專利名稱：加熱部件,圖像形成裝置和生產(chǎn)硅橡膠海綿和輥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加熱部件和圖像形成的裝置，以及一種生產(chǎn)硅橡膠海綿的方法和一種生產(chǎn)用于電子照相的(electrophotographic)形成圖像的裝置，比如復(fù)印機(jī)和激光打印機(jī)的圖像加熱部件用的壓輥中的硅橡膠海綿輥的方法。
加熱部件已經(jīng)被廣泛地使用，例如用在圖像形成裝置中將未固定的圖像固定到記錄介質(zhì)上的熱固定部件，加熱記錄介質(zhì)來(lái)改變它們表面的特性，比如使它光滑的圖像加熱部件和通過(guò)加熱對(duì)目標(biāo)材料進(jìn)行干燥或碾壓的熱處理部件。
一種現(xiàn)有技術(shù)的加熱部件將在隨后以安裝在電子照相復(fù)印機(jī)和打印機(jī)的圖像形成裝置中的熱固定部件為例進(jìn)行說(shuō)明。
圖像形成裝置的熱固定部件是這樣一個(gè)單元，它把對(duì)應(yīng)于由轉(zhuǎn)換系統(tǒng)或直送系統(tǒng)在一個(gè)記錄介質(zhì)(比如傳送片、靜電復(fù)印紙、靜電傳真紙和打印紙)上形成和傳送的所希望的圖像信息的一個(gè)未固定圖像(色劑圖像)熱固定到該記錄介質(zhì)的表面而成為一個(gè)永久固定的圖像。被廣泛用作熱固定部件是一個(gè)接觸加熱式的部件，其中的加熱裝置和加壓裝置面對(duì)面地構(gòu)成壓力接觸，形成一個(gè)加壓接觸的輥隙(nip)，其上要做圖像固定的記錄介質(zhì)被導(dǎo)入該壓力接觸的輥隙，并且被夾持并在其中傳送，借助加熱和壓力的作用把未固定的圖像固定到記錄介質(zhì)的表面，就象在加熱輥系統(tǒng)和薄膜加熱系統(tǒng)中那樣。這些加熱系統(tǒng)在下進(jìn)行說(shuō)明。
A) 加熱輥系統(tǒng)這一系統(tǒng)的基本組成是一對(duì)平行放置的壓力接觸輥，由作為加熱裝置的加熱輥(固定輥)和作為加壓裝置的彈性壓力輥組成。隨著這一對(duì)壓力輥的旋轉(zhuǎn)，將要固定圖像的記錄介質(zhì)導(dǎo)進(jìn)這一對(duì)輥之間的壓力接觸輥隙，在壓力接觸輥隙中夾持并傳送該記錄介質(zhì)，通過(guò)加熱和壓力的作用將未固定的圖像固定在記錄介質(zhì)的表面，即通過(guò)加熱輥的加熱和壓力接觸輥隙的壓力作用。
B) 薄膜加熱系統(tǒng)薄膜加熱系統(tǒng)在例如日本專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)63-313182號(hào)、2-157878號(hào)、4-44075號(hào)、4-44083號(hào)、4-204980號(hào)、和4-204984號(hào)中已經(jīng)披露。薄膜加熱系統(tǒng)有一個(gè)作為固定裝置的加熱元件和耐熱薄膜(固定薄膜)，以及作為加壓裝置的一個(gè)彈性壓力輥。借助于彈性壓力輥將耐熱薄膜與加熱元件形成壓力接觸，以便形成壓力接觸輥隙，并且耐熱薄膜與加熱元件緊密接觸并被摩擦滑動(dòng)傳送，其上要做圖像固定的記錄介質(zhì)被導(dǎo)入耐熱薄膜和彈性壓力輥之間，壓力接觸輥隙使得記錄介質(zhì)與耐熱薄膜一起傳送。在這一過(guò)程中，未固定的圖像在加熱和壓力的作用下固定在記錄介質(zhì)上，即借助加熱元件通過(guò)耐熱薄膜對(duì)記錄介質(zhì)加熱并通過(guò)壓力接觸輥隙壓力加壓。記錄介質(zhì)通過(guò)壓力接觸輥隙后與耐熱薄膜分離。
這一薄膜加熱系統(tǒng)的加熱部件，使用低熱容的線性加熱元件和低熱容的薄形耐熱薄膜，因此，能更多地保存能量，更加縮短等待時(shí)間(能更快地開(kāi)始)。而且，這一薄膜加熱系統(tǒng)的加熱部件，有多種型號(hào)的環(huán)形帶用作耐熱薄膜和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)薄膜的裝置，在薄膜的內(nèi)側(cè)一邊的外部有驅(qū)動(dòng)輥，當(dāng)薄膜受到張力時(shí)驅(qū)動(dòng)薄膜轉(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)中薄膜形狀上放松以適于薄膜的導(dǎo)向，驅(qū)動(dòng)作為加壓裝置的加壓旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，使薄膜隨著加壓旋轉(zhuǎn)構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)闃?gòu)成部件可以很少，經(jīng)常使用后加壓旋轉(zhuǎn)構(gòu)件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
在加熱部件中，加熱裝置和壓輥相對(duì)放置形成壓力接觸輥隙，作為加熱目標(biāo)材料，加熱帶和加熱目標(biāo)材料受熱力和壓力的作用，在以上描述的加熱輥系統(tǒng)或薄膜加熱系統(tǒng)的熱固定部件中，為了部件轉(zhuǎn)速高及等待時(shí)間短，壓輥由彈性材料和在輥和加熱裝置之間形成的壓力接觸輥隙組成。因?yàn)?，彈性形變范圍寬，以便有時(shí)間給加熱目標(biāo)材料以足夠數(shù)量的熱容，確保提高加熱目標(biāo)材料的加熱效率。然而，僅為了使壓力接觸輥隙更寬會(huì)使加熱裝置本身更大，同時(shí)，增加能量的耗散。因此，該部件必須進(jìn)一步改善熱效率，以使部件更小型化，減少費(fèi)用和降低能量耗散。
從改善加熱部件熱效率的觀點(diǎn)來(lái)看，從加熱裝置傳到加壓裝置的熱量是不能忽略的。因比，為了使部件高速旋轉(zhuǎn)并降低能量耗散，希望加壓裝置具有低熱容量。為了實(shí)現(xiàn)這種具有低熱容量的的加壓裝置，已經(jīng)在待公開(kāi)的日本專利申請(qǐng)9-114281中得知一個(gè)壓力旋轉(zhuǎn)部件，有很好的絕熱性，通過(guò)配合以中空填充物的加壓裝置壓輥的彈性層，能進(jìn)行良好的批量生產(chǎn)。
作為中空的填充物，把空氣在包括內(nèi)部的無(wú)機(jī)填充物有比如硅、氧化鋁、玻璃和玻璃光纖被使用。然而，當(dāng)使用無(wú)機(jī)的中空填充物時(shí)，填充物要足夠硬以便壓輥的彈性層一定的硬度，由此帶來(lái)的問(wèn)題就是必須提供大的壓力以便確保固定輥隙的寬度。
另外，近年來(lái)，在電子照相圖像形成裝置中的加熱部件更趨于小型化，用在其中的壓輥也更小型化。為了使壓輥直徑變小有一種趨向是使用低厚度的彈性層以便確保固定時(shí)輥隙的寬度；彈性層覆蓋在壓輥軸的外部。例如，在日本專利公開(kāi)號(hào)4-77315號(hào)中披露的，在彈性層中使用發(fā)泡彈性材料(海綿橡膠)已經(jīng)大量地投入了實(shí)際應(yīng)用。然而，在用鼓風(fēng)法混合硅橡膠加熱引起鼓風(fēng)的時(shí)候，它的鼓風(fēng)壓力會(huì)使硅橡膠的單元壁打破，使產(chǎn)生的泡沫單元不覆蓋在表面上，或者使單元壁變得很薄以至于泡沫單元與大氣隔離，形成實(shí)際的凹面。而且，這時(shí)當(dāng)硅橡膠已經(jīng)成型，鼓風(fēng)的壓力不規(guī)則向各方延伸，因此，橡膠上受到不規(guī)則的沖擊壓力的作用。這樣，硅橡膠一經(jīng)鼓風(fēng)從鑄模里取出，這種不規(guī)則的壓力就會(huì)在橡膠表面任意地引起不規(guī)則和不平坦。
如果由這樣的泡沫組成的硅橡膠用在壓輥上，裝有保險(xiǎn)絲的上色劑會(huì)與加熱輥膠印粘連或傳送加熱薄膜時(shí)引起玷污壓輥。
使用海綿彈性成分作為發(fā)泡彈性成分來(lái)組成軸心并在它上面覆蓋發(fā)泡硅橡膠和在它外圍覆蓋氟樹(shù)脂的耐熱釋放層比如由PFA或PTFE組成的釋放層，它的覆蓋作用可以進(jìn)入未覆蓋的單元或泡沫的凹形部分使它很難形成一個(gè)有光滑的表面和相同的厚度的釋放層。而且，在通過(guò)用氟樹(shù)脂管覆蓋海綿彈性成分釋放層的時(shí)候有一個(gè)問(wèn)題，就是在壓力作用下泡沫的未覆蓋單元成型后氟樹(shù)脂管可能變得不平坦，因此，在送紙時(shí)由于很難發(fā)現(xiàn)的微小的位移壓輥會(huì)被污染并有上色劑會(huì)在紙的背面。
因?yàn)槿魏渭訜徇^(guò)程都會(huì)重復(fù)很多此，所以，用在熱固定部件上的壓輥要求具有硬度和熱傳導(dǎo)率不能改變的性質(zhì)。這是因?yàn)椋佅秾挾葧?huì)隨硬度的變化而變化，而且固定效率會(huì)隨熱傳導(dǎo)率的增加而降低。
有一種生產(chǎn)海綿橡膠的方法，也就是公知的利用樹(shù)脂微球的方法。其中作為一個(gè)例子，在日本專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)8-12888號(hào)和5-209080號(hào)披露了，將為膨脹的微球混合在橡膠中，經(jīng)過(guò)加熱引起硅樹(shù)脂微球膨脹并同時(shí)變硬。
有另一種方法，其目的在于解決上述方法中的一個(gè)問(wèn)題(單元不均勻)，提出的方法是，在不高于硅樹(shù)脂融化的溫度下，硅樹(shù)脂微球預(yù)先被膨脹，在液體中混合，獲得交叉結(jié)合的橡膠鑄模成型產(chǎn)品，而且，用這種方法還能生產(chǎn)傳送鼓(日本專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)10-060151號(hào))。
膨脹后的硅橡膠微球用于做各種覆蓋材料和塑膠材料的填充物。雖然如此，然而它們趨向于向各個(gè)方向飛散(散射)，有一種方法就是以阻止它的散射為目的。例如，日本專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)02822142號(hào)披露了一種方法，在不高于未膨脹的硅橡膠微球的膨脹起始溫度的溫度條件下，未膨脹的微球和加濕因子(增塑劑)混合，這以后獲得的混合物加熱到接近未膨脹的硅橡膠微球的膨脹起始溫度以獲得膨脹了的硅橡膠微球。日本專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)6-240040號(hào)也披露了一種生產(chǎn)微球的方法，可以減少散射并有較好的處理特性(handling properties)；微球具有以下特征，通過(guò)含有低熔點(diǎn)的有機(jī)的溶劑的熱膨脹熱塑性的硅橡膠微膠囊形成很好的無(wú)機(jī)材料粒子通過(guò)硅橡膠粘合劑(binder resin)與微球表面連接。
然而，在與預(yù)先膨脹后的樹(shù)脂微球混合生產(chǎn)硅樹(shù)脂橡膠海綿的方法中，膨脹的樹(shù)脂微球有一個(gè)很低的特定的重量，同時(shí)有一個(gè)問(wèn)題就是，它們必須以體積很大的形式存儲(chǔ)，此外很難混合在硅樹(shù)脂橡膠材料中。在現(xiàn)有技術(shù)的方法中，未膨脹的微球和加濕因子(增塑劑)在不高于未膨脹的樹(shù)脂微球的膨脹起始溫度的溫度條件下混合，而后形成的混合物加熱到接近未膨脹樹(shù)脂微球的膨脹起始溫度的溫度來(lái)獲得膨脹的樹(shù)脂微球，加濕因子(增塑劑)以鄰苯二甲酸脂(phthalate)型增塑劑、脂肪族二鹽基酸脂型增塑劑和還氧型增塑劑為例。但是，這些增塑劑與液態(tài)的硅樹(shù)脂混溶性都不好，會(huì)引起存儲(chǔ)穩(wěn)定性上的問(wèn)題，比如，當(dāng)未膨脹的樹(shù)脂微球與液態(tài)硅樹(shù)脂混合時(shí)會(huì)發(fā)生分離現(xiàn)象。
當(dāng)微球表面與好的無(wú)機(jī)材料粒子通過(guò)硅橡膠粘合劑(binder resin)相連的時(shí)候，能有較低的散射和較好的處理特性(handling properties)，在一些情況下也不能達(dá)到足夠的絕熱性能。
在這些情況下，就要尋求提供一種方法，在膨脹的樹(shù)脂微球用作填充物時(shí)，既不用加濕因子也不用良好的無(wú)機(jī)材料粒子。
因此，本發(fā)明第一方面提供了一種用壓輥的加熱部件，它具有低的熱傳導(dǎo)率，幾乎不會(huì)從加熱裝置帶走熱量，表面硬度低，能夠使固定輥隙更寬，和具有這樣的加熱部件作為熱固定部件的圖像形成裝置。
本發(fā)明第二方面提供了一種加熱部件，它幾乎不會(huì)引起壓輥被上色劑污染。
本發(fā)明第三方面提供了一種用樹(shù)脂微球生產(chǎn)硅橡膠海綿和硅橡膠海綿輥的方法，其中樹(shù)脂微球防止散射，不會(huì)影響硅樹(shù)脂橡膠產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)率(熱絕緣性質(zhì))。
本發(fā)明第四方面提供一種生產(chǎn)用于作熱固定部件中的壓輥時(shí)即使經(jīng)過(guò)加熱也不會(huì)改變硬度和熱傳導(dǎo)率的輥?zhàn)拥姆椒ā?br> 首先，本發(fā)明是一個(gè)加熱部件，它由一個(gè)用于加熱一個(gè)薄片狀材料的加熱裝置和一個(gè)與加熱裝置相對(duì)放置的壓輥組成；加熱目標(biāo)次材料被導(dǎo)向進(jìn)入在加熱裝置和壓輥之間形成的壓力接觸輥隙，以便在兩者之間被夾持并傳送，來(lái)加熱此加熱目標(biāo)材料；其中，壓輥有一個(gè)由樹(shù)脂微球空間上分散地結(jié)合形成的彈性層。
在本發(fā)明的加熱部件中使用的壓輥的彈性層中分散的結(jié)合的空間由樹(shù)脂微球組成。樹(shù)脂微球是有機(jī)的填充劑，它們比無(wú)機(jī)的填充物更柔軟，不會(huì)使彈性層過(guò)分硬。因此，固定輥隙(壓力接觸輥隙)能夠按輕的壓力的要求形成足夠的寬度。而且，因?yàn)闃?shù)脂微球是有機(jī)的填充物，它們與無(wú)機(jī)的填充物相比，由更低的熱傳導(dǎo)率，它的有利之處在于熱傳導(dǎo)率為0.146W/m·K或更低。這正是彈性層能夠達(dá)到的理想狀態(tài)。
樹(shù)脂微球它們的殼由樹(shù)脂形成，在殼內(nèi)封裝入了氣體。因此，樹(shù)脂微球既不形成任何彈性層表面未覆蓋的單元，也不在彈性層表面形成任何凹度。而且，當(dāng)彈性層含有這樣的樹(shù)脂微球，它們由其中有揮發(fā)性物質(zhì)混合的未膨脹的樹(shù)脂微球分散的形成，由于彈性材料和其后未膨脹樹(shù)脂微球產(chǎn)生的熱膨脹，膨脹的壓力可歸于揮發(fā)性物質(zhì)被殼阻止，因此，在彈性層的表面既不會(huì)形成未覆蓋的單元也不會(huì)形成凹度。這樣，就能夠提供不會(huì)被上色劑污染的壓輥。
第二，本發(fā)明是一種生產(chǎn)硅橡膠海綿的方法，由用硅樹(shù)脂油濕處理使未膨脹的樹(shù)脂微球膨脹，將熱膨脹了的樹(shù)脂微球混入液體的硅樹(shù)脂橡膠材料和熱固化液體硅樹(shù)脂橡膠這些步驟組成。
在本發(fā)明的硅樹(shù)脂橡膠海綿的生產(chǎn)過(guò)程中，未膨脹的樹(shù)脂微球用硅樹(shù)脂油弄濕，之后在適當(dāng)?shù)臏囟认聼崤蛎?，以便膨脹的?shù)脂微球表面由很少量的硅樹(shù)脂油覆蓋，因此，球體一個(gè)個(gè)跟容易地彼此粘連，能夠防止散射。而且，因?yàn)楣铇?shù)脂油是與硅樹(shù)脂橡膠相等同的物質(zhì)，它不會(huì)對(duì)生成的硅樹(shù)脂橡膠海綿的熱傳導(dǎo)率產(chǎn)生充分的影響。
第三，本發(fā)明是一種生產(chǎn)輥?zhàn)拥姆椒?，由以下步驟組成對(duì)未膨脹的樹(shù)脂微球進(jìn)行熱膨脹，將熱膨脹后的樹(shù)脂微球混入液態(tài)的硅橡膠海綿材料，將混合物在軸心加熱使液態(tài)硅橡膠固化，和液態(tài)硅橡膠材料熱固化后將樹(shù)脂微球在不低于樹(shù)脂微球膨脹起始溫度的溫度條件下加熱，打破提供的樹(shù)脂微球的樹(shù)脂殼的微球形狀。這種方法更適宜由更多的步驟組成，在打破樹(shù)脂微球的形狀之后，增加在輥?zhàn)拥谋砻嫘纬舍尫艑拥牟襟E。這樣生產(chǎn)的輥?zhàn)犹貏e適于使用樹(shù)脂微球沒(méi)有足夠的抵抗高溫加熱能力的壓輥，也就是，作為由用來(lái)加熱其上具有未固定圖像的記錄介質(zhì)來(lái)固定未固定圖像的加熱裝置和與加熱裝置相對(duì)放置的與加熱裝置之間帶來(lái)壓力接觸形成壓力接觸輥隙的壓輥組成的壓輥的熱固定部件。
更特殊的是，未膨脹的樹(shù)脂微球，在殼上使用熱塑性的樹(shù)脂的粒子組成的粉末，在其中間使用帶有揮發(fā)性的物質(zhì)，彈性層由熱膨脹后的樹(shù)脂微球組成，實(shí)際上分散在硅樹(shù)脂橡膠海綿中。在這樣的一個(gè)彈性層里，熱塑性的樹(shù)脂比硅樹(shù)脂橡膠更硬，因此，使彈性層硬。而且，當(dāng)用作熱固定部件的壓輥時(shí)，輥?zhàn)咏?jīng)歷受熱的過(guò)程，以便可以打破熱塑性樹(shù)脂組成的殼或者經(jīng)歷熱量的分解或者炭化失去現(xiàn)有的殼的硬度，結(jié)果降低了輥?zhàn)拥挠捕然蛘咴黾訜醾鲗?dǎo)率，引起執(zhí)行固定時(shí)的變化。這樣的殼的打破趨向于由當(dāng)輥?zhàn)佑米鳠峁潭ǖ膲狠仌r(shí)叫做非送紙區(qū)域的溫升來(lái)引起。那就是，樹(shù)脂微球在非送紙區(qū)域經(jīng)歷熱損傷引起輥?zhàn)佑捕染植拷档?，在一些情況下問(wèn)題會(huì)在執(zhí)行傳送過(guò)程中發(fā)生。這是因?yàn)?，小尺寸的紙被連續(xù)地傳送，壓輥的非送紙區(qū)域被加熱部分連續(xù)直接加熱，因此，當(dāng)壓輥的送紙區(qū)域的表面達(dá)到150℃或更低時(shí)，非送紙區(qū)域的表面溫度就會(huì)達(dá)到250℃。
因此，在本發(fā)明以上的輥?zhàn)拥纳a(chǎn)過(guò)程中，提供樹(shù)脂微球的形狀的殼被打破，由此這些問(wèn)題就能被解決。而且，提供樹(shù)脂微球的形狀的殼可以在任意階段被打破，即，可以在釋放層形成之前或之后或者在釋放層形成的同一時(shí)間。在提供樹(shù)脂微球的形狀的殼在釋放層形成之后被打破的情況下，產(chǎn)生的氣體成分隨著樹(shù)脂的打破被封裝，有可能使依靠樹(shù)脂打破而形成的硅樹(shù)脂橡膠惡化。因此，提供樹(shù)脂微球的形狀的殼更適宜在釋放層形成之前打破。
附

圖1是本發(fā)明的圖像形成裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的示意圖。
附圖2是如附圖1所示的裝置中的熱固定部件的結(jié)構(gòu)的示意圖。
附圖3是壓輥與樹(shù)脂微球合并的示意圖。
附圖4A，4B，4C和4D各是薄膜加熱系統(tǒng)中的熱固定部件的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的示意圖。
附圖5A和5B各是加熱輥系統(tǒng)中的熱固定部件的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。(1)圖像形成裝置附圖1是本發(fā)明的圖像形成裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的示意圖。這個(gè)實(shí)施例中的圖像形成裝置是一臺(tái)利用傳送典型的電子照相的方法的激光打印機(jī)。
附圖標(biāo)記1表示旋轉(zhuǎn)鼓型電子照相感光部分(在下文中稱為“感光鼓”)作為圖像產(chǎn)生部分，它被在如箭頭所示的順時(shí)針?lè)较蛏弦灶A(yù)定的外圍速度(推進(jìn)速度)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。感光鼓1的感光材料層由比如OPC、無(wú)定型硒或無(wú)定型硅在圓柱(鼓型)的外圍形成，感光底層由鋁或鎳組成。感光鼓1以預(yù)定的極性和位置在它由作為控制裝置的控制軸驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)期間經(jīng)過(guò)均一的控制處理。感光鼓1的均一的控制表面受控的表面以用激光調(diào)制控制(開(kāi)/關(guān)控制)的光L的掃描照射為條件旋轉(zhuǎn)，其激光調(diào)制控制是相對(duì)于需要的圖像信息的連續(xù)時(shí)間的電子數(shù)字像素信號(hào)產(chǎn)生的，由激光掃描裝置3發(fā)出，以便所需圖像信息的靜電潛像形成在旋轉(zhuǎn)的感光鼓的表面。
這樣形成的潛像用上色劑T在顯影裝置4上顯影，著色成為可視的上色劑的圖像。作為顯影方法，使用跳躍顯影、二成分(two component)顯影、FEED顯影等方法，它們中的任何一個(gè)都經(jīng)常與圖像曝光和反轉(zhuǎn)顯影結(jié)合使用。
此時(shí)，傳送媒介P作為記錄介質(zhì)，放在送紙盒9中，送紙輥8在驅(qū)動(dòng)下，一頁(yè)頁(yè)地將它們送出，通過(guò)具有導(dǎo)向裝置10和壓輥11的片狀物通路傳送過(guò)去。這樣，在一個(gè)預(yù)定的控制時(shí)間，它被送到感光鼓1通過(guò)壓力接觸與傳送輥形成的傳送輥隙區(qū)域。形成在感光鼓的表面上色劑圖像隨后傳送到送進(jìn)來(lái)的傳送媒介P上。從傳送輥隙中出來(lái)的傳送媒介P隨后與旋轉(zhuǎn)的感光鼓的表面分開(kāi)，然后被導(dǎo)向到作為傳送部件12的加熱部件的熱固定部件6，在這里上色劑圖像受到熱固定處理。熱固定部件將在下一部分(2)中進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
從熱固定部件6傳送過(guò)來(lái)的傳送媒介通過(guò)一個(gè)由傳送輥13、導(dǎo)向裝置14和紙輸出輥15組成的片狀物通路，然后成為印刷品輸出到紙輸出盤。
與傳送媒體已經(jīng)分開(kāi)的旋轉(zhuǎn)的感光鼓1由清潔部件7處理，清除傳送中殘留的上色劑等沉積的污染物，使它有一個(gè)清潔的表面，以便為圖像的形成重復(fù)服務(wù)。
(2)熱固定部件6附圖2是本發(fā)明實(shí)施例中用作加熱部件的熱固定部件6的結(jié)構(gòu)的示意圖。本發(fā)明中的熱固定部件6是被稱為無(wú)拉力型薄膜加熱系統(tǒng)/加壓旋轉(zhuǎn)部分(壓輥)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的加熱部件，公開(kāi)在日本專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)4-44075到4-44083號(hào)和4-204980到4-204984號(hào)中。
附圖標(biāo)記21表示一個(gè)橢圓形的薄膜導(dǎo)向部分，它在橫向交叉部分具有半弧形或浴盆狀的形狀，在圖中垂直于紙的表面的方向上尺寸長(zhǎng)；附圖標(biāo)記22是一個(gè)長(zhǎng)方形的加熱元件，在沿著薄膜導(dǎo)向部分21的尺寸長(zhǎng)的方向上，在它的表面之下中間的位置形成的槽中放置；附圖標(biāo)記23是一個(gè)歡狀帶型(圓柱形)耐熱薄膜，適合用加熱元件使它相對(duì)于薄膜導(dǎo)向部分21外形上寬松一些。組成部分21到23是加熱裝置一側(cè)的成分。
附圖標(biāo)記24表示作為加壓裝置的一個(gè)彈性壓輥，它與表面下的加熱元件22形成壓力接觸，在它們之間插入薄膜23。字母N表示壓輥24和加熱元件22之間由于與加熱元件22形成壓力接觸使彈性層24b的彈性形變形成的壓力接觸輥隙，在它們之間插入了薄膜23。壓輥24沿箭頭b所示的順時(shí)針?lè)较蛞灶A(yù)定的外圍速度旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力來(lái)自于驅(qū)動(dòng)力源M，通過(guò)例如傳動(dòng)裝置的機(jī)械力傳送機(jī)構(gòu)(未顯示)傳給它。
薄膜導(dǎo)向部分21由耐熱樹(shù)脂比如PPS(polyphenlene sulfite)或液態(tài)的晶體聚合物鑄模成形。
在本實(shí)施例中加熱元件22是一個(gè)整體低熱容的陶瓷加熱裝置，由以下部分組成，一個(gè)鋁等材料制作的長(zhǎng)方形薄片型加熱底層22a，銀/鉛等線型或薄帶型電加熱元件(阻抗加熱元件)，而且沿它的表面一側(cè)的長(zhǎng)尺寸方向形成(薄膜在此表面一側(cè)滑動(dòng))，一個(gè)比如玻璃層的薄的表面保護(hù)層22c和一個(gè)在加熱裝置底層22a背面的比如電熱調(diào)節(jié)裝置的溫度探測(cè)裝置22d。這個(gè)陶瓷加熱裝置22在電加熱元件22b的電力作用下溫度很快升高，由具有溫度檢測(cè)裝置22d的能量控制系統(tǒng)的手段將溫度控制在預(yù)定的固定溫度。為了使熱容小以及使部件更快開(kāi)始執(zhí)行，耐熱薄膜23優(yōu)先選擇厚度為100微米或更小，最好選擇60微米或更小同時(shí)20微米或更大，例如由PTFE(聚四氟乙烯polytetrafluoroethylene)、PFA(perfluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether)或PPS形成的單層薄膜，具有耐熱、能散熱、有一定硬度和耐久力的特點(diǎn)；或者使用復(fù)合層薄膜，在聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺(polyamide-imide)、PEEK(polyether etherketone)或PES(polyther sulfone)薄膜的基層的表面上覆蓋PTFE、PFA或FEP(tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether)作為釋放層。壓輥24由鐵或鋁制的心軸24a、與中間填充物24c結(jié)合的彈性層24b和釋放層24d組成。壓輥24會(huì)在下一部分(3)中詳細(xì)說(shuō)明。
當(dāng)至少在圖像形成進(jìn)行的時(shí)候，壓輥24旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，同時(shí)薄膜23被沒(méi)有皺紋地旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)壓輥24旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于壓輥24和薄膜23的在壓力接觸夾N一方向外的表面之間的摩擦力，壓輥的旋轉(zhuǎn)的力量作用在薄膜23上，當(dāng)薄膜23的內(nèi)表面與在壓力接觸輥隙N處的加熱元件22的下表面(表面)緊密接觸中滑動(dòng)時(shí)，同時(shí)，薄膜在圍繞薄膜導(dǎo)向部分21在由箭頭所示的順時(shí)針?lè)较蛏弦灶A(yù)定的外圍的速度被驅(qū)動(dòng)，即，以與具有未固定上色劑圖像T的傳送媒介P傳送速度實(shí)質(zhì)上相同的外圍速度，從圖像傳送區(qū)域一邊傳送過(guò)來(lái)。在這種情況下，為了減小薄膜23的內(nèi)表面與成品在上面光滑地移動(dòng)的加熱元件的下表面之間的滑動(dòng)摩擦力，比如耐熱的油脂一類的潤(rùn)滑劑會(huì)在兩者之間使用。
這樣，當(dāng)壓輥24被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，薄膜23也被旋轉(zhuǎn)。而且，當(dāng)加熱元件22的溫度已經(jīng)充分升高到預(yù)定的溫度，并且保持溫度控制，具有未定為的上色劑圖像的作為加熱目標(biāo)材料的傳輸媒介P，被導(dǎo)向到壓輥24和薄膜23之間壓力接觸輥隙N，用它的上色劑圖像所在的一邊的表面與薄膜23的一邊相對(duì)，在壓力接觸輥隙N與薄膜的向外的表面緊密地接觸，與薄膜23一起被夾持和傳送通過(guò)壓力接觸輥隙N。這樣，在壓力接觸輥隙N受到壓力，加熱元件22的熱量通過(guò)薄膜23傳送，未固定的上色劑圖像通過(guò)熱力和壓力固定到傳送媒介P上傳送媒介P通過(guò)壓力接觸輥隙后，與薄膜23的外表面分開(kāi)，繼續(xù)向后傳送。
本實(shí)施例中薄膜加熱系統(tǒng)的部件6可以使用小熱容的加熱部件22，引起快速的溫升。因此，加熱元件22用來(lái)達(dá)到預(yù)定溫度的時(shí)間能大大地縮短。它能容易地從常溫達(dá)到高溫，因此，當(dāng)部件在沒(méi)有打印任務(wù)的狀態(tài)，不必進(jìn)行溫度控制的操作，這樣可以達(dá)到節(jié)省能量的目的。
另外，除了壓力接觸輥隙N，任何牽引力都不能使薄膜23充分地旋轉(zhuǎn)起來(lái)。因此，保持旋轉(zhuǎn)的薄膜23的薄膜導(dǎo)向部分21只要受到沿薄膜導(dǎo)向部分21的長(zhǎng)尺寸的一個(gè)很小的力就可以。因此，作為薄膜通路控制裝置，只要提供一個(gè)法蘭部件加到薄膜23的頭就足夠了，由此帶來(lái)部件可以做的更簡(jiǎn)單。
(3)壓輥24如以上所提到的，壓輥24在熱固定部件6中作為一個(gè)壓力旋轉(zhuǎn)部分工作，具有軸心24a和彈性層24b。彈性層24b與作為填充物的樹(shù)脂微球24c合并成一體。
壓輥24具有彈性層24b和釋放層24d，釋放層24d在最外層的表面形成，由氟樹(shù)脂或氟橡膠組成。壓輥24的彈性層24a被做成具有普通范圍的熱傳導(dǎo)率，由此，從壓輥24上帶走的加熱元件22的熱量能控制在很小的量。這使薄膜23的表面的溫度上升能夠改善，并使熱固定部件6能很快啟動(dòng)。熱傳導(dǎo)率適合在0.146W/m·K或更低。而且，如果它比0.084W/m·K更低。壓輥24能有更高的溫度升高速度，提供更好的固定效果，但是當(dāng)送入小尺寸的紙時(shí)，在沒(méi)省送紙的區(qū)域可能引起很高的溫升，造成要求壓輥24具有更高的耐熱性能。
彈性層的熱傳導(dǎo)率由表面熱傳導(dǎo)率計(jì)(型號(hào)名稱QTM-500；由Kyoto Denshik.k.制造)測(cè)量。更特別的是，表面熱傳導(dǎo)率計(jì)的傳感探測(cè)裝置(型號(hào)PD-11，由Kyoto Denshi k.k.制造)與壓輥彈性層的表面接觸，來(lái)測(cè)量彈性層的熱傳導(dǎo)率。
壓輥24最好有3微米或更小的表面粗糙度Ra(JIS B0601)。
只要其厚度能形成要求的寬度的壓力接觸輥隙N，用在壓輥24上的彈性層可以具有任意的厚度，沒(méi)有任何限制。最好有2到6毫米的厚度。在本發(fā)明中，彈性層24b可以由任何材料組成，沒(méi)有任何特殊的限制，只要它是由包含樹(shù)脂微球24c的橡膠成分組成，具有0.146W/m·K或更低的熱傳導(dǎo)率。樹(shù)脂微球24c是充分的球形，粒子直徑平均為100微米。因?yàn)樗鼈兊膬?nèi)部含有空氣，所以具有良好的熱絕緣特性，與這些樹(shù)脂微球在彈性層24b內(nèi)作為填充物與之結(jié)合，能夠使彈性層24b具有這樣低的熱傳導(dǎo)率。
即使是沒(méi)有用作彈性層的任何發(fā)泡材料用作填充物在彈性層24b中與之結(jié)合，也能使彈性層24b具有如此低的熱傳導(dǎo)率。這使得彈性層24b有可能具有低的表面粗糙度，造成釋放層24d的表面在壓輥24的壓力接觸輥隙N時(shí)也不能變得不平坦。
由于以上指出的對(duì)壓輥24的影響因素和能鑄模的要求，當(dāng)硅樹(shù)脂橡膠與樹(shù)脂微球結(jié)合時(shí)，樹(shù)脂微球24c最好具有80到300微米的粒子直徑，考慮到熱傳導(dǎo)率的穩(wěn)定性，為80到200微米更好。硅樹(shù)脂微球24c最好還具有400千克/立方米或更低的真實(shí)密度，再考慮到硅樹(shù)脂橡膠的適用性，真實(shí)密度為20到60千克/立方米更好。
在本實(shí)施例用這樣的樹(shù)脂微球24c填充的殼的樹(shù)脂，可以使用包括氯乙烯樹(shù)脂(vinylidene chloride resins)和丙烯腈樹(shù)脂(acrylonitrile resins)作為熱塑性樹(shù)脂，和酚樹(shù)脂作為熱固化性的樹(shù)脂。樹(shù)脂微球可以單獨(dú)使用這些材料中的任何一種組成，或者可以用兩種或更多種的混合物。
因?yàn)閺椥詫?4b是樹(shù)脂微球與之混合的基礎(chǔ)材料，任何一種公知的傳統(tǒng)的壓輥彈性層的材料都可以使用，最好使用硅樹(shù)脂橡膠和氟橡膠。
只要彈性層24b的熱傳導(dǎo)率在以上的范圍之內(nèi)，在彈性層24b中的樹(shù)脂微球24c由何種成分組成沒(méi)有任何限制。例如，當(dāng)樹(shù)脂微球24c的成分改變時(shí)，分另測(cè)量彈性層24b的熱傳導(dǎo)率，達(dá)到的最好的熱傳導(dǎo)率的成分就可以被選為樹(shù)脂微球24c優(yōu)先選擇的成分。
包含樹(shù)脂微球24c的彈性層24b由一個(gè)橡膠層組成，比如由硅樹(shù)脂橡膠層與樹(shù)脂微球組合而成。作為選擇，一個(gè)由這樣的橡膠層和樹(shù)脂微球組合成的可以在一個(gè)由泡沫組成的一層上形成，這可以用作本發(fā)明中的彈性層24b。
釋放層24d可以用PFA管覆蓋在彈性層24b上形成，或者可以在彈性層24b表面涂上氟樹(shù)脂，比如PTFE、PTA或FEP。只要對(duì)壓輥24能給予足夠的釋放能力，釋放層24d具有的厚度沒(méi)有任何限制。它可以優(yōu)先選擇20到50微米的厚度。
這樣生產(chǎn)的壓輥24的彈性層24b具有橡膠和樹(shù)脂微球24c形成的孔，本發(fā)明中在橡膠和孔之間有樹(shù)脂微球24c的樹(shù)脂殼。在用作熱固定部件的壓輥時(shí)，壓輥經(jīng)歷加熱過(guò)程，樹(shù)脂殼破裂，于是壓輥的硬度改變，使固定輥隙的寬度改變，引起固定性能的改變。因此，使用樹(shù)脂微球使它甚至當(dāng)輥?zhàn)咏?jīng)歷加熱過(guò)程時(shí)樹(shù)脂殼不破裂也是有效果的。作為這樣的樹(shù)脂微球，熱固化性的樹(shù)脂微球是有效的。例如，然而由丙烯腈樹(shù)脂組成的微球耐熱溫度能達(dá)到200℃，可能引起一個(gè)問(wèn)題，就是當(dāng)輥?zhàn)舆_(dá)到有比這更高的溫度，壓輥24的硬度降低。而且，當(dāng)小尺寸的傳送媒介P連續(xù)地通過(guò)熱固定部件時(shí)，傳送媒介P沒(méi)有在壓輥24上通過(guò)的在壓力接觸輥隙中的區(qū)域(在這里稱非送紙區(qū)域)的熱量沒(méi)有由傳送媒介P帶走。因此，很多張小尺寸的傳送媒介P連續(xù)通過(guò)時(shí)，非送紙區(qū)域的溫度升高到大約200℃。從而，假設(shè)輥?zhàn)颖砻娴臏囟鹊纳撸诒緦?shí)施例的壓輥24中，可能有必要調(diào)節(jié)每單位時(shí)間通過(guò)壓力接觸輥隙N的小尺寸傳送媒介P的數(shù)量，使它大大地縮小。
作為另外的對(duì)策，使用具有熱固化性的殼樹(shù)脂微球酚樹(shù)脂。其殼由酚樹(shù)脂形成的樹(shù)脂微球耐熱性可以達(dá)到大約300℃。因此當(dāng)小尺寸的紙作為傳送媒介P連續(xù)送入時(shí)，未送紙區(qū)域的溫度耐熱性能被設(shè)置在230～240℃之間，從而在未送紙區(qū)域的溫度升高的測(cè)量可以很容易的實(shí)現(xiàn)，吞吐量可以設(shè)置得更大。因此，單位時(shí)間的熱固定速度可以更高。
為了使壓輥24的硬度和耐熱性設(shè)置在規(guī)定的范圍內(nèi)，混合使用熱塑性和熱固化性的樹(shù)脂微球也是有效的。例如當(dāng)彈性層24b的1％的重量或數(shù)量隨之組合，殼由丙烯腈樹(shù)脂形成的微球在大約200℃時(shí)會(huì)引起壓輥硬度的大幅度降低。但當(dāng)數(shù)量比那小時(shí)不會(huì)影響壓輥的硬度，甚至當(dāng)壓輥24溫度升高到200℃或更高。因此，考慮到來(lái)送紙區(qū)域當(dāng)連續(xù)送入小尺寸紙作為傳送媒介P時(shí)的溫度升高，殼由丙烯腈樹(shù)脂形成的微球成分的重量百分比不超過(guò)1％是比較合適的。
壓輥24也優(yōu)先選擇有55°或更低的硬度的(用Asker-C硬度儀在600克的負(fù)載下測(cè)量)，50°或更低更好。為了使壓輥24有在此范圍內(nèi)的硬度，殼由酚樹(shù)脂形成的微球組合的數(shù)量?jī)?yōu)先選擇重量百分比不高于20％。
因?yàn)楫?dāng)輥?zhàn)釉谒米鳠峁潭ú考r(shí)經(jīng)歷加熱過(guò)程后壓輥24的彈性層24b的成分樹(shù)脂微球24c打破，壓輥24硬度降低，也會(huì)影響先前打破的合并在彈性層24b中的樹(shù)脂微球24c的樹(shù)脂殼，以便樹(shù)脂殼保持在橡膠和已經(jīng)被破的微球之間。這樣的壓輥的生產(chǎn)過(guò)程會(huì)在以下詳細(xì)說(shuō)明。
過(guò)去的未膨脹的樹(shù)脂微球是利用熱塑性樹(shù)脂作殼，中間保存有揮發(fā)性的物質(zhì)的粒子組成的粉末，通過(guò)加熱膨脹作為熱塑性樹(shù)脂。已有的例子中有亞氯乙烯(vinylidene chloride)/丙烯腈共聚物(acrylonitrile copolymer)，甲基丙烯酸脂(methyl methacrylate)/丙烯腈共聚物(acrylonitrile copolymer)和甲基丙烯腈(methyl methacryllonitrile)/丙烯腈共聚物(acrylonitrilecopolymer)。作為在中間保持的揮發(fā)性物質(zhì)，已經(jīng)公知的碳?xì)浠衔?hydrocarbon)型吹入物質(zhì)有丁烷和異丁烷。
作為形成殼的樹(shù)脂，那些具有在適當(dāng)?shù)臏囟葍?nèi)的軟化溫度的可以依照液態(tài)硅橡膠樹(shù)脂材料的固化溫度選擇。
這些未膨脹的樹(shù)脂微球已經(jīng)在商業(yè)中存，像Matsumoto Yushi-Seiyaku有限責(zé)任公司的“Matsumoto Microspheres F”系列Expancell公司的“Expancell”系列。這些商業(yè)中存在的未膨脹的樹(shù)脂微球通常具有1到50微米的直徑，在適當(dāng)?shù)臏囟扰蛎涀兂删哂写蠹s10到100微米的直徑的近似精確的球狀的球體。
用于阻止樹(shù)脂微球的分散的硅樹(shù)脂油脂可以包括二甲基聚硅氧烷(dimethylpolysiloxane)和甲基氫聚硅氧烷(methylhydrogenpolysiloxane)，還有多種改良的硅樹(shù)脂油脂，比如氨基改良型硅樹(shù)脂、環(huán)氧改良型硅樹(shù)脂和甲醇改良型硅樹(shù)脂。不超過(guò)相等的數(shù)量的硅樹(shù)脂油脂可以加入未膨脹的樹(shù)脂微球，同時(shí)跟隨著離開(kāi)或攪拌。浸潤(rùn)的方法沒(méi)有特別的限制。基于重量100等份的未膨脹樹(shù)脂硅球，硅樹(shù)脂油脂可以加入重量為50到100等份。如果重量少于50等份，不能獲得阻止分散的足夠的效果。如果重量超過(guò)100等份，微球的擴(kuò)展就會(huì)陷入困難。
隨后，樹(shù)脂微球熱膨脹到規(guī)定的大小以進(jìn)行冷卻然后混合，在液態(tài)的硅樹(shù)脂橡膠液體中揉捏和散開(kāi)。這里，為了阻止膨脹后的樹(shù)脂微球受熱破裂，微球優(yōu)先選擇在不高于由被混合或揉捏的膨脹后的樹(shù)脂微球形成的樹(shù)脂的軟化點(diǎn)溫度條件下混合。
液態(tài)的硅樹(shù)脂橡膠材料可以是任何常溫下保持液態(tài)的材料，熱固化為具有橡膠彈性的硅樹(shù)脂橡膠。在它的類型等方面沒(méi)有特殊的限制。這樣的液態(tài)硅樹(shù)脂橡膠可以包括增加可固化反應(yīng)(addition-reaction-curable)的液態(tài)的硅樹(shù)脂橡膠，它的成分包括有烯基組成分的雙有機(jī)聚硅氧烷(diorganopolysiloxane)，有機(jī)氫聚硅氧烷由與硅原子結(jié)合的氫原子和加固填充物組成，在鉑組催化劑的作用下能夠固化成硅樹(shù)脂橡膠；可固化的過(guò)氧化氫樹(shù)脂橡膠成分由包括烯基族和加固填充物組成，能在過(guò)氧化氫的作用下固化為硅樹(shù)脂橡膠；濃縮可固化反應(yīng)(condensation-reaction-curable)液態(tài)硅樹(shù)脂橡膠成分由包含羥基組的雙有機(jī)聚硅氧烷組成，有機(jī)氫聚硅氧烷包含與硅原子結(jié)合的氫原子和加固填充物，能夠在加速濃縮反應(yīng)催化劑的作用下固化為硅樹(shù)脂橡膠，催化劑可以是有機(jī)錫化合物、有機(jī)鈦化合物或鉑族催化劑。在這些當(dāng)中，增加可固化反應(yīng)液態(tài)硅橡膠成分中最好有高固化率和較高的固化均勻性。
為了固化后的產(chǎn)品外形象橡膠彈性材料，它們最好主要由那些直鏈型的雙有機(jī)聚硅氧烷組成，在25℃具有100厘泊或更高的黏性。
只要不損害本發(fā)明，為了調(diào)整液流性或改善固化后的產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度，液態(tài)的硅樹(shù)脂橡膠材料也可以與多種類型的填充物混合，隨意地與顏料、耐熱材料、發(fā)熱延緩劑、可塑劑、提供支持的成份等組合。
膨脹的樹(shù)脂微球可以根據(jù)期望的熱絕緣特性選擇的數(shù)量混合。它們優(yōu)先選擇在重量為100等份的液態(tài)硅樹(shù)脂橡膠材料中混合重量為1到10等份的量。如果它們重量小于1等份，壓輥不能獲得任何充分的熱絕緣特性的要求。如果它們重量大于10等份，液態(tài)硅樹(shù)脂材料會(huì)有高黏性，使材料很難混合和攪拌。
接下來(lái)，包含樹(shù)脂微球的液態(tài)硅樹(shù)脂橡膠應(yīng)用在軸心上，接著通過(guò)在不高于的熱膨脹溫度加熱和固化形成輥?zhàn)?。?duì)形成輥?zhàn)拥募訜岷凸袒褂玫姆椒ê脱b置沒(méi)有特殊的限制。既簡(jiǎn)單又好的方法是在金屬制造的軸心插入具有規(guī)定的內(nèi)徑的管狀的模子，注入包含樹(shù)脂微球的液態(tài)硅樹(shù)脂橡膠，加熱這個(gè)模子形成輥?zhàn)?。這里，如果加熱溫度不低于樹(shù)脂微球的熔點(diǎn)，樹(shù)脂微球可能發(fā)生受熱形變，使它不可能在一些情況之下提供任何均勻的海綿狀。
通過(guò)固化與鑄模分離形成硅樹(shù)脂橡膠輥后，硅樹(shù)脂橡膠輥?zhàn)詈迷诓坏陀跓崤蛎洔囟认录訜?。這里，樹(shù)脂微球經(jīng)歷熱收縮而打破，使那里有剩余的空間，這樣就獲得了均勻的海綿形狀。因此，硅樹(shù)脂橡膠的海綿形狀不會(huì)受到實(shí)際使用時(shí)加熱過(guò)程引起的樹(shù)脂的熱量損耗的影響，輥?zhàn)幽軌蚴褂迷诜€(wěn)定的狀態(tài)下。
為了達(dá)到良好的熱絕緣特性和強(qiáng)度，熱膨脹后的樹(shù)脂微球具有的平均粒子直徑最好為80到200微米。
平均粒子直徑是指用顯微鏡觀察到的可視區(qū)域中任意選取的10個(gè)球體的(長(zhǎng)度+寬度)/2的平均值。
如果熱膨脹后的樹(shù)脂微球的平均粒子直徑小于80微米，它們必須大量進(jìn)行混合，以便賦予熱絕緣的壓輥以必要的熱絕緣特性。另一方面，如果使用那些平均粒子直徑大于200微米的微球，有關(guān)彈性層的機(jī)械強(qiáng)度的問(wèn)題就會(huì)產(chǎn)生。
作為硅樹(shù)脂油脂，考慮到硅樹(shù)脂橡膠海綿的耐熱性，寧愿用甲基氫聚硅氧烷(methylhydrogenpolysiloxane)。
考慮到硅樹(shù)脂橡膠海綿的耐熱性，也可以使用的硅樹(shù)脂油脂是氨基改良型硅樹(shù)脂油。
附圖3是顯示另一個(gè)壓輥的結(jié)構(gòu)的示意圖。這個(gè)輥?zhàn)拥奶卣髟谟趬狠?24的彈性層100具有發(fā)泡彈性材料層101和在發(fā)泡材料曾101的外圍形成的彈性層24b，并包含具有殼的微球24c。其他部分與附圖2種的相同。
附圖4A 4B、4C和4D每一幅都是薄膜加熱系統(tǒng)的加熱部件(熱固定部件)的其他實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的示意圖。
在附圖4A所示的部件中，一個(gè)環(huán)行帶狀耐熱薄膜23在三個(gè)部分上伸展彼此之間充分配合，即，在同時(shí)作為加熱元件的支撐物的薄膜導(dǎo)向部分25支撐的加熱元件22，薄膜驅(qū)動(dòng)輥26和拉緊輥27三部分上。加熱元件22和壓輥24給插在它們之間形成的壓力接觸輥隙N中的薄膜23帶來(lái)壓力接觸，薄膜23由驅(qū)動(dòng)軸23旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。附圖標(biāo)記27表示薄膜驅(qū)動(dòng)軸26的驅(qū)動(dòng)力來(lái)源。作為加熱目標(biāo)材料的傳送媒介P被導(dǎo)向進(jìn)入壓力接觸輥隙N，在那里熱固定上色劑圖像。
在如附圖4B所示的部件中，一個(gè)環(huán)型帶狀耐熱薄膜23在兩個(gè)部分上伸展彼此間充分配合，即，在同時(shí)作為加熱元件的支撐物的薄膜導(dǎo)向部分25支撐的加熱元件22和薄膜驅(qū)動(dòng)輥26上。加熱元件22和壓輥24給插在它們之間形成的壓力接觸輥隙N中的薄膜23帶來(lái)壓力接觸，薄膜23由驅(qū)動(dòng)軸26旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。壓輥24隨著薄膜23的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
在如附圖4C所示的部件中，末端朝上的連續(xù)的薄膜纏在輥?zhàn)由嫌米髂蜔岜∧?3，它從送入軸28伸展，通過(guò)纏繞軸29，經(jīng)過(guò)同時(shí)作為加熱元件的支撐物的薄膜導(dǎo)向部分25支撐的加熱元件22的下表面。加熱元件22和壓輥24給插在它們之間形成的壓力接觸輥隙N中的薄膜23帶來(lái)壓力接觸，薄膜23由纏繞軸29纏繞，以便以預(yù)定的速度傳送和移動(dòng)。
由這樣的結(jié)構(gòu)形成的部件，對(duì)本發(fā)明構(gòu)造的作為加壓裝置的壓輥24可獲得與前面描述的相同的作用和效果。
在加熱裝置一邊的加熱元件22并不局限于前面所述的陶瓷加熱裝置，其它任何適當(dāng)?shù)募訜嵩?，例如電?磁)感應(yīng)加熱系統(tǒng)都可以使用。附圖4D顯示了電磁感應(yīng)加熱系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。附圖標(biāo)記30表示一個(gè)磁性金屬部分，能夠通過(guò)電磁感應(yīng)產(chǎn)生熱量，附圖標(biāo)記31是作為磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置的勵(lì)磁線圈。磁性金屬部分30作為加熱裝置通過(guò)電磁感應(yīng)產(chǎn)生熱量，電磁感應(yīng)是通過(guò)給勵(lì)磁線圈31通電產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的，產(chǎn)生的熱量通過(guò)在壓力接觸輥隙中的薄膜23，傳給導(dǎo)向到壓力接觸輥隙中的作為加熱目標(biāo)材料的傳送媒介P。薄膜23本身可以形成為能夠通過(guò)電磁感應(yīng)產(chǎn)生熱量的部分。
附圖5A和5B每一個(gè)都是加熱輥系統(tǒng)的加熱部件(熱固定部件)的結(jié)構(gòu)的在附圖5A中附圖標(biāo)記32表示加熱裝置加熱輥(固定輥)，它是由鐵或鋁制成的中空的金屬輥，在由氟樹(shù)脂或其它類似物組成的釋放層的外圍。在它的內(nèi)部，提供了熱量產(chǎn)生裝置鹵素加熱裝置。這些加熱輥32和壓輥24帶來(lái)的壓力接觸形成了壓力接觸輥隙。加熱目標(biāo)材料傳送媒介P導(dǎo)向進(jìn)入壓力接觸輥隙，在那里上色劑圖像被熱固定。
在附圖5B所示的部件中，加熱輥32通過(guò)電磁感應(yīng)加熱系統(tǒng)加熱。加熱輥32由鐵磁性材料組成。為了給輥?zhàn)蛹訜幔枰o纏繞在勵(lì)磁鐵芯34上的勵(lì)磁線圈提供高頻交替變化的電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)，在加熱輥32上產(chǎn)生渦旋電流。更特殊的是，由磁流量在加熱輥32上引起的渦旋電流，加熱輥32本身由焦耳作用引起產(chǎn)生熱量。附圖標(biāo)記36表示一個(gè)輔助鐵芯與勵(lì)磁鐵芯34相對(duì)旋置，在加熱輥32另一邊，以便形成封閉的磁路。
在以上描述的加熱輥系統(tǒng)的加熱部件中，在本發(fā)明中壓輥24作為一個(gè)加壓裝置，能夠獲得與前面所述的相同的作用和效果。
簡(jiǎn)短地說(shuō)，本發(fā)明中加熱部件的作用，就是對(duì)導(dǎo)向進(jìn)入加熱裝置和加壓裝置之間形成的壓力接觸輥隙的加熱目標(biāo)材料進(jìn)行夾持和傳送，進(jìn)行加熱處理。加熱部件不僅能夠用在以上描述的實(shí)施例中的熱固定部件上，還可以廣泛用于其它加熱部件中，例如，對(duì)上面有圖像的記錄媒體加熱的部件，來(lái)改善它們的表面特性(比如使它有光澤)，臨時(shí)固定的部件和對(duì)送入的材料進(jìn)行干燥和碾壓成片狀的部件。
本發(fā)明將在以下部分對(duì)給出的實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
(實(shí)施例1)用直徑為13毫米的鋁制材料作為軸心24a，用以下的方法在軸心24a的外圍形成彈性層24b。
作為樹(shù)脂微球24c，具有平均粒子直徑為大約100微米的，殼由丙烯腈樹(shù)脂組成，具有35千克/立方厘米的真實(shí)密度的膨脹的樹(shù)脂微球(型號(hào)名稱F80-ZD；由Matsumoto Yushi-Seiyaku有限責(zé)任公司制造)的3等份(重量等份；與下文相同)與97等份的附加型硅樹(shù)脂橡膠(黏性130Pa·s；特定的重量1.17；型號(hào)名稱DY35-561A/B；由Dow Corning Toray硅樹(shù)脂有限責(zé)任公司制造)混合，隨后在模子里熱固化成型。
作為結(jié)果，3毫米厚的硅樹(shù)脂橡膠彈性層24b分散地包括重量比為3％的樹(shù)脂微球而形成。而且，彈性層24b具有的熱傳導(dǎo)率為0.0963W/m·K，表面粗糙率為1微米。
其次，用以下的方法在彈性層24b的外圍形成30微米厚的釋放層24d。
在彈性層24b中，使用一種氟橡膠乳液(型號(hào)名稱GLS213；由大金工業(yè)株式會(huì)社生產(chǎn))，在表面上用接近紅外線的射線照射表面溫度達(dá)到290℃達(dá)15分鐘達(dá)到烘烤的效果以形成涂層。在烘烤的步驟中因?yàn)橛媒咏t外線的射線照射是在表面(從外部照射)，彈性層本身不是很熱，樹(shù)脂微球的樹(shù)脂殼還沒(méi)有打破。
輥?zhàn)颖砻嬖谧钔鈱俞尫艑?4d形成后保持1.5微米的粗糙程度。這一用作附圖2中的薄膜加熱系統(tǒng)中的熱固定部件6的壓輥24的彈性輥在前面介紹過(guò)它的輥?zhàn)拥挠捕却蠹s是45°(用Asker-C硬度儀在600克的負(fù)載下測(cè)量)。
薄膜23是用50微米厚的聚酰亞胺制成的無(wú)縫的管狀，在其上涂覆10微米厚的PTFE層形成的。
對(duì)整個(gè)輥隙要保持使用10千克的力為總壓力。這里，輥隙的寬度是6毫米。
對(duì)加熱元件22，使用450瓦的電能，處理速度設(shè)定在72毫米/秒，加熱元件22從室溫啟動(dòng)，測(cè)定直到溫度控制的加熱裝置溫度升高到190℃時(shí)所使用的時(shí)間(升溫時(shí)間)，在傳送媒介P送入5秒后執(zhí)行固定操作，當(dāng)100頁(yè)連續(xù)送入時(shí)，壓輥上的任何玷污都會(huì)引起打印出半色的圖像。
為了評(píng)價(jià)固定操作，在Fox River 241b紙上5平方毫米的純黑的圖像作為未固定圖像，用LASER SHOT LBP-350(型號(hào)名稱)打印機(jī)，由佳能公司生產(chǎn)的激光打印機(jī)，在以上的條件下通過(guò)熱固定部件。其后，這樣固定的純黑圖像在10克/平方厘米的負(fù)載下與非機(jī)織織物摩擦，用反射型麥克白反射密度儀(型號(hào)名稱RD914；由Division of Kollmorgen工業(yè)公司制造)測(cè)量摩擦前和摩擦后的密度，來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
評(píng)價(jià)的結(jié)果如表1所示。在表1中，比較項(xiàng)目有固定效果和輥?zhàn)拥奈廴境潭龋靡韵碌淖帜阜?hào)顯示評(píng)價(jià)結(jié)果。
固定效果A好。
C不好。
輥?zhàn)游廴境潭華沒(méi)有污染。
C被污染。
(比較實(shí)施例1)熱固定部件啟動(dòng)的時(shí)間，傳送媒介P的圖像固定效果和輥?zhàn)?4被上色劑污染的程度，用除了只有一層固體的硅樹(shù)脂橡膠(型號(hào)名稱DY35-561A/B)用作彈性層和30微米厚的氟橡膠乳液層(型號(hào)名稱GLS213)用作釋放層之外，與實(shí)施例1中同樣的方式進(jìn)行比較。比較的結(jié)果如表1所示。(比較實(shí)施例2)熱固定部件的啟動(dòng)時(shí)間，傳送媒介P的圖像固定效果和輥?zhàn)?4被上色劑污染的程度，用除了把液態(tài)硅樹(shù)脂橡膠發(fā)泡形成的發(fā)泡彈性材料組成一層(型號(hào)名稱DY35-560A/B；由Dow Corning Toray硅樹(shù)脂株式會(huì)社出品)用作彈性層和30微米厚的由PFA管形成的一層(型號(hào)名稱450HPJ；由杜邦出品)用作釋放層之外，與實(shí)施例1中同樣的方式進(jìn)行比較。比較的結(jié)果如表1所示。
(比較實(shí)施例3)熱固定部件的啟動(dòng)時(shí)間，傳送媒介P的圖像固定效果和輥?zhàn)?4被上色劑污染的程度，用除了由97等份的固態(tài)硅樹(shù)脂橡膠組成的一層(型號(hào)名稱DY35-560A/B)與3等份的中空硅石(型號(hào)名稱CELL-STAR SX39；由東海工業(yè)株式會(huì)社出品)組合用作彈性層和30微米厚的氟橡膠乳液(型號(hào)名稱GLS213)用作釋放層之外，與實(shí)施例1中同樣的方式進(jìn)行比較。比較的結(jié)果如表1所示。
表1
從以上的結(jié)果能看出，因?yàn)閺椥詫?4b與樹(shù)脂微球結(jié)合，固定加熱裝置比與實(shí)施例1比較啟動(dòng)更早，甚至當(dāng)傳送媒介在很短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)入固定輥隙時(shí)也能獲得好的固定效果。
對(duì)于樹(shù)脂微球24c，假設(shè)它的內(nèi)部只有空氣，空氣具有很好的熱絕緣特性，因此提供了低的熱傳導(dǎo)率，減少加熱啟動(dòng)時(shí)從壓輥上帶走的熱量，在一個(gè)給定的電能條件下，能縮短用于達(dá)到可固定狀態(tài)的時(shí)間。
在與比較實(shí)施例2的比較中，能夠獲得類似的好的固定效果，但是實(shí)施例1可以更好的阻止輥?zhàn)颖晃廴尽?br> 這是因?yàn)楸容^實(shí)施例2不可避免地伴隨著加壓時(shí)發(fā)泡單元的直徑受影響，因此，造成輥隙內(nèi)不平坦，上色劑形成這樣不平坦的凹度使污染物堆積，反之，實(shí)施例1中的壓輥具有接近于鏡面狀態(tài)的表面粗糙程度，因而在受壓時(shí)沒(méi)有造成在輥隙中的壓輥表面不平坦，輥?zhàn)右矝Q不會(huì)在送紙時(shí)被上色劑污染。
在比較實(shí)施例3中，要不是最后硅樹(shù)脂橡膠必須與中空的硅石以50等份的數(shù)量結(jié)合，以便即使橡膠材料的硬度很低時(shí)，輥?zhàn)泳哂?0°或更高的硬度，熱傳導(dǎo)率可以設(shè)定的低一些。由此，能確保得到任意寬度的固定輥隙，所以，盡管能夠獲得快速的啟動(dòng)，不能供給傳送媒介P固定所需熱量，不論固定效果還是輥?zhàn)拥奈廴境潭榷疾荒艿玫胶玫慕Y(jié)果。
(實(shí)施例2)
除了彈性層24b用以下的方法形成之外，壓輥以與實(shí)施例1相同的方式制成。
因?yàn)楣铇?shù)脂橡膠24c膨脹的平均粒子直徑為90微米的具有酚樹(shù)脂形成的殼和具有真實(shí)密度為大約230千克/立方厘米的樹(shù)脂微球(型號(hào)名稱BJO-0930；由亞太微球有限責(zé)任公司出品)的20等份混入100等份的增加型液態(tài)硅樹(shù)脂橡膠(型號(hào)名稱DY35-561A/B)，隨后在130℃在模子中熱固化成型。
結(jié)果，3毫米厚的分散地包括重量百分比16.6％的樹(shù)脂微球的硅樹(shù)脂橡膠彈性層24b形成。而且，彈性層24b的熱傳導(dǎo)率為0.125W/m·K，表面粗糙程度為1微米。
在這樣生產(chǎn)的壓輥中，用與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，固定效果和輥?zhàn)拥奈廴境潭榷极@得了好的結(jié)果。溫度控制加熱裝置的溫度升高到190的時(shí)間為5秒鐘。
在實(shí)施例1的壓輥中，在固定評(píng)價(jià)測(cè)試中，當(dāng)小尺寸的紙封套(COM10)用15張連續(xù)送入，壓輥未送紙區(qū)域的溫度升高到200℃。因?yàn)閴狠亸椥詫又械臉?shù)脂微球耐熱溫度大約是200℃，必須通過(guò)降低送紙量到一半的速度，使送第16張紙后延長(zhǎng)送紙間隔時(shí)間。相反，當(dāng)使用本實(shí)施例的壓輥時(shí)，甚至當(dāng)送入50頁(yè)紙后，未送紙區(qū)域的溫度僅升高到220℃。而且，本實(shí)施例中壓輥彈性層中的樹(shù)脂微球的耐熱溫度達(dá)到大約250℃，為了把溫度保持在220℃，送入第51頁(yè)紙后通過(guò)延長(zhǎng)送紙間隔，送紙量降低到2/3。
(實(shí)施例3)形成彈性層24b的樹(shù)脂微球(型號(hào)名稱F80-ZD；由Matsumoto Yushi-Seiyaku株式會(huì)社出品)，它的殼由丙烯腈樹(shù)脂形成，膨脹的樹(shù)脂微球(型號(hào)名稱BJO-0930；由亞太微球有限責(zé)任公司出品)的殼由酚樹(shù)脂分別混入硅樹(shù)脂橡膠(型號(hào)名稱DY35-561A/B)，12毫米厚的測(cè)試片用JIS-A硬度儀(負(fù)載1千克)測(cè)量，具有5°的硬度。每個(gè)彈性層中樹(shù)脂微球成份的改變顯示在表2中。這些彈性層每一種都使用在實(shí)施例1中加熱部件中，每一種彈性層的硬度和可維持輥?zhàn)佑捕鹊哪蜔釡囟榷急粶y(cè)量。測(cè)量的結(jié)果顯示在表2中。
表2
從以上的結(jié)果能看出，當(dāng)殼由丙烯腈樹(shù)脂形成的樹(shù)脂微球混入重量百分比為1％或更多時(shí)，溫度到200℃時(shí)輥?zhàn)佑捕乳_(kāi)始降低。然而，當(dāng)混入量比那少時(shí)沒(méi)有變化。因此，考慮到連續(xù)送入小尺寸紙時(shí)未送紙區(qū)域溫度的升高，混入重量百分比小于1％的殼由丙烯腈樹(shù)脂形成的樹(shù)脂微球是合適的。而且，至于殼由酚樹(shù)脂形成樹(shù)脂微球的數(shù)量，被混入的重量百分比不多于20％是合適的，因?yàn)檩佔(zhàn)拥挠捕纫O(shè)定在55°或更低(用Asker-C硬度儀在600克負(fù)載下測(cè)量)是合適的，如果可能設(shè)定在50°或更低。
另外，至于輥?zhàn)拥挠捕龋瑸榱双@得理想的硬度，可以在熱傳導(dǎo)率已經(jīng)通過(guò)控制混合的比例得到調(diào)整后，通過(guò)控制基礎(chǔ)橡膠的硬度或者彈性層的厚度做細(xì)微的調(diào)整。
這樣，分散著這樣兩種樹(shù)脂微球的彈性層具有很好的耐熱特性，而且有低的熱傳導(dǎo)率，能夠調(diào)整壓輥的硬度。
(實(shí)施例4)重量為100等份的未膨脹的樹(shù)脂微球(型號(hào)名稱Matsumoto MicrospheresF85；粒子直徑20到30微米；真實(shí)的特殊重量1.04；支撐壁軟化點(diǎn)150到155℃；Matsumoto Yushi-Seiyaku株式會(huì)社出品)，加入重量為100等份的二甲基硅樹(shù)脂油脂(型號(hào)名稱二甲基聚硅氧烷KF96 100CS；由信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社出品)，攪拌獲得的混合物并放置10小時(shí)，得到用硅樹(shù)脂油脂弄濕的糊狀的混合物。這一糊狀的混合物在90℃的烤爐里干燥1小時(shí)。冷卻后，干燥的產(chǎn)物在設(shè)定在熱膨脹溫度150℃的烤爐中放置30分鐘，形成平均粒子直徑為108微米的膨脹的樹(shù)脂微球。在重量百分比100等份的增加型液態(tài)硅樹(shù)脂橡膠材料(粘度130Pa·s；特定重量1.17；型號(hào)名稱DY35-561A/B；由Dow CorningToray硅樹(shù)脂株式會(huì)社出品)中，混入重量為8等份的膨脹的樹(shù)脂微球，隨后在室溫下用全功能混合攪拌裝置(型號(hào)名稱DULTON；由K.K.San-ei seisakusho出品)混合攪拌10分鐘，形成液態(tài)的硅樹(shù)脂橡膠材料混合物。樹(shù)脂微球的體積已經(jīng)增加了大約60倍，但是它們的分散沒(méi)有困難(發(fā)生不分散現(xiàn)象)，下一步是重量的測(cè)量和混合。這是因?yàn)槎谆铇?shù)脂對(duì)膨脹的樹(shù)脂微球的表面的支撐。
接著，液態(tài)硅樹(shù)脂材料混合物注入管狀的模子，模子的中心有一個(gè)經(jīng)過(guò)了底漆處理的鋁制的軸心24a，隨后由130℃熱的滾筒裝置熱固化，離開(kāi)模子后再在超過(guò)230℃的烤爐里加熱2小時(shí)，破壞樹(shù)脂微球樹(shù)脂殼的微球的形狀，這樣，一個(gè)具有硅樹(shù)脂橡膠彈性層24b的輥?zhàn)泳椭瞥闪?。彈性?4b的熱傳導(dǎo)率是0.085W/m·K.
這樣的硅樹(shù)脂橡膠彈性層的表面經(jīng)過(guò)了底漆處理(底漆的型號(hào)名稱GLP103SR；由大金工業(yè)株式會(huì)社出品)。其后，為了在它上面形成釋放層24d，氟橡膠乳液(型號(hào)名稱GLS213；由大金工業(yè)株式會(huì)社出品)用噴霧方式形成30微米厚一層，然后在70℃干燥，其后在溫度設(shè)定在310℃的烤爐里烘烤30分鐘，這樣，得到了具有橡膠長(zhǎng)度225毫米，橡膠厚度為2.5毫米，外直徑為20毫米的壓輥。
(實(shí)施例5)用在實(shí)施例4中的未膨脹的樹(shù)脂微球(型號(hào)名稱Matsumoto MicrospheresF85；粒子直徑20到30微米；真實(shí)特定重量；1.04；支撐壁軟化點(diǎn)150到155℃；由Matsumoto Yushi-Seiyaku株式會(huì)社出品)不用硅樹(shù)脂油弄濕，直接放到90℃的烤爐中干燥。經(jīng)過(guò)冷卻，干燥的產(chǎn)物放置在設(shè)定為熱膨脹溫度150℃的烤爐中，形成平均例子直徑為110微米的膨脹的shuzhi微球。重量百分比為100等份的增加型液態(tài)硅樹(shù)脂橡膠材料(粘度130Pa·s；特定重量1.17；型號(hào)名稱DY35-561A/B；由Dow Coring Toray硅樹(shù)脂株式會(huì)社出品)中，混入重量百分比為4等份膨脹的樹(shù)脂微球，接著在室溫下用全功能混合攪拌裝置(型號(hào)名稱DULTON；由K.K.San-ei Seisakusho出品)進(jìn)行混合和攪拌10分鐘，形成液態(tài)的硅樹(shù)脂橡膠材料混合物。樹(shù)脂微球的體積已經(jīng)增加了大約60倍，下一步進(jìn)行重量的測(cè)量和混合，引起它們分散的可操作性非常低。
接著，在管狀模子的內(nèi)部，插入已經(jīng)過(guò)底漆處理的30微米厚的PFA管，經(jīng)過(guò)底漆處理的鋁制軸心24a放置在管狀模子的中心。以上的液態(tài)硅樹(shù)脂橡膠混合物注入PFA管和鋁制軸心之間的空間，經(jīng)過(guò)在130℃的熱滾筒中熱固化，這樣，就獲得了橡膠長(zhǎng)度為225毫米，橡膠厚度為2.5毫米，外直徑為20毫米的硅樹(shù)脂橡膠壓輥。硅樹(shù)脂橡膠彈性層的熱傳導(dǎo)率為0.085W/m·K。
(實(shí)施例6)在重量百分比為100等份的未膨脹樹(shù)脂微球(型號(hào)名稱MatsumotoMicrospheres F85；粒子直徑20到30微米；真實(shí)特定重量；1.04；支撐壁軟化點(diǎn)150到155℃；由Matsumoto Yushi-Seiyaku株式會(huì)社出品)中，加入重量百分比為100等份的50％硅樹(shù)脂油(甲基氫聚硅氧烷；型號(hào)名稱KF99；由信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社出品)在甲苯中溶液，得到的混合物經(jīng)過(guò)攪拌，再放置10小時(shí)，就獲得了用硅樹(shù)脂油弄濕的糊狀混合物。這一糊狀混合物放在90℃的烤爐中1小時(shí)來(lái)烘干。冷卻后，干燥的產(chǎn)物放在溫度設(shè)定在熱膨脹溫度150℃的烤爐中30分鐘，形成平均粒子直徑為108微米的膨脹的樹(shù)脂微球。在重量百分比為100等份的增加型液態(tài)硅樹(shù)脂橡膠材料(粘度40Pa·s；特定重量1.02；型號(hào)名稱DY35-446A/B；由Dow Coring Toray硅樹(shù)脂株式會(huì)社出品)中，混入重量百分比為3等份的膨脹的樹(shù)脂微球(相應(yīng)于2等份的微球本身)，接著在室溫下用全功能混合攪拌裝置(型號(hào)名稱DULTON；由K.K.San-ei Seisakusho出品)進(jìn)行混合和攪拌10分鐘，形成液態(tài)的硅樹(shù)脂橡膠材料混合物。接著，重復(fù)與實(shí)施例4中相同的程序，獲得了橡膠長(zhǎng)度為225毫米，橡膠厚度為2.5毫米，外直徑為20毫米的硅樹(shù)脂橡膠壓輥。硅樹(shù)脂橡膠彈性層的熱傳導(dǎo)率為0.094W/m·K。
(實(shí)施例7)在重量百分比為100等份的未膨脹樹(shù)脂微球(型號(hào)名稱MatsumotoMicrospheres F85；粒子直徑20到30微米；真實(shí)特定重量；1.04；支撐壁軟化點(diǎn)150到155℃；由Matsumoto Yushi-Seiyaku株式會(huì)社出品)中，加入重量百分比為100等份的硅樹(shù)脂油(氨基改良型硅樹(shù)脂；型號(hào)名稱SF8417；由Dow Coring Toray硅樹(shù)脂株式會(huì)社出品)，得到的混合物經(jīng)過(guò)攪拌，再放置10小時(shí)，就獲得了用硅樹(shù)脂油弄濕的糊狀混合物。這一糊狀混合物放在90℃的烤爐中1小時(shí)來(lái)烘干。冷卻后，干燥的產(chǎn)物放在溫度設(shè)定在熱膨脹溫度150℃的烤爐中30分鐘，形成平均粒子直徑為102微米的膨脹的樹(shù)脂微球。在重量百分比為100等份的增加型液態(tài)硅樹(shù)脂橡膠材料(粘度40Pa·s；特定重量1.02；型號(hào)名稱DY35-446A/B；由Dow Coring Toray硅樹(shù)脂株會(huì)社出品)中，混入重量百分比為4等份的膨脹的樹(shù)脂微球(相應(yīng)于2等份的微球本身)和重量百分比為1等份的過(guò)氧化物型硫化物(2，4-dichlorobenzoyl peroxide；型號(hào)名稱RC-2；由Dow Coring Toray硅樹(shù)脂株式會(huì)社出品)，接著在室溫下用全功能混合攪拌裝置(型號(hào)名稱DULTON；由K.K.San-ei Seisakusho出品)進(jìn)行混合和攪拌10分鐘，形成液態(tài)的硅樹(shù)脂橡膠材料混合物。接著，重復(fù)與實(shí)施例4中相同的程序，獲得了橡膠長(zhǎng)度為225毫米，橡膠厚度為2.5毫米，外直徑為20毫米的硅樹(shù)脂橡膠熱絕緣壓輥。硅樹(shù)脂橡膠彈性層的熱傳導(dǎo)率為0.105W/m·K。
(測(cè)試?yán)?為了確定實(shí)施例4到7的壓輥的性能，作了如以下報(bào)告所述的測(cè)試。
附圖2顯示了用在本測(cè)試?yán)械谋∧ぜ訜嵝蜔峁潭ú考?br> 作為耐熱薄膜23，用的是無(wú)縫的40毫米厚的聚酰亞胺薄膜，加上涂層后外徑為25毫米，經(jīng)過(guò)用氟樹(shù)脂分?jǐn)?shù)體(50/50的PTFE和PFA的混合物)做5毫米厚的氟型底漆處理，經(jīng)過(guò)烘烤彈性層形成釋放層，然后切割成230毫米的長(zhǎng)度。
附圖標(biāo)記24表示壓輥，對(duì)按要求使用實(shí)施例4到7的方法獲得的壓輥進(jìn)行測(cè)試。
使用上述的薄膜加熱型固定部件，在以下顯示的條件下進(jìn)行送紙測(cè)試。首先，未定為圖像形成于1000張A5大小的紙上，使用激光打印機(jī)(型號(hào)名稱LASERSHOT LBP350；由佳能株式會(huì)社制造)，以固定部件的中間為基礎(chǔ)，縱向送紙的間隔為每分鐘8張紙。其后馬上，縱向送入5張A4大小的紙，評(píng)價(jià)這時(shí)的傳送性能。結(jié)果顯示在表3中。
-測(cè)試條件-壓輥外圍速度50毫米/秒輥隙壓力9kgf最大輸入功率500瓦固定設(shè)定溫度190℃在實(shí)施例4的壓輥的情況中，輥?zhàn)拥闹虚g區(qū)域和兩端區(qū)域(A5紙未送入?yún)^(qū)域)的硬度(Asker-C)都降低了，但是，傳送性能的不同很小以至于沒(méi)有問(wèn)題，例如甚至傳送A4的紙時(shí)也不會(huì)引起紙的起皺。
另外，在實(shí)施例5的壓輥的情況中，輥?zhàn)拥膬啥藚^(qū)域(A5紙未送入?yún)^(qū)域)的硬度(Asker-C)降低很大，在中間區(qū)域和兩端區(qū)域的分界線硬度差別很大，以至于當(dāng)送入A4的紙時(shí)引起紙起皺，帶來(lái)了傳送性能方面的問(wèn)題。
在實(shí)施例6和7的壓輥的情況中，輥?zhàn)拥闹虚g區(qū)域和兩端區(qū)域(A5紙未送入?yún)^(qū)域)的硬度(Asker-C)都有一點(diǎn)降低，沒(méi)有傳送性能方面的問(wèn)題，例如甚至傳送A4的紙時(shí)也不會(huì)引起紙的起皺。
表權(quán)利要求
1.一種加熱部件，包括一個(gè)用于加熱片狀加熱目標(biāo)材料的加熱裝置和一個(gè)與加熱裝置面對(duì)面放置的壓輥；加熱目標(biāo)材料被導(dǎo)入在加熱裝置和壓輥之間形成的壓力接觸輥隙，以便使加熱目標(biāo)材料在它們之間被保持和傳送，進(jìn)行加熱；其中，所述的壓輥具有被分散地結(jié)合了由樹(shù)脂微球形成的氣泡的彈性層。
2.如權(quán)利要求1所述的加熱部件，其中，所述的彈性層具有的熱傳導(dǎo)率為0.146W/m·K或更低。
3.如權(quán)利要求1所述的加熱部件，其中，所述的彈性層是被分散地結(jié)合有氣泡的橡膠層。
4.如權(quán)利要求3所述的加熱部件，其中在其橡膠和氣泡之間，所述的橡膠層，具有已經(jīng)形成樹(shù)脂微球的樹(shù)脂殼。
5.如權(quán)利要求3所述的加熱部件，其中，在橡膠和氣泡之間的樹(shù)脂微球的樹(shù)脂殼處在已經(jīng)被打破的狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的加熱部件，其中，形成所述的樹(shù)脂微球殼的樹(shù)脂是熱塑性樹(shù)脂。
7.如權(quán)利要求6所述的加熱部件，其中，所述的熱塑性樹(shù)脂從丙烯腈樹(shù)脂和亞氯乙烯樹(shù)脂中選擇的。
8.如權(quán)利要求4或5所述的加熱部件，其中，形成所述的樹(shù)脂微球的殼的樹(shù)脂是熱固化樹(shù)脂。
9.如權(quán)利要求8所述的加熱部件，其中，所述的熱固化樹(shù)脂是酚樹(shù)脂。
10.如權(quán)利要求1所述的加熱部件，其中，所述的樹(shù)脂微球是由其殼由熱塑性樹(shù)脂形成的樹(shù)脂微球和其殼由熱固化樹(shù)脂形成的樹(shù)脂微球組成的混合物。
11.如權(quán)利要求1所述的加熱部件，其中，所述的樹(shù)脂微球的平均粒子直徑是80到200微米。
12.如權(quán)利要求1所述的加熱部件，其中，所述的壓輥在最外層具有釋放層。
13.如權(quán)利要求12所述的加熱部件，其中，形成所述的釋放層的材料從由氟樹(shù)脂和氟橡膠組成的組合中選擇。
14.如權(quán)利要求1所述的加熱部件，其中，所述壓輥的表面粗糙度值Ra為3微米或更低。
15.如權(quán)利要求1所述的加熱部件，其中，所述壓輥的表面粗糙度為55°或更低。與Asker-C硬度相同。
16.如權(quán)利要求1所述的加熱部件，其中，所述的壓輥有發(fā)泡彈性層作為彈性層的內(nèi)層。
17.如權(quán)利要求1所述的加熱部件，其中，所述的加熱目標(biāo)材料是要將未固定的圖像保持在其上的記錄介質(zhì)，未固定圖像在由加熱裝置和壓輥形成的壓力接觸輥隙中被加熱和固定。
18.一種圖像形成裝置，包括一個(gè)圖像形成部件，用來(lái)在記錄介質(zhì)上形成未固定圖像，以便將圖像保持在記錄介質(zhì)上；和一個(gè)熱固定部件，用來(lái)將未固定圖像熱固定在記錄介質(zhì)上；其中，所述的熱固定部件是如權(quán)利要求1到16中的任何一種。
19.一種生產(chǎn)硅橡膠海綿的方法，由以下步驟組成對(duì)用硅樹(shù)脂油進(jìn)行濕處理的未膨脹的樹(shù)脂微球進(jìn)行熱膨脹；將熱膨脹的樹(shù)脂微球混入液態(tài)的硅樹(shù)脂橡膠材料；液態(tài)硅樹(shù)脂橡膠熱固化。
20.如權(quán)利要求19所述的生產(chǎn)硅橡膠海綿的方法，進(jìn)一步由以下步驟組成熱固化液態(tài)硅樹(shù)脂橡膠后，在不低于樹(shù)脂微球的膨脹起始溫度的溫度下加熱樹(shù)脂微球，以破壞樹(shù)脂微球的樹(shù)脂殼的微球形狀。
21.如權(quán)利要求19所述的生產(chǎn)硅橡膠海綿的方法，其中，已經(jīng)被熱膨脹的樹(shù)脂微球具有的平均粒子直徑為80到200微米。
22.如權(quán)利要求19所述的生產(chǎn)硅橡膠海綿的方法，其中，所述的硅樹(shù)脂油是甲基氫聚硅氧烷。
23.如權(quán)利要求19所述的生產(chǎn)硅橡膠海綿的方法，其中，所述的硅樹(shù)脂油是氨基改良型硅樹(shù)脂油。
24.一種輥?zhàn)?，包括軸心和在軸心上具有如權(quán)利要求19至23所述的任何一種方法生產(chǎn)的硅樹(shù)脂橡膠海綿。
25.一種生產(chǎn)輥?zhàn)拥姆椒ǎ梢韵虏襟E組成熱膨脹未膨脹的樹(shù)脂微球；將熱膨脹的樹(shù)脂微球混入液態(tài)的硅樹(shù)脂橡膠材料；在軸心上加熱該混合物，固化液態(tài)硅橡膠；液態(tài)硅橡膠材料熱固化后，在不低于樹(shù)脂微球的膨脹起始溫度的溫度下加熱樹(shù)脂微球，以破壞樹(shù)脂微球的樹(shù)脂殼的微球形狀。
26.如權(quán)利要求25所述的生產(chǎn)輥?zhàn)拥姆椒ǎM(jìn)一步具有以下步驟，在破壞了樹(shù)脂殼的微球形狀后，在輥?zhàn)拥谋砻嫘纬舍尫艑印?br> 27.如權(quán)利要求25所述的生產(chǎn)輥?zhàn)拥姆椒?，其中，所述的液態(tài)硅樹(shù)脂橡膠在不高于樹(shù)脂微球的膨脹起始溫度的溫度下進(jìn)行熱固化。
28.一種壓輥，由如權(quán)利要求25至27中任何一種生產(chǎn)輥?zhàn)拥姆椒ㄉa(chǎn)。
29.一種熱固定部件，包括一個(gè)加熱裝置，用于加熱將未固定圖像保持在它上面的記錄介質(zhì)，以固定未固定圖像；一個(gè)壓輥，與加熱裝置相對(duì)放置，與加熱裝置帶來(lái)壓力接觸，形成壓力接觸輥隙；其中，所述的壓輥是由如權(quán)利要求25至27中任何一個(gè)所述的生產(chǎn)輥?zhàn)拥姆椒ㄉa(chǎn)的輥?zhàn)印?br> 全文摘要
一種具有壓輥的加熱部件,其中壓輥具有用樹(shù)脂微球形成的氣泡分散在其中組合成的彈性層。壓輥具有低的熱傳導(dǎo)率,因此,從加熱裝置中傳出的熱量能被有效的利用。它還具有低硬度,以便使它和加熱裝置之間形成的壓力接觸輥隙能做的更寬。
文檔編號(hào)G03G15/20GK1295270SQ0013550
公開(kāi)日2001年5月16日 申請(qǐng)日期2000年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月30日
發(fā)明者友行洋二, 中園佑輔, 中川健, 谷口悟, 長(zhǎng)田光, 岸野一夫, 高橋正明, 川元英雄, 五月女修, 北野佑二 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社