JP2018185478A - 定着部材、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
定着部材、定着装置及び画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018185478A JP2018185478A JP2017088611A JP2017088611A JP2018185478A JP 2018185478 A JP2018185478 A JP 2018185478A JP 2017088611 A JP2017088611 A JP 2017088611A JP 2017088611 A JP2017088611 A JP 2017088611A JP 2018185478 A JP2018185478 A JP 2018185478A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- structural formula
- fixing member
- residue
- surface 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
Links
Images
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
該表面層は、下記構造式(1)で表される構造単位と、下記構造式(2)および下記構造式(3)で表される構造単位群から選択される少なくとも1つの構造単位と、を有するオルガノポリシロキサンを含む、ことを特徴とする定着部材である。
R1SiO3/2
(構造式(1)中、R1は、下記構造式(4)で示される基を表す:
構造式(2)
R2(SiO3/2)x
(構造式(2)中、xは1または2を表し、ただしxが1であるときは、R2は以下の(i)および(ii)に記載される基より選択される基を表し、xが2であるときは、R2は以下の(iii)および(iv)に記載される基より選択される基を表す。
(i)炭素数1〜4の未置換のアルキル基、あるいは、
炭素数1〜4の未置換のアルキル基の少なくとも1つの水素原子が、フッ素原子、トリフルオロメチル基、アクリル酸残基、メタクリル酸残基、エテニルエーテル残基、メチルエテニルエーテル残基、エテニル残基、メチルエテニル残基、アクリルアミド残基、メタクリルアミド残基およびイソシアネート残基からなる群から選択される少なくとも1つの原子または基で置換された置換アルキル基;
(ii)炭素数6〜18の未置換のアリール基、あるいは、
炭素数6〜18の未置換のアリール基の少なくとも1つの水素原子が、フッ素原子、トリフルオロメチル基、アクリル酸残基、メタクリル酸残基、エテニルエーテル残基、メチルエテニルエーテル残基、エテニル残基、メチルエテニル残基、アクリルアミド残基、メタクリルアミド残基およびイソシアネート残基からなる群から選択される少なくとも1つの原子または基で置換された置換アリール基;
(iii)炭素数1〜4の未置換のアルキレン基、あるいは、
炭素数1〜4の未置換のアルキレン基の少なくとも1つの水素原子が、フッ素原子およびトリフルオロメチル基からなる群から選択される少なくとも1つの原子または基で置換された置換アルキレン基;
(iv)炭素数6〜18の未置換のアリーレン基、あるいは、
炭素数6〜18の未置換のアリーレン基の少なくとも1つの水素原子が、フッ素原子およびトリフルオロメチル基からなる群から選択される少なくとも1つの原子または基で置換された置換アリーレン基。)。
即ち、本発明における(例えばPFAを超える)高い離型性は、PFPE構造によって発現するものであり、高い耐久性(高強度、高耐熱性等)は上記他のシラン化合物由来の構造及びPFPE構造によって発現するものである。
通常、高温かつ高圧で高せん断を受ける電子写真用定着部材のような使用環境においては、表面層の摩耗を完全になくすことは難しい。しかし、上述したオルガノポリシロキサン膜を表面層に有する本発明の定着部材では、仮に摩耗が発生した場合であっても、有効成分であるPFPE(構造)を常に定着部材の表面に供給し続けることが可能であり、高い離型性を長期に亘って維持することができる。
なお、本発明における「耐熱性」とは、定着部材がおかれる高温環境(例えば200℃以上に加熱される環境)での機械強度の耐劣化性のみならず、表面自由エネルギーの耐劣化性をも意味するものとする。
本発明に係る定着部材は、基体、および、基体上の表面層を有し、基体と表面層との間に他の層(例えば、弾性層)を有することができる。本発明に係る定着部材の形状は特に限定されないが、例えば、ローラ形状、及び、ベルト形状とすることができる。
なお以下では、主にローラ形状の定着部材に着目した説明を行う。
基体(基材)の形状は、作製する定着部材の形状に応じて適宜選択することができ、例えば、ローラ形状、及び、ベルト形状(例えばシームレスベルト形状)とすることができる。
ローラ形状の基体を構成する材料は、特に限定されないが、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮及び銅等の金属、並びに、ガラス、セラミックス等を用いることができる。
ベルト形状の基体を構成する材料は、特に限定されないが、ポリイミド、ポリアミド及びポリアミドイミド等の樹脂、並びに、ニッケル及びステンレス鋼等の金属を用いることができる。
各層間に配することができるプライマー層に用いるプライマーとしては、特に限定されないが、付加型液状シリコーンゴム、付加型液状フロロシリコーンゴム、及び、シランカップリング剤等を好適に用いることができる。プライマー層の厚さは、凝集破壊防止の観点から、0.5μm以上10μm以下とすることが好ましい。
弾性層を構成する材料は適宜設定することができるが、耐熱性を有するゴムであることが好ましく、具体的にはシリコーンゴム、フッ素ゴム、及び、フロロシリコーンゴム等が好適に用いられる。弾性層は、成型のし易さや加熱硬化性を考慮して、液状付加型のシリコーンゴム、フッ素ゴム、及び、フロロシリコーンゴム等を用いて形成されることが好ましい。なお、これらのゴムは、1液型及び2液型のいずれのタイプの原料から形成されたゴムであっても良い。
表面層は、後述する構造式(1)で表される構造単位(ポリシロキサン単位)と、後述する構造式(2)及び構造式(3)で表される構造単位群から選択される少なくとも1つの構造単位とを有するオルガノポリシロキサンを含む。
また、上記オルガノポリシロキサンは、さらにSiO4/2構造(後述する構造式(6)に示す構造単位)を含んでいても良い。
R1は、後述する構造式(4)で示される基を表す。
Xは、エステル結合(エステル基(−C(=O)O−))、アミド結合(アミド基)、または、ウレタン結合(ウレタン基(−NH−C(=O)O−))を表す。このアミド基としては、2級アミド基(−C(=O)−NH−)及び3級アミド基(−C(=O)−NR’−:R’は置換基(例えば炭素数1以上4以下のアルキル基)を表す)を挙げることができる。mは、0または1とする。
Yは、下記構造式(5−1)及び下記構造式(5−2)から選択される少なくとも一方の基を表す。即ち、構造式(4)に示す構造単位は、1種類を単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。
また、a〜eで各々括られた各繰り返し単位の結合順序は構造式(5−1)及び構造式(5−2)中の順序に限定されない。
R6およびR7は、各々独立して、フッ素原子(−F)またはトリフルオロメチル基(−CF3)を表す。
なお、本明細書における数平均分子量は、19F−NMRにより算出される値のことをいう。
構造式(7)中の、l、m、n、X及びYは、上記構造式(4)、構造式(5−1)及び構造式(5−2)において説明したものと同じものを表す。
オルガノポリシロキサン中に、R2(SiO3/2)x構造を有することによって、単体では液体であるPFPEを含む膜(表面層)を一層高強度化することができる。また、R2(SiO3/2)x構造は、単体でも、耐熱性及び比較的低い表面自由エネルギーを有する特徴があり重要である。
また、アクリル酸残基(アクリル酸エステル残基)、メタクリル酸残基(メタクリル酸エステル残基)、エテニルエーテル残基(ビニルエーテル残基)、メチルエテニルエーテル残基(メチルビニルエーテル残基)、エテニル残基(ビニル残基)、メチルエテニル残基(メチルビニル残基)、アクリルアミド残基、メタクリルアミド残基およびイソシアネート残基とは、以下のものを含むものである。即ち、オルガノポリシロキサン膜(表面層)において、アクリル酸エステル基(−OC(=O)CH=CH2、)、メタクリル酸エステル基(−OC(=O)C(CH3)=CH2、)、ビニルエーテル基(−O−CH=CH2)、メチルエテニルエーテル基(−O−C(CH3)=CH2)、ビニル基(−HC=CH2)、メチルエテニル基(−C(CH3)=CH2)、アクリルアミド基(−HN−C(=O)CH=CH2、)、メタクリルアミド基(−NH−C(=O)C(CH3)=CH2)およびイソシアネート基(−N=C=O)がそれぞれ、他の基(置換基)と架橋した構造を含むものであり、また、他の基と架橋せずに、これらの基のまま存在している場合も含むものである。
R2:
−CH3、−CF3、−C2H5、−C2F5、−C3H7、−C3F7、−C4H9、−C4F9、−C(CH3)3、−C(CF3)3、−CH2OC(=O)CH=CH2、−(CH2)2OC(=O)CH=CH2、−(CH2)3OC(=O)CH=CH2、−(CH2)4OC(=O)CH=CH2、−CH2OC(=O)C(CH3)=CH2、−(CH2)2OC(=O)C(CH3)=CH2、−(CH2)3OC(=O)C(CH3)=CH2、−(CH2)4OC(=O)C(CH3)=CH2、−CH2CH=CH2、−(CH2)2CH=CH2、−(CH2)3CH=CH2、−(CH2)4CH=CH2、−CH2OCH=CH2、−(CH2)2OCH=CH2、−(CH2)3OCH=CH2、−(CH2)4OCH=CH2、−CH2NHC(=O)CH=CH2、−(CH2)2NHC(=O)CH=CH2、−(CH2)3NHC(=O)CH=CH2、−(CH2)4NHC(=O)CH=CH2、−CH2NHC(=O)C(CH3)=CH2、−(CH2)2NHC(=O)C(CH3)=CH2、−(CH2)3NHC(=O)C(CH3)=CH2、−(CH2)4NHC(=O)C(CH3)=CH2、−CH2−N=C=O、−(CH2)2−N=C=O、−(CH2)3−N=C=O、−(CH2)4−N=C=O、−CH2−O−C(CH3)=CH2、−(CH2)2−O−C(CH3)=CH2、−(CH2)3−O−C(CH3)=CH2、−CH2−C(CH3)=CH2、−(CH2)2−C(CH3)=CH2、−(CH2)3−C(CH3)=CH2。
R2:
−C6H5(フェニル基:Ph)、−C6F5、−C6H4−CH3(トリル基)、−C6H4−CF3、−C6F4−CF3、−C6H4−C2H5(エチルフェニル基)、−C6H4−C3H7(プロピルフェニル基)、−C6H4−C4H9(ブチルフェニル基)−C10H7(ナフチル基)、−C14H9(アントラセニル基)、−C6F5、−C14F9、−C6H4−OC(=O)CH=CH2、−C6H4−CH2−OC(=O)CH=CH2、−C6H4−(CH2)2−OC(=O)CH=CH2、−C6H4−(CH2)3−OC(=O)CH=CH2、−C6F4−OC(=O)CH=CH2、−C6F4−CH2−OC(=O)CH=CH2、−C6F4−(CH2)2−OC(=O)CH=CH2、−C6F4−(CH2)3−OC(=O)CH=CH2、−C6F4−(CH2)4−OC(=O)CH=CH2、−C6H4−OC(=O)C(CH3)=CH2、−C6H4−CH2−OC(=O)C(CH3)=CH2、−C6H4−(CH2)2−OC(=O)C(CH3)=CH2、−C6H4−(CH2)3−OC(=O)C(CH3)=CH2、−C6H4−(CH2)4−OC(=O)C(CH3)=CH2、−C6F4−OC(=O)C(CH3)=CH2、−C6F4−CH2−OC(=O)C(CH3)=CH2、−C6F4−(CH2)2−OC(=O)C(CH3)=CH2、−C6F4−(CH2)3−OC(=O)C(CH3)=CH2、−C6F4−(CH2)4−OC(=O)C(CH3)=CH2、−C6H4−CH=CH2、−C6H4−CH2−CH=CH2、−C6H4−(CH2)2−CH=CH2、−C6H4−(CH2)3−CH=CH2、−C6H4−(CH2)4−CH=CH2、−C6F4−CH=CH2、−C6F4−CH2−CH=CH2、−C6F4−(CH2)2−CH=CH2、−C6F4−(CH2)3−CH=CH2、−C6F4−(CH2)4−CH=CH2、−C6H4−C(CH3)=CH2、−C6H4−CH2−C(CH3)=CH2、−C6H4−(CH2)2−C(CH3)=CH2、−C6H4−(CH2)3−C(CH3)=CH2、−C6H4−(CH2)4−C(CH3)=CH2、−C6F4−C(CH3)=CH2、−C6F4−CH2−C(CH3)=CH2、−C6F4−(CH2)2−C(CH3)=CH2、−C6F4−(CH2)3−C(CH3)=CH2、−C6F4−(CH2)4−C(CH3)=CH2、−C6H4−O−CH=CH2、−C6H4−CH2−O−CH=CH2、−C6H4−(CH2)2−O−CH=CH2、−C6H4−(CH2)3−O−CH=CH2、−C6H4−(CH2)4−O−CH=CH2、−C6F4−O−CH=CH2、−C6F4−CH2−O−CH=CH2、−C6F4−(CH2)2−O−CH=CH2、−C6F4−(CH2)3−O−CH=CH2、−C6F4−(CH2)4−O−CH=CH2、−C6H4−O−C(CH3)=CH2、−C6H4−CH2−O−C(CH3)=CH2、−C6H4−(CH2)2−O−C(CH3)=CH2、−C6H4−(CH2)3−O−C(CH3)=CH2、−C6H4−(CH2)4−O−C(CH3)=CH2、−C6F4−O−C(CH3)=CH2、−C6F4−CH2−O−C(CH3)=CH2、−C6F4−(CH2)2−O−C(CH3)=CH2、−C6F4−(CH2)3−O−C(CH3)=CH2、−C6F4−(CH2)4−O−C(CH3)=CH2、−C6H4−NHC(=O)CH=CH2、−C6H4−CH2−NHC(=O)CH=CH2、−C6H4−(CH2)2−NHC(=O)CH=CH2、−C6H4−(CH2)3−NHC(=O)CH=CH2、−C6H4−(CH2)4−NHC(=O)CH=CH2、−C6F4−NHC(=O)CH=CH2、−C6F4−CH2−NHC(=O)CH=CH2、−C6F4−(CH2)2−NHC(=O)CH=CH2、−C6F4−(CH2)3−NHC(=O)CH=CH2、−C6F4−(CH2)4−NHC(=O)CH=CH2、−C6H4−NHC(=O)C(CH3)=CH2、−C6H4−CH2−NHC(=O)C(CH3)=CH2、−C6H4−(CH2)2−NHC(=O)C(CH3)=CH2、−C6H4−(CH2)3−NHC(=O)C(CH3)=CH2、−C6H4−(CH2)4−NHC(=O)C(CH3)=CH2、−C6F4−NHC(=O)C(CH3)=CH2、−C6F4−CH2−NHC(=O)C(CH3)=CH2、−C6F4−(CH2)2−NHC(=O)C(CH3)=CH2、−C6F4−(CH2)3−NHC(=O)C(CH3)=CH2、−C6F4−(CH2)4−NHC(=O)C(CH3)=CH2、−C6H4−N=C=O、−C6H4−CH2−N=C=O、−C6H4−(CH2)2−N=C=O、−C6H4−(CH2)3−N=C=O、−C6H4−(CH2)4−N=C=O、−C6F4−N=C=O、−C6F4−CH2−N=C=O、−C6F4−(CH2)2−N=C=O、−C6F4−(CH2)3−N=C=O、−C6F4−(CH2)4−N=C=O。
R2:
−CH2−、−(CH2)2−、−(CH2)3−、−(CH2)4−、−CH(CH3)CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2−、−CH2CH2CH(CH3)−、−CF2−、−(CF2)2−、−(CF2)3−、−(CF2)4−、−CH(CF3)CH2CH2−、−CH2CH(CF3)CH2−、−CH2CH2CH(CF3)−、−CF(CF3)CF2CF2−、−CF2CF(CF3)CF2−、−CF2CF2CF(CF3)−。
さらに、上記未置換のアリーレン基が他の原子や基によって置換される位置や数は特に限定されない。なお、未置換のアリーレン基の炭素数が6以上18以下であれば、耐熱性と離型性を両立することができる。
R2:
−C6H4−(フェニレン基)、−C6F4−、−C6H3(CF3)−、−C10H6−(ナフチレン基)、−C10H5(CF3)−、−C14H8−(アントラセニレン基、フェナントリレン基)、−C14H7(CF3)−、C16H8−(ピレニレン基)、−C16H7(CF3)−。
構造式(8)中の、R2及びxは、構造式(2)において説明したものと同じものを表す。
オルガノポリシロキサン中に、下記構造式(3)で表される構造単位を有することにより、膜強度を容易に向上させることができる。
オルガノポリシロキサンが、構造式(6)のSiO4/2で表される構造単位を有することによって、オルガノポリシロキサン膜(表面層)の単位体積あたりにおける架橋点が増加し、膜強度及び耐熱性を更に向上させることができる。
表面層中のSiO4/2構造の含有量が20mol%以下であれば、膜が適度な屈曲性を有し易く、クラックの発生を予防し易い。また、SiO4/2構造の含有量が1mol%以上であれば、架橋点が増加し一層膜強度を向上させることができる。
表面層の厚さ(膜厚)は、100nm以上、30μm以下が好ましく、500nm以上20μm以下がより好ましい。表面層の厚さが100nm以上であれば、耐久中の摩耗等によるPFPE成分の消失を防ぎ易く、離型性を容易に維持することができる。一方、表面層の厚さが30μm以下であれば、膜割れやクラック等の発生を防ぎ易い。
表面層の表面における硬度は、マルテンス硬度で表すことができる。マルテンス硬度は、ISO14577に基づき、「試験荷重Fを、接触ゼロ点から圧子の侵入した表面積As(h)で除した値」と定義され、単位はMPaで表される。
本発明の定着部材は、例えば、以下の表面層の形成工程を含む定着部材の製造方法により製造することができる。
基体上に、上述した構造式(1)で表される構造単位と、上述した構造式(2)及び構造式(3)で表される構造単位群から選択される少なくとも1つの構造単位とを有するオルガノポリシロキサンを含む表面層を形成する工程。
上記表面層(オルガノポリシロキサン膜)は、例えば、以下の方法により形成することができる。
即ち、基体上(弾性層を有する場合は弾性層上、プライマー層を更に有する場合は弾性層上に形成されたプライマー層上)に、表面層形成用材料(シリカゾル溶液)を塗布し、乾燥硬化させることにより、表面層を形成することができる。なお、表面層形成用材料は、加熱や紫外線照射等により硬化させることができる。
この表面層形成用材料は、例えば、原料となる加水分解性シラン化合物(例えば上記構造式(7)〜(9)でそれぞれ表わされるシラン化合物)と、溶媒(水を含む)と、触媒とを含むことができる。表面層形成用材料中に含まれる加水分解性シラン化合物はその少なくとも一部が加水分解縮合反応を起こしていても良く、これらのシラン化合物による加水分解縮合物を含んでいても良い。
即ち、表面層形成用材料は、例えば、原料となる加水分解性シラン化合物を、触媒存在下の溶媒(溶液)中で混合し、加水分解縮合反応を促進させることによって得ることができる。加水分解縮合反応の進行度合いは、温度、時間、濃度及びpH等を制御することにより、適宜調整することができる。従って、上記加水分解縮合反応は、室温で数時間撹拌することにより進行させても良いし、適宜、反応系を加熱等して、反応を加速させても良い。また、表面層形成用材料を基体上に塗布した後、硬化(例えば、加熱硬化や紫外線硬化)することにより、加水分解縮合反応をさらに進行させることもできる。
T3体の割合は29Si−NMRを測定することにより算出することができ、本発明においては全T単位数(全T体数)に対するT3体の割合が20%以上であることが好ましく、30%以上であることがさらに好ましい。
なお、表面層形成用材料を基体上に塗布した後、加熱硬化等により加水分解縮合反応をさらに進行させる場合は、T3体の割合も向上する。
本発明の定着装置について説明する。本発明の定着装置は、上述した本発明の定着部材(電子写真用定着部材)を有する。なお、図2に、本発明の定着装置の一例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
図2に示す定着装置10は、定着ローラ4及び加圧ローラ9を有する。この定着ローラ4には、ハロゲンヒータ5が内蔵されており、基体1上に設けられた弾性層2の表面には、本発明における表面層(オルガノポリシロキサン膜)3が積層されている。
加圧ローラ9は、芯金6上に、耐熱性ゴムを含む弾性層7及び離型層8が順次積層されている。加圧ローラ9は、定着ローラ4に圧接されており、ニップ部が形成されている。このニップ部を、トナーTが付着している記録媒体Pが通過する際に、記録媒体Pに付着しているトナーTは、定着ローラ4により加熱されて軟化すると共に、加圧されて、記録媒体Pに定着する。
本発明の画像形成装置(電子写真用画像形成装置)は、感光体と、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、転写装置と、本発明の定着装置とを少なくとも有する。
図3では、感光体として、円筒状の電子写真感光体11が、軸12を中心に矢印方向(時計回り)に所定の周速度で回転駆動される。
この画像形成装置には、この感光体を帯電させる帯電装置として、帯電手段13が設置されており、帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光装置として、露光手段(不図示)が設置されている。回転駆動される電子写真感光体11の表面(周面)は、この帯電手段13により正または負の電位に帯電される。次いで、帯電された電子写真感光体11は、不図示の露光手段から出力される露光光(画像露光光)14を受ける。こうして電子写真感光体11の表面には、目的の画像に対応した静電潜像が形成されていく。
さらに、この画像形成装置には、転写装置として、転写手段16が設置されており、電子写真感光体11の表面に形成されたトナー像は、この転写手段16によって、記録媒体である、紙などの転写材17に順次転写されていく。転写材17は、転写材供給手段(不図示)から電子写真感光体11と転写手段16との間(当接部)に電子写真感光体11の回転と同期して取り出されて給送される。
表面層の厚み(膜厚)は作製した定着部材の表面層を切り出し、切り出した層断面を走査型電子顕微鏡(SEM)(商品名:S−4800、日立ハイテクノロジーズ製)で観察することにより、算出した。
定着部材の耐熱性の評価は、以下のように、定着部材(表面層)の表面自由エネルギー及びマルテンス硬度により評価を行った。
作製した定着部材(表面層)の表面自由エネルギーは、3種の液体(純水、ヘキサデカン及びジヨードメタン)に対する接触角を測定し、北崎−畑(kitazaki−hata)の式をベースに算出される値を用いて算出した。具体的に、接触角の測定には、DM−701(商品名、協和界面化学(株)製)を用いて、液滴1.8μl、液滴着弾後1秒後の値を用いた。この値の算出にはθ/2法を用いて、測定は3回行った。また、表面層の表面自由エネルギーは付属のソフト(商品名:FAMAS 3.5.5、協和界面化学(株)製)で上記3種の液体に対する接触角より算出した。作製した定着部材に対して、加熱前(初期)、220℃条件下で100時間加熱した後、並びに、220℃条件下で200時間加熱した後の値をそれぞれ測定した。
作製した定着部材(表面層)のマルテンス硬度は、超微小押し込み硬さ試験機(商品名:ENT−1100a、ELIONIX製)により測定した。圧子としてバーコビッチ圧子を用いた。荷重をゼロから100μNまで加え、1秒保持する方法により測定した。作製した定着部材に対して、加熱前(初期)、220℃条件下で100時間加熱した後、並びに、220℃条件下で200時間加熱した後の値をそれぞれ測定した。
作製した定着部材を、改造したキヤノン製複写機「iRC3200(商品名)」に装着した。別途、A4サイズの紙上に10cm×10cmのトナー未定着画像(トナー量0.6g/cm2)を5、000枚分用意し、上記装置において、耐久離型性(剥離性)評価を行った。耐久離型性評価は紙のローラーへの巻きつきで評価した。なお、トナーは離型剤(ワックス、オイル等)成分を含有していないものを用いた。試験条件は以下の通りである。
トナー:iRC3200用Cyトナー(離型成分を含まない)
紙:キヤノン製、商品名:PB PAPER
定着温度:180℃
搬送速度:300mm/sec
この評価において、5、000枚通紙における耐久離型性を評価した。評価基準は以下の通りである。この場合、巻きつきジャムは溶融したトナーと紙に対する離型性が不十分なために発生する。
ランクA:巻きつきジャムの発生が3回未満。
ランクB:巻きつきジャムの発生回数が3回以上5回未満。
ランクC:巻きつきジャムの発生回数が5回以上10回未満。
ランクD:巻きつきジャムの発生回数が10回以上。
〔表面層形成用材料の調製〕
片末端にトリアルコキシシラン基を有するパーフルオロポリエーテル(商品名:オプツールDSX、(架橋)官能基数1、数平均分子量3900、ダイキン製)1.0g、及び、MTES(メチルトリエトキシシラン)5.7gをHFIP(ヘキサフルオロイソプロパノ−ル)37g中に加えた。なお、用いた全シラン化合物中の上記パーフルオロポリエーテル(商品名:オプツールDSX)の使用量(含有量)は、0.80mol%であった。次に、得られた混合液中に、0.01M塩酸を0.87g加え、室温で5時間撹拌した。得られた溶液は均一で透明性が高かった。この溶液を0.2μmのPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)フィルターでろ過し、表面層形成用材料として、固形分濃度が15質量%のシリカゾル溶液を調製した。なお、このシリカゾル溶液中の全T単位に対するT3体の割合は35%であった。
エンドレスベルト形状を有する、ステンレス鋼(SUS304)製の基体(厚み35μm、内径24mm)の外周面上に、二液反応型の液状シリコーンゴムの塗膜を形成し、温度200℃で4時間加熱して、厚さが300μmの弾性層を形成した。弾性層の表面をUV(紫外線)オゾンで親水処理し、表面処理した弾性層上に調製した上記シリカゾル溶液をディップ塗布した。得られたシリカゾル溶液が付着した部材を、120℃で10時間加熱乾燥した後、更に180℃で2時間加熱乾燥することにより、オルガノポリシロキサン膜を表面層として有する定着部材を作製した。なお、表面層の厚みは4.1μmであった。
得られた定着部材の表面層の表面自由エネルギー(γ)を測定したところ、14.4mJ/m2であった。また、定着部材を220℃の恒温槽に入れ、100時間経過後のγは14.8mJ/m2であり、200時間経過後のγは15.1mJ/m2であった。
得られた定着部材の表面層のマルテンス硬度(H)を測定したところ、435MPaであった。また、定着部材を220℃の恒温槽に入れ、100時間経過後のHを測定したところ440MPaであり、200時間経過後のHは442MPaであった。
パーフルオロポリエーテル(商品名:「オプツールDSX」)の使用量を、表1に記載したように変更した以外は、実施例1に係るシリカゾル溶液と同様にして実施例2〜5に係るシリカゾル溶液を調製した。各シリカゾル溶液中の全T単位に対するT3体の割合を表1に示す。
実施例3において、上記混合液中に、さらにテトラエトキシシラン(TEOS)を、MTES:TEOSが9:1(mol)となるように添加した。また、用いた全シラン化合物中のパーフルオロポリエーテル(商品名:オプツールDSX)の使用量が2.0mol%になるように、このパーフルオロポリエーテルを混合液中に追加した。それら以外は、実施例3と同様にして定着部材を作製し、得られた定着部材に対して同様に評価を行った。評価結果等を表1に示す。
実施例3及び6において、MTESを、同mol数のトリフルオロメチルトリエトキシシラン(F3TES)にそれぞれ変更した以外は、実施例3及び6と同様にして定着部材を作製し、得られた定着部材に対して同様にそれぞれ評価を行った。評価結果等を表1に示す。
実施例9、10、13及び18の各例では、実施例3において、MTESを、同mol数の以下の化合物にそれぞれ変更した以外は、実施例3と同様にして定着部材をそれぞれ作製し、得られた定着部材に対して同様にそれぞれ評価を行った。具体的には、実施例9では、フェニルトリエトキシシラン(PhTES)に、実施例10では、ペンタフルオロフェニルトリメトキシシラン(F5PhTMS)に、実施例13では、ブチルトリエトキシシラン(BTES)に、実施例18では、1、3、5−トリス(トリメトキシシリル)ベンゼン(TTB)にそれぞれ変更した。評価結果等を表1に示す。
実施例10において、混合液中に、さらにPhTESを、F5PhTMS:PhTESが1:1(mol)となるように添加した。また、用いた全シラン化合物中のパーフルオロポリエーテル(商品名:オプツールDSX)の使用量が2.0mol%になるように、このパーフルオロポリエーテルを追加した。それら以外は、実施例10と同様にして定着部材を作製し、得られた定着部材に対して同様に評価を行った。評価結果等を表1に示す。
実施例2において、混合液中に、さらに、両末端トリアルコキシシリルパーフルオロポリエーテル(商品名:Fluorolink S10、(架橋)官能基数2、数平均分子量2200、ソルベイ製)を添加した。その際、用いた全シラン化合物中の、このパーフルオロポリエーテル(商品名:Fluorolink S10)の含有量が0.5mol%となり、上述したパーフルオロポリエーテル(商品名:オプツールDSX)の使用量が1.0mol%となるように、これらの化合物量を調整した。なお、MTESの使用量は5.7gのまま変更しなかった。それら以外は実施例2と同様にして定着部材を作製し、得られた定着部材に対してそれぞれ同様に評価を行った。評価結果等を表1に示す。
実施例4において、上記パーフルオロポリエーテル(商品名:オプツールDSX)を、同mol数の下記構造式(11)で表される公知のPFPE含有加水分解性シラン(数平均分子量960)(特開2001−152050号公報を参考に合成)に変更した。それ以外は、実施例4と同様にして定着部材を作製し、得られた定着部材に対して同様に評価を行った。評価結果等を表1に示す。
実施例4において、上記パーフルオロポリエーテル(商品名:オプツールDSX)を、同mol数の以下の化合物に変更した以外は、実施例4と同様にして定着部材を作製し、得られた定着部材に対して同様に評価を行った。具体的には、片末端にトリアルコキシシラン基を有するパーフルオロポリエーテル(商品名:KDP4966、(架橋)官能基数1、数平均分子量1750、Chemours製)に変更した。評価結果等を表1に示す。
片末端にトリアルコキシシラン基を有するパーフルオロポリエーテル(商品名:オプツールDSX、(架橋)官能基数1、数平均分子量3900、ダイキン製)3.1g、及び、3-(アクリルオキシ)プロピルトリメトキシシラン(APTMS)3.5gをHFIP(ヘキサフルオロイソプロパノ−ル)22g中に加えた。得られた混合液中に、0.01M水酸化カリウム水溶液を0.6g加え、室温で5時間撹拌した。得られた溶液は均一で透明性の高い溶液であった。この溶液を0.2μmのPTFEフィルターでろ過し、シリカゾル溶液を調製した。作製したシリカゾル溶液中の全T単位に対するT3体の割合は38%であった。
実施例16において、APTMSを、同mol数の3-(メタクリロイルオキシ)プロピルトリメトキシシラン(MPTMS)に変更した以外は、実施例16と同様にして定着部材を作製し、得られた定着部材に対して同様に評価を行った。評価結果等を表1に示す。
実施例11において、F5PhTMSを同mol数のMTESに変更し、更に、PhTESを同mol数のTTBに変更した。なお、全シラン化合物中の、MTES:TTBの比は、1:1(mol)であり、パーフルオロポリエーテル(商品名:オプツールDSX)の使用量は2.0mol%であった。それら以外は、実施例11と同様にして定着部材を作製し、得られた定着部材に対して同様に評価を行った。評価結果等を表1に示す。
実施例12においてMTESを同mоl数のTTBに変更した以外は実施例12と同様にして定着部材を作製し、得られた定着部材に対して同様に評価を行った。評価結果等を表1に示す。
実施例21〜23の各例では、実施例2においてシリカゾル溶液を作製した後、さらにHFIPを加え、シリカゾル溶液の固形分濃度を、実施例21では0.5質量%、実施例22では1.0質量%、実施例23では3.0質量%とした。それら以外は実施例2と同様にして定着部材をそれぞれ作製し、得られた定着部材に対して同様にそれぞれ評価を行った。評価結果等を表1に示す。
片末端にトリアルコキシシラン基を有するパーフルオロポリエーテル(商品名:オプツールDSX、(架橋)官能基数1、数平均分子量3900、ダイキン製)をフッ素系溶剤(商品名:Novec7200、3M製)に溶解した。これにより、このパーフルオロポリエーテルの濃度が20質量%の溶液を調製した。この溶液を実施例1で作製した表面処理した弾性層上にディップ塗布し、80℃で2時間加熱した。加熱後、処理面を上記フッ素系溶剤(商品名:Novec7200)で洗浄した後、120℃で2時間加熱乾燥し、表面にPFPE膜を有する定着部材を得た。なお、弾性層の表面に結合したPFPE鎖の膜厚は35nmであった。
実施例1において、MTESを用いなかった以外は実施例1と同様に定着部材を作製し、得られた定着部材に対して同様に評価を行った。評価結果等を表2に示す。
比較例2において、上記パーフルオロポリエーテル(商品名:オプツールDSX)を、下記構造式(12)で表される化合物(ジクロロメチルシランを用い、特開2013−241602号公報を参考に合成)に変更した。それ以外は、比較例2と同様に定着部材を作製し、得られた定着部材に対して同様に評価を行った。評価結果等を表2に示す。
比較例4及び5の各例では、実施例3において、MTESを、同mol数の以下の化合物に変更した以外は実施例3と同様に定着部材をそれぞれ作製し、得られた定着部材に対して同様にそれぞれ評価を行った。具体的には、比較例4では、ペンチルトリエトキシシラン(PTES)に、比較例5では、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン(GPTES)にそれぞれ変更した。評価結果等を表2に示す。
実施例1において、上記パーフルオロポリエーテル(商品名:オプツールDSX)を用いなかった以外は実施例1と同様に定着部材を作製し、得られた定着部材に対して同様に評価を行った。
比較例7〜9の各例では、比較例6において、MTESを、同mol数の以下の化合物にそれぞれ変更した以外は比較例6と同様に定着部材をそれぞれ作製し、得られた定着部材に対して同様にそれぞれ評価を行った。具体的には、比較例7では、PhTESに、比較例8では、F5PhTMSに、比較例9では、TEOSに、それぞれ変更した。なお、比較例9では、得られた定着部材を220℃の恒温槽に入れたところ、クラックが発生した。評価結果等を表2に示す。
両末端メタクリルパーフルオロポリエーテル(商品名:Fomblin MT70、(架橋)官能基数4、数平均分子量2000、ソルベイ製)をメチルエチルケトン(MEK)に溶解し、このパーフルオロポリエーテルの濃度が80質量%の溶液とした。この溶液に、開始剤として、DAROCURE1173(商品名、BASF製)を、このパーフルオロポリエーテルに対して3質量%加えた。得られた溶液を実施例16と同様に表面処理した弾性層上にディップ塗布し、紫外線照射により硬化させ、表面層を有する定着部材を作製し、得られた定着部材に対して同様に評価を行った。評価結果等を表2に示す。
比較例2において、上記パーフルオロポリエーテル(商品名:オプツールDSX)を、同mol数の両末端トリアルコキシシリルパーフルオロポリエーテル(商品名:Fluorolink S10)に変更した以外は比較例2と同様に定着部材を作製した。得られた定着部材に対して、比較例2と同様に評価を行った。評価結果等を表2に示す。
実施例3において、上記パーフルオロポリエーテル(商品名:オプツールDSX)を同mol数の両末端トリアルコキシシリルパーフルオロポリエーテル(商品名:Fluorolink S10)に変更した。それ以外は実施例3と同様に定着部材を作製し、得られた定着部材に対して同様に評価を行った。評価結果等を表2に示す。
表面層にPFAが積層されている定着部材(キヤノン製、商品名:iRC3200付属の定着ローラー、PFA膜厚20μm)を用意し、この定着部材に対して、実施例1と同様に評価を行った。
比較例6において、混合液中にさらにフッ素オイル(商品名:Fomblin M03、(架橋)官能基数0、数平均分子量3700、ソルベイ製)を、用いた化合物中のフッ素オイルの含有量が2.0mol%となるように加えた。それ以外は比較例6と同様に定着部材を作製し、得られた定着部材に対して同様に評価を行った。なお、比較例14の定着部材では、オイルが表面に偏析し、触れるとタック性が発現していた。評価結果等を表2に示す。
A:加水分解縮合後、R1SiO3/2構造(構造式(1)の構造)を構成するシラン化合物、または、他の構造(構造式(1)と類似の構造等)を構成する化合物。
B:加水分解縮合後、R2(SiO3/2)x構造(構造式(2)の構造)を構成するシラン化合物、または、他の構造(構造式(2)と類似の構造)を構成する化合物。
C:加水分解縮合後、C6H3SiO3/2構造(構造式(3)の構造)を構成するシラン化合物。
D:加水分解縮合後、SiO4/2構造(構造式(6)の構造)を構成するシラン化合物。
E:加水分解縮合後、両末端がSi原子に結合してなる、パーフルオロポリエーテル構造を構成する化合物。
2:弾性層
3:表面層(オルガノポリシロキサン膜)
4:定着部材(定着ローラ)
10:定着装置
11:電子写真感光体
13:帯電手段
14:露光光(画像露光光)
15:現像手段
16:転写手段
18:定着手段
Claims (6)
- 基体、および、該基体上の表面層を有する定着部材であって、
該表面層は、
下記構造式(1)で表される構造単位と、
下記構造式(2)および下記構造式(3)で表される構造単位群から選択される少なくとも1つの構造単位と、を有するオルガノポリシロキサンを含む、ことを特徴とする定着部材:
構造式(1)
R1SiO3/2
(構造式(1)中、R1は、下記構造式(4)で示される基を表す:
構造式(2)
R2(SiO3/2)x
(構造式(2)中、xは1または2を表し、ただしxが1であるときは、R2は以下の(i)および(ii)に記載される基より選択される基を表し、xが2であるときは、R2は以下の(iii)および(iv)に記載される基より選択される基を表す。
(i)炭素数1〜4の未置換のアルキル基、あるいは、
炭素数1〜4の未置換のアルキル基の少なくとも1つの水素原子が、フッ素原子、トリフルオロメチル基、アクリル酸残基、メタクリル酸残基、エテニルエーテル残基、メチルエテニルエーテル残基、エテニル残基、メチルエテニル残基、アクリルアミド残基、メタクリルアミド残基およびイソシアネート残基からなる群から選択される少なくとも1つの原子または基で置換された置換アルキル基;
(ii)炭素数6〜18の未置換のアリール基、あるいは、
炭素数6〜18の未置換のアリール基の少なくとも1つの水素原子が、フッ素原子、トリフルオロメチル基、アクリル酸残基、メタクリル酸残基、エテニルエーテル残基、メチルエテニルエーテル残基、エテニル残基、メチルエテニル残基、アクリルアミド残基、メタクリルアミド残基およびイソシアネート残基からなる群から選択される少なくとも1つの原子または基で置換された置換アリール基;
(iii)炭素数1〜4の未置換のアルキレン基、あるいは、
炭素数1〜4の未置換のアルキレン基の少なくとも1つの水素原子が、フッ素原子およびトリフルオロメチル基からなる群から選択される少なくとも1つの原子または基で置換された置換アルキレン基;
(iv)炭素数6〜18の未置換のアリーレン基、あるいは、
炭素数6〜18の未置換のアリーレン基の少なくとも1つの水素原子が、フッ素原子およびトリフルオロメチル基からなる群から選択される少なくとも1つの原子または基で置換された置換アリーレン基。)。
- 前記オルガノポリシロキサンが、更に、下記構造式(6)で表される構造単位を有する、請求項1に記載の定着部材。
構造式(6)
SiO4/2 - 前記表面層の厚さが、100nm以上である、請求項1または2に記載の定着部材。
- 前記表面層の表面の25℃におけるマルテンス硬度が、150MPa以上600MPa以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の定着部材。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の定着部材を有することを特徴とする定着装置。
- 感光体と、
該感光体を帯電させる帯電装置と、
帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光装置と、
該感光体に形成された静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する現像装置と、
該感光体に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
請求項5に記載の定着装置と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017088611A JP6869795B2 (ja) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 定着部材、定着装置及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017088611A JP6869795B2 (ja) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 定着部材、定着装置及び画像形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018185478A true JP2018185478A (ja) | 2018-11-22 |
JP6869795B2 JP6869795B2 (ja) | 2021-05-12 |
Family
ID=64355939
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017088611A Active JP6869795B2 (ja) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 定着部材、定着装置及び画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6869795B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020066599A1 (ja) | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 株式会社小糸製作所 | 車両用前照灯 |
JP2020117670A (ja) * | 2019-01-28 | 2020-08-06 | 東洋アルミニウム株式会社 | フッ素含有複合粒子 |
JP2020170121A (ja) * | 2019-04-05 | 2020-10-15 | コニカミノルタ株式会社 | 定着部材、定着方法、画像形成装置及び画像形成方法 |
WO2023171415A1 (ja) * | 2022-03-09 | 2023-09-14 | 住友化学株式会社 | 混合組成物及び積層体 |
WO2024024188A1 (ja) * | 2022-07-26 | 2024-02-01 | 住友化学株式会社 | 混合組成物 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05214250A (ja) * | 1991-08-01 | 1993-08-24 | Canon Inc | 弾性体、弾性ローラ及び定着装置 |
JP2008156454A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 光及び熱硬化性コーティング剤組成物、その硬化皮膜を有する物品 |
JP2009086217A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | ローラの製造方法 |
WO2010125926A1 (ja) * | 2009-04-30 | 2010-11-04 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 防汚性積層体 |
JP2010262290A (ja) * | 2009-05-05 | 2010-11-18 | Xerox Corp | 複合外層を有する定着器部材 |
JP2012068517A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Fuji Xerox Co Ltd | 離型部材、定着器、および画像形成装置 |
JP2015193747A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 株式会社ダイセル | 硬化性組成物及び成形体 |
-
2017
- 2017-04-27 JP JP2017088611A patent/JP6869795B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05214250A (ja) * | 1991-08-01 | 1993-08-24 | Canon Inc | 弾性体、弾性ローラ及び定着装置 |
JP2008156454A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 光及び熱硬化性コーティング剤組成物、その硬化皮膜を有する物品 |
JP2009086217A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | ローラの製造方法 |
WO2010125926A1 (ja) * | 2009-04-30 | 2010-11-04 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 防汚性積層体 |
JP2010262290A (ja) * | 2009-05-05 | 2010-11-18 | Xerox Corp | 複合外層を有する定着器部材 |
JP2012068517A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Fuji Xerox Co Ltd | 離型部材、定着器、および画像形成装置 |
JP2015193747A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 株式会社ダイセル | 硬化性組成物及び成形体 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020066599A1 (ja) | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 株式会社小糸製作所 | 車両用前照灯 |
JP2020117670A (ja) * | 2019-01-28 | 2020-08-06 | 東洋アルミニウム株式会社 | フッ素含有複合粒子 |
JP7134107B2 (ja) | 2019-01-28 | 2022-09-09 | 東洋アルミニウム株式会社 | フッ素含有複合粒子 |
JP2020170121A (ja) * | 2019-04-05 | 2020-10-15 | コニカミノルタ株式会社 | 定着部材、定着方法、画像形成装置及び画像形成方法 |
JP7222294B2 (ja) | 2019-04-05 | 2023-02-15 | コニカミノルタ株式会社 | 定着部材、定着方法、画像形成装置及び画像形成方法 |
WO2023171415A1 (ja) * | 2022-03-09 | 2023-09-14 | 住友化学株式会社 | 混合組成物及び積層体 |
WO2024024188A1 (ja) * | 2022-07-26 | 2024-02-01 | 住友化学株式会社 | 混合組成物 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6869795B2 (ja) | 2021-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6869795B2 (ja) | 定着部材、定着装置及び画像形成装置 | |
US9052653B2 (en) | Fuser member coating having polysilsesquioxane outer layer | |
US5166031A (en) | Material package for fabrication of fusing components | |
JP4087470B2 (ja) | 支持体上にフルオロエラストマー表面を施す方法 | |
US5744200A (en) | Volume grafted elastomer surfaces and methods thereof | |
EP2189853B1 (en) | Fuser member coating having self-releasing fluoropolymer-fluorocarbon layer | |
US8231972B2 (en) | Fuser member coating having self-releasing fluorocarbon matrix outer layer | |
JP4469544B2 (ja) | 定着剥離剤 | |
US9146511B2 (en) | Fuser member | |
KR101626240B1 (ko) | 화상 형성 장치에 이용되는 탄성 부재, 및 정착 부재, 정착 장치, 및 화상 형성 장치 | |
JPH1031355A (ja) | 支持体上にフルオロエラストマー表面を施す方法 | |
JP2015212810A (ja) | 電子写真用の転写部材及び電子写真画像形成装置 | |
JP6708436B2 (ja) | 電子写真用部材、電子写真用部材の製造方法、および画像形成装置 | |
JP2008080801A (ja) | ブレンドされたフルオロエラストマ外側層を有する溶融器部材 | |
JP2012046746A (ja) | フューザー部材 | |
US8337986B2 (en) | Fuser member coating having aliphatic-aromatic fluoropolymers | |
US20120244346A1 (en) | Fusing composition comprising cross-linking fluorocarbons | |
US7935768B2 (en) | Coating compositions having crosslinked fluoroaromatic polymers | |
JP6055712B2 (ja) | 自己剥離型フューザー部材およびこれを製造するための方法 | |
JP2001296763A (ja) | 電子写真用定着部品、および定着装置 | |
JP4466793B2 (ja) | 定着部材、定着装置および画像形成装置 | |
JP2013190605A (ja) | 弾性部材、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 | |
JP2008046363A (ja) | 定着部材、定着装置、画像形成装置、及び画像形成方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200401 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210222 |
|
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: 20210316 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210414 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6869795 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |