JP7302211B2 - 摺動部材、定着装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
摺動部材、定着装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7302211B2 JP7302211B2 JP2019050904A JP2019050904A JP7302211B2 JP 7302211 B2 JP7302211 B2 JP 7302211B2 JP 2019050904 A JP2019050904 A JP 2019050904A JP 2019050904 A JP2019050904 A JP 2019050904A JP 7302211 B2 JP7302211 B2 JP 7302211B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sliding member
- member according
- dynamic friction
- less
- roll
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
- G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
- G03G15/2017—Structural details of the fixing unit in general, e.g. cooling means, heat shielding means
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
- G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
- G03G15/2053—Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
- G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
- G03G15/2053—Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
- G03G15/2057—Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating relating to the chemical composition of the heat element and layers thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/12—Layered products comprising a layer of synthetic resin next to a fibrous or filamentary layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
- B32B27/20—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
- B32B27/281—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42 comprising polyimides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
- B32B27/285—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42 comprising polyethers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
- B32B27/322—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins comprising halogenated polyolefins, e.g. PTFE
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/34—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyamides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/36—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form
- B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
- B32B3/30—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer formed with recesses or projections, e.g. hollows, grooves, protuberances, ribs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
- B32B5/022—Non-woven fabric
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
- B32B5/024—Woven fabric
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
- B32B5/12—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer characterised by the relative arrangement of fibres or filaments of different layers, e.g. the fibres or filaments being parallel or perpendicular to each other
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
- B32B7/04—Interconnection of layers
- B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
- G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
- G03G15/206—Structural details or chemical composition of the pressure elements and layers thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G21/00—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
- G03G21/16—Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements
- G03G21/18—Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements using a processing cartridge, whereby the process cartridge comprises at least two image processing means in a single unit
- G03G21/1803—Arrangements or disposition of the complete process cartridge or parts thereof
- G03G21/1814—Details of parts of process cartridge, e.g. for charging, transfer, cleaning, developing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/10—Inorganic fibres
- B32B2262/101—Glass fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/10—Inorganic fibres
- B32B2262/106—Carbon fibres, e.g. graphite fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/70—Other properties
- B32B2307/746—Slipping, anti-blocking, low friction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2457/00—Electrical equipment
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
- G03G2215/20—Details of the fixing device or porcess
- G03G2215/2003—Structural features of the fixing device
- G03G2215/2016—Heating belt
- G03G2215/2035—Heating belt the fixing nip having a stationary belt support member opposing a pressure member
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
- G03G2215/20—Details of the fixing device or porcess
- G03G2215/2003—Structural features of the fixing device
- G03G2215/2016—Heating belt
- G03G2215/2035—Heating belt the fixing nip having a stationary belt support member opposing a pressure member
- G03G2215/2038—Heating belt the fixing nip having a stationary belt support member opposing a pressure member the belt further entrained around one or more rotating belt support members
Description
この定着装置として、加熱ロールと加熱ロールに接触して配置された加圧ベルトとを備えた構成、又は、加熱ベルトと加熱ベルトに接触して配置された加圧ロールとを備えた構成の、ベルト・ニップ方式と呼ばれる定着装置が知られている。
ベルト・ニップ方式の定着装置では、ベルトは、内周面側から押圧部材によりロールに押圧されて配置され、ベルトと押圧部材の間には、ベルトの回転に伴う摺動抵抗を低減する目的で摺動部材が配置されることがある。摺動部材が配置されない場合は、押圧部材の押圧面がベルトとの摺動面となる。
<1> 樹脂及び繊維状フィラーを含み、摺動部材表面の面方向における1つの方向Aでの動摩擦係数が、前記表面の面方向における前記方向Aに対して90度の角度をなす方向Bでの動摩擦係数よりも0.08以上低い摺動部材。
<2> 樹脂及び繊維状フィラーを含み、前記繊維状フィラーが、フィラーの全数をN、摺動部材表面の面方向における1つの方向Aに対するフィラー傾きθが-30°≦θ≦30°となるフィラーの個数をN’としたとき、A=(N’/N)×100で表されるフィラー配向率Aが、60%より大きい摺動部材。
<3> 前記樹脂が、フッ素樹脂又はポリイミド樹脂を含む<1>又は<2>に記載の摺動部材。
<4> 前記樹脂が、フッ素樹脂を含む<1>乃至<3>のいずれか1つに記載の摺動部材。
<5> 前記フッ素樹脂が、ポリテトラフルオロエチレン、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、及び、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体よりなる群から選ばれた少なくとも1種の樹脂である<4>に記載の摺動部材。
<6> 前記方向Aでの動摩擦係数μAが、0.1以上0.3以下である<1>乃至<5>のいずれか1つに記載の摺動部材。
<7> 前記方向Aに対して90度の角度をなす方向Bでの動摩擦係数μBが、0.3以上0.5以下である<1>乃至<6>のいずれか1つに記載の摺動部材。
<8> 前記方向Aでの動摩擦係数μAと前記方向Aに対して90度の角度をなす方向Bでの動摩擦係数μBとの比(μA/μB)が、0.2以上0.9以下である<1>乃至<7>のいずれか1つに記載の摺動部材。
<9> 前記方向Aでの動摩擦係数μAと前記方向Aに対して90度の角度をなす方向Bでの動摩擦係数μBとの比(μA/μB)が、0.4以上0.75以下である<8>に記載の摺動部材。
<10> 前記繊維状フィラーのアスペクト比が、5以上である<1>乃至<9>のいずれか1つに記載の摺動部材。
<11> 前記繊維状フィラーが、カーボンナノチューブである<1>乃至<10>のいずれか1つに記載の摺動部材。
<12> 前記繊維状フィラーの繊維径が、0.01μm以上1.5μm以下である<1>乃至<11>のいずれか1つに記載の摺動部材。
<13> 前記繊維状フィラーの繊維径が、0.05μm以上0.5μm以下である<12>に記載の摺動部材。
<14> 前記繊維状フィラーの繊維長が、1μm以上60μm以下である<1>乃至<13>のいずれか1つに記載の摺動部材。
<15> 前記繊維状フィラーの繊維長が、2μm以上20μm以下である<14>に記載の摺動部材。
<16> 第1回転体と、前記第1回転体の外面に接して配置される第2回転体と、前記第2回転体の内部に配置され、前記第2回転体の内面から前記第2回転体を前記第1回転体へ押圧する押圧部材と、前記第2回転体の内面と前記押圧部材との間に介在する摺動部材とを備え、前記摺動部材が、<1>乃至<15>のいずれか1つに記載の摺動部材である定着装置。
<17> <16>に記載の定着装置を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
<18> 像保持体と、前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記トナー像を記録媒体に定着する定着手段とを備え、前記定着手段が、<16>に記載の定着装置である画像形成装置。
前記<2>に係る発明によれば、前記繊維状フィラーが、フィラーの全数をN、摺動部材表面の面方向における1つの方向Aに対するフィラー傾きθが-30°≦θ≦30°となるフィラーの個数をN’としたとき、A=(N’/N)×100で表されるフィラー配向率Aが、60%以下である場合に比べ、動摩擦係数が低く、耐摩耗性に優れる摺動部材が提供される。
前記<3>に係る発明によれば、前記樹脂が、ポリエステル樹脂のみを含む場合に比べ、動摩擦係数がより低く、耐摩耗性により優れる摺動部材が提供される。
前記<4>に係る発明によれば、前記樹脂が、ポリイミド樹脂のみを含む場合に比べ、動摩擦係数がより低く、耐摩耗性により優れる摺動部材が提供される。
前記<5>に係る発明によれば、前記フッ素樹脂が、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体である場合に比べ、動摩擦係数がより低く、耐摩耗性により優れる摺動部材が提供される。
前記<6>に係る発明によれば、前記方向Aでの動摩擦係数μAが、0.1未満又は0.3超である場合に比べ、耐摩耗性により優れる摺動部材が提供される。
前記<7>に係る発明によれば、前記方向Aに対して90度の角度をなす方向Bでの動摩擦係数μBが、0.3未満又は0.5超である場合に比べ、耐摩耗性により優れる摺動部材が提供される。
前記<8>に係る発明によれば、前記方向Aでの動摩擦係数μAと前記方向Aに対して90度の角度をなす方向Bでの動摩擦係数μBとの比(μA/μB)が、0.2未満又は0.9超である場合に比べ、耐摩耗性により優れる摺動部材が提供される。
前記<9>に係る発明によれば、前記方向Aでの動摩擦係数μAと前記方向Aに対して90度の角度をなす方向Bでの動摩擦係数μBとの比(μA/μB)が、0.4未満又は0.75超である場合に比べ、耐摩耗性により優れる摺動部材が提供される。
前記<10>に係る発明によれば、前記繊維状フィラーのアスペクト比が、5未満である場合に比べ、動摩擦係数がより低く、耐摩耗性により優れる摺動部材が提供される。
前記<11>に係る発明によれば、前記繊維状フィラーが、炭素繊維である場合に比べ、動摩擦係数がより低く、耐摩耗性により優れる摺動部材が提供される。
前記<12>に係る発明によれば、動前記繊維状フィラーの繊維径が、0.01μm未満又は1.5μm超である場合に比べ、摩擦係数がより低く、耐摩耗性により優れる摺動部材が提供される。
前記<13>に係る発明によれば、前記繊維状フィラーの繊維径が、0.05μm未満又は0.5μm超である場合に比べ、動摩擦係数がより低く、耐摩耗性により優れる摺動部材が提供される。
前記<14>に係る発明によれば、前記繊維状フィラーの繊維長が、1μm未満又は60μm超である場合に比べ、動摩擦係数がより低く、耐摩耗性により優れる摺動部材が提供される。
前記<15>に係る発明によれば、前記繊維状フィラーの繊維長が、2μm未満又は20μm超である場合に比べ、動摩擦係数がより低く、耐摩耗性により優れる摺動部材が提供される。
前記<16>、<17>又は<18>に係る発明によれば、摺動部材表面の面方向における1つの方向Aでの動摩擦係数と前記表面の面方向における前記方向Aに対して90度の角度をなす方向Bでの動摩擦係数との差が0.08未満であるか、又は、摺動部材における前記繊維状フィラーが、フィラーの全数をN、摺動部材表面の面方向における1つの方向Aに対するフィラー傾きθが-30°≦θ≦30°となるフィラーの個数をN’としたとき、A=(N’/N)×100で表されるフィラー配向率Aが、60%以下である場合に比べ、動摩擦係数が低く、耐摩耗性に優れる摺動部材を備えた定着装置、プロセスカートリッジ、又は、画像形成装置が提供される。
本実施形態において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本実施形態において実施形態を図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。
本実施形態において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。本実施形態において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
本実施形態に係る摺動部材の第一の実施態様は、樹脂及び繊維状フィラーを含み、摺動部材表面の面方向における1つの方向Aでの動摩擦係数が、前記表面の面方向における前記方向Aに対して90度の角度をなす方向Bでの動摩擦係数よりも0.08以上低い。
本実施形態に係る摺動部材の第二の実施態様は、樹脂及び繊維状フィラーを含み、前記繊維状フィラーが、フィラーの全数をN、摺動部材表面の面方向における1つの方向Aに対するフィラー傾きθが-30°≦θ≦30°となるフィラーの個数をN’としたとき、A=(N’/N)×100で表されるフィラー配向率Aが、60%より大きい。
なお、本明細書において、特に断りなく、単に「本実施形態に係る摺動部材」という場合は、前記第一の実施態様及び前記第二の実施態様の両方について述べるものとする。
また、本実施形態に係る摺動部材は、定着装置用摺動部材として好適に用いられる。
しかしながら、繊維状フィラーを含むことで、動摩擦係数が上昇し、低摺動機能が低下する。
本実施形態に係る摺動部材は、上記構成により、動摩擦係数が低く、耐摩耗性に優れる。この理由は定かではないが、以下に示す理由によるものと推測される。
樹脂及び繊維状フィラーを含み、摺動部材表面の面方向における1つの方向Aでの摩擦係数が、前記表面の面方向における前記方向Aに対して90度の角度をなす方向Bでの摩擦係数よりも0.03以上低いか、又は、前記繊維状フィラーが、フィラーの全数をN、摺動部材表面の面方向における1つの方向Aに対するフィラー傾きθが-30°≦θ≦30°となるフィラーの個数をN’としたとき、A=(N’/N)×100で表されるフィラー配向率Aが、60%より大きいことにより、摺動部材の一方向に配向制御させ、長軸配向方向を摺動方向として、摺動部材を使用することで、動摩擦係数の増加を抑えつつ、かつ耐摩耗性が向上する。
本実施形態に係る摺動部材は、単層の摺動部材であっても、2層以上の摺動部材であってもよいが、少なくとも1つの表面に、樹脂及び繊維状フィラーを含む層を有しており、前記表面において、前記動摩擦係数、又は、前記配向率Aを満たすことが好ましい。
また、前記摺動シートである場合、前記樹脂及び繊維状フィラーを含む層を一方の面のみに有していても、両面にそれぞれ有していてもよいし、また、樹脂及び繊維状フィラーを含む単層のシートであってもよい。
樹脂及び繊維状フィラーを含む層の厚さは、特に制限はないが、1μm以上500μm以下であることが好ましく、5μm以上200μm以下であることがより好ましく、10μm以上100μm以下であることが特に好ましい。
図1に示す摺動部材40は、樹脂42と繊維状フィラー44とを含む層が一方の面に設けられており、繊維状フィラー44は、長軸方向が方向Aとなるように配列している。
また、図1における方向Bは、前記方向Aに対して90度の角度をなす方向である。
更に、図1は、前記配向率Aが100%である摺動部材40を模式的に示したものである。
本実施形態に係る摺動部材の第一の実施態様は、摺動部材表面の面方向における1つの方向Aでの動摩擦係数が、前記表面の面方向における前記方向Aに対して90度の角度をなす方向Bでの動摩擦係数よりも0.08以上低い。
本実施形態に係る摺動部材の第一の実施態様における前記方向Aでの動摩擦係数μAと前記方向Bでの動摩擦係数μBとの差(μB-μA)は、耐摩耗性の観点から、0.10以上であることが好ましく、0.12以上0.40以下であることがより好ましい。
本実施形態に係る摺動部材の第二の実施態様における前記方向Aでの動摩擦係数μAと前記方向Bでの動摩擦係数μBとの差(μB-μA)は、耐摩耗性の観点から、0.08以上であることが好ましく、0.10以上であることがより好ましく、0.12以上0.40以下であることが特に好ましい。
摩擦摩耗試験器(FPR-2100、(株)レスカ製)を用いて、170℃加熱ステージ上にポリイミドシートを設置し、ピンに接触するように摺動部材を設置して、半径40mm、100mm/sで回転摺動させたときの動摩擦係数を測定する。
本実施形態に係る摺動部材の第二の実施態様は、前記繊維状フィラーが、フィラーの全数をN、摺動部材表面の面方向における1つの方向Aに対するフィラー傾きθが-30°≦θ≦30°となるフィラーの個数をN’としたとき、A=(N’/N)×100で表されるフィラー配向率Aは、60%より大きく、低動摩擦係数、及び、耐摩耗性の観点から、65%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましく、72%以上100%以下であることが特に好ましい。
本実施形態に係る摺動部材の第一の実施態様は、前記繊維状フィラーが、フィラーの全数をN、摺動部材表面の面方向における1つの方向Aに対するフィラー傾きθが-30°≦θ≦30°となるフィラーの個数をN’としたとき、A=(N’/N)×100で表されるフィラー配向率Aは、低動摩擦係数、及び、耐摩耗性の観点から、60%より大きいことが好ましく、65%以上であることがより好ましく、70%以上であることが更に好ましく、72%以上100%以下であることが特に好ましい。
摺動部材の表面を、光学顕微鏡により、50個以上の繊維状フィラーについて観察し、観察したフィラーの個数Nに対するフィラー傾きθが-30°≦θ≦30°となるフィラーの個数N’を計数し、前記配向率Aを算出する。
本実施形態に係る摺動部材は、繊維状フィラーを含む。
また、本実施形態に係る摺動部材が層構造を有する場合、少なくとも1つの表面層に繊維状フィラーを含むことが好ましい。
繊維状フィラーとしては、カーボンナノチューブ、炭素繊維、ガラス繊維等が挙げられるが、低動摩擦係数、及び、耐摩耗性の観点から、カーボンナノチューブが好ましい。
本実施形態においては、単層のカーボンナノチューブを用いても、重層のカーボンナノチューブを用いてもよい。
カーボンナノチューブは、導電性の高さ、表面積の大きさ(閉口状態で1,000m2/g、開口状態で2,000m2/gに逹する)、高強度(鋼鉄の20倍の強度、特に繊維方向の引っ張り強度ではダイヤモンドすら凌駕する)である。また、アルミニウムの半分という軽さ、柔軟性と高ヤング率、銅の1,000倍以上の高電流密度耐性、銅の10倍の高熱伝導特性、細長いなどの主な特性が挙げられる。
Ch=na1+ma2
この二つの整数の組(n,m)はカイラル指数(chiral index)と呼ばれ、ナノチューブの構造を表すのに使われる。カーボンナノチューブにおけるチューブの直径や螺旋角はカイラル指数によって決まる。
また、カーボンナノチューブの立体構造は、カイラル指数に従い、n=mの場合、アームチェア型と称されるチューブ状の炭素原子の配列構造をとり、金属性を示し、m=0の場合、ジグザグ型と称されるチューブ状の炭素原子の配列構造をとり、上記以外の場合、カイラル型と称される螺旋構造を持つ一般的なチューブ構造をとる。また、カーボンナノチューブにおいて、(n-m)の値が3の倍数では金属性(金属型カーボンナノチューブ)を、3の倍数以外のときは半導体の特性(半導体型カーボンナノチューブ)を示す。
本実施形態においては、所望に応じ、種々のカーボンナノチューブが好適に用いられる。
また、本実施形態に係る摺動部材が、樹脂及び繊維状フィラーを含む層を有する場合、前記層における繊維状フィラーの含有量は、前記と同様であることが好ましい。
本実施形態に係る摺動部材は、樹脂を含む。
また、本実施形態に係る摺動部材が層構造を有する場合、少なくとも1つの表面層に樹脂を含むことが好ましい。
樹脂としては、例えば、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。これらの中でも、低動摩擦係数、及び、耐摩耗性の観点から、フッ素樹脂又はポリイミド樹脂を含むことが好ましく、フッ素樹脂を含むことがより好ましい。
また、本実施形態に係る摺動部材は、低動摩擦係数、及び、耐摩耗性の観点から、フッ素樹脂を、樹脂の全質量に対し、50質量%以上含むことが好ましく、80質量%以上100質量%以下含むことがより好ましく、90質量%以上100質量%以下含むことが更に好ましく、95質量%以上100質量%以下含むことが特に好ましい。
また、樹脂は、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、フッ素樹脂としては、低動摩擦係数、及び、耐摩耗性の観点から、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、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)、及び、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)よりなる群から選ばれた少なくとも1種の樹脂であることが好ましく、PTFE又はPFAであることがより好ましく、PTFEであることが特に好ましい。
架橋PTFEとしては、例えば、未架橋PTFEに電離性放射線を照射して架橋させたPTFEが挙げられる。具体的には、架橋PTFEは、例えば、結晶融点よりも高い温度で加熱した状態の未架橋PTFEに、酸素不在の環境下で、照射線量1KGy以上10MGy以下の電離性放射線(例えば、γ線、電子線、X線、中性子線、又は高エネルギーイオン等)を照射して架橋させたPTFEである。
架橋PTFEは、テトラフルオロエチレン以外の他の共重合成分、例えば、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)、ヘキサフルオロプロピレン、(パーフルオロアルキル)エチレン、クロロトリフルオロエチレン等を含んでいてもよい。
本実施形態に係る摺動部材は、摺動面(樹脂及び繊維状フィラーを含む部分の表面)に凹部が点在していてもよい。凹部は、潤滑剤(オイル)を保持し被摺動部材との接触領域に潤滑剤(オイル)を供給する目的や、接触領域の面積を減らし摩擦係数を低く抑える目的で設けられる。
周期的な配列としては、特に制限されるものではなく、例えば、格子や面心格子を単位とする配列パターンが挙げられる。格子は、正方形、長方形、菱形、その他の平行四辺形のいずれでもよい。面心格子とは、平行四辺形の頂点及び対角線の交点、合計5点を単位格子の格子点とする構造を意味する。
周期的な配列は、途切れたりズレがあったりしてもよいが、あらゆる方向に隙間無く連続して繰り返していることが好ましい。
面方向の形状としては、例えば、円形、楕円形、三角形、四角形、その他の多角形、不定形が挙げられ、摺動面に凹部を設ける加工の容易性の観点から、円形が好ましい。
深さ方向の形状としては、例えば、柱状、錐状、テーパー状、逆テーパー状が挙げられる。
本実施形態に係る摺動部材は、基材を有していてもよい。
本実施形態に係る摺動部材が基材を有する場合、基材の少なくとも一部の表面に樹脂及び繊維状フィラーを含む層を有することが好ましい。
基材の形状は、特に制限はなく、所望の形状であればよいが、シート状であることが好ましい。
基材の材質としては、特に制限なく、公知の材質の基材が用いられる。
基材としては、例えば、樹脂基材、織布、不織布等が挙げられる。
樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。
織布及び不織布に用いる繊維としては、合成樹脂繊維、天然繊維、ガラス繊維等が挙げられる。中でも、ガラスクロスが好ましく挙げられる。
また、本実施形態に係る摺動部材は、接着層を有していてもよい。
摺動部材の厚さ方向に積層された構造である場合、各層間には、一つの層と別の層とを接着する接着層が存在していてもよい。
接着層は、耐熱性シリコーン樹脂やエポキシ系樹脂等の公知の接着剤により形成された層でもよく、フッ素樹脂ディスパージョン液で融着させてもよく、又は、接着シートを用いて形成された層でもよい。
接着シートの厚さは、特に制限はないが、10μm以上30μm以下が好ましい。
本実施形態に係る摺動部材の製造方法としては、特に制限はなく、前記動摩擦係数の関係又は前記配向率Aの値を満たすように繊維状フィラーが配向される製造方法であればよいが、例えば、押出成形法、又は、せん断応力を付与しながら塗布する方法が好ましく挙げられる。
押出成形法としては、例えば、繊維状フィラーと樹脂とを溶融混練した後、押出成形機により押し出して成形し、繊維状フィラーが配向した摺動部材を作製する方法が挙げられる。
せん断応力を付与しながら塗布する方法としては、例えば、繊維状フィラー、樹脂及び溶剤を含む塗布液を調製し、基材上にブレード塗布することによりせん断応力を付与しながら塗布し、乾燥させることにより、繊維状フィラーが配向した摺動部材を作製する方法が挙げられる。基材からは、必要に応じて、樹脂及び繊維状フィラーを含む層を剥離し、樹脂及び繊維状フィラーを含むシートを作製してもよい。前記ブレード塗布時の基材とブレードとの間隔は、付与するせん断応力の強度、形成したい層厚及び液の固形分量にあわせ、適宜設定すればよいが、10μm以上200μm以下であることが好ましく、20μm以上150μm以下であることがより好ましい。
本実施形態に係る定着装置は、第1回転体と、前記第1回転体の外面に接して配置される第2回転体と、前記第2回転体の内部に配置され、前記第2回転体の内面から前記第2回転体を前記第1回転体へ押圧する押圧部材と、前記第2回転体の内面と前記押圧部材との間に介在する摺動部材と、を備え、前記摺動部材が、本開示に係る摺動部材である。
本実施形態に係る定着装置は、更に、前記第1回転体及び前記第2回転体の少なくとも一方を加熱する加熱源を備えることが好ましい。
ここで、表面粗さRaの測定は、表面粗さ計サーフコム1400A(東京精密(株)製)を用いて、JIS B0601-1994に準拠し、評価長さLnを4mm、基準長さLを0.8mm、カットオフ値を0.8mmとした測定条件で行う。
第1実施形態として、加熱源を有する加熱ロールと、押圧パッドが押圧された加圧ベルトと、を備えた定着装置を説明する。
第2実施形態として、加熱源を有し押圧パッドが押圧された加熱ベルトと、加圧ロールと、を備えた定着装置を説明する。
これらの定着装置におけるシート状の摺動部材として、本実施形態に係る摺動部材が適用される。
図2を参照して、第1実施形態に係る定着装置60について説明する。
図2は、第1実施形態に係る定着装置60の構成を示す概略図である。
加熱ロール61の外周面には、感温素子69が接触して配置されている。感温素子69による温度計測値に基づいて、ハロゲンランプ66の点灯が制御され、加熱ロール61の表面温度が設定した温度(例えば150℃)に維持される。
加熱ロール61は、例えば金属製のコア(円筒状芯金)611の周囲に耐熱性弾性体層612及び離型層613をこの順に積層して構成される。
加圧ベルト62は、その内部に配置された押圧パッド64とベルト走行ガイド63とによって回転自在に支持されている。
押圧パッド64は、挟込領域Nの入口側に前挟込部材64aを備え、挟込領域Nの出口側に剥離挟込部材64bを備える。
前挟込部材64aは、加熱ロール61の外周形状に沿う凹形状に構成されて、挟込領域Nの長さ(摺動方向の距離)を確保する。
剥離挟込部材64bは、加熱ロール61の外周面に対し突出する形状に構成されて、挟込領域Nの出口領域において加熱ロール61に局所的な歪みを生じさせ、定着後の記録媒体の加熱ロール61からの剥離を容易にする。
摺動部材68は、その摺動面と加圧ベルト62の内周面との間に存在する潤滑剤(オイル)の保持及び供給に関与する。摺動部材68は、耐摩耗性に優れており、定着装置60の長寿命化が達成される。
摺動部材68は、加圧ベルト62の内周面と押圧パッド64との摺動抵抗を小さくするために、前挟込部材64a及び剥離挟込部材64bを覆うように配置される。
保持部材65には、ベルト走行ガイド63が取り付けられている。ベルト走行ガイド63に沿って加圧ベルト62が回転する。
ベルト走行ガイド63には、加圧ベルト62の内周面に潤滑剤(オイル)を供給する手段である潤滑剤供給装置67が取り付けられていてもよい。
図3を参照して、第2実施形態に係る定着装置80について説明する。
図3は、第2実施形態に係る定着装置80の構成を示す概略図である。
定着ベルトモジュール86は、加熱ベルト84(第2回転体の一例)と、押圧パッド87(押圧部材の一例)と、摺動部材82(本実施形態に係る摺動部材の一例)と、押圧パッド87の近傍に配設されたハロゲンヒータ89A(加熱源の一例)と、を備える。
さらに、定着ベルトモジュール86は、支持ロール90と、支持ロール92と、姿勢矯正ロール94と、支持ロール98と、を備える。
押圧パッド87は、前挟込部材87aと、剥離挟込部材87bとを備え、保持部材89によって支持されている。
前挟込部材87aは、加圧ロール88の外周形状に沿う凹形状に構成されて、挟込領域Nの入口側に配置され、挟込領域Nの長さ(摺動方向の距離)を確保する。
剥離挟込部材87bは、加圧ロール88の外周面に対し突出する形状に構成されて、挟込領域Nの出口側に配置され、挟込領域Nの出口領域において加圧ロール88に局所的な歪みを生じさせ、定着後の記録媒体の加圧ロール88からの剥離を容易にする。
押圧パッド87は、その近傍(例えば保持部材89の内部)にハロゲンヒータ89A(加熱源の一例)を備え、加熱ベルト84を内周面側から加熱する。
例えば保持部材89の前挟込部材87aの上流には、加熱ベルト84の内周面に潤滑剤(オイル)を供給する手段である潤滑剤供給装置(不図示)が取り付けられていてもよい。
摺動部材82は、その摺動面と加熱ベルト84の内周面との間に存在する潤滑剤(オイル)の保持及び供給に関与する。摺動部材82は、耐摩耗性に優れており、定着装置80の長寿命化が達成される。
支持ロール90は、その内部にハロゲンヒータ90A(加熱源の一例)を備え、加熱ベルト84を内周面側から加熱する。
支持ロール90は、例えばアルミニウムの円筒状ロールの外周表面に、例えば厚さ20μmのフッ素樹脂からなる離型層が形成されたロールである。
支持ロール92は、その内部にハロゲンヒータ92A(加熱源の一例)を備え、加熱ベルト84を外周面側から加熱する。
支持ロール92は、例えばアルミニウムの円筒状ロールの外周表面に、例えば厚さ20μmのフッ素樹脂からなる離型層が形成されたロールである。
姿勢矯正ロール94の近傍には、加熱ベルト84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、姿勢矯正ロール94には、端部位置測定機構の測定結果に応じて加熱ベルト84の軸方向における当り位置を変位させる軸変位機構(不図示)が配設され、これらの機構が加熱ベルト84の姿勢を矯正する。
姿勢矯正ロール94は、例えばアルミニウムの円柱状ロールである。
支持ロール98は、例えばアルミニウムの円筒状ロールの外周表面に、例えば厚さ20μmのフッ素樹脂からなる離型層が形成されたロールである。
加圧ロール88は、回転自在に設けられており、加熱ベルト84が矢印Eの方向に回転移動するのに伴って、加熱ベルト84に従動して、矢印Fの方向に回転する。
加圧ロール88は、例えばアルミニウムの円柱状ロール88Aの外周表面に、例えばシリコーンゴムからなる弾性層88Bと、例えば厚さ100μmのフッ素樹脂からなる剥離層(不図示)をこの順に積層して構成される。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電させる帯電装置と、帯電された前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成装置と、前記潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、前記トナー像を記録媒体に定着する定着装置と、を備え、前記定着装置が、本実施形態に係る定着装置である。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、本実施形態に係る定着装置を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
図4は、本実施形態に係る画像形成装置100の構成を示す概略図である。画像形成装置100は、既述の第1実施形態の定着装置60を備える。画像形成装置100は、定着装置60に替えて、既述の第2実施形態に係る定着装置80を備えてもよい。
画像形成ユニット1Y、1M、1C、1Kはそれぞれ、感光体11(像保持体の一例)を備える。感光体11は、矢印Gの方向に回転する。
レーザー露光器13は、露光ビームBmを発して、感光体11上に静電潜像を形成する。
現像器14は、各色のトナーを収容しており、感光体11上の静電潜像をトナーにより可視像化する。
一次転写ロール16は、感光体11上に形成されたトナー像を、一次転写部10において、中間転写ベルト15に転写する。
感光体クリーナ17は、感光体11上の残留トナーを除去する。
駆動ロール31は、定速性に優れたモータ(不図示)により駆動されて中間転写ベルト15を回転させる。
支持ロール32は、4個の感光体11の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト15を、駆動ロール31と共に支持する。
張力付与ロール33は、中間転写ベルト15に一定の張力を与えると共に、中間転写ベルト15の蛇行を抑制する補正ロールとして機能する。
背面ロール25は、二次転写部20に設けられ、クリーニング背面ロール34は、中間転写ベルト15上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられる。
一次転写ロール16には、トナーの帯電極性(マイナス極性とする。以下同じ。)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が印加される。これにより、各感光体11上のトナー像が中間転写ベルト15に順次、静電吸引され、中間転写ベルト15上に重畳されたトナー像が形成される。
一次転写ロール16は、シャフト(例えば鉄、SUS等の金属の円柱棒)と、シャフトの周囲に固着した弾性層(例えば、カーボンブラック等の導電剤を配合したブレンドゴムのスポンジ層)とで構成された円筒ロールである。一次転写ロール16は、体積抵抗率が例えば107.5Ωcm以上108.5Ωcm以下である。
二次転写ロール22は、背面ロール25との間に二次転写バイアスを形成し、二次転写部20に搬送される用紙K(記録媒体)上にトナー像を二次転写する。
二次転写ロール22は、シャフト(例えば鉄、SUS等の金属の円柱棒)と、シャフトの周囲に固着した弾性層(例えば、カーボンブラック等の導電剤を配合したブレンドゴムのスポンジ層)とで構成された円筒ロールである。二次転写ロール22は、体積抵抗率が例えば107.5Ωcm以上108.5Ωcm以下である。
背面ロール25は、例えば、ゴム基材をカーボンを分散したブレンドゴムのチューブで被覆して構成される。背面ロール25は、表面抵抗率が例えば107Ω/□以上1010Ω/□以下であり、硬度が例えば70°(アスカーC:高分子計器社製、以下同じ。)である。
背面ロール25には、金属製の給電ロール26が接触配置されている。給電ロール26は、トナーの帯電極性(マイナス極性)と同極性の電圧(二次転写バイアス)を印加し、二次転写ロール22と背面ロール25との間に転写電界を形成させる。
画像形成ユニット1Kの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ45が配設されている。
用紙収容部50は、画像形成前の用紙Kを収容する。
給紙ロール51は、用紙収容部50に収容されていた用紙Kを取り出す。
搬送ロール52は、給紙ロール51により取り出された用紙Kを搬送する。
搬送ガイド53は、搬送ロール52により搬送された用紙Kを二次転写部20へ送り込む。
搬送ベルト55は、二次転写部20で画像が転写された用紙Kを定着装置60へ搬送する。
定着入口ガイド56は、用紙Kを定着装置60に導く。
画像形成装置100では、画像読取装置(不図示)やコンピュータ(不図示)等から出力された画像データが画像処理装置(不図示)により画像処理され、画像形成ユニット1Y、1M、1C、1Kによって作像作業が実行される。
画像形成ユニット1Y、1M、1C、1Kの各感光体11は、帯電器12によって表面が帯電された後、レーザー露光器13によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。各感光体11上に形成された静電潜像は、各画像形成ユニットによって各色のトナー像として現像される。
トナー像が二次転写部20に到達するタイミングに合わせ、用紙収容部50に収容されていた用紙Kが、給紙ロール51、搬送ロール52及び搬送ガイド53によって搬送され、二次転写部20に供給され、中間転写ベルト15と二次転写ロール22との間に挟み込まれる。
そして、転写電界が形成されている二次転写部20において、中間転写ベルト15上のトナー像が、用紙K上に静電転写(二次転写)される。
定着装置60に搬送された用紙Kは、定着装置60によって加熱及び圧され、未定着トナー像が定着する。
以上の工程を経て、画像形成装置100によって記録媒体上に画像が形成される。
また、表面層における表面抵抗率、及び、転写ベルトにおける体積抵抗率については、前述した方法により測定した。
<表面層の作製>
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樹脂)ペレット(350-J、三井・ケマーズ フロロプロダクツ(株)製)にカーボンナノチューブ(CNT)(VGCF-H、昭和電工(株)製、繊維径150nm、繊維長6μm、アスペクト比40)を15体積%、溶融混練したのち、シート押出成形機にて50μm厚さの押出シート(表面層シート)を成形した。
薄片化したシートを光学顕微鏡にてフィラー観察した結果、50個のフィラーを観察し、配向率Aを求めた結果、A=80%であり、押出方向にカーボンナノチューブが高く配向している状態が観察された。
ガラスクロス基材((株)有沢製作所製、商品名P0.05×1260、厚さ60μm)を準備し、これに表面層シートを融着サンドさせて、摺動シートを得た。
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)ディスパージョン(水分散懸濁液)(31-JR、三井・ケマーズ フロロプロダクツ(株)製)にカーボンナノチューブ(VGCF-H、昭和電工(株)製)をPTFE固形分比で15体積%、混合した後、平滑なアルミニウム基材上に、ブレードギャップ厚100μmで塗布、60℃30分で乾燥、380℃1時間で焼成した後、アルミニウム基材より剥離して、50μm厚のPTFEシート(表面層シート)を得た。それ以外は実施例1と同様にして、摺動シートを得た。
得られた摺動シートの配向率Aは、75%であった。
実施例1の表面層の作製において、カーボンナノチューブを変更(NC7000、Nanocyl(株)製、繊維径9.5nm、繊維長1.5μm、アスペクト比158)して、50μm厚のPFAシート(表面層シート)を得た。光学顕微鏡観察の結果、カーボンナノチューブはランダムに向いており、配向率Aは84%であった。それ以外は実施例1と同様にして、摺動シートを得た。
実施例1の表面層の作製において、カーボンナノチューブの含有量を25体積%にして、50μm厚のPFAシート(表面層シート)を得た。光学顕微鏡観察の結果、カーボンナノチューブはランダムに向いており、配向率Aは84%であった。それ以外は実施例1と同様にして、摺動シートを得た。
実施例1の表面層の作製において、フッ素樹脂ペレットをテトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)(100-J、三井・ケマーズ フロロプロダクツ(株)製)にして、50μm厚のPFAシート(表面層シート)を得た。光学顕微鏡観察の結果、カーボンナノチューブはランダムに向いており、配向率Aは82%であった。それ以外は実施例1と同様にして、摺動シートを得た。
実施例1の表面層の作製において、シート押出成形機のスリット幅を広げ、80μm厚のPFAシート(表面層シート)を得た。光学顕微鏡観察の結果、カーボンナノチューブはランダムに向いており、配向率Aは64%であった。それ以外は実施例1と同様にして、摺動シートを得た。
なお、本実施例はスリット幅を広げることで、材料にかかるせん断応力が小さくなったため、配向率Aが低下したと考えられる。
実施例1の表面層の作製において、カーボンナノチューブを含むPFA樹脂の溶融混練物を圧縮成形し、円筒体を作製し、表面より、スカイブ切り出しすることで、50μm厚のPFAシート(表面層シート)を得た。光学顕微鏡観察の結果、カーボンナノチューブはランダムに向いており、配向率Aは40%であった。それ以外は実施例1と同様にして、摺動シートを得た。
実施例2の表面層の作製において、カーボンナノチューブ及びPTFE樹脂を含む混合物を圧縮成形し、円筒体を作製し、表面より、スカイブ切り出しすることで、50μm厚のPTFEシート(表面層シート)を得た。光学顕微鏡観察の結果、カーボンナノチューブはランダムに向いており、配向率Aは45%であった。それ以外は実施例1と同様にして、摺動シートを得た。
実施例2の表面層の作製において、カーボンナノチューブを混合しない以外は、実施例2と同様にして、摺動シートを作製した。
〔動摩擦係数評価〕
摩擦摩耗試験器(FPR-2100、(株)レスカ製)を用いて、170℃加熱ステージ上にポリイミドシートを設置し、ピンに接触するように摺動シートを設置して、半径40mm、100mm/sで回転摺動させたときの動摩擦係数を測定した。
摩擦摩耗試験器(FPR-2100、(株)レスカ製)を用いて、前記摩擦係数評価と同様の条件で回転摺動試験を6時間実施し、摺動シートの初期/試験後の厚さを測定し、厚さの減少量に応じ、耐摩耗性を評価した。前記減少量が少ないほど、耐摩耗性に優れる。なお、表1に記載の耐摩耗性評価欄に記載の数値は、前記厚さの減少量(μm)である。
42 樹脂
44 繊維状フィラー
A 方向A
B 方向Aに対して90度の角度をなす方向B
60 定着装置
61 加熱ロール
62 加圧ベルト
63 ベルト走行ガイド
64 押圧パッド
64a 前挟込部材
64b 剥離挟込部材
65 保持部材
66 ハロゲンランプ
67 潤滑剤供給装置
68 摺動部材
69 感温素子
70 剥離部材
71 剥離爪
72 保持部材
611 円筒状芯金(コア)
612 耐熱性弾性体層
613 離型層
C 回転方向
K 用紙
N 挟込領域
82 摺動部材
84 加熱ベルト
86 定着ベルトモジュール
87 押圧パッド
87a 前挟込部材
87b 剥離挟込部材
88 加圧ロール
88A 円柱状ロール
88B 弾性層
89 保持部材
89A ハロゲンヒータ
90 支持ロール
90A ハロゲンヒータ
92 支持ロール
92A ハロゲンヒータ
94 姿勢矯正ロール
98 支持ロール
E 回転方向
F 回転方向
1Y,1M,1C,1K 画像形成ユニット
11 感光体(像保持体)
12 帯電器(帯電装置)
13 レーザー露光器(潜像形成装置)
14 現像器(現像装置)
15 中間転写ベルト
16 一次転写ロール(転写装置)
17 感光体クリーナ
20 二次転写部
22 二次転写ロール(転写装置)
25 背面ロール
26 給電ロール
30 制御部
31 駆動ロール
32 支持ロール
33 張力付与ロール
34 クリーニング背面ロール
35 中間転写ベルトクリーナ
43 基準センサ(ホームポジションセンサ)
45 画像濃度センサ
50 用紙収容部
51 給紙ロール
52 搬送ロール
53 搬送ガイド
55 搬送ベルト
Bm 露光ビーム
G 回転方向
H 回転方向
Claims (18)
- 樹脂及び繊維状フィラーを含み、
摺動部材表面の面方向における1つの方向Aでの動摩擦係数が、前記表面の面方向における前記方向Aに対して90度の角度をなす方向Bでの動摩擦係数よりも0.08以上低い
摺動部材。 - 前記繊維状フィラーが、フィラーの全数をN、摺動部材表面の面方向における1つの方向Aに対するフィラー傾きθが-30°≦θ≦30°となるフィラーの個数をN’としたとき、A=(N’/N)×100で表されるフィラー配向率Aが、60%より大きい請求項1に記載の摺動部材。
- 前記樹脂が、フッ素樹脂又はポリイミド樹脂を含む請求項1又は請求項2に記載の摺動部材。
- 前記樹脂が、フッ素樹脂を含む請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の摺動部材。
- 前記フッ素樹脂が、ポリテトラフルオロエチレン、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、及び、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体よりなる群から選ばれた少なくとも1種の樹脂である請求項4に記載の摺動部材。
- 前記方向Aでの動摩擦係数μAが、0.1以上0.3以下である請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の摺動部材。
- 前記方向Aに対して90度の角度をなす方向Bでの動摩擦係数μBが、0.3以上0.5以下である請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の摺動部材。
- 前記方向Aでの動摩擦係数μAと前記方向Aに対して90度の角度をなす方向Bでの動摩擦係数μBとの比(μA/μB)が、0.2以上0.9以下である請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の摺動部材。
- 前記方向Aでの動摩擦係数μAと前記方向Aに対して90度の角度をなす方向Bでの動摩擦係数μBとの比(μA/μB)が、0.4以上0.75以下である請求項8に記載の摺動部材。
- 前記繊維状フィラーのアスペクト比が、5以上である請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の摺動部材。
- 前記繊維状フィラーが、カーボンナノチューブである請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の摺動部材。
- 前記繊維状フィラーの繊維径が、0.01μm以上1.5μm以下である請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の摺動部材。
- 前記繊維状フィラーの繊維径が、0.05μm以上0.5μm以下である請求項12に記載の摺動部材。
- 前記繊維状フィラーの繊維長が、1μm以上60μm以下である請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の摺動部材。
- 前記繊維状フィラーの繊維長が、2μm以上20μm以下である請求項14に記載の摺動部材。
- 第1回転体と、
前記第1回転体の外面に接して配置される第2回転体と、
前記第2回転体の内部に配置され、前記第2回転体の内面から前記第2回転体を前記第1回転体へ押圧する押圧部材と、
前記第2回転体の内面と前記押圧部材との間に介在する摺動部材とを備え、
前記摺動部材が、請求項1乃至請求項15のいずれか1項に記載の摺動部材である
定着装置。 - 請求項16に記載の定着装置を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。 - 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電された前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記トナー像を記録媒体に定着する定着手段とを備え、
前記定着手段が、請求項16に記載の定着装置である
画像形成装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019050904A JP7302211B2 (ja) | 2019-03-19 | 2019-03-19 | 摺動部材、定着装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
US16/534,100 US10795292B1 (en) | 2019-03-19 | 2019-08-07 | Sliding member, fixing device, process cartridge, and image forming apparatus |
CN201910836695.XA CN111722504A (zh) | 2019-03-19 | 2019-09-05 | 滑动构件、定影装置、处理盒和图像形成设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019050904A JP7302211B2 (ja) | 2019-03-19 | 2019-03-19 | 摺動部材、定着装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020154074A JP2020154074A (ja) | 2020-09-24 |
JP7302211B2 true JP7302211B2 (ja) | 2023-07-04 |
Family
ID=72516301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019050904A Active JP7302211B2 (ja) | 2019-03-19 | 2019-03-19 | 摺動部材、定着装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10795292B1 (ja) |
JP (1) | JP7302211B2 (ja) |
CN (1) | CN111722504A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021060536A1 (ja) | 2019-09-25 | 2021-04-01 | 三ツ星ベルト株式会社 | 摩擦伝動ベルト |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008107382A (ja) | 2006-10-23 | 2008-05-08 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2014228729A (ja) | 2013-05-23 | 2014-12-08 | キヤノン株式会社 | 定着ベルトおよび定着装置 |
JP2015118327A (ja) | 2013-12-19 | 2015-06-25 | 富士ゼロックス株式会社 | 樹脂基材、無端ベルト、定着装置及び画像形成装置 |
WO2015099025A1 (ja) | 2013-12-26 | 2015-07-02 | 東レ株式会社 | 低摩擦摺動材およびトナー定着装置用低摩擦加圧部材 |
JP2015127726A (ja) | 2013-12-27 | 2015-07-09 | 富士ゼロックス株式会社 | 無端ベルト、定着装置、及び画像形成装置 |
JP2018205538A (ja) | 2017-06-05 | 2018-12-27 | 富士ゼロックス株式会社 | 定着部材、定着装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05297748A (ja) * | 1992-04-22 | 1993-11-12 | Seiko Epson Corp | 定着器 |
US6265046B1 (en) * | 1999-04-30 | 2001-07-24 | Xerox Corporation | Electrical component having fibers oriented in at least two directions |
US6263183B1 (en) * | 1999-10-04 | 2001-07-17 | Xerox Corporation | Woven belts for business machines |
US20030035913A1 (en) * | 2001-08-16 | 2003-02-20 | Shobert Benjamin A. | Pultrude linear bearing material |
JP2005084160A (ja) | 2003-09-05 | 2005-03-31 | Fuji Xerox Co Ltd | 摺動部材および定着装置 |
US7142803B2 (en) * | 2003-12-19 | 2006-11-28 | Ricoh Printing Systems, Ltd. | Fixing device and image forming apparatus |
JP2008122579A (ja) * | 2006-11-10 | 2008-05-29 | Fuji Xerox Co Ltd | 定着部材、定着装置および画像形成装置 |
JP2009047959A (ja) * | 2007-08-21 | 2009-03-05 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 定着装置および画像形成装置 |
JP5407951B2 (ja) * | 2010-03-15 | 2014-02-05 | コニカミノルタ株式会社 | 定着装置および画像形成装置 |
JP6003668B2 (ja) * | 2013-01-21 | 2016-10-05 | 富士ゼロックス株式会社 | 定着装置用摺動部材、定着装置、及び画像形成装置 |
JP2014145840A (ja) * | 2013-01-28 | 2014-08-14 | Fuji Xerox Co Ltd | 定着装置用摺動部材、定着装置、及び画像形成装置 |
JP2014186303A (ja) * | 2013-02-25 | 2014-10-02 | Ricoh Co Ltd | 定着装置および画像形成装置 |
JP6079470B2 (ja) * | 2013-06-21 | 2017-02-15 | ブラザー工業株式会社 | 現像装置 |
JP6201713B2 (ja) * | 2013-12-13 | 2017-09-27 | 富士ゼロックス株式会社 | 樹脂管状体、定着装置、および画像形成装置 |
JP6172001B2 (ja) * | 2014-03-18 | 2017-08-02 | 富士ゼロックス株式会社 | 定着装置用部材、定着装置、及び画像形成装置 |
JP6432326B2 (ja) * | 2014-12-10 | 2018-12-05 | 株式会社リコー | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2016176993A (ja) * | 2015-03-18 | 2016-10-06 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
JP6597148B2 (ja) * | 2015-10-08 | 2019-10-30 | 株式会社リコー | 定着装置、画像形成装置、及び摺動部材 |
US9891565B1 (en) * | 2016-07-28 | 2018-02-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Fixing member, fixing apparatus and electrophotographic image forming apparatus |
JP6881009B2 (ja) * | 2017-05-10 | 2021-06-02 | コニカミノルタ株式会社 | 潤滑剤塗布装置および画像形成装置 |
-
2019
- 2019-03-19 JP JP2019050904A patent/JP7302211B2/ja active Active
- 2019-08-07 US US16/534,100 patent/US10795292B1/en active Active
- 2019-09-05 CN CN201910836695.XA patent/CN111722504A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008107382A (ja) | 2006-10-23 | 2008-05-08 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2014228729A (ja) | 2013-05-23 | 2014-12-08 | キヤノン株式会社 | 定着ベルトおよび定着装置 |
JP2015118327A (ja) | 2013-12-19 | 2015-06-25 | 富士ゼロックス株式会社 | 樹脂基材、無端ベルト、定着装置及び画像形成装置 |
WO2015099025A1 (ja) | 2013-12-26 | 2015-07-02 | 東レ株式会社 | 低摩擦摺動材およびトナー定着装置用低摩擦加圧部材 |
JP2015127726A (ja) | 2013-12-27 | 2015-07-09 | 富士ゼロックス株式会社 | 無端ベルト、定着装置、及び画像形成装置 |
JP2018205538A (ja) | 2017-06-05 | 2018-12-27 | 富士ゼロックス株式会社 | 定着部材、定着装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10795292B1 (en) | 2020-10-06 |
CN111722504A (zh) | 2020-09-29 |
US20200301323A1 (en) | 2020-09-24 |
JP2020154074A (ja) | 2020-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5888195B2 (ja) | 定着装置用摺動部材、定着装置、及び画像形成装置 | |
JP5278570B2 (ja) | 定着装置用摺動部材、定着装置、及び画像形成装置 | |
JP6003668B2 (ja) | 定着装置用摺動部材、定着装置、及び画像形成装置 | |
JP5278567B2 (ja) | 定着装置用摺動部材、定着装置、及び画像形成装置 | |
US8725050B2 (en) | Sliding member for fixing device, fixing device, and image forming apparatus | |
JP6080536B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2012181421A (ja) | 定着装置用摺動部材、定着装置、及び画像形成装置 | |
JP6446916B2 (ja) | 定着部材、定着装置、画像形成装置 | |
JP5418711B1 (ja) | 画像定着装置、及び画像形成装置 | |
JP2014145840A (ja) | 定着装置用摺動部材、定着装置、及び画像形成装置 | |
JP7302211B2 (ja) | 摺動部材、定着装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 | |
JP2010113128A (ja) | 電子写真用ベルトの製造方法 | |
JP2007011311A (ja) | 転写ベルトおよび画像形成装置 | |
US8965262B2 (en) | Fixing member, method of producing fixing member, and fixing device | |
JP6111929B2 (ja) | 定着部材、定着装置、及び画像形成装置 | |
JP6171847B2 (ja) | 摺動部材、定着装置及び画像形成装置 | |
JP2014063066A (ja) | 定着装置、及び画像形成装置 | |
JP5119724B2 (ja) | 定着装置用摺動部材、定着装置及び画像形成装置 | |
JP7363270B2 (ja) | 画像形成装置用摺動部材、定着装置、及び画像形成装置 | |
JP2014178595A (ja) | 定着装置用摺動部材、定着装置、及び画像形成装置 | |
US20240027944A1 (en) | Sliding member for fixing device, fixing device, and image forming apparatus | |
JP2019061154A (ja) | 赤外光定着装置用管状体、赤外光定着装置、及び画像形成装置 | |
JP2019060908A (ja) | 赤外光定着装置用管状体、赤外光定着装置、及び画像形成装置 | |
JP2019061041A (ja) | 赤外光定着装置用管状体、赤外光定着装置、及び画像形成装置 | |
JP2013200527A (ja) | 定着部材、定着装置、および画像形成装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220228 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221202 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221213 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20230213 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230324 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230523 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230605 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7302211 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |