JP2013186289A - 押圧部材及び画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】摺動部材とベルト部材間の経時による摩擦係数の上昇を抑制する押圧部材及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】押圧部材62は、回転可能に配置された定着ロール61に外接して従動するエンドレスベルト620と、エンドレスベルト620を介して定着ロール61に圧力を加える圧力パッド64と、エンドレスベルト620と圧力パッド64との間に配置された摺動シート68と、エンドレスベルト620と摺動シート68との摺動面に介在し、第1の潤滑剤組成物671と第2の潤滑剤組成物を内包して当該第1の潤滑剤組成物に分散されたマイクロカプセル672とを含む潤滑剤670とを有する。
【選択図】図2

Description

本発明は、押圧部材及び画像形成装置に関する。
従来の定着装置として、ベルト部材に耐熱性プラスチックのエンドレスベルトを用いたものが知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。
この定着装置は、駆動式の定着ロールと、定着ロールに外接する耐熱性プラスチックのエンドレスベルトと、エンドレスベルトに内接しエンドレスベルトを介して定着ロールを押圧する押圧パッドと、エンドレスベルトと押圧パッドとの内接部に配される摺動部材としての摺動シートを有し、摺動シートには潤滑剤が塗布され、摺動シートとエンドレスベルトとの間に潤滑剤が介在する。また、上記した定着ロールとエンドレスベルトとの間にニップ部が形成され、未定着トナー像が形成された用紙等の記録媒体が前記ニップ部を通過する間に加熱及び加圧されることでトナー像が記録媒体に定着される。
また、このエンドレスベルトを用いたベルトニップ方式の定着装置において、定着画像の画質やトナーの定着性を保証するには、定着ロールと記録シート間のスリップ及び記録シートとエンドレスベルト間のスリップを防止することが不可欠である。
つまり、定着ロールと記録シート間の摩擦係数をμ、記録シートとエンドレスベルト間の摩擦係数をμ、エンドレスベルトと押圧パッド間の摩擦係数をμとすると、少なくとも、下記関係式(1)及び(2)を満足する必要がある。
Figure 2013186289
上記関係式を満足するために、摺動シートとしてフッ素樹脂を塗布・焼成したガラス繊維シートを用いるとともに、摺動シートとエンドレスベルト間に潤滑剤として種々のシリコーンオイルを介在させた定着装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
また、シリコーンオイルのフッ素樹脂へのぬれ性を向上させるために、フッ素オイルを含有したシリコーンオイルを用いた定着装置が知られている(例えば、特許文献3参照。)。
特開2001−249558号公報 特開平10−213984号公報 特開2005−84225号公報
本発明の目的は、摺動部材とベルト部材間の経時による摩擦係数の上昇を抑制する押圧部材及び画像形成装置を提供する。
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の押圧部材及び画像形成装置を提供する。
[1]回転可能に配置された駆動部材に外接して従動するベルト部材と、
前記ベルト部材を介して前記駆動部材に圧力を加える圧力部材と、
前記ベルト部材と前記圧力部材との間に配置された摺動部材と、
前記ベルト部材と前記摺動部材との摺動面に介在し、第1の潤滑剤組成物と、第2の潤滑剤組成物を内包して当該第1の潤滑剤組成物に分散されたマイクロカプセルとを含む潤滑剤とを有する押圧部材。
[2]前記潤滑剤の前記第1の潤滑剤組成物と前記第2の潤滑剤組成物とは異なる潤滑剤組成物であることを特徴とする前記[1]に記載の押圧部材。
[3]前記第2の潤滑剤組成物は、フッ素を含有する潤滑剤組成物であることを特徴とする前記[1]又は[2]に記載の押圧部材。
[4]前記摺動部材は、少なくともフッ素樹脂を含むことを特徴とする前記[1]〜[3]のいずれかに記載の押圧部材。
[5]前記マイクロカプセルは、前記ベルト部材と前記摺動部材との間で前記圧力部材の圧力によって破裂する前記[1]〜[4]のいずれかに記載の押圧部材。
[6]潜像保持体と、前記潜像保持体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[1]〜[5]のいずれかに記載の前記押圧部材及び前記駆動部材を含む定着装置を有する画像形成装置。
請求項1又は請求項6に記載された発明によれば、摺動部材とベルト部材間の経時による摩擦係数の上昇を抑制することができる。
請求項2に記載された発明によれば、第1の潤滑剤組成物に第2の潤滑剤組成物を順次供給することができる。
請求項3に記載された発明によれば、摺動部材のぬれ性を向上することができる。
請求項4に記載された発明によれば、フッ素樹脂を含む摺動部材のぬれ性を向上することができる。
請求項5に記載された発明によれば、ベルト部材と摺動部材との間でマイクロカプセルを破裂させることができる。
図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例を示す構成図である。 図2は、本発明の実施の形態に係る定着装置の構造を示す正面図である。 図3は、図2に示す定着装置のニップ部付近を拡大した断面図である。
図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例を示す構成図である。この画像形成装置100は、例えば、デジタルカラープリンタであり、パーソナルコンピュータ等の上位装置から送信された画像データに図示しない画像処理部で画像処理を施してイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像データに変換した後、各色の画像データに基づいてカラー画像を記録媒体の一例である用紙に形成するように構成されている。なお、画像形成装置100は、複写機やファクシミリ、又は複写機、プリンタ、スキャナ、ファクシミリ等の複数の機能を有する複合機であってもよい。
画像形成装置100は、略箱型状の筐体100aを有し、この筐体100a内の下部に、記録媒体としての用紙Kを収容する給紙トレイ50A,50Bを着脱可能に設け、筐体100aの側面に、記録済みの用紙Kが排出される排出トレイ81を配設し、給紙トレイ50A,50Bから排出トレイ81に至るように記録媒体搬送路としての用紙搬送路を形成している。用紙搬送路上には、給紙トレイ50A,50Bから用紙Kを用紙搬送路に1枚ずつ取り込むピックアップロール51、用紙Kを搬送するとともに現像剤像の形成タイミングに同期して動作する搬送ロール52が配設され、転写部材の一例である二次転写ロール22及び定着装置60が配設されている。
また、画像形成装置100は、筐体100a内の給紙トレイ50A、50Bの上部に画像形成部200を配置している。画像形成部200は、図中の矢印方向に回転しながら、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)各色の現像剤像が形成される感光体11Y、11M、11C、11Kと、感光体11Y、11M、11C、11Kの表面を一様に帯電する帯電器12Y、12M、12C、12Kと、帯電した感光体11Y、11M、11C、11KにYMCK各色の画像データに基づいて変調された露光光を照射することによりYMCK各色の静電潜像を形成する露光器1Y、1M、1C、1Kと、静電潜像を現像剤で現像することにより感光体11Y、11M、11C、11Kの表面に現像剤像を形成する現像器14Y、14M、14C、14Kとを備える。
現像器14Y、14M、14C、14Kは、現像剤を収容するハウジングを有し、このハウジング内に、感光体11Y、11M、11C、11K上の静電潜像を現像剤で現像する現像ローラと、現像ローラに現像剤を供給する供給オーガーと、現像剤を攪拌するとともに供給オーガーに現像剤を供給する攪拌オーガーとを配設している。また、現像器14Y、14M、14C、14Kは、YMCK各色に設けられた不図示の現像剤ボックスから各色の現像剤が供給されるようになっている。
また、画像形成部200は、転写後の感光体11Y、11M、11C、11Kの表面に残留している現像剤を回収し、転写後の感光体11Y、11M、11C、11Kを除電するする感光体クリーニング装置17Y、17M、17C、17Kを備える。
また、画像形成部200は、駆動ロール31、バックアップロール25、34及び従動ロール33に張架された中間転写ベルト15を備える。中間転写ベルト15は、感光体11Y、11M、11C、11Kに接触しながら図中の矢印方向に循環移動する。中間転写ベルト15は、例えば、主成分としてポリイミド樹脂を含むものを用いる。
中間転写ベルト15を挟んで感光体11Y、11M、11C、11Kの反対側に、一次転写ロール16Y、16M、16C、16Kを設けており、感光体11Y、11M、11C、11Kとの間に形成するニップ領域において、感光体11Y、11M、11C、11Kの表面の現像剤像を圧接力と静電力により中間転写ベルト15に転写する。
また、中間転写ベルト15を挟んでバックアップロール25の反対側に、前述した二次転写ロール22を設けており、バックアップロール25と形成する二次転写部としてのニップ領域において、中間転写ベルト15上の現像剤像を用紙Kに二次転写する。
二次転写部の下流側には、前述した定着装置60が配置されている。定着装置60は、駆動部材の一例としての定着ロール61と、押圧部材62とを有し、定着ロール61と押圧部材62とで形成されるニップ部Nにおいて熱及び圧力により現像剤像を用紙Kに定着する。
また、画像形成部200は、中間転写ベルト15の搬送方向に沿って配置された感光体11Yの上流側であって、中間転写ベルト15を挟んで駆動ロール31及びバックアップロール34の反対側にベルトクリーニング装置35を配設し、ベルトクリーニング装置35を駆動ロール31及びバックアップロール34側へ押圧して、中間転写ベルト15上に残留している現像剤を掻き取って回収している。
次に、画像形成装置100の動作の概要を説明する。
給紙トレイ50A、50Bのうち選択された1つの給紙トレイ50A又は給紙トレイ50Bから用紙Kが一枚ずつピックアップロール51によって用紙搬送路に給紙される。用紙搬送路に給紙された用紙Kは、二次転写部の上流で待機している。
感光体11Y、11M、11C、11Kの表面には、露光器1Y、1M、1C、1Kからの露光光の照射によって静電潜像が形成され、その静電潜像は、現像器14Y、14M、14C、14Kからの現像剤で現像されてYMCK各色の現像像が形成される。
YMCK各色の現像像は、循環移動する中間転写ベルト15に順次転写され、二次転写部に到達する。中間転写ベルト15に現像像が転写されるタイミングに同期して搬送ロール52が駆動され、用紙Kが二次転写部に搬送され、中間転写ベルト15上の現像像が用紙Kに転写される。
次に、現像像が静電転写された用紙K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定着入口ガイド56へと搬送される。次に、定着入口ガイド56から、定着装置60における最適な搬送速度に合わせて、用紙Kを定着装置60まで搬送する。定着装置60に搬送された用紙K上の未定着トナー像は、定着装置60によって熱及び圧力で定着処理を受けることで用紙K上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Kは、画像形成装置100の排出部80に設けられた排出トレイ81に搬送される。
次に、本実施の形態の画像形成装置100に用いられる定着装置60について説明する。
図2は、図1に示す画像形成装置100に用いられる定着装置の断面図である。また、図3は、図2に示す定着装置60のニップ部N付近を拡大した断面図である。
定着装置60は、駆動部材の一例として回転可能に配置された定着ロール61と、定着ロール61を押圧する押圧部材62とを有し、定着ロール61と押圧部材62との外接部にニップ部Nを形成し、未定着トナー像を保持する用紙Kが通過可能になっている。
定着ロール61は、金属製のコア(円筒状芯金)611の周囲に耐熱性の弾性体層612、及び離型層613を積層して構成された円筒状ロールであり、回転自在に支持されて所定の表面速度(例えば、194mm/sec)で回転する。本実施の形態の定着ロール61は、外径が軸方向で一様な所謂ストレートロールで形成されている。定着ロール61の内部には、ハロゲンヒータ66が設けられており、例えば、定格600Wの発熱性能を有する。また、定着ロール61は、定着ロール61の表面の温度を計測する温度センサ69を有する。
なお、画像形成装置の制御部40は、温度センサ69による温度計測値に基づいてハロゲンヒータ66の点灯を制御し、定着ロール61の表面温度が所定の設定温度(例えば、175℃)を維持するように調整している。
押圧部材62は、ベルト部材の一例として定着ロール61に外接して従動するエンドレスベルト620と、エンドレスベルト620に長手方向に沿って内接し短手方向の位置を維持するベルトガイド部材63と、エンドレスベルト620に内接してエンドレスベルト620を介して定着ロール61を押圧する圧力部材の一例としての圧力パッド64と、ベルトガイド部材63及び圧力パッド64を保持する支持体65とを有する。
また、押圧部材62は、エンドレスベルト620に潤滑剤670を供給するため支持体65の圧力パッド64保持側と対向する側に設けられた潤滑剤塗布部材67と、圧力パッド64のエンドレスベルト620との接触面に配設された摺動部材の一例としての摺動シート68とを有する。
エンドレスベルト620は、出力画像に継ぎ目に起因する欠陥が生じないように、原形が円筒形状に形成された継ぎ目がない無端ベルトである。エンドレスベルト620は、エンドレスベルト620の内部に配置された圧力パッド64とベルトガイド部材63と、エンドレスベルト620の両端部に配置されたエッジガイド部材(図示せず)とによって回動自在に支持されている。そして、ニップ部Nにおいて定着ロール61に対して圧接されるように配置され、定着ロール61に従動して回動(例えば、194mm/sec)する。
エンドレスベルト620の両端部を除く長手方向の領域では、エンドレスベルト620は、圧力パッド64とベルトガイド部材63とに支持されている。そして、エンドレスベルト620の両端部を除く領域では、エンドレスベルト620の内周面が圧力パッド64とベルトガイド部材63とに摺動しながら回動する。また、ベルトガイド部材63には、エンドレスベルト620の回転方向に向けて複数のリブが形成され、エンドレスベルト620内周面との接触面積を極力少なくするように構成されている。さらに、ベルトガイド部材63は、エンドレスベルト620がスムーズに回動することができるように摩擦係数が低い材質であって、かつ、エンドレスベルト620から熱を奪い難いように熱伝導率が低い材質で形成されている。具体的には、PPS、PET、PBT、LCP等の耐熱性樹脂が用いられる。
圧力パッド64は、エンドレスベルト620の内側において金属製の支持体65に支持されている。そして、エンドレスベルト620を介して定着ロール61に押圧される状態で配置され、定着ロール61との間でニップ部Nを形成している。圧力パッド64は、ニップ部Nの入口側(上流側)に、幅の広いニップ部Nを確保するための弾性体64aを配置している。また、ニップ部Nの出口側(下流側)には、定着ロール61表面を局所的に押圧することで、トナー像表面を平滑化して画像光沢を付与するとともに、定着ロール61表面に歪み(凹み)を与えて用紙Kにダウンカールを形成するための剥離ニップ部材64bを配置している。
潤滑剤塗布部材67は、エンドレスベルト620の内周面と圧力パッド64との摺動抵抗を小さくするための潤滑剤670を供給する。潤滑剤670は、潤滑剤組成物671に少なくともフッ素を含有する潤滑剤組成物である潤滑剤組成物673を内包したマイクロカプセル672を含有する。潤滑剤670の詳細については後述する。なお、余分な潤滑剤670は、潤滑剤塗布部材67によってスクリーニングされる。
摺動シート68は、ニップ部Nの上流側端部が摺動シート固定部材68aによって支持体65に固定されている。そして、エンドレスベルト620の回動方向に沿って、圧力パッド64とエンドレスベルト620内周面との間に挟持された状態で、ニップ部Nの全域にわたって配設されている。なお、摺動シート68のニップ部N下流側は、摺動シート68に歪みが生じないように、固定されず自由端(フリー)の状態に設定されている。そして、摺動シート68は、ニップ部Nにおいて圧力パッド64と定着ロール61との間に押圧力が印加されている状態の下で、エンドレスベルト620内周面と圧力パッド64との摺動抵抗(摩擦抵抗)を低減している。
このような構成において、定着ロール61は、図示しない駆動モーターに連結されて矢印C方向に回転し、この回転に従動してエンドレスベルト620も回動する。図1に示した画像形成装置の二次転写部20においてトナー像が静電転写された用紙Kは、定着入口ガイド56によって導かれて、ニップ部Nに搬送される。そして、用紙Kがニップ部Nを通過する際に、用紙K上のトナー像はニップ部Nに作用する圧力と、定着ロール61から供給される熱とによって定着される。本実施の形態の定着装置60では、ほぼ定着ロール61の外周面に倣う凹形状の圧力パッド64によりニップ部Nを広く構成することができるため、安定した定着性能を確保することができる。また、支持体65は、ニップ部を押圧できるように図示しない圧縮ばね等で支持体65に取り付けられている。
なお、ニップ部Nの下流側近傍には、支持体65によって定着ロール61から剥離された用紙Kを完全に定着ロール61から分離し、画像形成装置100の排出部へ向かう排紙通路に誘導するための剥離補助部材70が配設されている。剥離補助部材70は、剥離バッフル71が定着ロール61の回転方向と対向する向き(カウンタ方向)に定着ロール61と近接する状態でバッフルホルダ72によって保持されている。
(潤滑剤の構成)
潤滑剤670は、上述したように、潤滑剤組成物671に少なくともフッ素を含有する潤滑剤組成物である潤滑剤組成物673を内包したマイクロカプセル672を含有する。
潤滑剤組成物671は、耐熱性を有する潤滑剤組成物であれば特に限定されるものではないが、例えば、合成潤滑油グリース、ジメチルシリコーンオイル、有機金属塩添加ジメチルシリコーンオイル、ヒンダードアミン添加ジメチルシリコーンオイル、有機金属塩及びヒンダードアミン添加ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル等を用いることができる。この中でも特にアミノ変性シリコーンオイルが好ましい。
潤滑剤組成物671の40℃における動粘度は5〜1000mm/sであることが好ましく、より好ましくは10〜800mm/s、更に好ましくは50〜500mm/sである。潤滑剤組成物671の動粘度が5mm/sより低い場合は、低分子量であるため揮発分解しやすく、低粘度であるためマイクロカプセル672の分散維持性が低く、マイクロカプセル672が潤滑剤組成物671内に沈殿しやすくなる。また、潤滑剤組成物671の動粘度が1000mm/sより高いと、潤滑剤670の粘性抵抗が高くなり、従動回転するエンドレスベルト620の潤滑剤670による低トルク効果が生じなくなる。なお、ここで前記動粘度は、ASTM D445におけるウベローデ粘度計にて算出された値をいう。
マイクロカプセル672が内包する潤滑剤組成物673は、フッ素を含有する潤滑剤組成物であれば、特に限定されるものではないが、例えば、フルオロポリエーテルオイル、クロロトリフルオロエチレンオイル、パーフルオロポリオキセタン、フルオロシリコーンオイル等、又はこれらのオイルを基油としたフッ素グリース等を用いることができる。なお、エンドレスベルト620にフッ素樹脂を用いた場合には、フッ素樹脂へのぬれ性向上のため、クロロトリフルオロエチレンオイルを用いることがより好ましい。
また、マイクロカプセル672を構成する材料は、特に限定されるものではないが、耐熱性を有する熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の樹脂を含有する樹脂組成物を用いることが好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリフェニレンスルフィド、テトラフルオロエチレン樹脂、トリフルオロエチレン樹脂、ポリスルホン、ポリベンゾイミダゾール等を用いることができる。また、熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレア、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等を用いることができる。
マイクロカプセル672を製造する方法は、内包物質の性質やマイクロカプセル672を構成する材料の性質等を考慮して選択される。具体例としては、界面重合法、in situ重合法、相分離法、液中乾燥法、オリフィス法、スプレードライ法、気中懸濁被覆法、ハイブリダンザー法等を用いることができる。
なお、均一な粒径を有するマイクロカプセル672を製造するためには、マイクロカプセルの製造条件を調整する必要があるが、粒度分布を有するマイクロカプセル672から、例えば、遠心分離法やフィルター法を用いて均一な粒径を有するマイクロカプセル672を分離してもよい。
マイクロカプセル672の粒径は、低摩擦係数の形状、硬度、ニップ荷重、ニップ面積等を考慮して決定される。具体的に、0.5μmから1000μm、好ましくは1μmから500μm、更に好ましくは2μmから200μmである。理由は以下のとおりである。
マイクロカプセル672の粒径が1000μmより大きい場合は、ニップ部Nの手前でマイクロカプセル672がせき止められてニップ部Nへマイクロカプセル672が進入できないため、ニップ荷重によりマイクロカプセル672が破裂しづらい。また、マイクロカプセル672が0.5μmより小さい場合は、硬度の低いフッ素樹脂を用いた摺動シート68とエンドレスベルト620の界面でマイクロカプセル672にニップ荷重が十分に印加されず、マイクロカプセル672が破裂しづらい。
なお、分散されるマイクロカプセル672の粒径を2種以上としてもよい。また、複数種類のマイクロカプセル672を、分布を定めて分散させてもよい。複数の粒径のマイクロカプセル672を用いることで、粒径の大きいマイクロカプセル672に選択的に荷重が印加される。その結果、粒形の大きいマイクロカプセル672から粒径の小さいマイクロカプセル672の順に順次破裂することとなり、常に一定量の潤滑剤組成物673が潤滑剤組成物671に供給される。
つまり、ニップ荷重下で初期に大部分のマイクロカプセル672が破裂し、潤滑剤組成物673が短時間で揮発することを防ぎ、フッ素樹脂へのぬれ性が長期間にわたり維持される。ひいては、摺動シート68での潤滑剤670の保持性、被膜形成性が維持され、長期間にわたり低トルクでエンドレスベルト620の従動回転を達成できる。具体的には2μmから200μmの粒度分布を有していることが望ましい。
マイクロカプセル672の配合量は特に限定されるものではないが、潤滑剤組成物671に対し、好ましくは1vol%から90vol%、より好ましくは3vol%から70vol%、さらに好ましくは5vol%から50vol%である。1vol%より少ない場合は、供給される潤滑剤組成物673が少なく、フッ素樹脂へのぬれ性が向上しない。90vol%より多い場合は、マイクロカプセル672の固形物によって懸濁化した潤滑剤組成物671が高粘度化し、低トルクでエンドレスベルト620の従動回転が達成できない。
(実施の形態の効果)
フッ素を含有する潤滑剤組成物673を内包したマイクロカプセル672を分散させた潤滑剤670を用いたため、マイクロカプセル672がニップ荷重下で破裂し、フッ素を含有した潤滑剤組成物673が潤滑剤組成物671に供給され、フッ素樹脂を用いた摺動シート68のぬれ性が向上する。また、マイクロカプセル672がニップ荷重下で順次破裂することで、フッ素を含有した潤滑剤組成物673が潤滑剤組成物671に順次供給されるため、先に供給されたフッ素を含有した潤滑剤組成物673が定着温度において揮発しても、新たに供給された潤滑剤組成物673によりフッ素樹脂を用いた摺動シート68へのぬれ性は維持される。
従って、少なくともフッ素樹脂を用いた摺動シート68での潤滑剤組成物673の保持性、被膜形成性が維持され、フッ素を含有した潤滑剤組成物673の揮発による摩擦係数の変化を抑制することができ、ひいては低トルクのエンドレスベルト620の従動回転を維持することができる。
(実施例1)
以下、実施例を用いてさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例により限定されるものではない。
実施例1においては、図1に示された定着装置60を用いて、以下のとおりに構成した。
定着ロール61は、外径30mm、肉厚1.8mm、長さ360mmの円筒状アルミ製のコア611の外周面に弾性層612としてシリコーンHTVゴム(ゴム硬度35度:JIS A)を厚み600μmに被覆し、弾性層612の表面に離型層613として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)を厚み30μmにチューブ被覆したものを用い、表面を鏡面状態に仕上げた。
コア611の内部には、ハロゲンヒータ66として供給熱量600wのハロゲンランプを用いた。なお、定着ロール61の表面温度は、定着ロール61の表面に当接した状態で配置された温度センサ69で計測し、制御部40でハロゲンヒータ66を制御することにより175℃に制御した。
エンドレスベルト620は、周長94mm、肉厚75μm、長さ320mmの熱硬化性ポリイミドを基材とし、該基材の外周面に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)を30μmの厚みにコーティングすることで離型層を形成したものを用いた。
押圧部材62の圧力パッド64は、幅10mm、肉厚5mm、長さ320mmのシリコーンゴムを用いた。ベルトガイド部材63は、その表面にベルト回転方向のリブを設け、エンドレスベルト620の内周面との接触面積が少なくなるようにした。支持体65は、エンドレスベルト620を介して図示しない圧縮コイルスプリングにより定着ロール61を35kgの荷重で押圧した。
定着ロール61へのエンドレスベルト620の巻き付け角度を約40°としたところ、ニップ部Nの幅は約10mmであった。モーターからの駆動力を定着ロール61に伝達することで、定着ロール61及びエンドレスベルト620を194mm/secの速度で回転させた。
摺動シート68は、PTFE樹脂の薄膜シートとして「テフロン(登録商標)モールディングパウダー」(三井デュポンフロロケミカル社製)を用いた非多孔質フッ素樹脂シート(オイル含浸量0.015mg/mm)を用いたところ、表面粗さRtは2.0μmであった。なお、このとき摺動シート68表面とエンドレスベルト620の内面との間に潤滑剤670を介在させた。
なお、以下の実施例および比較例において、未定着トナー像を形成する用紙として「DC2220」(富士ゼロックス社製)を用い、フルカラーのパターン画像を「J紙」(富士ゼロックス社製)に出力したものを評価した。
また、フッ素を含有する潤滑剤組成物を内包したマイクロカプセルを以下の製造方法により製造した。
マイクロカプセル672の壁材料として熱硬化性のメラミン樹脂を、フッ素を含有する潤滑剤組成物673としてパーフルオロポリエーテルオイル「デムナムS−200」(ダイキン工業製)を使用した。
具体的にはポリビニルアルコール水溶液に、メラミン樹脂「ニカレットMC」(日本カーバイド工業製)及びホルムアルデヒド水溶液を混合し、炭酸ナトリウムを加えてpH10で70℃において15分反応させて、メチロールメラミンプレポリマーを調製した。
次に、内包物質であるパーフルオロポリエーテルオイルに、プレポリマー溶液を滴下し、ホモジナイザーで撹拌しながら、70℃に加熱し反応させた。得られた反応生成物をろ過、乾燥し、外殻がメラニン樹脂で構成されたパーフルオロポリエーテルオイルを内包するマイクロカプセル672を得た。
次に、得られたマイクロカプセル672を分級し、100μmから200μmの粒径のマイクロカプセル672を得た。得られたマイクロカプセル672を、ジメチルシリコーンオイル「KF−96−350cs」(信越シリコーン製、25℃における動粘度350mm2/s)に10vol%加えて潤滑剤670とし、マイクロカプセル672が一様の分布となるように撹拌した。
得られた潤滑剤670を潤滑剤塗布部材67に0.2ml滴下した。この状態で定着装置60を稼動させ、初期と、経時(20万枚印刷)後の用紙Kに定着されたトナーの画質と、定着装置60の駆動トルクとを確認した。その結果を表1に示す。
なお、用紙Kに定着されたトナーの画質の評価は目視により行った。その評価基準は以下のとおりである。
○:画質欠陥は全く見受けられない。
△:画質欠陥は存在するが、実用上問題のないレベル。
×:実用不可な画質欠陥の発生が見受けられる。
また、定着装置60の駆動トルクは、ダイレクトトルク測定メーターを定着ロール61の駆動部に連結させ、回転させて測定した。その評価基準は以下のとおりである。
○:0.8Nm以下。
△:0.8Nmを超え、1.4Nm以下。
×:1.4Nmを超える。
(実施例2)
実施例1と同様に製造、分級したマイクロカプセル672を0.5vol%分散させた。マイクロカプセル672の量以外の条件は実施例1と同様にして、用紙Kに定着されたトナーの画質と定着装置60の駆動トルクとを確認した。
(実施例3)
実施例1と同様に製造、分級したマイクロカプセル672を92vol%分散させた。マイクロカプセル672の量以外の条件は実施例1と同様にして、用紙Kに定着されたトナーの画質と定着装置60の駆動トルクとを確認した。
(実施例4)
実施例1と同様に製造し、1000μmから2000μmの粒度分布となるよう分級したマイクロカプセル672を分散させた。マイクロカプセル672の量以外の条件は実施例1と同様にして、用紙Kに定着されたトナーの画質と定着装置60の駆動トルクとを確認した。
(実施例5)
実施例1と同様に製造し、0.2μmから0.5μmの粒度分布となるよう分級したマイクロカプセル672を分散させた。マイクロカプセル672の量以外の条件は実施例1と同様にして、用紙Kに定着されたトナーの画質と定着装置60の駆動トルクとを確認した。
(比較例1)
実施例1におけるパーフルオロポリエーテルオイルをマイクロカプセル化せず、そのままジメチルシリコーンオイルに10vol%添加し、十分に撹拌したオイルを潤滑剤として使用した。その他の条件は実施例1と同様にして、用紙Kに定着されたトナーの画質と定着装置60の駆動トルクとを確認した。
(比較例2)
比較例1におけるジメチルシリコーンオイルにパーフルオロポリエーテルオイルを添加せず潤滑剤として使用した。その他の条件は比較例1と同様にして、用紙Kに定着されたトナーの画質と定着装置60の駆動トルクとを確認した。
Figure 2013186289
上記表1に示したとおり、経時後において、用紙Kに定着されたトナーの画質と定着装置60の駆動トルクとが共に評価「○」となったのは実施例1のみであり、マイクロカプセル672の粒径が100μmから200μm、添加した量が10vol%の場合に良好な結果が得られた。なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々に変形実施が可能である。
1Y、1M、1C、1K 露光器
11Y、11M、11C、11K 感光体
12Y、12M、12C、12K 帯電器
14Y、14M、14C、14K 現像器
15 中間転写ベルト
16Y、16M、16C、16K 一次転写ロール
17Y、17M、17C、17K 感光体クリーニング装置
20 二次転写部
22 二次転写ロール
25 バックアップロール
31 駆動ロール
33 従動ロール
34 バックアップロール
35 ベルトクリーニング装置
40 制御部
50A、50B 給紙トレイ
51 ピックアップロール
52 搬送ロール
56 定着入口ガイド
60 定着装置
61 定着ロール
62 押圧部材
63 ベルトガイド部材
64 圧力パッド
64a 弾性体
64b 剥離ニップ部材
65 支持体
66 ハロゲンヒータ
67 潤滑剤塗布部材
68 摺動シート
68a 摺動シート固定部材
69 温度センサ
70 剥離補助部材
71 剥離バッフル
72 バッフルホルダ
80 排出部
81 排出トレイ
100 画像形成装置
100a 筐体
200 画像形成部
611 コア
612 弾性層
613 離型層
620 エンドレスベルト
670 潤滑剤
671 潤滑剤組成物
672 マイクロカプセル
673 潤滑剤組成物
N ニップ部

Claims (6)

  1. 回転可能に配置された駆動部材に外接して従動するベルト部材と、
    前記ベルト部材を介して前記駆動部材に圧力を加える圧力部材と、
    前記ベルト部材と前記圧力部材との間に配置された摺動部材と、
    前記ベルト部材と前記摺動部材との摺動面に介在し、第1の潤滑剤組成物と、第2の潤滑剤組成物を内包して当該第1の潤滑剤組成物に分散されたマイクロカプセルとを含む潤滑剤とを有する押圧部材。
  2. 前記潤滑剤の前記第1の潤滑剤組成物と前記第2の潤滑剤組成物とは異なる潤滑剤組成物であることを特徴とする請求項1に記載の押圧部材。
  3. 前記第2の潤滑剤組成物は、フッ素を含有する潤滑剤組成物であることを特徴とする請求項1又は2に記載の押圧部材。
  4. 前記摺動部材は、少なくともフッ素樹脂を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の押圧部材。
  5. 前記マイクロカプセルは、前記ベルト部材と前記摺動部材との間で前記圧力部材の圧力によって破裂する請求項1〜4のいずれかに記載の押圧部材。
  6. 潜像保持体と、
    前記潜像保持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
    前記潜像を現像剤により現像して現像剤像を形成する現像手段と、
    前記現像剤像を記録媒体に転写する転写手段と、
    請求項1〜5のいずれかに記載の前記押圧部材及び前記駆動部材とを含む定着装置とを有する画像形成装置。

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