CN107179664B - 定影辊、定影装置、和图像形成装置 - Google Patents

定影辊、定影装置、和图像形成装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于定影部件的粘合剂层的粘合剂、定影部件、定影装置、和图像形成装置。所述定影部件包括基本上圆筒形的基材、围绕所述基材的弹性层、覆盖所述弹性层的表面层、以及在所述弹性层与所述表面层之间的所述粘合剂层。所述粘合剂含有具有交联基团的二烷基聚硅氧烷和具有乙烯基团的二烷基聚硅氧烷。所述粘合剂中的所述交联基团与所述乙烯基团的摩尔比为1.1：1至4：1。

Description

定影辊、定影装置、和图像形成装置
技术领域
本发明涉及一种用于定影部件的粘合剂层的粘合剂、定影部件、定影装置、和图像形成装置。
背景技术
诸如复印机和打印机等电子照相图像形成装置通过使用定影装置定影未定影的色调剂图像，在诸如记录纸等记录介质上形成图像。供在这类图像形成装置中使用的定影装置的实例包括辊到辊定影装置和带咬合定影装置。辊到辊定影装置包括用作定影部件的热定影辊和用作加压部件的加压辊。作为一种用于实现例如较快图像形成装置的技术的带咬合定影装置包括用作定影部件的可旋转定影辊、与所述所述定影辊可移动接触的带部件、以及用作所述带部件内侧的加压部件的不可旋转加压垫。定影辊的表面可弹性变形。加压垫将带部件压在定影辊上从而形成与定影辊的接触区，由此形成咬合，通过所述咬合，记录介质在带部件与定影辊之间穿过。
例如，日本专利文献特开平08-262903号公报公开了一种图像定影装置，所述图像定影装置包括可旋转热定影辊、与所述热定影辊可移动接触的环带、以及在所述环带内的不可旋转加压垫。热定影辊的表面可弹性变形。加压垫将环带压在热定影辊上从而使热定影辊的表面弹性变形，由此形成带咬合，通过所述带咬合，纸张在环带与热定影辊之间穿过。
弹性辊用作定影装置中的定影辊，特别是用于色彩应用。弹性辊常常是由硅橡胶制成，这些硅橡胶是一种耐热橡胶。最近，已经提出了许多种弹性辊，这些弹性辊覆盖有诸如含氟聚合物管等管作为表面层。该表面层用作色调剂脱模层来提高与无油定影用色调剂的相容性，不像常规的色调剂，这些色调剂含有蜡，使得不必使用油来帮助色调剂脱离。
一种用于制造覆盖有含氟聚合物管的弹性辊的实例方法是单件成型，这包括在单个模具中提前模制以管状形成的含氟聚合物层和含有橡胶材料的弹性层以便将它们粘结在一起。另一种方法包括形成并硫化弹性层并且然后用含氟聚合物管覆盖弹性层。另一种方法包括例如通过喷涂或浸涂对弹性层涂覆含氟聚合物分散液，并且然后烘烤所形成的涂层。由于耐磨性原因，例如经常使用管。在这种情况下，例如，在用管覆盖弹性层之前将粘合剂组合物涂覆于弹性层上从而获得定影辊。
例如，日本专利文献特开平11-167300号公报公开了一种包括基材的定影部件，所述基材上具有粘合剂层和最外层(表面层)。粘合剂层含有诸如硅烷偶联剂等偶联剂。最外层由可溶于溶剂中的软含氟聚合物制成。
日本专利文献特开2007-179009号公报公开了一种用于图像形成装置的定影部件，所述定影部件按顺序包括耐热基材、含有较大比例的合成橡胶的弹性层、以及含有较大比例的含氟聚合物的脱模层(表面层)。用作粘合剂层的中间层布置在弹性层与脱模层之间。中间层含有较大比例的含氟聚合物并且还含有碳簇。
当进行模拟定影辊在图像形成装置中的使用条件的热老化测试时，通过单件成型制造的定影辊可能发生弹性层内聚破坏。通过在稍后的步骤中用管覆盖弹性层来制造的定影辊包括将弹性层与表面层粘结在一起的粘合剂层；然而，其粘合强度可能不足，因为层之间分离或者粘合剂层本身的强度不足。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于定影部件的粘合剂层的粘合剂，所述粘合剂能够形成粘合剂层，所述粘合剂层相比含有具有交联基团的二烷基聚硅氧烷和具有乙烯基团的二烷基聚硅氧烷的粘合剂(其中，交联基团与乙烯基团的摩尔比不是1.1：1至4：1)，对定影部件的弹性层具有更高的粘合强度，
本发明的另一个目的是提供一种包括粘合剂层的定影部件并且提供一种包括这类定影部件的定影装置和图像形成装置，所述粘合剂层相比含有具有交联基团的二烷基聚硅氧烷和具有乙烯基团的二烷基聚硅氧烷的交联产物的粘合剂层(其中，剩余交联基团与交联乙烯基团的摩尔比不是0.1：1至3.0：1)，对定影部件的弹性层具有更高的粘合强度。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于定影部件的粘合剂层的粘合剂，所述定影部件包括基本上圆筒形的基材、围绕所述基材的弹性层、覆盖所述弹性层的表面层、以及在所述弹性层与所述表面层之间的所述粘合剂层。所述粘合剂包括具有交联基团的二烷基聚硅氧烷和具有乙烯基团的二烷基聚硅氧烷。所述粘合剂中的所述交联基团与所述乙烯基团的摩尔比为1.1：1至4：1。
根据本发明的第二方面，提供了一种定影部件，所述定影部件包括基本上圆筒形的基材、围绕所述基材的弹性层、覆盖所述弹性层的表面层、以及位于所述弹性层与所述表面层之间的粘合剂层。所述粘合剂层包括具有交联基团的二烷基聚硅氧烷与具有乙烯基团的二烷基聚硅氧烷的交联产物。所述交联产物中的剩余交联基团与交联乙烯基团的摩尔比为0.1：1至3.0：1。
根据本发明的第三方面，根据第二方面的定影部件的粘合剂层的厚度为10μm以上。
根据本发明的第四方面，提供了一种包括根据第二或第三方面的定影部件的定影装置。
根据本发明的第五方面，提供了一种图像形成装置，所述图像形成装置包括：具有表面的图像承载体；对所述图像承载体的表面充电的充电单元；在所述图像承载体的表面上形成静电潜像的潜像形成单元；使用色调剂使形成在所述图像承载体的表面上的所述静电潜像显影从而形成色调剂图像的显影单元；将所述色调剂图像转印到介质上的转印单元；以及将所述色调剂图像定影到所述介质上的定影装置。所述定影装置是根据第四方面的定影装置。
根据第一方面的定影部件的粘合剂层的粘合剂能够形成粘合剂层，所述粘合剂层相比含有具有交联基团的二烷基聚硅氧烷和具有乙烯基团的二烷基聚硅氧烷的粘合剂(其中，交联基团与乙烯基团的摩尔比不是1.1：1至4：1)，对定影部件的弹性层具有更高的粘合强度。
根据第二方面的定影部件包括粘合剂层，所述粘合剂层相比含有具有交联基团的二烷基聚硅氧烷与具有乙烯基团的二烷基聚硅氧烷的交联产物的粘合剂层(其中，剩余交联基团与交联乙烯基团的摩尔比不是0.1：1至3.0：1)，对定影部件的弹性层具有更高的粘合强度。
根据第三方面的定影部件包括粘合剂层，所述粘合剂层相比厚度小于10μm的的粘合剂层，对所述定影部件的弹性层具有更高的粘合强度。
根据第四方面的定影装置包括定影部件，所述定影部件包括粘合剂层，所述粘合剂层相比含有具有交联基团的二烷基聚硅氧烷与具有乙烯基团的二烷基聚硅氧烷的交联产物的粘合剂层(其中，剩余交联基团与交联乙烯基团的摩尔比不是0.1：1至3.0：1)，对定影部件的弹性层具有更高的粘合强度。
根据第五方面的图像形成装置包括定影装置，所述定影部件包括粘合剂层，所述粘合剂层相比含有具有交联基团的二烷基聚硅氧烷与具有乙烯基团的二烷基聚硅氧烷的交联产物的粘合剂层(其中，剩余交联基团与交联乙烯基团的摩尔比不是0.1：1至3.0：1)，对定影部件的弹性层具有更高的粘合强度。
附图说明
将基于以下附图详细描述本发明的示例性实施方式，其中：
图1是根据本发明的示例性实施方式的实例定影装置的示意图；并且
图2是根据本发明的示例性实施方式的实例图像形成装置的示意图。
具体实施方式
现在将描述本发明的示例性实施方式。这些示例性实施方式仅出于说明的目的而不旨在限制本发明的范围。
定影装置、定影部件、和用于定影部件的粘合剂层的粘合剂
现在将描述根据示例性实施方式的实例定影装置。根据本示例性实施方式的定影装置包括例如可旋转定影部件、与所述定影部件可移动接触的带部件、以及布置在所述定影部件对面的咬合形成部件，所述带部件在所述咬合形成部件与所述定影部件之间。咬合形成部件将带部件压在定影部件上从而形成咬合，通过所述咬合，记录介质在定影部件与带部件之间穿过。定影装置可以进一步包括从记录介质的行进方向上游开始在咬合形成部件与带部件之间延伸的滑动片材部件。
图1是根据本示例性实施方式的实例定影装置60的示意性截面图。图1中所示的定影装置60包括定影辊61(定影部件的实例)、与定影辊61可移动接触的加压带62(带部件的实例)、以及布置在定影辊61对面的加压垫64(咬合形成部件的实例)，其中，加压带62位于加压垫与定影辊之间。加压垫64将加压带62压在定影辊61上从而形成咬合N，通过所述咬合，记录介质56在定影辊61与加压带62之间穿过。定影装置60进一步包括从记录介质56的行进方向上游开始在加压垫64与加压带62之间延伸的滑动片材部件68。
图1中所示的定影装置60不包括用于支撑加压带62的支撑辊或加压辊；替代地，加压带62由稍后描述的导带件63引导，并且通过定影辊61的驱动力而移动。这种类型的定影装置经常被称为“自由带-咬合定影装置”，从而将其与那些包括支撑辊或加压辊的定影装置区分开。
定影辊61是圆筒形的或基本上圆筒形的辊并且以可旋转的方式受到支撑。定影辊61包括由诸如金属等材料制成的基材(圆筒形或基本上圆筒形基材)611、围绕基材611布置的弹性层612、以及布置在弹性层612上的表面层613。稍后将详细描述定影辊61。
加热器(诸如加热器灯66)作为热源布置在定影辊61内。围绕定影辊61布置的是用于在定影之后将记录介质56分离的分离部件70和用于对定影辊61的表面温度进行控制的温度传感器69。分离部件70包括与定影辊61相邻布置的分离挡板71和支持分离挡板71的支架72。分离挡板71的取向与定影辊61的旋转方向C相反(即，朝反方向)。
加压垫64和导带件63以可旋转的方式支撑加压带62，加压垫和导带件布置在加压带62内。最初成形为圆筒形的无缝环带可以用作加压带62来避免由于缝隙而引起的图像缺陷。然而，加压带62不需要是无缝带，而替代地可以是例如有缝带。
加压垫64通过由例如金属制成的支架65支撑在加压带62内侧。加压垫64布置在定影辊61对面，加压带62位于加压垫与定影辊之间。加压垫64将加压带62压在定影辊61上从而形成咬合N，通过所述咬合，记录介质56在定影辊61与加压带62之间穿过。加压垫64包括在记录介质56的行进方向上设置的硬度不同的两个加压部分：预咬合(prenip)部件64a和剥离咬合(separating nip)部件64b。位于进纸侧(上游)的预咬合部件64a是由例如橡胶制成的弹性部件。位于出纸侧(下游)的剥离咬合部件64b是由例如金属制成的硬加压部件。咬合N的压力在出纸侧上比在进纸侧上更高，使得例如能够顺利地分离记录介质56。预咬合部件64a和剥离咬合部件64b由支架65支撑并且从加压带62内侧对定影辊61加压，其中滑动片材部件68在预咬合部件和剥离咬合部件与所述加压带之间。滑动片材部件68具有低摩擦层，诸如含有特氟龙(Teflon)(注册商标)的玻璃纤维片材或含氟聚合物片材。
支架65包括沿着定影装置60的长度延伸的润滑部件67。润滑部件67布置成与加压带62的内表面接触。润滑部件67将诸如氨基改性硅油等润滑剂供应至加压带62与滑动片材部件68之间的滑动区域。这减小了滑动片材部件68位于其间的加压带62与加压垫64之间的滑动阻力。
图1图示的定影装置60的定影辊61联接至驱动电机(未示出)上并且沿箭头C的方向旋转。当定影辊61旋转时，加压带62朝同一方向旋转。色调剂图像P在稍后描述的图2所示的图像形成装置的二次转印部20静电转印到记录介质56上。记录介质56然后通过传送单元(未示出)传送到图1所示的定影辊61与加压带62之间的咬合N。当记录介质56穿过咬合N时，色调剂图像P例如通过咬合N中的压力和由定影辊61供应的热量定影到记录介质56上。在穿过咬合N之后，记录介质56通过分离部件70与定影辊61分离并且从定影装置60输出。定影处理完成。
滑动片材部件68从记录介质56的行进方向上游开始在加压垫64与加压带62之间延伸。滑动片材部件68可以设置成例如在加压垫64与加压带62之间的整个区域上延伸，以减少滑动片材部件68位于其间的加压带62与加压垫64之间的滑动阻力。滑动片材部件68在咬合N上游的部分例如通过紧固件(未示出)至少部分地固定到支架65上。尽管在图1中所示的实例中滑动片材部件68在咬合N上游的部分固定到支架65上，但滑动片材部件68不需要固定到支架65上，而是替代地可以固定到布置在咬合N上游并且具有足够的区域来供滑动片材部件68固定到其上的任何其他部件上。滑动片材部件68在记录介质56的行进方向下游的末端可以是自由的，例如未固定到任何其他部件上，以减少滑动片材部件68上的应力。该滑动片材部件68在加压带62旋转过程中例如减少滑动片材部件68位于其间的加压带62与加压垫64之间的滑动阻力。
加压垫64的预咬合部件64a例如由诸如硅橡胶或含氟弹性体等弹性体制成、或者是板簧。加压垫64的剥离咬合部件64b例如由诸如聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺、聚酯、或聚酰胺等耐热树脂、或者诸如铁、铝、或不锈钢等金属制成。
由于耐磨性和润滑剂存留原因，滑动片材部件68例如可以由含氟聚合物制成。由含氟聚合物制成的滑动片材部件的实例包括含氟聚合物片材、形成在诸如玻璃布等基材上的含氟聚合物涂层、和层压在诸如玻璃布等基材上的含氟聚合物片材。含氟聚合物的实例包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯三氟乙烯、聚六氟丙烯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚二氯二氟乙烯、及其共聚物。例如，由于耐磨性原因，可以使用PTFE。
润滑剂的实例包括含氟润滑油的硅油，如可从信越化学工业株式会社(Shin-EtsuChemical Co.,Ltd.)获得的X-22-9446油(动力粘度：240至330mm2/s(JIS Z 8803))。
根据本示例性实施方式的定影装置60的用作定影部件的定影辊61包括圆筒形或基本上圆筒形的基材611、围绕基材611的弹性层612、覆盖弹性层612的表面层613、和位于弹性层612与表面层613之间的粘合剂层。所述粘合剂层含有具有交联基团的二烷基聚硅氧烷与具有乙烯基团的二烷基聚硅氧烷的交联产物。所述交联产物中的剩余交联基团与交联乙烯基团的摩尔比为0.1：1至3.0：1。
如在背景技术部分讨论的，当进行模拟定影辊在图像形成装置中的使用条件的热老化测试时，通过单件成型制造的定影辊可能发生弹性层内聚破坏。通过在稍后的步骤中用管覆盖弹性层来制造的定影辊包括将弹性层与表面层粘结在一起的粘合剂层；然而，其粘合强度可能不足，因为层之间分离或者粘合剂层本身的强度不足。根据本示例性实施方式的定影辊通常通过形成并硫化弹性层并且然后在稍后的步骤中用表面层覆盖弹性层来制造。然而，这种方法可能导致粘合强度不足。因此，发明人开发了以下方法。
发明人发现了一种方法，所述方法用于通过增大定影辊的粘合剂层的粘合剂(含有具有交联基团的二烷基聚硅氧烷和具有乙烯基团的二烷基聚硅氧烷)中的交联基团对乙烯基团的比例来提高所述粘合剂的粘合强度，由此提高定影辊的粘合强度。即，发明人发现了一种方法，所述方法用于通过增大交联产物中的剩余交联基团对交联乙烯基团的比例来提高粘合剂层(含有具有交联基团的二烷基聚硅氧烷与具有乙烯基团的二烷基聚硅氧烷的交联产物)的粘合强度，由此提高定影辊的粘合强度。当用于定影辊(其包括在形成并硫化弹性层之后形成在弹性层上的粘合剂层，以防止弹性层与粘合剂层之间分离)时，这种方法提高了定影辊的总体粘合强度并且因此提供良好的耐用性和良好且稳定的图像品质同时防止色斑。这种方法还提高了初始粘合力和对热应力的抵抗力并且因此提供了良好且稳定的图像品质。色斑可能如下发生。当定影辊的弹性层和粘合剂层在某个区域彼此分离时，其压力在那个区域内变化，这引起咬合内压力不均匀。因此，色调剂图像的一部分或全部较差地定影到记录介质上，从而留下色斑。
增大粘合剂中的交联基团对乙烯基团的比例具有以下效果。当稀释后的粘合剂涂覆于形成弹性层的橡胶上时，具有低分子量的交联剂被吸收进弹性层的网状结构中；因此，留下较少的交联剂。这减小了固化后的粘合剂的强度并且因此减小了定影辊的强度。通过增大粘合剂中的交联基团对乙烯基团的比例，留下足够量的交联基团供固化反应，即使交联剂被吸收进形成弹性层的橡胶中。
粘合剂层的厚度优选为10μm以上，更优选为10至50μm，甚至更优选为15至30μm。如果粘合剂层的厚度小于10μm，弹性层和粘合剂层可以轻易分离，因为粘合剂层的粘合力不足。如果粘合剂层的厚度大于50μm，则粘合剂层本身可能发生破坏。
形成定影部件的粘合剂层的粘合剂是一种含有具有交联基团的二烷基聚硅氧烷和具有乙烯基团的二烷基聚硅氧烷的有机硅粘合剂。具有交联基团的二烷基聚硅氧烷的实例包括三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷甲基氢化硅氧烷共聚物，所述共聚物具有作为交联基团的硅键合的氢原子。具有乙烯基团的二烷基聚硅氧烷的实例包括具有乙烯基团的二甲基聚有机硅氧烷。
由粘合剂形成的粘合剂层含有具有交联基团的二烷基聚硅氧烷与具有乙烯基团的二烷基聚硅氧烷的交联产物。应注意的是，确定具有交联基团的二烷基聚硅氧烷与具有乙烯基团的二烷基聚硅氧烷的交联产物的具体结构是不切实际的，因为其不能由单个结构式表示。
用于粘合剂层的粘合剂中的交联基团与乙烯基团的摩尔比是1.1：1至4：1、优选为2：1至4：1、更优选为2.5：1至3.5：1。如果交联基团与乙烯基团的摩尔比小于1.1：1，粘合剂可能具有低粘合强度。如果交联基团与乙烯基团的摩尔比大于4：1，则定影辊可能具有过大的硬度。
粘合剂层中的交联产物中的剩余交联基团与交联乙烯基团的摩尔比是0.1：1至3.0：1、优选为0.5：1至2.5：1、更优选为1.0：1至2.0：1。如果剩余交联基团与交联乙烯基团的摩尔比小于0.1：1，则粘合剂可能具有低粘合强度。如果剩余交联基团与交联乙烯基团的摩尔比大于3.0：1，则定影辊可能具有过大的硬度。
粘合剂层可以含有硅烷偶联剂。硅烷偶联剂的实例包括含有缩水甘油醚氧基的硅烷偶联剂。含有缩水甘油醚氧基的硅烷偶联剂的实例包括缩水甘油醚氧基烷基三烷氧基硅烷、缩水甘油醚氧基烷基二烷氧基硅烷、和缩水甘油醚氧基烷基烷氧基硅烷，如缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、和缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷。由于反应性原因，优选缩水甘油醚氧基烷基三烷氧基硅烷。更优选其中烷基基团具有1至5个碳原子、而烷氧基基团具有1至3个碳原子的缩水甘油醚氧基烷基三烷氧基硅烷。甚至更优选其中烷基基团具有3个碳原子、而烷氧基团具有1个碳原子的缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷。
粘合剂层中的硅烷偶联剂的含量优选占粘合剂层的总质量的5至30质量％、更优选5至20质量％。如果粘合剂层中的硅烷偶联剂的含量小于5质量％，则粘合剂层粘合力可能不足。如果粘合剂层中的硅烷偶联剂的含量大于30质量％，则硅烷偶联剂在制造过程中可能胶化。
定影辊61的基材611由诸如金属、合金、陶瓷、或纤维强化金属(FRM)等热导率较高的材料制成。例如，基材611由铁、铝(例如，A-5052)、不锈钢、或铜制成。
基材611的典型外径例如是10至50mm。如果基材611由铝制成，基材611的典型壁厚例如是0.5至4mm，如果基材611由不锈钢或铁制成，则其典型的壁厚为0.1至2mm。
定影辊61的弹性层612的材料的实例包括诸如硅橡胶和含氟弹性体等弹性体。硅橡胶的实例包括室温硫化(RTV)硅橡胶和高温硫化(HTV)硅橡胶。具体的实例包括聚二甲基硅酮(MQ)橡胶、甲基乙烯基硅酮(VMQ)橡胶、甲基苯基硅酮(PMQ)橡胶、和氟硅酮(FVMQ)橡胶。例如，弹性层612可以由通过使具有乙烯基团的二烷基聚硅氧烷(诸如二甲基聚有机硅氧烷)与硅酮树脂(诸如具有硅键合的氢原子的三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷甲基氢化硅氧烷共聚物)交联来获得的硅橡胶制成。弹性层612可以通过单件成型或通过流动涂覆而形成，其条件是实现所期望的形状。
弹性层612的厚度例如为0.2至3mm、优选为0.3至1mm。
定影辊61的表面层613例如由含氟聚合物制成。含氟聚合物的实例包括聚四氟乙烯(PTFE)和四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物(PFA)，诸如四氟乙烯-全氟(甲基乙烯基醚)共聚物(MFA)、四氟乙烯-全氟(乙基乙烯基醚)共聚物(EFA)、和四氟乙烯-全氟(丙基乙烯基醚)共聚物。
表面层613的厚度例如为5至100μm、优选为10至40μm。
可以通过例如以下方法制造定影辊61。制备含有预定量的粘合剂和其他可选添加剂的粘合剂组合物。涂覆有底漆的圆筒形芯在其外表面上涂覆弹性层组合物至预定厚度。在140℃至250℃下烘烤涂层30分钟至3小时。使涂层冷却到室温以获得弹性层。对该弹性层涂覆粘合剂组合物至例如10μm以上的厚度。通过创造真空，将用作表面层的含氟聚合物管(诸如全氟烷氧基(PFA)管)附接至圆筒形模具的内表面。然后，将涂覆有粘合剂组合物的弹性层插入模具中。在插入完成之后，通过去除真空，用含氟聚合物管覆盖弹性层以获得定影辊。
根据本示例性实施方式的定影装置60是包括根据本示例性实施方式的定影辊(作为定影部件)和加压带(作为加压部件)的辊到带定影装置。然而，定影装置60不需要是辊到带定影装置，而替代地可以是包括根据本示例性实施方式的定影辊(作为定影部件)和加压辊(作为加压部件)的辊到辊定影装置。
图像形成装置
根据示例性实施方式的图像形成装置可以是包括根据前述示例性实施方式的定影部件的任何类型的图像形成装置。例如，所述图像形成装置包括：具有表面的图像承载体；对所述图像承载体的表面充电的充电单元；在所述图像承载体的表面上形成静电潜像的潜像形成单元；使用显影剂使形成在所述图像承载体的表面上的所述静电潜像显影从而形成色调剂图像的显影单元；将所述色调剂图像转印到介质上的转印单元；以及将所述色调剂图像定影到所述介质上的定影装置。所述定影装置包括根据前述示例性实施方式的定影部件。根据本示例性实施方式的图像形成装置可以可选地包括图像承载体清洁单元，所述图像承载体清洁单元通过在转印之后从图像承载体上去除残留色调剂和其他污染物来清洁图像承载体的表面。
现在将参照附图描述根据本示例性实施方式的图像形成装置，尽管以下示例性实施方式并不旨在限制本发明的范围。
图2是根据本示例性实施方式的实例图像形成装置的示意图。图2所示的图像形成装置3包括形成不同颜色的色调剂图像的电子照相图像形成单元1Y、1M、1C和1K；将这些色调剂图像按顺序从图像形成单元1Y、1M、1C和1K转印(一次转印)到中间转印带15的一次转印部10；将叠加的色调剂图像从中间转印带15同时转印(二次转印)到记录介质(例如，记录纸)56上的二次转印部20；以及将这些色调剂图像定影至记录介质56上的定影装置60。图像形成装置3进一步包括对单独装置(单元)的操作进行控制的控制器40。
在本示例性实施方式中，这些图像形成单元1Y、1M、1C和1K中的每一个包括沿箭头A方向旋转的感光鼓11和围绕感光鼓11设置的各种电子照相装置。例如，电子照相装置按顺序包括对感光鼓11充电的充电装置12、使用曝光光束Bm在感光鼓11上形成静电潜像的激光曝光装置13、含有对应颜色的色调剂并且使用色调剂使静电潜像在感光鼓11上显影的显影装置14、在一次转印部10将色调剂图像从感光鼓11转印到中间转印带15的一次转印辊16、以及从感光鼓11上去除残留色调剂的鼓清洁器17。这些图像形成单元1Y、1M、1C和1K沿中间转印带15从上游开始按黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(K)的顺序基本上成一直线设置。
用作中间转印部件的中间转印带15例如是由树脂(诸如含有适量的抗静电剂(诸如碳黑)的聚酰亚胺或聚酰胺)制成的膜形环带。中间转印带15的体积电阻率例如为106至1014Ωcm，厚度例如为约0.1mm。各个辊沿图2中的箭头B的方向以预定速度驱动(旋转)中间转印带15。在本示例性实施方式中使用的辊包括驱动辊31、支撑辊32、张力辊33、支撑辊25、和清洁支撑辊34。当例如由电机(未示出)以良好的速度稳定性驱动驱动辊31时，驱动辊31使中间转印带15旋转。支撑辊32支撑中间转印带15，该中间转印带在感光鼓11设置的方向上延伸。张力辊33拉紧中间转印带15并且起到补偿辊的作用来防止例如中间转印带15蛇行。支撑辊25布置在二次转印部20中。清洁支撑辊34布置在从中间转印带15上刮掉残留的色调剂的清洁部分中。
每个一次转印部10包括布置在感光鼓11对面的一次转印辊16，中间转印带15位于感光鼓与一次转印辊之间。一次转印辊16例如包括轴(未示出)和围绕轴布置并且用作弹性层的海绵层(未示出)。所述轴例如是由诸如铁或不锈钢等金属制成的圆柱形杆。海绵层例如是由丁腈橡胶(NBR)、丁苯橡胶(SBR)、和含有诸如炭黑的导体的三元乙丙橡胶(EPDM)的混合物制成的圆筒形海绵辊。所述海绵层的体积电阻率例如为107至109Ωcm。一次转印辊16压在感光鼓11上，中间转印带15位于一次转印辊与感光鼓之间。与色调剂极性相反(负性；下文同样适用)的电压(一次转印偏压)被施加于一次转印辊16，使得色调剂图像彼此叠加配准按顺序从感光鼓11以静电方式吸引到中间转印带15。
二次转印部20包括布置在中间转印带15的图像支撑侧的二次转印辊22以及支撑辊25。支撑辊25例如包括由含有碳的EPDM与NBR的混合物的管形成的表面层以及由EPDM制成的内层。支撑辊25的表面电阻率例如为107至1010Ω/sq，硬度例如为70°(Asker C型硬度计，高分子计器株式会社(Kobunshi Keiki Co.,Ltd.)；下文同样适用)。支撑辊25布置在中间转印带15的后表面并且用作二次转印辊22的对电极。支撑辊25与向支撑辊25施加二次转印偏压的电源辊26(诸如金属辊)接触。
二次转印辊22例如包括轴(未示出)和围绕轴布置并且用作弹性层的海绵层(未示出)。所述轴例如是由诸如铁或不锈钢等金属制成的圆柱形杆。海绵层例如是由NBR、SBR、和含有诸如炭黑的导体的EPDM的混合物制成的圆筒形海绵辊。所述海绵层的体积电阻率例如为107至109Ωcm。二次转印辊22压在支撑辊25上，中间转印带15位于二次转印辊与支撑辊之间。当二次转印辊22接地时，在二次转印辊22和支撑辊25之间施加二次转印偏压从而将色调剂图像转印到二次转印部20中的记录介质56上。
中间转印带清洁器35沿中间转印带15布置在二次转印部20的下游并且能够与中间转印带15接触或脱离接触。中间转印带清洁器35通过在二次转印之后从中间转印带15去除残留色调剂和其他污染物(诸如纸粉)来清洁中间转印带15的表面。在本示例性实施方式中，基准传感器(原位传感器)42布置在黄色图像形成单元1Y的上游。基准传感器42生成用于设置图像形成单元1Y、1M、1C和1K的定时的基准信号以形成图像。用于图像品质控制的图像浓度传感器43布置在黑色图像形成单元1K的下游。基准传感器42检测中间转印带15的后表面上的标记并生成基准信号。当接收到所述基准信号时，控制器40向图像形成单元1Y、1M、1C和1K发出开始图像形成处理的命令。
根据本示例性实施方式的图像形成装置3进一步包括介质传送系统。介质传送系统例如包括包含记录介质56的介质托盘50、将记录介质56从介质托盘50开始进给的拾取辊51、传送由拾取辊51进给的记录介质56的传送辊52、将由传送辊52传送的记录介质56传送到二次转印部20的传送溜槽53、在二次转印之后将记录介质56从二次转印辊22传送到定影装置60的传送带55、以及将记录介质56引导至定影装置60的定影进纸导向件57。
现在将描述根据本示例性实施方式的图像形成装置3的基本图像形成处理。图2所示的图像形成装置3的图像形成单元1Y、1M、1C和1K在图像处理系统(IPS)(未示出)处理了例如从图像输入终端(IIT)(未示出)或个人计算机(PC)(未示出)接收的图像数据之后开始图像形成处理。具体地说，IPS接收反射率数据并执行预定的图像处理操作，包括例如明暗校正、偏差校正、亮度/颜色空间转换、伽马校正、和各种图像编辑操作，诸如帧删除、颜色编辑和位置编辑。经处理的图像数据转换成四种颜色(即，Y、M、C和K)的栅格数据。栅格数据进给到激光曝光装置13。
基于所接收到的栅格数据，激光曝光装置13将图像形成单元1Y、1M、1C和1K的感光鼓11曝光于例如从半导体激光器发射出的曝光光束Bm。具体地说，图像形成单元1Y、1M、1C和1K的感光鼓11的表面由充电装置12充电并且然后曝光于激光曝光装置13扫描的曝光光束Bm以形成静电潜像。产生的静电潜像通过图像形成单元1Y、1M、1C和1K显影到Y、M、C和K色调剂图像中。
产生的色调剂图像从图像形成单元1Y、1M、1C和1K的感光鼓11转印到一次转印部10中的中间转印带15，在此感光鼓11与中间转印带15相接触。具体地说，一次转印部10中的一次转印辊16将与色调剂极性相反(负性)的电压(一次转印偏压)施加于中间转印带15的基材上，从而按顺序将色调剂图像以彼此叠加配准的方式转印到中间转印带15的表面上。
在色调剂图像按顺序转印到中间转印带15的表面上之后，移动中间转印带15以将这些色调剂图像传送到二次转印部20。当色调剂图像传送到二次转印部20时，介质传送系统的拾取辊51与这些色调剂图像至二次转印部20的传送同步旋转，从而将预定大小的记录介质56从介质托盘50开始进给。拾取辊51进给的记录介质56通过传送辊52传送通过传送溜槽53而到达二次转印部20。记录介质56在到达二次转印部20之前暂时停止。配准辊(未示出)与中间转印带15的移动同步旋转，从而将记录介质56与中间转印带15上的色调剂图像对准。
二次转印部20的二次转印辊22压在支撑辊25上，中间转印带15位于二次转印辊与支撑辊之间。与中间转印带15的移动同步传送的记录介质56进入中间转印带15与二次转印辊22之间的咬合部。电源辊26将与色调剂极性相同(负性)的电压(二次转印偏压)施加于二次转印辊22与支撑辊25之间，从而产生转印场。该转印场同时以静电方式将未定影的色调剂图像从中间转印带15转印到二次转印部20中的记录介质56上，在此二次转印辊22压在支撑辊25上。
在色调剂图像以静电方式转印到记录介质56上之后，所述记录介质与中间转印带15分离并且由二次转印辊22在记录介质56的行进方向上传送到布置在二次转印辊22的下游的传送带55。然后，传送带55以最佳速度将记录介质56传送到定影装置60。
如上所述，在记录介质56传送至定影装置60之后，未定影的色调剂图像通过定影装置60使用热量和压力定影到记录介质56上。在色调剂图像定影到记录介质56上之后，记录介质56传送到布置在图像形成装置3的输出部中的输出托盘。
在色调剂图像至记录介质56的转印完成之后，通过中间转印带15的旋转，沉积在中间转印带15上的残留色调剂和其他污染物传送到清洁部并且通过清洁支撑辊34和中间转印带清洁器35从中间转印带15上被去除。
尽管以上已经描述了本发明的示例性实施方式，这些示例性实施方式不应被解释为限制本发明的范围。应理解的是，各种变化、修改和改进在本发明的范围内是有可能的。
实施例
通过以下实施例和比较例进一步说明本发明，尽管这些实施例并不旨在限制本发明的范围。
实施例1
硅橡胶组合物的制备
100质量份的二甲基聚有机硅氧烷(乙烯基含量：0.08mmol/g，粘度(25℃下)：30,000Pa·s)中，提前将40质量份的二甲基聚有机硅氧烷放置在搅拌器中。向搅拌器中添加100质量份的氧化铝粉(钠离子含量：10ppm，体积平均粒径3μm)。搅拌这些材料并将其在150℃下加热2小时。使用60质量份的剩余二甲基聚有机硅氧烷稀释所述混合物。然后，将所述混合物与4.0质量份的三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷甲基氢化硅氧烷共聚物(硅键合的氢原子含量：3mmol/g，粘度(25℃下)：5mPa·s)、10ppm(以铂为基础)的氯铂酸二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物(用作催化剂)、0.1质量份的1-乙炔基-1-环己醇(用作固化缓凝剂)以及2质量份的氧化铁(II、III)(Fe3O4)均匀搅拌，以获得硅橡胶组合物。
弹性层的形成
以上硅橡胶组合物用于如下形成弹性层。硅橡胶组合物分散到提前涂覆有底漆(DY39-051 A/B，道康宁东丽株式会社(Dow Corning Toray Co.,Ltd.))的圆筒形芯(铝芯)顶上，同时在水平位置上旋转所述圆筒形芯。通过布置在圆筒形芯的底部上的叶片，将硅橡胶组合物浇铸到具有预定厚度(600μm)的涂层中。在200℃下烘烤所述涂层一小时。在烘烤完成之后，使涂层冷却到室温以获得弹性层。
粘合剂组合物的制备
100质量份的二甲基聚有机硅氧烷(乙烯基含量：0.08mmol/g，粘度(25℃下)：30,000Pa·s)(用作具有乙烯基的二烷基聚硅氧烷)中，将40质量份的二甲基聚有机硅氧烷放置在搅拌器中。向搅拌器中添加100质量份的氧化铝粉(钠离子含量：10ppm，体积平均粒径3μm)。搅拌这些材料并将其在150℃下加热2小时。使用60质量份的剩余二甲基聚有机硅氧烷稀释所述混合物。然后，将所述混合物与2.2质量份的三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷甲基氢化硅氧烷共聚物(硅键合的氢原子含量：3mmol/g，粘度(25℃下)：5mPa·s)(用作具有交联基的二烷基聚硅氧烷)、10ppm(以铂为基础)的氯铂酸二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物(用作催化剂)、0.1质量份的1-乙炔基-1-环己醇(用作固化缓凝剂)以及2质量份的氧化铁(II、III)(Fe3O4)均匀搅拌。向100质量份的所述混合物添加5质量份的缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷。使用正庚烷将含有缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷的混合物稀释至40质量％以获得粘合剂组合物。
定影辊的制造
对以上弹性层涂覆以上粘合剂组合物至20μm的厚度。通过创造真空，将PFA管吸至圆筒形模具的内表面。然后，将涂覆有粘合剂组合物的弹性层插入模具中。在插入完成之后，通过去除真空，用PFA管覆盖弹性层以获得定影辊。
测量和评估
如此制造的定影辊安装在图像形成装置(DocuCentre-III C3300彩色复印机、富士施乐株式会社)上并且通过进给150,000张纸来进行进纸测试。在进纸测试之后，打印面积覆盖率为50％的样本品红半色调图像并根据以下标准目测评估图像品质。结果在表1中示出。
图像品质标准
优：由于弹性层与粘合剂层之间分离，所以没有色斑。
良好：由于弹性层与粘合剂层之间分离，存在非常轻的色斑(对于实际使用而言不是问题)。
一般：由于弹性层与粘合剂层之间分离，存在轻色斑(对于实际使用而言可能有问题)。
差：由于弹性层与粘合剂层之间分离，存在色斑(对于实际使用而言有问题)。
-：因为由于辊硬度高形成的咬合不足，所以图像品质评估是不可能的(对于实际使用而言有问题)。
参考例2
按照实施例1制造定影辊，只是以8质量份的量添加三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷甲基氢化硅氧烷共聚物(硅键合的氢原子含量：3mmol/g，粘度(在25℃下)：5mPa·s)。按照实施例1评估定影辊。
实施例3
按照实施例1制造定影辊，只是以4质量份的量添加三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷甲基氢化硅氧烷共聚物(硅键合的氢原子含量：3mmol/g，粘度(在25℃下)：5mPa·s)。按照实施例1评估定影辊。
实施例4
按照实施例1制造定影辊，只是以6质量份的量添加三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷甲基氢化硅氧烷共聚物(硅键合的氢原子含量：3mmol/g，粘度(在25℃下)：5mPa·s)。按照实施例1评估定影辊。
参考例5
按照实施例1制造定影辊，只是粘合剂层的厚度为10μm。按照实施例1评估定影辊。
参考例6
按照实施例1制造定影辊，只是粘合剂层的厚度为5μm。按照实施例1评估定影辊。
实施例7
按照实施例1制造定影辊，只是粘合剂层的厚度为30μm。按照实施例1评估定影辊。
参考例8
按照实施例1制造定影辊，只是粘合剂层的厚度为50μm。按照实施例1评估定影辊。
参考例9
按照实施例1制造定影辊，只是粘合剂层的厚度为55μm。按照实施例1评估定影辊。
比较例1
按照实施例1制造定影辊，只是以1.0质量份的量添加三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷甲基氢化硅氧烷共聚物(硅键合的氢原子含量：3mmol/g，粘度(在25℃下)：5mPa·s)。按照实施例1评估定影辊。
比较例2
按照实施例1制造定影辊，只是以12质量份的量添加三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷甲基氢化硅氧烷共聚物(硅键合的氢原子含量：3mmol/g，粘度(在25℃下)：5mPa·s)。按照实施例1评估定影辊。
比较例3
按照实施例1制造定影辊，只是以2质量份的量添加三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷甲基氢化硅氧烷共聚物(硅键合的氢原子含量：3mmol/g，粘度(在25℃下)：5mPa·s)。按照实施例1评估定影辊。
比较例4
按照实施例1制造定影辊，只是以10质量份的量添加三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷甲基氢化硅氧烷共聚物(硅键合的氢原子含量：3mmol/g，粘度(在25℃下)：5mPa·s)。按照实施例1评估定影辊。
表1
Figure GDA0003170850840000181
这些实施例中的定影辊在弹性层与粘合剂层之间比比较例中的具有更高的粘合强度。高粘合强度防止弹性层与粘合剂层分离并且因此防止色斑。
为了进行图示和说明，以上对本发明的示例性实施方式进行了描述。其目的并不在于全面详尽地描述本发明或将本发明限定于所公开的具体形式。很显然，对本技术领域的技术人员而言，可以做出许多修改以及变形。本实施例的选择和描述，其目的在于以最佳方式解释本发明的原理及其实际应用，从而使得本技术领域的其他熟练技术人员能够理解本发明的各种实施例，并做出适合特定用途的各种变形。本发明的范围由与本说明书一起提交的权利要求书及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种定影辊，其特征在于，包括：
圆筒形的基材；
围绕所述基材的弹性层；
覆盖所述弹性层的表面层；以及
位于所述弹性层与所述表面层之间的粘合剂层，
所述粘合剂层包括具有交联基团的二烷基聚硅氧烷与具有乙烯基团的二烷基聚硅氧烷的交联产物，
其中，所述交联产物中的剩余交联基团与交联乙烯基团的摩尔比为1.1：1至3.0：1，
所述粘合剂层的厚度为20μm至30μm。
2.一种定影装置，其特征在于，包括根据权利要求1所述的定影辊。
3.一种图像形成装置，其特征在于，包括：
具有表面的图像承载体；
对所述图像承载体的表面充电的充电单元；
在所述图像承载体的表面上形成静电潜像的潜像形成单元；
使用色调剂使形成在所述图像承载体的表面上的所述静电潜像显影从而形成色调剂图像的显影单元；
将所述色调剂图像转印到介质上的转印单元；以及
将所述色调剂图像定影到所述介质上的定影装置，所述定影装置是根据权利要求2所述的定影装置。
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