JP4683156B2 - 定着装置 - Google Patents
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Description
前記回転部材に圧接配置され、前記回転部材との間に形成されるニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体を挟持することで当該未定着トナー像が当該記録媒体に定着される、回転可能な樹脂フィルム管状体と、
前記樹脂フィルム管状体の内側に配置され、前記回転部材側に向けて当該定着用管状体を押圧する押圧部材と、
前記樹脂フィルム管状体と押圧部材との間に介在し、少なくとも摺動面が耐熱性樹脂を含んで構成される非多孔質状シートからなり、表面に凹凸を有する基材上に前記非多孔質シートが設けられるシート状摺動部材であって、前記非多孔質状シートを構成する前記耐熱性樹脂の融点以下の融点を持つフッ素樹脂を前記基材に含浸させ、当該フッ素樹脂を接着剤として、前記非多孔質シートと前記基材とを加熱・加圧して積層させてなるシート状摺動部材と、
前記樹脂フィルム管状体と前記シート状摺動部材との間に介在させる潤滑剤と、
を備えたことを特徴とする定着装置。
また、非多孔質シート中に、フィラーを適量添加した場合には所望の表面粗さ深度Rtや導電性、強度、潤滑性等のより好適な特性を同時に付与できるため、機器の長期使用において、より信頼性の高い定着装置の提供を実現することができる。
定着部材としての定着ロール1としては、その形状、構造、大きさ等につき特に制限はなく、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。前記加熱定着ロールは、一般には、円筒状のコアと、その表面に形成された弾性層とを有し、コアの内部に加熱源を備えてなる。また、弾性層の表面に離型層が形成されていてもよい。離型層が形成されていると、トナー像のオフセットを好適に防止でき、安定した状態で画像定着装置を運転することができる点で有利である。
フルオロエチレン−パーフルオロビニルエーテル系ゴム等のフッ素ゴム、などが挙げられる。
図1に示す定着装置と同様な構成の評価装置(カラープリンターC2220富士ゼロックス(株)製)を用い、フルカラーのパターン画像をJ紙に出力したものを試験に供した。具体的構成は、以下の通りである。
定着ロール1は、外径30mm、肉厚1.8mm、長さ360mmの円筒状アルミ製のコアの外周面に、弾性層としてシリコーンHTVゴム(ゴム硬度35度:JIS−A)を600μmの厚みに被覆され、該弾性層の表面に離型層として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)が30μmの厚みにチューブ被覆されてなり、鏡面状態に近い表面に仕上げられている。コアの内部には、加熱源11として600wのハロゲンランプが配設されている。定着ロール1の表面温度は、該加熱定着ロール10の表面に当接した状態で配置された感温素子の温度センサーと、図示しない温度コントローラーとにより175℃に制御された。
参考例1において、シート状摺動部材33として参考例1同様のPTFE樹脂中に層状構造からなる潤滑フィラーである窒化硼素(昭和電工社製窒化硼素パウダー:ショウビーエヌUHP)を5wt%添加させてシート作製したフィラー含有非多孔質フッ素樹脂シートを用いた(オイル含浸量0.03mg/mm3)こと以外は、参考例1と同様の条件で画像定着装置を構成し、稼動させ、初期と経時でプリントした際のプリントの画質と駆動トルクを確認した。なお、このときのシート状摺動部材33の表面粗さRtは5.0μmであった。その結果、初期と経時で駆動トルクに変動がなく、画質も極めて良好であった。
参考例1において、シート状摺動部材33として参考例1同様のPTFE樹脂中に耐熱性樹脂であるポリイミド樹脂(宇部興産社製ポリイミドパウダーUIP−S)を10wt%添加させてシート作製したフィラー含有非多孔質フッ素樹脂シートを用いた(オイル含浸量0.04mg/mm3)こと以外は、参考例1と同様の条件で画像定着装置を構成し、稼動させ、初期と経時でプリントした際のプリントの画質と駆動トルクを確認した。なお、このときのシート状摺動部材33の表面粗さRtは11.5μmであった。その結果、初期と経時で駆動トルクに変動がなく、画質も極めて良好であった。
参考例1において、シート状摺動部材33として参考例1同様のPTFE樹脂中に導電性フィラーであるグラファイト(日本黒鉛社製黒鉛粉末:ACP)を15質量部(PTFE樹脂100質量部に対する量)添加させて形成した非多孔質フッ素樹脂シートを用いた(オイル含浸量0.05mg/mm3)こと以外は、参考例1と同様の条件で画像定着装置を構成し、稼動させ、初期と経時でプリントした際のプリントの画質と駆動トルクを確認した。このときのシート状摺動部材33の表面粗さRtは18.0μmであった。その結果、初期と経時で駆動トルクに変動がなく、画質も極めて良好であった。
参考例1において、シート状摺動部材33として参考例1同様のPTFE樹脂中に補強性フィラーである酸化亜鉛ウイスカ(松下アムテック社製酸化亜鉛粉末:パナテトラWZ−0501)を10質量部(PTFE樹脂100質量部に対する量)添加させて形成した非多孔質フッ素樹脂シートを用いた(オイル含浸量0.06mg/mm3)こと以外は、参考例1と同様の条件で画像定着装置を構成し、稼動させ、初期と経時でプリントした際のプリントの画質と駆動トルクを確認した。このときのシート状摺動部材33の表面粗さRtは15.0μmであった。その結果、初期と経時で駆動トルクに変動がなく、画質も極めて良好であった。
参考例1において、シート状摺動部材33として架橋されたPTFEパウダーを含有させたPTFE樹脂(商品名;XF−1A(日立電線社製))こと以外(オイル含浸量0.012mg/mm3)は、参考例1と同様の条件で画像定着装置を構成し、稼動させ、初期と経時でプリントした際のプリントの画質と駆動トルクを確認した。このときのシート状摺動部材33の表面粗さRtは2.0μmであった。その結果、初期と経時で駆動トルクに変動がなく、画質も極めて良好であった。
以下に示すシート状摺動部材33を使用した以外は、参考例1と同じ条件で画像定着装置を構成し、稼動させ、初期と経時(本実施例では、200000枚プリント後)でプリントした際のプリントの画質と駆動トルクを確認した。
以下に示すシート状摺動部材33を使用した以外は、参考例1と同じ条件で画像定着装置を構成し、稼動させ、初期と経時(本実施例では、200000枚プリント後)でプリントした際のプリントの画質と駆動トルクを確認した。
以下に示すシート状摺動部材33を使用した以外は、参考例1と同じ条件で画像定着装置を構成し、稼動させ、初期と経時(本実施例では200000枚プリント後)でプリントした際のプリントの画質と駆動トルクを確認した。なお、シート状摺動部材33の摺動面と樹脂フィルム管状体2の内面との間には、潤滑剤としてアミノ変性シリコーンオイル(KF8009A;信越化学社製400センチストークス)を介在させた。
以下に示すシート状摺動部材33を使用した以外は、参考例1と同じ条件で画像定着装置を構成し、稼動させ、初期と経時(本実施例では、200000枚プリント後)でプリントした際のプリントの画質と駆動トルクを確認した。なお、シート状摺動部材33の摺動面と樹脂フィルム管状体2の内面との間には、潤滑剤としてアミノ変性シリコーンオイル(KF8009A;信越化学社製400センチストークス)を介在させた。
以下に示すシート状摺動部材33を使用した以外は、参考例1と同じ条件で画像定着装置を構成し、稼動させ、初期と経時(本参考例では200000枚プリント後)でプリントした際のプリントの画質と駆動トルクを確認した。
参考例1において、シート状摺動部材33としてガラス繊維にフッ素樹脂を含浸させた多孔質シート(オイル含浸量0.21mg/mm3:表面粗さRt5.9μm)を用いたこと以外は、参考例1と同様の条件で画像定着装置を構成し、稼動させ、初期と経時でプリントした際の、プリントの画質と駆動トルクを確認した。その結果、画質は初期においては良好であったが、経時では、大きな画像乱れが認められ、記録シートの紙しわも発生した。また、駆動トルクは、初期では低いものの、時間の経過と共に駆動トルクが上昇する結果となった。また、シート表面を観察すると表面のフッ素樹脂が磨耗し、ガラス繊維が剥き出しとなっていた。
2 樹脂フィルム管状体
4 記録媒体
11 加熱源
31 支持体
32 弾性体
33 シート状摺動部材
35 走行ガイド
41 トナー像
A 押圧部材
n ニップ部
Claims (16)
- 回転可能な回転部材と、
前記回転部材に圧接配置され、前記回転部材との間に形成されるニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体を挟持することで当該未定着トナー像が当該記録媒体に定着される、回転可能な樹脂フィルム管状体と、
前記樹脂フィルム管状体の内側に配置され、前記回転部材側に向けて当該定着用管状体を押圧する押圧部材と、
前記樹脂フィルム管状体と押圧部材との間に介在し、少なくとも摺動面が耐熱性樹脂を含んで構成される非多孔質状シートからなり、表面に凹凸を有する基材上に前記非多孔質シートが設けられるシート状摺動部材であって、前記非多孔質状シートを構成する前記耐熱性樹脂の融点以下の融点を持つフッ素樹脂を前記基材に含浸させ、当該フッ素樹脂を接着剤として、前記非多孔質シートと前記基材とを加熱・加圧して積層させてなるシート状摺動部材と、
前記樹脂フィルム管状体と前記シート状摺動部材との間に介在させる潤滑剤と、
を備えたことを特徴とする定着装置。 - 前記摺動面の表面粗さ深度Rtが、1.0μm〜50.0μmの範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 前記耐熱性樹脂が、フッ素樹脂であることを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置。
- 前記フッ素樹脂が、ポリテトラフロオロエチレン(PTFE)、パーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)、及びこれらの変性体から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項3に記載の定着装置。
- 前記フッ素樹脂が、電離性放射線を照射して得られる改質ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)であることを特徴とする請求項3に記載の定着装置。
- 前記非多孔質状シートに、前記耐熱性樹脂と共にフィラーを含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の定着装置。
- 前記フィラーが、層状構造を持った潤滑性フィラーであることを特徴とする請求項6に記載の定着装置。
- 前記フィラーが、導電性を有するフィラーであることを特徴とする請求項6又は7に記載の定着装置。
- 前記フィラーが、耐熱性樹脂を含んで構成され、該耐熱性樹脂がイミド系樹脂、アミド系樹脂、及び芳香族ポリエステル系樹脂から選択されることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の定着装置。
- 前記フィラーが、針状、繊維状、又はテトラポット状構造を持った補強性フィラーであることを特徴とする請求項6〜9のいずれかに記載の定着装置。
- 前記フィラーとして、少なくとも一種類以上のフィラーを含有することを特徴とする請求項6〜10のいずれかに記載の定着装置。
- 前記フィラーの添加量が、前記耐熱性樹脂100質量部に対して1.0質量部〜30質量部の範囲にあることを特徴とする請求項6〜11のいずれかに記載の定着装置。
- 前記基材が、織布を含んで構成されることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の定着装置。
- 前記基材が、ガラス繊維からなる織布を含んで構成されることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の定着装置。
- 前記押圧部材と前記シート状摺動部材とは一体化されてなることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の定着装置。
- 前記潤滑剤が、合成潤滑油グリース、ジメチルシリコーンオイル、有機金属塩添加ジメチルシリコーンオイル、ヒンダードアミン添加ジメチルシリコーンオイル、有機金属塩及びヒンダードアミン添加ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、有機金属塩添加アミノ変性シリコーンオイル、ヒンダードアミン添加アミノ変性シリコーンオイル、パーフルオロポリエーテルオイル、変性パーフルオロポリエーテルオイルの中から選ばれることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載の定着装置。
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