(57)【要約】【課題】トナー離型性に優れ、オフセットしにくい定着部材を提供すること。【解決手段】トナー画像の定着に用いる定着部材であって、当該定着部材は最外層に弾性層を有し、前記弾性層はゴムと、トリアジン構造を有する複素環式化合物とを、含む、定着部材。【選択図】図１
2013025262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー画像の定着に用いる定着部材であって、
当該定着部材は最外層に弾性層を有し、
前記弾性層はゴムと、トリアジン構造を有する複素環式化合物とを、含む、定着部材。
【請求項２】
前記トリアジン構造を有する複素環式化合物は、メラミン樹脂である、請求項１に記載の定着部材。
【請求項３】
前記弾性層はシリカをさらに含む、請求項１又は２に記載の定着部材。
【請求項４】
前記ゴムは、シリコーンゴム、フルオロカーボンシロキサンゴム及びフロロシリコーンゴムから成る群より選択されるゴムを含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の定着部材。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の定着部材を含む、定着装置。
【請求項６】
感光体と、
該感光体を帯電させる帯電装置と、
帯電した前記感光体を露光させて静電潜像を形成する露光装置と、
前記感光体上に形成された前記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、
前記感光体上に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
請求項５に記載の定着装置と、
を有する、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着部材、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置は、記録媒体に転写したトナー像を定着する定着装置を備える。定着装置は、記録媒体上のトナー像を加熱する加熱手段と、トナー像を記録媒体上に定着させる定着部材と、定着部材と定着ニップを形成する加圧部材とを備え、これによりトナー像を加熱、加圧して記録媒体上に定着させる。
【０００３】
定着部材としては、ベルト形状又はローラ形状などのものが知られており、基体となる金属ローラ又は樹脂製や金属製のシームレスベルトの上に、シリコーンゴムなどから成る弾性層及び／又は離型層を設けたものなどが用いられる。
【０００４】
しかしながら、定着部材は、加熱され溶融状態となったトナー像と接触するため、トナー像の一部が定着部材の表面に転移することがある。また、定着時に溶融下トナーによって、記録媒体が定着部材へ巻き付きことも問題となる。そのため、定着部材とトナーとの離型性及び定着画像の分離性を向上させる技術が開発されている。
【０００５】
例えば、特許文献１では、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合物が分散された離型性樹脂層を表面に有する熱ローラ型定着部材が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の離型層は、シリコーンゴムなどから成る離型層よりも硬度が高く、トナーを記録媒体に定着させる際に、記録媒体表面の凹凸に追従しにくい。そのため、定着が不十分な箇所はトナーがオフセットしやすいという問題点を有していた。
【０００７】
そこで、本発明では、トナー離型性に優れ、オフセットしにくい定着部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によると、
トナー画像の定着に用いる定着部材であって、
当該定着部材は最外層に弾性層を有し、
前記弾性層はゴムと、トリアジン構造を有する複素環式化合物とを、含む、定着部材が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トナー離型性に優れ、オフセットしにくい定着部材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の定着部材を説明するための図であって、定着ローラの一例の概略図である。
【図２】図２は、本発明の弾性部材を説明するための図であって、定着ローラの他の例の概略図である。
【図３】図３は、本発明の定着部材を有するローラ定着装置の一例を示す概略図である。
【図４】図４は、本発明の定着部材を有する画像形成装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を、図面を参照することにより、具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内で、変更及び／又は改良することができる。
【００１２】
［定着部材］
≪定着部材の構成≫
図１に、本発明の定着部材を説明するための図であって、定着ローラの一例の概略図を示す。
【００１３】
図１において、定着ローラ１０は、芯金（基材）１１上に、ゴム及び下記で詳細に説明する分子内にトリアジン構造を有する複素環式化合物を含む弾性層１２が形成されている。
【００１４】
芯金１１に使用できる材料としては、特に制限されないが、アルミニウム、ステンレス、真鍮、銅、ニッケル等の金属や、ガラス材、セラミックス等を使用することが好ましい。
【００１５】
弾性層１２に含まれるゴムとしては、特に制限はないが、シリコーンゴム、フルオロカーボンシロキサンゴム及びフロロシリコーンゴムから成る群より選択されるゴムを含むことが好ましい。これらのゴムは１種類以上を単独で使用しても良く、２種類以上を併用して使用しても良い。
【００１６】
シリコーンゴムとしては、オルガノシロキサン構造を有するシリコーンゴムであれば、特に限定されない。例えば、一般式（１）
【００１７】
【化１】
2013025262.tif 000003
（式中、Ｒ１、Ｒ２は脂肪族不飽和結合を有さず、置換基により置換されていても良い、一価炭化水素基である。また、Ｒ１及びＲ２は、互いに同一の基であっても良いし、異なる基であっても良い。さらに、Ｒ１及びＲ２は、炭素数が１〜８であることが好ましい。具体的には、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基などが挙げられるが、メチル基、エチル基、フェニル基が好ましい。）
で表される構成単位を有するシリコーンゴムを好ましく使用することができる。
【００１８】
シリコーンゴムのコンパウンドの市販品としては、ＫＥ１９５０−３０（信越化学工業製）、ＤＹ３５−２０８３（東レ・ダウコーニング製）等が挙げられる。
【００１９】
フルオロカーボンシロキサンゴムとしては、フルオロカーボンシロキサン構成単位を有するゴムであれば、特に限定されない。例えば、一般式（２）
【００２０】
【化２】
2013025262.tif 000004
（式中、Ｒ３は、置換基により置換されていても良い、炭素数が１〜８のアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、ａ及びｅは、それぞれ独立に、０又は１であり、ｂ及びｄは、それぞれ独立に、１〜４の整数であり、ｃは０〜８の整数であることが好ましい。）
で表される構成単位を有するフルオロカーボンシロキサンゴムを好ましく使用することができる。
【００２１】
フルオロカーボンシロキサンゴムのコンパウンドの市販品としては、ＳＩＦＥＬＲ３４００（信越化学工業製）等が挙げられる。
【００２２】
フロロシリコーンゴムとしては、フロロオルガノシロキサン構成単位を有するフロロシリコーンゴムであれば特に限定されない。例えば、一般式（３）
【００２３】
【化３】
2013025262.tif 000005
（式中、ｎは０〜２０の整数であることが好ましい。）
で表される構成単位を有するフロロシリコーンゴムを好ましく使用することができる。
【００２４】
フロロシリコーンゴムのコンパウンドの市販品としては、Ｘ３６−４２０（信越化学工業製）、ＦＳＥ７５４０、ＦＳＬ７６４１（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ製）、ＳＥ−１５４１−Ｕ（東レ・ダウコーニング製）等が挙げられる。
【００２５】
次に、分子内にトリアジン構造を有する複素環式化合物について、詳細に説明する。
【００２６】
複素環式化合物（ヘテロ環式化合物と呼ぶことがある）とは、環状構造を有する有機化合物のうち、炭素以外の原子が環状構造に含まれている化合物を指す。また、通常、環状構造に不飽和結合を有し、芳香族性を有する芳香族複素環と、それ以外とに分類される。環状構造に含まれる炭素以外の原子としては、窒素、酸素、硫黄などが挙げられる。
【００２７】
本発明で使用できる複素環式化合物としては、分子内にトリアジン構造を有していれば特に制限されず、例えば、１，３，５−トリアジン、ベンゾグアナミン、メラミン又はこれらの誘導体や反応物、オリゴマー、ポリマー等を好ましく使用することができる。これらの中でも、メラミンとホルムアルデヒドの縮合物であるメラミン樹脂を特に好ましく使用することができる。
【００２８】
トリアジン構造を有する複素環式化合物は、粉体及び／又は微粒子として定着部材に含有されても良く、シリカ等の無機物との複合微粒子として含有されても良い。
【００２９】
トリアジン構造を有する複素環式化合物の微粒子又は複合微粒子の形状及び粒径としては、定着部材の加工性（粘度等）、表面の性質（粗さ等）を損なわなければ特に制限はない。通常、形状としては、不定形よりも真球状であることが、ゴムに対して均一に分散され、表面粗さも均一になるため、好ましい。また、粒径としては、１００ｎｍ〜１０μｍであることが好ましい。粒径が１００ｎｍより小さい場合、ゴムの粘度が上昇し、加工性が悪化することがある。一方、粒径が１０μｍより大きい場合、表面粗さが大きくなることがある。
【００３０】
また、トリアジン構造を有する複素環式化合物の微粒子又は複合微粒子の含有量としては、ゴム１００質量部に対して、１〜５０質量部であることが好ましく、５〜２０質量部であることがより好ましい。トリアジン構造を有する複素環式化合物の微粒子又は複合微粒子の含有量が、ゴム１００質量部に対して１質量部より少ない場合、複素環式化合物を添加する効果が得られないことがある。一方、複素環式化合物の含有量が５０質量部を超える場合、複素環式化合物を添加することによる粘度上昇が大きくなり、定着部材の表面性状が損なわれることがある。
【００３１】
≪定着部材の作成方法≫
芯金１１に弾性層１２を形成する方法としては、特に限定されないが、以下に一例を挙げる。金型の内部に、シランカップリング剤、シリコーン系接着剤等を用いて、プライマー層が形成された芯金を設置する。トリアジン構造を有する複素環式化合物が添加された、シリコーンゴム、フルオロカーボンシロキサンゴム及びフロロシリコーンゴムからなる群より選択される一種以上のゴムの前駆体を注入した後、加熱する。
【００３２】
また、弾性層１２に含まれるゴムは、その他の成分を含有しても良い。例えば、充填剤、補強剤、導電性制御剤、老化防止剤、着色剤、可塑剤、ワックス、オイル等の添加剤を含んでも良い。
【００３３】
図２に、本発明の弾性部材を説明するための図であって、定着ローラの他の例の概略図を示す。定着ローラ１０は、芯金１１と弾性層１２との間に、中間層１３が形成されている以外は、図１と同様の構成である。中間層１３を形成することにより、弾性層１２の厚さを小さくすることができる。
【００３４】
中間層１３に使用できる材料としては、耐熱性ゴムであれば特に限定されない。
【００３５】
なお、図１及び図２では、定着部材の一例としてローラ型のものを挙げたが、本発明は、ゴム及び分子内にトリアジン構造を有する複素環式化合物を含む弾性層が形成されていれば、これに限定されない。例えば、シームレスベルト型、シート型、フィルム型等、他の形状の定着部材であっても良い。
【００３６】
シームレスベルト状の定着部材の基材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や、ニッケル、ステンレス鋼等の金属が挙げられる。
【００３７】
シームレスベルト状の定着部材の基材（芯金）に弾性層１２を形成する方法としては、特に限定されない。ここでは一例を挙げる。シランカップリング剤、シリコーン系接着剤等を用いて、プライマー層が形成された基材をマンドレルに固定した状態で金型に設置する。ここに、トリアジン構造を有する複素環式化合物が添加されたシリコーンゴム、フルオロカーボンシロキサンゴム及びフロロシリコーンゴムからなる群より選択される一種以上のゴムの前駆体を注入した後、加熱する。
【００３８】
さらに、本明細書においては、弾性部材の一例として定着部材を挙げたが、本発明はこれに限定されず、例えば、帯電部材、現像部材、転写部材にも適用することができる。本発明を帯電部材及び現像部材に適用する場合、弾性層に含まれるゴムは、ニトリルゴム、エピクロルヒドリンゴム等が好適に用いられる。転写部材に適用する場合、エピクロルヒドリンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等が好適に用いられる。
【００３９】
［定着装置］
図３に、本発明の定着部材を有するローラ定着装置の一例を示す概略図を示す。
【００４０】
定着装置１００は、定着ローラ１０及び加圧ローラ２０を有する。定着ローラ１０は、本発明の定着部材の一例であり、芯金１１上に弾性層が積層されている。定着ローラ１０の内部には、加熱手段であるハロゲンヒータ１５を含む。また、弾性層１２の表面には、温度センサー１６が設置されている。
【００４１】
加圧ローラ２０は、芯金２１上に、耐熱性ゴムを含む弾性層２２及び離型層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。この時、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。
【００４２】
［画像形成装置］
図４に、本発明の定着部材を有する画像形成装置の一例を示す概略図を示す。
【００４３】
画像形成装置１０００は、本発明の一例である定着装置１００と、感光体ドラム２００、帯電ローラ３００、現像ローラ４００、転写ローラ５００、クリーニング装置６００を含む。帯電ローラ３００は、感光体ドラム２００に接触して帯電させ、現像ローラ４００は、感光体ドラム２００に形成された静電潜像をトナーで現像し、トナーを形成する。転写ローラ５００は、感光体ドラム２００に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する。クリーニング装置６００は、トナー像が転写された感光体ドラム２００をクリーニングする。
【００４４】
画像形成装置１０００はまた、帯電した感光体ドラム２００にレーザー光Ｌを照射して静電潜像を形成する図示しない露光装置を含む。さらに、画像形成装置１０００は、帯電ローラ３００にＤＣ電圧を印加する電源３１０、感光体ドラム２００の表面電位を測定する表面電位計２１０を有する。
【００４５】
次に、画像形成装置１０００を用いて画像を形成する方法について説明する。まず、感光体ドラム２００を回転さえながら、帯電ローラ３００を用いて、感光体ドラム２００に形成されている感光層（不図示）を一様に帯電させる。次に、露光装置を用いて、帯電した感光層にレーザー光Ｌを照射して、静電潜像を形成する。さらに、現像ローラ４００を用いて、感光層に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像し、トナー像を形成する。次に、転写ローラ５００を用いて、感光層に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する。そして、定着装置１００を用いて、記録媒体Ｐに転写されたトナー像を定着させる。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は、実施例により限定されない。なお、部は、質量部を意味する。
【００４７】
［実施例１］
内径が６０ｍｍ、幅が４００ｍｍ、厚さが０．１ｍｍのポリイミド製のシームレスベルトの表面に、シリコーンゴム用プライヤー（ＤＹ３９−０６７；東レ・ダウコーニング社製）を、厚さが０．５μｍとなるように塗布した。その後、常温で３０分間、続いて、１５０℃で３０分間乾燥させた。
【００４８】
得られたシームレスベルトをマンドレルに固定し、メラミン・ホルムアルデヒド縮合物の球状微粒子（エポスターＲ  Ｓ１２；日本触媒社製）を添加したシリコーンゴムコンパウンド（ＤＹ３５−２０８３；東レ・ダウコーニング社製）を注入した。この時、メラミン・ホルムアルデヒド縮合物の球状微粒子は、シリコーンゴムコンパウンド１００部に対して５部添加した。次に、１５０℃で１０分間加熱した後、シームレスベルトを脱型し、２００℃で４時間加熱して、男性層を形成し、定着ベルトを得た。
【００４９】
［実施例２］
実施例１で使用したメラミン・ホルムアルデヒド縮合物の代わりに、メラミン・ホルムアルデヒド縮合物とシリカとの複合微粒子（オプトビーズＲ５００Ｓ；日産化学工業社製）５部を用いた以外は、実施例１と同様の工程により、定着ベルトを得た。
【００５０】
［実施例３］
実施例２で使用したシリコーンゴム用プライマー及びシリコーンゴムコンパウンドの代わりに、各々、含フッ素系樹脂プライマー（プライマーＺ；信越化学工業社製）及びフルオロカーボンシロキサンゴムコンパウンド（ＳＩＦＥＬＲ３４００；信越化学工業社製）を用いた以外は、実施例２と同様の工程により、定着ベルトを得た。
【００５１】
［実施例４］
実施例２で使用したフルオロカーボンシロキサンゴムコンパウンドの代わりにフロロシリコーンゴム（ＦＳＬ７６４１；モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）を用いた以外は、実施例２と同様の工程により、定着ベルトを得た。
【００５２】
［比較例１］
実施例１で使用したメラミン・ホルムアルデヒド縮合物の代わりにアクリル微粒子（リオスフィアＲＳＰ−３０１５Ｄ；東洋インキ製造社製）を用いた以外は、実施例１と同様の工程により、定着ベルトを得た。
【００５３】
［比較例２］
実施例１で使用したメラミン・ホルムアルデヒド縮合物の代わりに球状アモルファスシリカ（シーホスターＲＫＥ−Ｓ２５０；日本触媒社製）を用いた以外は、実施例１と同様の工程により、定着ベルトを得た。
【００５４】
［評価］
≪定着部材の表面タック≫
実施例及び比較例で得られた定着ベルトの表面タックを、タッキング試験機（ＴＡＣ２；レスカ社製）を用いて測定した。
【００５５】
測定条件は、
温度：２５℃（室温）
プローブ：ステンレス製、直径８ｍｍ
荷重：２００ｇｆ
押し付け速度：１２０ｍｍ／ｍｉｎ
引き上げ速度：６００ｍｍ／ｍｉｎ
とした。
【００５６】
タッキング試験の測定結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
2013025262.tif 000006
表１より、実施例で得られた定着ベルトは、比較例で得られた定着ベルトに比べ、タックが小さいことがわかる。
【００５８】
≪トナーの離型性≫
次に、実施例及び比較例で得られた定着ベルトについて、トナーの離型性を評価した。
【００５９】
評価条件は、
複写機：ＲＩＣＯＨ  ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ２５００（株式会社リコー製）
複写原稿：ベタ画像（シアン、６００ｄｐｉ、画像面積率１００％）
複写モード：フルカラー、片面
記録媒体：再生紙、マイリサイクルペーパー１００、Ａ４サイズ（株式会社リコー製）
評価間隔：複写枚数５０００枚まで５００枚毎
トナー：ｉｍａｇｉｏスポットトナーＣ３０００（シアン、株式会社リコー製）
とした。
【００６０】
以上の評価条件の下、実施例及び比較例で得られた定着ベルトを、ＲＩＣＯＨ  ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ２５００の定着ベルトと交換して複写を行った。
【００６１】
前記評価条件の複写枚数に達した時点で、白紙を通して定着部材表面から紙に転写されたトナー（オフセット）の有無を目視により確認した。さらに、定着部材表面を目視で観察してトナー固着の有無を確認した。
【００６２】
なお、トナーの離型性の判定は、トナーのオフセット又は固着が発生しない場合を○とし、いずれか一方でも発生した場合を×とした。
【００６３】
トナーの離型性の評価結果を表２に示す。
【００６４】
【表２】
2013025262.tif 000007
表２より、実施例で得られた定着ベルトを用いることにより、トナーのオフセットが発生しないことがわかる。一方、比較例１の定着ベルトでは、ベタ画像の複写を開始して間もなくオフセットが発生した。また、比較例２の定着ベルトでは、複写枚数が１０００枚目のベタ画像に若干のオフセットが発生し、１５００枚目でオフセットに起因する画像の乱れが発生した。
【符号の説明】
【００６５】
１０      定着ローラ
１１      芯金
１２      弾性層
１３      中間層
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
２００    感光体ドラム
２１０    表面電位計
３００    帯電ローラ
３１０    電源
４００    現像ローラ
５００    転写ローラ
６００    クリーニング装置
１０００  画像形成装置
Ｌ        レーザー光
Ｔ        トナー
Ｐ        記録媒体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６６】
【特許文献１】特開昭６３−１３７２６２号公報
【図１】
2013025262.tif 000008
【図２】
2013025262.tif 000009
【図３】
2013025262.tif 000010
【図４】
2013025262.tif 000011