CN100492216C - 使用氟碳树脂涂覆部件的成像设备 - Google Patents

使用氟碳树脂涂覆部件的成像设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种氟碳树脂涂覆部件，该氟碳树脂涂覆部件至少具有基材和形成在该基材上的防粘层，其中所述防粘层是通过烧结氟碳树脂颗粒而得到的薄膜，该防粘层的膜密度为98%或98%以上。本发明还提供一种所述氟碳树脂涂覆部件的制造方法，该方法至少包括将含有氟碳树脂颗粒的材料涂布在所述基材上和通过使用热等静压装置烧结该氟碳树脂颗粒。本发明还提供一种定影装置和具有该定影装置的成像设备，其中所述定影装置至少具有包括加热部件和加压部件的一对定影单元。所述加热部件和加压部件中的至少一个部件具有所述基材和所述防粘层。

Description

使用氟碳树脂涂覆部件的成像设备
技术领域
本发明涉及适于定影装置中所使用的加热带、加热辊(包括加压带和加压辊)等的氟碳树脂涂覆部件；其制造方法；通过同时加热加压以将形成于支持体上的粉末调色剂图像熔合从而定影图像的定影装置；以及使用该定影装置的成像设备。
背景技术
使用电子照相法的传统设备，例如复印机，需要将形成在记录薄片上的未定影的调色剂图像熔合从而将未定影的调色剂图像转化成永久图像。作为已知的定影方法包括溶剂定影法、压力定影法和热定影法。溶剂定影法的缺点在于会因为溶剂的蒸发而经常产生臭味和卫生问题。另一方面，压力定影法也存在这样的缺点，即其定影效率低于其它的定影方法。因而，这两种方法都未能被广泛商业化。作为替代的方法，通常通过加热而熔合记录薄片(记录介质)上的调色剂的热定影法被广泛用于对未定影的调色剂图像进行定影。
用在热定影法中的传统已知的热定影装置的典型实例是使用热定影辊系统的装置。该装置具有加热辊和加压辊，其中加热辊具有内部有加热灯的圆筒形金属芯和形成在其外表面上的耐热防粘层，加压辊具有在与加热辊(定影辊)接触布置的另一圆筒形金属芯的外周表面上形成的耐热弹性体层。将形成在支持材料如普通纸上的未定影的调色剂图像在约为1kg/cm2～15kg/cm2，优选约为3kg/cm2～10kg/cm2的压力下传送至这些辊间并在这些辊间定影。该系统中所使用的加热辊型定影装置得到了更为广泛的应用，这是因为与诸如热风定影法或烘箱定影法等的其它热定影装置相比，由于其热效率和可以避免因纸张阻塞而导致的火灾，因此在节能和速度方面更为优异。
近来，为了满足进一步提高此类加热辊型定影装置的定影速度的需求，必须扩大辊隙区的宽度，即辊隙宽度，从而与定影速度的增加相适应。扩大辊隙宽度的方法包括增加辊间的负荷、增加定影辊的弹性层的厚度和增加定影辊和加压辊的直径等。然而，通过这些方法所能达到的定影速度存在局限性，因而，已开发出用于更高速的定影领域的加热辊-带型定影装置和加热带-辊型定影装置。
用在加热辊-带型定影装置和加热带-辊型定影装置中的定影元件(辊和带)大体可分为两类：1)硅酮橡胶涂覆元件或氟橡胶涂覆元件，其中硅酮橡胶或氟橡胶隔着底漆薄薄地涂覆在基材上；和2)氟碳树脂涂覆元件，其中氟碳树脂如四氟乙烯与全氟烷基乙烯基醚的共聚物(下面称为“PFA”)或聚四氟乙烯(下面称为“PTFE”)隔着底漆涂覆在基材上。
在这些定影元件中，硅酮橡胶涂覆元件在其材料内部含有被称为游离油的硅油，并且这些油对防粘性有显著影响，而且含有大量游离油的定影元件显示出了更好的防粘性。然而，游离油的存在会导致因游离油的散发而造成橡胶强度劣化和带变形等问题。
另一方面，非常坚固的、具有较高耐磨性和弹性的氟橡胶涂覆元件可以有效地提供高品质的图像。然而，在与调色剂图像的接触界面处，本身排斥通常作为防粘油的聚二甲基硅氧烷油(硅油)的氟橡胶，在形成所述油的防粘层中几乎无效。因而，当使用低熔点、高着色调色剂如彩色调色剂时，不能使用氟橡胶和聚二甲基硅氧烷油(硅油)的组合，这是因为它的防粘性很差。已经提出使用改性聚二甲基硅氧烷油的方法来克服上述问题，其中部分聚二甲基硅氧烷油用巯基-SH或氨基-NH2进行了改性。在此情况下，诸如巯基或氨基等官能团与氟橡胶中所含有的金属氧化物(如MgO或PbO等)和双键发生反应，从而以分子水平在带的表面上形成硅油薄膜，该膜起到防粘层的作用并将定影元件的表面改性为具有优异防粘性的表面。
然而，可以有效地将表面改性为高防粘表面的硅油也会同时使复印薄片的表面，或在进行双面复印时，使供纸辊的表面具有高防粘性，因而，造成各种问题，例如难以将文具胶带等附着在所得到的复印薄片上或难以用供纸辊平稳地供应纸张。如果减少所用的改性硅油的量或几乎不使用改性硅油来阻止上述问题的出现，则带的表面会显示出氟橡胶固有的橡胶粘性，并且会造成复印纸的表面与氟橡胶涂覆带的表面在熔合过程中彼此粘连，妨碍复印纸在定影后与氟橡胶表面分离的问题。当复印纸是具有高表面光滑度的涂料纸时，特别是当其表面以涂布剂进行了处理时，该问题会更严重。
为防止上述问题的产生，需要一种定影元件，即使在定影过程中当减少所用的改性硅油的量或几乎不使用改性硅油时，该定影元件也具有相对于印刷纸粘性较低并使其可以更有效的进行剥离的表面。对所述定影元件的要求为，即使当在熔合过程中改性硅油的输入量较少时，调色剂与定影元件间也具有较低的粘着性，并且复印纸与定影元件的表面间也具有较低的粘着性。
为满足这些要求，氟碳树脂材料正在更为频繁地被用作形成在定影元件表面上的表面层材料。形成在定影元件表面上的氟碳树脂材料的实例包括通过加热熔融并挤出氟碳树脂制备的氟碳树脂管材料和通过将含有分散在溶液中的氟碳树脂粉末的涂布材料涂布在基材上、干燥并烧结而制备的氟碳树脂涂覆材料。
氟碳树脂管材料和氟碳树脂涂覆材料具有各自的优缺点。氟碳树脂管材料的优点在于，其材料性质与散装的氟碳树脂的性质相似(即，耐磨性等优异)，但缺点在于因为受加工方法的限制而难以将其加工成各种形状。
另一方面，氟碳树脂涂覆材料的优点在于通过涂布技术易于将其加工成各种形状，但也具有缺点，即由于它是烧结粉末，其材料性能，特别是耐磨性，比散装的氟碳树脂差。
另一方面，如上所述，目前存在近来对进一步提高定影装置的定影速度的需求，为满足此需求，必须扩大辊隙区的宽度，即辊隙宽度，从而与定影速度的增加相适应。增大施加在辊间的负荷、增加定影辊的弹性层的厚度、增加定影辊和加压辊的直径等的方法，以及加热辊-带型定影装置和加热带-辊型定影装置正在开发之中，旨在扩大辊隙宽度。当定影装置被进一步加速时，施加至定影元件的应力也增加。特别是，施加至氟碳树脂材料(定影元件的表面层材料)的摩耗应力显著增加。显而易见，在如此高的应力条件下使用氟碳树脂涂覆材料作为定影元件的表面层材料会产生由于表面层材料的磨损而频繁造成故障的问题。
克服该问题的已知方法有，例如，在常温下使用加压辊来对该氟碳树脂涂覆表面进行平滑化、然后对该氟碳树脂涂覆表面进行热处理的方法(例如参见日本特公平3-80277)和在250℃～300℃软化氟碳树脂涂覆的表面并用加压辊对其进行平滑化的方法(例如，参见日本特开2004-109529)；但是由于处理温度低于氟碳树脂的熔点，因此这些方法仍然存在这样的问题，即不能充分地增加氟碳树脂涂覆层的密度以及无法在加压过程中用加压辊对定影元件的表面均匀地施加压力。
同样已知的方法是在压力下使氟碳树脂涂覆表面与预先加热至不低于其熔点温度的加热器相接触、并且在旋转加热器表面或涂覆表面的同时加热该表面的方法(例如，参见特公平7-43556)和将氟碳树脂粉末涂布在圆筒形基材上、将所述基材插入内径稍大于该基材的外径的另一圆筒体中、并利用其热膨胀系数差加压和加热的方法(例如，参见特开平11-5059或特开2001-277266)；但是这些方法也存在这样的问题，即因为无法在加压过程中通过使用加压辊和加压部件(圆筒)对定影元件的表面均匀施压，因此无法均匀地增加氟碳树脂涂覆层的密度。
发明内容
本发明考虑了上述问题并提供了氟碳树脂涂覆部件，所述部件的优点在于可以方便地将氟碳树脂涂覆材料加工成各种形状并具有与散装的氟碳树脂相当的高耐磨性。此外，本发明提供了其制造方法，以及使用该部件的定影装置。
即，本发明提供了包含基材和形成在所述基材上的防粘层的氟碳树脂涂覆部件，其中：所述防粘层是通过烧结氟碳树脂颗粒得到的薄膜；防粘层的膜密度为98％或98％以上。
本发明还提供制造氟碳树脂涂覆部件的方法，该方法包括：将包含氟碳树脂颗粒的氟碳树脂涂布材料涂布在基材上；通过使用热等静压装置在等于或高于氟碳树脂颗粒熔点的温度对氟碳树脂颗粒加压来烧结氟碳树脂颗粒，其中由此形成膜密度为98％或98％以上的防粘层。
本发明还提供一种定影装置，该定影装置包含一对定影单元，所述一对定影单元包括加热部件和与所述加热部件压接的加压部件，所述定影装置传送载有未定影的调色剂图像的记录介质使其通过由所述加热部件和加压部件形成的辊隙区，从而利用热量和压力使未定影的图像定影在所述记录介质上，其中所述加热部件和加压部件中的至少一个部件包含基材和形成在所述基材上的防粘层；所述防粘层是通过烧结氟碳树脂颗粒得到的薄膜；所述防粘层的膜密度为98％或98％以上。
本发明还提供成像设备，该设备包含：在记录介质上提供未定影的调色剂图像的调色剂图像形成单元；和将未定影的调色剂图像定影在记录介质上的定影装置，其中所述定影装置包含一对定影单元，该一对定影单元包括加热部件和与所述加热部件压接的加压部件，所述定影装置传送载有未定影的调色剂图像的记录介质使其通过由所述加热部件和加压部件形成的辊隙区，从而利用热量和压力使未定影的图像定影在所述记录介质上；所述加热部件和加压部件中的至少一个部件包含基材和形成在所述基材上的防粘层；所述防粘层是通过烧结氟碳树脂颗粒得到的薄膜；所述防粘层的膜密度为98％或98％以上。
附图说明
图1是显示涉及本发明的定影装置的第一实施方式的加热辊型定影装置构成的示意图；
图2是显示涉及本发明的定影装置的第二实施方式的加热辊-带型定影装置构成的示意图；
图3是显示涉及本发明的定影装置的第二实施方式的变形例的自由带型定影装置构成的示意图；
图4是显示涉及本发明的定影装置的第三实施方式的加热带-辊型定影装置构成的示意图；
图5是显示涉及本发明的定影装置的第四实施方式的加热带型定影装置构成的示意图；
图6是显示涉及本发明的成像设备的第一实施方式的成像设备构成的示意图；和
图7是显示涉及本发明的成像设备的第二实施方式的成像设备构成的示意图。
具体实施方式
下面，将对本发明的氟碳树脂涂覆材料、其制造方法以及本发明的定影设备进行详细描述。
氟碳树脂涂覆材料及其制造方法
本发明的氟碳树脂涂覆部件的特征在于至少具有基材和形成在所述基材上的防粘层，其中所述防粘层是通过烧结氟碳树脂颗粒得到的薄膜；所述防粘层的膜密度为98％或98％以上。
通过将防粘层的膜密度调节至约为98％或98％以上，能使通过烧结氟碳树脂颗粒而获得的防粘层的耐磨性等同于通过加工散装的氟碳树脂所得到的防粘层的耐磨性。氟碳树脂颗粒间的结合力较弱的膜密度小于98％的防粘层有时具有较低的强度或较低的耐磨性。
防粘层的膜密度优选约98.5％或98.5％以上，更优选约99％或99％以上。
本发明的膜密度如下测定：形成薄膜(50mm×50mm)，使其与用于形成该薄膜的基材分离，测定薄膜的重量，通过将膜浸没于水中测定其体积，根据下述公式计算膜的比重。
膜比重(D)＝膜重(W)/膜体积(V)
然后，根据下述公式计算膜密度(％)。
膜密度(％)＝膜比重(D)/防粘层构成材料的真比重
本发明的氟碳树脂涂覆部件优选在定影装置中用作加热部件和/或加压部件。
对本发明的基材的形状、原料等不作具体限定。当本发明的氟碳树脂涂覆部件在定影装置中用作加热部件和/或加压部件时，所用基材的实例包括圆筒状金属芯和环状带。
圆筒状金属芯的具体例包括金属管。圆筒状金属芯的材料包括Fe、Al、Cu等等。圆筒状金属芯的外径和厚度根据其用途适当地选择。
例如，当在定影装置中使用氟碳树脂涂覆部件时，外径可以根据所需的辊隙宽度确定。作为选择，当其用作加热部件时，考虑到缩短加热部件的升温时间，圆筒形金属的厚度优选是能够耐受定影装置中优选使用的辊隙压力的最小值。
对环状带不作具体限定，只要其强度能够耐受支持辊和加压辊所施加的张力即可，其实例包括聚合物膜、金属膜、陶瓷膜、玻璃纤维膜以及通过将它们中的两种或多种复合所形成的复合膜。
聚合物膜的实例包括聚酯(如聚对苯二甲酸乙二酯)、聚碳酸酯、聚酰亚胺、氟碳聚合物(如聚氟乙烯和聚四氟乙烯)、聚酰胺(如尼龙)、聚苯乙烯、聚丙烯酸、聚烯烃(如聚乙烯和聚丙烯)、改性纤维素(如聚乙酸纤维素)、聚砜、聚二甲苯、聚缩醛等的片状或布状模制品；以及通过将耐热树脂层(如碳氟聚合物、硅酮类聚合物或交联聚合物)层压在常用的聚合物片上制备的聚合物复合物。
其中，环状带优选由耐热树脂制成。
另外，聚合物膜可以层压有由金属或陶瓷等形成的耐热层，并且可以含有诸如粉末状、针状、纤维状等的炭黑、石墨、氧化铝、硅酮、碳化物或氮化硼等导热改善剂。此外，根据需要，可以向聚合物膜的内部或其表面上添加诸如导电剂、抗静电剂、防粘剂或增强剂等添加剂。
除了聚合物膜之外，环状带的材料的实例还包括诸如电容器纸或玻璃纸等的纸、陶瓷膜、通过将玻璃纤维成型为布状形成的玻璃纤维膜、以及诸如不锈钢膜或镍膜等金属膜。
可以将底漆层涂布在本发明的氟碳树脂涂覆部件的基材上作为粘合剂，以改善防粘层与基材间的粘合性。
底漆层材料的实例包括PRIMER 902YL(商品名，DuPont-MitsuiFluorochemical Co.，Ltd.制造)、PRM067(商品名，DuPont-MitsuiFluorochemical Co.，Ltd.制造)等。
底漆层的厚度优选约为0.05μm～2.0μm，更优选约为0.1μm～0.5μm。
可以在本发明的氟碳树脂涂覆部件的防粘层与基材之间形成弹性体层，从而可以将由下述的加热部件与加压部件形成的辊隙区调节至特定宽度。弹性体层可以由耐热橡胶如硅酮橡胶或碳氟橡胶构成。
本发明的氟碳树脂涂覆部件中所使用的氟碳树脂颗粒的实例包括四氟乙烯与全氟烷基乙烯基醚的共聚物(下面称为“PFA”)、聚四氟乙烯(下面称为“PTFE”)等的氟碳树脂粉末。
氟碳树脂颗粒的平均直径优选约为0.1μm～30μm，更优选约为0.1μm～15μm，进一步更优选约为0.1μm～10μm。
除非另作说明，否则本发明中的“平均直径”是指体积平均粒径。
另外，考虑到获得具有优异耐久性的表面(膜厚的保存性)，防粘层优选由两种粒径不同的碳氟树脂颗粒形成。
优选使用具有较低的熔融粘度和/或易于熔融的较小直径的氟碳树脂颗粒以形成无起伏的光滑防粘层(表面层)，然而，当在单次铸造过程中形成厚度约为20μm或20μm以上的涂覆膜(表面层)时，单独使用较小直径的氟碳树脂颗粒经常会导致薄膜破裂的问题。过薄的表面层(氟碳树脂膜)会在长时间使用时由于磨损而造成耐久性劣化。
通过适当调整粒径不同的两种氟碳树脂颗粒(较大直径的氟碳树脂微粒和较小直径的氟碳树脂微粒)的粒径和混合比，可以在单次铸造过程中形成厚度可达约60μm的表面层(氟碳树脂膜)并因而降低生产成本。
当所混合的较大直径的氟碳树脂颗粒的平均直径小于约3μm，且相对于100重量份的较小直径的氟碳树脂微粒，较大直径的氟碳树脂颗粒的混合量小于约5重量份时，表面层(氟碳树脂膜)通常有裂纹。
另一方面，当较大直径的氟碳树脂颗粒的平均直径大于约15μm，且相对于100重量份的较小直径的氟碳树脂微粒，较大直径的氟碳树脂颗粒的混合量多于约30重量份时，较大直径的氟碳树脂颗粒不能在烧结过程中完全熔融并会作为粉末残留在表面层(氟碳树脂膜)的表面上，并且因该较大直径的氟碳树脂而造成起伏(钝角突出物)。
对于粒径不同的两种氟碳树脂颗粒，较小直径的氟碳树脂微粒在约为380℃的温度下的熔融粘度优选约为35×104泊(3.5×104Pa·s)或35×104泊以下，而较大直径的氟碳树脂颗粒的熔融粘度优选约为15×104泊(1.5×104Pa·s)或15×104泊以下。在上述范围内，可以改善表面层的起伏度。
考虑到进一步改善表面层的起伏度，在380℃粒径不同的两种氟碳树脂颗粒的熔融粘度均优选约为15×104泊(1.5×104Pa·s)或15×104泊以下，更优选约为10×104泊(1.0×104Pa·s)或10×104泊以下，特别优选为5×104泊(0.5×104Pa·s)或5×104泊以下。当在380℃氟碳树脂颗粒的熔融粘度大于约15×104泊时，熔融的氟碳树脂不能在表面层的表面上铺展，从而造成表面层的起伏。
本发明的防粘层还可以额外含有填料。混合在防粘层中的填料的优选例包括选自金属氧化物微粒、硅酸盐矿物、炭黑、氮化合物和云母的材料。
其更优选的实例包括选自BaSO4、沸石、氧化硅、氧化锡、氧化铜、氧化铁、氧化锆、ITO(掺杂锡的氧化铟)、氮化硅、氮化硼、氮化钛和云母的材料；其进一步更优选的实例包括选自BaSO4、沸石和云母的材料；其再优选的实例包括BaSO4和沸石；其特别优选的实例是BaSO4。
填料的混合量是任意的，相对于100重量份的氟碳树脂颗粒，该混合量优选约为1重量份至30重量份，更优选相对于100重量份的氟碳树脂颗粒，约为1重量份至20重量份。当填料的混合量小于约1重量份时，由于氟碳树脂的优异的防粘性，因此所得的防粘层在调色剂和纸的防粘性方面是优异的。然而，同时，由于防粘层针对诸如剥离刮刀等与其接触的材料的耐磨性恶化，所以防粘层的表面容易发生磨损和擦伤，因此定影装置易于出现故障。作为选择，当填料的含量大于约30重量份时，则更难以得到均匀的分散状态，从而导致膜厚的不均匀。此外，氟碳树脂固有的高防粘性迅速下降，造成更加频繁的调色剂污损，增大了表面层的粗糙度，且诸如光泽度等表面光滑度恶化。此外，当将该条件应用于加压带(定影带)时，由于表面层的粗糙度和表面光滑度的恶化，会产生光泽度和光滑度均很差的图像。
填料的平均直径优选约为0.1μm至15μm，更优选约为1μm至10μm，进一步更优选约为2μm至8μm。优选地，平均直径约为1μm至10μm，并且直径大于或等于约15μm的颗粒的含量优选约为25重量％或25重量％以下。特别地，考虑到防止表面层上出现尖锐的突出物，填料的平均直径优选约为1μm至10μm，直径大于或等于约15μm的颗粒的含量约为5重量％或5重量％以下，更优选直径大于或等于约15μm的颗粒的含量约为3重量％或3重量％以下。
当填料的平均直径小于约0.1μm时，粉末具有较大的表面积，这会导致难以将填料添加并分散至PFA中。作为选择，当填料的平均直径大于约10μm时，则会造成添加有填料的PFA表面层的粗糙化。作为选择，当填料中直径大于或等于约15μm的颗粒的含量超过5重量％时，直径较大的填料颗粒倾向于成为尖锐的突出物，它会穿刺所形成的图像(在双面打印中)，从而产生白色斑点状图像缺陷。
作为选择，导电颗粒也可以用作填料。根据电子照相系统的各种条件，存在应当赋予定影装置导电性的情况，在该情况中，可以将导电颗粒作为填料与氟碳树脂混合。可以使用除上述特定颗粒以外的颗粒作为导电颗粒。当导电颗粒用作填料时，为了赋予定影装置导电性、保持氟碳树脂的优良的防粘性和分散导电颗粒的目的，相对于100重量份的氟碳树脂颗粒，导电颗粒的添加量优选约为1重量份至10重量份。
本发明的氟碳树脂涂覆部件优选通过以下氟碳树脂颗粒的制造方法制造，该方法至少包括将至少含有氟碳树脂颗粒的氟碳树脂涂布材料涂布在基材上的步骤和通过用热等静压装置在等于或高于氟碳树脂颗粒熔点的温度施压的步骤。
根据本发明将氟碳树脂涂布材料涂布在基材上的方法包括常用方法，例如包括喷涂和浸涂的湿式法和包括静电涂布的干式法。
液体氟碳树脂涂布材料通常用在湿式法(如喷涂或浸涂)中。液体氟碳树脂涂布材料中所使用的液体分散介质通常为水。然而，如果需要，也可以含有有机溶剂，或作为选择，可以替代使用水和例如乙醇等有机溶剂的混合物，以便有助于在涂布后进行干燥。
优选使用表面活性剂以将氟碳树脂颗粒和可根据需要添加的填料分散在液体介质中。表面活性剂优选是阴离子型表面活性剂或非离子型表面活性剂。表面活性剂可以单独使用或两种或多种组合使用。其中，非离子型表面活性剂是特别优选的。对表面活性剂的量不作具体限定，但通常为足以将氟碳树脂颗粒和根据需要添加的填料均匀分散在液体介质中的量。
为了有助于涂布操作和控制膜厚，还可以使用增粘剂。对所添加的增粘剂的量不作具体限定。为了有助于涂布操作，增粘剂的量可以根据涂布方法而变化。
用湿式法(喷涂或浸涂)涂布的表面层的干燥温度是使得所使用的液体分散介质蒸发的温度，优选约为50℃～200℃，更优选约为60℃～180℃，进一步更优选约为70℃～150℃。
干式法(静电涂布)使用固体(粉末)氟碳树脂涂布材料。上述的氟碳树脂颗粒可以用作粉末氟碳树脂涂布材料。上述的填料可以根据需要添加至氟碳树脂颗粒中。
可以通过在基材和氟碳树脂涂布材料之间施加相反电势而用静电力将氟碳树脂涂布材料施加至或涂布在基材上。
本发明中所使用的热等静压(HIP)机用于在加热下通过使用惰性气体(Ar，N2等)作为压力介质进行加压处理。相对于传统的热压方法，所述处理能够允许在加热下对各种形状的基材进行更均匀的施压。
在本发明中使用的热等静压装置所使用的加热温度优选是不低于氟碳树脂熔点的温度，更优选比熔点高约10℃或10℃以上，进一步更优选比熔点高约20℃或20℃以上。当加热温度低于氟碳树脂的熔点时，氟碳树脂无法充分熔融，使其难以得到所需的层膜密度。
当氟碳树脂涂布材料含有填料时，加热温度的上限优选等于或低于比氟碳树脂的熔点高约100℃的温度，更优选等于或低于比氟碳树脂的熔点高约70℃的温度，进一步更优选等于或低于比氟碳树脂的熔点高约50℃的温度。加热温度的下限优选等于或高于氟碳树脂的熔点，更优选等于或高于比氟碳树脂的熔点高约10℃的温度，进一步更优选等于或高于比氟碳树脂的熔点高约20℃或20℃以上的温度。当加热温度高于比氟碳树脂的熔点高约100℃的温度时，分散在防粘层中的填料发生移动，从而在防粘层上产生聚集，并且阻碍了具有所需膜性能(表面粗糙度、摩擦系数、耐磨性、导电性等)的薄膜的形成。
本发明中所使用的热等静压装置的压力优选大于或等于约100MPa，更优选大于或等于约200MPa，进一步更优选大于或等于约300MPa。当压力小于约100MPa时，无法对氟碳树脂施加足够的压力以得到所需的层膜密度。
定影装置
本发明的定影装置是具有一对定影单元，即加热部件和与所述加热部件压接的加压部件的定影装置，其中传送载有未定影的调色剂图像的记录介质使其通过由所述加热部件和加压部件所形成的辊隙区，从而利用热量和压力使未定影的图像定影在记录介质上，所述加热部件和加压部件中的至少一个部件是本发明的氟碳树脂涂覆部件。
通过使用本发明的氟碳树脂涂覆部件作为所述加热部件和加压部件中的至少一个部件，可以减少与定影装置有关的故障的发生。
下面，将参考附图对本发明的定影装置进行描述，但本发明绝不限于下列实施方式。
图1是显示本发明的定影装置的第一实施方式的加热辊型定影装置构成的示意图。图1所示的加热辊型定影装置具有加热辊1和加压辊2，它们作为定影单元，彼此面对并压向对方以形成辊隙区。
加热辊1是本发明的氟碳树脂涂覆部件，它具有内部含有加热灯1d的金属中空芯1a，和依次形成在金属中空芯1a上的弹性体层1b和氟碳树脂防粘层1c。围绕加热辊1的外表面布置的是用于清洁加热辊1的表面的清洁装置5、用于额外加热加热辊1的表面的外部加热装置6、用于在定影后移走记录介质3的剥离刮刀7、和用于控制加热辊1的表面温度的温度传感器8。
加压辊2具有内部含有加热灯2d的金属中空芯2a，和依次形成在金属中空芯2a上的弹性体层2b以及防粘层2c。围绕加压辊2的外表面布置的是用于在定影后移走记录介质3的剥离刮刀7和用于控制加压辊2的表面温度的温度传感器8。
当载有未定影的调色剂4的记录介质3通过由加热辊1和加压辊2所形成的辊隙区时，可以将未定影的调色剂4定影。
在第一实施方式的定影装置中，将本发明的氟碳树脂涂覆部件用作加热辊1。作为选择，可以将本发明的氟碳树脂涂覆部件用作加压辊2，或同时作为加热辊1和加压辊2。
图2是显示本发明的定影装置的第二实施方式的另一加热辊-带型定影装置构成的示意图。第二实施方式中的加热辊-带型定影装置是这样的定影装置，该定影装置具有一对定影单元，即加热辊和与该加热辊相接触的加压带，和记录介质，该记录介质载有未定影的调色剂图像并穿过由加热辊和加压带所形成的辊隙区，从而利用热量和压力使图像定影。
图2所示的加热辊-带型定影装置具有彼此面对的加热辊1和加压带13作为定影单元。将本发明的氟碳树脂涂覆部件用作加压带13。用布置在加压带内部的加压衬垫12(加压部件)和加压辊11(加压部件)将加压带13压向加热辊1从而形成辊隙区。加压衬垫12(加压部件)具有衬垫状的与加压带13相接触的区域(加压区)，该接触区及其临近区可以含有橡胶状弹性部。
在本发明中，“加压衬垫12...具有衬垫状的与加压带13相接触的区域...”是指加压衬垫12与加压带13相接触的区域处于将加压衬垫的全部区域压向加压带13的内表面的形态，所述加压带13被加热辊1、加压辊11和2个支持辊10所拉伸。“其临近区”是指用弹性部为加压衬垫12的接触区提供弹性的区域，因而，对接触区和其临近区不作具体限定，但优选加压衬垫12的区域包括接触区和距其深度约为10mm的区域。另外，短语“接触区及其临近区可以含有橡胶状弹性部”是指至少部分接触区或临近区是由弹性材料制成。橡胶状弹性部的典型实例包括诸如硅酮橡胶或氟橡胶等耐热橡胶。
加压衬垫12沿记录介质的移动方向可以具有多个硬度不同的加压区。由于通常在一侧具有由橡胶状弹性材料制成的软加压区和在另一侧具有由例如金属等材料制成的硬加压区，因此这种构成是优选的。此外，当加压衬垫12具有多个硬度不同的加压区时，考虑到改善记录介质的防粘性(特别是当记录介质较薄时)，优选辊隙区的压力在接近出口的区域高于接近入口的区域。例如通过用橡胶状弹性材料制造加压衬垫12中的加压部分中接近入口的区域以及用诸如金属等提供硬压力的材料制造加压部分中接近出口的区域，可以有利地使辊隙区内接近出口的区域的压力高于接近入口的区域的压力。
可以将耐热树脂片或氟碳树脂片布置在加压衬垫12上作为低摩擦片，以改善加压衬垫12与加压带13的内表面之间的润滑性。
加热辊1具有内部含有加热灯1d的金属中空芯1a和依次形成在金属中空芯1a上的弹性体层1b及防粘层1e。金属芯1a、弹性体层1b和防粘层1e可以由任何一种已知的材料制备。
加压带13被2个支持辊10和1个加压辊11所拉伸，并且一个支持辊10内部具有加热灯2d。4代表形成在例如普通纸等记录介质3上的未定影的调色剂图像。
环绕加热辊1布置的是用于清洁辊表面的清洁装置5、用于从表面对加热辊1进行加热的外部加热装置6、用于在定影后剥离纸的剥离刮刀7、和用于控制加热辊1的表面温度的温度传感器8。
在如图2所示的定影装置中，将其表面上载有未定影的调色剂图像4的记录介质3，通过图中未示出的传送单元和加压带13，按箭头A所示的方向传送，并进入由按照箭头B所示方向旋转的加热辊1和加压带13所形成的辊隙区内。同时，记录介质3以这样的方式进入：使载有未定影的调色剂图像4的记录介质3的表面与加热辊1的表面彼此面对。在使记录介质3通过辊隙区的过程中，利用施加至记录介质3的热量和压力将未定影的调色剂图像4定影在记录介质3上。定影后，将记录介质传送出辊隙区，利用剥离刮刀7将其从加热辊1上移去，并从加热辊-带型定影装置中排出。以此方式实现定影过程。
本发明的定影装置的第二实施方式的氟碳树脂涂覆部件使用本发明的氟碳树脂涂覆部件作为加压带13。作为选择，氟碳树脂涂覆部件可以用作加热辊1，或同时用作加热辊1和加压带13。
图3是显示本发明的定影装置的第二实施方式的变形例自由带型定影装置构成的示意图。图3所示的自由带型定影装置是经改进的加热辊-带型定影装置，旨在进一步减小机器尺寸、降低能耗和提高速度，并且不具有用于对带进行拉伸的支持辊或加压辊。加压带21用带的传送导向装置23进行导向并用来自加热辊20的驱动力进行驱动。该带型定影装置被称为自由带型定影装置，以便区别于具有支持辊和加压辊(如图2所示的定影装置)的各类装置。
图3所示的自由带型定影装置具有一对彼此面对的加热辊20和加压带21作为定影单元。将具有特定防粘层21c的本发明的氟碳树脂涂覆部件用作加压带21。加压带21通过置于其内部的加压衬垫22(加压部件)压在加热辊20上以形成辊隙区，并且如上所述，所述加压带沿着所述带的传送导向装置23进行导向并用来自加热辊20的驱动力进行驱动。
加压衬垫22(加压部件)具有硬度不同且沿着记录介质的运动方向排列的多个加压区22a和22b。通过用橡胶状弹性材料制造加压衬垫22中的入口侧加压区22a以及用诸如金属等硬加压材料制造出口侧加压区22b，可以使辊隙区内的压力由记录介质的入口向记录介质的出口增加。在该构成中，记录介质更易于排出(特别是当记录介质较薄时)。加压区22a和22b由支架22c支持并且从加压带21的内表面隔着低摩擦层22d挤压加热辊20，所述低摩擦层22d由诸如含有Teflon
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(杜邦制造)的玻璃纤维片、氟碳树脂片等形成。
加热辊20具有内部含有加热灯24的金属中空芯20a和依次形成在金属中空芯20a上的弹性体层20b及防粘层20c。金属芯20a、弹性体层20b和防粘层20c可以由任何已知的材料制成。
环绕加热辊20布置的是用于在定影后移去纸的剥离刮刀28和用于控制加热辊的表面温度的温度传感器25。
在图3所示的定影装置中，与图2所示的定影装置类似，表面上载有未定影的调色剂图像27的记录介质26，通过图中未示出的传送单元按箭头A所示的方向传送，并进入由按照箭头B所示方向旋转的加热辊20和加压带21所形成的辊隙区内。同时，记录介质26以这样的方式进入：使载有未定影的调色剂图像27的记录介质26的表面与加热辊20的表面彼此面对。在使记录介质26通过辊隙区的过程中，利用施加至记录介质26的热量和压力将未定影的调色剂图像27定影在记录介质26上。定影后，将记录介质传送出辊隙区，利用剥离刮刀28将其从加热辊20上移去，并从自由带型定影装置中排出。以此方式实现定影过程。
在本发明的加热辊-带型定影装置中，辊隙时间，即载有未定影的调色剂图像的记录介质通过由加热辊和加压带所形成的辊隙区的时间，优选约为大于或等于0.030秒。当辊隙时间短于约0.030秒时，难以得到优良的定影效率并且同时难以防止纸张发生起皱和卷曲，因此必须将定影温度提高到一定程度，导致能量的过度消耗、元件的耐久性的劣化、以及装置的升温。因此，这样短的辊隙时间是不优选的。对辊隙时间的上限不作具体限定，但考虑到定影效率与装置尺寸的平衡，优选辊隙时间约为小于或等于0.5秒。
图4是显示本发明的定影装置的第三实施方式的加热带-辊型定影装置构成的示意图。第三实施方式的加热带-辊型定影装置是具有一对定影单元，即加热带和与该加热带相接触的加压辊的装置。使载有未定影的调色剂图像的记录介质通过由加热带和加压辊所形成的辊隙区，从而利用热量和压力使图像定影。加热带和加压辊都是本发明的氟碳树脂涂覆部件。
在图4所示的加热带-辊型定影装置中，带30是耐热基膜(如聚酰亚胺膜等)基体上形成有防粘层的加热带，它是本发明的氟碳树脂涂覆部件。加压辊31与加热带30接触布置，以便在加热带30与加压辊31之间形成辊隙区。加压辊31也是具有形成在基材31a上的由诸如硅酮橡胶等弹性体制成的弹性体层31b和形成在弹性体层31b上的防粘层31c的本发明的氟碳树脂涂覆部件。
在面向加压辊31的位置布置在加热带30内部的是加压单元33，该加压单元33包括由铁等制成的加压辊33a、倒T形加压部件33b和浸有润滑剂的金属衬垫33c。加压部件33b隔着加压辊33a将加热带30压向加压辊31，从而对辊隙区施加辊隙压力。同时，当金属衬垫33c沿着加压辊33a的内表面滑动时，加压部件33b施加辊隙压力。优选将润滑性耐热油涂布在加压辊33a的内表面上。用于对加热带30的辊隙区域进行加热的加热灯32也布置在加热带30的内部。
加热带30随着加压辊33a按照箭头D所示的方向旋转而按照箭头B所示的方向旋转，加压辊31也按照箭头C所示的方向旋转。使载有未定影的调色剂图像34的记录介质35按照箭头A所示的方向进入定影装置的辊隙区，加热熔合并加压以得到定影的调色剂图像。
在该实施方式中，加热带30和加压辊31都是本发明的氟碳树脂涂覆部件。作为选择，即使当只有加热带30和加压辊31中之一是本发明的氟碳树脂涂覆部件时，也可以得到本发明的有利效果。当然，优选两者都是本发明的氟碳树脂涂覆部件。
图5是显示本发明的定影装置的第四实施方式的加热带型定影装置构成的示意图。第四实施方式的加热带型定影装置是具有一对定影单元，即加热带和与该加热带相接触的加压带的装置。使载有未定影的调色剂图像的记录介质通过由加热带和加压带所形成的辊隙区，从而利用热量和压力使图像定影。加热带和加压带都是本发明的氟碳树脂涂覆部件。
包括加热带40、加热灯42和加压部件43(包括加压辊43a、加压单元43b和金属衬垫43c)的图5所示的加热带型定影装置的构成与包括加热带30、加热灯32和加压部件33(包括加压辊33a、加压单元33b和金属衬垫33c)的图4所示的定影装置的构成相同。因而，加热带40是本发明的氟碳树脂涂覆部件。
加压带49以其表面与加热带40接触的方式布置，加热带40和加压带49之间形成辊隙区。加压带49是构成与加热带40相同的本发明的氟碳树脂涂覆部件。布置在加压带49内部的是由硅酮橡胶等制成的面向加压部件43安置的加压辊48，对辊隙区施加辊隙压力。
加热带40按照箭头B所示的方向旋转，同时加压辊43a按照箭头D所示的方向旋转，加压带49也按箭头C所示的方向旋转。使载有未定影的调色剂图像44的记录介质45按照箭头A所示的方向进入定影装置的辊隙区，由此对未定影的调色剂图像进行加热熔融和加压，以得到定影的调色剂图像。
在该实施方式中，到目前为止，所描述的是加热带40与加压带49都是本发明的氟碳树脂涂覆部件的情况。作为选择，即使当只有加热带40和加压带49中之一是本发明的氟碳树脂涂覆部件时，也可以得到本发明的有利效果。当然，优选两者都是本发明的氟碳树脂涂覆部件。
成像设备
下面将参考附图对具有本发明的定影装置的本发明的成像设备进行更详细的描述。
成像设备至少具有能够在记录介质上提供未定影的调色剂图像的调色剂图像形成单元和将未定影的调色剂图像定影在记录介质上的定影装置。
本发明的成像设备的第一实施方式
图6是显示本发明的成像设备的第一实施方式的成像设备构成的示意图。图6所示的成像设备200具有电子照相感光体207、以接触充电法对电子照相感光体207进行充电的充电装置208、与充电装置208相连的电源209、对被充电装置208充电的电子照相感光体207进行曝光以形成静电潜像的曝光装置210、通过用调色剂对由曝光装置210形成的静电潜像进行显影形成调色剂图像的显影装置211、将由显影装置211形成的调色剂图像转印至图像接收介质的转印装置212、清洁单元213、除电器214和作为本发明的定影装置的定影装置215。尽管未在图6中示出，但还配有将调色剂供应至显影装置211的调色剂供应装置。在本发明的另一实施方式中，本发明的成像设备不具有除电器214。
电子照相感光体207、充电装置208、电源209、曝光装置210、显影装置211、转印装置212、清洁装置213和除电器214构成调色剂图像形成单元。
充电装置208通过使导电部件(充电辊)与电子照相感光体207的表面相接触而对电子照相感光体207均匀地施加电压，从而将感光体的表面充电至特定电势。本发明的成像设备所配备的充电装置是通过电晕管充电、暗电压式(scorotron)充电等的非接触式充电装置。
在通过使用导电部件使电子照相感光体207带电的过程中，将电压施加至导电部件。所施加的电压可以是直流(DC)电压或与交流(AC)电压叠加的DC电压。除了该实施方式中所描述的充电辊以外，可以将诸如充电刷、充电膜或充电管等采用接触式充电模式的任何其它部件用于充电。作为选择，通过电晕管或暗电压式的非接触式充电也可以用于充电。
曝光装置210的实例包括能够以所需图像图案对电子照相感光体207的表面发射光线的光学装置，其具体实例包括半导体激光、LED(发光二极管)、液晶光闸。其中，采用非相干光的曝光装置能够有效地防止由电子照相感光体207的导电基材和感光层导致的干涉条纹。
显影装置211的例子包括常用的显影装置，所述常用的显影装置以接触模式或非接触模式用含有磁性成分或非磁性成分的单组分或二组分显影剂来显影图像。对该显影装置不作具体限定，只要其具有上述功能即可，并且可以根据用途适当地选择。
转印装置212的例子包括辊形接触充电部件；使用带、膜或橡胶刮刀等的接触型转印充电器；采用电晕放电的暗电压式转印充电器和电晕管转印充电器等。
清洁装置213是用于在转印过程之后除去沉积在电子照相感光体表面上的调色剂的装置，由此在对表面进行清洁后，电子照相感光体可以在成像过程中反复使用。除了图中所示的具有清洁刮刀的装置之外，清洁装置的实例包括具有清洁刷和清洁辊等的装置。其中，优选使用具有清洁刮刀的装置。用于形成清洁刮刀的材料的实例包括聚氨酯橡胶、氯丁橡胶和硅酮橡胶等。
如图6所示，该实施方式中的成像设备具有除电器(擦除光照射装置)214。当电子照相感光体被重复使用时，该装置能够防止残留在电子照相感光体上的电势被带至下一个成像循环，因而进一步提高了图像品质。
本发明的成像设备的第二实施方式
图7是显示本发明的成像设备的第二实施方式的成像设备构成的示意图。图7所示的成像设备220是用于中间转印模式的电子照相设备，并且在其外壳400中，具有沿中间转印带409平行布置的4个电子照相感光体401a～401d(例如，电子照相感光体401a能够形成黄色图像，电子照相感光体401b能够形成品红色图像，电子照相感光体401c能够形成青色图像，电子照相感光体401d能够形成黑色图像)。
电子照相感光体401a～401d分别按特定方向旋转(图中是逆时针方向)，充电辊402a～402d、显影装置404a～404d、初级转印辊410a～410d和清洁刮刀415a～415d各自沿旋转方向布置。分别将储存在调色剂盒405a～405d中的黑色、黄色、品红色和青色四种颜色的调色剂供应至显影装置404a～404d，并且初级转印辊410a～410d分别隔着中间转印带409与电子照相感光体401a～401d接触。
电子照相感光体401a～401d、充电辊402a～402d、显影装置404a～404d、初级转印辊410a～410d和清洁刮刀415a～415d分别形成调色剂成像单元。
另外，将激光源(曝光装置)403布置在外壳400中的特定位置，并且在带电后将由激光源403发射的激光束照射在电子照相感光体401a～401d的表面。
在各个电子照相感光体401a～401d旋转时进行带电、曝光、显影、初级转印和清洁，以叠加的方式将各种颜色的各个调色剂图像转印到中间转印带409上。
在特定的张力下由驱动辊406、支承辊408和张力辊407支持中间转印带409，并用这些辊无偏差地进行驱动和旋转。另外，将次级转印辊413隔着中间转印带409与支承辊408接触布置。中间转印带409在从支承辊408和次级转印辊413之间穿过后，通过例如布置在驱动辊406附近的清洁刮刀416对其进行表面清洁，然后重复进入下一个成像工序。
此外，在外壳400内的特定位置设置托盘(记录介质托盘)411，通过传送辊412，将托盘411中的转印介质500例如纸张供应至中间转印带409与次级转印辊413之间的区域，然后供应至定影装置414(该定影装置414是本发明的定影装置)，最终排出至外壳400的外部。
上述说明中已经给出了将中间转印带409用作中间转印体的情况；中间转印体可以为诸如中间转印带409的带状，或作为选择，可以为鼓状。
对记录介质不作具体限定，只要其能够接收形成在电子照相感光体上的经转印的调色剂图像即可。如果图像直接从电子照相感光体转印至图像接收介质例如纸张上，则纸张相当于所述记录介质。
实施例
下面将通过下列实施例对本发明进行更加详细的说明，但是本发明并不局限于这些实施例。在下文的描述中，“份”均指“重量份”。
氟碳树脂涂布材料A的制备
将约30份平均直径约为8μm的PFA颗粒(大直径PFA)和约70份平均直径约为0.2μm的PFA颗粒(小直径PFA)添加至约110份蒸馏水中。然后将如此得到混合物用旋转叶片式搅拌器搅拌30分钟，以提供氟碳树脂涂布材料A。
实施例1A和2A以及比较例1A
将氟碳树脂涂布材料A喷涂在聚酰亚胺片样品(约100mm×100mm)上至厚度约为80μm，并在干燥箱中在约80℃干燥10分钟，以提供干燥的PFA膜。在实施例1A中，用热等静压装置(HIP)(三菱重工制造)在下述条件下处理样品：压力约为120MPa，温度约为330℃，峰值周期约为10分钟。在实施例2A中，通过使用HIP在下述条件下处理样品：压力约为320MPa，温度约为330℃，峰值周期约为10分钟。结果，将厚度约为30μm的PFA膜形成在各个样品的聚酰亚胺片上。
另外，在比较例1A中，将用与实施例1A和2A相同的方式制备的干燥的PFA膜在温度约330℃和峰值时间约10分钟的条件下在热风循环烘箱中进行处理。结果，将厚度约为32μm的PFA膜形成在聚酰亚胺片上。实施例1A和2A以及比较例1A所采用的制造条件总结于表1中。
测定包括所得片状样品的纯水接触角、表面粗糙度、表面光泽度和膜密度等材料性能。各评价方法如下所示，其评价结果总结于表2中。
(1)接触角的测定(水的接触角)
水的接触角：将一滴离子交换水置于样品表面上，用由协和界面科学(株)制造的接触角测定仪从一侧测定液滴与样品表面之间的接触角。
(2)表面粗糙度(10个点的平均粗糙度RZ)的测定
在由东京精密(株)制造的表面粗糙度测定仪中，通过将量器在约为0.07g的负荷下置于样品表面上并以约0.03mm/秒的运动速度使该量器移动约2.5mm的距离，从而测定表面粗糙度。以在水平方向上约为×50和在垂直方向上约为×5000的测定倍率，测定十个点的平均粗糙度(RZ)。
(3)表面光泽度的测定
将由Gardner制造的微光泽计放置在样品表面上，在入射角/反射角为75°/75°的条件下测定表面光泽度。
(4)膜密度
以上述方法测定膜密度。
表1
 
实施例1A 实施例2A 实施例3A 实施例4A 比较例1A
大直径PFA(平均粒径/份) 8μm/30 8μm/30 8μm/30 8μm/30 8μm/30
小直径PFA(平均粒径/份) 0.2μm/70 0.2μm/70 0.2μm/70 0.2μm/70 0.2μm/70
涂布方法 喷涂 喷涂 喷涂 喷涂 喷涂
处理设备 HIP HIP HIP HIP 热风循环烘箱
处理条件 120MPa330℃10分钟 320MPa330℃10分钟 120MPa360℃10分钟 320MPa360℃10分钟 330℃10分钟
表2
 
实施例1A 实施例2A 实施例3A 实施例4A 比较例1A
水的接触角(°) 117 117 118 118 115
表面粗糙度(RZ)(μm) 2.7 2.5 2.6 2.5 2.9
表面光泽度 45 46 47 48 42
膜密度 99.1 99.4 99.5 99.8 97.5
实施例3A和4A
将氟碳树脂涂布材料A喷涂在聚酰亚胺片样品(约100mm×100mm)上至厚度约为80μm并在干燥箱中在约80℃干燥10分钟以形成干燥的PFA膜。在实施例3A中，用热等静压装置(HIP)(三菱重工制造)在下述条件下处理样品：压力约为120MPa，温度约为360℃，峰值周期约为10分钟。在实施例4A中，用HIP在下述条件下处理样品：压力约为320MPa，温度约为360℃，峰值周期约为10分钟。结果，将厚度约为28μm的PFA膜形成在各个样品的聚酰亚胺片上。实施例3A和4A所采用的制造条件总结于表1中。
测定包括所得片状样品的纯水接触角、表面粗糙度、表面光泽度和膜密度等材料性能。其评价结果总结于表2中。
实施例5A
制备铝制中空金属芯作为支持体，并用约0.8mm厚的由硅酮橡胶组合物形成的弹性体层进行覆盖，从而形成辊。将氟碳树脂涂布材料A喷涂在辊的表面至厚度约为80μm，以形成加热辊。对实施例5A的加热辊样品通过用热等静压装置(HIP)(三菱重工制造)在下述条件下进行处理：压力约为120MPa，温度约为330℃，峰值周期约为10分钟。结果，可以得到具有PFA表面层(具有厚度约为30μm的防粘层)/硅酮橡胶弹性体层/芯结构的实施例5A的加热辊。
实施例6A
制备由聚酰亚胺(PI)制成的环状带。将氟碳树脂涂布材料A浸涂在所述带的表面上至厚度约为80μm。对实施例6A的环状带样品通过用热等静压装置(HIP)(三菱重工制造)在下述条件下进行处理：压力约为120MPa，温度约为360℃，峰值周期约为10分钟。结果，可以得到具有PFA表面层(具有厚度约为30μm的防粘层)/PI环状基材结构的实施例6A的加压辊。
比较例2A
制备铝制中空金属芯作为支持体，并用约0.8mm厚的由硅酮橡胶组合物形成的弹性体层进行覆盖，从而形成辊。将氟碳树脂涂布材料A喷涂在辊的表面至厚度约为80μm以形成加热辊。将比较例2A的加热辊样品在温度约为330℃和峰值时间约为10分钟的条件下在热风循环烘箱中进行处理。结果，可以得到具有PFA表面层(具有厚度约为32μm的防粘层)/硅酮橡胶弹性体层/芯结构的比较例2A的加热辊。
比较例3A
制备由聚酰亚胺(PI)制成的环状带。将氟碳树脂涂布材料A浸涂在所述带的表面上至厚度约为80μm。将比较例3A的环状带样品在温度约为360℃和峰值时间约为10分钟的条件下在热风循环烘箱中进行处理。结果，可以得到具有PFA表面层(具有厚度约为32μm的防粘层)/PI环状基材结构的比较例3A的加压辊。
实施例5A和6A以及比较例2A和3A所采用的制造条件总结于表3中。此外，用与实施例1A中相同的方式测定包括所得加热辊样品和加压带样品的纯水接触角、表面粗糙度、表面光泽度、膜密度等的材料性能。其评价结果总结于表4中。
表3
 
实施例5A 实施例6A 比较例2A 比较例3A
大直径PFA(平均粒径/份) 8μm/30 8μm/30 8μm/30 8μm/30
小直径PFA(平均粒径/份) 0.2μm/70 0.2μm/70 0.2μm/70 0.2μm/70
涂布方法 喷涂 浸涂 喷涂 浸涂
处理设备 HIP HIP 热风循环烘箱 热风循环烘箱
处理条件 120MPa330℃10分钟 120MPa360℃10分钟 330℃10分钟 360℃10分钟
表4
 
实施例5A 实施例6A 比较例2A 比较例3A
水的接触角(°) 117 118 110 112
表面粗糙度(RZ)(μm) 2.5 2.4 3.7 3.5
表面光泽度 47 45 40 42
膜密度 99.2 99.5 96.8 97.3
将实施例5A和6A中制备的加热辊和加压带放入包含具有与图2相同构成的定影装置的电子照相系统(富士施乐株式会社制造，商品名：DOCUCENTERCOLOR400)中，并评价其定影效率。电子照相系统在加热辊内部具有800W的卤素灯加热器并设定温度约为150℃、速度约为150mm/秒、辊隙宽度约为8mm。所使用的调色剂是用于DOCUCENTERCOLOR400(如上所述)(富士施乐株式会社制造)的彩色调色剂(青色)，并将所形成的图像定影在“J纸”(商品名，富士施乐株式会社制造)上。形成在记录介质纸上的粉末调色剂图像的调色剂密度约为1mg/cm2。在上述条件下，对定影100,000张载有未定影图像的纸(100kpv(千张印刷量))进行定影的一致性测试。通过在测试后测定加热辊和加压带的防粘层的厚度并计算每千张印刷量的磨损量来评价防粘层的耐磨性。定影性能、防粘性能及纸的抗皱性能根据下述标准进行评价。评价结果总结于表5中。
定影性能
在已定影调色剂图像的实心部分的中心附近将带有已定影调色剂图像的纸向内折叠。将已定影的调色剂受到破坏的部分用绵纸擦拭，测定由此产生的白线宽度。当白线宽度小于约0.2mm的区域的百分比约为80％或更多时，则将定影性能判为良好。
防粘性能
当在连续印制100张纸的过程中没有出现卡纸(剥离不良)时，则将防粘性能判为良好。
纸的抗皱性能
当在印制100张纸的过程中没有出现纸起皱时，则将抗皱性能判为良好。
用比较例2A和3A中制备的加热辊和加压带以与实施例5A和6A相同的方式对定影性能进行评价。结果，加压带的防粘层在经过约55kpv后发生磨损。评价结果总结于表5中。
表5
*32μm厚的防粘层在经过约55kpv后发生磨损。
由表5可以明显地看出，在显著改善防粘层的耐磨性方面热等静压是有效的。
氟碳树脂涂布材料B的制备
将约30份平均直径约为8μm的PFA颗粒(大直径PFA)、约70份平均直径约为0.2μm的PFA颗粒(小直径PFA)和约10份平均直径约为5μm的BaSO4颗粒(商品名：BMH-60，Sakai Chemical Industry Co.，Ltd.制造)添加至110份蒸馏水中。将所得混合物用旋转叶片式搅拌器搅拌30分钟以形成氟碳树脂涂布材料B。
氟碳树脂涂布材料C的制备
将约30份平均直径约为8μm的PFA颗粒(大直径PFA)、约70份平均直径约为0.2μm的PFA颗粒(小直径PFA)和约5份平均直径约为2μm的沸石颗粒(商品名：TOYOBUILDER，Tosoh Corporation制造)添加至约110份蒸馏水中。将所得混合物用旋转叶片式搅拌器搅拌30分钟以形成氟碳树脂涂布材料C。
实施例1B和2B以及比较例1B
将氟碳树脂涂布材料B喷涂在聚酰亚胺片样品(约100mm×100mm)上至厚度约为80μm，并在干燥箱中在约80℃干燥10分钟，以形成干燥的PFA膜。在实施例1B中，通过用热等静压装置(HIP)(三菱重工制造)在下述条件下处理样品：压力约为120MPa，温度约为330℃，峰值周期约为10分钟。在实施例2B中，通过用HIP在下述条件下处理样品：压力约为320MPa，温度约为330℃，峰值周期约为10分钟。结果，将厚度约为30μm的PFA膜形成在各个样品的聚酰亚胺片上。
另外，在比较例1B中，将用与实施例1B和2B相同的方式制备的干燥的PFA膜在温度约为330℃和峰值时间约为10分钟的条件下在热风循环烘箱中进行处理。结果，将厚度约为32μm的PFA膜形成在聚酰亚胺片上。实施例1B和2B以及比较例1B所采用的制造条件总结于表6中。
用与实施例1A相同的方式测定包括所得片状样品的纯水接触角、表面粗糙度、表面光泽度和膜密度等的材料性能。其评价结果总结于表7中。
表6
 
实施例1B 实施例2B 实施例3B 实施例4B 比较例1B 比较例2B
大直径PFA(平均粒径/份) 8μm/30 8μm/30 8μm/30 8μm/30 8μm/30 8μm/30
小直径PFA(平均粒径/份) 0.2μm/70 0.2μm/70 0.2μm/70 0.2μm/70 0.2μm/70 0.2μm/70
填料(平均粒径/份) BaSO<sub>4</sub>(5μm/10) BaSO<sub>4</sub>(5μm/10) 沸石(2μm/5) 沸石(2μm/5) BaSO<sub>4</sub>(5μm/10) 沸石(2μm/5)
涂布方法 喷涂 喷涂 喷涂 喷涂 喷涂 喷涂
处理设备 HIP HIP HIP HIP 热风循环烘箱 热风循环烘箱
处理条件 120MPa330℃10分钟 320MPa330℃10分钟 120MPa360℃10分钟 320MPa360℃10分钟 330℃10分钟 360℃10分钟
表7
 
实施例1B 实施例2B 实施例3B 实施例4B 比较例1B 比较例2B
纯水接触角(°) 111 112 114 115 110 112
表面粗糙度(RZ)(μm) 3.5 3.4 3.3 3.1 4.0 3.7
表面光泽度 35 37 38 40 28 31
膜密度 98.3 98.8 99.1 99.5 96.2 97.0
实施例3B和4B以及比较例2B
将氟碳树脂涂布材料C喷涂在聚酰亚胺片样品(约100mm×100mm)上至厚度约为80μm，并在干燥箱中在约80℃干燥10分钟，以形成样品。在实施例3B中，通过用热等静压装置(HIP)(三菱重工制造)在下述条件下处理样品：压力约为120MPa，温度约为360℃，峰值周期约为10分钟。在实施例4B中，通过用HIP在下述条件下处理样品：压力约为320MPa，温度约为360℃，峰值周期约为10分钟。结果，将厚度约为28μm的PFA膜形成在各个样品的聚酰亚胺片上。
另外，在比较例2B中，将用与实施例3B相同的方式制备的样品在温度约为360℃和峰值时间约为10分钟的条件下在热风循环烘箱中进行处理。结果，将厚度约为32μm的PFA膜形成在聚酰亚胺片上。实施例3B和4B以及比较例2B所采用的制造条件总结于表6中。
用与实施例1A相同的方式测定包括所得片状样品的纯水接触角、表面粗糙度、表面光泽度和膜密度等的材料性能。其评价结果总结于表7中。
实施例5B
制备铝制中空金属芯作为支持体并用约0.8mm厚的由硅酮橡胶组合物形成的弹性体层进行覆盖，从而形成辊。将氟碳树脂涂布材料B喷涂在辊的表面至厚度约为80μm，以形成加热辊。将实施例5B的加热辊样品通过用热等静压装置(HIP)(三菱重工制造)在下述条件下进行处理：压力约为120MPa，温度约为330℃，峰值周期约为10分钟。结果，可以得到具有PFA表面层(具有厚度约为30μm的防粘层)/硅酮橡胶弹性体层/芯结构的实施例5B的加热辊。
实施例6B
制备由聚酰亚胺(PI)制成的环状带。将氟碳树脂涂布材料B浸涂在所述带的表面上至厚度约为80μm。将实施例6B的环状带样品通过用热等静压装置(HIP)(三菱重工制造)在下述条件下进行处理：压力约为120MPa，温度约为360℃，峰值周期约为10分钟。结果，可以得到具有PFA表面层(具有厚度约为30μm的防粘层)/PI环状基材结构的实施例6B的加压辊。
比较例3B
制备铝制中空金属芯作为支持体并用约0.8mm厚的由硅酮橡胶组合物形成的弹性体层进行覆盖，从而形成辊。将氟碳树脂涂布材料B喷涂在辊的表面至厚度约为80μm，以形成加热辊。将比较例3B的加热辊样品在温度约为330℃和峰值时间约为10分钟的条件下在热风循环烘箱中进行处理。结果，可以得到具有PFA表面层(具有厚度约为32μm的防粘层)/硅酮橡胶弹性体层/芯结构的比较例3B的加热辊。
比较例4B
制备由聚酰亚胺(PI)制成的环状带。将氟碳树脂涂布材料B浸涂在所述带的表面上至厚度约为80μm。将比较例4B的环状带样品在温度约为360℃和峰值时间约为10分钟的条件下在热风循环烘箱中进行处理。结果，可以得到具有PFA表面层(具有厚度约为32μm的防粘层)/PI环状基材结构的比较例4B的加压带。
实施例5B和6B以及比较例3B和4B所采用的制造条件总结于表8中。此外，用与实施例1A中相同的方式测定包括所得加热辊样品和加压带样品的纯水接触角、表面粗糙度、表面光泽度、膜密度等的材料性能。其评价结果总结于表9中。
表8
 
实施例5B 实施例6B 比较例3B 比较例4B
大直径PFA(平均粒径/份) 8μm/30 8μm/30 8μm/30 8μm/30
小直径PFA(平均粒径/份) 0.2μm/70 0.2μm/70 0.2μm/70 0.2μm/70
填料(平均粒径/份) BaSO<sub>4</sub>(5μm/10) BaSO<sub>4</sub>(5μm/10) BaSO<sub>4</sub>(5μm/10) BaSO<sub>4</sub>(5μm/10)
涂布方法 喷涂 浸涂 喷涂 浸涂
处理设备 HIP HIP 热风循环烘箱 热风循环烘箱
处理条件 120MPa330℃10分钟 120MPa360℃10分钟 330℃10分钟 360℃10分钟
表9
 
实施例5B 实施例6B 比较例3B 比较例4B
纯水接触角(°) 115 112 109 111
表面粗糙度(RZ)(μm) 3.2 3.4 4.2 3.8
表面光泽度 36 37 27 30
膜密度 98.5 98.7 96.1 96.5
将实施例5B和6B中制备的加热辊和加压带放入包含具有与图2相同构成的定影装置的电子照相系统(富士施乐株式会社制造，商品名：DOCUCENTERCOLOR400)中，并评价其定影效率。电子照相系统在加热辊内部具有800W的卤素灯加热器并设定温度约为150℃、速度约为150mm/秒、辊隙宽度约为8mm。所使用的调色剂是用于DOCUCENTERCOLOR400(如上所述)(富士施乐株式会社制造)的彩色调色剂(青色)，并将所形成的图像定影在“J纸”(商品名，富士施乐株式会社制造)上。形成在记录介质纸上的粉末调色剂图像的调色剂密度约为1mg/cm2。在上述条件下，对定影100,000张载有未定影图像的纸(100kpv)进行定影的一致性测试。通过在测试后测定加热辊和加压带的防粘层的厚度并计算每kpv的磨损量来评价防粘层的耐磨性。定影性能、防粘性能及纸的抗皱性能用与上述相同的方式进行评价。评价结果总结于表10中。
用在比较例3B和4B中制备的加热辊和加压带以与实施例5B和6B中相同的方式评价定影性能。评价结果总结于表10中。
表10
由表10可以明显地看出，在显著改善防粘层的耐磨性方面热等静压是有效的。

Claims (16)

1.一种氟碳树脂涂覆部件，该部件包含基材和形成在所述基材上的防粘层，其中
所述防粘层是通过烧结氟碳树脂颗粒而得到的薄膜；和
所述防粘层的膜密度为98％以上。
2.如权利要求1所述的氟碳树脂涂覆部件，其中所述防粘层含有填料。
3.如权利要求1所述的氟碳树脂涂覆部件，其中所述基材是圆筒形金属芯。
4.如权利要求1所述的氟碳树脂涂覆部件，其中所述基材是环状带。
5.一种氟碳树脂涂覆部件的制造方法，所述方法包括：
将含有氟碳树脂颗粒的氟碳树脂涂布材料涂布在基材上；和
通过使用热等静压装置在等于或高于所述氟碳树脂颗粒的熔点的温度对所述氟碳树脂颗粒加压来烧结所述氟碳树脂颗粒，
其中由此形成膜密度为98％以上的防粘层。
6.如权利要求5所述的氟碳树脂涂覆部件的制造方法，其中所述防粘层含有填料。
7.如权利要求5所述的氟碳树脂涂覆部件的制造方法，其中所述基材是圆筒形金属芯。
8.如权利要求5所述的氟碳树脂涂覆部件的制造方法，其中所述基材是环状带。
9.一种定影装置，该装置包含一对定影单元，所述一对定影单元包括加热部件和与所述加热部件压接的加压部件，所述定影装置传送载有未定影的调色剂图像的记录介质使其通过由所述加热部件和加压部件形成的辊隙区，从而利用热量和压力使未定影的图像定影在所述记录介质上，
其中所述加热部件和加压部件中的至少一个部件是包含基材和形成在所述基材上的防粘层的氟碳树脂涂覆部件；
所述防粘层是通过烧结氟碳树脂颗粒得到的薄膜；和
所述防粘层的膜密度为98％以上。
10.如权利要求9所述的定影装置，其中所述防粘层含有填料。
11.如权利要求9所述的定影装置，其中所述基材是圆筒形金属芯。
12.如权利要求9所述的定影装置，其中所述基材是环状带。
13.一种成像设备，所述设备包括：
使未定影的调色剂图像承载在记录介质上的调色剂图像形成单元；和
将未定影的调色剂图像定影在记录介质上的定影装置，
其中所述定影装置包含一对定影单元，该一对定影单元包括加热部件和与所述加热部件压接的加压部件，所述定影装置传送载有未定影的调色剂图像的记录介质使其通过由所述加热部件和加压部件形成的辊隙区，从而利用热量和压力使未定影的图像定影至所述记录介质上；
其中所述加热部件和加压部件中的至少一个部件是包含基材和形成在所述基材上的防粘层的氟碳树脂涂覆部件；
所述防粘层是通过烧结氟碳树脂颗粒得到的薄膜；和
所述防粘层的膜密度为98％以上。
14.如权利要求13所述的成像设备，其中所述防粘层含有填料。
15.如权利要求13所述的成像设备，其中所述基材是圆筒形金属芯。
16.如权利要求13所述的成像设备，其中所述基材是环状带。
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