定影構(gòu)件、定影裝置及圖像形成設(shè)備的制造方法
【專利摘要】提供了一種定影構(gòu)件,其包括含有四氟乙烯?全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)的脫模層,以及彈性層,其中在所述脫模層中全氟烷基乙烯基醚(PAVE)基于所有的PFA的含量為3.0mol%以上且5.8mol%以下,所述彈性層具有在其表面處的壓痕彈性模量EITs和在距離其表面50μm深度的位置處的壓痕彈性模量EITc,EITs和EItc在150℃的溫度下測量,且EIts大于EITc,且EITc為17MPa以上且24MPa以下。
【專利說明】
定影構(gòu)件、定影裝置及圖像形成設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于使用電子照相法的圖像形成設(shè)備中的定影構(gòu)件和定影裝置, 及使用其的圖像形成設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常,在用于電子照相圖像形成設(shè)備如復(fù)印機和激光打印機(以下也簡稱為"圖像 形成設(shè)備")中的定影裝置中,一對加熱的旋轉(zhuǎn)體如輥和輥、膜和輥、帶和輥、帶和帶是壓接 的。向在旋轉(zhuǎn)體之間形成的壓接部位(以下簡稱為"定影輥隙部"),引入支持由未定影的調(diào) 色劑形成的圖像(以下稱為"未定影的調(diào)色劑圖像")的記錄介質(zhì)如紙,從而使未定影的調(diào)色 劑被加熱并熔融。因此,該圖像被定影在記錄介質(zhì)上。與記錄介質(zhì)上未定影的調(diào)色劑圖像接 觸的所述旋轉(zhuǎn)體稱為定影構(gòu)件。根據(jù)形態(tài),定影構(gòu)件被稱為定影輯、定影膜或定影帶。
[0003] 已知的定影構(gòu)件的實例包括,具有依次配置在由金屬或耐熱性樹脂形成的基材上 的彈性層和脫模層的層壓體,所述彈性層含有硅橡膠或氟橡膠,所述脫模層含有氟樹脂如 四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚(PFA)(專利文獻1)。
[0004] 在具有這種結(jié)構(gòu)的定影構(gòu)件中的彈性層具有使得定影構(gòu)件追隨紙表面上的凹凸 的功能。
[0005] 即,在表面上具有相對大的凹凸的紙張(所謂的粗紙)上形成電子照相圖像時,當(dāng) 定影構(gòu)件的表面不能充分地追隨凹凸時,在電子照相圖像中可能會出現(xiàn)光澤不均勻。其原 因是,位于紙表面突部上的未定影的調(diào)色劑由定影構(gòu)件很好地擠壓,而位于紙表面凹部上 的未定影的調(diào)色劑沒有被充分地擠壓固定。其結(jié)果是,與在紙表面突部上形成的圖像相比, 在紙表面凹部上形成的圖像具有較低的光澤,從而產(chǎn)生光澤不均勻的電子照相圖像。定影 構(gòu)件的彈性層具有賦予與凹凸接觸的定影構(gòu)件的表面以柔軟性的功能,使得表面變形以追 隨凹凸。
[0006] 引用列表
[0007] 專利文獻
[0008] [專利文獻1]日本專利申請?zhí)亻_2008-224835號 [0009][專利文獻2]日本專利申請?zhí)亻_2008-176300號 [0010][專利文獻3]日本專利申請?zhí)亻_2004-161921號
[0011] 非專利文獻
[0012] [非專利文獻I ] Journal of the Imaging Society of Japan,Vol · 52, [3],2013, pp 229-234,Study of Paper Science from Basics(I)〃
【發(fā)明內(nèi)容】
[0013] 發(fā)明要解決的問題
[0014] 這里,根據(jù)本發(fā)明人的知識,在專利文獻1描述的PFA中,全氟烷基乙烯基醚含量為 3. Omo 1 %以上且5.8mo 1 %以下的PFA由于具有低的結(jié)晶性,在熱定影溫度下例如在約150°C 下,顯示柔軟的橡膠狀態(tài)。
[0015] 因此,本發(fā)明人研究了使用全氟烷基乙烯基醚含量為3.Omol%以上且5.8mol%以 下的PFA作為含有氟樹脂的脫模層的定影構(gòu)件,以使得定影構(gòu)件的表面令人滿意地以更高 的精度追隨紙表面的凹凸。在研究過程中,本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)一個新的問題,其仍然不能通過使 用柔軟的PFA作為柔軟的彈性層上的脫模層的定影構(gòu)件而解決。
[0016] 即,由于通過減少調(diào)色劑消耗量節(jié)約資源和更高的圖像質(zhì)量的要求,調(diào)色劑的粒 徑最近已經(jīng)微小化。因此,在其上形成電子照相圖像的紙表面的每單位面積調(diào)色劑的量趨 于減少。其結(jié)果是,即使當(dāng)在具有比粗紙更平滑的表面的普通紙上形成電子照相圖像時,在 某些情況下仍發(fā)生電子照相圖像質(zhì)量的劣化。
[0017] 典型的紙具有紙漿纖維位于彼此頂部的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。即使具有比粗紙更平滑的 表面的普通紙也具有源于顯微鏡下表面上的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凹凸。更具體地,典型地在用于電 子照相圖像的普通紙中使用的闊葉樹牛皮紙漿纖維的直徑約為20μπι(非專利文獻1),從而 在紙表面上存在數(shù)十μπι的凹凸。
[0018] 圖IA和圖IB是示出在熱定影之前(圖1Α)和熱定影之后(圖1Β),放置在這樣的普通 紙表面上調(diào)色劑的顆粒的狀態(tài)的示意圖。
[0019] 在圖IA中,纖維Ia和纖維Ib為構(gòu)成普通紙的紙漿纖維,示出沿縱向的纖維Ia的截 面和沿垂直于縱向的方向的纖維Ib的截面。這種普通紙表面具有由于纖維Ia和纖維Ib的重 疊造成的凹凸。在圖IA中,調(diào)色劑的顆粒2被置于纖維Ib上,調(diào)色劑的顆粒3a和3b被置于纖 維Ia上。
[0020] 當(dāng)如圖IB所示在加壓下加熱與這樣的在其上放置調(diào)色劑的顆粒2、3a和3b的普通 紙表面接觸的定影構(gòu)件時,纖維Ib上的調(diào)色劑的顆粒2與定影構(gòu)件充分接觸,以在加壓下通 過充分的加熱熔融并定著在纖維Ib上。在纖維Ia上遠離與纖維Ib的交點的位置處放置的調(diào) 色劑的顆粒3a也與定影構(gòu)件充分接觸,從而在加壓下通過充分的加熱熔融并定著在纖維Ia 上。與此相反,即使使用具有柔軟表面的定影構(gòu)件,在纖維Ia上與纖維Ib的交點的附近的位 置處放置的調(diào)色劑的顆粒3b仍然原樣保留在纖維Ia上,不與定影構(gòu)件接觸。其結(jié)果是,在纖 維Ia的表面上產(chǎn)生未覆蓋調(diào)色劑的部分4。傳統(tǒng)上,在紙張單位面積上放置大量調(diào)色劑的顆 粒的情況下,即使當(dāng)在纖維Ia和Ib的交叉點附近存在未熔融的調(diào)色劑的顆粒,熔融的調(diào)色 劑的顆粒也從周圍流入,從而幾乎不產(chǎn)生未覆蓋調(diào)色劑的部分4。然而,如上所述,每單位面 積紙張上調(diào)色劑的顆粒的量減少,更容易產(chǎn)生未覆蓋調(diào)色劑的部分4。
[0021] 在纖維交叉點處未覆蓋調(diào)色劑的部分4的產(chǎn)生趨于被感知為例如在半色調(diào)圖象中 的圖像不均勻。因此,本發(fā)明人認(rèn)識到從進一步改善圖像質(zhì)量的觀點需要通過所有手段來 解決技術(shù)問題。
[0022] 本發(fā)明的目的在于提供一種定影構(gòu)件,其對于各種紙能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生高質(zhì)量電子 照相圖像,對于在表面上具有較大的凹凸的紙張如粗紙、并且也對于在表面上具有在構(gòu)成 紙的紙漿的纖維直徑水平的凹凸的普通紙具有極好的追隨性。
[0023] 本發(fā)明的目的還在于提供一種定影裝置和圖像形成設(shè)備,其能夠在各種紙上穩(wěn)定 地形成高質(zhì)量的電子照相圖像。
[0024] 用于解決問題的方案
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供一種定影構(gòu)件,其依次包括基材、彈性層和脫模層, 脫模層含有四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA),其中,在脫模層中全氟烷基乙烯基 醚(PAVE)基于所有的PFA的含量為3 . Omol %以上且5.8mol %以下,和其中所述彈性層具有 在其表面處的壓痕彈性模量Eits和在距離其表面50μπι深度的位置處的壓痕彈性模量E ITc, Eits和Eitc在150°C的溫度下測量,且Eits大于Ei Tc,和Eitc為17MPa以上且24MPa以下。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,提供了一種用于在加壓下通過加熱將記錄介質(zhì)上未定 影的調(diào)色劑定著到記錄介質(zhì)上的定影裝置,其具有所述定影構(gòu)件。根據(jù)本發(fā)明的另一個方 面,提供一種在記錄介質(zhì)上形成調(diào)色劑圖像的圖像形成設(shè)備,其具有所述定影裝置。
[0027] 發(fā)明的效果
[0028]在本發(fā)明的一個方面,可以提供一種定影構(gòu)件,其對于各種紙能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生高 質(zhì)量電子照相圖像,對于在表面上具有較大的凹凸的紙張如粗紙、并且也對于在表面上具 有在構(gòu)成紙的紙漿的纖維直徑水平的凹凸的普通紙具有極好的追隨性。
[0029]在本發(fā)明的另一個方面,可以提供一種定影裝置和圖像形成設(shè)備,其能夠在各種 紙上穩(wěn)定地形成高質(zhì)量的電子照相圖像。
[0030]本發(fā)明進一步的特征將參照附圖從以下示例性實施方式的描述中變得顯而易見。
【附圖說明】
[0031 ][圖1A]圖IA是示出熱定影之前放置在普通紙表面上的調(diào)色劑的顆粒的狀態(tài)的示 意圖。
[0032] [圖1B]圖IB是示出熱定影之后放置在普通紙表面上的調(diào)色劑的顆粒的狀態(tài)的示 意圖。
[0033] [圖2A]圖2A是示出在相對低的Elts的情況下,彈性層對普通紙表面的追隨性的示 意圖。
[0034][圖2B]圖2B是示出在相對高的Elts的情況下,彈性層對普通紙表面的追隨性的示 意圖。
[0035][圖3A]圖3A是示出根據(jù)本發(fā)明的一個方面的定影帶的示意性截面圖。
[0036][圖3B]圖3B是示出根據(jù)本發(fā)明的一個方面的定影輥的示意性截面圖。
[0037][圖4]圖4是示出用于測量在非緊密接觸狀態(tài)下的直徑的方法的示意圖。
[0038][圖5]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的一個方面使用定影帶的定影裝置的實例的截面圖。 [0039][圖6]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的一個方面使用定影輥的定影裝置的實例的截面圖。 [0040][圖7]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的一個方面的圖像形成設(shè)備的實例的示意性截面圖。 [0041 ][圖8]圖8示出PFA的結(jié)構(gòu)式。
【具體實施方式】
[0042]以下將根據(jù)附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
[0043]為了發(fā)現(xiàn)具有設(shè)置在彈性層上的柔軟脫模層的定影構(gòu)件不能充分地追隨普通紙 的纖維直徑水平的凹凸的原因,本發(fā)明人詳細觀察了與普通紙表面接觸的定影構(gòu)件的狀 態(tài)。其結(jié)果是,證實了以下實驗事實。
[0044]圖2A是示出具有脫模層15的定影構(gòu)件在熱定影過程中與普通紙表面接觸的狀態(tài) 的示意圖,所述脫模層15包括設(shè)置在硅橡膠彈性層14上的柔軟的氟樹脂。在圖2A中,纖維Ia 和纖維Ib表示構(gòu)成普通紙的纖維。
[0045]如在圖IA中所述,為了使放置在纖維Ia上的纖維Ia和Ib交點附近的調(diào)色劑3b與定 影構(gòu)件接觸,定影構(gòu)件的表面需要相對于以普通紙的纖維直徑水平的小的凹凸充分地變 形。
[0046]在這種情況下,當(dāng)脫模層15下面的彈性層14具有沿著粗紙表面等上的相對大的凹 凸可追隨的柔軟性時,不僅脫模層15,而且緊接纖維Ib下方的彈性層14通過經(jīng)與纖維Ib的 接觸施加到脫模層15的壓力而變形。其結(jié)果是,在脫模層15中難以發(fā)生充分地包裹纖維Ib 的周圍的變形。因此,可以想象,圖IA中調(diào)色劑3b的定著不能充分地進行,從而形成具有顯 著不均勻的電子照相圖像。
[0047]因此,本發(fā)明人進行了進一步研究,以獲得能夠通過施加到定影構(gòu)件表面的壓力 使得與纖維Ib接觸的脫模層15充分變形的定影構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。其結(jié)果是,發(fā)現(xiàn),在彈性層14在 表面的與脫模層15的接觸側(cè)的彈性模量大于距離彈性層14表面50μπι深度的位置處的彈性 模量的情況下,通過施加至與纖維Ib接觸的表面的壓力脫模層15可以更令人滿意地變形。 [0048]參考圖2Β,以下詳細描述根據(jù)本發(fā)明的一個方面的定影構(gòu)件。
[0049] 圖2Β是示出根據(jù)本發(fā)明的一個方面的定影構(gòu)件在熱定影過程中與普通紙表面接 觸的狀態(tài)的示意圖。在圖2Β中,根據(jù)本發(fā)明的一個方面的定影構(gòu)件具有含有設(shè)置在含硅橡 膠的彈性層14上的氟樹脂的脫模層15。纖維Ia和Ib表示構(gòu)成普通紙的纖維。
[0050] 包含在脫模層中的氟樹脂包括四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA),其中在 脫模層中全氟烷基乙烯基醚基于所有的PFA的含量為3. Omol %以上且5. Smol %以下。
[0051]彈性層具有在其表面處的壓痕彈性模量Ens和在距離其表面50μπι深度的位置處的 壓痕彈性模量EiTuEm和Ειτ。在150°C的溫度下測量,且Eits大于EiTc,Eit。為17MPa以上且 24MPa以下。
[0052]具有上述結(jié)構(gòu)的定影構(gòu)件對在表面上具有相對大的凹凸的紙張如粗紙具有優(yōu)異 的追隨性,由于具有Eit。為17MPa以上且24MPa以下的彈性層的存在。
[0053]另一方面,彈性層在表面的與脫模層15的接觸側(cè)的Elts大于Enc的情況下,脫模層 15可以通過施加到與纖維Ib接觸的表面的壓力更令人滿意地變形。
[0054] 即,如圖2B所示,與圖2A中的實例相比,本發(fā)明的定影構(gòu)件可具有更小的與纖維Ib 接觸的彈性層14的變形量,以及與圖2A中的實例相比,更大的脫模層15的變形量。其結(jié)果 是,可以更充分地覆蓋纖維I b。
[0055]可以想象的是,與Eitc相比增大的Eits防止施加到與纖維Ib接觸的顯影構(gòu)件表面的 壓力作用在柔軟的彈性層14的局部點。其結(jié)果是,可以想到的是施加到定影構(gòu)件的壓力用 于充分地使脫模層15變形,使得脫模層15更可靠地追隨纖維lb。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的一個方面的定影構(gòu)件、定影裝置和圖像形成設(shè)備基于具體結(jié)構(gòu)詳細 描述如下。
[0057] 1.定影構(gòu)件:
[0058]參照圖3A和圖3B描述根據(jù)本發(fā)明的一個方面的定影構(gòu)件。圖3A和圖3B分別代表定 影構(gòu)件的實例。圖3A是示出定影帶11的示意性截面圖,而圖3B是示出定影輥12的示意性截 面圖。定影構(gòu)件包括覆蓋基材13的周圍的彈性層14和覆蓋彈性層14的表面的脫模層15。在 一些情況下可以用粘接層(圖中未示出)將脫模層15固定到彈性層14的周圍。
[0059] 通常,當(dāng)通過彈性層和基材本身兩者的變形形成定影輥隙時,定影構(gòu)件稱為定影 帶;當(dāng)通過彈性層的彈性變形而基材本身幾乎不變形來形成定影輥隙時,定影構(gòu)件稱為定 影輥。為了得到根據(jù)本發(fā)明的一個方面的效果,定影構(gòu)件可以是定影帶的形式。
[0060] (1)基材:
[0061] 基材13由諸如鋁、鐵、不銹鋼和鎳等的金屬和合金以及諸如聚酰亞胺等耐熱性樹 脂制成。
[0062] 芯軸用作輥形狀的定影構(gòu)件的基材13。芯軸的材料的實例包括如鋁、鐵和不銹鋼 等金屬和合金。芯軸可具有中空的或?qū)嵭牡膬?nèi)部,只要具有在定影裝置中承受施加的壓力 的強度。在此情況下,中空的芯軸允許在其內(nèi)部設(shè)置熱源。
[0063] 帶形狀的定影構(gòu)件的基材13的實例包括電鑄鎳套筒、不銹鋼套筒和聚酰亞胺的耐 熱性樹脂帶??稍诨?3的內(nèi)面上進一步設(shè)置用于賦予如耐磨耗性和絕熱等功能的層(圖 中未示出)。
[0064]基材13的外面可以進行用于賦予彈性層14粘接性的表面處理。物理處理如噴砂、 拋光、和研磨,以及化學(xué)處理如氧化、用試劑偶聯(lián)和底涂可以在表面處理中單獨或組合使 用。
[0065] 特別是,當(dāng)使用硅橡膠作為彈性層時,通常進行基材的外面的底涂以確?;暮?彈性層之間的粘接性。使用的底涂料可以是含有以合適混配分散在有機溶劑中的硅烷偶聯(lián) 劑、娃酬聚合物、氛化甲基硅氧烷、烷氧基硅烷、反應(yīng)促進催化劑和著色劑如氧化鐵紅的涂 料。市場上的產(chǎn)品可以用作底涂料。底涂可以通過將底涂料施涂到基材表面上(對彈性層的 粘接面),并干燥或燒制該底涂料來進行。
[0066] 底涂料可以根據(jù)基材的材料、彈性層的類型和交聯(lián)反應(yīng)的模式而適當(dāng)?shù)剡x擇。特 別是,當(dāng)彈性層含有大量的不飽和脂族基團時,含有氫化甲硅烷基的底涂料適合通過與不 飽和脂族基團反應(yīng)而賦予更多的粘接性。相反,當(dāng)彈性層含有大量氫化甲硅烷基時,適當(dāng)?shù)?使用含有不飽和脂族基團的底涂料。底涂料的其它實例包括含有烷氧基的底涂料。
[0067] (2)彈性層:
[0068] 用于構(gòu)成彈性層的材料的優(yōu)選實例包括耐熱性橡膠如硅橡膠和氟橡膠,且特別優(yōu) 選加成固化型硅橡膠。因為加成固化型硅橡膠實現(xiàn)了在固化之前如下所述填料容易分散在 組合物中,和彈性層的彈性模量可以通過經(jīng)改變填料的類型和添加量調(diào)節(jié)交聯(lián)度來調(diào)節(jié)。
[0069] 彈性層的厚度可以考慮定影構(gòu)件的表面硬度和待形成的輥隙寬度而適當(dāng)?shù)卦O(shè)計。 帶形狀的定影構(gòu)件的彈性層厚度優(yōu)選為lOOwn以上且500μηι以下,更優(yōu)選200μηι以上且400μηι 以下。輥形狀的定影構(gòu)件的彈性層厚度優(yōu)選為IOOym以上且3mm以下,更優(yōu)選為300μπι以上且 2mm以下。彈性層的厚度在上述范圍內(nèi)的情況下,組裝成定影裝置的定影構(gòu)件可具有由彈性 層的變形確保的足夠的輥隙寬度。
[0070] (2-1)壓痕彈性模量:
[0071]彈性層具有在其表面處的壓痕彈性模量Ens和在距離其表面50μπι深度的位置處的 壓痕彈性模量EiTuEm和Ειτ。在150°C的溫度下測量,且Eits大于EiTc,Eit。為17MPa以上且 24MPa以下。Eit c可以是20MPa以上且21MPa以下。
[0072]當(dāng)Enc為24MPa以下時,彈性層具有足夠的柔軟性,從而使定影構(gòu)件可令人滿意地 追隨位于紙張如粗紙表面上的相對大的凹凸。
[0073] 當(dāng)Eltc小于17MPa時,彈性層具有過度的柔軟性。因此,即使在彈性層表面處的壓痕 彈性模量E Its比在距離其表面50μπι深度的位置處的壓痕彈性模量Eit。大時,由與纖維接觸造 成的壓力不能充分地防止作用在彈性層的局部點上。
[0074] 這里,雖然150Γ的值被設(shè)定為用于一般的定影構(gòu)件工作溫度的代表值,然而不用 說,本發(fā)明可以適用于除150°C以外的操作溫度范圍內(nèi)的定影構(gòu)件的任何操作。因為構(gòu)成彈 性層的硅橡膠的壓痕彈性模量的溫度依賴性在定影構(gòu)件的一般操作溫度范圍內(nèi)例如100 °C 以上且190 °C以下的溫度范圍內(nèi)很小。
[0075] 定影構(gòu)件的表面難以由于單獨的薄的脫模層的變形而追隨位于例如粗紙表面上 的相對大的凹凸。因此,柔軟的彈性層的彈性變形需要以下性能。在這種情況下,重要的是 在距離彈性層表面50μπι深度的位置處的壓痕彈性模量E ITc在所述范圍內(nèi),使得實現(xiàn)柔軟性。 [0076] 此外,EltsKEltc大。即,當(dāng)EltAElts相等時,如參考圖2Α的上述所述,柔軟的PFA的 脫模層相對于普通紙的纖維水平的凹凸難以充分變形。然而,E lts比Elt。大使得脫模層以大 程度變形。
[0077] Eits優(yōu)選為22MPa以上且31MPa以下,更優(yōu)選為26MPa以上且28MPa以下。
[0078] 此外,EltJPEltc可以滿足關(guān)系:EITs3 1.3 XEITc』It4PEItc滿足該關(guān)系,則脫模層可 以更令人滿意地追隨普通紙的纖維水平的凹凸。
[0079] Elts和Eltc(以下,在某些情況下統(tǒng)稱為"壓痕彈性模量Επ")可以通過微硬度測量系 統(tǒng)來測量(商品名:FISCHERSCOPE HM2000Xyp;由Fischer Instruments Κ·Κ·制造)。進行顯 微硬度測量,以了解在相同彈性層的表面處和在距離其表面50μπι深度的位置處之間彈性模 量的差異。
[0080] 使用從定影構(gòu)件切出的樣品如下進行測量。測量設(shè)備使用根據(jù)IS014577的面之間 的角度為136°的四角錐形的金剛石維氏壓頭作為測量頭。將壓頭以Ιμπι/s的壓入速率壓入 距離樣品表面20μι的深度中。壓入狀態(tài)保持5秒,并以Ιμπι/s的速率移除負荷。根據(jù)ISO 14577規(guī)定的以下等式(1),壓痕彈性模量E it從作為表示施加到壓頭的負荷與在最大負荷的 65%至95 %的負荷范圍內(nèi)的位移之間關(guān)系的負荷-位移曲線的、在負荷移除時的負荷移除 曲線的斜率而獲得。
[0081] [公式 1]
[0082;
[0083] vs:樣品片的泊松比
[0084] vi:壓頭的泊松比
[0085] Er:在壓入接點處降低的彈性模量(負荷移除時的彈性模量)
[0086] Ei:壓頭的彈性模量
[0087]在壓痕彈性模量En的計算中,指定樣品片的泊松比。當(dāng)使用硅橡膠作為彈性層時, 0.5的泊松比用于計算。
[0088]將樣品固定在任選的加熱臺上,并在測量之前將樣品的表面溫度設(shè)定為150Γ。測 量方法在實施例中詳細描述。
[0089] (2-2)彈性層的制造方法:
[0090] 采用使用加成固化型硅橡膠組合物的情況的實例,彈性層的制造方法描述如下。
[0091] 首先,在基材上形成含有以下所述材料的硅橡膠組合物的固化材料層。接著,處理 與脫模層相鄰側(cè)上固化材料層的表面,以增加該表面的彈性模量,使得可以制造彈性層。 [0092] (2-2-1)硅橡膠組合物:
[0093]作為用于形成彈性層的原料的加成固化型硅橡膠組合物包括下列基本組分(a)、 (b)和(c):
[0094] (a)具有不飽和脂族基團的有機聚硅氧烷;
[0095] (b)具有與硅鍵合的活性氫的有機聚硅氧烷;和
[0096] (c)作為交聯(lián)催化劑的鉑化合物。
[0097]作為組分(a)的具有不飽和脂族基團的有機聚硅氧烷的實例包括以下:
[0098] ?具有由Rl2R2Si〇v2表示的兩個分子末端以及由Rl 2SiO和RlR2Si0表示的中間單 元的直鏈有機聚硅氧烷;
[0099] ?具有由Rl2R2Si(h/2表示的兩個分子末端,包括RlSiOv 2和/或Si〇4/2作為中間單 元的支鏈有機聚硅氧烷。
[0100] 此處,Rl表示一價未取代或取代的烴基,不包括與硅原子鍵合的脂族不飽和基團。 其具體實例包括烷基(例如甲基,乙基,正丙基,正丁基,正戊基和正己基),芳基(苯基和萘 基),和取代的烴基(例如氯甲基,3-氯丙基,3,3,3_三氟丙基,3-氰基丙基,和3-甲氧基丙 基)。
[0101] 由于優(yōu)異的耐熱性、容易合成和處理,特別地,優(yōu)選甲基含量為50%以上的Rl,并 且更優(yōu)選甲基含量為100%的Rl。
[0102] R2表示鍵合到硅原子的不飽和脂族基團。R2的實例包括乙烯基,芳基,3-丁烯基, 4-戊烯基和5-己烯基。由于硅橡膠的易于交聯(lián)反應(yīng)和易于合成及處理,乙烯基是特別優(yōu)選 的。
[0103] 作為組分(b)的具有鍵合到硅的活性氫的有機聚硅氧烷是通過經(jīng)鉑化合物的催化 作用與組分(a)鏈烯基反應(yīng)而形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)的交聯(lián)劑。
[0104] 在組分(b)中,鍵合到硅原子的氫原子的數(shù)目在分子中平均可以為3以上。鍵合到 硅原子的有機基團的實例包括與具有不飽和脂族基團的有機聚硅氧烷的Rl相同的取代或 未取代的一價烴基。由于容易合成和處理,甲基是特別優(yōu)選的。具有鍵合到硅的活性氫的有 機聚硅氧烷的分子量沒有特別限制。
[0105] 組分(b)在25°C下的動態(tài)粘度優(yōu)選在IOmmVs以上且100,000mm2/s以下的范圍內(nèi), 并且更優(yōu)選在15mm 2/s以上且I,000mm2/s以下的范圍內(nèi)。動態(tài)粘度為10mm2/s以上時,則有機 聚硅氧烷在貯存期間幾乎不揮發(fā),因此要獲得的硅橡膠可具有期望的交聯(lián)度和物理性能。 動態(tài)粘度為l〇〇,〇〇〇mm 2/s以下時,則有機聚硅氧烷可以容易地分散在體系中易于處理。
[0106] 組分(b)的硅氧烷骨架可以是直鏈形式、支鏈形式或環(huán)狀形式,并且可選擇地可以 使用它們的混合物。從合成容易性的觀點考慮,可以使用直鏈形式的硅氧烷骨架。
[0107] 此外,盡管組分(b)的Si-H鍵可以存在于分子中的任何硅氧烷單元,至少一部分該 鍵可以存在于有機聚硅氧烷的分子末端,如在RhHSiOv 2單元中。
[0108] 進一步地,使組分(a)和(b)共混,使得加成固化型硅橡膠組合物的不飽和脂族基 團的數(shù)目相對于硅原子的數(shù)目的比率優(yōu)選為0.001以上且0.020以下,更優(yōu)選為0.002以上 且0.010以下。進一步,優(yōu)選使組分(a)和(b)共混,使得活性氫的數(shù)目相對于不飽和脂族基 團的數(shù)目的比率為0.3以上且0.8以下?;钚詺涞臄?shù)目相對于不飽和脂族基團的數(shù)目的比率 為0.3以上時,固化后的硅橡膠穩(wěn)定地具有期望的硬度?;钚詺涞臄?shù)目相對于不飽和脂族基 團的數(shù)目的比率為0.8以下時,可以防止硅橡膠的硬度過度增加?;钚詺涞臄?shù)目相對于不飽 和脂族基團的數(shù)目的比率可以使用氫核磁共振分析(1H-NMR(商品名:AL400FT-NMR,由JEOL Ltd.制造)通過不飽和脂族基團的數(shù)目和活性氫的數(shù)目的定量測定來計算。
[0109] 加成固化型硅橡膠組合物除了組分(a)至(c)之外還可以含有填料。添加填料是為 了控制導(dǎo)熱性、耐熱性和彈性模量。
[0110] 填料的具體實例如下:碳化硅(SiC),氮化硅(Si3N4),二氧化硅(SiO2 ),氮化硼 (BN),氮化鋁(AlN),氧化鋁(AI2O3),三氧化二鐵(Fe2Os),氧化鋅(ZnO),氧化鎂(MgO),氧化 鈦(TiO 2),銅(Cu),鋁(Al),銀(Ag),鐵(Fe),鎳(Ni),炭黑(C),碳纖維(C),和碳納米管(C)。
[0111] 還可以向加成固化型硅橡膠組合物中添加稱為抑制劑的反應(yīng)控制劑,以控制反應(yīng) 的起始時間。反應(yīng)控制劑的實例包括已知的材料,如甲基乙烯基四硅氧烷、乙塊醇、硅氧烷 改性的乙炔醇以及過氧化氫。
[0112] (2-2-1)彈性層的制造:
[0113] 首先,通過處理方法如模成形、刮刀涂布、噴嘴涂布和環(huán)涂布,將包括上述材料的 加成固化型硅橡膠組合物負載在基材的外周面上,并且加熱以進行交聯(lián)反應(yīng),從而形成加 成固化型硅橡膠組合物的固化材料層(在此之后簡稱為"固化材料層")。
[0114] 本文中,固化材料層中的填料含量對于將Eltc控制在17MPa以上且24MPa以下的范 圍內(nèi)是重要的。
[0115] 為了將Elt。控制在該范圍內(nèi),當(dāng)使用球形填料作為填料時,固化材料層中球形填料 的量相對于該固化材料層的整個體積優(yōu)選在20vol %以上且50vol %以下的范圍內(nèi),特別優(yōu) 選在30vol%以上且40vol%以下的范圍內(nèi)。
[0116] 當(dāng)使用不規(guī)則形狀填料如板狀填料或針狀填料作為填料時,用與球形填料相比較 小的含量可以將Elt??刂圃谒龇秶鷥?nèi)。為了將E lt??刂圃谒龇秶鷥?nèi),不規(guī)則形狀填料的 含量可以根據(jù)不規(guī)則形狀填料的縱橫比和尺寸以及彈性層中不規(guī)則形狀填料相對于彈性 層的縱向方向的取向度而適當(dāng)?shù)卦O(shè)置。更具體地,E lt??梢酝ㄟ^增加不規(guī)則形狀填料的縱橫 比(=長/寬)或者增加不規(guī)則形狀填料的取向度而增大。根據(jù)彈性層的制造方法和制造條 件,不規(guī)則形狀填料的取向度是不同的。
[0117] 當(dāng)彈性層由已知的環(huán)涂法形成時,不規(guī)則形狀填料的含量的實例如下。當(dāng)使用瀝 青碳纖維(縱橫比:5-30,平均長度:50μπι-300μπι)作為彈性層中不規(guī)則形狀填料時,瀝青碳 纖維的含量相對于固化材料層的整個體積可以在10體積%以上且30體積%以下的范圍內(nèi)。 當(dāng)使用氣相生長碳纖維(縱橫比:30-100,平均長度:5μπι-10μπι)作為不規(guī)則形狀填料時,氣 相生長碳纖維的含量相對于固化材料層的整個體積可以在5體積%以上且10體積%以下的 范圍內(nèi)??蛇x擇地,在某些情況下可以組合使用球形填料及不規(guī)則形狀填料作為填料。在這 種情況下,球形填料的含量優(yōu)選控制在1體積%以上且5體積%以下的范圍內(nèi),特別優(yōu)選1體 積%以上且3體積%以下的范圍內(nèi),并且不規(guī)則形狀填料的含量優(yōu)選控制在20體積%以上 且50體積%以下的范圍內(nèi),特別優(yōu)選30體積%以上且40體積%以下的范圍內(nèi)。
[0118] 另外,Elt??梢酝ㄟ^提高固化材料層中填料的含量而增大。Elt。還可以通過增加不 規(guī)則形狀填料在整個填料中的比例而增大。
[0119] 隨后,處理Eltc為17MPa以上且24MPa以下的固化材料層的與脫模層相對側(cè)的表面, 使得在該表面處的壓痕彈性模量比E ltc大。增大固化材料層表面處的壓痕彈性模量的處理 方法包括以下兩種方法。
[0120] (i)用紫外線照射固化材料層的表面的方法(專利文獻2):
[0121]該方法用紫外線使彈性層的表面部分氧化,從而在彈性層的表面處進行交聯(lián),導(dǎo) 致彈性層的彈性模量增加。
[0122] 從用于照射的紫外線光源,可以照射波長為185nm的紫外線。波長為185nm的紫外 線使大氣中的氧氣分子分解,以生成活性氧。彈性層的交聯(lián)反應(yīng)通過生成的活性氧而進行。 紫外線光源的具體實例包括低壓汞燈。
[0123] 可以照射紫外線使得波長為185nm的紫外線的每單位面積的累積光量控制在 300mJ/cm2以上且lOOOmJ/cm 2以下的范圍內(nèi)。紫外線照射量可以通過用于測量紫外線的累積 光量計(商品名:"C8026H8025-185",由Hamamatsu Photonics K.K.制造)來測量。
[0124] (ii)將作為可加成固化硅橡膠用交聯(lián)劑的、分子中具有多個氫化甲硅烷基的硅酮 聚合物施加到固化材料層的表面上,并加熱所述硅酮聚合物:
[0125] 娃酮聚合物的實例包括由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造的"SH1107"(商品 名)。在該方法中,固化材料層的表面附近仍未反應(yīng)的可加成固化硅橡膠的不飽和脂族基團 與交聯(lián)劑反應(yīng),使得該固化材料層表面處的交聯(lián)密度增加。為了使彈性層表面處的壓痕彈 性模量E lts與距離表面50μπι深度位置處的Eltc比較而增大,需要調(diào)節(jié)交聯(lián)劑的施加量,使得 防止交聯(lián)劑滲入距離表面50μπι深度的位置中。更具體地,將交聯(lián)劑施加到固化材料層的表 面,使得待施加到固化材料層表面的交聯(lián)劑層的厚度控制在優(yōu)選〇. Iym以上且5.Ομπι以下, 特別優(yōu)選〇 · 5μηι以上且2 · 5μηι以下的范圍內(nèi)。
[0126] 由此施加到固化材料層表面的交聯(lián)劑與固化材料層表面附近的不飽和脂族基團 反應(yīng),從而獲得彈性層。在這種情況下,加熱溫度可以為約130°C,加熱時間可以為約30分 鐘,作為優(yōu)選的反應(yīng)條件。
[0127] (3)脫模層:
[0128] 脫模層包含四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA),其全氟烷基乙烯基醚 (PAVE)的含量相對于脫模層中全部的PFA為3. Omo 1 %以上且5.8mo 1 %以下。PAVE骨架部抑 制聚四氟乙烯(PTFE)骨架部的結(jié)晶,使樹脂的結(jié)晶性降低。因此,與以小于3.Omol%的量含 有PAVE的常規(guī)PFA樹脂相比,以3. Omol %以上的量含有PAVE的PFA樹脂具有降低的樹脂的玻 璃化轉(zhuǎn)變溫度,以及降低的樹脂的結(jié)晶性。因此,在定影構(gòu)件的操作溫度附近,PFA樹脂可以 處于更柔軟的橡膠狀態(tài)。其結(jié)果是,可以設(shè)想對普通紙中存在的以紙纖維的直徑水平的凹 凸的追隨性得以改善。
[0129] 在本發(fā)明中,脫模層中所含的PFA樹脂可以是多種PFA的混合物。即,PAVE相對于脫 模層中全部PFA的比率并不一定意味著PFA的共聚比。
[0130] PAVE的實例包括全氟(甲基乙烯基醚)(PMVE)、全氟(乙基乙烯基醚)(PEVE)和全氟 (丙基乙烯基醚)(PPVE),和由于易于合成可以使用PEVE。
[0131]已知的方法可以用于合成PFA,和PFA可以通過專利文獻3中描述的方法合成??蛇x 擇地,可以使用市場上的各種產(chǎn)品。市場上的產(chǎn)品的實例包括由Du Pont-Mi tsui Fluorochemicals Co. ,Ltd制造的 "TEFLON(注冊商標(biāo))PFA959HP_Plus"(商品名)。
[0132]用于形成脫模層的方法的實例包括通過擠出用管狀成形覆蓋彈性層的方法。用于 形成脫模層的方法的其它實例包括用氟樹脂的細顆?;蛘吆蟹稚⒃谌軇┲械姆鷺渲?細顆粒的涂料涂覆彈性層的表面,隨后干燥、熔融和烘烤的方法(涂布法)。
[0133] 脫模層的厚度優(yōu)選為5μηι以上且50μηι以下,更優(yōu)選ΙΟμπι以上且30μηι以下。其理由如 下。厚度為5μπι以上的情況下,脫模層可以容易地形成,并且厚度為50μπι以下的情況下,可以 實現(xiàn)從定影構(gòu)件到紙張良好的導(dǎo)熱性。
[0134] 在某些情況下彈性層和脫模層可以通過圖中未示出的粘接層粘接。當(dāng)彈性層覆蓋 有管狀成形的氟樹脂以形成脫模層時,熱固性硅橡膠粘接劑可以適當(dāng)?shù)赜米髡辰訉?。此外?當(dāng)脫模層是通過涂布法形成時,將調(diào)節(jié)為涂料形式的底涂料施加到彈性層的表面并干燥, 然后將其用含氟樹脂的涂料涂覆以干燥并熔融,這樣可以實現(xiàn)粘接。
[0135] 2.定影裝置:
[0136] 定影裝置包括一對加熱旋轉(zhuǎn)體,如壓接的輥和輥、膜和輥、帶和輥、帶和帶,考慮如 處理速度和整個電子照相成像設(shè)備的尺寸等條件,從中選擇合適的一種。其結(jié)構(gòu)如下所述, 參照定影裝置的具體實例。
[0137] (1)使用帶形狀的定影構(gòu)件的定影裝置:
[0138] 在圖5中,示出使用帶形狀的定影構(gòu)件的定影裝置的實例的橫向方向示意性截面 圖。
[0139] 在定影裝置中,定影帶11具有無縫形狀(環(huán)狀形狀)作為根據(jù)本發(fā)明的一個方面的 定影構(gòu)件。為了保持定影帶11,設(shè)置由具有耐熱性和熱絕緣性能的樹脂形成的帶導(dǎo)向構(gòu)件 16。
[0140]在帶導(dǎo)向構(gòu)件16與定影帶11的內(nèi)面接觸的位置處,設(shè)置陶瓷加熱器17作為熱源。
[0141] 陶瓷加熱器17被安裝在沿帶導(dǎo)向構(gòu)件16的縱向方向形成的槽部中,以便被固定和 支承。陶瓷加熱器17由圖中未示出的單元通電以產(chǎn)生熱。
[0142] 無縫形狀的定影帶11松馳地安裝到帶導(dǎo)向部件16上。用于施加壓力的剛性支柱 (stay)18插入所述帶導(dǎo)向16內(nèi)。
[0143] 作為施加壓力用構(gòu)件的彈性壓力輥19包括具有硅橡膠的彈性層19b的不銹鋼芯軸 19a用于降低表面硬度。
[0144] 芯軸19a的兩端部可轉(zhuǎn)動地支承在定影裝置的前后側(cè)上的機殼側(cè)板(圖中未示出) 之間。
[0145] 彈性壓力輥19覆蓋有厚度為50μπι的氟樹脂管作為表面層19c用于改善表面性質(zhì)和 脫模性。
[0146] 分別地,以壓縮狀態(tài)的加壓彈簧(圖中未示出)設(shè)置在剛性支柱18的兩端之間用于 施加壓力,以及彈簧接受構(gòu)件(圖中未示出)設(shè)置在與裝置的機箱鄰近的側(cè)面上,使得按壓 力被施加到剛性支柱18用于施加壓力。設(shè)置在帶導(dǎo)向構(gòu)件16的下面處的陶瓷加熱器17的下 面和加壓構(gòu)件19的上面由此橫跨定影帶11壓接觸,從而形成預(yù)定的定影輯隙N。
[0147] 在其上由未定著的調(diào)色劑G形成圖像的待加熱的記錄介質(zhì)P通過定影輯隙N以輸送 速度V被夾持和輸送。由此調(diào)色劑圖像在加壓下被加熱。其結(jié)果是,調(diào)色劑圖像熔融,混色, 然后冷卻,定影在記錄介質(zhì)P上。
[0148] (2)使用輥形狀的定影構(gòu)件的定影裝置:
[0149] 在圖6中,示出根據(jù)本發(fā)明的一個方面的使用輥形狀的定影構(gòu)件的定影裝置實例 的橫向方向的示意性截面圖。
[0150] 在定影裝置中,定影輥12是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的定影構(gòu)件。定影輥12包括形 成在基材13的外周面上的彈性層14,和形成在彈性層14的外側(cè)上的脫模層15。
[0151]作為壓力構(gòu)件的彈性壓力輥19與定影輥12相對設(shè)置,和兩個輥通過圖中未示出的 加壓單元可旋轉(zhuǎn)地按壓,以形成定影輥隙N。
[0152] 作為用于供給必要的熱以使未定影的調(diào)色劑G熔融的熱源的加熱器20,分別設(shè)置 在定影輥12和彈性壓力輥19的內(nèi)部。鹵素加熱器通常被用作加熱器20。在一些情況下,根據(jù) 待輸送的記錄介質(zhì)的尺寸,可以將多個鹵素加熱器設(shè)置在內(nèi)部。
[0153] 由圖中未示出的單元通過基材13和芯軸19a的端部將旋轉(zhuǎn)力賦予到定影輥12和彈 性壓力輥19,并控制旋轉(zhuǎn)使得定影輥12的表面的移動速度大致等于記錄介質(zhì)的輸送速度V。 在此情況下,旋轉(zhuǎn)力可以賦予到定影輥12和彈性壓力輥19的任一者,而另一個則從動旋轉(zhuǎn), 或者可以賦予至兩者。
[0154] 由此在定影裝置中形成的定影輥隙N夾持并輸送具有由待加熱的其上的未定影的 調(diào)色劑G形成的圖像的記錄介質(zhì)P。由此調(diào)色劑圖像在加壓下被加熱。其結(jié)果是,調(diào)色劑圖像 恪融,混色,并冷卻,以定影在記錄介質(zhì)上。
[0155] 3.圖像形成設(shè)備:
[0156] 圖像形成設(shè)備的實例包括使用電子照相法的多功能機、復(fù)印機、傳真機和打印機。 本文中,參照彩色激光打印機的實例,概述圖像形成設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)。
[0157] 圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的一個方面的彩色激光打印機的示意性截面圖。
[0158] 圖7中示出的彩色激光打印機(以下稱為"打印機")40具有設(shè)置有電子照相感光鼓 (下文稱為"感光鼓")的圖像形成部,所述感光鼓對于每種顏色黃色(Y)、品紅色(M)、青色 (C)和黑色(K)以恒定速度旋轉(zhuǎn)。打印機還設(shè)置有中間轉(zhuǎn)印體38,其支持在圖像形成部中顯 影和多次轉(zhuǎn)印的彩色圖像,并進一步將圖像轉(zhuǎn)印到從供給部供給的記錄介質(zhì)P上。
[0159] 如圖7中所示,感光鼓39(39Y、39M、39C和39K)通過驅(qū)動單元(圖中未示出)沿逆時 針方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
[0160] 圍繞感光鼓39的圓周,沿旋轉(zhuǎn)方向依次設(shè)置充電單元21(21Y、21M、21C和21K),其 使感光鼓39的表面均勻地帶電;掃描器單元22(22Y、22M、22C和22K),其基于圖像數(shù)據(jù)發(fā)出 激光束以在感光鼓39上形成靜電潛像;顯影單元23(23Y、23M、23C和23K),其使得調(diào)色劑粘 附在靜電潛像上用于調(diào)色劑圖像的顯影;一次轉(zhuǎn)印輥24(24Y、24M、24C和24K),其在一次轉(zhuǎn) 印部Tl中將感光鼓39上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印體38上;和清潔單元25(25Y、25M、25C 和25K),其具有用于移除轉(zhuǎn)印之后感光鼓39表面上的轉(zhuǎn)印后的殘留調(diào)色劑的清潔刮板。
[0161] 在圖像形成的情況下,在輥26、27和28上以張緊狀態(tài)延伸的帶形狀的中間轉(zhuǎn)印體 38旋轉(zhuǎn),且在各感光鼓39上形成的每個調(diào)色劑圖像以疊加的方式同時一次轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印 體38用于形成彩色圖像。
[0162] 與一次轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印體38同步,記錄介質(zhì)P通過輸送單元被輸送到二次轉(zhuǎn)印部 T2。輸送單元包括容納多張記錄介質(zhì)P的供給盒29,供給輯30,分離墊31和定位輯對32。當(dāng)形 成圖像時,供給輥30對應(yīng)于用于逐張分離供給盒29中的記錄介質(zhì)P的各張的圖像形成動作 驅(qū)動旋轉(zhuǎn),并且紙張通過定位輥對32與圖像形成動作同步地輸送到二次轉(zhuǎn)印部T2。
[0163] 二次轉(zhuǎn)印部T2設(shè)置有可移動的二次轉(zhuǎn)印輥33。二次轉(zhuǎn)印輥33沿大致垂直的方向可 移動。當(dāng)圖像被轉(zhuǎn)印時,二次轉(zhuǎn)印輯33通過記錄介質(zhì)P以預(yù)定的壓力被按壓到中間轉(zhuǎn)印體38 上。此時,將偏壓同時施加至二次轉(zhuǎn)印輥33,從而使中間轉(zhuǎn)印體38上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到記 錄介質(zhì)P。
[0164] 各自驅(qū)動中間轉(zhuǎn)印體38和二次轉(zhuǎn)印輥33,從而使兩者之間插入的記錄介質(zhì)P以輸 送速度V朝向圖7中示出的向左箭頭方向輸送,并進一步通過輸送帶34輸送到定影部35用于 下一個步驟。在定影部35中,將轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑圖像在加壓下通過加熱定影在記錄介質(zhì)P上。 通過排出輥對36將記錄介質(zhì)P排出到設(shè)備的上表面上的排出托盤37上。
[0165] 在圖7中示出的電子照相圖像形成設(shè)備的定影部35中,使用圖5和圖6中示出的根 據(jù)本發(fā)明的一個方面的定影裝置,可以獲得能夠提供圖像均勻性優(yōu)異的高質(zhì)量圖像的圖像 形成設(shè)備。
[0166] [實施例]
[0167] 參照實施例,更具體地說明本發(fā)明如下。
[0168] (實施例 A-I)
[0169] (1)氟樹脂管的制備:
[0170] 從氟樹脂粒料a(商品名:"TEFLON(注冊商標(biāo))PFA959HP-Plus",由Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Co. ,Ltd.制造),通過擠出來制造長度為400mm、內(nèi)徑為29mm和厚度為20μ m的氟樹脂管,用作本實施例中的氟樹脂管。
[0171] 氟樹脂粒料a包括四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA),和該共聚物相對于 四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)含有4.3mol%全氟(乙基乙烯基醚)(PEVE)作為 全氟烷基乙烯基醚(PAVE)。
[0172] PFA中全氟烷基乙烯基醚(PAVE)的比例由19F核的NMR光譜的測定(商品名:DSX400, 由Bruker BioSpin K. K.制造)獲得。測定在30kHz的MAS頻率和256的累積次數(shù)的條件下在 室溫環(huán)境下進行。
[0173] 例如,如圖8所示為TFE和PEVE的共聚物的PFA在不同環(huán)境下具有a至f六種氟原子。 其中,被歸于a、b和c的氟原子在 19F-NMR中在-110至-130ppm附近具有可觀察到的峰。相反, 歸于e和f的氟原子在-80至-90ppm附近具有可觀察到的峰。從兩者之間的峰面積比,計算對 應(yīng)于η的PEVE的聚合比。
[0174] (2)彈性層的形成:
[0175] 準(zhǔn)備具有用底涂料處理的表面的由電鑄鎳制成的內(nèi)徑為30mm、寬度為400mm和厚 度為40μηι的環(huán)形套管作為基材。
[0176] 準(zhǔn)備不包括填料的加成固化型液態(tài)硅橡膠(商品名:"SE1886",由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)作為原料用于形成彈性層。向61體積份液體娃橡膠中,加入38體積份 球形氧化鋁(商品名:"ALUNABEADS CB-A30S",由Showa Denko K. K.制造)作為球形填料和1 體積份氣相碳纖維(商品名"VGCF-S",由Showa Denko K.K.制造,長徑比:10,平均纖維長 度:l〇Mi)作為不規(guī)則形狀填料。由此制備用于形成彈性層的可加成固化硅橡膠組合物。通 過環(huán)涂將該混合物施涂到由電鑄鎳制成的環(huán)形套筒的外周面,然后在200 °C的溫度下加熱4 小時,從而使加成固化型硅橡膠組合物的層交聯(lián)以形成厚度為300μπι的固化材料層。
[0177]當(dāng)具有固化材料層的環(huán)形套筒沿圓周方向以20mm/秒的移動速度旋轉(zhuǎn)時,用配置 在距離固化材料層的表面IOmm的位置處的紫外線燈,在大氣下用紫外線照射固化材料層的 表面。使用低壓萊紫外線燈(商品名:GLQ500US/11,由Toshiba Lighting&Technology Corporation(前身為Harison Toshiba Lighting Corporation)制造)作為紫外線燈,照射 表面處185nm波長的紫外線的累積光量控制在800mJ/cm2。由此形成Eit s大于Ειτ。的彈性層。 [0178] (3)定影帶的制造:
[0179]接著,將可加成固化硅橡膠粘接劑(商品名:"SE1819CV","液體Α"和"液體Β"的等 體積混合物,由Dow Corning Toray Co. ,Ltd.制造)大致均勾地施涂到彈性層的表面,以具 有約為20μπι的厚度。在本實施例的結(jié)構(gòu)中,紫外線的照射具有防止彈性層的硬度由于用于 將脫模層和彈性層粘接的粘接劑滲入彈性層中而增加的效果。
[0180]接著,用作為脫模層的在上述(1)中制造的氟樹脂管覆蓋該帶。從樹脂管的上部均 勻地摩擦帶表面,使得通過摩擦將過量的粘接劑從彈性層和樹脂管之間排出。
[0181]然后將環(huán)形套筒在設(shè)定為200°C的電爐中加熱1小時,從而用固化的粘接劑使氟樹 脂管粘接并固定到彈性層上。切斷所獲得的環(huán)帶的兩端部,從而得到具有343mm寬度的定影 帶。
[0182] (4)彈性層的壓痕彈性模量:
[0183 ] 通過以下方法測定在上述(3)中制造的定影帶的Eits和Eitc。
[0184] 首先,從制造的定影帶切出2cm長和2cm寬的樣品,并通過表面去除單元如低溫切 片機除去形成在表面上的脫模層,從而制備彈性層的表面部露出的樣品。
[0185] 另外,用同樣的方法除去從彈性層的表面至距離彈性層表面50μπι深度范圍的部 分,使得同樣制造在距離彈性層的表面50μι深度處具有露出的表面的樣品。
[0186] 將由此制造的兩種樣品固定在微硬度測量系統(tǒng)(商品名:FI S CHE R S C0P E HM2000Xyp;由Fischer Instruments Κ·Κ·制造)的任選的加熱臺,并將樣品的表面溫度設(shè) 定為150Γ。測量裝置使用根據(jù)ISO 14577燈面之間的角度為136°的四角錐形的金剛石維氏 壓頭作為測量頭。將壓頭以lym/s的壓痕速率壓入距離樣品表面20μπι的深度中。壓入狀態(tài)保 持5秒,并以lym/s的速率移除負荷。如上所述各壓痕彈性模量從作為表示負荷和位移之間 的關(guān)系的負荷-位移曲線的、負荷移除時的負荷曲線獲得。
[0187] 通過上述方法對彈性層的表面露出的樣品的任意10個點進行測定,并且由其平均 得到Elts。另外,還對距離彈性層表面50μπι深度處具有露出的表面的樣品的任意10點進行測 定,并且由其平均得到E itc。
[0188] 定影帶的各壓痕彈性模量的測定結(jié)果顯示,Eits為26MPa和Eit。為20MPa。
[0189] (5)非緊密接觸狀態(tài)的氧化鋁顆粒的直徑:
[0190] 為了評價定影構(gòu)件對構(gòu)成普通紙的紙漿的纖維直徑水平的凹凸的追隨性,如圖4 所示,本發(fā)明人做了一個模型,以評價定影構(gòu)件對普通紙的纖維直徑水平的凹凸的追隨性。
[0191] 參考圖4,如下描述模型。將模擬等于紙纖維的尺寸的、直徑為20μπι的球形氧化鋁 顆粒6(由Showa Denko Κ.Κ.制造,商品名:"ALUNABEADS CB-A20S",分級產(chǎn)品)散布在玻璃 板5上,使得彼此不發(fā)生聚集。接著,將加熱的芯7插入定影帶8內(nèi)。由圖中未顯示的單元以 0.2MPa的壓力,使定影帶8與玻璃板5接觸。通過加熱的芯7在150°C下加熱定影帶8。通過觀 察單元9如顯微鏡,從玻璃板5的與定影帶8接觸側(cè)第相對側(cè)的主平面觀察在該狀態(tài)下氧化 鋁顆粒6與定影帶8之間的接觸區(qū)域附近時,觀察定影構(gòu)件8與玻璃板5的非緊密接觸狀態(tài)的 部分的、在氧化鋁顆粒6周圍的大致圓形。測量10個氧化鋁顆粒的每個在非緊密接觸的狀態(tài) 的圓形部分的直徑。其算術(shù)平均值被定義為"在非緊密接觸狀態(tài)的直徑D n。"。也可以說,隨著 非緊密接觸狀態(tài)的直徑〇"。降低,對紙纖維直徑水平的凹凸的追隨性增加。在本實施例中,使 用光學(xué)顯微鏡(商品名:DIGITAL MICROSCOPE VHX-2000,由Keyence Corporation制造)作 為觀察單元。其結(jié)果是,定影帶的非緊密接觸狀態(tài)的直徑Dn。為82μπι。
[0192] (6)對粗紙的表面凹凸的追隨性的評價:
[0193] 當(dāng)對粗紙表面上相對大的凹凸的追隨性不足時,在從圖像形成設(shè)備輸出的圖像中 發(fā)生光澤不均勻。在單位面積上放置大量調(diào)色劑的實心圖像中,顯著觀察到該現(xiàn)象。
[0194] 因此,定影構(gòu)件對粗紙上存在的凹凸的追隨性,根據(jù)粗紙上形成的實心圖像中是 否發(fā)生光澤不均勻進行評價。
[0195] 將所制造的定影帶安裝在電子照相圖像形成設(shè)備(商品名:imageRUNNER-ADVANCE C5051,由Canon Inc.制造)上,并在A4大小的粗紙(商品名:BUSINESS 4200,由Xerox 0〇印〇抑1:;[011制造,厚度:102以111,基重:758/111 2,算術(shù)平均波紋度¥3:2.3以111)的大致整個表面 上以100%的濃度形成包括青色調(diào)色劑和品紅色調(diào)色劑的二次色的圖像。該圖像用于評價, 并由5個被試驗者目視觀察以測定在圖像中是否發(fā)生光澤不均勻。
[0196] 評價結(jié)果在表2中描述。表2中的評價標(biāo)準(zhǔn)如下:
[0197] 等級A:5個被試驗者中4個以上確定幾乎不存在光澤不均勻;
[0198]等級B: 5個被試驗者中3個確定幾乎不存在光澤不均勻;和
[0199] 等級C:5個被試驗者中2個以下確定幾乎不存在光澤不均勻。
[0200] 粗紙的算術(shù)平均波紋度Wa是用于測量在紙表面上存在的凹凸的程度的指標(biāo)。算術(shù) 平均波紋度Wa如下所述得到。
[0201] 使用表面粗糙度測量裝置(商品名:SURF⑶RDER SE 3500,由Kosaka Laboratory Ltd.制造),用設(shè)定為50mm評價長度和0.8至8mm截止值的測量條件,在測量圖像形成表面任 意的位置5次。其算術(shù)平均值定義為算術(shù)平均波紋度Wa。
[0202] (7)對普通紙的紙纖維直徑水平的凹凸的追隨性的評價:
[0203] 接著,使用相同的裝置,對制造的定影帶評價普通紙上的圖像。
[0204] 在A4大小打印紙(高白紙張GF-C081,由Canon Inc制造,厚度:93μπι,基重:81g/m2, 算術(shù)平均波紋度Wa: Ι.Ομπι)的大致整個表面上以50%的濃度形成黑色調(diào)色劑。所述圖像用 于評價,并由5個被試驗者目視觀察,以基于以下標(biāo)準(zhǔn)測定在圖像中是否發(fā)生濃度不均勻。 評價結(jié)果描述于表2中。
[0205] 等級Α:5個被試驗者中4個以上確定幾乎不存在濃度不均勻;
[0206] 等級Β:5個被試驗者中3個確定幾乎不存在濃度不均勻;和
[0207] 等級C:5個被試驗者中2個以下確定幾乎不存在濃度不均勻。
[0208](實施例A-2至A-4,和比較例A-I至A-4)
[0209]除了如下表1中所示改變各填料的含量以改變Eit。以外,按照與實施例A-I中相同 的方法制造定影帶用于評價。然而,在比較例A-4中,在形成脫模層之前未用紫外線照射彈 性層。評價結(jié)果在表2中說明。
[0210] (比較例 B-I 至 B-7)
[0211] 使用氟樹脂粒料b(商品名:TEFLON(注冊商標(biāo))PFA45IHP-J,由Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Co. ,Ltd.制造),通過擠出制造長度為400mm、內(nèi)徑為29mm和厚度為20μηι 的氟樹脂管。
[0212] 氟樹脂粒料b包括四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA),該共聚物相對于四 氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)含有1.2mol %全氟(丙基乙烯基醚)(PPVE)作為全 氟烷基乙烯基醚(PAVE)。
[0213] 除了使用該氟樹脂管、并使用具有如以下表1中所示改變的填料含量的可加成固 化硅橡膠組合物以形成彈性層以外,按照與實施例A-I中相同的方式制造定影帶用于評價。 評價結(jié)果在表2中說明。
[0214] (實施例C-I)
[0215] (1)氟樹脂料粒c的制備:
[0216]將比率為13: 87的氟樹脂粒料a和氟樹脂粒料e(商品名:TEFLON(注冊商標(biāo)) PFA950HP Plus,由Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Co. ,Ltd.制造)恪融,捏合,并擠出 以制造氟樹脂粒料c。
[0217]使用的氟樹脂粒料e包括四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA),和該共聚物 相對于四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)含有2. Smol %全氟(丙基乙烯基醚) (PPVE)作為全氟烷基乙烯基醚(PAVE)。
[0218]從通過核磁共振設(shè)備的19F核的測量證實,氟樹脂粒料c在樹脂中含有3.Omol%全 氟(乙基乙烯基醚)(PEVE)作為全氟烷基乙烯基醚(PAVE)。
[0219] (2)定影帶的制造:
[0220] 使用氟樹脂粒料c,通過擠出制造長度為400mm、內(nèi)徑為29mm和厚度為20μπι的氟樹 脂管。除了使用該氟樹脂管以外,按照與實施例A-I中相同的方式制造定影帶用于評價。評 價結(jié)果在表2中說明。
[0221](實施例 C-2)
[0222] 除了在形成彈性層時使用具有如以下表1中所示改變的填料含量的可加成固化硅 橡膠組合物以外,按照與實施例C-I中相同的方式制造定影帶用于評價。評價結(jié)果在表2中 說明。
[0223] (實施例D-I)
[0224] 通過專利文獻3中所述的方法制造作為脫模層原料的氟樹脂粒料d,并通過擠出成 形長度為400mm、內(nèi)徑為29mm和厚度為20μηι的氟樹脂管。氟樹脂粒料d包括四氟乙烯-全氟烷 基乙烯基醚共聚物(PFA),從通過核磁共振設(shè)備的 19F核的測量證實,該共聚物相對于四氟乙 烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)含有5.Smol %全氟(乙基乙烯基醚)(PEVE)作為全氟烷 基乙烯基醚(PAVE)。
[0225] 除了使用氟樹脂管以外,按照與實施例A-I中相同的方式制造定影帶用于評價。評 價結(jié)果在表2中說明。
[0226] (實施例 D-2)
[0227] 除了在形成彈性層時使用具有如以下表1中所示改變的填料含量的可加成固化硅 橡膠組合物以外,按照與實施例D-I中相同的方式制造定影帶用于評價。評價結(jié)果在表2中 說明。
[0228][表格 1]
[0231]雖然已參照示例性實施方案說明本發(fā)明,但可以理解的是,本發(fā)明不限于所公開 的示例性實施方案。權(quán)利要求的范圍符合最寬泛的解釋,以涵蓋所有這類修改以及等同的 結(jié)構(gòu)和功能。
[0232] 本申請要求2014年11月17日申請的日本專利申請2014-233134的權(quán)益,在此通過 引用將其整體并入本文。
[0233] [附圖標(biāo)記列表]
[0234] 11定影帶
[0235] 12定影輥
[0236] 13 基材
[0237] H彈性層
[0238] 15脫模層
【主權(quán)項】
1. 一種定影構(gòu)件,其依次包括基材,彈性層,和所述彈性層上的脫模層, 所述脫模層含有四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物PFA, 其特征在于, 在所述脫模層中全氟烷基乙烯基醚PAVE基于所有的四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚 物PFA的含量為3. Omol %以上且5.8mol %以下,以及 其中 所述彈性層具有在表面處的壓痕彈性模量EITs和在距離該表面50μπι深度的位置處的壓 痕彈性模量ΕΙΤ。, EITs和EITc在150°C的溫度下測量, Eits大于Ειτ。,并且 EiTc為17MPa以上且24MPa以下。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的定影構(gòu)件,其中EITs和EITc滿足關(guān)系:EITs多1.3 XEITc。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定影構(gòu)件,其中EITc為20MPa以上且21MPa以下。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的定影構(gòu)件,其中所述全氟烷基乙烯基醚是全氟(乙 基乙烯基醚)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的定影構(gòu)件,其中所述彈性層包含加成固化型硅橡 膠。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的定影構(gòu)件,其中所述彈性層具有用紫外線照射的表 面。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的定影構(gòu)件,其中所述彈性層的厚度為100μπι以上且 500μηι以下。8. -種定影裝置,其用于在加壓下通過加熱將記錄介質(zhì)上未定影的調(diào)色劑定著到所述 記錄介質(zhì)上,其特征在于,其包括根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的定影構(gòu)件。9. 一種圖像形成設(shè)備,其用于在記錄介質(zhì)上形成調(diào)色劑圖像,其特征在于,其包括根據(jù) 權(quán)利要求8所述的定影裝置。
【文檔編號】G03G15/20GK106062642SQ201580010882
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年9月25日
【發(fā)明人】松中勝久, 大島義人, 中山敏則, 宮原康弘
【申請人】佳能株式會社