加压用转动构件及生产方法、定影设备和图像形成设备与流程

1.本公开旨在提供加压用转动构件及其生产方法、定影设备和电子照相图像形成设备。


背景技术：

2.诸如复印机或激光打印机等电子照相图像形成设备(以下，"图像形成设备")中所使用的定影设备的实例包括具有加热用转动构件和与加热用转动构件压接配置的加压用转动构件的定影设备。在此类定影设备中，将未定影调色剂图像保持在其上的纸引入至由加热用转动构件和加压用转动构件形成的辊隙中，并且将调色剂加热并加压，结果，图像变得定影至纸。加压用转动构件当具有辊形状时可以称为加压辊，或者当具有环形带形状时可以称为加压带。
3.日本专利申请公开no.2014-232208公开了其中用作加压用转动构件的加压构件的表面由包含氟树脂和相对于100重量份氟树脂为10重量份以上的量的具有由无机材料形成的外壳的中空颗粒的层构成的定影用加压构件。
4.根据日本专利申请公开no.2014-232208的加压构件的表面层包含氟树脂，并且通过包含中空颗粒而多孔化；因此，可以期望加压构件显示在构件表面上的调色剂附着的抑制效果，和从加热构件朝向加压构件的热传递的抑制效果。考虑到在电子照相装置中实现更短的首次打印输出时间(first print out time)(fpot)的需求，在此必须进一步改进加压构件的绝热性。据推测，构成加压构件的与纸直接接触的表面(以下，也称为“外表面”)的表面层的更高的绝热性在进一步缩短fpot方面将是有效的。
5.因此，本发明人提出了提高添加至根据日本专利申请公开no.2014-232208的加压构件的表面层中的中空颗粒的量，并且通过使用大粒径的中空颗粒来增大孔隙率的方式。然而，发现结果，加压构件的表面层的强度降低，并且表面层在长期使用时会出现裂纹(cracks)或破损。因此，本发明人认识到，为了在保持表面层的耐久性的同时进一步改进绝热性的目的，需要开发一种技术，该技术旨在实现一种具有使得根据除引入中空颗粒以外的方法而改进加压用转动构件的表面层的绝热性的构造的加压用转动构件。


技术实现要素：

6.本公开的至少一个方面旨在提供一种能够以高水平显示表面层耐久性和优异的绝热性二者的加压用转动构件。本公开的另一方面旨在提供一种有助于缩短首次打印输出时间的定影设备。本公开的又一方面旨在提供一种首次打印输出时间比常规技术短的图像形成设备。本公开的又一方面旨在提供一种能够以高水平显示表面层耐久性和优异的绝热性二者的加压用转动构件的生产方法。
7.根据本公开的一个方面，提供一种加压用转动构件，其依次包括基层、弹性层和表面层，
8.表面层具有孔，
9.当在表面层的厚度方向-与加压用转动构件的圆周方向垂直的方向的表面层的截面设置长8μm
×
宽11μm的观察区域，并且将在该观察区域中观察到的孔的取向度定义为f，将在该观察区域中观察到的孔的取向角定义为φ时，f和φ满足以下关系：
10.f为0.20以上；
11.φ为0
°
至10
°
。
12.根据本公开的另一方面，提供一种定影设备，其包括上述加压用转动构件、定影带和定影带的加热装置(heating means)。
13.根据本公开的又一方面，提供一种电子照相图像形成设备，其包括上述定影设备。
14.根据本公开的又一方面，提供一种加压用转动构件的生产方法，该加压用转动构件依次具有基层、弹性层和表面层，表面层具有孔，其中
15.上述方法包括以下步骤：
16.(i)提供依照圆筒挤出法生产的树脂管；
17.(ii)获得具有环形带形状或辊形状的基体、覆盖基体的外周面的弹性层和覆盖弹性层的外周面的树脂管的层叠体；
18.(iii)将层叠体浸渍于全氟聚醚中，以使全氟聚醚浸透(impregnate)至树脂管内；和
19.(iv)用溶剂除去浸透至步骤(iii)中获得的层叠体的树脂管内的全氟聚醚，从而在树脂管内形成孔，获得表面层。
20.参照附图，从以下示例性实施方案的描述，本发明的进一步特征将变得显而易见。
附图说明
21.图1为示出孔的取向度f和取向角φ的确认方法的示意图；
22.图2为在实施例1中描述的加压用转动构件的表面层的与加压用转动构件的长度方向平行的截面中观察到的观察图像；
23.图3为加压用转动构件的一个方面的截面示意图；
24.图4为利用加压用转动构件的定影设备的一个方面的截面示意图；和
25.图5为示出电子照相图像形成设备的一个方面的示意图。
具体实施方式
26.此外，在本公开中，表示数值范围的"从xx至yy"或"xx至yy"的表述是指包括作为端点的下限和上限的数值范围，除非另有说明。当分段设置数值范围时，各数值范围的上限和下限可以以任意的组合来组合。
27.本公开中，术语"长度方向"表示与加压用转动构件的圆周方向垂直的方向。
28.本发明人进行了反复研究，旨在获得能够以高水平显示表面层耐久性和优异的绝热性二者的加压用转动构件。结果，本发明人发现，通过使表面层中的孔取向使得如在表面层的厚度-与加压用转动构件的圆周方向垂直的方向的截面中观察到的，孔的取向度f和取向角φ显示特定的值，可以在可以减少表面层的强度下降的同时降低沿表面层的厚度方向的热传递。
29.即，根据本公开的一个方面的加压用转动构件依次包括基层、弹性层和表面层，并
且表面层具有孔。
30.进一步，当在表面层的厚度方向-与加压用转动构件的圆周方向垂直的方向的表面层的截面设置长8μm
×
宽11μm的观察区域，并且将在该观察区域中观察到的孔的取向度定义为f，将在该观察区域中观察到的孔的取向角定义为φ时，f为0.20以上，φ为0
°
至10
°
。
31.在观察区域中观察到的孔的取向度f和取向角φ落在上述范围内的情况下，在表面层中孔在加压用转动构件的长度方向上以层状存在(参见图2)。这种构造使得有效地阻断热从加压用转动构件的与表面层相对的表面朝向加压用转动构件的基层侧流通。结果，变得可以在避免导致表面层的强度下降的表面层的孔隙率过度增大的同时改进表面层在厚度方向上的绝热性。
32.以下将说明根据本公开的加压用转动构件的一个方面。
33.1.加压用转动构件
34.加压用转动构件依次包括基层、弹性层和表面层。
35.图3为加压用转动构件(以下，称为“加压用转动构件19”)的一个方面的截面示意图。加压用转动构件19具有圆筒状或圆柱状基层19a和在基层19a的外周面上的形成为与基层19a同心的圆筒状管的弹性层19b。弹性层19b的外周面覆盖有表面层19c作为最外层。弹性层19b可以经由未示出的粘接层粘接至基层19a的外周面。表面层19c可以经由未示出的粘接层粘接至弹性层19b的外周面。
36.加压用转动构件的形状没有特别地限制，并且例如加压用转动构件可以为具有环形带形状的加压带或者可以为具有辊形状的加压辊。
37.1-1.基层
38.由铁或铝制成的基体优选用作基层19a。基体的表面可以通过喷砂等预先活化，或者可以用例如二氯甲烷、烃系清洗剂或水系清洗剂脱脂。
39.在包含硅橡胶的弹性层19b设置在基层19a的表面上的情况下，为了改进基层19a与弹性层19b之间的粘接性，优选对基层19a的表面进行底漆处理。
40.底漆处理所使用的底漆的实例包括硅烷偶联剂、有机硅聚合物、氢化甲基硅氧烷、烷氧基硅烷、反应促进催化剂和/或如红色氧化铁等着色剂适当地共混并且分散在有机溶剂中的涂料。
41.底漆可以根据基层19a的材料、弹性层19b的种类和交联反应的形态来适当选择。特别是在弹性层19b包含大量不饱和脂肪族基团的情况下，为了赋予源自于不饱和脂肪族基团反应的粘接性，优选使用包含氢化甲硅烷基的底漆。在弹性层19b包含大量氢化甲硅烷基的情况下，优选使用包含不饱和脂肪族基团的底漆。
42.其它底漆包括包含烷氧基的底漆。商购产品可以用作底漆。底漆处理包括将底漆施加至基层19a的外表面(与弹性层19b粘接的面)、干燥或烘烤的步骤。
43.商购可得的产品可以用作底漆。具体地，可以使用例如作为由dow corning toray co.,ltd.制的dy35-051的“液体a”和“液体b”的等量混合物的底漆。
44.1-2.弹性层
45.弹性层19b的材料没有特别地限制，并且可以使用用作加压用转动构件的弹性层的已知材料。弹性层19b为用于形成下文"2.定影设备"中所述的定影辊隙部n的层，并且可以为实心橡胶层或发泡橡胶层。加压用转动构件19中使用的弹性层19b的厚度没有特别地
中公开的otsu方法进行二值化。然后，使用上述的数值分析软件对作为上述二值化处理的结果而获得的二值化图像进行二维傅里叶变换分析，并且所得功率谱图在各方向积分，从而获得表示孔的取向的绘图(图1)。
59.二维傅里叶变换在与图像的周期性正交的方向上具有峰，因此，在二维傅里叶变换应用至厚度-长度截面的图像的情况下，90
°
至270
°
方向表示表面层的长度方向。在该图中，通过最长直径相对于90
°
至270
°
方向形成的角度(0
°
至90
°
)取作取向角φ。取向角φ越接近于0
°
，孔在长度方向上的取向程度越大。即，取向角φ为表示孔相对于长度方向的取向的参数。
60.此外，取向度f定义为f＝1-(y/x)，其中x表示具有最长直径的线段的长度和y表示与最长直径垂直的线段的长度。图1示出取向角φ和取向度f的确认方法。取向度f取0.00且小于1.00的值。在无取向、完全无规的孔的情况下，取向度f为0.00；即，随着孔的取向度增大，取向度f接近于1.00。由此，该取向度为表示孔在长度方向上取向的程度的参数。
61.在以下规定的三个位置进行从样品的截面采集sem图像。具体地，使得观察区域的上端位于自定影设备内构成与加热用转动构件的接触面的构成加压用转动构件的外表面的表面层的外表面起在表面层的深度方向1μm的位置；使得观察区域的下端位于从表面层的在外表面相对侧的表面朝向外表面1μm(即，与面向基层侧的表面相距1μm)的位置；和表面层的厚度方向上的中央部分与观察区域的中央一致的位置。在表面层的厚度小于26μm的情况下，调节采集位置使得观察区域不会彼此重叠。将根据本公开的取向角和取向度设定为在上述三个位置处采集的各观察区域中从sem图像获得的各值的平均值。
62.在根据本公开的一个方面的加压用转动构件中，取向角φ为10
°
以下，优选7
°
以下，并且更优选5
°
以下。取向角φ为0
°
以上，并且可以为例如1
°
以上，或者2
°
以上。即，例如，取向角φ的优选范围为0
°
以上且10
°
以下，并且取向角φ的更优选范围为1
°
以上且7
°
以下，取向角φ的还优选范围为2
°
以上且5
°
以下。
63.取向度f为0.20以上，优选0.25以上，并且更优选0.30以上。取向度f的上限没有特别地限制，并且该值越大，取向度f越优选；例如，上限可以低于1.00，或者可以为0.80以下，或者0.60以下。即，例如，取向度f的优选范围为0.20以上且小于1.00，f的更优选范围为0.25以上且0.80以下，f的还优选范围为0.30以上且0.60以下。
64.当孔的长度方向上的取向角φ和取向度f取上述值时，可以实现源自孔在长度方向上的取向的在表面层的厚度方向上的绝热效果。
65.以下，将进一步描述此类表面层的生产方法。
66.表面层19c的材料没有特别地限制，并且本文中可以使用用作加压用转动构件的表面层的已知材料。优选地，表面层包含氟树脂。这使得抑制调色剂对加压用转动构件的表面的附着。在该情况下，表面层中氟树脂的含量比优选相对于表面层为60质量％以上，特别是80质量％以上。这是因为在该情况下，实现了通过氟树脂引起的加压用转动构件的外表面上的调色剂的成膜更显著的抑制效果。该含量比的上限没有特别地限制，并且为100质量％以下，考虑到表面层中的其它任选组分(导电性填料等)的存在，可以为95质量％以下。
67.氟树脂的实例包括四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚(以下，pave)的共聚物(以下，pfa)。作为pave，可以合适地使用例如，包含具有1至6个碳原子、特别是1至4个碳原子、并且进一步1至3个碳原子的全氟烷基链的pave。pave的具体实例包括例如全氟甲基乙烯基醚
(cf2＝cf-o-cf3)、全氟乙基乙烯基醚(cf2＝cf-o-cf2cf3)和全氟丙基乙烯基醚(cf2＝cf-o-cf2cf2cf3)。
68.以下商购可得的产品可以用作此类pfa。
69.·
"451hp-j"、"959hp-plus"、"350-j"和"950hp-plus"(全为产品名，由chemours-mitsui fluoroproducts co.,ltd.制)；
70.·
"p-66p"、"p-66pt"和"p-802up"(全为产品名，由agc inc.制)；
71.·
"ap-230"和"ap-231sh”等(全为产品名，由daikin industries,ltd.制)；
72.·
"6502n"(产品名，由the 3m company制)。
73.pfa的熔点通常落在280℃至320℃的范围内，例如290℃至310℃。
74.加压用转动构件的生产方法
75.根据本公开的一个方面的依次具有基层、弹性层和表面层并且其中表面层具有孔的加压用转动构件(加压带或加压辊)的非限制性示例生产方法包括例如具有以下步骤(i)至(iv)的方法。
76.(i)提供依照圆筒挤出法生产的树脂管(以下，也称为“圆筒挤出的树脂管”)的步骤；
77.(ii)获得具有环形带形状或辊形状的基体、覆盖基体的外周面的弹性层和覆盖弹性层的外周面的圆筒挤出的树脂管的层叠体的步骤；
78.(iii)将层叠体浸渍于加热至高达树脂管的熔点附近的温度的全氟聚醚中，以使全氟聚醚(pfpe)浸透至树脂管内的步骤；
79.(iv)用溶剂除去浸透至步骤(iii)中获得的层叠体的树脂管的pfpe，从而在树脂管内形成孔的步骤。
80.本发明人的研究表明，通过用液体pfpe浸透圆筒挤出的树脂管，然后除去pfpe，可以在树脂管内形成具有预定取向角和预定取向度的孔。
81.认为上述方法使得在树脂层内形成在与加压用转动构件的圆周方向垂直的方向上取向至一定程度的孔的可想到的原因包括以下。下文作为一个实例将说明通过pfa的圆筒挤出获得的pfa管用作树脂管的例子。然而，根据本公开的树脂管不限于pfa管。
82.将由具有环形带形状或辊形状的基体、覆盖基体的外周面的弹性层和覆盖弹性层的外周面的pfa管构成的层叠体浸渍于加热至pfa熔点附近的温度(温度为300℃
±
50℃(优选290℃至325℃))的pfpe中，并且使加热的pfpe与pfa管的外周面接触，从而使pfpe浸透至pfa管中。随着pfa管内的pfpe的量增加，pfa管内产生聚集/连结的pfpe的状态。认为pfpe的聚集/连结在pfa的非结晶区域优先发生。如果pfa的非结晶区域取向，则pfpe的区域也相应地形成，同时在非结晶区域的取向方向上取向。在通过圆筒挤出形成的pfa管中，非结晶区域在与挤出方向平行的方向上，即与pfa管的圆周方向垂直的方向上取向。因此，在圆筒挤出的pfa管用pfpe浸透的情况下，pfpe区域变得在与pfa管的圆周方向垂直的方向上取向。
83.然后，使用溶剂除去pfa管内的pfpe，结果，在pfa管内的存在pfpe的部位形成孔。因此，在pfa管内形成在与pfa管的圆周方向垂直的方向上取向的孔。本发明人的研究表明，树脂管的厚度越小，可以使孔的取向度f越高，并且可以使取向角φ越接近于零。上述可想到的根本原因在于，圆筒挤出的树脂管越薄，非结晶区域越容易在与挤出方向平行的方向上取向的事实。
84.在本公开中，可以适当地选择树脂管的厚度，只要实现根据本公开的取向度f和取向角φ即可；然而，本文中使得孔在挤出方向上取向的树脂管厚度的值优选为12μm至100μm，更优选20μm至50μm。
85.在后述树脂层中的孔的优选量方面，全氟聚醚优选以如下方式浸透至树脂管内：步骤(iii)中全氟聚醚向树脂管内的浸透量相对于用全氟聚醚浸透后的树脂管的质量为25质量％至60质量％，特别是30质量％至45质量％。
86.步骤(iii)中树脂管的熔点附近包括例如tm
±
50(℃)的范围，其中tm(℃)为树脂管的熔点。在树脂管为pfa管的情况下，pfa的tm落在280至320℃的范围内，因此在步骤(iii)中与树脂管的外表面接触的pfpe的温度例如为250℃至350℃，优选290℃至325℃。
87.步骤(iii)中pfpe的温度越高且pfpe的粘度越低，pfpe向树脂管的浸透量可以增加的程度越大。树脂管的外周面与pfpe的接触时间根据浸透至树脂管中的pfpe的粘度和浸透量而变化；然而，作为指导，接触时间的范围为20秒至5分钟，并且特别是30秒至2分钟。在该范围内随着时间经过，树脂管可以浸透有使得在树脂管内形成孔的足够量的pfpe。在步骤(iii)的加压用转动构件的生产中，树脂管与pfpe之间的接触方法可以采用任意方法，只要pfpe可以与树脂管的外周面在树脂管的熔点附近的温度下接触即可。
88.树脂管的外周面和pfpe之间的接触可以在其中基层、弹性层和表面层已经预先铺设而得到层叠体的状态下进行；可选地，可以在其中遮蔽树脂管的与弹性层接触的一侧的表面(内周面)的状态下进行接触。上述可以通过采用例如浸渍法作为接触方法来生产。
89.在步骤(iv)中，从全氟聚醚浴中取出用pfpe浸透树脂管所得的层叠体，冷却至室温，然后，使用氟溶剂除去浸透至树脂管内的pfpe。由于该操作而在树脂管内形成孔。
90.层叠体可以简单地浸渍于氟溶剂中；然而，为了更有效地从树脂管中除去pfpe，优选施加超声波和/或加热氟溶剂。
91.能够溶解pfpe但不溶解构成树脂管的树脂的溶剂优选用作氟溶剂。术语“溶解pfpe的溶剂”包括例如在25℃下pfpe在100g溶剂中的溶解量为10g以上的溶剂。同时，术语“不溶解pfa的溶剂”包括在25℃下pfa在100g溶剂中的溶解量为1g以下的溶剂。
92.例如在树脂管为pfa管的情况下，氢氟醚溶解pfpe。相比之下，pfa几乎不溶于氢氟醚，因此，氢氟醚是本文优选的氟溶剂。例如，作为氢氟醚可以使用如“novec 7300”(产品名，由the 3m company制)等商购可得的氢氟醚。
93.在根据本公开的表面层中，在用于计算取向角φ和取向度f的二值化图像中，相对于长8μm
×
宽11μm的观察区域的表面积(具有孔)，孔的表面积总和的比率的算术平均值(以下，“孔面积比”)优选为15％至50％，更优选为25％至45％。将孔面积比设置在上述范围内使得以更高水平实现根据本公开的加压用转动构件的强度和在厚度方向上的绝热性二者。
94.为了达到上述这样的孔面积比，优选在步骤(iii)中用足够量的pfpe浸透树脂管。pfpe向树脂管的浸透量例如可以根据与树脂管的外周面接触的pfpe的温度和pfpe的粘度来调整。具体地，可以通过提高与树脂管的外周面接触的pfpe的温度来增加pfpe向树脂管的浸透量。通过使用低粘度的pfpe，可以增加pfpe向树脂管的浸透量。然而，在粘度过低的pfpe的情况下，表面上是由于对pfa的亲和性增大，使得树脂管内的源自聚集/连结的pfpe区域不容易形成，并且可能难以实现高的孔表面积比。
95.表面层优选为单层膜。考虑到容易将孔的取向角φ和取向度f调整至落入本公开
的范围内，和考虑到加压用转动构件的耐久性，表面层的厚度优选为12μm以上，更优选为20μm以上，并且优选为100μm以下，更优选为50μm以下。表面层的厚度可以设置在例如12μm至100μm的范围内。
96.全氟聚醚(pfpe)
97.全氟聚醚没有特别地限制，只要其可以浸透至树脂管即可，并且本文可以使用已知的全氟聚醚。优选地，pfpe具有由下式表示的结构。pfpe优选在pfa的熔点下为油状。
[0098][0099]
在式(1)中，a、b、c、d、e和f各自独立地为0或正整数，满足1≤a+b+c+d+e+f≤600，并且a、b、c和d中的至少一者表示正整数。
[0100]
此外，式(1)中各重复单元的存在顺序不限于上述顺序。此外，式(1)中的各重复单元可以存在于pfpe中的多个位置处。即，由式(1)表示的pfpe可以是嵌段共聚物或无规共聚物。
[0101]
具体地，全氟聚醚优选具有选自由下式(2)至(5)组成的组中的至少一种结构。
[0102][0103]
在式(2)中，n为正数，n落在使得pfpe的在40℃温度下的粘度为30mpa
·
s至400mpa
·
s的范围内。
[0104][0105]
在式(3)中，n
′
为正数，n
′
落在使得pfpe的在40℃温度下的粘度为10mpa
·
s至400mpa
·
s的范围内。
[0106][0107]
在式(4)中，n
″
和m各自独立地为正数，m/n
″
为0.5至2的数，并且n
″
+m为落在使得pfpe的在40℃温度下的粘度为20mpa
·
s至400mpa
·
s的范围内的数。
[0108]
[0109]
在式(5)中，n
″′
和m
′
各自独立地为正数，m
′
/n
″′
为20至1000的数，并且n
″′
+m
′
为落在使得pfpe的在40℃温度下的粘度为20mpa
·
s至400mpa
·
s的范围内的数。
[0110]
从良好地浸透至树脂管的观点，pfpe的在40℃温度下的粘度范围优选为10mpa
·
s至400mpa
·
s，更优选30mpa
·
s至350mpa
·
s。如本文所使用的，术语粘度表示使用利用圆锥角度为1
°
并且圆锥半径为20mm的圆锥板的动态粘弹性测量装置(流变仪)，在100s-1
的剪切速度和40℃的测量温度下旋转60秒后测量的值。流变仪的实例包括例如“dhr-2”(产品名，由ta instruments inc.制)。
[0111]
商购可得的pfpe的实例包括，例如，具有由式(2)表示的结构的pfpe(例如demnum s-200和demnum s-65(二者为产品名)；由daikin industries,ltd.制)，具有由式(3)表示的结构的pfpe(例如krytox gpl-105、krytox gpl-104、krytox gpl-103、krytox gpl-102和krytox gpl-101(全为产品名)；由the chemours company制)，具有由式(4)表示的结构的pfpe(例如fomblin m07和fomblin m15(二者为产品名)；由solvay specialty polymers co.,ltd.制)，以及由式(5)表示的pfpe(例如fomblin y15和fomblin y25(二者为产品名)；由solvay specialty polymers co.,ltd.制)。
[0112]
例如，“demnum s-200”的粘度为377mpa
·
s，“krytox gpl-105”的粘度为301mpa
·
s，“krytox gpl-104”的粘度为111mpa
·
s，“krytox gpl-103”的粘度为54mpa
·
s，“krytox gpl-102”的粘度为26mpa
·
s，和“krytox gpl-101”的粘度为12mpa
·
s。上述粘度值均表示40℃温度下的粘度。
[0113]
2.定影设备
[0114]
定影设备包括作为上述加压用转动构件记载的加压用转动构件、定影带和定影带的加热装置。
[0115]
图4为示出带加热型的定影设备的示意构造的一个实例中的截面的示意图。
[0116]
定影带11宽松地装配至带引导构件16。加压用刚性支柱18插入带引导构件16的内侧。带引导构件16由例如耐热性/绝热性树脂形成。
[0117]
加热装置例如为配置成与定影带的内周面接触的加热器。作为热源的陶瓷加热器17设置在带引导构件16和定影带11的内表面彼此接触的位置处。陶瓷加热器17装配并固定在沿带引导构件16的长度方向设置的凹槽中。陶瓷加热器17通过未示出的装置通电而产生热量。
[0118]
辊状加压用转动构件19是作为上述加压用转动构件记载的加压用转动构件。通过在加压用刚性支柱18的两端与设备底盘侧的弹簧承受构件(未图示)之间配置加压弹簧(未图示)，对加压用刚性支柱18施加下压力。结果，配置在带引导构件16的下面上的陶瓷加热器17的下面和加压用转动构件19的上面彼此压接，其中定影带11被夹持在它们之间，以形成预定的定影辊隙部n。即，陶瓷加热器17的下面与定影带11的内周面接触配置。
[0119]
由未定影的调色剂g在其上形成有图像的作为被加热体的记录介质p以输送速度v在定影辊隙部n中被夹持并输送。结果，调色剂图像被加热和加压。因此，调色剂图像熔融，颜色混合；此后，将调色剂图像冷却，从而调色剂图像定影在记录介质p上。
[0120]
此外，除本实例中的带加热型方法以外的方法，例如热辊法，通过在此采用具有作为上述加压用转动构件记载的加压用转动构件的结构，也可以得到相同的效果。
[0121]
3.图像形成设备
[0122]
可以采用已知的构造作为图像形成设备。此类设备包括利用电子照相系统的多功能装置、复印机、传真机和打印机。这里将使用彩色激光打印机作为一个实例来示意性地说明图像形成设备的整体结构。
[0123]
图5为激光打印机40的示意性截面图。图5所示的激光打印机40具有针对包括黄色(y)、品红色(m)、青色(c)和黑色(k)的各个颜色、以恒定速度旋转的各电子照相感光构件鼓39(以下，称为“感光构件鼓39”)。激光打印机40还具有中间转印构件38，该中间转印构件38保持彩色图像，该彩色图像在图像形成部显影并且由多次转印产生，并且将该彩色图像转印至从进给单元进给的记录介质p上。
[0124]
各感光构件鼓39(39y、39m、39c、39k)通过驱动装置(未示出)，如图5所示逆时针旋转驱动。
[0125]
围绕各感光构件鼓39，根据其旋转方向依次配置对感光构件鼓39的表面均匀充电的相应的充电装置21(21y、21m、21c、21k)，基于图像信息投射激光束以在感光构件鼓39上形成静电潜像的相应的扫描仪单元22(22y、22m、22c、22k)，使调色剂附着至静电潜像从而使调色剂图像形式的调色剂显影的相应的显影单元23(23y、23m、23c、23k)，在一次转印部t1处将感光构件鼓39上的调色剂图像转印至中间转印构件38的相应的一次转印辊24(24y、24m、24c、24k)，以及具有除去转印后残留在感光构件鼓39的表面上的未转印调色剂的清洁刮板的相应的清洁单元25(25y、25m、25c、25k)。
[0126]
在图像形成时，围绕辊26、27和28架设的带状中间转印构件38旋转并且形成在各感光构件鼓39上的彩色调色剂图像进行一次转印，彼此叠加在中间转印构件38上，结果，形成彩色图像。
[0127]
然后，与向中间转印构件38的一次转印同步，记录介质p通过输送装置输送至二次转印部t2。输送装置包括容纳多张记录介质p的进给盒29，进给辊30、分离垫31和对位辊对(resist roller pair)32。在图像形成时，进给辊30依照图像形成操作旋转驱动，并且进给盒29中的记录介质p一张一张地分开，并且在与图像形成操作同步的时机由对位辊对32输送至二次转印部t2。
[0128]
可移动的二次转印辊33配置在二次转印部t2中。二次转印辊33可以大致在垂直方向上移动。在图像转印时，二次转印辊33经由记录介质p以预定压力压向中间转印构件38。与此同时，对二次转印辊33施加偏压，并且中间转印构件38上的调色剂图像转印至记录介质p。
[0129]
将中间转印构件38和二次转印辊33各自驱动，因此，夹在中间转印构件38和二次转印辊33之间的记录介质p沿图5中的左箭头方向以预定的输送速度v输送；然后，作为后续处理，通过输送带34将记录介质p进一步输送至定影单元35。在定影单元35中，通过施加热和压力将转印的调色剂图像定影在记录介质p上。然后，记录介质p通过排出辊对36排出到设备的顶面上的排出托盘37上。
[0130]
本公开的一个方面允许获得能够以高水平显示表面层耐久性和优异的绝热性二者的加压用转动构件。本公开的另一方面允许获得有助于缩短首次打印输出时间的定影设备。本公开的又一方面允许获得具有比传统设备更短的首次打印输出时间的图像形成设备。本公开的另一方面允许实现能够以高水平显示表面层耐久性和优异的绝热性二者的加压用转动构件的生产方法。
21rs，由kaneko chemical co.,ltd.制)中，使弹性层中的硅橡胶溶解，结果从多层样品除去弹性层，制备仅由pfa管的整个厚度部分构成的测量样品。使用热重分析仪(tga)测量该测量样品。pfpe相对于含pfpe树脂层的含量比(质量％)在以下测量条件下计算。
[0151]
仪器：tga851(由mettler-toledo international inc.制)
[0152]
气氛：空气中
[0153]
温度：425℃
[0154]
在基于上述热重分析获得的测量时间-重量损失率曲线中，从斜率恒定且仅pfa下降的区域中求出线性最小二乘近似表达式(linear least squares approximation expression)；将线性最小二乘近似表达式的截距取作pfa量(质量％)，并且pfpe含量作为pfpe含量(质量％)＝100-pfa量来计算。
[0155]
孔形成工序
[0156]
然后，将层叠体a1放入装有单独准备的具有氢氟醚结构的氟溶剂(产品名：novec 7300，由the 3m company制)的量筒中，然后，将该量筒放在超声波施加装置(产品名：bransonic(型号2510j-dth)；由emerson japan,ltd.制)的水浴中，并且用超声波照射60分钟。处理后，将层叠体从量筒中取出，并且通过在温度为25℃的环境中放置60分钟来干燥。以该方式除去存在于层叠体a1的表面层的表面和内部的pfpe，以得到根据本实施例的加压用转动构件。所得层叠体的目视外观为白色，并且发现在树脂层中形成了孔。
[0157]
如下制备用于测量以下物理性质的三组测量样品。
[0158]
测量样品的制备
[0159]
将基体从加压用转动构件中分离出，以获得弹性层和表面层的层叠体b1。将层叠体b1浸渍于有机硅树脂溶解剂(产品名：e-solve 21rs，由kaneko chemical co.,ltd.制)中，以使弹性层中的硅橡胶溶解，结果，从层叠体b1除去弹性层，制备包括表面层的整个厚度部分的测量样品。
[0160]
表面层中孔的取向性(取向度f和取向角φ)
[0161]
使用切片制备装置(例如冰冻超薄切片机(产品名：由leica microsystems gmbh制))从加压用转动构件切出样品，使得表面层的厚度-加压用转动构件的长度方向的截面出现在样品的表面上。然后，在扫描电子显微镜下观察上述截面，以在截面中的预定位置采集长8μm
×
宽11μm的矩形观察区域的相应图像(sem图像)。调整图像采集使得图像的长度方向与表面层的厚度方向平行，并且图像的横方向与加压用转动构件的长度方向平行。
[0162]
在以下三个位置采集来自截面的该sem图像。具体地，使得观察区域的上端位于自定影设备内构成与加热用转动构件的接触面的构成加压用转动构件的外表面的表面层的外表面起在表面层的深度方向1μm的位置；使得观察区域的下端位于从表面层的在外表面相对侧的表面(即，从面向基层侧的表面)朝向外表面1μm的位置；和表面层的厚度方向上的中央部分与观察区域的中央一致的位置。在表面层的厚度小于26μm的情况下，调整采集位置使得观察区域不会彼此重叠。
[0163]
使用数值计算软件(产品名：matlab；由the mathworks,inc.制)使获得的各sem图像二值化，以使得区分分别对应于树脂部分和孔部分的两个区域。二值化处理依赖于otsu方法。然后，使用上述数值计算软件对作为二值化处理的结果而得到的二值化图像进行二维傅里叶变换分析，并且使功率谱图在各方向上积分，以得到表示孔的取向的程度和方向
的绘图。由绘图计算取向度和取向角，并且取其算术平均值作为取向度f和取向角φ。
[0164]
表面层中孔的比率
[0165]
从上述各二值化图像，基于对应于孔的部分中的像素数相对于观察区域中的总像素数的比率计算孔面积比。
[0166]
评价1：表面层的厚度方向上的热导率
[0167]
表面层的厚度方向上的热导率λ基于以下表达式来计算。
[0168]
λ＝α
×cp
×
ρ
[0169]
在表达式中，λ为表面层的厚度方向上的热导率(w/(m
·
k))，α为厚度方向上的热扩散系数(m2/s)，c
p
为定压比热(j/(kg
·
k))和ρ为密度(kg/m3)。
[0170]
厚度方向上的热扩散系数α、定压比热c
p
和密度ρ的值依照以下方法来求出。
[0171]
热扩散系数α
[0172]
表面层的厚度方向上的热扩散系数α如下测量。通过使用切割器从测量样品切割来生产总共五个各自具有8mm
×
12mm的表面积的样品片。使用数字式测长仪(产品名：digimicro mf-501，扁平触笔，由nikon corporation制)测量各样品片的厚度。接下来，使用依赖于周期性加热方法的热扩散系数测量装置(产品名：ftc-1，由advance riko,inc.制)在室温(25℃)下测量各样品片总共5次，并且求出五次测量的平均值(m2/s)。在使用1kg砝码给样品片加压的同时进行测量。
[0173]
结果，证明表面层的厚度方向上的热扩散系数α为4.66
×
10-8
m2/s。
[0174]
定压比热c
p
[0175]
表面层的定压比热c
p
使用差示扫描量热计(产品名：dsc823e，由mettler-toledo international inc.制)来测量。
[0176]
具体地，将铝盘用作样品盘并且作为对照盘。首先，在空白测量中，根据其中将两个空盘在15℃的恒定温度下保持10分钟，然后以10℃/分钟的升温速度将盘升温至215℃，并且在215℃下保持另外10分钟的程序进行测量。
[0177]
接下来，使用10mg已知定压比热的合成蓝宝石作为对照物，并且使用同样的程序进行测量。下一步，从上述测量样品中切出10mg测量样品，即与对照物的合成蓝宝石相同量的测量样品，放置在样品盘中，并且依照相同的程序进行测量。
[0178]
利用上述差示扫描量热计所附属的比热分析软件来分析测量结果，并且基于5次测量结果的平均值计算25℃下的定压比热c
p
。
[0179]
证明表面层的定压比热c
p
为1002.80j/(kg
·
k)。
[0180]
密度ρ
[0181]
表面层的密度ρ用干式自动密度计(产品名：accupic 1330-01，由shimadzu corporation制)来测量。
[0182]
具体地，使用10cm3的样品池，并且从上述测量样品中切出样品片，使其填充池容积的大约80％，在测量样品片的质量之后，将样品片放入样品池中。将样品池放置在装置的测量部中，在使用氦气作为测量气体进行气体置换后，进行10次容积测量。由样品片的质量和各测量容积计算表面层的密度，并且计算平均值。
[0183]
结果，表面层的密度ρ为1287.47kg/m3。
[0184]
这里，基于单位换算的定压比热c
p
(j/(kg
·
k))和密度ρ(kg/m3)，和基于测量的热
扩散系数α(m2/s)，表面层的厚度方向上的热导率λ的计算结果为6.01
×
10-2
w/(m
·
k)。
[0185]
评价2：表面层的拉伸屈服应力的测量
[0186]
将上述各测量样品切成宽度为5mm并且长度为20mm以制成各拉伸试验片。将试验片放置在动态粘弹性测量装置(产品名：reogel-e4000，由ubm co.制)的拉伸测量夹具上，使得卡盘距离为10mm。用扭力起子将试验片固定在夹具上，使得试验片的拧紧力矩为5cn
·
m。
[0187]
在温度为200℃和拉伸速度为0.055m/sec的条件下，测量拉伸试验中的s-s曲线直至试验片断裂。在测量中，只考虑卡盘之间的断裂数据，并且测量结果取自五次测量的平均值。在s-s曲线的应变0％至3％作为直线的情况下，绘制近似线，并且在s-s曲线和由将近似曲线在正方向上移动5％的应变得到的直线之间的交点处的应力值取作拉伸屈服应力的值。
[0188]
评价3：首次打印输出时间的评价
[0189]
将所生产的加压用转动构件安装至如图4所示的定影设备，其中定影构件与加压用转动构件之间施加的加压力设定为20kgf。定影设备的陶瓷加热器17在1200w下开始通电，并且测量直到定影构件的表面温度达到作为定影设备中能够定影的温度的200℃的时间，并将其取作首次打印输出时间。
[0190]
评价4：耐久性的评价
[0191]
对加压用转动构件进行以下耐久试验，以评价表面层的耐磨耗性。首先，将所生产的加压用转动构件安装至具有图4所示的构造的定影设备。将该定影设备内置于能够60张/分钟(处理速度为350mm/sec)高速定影的激光束打印机中，然后以连续通纸模式连续运行5000张a4尺寸纸。定影时定影带的表面温度设置为200℃，并且纸在温度15℃和湿度20％的环境中运行。在连续纸运行后移除加压用转动构件，并且目视观察加压用转动构件的表面并根据以下标准来评价。
[0192]
等级"a"：表面层中未发现裂纹。
[0193]
等级"b"：表面层中观察到裂纹。
[0194]
实施例2至12
[0195]
除了这里如表1所示改变表面层中使用的氟树脂管的pfa树脂和厚度以及用于浸透的pfpe的种类和接触时的pfpe温度以外，以与实施例1相同的方式生产根据各实验例的加压用转动构件2至12。
[0196]
实施例13
[0197]
在实施例1所述的方法中，使其上层叠有pfa树脂(pfa-1)的铁基体在330℃下进行退火处理30分钟，从而获得层叠体。然后，以与实施例1相同的方式生产经历了浸透步骤和孔形成步骤的加压用转动构件，从而获得根据本实施例的加压用转动构件13。
[0198]
比较例1
[0199]
直至铺设pfa树脂都如实施例1所述的方法来生产加压用转动构件；所得构件为根据本比较例的加压用转动构件c-1。
[0200]
比较例2至4
[0201]
除了这里如表1所示改变如比较例1所述的方法铺设的pfa树脂的厚度以外，以与比较例1相同的方式生产根据各比较例的加压用转动构件c-2至4。
[0202]
比较例5
[0203]
以65份小中空球状颗粒(产品名：glass bubbles im30k；由the 3mcompany制)在100份包含全氟乙烯-丙烯共聚物的水系涂料(产品名：ej-cl500；由chemours-mitsui fluoroproducts co.,ltd.制)中的混合物的形式制备涂料。
[0204]
以与实施例1相同的方式在铁基体上形成弹性层和粘接层。接下来，将上述制备的涂料喷涂在粘接层的表面上，使得烘烤后的膜厚度为20μm。然后，将整体在340℃的温度下烘烤30分钟，以生产根据本比较例的加压用转动构件c-5。
[0205]
表1列出实施例1至13和比较例1至5中生产的加压用转动构件的配方和孔物理性质(孔比率、取向度f和取向角φ)。根据比较例1至4的加压用转动构件c-1至c-4的表面层没有孔，因此，未测量孔的物理性质。
[0206]
[表1]
[0207][0208]
在表1中，术语"孔比率"表示表面层中孔所占据的面积比(％)。
[0209]
表2列出实施例1至13和比较例1至5中生产的加压用转动构件的评价1至4的评价结果。
[0210]
[表2]
[0211][0212]
表2表明，实施例的加压用转动构件显示优异的热导率，并且即使长期使用后，构件也未出现裂纹。结果，发现实施例的加压用转动构件使得在保持耐久性的同时缩短首次打印输出时间。
[0213]
虽然已参照示例性实施方案描述了本发明，但应理解本发明不限于公开的示例性实施方案。所附权利要求的范围应符合最宽泛的解释以涵盖全部此类修改以及等同的结构和功能。