JPH10268678A - Belt for fixation and its production - Google Patents

Belt for fixation and its production

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Publication number
JPH10268678A
JPH10268678A JP9171097A JP9171097A JPH10268678A JP H10268678 A JPH10268678 A JP H10268678A JP 9171097 A JP9171097 A JP 9171097A JP 9171097 A JP9171097 A JP 9171097A JP H10268678 A JPH10268678 A JP H10268678A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
fixing belt
resistant elastomer
metal oxide
oxide particles
Prior art date
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Pending
Application number
JP9171097A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuya Yamada
克弥 山田
Masahiro Miyamoto
昌宏 宮本
Hideki Kashiwabara
秀樹 柏原
Toshihiko Takiguchi
敏彦 滝口
Akira Nishimura
昭 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication of JPH10268678A publication Critical patent/JPH10268678A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the strength without adversely affecting fixing ability and to produce a belt for fixation having improved durability, by forming a heat resistant elastomer layer contg. dispersed fine metal oxide particles on a tubular substrate optionally with other layer in-between. SOLUTION: A heat resistant elastomer layer contg. metal oxide particles is formed on a tubular substrate 11 optionally with other layer in-between the obtain the objective belt for fixation. The metal oxide particles are fine particles of <=0.1 μm average particle diameter formed by hydrolyzing and polycondensing metallic alkoxide dispersed in heat resistant elastomer by a sol-gel method.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、電子写真
複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ等の
画像形成装置の定着部において使用される定着用ベルト
に関し、さらに詳しくは、特に部分カラーまたはフルカ
ラー画像を出力することができる機種の定着部において
好適に用いられる定着用ベルトに関する。ただし、本発
明の定着用ベルトは、これと同様の特性を活用する圧着
用ベルトや搬送用ベルトなどの類似製品への用途を除外
するものではない。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing belt used in a fixing section of an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, a facsimile, etc., and more particularly to a partial color or full color image. The present invention relates to a fixing belt suitably used in a fixing unit of a model capable of outputting a toner image. However, the fixing belt of the present invention does not exclude applications to similar products such as a pressure bonding belt and a conveyance belt that utilize the same characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子写真複写機、ファクシミリ、プリン
ターなどの画像形成装置において、印刷・複写の最終段
階では、一般に、転写材(例、転写紙)上のトナーを加
熱溶融して、トナー像を転写紙上に定着させている。よ
り具体的に、電子写真複写機では、潜像担持体(例、
感光体ドラム)上に像露光を行って静電潜像を形成する
工程、静電潜像に現像剤(トナー)を付着させて可視
像(トナー像)とする工程、感光体ドラム上のトナー
像を転写紙上に転写する工程、転写紙上の未定着のト
ナー像を、加熱等の方法で転写紙上に定着させる工程を
経て複写が行われている。トナーとしては、通常、結着
樹脂中にカーボンブラックなどの着色剤を分散させた着
色樹脂粒子が用いられている。
2. Description of the Related Art In an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a facsimile, a printer, etc., in a final stage of printing / copying, a toner on a transfer material (eg, transfer paper) is generally heated and melted to form a toner image. Fixed on transfer paper. More specifically, in an electrophotographic copying machine, a latent image carrier (eg,
Forming a latent image by performing image exposure on the photosensitive drum), attaching a developer (toner) to the latent image to form a visible image (toner image), Copying is performed through a step of transferring a toner image onto a transfer sheet and a step of fixing an unfixed toner image on the transfer sheet onto the transfer sheet by a method such as heating. As the toner, generally, colored resin particles in which a colorant such as carbon black is dispersed in a binder resin are used.

【0003】定着方法としては、熱定着方式が一般的で
あり、従来より、図1に示すような熱ローラ定着方法が
汎用されている。熱ローラ定着法では、内部に熱ヒータ
ー2を配置し、外周を離型性の良いゴムまたは樹脂で被
覆したヒートローラ(定着用ローラ)1をゴムローラ
(加圧用ローラ)5と圧接させ、そのローラ間にトナー
像3が形成された転写紙4を通過させてトナーを加熱
し、転写紙上に融着させている。ヒートローラは、トナ
ーの結着樹脂の溶融温度以上の温度に加熱されている。
熱ローラ定着法は、運転中、ヒートローラ全体が所定の
温度に保持されるため、高速化に適している反面、運転
開始時の待ち時間が長いという欠点を有している。すな
わち、装置の運転開始時にヒートローラを所定の温度に
まで加熱する時間が必要であるため、電源投入から運転
可能となるまでの間に、比較的長い待ち時間が発生す
る。しかも、ヒートローラ全体を加熱しなければならな
いため、消費電力も大きい。
As a fixing method, a heat fixing method is generally used, and a heat roller fixing method as shown in FIG. 1 has been generally used. In the heat roller fixing method, a heat heater 2 is disposed inside, and a heat roller (fixing roller) 1 whose outer periphery is coated with rubber or resin having good releasability is brought into pressure contact with a rubber roller (pressing roller) 5. The toner is heated by passing through the transfer paper 4 on which the toner image 3 is formed, and is fused on the transfer paper. The heat roller is heated to a temperature equal to or higher than the melting temperature of the binder resin of the toner.
The heat roller fixing method is suitable for high-speed operation because the entire heat roller is maintained at a predetermined temperature during operation, but has a drawback that the waiting time at the start of operation is long. That is, since a time is required to heat the heat roller to a predetermined temperature at the start of the operation of the apparatus, a relatively long waiting time occurs between the time when the power is turned on and the time when the apparatus becomes operable. In addition, since the entire heat roller must be heated, power consumption is large.

【0004】そこで、近年、図2に示すように、薄肉チ
ューブ状のエンドレスベルトを介して、ヒーターによ
り、転写紙上のトナーを加熱する定着方法が提案されて
いる。このエンドレスベルト定着法では、定着用ベルト
6とゴムローラ10とを圧接させ、この間にトナー像8
が形成された転写紙9を通過させ、その際、ヒーター7
によりトナーを加熱融着させて定着させている。この定
着法では、薄いフィルム状のベルト6を介するだけで、
ヒーター7により実質的に直接トナーを加熱するため、
加熱部が短時間で所定の温度に達し、電源投入時の待ち
時間がほぼゼロとなる。さらに、この定着法では、定着
に必要な部分のみを加熱するため、熱ローラ定着法に比
べて、消費電力が少ないという利点がある。
Therefore, in recent years, as shown in FIG. 2, a fixing method has been proposed in which the toner on the transfer paper is heated by a heater via a thin tube-shaped endless belt. In this endless belt fixing method, the fixing belt 6 and the rubber roller 10 are pressed against each other, and the toner image 8 is
Is passed through the transfer paper 9 on which the
The toner is heated and fused to fix the toner. In this fixing method, only through a thin film-like belt 6,
Since the toner is heated substantially directly by the heater 7,
The heating unit reaches the predetermined temperature in a short time, and the waiting time at the time of turning on the power becomes almost zero. Further, in this fixing method, since only a portion necessary for fixing is heated, there is an advantage that power consumption is smaller as compared with the heat roller fixing method.

【0005】従来、エンドレスベルト定着法に用いられ
る定着用ベルトとしては、耐熱性、弾力性、強度、ベル
ト内面の絶縁性、ベルト外面の離型性などを考慮して、
ポリイミド製のエンドレスベルト(すなわち、ポリイミ
ドチューブ)の外面に、フッ素樹脂のコーティング層を
離型層として設けたものが用いられている。このような
定着用ベルトは、主として、着色剤としてカーボンブラ
ックを含有する単色トナーのみを定着するモノクロ用レ
ーザービームプリンターに用いられている。
Conventionally, as a fixing belt used in the endless belt fixing method, heat resistance, elasticity, strength, insulation properties of the inner surface of the belt, and releasability of the outer surface of the belt are taken into consideration.
An endless belt made of polyimide (that is, a polyimide tube) provided with a fluororesin coating layer as a release layer on the outer surface is used. Such a fixing belt is mainly used in a monochrome laser beam printer that fixes only a single color toner containing carbon black as a colorant.

【0006】一方、フルカラー用レーザービームプリン
ターなどのフルカラーの画像形成装置では、一般に、
赤、黄、青、黒の4色のトナーが用いられている。フル
カラーのトナー像を定着させるには、単にトナーを軟化
して加圧しながら定着させる単色トナーの場合とは異な
り、複数種のカラートナーを溶融に近い状態で混色する
ため、トナーを溶融状態にまですることが求められる。
ところが、従来の定着用ベルトをフルカラー用レーザー
ビームプリンターの定着部に用いた場合には、ベルト表
面の弾力性が不足しているため、カラートナーを充分に
包み込むことができず、その結果、複数種のカラートナ
ーを溶融状態で混色させることが困難で、満足できる定
着を行うことができなかった。
On the other hand, in a full-color image forming apparatus such as a full-color laser beam printer, generally,
Four color toners of red, yellow, blue and black are used. To fix a full-color toner image, unlike a single-color toner in which the toner is simply softened and fixed while applying pressure, multiple types of color toners are mixed in a state close to melting, so the toner must be melted. Is required.
However, when a conventional fixing belt is used for the fixing section of a full-color laser beam printer, the elasticity of the belt surface is insufficient, so that the color toner cannot be sufficiently wrapped, and as a result, a plurality of It was difficult to mix colors of the various color toners in a molten state, and satisfactory fixing could not be performed.

【0007】定着用ベルトの表面に充分な弾力性を付与
させるためには、例えば、ポリイミドチューブの外面に
シリコーンゴム等の耐熱性エラストマーからなる弾性層
を形成することが考えられるが、弾性層の耐シリコーン
オイル性が乏しく、2万枚程度コピーするとシリコーン
オイルの浸透により弾性層が膨潤して、定着時に紙詰ま
りを生じるという問題点があった。すなわち、フルカラ
ー画像用のトナーを定着させる場合、一般に、これらの
トナーの結着樹脂の軟化点が低く、しかも複数色のトナ
ー像を重ね合わせるため、大量のトナーが載った転写紙
を定着する必要があるため、定着用ベルトにオフセット
現象が生じやすい。そこで、定着用ベルトの離型性を向
上させるために、通常、多量のシリコーンオイルを塗布
しているが、塗布したシリコーンオイルは、徐々に弾性
層内部にまで浸透して、弾性層が膨潤してしまう。弾性
層が膨潤すると、定着用ベルトが変形したり、加圧用ロ
ーラとの間の圧接力が増大し、紙詰まりを生じる。ま
た、弾性層が膨潤すると、ポリイミドチューブとの間の
接着力が低下したり、弾性層自身の機械的強度が低下す
る。さらに、弾性層が膨潤すると、弾性層の強度及び耐
摩耗性が低下し、表面に傷が入りやすいという問題があ
った。
In order to impart sufficient elasticity to the surface of the fixing belt, for example, it is conceivable to form an elastic layer made of a heat-resistant elastomer such as silicone rubber on the outer surface of the polyimide tube. The silicone oil resistance is poor, and when about 20,000 copies are made, the elastic layer swells due to the penetration of the silicone oil, which causes a problem that paper jam occurs at the time of fixing. That is, when fixing toner for a full-color image, generally, the softening point of the binder resin of these toners is low, and it is necessary to fix transfer paper on which a large amount of toner is loaded in order to superimpose toner images of a plurality of colors. Therefore, the offset phenomenon easily occurs in the fixing belt. Therefore, in order to improve the releasability of the fixing belt, a large amount of silicone oil is usually applied, but the applied silicone oil gradually penetrates into the elastic layer, and the elastic layer swells. Would. When the elastic layer swells, the fixing belt is deformed, and a pressing force between the fixing belt and the pressing roller increases, thereby causing paper jam. Further, when the elastic layer swells, the adhesive strength between the elastic layer and the polyimide tube decreases, and the mechanical strength of the elastic layer itself decreases. Further, when the elastic layer swells, the strength and wear resistance of the elastic layer decrease, and there is a problem that the surface is easily damaged.

【0008】従来、定着用ローラの分野において、最外
層の補強のために、充填剤として平均粒径1〜20μm
の無定形二酸化ケイ素を配合したRTV型シリコーンゴ
ムにより外表面を形成した定着用ローラ(特開昭56−
77874号公報)、乾式微粉シリカと湿式微粉シリカ
を配合した付加型液状シリコーンゴムからなる層を形成
した定着用ローラ(特開昭59−220347号公報)
が提案されている。
Conventionally, in the field of fixing rollers, an average particle diameter of 1 to 20 μm is used as a filler for reinforcing the outermost layer.
Fixing roller having an outer surface formed of RTV type silicone rubber containing amorphous silicon dioxide (Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 77874), a fixing roller formed with a layer made of an addition type liquid silicone rubber in which dry fine silica and wet fine silica are blended (Japanese Patent Laid-Open No. 59-220347).
Has been proposed.

【0009】しかしながら、これら定着用ローラに関す
る従来技術を定着用ベルトに適用しても、満足できる性
能を有するものを得ることができない。その理由は、シ
リカなどの金属酸化物粒子は、一般に二次凝集している
ため、一次粒子の粒子径が小さい場合であっても、実際
は、平均粒径が10〜100μm程度と大きく、その結
果、金属酸化物粒子をシリコーンゴム層に含有させて
も、補強効果が小さく、しかも定着性に悪影響を及ぼす
場合があった。また、金属酸化物粒子等の無機フィラー
を、機械的な練り込みによって、シリコーンゴム中に均
一かつ微細に分散させるには限界があった。
[0009] However, even if the prior art relating to these fixing rollers is applied to a fixing belt, it is not possible to obtain one having satisfactory performance. The reason is that metal oxide particles such as silica are generally secondary aggregated, so even if the primary particles have a small particle diameter, the average particle diameter is actually as large as about 10 to 100 μm. In addition, even if metal oxide particles are contained in the silicone rubber layer, the reinforcing effect is small, and the fixing property may be adversely affected. Further, there is a limit to uniformly and finely dispersing an inorganic filler such as metal oxide particles in silicone rubber by mechanical kneading.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、チュ
ーブ状基材上に、直接または他の層を介して、微細な金
属酸化物粒子を分散させた耐熱性エラストマー層を形成
することにより、定着性に悪影響を及ぼすことなく、強
度を向上させ、耐久性が改善された定着用ベルト及びそ
の製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to form a heat-resistant elastomer layer in which fine metal oxide particles are dispersed, directly or via another layer, on a tubular substrate. Another object of the present invention is to provide a fixing belt having improved strength and improved durability without adversely affecting the fixing property, and a method for manufacturing the same.

【0011】本発明者らは、前記従来技術の問題点を克
服するために鋭意研究した結果、耐熱性エラストマー中
に金属アルコキシドを均一に分散させた組成物を用い、
該組成物を用いた被覆層の形成工程や耐熱性エラストマ
ーの架橋工程などにおいて、耐熱性エラストマー中で金
属アルコキシドをゾルゲル法により加水分解及び重縮合
反応させることにより、平均粒径が0.1μm以下の金
属酸化物微粒子が生成し、それによって、定着性に悪影
響を及ぼすことなく、定着用ベルトの耐久性を向上させ
得ることを見出した。
The present inventors have conducted intensive studies to overcome the problems of the prior art, and as a result, using a composition in which a metal alkoxide is uniformly dispersed in a heat-resistant elastomer,
In a step of forming a coating layer using the composition or a step of crosslinking a heat-resistant elastomer, the metal alkoxide is subjected to hydrolysis and polycondensation by a sol-gel method in the heat-resistant elastomer, so that the average particle size is 0.1 μm or less. It has been found that metal oxide fine particles of the formula (1) can be generated, thereby improving the durability of the fixing belt without adversely affecting the fixing property.

【0012】金属酸化物微粒子を分散させた耐熱性エラ
ストマー層は、チューブ状基材上に直接またはプライマ
ー層を介して形成することができる。この場合、該耐熱
性エラストマー層は、離型層及び/または弾性層として
機能する。また、チューブ状基材上に、他の耐熱性弾性
層やオイルバリヤ層などを形成し、さらにその上に、金
属酸化物微粒子を分散させた耐熱性エラストマー層を離
型層として形成してもよい。さらに、金属酸化物微粒子
を分散させた耐熱性エラストマー層の上に、必要に応じ
てフッ素樹脂からなる離型層を設けてもよい。本発明
は、これらの知見に基づいて完成するに至ったものであ
る。
The heat-resistant elastomer layer in which metal oxide fine particles are dispersed can be formed directly on a tubular substrate or via a primer layer. In this case, the heat-resistant elastomer layer functions as a release layer and / or an elastic layer. Also, even if another heat-resistant elastic layer or an oil barrier layer is formed on the tubular substrate, and a heat-resistant elastomer layer in which metal oxide fine particles are dispersed is further formed thereon as a release layer. Good. Further, a release layer made of a fluororesin may be provided on the heat-resistant elastomer layer in which the metal oxide fine particles are dispersed, if necessary. The present invention has been completed based on these findings.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、チュー
ブ状基材上に、直接または他の層を介して、金属酸化物
粒子を含有する耐熱性エラストマー層が形成された定着
用ベルトであって、金属酸化物粒子が、耐熱性エラスト
マー中に分散させた金属アルコキシドをゾルゲル法によ
り加水分解及び重縮合反応させることにより生成させた
平均粒径0.1μm以下の微粒子であることを特徴とす
る定着用ベルトが提供される。また、本発明によれば、
チューブ状基材上に、直接または他の層を介して、金属
酸化物粒子を含有する耐熱性エラストマー層が形成され
た定着用ベルトの製造方法であって、下記のA〜D法に
より、金属酸化物粒子を含有する耐熱性エラストマー層
を形成することを特徴とする定着用ベルトの製造方法が
提供される。
According to the present invention, there is provided a fixing belt in which a heat-resistant elastomer layer containing metal oxide particles is formed directly or via another layer on a tubular substrate. The metal oxide particles are characterized in that they are fine particles having an average particle diameter of 0.1 μm or less produced by subjecting a metal alkoxide dispersed in a heat-resistant elastomer to hydrolysis and polycondensation by a sol-gel method. A fixing belt is provided. According to the present invention,
A method for producing a fixing belt in which a heat-resistant elastomer layer containing metal oxide particles is formed on a tubular base material, directly or via another layer, comprising the steps of: A method for producing a fixing belt, comprising forming a heat-resistant elastomer layer containing oxide particles is provided.

【0014】A法 未架橋の耐熱性エラストマー中に金属アルコキシドを
分散させ、 ソルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
縮合反応させて平均粒径0.1μm以下の金属酸化物粒
子を生成させ、 金属酸化物粒子を含有する未架橋の耐熱性エラストマ
ーをチューブ状基材上に直接または他の層を介して積層
し、次いで、 耐熱性エラストマーを架橋させる。
Method A A metal alkoxide is dispersed in an uncrosslinked heat-resistant elastomer, and the metal alkoxide is hydrolyzed and polycondensed by a sol-gel method to form metal oxide particles having an average particle diameter of 0.1 μm or less. An uncrosslinked heat-resistant elastomer containing oxide particles is laminated on the tubular substrate directly or via another layer, and then the heat-resistant elastomer is crosslinked.

【0015】B法 未架橋の耐熱性エラストマー中に金属アルコキシドを
分散させ、 金属アルコキシドを分散させた未架橋の耐熱性エラス
トマーをチューブ状基材上に直接または他の層を介して
積層し、次いで、 ソルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
縮合反応させて平均粒径0.1μm以下の金属酸化物粒
子を生成させると同時に、耐熱性エラストマーを架橋さ
せる。
Method B : Dispersing a metal alkoxide in an uncrosslinked heat-resistant elastomer, laminating an uncrosslinked heat-resistant elastomer in which a metal alkoxide is dispersed on a tubular substrate directly or via another layer, The metal alkoxide is hydrolyzed and polycondensed by a sol-gel method to form metal oxide particles having an average particle size of 0.1 μm or less, and at the same time, cross-link the heat-resistant elastomer.

【0016】C法 未架橋の耐熱性エラストマー中に金属アルコキシドを
分散させ、 金属アルコキシドを分散させた未架橋の耐熱性エラス
トマーをチューブ状基材上に直接または他の層を介して
積層し、 耐熱性エラストマーを架橋させ、次いで、 ゾルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
縮合反応させて平均粒径0.1μm以下の金属酸化物粒
子を生成させる。
Method C : A metal alkoxide is dispersed in an uncrosslinked heat-resistant elastomer, and an uncrosslinked heat-resistant elastomer in which the metal alkoxide is dispersed is laminated directly or via another layer on a tubular substrate. Then, the metal alkoxide is hydrolyzed and polycondensed by a sol-gel method to form metal oxide particles having an average particle diameter of 0.1 μm or less.

【0017】D法 未架橋の耐熱性エラストマーをチューブ状基材上に直
接または他の層を介して積層し、 耐熱性エラストマーを架橋させ、 架橋耐熱性エラストマーを膨潤させて金属アルコキシ
ドを含浸させ、次いで、 ゾルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
縮合反応させて平均粒径0.1μm以下の金属酸化物粒
子を生成させる。
Method D : Laminate an uncrosslinked heat-resistant elastomer directly or via another layer on a tubular substrate, crosslink the heat-resistant elastomer, swell the crosslinked heat-resistant elastomer, and impregnate the metal alkoxide; Next, the metal alkoxide is subjected to hydrolysis and polycondensation reaction by a sol-gel method to produce metal oxide particles having an average particle size of 0.1 μm or less.

【0018】さらに、本発明によれば、下記のような好
ましい実施態様が提供される。 (1)金属アルコキシドが、ケイ素、チタン、アルミニ
ウム、ジルコニウム、及びタングステンからなる群より
選ばれる少なくとも1種の金属のアルコキシドであっ
て、かつ、少なくとも2個のアルコキシ基を有するもの
である前記の定着用ベルト。 (2)耐熱性エラストマーが、シリコーンゴムである前
記の定着用ベルト。 (3)シリコーンゴムが、RTV型シリコーンゴムまた
はLTV型シリコーンゴムである前記の定着用ベルト。 (4)シリコーンゴムが、ビニル基、SiH基、または
水酸基を持つものである前記の定着用ベルト。 (5)シリコーンゴムが、(A)ビニル基をもつシリコ
ーンゴム、SiH基をもつシリコーンゴム、及び水酸基
をもつシリコーンゴムからなる群より選ばれる少なくと
も1種のシリコーンゴムと、(B)フロロシリコーンゴ
ム、フェニルシリコーンゴム、及びフッ素ゴムからなる
群より選ばれる少なくとも1種のゴムとの混合物である
前記の定着用ベルト。 (6)金属酸化物粒子を含有する耐熱性エラストマー層
が最外層に形成されている前記の定着用ベルト。 (7)チューブ状基材上に、他の耐熱性弾性層、オイル
バリア層、及び金属酸化物粒子を含有する耐熱性エラス
トマー層がこの順に積層されている前記の定着用ベル
ト。 (8)チューブ状基材上に、他の耐熱性弾性層、及び金
属酸化物粒子を含有する耐熱性エラストマー層がこの順
に積層されている前記の定着用ベルト。 (9)金属酸化物粒子を含有する耐熱性エラストマー層
の上にフッ素樹脂からなる離型層が形成されている前記
の定着用ベルト。
Further, according to the present invention, the following preferred embodiments are provided. (1) The above fixing, wherein the metal alkoxide is an alkoxide of at least one metal selected from the group consisting of silicon, titanium, aluminum, zirconium, and tungsten, and has at least two alkoxy groups. Belt. (2) The fixing belt as described above, wherein the heat-resistant elastomer is silicone rubber. (3) The fixing belt as described above, wherein the silicone rubber is an RTV type silicone rubber or an LTV type silicone rubber. (4) The fixing belt as described above, wherein the silicone rubber has a vinyl group, a SiH group, or a hydroxyl group. (5) the silicone rubber is (A) at least one silicone rubber selected from the group consisting of a silicone rubber having a vinyl group, a silicone rubber having a SiH group, and a silicone rubber having a hydroxyl group; and (B) a fluorosilicone rubber. The fixing belt described above, which is a mixture with at least one rubber selected from the group consisting of phenylsilicone rubber, and fluororubber. (6) The fixing belt described above, wherein a heat-resistant elastomer layer containing metal oxide particles is formed on the outermost layer. (7) The fixing belt described above, wherein another heat-resistant elastic layer, an oil barrier layer, and a heat-resistant elastomer layer containing metal oxide particles are laminated in this order on a tubular substrate. (8) The fixing belt described above, wherein another heat-resistant elastic layer and a heat-resistant elastomer layer containing metal oxide particles are laminated in this order on a tubular substrate. (9) The fixing belt described above, wherein a release layer made of a fluororesin is formed on the heat-resistant elastomer layer containing metal oxide particles.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】ゾルゲル法は、古くから、溶液中
に非常に微細なコロイド粒子が分散した状態のゾルか
ら、溶媒が蒸発して分散粒子が流動性を失った状態のゲ
ルを経由して、セラミック粉末やガラスを合成する方法
として知られている。このゾルゲル法により、含水酸化
物ゾルを脱水処理してゲルとし、このゲルを加熱する
と、無機酸化物をある一定の形状で調製することができ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The sol-gel method has been used for a long time, from a sol in which very fine colloid particles are dispersed in a solution, to a gel in which the solvent has evaporated and the dispersed particles have lost fluidity. This is known as a method for synthesizing ceramic powder or glass. By this sol-gel method, the hydrous oxide sol is dehydrated into a gel, and when the gel is heated, the inorganic oxide can be prepared in a certain shape.

【0020】ゾルゲル法は、架橋したエラストマー中に
無機フィラーを分散させる方法として応用することがで
きる。具体的には、シリカなどの金属酸化物を架橋ゴム
の網目の中でin situに生成させると、微細な金
属酸化物粒子が生成する。一般に、シリカ等の金属酸化
物粒子を未加硫のエラストマー中に機械的に分散させる
方法では、金属酸化物粒子が二次凝集を起こして粒径が
大きくなり、また、均一に練り込むことが困難である
が、ゾルゲル法によれば、微細な金属酸化物粒子が均一
に分散した状態を作り出すことができる。エラストマー
を無機フィラーで補強する場合、通常、粒子径が小さい
ほど、また、分散が良いほど高い補強効果が得られる。
The sol-gel method can be applied as a method for dispersing an inorganic filler in a crosslinked elastomer. Specifically, when a metal oxide such as silica is generated in situ in a network of crosslinked rubber, fine metal oxide particles are generated. In general, in a method of mechanically dispersing metal oxide particles such as silica in an unvulcanized elastomer, the metal oxide particles undergo secondary agglomeration, the particle size increases, and the metal oxide particles can be uniformly kneaded. Although difficult, the sol-gel method can create a state in which fine metal oxide particles are uniformly dispersed. When an elastomer is reinforced with an inorganic filler, the smaller the particle size and the better the dispersion, the higher the reinforcing effect can be obtained.

【0021】本発明では、先ず、耐熱性エラストマー中
に金属アルコキシドを分散させ、次いで、金属アルコキ
シドをゾルゲル法により加水分解及び重縮合反応させ
て、平均粒径0.1μm以下の金属酸化物微粒子を生成
させる。金属アルコキシドは、少量の水や触媒と共に耐
熱性エラストマー中に分散させると、膨潤したゲルを形
成する。次いで、熱処理を行うと、加水分解反応と重縮
合反応が進行し、金属酸化物粒子が生成する。例えば、
オルソケイ酸テトラエチル等のアルコキシシランを、水
と触媒(例、ブチルアミン)と共にシリコーンゴム中に
分散させ、20〜100℃で3〜100時間程度熱処理
を行うと、シリコーンゴム中で金属酸化物であるシリカ
が生成する。シリコーンゴムは、定着用ベルトの製造の
際、いずれかの工程で架橋されるので、生成したシリカ
は、架橋シリコーンゴムの網目中に均一かつ微細に分散
されることになる。この方法によれば、平均粒径0.1
μm以下の金属酸化物微粒子をシリコーンゴム中で生成
させることができる。このゾルゲル法によりシリコーン
ゴム中で金属酸化物微粒子を生成させると、別途調製し
たシリカ粒子を練り込んだ場合と比較して、優れた補強
効果を得ることができる。耐熱性エラストマーとして
は、シリコーンゴム以外に、フッ素ゴム、フォスファゼ
ンゴムなどが挙げられるが、これらに限定されるもので
はなく、定着温度に耐える耐熱性を有するものであれば
よい。
In the present invention, first, a metal alkoxide is dispersed in a heat-resistant elastomer, and then the metal alkoxide is subjected to hydrolysis and polycondensation reaction by a sol-gel method to obtain metal oxide fine particles having an average particle diameter of 0.1 μm or less. Generate. Metal alkoxides form swollen gels when dispersed in heat resistant elastomers with small amounts of water and catalyst. Next, when heat treatment is performed, a hydrolysis reaction and a polycondensation reaction proceed, and metal oxide particles are generated. For example,
When an alkoxysilane such as tetraethyl orthosilicate is dispersed in a silicone rubber together with water and a catalyst (eg, butylamine) and heat-treated at 20 to 100 ° C. for about 3 to 100 hours, silica as a metal oxide in the silicone rubber is obtained. Is generated. Since the silicone rubber is crosslinked in any of the steps during the production of the fixing belt, the produced silica is uniformly and finely dispersed in the network of the crosslinked silicone rubber. According to this method, the average particle size is 0.1
Metal oxide fine particles having a size of not more than μm can be formed in silicone rubber. When the metal oxide fine particles are generated in the silicone rubber by the sol-gel method, a superior reinforcing effect can be obtained as compared with a case where separately prepared silica particles are kneaded. Examples of the heat-resistant elastomer include, besides silicone rubber, fluorine rubber, phosphazene rubber, and the like, but are not limited thereto, and may be any as long as they have heat resistance to withstand the fixing temperature.

【0022】本発明で用いられる金属アルコキシドとし
ては、少なくとも2個、通常は4〜6個のアルコキシ基
を有するものを使用することができる。代表的な金属ア
ルコキシドとして、ケイ素(Si)、チタン(Ti)、
アルミニウム(Al)、ジルコニウム(Zr)、タング
ステン(W)などのアルコキシドが挙げられる。ただ
し、本発明は、これらの金属のアルコキシドに限定され
るものではない。
As the metal alkoxide used in the present invention, those having at least 2, usually 4 to 6 alkoxy groups can be used. Typical metal alkoxides include silicon (Si), titanium (Ti),
Alkoxides such as aluminum (Al), zirconium (Zr), and tungsten (W) are given. However, the present invention is not limited to these metal alkoxides.

【0023】金属アルコキシドは、耐熱性エラストマー
100重量部に対して、通常0.5〜100重量部、好
ましくは1〜100重量部、より好ましくは5〜20重
量部の割合で配合される。金属アルコキシドの配合割合
が少なすぎると補強効果が小さく、逆に、多すぎると定
着性に影響を及ぼすおそれが生じる。金属アルコキシド
と共に、加水分解に必要な量比の水と、重縮合を促進す
るための触媒を少量添加する。加水分解及び重縮合反応
は、通常、金属アルコキシドを配合した耐熱性エラスト
マーを熱処理することにより行う。熱処理条件として
は、通常、20〜150℃で3〜100時間、好ましく
は30〜100℃で5〜80時間程度である。
The metal alkoxide is usually added in a proportion of 0.5 to 100 parts by weight, preferably 1 to 100 parts by weight, more preferably 5 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the heat-resistant elastomer. If the mixing ratio of the metal alkoxide is too small, the reinforcing effect is small, and if it is too large, the fixability may be affected. Along with the metal alkoxide, water is added in a quantity ratio required for hydrolysis and a small amount of a catalyst for promoting polycondensation. The hydrolysis and polycondensation reaction are usually performed by heat-treating a heat-resistant elastomer containing a metal alkoxide. The heat treatment conditions are usually 20 to 150 ° C. for 3 to 100 hours, preferably 30 to 100 ° C. for about 5 to 80 hours.

【0024】金属酸化物粒子を含有する耐熱性エラスト
マー層を形成する方法としては、前記したA〜Dの4つ
の方法が挙げられる。例えば、RTV型シリコーンゴム
と同じ容器に、金属アルコキシドと水と触媒を入れ、R
TV型シリコーンゴムが架橋しない条件で熱処理して金
属酸化物粒子を生成させ、その後、成形して架橋させる
方法がある。この方法では、架橋工程または重縮合工程
を種々に変更させることができる。また、シリコーンゴ
ムの成形架橋品を、例えばテトラヒドロフラン(TH
F)等の極性有機溶媒に浸漬して膨潤させ、その後、金
属アルコキシドと水と触媒の混合液に浸して含浸させ、
次いで、加水分解及び重縮合反応させる方法がある。こ
れらの方法の中でも、定着性を考慮すると、A〜C法を
採用することが好ましい。
As the method for forming the heat-resistant elastomer layer containing the metal oxide particles, the above-mentioned four methods A to D can be mentioned. For example, a metal alkoxide, water and a catalyst are placed in the same container as the RTV type silicone rubber, and R
There is a method in which heat treatment is performed under such a condition that the TV-type silicone rubber is not crosslinked to generate metal oxide particles, which are then molded and crosslinked. In this method, the crosslinking step or the polycondensation step can be changed in various ways. In addition, a molded cross-linked product of silicone rubber is used, for example, tetrahydrofuran (TH).
F) immersed in a polar organic solvent such as swelling, then immersed in a mixed solution of metal alkoxide, water and catalyst to impregnate,
Then, there is a method of performing hydrolysis and polycondensation reaction. Among these methods, it is preferable to adopt the methods A to C in consideration of the fixing property.

【0025】本発明では、金属酸化物微粒子を分散させ
た耐熱性エラストマー層は、チューブ状基材上に直接ま
たは他の層を介して形成する。より具体的に、(1)耐
熱性エラストマー層は、チューブ状基材上に直接または
プライマーを介して形成することができる。この場合、
金属酸化物微粒子を分散させた耐熱性エラストマー層
は、弾性層及び/または離型層として機能する。また、
(2)チューブ状基材上に他の耐熱性弾性層を形成し、
その上に耐熱性エラストマー層を形成することができ
る。この場合、金属酸化物微粒子を分散させた耐熱性エ
ラストマー層は、最外層として、強度、耐摩耗性、離型
性などを付与する役割を果たす。(3)チューブ状基材
上に他の耐熱性弾性層及びオイルバリア層を順次形成
し、その上に耐熱性エラストマー層を形成することがで
きる。この場合、金属酸化物微粒子を分散させた耐熱性
エラストマー層は、最外層として、強度、耐摩耗性、離
型性などを付与する役割を果たす。(4)上記の各場合
において、金属酸化物微粒子を分散させた耐熱性エラス
トマー層の上に、フッ素樹脂層を離型層として形成して
もよい。この他、本発明の目的を阻害しない範囲内にお
いて、付加的な層が存在してもよい。また、各層構成に
おいて、所望の機能を果たさせるために、耐熱性エラス
トマー層中の金属酸化物微粒子の含有量を適宜調整する
ことができる。
In the present invention, the heat-resistant elastomer layer in which the metal oxide fine particles are dispersed is formed directly on the tubular substrate or via another layer. More specifically, (1) the heat-resistant elastomer layer can be formed directly on the tubular substrate or via a primer. in this case,
The heat-resistant elastomer layer in which the metal oxide fine particles are dispersed functions as an elastic layer and / or a release layer. Also,
(2) forming another heat-resistant elastic layer on the tubular substrate,
A heat-resistant elastomer layer can be formed thereon. In this case, the heat-resistant elastomer layer in which the metal oxide fine particles are dispersed plays a role of imparting strength, abrasion resistance, releasability and the like as the outermost layer. (3) Another heat-resistant elastic layer and an oil barrier layer are sequentially formed on a tubular substrate, and a heat-resistant elastomer layer can be formed thereon. In this case, the heat-resistant elastomer layer in which the metal oxide fine particles are dispersed plays a role of imparting strength, abrasion resistance, releasability and the like as the outermost layer. (4) In each of the above cases, a fluororesin layer may be formed as a release layer on the heat-resistant elastomer layer in which metal oxide fine particles are dispersed. In addition, an additional layer may be present as long as the object of the present invention is not hindered. In each layer configuration, the content of the metal oxide fine particles in the heat-resistant elastomer layer can be appropriately adjusted in order to perform a desired function.

【0026】本発明では、耐熱性エラストマーとして、
シリコーンゴム、フッ素ゴム、フォスファゼンゴムなど
の各種ゴムを使用することができるが、定着温度におい
て長期間の連続使用に耐える高度の耐熱性を有する点
で、シリコーンゴム、フッ素ゴム、またはこれらの混合
物が好ましい。シリコーンゴムのタイプとしては、ミラ
ブルタイプ、液状タイプのいずれでもよく、また、HT
V(高温硬化型)、LTV(低温硬化型)、RTV(室
温硬化型)のいずれでもよい。シリコーンゴムの化学構
造としては、基本的なジメチルシリコーンゴム;ビニル
基、水素基、水酸基等を有するシリコーンゴム;フェニ
ルシリコーンゴム;フロロシリコーンゴムのいずれでも
よく、また、これらの2種以上の混合物でもよい。
In the present invention, as the heat-resistant elastomer,
Various rubbers such as silicone rubber, fluorine rubber, and phosphazene rubber can be used.However, silicone rubber, fluorine rubber, or these rubbers having high heat resistance that can withstand long-term continuous use at a fixing temperature can be used. Mixtures are preferred. The type of the silicone rubber may be either a millable type or a liquid type.
Any of V (high temperature curing type), LTV (low temperature curing type) and RTV (room temperature curing type) may be used. The chemical structure of the silicone rubber may be any of a basic dimethyl silicone rubber; a silicone rubber having a vinyl group, a hydrogen group, a hydroxyl group, etc .; a phenyl silicone rubber; a fluorosilicone rubber, and a mixture of two or more of these. Good.

【0027】シリコーンゴムは、シリコーンゴム層を離
型層として使用する場合には、RTV型またはLTV型
のシリコーンゴムが好ましい。ビニル基やSiH基、水
酸基等を有するシリコーンゴムを使用すると、金属アル
コキシドの加水分解後、それが重縮合していく際にこれ
らの官能基と反応して、微小粒子が化学的にシリコーン
ゴムと結合するため、優れた補強効果が期待できる。シ
リコーンゴムとしては、(A)ビニル基をもつシリコー
ンゴム、SiH基をもつシリコーンゴム、及び水酸基を
もつシリコーンゴムからなる群より選ばれる少なくとも
1種のシリコーンゴムと、(B)フロロシリコーンゴ
ム、フェニルシリコーンゴム、及びフッ素ゴムからなる
群より選ばれる少なくとも1種のゴムとの混合物を使用
することができる。(B)群のゴムと併用することによ
り、耐油性や耐熱性を向上させることができる。(A)
群のシリコーンゴムと(B)群のゴムとの使用割合
(A:Bの重量比)は、離型性と、耐油性や耐熱性等の
バランスを考慮して適宜定めることができるが、通常、
5:95〜90:10、好ましくは30:70〜70:
30である。
When the silicone rubber layer is used as a release layer, the silicone rubber is preferably an RTV type or LTV type silicone rubber. When a silicone rubber having a vinyl group, a SiH group, a hydroxyl group, or the like is used, after the metal alkoxide is hydrolyzed, it reacts with these functional groups as it undergoes polycondensation, and the fine particles chemically react with the silicone rubber. Because of the bonding, an excellent reinforcing effect can be expected. Examples of the silicone rubber include (A) at least one silicone rubber selected from the group consisting of a silicone rubber having a vinyl group, a silicone rubber having a SiH group, and a silicone rubber having a hydroxyl group; A mixture with at least one rubber selected from the group consisting of silicone rubber and fluorine rubber can be used. When used in combination with the rubber of the group (B), oil resistance and heat resistance can be improved. (A)
The usage ratio (weight ratio of A: B) of the silicone rubber of the group and the rubber of the group (B) can be appropriately determined in consideration of the balance between the releasability, oil resistance, heat resistance, and the like. ,
5: 95-90: 10, preferably 30: 70-70:
30.

【0028】耐熱性エラストマー層の厚みは、用途や設
置する画像形成装置の構造、目標とする弾性、用いる材
料の硬度等を勘案して適宜設定されるが、一般的には、
100μm〜3mmの範囲内に設定されることが多い。
もちろん、これより厚い膜厚に成形した後に、研磨等に
より必要な膜厚に加工してもよい。金属酸化物微粒子を
含有する耐熱性エラストマー層の弾力性が不足する場合
には、定着時に定着用ベルトがトナーを十分に包んで溶
融させ、トナー像が転写紙上に定着するように、耐熱性
エラストマー層以外に、他の耐熱性弾性層を形成するこ
とができる。他の耐熱性弾性層としては、金属酸化物な
どの無機フィラーを含有しないか、含有量が少ないシリ
コーンゴムやフッ素ゴムを使用することができ、例え
ば、フロロシリコーンまたはジメチルシリコーンを単独
で用いるか、あるいは併用することができる。この場
合、他の耐熱性弾性層の厚みを100μm〜3mmの範
囲内に設定し、一方、他の耐熱性弾性層の上に積層され
る耐熱性エラストマー層の厚みを5〜500μm程度と
することが好ましい。
The thickness of the heat-resistant elastomer layer is appropriately set in consideration of the purpose, the structure of the image forming apparatus to be installed, the target elasticity, the hardness of the material to be used, and the like.
It is often set in the range of 100 μm to 3 mm.
Of course, after forming into a thicker film, it may be processed to a required film thickness by polishing or the like. If the elasticity of the heat-resistant elastomer layer containing the metal oxide fine particles is insufficient, the fixing belt sufficiently wraps and melts the toner at the time of fixing so that the toner image is fixed on the transfer paper. In addition to the layer, another heat resistant elastic layer can be formed. The other heat-resistant elastic layer does not contain an inorganic filler such as a metal oxide, or a silicone rubber or a fluorine rubber having a small content can be used.For example, fluorosilicone or dimethyl silicone is used alone, Alternatively, they can be used together. In this case, the thickness of the other heat-resistant elastic layer is set in the range of 100 μm to 3 mm, and the thickness of the heat-resistant elastomer layer laminated on the other heat-resistant elastic layer is about 5 to 500 μm. Is preferred.

【0029】耐熱性エラストマー層または他の耐熱性弾
性層は、チューブ状基材上に、プライマーを介して積層
するか、あるいは、チューブ状基材をサンドプラスト、
電気化学的エッチング、及び化学的エッチングのいずれ
か、もしくはそれらを組み合わせた方法により粗面化し
て、さらに必要に応じて、プライマーを介して積層して
もよい。チューブ状基材の上に、他の耐熱性弾性層を設
け、その上にオイルバリア層を設け、さらに、その上に
耐熱性エラストマー層を設けてもよい。オイルバリア層
は、離型性を向上させるために定着用ベルトに塗布して
用いられているシリコーンオイルが弾性層にまで浸透す
るのを防ぐ役割をもつ層であって、通常、耐油性に優れ
たフッ素ゴムやフッ素樹脂を用いて形成される。この層
の厚みは、通常、5〜500μm程度であるが、この範
囲に限定されるものではない。
The heat-resistant elastomer layer or other heat-resistant elastic layer is laminated on the tubular base material via a primer, or the tubular base material is sand-plasted.
The surface may be roughened by any one of electrochemical etching and chemical etching, or a combination thereof, and may be laminated via a primer if necessary. Another heat-resistant elastic layer may be provided on the tubular substrate, an oil barrier layer may be provided thereon, and a heat-resistant elastomer layer may be provided thereon. The oil barrier layer is a layer having a role of preventing the silicone oil used by being applied to the fixing belt to improve the release property from penetrating to the elastic layer, and usually has excellent oil resistance. It is formed using a fluorine rubber or a fluorine resin. The thickness of this layer is usually about 5 to 500 μm, but is not limited to this range.

【0030】金属酸化物微粒子を分散した耐熱性エラス
トマー層は、離型層として最外層に配置することが好ま
しい。この場合、他の耐熱性弾性層が弾性を付与する役
割を果たすので、耐熱性エラストマー層の厚みは、前記
したとおり、5〜500μm程度とするが、この範囲に
限定されない。一方、離型層にフッ素樹脂を用いると、
フッ素樹脂自体が高非粘着性のため、シリコーンオイル
との併用により、良好なトナー離型性が得られる。フッ
素樹脂としては、耐熱性の観点から、ポリテトラフルオ
ロエチレン(PTFE)またはテトラフルオロエチレン
/パーフロオロアルキルビニルエーテル共重合体(PF
A)をそれぞれ単独で使用するか、あるいはこれらを混
合して用いることが好ましいが、これに限定されるもの
ではない。特に熱溶融性のPFAを用いた場合、平滑な
表面の離型層が得られ、さらに良好な定着画像が得られ
る。フッ素樹脂離型層の厚みは、用途や設置する画像形
成装置の構造、目標とする弾性、用いる材料の硬度、磨
耗耐久性などを勘案して適宜設定されるが、一般的に
は、5〜300μmの範囲内に設定される。
The heat-resistant elastomer layer in which the metal oxide fine particles are dispersed is preferably disposed on the outermost layer as a release layer. In this case, since the other heat-resistant elastic layer plays a role of imparting elasticity, the thickness of the heat-resistant elastomer layer is about 5 to 500 μm as described above, but is not limited to this range. On the other hand, when a fluororesin is used for the release layer,
Since the fluororesin itself has high non-adhesiveness, good toner releasability can be obtained when used in combination with silicone oil. As the fluororesin, from the viewpoint of heat resistance, polytetrafluoroethylene (PTFE) or tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PF)
It is preferable to use each of A) alone or to mix them, but the present invention is not limited thereto. In particular, when heat-fusible PFA is used, a release layer having a smooth surface is obtained, and a more favorable fixed image is obtained. The thickness of the fluororesin release layer is appropriately set in consideration of the purpose and the structure of the image forming apparatus to be installed, the target elasticity, the hardness of the material to be used, the wear durability, and the like. It is set within the range of 300 μm.

【0031】本発明の定着用ベルトの基材には、チュー
ブ(すなわち、エンドレスベルト)を用いる。チューブ
の材質としては、通常、耐熱性プラスチックまたは金属
を用いる。耐熱性プラスチックとしては、例えば、ポリ
イミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリフェニレンスルフィド、ポリベンズイミダゾー
ル等が用いられるが、これらの中でも特にポリイミドが
好ましい。金属チューブとしては、例えば、アルミニウ
ム、ステンレス、鉄、ニッケル、及びこれらの合金が用
いられるが、電磁誘導加熱方式によって金属チューブを
加熱することを考慮した場合、鉄、ニッケル、及びこれ
らの合金、またはフェライト系ステンレスが好ましい。
電磁誘導加熱方式を採用する場合には、ヒーターに代え
て、高周波コイルなどの電磁誘導発熱用コイルを配置す
る。チューブ状基材の厚さは、通常10〜100μm、
好ましくは30〜60μmである。
A tube (that is, an endless belt) is used as a base material of the fixing belt of the present invention. As a material of the tube, a heat-resistant plastic or metal is usually used. As the heat resistant plastic, for example, polyimide, polyamide imide, polyether ether ketone, polyphenylene sulfide, polybenzimidazole and the like are used, and among them, polyimide is particularly preferable. As the metal tube, for example, aluminum, stainless steel, iron, nickel, and alloys thereof are used.When considering heating the metal tube by an electromagnetic induction heating method, iron, nickel, and alloys thereof, or Ferritic stainless steel is preferred.
When the electromagnetic induction heating method is adopted, an electromagnetic induction heating coil such as a high-frequency coil is provided instead of the heater. The thickness of the tubular substrate is usually 10 to 100 μm,
Preferably it is 30 to 60 μm.

【0032】チューブ状基材または定着用ベルトの外径
は、定着装置の大きさなどによって適宜定めることがで
きるが、通常、15〜150mm、好ましくは20〜1
00mm程度である。定着用ベルトの長さは、転写紙な
どの転写材の幅に応じて適宜定めることができる。図3
に、本発明の定着用ベルトの一例を示す。チューブ状基
材11の上に、弾性層12が形成され、さらにその上
に、離型層13が形成されている。弾性層は、耐シリコ
ーンオイル性に優れているため、用途によって必要がな
ければ、離型層を省略してもよい。
The outer diameter of the tubular base material or the fixing belt can be appropriately determined depending on the size of the fixing device and the like, but is usually 15 to 150 mm, preferably 20 to 150 mm.
It is about 00 mm. The length of the fixing belt can be appropriately determined according to the width of a transfer material such as transfer paper. FIG.
FIG. 1 shows an example of the fixing belt of the present invention. An elastic layer 12 is formed on a tubular substrate 11, and a release layer 13 is further formed thereon. Since the elastic layer has excellent silicone oil resistance, the release layer may be omitted if it is not necessary depending on the application.

【0033】[0033]

【実施例】以下、本発明について、実施例及び比較例を
挙げてより具体的に説明する。
The present invention will be described more specifically below with reference to examples and comparative examples.

【0034】[実施例1]ポリイミドワニス(宇部興産
製UワニスS)を用い、常法に従って円筒状金型を用い
て、厚み50μm、外径27.6mmのポリイミドチュ
ーブを作製した。この上に、HTVジメチルシリコーン
ゴム(信越化学社製KE931U)とフロロシリコーン
ゴム(信越化学社製FE241U)とを1:1の重量比
でブレンドしたゴム100重量部に対して、パーオキサ
イド加硫剤C−8A(信越化学社製)を0.5重量部練
り込み、約3mmの厚さのシートにしたものを巻き付
け、金型でプレス加硫して、内層の弾性層を成形した。
一方、未架橋RTV型ジメチルシリコーンゴム(信越化
学社製KE1935)100重量部に対し、オルソケイ
酸テトラエチル50重量部と水1重量部、そして触媒と
してブチルアミン0.5重量部を配合し、70℃で24
時間の熱処理を行い、金属アルコキシドを反応させて金
属酸化物であるシリカ微粒子をゴム中で生成させた。そ
の後、先に成形した弾性層の上に、生成シリカ微粒子含
有ジメチルシリコーンゴムを塗布し、120℃で1時間
熱処理して架橋させ、200μmの厚さの離型層を形成
させ、定着用ベルト(図3)を完成させた。電子顕微鏡
による観察結果によれば、生成シリカの平均粒径は、
0.1μm以下であった。
Example 1 A polyimide tube having a thickness of 50 μm and an outer diameter of 27.6 mm was produced using a polyimide varnish (U Varnish S manufactured by Ube Industries, Ltd.) and a cylindrical mold according to a conventional method. HTV dimethyl silicone rubber (KE931U manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and fluorosilicone rubber (FE241U manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) were blended at a weight ratio of 1: 1. 0.5 parts by weight of C-8A (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was kneaded, a sheet having a thickness of about 3 mm was wound, and press-vulcanized with a mold to form an inner elastic layer.
On the other hand, 100 parts by weight of uncrosslinked RTV dimethyl silicone rubber (KE1935, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) were mixed with 50 parts by weight of tetraethyl orthosilicate, 1 part by weight of water, and 0.5 part by weight of butylamine as a catalyst. 24
The heat treatment was performed for a long time, and the metal alkoxide was reacted to produce silica fine particles as a metal oxide in the rubber. Thereafter, a dimethyl silicone rubber containing silica fine particles is applied on the previously formed elastic layer, and heat-treated at 120 ° C. for 1 hour to be cross-linked to form a release layer having a thickness of 200 μm. Figure 3) was completed. According to the observation result by the electron microscope, the average particle size of the formed silica is
It was 0.1 μm or less.

【0035】[比較例1]比較例として、実施例と同じ
構造で離型層に生成シリカを含有しないものを製作し
た。
[Comparative Example 1] As a comparative example, a structure having the same structure as that of the example and containing no formed silica in the release layer was manufactured.

【0036】耐久試験 製作した定着用ベルトを図4に示すように、実際の定着
を擬した回転耐久試験装置に装着して回転させた。ウエ
ブ14を介して、定着用ベルト15にシリコーンオイル
(信越化学製ジメチルシリコーンオイルKF96H)を
塗布した。回転耐久試験時は、定着用ベルト15の表面
温度が180℃で一定になるように、中空の定着用ベル
トの内部に挿入したハロゲンヒーター17の出力を制御
した。定着用ベルト15は、加圧用ローラ16と接触さ
せて回転させた。100時間ごとに定着用ベルトを回転
耐久試験装置から取り出し、外表面を観察した。比較サ
ンプル(比較例1)は500時間で表面にスジ状の傷が
入った。これに対し、本発明品(実施例1)は、100
0時間後も傷等の発生はなかった。また、これらの定着
用ベルトを実機に組み込んで絵出しテストを行った結
果、本発明品は、スジ等もそれほどなく、問題ない状態
だった。比較サンプルは、色むらがはっきり現れ、スジ
も目立っていた。
Endurance Test The manufactured fixing belt was mounted on a rotation endurance test apparatus simulating actual fixing and rotated as shown in FIG. Silicone oil (dimethyl silicone oil KF96H manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was applied to the fixing belt 15 via the web 14. During the rotation durability test, the output of the halogen heater 17 inserted inside the hollow fixing belt was controlled so that the surface temperature of the fixing belt 15 was kept constant at 180 ° C. The fixing belt 15 was rotated in contact with the pressing roller 16. The fixing belt was taken out of the rotation durability test apparatus every 100 hours, and the outer surface was observed. The comparative sample (Comparative Example 1) had streak-like scratches on the surface in 500 hours. In contrast, the product of the present invention (Example 1)
No scratches or the like occurred after 0 hours. Further, as a result of performing a picture-drawing test by incorporating these fixing belts into an actual machine, the product of the present invention was in a state in which there were no streaks or the like and there was no problem. In the comparative sample, the color unevenness was clearly apparent, and the streaks were also conspicuous.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明によれば、チューブ状基材上に、
直接または他の層を介して、耐熱性エラストマー層が形
成された定着用ベルトにおいて、該耐熱性エラストマー
中に平均粒径が極めて小さい金属酸化物微粒子を分散さ
せることにより、定着性に悪影響を及ぼすことなく、強
度を向上させ、耐久性が改善された定着用ベルトとその
製造方法が提供される。
According to the present invention, on a tubular substrate,
Directly or via another layer, in a fixing belt having a heat-resistant elastomer layer formed thereon, metal oxide fine particles having an extremely small average particle size are dispersed in the heat-resistant elastomer, thereby adversely affecting the fixing property. The present invention provides a fixing belt with improved strength and improved durability, and a method for manufacturing the same.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】熱ローラ定着法の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a heat roller fixing method.

【図2】定着用ベルトを用いた定着法の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a fixing method using a fixing belt.

【図3】本発明の定着用ベルトの一例の積層構成を示す
概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a stacked configuration of an example of a fixing belt of the present invention.

【図4】回転耐久試験機の模式図である。FIG. 4 is a schematic view of a rotation durability tester.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:定着用ローラ 2:ヒーター 3:トナー 4:転写紙 5:加圧用ローラ 6:定着用ベルト 7:ヒーター 8:トナー 9:転写紙 10:加圧用ローラ 11:チューブ状基材 12:弾性層 13:離型層 14:ウエブ 15:定着用ベルト 16:加圧用ローラ 17:ハロゲンヒーター 1: Fixing roller 2: Heater 3: Toner 4: Transfer paper 5: Pressing roller 6: Fixing belt 7: Heater 8: Toner 9: Transfer paper 10: Pressing roller 11: Tubular substrate 12: Elastic layer 13: Release layer 14: Web 15: Fixing belt 16: Pressure roller 17: Halogen heater

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝口 敏彦 大阪府大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 西村 昭 大阪府大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Toshihiko Takiguchi 1-3-1 Shimaya, Konohana-ku, Osaka-shi, Osaka Inside the Sumitomo Electric Industries, Ltd. Osaka Works (72) Inventor Akira Nishimura Shimaya, Konohana-ku, Osaka-shi, Osaka 1-3-3, Sumitomo Electric Industries, Ltd., Osaka Works

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 チューブ状基材上に、直接または他の層
を介して、金属酸化物粒子を含有する耐熱性エラストマ
ー層が形成された定着用ベルトであって、金属酸化物粒
子が、耐熱性エラストマー中に分散させた金属アルコキ
シドをゾルゲル法により加水分解及び重縮合反応させる
ことにより生成させた平均粒径0.1μm以下の微粒子
であることを特徴とする定着用ベルト。
1. A fixing belt having a heat-resistant elastomer layer containing metal oxide particles formed directly or via another layer on a tubular substrate, wherein the metal oxide particles are heat-resistant. A fixing belt comprising fine particles having an average particle diameter of 0.1 μm or less, which are produced by subjecting a metal alkoxide dispersed in a conductive elastomer to hydrolysis and polycondensation by a sol-gel method.
【請求項2】 金属アルコキシドが、ケイ素、チタン、
アルミニウム、ジルコニウム、及びタングステンからな
る群より選ばれる少なくとも1種の金属のアルコキシド
であって、かつ、少なくとも2個のアルコキシ基を有す
るものである請求項1記載の定着用ベルト。
2. The method according to claim 1, wherein the metal alkoxide is silicon, titanium,
The fixing belt according to claim 1, wherein the fixing belt is an alkoxide of at least one metal selected from the group consisting of aluminum, zirconium, and tungsten, and has at least two alkoxy groups.
【請求項3】 耐熱性エラストマーが、シリコーンゴム
である請求項1または2記載の定着用ベルト。
3. The fixing belt according to claim 1, wherein the heat-resistant elastomer is silicone rubber.
【請求項4】 シリコーンゴムが、(A)ビニル基をも
つシリコーンゴム、SiH基をもつシリコーンゴム、及
び水酸基をもつシリコーンゴムからなる群より選ばれる
少なくとも1種のシリコーンゴムと、(B)フロロシリ
コーンゴム、フェニルシリコーンゴム、及びフッ素ゴム
からなる群より選ばれる少なくとも1種のゴムとの混合
物である請求項3記載の定着用ベルト。
4. A silicone rubber comprising: (A) at least one silicone rubber selected from the group consisting of a silicone rubber having a vinyl group, a silicone rubber having a SiH group, and a silicone rubber having a hydroxyl group; The fixing belt according to claim 3, wherein the fixing belt is a mixture with at least one kind of rubber selected from the group consisting of silicone rubber, phenyl silicone rubber, and fluorine rubber.
【請求項5】 チューブ状基材上に、直接または他の層
を介して、金属酸化物粒子を含有する耐熱性エラストマ
ー層が形成された定着用ベルトの製造方法において、 未架橋の耐熱性エラストマー中に金属アルコキシドを
分散させ、 ゾルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
縮合反応させて平均粒径0.1μm以下の金属酸化物粒
子を生成させ、 金属酸化物粒子を含有する未架橋の耐熱性エラストマ
ーをチューブ状基材上に直接または他の層を介して積層
し、次いで、 耐熱性エラストマーを架橋させることを特徴とする定
着用ベルトの製造方法。
5. A method for producing a fixing belt in which a heat-resistant elastomer layer containing metal oxide particles is formed directly or via another layer on a tubular base material, the method comprising the steps of: Metal alkoxide is dispersed therein, and the metal alkoxide is hydrolyzed and polycondensed by a sol-gel method to produce metal oxide particles having an average particle size of 0.1 μm or less. A method for producing a fixing belt, comprising laminating an elastomer on a tubular substrate directly or via another layer, and then crosslinking the heat-resistant elastomer.
【請求項6】 チューブ状基材上に、直接または他の層
を介して、金属酸化物粒子を含有する耐熱性エラストマ
ー層が形成された定着用ベルトの製造方法において、 未架橋の耐熱性エラストマー中に金属アルコキシドを
分散させ、 金属アルコキシドを分散させた未架橋の耐熱性エラス
トマーをチューブ状基材上に直接または他の層を介して
積層し、次いで、 ゾルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
縮合反応させて平均粒径0.1μm以下の金属酸化物粒
子を生成させると同時に、耐熱性エラストマーを架橋さ
せることを特徴とする定着ローラーの製造方法。
6. A method for producing a fixing belt in which a heat-resistant elastomer layer containing metal oxide particles is formed directly or via another layer on a tubular base material, comprising: A metal alkoxide is dispersed therein, and an uncrosslinked heat-resistant elastomer in which the metal alkoxide is dispersed is laminated directly or via another layer on a tubular substrate, and then the metal alkoxide is hydrolyzed and polymerized by a sol-gel method. A method for producing a fixing roller, wherein a condensation reaction is performed to generate metal oxide particles having an average particle size of 0.1 μm or less, and at the same time, a heat-resistant elastomer is crosslinked.
【請求項7】 チューブ状基材上に、直接または他の層
を介して、金属酸化物粒子を含有する耐熱性エラストマ
ー層が形成された定着用ベルトの製造方法において、 未架橋の耐熱性エラストマー中に金属アルコキシドを
分散させ、 金属アルコキシドを分散させた未架橋の耐熱性エラス
トマーをチューブ状基材上に直接または他の層を介して
積層し、 耐熱性エラストマーを架橋させ、次いで、 ゾルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
縮合反応させて平均粒径0.1μm以下の金属酸化物粒
子を生成させることを特徴とする定着用ベルトの製造方
法。
7. A method for producing a fixing belt in which a heat-resistant elastomer layer containing metal oxide particles is formed directly or via another layer on a tubular base material, wherein the non-crosslinked heat-resistant elastomer is provided. A metal alkoxide is dispersed therein, and an uncrosslinked heat-resistant elastomer in which the metal alkoxide is dispersed is laminated directly or via another layer on the tubular substrate, the heat-resistant elastomer is crosslinked, and then the sol-gel method is used. A method for producing a fixing belt, wherein a metal alkoxide is subjected to hydrolysis and polycondensation to produce metal oxide particles having an average particle size of 0.1 μm or less.
【請求項8】 チューブ状基材上に、直接または他の層
を介して、金属酸化物粒子を含有する耐熱性エラストマ
ー層が形成された定着用ベルトの製造方法において、 未架橋の耐熱性エラストマーをチューブ状基材上に直
接または他の層を介して積層し、 耐熱性エラストマーを架橋させ、 架橋耐熱性エラストマーを膨潤させて金属アルコキシ
ドを含浸させ、次いで、 ゾルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
縮合反応させて平均粒径0.1μm以下の金属酸化物粒
子を生成させることを特徴とする定着用ベルトの製造方
法。
8. A method for producing a fixing belt in which a heat-resistant elastomer layer containing metal oxide particles is formed directly or via another layer on a tubular base material, wherein the non-crosslinked heat-resistant elastomer is provided. Is laminated directly or via another layer on the tubular substrate, the heat-resistant elastomer is crosslinked, the crosslinked heat-resistant elastomer is swelled and impregnated with the metal alkoxide, and then the metal alkoxide is hydrolyzed and dissolved by a sol-gel method. A method for producing a fixing belt, comprising producing metal oxide particles having an average particle size of 0.1 μm or less by a polycondensation reaction.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002023280A1 (en) * 2000-09-18 2002-03-21 Suzuka Fuji Xerox Co., Ltd. Transfer/fixing member for electrophotographic apparatus
JP2003509825A (en) * 1999-09-13 2003-03-11 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Light
US8045909B2 (en) 2006-04-06 2011-10-25 Fuji Xerox Co., Ltd. Surface treatment device, image forming apparatus, belt member, and image forming method
JP2017067652A (en) * 2015-09-30 2017-04-06 日立金属株式会社 Detection roller and paper sheet thickness detection device

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