JP4251048B2 - 電子写真装置用摺動部材及びそれを用いた定着装置 - Google Patents
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すなわち、本発明の目的は、長期の使用にも耐えうる耐熱安定性の高い電子写真装置用摺動部材、及びこれを用いた安定的なフィルム管状体(ベルト管状体)の走行を実現する画像定着装置を提供することにある。
<1> 表面に凹凸を有し、当接される面との間に潤滑剤を介在させる電子写真装置用摺動部材であって、
前記表面の凹凸が、連続性を有する溝形状であり、該連続性を有する溝形状が、摺動方向に対して所定間隔を有すると共に、当接させる面における摺動方向と平行方向の端部から中心線にかけて摺動方向に向うように直線状に傾斜して設けられており、
少なくとも、JIS B0601に準拠し下記(1)〜(3)のすべての条件を満たして測定され、前記凹凸構造が反映された表面の摺動方向の十点平均粗さRzが、摺動方向と垂直方向の十点平均粗さRzよりも大きいことを特徴とする電子写真装置用摺動部材である。
(1)評価長さLnが4mm。
(2)基準長さLが0.8mm。
(3)カットオフ値が0.8mm。
前記押圧部材の少なくとも前記ベルト管状体との当接面側に、<1>〜<3>のいずれかに記載の電子写真装置用摺動部材を設けたことを特徴とする定着装置である。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、実質的に同様の機能を有するものには、全図面通して同じ符号を付して説明し、場合によってはその説明を省略することがある。
図1に示す定着装置は、駆動式の定着ロール1(駆動部材)に樹脂フィルム管状体2(ベルト管状体)を外接させ、その樹脂フィルム管状体2の定着ロール1との外接部位に対し、支持体31上に弾性体32を装着しシート状部材33(摺動部材)を被せた押圧部材Aを内接させ、定着ロール1と前記樹脂フィルム状管状体2との間にニップ部nを形成しており、記録媒体4が前記ニップ部nを通過する間にトナー画像41が記録媒体4に定着される。また、走行ガイド35は支持体31に固定されている。更に、シート状部材33の摺接面(当接させる面)と樹脂フィルム管状体2(当接される面)との間には潤滑剤が介在している。ベルト走行ガイド35の両端には、樹脂フィルム管状体2の寄りを規制する鍔(つば)状の部材(図示しない)が設けられている。
本発明の摺動部材は、表面に凹凸を有しているが、この凹凸は摺動中に前記樹脂フィルム管状体2の内面に供給された潤滑剤がニップ部nに供給された場合の潤滑剤の循環に大きく影響する。
したがって、前記Rzに関し説明した内容と同様の理由により、摺動方向のSmがその垂直方向のSmより小さい本発明の場合には、摺動方向の凹凸が密であるため前記と同様に潤滑剤がニップ部nに留まりやすく、凹凸の凸部(特に、樹脂フィルム管状体接触部)にも潤滑剤が入り込みやすい。また、この逆の場合は前述の通りである。
本発明におけるRz値、Sm値の測定は、サーフコム1400Aを用いて、JIS B0601に準拠し、評価長さLnが4mm、基準長さLが0.8mm、カットオフ値が0.8mmからなる測定条件で実施されたものである。なお、これ以外の条件で測定することも可能であるが、上記本発明に係わる測定条件と相関が取れる条件で測定されることが好ましく、測定された値は、本発明に係わる測定条件で評価した値に換算することにより評価される。
このようにすることで、摺動時における前記溝形状の主に凹部に基づく潤滑剤の循環が、摺動面内の中心線に対し両側で均一となり、既述の本発明のRz、Smの条件下でよりベルト状環状体2との摩擦を低減させることができる。
しかしながら、前記のように摺動部材表面に、筋状凹凸粗さ(連続性を有する溝形状)が形成されている場合には、筋状凹凸粗さの筋(溝部分)方向に沿って潤滑剤を移動させることができる。このような特性を利用して潤滑剤を摺動部材の一方の端部に集めて回収できるようにしたり、中央部に集めるようにして摺動部材の両端へ漏れないようにすることにより、潤滑剤による汚染を防止することが可能である。
上記フッ素樹脂としては、加工性、摩擦特性の観点からポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)、パーフルオロポリビニルエーテル樹脂(PFA)、又はこれらの変性体(例えば、ポリテトラフルオロエチレンとパーフルオロポリビニルエーテルとを共重合させたものなどが挙げられる。
なお、これらフッ素樹脂は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
上記シートの厚みは、15〜50mmの範囲であることが好ましい。
例えば、凹凸形状を具備した基材上にフッ素樹脂シートを積層する方法が挙げられる。この場合にはシート内面を化学的或いは物理的に処理し、接着剤を塗布し、加熱しながら圧着する方法と、シートを融点以上に加熱した状態で融着する方法等がある。通常、基材の凹凸形状を摺動部材表面にも発現させるには、融着時に表面から弾性のある材質の布や耐熱ゴムなどで加圧することにより、基材の凹凸を摺動部材表面に発現させることが可能である。
定着ロール1(駆動部材)としては、その形状、構造、大きさ等について特に制限はなく、目的に応じてそれ自体公知のものの中から適宜選択して使用することができる。例えば、一般には円筒状のコアと、そのコアの外周面に弾性層を形成し、更に、その弾性層の表面に形成された離型層を備えてなる。このような定着ロール1は公知の製造方法で製造することが可能で、一般的には円筒状のコアの周りに弾性層を形成する為の金型を配置し、液状ゴムを金型と円筒状コアの隙間に流し込んだ後に加硫し固め、その上で、表面にPFA等の樹脂スリーブを装着したものが使用できる。
なお、弾性層の厚みは3mm以下であることが好ましく、0.5〜1.5mmの範囲であることがより好ましい。
離型層の材質としては、トナー画像に対し、適度な離型性を示すものであれば特に制限はなく、例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フッ素樹脂等が挙げられる。これらの材質の中でもフッ素ゴムが好適に挙げられる。上記フッ素ゴムとしては、例えば、フッ化ビニリデン系ゴム、フルオロシリコーン系ゴム、テトラフルオロエチレン・プロピレン系ゴム、フルオロフォスファゼン系ゴム、テトラフルオロエチレン−パーフルオロビニルエーテル系(パーフルオロ系)ゴムなどが挙げられ、多層構造あるいは混合系、さらには変性物とすることも可能である。離型層の厚みとしては、10〜100μmの範囲が好ましく、20〜30μmの範囲がより好ましい。
まず、実施例、比較例で用いた定着装置、評価方法等について説明する。画像形成装置としては、図1に示す定着装置と同様な構成の定着装置を備えたカラーレーザープリンター(DocuPrint C2220:富士ゼロックス(株)製)を用いた。
シート状部材33として、まずPTFE樹脂(商品名:テフロン(登録商標)7−J(三井デュポンフロロケミカル社製)モールディングパウダー)を所定の金型に充填し、圧縮成型し、次いで融点以上の温度で加熱焼成し成型体を得た。その後金属刃物によって150μm薄膜にスカイビングし、シートを得た。
−画像ズレ−
○・・・ 画像のズレが全くない。
△・・・ 僅かであるが、画像のズレが認められる。
× ・・・ 明らかにプロセス方向後端に画像のズレ(汚れ)が認められる。
○・・・ 皺が全く発生しない。
△・・・ 50枚に1枚程度の頻度で、皺が発生する。
× ・・・ ほぼすべてに皺が発生する。
○ ・・・ プロセス方向に対し平行な筋が全く見られない。
△・・・ 僅かであるが、プロセス方向に対し平行な筋が認められる。
× ・・・ 明らかにプロセス方向に対し平行な筋が認められる。
実施例1において、押圧部材表面にシートの縦方向を摺動方向として配置したこと以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
シート状部材33として、まずPTFE樹脂(商品名:テフロン(登録商標)7−J(三井デュポンフロロケミカル社製)モールディングパウダー)を所定の金型に充填し、圧縮成型し、次いで融点以上の温度で加熱焼成し成型体を得た。その後金属刃物によって150μm薄膜にスカイビングし、シートを得た。
実施例2において、押圧部材表面にシートの横方向を摺動方向として配置したこと以外は、実施例2と同様にして評価を行った。
シート状部材33として、まずPTFE樹脂(商品名:テフロン(登録商標)7−J(三井デュポンフロロケミカル社製)モールディングパウダー)を所定の金型に充填し、圧縮成型し、次いで融点以上の温度で加熱焼成し成型体を得た。その後金属刃物によって150μm薄膜にスカイビングし、シートを得た。
シート状部材33として、まずPTFE樹脂(商品名:テフロン(R)7−J(三井デュポンフロロケミカル社製)モールディングパウダー)を所定の金型に充填し、圧縮成型し、次いで融点以上の温度で加熱焼成し成型体を得た。その後金属刃物によって150μm薄膜にスカイビングし、シートを得た。
シート状部材33として、まずPTFE樹脂(商品名:テフロン(R)7−J(三井デュポンフロロケミカル社製)モールディングパウダー)を所定の金型に充填し、圧縮成型し、次いで融点以上の温度で加熱焼成し成型体を得た。その後金属刃物によって150μm薄膜にスカイビングし、シートを得た。
シート状部材33として、まずPTFE樹脂(商品名:テフロン(R)7−J(三井デュポンフロロケミカル社製)モールディングパウダー)を所定の金型に充填し、圧縮成型し、次いで融点以上の温度で加熱焼成し成型体を得た。その後金属刃物によって150μm薄膜にスカイビングし、シートを得た。
2 樹脂フィルム管状体(ベルト管状体)
4 記録媒体
11 加熱源
31 支持体
32 弾性体
33 シート状部材(摺動部材)
35 走行ガイド
41 トナー画像
50 中心線
A 押圧部材
n ニップ部
Claims (5)
- 表面に凹凸を有し、当接される面との間に潤滑剤を介在させる電子写真装置用摺動部材であって、
前記表面の凹凸が、連続性を有する溝形状であり、該連続性を有する溝形状が、摺動方向に対して所定間隔を有すると共に、当接させる面における摺動方向と平行方向の端部から中心線にかけて摺動方向に向うように直線状に傾斜して設けられており、
少なくとも、JIS B0601に準拠し下記(1)〜(3)のすべての条件を満たして測定され、前記凹凸構造が反映された表面の摺動方向の十点平均粗さRzが、摺動方向と垂直方向の十点平均粗さRzよりも大きいことを特徴とする電子写真装置用摺動部材。
(1)評価長さLnが4mm。
(2)基準長さLが0.8mm。
(3)カットオフ値が0.8mm。 - 少なくとも、前記十点平均粗さRzと同一の条件で測定される表面の摺動方向の凹凸の平均間隔Smが、摺動方向と垂直方向の凹凸の平均間隔Smよりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の電子写真装置用摺動部材。
- 前記連続性を有する溝形状が、当接させる面における摺動方向と平行方向の中心線に対し対称となる形状であることを特徴とする請求項1または2に記載の電子写真装置用摺動部材。
- 少なくとも1つ以上の駆動部材と、該駆動部材に従動回転可能に外接されるベルト管状体と、押圧部材とを有し、前記ベルト管状体が押圧部材により駆動部材表面に押圧されることによりニップ部が形成され、該ニップ部に未定着トナー画像を表面に保持する記録媒体を通過させることにより、前記未定着画像を記録媒体に定着させる定着装置であって、
前記押圧部材の少なくとも前記ベルト管状体との当接面側に、請求項1〜3のいずれかに記載の電子写真装置用摺動部材を設けたことを特徴とする定着装置。 - 前記押圧部材の前記ベルト管状体との当接面側が、前記電子写真装置用摺動部材と一体化されていることを特徴とする請求項4に記載の定着装置。
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