CN105291346A - 定影部件制造设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及定影部件制造设备。一种用于制造定影部件的制造设备包括：金属模具，所述金属模具能够将定影部件的基材保持在所述金属模具的内侧中；和注射部件，所述注射部件包括一组开口，所述一组开口配置成将包含针状填料的液体橡胶注射到保持基材的金属模具中。注射部件配置成使得所述一组开口的总周长与金属模具内表面和基材外表面的周长之和的比率是1.3以上且3.3以下。

Description

定影部件制造设备

技术领域

本发明涉及在定影装置中使用的定影部件的制造设备，所述定影装置安装在诸如复印机、打印机或传真机的成像设备中。

背景技术

电子照相类型的成像设备包括定影装置，所述定影装置用于通过加热和挤压在记录材料(片材)上形成的调色剂图像而在记录材料(下文称为片材)上定影调色剂图像。这个定影装置包括诸如加热辊(加热带)或挤压辊(挤压带)的定影部件，且具有在这些辊(带)挤压接触到彼此的位置实施定影过程的构造。

在这种定影装置中，已经知道的是，当宽度比在装置中可用的具有最大宽度(尺寸)的片材小的片材(小尺寸片材)连续地穿过装置时，定影部件的无片材经过区域的温度过度增加(下文称为无片材经过部分温度升高)。

这个无片材经过部分温度升高易于随着成像设备的较高的处理速度(处理速度)而产生。这是因为片材穿过定影夹持部的时间由于加速而变短，并且因此需要增加用于在片材上定影调色剂图像的热量。

以这种方式，当产生无片材经过部分的温度升高时，温度超过构成定影装置的每个部件的耐热温度且因此处理速度下降。换言之，无片材经过部分温度升高导致成像生产率下降。

为了抑制生产率下降，在日本公开专利申请2002-351243中公开的装置中，旨在增强挤压辊相对于挤压辊的轴向方向的导热率。

特别地，导热率高的针状填料散布在构成挤压辊的橡胶层中。

而且，日本公开专利申请Hei4-158011公开了模制加热辊的橡胶层的方法。特别地，这个方法是这样的方法：芯金属被设定在金属模具中，而后液体橡胶被注射到金属模具内表面和芯金属外表面之间(下文称为浇铸方法)。

然而，根据发明人的研究，当针状填料散布在其中的液体橡胶通过利用这个浇铸方法被注射到金属模具中时，证明会产生问题。换言之，根据设有开口的用于允许将液体橡胶注射到金属模具中的注射部件的构造，证明的是，针状填料没有按假定的方式沿液体橡胶的注射方向定向。

发明内容

根据本发明的一方面，设置用于制造定影部件的制造设备，包括：金属模具，所述金属模具能够在其内侧保持定影部件的基材；和注射部件，所述注射部件包括一组开口，所述一组开口配置成将包含针状填料的液体橡胶注射到保持基材的金属模具中，其中，注射部件配置成使得所述一组开口的总周长与金属模具内表面和基材外表面的周长总和的比率是1.3以上且3.3以下。

当考虑以下结合附图对本发明优选实施方式的说明时，本发明的这些和其他目的、特征以及优点将变得更加明显。

附图说明

图1是示出根据实施方式的定影装置的结构的示意性剖视图。

在图2中，(a)是示出挤压辊的总体结构的透视图，而(b)是辊的待测量样品的示意图。

在图3中，(a)和(b)是金属模具的结构的示意图。

在图4中，(a)和(b)是设置在一端侧模具件(插入模具)中的注射孔的示意图。

在图5中，(a)-(c)是将辊基材布置在金属模具中的方式的示意图。

图6是浇铸步骤的示意图。

图7是设置在一端侧模具件中的注射孔的另一示例的示意图。

图8是设置在一端侧模具件中的注射孔的另一示例的示意图。

图9是电子照相成像设备的示例的示意性结构图。

具体实施方式

<实施方式>

将参考附图具体地描述本发明的实施方式。首先，将使用图1的示意性剖视图描述根据这个实施方式的定影装置。作为根据本发明的定影部件，将详细描述在定影装置中使用的挤压辊，采用所述挤压辊作为示例。

使用如图9所示的设备作为电子照相成像设备。这个设备包括：旋转感光部件101、充电装置102和图像曝光装置103，它们是潜像形成装置；和用于利用调色剂将在感光部件上形成的潜像显影的显影装置104。而且，设备包括：转印装置105，用于转印通过显影潜像获得的调色剂图像；清洁装置106，用于在调色剂图像转印之后清洁感光部件表面；和定影装置10，作为用于在记录材料上定影调色剂图像的定影装置，等等。

[定影装置]

在图1中示出的定影装置10包括作为加热部件的陶瓷加热器1、作为加热部件支撑部件的加热器保持件2、作为定影部件的定影带3、和作为弹性辊的挤压辊4。

加热器1包括诸如发热电阻器的发热源，所述发热源由未示出的电力供应装置供应电力，并且通过电力的供应而温度突增。加热器的温度被未示出的温度检测装置检测，并且检测温度信息被输入未示出的控制装置。控制装置控制从电力供应装置供应到发热源的电力，使得从温度检测装置输入的检测温度维持在预定的定影温度，并且因此将加热器1的温度控制在预定温度。

加热器1由加热器保持件2固定地支撑，所述加热器保持件由耐热材料形成，具有刚性并且截面为基本半圆槽形状。特别地，在保持件2的下表面处，沟槽部分2a沿保持件纵向方向(在图1的图纸上的前后方向)设置，并且加热器1被装配(接合)在沟槽部分2a中。

定影带3从内侧到外侧包括环形基材3a、带弹性层3b(在此指出以与后文描述的挤压辊4的弹性层4b区分)、和表面层3c。定影带3是具有内周表面的环形带，加热器1和保持件2在所述内周表面上滑动，并且定影带以一周边余量围绕支撑加热器1的保持件2的外周装配。

如后文描述的，加热器1和挤压辊4挤压接触到定影带3，使得定影夹持部N形成在定影带3和挤压辊4之间。通过由旋转装置M(诸如电机)以预定圆周速度沿箭头R4的逆时针方向旋转地驱动挤压辊4，定影带3在其内表面处密闭地接触到加热器表面，并且当在加热器表面上滑动时通过挤压辊4的旋转而围绕保持件2沿箭头R3的顺时针方向旋转。

保持件2不仅用作用于加热器1的保持部件，而且用作用于定影带3的旋转引导部件。润滑剂(油脂)被施加到定影带3的内周表面上，以确保加热器1和保持件2的滑动特性。附带地，在此处，带包括膜状部件。

作为定影部件的挤压辊4从内侧到外侧包括基材(芯金属)4a、弹性层(橡胶层)4b和离型层4c。挤压辊4在使用期间由旋转驱动装置M旋转地驱动。出于这个原因，基材4a经由承载部件被未示出的固定部分(诸如，定影装置10的框架)可旋转地支撑。

挤压辊4经由被保持件2支撑的定影带3设置在与加热器1相对的位置。而且，挤压辊4和定影带3通过由未示出的挤压机构将预定压力施加到挤压辊4和定影带3而挤压接触到彼此，使得每个弹性层3b和4b弹性变形。因此，在挤压辊4和定影带3之间形成相对于记录材料供给方向(片材供给方向)具有预定宽度的定影夹持部N。

当挤压辊4由旋转驱动装置M旋转地驱动时，挤压辊4供给片材(记录材料)P，同时在自身和通过挤压辊4旋转的定影带3之间的定影夹持部N处夹持片材P。而且，定影带3被加热器1加热直到其表面温度达到预定温度(例如，200℃)。在这个状态下，当其上用未定影的调色剂T形成有未定影的调色剂图像的片材P被夹持供给地穿过定影夹持部N时，在片材P上的未定影的调色剂T被加热和加压。然后，未定影的调色剂T被熔化且颜色混合，因此未定影的调色剂T在此之后被冷却，由此，未定影的调色剂图像在片材P上定影为定影图像。

[定影带]

将描述定影带3。如图1所示，定影带3设有在基材3a的外周边上的带弹性层3b和在带弹性层3b的外周边上的表面层3c。考虑到基材3a需要耐热特性和抗弯性的必要性，使用耐热树脂材料，诸如，聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺或聚醚醚酮(PEEK)。

如果也考虑导热特性，对于基材3a，也可以使用具有比耐热树脂材料更高的导热率的金属材料，诸如，不锈钢(SUS)、镍(Ni)或镍合金。而且，对于基材3a，需要增加机械强度同时减小热容量，并且因此基材3a的厚度理想地可以是5μm-100μm，优选20μm-85μm。

带弹性层3b是用于涂覆基材3a的外周边的硅橡胶层。当片材P穿过定影夹持部N时带弹性层3b将热量均匀地施加到未定影的调色剂T，以便包围在片材P上的未定影的调色剂T。带弹性层3b以这种方式作用，从而能够获得具有高光泽度且无定影不均匀性的良好图像。

然而，当带弹性层3b较薄时，不能获得充分弹性，从而不能获得良好图像。另一方面，当带弹性层3b较厚时，热容量变大，使得通过加热达到预定温度花费很多时间。出于那个原因，带弹性层3b的厚度理想地可以是30μm-500μm，优选100μm-300μm。

带弹性层3b并未被特别地限制，但是出于以下各种原因：加工容易、带弹性层3b能够以高尺寸准确性加工、且不会在热硬化期间产生反应副产物等等原因，可优选使用加成反应交联类型的液体硅橡胶。加成反应交联类型的液体硅橡胶包含例如有机多分子硅醚和有机氢聚硅氧烷，并且还可进一步包含催化剂和另一添加剂。有机多分子硅醚是从作为起始材料的硅橡胶获得的基础聚合物，并且可优选使用数均分子量为5,000-100,000且重均分子量为10,000-50,000的有机多分子硅醚。

液体硅橡胶是在室温下具有流动性的聚合物，但通过加热硬化，并且在硬化之后具有低硬度特性，且具有充分耐热特性和变形恢复力。出于那个原因，液体硅橡胶不仅适合用于带弹性层3b，而且适合用于后文描述的挤压辊4的弹性层4b。

附带地，如果带弹性层3b由硅橡胶单独形成，则带弹性层3b的导热率变低。当带弹性层3b的导热率较低时，由加热器1产生的热量不容易经由定影带3传导到片材P，并且因此当调色剂定影在片材P上时，加热不充分，从而能够发生图像缺陷，诸如，定影不均匀。

因此，为了增加带弹性层3b的导热率，例如具有高导热率的颗粒高导热填料被混合且散布在带弹性层3b中。作为颗粒高导热填料，使用碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、氧化铝(Al₂O₃)、氮化铝(AlN)、氧化镁(MgO)、碳黑等等。

而且，根据用途，也可以使用针状高导热填料或类似物，而非颗粒高导热填料。换言之，作为高导热填料的形状，除了颗粒形状和针状形状之外，还有粉末形状、板状形状、细须形状等等形状，使得也可以将具有任何这些形状的材料用于带弹性层3b。而且，这些材料可以单独使用或混合其两个或更多个种类使用。附带地，高导热填料被包含在带弹性层3b中，使得导电性也被赋予带弹性层3b。

表面层3c是用于涂覆带弹性层3b外周边的含氟树脂层。表面层3c设置用于使得调色剂较少地沉积在定影带3上。对于表面层3c，可优选使用含氟树脂材料，诸如，四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(树脂材料)(PFA)，四氟乙烯树脂材料(PTFE)或四氟乙烯六氟丙烯共聚物(树脂材料)(FEP)。表面层的厚度理想地可以是1μm-50μm，优选8μm-25μm。附带地，表面层3c可能仅需要通过将含氟树脂管涂覆在外周边上或通过将由含氟树脂材料构成的涂料施加在外周边上而形成在带弹性层3b的外周边上。

[挤压辊]

将描述挤压辊4。在图2中，(a)是挤压辊4的透视图，所述挤压辊是弹性辊。挤压辊4形成为多层结构，包括在柱形基材4a的外周边上的弹性层4b和离型层4c，所述弹性层与基材4a同心地形成，并且所述离型层涂覆在弹性层4b的外周边上。附带地，如图2的(a)所示，在下文中，挤压辊4的圆周方向由"x"方向指代，挤压辊4的轴向方向由"y"方向指代，并且挤压辊4的厚度方向(径向方向)由"z"方向指代。

<基材>

柱形基材4a是利用不锈钢形成的轴芯材料或芯金属，所述不锈钢包含钢材料，诸如，镀有镍或铬、磷青铜或铝的SUM材料(硫磺或硫磺合成的自由切割型钢材料)。基材4a的外径可能仅需要是4mm-80mm。小直径轴部分4a-1和4a-2分别设置在基材4a的一端侧和另一端侧中，与基材4a同心。分别设置在一端侧和另一端侧中的每个小直径轴部分4a-1和4a-2是由未示出的固定部分(诸如，定影装置10的框架)可旋转地支撑的部分。

<弹性层>

弹性层4b是涂覆基材4a外周边的橡胶。弹性层4b可优选使用与定影带3的带弹性层3b中的硅橡胶类似的硅橡胶。弹性层4b也可形成为所谓的多孔弹性层(泡沫海绵橡胶)，气泡(孔隙)或水散布在所述多孔弹性层中，以增强相对于层厚度方向(z方向)的耐热特性。而且，当弹性层形成时，作为液体材料，使用液体橡胶混合物，在所述液体橡胶混合物中，针状填料被散布在液体橡胶中。针状填料是高导热填料，并且散布在弹性层中，使得能够形成热量流动路径。

而且，当针状高导热填料在硬化之前被揉压到上述加成反应交联类型的液体硅橡胶中时，高导热填料具有细长纤维形状，并且因此趋向于在高导热橡胶弹性层被模制时沿液体橡胶流动的方向定向。出于那个原因，通过使得液体橡胶沿弹性层中的热量流动的方向流动，并且旨在增加弹性辊的延伸部分而进行模制，由此沿方向(y方向)的热量流动能够比沿其他方向的热量流动大。

这个实施方式的目的是增强弹性辊的相对于与记录材料方向垂直的方向(即，相对于轴向方向(y方向))的导热率。出于那个原因，使得当橡胶层被模制时液体橡胶的注射方向等于基材4a的纵向方向(y方向)，使得针状填料的定向方向旨在统一为y方向。因此，当小尺寸纸张穿过定影装置10时，可以抑制作为无片材经过部分的旋转部分的温度过度增加。换言之，即使辊的无片材经过部分的温度增加，热量也容易流向温度相对低的片材经过部分或流向辊的相对于轴向方向的两端部分。换言之，热量高效地朝向片材经过部分或辊的两端部分散布。

如果厚度是以下程度，则弹性层4b的厚度不受具体限制：当整个弹性层与定影带3接触而弹性变形时，能够形成具有相对于记录材料供给方向的理想宽度的定影夹持部N，但所述厚度可优选是2.0mm-10.0mm。从确保具有理想宽度的夹持部N的角度，弹性层4b的硬度的范围可优选为20°以上且70°以下。

如上所述，针状填料被混合在弹性层4b中。这种针状填料是形状为例如柱形形状或多边形棱镜形状的条状部件，并且是长度与直径的比率较大(即，高纵横比率)的部件。纵横比率可优选为4.5-200。作为针状填料，使用相对于填料纵向方向的导热率为500W/(m·K)以上的沥青基碳纤维。

沥青基碳纤维是由"沥青"制造的碳纤维，沥青是石油精炼副产品或煤碳化副产品，并且取决于经历旋转的沥青的晶体状态，沥青基碳纤维被分成中间相沥青类型和各向同性沥青类型。具体地，通过对表现出光学各向异性的中间相沥青进行纺丝获得的中间相沥青基碳纤维具有这样的特征：纤维具有高导热率和弹性模量，并且另一方面具有非常小的热膨胀系数。

用作混合在弹性层4b中的针状填料的沥青基碳纤维可优选为大约5μm-11μm的平均直径和大约50μm-1000μm的平均长度。这是因为当平均长度比50μm短时，相对于弹性层4b的导热率不容易呈现各向异性效应(导热率各向异性)。另一方面，这是因为当平均长度比1000μm长时，难于使纤维散布到弹性层4b中。

而且，针状填料在弹性层4b中的散布含量的体积比率理想地可以是5％-40％。这是因为当针状填料的散布含量的体积比率比5％小时，导热率不能增强并且不能获得足以抑制无片材经过部分温度升高的产生的导热率。另一方面，这是因为当针状填料的散布含量的体积比率超过40％时，液体橡胶的流动性降低且难于加工及模制弹性层，并且硬度增加而失去作为弹性层的功能。

<离型层>

离型层4c是含氟树脂层。离型层4c通过以例如全氟烷氧基树脂(PFA)的树脂管涂覆弹性层4b的外周边而形成。可选地，离型层4c也可通过在弹性层4b的外周边上施加由含氟树脂材料构成的涂料而形成，所述含氟树脂材料诸如是聚四氟乙烯(PTFE)或四氟乙烯六氟丙烯共聚物(FEP)。离型层4c的厚度并未具体受限，但可优选为大约15μm-80μm。这个离型层4c设置成使得调色剂不容易沉积在挤压辊4上。

附带地，取决于诸如供应电力的目的或类似目的，也可在弹性层4b和离型层4c之间设置底漆层(粘附剂层)。

[弹性辊的制造方法]

在下文中，将描述挤压辊(弹性辊)的制造方法，所述挤压辊适于用作上述挤压辊4，包括柱形基材4a和与基材4a同心地模制且包含针状填料的橡胶层4b。

<金属模具>

在图3中，(a)是在这个实施方式中的挤压辊的浇铸制造中使用的金属模具11的分解透视图。金属模具11包括具有柱形模制空间(下文称为腔体)53的中空金属模具(中空筒形金属模具，筒形模具)5、和一端侧模具件(插入模具)6及另一端侧模具件7，所述一端侧模具件和所述另一端侧模具件分别安装在(连接于)中空金属模具5的一端侧开口51和另一端侧开口52中。在图3中，(b)是中空金属模具5、一端侧模具件6和另一端侧模具件7的纵向剖视图。

所述一端侧模具件6是用于允许将液体橡胶注射到中空金属模具5的腔体53中的模具件(注射部件)。所述另一端侧模具件7是用于允许通过将液体橡胶注射到腔体53中而排放从腔体53内推出的空气的模具件(排放部件)。

在图4中，(a)是所述一端侧模具件6的平面图(腔体侧的端面图)，并且(b)是所述一端侧模具件6的仰视图(与腔体侧相反的一侧的端面图)。在平面图中的所述一端侧模具件6的中央部分处设置作为基材保持部分的中央孔6c，基材4a的所述一端侧小直径轴部分4a-1将插入所述中央孔中。而且，圆周孔(中空凹进部分)6a设置在底侧中。而且，圆周孔6a设有多个液体橡胶注射孔6b，所述多个液体橡胶注射孔沿圆周孔6a的周边从上表面侧到底侧布置。

而且，在所述另一端侧模具件7的上表面中央部分(腔体侧的端面中央部分)处设置作为基材保持部分的中央孔7c，基材4a的所述另一端侧小直径轴部分4a-2将插入所述中央孔中。然后，多个排放孔7b从上表面侧到底侧地设置。

所述一端侧模具件6从上表面侧接合到所述一端侧开口51中，且充分插入直到上表面侧中的圆周边缘部分抵接在开口的内周表面上的圆形阶梯部分51a且由之接收，使得所述一端侧模具件6安装在中空金属模具5的所述一端侧中。而且，所述另一端侧模具件7从上表面侧接合到所述另一端侧开口52中，且充分插入直到上表面侧中的圆周边缘部分抵接在开口的内周表面上的圆形阶梯部分52a且由之接收，使得所述另一端侧模具件7安装在中空金属模具5的所述另一端侧中。

<基材到金属模具中的放置>

用于硅橡胶的底漆在待形成橡胶弹性层4b的部分处预先施加在基材4a上，而后在炉中用内部热空气循环烘烤。如图5的(a)所示，所述一端侧模具件6安装在中空金属模具5的所述一端侧开口51中。然后，如图5的(b)所示，上述基材4a从所述一端侧小直径轴部分4a-1侧通过所述另一端侧开口52插入中空金属模具5中，而后小直径轴部分4a-1插入所述一端侧模具件6的上表面侧中央孔6c中且由之保持。

然后，如图5的(c)所示，在基材4a的所述另一端侧小直径轴部分4a-2插入上表面侧中央孔7c中且由之支撑的状态下，所述另一端侧模具件7通过所述另一端侧开口52安装在中空金属模具5中。

因此，在所述一端侧和所述另一端侧小直径轴部分4a-1和4a-2分别由所述一端侧和所述另一端侧模具件6和7的中央孔6c和7c支撑的状态下，基材4a同心地定位且保持在金属模具5的柱形腔体53的柱形中央部分处。而且，在柱形腔体53的圆筒模制表面(内周表面)53a和基材4a的外表面(外周表面)4a-3之间，围绕基材4a的外周边形成用于允许具有预定厚度的橡胶弹性层4b的浇铸模制的间隙(空隙)8。

附带地，将基材4a放置在金属模具11的腔体53中并非受限于上述程序。中空金属模具5、基材4a、所述一端侧模具件6以及所述另一端侧模具件7可以仅最终如图5(c)所示地组装。

<液体橡胶的浇铸>

在金属模具11中，基材4a如上所述设置在腔体53中，如图6所示，所述金属模具以竖直姿态被挤压且固定在下侧夹具12和上侧夹具13之间，所述下侧夹具和上侧夹具彼此对立，同时所述一端侧模具件6侧是相对于重力方向的下侧且所述另一端侧模具件7侧是相对于重力方向的上侧。金属模具11的所述一端侧模具件(下文称为下模具件)6被接合到下侧夹具12的接收孔12a中且由之接收。金属模具11的所述另一端侧模具件(下文称为上模具件)7被接合到上侧夹具13的接收孔13a中且由之接收。

换言之，金属模具11以柱形腔体53的柱形轴线竖直指向且布置注射孔(开口)6b的一侧是下侧的姿态状态被保持在下侧夹具12和上侧夹具13之间，而后实施浇铸步骤。附带地，金属模具11也可具有在模制期间利用组合的数个分开金属模具的构造。

液体橡胶注射端口12b设置在下侧夹具12的接收孔12a的中央部分处。外部液体橡胶供给装置14的液体橡胶供给管道14a连接到液体橡胶注射端口12b。排放端口13b布置在上侧夹具13的接收孔13a的中央部分处。

液体橡胶供给装置14被驱动，并且液体橡胶穿过液体橡胶供给管道14a且通过注射端口进入接收孔12a，使得液体橡胶被填充到由接收孔12a和在下模具件6的底侧中的圆周孔6a构成的空间部分中。

随着液体橡胶的后续供应，被填充的液体橡胶穿过沿圆周孔6a周边设置的所述多个液体橡胶注射孔6b且从下模具件6的底侧朝向上表面侧流动。然后，液体橡胶被注射到形成在柱形腔体53的筒形模制表面53a和基材4a的外表面4a-3之间的间隙8中。随着液体橡胶的进一步后续供应，沿重力方向从下方到上方地推进液体橡胶到间隙8中的注射。随着将液体橡胶从下方朝向上方地注射到间隙8中，存在于间隙8中的空气在间隙8中从下方被向上推动，使得液体橡胶从间隙8穿过上模具件7的排放孔7b和上侧夹具13的排放端口13b，并且从金属模具11排出。

通过下侧模具件6的相应液体橡胶注射孔6b相对于间隙8的圆周方向平均地将液体橡胶注射到间隙8中。此外，基材4a处于基材4a由上部件和下部件7和6同心地固定在腔体53的柱形中央部分处且没有因液体橡胶的注射而移动的状态，使得间隙8能够被液体橡胶充分填充而不产生厚度偏差(不均匀)。

此时，由腔体53和基材4a生成的液体橡胶沿基材4a的轴向方向在间隙8中的流动根据注射孔6b的形状而变化。由于液体橡胶的轴向方向流动相对于间隙8的径向方向和圆周方向是均匀的，散布在液体橡胶中的针状填料沿液体橡胶的流动均匀定向，并且因此相对于轴向方向的导热率能够有效地增强。

至少直到间隙8被液体橡胶充分填充之前，将液体橡胶注射到金属模具11中。上模具件7的排放孔7b不需要被液体橡胶充分填充。在液体橡胶的注射之后(在注射步骤结束之后)，金属模具11从上下夹具13和12拆卸。此时，下模具件6和上模具件7的外部开口通过安装盲板而密闭地密封，使得注射的液体橡胶不会流过下模具件6和上模具件7的外部开口。然后，通过将整个金属模具11放置到具有内部热空气循环的炉中、或通过围绕金属模具11的加热面板等而硬化金属模具11中的液体橡胶(通过加热金属模具11硬化在金属模具中的液体橡胶的橡胶硬化步骤)。

在橡胶硬化之后，金属模具11被适当地冷却(水冷却或空气冷却)。在那之后，下模具件6和上模具件7从中空金属模具5拆卸，而后辊从中空金属模具5脱模(在橡胶硬化步骤结束之后脱模金属模具中的弹性层的脱模步骤)，在所述辊中，弹性层4b层压在基材4a上。

对于在橡胶硬化之后的脱模，下模具件6和上模具件7从中空金属模具5的拆卸如此实施：笔直地或在分别沿开口51和52扭转模具件7和8的同时分别从所述一端侧开口51和所述另一端侧开口52拉出部件7和8。通过抵抗在中空金属模具5中的弹性辊的硬化橡胶层的端面和分别在下模具件6和上模具件7中的孔6b和7b中的硬化橡胶层之间的关联部分(连接部分)的结合强度而进行拆卸。

然后，从中空金属模具5脱模的弹性辊经历重整以按需要移除剩余在弹性层4b的所述一端侧和所述另一端侧上的毛刺和不规则部分。

<离型层4c的形成>

利用粘附剂，作为离型层4c的含氟树脂制管涂覆在弹性层4b上且被联合(离型层形成步骤)。在弹性层4b和离型层4c被层间结合到彼此而无需利用粘附剂的情况下，也可不使用粘附剂。

离型层4c并非必然被要求在步骤中最终形成，而是也能够由以下方法层压，在所述方法中，管预先安装在中空金属模具5的腔体的内壁表面上，而后液体橡胶被浇铸。

换言之，在上述浇铸步骤中，构成用于涂覆橡胶弹性层4b外周表面的离型层4c的树脂管预先安装在中空金属模具5的腔体53的柱形模制表面53a上。然后，液体橡胶被注射到形成在树脂管的内周表面和基材4a的外表面4a-3之间的间隙8中。实施在浇铸步骤结束之后通过加热金属模具11而硬化金属模具11中的液体橡胶的橡胶硬化步骤和在橡胶硬化步骤结束之后脱模金属模具中的弹性辊的脱模步骤。

而且，在形成弹性层4b之后，也可以通过诸如以含氟树脂材料涂覆的已知方法形成离型层4c。

在此，离型剂被预先施加在下模具件6和上模具件7中的每个的液体接触表面上，并且在脱模之后，在每个模具件中剩余的液体橡胶被移除，而后再次使用每个模具件。当离型剂被预先施加时，容易移除剩余在关联模具件上的硬化橡胶。离型剂也施加在中空金属模具5的模制表面53a上，由此在橡胶硬化之后脱模变得容易。

[挤压辊的评估]

在下文中，对于由上述弹性辊制造方法形成的挤压辊4的评估，将利用后文描述的实施方式1-3和比较例1-3说明。在这个实施方式中，获得每个导热率以用于评估。

<导热率>

在这个实施方式中，获得导热率以用于评估。导热率由热扩散率转换。对于热扩散率的测量，使用这种类型的装置，其中通过温度可变类型的热波分析方法测量热扩散率。作为这种类型的装置，使用热扩散率测量装置，诸如"ai-PhaseMobile2"(商标名称，由ai-phase有限公司制造)。

利用这个装置，挤压辊4的热扩散率相对于如图2的(a)所示的挤压辊4的圆周方向(x方向)、AD(y方向)和厚度方向(z方向)中的每个测量。如图2的(b)所示，对于相对于圆周方向(x方向)的热扩散率的测量，挤压辊4沿yz平面剖切以便具有相对于x方向的1mm以下的厚度且用作测量样品S。对于相对于轴向方向(y方向)的热扩散率的测量，挤压辊4沿zx平面剖切以便具有相对于y方向的1mm以下的厚度且用作测量样品S。对于相对于厚度方向(z方向)的热扩散率的测量，挤压辊4沿xy平面剖切以便具有相对于z方向的1mm以下的厚度且用作测量样品S。然后，利用这些测量样品S，在50℃的设定温度，相对于每个方向测量热扩散率5次，并且将5个测量值的平均用作圆周方向热扩散率、轴向方向热扩散率和厚度方向热扩散率中的每个。

为了将热扩散率转换成导热率，需要使用密度和比热容的值。对于密度的测量，使用干燥类型自动密度计量仪，诸如"Accupyc1330"(商标名称，由Shimadzu公司制造)。而且，对于比热容的测量，使用示差扫描热量计，诸如"DSC823"(商标名称，由Mettler-Toredo国际公司制造)。在这种情况下，作为具有用作比较比热容的参考的已知比热容的物质，使用蓝宝石。

通过这个测量装置测量比热容5次，并且将5个测量值的平均用作比热容。导热率λ通过下述获得：将由此获得的密度乘以由此获得的比热容，而后将该结果值乘以上述热扩散率。

<轴向定向特性的指数>

对于针状填料在弹性层4b中沿轴向方向的定向程度的评估，使用轴向定向比率(％λy)。轴向定向比率(％λy)由以下公式1获得：

轴向定向比率(％λy)＝λy×100/(λx+λy+λz)(％)…公式1。

在此，λx是弹性层4b相对于圆周方向的导热率，λy是弹性层4b相对于轴向方向的导热率，并且λz是弹性层4b相对于厚度方向的导热率。能够这样说，对于较高的轴向定向比率(％λy)，较大量的针状填料在弹性层4b中沿轴向方向定向。

<图像评估>

通过以下方式完成图像条纹的评估，所述图像条纹能够通过在液体橡胶的浇铸期间产生的熔接线相对于挤压辊4的旋转方向(即，片材供给方向)周期地产生。在上述定影装置10中，在定影带3的表面温度达到180℃之后，A4尺寸的涂布纸张(商标名称："OKTopcoat"，84.9g/m²，由OjiHoldings公司制造)以长边缘供给方式穿过定影装置10，未定影的调色剂图像置于所述涂布纸张上。利用合成的调色剂定影图像，通过目测区分相对于供给方向的周期性图像条纹的存在与否。

<评估结果>

相对于后文描述的实施方式1-3和比较例1-3的每个挤压辊完成评估。评估项目如下。

Sb是在形成于模具件6中的注射孔6b接触液体橡胶的部分处相对于注射方向的每单位长度的表面面积(mm²/mm)。换言之，当在图2中沿z-x平面观察部件6的(相对于注射方向的最下游端)部分的截面时，所述一组注射孔(开口)6b的总值(总周长)。

Sa是在基材4a接触金属模具5中的液体橡胶的表面处和在筒形金属模具5的内表面处相对于注射方向的每单位长度的表面面积(mm²/mm)。换言之，金属模具5内表面的周长和基材4a的外表面a的周长的和。

Sb/Sa能够从以上描述的Sb和Sa获得。而且，换言之，Sb/Sa是所述一组注射孔(开口)6b的总周长与金属模具5内表面的周长和基材4a外表面a的周长之和的比率。换言之，在这个实施方式中，如后文描述，在模具件6的相对于注射方向的下游端处，为了增加液体橡胶与模具件6的接触部分，Sb/Sa被设定在1.3以上。

λy是弹性层4b相对于轴向方向的导热率(W/(m·K))。

％λy是轴向定向比率(％)。

图像条纹是由于后述的因素而产生的不利。

换言之，当待模制的橡胶层的厚度变厚(即，间隙宽度变大)时，液体橡胶的流动变成紊流流动，使得针状填料的定向变得不均匀。此时，施加在液体橡胶上的剪切应力在金属模具的模制空间部分的表面附近且在芯金属的外周表面附近较大，并且因此针状填料沿流动方向容易地定向，但是在间隙的中央部分附近，定向被紊流流动扰乱。

因此，定向状态在针状填料被定向的部分和针状填料未被定向的部分之间不同，使得在液体橡胶硬化之后橡胶层的表面硬度产生不均匀。在这种状态下使用挤压辊的情况下，由于表面硬度不均匀，周期性图像条纹出现。

以上结果在表格1中总结。

*1："SaA"是金属模具中的层接触表面面积。

*2："SbA"是注射孔中的层接触表面面积。

*3："SAR"是表面面积比率。

*4："TC"是相对于轴向方向的导热率。

*5："AOR"是轴向定向比率。

*6："IS"是图像条纹。

外径24mm的铁制芯金属用作基材4a且共用于实施方式1-3和比较例1-3中的所有挤压辊。作为在芯金属的周面上施加的底漆，使用"DY39-051"(商标名称，由DowCorningToray有限公司制造)。底漆被施加在芯金属周表面上，并且在那之后在炉中利用内部热空气循环在180℃烘烤30分钟。

作为用于在芯金属周表面上形成的弹性层4b的液体橡胶混合物，使用这样的混合物，在所述混合物中，作为针状填料，使用平均纤维径9μm、平均纤维长度250μm且导热率900W/(m·K)的沥青基碳纤维"GRANOCMilledFiberXN-100-25M"(商标名称，由NipponGraphiteFiber有限公司制造)，并且所述沥青基碳纤维以10％的体积比率混合且散布在重均分子量50,000的加成反应交联类型的液体硅橡胶中。

作为离型层4c，使用内径29.5mm的含氟树脂(PFA)管，并且预先插入到内径30.2mm的中空金属模具5中的含氟树脂管在其端部分处朝向中空金属模具5的外壁表面向后折叠，且因此布置在筒形金属模具的内壁表面上。

底漆"DY39-067"(商标名称，由DowCorningToray有限公司制造)施加在安装于筒形金属模具的内壁表面上的含氟树脂管的内表面上，而后在炉中利用内部热空气循环在70℃干燥20分钟。在经历底漆处理(施加)之后，芯金属同心地设置在中空金属模具5中，并且模具件6和7与中空金属模具5的下端部分和上端部分接合，而后芯金属通过利用夹具挤压中空筒形金属模具和在端部分处的模具件而同心地固定布置在中空筒形金属模具中。

上述针状填料被混合和布置在液体橡胶混合物中，所述液体橡胶混合物被注射到芯金属和布置在金属模具内壁上的含氟树脂管之间，并且在金属模具端部分处的模具件被密闭地密封。然后，整个金属模具被留置在炉中4个小时，其中内部热空气循环保持在200℃，使得液体橡胶混合物被硬化，并且同时，芯金属、橡胶和管被结合且成一体。在用水冷却金属模具之后，被管涂覆的辊从金属模具脱模。

通过上述步骤，获得实施方式1-3中的挤压辊和比较例1-3中的挤压辊。在每个挤压辊中，基材4a、弹性层4b和离型层4c的外径为30mm，并且弹性层4b的厚度为3.0mm。

(实施方式1)

在实施方式1中，作为液体橡胶注射侧中的下模具件6，使用具有注射孔6b的模具件，每个注射孔具有2mm的内径，所述注射孔如图4(a)所示沿圆周方向在36个位置设置成两列。然后，液体橡胶混合物被注射到安装在金属模具内壁上的含氟树脂管和与金属模具同心布置的芯金属之间。

在注射孔6b接触到液体橡胶的部分处相对于注射方向的每单位长度的表面面积Sb是在接触筒形金属模具中的液体橡胶的芯金属表面处和在筒形金属模具内表面处相对于注射方向的每单位长度的表面面积Sa的1.3倍。

(实施方式2)

在实施方式2中，作为液体橡胶注射侧中的下模具件6，使用具有注射孔(圆周孔)6b的模具件，所述注射孔相对于径向方向分成两组，每组注射孔具有相对于径向方向的1.3mm的宽度且每组注射孔如图7的(a)所示相对于圆周方向以120°的规则间隔分成3个部分。然后，液体橡胶混合物被注射到安装在金属模具内壁上的含氟树脂管和与金属模具同心布置的芯金属之间。

在注射孔6b接触到液体橡胶的部分处相对于注射方向的每单位长度的表面面积Sb是在接触筒形金属模具中液体橡胶的芯金属表面处和在筒形金属模具内表面处相对于注射方向的每单位长度的表面面积Sa的2.0倍。

(实施方式3)

在实施方式3中，作为液体橡胶注射侧中的下模具件6，使用具有分开的48个注射孔(圆周孔)6b的模具件，如图8的(a)所示每个注射孔设置成使得注射孔内壁与模具件的切线形成30°的角度。然后，液体橡胶混合物被注射到安装在金属模具内壁上的含氟树脂管和与金属模具同心布置的芯金属之间。

在注射孔6b接触到液体橡胶的部分处相对于注射方向的每单位长度的表面面积Sb是在接触筒形金属模具中的液体橡胶的芯金属表面处和在筒形金属模具内表面处相对于注射方向的每单位长度的表面面积Sa的3.3倍。

(比较例1)

在比较例1中，作为液体橡胶注射侧中的下模具件6，使用的模具件是在图4中示出的模具件的修改类型且具有注射孔6b，每个注射孔具有2.5mm的内径，所述注射孔沿圆周方向在12个位置设置成一列。然后，液体橡胶混合物被注射到安装在金属模具内壁上的含氟树脂管和与金属模具同心布置的芯金属之间。

在注射孔6b接触到液体橡胶的部分处相对于注射方向的每单位长度的表面面积Sb是在接触筒形金属模具中的液体橡胶的芯金属表面处和在筒形金属模具内表面处相对于注射方向的每单位长度的表面面积Sa的0.6倍。

(比较例2)

在比较例2中，作为液体橡胶注射侧中的下模具件6，使用的模具件是在图7中示出的模具件的修改类型且具有注射孔(圆周孔)6b，每个注射孔具有相对于径向方向的3.1mm的宽度，所述注射孔相对于圆周方向以120°的规则间隔分成3个部分。然后，液体橡胶混合物被注射到安装在金属模具内壁上的含氟树脂管和与金属模具同心布置的芯金属之间。

在注射孔6b接触到液体橡胶的部分处相对于注射方向的每单位长度的表面面积Sb是在接触筒形金属模具中的液体橡胶的芯金属表面处和在筒形金属模具内表面处相对于注射方向的每单位长度的表面面积Sa的1.1倍。

(比较例3)

在比较例3中，作为液体橡胶注射侧中的下模具件6，使用的模具件是在图8中示出的模具件的修改类型且具有注射孔(圆周孔)6b，每个注射孔具有0.5mm的内径，所述注射孔沿圆周方向在432个位置设置成6列。然后，液体橡胶混合物注射到安装在金属模具内壁上的含氟树脂管和与金属模具同心布置的芯金属之间。

在注射孔6b接触到液体橡胶的部分处相对于注射方向的每单位长度的表面面积Sb是在接触筒形金属模具中的液体橡胶的芯金属表面处和在筒形金属模具内表面处相对于注射方向的每单位长度的表面面积Sa的4.0倍。

实施方式1-3中的每个挤压辊具有3.0W/(m·K)以上的相对于轴向方向的导热率"λy"、和70％以上的轴向定向比率"％λy"。如果相对于轴向方向的导热率是3.0W/(m·K)以上，就可以赋予足以抑制无片材经过部分温度升高的产生的导热率。而且，如果轴向定向比率是50％或更多，就能够说，针状填料能够按弹性辊的制造方法期望地那样沿轴向方向有效地定向，所述弹性辊具有相对于轴向方向的高导热率的弹性层。

而且，在实施方式1-3中，随着上述表面面积Sb与上述表面面积Sa的比率(下文称为层接触面积比率Sb/Sa)较大，"λy"和"％λy"倾向于变大。

换言之，通过借助注射孔6b的数量和形状在液体橡胶注射期间增加层接触面积，相对于注射方向(即，轴向方向)施加在筒形金属模具中的液体橡胶上的剪切应力能够在径向方向和圆周方向上均匀增加。出于那个原因，同样散布在液体橡胶中的针状填料沿轴向方向均匀定向。而且，在定影的调色剂图像上没有发现由于挤压辊造成的周期性图像条纹。同样通过这个结果，能够说针状填料沿轴向方向均匀定向而在挤压辊的径向方向和圆周方向上无不均匀度。

另一方面，在每个比较例1和2中，相对于轴向方向的导热率"λy"小于3.0W/(m·K)而轴向定向比率小于50％。这意味着不仅这些值不足以抑制无片材经过部分温度升高的产生，而且针状填料没有沿轴向方向有效地定向。

而且，在比较例1中，在定影调色剂图像上，在挤压辊相对于挤压辊旋转方向的整个周边中发现了形式为12个周期性条纹的密度不均匀。同样在比较例2中，在挤压辊的整个周边中发现了形式为3个周期性条纹的密度不均匀。这些密度不均匀基于以下原因。针状填料的定向状态在相邻注射孔的中间位置附近的相位处形成的焊接线的一部分和无焊接线的一部分之间不同。取决于圆周相位的定向状态的这个不同明显地呈现为弹性辊的表面硬度不均匀，因为注射孔6b的层接触面积比率Sb/Sa较低。

另一方面，在比较例3中，轴向定向比率"％λy"是70％以上，但导热率"λy"小于3.0W/(m·K)。这是因为层接触面积的比率Sb/Sa过大，因此针状填料不能穿过注射孔6b而是停滞在注射孔6b前。换言之，当注射孔6b的层接触面积比率Sb/Sa过大时，虽然比率Sb/Sa在针状填料沿轴向方向的定向方面是有效的，但是由于针状填料的流动损失，不能获得理想导热率。

如上所述，部件6安装在液体橡胶注射侧中的中空筒形金属模具的端部分处，设置在部件6中的注射孔6b的层接触面积比率Sb/Sa在不受诸如被填料堵塞的不便影响的范围内设定在尽可能大的值。

特别地，通过在表格1中总结的实施方式1-3和比较例1-3的结果，得到以下技术主题。在注射孔6b接触液体橡胶的部分处相对于注射方向的每单位长度的表面面积是Sb。而且，在接触间隙8中的液体橡胶的模制空间部分53的柱形模制表面处和在基材4a外表面处相对于注射方向的每单位长度的表面面积是Sa。对于在表面面积Sb和表面面积Sa之间的层接触面积比率Sb/Sa，表面面积Sb和Sa设定为表面面积Sb是表面面积Sa的1.3倍以上且3.3倍以下的关系。

换言之，模具件6的注射孔的数量、尺寸和形状设定成使得所述一组注射孔(开口)6b的总周长与金属模具5内表面和基材4外表面的周长之和的比率是1.3倍以上且3.3倍以下。金属模具5的内表面和基材4外表面周长的总和在金属模具5(挤压辊)相对于纵向方向的任何位置是基本等同的值。附带地，在金属模具5内表面和基材4外表面的周长之和Sa相对于金属模具5的纵向方向不均匀的情况下，在相对于金属模具5的纵向方向的许多点处进行测量，并且测量的平均值被用作Sa。

因此，通过注射孔6b注射的液体橡胶混合物在沿另一基材4a的轴向方向(金属模具5的纵向方向)的方向上均匀地在径向方向和圆周方向上定向，而在金属模具5内不被干扰。以这种方式，可以形成挤压辊，在所述挤压辊中，针状填料在橡胶层中沿轴向方向定向且具有高导热率。

在此，金属模具5也可呈现水平(侧向)姿态或上下颠倒姿态。然而，在水平姿态或上下颠倒姿态下，空气在液体橡胶注射期间可能进入，并且因此注射侧定位在下侧的姿态是优选的。

附带地，在上述实施方式中，挤压辊作为示例描述，但本发明并非限制于此。例如，本发明也能够应用于定影辊。可选地，本发明也能够应用于挤压带和定影带，其包括诸如聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺或聚醚醚酮的基材或由诸如不锈钢或镍的薄金属材料构成的基材。

虽然已经参考在此公开的结构描述本发明，但是本发明并非受限于列出的细节，且本申请旨在覆盖在改进目的或以下权利要求的范围内的修改或改变。

Claims (15)

1.一种用于制造定影部件的制造设备，包括：

金属模具，所述金属模具能够将定影部件的基材保持在所述金属模具的内侧中；和

注射部件，所述注射部件包括一组开口，所述一组开口配置成将包含针状填料的液体橡胶注射到保持基材的所述金属模具中，

其中，所述注射部件配置成使得所述一组开口的总周长与所述金属模具内表面和基材外表面的周长之和的比率是1.3以上且3.3以下。

2.根据权利要求1所述的制造设备，其中，所述注射部件配置成使得所述定影部件相对于定影部件的轴向方向具有3.0W/(m·K)以上的导热率。

3.根据权利要求1所述的制造设备，其中，所述注射部件连接到所述金属模具的相对于重力方向的下部分。

4.根据权利要求1所述的制造设备，还包括加热装置，所述加热装置配置成加热所述金属模具以硬化所述金属模具中的液体橡胶。

5.根据权利要求1所述的制造设备，还包括配置成在从所述金属模具取出的硬化橡胶的外周表面上形成含氟树脂材料层的装置。

6.根据权利要求5所述的制造设备，其中，含氟树脂材料是PFA树脂材料。

7.根据权利要求1所述的制造设备，还包括配置成将含氟树脂管保持在所述金属模具内表面上的保持装置，其中，所述液体橡胶被注射在含氟树脂管内表面和基材外表面之间。

8.根据权利要求7所述的制造设备，其中，含氟树脂管是PFA树脂管。

9.根据权利要求7所述的制造设备，还包括配置成加热所述金属模具以硬化所述金属模具中的液体橡胶的加热装置。

10.根据权利要求1所述的制造设备，还包括连接到所述金属模具的排放部件，所述排放部件配置成允许随着液体橡胶的注射而从所述金属模具排放空气。

11.根据权利要求1所述的制造设备，其中，针状填料的纵横比率是4.5以上且200以下。

12.根据权利要求1所述的制造设备，其中，针状填料相对于纵向方向具有500W/(m·K)的导热率。

13.根据权利要求1所述的制造设备，其中，针状填料是沥青基碳纤维。

14.根据权利要求1所述的制造设备，其中，基材是柱形芯金属。

15.根据权利要求1所述的制造设备，其中，所述定影部件是挤压辊。