JP2013101239A - Heat-generating fixation belt and fixation device - Google Patents

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JP2013101239A JP2011245248A JP2011245248A JP2013101239A JP 2013101239 A JP2013101239 A JP 2013101239A JP 2011245248 A JP2011245248 A JP 2011245248A JP 2011245248 A JP2011245248 A JP 2011245248A JP 2013101239 A JP2013101239 A JP 2013101239A
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Keita Miyazaki
啓太 宮崎
Junji Ujihara
淳二 氏原
Tadaaki Sumiya
忠昭 住谷
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Konica Minolta Business Technologies Inc
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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat-generating fixation belt and a fixation device that have superior mechanical strength against pressing force applied in an axial direction, is free from end cracking in spite of long-period use, and suppresses generation of image unevenness in a fixed image.SOLUTION: The heat-generating fixation belt is an endless heat-generating fixation belt having a resistance heat generating layer and a pair of electrodes for supplying electric power to the resistance heat-generating layer, and characterized in that the resistance heat-generating layer has graphite fiber of 30-150 μm dispersed in heat-resistant resin while oriented to extend in a peripheral direction of the heat generating fixation belt.

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成方法によって形成されたトナー像を画像支持体上に熱定着するための発熱定着ベルト、および当該発熱定着ベルトを備えた定着装置に関するものである。   The present invention relates to a heat generating fixing belt for thermally fixing a toner image formed by an electrophotographic image forming method onto an image support, and a fixing device including the heat generating fixing belt.

従来、複写機やレーザービームプリンターなどの画像形成装置においては、トナー現像後、普通紙などの画像支持体上に転写された未定着トナー像を定着させる方法として、熱ローラ方式で接触加熱定着する方法が多く用いられてきた。   Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a laser beam printer, as a method for fixing an unfixed toner image transferred onto an image support such as plain paper after toner development, contact heating fixing is performed using a heat roller method. Many methods have been used.

しかしながら、熱ローラ方式の定着装置は、定着可能な温度まで昇温させるのに時間がかかり、かつ、多量の熱エネルギーを要する、という問題があり、電源投入からコピースタートまでの時間(ウォーミングアップタイム)の短縮と、省エネルギー化の観点から、近年は熱フィルム定着方式を採用することが主流になってきている。   However, the heat roller type fixing device has a problem that it takes time to raise the temperature to a fixable temperature and requires a large amount of heat energy, and the time from power-on to copy start (warming up time). In recent years, it has become the mainstream to adopt a thermal film fixing method from the viewpoint of shortening the length and saving energy.

この熱フィルム定着方式の定着装置においては、ポリイミドなどよりなる耐熱性フィルムの外面にフッ素樹脂などの離型層が積層されてなるシームレスの定着ベルトが用いられている。
このような熱フィルム定着方式の定着装置においては、例えばセラミックヒーターを介して耐熱性フィルムが加熱され、その耐熱性フィルム表面においてトナー像が定着されるため、耐熱性フィルムの熱伝導性が重要なポイントとなるところ、当該耐熱性フィルムを薄膜化して熱伝導性の向上を図ると機械的強度が低下し、高速で回動させることが難しいために中速〜高速機に採用することが難しく、また、セラミックヒーターなどが破損しやすい、という問題があった。
In this thermal film fixing type fixing device, a seamless fixing belt in which a release layer such as a fluororesin is laminated on the outer surface of a heat resistant film made of polyimide or the like is used.
In such a heat film fixing type fixing device, for example, the heat resistant film is heated via a ceramic heater, and the toner image is fixed on the surface of the heat resistant film. Therefore, the heat conductivity of the heat resistant film is important. The point is that if the heat resistance film is made thin to improve the thermal conductivity, the mechanical strength decreases, and it is difficult to rotate at high speed, so it is difficult to adopt it for medium to high speed machines. In addition, there is a problem that ceramic heaters are easily damaged.

このような問題を解決するために、近年、定着ベルトそのものに発熱体を有する抵抗発熱層を組み込み、この抵抗発熱層に給電することにより定着ベルトを直接加熱し、トナー像を定着させる方式の定着装置が提案されている。この方式の定着装置が搭載された画像形成装置は、ウォーミングアップタイムが短く、消費電力も熱フィルム定着方式より小さく、省エネルギー化と高速化などの面から優れたものであるといえる。
このような定着ベルトの抵抗発熱層としては、ポリイミド樹脂などの耐熱性樹脂に導電性物質が分散されてなるものが用いられている。
In order to solve such problems, in recent years, a fixing heating layer having a heating element is incorporated in the fixing belt itself, and the fixing belt is directly heated by supplying power to the resistance heating layer to fix the toner image. A device has been proposed. An image forming apparatus equipped with this type of fixing device has a short warm-up time, consumes less power than the thermal film fixing method, and is excellent in terms of energy saving and high speed.
As the resistance heating layer of such a fixing belt, a layer in which a conductive substance is dispersed in a heat resistant resin such as a polyimide resin is used.

然るに、このような発熱定着ベルトは、省エネルギー化を図るために薄く構成されているので、機械的強度が十分ではない、という問題がある。具体的には、例えば、駆動時における発熱定着ベルトと当該発熱定着ベルトの軸方向への移動を規制する部材との接触によって、発熱定着ベルトの端部にヒビや欠けなどの端部割れが生じることがある。   However, since such a heat generating fixing belt is thinly configured to save energy, there is a problem that the mechanical strength is not sufficient. Specifically, for example, contact between a heat generating fixing belt and a member that restricts movement of the heat generating fixing belt in the axial direction during driving causes an end crack such as a crack or a chip at the end of the heat generating fixing belt. Sometimes.

発熱定着ベルトの機械的強度を向上させるための技術としては、例えば、抵抗発熱層において、黒鉛繊維を耐熱性樹脂中に一定の方向に配向させて分散させることや(特許文献1参照)、カーボンナノ材料を耐熱性樹脂中に軸方向に配向させて分散させること(特許文献2参照)などが提案されている。   As a technique for improving the mechanical strength of the heat-generating fixing belt, for example, in a resistance heat-generating layer, graphite fibers are oriented and dispersed in a certain direction in a heat-resistant resin (see Patent Document 1), carbon It has been proposed that nanomaterials are axially oriented and dispersed in a heat-resistant resin (see Patent Document 2).

しかしながら、特許文献1に開示された発熱定着ベルトにおいては、数百μm〜数mmと極めて長い黒鉛繊維が用いられており、このような極めて長い黒鉛繊維は、一定の方向に配向させることは容易であるが、得られる発熱定着ベルトが製膜性の劣ったものとなり、定着画像に画像ムラが生じる、という問題がある。
また、特許文献2に開示された発熱定着ベルトにおいては、カーボンナノ材料が軸方向に配向されているために、軸方向に加えられる押圧力に対する機械的強度の向上の効果はほとんど得られない。
However, the exothermic fixing belt disclosed in Patent Document 1 uses extremely long graphite fibers of several hundred μm to several mm, and such extremely long graphite fibers can be easily oriented in a certain direction. However, there is a problem in that the heat-generating fixing belt obtained is inferior in film forming property and image unevenness occurs in the fixed image.
Further, in the heat fixing belt disclosed in Patent Document 2, since the carbon nanomaterial is oriented in the axial direction, the effect of improving the mechanical strength against the pressing force applied in the axial direction is hardly obtained.

特開昭59−77467号公報JP 59-77467 A 特開2009−109997号公報JP 2009-109997 A

従来、短い黒鉛繊維を用いた発熱定着ベルトは、製膜性に優れたものとなるが、当該短い黒鉛繊維は長い黒鉛繊維に比べて流動性に自由度があることから、一定の方向に配向させることは困難であった。
本発明においては、特定の方法によって抵抗発熱層を形成することによって、短い黒鉛繊維を周方向に配向させた発熱定着ベルトを得た。
Conventionally, heat-fixing belts using short graphite fibers have excellent film-forming properties, but the short graphite fibers are oriented in a certain direction because they have a higher degree of fluidity than long graphite fibers. It was difficult to do.
In the present invention, a heat generating fixing belt in which short graphite fibers are oriented in the circumferential direction is obtained by forming a resistance heat generating layer by a specific method.

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、軸方向に加えられる押圧力に対する機械的強度に優れ、長期間の使用によっても端部割れなどを生じず、かつ、定着画像における画像ムラの発生が抑制される発熱定着ベルトおよび定着装置を提供することにある。   The present invention has been made on the basis of the above circumstances, and its purpose is excellent in mechanical strength against a pressing force applied in the axial direction, and does not cause end cracks even after long-term use. Another object of the present invention is to provide a heat-generating fixing belt and a fixing device in which occurrence of image unevenness in a fixed image is suppressed.

本発明の発熱定着ベルトは、抵抗発熱層と、当該抵抗発熱層に給電するための一対の電極とを備える無端状の発熱定着ベルトであって、
前記抵抗発熱層が、耐熱性樹脂中に、長さ30〜150μmの黒鉛繊維が、発熱定着ベルトの周方向に沿って伸びるよう配向された状態で分散されてなることを特徴とする。
The heat-generating fixing belt of the present invention is an endless heat-generating fixing belt including a resistance heat-generating layer and a pair of electrodes for supplying power to the resistance heat-generating layer,
The resistance heating layer is characterized in that graphite fibers having a length of 30 to 150 μm are dispersed in a heat resistant resin in an oriented state so as to extend along the circumferential direction of the heat generating fixing belt.

本発明の発熱定着ベルトにおいては、前記耐熱性樹脂が、ポリイミド樹脂であることが好ましい。   In the heat-generating fixing belt of the present invention, the heat-resistant resin is preferably a polyimide resin.

また、本発明の発熱定着ベルトにおいては、前記抵抗発熱層上に、弾性層および離型層が積層され、発熱定着ベルトの表面層が当該離型層から構成されてなることが好ましい。   In the heat-generating fixing belt of the present invention, it is preferable that an elastic layer and a release layer are laminated on the resistance heat-generating layer, and the surface layer of the heat-generating fixing belt is composed of the release layer.

本発明の定着装置は、電子写真方式の画像形成装置に備えられる定着装置であって、
上記の発熱定着ベルトおよびニップ部形成用ローラを有する定着用回転体と、加圧ローラとを備え、
前記発熱定着ベルトが、当該発熱定着ベルトの内側に配置されたニップ部形成用ローラと当該発熱定着ベルトの外側に配置された加圧ローラとによって挟圧されるよう設けられると共に、
前記ニップ部形成用ローラの回転軸の両端部の各々に、前記発熱定着ベルトの軸方向への移動を規制する状態に移動規制部材が設けられていることを特徴とする。
A fixing device of the present invention is a fixing device provided in an electrophotographic image forming apparatus,
A fixing rotating body having the heat generating fixing belt and the nip forming roller, and a pressure roller;
The heat fixing belt is provided so as to be sandwiched between a nip forming roller disposed inside the heat fixing belt and a pressure roller disposed outside the heat fixing belt,
A movement restricting member is provided at each of both ends of the rotation shaft of the nip forming roller so as to restrict the movement of the heat-generating fixing belt in the axial direction.

本発明の発熱定着ベルトによれば、耐熱性樹脂中に、特定の短い黒鉛繊維が、発熱定着ベルトの周方向に沿って伸びるよう配向された状態で分散されているので、軸方向に不可避的に加えられる押圧力に対する機械的強度に優れ、長期間の使用によっても端部割れなどを生じず、しかも、定着画像における画像ムラの発生が抑制される。   According to the heat fixing belt of the present invention, the specific short graphite fiber is dispersed in the heat resistant resin so as to be oriented along the circumferential direction of the heat fixing belt. It has excellent mechanical strength against the pressing force applied to it, does not cause end cracks even after long-term use, and suppresses occurrence of image unevenness in a fixed image.

本発明の定着装置の構成の一例を示す模式図であって、(a)はニップ部形成用ローラに係るベアリング材を外した状態で示す斜視図、(b)は横断面図である。2A and 2B are schematic views showing an example of the configuration of the fixing device of the present invention, in which FIG. 1A is a perspective view showing a state in which a bearing material related to a nip forming roller is removed, and FIG. 図1の定着装置をニップ部形成用ローラに係るベアリング材を有する状態で示す縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the fixing device of FIG. 1 in a state having a bearing material related to a nip forming roller. 図1の定着装置における発熱定着ベルトの一部分を切りだして示した斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a part of a heat generating fixing belt in the fixing device of FIG. 発熱定着ベルトの抵抗発熱層における黒鉛繊維の配向状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the orientation state of the graphite fiber in the resistance heating layer of a heat-generating fixing belt. 発熱定着ベルトの抵抗発熱層を部分的に拡大して示す平面図である。It is a top view which expands and shows the resistance heating layer of a heat-generating fixing belt partially.

以下、本発明について具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described.

〔定着装置〕
図1は、本発明の定着装置の構成の一例を示す模式図であって、(a)はニップ部形成用ローラに係るベアリング材を外した状態で示す斜視図、(b)は横断面図であり、図2は図1の定着装置をニップ部形成用ローラに係るベアリング材を有する状態で示す縦断面図である。
本発明の定着装置は、電子写真方式の画像形成装置に備えられ、例えば、画像支持体Pにおけるトナー像が形成された一面に接する一方の定着用回転体22と、他方の定着用回転体である加圧ローラ26とが互いに圧接されてなるものであり、これら定着用回転体22および加圧ローラ26の圧接部によりニップ部Nが形成されている。
画像支持体Pにおけるトナー像が形成された一面に接する一方の定着用回転体22は、無端状の本発明の発熱定着ベルト10および当該発熱定着ベルト10の内側に配置されたニップ部形成用ローラ22aを有し、発熱定着ベルト10は、当該ニップ部形成用ローラ22aと当該発熱定着ベルト10の外側に配置された加圧ローラ26とによって挟圧されるよう設けられている。
そして、定着用回転体22においては、ニップ部形成用ローラ22aが、その回転軸22bの両端部の各々設けられた軸受け部材22dによって定着装置の機枠(図示せず)に支承されている。この軸受け部材22dは、発熱定着ベルト10の軸方向への移動を規制する移動規制部材としても作用している。
図1および図2において、26bは加圧ローラ26の回転軸であり、また、図2において、22cは駆動ギアである。
[Fixing device]
1A and 1B are schematic views showing an example of the configuration of a fixing device according to the present invention, in which FIG. 1A is a perspective view showing a state in which a bearing material related to a nip forming roller is removed, and FIG. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the fixing device of FIG. 1 in a state having a bearing material related to the nip forming roller.
The fixing device of the present invention is provided in an electrophotographic image forming apparatus, and includes, for example, one fixing rotator 22 in contact with one surface on which a toner image is formed on an image support P, and the other fixing rotator. A pressure roller 26 is brought into pressure contact with each other, and a nip portion N is formed by the pressure contact portion between the fixing rotating body 22 and the pressure roller 26.
One fixing rotator 22 in contact with one surface of the image support P on which the toner image is formed is an endless heat generating fixing belt 10 of the present invention and a nip forming roller disposed inside the heat generating fixing belt 10. The heat fixing belt 10 is provided so as to be sandwiched between the nip forming roller 22a and a pressure roller 26 disposed outside the heat fixing belt 10.
In the fixing rotator 22, the nip portion forming roller 22a is supported on a machine frame (not shown) of the fixing device by bearing members 22d provided at both ends of the rotating shaft 22b. The bearing member 22d also functions as a movement restricting member that restricts the movement of the heat generating fixing belt 10 in the axial direction.
1 and 2, reference numeral 26b denotes a rotating shaft of the pressure roller 26. In FIG. 2, 22c denotes a drive gear.

この例の定着装置20においては、加圧ローラ26の軸方向長さが、ニップ部形成用ローラ22aよりも短く構成されると共に、発熱定着ベルト10の軸方向長さとニップ部形成用ローラ22aの軸方向長さが略同等に構成されており、かつ、発熱定着ベルト10の抵抗発熱層15(図3参照)が形成された中央部のみが加圧ローラ26と接触して圧接されており、加圧ローラ26と接触していない発熱定着ベルト10の両端部に、一対の電極12、12がそれぞれ設けられ、これらの電極12が給電部材12bおよびリード線12aを介して高周波電源29に接続されてなる。   In the fixing device 20 of this example, the axial length of the pressure roller 26 is configured to be shorter than the nip portion forming roller 22a, and the axial length of the heat generating fixing belt 10 and the nip portion forming roller 22a. The axial lengths are substantially equal, and only the central portion of the heat generating fixing belt 10 where the resistance heat generating layer 15 (see FIG. 3) is formed is in contact with the pressure roller 26 and is in pressure contact therewith. A pair of electrodes 12, 12 are provided at both ends of the heat-generating fixing belt 10 that is not in contact with the pressure roller 26, and these electrodes 12 are connected to a high-frequency power source 29 via a power supply member 12 b and a lead wire 12 a. It becomes.

この定着装置20においては、ニップ部形成用ローラ22aの回転駆動に従って発熱定着ベルト10が回転されると共に加圧ローラ26が従動して回転され、トナー像がその一面に形成された画像支持体Pが、ニップ部Nに挟圧されながら搬送されることによって、当該トナー像が画像支持体P上に定着される。   In this fixing device 20, the heat generating fixing belt 10 is rotated in accordance with the rotational driving of the nip portion forming roller 22a and the pressure roller 26 is driven to rotate, and an image support P on which a toner image is formed on one surface thereof. However, the toner image is fixed on the image support P by being conveyed while being pressed by the nip portion N.

〔発熱定着ベルト〕
本発明の発熱定着ベルト10は、図3および図4に示されるように、長径(L)が30〜150μmの黒鉛繊維(以下、「黒鉛短繊維」ともいう。)Gが、当該発熱定着ベルト10の周方向に沿って伸びるよう配向された状態で分散された樹脂よりなる抵抗発熱層15と、弾性層13と、離型層17とが積層され、抵抗発熱層15に給電するための一対の電極12が設けられてなる。
具体的には、無端状の抵抗発熱層15上に補強層11が形成され、この補強層11上に弾性層13が形成され、さらにこの弾性層13上に離型層17が形成されると共に、抵抗発熱層15の両端部に接触する状態に、周方向に全周にわたって電極12が形成されてなる。
補強層11は、必要に応じて設けられるものであって、本発明の発熱定着ベルト10には、必要に応じて、さらに他の機能層を設けることもできる。
[Heat fixing belt]
As shown in FIGS. 3 and 4, the heat-generating fixing belt 10 of the present invention is composed of graphite fibers (hereinafter also referred to as “graphite short fibers”) G having a long diameter (L) of 30 to 150 μm. A resistance heating layer 15 made of a resin dispersed in an oriented state extending along the circumferential direction of 10, an elastic layer 13, and a release layer 17 are laminated, and a pair for supplying power to the resistance heating layer 15. The electrode 12 is provided.
Specifically, the reinforcing layer 11 is formed on the endless resistance heating layer 15, the elastic layer 13 is formed on the reinforcing layer 11, and the release layer 17 is formed on the elastic layer 13. The electrode 12 is formed over the entire circumference in the circumferential direction so as to be in contact with both ends of the resistance heating layer 15.
The reinforcing layer 11 is provided as necessary, and the heat-generating fixing belt 10 of the present invention can be provided with other functional layers as necessary.

本発明において、発熱定着ベルト10の周方向とは、当該発熱定着ベルト10の周面における当該発熱定着ベルト10の軸に対して略垂直な方向(図4においてαで示す)をいう。
本発明において、「黒鉛短繊維Gが、発熱定着ベルト10の周方向に沿って伸びるよう配向された状態」とは、図5に示されるように、光学顕微鏡で倍率100倍で観察したときの任意の黒鉛短繊維G100個について、90個数%以上が、当該発熱定着ベルト10の長手方向に対して垂直な線c1を中心に±20°以内の傾きθで配向している状態をいう。
なお、本発明において、発熱定着ベルト10の軸方向とは、発熱定着ベルト10の軸に対して略水平な方向をいい、黒鉛短繊維が発熱定着ベルトの軸方向に沿って伸びるよう配向された状態とは、同様に観察した時の任意の黒鉛短繊維100個について、90個数%以上が、当該発熱定着ベルトの長手方向に平行な線c2を中心に±20℃以内の傾きで配向している状態をいう。
In the present invention, the circumferential direction of the heat fixing belt 10 refers to a direction (indicated by α in FIG. 4) that is substantially perpendicular to the axis of the heat fixing belt 10 on the peripheral surface of the heat fixing belt 10.
In the present invention, “the state in which the graphite short fibers G are oriented so as to extend along the circumferential direction of the heat-generating fixing belt 10” means that when observed with an optical microscope at a magnification of 100 times, as shown in FIG. Of 100 arbitrary graphite short fibers G, 90% by number or more are oriented with an inclination θ within ± 20 ° about a line c1 perpendicular to the longitudinal direction of the heat generating fixing belt 10.
In the present invention, the axial direction of the heat-generating fixing belt 10 refers to a direction substantially horizontal to the axis of the heat-fixing belt 10, and the short graphite fibers are oriented so as to extend along the axial direction of the heat-fixing belt. The state means that for 100 arbitrary short graphite fibers when observed in the same manner, 90% by number or more are oriented with an inclination within ± 20 ° C. around a line c2 parallel to the longitudinal direction of the heat generating fixing belt. The state that is.

黒鉛短繊維Gの90個数%以上が発熱定着ベルト10の長手方向に対して垂直な線c1を中心に±20°以内の傾きθで配向していることにより、発熱定着ベルトの端部と移動規制部材(軸受け部材22d)の衝突により生じるひずみに対して高い応力を有し、割れに対する十分な抵抗力が得られる。   More than 90% by number of the short graphite fibers G are oriented with an inclination θ within ± 20 ° about the line c1 perpendicular to the longitudinal direction of the heat-generating fixing belt 10, so that the end portions of the heat-generating fixing belt move. It has a high stress against strain caused by the collision of the regulating member (bearing member 22d), and a sufficient resistance against cracking can be obtained.

発熱定着ベルト10の抵抗発熱層15における黒鉛短繊維の配列方向は、光学顕微鏡によって観察することができる。
具体的には、抵抗発熱層15上に積層されている離型層17、弾性層13および補強層11を剥がした後、抵抗発熱層15の表面を、光学顕微鏡を用いて倍率100倍において観察することができる。
The arrangement direction of the short graphite fibers in the resistance heating layer 15 of the heat fixing belt 10 can be observed with an optical microscope.
Specifically, after peeling off the release layer 17, the elastic layer 13, and the reinforcing layer 11 laminated on the resistance heating layer 15, the surface of the resistance heating layer 15 is observed at a magnification of 100 using an optical microscope. can do.

〔抵抗発熱層〕
(樹脂)
本発明の発熱定着ベルト10に係る抵抗発熱層15を構成する樹脂は、ポリイミド樹脂を含むものであり、その他の樹脂も含んでいてもよい。
その他の樹脂としては、短期的耐熱性が200℃以上、長期的耐熱性が150℃以上である耐熱性樹脂であることが好ましく、このような耐熱性樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、ポリアリレート樹脂(PAR)、ポリサルフォン樹脂(PSF)、ポリエーテルサルフォン樹脂(PES)、ポリエーテルイミド樹脂(PEI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)などが挙げられる。
また、その他の樹脂として、上記の耐熱性樹脂以外の非耐熱性樹脂を含んでいてもよいが、非耐熱性樹脂の含有割合は抵抗発熱層15を構成する樹脂全体の40体積%未満であることが極めて好ましい。
(Resistance heating layer)
(resin)
The resin constituting the resistance heating layer 15 according to the heat fixing belt 10 of the present invention includes a polyimide resin, and may also include other resins.
The other resin is preferably a heat-resistant resin having a short-term heat resistance of 200 ° C. or more and a long-term heat resistance of 150 ° C. or more. Examples of such a heat-resistant resin include polyphenylene sulfide resin (PPS), Examples include polyarylate resin (PAR), polysulfone resin (PSF), polyethersulfone resin (PES), polyetherimide resin (PEI), polyamideimide (PAI), and polyetheretherketone resin (PEEK).
Further, as the other resin, a non-heat-resistant resin other than the above-mentioned heat-resistant resin may be included, but the content ratio of the non-heat-resistant resin is less than 40% by volume of the entire resin constituting the resistance heating layer 15. It is very preferable.

抵抗発熱層15を構成する樹脂におけるポリイミド樹脂の含有割合は、50体積%以上であることが好ましく、特に好ましくは100体積%である。   The content ratio of the polyimide resin in the resin constituting the resistance heating layer 15 is preferably 50% by volume or more, and particularly preferably 100% by volume.

(黒鉛短繊維)
抵抗発熱層15に分散される黒鉛短繊維Gは、導電性物質であって、繊維状の黒鉛である。
ここに、繊維状とは、長径(L)が短径(l)の4倍以上であるものをいう。
(Graphite short fiber)
The graphite short fiber G dispersed in the resistance heating layer 15 is a conductive substance and is fibrous graphite.
Here, the term “fibrous” means that the major axis (L) is at least four times the minor axis (l).

黒鉛短繊維Gの長径(L)は30〜150μmであり、好ましくは30〜80μmである。
また、黒鉛短繊維Gの短径(l)は3〜15μmであることが好ましく、より好ましくは5〜10μmである。
長径が30μm未満である場合は、長期間にわたって使用したときに端部割れなどを生じる。これは、軸方向に加えられる押圧力に対する機械的強度が十分に得られないためと推察される。長径が150μmを超える場合は、定着画像において繊維模様が現われてしまうなどの画像ムラが発生する。これは、得られる抵抗発熱層が表面の粗いものとなるためと推察される。
また、短径が3μm未満である場合は、抵抗発熱層15中に分散された黒鉛短繊維同士が接触したときにその接触抵抗が過剰に大きくなり、抵抗発熱層15全体の抵抗値を十分に低下させることができないことがあり、また、短径が15μmを超える場合は、黒鉛短繊維の抵抗発熱層15中における分散性が低いものとなり、通電抵抗に局部的なバラツキが生じるおそれがある。
The long diameter (L) of the graphite short fiber G is 30 to 150 μm, preferably 30 to 80 μm.
Moreover, it is preferable that the short diameter (l) of the graphite short fiber G is 3-15 micrometers, More preferably, it is 5-10 micrometers.
When the major axis is less than 30 μm, end cracks or the like occur when used over a long period of time. This is presumably because the mechanical strength against the pressing force applied in the axial direction cannot be sufficiently obtained. When the major axis exceeds 150 μm, image unevenness such as a fiber pattern appearing in the fixed image occurs. This is presumably because the obtained resistance heating layer has a rough surface.
When the short diameter is less than 3 μm, the contact resistance becomes excessively large when the graphite short fibers dispersed in the resistance heating layer 15 come into contact with each other, and the resistance value of the resistance heating layer 15 as a whole is sufficiently increased. When the short diameter exceeds 15 μm, the dispersibility of the graphite short fiber in the resistance heating layer 15 may be low, and there may be a local variation in the conduction resistance.

以上において、黒鉛短繊維Gの長径(L)および短径(l)は、走査型電子顕微鏡写真を用いて500倍に拡大した写真を撮影し、これをスキャナーにて取り込んだ画像から、任意の500個のサンプルについてそれぞれ長径および短径を測定し、算出される平均値である。   In the above, the long diameter (L) and the short diameter (l) of the graphite short fiber G are obtained by taking a photograph magnified 500 times using a scanning electron micrograph, and from an image captured by a scanner, The average value is calculated by measuring the major axis and minor axis for 500 samples, respectively.

黒鉛短繊維Gの作製方法としては、公知の製造方法を採用することができる。すなわち、まず、ノズルから引き出して繊維状にした黒鉛を、さらに細くする必要がある場合には、必要に応じて加熱しながら延伸した後、200〜300度の温度で蒸し焼きにして炭化させ、炎に強い糸を作製し、次いで、1000〜3000度の高熱で蒸し焼きにする。このような過程を経ることにより、糸に含まれた炭素以外の不純物が抜け落ち、非常に強度が高い炭素の骨組み(分子構造)のものが得られる。このような過程を経て、まず、所望の黒鉛短繊維Gの短径(l)を有する糸を得、これを所定の長さ(長径(L))に切断することにより、目的とする黒鉛短繊維Gを作製することができる。   As a method for producing the graphite short fiber G, a known production method can be employed. That is, first, when it is necessary to make the graphite drawn out from the nozzle into a fiber shape further thin, it is stretched while being heated as necessary, and then carbonized by steaming at a temperature of 200 to 300 degrees C. A strong yarn is then made, and then steamed at a high heat of 1000 to 3000 degrees. By passing through such a process, impurities other than carbon contained in the yarn are lost, and a carbon framework (molecular structure) with very high strength is obtained. Through such a process, first, a yarn having a short diameter (l) of a desired short graphite fiber G is obtained, and this is cut into a predetermined length (long diameter (L)) to obtain a target graphite short fiber. Fiber G can be produced.

黒鉛短繊維Gの体積固有抵抗は、1×10-1Ω・m以下であることが好ましい。
黒鉛短繊維Gの体積固有抵抗は、繊維状のものである場合、当該黒鉛短繊維Gに一定電流I(A)を流し、距離Lだけ離れた電極間の電位差V(V)を測定し、下記式(1)から算出される。
式(1):体積固有抵抗ρv=(V・Wt)/IL
〔ただし、Wtは黒鉛短繊維Gの断面積である。〕
The volume resistivity of the graphite short fiber G is preferably 1 × 10 −1 Ω · m or less.
When the volume resistivity of the graphite short fiber G is fibrous, a constant current I (A) is passed through the graphite short fiber G, and a potential difference V (V) between electrodes separated by a distance L is measured. It is calculated from the following formula (1).
Formula (1): Volume resistivity ρv = (V · Wt) / IL
[Wt is the cross-sectional area of the graphite short fiber G. ]

抵抗発熱層15における黒鉛短繊維Gの含有量は、5〜60質量%とされる。   The content of the short graphite fiber G in the resistance heating layer 15 is 5 to 60% by mass.

抵抗発熱層15の厚みは、10〜300μmであることが好ましく、より好ましくは30〜200μm、特に好ましくは80〜160μmである。   The thickness of the resistance heating layer 15 is preferably 10 to 300 μm, more preferably 30 to 200 μm, and particularly preferably 80 to 160 μm.

抵抗発熱層15の体積抵抗率は、8×10-6〜1×10-2Ω・mであることが好ましい。 The volume resistivity of the resistance heating layer 15 is preferably 8 × 10 −6 to 1 × 10 −2 Ω · m.

抵抗発熱層15の体積抵抗率は、発熱定着ベルト10の円周方向全周の両端部に導電テープによって電極を設け、その両端の抵抗値を測定し、下記式(2)によって算出される。
式(2):体積抵抗率ρ=(R・d・W)/L
〔ただし、Rは抵抗値(Ω)、dは抵抗発熱層15の厚み(m)、Wは発熱定着ベルト10の円周方向の長さ(m)、Lは電極間の長さ(m)である。〕
The volume resistivity of the resistance heating layer 15 is calculated by the following formula (2) by providing electrodes with conductive tape at both ends of the entire circumference in the circumferential direction of the heat fixing belt 10 and measuring resistance values at both ends.
Formula (2): Volume resistivity ρ = (R · d · W) / L
[Where R is the resistance value (Ω), d is the thickness (m) of the resistance heating layer 15, W is the circumferential length (m) of the heating fixing belt 10, and L is the length between the electrodes (m). It is. ]

〔電極〕
本発明の発熱定着ベルト10に設けられる電極12は、層状のものとされ、具体的には、電鋳加工、へら絞り加工、プレス絞り加工などによって形成されたリング状の電極部材、または、金属シートをレーザ溶接などによってリング状に加工された電極部材を、抵抗発熱層15の形成工程においてポリイミド樹脂を生成させるためのポリアミド酸ドープ液の塗布前に回転芯体に嵌めこみ、ポリイミド樹脂の焼成によって抵抗発熱層15に接着させることにより、形成することができる。
電極12を形成するための電極部材は、抵抗発熱層15との接着性を向上させるために、抵抗発熱層15との接触箇所をエッチング加工、レーザによる孔あけ加工などによって孔を形成してもよい。電極部材と抵抗発熱層15との接点は一点有ればよいが、通電安定性を考慮すると、周方向に全周にわたって接触されるよう形成されていることが好ましい。
〔electrode〕
The electrode 12 provided on the heat-generating fixing belt 10 of the present invention is a layered material, specifically, a ring-shaped electrode member formed by electroforming, spatula drawing, press drawing or the like, or metal An electrode member obtained by processing a sheet into a ring shape by laser welding or the like is fitted into a rotating core body before applying a polyamic acid dope solution for generating a polyimide resin in the process of forming the resistance heating layer 15, and the polyimide resin is baked. Can be formed by adhering to the resistance heating layer 15.
The electrode member for forming the electrode 12 may have a hole formed by etching, laser drilling, or the like at the contact point with the resistance heating layer 15 in order to improve adhesion to the resistance heating layer 15. Good. Although there is only one point of contact between the electrode member and the resistance heating layer 15, it is preferable that the electrode member and the resistance heating layer 15 are formed so as to be in contact with each other in the circumferential direction over the entire circumference.

電極12を形成するための電極部材としては、特に限定されないが、Ni、SUS、Alなどの電気抵抗率が低く、耐熱性、耐酸化性に優れた材料よりなるものを用いることが好ましい。   Although it does not specifically limit as an electrode member for forming the electrode 12, It is preferable to use what consists of material with low electrical resistivity, such as Ni, SUS, and Al, and excellent in heat resistance and oxidation resistance.

電極12を形成するための電極部材の厚みは、厚いほど剛性が高くなるので耐破壊性に優れるが、変形し難いことに起因して、加圧ローラ26との圧接部によるニップ部Nを形成し難くなることから、柔軟性とのバランスを考慮すると、好ましくは10〜100μm、より好ましくは30〜60μmである。   As the thickness of the electrode member for forming the electrode 12 increases, the rigidity becomes higher, so that the fracture resistance is excellent. However, due to the difficulty of deformation, the nip portion N is formed by the pressure contact portion with the pressure roller 26. In view of the balance with flexibility, the thickness is preferably 10 to 100 μm, more preferably 30 to 60 μm.

給電部材12bとしては、例えば銅黒鉛質、炭素黒鉛質などからなる種々のカーボンブラシを用いることができる。   As the power supply member 12b, various carbon brushes made of, for example, copper graphite or carbon graphite can be used.

抵抗発熱層15への給電は、例えば高周波電源29から、束線やハーネスを経由して、給電部材12b、電極12を介してなされる。
給電部材12bから電極12への給電は、例えば給電部材12bを電極12のみに接触させることによりなされる。具体的な接触方法としては、摺動接触方法やコロなどを用いた回転接触方法などが挙げられる。
給電部材12bと電極12との接触荷重は、導通が確保され、かつ、発熱定着ベルト10の駆動において過剰なストレスとならない程度の荷重であればよい。
Power is supplied to the resistance heating layer 15 from, for example, a high-frequency power supply 29 via a power supply member 12b and the electrode 12 via a bundled wire and a harness.
Power supply from the power supply member 12b to the electrode 12 is performed, for example, by bringing the power supply member 12b into contact with only the electrode 12. Specific contact methods include a sliding contact method and a rotating contact method using a roller.
The contact load between the power supply member 12 b and the electrode 12 may be a load that ensures conduction and does not cause excessive stress in driving the heat-generating fixing belt 10.

〔弾性層〕
本発明の発熱定着ベルト10を構成する弾性層13は、例えば、弾性を有する耐熱性樹脂などからなるものとされる。
弾性を有する耐熱性樹脂としては、例えばシリコーンゴム、天然ゴム(NR)、ブタジエンゴム(BR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、水素添加NBR(H−NBR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、ウレタンゴム、クロロプレンゴム(CR)、塩素化ポリエチレン(Cl−PE)、エピハロヒドリンゴム(ECO,CO)、ブチルゴム(IIR)、エチレンプロピレンジエンポリマー(EPDM)、フッ素ゴム、アクリルゴム(ACM)などが例示される。これらの中でも、CR、ECO、シリコーンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴムを用いることが好ましい。
[Elastic layer]
The elastic layer 13 constituting the heat generating and fixing belt 10 of the present invention is made of, for example, a heat resistant resin having elasticity.
Examples of the heat resistant resin having elasticity include silicone rubber, natural rubber (NR), butadiene rubber (BR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), hydrogenated NBR (H-NBR), styrene butadiene rubber (SBR), and isoprene rubber. (IR), urethane rubber, chloroprene rubber (CR), chlorinated polyethylene (Cl-PE), epihalohydrin rubber (ECO, CO), butyl rubber (IIR), ethylene propylene diene polymer (EPDM), fluoro rubber, acrylic rubber (ACM) And the like. Among these, it is preferable to use CR, ECO, silicone rubber, butyl rubber, acrylic rubber, and urethane rubber.

弾性層13の厚みは、50〜300μmであることが好ましく、より好ましくは100〜200μmである。   The elastic layer 13 preferably has a thickness of 50 to 300 μm, more preferably 100 to 200 μm.

〔離型層〕
本発明の発熱定着ベルト10を構成する離型層17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)などからなるものとされる。
[Release layer]
The release layer 17 constituting the heat-generating fixing belt 10 of the present invention is made of polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer ( FEP).

離型層17の厚みは、1〜20μmであることが好ましく、より好ましくは2〜10μmである。   The thickness of the release layer 17 is preferably 1 to 20 μm, more preferably 2 to 10 μm.

〔補強層〕
本発明の発熱定着ベルト10を構成する補強層11は、必要に応じて設けられるものであって、この補強層11は、耐熱性樹脂からなるものとされる。
補強層11を構成する耐熱性樹脂としては、上述の抵抗発熱層15を構成する樹脂として挙げたものを挙げることができる。
(Reinforcement layer)
The reinforcing layer 11 constituting the heat-generating fixing belt 10 of the present invention is provided as necessary, and the reinforcing layer 11 is made of a heat resistant resin.
Examples of the heat-resistant resin constituting the reinforcing layer 11 include those listed as the resin constituting the resistance heating layer 15 described above.

補強層11の厚みは、20〜100μmであることが好ましく、より好ましくは30〜80μmである。   The thickness of the reinforcing layer 11 is preferably 20 to 100 μm, more preferably 30 to 80 μm.

以上のような発熱定着ベルト10によれば、耐熱性樹脂中に、黒鉛短繊維Gが、発熱定着ベルト10の周方向に沿って伸びるよう配向された状態で分散されているので、軸方向に加えられる押圧力に対する機械的強度に優れ、長期間の使用によっても端部割れなどを生じず、しかも、定着画像における画像ムラの発生が抑制される。   According to the heat-generating fixing belt 10 as described above, the short graphite fibers G are dispersed in the heat-resistant resin in an oriented state so as to extend along the circumferential direction of the heat-generating fixing belt 10. It has excellent mechanical strength against the applied pressing force, does not cause edge cracks even after long-term use, and suppresses occurrence of image unevenness in a fixed image.

〔発熱定着ベルトの形成方法〕
以上のような発熱定着ベルト10は、公知の種々の方法を用いて形成することができるが、例えば抵抗発熱層15を以下のように形成させることが好ましい。
[Method of forming heat-generating fixing belt]
The heat-generating fixing belt 10 as described above can be formed by using various known methods. For example, the resistance heat-generating layer 15 is preferably formed as follows.

具体的には、
(1)抵抗発熱層15を形成するための塗布液として、ポリアミド酸に黒鉛短繊維Gを添加して分散させたポリアミド酸ドープ液を調製するポリアミド酸ドープ液調製工程、
(2)回転芯体上に、黒鉛短繊維Gが周方向に配向するようポリアミド酸ドープ液を塗布、乾燥してベルト状前駆体を得るベルト状前駆体作製工程、
(3)ベルト状前駆体を焼成してポリイミド樹脂を生成させるイミド化反応工程
から構成される。
補強層11、電極12、弾性層13、離型層17は、それぞれ、適宜の方法によって形成させることができる。
In particular,
(1) A polyamic acid dope preparation step for preparing a polyamic acid dope solution in which graphite short fibers G are added and dispersed in polyamic acid as a coating solution for forming the resistance heating layer 15;
(2) A belt-shaped precursor preparation step of applying a polyamic acid dope solution on the rotating core so that the graphite short fibers G are oriented in the circumferential direction and drying to obtain a belt-shaped precursor;
(3) It is comprised from the imidation reaction process of baking a belt-shaped precursor and producing | generating a polyimide resin.
The reinforcing layer 11, the electrode 12, the elastic layer 13, and the release layer 17 can each be formed by an appropriate method.

(1)ポリアミド酸ドープ液調製工程
このポリアミド酸ドープ液調製工程は、芳香族テトラカルボン酸と芳香族ジアミンとを縮重合することにより、ポリアミド酸を合成し、これに黒鉛短繊維Gを分散させる工程である。
具体的には、ポリアミド酸の良溶媒からなる溶媒中で縮重合を行い、ポリアミド酸が溶解されたポリアミド酸溶液を得る。
(1) Polyamic acid dope preparation step In this polyamic acid dope preparation step, polyamic acid is synthesized by polycondensation of aromatic tetracarboxylic acid and aromatic diamine, and graphite short fiber G is dispersed in this. It is a process.
Specifically, polycondensation is performed in a solvent composed of a good solvent for polyamic acid to obtain a polyamic acid solution in which the polyamic acid is dissolved.

ポリアミド酸の良溶媒とは、当該ポリアミド酸を、25℃において20質量%以上の濃度で均一に溶解することができる溶媒をいう。このような良溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ヘキサメチルスルホルアミドなどのアミド類;ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシド類;ジメチルスルホン、ジエチルスルホンなどのスルホン類などの有機極性溶媒を挙げることができる。これらは、1種単独でまたは2種以上を併用してもよい。
良溶媒としては、N−メチルピロリドンを用いることが好ましい。
The good solvent for polyamic acid refers to a solvent capable of uniformly dissolving the polyamic acid at a concentration of 20% by mass or more at 25 ° C. Examples of such good solvents include N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and hexamethylsulfol. Examples include amides such as amides; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide and diethyl sulfoxide; and organic polar solvents such as sulfones such as dimethyl sulfone and diethyl sulfone. These may be used alone or in combination of two or more.
As the good solvent, N-methylpyrrolidone is preferably used.

使用する良溶媒の量は、縮重合後に得られるポリアミド酸溶液中のポリアミド酸の濃度が例えば2〜50質量%の範囲内になるような量であればよい。   The amount of the good solvent to be used may be an amount such that the concentration of the polyamic acid in the polyamic acid solution obtained after the condensation polymerization is in the range of 2 to 50% by mass, for example.

芳香族テトラカルボン酸と芳香族ジアミンとを縮重合させる方法としては、公知の種々の方法を採用することができる。具体的には、例えば、芳香族テトラカルボン酸と芳香族ジアミンとをほぼ等モルで用い、溶媒中において、100℃以下、好ましくは0〜80℃の温度範囲にて0.1〜60時間縮重合する方法が挙げられる。   Various known methods can be employed as a method for polycondensing the aromatic tetracarboxylic acid and the aromatic diamine. Specifically, for example, the aromatic tetracarboxylic acid and the aromatic diamine are used in approximately equimolar amounts, and the solvent is reduced in a temperature range of 100 ° C. or lower, preferably 0 to 80 ° C. for 0.1 to 60 hours. The method of superposing | polymerizing is mentioned.

〔芳香族テトラカルボン酸〕
ポリアミド酸の合成に用いられる芳香族テトラカルボン酸としては、特に限定されず、例えば、芳香族テトラカルボン酸、その酸無水物、その塩およびエステル化物、並びにそれらの混合物を挙げることができ、特に芳香族テトラカルボン酸の酸二無水物を用いることが好ましい。
芳香族テトラカルボン酸の酸二無水物の具体例としては、例えば、ピロメリット酸二無水物(PMDA)、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二水物、2,3,3’,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、2,2−ビス[3,4−(ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物(BPADA)、4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、オキシジフタル酸無水物(ODPA)、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホキシド二無水物、チオジフタル酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、9,9−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物および9,9−ビス[4−(3,4’−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]フルオレン二無水物などを挙げることができる。これらの中でも、特に、ピロメリット二無水物(PMDA)、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、2,2−ビス[3,4−(ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物(BPADA)、オキシジフタル酸無水物(ODPA)などが好ましい。
これらは、1種単独でまたは2種以上を併用してもよい。
[Aromatic tetracarboxylic acid]
The aromatic tetracarboxylic acid used for the synthesis of the polyamic acid is not particularly limited, and examples thereof include aromatic tetracarboxylic acid, acid anhydrides, salts and esterified products thereof, and mixtures thereof. It is preferable to use an acid dianhydride of an aromatic tetracarboxylic acid.
Specific examples of the acid dianhydride of aromatic tetracarboxylic acid include, for example, pyromellitic dianhydride (PMDA), 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5, 8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′ , 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA), 2,2 ′, 3,3′-benzophenone tetracarboxylic acid dihydrate 2,3,3 ′, 4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride (BTDA), bis (3,4-dicarboxyphenyl) Sulfone dianhydride, bis ( , 3-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,1- Bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 2,2-bis [3,4- (dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride (BPADA), 4,4 ′-(hexafluoroisopropylidene) ) Diphthalic anhydride, oxydiphthalic anhydride (ODPA), bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfoxide dianhydride, thiodiphthalic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride 2,3,6,7-anthracenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,7,8-phenanthrenetetracarboxylic dianhydride, 9,9-bis (3 - and the like dicarboxyphenyl) fluorene dianhydride and 9,9-bis [4- (3,4'-dicarboxyphenoxy) phenyl] fluorene dianhydride. Among these, pyromellitic dianhydride (PMDA), 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA), 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid Preferred are dianhydride (BTDA), 2,2-bis [3,4- (dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride (BPADA), oxydiphthalic anhydride (ODPA), and the like.
These may be used alone or in combination of two or more.

芳香族テトラカルボン酸の使用量は、芳香族テトラカルボン酸:芳香族ジアミンがモル比で0.85:1〜1.2:1である量であることが好ましい。   The amount of the aromatic tetracarboxylic acid used is preferably such that the aromatic tetracarboxylic acid: aromatic diamine has a molar ratio of 0.85: 1 to 1.2: 1.

ポリアミド酸は、数平均分子量が1,000以上であることが好ましく、より好ましくは2,000〜500,000であり、特に好ましくは5,000〜150,000である。   The polyamic acid preferably has a number average molecular weight of 1,000 or more, more preferably 2,000 to 500,000, and particularly preferably 5,000 to 150,000.

ポリアミド酸の数平均分子量は、テトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定されるものである。具体的には、装置「HLC−8220」(東ソー社製)およびカラム「TSKguardcolumn+TSKgelSuperHZM−M3連」(東ソー社製)を用い、カラム温度を40℃に保持しながら、キャリア溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を流速0.2ml/minで流し、測定試料を室温において超音波分散機を用いて5分間処理を行う溶解条件で濃度1mg/mlになるようにテトラヒドロフランに溶解させ、次いで、ポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターで処理して試料溶液を得、この試料溶液10μLを上記のキャリア溶媒と共に装置内に注入し、屈折率検出器(RI検出器)を用いて検出し、測定試料の有する分子量分布を単分散のポリスチレン標準粒子を用いて測定した検量線を用いて算出する。検量線測定用の標準ポリスチレン試料としては、Pressure Chemical社製の分子量が6×10、2.1×10、4×10、1.75×10、5.1×10、1.1×10、3.9×10、8.6×10、2×10、4.48×10のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を測定し、検量線を作成した。また、検出器には屈折率検出器を用いた。 The number average molecular weight of the polyamic acid is measured by gel permeation chromatography (GPC) soluble in tetrahydrofuran (THF). Specifically, using an apparatus “HLC-8220” (manufactured by Tosoh Corporation) and a column “TSKguardcolumn + TSKgelSuperHZM-M3 series” (manufactured by Tosoh Corporation), while maintaining the column temperature at 40 ° C., tetrahydrofuran (THF) was used as a carrier solvent. The sample was flowed at a flow rate of 0.2 ml / min, and the sample was dissolved in tetrahydrofuran to a concentration of 1 mg / ml under a dissolution condition in which treatment was performed at room temperature using an ultrasonic disperser for 5 minutes, and then a membrane having a pore size of 0.2 μm. A sample solution is obtained by processing with a filter, and 10 μL of this sample solution is injected into the apparatus together with the above carrier solvent, detected using a refractive index detector (RI detector), and the molecular weight distribution of the measurement sample is monodispersed. This is calculated using a calibration curve measured using polystyrene standard particles. As a standard polystyrene sample for calibration curve measurement, the molecular weights manufactured by Pressure Chemical are 6 × 10 2 , 2.1 × 10 3 , 4 × 10 3 , 1.75 × 10 4 , 5.1 × 10 4 , 1 .1 x 10 5 , 3.9 x 10 5 , 8.6 x 10 5 , 2 x 10 6 , 4.48 x 10 6 It was created. A refractive index detector was used as the detector.

〔芳香族ジアミン〕
ポリアミド酸の合成に用いられる芳香族ジアミンとしては、特に限定されず、例えば、パラフェニレンジアミン(PPD)、メタフェニレンジアミン(MPDA)、2,5−ジアミノトルエン、2,6−ジアミノトルエン、4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェニル、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ビフェニル、2,2−ビス(トリフルオロメチル)−4、4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン(MDA)、2,2−ビス−(4−アミノフェニル)プロパン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン(33DDS)、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン(44DDS)、3,3’−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ィド、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル(34ODA)、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(ODA)、1,5−ジアミノナフタレン、4,4’−ジアミノジフェニルジエチルシラン、4,4’−ジアミノジフェニルシラン、4,4’−ジアミノジフェニルエチルホスフィンオキシド、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(133APB)、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン(134APB)、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(BAPSM)、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(BAPS)、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン(BAPP)、2,2−ビス(3−アミノフェニル)1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンおよび9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレンなどを挙げることができる。これらの中でも、特に、パラフェニレンジアミン(PPD)、メタフェニレンジアミン(MPDA)、4,4’−ジアミノジフェニルメタン(MDA)、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン(33DDS)、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン(44DDS)、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル(34ODA)、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(ODA)、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(133APB)、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン(134APB)、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(BAPSM)、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(BAPS)、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン(BAPP)などが好ましい。
これらは、1種単独でまたは2種以上を併用してもよい。
[Aromatic diamine]
The aromatic diamine used for the synthesis of the polyamic acid is not particularly limited. For example, paraphenylenediamine (PPD), metaphenylenediamine (MPDA), 2,5-diaminotoluene, 2,6-diaminotoluene, 4, 4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenyl, 3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenyl, 2,2-bis (trifluoromethyl) -4, 4'- Diaminobiphenyl, 3,3′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylmethane (MDA), 2,2-bis- (4-aminophenyl) propane, 3,3′-diaminodiphenylsulfone (33DDS), 4, 4'-diaminodiphenyl sulfone (44DDS), 3,3'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-diaminodiphenyl Rufide, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether (34 ODA), 4,4′-diaminodiphenyl ether (ODA), 1,5-diaminonaphthalene, 4,4′-diaminodiphenyldiethylsilane, 4 , 4′-diaminodiphenylsilane, 4,4′-diaminodiphenylethylphosphine oxide, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene (133APB), 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene (134APB) 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone (BAPSM), bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone (BAPS), 2, 2-Bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propaprop (BAPP), 2,2-bis (3-aminophenyl) 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) 1,1,1,3 Examples include 3,3-hexafluoropropane and 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene. Among these, paraphenylenediamine (PPD), metaphenylenediamine (MPDA), 4,4′-diaminodiphenylmethane (MDA), 3,3′-diaminodiphenylsulfone (33DDS), 4,4′-diaminodiphenyl, among others Sulfone (44DDS), 3,4'-diaminodiphenyl ether (34ODA), 4,4'-diaminodiphenylether (ODA), 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene (133APB), 1,3-bis (4 -Aminophenoxy) benzene (134APB), bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone (BAPSM), bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone (BAPS), 2,2-bis [4 -(4-Aminophenoxy) phenyl] propane (BAPP) Etc. are preferred.
These may be used alone or in combination of two or more.

ポリアミド酸ドープ液は、上記のように得られたポリアミド酸溶液に黒鉛短繊維Gを溶解または分散させると共に必要に応じて導電剤、界面活性剤、粘度調整剤などの添加剤を含有させ、必要に応じて、希釈用の溶媒を添加して濃度および粘度を調整することにより、調製される。   The polyamic acid dope solution needs to dissolve or disperse the graphite short fiber G in the polyamic acid solution obtained as described above, and contain additives such as a conductive agent, a surfactant, and a viscosity modifier as necessary. Depending on the condition, it is prepared by adjusting the concentration and viscosity by adding a solvent for dilution.

ポリアミド酸ドープ液における全溶媒の量は、20〜90質量%であることが好ましく、より好ましくは40〜70質量%である。   The amount of the total solvent in the polyamic acid dope solution is preferably 20 to 90% by mass, and more preferably 40 to 70% by mass.

また、ポリアミド酸ドープ液の粘度は、所望の厚みを有する抵抗発熱層15が得られる限り特に制限されず、例えば10cp〜10,000cpとされる。   Further, the viscosity of the polyamic acid dope solution is not particularly limited as long as the resistance heating layer 15 having a desired thickness is obtained, and is set to, for example, 10 cp to 10,000 cp.

界面活性剤および粘度調整剤などの添加剤としては、最新ポリイミド−基礎と応用―(日本ポリイミド研究会編(NTS出版)および最新ポリイミド材料と応用技術(監修;柿本雅明、CMC出版)に記載の物質が使用できる。   Additives such as surfactants and viscosity modifiers are described in the latest polyimides—Basics and Applications— (edited by Nippon Polyimide Research Group (NTS Publishing) and the latest polyimide materials and applied technologies (supervised by Masaaki Enomoto, CMC Publishing). Substance can be used.

ポリアミド酸ドープ液に溶解しない黒鉛短繊維Gおよび/または添加剤を含有させる場合には、ポリアミド酸ドープ液に対して、均一な分散を達成する手段を用いることが好ましい。例えば、撹拌羽根による混合、スタチックミキサーによる混合、1軸混練機や2軸混練機による混合、ホモジナイザーによる混合、超音波分散機による混合など、公知の混合機を用いて混合・分散するとよい。   When the graphite short fibers G and / or additives that are not dissolved in the polyamic acid dope solution are contained, it is preferable to use means for achieving uniform dispersion in the polyamic acid dope solution. For example, mixing and dispersion may be performed using a known mixer such as mixing with a stirring blade, mixing with a static mixer, mixing with a single-screw kneader or a twin-screw kneader, mixing with a homogenizer, or mixing with an ultrasonic disperser.

(2)ベルト状前駆体作製工程
このベルト状前駆体作製工程は、ポリアミド酸ドープ液を適宜の回転芯体上に塗布した後、溶媒を蒸発させて除去することによりベルト状前駆体を作製する工程である。
回転芯体としては、例えばステンレス鋼管などを用いることができる。
(2) Belt-like precursor preparation step In this belt-like precursor preparation step, the polyamic acid dope solution is applied onto an appropriate rotating core, and then the solvent is evaporated to remove the belt-like precursor. It is a process.
As the rotating core body, for example, a stainless steel pipe or the like can be used.

ポリアミド酸ドープ液を回転芯体上に塗布する方法としては、スパイラル塗布法を用いることができる。
スパイラル塗布法は、モーノポンプやギアポンプなどの送液ポンプ、テフロン(登録商標)チューブなどの配管およびノズルからなる塗布装置を用い、回転芯体に対して、当該回転芯体を回転軸を水平に保持して回転させると共に、塗布装置にノズルを回転芯体の周面に近接させて当該ノズルからポリアミド酸ドープ液を吐出しながら、当該ノズルを回転芯体の軸方向に移動させることにより、当該回転芯体の周面全域にポリアミド酸ドープ液をスパイラル状に塗布する方法である。
As a method of applying the polyamic acid dope solution on the rotating core, a spiral coating method can be used.
The spiral coating method uses a liquid feeding pump such as a MONO pump or gear pump, a coating device consisting of piping and nozzles such as Teflon (registered trademark) tubes, and the rotating core is held horizontally with respect to the rotating core. And rotating the nozzle in the axial direction of the rotating core while discharging the polyamic acid dope solution from the nozzle while bringing the nozzle close to the peripheral surface of the rotating core in the coating apparatus. In this method, a polyamic acid dope solution is applied in a spiral shape over the entire peripheral surface of the core.

具体的な塗布条件の具体例を挙げる。
・回転芯体のサイズ:φ30mm、長さ450mm
・ポリアミド酸ドープ液の温度:25℃
・ノズルの形状:円錐状ノズル
・ノズルの口径:4mm
・ノズル先端部と回転芯体の周面までの距離:5〜20mm
・ノズルからの吐出量:3cc/min
・ノズルの回転芯体の軸方向への移動速度:45mm/min
・回転芯体の回転速度(周速度):3500〜4500mm/min
Specific examples of specific application conditions will be given.
・ Rotating core size: φ30mm, length 450mm
-Temperature of the polyamic acid dope solution: 25 ° C
・ Nozzle shape: Conical nozzle ・ Nozzle diameter: 4 mm
・ Distance between the nozzle tip and the peripheral surface of the rotating core: 5 to 20 mm
・ Discharge rate from nozzle: 3cc / min
・ Axis movement speed of nozzle core: 45mm / min
-Rotational speed (circumferential speed) of the rotating core: 3500-4500 mm / min

回転芯体上にスパイラル塗布法によって塗布することにより、黒鉛短繊維Gを、発熱定着ベルト10の周方向に沿って伸びるよう配向された状態で抵抗発熱層15中に分散させることができる。
これは、通常、ポリアミド酸ドープ液中に分散された黒鉛短繊維は、流動性に自由度があるために一定方向に配向させることが困難であるところ、塗布装置の配管およびノズルにおいて当該配管およびノズルが伸びる方向に黒鉛短繊維Gが配向し、ノズルの移動方向すなわち回転芯体の周方向に黒鉛短繊維Gが配向した状態が維持されるからである。
The graphite short fiber G can be dispersed in the resistance heating layer 15 in a state of being oriented so as to extend along the circumferential direction of the heat generating fixing belt 10 by applying it on the rotating core by a spiral coating method.
This is because the graphite short fibers dispersed in the polyamic acid dope liquid are usually difficult to orient in a certain direction because of the freedom of fluidity. This is because the short graphite fibers G are oriented in the direction in which the nozzles extend, and the state in which the short graphite fibers G are oriented in the moving direction of the nozzles, that is, in the circumferential direction of the rotating core body, is maintained.

溶媒を蒸発させるための乾燥温度は、後述するイミド化開始温度より低い温度であって、溶媒が蒸発し得る温度であれば特に制限されず、例えば、40〜280℃、好ましくは80〜260℃であり、より好ましくは120〜240℃、特に好ましくは120〜220℃である。
この乾燥は、乾燥後のベルト状前駆体の溶媒含有量がベルト状前駆体の形成に適した程度となるまで行えばよい。
The drying temperature for evaporating the solvent is not particularly limited as long as it is a temperature lower than the imidization start temperature described later and can evaporate the solvent, and is, for example, 40 to 280 ° C, preferably 80 to 260 ° C. More preferably, it is 120-240 degreeC, Most preferably, it is 120-220 degreeC.
This drying may be performed until the solvent content of the belt-shaped precursor after drying reaches a level suitable for forming the belt-shaped precursor.

(3)イミド化反応工程
このイミド化反応工程は、ベルト状前駆体を特定の焼成温度において所定時間にわたって焼成することによりポリアミド酸をイミド化して、ポリイミド樹脂による抵抗発熱層15を形成させると共に電極12を当該抵抗発熱層15に接着させる工程である。
(3) Imidization reaction step In this imidation reaction step, the belt-like precursor is calcined at a specific calcining temperature for a predetermined time to imidize polyamic acid to form a resistance heating layer 15 made of polyimide resin and an electrode. In this step, 12 is bonded to the resistance heating layer 15.

イミド化反応に係る特定の焼成温度は、イミド化開始温度であって、通常280℃以上、好ましくは280〜400℃、より好ましくは300〜380℃、特に好ましくは330〜380℃とされる。
また、焼成時間は、通常10分間以上、好ましくは30〜240分間である。
The specific firing temperature related to the imidization reaction is an imidization start temperature, and is usually 280 ° C. or higher, preferably 280 to 400 ° C., more preferably 300 to 380 ° C., and particularly preferably 330 to 380 ° C.
Moreover, baking time is 10 minutes or more normally, Preferably it is 30 to 240 minutes.

〔画像形成装置〕
本発明の定着装置は、公知の種々の構成を有する画像形成装置に搭載することができる。
[Image forming apparatus]
The fixing device of the present invention can be mounted on an image forming apparatus having various known configurations.

〔画像支持体〕
本発明の定着装置を用いた画像形成方法において、トナー像を定着させる画像支持体Pとしては、薄紙から厚紙までの普通紙、上質紙、アート紙あるいはコート紙などの塗工された印刷用紙、市販されている和紙やはがき用紙、OHP用のプラスチックフィルム、布などの各種を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
(Image support)
In the image forming method using the fixing device of the present invention, as the image support P for fixing the toner image, coated paper such as plain paper, fine paper, art paper or coated paper from thin paper to thick paper, Various examples of commercially available Japanese paper, postcard paper, OHP plastic film, cloth, and the like can be given, but the invention is not limited to these.

以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明の実施形態は上記の例に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、発熱定着ベルト10を構成する抵抗発熱層15と弾性層13との層間には、接着性を安定させる目的から、プライマー層を形成させることができる。このプライマー層の厚みは、例えば2〜5μmとされる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, embodiment of this invention is not limited to said example, A various change can be added.
For example, a primer layer can be formed between the resistance heating layer 15 and the elastic layer 13 constituting the heat fixing belt 10 for the purpose of stabilizing the adhesiveness. The primer layer has a thickness of 2 to 5 μm, for example.

以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.

〔実施例1〕
(1)電極の作製
外径30mm、全長450mmのステンレス鋼管の両端部それぞれ5cmの領域に、幅20mm、厚さ50μmの電極リング部材を嵌めこむことにより、電極付き回転芯体〔1〕を形成した。
[Example 1]
(1) Production of electrode A rotating core body [1] with an electrode is formed by fitting an electrode ring member having a width of 20 mm and a thickness of 50 μm into a region of 5 cm on each end of a stainless steel pipe having an outer diameter of 30 mm and a total length of 450 mm. did.

(2)抵抗発熱層を作製するためのポリアミド酸ドープ液の調製
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミンから得られたポリアミド酸80gと、黒鉛繊維(径8μm、長さ32μm)18gとを、遊星方式の混合機で十分に撹拌・脱泡することにより、ポリアミド酸ドープ液〔1〕を得た。
(2) Preparation of polyamic acid dope for producing resistance heating layer 80 g of polyamic acid obtained from biphenyltetracarboxylic dianhydride and paraphenylenediamine, and 18 g of graphite fiber (diameter 8 μm, length 32 μm) The polyamic acid dope solution [1] was obtained by sufficiently stirring and defoaming with a planetary mixer.

(3)抵抗発熱層および補強層の作製
電極付き回転芯体〔1〕を回転軸を水平に保持して回転させると共に、モーノポンプ、テフロン(登録商標)チューブおよびノズルを備える塗布装置を用いて、このノズルを電極付き回転芯体〔1〕上に近接させて当該ノズルから上記のポリアミド酸ドープ液〔1〕を吐出しながら、当該ノズルを電極付き回転芯体〔1〕の軸方向に移動させることにより、当該電極付き回転芯体〔1〕の電極リングの軸方向内側に少し重なるよう、ステンレス鋼管の電極リングのない中央領域全域にポリアミド酸ドープ液〔1〕をスパイラル状に塗布し、さらに平坦化させることによって、膜厚600μmの塗布膜を形成し、その後、回転軸を水平に保持して回転速度(周速度)50mm/minで回転させながら、120℃で1時間乾燥して溶媒を飛ばして積層構造体〔a〕を得、次いで、積層構造体〔a〕上に、ポリアミド酸「U−ワニスS301」(宇部興産社製)を膜厚500μmで塗布した後、塗布物を120℃で20分間乾燥してベルト状前駆体を得、これを窒素雰囲気下、室温から400℃まで3時間かけて昇温させて焼成してイミド化させることにより、抵抗発熱層を電極リングに接着する状態に形成すると共に補強層を形成して、無端状のポリイミド樹脂ベルトからなる積層構造体〔A1〕を作製した。
この積層構造体〔A1〕について光学顕微鏡で観察したところ、黒鉛繊維が周方向に配向していることが確認された。
−塗布条件−
・ポリアミド酸ドープ液の温度:25℃
・ノズルの形状:円錐状ノズル
・ノズルの口径:4mm
・ノズル先端部と回転芯体〔1〕の周面までの距離:20mm
・ノズルからの吐出量:3cc/min
・ノズルの回転芯体〔1〕の軸方向への移動速度:45mm/min
・回転芯体〔1〕の回転速度(周速度):4000mm/min
(3) Production of resistance heating layer and reinforcing layer While rotating the rotating core with electrode [1] while holding the rotating shaft horizontally, using a coating device equipped with a MONO pump, a Teflon (registered trademark) tube and a nozzle, The nozzle is moved in the axial direction of the rotating core [1] with electrode while the nozzle is brought close to the rotating core [1] with electrode and the polyamic acid dope solution [1] is discharged from the nozzle. Thus, the polyamic acid dope solution [1] is spirally applied to the entire central region of the stainless steel tube without the electrode ring so as to slightly overlap the inner side in the axial direction of the electrode ring of the rotary core with electrode [1], and By flattening, a coating film having a film thickness of 600 μm is formed, and then the rotating shaft is held horizontally while rotating at a rotation speed (circumferential speed) of 50 mm / min. The laminated structure [a] was obtained by drying at 0 ° C. for 1 hour to remove the solvent, and then the polyamic acid “U-varnish S301” (manufactured by Ube Industries) was deposited on the laminated structure [a] to a thickness of 500 μm. Then, the coated product is dried at 120 ° C. for 20 minutes to obtain a belt-shaped precursor, which is heated from room temperature to 400 ° C. over 3 hours in a nitrogen atmosphere and baked to be imidized. Then, the resistance heating layer was formed so as to be bonded to the electrode ring, and the reinforcing layer was formed to produce a laminated structure [A1] composed of an endless polyimide resin belt.
When this laminated structure [A1] was observed with an optical microscope, it was confirmed that the graphite fibers were oriented in the circumferential direction.
-Application conditions-
-Temperature of the polyamic acid dope solution: 25 ° C
・ Nozzle shape: Conical nozzle ・ Nozzle diameter: 4 mm
・ Distance from the nozzle tip to the peripheral surface of the rotating core [1]: 20 mm
・ Discharge rate from nozzle: 3cc / min
-Moving speed of the nozzle rotation core [1] in the axial direction: 45 mm / min
-Rotational speed (circumferential speed) of the rotating core [1]: 4000 mm / min

(4)弾性層の作製
上記の積層構造体〔A1〕上に、プライマー「X331565」(信越化学社製)をはけ塗りし、常温で30分乾燥させてプライマー層を形成した後、シリコーンゴム「KE1379」(信越化学社製)の液状ゴムおよびシリコーンゴム「DY356013」(東レダウコーニングシリコーン社製)2液を予め2:1の割合で混合した組成物を、プライマー層上に200μmの厚みとなるよう塗布し、150℃で30分間加熱して一次加硫し、さらに200℃で4時間加熱してポスト加硫を行ってプライマー層上に弾性層を形成して、積層構造体〔A1〕上に弾性層が設けられた積層構造体〔A2〕を形成した。この弾性層の硬度は26度であった。
(4) Preparation of elastic layer On the above laminated structure [A1], a primer “X331565” (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is brushed, dried at room temperature for 30 minutes to form a primer layer, and then a silicone rubber A composition prepared by mixing a liquid rubber of “KE1379” (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and two liquids of silicone rubber “DY356013” (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) in a ratio of 2: 1 was formed on the primer layer with a thickness of 200 μm. And then heated at 150 ° C. for 30 minutes for primary vulcanization, and further heated at 200 ° C. for 4 hours to perform post vulcanization to form an elastic layer on the primer layer. A laminated structure [A2] provided with an elastic layer thereon was formed. The hardness of this elastic layer was 26 degrees.

(5)離型層の作製
積層構造体〔A2〕の弾性層の表面を洗浄した後、フッ素樹脂(B)として、PTFE樹脂ディスパージョン「30J」(デュポン社製)中に、積層構造体〔A2〕を回転させながら3分間浸漬した後、取り出し、常温で20分間乾燥し、次いで、弾性層の表面のフッ素樹脂を布で拭き取り、さらに、フッ素樹脂(A)として、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に調整したフッ素樹脂ディスパーション「855−510」(デュポン社製)を、フッ素樹脂(B)による層上に最終の厚さで15μmとなるようにコーティングし、室温で30分乾燥後、230℃で30分間加熱した。その後、炉内温度が270℃に設定した内径100mmの管状炉内を、約10分で通過させ、フッ素樹脂を焼成により形成し、冷却して、積層構造体〔A2〕の弾性層上に離型層を形成して、発熱定着ベルト〔1〕を得た。その後、ステンレス管から発熱定着ベルト〔1〕を分離した。
(5) Production of release layer After the surface of the elastic layer of the laminated structure [A2] is washed, the PTFE resin dispersion “30J” (manufactured by DuPont) is used as the fluororesin (B) in the laminated structure [ A2] is rotated for 3 minutes while rotating, taken out, dried at room temperature for 20 minutes, and then the fluororesin on the surface of the elastic layer is wiped with a cloth, and further PTFE resin and PFA resin are used as fluororesin (A). A fluororesin dispersion “855-510” (manufactured by DuPont) mixed at a ratio of 7: 3 and adjusted to a solid content concentration of 45% and a viscosity of 110 mPa · s was applied onto the layer made of fluororesin (B). The film was coated to a thickness of 15 μm, dried at room temperature for 30 minutes, and then heated at 230 ° C. for 30 minutes. Thereafter, the tube is passed through a tubular furnace having an inner diameter of 100 mm and the furnace temperature set at 270 ° C. in about 10 minutes, the fluororesin is formed by firing, cooled, and separated on the elastic layer of the laminated structure [A2]. A mold layer was formed to obtain an exothermic fixing belt [1]. Thereafter, the heat fixing belt [1] was separated from the stainless steel tube.

〔実施例2〜5、比較例1〜4〕
実施例1において、黒鉛繊維として、それぞれ表1に示された長さのものを用いたことの他は全て同様にして、発熱定着ベルト〔2〕〜〔9〕を得た。
この発熱定着ベルト〔2〕〜〔9〕の抵抗発熱層について光学顕微鏡で観察したところ、発熱定着ベルト〔2〕〜〔5〕、〔9〕については黒鉛繊維が周方向に配向していることが確認され、また、発熱定着ベルト〔6〕、〔7〕については黒鉛繊維がランダムに配向していることが確認された。
[Examples 2 to 5, Comparative Examples 1 to 4]
In Example 1, exothermic fixing belts [2] to [9] were obtained in the same manner except that graphite fibers having the lengths shown in Table 1 were used.
When the resistance heating layer of the heat fixing belts [2] to [9] was observed with an optical microscope, the graphite fibers of the heat fixing belts [2] to [5] and [9] were oriented in the circumferential direction. Further, it was confirmed that the graphite fibers were randomly oriented in the heat fixing belts [6] and [7].

〔比較例5〕
実施例1において、回転芯体に対するポリアミド酸ドープ液〔1〕の塗布を、回転芯体をポリアミド酸ドープ液中に軸方向が縦となるよう浸漬し、所定の速度で引き上げることにより塗布膜を形成したことの他は全て同様にして、発熱定着ベルト〔10〕を得た。
この発熱定着ベルト〔10〕の抵抗発熱層について光学顕微鏡で観察したところ、黒鉛繊維が軸方向に配向していることが確認された。
[Comparative Example 5]
In Example 1, application of the polyamic acid dope liquid [1] to the rotating core body is performed by immersing the rotating core body in the polyamic acid dope liquid so that the axial direction is vertical, and pulling it up at a predetermined speed. Except for the formation, a heat-generating fixing belt [10] was obtained in the same manner.
When the resistance heating layer of the heat-generating fixing belt [10] was observed with an optical microscope, it was confirmed that the graphite fibers were oriented in the axial direction.

<性能評価>
以上の発熱定着ベルト〔1〕〜〔10〕を用いて、端部割れ、並びに、製膜性および画像ムラについての評価を行った。
<Performance evaluation>
Using the heat generating fixing belts [1] to [10] described above, evaluations were made on edge cracks, film forming properties, and image unevenness.

(1)端部割れ
複写機「bizhub C280」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)の定着装置を用いて、これに外部電源、駆動ユニットおよび温度制御ユニットを接続し、さらに、発熱定着ベルトを装着可能に改造すると共に加圧ローラの両端部の加圧力を異なる大きさにして加圧バランスを崩すように改造した定着装置空回転治具に、発熱定着ベルトを装着し、この状態で発熱定着ベルトに電圧を印加し、180℃の温調温度で制御しながら、紙などの画像支持体は通紙せずに1000時間(実機通紙枚数約100万枚に相当)駆動させる強制耐久試験を行った。なお、加圧ローラの両端部の加圧バランスが崩れていることにより、発熱定着ベルトがニップ部形成用ローラのベアリング材に接触しやすくなる。
−定着装置空回転治具の構成条件−
・発熱定着ベルトの回転速度:130mm/sec
・駆動伝達側の加圧力:6kgf
・非駆動伝達側の加圧力:9kgf
(1) Cracks at the end Using the fixing device of the copier “bizhub C280” (manufactured by Konica Minolta Business Technologies), an external power supply, drive unit and temperature control unit can be connected to this, and a heat generating fixing belt can be attached. At the same time, attach a heat generating fixing belt to the fixing device idle rotation jig that has been modified to break the pressure balance by applying different pressures at both ends of the pressure roller. A forced durability test was performed in which an image support such as paper was driven for 1000 hours (equivalent to about 1 million sheets of actual paper) while applying voltage and controlling at a temperature controlled temperature of 180 ° C. . In addition, since the pressure balance at both ends of the pressure roller is broken, the heat-generating fixing belt easily comes into contact with the bearing material of the nip portion forming roller.
-Configuration conditions of the fixing device idle rotation jig-
・ Rotating speed of heat fixing belt: 130mm / sec
・ Applying pressure on the drive transmission side: 6kgf
・ Pressure force on the non-drive transmission side: 9kgf

発熱定着ベルト〔1〕〜〔10〕をそれぞれに10個用意し、これらについて定着装置空回転治具による強制耐久試験を行い、発熱定着ベルトの端部の状態を目視で確認し、下記の評価基準に従って評価した。結果を表1に示す。
−評価基準−
◎:10個すべてについて、1,000時間耐久後も端部に変形が見られず、まったく問題ないレベル。
○:10個すべてについて、600時間耐久した時点で端部に変形が見られず、実使用上問題ないレベル。
△:600時間耐久した時点で、10個のうちのいくつかについて、端部に多少の変形が見られ、問題があるレベル。
×:10個すべてについて、600時間耐久前に敗れや亀裂、割れなどの破損が見られ、問題があるレベル。
Ten heat-generating fixing belts [1] to [10] are prepared for each, a forced endurance test is performed with a fixing device idling jig, the state of the end of the heat-generating fixing belt is visually confirmed, and the following evaluation is performed. Evaluation was made according to criteria. The results are shown in Table 1.
-Evaluation criteria-
A: For all 10 pieces, no deformation was observed at the end even after 1,000 hours of endurance, and there was no problem at all.
○: For all 10 pieces, there was no deformation at the end when 600 hours endured, and there was no problem in practical use.
(Triangle | delta): At the time of enduring 600 hours, some deformation | transformation was seen in the edge part about some of 10 pieces, and there is a problem level.
X: About all 10 pieces, damage such as losing, cracking and cracking was seen before 600 hours endurance, and there was a problem level.

(2)製膜性
発熱定着ベルト〔1〕〜〔10〕について、それぞれ、抵抗発熱層のみが構成された評価用ベルトを作製し、この評価用ベルトについて、フィッシャー社製の渦電流式膜厚計を用いて膜厚偏差を測定し、下記の評価基準に従って評価した。結果を表1に示す。
−評価基準−
◎:ベルト軸方向の膜厚偏差が10μm以下のレベル。
○:ベルト軸方向の膜厚偏差が10μmより大きく20μm以下のレベル。
△:ベルト軸方向の膜厚偏差が20μmより大きく30μm以下のレベル。
×:ベルト軸方向の膜厚偏差が40μmより大きいレベル。
(2) Film-forming property For each of the heat-generating fixing belts [1] to [10], an evaluation belt in which only the resistance heat-generating layer is formed is prepared, and for this evaluation belt, an eddy current film thickness manufactured by Fischer is used. The film thickness deviation was measured using a meter and evaluated according to the following evaluation criteria. The results are shown in Table 1.
-Evaluation criteria-
A: The film thickness deviation in the belt axis direction is a level of 10 μm or less.
◯: The film thickness deviation in the belt axis direction is greater than 10 μm and 20 μm or less.
(Triangle | delta): The film thickness deviation of a belt axis direction is a level larger than 20 micrometers and 30 micrometers or less.
X: The film thickness deviation in the belt axis direction is greater than 40 μm.

(3)画像ムラ
複写機「bizhub C280」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)の定着装置に、加圧バランスは通常のまま、発熱定着ベルトを装着し、常温常湿環境下(温度25℃、湿度50%)においてテスト画像を50,000枚形成し、得られた定着画像について下記の評価基準に従って評価した。結果を表1に示す。
−評価基準−
◎:50,000枚目の定着画像に画像スジ・色ムラが見られず、まったく問題ないレベル。
○:40,000枚目の定着画像に画像スジ・色ムラが見られず、まったく問題ないレベル。
△:40,000枚目の定着画像に多少の画像スジ・色ムラが見られ、問題があるレベル。
×:どの定着画像にも大量の画像スジ・色ムラが見られ、問題があるレベル。
(3) Image unevenness The fixing device of the copying machine “bizhub C280” (manufactured by Konica Minolta Business Technologies) is equipped with a heat-generating fixing belt with the pressure balance kept normal, and in a normal temperature and humidity environment (temperature 25 ° C., humidity) 50%), 50,000 test images were formed, and the obtained fixed images were evaluated according to the following evaluation criteria. The results are shown in Table 1.
-Evaluation criteria-
A: Image streaks and color unevenness are not seen in the 50,000th fixed image, and there is no problem at all.
○: Image streaks and color unevenness are not seen in the 40,000th fixed image, and there is no problem at all.
Δ: Some image streaks and color irregularities are seen in the 40,000th fixed image, and there is a problem.
X: A large amount of image streaks and color unevenness is observed in any fixed image, and there is a problem level.

Figure 2013101239
Figure 2013101239

10 発熱定着ベルト
11 補強層
12 電極
12a リード線
12b 給電部材
13 弾性層
15 抵抗発熱層
17 離型層
20 定着装置
22 定着用回転体
22a ニップ部形成用ローラ
22b 回転軸
22c 駆動ギア
22d 軸受け部材
26 加圧ローラ
26b 回転軸
29 高周波電源
G 黒鉛短繊維
N ニップ部
P 画像支持体

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heat generation fixing belt 11 Reinforcement layer 12 Electrode 12a Lead wire 12b Power supply member 13 Elastic layer 15 Resistance heat generation layer 17 Release layer 20 Fixing device 22 Fixing rotating body 22a Nip portion forming roller 22b Rotating shaft 22c Drive gear 22d Bearing member 26 Pressure roller 26b Rotating shaft 29 High-frequency power supply G Graphite short fiber N Nip part P Image support

Claims (4)

抵抗発熱層と、当該抵抗発熱層に給電するための一対の電極とを備える無端状の発熱定着ベルトであって、
前記抵抗発熱層が、耐熱性樹脂中に、長さ30〜150μmの黒鉛繊維が、発熱定着ベルトの周方向に沿って伸びるよう配向された状態で分散されてなることを特徴とする発熱定着ベルト。
An endless heat-generating fixing belt comprising a resistance heating layer and a pair of electrodes for supplying power to the resistance heating layer,
The heat generating fixing belt is characterized in that the resistance heat generating layer is formed by dispersing graphite fibers having a length of 30 to 150 μm in a heat resistant resin in an oriented state so as to extend along a circumferential direction of the heat generating fixing belt. .
前記耐熱性樹脂が、ポリイミド樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の発熱定着ベルト。   The heat-fixing belt according to claim 1, wherein the heat-resistant resin is a polyimide resin. 前記抵抗発熱層上に、弾性層および離型層が積層され、発熱定着ベルトの表面層が当該離型層から構成されてなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の発熱定着ベルト。   3. The heat fixing according to claim 1, wherein an elastic layer and a release layer are laminated on the resistance heat generating layer, and a surface layer of the heat fixing belt is constituted by the release layer. belt. 電子写真方式の画像形成装置に備えられる定着装置であって、
請求項1〜請求項3のいずれかに記載の発熱定着ベルトおよびニップ部形成用ローラを有する定着用回転体と、加圧ローラとを備え、
前記発熱定着ベルトが、当該発熱定着ベルトの内側に配置されたニップ部形成用ローラと当該発熱定着ベルトの外側に配置された加圧ローラとによって挟圧されるよう設けられると共に、
前記ニップ部形成用ローラの回転軸の両端部の各々に、前記発熱定着ベルトの軸方向への移動を規制する状態に移動規制部材が設けられていることを特徴とする定着装置。


A fixing device provided in an electrophotographic image forming apparatus,
A fixing rotator having the heat generating fixing belt and the nip forming roller according to any one of claims 1 to 3, and a pressure roller.
The heat fixing belt is provided so as to be sandwiched between a nip forming roller disposed inside the heat fixing belt and a pressure roller disposed outside the heat fixing belt,
A fixing device, wherein a movement restricting member is provided at each of both ends of the rotation shaft of the nip forming roller so as to restrict the movement of the heat generating fixing belt in the axial direction.


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