本發(fā)明涉及優(yōu)選用作如復(fù)印機(jī)和打印機(jī)等電子照相圖像形成裝置(以下也稱(chēng)為"圖像形成裝置")的定影構(gòu)件的電子照相用構(gòu)件,圖像加熱裝置,圖像形成裝置,和所述電子照相用構(gòu)件的制造方法。
背景技術(shù):
用于如復(fù)印機(jī)、打印機(jī)和傳真機(jī)等圖像形成裝置中的圖像加熱裝置的定影構(gòu)件通常為各自在耐熱性基材上至少包括彈性層和包含氟樹(shù)脂的脫模層的構(gòu)件。具有覆蓋有進(jìn)行了擠壓成形的氟樹(shù)脂管的表面的由硅橡膠組成的彈性層主要用作定影構(gòu)件。
然而,本來(lái)具有高脫模性的氟樹(shù)脂不太可能粘合至硅橡膠的彈性層的表面,并且難以獲得彈性層與脫模層之間充分的粘合性。
因此,通常,在硅橡膠的彈性層與脫模層之間設(shè)置粘合層,并且粘合層粘合這兩個(gè)層。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中,插入液體或糊劑形式的加成固化型硅橡膠粘合劑,以粘合硅橡膠的彈性層和脫模層。
引文列表
專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)號(hào)2005-238765
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問(wèn)題
近年來(lái),為了響應(yīng)圖像形成裝置的印刷的高速化和節(jié)能化的需求,已經(jīng)作出努力以進(jìn)一步改進(jìn)定影構(gòu)件的導(dǎo)熱性。
特別是,作為定影構(gòu)件,為了順利地將熱轉(zhuǎn)移至調(diào)色劑,包含氟樹(shù)脂的脫模層優(yōu)選是薄的。然而,脫模層由于與記錄介質(zhì)(例如,紙)摩擦而可能遭受磨耗,因而要求具有一定的層厚度,并且對(duì)脫模層的層厚度的降低存在限制。
此外,彈性層的層厚度的減少降低彈性層的貯熱性和柔軟性,因此存在降低定影構(gòu)件的定影性能的可能性。
另一方面,在定影構(gòu)件的彈性層與脫模層之間設(shè)置粘合層以粘合所述兩個(gè)層。因此,只要二者在沒(méi)有任何粘合層的情況下充分粘合,可以認(rèn)為定影構(gòu)件(當(dāng)定影構(gòu)件沒(méi)有粘合層時(shí))在熱導(dǎo)率方面是優(yōu)異的,并且對(duì)定影性有利。
因此,本發(fā)明的目的是提供其中在彈性層和包含氟樹(shù)脂的脫模層之間沒(méi)有插入任何粘合層的情況下、所述彈性層和所述包含氟樹(shù)脂的脫模層充分粘合的具有優(yōu)異的熱導(dǎo)率的電子照相用構(gòu)件,和所述構(gòu)件的制造方法。此外,本發(fā)明的另一個(gè)目的是獲得具有優(yōu)異的熱導(dǎo)率的圖像加熱裝置和圖像形成裝置。
用于解決問(wèn)題的方案
根據(jù)本發(fā)明,提供一種電子照相用構(gòu)件,其包括:基材;設(shè)置在所述基材上的包含硅橡膠的彈性層;和與所述彈性層的表面直接接觸設(shè)置的包含氟樹(shù)脂的脫模層,其中所述脫模層包括選自由下述組成的組的至少一種氟樹(shù)脂:四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物(pfa)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(fep)、聚四氟乙烯(ptfe)、乙烯-四氟乙烯共聚物(etfe)、聚氯三氟乙烯(pctfe)、乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ectfe)和聚偏二氟乙烯(pvdf);和在由日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(jis)k6854-1:1999規(guī)定的90°剝離粘合強(qiáng)度試驗(yàn)中所述彈性層引起內(nèi)聚破壞。
此外,根據(jù)本發(fā)明,提供:包括定影構(gòu)件和加熱構(gòu)件的圖像加熱裝置,其中定影構(gòu)件為如上所述的電子照相用構(gòu)件;和包括所述圖像加熱裝置的圖像形成裝置。
此外,根據(jù)本發(fā)明,提供所述電子照相用構(gòu)件的制造方法,其中所述方法包括下述步驟:在基材上形成包含硅橡膠的彈性層;層壓脫模層以使其與彈性層的表面直接接觸,所述脫模層包含選自由下述組成的組的氟樹(shù)脂:四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(pfa)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(fep)、聚四氟乙烯(ptfe)、乙烯-四氟乙烯共聚物(etfe)、聚氯三氟乙烯(pctfe)、乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ectfe)和聚偏二氟乙烯(pvdf);和通過(guò)用紫外線照射彈性層與脫模層之間的接觸面來(lái)粘合彈性層和脫模層。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明,能夠獲得具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性的電子照相用構(gòu)件,其中包含硅橡膠的彈性層和包含氟樹(shù)脂的脫模層充分粘合而沒(méi)有在二者之間插入任何粘合層。此外,所述電子照相用構(gòu)件用作定影構(gòu)件能夠獲得具有優(yōu)異的熱導(dǎo)率的圖像加熱裝置和圖像形成裝置。
此外,根據(jù)本發(fā)明的電子照相用構(gòu)件的制造方法能夠?qū)崿F(xiàn)包含硅橡膠的彈性層與包含氟樹(shù)脂的脫模層之間的粘合而沒(méi)有在上述二者之間插入任何粘合層。
附圖說(shuō)明
圖1為示出作為根據(jù)本發(fā)明的電子照相用構(gòu)件的實(shí)例的定影膜的層構(gòu)成的示意性剖視圖。
圖2a為示出根據(jù)本發(fā)明的圖像形成裝置的構(gòu)成的實(shí)例的示意圖。
圖2b為示出根據(jù)本發(fā)明的圖像加熱裝置的構(gòu)成的實(shí)例的截面示意圖。
圖3為用于制備定影膜的環(huán)涂機(jī)的示意圖。
圖4為示出剝離試驗(yàn)中定影膜表面的剝離端和剝離的行進(jìn)方向的說(shuō)明性圖。
圖5為用于說(shuō)明氟樹(shù)脂管的擴(kuò)張(expansion)覆蓋法的示意圖。
圖6a為根據(jù)本發(fā)明的電子照相用構(gòu)件的實(shí)例(實(shí)施例4-1)中通過(guò)xps的窄掃描光譜。
圖6b為根據(jù)本發(fā)明的電子照相用構(gòu)件的實(shí)例(實(shí)施例4-2)中通過(guò)xps的窄掃描光譜。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn),作為為了克服上述問(wèn)題進(jìn)行的大量研究的結(jié)果,根據(jù)本發(fā)明,即使當(dāng)使用包括脫模性高的氟樹(shù)脂的脫模層時(shí),脫模層與彈性層也可以在二者之間沒(méi)有插入任何粘合層的情況下彼此充分地粘合。
更具體地,本發(fā)明提供一種電子照相用構(gòu)件,其包括:基材;設(shè)置在基材上的包含硅橡膠的彈性層;和與彈性層的表面直接接觸設(shè)置的包含氟樹(shù)脂的脫模層,其中脫模層包含選自由下述組成的組的至少一種氟樹(shù)脂:四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物(pfa)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(fep)、聚四氟乙烯(ptfe)、乙烯-四氟乙烯共聚物(etfe)、聚氯三氟乙烯(pctfe)、乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ectfe)和聚偏二氟乙烯(pvdf);和在由日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(jis)k6854-1:1999規(guī)定的90°剝離粘合強(qiáng)度試驗(yàn)中所述彈性層引起內(nèi)聚破壞。
此外,本發(fā)明提供所述電子照相用構(gòu)件的制造方法,其中所述方法包括下述步驟:在基材上形成包含硅橡膠的彈性層;層壓脫模層以使其與彈性層的表面直接接觸,所述脫模層包含選自由下述組成的組的氟樹(shù)脂:四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(pfa)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(fep)、聚四氟乙烯(ptfe)、乙烯-四氟乙烯共聚物(etfe)、聚氯三氟乙烯(pctfe)、乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ectfe)和聚偏二氟乙烯(pvdf);和通過(guò)用紫外線照射所述彈性層與脫模層之間的接觸面來(lái)粘合彈性層和脫模層。
本發(fā)明人認(rèn)為,電子照相用構(gòu)件獲得脫模層與彈性層之間充分的粘合性的理由為,包含氟樹(shù)脂的脫模層能夠透過(guò)紫外線,由此導(dǎo)致紫外線有效地到達(dá)包含硅橡膠的彈性層與脫模層之間的接觸面。當(dāng)包含硅橡膠的彈性層的表面吸收紫外線時(shí),認(rèn)為來(lái)源于硅橡膠的si-c鍵和c-h鍵斷裂,從而生成活性物質(zhì)如甲基自由基和羥基自由基。認(rèn)為這些活性物質(zhì)抽取與硅橡膠接觸的氟樹(shù)脂中的氟原子,并且使硅橡膠直接結(jié)合至氟樹(shù)脂。結(jié)果,認(rèn)為氟樹(shù)脂和彈性層粘合。
根據(jù)本發(fā)明的電子照相用構(gòu)件可以用作圖像加熱裝置中的定影構(gòu)件(定影輥、定影膜)、加壓構(gòu)件(加壓輥)、或輸送用輥。首先,所述構(gòu)件優(yōu)選用作定影構(gòu)件。
雖然將定影構(gòu)件取作根據(jù)本發(fā)明的電子照相用構(gòu)件的實(shí)例,并且在以下詳細(xì)描述,但本發(fā)明不限于定影構(gòu)件。
(1)定影構(gòu)件
圖1為示出作為根據(jù)本發(fā)明的電子照相用構(gòu)件的實(shí)例的定影膜的層構(gòu)成的示意性截面圖。此外,圖2b為示出根據(jù)本發(fā)明的圖像加熱裝置的構(gòu)成的實(shí)例的截面示意圖。
定影膜2為由基材2a、形成在基材2a的外周面上的彈性層2b和包含氟樹(shù)脂的脫模層2c組成的環(huán)形帶構(gòu)件,其將彈性層2b和脫模層2c設(shè)置為彼此直接接觸。在這方面,在圖1中,上側(cè)對(duì)應(yīng)于定影膜2的外周面,而下側(cè)對(duì)應(yīng)于定影膜2的內(nèi)周面。
應(yīng)注意,定影構(gòu)件的層構(gòu)成不限于本實(shí)施方案,只要層構(gòu)成具有彼此直接接觸的彈性層2b和脫模層2c即可。具體地,可在脫模層2c的外側(cè)設(shè)置其它層,可在基材2a與彈性層2b之間設(shè)置其它層(粘合層或底漆層),并且彈性層可構(gòu)成為具有多個(gè)層。
此外,定影構(gòu)件的形態(tài)不認(rèn)為限于如下所述的帶形,而本發(fā)明也適用于輥形狀的定影構(gòu)件。
(2)基材
金屬如sus、鎳和鎳合金,熱固性樹(shù)脂如聚酰亞胺和聚酰胺亞胺可用作基材2a。
基材2a的厚度優(yōu)選為20μm以上且100μm以下。當(dāng)基材2a的厚度為100μm以下時(shí),定影膜2經(jīng)歷熱容量減小,這因而對(duì)快速啟動(dòng)圖像加熱裝置114是有利的。此外,當(dāng)基材2a的厚度為20μm以上時(shí),定影膜2具有充分的強(qiáng)度。
(3)彈性層
混合有高導(dǎo)熱性填料的耐熱性硅橡膠可用作彈性層2b的材料。作為硅橡膠,從加工性的觀點(diǎn),優(yōu)選使用加成固化型硅橡膠。
彈性層2b的層厚度優(yōu)選為50μm以上且1mm以下,更優(yōu)選80μm以上且300μm以下。彈性層2b具有以跟隨和環(huán)繞記錄介質(zhì)p和未定影的調(diào)色劑圖像t的凸部和凹部的方式將熱量從加熱器3轉(zhuǎn)移至記錄介質(zhì)p和未定影的調(diào)色劑圖像t的作用。當(dāng)彈性層2b的層厚度為1mm以下時(shí),來(lái)自加熱器3的熱能夠有效地轉(zhuǎn)移至記錄介質(zhì)p,這因而對(duì)快速啟動(dòng)圖像加熱裝置114是有利的。此外,當(dāng)彈性層2b的層厚度為50μm以上時(shí),定影構(gòu)件能夠有利地跟隨未定影的調(diào)色劑圖像t的凸部和凹部。
(3-1)硅橡膠
用于形成彈性層2b的加成固化型硅橡膠的原料(以下也稱(chēng)為"加成固化型硅橡膠組合物")包括:
(a)具有不飽和脂族基的有機(jī)聚硅氧烷;
(b)具有結(jié)合至硅的活性氫的有機(jī)聚硅氧烷;和
(c)作為交聯(lián)催化劑的鉑化合物。
具有不飽和脂族基的有機(jī)聚硅氧烷(a)的實(shí)例包括下述:
-具有由r12r2sio1/2表示的兩個(gè)分子端部和由r12sio和r1r2sio表示的中間單元的直鏈有機(jī)聚硅氧烷
-具有由r12r2sio1/2表示的兩個(gè)分子端部和作為中間單元的含有的r1sio3/2和/或sio4/2的支化有機(jī)聚硅氧烷
在這方面,r1表示不含不飽和脂族基的一價(jià)未取代的或取代的烴基,其結(jié)合至硅原子。其具體實(shí)例包括烷基(例如,甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基)、芳基(苯基、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、3-甲氧基丙基)。
特別是,考慮到易于合成和處理以及獲得優(yōu)異的耐熱性,甲基優(yōu)選占r1的50%以上,更優(yōu)選為r1的全部。
此外,r2表示結(jié)合至硅原子的不飽和脂族基。r2的實(shí)例包括乙烯基、芳基、3-丁烯基、4-戊烯基和5-己烯基,特別是,乙烯基是優(yōu)選的,因?yàn)槿菀缀铣珊吞幚?,并且硅橡膠的交聯(lián)反應(yīng)容易進(jìn)行。
具有結(jié)合至硅的活性氫的有機(jī)聚硅氧烷(b)為通過(guò)鉑化合物的催化作用通過(guò)與具有不飽和脂族基的有機(jī)聚硅氧烷組分(a)的烯基反應(yīng)形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)的交聯(lián)劑。在具有結(jié)合至硅的活性氫的有機(jī)聚硅氧烷(b)中,結(jié)合至硅原子的氫原子的數(shù)量在1個(gè)分子中優(yōu)選平均大于3。結(jié)合至硅原子的有機(jī)基團(tuán)的實(shí)例包括相當(dāng)于具有不飽和脂族基的有機(jī)聚硅氧烷組分的r1的未取代或取代的一價(jià)烴基。特別是,考慮到易于合成和處理,優(yōu)選甲基。具有結(jié)合至硅的活性氫的有機(jī)聚硅氧烷(b)的分子量沒(méi)有特別限制。
具有結(jié)合至硅的活性氫的有機(jī)聚硅氧烷(b)在25℃下的動(dòng)力粘度優(yōu)選落入10mm2/s以上且100,000mm2/s以下的范圍,進(jìn)一步優(yōu)選15mm2/s以上且1,000mm2/s以下。當(dāng)動(dòng)力粘度為10mm2/s以上時(shí),所述有機(jī)聚硅氧烷在貯存期間不太可能揮發(fā),在生產(chǎn)的硅橡膠中得到期望的交聯(lián)程度和性質(zhì)。此外,當(dāng)動(dòng)力粘度為100,000mm2/s以下時(shí),有機(jī)聚硅氧烷易于處理,能夠容易均勻分散在體系中。
具有結(jié)合至硅的活性氫的有機(jī)聚硅氧烷(b)的硅氧烷骨架可以接受地為任意的直鏈、支化和環(huán)狀骨架,并且可使用它們的混合物。特別是,從易于合成的觀點(diǎn),直鏈骨架是優(yōu)選的。在具有結(jié)合至硅的活性氫的有機(jī)聚硅氧烷(b)中,si-h鍵可存在于分子的每個(gè)硅氧烷單元中,而至少一些鍵優(yōu)選存在于有機(jī)聚硅氧烷分子的端部,如r12hsio1/2單元。
優(yōu)選包括具有不飽和脂族基的有機(jī)聚硅氧烷(a)和具有結(jié)合至硅的活性氫的有機(jī)聚硅氧烷(b),以使在加成固化型硅橡膠組合物中,不飽和脂族基的數(shù)量與硅原子的數(shù)量之比為0.001以上且0.020以下,更優(yōu)選0.002以上且0.010以下。此外,優(yōu)選包括有機(jī)聚硅氧烷,以使活性氫數(shù)量相對(duì)于不飽和脂族基之比為0.3以上和0.8以下。當(dāng)活性氫數(shù)量與不飽和脂族基數(shù)量的比為0.3以上時(shí),在固化后的硅橡膠中能夠穩(wěn)定地獲得期望的硬度。此外,當(dāng)活性氫數(shù)量與不飽和脂族基數(shù)量之比為0.8以下時(shí),防止硅橡膠的硬度過(guò)度增大?;钚詺鋽?shù)量相對(duì)于不飽和脂族基的比可通過(guò)由使用氫-核磁共振分析(1h-nmr(商品名:al400typeft-nmr,來(lái)自jeolltd.))的測(cè)量測(cè)定不飽和脂族基數(shù)量和活性氫數(shù)量來(lái)計(jì)算。
在本發(fā)明中,作為彈性層2b,不僅可以使用加成固化型硅橡膠,而且可以使用縮合固化型硅橡膠。在那種情況下,取決于工作環(huán)境如濕度和溫度,硅橡膠的固化時(shí)間和性質(zhì)可能不穩(wěn)定。因此,為了特別是保持深度固化穩(wěn)定性,期望組合使用固化劑。
(3-2)填料
作為混入彈性層2b中的高導(dǎo)熱性填料,就熱導(dǎo)率和成本而言,優(yōu)選金屬硅、氧化鋁、氧化鋅和碳化硅,并且這些可單獨(dú)使用或者以混合物使用。
(3-3)彈性層的強(qiáng)度
彈性層2b的拉伸強(qiáng)度優(yōu)選是0.4mpa以上且2.0mpa以下,特別是0.7mpa以上且1.6mpa以下。該范圍內(nèi)的拉伸強(qiáng)度能夠使得定影構(gòu)件的彈性層2b具有充分的強(qiáng)度。
彈性層2b的拉伸強(qiáng)度是指根據(jù)jisk6251:2010,使用啞鈴第三號(hào)樣品測(cè)量的拉伸強(qiáng)度(ts)。以在拉動(dòng)直到樣品被切斷的情況下記錄的最大拉力除以樣品的初始截面積的方式得到拉伸強(qiáng)度。試驗(yàn)進(jìn)行3次,并將平均值視為拉伸強(qiáng)度。
彈性層2b的拉伸強(qiáng)度可通過(guò)增大硅橡膠組合物中的有機(jī)聚硅氧烷的交聯(lián)程度來(lái)增大。具體地,增大不飽和脂族基與結(jié)合至硅的活性氫的比例能夠增大拉伸強(qiáng)度。
(3-4)彈性層的形成方法
在已經(jīng)預(yù)先進(jìn)行底漆處理的基材2a上形成彈性層2b。環(huán)涂法可用作彈性層2b的形成方法。
圖3為用于說(shuō)明通過(guò)所謂的環(huán)涂法形成彈性層的方法的示意圖。將作為環(huán)形帶構(gòu)件的基材2a放到截面正好是圓形的圓柱形芯18上,所述圓形的外周長(zhǎng)幾乎等于基材2a的內(nèi)周長(zhǎng),并放置到芯18上,以使基材2a不會(huì)松動(dòng)。接著,用夾持附件35將基材2a放置在其上的芯18固定在移動(dòng)臺(tái)中。用包括加成固化型硅橡膠和高導(dǎo)熱性填料的加成固化型硅橡膠組合物填充圓筒泵32。然后,在壓力下,使用壓力操縱的電機(jī)m1進(jìn)料組合物,以將組合物從涂布液供給噴嘴33施加到基材2a的外周面。在該情況下,在施加加成固化型硅橡膠組合物的同時(shí),使用驅(qū)動(dòng)電機(jī)m2、以圖3中向右等速移動(dòng)固定有基材2a和芯18的移動(dòng)臺(tái)34。因此,用作彈性層2b的加成固化型硅橡膠組合物g的涂膜能夠形成在基材2a的整個(gè)外周面上??筛鶕?jù)涂布液供給噴嘴33與基材2a表面之間的間隙、加成固化型硅橡膠組合物的供給速率和基材2a(所述臺(tái)34)的移動(dòng)速度,來(lái)控制涂膜的厚度。形成在基材2a上的未硫化的加成固化型硅橡膠層通過(guò)通常已知的加熱構(gòu)件如電爐或紅外線加熱器加熱一定時(shí)間使得進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)以進(jìn)行固化。
彈性層2b的形成方法不局限于上述環(huán)涂法。作為其它形成方法,也可使用下述方法,其中使包括液體硅橡膠的材料通過(guò)諸如刮板涂布法等方法在基材2a上涂布均勻的厚度,然后通過(guò)加熱進(jìn)行固化。此外,還可以使用其中將包括液體硅橡膠的材料注入成形模具中,并通過(guò)加熱進(jìn)行固化的方法;其中將材料進(jìn)行擠出成形,然后通過(guò)加熱固化的方法;或其中將材料進(jìn)行注射成形,然后通過(guò)加熱而固化的方法。
(4)脫模層2c
(4-1)脫模層2c的構(gòu)成
將脫模層2c與彈性層2b的表面設(shè)置為直接接觸。更具體地,認(rèn)為脫模層2c不使用粘合劑或底漆而粘合至彈性層。此外,脫模層2c不被認(rèn)為是粘合層或底漆層。
脫模層2c包括選自由下述組成的組的氟樹(shù)脂:四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(pfa)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(fep)、聚四氟乙烯(ptfe)、乙烯-四氟乙烯共聚物(etfe)、聚氯三氟乙烯(pctfe)、乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ectfe)和聚偏二氟乙烯(pvdf)??墒褂眠@些氟樹(shù)脂中的一種,或者可以以組合使用其兩種以上。氟樹(shù)脂良好地透射紫外線,因此紫外線被認(rèn)為到達(dá)甚至彈性層2b與氟樹(shù)脂之間的接觸面。因此,認(rèn)為硅橡膠與氟樹(shù)脂之間的結(jié)合反應(yīng)以有利的方式將彈性層2b和脫模層2c粘合。
特別是耐熱性?xún)?yōu)異的四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(pfa)可優(yōu)選用作所述氟樹(shù)脂。pfa的共聚方式?jīng)]有特別限制,但共聚的實(shí)例包括無(wú)規(guī)共聚、嵌段共聚和接枝共聚。此外,pfa中四氟乙烯(tfe)與全氟烷基乙烯基醚(pave)之間的含量摩爾比認(rèn)為不受特別限制。具體地,可優(yōu)選使用其中tfe/pave的含量摩爾比為94/6至99/1的pfa。
優(yōu)選實(shí)質(zhì)上含有上述氟樹(shù)脂作為脫模層2c中的唯一的粘結(jié)樹(shù)脂。這是因?yàn)楹衅渌鼧?shù)脂組分作為粘結(jié)樹(shù)脂使得紫外線更可能被樹(shù)脂組分吸收。具體地,優(yōu)選不含通過(guò)紫外線照射固化的可紫外線固化的樹(shù)脂如(甲基)丙烯酸系樹(shù)脂。
可以在沒(méi)有阻止紫外線在脫模層2c中的透過(guò)的范圍內(nèi),向脫模層2c中添加其它組分。具體地,就改進(jìn)耐磨耗性和脫模性而言,優(yōu)選使用球形二氧化硅、纖維狀碳填料或氧化鋅填料。
優(yōu)選脫模層2c含有碳原子、氟原子和氧原子作為構(gòu)成元素,并且碳原子、氟原子和氧原子數(shù)量之和與脫模層中所有構(gòu)成元素的數(shù)量之比為90%以上且100%以下。此外,更優(yōu)選所述比例為95%以上,進(jìn)一步優(yōu)選99%以上。當(dāng)碳原子、氟原子和氧原子數(shù)量之和的比例為90%以上時(shí),在隨后將描述的紫外線照射步驟中,紫外線很好地到達(dá)彈性層2b與脫模層2c之間的接觸面,由此使得彈性層2b與脫模層2c之間的粘合性是良好的。
為了使碳原子、氟原子和氧原子數(shù)量之和與脫模層2c的所有構(gòu)成元素的數(shù)量之比落入上述范圍內(nèi),優(yōu)選脫模層2c不含有紫外線吸收化合物如芳香族烴類(lèi)、芳香族羧酸類(lèi)及其鹽、芳香族醛類(lèi)、芳香族醇類(lèi)、芳香族胺類(lèi)及其鹽、芳香族磺酸類(lèi)及其鹽、和酚類(lèi),或者不包含光催化劑如氧化鈦。
雖然脫模層2c中構(gòu)成元素的比例可以由通過(guò)已知的方法如eds分析(能量分散型x射線光譜儀)或epma分析(電子探針顯微分析儀)的測(cè)量來(lái)獲得,但在本發(fā)明中,所述比例通過(guò)epma分析來(lái)測(cè)量。測(cè)量方法將在實(shí)施例中詳細(xì)描述。
為了改進(jìn)定影性能,脫模層2c的厚度優(yōu)選為50μm以下??紤]到通過(guò)與紙的摩擦而磨耗脫模層2c(氟樹(shù)脂管),其厚度優(yōu)選為10μm以上。
(4-2)脫模層的形成方法
作為脫模層2c,從成性性和調(diào)色劑脫模性的觀點(diǎn),優(yōu)選使用氟樹(shù)脂管。氟樹(shù)脂管可以以如下方式來(lái)獲得:將上述氟樹(shù)脂材料供給至擠出機(jī),通過(guò)加熱熔融,通過(guò)具有預(yù)定尺寸的環(huán)形狀的模頭(die)擠出并冷卻。
優(yōu)選進(jìn)行成形,以使氟樹(shù)脂管的內(nèi)徑小于彈性層2b的外徑。這是為了在隨后將描述的氟樹(shù)脂管覆蓋步驟中,使用彈性層2b覆蓋直徑增大的氟樹(shù)脂管。在所述步驟中,具體地,基于插入前的氟樹(shù)脂管的內(nèi)徑,彈性層2b插入后的氟樹(shù)脂管的內(nèi)徑(即彈性層2b的外徑)與插入前的氟樹(shù)脂管的內(nèi)徑之間的差值落在4%以上且7%以下的范圍內(nèi)。
(5)彈性層與脫模層之間的粘合性
關(guān)于定影構(gòu)件,重要的是,在如由日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(jis)k6854-1:1999規(guī)定的90°剝離粘合強(qiáng)度試驗(yàn)(以下,也簡(jiǎn)稱(chēng)為"剝離試驗(yàn)")中彈性層引起內(nèi)聚破壞。
圖4顯示剝離試驗(yàn)的示意圖。將芯(未示出)插入定影膜2中,并通過(guò)使用可沿圖4中r方向旋轉(zhuǎn)的軸承(未示出)從外側(cè)夾住芯的兩端來(lái)保持。接著,使用刮刀在定影膜2的構(gòu)件的圓周方向從脫模層的表面切出25mm寬的狹縫,以到達(dá)彈性層的表面。在該情況下,作為參考,狹縫的深度為40至200μm。接著,沿定影膜2的長(zhǎng)度方向,在切出狹縫的部分進(jìn)行切割,所述部分被認(rèn)為是剝離端h。應(yīng)注意,狹縫的圓周長(zhǎng)度距離剝離端h為50至90mm。
在該剝離端h處,使用刮刀,使脫模層從脫模層與彈性層之間的界面部分強(qiáng)制剝離,并使用剝離評(píng)價(jià)試驗(yàn)機(jī)的測(cè)力計(jì)夾住剝離端h。接著,從芯的旋轉(zhuǎn)軸的正上面,沿垂直方向f,以分速(50mm/min)拉表面部分并使其剝離直到圓周長(zhǎng)度達(dá)到70mm。在這方面,重要的是,在剝離端h的根部,剝離方向f相對(duì)于定影膜2的主體的切線方向保持90°,同時(shí)剝離距離達(dá)到至少70mm。作為保持90°的具體方法,在使用剝離評(píng)價(jià)試驗(yàn)機(jī)的測(cè)力計(jì)夾住剝離端h時(shí),夾住端部以使剝離表面構(gòu)成90°。接著,與從芯的旋轉(zhuǎn)軸的正上面,沿垂直方向f,以一定的移動(dòng)速度(50mm/min)剝離同時(shí),可使芯沿圖4中r方向旋轉(zhuǎn),以使芯在切線上的移動(dòng)速度等于在垂直方向f上的移動(dòng)速度。具體地,當(dāng)定影膜2的外徑為30mm時(shí),芯以0.53rpm(轉(zhuǎn)/分鐘)旋轉(zhuǎn)使得剝離方向f在剝離端h的根部能夠相對(duì)于定影膜2的主體的切線方向保持90°的角。
對(duì)于由剝離試驗(yàn)形成的斷裂面,根據(jù)由日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(jis)k6866:1999所要求的"粘合劑-主要破壞樣式的名稱(chēng)(adhesivesdesignationofmainfailurepatterns)"來(lái)確定彈性層的破壞方式。
粘合破壞:在粘合劑與涂布劑之間的界面處目視可見(jiàn)具有裂紋的粘合劑粘結(jié)的破壞
內(nèi)聚破壞:在粘合劑或涂布劑中目視可見(jiàn)具有裂紋的結(jié)合堆積物的破壞
更具體地,在本發(fā)明中,彈性層的內(nèi)聚破壞為在彈性層中具有斷裂面的裂紋的可見(jiàn)破壞。
(6)定影構(gòu)件的制造方法
定影膜2可通過(guò)下述步驟來(lái)制造:在基材2a上形成包含硅橡膠的彈性層2b;層壓由上述氟樹(shù)脂管組成的脫模層2c,以使其與彈性層2b的表面直接接觸;和通過(guò)用紫外線照射彈性層2b與脫模層2c之間的接觸面來(lái)粘合彈性層2b和脫模層2c。
(6-1)在彈性層的表面上層壓氟樹(shù)脂管的步驟
如先前描述的,使氟樹(shù)脂管成形,以使其內(nèi)徑小于彈性層2b的外徑。然后,通過(guò)將氟樹(shù)脂管放到圓筒狀彈性層2b上,使氟樹(shù)脂管保持增大的直徑。
用氟樹(shù)脂管的覆蓋方法沒(méi)有特別限制,但可優(yōu)選使用用外部擴(kuò)張的氟樹(shù)脂管覆蓋的方法(以下也稱(chēng)為"擴(kuò)張覆蓋法")。在擴(kuò)張覆蓋法中,當(dāng)基材2a具有帶的形狀時(shí),將圓筒狀或圓柱狀的芯18插入具有形成在表面上的彈性層2b的基材2a中,并且使用氟樹(shù)脂管覆蓋兩者的組合w(以下,也稱(chēng)為"具有圓筒狀彈性層的基材w")的外周。
將參考圖5詳細(xì)描述擴(kuò)張覆蓋法。將氟樹(shù)脂管2c配置在內(nèi)徑比具有圓筒狀彈性層的基材w的外徑大的管狀可擴(kuò)張模型m的內(nèi)表面上。使氟樹(shù)脂管2c伸長(zhǎng)至預(yù)定的伸長(zhǎng)率,氟樹(shù)脂管2c折回到管狀可擴(kuò)張模型m的外表面,并固定氟樹(shù)脂管2c的折回端部。在這方面,將保持伸長(zhǎng)的氟樹(shù)脂管2c固定在管狀可擴(kuò)張模型m上。
優(yōu)選使用由石英玻璃制成的模型作為管狀可擴(kuò)張模型m。這是因?yàn)榫哂懈咦贤饩€透射的石英玻璃由此使得能夠在隨后將描述的紫外線照射步驟中使用紫外線照射管狀可擴(kuò)張模型m的外表面。然而,本發(fā)明不限于此,而也可以使用金屬的管狀可擴(kuò)張模型。在該情況下,在隨后描述的紫外線照射步驟中,使用紫外線照射已從管狀可擴(kuò)張模型m取下的帶。
接著,將氟樹(shù)脂管2c的外表面與管狀可擴(kuò)張模型m的內(nèi)表面之間的間隙部分轉(zhuǎn)變成真空,以使氟樹(shù)脂管2c的外表面和管狀可擴(kuò)張模型m的內(nèi)表面牢固地粘附。然后,將具有圓筒狀彈性層的基材w插入氟樹(shù)脂管2c內(nèi)。認(rèn)為對(duì)管狀可擴(kuò)張模型m的內(nèi)徑?jīng)]有特別限制,只要順利地實(shí)現(xiàn)插入即可。此后,破壞氟樹(shù)脂管2c的外表面與管狀可擴(kuò)張模型m的內(nèi)表面之間的間隙部分的真空狀態(tài),以使氟樹(shù)脂管2c牢固地粘附至彈性層2b的表面。
在這方面,優(yōu)選氟樹(shù)脂管2c的直徑基于直徑增大之前的內(nèi)徑在4%以上且7%以下的范圍內(nèi)(以下,"直徑增大百分比")增大。該直徑增大百分比能夠通過(guò)相對(duì)于具有圓筒狀彈性層的基材w的外徑調(diào)節(jié)用于氟樹(shù)脂管2c的擠出成形的環(huán)狀模頭的尺寸和擠出成形時(shí)的下拉率(pull-downratio)來(lái)獲得。
此外,基于氟樹(shù)脂管2c的整個(gè)長(zhǎng)度,優(yōu)選使氟樹(shù)脂管2c沿氟樹(shù)脂2c的長(zhǎng)度方向在6%以上且8%以下的范圍內(nèi)(以下,"伸長(zhǎng)率")伸長(zhǎng)。這是因?yàn)椋诟采w內(nèi)徑小于具有圓筒狀彈性層的基材w的外徑的氟樹(shù)脂管2c的情況下,通過(guò)增大圓周方向的直徑來(lái)縮短氟樹(shù)脂管2c的長(zhǎng)度方向的尺寸(與直徑增大之前的長(zhǎng)度相比)。在這方面,氟樹(shù)脂管2c的整個(gè)長(zhǎng)度基于用氟樹(shù)脂管2c覆蓋具有圓筒狀彈性層的基材w后的氟樹(shù)脂管2c的長(zhǎng)度。
除如上所述的用預(yù)先伸長(zhǎng)預(yù)定量的氟樹(shù)脂管覆蓋的方法之外,本步驟可采用用氟樹(shù)脂管覆蓋彈性層,然后使氟樹(shù)脂管伸長(zhǎng)預(yù)定量的方法。在后一種情況中,為了提高氟樹(shù)脂管的內(nèi)表面與彈性層表面之間的光滑性,優(yōu)選預(yù)先在氟樹(shù)脂管與彈性層之間插入揮發(fā)性液體等。
(6-2)粘合彈性層和氟樹(shù)脂管的步驟
在本步驟中,使用紫外線照射在先前步驟中放置到彈性層2b表面上的氟樹(shù)脂管2c的外側(cè),以粘合彈性層2b和氟樹(shù)脂管2c。
用于紫外線照射的光源沒(méi)有特別限制,但優(yōu)選使用具有254nm的中心波的低壓汞燈或具有172nm的中心波長(zhǎng)的準(zhǔn)分子uv燈。
使用在所述波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紫外線照射氟樹(shù)脂管2c的外側(cè),由此導(dǎo)致氟樹(shù)脂管2c透過(guò)紫外線,并照射彈性層2b與氟樹(shù)脂管2c之間的接觸面。在該情況下,在接觸面上,認(rèn)為包含硅橡膠的彈性層2b的表面吸收紫外線,并通過(guò)來(lái)源于硅橡膠的si-c鍵和c-h鍵的解離生成活性物質(zhì)如甲基自由基和羥基自由基。這些活性物質(zhì)是高反應(yīng)性的,并認(rèn)為抽取接觸的氟樹(shù)脂管2c中的氟原子,由此在硅與氟樹(shù)脂之間形成鍵。結(jié)果,認(rèn)為氟樹(shù)脂管2c粘合至彈性層2b。
來(lái)自用于照射彈性層2b與氟樹(shù)脂管2c之間的接觸面的紫外線的每單位面積的光的累計(jì)量?jī)?yōu)選為300mj/cm2以上且5000mj/cm2以下。上述范圍內(nèi)的來(lái)自紫外線的光的累計(jì)量提供具有高粘合性和充分的柔軟性的定影膜。
來(lái)自紫外線的光的累計(jì)量可通過(guò)已知的方法來(lái)測(cè)量。通過(guò)在芯18上設(shè)置以使紫外線光度計(jì)(例如,紫外線積分式光度計(jì)(商品名:c8026/h8025-18510;來(lái)自hamamatsuphotonicsk.k.))的表面與紫外線燈之間的距離幾乎等于與硅橡膠層的表面的距離,來(lái)測(cè)量一定的照射時(shí)間的紫外線的量。因此,可計(jì)算在硅橡膠層表面的位置處每單位體積的光的累計(jì)量。
(7)彈性層與脫模層之間的邊界區(qū)域
使用通過(guò)x射線光電子能譜(xps)得到的窄掃描光譜,能夠證實(shí)在通過(guò)部分(6)中描述的制造方法得到的定影構(gòu)件(定影膜)中脫模層與彈性層之間形成了新的鍵。
當(dāng)脫模層包含選自由四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(pfa)和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(fep)組成的組的氟樹(shù)脂時(shí),在定影構(gòu)件沿厚度方向的截面中的彈性層與脫模層之間的邊界區(qū)域中,在通過(guò)聚焦在氟原子的1s軌道中的電子狀態(tài)的x射線光電子能譜得到的窄掃描光譜中,發(fā)現(xiàn)表示氟原子的結(jié)合狀態(tài)的峰朝向-cf2-cf2-骨架的結(jié)合能的峰的低能量側(cè)偏移。由上述,在作為pfa或fep的主骨架的-cf2-cf2-骨架中,推測(cè)c和f之間的鍵斷裂,由此f結(jié)合至電負(fù)性比c低的元素。此外,認(rèn)為存在于pfa或fep與彈性層之間的邊界區(qū)域中的電負(fù)性比c原子低的元素為硅,因此推測(cè)在所述邊界區(qū)域內(nèi),形成了氟原子與硅原子之間的鍵。
更具體地,表示氟原子的結(jié)合狀態(tài)的峰已經(jīng)朝向-cf2-cf2-骨架的結(jié)合能的峰頂位置的低能量側(cè)偏移至少2ev。進(jìn)一步具體地,當(dāng)-cf2-cf2-骨架的結(jié)合能的峰的峰頂位置標(biāo)準(zhǔn)化為688.7ev時(shí),表示氟原子的結(jié)合狀態(tài)的峰的峰頂位置位于686.3±0.5ev的范圍內(nèi)。
關(guān)于通過(guò)x射線光電子能譜測(cè)量窄掃描光譜的方法的細(xì)節(jié)將給出在實(shí)施例中。
(8)圖像形成裝置
圖2a為作為根據(jù)本發(fā)明的圖像形成裝置的實(shí)例的圖像形成裝置100的實(shí)例的構(gòu)成示意圖,其裝配有使用定影膜作為通過(guò)熱處理使記錄介質(zhì)上的未定影的調(diào)色劑圖像定影的定影裝置的圖像加熱裝置114。該圖像形成裝置100為使用電子照相系統(tǒng)的彩色打印機(jī)。
基于從外部主機(jī)裝置200如個(gè)人電腦或圖像閱讀器輸入至圖像形成裝置中的控制電路單元(控制單元)101的電圖像信號(hào),圖像形成裝置100在作為記錄介質(zhì)(記錄媒介)的片狀記錄介質(zhì)p上形成彩色圖像??刂齐娐穯卧?01包括cpu(運(yùn)算單元)和rom(存儲(chǔ)單元)等,并且與圖像形成裝置100的主機(jī)裝置200或操作單元(未示出)交換各種電信息。此外,控制電路單元101通常根據(jù)預(yù)定控制程序或參考表來(lái)控制圖像形成裝置100的圖像形成操作。
y、c、m和k是指形成黃色、青色、品紅色和黑色顏色的調(diào)色劑圖像的四個(gè)圖像形成單元,其從圖像形成裝置100的底部以y、c、m和k的順序設(shè)置。各圖像形成單元y、c、m和k各自具有作為圖像承載構(gòu)件的電子照相感光鼓51,作為在電子照相感光鼓51上起作用的處理單元的充電裝置52、顯影裝置53和清潔裝置54等。黃色的圖像形成單元y的顯影裝置53中容納有黃色調(diào)色劑作為顯影劑,而青色的圖像形成單元c的顯影裝置53中容納有青色調(diào)色劑作為顯影劑。品紅色的圖像形成單元m的顯影裝置53中容納有品紅色調(diào)色劑作為顯影劑,而黑色的圖像形成單元k的顯影裝置53中容納有黑色調(diào)色劑作為顯影劑。提供通過(guò)暴露至電子照相感光鼓51形成靜電潛像的光學(xué)系統(tǒng)55以對(duì)應(yīng)于上述四個(gè)顏色的圖像形成單元y、c、m和k。作為光學(xué)系統(tǒng),使用激光掃描曝光光學(xué)系統(tǒng)。
在各圖像形成單元y、c、m或k中,基于圖像數(shù)據(jù),通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)55,使通過(guò)充電裝置52均勻帶電的電子照相感光鼓51進(jìn)行掃描曝光。因此,在電子照相感光鼓51的表面上形成對(duì)應(yīng)于掃描曝光圖像圖案的靜電潛像。通過(guò)顯影裝置53,使靜電潛像顯影為調(diào)色劑圖像。更具體地,例如,在黃色的圖像形成單元y的電子照相感光鼓51上形成對(duì)應(yīng)于全色圖像的黃色組分圖像的黃色調(diào)色劑圖像。
將形成在各圖像形成單元y、c、m和k的電子照相感光鼓51上的上述顏色的調(diào)色劑圖像,與各電子照相感光鼓51的旋轉(zhuǎn)同步,以預(yù)定排列順次疊加到以基本上相等的速度旋轉(zhuǎn)的中間轉(zhuǎn)印體56上作為一次轉(zhuǎn)印。因此,通過(guò)合成在中間轉(zhuǎn)印體56上形成未定影的全色調(diào)色劑圖像。在本實(shí)施方式中,環(huán)形中間轉(zhuǎn)印帶用作中間轉(zhuǎn)印體56,中間轉(zhuǎn)印帶56纏繞在驅(qū)動(dòng)輥57、與二次轉(zhuǎn)印輥相對(duì)的輥58和張力輥59這三個(gè)輥上并拉伸,并由驅(qū)動(dòng)輥57驅(qū)動(dòng)。
一次轉(zhuǎn)印輥60用作調(diào)色劑圖像從各圖像形成單元y、c、m和k的電子照相感光鼓51向中間轉(zhuǎn)印帶56的一次轉(zhuǎn)印用單元。將具有與調(diào)色劑相反極性的一次轉(zhuǎn)印偏壓從偏壓電源(未示出)施加至一次轉(zhuǎn)印輥60。因此,調(diào)色劑圖像從各圖像形成單元y、c、m和k的電子照相感光鼓51一次轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶56上。
在將調(diào)色劑圖像在各圖像形成單元y、c、m和k中從電子照相感光鼓51一次轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶56之后,通過(guò)清潔裝置54除去殘留在電子照相感光鼓51上的調(diào)色劑。
與中間轉(zhuǎn)印帶56的旋轉(zhuǎn)同步,對(duì)黃色、青色、品紅色和黑色各顏色,以通過(guò)在中間轉(zhuǎn)印帶56上順次疊加形成各顏色的一次轉(zhuǎn)印調(diào)色劑圖像的方式進(jìn)行上述步驟。應(yīng)注意,在僅單色圖像形成(單色模式)的情況下,僅對(duì)目標(biāo)顏色進(jìn)行上述步驟。
另一方面,分離出記錄介質(zhì)盒61內(nèi)的一片記錄介質(zhì)p,并通過(guò)進(jìn)給輥62在預(yù)定時(shí)間下進(jìn)給。然后,通過(guò)一對(duì)對(duì)齊輥63,在預(yù)定時(shí)間下,將記錄介質(zhì)p輸送至纏繞在與二次轉(zhuǎn)印輥相對(duì)的輥58上的中間轉(zhuǎn)印帶56的一部分與二次轉(zhuǎn)印輥64之間的作為壓力接觸部的轉(zhuǎn)印輥隙部。在將具有與調(diào)色劑相反極性的偏壓通過(guò)偏壓電源(未示出)施加至二次轉(zhuǎn)印輥64的情況下,將形成在中間轉(zhuǎn)印帶56上的一次轉(zhuǎn)印調(diào)色劑圖像共同轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)p上(二次轉(zhuǎn)印)。
通過(guò)中間轉(zhuǎn)印帶清潔裝置65,除去二次轉(zhuǎn)印后殘留在中間轉(zhuǎn)印帶56上的二次轉(zhuǎn)印殘留調(diào)色劑。通過(guò)圖像加熱裝置114,將二次轉(zhuǎn)印在記錄介質(zhì)p上的未定影的調(diào)色劑圖像在記錄介質(zhì)p上熔融并且以顏色混合的形式定影,并通過(guò)排紙路徑66將全色打印物排出至收集板67。
(9)圖像加熱裝置
圖像加熱裝置是指將使用熱和壓力的熱處理施加至其上支承有圖像的記錄介質(zhì)的裝置。此類(lèi)圖像加熱裝置的實(shí)例包括將熱處理施加至記錄介質(zhì)上的未定影的調(diào)色劑圖像,由此使圖像定影或暫時(shí)定影的裝置。此外,所述實(shí)例包括將熱處理施加至定影在記錄介質(zhì)上的圖像,由此提高圖像的光澤的光澤提高裝置,和將用于干燥的熱處理施加至具有通過(guò)噴墨法形成在其上的圖像的記錄介質(zhì)的裝置。
圖2b為使用定影膜2作為電子照相用構(gòu)件的圖像加熱裝置114的主要部分的截面示意圖。在以下描述中,加熱裝置114和構(gòu)成圖像加熱裝置114的構(gòu)件,較長(zhǎng)的方向是指記錄介質(zhì)p的平面內(nèi)與記錄介質(zhì)p的輸送方向垂直的方向,而較短的方向是指記錄介質(zhì)p的平面內(nèi)與記錄介質(zhì)p的輸送方向平行的方向。此外,寬度是指沿較短的方向的尺寸,而長(zhǎng)度是指沿較長(zhǎng)的方向的尺寸。
本實(shí)例中的圖像加熱裝置114為基于作為基本上是眾所周知的技術(shù)的膜加熱方式的所謂的無(wú)張力型圖像加熱裝置?;谀ぜ訜岱绞降膱D像加熱裝置使用柔軟的環(huán)形帶狀的或圓筒狀的耐熱性定影膜2作為定影構(gòu)件。此外,調(diào)節(jié)所述裝置以使定影膜2的周長(zhǎng)的至少一部分始終是無(wú)張力的(不施加任何張力),并通過(guò)加壓輥(加壓轉(zhuǎn)子)6的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)定影膜2的旋轉(zhuǎn)。在本實(shí)施方式中,作為定影構(gòu)件的定影膜2為如上所述配置的膜。
在圖2b中,作為加熱體支承構(gòu)件和膜導(dǎo)向構(gòu)件二者的支撐物(stay)1為由耐熱樹(shù)脂制成的槽型剛性構(gòu)件,其在較長(zhǎng)的方向(與圖垂直的方向)長(zhǎng)且截面為基本上半圓形。在本實(shí)施方式中,高耐熱性的液晶聚合物用作支撐物1的材料。此外,在支撐物1的沿較長(zhǎng)方向的中心部分附近,容納設(shè)置為與作為加熱構(gòu)件的加熱器3接觸的熱敏電阻(溫敏元件)5的孔1b設(shè)置為與凹槽1a連通。在本實(shí)施方式中,加熱器3為所謂的陶瓷加熱器,并且安裝在支撐物1下面的沿較短方向的中央、沿支撐物1的較長(zhǎng)方向設(shè)置的凹槽1a內(nèi)而固定并支承。
作為定影構(gòu)件的定影膜2為柔軟且耐熱性?xún)?yōu)異的圓筒狀膜,并且調(diào)節(jié)以在圓周具有余量的情況下寬松地安裝在支承加熱器3的支撐物1的外周上。此外,在定影膜2的內(nèi)周面(內(nèi)表面)上,將油脂施加至加熱器3以改進(jìn)滑動(dòng)性。上述支撐物1、加熱器3和定影膜2等構(gòu)成加熱組件4。
作為支承構(gòu)件的加壓輥(加壓轉(zhuǎn)子)6與固定在支撐物1中的加熱器3相對(duì),定影膜2插入其間。本實(shí)施方式的加壓輥6構(gòu)成為具有如鐵、不銹鋼和鋁等的圓形的芯軸6a,所述芯軸6a上覆蓋有作為耐熱彈性層6b的硅酮發(fā)泡體,且進(jìn)一步覆蓋有作為脫模層6c的氟樹(shù)脂管。此外,通過(guò)支撐物1和加壓輥6之間的加壓結(jié)構(gòu)(未示出)施加預(yù)定壓力。該壓力導(dǎo)致加壓輥6的彈性層6b與插入其間的定影膜2一起沿加熱器3經(jīng)歷彈性變形。因此,加壓輥6形成輥隙部(定影輥隙部)n,其具有通過(guò)加熱記錄介質(zhì)p上承載的未定影的調(diào)色劑圖像t而定影所需要的預(yù)定寬度,同時(shí)定影膜2插入其間。
至少在形成圖像時(shí),通過(guò)由控制電路單元101控制的電機(jī)(驅(qū)動(dòng)單元)m,使加壓輥6沿箭頭表示的逆時(shí)針?lè)较蛞灶A(yù)定速度旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。加壓輥6的旋轉(zhuǎn)在輥隙部n中在加壓輥6與定影膜2之間產(chǎn)生摩擦力。因此,定影膜2圍繞支撐物1的外周、沿箭頭表示的順時(shí)針?lè)较?、以與加壓輥6的旋轉(zhuǎn)圓周速度基本上對(duì)應(yīng)的圓周速度旋轉(zhuǎn),同時(shí)滑動(dòng)與加熱器3的底部緊密接觸的膜的內(nèi)表面。更具體地,其以與從圖像形成單元側(cè)輸送的其上具有未定影的調(diào)色劑圖像t的記錄介質(zhì)p的輸送速度幾乎相同的圓周速度旋轉(zhuǎn)。
此外,通過(guò)從電源裝置102供給電能來(lái)提高加熱器3的溫度。通過(guò)熱敏電阻5檢測(cè)加熱器3的溫度,并將檢測(cè)到的溫度的信息反饋到控制電路單元101??刂齐娐穯卧?01控制從電源裝置102向加熱器3的電能輸入,以使從熱敏電阻5檢測(cè)的溫度輸入保持在預(yù)定目標(biāo)溫度(定影溫度)下。
在調(diào)節(jié)到預(yù)定定影溫度的加熱器3和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的加壓輥6的情況下,將具有未定影的調(diào)色劑圖像t的記錄介質(zhì)p導(dǎo)入至輥隙部n,其中所述記錄介質(zhì)p的支承調(diào)色劑圖像的表面面向定影膜2。使記錄介質(zhì)p在輥隙部n與定影膜2的外表面緊密接觸,并隨著定影膜2一起夾持輸送。因此,分別通過(guò)定影膜2和加壓輥6將加熱器3的熱量和壓力賦予記錄介質(zhì)p,以使記錄介質(zhì)p表面上的未定影的調(diào)色劑圖像t定影。穿過(guò)輥隙部n的記錄介質(zhì)p自動(dòng)與定影膜2的外周面分離,并輸送到圖像加熱裝置114的外面。
實(shí)施例
以下,將參考實(shí)施例具體描述本發(fā)明,但不認(rèn)為本發(fā)明僅限于所述實(shí)施例。
(實(shí)施例1-1)
(10-1)定影膜的彈性層2b的形成步驟
長(zhǎng)度為240mm、厚度為40μm且外徑為30mm的sus制的金屬帶(柔軟的環(huán)形帶構(gòu)件)用作基材2a。對(duì)于外周面上除5mm的兩端以外的長(zhǎng)度為230mm的區(qū)域,使用橡膠系底漆(商品名:x-33-174a/b,來(lái)自shin-etsusiliconeco.,ltd.),并涂布到基材2a上,以薄且均勻的方式涂布底漆層。然后,將其放入電烘箱中,并在200℃下干燥30分鐘。此外,對(duì)于彈性層2b的材料,使用眾所周知的在側(cè)鏈具有甲基的加成固化型液體硅橡膠(商品名:"ke-1281-a/b",來(lái)自shin-etsusiliconeco.,ltd.),其中混入作為導(dǎo)熱性填料的平均粒徑約6.0μm的破碎形狀的金屬硅填料(商品名:m-si#600,來(lái)自kinseimatecco.,ltd.)。具體地,在其中混入相對(duì)于硅橡膠占30體積%的金屬硅填料。此后,攪拌混合物直到達(dá)到均勻,并在減壓氣氛下放置以脫泡。
通過(guò)先前提到的環(huán)涂法,將由此制備的加成固化型硅橡膠組合物涂布至基材2a上的厚度為300μm的底漆涂布區(qū)域,并在設(shè)置為140℃的烘箱中進(jìn)行一次硫化10分鐘。接著,在相同的烘箱中通過(guò)在200℃焙燒4小時(shí),將硅橡膠圓筒(彈性層2b)粘合至sus制的金屬帶(基材2a)的同時(shí)進(jìn)行二次硫化,由此得到具有彈性層的帶。
此外,使用根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(jis)k6251:2010的啞鈴第三號(hào)樣品測(cè)定的拉伸強(qiáng)度為0.9mpa,所述樣品是通過(guò)使用加成固化型硅橡膠組合物在相同的固化條件下制備的。
(10-2)在彈性層2b的表面上層壓脫模層2c的步驟
通過(guò)擠出成形,使用特氟隆(teflon)(注冊(cè)商標(biāo))pfa丸粒(商品名:451hp-j,來(lái)自dupont-mitsuifluorochemicalscompany,ltd.)得到厚度15μm且內(nèi)徑29.4mm的pfa管。
通過(guò)擴(kuò)張覆蓋法,使用所述pfa管覆蓋形成在先前提到的sus制的金屬帶上的具有外徑為30.6mm的彈性層的帶。本實(shí)施例中的pfa管具有4%的圓周方向的擴(kuò)張百分比和8%的長(zhǎng)度方向伸長(zhǎng)百分比。從本步驟,已經(jīng)確認(rèn)使包含硅橡膠的彈性層2b在整個(gè)圓周上與包括pfa管的脫模層2c均勻接觸,且不包括任何氣泡。
(10-3)彈性層2b和脫模層2c的粘合步驟
使用紫外線從pfa管的表面?zhèn)日丈渑csus帶接觸的pfa管的多層體。具有172nm的中心波長(zhǎng)的準(zhǔn)分子uv燈(商品名:meut-1-500,來(lái)自m.d.excimerinc.)用作紫外線的光源。此外,紫外線照射期間的光的累計(jì)量示于圖1中。根據(jù)本步驟,得到定影膜2,其中由pfa管組成的脫模層2c粘合至彈性層2b的表面。
(10-4)脫模層2c的粘合性的評(píng)價(jià)
在制備的定影膜2上進(jìn)行上述剝離試驗(yàn)。結(jié)果,從所述剝離試驗(yàn)后的截面呈現(xiàn)出內(nèi)聚破壞的事實(shí),確認(rèn)脫模層2c與彈性層2b之間的強(qiáng)固粘合。評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1中。
(10-5)脫模層2c的元素分析
使用能量分散型x射線光譜儀(商品名:"phoenix(super-ufw),來(lái)自edax"),進(jìn)行相當(dāng)于定影膜2的脫模層2c的pfa管的元素分析。在測(cè)量之前,使用來(lái)自jeolltd.的截面拋光儀(商品名:"sm09010")從定影膜2的任意位置的十個(gè)點(diǎn)進(jìn)行5mm×5mm尺寸的剪裁,以制備截面樣品。接著,作為預(yù)處理,使用來(lái)自cressingtonscientificinstrumentsltd.的濺射涂布機(jī)(商品名:"108auto"),用幾個(gè)nm的金-鈀膜覆蓋所制備的截面樣品。然后,對(duì)每個(gè)樣品在沿厚度方向上的五個(gè)點(diǎn)處進(jìn)行元素分析,同時(shí)調(diào)節(jié)測(cè)量條件以在點(diǎn)分析模式下具有5kv的加速電壓。由元素分析的結(jié)果計(jì)算pfa管中碳原子、氟原子和氧原子之和與所有構(gòu)成元素之比。應(yīng)注意,計(jì)算的比例是指所有測(cè)量點(diǎn)的算術(shù)平均值。結(jié)果示于表1中。
(10-6)fpot(首次打印輸出時(shí)間)的測(cè)量
將根據(jù)本實(shí)施例制備的定影膜2作為圖2a和2b中所示的激光束打印機(jī)的圖像加熱裝置114的定影膜2來(lái)安裝。
該激光束打印機(jī)用于啟動(dòng)形成電子照相圖像的操作,并實(shí)施使具有未定影的調(diào)色劑圖像t的記錄介質(zhì)p通過(guò)圖像加熱裝置114的操作,由此形成電子照相圖像。在這方面,啟動(dòng)電子照相圖像的形成,同時(shí)圖像加熱裝置114的定影膜2的表面溫度為室溫(25℃)。測(cè)量從開(kāi)始到定影膜2的表面溫度達(dá)到可定影的溫度(200℃)所需的時(shí)間,由此輸出第一個(gè)電子照相圖像。該時(shí)間稱(chēng)為首次打印輸出時(shí)間(以下,fpot)。
根據(jù)實(shí)施例1的定影膜的fpot為7.2秒。另一方面,在使用如隨后描述的參考例1中制備的定影膜的情況下,fpot為7.6秒。更具體地,與根據(jù)參考例1的定影膜相比,根據(jù)本實(shí)施例的定影膜成功地將fpot降低了6%(=(0.4秒/7.2秒)×100)。這表明,與根據(jù)參考例1的定影膜相比,根據(jù)實(shí)施例1的定影膜2具有改進(jìn)的熱導(dǎo)率,因?yàn)樵趶椥詫?b和氟樹(shù)脂管2c之間不存在可作為耐熱性層的粘合層。
(實(shí)施例1-2、1-3)
除將來(lái)自紫外線的光的累計(jì)量調(diào)節(jié)為表1中所列的值以外,以與實(shí)施例1-1中相同的方式各自制備根據(jù)實(shí)施例1-2和1-3的定影膜2,并進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1中。在本實(shí)施例中,關(guān)于粘合性,破壞方式也是彈性層2b內(nèi)的內(nèi)聚破壞。
(實(shí)施例2-1)
除在粘合彈性層2b和脫模層2c的步驟中使用具有254nm中心波長(zhǎng)的低壓汞uv燈(商品名:glq500us/11,來(lái)自toshibalighting&technologycorporation(曾經(jīng)是harisontoshibalightingcorporation))代替準(zhǔn)分子uv燈(商品名:meut-1-500,來(lái)自m.d.excimerinc.)作為光源以外,以與實(shí)施例1中相同的方式制備定影膜2,并進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1中。在本實(shí)施例中,在粘合性評(píng)價(jià)中,破壞方式也是彈性層2b內(nèi)的內(nèi)聚破壞。
(實(shí)施例2-2、2-3)
除將來(lái)自紫外線的光的累計(jì)量調(diào)節(jié)為表1中所列的值以外,以與實(shí)施例2-1中相同的方式各自制備根據(jù)實(shí)施例2-2和2-3的定影膜2,并進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1中。在本實(shí)施例中,關(guān)于粘合性,破壞方式也是彈性層2b內(nèi)的內(nèi)聚破壞。
(實(shí)施例3)
除在彈性層的表面上層壓脫模層2c的步驟中使用fep丸粒(商品名:140-j,來(lái)自dupont-mitsuifluorochemicalscompany,ltd.)代替特氟隆(注冊(cè)商標(biāo))pfa丸粒(商品名:451hp-j,來(lái)自dupont-mitsuifluorochemicalscompany,ltd.)作為pfa管的基礎(chǔ)材料以外,以與實(shí)施例1中相同的方式制備定影膜2,并進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1中。在本實(shí)施例中,關(guān)于粘合性,破壞方式也是彈性層2b內(nèi)的內(nèi)聚破壞。
(實(shí)施例4-1)
對(duì)于實(shí)施例1-1中制備的定影膜2,通過(guò)下述方法進(jìn)行脫模層2c與彈性層2b之間的邊界區(qū)域的分析。
使用低溫切片機(jī)(商品名:fc6;來(lái)自leica)將定影膜2本身的溫度環(huán)境至調(diào)節(jié)-110℃,并且沿厚度方向切割定影膜2,由此露出截面。
在所述截面內(nèi)的脫模層2c與彈性層2b之間的邊界區(qū)域中,通過(guò)使用x射線光電子光譜計(jì)(商品名:quanterasxm;來(lái)自u(píng)lvac-phi,inc.)通過(guò)x射線光電子光譜法(xps)來(lái)測(cè)量窄掃描光譜。對(duì)于所述測(cè)量,鋁用作對(duì)陰極,將激發(fā)條件調(diào)節(jié)至1.25w×15kv,樣品的使用x射線照射范圍調(diào)節(jié)為φ10μm,光電子檢測(cè)角調(diào)節(jié)為45°。因?yàn)殛P(guān)注集中在表示氟原子的1s軌道中的電子狀態(tài)的結(jié)合能的峰,因而將光譜范圍、通能、步長(zhǎng)和掃描次數(shù)(累積次數(shù))分別調(diào)節(jié)為680至700ev、26ev、0.05ev和10。
得到的窄掃描光譜示出在圖6a中。在圖6a中已經(jīng)確認(rèn),表示氟原子的1s軌道中的電子狀態(tài)的結(jié)合能的峰頂?shù)奈恢脧?88.7ev偏移到686.3ev。
從該結(jié)果,在作為pfa的主骨架的-cf2-cf2-骨架中,推測(cè)c和f之間的鍵斷裂,由此f結(jié)合至電負(fù)性比c低的元素。此外,認(rèn)為存在于pfa(脫模層2c)與彈性層2b之間的邊界區(qū)域中的電負(fù)性比c原子低的元素為硅,因此推測(cè)在所述邊界區(qū)域內(nèi),形成了氟原子與硅原子之間的鍵。
(實(shí)施例4-2)
對(duì)于實(shí)施例3中制備的定影膜2,如同實(shí)施例4-1的情形,完成截面的暴露和通過(guò)xps的測(cè)量。
得到的窄掃描光譜示出在圖6b中。在圖6b中已經(jīng)確認(rèn),表示氟原子的1s軌道中的電子狀態(tài)的結(jié)合能的峰頂?shù)奈恢脧?88.7ev偏移到686.3ev。
從該結(jié)果,如同實(shí)施例4-1的情形,在作為pfa的主骨架的-cf2-cf2-骨架中,推測(cè)c和f之間的鍵斷裂,由此f結(jié)合至電負(fù)性比c低的元素。此外,認(rèn)為存在于fep(脫模層2c)與彈性層2b之間的邊界區(qū)域中的電負(fù)性比c原子低的元素為硅,因此推測(cè)在所述邊界區(qū)域內(nèi),形成了氟原子與硅原子之間的鍵。
(參考例1)
除下述以外:在彈性層的表面上層壓脫模層2c的步驟中,在通過(guò)擴(kuò)張覆蓋法用pfa管覆蓋具有彈性層的帶時(shí),將粘合劑(商品名:se1819cv/a&b,來(lái)自dowcorningtorayco.,ltd.)均勻地涂布至pfa管的內(nèi)表面使得厚度為10μm,然后在200℃的加熱烘箱中進(jìn)行固化和粘合,由此形成脫模層2c,和在紫外線照射步驟中不使用紫外線照射彈性層2b與脫模層2c之間的接觸面;以與實(shí)施例1相同的方式制備定影膜2,并進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1中。在本參考例中,在粘合性評(píng)價(jià)中,破壞方式也是彈性層2b內(nèi)的內(nèi)聚破壞。應(yīng)注意,如上所述,根據(jù)參考例1的定影膜的fpot為7.6秒。
(參考例2)
除在通過(guò)擴(kuò)張覆蓋法用pfa管覆蓋具有彈性層的帶時(shí),將粘合劑(商品名:se1819cv/a&b,來(lái)自dowcorningtorayco.,ltd.)均勻地涂布至4μm的厚度以外,以與參考例1中相同的方式制備定影膜2,并進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1中。在本參考例中,在粘合性評(píng)價(jià)中,破壞方式也是彈性層2b內(nèi)的內(nèi)聚破壞。應(yīng)注意,根據(jù)參考例2的定影膜的fpot為7.5秒。
[表1]
本申請(qǐng)要求2014年9月30日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)no.2014-201851和2015年8月31日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)no.2015-171171的權(quán)益,通過(guò)參考將其整體并入本文中。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
2定影膜
2a基材
2b彈性層
2c脫模層
100圖像形成裝置
114圖像加熱裝置