CN102043371A

CN102043371A - 加压部件和使用该加压部件的图像加热装置

Info

Publication number: CN102043371A
Application number: CN2010105162428A
Authority: CN
Inventors: 关原祐子; 桥本典夫; 酒井宏明; 榊原启之; 岸野一夫; 高桥正明; 松中胜久
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2011-05-04
Anticipated expiration: 2030-10-19
Also published as: CN102043371B; US20110091252A1; US8401450B2; JP2011085846A; JP5414450B2

Abstract

加压部件，其用于产生压料部，在该压料部中该加压部件与加热部件接触并且在将记录材料压料输送的同时对其进行加热，其包括弹性层和高导热弹性层，该高导热弹性层设置在该弹性层上并且具有高于该弹性层的热导率。在该高导热弹性层中，将针状导热各向异性填料和碳纳米纤维分散在耐热弹性材料中。

Description

加压部件和使用该加压部件的图像加热装置

技术领域

本发明涉及适合用作定影装置(定影器件)的加压辊的加压部件，该定影装置安装在成像装置例如电子照相复印机或电子照相打印机中，并且涉及使用该加压部件的图像加热装置。

背景技术

作为安装在电子照相打印机或复印机中的定影装置(定影器件)，有加热辊型的定影器件，其包括卤素加热器、由该卤素加热器加热的定影辊、和与该定影辊接触用于产生压料部(nip，压区)的加压辊(加压部件)。此外，作为定影器件，有膜加热型的定影器件，其包括加热器、与该加热器接触可移动的定影膜和用于在其自身与接触该加热器的定影膜之间产生压料部的加压辊(加压部件)，该加热器包括陶瓷基板和设置在该陶瓷基板上的发热电阻器。加热辊型和膜加热型的定影器件均是在压料部中夹持输送记录材料的同时将该记录材料上的调色剂图像加热定影，在该记录材料上负载着未定影的调色剂图像。通过使用其中安装有加热辊型的定影器件的打印机以与大尺寸记录材料相同的打印间隔对小尺寸记录材料进行连续打印时，已知在定影辊上记录材料没有通过的区域(非纸张通过部，non-sheet-passingportion)过度升温(以下称为非纸张通过部升温)。此外，通过使用其中安装有膜加热型的定影器件的打印机以与大尺寸记录材料相同的打印间隔对小尺寸记录材料进行连续打印时，已知在加热器上产生非纸张通过部升温。

打印机的处理速度(process speed)越高，这种非纸张通过部升温越易产生。这是因为由于随着速度增加记录材料通过压料部的时间减少，在许多情况下将调色剂图像在记录材料上加热定影所需的定影温度升高。当这样的非纸张通过部升温发生时，有可能使构成定影器件的各部分受损。此外，在发生非纸张通过部升温的状态下，对大尺寸记录材料进行打印时，在记录材料上在与非纸张通过部对应的部分使调色剂过度熔融以导致高温粘脏的产生。为了防止上述问题产生，作为降低非纸张通过部升温程度的手段之一，通常已知增加加压辊的热导率的方法。这种方法能够实现如下效果：积极地改善加压辊的弹性层的传热性以降低非纸张通过部升温的程度，即降低定影辊或加热器在定影辊或加热器的纵向的热水平差。日本专利申请No.2007-167477公开了加压辊，其具有弹性层和其中分散有沥青系碳纤维的高导热弹性层。对于该加压辊，高导热弹性层在纵向的热导率高于弹性层，以致该加压辊在缓和非纸张通过部升温上有效。

日本专利申请No.2007-167477中公开的加压辊能够良好地缓和非纸张通过部升温，但沥青系碳纤维的添加量具有40体积％的上限。

发明内容

本发明的主要目的是提供加压部件，其包括高导热弹性层和弹性层并且能够在不增加高导热弹性层中分散的导热填料的总量的情况下增加高导热弹性层在高导热弹性层的纵向的热导率。

本发明的另一目的是提供包括该加压部件的图像加热装置。

本发明的又一目的是提供包括该图像加热装置的成像装置。

根据本发明的方面，提供用于产生压料部的加压部件，在该压料部中该加压部件与加热部件接触并且在将记录材料夹持输送的同时对其进行加热，该加压部件包括：

弹性层；和

高导热弹性层，其设置在该弹性层上并且具有高于该弹性层的导热性，

其中在该高导热弹性层中，将针状导热各向异性填料和碳纳米纤维分散在耐热弹性材料中。

根据本发明的另一方面，提供图像加热装置，包括：

加热部件；和

加压部件，其包括弹性层和高导热弹性层，该高导热弹性层设置在该弹性层上并且具有高于该弹性层的导热性，该加压部件用于与该加热部件接触产生压料部，

考虑以下结合附图对本发明的优选实施方案的说明时，本发明的这些和其他目的、特征和优点将变得更为清楚。

附图说明

图1(a)是成像装置的实例的结构示意图，和图1(b)是定影器件(定影装置)的横截侧面结构示意图。

图2(a)是加压辊的制造过程中制备的弹性层形成物(elasticlayer-formed product)的说明图，图2(b)包括弹性层形成物的外观的透视图和从对于弹性层形成物的纵向的弹性层形成物的端部看到的其侧视图，图2(c)是从图2(b)中所示的弹性层形成物中切割的高导热弹性层样品的放大透视图，图2(d)和图2(e)分别是图2(c)中所示的高导热弹性层的切割样品的a截面和b截面的放大图，和图2(f)是表示高导热弹性层中含有的碳纤维的纤维直径部分和纤维长度部分的说明图。

图3(a)和3(b)均为用于测定高导热弹性层的热导率的测定样品(待测定样品)的说明图，和图3(c)是通过使用两个测定样品测定高导热弹性层的热导率的方法的说明图。

图4(a)、4(b)和4(c)是用于说明实施例1-6和比较例1和2中加压辊的成型(模塑)程序的示意图。

具体实施方式

(成像装置的总体构成)

图1(a)是成像装置的实例的结构示意图，在该成像装置中安装根据本发明的图像加热装置作为定影装置(定影器件)。该成像装置是电子照相型的激光束打印机。本实施方案中的打印机包括转鼓型电子照相感光部件(以下称为感光鼓)1作为图像负载部件。通过在铝、镍等的圆筒(鼓)状导电性支持体的外圆周表面上形成OPC(有机光电导体)、无定形Se(硒)、无定形Si(硅)等的感光材料层而构成感光鼓1。根据打印指令，按箭头方向以预定圆周速度(process speed)使感光鼓1旋转。在该旋转过程中，通过作为带电手段的带电辊2使感光鼓1的外圆周表面均匀带电到预定极性和预定电位。用已从激光束扫描器3输出并且根据图像信息调制控制(开/关控制)的激光束LB对感光鼓1的均匀带电表面进行扫描曝光。结果，在感光鼓1的表面上形成根据图像信息的目标静电潜像。通过作为显影手段的显影器件4用调色剂TO将该潜像显影，于是作为调色剂图像使其可视化。作为显影方法，使用跃升(jumping)显影法、两组分显影法、FEED(floating electrode effect developing)法等。常常将这些方法与图像曝光和反转显影组合使用。

另一方面，通过驱动给送辊8将给送盒9中堆叠和容纳的记录材料P一个接一个地给送并且通过包括导向部(guide)10的片材(sheet)通路，然后将其输送到定位辊(registration roller)11。定位辊11以预定的控制定时将记录材料P给送到感光鼓1的表面与转印辊5的外圆周表面之间的转印压料部中。在转印压料部中将记录材料P夹持输送并且在该输送过程中通过向转印辊5施加的转印偏压将调色剂图像依次从感光鼓1的表面转印到记录材料P的表面上。结果，记录材料P负载未定影的调色剂图像(未定影图像)。将负载未定影的调色剂图像的记录材料P依次从感光鼓1的表面分离并从转印压料部排出，然后通过输送导向部12引入定影器件(装置)6的压料部。

在定影器件6的压料部中使记录材料P经受热和压力，以使调色剂图像在记录材料P的表面上定影。从定影器件6出来的记录材料P通过包括输送辊13、导向部14和排出辊15的片材通路，然后作为印成品排出到排出盘16上。此外，将记录材料P与其分离后通过作为清洁手段的清洁器件7对感光鼓1的表面进行沉积污染物例如残留调色剂的去除，这样将其清洁，然后反复进行成像。本实施方案中的打印机能够处理A 3尺寸的纸并且具有50张/分钟(A4横向)的打印速度。使用主要含有苯乙烯-丙烯酸系树脂材料并且将电荷控制剂、磁性材料、二氧化硅等内添或外添到该苯乙烯-丙烯酸系树脂材料中以具有55-65℃的玻璃化转变温度的调色剂。

(定影器件)

在以下说明中，关于定影器件和构成该定影器件的部件，纵向为记录材料的平面内与记录材料输送方向垂直的方向。横向为记录材料平面内与记录材料输送方向平行的方向。宽度为对于横向的尺寸。图1(b)是定影器件6的横截侧面结构示意图。

定影器件6为膜加热型。膜导(film guide)21形成为具有大致弧形横截面的桶状。膜导21是关于与附图垂直的方向即纵向长的部件。在膜导21的下表面上的大致中央部沿纵向形成的槽内容纳并支撑加热元件22。作为挠性部件的耐热膜23(以下称为定影膜)形成为纵向长的环形带状(圆筒状)。将定影膜23宽松地外嵌于支撑加热元件22的膜导21。作为用于膜导21的材料，使用耐热树脂例如PPS(聚苯硫醚)或液晶聚合物的模塑品。加热元件22是整体上具有低热容量并且在纵向上长的陶瓷加热器。加热器22包括在纵向上长的薄板状氧化铝加热器基板22a。此外，在加热器基板22a的表面(后述的压料部侧的表面)上，形成沿纵向延伸的Ag/Pd等的线状或细带状电发热元件(发热电阻器)22b。通过用薄玻璃层等形成以覆盖电发热元件22b的表面保护层22c来保护电发热元件22b。

在加热器基板22a的背面(与压料部侧的表面相反)上，设置作为温度检测部件的感温元件22d例如热敏电阻。定影膜23是通过将脱模层涂布在基膜的表面上以具有不大于100μm、优选不大于60μm且不小于20μm的总厚度而制备的复合层膜。作为用于基膜的材料，可以使用树脂材料例如PI(聚酰亚胺)、PAI(聚酰胺酰亚胺)、PEEK(聚醚醚酮)或PES(聚醚砜)和金属材料例如SUS或Ni。作为用于脱模层的材料，可以使用含氟树脂材料例如PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)或FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)。

作为加压部件的加压辊24形成为在纵向延伸的辊状。加压辊24包括纵向为长圆轴状的由材料例如铁或铝形成的芯金属24d。在芯金属24d的纵向端部设置的被支持部之间将弹性层(耐热橡胶层)24a设置在芯金属24d的外圆周表面上。在弹性层24a的外圆周表面上设置导热性比弹性层24a高的高导热弹性层24b。此外，在高导热弹性层24b的外圆周表面上，设置脱模层24c。

将加压辊24配置在定影膜23下方以与定影膜23相对。通过预定的加压机构(未示出)用预定的压力使加压辊24向着加热器22的表面保护层22c压靠定影膜23。取决于压力，加压辊24的外圆周表面和定影膜23的外圆周表面彼此接触，以使弹性层24a和高导热弹性层24b弹性变形。结果，在加压辊24的表面与定影膜23的表面之间产生具有预定宽度的压料部N(转印压料部)。

(定影器件的加热定影操作)

根据打印指令，当旋转驱动作为驱动源的定影马达M时，将该定影马达M的旋转力通过动力传送机构(未图示)传送给加压辊24。结果，以预定的圆周速度(process speed)沿箭头所示方向使加压辊24旋转。通过压料部N将加压辊24的旋转力传送到定影膜23的表面，以致通过加压辊24的旋转使定影膜23以箭头所示方向旋转。此外，根据打印指令将电力从电力控制部(未图示)供给到加热器22的电发热元件22b时，电发热元件22b发热，以致使加热器22迅速升温。通过感温元件22d来检测加热器22的温度并且基于感温元件22d的输出信号，电力控制部控制向电发热元件22b的电力的供给以将加热器22的温度保持在预定的定影温度(目标温度)。在旋转驱动定影马达M并且控制向加热器22的电发热元件22b的电力供给的状态下，将其上附载有未定影的调色剂图像t的记录材料P引入压料部N。在定影膜23表面和加压辊24表面之间夹持的同时在电力供给受控的状态下将该记录材料P在压料部N中夹持输送。此外，在该输送过程中，通过定影膜23将加热器22的热施加于调色剂图像t并且同时在压料部N中将压力施加于调色剂图像t，以将调色剂图像t在记录材料P上加热定影。

(加压辊的弹性层和高导热弹性层)

通过将弹性层24a的厚度与高导热弹性层24b的厚度相加而得到的整个弹性层(24a+24b)的总厚度并无特别限制，只要该总厚度能够产生具有预定宽度的压料部N，但可以优选地为不小于2mm且不大于10mm。弹性层24a的厚度并无特别限制，但可以根据高导热弹性层的硬度适当地调节为必要的厚度。作为弹性层24a的材料，可以使用通常的耐热固体橡胶例如有机硅橡胶。耐热固体橡胶适合作为弹性层24a的主要材料，原因在于将其用作加压辊24的弹性层24a的材料的情况下，其具有足够的耐热性和优选的弹性(柔软性)。

弹性层24a的成型法并无特别限制，但可以适当地使用通常的模塑法或通常的涂布法。以均匀的厚度将高导热弹性层24b形成在弹性层24a的外圆周表面上。高导热弹性层24a的成型法也无特别限制，但可以通常使用成型法例如模塑法或涂布法。当整个弹性层(24a+24b)的厚度在2mm-10mm的范围内时，可根据弹性层24a的厚度适当地调节高导热弹性层24b的厚度。必要的是，高导热弹性层24b通过将作为针状导热各向异性填料的碳纤维24f和碳纳米纤维24g分散在耐热弹性材料24e中来形成。

在以下说明中，将加压辊24的制造过程中制备的辊状部件，即包括芯金属24d、在芯金属24d的外圆周表面上设置的弹性层24a和在弹性层24a的外圆周表面上设置的高导热弹性层24b的辊状部件称为弹性层形成物B(图2(b))。图2(a)是加压辊24的制造过程中制备的弹性层形成物B的说明图。

作为耐热弹性材料24e，与弹性层24a的情况类似，可使用耐热橡胶材料例如有机硅橡胶或含氟橡胶。在使用有机硅橡胶作为耐热弹性材料24e的情况下，从可获得性和容易加工的观点出发，可优选使用加成型有机硅橡胶。顺便提及，将加成型有机硅橡胶固化前，加成型有机硅橡胶的粘度过低时通过涂布法对加成型有机硅橡胶进行加工的工程中产生液体滴落，并且加成型有机硅橡胶的粘度过高时难以将加成型有机硅橡胶混合和分散。因此，可优选使用具有约0.1Pa.s-约1000Pa.s的粘度的有机硅生胶。碳纤维24f和碳纳米纤维24g具有作为确保高导热弹性层24b的导热性的填料的功能。通过将碳纤维24f和碳纳米纤维24g分散在耐热弹性材料24e中，能够在高导热弹性层24b中产生热流路。结果，将热在加压辊24上从高温部例如记录材料P不通过的非纸张通过部高效地分散到记录材料P通过的纸张通过部变得可能。

此外，碳纤维24f具有纤维状(针状)，因此将碳纤维24f在固化前的液态的耐热弹性材料24e中捏合时，在对高导热弹性层24b进行模塑(成型)时碳纤维24f易于沿液体耐热弹性材料24e的流动方向排列(取向)。即，通过使其中捏合有碳纤维24f的液体高导热弹性层24b在弹性层24a上从弹性层24a的纵向的一端侧向另一端侧流动来进行高导热弹性层24b的模塑时，碳纤维24f易于沿弹性层24a的纵向排列。结果，能够提高高导热弹性层24b的纵向的导热性。此外，碳纳米纤维24g具有纤维形状和纳米级的纤维直径。因此，在固化前液态的耐热弹性材料24e中将碳纳米纤维24g与碳纤维24f一起捏合时，模塑(成型)高导热弹性层24b时碳纳米纤维24g具有以下功能。即，通过使其中将碳纳米纤维24g与碳纤维24f一起捏合的液体高导热弹性层24b在弹性层24a上从弹性层24a的纵向的一端侧向另一端侧流动来进行高导热弹性层24b的模塑。在这种情况下，碳纳米纤维24g具有将碳纤维24f(导热各向异性填料)彼此连接的功能。结果，能够进一步提高高导热弹性层24b的纵向的导热性。

其次，对固化后高导热弹性层24b中碳纤维24f和碳纳米纤维24g的状态进行具体说明。图2(b)包括弹性层形成物B的外观的透视图和从对于弹性层形成物B的纵向的弹性层形成物B的端部看到的其侧视图。图2(c)是从图2(b)中所示的弹性层形成物中切割的高导热弹性层24b的样品24b 1的放大透视图，图2(d)和图2(e)分别是图2(c)中所示的高导热弹性层24b的切割样品24b1的a截面和b截面的放大图。图2(f)是表示高导热弹性层24b中含有的碳纤维24f的纤维直径部分D和纤维长度部分L的说明图。

如图2(b)中所示，在x方向(圆周方向)和y方向(纵向)上切割弹性层形成物B的高导热弹性层24b以得到高导热弹性层24b的切割样品24b1。然后，如图2(c)中所示，观察切割样品24b1的沿x方向的a截面和沿y方向的b截面。结果，对于沿x方向的a截面，如图2(d)中所示，主要观察到碳纤维24f的纤维直径部分D(图2(b))。另一方面，对于沿y方向的b截面，大量地观察到碳纤维24f的纤维长度部分L(图2(f))。此外，在碳纤维24f中观察到碳纳米纤维24g(图2(e))。其中，对于碳纤维24f，当纤维长度部分的纤维长度的平均(平均纤维长度)比10μm短时，高导热弹性层中导热性各向异性效果不易实现。当平均纤维长度长于1mm时，难以进行碳纤维24f在高导热弹性层24b中的分散加工成型。因此，碳纤维24f的平均纤维长度可优选地为不小于0.01mm且不大于1mm，更优选地不小于0.05mm且不大于i mm。

碳纤维24f可优选地具有500W/(m.k)以上的热导率λf(λf≥500W/(m.k))。通过激光闪光法(装置：激光闪光法热常数测定装置“TC-7000”(商品名)，由ULVAC-RIKO Inc.制造)测定热导率λf。作为碳纤维24f，从其高导热性能的观点出发，可优选使用高导热性能沥青系碳纤维，其已通过使用石油沥青或煤炭沥青作为起始材料而制造。作为碳纳米纤维24g，可使用纤维直径部分的纤维直径的平均(平均纤维直径)不小于50nm且小于1μm、纤维长度部分的纤维长度的平均(平均纤维长度)不大于20μm并且长径比(纤维长度/纤维直径)不小于20的那些。

耐热弹性材料24e中分散的碳纤维24f和碳纳米纤维24g的总量的下限为5体积％。当该下限低于5体积％时，不能获得预期的高导热性能的值。另一方面，耐热弹性材料24e中分散的碳纤维24f和碳纳米纤维24g的总量的上限为30体积％。当该上限超过30体积％时，难以进行高导热弹性层24b的成型。因此，碳纤维24f和碳纳米纤维24g的总量为不小于5体积％且不大于30体积％。其中，根据下式得到碳纤维24f的体积分数：

(高导热弹性层中含有的全部碳纤维的体积)/[(高导热弹性层中耐热弹性材料的体积)+(高导热弹性层中含有的全部碳纤维的体积)]×100体积％

其次，对高导热弹性层的热导率的测定方法进行说明。

图3(a)和3(b)均表示用于测定高导热弹性层24b的热导率的测定样品(待测定的样品)，和图3(c)表示通过使用两个测定样品测定高导热弹性层24b的热导率的方法。

能够通过使用hot-disk法热性能测定装置(“TPA-501”(商品名)，由KYOTO ELECTRONIC MANUFACTURING Co.，Ltd.制造)测定高导热弹性层24b关于记录材料输送方向(圆周方向：x方向)和与记录材料输送方向垂直的方向(纵向：y方向)的热导率。在这种情况下，为了确保足以测定高导热弹性层24b的热导率的厚度，通过以适当的方式将必要数目的从高导热弹性层24b中切出的切割样品24b1(图2(c))重叠来制备测定样品24b2。本实施方案中，从高导热弹性层24b中切掉多个切割样品24b1，每个切割样品24b1均具有15mm的x方向长度、15mm的y方向长度和设定值的厚度。将这样的切割样品24b1重叠以使得到的厚度约为15mm以得到测定样品24b2(图3(a))。

然后，用厚度为0.07mm且宽度为10mm的胶带(“Kapton tape T”)将测定样品24b2固定(图3(b))。其次，为了使测定样品24b2在测定表面的平面度均匀，用剃刀切削测定表面和与测定表面相反的背面。制备两组测定样品24b2，将传感器S夹在这两组测定样品24b2之间以测定热导率(图3(c))。在对测定样品24b2关于不同方向(x方向、y方向)进行测定的情况下，将测定方向改变为所需的方向，然后可根据上述方法进行测定。顺便提及，在本实施方案中，使用五次测定值的平均。

(加压辊的脱模层)

脱模层24c可通过用PFA管覆盖高导热弹性层24b的外圆周表面而形成。或者，脱模层24c也可通过在高导热弹性层24b的外圆周表面上涂布含氟树脂材料例如PTFE、PFA或FEP而形成。顺便提及，脱模层24c的厚度并无特别限制，只要脱模层24c能够向加压辊24提供足够的脱模性。此外，在高导热弹性层24b与脱模层24c之间，为了粘合可形成粘合层。

(加压辊的性能评价)

对实施例1-6以及比较例1和2中制备的加压辊的性能进行评价。进行性能评价的每个加压辊具有包括外径为30mm且厚度为3.5mm的弹性层23a、厚度为1.0mm的高导热弹性层24b和作为表面层的50μm厚PFA管的脱模层24c的构成。通过相同的成型方法制备加压辊。通过只改变高导热弹性层24b中碳纤维和碳纳米纤维的组成来对加压辊进行性能比较。首先，示出实施例1-6以及比较例1和2中使用的碳纤维和碳纳米纤维。

<碳纤维>

(a)沥青系碳纤维(100-05M)

“XN-100-05M”(商品名)，由Nippon Graphite Fiber Corp.制造

平均纤维直径：9μm

平均纤维长度：50μm

热导率：900W/(m.k)

(b)沥青系碳纤维(100-15M)

“XN-100-15M”(商品名)，由Nippon Graphite Fiber Corp.制造

平均纤维直径：9μm

平均纤维长度：150μm

热导率：900W/(m.k)

<碳纳米纤维>

“VGCF-S”(商品名)，由Showa Denko K.K.制造

平均纤维直径：100nm

平均纤维长度：10μm

其次，对实施例1-6以及比较例1和2共同的弹性层23a的成型方法进行说明。图4(a)-4(c)是用于表示实施例1-6以及比较例1和2中加压辊的模塑程序的示意图。

参照图4(a)-4(c)，首先，通过使用密度为1.20g/cm³的加成(反应)固化型有机硅橡胶，在直径为22mm的A1芯金属24d的外圆周表面上形成3.5mm厚弹性层24a以得到直径为29mm的弹性层形成物A(图4(a))。在此，将150℃的温度条件下将有机硅橡胶加热并固化30分钟。在实施例1-4中，将高导热弹性层24b中碳纤维24f和碳纳米纤维24g的总量(以下称为总填料量)调节为25体积％，然后进行高导热弹性层24b的模塑。在实施例5中，将总填料量调节为30体积％，然后进行高导热弹性层24b的模塑。在实施例6中，将总填料量调节为35体积％，然后进行高导热弹性层24b的模塑。在比较例1和2中，将总填料量调节为25体积％，然后进行高导热弹性层24b的模塑。对实施例1-6以及比较例1和2的每一个中加压辊模塑方法具体说明。

(实施例1)

首先，通过以1∶1的比例将以下所示的液体A和液体B混合，然后向得到的混合物中添加铂化合物，从而得到加成固化型有机硅橡胶储液(原液)。

液体A：乙烯基浓度(0.863摩尔％，SiH浓度(0摩尔％)，粘度(7.8Pa.s)

液体B：乙烯基浓度(0.955摩尔％，SiH浓度(0.780摩尔％)，粘度(6.2Pa.s)

H/Vi(A/B＝1/1)＝0.43

重均分子量(Mw)＝65,000

数均分子量(Mn)＝15,000

通过将相对于有机硅橡胶储液量与总填料量的总和为24.5体积％的沥青系碳纤维(100-15M)和0.5体积％的碳纳米纤维(VGCF-S)均匀混合和捏合，得到有机硅橡胶组合物1。

其次，将直径为29mm的弹性层形成物A放入直径30mm的金属模具中以使它们彼此同轴。然后，在金属模具和弹性层形成物A之间，注入上述制备的有机硅橡胶组合物1并且在150℃下进行60分钟加热固化以得到包括高导热弹性层24b并且直径为30mm的弹性层形成物B(图4(b))。此外，在弹性层形成物B的外圆周表面上涂布50μm厚PFA管并且进行加热固化，然后通过在纵向端部切割PFA管以得到纵向长度为320mm的加压辊I(图4(c))。顺便提及，另外地，以与上述相同的模塑方式在弹性层形成物A上形成高导热弹性层24b。将高导热弹性层24b的一部分切掉并通过上述方法进行热导率的测定时，y方向(纵向)的热导率为31.7W/(m.k)和x方向的热导率为13.4W/(m.k)。

(实施例2)

通过与实施例1中相同的方法得到表面储液。通过将相对于有机硅橡胶储液量与总填料量的总和为23.75体积％的沥青系碳纤维(100-15M)和1.25体积％的碳纳米纤维(VGCF-S)均匀混合和捏合，得到有机硅橡胶组合物2。然后，通过使用与实施例1中相同的模塑方法，得到加压辊II。顺便提及，另外地，以与上述相同的模塑方式在弹性层形成物A上形成高导热弹性层24b。将高导热弹性层24b的一部分切掉并通过上述方法进行热导率的测定时，y方向(纵向)的热导率为34.0W/(m.k)和x方向的热导率为14.5W/(m.k)。

(实施例3)

通过与实施例1中相同的方法得到表面储液。通过将相对于有机硅橡胶储液量与总填料量的总和为23体积％的沥青系碳纤维(100-15M)和2体积％的碳纳米纤维(VGCF-S)均匀混合和捏合，得到有机硅橡胶组合物3。然后，通过使用与实施例1中相同的模塑方法，得到加压辊III。顺便提及，另外地，以与上述相同的模塑方式在弹性层形成物A上形成高导热弹性层24b。将高导热弹性层24b的一部分切掉并通过上述方法进行热导率的测定时，y方向(纵向)的热导率为35.7W/(m.k)和x方向的热导率为15.7W/(m.k)。

(实施例4)

通过与实施例1中相同的方法得到表面储液。通过将相对于有机硅橡胶储液量与总填料量的总和为20体积％的沥青系碳纤维(100-15M)和5体积％的碳纳米纤维(VGCF-S)均匀混合和捏合，得到有机硅橡胶组合物4。但是，有机硅橡胶组合物4具有高粘度，以致产生难以注入组合物的加工问题，因此不能制备加压辊IV。

(实施例5)

实施例5中，通过改变分散的填料的总量但不改变相对于总填料量的碳纳米纤维的量来制备加压辊V。

通过与实施例1中相同的方法得到表面储液。通过将相对于有机硅橡胶储液量与总填料量的总和为27.6体积％的沥青系碳纤维(100-15M)和2.4体积％的碳纳米纤维(VGCF-S)均匀混合和捏合，得到有机硅橡胶组合物5。然后，通过使用与实施例1中相同的模塑方法，得到加压辊V。顺便提及，另外地，以与上述相同的模塑方式在弹性层形成物A上形成高导热弹性层24b。将高导热弹性层24b的一部分切掉并通过上述方法进行热导率的测定时，y方向(纵向)的热导率为40.2W/(m.k)和x方向的热导率为21.4W/(m.k)。

(实施例6)

实施例6中，也是通过改变分散的填料的总量但不改变相对于总填料量的碳纳米纤维的量来制备加压辊VI。

通过与实施例1中相同的方法得到表面储液。通过将相对于有机硅橡胶储液量与总填料量的总和为32.2体积％的沥青系碳纤维(100-15M)和2.8体积％的碳纳米纤维(VGCF-S)均匀混合和捏合，得到有机硅橡胶组合物6。但是，有机硅橡胶组合物6具有高粘度，以致产生难以注入组合物的加工问题，因此不能制备加压辊VI。

(比较例1)

为了将其效果与实施例1-6中的加压辊的效果进行比较，通过在有机硅橡胶储液中只混合碳纳米纤维来制备加压辊VII。

首先，通过与实施例1中相同的方法得到表面储液。通过将相对于有机硅橡胶储液量与总填料量的总和为25体积％的沥青系碳纤维(100-15M)均匀混合和捏合，得到有机硅橡胶组合物7。然后，通过使用与实施例1中相同的模塑方法，得到加压辊VII。顺便提及，另外地，以与上述相同的模塑方式在弹性层形成物A上形成高导热弹性层24b。将高导热弹性层24b的一部分切掉并通过上述方法进行热导率的测定时，y方向(纵向)的热导率为27.5W/(m.k)和x方向的热导率为11.9W/(m.k)。

(比较例2)

为了考察代替碳纳米纤维而使用另一种短纤维时其效果，制备加压辊VIII。

首先，通过与实施例1中相同的方法得到表面储液。通过将相对于有机硅橡胶储液量与总填料量的总和为23.75体积％的沥青系碳纤维(100-15M)和1.25体积％的沥青系碳纤维(100-05M)均匀混合和捏合，得到有机硅橡胶组合物8。然后，通过使用与实施例1中相同的模塑方法，得到加压辊VIII。顺便提及，另外地，以与上述相同的模塑方式在弹性层形成物A上形成高导热弹性层24b。将高导热弹性层24b的一部分切掉并通过上述方法进行热导率的测定时，y方向(纵向)的热导率为25.5W/(m.k)和x方向的热导率为11.3W/(m.k)。

(实施例1、2、3和5以及比较例1和2中每个加压辊的性能评价)

关于非纸张通过部升温，通过分别使用实施例1、2、3和5以及比较例1和2中的加压辊I、II、III、V、VII和VIII作为定影器件6的加压辊24来进行性能评价。在包括加压辊I、II、III、V、VI和VII的每个定影器件中，将每个加压辊的圆周速度(process speed)调节为234mm/秒并且将定影温度设定为220℃。在这种状态下，测定以50张/分钟的速度使信函尺寸纸多张连续通过定影器件6时在非纸张通过部(即信函(LTR)尺寸纸(横向)没有通过的加热器22的区域)的定影膜23的表面温度。

将性能评价的结果与各有机硅橡胶的组成一起示于表1中。

在包括比较例1中的加压辊VII的定影器件中，高导热弹性层24b具有27.5W/(m.K)的y方向的热导率和11.9W/(m.K)的x方向的热导率，非纸张通过部温度为266℃。以下基于比较例1的结果，判断对于非纸张通过部升温的效果。顺便提及，此时，在信函尺寸的纸(横向)的纸张通过部分(信函尺寸的纸(横向)通过的加热器22的区域)定影膜23的表面温度为205℃。在纸张通过部分定影膜23的表面温度对于包括加压辊工、II、III、VII和VIII的定影器件均相同，因此从以下的说明中省略。

在包括实施例1中的加压辊I的定影器件中，高导热弹性层具有31.7W/(m.K)的y方向的热导率和13.4W/(m.K)的x方向的热导率，因此通过混合碳纳米纤维能够使y方向的热导率高于比较例1。结果，非纸张通过部温度为256℃，因此在非纸张通过部实现了充分的升温抑制效果。

在包括实施例2中的加压辊I I的定影器件中，以比实施例1中的加压辊I的高导热弹性层大的量混合碳纳米纤维。因此，高导热弹性层具有34.0W/(m.K)的y方向的热导率和14.5W/(m.K)的x方向的热导率，因此能够使y方向的热导率高于比较例1。结果，非纸张通过部温度为252℃，因此在非纸张通过部实现了充分的升温抑制效果。

在包括实施例3中的加压辊III的定影器件中，以比实施例2中的加压辊I的高导热弹性层大的量混合碳纳米纤维。因此，高导热弹性层具有35.7W/(m.K)的y方向的热导率和15.7W/(m.K)的x方向的热导率，因此能够使y方向的热导率高于比较例1。结果，非纸张通过部温度为249℃，因此在非纸张通过部实现了充分的升温抑制效果。

在实施例4中，如上所述，由于加工问题，不能制备加压辊IV，因此没有实施评价。

在包括实施例5中的加压辊V的定影器件中，总填料量比实施例1-3中大。因此，高导热弹性层具有40.2W/(m.K)的y方向的热导率和21.4W/(m.K)的x方向的热导率，因此能够使y方向的热导率高于比较例1。结果，非纸张通过部温度为242℃，因此在非纸张通过部实现了充分的升温抑制效果。

在实施例6中，如上所述，由于加工问题，不能制备加压辊VI，因此没有实施评价。

在包括比较例2中的加压辊VIII的定影器件中，混合CF(100-05M)，但其为具有较短纤维长度的短纤维，因此无法承担将碳纤维彼此连接的功能。因此，高导热弹性层具有25.5W/(m.K)的y方向的热导率和11.3W/(m.K)的x方向的热导率。因此，非纸张通过部温度为270℃，因此没有获得如实施例1-3和5中那样实现的升温抑制效果。

由上述实施例1-6以及比较例1和2的结果，相对于总填料量(碳纤维24f的量与碳纳米纤维24g的量之和)，耐热弹性材料24e中分散的碳纳米纤维24g的上限可优选为小于20体积％。当该上限超过20体积％时，高导热弹性层24b的有机硅橡胶组合物的粘度升高，因此在成型(加工)上产生问题。此外，耐热弹性材料24e中分散的碳纤维24f和碳纳米纤维24g的总填料量的上限可优选为不大于30体积％。当该上限超过30体积％时，高导热弹性层24b的有机硅橡胶组合物的粘度升高，因此在成型(加工)上产生问题。总填料量的下限可优选为不小于5体积％。当该下限低于5体积％时，使导热性能降低，因此不能获得所需导热性能的预期值。

如上所述，将导热碳纤维24f与少量碳纳米纤维24g组合使用，以使碳纳米纤维24g起到将碳纤维24f彼此连接的功能。结果，在不增加高导热弹性层中分散的填料的总量的情况下，能够使高导热弹性层对于加压辊24的纵向的热导率高于只含有碳纤维24f的高导热弹性层。因此，通过使用定影器件6中实施例1、2、3和5的加压辊I、II、III和V，与使用其中只含有碳纤维24f的加压辊的定影器件相比，非纸张通过部升温能够得以缓和。

(其他实施例)

(1)在上述实施例中的定影器件6中，发热元件22并不限于陶瓷加热器。例如，发热元件22也可以是使用镍铬合金丝等的接触发热元件等或者电磁感应发热部件等例如铁板片等。发热元件22不总是位于定影压料部(压接压料部)。也可以制备电磁感应加热型的加热定影器件，其中膜23自身由电磁感应发热金属膜构成。也可以采用如下器件构成，其中围绕多个伸张部件将膜23扩展并拉伸并且通过驱动辊将其旋转驱动。此外，也可采用如下器件构成，其中膜23为伸长部件，将其卷绕在给送轴周围并且具有端部，并且使膜23向给送轴侧移动。

(2)上述实施例中的定影器件并不限于膜加热型，也可为加热辊型，该加热辊型包括作为加热部件的定影辊和作为加压部件的加压辊，该加压辊与该定影辊接触而在其间产生压料部。

(3)定影器件并不限于上述实施例中的那些，也可以是用于暂时将未定影的图像定影的图像加热装置或者用于通过将其上负载图像的记录材料再加热来改进表面性质例如光泽等的图像加热装置。

尽管已参照本文中公开的结构对本发明进行了说明，但其并不限于公开的细节并且只要在改进的目的以及以下权利要求的范围内，本申请意在包括这样的变形或变化。

Claims

1.加压部件，其用于产生压料部，在该压料部中所述加压部件与加热部件接触并且在将记录材料夹持输送的同时对其进行加热，所述加压部件包括：

弹性层；和

高导热弹性层，其设置在所述弹性层上并且具有高于所述弹性层的导热性，

其中在所述高导热弹性层中，将针状导热各向异性填料和碳纳米纤维分散在耐热弹性材料中。

2.根据权利要求1的加压部件，其中该针状导热各向异性填料具有不小于0.05mm且不大于1mm的长度并且具有满足：λf≥500W/(m.k)的热导率λf，和

其中该碳纳米纤维具有不小于50nm且小于1μm的平均纤维直径、不大于20μm的平均纤维长度和不小于20的长径比(纤维长度/纤维直径)。

3.根据权利要求1的加压部件，其中以不小于5体积％且不大于30体积％的总量将该针状导热各向异性填料和该碳纳米纤维分散在该耐热弹性材料中。

4.根据权利要求3的加压部件，其中相对于该针状导热各向异性填料和该碳纳米纤维的总量，以小于20体积％的量将该碳纳米纤维分散在该耐热弹性材料中。

5.图像加热装置，包括：

加热部件；和

加压部件，其包括弹性层和高导热弹性层，该高导热弹性层设置在所述弹性层上并且具有高于所述弹性层的导热性，该加压部件用于与所述加热部件接触产生压料部，

6.根据权利要求5的图像加热装置，其中该针状导热各向异性填料具有不小于0.05mm且不大于1mm的长度并且具有满足：λf≥500W/(m.k)的热导率λf，和

7.根据权利要求5的图像加热装置，其中以不小于5体积％且不大于30体积％的总量将该针状导热各向异性填料和该碳纳米纤维分散在该耐热弹性材料中。

8.根据权利要求7的图像加热装置，其中相对于该针状导热各向异性填料和该碳纳米纤维的总量，以小于20体积％的量将该碳纳米纤维分散在该耐热弹性材料中。