加压用旋转构件、其制造方法和加热装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于被加热材料夹持在其间并且使所述材料输送通过所述辊隙部从 而加热所述材料的加热装置如热定影设备中的加压用旋转构件；其制造方法；和使用其的 加热装置。
【背景技术】
[0002] 在电子照相设备中，使用包括加热构件和面向加热构件配置的加压构件的加热装 置，作为用于将已经形成于记录材料上的未定影调色剂图像在记录材料上定影的加热装 置。
[0003] 当使此类加热装置适应具有各种尺寸的记录材料时，在加热构件的具有小尺寸的 记录材料（例如，A-4尺寸纸）不与其接触的区域中的温度升高变成问题。此类区域的具 体实例包括沿加热构件的横向的端部区域。该问题有时称为"非通纸区域的温度升高"。
[0004] 具体而言，当具有比定影设备的加热构件的宽度相对较小宽度的记录材料连续通 过由加热构件和加压构件形成的辊隙部时，该辊隙中的记录材料不与其接触的该区域中的 温度升高。该现象出现是因为从加热构件传递的热在辊隙中的记录材料不与其接触的区域 中不被记录材料和/或记录材料上的调色剂吸收。
[0005] 此类现象有时引起加压构件和加热构件的劣化和/或变形。另外，当具有大尺寸 的纸通过在具有小尺寸的纸不与其接触的区域中的温度已经过度升高这样的状态下的辊 隙时，具有大尺寸的纸上的调色剂过度熔融，并且有时发生污损。
[0006] 随着打印机的图像输出的速度（处理速度）增加，此类问题更容易发生。具体而 言，记录材料通过辊隙期间的时间随着图像输出的速度变得越高而变得越短，因此加热构 件需要在短时间内传递充分的热至调色剂图像。上述问题发生是因为定影辊的温度需要设 定在用于充分的热传递的较高温度下。
[0007] 另一方面，在电子照相图像形成设备中，期望的是缩短在启动之后输出第一张图 像所必需的时间（下文中称为"第一打印输出时间〃），并且为了减少功率消耗，进一步缩短 将加热装置的辊隙部的温度升高至调色剂定影所必需的温度的时间（下文中也称为"升温 时间（warm-uptime)"）。
[0008] 为此原因，通过使加压构件的弹性层包含孔隙来进行降低热传导。具体而言，将当 开始加热装置的操作时从加热构件传递到加压构件的热量控制为小的，并且加热构件的温 度升高的速度通过减少加压构件的热传导来提高。
[0009] 这里，下面三种方法已知是其中具有孔隙的弹性层的形成方法。
[0010] PTL1中，将发泡剂混合入未交联硅橡胶中从而引起发泡并且在硅橡胶中固化，因 此孔隙形成于其中。PTL2中，将中空填料预先混合入未交联硅橡胶由此在未交联硅橡胶已 经成形和交联之后形成孔隙。另外，PTL3中，将其中吸收水的吸水性聚合物分散在未交联 硅橡胶中，并且孔隙通过当未交联硅橡胶交联时发生的脱水反应而形成。然而，加压构件的 热传导的降低导致进一步于前述辊隙中在具有小尺寸的记录材料的非接触区域中的温度 升高的加速。
[0011] 因此，难以平衡在辊隙中的非通纸区域的温度升高的降低与辊隙的升温时间的缩 短。
[0012] 此外，PTL4中，使用其中使纤维状填料共混入加压用旋转构件的弹性层中以提高 沿构件的旋转轴方向的热传导的高热传导性橡胶复合物，由此试图抑制非通纸区域的温度 升高。另外，记载了多孔弹性层设置在弹性层的下层以使沿弹性层的厚度方向的热传导下 降，并且也可以预期升温时间的缩短。
[0013] 引f列表
[0014] 专利f献
[0015] PTL1 :日本专利申请特开No. 2008-150552
[0016] PTL2 :日本专利申请特开No. 2001-265147
[0017] PTL3 :日本专利申请特开No. 2002-114860
[0018] PTL4 :日本专利申请特开No. 2002-351243
【发明内容】
[0019] 发明要解决的问题
[0020] 根据PTL4的加压构件能够确定地平衡非通纸区域的温度升高的抑制与加压构 件的热传导的下降。然而，加压构件具有用于抑制非通纸区域的温度升高的层和用于减少 沿厚度方向的热传导的层的层叠结构，这变成是增加加压构件的制造成本的因素。
[0021] 因而，本发明旨在于提供可以用于加压构件的加压用旋转构件，其能够抑制非通 纸区域的温度升高且能够缩短用于加热至未定影调色剂定影用的充分的温度所需的升温 时间，同时具有更简单的结构，以及提供其制造方法。
[0022] 此外，本发明旨在于提供能够稳定地形成高等级电子照相图像而不论纸张大小的 电子照相图像形成设备用加热装置。
[0023] 用于解决问题的方案
[0024] 根据本发明的一个方面，提供用于热定影设备中的加压用旋转构件，其包括：
[0025] 基体和
[0026] 设置在基体上且具有孔隙的弹性层，其中弹性层包含针状填料，
[0027] 其中针状填料使弹性层的沿着加压用旋转构件的旋转轴的方向的热导率X1是 弹性层的沿厚度方向的热导率A2的6倍以上且900倍以下。
[0028] 根据本发明的另一方面，提供包括加热构件和面向加热构件配置并且与加热构件 压接的加压构件的加热装置，加热装置通过将待加热材料引入加热构件与加压构件之间的 辊隙部、并且将待加热材料夹持和输送通过所述辊隙部来加热待加热材料，其中加压构件 是前述的加压用旋转构件。
[0029] 根据本发明的又一方面，提供热定影设备的加压用旋转构件的制造方法，所述方 法包括下述步骤：
[0030] (1)使乳液状态下的弹性层形成用液体组合物沿基体的长度方向流动，并且在基 体上形成所述液体组合物的层，所述液体组合物包括未交联橡胶、针状填料和含水凝胶；
[0031] (2)使液体组合物的层中的未交联橡胶交联；和
[0032] (3)从通过未交联橡胶的交联形成的层中蒸发出含水凝胶中的水分，并且形成其 中具有孔隙的弹性层。
[0033] 发明的效果
[0034] 根据本发明，可以获得实现抑制非通纸区域的温度升高的同时升温时间的缩短的 加压用旋转构件。
[0035] 另外，根据本发明，可以获得抵抗引起非通纸区域的温度升高且能够有效地加热 待加热体的加热装置。
【附图说明】
[0036] 图1为根据本发明的加热装置的示意性结构图。
[0037] 图2为根据本发明的加压用旋转构件的俯视图。
[0038] 图3为针状填料的示意图。
[0039] 图4为从弹性层切出的样品的放大的立体图。
[0040] 图5A为沿已从弹性层切出的样品的周向的截面（a截面）的放大图。
[0041] 图5B为沿已从弹性层切出的样品的横向的截面（b截面）的放大图。
[0042] 图6为用于测量已从弹性层切出的样品的热导率的方法的说明图。
[0043] 图7为用于制造加压辊的注塑成形用模具的概略性说明图。
【具体实施方式】
[0044] 下面将具体地描述根据本发明的加压用旋转构件。
[0045] (1)加热装置
[0046] 图1为根据本发明的加热装置的截面图。该加热装置为膜加热系的加热装置，并 且下面将描述概要的结构。
[0047] 图1中，示出在截面中具有大致半圆形弧状和槽状的并且将与基体的长度方向平 行的方向设定为横向的横长的膜引导构件1。示出容纳并且保持在大致在膜引导构件1沿 横向的下表面的中央形成的凹槽中的横长的加热器（为构成加热构件的一个组件的加热 单元）2。示出膜状环形带3 (下文中将描述为膜）。膜3具有圆筒状并且在具有固定在其中 的加热器2的膜引导构件1上松散地滑动。例如，膜引导构件1为由诸如PPS(聚苯硫醚） 和液晶聚合物等耐热性树脂形成的成形品。
[0048] 加热器2具有其中发热电阻器设置在陶瓷基板上的结构。图1中示出的加热器 2具有铝等的横长且薄片状的加热器基板2a、和形成且设置在沿基板的长度方向的表面侧 (膜滑动表面侧）上的Ag/Pd等的线状或细带状通电发热体（发热电阻器）2c。另外，加热 器2具有薄的表面保护层2d如玻璃层，其覆盖和保护通电发热体2c。然后，温度测量元件 2b如热敏电阻器与加热器基板2a的背面侧接触。可以控制该加热器2以致在温度已经通 过通电发热体2c的电力供给而快速升高之后，预定的定影温度（目标温度）通过包括温度 测量元件2b的电力控制单元（未示出）来保持。
[0049] 例如，膜3为由表面上涂覆有表面层的基膜形成的复合层膜等。该膜可以具有总 计100ym以下的膜厚度，并且进一步可以具有总计20ym以上且60ym以下的膜厚度，从 而减少其热容量并且提高加热装置的快速开启性。
[0050] 用于基础膜的材料是树脂材料如PI(聚酰亚胺）、PAI(聚酰胺酰亚胺）、PEEK(聚 醚醚酮）和PES(聚醚砜），和金属材料如SUS和Ni。
[0051] 用于表面层的材料是氟树脂材料如PTFE(聚四氟乙烯）、PFA(四氟乙烯-全氟烷 基乙烯基醚）和FEP(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚）。
[0052] 此外，由硅橡胶形成的弹性层或粘合层可以适当地设置在基膜与表面层之间。
[0053] 示出配置为面向加热器2的下面同时夹持膜3、与加热器2压接且起到加压构件的 作用的加压用旋转构件4。此外，加热器2和膜3是构成加热构件的组件，并且加热器2起 到膜3的加热单元的作用。
[0054] 将加压用旋转构件4通过预定的加压机构（未示出）经由膜3用预定的加压力压 向加热器2的