JP6142385B2 - 低摩擦部材、画像形成装置および低摩擦被膜形成剤 - Google Patents
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Description
110 加圧ベルト式定着装置(画像形成装置)
120 カラー画像定着装置(画像形成装置)
130 カラー画像定着装置(画像形成装置)
140 ベルト式定着装置(画像形成装置)
150 ベルト式定着装置(画像形成装置)
160 定着ベルト式定着装置(画像形成装置)
170 ベルト式定着装置(画像形成装置)
180 定着ベルト式定着装置(画像形成装置)
190 定着ベルト式定着装置(画像形成装置)
200 定着ロール式定着装置(画像形成装置)
LS 低摩擦部材
MR 耐熱性樹脂
PL 大径潤滑性粒子
PS 小径潤滑性粒子
(1)低摩擦部材の構成
本発明の実施の形態に係る低摩擦部材は、例えば、「低摩擦シートそのもの」、「低摩擦シートで覆われる部材」、「低摩擦コーティング層を有する部材」等である。そして、この低摩擦シートおよび低摩擦コーティング層(以下「低摩擦シート等」と略する。)は、少なくとも潤滑性材料および耐熱性樹脂から成る。そして、この低摩擦シート等は、15%以上の潤滑性材料の表面露出率および0.500以上の表面粗度Rskを兼ね備える。
本発明の実施の形態に係る低摩擦シート等は、塗布工程および被膜化工程を経て作製することができる。なお、低摩擦シート等の製造方法は、一例に過ぎず、唯一のものではない。
本発明の実施の形態に係る低摩擦部材は、0.500以上の表面粗度Rskを有する共に、15.0%以上の潤滑性材料の表面露出率を有する。この低摩擦部材は、これら二特性を兼ね備えることによって、従前のフッ素樹脂被覆ガラス繊維シートと比べて優れた動摩擦特性を示す。
(1)応用例1
本発明の実施の形態に係る低摩擦部材は、図2に示されるような定着ベルト式定着装置100に応用され得る。この定着ベルト式定着装置100は、図2に示されるように、主に、定着ベルト101、ベルトガイド102、ヒータ103、サーミスタ104および加圧ロール105から構成されている。図2に示されるように定着ベルト101の内側にベルトガイド102が配設されており、このベルトガイド102により定着ベルト101の形状が保持される。また、この定着ベルト式定着装置100では、図2に示されるように、定着ベルト101の内側下部においてベルトガイド102に挟まれるようにヒータ103が配設されている。なお、このヒータ103の上面にはサーミスタ104が配置されており、ヒータ103およびサーミスタ104は共に制御装置(図示せず)に接続されている。制御装置は、サーミスタ104から出力される温度データに基づいてヒータ103の発熱温度を制御する。加圧ロール105は、図2に示されるように、芯金107上にゴム層106が形成されたロールであって、定着ベルト101を介してヒータ103に押し付けられている。そして、図2に示されるように、定着ベルト101と加圧ロール105との間に、未定着トナー像Tnが形成された記録紙PPが順次送り込まれると、ヒータ103によって熱せられた定着ベルト101により未定着トナーが順次、加熱溶融させられて、ニップNで記録紙上に未定着トナー像Tnが定着させられる(図2において符号Thは定着済みのトナー像を示す。)。
本発明の実施の形態に係る低摩擦部材は、図3に示されるような加圧ベルト式定着装置110にも応用され得る。この加圧ベルト式定着装置110は、図3に示されるように、主に、定着ロール111、ハロゲンランプヒータ112、加圧ベルト113および押圧機構114から構成されている。定着ロールは、芯金111a上にゴム層111bが形成されたロールである。ハロゲンランプヒータ112は、加熱源であって、図3に示されるように、定着ロール111の内部に配設されている。また、押圧機構114は、図3に示されるように、主に、押圧パッド114a、押圧パッド支持部材114b、付勢部材114cおよび支持台114dから構成されており、加圧ベルト113の内側に配設されている。支持台114dは、図3に示されるように、付勢部材114cを介して押圧パッド支持部材114bに連結されている。そして、図3に示されるように、その押圧パッド支持部材114bの先端部に押圧パッド114aが取り付けられている。そして、この押圧機構114は、付勢部材114cの付勢力によって、加圧ベルト113の内側から押圧パッド114aを加圧ベルト113に押し当てて、加圧ベルト113を定着ロール111に圧接させている。この加圧ベルト式定着装置110では、このようにしてニップNが形成されている。そして、図3に示されるように、定着ロール111と加圧ベルト113との間に、未定着トナー像Tnが形成された記録紙PPが順次送り込まれると、ハロゲンランプヒータ112によって熱せられた定着ロール111により未定着トナーが順次、加熱溶融させられて、ニップNで記録紙PPの上に未定着トナー像Tnが定着させられる。
本発明の実施の形態に係る低摩擦部材は、図4に示されるようなカラー画像定着装置120にも応用され得る。このカラー画像定着装置120は、図4に示されるように、主に、駆動支持ロール121、ヒータ122a、従動支持ロール122、定着ベルト123、加圧ロール124、ヒータ124aおよび押圧機構125から構成されている。駆動支持ロール121は、図4に示されるように、従動支持ロール122と一定距離離間した位置において従動支持ロール122と対向するように配設されている。そして、図4に示されるように、駆動支持ロール121と従動支持ロール122とには、定着ベルト123が架け渡されている。また、図4に示されるように、この定着ベルト123の内側における駆動支持ロール121と従動支持ロール122との間の空間の下部には、押圧機構125が配設されている。加圧ロール124は、図4に示されるように定着ベルト123を介して押圧機構125に対向するように配設されている。ヒータ122aは従動支持ロール122の内部に配設されており、ヒータ124aは加圧ロール124の内部に配設されている。押圧機構125は、応用例2の押圧機構114と同様の機構であって、図4に示されるように、押圧パッド125a、押圧パッド支持部材125b、付勢部材(図示せず)および支持台(図示せず)から構成されている。支持台は、付勢部材を介して押圧パッド支持部材125bに連結されている。そして、その押圧パッド支持部材125bの先端部に押圧パッド125aが取り付けられている。そして、この押圧機構125は、付勢部材の付勢力によって、定着ベルト123の内側から押圧パッド125aを定着ベルト123に押し当てて、定着ベルト123を加圧ロール124に圧接させている。このカラー画像定着装置120では、このようにしてニップNが形成されている。そして、図4に示されるように、定着ベルト123と加圧ロール124との間に、未定着トナー像が形成された記録紙PPが順次送り込まれると、ヒータ122aによって熱せられた定着ベルト123およびヒータ124aによって熱せられた加圧ロール124により未定着トナーが順次、加熱溶融させられて、ニップNで記録紙PPの上に未定着トナー像が定着させられる。
本発明の実施の形態に係る低摩擦部材は、図5に示されるようなカラー画像定着装置130にも応用され得る。このカラー画像定着装置130は、図5に示されるように、主に、定着ロール131、ハロゲンランプヒータH、加圧ベルト132、押圧機構133、ホルダー134,135、フレーム136、ベルトガイド137およびオイルパッド138から構成されている。定着ロール131は、図5に示されるように、主に、芯金131a、弾性層131bおよび離型層131cから構成されている。そして、この定着ロール131の内部中央には、図5に示されるようにハロゲンランプヒータHが内蔵されている。押圧機構133は、図5に示されるように、主に、押圧パッド133a、ベース板金133b、ベース部材133c、圧縮バネ133dおよび分離部材133eから構成されている。ベース部材133cの裏面には圧縮バネ133dが配置されている。分離部材133eは、定着済みの記録紙PPの定着ロール131からの分離性を向上させるための部材であって、ホルダー134,135に保持されている。ホルダー134には、図5に示されるように、主に、押圧パッド133a、ベース板金133b、ベース部材133c、圧縮バネ133dおよび分離部材133eが保持されている。ホルダー134,135は、中央に配置された金属製のフレーム136によって保持されている。なお、ホルダー135は、加圧ベルト132のガイド部材としても機能する。ベルトガイド137は、図5に示されるように、加圧ベルト132の内周面と押圧パッド133aとの間、および、加圧ベルト132の内周面と分離部材133eとの間に配置されている。なお、このベルトガイド137は、図5に示されるように一端がフレーム136に固定されている。そして、このベルトガイド137は、加圧ベルト132の内周面に摺接する。オイルパッド138は、スポンジ等から形成されており、シリコーンオイル等からなる潤滑剤を含有している。そして、このオイルパッド138は、ホルダー135に保持されており、加圧ベルト132の内周面に圧着されている。そして、押圧機構133は、圧縮バネ133dの付勢力によって、加圧ベルト132の内側から押圧パッド133aをベルトガイド137に押し当てて、加圧ベルト132を定着ロール131に圧接させている。このカラー画像定着装置130では、このようにしてニップNが形成されている。そして、図5に示されるように、定着ロール131と加圧ベルト132との間に、未定着トナー像Tnが形成された記録紙PPが順次送り込まれると、ハロゲンランプヒータHによって熱せられた定着ロール131により未定着トナーが順次、加熱溶融させられて、ニップNで記録紙PPの上に未定着トナー像Tnが定着させられる。
本発明の実施の形態に係る低摩擦部材は、図6に示されるようなベルト式定着装置140にも応用され得る。このベルト式定着装置140は、図6に示されるように、主に、定着ベルト機構141および加圧ベルト機構142から構成されている。
本発明の実施の形態に係る低摩擦部材は、図7に示されるようなベルト式定着装置150にも応用され得る。このベルト式定着装置150は、図7に示されるように、主に、定着ロール151、ハロゲンランプヒータHm、加圧ロール152、ハロゲンランプヒータHp、ステアリングロール153、加圧ベルト154、ガイド155、温度センサ156、温度調整回路157、歯車機構158、加圧パッド159および低摩擦シートLFから構成されている。定着ロール151は、図7に示されるように、アルミニウム円筒管の金属性コア151aの表面に、シリコーンゴム製の弾性層151bを設け、さらにその弾性層151bの表面にフッ素樹脂の耐熱離型層151cを設けたものである。そして、この定着ロール151は、図7に示されるようにハロゲンランプヒータHmを内蔵している。なお、図7に示されるように、この定着ロール151の対向するように温度センサ156が配設されている。この温度センサ156は、定着ロール151の表面温度を検知する。そして、この温度センサ156は、図7に示されるように、温度調整回路157に接続されている。温度調整回路157は、温度センサ156の出力をフィードバックしてハロゲンランプヒータHmをON−OFF制御して、定着ロール151の表面温度を一定範囲内に制御する。歯車機構158は、定着ロール151と加圧ロール152とを一体に回転駆動することにより、定着ロール151の回転速度と等しい速度で加圧ベルト154を回転させる。加圧ロール152は、図7に示されるように、ハロゲンランプヒータHpを内蔵している。加圧ロール152の表面近傍には、温度センサ(図示せず)が配設されている。この温度センサは、加圧ロール152の表面温度を検知する。そして、この温度センサは、温度調整回路157に接続されている。温度調整回路157は、温度センサの出力をフィードバックしてハロゲンランプヒータHpをON−OFF制御して、加圧ロール152の表面温度を一定範囲内に制御する。ステアリングロール153は、加圧ベルト154のベルトステアリング機能及びベルトテンションを付与する機能を担っており、加圧ベルト154を幅方向の一定位置で安定して循環回転させる。加圧ベルト154は、図7に示されるように、加圧ロール152とステアリングロール153とに掛け渡されている。加圧ロール152は、両端部をばね機構(図示せず)によって定着ロール151に向かって付勢されており、定着ロール151と協働して加圧ベルト154を挟み込む。すなわち、加圧ベルト154には、図7に示されるように定着ロール151が圧接される。この結果、加圧ベルト154と定着ロール151との間にニップNが形成される。そして、このベルト式定着装置150では、ガイド155から受け渡された記録紙PPが定着ロール151および加圧ベルト154によって挟持搬送されながら、加熱領域Knを経てニップNを通過する。そして、この記録紙PPがニップNを通過する際、記録紙PPにトナー像が定着させられる。加圧パッド159は、図7に示されるように、ニップN近傍の加圧ロール152と加圧ベルト154との隙間に差し込まれている。加圧パッド159は、支持板159aの上に弾性層159bを接着して構成される。なお、加圧ベルト154と加圧ロール152との隙間に進入させた加圧パッド159の弾性層159bの先端部には、加熱領域Knに無加圧部を発生させないために、金属製のロッド159cが一体的に埋め込まれて設けられている。低摩擦シートLFは、図7に示されるように、加圧パッド159のロッド159c部で折り返されて、定着ロール151への押し圧面と加圧ロール152との接触面とを連続して覆っている。なお、この低摩擦シートLFの折り返し部の先端は、加圧ロール152による定着ロール151の加圧部に向かって鋭角状に進入するように配置されている。
本発明の実施の形態に係る低摩擦部材は、図8に示されるような定着ベルト式定着装置160にも応用され得る。この定着ベルト式定着装置160は、図8に示されるように、主に、加圧ロール161および定着ベルトモジュール162から構成されている。定着ベルトモジュール162は、定着ベルト162a、押圧パッド162b、ベルトガイド162c、ハロゲンランプヒータHL、駆動支持ロール162d、従動支持ロール162eと、姿勢矯正ロール162f、補助ロール162gおよび保持部材162hを備える。加圧ロール161は、図8に示されるように、定着ベルト162aを押圧するように配置されている。そして、加圧ロール161と定着ベルト162aが接触する領域にニップNが形成されている。定着ベルト162aは、無端状に形成されており、その内部に配置された押圧パッド162bおよび駆動支持ロール162dによって回転自在に支持されている。押圧パッド162bは、前挟込部材FPおよび剥離挟込部材RPを備え、保持部材162hによって支持されている。前挟込部材FPは、加圧ロール161の外周形状に沿う凹形状に構成されており、ニップNの入口側に配置されている。そして、この前挟込部材FPは、ニップNの長さを確保する役割を担っている。剥離挟込部材RPは、加圧ロール161の外周面に対し突出する形状に構成されており、ニップNの出口側に配置されている。そして、この剥離挟込部材RPは、ニップNの出口領域において加圧ロール161に局所的な歪みを生じさせて、定着後の記録紙PPが加圧ロール161から剥離しやすいようにする役目を担っている。そして、この押圧パッド162bは、ベルトガイド162cを介して定着ベルト162aを加圧ロール161へ押圧している。また、この押圧パッド162bは、その近傍にハロゲンランプヒータHLを備える。このハロゲンランプヒータHLは、定着ベルト162aを内周面側から加熱する。ベルトガイド162cは、いわゆる低摩擦シートであって、定着ベルト162aと押圧パッド162bとの間に配置されている。駆動支持ロール162dには、定着ベルト162aが架け渡されている。そして、この駆動支持ロール162dは、押圧パッド162bと異なる位置で定着ベルト162aを支持する。また、この駆動支持ロール162dは、ハロゲンランプヒータHLを内蔵しており、定着ベルト162aを内側から加熱する。従動支持ロール162eは、押圧パッド162bから駆動支持ロール162dまでの間の定着ベルト162aの外周面に接触して配置されており、定着ベルト162aの周回経路を規定している。そして、この従動支持ロール162eは、ハロゲンランプヒータHLを内蔵しており、定着ベルト162aを外側から加熱する。姿勢矯正ロール162fは、例えばアルミニウムの円柱状ロールであって、駆動支持ロール162dから押圧パッド162bまでの間の定着ベルト162aの内周面に接触して配置されており、駆動支持ロール162dから押圧パッド162bまでの定着ベルト162aの姿勢を矯正する。また、姿勢矯正ロール162fの近傍には、定着ベルト162aの端部位置を測定する端部位置測定機構(不図示)が配置されている。そして、この姿勢矯正ロール162fには、端部位置測定機構の測定結果に応じて定着ベルト162aの軸方向の当接位置を変位させる軸変位機構(図示せず)が配設されている。これらの機構が定着ベルト162aの姿勢を矯正する。補助ロール162gは、押圧パッド162bから従動支持ロール162eまでの間の定着ベルト162aの内周面に接触して配置されており、ニップNの下流側において定着ベルト162aの内周面から定着ベルト162aに張力を付与する。
本発明の実施の形態に係る低摩擦部材は、図9に示されるようなベルト式定着装置170にも応用され得る。このベルト式定着装置170は、図9に示されるように、主に、定着ベルト機構171、加圧ベルト機構172、誘導加熱装置173および制御装置174から構成されている。
本発明の実施の形態に係る低摩擦部材は、図10に示されるようなカラー画像定着装置180にも応用され得る。このカラー画像定着装置180は、図10に示されるように、定着ベルト181、ハロゲンランプヒータHLa、張架ロール182、ベルトガイドSDa、加圧ロール183および温度センサTS1から構成されている。定着ベルト181は、基層、弾性層および離型層の3層から成る無端の帯状体であって、図10に示されるように、張架ロール182およびベルトガイドSDaによって張架されている。張架ロール182は、図10に示されるように、主に、円筒状の金属パイプ182a、ゴムロール層182bおよび離型層182cの3層から構成されている。また、この張架ロール182は、ハロゲンランプヒータHLaを内蔵している。ベルトガイドSDaは、図10に示されるように、主に、支持体PBa、ゴム部材GMaおよび低摩擦シートSDpとから構成される。支持体PBaは、略直方体形状のブロック体である。ゴム部材GMaは、支持体PBaを覆うように配設されている。低摩擦シートSDpは、ゴム部材GMaの周囲に巻き付けられた状態でネジNeによって支持体PBaにネジ止めされている。加圧ロール183は、図10に示されるように、金属パイプ183a、ゴムロール層183bの2層から成るいわゆるセミハードロールであって、定着ベルト181を介して張架ロール182とベルトガイドSDaに押圧されている。この結果、張架ロール182およびベルトガイドSDaと加圧ロール183との間にニップNが形成される。そして、図10に示されるように、定着ベルト181と加圧ロール183との間に、未定着トナー像Tnが形成された記録紙PPが順次送り込まれると、ハロゲンランプヒータHLaによって熱せられた定着ベルト181により未定着トナーが順次、加熱溶融させられて、ニップNで記録紙上に未定着トナー像Tnが定着させられる。温度センサTS1は、張架ロール182に隣接して配設されており、制御装置(図示せず)に温度情報を送信している。そして、制御装置は、この温度情報に基づいてハロゲンランプヒータHLaへの供給電力を制御して、その加熱温度を調節している。
本発明の実施の形態に係る低摩擦部材は、図11に示されるような定着ベルト式定着装置190にも応用され得る。この定着ベルト式定着装置190は、図11に示されるように、主に、定着ベルトモジュール191および加圧ロール192から構成されている。定着ベルトモジュール191は、図11に示されるように、主に、定着ベルト191a、駆動支持ロール191b、姿勢矯正ロール191c、低摩擦シート191d、押圧パッド191e、保持部材191f、補助ロール191g、従動支持ロール191hおよびハロゲンランプヒータHLから構成されている。定着ベルト191aは、無端状に形成されており、その内部に配置された駆動支持ロール191b、姿勢矯正ロール191c、押圧パッド191eおよび補助ロール191gによって回転自在に支持されている。駆動支持ロール191bは、モータ(図示せず)によって回転駆動されるロールであって、両端部に配設される付勢部材によって定着ベルト191aを外側に押圧している。また、この駆動支持ロール191bは、図11に示されるように、ハロゲンランプヒータHLを内蔵している。このハロゲンランプヒータHLによって定着ベルト191aが内側から加熱される。姿勢矯正ロール191cは、定着ベルト191aの蛇行を制御する役目を担うロールである。姿勢矯正ロール191cの近傍には、定着ベルト191aの端部位置を測定する端部位置測定機構(図示省略)が配置されている。また、姿勢矯正ロール191cには、例えば、端部位置測定機構の測定結果に応じて定着ベルト191aの軸方向における当り位置を変位させる軸変位機構(図示省略)が配設されている。押圧パッド191eは、図11に示されるように定着ベルト191aをその内面から加圧ロール192に押し付けている。低摩擦シート191dは、図11に示されるように固定部材(図示せず)によって押圧パッド191eに固定されている。その結果、この低摩擦シート191dは、定着ベルト191aと押圧パッド191eとの間に配設されている。保持部材191fは、押圧パッド191eを保持している。従動支持ロール191hは、駆動支持ロール191bと同様に、ハロゲンランプヒータHLを内蔵している。このハロゲンランプヒータHLによって定着ベルト191aが外側から加熱される。加圧ロール192は、例えば、金属製ロール192a、弾性層192bと、離型層(図示せず)の3層から成るロールであって、回転自在に支持されている。そして、この加圧ロール192は、スプリング等の付勢手段(図示せず)により、定着ベルト191aが押圧パッド191eに巻き回された部位に対して押圧されている。その結果、定着ベルト191aと加圧ロール192とによってニップNが形成されている。このニップNでは、記録紙PPが加圧されると共に加熱されてトナー像(図示せず)が定着される。このため、加圧ロール192は、定着ベルト191aが矢印E方向へ移動するのに伴って、定着ベルト191aに従動して矢印F方向に回転するようになっている。
本発明の実施の形態に係る低摩擦部材は、図12に示されるような定着ロール式定着装置200にも応用され得る。この定着ロール式定着装置200は、図12に示されるように、主に、定着ロール201、加圧ロール202および外部加熱装置203から構成されている。定着ロール201は、ステンレス製の芯金201a、弾性層201bおよび離型層201cの3層から成るロールである。加圧ロール202は、ステンレス製の芯金202a、弾性層202bおよび離型層202cの3層から成るロールであって、定着ロール201と軸が平行になるように配設されると共に、定着ロール201に圧接されている。このため、定着ロール201と加圧ロール202の間にニップNが形成される。そして、未定着トナー像Tnを担持した記録紙PPをこのニップNに導入すると、この未定着トナー像Tnが記録紙PPに定着される。外部加熱装置203は、図12に示されるように、主に、セラミックヒータ203a、断熱ステイホルダー203b、金属ステー203c、温度検知素子203dおよび低摩擦シート203eから構成されており、定着ロール201を表面側から加熱する。セラミックヒータ203aは、公知のセラミックヒータである。断熱ステイホルダー203bは、セラミックヒータ203aを断熱すると共にその姿勢を支持する。金属ステー203cは、断熱ステイホルダー203bをバックアップする。温度検知素子203dは、セラミックヒータ203aの定着ロール側の面の反対面に配設されている。低摩擦シート203eは、図12に示されるように、定着ロール201とセラミックヒータ203aとの間に配設されている。なお、この低摩擦シート203eは、断熱ステイホルダー203bを包み込むように配設されており、金属ステー203cによって断熱ステイホルダー203bに固定されている。
次に、実施例および比較例を用いて本発明を具体的に説明する。なお、本実施例は本発明の一例を示すに過ぎず、本発明がこれらの実施例に限定されることはない。
(1)ポリイミド前駆体溶液の調製
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)100gと、パラフェニレンジアミン(PPD)39gとをN−メチル−2−ピロリドン(NMP)630g中で反応させることによりポリイミド前駆体溶液を得た。
得られたポリイミド前駆体溶液の固形分は18.1質量%であった。次に、最終的に得られる低摩擦シートに対してメジアン径40.0μmのポリテトラフルオロエチレン(以下「PTFE」と略する)粉末およびメジアン径0.3μmのPTFE粉末がそれぞれ30質量%(22体積%)および45質量%(30体積%)となるように両PTFE粉末をポリイミド前駆体溶液に添加した後、そのPTFE粉末入りのポリイミド前駆体溶液を十分に撹拌することによって両PTFE粉末をポリイミド前駆体溶液中に分散させて異径フッ素樹脂粒子含有ポリイミド前駆体溶液を得た。
離型剤処理した鏡面のステンレス板(縦500mm、横300mm、厚み3mm)上に、上述の異径フッ素樹脂粒子含有ポリイミド前駆体溶液をバーコート法により塗布した。次に、その塗布液膜付のステンレス板を120℃のオーブンに入れて60分間加熱して塗布液膜を乾燥した後、オーブンの温度を200℃まで40分間で昇温させ、同温度で20分間保持した。続いて、最終イミド化処理を行うためにオーブンの温度を250℃に設定して乾燥塗膜を10分間加熱した後、345℃まで15分で昇温し、同温度で10分間加熱した。そして、オーブンを室温(25℃)まで冷却した後、オーブンから同ステンレス板を取り出した。最後に、ステンレス板から塗膜を剥がして低摩擦シートを得た。
(1)厚み
上述の低摩擦シートの厚みをマイクロメーターで測定したところ、その厚みは40μmであった。
表面粗度計Surfcorder SE500(小坂研究所株式会社製)を用いて同低摩擦シートの空気側表面の表面粗度Rskを測定したところ1.248であった。なお、そのときの測定条件は以下の通りであった。
・送り速度:0.1mm/s
・規格:JIS2001/ISO97
・カットオフ:λc=0.800mm
・測定長さ:2.500mm
エネルギー分散X線分光装置搭載の低真空走査型電子顕微鏡SEMEDX3TypeN(株式会社日立サイエンスシステムズ製)を用いて低摩擦シートの空気側表面の100倍の走査型電子顕微鏡像を得た後、その走査型電子顕微鏡像の複数の位置においてエネルギー分散X線分光装置によって特性X線を測定した。そして、その特性X線のピーク面積比からフッ素元素の含有比率(F(フッ素原子)+O(酸素原子)+C(炭素原子)=100%とする)すなわちPTFEの表面露出率を算出した。なお、本実施例に係る低摩擦シートの空気側表面におけるPTFEの表面露出率は62.1%であった。
摩擦摩耗試験機EFM−III−EN(株式会社オリエンテック製)を用い、滑り摩耗試験方法(JIS K 7218)のA法に従って同低摩擦シートの動摩擦係数を測定したところ、初期の動摩擦係数が0.0594であり、試験開始時から10分後の動摩擦係数が0.0581であり、試験開始時から100分後の動摩擦係数が0.0532であった。また、10分後の動摩擦係数および100分後の動摩擦係数それぞれを初期の動摩擦係数で割って100を掛けて動摩擦係数の経時変化率を求めたところ、10分後の動摩擦係数の変化率は97.8%であり、100分後の動摩擦係数の変化率は89.6%であった。なお、そのときの測定条件は以下の通りであった。この測定条件は、通常の定着装置の耐久性評価には十分な加速条件(通常の定着装置よりも過酷な条件)となっている。
・相手材料:KAPTON−H(登録商標)(米国デュポン社製)
・試験荷重:10kgf(5kg/cm2)
・摺動速度:先ず、試験開始時に0.020m/s(20mm/s)の速度で低摩擦シートに対して相手材料を摺動させながら初期の動摩擦係数を測定した。次に、試験開始時から10分後の次の測定開始時まで0.500m/s(500mm/s)の速度で低摩擦シートに対して相手材料を摺動させた。次いで、試験開始時から10分を経過した時点から0.020m/s(20mm/s)の速度で低摩擦シートに対して相手材料を摺動させながら10分後の動摩擦係数を測定した。続いて、試験開始時から100分後の次の測定開始時まで0.500m/s(500mm/s)の速度で低摩擦シートに対して相手材料を摺動させた。最後に、試験開始時から100分を経過した時点から0.020m/s(20mm/s)の速度で相手材料を摺動させながら100分後の動摩擦係数を測定した。
・潤滑剤:スミテックF943(住鉱株式会社製)
「(2)異径フッ素樹脂粒子含有ポリイミド前駆体溶液の調製」においてメジアン径40.0μmのPTFE粉末を添加せず、最終的に得られる低摩擦シートに対してメジアン径0.3μmのPTFE粉末が30質量%(22体積%)となるように同PTFE粉末をポリイミド前駆体溶液に添加した以外は、実施例1と同様にして低摩擦シートを得、その特性を測定した。
「(2)異径フッ素樹脂粒子含有ポリイミド前駆体溶液の調製」においてメジアン径40.0μmのPTFE粉末を添加せず、メジアン径0.3μmのPTFE粉末をメジアン径1.0μmのPTFE粉末に代えた以外は、実施例1と同様にして低摩擦シートを得、その特性を測定した。
Claims (6)
- ポリイミド樹脂中に、
メジアン径が10μm以上100μm以下の範囲内である第1フッ素樹脂粉末と、
メジアン径が0.1μm以上5μm以下の範囲内である第2フッ素樹脂粉末と
が分散して含有されている低摩擦部材であって、
表面粗度Rskが0.500以上であり、
フッ素樹脂の表面露出率が15.0%以上である
低摩擦部材。 - メジアン径が10μm以上100μm以下の範囲内である第1フッ素樹脂粉末と、メジアン径が0.1μm以上5μm以下の範囲内である第2フッ素樹脂粉末とが少なくとも含まれるフッ素樹脂粉末をポリイミド樹脂または前記ポリイミド樹脂の前駆体と混合して前記フッ素樹脂粉末を融解させながら焼成することによって得られ、
表面粗度Rskが0.500以上であり、
フッ素樹脂の表面露出率が15.0%以上である
低摩擦部材。 - ポリイミド樹脂中に、
メジアン径が10μm以上100μm以下の範囲内である第1フッ素樹脂粉末と、
メジアン径が0.1μm以上5μm以下の範囲内である第2フッ素樹脂粉末と
が分散して含有されている低摩擦部材であって、
前記第1フッ素樹脂粉末の含有比率は、前記低摩擦部材の総体積に対して0.1体積%以上40体積%以下の範囲内であり、
前記第2フッ素樹脂粉末の含有比率は、前記低摩擦部材の総体積に対して10体積%以上80体積%以下の範囲内であり、
厚みが10μm以上200μm以下の範囲内であり、
滑り摩耗試験(JIS K 7218)における10分後の動摩擦係数が0.1000以下であり、
初期の動摩擦係数に対する前記10分後の動摩擦係数の変化率が190%以下の範囲内である
低摩擦部材。 - メジアン径が10μm以上100μm以下の範囲内である第1フッ素樹脂粉末と、メジアン径が0.1μm以上5μm以下の範囲内である第2フッ素樹脂粉粉末とが少なくとも含まれるフッ素樹脂粉粉末をポリイミド樹脂または前記ポリイミド樹脂の前駆体と混合して前記フッ素樹脂粉粉末を融解させながら焼成することによって得られ、
前記第1フッ素樹脂粉末の添加比率は、前記低摩擦部材の総体積に対して0.1体積%以上40体積%以下の範囲内であり、
前記第2フッ素樹脂粉末の添加比率は、前記低摩擦部材の総体積に対して10体積%以上80体積%以下の範囲内である
低摩擦部材であって、
厚みが10μm以上200μm以下の範囲内であり、
滑り摩耗試験(JIS K 7218)における10分後の動摩擦係数が0.1000以下であり、
初期の動摩擦係数に対する前記10分後の動摩擦係数の変化率が190%以下の範囲内である
低摩擦部材。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の低摩擦部材を備える
画像形成装置。 - ポリイミド前駆体溶液と、
メジアン径が10μm以上100μm以下の範囲内である第1フッ素樹脂粉末と、
メジアン径が0.1μm以上5μm以下の範囲内である第2フッ素樹脂粉末と
を含有する低摩擦被膜形成剤であって、
前記第1フッ素樹脂粉末の含有比率は、前記低摩擦被膜形成剤の総体積に対して10体積%以上22体積%以下の範囲内であり、かつ
前記第2フッ素樹脂粉末の含有比率は、前記低摩擦被膜形成剤の総体積に対して10体積%以上45体積%以下の範囲内であり、
前記ポリイミド前駆体溶液中に前記第1フッ素樹脂粉末および前記第2フッ素樹脂粉末が分散された状態で加熱されることによって、低摩擦被膜を形成する、
低摩擦被膜形成剤。
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