JP6385546B2 - Film, image heating apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、定着装置等の像加熱装置に用いられるフィルムに関する。 The present invention relates to a film used for an image heating device such as a fixing device.
電子写真式の複写機や電子写真プリンタ等の画像形成装置は、記録媒体にトナー画像を形成する画像形成部と、トナー画像を記録媒体に定着させる等の加熱処理を行う定着装置(像加熱装置)を備える。定着装置は、互いに圧接して回転する定着回転体と加圧回転体とでニップ部を形成し、画像形成部で未定着トナー画像が形成された記録媒体をニップ部で挟持搬送しつつ加熱することによりトナー画像を記録媒体上に定着させる。
このような定着装置では、定着回転体または加圧回転体として、例えば、耐熱性の薄肉の定着用フィルムを用いた構成が知られている。特許文献1には、定着用フィルムの材料として、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルスルホン(PESU)、ポリエーテルイミド(PEI)等の熱可塑性樹脂を用いることが記載されている。熱可塑性樹脂は押出し成型法等の製造方法が可能であるため、熱硬化樹脂と比較して、安価に生産できるというメリットがある。
An image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or an electrophotographic printer includes an image forming unit that forms a toner image on a recording medium, and a fixing device that performs heat treatment such as fixing the toner image on the recording medium (image heating apparatus). ). The fixing device forms a nip portion between a fixing rotator and a pressure rotator that rotate in pressure contact with each other, and heats a recording medium on which an unfixed toner image is formed in the image forming portion while nipping and conveying the recording medium in the nip portion. As a result, the toner image is fixed on the recording medium.
In such a fixing device, for example, a configuration using a heat-resistant thin fixing film as a fixing rotator or a pressure rotator is known. Patent Document 1 describes that a thermoplastic resin such as polyetheretherketone (PEEK), polyethersulfone (PESU), or polyetherimide (PEI) is used as a material for the fixing film. Since a thermoplastic resin can be produced by an extrusion molding method or the like, there is an advantage that it can be produced at a lower cost than a thermosetting resin.
しかしながら、定着用フィルムの材料に熱可塑性樹脂を用いた場合、耐折強さが十分でないことにより疲労割れを起こすことが懸念される。一方、定着用フィルムの材料に熱可塑性樹脂を用いた場合、耐摩耗性が十分でないことによりフィルム内周面の削れが大きくなる可能性があり、その削れ粉が抵抗となって定着用フィルムがうまく回転しない問題(所謂、スリップ)を起こす懸念があった。 However, when a thermoplastic resin is used as the material for the fixing film, there is a concern that fatigue cracking may occur due to insufficient folding resistance. On the other hand, when a thermoplastic resin is used as the material for the fixing film, the abrasion on the inner peripheral surface of the film may increase due to insufficient wear resistance. There was a concern of causing a problem of not rotating well (so-called slip).
本発明の目的は、像加熱装置に用いられるフィルムの耐折強さ及び耐摩耗性の向上を図ることができる技術を提供することである。 An object of the present invention is to provide a technique capable of improving the bending strength and wear resistance of a film used in an image heating apparatus.
上記目的を達成するため、本発明のフィルムは、
画像が形成された記録媒体の加熱処理に用いられるフィルムであって、前記加熱処理に用いられる発熱部材に対して押し付けられながら摺動する可撓性を有する筒状のフィルムにおいて、
前記発熱部材との摺動面は、結晶性樹脂からなる面上に、前記結晶性樹脂のガラス転移点よりも高いガラス転移点を有する非晶性樹脂からなる部分が点在しており、
前記結晶性樹脂が、結晶性ポリアリールエーテルケトン樹脂であることを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の像加熱装置は、
画像が形成された記録媒体に対して加熱処理を施す像加熱装置であって、
上記のフィルムと、
前記フィルムを加熱するための前記発熱部材と、
を備えたことを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
上記の像加熱装置を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the film of the present invention comprises:
A film used for heat treatment of a recording medium on which an image is formed, and a flexible tubular film that slides while being pressed against a heat generating member used for the heat treatment,
The sliding surface with the heating member is dotted with a portion made of an amorphous resin having a glass transition point higher than the glass transition point of the crystalline resin on the surface made of the crystalline resin ,
The crystalline resin is a crystalline polyaryletherketone resin .
In order to achieve the above object, the image heating apparatus of the present invention includes:
An image heating apparatus that heats a recording medium on which an image is formed,
The above film,
The heating member for heating the film;
It is provided with.
In order to achieve the above object, the image forming apparatus of the present invention includes:
An image forming apparatus for forming an image on a recording medium,
The image heating apparatus is provided.
本発明によれば、像加熱装置に用いられるフィルムの耐折強さ及び耐摩耗性の向上を図ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to improve the bending resistance and wear resistance of a film used in an image heating apparatus.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。本発明の思想の範囲内において下記実施の形態における種々の構成を他の公知の構成に置き換えることは可能である。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions. That is, it is not intended to limit the scope of the present invention to the following embodiments. The various configurations in the following embodiments can be replaced with other known configurations within the scope of the idea of the present invention.
(実施例1)
(1)画像形成装置
図1は、本発明の実施例に係る画像形成装置(フルカラープリンター)100の概略構成を示す模式的断面図である。ここで、画像形成装置(電子写真画像形成装置)とは、電子写真画像形成プロセスを用いて現像剤(トナー)により記録材(記録媒体)に画像を形成するものである。例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ(LEDプリンタ、レーザビームプリンタなど)、電子写真ファクシミリ装置、及び、電子写真ワードプロセッサー、及び、それら複合機(マルチファンクションプリンタ)などが含まれる。また、記録材とは、画像を形成される物であって、例えば、記録用紙、OHPシート、プラスチックシート、布など等の記録メディアである。
Example 1
(1) Image Forming Apparatus FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of an image forming apparatus (full color printer) 100 according to an embodiment of the present invention. Here, the image forming apparatus (electrophotographic image forming apparatus) forms an image on a recording material (recording medium) with a developer (toner) using an electrophotographic image forming process. For example, an electrophotographic copying machine, an electrophotographic printer (LED printer, laser beam printer, etc.), an electrophotographic facsimile apparatus, an electrophotographic word processor, and a multifunction machine (multifunction printer) thereof are included. The recording material is a material on which an image is formed, and is a recording medium such as a recording paper, an OHP sheet, a plastic sheet, or a cloth.
記録材Pにトナー画像を形成する画像形成部は、4つの画像形成ステーションPa,Pb,Pc,Pdで構成される。各画像形成ステーションは、感光体117、帯電部材119、レーザスキャナ118、現像器120、転写部材124、感光体をクリーニングするクリーナ122を有する。更に画像形成部は、トナー画像を担持しつつ搬送するベルト(中間転写体)123、ベルト123から記録材Pへトナー画像を転写する二次転写ローラ121を有する。以上の画像形成部の動作は周知であるので詳細な説明は割愛する。
An image forming unit that forms a toner image on the recording material P includes four image forming stations Pa, Pb, Pc, and Pd. Each image forming station includes a
カセット102からローラ105の回転によって記録材Pが1枚ずつ繰り出され、この記録材Pはローラ106の回転によってベルト123と二次転写ローラ121とで形成された二次転写ニップ部に搬送される。ベルト123は、張架ローラ125aと二次転写対向ローラ125bとで張架されており、これらローラの回転により回転する。二次転写対向ローラ125bは、ベルト123を介して二次転写ローラ12に当接されており、これにより上記二次転写ニップ部が形成される。二次転写ニップ部で未定着トナー画像が転写された記録材Pは定着部109に送られ、トナー画像が加熱定着される。定着部109を出た記録材Pは、ローラ111の回転によってトレイ112上に排出される。
The recording material P is fed out one by one from the
(2)定着部(定着装置)109
図2を参照して、定着部109を構成する定着装置について説明する。図2(a)は、本実施例に係る定着装置109の概略構成を表す断面図である。図2(b)は、本実施例に係る定着装置109を記録材搬送方向上流側から観た正面図である。図2(c)は、本実施例に係る定着装置109のセラミックヒータ15の概略構成を表わす図である。
(2) Fixing unit (fixing device) 109
With reference to FIG. 2, the fixing device constituting the
定着装置109は、加熱ユニット10と、加圧部材としての加圧ローラ30を有している。加熱ユニット10は、筒状のフィルム(エンドレスフィルム)16と、支持部材としてのフィルムガイド19と、ニップ部形成部材としてのセラミックヒータ(熱源)15などを有している。フィルム16と、フィルムガイド19と、セラミックヒータ(以下、ヒータと記す)15と、加圧ローラ30は、何れも記録材搬送方向(図2(a)参照)と直交する方向(以下、長手方向と記す)に長い部材である。
The
フィルムガイド19には発熱部材としてのヒータ15が支持され、このフィルムガイド19に可撓性を有する筒状のフィルム16がルーズに外嵌させてある。このフィルム16をヒータ15と加圧ローラ30とで挟むことによってフィルム16と加圧ローラ30とでニップ部Nを形成している。
The
以下、各部材について更に詳しく説明する。加圧ローラ30は、鉄、SUS、アルミニウム等の金属材料からなる丸軸状の芯金(軸部)30Aを有する。この芯金30Aの長手方向両端部の支軸部30A1(図2(b)参照)間の外周面上にシリコーンゴムなどを主成分とする弾性層30Bがローラ状に形成されている。更にこの弾性層30Bの外周面上にPTFE、PFA又はFEPなどを主成分とする離型層30Cが形成されている。芯金30Aの長手方向両端部の支軸部30A1は定着装置109の金属製のフレーム39の一部を構成する左右の側板40に軸受41を介して回転可能に支持されている。
Hereinafter, each member will be described in more detail. The
フィルムガイド19は、所定の耐熱性材料を用いて横断面略凹字形状に形成されている。フィルムガイド19の加圧ローラ30側の平坦面には長手方向に沿って溝19Aが形成され、この溝でヒータ15を支持している。
The
ヒータ15は、アルミナ、窒化アルミ等のセラミックを主成分とする薄板状のヒータ基板15Aを有する。このヒータ基板15Aのフィルム16側のフィルム摺動面には、銀、パラジウム等を主成分とした通電発熱抵抗体15Bがヒータ基板の長手方向に沿ってパターン印刷されている。またフィルム摺動面には、通電発熱抵抗体15Bに通電するための導電部15Cと、この導電部を介して通電発熱抵抗体に給電するための電極部15Dがパターン印刷されている。更にフィルム摺動面には、ガラス又はフッ素樹脂、ポリイミド等の耐熱樹脂を主成分とする保護層15Eが通電発熱抵抗体15Bを覆うように設けられている。
The
フィルム16は、フィルムの内周長がフィルムガイド19の外周長より長くなるように筒状に形成され、フィルムガイドに無張力にてルーズに外嵌されている。フィルム16の
層構成及び材質に関しては後述する。
The
フィルムガイド19に外嵌されたフィルム16は、加圧ローラ30と並列に配設され、フィルムガイド19は、長手方向両端部が加圧バネ42で加圧ローラの母線方向と直交する水平方向へ付勢されている。フィルムガイド19に支持されたヒータ15は、加圧バネ42の加圧力によってフィルム16を加圧ローラ30の外周面(表面)に加圧状態に接触させる。これにより加圧ローラ30の弾性層30Bが潰れて弾性変形し、加圧ローラ30表面とフィルム16の外周面(表面)とで所定幅のニップ部N(図2(a)参照)が形成される。
The
図2(a)において、符号43はニップ部Nに記録材Pを案内するガイドである。符号44はニップ部Nから排出される記録材Pを案内するガイドである。
In FIG. 2A,
図2(a)、(c)を参照して、定着装置109の加熱定着処理動作を説明する。画像形成装置に備えるモータ(不図示)の駆動力が加圧ローラ30の芯金30Aの長手方向端部に設けられたギア(不図示)に伝達され、これにより加圧ローラ30は矢印方向へ回転する。フィルム16は、フィルム16の内周面(内面)がヒータ15の保護層15Eと摺動しながら加圧ローラ30の回転に追従して矢印方向へ回転する。
With reference to FIGS. 2A and 2C, the heat fixing processing operation of the fixing
ヒータ15の通電発熱抵抗体15Bには商用電源203よりトライアック202を介して通電され、これにより通電発熱抵抗体が発熱してヒータは昇温する。ヒータ基板15Aのフィルム非摺動面の温度をモニタする温度検知素子201の検知温度が定着温度(目標温度)を維持するように、トライアック202はCPUとRAMやROMなどのメモリからなる制御部200によって制御される。
The
未定着トナー画像Tを担持する記録材Pは、ガイド43によってニップ部Nに案内される。そして、記録材Pはニップ部Nで挟持搬送されながら未定着トナー画像Tにヒータ15の熱とニップ部の圧力が印加され、これにより未定着トナー画像Tが記録材P上に加熱定着される。ニップ部Nを出た記録材Pは、ガイド44によって案内されローラ111へと送られる。
The recording material P carrying the unfixed toner image T is guided to the nip portion N by the
(3)フィルム16
フィルム16は外径が18mmの円筒形状であり、厚み120μmの基層16Aの上に厚み30μmのPFAからなる離型層16Bを設けてある(図3)。本発明の基層16Aの総厚みの平均値は50乃至400μmの範囲にあることが好ましく、70乃至200μmの範囲にあることがより一層好ましい。定着フィルムの厚みが薄すぎると、厚みを均一にするのが難しくなる傾向にある。一方、定着フィルムの厚みが厚すぎると、柔軟性が低下する傾向にある。フィルム16は加圧ローラ30によって15kgの加圧力でヒータ15に押し付けられながら、外周面が170mm/secの速度で連れまわされている。
(3)
The
基層16Aは熱可塑性樹脂を主成分としている。熱可塑性樹脂は熱硬化性樹脂のように熱硬化の工程を必要としないため、フィルム16を製造する際には、押出し成形法、射出成形法、ブロー成形法、インフレーションフィルム成形法等公知の容易な方法を用いることができる。本実施例ではフィルム16の製造方法は、押出し成形法とした。
The
熱可塑性樹脂は、結晶性からPEEK等の結晶性樹脂とスルホン化ポリエーテルイミド(スルホン化PEI)、ポリフェニルサルホン(PPSU)等の非結晶性樹脂の2つに大別される。本実施例では、基層16Aの材料として、結晶性樹脂を体積比率で70%、非結晶性樹脂(非晶性樹脂)を体積比率で30%の割合で混合したブレンド樹脂を用いた。結晶性樹脂としてはPEEK(Victrex社製、381G、Tg=143℃)、非結
晶性樹脂としてはスルホン化PEI(SABIC社製、Ultem XH6050、Tg=247℃)を用いた。
Thermoplastic resins are roughly classified into two types, crystalline resins such as PEEK, and amorphous resins such as sulfonated polyetherimide (sulfonated PEI) and polyphenylsulfone (PPSU). In this example, as the material of the
基層16Aには、画像形成中のチャージアップに伴う懸念がある場合、及び機械的強度向上が必要な場合は、フィラーを添加しても良い。添加するフィラーとしては、たとえば、カーボンブラック、黒鉛粉末、カーボンナノチューブ、金属粉末、および、酸化金属ウィスカーなどが挙げられる。これらの中でも、機械的性質などの観点から、カーボンブラックが特に好ましい。カーボンブラックとしては、たとえば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、および、チャンネルブラックを挙げることができる。これらのカーボンブラックは、1種類のみ用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。フィラーの粒径は3nm以上1000nm未満であるが、より好ましくは5nm以上300nm未満である。フィラーの粒径が小さすぎると樹脂に添加する際のハンドリングが難しくなる場合がある。フィラーの粒径が大きすぎるとフィルム状に成形することが困難となる場合がある。また、フィラーの樹脂組成物中のフィラーの割合は、熱可塑性樹脂100質量部に対して1質量部以上40質量部以下であるが、より好ましくは3質量部以上20質量部以下である。フィラーの割合が大きすぎると、定着フィルムの脆性が高くなることにより機械特性が低下する場合がある。フィラーの割合が小さすぎると、定着フィルムの体積抵抗率が高くなりすぎる場合がある。また、フィルム16は、アニール処理を行うことにより成型時の残留応力を除去すると共に、必要な初期強度と耐熱性を得る為に結晶化処理を施したものを使用した。
A filler may be added to the
次に定着装置109の加熱定着処理動作時におけるフィルム16の温度状態について説明する。定着フィルム16は、用いられる記録材Pの厚みやサイズにもよるが、画像形成時には約80℃から約240℃の範囲まで加熱される。
Next, the temperature state of the
例として、記録材Pとして坪量が80g/cm2のA4サイズ紙(Canon社製、RedLabel 80)を使用した際のフィルム16の温度推移を図4に示す。フィルム16の温度は記録材Pがニップ部Nに到達するまでにヒータ15によって165℃まで上昇させられる。そして記録材Pがニップ部Nを通過している間はフィルム16の温度は165℃となっている。
As an example, FIG. 4 shows the temperature transition of the
(4)比較例における疲労割れとスリップ
比較例としての従来のフィルム16は、基層の材料として結晶性樹脂のみ、あるいは、非結晶性樹脂のみを用いている。フィルム16の基層の材料として結晶性樹脂のみを用いた場合は、削れを満たすことができず、フィルム16の基層の材料として非結晶性樹脂のみを用いた場合は、疲労割れを満たすことができない。
(4) Fatigue cracking and slip in the comparative example The
まず、比較例における疲労割れについて具体的に説明する。フィルム16は、ニップ部Nにおいて加圧ローラ30から力を受けているため、周方向の位置によって曲率が異なる。そのため、フィルム16が回転する際には繰り返し屈曲させられる。例えばフィルム16の材料を非結晶性樹脂のみとした場合は使用する場合は、この繰り返し屈曲によって割れ(所謂疲労割れ)が発生することがある。なぜなら、非結晶性樹脂は一般的に繰り返し曲げ疲労に弱いためである。
First, the fatigue crack in a comparative example is demonstrated concretely. Since the
次に、比較例におけるフィルム16の削れについて具体的に説明する。フィルム16は、165℃という温度(処理温度)でヒータ15と摺動する。例えばフィルム16の材料を単一の熱可塑性樹脂とした場合は、フィルム16が熱可塑性樹脂のガラス転移点Tgを超えるとフィルム削れが急激に悪くなってしまう(図5)。これは、ガラス転移点Tgを超えると非晶部の分子の動きが活発化し、急激に柔らかくなってしまうからである。このフィルム削れが大きいと、その削れ粉の粘性によってフィルム16とヒータ15の摩擦抵
抗が大きくなり、フィルム16がローラに追従して回らなくなるスリップが発生することがある。スリップが発生すると熱が記録材Pに伝わる際にムラとなり、画像の光沢ムラとなってしまう。結晶性樹脂は、非結晶性樹脂より疲労割れに強いものの、非結晶性樹脂よりもガラス転移点Tgが低いことが多い。つまり、比較例としての従来のフィルム16は、削れと疲労割れを両立できない。
Next, the shaving of the
(5)フィルム16の疲労割れ及びスリップの抑制
まず、本実施例の疲労割れ抑制効果を説明する。PEEKとスルホン化PEIのブレンド樹脂を押出し成形した厚さ120μmのフィルムのブレンド比率と165℃における耐折強さの関係を図6に示す。耐折強さは、フィルムを熱風で165℃に加熱しながら試験を行うことを除き、JIS−P8115(2001年)に準拠して測定した。測定結果より、耐折強さはPEEKの体積比率が30〜70%の間の領域で大きく変化し、それ以外の領域ではあまり変化していないことが分かる。つまり、PEEKの体積比率を70%以上とすることで、耐折強さをPEEKの体積比率が100%の場合とほぼ同等のレベルまで向上できる。
(5) Suppression of fatigue crack and slip of
また、PEEKとスルホン化PEIのブレンド樹脂を押出し成形した厚さ120μmのフィルムをTEMで観察すると、PEEK相60aとスルホン化PEI相60bの分散状態がPEEKの体積比率によって図7に示すように変化することが分かった。図7(a)は、PEEKの体積比率≦30%における相構成、図7(b)は、30%<PEEKの体積比率<70%における相構成、図7(c)は、70%≦PEEKの体積比率における相構成の模式図をそれぞれ示す。
Further, when a 120 μm thick film obtained by extruding a blend resin of PEEK and sulfonated PEI is observed with a TEM, the dispersion state of the
ここで、PEEKの体積比率を70%以上とし、図7(c)に示す相構成とすることで耐折強さを向上できる理由を、本発明者らは以下のように推定している。非結晶性樹脂であるスルホン化PEIは繰り返し曲げ疲労に弱いため、スルホン化PEI相60bがクラックの起点となり易い。スルホン化PEI相60bが島状に分散・点在している場合は、スルホン化PEIにクラックが発生したとしても、PEEK相60aでクラックの進展が抑制されるため、すぐには疲労割れに至らない。反対にスルホン化PEI相60bが連続的に繋がっている場合は、PEEK相60aを介すことなくスルホン化PEI相60bのみでクラックが進展してゆくため、疲労割れが悪くなる。
Here, the present inventors estimate the reason why the bending strength can be improved by setting the volume ratio of PEEK to 70% or more and adopting the phase configuration shown in FIG. 7C. Since the sulfonated PEI that is an amorphous resin is susceptible to repeated bending fatigue, the sulfonated
次に、本実施例の削れ抑制効果を説明する。PEEKとスルホン化PEIのブレンド樹脂を押出し成形した厚さ120μmのフィルムのブレンド比率と165℃における削れ量の関係を図8に示す。削れ量は、本実施例の定着器109のフィルム16のブレンド比率を変更した構成において、フィルム16の温度が165℃となるようにヒータ15を加熱しながらローラ105を120時間回転させたときの、フィルム16の重量変化とした。測定結果より、削れ量はPEEKの体積比率が100〜90%の間の領域で大きく変化し、それ以外の領域ではあまり変化していないことが分かる。特に、PEEKの体積比率が100〜99%の間の領域で削れ量は大きく変化している。つまり、PEEKにスルホン化PEIが少しでもブレンドされていれば、耐磨耗性を向上できる。この理由を、本発明者らは以下のように推定している。
Next, the scraping suppressing effect of the present embodiment will be described. FIG. 8 shows the relationship between the blend ratio of a 120 μm-thick film obtained by extruding a blend resin of PEEK and sulfonated PEI and the amount of abrasion at 165 ° C. The amount of scraping is obtained when the
本実施例のポリマーブレンドのブレンド材は、フィルム16の加熱処理時の使用温度である165℃に対して、低い温度のガラス転移点Tg(143℃)を持つPEEKと、高い温度のガラス転移点Tg(247℃)を持つスルホン化PEIを選定している。よって、フィルム16は使用温度である165℃において、PEEK相60aは柔らかく、スルホン化PEI相60bは硬い状態となっている。そのため、フィルム16は、使用するうちにPEEK相60aが優先的に削れ、図9に示すように、スルホン化PEI相60bがPEEK相60aの表面よりも突出する表面状態となる。これにより、硬いスルホン化P
EI相60bがヒータ15からの力の大部分を受けるようになる。その後は、柔らかいPEEK相60aはヒータ15から力を受けにくくなるため、PEEK相60aの削れが進行しにくくなる。
The blend material of the polymer blend of this example has PEEK having a glass transition point Tg (143 ° C.) at a low temperature and a glass transition point at a high temperature with respect to 165 ° C., which is a use temperature at the time of heat treatment of the
The
以上より、本実施例では、フィルム16の基層16Aに用いるブレンド樹脂における結晶性樹脂(A)と非晶性樹脂(B)の混合体積比率(A/B)を、70/30〜99/1としている。実際に、本実施例による疲労割れ抑制効果及び、スリップ抑制効果の確認を行った。具体的には、本実施例の構成における50000枚通紙時の疲労割れと50000枚通紙時のスリップを評価した。通紙した紙はRedLabel 80とした。比較例1として、実施例1の基層16Aの材料である熱可塑性樹脂の混合体積比率(%)をPEEK/スルホン化PEI=100/0、50/50、0/100と変えたものを用意した。評価結果を表1に示す。表1に示すように、実施例1は疲労割れ及びスリップの両方を抑制できていることがわかる。
As described above, in this example, the mixing volume ratio (A / B) of the crystalline resin (A) and the amorphous resin (B) in the blend resin used for the
(表1)
(Table 1)
(実施例2)
本発明の実施例2に係るフィルムについて説明する。ここでは、主として上記実施例1と異なる点についてのみ説明し、実施例1と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。ここで説明しない事項については、実施例1と同様である。
(Example 2)
A film according to Example 2 of the present invention will be described. Here, only differences from the first embodiment will be mainly described, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Matters not described here are the same as those in the first embodiment.
本実施例は、基層16Aの材料として、結晶性樹脂としてポリエーテルケトンエーテルケトンケトン(PEKEKK)、非結晶性樹脂としてPPSUを用いた点を除いて、すべて実施例1と同じ構成としている。具体的には、本実施例においても、基層16Aの材料として、結晶性樹脂を体積比率で70%、非結晶性樹脂を体積比率で30%の割合で混合したブレンド樹脂を用いた。そして、結晶性樹脂として、PEKEKK(Victrex社製、HT、Tg=162℃)、非結晶性樹脂としてPPSU(ソルベイアドバンストポリマーズ社製、レーデルR R−5000、Tg=220℃)を用いた。
This example has the same configuration as that of Example 1 except that polyether ketone ether ketone ketone (PEKEKK) is used as the crystalline resin and PPSU is used as the amorphous resin as the material of the
実際に、本実施例による疲労割れ抑制効果及び、スリップ抑制効果の確認を行った。評価方法は、実施例1で行ったものと同じである。比較例2として、実施例2の基層16Aの材料である熱可塑性樹脂の混合体積比率(%)をPEKEKK/PPSU=100/0、50/50、0/100と変えたものを用意した。評価結果を表2に示す。
Actually, the fatigue crack suppression effect and the slip suppression effect according to this example were confirmed. The evaluation method is the same as that performed in Example 1. As Comparative Example 2, a mixture was prepared by changing the mixing volume ratio (%) of the thermoplastic resin, which is the material of the
(表2)
(Table 2)
実施例2は疲労割れ及びスリップの両方を抑制できていることがわかる。つまり、PEKEKKとPPSUのブレンド樹脂においても、結晶性樹脂の体積比率70%以上とすることで、疲労割れ及びスリップの両方を抑制できるといえる。 It can be seen that Example 2 can suppress both fatigue cracking and slipping. That is, it can be said that both fatigue cracking and slipping can be suppressed by setting the volume ratio of the crystalline resin to 70% or more even in the blended resin of PEKEKK and PPSU.
尚、本実施例のように、基層16Aの材料としての結晶性樹脂と非結晶性樹脂の組合せはPEKEKKとPPSUに限定されず、結晶性樹脂より非結晶性樹脂のTgが高い組合せであればよい。
As in this embodiment, the combination of the crystalline resin and the non-crystalline resin as the material of the
また、基層16Aはトナーの成分等が付着した場合に劣化することがあるため、結晶性樹脂としては耐薬品性に優れた結晶性ポリアリールエーテルケトン樹脂がよい。結晶性ポリアリールエーテルケトン樹脂とは1つ以上のアリール基、1つ以上のエーテル基および1つ以上のケトン基を含むモノマ単位を含有するホモポリマ、共重合体、ターポリマ、グラフト共重合体などを含む結晶性樹脂である。例えば、PEEK、PEKEKK、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、ポリアリールエーテルケトンエーテルケトンケトン(PAEKEKK)、ポリアリルエーテルケトン(PAEK)、ポリアリルエーテルエーテルケトン(PAEEK)、ポリエーテルエーテルケトンケトン(PEEKK)、ポリアリールエーテルケトンケトン(PAEKK)、ポリアリールエーテルエーテルケトンケトン(PAEEKK)などから選択することができる。融点が低いと、基層16aを製造する際の樹脂溶融温度が低くでき、製造が容易となることから、結晶性樹脂としてはPEEKを用いることが特に望ましい。また、結晶性ポリアリールエーテルケトン樹脂を用いる場合、非結晶性樹脂としては結晶性ポリアリールエーテルケトン樹脂のガラス転移点Tgより十分に高いガラス転移点Tgをもつ樹脂が望ましい。そのような樹脂としては、例えば、スルホン化PEI、PPSU、PESU、ポリスルホン(PSU)等が挙げられる。中でもスルホン化PEIは特に高いガラス転移点Tgをもつため、基層16Aの材料として用いた場合、幅の狭い記録材Pのスループットを制限することを少なくできるメリットがある。この理由について、以下に説明する。
Further, since the
幅の狭い記録材Pを通紙した場合は、フィルム16の長手方向における非通紙部の温度が通紙部の温度よりも高くなる。そのとき、フィルム16の非通紙部の温度が非結晶性樹脂のガラス転移点Tgを超えないように、記録材Pのスループットを遅くしなければならない。なぜなら、そのフィルム16の非通紙部の温度が非結晶性樹脂のガラス転移点Tgを超えると、フィルム16は剛性が急激に低下し、破壊に至ることがあるからである。よって非結晶性樹脂にガラス転移点Tgの高いスルホン化PEIを用いることで、記録材Pのスループットを制限することを少なくできる。
When a narrow recording material P is passed, the temperature of the non-sheet passing portion in the longitudinal direction of the
また、基層16Aの材料として、複数の結晶性樹脂を用いてもよいし、複数の非結晶性樹脂を用いても良い。また、例えば、結晶性樹脂としてはPEEK、PEK、PEKEKKの何れか1つ、或いは、複数と、非結晶性樹脂としてはスルホン化PEI、PPSU、PESUの何れか1つ、或いは、複数との組み合わせでもよい。
In addition, as the material of the
また、実施例1及び実施例2のフィルム16は、フィルム16の内側に熱源を有する構成で使用されるものについて説明したが本発明はかかる構成で使用されるものに限定されない。フィルム16が結晶性樹脂のTg以上で繰り返し屈曲し、かつ、フィルム16が結晶性樹脂のTg以上でニップ部形成部材15と摺動する構成であれば何でも良い。例えば、図10に示すように、芯金60Aに熱源61を内包した構成であってもよい。また、例えば、図11に示すように、加圧ローラ30の外周面を加熱する熱源62を有する構成であってもよい。
Moreover, although the
上記各実施例では、本発明を記録材に画像を加熱定着させる加熱定着装置に適用した例を示したが、本発明の適用範囲はこれに限られない。例えば、加熱によって記録材の表面につやを出す等の記録材表面を改質するための像加熱装置、仮定着させるための像加熱装置、被加熱材の加熱乾燥装置、加熱ラミネート装置など、被加熱材に加熱処理を施すための装置に広く適用できる。 In each of the above-described embodiments, an example in which the present invention is applied to a heat fixing apparatus that heat-fixes an image on a recording material has been described. However, the scope of application of the present invention is not limited thereto. For example, an image heating device for modifying the surface of the recording material, such as polishing the surface of the recording material by heating, an image heating device for assumed attachment, a heating drying device for a heated material, a heating laminating device, etc. The present invention can be widely applied to an apparatus for performing a heat treatment on a heating material.
尚、本発明において、ブレンド樹脂の混合体積比率の確認手法に特に制限はない。例えば、基層16Aを所定の方向で切断して超薄切片を作成し、四酸化ルテニウム(RuO4)等により染色して、TEM(透過電子顕微鏡)で観察するなどの公知の方法を用いることができる。例えばこの手法の場合、基層16Aの切断面における、基層16Aの材料である各樹脂相の面積比率が、混合体積比率となる。
In the present invention, the method for confirming the mixing volume ratio of the blend resin is not particularly limited. For example, a known method such as cutting the
100…画像形成装置、109…定着器(定着装置、像加熱装置)、16…フィルム、16A…基層、16B…離型層、60a…PEEK相(結晶性樹脂)、60b…スルホン化PEI相(非晶性樹脂)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記発熱部材との摺動面は、結晶性樹脂からなる面上に、前記結晶性樹脂のガラス転移点よりも高いガラス転移点を有する非晶性樹脂からなる部分が点在しており、
前記結晶性樹脂が、結晶性ポリアリールエーテルケトン樹脂であることを特徴とするフィルム。 A film used for heat treatment of a recording medium on which an image is formed, and a flexible tubular film that slides while being pressed against a heat generating member used for the heat treatment,
The sliding surface with the heating member is dotted with a portion made of an amorphous resin having a glass transition point higher than the glass transition point of the crystalline resin on the surface made of the crystalline resin ,
The film characterized in that the crystalline resin is a crystalline polyaryletherketone resin .
前記非晶性樹脂のガラス転移点は、前記加熱処理の処理温度よりも高い、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のフィルム。 The glass transition point of the crystalline resin is lower than the processing temperature of the heat treatment,
The glass transition point of the amorphous resin is higher than the processing temperature of the heat treatment,
The film according to claim 1, wherein the film is a film.
請求項1〜6のいずれか1項に記載のフィルムと、
前記フィルムを加熱するための前記発熱部材と、
を備えたことを特徴とする像加熱装置。 An image heating apparatus that heats a recording medium on which an image is formed,
The film according to any one of claims 1 to 6 ,
The heating member for heating the film;
An image heating apparatus comprising:
請求項7に記載の像加熱装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus for forming an image on a recording medium,
An image forming apparatus comprising the image heating apparatus according to claim 7 .
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