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JP2012225986A - Fixing belt - Google Patents

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JP2012225986A
JP2012225986A JP2011090952A JP2011090952A JP2012225986A JP 2012225986 A JP2012225986 A JP 2012225986A JP 2011090952 A JP2011090952 A JP 2011090952A JP 2011090952 A JP2011090952 A JP 2011090952A JP 2012225986 A JP2012225986 A JP 2012225986A
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JP
Japan
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fixing belt
elastic layer
layer
heat
filler
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Pending
Application number
JP2011090952A
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Japanese (ja)
Inventor
Shingo Nakajima
晋吾 中島
Jun Sugawara
潤 菅原
Yoshitaka Ikeda
吉隆 池田
Naoki Yokota
直樹 横田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Fine Polymer Inc
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Fine Polymer Inc
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing belt which has excellent fixability to be sufficiently applicable to even a color machine.SOLUTION: The fixing belt includes a tubular base member, an elastic layer provided on the outer periphery of the base member, and a surface layer provided on the outer periphery of the elastic layer. The elastic layer is formed by mixing a filler in rubber, and a thermal effusivity expressed by formula ((heat conductivity)×(density)×(specific heat capacity))on the basis of the heat conductivity, the density, and the specific heat capacity of the elastic layer is 1.2 or more.

Description

本発明は、電子写真複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンタ等の画像形成装置、特に複数種のカラートナーを用いた画像形成装置において、被転写物上に転写されたトナー画像を、加熱して定着するために用いられる定着用ベルトに関する。   The present invention relates to an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a facsimile machine, or a laser beam printer, and more particularly, an image forming apparatus using a plurality of types of color toners, and heats and fixes a toner image transferred onto a transfer object. The present invention relates to a fixing belt used for the purpose.

電子写真複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンタ等の画像形成装置において、その印刷・複写の最終段階では、加熱源を内部に設けた定着用ベルト(定着スリーブ)や定着ローラと、加圧ローラとを圧接させ、その間にトナー画像が転写された被転写物を通過させ、未定着のトナーを加熱溶融させる熱定着方式が一般的に行われている。ここで使用される定着用ベルトとしては、ポリイミド樹脂等からなる筒状の基材上に、弾性を付与するための樹脂層等を設け、さらに基材表面(被転写物に接する面)上に、離型性を付与するためにフッ素樹脂のコーティング層を設けてなるものが広く採用されている。   In image forming apparatuses such as electrophotographic copying machines, facsimile machines, and laser beam printers, at the final stage of printing and copying, a fixing belt (fixing sleeve), a fixing roller, and a pressure roller provided with a heating source are provided. In general, a thermal fixing method is used in which a material to which a toner image is transferred is passed while being pressed against each other, and unfixed toner is heated and melted. As the fixing belt used here, a resin layer or the like for providing elasticity is provided on a cylindrical base material made of polyimide resin or the like, and further on the surface of the base material (surface in contact with the transfer object). In order to impart releasability, a material provided with a fluororesin coating layer is widely used.

定着性を良好にするためには、ベルト内部に設けられた加熱源により被転写物が十分加熱される必要がある。そこで、定着用ベルトには優れた熱伝導性が求められる。さらに、複数種のカラートナーを用いた画像形成装置(カラー機)での定着では、定着時に複数種のカラートナーを溶融状態で混色する必要がある。そこで、この用途(カラー機対応)の定着用ベルトには、カラートナーを十分に包み込んで溶融・混色させることができる適度な弾力性も求められる。   In order to improve the fixability, it is necessary that the transfer object is sufficiently heated by a heating source provided inside the belt. Therefore, excellent heat conductivity is required for the fixing belt. Further, in fixing in an image forming apparatus (color machine) using a plurality of types of color toners, it is necessary to mix a plurality of types of color toners in a molten state at the time of fixing. Accordingly, the fixing belt for this application (compatible with color machines) is also required to have an appropriate elasticity that can sufficiently wrap and melt and mix color toner.

このように、定着用ベルトには優れた熱伝導性と適度な弾力性が求められるので、この要請を満たすものとして、特許文献1では、チューブ状の基体の外周に耐熱性エラストマー層(弾性層)を設けさらにその上にフッ素樹脂層を設けた定着用ベルトであって、チューブ状基体、フッ素樹脂層及び耐熱性エラストマー層の厚さを規定し、かつ耐熱性エラストマーの厚さ、硬度及び熱伝導率の関係を所定の範囲内となるように規定した定着用ベルト(請求項2)が提案されている。   As described above, the fixing belt is required to have excellent thermal conductivity and appropriate elasticity. Therefore, in Patent Document 1, a heat-resistant elastomer layer (elastic layer) is formed on the outer periphery of a tubular substrate. ) And a fluororesin layer thereon, the thickness of the tubular substrate, the fluororesin layer and the heat-resistant elastomer layer is defined, and the thickness, hardness and heat of the heat-resistant elastomer are defined. There has been proposed a fixing belt (Claim 2) in which the relationship of conductivity is defined to be within a predetermined range.

又、特許文献2には、金属チューブまたは耐熱プラスチックチューブの外周に耐熱性エラストマー層が形成され、さらにその外周にシリコーンゴムまたはフッ素樹脂の層が形成された積層構造を有する定着用ベルトであって、荷重に対する歪み量、各層の厚さ及び耐熱エラストマー層の硬度や熱伝導度が、所定の範囲内である定着用ベルトが開示されている(請求項1)。そして、耐熱性エラストマー層の熱伝導度を所定の範囲内とするために、シリカ、アルミナ、ボロンナイトライド等の高熱伝導充填剤を配合する方法が提案されている(段落0012)。   Patent Document 2 discloses a fixing belt having a laminated structure in which a heat-resistant elastomer layer is formed on the outer periphery of a metal tube or a heat-resistant plastic tube, and a layer of silicone rubber or fluororesin is formed on the outer periphery. A fixing belt is disclosed in which the amount of strain with respect to the load, the thickness of each layer, and the hardness and thermal conductivity of the heat-resistant elastomer layer are within a predetermined range (claim 1). And in order to make the heat conductivity of a heat-resistant elastomer layer into a predetermined range, the method of mix | blending high heat conductive fillers, such as a silica, an alumina, a boron nitride, is proposed (paragraph 0012).

さらに、特許文献3では、チューブ状の基材、前記基材の外周に設けられる弾性層、及び前記弾性層の外周に設けられる表層を有する定着用ベルトであって、前記弾性層は、ゴムに充填剤とカーボンナノチューブを配合して形成されており、前記弾性層中の、前記充填剤の体積%をX、前記カーボンナノチューブの体積%をYとしたとき、10X+3Y<750、3X+30Y>170、及びY>0.1を満たすことを特徴とする定着用ベルトが開示されている。そして、この構成により、高い熱伝導率と適度な弾力性を両立でき、かつ機械的強度も低下しないと述べられている。   Further, in Patent Document 3, a fixing belt having a tubular base material, an elastic layer provided on the outer periphery of the base material, and a surface layer provided on the outer periphery of the elastic layer, the elastic layer is made of rubber. 10% + 3Y <750, 3X + 30Y> 170, where X is the volume% of the filler and Y is the volume% of the carbon nanotubes in the elastic layer. A fixing belt characterized by satisfying Y> 0.1 is disclosed. Further, it is stated that this configuration can achieve both high thermal conductivity and appropriate elasticity and does not lower the mechanical strength.

特許第3735991号公報Japanese Patent No. 3735991 特許第3712086号公報Japanese Patent No. 3712086 特開2010−92008号公報JP 2010-92008 JP

上記のように、従来は、定着用ベルトの高い熱伝導率により優れた定着性の達成を図っていた。しかし、本発明者の検討により、熱伝導率が高いだけでは十分な定着性が得られない場合があることが判明した。本発明は、熱伝導率に代わる指標であってより確実に優れた定着性を与えることができる指標の範囲に基づき、高速印刷に耐えうる優れた定着性を与えることができる定着用ベルトを提供することを課題とする。   As described above, conventionally, excellent fixing properties have been achieved by the high thermal conductivity of the fixing belt. However, as a result of studies by the present inventors, it has been found that sufficient fixability may not be obtained only by high thermal conductivity. The present invention provides a fixing belt capable of providing excellent fixability that can withstand high-speed printing, based on a range of an index that can be used as an alternative to thermal conductivity and that can reliably provide excellent fixability. The task is to do.

本発明者は、鋭意検討の結果、定着用ベルトの弾性層の熱伝導率、密度及び比熱容量に基づいて、式:(熱伝導率×密度×比熱容量)0.5で表わされる熱浸透率が高い場合は、優れた定着性を示す定着用ベルトが得られることを見出した。そして、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性エラストマーを用いて弾性層を形成しこの熱浸透率を1.2以上とすれば、高速印刷に耐えうる定着性の高い定着ベルトが得られることを見出し、以下に示す構成からなる本発明を完成した。 As a result of intensive studies, the present inventor has determined, based on the thermal conductivity, density, and specific heat capacity of the elastic layer of the fixing belt, the thermal permeability represented by the formula: (thermal conductivity × density × specific heat capacity) 0.5 It was found that a fixing belt exhibiting excellent fixing properties can be obtained when the value is high. Further, it has been found that if an elastic layer is formed using a heat-resistant elastomer such as silicone rubber or fluororubber and the heat permeation rate is 1.2 or more, a fixing belt having high fixability capable of withstanding high-speed printing can be obtained. The present invention having the following configuration was completed.

請求項1に記載の発明は、チューブ状の基材、前記基材の外周に設けられる弾性層、及び前記弾性層の外周に設けられる表層を有する定着用ベルトであって、前記弾性層が、耐熱性エラストマーに充填剤を配合して形成されており、かつ前記弾性層の熱伝導率、密度及び比熱容量に基づいて式:(熱伝導率×密度×比熱容量)0.5で表わされる熱浸透率が、1.2以上であることを特徴とする定着用ベルトである。 The invention according to claim 1 is a fixing belt having a tube-shaped base material, an elastic layer provided on the outer periphery of the base material, and a surface layer provided on the outer periphery of the elastic layer, wherein the elastic layer comprises: Heat represented by formula: (thermal conductivity × density × specific heat capacity) 0.5 , which is formed by blending a heat-resistant elastomer with a filler and based on the thermal conductivity, density and specific heat capacity of the elastic layer A fixing belt having a penetration rate of 1.2 or more.

弾性層の熱浸透率を1.2以上とすることにより、高速印刷に耐えうる優れた定着性を与えることができる定着ベルトとすることができる。なお熱伝導率は単位W/m・K、密度は単位kg/m、比熱容量は単位J/Kg・Kで表した値で熱浸透率を計算する。 By setting the heat permeability of the elastic layer to 1.2 or more, it is possible to obtain a fixing belt that can provide excellent fixing properties that can withstand high-speed printing. The thermal conductivity is calculated with the unit of W / m · K, the density of unit kg / m 3 , and the specific heat capacity of unit J / Kg · K.

請求項2に記載の発明は、前記熱浸透率が、2.0以上であることを特徴とする請求項1に記載の定着用ベルトである。弾性層の熱浸透率を2.0以上とすることにより、さらに優れた定着性を与えることができる定着ベルトとすることができる。   The invention according to claim 2 is the fixing belt according to claim 1, wherein the heat permeability is 2.0 or more. By setting the heat permeability of the elastic layer to 2.0 or more, it is possible to obtain a fixing belt that can provide further excellent fixing properties.

請求項3に記載の発明は、前記充填剤が、比重3.0以上の充填剤であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の定着用ベルトである。前記弾性層の熱浸透率を高くする方法としては、高比重、高熱伝導率の充填剤(フィラー)を、弾性層を構成するマトリックス材中に配合する方法、及びマイクロバルーンのような高比熱容量のフィラーをマトリックス材中に配合する方法等を挙げることができる。特に、比重3.0以上の高比重の充填剤を配合すると熱浸透率を高くしやすいので好ましい。より好ましくは比重5.0以上の充填剤を、さらに好ましくは比重7.0以上の充填剤を配合する場合である。   The invention according to claim 3 is the fixing belt according to claim 1 or 2, wherein the filler is a filler having a specific gravity of 3.0 or more. As a method for increasing the thermal permeability of the elastic layer, a method of blending a filler having a high specific gravity and high thermal conductivity into a matrix material constituting the elastic layer, and a high specific heat capacity such as a microballoon The method of mix | blending this filler in a matrix material etc. can be mentioned. In particular, it is preferable to add a high specific gravity filler having a specific gravity of 3.0 or more because the heat penetration rate is easily increased. More preferably, a filler having a specific gravity of 5.0 or more is blended, and a filler having a specific gravity of 7.0 or more is more preferably blended.

請求項4に記載の発明は、前記充填剤が、酸化亜鉛、鉄、銅又は鉄シリコン合金の粉末であることを特徴とする請求項3に記載の定着用ベルトである。高比重の充填剤としては、酸化亜鉛、鉄、銅又は鉄シリコン合金の粉末が好ましく用いられる。充填剤としてはこの他に、アルミナ、金属ケイ素、炭化ケイ素等を用いることができる。   According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing belt according to the third aspect, the filler is a powder of zinc oxide, iron, copper, or iron-silicon alloy. As the high specific gravity filler, zinc oxide, iron, copper or iron silicon alloy powder is preferably used. In addition, alumina, metal silicon, silicon carbide, etc. can be used as the filler.

前記弾性層を構成するマトリックス材としては、従来の定着用ベルトにおいて、弾性を付与する樹脂層のマトリックス材として用いられている耐熱性エラストマーを用いることができる。耐熱性エラストマーとしては、定着用ベルトの製造や使用時における加熱によっても劣化しにくくかつ高い弾性を有するものが好ましい。必ずしも加硫ゴムに限定されない。耐熱性エラストマーとして、シリコーンゴム又はフッ素ゴムは、耐熱性に優れるので好ましく用いられる。請求項5に記載の発明は、この好ましい態様に該当し、前記弾性層を構成するマトリックス材が、シリコーンゴム又はフッ素ゴムであることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の定着用ベルトである。   As the matrix material constituting the elastic layer, a heat-resistant elastomer that is used as a matrix material for a resin layer that imparts elasticity in a conventional fixing belt can be used. As the heat resistant elastomer, those which are not easily deteriorated by heating during the production and use of the fixing belt and have high elasticity are preferable. It is not necessarily limited to vulcanized rubber. As the heat-resistant elastomer, silicone rubber or fluororubber is preferably used since it has excellent heat resistance. The invention according to claim 5 corresponds to this preferable aspect, and the matrix material constituting the elastic layer is silicone rubber or fluororubber. The fixing belt as described in 1. above.

前記表層の材質としては、トナー離型性が優れかつ耐久性やカラートナーの定着性にも優れるフッ素樹脂が好ましく用いられる。   As the material for the surface layer, a fluororesin having excellent toner releasability and excellent durability and color toner fixability is preferably used.

前記チューブ状(筒状)の基材としては、柔軟な材質からなるチューブ状の基材や円筒状の基材を挙げることができる。従って、本発明の定着用ベルトとしては、柔軟な材質からなるチューブ状の基材、その外周に設けられた弾性層、さらにその弾性層の外周に表層を形成した構造の定着スリーブや、円筒状の基材、その外周に設けられた弾性層、さらにその弾性層の外周側に表層を形成した構造の定着ローラ等を挙げることができる。   Examples of the tube-shaped (tubular) base material include a tube-shaped base material and a cylindrical base material made of a flexible material. Accordingly, the fixing belt of the present invention includes a tube-shaped base material made of a flexible material, an elastic layer provided on the outer periphery thereof, a fixing sleeve having a structure in which a surface layer is formed on the outer periphery of the elastic layer, and a cylindrical shape. And a fixing roller having a structure in which a surface layer is formed on the outer peripheral side of the elastic layer.

前記チューブ状の基材の材質としては、具体的には、金属チューブ又は耐熱性プラスチックチューブを用いることができるが、柔軟な材質からなるチューブ状の基材としては、ポリイミド又はポリアミドイミドからなる筒状のフィルム(チューブ)が優れた耐熱性及び機械的強度を有するので好ましく用いられる。機材の熱伝導性を向上するために、機械的強度が許容する範囲で無機フィラー等を添加してもよい。円筒状の基材としては金属管等も用いることができる。   Specifically, a metal tube or a heat-resistant plastic tube can be used as the material of the tube-shaped base material, but the tube-shaped base material made of a flexible material can be a tube made of polyimide or polyamideimide. The film (tube) is preferably used because it has excellent heat resistance and mechanical strength. In order to improve the thermal conductivity of the equipment, an inorganic filler or the like may be added as long as the mechanical strength allows. A metal tube etc. can also be used as a cylindrical base material.

本発明の定着用ベルトでは、各層間の接着性が不十分な場合、プリンタ(コピー機)使用中に層間の剥離が生じる場合がある。そこで、通常、各層間の接着性向上等のために、基材と弾性層間及び弾性層と表層間にプライマー層が設けられている。   In the fixing belt of the present invention, if the adhesion between the layers is insufficient, the layers may be peeled off during use of the printer (copier). Therefore, usually, a primer layer is provided between the base material and the elastic layer and between the elastic layer and the surface layer in order to improve the adhesion between the layers.

なお、基材と弾性層間に設けられるプライマー層を下部プライマー層と言い、弾性層と表層間に設けられるプライマー層を上部プライマー層と言う。プライマー層の材質は、特に限定されないが、接着力の面からは、下部プライマー層にはゴム系プライマーが、上部プライマー層にはフッ素系プライマーが好ましい。   The primer layer provided between the base material and the elastic layer is referred to as a lower primer layer, and the primer layer provided between the elastic layer and the surface layer is referred to as an upper primer layer. The material of the primer layer is not particularly limited, but from the viewpoint of adhesion, a rubber primer is preferable for the lower primer layer, and a fluorine primer is preferable for the upper primer layer.

ゴム系プライマー用樹脂としては市販されているものを用いることができるが、好ましくは、基材に合わせてその種類が選択される。例えば、基材が金属であれば、好ましいゴム系プライマー用樹脂としては、X−33−173(信越シリコーン社製)を挙げることができ、基材がポリイミド等の樹脂の場合は、X−33−174(信越シリコーン社製)を挙げることができる。   Although what is marketed can be used as resin for rubber-type primers, Preferably, the kind is selected according to a base material. For example, if the base material is a metal, X-33-173 (manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.) can be cited as a preferable rubber-based primer resin. If the base material is a resin such as polyimide, X-33 -174 (manufactured by Shin-Etsu Silicone).

なお、前記弾性層を構成するゴムとしてシリコーンゴムを選択し、シリコーンゴム中にシランカップリング剤等の接着成分を適量加える方法、又は下部プライマー層にシリコーンゴムを加える方法等によっても、基材/下部プライマー層/弾性層間の密着力が向上する。   In addition, by selecting a silicone rubber as the rubber constituting the elastic layer and adding a proper amount of an adhesive component such as a silane coupling agent in the silicone rubber, or adding a silicone rubber to the lower primer layer, the substrate / Adhesion between the lower primer layer / elastic layer is improved.

本発明の定着用ベルトの製造方法は特に限定されない。例えば、最内層となるチューブ状の基材又は円筒状の基材の外周に、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性エラストマーに加硫剤及び前記熱浸透率を高めるためのフィラー等を配合した樹脂組成物を、ディスペンサーにて塗布した後加硫して弾性層を形成し、次いでこの弾性層上に、フッ素樹脂の分散液を塗布し熱処理して焼結させ表層を形成して製造することができる。好ましくは、各層間の接着性を向上させるために、耐熱性エラストマーを塗布する前に、基材の外周に下部プライマー層を形成し、又、フッ素樹脂の分散液を塗布する前に、弾性層の外周に上部プライマー層を形成する。   The method for producing the fixing belt of the present invention is not particularly limited. For example, a resin in which a vulcanizing agent and a filler for increasing the heat permeability are mixed with a heat-resistant elastomer such as silicone rubber or fluororubber on the outer periphery of a tubular base material or a cylindrical base material which is the innermost layer The composition is applied with a dispenser and then vulcanized to form an elastic layer, and then a dispersion of fluororesin is applied onto the elastic layer, heat treated and sintered to form a surface layer. it can. Preferably, in order to improve the adhesion between the layers, before applying the heat resistant elastomer, a lower primer layer is formed on the outer periphery of the base material, and before applying the fluororesin dispersion, the elastic layer An upper primer layer is formed on the outer periphery of the substrate.

加硫剤及び前記熱浸透率を高めるためのフィラー等を配合した耐熱性エラストマーの組成物からなる熱収縮性チューブを作成し、これを基材(又は、下部プライマー層が形成された基材)の外周に被せ熱収縮させることにより弾性層を形成してもよい。   A heat-shrinkable tube made of a heat-resistant elastomer composition containing a vulcanizing agent and a filler for increasing the heat permeability is prepared, and this is used as a base material (or a base material on which a lower primer layer is formed). The elastic layer may be formed by covering the outer periphery of the substrate and causing heat shrinkage.

本発明の定着用ベルトは、各種画像形成装置の定着部において使用される。定着部では、定着用ベルト内に加熱源が設けられ、定着用ベルトは、ゴムローラ等からなる加圧ローラと対向・圧接され、その間にトナー画像が転写された被転写物が通過し未定着のトナーを加熱溶融して定着する。   The fixing belt of the present invention is used in a fixing unit of various image forming apparatuses. In the fixing unit, a heating source is provided in the fixing belt, and the fixing belt is opposed to and pressed against a pressure roller made of a rubber roller or the like. Fix the toner by melting it by heating.

本発明の定着用ベルトは、近年の印刷スピードの高速化にも対応するような優れた定着性を有する。   The fixing belt of the present invention has an excellent fixing property corresponding to the recent increase in printing speed.

本発明の定着用ベルトの一例の回転軸に直交する断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view orthogonal to a rotation axis of an example of a fixing belt of the present invention.

次に、本発明を実施するための形態につき説明するが、本発明の範囲はこの形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を損ねない範囲で変更されたものも本発明に含まれる。   Next, although the form for implementing this invention is demonstrated, the range of this invention is not limited only to this form, What was changed in the range which does not impair the meaning of this invention is also included in this invention. It is.

図1は、本発明の定着用ベルト(ローラ)の一例を模式的に示す図であり、定着用ベルトの回転軸に直交する断面図である。図1において、1は基材であり、3は弾性層であり、5は表層である。さらに、基材1と弾性層3の間及び弾性層3と表層5の間には、接着性向上のためのプライマー層2(下部プライマー)及びプライマー層4(上部プライマー)がそれぞれ設けられている。   FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of a fixing belt (roller) according to the present invention, and is a cross-sectional view orthogonal to the rotation axis of the fixing belt. In FIG. 1, 1 is a base material, 3 is an elastic layer, and 5 is a surface layer. Furthermore, a primer layer 2 (lower primer) and a primer layer 4 (upper primer) are provided between the base material 1 and the elastic layer 3 and between the elastic layer 3 and the surface layer 5 for improving adhesion. .

図1の例における基材1は、ポリイミド樹脂からなるエンドレスベルトである。基材1としては、他に、樹脂製や金属製の円筒や円柱状の固体(ローラ)を用いることもできる。又、エンドレスベルトの樹脂材料として、ポリイミド樹脂の代わりにポリアミドイミド樹脂等を用いることもできるが、耐熱性、弾性率、強度等の面からは、ポリイミド樹脂が好ましい。   The base material 1 in the example of FIG. 1 is an endless belt made of a polyimide resin. In addition, as the substrate 1, a resin or metal cylinder or columnar solid (roller) can be used. As the resin material for the endless belt, polyamideimide resin or the like can be used instead of polyimide resin, but polyimide resin is preferable in terms of heat resistance, elastic modulus, strength, and the like.

基材1は、金属製の円筒状芯体の外周面に、適量の熱伝導性改善用のフィラーを配合したポリイミド前駆体(ポリアミック酸)の有機溶媒溶液(ポリイミドワニス)をディスペンサー法で塗布し、350℃から450℃程度に加熱し、前記前駆体を脱水、閉環させポリイミド化させて形成したものである。ポリイミドワニスとしては、宇部興産UワニスSを挙げることができ、有機溶媒としてはN−メチル−2−ピロリドンやジメチルアセトアミド等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。   The substrate 1 is formed by applying an organic solvent solution (polyimide varnish) of a polyimide precursor (polyamic acid) in which an appropriate amount of a filler for improving thermal conductivity is blended to the outer peripheral surface of a metal cylindrical core body by a dispenser method. , Heated to about 350 ° C. to 450 ° C., and the precursor is dehydrated and ring-closed to form a polyimide. Examples of the polyimide varnish include Ube Industries U Varnish S, and examples of the organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidone and dimethylacetamide, but are not limited thereto.

このようなポリイミド樹脂からなるエンドレスベルトの厚さは、耐久性と弾力性の面から30〜80μm程度が好ましい。   The thickness of the endless belt made of such a polyimide resin is preferably about 30 to 80 μm from the viewpoint of durability and elasticity.

弾性層3を構成するマトリックス材としては、前記のように、耐熱性に優れたシリコーンゴムやフッ素ゴムが好ましい。シリコーンゴム層を基材1側に配置しその上にフッ素ゴム層を表層側に配置した2層構造とすることもできる。この2層構造の弾性層は、表層5側にフッ素ゴム層があるためフッ素樹脂をマトリックス材とする表層5との接着性に優れ、さらにフッ素ゴムは耐熱性が良好であるため、表層形成時の熱でシリコーンゴム層が受ける損傷が防止されるとともに、シリコーンゴム層があるため弾力性の点でも好ましい。   As the matrix material constituting the elastic layer 3, as described above, silicone rubber and fluorine rubber excellent in heat resistance are preferable. A two-layer structure in which the silicone rubber layer is disposed on the substrate 1 side and the fluororubber layer is disposed on the surface layer side may be employed. This two-layered elastic layer has a fluororubber layer on the surface layer 5 side, so that it has excellent adhesion to the surface layer 5 using a fluororesin as a matrix material. Further, since fluororubber has good heat resistance, The silicone rubber layer is prevented from being damaged by the heat, and the silicone rubber layer is preferable because of its elasticity.

優れた熱伝導と適度な弾性を与えるために、弾性層3の厚さは、0.1〜0.5mmであるのが好ましく、0.2mm以上であるのがさらに好ましい。   In order to provide excellent heat conduction and appropriate elasticity, the thickness of the elastic layer 3 is preferably 0.1 to 0.5 mm, and more preferably 0.2 mm or more.

弾性層3の外周側に設けられる表層5の材質として用いられるフッ素樹脂としては、四弗化エチレン樹脂(PTFE)、四弗化エチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重合体(PFA)、四弗化エチレン−六弗化プロピレン共重合体等が挙げられる。特に、耐熱性の点からPTFEまたはPFAを用いることが好ましい。   Examples of the fluororesin used as the material for the surface layer 5 provided on the outer peripheral side of the elastic layer 3 include tetrafluoroethylene resin (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer (PFA), and tetrafluoroethylene. -A propylene hexafluoride copolymer etc. are mentioned. In particular, it is preferable to use PTFE or PFA from the viewpoint of heat resistance.

フッ素樹脂からなる表層5の厚さは、10〜50μmが好ましく、より好ましくは10〜35μm、さらに好ましくは10〜25μmである。フッ素樹脂層の厚さが薄すぎると耐久性に劣り、複写枚数が多くなるにつれて早期に摩耗して離型性が損なわれるおそれがある。フッ素樹脂層の厚さが厚すぎると、定着用ベルト表面が硬くなり、カラートナーの定着性が低下する。   The thickness of the surface layer 5 made of a fluororesin is preferably 10 to 50 μm, more preferably 10 to 35 μm, and still more preferably 10 to 25 μm. If the thickness of the fluororesin layer is too thin, the durability is inferior, and as the number of copies increases, there is a risk of early wear and loss of mold releasability. When the thickness of the fluororesin layer is too thick, the surface of the fixing belt becomes hard and the fixing property of the color toner is lowered.

実施例1〜21及び比較例1〜3
以下に示す手順にて、図1で表される定着用ベルト(すなわち、基材1、プライマー層2、弾性層3、プライマー層4、表層5を有する定着用スリーブ)を作製した。
Examples 1-21 and Comparative Examples 1-3
A fixing belt shown in FIG. 1 (that is, a fixing sleeve having a base material 1, a primer layer 2, an elastic layer 3, a primer layer 4, and a surface layer 5) was prepared by the following procedure.

[基材1の作製]
金属製の円筒状芯体の外周面に、適量の熱伝導性改善用のフィラーを配合したポリイミド前駆体の有機溶媒溶液(ポリイミドワニス、宇部興産社製、商品名:UワニスS)をディスペンサー法で塗布し、350℃から450℃程度に加熱し、前記前駆体を脱水、閉環させポリイミド化させた後、円筒状芯体から取り外してチューブ状の基材1を得た。なお、この基材1の寸法は、厚さ50μm、内径26mm、長さ24cmである。
[Preparation of Substrate 1]
Dispensing the organic solvent solution of polyimide precursor (polyimide varnish, Ube Industries, trade name: U varnish S) with a suitable amount of filler for improving thermal conductivity on the outer peripheral surface of a metal cylindrical core The precursor was dehydrated and ring-closed to form a polyimide by heating at 350 ° C. to 450 ° C., and then removed from the cylindrical core to obtain a tubular substrate 1. The substrate 1 has a thickness of 50 μm, an inner diameter of 26 mm, and a length of 24 cm.

[プライマー層2の形成]
信越シリコーン社製X−33−174A/B(ゴム系プライマー)を、上記で得られた基材の外周上に塗布し、30分以上風乾してプライマー層2(下部プライマー層)を形成した。
[Formation of primer layer 2]
X-33-174A / B (rubber-based primer) manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. was applied on the outer periphery of the substrate obtained above, and air-dried for 30 minutes or more to form primer layer 2 (lower primer layer).

[弾性層3の作製]
周知の2液状シリコーンゴムに、表1〜5に記載の充填剤A及び充填剤Bを、表1〜5に記載の組成で添加し、自転公転型攪拌機により混合した。得られた混合物を、上記で得られたプライマー層2の外周面に、ディスペンサーにて塗布後、熱加硫により成形し、厚さ275μmの弾性層3を得た。なお、充填剤A及び充填剤Bとして用いた充填剤を以下に示す。
[Production of Elastic Layer 3]
Fillers A and B shown in Tables 1 to 5 were added to the well-known two-liquid silicone rubber with the compositions shown in Tables 1 to 5, and mixed by a rotation and revolution type stirrer. The obtained mixture was applied to the outer peripheral surface of the primer layer 2 obtained above with a dispenser and then molded by thermal vulcanization to obtain an elastic layer 3 having a thickness of 275 μm. In addition, the filler used as the filler A and the filler B is shown below.

(充填剤)
1.アルミナ:昭和電工社製のアルミナCB−A10(商品名)、形状:球、平均粒径:10mm(以下の表中では「アルミナ」と示す。)
2.金属ケイ素粉末:キンセイマテック社製のM−Si#600(商品名)、破砕形状、平均粒径:約6.0μm(以下の表中では「金属Si」と示す。)
3.SiC:平均粒径1μmのSiC
4.酸化亜鉛:ハクスイテック社製、大粒子酸化亜鉛、平均粒径:16.8μm
5.銅粉:福田金属箔社製、Cu−HWQ、平均粒径:5μm
6.鉄粉:ヘガネス社製、S110i、平均粒径:40μm
7.鉄シリコン合金粉:エプソンアトミックス社製、Fe−6.5%Si粉末、平均粒径:10μm
(filler)
1. Alumina: Alumina CB-A10 (trade name) manufactured by Showa Denko KK, shape: sphere, average particle size: 10 mm (shown as “alumina” in the table below)
2. Metallic silicon powder: M-Si # 600 (trade name) manufactured by Kinsei Matech Co., Ltd., crushed shape, average particle size: about 6.0 μm (in the following table, indicated as “metal Si”)
3. SiC: SiC having an average particle diameter of 1 μm
4). Zinc oxide: Hakusuitec Co., Ltd., large particle zinc oxide, average particle size: 16.8 μm
5. Copper powder: manufactured by Fukuda Metal Foil Co., Ltd., Cu-HWQ, average particle size: 5 μm
6). Iron powder: manufactured by Höganäs, S110i, average particle size: 40 μm
7). Iron silicon alloy powder: Epson Atmix Co., Ltd., Fe-6.5% Si powder, average particle size: 10 μm

得られた弾性層3の熱伝導率、密度、比熱容量を以下に示す方法により測定した。その結果を、表1〜5に示す。   The thermal conductivity, density, and specific heat capacity of the obtained elastic layer 3 were measured by the following methods. The results are shown in Tables 1-5.

(熱伝導率の測定方法)
熱伝導率は、アルバック理工社製の周期的加熱法測定装置FTC−1により測定して得られた熱拡散率に、JIS K 7123により測定した比熱及びJIS K 7112A法により測定した密度を掛け合わせた値である。
(比熱容量の測定方法)
JIS K 7123により測定した。
(Measurement method of thermal conductivity)
The thermal conductivity is obtained by multiplying the thermal diffusivity obtained by measuring with the periodic heating method measuring device FTC-1 manufactured by ULVAC-RIKO, the specific heat measured by JIS K 7123 and the density measured by the JIS K 7112A method. Value.
(Measurement method of specific heat capacity)
It was measured according to JIS K 7123.

[プライマー層4の形成]
デュポン社製PL−992CL(フッ素系プライマー)を、上記で得られた弾性層3の外周上に塗布し、220℃×2時間で乾燥して、厚さ5μmのプライマー層4(上部プライマー層)を形成した。
[Formation of primer layer 4]
DuPont PL-992CL (fluorine-based primer) is applied on the outer periphery of the elastic layer 3 obtained above, dried at 220 ° C. for 2 hours, and a primer layer 4 (upper primer layer) having a thickness of 5 μm. Formed.

[表層5の作製]
上記で得られたプライマー層4の上に、フッ素樹脂塗料(PFA:デュポン社製EM−565CL)を塗布して、約340℃で処理し、表層5(フッ素樹脂層)を形成し、図1で表される定着用ベルトを得た。フッ素樹脂層の厚さは、15μmであった。
[Preparation of surface layer 5]
On the primer layer 4 obtained above, a fluororesin coating (PFA: EM-565CL manufactured by DuPont) is applied and treated at about 340 ° C. to form a surface layer 5 (fluororesin layer). A fixing belt represented by the formula: The thickness of the fluororesin layer was 15 μm.

上記のようにして製作した定着用ベルトについて、以下に示す方法で定着性及び耐久性(機械的強度)を測定した。その結果を表1〜5に示す。   With respect to the fixing belt manufactured as described above, fixing property and durability (mechanical strength) were measured by the following method. The results are shown in Tables 1-5.

(定着性の評価)
製作した定着用ベルトを用いて実際にカラー画像を印刷して評価した。印刷時の表面温度は150℃、押圧力は6kgとした。又、印刷時の通紙の条件は、A4の印刷用紙を連続10枚、25枚/分で印刷し、色むらの有無とざらつきの有無を目視により判定した。その結果を、以下の基準に基づいて、表1〜5に示す。
◎:色むらとざらつきがない。
○:色むらはないがざらつきがある。
×:色むらとざらつきのいずれもがある。
(Evaluation of fixability)
Using the produced fixing belt, a color image was actually printed and evaluated. The surface temperature during printing was 150 ° C., and the pressing force was 6 kg. In addition, the condition of paper passing at the time of printing was determined by visually checking whether or not there was uneven color and unevenness after printing A4 printing paper continuously at 25 sheets / min. The results are shown in Tables 1 to 5 based on the following criteria.
A: There is no color unevenness and roughness.
○: There is no uneven color, but there is roughness.
X: Both color unevenness and roughness are present.

(耐久性の評価)
上記で製作した定着用ベルトを用いて実際にカラー画像を印刷した。印刷時の表面温度は150℃、押圧力は6kgとした。又、印刷時の通紙の条件は、A4の印刷用紙を25枚/分で連続印刷し、定着ベルトの基材1/プライマー層2/弾性層3間の剥離の有無を目視にて確認し、以下の評価基準に基づき評価した。
(Durability evaluation)
A color image was actually printed using the fixing belt produced above. The surface temperature during printing was 150 ° C., and the pressing force was 6 kg. In addition, the condition of paper passing at the time of printing is that A4 printing paper is continuously printed at 25 sheets / minute, and the presence / absence of peeling between the base material 1 / primer layer 2 / elastic layer 3 of the fixing belt is visually confirmed. Evaluation was made based on the following evaluation criteria.

[評価基準]
○:殆ど剥離が生じない。
△:剥離を生じる場合があるが、実用に差し支えないレベルである。
×:剥離が多数発生し、実用レベルにない。
[Evaluation criteria]
○: Peeling hardly occurs.
(Triangle | delta): Although peeling may occur, it is a level which does not interfere with practical use.
X: Numerous peeling occurs and is not at a practical level.

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表1〜5より次が示されている。
・熱浸透率が1.2未満の比較例1、2、3では、定着性が悪く、カラー機用の定着用ベルトとしては使用困難である。
・一方、熱浸透率が1.2以上の実施例1〜21は、いずれも定着性は良く、カラー機用の定着用ベルトとして使用可能であり、又、耐久性も使用可能なレベルである。
・中でも、熱浸透率が2.0以上の実施例10、12、14、16、20、21は、特に良好な定着性を示している。
The following are shown from Tables 1-5.
In Comparative Examples 1, 2, and 3 having a heat penetration rate of less than 1.2, the fixability is poor and it is difficult to use as a fixing belt for a color machine.
On the other hand, Examples 1 to 21 having a heat permeability of 1.2 or more have good fixability, can be used as a fixing belt for a color machine, and can be used at a durability level. .
-Among them, Examples 10, 12, 14, 16, 20, and 21 having a heat permeability of 2.0 or more show particularly good fixability.

1 基材
2 下部プライマー層
3 弾性層
4 上部プライマー層
5 表層
1 Base material 2 Lower primer layer 3 Elastic layer 4 Upper primer layer 5 Surface layer

Claims (5)

チューブ状の基材、前記基材の外周に設けられる弾性層、及び前記弾性層の外周に設けられる表層を有する定着用ベルトであって、前記弾性層が、耐熱性エラストマーに充填剤を配合して形成されており、かつ前記弾性層の熱伝導率、密度及び比熱容量に基づいて式:(熱伝導率×密度×比熱容量)0.5で表わされる熱浸透率が、1.2以上であることを特徴とする定着用ベルト。 A fixing belt having a tubular base material, an elastic layer provided on the outer periphery of the base material, and a surface layer provided on the outer periphery of the elastic layer, wherein the elastic layer comprises a heat-resistant elastomer and a filler. The thermal permeability represented by the formula: (thermal conductivity × density × specific heat capacity) 0.5 based on the thermal conductivity, density and specific heat capacity of the elastic layer is 1.2 or more. A fixing belt characterized by being. 前記熱浸透率が、2.0以上であることを特徴とする請求項1に記載の定着用ベルト。   The fixing belt according to claim 1, wherein the heat permeability is 2.0 or more. 前記充填剤が、比重3.0以上の充填剤であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の定着用ベルト。   The fixing belt according to claim 1, wherein the filler is a filler having a specific gravity of 3.0 or more. 前記充填剤が、酸化亜鉛、鉄、銅又は鉄シリコン合金の粉末であることを特徴とする請求項3に記載の定着用ベルト。   The fixing belt according to claim 3, wherein the filler is a powder of zinc oxide, iron, copper, or an iron-silicon alloy. 前記弾性層を構成するマトリックス材が、シリコーンゴム又はフッ素ゴムであることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の定着用ベルト。   The fixing belt according to claim 1, wherein the matrix material constituting the elastic layer is silicone rubber or fluorine rubber.
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