JP2018141946A - Slide member for fixing device, method for manufacturing slide member for fixing device, fixing device, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着装置用摺動部材、定着装置用摺動部材の製造方法、定着装置及び画像形成装置に関するものである。特に、ローラーと接触して一緒に回転する無端ベルトの内周面に接触するように定着装置用摺動部材を配置させ、押圧部材により前記定着装置用摺動部材を介して前記無端ベルトを前記ローラーに押圧させてニップ部を形成する定着装置において、前記の定着装置用摺動部材に特定の特性を有するものを用い、適切な画像形成が安定して行えるようにした点に特徴を有するものである。 The present invention relates to a fixing device sliding member, a fixing device sliding member manufacturing method, a fixing device, and an image forming apparatus. In particular, the fixing device sliding member is arranged so as to contact the inner peripheral surface of the endless belt that rotates in contact with the roller, and the endless belt is moved by the pressing member via the fixing device sliding member. A fixing device that forms a nip portion by being pressed by a roller, characterized in that the above-described sliding member for the fixing device has a specific characteristic so that proper image formation can be stably performed. It is.
従来から、複写機，プリンター，ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置においては、記録媒体に転写されたトナー画像を、定着装置によって記録媒体上に定着させることが行われている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, and a composite machine of these, a toner image transferred to a recording medium is fixed on the recording medium by a fixing device.
ここで、このような定着装置としては、記録媒体に転写されたトナー画像を熱と圧力とにより記録媒体に定着させるにあたり、ローラーと接触して一緒に回転する無端ベルトの内周面に定着装置用摺動部材を接触するように設け、押圧部材により定着装置用摺動部材を介して前記無端ベルトを前記ローラーに押圧させてニップ部を形成し、このニップ部においてトナー画像を記録媒体に定着させるようにしたものが知られている。 Here, as such a fixing device, in fixing the toner image transferred to the recording medium to the recording medium by heat and pressure, the fixing device is attached to the inner peripheral surface of the endless belt that rotates in contact with the roller. A sliding member for contact is provided so that the endless belt is pressed against the roller by the pressing member via the sliding member for the fixing device to form a nip portion, and the toner image is fixed to the recording medium in the nip portion. What is made to let you do is known.
そして、特許文献１においては、加圧定着ロールと、この加圧定着ロールに接触するエンドレスベルトと、このエンドレスベルトの内部に配置され、エンドレスベルトの内周面を加圧定着ロールに向けて押圧する押圧部材とを有する定着装置が示され、ロールとベルトとが圧接されることで定着ニップが形成され、省エネ性に優れ、軽量、コンパクトかつ安価であるといった点で有利であることが示されている。 In Patent Document 1, a pressure fixing roll, an endless belt in contact with the pressure fixing roll, and an endless belt disposed inside the endless belt are pressed toward the pressure fixing roll. A fixing device having a pressing member is shown, and a fixing nip is formed by press-contacting a roll and a belt, which is advantageous in terms of energy saving, light weight, compactness, and low cost. ing.
また、特許文献２には、加圧ベルトの内周面で摺動するシート状摺動部材が押圧部材に設けられ、このシート状摺動部材と加圧ベルトの内周面との間に潤滑剤が介在する構成の定着装置が示されている。そして、この定着装置においては、潤滑剤によって、加圧ベルトの内周面と押圧部材との間の摺動抵抗が低減され、加圧ベルトを定着ロールとともに円滑に周回移動させることができるとし、潤滑剤として、シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどを使用し、シート状摺動部材として、ガラスクロスなどにフッ素樹脂を含浸させて焼結したものを使用することが示されている。 In Patent Document 2, a sheet-like sliding member that slides on the inner peripheral surface of the pressure belt is provided on the pressing member, and lubrication is provided between the sheet-like sliding member and the inner peripheral surface of the pressure belt. A fixing device having a configuration in which an agent is interposed is shown. In this fixing device, the sliding resistance between the inner peripheral surface of the pressure belt and the pressing member is reduced by the lubricant, and the pressure belt can be smoothly moved around with the fixing roll. It is shown that silicone oil, amino-modified silicone oil, methylphenyl silicone oil, etc. are used as the lubricant, and that the sheet-like sliding member is made by impregnating and sintering a glass cloth or the like with a fluororesin. Yes.
また、特許文献３や特許文献４にも、シート状摺動部材として、フッ素樹脂を含んだシート状摺動部材を使用したものが示されている。 Patent Document 3 and Patent Document 4 also show a sheet-like sliding member using a sheet-like sliding member containing a fluororesin.
そして、前記のようにシート状摺動部材に潤滑剤を保持させる場合、この摺動部材は、不織布、織布を問わず空隙を有し、嵩密度を構成材料の真密度より小さくすることが必要になる。 And when making a sheet-like sliding member hold | maintain a lubricant as mentioned above, this sliding member has a space | gap irrespective of a nonwoven fabric and a woven fabric, and can make a bulk density smaller than the true density of a constituent material. I need it.
ここで、このように摺動部材として、空隙が多く、嵩密度が低いものを用いると、潤滑剤の保持量が大となり、摺動性、耐久性が向上されるようになるが、空隙を有するため、圧力とせん断力により、摺動部材の厚みが経時変化して、使用時間とともに圧縮され、摺動部材に押圧されるローラーのＲ形状に対応した窪みが形成されて、ニップ部に凹みが形成され、紙しわ、分離不良、ジャムなどの不具合が発生するという問題があり、また摺動部材の厚みが変化すると、対向するローラーにおける弾性層の変形量も変化して、ニップ幅も変化し、例えば、光沢ムラ、定着ムラといった画像ノイズを発生するという問題が生じる。 Here, if a sliding member having a large gap and a low bulk density is used as described above, the amount of lubricant retained is increased, and the slidability and durability are improved. Therefore, the thickness of the sliding member changes with time due to pressure and shearing force, and is compressed with time of use, forming a recess corresponding to the R shape of the roller pressed against the sliding member, and recessed in the nip part. Is formed, causing problems such as paper wrinkles, poor separation, and jamming. When the thickness of the sliding member changes, the deformation amount of the elastic layer in the opposing roller also changes, and the nip width also changes. However, there arises a problem that image noise such as gloss unevenness and fixing unevenness occurs.
本発明は、複写機，プリンター，ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置において、ローラーと接触して一緒に回転する無端ベルトの内周面に接触するように定着装置用摺動部材を配置させ、押圧部材により前記定着装置用摺動部材を介して前記無端ベルトを前記ローラーに押圧させてニップ部を形成する定着装置ローラーと接触して一緒に回転する無端ベルトの内周面に接触するように定着装置用摺動部材を配置させ、押圧部材により定着装置用摺動部材を介して前記無端ベルトを前記ローラーに押圧させてニップ部を形成し、このニップ部においてトナー画像を記録媒体に定着させるようにした定着装置における前記のような問題を解決することを課題とするものである。 In the present invention, in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, and a composite machine of these, a fixing device sliding member is arranged so as to contact an inner peripheral surface of an endless belt that rotates in contact with a roller. The endless belt is pressed against the roller by the pressing member through the fixing device sliding member to contact the fixing device roller forming the nip portion and contact the inner peripheral surface of the endless belt rotating together The fixing device sliding member is arranged as described above, and the endless belt is pressed against the roller by the pressing member via the fixing device sliding member to form a nip portion, and the toner image is recorded on the recording medium in the nip portion. It is an object of the present invention to solve the above-described problems in a fixing device that is fixed.
そして、本発明においては、定着装置用摺動部材として、特定の特性を有するものを用い、この定着装置用摺動部材が使用時間とともに圧縮され、この定着装置用摺動部材に押圧されるローラーのＲ形状に対応した窪みが形成されてニップ部に凹みが生じるのを防止し、紙しわ、分離不良、ジャムなどが発生したり、ニップ部においてニップ幅が変化して、画像ノイズが発生したりするのを適切に抑制して、良好な画像形成が安定して行えるようにすることを課題とするものである。 In the present invention, a roller having a specific characteristic is used as the fixing device sliding member, and the fixing device sliding member is compressed with use time and is pressed against the fixing device sliding member. A dent corresponding to the R shape is formed to prevent the nip from forming a dent. Paper wrinkles, poor separation, jamming, etc., or the nip width changes in the nip, causing image noise. It is an object of the present invention to appropriately suppress image formation so that good image formation can be stably performed.
本発明に係る定着装置用摺動部材においては、前記のような課題を解決するため、ローラーと接触して一緒に回転する無端ベルトの内周面に接触するように定着装置用摺動部材を配置させ、押圧部材により前記定着装置用摺動部材を介して前記無端ベルトを前記ローラーに押圧させてニップ部を形成する定着装置に使用される定着装置用摺動部材であって、前記定着装置用摺動部材が耐熱繊維を用いた不織布シートで構成され、定着装置に装着させる状態での嵩密度ρｂが１ｇ／ｃｍ３以下であり、定着動作前と定着動作時とにおける定着装置用摺動部材の厚み変化量ΔＴが０．４ｍｍ以下であることを特徴としている。 In the sliding member for a fixing device according to the present invention, in order to solve the above-described problems, the fixing member sliding member is brought into contact with the inner peripheral surface of the endless belt that rotates in contact with the roller. A fixing device sliding member for use in a fixing device which is disposed and presses the endless belt against the roller via the fixing device sliding member by a pressing member to form a nip portion. The sliding member for the fixing device is made of a non-woven sheet using heat-resistant fibers, and has a bulk density ρb of 1 g / cm 3 or less when mounted on the fixing device, and the fixing device sliding before and during the fixing operation The thickness change amount ΔT of the member is 0.4 mm or less.
ここで、定着装置用摺動部材として、前記のように耐熱繊維を用いた不織布シートで構成され、定着装置に装着させる状態での嵩密度ρｂが１ｇ／ｃｍ３以下であり、定着動作前と定着動作時とにおける定着装置用摺動部材の厚み変化量ΔＴが０．４ｍｍ以下であるものを用いると、この定着装置用摺動部材を構成する不織布シートに潤滑剤を保持させることができ、またこのように潤滑剤を保持させた定着装置用摺動部材を介して押圧部材により前記無端ベルトを前記ローラーに押圧させてニップ部を形成するようにした場合に、この定着装置用摺動部材が使用時間とともに圧縮されて、押圧されるローラーのＲ形状に対応した窪みが形成されるのが防止され、ニップ部に凹みが形成されるのを防止できる。 Here, the sliding member for the fixing device is composed of the nonwoven fabric sheet using the heat-resistant fiber as described above, and the bulk density ρb in the state of being attached to the fixing device is 1 g / cm 3 or less, and before the fixing operation. When the fixing device sliding member for the fixing device having a thickness change ΔT of 0.4 mm or less is used, the non-woven sheet constituting the fixing device sliding member can hold the lubricant, Further, when the nip portion is formed by pressing the endless belt against the roller by the pressing member via the fixing device sliding member holding the lubricant, the fixing device sliding member is formed. Is compressed with the use time, so that the depression corresponding to the R shape of the roller to be pressed is prevented from being formed, and the depression can be prevented from being formed in the nip portion.
また、本発明の定着装置用摺動部材においては、前記不織布シートが、遊離のアミノ基と遊離のカルボニル基の少なくとも一方を有する耐熱繊維を含むことが好ましい。また、前記不織布シートが、ポリスルフィド系ポリマーを有する耐熱繊維を含むことが好ましい。 In the sliding member for a fixing device of the present invention, it is preferable that the nonwoven fabric sheet includes a heat resistant fiber having at least one of a free amino group and a free carbonyl group. Moreover, it is preferable that the said nonwoven fabric sheet contains the heat resistant fiber which has a polysulfide type polymer.
また、本発明の定着装置用摺動部材においては、前記不織布シートに用いる耐熱繊維が、アラミド繊維や、ポリイミド繊維や、フッ素化ポリイミド繊維であることが好ましい。また、前記不織布シートに用いる耐熱繊維が、ポリフェニルサルファイド（ＰＰＳ）繊維であることが好ましい。 In the fixing device sliding member of the present invention, it is preferable that the heat-resistant fiber used for the nonwoven fabric sheet is an aramid fiber, a polyimide fiber, or a fluorinated polyimide fiber. Moreover, it is preferable that the heat-resistant fiber used for the said nonwoven fabric sheet is a polyphenyl sulfide (PPS) fiber.
また、本発明の定着装置用摺動部材においては、前記不織布シートに潤滑剤を含浸させたものを用いることが好ましい。 In the sliding member for a fixing device of the present invention, it is preferable to use a non-woven sheet impregnated with a lubricant.
ここで、前記不織布シートに含浸させる潤滑剤としては、反応性の有機置換基を有するシロキサンを用いることが好ましい。また、前記シロキサンにおいて、反応性の有機置換基としては、遊離のアミノ基、遊離のエポキシ基および遊離のカルボニル基から選択される少なくとも１種以上を用いることが好ましい。 Here, as the lubricant to be impregnated into the nonwoven fabric sheet, it is preferable to use siloxane having a reactive organic substituent. In the siloxane, it is preferable to use at least one selected from a free amino group, a free epoxy group, and a free carbonyl group as the reactive organic substituent.
また、本発明の定着装置用摺動部材においては、メッシュを更に備え、前記耐熱繊維を用いた不織布シートの摺動面側に前記メッシュを設置することが好ましい。ここで、前記メッシュはフッ素樹脂から構成されることが好ましい。 The sliding member for a fixing device of the present invention preferably further comprises a mesh, and the mesh is installed on the sliding surface side of the nonwoven fabric sheet using the heat resistant fiber. Here, the mesh is preferably made of a fluororesin.
また、本発明に係る定着装置用摺動部材を製造方法において、前記のように不織布シートに反応性の有機置換基を有するシロキサンを含浸させた定着装置用摺動部材を製造するにあたっては、前記不織布シートに前記反応性シロキサンを含浸させる工程と、反応性シロキサンを含浸させた不織布シートを加熱焼成して、反応性シロキサンを不織布シートに保持させる工程と、を行うようにする。 Further, in the method for producing a sliding member for a fixing device according to the present invention, in producing the sliding member for a fixing device in which a nonwoven fabric sheet is impregnated with siloxane having a reactive organic substituent as described above, The step of impregnating the nonwoven fabric sheet with the reactive siloxane and the step of heating and baking the nonwoven fabric sheet impregnated with the reactive siloxane to hold the reactive siloxane on the nonwoven fabric sheet are performed.
また、本発明に係る定着装置においては、ローラーと接触して一緒に回転する無端ベルトの内周面に接触するように定着装置用摺動部材を配置させ、押圧部材により前記定着装置用摺動部材を介して前記無端ベルトを前記ローラーに押圧させてニップ部を形成する定着装置において、前記のような定着装置用摺動部材を用いた。 In the fixing device according to the present invention, the fixing device sliding member is disposed so as to contact the inner peripheral surface of the endless belt that rotates together with the roller, and the pressing member slides the fixing device sliding member. In the fixing device that forms the nip portion by pressing the endless belt against the roller through a member, the fixing member sliding member as described above is used.
ここで、本発明に係る定着装置において、前記無端ベルトの内周面における基材としては、遊離のアミノ基と遊離のカルボニル基の少なくとも一方を有するものを用いることが好ましい。 Here, in the fixing device according to the present invention, it is preferable to use a substrate having at least one of a free amino group and a free carbonyl group as the base material on the inner peripheral surface of the endless belt.
また、本発明に係る定着装置において、前記無端ベルトの内周面における基材としては、ポリイミド樹脂やフッ素化ポリイミド樹脂を用いることが好ましい。 In the fixing device according to the present invention, it is preferable to use a polyimide resin or a fluorinated polyimide resin as the base material on the inner peripheral surface of the endless belt.
また、本発明に係る定着装置において、前記無端ベルトの内周面における基材には、反応性の置換基を有するシロキサンが含まれることが好ましい。 In the fixing device according to the present invention, it is preferable that the base material on the inner peripheral surface of the endless belt contains siloxane having a reactive substituent.
また、本発明に係る定着装置においては、前記ローラーと無端ベルトの少なくとも一方を加熱する加熱装置を設けるようにすることが好ましい。 In the fixing device according to the present invention, it is preferable to provide a heating device for heating at least one of the roller and the endless belt.
また、本発明に係る画像形成装置においては、トナー画像を記録媒体に定着させるにあたり、前記のような定着装置を用いるようにした。 In the image forming apparatus according to the present invention, the fixing device as described above is used to fix the toner image on the recording medium.
本発明においては、ローラーと接触して一緒に回転する無端ベルトの内周面に接触するように定着装置用摺動部材を配置させ、押圧部材により前記定着装置用摺動部材を介して前記無端ベルトを前記ローラーに押圧させてニップ部を形成する定着装置において、前記のような定着装置用摺動部材を用いたため、定着装置用摺動部材が使用時間とともに圧縮され、この定着装置用摺動部材に押圧されるローラーのＲ形状に対応した窪みが形成されてニップ部に凹みが生じるのを防止し、紙しわ、分離不良、ジャムなどが発生したり、ニップ部においてニップ幅が変化して、画像ノイズが発生したりするのを適切に抑制して、良好な画像形成が安定して行えるようになる。 In the present invention, the fixing device sliding member is disposed so as to contact the inner peripheral surface of the endless belt that rotates together with the roller, and the endless belt is pressed by the pressing member via the fixing device sliding member. In the fixing device in which the belt is pressed against the roller to form the nip portion, the fixing device sliding member as described above is used. Therefore, the fixing device sliding member is compressed with time of use, and this fixing device sliding is performed. A dent corresponding to the R shape of the roller pressed against the member is formed to prevent the nip from forming a dent. Paper creases, poor separation, jams, etc. occur, or the nip width changes at the nip. The generation of image noise is appropriately suppressed, and good image formation can be stably performed.
次に、この発明の実施形態に係る定着装置用摺動部材、定着装置用摺動部材の製造方法、定着装置及び画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る定着装置用摺動部材、定着装置用摺動部材の製造方法、定着装置及び画像形成装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。 Next, a fixing device sliding member, a fixing device sliding member manufacturing method, a fixing device, and an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. The sliding member for a fixing device, the method for manufacturing the sliding member for the fixing device, the fixing device, and the image forming apparatus according to the present invention are not limited to those shown in the following embodiments, and do not change the gist thereof. Can be implemented with appropriate modifications.
この実施形態の画像形成装置１においては、図１に示すように、その内部に４つのイメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄを装着させている。 In the image forming apparatus 1 of this embodiment, as shown in FIG. 1, four imaging cartridges 10A to 10D are mounted therein.
ここで、前記の各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおいては、感光体１１と、この感光体１１の表面を帯電させる帯電装置１２と、帯電された感光体１１の表面に画像情報に応じた露光を行って感光体１１の表面に静電潜像を形成する潜像形成装置１３と、感光体１１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成する現像装置１４と、感光体１１の表面に形成されたトナー画像を中間転写ベルト２１に転写させた後に残留するトナーを感光体１１の表面から除去する第１クリーニング装置１５とを設けている。 Here, in each of the imaging cartridges 10A to 10D, the photosensitive member 11, the charging device 12 for charging the surface of the photosensitive member 11, and the surface of the charged photosensitive member 11 are exposed according to image information. A latent image forming device 13 for forming an electrostatic latent image on the surface of the photoconductor 11, a developing device 14 for supplying toner to the electrostatic latent image formed on the surface of the photoconductor 11 to form a toner image, A first cleaning device 15 that removes toner remaining after the toner image formed on the surface of the photoconductor 11 is transferred to the intermediate transfer belt 21 from the surface of the photoconductor 11 is provided.
また、前記の各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおける現像装置１４においては、それぞれ色彩の異なったトナーを収容させ、黒色，黄色，マゼンダ色，シアン色のトナーを収容させている。 In the developing devices 14 in the imaging cartridges 10A to 10D, toners of different colors are accommodated, and black, yellow, magenta, and cyan toners are accommodated.
そして、この画像形成装置１においては、前記の各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおいて、それぞれ感光体１１の表面を帯電装置１２によって帯電させ、このように帯電された各感光体１１の表面に、それぞれ潜像形成装置１３によって画像情報に応じた露光を行い、各感光体１１の表面にそれぞれ画像情報に応じた静電潜像を形成し、このように各感光体１１の表面に形成された静電潜像に、前記の各現像装置１４からそれぞれの色彩のトナーを供給して、各感光体１１の表面にそれぞれの色彩のトナー画像を形成するようにしている。 In the image forming apparatus 1, in each of the imaging cartridges 10 </ b> A to 10 </ b> D, the surface of the photoreceptor 11 is charged by the charging device 12, and the surface of each photoreceptor 11 charged in this way is latent. The image forming apparatus 13 performs exposure according to the image information to form an electrostatic latent image according to the image information on the surface of each photoconductor 11, and thus the electrostatic image formed on the surface of each photoconductor 11. A toner of each color is supplied from the developing device 14 to the latent image, and a toner image of each color is formed on the surface of each photoconductor 11.
次いで、このように各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおける各感光体１１の表面に形成された各色彩のトナー画像を、駆動ローラー２０ａと回転ローラー２０ｂとに掛け渡されて回転駆動される中間転写ベルト２１の上に一次転写ローラー２２により順々に転写させて、この中間転写ベルト２１の上に合成されたトナー画像を形成し、このように形成されたトナー画像を中間転写ベルト２１により二次転写ローラー２３と対向する位置に導く一方、転写後の各感光体１１の表面に残留するトナーを、それぞれ対応する第１クリーニング装置１５によって各感光体１１の表面から除去するようにしている。 Next, the toner image of each color formed on the surface of each photoconductor 11 in each of the imaging cartridges 10A to 10D in this way is stretched between the driving roller 20a and the rotating roller 20b and is driven to rotate. The toner image is sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 21 by the primary transfer roller 22 to form a synthesized toner image on the intermediate transfer belt 21, and the toner image thus formed is transferred to the secondary transfer roller 21 by the intermediate transfer belt 21. The toner remaining on the surface of each photoconductor 11 after transfer is removed from the surface of each photoconductor 11 by the corresponding first cleaning device 15.
一方、この画像形成装置１内に収容された記録媒体Ｓを、給紙ローラー２４により給紙してタイミングローラー２５に導き、このタイミングローラー２５によって記録媒体Ｓを適当なタイミングで前記の中間転写ベルト２１と二次転写ローラー２３との間に導くようにする。 On the other hand, the recording medium S accommodated in the image forming apparatus 1 is fed by the paper feed roller 24 and guided to the timing roller 25, and the timing roller 25 feeds the recording medium S to the intermediate transfer belt at an appropriate timing. 21 and the secondary transfer roller 23.
そして、この記録媒体Ｓに、中間転写ベルト２１の上に形成された前記のトナー画像を二次転写ローラー２３により転写させる一方、記録媒体Ｓに転写されずに中間転写ベルト２１の上に残ったトナーを、第２クリーニング装置２６によって中間転写ベルト２１から除去するようにしている。 Then, the toner image formed on the intermediate transfer belt 21 is transferred to the recording medium S by the secondary transfer roller 23, but remains on the intermediate transfer belt 21 without being transferred to the recording medium S. The toner is removed from the intermediate transfer belt 21 by the second cleaning device 26.
次いで、このようにトナー画像が転写された記録媒体Ｓを定着装置３０に導いて、記録媒体Ｓに転写された未定着のトナー画像を、定着装置３０において記録媒体Ｓに定着させた後、トナー画像が定着された記録媒体Ｓを、定着装置３０から分離させて排紙ローラー２７に導き、この排紙ローラー２７によってトナー画像が定着された記録媒体Ｓを排紙させるようにしている。 Next, the recording medium S to which the toner image is transferred in this way is guided to the fixing device 30, and the unfixed toner image transferred to the recording medium S is fixed on the recording medium S by the fixing device 30, and then the toner The recording medium S on which the image is fixed is separated from the fixing device 30 and guided to the paper discharge roller 27, and the recording medium S on which the toner image is fixed is discharged by the paper discharge roller 27.
そして、この実施形態における定着装置３０においては、図１及び図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、芯金３１ａの外周にゴムやスポンジからなる所定厚みの弾性層３１ｂが設けられた加圧用のローラー３１を回転させるようにすると共に、このローラー３１と接触して一緒に回転する無端ベルト３２を設けるようにしている。 In the fixing device 30 in this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2A and 2B, an elastic layer 31b having a predetermined thickness made of rubber or sponge is provided on the outer periphery of the core metal 31a. The pressure roller 31 is rotated, and an endless belt 32 that rotates in contact with the roller 31 is provided.
ここで、この実施形態における定着装置３０においては、前記の無端ベルト３２の内周面に接触するように定着装置用摺動部材３３を配置させると共に、前記の定着装置用摺動部材３３から前記のローラー３１と反対側の離れた位置に、内部にハロゲンランプ等の加熱装置３４ａが設けられた加熱ローラー３４を配置させて、前記の無端ベルト３２をこの加熱ローラー３４に架け渡し、この加熱ローラー３４によって無端ベルト３２を加熱させる一方、押圧部材３５により、前記の定着装置用摺動部材３３を介して無端ベルト３２を前記のローラー３１に押圧させてニップ部Ｎを形成するようにしている。なお、無端ベルト３２を加熱させる方式はこのようなものに限定されず、例えば、無端ベルト３２をＩＨで加熱させる方式や、抵抗発熱体等で加熱させる方式であってもよい。 Here, in the fixing device 30 in this embodiment, the fixing device sliding member 33 is disposed so as to be in contact with the inner peripheral surface of the endless belt 32, and the fixing device sliding member 33 extends from the fixing device sliding member 33. A heating roller 34 provided with a heating device 34a such as a halogen lamp is disposed at a position away from the roller 31 on the opposite side, and the endless belt 32 is bridged over the heating roller 34. While the endless belt 32 is heated by 34, the pressing member 35 presses the endless belt 32 against the roller 31 through the fixing device sliding member 33 so as to form the nip portion N. The method of heating the endless belt 32 is not limited to this, and for example, a method of heating the endless belt 32 with IH or a method of heating with a resistance heating element may be used.
そして、前記のようにトナー画像が転写された記録媒体Ｓを定着装置３０に導き、前記のように押圧部材３５により定着装置用摺動部材３３を介して加熱された無端ベルト３２を、前記のローラー３１に押圧させたニップ部Ｎにおいて、転写された未定着のトナー画像ｔを、記録媒体Ｓに加熱・加圧させて定着させるようにしている。 Then, the recording medium S on which the toner image is transferred as described above is guided to the fixing device 30, and the endless belt 32 heated by the pressing member 35 via the fixing device sliding member 33 is used as described above. In the nip portion N pressed by the roller 31, the transferred unfixed toner image t is fixed to the recording medium S by heating and pressing.
ここで、この実施形態における定着装置３０においては、前記の定着装置用摺動部材３３として、耐熱繊維を用いた不織布シートで構成され、この不織布シートに潤滑剤を含浸させたものであって、前記のように定着装置３０に装着させた状態での嵩密度ρｂが１ｇ／ｃｍ３以下のものを用いるようにし、前記のような定着動作を行う前の定着装置用摺動部材３３の初期厚みＴ０に対する定着動作時における定着装置用摺動部材の厚みＴ１の厚み変化量ΔＴ（＝Ｔ０−Ｔ１）が０．４ｍｍ以下になるようにしている。また、不織布シートにおいて含浸される潤滑剤の有無に関わりなく、前記嵩密度ρｂは、０．３ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましい。前記嵩密度ρｂを０．３ｇ／ｃｍ３以上とすることで、使用時の破損、亀裂の発生を抑制するという作用を奏する。また、不織布シートにおいて含浸される潤滑剤の有無に関わりなく、前記厚み変化量ΔＴは、０ｍｍ以上であってもよく、０．０１ｍｍ以上であってもよい。 Here, in the fixing device 30 in this embodiment, the fixing device sliding member 33 is constituted by a nonwoven fabric sheet using heat-resistant fibers, and this nonwoven fabric sheet is impregnated with a lubricant, As described above, a material having a bulk density ρb of 1 g / cm 3 or less when mounted on the fixing device 30 is used, and the initial thickness of the fixing device sliding member 33 before performing the fixing operation as described above. The thickness variation ΔT (= T0−T1) of the thickness T1 of the fixing device sliding member during the fixing operation with respect to T0 is set to 0.4 mm or less. Moreover, it is preferable that the said bulk density (rho) b is 0.3 g / cm < 3 > or more irrespective of the presence or absence of the lubricant impregnated in a nonwoven fabric sheet. By setting the bulk density ρb to 0.3 g / cm 3 or more, there is an effect of suppressing breakage and cracking during use. Regardless of the presence or absence of the lubricant impregnated in the nonwoven fabric sheet, the thickness variation ΔT may be 0 mm or more, or 0.01 mm or more.
また、この実施形態における定着装置３０においては、前記の定着装置用摺動部材３３における耐熱繊維を用いた不織布シートとしては、例えば、アラミド繊維不織布、アラミドペーパー、ポリイミド繊維不織布、フッ素化ポリイミド繊維不織布、ポリフェニルサルファイド（ＰＰＳ）繊維不織布などを用いることができ、汎用性、コスト面からは、アラミド繊維不織布やアラミドペーパーを特に好適にしようすることができ、低摩擦性の面からは、フッ素化ポリイミド繊維不織布が特に好適に用いることができる。 Further, in the fixing device 30 in this embodiment, examples of the nonwoven fabric sheet using heat-resistant fibers in the fixing device sliding member 33 include, for example, an aramid fiber nonwoven fabric, an aramid paper, a polyimide fiber nonwoven fabric, and a fluorinated polyimide fiber nonwoven fabric. Polyphenyl sulfide (PPS) fiber non-woven fabric can be used. From the viewpoint of versatility and cost, aramid fiber non-woven fabric and aramid paper can be used particularly favorably. A polyimide fiber nonwoven fabric can be particularly preferably used.
ここで、アラミド繊維不織布を用いる場合、ニードルパンチ法などの一般的な不織布の製法によって得られたアラミド不織布をホットプレス法、カレンダー法などによって高温プレス加工を施し、原反シートの段階で圧縮限界まで厚みを小さくし、上記のような特性が得られる範囲内にしておく必要がある。 Here, when using an aramid fiber nonwoven fabric, the aramid nonwoven fabric obtained by a general nonwoven fabric manufacturing method such as a needle punch method is subjected to high-temperature press processing by a hot press method, a calendering method, etc., and the compression limit at the stage of the raw sheet It is necessary to reduce the thickness to the range where the above characteristics can be obtained.
また、ＥＳＤ（電界紡糸）法とよばれるポリマーをナノファイバー化できる紡糸法が提案されており、このＥＳＤ法によって作製される不織布は、繊維径が数百ｎｍから数μｍと通常の繊維の１／５から１／１００と細いため、空隙率を高くして、潤滑剤の保持量を高めることができる。また、溶融紡糸法においても、同様にナノファイバー化できる装置、方法が提案されている。但し、いずれの製法においても、繊維径が１μｍ以下と細くなると、不織布シートの摺動強度が低下し、特に定着装置３０の起動時に不織布シートが破損するおそれがあるため、繊維径が１μｍ〜２０μｍのものを用いることが好ましく、耐久性も考慮すると、５μｍ〜２０μｍのものを用いることがより好ましい。また、ＥＳＤ法によって作製されたナノファイバーは繊維径を太くすると、製造時に使用する有機溶剤の残留量が多くなり、逆に摺動強度が低下する場合がある。摺動強度、潤滑剤の保持量、摺動性の観点より、ＥＳＤ法によって作製されるナノファイバーの繊維径は、１〜２μｍの範囲がより好ましい。 Further, a spinning method called ESD (electrospinning) method has been proposed, in which a polymer can be made into nanofibers, and a nonwoven fabric produced by this ESD method has a fiber diameter of several hundreds of nanometers to several μm, which is one of ordinary fibers. Since it is thin from / 5 to 1/100, the porosity can be increased and the amount of lubricant retained can be increased. Also in the melt spinning method, an apparatus and a method that can be similarly converted into nanofibers have been proposed. However, in any of the manufacturing methods, when the fiber diameter is reduced to 1 μm or less, the sliding strength of the nonwoven fabric sheet is lowered, and particularly the nonwoven fabric sheet may be damaged when the fixing device 30 is started. Therefore, the fiber diameter is 1 μm to 20 μm. In view of durability, it is more preferable to use a material having a thickness of 5 to 20 μm. Moreover, when the fiber diameter of the nanofiber produced by the ESD method is increased, the residual amount of the organic solvent used in the production increases, and the sliding strength may be reduced. From the viewpoint of sliding strength, lubricant holding amount, and slidability, the fiber diameter of the nanofibers produced by the ESD method is more preferably in the range of 1 to 2 μm.
また、前記の不織布シートに含浸させる潤滑剤は、耐熱性を有し、漏れが発生しない程度の粘性を有する潤滑剤であれば、特に限定されず、例えば、フッ素オイル、シリコーンオイルなどの耐熱性オイル、フッ素グリス、シリコーングリスなどを用いることができるが、定着装置３０の長寿命化の要求がさらに高まってきており、潤滑剤にも更なる長寿命化が求められており、この点から、反応性の有機置換基を有するシロキサンを用いることが好ましい。 The lubricant impregnated in the nonwoven fabric sheet is not particularly limited as long as it is heat-resistant and has a viscosity that does not cause leakage. For example, heat resistance such as fluorine oil and silicone oil Oil, fluorine grease, silicone grease, and the like can be used, but the demand for longer life of the fixing device 30 has been further increased, and the lubricant has also been required to have a longer life. From this point, It is preferable to use a siloxane having a reactive organic substituent.
ここで、前記の反応性の有機置換基を有するシロキサンとしては、下記の［化１］の（１）に示すように反応性の置換基Ａがシロキサンの両末端に配置される形態のものや、［化２］の（２）に示すように反応性の置換基Ａがシロキサンの片末端に配置される形態のものや、［化３］の（３）に示すように反応性の置換基Ａがシロキサンの側鎖に配置される形態のものを用いることができる。（２）の化学構造式において、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基を示し、好ましくはメチル基を示す。 Here, as the siloxane having a reactive organic substituent, as shown in the following [Chemical Formula 1] (1), the reactive substituent A is arranged at both ends of the siloxane. As shown in (2) of [Chemical Formula 2], the reactive substituent A is arranged at one end of the siloxane, or as shown in (Chemical Formula 3) (3). A form in which A is arranged in the side chain of siloxane can be used. In the chemical structural formula (2), R represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, preferably a methyl group.
上記（１）〜（３）の化学構造式において、ｌ、ｍ、ｎはそれぞれ重合度を示す。その重合度はｌ＝１〜５００、ｍ＝０〜３００、ｍ＋ｌ＝１０〜５００、ｎ＝１０〜５００である。ｌ、ｍ、ｎで示す値の範囲よりも重合度が低いと、シロキサンを含浸させた定着装置用摺動部材３３における不織布シートを加熱焼成するプロセスにおいてシロキサンが揮発し、所望量のシロキサンを保持部材に保持できないばかりか、揮発したシロキサンによって汚染するといった不具合のおそれがあるので、好ましくない。ｌ、ｍ、ｎで示す値の範囲よりも重合度が高いと、熱酸化劣化による主鎖の分解が起こりやすくなるので、低分子化に伴う漏れ、飛散が生じるおそれがあり、またシロキサンの分解分子同士の反応によりゲル化が促進し、トルクが上昇するおそれがあるので好ましくない。 In the chemical structural formulas (1) to (3) above, l, m, and n each represent the degree of polymerization. The polymerization degree is l = 1-500, m = 0-300, m + 1 = 10-500, and n = 10-500. If the degree of polymerization is lower than the range of values indicated by l, m, and n, the siloxane volatilizes in the process of heating and firing the nonwoven sheet in the fixing device sliding member 33 impregnated with siloxane, and the desired amount of siloxane is retained. This is not preferable because it may not be held on the member but may be contaminated by volatilized siloxane. If the degree of polymerization is higher than the range of values indicated by l, m, and n, the main chain is likely to be decomposed due to thermal oxidative degradation, so there is a risk of leakage and scattering due to low molecular weight, and the decomposition of siloxane. This is not preferable because gelation is promoted by the reaction between molecules and torque may increase.
また、前記の反応性の有機置換基Ａを有するシロキサンにおいて、シロキサンの低摺動性は、メチル基の数に依存性があるといわれており、前記の（３）に示されるように反応性の置換基Ａがシロキサンの側鎖に配置される形態のものよりも、前記の（１），（２）に示されるように反応性の置換基Ａがシロキサンの末端に配置される形態のものの方が低摺動性においては有利であり、一分子中の反応基が多い方が、反応・固定化後の強度は高くなるため、摺動性や耐久性の面からは、前記の（１）に示されるように反応性の置換基Ａがシロキサンの両末端に配置される形態のものがより好ましい。 In the siloxane having the reactive organic substituent A, the low slidability of the siloxane is said to be dependent on the number of methyl groups. As shown in the above (3), the reactivity is low. In which the reactive substituent A is arranged at the end of the siloxane as shown in the above (1) and (2), rather than the one in which the substituent A is arranged in the side chain of the siloxane. This is more advantageous in terms of low slidability, and the greater the number of reactive groups in one molecule, the higher the strength after reaction and immobilization. From the viewpoint of slidability and durability, the above (1 The reactive substituent A is more preferably in the form of being disposed at both ends of the siloxane as shown in FIG.
また、前記の反応性の有機置換基を有するシロキサンの粘度は、熱酸化劣化耐性、不織布への添加容易性、低摺動性の面から、１０〜１０００ｍｍ２／ｓのものが好適に用いられる。また、前記のシロキサンの官能基当量は、反応・固定化後の強度に起因する耐久性、不織布と反応できるシロキサン量に起因する摺動性の面から１００〜１０，０００ｇ／ｍｏｌのものが好適に用いられる。 The viscosity of the siloxane having a reactive organic substituent is preferably 10 to 1000 mm 2 / s from the viewpoint of thermal oxidative degradation resistance, ease of addition to a nonwoven fabric, and low slidability. . The functional group equivalent of the siloxane is preferably 100 to 10,000 g / mol in terms of durability resulting from the strength after reaction and immobilization and slidability resulting from the amount of siloxane capable of reacting with the nonwoven fabric. Used for.
また、前記の反応性の有機置換基を有するシロキサンにおいて、反応性置換基としては、前記の耐熱繊維を用いた不織布シートにおけるアミノ基やカルボニル基と反応する置換基であれば特に限定されないが、例えば、アミノ基、エポキシ基、及びメタクリル基、カルボキシル基のようなカルボニル基が挙げられる。これらの反応性置換基の中で、アミノ基、エポキシ基、メタクリル基を有するものが、前記の耐熱繊維を用いた不織布シートとの反応性が良好で耐久性に優れるため、特に好適に用いられる。 Moreover, in the siloxane having the reactive organic substituent, the reactive substituent is not particularly limited as long as it is a substituent that reacts with an amino group or a carbonyl group in the nonwoven fabric sheet using the heat-resistant fiber, Examples thereof include amino groups, epoxy groups, and carbonyl groups such as methacryl groups and carboxyl groups. Among these reactive substituents, those having an amino group, an epoxy group, and a methacryl group are particularly preferably used because they have good reactivity with the nonwoven fabric sheet using the heat-resistant fiber and excellent durability. .
そして、前記のような不織布シートと潤滑剤とを用いて定着装置用摺動部材３３を製造するにあたっては、前記の不織布シートに、潤滑剤である反応性の有機置換基を有するシロキサンを含浸させる工程と、シロキサンを含浸させた不織布シートを加熱焼成して、前記シロキサンを不織布シートに保持させる工程とを行うようにする。具体的には、前記の不織布シートに、所定量の反応性置換基を有するシロキサンを添加し、ドライエアーなどで湿度制御したオーブンにおいて、１８０℃〜２２０℃の範囲で、１〜２時間程度、加熱することで得ることができる。なお、シロキサンの官能基当量、添加量によって、最適な加熱温度、時間が変化する。加熱温度が低い及び／又は加熱時間が短すぎると、反応・固定化が不十分となり、摺動性、耐久性が低下するという問題が生じる一方、加熱温度が高すぎる及び／又は加熱時間が長すぎると、不織布シート、シロキサンに熱酸化分解が生じるおそれがある。 In manufacturing the fixing device sliding member 33 using the nonwoven fabric sheet and the lubricant as described above, the nonwoven fabric sheet is impregnated with a siloxane having a reactive organic substituent as a lubricant. A step and a step of heating and baking the nonwoven fabric sheet impregnated with siloxane to hold the siloxane on the nonwoven fabric sheet are performed. Specifically, a siloxane having a predetermined amount of a reactive substituent is added to the nonwoven fabric sheet, and in an oven controlled in humidity with dry air or the like, in the range of 180 ° C. to 220 ° C., about 1 to 2 hours, It can be obtained by heating. The optimum heating temperature and time vary depending on the functional group equivalent and the amount of siloxane. If the heating temperature is low and / or the heating time is too short, the reaction / immobilization becomes insufficient, causing problems that the slidability and durability deteriorate, while the heating temperature is too high and / or the heating time is long. If it is too high, thermal oxidative decomposition may occur in the nonwoven fabric sheet and siloxane.
また、この実施形態における定着装置３０において、前記の無端ベルト３２におけるベルト基材としては、例えば、ポリイミド樹脂、フッ素化ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、芳香族ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂などが挙げられ、耐熱性、強度面においては、熱硬化性ポリイミド樹脂を好適に用いることができ、低摩擦性、耐熱性においては、フッ素化ポリイミド樹脂を特に好適に用いることができる。 In the fixing device 30 in this embodiment, examples of the belt base material in the endless belt 32 include polyimide resin, fluorinated polyimide resin, polyamideimide resin, and aromatic polyetherketone (PEEK) resin. In terms of heat resistance and strength, a thermosetting polyimide resin can be preferably used, and in terms of low friction and heat resistance, a fluorinated polyimide resin can be particularly preferably used.
また、前記の無端ベルト３２におけるベルト基材に、前記の潤滑剤と同様の反応性置換基を有するシロキサンを添加させるにあたっては、ベルト基材に熱硬化性ポリイミドを用い、ポリイミドワニスのポリイミド固形分１００重量部に対して、前記の反応性置換基を有するシロキサンを１重量部になるよう添加して硬化させたシロキサン改質熱硬化性ポリイミドを、無端ベルト３２の内周面におけるベルト基材として好適に用いることができる。なお、ベルト基材に用いる他の熱可塑性樹脂については、成形温度が２５０℃以上と高温のため、反応性置換基を有するシロキサンが分解し、所望の効果が発現されないおそれがある。 Moreover, when adding the siloxane which has the reactive substituent similar to the said lubricant to the belt base material in the said endless belt 32, a thermosetting polyimide is used for a belt base material, and the polyimide solid content of a polyimide varnish is used. As a belt base material on the inner peripheral surface of the endless belt 32, 100 parts by weight of the siloxane-modified thermosetting polyimide, which is cured by adding 1 part by weight of the siloxane having a reactive substituent, is used. It can be used suitably. In addition, about the other thermoplastic resin used for a belt base material, since molding temperature is 250 degreeC or more and high temperature, there exists a possibility that the siloxane which has a reactive substituent may decompose | disassemble and a desired effect may not be expressed.
また、この実施形態における定着装置３０において、押圧部材３５は、前記のように定着装置用摺動部材３３を介して無端ベルト３２を前記のローラー３１に押圧させてニップ部Ｎを形成するものであり、耐熱性、高強度、高い寸法安定性とともに、熱伝導率の低い材料を使用することが好ましい。 In the fixing device 30 in this embodiment, the pressing member 35 forms the nip portion N by pressing the endless belt 32 against the roller 31 via the fixing device sliding member 33 as described above. In addition, it is preferable to use a material having low heat conductivity in addition to heat resistance, high strength, and high dimensional stability.
そして、この実施形態における定着装置３０において、前記のように定着装置用摺動部材３３として、定着装置３０に装着させた状態での嵩密度ρｂが１ｇ／ｃｍ３以下で、定着動作を行う前の定着装置用摺動部材３３の初期厚みＴ０に対する定着動作時における定着装置用摺動部材の厚みＴ１の厚み変化量ΔＴ（＝Ｔ０−Ｔ１）が０．４ｍｍ以下になったものを得るにあたっては、市販されている不織布シートに対して熱プレス等を行って、前記のような特性を持つようにすることができる。 In the fixing device 30 in this embodiment, the bulk density ρb in the state of being attached to the fixing device 30 as the fixing device sliding member 33 as described above is 1 g / cm 3 or less, and before the fixing operation is performed. When obtaining a thickness change amount ΔT (= T0−T1) of the thickness T1 of the fixing device sliding member during the fixing operation with respect to the initial thickness T0 of the fixing device sliding member 33 is 0.4 mm or less. The commercially available nonwoven fabric sheet can be hot-pressed to have the above-described characteristics.
また、前記の定着装置用摺動部材３３において、定着動作前と定着動作時とにおける厚み変化量ΔＴを求めるにあたっては、定着動作を行う前の定着装置用摺動部材３３の初期厚みＴ０と定着動作時における定着装置用摺動部材の厚みＴ１とを実際に測定することが困難であるため、実際の測定に対応するように、定着動作を行う前の定着装置用摺動部材３３の初期厚みＴ０と定着動作時における定着装置用摺動部材の厚みＴ１とを下記のようにして測定し、定着動作前と定着動作時とにおける厚み変化量ΔＴを求めるようにした。 Further, in the above-described fixing device sliding member 33, when obtaining the thickness change ΔT before and during the fixing operation, the initial thickness T0 of the fixing device sliding member 33 before the fixing operation and the fixing are fixed. Since it is difficult to actually measure the thickness T1 of the fixing device sliding member during operation, the initial thickness of the fixing device sliding member 33 before the fixing operation is performed so as to correspond to the actual measurement. T0 and the thickness T1 of the sliding member for the fixing device at the time of the fixing operation were measured as follows, and the thickness change amount ΔT before and during the fixing operation was obtained.
ここで、前記のように厚み変化量ΔＴを測定するにあたっては、サーモフィッシャーサイエンティフック社製（ＨＡＡＫＥ ＭＡＲＳＩＩ）の測定装置に、直径３５ｍｍのチタン製パラレルプレート（以下、φ３５ＰＰ−Ｔｉという。）を用い、２５℃の温度条件において、まず、ギャップの０点校正を行い、その後、直径３５ｍｍの円形にカットした測定試料を、試料台（ＵＴＣφ３５プレート）の上に乗せ、前記のφ３５ＰＰ−Ｔｉを下降させて、荷重が０Ｎ〜０．５Ｎとなるよう調整し、その時の測定試料の厚みを初期厚みＴ０とした。次いで、荷重が３９．５±０．５Ｎとなるように、前記のφ３５ＰＰ−Ｔｉをさらに下降させて測定試料に圧力をかけ、０．５ＭＰａ時の測定試料の厚みを定着動作時における厚みＴ１とし、厚み変化量ΔＴ＝Ｔ０−Ｔ１を求めた。
（メッシュ）
前記の定着装置用摺動部材３３において、メッシュを更に備え、耐熱繊維を用いた不織布シートの摺動面側にメッシュを設置することが好ましい。ここで「摺動面側」とは、定着装置用摺動部材３３の主面であって、無端ベルト３２の内周面と接触する主面の側を意味する。メッシュの材質は、低摩擦性、耐熱性、耐摩耗性、強度を有するものが好ましく、フッ素樹脂から構成されるメッシュが好ましい。フッ素樹脂メッシュの中でも、耐熱性、耐摩耗性、強度の観点より、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）メッシュがさらに好ましく用いられる。
Here, in measuring the thickness variation ΔT as described above, a titanium parallel plate (hereinafter referred to as φ35PP-Ti) having a diameter of 35 mm is used in a measuring device manufactured by Thermo Fisher Scientific Hook (HAAKE MARSII). First, under the temperature condition of 25 ° C., zero point calibration of the gap was performed, and then the measurement sample cut into a circle with a diameter of 35 mm was placed on the sample stage (UTC φ35 plate), and the φ35PP-Ti was lowered. The load was adjusted to 0 N to 0.5 N, and the thickness of the measurement sample at that time was set as the initial thickness T0. Next, the φ35PP-Ti is further lowered to apply a pressure to the measurement sample so that the load becomes 39.5 ± 0.5 N, and the thickness of the measurement sample at 0.5 MPa is defined as the thickness T1 during the fixing operation. The thickness change amount ΔT = T0−T1 was obtained.
(mesh)
It is preferable that the fixing device sliding member 33 further includes a mesh, and the mesh is disposed on the sliding surface side of the nonwoven fabric sheet using heat-resistant fibers. Here, the “sliding surface side” means the main surface of the fixing device sliding member 33 and the main surface that contacts the inner peripheral surface of the endless belt 32. The material of the mesh preferably has low friction, heat resistance, wear resistance, and strength, and a mesh made of a fluororesin is preferable. Among fluororesin meshes, a PFA (perfluoroalkoxyalkane) mesh is more preferably used from the viewpoint of heat resistance, wear resistance, and strength.
メッシュの繊維径としては、３５μｍ〜１１０μｍが強度、摺動性の観点より好ましい。後述するようにメッシュ数は多いほど、１インチの長さの間にある網目の数が多くなるため、１インチ当たりの繊維の本数が多くなる。そして、１インチ当たりの繊維の本数が多くなるほど、メッシュのせん断強度が高くなり、またメッシュの接触面積が大となることで面圧が低くなる。そのため、強度、摺動性の観点からメッシュは高メッシュ品（メッシュ数が多いメッシュ）であることが好ましい。通常、入手可能なメッシュのメッシュ数は、６０ｍｅｓｈから２００ｍｅｓｈであり、適宜、メッシュ数の多いものを選択することが好ましい。メッシュ数は例えば、１００ｍｅｓｈから２００ｍｅｓｈであることが好ましい。 The fiber diameter of the mesh is preferably 35 μm to 110 μm from the viewpoint of strength and slidability. As will be described later, the greater the number of meshes, the greater the number of meshes between the lengths of 1 inch, so the number of fibers per inch increases. As the number of fibers per inch increases, the shear strength of the mesh increases, and the contact area of the mesh increases, so that the surface pressure decreases. Therefore, from the viewpoint of strength and slidability, the mesh is preferably a high mesh product (mesh having a large number of meshes). Usually, the number of meshes available is 60 to 200 mesh, and it is preferable to select a mesh having a large number of meshes as appropriate. The number of meshes is preferably, for example, from 100 mesh to 200 mesh.
ここで、「ｍｅｓｈ メッシュ」とは、１インチの長さの間にある網目の数を表している。たとえば１００メッシュは、１インチの長さの間に１００の網目があることを示している。メッシュの規格は一般的には繊維径×メッシュ数で表示され、たとえば「φ０．１×１００ｍｅｓｈ（メッシュ）」は、「繊維径０．１ｍｍ、１インチのメッシュ数１００」のことを表す。繊維径が細く、メッシュ数が多くなればなるほど、密度が高い（細かい）メッシュということになる。 Here, the “mesh mesh” represents the number of meshes between the length of 1 inch. For example, 100 mesh indicates that there are 100 meshes in the length of 1 inch. The standard of the mesh is generally expressed by fiber diameter × number of meshes. For example, “φ0.1 × 100 mesh (mesh)” represents “fiber diameter 0.1 mm, number of meshes of 1 inch 100”. The smaller the fiber diameter and the greater the number of meshes, the higher the density (fine) mesh.
メッシュの織パターンとしては、平織、綾織、畳織、綾畳織など、一般的なメッシュの織パターンを用いることができる。これらの中でも、コストが安く、汎用性が高い平織が好ましい。 As the mesh weave pattern, a general mesh weave pattern such as plain weave, twill weave, tatami mat or twill weave can be used. Among these, plain weave is preferable because of its low cost and high versatility.
次に、定着装置に使用する定着装置用摺動部材の種類を変更させ、本発明の条件を満たす下記の実施例１〜１３の定着装置用摺動部材を用いた場合と、本発明の条件を満たさない下記の比較例１〜４の定着装置用摺動部材を用いた場合との評価を行うようにした。 Next, the type of the fixing device sliding member used in the fixing device is changed, and the fixing device sliding member of Examples 1 to 13 below satisfying the conditions of the present invention is used. Evaluation was made with respect to the case of using the sliding member for fixing device of Comparative Examples 1 to 4 below that does not satisfy the above.
＜実施例１〜実施例４＞
実施例１〜実施例４では、耐熱不織布シートとして、それぞれの特性の帝人社製コーネックスフエルト（メタ型アラミド繊維不織布）を用い、それぞれ熱プレス機により熱圧縮処理して、物性が異なる各種のアラミドフエルトを用いるようにした。
<Example 1 to Example 4>
In Examples 1 to 4, as heat-resistant nonwoven fabric sheets, Teijin's Conex felts (meta-type aramid fiber nonwoven fabrics) having various properties were used, and each was subjected to thermal compression treatment with a hot press machine, and various physical properties were different. Aramid felt was used.
ここで、このように圧縮処理を施した実施例１〜実施例４のアラミドフエルトからなる各耐熱不織布シートの嵩密度ρｂ（ｇ／ｃｍ３）と、初期厚みＴ０（ｍｍ）と、定着動作時における厚みＴ１（ｍｍ）と、厚み変化量ΔＴ（ｍｍ）とを求め、下記の表１に示した。 Here, the bulk density ρb (g / cm 3 ) and the initial thickness T0 (mm) of each heat-resistant nonwoven fabric sheet made of the aramid felt of Examples 1 to 4 subjected to the compression treatment in this way, and during fixing operation The thickness T1 (mm) and the thickness variation ΔT (mm) were obtained and shown in Table 1 below.
次に、前記の各耐熱不織布シートに対して、それぞれ潤滑剤として、反応性の有機置換基としてメタクリル基を有するシロキサンである反応性シリコーンオイル（信越化学社製：メタクリル変性シリコーンオイルＸ−２２−１６４Ｃ）を添加し、これをオーブンに入れ、オーブン内を露点−２０℃以下のドライエアーによって除湿した後、２００℃、６時間、加熱焼成を行い、実施例１〜実施例４における定着装置用摺動部材を得た。なお、前記の反応性シリコーンオイルの２５℃における粘度は９０ｍｍ２／ｓであった。 Next, a reactive silicone oil (made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: methacryl-modified silicone oil X-22), which is a siloxane having a methacryl group as a reactive organic substituent, as a lubricant for each of the heat-resistant nonwoven fabric sheets. 164C) was added, and this was placed in an oven, the inside of the oven was dehumidified with dry air having a dew point of −20 ° C. or lower, and then heated and fired at 200 ° C. for 6 hours. A sliding member was obtained. The viscosity of the reactive silicone oil at 25 ° C. was 90 mm 2 / s.
＜実施例５＞
実施例５では、耐熱不織布シートとして、製造過程で熱プレスが施されたアラミド紙（デュポン帝人アドバンスドペーパー社製：ノーメックスペーパーＴ４１４ ７ｍｉｌ）を用いるようにし、それ以外は、前記の実施例１等の場合と同様に、潤滑剤として、反応性の有機置換基としてメタクリル基を有するシロキサンである反応性シリコーンオイルを添加して処理し、実施例５の定着装置用摺動部材を得た。なお、前記のアラミド紙からなる耐熱不織布シートについても、前記の場合と同様にして、嵩密度ρｂ（ｇ／ｃｍ３）と、初期厚みＴ０（ｍｍ）と、定着動作時における厚みＴ１（ｍｍ）と、厚み変化量ΔＴ（ｍｍ）とを求め、下記の表１に示した。
<Example 5>
In Example 5, aramid paper (manufactured by DuPont Teijin Advanced Paper Co., Ltd .: Nomex Paper T414 7 mil) subjected to hot pressing in the manufacturing process is used as the heat-resistant nonwoven fabric sheet, and otherwise, Example 1 etc. As in the case, a reactive silicone oil, which is a siloxane having a methacryl group as a reactive organic substituent, was added as a lubricant and treated to obtain a sliding member for a fixing device of Example 5. As for the heat-resistant nonwoven fabric sheet made of the aramid paper, the bulk density ρb (g / cm 3 ), the initial thickness T0 (mm), and the thickness T1 (mm) during the fixing operation are the same as described above. And thickness change amount ΔT (mm) were obtained and shown in Table 1 below.
＜実施例６＞
実施例６では、耐熱不織布シートとして、製造過程で熱プレスが施されたアラミド紙（デュポン帝人アドバンスドペーパー社製：ノーメックスペーパーＴ４１０ ３ｍｉｌ）を用いるようにし、それ以外は、前記の実施例１等の場合と同様に、潤滑剤として、反応性の有機置換基としてメタクリル基を有するシロキサンである反応性シリコーンオイルを添加して処理し、実施例６の定着装置用摺動部材を得た。なお、前記のアラミド紙からなる耐熱不織布シートについても、前記の場合と同様にして、嵩密度ρｂ（ｇ／ｃｍ３）と、初期厚みＴ０（ｍｍ）と、定着動作時における厚みＴ１（ｍｍ）と、厚み変化量ΔＴ（ｍｍ）とを求め、下記の表１に示した。
<Example 6>
In Example 6, an aramid paper (manufactured by DuPont Teijin Advanced Paper Co., Ltd .: Nomex Paper T410 3 mil) subjected to heat pressing in the manufacturing process is used as the heat-resistant nonwoven fabric sheet, and otherwise, Example 1 etc. In the same manner as in the case, a reactive silicone oil, which is a siloxane having a methacryl group as a reactive organic substituent, was added and processed as a lubricant to obtain a sliding member for a fixing device of Example 6. As for the heat-resistant nonwoven fabric sheet made of the aramid paper, the bulk density ρb (g / cm 3 ), the initial thickness T0 (mm), and the thickness T1 (mm) during the fixing operation are the same as described above. And thickness change amount ΔT (mm) were obtained and shown in Table 1 below.
＜実施例７＞
実施例７では、耐熱不織布シートを得るにあたり、ＥＳＤ（電界紡糸）法によって作製したポリイミドナノファイバー（平均繊維径：０．９μｍ）を用いて厚みが０．０２５ｍｍになるように製膜した。具体的には、フューエンス社製（ｅｓｐｒａｙｅｒ ＥＳ―２１００）を用い、宇部興産社製ポリイミドワニス（ユピア−ＳＴ−１００１、固形分：１８％、溶液粘度：５Ｐａ・ｓ、溶媒：Ｎ−メチルピロリドン）をＳＵＳ板上に噴霧して、ポリイミドナノファイバーを厚みが０．０２５ｍｍになるように製膜した。
<Example 7>
In Example 7, when obtaining a heat-resistant nonwoven fabric sheet, it was formed into a film having a thickness of 0.025 mm using polyimide nanofibers (average fiber diameter: 0.9 μm) produced by an ESD (electrospinning) method. Specifically, it is made by Fuence Co., Ltd. (espalyer ES-2100), Ube Industries' polyimide varnish (UPIA-ST-1001, solid content: 18%, solution viscosity: 5 Pa · s, solvent: N-methylpyrrolidone) Was sprayed onto a SUS plate to form polyimide nanofibers with a thickness of 0.025 mm.
そして、このように製膜させたポリイミドナノファイバーを、熱プレス機により熱圧縮処理してポリイミド（ＰＩ）からなる耐熱不織布シートを得た。なお、前記のポリイミド（ＰＩ）からなる耐熱不織布シートについても、前記の場合と同様にして、嵩密度ρｂ（ｇ／ｃｍ３）と、初期厚みＴ０（ｍｍ）と、定着動作時における厚みＴ１（ｍｍ）と、厚み変化量ΔＴ（ｍｍ）とを求め、下記の表１に示した。 The polyimide nanofibers thus formed were subjected to a heat compression treatment with a hot press machine to obtain a heat resistant nonwoven fabric sheet made of polyimide (PI). Note that the heat-resistant nonwoven fabric sheet made of polyimide (PI) also has a bulk density ρb (g / cm 3 ), an initial thickness T0 (mm), and a thickness T1 during fixing operation (as in the above case). mm) and thickness variation ΔT (mm) were obtained and shown in Table 1 below.
その後は、前記のポリイミド（ＰＩ）からなる耐熱不織布シートについても、前記の実施例１等の場合と同様に、潤滑剤として、反応性の有機置換基としてメタクリル基を有するシロキサンである反応性シリコーンオイルを添加して処理し、実施例７の定着装置用摺動部材を得た。 Thereafter, the reactive silicone, which is a siloxane having a methacrylic group as a reactive organic substituent, is used as a lubricant in the heat-resistant nonwoven fabric sheet made of polyimide (PI) as in the case of Example 1 and the like. Oil was added and processed to obtain a sliding member for a fixing device of Example 7.
＜実施例８＞
実施例８では、耐熱不織布シートを得るにあたり、ＥＳＤ（電界紡糸）法によって作製した全フッ素化ポリイミドナノファイバー（平均繊維径：４．８μｍ）を用いて厚みが０．０２５ｍｍによるように製膜した。具体的には、フューエンス社製（ｅｓｐｒａｙｅｒ ＥＳ―２１００）を用い、芳香族ジアミン（４ＦＭＰＤ：テトラフルオロ−１，３フェニレンジアミン）と酸無水物（１０ＦＥＤＡ：１，４−ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオロフェノキシ）テトラフルオロベンゼン二無水物）とからなる全フッ素化ポリアミック酸のＮ−メチルピロリドン溶液からなる全フッ素化ポリイミド前駆体溶液をＳＵＳ板上に噴霧して、全フッ素化ポリイミドナノファイバーを厚みが０．０２５ｍｍになるように製膜した。
<Example 8>
In Example 8, in order to obtain a heat-resistant nonwoven fabric sheet, a film was formed using a fully fluorinated polyimide nanofiber (average fiber diameter: 4.8 μm) prepared by an ESD (electrospinning) method so that the thickness was 0.025 mm. . Specifically, an aromatic diamine (4FMPD: tetrafluoro-1,3-phenylenediamine) and an acid anhydride (10FEDA: 1,4-bis (3,4-di) are used, manufactured by FUENCE Co., Ltd. (esprayer ES-2100). A fluorinated polyimide nanofiber is sprayed onto a SUS plate by spraying a fluorinated polyimide precursor solution consisting of an N-methylpyrrolidone solution of a perfluorinated polyamic acid consisting of carboxytrifluorophenoxy) tetrafluorobenzene dianhydride). Was formed to a thickness of 0.025 mm.
そして、このように製膜させた全フッ素化ポリイミドナノファイバーを、熱プレス機により熱圧縮処理してフッ素化ポリイミド（ＦＰＩ）からなる耐熱不織布シートを得た。なお、前記のフッ素化ポリイミド（ＦＰＩ）からなる耐熱不織布シートについても、前記の場合と同様にして、嵩密度ρｂ（ｇ／ｃｍ３）と、初期厚みＴ０（ｍｍ）と、定着動作時における厚みＴ１（ｍｍ）と、厚み変化量ΔＴ（ｍｍ）とを求め、下記の表１に示した。 And the fully fluorinated polyimide nanofiber formed in this way was heat-compressed with the hot press machine, and the heat-resistant nonwoven fabric sheet which consists of a fluorinated polyimide (FPI) was obtained. Note that the heat-resistant nonwoven fabric sheet made of the fluorinated polyimide (FPI) also has a bulk density ρb (g / cm 3 ), an initial thickness T0 (mm), and a thickness at the time of fixing operation in the same manner as described above. T1 (mm) and thickness variation ΔT (mm) were determined and shown in Table 1 below.
その後は、前記のフッ素化ポリイミド（ＦＰＩ）からなる耐熱不織布シートについても、前記の実施例１等の場合と同様に、潤滑剤として、反応性の有機置換基としてメタクリル基を有するシロキサンである反応性シリコーンオイルを添加して処理し、実施例８の定着装置用摺動部材を得た。 Thereafter, the heat-resistant nonwoven fabric sheet made of the fluorinated polyimide (FPI) is also a reaction that is a siloxane having a methacryl group as a reactive organic substituent as a lubricant, as in the case of Example 1 and the like. A functional silicone oil was added and processed to obtain a fixing device sliding member of Example 8.
＜実施例９＞
実施例９では、耐熱不織布シートを得るにあたり、前記の実施例８の場合と同様に、ＥＳＤ（電界紡糸）法によって作製した全フッ素化ポリイミドナノファイバー（平均繊維径：４．８μｍ）を用いて厚みが０．０６ｍｍによるように製膜した。それ以外は、前記の実施例８の場合と同様にしてフッ素化ポリイミド（ＦＰＩ）からなる耐熱不織布シートを得た。なお、前記のフッ素化ポリイミド（ＦＰＩ）からなる耐熱不織布シートについても、前記の場合と同様にして、嵩密度ρｂ（ｇ／ｃｍ３）と、初期厚みＴ０（ｍｍ）と、定着動作時における厚みＴ１（ｍｍ）と、厚み変化量ΔＴ（ｍｍ）とを求め、下記の表１に示した。
<Example 9>
In Example 9, in order to obtain a heat-resistant nonwoven fabric sheet, as in the case of Example 8, the use of perfluorinated polyimide nanofibers (average fiber diameter: 4.8 μm) produced by the ESD (electrospinning) method. The film was formed so that the thickness was 0.06 mm. Otherwise, a heat resistant nonwoven fabric sheet made of fluorinated polyimide (FPI) was obtained in the same manner as in Example 8. Note that the heat-resistant nonwoven fabric sheet made of the fluorinated polyimide (FPI) also has a bulk density ρb (g / cm 3 ), an initial thickness T0 (mm), and a thickness at the time of fixing operation in the same manner as described above. T1 (mm) and thickness variation ΔT (mm) were determined and shown in Table 1 below.
その後は、前記のフッ素化ポリイミド（ＦＰＩ）からなる耐熱不織布シートについても、前記の実施例１等の場合と同様に、潤滑剤として、反応性の有機置換基としてメタクリル基を有するシロキサンである反応性シリコーンオイルを添加して処理し、実施例９の定着装置用摺動部材を得た。
＜実施例１０＞
実施例４の定着装置用摺動部材（耐熱不織布シートはアラミドフエルト）の摺動面側に、グンゼ社製、ＮＥＴ（フッ素樹脂ＰＦＡメッシュ、φ１１０μｍ−１００ｍｅｓｈ）を設置し、端部を押圧部材に固定し、実施例１０の定着装置用摺動部材を得た。
＜実施例１１＞
実施例５の定着装置用摺動部材（耐熱不織布シートはアラミド紙 Ｔ４１４）の摺動面側に、グンゼ社製、ＮＥＴ（フッ素樹脂ＰＦＡメッシュ、φ５０μｍ−２００ｍｅｓｈ）を設置し、端部を押圧部材に固定し、実施例１１の定着装置用摺動部材を得た。
＜実施例１２＞
実施例１２では、耐熱不織布シートを得るにあたり、溶融紡糸法によって作製したポリフェニルサルファイド（ＰＰＳ 平均繊維径：１．０μｍ）を用いて、厚みが０．０３ｍｍになるように製膜した。具体的には、関西電子社製「溶融紡糸装置 ＭＯＤＥＬ ＫＮＴタイプ」を用い、ＤＩＣ社製ＰＰＳ ＦＺ−２１００を溶融温度３４０℃にて噴霧して、平均繊維径１．０μｍのナノファイバーを作製した。得られたＰＰＳナノファイバーをニードルパンチ法によってシート状にし、カレンダー加工を施し、平均目付量２０ｇ／ｍ２、平均膜厚０．０３ｍｍになるよう製膜した。得られたＰＰＳナノファイバー耐熱不織布シートを２層に重ね、前記の実施例１等の場合と同様に、潤滑剤として、反応性の有機置換基としてメタクリル基を有するシロキサンである反応性シリコーンオイルを添加して処理し、実施例１２の定着装置用摺動部材を得た。
＜実施例１３＞
実施例１２の定着装置用摺動部材（耐熱不織布シートはＰＰＳナノファイバー）の摺動面側に、グンゼ社製、ＮＥＴ（フッ素樹脂ＰＦＡメッシュ、φ３５μｍ−１５０ｍｅｓｈ）を設置し、端部を押圧部材に固定し、実施例１３の定着装置用摺動部材を得た。
Thereafter, the heat-resistant nonwoven fabric sheet made of the fluorinated polyimide (FPI) is also a reaction that is a siloxane having a methacryl group as a reactive organic substituent as a lubricant, as in the case of Example 1 and the like. A functional silicone oil was added and processed to obtain a fixing device sliding member of Example 9.
<Example 10>
NET (Fluorine resin PFA mesh, φ110 μm-100 mesh) manufactured by Gunze Co., Ltd. is installed on the sliding surface side of the fixing device sliding member (heat-resistant nonwoven fabric sheet is aramid felt) in Example 4, and the end is used as a pressing member. The fixing member sliding member of Example 10 was obtained by fixing.
<Example 11>
NET (Fluorine resin PFA mesh, φ50 μm-200 mesh) manufactured by Gunze Co., Ltd. is installed on the sliding surface side of the fixing device sliding member (heat-resistant nonwoven fabric sheet is aramid paper T414) of Example 5, and the end is a pressing member. The fixing member sliding member of Example 11 was obtained.
<Example 12>
In Example 12, when obtaining a heat-resistant nonwoven fabric sheet, it was formed into a film having a thickness of 0.03 mm using polyphenyl sulfide (PPS average fiber diameter: 1.0 μm) produced by a melt spinning method. Specifically, using a “melt spinning apparatus MODEL KNT type” manufactured by Kansai Electronics Co., Ltd., PPS FZ-2100 manufactured by DIC was sprayed at a melting temperature of 340 ° C. to produce nanofibers having an average fiber diameter of 1.0 μm. . The obtained PPS nanofibers were formed into a sheet by a needle punch method, and calendered to form an average basis weight of 20 g / m 2 and an average film thickness of 0.03 mm. The obtained PPS nanofiber heat-resistant non-woven sheet is laminated in two layers, and in the same manner as in Example 1 and the like, a reactive silicone oil that is a siloxane having a methacryl group as a reactive organic substituent is used as a lubricant. The mixture was added and processed to obtain a sliding member for a fixing device of Example 12.
<Example 13>
NET (fluorine resin PFA mesh, φ35 μm-150 mesh) manufactured by Gunze Co., Ltd. is installed on the sliding surface side of the fixing member sliding member (heat-resistant nonwoven fabric sheet is PPS nanofiber) of Example 12, and the end is a pressing member. The fixing member sliding member of Example 13 was obtained.
＜比較例１＞
比較例１では、耐熱不織布シートとして、前記の実施例１に用いたアラミドフエルトを熱圧縮処理しないでそのまま用いるようにし、それ以外は、前記の実施例１の場合と同様にして、比較例１の定着装置用摺動部材を得た。なお、前記のアラミドフエルトからなる耐熱不織布シートについても、前記の場合と同様にして、嵩密度ρｂ（ｇ／ｃｍ３）と、初期厚みＴ０（ｍｍ）と、定着動作時における厚みＴ１（ｍｍ）と、厚み変化量ΔＴ（ｍｍ）とを求め、下記の表２に示した。
<Comparative Example 1>
In Comparative Example 1, as the heat-resistant nonwoven fabric sheet, the aramid felt used in Example 1 was used as it was without being subjected to thermal compression treatment, and other than that, in the same manner as in Example 1, Comparative Example 1 was used. A sliding member for a fixing device was obtained. In addition, the heat-resistant nonwoven fabric sheet made of the aramid felt also has a bulk density ρb (g / cm 3 ), an initial thickness T0 (mm), and a thickness T1 (mm) during the fixing operation in the same manner as described above. And the change in thickness ΔT (mm) were obtained and shown in Table 2 below.
＜比較例２＞
比較例２では、耐熱不織布シートとして、実施例２に用いたアラミドフエルトを熱圧縮処理しないでそのまま用いるようにし、それ以外は、前記の実施例２の場合と同様にして、比較例２の定着装置用摺動部材を得た。なお、前記のアラミドフエルトからなる耐熱不織布シートについても、前記の場合と同様にして、嵩密度ρｂ（ｇ／ｃｍ３）と、初期厚みＴ０（ｍｍ）と、定着動作時における厚みＴ１（ｍｍ）と、厚み変化量ΔＴ（ｍｍ）とを求め、下記の表２に示した。
<Comparative Example 2>
In Comparative Example 2, as the heat-resistant nonwoven fabric sheet, the aramid felt used in Example 2 was used as it was without being subjected to heat compression treatment, and other than that, the fixing of Comparative Example 2 was performed in the same manner as in Example 2 above. A sliding member for the device was obtained. In addition, the heat-resistant nonwoven fabric sheet made of the aramid felt also has a bulk density ρb (g / cm 3 ), an initial thickness T0 (mm), and a thickness T1 (mm) during the fixing operation in the same manner as described above. And the change in thickness ΔT (mm) were obtained and shown in Table 2 below.
＜比較例３＞
比較例３では、耐熱不織布シートとして、実施例３に用いたアラミドフエルトを熱圧縮処理しないでそのまま用いるようにし、それ以外は、前記の実施例３の場合と同様にして、比較例３の定着装置用摺動部材を得た。なお、前記のアラミドフエルトからなる耐熱不織布シートについても、前記の場合と同様にして、嵩密度ρｂ（ｇ／ｃｍ３）と、初期厚みＴ０（ｍｍ）と、定着動作時における厚みＴ１（ｍｍ）と、厚み変化量ΔＴ（ｍｍ）とを求め、下記の表２に示した。
<Comparative Example 3>
In Comparative Example 3, as the heat-resistant nonwoven fabric sheet, the aramid felt used in Example 3 was used as it was without being subjected to a heat compression treatment, and the rest of the fixing of Comparative Example 3 was performed in the same manner as in Example 3 above. A sliding member for the device was obtained. In addition, the heat-resistant nonwoven fabric sheet made of the aramid felt also has a bulk density ρb (g / cm 3 ), an initial thickness T0 (mm), and a thickness T1 (mm) during the fixing operation in the same manner as described above. And the change in thickness ΔT (mm) were obtained and shown in Table 2 below.
＜比較例４＞
比較例４では、耐熱不織布シートとして、実施例４に用いたアラミドフエルトを熱圧縮処理しないでそのまま用いるようにし、それ以外は、前記の実施例４の場合と同様にして、比較例４の定着装置用摺動部材を得た。なお、前記のアラミドフエルトからなる耐熱不織布シートについても、前記の場合と同様にして、嵩密度ρｂ（ｇ／ｃｍ３）と、初期厚みＴ０（ｍｍ）と、定着動作時における厚みＴ１（ｍｍ）と、厚み変化量ΔＴ（ｍｍ）とを求め、下記の表２に示した。
<Comparative example 4>
In Comparative Example 4, as the heat-resistant nonwoven fabric sheet, the aramid felt used in Example 4 was used as it was without being subjected to heat compression treatment, and other than that, the fixing of Comparative Example 4 was performed in the same manner as in Example 4 above. A sliding member for the device was obtained. In addition, the heat-resistant nonwoven fabric sheet made of the aramid felt also has a bulk density ρb (g / cm 3 ), an initial thickness T0 (mm), and a thickness T1 (mm) during the fixing operation in the same manner as described above. And the change in thickness ΔT (mm) were obtained and shown in Table 2 below.
ここで、前記の実施例１〜実施例１３及び比較例１〜比較例４の各定着装置用摺動部材の評価を行うにあたっては、コニカミノルタ社製のカラープリンタ（商品名「ｍａｇｉｃｏｌｏｒ ５４４０ＤＬ」）の定着装置を使用した。 Here, in evaluating each of the fixing device sliding members of Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 4, a color printer manufactured by Konica Minolta (trade name “magiccolor 5440DL”) is used. The fixing device was used.
そして、定着温度を２００℃として、定着装置のみを外部モーターによって３００ｍｍ／ｓｅｃの速度で所定時間連続駆動させ、駆動開始初期、１０時間後、１００時間後、１５０時間後、２００時間後、３００時間後、４００時間後のそれぞれの時点において、ニップ幅、ニップ形状及び外部モーターのトルクの測定を行った。 Then, the fixing temperature is set to 200 ° C., and only the fixing device is continuously driven by an external motor at a speed of 300 mm / sec for a predetermined time, and at the beginning of driving, 10 hours, 100 hours, 150 hours, 200 hours, and 300 hours. Thereafter, at each time point after 400 hours, the nip width, the nip shape, and the torque of the external motor were measured.
ここで、ニップ幅及びニップ形状については、定着済のＡ４黒ベタ画像の用紙を、１６５℃に温度調整した定着装置に縦方向に通紙し、途中で１０秒間停止させた後、これを排紙させて黒ベタ画像の用紙にニップ痕を形成させ、その幅をノギスで５点測定し、その平均値をニップ幅（ｍｍ）として求めた。また、ニップ形状については、ニップ痕形成画像の凹形状の有無を目視により確認した。 Here, regarding the nip width and the nip shape, the fixed A4 black solid image paper is passed through the fixing device adjusted to a temperature of 165 ° C. in the vertical direction, stopped for 10 seconds, and then discharged. A nip mark was formed on a sheet of black solid image, and the width was measured with five calipers, and the average value was obtained as the nip width (mm). As for the nip shape, the presence or absence of a concave shape in the nip mark formation image was visually confirmed.
また、外部モーターのトルクについては、外部駆動モーター、駆動ギア、電圧測定器、外部駆動モーターと駆動ギアとの間にトルク変換器を備えたトルク測定治具をセットし、１６５℃に温度調整しながら３００ｍｍ／ｓｅｃで１０分間駆動させた時の電圧を１０秒間測定し、その電圧の平均値をトルクに換算して求めた。 For the torque of the external motor, set the external drive motor, drive gear, voltage measuring instrument, and a torque measurement jig equipped with a torque converter between the external drive motor and the drive gear, and adjust the temperature to 165 ° C. However, the voltage when driven at 300 mm / sec for 10 minutes was measured for 10 seconds, and the average value of the voltage was converted into torque.
そして、前記の実施例１〜実施例１３の定着装置用摺動部材を用いたものについては、駆動開始初期と４００時間後におけるニップ幅及び前記のトルクを測定し、その結果を下記の表１に示した。 And about what used the sliding member for fixing devices of the said Example 1-Example 13, the nip width and the said torque after the drive start initial stage and 400 hours after were measured, and the result was shown in following Table 1 It was shown to.
一方、前記の比較例１〜比較例４の定着装置用摺動部材を用いたものについては、駆動開始初期から１０時間後におけるニップ幅の変化が大きくなったため、駆動開始初期と１０時間後におけるニップ幅を測定する一方、４００時間後におけるトルクは測定しないようにし、その結果を下記の表２に示した。 On the other hand, in the case of using the fixing device sliding member of Comparative Examples 1 to 4, the change in the nip width after 10 hours from the beginning of driving became large. While the nip width was measured, the torque after 400 hours was not measured, and the results are shown in Table 2 below.
この結果、定着装置用摺動部材におけるアラミド等の耐熱繊維を用いた不織布シートを用い、嵩密度ρｂが１ｇ／ｃｍ３以下で、定着動作時における定着装置用摺動部材の厚み変化量ΔＴが０．４ｍｍ以下になった実施例１〜実施例１３の各定着装置用摺動部材を用いた場合、表１に示すように、４００時間後におけるニップ幅の変化が±０．２ｍｍ以内と小さくなっており、前記のように目視して確認したニップ形状に異常はなく、また安定したトルク特性を示し、異音、ベルト破損などの不具合も確認されなかった。特に、ＰＦＡメッシュを設置した実施例１０、１１、１３は、ＰＦＡメッシュを用いないこと以外は同条件の実施例４、５、１２と比較し、初期、４００時間後のトルクも低く、さらに良好なトルク特性を示した。 As a result, the nonwoven fabric sheet using heat-resistant fibers such as aramid in the fixing device sliding member is used, the bulk density ρb is 1 g / cm 3 or less, and the thickness change amount ΔT of the fixing device sliding member during the fixing operation is When the sliding members for fixing devices of Examples 1 to 13 that were 0.4 mm or less were used, as shown in Table 1, the change in the nip width after 400 hours was as small as ± 0.2 mm or less. As described above, there was no abnormality in the nip shape visually confirmed, and it showed stable torque characteristics, and there were no problems such as abnormal noise or belt breakage. In particular, Examples 10, 11, and 13 in which the PFA mesh was installed were lower in torque at 400 hours after the initial stage and compared with Examples 4, 5, and 12 under the same conditions except that the PFA mesh was not used. Torque characteristics were shown.
これに対して、定着動作時における定着装置用摺動部材の厚み変化量ΔＴが０．４ｍｍを超える比較例１〜比較例４の各定着装置用摺動部材を用いた場合、表２に示すように、１０時間経過した時点においてニップ幅の変化が０．４ｍｍを超えると共に、前記のように目視して確認したニップ形状も凹型となっており、適切な画像形成及び通紙性能が得られなくなり、このため、その後の評価は中止した。 On the other hand, when the sliding members for fixing devices of Comparative Examples 1 to 4 in which the thickness variation ΔT of the sliding member for fixing devices during the fixing operation exceeds 0.4 mm are shown in Table 2. As described above, when the change of the nip width exceeds 0.4 mm at the time when 10 hours have elapsed, the nip shape visually confirmed as described above is also concave, and appropriate image formation and paper passing performance can be obtained. For this reason, further evaluation was stopped.
なお、本実施形態に係る定着装置用摺動部材３３を備えた定着装置３０が適用される画像形成装置１は、前記の図１に示したものに限られず、その他のカラー形式のものや、モノクロ形式の画像形成装置であってもよい。 The image forming apparatus 1 to which the fixing device 30 including the fixing device sliding member 33 according to the present embodiment is applied is not limited to the one shown in FIG. It may be a monochrome image forming apparatus.
１ 画像形成装置
１０Ａ〜１０Ｄ イメージングカートリッジ
１１ 感光体
１２ 帯電装置
１３ 潜像形成装置
１４ 現像装置
１５ 第１クリーニング装置
２０ａ 駆動ローラー、２０ｂ 回転ローラー
２１ 中間転写ベルト
２２ 一次転写ローラー
２３ 二次転写ローラー
２４ 給紙ローラー
２５ タイミングローラー
２６ 第２クリーニング装置
２７ 排紙ローラー
３０ 定着装置
３１ ローラー、３１ａ 芯金、３１ｂ 弾性層
３２ 無端ベルト
３３ 定着装置用摺動部材
３４ 加熱ローラー、３４ａ 加熱装置
３５ 押圧部材
Ｎ ニップ部
Ｓ 記録媒体
ｔ トナー画像
Ｔ０ 初期厚み
Ｔ１ 定着動作時の厚み
ΔＴ 厚み変化量
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 10A-10D Imaging cartridge 11 Photoconductor 12 Charging apparatus 13 Latent image forming apparatus 14 Developing apparatus 15 1st cleaning apparatus 20a Drive roller, 20b Rotating roller 21 Intermediate transfer belt 22 Primary transfer roller 23 Secondary transfer roller 24 Supply Paper roller 25 Timing roller 26 Second cleaning device 27 Paper discharge roller 30 Fixing device 31 Roller, 31a Core metal, 31b Elastic layer 32 Endless belt 33 Sliding member for fixing device 34 Heating roller, 34a Heating device 35 Pressing member N Nip part S Recording medium t Toner image T0 Initial thickness T1 Thickness ΔT during fixing operation Thickness change
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