JP5228523B2 - 定着部材、それを用いた定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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なお、本発明における定着部材とは、ローラ、ベルト、シート等を指し、特に明記されない限り形状は限定されない。
本発明は、上述のように、トナー像を記録媒体上に定着させる定着部材であって、該定着部材のトナー像の接する面がシリコーンゴム、フルオロカーボンシロキサンゴム、フロロシリコーンゴムの群から選ばれる1種以上のゴムから形成されていると共に凹凸を有し、該凹凸の形状が波状であり、且つ該凹凸の凹部と凸部が千鳥格子状に並ばせることによって、トナーとの離型性、定着画像の分離性に優れ、且つムラの無い高画質な定着画像を形成可能な定着部材を得たものである。
図1(a)は本発明1における一実施形態である定着部材の構成を示す断面図である。定着部材(1)は、基材(2)の上に、ここでは図示しないプライマー層を介して、耐熱性ゴムで構成された弾性層(3)を順次設けてある。
図2(a)及び(b)は、請求項1における一実施形態である定着部材の構成を示し、(a)は定着部材の軸方向に凹凸の形状が波状を有することを示す断面図であり、(b)は凹凸の凹部(52)と凸部(51)が千鳥格子状に並んでいる定着部材のことを示す斜視説明図である。
なお、本発明において凹凸の形状が波状であるというのは、図2(a)に示したように、凹凸の表面に稜線や平面を有さず、また、凸部(51)の水平方向の断面形状が円形であり、その断面積が頂部に向かうほど小さくなる形状を意味する。したがって、凸部(51)の最も高いところ(頂点)は尖っておらず椀状を呈しており、同様に、凹部(凸部間にある空間52)の最も低いところ(底)も椀状を呈している。
また、凹凸の凹部(52)と凸部(51)が千鳥格子状に並んでいるというのは、図2(b)のように、前記定着部材の凹部(52)と凸部(51)が交互に位置している形状の繰り返しであることを意味する。
定着部材(1)が定着ベルトである場合には、基材(2)としては、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の樹脂、またはニッケルやステンレス等の金属からなるシームレスベルトが好ましく用いられる。
図4において、画像形成装置(100)は、静電潜像が形成される像担持体(101)、像担持体(101)に接触して帯電処理を行う帯電ローラ(102)、レーザービーム等の露光装置(103)、像担持体(101)上に形成された静電潜像にトナーを付着させる現像ローラ(104)、帯電ローラ(102)にDC電圧を印加するためのパワーパック(105)、像担持体(101)上のトナー像を紙(107)に転写処理する転写ローラ(106)、転写処理後の像担持体(101)をクリーニングするためのクリーニング装置(108)、像担持体(101)の表面電位を測定する表面電位計(109)、並びに定着ローラ(111)及び加圧ローラ(112)からなる定着装置(110)によって構成されている。
図5の画像形成装置(120)において、(121)は像担持体、(122)は帯電装置、(123)はレーザー書き込みユニット、(124)は現像装置、(125)は転写ローラである。また、図中(126)は給紙ユニット、(127)は給紙ローラ、(128)はレジストローラ対、(129)は転写媒体、(130)はクリーニング装置、(131)は定着装置、(132)は排紙部を示す。なお、定着装置(131)の定着ベルトは、例えば、ポリイミドのシームレスベルトの表面にプライマーを介してシリコーンゴムからなる弾性層と図2(a)で示される波状の凹凸を有するベルトから構成されている。
(定着ベルトの作製)内径60mm、幅400mm、厚さ0.1mmのポリイミド製シームレスベルトの表面にシリコーンゴム用プライマー(東レ・ダウコーニング社製、DY39−067)を厚さが0.5μmとなるように塗工し、常温で30分風乾後、150℃で30分加熱した。次いで、プライマー処理したベルト基材をマンドレルに固定し、次のカッコ内で示す仕様で作製した金型(すなわち、図3はこの実施例で用いた金型の凸部の配列を示す。隣接する凸部の頂点(図3における黒丸)を通る断面(図3における点線)の形状が正弦波状であり、凸部頂点間の距離(L)が100μm、凸部の頂点と凹部の底との高低差が5μmである。なお、角度Aは60度である。)に挿入して同軸上に設置し、キャビティにシリコーンゴム(東レ・ダウコーニング社製、DY35−2083)を注入した。その状態で150℃×10分間の1次加硫を行った後でベルトを脱型し、200℃×4時間の2次加硫を経て定着ベルトを得た。
前記シリコーンゴム用プライマーの代わりに、含フッ素系樹脂プライマー(信越化学工業社製、プライマーZ)を、また前記シリコーンゴムの代わりに、フルオロカーボンシロキサンゴム(信越化学工業社製、SIFEL3400)を用いた以外は実施例1と同じ工程を経て定着ベルトを得た。
前記フルオロカーボンシロキサンゴムの代わりに、フロロシリコーンゴム(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社、FSL7641)を用いた以外は実施例2と同じ工程を経て定着ベルトを得た。
前記金型の代わりに、図7に示す凸部が正四角錐形状で千鳥格子状に配列された内面形状を有する金型(ただし、凹部は平坦であり、この平坦部と凸部の頂点との高低差が5μmであり、かつ平坦部を介して隣接する凸部の頂点の間隔が100μmである。)を用いた以外は実施例1と同じ工程を経て定着ベルトを得た。
前記金型の代わりに内面に凹凸のない金型を用いた以外は実施例1と同じ工程を経て得られた定着ベルトの上に、フッ素系樹脂含有プライマーをスプレーコートした後、自然乾燥させて厚さ2μmのプライマー層を形成した。さらに、このプライマー層の上に、PFAの水分散液(三井・デュポンフロロケミカル社製、PFA945HP−Plus)をスプレーコートして厚さ30μmの塗布層を形成し、この塗布層を340℃で30分間焼成して定着ベルトを得た。
上記により得られた実施例及び比較例の定着ベルトについてトナーとの離型性及び紙の分離性の評価を行った。
複写機:PICOH imagio MP C2500 改造機(クリーニング装置なし)
複写原稿:ベタ画像(シアン、600dpi、100%)
複写モード:フルカラー、片面
記録媒体:再生紙、マイリサイクルペーパー100、A4サイズ(リコー社製)
評価間隔:複写枚数が最初の1000枚までは200枚ごとに、その後5000枚までは1000枚ごと。
トナー:imagioスポットトナーC3000(シアン、リコー社製)
○:トナーのオフセットもジャムも起こらなかった
×:トナーのオフセットまたはジャムが起こった
○:画像に画質のムラは見られなかった
×:画像に画質のムラが見られた
1 定着部材
2 基材
3 弾性層
4 中間層
51 凸部
52 凹部
(図4について)
100 画像形成装置
101 像担持体
102 帯電ローラ
103 露光装置
104 現像ローラ
105 パワーパック
106 転写ローラ
107 転写媒体
108 クリーニング装置
109 表面電位計
110 定着装置
111 定着ローラ
112 加圧ローラ
(図5について)
120 画像形成装置
121 像担持体
122 帯電装置
123 レーザー書き込みユニット
124 現像装置
125 転写ローラ
126 給紙ユニット
127 給紙ローラ
128 レジストローラ対
129 転写媒体
130 クリーニング装置
131 定着装置
132 排紙部
(図6について)
6 定着ベルト
7 加熱ローラ
8 定着ローラ
9 加圧ローラ
10a、10b ハロゲンヒータ
11a、11b、11c 温度センサー
(図7について)
2 基材
3 弾性層
51 凸部
52 凹部
Claims (3)
- トナー像を記録媒体上に定着させる定着部材であって、該定着部材のトナー像の接する面がシリコーンゴム、フルオロカーボンシロキサンゴム、フロロシリコーンゴムの群から選ばれる1種以上のゴムから形成されていると共に凹凸を有し、該凹凸の形状が波状であり、且つ該凹凸の凹部と凸部が千鳥格子状に並んでいることを特徴とする定着部材。
- 請求項1に記載の定着部材を有することを特徴とする定着装置。
- 請求項2に記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。
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