CN104423228B - 膜和使用该膜的图像加热装置 - Google Patents

膜和使用该膜的图像加热装置 Download PDF

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Abstract

图像加热装置中使用的圆筒状膜，该图像加热装置加热其上已形成了图像的记录材料，该圆筒状膜具有树脂层，该树脂层由将结晶树脂和具有比该结晶树脂高的玻璃化转变温度的无定形树脂共混而成的树脂制成，其中该树脂层中该结晶树脂对于该无定形树脂的体积比为70/30至99/1。

Description

膜和使用该膜的图像加热装置
技术领域
本发明涉及图像加热装置例如定影装置中使用的膜。
背景技术
图像形成装置例如电子照相复印机、电子照相打印机等设置有例如在记录介质上形成调色剂图像的图像形成单元和进行加热处理以在记录介质上将调色剂图像定影的定影装置(图像加热装置)。定影装置在彼此压接地旋转的定影旋转部件和加压旋转部件之间形成压料部，由此将其上已由图像形成单元形成了未定影的调色剂图像的记录介质加热，同时夹持输送，由此将调色剂图像在记录介质上定影。
这种定影装置中，常规地，将例如耐热性薄膜定影膜用作定影旋转部件或加压旋转部件。日本专利申请公开No.3-25481公开了使用热塑性树脂，例如聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PESU)、聚醚酰亚胺(PEI)等作为定影膜的材料。热塑性树脂能够采用制造方法例如挤出成型，因此具有如下优点：与热固性树脂相比，能够低价地生产。
但是，如果使用热塑性树脂作为定影膜用材料，则担心由于耐弯曲性不足而可能发生疲劳开裂。另一方面，如果将热塑性膜用作定影膜的材料，则由于耐磨损性不足，有可能该膜的内周表面的磨损增加，由于由磨损粉尘引起的阻力，担心发生定影膜的打滑。
发明内容
本申请发明的一个优选的实施方案是图像加热装置中使用的圆筒状膜，该图像加热装置将其上已形成了图像的记录介质加热，该圆筒状膜包括：
树脂层，该树脂层由将结晶树脂和具有比该结晶树脂高的玻璃化转变温度的无定形树脂共混而成的树脂制成，
其中该树脂层中该结晶树脂对于该无定形树脂的体积比为70/30至99/1。
本申请发明的第二优选的实施方案是图像加热装置，该图像加热装置在压料部中进行将其上已形成了图像的记录材料输送的同时加热的加热处理，包括：
圆筒状膜，该膜具有树脂层，该树脂层由将结晶树脂和具有比该结晶树脂高的玻璃化转变温度的无定形树脂共混而成的树脂制成；
与该膜的内表面接触的压料部形成部件；和
经由该膜与压料部形成部件一起形成该压料部的支撑部件，
其中该树脂层中该结晶树脂对于该无定形树脂的体积比为70/30至99/1。
本申请发明的第三优选的实施方案是图像加热装置中使用的圆筒状膜，该图像加热装置加热其上已形成了图像的记录材料，包括：
树脂层，其中将结晶聚芳基酮和具有比该结晶聚芳基酮高的玻璃化转变温度的无定形树脂共混，
其中该树脂层具有两个以上的通过差示扫描量热测定测定的玻璃化转变温度。
本申请发明的第四优选的实施方案是图像加热装置中使用的圆筒状膜，该图像加热装置加热其上已形成了图像的记录材料，包括：
由结晶热塑性树脂制成的树脂层，该树脂层的结晶度不小于该结晶热塑性树脂的最大饱和结晶度的81％。
由以下(参照附图)对例示实施方案的说明，本发明的进一步特征将变得清楚。
附图说明
图1是本发明的实施方案涉及的图像形成装置的概要横截面图；
图2A-2C是表示本发明的实施方案涉及的定影装置的构成的图；
图3是本发明的第一实施方案涉及的图像形成装置的概要横截面图；
图4是表示本发明的第一实施方案涉及的膜的温度的经时变化的图；
图5是表示结晶树脂和无定形树脂的易磨损性的概念图；
图6是表示PEEK的体积比和耐弯曲性的图；
图7A-7C是表示膜的基层的分散状态的示意图；
图8是表示PEEK的体积比和磨损量的图；
图9是表示第一实施方案涉及的膜的磨损抑制的估计机理的示意图；
图10是表示本发明的实施方案涉及的定影装置的其他构成的横截面示意图；
图11是表示本发明的实施方案涉及的定影装置的其他构成的横截面示意图；
图12表示第六实施方案涉及的定影膜的MIT试验的结果；
图13表示第六实施方案涉及的定影膜的DSC的结果；
图14是第六实施方案涉及的定影装置的示意图；
图15表示退火时间和结晶度之间的关系；
图16表示纸通过过程中的定影带的纵向温度分布；
图17表示第六实施方案和第六比较例中纸通过后的定影带的外径分布。
图18表示定影带的外径比和纸起皱的发生率；
图19表示定影带的外径比和结晶度；
图20表示定影带的温度和定影带的弹性模量；和
图21是第七实施方案涉及的定影装置的横截面图。
具体实施方式
(第一实施方式)
(1)图像形成装置
图1是表示本发明的实施方案涉及的图像形成装置(全色打印机)100的示意组成的横截面示意图。其中，图像形成装置采用电子照相图像形成过程使用显像剂(调色剂)在记录介质上形成图像。例如，图像形成装置包括电子照相复印机、电子照相打印机(LED打印机、激光束打印机等)、电子照相传真装置、电子照相文字处理器或者这些的复合机(多功能打印机)等。而且，记录介质是在其上形成图像的物品，为例如记录纸、OHP片材、塑料片材、布等。
在记录介质P上形成调色剂图像的图像形成单元由四个图像形成站Pa、Pb、Pc、Pd组成。图像形成站各自具有感光体117、带电部件119、透镜扫描器118、显像剂120、转印部件124和用于清洁感光体的清洁器122。而且，图像形成单元具有保持并输送调色剂图像的带(中间转印部件)123和将调色剂图像从带123转印到记录介质P上的二次转印辊121。上述图像形成单元的运转是公知的，因此在此省略其详细说明。
通过辊105的旋转，从盒102一次一张地将记录介质P输出，并且由于辊106的旋转，将该记录介质P输送到由带123和二次转印辊121形成的二次转印压料部。张紧辊125a和二次转印对向辊125b之间将带123拉紧，并且通过这些辊的旋转而旋转。经由带123，使二次转印对向辊125b与二次转印辊121接触，由此形成上述二次转印压料部。将在二次转印压料部中已将未定影的调色剂图像转印的记录介质P输送到定影单元109，由此将调色剂图像加热并定影。通过辊111的旋转，将离开定影单元109的记录介质P排出到托盘112上。
(2)定影单元(定影装置)109
现在参照图2A-2C对构成定影单元109的定影装置进行说明。图2A是表示本实施方案涉及的定影装置109的示意构成的横截面图。图2B是从记录介质的输送方向的上游侧观看的本实施方案涉及的定影装置109的正面图。图2C是表示本实施方案涉及的定影装置109的陶瓷加热器15的示意构成的图。
定影装置109具有加热单元10和形成加压部件的加压辊30。加热单元10包括筒状膜(环形膜)16、形成支撑部件的膜导19和形成压料部形成部件的陶瓷加热器(热源)15等。膜16、膜导19、陶瓷加热器(以下称为“加热器”)15和加压辊30都是在与记录介质的输送方向垂直的方向上长的部件(参见图2A)。
在膜导19上支撑形成热产生部件的加热器15，并且将具有柔性的筒状膜16松散地安装到膜导19的外侧上。通过在加热器15和加压辊30之间夹持膜16，由膜16和加压辊30形成压料部N。
以下对各个部件更详细地说明。加压辊30具有由金属材料例如铁、不锈钢、铝等制成的圆轴状芯金属芯(轴部)30A。在金属芯30A的纵向上的两端部的支撑轴部30A1之间的外周表面上以辊状形成具有硅橡胶等作为主要成分的弹性层30B(参见图2B)。而且，在弹性层30B的外周表面上形成具有PTFE、PFA或FEP等作为主要成分的脱模层30C。在构成定影装置109的金属框39的一部分的左右侧板40上经由轴承41可旋转地支撑金属芯30A的纵向上的两端部上的支撑轴部30A1。
使用规定的耐热性材料以基本上凹形横截面形成膜导19。在加压辊30侧的膜导19的平坦表面中沿纵向形成沟槽19A。该沟槽支撑加热器15。
加热器15具有其主要成分为陶瓷例如氧化铝、氮化铝等的薄板状加热器基板15A。在加热器基板15A的膜16侧的膜滑动表面上，沿加热器基板的纵向将其主要成分为银、钯等的通电发热电阻15B作为图案印刷。而且，在膜滑动表面上将用于使电流通入通电发热电阻15B的导电部15C和用于经由该导电部将电流供给通电发热电阻的电极部15D作为图案印刷。而且，在膜滑动表面上设置其主要成分为玻璃或氟树脂、或者耐热性树脂例如聚酰亚胺的保护层15E以将通电发热电阻15B覆盖。
以膜的内周长比膜导19的外周长长的方式以圆筒状形成膜16，并且在无张力的状态下将其松散地外嵌到膜导上。以下对膜16的层构成和材料进行说明。
与加压辊30平行地配置外嵌到膜导19上的膜16，在纵向各端部经由加压弹簧42与加压辊的母线方向垂直相交的水平方向上驱动膜导19。由于加压弹簧42的加压力，在加压状态下由膜导19支撑的加热器15使膜16与加压辊30的外周表面(前表面)接触。由此，使加压辊30的弹性层30B下陷并弹性变形，并且在加压辊30的表面与膜16的外周表面(前表面)之间形成规定宽度的压料部N(参见图2A)。
图2A中，附图标记43是将记录介质P导向压料部N的导向装置。附图标记44是引导从压料部N输出的记录介质P的导向装置。
参照图2A和2C，对定影装置109的加热定影处理操作进行说明。将图像形成装置中设置的马达(未图示)的驱动力传送到加压辊30的金属芯30A的纵向端部中设置的齿轮(未图示)，由此使加压辊30在箭头的方向上旋转。根据加压辊30的旋转，膜16在箭头的方向上旋转，同时膜16的内周表面(内表面)对于加热器15的保护层15E滑动。
通过商用电源203，经由三端双向可控硅开关元件202使电流通过加热器15的发热电阻15B，由此通电加热电阻产生热并且加热器升温。以将监控加热器基板15A的膜非滑动表面的温度的温度检测元件201的检测温度保持在定影温度(目标温度)的方式，通过由CPU和储存器例如RAM、ROM等组成的控制单元200控制三端双向可控硅开关元件202。
由导向装置43将负载未定影的调色剂图像T的记录介质P导向压料部N。用压料部N将记录介质P夹持并输送的同时，将加热器15的热和压料部的压力施加于未定影的调色剂图像T，由此将未定影的调色剂图像T加热并定影到记录介质P上。用导向装置44引导离开压料部N的记录介质P并且输送到辊111。
(3)膜16
膜16是具有18mm的外径的圆筒形状，并且在120μm厚的基层16A上设置有由30μm厚的PFA制成的脱模层16B(图3)。优选地，基层16A的总厚度的平均值在50-400μm的范围内，更优选地，在70-200μm的范围内。如果定影膜太薄，则倾向于变得难以实现均匀的厚度。另一方面，如果定影膜太厚，则柔性倾向于降低。在外周表面以170mm/秒的速度使膜16转动，同时利用加压辊30，以15kg的压力使其被加热器15压靠。
基层16A的主要成分为热塑性树脂。热塑性树脂不需要热固性树脂的情形下的热固化步骤，因此制造膜16时，能够采用通常已知的简单方法，例如挤出成型、注射成型、吹塑成型、吹胀膜成型等。本实施方案中，将挤出成型用作制造膜16的方法。
热塑性膜能够基于结晶性被大致分为两类：结晶树脂，例如PEEK，和无定形树脂，例如磺化聚醚酰亚胺(磺化PEI)、聚苯基砜(PPSU)等。本实施方案中，用于基层16A的材料是将以体积比计为70％的结晶树脂和以体积比计为30％的无定形树脂组合的共混树脂。将PEEK(381G，由Victrex制造，Tg＝143℃)用作结晶树脂，并且将磺化PEI(Ultem XH6050，由SABIC制造，Tg＝247℃)用作无定形树脂。
如果担心图像形成过程中的带电，并且如果需要改善机械强度，则可将填料添加到基层16A中。添加的填料的实例为例如炭黑、石墨粉、碳纳米管、金属粉、金属氧化物晶须等。这些中，从机械性能的观点出发，特别优选炭黑。炭黑的实例可包括：科琴黑、乙炔黑、油炉黑、热解炭黑和槽法炭黑。能够使用这些种类的炭黑中的只一种或者将这些种类的炭黑中的两种以上组合。填料的粒径不小于3nm且小于1000nm，更优选地，不小于5nm且小于300nm。如果填料的粒径太小，则向树脂中添加的过程中的处理可能变得更困难。如果填料的粒径太大，则可能难以形成膜状。而且，膜的树脂组合物中填料的比例不小于1质量份且不大于40质量份，相对于100质量份的热塑性树脂，更优选地，不小于3质量份且不大于20质量份。如果填料的比例太大，则由于定影膜的脆性增加，机械性能可能降低。如果填料的比例太小，则定影膜的体积电阻率可能变得太高。而且，使用的膜16是通过退火处理将成型过程中产生的残留应力去除而且为了获得所需的初期强度和耐热性进行了结晶处理的膜。
接下来，对定影装置109的加热定影处理操作过程中膜16的温度状态进行说明。尽管其取决于使用的记录介质P的厚度和尺寸，但在图像形成过程中将定影膜16加热到约80℃至约240℃的范围内。
图4表示使用具有80g/cm2的定量的A4尺寸纸(Red Label 80，由Canon制造)作为记录介质P时膜16的温度的发展。直至记录介质P到达压料部N时，通过加热器15将膜16的温度升高到165℃。记录介质P通过压料部N时，膜16的温度变为165℃。
(4)定影膜的疲劳开裂和打滑
常规的膜16只使用结晶树脂或只使用无定形树脂作为基层的材料。如果只使用结晶树脂作为膜16的基层的材料，则容易发生磨损(磨耗)，如果只使用无定形树脂作为膜16的基层的材料，则容易发生疲劳开裂。
首先，对常规的膜16中的疲劳开裂详细说明。由于在压料部N中从加压辊30受力，因此膜16的曲率随圆周方向上的位置而变化。因此，使膜16旋转时反复地使膜16弯曲。例如，如果只使用无定形树脂作为膜16的材料，则由于该反复弯曲，可能发生开裂(所谓的疲劳开裂)。其原因在于无定形树脂通常不耐受反复的弯曲应力。
接下来，对常规的膜16的磨损详细说明。在165℃的温度(处理温度)下膜相对于加热器15滑动。例如，如果膜16的材料是单一的热塑性树脂，则膜16超过热塑性树脂的玻璃化转变温度Tg时，膜的磨损急剧地变差(图5)。这是因为，温度高于玻璃化转变温度Tg时使无定形部分中的分子的运动活化，树脂突然变得柔软。如果这样存在大的膜的磨损，由于磨损粉末的粘性，膜16与加热器15之间的摩擦阻力变得更大，防止膜16追随辊而旋转的打滑可能发生。如果打滑发生，在向记录介质P的传热中产生不均匀，并且在图像的光泽中产生不均匀。与无定形树脂相比，结晶树脂具有更强的耐疲劳开裂性，但通常具有比无定形树脂低的玻璃化转变温度Tg。换言之，对于常规的膜16，难以同时解决磨损和疲劳开裂。
(5)膜16中疲劳开裂和打滑的抑制
首先，对本实施方案的疲劳开裂抑制效果进行说明。将通过PEEK和磺化PEI的共混树脂的挤出成型形成的120μm厚的膜的共混比与165℃下的其弯曲强度之间的关系示于图6中。除了用热空气流将膜加热到165℃的同时进行测试的事实以外，按照JIS-P8115(2001)测定弯曲强度。由测定结果可以看到，PEEK的体积比在30％-70％的范围内时弯曲强度大幅地变化，在该范围之外时没有显著变化。换言之，PEEK的体积比不小于70％时，弯曲强度能够增加到与PEEK的体积比为100％时基本上相同的水平。
而且，用TEM观察通过PEEK和磺化PEI的共混树脂的挤出成型形成的120μm厚的膜时，能够看到PEEK相60a和磺化PEI相60b的分散状态随PEEK的体积比变化，如图7A-7C中所示。图7A是PEEK的体积比小于或等于30％时的相组成的示意图，图7B是PEEK的体积比大于30％且小于70％时的相组成的示意图，和图7C是PEEK体积比等于或大于70％时的相组成的示意图。
其中，通过将PEEK的体积比设定为不小于70％并且采用图7C中所示的相组成能够改善弯曲强度的原因，本发明人推测如下所述。作为无定形树脂的磺化PEI不耐受反复的弯曲应力，因此磺化PEI相60b易于形成开裂的起点。如果将磺化PEI相60b以岛状布置或隔离，即使在磺化PEI中发生开裂，裂纹的发展受到PEEK相60a的限制，因此这并不直接导致疲劳开裂。另一方面，如果以连续的方式将磺化PEI相60b连接，则开裂将会只在磺化PEI相60b中逐步地发展，而没有经由PEEK相60a通过，因此疲劳开裂变差。
接下来，对本实施方案涉及的膜16的磨损抑制效果进行说明。将通过PEEK和磺化PEI的共混树脂的挤出成型形成的120μm厚的膜的共混比与165℃下的其磨损量之间的关系示于图8中。磨损量认为是使本实施方案的定影单元109的膜16的共混比变化的组成中将加热器15加热以实现膜16的165℃的温度的同时使辊105旋转120小时时膜16的重量变化量。由测定结果可以看到，PEEK的体积比在100％-90％的范围内时磨损量大幅地变化，在该范围之外时没有显著变化。特别地，PEEK的体积比在100％-99％的范围内时磨损量大幅地变化。换言之，即使将少量的磺化PEI与PEEK共混，也能够改善耐磨损性。本发明人推测其原因如下所述。
将根据本实施方案的聚合物共混物的共混材料选择为：PEEK，其具有比膜16的加热处理中使用的165℃的温度低的玻璃化转变温度Tg(143℃)，和磺化PEI，其具有高于所述温度的玻璃化转变温度Tg(247℃)。因此，在膜16的使用温度165℃下，PEEK相60a软且磺化PEI相60b硬。因此，使用过程中膜16的PEEK相60a优先地磨损，如图9中所示，磺化PEI相60b呈现超出PEEK相60a的表面而突出的表面状态。因此，硬的磺化PEI相60b受到来自加热器15的力的大部分。然后，软的PEEK相60a不易受到来自加热器15的力，因此PEEK相60a的磨损变得不易进行。
由上述，本实施方案中，膜16的基层16A中使用的共混树脂中结晶树脂(A)与无定形树脂(B)的共混体积比(A/B)为70/30至99/1。在实际实践中确认了本实施方案的抑制疲劳开裂和抑制打滑的效果。更具体地，对本实施方案的组成中通过50,000张纸后的疲劳开裂和通过50,000张纸后的打滑进行了评价。通过的纸张是Red Label 80。作为第一比较例，制备组合物，其中将第一实施方案的基层16A的材料中的热塑性树脂的体积比(％)变为PEEK/磺化PEI＝100/0、50/50、0/100。表1示出评价结果。如表1中所示，能够看到第一实施方案能够抑制疲劳开裂和打滑。
[表1]
[第二实施方案]
现在对本发明的第二实施方案涉及的膜进行说明。其中，主要只解释与第一实施方案不同的点，并且将与第一实施方案同样的组成标记相同的附图标记并且在此不另外说明。在此没有说明的事项与第一实施方案相同。
本实施方案中，除了将聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)用作结晶树脂并且将PPSU用作无定形树脂的事实以外，完全采用了与第一实施方案相同的组成。更具体地，本实施方案中，用于基层16A的材料是共混树脂，其将以体积比计为70％的结晶树脂和以体积比计为30％的无定形树脂组合。将PEKEKK(HT，由Victrex制造，Tg＝162℃)用于结晶树脂，并且将PPSU(Radel R R-5000，由Solvay Advanced Polymers(现今的Solvay Specialty Polymers)制造，Tg＝220℃)用于无定形树脂。
在实际实践中确认了本实施方案的抑制疲劳开裂和抑制打滑的效果。评价的方法与第一实施方案中采用的方法相同。作为第二比较例，准备组合物，其中将基层16A的材料中热塑性树脂的体积比(％)变为PEKEKK/PPSU＝100/0、50/50、0/100。表2示出评价结果。
[表2]
能够看到在第二实施方案中，能够抑制疲劳开裂和打滑。换言之，即使用含有PEKEKK和PPSU的共混树脂，通过使结晶树脂的体积比不小于70％，也能够抑制疲劳开裂和打滑。
如本实施方案中所述，基层16A的材料中结晶树脂和无定形树脂的组合并不限于PEKEKK和PPSU，条件是采用无定形树脂的Tg高于结晶树脂的组合。
而且，由于调色剂成分等粘附时基层16A可能劣化，因此具有优异的耐化学性的结晶聚芳基醚酮树脂适合作为结晶树脂。结晶聚芳基醚酮树脂是结晶树脂，包括均聚物、共聚物、三元共聚物、接枝共聚物等，它们含有包括一个以上芳基、一个以上醚基和一个以上酮基的单体单元。例如，该树脂能够选自：PEEK、PEKEKK、聚醚酮(PEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚芳基醚酮醚酮酮(PAEKEKK)、聚芳基醚酮(PAEK)、聚芳基醚醚酮(PAEEK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)、聚芳基醚酮酮(PAEKK)、聚芳基醚醚酮酮(PAEEKK)等。如果熔点低，则能够降低制造基层16a时的树脂熔融温度，特别优选使用PEEK作为结晶树脂，原因在于这有助于制造。而且，使用结晶聚芳基醚酮树脂时，无定形树脂优选为具有比结晶聚芳基醚酮树脂的玻璃化转变温度Tg足够高的玻璃化转变温度Tg的树脂。这种树脂的实例为例如磺化PEI、PPSU、PESU、聚砜(PSU)等。这些中，磺化PEI具有特别高的玻璃化转变温度Tg，因此如果用作基层16A的材料，则在以下方面具有优势：使得对具有窄宽度的记录介质P的通过(through-put)的限制减少。以下对其原因进行说明。
使宽度窄的记录介质P通过时，膜16的纵向的纸没有通过的部分的温度变得高于纸通过的部分的温度。这种情况下，为了使膜16的纸没有通过的部分的温度不超过无定形树脂的玻璃化转变温度Tg，必须使记录介质P的通过变慢。这是因为，如果膜16的纸没有通过的部分的温度超过无定形树脂的玻璃化转变温度Tg，则膜16的刚性突然降低，这可能导致膜的破坏。因此，通过将具有高玻璃化转变温度Tg的磺化PEI用于无定形树脂，能够减少对记录介质P的通过的限制。
而且，也能使用多种结晶树脂并使用多种无定形树脂作为基层16A的材料。而且，例如，也能使用PEEK、PEK和PEKEKK的任一种或多种的组合作为结晶树脂和磺化PEI、PPSU和PESU的任一种或多种作为无定形树脂。
而且，根据第一实施方案和第二实施方案的膜16用于在膜16的内侧具有加热源的组成，但本实施方案并不限于该组成。可采用任何组成，条件是膜16在结晶树脂的Tg温度以上经历反复的弯曲并且膜16在结晶树脂的Tg温度以上在压料部形成部件15上滑动。例如，如图10中所示，能够采用将加热源61(卤素加热器)引入金属芯60A的内部的组成。而且，例如，也能够采用包括加热加压辊30的外周表面的加热源62的组成，如图11中所示。而且，可采用在膜16内部引入卤素加热器的定影装置。
在上述的每个实施方案中，给出了如下实例，其中将本发明应用于通过施加热而将图像定影于记录介质的加热定影装置，但本发明的应用范围并不限于此。例如，本发明可广泛地应用于对接受热的施加的介质提供热处理的装置，例如用于对记录介质的表面改性以通过加热在记录介质的表面上产生光泽的图像加热装置、用于临时定影的图像加热装置、用于接受热的施加的介质的加热干燥装置、加热层压装置等。
本实施方案中，对确认共混树脂的体积比的方法并无特别限制。例如，能够采用通常已知的方法，其中通过在规定方向上切割基层16A而产生超薄切片，用四氧化钌(RuO4)等染色，和用透射电子显微镜(TEM)等观察。该方法的情形下，例如，在基层16A的截面中基层16A的材料中各个树脂相的表面积比为体积比。
[第三实施方案]
除了膜16以外，根据本实施方案的图像形成装置和定影装置与第一实施方案相同，因此在此省略其说明。而且，由于膜16的基本组成与第一实施方案相同，在此省略其说明。在此对与第一实施方案的膜的不同点详细说明。如第一实施方案中所述，在定影处理过程中将定影膜16加热到约80℃-约240℃的范围内。而且，如上所述，定影膜16在由加压辊30的外周表面加压的状态下接触，因此在弹性变形的范围内在扭曲变形的状态下旋转。由于以上给出的原因，重要地是，在产品寿命过程中，定影膜16应在宽范围内保持耐热性并且保持弹性变形范围内的耐弯曲性。
本实施方案的目的是提供定影膜，其具有较高的耐弯曲性，其为使用显示良好的相容性的PEEK和PEI的共混树脂、通过挤出成型产生的圆筒状定影膜。
(4)比较例与实施方案之间的差异
制造定影膜的方法中，除了将基层16A中使用的共混树脂的组成变为表3中所示的组成的事实以外，采用相同的方法制造根据实施方案3-1、实施方案3-2和比较例3-5的定影膜。
表3表示确认比较例3-5以及实施方案3-1和3-2的性能的结果。
[表3]
比较例3是只由PEEK制成的定影膜。该定影膜具有低耐热性，并且具有图像形成过程中破损或变形的可能性。这是因为PEEK(Victrex381G)的玻璃化转变温度(Tg)为143℃，其低于使用温度范围。比较例4中所示的磺化PEI(Sabic Ultem XH 6050)的玻璃化转变温度是247℃的高值，但由于该树脂是无定形树脂并且具有差的耐弯曲性，因此存在定影膜的破裂等的可能性。
比较例5是具有良好的相容性的PEEK(Victrex 381G)和PEI(Ultem#1000)的共混树脂。比较例5中公开的共混树脂制成的定影膜在新品时并不存在任何耐热性和耐弯曲性方面的问题，但使用图像形成装置确认耐久性时，观察到耐久性测试后耐弯曲性的降低。
另一方面，实施方案3-1中，在图像形成装置的整个寿命中不存在耐热性或耐弯曲性的劣化，并且没有观察到有问题的缺陷。实施方案3-2中，在实施方案3-1中将10份的导电性填料添加到100质量份的共混树脂中，通过设定适量的填料，初期和耐久性测试后耐弯曲性并不存在任何问题，并且能够获得良好的性能。
比较例3与实施方案3-1和3-2之间的差异能够视为起因于膜耐弯曲性的疲劳。现在通过使用根据JIS P 8115的MIT试验(耐弯曲性试验方法)的结果对其进行说明。
关于试验条件，弯曲夹具的弯曲表面的曲率半径为0.38mm，试验片的宽度为10±0.1，载荷为9.8N，弯曲角为135±2°。将直至试验片断裂的弯曲操作次数作为耐弯曲次数。
图12表示对于比较例5、实施方案3-1和实施方案3-2的新品时的MIT试验结果、和使用图像形成装置的耐久性测试后的MIT试验结果。比较例3中材料的组合的情况下，耐久性测试后MIT次数显著降低。另一方面，能够看到具有实施方案3-1和3-2中的材料的定影膜在耐久性测试前后显示小的MIT的降低，因此在整个产品寿命中耐弯曲性稳定。
本发明人认为比较例5与实施方案3-1和3-2之间的耐久性的差异起因于共混树脂的混溶(mixing)状态。以下对其推定的机理进行说明。
用由共混树脂制成的材料形成定影膜时，认为形成共混树脂的树脂之间的混溶状态是重要的。如果树脂彼此不混溶，试图形成薄膜时，膜形成性能降低并且难以形成膜状，可能存在如下情形：能够形成膜状，但该膜不具有实用上所需的机械强度。另一方面，如比较例5中那样完全混溶的共混树脂的情况下，这些树脂在分子水平上混溶在一起，能够没有任何问题地形成膜。
但是，将完全混溶的共混树脂用作图像形成装置中的定影膜时，推测在结晶的生长过程中耐弯曲性恶化。如果将PEEK暴露于高温，则促进结晶，但在分子水平上完全混溶的共混树脂内PEEK的结晶的进行认为是在具有良好相容性的PEI被包在PEEK的晶核内的状态下结晶进行。换言之，认为由于将耐弯曲性比PEEK差的PEI引入PEEK的晶核内的晶核的生长，因此比较例中耐弯曲性降低。另一方面，本实施方案中，PEEK和磺化PEI形成平缓的混溶状态。由于与膜的厚度相比，形成未混溶部分的晶粒间界以足够小的单位存在，因此膜形成性能良好并且得到具有足够的机械强度的膜。本发明人认为，由于在没有将磺化PEI引入PEEK的晶核内的情况下发生PEEK的结晶的事实，将具有这种渐进的混溶状态的共混树脂用作图像形成装置中的定影膜时，不存在耐弯曲性的降低。
(5)比较例5和实施方案3中差示扫描量热测定(DSC)的结果
如下所示，在此采用差示扫描量热测定(DSC)来解释比较例5与实施方案3之间的差异。首先，对本实施方案中测定玻璃化转变温度(Tg)的方法进行说明。
精确地秤量5-20mg、优选地10mg的测定样品。将该样品引入铝盘中，并且使用空的铝盘作为参比，在80℃-380℃的测定温度范围内以10℃/min的升温速率进行测定。用于测定的装置为Mettler Toledo DSC 823。
A:PEEK 100质量份
B:PEEK 70质量份/PEI 30质量份(比较例5)
C:PEEK 70质量份/磺化PEI 30质量份(实施方案3-1)
如图13B中所示，比较例5中，尽管树脂为两种：PEEK(Tg 143℃)和PEI(Tg 217℃)的共混树脂的事实，但在159℃观察到一个玻璃化转变温度(BPEEK)。换言之，比较例5中PEEK的玻璃化转变温度显示比100质量份的PEEK(纯PEEK)的玻璃化转变温度(APEEK＝143℃)高的结果。
通常已知，将具有不同的玻璃化转变温度Tg1和Tg2的树脂共混并且完全混溶在一起的情形的玻璃化转变温度由式(1)中所示的FOX式给出。比较例5中，观察到的玻璃化转变温度(159℃)与由FOX式得到的玻璃化转变温度(159.4℃)基本上一致，因此认为比较例5中的共混树脂具有完全混溶状态下的PEEK和PEI。
[式1]
(W1和W2是树脂各自的重量比)式(1)
另一方面，图13C中所示的实施方案3-1的情况下，存在由PEEK(CPEEK)和磺化PEI(CS - PEI)引起的两个观察到的玻璃化转变温度。实施方案3-1中观察到的起因于PEEK的玻璃化转变温度(CPEEK)为145℃，100质量份的PEEK(纯PEEK)的玻璃化转变温度(APEEK)实质上相同。另一方面，确认起因于磺化PEI的玻璃化转变温度(CS - PEI)在230℃附近，其从纯磺化PEI的玻璃化转变温度即247℃向低温侧迁移。本发明人认为这是因为磺化PEI和PEEK形成渐进的混溶状态，而不是完全未混溶的状态。
认为通过如上所述对于共混树脂设定2个以上的玻璃化转变温度，从而形成渐进的混溶状态。因此，本实施方案中使用的共混树脂具有2个以上的差示扫描量热测定中测定的玻璃化转变温度。而且，优选地，共混树脂的采用差示扫描量热测定所测定的起因于无定形树脂的玻璃化转变温度低于通过差示扫描量热测定所测定的无定形树脂的玻璃化转变温度。
而且，从膜状态下的拉伸模量测定的结果，能够看到本实施方案的材料形成渐进的混溶状态，而不是完全不混溶的状态。表1示出在160℃环境中使用100μm厚的膜测定拉伸模量的结果。
本发明中，采用根据JIS 7127的方法测定160℃环境中100μm厚的膜的拉伸模量。
为纯PEEK的比较例1中，超过玻璃化转变温度时观察到弹性模量的降低，并且在160℃环境中的拉伸模量为0.76GPa。比较例4中的磺化PEI在160℃环境中为玻璃化转变温度以下，并且具有1.41GPa的高弹性模量。为具有高相容性的共混树脂的比较例5具有1.08GPa的弹性模量，由于PEI的添加而使弹性模量提高。认为这是因为由于比较例3中树脂之间的高相容性和优异的膜形成性能，在膜状态下获得了起因于PEI的添加的增强效果。另一方面，实施方案3-1中，拉伸模量为1.04GPa，并且通过添加磺化PEI，使弹性模量改善。而且，实施方案3-2中，由于填料的添加，观察到弹性模量的进一步改善。也出于该原因，实施方案3-1和3-2具有优异的膜形成性能并且认为显示渐进的混溶状态。在50-150μm的膜厚度范围内观察到该相同的倾向。如上所述，本发明中，在160℃的温度的环境下，共混树脂的情形下100μm厚的膜状样品的拉伸模量优选高于结晶聚芳基酮树脂的情形。
本发明人关于实施方案3-1中所示的磺化PEI和PEEK的共混树脂形成平稳的混溶状态而没有完全混溶的机理，进行了下述评述。
如下述结构式(1)所示，磺化PEI的结构在PEI的主链中包括具有大的极性的磺酰基。PEEK和PEI本质上具有非常高的相容性，但由于高度极化的含硫的磺酰基的存在，起因于极化的静电力影响分子之间的相互作用，并且与PEEK的相容性部分地变为不相容。这样，优选地，本发明涉及的共混树脂中使用的无定形树脂是在主链中具有极性大的基团例如磺酰基的树脂。
本实施方案中使用的无定形树脂是由磺化聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚苯基砜(PPSU)和聚砜(PSf)的任一种或者至少两种形成的树脂。
[化学式1]
如上所述，通过实现结晶聚芳基酮树脂和无定形树脂之间的渐进的混溶状态，确保良好的膜形成性能，并且能够提供定影膜，其中不存在作为高温条件下使用的结果的结晶的发展引起的耐弯曲性的劣化。
[第四实施方案]
根据本实施方案的定影膜的制造方法与第三实施方案的不同之处只在于使用的定影膜的材料方面，在所有其他方面与第三实施方案相同，因此在此只对不同之处进行说明。
(6)比较例与实施方案之间的差异
本实施方案中，定影膜16也形成两层结构。实施方案4-1(参见表4)中，基层16A是作为结晶聚芳基酮树脂的PEEK(Victrex 381G，Tg 143℃)和作为无定形树脂的PPSU(Solvay Specialty Polymers Radel R R-5000，Tg 220℃)的共混树脂(90μm厚)，并且表面层16B由PFA管(DuPont 450HP)(30μm厚)制成。
实施方案4-2中，基层16A是作为结晶聚芳基酮树脂的PEEK(Victrex 381G，Tg 143℃)和作为无定形树脂的PES(Solvay Specialty Polymers Radel Polyether sulfone，Tg220℃)的共混树脂(90μm厚)，并且表面层16B由PFA管(DuPont 450HP)(30μm厚)制成。
实施方案4-1和4-2中，定影膜16的总厚度的平均值为120μm。
将使用上述的图像形成装置、用本实施方案的定影膜16和比较例5的膜16进行的性能比较的结果示于表4中。在图像形成装置的整个寿命中，实施方案4-1在耐热性或耐弯曲性上显示小的劣化。实施方案4-1中，同样地，尽管将PPSU用作无定形树脂，但在耐久性测试过程中劣化小。而且，100μm厚的膜状态下的拉伸模量也与树脂完全混溶的比较例5相似(参见表4)。
而且，实施方案4-1中定影膜中的共混树脂的Tg为150℃和210℃(起因于无定形树脂)，实施方案4-2中定影膜中的共混树脂的Tg为152℃和208℃(起因于无定形树脂)。
[表4]
由于上述内容，尽管在实施方案4-1和4-2中树脂没有完全地混溶，但由于以非常小的单位使树脂分散，因此能够获得充分的机械强度。而且，认为通过使PEEK与无定形树脂没有完全地混溶，PEEK的结晶时，PEEK的晶核与无定形树脂分离地生长，因此起因于耐久性测试的劣化轻微。
以下示出PPSU和PES的结构式。两种情况下，在主链中结构包括磺酰基。如前所述，磺酰基包括硫并且具有大的极性。推测由于磺酰基的极化引起的静电力对于与PEEK的分子相互作用的影响，与PEEK的相容性部分地变得不相容。
[化学式2]
PPSU结构式
PES结构式
如上所述，通过将结晶聚芳基酮树脂和PPSU的共混树脂以及结晶聚芳基酮树脂和PES的共混树脂设定为渐进的混溶状态，确保良好的膜形成性能，并且能够提供定影膜，由于高温下使用时结晶的进行，该定影膜显示很小的耐弯曲性的劣化。
[第五实施方案]
本实施方案中，使用的定影装置不同。以下参照图14对组成进行说明。设置内部具备加热源420例如卤素灯的定影辊410、以及通过与定影辊410滚动而夹持并输送纸的定影膜16、和与筒状定影膜16的内周侧接触地配置并且在定影辊410与定影膜16之间形成定影压料部N的定影垫460。本实施方案中的定影垫460由作为设置在上游侧的低压垫部的挤压垫460a和作为具有比挤压垫460a高的挤压力的设置在下游侧的高压垫的固定垫460b组成，将这些垫以分离的状态、以下述方式配置：从定影垫460的中央部向其两端部，定影压料部宽度同样。挤压垫460a和固定垫460b由具有用于支持垫(460a和460b)的凹部的刚性支持体470支持，并且从定影膜16的背面侧使定影膜16压靠定影辊410的表面。而且，为了定影膜16平滑地旋转，在刚性支持体470的下部设置由例如具有低导热性的刚性树脂制成的带行进导45。
而且，在定影辊410的周围设置测定定影辊410的表面温度的温度传感器490，并且通过温度传感器49控制加热源420的温度以使定影辊410的表面温度变成规定的温度。对温度传感器490无特别限制，条件是该传感器能够测定定影辊410的表面温度，能够使用传感器元件例如热敏电阻、正温度系数热敏电阻(Posistor)等。
根据本实施方案的定影辊410由下述构成：圆筒状芯410a，其由金属例如铝制成，具有优异的机械强度和良好的导热性；弹性层410b例如硅橡胶，其在芯410a的表面上形成；和脱模层410c，其放置在弹性层410b的表面上并且为了防止未定影的调色剂图像在纸上的偏置而设置。
其中，对芯410a的材料并无特别限制，条件是该材料具有机械强度和良好的导热性，并且可以使用金属或合金例如不锈钢、钢或黄铜。而且，弹性层410b并不限于硅橡胶，只要该层具有耐热性，能够使用例如氟橡胶。对在芯410a的表面上形成弹性层410b的方法也无特别限制，可采用注射成型法、涂布法等。而且，要求脱模层410c具有耐热性并且具备适度的对于调色剂的脱模性，可使用例如氟橡胶、氟树脂等。而且，对定影辊410内部的加热源420并无特别限制，条件是该加热源具有能够将其收容在芯410a内部的形状和结构，能够无任何问题地根据目的适当地选择加热源。
(7)本实施方案涉及的定影膜16的说明
使用作为结晶聚芳基酮树脂的PEEK(Victrex 381G，Tg 143℃)和作为无定形树脂的PSf(Solvay Advanced Polymers UDEL P-1700，Tg189℃)的共混树脂(120μm厚)和作为表面层16B的PFA管(DuPont450HP)(30μm厚)，与实施方案3-1同样地制造根据第五实施方案的定影膜。第五实施方案中，基层16A中的共混比例为70质量份的PEEK和30质量份的PSf，相对于100质量份的树脂。定影膜16的总厚度的平均值为100μm。根据第五实施方案的定影膜中共混树脂的Tg值为148℃和180℃(起因于无定形树脂)。而且，160℃环境中的拉伸模量(100μm厚的膜)为GPa。
根据本实施方案的定影装置中，在定影膜16和加热源42之间存在具有三层结构的定影辊41和记录介质。因此，由于部件的热阻的影响，来自加热源42的热不易使得定影膜16达到高温。
即使在上述实施方案中，共混树脂能够形成渐进混溶的状态，耐热性和耐弯曲性没有问题，并且能够提供在图像形成装置的整个寿命中显示很小的劣化的定影膜。
以下示出PSf的结构式。PSf也具有在主链中包括磺酰基的结构。如前所述，磺酰基包括硫并且具有大的极性。推测由于磺酰基的极化引起的静电力对于与PEEK的分子相互作用的影响，与PEEK的相容性部分地变得不相容。
[化学式3]
如上所述，通过在结晶聚芳基酮树脂和PSf共混树脂中实现渐进混溶的状态，确保良好的膜形成性能，并且能够提供定影膜，其中作为在高温下使用的结果，由于结晶的进行，在耐弯曲性上存在很小的恶化。
[第六实施方案]
本实施方案涉及的图像形成装置和定影装置与第一实施方案相同，因此在此省略其说明。热塑性环形定影带(膜)可具有增大的结晶度和收缩的外径。小尺寸的纸例如A5纸的连续通过后，在纸通过的部分中可实质上没有外径的变动并且在纸没有通过的部分中可有显著的外径的收缩。可知对于该膜，大尺寸的纸例如信函尺寸或A4纸通过时，在该纸中易于发生皱纹。
本实施方案的目的是提供定影带，其能够抑制纸中皱纹的发生，即使该带由热塑性树脂形成。
根据第六实施方案的定影带具有下述的制造方法和特征。将PEEK(Victrex 381G)选择作为热塑性树脂，并且从挤出成型装置挤出。挤出的树脂通过环状口模，冷却时，形成为中空形状的带。这种情况下，该带具有260mm的纵向长度、18.6mm的外径和100μm的膜厚度，并且处于基本上未结晶的状态。
接下来，将底漆均匀地涂布于该带的外周表面，并且用具有30μm的膜厚度的PFA管(材料：DuPont 950HP)被覆。这种情况下，将该带引入220℃的炉(DN610H送风恒温槽由Yamato Scientific Co.,Ltd.制造)中，煅烧1小时，将PFA管与该带粘结，同时使PEEK的结晶度提高到基本上最大饱和结晶度。最后，切割中空形状的带的纵向两端，使纵向的长度形成为233mm。
这里提及的最大饱和结晶度是指已将PEEK材料充分加热到PEEK材料的玻璃化转变温度以上的情形下并且结晶度的变化已有效地停止发生时的结晶度。图15表示相对于引入220℃的炉内的时间的PEEK材料的结晶度。根据图15，能够确认进行退火1小时以上时结晶度实质上饱和。由图2，能够确定这种情形下的最大饱和结晶度为37％。
以这种方式，通过挤出或注射来成型根据本实施方案的定影带，优选地，对成型的定影带也进行退火工序。该退火工序中，总是在143℃-250℃的温度下将定影带煅烧30-300分钟，由此提高结晶度。
本实施方案中结晶度的测定条件如下所述。
装置：多目的X-射线衍射系统：Rigaku Ultima IV
输出：40kV-30mA
发散缝隙：2/3°
竖直发散缝隙极限：10.00mm
散射缝隙：2/3°
受光缝隙：0.30mm
测定条件：集中光束法
测定速率：5°/分钟
测定角范围：2θ＝5-45°
通过上述的结晶度测定，在PEEK材料的无定形部分和结晶部分中获得衍射峰，并且由2θ＝5-45°的衍射角下的峰的积分强度，由下式(2)计算结晶度(％)。
结晶度(χc)＝(结晶部分的积分强度/包括无定形和结晶材料的部分(2θ＝5-45°)的积分强度)×100(％)…式(2)
结晶部分的积分强度是在2θ＝19°附近(110面)、21°附近(113面)、23°附近(200面)和29°附近(213面)出现的峰的各积分强度之和。
通过上述工序，成型具有233mm的纵向长度、18.2mm的外径、130μm的膜厚度并且由具有37％的结晶度的中空PEEK材料制成的定影带。对根据本发明的定影带的形状并无特别限制，但优选地，纵向长度为216-320mm并且外径为10-40mm。而且，优选地，PEEK基材的膜厚度约为50-200μm。而且，用PFA管覆盖的两层结构的情况下，如本发明的定影带中那样，PFA管优选约为10-50μm。
而且，将定影带安装到能够使调色剂图像热粘附于纸的定影装置中。
以下示出比较例6。
(比较例6)
比较例6中，通过使用具有20％的结晶度的PEEK作为基材来制造定影带。除了挤出后的煅烧时间为5分钟的事实以外，比较例6的制造方法与实施方案6相同。
为了确认本实施方案的效果，如下所示比较实施方案6和比较例6。
通过将以150r/min的旋转速度使明信片纸(100mm宽×148mm高，209.5g/m2)的50张连续通过反复20次，使合计1000张明信片通过图2中所示的定影装置。然后，使100张Neenah Bond纸(215.9mm宽×279.4mm高，60g/m2)连续地通过，并且确认纸中的皱纹的发生。而且，将纸通过过程中的目标温度设定为150℃，并相应地控制输入加热器的电力。图16表示这种情形下纸通过过程中的定影带的表面温度分布。定影带的表面温度在纸通过的部分中达到约120℃，在纸没有通过的部分中达到约200℃。
表5表示实施方案6和比较例6中起皱发生的比较研究的结果。表5中，使100张Neenah Bond纸连续通过时，将起皱发生即使一次的情形标记为“X”并且将没有发生起皱的情形标记为“O”。这种情况下，实施方案6为“O”和比较例6为“X”。实施方案6中，确认了起因于定影带的外径的收缩的纸皱纹发生的抑制效果。
以下对实施方案1中纸皱纹的抑制背后的机理进行说明。图17表示实施方案6和比较例6之间的比较研究后的定影带的纵向的外径分布。据此，实施方案6中，在纵向的整个范围内外径是18.2mm的稳定值。另一方面，比较例6中，在明信片通过的部分以外的位置，外径大幅度地收缩。这是因为，在纸没有通过的部分中促进定影带中PEEK的结晶，因此使定影带的中央和端部之间的外径差增大，引起纸皱纹。接下来，将注意力集中于定影带的中央和端部之间的外径比，将发生纸起皱的情形标记为“X”并且将没有发生起皱的情形标记为“O”。图18表示外径比与纸起皱的发生率之间的对应关系。
据此，如果外径比超过1.005(定影带的中央和端部之间的外径差为0.5％)，则纸起皱发生。由于存在定影带的与纸的中央部接触的部分和其与纸的端部接触的部分之间的移动速度差，因此产生外径差。结果，如果纸中产生变形并且该变形超过规定量，则该变形显现为纸皱纹。本研究中，使即使小的变形也容易产生纸起皱的薄纸(60g/m2)通过。即使用不同于本实施方案的纸，只要定影带的中央与端部之间的外径比(中央/端部比)小于1.005(优选地，不大于1.0045)，认为能够抑制纸起皱的发生。
图19表示挤出成型后的定影带的结晶度与纸通过后的定影带的纵向的中央与端部之间的外径比(中央/端部)之间的关系。据此，能够将定影带的外径比(中央/端部)抑制在小于1.005，条件是结晶度不小于30％。而且，由于实施方案6中使用的PEEK的最大饱和结晶度为37％，因此将饱和的结晶的状态设为100％时，结晶应进行到不小于81％。因此，根据本实施方案的定影带中使用的结晶热塑性树脂的结晶度不小于结晶热塑性树脂的最大饱和结晶度的81％(优选地，不小于86％)。而且，本实施方案的定影带中使用的结晶热塑性树脂的结晶度优选不小于30％(更优选地，不小于32％)。
从以上给出的实施方案6和比较例6的结果，能够看到通过在定影装置中安装定影带，其中定影带中使用的结晶热塑性树脂的结晶度，相对于结晶热塑性树脂材料的最大饱和结晶度，不小于81％，能够抑制纸起皱的发生。
接下来，为了确认本实施方案中的优异的高温行为，现在对于在定影装置中安装使用了热塑性树脂的带材料作为定影带的情形和在转印装置中安装带材料作为中间转印带的情形之间的耐弯曲性的差异，对比较研究的结果给予解释。因此，准备比较例7并且比较耐弯曲性，换言之，开裂的有无。以下对比较例7进行说明。
比较例7中，通过使用具有37％的结晶度的PEEK作为基材，与比较例6同样地制造定影带。
以下示出比较例7中的纸通过条件。为了模拟作为中间转印带安装在转印装置中，将目标温度设定为50℃并相应地控制输入加热器的电力。这种情形下纸通过过程中定影带的表面温度达到约35℃。换言之，这些条件不容许调色剂图像热粘附于纸。
另一方面，实施方案6中，以能够使调色剂图像热粘附于纸为前提，因此将定影装置的目标温度设定为180℃并且控制输入加热器的电力。这种情形下纸通过过程中定影带的表面温度达到约150℃，这是容许调色剂图像热粘附于纸的条件。
比较研究中，通过以150r/min的旋转速度使Neenah Bond(215.9mm宽×279.4mm高，60g/m2)的50张连续通过反复20次，使合计1000张纸通过图1中所示的定影装置。
表5表示实施方案6和比较例7中开裂发生的比较研究的结果。将定影带中发生开裂的情形标记为“X”并且将没有发生开裂的情形标记为“O”时，则实施方案6标记为“O”且比较例7标记为“X”。由上述，实施方案6中，确认通过将由PEEK材料制成的定影带安装在使调色剂图像热粘附于纸的定影装置中，从而满足耐弯曲性并且能够抑制开裂。
在此，关于实施方案6和比较例7，考虑耐弯曲性的差异。图7表示这种情况下定影带的温度与定影带的拉伸模量之间的关系。据此，从定影带的温度超过作为带材料的玻璃化转变温度(Tg)的143℃的点开始，定影带的拉伸模量大幅地减小。而且，通常已知拉伸模量与耐弯曲性具有显著的相关关系。
实施方案6中，在能够使调色剂图像熔融的温度范围，换言之，定影带的拉伸模量低的状态下，进行旋转操作，因此耐弯曲性优异。另一方面，比较例7中，在不能使调色剂图像熔融的温度范围，换言之，定影带的拉伸模量高的状态下，进行旋转操作，这使耐弯曲性恶化，因此导致开裂。以这种方式，根据本发明的定影带优选在能够使调色剂图像熔融的温度范围(80℃-140℃)内使用，特别优选在定影带的结晶热塑性树脂的玻璃化转变温度以上使用。
表5示出实施方案6、比较例6和比较例7的比较研究的结果汇总。
[表5]
纸起皱 开裂
实施方案6 ○ ○
比较例6 × ○
比较例7 ○ ×
在能够使调色剂图像熔融的温度范围内使用的定影带中，确认不需要特别担心如现有技术中所面对的起因于结晶度增加的耐弯曲性的劣化。因此，实施方案1中，将具有由能够低价制造的热塑性树脂形成的树脂层的定影带安装于定影装置中，能够抑制定影带的外径的收缩引起的纸皱纹的发生，同时满足耐弯曲性。
实施方案6中，尽管使用具有由作为结晶热塑性树脂的PEEK制成的树脂层的定影带，但本实施方案中，也能够预期与使用属于相同的芳族醚酮类的树脂时相似的结果。例如，能够使用由下述结晶热塑性树脂中的至少一种或至少两种制成的带：聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚芳基醚酮醚酮酮(PAEKEKK)、聚芳基醚酮(PAEK)、聚芳基醚醚酮(PAEEK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)、聚芳基醚酮酮(PAEKK)和聚芳基醚醚酮酮(PAEEKK)。这些中，优选PEEK、PEK或PEKEKK。
而且，即使在将添加剂或结晶树脂等与结晶热塑性树脂共混的情况下，也能够显示相似的作用和效果。由于结晶度的测定值随共混比而变化，因此在共混材料的情况下，通过确定该共混材料中的最大饱和结晶度并且规定相对于最大饱和结晶度的结晶度，能够显示实施方案6中所示的作用和效果，当然，在此省略其详细说明。根据本实施方案的定影带具有包括结晶热塑性树脂的层，但也可具有两层结构。例如，包括结晶热塑性树脂的层可用作基材，树脂例如全氟烷氧基烷烃(PFA)可被覆到包括结晶热塑性树脂的层的外周表面上。被覆树脂可选自全氟烷氧基烷烃(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)等。
[第七实施方案]
(装置的说明)
图8表示第七实施方案中的定影装置的横截面图，对该装置的概要进行说明。本实施方案中，使用图21中所示的表面加热定影装置。本构成中，定影带1与加压辊3形成定影压料部N，利用另外的加热辊对加压辊3的表面进行表面加热，将该热供给到记录材料和调色剂图像T，由此进行定影操作。
使内包卤素加热器13作为加热源的加热辊12压靠加压辊3，由此形成热压压料部H。由定影带1与加压辊3之间的接触部形成定影压料部N，当负载调色剂图像T的纸P通过该定影压料部N时，能够将纸P上的调色剂图像加热和定影。
带导2由耐热性树脂，例如液晶聚合物、PPS、PEEK等形成，将纵向的端部用装置框上支撑的固定撑条(fixing stay)7耦合。
加压弹簧(未图示)向固定撑条7的纵向的端部施加压力，由此将带导2压向加压辊3侧。这种情况下，施加于加压辊3的加压力为160N并且这种情况下的定影压料部N为6mm。为了固定撑条7在带导2的纵向上以均匀的方式传送由纵向的两端部受到的加压力，使用刚性材料例如铁、不锈钢、预涂覆(基于Zinkote)的钢板等，通过采用square U-型横截面形状，使刚性增加。
用加压弹簧挤压加热辊12的两端部中的挤压部(未图示)，并且使其压靠加压辊3。这种情况下，施加于加压辊3的加压力为160N。
温度传感元件6接触加热辊12的表面，并且根据温度传感元件6的传感温度控制定影装置的温度，换言之，卤素加热器13的输入功率。
本定影装置中，由于来自向加压辊3和/或加热辊12传送动力的马达(未图示)的驱动力，加压辊3和加热辊12旋转，利用在加压辊3的表面、定影带和纸P之间发挥作用的摩擦力，输送纸P，并且将调色剂加热和定影。
这种情况下使用的定影装置不同于图2中所示的定影装置，在于作为加热源的加热辊与定影带没有彼此直接接触。这种情况下，即使用这种定影装置，纸皱纹的发生也得到抑制并且起因于耐弯曲性的开裂的发生也能够抑制。
以下对实施方案7进行说明。使用的定影带是与实施方案6同样制造的定影带，其具有233mm的纵向长度、18.2mm的外径、130μm的膜厚度，并且由具有37％的结晶度的中空PEEK材料和PFA制成。
现在对实施方案7中加压辊3的组成进行说明。在11mm-直径钢芯上将balloonrubber层形成为3.4mm的厚度，在其上层叠150μm-厚的具有高导热性的橡胶层，进而用10μm-厚绝缘PFA管被覆，硬度为56度。弹性层和脱模层的纵向长度为229mm。
实施方案7中，在下述条件下确认纸皱纹的有无。通过将以150r/min的旋转速度使明信片纸(100mm宽×148mm高，209.5g/m2)的50张连续通过反复20次，使合计1000张明信片通过。然后，使100张Neenah Bond纸(215.9mm宽×279.4mm高，60g/m2)连续通过，并且确认纸中起皱的发生。而且，将纸通过过程中的目标温度设定为220℃并且相应地控制输入加热器的电力。该纸通过的过程中定影带的表面温度在纸通过的部分中达到约130℃，并且在纸没有通过的部分中达到约200℃。
确认这种情况下纸起皱的有无时，发现没有发生纸起皱。而且，定影带的中央和端部之间的外径比(中央/端部)为1.0005，因此能够保持在获得皱纹抑制效果的1.0045的值以下。
接下来，确认起因于纸通过的开裂的有无。关于纸通过条件，将定影装置中纸通过过程中的目标温度设定为220℃并且相应地控制输入加热器的电力。而且，达到目标温度后，实施控制以开始向定影装置通纸。这种情况下，定影带的温度达到了150℃。而且，定影装置中以150r/min的旋转速度通过的纸为Neenah Bond纸(215.9mm宽×279.4mm高，60g/m2)，并且将50张纸通过操作反复20次，由此通过合计1000张，结果，在定影带中根本没有发生开裂。
由以上，即使在加热源与定影带没有接触的系统中，如实施方案7的定影装置中那样，将使用能够低价地制造的热塑性树脂的定影带安装到定影装置中，能够抑制起因于定影带的外径的收缩的纸皱纹的发生，同时满足耐弯曲性。
尽管已参照例示实施方案对本发明进行了说明，但应理解本发明并不限于所公开的例示实施方案。下述权利要求的范围应给予最宽泛的解释以包括所有这样的变形以及等同的结构和功能。

Claims (22)

1.在图像加热装置中使用的圆筒状膜，该图像加热装置加热其上已形成了图像的记录材料，该圆筒状膜包含：
树脂层，该树脂层由将结晶树脂和具有比该结晶树脂高的玻璃化转变温度的无定形树脂共混而成的树脂制成，
其中该树脂层中该结晶树脂对于该无定形树脂的体积比为70/30至99/1。
2.根据权利要求1的膜，其中该结晶树脂是结晶聚芳基醚酮。
3.根据权利要求2的膜，其中该无定形树脂是具有磺酰基的树脂。
4.根据权利要求3的膜，其中该无定形树脂是磺化聚醚酰亚胺。
5.图像加热装置，其在压料部中进行将其上已形成了图像的记录材料输送的同时加热的加热处理，包括：
圆筒状膜，该膜具有树脂层，该树脂层由将结晶树脂和具有比该结晶树脂高的玻璃化转变温度的无定形树脂共混而成的树脂制成；
与该膜的内表面接触的压料部形成部件；和
经由该膜与该压料部形成部件一起形成该压料部的支撑部件，
其中该树脂层中该结晶树脂对于该无定形树脂的体积比为70/30至99/1。
6.根据权利要求5的图像加热装置，还包括加热部件，利用来自该加热部件的热加热该膜，
其中该图像加热装置控制该加热部件以致加热处理过程中该膜的温度高于该结晶树脂的玻璃化转变温度且低于该无定形树脂的玻璃化转变温度。
7.根据权利要求5的图像加热装置，其中该结晶树脂是结晶聚芳基醚酮。
8.根据权利要求7的图像加热装置，其中该无定形树脂是具有磺酰基的树脂。
9.根据权利要求8的图像加热装置，其中该无定形树脂是磺化聚醚酰亚胺。
10.根据权利要求5的图像加热装置，其中
该支撑部件是辊，和其中
该图像加热装置具有通过与该辊的外周表面接触而加热该辊的加热部件。
11.根据权利要求5的图像加热装置，还包括在该膜中引入的卤素加热器。
12.根据权利要求5的图像加热装置，其中该压料部形成部件是板状加热器。
13.图像加热装置中使用的圆筒状膜，该图像加热装置加热其上已形成了图像的记录材料，包含：
其中将结晶聚芳基酮和具有比该结晶聚芳基酮高的玻璃化转变温度的无定形树脂共混的树脂层，
其中该树脂层具有两个以上的通过差示扫描量热测定测定的玻璃化转变温度。
14.根据权利要求13的膜，其中该树脂层的通过差示扫描量热测定测定的起因于该无定形树脂的玻璃化转变温度低于未共混的该无定形树脂的玻璃化转变温度。
15.根据权利要求13的膜，其中该共混树脂的拉伸模量高于未共混的该结晶聚芳基酮的拉伸模量。
16.根据权利要求13的膜，其中该无定形树脂是具有磺酰基的树脂。
17.根据权利要求16的膜，其中该无定形树脂是磺化聚醚酰亚胺。
18.根据权利要求13的膜，其中该无定形树脂是由聚醚砜、聚苯基砜和聚砜中的任一种或至少两种制成的树脂。
19.根据权利要求13的膜，其中该结晶聚芳基酮是由聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚酮醚酮酮、聚醚酮酮、聚芳基醚酮醚酮酮、聚芳基醚酮、聚芳基醚醚酮、聚醚醚酮酮和聚芳基醚酮酮的任一种或至少两种制成的树脂。
20.图像加热装置中使用的圆筒状膜，该图像加热装置加热其上已形成了图像的记录材料，包括：
树脂层，其由结晶热塑性树脂制成，该树脂层的结晶度不小于该结晶热塑性树脂的最大饱和结晶度的81％。
21.根据权利要求20的膜，其中该结晶热塑性树脂的结晶度不小于30％。
22.根据权利要求20的膜，其中该结晶热塑性树脂是由聚醚醚酮、聚醚酮和聚醚酮醚酮酮中的任一种或至少两种制成的树脂。
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