CN101268423B - 加压辊及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加压辊，该加压辊包括以如下顺序设置在辊基材上的含有有机微囊球的橡胶层和耐热树脂层，其中，在所述含有有机微囊球的橡胶层与所述耐热树脂层之间设置有导热率为1.0W/m·K至4.0W/m·K的中间橡胶层。本发明还提供一种制造所述的加压辊的方法。

Description

加压辊及其制造方法

技术领域

本发明涉及在利用电子照相方法的成像装置的定影单元中所使用的加压辊。具体而言，本发明涉及一种与定影单元中的定影辊或定影带相对而设置的加压辊，该加压辊用于对在转印材料(如纸)上所形成的调色剂图像进行加热和加压，以便将所述的调色剂图像定影在所述转印材料上。

背景技术

在利用电子照相方法(包括静电记录方法)的成像装置(例如，复印机、传真机和激光束打印机)中，通常通过以下一系列的步骤来形成图像：使光导鼓均匀带电的带电步骤；使图像曝光从而在所述光导鼓上形成静电潜像的曝光步骤；将调色剂(显影粉)附着在所述静电潜像上，从而形成调色剂图像(可见图像)的显影步骤；将所述光导鼓上的调色剂图像转印到转印材料(例如，纸或投影幻灯片)上的转印步骤以及将所述未定影的调色剂图像定影在所述转印材料上的定影步骤。

在所述定影步骤中，通常通过多种方法中的任何一种来定影转印材料上的调色剂图像，所述方法例如有加热、加压和溶剂蒸汽。在诸如电子照相复印机的成像装置中，一般通过加热和加压进行定影。用作显影粉的调色剂由在树脂粘结剂中含有着色剂和其它添加剂的着色树脂粉末所构成。根据制造方法，调色剂可广泛地归为由研磨法而制得的调色剂和由聚合法而制得的调色剂两大类。将所述调色剂加热和加压至其温度等于或高于所述树脂粘着剂的熔融温度或软化温度时会使得所述调色剂熔融或软化，从而将该调色剂熔合到转印材料上。

例如，如图5(其为剖视图)所示，对包括圆筒形定影辊501和加压辊506的定影单元进行加热和加压。使具有未定影的调色剂图像503的转印材料504通过上述两个辊之间的辊隙，从而对未定影的色调剂进行加热和加压。定影辊501包括内部的加热设备502(例如电加热器)，并且通过该加热设备来控制定影辊的表面温度。未定影的调色剂图像503在两个辊之间被加热和加压，从而熔融在转印材料504上并形成定影的调色剂图像505。

例如，定影辊501具有这样的结构，其中在具有薄橡胶层(如果需要的话)的圆筒形芯棒上形成含氟树脂层。在图5所示的定影方法中，通过设置在定影辊501的空心中的加热设备502将定影辊501的表面温度升高至预定温度。在该定影方法中，需要一定的时间来将定影辊50 1的表面温度升高到定影的温度。因此，在通电后需要一段相对较长的等待时间才能使成像装置工作。

与此形成对比的是，如图6(其为剖视图)所示，在包括加热设备602(例如，通过薄定影带601，与加压辊606相对而设置的电加热器)的定影单元中，用加热设备602基本上直接对转印材料604上的未定影调色剂图像603进行加热，从而缩短通电后的等待时间。所述定影带601和加压辊606沿彼此相反的方向旋转。加热设备602设置在预定的位置上，以便与加压辊606相面对。经过所述定影单元的未定影调色剂图像603被熔合到转印材料604上，从而形成定影的图像605。作为定影带，可以使用具有这样的结构的定影带，在该结构中，在环形的定影带基材(如耐热树脂管或金属管)的薄橡胶层(如果需要的话)表面上设置有含氟树脂层。

在定影单元中，与定影辊或定影带相对而设置的加压辊需要具有优异的脱模性、耐热性、表面粗糙度、耐久性等，并且具有适度的弹性。由此，迄今为止，广泛使用具有以下结构的加压辊，所述的结构为：其具有由圆柱形或圆筒形芯棒所形成的辊基材、相对较厚的橡胶层以及具有优异的脱模性和耐热性的薄的耐热树脂层，其中所述橡胶层设置在所述基材上，而所述树脂层设置在所述橡胶层上。作为耐热树脂，已广泛使用含氟树脂。具有这种结构的加压辊具有由橡胶层所赋予的适度弹性和由耐热树脂层所赋予的脱模性。

近年来，人们对高能效、彩色图像和高速度打印的需求持续增加。

为了达到高能效，需要降低采用定影单元加热时所需的电能。此外，为了达到高能效，需要提高定影单元的加热效率。

为了提供彩色图像，使用诸如青色调色剂、品红色调色剂和黄色调色剂等彩色调色剂。依次用上述调色剂进行显影。在转印步骤中，将所得到的彩色调色剂图像依次堆叠到转印材料上从而进行转印。在定影步骤中，为了获得清晰的彩色图像，优选对其厚度大于单色调色剂图像厚度的未定影调色剂图像进行加热和加压，使其迅速熔融。通过提高定影单元的加热效率可以充分地获得彩色图像。

为了达到高速打印，在定影单元中，必须以高速度使具有未定影的调色剂的转印材料经过，从而有效地使未定影的调色剂熔融。通过提高定影单元的加热效率也可以达到高速度打印。

为了达到上述要求，在调色剂技术领域中，目前正在开发可以在比相关技术中的定影温度低的温度下被定影的调色剂。然而，为了降低调色剂的定影温度，树脂粘结剂需要具有低的玻璃化转变温度或低的软化温度，这样会使得调色剂颗粒相互聚集并且调色剂的流动性易于降低。调色剂流动性的降低导致显影不充分。因此，很难在抗聚集性和低温定影性之间达到平衡。

为了达到上述要求，在成像装置技术领域中，目前正在开发具有优异的导热性的定影辊或定影带(例如，日本未审查专利申请公开No.7-110632、No.10-10893和No.10-198201)。定影辊或定影带的导热性的增加会使得未定影的调色剂图像以高的热效率定影在转印材料上。

关于与定影辊和定影带相对而设置的加压辊，人们提出了提高弹性和挠性的方法。通过提高加压辊的弹性和挠性，转印材料上的未定影调色剂图像在加压辊与定影辊或定影带之间的间隙中以被覆盖的形式被加热和加压，由此增加打印速度并且迅速地使彩色调色剂图像熔融。

为了提高加压辊的弹性和挠性，(例如)报道有以下方法：在由芯棒所形成的辊基材与具有脱模性的耐热树脂层(最外层)之间设置泡沫橡胶层的方法(例如，日本未审查专利申请公开No.12-108223)，以及设置含有有机微囊球的橡胶层的方法(例如，日本未审查专利申请公开No.2000-230541和No.2001-295830)。

特别是，与通过设置泡沫橡胶层的方法所获得的加压辊的那些特性相比，采用在辊基材与耐热树脂层之间设置含有有机微囊球的橡胶层的方法所得到的具有挠性的加压辊，具有均匀的硬度，并具有优异的弹性、层间附着性、耐热性、脱模性、表面光滑性、耐久性和提高的绝热性。

图4为具有上述结构的加压辊的剖面图。该加压辊具有这样的层构造，其中，含有有机微囊球的橡胶层2和耐热树脂层3依次设置在辊基材1上。

日本未审查专利申请公开No.2000-230541和No.2001-295830中分别披露，如果加压辊从转印材料上吸热，则转印材料上的调色剂熔融不充分，从而降低定影性，因此加压辊优选具有优异的绝热性。具体而言，日本未审查专利申请公开No.2000-230541中披露，含有有机微囊球的橡胶层的导热率优选为0.5×10^-3cal/cm·s·℃[＝0.2W/m·K]或更低。

日本未审查专利申请公开No.2001-295830中披露，含有有机微囊球的橡胶层的导热率优选为1×10^-3cal/cm·s·℃[＝0.4W/m·K]或更低。在各个实施例1至9中描述了加压辊，该加压辊具有含有有机微囊球、并且其导热率为3.0×10^-4cal/cm·s·℃[＝0.13W/m·K]至4.0×10^-4cal/cm·s·℃[＝0.13W/m·K]的橡胶层。耐热树脂层(最外层)(如在这些专利文献中所描述的含氟树脂层)的导热率低至0.2W/m·K或更低。

这样，据认为使用这样的加压辊(该加压辊包括耐热树脂层以及具有低导热率和优异的绝热性的橡胶层)会防止热从定影辊或定影带转移到加压辊上，从而有效地对转印材料上的未定影调色剂图像进行加热。

在诸如电子照相复印机(下文也称作“打印机”)的成像装置中，低速机型(其中，每分钟打印的页数为4张(打印速度＝4张/分钟))正被更换为(例如)中速机型(其中，每分钟打印的页数为12张(打印速度＝12张/分钟)或1 6张(打印速度＝16张/分钟))。迄今为止，这种中速打印速度被定义为“高打印速度”。目前，开发出高速机型，在该机型中，每分钟打印的张数为(例如)30张(打印速度＝30张/分钟)或35张(打印速度＝35张/分钟)。预期将来还会开发出打印速度超过以上这些打印速度的打印机。

本发明人经过研究，结果表明：虽然加压辊(该加压辊具有橡胶层，其中所述橡胶层设置在辊基材与耐热树脂层之间并含有有机微囊球)具有上述优异的特性，但是在具有高打印速度的打印机的定影单元中使用该加压辊时，往往会不利地造成定影性降低和发生偏移。在彩色打印中，在上述的高速打印条件下，使由不同颜色的调色剂层叠而形成的厚的未定影调色剂图像快速地熔融是特别困难的。

以上的不利现象表明，含有已知加压辊的定影单元的加热效率不充分。

发明内容

本发明的目的是提供一种在利用电子照相法的成像装置的定影单元中所使用的加压辊，该加压辊具有硬度均匀的挠性橡胶层，并且具有优异的挠性、层间粘附性、耐热性、脱模性、表面光滑性、耐久性和高的加热效率，并且该加压辊可充分用于高速打印和全彩色打印以及低速打印中。

本发明的另一目的是提供一种制造具有以上优异特性的加压辊的方法。

迄今为止，为了在高速打印或全彩色打印中使用加压辊，据认为该加压辊需要具有弹性、挠性和高绝热性。据认为，在加压辊上设置有高导热性的树脂层或橡胶层会降低绝热性，从而使得热量从定影辊或定影带转移到加压辊上，由此降低定影性。据认为，为了抑制成像装置在运行期间温度的升高，也需要加压辊具有高绝热性。

在高速打印中定影性降低的原因在于，经过定影单元的转印材料的速度过快导致热量不能从定影辊或定影带充分地转移到转印材料上的未定影调色剂图像上。定影辊表面温度的升高或定影带的热源温度的升高不符合低温定影和节能的要求，并且往往导致成像装置在运行期间其内部的温度升高。

本发明人认为，在高速打印或全彩色打印过程中，为了提高定影单元对转印材料上的未定影调色剂图像的加热效率，从转印材料的背面一侧也对转印材料进行加热的方法可能是有效的。然而，设置用于从背面一侧对转印材料进行加热的新加热设备会导致装置变得复杂并使装置尺寸增大，而且不符合节能的要求，所以是不可行的。

因此，本发明人构思出赋予加压辊蓄热功能的方法，其中所述的加压辊已被认为需要具有优异的绝热性以便提高定影性。

具体而言，针对按照辊基材、橡胶层和树脂层这样的顺序依次设置的结构的加压辊，本发明人构思出在加压辊的含有有机微囊球的橡胶层与耐热树脂层之间设置有具有高导热率的中间橡胶层的方法。

所述高导热率中间橡胶层的存在会使得来自定影辊或定影带的部分热量蓄积在加压辊中。加压辊中蓄积的热量从转印材料的背面一侧被转移到转印材料上。这样，转移材料不仅其前面一侧被来自定影辊或定影带的热量所加热，而且其背面一侧还被来自蓄热性加压辊的热量所加热。

已经发现转印材料的温度升高会提高其上面的未定影调色剂图像的定影性。换言之，已经发现将上述的加压辊结合到定影单元中后可以使转印材料上的未定影的调色剂图像充分地定影，即使是在打印速度为30张/分钟或更高的高速打印机的情况下也是如此。此外，在加压辊中蓄积热的情况下，所蓄积的热由于高速打印而被消耗；因此，成像装置内部的温度不会显著升高。来自加压辊的热量被转移到转印材料上，从而使转印材料的温度升高。然而，在定影步骤完成之后，具有定影的调色剂图像的转印材料从装置中排出，从而抑制成像装置内部温度的升高。

本发明的加压辊在含有有机微囊球的橡胶层与耐热树脂层之间具有高导热率的中间橡胶层。因此，所述加压辊具有挠性和均匀的硬度，并且具有诸如优异的弹性、层间粘附性、耐热性、脱模性、表面光滑性和耐久性的优异特性。

包括本发明加压辊的定影单元可以充分地用于高速打印和全彩色打印以及低速打印中，这是因为所述定影单元的加热效率显著提高。本发明的加压辊通过利用来自定影辊或定影带的部分热量而进行蓄热，从而使得成本低，并且装置的复杂性和装置的尺寸并未增加，而且满足节能的要求。

除了在加压辊中设置具有高导热率的中间橡胶层之外，耐热树脂层(最外层)的导热率的提高会进一步提高加热效率，从而进一步提高用于高速打印和全彩色打印的适用性。为了增加中间橡胶层和耐热树脂的导热率，将导热性填料掺入到以上各层的组成材料中是有效的方法。

可以通过以下的方法制造本发明的加压辊，所述方法包括：将耐热树脂材料涂敷到圆筒形金属模的内表面上从而形成耐热树脂层，将含有导热填料的橡胶材料涂敷到所述耐热树脂层上，从而形成具有高导热率的中间橡胶层；将辊基材插入到圆筒形金属模的轴中心，将含有有机微囊球的橡胶材料注入到辊基材和中间橡胶层之间的间隙中，并且进行硫化。

本发明的加压辊的另一制造方法包括：在辊基材上形成含有有机微囊球的橡胶层，在使所述辊基材旋转的同时，由设置有供料部分(在其端部设置有出料口)的分配器连续地将含有导热性填料的橡胶组合物供给到含有有机微囊球的橡胶层的表面上，其中通过沿所述辊基材的旋转轴的方向连续地移动分配器的供料部分而将由出料口所供给的橡胶组合物成螺旋状地涂布到含有有机微囊球的橡胶层的表面上，并且使所述橡胶组合物硫化从而形成所述中间橡胶层。用耐热树脂管覆盖所述中间橡胶层，从而形成耐热树脂层。

在所述定影单元中，用具有蓄热功能的加压辊从转印材料的背面一侧以及从前面一侧对转印材料(如纸)进行加热，会提高高速打印和全彩色打印过程中的热效率和定影性。这基于新颖的构思。使用具有蓄热功能的加压辊会提高定影单元的热效率，并且降低用定影单元加热时所需的电能。这也基于新颖的构思。

基于这些发现从而完成本发明。

本发明提供一种加压辊，该加压辊包括在辊基材上依次设置的含有有机微囊球的橡胶层和耐热树脂层，其中，在含有有机微囊球的橡胶层和耐热树脂层之间设置有导热率为1.0W/m·K至4.0W/m·K的中间橡胶层。

本发明提供一种制造上述加压辊的方法，该方法包括：(1)步骤1，将耐热树脂材料涂敷到圆筒形金属模的内表面上从而形成耐热树脂层，(2)步骤2，将含有导热性填料的橡胶组合物涂敷到耐热树脂层上并进行硫化从而形成中间橡胶层，(3)步骤3，将辊基材插入到圆筒形金属模的空心，以及(4)步骤4，将含有有机微囊球的橡胶组合物注入到辊基材与中间橡胶层之间的间隙中并进行硫化，从而形成含有有机微囊球的橡胶层。

此外，本发明提供一种制造上述加压辊的方法，所述方法包括：(I)步骤I，在辊基材上形成含有有机微囊球的橡胶层，(II)步骤II，在使辊基材旋转的同时，由设置有供料部分(在其端部设置有出料口)的分配器连续地将含有导热性填料的橡胶组合物供给到含有有机微囊球的橡胶层的表面上而形成橡胶组合物层，并且对所述橡胶组合物进行硫化从而形成中间橡胶层，其中通过沿辊基材的旋转轴的方向连续地移动分配器的供料部分而将由出料口所供给的橡胶组合物成螺旋状地涂布到含有有机微囊球的橡胶层的表面上，以及(III)步骤III，用耐热树脂管覆盖中间橡胶层。

附图简要说明

图1为根据本发明实施方案的加压辊的层结构的剖面图。

图2为根据本发明实施方案的加压辊的制造方法的流程图。

图3为根据本发明另一实施方案的加压辊的制造方法的流程图。

图4为已知加压辊的层结构的剖面图。

图5示出具有包括定影辊和加压辊的定影单元的定影方法的剖面图。

图6示出具有包括定影带和加压辊的定影单元的定影方法的剖面图。

本发明的最佳实施方式

1.加压辊

图1为根据本发明实施方案的加压辊的层结构的剖面图。如图1所示，本发明的加压辊具有这样的层结构，在该结构中，在辊基材1上设置有含有有机微囊球的橡胶层2，在橡胶层2上设置有具有高导热率的中间橡胶层4，并且在中间橡胶层4上设置有耐热树脂层3。除了具有高导热率的中间橡胶层之外，如果需要的话，在含有有机微囊球的橡胶层2与构成最外层的耐热树脂层3之间可以设置有其它的橡胶层或树脂层。耐热树脂层3可以是含有传导性填料并且具有高导热率的耐热树脂层。

含有有机微囊球的橡胶层2的厚度优选为0.1mm至5mm，更优选0.5mm至4mm，并且特别优选为1mm至3mm。中间橡胶层4的厚度优选为10μm至500μm，更优选为20μm至400μm，并且特别优选为30μm至300μm。耐热树脂层3的厚度优选为1μm至100μm，更优选为5μm至50μm，并且特别优选为10μm至40μm。可以根据定影单元的尺寸适当地设定辊基材的外径，并且该外径优选为10mm至40mm，更优选为12mm至30mm。可以根据包含加压辊的定影单元的尺寸以及转印材料的尺寸适当地设定加压辊的长度和外径。

2.辊基材

本发明使用的辊基材为芯棒或管材。作为所述芯棒，通常使用由金属(如铝、铝合金、铁或不锈钢)或陶瓷材料(如氧化铝或碳化硅)所构成的圆筒或圆柱。作为所述管材，使用耐热树脂管或金属管。

作为所述辊基材，优选的是广泛用作加压辊基材的圆筒形芯棒或圆柱形芯棒。辊基材的厚度、长度、外径等设定在常规范围内，对它们没有特别限定。例如，根据转印材料(如纸)的尺寸适当地确定辊基材的长度。辊基材的外径优选为10mm至40mm，并且更优选为12mm至30mm。

3.含有有机微囊球的橡胶层

作为用于含有有机微囊球的橡胶层的橡胶材料，使用具有优异耐热性的橡胶，如硅橡胶或氟碳橡胶。术语“耐热性橡胶”是指其耐热性达到以下程度的橡胶，所述程度为：当含有橡胶层的辊被用作加压辊时，在定影温度下该橡胶能承受住连续的使用。

作为所述耐热性橡胶，从具有特别优异的耐热性的角度而言，优选可捏合的硅橡胶或液态硅橡胶、氟碳橡胶或它们的混合物。其具体的例子包括：硅橡胶，如二甲基硅橡胶、氟硅橡胶、甲基苯基硅橡胶和乙烯基硅橡胶；以及氟碳橡胶，如偏二氟乙烯橡胶、四氟乙烯-丙烯橡胶、四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚橡胶、磷腈类氟碳橡胶和含氟聚醚。

在以上橡胶中，从在形成橡胶层的过程中将液态硅橡胶注入到模中的容易程度的角度来说，优选液态硅橡胶。这些橡胶可以单独使用或者两种或多种组合使用。

在本发明中，为了赋予橡胶层以挠性，所述橡胶层中含有有机微囊球。本发明中所用的有机微囊球为某种空心微球。例如，所述有机微囊球为由热固性树脂(如酚醛树脂)、热塑性树脂(如聚偏二氯乙烯或聚苯乙烯)或有机聚合物材料(如橡胶)所构成的空心球形微粒。各有机微囊球的尺寸通常为约3μm至500μm，最通常为5μm至200μm 。

在本发明中，将覆盖有橡胶的辊用作成像装置中的加压辊，并且其被连续地使用或长时间使用。因此，作为有机微囊球，优选使用由具有优异耐热性的有机聚合物材料所构成的耐热性有机微囊球。作为耐热性有机微囊球，优选的是由热分解开始温度为180℃或更高的有机聚合物材料所构成的空心球形微粒。本文所定义的术语“热分解开始温度”是指在利用热重测定装置从室温以20℃/分钟的加热速度加热样品时，观察到样品的重量损失超过5重量％时的温度。

可以特别地制备有机微囊球，但是也可以使用适当的市售有机微囊球。有机微囊球为球形。因此，如果将有机微囊球填充到橡胶材料中时，不会发生应力各向异性。从而可以形成硬度均匀的橡胶层。即使是在橡胶硫化过程中有机微囊球发生破裂的情况下，如果有机微囊球以泡沫的形式存在，则该泡沫也可以赋予橡胶层以挠性和绝热性。从提高橡胶层的挠性和绝热性以及橡胶层的硫化成形性的角度来说，通常优选的是含有破裂的有机微囊球的橡胶层。所以，本发明包括含有破裂的有机微囊球的橡胶层。作为上述的有机微囊球，优选的是具有由热塑性树脂或有机聚合物材料(如橡胶)所构成的外壳的空心球形微粒。

有机微囊球在橡胶材料中的含量通常为5体积％至60体积％，优选为10体积％至50体积％，并且更优选为15体积％至45体积％。有机微囊球为球形，并且其表面积与体积的比值较小。所以，即使有机微囊球密集地填充在橡胶材料中时，橡胶材料的流动性也可以很好地得以保持。有机微囊球的含量过低会导致橡胶层的挠性不够充分。有机微囊球的含量过高可能会过度地增加橡胶层的粘性，或者可能降低橡胶材料的强度。

从挠性的角度来说，含有有机微囊球的橡胶层的硬度以ASKERC(高分子计量器)硬度来计优选为20°或更低。硬度的下限优选为5°，多数情况下为约10°。含有有机微囊球的橡胶层的导热率通常为0.2W/m·K或更低，多数情况下为0.17W/m·K或更低。导热率的下限通常为0.01W/m·K，多数情况下为0.05W/m·K。

如果需要的话，所述橡胶材料中还可以含有无机填料(如碳黑、云母、或氧化钛)或有机填料(如天然树脂)。相对于100重量份的橡胶，所述填料的含量通常为100重量份或更低，并且优选为80重量份或更低。

含有有机微囊球的橡胶层中还可以含有游离氯清除剂、游离酸清除剂、游离碱清除剂或者两种或多种这些清除剂的混合物。作为构成有机微囊球的树脂材料，使用聚偏二氯乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯腈、偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物等。这些树脂材料由于加热而释放出微量的氯化物(如氯化氢)、酸、碱等。该氯化物、酸、碱等容易使橡胶层劣化。所以，加入上述的清除剂可以防止橡胶层的劣化。

所述清除剂的例子包括金属皂，如硬脂酸钙和硬脂酸镁；无机酸盐，如水滑石；有机锡化合物，如二月桂酸丁基锡；以及多元醇，如乙二醇、丙二醇和甘油。

相对于100重量份的橡胶材料，所用的清除剂的含量优选为0.1重量份至15重量份，并且更优选为0.5重量份至10重量份。可以在与有机微囊球相独立的条件下将清除剂加入到橡胶材料中。可供选用的另外一种方式是，先用清除剂对有机微囊球的表面进行处理之后，再将经表面处理后的有机微囊球加入到橡胶材料中。

在本发明中，含有有机微囊球的橡胶层的厚度优选为0.1mm至5mm，更优选为0.5mm至4mm，并且特别优选为1mm至3mm。在许多情况下，当含有有机微囊球的橡胶层的厚度为约2mm至3mm时，可以获得特别令人满意的性能。

4.具有高导热率的中间橡胶层

作为用于中间橡胶层的橡胶材料，优选的是，使用具有优异耐热性的橡胶，如硅橡胶或氟碳橡胶。术语“耐热性橡胶”是指其耐热性达到以下程度的橡胶，所述程度为：当含有中间橡胶层的覆盖有橡胶的辊被用作加压辊时，在定影温度下该橡胶能承受住连续的使用。

作为耐热性橡胶，从具有特别优异的耐热性的角度而言，优选可捏合的硅橡胶或液态硅橡胶、氟碳橡胶或它们的混合物。其具体的例子包括：硅橡胶，如二甲基橡胶、氟硅橡胶、甲基苯基硅橡胶和乙烯基硅橡胶；以及氟碳橡胶，如偏二氟乙烯橡胶、四氟乙烯-丙烯橡胶、四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚橡胶、磷腈类氟碳橡胶和含氟聚醚。这些橡胶可以单独使用或者两种或多种组合使用。可以使用硅橡胶和氟碳橡胶的混合物。

在这些橡胶中，液态硅橡胶和氟碳橡胶是优选的，这是因为通过在其内密实地填充导热性填料可以容易地形成具有高导热率的中间橡胶层。液态硅橡胶的例子包括缩聚型液态硅橡胶和加成型液态硅橡胶。其中，优选加成型液态硅橡胶。

加成型液态硅橡胶是这样形成的：具有乙烯基的聚硅氧烷与具有Si-H键的聚硅氧烷在铂催化剂的存在下进行加成反应使硅氧烷链进行交联。通过改变铂催化剂的类型或用量或通过使用反应抑制剂(延迟剂)可以随意地改变固化速率。室温固化型橡胶为双组分型橡胶，并且其在室温下可容易地固化。加热固化型橡胶通过调节铂催化剂的用量并使用反应抑制剂从而可以在100℃至200℃的温度下固化。单组分加热固化型橡胶(下文称作“单组份加成型液态硅橡胶”)为这样一种混合物，通过增强抑制作用，该混合物在低温的贮存期间内可以保持为液态形式，而在使用时通过加热发生固化而形成橡胶状态。在这些加成型液态硅橡胶中，从与导热性填料混合操作的容易程度、形成橡胶层的操作的容易程度以及层间粘附性的角度来说，优选单组份加成型硅橡胶。

所述中间橡胶层的导热率为1.0W/m·K至4.0W/m·K，优选为1.5W/m.K至3.0W/m·K，并且更优选为1.7W/m·K至2.5W/m·K。为了增加中间橡胶层的导热率，优选通过制造由以下的橡胶组合物所构成的中间橡胶层的方法来形成所述中间橡胶层，其中所述的橡胶组合物在选自硅橡胶和氟碳橡胶中的至少一种橡胶中含有导热性填料。中间橡胶层的导热率过低会导致加压辊蓄积来自定影辊或定影带的热的效果不充分，由此降低热效率改善的效果。因此，难以充分提高在高速打印或全彩色打印过程中的定影性。中间橡胶层的导热率过高会导致导热性填料的含量过高，由此可能降低中间橡胶层的机械强度和中间橡胶层的层间粘附性。

导热性填料的例子包括：具有电绝缘性的无机填料，例如，碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)、氧化铝(Al₂O₃)、氮化铝(AlN)、钛酸钾、云母、二氧化硅、氧化钛、滑石和碳酸钙。这些导热性填料可以单独使用或者两种或多种组合使用。

在这些无机填料中，优选碳化硅、氮化硼、氧化铝和氮化铝。从具有优异的导热率、稳定性和耐热性等的角度来说，更优选碳化硅和氮化硼。碳化硅具有优异的导热率和明显较高的耐热性。氮化硼为平板状，并且具有高导热率和电绝缘性。

导热性填料的平均粒度通常为0.5μm至15μm，优选为1μm至10μm。采用激光衍射粒度分布测定装置(SALD-3000，由Shimadzu公司制造)可以测定平均粒度。导热性填料的粒度过小容易使得导热率提高的效果不充分。导热性填料的粒度过大可能导致在中间橡胶层的表面凹凸不平，从而降低最外层(耐热树脂层)的表面光滑度。

相对于组合物的总量，橡胶组合物中的导热性填料的含量通常为5体积％至60体积％，优选为8体积％至50体积％，并且更优选为1 0体积％至45体积％。导热性填料的含量过低使得难以增加中间橡胶层的导热率。导热填料的含量过高容易降低中间橡胶层的机械强度。

通过将导热性填料与橡胶材料相混合可以制得含有导热性填料的橡胶组合物。根据需要，可以使用市售商品。所述市售商品的例子包括：含有导热性填料(如碳化硅(SiC))的单组份加成型液态硅橡胶(由Shin-Etsu Chemical公司制造的X32-2020以及由GE ToshibaSilicones公司制造的XE15-3261-G)。

中间橡胶层的厚度优选为10μm至500μm，更优选为20μm至400μm，特别优选为30μm至300μm。

5.耐热树脂层

本发明加压辊的耐热树脂层起到最外层(加压辊的表层)的作用，并且优选具有优异的耐热性、脱模性和表面光滑性。

对在高温气氛下使用加压辊的情况而言，本发明中所用的耐热树脂为可以在150℃或更高、并且优选为在200℃或更高的温度下连续使用的耐高热合成树脂。所述耐热树脂的例子包括含氟树脂、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚砜、聚醚酮、聚苯并咪唑、聚苯并

唑、聚苯硫醚和双马来酰亚胺树脂。

含氟树脂的例子包括：聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)、乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、乙烯/三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)和聚偏二氟乙烯(PVDF)。

这些含氟树脂可以单独使用或者两种或多种组合使用。对于加压辊的最外层而言，在这些含氟树脂中，从耐热性和脱模性的角度来说优选PTFE和PFA。PFA是更优选的，这是因为PFA具有熔融流动性，并且是因为可以容易地获得具有优异的表面光滑性的含氟树脂膜。可以以液态含氟树脂涂料的形式来使用含氟树脂。从提高流动性和脱模性的角度来说，优选以粉末(粉末状涂料)形式来使用含氟树脂。对含氟树脂粉末的平均粒度没有特别的限定，但是从通过涂敷粉末而形成均匀的薄膜的角度而言，该粒度优选为10μm或更小。该粒度的下限通常为约1μm。特别是，优选使用平均粒度为10μm或更低的PFA粉末。

可以采用多种粉末涂敷方法来涂敷所述含氟树脂粉末。在这些方法中，优选采用其中通过使颗粒带电而进行涂敷的静电涂敷法(静电粉末喷涂法)，这是因为采用这种方法可以在圆筒形金属模的内表面上形成均匀的、致密涂敷的粉末层。在圆筒形金属模的内表面上形成含氟树脂涂层之后，采用常规方法对含氟树脂进行烧结。烧结之后，含氟树脂涂层的厚度优选为1μm至100μm，更优选为5μm至50μm，并且特别优选为10μm至40μm。为了充分地赋予橡胶层以挠性，所述厚度可以为30μm或20μm或更低。

液态含氟树脂涂料中需要含有表面活性剂以便将含氟树脂颗粒分散在基质中。与此形成对比的是，采用涂敷含氟树脂粉末的方法，可以形成只有含氟树脂的涂层。这会消除含氟树脂涂层中存在的杂质，所述杂质是在烧结后由于表面活性剂的碳化而形成的。所以，可以形成具有优异表面光滑性和脱模性的含氟树脂层。

在形成聚酰亚胺层的情况中，将含有聚酰亚胺前体的聚酰亚胺清漆涂布到圆筒形金属模的内表面上。干燥后，通过加热进行脱水和环化(酰亚胺化)处理。在耐热性树脂为热塑性树脂的情况下，用其溶液进行涂布并干燥。耐热性树脂层的厚度与含氟树脂层的厚度一样。

为了提高耐热性树脂层与中间橡胶层之间的粘附性，优选对在圆筒形金属模的内表面上所形成的耐热性树脂层进行活化处理。对耐热性树脂层进行活化处理的例子包括：通过辐射进行的物理处理，如用紫外灯或准分子灯进行的紫外辐射、电晕放电、等离子体处理、电子辐射、离子辐射和激光辐射；用金属钠进行的化学处理；用处理液进行的湿蚀刻处理。例如，通过这种活化处理使得氟原子从含氟涂层的表面被分离掉或使得耐热性树脂层表面亲水化，从而增强了对中间橡胶层的粘附性。可以将适合于中间橡胶层材料的粘合剂涂布到耐热性树脂层的表面上。

中间橡胶层可以被管状形式的耐热性树脂层所覆盖。在辊基材上形成含有有机微囊球的橡胶层。然后在橡胶层上形成具有高导热率的中间橡胶层。使耐热性树脂管的直径扩大。用耐热性树脂管覆盖中间橡胶层。对耐热性树脂管进行加热以使其收缩。在将粘合剂涂布到中间橡胶层的表面上然后用耐热性树脂管覆盖中间橡胶层的情况中，可以增强中间橡胶层与耐热树脂管之间的粘附性。

本发明加压辊的耐热树脂层的导热率通常为0.2W/m·K或更低。例如，只由PFA所构成的PFA层的导热率为0.19W/m·K。加压辊的最外层需要具有优异的耐热性、脱模性、表面光滑性等。所以，通常使用不含无机填料等的纯耐热树脂材料来形成构成最外层的耐热树脂层。因此，耐热树脂层通常具有明显低的导热率。

为了进一步提高来自本发明加压辊表面的导热率，耐热树脂层可以含有导热性填料。结果，耐热树脂层的导热率优选为0.3W/m·K至1.5W/m·K，更优选为0.4W/m·K至1.0W/m·K，并且特别优选为0.5W/m·K至0.9W/m·K。除了增加中间橡胶层的导热率之外，通过增加耐热树脂层的导热率，可以有效地将来自定影辊或定影带的热量通过加压辊的表面而转移，由此蓄积在加压辊中。此外，加压辊中所蓄积的热量可以有效地从转印材料的背侧转移到转印材料上以提高热效率，从而提高定影性。

作为在耐热树脂层中所含有的导热性填料，可以采用与上述的填料相同的填料。导热性填料暴露于耐热树脂层表面之外可能会降低表面的光滑度。耐热树脂层表面光滑度的降低导致难以均匀地定影或脱模性降低。为了有效地防止导热性填料的暴露，优选使用含有通过将填料与耐热性树脂混合而形成的被包封的导热性填料的耐热性树脂粉末。

作为耐热树脂层，通常使用热熔融性树脂(如PFA)。作为含氟树脂粉末，例如优选使用的是，优选含有10体积％至40体积％、更优选含有20体积％至35体积％的被包封的导热性填料(如碳化硅或氮化硼)的含氟树脂粉末。例如，市售可得的PFA粉末(商品名：MP623，由DuPont公司制造)为这样一种树脂粉末，其中，在PFA粉末(MP102或MP103，由DuPont公司制造)中含有20体积％至35体积％的碳化硅。每个树脂颗粒中均含有多个不暴露在表面之外的碳化硅微粒。所以，通过粉末涂敷法来涂敷这种树脂粉末可以形成具有优异导热率、并且其表面上没有暴露有导热性填料的耐热树脂层。通过使用含有被包封的导热性填料的耐热性树脂粉末与不含有导热性填料的耐热性树脂粉末的混合物可以控制耐热性树脂层的导热率。

耐热树脂层的导热率过低会降低其对提高加压辊蓄热效果的贡献。耐热树脂层的导热率过高会增加导热性填料的含量，由此降低耐热树脂层的机械强度和表面光滑度。

6.制造加压辊的方法

可以通过包括以下步骤1至4的方法来制造本发明的加压辊，所述的步骤为：

(1)步骤1，将耐热树脂材料涂布到圆筒形金属模的内表面上从而形成耐热树脂层；

(2)步骤2，将含有导热性填料的橡胶组合物涂布到耐热树脂层上，并进行硫化从而形成中间橡胶层；

(3)步骤3，将辊基材插入到圆筒形金属模的空心；

(4)步骤4，将含有有机微囊球的橡胶组合物注入到辊基材与中间橡胶层之间的间隙中、并且进行硫化从而形成含有有机微囊球的橡胶层。

图2为示出制造步骤的示意性图。在步骤1中，将耐热树脂材料涂布到圆筒形金属模的内表面上从而形成耐热树脂层。换言之，如图2(a)所示，将耐热树脂材料涂布到圆筒形金属模205的内表面上，从而形成耐热树脂层203。

例如，在含氟树脂粉末用作耐热树脂材料的情况下，将含氟树脂粉末涂敷在圆筒形金属模205的内表面上，并进行烧结从而形成含氟树脂涂层。在聚酰亚胺清漆用作耐热树脂材料的情况下，将聚酰亚胺清漆涂布到圆筒形金属模205的内表面上，干燥并加热以进行酰亚胺化，从而形成聚酰亚胺涂层。对于热塑性树脂而言，涂布热塑性树脂的溶液，并干燥而形成热塑性涂层。在形成耐热树脂层之后，根据需要，可以对耐热树脂层的表面进行活化处理，或者涂布粘合剂以提高对中间橡胶层的粘附性。

在步骤2中，将含有导热性填料的橡胶组合物涂布到耐热树脂层203上。然后进行硫化，从而形成中间橡胶层204(图2(a))。

在步骤3中，将辊基材插入到圆筒形金属模的空心。如图2(b)所示，将辊基材201插入到圆筒形金属模205的空心，其中，耐热树脂层203和中间橡胶层204依次形成在圆筒形金属模205的内表面上。可以将粘合剂涂布到辊基材的表面上。将辊基材201以这样的方式设定，该方式使得圆筒形金属模205的中线对应于辊基材201的中线，即该方式使得两个轴相互重叠在一起。

在步骤4中，将含有有机微囊球的橡胶材料注入到辊基材201与中间橡胶层204之间的空隙中。然后，进行硫化以形成含有有机微囊球的橡胶层202。具体而言，如图2(c)所示，将含有有机微囊球的未硫化的橡胶材料注入到中间橡胶层204与辊基材201之间的空隙中，并且进行硫化以形成硫化后的橡胶层。根据所用橡胶的类型来选择硫化的条件。在液态硅橡胶的情况下，通过加热进行硫化。可以通过适当的方法(例如，注射或挤出)来注入橡胶材料。在橡胶材料的注入和硫化过程中，通常将圆筒形金属模的一端或两端密封(图中未示出)。

如图2(d)所示，当含有有机微囊球的橡胶材料硫化之后，将辊基材201从圆筒形金属模205除去。如图2(e)所示，除去圆筒形金属模205后会产生这样的加压辊206，其中含有有机微囊球的橡胶层202、具有高导热率的中间橡胶层204和耐热树脂层203依次形成在辊基材201上。

优选的是，本发明所用的圆筒形金属模由金属(如铁、不锈钢、铝或铝合金)所构成。但是，对圆筒形金属模的材料并没有限定，只要该材料具有耐热性以便能够承受住对含氟树脂进行烧结过程中的温度和对聚酰亚胺前体进行酰亚胺化过程中的热处理温度即可。赋予圆筒形金属模的内表面以满意的脱模性有利于在最后步骤中从圆筒形金属模中取出加压辊。

为了赋予圆筒形金属模的内表面以脱模性，优选对该内表面进行平滑处理。对圆筒形金属模的内表面进行平滑处理的方法的例子包括：当圆筒形金属模由铝所构成时使用牵拉材料的方法；以及当圆筒形金属模由其它的材料所构成时进行表面处理(例如，镀铬或镀镍)的方法。通过平滑处理后，圆筒形金属模的内表面的表面粗糙度(Rz)优选为20μm或更低。更优选的是，通过珩磨等处理后，其Rz优选为5μm或更低。对圆筒形金属模的内表面进行平滑处理有利于模具的去除，并且可以形成具有优异表面光滑度的耐热树脂层。

圆筒形金属模的长度与加压辊的橡胶涂层的长度相同。模具的内径基本上由辊基材的外径和各层的厚度之和所限定。圆筒形金属模的厚度根据含氟树脂的烧结过程、聚酰亚胺前体的酰亚胺化过程、橡胶硫化过程等的热传导情况而适当地确定，但是该厚度优选为约1mm至10mm。圆筒形金属模的外形并不一定是圆筒形的，只要该圆筒形金属模具有圆筒形的内表面即可。

根据以上的制造方法，中间橡胶层和含有有机微囊球的橡胶层并没有暴露于在含氟树脂的烧结和聚酰亚胺前体的酰亚胺化过程中所需的高温条件下，由此防止各橡胶层的热降解。另外，根据上述方法，可以省去对各橡胶层的表面进行研磨的步骤。

也可以通过包括以下步骤I至III的另一方法来制造加压辊，所述的步骤I至III为：

(I)步骤I，在辊基材上形成含有有机微囊球的橡胶层；

(II)步骤II，在使辊基材旋转的同时由设置有供料部分(在其端部设置有出料口)的分配器连续地将含有导热性填料的橡胶组合物供给到含有有机微囊球的橡胶层的表面上而形成橡胶组合物层并且对所述橡胶组合物进行硫化从而形成中间橡胶层，其中通过沿辊基材的旋转轴的方向连续地移动分配器的供料部分而将由出料口所供给的橡胶组合物成螺旋状地涂布到含有有机微囊球的橡胶层的表面上；

(III)步骤III，用耐热树脂管覆盖中间橡胶层。

以下将参照图3对该制造方法进行说明。在步骤I中，在辊基材301上形成含有有机微囊球的橡胶层302。可以通过以下方法来形成含有有机微囊球的橡胶层302，所述方法包括：将辊基材301以这样的方式插入到圆筒形金属模中，所述方式使得它们的轴中线重叠在一起，将含有有机微囊球的橡胶材料注入到圆筒形金属模与辊基材之间的空隙内，并进行硫化。可供选用的另外一种方式为，可以通过以下方法来形成含有有机微囊球的橡胶层302，所述方法包括：用含有有机微囊球的橡胶材料覆盖辊基材301的外周，进行硫化并且研磨其表面。

在步骤II中，在使辊基材旋转的同时由设置有供料部分305(在其端部设置有出料口306)的分配器连续地将含有导热性填料的橡胶组合物供给到含有有机微囊球的橡胶层302的表面307上，其中通过沿辊基材301的旋转轴的方向连续地移动分配器的供料部分305而将由出料口306所供给的橡胶组合物成螺旋状地涂布到含有有机微囊球的橡胶层的表面307上，从而形成橡胶组合物层304。然后，对该橡胶层组合物进行硫化，从而形成中间橡胶层。

作为构成中间橡胶层的橡胶材料，优选液态硅橡胶和氟碳橡胶，并且更优选液态硅橡胶。作为液态硅橡胶，优选加成型液态硅橡胶，并且更优选单组份加成型液态硅橡胶。为了用分配器形成均匀的涂层，含有导热性填料的橡胶组合物在室温下优选为液态，并且其粘度(25℃)优选为1Pa·s至1,500Pa·s，更优选为5Pa·s至1,000Pa·s。橡胶组合物的粘度过低在涂布或干燥时容易造成滴落。粘度过高时，螺旋状旋转形成的橡胶组合物层彼此接触的部分的厚度比其它部分的厚度要薄，由此难以形成厚度均匀的中间橡胶层。

在平板状(鳞片状)颗粒材料(如氮化硼)用作导热性填料的情况下，将该平板状颗粒沿圆周方向对齐。这样，在沿中间橡胶层的圆周方向上可以形成高强度的中间橡胶层。

作为具有出料口306的供料部分305，通常使用管嘴。优选的是，将管嘴的端部形成为倾斜状，这样，在与含有有机微囊球的橡胶层302的表面307相接触的条件下，出料口306的中央部分能够沿辊基材301的旋转轴方向连续地移动。作为供料部分305，可以使用塑料管嘴、橡胶管嘴、金属管嘴等。优选使用由诸如PTFE或PFA等含氟树脂所制得的管嘴，这是因为该管嘴具有适当的刚度，不易刮擦含有有机微囊球的橡胶层302的表面307。管嘴的厚度优选为0.3mm至3.0mm。

为了使螺旋状旋转并以带状涂布的液态橡胶组合物彼此接触而形成厚度均匀的涂层，对分配器的移动速度和辊基材301的旋转速度加以控制，以便没有间隙地在含有有机微囊球的橡胶层302的表面307上涂布液态橡胶组合物。假设分配器的供料部分的移动速度为V(mm/s)，移动速度与辊基材的转速R(转/秒)的比例通常为3.0或更低，优选为2.5或更低，更优选为2.2或更低，并且特别优选为1.5或更低。

在形成了含有导热性填料的橡胶组合物涂层之后，通常进行热处理，以使橡胶组合物硫化。橡胶组合物层(中间橡胶层)的厚度优选为10μm至500μm，更优选为20μm至400μm，并且特别优选为30μm至300μm。

在步骤III中，用耐热树脂管材覆盖中间橡胶层。作为耐热树脂管，通常使用含氟树脂管。含氟树脂管的材料的例子包括PTFE、PFA、PEP、ETFE、PCTF、ECTFE和PVDF。其中，从具有优异的耐热性、脱模性(不粘性)、耐久性、成形性等的角度来说，优选PFA。可以使用通过将含氟树脂熔融挤成管状而形成的含氟树脂管。作为含氟树脂管，也可以使用通过将含氟树脂涂料(优选为含氟树脂的粉末)涂布到圆筒形金属模的内表面上并且对涂层进行烧结而形成的含氟树脂涂层。

含氟树脂管的厚度优选为5μm至50μm，并且更优选为10μm至40μm。将含氟树脂管的内表面用金属钠的萘络合物进行湿式蚀刻或通过电晕放电进行干式蚀刻，从而提高其粘附性。

可以通过以下方法将含氟树脂管与中间橡胶层紧密接触，所述的方法为：将粘合剂涂布到其内径小于中间橡胶层的外径的含氟树脂管的内表面上或者涂布到中间橡胶层的表面上；然后以使得含氟树脂管的内径大于中间橡胶层的外径的方式使含氟树脂管的内径扩大；将中间橡胶层用该含氟树脂管覆盖；在130℃至200℃下进行热处理15分钟至3小时，从而使含氟树脂管的直径减小。优选的是，通过将直径扩大后的含氟树脂管切割成尺寸为10cm×10cm而获得的样品的热收缩率为5％至10％(在150℃的恒温箱中放置30分钟)。

7.优点

对于含有在辊基材上依次设置的含有有机微囊球的橡胶层和耐热树脂层的加压辊，在本发明中，在含有有机微囊球的橡胶层与耐热树脂层之间设置有导热率为1.0W/m·K至4.0W/m·K的中间橡胶层。由此使加压辊具有蓄热功能。

当打开成像装置的电源之后，在定影单元中，来自定影辊或定影带的热量部分地蓄积在加压辊一侧。这明显地体现在以下方面：经过定影单元的转印材料(例如转印纸)的温度通常比不具有导热性中间橡胶层的加压辊的温度高10℃或更高，优选高15℃或更高，并且更优选高20℃或更高。与使用已知的加压辊的情况相比，在使用本发明的加压辊的情况下，多数情况下经过定影单元的转印材料的温度都会升高至约30℃或约35℃。换言之，装有本发明的加压辊的定影单元不仅可以从前侧对转印材料进行加热，也可以从背侧对转印材料进行加热，并且其具有明显提高的热效率。

在高速打印中也会观察到热效率的提高。所以，含有本发明的加压辊的定影单元可以有效地用于高速打印中。此外，含有本发明的加压辊的定影单元在全彩色打印中表现出优异的定影性。本发明的加压辊具有蓄热的功能，从而不需要特殊的加热设备，并且充分地有助于装置尺寸的减小而且节能。

在本发明的加压辊中，在不降低表面光滑度的条件下可以赋予作为最外层的耐热树脂层以及中间橡胶层以导热性。这样，加压辊具有进一步增强的蓄热功能和加热效率。

含有本发明的加压辊的定影单元从前面和背面两侧对转印材料进行加热以定影图像，然后从成像装置中取出具有定影图像的转印材料，由此使装置内部温度不利地升高这样的问题得以缓和。在将含有本发明的加压辊的定影单元设置在能够进行高速打印的电子照相复印机中的情况下，会使复印机内部温度的不利升高这样的问题得以进一步的缓和。

本发明的加压辊包括设置在辊基材上的含有有机微囊球的橡胶层，以及设置为最外层的耐热树脂层，由此本发明的加压辊具有优异的弹性、挠性、耐热性、脱模性、表面光滑性和耐久性。

例子

以下将通过实施例和对比例对本发明进行更详细的说明。物理性质和物理特性的测定方法和评价方法如下。

(1)导热率

用快速导热仪QTM-D3(由Kyoto Electronics Manufacturing公司制造)测定各层的导热率。

(2)定影性

将各实施例和对比例中所制造的加压辊组装到市售可得的电子照相复印机的定影单元中。与加压辊相对而设置的定影辊为经涂敷的辊元件，在该辊元件中，厚度为2mm的硅橡胶层和厚度为20μm的含氟树脂层依次被层叠到圆筒形铝芯棒上。用设置在定影辊中的卤灯加热器将定影辊的含氟树脂层的表面温度设定为180℃。作为电子照相复印机，使用两种机型：15张机型(打印速度：15张/分钟)和30张机型(打印速度：30张/分钟)。

形成由黑调色剂所构成的未定影调色剂图像。使该未定影的调色剂图像经过定影单元，并且在辊隙宽度为3mm的条件下进行加压。连续打印50,000张。根据以下的标准来评价定影性：

A：在连续打印50,000张之后未观察到其定影图像发生畸形或受到污染这样的偏移现象。

B：在连续打印30,000张之后稍微观察到偏移现象。

C：在连续打印1,000张之后清楚地观察到偏移现象。

(3)转印纸的温度

用两种类型的电子照相复印机分别连续打印100张。用温度测量装置(IT2-80，由Keyence公司制造)迅速测定在其上形成有定影图像的第100张转印纸的温度。

(4)耐久性

用电子照相复印机(30张机型)连续打印50,000张。根据以下的标准来评价耐久性，所述的标准为：

A：加压辊没有出现异常。

B：发生偏移现象或转印纸发生褶皱现象。

C：加压辊的表面发生破裂。

实施例1

根据图2所示的制造方法，制造具有按照含有有机微囊球的橡胶层、导热性中间橡胶层和含氟树脂层(耐热树脂层)这样的顺序而设置在辊基材上的加压辊。

(1)形成含氟树脂层

将内径为24mm、长度为300mm的圆筒形铝金属模的内表面镀铬。通过粉末涂敷法将PFA粉末(MP-102，由DuPont公司制造)涂布到镀铬后的表面(表面粗糙度为：20μm或更小)上。将所得到的涂层在380℃下热处理30分钟，形成厚度为约20μm的含氟树脂涂层。含氟树脂涂层的导热率为0.19W/m·K。

通过向含氟树脂涂层的表面涂布TETRA-ETCH

(由Junkosha公司制造)并用水冲洗表面而进行蚀刻。

(2)形成中间橡胶层

将含有导热性填料(X32-2020，由Shin-Etsu Chemical公司制造)的单组份加成型液态硅橡胶涂布到含氟树脂涂层的表面上，并在160℃下进行硫化15分钟。由此形成厚度为100μm、导热率为1.9W/m·K的中间橡胶层。

(3)形成含有有机微囊球的橡胶

将底漆(DY39-012，由Dow Corning Toray公司制造)涂布到由铝所构成的、并且其外径为20mm、长度为300mm的芯棒(圆柱形辊基材)的表面上，并且风干。以使得两个轴的中线互相重叠的方式将芯棒插入到含有含氟树脂涂层和中间橡胶层的圆筒形金属模的空心。

将含有液态硅橡胶(KE1380，由Shin-Etsu Chemical公司制造)、40体积％(相对于总量)的偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物微囊球(由Matsumoto Yushi-Seiyaku公司制造)和5重量份的甘油(相对于100重量份的液态硅橡胶的比例)的橡胶材料供给到中间橡胶层和芯棒之间的间隙中，并且在160℃下加热硫化15分钟。所得到的橡胶层的导热率为0.15W/m·K。

(4)脱除模具

接下来脱除模具，以获得经涂敷的辊。经涂敷的辊的表面没有出现褶皱、裂缝、波纹或凹凸不平。将该经涂敷的辊用作加压辊。对其物理性质和特性进行评价。结果如下表所示。

对比例

(1)形成含氟树脂层

将内径为24mm、长度为300mm的圆筒形铝金属模的内表面镀铬。通过粉末涂敷法将PFA粉末(MP-102，由DuPont公司制造)涂布到镀铬后的表面(表面粗糙度为：20μm或更小)上。将所得到的涂层在380℃下热处理30分钟，形成厚度为约20μm的含氟树脂涂层。含氟树脂涂层的导热率为0.19W/m·K。

通过向含氟树脂涂层的表面涂布TETRA-ETCH

(由Junkosha公司制造)并用水冲洗表面而进行蚀刻。将底漆(DY39-012，由DowCorning Toray公司制造)涂布到含氟树脂涂层的经蚀刻后的表面上，并且风干。

(2)形成含有有机微囊球的橡胶

将与上面相同的底漆涂布到由铝所构成的、并且其外径为20mm、长度为300mm的芯棒的表面上，并且风干。然后以使得两个轴的中线互相重叠的方式将芯棒插入到具有含氟树脂涂层的圆筒形金属模的空心。

将含有液态硅橡胶(KE1380，由Shin-Etsu Chemical公司制造)、40体积％(相对于总量)的偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物微囊球(由Matsumoto Yushi-Seiyaku公司制造)和5重量份的甘油(相对于100重量份的液态硅橡胶的比例)供给到含氟树脂涂层与芯棒之间的间隙中，并且在160℃下热硫化15分钟。所得到的橡胶层的导热率为0.15W/m·K。

(3)脱除模具

接下来脱除模具，以获得经涂敷的辊。经涂敷的辊的表面没有出现褶皱、裂缝、波纹或凹凸不平。将该经涂敷的辊用作加压辊。对其物理性质和特性进行评价。结果如下表所示。

实施例2

(1)形成具有导热性的耐热树脂层

将内径为24mm、长度为300mm的圆筒形铝金属模的内表面镀铬。利用粉末涂敷法，将其中形成有通过使30体积％的碳化硅混和到PFA粉末(MP-102，由DuPont公司制造)中而形成的被包封的碳化硅的含氟树脂粉末(MP623，由DuPont公司制造)涂布到圆筒形铝金属模的内表面上。将所得到的涂层在380℃下热处理30分钟，形成厚度为约20μm的含氟树脂涂层。该含氟树脂涂层的导热率为0.63W/m·K。

通过向含氟树脂涂层的表面涂布TETRA-ETCH

(由Junkosha公司制造)并用水冲洗表面而进行蚀刻。

(2)形成中间橡胶层

将含有导热性填料(X32-2020，由Shin-Etsu Chemical公司制造)的单组份加成型液态硅橡胶涂布到含氟树脂涂层的表面上，并在160℃下硫化15分钟。由此形成厚度为100μm、导热率为1.9W/m·K的中间橡胶层。

(3)形成含有有机微囊球的橡胶

将底漆(DY39-012，由Dow Corning Toray公司制造)涂布到由铝所构成的、并且其外径为20mm、长度为300mm的芯棒(圆柱形辊基材)的表面上，并且风干。以使得两个轴的中线互相重叠的方式将芯棒插入到具有含氟树脂涂层和中间橡胶层的圆筒形金属模的空心。

将含有液态硅橡胶(KE1380，由Shin-Etsu Chemical公司制造)、40体积％(相对于总量)的偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物微囊球(由Matsumoto Yushi-Seiyaku公司制造)和5重量份的甘油(相对于100重量份的液态硅橡胶的比例)供给到中间橡胶层与芯棒之间的间隙中，并且在160℃下加热硫化15分钟。所得到的橡胶层的导热率为0.15W/m·K。

(4)脱除模具

接下来脱除模具，以获得经涂敷的辊。经涂敷的辊的表面没有出现褶皱、裂缝、波纹或凹凸不平。将该经涂敷的辊用作加压辊。对其物理性质和特性进行评价。结果如下表所示。

表

	实施例1	对比例1	实施例2
				耐热树脂导热率[W/m·K]	纯PFA0.19	纯PFA0.19	含有导热性填料的PFA0.63
中间橡胶层导热率[W/m·K]	含有导热性填料的硅橡胶1.9	无-	含有导热性填料的硅橡胶1.9
				橡胶层微囊球(体积％)导热率[W/m·K]	硅橡胶400.15	硅橡胶400.15	硅橡胶400.15
定影性15张机型30张机型	AA	AC	AA
				转印纸的温度(℃)15张机型30张机型	110110	8070	115105
耐久性	A	B	A

实施例3

(1)形成含有有机微囊球的橡胶

将内径为23mm、长度为300mm的圆筒形铝金属模的内表面镀铬。将底漆(DY39-012，由Dow Corning Toray公司制造)涂布到由铝所构成的、并且其外径为20mm、长度为300mm的芯棒(圆柱形辊基材)的表面上，并且风干。以使得两个轴的中线互相重叠的方式将芯棒插入到具有含氟树脂涂层和中间橡胶层的圆筒形金属模的空心。

将含有液态硅橡胶(KE1380，由Shin-Etsu Chemical公司制造)、40体积％(相对于总量)的偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物微囊球(由Matsumoto Yushi-Seiyaku公司制造)和5重量份的甘油(相对于100重量份的液态硅橡胶的比例)供给到中间橡胶层与芯棒之间的间隙中，并且在160℃下加热硫化15分钟。所得到的橡胶层的导热率为0.15W/m·K。

(2)形成中间橡胶层

在芯棒以1转/秒的转速旋转的条件下，将含有导热性填料(X32-2020，由Shin-Etsu Chemical公司制造)的单组份加成型液态硅橡胶由分配器的管嘴排出到橡胶层的表面上。使分配器的管嘴沿芯棒的旋转轴的中线方向以1.1mm/s的移动速度移动。由此将液态橡胶组合物成螺旋状地涂布到芯棒上的橡胶层的表面上，形成厚度均匀的涂层。将该涂层在150℃下加热30分钟，并进行硫化。由此形成厚度为100μm、导热率为1.9W/m·K的中间橡胶层。

(3)用耐热树脂管覆盖

将通过熔融挤出法而形成的PFA管(厚度：30μm，内径：22mm，使用的是具有端基氟分子链的PFA)的内表面用金属钠的萘络合物进行蚀刻，并用水冲洗。然后将粘合剂(底漆101，由Shin-Etsu Chemical公司制造)涂布到管的内表面上，并将其在室温下放置30分钟，以使粘合剂干燥。

PFA管的直径被扩大至其内径为23.5mm。用直径扩大后的PFA管来覆盖中间橡胶层，并且在200℃下加热1小时，从而获得紧密覆盖有PFA管的经涂敷的辊。当将该经涂敷的辊用作加压辊时，可以获得与实施例1相同的结果。

工业适用性

本发明的加压辊可以用作包含在利用电子成像法的成像装置的定影单元中的加压辊。本发明的加压辊具有硬度均匀的具有挠性的橡胶层。本发明的加压辊具有优异的挠性、层间粘附性、耐热性、脱模性、表面光滑度、耐久性等。此外，本发明的加压辊可以充分地用于高速打印和彩色打印以及低速打印中。

Claims (18)

1.一种加压辊，该加压辊包括依次设置在辊基材上的含有有机微囊球的橡胶层，以及耐热树脂层；其中，在所述含有有机微囊球的橡胶层与所述耐热树脂层之间设置有导热率为1.0W/m·K至4.0W/m·K的中间橡胶层，该中间橡胶层由含有导热性填料和选自硅橡胶和氟碳橡胶中的至少一种橡胶的橡胶组合物所构成，其中所述导热性填料在所述橡胶组合物中的含量为5体积％至60体积％，并且所述导热性填料的平均粒度为0.5μm至15μm。

2.根据权利要求1所述的加压辊，其中所述导热性填料为选自碳化硅、氮化硼、氧化铝、氮化铝、钛酸钾、云母、二氧化硅、氧化钛、滑石和碳酸钙中的至少一种无机填料。

3.根据权利要求1所述的加压辊，其中所述的中间橡胶层的导热率为1.5W/m·K至3.0W/m·K。

4.根据权利要求1所述的加压辊，其中所述的中间橡胶层的厚度为30μm至300μm。

5.根据权利要求1所述的加压辊，其中所述的耐热树脂层为含氟树脂层或聚酰亚胺层。

6.根据权利要求5所述的加压辊，其中所述的含氟树脂为聚四氟乙烯(PTFE)，或四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)。

7.根据权利要求1所述的加压辊，其中所述的耐热树脂层的导热率为0.2W/m·K或更低。

8.根据权利要求1所述的加压辊，其中所述的耐热树脂层由含有耐热性树脂和导热性填料的耐热树脂组合物所构成，并且所述的耐热树脂层的导热率为0.3W/m·K至1.5W/m·K。

9.根据权利要求8所述的加压辊，其中所述的耐热树脂组合物为耐热性树脂粉末，在该耐热性树脂粉末中，所述的耐热性树脂含有被包封的导热性填料。

10.根据权利要求1所述的加压辊，其中所述的耐热树脂层的厚度为5μm至50μm。

11.根据权利要求1所述的加压辊，其中所述的含有有机微囊球的橡胶层的导热率为0.2W/m·K或更低。

12.根据权利要求1所述的加压辊，其中所述的有机微囊球是由选自热塑性树脂、热固性树脂和橡胶中的至少一种有机聚合物材料所构成的空心球形微粒。

13.根据权利要求12所述的加压辊，其中所述的有机聚合物材料是分解开始温度为180℃或更高的热固性树脂。

14.根据权利要求1所述的加压辊，其中所述的含有有机微囊球的橡胶层由橡胶组合物所构成，该橡胶组合物含有所述有机微囊球以及选自硅橡胶和氟碳橡胶中的至少一种橡胶。

15.根据权利要求14所述的加压辊，其中所述有机微囊球在所述橡胶组合物中的含量为5体积％至60体积％。

16.根据权利要求1所述的加压辊，其中所述的含有有机微囊球的橡胶层的厚度为0.1mm至5mm。

17.一种制造根据权利要求1所述的加压辊的方法，该方法包括：

(1)步骤1，将耐热树脂材料涂布到圆筒形金属模的内表面上从而形成耐热树脂层；

(2)步骤2，将含有导热性填料的橡胶组合物涂布到所述耐热树脂层上并进行硫化，从而形成中间橡胶层；

(3)步骤3，将辊基材插入到所述圆筒形金属模的空心中；以及

(4)步骤4，将含有有机微囊球的橡胶组合物注入到所述辊基材与所述中间橡胶层之间的间隙中并进行硫化，从而形成含有有机微囊球的橡胶层。

18.一种制造根据权利要求1所述的加压辊的方法，该方法包括：

(I)步骤I，在辊基材上形成含有有机微囊球的橡胶层；

(II)步骤II，在使所述辊基材旋转的同时，由设置有供料部分的分配器连续地将含有导热性填料的橡胶组合物供给到所述含有有机微囊球的橡胶层的表面上形成橡胶组合物层并对所述橡胶组合物进行硫化，从而形成中间橡胶层，其中所述的供料部分在其端部设置有出料口，通过沿所述辊基材的旋转轴的方向连续地移动所述分配器的供料部分而将所述出料口所供给的所述橡胶组合物呈螺旋状地涂布到所述含有有机微囊球的橡胶层的表面上；以及

(III)步骤III，用耐热树脂管覆盖所述中间橡胶层。

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