing paper was E′3.
◎: No cracking and (| E'3-E'2 |) / E'2 * 100 ≤5
○: No crack occurred and 5 <(| E'3-E'2 |) / E'2 * 100 ≤10
○-: No cracking and 10 <(| E'3-E'2 |) / E'2 * 100
Δ: Crack occurred
[実施例2]
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)100部に、発泡の核剤となるホウ酸アルミニウム5部を混合し、二軸押出機により押出してペレットを作製し、押出機に該ペレットをセットして、一定の圧力で窒素ガスを加えながらペレットをシリンダーから押出し、ダイの温度より低い温度の熱ロールによって巻き取りながら冷却し、発泡率45%、セル(気泡)径5μm、膜厚30μmの発泡フッ素樹脂チューブを作製した。実施例1と同様に赤外線反射層まで形成した後、実施例1の表面層形成工程と同様の工程により、赤外線反射層上に、発泡フッ素樹脂からなる断熱層と、断熱層上の表面層を形成し、定着ベルト2を作製した。
定着ベルト2を用いて実施例1と同様に評価した。得られた評価結果を表1に示す。
[Example 2]
Mixing 100 parts of tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (hereinafter referred to as PFA) with 5 parts of aluminum borate serving as a nucleating agent for foaming, extruding with a twin-screw extruder to produce pellets, Set the pellet, extrude the pellet from the cylinder while adding nitrogen gas at a constant pressure, cool it while winding it with a hot roll at a temperature lower than the die temperature, foaming rate 45%, cell (bubble) diameter 5μm, A foamed fluororesin tube having a thickness of 30 μm was produced. After forming up to the infrared reflective layer in the same manner as in Example 1, a heat insulating layer made of foamed fluororesin and a surface layer on the heat insulating layer are formed on the infrared reflective layer by the same process as the surface layer forming process in Example 1. The fixing belt 2 was formed.
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the fixing belt 2. The obtained evaluation results are shown in Table 1.
[実施例3]
実施例1と同様に弾性層まで形成した後、付加硬化型ジメチルシリコーンゴム100部に、平均粒径5μmの不定形アルミナ粒子を10部加えて混合したものを塗液とし、弾性層上にブレード塗布により赤外線反射層を形成した。赤外線反射層上に、実施例1と同様に表面層を形成し、定着ベルト3を作製した。
定着ベルト3を用いて実施例1と同様に評価した。得られた評価結果を表1に示す。
[Example 3]
After forming the elastic layer in the same manner as in Example 1, 100 parts of addition-curable dimethylsilicone rubber and 10 parts of amorphous alumina particles having an average particle size of 5 μm were added and mixed to form a coating solution. An infrared reflective layer was formed by coating. A surface layer was formed on the infrared reflective layer in the same manner as in Example 1 to prepare the fixing belt 3.
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the fixing belt 3. The obtained evaluation results are shown in Table 1.
[実施例4]
実施例1と同様に弾性層まで形成した後、付加硬化型ジメチルシリコーンゴム100部に、平均粒径5μm、平均厚み0.2μmの板状アルミナ粒子を10部加えて混合したものを塗液とし、弾性層上にブレード塗布により赤外線反射層を形成した。赤外線反射層上に、実施例1と同様に表面層を形成し、定着ベルト4を作製した。
定着ベルト4を用いて実施例1と同様に評価した。得られた評価結果を表1に示す。
[Example 4]
After forming the elastic layer in the same manner as in Example 1, 10 parts of plate-like alumina particles having an average particle size of 5 μm and an average thickness of 0.2 μm were added to 100 parts of addition-curable dimethyl silicone rubber and mixed, An infrared reflective layer was formed on the elastic layer by blade coating. A surface layer was formed on the infrared reflecting layer in the same manner as in Example 1 to prepare the fixing belt 4.
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the fixing belt 4. The obtained evaluation results are shown in Table 1.
[実施例5]
実施例4と同様に赤外線反射層まで形成した後、赤外線反射層上に、実施例2記載の断熱層と表面層を形成し、定着ベルト5を作製した。
定着ベルト5を用いて実施例1と同様に評価した。得られた評価結果を表1に示す。
[Example 5]
After forming the infrared reflective layer in the same manner as in Example 4, the heat insulating layer and the surface layer described in Example 2 were formed on the infrared reflective layer, and the fixing belt 5 was produced.
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the fixing belt 5. The obtained evaluation results are shown in Table 1.
[実施例6]
実施例5と同様に断熱層まで形成した後、断熱層上に、平均粒径3μmのPTFE粒子を10%含有するPFAチューブを実施例1と同様の工程で形成し、定着ベルト6を作製した。
定着ベルト6を用いて実施例1と同様に評価した。得られた評価結果を表1に示す。
[Example 6]
After forming the heat insulating layer in the same manner as in Example 5, a PFA tube containing 10% PTFE particles having an average particle diameter of 3 μm was formed on the heat insulating layer in the same process as in Example 1 to produce a fixing belt 6. .
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the fixing belt 6. The obtained evaluation results are shown in Table 1.
[比較例1]
赤外線反射層を設けない以外は実施例1と同様にして定着ベルト7を得た。定着ベルト7を用いて実施例1と同様に評価した。得られた評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
A fixing belt 7 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the infrared reflecting layer was not provided. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the fixing belt 7. The obtained evaluation results are shown in Table 1.
表1から明らかなように、実施例の定着ベルトを用いることによって、表面層に発生した皺をとることが可能となる。また、赤外線加熱による弾性層及び赤外線反射層の劣化を防ぐことが可能となる。 As can be seen from Table 1, it is possible to remove wrinkles generated on the surface layer by using the fixing belt of the embodiment. Moreover, it becomes possible to prevent deterioration of the elastic layer and the infrared reflection layer due to infrared heating.
82 定着ユニット
84 定着ベルト
85 赤外線ランプ
86 定着ベルトモジュール
87 反射鏡
88 加圧ロール
89 定着ベルト駆動ロール
90、92 張架ロール
94 姿勢矯正ロール
96 剥離パッド
102、104、106 ハロゲンヒータ
200 基体
210 弾性層
220 赤外線反射層
230 表面層
240 断熱層
82 Fixing unit 84 Fixing belt 85 Infrared lamp 86 Fixing belt module 87 Reflecting mirror 88 Pressure roll 89 Fixing belt driving roll 90, 92 Tension roll 94 Posture correction roll 96 Peeling pads 102, 104, 106 Halogen heater 200 Base 210 Elastic layer 220 Infrared reflective layer 230 Surface layer 240 Heat insulation layer
Claims (9)
前記定着部材を循環駆動する駆動手段と、
前記定着部材に押し付けられ、前記定着部材との間に記録媒体を挟みこむ加圧ロールと、
前記定着部材を加熱する定着用加熱手段と、
前記定着部材の表面層側から赤外線を照射することで、前記表面層を前記定着用加熱手段によって加熱される温度よりも高温になるように加熱する赤外線加熱手段と、
を備える定着装置。 The fixing member according to any one of claims 1 to 7, which is supported so as to be capable of circulating movement,
Driving means for circulatingly driving the fixing member;
A pressure roll pressed against the fixing member and sandwiching a recording medium with the fixing member;
Fixing heating means for heating the fixing member;
Infrared heating means for heating the surface layer to be higher than the temperature heated by the fixing heating means by irradiating infrared rays from the surface layer side of the fixing member;
A fixing device.
前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電された前記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、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着する定着手段であって、請求項8に記載の定着装置である定着手段と、
を備える画像形成装置。 An image carrier,
Charging means for charging the surface of the image carrier;
Latent image forming means for forming a latent image on the surface of the charged image carrier;
Developing means for developing the latent image with toner to form a toner image;
Transfer means for transferring the toner image to a recording medium;
Fixing means for fixing the toner image to the recording medium, the fixing means being the fixing device according to claim 8;
An image forming apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011175413A JP2013037297A (en) | 2011-08-10 | 2011-08-10 | Fixing member, fixing device, and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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-
2011
- 2011-08-10 JP JP2011175413A patent/JP2013037297A/en not_active Withdrawn
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