JP2015197603A - Fixing member and fixing device - Google Patents

Fixing member and fixing device Download PDF

Info

Publication number
JP2015197603A
JP2015197603A JP2014075517A JP2014075517A JP2015197603A JP 2015197603 A JP2015197603 A JP 2015197603A JP 2014075517 A JP2014075517 A JP 2014075517A JP 2014075517 A JP2014075517 A JP 2014075517A JP 2015197603 A JP2015197603 A JP 2015197603A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fixing member
surface layer
fluororesin
fixing
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014075517A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015197603A5 (en
JP6238821B2 (en
Inventor
明志 浅香
Akishi Asaka
明志 浅香
祐介 馬場
Yusuke Baba
祐介 馬場
真持 松本
Sadamochi Matsumoto
真持 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2014075517A priority Critical patent/JP6238821B2/en
Publication of JP2015197603A publication Critical patent/JP2015197603A/en
Publication of JP2015197603A5 publication Critical patent/JP2015197603A5/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6238821B2 publication Critical patent/JP6238821B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing member improving fixing properties by improving followability to recesses of a paper surface by softening a hard fluororesin layer according to the surface shape thereof, while retaining releasability as an advantage of the surface layer composed of the fluororesin layer.SOLUTION: An elastic layer and a surface layer composed of fluororesin are sequentially laminated on the outer peripheral layer of a cylindrical base material, where the surface of the surface layer includes dimples. The dimple has a reduced value depth Rvk of 0.8 μm or more and 2.0 μm or less as a lubricity evaluation parameter of a plateau structure surface, and a relationship between the reduced valley depth Rvk and the projection crest height Rpk of the surface of the surface layer is 1.8≤Rvk/Rpk≤20.0.

Description

本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置の加熱定着装置に用いる定着部材および定着装置に関する。   The present invention relates to a fixing member and a fixing device used in a heat fixing device of an image forming apparatus using an electrophotographic system.

プリンター、コピー機、ファクシミリ等の電子写真画像形成装置の加熱定着装置に用いられる定着部材として、ベルト形状のもの、ローラ形状のものがある。ベルト基材には、ポリイミドなどの耐熱樹脂材料あるいはニッケル電鋳やSUSなどの金属材料等が用いられる。かかるベルト形状あるいはローラ形状の基材上には、シリコーンゴム等の耐熱ゴムからなる弾性層が設けられる。弾性層を設けることにより、トナーが転写された紙等の記録材が、相対向する二つの定着部材、すなわち加熱部材と加圧部材、が圧接されて形成されたニップ部を通過する際に、かかる弾性層を構成するゴムの柔軟性によって、定着部材の表面が記録材上のトナー画像に沿って変形して、接触面積が広がることで接触熱抵抗が低減される。これによりトナーを一様に溶融して記録材上に定着させることができ、定着ムラが無く高光沢で良質な画像を得ることができる。   As a fixing member used in a heat fixing device of an electrophotographic image forming apparatus such as a printer, a copier, or a facsimile, there are a belt-shaped member and a roller-shaped member. For the belt base material, a heat-resistant resin material such as polyimide or a metal material such as nickel electroforming or SUS is used. An elastic layer made of heat-resistant rubber such as silicone rubber is provided on the belt-shaped or roller-shaped base material. By providing an elastic layer, when a recording material such as paper to which toner is transferred passes through a nip portion formed by press-fitting two opposing fixing members, that is, a heating member and a pressure member, Due to the flexibility of the rubber constituting the elastic layer, the surface of the fixing member is deformed along the toner image on the recording material, and the contact area is widened to reduce the contact thermal resistance. Thus, the toner can be uniformly melted and fixed on the recording material, and a high-quality image with high gloss can be obtained without uneven fixing.

かかる定着部材においては、トナーに対する離型性を確保するために、上記弾性層の表面にシリコーンオイルを含浸させる方法がとられてきた。しかし、この方法では、離型性を持続させるためにシリコーンオイルを補充しなければならず、それにかかるユーザーメンテナンスの負荷やシステムコストの増大等の問題により、シリコーンオイルを使用しない定着部材が必要とされていた。そこで、シリコーンオイルを使用しない定着部材として、上記弾性層の表面に離型層を形成した構成のものが提案されている(特許文献1)。このような離型層を構成する材料としては、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)、及び、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂(FEP)といったフッ素樹脂が使用されてきた。   In such a fixing member, a method of impregnating the surface of the elastic layer with silicone oil has been used in order to ensure releasability with respect to the toner. However, in this method, silicone oil must be replenished in order to maintain releasability, and a fixing member that does not use silicone oil is required due to problems such as a burden on user maintenance and an increase in system cost. It had been. Therefore, a fixing member that does not use silicone oil has been proposed in which a release layer is formed on the surface of the elastic layer (Patent Document 1). Materials constituting such a release layer include tetrafluoroethylene resin (PTFE), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (PFA), and tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene. Fluorine resins such as copolymer resins (FEP) have been used.

上述した弾性層の表面に離型層を設けた定着部材、即ち、定着ローラ及び定着ベルト、における離型層の形成手段としては、その弾性層の表面に、前記したフッ素樹脂を主成分とする分散液(水系分散塗料)又は粉体塗料を塗装し、これを融点以上に加熱して成膜する方法、あるいは、別途作成したフッ素樹脂チューブを弾性層の表面に被覆する方法等が使用されている。   A fixing member having a release layer provided on the surface of the elastic layer described above, that is, as a release layer forming means in the fixing roller and the fixing belt, is mainly composed of the above-mentioned fluororesin on the surface of the elastic layer. A method of coating a dispersion (water-based dispersion paint) or powder paint and heating it to the melting point or higher, or a method of coating a separately prepared fluororesin tube on the surface of the elastic layer is used. Yes.

しかしながら、離型性を確保するために必須のフッ素樹脂は熱伝導率が低いため、定着部材の加熱効率が低いという問題があった。また、弾性層を構成するゴムに比べて硬いフッ素樹脂の層が弾性層の表面に形成された定着部材は、フッ素樹脂層の影響により、前述した記録材との接触熱抵抗の低減に必要な特性である柔軟性が損なわれるので、定着ムラ等の不具合が発生するという問題があった。   However, the fluororesin essential for ensuring releasability has a problem that the heating efficiency of the fixing member is low because the thermal conductivity is low. In addition, a fixing member in which a fluororesin layer harder than the rubber constituting the elastic layer is formed on the surface of the elastic layer is necessary for reducing the contact thermal resistance with the recording material described above due to the influence of the fluororesin layer. Since flexibility, which is a characteristic, is impaired, there is a problem that defects such as uneven fixing occur.

電子写真画像形成装置では様々な記録材上にトナー画像が形成されるが、中でも記録材として最もよく使用される紙は、表面に紙の繊維による凹凸が存在し、その凹凸の上にトナー画像が形成される。すなわち、表面の起伏が大きい記録材上のトナーに対して、表面の起伏で「凸」に位置する部分では、定着部材の表面とよく密着し熱及び圧力がよく伝わる。これに対して、「凹」に位置する部分では、硬いフッ素樹脂層に覆われた定着部材の表面との密着性が悪くなるため、それぞれの部分でのトナーのつぶれ具合が異なり、結果的に局所的な定着性の悪化や濃度ムラを引き起こすことがあった。   In the electrophotographic image forming apparatus, toner images are formed on various recording materials. Among them, the most frequently used paper as a recording material has irregularities due to paper fibers on the surface, and toner images are formed on the irregularities. Is formed. That is, with respect to the toner on the recording material having a large surface undulation, the portion that is “convex” due to the surface undulation adheres well to the surface of the fixing member and transfers heat and pressure well. On the other hand, since the adhesion to the surface of the fixing member covered with the hard fluororesin layer is deteriorated in the portion located in the “concave”, the degree of toner crushing in each portion is different. In some cases, local fixing deterioration and density unevenness were caused.

特開平10−148988号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-148988

このような問題に対し、本発明者等の検討の結果、以下のような知見を得た。すなわち、定着部材の表面層にディンプルを形成することにより、定着部材の表面のマイクロ硬度が低下すること、すなわち表面が柔軟化することがわかった。また、その定着部材を搭載した電子写真画像形成装置によって記録材上に定着されたトナー画像は、定着性を評価する際の擦り試験によっても濃度低下が低減されることがわかった。   As a result of studies by the present inventors for such problems, the following findings were obtained. That is, it has been found that by forming dimples on the surface layer of the fixing member, the micro hardness of the surface of the fixing member is lowered, that is, the surface is softened. It was also found that the toner image fixed on the recording material by the electrophotographic image forming apparatus equipped with the fixing member can be reduced in density by a rubbing test when evaluating fixability.

本発明の目的は、フッ素樹脂からなる表面層の利点である離型性を維持しつつ、硬いフッ素樹脂層の表面にディンプルを形成して表面層を柔軟化することにより、紙表面の凹部への追従性を良くして定着性能を向上させた定着部材を提供することにある。また、本発明の他の目的は、定着ムラのない、高品位な電子写真画像を安定して形成することのできる定着装置を提供することである。   An object of the present invention is to form a dimple on the surface of a hard fluororesin layer to soften the surface layer while maintaining the releasability, which is an advantage of the surface layer made of fluororesin, so that the concave portion on the paper surface can be obtained. It is an object of the present invention to provide a fixing member having improved followability and improved fixing performance. Another object of the present invention is to provide a fixing device capable of stably forming a high-quality electrophotographic image without fixing unevenness.

上記目的を達成するため、第1の発明は、円筒状基材の外周面に、弾性層、フッ素樹脂から成る表面層が順次積層された電子写真用定着部材であり、該表面層の表面がディンプルを有し、該ディンプルはプラトー構造表面の潤滑性評価パラメータである突出谷部深さRvkが0.8μm以上2.0μm以下であり、且つ該突出谷部深さRvkと該表面層の表面の突出山部高さRpkの関係が1.8≦Rvk/Rpk≦20.0であることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a first invention is an electrophotographic fixing member in which an elastic layer and a surface layer made of a fluororesin are sequentially laminated on an outer peripheral surface of a cylindrical base material, and the surface of the surface layer is The dimple has a projecting valley depth Rvk of 0.8 μm or more and 2.0 μm or less, which is a lubricity evaluation parameter of the plateau structure surface, and the projecting valley depth Rvk and the surface layer surface The relationship of the protruding peak height Rpk is 1.8 ≦ Rvk / Rpk ≦ 20.0.

第2の発明は、第1の発明である前記定着部材において、前記ディンプルは、該表面層の表面粗さデータの高さゼロの位置からの深さ1.0μmにおける平均最大長さDが15μm以上26μm以下であり、且つ最大長さ分布の標準偏差σと平均最大長さDとの比として定義される変動係数CV=σ/Dが1.0未満であることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the fixing member according to the first aspect, the dimple has an average maximum length D of 15 μm at a depth of 1.0 μm from a position of zero height of the surface roughness data of the surface layer. The variation coefficient CV = σ / D defined as a ratio of the standard deviation σ of the maximum length distribution and the average maximum length D is less than 1.0.

第3の発明は、第1または第2の発明である前記定着部材において、前記表面層の厚みが8μm以上25μm以下であることを特徴とする。   According to a third invention, in the fixing member according to the first or second invention, the thickness of the surface layer is 8 μm or more and 25 μm or less.

第4の発明は、第3の発明である前記定着部材において、前記表面層がフッ素樹脂分散液を塗布することにより形成された塗膜を加熱硬化することによって形成されたものであることを特徴とする。   According to a fourth invention, in the fixing member according to the third invention, the surface layer is formed by heat-curing a coating film formed by applying a fluororesin dispersion. And

第5の発明は、第4の発明である前記定着部材において、前記ディンプルが、フッ素樹脂と該フッ素樹脂の溶融温度以下で分解する微粉ワックスとを含む分散液を塗布することにより形成された塗膜に対して、該塗膜を加熱硬化する際に該微粉ワックスを分解させることによって形成されたものであることを特徴とする。   According to a fifth invention, in the fixing member according to the fourth invention, the dimple is formed by applying a dispersion containing a fluororesin and a fine powder wax that decomposes below the melting temperature of the fluororesin. The film is formed by decomposing the fine wax when the coating film is heated and cured.

第6の発明は、第1から第5の発明である前記定着部材の何れかを有する定着装置であることを特徴とする。   A sixth invention is a fixing device having any one of the fixing members according to the first to fifth inventions.

本発明によれば、定着ムラがない電子写真画像を安定して形成することに貢献し得る定着部材を提供することができる。さらに本発明によれば、定着ムラのない、高品位な電子写真画像を安定して形成することに貢献し得る定着装置を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to provide a fixing member that can contribute to the stable formation of an electrophotographic image without fixing unevenness. Furthermore, according to the present invention, it is possible to obtain a fixing device that can contribute to stably forming a high-quality electrophotographic image without fixing unevenness.

本発明に係る定着装置の概略構成図(断面図)である。この図面の左上方の図は、定着ベルトの部分拡大図(断面図)である。1 is a schematic configuration diagram (cross-sectional view) of a fixing device according to the present invention. The upper left figure of this drawing is a partially enlarged view (cross-sectional view) of the fixing belt. 本発明に係る実施例から得られたベアリングカーブである。It is a bearing curve obtained from the Example which concerns on this invention. 本発明に係る実施例から得られた二値化画像である。It is the binarized image obtained from the Example which concerns on this invention. 実施例及び比較例におけるRvkと表面マイクロ硬度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between Rvk and surface micro hardness in an Example and a comparative example.

以下、本発明をさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

本発明に係る定着部材は、円筒状基材の外周面に、弾性層、フッ素樹脂から成る表面層が順次積層され、該表面層の表面がディンプルを有し、該ディンプルはプラトー構造表面の潤滑性評価パラメータである突出谷部深さRvkが0.8μm以上2.0μm以下であり、且つ該突出谷部深さRvkと該表面層の表面の突出山部高さRpkの関係が1.8≦Rvk/Rpk≦20.0であることを特徴としている。   In the fixing member according to the present invention, an elastic layer and a surface layer made of fluororesin are sequentially laminated on the outer peripheral surface of a cylindrical base material, and the surface layer has dimples. The dimples lubricate the surface of the plateau structure. The protruding valley depth Rvk, which is a property evaluation parameter, is 0.8 μm or more and 2.0 μm or less, and the relationship between the protruding valley depth Rvk and the protruding peak height Rpk of the surface layer is 1.8. ≦ Rvk / Rpk ≦ 20.0.

〔表面層の凹凸〕
ここで、突出谷部深さRvkの数値範囲は、定着部材の柔軟性と離型性のバランスから規定されているものである。Rvkの下限値である「0.8μm」なる値は、弾性層の表面にフッ素樹脂から成る表面層を備えた定着部材において、表面マイクロ硬度を下げて表面層を柔軟化させるために最低限必要な値である。Rvkが0.8μm未満であると、表面層の柔軟性が不十分であるために、定着性の向上効果が得られない。また、Rvkが「2.0μm」を超えると、ディンプルの谷部に付着したトナーを表面層が保持するために、表面層の離型性能が損なわれる。
[Unevenness of surface layer]
Here, the numerical range of the projecting valley depth Rvk is defined by the balance between the flexibility and releasability of the fixing member. The lower limit value of Rvk, “0.8 μm”, is the minimum required for a fixing member having a surface layer made of a fluororesin on the surface of the elastic layer to lower the surface micro hardness and soften the surface layer. Value. When Rvk is less than 0.8 μm, the surface layer is insufficiently flexible, so that the effect of improving the fixability cannot be obtained. On the other hand, when Rvk exceeds “2.0 μm”, the surface layer retains the toner adhering to the valleys of the dimples, so that the release performance of the surface layer is impaired.

そして、該表面層の表面の突出山部高さRpkに対する突出谷部深さRvkの比である「Rvk/Rpk」の数値範囲は、定着部材の柔軟性の向上及び実現可能な凹凸度の限界という観点から規定されているものである。「Rvk/Rpk」の値が「1.8」未満であると、凹部からなるディンプルと同程度に存在する凸部によって上記のような柔軟化が阻害されて、十分な定着性の向上効果が得られない。また、Rpkを小さくすることが柔軟化を阻害することはないが、Rvkの上限値である2.0μmを超えない範囲で、凸部を減らしRpkを十分に小さくした場合においても、実現可能な値として「Rvk/Rpk」の上限値を「20.0」と規定したものである。   The numerical range of “Rvk / Rpk”, which is the ratio of the protruding valley depth Rvk to the protruding peak height Rpk on the surface of the surface layer, is the limit of the improvement in the flexibility of the fixing member and the realizable unevenness. It is specified from the viewpoint. When the value of “Rvk / Rpk” is less than “1.8”, the above-described softening is hindered by the convex portions present at the same level as the dimples composed of the concave portions, and a sufficient fixing effect is improved. I can't get it. Also, reducing Rpk does not impede flexibility, but it can be realized even when the convex portion is reduced and Rpk is sufficiently reduced within a range not exceeding the upper limit value of Rvk of 2.0 μm. The upper limit value of “Rvk / Rpk” is defined as “20.0” as a value.

また、前記ディンプルは、該表面層の表面粗さデータの高さゼロの位置からの深さ1.0μmにおける平均最大長さDが15μm以上26μm以下であることが好ましい。15μm以上であれば、ディンプル内にトナーが付着しにくく、表面層の離型性能が損なわれない。また、26μm以下であれば、ディンプルの存在しない平坦部分の割合が相対的に多いため、表面層の耐久性、すなわち耐摩耗強度の点で問題となることもない。   The dimples preferably have an average maximum length D of 15 μm or more and 26 μm or less at a depth of 1.0 μm from a position of zero height in the surface roughness data of the surface layer. If it is 15 μm or more, the toner hardly adheres to the dimples and the release performance of the surface layer is not impaired. Further, if it is 26 μm or less, since the ratio of flat portions where no dimples are present is relatively large, there is no problem in terms of durability of the surface layer, that is, wear resistance strength.

さらに、前記平均最大長さDは、最大長さ分布の標準偏差σと平均最大長さDとの比として定義される変動係数CV=σ/Dが1.0未満であることが好ましい。この範囲内であれば、平均値に対する分布のばらつきの影響を大きく受けることなく、平均値から離型性や耐久性の良否を判断することができる。   Further, the average maximum length D is preferably such that a variation coefficient CV = σ / D defined as a ratio of the standard deviation σ of the maximum length distribution and the average maximum length D is less than 1.0. Within this range, it is possible to determine the quality of releasability and durability from the average value without being greatly affected by the dispersion of the distribution with respect to the average value.

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<定着装置>
本発明に係る定着装置について説明する。本発明に係る定着装置は、電子写真画像形成装置に用いる定着装置であって、前述のような本発明の定着部材が定着ベルトあるいは定着ローラとして配置されているものである。電子写真画像形成装置としては、感光体、潜像形成手段、形成した潜像をトナーで現像する手段、現像したトナー像を記録材に転写する手段、および、記録材上のトナー像を定着する手段等を有する電子写真画像形成装置が挙げられる。
<Fixing device>
The fixing device according to the present invention will be described. A fixing device according to the present invention is a fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus, in which the fixing member of the present invention as described above is arranged as a fixing belt or a fixing roller. The electrophotographic image forming apparatus includes a photosensitive member, a latent image forming unit, a unit for developing the formed latent image with toner, a unit for transferring the developed toner image to a recording material, and fixing the toner image on the recording material. An electrophotographic image forming apparatus having means and the like can be mentioned.

本発明に係る定着装置の一実施態様を示す断面図を図1に示す。以下の説明において、定着装置及びこの定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材の搬送方向と直交する方向である。短手方向とは記録材の面において記録材の搬送方向と平行な方向である。長さとは長手方向の寸法である。幅とは短手方向の寸法である。記録材に関し、幅方向とは記録材の面において記録材の搬送方向と直交する方向である。幅とは幅方向の寸法である。   FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the fixing device according to the present invention. In the following description, regarding the fixing device and the members constituting the fixing device, the longitudinal direction is a direction orthogonal to the recording material conveyance direction on the surface of the recording material. The short side direction is a direction parallel to the conveyance direction of the recording material on the surface of the recording material. The length is a dimension in the longitudinal direction. The width is a dimension in the short direction. Regarding the recording material, the width direction is a direction orthogonal to the conveying direction of the recording material on the surface of the recording material. The width is a dimension in the width direction.

かかる定着装置は、加熱体としてのセラミックスヒータ1と、支持部材としてのヒータホルダ2と、加熱回転体としての無端状の定着ベルト3と、加圧回転体(バックアップ部材)としての加圧ローラ4などを有している。   Such a fixing device includes a ceramic heater 1 as a heating body, a heater holder 2 as a support member, an endless fixing belt 3 as a heating rotator, a pressure roller 4 as a pressure rotator (backup member), and the like. have.

ヒータホルダ2は、剛性を有する耐熱性材料によって横断面略樋形状に形成されている。そしてヒータホルダの短手方向中央の下面に設けられた溝部でセラミックスヒータ(以下、「ヒータ」と記す)を支持している。   The heater holder 2 is formed in a substantially bowl shape with a rigid heat-resistant material. A ceramic heater (hereinafter referred to as “heater”) is supported by a groove provided in the lower surface of the center in the short direction of the heater holder.

定着ベルト3は、ヒータを支持させたヒータホルダの外周にルーズに外嵌されている。さらに定着ベルトの内周面(内面)には、ヒータとの摺動性を向上させるためにグリスが塗られている。   The fixing belt 3 is loosely fitted around the outer periphery of the heater holder that supports the heater. Further, grease is applied to the inner peripheral surface (inner surface) of the fixing belt in order to improve the slidability with the heater.

加圧ローラ4は、定着ベルトの下方で定着ベルトと平行に配置されている。そしてこの加圧ローラとヒータとで定着ベルトを所定の加圧機構によりヒータ側に加圧している。これにより加圧ローラの外周面(表面)を定着ベルトの外周面(表面)に加圧状態で接触させ、後述の弾性層を弾性変形させることによって定着ベルトの表面と加圧ローラの表面との間に所定幅の定着ニップ部(ニップ部)Nを形成している。   The pressure roller 4 is disposed below the fixing belt and in parallel with the fixing belt. The fixing belt and the heater press the fixing belt to the heater side by a predetermined pressing mechanism. As a result, the outer peripheral surface (surface) of the pressure roller is brought into contact with the outer peripheral surface (surface) of the fixing belt in a pressurized state, and an elastic layer described later is elastically deformed to thereby form a surface between the surface of the fixing belt and the surface of the pressure roller. A fixing nip portion (nip portion) N having a predetermined width is formed therebetween.

<定着部材>
電子写真用定着部材の代表例として定着ベルトについて、更に詳しく説明する。定着ベルト3は、図1中の定着ベルトの部分拡大図に示すように、内側から基材5、弾性層6、表面層7が設けられた複層構造を有する無端状のベルト部材である。
<Fixing member>
A fixing belt will be described in more detail as a representative example of an electrophotographic fixing member. The fixing belt 3 is an endless belt member having a multilayer structure in which a base material 5, an elastic layer 6, and a surface layer 7 are provided from the inside, as shown in a partially enlarged view of the fixing belt in FIG.

〔基材〕
円筒状基材は、例えば、薄肉の可撓性を有する無端状のベルトである。基材の材料として、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等の薄肉耐熱性樹脂が用いられる。またより熱伝導性を高めるために、SUS、Ni等の薄肉金属を用いてもよい。また、基材は熱容量を小さくすることでクイックスタート性を満足させ、さらに一定の機械的強度も満足させる必要があるため、厚みは5μm以上100μm以下、好ましくは20μm以上85μm以下とすることが望ましい。
〔Base material〕
The cylindrical substrate is, for example, a thin endless belt having flexibility. As the base material, a thin heat resistant resin such as polyimide, polyamideimide, polyetheretherketone (PEEK) or the like is used. In order to further increase the thermal conductivity, a thin metal such as SUS or Ni may be used. Moreover, since it is necessary for the base material to satisfy the quick start property by reducing the heat capacity and to satisfy a certain mechanical strength, the thickness is desirably 5 μm or more and 100 μm or less, preferably 20 μm or more and 85 μm or less. .

〔弾性層〕
基材の外周面にはシリコーンゴム等で形成される弾性層6が形成されている。弾性層を設けることで、高光沢で定着ムラのない良質画像を得ることが可能になる。すなわち、弾性層が定着ニップ部Nで記録材P上のトナーや、記録材Pの紙繊維の形状に対して変形し、未定着のトナー画像を包み込むことによって、トナー画像に対して均一に熱を与えることができるようになる。弾性層の厚みは薄すぎると弾性が十分に発揮できないため、高光沢で定着ムラのない画像を得ることができず、厚すぎると定着ベルトの熱容量が大きくなって、クイックスタート性が低下する。そのため、弾性層の厚みとしては、30μm以上500μm以下、好ましくは100μm以上300μm以下とすることが望ましい。
[Elastic layer]
An elastic layer 6 made of silicone rubber or the like is formed on the outer peripheral surface of the base material. By providing the elastic layer, it is possible to obtain a high-quality image with high gloss and no fixing unevenness. That is, the elastic layer is deformed with respect to the toner on the recording material P and the shape of the paper fiber of the recording material P at the fixing nip portion N, and wraps an unfixed toner image, thereby uniformly heating the toner image. Will be able to give. If the thickness of the elastic layer is too thin, the elasticity cannot be exhibited sufficiently, so that an image having high gloss and no fixing unevenness cannot be obtained, and if it is too thick, the heat capacity of the fixing belt is increased and the quick start property is lowered. Therefore, the thickness of the elastic layer is desirably 30 μm or more and 500 μm or less, preferably 100 μm or more and 300 μm or less.

本発明に係る弾性層を構成するシリコーンゴムの原料は、室温で流動性を持つポリマーであって、加熱により硬化が進行するものであり、硬化後に適度に低硬度で、加熱加圧定着装置で用いるのに十分な耐熱性と変形回復力を有する液状シリコーンゴムである。特に、加工性が良好で寸法精度の安定性が高く、硬化反応時に反応副生成物が発生しないなどの生産性に優れる理由から、付加反応架橋型の液状シリコーンゴムを用いることが、より好ましい。   The raw material of the silicone rubber that constitutes the elastic layer according to the present invention is a polymer having fluidity at room temperature, which cures by heating, has a moderately low hardness after curing, It is a liquid silicone rubber having sufficient heat resistance and deformation recovery ability to be used. In particular, it is more preferable to use an addition reaction cross-linkable liquid silicone rubber because it has excellent processability, high dimensional accuracy stability, and excellent productivity such that no reaction by-product is generated during the curing reaction.

液状シリコーンゴムは、例えばオルガノポリシロキサン(A液)およびオルガノハイドロジェンポリシロキサン(B液)を含み、さらに触媒や他の添加物を適宜含む組成物である。オルガノポリシロキサンはシリコーンゴム原料のベースポリマーであり、その分子量は、各種充填剤の混合攪拌や、それにより得られた混合物の流動性を適当な範囲とするために、数平均分子量5000以上10万以下が好ましく、質量平均分子量1万以上50万以下がより好ましい。   The liquid silicone rubber is a composition containing, for example, an organopolysiloxane (A liquid) and an organohydrogenpolysiloxane (B liquid), and further containing a catalyst and other additives as appropriate. Organopolysiloxane is a base polymer of a silicone rubber raw material, and its molecular weight is a number average molecular weight of 5,000 to 100,000 in order to bring the mixing and stirring of various fillers and the fluidity of the resulting mixture into an appropriate range. The weight average molecular weight is preferably 10,000 or more and 500,000 or less.

弾性層はシリコーンゴム単独で構成された場合、熱伝導率が低い。熱伝導率が低いと、ヒータから記録材に対して効果的に熱を伝えることが困難になり、加熱不足による定着ムラなどの画像不良を生じるおそれがある。弾性層の熱伝導率を上げるために、弾性層を構成するシリコーンゴム中に高熱伝導性フィラー(以下「フィラー」と称する)を混入させることができる。フィラーとしては、SiC、ZnO、Al、AlN、MgO、カーボン等が用いられる。また、これらのフィラーは単一で用いても良く、2種類以上を混合物として使用してもよい。これらフィラーを弾性層に混入させることで、弾性層に導電性を付与することも可能である。 When the elastic layer is composed of silicone rubber alone, the thermal conductivity is low. When the thermal conductivity is low, it becomes difficult to effectively transfer heat from the heater to the recording material, and there is a risk of causing image defects such as uneven fixing due to insufficient heating. In order to increase the thermal conductivity of the elastic layer, a high thermal conductive filler (hereinafter referred to as “filler”) can be mixed in the silicone rubber constituting the elastic layer. As the filler, SiC, ZnO, Al 2 O 3 , AlN, MgO, carbon or the like is used. These fillers may be used alone or in combination of two or more. It is also possible to impart conductivity to the elastic layer by mixing these fillers into the elastic layer.

〔表面層〕
弾性層の外周面には、例えば、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂(FEP)等のフッ素樹脂から形成される表面層7が設けられている。
[Surface layer]
On the outer peripheral surface of the elastic layer, for example, a tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (PFA), a tetrafluoroethylene resin (PTFE), a tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer resin ( A surface layer 7 made of a fluororesin such as FEP) is provided.

表面層はフッ素樹脂分散液を塗布することにより形成された塗膜を加熱することによって形成されたものであることが好ましい。また表面層中に存在するディンプルは、フッ素樹脂と該フッ素樹脂の溶融温度以下で分解する微粉ワックスとを含む分散液を塗布することにより形成された塗膜に対して、該塗膜を加熱硬化する際に該微粉ワックスを分解させることによって形成されたものであることが好ましい。   The surface layer is preferably formed by heating a coating film formed by applying a fluororesin dispersion. Also, the dimples present in the surface layer heat cure the coating film formed by applying a dispersion containing a fluororesin and a fine wax that decomposes below the melting temperature of the fluororesin. It is preferably formed by decomposing the fine powder wax.

表面層の厚みは、1μm以上50μm以下、好ましくは8μm以上25μm以下とすることが望ましく、弾性層をチューブで被覆したものでもよく、弾性層の表面を塗料でコートしたものであってもよい。   The thickness of the surface layer is 1 μm or more and 50 μm or less, preferably 8 μm or more and 25 μm or less, and the elastic layer may be covered with a tube, or the surface of the elastic layer may be coated with a paint.

表面層としてPFAチューブを用いる場合、PFAチューブの膜厚は10μm以下では均一なチューブの成型や被覆が難しくなるため、15μm以上が好ましい。一方で、膜厚が25μmを超えるとチューブ自体が硬いため、チューブにディンプルを形成したとしても、紙表面への追従性を良くして定着性能を向上させるほど定着ベルトの表面を柔軟化できない。このため、表面層のPFAチューブの膜厚は25μm以下にすることが好ましい。   When a PFA tube is used as the surface layer, the thickness of the PFA tube is preferably 15 μm or more because it is difficult to form and coat a uniform tube if the film thickness is 10 μm or less. On the other hand, since the tube itself is hard when the film thickness exceeds 25 μm, even if dimples are formed on the tube, the surface of the fixing belt cannot be made flexible enough to improve the followability to the paper surface and improve the fixing performance. For this reason, the film thickness of the PFA tube as the surface layer is preferably 25 μm or less.

表面層がフッ素樹脂コーティング層の場合には、チューブに比べて表面硬度が硬くなりにくい。フッ素樹脂コーティング層の膜厚は、薄くコートする場合には耐久性に問題が生じ、厚くコートする場合には均一性に問題が生じるため、実際には8μm以上30μm以下にすることが好ましい。   When the surface layer is a fluororesin coating layer, the surface hardness is less likely to be harder than that of the tube. The film thickness of the fluororesin coating layer is preferably 8 μm or more and 30 μm or less in practice because a problem arises in durability when the coating is thin and a problem occurs in uniformity when the coating is thick.

以下、実施例により本発明の詳細を説明する。はじめに、実施例および比較例における評価方法について説明する。   Hereinafter, details of the present invention will be described by way of examples. First, the evaluation method in an Example and a comparative example is demonstrated.

<1.定着部材の表面形状の解析方法>
〔1−1.Rvk及びRvk/Rpk〕
定着部材の表面形状の計測には、光干渉方式の非接触表面形状システム(商品名:VertScan 2.0/R3300G Lite、株式会社菱化システム製)を用いる。
<1. Method for analyzing surface shape of fixing member>
[1-1. Rvk and Rvk / Rpk]
For measuring the surface shape of the fixing member, a non-contact surface shape system (trade name: VertScan 2.0 / R3300G Lite, manufactured by Ryoka System Co., Ltd.) using an optical interference method is used.

潤滑性評価パラメータである突出谷部深さRvkおよび突出山部高さRpkは、定着部材の表面画像のベアリング解析により得られるベアリングカーブから算出する。ここで、該計測システムにおけるベアリングカーブとはJIS B 0601:2001にて定義されている「負荷曲線」と同義であり、視野画像内の各画素における表面高さデータ全測定点から算出されたものである。本発明に係る実施例から得られたベアリングカーブを図2に示す。突出谷部深さRvkおよび突出山部高さRpkの詳細は、JIS B 0671:2002で規定されている。Rvkおよび「Rvk/Rpk」の値は、各定着部材について任意の5ヵ所にて得られた5回測定値の平均値とする。   The protruding valley depth Rvk and protruding peak height Rpk, which are the lubricity evaluation parameters, are calculated from the bearing curve obtained by bearing analysis of the surface image of the fixing member. Here, the bearing curve in the measurement system is synonymous with the “load curve” defined in JIS B 0601: 2001, and is calculated from all measurement points of the surface height data at each pixel in the visual field image. It is. FIG. 2 shows a bearing curve obtained from the embodiment according to the present invention. The details of the protruding valley depth Rvk and protruding peak height Rpk are defined in JIS B 0671: 2002. The values of Rvk and “Rvk / Rpk” are the average values of five measurement values obtained at arbitrary five locations for each fixing member.

〔1−2.ディンプルの最大長さ〕
表面層に形成されたディンプルの最大長さは、前記計測システムでの孔解析により算出する。以下に、孔解析の具体的な方法を説明する。
[1-2. Maximum dimple length)
The maximum length of dimples formed on the surface layer is calculated by hole analysis using the measurement system. Below, the specific method of a hole analysis is demonstrated.

まず、視野画像内の各画素の表面高さデータに対して、ブロックサイズ100画素ごとに曲面補正を行い、得られた粗さデータの高さゼロの位置から−1.0μmを二値化閾値に設定する。この際、二値化時のベース面(高さゼロの面)が孔自体のデータを含んでしまう可能性を考慮し、「再二値化」処理を行うことによって孔を含まない面を高さゼロの面に設定する。二値化閾値面(−1.0μm)より下の画素が隣接する領域をラベリングし、各ラベル領域ごとに最大長さを算出する。ここで、最大長さとは、一つのラベル領域において重心を通る径のうち最長のものをいう。発見されたラベル領域のうち「孔」領域として判定するための基準として、最大長さの上限値を100μm、下限値を1μmに設定する。   First, the surface height data of each pixel in the field-of-view image is subjected to curved surface correction for every 100 pixels of the block size, and -1.0 μm from the position of zero height of the obtained roughness data is binarized threshold value Set to. At this time, considering the possibility that the base surface (surface with zero height) at the time of binarization will contain the data of the hole itself, the surface that does not include the hole is increased by performing the “rebinarization” process. Set to zero plane. An area where pixels below the binarization threshold plane (−1.0 μm) are adjacent is labeled, and the maximum length is calculated for each label area. Here, the maximum length refers to the longest diameter passing through the center of gravity in one label region. As a reference for determining as a “hole” area among the found label areas, an upper limit value of the maximum length is set to 100 μm and a lower limit value is set to 1 μm.

本発明に係る実施例から得られた二値化画像を図3に示す。平均最大長さDとは、二値化画像内の各「孔」領域の最大長さの平均値である。実施例および比較例に記載の平均最大長さDは、各定着部材における任意の5ヵ所にて得られた平均最大長さの平均値とする。また、二値化画像内における最大長さの分布から算出される標準偏差σと平均最大長さDとの比を変動係数CV=σ/Dとして定義する。上記平均最大長さDが平均値として意味をなすための前提条件として、二値化画像内における最大長さのばらつきを表すCVが1.0未満であることとする。   FIG. 3 shows a binarized image obtained from the embodiment according to the present invention. The average maximum length D is an average value of the maximum length of each “hole” region in the binarized image. The average maximum length D described in the examples and comparative examples is an average value of average maximum lengths obtained at arbitrary five positions in each fixing member. Further, a ratio between the standard deviation σ calculated from the maximum length distribution in the binarized image and the average maximum length D is defined as a variation coefficient CV = σ / D. As a precondition for the average maximum length D to be meaningful as an average value, CV representing a variation in the maximum length in the binarized image is less than 1.0.

<2.定着部材の表面層の硬さ測定>
定着部材の表面層の硬さは、JIS−Aタイプのマイクロ硬度計MD−1型(高分子計器株式会社製)を用いて、温度23℃、相対湿度55%の環境においてピークホールドモードで測定する。マイクロ硬度計は、ゴム材料、熱可塑性エラストマー、軟質プラスチックなどの厚さ2mm以下の薄物の硬度測定に適している。定着部材の端部から15mm以上25mm以下の位置の両端部及び中央部の合計3点について、各点円周方向90°ごとに合計4点測定する。得られた合計12点の測定値の平均値をマイクロ硬度とする。
<2. Measurement of surface layer hardness of fixing member>
The hardness of the surface layer of the fixing member is measured in a peak hold mode in an environment of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 55% using a JIS-A type micro hardness meter MD-1 type (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.). To do. The micro hardness tester is suitable for measuring the hardness of thin materials having a thickness of 2 mm or less, such as rubber materials, thermoplastic elastomers, and soft plastics. For a total of three points at both ends and the center of the fixing member at a position of 15 mm or more and 25 mm or less, a total of four points are measured every 90 ° in each point circumferential direction. The average value of the measured values obtained in total 12 points is defined as micro hardness.

弾性層のシリコーンゴムが低硬度であるほど、定着部材の表面マイクロ硬度は低くなるため、定着性は良くなるが、その一方、熱劣化が起き易くなるために過度に低硬度のものを用いることができない。また、マイクロ硬度は弾性層の厚みとも関係があり、弾性層の厚みを大きくするほどマイクロ硬度を低くできるが、前述したとおり、厚みが大きすぎると定着部材の熱容量が大きくなり、クイックスタート性が低下する。   The lower the hardness of the silicone rubber of the elastic layer, the lower the surface micro hardness of the fixing member, so that the fixing property is improved. On the other hand, use a material with excessively low hardness to easily cause thermal deterioration. I can't. Microhardness is also related to the thickness of the elastic layer, and as the elastic layer thickness is increased, the microhardness can be lowered.However, as described above, if the thickness is too large, the heat capacity of the fixing member increases, and the quick start property is improved. descend.

本発明では、表面層の形状起因による硬さ(柔軟性)と定着性の比較を目的としていることから、マイクロ硬度に影響しうる弾性層のゴム硬度と厚みは、各実施例および比較例において同一とする。すなわち、実施例および比較例の弾性層としては、高熱伝導性フィラーであるSiCを50体積部混入させた、JIS−A硬度で10°のシリコーンゴム層を200μmの厚みで設けることとする。   In the present invention, since the purpose is to compare the hardness (flexibility) due to the shape of the surface layer and the fixability, the rubber hardness and thickness of the elastic layer that can affect the micro hardness are determined in each of the examples and comparative examples. Identical. That is, as the elastic layers of the examples and comparative examples, a silicone rubber layer having a JIS-A hardness of 10 ° mixed with 50 parts by volume of SiC, which is a high thermal conductive filler, is provided with a thickness of 200 μm.

<3.定着部材の定着性の評価>
定着性の評価は、温度15℃、相対湿度20%の環境に保たれた実験室内で行う。定着部材を図1に示す定着装置に装着し、この定着装置を、60枚/分(プロセススピード350mm/sec)の高速定着を可能とするレーザービームプリンタに組み込む。通紙中の定着ベルトの表面温度は200℃になるように設定する。記録材としては坪量75g/cm、レターサイズのラフ紙(Fox River Paper社製 フォックスリバーボンド)を用いる。
<3. Evaluation of fixing property of fixing member>
Fixability is evaluated in a laboratory maintained in an environment with a temperature of 15 ° C. and a relative humidity of 20%. The fixing member is mounted on the fixing device shown in FIG. 1, and this fixing device is incorporated in a laser beam printer capable of high-speed fixing at 60 sheets / minute (process speed 350 mm / sec). The surface temperature of the fixing belt during paper passing is set to 200 ° C. As a recording material, a basis weight of 75 g / cm 2 and letter-sized rough paper (Fox River Bond manufactured by Fox River Paper) are used.

ここで定着性とは濃度低下率(単位:%)をもって表される。濃度低下率とは、定着装置が冷えた状態から、黒およびハーフトーン(灰色)の5mm角の未定着画像がレターサイズ用紙の上に9ヵ所配された記録材Pを定着装置によって定着させ、出力された記録材Pの画像を一定の条件で擦ったときの、擦り前の濃度から擦り後の濃度を引いた濃度低下分を、擦り前の濃度で割ったものとして算出する。このとき、画像の濃度は濃度測定器(マクベス社製)にて測定する。よって、この擦り試験による濃度低下率が小さいほど定着性が良いということになる。この濃度低下率はレターサイズ用紙上の9ヵ所の黒およびハーフトーン画像の全てに関して算出し、250枚を連続プリントして、以下の評価基準で表示する。
×:250枚について濃度低下率が20%を超える箇所が1ヵ所以上存在する。
○:上記の「×」に該当しない。
Here, the fixability is expressed as a density reduction rate (unit:%). The density reduction rate means that the fixing device fixes the recording material P in which nine unfixed images of 5 mm square of black and halftone (gray) are arranged on the letter size paper from the state where the fixing device is cooled, When the output image of the recording material P is rubbed under a certain condition, the density decrease obtained by subtracting the density after rubbing from the density before rubbing is calculated by dividing the density by the density before rubbing. At this time, the density of the image is measured by a density measuring device (manufactured by Macbeth). Therefore, the smaller the density reduction rate by this rubbing test, the better the fixability. This density reduction rate is calculated for all nine black and halftone images on letter-size paper, 250 sheets are continuously printed, and displayed according to the following evaluation criteria.
X: One or more locations where the density reduction rate exceeds 20% for 250 sheets.
○: Not applicable to the above “x”.

<4.定着部材の表面の離型性(汚れ付着性)の評価>
離型性の評価は、定着部材を定着性の評価と同様の定着装置およびレーザービームプリンタに組み込んで行う。記録材としては坪量68g/cm、A4サイズのCS−680(キヤノン株式会社製)を用いる。10000枚を連続プリントした後の、定着部材の表面を目視およびVertScanで観察し、その汚れの程度で定着部材の汚れ難さを評価する。すなわち、定着部材の表面が汚れやすい場合には、表面層に形成したディンプルにトナーが付着することで孔が塞がるため、10000枚通紙前後の孔解析の結果を比較することで、定着部材の表面の汚れ難さを知ることができる。評価基準は以下の通りである。
○:通紙前と比較して、ディンプルが半数以上残っている。
×:通紙前と比較して、紙粉およびトナーの付着によりディンプルが半数未満になっている。
<4. Evaluation of releasability (fouling adhesion) of fixing member surface>
Evaluation of releasability is performed by incorporating the fixing member into a fixing device and a laser beam printer similar to the evaluation of fixing property. As the recording material, a basis weight of 68 g / cm 2 , A4 size CS-680 (manufactured by Canon Inc.) is used. The surface of the fixing member after continuously printing 10,000 sheets is visually and visually observed with a VertScan, and the degree of contamination of the fixing member is evaluated based on the degree of contamination. That is, when the surface of the fixing member is easily soiled, the toner adheres to the dimples formed on the surface layer, so that the hole is closed. By comparing the results of the hole analysis before and after passing 10,000 sheets, You can know how difficult the surface is to get dirty. The evaluation criteria are as follows.
○: More than half of the dimples remain compared to before passing.
X: Dimples are less than half due to adhesion of paper dust and toner as compared to before paper passing.

<実施例1>
円筒状基材としてステンレス鋼(SUS)により製作された外径30mm、厚さ35μm、長さ240mmのものを使用した。上記基材の外周面にプライマー(商品名:DY39−051、東レ・ダウコーニング株式会社製)を塗布し、熱風循環式オーブンで150℃、30分間熱処理した。プライマー処理後の基材の外周面に、弾性層として2液付加型液状シリコーンゴム混合物をリングコート法にて厚さ200μmで塗布形成し、180℃にて加熱硬化させた。その後、200℃の熱風循環式オーブン中で4時間、2次硬化を行い、弾性層を形成した。
<Example 1>
A cylindrical base material made of stainless steel (SUS) having an outer diameter of 30 mm, a thickness of 35 μm, and a length of 240 mm was used. A primer (trade name: DY39-051, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) was applied to the outer peripheral surface of the substrate, and heat-treated in a hot air circulation oven at 150 ° C. for 30 minutes. On the outer peripheral surface of the base material after the primer treatment, a two-component addition-type liquid silicone rubber mixture was applied and formed as an elastic layer with a thickness of 200 μm by a ring coating method, and was cured by heating at 180 ° C. Thereafter, secondary curing was carried out in a hot air circulation oven at 200 ° C. for 4 hours to form an elastic layer.

次に、弾性層の表面を紫外線照射処理(UV処理)した。このUV処理は必須ではないが、この処理によりシリコーンゴム表面のタック性が低下し、かつ撥水性が変化し親水性にすることができる。このUV処理を行ったのちに、シランカップリング剤として3−アミノプロピルトリエトキシシラン(商品名:KBE−903、信越化学工業株式会社製)をエタノールで質量比5倍に希釈した液を弾性層の表面にスプレーにて塗布し、室温にて自然乾燥させた。尚、乾燥後の膜厚が1.0μmになるようにした。次に、プライマー(商品名:PR−990CL、三井・デュポンフロロケミカル株式会社製)をスプレーにて乾燥後の膜厚が3μmになるように塗布した。その後、熱風循環式オーブン中において温度150℃で10分間加熱乾燥して、塗膜を形成した。   Next, the surface of the elastic layer was subjected to ultraviolet irradiation treatment (UV treatment). This UV treatment is not essential, but this treatment can reduce the tackiness of the silicone rubber surface and change the water repellency to make it hydrophilic. After this UV treatment, a solution obtained by diluting 3-aminopropyltriethoxysilane (trade name: KBE-903, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) with ethanol as a silane coupling agent to a mass ratio of 5 times is an elastic layer. The surface was coated with spray and allowed to air dry at room temperature. The film thickness after drying was set to 1.0 μm. Next, a primer (trade name: PR-990CL, manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.) was applied by spraying so that the film thickness after drying was 3 μm. Then, it was heated and dried at a temperature of 150 ° C. for 10 minutes in a hot air circulating oven to form a coating film.

次に、平均粒子径が0.1μmのPFAを水に分散させたフッ素樹脂分散塗料(EM−500、三井・デュポンフロロケミカル社製)100質量部に対して、微粉タイプのポリエチレンワックス(商品名:Ceridust3620、クラリアントジャパン株式会社製)を8質量部混合して、表面層形成用塗料を調製した。それを前記プライマー塗膜の表面に表面層の厚みが15μmになるように、スプレーにて塗布した。その後、室温にて10分間乾燥させ、表面層形成用塗料の塗膜を形成した。   Next, with respect to 100 parts by mass of a fluororesin dispersion paint (EM-500, manufactured by Mitsui DuPont Fluoro Chemical Co., Ltd.) in which PFA having an average particle size of 0.1 μm is dispersed in water, a fine powder type polyethylene wax (trade name) : Ceridust 3620, manufactured by Clariant Japan Co., Ltd.) was mixed to prepare a coating material for forming a surface layer. It was applied by spraying on the surface of the primer coating so that the thickness of the surface layer was 15 μm. Then, it was made to dry for 10 minutes at room temperature, and the coating film of the coating material for surface layer formation was formed.

その後、プライマーおよび表面層形成用塗料の塗膜を、熱風循環式ハイテンプオーブンにより380℃にて3分間加熱して、塗膜中のフッ素樹脂粒子を溶融させた。その際、塗料中に混合した微粉ワックスは、フッ素樹脂と分離しながら溶融・分解され、フッ素樹脂で構成された表面層にディンプルを形成した。次いで、冷風により急冷して定着ベルトを得た。これにより形成された定着ベルトの表面層のRvkは1.2μm、「Rvk/Rpk」は1.8であった。また、表面層に形成されたディンプルの、表面粗さデータの高さゼロの位置からの深さ1.0μmにおける平均最大長さDは26μmであった。各評価結果を表2に示す。   Thereafter, the coating film of the primer and the coating material for forming the surface layer was heated at 380 ° C. for 3 minutes by a hot air circulation type high temp oven to melt the fluororesin particles in the coating film. At that time, the fine powder wax mixed in the paint was melted and decomposed while being separated from the fluororesin, and dimples were formed on the surface layer composed of the fluororesin. Subsequently, it was rapidly cooled with cold air to obtain a fixing belt. The Rvk of the surface layer of the fixing belt thus formed was 1.2 μm, and “Rvk / Rpk” was 1.8. The average maximum length D of dimples formed on the surface layer at a depth of 1.0 μm from the position of zero height in the surface roughness data was 26 μm. Each evaluation result is shown in Table 2.

<実施例2〜5>
微粉タイプのワックスの種類及び使用量を表1に示す条件に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、定着ベルト2〜5を得て評価した。評価結果を表2に示す。
<Examples 2 to 5>
Fixing belts 2 to 5 were obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the type and amount of fine powder type wax were changed to the conditions shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 2.

<比較例1>
微粉タイプのワックスを用いなかったこと以外は、実施例1と同様にして、定着ベルトC1を得て評価した。評価結果を表2に示す。塗料中に微粉ワックスを混合していないため、表面層にディンプルは形成されず、表面粗さデータの高さゼロの位置からの深さ1.0μmにおける平均最大長さDは0μmであった。
<Comparative Example 1>
A fixing belt C1 was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the fine powder type wax was not used. The evaluation results are shown in Table 2. Since fine powder wax was not mixed in the paint, dimples were not formed on the surface layer, and the average maximum length D at a depth of 1.0 μm from the position of zero height in the surface roughness data was 0 μm.

<比較例2>
水性フッ素樹脂分散塗料として、平均粒子径が0.1μmのPFAを水に分散させたフッ素樹脂分散塗料(商品名:EM−500、三井・デュポンフロロケミカル社製)と、平均粒子径が0.2μmのFEPを水に分散させたフッ素樹脂分散塗料(商品名:FEP120−JR、三井・デュポンフロロケミカル社製)を7/3(質量比)で混合したディスパージョンを用いた。このディスパージョン100質量部に対して、微粉タイプのポリエチレンワックス(商品名:Ceridust3610、クラリアントジャパン社製)を14質量部混合した表面層形成用塗料を調製した。これら以外は実施例1と同様にして、定着ベルトC2を得て評価した。評価結果を表2に示す。
<Comparative Example 2>
As an aqueous fluororesin-dispersed paint, a fluororesin-dispersed paint (trade name: EM-500, manufactured by Mitsui / Dupont Fluoro Chemical Co., Ltd.) in which PFA having an average particle diameter of 0.1 μm is dispersed in water; A dispersion in which a fluororesin dispersion paint (trade name: FEP120-JR, manufactured by Mitsui DuPont Fluoro Chemical Co.) in which 2 μm FEP was dispersed in water was mixed at 7/3 (mass ratio) was used. A coating material for forming a surface layer was prepared by mixing 14 parts by mass of fine powder type polyethylene wax (trade name: Ceridust 3610, manufactured by Clariant Japan) with respect to 100 parts by mass of this dispersion. Except for these, the fixing belt C2 was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 2.

<比較例3>
水性フッ素樹脂分散塗料として、平均粒子径が0.1μmのPFAを水に分散させたフッ素樹脂分散塗料(商品名:EM−500、三井・デュポンフロロケミカル社製)と、平均粒子径が10μmのPFAを水に分散させたフッ素樹脂分散塗料(商品名:PFA350−J、三井・デュポンフロロケミカル社製)を8/2(質量比)で混合したディスパージョンを用いた。また、微粉タイプのワックスを用いなかった。これら以外は実施例1と同様にして、定着ベルトC3を得て評価した。評価結果を表2に示す。塗料中に微粉ワックスを混合していないため、表面層にディンプルは形成されず、表面粗さデータの高さゼロの位置からの深さ1.0μmにおける平均最大長さDは0μmであった。
<Comparative Example 3>
As an aqueous fluororesin-dispersed paint, a fluororesin-dispersed paint (trade name: EM-500, manufactured by Mitsui / DuPont Fluoro Chemical Co.) in which PFA having an average particle diameter of 0.1 μm is dispersed in water, and an average particle diameter of 10 μm A dispersion in which a fluororesin dispersion paint (trade name: PFA350-J, manufactured by Mitsui DuPont Fluoro Chemical Co.) in which PFA is dispersed in water was mixed at 8/2 (mass ratio) was used. Also, no fine powder type wax was used. Except for these, the fixing belt C3 was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 2. Since fine powder wax was not mixed in the paint, dimples were not formed on the surface layer, and the average maximum length D at a depth of 1.0 μm from the position of zero height in the surface roughness data was 0 μm.

<比較例4及び5>
微粉タイプのワックスの種類及び使用量を表1に示す条件に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、定着ベルトC4及びC5を得て評価した。評価結果を表2に示す。
<Comparative Examples 4 and 5>
Fixing belts C4 and C5 were obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the type and amount of fine powder type wax were changed to the conditions shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 2.

[Rvkと表面マイクロ硬度の関係]
以上の各実施例及び比較例の構成における、Rvkと表面マイクロ硬度の関係を図4に示す。マイクロ硬度は、Rvkの値が最も小さい比較例1のマイクロ硬度をゼロとしたときの相対的な硬度ΔMDで表している。この結果より、Rvkの値が大きくなるほど、定着部材の表面のマイクロ硬度が低下すること、すなわち表面層が柔軟化することがわかる。
[Relationship between Rvk and surface micro hardness]
FIG. 4 shows the relationship between Rvk and surface micro hardness in the configurations of the above examples and comparative examples. The micro hardness is expressed as a relative hardness ΔMD when the micro hardness of Comparative Example 1 having the smallest value of Rvk is zero. From this result, it can be seen that as the value of Rvk increases, the microhardness of the surface of the fixing member decreases, that is, the surface layer becomes softer.

Figure 2015197603
Figure 2015197603

Figure 2015197603
Figure 2015197603

これらの結果より、フッ素樹脂層からなる表面層の利点である離型性を維持しつつ、硬いフッ素樹脂層の表面にディンプルを形成して柔軟化することにより、紙表面の凹部への追従性を良くして定着性能を向上させる定着部材が提供されることが分かる。   From these results, it is possible to follow the recesses on the paper surface by forming dimples on the surface of the hard fluororesin layer and softening it while maintaining the releasability that is an advantage of the surface layer made of the fluororesin layer. It can be seen that there is provided a fixing member that improves the fixing performance and improves the fixing performance.

1 セラミックスヒータ
2 ヒータホルダ
3 定着ベルト
4 加圧ローラ
5 基材
6 弾性層
7 表面層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ceramic heater 2 Heater holder 3 Fixing belt 4 Pressure roller 5 Base material 6 Elastic layer 7 Surface layer

Claims (6)

円筒状基材の外周面に、弾性層、フッ素樹脂から成る表面層が順次積層され、該表面層の表面がディンプルを有し、該ディンプルは、プラトー構造表面の潤滑性評価パラメータである突出谷部深さRvkが0.8μm以上2.0μm以下であり、且つ、該突出谷部深さRvkと該表面層の表面の突出山部高さRpkの関係が 1.8≦Rvk/Rpk≦20.0であることを特徴とする電子写真用定着部材。   An elastic layer and a surface layer made of a fluororesin are sequentially laminated on the outer peripheral surface of the cylindrical base material, and the surface layer has dimples. The dimples are protruding valleys that are parameters for evaluating the lubricity of the plateau structure surface. The depth Rvk is 0.8 μm or more and 2.0 μm or less, and the relationship between the protruding valley depth Rvk and the protruding peak height Rpk of the surface layer is 1.8 ≦ Rvk / Rpk ≦ 20 A fixing member for electrophotography, wherein the fixing member is. 前記ディンプルは、前記表面層の表面粗さデータの高さゼロの位置からの深さ1.0μmにおける平均最大長さDが15μm以上26μm以下であり、且つ最大長さ分布の標準偏差σと平均最大長さDとの比として定義される変動係数CV=σ/Dが1.0未満である請求項1に記載の電子写真用定着部材。   The dimple has an average maximum length D of 15 μm or more and 26 μm or less at a depth of 1.0 μm from the position of zero height in the surface roughness data of the surface layer, and a standard deviation σ and an average of the maximum length distribution The electrophotographic fixing member according to claim 1, wherein a coefficient of variation CV = σ / D defined as a ratio to the maximum length D is less than 1.0. 前記表面層の厚みが8μm以上25μm以下である請求項1または2に記載の電子写真用定着部材。   The fixing member for electrophotography according to claim 1, wherein the thickness of the surface layer is 8 μm or more and 25 μm or less. 前記表面層がフッ素樹脂分散液を塗布することにより形成された塗膜を加熱硬化することによって形成されたものである請求項3に記載の電子写真用定着部材。   The fixing member for electrophotography according to claim 3, wherein the surface layer is formed by heat-curing a coating film formed by applying a fluororesin dispersion. 前記ディンプルが、フッ素樹脂と該フッ素樹脂の溶融温度以下で分解する微粉ワックスとを含む分散液を塗布することにより形成された塗膜に対して、該塗膜を加熱硬化する際に該微粉ワックスを分解させることによって形成されたものである請求項4に記載の電子写真用定着部材。   When the dimple is heat-cured on a coating film formed by applying a dispersion containing a fluororesin and a fine powder wax that decomposes below the melting temperature of the fluororesin, the fine powder wax The fixing member for electrophotography according to claim 4, wherein the fixing member is formed by decomposing. 請求項1から5の何れか一項に記載の電子写真用定着部材を有することを特徴とする定着装置。   A fixing device comprising the electrophotographic fixing member according to claim 1.
JP2014075517A 2014-04-01 2014-04-01 FIXING MEMBER, ITS MANUFACTURING METHOD, AND FIXING DEVICE Expired - Fee Related JP6238821B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014075517A JP6238821B2 (en) 2014-04-01 2014-04-01 FIXING MEMBER, ITS MANUFACTURING METHOD, AND FIXING DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014075517A JP6238821B2 (en) 2014-04-01 2014-04-01 FIXING MEMBER, ITS MANUFACTURING METHOD, AND FIXING DEVICE

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2015197603A true JP2015197603A (en) 2015-11-09
JP2015197603A5 JP2015197603A5 (en) 2017-07-20
JP6238821B2 JP6238821B2 (en) 2017-11-29

Family

ID=54547300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014075517A Expired - Fee Related JP6238821B2 (en) 2014-04-01 2014-04-01 FIXING MEMBER, ITS MANUFACTURING METHOD, AND FIXING DEVICE

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6238821B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7424228B2 (en) 2020-06-29 2024-01-30 コニカミノルタ株式会社 Fixing belt and electrophotographic image forming device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003122164A (en) * 2001-10-15 2003-04-25 Gunze Ltd Toner-fixing member
JP2004151446A (en) * 2002-10-31 2004-05-27 Ricoh Co Ltd Thermal fixing member, method of manufacturing the same, and fixing device equipped with the same
JP2005227624A (en) * 2004-02-13 2005-08-25 Fuji Xerox Co Ltd Belt member and image forming apparatus
JP2006091182A (en) * 2004-09-21 2006-04-06 Fuji Xerox Co Ltd Fixing device, belt tube and image forming apparatus
JP2013064916A (en) * 2011-09-20 2013-04-11 Canon Inc Flexible member and image heating device having the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003122164A (en) * 2001-10-15 2003-04-25 Gunze Ltd Toner-fixing member
JP2004151446A (en) * 2002-10-31 2004-05-27 Ricoh Co Ltd Thermal fixing member, method of manufacturing the same, and fixing device equipped with the same
JP2005227624A (en) * 2004-02-13 2005-08-25 Fuji Xerox Co Ltd Belt member and image forming apparatus
JP2006091182A (en) * 2004-09-21 2006-04-06 Fuji Xerox Co Ltd Fixing device, belt tube and image forming apparatus
JP2013064916A (en) * 2011-09-20 2013-04-11 Canon Inc Flexible member and image heating device having the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7424228B2 (en) 2020-06-29 2024-01-30 コニカミノルタ株式会社 Fixing belt and electrophotographic image forming device

Also Published As

Publication number Publication date
JP6238821B2 (en) 2017-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4882312B2 (en) Method for producing fluororesin-coated member
US20140255067A1 (en) Electrophotographic fixing member, fixing apparatus and electrophotographic image forming apparatus
JP6347727B2 (en) Fixing member, fixing device, and image forming apparatus
US9152109B2 (en) Fixing member including elastic layer having heat diffusivity, fixer and image forming apparatus
JP2009109952A (en) Pressure member and image heating device equipped with same
US7014976B2 (en) Fuser member, apparatus and method for electrostatographic reproduction
JPH0749631A (en) Fixing roller
JP2010224229A (en) Tubular body, tubular body supporting device, image fixing device, image forming apparatus, and method for manufacturing the tubular body
EP3550376B1 (en) Fixing member, fixing device, and electrophotographic image forming apparatus
JP2014178546A (en) Fixing member, fixing device and image forming apparatus
JP6238821B2 (en) FIXING MEMBER, ITS MANUFACTURING METHOD, AND FIXING DEVICE
JP4011378B2 (en) Fixing member evaluation method
JP2014134696A (en) Fixing member for fixing electrophotography, fixing device, and image forming apparatus
JP2019028184A (en) Fixing member and method for manufacturing fixing member
JP2004157529A (en) Heat fixing member and image forming apparatus possessing the same
JP2019133006A (en) Fixing belt, fixing device, and image forming apparatus
JP2015040863A (en) Fixing member, fixing apparatus, and image forming apparatus
JP6361136B2 (en) Fixing belt, fixing device, and image forming apparatus
US11429046B2 (en) Fixing belt and method of manufacturing the fixing belt
JP2004170859A (en) Elastic roller, fixing member and production thereof
JP2010281916A (en) Fixing member, and fixing device and image forming apparatus
JP2008165018A (en) Fixing member, image-fixing device, and image-forming device
JP3867375B2 (en) Electrophotographic fixing part and fixing device
JP6146697B2 (en) Fixing member, fixing device, and image forming apparatus
JPH1115315A (en) Fixing member, fixing device using the same, and image forming method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170324

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170606

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171003

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171031

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6238821

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees