CN107065479A - 定影构件、定影设备、图像形成设备以及定影构件的制造方法 - Google Patents

定影构件、定影设备、图像形成设备以及定影构件的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及定影构件、定影设备、图像形成设备以及定影构件的制造方法。提供一种包括具有高的耐磨耗性的表面层的定影构件。所述定影构件包括含有聚四氟乙烯(PTFE)和与PTFE相比熔点较低的氟树脂的表面层233。在通过将所述表面层233的样品用差示扫描热量计(DSC)以20℃/分钟的升温速度加热得到的DSC(吸热)曲线中，具有在330℃以上且340℃以下的温度范围内具有峰顶的吸热峰1和在与所述吸热峰1相比较低的温度范围内具有峰顶的吸热峰2，并且基于所述吸热峰1的熔解热量与基于所述吸热峰2的熔解热量的总和ΔH为40J/g以上且55J/g以下。

Description

定影构件、定影设备、图像形成设备以及定影构件的制造方法
技术领域
本发明涉及包括在用于电子照相图像形成设备的定影设备中的定影构件，以及图像形成设备。
背景技术
如打印机、复印机和传真机等的电子照相图像形成设备(下文简称为“图像形成设备”)包括设置有膜或辊形式的定影构件的定影设备。已知这些定影构件的一些具有以下构造：包括由耐热性树脂或金属制成的膜或辊形式的基材、形成在基材上的含有耐热性橡胶的弹性层、以及含有具有高的对调色剂的脱模性的氟树脂且形成在弹性层上的表面层(下文在某些情况下称为“氟树脂层”)。
日本专利申请特开第H10-142990号公报、第2009-15137号公报和第2011-175218号公报公开了其上设置有表面层的定影构件，所述表面层是通过将聚四氟乙烯(PTFE)和如四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)等具有与PTFE相比较高的脱模性的其它的氟树脂(different fluorine resin)的分散液的涂膜的烧制(firing)形成的氟树脂层。
随着图像形成设备的打印速度提高，已经需要含有氟树脂的表面层的耐久性进一步改进。
认为的是，增加包含在PTFE和上述其它的氟树脂的混合氟树脂中的PTFE的比例在改善表面层的耐久性(耐磨耗性)方面是有效的。然而，在简单地增加包含在含有PTFE和其它的氟树脂的表面层中的PTFE的比例的情况下，包含在该氟树脂中的其它的氟树脂的比例相对减少，这会导致难以维持源自其它的氟树脂的功能，如表面层的表面的脱模性。
出于这个原因，本发明人已经认识到，有必要开发用于改善表面层的耐磨耗性的技术，以代替增加包含在含有PTFE和其它的氟树脂的表面层中的PTFE的比例的方法。
本发明的一个方面涉及提供具有高的耐磨耗性的定影构件和所述定影构件的制造方法。本发明的另一个方面涉及提供能够稳定地提供高品质的图像的定影设备和图像形成设备。
发明内容
发明要解决的问题
根据本发明的一个方面，提供了一种定影构件，其包括含有聚四氟乙烯(PTFE)和与PTFE相比熔点较低的氟树脂的表面层，其中在通过将所述表面层的样品用差示扫描热量计(DSC)以20℃/分钟的升温速度加热得到的DSC(吸热)曲线中，具有在330℃以上且340℃以下的温度范围内具有峰顶的吸热峰1和在与所述吸热峰1相比较低的温度范围内具有峰顶的吸热峰2，并且基于所述吸热峰1的熔解热量与基于所述吸热峰2的熔解热量的总和ΔH为40J/g以上且55J/g以下。
根据本发明的另一个方面，提供了一种定影设备，其包括定影构件以及面对所述定影构件配置的加压构件，其中所述定影构件是上述的定影构件。
根据本发明的又一个方面，提供了一种图像形成设备，其包括用于将未定影的调色剂图像定影在记录材料上的定影单元，其中所述定影单元包括上述的定影设备。
根据本发明的又一个方面，提供了一种定影构件的制造方法，所述定影构件包括弹性层和表面层，所述表面层含有聚四氟乙烯(PTFE)和与PTFE相比熔点较低的氟树脂，所述方法包括：在所述弹性层上形成表面层形成用涂料的涂膜，所述表面层形成用涂料以40:60至60:40(质量比)的混合比含有熔点为330℃以上且340℃以下的PTFE和与PTFE相比熔点较低的氟树脂；和将所述涂膜在315℃以上且小于所述PTFE的熔点的温度下加热，从而形成所述表面层。
本发明进一步的特征将参照附图从以下示例性实施方式的描述变得显而易见。
附图说明
图1是根据本发明的一个方面的图像形成设备的一个实例的示意性构造图。
图2是根据本发明的一个方面的定影设备的一个实例的侧截面的示意性构造图。
图3是根据本发明的一个方面的定影构件的一个实例的截面的示意性构造图。
图4是根据实施例4的表面层的DSC曲线。
具体实施方式
现在将参照附图详细地描述本发明优选的实施方案。
本发明人已经进行了进一步的研究，以改善含有氟树脂的表面层的耐磨耗性。结果，本发明人已发现，包含在表面层中的氟树脂的结晶度与表面层的耐磨耗性密切相关。具体地，本发明人已经发现，增加表面层中的氟树脂的结晶度可以进一步改善表面层的表面的耐磨耗性。
在本发明中，氟树脂的结晶度由基于通过将样品用差示扫描热量计(DSC)以20℃/min的升温速度加热得到的吸热峰计算的熔解热量ΔH(J/g)表示。
这里，本发明人已关注“聚合后的(as polymerized)”氟树脂或氟聚合物。该氟树脂通过含氟原子的单体的聚合而合成。维持聚合后即刻的状态的氟树脂被称为“聚合后的氟树脂(fluorine resin as polymerized)”。
换言之，聚合后的氟树脂因为其分子链致密地排列而具有高结晶度。如果聚合后的氟树脂熔融，则氟树脂的分子链的这种致密排列崩塌，失去聚合后的氟树脂所特有的高度结晶的状态。
出于这个原因，本发明人已关注以下事实：在形成含有聚合后的PTFE(PTFE aspolymerized)和其它的氟树脂的混合物的熔融产物的表面层时，PTFE的熔点高于如PFA或FEP等的除了PTFE以外的其它的氟树脂；并且已研究通过将所述混合物在不使PTFE熔融而使其它的氟树脂熔融的温度范围下加热来维持所述表面层中的聚合后的PTFE的特性的方法。即，本发明人认为，表面层的耐磨耗性可以通过维持包含在表面层中的PTFE的聚合后的PTFE所特有的高的结晶度而进一步改善。
失去聚合后的PTFE的特性的PTFE的熔点是325℃。聚合后的PTFE的熔点是330℃以上。因此，含有氟树脂的表面层通过将聚合后的PTFE和其它的氟树脂的分散液的涂膜在与聚合后的PTFE的熔点相比较低的温度下烧制而形成。发现的是，所得表面层中的PTFE具有330℃以上的熔点，并维持了聚合后的PTFE的状态。还发现，表面层中的氟树脂具有40J/g以上的ΔH，并且具有高的结晶度。
也就是说，本发明人已经发现，在通过将含有PTFE和其它的氟树脂的分散液的涂膜烧制来形成表面层时，具有高的耐磨耗性的表面层通过使用“聚合后的”PTFE，并且以维持表面层中的“聚合后的”PTFE的状态的方式形成表面层来得到。
由此，可以得到具有高的耐磨耗性的表面层，而不降低包含在含有PTFE和其它的氟树脂的表面层中的除了PTFE以外的其它的氟树脂的比例。
现在将具体描述根据本发明的一个方面的定影构件和所述定影构件的制造方法。
(定影构件的构造)
图3是根据本发明的一个方面的环形带形式的定影构件(下文也称为“定影带”)23的局部截面图。在图3中，定影带23依次包括环形带形式的基材231、弹性层232、以及配置在基材231的外周面上的表面层233。
定影构件可以具有包括基材231和其上形成的表面层233、而没有弹性层232的层构造，或可以具有包括多个弹性层232的多层构造。定影构件的形式不限于带的形式。定影构件可以为辊的形式。
<表面层>
在表面层233中，在通过将表面层的样品用差示扫描热量计(DSC)以20℃/分钟的升温速度加热得到的DSC(吸热)曲线中，具有在330℃以上且340℃以下的温度范围内具有峰顶的吸热峰1和在与所述吸热峰1相比较低的温度范围内具有峰顶的吸热峰2，并且基于吸热峰1的熔解热量与基于吸热峰2的熔解热量的总和ΔH为40J/g以上且55J/g以下。
吸热峰1源自包含在表面层中的PTFE，并且吸热峰2源自与PTFE相比熔点较低的氟树脂。聚合后的PTFE具有330℃以上且340℃以下的熔点。聚合后的PTFE一旦熔融，则失去聚合后的PTFE所特有的聚合状态，由此具有小于330℃的熔点。
吸热峰的峰顶表示通过将样品以20℃/分钟的升温速度加热而用差示扫描热量计测量样品得到的DSC曲线中的熔解峰的顶点(熔点)。DSC曲线根据JIS K7121-1987获得。具体地，将表面层的样品(约5mg)精确称量，并置于铝盘中。使用空铝盘作为参照。测量在范围为50℃至400℃的温度下进行。
在表面层233的样品的DSC曲线中，基于吸热峰1的熔解热量与基于吸热峰2的熔解热量的总和ΔH为40J/g以上且55J/g以下。在ΔH为40J/g以上时，表面层具有高的结晶度，因此具有高的耐磨耗性。为了获得具有高的结晶度且ΔH大于55J/g的表面层，即使含有聚合后的PTFE，PTFE的含量也应增加。结果，包含在表面层中的氟树脂中的除了PTFE以外的其它的氟树脂的含量应相对降低。因此，总和ΔH优选控制在以上规定的范围内，以提供定影构件所需要的高的脱模性同时维持高的耐磨耗性。总和ΔH更优选为43J/g以上且55J/g以下。
在以上得到的DSC曲线中，总和ΔH表示由含有吸热峰1和吸热峰2的DSC曲线与基线所围绕的区域。
使用聚合后的PTFE作为PTFE，以将总和ΔH在控制该范围内。聚合后的PTFE是指在聚合后没有熔融历史的PTFE。聚合后的PTFE例如是作为“KTL-500F”(商品名，由KITAMURALIMITED生产)商购可得的。
与PTFE相比熔点较低的氟树脂(下文也称为“其它的氟树脂”)的具体实例包括四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)。在这些氟树脂中，特别地，PFA适合用于赋予表面层的外表面以高的调色剂脱模性。
其它的氟树脂可以具有相对高的结晶度。具体地，当PFA用作其它的氟树脂时，可以使用熔点或DSC中的吸热峰2的温度为300℃以上且315℃以下的PFA。PFA优选具有20J/g以上、特别是20J/g以上且30J/g以下的熔解热量。此类PFA的市售品的实例包括“Teflon(注册商标)PFA 350-J”(由Du Pont-MitsuiFluorochemicals Company,Ltd.制造)。
包含的PTFE和其它的氟树脂的量会影响表面层的ΔH的值。换言之，单一物质PTFE具有与其它的氟树脂相比较高的ΔH，并且简单增加氟树脂中的PTFE的含量可以增加总和ΔH。然而，增加PTFE的含量相对降低了其它的氟树脂的含量，这会导致难以充分确保由其它的氟树脂所带来的功能，如脱模性。
因此，氟树脂中的PTFE与其它的氟树脂的混合比(PTFE:其它的氟树脂)优选为40:60至60:40(质量比)。在使用熔点为330℃以上且340℃以下的PTFE时，在混合比在以上规定的范围内的情况下，总和ΔH可以适当地控制在40J/g以上且55J/g以下的范围内。混合比特别优选为40:60至50:50(质量比)。
从耐磨耗性和热传导性的观点，表面层233可以具有10μm以上且25μm以下的厚度。
表面层233可以含有如碳、碳化物、金属和金属氧化物等的填料。
<基材>
基材231可以用如聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚醚酮(PEEK)或聚醚砜(PES)等树脂材料，或者如不锈钢或镍等金属材料来形成。基材优选具有20μm以上且100μm以下，特别是20μm以上且60μm以下的厚度，以减少热容量和改善定影设备6的快速启动性。
<弹性层>
弹性层232可以用已知的弹性材料形成。具体地，使用硅橡胶或氟橡胶。在这些橡胶中，硅橡胶是优选的。
硅橡胶的原料可以是在室温下具有流动性的聚合物，并且可以使用通过加热而固化的液态硅橡胶。用此类液态硅橡胶形成的弹性层232具有适当低的硬度，并且具有用于定影设备6中的充分的耐热性和回弹力。特别地，可以使用加成-交联型液态硅橡胶，这是因为其高的加工性和高的尺寸精度的稳定性，以及由于在固化反应期间没有反应副产物产生而得到的高的生产性。
加成-交联型液态硅橡胶组合物含有以下基本构成组分(a)、(b)和(c)：
(a)具有不饱和脂族基团的有机聚硅氧烷；
(b)具有键合至硅的活性氢的有机聚硅氧烷；和
(c)氢化硅烷化催化剂。
作为组分(a)的具有不饱和脂族基团的有机聚硅氧烷的实例包括：
-具有由R12R2SiO1/2表示的分子的两端和由R12SiO和R1R2SiO表示的中间单元的直链状有机聚硅氧烷，和
-具有由R12R2SiO1/2表示的分子的两端且在中间单元中含有R1SiO3/2和/或SiO4/2的分枝状有机聚硅氧烷，
其中R1表示键合至硅原子且不具有不饱和脂族基团的未取代或取代的一价烃基。其具体实例包括烷基(如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基和正己基)、芳基(苯基和萘基)、和取代的烃基(如氯甲基、3-氯丙基、3,3,3-三氟丙基、3-氰基丙基和3-甲氧基丙基)。
特别地，优选50％以上的R1为甲基，并且更优选所有的R1为甲基，这是因为合成和处理容易，且得到高的耐热性。
R2表示键合至硅原子的不饱和脂族基团。R2的实例包括乙烯基、芳基、3-丁烯基、4-戊烯基和5-己烯基。特别地，可以使用乙烯基，这是因为合成和处理容易，且硅橡胶的交联反应容易进行。
作为组分(a)的有机聚硅氧烷可以具有5,000以上且100,000以下的数均分子量，和10,000以上且500,000以下的重均分子量。
作为组分(b)的具有键合至硅的活性氢的有机聚硅氧烷是交联剂，其用于通过由于铂化合物的催化作用导致的与组分(a)中的烯基的反应来形成交联结构。
在组分(b)中，键合至硅原子的氢原子的数目在分子中平均地可以为大于3。键合至硅原子的有机基团的实例包括与具有不饱和脂族基团的有机聚硅氧烷组分的R1相同的未取代或取代的一价烃基。特别地，可以使用甲基，这是因为合成和处理容易。具有键合至硅的活性氢的有机聚硅氧烷可以具有任意的分子量。
组分(b)在25℃下的粘度在优选为10mm2/s以上且100,000mm2/s以下，更优选为15mm2/s以上且1,000mm2/s以下的范围内。在粘度为10mm2/s以上时，有机聚硅氧烷在贮储期间几乎不挥发，并且所得硅橡胶可具有期望的交联度和物性。在粘度为100,000mm2/s以下时，有机聚硅氧烷可以容易地处理，且均匀地分散在体系中。
作为组分(b)的硅氧烷可以是具有直链状、分枝状或环状骨架的硅氧烷，或者可以使用其混合物。特别地，从合成的容易性的观点，可以使用直链状硅氧烷。
在组分(b)中，Si-H键可以存在于分子中的任意的硅氧烷单元中。至少部分的Si-H键可以存在于有机聚硅氧烷的分子末端，如R12HSiO1/2单元中。
此外，组分(a)和组分(b)可以包含在加成-固化型硅橡胶组合物中，使得不饱和脂族基团的数目与硅原子的数目的比例为0.001以上且0.020以下，特别优选为0.002以上且0.010以下。组分(a)和组分(b)可以包含在加成-固化型硅橡胶组合物中，使得活性氢原子的数目与不饱和脂族基团的数目的比例为0.3以上且0.8以下。在活性氢原子的数目与不饱和脂族基团的数目的比例为0.3以上时，固化后的硅橡胶可以稳定地具有期望的硬度。在活性氢原子的数目与不饱和脂族基团的数目的比例为0.8以下时，可以防止硅橡胶的硬度过度增加。活性氢原子的数目与不饱和脂族基团的数目的比例可以如下测定：将不饱和脂族基团的数目和活性氢原子的数目通过氢核磁共振分析仪(1H-NMR(商品名：AL400FT-NMR，由JEOL Ltd.制造)定量从而计算所述比例。
组分(c)的实例包括如铂化合物和铑化合物等的已知的物质。
除了组分(a)至(c)以外，该组合物可以含有反应控制剂(抑制剂)。作为反应控制剂，可以使用如甲基乙烯基四硅氧烷、乙炔醇、硅氧烷改性的乙炔醇和氢过氧化物等的已知的物质。
高热传导性填料(下文称为“填料”)可以与形成弹性层232的硅橡胶混合从而提高弹性层232的热传导率。作为填料，可以使用SiC、ZnO、Al2O3、AlN、MgO和碳。这些填料可以单独使用，或者可以以混合物的形式使用。这些添加到弹性层232的填料还可以赋予弹性层232以导电性。
期望的是弹性层232具有30μm以上且500μm以下，优选100μm以上且300μm以下的厚度。厚度在该范围内的弹性层232可充分地显示出弹性，促进形成具有高光泽和几乎没有定影不均匀的高品质的图像。此类弹性层可更有效地防止由定影构件过度增加的热容量引起的定影设备6的快速启动性降低。
(表面层的形成方法)
以下方法(i)和(ii)已知为表面层233的形成方法：
(i)在弹性层232的表面上形成氟树脂分散液的涂膜，该分散液通过将氟树脂颗粒分散在水系分散介质中制备；并烧制该涂膜从而使氟树脂颗粒的至少一部分熔融，从而形成包括氟树脂膜的表面层的方法(下文也称为“涂布法”)，和
(ii)将弹性层232的表面用通过将熔融的氟树脂挤出成形为圆筒状制备的氟树脂管覆盖，并固定该管的方法(以下也称为“管覆盖法”)。
在所述涂布法中，聚合后的PTFE的状态容易通过表面层的形成方法来维持。出于这个原因，在这方面，更优选使用涂布法作为表面层的形成方法。包括弹性层和通过涂布法形成在弹性层上的表面层的定影构件具有其中弹性层与表面层直接接触的构造。
现在将详细地描述通过涂布法形成表面层的方法。
(1)形成涂膜的步骤
首先，作为表面层形成用涂料，将PTFE和与PTFE相比熔点较低的其它的氟树脂的颗粒分散在水系分散介质中，从而制备氟树脂分散液。然后，将表面层形成用涂料施涂至弹性层232的表面上，从而形成含有氟树脂的涂膜(下文简称为“涂膜”)。
这里，除了氟树脂以外，表面层形成用涂料可以含有成膜剂、表面活性剂和粘度调节剂(viscosity control agent)。
包含在表面层形成用涂料中的氟树脂(PTFE和其它的氟树脂)可以是颗粒的形式。氟树脂颗粒可以具有0.1μm以上且5μm以下的平均粒径(体积平均粒径)。氟树脂颗粒的体积平均粒径是通过光散射法测定的体积平均粒径。
作为PTFE，聚合后的PTFE用于获得高的结晶度。重要的是，聚合后的PTFE的颗粒通过聚合反应制备，并且不进行在等于或高于PTFE的熔点的温度下的热处理。
在施涂表面层形成用涂料之前，弹性层232可进行表面处理，以提高弹性层232与表面层233之间的粘接性。表面处理的实例具体地包括：施涂硅烷偶联剂、用紫外光(UV)照射、等离子体处理和火焰处理。可以组合使用多种表面处理，例如在用紫外光照射后施涂硅烷偶联剂。
(2)加热涂膜从而形成表面层的步骤
接着，将弹性层232上的涂膜通过加热熔融从而形成表面层233。
聚合后的PTFE的熔点为330℃以上且340℃以下，而如标准的PFA和FEP等的其它的氟树脂的熔点为315℃以下。将该涂膜的加热温度控制至315℃以上且小于PTFE的熔点的温度。其它的氟树脂可以由此熔融而不使聚合后的PTFE熔融，从而形成表面层233。涂膜的加热温度更优选为315℃以上且小于330℃。
涂膜的加热时间期望为1分钟以上且30分钟以下，以防止弹性层232热劣化。加热时间适当地为15分钟以下。
加热设备的实例包括但不应限于烘箱、马弗炉、红外线灯加热器和管状炉。
(整个图像形成设备的构造)
图1是包括根据本发明的一个方面的定影设备的图像形成设备的一个实例的示意性构造图。该图像形成设备是电子照相激光束打印机(下文称为打印机)。
图1中所示的打印机包括作为图像承载构件的旋转鼓形式的电子照相感光构件(下文称为感光鼓)18。
感光鼓18响应于打印指令沿箭头方向以预定的圆周速度(处理速度)旋转。在感光鼓18旋转的同时，感光鼓18的外周面(表面)通过作为充电单元的充电辊17均匀地充电至预定的极性和电位。将感光鼓18的均匀充电的表面通过用从激光束扫描器3输出且根据图像信息来调节(开/关控制)的激光束LB扫描而曝光。静电潜像由此根据预期的图像信息形成在感光鼓18的表面上。该潜像通过作为显影单元的显影设备4用调色剂TO显影为调色剂图像，从而可视化。
积累并储存在纸张进给盒9中的记录材料P由于纸张进给辊8的驱动一张接一张供给，并通过具有向导10的纸张通道输送至定位辊11。记录材料P由定位辊11在预定的控制时机下供给至感光鼓18的表面与转印辊5的外周面(表面)之间的转印间隙(transfer nip)。记录材料P由转印间隙夹持，并且输送。在输送记录材料P的同时，根据施加至转印辊5的转印偏压，感光鼓18表面上的调色剂图像接着转印到记录材料P的表面上。结果，未定影的调色剂图像承载在记录材料P上。
承载未定影的调色剂图像(未定影的图像)的记录材料P接着与感光鼓18的表面分离，从转印间隙排出，并经由输送向导12引入作为定影单元的定影设备6的间隙中。将热和压力施加至定影设备6的间隙中的记录材料P，由此将调色剂图像热定影在记录材料P的表面上。离开定影设备6的记录材料P经过具有输送辊13、向导14和排出辊15的纸张通道，并且排出到排出托盘16上。在记录材料分离之后，将感光鼓18的表面由作为清洁单元的清洁设备7通过除去如转印残余调色剂等的附着污染物而清洁，并且重复地用于图像形成。
(定影设备的构造)
在定影设备和下述的包括在定影设备中的构件中，长度方向是指记录材料表面上垂直于记录材料的输送方向的方向。短方向是指记录材料表面上平行于记录材料的输送方向的方向。宽度是指在短方向上的尺寸。
图2是包括根据本发明的一个方面的定影构件的定影设备6的侧截面的示意性构造图。该定影设备6是膜加热型的定影设备。
膜向导(film guide)21是具有大致半圆形截面的流槽(cullis)的形式。膜向导21是在垂直于图面的方向上沿长度方向延伸的长形构件。将加热器22收容并支承在膜向导21的下表面的大致中央处沿着长度方向形成的沟槽中。
定影带23是根据本发明的一个方面的定影构件，并且是环形带(圆筒状)的形式。将定影带23围绕支承加热器22的向导21松松地缠绕。向导21例如是如聚苯硫醚(PPS)或液晶聚合物等耐热性树脂的成形品。
加热器22包括由氧化铝薄板制成的加热器基板221。在加热器基板221的表面(后述的间隙的N侧的表面)上，将通过电传导发热的线状或带状Ag/Pd加热体222沿着加热器基板221的长度方向来形成。例如，加热体222覆盖有含有玻璃材料的表面保护层223，以用于保护。作为温度检测构件的热敏电阻224配置在加热器基板221的后表面(与间隙的N侧的表面相对的表面)上。
加压辊24是辊形式的加压构件。加压辊24面对定影带23配置在定影带23下方。加压辊24通过未示出的加压机构压抵至加热器22，定影带23配置在加压辊24与加热器22之间。加压辊24的外周面(表面)与定影带23的外周面(表面)接触以使加压辊24弹性变形。结果，在加压辊24的表面与定影带23的表面之间形成具有预定宽度的间隙N(定影间隙)。
<定影设备的热定影操作>
作为驱动源的定影马达M响应于打印指令而旋转。定影马达M的旋转力经由动力传送机构(未示出)传送到加压辊24。结果，加压辊24沿着箭头方向以预定的圆周速度(处理速度)旋转。加压辊24的旋转经由间隙N传送到定影带23的表面。定影带23沿着箭头方向随着加压辊24的旋转而旋转。
本发明的一个方面可以提供具有高的耐磨耗性的定影构件和所述定影构件的制造方法。本发明的另一个方面可以提供能够稳定地提供高品质的电子照相图像的定影设备和图像形成设备。
实施例
(实施例1)
作为用于定影带的基材，制备外径为30mm、厚度为40μm且轴向上的长度为400mm的环形带形式的不锈钢基材。
将含有加成-固化型硅橡胶(商品名：XE15-B9236，由Momentive PerformanceMaterials Japan LLC制造)的液态硅橡胶混合物施涂至基材的外周面上，从而形成液态硅橡胶混合物的涂膜。该涂膜的厚度为300μm。将该涂膜然后加热至200℃从而使涂膜中的加成-固化型硅橡胶反应。由此形成含有硅橡胶的弹性层。
接下来，将弹性层的表面进行UV处理。虽然UV处理不是必要的，但UV处理可降低硅橡胶弹性层表面的粘着性，并赋予硅橡胶弹性层的表面以亲水性。
接下来，将硅烷偶联剂3-氨基丙基三乙氧基硅烷(商品名：KBE-903，由Shin-EtsuChemical Co.,Ltd.制造)用以重量比计5倍的乙醇稀释，并且将该稀释的溶液通过喷涂施涂至弹性层的表面上。该涂膜在室温下自然干燥。干燥后的硅烷偶联剂的涂膜的厚度为1.0μm。接着，将底漆(商品名：EK-1909S21L，由DAIKIN INDUSTRIES,LTD.制造)通过喷涂均匀地施涂至硅烷偶联剂的涂膜的表面上，以具有2μm的干燥厚度。
接下来，将50质量份的PFA(商品名：Teflon(注册商标)PFA 350-J，由DuPont-Mitsui Fluorochemicals Company,Ltd.制造，体积平均粒径：0.1μm)和50质量份聚合后的PTFE的细粉末(商品名：KTL-500F，由KITAMURA LIMITED制造，体积平均粒径：0.3μm)分散在水中，使得氟树脂固体含量为40质量％。由此制备表面层形成用涂料。
将表面层形成用涂料通过喷涂施涂至底漆层的表面上，使得烧制后的厚度为15μm。在将涂膜的温度在315℃下保持15分钟的同时，涂膜中的PFA颗粒然后熔融，并且涂膜中的聚合后的PTFE的细粉末不熔融。接着，将所得带通过吹入温度25℃的冷风冷却。由此，制备了包括不锈钢基材、以及配置在所述基材外周面上的含有硅橡胶的弹性层和氟树脂层的环形定影带。
(实施例2)
除了涂膜的加热温度为320℃以外，以与实施例1相同的方式制备定影带。
(实施例3)
除了涂膜的加热温度为325℃以外，以与实施例1相同的方式制备定影带。
(实施例4)
除了表面层形成用涂料中的PFA与PTFE的质量比(PFA:PTFE)为6:4以外，以与实施例1相同的方式制备表面层形成用涂料。使用该表面层形成用涂料，且表面层形成用涂料的涂膜的加热温度为325℃。除了这些以外，以与实施例1相同的方式制备定影带。
(比较例1)
除了涂膜的加热温度为310℃以外，以与实施例1相同的方式制备定影带。
(比较例2)
除了涂膜的加热温度为350℃以外，以与实施例1相同的方式制备定影带。
(比较例3)
除了表面层形成用涂料中的PFA与PTFE的质量比(PFA:PTFE)为4:6以外，以与实施例1相同的方式制备表面层形成用涂料。使用该表面层形成用涂料，且表面层形成用涂料的涂膜的加热温度为325℃。除了这些以外，以与实施例1相同的方式制备定影带。
(比较例4)
除了涂膜的加热温度为350℃以外，以与比较例3相同的方式制备定影带。
如下评价实施例1至4和比较例1至4中制备的定影带。
(1)定影带表面层的熔解热量和熔点的测量
在各定影带中，从表面层提取5mg样品。根据上述方法以20℃/分钟的升温速度用差示扫描热量计(DSC)(由Mettler-Toledo International Inc.制造，“DSC823e”，软件：“STARe Software”)加热各样品，从而测量熔解热量ΔH(J/g)和熔点。测定吸热峰1(高温)处的熔点和吸热峰2(低温)处的熔点。来自根据实施例4的表面层的样品的DSC曲线示于图4中。
(2)定影带的耐久试验
定影带进行下述耐久试验，从而评价表面层的耐磨耗性。首先，将各定影带安装在具有图2中所示的构造的定影设备上。将该定影设备引入能够以60张/分钟(处理速度：350mm/秒)高速定影的激光束打印机中，并且将300,000张A4尺寸的纸以连续供给模式连续供给。定影期间的定影带的表面温度设定为200℃。在15℃的温度和20％的湿度的环境下供给纸。在连续供给那些纸之后，分离定影带。视觉观察定影带的表面，从而根据以下标准评价来所述表面：
等级“A”：没有发现表面层的剥离。
等级“B”：在与纸张边缘接触的部位中发现表面层的剥离(称为kamikoba的碰撞缺陷(collision flaw))。
(3)定影带的污损(off-setting)评价
将各定影带安装在具有图2中所示的构造的定影设备上。将该定影设备引入能够以60张/分钟(处理速度：350mm/秒)高速定影的激光束打印机中。使用基重为75g/cm2的信纸尺寸的粗糙纸张(Fox River Bond，由Fox River Paper Company制造)作为记录材料。将在每张9个位置处具有5mm见方的黑和半色调(灰色)图案的图像连续输出在250张纸上。图像输出期间的定影带的表面温度设定为200℃。在15℃的温度和20％的相对湿度的环境下输出该图像。
观察在第250张上的图像，发现是否由污损造成图像缺陷。
等级“A”：没有发现由污损造成的图像缺陷。
等级“B”：发现由污损造成的图像缺陷。
实施例和比较例的结果示于表1中。
表1
在表1的结果中，峰顶(熔点)存在于330℃以上且340℃以下的温度范围内，并且40J/g以上的总和ΔH导致根据实施例1至4的定影带的表面层中高的结晶度。认为的是，维持了聚合后的PTFE的状态，这是因为涂膜的加热温度为315℃以上且330℃以下。
相反地，在比较例1中，PFA未熔融，这是因为加热温度低至310℃，并且氟树脂没有形成为膜。
在比较例1中，吸热峰2处的峰顶温度是315℃，并且与实施例1至4中的峰顶温度(温度：300℃或301℃)相比较高。认为原因是因为根据实施例1至4的表面层含有熔融后的PFA，而根据比较例1的表面层含有未熔融的PFA。
在比较例2中，总和ΔH为32J/g，并且表面层具有低的结晶度。出于这个原因，耐磨耗性的等级为“B”。在比较例2中，认为的是，涂膜中不仅PFA熔融而且聚合后的PTFE也熔融，这是因为表面层形成用涂料的涂膜的加热温度高达350℃。出于这个原因，认为的是，根据比较例2的表面层失去聚合后的PTFE所特有的高的结晶度，导致表面层具有低的结晶度。
在从根据比较例2的表面层的样品得到的DSC曲线中，仅观察到一个吸热峰。认为原因是因为在比较例2中表面层形成用涂料的涂膜在350℃的高温下烧制；结果，聚合后的PTFE和PFA均熔融，并且PTFE和PFA混溶在表面层中。
在比较例3中，表面层中的PTFE维持聚合后的状态，导致表面层中的氟树脂的高的结晶度。然而，氟树脂中的大比例的聚合后的PTFE降低了依赖于PFA的表面层的调色剂脱模性。结果，污损的等级为“B”。
在比较例4中，表面层形成用涂料的涂膜的加热温度高达350℃。表面层中的PTFE不能维持聚合后的PTFE所特有的高结晶状态。此外，包含大量的PTFE，使得ΔH为40J/g以上；包含在表面层中的氟树脂中的PFA的比例相对减少。结果，表面层的表面的调色剂脱模性降低，污损的等级为“B”。
或许由于与比较例2相同的原因，在从根据比较例4的表面层的样品得到的DSC曲线中，仅观察到一个吸热峰。
虽然本发明已经参考示例性实施方案来描述，但要理解的是，本发明不限于公开的示例性实施方案。所附权利要求的范围符合最广泛的解释从而涵盖全部此类修改和等同的结构和功能。

Claims (13)

1.一种定影构件，其特征在于，包括含有聚四氟乙烯PTFE和与PTFE相比熔点较低的氟树脂的表面层，
其中在通过将所述表面层的样品用差示扫描热量计DSC以20℃/分钟的升温速度加热得到的DSC吸热曲线中，
具有在330℃以上且340℃以下的温度范围内具有峰顶的吸热峰1和在与所述吸热峰1相比较低的温度范围内具有峰顶的吸热峰2，并且
基于所述吸热峰1的熔解热量与基于所述吸热峰2的熔解热量的总和ΔH为40J/g以上且55J/g以下。
2.根据权利要求1所述的定影构件，其中所述吸热峰1源自所述PTFE。
3.根据权利要求1所述的定影构件，其中所述总和ΔH为43J/g以上且55J/g以下。
4.根据权利要求1至3任一项所述的定影构件，其中与PTFE相比熔点较低的树脂是四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物PFA。
5.根据权利要求4所述的定影构件，其中所述吸热峰2的峰顶温度是300℃以上且315℃以下。
6.根据权利要求1所述的定影构件，其中所述定影构件依次包括基材、弹性层和所述表面层。
7.根据权利要求6所述的定影构件，其中所述基材为环形带形式，并且所述弹性层和所述表面层依次配置在所述基材的外周面上。
8.根据权利要求7所述的定影构件，其中所述表面层与所述弹性层直接接触。
9.一种定影设备，其特征在于，包括定影构件和面对所述定影构件配置的加压构件，其中所述定影构件是根据权利要求1至8任一项所述的定影构件。
10.一种图像形成设备，其特征在于，包括用于将未定影的调色剂图像定影在记录材料上的定影单元，其中所述定影单元包括根据权利要求9所述的定影设备。
11.一种定影构件的制造方法，其特征在于，所述定影构件包括弹性层和表面层，所述表面层含有聚四氟乙烯PTFE和与PTFE相比熔点较低的氟树脂，所述方法包括：
在所述弹性层上形成表面层形成用涂料的涂膜，所述表面层形成用涂料以质量比40:60至60:40的混合比含有熔点为330℃以上且340℃以下的PTFE和与PTFE相比熔点较低的氟树脂；和
将所述涂膜在315℃以上且小于所述PTFE的熔点的温度下加热，从而形成所述表面层。
12.根据权利要求11所述的定影构件的制造方法，其中所述涂膜的加热温度是315℃以上且小于330℃的温度。
13.根据权利要求11或12所述的定影构件的制造方法，其中与PTFE相比熔点较低的树脂是四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物PFA。
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