JP2019215531A - 定着部材及び熱定着装置 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1は、弾性層に含まれる熱伝導性フィラーを大粒径と小粒径のブレンドにすることで、弾性層の硬度上昇を抑えつつ、熱伝導性を高めた定着部材を開示している。また、特許文献2は、合成樹脂中に、マイクロ粒子サイズの熱伝導性無機球状マイクロフィラーを充填することにより形成した樹脂組成物において、該球状マイクロフィラーの一部を、板状、棒状、繊維状あるいは鱗片状形状のマイクロフィラーに置き換え充填すると共に、ナノ粒子サイズの熱伝導性無機ナノフィラーを充填し、かつ、電場を用いてフィラーを電界印加方向に配向させて形成した樹脂組成物を開示している。
該弾性層は、ゴムと、該ゴム中に分散されたフィラーとを含み、
該弾性層の厚み−周方向の第1断面の第1の二値化像、及び、該弾性層の厚み−軸方向の第2断面の第2の二値化像において、
該フィラーのうちの、円相当径が5μm以上の大粒径フィラーが占める平均面積割合が20%以上、40%以下であり、該大粒径フィラーの平均配列度fLが、0.00以上、0.15以下であり、
該フィラーのうちの、円相当径が5μm未満の小粒径フィラーが占める平均面積割合が10%以上、20%以下であり、
該小粒径フィラーの平均配列度fSが、0.20以上、0.50以下であり、該小粒径フィラーの平均配列角度ΦSが、60°以上、120°以下である定着部材が提供される。
本実施形態の定着部材の詳細について図面を用いて説明する。
本発明の一態様にかかる定着部材は、例えば、ローラ形状やエンドレスベルト形状の如き回転可能な部材(以降、各々、「定着ローラ」、「定着ベルト」ともいう)とすることができる。
図2Aは、定着ベルトの周方向の断面図であり、図2Bは、定着ローラの周方向の断面図である。図2A及び図2Bに示すように、定着部材は、基体3と、基体3の外表面上の弾性層4と、該弾性層4の外表面上の表層(離型層)6とを有する。また、弾性層4と表層6との間に、接着層5を有することもでき、この場合、表層6は、弾性層4の外周面に接着層5により固定されている。
基体の材質は特に限定されず、定着部材の分野で公知の材料を適宜用いることができる。基体を構成する材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅の如き金属やステンレス鋼の如き合金、ポリイミドの如き樹脂が挙げられる。
ここで、熱定着装置が、定着部材の加熱手段として、誘導加熱方式により、基体を加熱する熱定着装置である場合、基体は、ニッケル、銅、鉄、及び、アルミニウムからなる群から選択される少なくとも1種の金属で構成される。中でも、特に、発熱効率の観点から、ニッケルや鉄を主成分とした合金が好適に用いられる。なお、主成分とは、対象物(ここでは基体)を構成する成分のうち、最も多く含まれる成分を意味する。
弾性層は、熱定着装置において定着ニップを確保するために定着部材に柔軟性を付与するための層である。なお、定着部材を、紙上のトナーと接する加熱部材として用いる場合には、弾性層は、定着部材の表面が、紙の凹凸に追従し得るような柔軟性を付与するための層としても機能する。弾性層は、バインダーとしてのゴムと、該ゴム中に分散されたフィラーとを含む。より具体的には、弾性層は、バインダーと、熱伝導性フィラーとを含み、バインダーの原料(ベースポリマー、架橋剤等)と、フィラーとを少なくとも含む組成物を硬化させた硬化物から構成される。
バインダーは、弾性層において弾性を発現する機能を担う。バインダーは、上記した弾性層の機能を発現させる観点から、シリコーンゴムを含むことが好ましい。シリコーンゴムは、非通紙部領域で240℃程度の高温になる環境においても柔軟性を保持できる高い耐熱性を有しており、好ましい。当該シリコーンゴムとしては、例えば、後述する付加硬化型の液状シリコーンゴムの硬化物(以降、「硬化シリコーンゴム」ともいう)を用いることができる。
付加硬化型の液状シリコーンゴムは、通常、下記成分(a)〜(c)を含む:
成分(a):不飽和脂肪族基を有するオルガノポリシロキサン;
成分(b):ケイ素に結合した活性水素を有するオルガノポリシロキサン;
成分(c):触媒。
以下、各成分について説明する。
不飽和脂肪族基を有するオルガノポリシロキサンは、ビニル基の如き不飽和脂肪族基を有するオルガノポリシロキサンであり、例えば、下記構造式1及び構造式2に示すものが挙げられる。
・非置換炭化水素基
アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等)。
アリール基(例えば、フェニル基等)。
・置換炭化水素基
アルキル基(例えば、クロロメチル基、3−クロロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、3−シアノプロピル基、3−メトキシプロピル基等の置換アルキル基)。
ケイ素に結合した活性水素を有するオルガノポリシロキサンは、触媒の作用により、成分(a)の不飽和脂肪族基と反応し、硬化シリコーンゴムを形成する架橋剤として機能する。
成分(b)としては、Si−H結合を有するオルガノポリシロキサンであれば、いずれのものも用いることができる。特に、成分(a)の不飽和脂肪族基との反応性の観点から、1分子中における、ケイ素原子に結合した水素原子の数が平均3個以上のものが好適に用いられる。成分(b)の具体例としては、例えば、下記構造式3に示す直鎖状のオルガノポリシロキサン及び下記構造式4に示す環状オルガノポリシロキサンを挙げることができる。
バインダーの形成に用いる触媒としては、例えば、硬化反応を促進するためのヒドロシリル化触媒を挙げることができる。ヒドロシリル化触媒としては、例えば、白金化合物やロジウム化合物などの公知の物質を用いることができる。触媒の配合量は適宜設定することができ、特に限定されない。
熱伝導性フィラーは、それ自体の熱伝導率、比熱容量、密度、粒径、比誘電率等を考慮して選択される。無機物、特に金属、金属化合物等の伝熱特性を向上させる目的で用いられる熱伝導性フィラーとしては、以下を挙げることができる。炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、シリカ、銅、アルミニウム、銀、鉄、ニッケル、金属ケイ素、炭素繊維。
弾性層中の硬化シリコーンゴムの組成は、赤外分光分析装置(FT−IR)(例えば、商品名:Frontier FT IR、PerkinElmer社製)を用いた全反射(ATR)測定を行うことにより確認可能である。シリコーンの主鎖構造であるケイ素−酸素結合(Si−O)は、伸縮振動に伴い波数1020cm−1付近に強い赤外吸収を示す。さらに、ケイ素原子に結合したメチル基(Si−CH3)は、その構造に起因する変角振動に伴い、波数1260cm−1付近に強い赤外吸収を示すことから、その存在を確認することが可能である。
接着層は、弾性層と、表層とを接着させるための層である。接着層に用いる接着剤は、既知のものから適宜選択して使用することができ、特に限定されない。しかしながら、扱いやすさの観点から、自己接着成分が配合された付加硬化型シリコーンゴムを用いることが好ましい。この接着剤は、例えば、自己接着成分と、ビニル基に代表される不飽和脂肪族基を分子鎖中に複数有するオルガノポリシロキサンと、ハイドロジェンオルガノポリシロキサンと、架橋触媒としての白金化合物とを含有することができる。弾性層表面に付与された該接着剤を付加反応により硬化することによって、表層を弾性層に接着させる接着層を形成することができる。
・ビニル基等のアルケニル基、(メタ)アクリロキシ基、ヒドロシリル基(SiH基)、エポキシ基、アルコキシシリル基、及びカルボニル基からなる群より選択される少なくとも1種、好ましくは2種以上の官能基を有するシラン。
・ケイ素原子数が2個以上30個以下、好ましくは4個以上20個以下の、環状又は直鎖状のシロキサン等の有機ケイ素化合物。
・分子中に酸素原子を含んでもよい、非ケイ素系(即ち、分子中にケイ素原子を含有しない)有機化合物。ただし、1価以上4価以下、好ましくは2価以上4価以下のフェニレン構造等の芳香環を1分子中に1個以上4個以下、好ましくは1個以上2個以下含有する。かつ、ヒドロシリル化付加反応に寄与し得る官能基(例えば、アルケニル基、(メタ)アクリロキシ基)を1分子中に少なくとも1個、好ましくは2個以上4個以下含有する。
・シリカ、アルミナ、酸化鉄、酸化セリウム、水酸化セリウム、カーボンブラック等。
オプションとしての表層は、定着部材の外表面へのトナーの付着を防止する離型層としての機能を発現させるうえで、フッ素樹脂を含有させることが好ましい。表層の形成には、例えば、以下に例示する樹脂をチューブ状に成形したものを用いることができる。
・テトラフルオロエチレン−パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)等。
上記例示した樹脂材料中、成形性やトナー離型性の観点から、PFAが特に好適に用いられる。
本態様に係る定着部材は、例えば、以下の工程を含む製造方法によって製造することができる。
(i)フィラーとバインダーの原料とを少なくとも含む組成物を用いて、基体上に弾性層を形成する工程(弾性層形成工程)。
また、上記製造方法は以下の工程を含むことができる。
(ii)基体を用意する工程。
(iii)弾性層上に接着層を形成する工程。
(iv)弾性層上に表層を形成する工程。
(i−1)フィラーと、バインダーの原料とを含む、弾性層用の組成物を調製する工程(弾性層用の組成物の調製工程)。
(i−2)基体上に該組成物を含む層を形成する工程(組成物層の形成工程)。
(i−3)該組成物層中の熱伝導性フィラーを所定の配列状態とする工程(熱伝導性フィラーの配列工程)。
(i−4)熱伝導性フィラーを所定の配列状態とした組成物層を硬化させて、弾性層を形成する工程(硬化工程)。
なお、上記工程(i−2)〜(i−4)は、順次行ってもよいし、並行して行ってもよい。以下に、各工程を詳しく説明する。
まず、上述した材質で構成される基体を用意する。基体の形状は上述したように適宜設定でき、例えば、エンドレスベルト形状とすることができる。この基体の内面には、断熱性等の種々の機能を定着ベルトに付与するための層を適宜形成することができ、基体の外表面にも接着性等の種々の機能を定着部材に付与するために、表面処理を施すことができる。
(i−1)弾性層用の組成物の調製工程
まず、フィラー、並びに、バインダーの原料(例えば、ベースポリマー、架橋剤及び触媒)を含む、弾性層用の組成物を調製する。
該組成物を、金型成形法、ブレードコート法、ノズルコート法、リングコート法の如き方法で、基体上に適用し、該組成物の層を形成する。
工程(i−2)で形成した組成物層中の熱導電性フィラーを厚み方向に配列させる一実施形態として、コロナ帯電器を用いる方法を説明する。なお、コロナ帯電方式には、コロナワイヤーと被帯電体の間にグリッド電極を持つスコロトロン方式と、グリッド電極を持たないコロトロン方式があるが、被帯電体の表面電位の制御性の観点から、スコロトロン方式が好ましい。
組成物層を加熱等により硬化させて、組成物層内の熱伝導性フィラーの位置が固定された弾性層を形成する。
(iv)弾性層上に表層を形成する工程
図6は、シリコーンゴムを含む弾性層4上に、付加硬化型シリコーンゴム接着剤を用いて形成した接着層5を介して表層6を積層する工程の一例を示す模式図である。まず、基体3の外周面に形成された弾性層4の表面に、付加硬化型シリコーンゴム接着剤を塗布する。さらにその外表面に、表層6を形成するためのフッ素樹脂チューブを被覆し、積層させる。なお、フッ素樹脂チューブの内面は、予め、ナトリウム処理やエキシマレーザ処理、アンモニア処理等を施すことで、接着性を向上させることができる。
熱伝導性フィラーの配列状態は、弾性層の断面画像から得られる二値化像を用いて、二次元フーリエ変換を行うことで確認できる。
大粒径フィラーの平均配列角度をΦLとした場合、ΦLは、0°以上、180°以下のどの値でも構わない。
λ=α×Cp×ρ
ここで、λは弾性層の厚み方向の熱伝導率(W/(m・K))、αは厚み方向の熱拡散率(m2/s)、Cpは定圧比熱(J/(kg・K))、ρは密度(kg/m3)である。なお、各パラメータの測定方法は実施例において詳述する。
本実施形態に係る熱定着装置は、一対の加熱されたローラとローラ、ベルトとローラ、ベルトとベルト、といった回転体が互いに圧接されるように構成されている。熱定着装置の種類は、熱定着装置が搭載される電子写真画像形成装置全体としてのプロセス速度、大きさ等の条件を勘案して適宜選択される。
以下、熱定着装置の具体例を挙げて、その構成を説明するが、本発明の範囲及び用途はこれに限定されるものではない。
図7は、一対の加熱ベルト11と加圧ベルト12といった回転体が圧接されている、いわゆるツインベルト方式の熱定着装置であり、加熱部材として加熱ベルトを備えた熱定着装置の一例の断面模式図である。ここで、熱定着装置又はこれを構成している部材について、幅方向とは、図7の紙面に垂直の方向である。熱定着装置について、正面とは、記録媒体Sの導入側の面である。左右とは、装置を正面から見て左又は右である。ベルトの幅とは、装置を正面から見たときの左右方向のベルト寸法である。記録媒体Sの幅とは、搬送方向に直交する方向の記録媒体寸法である。さらに、上流又は下流とは、記録媒体の搬送方向に関して上流又は下流である。
図8は、加熱体としてセラミックヒータを用いた加熱ベルト−加圧ローラ方式の熱定着装置の例を示す模式図である。図8において、11は、円筒状もしくはエンドレスベルト形状の加熱ベルトであり、本実施形態に係る定着部材を用いることができる。この加熱ベルト11を保持するための耐熱性・断熱性のベルトガイド30があり、その加熱ベルト11と接触する位置(ベルトガイド30の下面のほぼ中央部)に加熱ベルト11を加熱するセラミックヒータ31が、ガイド長手に沿って形成具備させた溝部に嵌入して固定支持させている。そして、加熱ベルト11は、ベルトガイド30にルーズに外嵌されている。また、加圧用剛性ステイ32は、ベルトガイド30の内側に挿通してある。
平行平板電極で作製した弾性層サンプルと、本発明の実施例である、コロナ帯電器で作製した弾性層サンプルとで硬度ムラ比較を行った。
まず、成分(a)として、分子鎖両末端にのみ不飽和脂肪族基であるビニル基を有し、その他不飽和脂肪族基を含まない非置換炭化水素基としてメチル基を有するシリコーンポリマー(商品名:DMS−V35、Gelest社製、粘度5000mm2/s、以降、「Vi」と称する。)を98.6質量部準備した。なお、該シリコーンポリマーは、前記構造式2において、R3がいずれもメチル基であり、R4がいずれもビニル基であるポリマーである。
次いで、成分(c)としてヒドロシリル化触媒(白金触媒:1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン白金錯体、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、及び2−プロパノールの混合物)0.1質量部を、混合物2中に添加して混合物3を得た。
さらに、成分(b)として、シロキサン骨格が直鎖状で、ケイ素に結合した活性水素基を側鎖にのみ有するシリコーンポリマー(商品名:HMS−301、Gelest社製、粘度30mm2/s)を、1.4質量部計量した。これを、混合物3に添加し、十分に混合することで、液状付加硬化型シリコーンゴム組成物を得た。
上記シリコーンゴム組成物を500μm厚のアクリルスペーサーと50mm角のITOガラス電極で挟み込み、500μm厚のサンプル片を作製した。
上記シリコーンゴム組成物を、SUSフィルム上に、スリットコーターで厚み500μmの未硬化膜を形成した。そのSUSフィルムを円筒形中子に貼り付け、回転させながらコロナ帯電器で帯電処理を行った。条件は、回転速度100rpm、コロナ帯電器のワイヤへの供給電流が−150μA、グリッド電極電位が−950V、帯電時間20秒、グリッド電極と未硬化膜との距離が4mmであった。
この帯電させた未硬化サンプルを160℃の電気炉で1分間加熱した(一次硬化)後、200℃の電気炉で30分間加熱して(二次硬化)、シリコーンゴム組成物を硬化させることによりコロナ帯電サンプルを得た。
得られた各サンプルを、50mm角になるように調整し、マイクロゴム硬度計(MD−1TYPE−C硬度計、アスカー社製)で面内の10箇所を測定し、ゴム硬度平均値と標準偏差を算出した。
結果は、コロナ帯電サンプルが、ゴム硬度平均値62.1°、標準偏差1.5°であったのに対し、平行平板電極サンプルは、ゴム硬度平均値63.0°、標準偏差は7.0°であった。平行平板電極サンプルは硬度ムラが大きく、定着部材への適用は困難であることがわかった。
(1)液状付加硬化型シリコーンゴム組成物の調製
硬度ムラ比較試験に用いるサンプルの作製と同様にして、液状付加硬化型シリコーンゴム組成物を得た。
基体として、内径55mm、幅420mm、厚さ65μmのニッケル電鋳製エンドレスベルトを用意した。なお、一連の製造工程中、エンドレスベルトは、その内部に中子を挿入して取り扱った。まず、基体の外周面に、プライマー(商品名:DY39−051A/B、東レ・ダウコーニング社製)を乾燥重量が50mgとなるように略均一に塗布し、溶媒を乾燥させた後、160℃に設定した電気炉で30分間の焼付け処理を行った。
次いで、該基体を電気炉に入れ、温度160℃で1分間加熱して、該シリコーンゴム組成物層を一次硬化させた後、温度200℃で30分間加熱して該シリコーンゴム組成物層を二次硬化させて弾性層を形成した。
(3−1)弾性層の厚み方向断面におけるフィラーの面積割合と配列性評価
作製した定着ベルトの任意の10箇所から測定用サンプルを10個切り出し、前記した方法によって5個の測定用サンプルについては、定着ベルトの周方向の断面を、イオンビームを用いて研磨加工した。残りの5個の測定用サンプルについては、定着ベルトの周方向に直交する方向の断面を、イオンビームを用いて研磨加工した。研磨加工には、クロスセクションポリッシャ(商品名:SM09010、日本電子社製)を用いた。研磨加工は、アルゴンガス雰囲気中で印加電圧を4.5Vに設定し、11時間に亘って基体側から定着ベルトの厚み方向に対してイオンビームを照射することによって行った。各測定用サンプルの研磨加工面を、レーザー顕微鏡(商品名:OLS3000、オリンパス社製、50倍対物レンズ使用)で観察し、150μm×100μmサイズの断面画像を得た。
弾性層の厚み方向の熱伝導率λは、以下の式から算出した。
λ=α×Cp×ρ
式中、λは弾性層の厚み方向の熱伝導率(W/(m・K))、αは厚み方向の熱拡散率(m2/s)、Cpは定圧比熱(J/(kg・K))、ρは密度(kg/m3)である。ここで、厚み方向の熱拡散率α、定圧比熱Cp、及び密度ρの値は、以下の方法により求めた。
弾性層の厚み方向の熱拡散率αは、周期加熱法熱物性測定装置(商品名:FTC−1、アドバンス理工社製)を用いて、室温(25℃)で測定した。弾性層から、面積が8×12mmの試料片をカッターで切り取り、計5個の試料片を作製し、それぞれの試料片の厚みをデジタル測長器(商品名:DIGIMICRO MF−501、 フラット測定子φ4mm、ニコン社製)を用いて測定した。次に、それぞれの試料片に対し、計5回測定し、その平均値(m2/s)を求めた。なお、測定は、1kgの重りを使用して試料片を加圧しながら行った。
その結果、シリコーンゴム弾性層の厚み方向の熱拡散率αは6.01×10−7m2/sであった。
弾性層の定圧比熱は、示差走査熱量測定装置(商品名:DSC823e、メトラー・トレド社製)を用いて測定した。
具体的には、試料用のパン及び参照用のパンとして、アルミニウム製のパンを用いた。まず、ブランク測定として、両方のパンが空の状態で、10分間、15℃の定温に保った後、215℃まで10℃/分の昇温速度で昇温し、さらに10分間、215℃の定温で保つプログラムで測定を実施した。次に、定圧比熱が既知である10mgの合成サファイアを基準物質に用い、同じプログラムで測定を行った。次いで、基準物質の合成サファイアと同量の10mgの測定試料を弾性層から切り出した後、試料パンにセットし、同じプログラムで測定を実施した。これらの測定結果を上記示差走査熱量測定装置に付属の比熱解析ソフトウェアを用いて解析し、5回の測定結果の平均値から、25℃における定圧比熱CPを算出した。
その結果、シリコーンゴム弾性層の定圧比熱は、1.13J/(g・K)であった。
弾性層の密度は、乾式自動密度計(商品名:アキュピック1330−01、島津製作所製)を用いて測定した。
具体的には、10cm3の試料セルを用い、セル容積のおおよそ8割程度を満たすように試料片を弾性層から切り出し、この試料片の質量を測定した後、試料セルに入れた。この試料セルを装置内の測定部にセットし、測定用のガスとしてヘリウムを用い、ガス置換の後、容積測定を10回実施した。各回について試料片の質量と測定された容積から、弾性層の密度を算出し、その平均値を求めた。
その結果、シリコーンゴム弾性層の密度は2.06g/cm3であった。
弾性層が低硬度であることを確認するために、弾性層の引張り弾性率を測定した。具体的には、弾性層から打ち抜き型(JIS K6251:2004にて規定されるダンベル状8号型)により試料片を切り出し、測定箇所である中央付近の厚みを測定した。次に、切り出した試料片を、引張試験機(装置名:ストログラフEII−L1、東洋精機製作所製)を用いて、引張り速度200mm/min、室温にて試験した。なお、引張り弾性率は、測定結果から横軸に試料片の歪み、縦軸に引張り応力をとったグラフを作成し、歪みが0〜10%の範囲において測定データを線形近似したときの傾きとした。
その結果、弾性層の引張り弾性率は0.41MPaであった。
こうして得られた定着ベルトを、電子写真方式の複写機(商品名:imagePRESS(登録商標) C850、キヤノン社製)の熱定着装置に組み込んだ。そして、この熱定着装置を、上記複写機に装着した。この複写機を用いて、定着温度を標準の定着温度よりも低く設定して、坪量300g/m2の厚紙(商品名:UPM Finesse gloss 300g/m2、UPM社製)にシアンのベタ画像の形成を行った。具体的には、熱定着装置の定着温度を、標準の定着温度である195℃から185℃に調整して、シアンのベタ画像を5枚連続して形成し、5枚目のベタ画像について画像濃度を測定した。次いで、当該ベタ画像のトナー面を、4.9kPa(50g/cm2)の荷重をかけたシルボン紙でトナー面を同一方向に3回摺擦し、摺擦後の画像濃度を測定した。そして、摺擦前後での画像濃度の低下率(=[摺擦前後での画像濃度差/摺擦前の画像濃度]×100)が、5%未満である場合に、トナーが厚紙に定着したものと判断した。その結果を下記の基準で評価した。画像濃度は、反射濃度計(マクベス社製)を用いた。また、定着温度を、180℃に調整した以外は、上記と同様にして厚紙へのトナーの定着状態を評価した。
ランクA:定着温度180℃にて、トナーが厚紙に定着した。
ランクB:定着温度185℃にて、トナーが厚紙に定着した。
ランクC:定着温度185℃にて、トナーが厚紙に定着しなかった。
ランクA:光沢ムラがなく極めて優れていた。
ランクB:光沢ムラがなく優れていた。
ランクC:やや光沢ムラがあった。
−:画質未評価
熱伝導性フィラーAの酸化マグネシウムを40体積%または43体積%とした以外は実施例1と同様にして、定着ベルトを作製し、評価した。
熱伝導性フィラーA及び熱伝導性フィラーBの配合比率を表1に記載したように変更した以外は実施例1と同様にして、定着ベルトを作製し、評価した。
熱伝導性フィラーAとしてアルミナ(商品名:AO−509、アドマテック社製、平均粒径10μm)37体積%を配合し、熱伝導性フィラーBとしてアルミナ(商品名:AO−502、アドマテック社製、平均粒径0.7μm)3体積%を配合した以外は実施例1と同様にして、定着ベルトを作製し、評価した。
熱伝導性フィラーAとして酸化亜鉛(商品名:LPZINC−11、堺化学工業社製、平均粒径11μm)37体積%を配合し、熱伝導性フィラーBとして酸化亜鉛(商品名:LPZINC−2、堺化学工業社製、平均粒径2μm)3体積%を配合した以外は実施例1と同様にして、定着ベルトを作製し、評価した。
熱伝導性フィラーAとして金属ケイ素(商品名:M−Si#600、キンセイマテック社製、平均粒径10μm)40体積%を配合し、熱伝導性フィラーBを配合しなかった以外は実施例1と同様にして、定着ベルトを作製し、評価した。
熱伝導性フィラーAとして炭化ケイ素(商品名:SSC−A15、信濃電気製錬社製、平均粒径11μm)40体積%を配合し、熱伝導性フィラーBを配合しなかった以外は実施例1と同様にして、定着ベルトを作製し、評価した。
熱伝導性フィラーAを窒化ホウ素(商品名:SGPS、デンカ社製、平均粒径12μm)40体積%を配合し、熱伝導性フィラーBを配合しなかった以外は実施例1と同様にして、定着ベルトを作製し、評価した。
熱伝導性フィラーAとして、金属ケイ素(商品名:M−Si#600、キンセイマテック社製、平均粒径10μm)を4体積%、及び、酸化マグネシウム(商品名:SL−WR、神島化学工業社製、平均粒径10μm)を36体積%用いた以外は、実施例1と同様にして、定着ベルトを作製し、評価した。
電場付与を行わなかった以外は実施例1と同様にして、定着ベルトを作製し、評価した。
熱伝導性フィラーAとして、実施例1で用いた酸化マグネシウムを篩によって粒径4μm以下の粒子をカットしたものを40体積%配合し、熱伝導性フィラーBを配合しなかった以外は実施例1と同様にして、定着ベルトを作製し、評価した。
熱伝導性フィラーAの酸化マグネシウムを25体積%、熱伝導性フィラーBの酸化マグネシウムを15体積%配合した以外は実施例1と同様にして、定着ベルトを作製し、評価した。
4 弾性層
401−1 第1断面
401−2 第2断面
7 大粒径フィラー
8 小粒径フィラー
100 定着部材
Claims (11)
- 基体と、該基体上の弾性層と、を有する電子写真画像形成装置用の定着部材であって、
該弾性層は、ゴムと、該ゴム中に分散されたフィラーとを含み、
該弾性層の厚み−周方向の第1断面の任意の5か所における150μm×100μmのサイズの第1の二値化像、及び、該弾性層の厚み−軸方向の第2断面の任意の5か所における150μm×100μmのサイズの第2の二値化像の各々における円相当径が5μm以上の大粒径フィラーが占める面積割合の平均値が20%以上、40%以下であり、該大粒径フィラーの平均配列度fLが、0.00以上、0.15以下であり、
該二値化像の各々における円相当径が5μm未満の小粒径フィラーが占める面積割合の平均値が10%以上、20%以下であり、
該小粒径フィラーの平均配列度fSが、0.20以上、0.50以下であり、
該小粒径フィラーの平均配列角度ΦSが、60°以上、120°以下である、ことを特徴とする定着部材。 - 前記弾性層中の全フィラーの平均面積割合が30%以上、50%以下である請求項1に記載の定着部材。
- 前記弾性層の引張弾性率が0.20MPa以上、1.20MPa以下である請求項1又は2に記載の定着部材。
- 前記弾性層の厚み方向の熱伝導率が1.30W/(m・K)以上である請求項1〜3のいずれか1項に記載の定着部材。
- 前記基体が、ニッケル、銅、鉄、及び、アルミニウムからなる群より選択される少なくとも1つを含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の定着部材。
- 前記定着部材が、エンドレスベルト形状を有する定着ベルトである請求項1〜5のいずれか1項に記載の定着部材。
- 加熱部材と、該加熱部材に対向して配置されている加圧部材とを有する熱定着装置であって、該加熱部材が、請求項1〜6のいずれか1項に記載の定着部材であることを特徴とする熱定着装置。
- 前記定着部材の基体を加熱する加熱手段を有する請求項7に記載の熱定着装置。
- 前記加熱手段が誘導加熱手段であり、前記加熱部材が、請求項5に記載の定着部材である請求項8に記載の熱定着装置。
- 前記加熱手段が、前記基体を加熱するヒータである請求項8に記載の熱定着装置。
- 前記定着部材が、請求項6に記載の定着部材であって、前記ヒータが、該定着部材の内周面に接して配置されている請求項10に記載の熱定着装置。
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