JP5983644B2 - 抵抗発熱体、定着装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
r0:初期の抵抗発熱体の抵抗値
r1:30℃・相対湿度80%で1週間放置した後の抵抗発熱体の抵抗値。
抵抗発熱体は、耐熱性樹脂および被膜で被覆された導電性ステンレス繊維を含む。該ステンレス繊維は樹脂内で分散されていることが好ましい。以下、被膜で被覆された導電性ステンレス繊維を被覆ステンレス繊維とも称する。
rs0:初期の導電性材料の抵抗値
rs1:30℃・相対湿度80%で1週間放置した後の導電性材料の抵抗値
上記(2)を満たすことによって、導電性材料自体の高温高湿条件下での抵抗値上昇が抑制されているため、抵抗発熱体に用いた場合であっても、長期で抵抗が安定する。なお、rs1の抵抗値が初期値のrs0と不変である場合がrs1の下限であるので、rs1/rs0=1が下限となる。長期での抵抗値変化がより安定するため、rs1/rs0が5以下であることがより好ましい。
本発明の第二実施形態は、シームレス樹脂ベルトと、シームレス樹脂ベルトの内側に配置された内周面の一部分で接触する定着ローラと、定着ローラに向けてシームレス樹脂ベルトの外周面を押圧する加圧ローラと、シームレス樹脂ベルトに給電する給電装置とを有し、シームレス樹脂ベルトが、無端状に形成された第一実施形態の抵抗発熱体を有する、定着装置である。すなわち、第三実施形態の定着装置におけるシームレス樹脂ベルトは、第二実施形態のシームレス樹脂ベルトである。
図2Aは図1に示す発熱ベルトの拡大概略平面図である。図2Bは図2AのB−B′に沿った概略拡大断面図である。なお、図1と同一部材には同一の符号を付してある。
本発明の第三実施形態は、転写材上に電子写真方式によって形成された未定着のトナー画像を加熱および加圧によって前記転写材に定着させる定着装置を有する画像形成装置において、定着装置が第三実施形態の定着装置である、画像形成装置である。
以下、好適な耐熱性樹脂であるポリイミドと、被覆ステンレス繊維とを含む抵抗発熱体を定着ベルトの発熱層として用いる場合の製造方法の一例を示す。
被覆ステンレス繊維は、上述したように、好適にはステンレス繊維の酸化防止剤を含む溶液に導電性ステンレス繊維を浸漬することによって得られる。酸化防止剤としては、一般的な酸化剤が挙げられ、具体的には、硝酸、硫酸、リン酸、クロム酸、重クロム酸などが挙げられる。
ポリアミド酸に被覆ステンレス繊維を分散させる工程である。
次いで、得られたポリアミド酸ドープ液を、金型に塗布し、乾燥して溶媒を除去する。塗布方法としては特に限定はなく、バーコーター、ドクターブレード、スライドホッパー、スプレーコート、スパイラル塗布、Tダイ押出しなどの薄膜化手段を用いることができる。
このイミド化反応工程は、特定の焼成温度において所定時間にわたって焼成することによりポリアミド酸をイミド化して、ポリイミド樹脂による発熱層を形成させる工程である。
(実施例1)
ステンレス繊維(直径 8μm、長さ 35μm、アスペクト比(直径/長さ=0.229)、鋼種SUS430の表面油分をアセトンで取り除いた後、ステンレス繊維を25質量%硝酸溶液に1時間含浸した。含浸後、蒸留水で洗浄、2時間乾燥を行って、被膜で被覆された導電性ステンレス繊維を得た。
被覆ステンレス繊維の代わりに、被膜で被覆されていないステンレス繊維(直径 8μm、長さ 35μm、アスペクト比(直径/長さ=0.229)、鋼種SUS430)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして面状発熱体を得た。
ステンレス繊維(直径 8μm、長さ 35μm、アスペクト比(直径/長さ=0.229)、鋼種SUS430)の表面油分をアセトンで取り除いた後、亜鉛を90質量%以上含んだ防錆溶液(商品名:ノックスドール:株式会社創新)にステンレス繊維を1分間含浸した。含浸後、蒸留水で洗浄、1日乾燥を行って、亜鉛被膜ステンレス繊維を得た。
ステンレス繊維(直径 8μm、長さ 35μm、アスペクト比(直径/長さ=0.229)、鋼種SUS430)の表面油分をアセトンで取り除いた後、樹脂被膜型の防錆剤(商品名:ニューピールPN−1、株式会社ネオス)にステンレス繊維を1分間含浸した。含浸後、蒸留水で洗浄、1日乾燥を行って、樹脂被膜ステンレス繊維を得た。
ステンレス繊維(直径 8μm、長さ 35μm、アスペクト比(直径/長さ=0.229)、鋼種SUS430)の表面油分をアセトンで取り除いた後、SUS粉および樹脂含有の防錆剤(商品名:FC−113 ステンレスカラーコート、ファインケミカルジャパン株式会社)にステンレス繊維を1分間含浸した。含浸後、蒸留水で洗浄、1日乾燥を行って、SUS被膜ステンレス繊維を得た。
製造した円筒形の面状発熱体を30℃・相対湿度80%で1週間放置し、放置後の抵抗値(r1)を求め、初期抵抗値(r0)に対する比(r1/r0)を測定した。抵抗値(Ω)測定は、抵抗テスター(ロレスタGP、三菱化学アナリテック社製)を用いて300mm間の抵抗値を測定した。
上記実施例1および比較例1〜4で得られた面状発熱体上にプライマー(信越化学社製:KE−1880)を塗布し、常温で30分乾燥させた。プライマー(Momentive社製:XP−A6361)を内側に塗布したフッ素樹脂チューブ(グンゼ社製:GRC)に上記面を挿入した。
抵抗発熱体の体積抵抗率は、定着ベルトの円周方向全周の両端部に導電テープで電極部を設け、その両端の抵抗値を測定し、下記式にて算出した。なお、定着ベルトの発熱ベルト以外の構成部材は絶縁体であるため上記測定により抵抗発熱体の体積抵抗率が求まる。
(但し、両端間の抵抗値(R:Ω)、発熱層厚み(d:cm)、円周方向長さ(W:cm)、電極間の長さ(L:cm)である。)
抵抗値(Ω)測定は、抵抗テスター(ロレスタGP、三菱化学アナリテック社製)を用いた。
シームレス樹脂ベルトの電極間に電圧を印加することによりシームレス樹脂ベルトを通電発熱により180℃に温調した。1分温調・1分温調解除によるヒートサイクル試験を1万サイクル行ったときの抵抗発熱体の初期抵抗に対する抵抗変化率を測定した。抵抗測定は上記抵抗発熱体の抵抗測定と同様に行った。
上記シームレス樹脂ベルトを上記ヒートサイクル試験と同様のヒートサイクル試験後、図1で示した構成を有する定着装置に装填して、発熱ベルトを図3に示した画像形成装置に組み込み、A4の画像支持体50万枚を1万枚毎に5分間中断しながら通紙した。画像の定着ムラ(トナーの固着不良と観察される部位)の有無を以下評価基準にしたがって評価した。
24 定着装置、
24a1、24a2 給電用電極、
24a3 発熱層、
24a4、24a6 接着層、
24a5 弾性層、
24a7 離型層、
24b 定着ローラー、
24c 加圧ローラー、
24d1、24d2 給電部材、
1Y、1M、1C、1K 感光体、
2Y、2M、2C、2K 帯電手段、
3Y、3M、3C、3K 露光手段、
4Y、4M、4C、4K 現像装置、
5A 2次転写手段としての2次転写ロール、
5Y、5M、5C、5K 1次転写手段としての1次転写ロール、
6A クリーニング手段、
6Y、6M、6C、6K クリーニング装置、
7 中間転写体ユニット、
8 筐体
10Y、10M、10C、10K 画像形成部、
20 給紙カセット、
21 給紙搬送手段、
22A、22B、22C、22D 中間ロール、
23 レジストロール
25 排紙ロール、
26 排紙トレイ、
70 中間転写体、
71、72、73、74、76、77 ローラー、
82L、82R 支持レール、
A 本体、
N 定着ニップ部、
P 画像支持体、
SC 原稿画像読み取り装置。
Claims (7)
- 耐熱性樹脂と、空気酸化された不動態被膜上に酸化防止被膜が被覆された導電性ステンレス繊維と、を含み、且つ、下記式(1)を満たすことを特徴とする抵抗発熱体。
式(1) 1≦(r1/r0)≦1.03
r0:初期の抵抗発熱体の抵抗値
r1:30℃・相対湿度80%で1週間放置した後の抵抗発熱体の抵抗値 - 前記導電性ステンレス繊維が、下記式(2)を満たす、請求項1に記載の抵抗発熱体。
式(2) 1≦(rs1/rs0)≦10
rs0:初期の導電性ステンレス繊維の抵抗値
rs1:30℃・相対湿度80%で1週間放置した後の導電性ステンレス繊維の抵抗値 - 前記導電性ステンレス繊維を10体積%以上60体積%以下含有する、請求項1または2に記載の抵抗発熱体。
- 前記抵抗発熱体の体積抵抗率が0.08×10−4(Ω・cm)以上10×10−4(Ω・cm)以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の抵抗発熱体。
- 前記抵抗発熱体の通電発熱における経時的な抵抗変化率が5%以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の抵抗発熱体。
- シームレス樹脂ベルトと、
前記シームレス樹脂ベルトの内側に配置された内周面の一部分で接触する定着ローラと、
前記定着ローラに向けて前記シームレス樹脂ベルトの外周面を押圧する加圧ローラと、前記シームレス樹脂ベルトに給電する給電装置とを有し、
前記シームレス樹脂ベルトが、無端状に形成された請求項1〜5のいずれか1項に記載の抵抗発熱体を有する、定着装置。 - 転写材上に電子写真方式によって形成された未定着のトナー画像を加熱および加圧によって前記転写材に定着させる定着装置を有する画像形成装置において、
前記定着装置が請求項6に記載の定着装置である、画像形成装置。
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