CN105824219B - 定影装置以及具备定影装置的图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种定影装置以及具备定影装置的图像形成装置。本发明的定影装置具备产生红外线的热源、定影部件以及加压部件。定影部件被热源从内周面侧加热。加压部件与定影部件压接，在与定影部件之间夹持承载有未定影调色剂图像的记录介质并在记录介质上形成定影区域，在该定影区域熔融定影未定影调色剂图像。定影部件具有内周面，内周面具有热吸收部，所述热吸收部为有机无机混合涂料的烧成膜，吸收从热源产生的红外线，所述有机无机混合涂料为以二氧化硅和甲硅烷化合物为起始原料的缩聚物、且溶剂使用醇溶液的有机无机混合涂料。根据本发明，能够大幅降低由定影部件的内周面的改性硅产生的低分子硅氧烷引起的超微粒子(UFP)的产生。
Description
技术领域
本发明涉及在由定影辊或定影带构成的定影部件的内周面具有热吸收部的定影装置、以及具备该定影装置的图像形成装置。
背景技术
存在一种以吸收由热源产生的红外线为目的，在定影辊的内周面形成热吸收部的发明。但是，因从热吸收部产生超微粒子(UFP：Ultra Fine Particle)，为了防止产生的超微粒子(UFP)飞散到装置外部，已知有一种在热吸收部之上通过陶瓷系涂料的烧成形成使红外线透射的同时具有300℃以上的耐热性的涂层的定影装置。
超微粒子(UFP)是指浮游粒子状物质(SPM：Suspended Particulate Matter)之中直径为100nm以下的粒子。
从热吸收部产生超微粒子(UFP)的机制如下所示。也就是，热吸收部为了效率良好地吸收热源的热并向定影辊传递热，将黑色涂料(例如，オキツモ涂料(陶瓷系涂料)No.8264：商品名称)在定影辊的内周面上烧成而形成。这些黑色涂料对金属氧化物添加改性硅而生成。因热源而导致热吸收部的温度上升时，由热吸收部的改性硅产生低分子硅氧烷，该低分子硅氧烷作为超微粒子(UFP)发散。该超微粒子(UFP)的发散被视为造成环境上的问题。
发明内容
本发明的一个方案所涉及的定影装置具备产生红外线的热源、定影部件以及加压部件。所述定影部件被所述热源从内周面侧加热。所述加压部件与所述定影部件压接，在与所述定影部件之间夹持承载有未定影调色剂图像的记录介质并在记录介质上形成定影区域，在该定影区域熔融定影所述未定影调色剂图像。所述定影部件具有内周面，所述内周面具有热吸收部，所述热吸收部为有机无机混合涂料的烧成膜，吸收从所述热源产生的红外线，所述有机无机混合涂料为以二氧化硅和甲硅烷化合物为起始原料的缩聚物、且溶剂使用醇溶液的有机无机混合涂料。
本发明的一个方案所涉及的图像形成装置具备上述的定影装置。
根据本发明，能够大幅降低由定影部件的内周面的改性硅产生的低分子硅氧烷引起的超微粒子(UFP)的产生。
附图说明
图1概略地示出本发明的一实施方式所涉及的图像形成装置的内部构造。
图2示出一实施方式所涉及的定影辊的结构。
图3示出实施例和比较例的各测试管中的超微粒子相对于温度变化的产生量。
图4示出超微粒子相对于由实施例的有机无机混合涂料的烧成膜构成的热吸收部的膜厚变化的的产生量。
图5示出由实施例的有机无机混合涂料的烧成膜构成的热吸收部的烧成温度为150℃与300℃时的超微粒子的产生量。
具体实施方式
下面，根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。
图1是由本发明的一实施方式所涉及的激光打印机构成的图像形成装置1。在该图像形成装置1的筐体2内沿着纸张运送路径L从上游侧到下游侧按顺序收容有供纸部3、图像形成部4和定影装置5。纸张运送路径L的下游端到达被设置在筐体2的上表面部的排纸部6。在纸张运送路径L中配置有夹持纸张(记录介质)P并运送的多个运送辊7。
供纸部3具有收容有纸张P的供纸盒8、和用于取出供纸盒8内的纸张P并送出到纸张运送路径L的取纸辊9。从供纸盒8送出的纸张P通过运送辊7被供给到图像形成部4。
在图像形成部4中，对从供纸部3供给的纸张P转印基于规定的图像数据(例如，从外部终端接收的原稿图像的图像数据)的未定影调色剂图像，并且将转印后的纸张P供给到定影装置5。
图1中，图像形成部4具备感光鼓10、带电器11、曝光装置12、显影器13、转印器14、清洁装置15和除电器16。带电器11使感光鼓10周面均匀地带电。曝光装置12通过对感光鼓10周面照射激光，从而形成与规定的图像数据相应的静电潜像。显影器13对感光鼓10周面的静电潜像供给调色剂并作为未定影调色剂图像，使静电潜像显像化。转印器14通过对转印辊14a施加转印偏压，从而使形成在感光鼓10周面上的未定影调色剂图像转印到纸张P。清洁装置15清扫附着残留在转印后的感光鼓10周面上的调色剂。除电器16去除感光鼓10周面的残留电荷。
定影装置5采用定影部件为定影辊17的辊定影方式，在壳体19内具备定影辊17和加压辊(加压部件)18。如图2所示，定影装置5的加压辊18，与定影辊17压接，在与定影辊17之间夹持承载有未定影调色剂图像T的纸张P并在纸张P上形成定影区域N，在该定影区域N熔融定影未定影调色剂图像T。
在定影装置5中定影了调色剂图像的纸张P通过定影辊17和加压辊18向纸张运送路径L的下游侧送出，通过运送辊7被排出到排纸部6。
如图2所示，在定影辊17的内部配置有作为产生红外线的热源的如卤素灯20，定影辊17被卤素灯20从内周面侧加热。
定影辊17具备由热传导性优异的铝或铁等金属构成的圆筒形状的芯轴21，在芯轴21的外周面上形成有由硅橡胶构成的弹性层22，弹性层22被脱模层23覆盖，该脱模层23由氟树脂的涂层或管构成，该脱模层23用于提高在定影区域N熔融定影未定影调色剂图像T时的脱模性。在定影辊17的内周面上通过烧成形成有吸收从卤素灯20产生的红外线的热吸收部24。若对它们的厚度举例，则从定影辊17的内侧开始，热吸收部24为30μm、芯轴(直径25.4mm)21为1mm、弹性层22为270μm、脱模层23为30μm，当然并不限于此。
另一方面，加压辊18例如具备由合成树脂、金属等材料构成的圆形棒状的芯轴25，在芯轴25的外周面上形成有由硅橡胶构成的弹性层26，弹性层26被由氟树脂的涂层或管构成的脱模层(未图示)覆盖。若对它们的厚度举例，则对于直径25mm的芯轴25，弹性层26为5.5mm、脱模层为50μm，当然并不限于此。
图2中，定影辊17具备检测其表面温度的热敏电阻27。
定影辊17的热吸收部24为溶剂使用醇溶液，以二氧化硅和甲硅烷化合物为起始原料的缩聚物为主的高分子涂料的烧成膜，通过胶体分散的无机物质的二氧化硅粒子的氢氧根与甲硅烷化合物内的甲氧基自由基的缩聚反应牢固地键合，从而形成有机无机混合涂膜(热吸收部24)之后进行烧成。据此，热吸收部24兼具成型性优异的有机材料与耐热性和耐候性优异的无机材料的两种性质，且形成了硅氧烷键的网眼状的牢固的涂膜，并且气孔在涂膜上沿垂直方向取向。
因此，通过热吸收部24，从卤素灯20产生的红外线的吸收率上升，其结果是能够提高卤素灯20的辐射热的吸收率并向定影辊17传递该热。据此，定影辊17的温度上升，定影辊17变为规定的温度时，在定影区域N中纸张P的未定影调色剂图像T被熔融定影在纸张P上。
另外，由于有机无机混合涂料为以甲硅烷化合物为起始原料并通过缩聚得到的硅氧烷键为主的高分子涂料，因此能够抑制涂膜中的改性硅部。因此，该热吸收部24即使在温度上升时，也能够大幅降低由改性硅产生的低分子硅氧烷引起的超微粒子(UFP)的产生，并且能够提高产生温度，且为单层。据此，不需要二次涂布，减少涂装和烧成的麻烦。进而，由于一种涂料就足够，因此能够简单且廉价地形成热吸收部24。
进而，由于有机无机混合涂料中作为溶剂使用醇溶液，因此能够将对人体的影响抑制到最小限度，不需要通过使用甲苯等有机溶剂从而在作业环境配备中所需的排气装置和除臭装置。据此，能够减轻设备投资。
弹性层22虽然使用硅橡胶，但是由于被芯轴21和脱模层23覆盖，因此改性硅引起的超微粒子(UFP)不会发散到外部。
热吸收部24的膜厚优选为10μm～30μm，烧成温度优选为200℃～450℃。这些均出自抑制由有机物产生的超微粒子(UFP)的观点。
下面，通过以下的要点，使用形成了热吸收部的测试管，评价了超微粒子(UFP)的产生量。
热吸收部的形成方法(实施例)
混合粒径5nm～100nm的二氧化硅与甲硅烷化合物的混合物20重量％、由铜铁锰氧化物和黑色颜料构成的着色颜料30重量％、异丙醇25重量％、以及体质颜料(氧化铝、滑石、云母、白云母、霞石正长岩等)20重量％，从而制作了有机无机混合涂料。
将该有机无机混合涂料以30μm的厚度涂布在铝管A5052(直径20mm、长度260mm)的内周面，在400℃进行一小时烧成得到测试管。
据此，通过胶体分散的无机物质的二氧化硅粒子的氢氧根与甲硅烷化合物内的甲氧基自由基反应并牢固地键合，从而制作了有机无机混合涂膜的热吸收部。
比较例1
混合硅酮树脂20重量％、由铜铁锰氧化物和黑色颜料构成的着色颜料25重量％、甲苯等有机溶剂40重量％、由硅酸镁、硼酸铝等构成的无机颜料10重量％、以及其他添加物5重量％，从而制作了陶瓷系涂料。
将该陶瓷系涂料以30μm的厚度涂布在铝管A5052(直径25mm、长度260mm)的内周面，在400℃进行一小时烧成得到测试管。
比较例2
混合硅酮树脂15重量％、由铜铁锰氧化物和黑色颜料构成的着色颜料10重量％、甲苯等有机溶剂50重量％、由硅酸镁、硼酸铝等构成的无机颜料20重量％、以及其他添加物5重量％，从而制作了陶瓷系涂料。
将该陶瓷系涂料以30μm的厚度涂布在铝管A5052(直径25mm、长度260mm)的内周面，在400℃进行一小时烧成得到测试管。
超微粒子(UFP)产生量[个]的测定方法
将测试管放入1m3的测定腔室，在测试管的内部插入卤素灯。将测试管的表面温度分别控制在130℃、170℃、200℃进行10分钟的测定，以每单位时间产生的超微粒子(UFP)的最大值进行了评价。在测定中使用便携型凝缩粒子计数器(Condensation ParticleCounter(CPC))mode13007)(TSI公司制造：美利坚合众国明尼苏达州圣保罗)。图3示出测定结果。
图3是横轴表示测试管的表面温度[℃]，纵轴表示超微粒子(UFP)的产生量[个]的图表。图3的◆印(实施例)、■印(比较例1)和▲印(比较例2)分别示出测定点。
如图3所示，超微粒子(UFP)的产生量[个]在实施例、比较例1和比较例2的测试管中当表面温度为130℃时均无明显差异，在表面温度为170℃时，实施例中未见变化，与此相对，比较例1增加为5.00E+04，比较例2增加为1.25E+05。在表面温度为200℃时，实施例仅稍稍超过5.00E+04，与此相对，比较例1急剧增加为2.50E+05，比较例2急剧增加为3.00E+05附近。如此，在实施例中，抑制了超微粒子(UFP)的产生量[个]，得到了良好的结果。
图4是表示对于实施例的测试管、也就是由有机无机混合涂料的烧成膜构成的热吸收部的膜厚变化的超微粒子(UFP)的产生量[个]的图表，膜厚30μm时增加到5.00E+04与7.50E+04的中间附近。其结果是证明了热吸收部的膜厚优选为10μm～30μm。
图5是表示在实施例的测试管、也就是由有机无机混合涂料的烧成膜构成的热吸收部的烧成温度为150℃与300℃时的超微粒子(UFP)的产生量[个]的图表，在烧成温度为150℃时，测试管的表面温度变为200℃，则超微粒子(UFP)的产生量[个]超过2.50E+05。这大概是烧结不充分而涂膜留有固化的余地，没有抑制住有机物。另一方面，在烧成温度为300℃时，即使测试管的表面温度变为200℃，超微粒子(UFP)的产生量[个]也是稍稍超过5.00E+04的程度，这大概是烧结充分进行而涂膜完全固化，抑制了有机物。附带说一下，由于定影温度约为200℃，因此热吸收部的烧成温度优选为200℃～450℃。
此外，在上述实施方式中，示例了定影装置5的定影部件采用定影辊17的辊定影方式的例子，但也可以是定影部件为定影带的带定影方式。
另外，在上述实施方式中，对于图像形成装置1为打印机的例子进行了说明，但并不限定于此，图像形成装置1例如也可以是复印机、传真机或复合机等。
如以上说明所示，本发明对于在由定影辊或定影带构成的定影部件的内周面具有热吸收部的定影装置、以及具备该定影装置的图像形成装置是有用的。
Claims (6)
1.一种定影装置，其特征在于，具备：
热源，产生红外线；
定影部件，被所述热源从内周面侧加热；以及
加压部件，与所述定影部件压接，在与所述定影部件之间夹持承载有未定影调色剂图像的记录介质并在记录介质上形成定影区域，在该定影区域熔融定影所述未定影调色剂图像，
所述定影部件具有内周面，所述内周面具有热吸收部，所述热吸收部为有机无机混合涂料的烧成膜，气孔在涂膜上沿垂直方向取向，吸收从所述热源产生的红外线，所述有机无机混合涂料为以二氧化硅和甲硅烷化合物为起始原料的缩聚物、且是溶剂使用醇溶液的有机无机混合涂料。
2.根据权利要求1所述的定影装置，其特征在于，所述热吸收部的膜厚为10μm～30μm。
3.根据权利要求1所述的定影装置，其特征在于，所述热吸收部的烧成温度为200℃～450℃。
4.根据权利要求1所述的定影装置，其特征在于，所述定影部件为定影辊。
5.根据权利要求1所述的定影装置，其特征在于，所述定影部件为定影带。
6.一种图像形成装置，其特征在于，具备权利要求1～5中任意一项所述的定影装置。
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