定影部件、定影装置以及图像形成装置的制作方法

文档序号:13420271阅读:172来源:国知局
定影部件、定影装置以及图像形成装置的制作方法

本发明涉及定影部件、定影装置以及图像形成装置。



背景技术:

在专利文献1中,作为被用于热定影用硅橡胶被覆辊中的热传导性加成固化型液态硅橡胶组合物,公开了下述的热传导性加成固化型液态硅橡胶组合物,其以特定的比例含有:在一个分子中具有至少2个与硅原子键合的烯基且具有特定粘度的液态二有机聚硅氧烷、具有特定平均粒径的氧化铝微粉末、具有特定平均粒径的氧化铁微粉末、氧化铈微粉末、在一个分子中具有至少2个与硅原子键合的氢原子的有机聚硅氧烷、以及铂系催化剂,并且固化后的热传导率为特定的范围。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2004-331962号公报



技术实现要素:

发明所要解决的问题

在使用依次设置有管状的基材、金属层以及弹性层的定影部件的定影装置中,在高温高湿环境下对定影部件的外周表面进行加压而反复定影时,在金属层与弹性层之间发生剥离。

本发明的目的在于提供一种定影部件,与在160℃、5气压的饱和水蒸气环境下放置48小时后进行90°剥离试验时上述基材侧的剥离面中的残留有上述弹性层的一部分的区域的面积小于80%的情况相比,在高温高湿环境下对定影部件的外周表面进行加压而反复定影时,抑制了金属层与弹性层之间的剥离。

用于解决问题的手段

为了达成上述目的,提供下述发明。

方案1的发明是一种图像形成装置用定影部件,其具有管状的基材、设置在上述基材上的金属层、设置在上述金属层上的粘接剂层、相接触地设置在上述粘接剂层上的弹性层和设置在上述弹性层上的防粘层,该定影部件在160℃、5气压的饱和水蒸气环境下放置48小时后,在进行以90°的角度将上述弹性层和上述防粘层剥离的90°剥离试验时,在上述基材侧的剥离面中,残留有上述弹性层的一部分的区域的面积为80%以上。

方案2的发明是一种定影装置,其具有:方案1所述的定影部件;加压部件,其对上述定影部件的外周表面进行加压,与上述定影部件一起夹持表面形成有未定影的色调剂图像的记录介质;和加热单元,其对上述记录介质上的未定影的色调剂图像进行加热。

方案3的发明是一种图像形成装置,其具有:图像保持体;充电装置,其对上述图像保持体的表面进行充电;静电潜像形成装置,其在充电后的上述图像保持体的表面形成静电潜像;显影装置,其利用色调剂对在上述图像保持体的表面形成的静电潜像进行显影从而形成色调剂图像;转印装置,其将在上述图像保持体的表面形成的色调剂图像转印至记录介质;和方案2的定影装置,其使上述色调剂图像定影至上述记录介质。

发明效果

根据方案1的发明,提供一种定影部件,其与在160℃、5气压的饱和水蒸气环境下放置48小时后进行90°剥离试验时上述基材侧的剥离面中的残留有上述弹性层的一部分的区域的面积小于80%的情况相比,在高温高湿环境下对定影部件的外周表面进行加压而反复定影时,抑制了金属层与弹性层之间的剥离。

根据方案2或3的发明,提供定影装置或图像形成装置,其与应用了在160℃、5气压的饱和水蒸气环境下放置48小时后进行90°剥离试验时上述基材侧的剥离面中的残留有上述弹性层的一部分的区域的面积小于80%的定影部件的情况相比,抑制了由于下述剥离所致的定影不良,该剥离是在高温高湿环境下对定影部件的外周表面进行加压而反复定影时在金属层与弹性层之间的剥离。

附图说明

图1是示出本实施方式的定影部件的一例中的层构成的示意性截面图。

图2是示出本实施方式的定影装置的一例的示意性结构图。

图3是示出本实施方式的图像形成装置的一例的示意性结构图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。

<定影部件>

本实施方式的图像形成装置用定影部件具有管状的基材、设置在上述基材上的金属层、设置在上述金属层上的粘接剂层、相接触地设置在上述粘接剂层上的弹性层和设置在上述弹性层上的防粘层。

并且,本实施方式的定影部件在160℃、5气压的饱和水蒸气环境下放置48小时后,在进行以90°的角度将上述弹性层和上述防粘层剥离的90°剥离试验时,在上述基材侧的剥离面中,残留有上述弹性层的一部分的区域的面积为80%以上。

在下文中,残留有弹性层的区域也称为“残留区域”,未残留有弹性层的区域也称为“非残留区域”。

另外,有时将在160℃、5气压的饱和水蒸气环境下放置48小时后进行90°剥离试验时残留区域的面积相对于基材侧的剥离面整体的比例(%)称为“饱和水蒸气后的面积率”。

此处,饱和水蒸气后的面积率的测定使用将定影部件按照与基材的轴向垂直的方向(宽度方向)的长度为20mm的方式进行切断而得到的管状试验片来进行。

另外,上述90°剥离试验按照jis-k-6854-1在温度20℃~30℃、湿度30%~60%的气氛下在拉伸速度20mm/分钟、剥离角度90°的条件下进行。

在上述90°剥离试验后对基材侧的剥离面进行观察,求出残留区域的面积相对于剥离面的比例(饱和水蒸气后的面积率)。

需要说明的是,上述面积率例如按下述方式求出。具体地说,例如,利用扫描仪对剥离面进行扫描,得到以2倍进行观察的图像。在所得到的图像中测定20mm×20mm的区域中的残留区域的面积和非残留区域(例如金属层露出的区域、粘接剂层露出的区域等)的面积。然后求出残留区域的面积相对于残留区域的面积与非残留区域的总面积的比例(%),将其作为面积率。

本实施方式的定影部件通过为上述构成,与饱和水蒸气后的面积率小于80%的情况相比,在高温高湿环境下(例如温度170℃、湿度90%的环境下)对定影部件的外周表面进行加压(例如以0.4mpa的压力进行加压)而反复定影时,抑制了金属层与弹性层之间的剥离。

具体地说,在定影装置的内部,含有湿气的记录介质通过而被加热和加压,从而产生水蒸气,定影装置的内部容易变成高湿环境的状态。此外,例如对于应对节能化的低热容量的定影部件而言,有时在定影动作后被迅速冷却,因部件自身的热容量所引起的加热而变为高湿环境的定影装置内的水分不容易被挥发去除,而维持高湿环境。这种情况下,保持着高温高湿状态而进行后续的的定影动作。但是,对于本实施方式的定影部件而言,如上所述,即使在高温高湿环境下对外周表面进行加压而反复进行定影动作,也抑制了金属层与弹性层之间的剥离。

作为饱和水蒸气后的面积率为上述范围的定影部件,例如可以举出粘接剂层为包含具有sih结构的硅氧烷低聚物和四烷氧基硅烷的组合物的固化物、且弹性层含有硅橡胶的方式。下文中,具有sih结构的硅氧烷低聚物也被称为“含有sih的硅氧烷低聚物”。

通过为上述粘接剂层与弹性层的组合而容易得到饱和水蒸气后的面积率为上述范围的定影部件的理由尚不确定,推测如下。

例如,对于粘接剂层为仅包含四烷氧基硅烷作为硅烷化合物的组合物的固化物并且弹性层含有硅橡胶的定影部件而言,认为粘接剂层与弹性层通过氢键和分子间力中的至少一者而进行粘接。此处,作为上述氢键,例如可以举出通过四烷氧基硅烷的水解形成的羟基与弹性层中含有的硅橡胶的乙烯基、硅氧烷结构(例如sih结构)等的氢键。在使用乙烯基和sih结构少的硅橡胶的情况下,容易产生弹性层的剥离,因而推测上述氢键是基于乙烯基和硅氧烷结构中的至少一者而形成的。

此处,将定影部件在160℃、5气压的饱和水蒸气环境下放置48小时时,例如水分子被认为会进入到粘接剂层与弹性层的界面处。并且,在粘接剂层与弹性层的键合为氢键或分子间力时,认为通过粘接剂层的羟基与水分子的氢原子形成氢键,氢键或分子间力被切断,粘接剂层与弹性层的界面处的粘接力变弱。如此,对于粘接剂层与弹性层的界面处的粘接力变弱的定影部件而言,在上述90°剥离试验中在粘接剂层与弹性层的界面处容易产生剥离,上述饱和水蒸气后的面积率降低。

另一方面,对于粘接剂层为包含含有sih的硅氧烷低聚物和四烷氧基硅烷的组合物的固化物、并且弹性层含有硅橡胶的定影部件而言,粘接剂层具有源自含有sih的硅氧烷低聚物的sih结构。sih结构中的直接键合在si原子上的氢原子与弹性层中含有的硅橡胶的碳-碳双键(例如乙烯基等)发生加成反应,而形成共价键。并且认为,通过在粘接剂层与弹性层的界面处形成共价键,粘接力提高,即使水分子进入到粘接剂层与弹性层的界面处,粘接剂层与弹性层的界面处的粘接力也不容易降低。并且,对于粘接剂层与弹性层的界面处的粘接力高的定影部件而言,与上述90°剥离试验中的粘接剂层与弹性层的界面处的剥离相比,更容易产生弹性层的聚集破坏,因而饱和水蒸气后的面积率容易为上述范围。

另外,通过使粘接剂层为不仅包含含有sih的硅氧烷低聚物而且还包含四烷氧基硅烷的组合物的固化物,具有如下优点:四烷氧基硅烷在水解和脱水缩合后与金属层表面的羟基发生缩合并与金属层的表面进行粘接。即,从粘接剂层与金属层在界面处的粘接的方面出发,优选组合物包含四烷氧基硅烷。另外认为,通过使组合物包含四烷氧基硅烷,含有sih的硅氧烷低聚物的sih基与水解得到的四烷氧基硅烷的羟基通过生成氢的反应而发生键合。

下面,作为本实施方式的图像形成装置用定影部件的一例,使用附图对于环形带的结构进行说明。

图1是示出本实施方式的图像形成装置用的环形带的一例的示意性结构图。

图1所示的带10是具有在管状的基材10a的外周表面上依次层积金属层10b、粘接剂层10c、弹性层10d和防粘层10e而成的层构成的环形带。需要说明的是,金属层10b是依次层积基底金属层102、在电磁感应作用下自发热的电磁感应金属层104和金属保护层106而成的。

下面对于构成本实施方式的图像形成装置用环形带的各层进行更详细的说明。

需要说明的是,在下文中,以图1所示结构的带10为例进行说明,但本实施方式并不限于该结构。例如,在图1中,作为金属层10b,示出了依次层积基底金属层102、电磁感应金属层104、金属保护层106而成的结构,但所层积的金属层的数目可以不同。具体地说,也可以为由单层的金属层构成、在电磁感应作用下自发热的金属层。

另外,在图1中示出了粘接剂层10c与金属层10b直接接触地进行设置的结构,但在金属层10b与粘接剂层10c之间也可以具有其它层。

需要说明的是,在下文中,有时省略各层的符号来进行说明。

[基材10a]

基材10a可以为下述层:该层即使在金属层10b发热的状态下物性的变化也很少、可维持高强度。因此,基材10a优选主要由耐热性树脂构成(在本说明书中,“主要”、“主要成分”是指以质量比计为50%以上,下文中的含义也相同)。

在基材10a主要由耐热性树脂构成的情况下,可确保基材10a和与带的内周面接触的按压部件的滑动性,延长按压部件的寿命。此外,由于耐热性树脂具有绝热效果,因而来自金属层10b的热不会逃逸到按压部件中,可以高效地传热到外周表面侧。

作为可构成基材10a的耐热性树脂,可以举出聚酰亚胺、芳香族聚酰胺、热致液晶聚合物等液晶材料等的高耐热且高强度的树脂等,除此以外还使用聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚醚酮、聚砜、聚酰亚胺酰胺等。它们之中,优选聚酰亚胺。

另外,通过向耐热性树脂中添加具有绝热效果的填充材料或者使耐热性树脂发泡,可以进一步提高绝热效果。

从兼顾可实现长期反复进行带的周动传送的刚性和柔软性的方面考虑,基材10a的厚度优选为10μm以上200μm以下的范围、更优选为30μm以上100μm以下的范围。

另外,从抑制金属层10b产生龟裂的方面考虑,基材10a的拉伸强度优选满足200mpa以上(更优选为250mpa以上)。基材的拉伸强度利用树脂的种类、填充材料的种类和添加量进行调整。

需要说明的是,基材的拉伸强度(mpa)如下进行测定:将基材裁切成宽5mm的长条形状,将其设置在拉伸试验机model1605n(aikoengineering公司制造)中,测定以10mm/秒等速拉伸时的拉伸断裂强度(mpa),将其作为基材的拉伸强度(mpa)。

[基底金属层102]

基底金属层102是为了通过电解镀覆法形成电磁感应金属层104而在基材10a的外周表面预先形成的层,可根据需要进行设置。作为电磁感应金属层104的形成方法,从成本等方面出发,优选电解镀覆法,但在使用主要由树脂构成的基材10a的情况下,难以直接进行电解镀覆。因此,为了形成电磁感应金属层104,优选设置基底金属层102。

作为在基材10a的外周表面形成基底金属层102的方法,可以举出非电解镀覆法、溅射法、蒸镀法等,从成膜的容易性的方面出发,优选化学镀覆法(非电解镀覆法),其中优选通常的非电解镀镍层、非电解镀铜层等。

需要说明的是,在通过非电解镀覆法在基材10a的外周表面形成基底金属层102之前,为了使金属颗粒易于附着,可以实施预先使基材10a的外周表面的表面粗糙度变粗的处理(粗面化处理)。作为粗面化处理,例如可以举出通过使用氧化铝磨料粒等的喷砂、切削、砂纸抛光等而使基材10a的表面粗面化的方法。

基底金属层102的厚度优选为0.1μm以上5μm以下的范围、更优选为0.3μm以上3μm以下的范围。

需要说明的是,构成本实施方式的带的各层的厚度为如下测定的值:对于带的圆筒体的周向、轴向制作截面,在扫描型电子显微镜(日本电子公司制造的“jsm6700f”)的加速电压2.0kv、5000倍下进行观察,由观察图像测定膜厚,所得到的值为各层的厚度。

[电磁感应金属层104]

电磁感应金属层104是具有在被施加磁场时在其层内产生的涡电流的作用下而发热的功能的发热层,其由产生电磁感应作用的金属构成。

作为产生电磁感应作用的金属,例如可以选择镍、铁、铜、金、银、铝、铬、锡、锌等单一金属或者包含两种以上的金属的合金。考虑到成本、发热性能以及加工性,铜、镍、铝、铁、铬为适宜的,其中特别优选铜或以铜为主要成分的合金。

电磁感应金属层104通过公知的方法、例如通过实施电解镀覆处理来形成。

关于电磁感应金属层104的厚度,其最佳厚度根据金属材质而不同,例如将铜用于电磁感应金属层104中的情况下,从高效地发热的方面考虑,电磁感应金属层104的厚度优选为3μm以上50μm的范围、更优选为3μm以上30μm的范围、进一步优选为5μm以上20μm的范围。

[金属保护层106]

在电磁感应金属层104的外周表面侧,为了提高膜强度、抑制反复变形所致的龟裂、抑制长时间的反复加热所致的氧化劣化等、维持发热特性,优选与电磁感应金属层104接触地设置金属保护层。

金属保护层106在薄膜时的断裂强度高、耐久性和耐氧化性高即可,优选为耐氧化金属。具体地说,例如可以包含铜或者镍来构成,特别是从可抑制反复变形所致的龟裂的产生以及抑制反复加热时的氧化劣化等方面考虑,优选包含作为耐氧化金属的镍(或镍合金)。

关于金属保护层的厚度,其最佳厚度根据其材质而不同,例如在由镍形成金属保护层的情况下,从可抑制断裂强度不足所致的龟裂产生、另外可得到柔软性、不会使膜本身的热容量变得过大、可将预热时间抑制得很短的方面考虑,该厚度优选为2μm以上20μm以下的范围、更优选为2μm以上15μm以下的范围、进一步优选为5μm以上10μm以下的范围。

在还考虑到薄膜时的加工性的情况下,金属保护层优选通过电解镀覆法形成,其中更优选强度高的电解镀镍。

在通过电场镀覆法形成的情况下,首先准备包含镍离子等金属离子的镀覆液,将具有基底金属层102和电磁感应金属层104的基材10a浸渍在该镀覆液中进行电解镀覆,形成所要求的厚度的电解镀覆层。

[粘接剂层10c]

粘接剂层10c是设置在金属层10b与弹性层10d之间的层。

如上所述,作为粘接剂层10c,例如可以举出包含含有sih的硅氧烷低聚物和四烷氧基硅烷的组合物(下文中也称为“粘接剂层形成用组合物”)的固化物的层。

下面对粘接剂层形成用组合物进行说明。

-粘接剂层形成用组合物-

粘接剂层形成用组合物例如至少包含含有sih的硅氧烷低聚物和四烷氧基硅烷,可以根据需要包含其它成分。

另外,粘接剂层形成用组合物优选进一步包含具有烯基的硅烷偶联剂(下文中也称为“烯基系硅烷偶联剂”)作为其它成分。

下面对粘接剂层形成用组合物中包含的各成分进行说明。

(具有sih结构的硅氧烷低聚物)

含有sih的硅氧烷低聚物是具有1个以上的sih结构(即硅原子与氢原子直接键合的结构)和2个以上的连续的硅氧烷键的硅氧烷化合物。

含有sih的硅氧烷低聚物一个分子所具有的sih结构的数目为1以上,从粘接剂层与弹性层的粘接性的方面出发优选为2以上、更优选为2以上10以下、进一步优选为2以上4以下。

含有sih的硅氧烷低聚物一个分子所具有的si原子的数目为3以上,从提高粘接性的方面出发优选为3以上100以下。

含有sih的硅氧烷低聚物的数均分子量可以举出例如为200以上10000以下,从提高粘接性的方面出发优选为200以上6000以下。

需要说明的是,数均分子量利用凝胶渗透色谱(gpc)进行测定。基于gpc的分子量测定中,作为测定装置使用东曹制造的gpc·hlc-8120gpc,使用东曹制造的柱·tskgelsuperhm-m(15cm),利用thf溶剂进行测定。关于数均分子量的计算,由单分散聚苯乙烯标准试样制作分子量校正曲线,使用所制作的校正曲线由该测定结果计算出数均分子量。

含有sih的硅氧烷低聚物的分子结构可以为直链状、也可以为支链状、还可以为环状。

作为含有sih的硅氧烷低聚物,例如可以举出由下述通式(1)表示的化合物。

[化1]

通式(1)中,r11、r12、r13、r14、r15、r16和r17各自独立地表示氢原子或一价有机基团,n表示1以上的整数。

通式(1)中,作为r11~r17所表示的一价有机基团,例如可以举出取代或无取代的烷基、取代或无取代的芳基、取代或无取代的甲硅烷氧基等。

通式(1)中,作为r11~r17所表示的烷基,例如可以举出直链状或支链状的碳原子数为1~4(优选为1~3)的烷基等,具体地说,例如可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基等。

通式(1)中,作为r11~r17所表示的烷基的取代基,例如可以举出后述的取代或无取代的芳基、取代或无取代的甲硅烷氧基等。

通式(1)中,作为r11~r17所表示的芳基,例如可以举出苯基、萘基等。

通式(1)中,作为r11~r17所表示的芳基的取代基,例如可以举出上述的取代或无取代的烷基、后述的取代或无取代的甲硅烷氧基等。

通式(1)中,作为r11~r17所表示的甲硅烷氧基的取代基,例如可以举出上述的取代或无取代的烷基、取代或无取代的芳基、取代或无取代的甲硅烷氧基等。

通式(1)中,从提高粘接性的方面出发,在r11~r17中优选它们中的氢原子、碳原子数为1以上2以下的无取代的烷基、无取代的苯基、无取代的甲硅烷氧基、被碳原子数为1以上2以下的无取代的烷基取代的甲硅烷氧基,更优选氢原子、碳原子数为1以上2以下的烷基。

需要说明的是,通式(1)中的n为2以上的情况下,通式(1)所表示的化合物中的2个以上的r13和r14分别可以相同、也可以不同,优选相同。

另外,通式(1)中的r13和r14彼此可以相同、也可以不同,优选相同。通式(1)中的r11和r12彼此可以相同、也可以不同,优选相同。通式(1)中的r15和r16彼此可以相同、也可以不同,优选相同。

通式(1)所表示的化合物中,优选它们中的r11~r16为氢、甲基或乙基、r17为氢原子的化合物,更优选r11~r16均为甲基、r17为氢原子的化合物。

作为含有sih的硅氧烷低聚物相对于粘接剂层形成用组合物中的全部固体成分的含量,例如可以举出1质量%以上50质量%以下,从提高粘接性、涂布性的方面出发,优选为2质量%以上30质量%以下。

(四烷氧基硅烷)

四烷氧基硅烷是在si原子上键合4个烷氧基而成的化合物,由下述通式(2)所表示。

[化2]

通式(2)中,r21、r22、r23和r24各自独立地表示取代或无取代的烷基。

通式(2)中,作为r21~r24所表示的烷基,例如可以举出直链状或支链状的碳原子数为1~4(优选为1~3)的烷基,具体地说,例如可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基等。

通式(2)中,作为r21~r24所表示的烷基的取代基,例如可以举出直链状或支链状的烷氧基,具体地说,可以举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基等。

通式(2)中,从提高粘接性的方面出发,r21~r24在上述中优选无取代的烷基,更优选甲基、乙基、正丙基,进一步优选甲基、乙基,特别优选甲基。

通式(2)中的r21~r24可以相同也可以不同,优选相同。

通式(2)所表示的四烷氧基硅烷中,优选r21~r24为甲基或乙基的化合物,更优选r21~r24均为甲基的化合物。

作为四烷氧基硅烷相对于粘接剂层形成用组合物中的全部固体成分的含量,例如可以举出1质量%以上50质量%以下,优选为2质量%以上30质量%以下。通过使四烷氧基硅烷的含量为上述范围,与该含量少于上述范围的情况相比,粘接剂层的硬度增高,即使由于带的使用而施加负荷,粘接剂层与金属层的界面处的应力的集中也被缓和,可抑制带产生褶皱。

需要说明的是,作为粘接剂层形成用组合物所含有的四烷氧基硅烷相对于含有sih的硅氧烷低聚物100质量份的量,例如可以举出10质量份以上500质量份以下,优选为20质量份以上300质量份以下。

(具有烯基的硅烷偶联剂)

如上所述,粘接剂层形成用组合物优选根据需要包含烯基系硅烷偶联剂。

粘接剂层形成用组合物除了包含含有sih的硅氧烷低聚物和四烷氧基硅烷以外还包含烯基系硅烷偶联剂时,弹性层的剥离被抑制。其理由尚不确定,据推测是由于,通过含有sih的硅氧烷低聚物的sih结构中的氢原子与烯基系硅烷偶联剂的烯基的加成反应而形成交联结构,从而得到适度的橡胶弹性。粘接剂层具有适度的橡胶弹性时,即使定影部件的外周表面被持续加压,应力也不容易集中在弹性层与粘接剂层的界面处,应力的集中得到缓和,因而弹性层的剥离被抑制。

烯基系硅烷偶联剂只要为具有烯基的硅烷偶联剂就没有特别限定。

此处,硅烷偶联剂是在si原子上直接键合烷氧基和卤原子中的至少一者而成的化合物。

另外,作为烯基,例如可以举出碳原子数为2以上4以下的烯基,具体地说,例如可以举出乙烯基、烯丙基、丁烯基等。另外,作为烯基,优选在末端具有双键的烯基。

作为烯基系硅烷偶联剂的具体例,例如可以举出乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三氯硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷等。

作为烯基系硅烷偶联剂,特别优选可以举出具有烯基且在si原子上直接键合3个烷氧基而成的化合物。

另外,作为烯基系硅烷偶联剂,例如可以举出由下述通式(3)表示的化合物。

[化3]

通式(3)中,r31、r32和r33各自独立地表示取代或无取代的烷基,r34表示具有烯基的一价有机基团。

通式(3)中,作为r31~r33所表示的取代或无取代的烷基,例如可以举出与上述通式(2)中的r21~r24所表示的取代或无取代的烷基同样的基团。

通式(3)中的r31~r33可以相同也可以不同,优选相同。

通式(3)中,作为r34所表示的具有烯基的一价有机基团,例如可以举出烯基、烯基氧基烷基、烯基环烷基、烯基芳基等。

通式(3)中,r34所表示的具有烯基的一价有机基团在上述中优选烯基,更优选在末端具有双键的烯基,进一步优选乙烯基、烯丙基、3-丁烯基,特别优选乙烯基。

通式(3)所表示的烯基系硅烷偶联剂优其中r31~r33为甲基或乙基、r34为乙烯基或烯丙基的化合物,更优选r31~r33均为甲基、r34为乙烯基的化合物。

作为烯基系硅烷偶联剂相对于粘接剂层形成用组合物中的全部固体成分的含量,例如可以举出为1质量%以上50质量%以下,从抑制弹性层的剥离的方面出发,优选为2质量%以上30质量%以下。

需要说明的是,作为粘接剂层形成用组合物所含有的烯基系硅烷偶联剂相对于含有sih的硅氧烷低聚物100质量份的量,例如可以举出为20质量份以上500质量份以下,优选为30质量份以上300质量份以下。

(其它成分)

作为其它成分,例如还可以举出溶剂(例如乙酸丁酯等)、增强性填料(例如二氧化硅、氧化铁、氧化铈等)等。

另外,粘接剂层形成用组合物可以进一步包含其它硅烷偶联剂作为其它成分。作为其它硅烷偶联剂,例如可以举出环氧基系硅烷偶联剂、氨基系硅烷偶联剂、甲基丙烯酰基系硅烷偶联剂、苯乙烯基系硅烷偶联剂以及氨基系硅烷偶联剂等。

(粘接剂层形成用组合物的制造)

粘接剂层形成用组合物的制造利用公知的方法进行即可,例如通过将上述各成分混合并进行搅拌来制造粘接剂层形成用组合物即可。

-粘接剂层的形成方法和特性-

粘接剂层10c的形成应用公知的方法即可,例如通过涂布法在金属层10b上形成该粘接剂层即可。

具体地说,例如,首先在金属层10b上涂布粘接剂层形成用组合物并使其干燥,从而形成粘接剂覆膜。接着,在粘接剂覆膜上涂布后述的弹性层形成用涂布液形成弹性涂膜,根据需要使弹性涂膜干燥制成弹性覆膜,之后对它们进行加热,从而在形成弹性层10d的同时形成粘接剂层10c。如此形成的粘接剂层10c是粘接剂层形成用组合物的未固化物(即粘接剂覆膜)在与弹性层形成用涂布液的未固化物(即弹性涂膜或弹性覆膜)接触的状态下固化而成的固化物。

需要说明的是,作为形成粘接剂覆膜时的干燥温度,例如可以举出10℃以上35℃以下,作为干燥时间,例如可以举出10分钟以上360分钟以下。

另外,作为上述加热中的加热温度,可以举出100℃以上200℃以下的范围。另外,上述加热可以在非活性气体(例如氮气、氩气等)气氛下进行。

作为粘接剂层10c的膜厚,例如可以举出0.1μm以上10μm以下,优选0.2μm以上7μm以下,更优选0.3μm以上5μm以下。

[弹性层10d]

弹性层10d为承担下述作用的层:其追随记录介质上的色调剂图像的凹凸、使带的表面与色调剂图像密合。特别是在形成多色图像的情况下,利用弹性层10d可得到抑制了由于记录介质和色调剂图像的加热不均所致的显色性降低和光泽不均的图像。另外,由于弹性层10d在与加压部件接触的区域内发生变形,即使在低负荷下也可得到接触宽度,因而即使进程速度(记录介质的传送速度)加快,也可向色调剂图像产生热的传递而进行定影,在形成白黑图像的情况下也可实现高速化。

弹性层10d例如可以由下述弹性材料构成,该弹性材料即使被施加100pa的外力而发生变形时也可恢复成原来的形状。

需要说明的是,本实施方式中的弹性层10d例如含有硅橡胶。硅橡胶的未固化物具有碳-碳双键(例如乙烯基等)。因此,如上所述,通过使弹性层10d含有硅橡胶,硅橡胶所含有的碳-碳双键与粘接剂层所含有的sih结构中的氢原子(即与si原子直接键合的氢原子)发生反应,形成共价键。

作为硅橡胶,例如可以举出rtv硅橡胶、htv硅橡胶、液态硅橡胶等,具体地说,可以举出聚二甲基硅橡胶(mq)、甲基乙烯基硅橡胶(vmq)、甲基苯基硅橡胶(pmq)、氟硅橡胶(fvmq)等。

作为市售品,例如可以举出toraydowcorningsilicone公司制造的液态硅橡胶se6744等。

需要说明的是,在本实施方式中,在弹性层10d所含有的弹性材料中,优选硅橡胶为主要成分(即以质量比计包含50%以上),进而更优选其含量为90质量%以上,进一步优选为99质量%以下。

在弹性层10d中,作为弹性材料,可以进一步包含硅橡胶以外的材料,例如可以举出氟橡胶等耐热性橡胶。作为氟橡胶,可以举出偏二氟乙烯系橡胶、四氟乙烯/丙烯系橡胶、四氟乙烯/全氟甲基乙烯基醚橡胶、膦腈系橡胶、氟聚醚等。

作为市售品,例如可以举出dupontdowelastmers公司制造的vitonb-202等。

在弹性层中可以混配各种添加剂。

特别是从提高弹性层10d的热传导性的方面考虑,优选添加填料。需要说明的是,从在弹性层10d中得到更高的热传导性的方面考虑,填料的热传导率优选为0.3w/mk以上、进而更优选为50w/mk以上、进一步优选为100w/mk以上。

作为填料的材质,可以举出碳化物(例如炭黑、碳纤维、碳纳米管等)、二氧化钛、碳化硅、滑石、云母、高岭土、氧化铁、碳酸钙、硅酸钙、氧化镁、石墨、氮化硅、氮化硼、氧化铁、氧化铈、氧化铝、碳酸镁、金属硅等公知的无机填料。

它们之中,从热传导性的方面考虑,优选氮化硅、碳化硅、石墨、氮化硼、碳化物。

弹性层10d中的填料的含量根据所要求的热传导性、机械强度等来确定即可。例如,填料在弹性层10d中所占的含量优选为1质量%以上20质量%以下的范围、更优选为3质量%以上15质量%以下的范围、进一步优选为5质量%以上10质量%以下的范围。

另外,作为添加剂,可以举出例如软化剂(链烷烃系等)、加工助剂(硬脂酸等)、抗老化剂(胺系等)、硫化剂(硫、金属氧化物、过氧化物等)、功能性填充剂(氧化铝等)等。

弹性层10d的形成应用公知的方法即可,例如通过涂布法在粘接剂层10c上形成该弹性层即可。

具体地说,例如,首先制备包含液态硅橡胶(其通过加热发生固化而成为上述硅橡胶)的弹性层形成用涂布液。接着,如上所述,在通过粘接剂层形成用组合物的涂布和干燥所形成的粘接剂覆膜上涂布弹性层形成用涂布液来形成弹性涂膜,根据需要使弹性涂膜干燥后对它们进行加热,从而与粘接剂层10c一起形成弹性层10d。如此形成的弹性层10d是弹性层形成用涂布液的未固化物在与粘接剂层形成用组合物的未固化物接触的状态下固化而成的固化物。

需要说明的是,上述加热中的加热温度等条件如上所述。

弹性层10d的厚度例如可以为30μm以上600μm以下、优选为100μm以上500μm以下。

[防粘层10e]

防粘层10e为承担下述作用的层:其在定影时可抑制熔融状态的色调剂图像固着在与记录介质接触一侧的面(外周表面)上。

防粘层10e可以包含氟系化合物等低表面能材料作为主要成分来构成。作为氟系化合物,例如可以举出氟橡胶或聚四氟乙烯(下文中称为“ptfe”)、全氟烷基乙烯基醚共聚物(下文中称为“pfa”)、四氟乙烯六氟丙烯共聚物(下文中称为“fep”)等氟树脂等,并无特别限定。

防粘层10e的厚度优选为10μm以上100μm以下的范围、更优选为20μm以上50μm以下的范围。通过使防粘层10e的厚度为10μm以上,可抑制由于纸张的边缘部的反复摩擦所致的防粘层10e的磨损。另外,通过使防粘层10e的厚度为100μm以下,可保持表面的柔软性、维持定影图像的粒状性,还可缩短预热时间。

防粘层10e的形成应用公知的方法即可,例如通过涂布法形成该防粘层即可。

另外,关于防粘层10e,可以预先准备管状的防粘层,在例如管的内表面形成粘接层,之后覆盖在弹性层10d的外周上,从而形成防粘层10e。

[其它方式]

上文中,作为本实施方式的图像形成装置用定影部件,对于环形带的一例进行了详细说明,但本实施方式的定影部件并不限定于此,例如也可以为卷状的部件(定影辊)。

作为定影辊中使用的基材,例如可以举出由金属(铝、sus、铁、铜等)、合金、陶瓷、frm(纤维增强金属)等构成的圆筒体。

关于定影辊中的基材的外径和厚度,例如外径可以为10mm以上50mm以下,例如在为铝制的情况下厚度为0.5mm以上4mm以下,在为sus(不锈钢)制或铁制的情况下厚度为0.1mm以上2mm以下。

关于定影辊中的作为基材以外的层的金属层、粘接剂层、弹性层以及防粘层,适用与上述环形带中的金属层、粘接剂层、弹性层以及防粘层同样的层。

<定影装置>

本实施方式的定影装置具有:上述本实施方式的定影部件;加压部件,其对上述定影部件的外周表面进行加压,与上述定影部件一起夹持表面形成有未定影的色调剂图像的记录介质;和加热单元,其对上述记录介质上的未定影的色调剂图像进行加热。

下文中,作为本实施方式的定影装置的一例,对于作为电磁感应发热装置的方式进行说明,但并不限定于此,该电磁感应发热装置中,作为定影部件应用上述的环形带,并且,作为加热单元,利用电磁感应使作为定影部件的环形带的上述金属层发热。

图2是示出本实施方式的定影装置的一例的示意性结构图。

本实施方式的定影装置100是具备上述本实施方式的带10的电磁感应方式的定影装置。如图2所示,配置用于对带10的一部分加压的加压辊(加压部件)11,从高效地进行定影的方面考虑,在带10与加压辊11之间形成接触区域(咬合,ニップ),带10以沿着加压辊11的周面的形状弯曲。另外,从确保记录介质的剥离性的方面考虑,在上述接触区域(咬合)的末端处,带弯曲形成弯曲部。

加压辊11如下构成:利用硅橡胶等在基材11a上形成弹性层11b,进而利用氟系化合物在弹性层11b上形成防粘层11c,从而构成加压辊11。

在带10的内侧,在与加压辊11对向的位置配置对向部件13。对向部件13由金属、耐热树脂、耐热橡胶等构成,具有与带10的内周面相接并局部地增高压力的垫片(パッド)13b和支承垫片13b的支承体13a。

在以带10为中心与加压辊11(加压部件的一例)对向的位置设置内置有电磁感应线圈(励磁线圈)12a的电磁感应发热装置12。在电磁感应发热装置12中,通过对电磁感应线圈施加交流电流,所产生的磁场以励磁电路发生变化,在带10的金属层10b(特别是在图1所示方式的带中在电磁感应金属层104)中产生涡电流。该涡电流通过金属层10b的电阻转换为热(焦耳热),结果带10的表面发热。

需要说明的是,电磁感应发热装置12的位置并不限于图2所示的位置,例如,可以相对于带10的接触区域设置在旋转方向b的上游侧,也可以设置在带10的内侧。

在本实施方式的定影装置100中,驱动力通过驱动装置被传递到固定于带10的端部的齿轮,从而带10沿箭头b方向自旋转,随着带10的旋转,加压辊11沿反方向、即箭头c方向旋转。

形成了未定影的色调剂图像14的记录介质15沿箭头a方向通过定影装置100中的带10与加压辊11的接触区域(咬合),未定影的色调剂图像14以熔融状态被施加压力,定影在记录介质15上。

在以上说明的定影装置中,作为加热单元,使用通过电磁感应使环形带的金属层发热的电磁感应发热装置,但并不限定于此。作为加热单元,例如可以使用下述单元,在该单元中,与环形带相接触地设置卤素灯等发热部件,藉由环形带对未定影的色调剂图像进行加热。

<图像形成装置>

本实施方式的图像形成装置具有:图像保持体;充电装置,其对上述图像保持体的表面进行充电;静电潜像形成装置,其在充电后的上述图像保持体的表面形成静电潜像;显影装置,其利用色调剂对在上述图像保持体的表面形成的静电潜像进行显影从而形成色调剂图像;转印装置,其将在上述图像保持体的表面形成的色调剂图像转印至记录介质;和本实施方式的定影装置,其使上述色调剂图像定影至上述记录介质。

图3是示出本实施方式的图像形成装置的一例的示意性结构图。

如图3所示,本实施方式的图像形成装置200具备感光体(图像保持体的一例)202、充电装置204、激光曝光装置(潜像形成装置的一例)206、镜208、显影装置210、中间转印体212、转印辊(转印装置的一例)214、清洁装置216、除电装置218、定影装置100以及进纸装置(进纸单元220、进纸辊222、位置对准辊224以及记录介质导引体226)。

在利用该图像形成装置200进行图像形成的情况下,首先,与感光体202靠近地设置的非接触型的充电装置204对感光体202的表面进行充电。

与各种颜色的图像信息(信号)相应的激光藉由镜208通过激光曝光装置206被照射至利用充电装置204进行了充电的感光体202的表面,形成静电潜像。

显影装置210通过对于在感光体202的表面形成的潜像赋予色调剂而形成色调剂图像。显影装置210具备分别容纳有蓝色、品红、黄色、黑色这四种颜色的色调剂的各种颜色的显影器(未图示),通过使显影装置210沿箭头方向旋转,对于在感光体202的表面形成的潜像赋予各种颜色的色调剂,形成色调剂图像。

对于在感光体202的表面形成的各种颜色的色调剂图像,利用被施加到感光体202与中间转印体212之间的偏置电压,在感光体202与中间转印体212的接触部,按照各种颜色的色调剂图像中的每一色与图像信息一致的方式被重叠转印至中间转印体212的外周表面。

中间转印体212的外周表面与感光体202的表面接触,沿箭头e方向旋转。

在中间转印体212的周围,除了感光体202以外,还设有转印辊214。

被转印了多色的色调剂图像的中间转印体212沿箭头e方向旋转。中间转印体212上的色调剂图像在转印辊214与中间转印体212的接触部被转印至利用进纸装置沿箭头a方向传送到接触部的记录介质15的表面。

需要说明的是,向着中间转印体212与转印辊214的接触部的进纸如下进行:被收纳在进纸单元220中的记录介质通过内置在进纸单元220中的未图示的记录介质上推单元而被上推至与进纸辊222接触的位置,在该记录介质15与进纸辊222接触的时刻,通过进纸辊222和位置对准辊224的旋转,记录介质沿着记录介质导引体226而在箭头a方向进行传送,从而进行进纸。

被转印至记录介质15的表面的色调剂图像沿箭头a方向移动,在带10与加压辊11的接触区域(咬合),色调剂图像14以熔融状态被按压在记录介质15的表面、并被定影在记录介质15的表面。由此形成定影在记录介质的表面的图像。

色调剂图像被转印到中间转印体212的表面之后的感光体202的表面利用清洁装置216进行清扫。

感光体202的表面利用清洁装置216进行清扫后,利用除电装置218进行除电。

[实施例]

下面举出实施例进一步具体地说明本发明。但是本发明并不限定于以下的实施例。

[实施例1]

·基材(pi基材)的制作

利用流涂机将聚酰亚胺前体(聚酰亚胺清漆“u-vanish-s”、宇部兴产制)的n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)溶液涂布在直径的模具上,通过不到380℃的下述阶梯升温进行烧制。关于上述阶梯升温,具体地说,由25℃升温至120℃,在120℃维持1小时,由120℃升温至250℃,在250℃维持1小时,由250℃升温至380℃,在380℃维持1小时,之后由380℃降温至25℃。

由此得到了外径为30mm、膜厚为60μm、宽为400mm的仅由聚酰亚胺(单一树脂层)构成的无缝树脂管状体。

使用液体珩磨装置(不二精机制造,lh-8tthis)对所得到的管状的无缝树脂管状体的表面进行粗面化处理,使表面粗糙度ra=0.5μm以上1.0μm以下。需要说明的是,关于珩磨条件,在磨料粒#320、喷射压0.3mpa、喷射距离100mm、处理时间1.5分钟的条件下实施。

将粗面化后的无缝树脂管状体表面的磨料粒利用离子交换水冲洗后,进一步利用压缩空气除去水分,得到pi基材。

·基底金属层的形成

接着,对pi基材的外周表面进行碱蚀刻处理,清洗后将pi基材装入到镀覆夹具中,通过非电解镀覆处理形成厚度为0.5μm的非电解镀镍层(基底金属层)。

·电磁感应金属层的形成

形成非电解镀镍层(基底金属层)后,将电极设置在镀覆夹具两端,利用硫酸铜镀覆液实施电解镀覆处理,形成厚度为10μm的电解镀铜层(电磁感应金属层)。

需要说明的是,作为上述电场镀覆处理的条件,所使用的镀覆液由硫酸铜(70g/l)、硫酸(200g/l)、盐酸(50mg/l)形成,电流密度为0.2a/dm2

·金属保护层的形成

接下来在镀覆夹具两端设置电极,浸渍在包含镍离子的镀覆液中进行镍的电解镀覆,形成厚度为9μm的电解镍层(金属保护层)。

·粘接剂层、弹性层以及防粘层的形成

接着,称量100质量份作为a液的toraydowcorning公司制造的primerx和100质量份作为b液的toraydowcorning公司制造的primery,搅拌5分钟,制备粘接剂层形成用涂布液。

需要说明的是,toraydowcorning公司制造的primerx包含相当于四烷氧基硅烷的化合物。具体地说,toraydowcorning公司制造的primerx含有作为四烷氧基硅烷的由通式(2)表示的化合物(r21~r24=甲基)。

另外,toraydowcorning公司制造的primery包含相当于含有sih的硅氧烷低聚物的化合物。具体地说,toraydowcorning公司制造的primery含有作为含有sih的硅氧烷低聚物的由通式(1)表示的化合物(r11~r16=甲基、r17=h)。

使用流涂法在金属保护层的外周表面涂布粘接剂层形成用涂布液,在室温25℃、相对湿度50%的环境下进行30分钟风干,从而形成膜厚为0.5μm的粘接剂覆膜。

接着,将低高度型的硅橡胶(x34-1053;信越化学工业制造)利用乙酸丁酯稀释成15质量%,得到弹性层形成用涂布液。

使用螺旋涂布装置将弹性层形成用涂布液以200μm的厚度涂布在粘接剂覆膜的表面(外周表面),形成涂膜。

接着,对于所形成的涂膜进行自平滑化处理(40℃×20分钟)和一次硫化(120℃×20分钟)。

将内表面形成有粘接层的pfa圆筒管(膜厚30μm)覆盖在进行了自平滑化处理和一次硫化的弹性层形成用涂布液的涂膜上,在200℃烧制4小时。

如此在pi基材的外周表面依次形成金属层、粘接剂层、弹性层以及防粘层后,切除两端部15mm,得到定影带。

所形成的粘接剂层的膜厚为0.5μm、弹性层的膜厚为200μm、防粘层的膜厚为30μm。

[实施例2]

在实施例1的粘接剂层形成用组合物的制备中,作为a液使用信越化学工业公司制造的primerno.32-a剂,作为b液使用信越化学工业公司制造的primerno.32-b剂,除此以外与实施例1同样地制作带。

需要说明的是,信越化学工业公司制造的primerno.32-a剂包含相当于含有sih的硅氧烷低聚物的化合物和相当于四烷氧基硅烷的化合物。具体地说,信越化学工业公司制造的primerno.32-a剂含有作为含有sih的硅氧烷低聚物的由通式(1)表示的化合物(r11~r16=甲基、r17=氢)和作为四烷氧基硅烷的由通式(2)表示的化合物(r21~r24=甲基)。

另外,信越化学工业公司制造的primerno.32-b剂包含相当于烯基系硅烷偶联剂的化合物。具体地说,信越化学工业公司制造的primerno.32-b剂含有作为烯基系硅烷偶联剂的由通式(3)表示的化合物(r31~r33=甲基、r34=乙烯基)。

[实施例3]

在实施例1中,除了使粘接剂层的膜厚为0.05μm以外,与实施例1同样地制作带。

[比较例1]

在实施例1的粘接剂层形成用组合物的制备中,除了仅使用a液(toraydowcorning公司制造的primerx)以外,与实施例1同样地制作带。

<测定方法>

[饱和水蒸气后的面积率的测定]

将所得到的定影带在基材的轴向按照垂直方向(宽度方向)的长度为20mm进行切断,将所得到的管状的试验片投入到160℃、5气压的蒸气高压釜装置(饱和水蒸气环境)中48小时,之后在轴向在从外周表面到基材的外周表面的位置形成切口。并且将弹性层和防粘层固定在器具上,利用上述方法进行90°剥离试验。利用扫描仪(epson公司制造,gt-x980)拍摄并获得基材侧的剥离面的图像,求出饱和水蒸气后的面积率。将结果列于表1(饱和水蒸气后的面积率(%))中。

[常温常湿后的面积率的测定]

与上述饱和水蒸气后的面积率的测定方法同样地由所得到的定影带切割出另外的试验片,将所得到的试验片在不投入到蒸气高压釜装置中的情况下在常温(25℃)常压(1气压)常湿(50%)环境下静置48小时。接着与上述饱和水蒸气后的面积率的测定同样地进行90°剥离试验,求出基材侧的剥离面中的残留区域的面积率。将结果列于表1(常温常湿后的面积率(%))中。

<评价方法>

[实机试验]

将所得到的带作为定影带搭载在图像形成装置(富士施乐公司制造,型号:docucentreivc2270)的定影装置中,在温度40℃、湿度99%的环境下,一边利用加湿器直接对定影部进行加湿一边以0.7mpa的压力对带的外周表面进行加压,在此条件下进行形成100000张定影图像的实机试验。

进行上述实机试验后,对于由图像形成装置取出的带,针对相当于纸张端部的部位进行上述90°剥离试验,从而评价金属层与弹性层的粘接性。具体地说,计算出上述90°剥离试验后的剥离面中的金属层和粘接剂层未露出、弹性层发生了聚集破坏的面积的比例(粘接面积率(%))。评价基准如下,将结果列于表1。

-评价基准-

g1:粘接面积率为100%

g2:粘接面积率为80%以上99%以下

g3:粘接面积率小于80%

[表1]

如上所述,可知与比较例相比,实施例中的实机试验的评价结果良好,在高温高湿环境下对定影部件的外周表面进行加压而反复定影时,金属层与弹性层之间的剥离被抑制。

符号说明

10带

10a基材

102基底金属层

104电磁感应金属层

106金属保护层

10b金属层

10c粘接剂层

10d弹性层

10e防粘层

11加压辊

11a基材

11b弹性层

11c防粘层

12电磁感应发热装置

13对向部材

13a支承体

13b垫片

14色调剂图像

15记录介质

100定影装置

200图像形成装置

202感光体

204充电装置

206曝光装置

210显影装置

212中间转印体

214转印辊

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