CN110579952A - 定影构件和热定影设备 - Google Patents
定影构件和热定影设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110579952A CN110579952A CN201910491242.8A CN201910491242A CN110579952A CN 110579952 A CN110579952 A CN 110579952A CN 201910491242 A CN201910491242 A CN 201910491242A CN 110579952 A CN110579952 A CN 110579952A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- elastic layer
- fixing
- heat
- belt
- heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
- G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
- G03G15/2053—Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
- G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
- G03G15/2053—Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
- G03G15/2057—Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating relating to the chemical composition of the heat element and layers thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
- G03G2215/20—Details of the fixing device or porcess
- G03G2215/2003—Structural features of the fixing device
- G03G2215/2016—Heating belt
- G03G2215/2022—Heating belt the fixing nip having both a stationary and a rotating belt support member opposing a pressure member
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
- G03G2215/20—Details of the fixing device or porcess
- G03G2215/2003—Structural features of the fixing device
- G03G2215/2016—Heating belt
- G03G2215/2035—Heating belt the fixing nip having a stationary belt support member opposing a pressure member
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
- G03G2215/20—Details of the fixing device or porcess
- G03G2215/2003—Structural features of the fixing device
- G03G2215/2045—Variable fixing speed
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
- G03G2215/20—Details of the fixing device or porcess
- G03G2215/2003—Structural features of the fixing device
- G03G2215/2048—Surface layer material
- G03G2215/2054—Inorganic filler, e.g. silica powder
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
Abstract
本发明涉及定影构件和热定影设备。提供一种用于热定影设备的定影构件,其能够进一步改进用于使未定影的调色剂热定影的热的利用效率。具有环带形状的定影构件包括基体和在基体上的弹性层,其中弹性层包括硅橡胶和分散在硅橡胶中的填料,并且当将弹性层在厚度方向上的热导率定义为λnd,将弹性层在圆周方向上的热导率定义为λtd,且将弹性层在宽度方向上的热导率定义为λmd时,λnd为1.30W/(m·K)以上,且λnd、λtd和λmd满足如下所示的关系:λnd>λmd>λtd。
Description
技术领域
本公开涉及一种用于电子照相图像形成设备的热定影设备的定影构件,及一种热定影设备。
背景技术
在电子照相图像形成设备的热定影设备中,压接部由加热构件和与加热构件相对设置的加压构件构成。将保持未定影的调色剂图像的记录材料引入压接部时,对未定影的调色剂加热并加压,使调色剂熔融,且将图像定影在记录材料上。加热构件是与记录材料上的未定影的调色剂图像接触的构件,并且加压构件是与加热构件相对设置的构件。根据本公开的定影构件包括加热构件和加压构件。作为定影构件的形状,存在具有辊状或环带形状的可旋转构件。作为这些定影构件,可使用在由金属或耐热性树脂制成的基体上具有弹性层的定影构件,所述弹性层包含,例如,如交联硅橡胶等的橡胶和填料。
近年来,从节能的观点,需要进一步提高对未定影的调色剂进行热定影时热的利用效率。日本专利申请特开No.2006-259712公开了一种热定影构件,其中弹性层包括弹性材料、分散在弹性材料中的碳纤维、以及抑制取向的组分。在该热定影构件中,通过抑制取向的组分而抑制碳纤维在弹性层的表面方向上的取向,并且弹性层在厚度方向上的热导率为1.0W/(m·K)以上。
发明内容
本公开的一个方面旨在提供一种用于热定影设备的定影构件,其能够进一步改进用于使未定影的调色剂热定影的热的利用效率。另外,本公开的另一方面旨在提供一种热定影设备,其有助于更有效地形成电子照相图像。
根据本公开的一个方面,提供了一种具有环带形状的定影构件,其包括基体和在基体上的弹性层,该弹性层包括硅橡胶和分散在硅橡胶中的填料,当将弹性层在厚度方向上的热导率表示为λnd,将弹性层在圆周方向上的热导率表示为λtd,并且将弹性层在宽度方向上的热导率定义为λmd时,λnd为1.30W/(m·K)以上,且λnd、λtd和λmd满足以下式(a)所示的关系。
式(a)
式(a)λnd>λmd>λtd
另外,根据本公开的另一方面,提供一种热定影设备,其包括:加热构件;和与加热构件相对设置的加压构件,其中,加热构件是定影构件。
参考附图从以下示例性实施方案的描述中,本公开的进一步特征将变得明显。
附图说明
图1为用于描述根据本公开的实施方案的定影构件的热传导方向的概念图。
图2A为根据带状的实施方案的定影构件的示意性截面图。
图2B为根据辊状的实施方案的定影构件的示意性截面图。
图3A为当通过电晕充电器对根据本公开的实施方案的定影构件充电时的俯视图。
图3B为当通过电晕充电器对根据本公开的实施方案的定影构件充电时的截面图。
图4为层叠表面层的过程的实例的示意图。
图5为加热带-加压带型热定影设备的实例的示意性截面图。
图6为加热带-加压辊型热定影设备的实例的示意性截面图。
具体实施方式
根据本发明人的研究,根据日本专利申请特开No.2006-259712的热定影构件可以提高弹性层在厚度方向上的热导率。然而,由于弹性层在面内方向上的热导率高于弹性层在厚度方向上的热导率,热定影构件的热在弹性层的面内方向上扩散,因而它并未有效地用于将未定影的调色剂热定影在记录材料上。因此,作为进一步研究的结果,本发明人新发现了一种能够有效地向记录材料上的未定影的调色剂供给热的弹性层的构造。
如图1所示,当将与记录材料S抵接的环带形状的定影构件100的弹性层4在厚度方向上的热导率定义为λnd,将弹性层在圆周方向上的热导率定义为λtd,且将弹性层在与圆周方向垂直的方向上、即在宽度方向上的热导率定义为λmd时,λnd、λtd和λmd满足由以下式(a)表示的关系,使得施加到定影构件的热优选地沿弹性层的厚度方向而不是面内方向传递。
式(a)
λnd>λmd>λtd
结果,定影构件100的热可被更有效地传递至记录材料S和记录材料S上的未定影的调色剂。在下文中,将参考附图详细描述本公开的实施方案。
(1)定影构件的构造概述
根据本公开的一个方面的定影构件可以是,例如,具有如辊状或环带形状等形状的可旋转构件(在下文中,也分别被称为“定影辊”和“定影带”)。
图2A为定影带沿圆周方向的截面图,图2B为定影辊沿圆周方向的截面图。如图2A和2B所示,定影构件具有基体3、在基体3的外表面上包含硅橡胶的弹性层4、以及在弹性层的外表面上的表面层6。另外,可以在弹性层4和表面层6之间设置粘接层5,并且在这种情况下,介由粘接层5将表面层6固定到弹性层4的外周面。
(2)基体
基体的材料没有特别限制,可以适当地使用定影构件领域中已知的材料。构成基体的材料的实例包括如铝、铁、镍和铜等的金属,如不锈钢等的合金,和如聚酰亚胺等的树脂等。
这里,当热定影设备是通过感应加热方式作为定影构件的加热手段来加热基体的热定影设备时,基体由选自由镍、铜、铁和铝组成的组中的至少一种金属制成。其中,特别是从发热效率的观点,优选使用含有镍或铁作为主要组分的合金。另外,主要组分是指构成对象物(这里指基体)的组分中含量最多的组分。
基体的形状可以根据定影构件的形状适当地选择,并且可以是如环带形状、中空圆筒形状、实心圆柱形状和膜形状等各种形状。在定影带的情况下,基体的厚度优选为,例如15至80μm。通过将基体的厚度设定在上述范围内,可以高度地兼顾强度和挠性。
此外,例如,可以在基体的与面向弹性层的一侧的相对侧的表面上设置用于防止在定影带的内周面与其他构件接触时定影带的内周面磨损的层或用于改善与其他构件的滑动性的层。
(3)弹性层
弹性层含有作为粘结剂的硅橡胶和分散在硅橡胶中的填料。另外,当将弹性层在厚度方向上的热导率定义为λnd,将弹性层在圆周方向上的热导率定义为λtd,且将弹性层在与圆周方向垂直的方向上的热导率,即,宽度方向上的热导率定义为λmd时,λnd、λtd和λmd满足以下式(a)中所示的关系,且λnd为1.30W/(m·K)以上。
式(a)
λnd>λmd>λtd
弹性层在厚度方向上的热导率λnd高于弹性层在面内方向上的热导率(λmd、λtd),并且λnd为1.30W/(m·K)以上,使得热容易在弹性层的厚度方向上流动,且热不容易在面内方向上逸出。因此,可以在定影辊隙处有效地将热供应给记录材料和调色剂。从进一步有效利用热的观点,λnd优选为1.40W/(m·K)以上。另外,优选λnd和λtd满足式(b)的关系:λnd×0.9≥λtd。由此,可以更有效地供给热。
弹性层在厚度方向上的热导率λnd可以由以下等式(2)计算。
等式(2)
λnd=αnd×Cp×ρ
在等式(2)中,λnd是弹性层在厚度方向上的热导率(W/(m·K)),αnd是在厚度方向上的热扩散率(m2/s),Cp是定压比热(J/kg·K)),且ρ是密度(kg/m3)。
另外,弹性层在宽度方向上的热导率λmd和弹性层在圆周方向上的热导率λtd可以由以下等式(3)和(4)计算。
等式(3)
λmd=αmd×Cp×ρ
等式(4)
λtd=αtd×Cp×ρ
在等式(3)和(4)中,αmd是在宽度方向上的热扩散率(m2/s),αtd是圆周方向上的热扩散率(m2/s),Cp是定压比热(J/(kg·K)),且ρ是密度(kg/m3)。另外,参考实施例详细说明每个参数的测量方法。
根据该方面的上述热性质可以,例如,通过在厚度方向上排列填料而形成的弹性层来实现。这种弹性层可以,例如,通过以下方法生产。在基体上形成用于形成弹性层的组合物的层(下文中,也称为“组合物层”),该组合物包含导热性填料和粘结剂的原料。在使组合物层热固化之前,使组合物层的外表面带电。由此,认为组合物层中的填料电介质极化并且沿厚度方向排列。结果,可以生产λnd大于λtd和λmd的弹性层。下文将描述使组合物层的外表面带电的方法。
(3-1)硅橡胶
当使用定影构件作为加热构件时,含有硅橡胶的弹性层起到定影时提供优异的追随纸的凹凸的柔软性的层的作用。另外,当定影构件用作加压构件时,弹性层起到用于提供确保定影辊隙的柔软性的层的作用。由于硅橡胶具有高耐热性,即使在非纸张通过区域中温度达到约240℃的高温的环境中也能够保持柔软性,因此硅橡胶特别适合用作弹性层的粘结剂。作为硅橡胶,例如,可以使用下述加成固化型液体硅橡胶的固化产物(下文中,也称为“固化硅橡胶”)。
(3-1-1)加成固化型液体硅橡胶
加成固化型液体硅橡胶通常含有以下组分(a)至(c):
组分(a):具有不饱和脂肪族基团的有机聚硅氧烷;
组分(b):具有与硅键合的活性氢的有机聚硅氧烷;和
组分(c):催化剂。
在下文中,将描述每个组分。
(3-1-2)组分(a)
作为具有不饱和脂肪族基团的有机聚硅氧烷,可以使用任何具有不饱和脂肪族基团如乙烯基的有机聚硅氧烷。例如,由以下结构式1和结构式2表示的化合物可用作组分(a)。
·具有选自由R1R1SiO表示的中间单元和R1R2SiO表示的中间单元组成的组中的任一种或者两种,和由R1R1R2SiO1/2表示的分子末端的直链状有机聚硅氧烷(参见下面的结构式1)。
结构式1
·具有选自由R1R1SiO表示的中间单元和R1R2SiO表示的中间单元组成的组中的任一种或两种,和由R1R1R1SiO1/2表示的分子末端的直链状有机聚硅氧烷(参见下面的结构式2)。
结构式2
在结构式1和结构式2中,R1各自独立地表示不包括不饱和脂肪族基团的未取代的烃基,R2各自独立地表示不饱和脂肪族基团,m和n各自独立地表示0以上的整数。
结构式1和结构式2中由R1表示的不包括不饱和脂肪族基团的未取代的烃基的实例可包括烷基,例如甲基、乙基和丙基。其中,R1优选为甲基。
另外,在结构式1和结构式2中,由R2表示的不饱和脂肪族基团的实例可包括乙烯基、烯丙基、和3-丁烯基等,但R2优选为乙烯基。
结构式1中n=0的直链状有机聚硅氧烷仅在其两个末端具有不饱和脂肪族基团,并且n=1以上的直链状有机聚硅氧烷在其两个末端和侧链具有不饱和脂肪族基团。另外,由结构式2表示的直链状有机聚硅氧烷仅在其侧链具有不饱和脂肪族基团。作为组分(a),可以单独使用一种,也可以两种以上组合使用。
另外,从成型性的观点,组分(a)的粘度优选为100mm2/s以上且50000mm2/s以下。粘度(运动粘度)可以使用基于日本工业标准(以下称为“JIS”)Z8803:2011的毛细管粘度计、或旋转粘度计等测量。另外,在使用商购商品作为组分(a)的情况下,可以参考目录值。
(3-1-3)组分(b)
具有与硅键合的活性氢的有机聚硅氧烷是通过借助铂化合物等的催化作用与组分(a)中的不饱和脂肪族基团反应而形成交联结构的交联剂。
作为组分(b),可以使用具有Si-H键的任何有机聚硅氧烷,但是,例如,可以适当地使用满足以下条件的那些有机聚硅氧烷。作为组分(b),可以单独使用一种,或者可以两种以上组合使用。
·从通过与具有不饱和脂肪族基团的有机聚硅氧烷反应形成交联结构的观点,一个分子中与硅原子键合的氢原子数平均为3个以上。
·尽管描述了与硅原子键合的有机基团是,例如,如上所述的未取代的烃基的实例,但优选该有机基团为甲基。
·硅氧烷骨架(-Si-O-Si-)可以是直链状、支链状或环状中的任何一种。
·Si-H键可以存在于分子中的任何硅氧烷单元中。
作为组分(b),例如,可以使用由以下结构式3和结构式4表示的直链状有机聚硅氧烷。
结构式3
结构式4
在结构式3和结构式4中,R1各自独立地表示不包括不饱和脂肪族基团的未取代的烃基,p表示0以上的整数,q表示1以上的整数。如上所述,R1为不包括不饱和脂肪族基团的未取代的烃基,但优选为甲基。
(3-1-4)组分(c)
作为氢化硅烷化(加成固化)催化剂,例如,可以使用铂化合物。具体地,可提及铂羰基环乙烯基甲基硅氧烷配合物、1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷铂配合物等。
(3-2)填料
作为填料,如上所述,当组合物层的外表面带电时,在组合物层中产生电介质极化的那些填料被排列在组合物层中,并且优选使用具有高热导率的那些填料。这种填料的实例包括碳化硅、氮化硅、氮化硼、氮化铝、氧化铝、氧化锌、氧化镁、二氧化硅、铜、铝、银、铁、镍、金属硅、和碳纤维等。其中,从热导率和电阻值的观点,优选使用选自由氧化铝、氧化锌、金属硅、碳化硅和氧化镁组成的组中的至少一种填料。特别优选使用具有特别高的电阻值的氧化镁。
就弹性层中填料的共混量而言,优选将填料的总体积与弹性层的体积的比设定为30%以上且60%以下。通过将填料的体积比设定为30%以上,可以预期弹性层的高热导率,并且通过将体积比设定为60%以下,可以确保弹性层的柔软性。更优选地,通过将填料的体积比设定为30%以上且50%以下,可以表现出足够的橡胶弹性。
(3-3)
含有硅橡胶的弹性层的弹性模量可以通过组分(a)的类型或共混量、组分(b)的类型或共混量、和组分(c)的类型或共混量来调节,且进一步可选的固化延迟剂的类型或共混量来调节。含有硅橡胶的弹性层更优选具有0.20MPa以上且1.20MPa以下的(拉伸)弹性模量。如果弹性层的弹性模量在该范围内,则弹性层变为低硬度(软)弹性层,并且可以获得高品质的图像。
弹性层的弹性模量和硬度具有平缓的相关性,且弹性模量在上述范围内的弹性层具有约60°以下的Asker C硬度(JIS K7312-1996)并且具有优异的柔软性。如果弹性模量小于0.20MPa,则依赖于热定影设备的构造,当在高温状态下反复压缩时,橡胶可能破损或塑性变形。
弹性层的弹性模量(拉伸模量)例如可以如下测量。用冲孔模(JIS K6251:2017,拉伸8号哑铃状)从弹性层切出样品片,并测量在作为测量位置的中心附近处的厚度。接下来,使用拉伸试验机(设备名称:Strograph EII-L1,由Toyo Seiki Seisaku-sho,Ltd.制造)以200mm/min的拉伸速度在室温下测试切出的样品片。当通过基于测量结果创建其中横坐标表示样品片的应变、纵坐标表示拉伸应力的曲线图,测量数据在应变为0至10%的范围内为线性近似时,由斜率表示拉伸弹性模量。
包含在弹性层中的硅橡胶的组成可以通过使用红外光谱分析仪(FT-IR)(例如,商品名:Frontier FT IR,由PerkinElmer Inc.制造)进行全反射(ATR)测量来确认。作为硅橡胶的主链结构的硅-氧键(Si-O)伴随伸缩振动在波数1020cm-1附近表现出强红外吸收。另外,与硅原子键合的甲基(Si-CH3)的存在可以通过伴随由该结构引起的弯曲振动在波数1260cm-1附近的强红外吸收来确认。
弹性层中固化硅橡胶和填料的含量可以通过使用热重测量设备(TGA)(例如,商品名:TGA851,由Mettler Toledo制造)来确认。具体地,用剃刀等切割弹性层,精确称量约20mg所切出的弹性层,并放入设备中使用的氧化铝盘中。将装有样品的氧化铝盘置于设备中,并在氮气氛围下以20℃/分钟的升温速率从室温加热至800℃,并在800℃的温度下保持1小时。在氮气氛围下随着温度升高,虽然固化硅橡胶组分未被氧化,但通过裂化而分解和除去,因此样品的重量减少。如此,可以通过比较测量前后的重量来确认弹性层中包含的固化硅橡胶组分的含量或填料的含量。
(4)粘接层
粘接层是用于粘接弹性层和表面层的层。用于粘接层的粘接剂可以从已知的粘接剂中适当地选择,并且没有特别限制。然而,从易于处理的观点,优选使用与自粘接组分共混的加成固化型硅橡胶。该粘接剂可含有,例如,自粘接组分、其中由乙烯基代表的不饱和脂肪族基团存在于分子链中的有机聚硅氧烷、有机氢聚硅氧烷和作为交联催化剂的铂化合物。通过借助加成反应使得施涂到弹性层表面的粘接剂固化,可以形成用于将表面层粘接到弹性层的粘接层。
另外,作为自粘接组分,例如,可提及以下内容。
·具有至少一个、优选两个以上选自由如乙烯基等烯基、(甲基)丙烯酰氧基、氢化甲硅烷基(SiH基)、环氧基、烷氧基甲硅烷基、羰基和苯基组成的组中的官能团的硅烷。
·例如具有2至30个硅原子、优选4至20个硅原子的环状或直链状硅氧烷的有机硅化合物。
·分子中也可含有氧原子的非硅系(即分子中不含硅原子)有机化合物。但是一个分子中包含一个以上且四个以下、优选一个以上且两个以下的芳香环,例如具有1价以上且4价以下、优选2价以上且4价以下的亚苯基结构。此外,一个分子中包含可有助于氢化硅烷化加成反应的至少一个、优选两个以上且四个以下的官能团(例如,烯基、(甲基)丙烯酰氧基)。
自粘接组分可以单独使用或两种以上组合使用。另外,从控制粘度和确保耐热性的观点,可以在符合本公开目的的范围内将填料组分添加到粘接剂中。作为填料组分,例如,可提及以下物质。
·二氧化硅、氧化铝、铁氧化物、氧化铈、氢氧化铈、和炭黑等。
粘接剂中包含的各组分的共混量没有特别限制,但可以适当地设定。这种加成固化型硅橡胶粘接剂也是商购可得的并且容易获得的。粘接层的厚度优选为20μm以下。当根据该方面的定影带作为加热带用于热定影设备中时,通过将粘接层的厚度设定为20μm以下,可以将热阻容易地设定为小的,并且可以将来自内表面侧的热有效地传递到记录介质。
(5)表面层
作为可选的表面层优选包含氟树脂,以显示作为防止调色剂粘附到定影构件外表面的脱模层的功能。为了形成表面层,例如,可以使用通过将以下示例的树脂成形为管状而获得。
·四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)。
在上述示例性树脂材料中,从成形性和调色剂脱模性的观点,优选将PFA用于表面层。
表面层的厚度优选为10μm以上且50μm以下。通过将表面层的厚度设定在该范围内,可容易地保持定影构件的适当表面硬度。
(6)生产定影构件的方法
根据该方面的定影构件可以,例如,通过包括以下步骤的生产方法来生产。
(i)使用至少含有填料和粘结剂的原料的组合物在基体上形成弹性层的步骤(形成弹性层的步骤)。
另外,制造方法可包括以下步骤。
(ii)制备基体的步骤;
(iii)在弹性层上形成粘接层的步骤;
(iv)在弹性层上形成表面层的步骤。
上述步骤(i)可具有以下过程。
(i-1)制备含有填料和粘结剂的原料的弹性层用组合物的步骤(制备弹性层用组合物的步骤)。
(i-2)在基体上形成含有该组合物的层的步骤(形成组合物层的步骤)。
(i-3)将组合物层中的导热性填料设定为预定的取向状态的步骤(使导热性填料取向的步骤)。
(i-4)使其中导热性填料处于预定的取向状态的组合物层固化,以形成弹性层的步骤(固化步骤)。
上述步骤(i-2)至(i-4)可以依次或并行进行。在下文中,将详细描述每个步骤。
(ii)准备基体的步骤
首先,准备由上述材料制成的基体。基体的形状可以如上所述适当地设定,并且可以具有,例如,环带形状。可以在基体的内表面上适当地形成用于向定影带赋予如绝热性等各种功能的层,并且还可以在基体的外表面上进行表面处理以向定影构件赋予如粘接性等各种功能。
(i)形成弹性层的步骤
(i-1)制备弹性层用组合物的步骤
首先,制备含有填料和加成固化型液体硅橡胶的弹性层用组合物。
(i-2)形成组合物层的步骤
通过金属成形法、刮刀涂布法、喷嘴涂布法和环涂布法等方法将组合物施加在基体上以形成该组合物的层。
(i-3)使导热性填料取向的步骤
作为在厚度方向上将导热性填料排列于在步骤(i-2)中形成的组合物层中的实施方案,以下将描述使用电晕充电器使组合物层的外表面进行电晕带电的方法。电晕带电方法包括在电晕线和待充电的构件之间具有栅极的栅控电晕器(scorotron)方法和不具有栅极的电晕管(corotron)方法,但是从待带电的构件的表面电位的可控性的观点,优选栅控电晕器方法。
如图3A和3B所示,电晕充电器2包括挡块201和202、屏蔽203和204、以及栅格206。另外,放电线205在挡块201和块202之间伸张。
通过高压电源(未示出)向放电线205施加高电压,并且通过向栅格206施加高电压来控制通过向屏蔽203和204放电而获得的离子流,从而使组合物层401的表面带电。此时,由于基体3或保持基体3的芯1接地(未示出),因此通过控制组合物层401的表面的表面电位可以在组合物层上产生期望的电场。
因此,通过表面电位的衰减在组合物层的圆周方向上产生电位梯度,并且由于施加到弹性层的电场的各向异性,在弹性层表面中的填料的排列中产生各向异性,从而可以生产满足λnd>λmd>λtd的关系的电层。
如不锈钢、镍、钼和钨等材料可以适当地用于放电线205,但是优选使用在金属中非常稳定的钨。在屏蔽203和204的内部伸张的放电线205的形状没有特别限制,但是例如可以使用具有类似锯齿形状的形状或者当放电线被垂直切割时,截面形状是圆形的形状(圆形的截面形状)。放电线205的直径(在与放电线垂直而切割该放电线时的切割表面中)优选为40μm以上且100μm以下。如果放电线205的直径为40μm以上,则可以容易地防止放电线由于因放电的离子碰撞而引起的切断或断裂。另外,如果放电线205的直径为100μm以下,则可以向放电线205施加适当的施加电压以获得稳定的电晕放电,并且可以容易地防止产生臭氧。如图3B所示,扁平栅格206可以设置在放电线205和设置在基体3上的组合物层401之间。这里,从使组合物层401的表面上的带电电位均匀的观点,组合物层401的表面和栅格206的之间的距离优选在1mm以上且10mm以下的范围内。
通过将弹性层的表面充电预定时间以上来产生电场,且填料沿弹性层的厚度方向排列。之后,通过加热等使弹性层固化,以固定填料的排列。使弹性层表面带电的时间(直到填料排列的时间)没有特别限制,但是例如约1秒至60秒,特别是约1秒至20秒。
从对导热性填料产生有效静电相互作用的观点,施加到栅格206的电压的绝对值优选在0.3kV至3kV、特别是0.6kV至2kV的范围内。如果施加的电压的符号等于施加到线的电压的符号,则无论电场是负还是正,电场的方向都是反向的,但是获得的效果是相同的。
(i-4)固化步骤
通过加热等使组合物层固化,以形成其中组合物层中的导热性填料的位置被固定的弹性层。
(iii)在弹性层上形成粘接层的步骤
(iv)在弹性层上形成表面层的步骤
图4为表示介由使用加成固化型硅橡胶粘接剂形成的粘接层5在含有硅橡胶的弹性层4上层叠表面层6的步骤的实例的示意图。首先,将加成固化型硅橡胶粘接剂施涂到形成在基体3的外周面上的弹性层4的表面。此外,将用于形成表面层6的氟树脂管被覆并层叠在其外表面上。氟树脂管的内表面可以预先进行钠处理、准分子激光处理、或氨处理等以提高粘接性。
尽管氟树脂管的被覆方法没有特别限制,但是可以使用涂覆加成固化型硅橡胶粘接剂作为润滑剂的方法、和从外部展开氟树脂管并被覆氟树脂管的方法等。另外,通过使用装置(未示出)可以挤出并除去残留在弹性层4和由氟树脂制成的表面层6之间过量的加成固化型硅橡胶粘接剂。从热导率的观点,挤出后的粘接层5的厚度优选为20μm以下。
接下来,可通过如电炉等的加热单元将加成固化型硅橡胶粘接剂加热预定时间,从而在弹性层4上形成粘接层5和表面层6。另外,加热时间和加热温度等条件可以根据使用的粘接剂等适当设定。通过切割所获得的构件的宽度方向上的两个端部成为期望的长度,可以获得定影构件。
(8)热定影设备
根据本实施方案的热定影设备被构造成使得如一对加热辊和辊、带和辊、以及带和带等的旋转体彼此压接。考虑到作为安装有热定影设备的整个电子照相图像形成设备的如处理速度和尺寸等的条件,适当地选择热定影设备的类型。
在热定影设备中,通过在加热构件和加压构件之间的压接而形成定影辊隙部N,并且将其上通过未定影的调色剂形成图像的作为待加热物体的记录介质S夹持并输送到定影辊隙部N。由未定影的调色剂形成的图像称为调色剂图像t。由此,对调色剂图像t加热并加压。结果,调色剂图像t被熔融并混合,然后冷却从而将图像定影在记录介质上。
在下文中,将参考热定影设备的具体实例来描述热定影设备的构造,但是本公开的范围和应用不限于此。
(8-1)加热带-加压带型热定影设备
图5示出了所谓的双带型热定影设备,其中一对加热带11和如加压带12的旋转体彼此压接,并且图5为使用根据本方面的环带形状的定影构件(定影带)作为加热带11的热定影设备的实例的示意性截面图。
这里,对于热定影设备或构成热定影设备的构件,宽度方向是垂直于图5的纸面的方向。关于热定影设备,前表面是记录介质S的引入侧的表面。左和右是指当从前面观察设备时的左或右。带的宽度是指当从前面观察设备时,左右方向上的带尺寸。记录介质S的宽度是指在与输送方向垂直的方向(带的宽度方向)上记录介质的尺寸。另外,上游或下游是相对于记录介质S的输送方向的上游或下游。
热定影设备包括加热带11和加压带12。加热带11和加压带12是,例如,通过将如图2A所示的定影带张拉到两个辊而获得的加热带和加压带,该定影带设置有由以镍为主要成分的金属制成的挠性基体。
作为加热带11的加热单元,采用能够被具有高能效的电磁感应加热来加热的加热源(感应加热构件和励磁线圈)。感应加热构件13被构造成包括感应线圈13a、励磁芯13b和用于保持它们的线圈保持器13c。通过使用扁平卷绕成椭圆形的绞合线(litz wire),将感应线圈13a设置在突出到感应线圈的中心和两侧的横向E形励磁芯13b上。由于励磁芯13b使用如铁氧体和坡莫合金的高磁导率和低剩余磁速度密度(residual magnetic velocitydensity),因此可以抑制感应线圈13a和励磁芯13b的损耗,并且可以有效地加热加热带11。
如果高频电流从励磁电路14流到感应加热构件13的感应线圈13a,则加热带11的基体感应产生热,并且从基体侧对加热带11进行加热。加热带11的表面温度由如热敏电阻的温度检测元件15检测。与由温度检测元件15检测到的加热带11的温度相关的信号被传递到控制电路单元16。控制电路单元16控制从励磁电路14提供给感应线圈13a的电力,以便将从温度检测元件15接收的温度信息保持在预定的定影温度,从而将加热带11的温度调节到预定的定影温度。
加热带11由作为带旋转构件的辊17和加热侧辊18张拉。辊17和加热侧辊18可各自旋转地支承并支撑在设备的左右侧板(未示出)之间。
辊17为,例如,外径为20mm、内径为18mm且厚度为1mm的铁制中空辊,并且用作向加热带11施加张力的张力辊。加热侧辊18为,例如,高度滑动性的弹性辊,其中作为弹性层的硅橡胶层设置在外径为20mm、内径为18mm的铁合金芯金属上。
加热侧辊18介由驱动齿轮系(未示出)接收来自作为驱动辊的驱动源(马达)M的驱动力,并且按箭头的顺时针方向以预定速度旋转驱动。通过使加热侧辊18设置有如上所述的弹性层,输入到加热侧辊18的驱动力可以有利地传递到加热带11,并且可以形成定影辊隙以确保记录介质与加热带11分离。加热侧辊18具有弹性层,因此对加热侧辊的热传导也减小了,从而有效地缩短了升温时间。
当加热侧辊18被旋转驱动时,由于加热侧辊18的硅橡胶表面与加热带11的内表面之间的摩擦,加热带11与辊17一起旋转。根据加热带11的尺寸选择辊17和加热侧辊18的设置或尺寸。例如,选择辊17和加热侧辊18的尺寸使得具有55mm内径的加热带11可以在未安装加热带11时被张拉。
加压带12由作为带旋转构件的张力辊19和加压侧辊20拉伸。当未安装加压带时加压带的内径为,例如,55mm。张力辊19和加压侧辊20可各自旋转地支承并支撑在设备的左右侧板(未示出)之间。
张力辊19设置有硅酮海绵层,以通过降低外径为20mm且内径为16mm的由铁合金制成的芯金属中的热导率来减少来自加压带12的热传导。加压侧辊20为,例如,由铁合金制成的外径为20mm、内径为16mm且厚度为2mm的低滑动性的刚性辊。类似地,张力辊19和加压侧辊20的尺寸根据加压带12的尺寸来选择。
这里,为了在加热带11和加压带12之间形成辊隙部N,通过借助加压机构(未示出)沿箭头F的方向对旋转轴的左右两端施加预定的按压力,将加压侧辊20按压向加热侧辊18。
另外,为了在不增加设备尺寸的情况下获得宽的辊隙部N,采用加压垫。也就是说,加压垫是作为第一加压垫的定影垫21和作为第二加压垫的加压垫22,其中定影垫21将加热带11压向加压带12,加压垫22将加压带12按压向加热带11。定影垫21和加压垫22支撑并设置在设备的左右侧板(未示出)之间。通过借助加压机构(未示出)沿箭头G的方向施加预定压力,将加压垫22按压向定影垫21。作为第一加压垫的定影垫21设置有与垫基体和带接触的滑动片(低摩擦片)23。作为第二加压垫的加压垫22也设置有与垫基体和带接触的滑动片24。这是由于垫的与带内周面摩擦的部分的磨削增加的问题。通过在带和垫基体之间插置滑动片23和24,可以防止垫的磨削并降低滑动阻力,结果,可以确保良好的带运行性能和带耐久性。
此外,加热带设置有非接触式防静电刷(未示出),并且加压带设置有接触式防静电刷(未示出)。
控制电路单元16至少在进行图像形成时驱动马达M。因此,加热侧辊18被旋转驱动,并且加热带11沿相同方向被旋转驱动。加压带12跟随加热带11旋转。在这种情况下,定影辊隙的最下部被构造成在被辊对18和20夹在加热带11和加压带12之间的同时被传送,这样可以防止带的滑动。定影辊隙的最下部是在定影辊隙处压力分布(记录介质输送方向)最大的部分。
具有未定影的调色剂图像t的记录介质S在将加热带11升高和保持(称为温度控制)在预定的定影温度的状态下被输送到加热带11和加压带12之间的辊隙部N。引入记录介质S,使得承载有未定影的调色剂图像t的表面被引导到加热带11侧。然后,记录介质S的未定影的调色剂图像t在与加热带11的外周面紧密接触的同时被夹持并输送,因此通过施加有来自加热带11的热并施加有按压力而定影在记录介质S的表面上。此时,来自加热带11的被加热基体的热介由被调节了热传导方向的弹性层而向记录介质S有效地传递。此后,记录介质S通过分离构件25与加热带分离并被输送。
如上所述,在使用根据该方面的定影带作为加热带11的热定影设备中,通过感应加热在基体中产生的热倾向于在弹性层的厚度方向而不是在面内方向上流动。因此,在定影辊隙部,可以有效地将热供给至记录介质S和调色剂。
(8-2)加热带-加压辊型热定影设备
图6是显示使用陶瓷加热器作为加热体的加热带-加压辊型热定影设备的实例的示意图。根据该方面的定影带用作加热带。
在图6中,附图标记11是圆筒状或环带形状的加热带,并且可以使用根据本实施方案的定影构件。存在用于保持加热带11的耐热和绝热的带引导件30,以及在与加热带11接触的位置(大约在带引导件30的下表面的中心处)加热加热带11的陶瓷加热器31。陶瓷加热器31装配在沿引导件的长度方向形成的凹槽部分中以被固定地支撑。加热带11松散地装配到带引导件30的外部。另外,用于加压的刚性支柱32***带引导件30的内部。
另一方面,加压辊33与加热带11相对设置。加压辊33,在该实例中为弹性加压辊,即,设置有由硅橡胶制成的弹性层33b的芯金属33a,因此其硬度降低,并且芯金属33a的两个端部可旋转地支承并设置在设备的前后机箱侧板(未示出)之间。另外,弹性加压辊涂覆有四氟乙烯/全氟烷基醚共聚物(PFA)管以提高表面性能。
通过分别压缩在用于加压的刚性支柱32的两个端部之间的加压弹簧(未示出)和在设备机箱一侧上的弹簧接收构件(未示出),将按压力施加到用于加压的刚性支柱32。结果,设置在由耐热树脂制成的带引导件30的下表面上的陶瓷加热器31的下表面和加压辊33的上表面彼此按压,其间设置有加热带11,以形成定影辊隙部N。
加压辊33通过驱动单元(未示出)沿箭头所示的逆时针方向旋转驱动。通过加压辊33的旋转驱动,经由加压辊33和加热带11的外表面之间的摩擦力将旋转力施加到加热带11,并且当加热带11通过加热带11的内表面与陶瓷加热器31的下表面在定影辊隙部N处紧密接触而滑动时,加热带11以与加压辊33的旋转圆周速度基本相当的圆周速度沿顺时针方向围绕带引导件30旋转(加压辊驱动方案)。
基于打印开始信号,开始加压辊33的旋转,并且进一步地,开始陶瓷加热器31的加热。在通过使得加压辊33的旋转加热带11的旋转圆周速度稳定,并且设置在陶瓷加热器的上表面上的温度检测元件34的温度上升到预定温度,如180℃的时刻,通过将调色剂图像承载表面侧设置为加热带11侧,在定影辊隙部N处引入作为加热带11和加压辊33之间的待加热材料的承载有未定影的调色剂图像t的记录介质S。记录介质S在定影辊隙部N处介由加热带11与陶瓷加热器31的下表面紧密接触,并且与加热带11一起移动通过定影辊隙部N。当记录介质S移动通过定影辊隙部N时,加热带11的热被施加到记录介质S,并且调色剂图像t被加热并定影在记录介质S的表面上。已经通过定影辊隙部N的记录介质与加热带11的外表面分离并被输送。
作为加热体的陶瓷加热器31是具有低热容量的矩形线状加热体,其中加热体的长度方向是与加热带11和记录介质S的移动方向垂直的方向。陶瓷加热器31优选地包括加热器基板31a、沿加热器基板31a的长度方向设置在加热器基板31a的表面上的发热层31b、设置在其上的保护层31c以及滑动构件31d作为基本部件。这里,加热器基板31a可以由氮化铝等制成。发热层31b可以例如通过借由丝网印刷法等将如银/钯(Ag/Pd)等电阻材料涂覆至约10μm的厚度和1至5mm的宽度来形成。保护层31c可以由玻璃、或氟树脂等制成。应注意,用于热定影设备的陶瓷加热器不限于此。
通过在陶瓷加热器31的发热层31b的两个端部之间供电,发热层31b产生热,并且陶瓷加热器31的温度迅速升高。通过将保护层31c侧向上地装配到沿着引导件的长度方向形成在带引导件30的下表面的大致中心部分处的凹槽中,陶瓷加热器31被固定支撑。陶瓷加热器31的滑动构件31d的表面和加热带11的内表面在与加热带11接触的定影辊隙部N处彼此滑动接触。
如上所述,使用根据本方面的定影带作为加热带11的热定影设备倾向于使得通过与加热带的内周面接触设置的加热器而供给到加热带的热沿弹性层的厚度方向而不是面内方向上流动。因此,在定影辊隙部N处,热可以有效地供给到记录介质S和调色剂。
根据本公开的一个方面,可以获得用于热定影设备的定影构件,其能够进一步改进热的利用效率以使未定影的调色剂热定影。另外,根据本公开的另一方面,可以获得有助于更有效地形成电子照相图像的热定影设备。
[实施例]
在下文中,将参考实施例更详细地描述本公开。
[实施例1]
(1)加成固化型液体硅橡胶组合物的制备
首先,作为组分(a),制备100质量份有机聚硅氧烷(商品名:DMS-V41,由GelestInc.制造,粘度:10000mm2/s),其具有作为仅在分子链两末端处的不饱和脂肪族基团的乙烯基,和作为未取代的烃基的甲基。
接下来,将307.4质量份的氧化镁粉末(商品名:SL-WR,由KONOSHIMA Co.,Ltd.制造)作为填料添加到组分(a)中以获得混合物1。
随后,将溶解在相同重量的甲苯中的0.2质量份1-乙炔基-1-环己醇(由TokyoChemical Industry Co.,Ltd.制造)作为固化延迟剂加入到混合物1中,得到混合物2。
接下来,作为组分(c),将0.1质量份氢化硅烷化催化剂(铂催化剂:1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷铂配合物、1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷和2-丙醇的混合物)加入混合物2中以获得混合物3。
此外,测量作为组分(b)的1.3质量份的具有直链状硅氧烷骨架且仅在侧链具有键合至硅的活性氢基团的有机聚硅氧烷(商品名:HMS-301,由Gelest Inc制造,粘度:30mm2/s)。将测量的有机聚硅氧烷加入混合物3中并充分混合,得到含有46体积%氧化镁粉末的加成固化型液体硅橡胶组合物。
(2)定影带的生产
作为基体,制备内径为55mm、宽度为420mm且厚度为65μm的镍电铸环形套筒。在一系列生产步骤中,通过将芯***其中来处理环形套筒。
将底涂料(商品名:DY39-051A/B,由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)大体均匀地涂布到基体的外周面上,使得其干重为50mg,并且在溶剂干燥之后,用设定为160℃的电炉进行烘烤处理30分钟。
将加成固化型液体硅橡胶组合物涂布到通过环涂法进行底涂料处理的基体上,以形成厚度为450μm的组合物层。
接下来,如图3A和3B所示,电晕充电器2沿着具有组合物层的基体的长度方向彼此相对设置。具体地,电晕充电器2的长度方向大体平行于基体的长度方向设置,并且在以100rpm速度旋转基体的同时对组合物层的表面充电。条件是供给电晕充电器的放电线的电流为-150μA、栅极电位为-950V、且充电时间为20秒。栅电极和组合物层的表面之间的距离为4mm,并且使用直径为50μm的钨丝作为放电线。另外,作为栅格的基体,使用通过对由奥氏体不锈钢(SUS304)制成的厚度为约0.03mm的薄板上的片金属进行蚀刻处理而形成多个通孔的基体。
将具有表面带电的组合物层的基体放入电炉中并在160℃的温度下加热1分钟(初步固化),随后在200℃的温度下加热30分钟(二次固化)使组合物层固化,从而形成弹性层。
加成固化型硅橡胶粘接剂(商品名:SE1819CV A/B,由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)大致均匀地涂布到弹性层的表面上,以具有约20μm的厚度。在使内径为52mm、厚度为40μm的氟树脂管(商品名:NSE,由Gunze LIMITED制造)的直径扩大的同时,使其层叠在弹性层的表面上。接下来,从弹性层和氟树脂管之间挤出多余的粘接剂,以形成厚度为5μm的粘接层。将粘接层在200℃的温度下加热1小时以固化粘接层,并通过粘接层将氟树脂管固定在弹性层上。最后,切割基体和氟树脂管、粘接层和基体上的固化组合物层的两个末端部分,得到宽度为368mm的定影带。
(3)定影带的弹性层的特性评价
在采用与上述生产定影带的方法相同的方法对基体进行底涂料处理之后,通过环涂法形成厚度为450μm的组合物层,使用电晕充电器对其充电,然后通过加热以固化,从而获得弹性层样品。
(3-1)弹性层在厚度方向上的热导率
弹性层在厚度方向上的热导率λnd由以下等式计算。
λnd=αnd×Cp×ρ
在该等式中,λnd是弹性层在厚度方向上的热导率(W/(m·K)),αnd是弹性层在厚度方向上的热扩散率(m2/s),Cp是定压比热(J/kg·K)),且ρ是密度(kg/m3)。这里,通过以下方法测定厚度方向上的热扩散率αnd、定压比热Cp和密度ρ的值。
·热扩散率αnd
使用周期性加热法热性能测量设备(商品名:FTC-1,由ADVANCE RIKO,Inc.制造)在室温(25℃)下测量弹性层在厚度方向上的热扩散率αnd。从弹性层样品中,用切割器切出面积为8×12mm的样品片,并且总共生产五个样品片并用两个聚酰亚胺片(两个聚酰亚胺片的总厚度=17.9μm,α=9.78×10-8m2/s)夹紧,然后测量每个样品片的厚度。接下来,对于每个样品片,在0.5Hz至5Hz的频率范围内进行总共五次的测量,并获得平均值(m2/s)。
·定压比热CP
使用示差扫描量热计(商品名:DSC823e,由Mettler Toledo制造)测量弹性层的定压比热。
具体地,使用铝盘作为样品盘和参考盘。首先,作为空白测量,用将两个盘保持在15℃的恒定温度下10分钟,然后以10℃/分钟的升温速率将盘的温度升高到215℃的程序进行测量,进一步地,将两个盘保持在215℃的恒定温度下10分钟。接着,使用10mg具有已知定压比热的合成蓝宝石作为参考材料,并使用相同的程序进行测量。接下来,从弹性层样品切出与作为参考材料的合成蓝宝石相同量的10mg测量样品,然后放入样品盘中,并且用相同的程序进行测量。使用附属于示差扫描量热计的比热分析软件分析测量结果,并且从进行了五次的测量结果的平均值计算25℃下的定压比热CP。
·密度ρ
使用干式自动密度计(商品名:AccuPic 1330-01,由Shimadzu Corporation制造)测量弹性层的密度。
具体地,使用10cm3的样品池,从弹性层样品切出样品片以满足池体积的约80%,测量该样品片的质量,然后放入样品池中。将样品池置于设备中的测量单元中,使用氦气作为测量用气体,并在气体置换后进行10次体积测量。从样品片的质量和每次测量的体积计算弹性层的密度,并获得平均值。
作为从弹性层的定压比热Cp(J/(kg·K))和密度ρ((kg/m3),以及测得的热扩散率αnd(m2/s)而计算的弹性层在厚度方向上的热导率λnd的结果,热导率λnd的计算值为1.44W/(m·K)。
(3-2)弹性层在表面方向上的热导率
从以下等式计算弹性层在宽度方向上的热导率λmd和弹性层在圆周方向上的热导率λtd。
λmd=αmd×Cp×ρ
λtd=αtd×Cp×ρ
在该等式中,αmd是宽度方向上的热扩散率(m2/s),αtd是圆周方向上的热扩散率(m2/s),Cp是定压比热(J/(kg·K),且ρ是密度(kg/m3)。
这里,定压比热Cp和密度ρ是通过上述方法获得的值,并且通过以下方法获得宽度方向上的热扩散率αmd和圆周方向上的热扩散率αtd。
使用光AC法热扩散率测量设备(商品名:LaserPIT,由ADVANCE RIKO,Inc.制造)在室温(25℃)下测量。首先,用切割器切出5×30mm的样品片,使得弹性层样品的宽度方向或圆周方向为30mm。接下来,将黑体涂料(black body paint)(商品名:JSC-3,由JapanSensor Corporation制造)涂布到样品片的表面上,并通过设定在150℃的电炉烘烤20分钟以生产样品。在以下条件下测量每个样品两次,并获得平均值。测量条件如下:室温、真空中、总时间(总测量时间)为800秒、采样2次、周期(1/频率)为5,速率(样品安装基座的移动速度)为10μm/s和程度(样品安装基座的移动距离)为3000μm。
弹性层在宽度方向上的热导率λmd和弹性层在圆周方向上的热导率λtd由弹性层的定压比热Cp(J/(kg·K))和密度ρ(kg/m3),以及测得的热扩散率αmd(m2/s)和αtd(m2/s)计算。结果,λmd=1.32W/(m·K),λtd=1.23W/(m·K)。
(3-3)弹性层的拉伸弹性模量
测量弹性层的拉伸弹性模量以确认弹性层具有低硬度。具体地,通过冲孔模(JISK6251:2017,拉伸8号哑铃状)切出弹性层样品,并测量样品片在作为测量位置的中心附近处的厚度。接下来,使用拉伸试验机(设备名称:Strograph EII-L1,由Toyo SeikiSeisaku-sho,Ltd.制造)以200mm/min的拉伸速度在室温下测试切出的样品片。应注意,通过基于测量结果,创建其中横坐标上表示样品片的应变、纵坐标上表示拉伸应力的曲线图,当测量数据在应变为0至10%的范围内为线性近似时,拉伸弹性模量由斜率表示。结果,弹性层的拉伸弹性模量为0.80MPa。
定影带的评价
<定影性评价>
将由此获得的定影带组装到电子照相复印机(商品名:imagePRESS C850,由CanonInc.制造)的热定影设备中。然后,将热定影设备安装在复印机上。使用该复印机,将定影温度设为低于标准定影温度,并且在基重为300g/m2的厚纸(商品名:UPM Finesse gloss300g/m2,UPM)上形成实心青色图像。
具体地,将热定影设备的定影温度调节至作为复印机中的标准定影温度的195℃~185℃,以连续地形成五个实心青色图像并测量第五个实心图像的图像浓度。接下来,将实心图像的调色剂表面用施加了4.9kPa(50g/cm2)负荷的镜片清洁纸在该调色剂表面的相同方向摩擦三次,并测量摩擦后的图像浓度。然后,当摩擦前后的图像浓度的降低率(=[摩擦前后的图像浓度的差/摩擦前的图像浓度]×100))小于5%时,确定调色剂被固定到厚纸。基于以下标准评价结果。使用反射浓度计(由Macbeth生产)测量图像浓度。
另外,除了将定影温度调节至180℃之外,以与上述相同的方式评价调色剂被固定到厚纸上的状态。
等级A:在180℃的定影温度下调色剂固定到厚纸上。
等级B:在185℃的定影温度下调色剂固定到厚纸上。
等级C:在185℃的定影温度下调色剂未固定到厚纸上。
<图像品质评价>
目视观察在上述定影性评价中制作的第五个实心图像,并基于以下标准评价光泽不均匀的存在与否及其程度。
等级A:因为没有光泽不均匀而非常优异。
等级B:因为没有光泽不均匀而优异。
等级C:有轻微的光泽不均匀。
<耐久性评价>
在定影温度设为标准定影温度(195℃)的状态下,进行在A4尺寸普通纸上连续形成青色实心图像,并且基于以下标准记录和评价在定影带的弹性层破损或塑性变形时的纸张的数量。在即使当图像张数达到740,000时,定影带的弹性层中仍没有发生破损或塑性变形的情况下,在形成740,000张图像之后停止图像形成。
等级A:即使经由形成740,000张图像,定影带的弹性层中也未发现破损或塑性变形。
等级B:即使在形成300,000张图像之后,定影带的弹性层中也没有发生破损或塑性变形,但是在形成740,000张图像之后,定影带的弹性层中发生破损或塑性变形。
等级C:即使在形成100,000张图像之后,定影带的弹性层中也没有发生破损或塑性变形,但是在形成300,000张图像之后,定影带的弹性层中发生破损或塑性变形。
[实施例2]
除了使用表1中所示的材料作为组分(a)、组分(b)和填料之外,以与实施例1相同的方式获得含有46体积%氧化镁粉末的加成固化型液体硅橡胶组合物。
除了使用该加成固化型液体硅橡胶组合物之外,以与实施例1相同的方式生产和评价根据实施例2的定影带。
表1
[实施例3]
除了将组分(b)的共混量设为1.5质量份之外,以与实施例1相同的方式获得含有46体积%的氧化镁粉末的加成固化型液体硅橡胶组合物。除了使用该加成固化型液体硅橡胶组合物之外,以与实施例1相同的方式生产和评价根据实施例3的定影带。
[实施例4]
除了将组分(b)的共混量设为1.05质量份之外,以与实施例1相同的方式获得含有46体积%的氧化镁粉末的加成固化型液体硅橡胶组合物。除了使用该加成固化型液体硅橡胶组合物之外,以与实施例1相同的方式生产和评价根据实施例4的定影带。
[比较例1和2]
除了组合物层的表面未充电之外,以与实施例1或2相同的方式生产和评价根据比较例1和2的定影带。
[比较例3]
除了填料量设为240.5质量份之外,以与实施例1相同的方式获得含有40体积%氧化镁粉末的加成固化型液体硅橡胶组合物。除了使用该加成固化型液体硅橡胶组合物之外,以与实施例1相同的方式生产和评价根据比较例3的定影带。
上述实施例1至4和比较例1至3的结果示于表2中。
表2
[评价结果]
在下文中,将描述表1中所示的实施例和比较例的评价结果。在实施例1至4中,λnd为1.30W/(m·K)以上,且满足λnd>λmd>λtd,并且定影带具有优异的热供给能力,因此定影性良好。特别是,λnd高的实施例2的定影性优异。
另一方面,根据比较例1和2的定影带不满足λnd>λmd>λtd的关系,并且定影带的热供给能力相对较低,结果,当定影温度降低时,与实施例相比定影性差。
在比较例3中,由于λnd小于1.30W/(m·K)且厚度方向上的热导率低,所以定影带的热供给能力弱,并且当定影温度降低时,与实施例相比定影性差。
此外,根据实施例1、2和4的定影带在图像品质评价结果方面特别优异。这些定影带的弹性层的弹性模量为1.20MPa以下(基于JIS K 7312-1996的Asker C硬度约为60°以下),定影带的表面很好地追随纸纤维的凹凸,结果,认为几乎不发生调色剂的软化和熔融不均匀。
另外,由于弹性层的弹性模量为0.20MPa以上,即使长时间使用根据实施例1至3的定影带,也未发现弹性层的破损或塑性变形,所以定影带具有良好的耐久性。
虽然已参照示例性实施方案说明本公开,但可以理解的是,本公开不限于所公开的示例性实施方案。权利要求的范围符合最宽泛的解释,以涵盖所有这类修改以及等同的结构和功能。
Claims (11)
1.一种具有环带形状的定影构件,所述定影构件包括基体和在所述基体上的弹性层,
其特征在于,所述弹性层包括硅橡胶和分散在所述硅橡胶中的填料,并且
当将所述弹性层在厚度方向上的热导率定义为λnd,将所述弹性层在圆周方向上的热导率定义为λtd,且将所述弹性层在宽度方向上的热导率定义为λmd时,
λnd为1.30W/(m·K)以上,且
λnd、λtd和λmd满足如下式(a)所示的关系,
式(a):λnd>λmd>λtd。
2.根据权利要求1所述的定影构件,其中λnd和λtd满足如下式(b)所示的关系,
式(b):λnd×0.9≥λtd。
3.根据权利要求1或2所述的定影构件,其中所述弹性层中的填料的总体积与所述弹性层的体积的比为30%以上且60%以下。
4.根据权利要求1或2所述的定影构件,其中所述填料为选自由氧化铝、氧化锌、金属硅、碳化硅和氧化镁组成的组中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的定影构件,其中所述弹性层具有0.20MPa以上且1.20MPa以下的弹性模量。
6.一种热定影设备,其包括加热构件和与所述加热构件相对设置的加压构件,
其特征在于,所述加热构件为根据权利要求1至5中任一项所述的定影构件。
7.根据权利要求6所述的热定影设备,其还包括加热所述定影构件的基体的加热单元。
8.根据权利要求7所述的热定影设备,其中,所述加热单元是感应加热单元,并且所述定影构件的基体是通过感应加热而被加热的构件。
9.根据权利要求8所述的热定影设备,其中,所述基体包括选自由镍、铜、铁和铝组成的组中的至少一种。
10.根据权利要求7所述的热定影设备,其中,所述加热单元为加热所述基体的加热器。
11.根据权利要求10所述的热定影设备,其中,所述加热器与所述定影构件的基体的内周面接触配置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018-109672 | 2018-06-07 | ||
JP2018109672A JP7114351B2 (ja) | 2018-06-07 | 2018-06-07 | 定着部材および熱定着装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110579952A true CN110579952A (zh) | 2019-12-17 |
CN110579952B CN110579952B (zh) | 2022-08-05 |
Family
ID=66770285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910491242.8A Active CN110579952B (zh) | 2018-06-07 | 2019-06-06 | 定影构件和热定影设备 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10620574B2 (zh) |
EP (1) | EP3611573A1 (zh) |
JP (1) | JP7114351B2 (zh) |
CN (1) | CN110579952B (zh) |
SG (1) | SG10201905081VA (zh) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6447557B2 (ja) * | 2016-03-24 | 2019-01-09 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置の製造方法 |
JP7443136B2 (ja) | 2019-04-19 | 2024-03-05 | キヤノン株式会社 | 定着部材及び熱定着装置 |
US11467520B2 (en) | 2020-09-08 | 2022-10-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophotographic fixing member, fixing device, and electrophotographic image forming apparatus |
US11635717B2 (en) | 2021-02-12 | 2023-04-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophotographic member and method for manufacturing the same, thermal fixing apparatus, and electrophotographic image forming apparatus |
US11573515B2 (en) | 2021-04-19 | 2023-02-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Fixing member and heat fixing apparatus |
JP2022181638A (ja) * | 2021-05-26 | 2022-12-08 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 定着ベルト、定着装置、及び画像形成装置 |
US11841630B2 (en) | 2021-12-24 | 2023-12-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Fixing member and heat fixing device |
JP2023159036A (ja) | 2022-04-19 | 2023-10-31 | キヤノン株式会社 | 電子写真用部材及び熱定着装置 |
JP7320324B1 (ja) * | 2023-04-12 | 2023-08-03 | 株式会社アイ.エス.テイ | ポリイミドチューブ |
Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000269024A (ja) * | 1999-03-15 | 2000-09-29 | Toda Kogyo Corp | マグネットロール及びその製造方法 |
JP2006259712A (ja) * | 2005-02-21 | 2006-09-28 | Canon Inc | 加熱定着部材および加熱定着装置 |
US20080025773A1 (en) * | 2006-07-31 | 2008-01-31 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing unit having enhanced temperature control and image forming apparatus using the same |
CN101369126A (zh) * | 2007-06-26 | 2009-02-18 | 佳能株式会社 | 图像加热装置及用于图像加热装置的加压辊 |
JP2010044357A (ja) * | 2008-07-14 | 2010-02-25 | Ricoh Co Ltd | 定着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置 |
JP2010113189A (ja) * | 2008-11-07 | 2010-05-20 | Ricoh Co Ltd | 画像除去装置及び画像形成除去システム |
US20110091252A1 (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Pressing member and image heating member using the pressing member |
CN104152800A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-11-19 | 河北钢铁股份有限公司 | 低磁各向异性无取向硅钢板及其制备工艺 |
JP2014238547A (ja) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | 富士ゼロックス株式会社 | 加圧ロール、定着装置および画像形成装置 |
JP2015001692A (ja) * | 2013-06-18 | 2015-01-05 | キヤノン株式会社 | 加圧ローラ、定着装置及び画像形成装置 |
US20150071690A1 (en) * | 2013-09-10 | 2015-03-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Pressure applying rotatable member and image heating apparatus having the same |
US20150147101A1 (en) * | 2013-11-28 | 2015-05-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Roller, heating member, and image heating apparatus equipped with roller and heating member |
JP2015118327A (ja) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | 富士ゼロックス株式会社 | 樹脂基材、無端ベルト、定着装置及び画像形成装置 |
JP2015121650A (ja) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | キヤノン株式会社 | 定着装置および画像形成装置 |
CN104937498A (zh) * | 2013-01-18 | 2015-09-23 | 佳能株式会社 | 加压用旋转构件、其制造方法和加热装置 |
JP2015179263A (ja) * | 2014-02-27 | 2015-10-08 | キヤノン株式会社 | 電子写真用部材および定着装置 |
JP2017037152A (ja) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | キヤノン株式会社 | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2017072836A (ja) * | 2015-10-06 | 2017-04-13 | キヤノン株式会社 | 定着部材、定着装置、画像形成装置および定着部材の製造方法 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1693716B1 (en) * | 2005-02-21 | 2017-01-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Heat fixing member and heat fixing assembly |
JP2007101736A (ja) | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Seiko Epson Corp | 定着用ローラ、定着用ローラの製造方法、定着装置および画像形成装置 |
US8005413B2 (en) | 2007-06-26 | 2011-08-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Image heating apparatus and pressure roller used for image heating apparatus |
JP5393134B2 (ja) | 2008-12-24 | 2014-01-22 | キヤノン株式会社 | 像加熱装置、像加熱装置に用いられる加圧ローラ及び加圧ローラの製造方法 |
JP5822559B2 (ja) * | 2010-07-15 | 2015-11-24 | キヤノン株式会社 | 加圧ローラ、その加圧ローラを用いた像加熱装置、及びその加圧ローラの製造方法 |
JP2014142611A (ja) * | 2012-12-26 | 2014-08-07 | Canon Inc | 電子写真用定着部材、定着装置及び電子写真画像形成装置 |
WO2014103263A1 (ja) | 2012-12-26 | 2014-07-03 | キヤノン株式会社 | 定着装置および電子写真画像形成装置 |
JP6164902B2 (ja) * | 2013-04-09 | 2017-07-19 | キヤノン株式会社 | 画像加熱装置 |
JP2015102618A (ja) | 2013-11-22 | 2015-06-04 | キヤノン株式会社 | 回転体、加圧体およびその製造方法並びに定着装置 |
JP2015114368A (ja) * | 2013-12-09 | 2015-06-22 | キヤノン株式会社 | ニップ部形成部材、及び該ニップ部形成部材を用いた定着装置 |
JP2016024217A (ja) * | 2014-07-16 | 2016-02-08 | キヤノン株式会社 | 画像加熱装置 |
JP6570339B2 (ja) * | 2014-07-16 | 2019-09-04 | キヤノン株式会社 | 定着用部材及び加圧ローラ |
US10228644B2 (en) | 2017-01-30 | 2019-03-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Addition-curable liquid silicone rubber mixture, electrophotographic member, method for producing the same, and fixing apparatus |
-
2018
- 2018-06-07 JP JP2018109672A patent/JP7114351B2/ja active Active
-
2019
- 2019-05-29 US US16/425,085 patent/US10620574B2/en active Active
- 2019-06-04 SG SG10201905081VA patent/SG10201905081VA/en unknown
- 2019-06-05 EP EP19178312.5A patent/EP3611573A1/en active Pending
- 2019-06-06 CN CN201910491242.8A patent/CN110579952B/zh active Active
Patent Citations (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000269024A (ja) * | 1999-03-15 | 2000-09-29 | Toda Kogyo Corp | マグネットロール及びその製造方法 |
JP2006259712A (ja) * | 2005-02-21 | 2006-09-28 | Canon Inc | 加熱定着部材および加熱定着装置 |
US20080025773A1 (en) * | 2006-07-31 | 2008-01-31 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing unit having enhanced temperature control and image forming apparatus using the same |
CN101369126A (zh) * | 2007-06-26 | 2009-02-18 | 佳能株式会社 | 图像加热装置及用于图像加热装置的加压辊 |
JP2010044357A (ja) * | 2008-07-14 | 2010-02-25 | Ricoh Co Ltd | 定着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置 |
JP2010113189A (ja) * | 2008-11-07 | 2010-05-20 | Ricoh Co Ltd | 画像除去装置及び画像形成除去システム |
US20110091252A1 (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Pressing member and image heating member using the pressing member |
CN102043371A (zh) * | 2009-10-19 | 2011-05-04 | 佳能株式会社 | 加压部件和使用该加压部件的图像加热装置 |
CN104937498A (zh) * | 2013-01-18 | 2015-09-23 | 佳能株式会社 | 加压用旋转构件、其制造方法和加热装置 |
JP2014238547A (ja) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | 富士ゼロックス株式会社 | 加圧ロール、定着装置および画像形成装置 |
JP2015001692A (ja) * | 2013-06-18 | 2015-01-05 | キヤノン株式会社 | 加圧ローラ、定着装置及び画像形成装置 |
US20150071690A1 (en) * | 2013-09-10 | 2015-03-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Pressure applying rotatable member and image heating apparatus having the same |
JP2015055655A (ja) * | 2013-09-10 | 2015-03-23 | キヤノン株式会社 | 加圧回転体、それを用いた画像加熱装置、画像形成装置、および加圧回転体の製造方法 |
US20150147101A1 (en) * | 2013-11-28 | 2015-05-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Roller, heating member, and image heating apparatus equipped with roller and heating member |
JP2015118327A (ja) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | 富士ゼロックス株式会社 | 樹脂基材、無端ベルト、定着装置及び画像形成装置 |
JP2015121650A (ja) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | キヤノン株式会社 | 定着装置および画像形成装置 |
JP2015179263A (ja) * | 2014-02-27 | 2015-10-08 | キヤノン株式会社 | 電子写真用部材および定着装置 |
CN104152800A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-11-19 | 河北钢铁股份有限公司 | 低磁各向异性无取向硅钢板及其制备工艺 |
JP2017037152A (ja) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | キヤノン株式会社 | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2017072836A (ja) * | 2015-10-06 | 2017-04-13 | キヤノン株式会社 | 定着部材、定着装置、画像形成装置および定着部材の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7114351B2 (ja) | 2022-08-08 |
EP3611573A1 (en) | 2020-02-19 |
SG10201905081VA (en) | 2020-01-30 |
JP2019211701A (ja) | 2019-12-12 |
US10620574B2 (en) | 2020-04-14 |
CN110579952B (zh) | 2022-08-05 |
US20190377290A1 (en) | 2019-12-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110579952B (zh) | 定影构件和热定影设备 | |
US7725068B2 (en) | Electrophotographic fixing member and manufacturing method thereof, fixing apparatus, and electrophotographic image forming apparatus | |
CN110579951B (zh) | 定影构件和热定影装置 | |
JP6442300B2 (ja) | 電子写真用部材及び熱定着装置 | |
CN110579950B (zh) | 定影构件和热定影装置 | |
CN108373855B (zh) | 加成固化型液体硅橡胶混合物、电子照相用构件及其生产方法、和定影设备 | |
US10890869B2 (en) | Fixing member, heat fixing apparatus, and image forming apparatus | |
CN108375888B (zh) | 加成固化型液体硅橡胶混合物、电子照相用构件及其生产方法、和定影设备 | |
US11573515B2 (en) | Fixing member and heat fixing apparatus | |
US11841630B2 (en) | Fixing member and heat fixing device | |
JP2022165386A (ja) | 定着部材及び熱定着装置 | |
JP2022185416A (ja) | 定着部材及び熱定着装置 | |
JP5984557B2 (ja) | 電子写真用部材の製造方法 | |
JP2022045326A (ja) | 電子写真用定着部材、定着装置及び電子写真画像形成装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |