JP6909040B2 - Fixing member for electrophotographic, fixing device and electrophotographic image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真用の定着部材、並びに、該定着部材を備えた定着装置および電子写真画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing member for electrophotographic, and a fixing device and an electrophotographic image forming device provided with the fixing member.
電子写真画像の形成装置における定着工程においては、紙の如き記録媒体上の未定着のトナーを溶融させて定着させる際に、溶融したトナーが定着部材の表面に付着する、所謂「オフセット」と称する現象が生じる場合がある。
このような現象を抑制するために、特許文献1では、定着ローラと、加圧ローラと、定着ローラの表面へのオイル塗布機構と、加圧ローラに当接するクリーニング手段とを有する定着装置を開示している。
In the fixing step in the electrophotographic image forming apparatus, when unfixed toner on a recording medium such as paper is melted and fixed, the melted toner adheres to the surface of the fixing member, which is called "offset". The phenomenon may occur.
In order to suppress such a phenomenon, Patent Document 1 discloses a fixing device having a fixing roller, a pressure roller, an oil application mechanism on the surface of the fixing roller, and a cleaning means for contacting the pressure roller. is doing.
特許文献1に係る、定着ローラの表面へのオイル塗布機構は、電子写真画像形成装置の小型化への障害となり得る。そこで、本発明者らは、オイル塗布機構の如き装置に因らずに、長期にわたって高いトナー離形性を維持し得る定着部材の開発が必要であるとの認識を持つに至った。
そこで、本発明の一態様は、トナー離型性に優れ、長期に亘って高品位な定着画像を形成し得る電子写真用の定着部材の提供に向けたものである。
また、本発明の他の態様は、高品位な電子写真画像を、安定して形成し得る定着装置および電子写真画像形成装置の提供に向けたものである。
The oil coating mechanism on the surface of the fixing roller according to Patent Document 1 can be an obstacle to miniaturization of the electrophotographic image forming apparatus. Therefore, the present inventors have come to recognize that it is necessary to develop a fixing member capable of maintaining high toner releasability for a long period of time regardless of a device such as an oil coating mechanism.
Therefore, one aspect of the present invention is to provide a fixing member for electrophotographic, which is excellent in toner releasability and can form a high-quality fixing image for a long period of time.
In addition, another aspect of the present invention is aimed at providing a fixing device and an electrophotographic image forming device capable of stably forming a high-quality electrophotographic image.
本発明の一態様によれば、基層と、弾性層と、表面層と、を有する電子写真用の定着部材であって、
該弾性層は、パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルと、フッ素ゴムと、を含み、
該表面層は、環状パーフルオロポリエーテル構造を有する非晶質フッ素樹脂の膜からなり、
該膜は、複数の孔を有する多孔質構造を有し、該複数の孔は、パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルを保持し、
該定着部材は、下記の条件(i)を満たす電子写真用の定着部材が提供される:
[条件(i)]該表面層の表面から、少なくとも、該表面層が含むフッ素オイルの全質量に相当する質量の該フッ素オイルを吸収して除去し、引き続いて、該表面層の表面に対して、水晶振動子マイクロバランス(QCM)センサの検出面を0.4MPaの圧力で、温度180℃にて、50msec間、押圧したときに該検出面の単位面積(1cm2)に付着する該フッ素オイルを含む付着物の質量が、1.0×102ng以上5.0×103ng未満である。
According to one aspect of the present invention, it is an electrophotographic fixing member having a base layer, an elastic layer, and a surface layer.
The elastic layer contains fluorooil having a perfluoropolyether structure and fluororubber.
The surface layer is composed of an amorphous fluororesin film having a cyclic perfluoropolyether structure.
The membrane has a porous structure with a plurality of pores, and the plurality of pores retain a fluorine oil having a perfluoropolyether structure.
As the fixing member, a fixing member for electrophotographic that satisfies the following condition (i) is provided:
From the condition (i)] of the surface layer surface, at least, to absorb the weight of the fluorine oil surface layer corresponds to the total mass of including fluorine oil was removed, subsequently, the surface of the surface layer in contrast, the detection surface of the quartz crystal microbalance (QCM) sensor at a pressure of 0.4 MPa, at a temperature 180 ° C., which adheres between 50 msec, the unit area of the detection plane (1 cm 2) when pressed The mass of the deposit containing fluorine oil is 1.0 × 10 2 ng or more and less than 5.0 × 10 3 ng.
本発明の他の態様によれば、上記定着部材を有する定着装置が提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電装置と、該帯電した像担持体に露光光を照射して静電潜像を形成する露光装置と、該像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する現像装置と、該像担持体に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、該記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着装置と、を有し、該定着装置が上記定着装置である電子写真画像形成装置が提供される。
According to another aspect of the present invention, a fixing device having the fixing member is provided.
According to still another aspect of the present invention, an image carrier, a charging device that charges the image carrier, and an exposure device that irradiates the charged image carrier with exposure light to form an electrostatic latent image. A developing device that develops an electrostatic latent image formed on the image carrier with toner to form a toner image, a transfer device that transfers the toner image formed on the image carrier to a recording medium, and the recording. Provided is an electrophotographic image forming apparatus having a fixing device for fixing a toner image transferred to a medium, the fixing device being the fixing device.
本発明の一態様によれば、トナー離型性に優れ、長期に亘って高品位な定着画像を形成し得る電子写真用の定着部材を得ることができる。
また、本発明の他の態様によれば、高品位な電子写真画像を、安定して形成し得る定着装置および電子写真画像形成装置を得ることができる。
According to one aspect of the present invention, it is possible to obtain a fixing member for electrophotographic which is excellent in toner releasability and can form a high-quality fixing image for a long period of time.
Further, according to another aspect of the present invention, it is possible to obtain a fixing device and an electrophotographic image forming device capable of stably forming a high-quality electrophotographic image.
本発明者等は、定着部材の表面に離型性に優れるフッ素オイルを徐々に供給する機能を、未定着トナーと直接接する該定着部材自体に担持させることについて検討を重ねた。その結果、弾性層と表面層とを備え、それぞれが以下の如き機能を有する定着部材とすることで定着部材の表面に離型性に優れるフッ素オイルが徐々に供給(放出)されることがわかった。
すなわち、弾性層は、フッ素オイルがその層中に適度に保持されるような構成とすることでオイルの貯蔵層としての機能を有する。また、表面層は、弾性層の外表面上に設けられてなり、複数の孔を有する多孔質構造を備えることで、該弾性層中に含まれるフッ素オイルを定着部材の表面側に徐々に移行し得る、オイル透過性を有する層としての機能を有する。
これらの機能を有する弾性層および表面層を備える定着部材によれば、弾性層に貯蔵されたフッ素オイルが表面層中を移行して定着部材の表面に徐々に放出されるため、フッ素オイルを長期に亘って定着部材の表面に供給することができることがわかった。
The present inventors have repeatedly studied to support the function of gradually supplying fluorine oil having excellent releasability to the surface of the fixing member on the fixing member itself which is in direct contact with the unfixed toner. As a result, it was found that by providing a fixing member having an elastic layer and a surface layer and each having the following functions, fluorine oil having excellent mold releasability is gradually supplied (released) to the surface of the fixing member. rice field.
That is, the elastic layer has a function as an oil storage layer by being configured so that the fluorine oil is appropriately retained in the layer. Further, the surface layer is provided on the outer surface of the elastic layer, and by providing a porous structure having a plurality of pores, the fluorine oil contained in the elastic layer is gradually transferred to the surface side of the fixing member. It has a function as a layer having oil permeability.
According to the fixing member provided with the elastic layer and the surface layer having these functions, the fluorine oil stored in the elastic layer migrates through the surface layer and is gradually released to the surface of the fixing member, so that the fluorine oil can be used for a long period of time. It was found that it can be supplied to the surface of the fixing member.
[電子写真用の定着部材]
以下、本発明の一実施形態に係る電子写真用の定着部材について図1を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明の一態様にかかる、ローラ形状を有する定着部材10(以下、「定着ローラ」ともいう)の長手方向に直交する方向の断面図である。なお、定着部材の形状はローラ形状に限定されるものではなく、ベルト形状であってもよい。
定着ローラ10は、円筒形状の基層11と、弾性層12と、表面層13と、を有する。弾性層12は、パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルと、フッ素ゴムと、を含んでいる。また、表面層13は、フッ素樹脂と、パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルと、を含み、かつ、複数の孔を有する多孔質構造を有している。
[Fixing member for electrograph]
Hereinafter, the fixing member for electrophotographic according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
The
そして、定着ローラ10は、下記の条件(i)を満たす:
[条件(i)]該表面層13の表面から、少なくとも、該表面層13が含む該フッ素オイルの全質量に相当する質量の、パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルを吸収して除去し、引き続いて、該表面層の表面に対して、水晶振動子マイクロバランス(QCM)センサの検出面を0.4MPaの圧力で、温度180℃にて、50msec間、押圧したときに該検出面の単位面積(1cm2)に付着する、パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルを含む付着物の質量が、1.0×102ng以上5.0×103ng未満である。
すなわち、条件(i)を満たすことは、初期状態の表面層13に含まれるパーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルに相当する量が定着ローラ10から失われた場合であっても、圧力0.4MPa、温度180℃、押圧時間50msec間の如き一般的な定着条件で定着することで、弾性層12に貯蔵されているパーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルが表面層13に移行し、その際に表面層13の表面から被定着物(定着画像)に付着するパーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルの量が、適切な範囲内に制御されているという技術的意味を有する。
Then, the
[Condition (i)] Fluorine oil having a perfluoropolyether structure having a mass corresponding to at least the total mass of the fluorine oil contained in the
That is, the condition (i) is satisfied even when the amount corresponding to the fluorine oil having a perfluoropolyether structure contained in the
ここで、パーフロオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルを含む弾性層12は、フッ素オイルの貯蔵層として機能している。また、表面層13は、複数の孔を有する多孔質構造を有しており、オイル透過性を有する層として機能しているため、弾性層12中のフッ素オイルが該多孔質構造を通過して定着部材10の表面に移行する。弾性層12中のフッ素オイルや初期に多孔質構造に保持されていたフッ素オイルは、定着部材10表面に移行してトナーの離型剤として機能する。この際、多孔質構造の孔径が微細であるため、定着部材10表面に移行するオイル量が微量となるように制御することができる。また、初期に多孔質構造に保持されていたフッ素オイルが長期使用で消失した後でも、熱および圧力が加わることによって弾性層12からフッ素オイルが供給されるため、長期に亘る使用においてもトナーの離型性を担保できる。さらに、定着部材10の表面に供給されるフッ素オイルが微量であるため、フッ素オイルが過剰に存在することにより発生する定着画像の品質の劣化を抑制することができる。
Here, the
以下、定着部材を構成する各層についてより詳細に説明する。
(基層)
ローラ形状の定着部材の場合、円筒形状の基層を構成する材料としては特に限定されないが、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮、銅等の金属、ガラス、セラミックス等が挙げられる。
また、シームレスベルト形状の定着部材の場合、ベルト状の基層を構成する材料としては特に限定されないが、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等の樹脂;ニッケル、ステンレス鋼等の金属が挙げられる。
Hereinafter, each layer constituting the fixing member will be described in more detail.
(Base layer)
In the case of the roller-shaped fixing member, the material forming the cylindrical base layer is not particularly limited, and examples thereof include metals such as aluminum, stainless steel, brass, and copper, glass, and ceramics.
Further, in the case of a seamless belt-shaped fixing member, the material constituting the belt-shaped base layer is not particularly limited, and examples thereof include resins such as polyimide, polyamide and polyamideimide; and metals such as nickel and stainless steel.
(フッ素オイル)
弾性層および表面層に含まれるフッ素オイルは、パーフルオロポリエーテル構造を有する。パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイル(以下、単にフッ素オイルと称する場合もある。)は、パーフルオロポリエーテル構造を有していれば特に制限はない。例えば、F(CF2CF2CF2O)mRf、F(CF(CF3)CF2O)mRf、Rf(OCF2CF2)m(OCF2)nORf、Rf(OCF(CF3)CF2)m(OCF2)nORfのような、直鎖構造のみ、もしくは分岐構造を一部有するものから適宜選択される。ここで、Rfはそれぞれ任意のパーフルオロアルキル基を表す。m、nはそれぞれ独立に1〜200の任意の整数を表す。この中でも耐熱性を有するものが特に好ましい。例えば、大気中、250℃で1時間加熱した後の重量減少率が、10%未満のフッ素オイルが好ましく、5.0%未満であることがより好ましく、1.0%未満であることが特に好ましい。
(Fluorine oil)
The fluorine oil contained in the elastic layer and the surface layer has a perfluoropolyether structure. The fluorine oil having a perfluoropolyether structure (hereinafter, may be simply referred to as fluorine oil) is not particularly limited as long as it has a perfluoropolyether structure. For example, F (CF 2 CF 2 CF 2 O) m R f , F (CF (CF 3 ) CF 2 O) m R f , R f (OCF 2 CF 2 ) m (OCF 2 ) n OR f , R f (OCF (CF 3 ) CF 2 ) m (OCF 2 ) n OR f , which has only a linear structure or a part of a branched structure, is appropriately selected. Here, R f represents an arbitrary perfluoroalkyl group, respectively. m and n each independently represent an arbitrary integer of 1 to 200. Of these, those having heat resistance are particularly preferable. For example, the weight loss rate after heating at 250 ° C. for 1 hour in the air is preferably less than 10%, more preferably less than 5.0%, and particularly less than 1.0%. preferable.
(表面層)
表面層は、フッ素樹脂と、パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルと、を含み、かつ、複数の孔を有する多孔質構造を備えている。フッ素オイルは多孔質構造の孔内に保持されていて、その一部は定着の際に表面層の表面に移行し、被定着物(定着画像)に付着することで表面層から失われる。一方、定着の際には弾性層に貯蔵されているフッ素オイルの一部が表面層に移行するため、多孔質構造の孔内に新たなフッ素オイルが供給され、孔内に保持される。したがって、初期状態(未使用時)において多孔質構造の孔内に保持されているフッ素オイルは、使用に伴って徐々に失われていくが、弾性層から新たなフッ素オイルが補充されるため、長期に亘って多孔質構造の孔内にフッ素オイルが保持された状態が維持される。
(Surface layer)
The surface layer contains a fluororesin and a fluorooil having a perfluoropolyether structure, and has a porous structure having a plurality of pores. Fluorine oil is retained in the pores of the porous structure, and a part of it moves to the surface of the surface layer at the time of fixing and is lost from the surface layer by adhering to the object to be fixed (fixed image). On the other hand, at the time of fixing, a part of the fluorine oil stored in the elastic layer is transferred to the surface layer, so that new fluorine oil is supplied into the pores of the porous structure and held in the pores. Therefore, the fluorine oil held in the pores of the porous structure in the initial state (when not in use) is gradually lost with use, but new fluorine oil is replenished from the elastic layer. The state in which the fluorine oil is retained in the pores of the porous structure is maintained for a long period of time.
フッ素樹脂としては特に制限はないが、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)、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)、ポリクロロテトラフルオロエチレン(PCTFE)、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体(ETFE)、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体(ECTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)等の結晶性フッ素樹脂、また環状パーフルオロポリエーテル構造を有する非晶性フッ素樹脂が挙げられる。 The fluororesin is not particularly limited, but is polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), polychlorotetra. Crystalline fluororesins such as fluoroethylene (PCTFE), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer (ECTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl fluoride (PVF), etc. Also, an amorphous fluororesin having a cyclic perfluoropolyether structure can be mentioned.
これらのうち、パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルとの化学的親和性が高く、溶液状態からの成膜性に優れるという観点から環状パーフルオロポリエーテル構造を有する非晶性フッ素樹脂(環状パーフルオロポリエーテル樹脂)が好ましい。 Of these, an amorphous fluororesin (cyclic par) having a cyclic perfluoropolyether structure has a high chemical affinity with a fluorooil having a perfluoropolyether structure and is excellent in film formation from a solution state. Fluoropolyether resin) is preferable.
本発明者らが鋭意検討した結果、環状パーフルオロポリエーテル構造を有する非晶性フッ素樹脂を成膜すると微細な孔径を有する多孔質体になることを見出した。これは溶液状態から溶剤が揮発する過程で、樹脂成分と溶剤との相分離が起こり易く、その結果、孔が形成されるものと考えている。よって、成膜時の樹脂濃度を変えることにより、孔径も制御することができる。上記したように、この多孔質構造の孔が微細であり、フッ素オイルの表面移行量を微量に制御することに適しているため、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies by the present inventors, it has been found that when an amorphous fluororesin having a cyclic perfluoropolyether structure is formed, a porous body having a fine pore size is formed. It is considered that this is because phase separation between the resin component and the solvent is likely to occur in the process of volatilizing the solvent from the solution state, and as a result, pores are formed. Therefore, the pore size can also be controlled by changing the resin concentration at the time of film formation. As described above, since the pores of this porous structure are fine and suitable for controlling the surface transfer amount of fluorine oil to a very small amount, the present invention has been completed.
また、環状パーフルオロポリエーテル構造を有する非晶性フッ素樹脂とフッ素オイルとの化学的親和性が高いため、定着ニップ時に接触・摺擦を受けても、表面層からフッ素オイルが消失しにくく、耐久性が向上する。さらに、環状パーフルオロポリエーテル構造を有する非晶性フッ素樹脂は溶液状態から成膜するため、積層がしやすく、また塗布した際に一部が下層に染み込み、その状態で硬化するため、接着性が向上する。 In addition, since the amorphous fluororesin having a cyclic perfluoropolyether structure has a high chemical affinity with fluorine oil, the fluorine oil does not easily disappear from the surface layer even if it is contacted or rubbed during the fixing nip. Durability is improved. Furthermore, since the amorphous fluororesin having a cyclic perfluoropolyether structure is formed from a solution state, it is easy to stack, and when it is applied, a part of it soaks into the lower layer and cures in that state, so that it has adhesiveness. Is improved.
表面層の表面におけるパーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルの量は、水晶振動子を用いて測定することができる。水晶振動子はng〜μgオーダーの質量が測定できる感度を有する。水晶振動子は水晶の結晶を極薄い板上にカットし、両側に金属薄膜を取り付けた構造になっており、両側の金属電極に交流電場を印加すると水晶の逆圧電効果により一定の周波数(共振周波数)で振動するという性質を有する。金属薄膜上に微量の物質が吸着すると物質の質量に比例して共振周波数が減少するため、微量天秤として利用することができるものである。周波数の変化量と電極上の付着物質の質量は、以下のSauebreyの式(式(a))に従うことが知られている。
この測定方法は、水晶振動子マイクロバランス(Quartz Crystal Microbalance:QCM)法とも称される。
The amount of fluorine oil having a perfluoropolyether structure on the surface of the surface layer can be measured using a crystal oscillator. The crystal unit has a sensitivity capable of measuring a mass on the order of ng to μg. The crystal oscillator has a structure in which crystal crystals are cut on an ultra-thin plate and metal thin films are attached to both sides. When an AC electric field is applied to the metal electrodes on both sides, a constant frequency (resonance) is caused by the inverse piezoelectric effect of the crystal. It has the property of vibrating at (frequency). When a small amount of substance is adsorbed on the metal thin film, the resonance frequency decreases in proportion to the mass of the substance, so that it can be used as a minute balance. It is known that the amount of change in frequency and the mass of the adhering substance on the electrode follow the following Sauebrey's formula (formula (a)).
This measuring method is also referred to as a quartz crystal microbalance (QCM) method.
本発明者等は鋭意検討を重ねた結果、極めて好適な定着部材表面のフッ素オイルの量を見出して本発明を為すに至った。すなわち、以下の方法で算出したフッ素オイルの量を好適な範囲とすることで所期の効果を奏することを知見した。
具体的には、まず、タック試験機TAC−1000(株式会社レスカ製)のステージ部に水晶振動子を載せて、タック試験機のプローブ部に取り付けた定着部材を上部から振動子に押し付ける。定着部材を押し付ける際には、圧力を0.4MPa、押付時間50msec、押し込み量一定モード、押付および引き上げ速度1.0mm/sec、プローブ設定温度180℃の条件で押圧した。そして、このときに水晶振動子検出面の単位面積(1cm2)に付着する、パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルの付着量が、1.0×102ng以上5.0×103ng未満である。
As a result of diligent studies, the present inventors have found an extremely suitable amount of fluorine oil on the surface of the fixing member, and have come up with the present invention. That is, it was found that the desired effect can be obtained by setting the amount of fluorine oil calculated by the following method within a suitable range.
Specifically, first, the crystal oscillator is placed on the stage portion of the tack tester TAC-1000 (manufactured by Reska Co., Ltd.), and the fixing member attached to the probe portion of the tack tester is pressed against the oscillator from above. When pressing the fixing member, the pressure was pressed under the conditions of 0.4 MPa, pressing time 50 msec, constant pressing amount mode, pressing and pulling speed 1.0 mm / sec, and probe set temperature 180 ° C. At this time, the amount of fluorine oil having a perfluoropolyether structure adhering to the unit area (1 cm 2 ) of the crystal oscillator detection surface is 1.0 × 10 2 ng or more and 5.0 × 10 3 ng. Is less than.
上記押圧条件は、定着ニップにおける条件に準ずるものであり、付着量が上記範囲となることで、実機での長期使用においてもフッ素オイル起因の弊害のない定着条件となる。なお、付着量が1.0×102ng未満であると、離型性が低下するためトナーオフセットが発生しやすく、それに伴う画像劣化が発生しやすい。また、付着量が5.0×103ng以上であると、過剰なフッ素オイルに起因したトナーオフセット、過剰なフッ素オイルが画像に移着することによる光沢ムラが発生しやすい。 The above pressing conditions are similar to the conditions for the fixing nip, and when the amount of adhesion is within the above range, the fixing conditions are free from the harmful effects caused by fluorine oil even in long-term use in an actual machine. If the amount of adhesion is less than 1.0 × 10 2 ng, the releasability is lowered, so that toner offset is likely to occur, and the resulting image deterioration is likely to occur. Further, when the amount of adhesion is 5.0 × 10 3 ng or more, toner offset due to excess fluorine oil and uneven gloss due to transfer of excess fluorine oil to the image are likely to occur.
ここで、検出面に付着した付着物が、弾性層中に含まれていたパーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルを含むように、表面層は、弾性層中に含まれているフッ素オイルを当該表面層の厚み方向に通過させるものであることが好ましい。すなわち、表面層が、弾性層中のパーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルを透過させるオイル透過性を有することが好ましい。 Here, the surface layer uses the fluorine oil contained in the elastic layer so that the deposits adhering to the detection surface contain the fluorine oil having a perfluoropolyether structure contained in the elastic layer. It is preferable that the surface layer is passed in the thickness direction. That is, it is preferable that the surface layer has oil permeability for allowing fluorine oil having a perfluoropolyether structure in the elastic layer to permeate.
環状パーフルオロポリエーテル構造を有する非晶性フッ素樹脂として具体的には、下記式(1)〜(3)で示される構造が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
式(1)〜(3)において、n1〜n3およびm1〜m3は1以上の任意の整数であって、目的に応じて適宜選択すればよく特に制限はない。例えば、n1は100以上2000以下、m1は300以上4500以下、n2は100以上2000以下、m2は300以上4500以下、n3は100以上1500以下、m3は100以上1500以下である。 In the formulas (1) to (3), n 1 to n 3 and m 1 to m 3 are arbitrary integers of 1 or more, and may be appropriately selected depending on the intended purpose, and are not particularly limited. For example, n 1 is 100 or more and 2000 or less, m 1 is 300 or more and 4500 or less, n 2 is 100 or more and 2000 or less, m 2 is 300 or more and 4500 or less, n 3 is 100 or more and 1500 or less, and m 3 is 100 or more and 1500 or less. be.
多孔質構造の平均孔径は、1nm以上200nm以下であることが好ましく、さらに10nm以上100nm以下であることが好ましい。平均孔径が1nm以上であると、フッ素オイルの定着部材表面への移行性が高く、長期の使用によって離型性が低下しづらいため好ましい。また平均孔径が200nm以下であると、定着部材表面のフッ素オイルの量が過剰とならず、トナーオフセット、画像濃度ムラ、光沢ムラを抑制すると共に、トナーの粒子が孔に入り込みづらく定着部材への残トナーの発生を抑制できる。 The average pore size of the porous structure is preferably 1 nm or more and 200 nm or less, and more preferably 10 nm or more and 100 nm or less. When the average pore diameter is 1 nm or more, the transferability of the fluorine oil to the surface of the fixing member is high, and the releasability is unlikely to decrease due to long-term use, which is preferable. Further, when the average pore diameter is 200 nm or less, the amount of fluorine oil on the surface of the fixing member does not become excessive, toner offset, image density unevenness, and gloss unevenness are suppressed, and toner particles are hard to enter into the pores to the fixing member. The generation of residual toner can be suppressed.
また、表面層の厚みは10nm以上20μm以下であることが好ましい。表面層の厚みが10nm以上であると、耐久摩耗により表面層が消失することが抑制される。表面層が存在することで、過剰なフッ素オイルを接触対象に供給してしまう弾性層が表面に露出することを抑制でき、光沢ムラや、過剰なフッ素オイルによるトナーオフセットも抑制できる。表面層の厚みが20μm以下であると、熱容量が大きくなりすぎず、定着部材の内部の加熱源からの熱をトナーに充分伝えることができる。 The thickness of the surface layer is preferably 10 nm or more and 20 μm or less. When the thickness of the surface layer is 10 nm or more, the disappearance of the surface layer due to durable wear is suppressed. The presence of the surface layer can prevent the elastic layer that supplies excess fluorine oil to the contact object from being exposed to the surface, and can also suppress uneven gloss and toner offset due to excess fluorine oil. When the thickness of the surface layer is 20 μm or less, the heat capacity does not become too large, and the heat from the heating source inside the fixing member can be sufficiently transferred to the toner.
表面層は、熱伝導性等を向上させる目的から、必要に応じて無機酸化物、窒化ホウ素、カーボンブラック、炭素繊維等の熱伝導性フィラーを含有してもよい。 The surface layer may contain a heat conductive filler such as an inorganic oxide, boron nitride, carbon black, or carbon fiber, if necessary, for the purpose of improving the heat conductivity and the like.
表面層は、表面自由エネルギーが10mJ/m2以上15以下mJ/m2であることが好ましく、10mJ/m2以上15以下mJ/m2であることがより好ましい。 The surface layer preferably has a surface free energy of 10 mJ / m 2 or more and 15 or less mJ / m 2 , and more preferably 10 mJ / m 2 or more and 15 or less mJ / m 2 .
(弾性層)
弾性層は、パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルと、フッ素ゴムと、を含む。
フッ素ゴムは、フッ素オイルとの親和性が高く、耐熱性を有するものであることが好ましい。具体的には二元系、三元系のフッ化ビニリデン系フッ素ゴム(FKM)の如き一般的なフッ素ゴムや、これらをシリコーン変性したシリコーン変性フッ素ゴム(フロロシリコーンゴムともいう。)が好適に用いられる。二元系、三元系のフッ化ビニリデン系フッ素ゴムとしては、例えば、ダイエル(ダイキン工業社製)、ヴァイトン(Viton)、カルレッツ(以上、デュポン社製)等が挙げられる。シリコーン変性フッ素ゴムとしては、例えば、SIFEL(信越化学工業社製)等が挙げられる。
また、弾性層を形成する際の成型のしやすさや加熱硬化性を考慮して、液状付加型のフッ素ゴムから形成されることが好ましい。なお、これらのフッ素ゴムは1液および2液いずれのタイプから形成されてもよい。
(Elastic layer)
The elastic layer contains a fluorooil having a perfluoropolyether structure and a fluororubber.
The fluororubber preferably has a high affinity with fluorooil and has heat resistance. Specifically, general fluororubbers such as binary and ternary vinylidene fluoride fluororubbers (FKM) and silicone-modified fluororubbers (also referred to as fluorosilicone rubbers) obtained by silicone-modifying these are preferably preferred. Used. Examples of binary and ternary vinylidene fluoride fluororubbers include Daiel (manufactured by Daikin Industries, Ltd.), Viton, and Callets (manufactured by DuPont). Examples of the silicone-modified fluororubber include SIFEL (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and the like.
Further, it is preferably formed from a liquid addition type fluororubber in consideration of ease of molding and heat curability when forming an elastic layer. These fluororubbers may be formed from either a one-component type or a two-component type.
弾性層はパーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルを含んだ層となっている。フッ素オイルを弾性層に含ませる手法としては特に限定はなく、液状状態のフッ素ゴムにフッ素オイルを添加して、その後、フッ素ゴムを硬化させてもよいし、硬化した後のフッ素ゴムにフッ素オイルを含浸させてもよい。 The elastic layer is a layer containing fluorine oil having a perfluoropolyether structure. The method of including the fluorooil in the elastic layer is not particularly limited, and the fluororubber may be added to the fluororubber in a liquid state and then the fluororubber may be cured, or the fluororubber after curing may be cured with the fluoropolymer. May be impregnated.
弾性層に含ませるフッ素オイルは、弾性層を構成するフッ素ゴムとの化学的親和性が制御されていることが好ましい。化学的親和性は両者の溶解度パラメータ(SP値)差で制御することが可能である。 It is preferable that the fluorooil contained in the elastic layer has a controlled chemical affinity with the fluororubber constituting the elastic layer. The chemical affinity can be controlled by the difference in solubility parameter (SP value) between the two.
ここで本発明における溶解度パラメータ(Solubility Parameters、SP値)は、2種以上の物質の親和性の目安となり、分子凝集エネルギーの平方根で表されるパラメータである。本発明において、SP値は、ハンセン(Hansen)の手法を用いて導出する。ここでハンセンの手法とは、一つの物質のエネルギーを、分散エネルギー項(δD)、分極エネルギー項(δP)、水素結合エネルギー項(δH)の3成分で表し、3次元空間にベクトルとして表すものである。仮に、2種類の物質のSP値の差が小さい(2種の物質間の距離が短い)場合は、当該2種類の物質は溶解性が高い、即ち、混和しやすいことを示す。一方、2種類の物質のSP値の差が大きい(2種の物質間の距離が長い)場合は、当該2種類の物質は溶解性が低い、即ち、混和しにくいことを示す。 Here, the solubility parameter (SP value) in the present invention is a measure of the affinity of two or more substances, and is a parameter represented by the square root of the molecular aggregation energy. In the present invention, the SP value is derived using Hansen's method. Here, Hansen's method expresses the energy of one substance by three components, the dispersion energy term (δ D ), the polarization energy term (δ P ), and the hydrogen bond energy term (δ H ), and is a vector in three-dimensional space. It is expressed as. If the difference in SP value between the two substances is small (the distance between the two substances is short), it means that the two substances are highly soluble, that is, they are easily mixed. On the other hand, when the difference in SP value between the two substances is large (the distance between the two substances is long), it means that the two substances have low solubility, that is, they are difficult to mix.
本発明におけるδD、δP、δHと、グループ寄与法で計算する場合に使用する置換基ごとのパラメータは、ハンセングループが開発、販売しているデータベース付き計算ソフト「HSPiP」の3rd Edition 3.1.14を使用して、算出する。このとき、各成分のSP値は、それぞれ下記式(b)に基づいて算出する。
SP値=(δD 2+δP 2+δH 2)0.5 (b)
The parameters of δ D , δ P , and δ H in the present invention and the parameters for each substituent used when calculating by the group contribution method are the 3rd Edition 3 of the calculation software "HSPiP" with a database developed and sold by the Hansen Group. Calculate using 1.14. At this time, the SP value of each component is calculated based on the following formula (b).
SP value = (δ D 2 + δ P 2 + δ H 2 ) 0.5 (b)
また、2種類の成分における溶解度パラメータの差(ΔSP)は、上記3次元空間における距離で定義するものとし、次の式(c)で値を算出している。
ΔSP={4(δD1−δD2)2+(δP1−δP2)2+(δH1−δH2)2}0.5 (c)
Further, the difference (ΔSP) of the solubility parameter between the two types of components is defined by the distance in the above three-dimensional space, and the value is calculated by the following formula (c).
ΔSP = {4 (δ D1 − δ D2 ) 2 + (δ P1 − δ P2 ) 2 + (δ H1 − δ H2 ) 2 } 0.5 (c)
弾性層が含むフッ素オイルと、弾性層が含むフッ素樹脂との間の溶解度パラメータの差の絶対値ΔSPが1(MPa)0.5以上13(MPa)0.5以下であることが好ましく、さらに好ましくは1(MPa)0.5以上7.5(MPa)0.5以下であることが好ましい。 The absolute value ΔSP of the difference in solubility parameters between the fluorooil contained in the elastic layer and the fluororesin contained in the elastic layer is preferably 1 (MPa) 0.5 or more and 13 (MPa) 0.5 or less, and further. It is preferably 1 (MPa) 0.5 or more and 7.5 (MPa) 0.5 or less.
ΔSPが1(MPa)0.5以上であるとフッ素樹脂とフッ素オイルとの相互作用が大きくなり過ぎないため、ニップ時に定着部材に熱や圧力がかかるとフッ素オイルが表面に移行し易く、より良好な離型性を発揮できる。また、ΔSPが13(MPa)0.5以下であると両者の相互作用が小さくなり過ぎないため、フッ素オイルの過剰な分離が起こらず、過剰なフッ素オイルが表面に供給され難くなる。その結果、画像の光沢ムラや弾性層と表面層の密着性低下、剥がれ、といった弊害をさらに抑制できる。 When ΔSP is 1 (MPa) 0.5 or more, the interaction between the fluororesin and the fluorine oil does not become too large. Good releasability can be exhibited. Further, when ΔSP is 13 (MPa) 0.5 or less, the interaction between the two does not become too small, so that excessive separation of fluorine oil does not occur, and it becomes difficult for excess fluorine oil to be supplied to the surface. As a result, adverse effects such as uneven gloss of the image, deterioration of adhesion between the elastic layer and the surface layer, and peeling can be further suppressed.
弾性層に含ませるフッ素オイルの量は、弾性層におけるフッ素ゴムの重量に対して、1phr以上50phr以下、さらに好ましくは5phr以上40phr以下であることが好ましい。1phr以上であると、長期使用によっても離型性が低下し難くなる。50phr以下であると、弾性層と後述する接着層の密着がより良好となり剥がれ難くなり、また、表面に存在するオイルが過剰となりづらく、画像光沢ムラなどの弊害の発生をより抑制できる。 The amount of fluorooil contained in the elastic layer is preferably 1 phr or more and 50 phr or less, more preferably 5 phr or more and 40 phr or less, based on the weight of the fluororubber in the elastic layer. If it is 1 phr or more, the releasability is unlikely to decrease even after long-term use. When it is 50 phr or less, the adhesion between the elastic layer and the adhesive layer described later becomes better and it becomes difficult to peel off, and the oil existing on the surface is less likely to become excessive, and the occurrence of adverse effects such as uneven image gloss can be further suppressed.
弾性層は、熱伝導性等を向上させる目的から、必要に応じて無機酸化物、窒化ホウ素、カーボンブラック、炭素繊維等の熱伝導性フィラーを含有してもよい。 The elastic layer may contain a heat conductive filler such as an inorganic oxide, boron nitride, carbon black, or carbon fiber, if necessary, for the purpose of improving the heat conductivity and the like.
弾性層の厚さは、表面硬度への寄与、および定着時の未定着トナーへの熱伝導の効率から100μm以上500μm以下、特に200μm以上400μm以下であることが好ましい。 The thickness of the elastic layer is preferably 100 μm or more and 500 μm or less, particularly 200 μm or more and 400 μm or less, from the viewpoint of contributing to the surface hardness and the efficiency of heat conduction to the unfixed toner at the time of fixing.
また、弾性層と表面層との間には必要に応じて接着層を設けてもよい。弾性層に貯蔵されているフッ素オイルが表面に移行する必要があるため、接着層はフッ素系のプライマー材料からなることが好ましい。また、接着層の厚みは1μm以下であることが好ましい。 Further, an adhesive layer may be provided between the elastic layer and the surface layer, if necessary. Since the fluorine oil stored in the elastic layer needs to be transferred to the surface, the adhesive layer is preferably made of a fluorine-based primer material. The thickness of the adhesive layer is preferably 1 μm or less.
以上説明した定着部材によれば、フッ素オイルを制御した状態で微量だけ定着部材表面に供給することができる。したがって、過剰なフッ素オイルが定着部材の表面に移行することが抑制され、この過剰なフッ素オイルに起因する弊害も抑制でき、かつ、通常用いられるフッ素樹脂よりも高い優れたトナー離型性を実現することができる。さらに、長期に亘って弾性層からフッ素オイルが供給されるため、フッ素オイルの外部供給システムが不要であり、また、トナーにワックスを含有する必要もないため、トナーのワックス含有量を減らすもしくはゼロにすることができるので、トナー中のワックス起因の弊害も抑制することができる。なお、従来の定着部材では、定着部材に供給するオイルの量が多いと、定着部材に接触している他の部材を汚染するという問題もあったが、微量のフッ素オイルを定着部材の表面に供給しているため、このような汚染の問題も解決できる。 According to the fixing member described above, a small amount of fluorine oil can be supplied to the surface of the fixing member in a controlled state. Therefore, the transfer of excess fluorine oil to the surface of the fixing member is suppressed, the harmful effects caused by this excess fluorine oil can be suppressed, and excellent toner releasability higher than that of a commonly used fluororesin is realized. can do. Furthermore, since the fluorine oil is supplied from the elastic layer for a long period of time, an external supply system for the fluorine oil is not required, and the toner does not need to contain wax, so that the wax content of the toner is reduced or zero. Therefore, it is possible to suppress the harmful effects caused by wax in the toner. In the conventional fixing member, if the amount of oil supplied to the fixing member is large, there is a problem that other members in contact with the fixing member are contaminated. However, a small amount of fluorine oil is applied to the surface of the fixing member. Since it is supplied, the problem of such pollution can be solved.
[定着装置]
次に、本発明の一実施形態に係る定着装置について説明する。
図2は、本発明の一実施形態に係る定着装置の一例を示す断面図である。本発明の定着装置は図2に示す例に限定されるものではない。
[Fixing device]
Next, the fixing device according to the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a fixing device according to an embodiment of the present invention. The fixing device of the present invention is not limited to the example shown in FIG.
定着装置100は、上述した定着部材である定着ローラ10と、定着ローラ10に内蔵されたハロゲンヒータ15と、加圧ローラ20と、を有する。
加圧ローラ20は、芯金21上に、耐熱性ゴムを含む弾性層22および離型層23が順次積層されている。加圧ローラ20は、定着ローラ10に圧接されており、ニップ部が形成されている。このとき、トナーTが付着している記録媒体Pがニップ部を通過する際に、記録媒体Pに付着しているトナーTは、定着ローラ10により加熱されて軟化すると共に、加圧されて、記録媒体Pに定着する。
The fixing
In the
[電子写真画像形成装置]
また、図3は本発明の一実施形態に係る電子写真画像形成装置の一例を示す断面図であり、上述した電子写真用の定着部材が用いられた電子写真画像形成装置を示す。
図3において、円筒状の電子写真感光体(像担持体)301は、軸302を中心に矢印方向(時計回り方向)に所定の周速度で回転駆動される。
[Electrophotograph image forming apparatus]
Further, FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of an electrophotographic image forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and shows an electrophotographic image forming apparatus using the above-mentioned fixing member for electrophotographic.
In FIG. 3, the cylindrical electrophotographic photosensitive member (image carrier) 301 is rotationally driven at a predetermined peripheral speed in the arrow direction (clockwise direction) about the
回転駆動される電子写真感光体301の表面(周面)は、帯電装置303により正または負の電位に帯電され、次いで、露光装置(不図示)から照射される露光光(画像露光光)304を受ける。こうして電子写真感光体301の表面には、目的の画像に対応した静電潜像が形成されていく。帯電装置としては、例えば、コロトロン、スコロトロンなどを用いたコロナ帯電装置や、ローラ、ブラシ、フィルムなどを用いた接触帯電装置などが挙げられる。また、帯電装置に印加する電圧は、直流電圧のみであってもよいし、交流電圧を重畳した直流電圧であってもよい。また、露光装置としては、例えば、スリット露光、レーザービーム走査露光などが挙げられる。
The surface (peripheral surface) of the rotationally driven electrophotographic
電子写真感光体301の表面に形成された静電潜像は、現像装置305によってトナーで現像されてトナー像となる。現像方式としては、磁性もしくは非磁性の一成分または二成分トナーを接触または非接触させて現像する方式が挙げられる。
The electrostatic latent image formed on the surface of the electrophotographic
電子写真感光体301の表面に形成されたトナー像は、転写装置306によって、記録媒体(紙など)Pに順次転写されていく。記録媒体Pは、記録媒体供給装置(不図示)から電子写真感光体301と転写装置306との間(当接部)に電子写真感光体301の回転と同期して取り出されて給送される。
The toner image formed on the surface of the electrophotographic
トナー像が転写された記録媒体Pは、電子写真感光体301の表面から分離されて、定着装置である上述した定着装置100へ導入されて像定着を受けることにより、画像形成物(プリント、コピー)として電子写真装置外へプリントアウトされる。
The recording medium P on which the toner image is transferred is separated from the surface of the electrophotographic
トナー像が転写された後の電子写真感光体301の表面は、クリーニング装置であるクリーニングブレード309によって転写残トナーの除去を受けた後、前露光装置(不図示)からの前露光光311により除電処理され、繰り返し画像形成に使用される。
The surface of the electrophotographic
また、電子写真感光体301、帯電装置303、現像装置305およびクリーニングブレード309はプロセスカートリッジ310に一体で支持されてカートリッジ化している。プロセスカートリッジ310は、電子写真画像形成装置本体のレールなどの案内手段308を用いて電子写真画像形成装置本体に着脱自在である。
Further, the electrophotographic
以下に、具体的な実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、実施例および比較例で作製した定着部材は、以下の測定方法・評価方法によって測定・評価を行った。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, the present invention is not limited thereto.
The fixing members produced in Examples and Comparative Examples were measured and evaluated by the following measurement methods and evaluation methods.
[付着量]
タック試験機TAC−1000(株式会社レスカ製)のステージ部に水晶振動子を載せて、タック試験機のプローブ部に取り付けた定着部材を上部から振動子に押し付けることにより、フッ素オイルの付着量を定量した。
[Adhesion amount]
A crystal oscillator is placed on the stage of the tack tester TAC-1000 (manufactured by Reska Co., Ltd.), and the fixing member attached to the probe portion of the tack tester is pressed against the oscillator from above to reduce the amount of fluorine oil adhering. Quantified.
水晶振動子は基本周波数6MHz付近の6A202PN(ピエゾパーツ株式会社製)を用いた。付着前後の周波数特性測定はQCM−A法(QCM based on Admittance method)を用いて、付着前後の直列共振周波数Fsおよび振動エネルギーの喪失を表す周波数Fwの変化を測定し、式(a)より付着量を算出した。 As the crystal oscillator, 6A202PN (manufactured by Piezo Parts Co., Ltd.) having a fundamental frequency of around 6 MHz was used. The frequency characteristics before and after adhesion are measured by using the QCM-A method (QCM based on Admittance method) to measure the changes in the series resonance frequency Fs before and after adhesion and the frequency Fw indicating the loss of vibration energy, and adhere from equation (a). The amount was calculated.
具体的には、まず事前に定着部材への押し付けを実施し、フッ素オイルを定着部材の表面に染み出させた。そのまま、質量換算で表面層に存在していた量相当以上のフッ素オイルを除去した状態の定着部材を作製し、その状態を測定サンプルとした。なお、表面層を有しない定着部材については、作製した状態のサンプルを測定サンプルとした。 Specifically, first, pressing against the fixing member was carried out in advance, and fluorine oil was exuded on the surface of the fixing member. As it was, a fixing member in which the amount of fluorine oil existing in the surface layer in terms of mass was removed was prepared, and the state was used as a measurement sample. For the fixing member having no surface layer, the sample in the prepared state was used as the measurement sample.
タック試験の条件としては、サンプル面積φ0.7cmに切り抜いた測定サンプルをプローブに取り付けて、水晶振動子の移着が均一になるように圧力を0.4MPa、押付時間50msec、押し込み量一定モード、押付および引き上げ速度1.0mm/secで押し付けた。温度はプローブ設定温度180℃の条件で行った。 The conditions for the tack test are as follows: a measurement sample cut out to a sample area of φ0.7 cm is attached to the probe, the pressure is 0.4 MPa, the pressing time is 50 msec, and the pressing amount is constant so that the transfer of the crystal oscillator is uniform. It was pressed at a pressing and pulling speed of 1.0 mm / sec. The temperature was set under the condition that the probe set temperature was 180 ° C.
[表面自由エネルギー]
純水、ヘキサデカン、ジヨードメタンに対する接触角を測定し、北崎−畑(kitazaki−hata)の式をベースに算出される値を用いた。接触角はDM−701(協和界面科学(株)製)を用いて、液滴1.8μL、液滴着弾時から1秒後の値を用いた。値の算出にはθ/2法を用いた。また、表面自由エネルギーは付属のソフト(FAMAS 3.5.5、協和界面科学(株)製)で上記3種液体に対する接触角より算出した。
[Surface free energy]
The contact angles for pure water, hexadecane, and diiodomethane were measured, and the values calculated based on the Kitazaki-hata formula were used. As the contact angle, DM-701 (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) was used, and the value of 1.8 μL of the droplet and the value 1 second after the impact of the droplet was used. The θ / 2 method was used to calculate the value. The surface free energy was calculated from the contact angles with respect to the above three liquids using the attached software (FAMAS 3.5.5, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
[膜厚]
膜厚は作製した定着部材の表面層を切り出し、切り出した膜断面をSEM(S−4800、日立ハイテクノロジーズ製)で観察することにより、算出した。
[Film thickness]
The film thickness was calculated by cutting out the surface layer of the produced fixing member and observing the cut out film cross section with an SEM (S-4800, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation).
[平均孔径]
平均孔径は、作製した定着部材表面をSEM(S−4800、日立ハイテクノロジーズ製)観察することにより算出した。50,000倍で観察した画像の空孔部と非空孔部とで2値化し、空孔部の最大径を長軸方向として固定し、短軸を新たに設定して、空孔部の面積と等しい面積の楕円形を設定したときの、楕円形の長径と短径との平均値を孔径とした。30個の空孔部の平均値を求めて、これを定着部材(表面層中)の平均孔径とした。
[Average pore size]
The average pore diameter was calculated by observing the surface of the prepared fixing member by SEM (S-4800, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). The vacant part and the non-vacant part of the image observed at 50,000 times are binarized, the maximum diameter of the vacant part is fixed as the major axis direction, the minor axis is newly set, and the vacant part When an ellipse having an area equal to the area was set, the average value of the major axis and the minor axis of the ellipse was taken as the pore diameter. The average value of the 30 pores was obtained and used as the average pore diameter of the fixing member (in the surface layer).
[耐熱性]
耐熱性は、大気中、サンプルを250℃、1時間加熱した時の重量減少率を評価した。測定は、示差走査熱量分析装置(DSC823、メトラー・トレド(株)製)を用いて行った。耐熱性の評価の基準を以下に示す。
(評価基準)
A:重量減少率が1%未満
B:重量減少率が1%以上5%未満
C:重量減少率が5%以上10%未満
D:重量減少率が10%以上
[Heat-resistant]
For heat resistance, the weight loss rate when the sample was heated at 250 ° C. for 1 hour in the air was evaluated. The measurement was performed using a differential scanning calorimetry apparatus (DSC823, manufactured by METTLER TOLEDO Co., Ltd.). The criteria for evaluating heat resistance are shown below.
(Evaluation criteria)
A: Weight loss rate is less than 1% B: Weight loss rate is 1% or more and less than 5% C: Weight loss rate is 5% or more and less than 10% D: Weight loss rate is 10% or more
[耐トナーオフセット性評価]
実施例および比較例で得られた定着部材を、改造したキヤノン製複写機「iRC3200」に装着した。別途、A4サイズの紙上に10cm×10cmのトナー未定着画像(トナー量0.6g/cm2)を10,000枚分用意し、上記複写機において、オフセット性評価を行った。なお、トナーは離型剤(ワックス、オイル等)成分を含有していないものを用いた。試験条件は以下の通りである。
(試験条件)
トナー:iRC3200用Cyトナー(離型剤成分を含まない)
紙:キヤノン製ペーパーPB
定着温度:180℃
搬送速度:300mm/sec
[Evaluation of toner offset resistance]
The fixing members obtained in Examples and Comparative Examples were mounted on a modified Canon copier "iRC3200". Separately, 10,000 sheets of 10 cm × 10 cm toner unfixed images (toner amount 0.6 g / cm 2 ) were prepared on A4 size paper, and the offset property was evaluated by the above-mentioned copying machine. The toner used did not contain a release agent (wax, oil, etc.) component. The test conditions are as follows.
(Test condition)
Toner: Cy toner for iRC3200 (does not contain mold release agent component)
Paper: Canon Paper PB
Fixing temperature: 180 ° C
Transport speed: 300 mm / sec
定着装置における定着枚数が10,000枚に達した時点で、定着ローラの表面を目視により観察して、トナーオフセットの有無を確認した。また、定着装置に白紙を通紙し、定着ローラ表面から白紙に転写されたトナーの有無を、目視により確認した。耐トナーオフセット性の評価の基準を以下に示す。
(評価基準)
A:トナーオフセットおよび白紙上に転写されたトナーが共にない。
B:トナーオフセットおよび白紙上に転写されたトナーがいずれか一方に微量確認される。
C:トナーオフセットおよび白紙上に転写されたトナーが共に確認される。
D:定着枚数が1枚目からトナーオフセットおよび白紙上に転写されたトナーが共に確認される。
When the number of sheets fixed in the fixing device reached 10,000, the surface of the fixing roller was visually observed to confirm the presence or absence of toner offset. In addition, a blank sheet of paper was passed through the fixing device, and the presence or absence of toner transferred from the surface of the fixing roller to the blank paper was visually confirmed. The criteria for evaluating the toner offset resistance are shown below.
(Evaluation criteria)
A: There is neither toner offset nor toner transferred on a blank sheet of paper.
B: A small amount of toner offset and toner transferred on a blank sheet are confirmed on either one.
C: Both the toner offset and the toner transferred on the blank sheet are confirmed.
D: Both the toner offset and the toner transferred on the blank sheet are confirmed from the first fixed sheet.
[濃度ムラ評価]
上記試験条件下、ハーフトーン未定着画像を作製し、初期状態の定着部材で定着した画像を目視観察し、ハーフトーン画像の均質性、ムラの程度を評価した。濃度ムラ評価の基準を以下に示す。
(評価基準)
A:ハーフトーン画像の濃度ムラは観察されない。
B:ハーフトーン画像の濃度ムラが画像の一部に軽微にみられる。
C:ハーフトーン画像の濃度ムラが画像の半分程度にみられる。
D:ハーフトーン画像の濃度ムラが画像のほぼ全面にみられる。
[Evaluation of uneven density]
Under the above test conditions, a halftone unfixed image was prepared, and the image fixed with the fixing member in the initial state was visually observed to evaluate the homogeneity and the degree of unevenness of the halftone image. The criteria for evaluating density unevenness are shown below.
(Evaluation criteria)
A: No density unevenness is observed in the halftone image.
B: Density unevenness of the halftone image is slightly observed in a part of the image.
C: Density unevenness of the halftone image is observed in about half of the image.
D: Density unevenness of the halftone image is observed on almost the entire surface of the image.
[画像光沢ムラ評価]
定着画像の光沢ムラの評価は、定着枚数10,000枚目のベタ定着画像の光沢ムラを目視により評価した。画像光沢ムラ評価の基準を以下に示す。
(評価基準)
A:ベタ画像に光沢ムラなし
B:ベタ画像の一部に軽微な光沢ムラあり
C:ベタ画像の半分程度の領域に光沢ムラあり
D:ベタ画像の全面に亘って光沢ムラあり
とした。
[Evaluation of uneven image gloss]
In the evaluation of the gloss unevenness of the fixed image, the gloss unevenness of the solid fixed image of the 10,000th fixed sheet was visually evaluated. The criteria for evaluating image gloss unevenness are shown below.
(Evaluation criteria)
A: No gloss unevenness in the solid image B: Slight gloss unevenness in a part of the solid image C: Glossy unevenness in about half of the solid image D: Glossy unevenness over the entire surface of the solid image.
[表層のシワ評価]
上記条件で耐久試験中、定着部材の表面層における周方向に発生するシワの有無を目視により評価した。表層のシワ評価の基準を以下に示す。
(評価基準)
A:10,000枚定着後もシワが確認できなかった。
B:10,000枚定着後に軽微なシワが発生していた。
C:1,000枚未満の定着でシワが発生した。
D:1枚定着した段階でシワが発生、もしくは表面層が剥離した。
[Evaluation of wrinkles on the surface]
During the durability test under the above conditions, the presence or absence of wrinkles generated in the circumferential direction on the surface layer of the fixing member was visually evaluated. The criteria for evaluating wrinkles on the surface are shown below.
(Evaluation criteria)
A: No wrinkles could be confirmed even after fixing 10,000 sheets.
B: Minor wrinkles were generated after fixing 10,000 sheets.
C: Wrinkles occurred when less than 1,000 sheets were fixed.
D: Wrinkles were generated or the surface layer was peeled off at the stage when one sheet was fixed.
(実施例1)
[弾性層の作製]
液状フッ素エラストマー(SIFEL2662、信越化学工業(株)製)100質量部、フッ素オイル(デムナムS−200、ダイキン工業(株)製、動粘度=500cSt(20℃))10質量部を混合し、撹拌脱泡装置(AR−250、(株)シンキー)を用いて撹拌を10分間、脱泡を1分間実施して弾性層材料液を得た。
SUS(ステンレス鋼)で形成された基体(厚み35μm、径24mm)上に、得られた弾性層材料液を硬化後のゴムの厚さが300μmの厚みになるように塗布した後、200℃・4時間の条件で硬化することで弾性層を形成した。
(Example 1)
[Preparation of elastic layer]
Mix 100 parts by mass of liquid fluoroelastomer (SIFEL2662, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and 10 parts by mass of fluorine oil (Demnum S-200, manufactured by Daikin Industries, Ltd., kinematic viscosity = 500 cSt (20 ° C.)) and stir. Using a defoaming device (AR-250, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), stirring was carried out for 10 minutes and defoaming was carried out for 1 minute to obtain an elastic layer material liquid.
The obtained elastic layer material liquid is applied onto a substrate (thickness 35 μm, diameter 24 mm) made of SUS (stainless steel) so that the thickness of the cured rubber becomes 300 μm, and then 200 ° C. An elastic layer was formed by curing under the condition of 4 hours.
[表面層の作製]
式(1)の構造を有する非晶性フッ素樹脂溶液(ソマフロンB1、ソマール(株)製)を、スプレー塗布法により、上記弾性層上に塗布した。その後、乾燥炉に入れ、110℃で10分加熱した。さらに250℃で10分加熱することにより表面層を形成した。なお、表面層の形成過程において、弾性層中のフッ素オイルが、表面層の形成に伴って表面層中に形成される連通孔に移行していく。その結果、作製した表面層の膜厚は95nm、孔径は90nm、表面自由エネルギーは12.1mJ/m2であった。また、付着量を測定したところ、7.4×102ngであった。なお、用いたフッ素オイルの耐熱性を確認したところ、重量減少率は0.4%であった。
[Preparation of surface layer]
An amorphous fluororesin solution having the structure of the formula (1) (Somaflon B1, manufactured by SOMAR Corporation) was applied onto the elastic layer by a spray coating method. Then, it was put into a drying oven and heated at 110 degreeC for 10 minutes. A surface layer was formed by further heating at 250 ° C. for 10 minutes. In the process of forming the surface layer, the fluorine oil in the elastic layer shifts to the communication holes formed in the surface layer as the surface layer is formed. As a result, the film thickness of the produced surface layer was 95 nm, the pore diameter was 90 nm, and the surface free energy was 12.1 mJ / m 2 . Moreover, when the amount of adhesion was measured, it was 7.4 × 10 2 ng. When the heat resistance of the fluorine oil used was confirmed, the weight loss rate was 0.4%.
表面層を形成して得られた定着部材の表面を、倍率50,000倍、加速電圧1.0kVの条件でSEM(S−4800、日立ハイテクノロジーズ製)によって観察した。図4に、本実施例に係る定着部材の表面のSEM画像を示す。 The surface of the fixing member obtained by forming the surface layer was observed by SEM (S-4800, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) under the conditions of a magnification of 50,000 times and an acceleration voltage of 1.0 kV. FIG. 4 shows an SEM image of the surface of the fixing member according to this embodiment.
(実施例2)
実施例1における非晶性フッ素樹脂溶液の樹脂濃度をフッ素溶剤(バートレルスープリオン、三井デュポンフロロケミカル(株)製)を用いて半分にして用いた以外は、実施例1と同様にして定着部材を作製した。
作製した表面層の膜厚は93nm、孔径は186nmであった。表面自由エネルギーは11.8mJ/m2であった。また、付着量を測定したところ、2.3×103ngであった。
(Example 2)
Fixing in the same manner as in Example 1 except that the resin concentration of the amorphous fluororesin solution in Example 1 was halved using a fluorine solvent (Bertrel Suprion, manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.). A member was produced.
The prepared surface layer had a film thickness of 93 nm and a pore diameter of 186 nm. The surface free energy was 11.8 mJ / m 2 . Moreover, when the amount of adhesion was measured, it was 2.3 × 10 3 ng.
(実施例3)
実施例1における表面層の作製における非晶性フッ素樹脂溶液として、ソマフロンB1に代わり、式(2)の構造を有する非晶性フッ素樹脂(ALGOFLON AD40H、ソルベイ(株)製)溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして定着部材を作製した。作製した表面層の膜厚は87nm、孔径は93nmであった。表面自由エネルギーは12.4mJ/m2であった。また、付着量を測定したところ、8.4×102ngであった。
(Example 3)
As the amorphous fluororesin solution in the preparation of the surface layer in Example 1, an amorphous fluororesin (ALGOFLON AD40H, manufactured by Solvay Co., Ltd.) having the structure of the formula (2) was used instead of Somaflon B1. Made a fixing member in the same manner as in Example 1. The film thickness of the prepared surface layer was 87 nm, and the pore diameter was 93 nm. The surface free energy was 12.4 mJ / m 2 . Moreover, when the amount of adhesion was measured, it was 8.4 × 10 2 ng.
(実施例4)
実施例1における表面層の作製における非晶性フッ素樹脂溶液として、ソマフロンB1に代わり、式(3)の構造を有する非晶性フッ素樹脂溶液(サイトップ Atype、旭硝子(株)製)溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして定着部材を作製した。作製した表面層の膜厚は89nm、孔径は93nmであった。表面自由エネルギーは12.3mJ/m2であった。また、付着量を測定したところ、6.4×102ngであった。
(Example 4)
As the amorphous fluororesin solution in the preparation of the surface layer in Example 1, an amorphous fluororesin solution having the structure of the formula (3) (Cytop Type, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) was used instead of Somaflon B1. A fixing member was produced in the same manner as in Example 1 except that the fixing member was prepared. The film thickness of the prepared surface layer was 89 nm, and the pore diameter was 93 nm. The surface free energy was 12.3 mJ / m 2 . Moreover, when the amount of adhesion was measured, it was 6.4 × 10 2 ng.
(実施例5)
実施例1におけるフッ素オイルとして、デムナムS−200に代わり、Fomblin M60(ソルベイ(株)製、動粘度=550cSt(20℃))を用いた以外は、実施例1と同様にして定着部材を作製した。作製した表面層の膜厚は97nm、孔径は89nmであった。表面自由エネルギーは11.5mJ/m2であった。また、付着量を測定したところ、4.1×103ngであった。なお、用いたフッ素オイルの耐熱性を確認したところ、重量減少率は0.2%であった。
(Example 5)
A fixing member was prepared in the same manner as in Example 1 except that Fomblin M60 (manufactured by Solvay Co., Ltd., kinematic viscosity = 550 cSt (20 ° C.)) was used instead of Demnum S-200 as the fluorine oil in Example 1. did. The prepared surface layer had a film thickness of 97 nm and a pore diameter of 89 nm. The surface free energy was 11.5 mJ / m 2 . Moreover, when the amount of adhesion was measured, it was 4.1 × 10 3 ng. When the heat resistance of the fluorine oil used was confirmed, the weight loss rate was 0.2%.
(実施例6)
実施例1におけるフッ素オイルとして、デムナムS−200に代わり、Krytox107(ケマーズ(株)、動粘度=1600cSt(20℃))を用いた以外は、実施例1と同様にして定着部材を作製した。作製した表面層の膜厚は90nm、孔径は96nmであった。表面自由エネルギーは12.1mJ/m2であった。また、付着量を測定したところ、3.9×102ngであった。なお、用いたフッ素オイルの耐熱性を確認したところ、重量減少率は0.6%であった。
(Example 6)
A fixing member was prepared in the same manner as in Example 1 except that Krytox107 (The Chemours Company, kinematic viscosity = 1600 cSt (20 ° C.)) was used instead of Demnum S-200 as the fluorine oil in Example 1. The prepared surface layer had a film thickness of 90 nm and a pore diameter of 96 nm. The surface free energy was 12.1 mJ / m 2 . Moreover, when the amount of adhesion was measured, it was 3.9 × 10 2 ng. When the heat resistance of the fluorine oil used was confirmed, the weight loss rate was 0.6%.
(実施例7)
実施例1において、フッ素オイルを2質量部とした以外は、実施例1と同様に定着部材を作製した。作製した表面層の膜厚は94nm、孔径は88nmであった。表面自由エネルギーは12.6mJ/m2であった。また、付着量を測定したところ、1.7×102ngであった。
(Example 7)
In Example 1, a fixing member was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of fluorine oil was 2 parts by mass. The film thickness of the prepared surface layer was 94 nm, and the pore diameter was 88 nm. The surface free energy was 12.6 mJ / m 2 . Moreover, when the amount of adhesion was measured, it was 1.7 × 10 2 ng.
(実施例8)
実施例1において、フッ素オイルを6質量部とした以外は、実施例1と同様に定着部材を作製した。作製した表面層の膜厚は96nm、孔径は91nmであった。表面自由エネルギーは12.2mJ/m2であった。また、付着量を測定したところ、6.5×102ngであった。
(Example 8)
In Example 1, a fixing member was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of fluorine oil was 6 parts by mass. The prepared surface layer had a film thickness of 96 nm and a pore diameter of 91 nm. The surface free energy was 12.2 mJ / m 2 . Moreover, when the amount of adhesion was measured, it was 6.5 × 10 2 ng.
(実施例9)
実施例1において、フッ素オイルを35質量部とした以外は、実施例1と同様に定着部材を作製した。作製した表面層の膜厚は95nm、孔径は85nmであった。表面自由エネルギーは12.0mJ/m2であった。また、付着量を測定したところ、7.9×102ngであった。
(Example 9)
In Example 1, a fixing member was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of fluorine oil was 35 parts by mass. The prepared surface layer had a film thickness of 95 nm and a pore diameter of 85 nm. The surface free energy was 12.0 mJ / m 2 . Moreover, when the amount of adhesion was measured, it was 7.9 × 10 2 ng.
(実施例10)
実施例1において、フッ素オイルを48質量部とした以外は、実施例1と同様に定着部材を作製した。作製した表面層の膜厚は97nm、孔径は98nmであった。表面自由エネルギーは11.9mJ/m2であった。また、付着量を測定したところ、1.4×103ngであった。
(Example 10)
In Example 1, a fixing member was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of fluorine oil was 48 parts by mass. The prepared surface layer had a film thickness of 97 nm and a pore diameter of 98 nm. The surface free energy was 11.9 mJ / m 2 . Moreover, when the amount of adhesion was measured, it was 1.4 × 10 3 ng.
(実施例11)
実施例1におけるフッ素オイルとして、デムナムS−200に代わり、デムナムS−65(ダイキン工業(株)製)を用いた以外は、実施例1と同様にして定着部材を作製した。作製した表面層の膜厚は92nm、孔径は93nmであった。表面自由エネルギーは12.4mJ/m2であった。また、付着量を測定したところ、7.8×102ngであった。用いたフッ素オイルの耐熱性を確認したところ、重量減少率は8.3%であった。
(Example 11)
A fixing member was produced in the same manner as in Example 1 except that Demnum S-65 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.) was used instead of Demnum S-200 as the fluorine oil in Example 1. The film thickness of the prepared surface layer was 92 nm, and the pore diameter was 93 nm. The surface free energy was 12.4 mJ / m 2 . Moreover, when the amount of adhesion was measured, it was 7.8 × 10 2 ng. When the heat resistance of the fluorine oil used was confirmed, the weight loss rate was 8.3%.
(比較例1)
[弾性層の作製]
SUSで形成された基体(厚み35μm、径24mm)上に、液状フッ素エラストマー(SIFEL2662、信越化学工業(株)製)を硬化後の厚さが300μmの厚みになるように塗布した後、200℃・4時間の条件で硬化することで弾性層を形成した。
(Comparative Example 1)
[Preparation of elastic layer]
A liquid fluoroelastomer (SIFEL2662, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is applied onto a substrate (thickness 35 μm, diameter 24 mm) formed of SUS so that the thickness after curing is 300 μm, and then 200 ° C. -The elastic layer was formed by curing under the condition of 4 hours.
[表面層の作製]
式(1)の構造を有する非晶性フッ素樹脂溶液(ソマフロンB1、ソマール(株)製)を、スプレー塗布法により、上記弾性層に塗布した。その後、乾燥炉に入れ、110℃で10分加熱した。さらに250℃で10分加熱することにより表面層を形成した。本比較例においては、弾性層が、フッ素オイルを含んでいないため、表面層の形成過程における弾性層から表面層へのフッ素オイルの移行が生じない。作製した表面層の膜厚は95nm、孔径は99nmであった。表面自由エネルギーは13.1mJ/m2であった。
[Preparation of surface layer]
An amorphous fluororesin solution having the structure of the formula (1) (Somaflon B1, manufactured by SOMAR Corporation) was applied to the elastic layer by a spray coating method. Then, it was put into a drying oven and heated at 110 degreeC for 10 minutes. A surface layer was formed by further heating at 250 ° C. for 10 minutes. In this comparative example, since the elastic layer does not contain fluorine oil, the transfer of fluorine oil from the elastic layer to the surface layer does not occur in the process of forming the surface layer. The prepared surface layer had a film thickness of 95 nm and a pore diameter of 99 nm. The surface free energy was 13.1 mJ / m 2 .
(比較例2)
比較例1における表面層の作製における非晶性フッ素樹脂溶液として、ソマフロンB1に代わり、式(3)の構造を有する非晶性フッ素樹脂溶液(サイトップ Atype、旭硝子(株)製)溶液を用いた以外は、比較例1と同様にして定着部材を作製した。作製した表面層の膜厚は91nm、孔径は91nmであった。表面自由エネルギーは13.4mJ/m2であった。
(Comparative Example 2)
As the amorphous fluororesin solution in the preparation of the surface layer in Comparative Example 1, an amorphous fluororesin solution having the structure of the formula (3) (Cytop Type, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) was used instead of Somaflon B1. A fixing member was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the fixing member was prepared. The film thickness of the prepared surface layer was 91 nm, and the pore diameter was 91 nm. The surface free energy was 13.4 mJ / m 2 .
(比較例3)
実施例1において、表面層を形成せずに弾性層のみを作製した以外は実施例1と同様にして定着部材を作製した。表面自由エネルギーは12.1mJ/m2であった。付着量を測定したところ、9.3×103ngであった。
(Comparative Example 3)
In Example 1, the fixing member was produced in the same manner as in Example 1 except that only the elastic layer was produced without forming the surface layer. The surface free energy was 12.1 mJ / m 2 . When the amount of adhesion was measured, it was 9.3 × 10 3 ng.
(比較例4)
比較例3において、フッ素オイルとして、デムナムS−200に代わり、Fomblin M60(ソルベイ(株)製)を用いた以外は、比較例3と同様にして定着部材を作製した。表面自由エネルギーは12.2mJ/m2であった。また、付着量を測定したところ、21.8×103ngであった。
(Comparative Example 4)
In Comparative Example 3, a fixing member was produced in the same manner as in Comparative Example 3 except that Fomblin M60 (manufactured by Solvay Co., Ltd.) was used instead of Demnum S-200 as the fluorine oil. The surface free energy was 12.2 mJ / m 2 . Moreover, when the amount of adhesion was measured, it was 21.8 × 10 3 ng.
(比較例5)
実施例1において、フッ素オイル(デムナムS−200、ダイキン(株)製)を定着部材作製後に表面層にのみ塗布・含浸させた以外は実施例1と同様にして定着部材を作製した。作製した表面層の膜厚は96nm、孔径は91nmであった。表面自由エネルギーは12.3mJ/m2であった。また、付着量を測定したところ、7.6×102ngであった。
(Comparative Example 5)
In Example 1, a fixing member was produced in the same manner as in Example 1 except that fluorine oil (Demnum S-200, manufactured by Daikin Corporation) was applied and impregnated only on the surface layer after the fixing member was produced. The prepared surface layer had a film thickness of 96 nm and a pore diameter of 91 nm. The surface free energy was 12.3 mJ / m 2 . Moreover, when the amount of adhesion was measured, it was 7.6 × 10 2 ng.
(比較例6)
実施例1におけるフッ素オイルとして、デムナムS−200に代わり、Fluorolink MD700(ソルベイ(株)製)を用いた以外は、実施例1と同様にして定着部材を作製した。作製した表面層の膜厚は97nm、孔径は90nmであった。表面自由エネルギーは12.0mJ/m2であった。また、付着量を測定したところ、5.8×103ngであった。
(Comparative Example 6)
A fixing member was produced in the same manner as in Example 1 except that Fluorolink MD700 (manufactured by Solvay Co., Ltd.) was used instead of Demnum S-200 as the fluorine oil in Example 1. The prepared surface layer had a film thickness of 97 nm and a pore diameter of 90 nm. The surface free energy was 12.0 mJ / m 2 . Moreover, when the amount of adhesion was measured, it was 5.8 × 10 3 ng.
(比較例7)
実施例1における表面層として、PFA粒子の分散塗料(AW−5000L、ダイキン工業(株)製)を加熱硬化して積層した以外は、実施例1と同様にして定着部材を作製した。作製した表面層の膜厚は99nm、空孔は確認できなかった。表面自由エネルギーは18.1mJ/m2であった。付着量は測定限界以下であった。
(Comparative Example 7)
As the surface layer in Example 1, a fixing member was produced in the same manner as in Example 1 except that a dispersion coating material of PFA particles (AW-5000L, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) was heat-cured and laminated. The film thickness of the prepared surface layer was 99 nm, and no pores could be confirmed. The surface free energy was 18.1 mJ / m 2 . The amount of adhesion was below the measurement limit.
(比較例8)
比較例6における表面層として、多孔質PTFE樹脂(ポアフロン、住友電工ファインポリマー(株)製、孔径220nm)を積層した以外は、実施例1と同様にして定着部材を作製した。作製した表面層の膜厚は1.2μm、孔径は220nmであった。表面自由エネルギーは12.3mJ/m2であった。また、付着量を測定したところ、6.2×103ngであった。
(Comparative Example 8)
A fixing member was produced in the same manner as in Example 1 except that a porous PTFE resin (Poaflon, manufactured by Sumitomo Electric Fine Polymer Co., Ltd., pore diameter 220 nm) was laminated as the surface layer in Comparative Example 6. The prepared surface layer had a film thickness of 1.2 μm and a pore diameter of 220 nm. The surface free energy was 12.3 mJ / m 2 . Moreover, when the amount of adhesion was measured, it was 6.2 × 10 3 ng.
(比較例9)
比較例6における表面層として、多孔質PTFE樹脂(ポアフロン、住友電工ファインポリマー(株)製、孔径1210nm)を積層した以外は、実施例1と同様にして定着部材を作製した。作製した表面層の膜厚は7.8μm、孔径は1200nmであった。表面自由エネルギーは12.1mJ/m2であった。また、付着量を測定したところ、28.5×103ngであった。
(Comparative Example 9)
A fixing member was produced in the same manner as in Example 1 except that a porous PTFE resin (Poaflon, manufactured by Sumitomo Electric Fine Polymer Co., Ltd., pore diameter 1210 nm) was laminated as the surface layer in Comparative Example 6. The film thickness of the prepared surface layer was 7.8 μm, and the pore diameter was 1200 nm. The surface free energy was 12.1 mJ / m 2 . Moreover, when the amount of adhesion was measured, it was 28.5 × 10 3 ng.
(比較例10)
実施例1において、フッ素オイルを0.80質量部とした以外は、実施例1と同様に定着部材を作製した。作製した表面層の膜厚は93nm、孔径は89nmであった。表面自由エネルギーは13.0mJ/m2であった。また、付着量を測定したところ、0.98×102ngであった。
(Comparative Example 10)
In Example 1, a fixing member was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of fluorine oil was 0.80 parts by mass. The prepared surface layer had a film thickness of 93 nm and a pore diameter of 89 nm. The surface free energy was 13.0 mJ / m 2 . Moreover, when the amount of adhesion was measured, it was 0.98 × 10 2 ng.
(比較例11)
実施例1において、フッ素オイルを55質量部とした以外は、実施例1と同様に定着部材を作製した。均一な表面層を作製することができず、以降の評価ができなかった。
(Comparative Example 11)
In Example 1, a fixing member was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of fluorine oil was 55 parts by mass. A uniform surface layer could not be produced, and subsequent evaluation could not be performed.
以上の実施例および比較例について、表1にまとめて示す。また、実施例および比較例により作製した定着部材の評価結果を表2に示す。 Table 1 summarizes the above examples and comparative examples. Table 2 shows the evaluation results of the fixing members produced in Examples and Comparative Examples.
上記結果より以下のことがわかる。すなわち本発明によれば、フッ素ゴムからなる多孔質構造を備える表面層に離型性の高いフッ素オイルが供給されることにより、ワックスを低減したトナーであっても長期に亘ってトナー離型が可能である。また、表面層の孔径が微細であるため、フッ素オイルの表面への供給量を制御することができ、そのために、オイル成分に起因するトナーオフセット、画像劣化等の弊害を抑制することができることがわかる。 From the above results, the following can be seen. That is, according to the present invention, by supplying fluorooil having high releasability to the surface layer having a porous structure made of fluororubber, even a toner with reduced wax can be released for a long period of time. It is possible. Further, since the pore diameter of the surface layer is fine, the amount of fluorine oil supplied to the surface can be controlled, and therefore, adverse effects such as toner offset and image deterioration due to the oil component can be suppressed. Understand.
10 定着ローラ
11 基層
12 弾性層
13 表面層
15 ハロゲンヒータ
20 加圧ローラ
21 芯金
22 弾性層
23 離型層
100 定着装置
T トナー
P 記録媒体
10
Claims (9)
該弾性層は、パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルと、フッ素ゴムと、を含み、
該表面層は、環状パーフルオロポリエーテル構造を有する非晶質フッ素樹脂の膜からなり、
該膜は、複数の孔を有する多孔質構造を有し、該複数の孔は、パーフルオロポリエーテル構造を有するフッ素オイルを保持し、
該定着部材は、下記の条件(i)を満たすことを特徴とする電子写真用の定着部材:
[条件(i)]該表面層の表面から、少なくとも、該表面層が含む該フッ素オイルの全質量に相当する質量の該フッ素オイルを吸収して除去し、引き続いて、該表面層の表面に対して、水晶振動子マイクロバランス(QCM)センサの検出面を0.4MPaの圧力で、温度180℃にて、50msec間、押圧したときに該検出面の単位面積(1cm2)に付着する該フッ素オイルを含む付着物の質量が、1.0×102ng以上5.0×103ng未満である。 An electrophotographic fixing member having a base layer, an elastic layer, and a surface layer.
The elastic layer contains fluorooil having a perfluoropolyether structure and fluororubber.
The surface layer is composed of an amorphous fluororesin film having a cyclic perfluoropolyether structure.
The membrane has a porous structure with a plurality of pores, and the plurality of pores retain a fluorine oil having a perfluoropolyether structure.
The fixing member for electrophotographic is characterized in that the fixing member satisfies the following condition (i):
[Condition (i)] From the surface of the surface layer, at least a mass corresponding to the total mass of the fluorine oil contained in the surface layer is absorbed and removed, and subsequently, on the surface of the surface layer. On the other hand, when the detection surface of the quartz crystal microbalance (QCM) sensor is pressed at a pressure of 0.4 MPa at a temperature of 180 ° C. for 50 msec, it adheres to the unit area (1 cm 2) of the detection surface. The mass of the deposit containing fluorine oil is 1.0 × 10 2 ng or more and less than 5.0 × 10 3 ng.
該像担持体を帯電させる帯電装置と、
該帯電した像担持体に露光光を照射して静電潜像を形成する露光装置と、
該像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する現像装置と、
該像担持体に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
該記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着装置と、を有し、
該定着装置が請求項8に記載の定着装置であることを特徴とする電子写真画像形成装置。 Image carrier and
A charging device for charging the image carrier and
An exposure apparatus that irradiates the charged image carrier with exposure light to form an electrostatic latent image.
A developing device that develops an electrostatic latent image formed on the image carrier with toner to form a toner image.
A transfer device that transfers a toner image formed on the image carrier to a recording medium,
It has a fixing device for fixing the toner image transferred to the recording medium, and has a fixing device.
An electrophotographic image forming apparatus, wherein the fixing device is the fixing device according to claim 8.
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