JP2008197317A - 画像定着装置および摺動シート - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも信頼性に優れるベルトニップ方式の画像定着装置を提供する。
【解決手段】回転可能に支持された加熱定着ロールと、前記ロールに対して外周面の一部同士が互いに接触するように配置され、前記ロールの回転に合わせて回転するエンドレスベルトと、エンドレスベルトの内部に配置され、前記ベルトの内周面から当該ベルトを前記ロールへ押しつけることで前記ベルトと前記ロールとを面接触させ、記録シートへのトナー像の定着が行われるベルトニップ部を両者の接触部分に形成する押圧部材とを備え、押圧部材と前記ベルトの内周面との間に配置され、前記ベルトが回転する際に押圧部材との間に生じる摺動抵抗を低減させる摺動シートをさらに備え、摺動シートにおける前記ベルト側の表面にポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）が露出している装置とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリンター、複写機、ファクシミリなどの電子写真方式を利用した画像形成装置が備える、記録シート上の未定着のトナー像を定着させる画像定着装置に関する。本発明は、また、部材間の接触部分における摺動抵抗を低減でき、本発明の画像定着装置に好適に用いることができる摺動シートに関する。

従来、プリンター、複写機、ファクシミリなどの電子写真方式を利用した画像形成装置において、記録シート上の未定着のトナー像を定着させる画像定着法として、一対の加熱された定着ロールおよび加圧ロールを用いるロール定着法が用いられている。ロール定着法では、未定着のトナー像が形成された記録シートを、定着ロールと加圧ロールとの間を通過させてトナーに熱および圧力を加えることにより、トナー像の定着が行われる。通常、定着ロールの表面には弾性層が配置されており、この弾性層の変形により、定着ロールと加圧ロールとを面接触させることができるとともに、双方のロールの間の記録シートの通過がスムーズに行われ、記録シートへの適切な熱および圧力の印加が行われる。

この定着ロールと加圧ロールとが面接触している部分を「ニップ部」という。ニップ部において記録シート上のトナーへ熱および圧力が加えられるが、熱および圧力が加えられる区間の長さ、即ち、記録シートの通過方向に対するニップ部の長さを「ニップ幅」という。ニップ幅を大きくすることによりトナーに十分な熱を与えることが可能となり、記録シートの搬送速度を大きく出来る他、画像形成の高速化および形成された画像の高画質化を図ることができる。

ロール定着法においてニップ幅を大きくするためには、加圧ロールの表面にも弾性層を配置したり、定着ロールが備える弾性層の厚さを大きくしたりすればよい。しかし、この方法では、定着ロールおよび加圧ロールの熱容量が大きくなるため、各ロールを室温から定着温度にまで上昇させるために必要なエネルギーが増大する他、各ロールが定着温度に達するまでの時間（立ち上げ時間）が長くなるなど、画像形成装置としての熱損失が増大し、その効率が低下する。

この問題を解決するために、特許文献１では、表面が弾性変形する回転可能な加熱定着ロールと、加熱定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルトと、エンドレスベルトの内側に非回転状態で配置されて、エンドレスベルトを加熱定着ロールに圧接させ、エンドレスベルトと加熱定着ロールとの間にシートが通過させられるベルトニップ部を設けるとともに、加熱定着ロールの表面を弾性変形させる圧力パッドとを備えるベルトニップ方式の画像定着装置が提案されている。この方法によれば、加熱定着ロールとエンドレスベルトとを組み合わせることにより、ニップ幅を容易に大きくできるとともに、従来のロール定着法を用いた画像定着装置に比べて、熱損失を低減し、例えば、立ち上げ時間を短縮できる。

文献１に開示の画像定着装置では、エンドレスベルトの回転によって圧力パッドとの間に生じる摺動抵抗を低減し、圧力パッド上をエンドレスベルトが滑らかに滑るように、圧力パッドの表面に低摩擦シートが配置されている。具体的な低摩擦シートとしては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含浸させたガラス繊維シート（ＰＴＦＥ含浸ガラスクロス）が例示されている（文献１、段落番号［００２９］）。しかし、このような低摩擦シートは、その耐摩耗性が必ずしも十分であるとはいえず、長期間の使用によりＰＴＦＥが摩耗してガラスクロスが露出し、露出したガラスクロスによりエンドレスベルトの表面が荒れて、圧力パッドとエンドレスベルトとの間の摺動抵抗が急激に増大することがある。上記摺動抵抗が増大すると、加熱定着ロールを駆動するギア受け部に加わる応力が増大してギアが破損したり、記録シートのスリップによる画像のずれが発生したりする。

この問題を解決するために、特許文献２では、ベルトニップ方式の画像定着装置であって、押圧部材の摺接面に親油化処理したフッ素樹脂を使用するか、あるいは、親油化剤をフッ素樹脂と併用した画像定着装置が提案されている。押圧部材の摺接面に用いる低摩擦シートとしては、フッ素樹脂（代表的にはＰＴＦＥ）からなるシート、あるいは、ガラスクロスにＰＴＦＥディスパージョンを塗布し焼成したＰＴＦＥ含浸ガラスクロスが例示されている。しかしながら、この画像定着装置においても、押圧部材とエンドレスベルト（文献２では「フィルム管状体」と表記）との間に連続的に加わる摩擦によるガラスクロスの露出は抑えることは難しい。
特開平８−２６２９０３号公報 特開２００１−２４９５５８号公報

そこで本発明は、押圧部材とエンドレスベルトとの間に両者の摺動抵抗を低減させる摺動シートが配置されたベルトニップ方式の画像定着装置であって、、従来よりも当該摺動シートの耐摩耗性を向上させた、信頼性に優れる画像定着装置の提供を目的とする。

本発明は、また、このような画像定着装置を実現できる、耐摩耗性に優れる摺動シートの提供を目的とする。

本発明の画像定着装置は、回転可能に支持された加熱定着ロールと、前記ロールに対して外周面の一部同士が互いに接触するように配置され、前記ロールの回転に合わせて回転するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内部に配置され、前記ベルトの内周面から当該ベルトを前記ロールへ押しつけることで前記ベルトと前記ロールとを面接触させ、記録シートへのトナー像の定着が行われるベルトニップ部を両者の接触部分に形成する押圧部材とを備える。本発明の画像定着装置は、前記押圧部材と前記ベルトの内周面との間に配置され、前記ベルトが回転する際に前記押圧部材との間に生じる摺動抵抗を低減させる摺動シートをさらに備え、前記摺動シートにおける前記ベルト側の表面に、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）が露出している。

本発明の摺動シートは、相対的に互いの位置が変化する部材間の接触部分に配置され、前記接触部分における前記部材間の摺動抵抗を低減させる摺動シートであって、耐熱性基材と、ＰＥＥＫを含む樹脂とが複合化された構造を有し、少なくとも一方の主面にＰＥＥＫが露出したシートである。

本発明によれば、押圧部材と当該押圧部材が接するエンドレスベルトの内周面との間に、両者の摺動抵抗を低減させる摺動シートを配置し、当該摺動シートにおけるエンドレスベルト側の表面にＰＥＥＫが露出した構成とすることにより、従来よりも摺動シートの耐摩耗性を向上させた、信頼性に優れる画像定着装置を得ることができる。

以下、本発明を図面を参照しながら説明する。

図１に、本発明の画像定着装置の一例を示す。図１に示す画像定着装置１は、回転可能に支持された加熱定着ロール１１と、ロール１１の回転に合わせて回転するエンドレスベルト１２と、ベルト１２の内部に配置され、ベルト１２の内周面からベルト１２をロール１１へ押しつける押圧部材１３と、押圧部材１３とベルト１２の内周面との間に配置された摺動シート１４とを備えている。なお、装置１では、摺動シート１４は、ベルト１２の内周面と接するように押圧部材１３に固定されており、押圧部材１３は、摺動シート１４を介して、ベルト１２をロール１１へ押しつけている。

装置１では、ロール１１とベルト１２とは、各々の外周面の一部同士が互いに接触するように配置されており、押圧部材１３によってベルト１２がロール１１へ押しつけられることで、ベルト１２とロール１１とが面接触している。装置１は、このベルト１２とロール１１とが面接触している部分に、記録紙などの記録シート４１へのトナー像の定着が行われるベルトニップ部１５が形成された、ベルトニップ方式の画像定着装置である。

摺動シート１４におけるベルト１２側の表面にはＰＥＥＫが露出している。摺動シート１４によって、ベルト１２が回転する際に押圧部材１３とベルト１２との間に生じる摺動抵抗を低減できる他、このような摺動シート１４は、従来の摺動シートよりも耐摩耗性に優れているため、長期間の使用による押圧部材１３とベルト１２との間の摺動抵抗の増大を抑制でき、信頼性に優れる画像定着装置１とすることができる。

なお、ＰＥＥＫは熱可塑性樹脂の１種であり、以下の化学式（１）に示す構造単位を有する樹脂である。

摺動シート１４の具体的な構造は、押圧部材１３とベルト１２の内周面との間に配置されたときに、ベルト１２側の表面にＰＥＥＫが露出している限り、即ち、その少なくとも一方の主面にＰＥＥＫが露出している限り、特に限定されない。

例えば、摺動シート１４が、ＰＥＥＫからなるシート（ＰＥＥＫシート）であってもよい。このような摺動シート１４は、最も構造がシンプルであり、低コストである。

ＰＥＥＫシートとして、例えば、住友ベークライト社製スミライトＦＳ−１１００Ｃなどの市販のシートを利用することができる。

また例えば、摺動シート１４が、耐熱性基材と、ＰＥＥＫを含む樹脂との複合化シートであってもよい。トナー像を記録シート４１へ定着させるために、加熱定着ロール１１の表面は１６０〜１８０℃程度に昇温されるが、この昇温により、ベルト１２およびベルト１２と接している摺動シート１４も同程度の高温となる。耐熱性基材とＰＥＥＫを含む樹脂とが複合化された摺動シート１４は耐熱性および耐久性により優れるため、このような摺動シート１４を用いることで、より信頼性に優れる画像定着装置１とすることができる。

上記複合化シートの具体的な構造は特に限定されないが、例えば、図２に示すように、耐熱性基材を含む耐熱性基材層２１と、ＰＥＥＫを含む樹脂からなる樹脂層２２とが積層一体化された構造を有する複合化シート２３（摺動シート１４）であってもよいし、図３に示すように、ＰＥＥＫを含む樹脂からなる樹脂層２４に耐熱性基材２５が埋め込まれた構造を有する複合化シート２６（摺動シート１４）であってもよい。なお、図３に示す耐熱性基材２５は、ガラスクロスなど、耐熱性繊維の織布の断面である。

複合化シート２３が含む耐熱性基材層２１および樹脂層２２の数および形状、ならびに、複合化シート２３における双方の層の配置は特に限定されないが、少なくとも一方の主面にＰＥＥＫが露出するためには、例えば、少なくとも一層の樹脂層２２が複合化シート２３の一方の主面を構成していればよい。

ＰＥＥＫを含む樹脂からなる樹脂層に耐熱性基材が埋め込まれた構造を有する複合化シートは、通常、図３に示すように、その双方の主面にＰＥＥＫが露出している。

複合化シート２３、２６は、それぞれ、上述した耐熱性基材層２１、樹脂層２２および樹脂層２４以外の任意の層を有していてもよい。

耐熱性基材の一例としては耐熱性繊維を含む基材が挙げられ、例えば、耐熱性基材が、耐熱性繊維からなる織布、不織布などであってもよい。

耐熱性繊維としては、例えば、カーボン繊維、アラミド繊維、ガラス繊維などが挙げられるが、なかでもガラス繊維が低コストの摺動フィルム１４とできることから好ましい。ガラス繊維を含む耐熱性基材としては、ガラス繊維の織布であるガラスクロスが代表的である。

ガラスクロスとして、例えば、日東紡績社製ＷＬ１１６ １０４などの市販のクロスを利用することができる。

耐熱性繊維の表面に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が被覆されていてもよく、この場合、より耐久性に優れる摺動シート１４とすることができる。

耐熱性基材が耐熱性繊維の織布または不織布である場合、図２に示す複合化シート２３は、耐熱性繊維の織布または不織布を含む耐熱性基材層２１と、ＰＥＥＫを含む樹脂からなる樹脂層２２とが積層一体化された構造を有する。このような複合化シート２３は、例えば、耐熱性繊維の織布または不織布と、ＰＥＥＫを含む樹脂からなる樹脂シートとを積層し、加熱により両者を一体化させて形成できる。

耐熱性基材が耐熱性繊維の織布または不織布である場合、図３に示す複合化シート２６は、ＰＥＥＫを含む樹脂からなる樹脂層２４に上記織布または不織布が埋め込まれた構造を有する。このような複合化シート２６は、例えば、ＰＥＥＫの微粒子、および、必要に応じて他の樹脂の微粒子が分散したディスパージョン（ＰＥＥＫディスパージョン、あるいは、ＰＥＥＫと他の樹脂との混合ディスパージョン）を上記織布または不織布に含浸させた後、全体を焼成して形成できる。

ＰＥＥＫディスパージョンとして、例えば、ビクトレックス・エムシー社製Ｎｏ．８０４などの市販のディスパージョンを利用することができる。

樹脂層２２、２４は、ＰＥＥＫ以外の樹脂を含んでいてもよく、例えば、ＰＴＦＥを含んでいてもよい。ＰＴＦＥを含む樹脂層２２、２４とすることで、より耐久性に優れる摺動シート１４とすることができる。

図３に示す複合化シート２６において、樹脂層２４がＰＥＥＫおよびＰＴＦＥを含む場合、このような複合化シート２６は、例えば、ＰＥＥＫの微粒子およびＰＴＦＥの微粒子が分散したディスパージョンを耐熱性基材（例えば、耐熱性繊維の織布または不織布）に含浸させた後、全体を焼成して形成できる。

ＰＥＥＫの微粒子およびＰＴＦＥの微粒子が分散したディスパージョンは、例えば、ＰＥＥＫディスパージョンとＰＴＦＥディスパージョンとを混合して形成できる。

ＰＴＦＥディスパージョンとして、例えば、ダイキン工業社製Ｄ−１などの市販のディスパージョンを利用することができる。

樹脂層２２、２４がＰＴＦＥを含む場合、樹脂層２２、２４が含むＰＥＥＫとＰＴＦＥとの比率は特に限定されないが、例えば、ＰＴＦＥ１００重量部に対し、ＰＥＥＫが１０〜５００重量部であればよく、２０〜５００重量部が好ましく、５０〜１００重量部がより好ましい。ＰＥＥＫが１０重量部未満では、十分な耐摩耗性が得られなくなることがある。

摺動シート１４の厚さは特に限定されないが、画像定着装置１におけるベルト１２と押圧部材１３との間に配置されることから、３０〜５００μｍ程度が好ましく、５０〜２００μｍ程度がより好ましい。摺動シート１４の厚さが過度に小さくなると、当該シートの耐久性が低下することがある。摺動シート１４の厚さが過度に大きくなると、押圧部材１３によるベルトニップ部１５の形成が不安定となり、記録シート４１に定着される画像の不良が発生することがある。

摺動シート１４における押圧部材１３側の表面よりも、ベルト１２側の表面の粗さが大きいことが好ましい。このような摺動シート１４とすることにより、押圧部材１３からベルト１２へと、ベルト１２をロール１１へ押しつける力をより確実に伝達できるとともに、ベルト１２と摺動シート１４との接触面積を低減できるため、ベルト１２および摺動シート１４の摩耗量を低減できる他、潤滑オイルなどの潤滑剤を併用する場合に、ベルト１２と摺動シート１４との間における潤滑剤の保持力を向上できる。

摺動シート１４の支持方法は、当該シート１４が押圧部材１３とベルト１２の内周面との間に配置されており、当該シート１４におけるＰＥＥＫが露出している面がベルト１２に接している限り、特に限定されない。図１に示す装置１では、押圧部材１３によって摺動シート１４が支持されている。より具体的には、押圧部材１３におけるベルト１２との接触面に摺動シート１４が配置されており、摺動シート１４は押圧部材１３に固定されている。摺動シート１４は、装置１が備える押圧部材１３以外の部材、例えば、ベルト１２の回転をガイドするベルトガイド５１などの部材によって支持されていてもよい。

装置１が備える摺動シート１４以外の部材は、一般的なベルトニップ方式の画像定着装置における各部材と同様であればよい。以下、装置１が備える主な部材について簡単に説明するが、以下の説明は、あくまでも各部材の構成の一例を示すものである。

エンドレスベルト１２は無端のベルトであり、典型的には筒状体の形状を有する。その幅（ベルト幅）は、通常、加熱圧着ロール１１の幅と同程度である。ベルト１２は、通常、ポリイミドなどの耐熱性の樹脂からなる。ベルト１２におけるロール１１と接する表面（ベルトニップ部１５を形成する表面）には、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などからなる離型層が形成されていることが好ましい。ベルト１２は、加熱定着ロール１１の回転に合わせてベルトガイド５１の周囲を周回するように回転するが、その回転は、ロール１１の回転に連動であっても、従動であってもよい。図１には図示してはいないが、装置１は、ベルト１１を上記のように回転させる（走行させる）機構を有する。

押圧部材１３はシリコーンゴムなどの弾性体からなり、その形状は、典型的にはパッド状である。押圧部材１３のベルト１２側の面（ベルト１２をロール１１に押しつける面）は、形成したいベルトニップ部１５の形状に対応する形状に加工されている。装置１では、押圧部材１３はフレーム５２に直接固定されているが、金属バネなどの部材を介してフレーム５２に固定されていてもよい。

ベルトガイド５１は、ベルト１２の回転（走行）をガイドする役割を担っており、典型的には、その表面に、ベルト１２の回転方向（走行方向）に平行な方向に伸張するリブが設けられている。ベルトガイド５１は、フレーム５２に固定されている。

加熱定着ロール１１は、ハロゲンランプなどの加熱源５３が内部に配置された金属ロール５４の外周面に、シリコーンゴムなどの耐熱性を有する弾性体からなる弾性層５５が配置された構造を有する。ロール１１は回転可能に支持されており、図１には図示しない機構により、回転駆動される。

本発明の画像定着装置は、摺動シート１４を備え、摺動シート１４が上述した説明のように配置されたベルトニップ方式の画像定着装置である限り、その構造、構成は特に限定されない。

本発明の摺動フィルムの構成は、上記説明した摺動フィルム１４と同様であればよい。

以下、実施例により、本発明をより詳細に説明する。本発明は、以下に示す実施例に限定されない。

本実施例では、実施例１〜１０および比較例１〜２の１２種類の摺動フィルムサンプルを作製し、その耐摩耗性と動摩擦係数とを評価した。

最初に、各サンプルの作製方法を示す。

−実施例１−
市販のＰＥＥＫシート（住友ベークライト社製スミライトＦＳ−１１００Ｃ、厚さ５０μｍ）を、そのまま実施例１とした。

−実施例２−
実施例１として用いたＰＥＥＫシートの一方の主面に、市販のシリコーンゴムペースト（信越シリコーン社製ＫＥ１８４２）をアプリケータにより厚さ２０μｍで塗布した後、当該塗布面に、市販のガラスクロス（有沢製作所社製ＥＰＣ１３０、厚さ１３０μｍ）を積層し、全体を温度１２０℃、圧力３ＭＰａで加熱加圧プレス（プレス時間は１時間）して、ガラスクロスからなる耐熱性基材層と、ＰＥＥＫシートからなる樹脂層とが、積層一体化された厚さ１７５μｍの摺動フィルム（実施例２）を得た。なお、実施例２は、シリコーンゴムペーストが加熱加圧プレスによって硬化して形成されたシリコーンゴムが、ガラスクロスの空隙に、そのＰＥＥＫシートに接する面から部分的に貫入した構造を有する。

−実施例３−
市販のＰＴＦＥ含浸ガラスクロス（日東電工社製Ｎｏ．９７０-４ＵＬ：厚さ１３０μｍ）を、固形分濃度を３０重量％に調整した市販のＰＥＥＫディスパージョン（ビクトレックス・エムシー社製Ｎｏ．８０４）に、ディッピング速度１００ｍｍ／分で含浸した後、８０℃で１０分予備乾燥し、さらに３８０℃で２０分焼成して、ＰＴＦＥが表面に被覆されたガラス繊維からなる耐熱性基材（ＰＴＦＥ含浸ガラスクロス）が、ＰＥＥＫからなる樹脂層に埋め込まれた構造を有する厚さ１５０μｍの摺動フィルム（実施例３）を得た。

−実施例４−
市販のＰＴＦＥ含浸ガラスクロス（日東電工社製Ｎｏ．９７０-４ＵＬ：厚さ１３０μｍ）における一方の主面に、固形分濃度を３５重量％に調整した市販のＰＥＥＫディスパージョン（ビクトレックス・エムシー社製Ｎｏ．８０４）をキャスティングした後、全体を８０℃で１０分予備乾燥し、さらに３８０℃で２０分焼成して、ＰＴＦＥ含浸ガラスクロス上に厚さ５０μｍのＰＥＥＫシートを形成した。次に、形成したＰＥＥＫシートをガラスクロスから剥離して、一方の主面に、ガラスクロス表面の凹凸に対応する凹凸が形成されたＰＥＥＫシートからなる摺動フィルム（実施例４）を得た。実施例４における上記一方の主面の粗さ（算術平均粗さＲａにして１．５５μｍ、最大表面粗さＲｔにして１０．５μｍ）は、他方の主面の粗さ（Ｒａ＝０．９０μｍ、Ｒｔ＝４．７μｍ）よりも大きい。

−実施例５−
市販のＰＴＦＥ含浸ガラスクロス（日東電工社製Ｎｏ．９７１ＵＬ：厚さ１３０μｍ）における一方の主面に、固形分濃度を３５重量％に調整した市販のＰＥＥＫディスパージョン（ビクトレックス・エムシー社製Ｎｏ．８０４）をアプリケータにより厚さ３０μｍで塗布した後、全体を８０℃で１０分予備乾燥し、さらに３８０℃で２０分焼成して、ＰＴＦＥが表面に被覆されたガラス繊維からなる耐熱性基材であるＰＴＦＥ含浸ガラスクロス層と、ＰＥＥＫシートからなる樹脂層とが、積層一体化された厚さ１４０μｍの摺動フィルム（実施例５）を得た。

−実施例６−
市販のガラスクロス（日東紡績社製ＷＬ１１６ １０４：厚さ１００μｍ）を、固形分濃度を３０重量％に調整した市販のＰＥＥＫディスパージョン（ビクトレックス・エムシー社製Ｎｏ．８０４）に、ディッピング速度１００ｍｍ／分で含浸した後、８０℃で１０分予備乾燥し、さらに３８０℃で２０分焼成して、ガラス繊維からなる耐熱性基材（ガラスクロス）が、ＰＥＥＫからなる樹脂層に埋め込まれた構造を有する厚さ１２０μｍの摺動フィルム（実施例６）を得た。

−実施例７−
市販のガラスクロス（日東紡績社製ＷＬ１１６ １０４：厚さ１００μｍ）を、市販のＰＴＦＥディスパージョン（ダイキン工業社製Ｄ−１、固形分濃度６０重量％）１ｋｇと、市販のＰＥＥＫディスパージョン（ビクトレックス・エムシー社製Ｎｏ．８０４、固形分濃度３０重量％）０．２ｋｇとを混合して得たＰＥＥＫ−ＰＴＦＥ混合ディスパージョンに、ディッピング速度１００ｍｍ／分で含浸した後、８０℃で１０分予備乾燥し、さらに３８０℃で２０分焼成して、ガラス繊維からなる耐熱性基材（ガラスクロス）が、ＰＥＥＫおよびＰＴＦＥからなる樹脂層に埋め込まれた構造を有する厚さ１２０μｍの摺動フィルム（実施例７）を得た。なお、上記樹脂層に含まれるＰＥＥＫおよびＰＴＦＥの比率は、ＰＴＦＥ１００重量部に対してＰＥＥＫが１０重量部であった。

−実施例８−
市販のガラスクロス（日東紡績社製ＷＬ１１６ １０４：厚さ１００μｍ）を、市販のＰＴＦＥディスパージョン（ダイキン工業社製Ｄ−１、固形分濃度６０重量％）１ｋｇと、市販のＰＥＥＫディスパージョン（ビクトレックス・エムシー社製Ｎｏ．８０４、固形分濃度３０重量％）１ｋｇとを混合して得たＰＥＥＫ−ＰＴＦＥ混合ディスパージョンに、ディッピング速度１００ｍｍ／分で含浸した後、８０℃で１０分予備乾燥し、さらに３８０℃で２０分焼成して、ガラス繊維からなる耐熱性基材（ガラスクロス）が、ＰＥＥＫおよびＰＴＦＥからなる樹脂層に埋め込まれた構造を有する厚さ１２０μｍの摺動フィルム（実施例８）を得た。なお、上記樹脂層に含まれるＰＥＥＫおよびＰＴＦＥの比率は、ＰＴＦＥ１００重量部に対してＰＥＥＫが５０重量部であった。

−実施例９−
市販のガラスクロス（日東紡績社製ＷＬ１１６ １０４：厚さ１００μｍ）を、市販のＰＴＦＥディスパージョン（ダイキン工業社製Ｄ−１、固形分濃度６０重量％）１ｋｇと、市販のＰＥＥＫディスパージョン（ビクトレックス・エムシー社製Ｎｏ．８０４、固形分濃度３０重量％）４ｋｇとを混合して得たＰＥＥＫ−ＰＴＦＥ混合ディスパージョンに、ディッピング速度１００ｍｍ／分で含浸した後、８０℃で１０分予備乾燥し、さらに３８０℃で２０分焼成して、ガラス繊維からなる耐熱性基材（ガラスクロス）が、ＰＥＥＫおよびＰＴＦＥからなる樹脂層に埋め込まれた構造を有する厚さ１２０μｍの摺動フィルム（実施例９）を得た。なお、上記樹脂層に含まれるＰＥＥＫおよびＰＴＦＥの比率は、ＰＴＦＥ１００重量部に対してＰＥＥＫが２００重量部であった。

−実施例１０−
市販のガラスクロス（日東紡績社製ＷＬ１１６ １０４：厚さ１００μｍ）を、市販のＰＴＦＥディスパージョン（ダイキン工業社製Ｄ−１、固形分濃度６０重量％）１ｋｇと、市販のＰＥＥＫディスパージョン（ビクトレックス・エムシー社製Ｎｏ．８０４、固形分濃度３０重量％）１０ｋｇとを混合して得たＰＥＥＫ−ＰＴＦＥ混合ディスパージョンに、ディッピング速度１００ｍｍ／分で含浸した後、８０℃で１０分予備乾燥し、さらに３８０℃で２０分焼成して、ガラス繊維からなる耐熱性基材（ガラスクロス）が、ＰＥＥＫおよびＰＴＦＥからなる樹脂層に埋め込まれた構造を有する厚さ１２０μｍの摺動フィルム（実施例１０）を得た。なお、上記樹脂層に含まれるＰＥＥＫおよびＰＴＦＥの比率は、ＰＴＦＥ１００重量部に対してＰＥＥＫが５００重量部であった。

−比較例１−
市販のＰＴＦＥ含浸ガラスクロス（日東電工社製Ｎｏ．９７０-４ＵＬ：厚さ１３０μｍ）を、そのまま比較例１とした。

−比較例２−
市販のガラスクロス（日東紡績社製ＷＬ１１６ １０４：厚さ１００μｍ）を、市販のＰＴＦＥディスパージョン（ダイキン工業社製Ｄ−１、固形分濃度６０重量％）に、ディッピング速度１００ｍｍ／分で含浸した後、８０℃で１０分予備乾燥し、さらに３８０℃で２０分焼成して、ガラス繊維からなる耐熱性基材（ガラスクロス）が、ＰＴＦＥからなる樹脂層に埋め込まれた構造を有する厚さ１２０μｍの摺動フィルム（比較例２）を得た。

このようにして作製した各摺動フィルムサンプルに対し、以下の方法により、その耐摩耗性および動摩擦係数を評価した。

（耐摩耗性の評価）
耐摩耗性は、ＪＩＳ Ｋ７２０４（摩耗輪による摩耗試験方法）に基づき、各摺動フィルムサンプルにおける、摩耗輪によって削られた部分の質量（摩耗量（ｇ））を求めることにより評価した。耐摩耗性に優れるサンプルほど、測定された摩耗量が小さくなる。なお、摩耗試験機には東洋精機社製５１３０ＡＢＲＡＳＥＲを、摩耗輪である研磨紙形摩耗輪にはＣＳ−１７をそれぞれ用い、摩耗輪に加える荷重を５００ｇｆ、サンプルの回転数を５００回として摩耗量を測定した。また、実施例１〜１０の各サンプルに対する摩耗量の測定にあたっては、ＰＥＥＫが露出している面を測定面とした。

（動摩擦係数の評価）
各摺動フィルムサンプルの動摩擦係数の測定は、バウデン−レーベン型往復動摩擦試験機（オリエンテック社製ＡＦＴ−１５Ｂ）を用いて行った。具体的には、接触子として、表面にポリイミドフィルムを貼付した鋼球（直径１０ｍｍφ）を用い、接触子に印加する荷重を２Ｎ（２００ｇｆ）、サンプルの移動速度を１５０ｍｍ／分、サンプルのストローク量を５０ｍｍとして測定した。

なお、バウデン−レーベン（Bowden - Leben）型摩擦試験機とは、往復動摩擦試験機の１種であり、測定試料の測定面に、荷重を印加しながら接触子を接触させた状態で、試料を直線的に摺動させ、その際に接触子に生じる応力を測定して、試料表面の摩擦係数を評価する装置である。

実施例１〜１０の各サンプルに対する動摩擦係数の測定にあたっては、ＰＥＥＫが露出している面を測定面とした。

各摺動フィルムサンプルにおける測定結果を以下の表１に示す。

表１に示すように、比較例１、２の摩耗量に比べて、実施例１〜１０の各サンプルの摩耗量は３．４ｇ以下と大幅に小さくなり、実施例１〜１０の各サンプルが優れた耐摩耗性を有することがわかった。また、実施例１〜１０の各サンプルの動摩擦係数は０．２８以下であり、画像定着装置に用いる摺動シートとして十分な特性を有していた。

耐熱性基材であるガラスクロスが、ＰＥＥＫおよびＰＴＦＥからなる樹脂層に埋め込まれた構造を有する実施例７〜１０の各サンプルにおける耐摩耗性を比較すると、樹脂層が含むＰＥＥＫおよびＰＴＦＥの比率が、ＰＴＦＥ１００重量部に対してＰＥＥＫが５０重量部以上である実施例８〜１０が、特に優れた耐摩耗性を有していた。

本発明によれば、従来よりも信頼性に優れるベルトニップ方式の画像定着装置を提供できる。本発明の画像定着装置は、電子写真方式を利用した画像形成装置に幅広く用いることができる。

本発明の画像定着装置の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の画像定着装置が備える摺動シートの一例を模式的に示す断面図である。 本発明の画像定着装置が備える摺動シートの一例を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１ 画像定着装置
１１ 加熱定着ロール
１２ エンドレスベルト
１３ 押圧部材
１４ 摺動シート
１５ ベルトニップ部
２１ 耐熱性基材層
２２ 樹脂層
２３ 複合化シート
２４ 樹脂層
２５ 耐熱性基材
２６ 複合化シート
４１ 記録シート
５１ ベルトガイド
５２ フレーム
５３ 加熱源
５４ 金属ロール
５５ 弾性層

Claims (21)

1. 回転可能に支持された加熱定着ロールと、
   前記ロールに対して外周面の一部同士が互いに接触するように配置され、前記ロールの回転に合わせて回転するエンドレスベルトと、
   前記エンドレスベルトの内部に配置され、前記ベルトの内周面から当該ベルトを前記ロールへ押しつけることで前記ベルトと前記ロールとを面接触させ、記録シートへのトナー像の定着が行われるベルトニップ部を両者の接触部分に形成する押圧部材と、を備える画像定着装置であって、
   前記押圧部材と前記ベルトの内周面との間に配置され、前記ベルトが回転する際に前記押圧部材との間に生じる摺動抵抗を低減させる摺動シートをさらに備え、
   前記摺動シートにおける前記ベルト側の表面に、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）が露出している画像定着装置。
2. 前記摺動シートが、ＰＥＥＫからなるシートである請求項１に記載の画像定着装置。
3. 前記摺動シートが、耐熱性基材とＰＥＥＫを含む樹脂との複合化シートである請求項１に記載の画像定着装置。
4. 前記複合化シートが、耐熱性基材を含む耐熱性基材層と、ＰＥＥＫを含む樹脂からなる樹脂層とが積層一体化された構造を有する請求項３に記載の画像定着装置。
5. 前記複合化シートが、ＰＥＥＫを含む樹脂からなる樹脂層に耐熱性基材が埋め込まれた構造を有する請求項３に記載の画像定着装置。
6. 前記樹脂が、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含む請求項３に記載の画像定着装置。
7. 前記樹脂が、ＰＴＦＥ１００重量部に対し、ＰＥＥＫを２０〜５００重量部含む請求項６に記載の画像定着装置。
8. 前記耐熱性基材が、耐熱性繊維を含む請求項３に記載の画像定着装置。
9. 前記耐熱性繊維が、ガラス繊維である請求項８に記載の画像定着装置。
10. 前記耐熱性繊維の表面にＰＴＦＥが被覆されている請求項８に記載の画像定着装置。
11. 前記摺動シートにおける前記押圧部材側の表面よりも、前記ベルト側の表面の粗さが大きい請求項１に記載の画像定着装置。
12. 前記摺動シートの厚さが、３０〜５００μｍである請求項１に記載の画像定着装置。
13. 前記摺動シートが、前記押圧部材に支持されている請求項１に記載の画像定着装置。
14. 相対的に互いの位置が変化する部材間の接触部分に配置され、前記接触部分における前記部材間の摺動抵抗を低減させる摺動シートであって、
    耐熱性基材と、ＰＥＥＫを含む樹脂とが複合化された構造を有し、
    少なくとも一方の主面にＰＥＥＫが露出した摺動シート。
15. 耐熱性基材を含む耐熱性基材層と、ＰＥＥＫを含む樹脂からなる樹脂層とが積層一体化された構造を有する請求項１４に記載の摺動シート。
16. ＰＥＥＫを含む樹脂からなる樹脂層に耐熱性基材が埋め込まれた構造を有する請求項１４に記載の摺動シート。
17. 前記樹脂がＰＴＦＥを含む請求項１４に記載の摺動シート。
18. 前記樹脂が、ＰＴＦＥ１００重量部に対し、ＰＥＥＫを１０〜５００重量部含む請求項１７に記載の摺動シート。
19. 前記耐熱性基材が、耐熱性繊維を含む請求項１４に記載の摺動シート。
20. 前記耐熱性繊維が、ガラス繊維である請求項１９に記載の摺動シート。
21. 前記耐熱性繊維の表面にＰＴＦＥが被覆されている請求項１９に記載の摺動シート。

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