CN109074021A - 发热定影带、发热定影带的制造方法及图像定影装置 - Google Patents

发热定影带、发热定影带的制造方法及图像定影装置 Download PDF

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Abstract

发热定影带具备：由绝缘性的耐热性树脂形成的管状的带基体、由含有导电性材料且包含弹性材料的弹性母材形成的弹性电阻发热层、脱模层、以及用于对所述弹性电阻发热层供电的一对电极层。所述弹性电阻发热层设于所述带基体的外周面。所述脱模层被设为最外层。所述一对电极层设于所述弹性电阻发热层的外周面的两侧端部，且具有比所述弹性电阻发热层的体积电阻值低的体积电阻值。

Description

发热定影带、发热定影带的制造方法及图像定影装置
技术领域
本发明涉及用于在复印机、打印机等图像形成装置中将调色剂像热定影在图像承载体上的发热定影带、发热定影带的制造方法及图像定影装置。
背景技术
近年来，在复印机、打印机等使承载于普通纸等图像承载体上的未定影调色剂热定影而形成调色剂像的图像形成装置中，提出了使用具备发热定影带的图像形成装置，其中，所述发热定影带具备电阻发热层。该定影带通过对其所具备的电阻发热层供电而发热，通过此热来实现调色剂的热定影。与以往相比，采用了该定影方式的图像形成装置的预热时间短，从节能化和高速化的观点考虑优选。
另一方面，为了使发热定影带实现高发热量，降低电阻发热层的体积电阻值是一个方法。例如，作为用于此的技术，提出了使碳系导电剂、金属粒子等导电性材料分散在成为粘合剂的材料中(日本特开2007-272223号公报)。在该技术中，为了实现均匀的发热温度，要求均匀地分散导电性材料。日本特开2007-272223号公报公开了使用碳纳米材料和丝状金属粒子来作为导电性材料的技术。但是，从价格的观点考虑，碳纳米材料难以增加混合量。
日本特开2000-058228号公报公开了使用碳纳米管和碳微线圈(carbonmicrocoil)来作为导电性材料的薄膜电阻发热体和使用了该薄膜电阻发热体的调色剂的加热定影用构件。但是，由碳纳米管和碳微线圈形成的薄膜电阻发热体的发热体的机械强度会降低。因此，难以增加碳纳米管等的混合量来降低体积电阻值。
另一方面，在电阻发热层的表面设有用于对电阻发热层供电的电极层的情况下，难以使电阻发热层与电极层牢固地紧贴，长期使用时电极的剥离等会成为问题。在日本特开2013-122531号公报中公开了向电阻发热层的表面供给金属纳米粒子并通过以其为催化剂的无电解镀敷法(electroless plating method)来形成电极的方法。但是，即使通过该方法也未实现充分的密合性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-272223号公报
专利文献2：日本特开2000-058228号公报
专利文献3：日本特开2013-122531号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的问题是提供一种耐弯曲性和耐久性优异的发热定影带。例如，本发明的目的在于提供一种能通过增加导电性材料来降低体积电阻值，在该情况下也能得到优异的耐弯曲性和耐久性的发热定影带。
用于解决问题的方案
用于解决上述问题的发热定影带具备：由绝缘性的耐热性树脂形成的管状的带基体、由含有导电性材料且包含弹性材料的弹性母材形成的弹性电阻发热层、脱模层、以及用于对所述弹性电阻发热层供电的一对电极层。所述弹性电阻发热层设于所述带基体的外周面。所述脱模层被设为最外层。所述一对电极层设于所述弹性电阻发热层的外周面的两侧端部，且具有比所述弹性电阻发热层的体积电阻值低的体积电阻值。
发明效果
根据本发明，提供一种耐弯曲性和耐久性优异的发热定影带。其能通过增加导电性材料来降低体积电阻值，在该情况下也能实现优异的耐弯曲性和耐久性。
附图说明
图1是将一部分切断后的实施方式的发热定影带的一例的局部剖面图。
图2是表示使用实施方式的发热定影带的图像定影装置的示意图。
图3是表示使用实施方式的发热定影带的图像定影装置的示意图。
图4是表示发热温度分布的测定系统的概要图。
图5是表示耐弯曲性的测定系统的概要图。
具体实施方式
实施方式提供一种用于在复印机、打印机等图像形成装置中所使用的图像定影装置中将调色剂像热定影在图像承载体上的发热定影带。以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
图1是表示实施方式的发热定影带的一例的图。在图1中，(a)是表示发热定影带的正面的图，(b)是表示沿(a)的线B-B切断并放大的剖面的图，(c)是表示从(a)的侧面C观察到的侧面的图。
发热定影带1具备：管状的带基体10、存在于基体10的周面上的弹性电阻发热层20、作为最外层存在于发热定影带1的周面的脱模层30、配置为对弹性电阻发热层20供电的一对电极层40a、40b、以及在弹性电阻发热层20与脱模层30之间以与这些层相接的方式存在的弹性层50。
带基体10是作为发热定影带1的基础的构件，在其周面上层叠有各层。带基体10为管状，详情后述，在使用时芯材配置于其内部，设置于复印机、打印机等图像形成装置的图像定影装置。
带基体10由耐热性树脂形成，优选为绝缘性。带基体10例如可以单独含有聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚醚酮(PEEK)等，或者含有它们任意的组合来作为树脂材料。或者，可以是组合地包含这些任意的材料的混合物、或者以这些树脂为主材料的耐热性树脂，但并不限定于此。
根据一个优选的实施方式，其特征在于，构成带基体10的优选耐热性树脂以选自由聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚醚酮或它们的组合构成的组中的树脂为主材料。
带基体10只要是管状即可，其内径与宽度之比没有特别限定，但内径与宽度之比例如可以在1∶1～20之间，例如可以是1∶5～10。带基体10的厚度例如可以是0.02mm～0.2mm，例如可以是0.05mm～0.1mm，但并不限定于此。
在带基体10的周面上且在发热定影带1的最外层设有脱模层30。脱模层30作为管状的带基体10和弹性电阻发热层20的上层，且作为发热定影带1的周面的最外层而设置。脱模层30与调色剂和承载该调色剂的承载体例如纸、片材等直接相接。通过与它们相接并对它们施加热来使调色剂定影从而形成调色剂像。因此，配置有脱模层30的区域遍及发热定影带1的周面的旋转方向整个区域地无缝地配置(即，配置成环状)，且在发热定影带1的宽度方向即轴向上能扩展到与承载体所能存在的区域相同的范围或者比其更广的范围、或者能扩展到与应该被定影的调色剂像所能存在的区域相同的范围或者比其更广的范围。在图1中，示出了脱模层30配置于带基体10的除了两端部附近以外的整个周面的例子。
脱模层30可以由耐热性优异且与调色剂及承载体的脱模性良好的材料成型。脱模层30例如可以由氟树脂形成。氟树脂的例子可以举出聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟乙烯共聚物(FEP)等，或者可以由这些材料的混合物形成。
脱模层30的厚度优选为5～30μm。此外，为了使粘接性稳定，脱模层30的成型也可以在涂布底层涂料(primer)之后进行。底层涂料可以是其自身公知的任何材料。
在一个实施方式中，发热定影带1的特征在于，脱模层由氟树脂形成。
经由脱模层30提供给定影对象的热通过对如下那样的弹性电阻发热层20通电而产生。
在带基体10的外侧周面上配置有弹性电阻发热层20。弹性电阻发热层20由包含弹性材料的弹性母材形成，该弹性母材还包含导电性材料。
弹性材料没有特别限定，但从调色剂的定影温度的观点考虑，优选具有耐热性的弹性材料。弹性材料的例子可以举出硅橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶、氢化丁腈橡胶等。例如其中，氟橡胶的耐热性特别优异，因此优选。
弹性母材例如可以单独包含这些弹性材料或在与其他耐热性材料的组合中包含这些弹性材料。弹性母材的材料例如可以是单独氟橡胶、或者氟橡胶等弹性材料与其他耐热性材料的混合物。例如，在将氟橡胶与其他耐热性材料混合使用的情况下，在将氟橡胶与其他耐热性材料的合计设为100重量％的情况下，优选为氟橡胶达到80重量％以上的混合物。能与弹性材料混合的耐热性材料的进一步的例子例如可以是聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚醚酮(PEEK)、以及氟树脂等。
根据一个实施方式，其特征在于，弹性材料为氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、氢化丁腈橡胶、或它们的组合。
弹性电阻发热层20中所包含的导电性材料没有特别限定，例如可以是碳系导电材料，例如炭黑、石墨、碳纳米管和碳纳米纤维等，以及各种金属粒子等。这些导电性材料可以单独使用，也可以使用多种混合物。例如，从电阻发热层所需的体积电阻值和导电性材料的价格的观点考虑，例如可以优选使用科琴黑(Lion Specialty Chemicals(株))。
在一个实施方式中，导电性材料可以是碳系导电性材料或金属。
在一个实施方式中，作为弹性母材的材料，在弹性材料中混合导电性材料的情况下，相对于弹性材料100重量％，导电性材料的混合量可以是10～50重量％。在导电性材料的混合量为10重量％以下时，无法得到体积电阻值的均匀性，在导电性材料的混合量为50重量％以上时，电阻发热层的耐弯曲性会降低。
弹性母材的材料还可以适当地以所期望的量包含交联剂、填充剂、分散剂、以及它们的组合等添加剂。
弹性电阻发热层20能遍及带基体10的外侧周面的整个面地配置(即，能配置成环状)。弹性电阻发热层的厚度例如可以是20～500μm。通过这样的厚度，可以得到目标性能。在20μm以下时，电阻发热层的机械强度不充分，在500μm以上时，弹性电阻发热层的耐弯曲性会降低。电阻发热层的厚度可以更优选为50～300μm。实施方式的发热定影带1的弹性电阻发热层包含弹性材料。由此，也能为了降低体积电阻值而增加导电性材料，此外，即使在增加了导电性材料的情况下也具有优异的耐弯曲性，在使用时也会发挥出优异的耐久性。此外，为了增加发热量，还能增加电阻发热层的厚度。
将导电性材料混合于弹性材料的方法可以使用利用开炼机(open roll)的混炼方法。例如，可以将导电性材料相对于弹性电阻发热层20比通常更多地混合，由此降低弹性电阻发热层20的体积电阻值。在这样大量地混合导电性材料的情况下，由于混炼胶(compound)的硬度上升，因此混炼作业可能变得困难。在这种情况下等，例如可以使用在溶剂中均匀分散有导电性材料的分散体(dispersion)。这样的分散体例如可以使用液体的弹性母材材料。液体的弹性母材材料例如是弹性材料等溶解或分散于所期望的溶剂中的液体材料。通过使用这样的液体材料，能使弹性母材包含比通常多的导电性材料。如此使用液体材料得到的弹性母材，导电性材料的分散均匀性优异，会实现弹性电阻发热层20的均匀的导电性。在液体材料中可以使用的溶剂例如可以是MEK、MIBK等有机溶剂或水。
对于在管状的带基体10的外侧周面上成型弹性电阻发热层20，例如在固体材料的情况下，可以通过将固体材料卷绕于管状的带基体10的外侧周面上之后使其固化，并根据需要研磨表面来进行。在液态材料的情况下，使用喷涂、浸渍等其自身公知的方法将液态材料涂布在管状的带基体10的外侧周面上之后进行固化即可。但是，弹性电阻发热层20的成型方法并不限定于此。
在一个实施方式中，其特征在于，由含有导电性材料且包含弹性材料的弹性母材形成的弹性电阻发热层20使用溶解或分散于溶剂中的液态材料成型。
根据一个实施方式，其特征在于，弹性电阻发热层20依据JIS K 5600-5-1:1999使用直径5mm的圆筒形心轴(mandrel)进行折弯时，显示出不会产生裂纹和剥离的耐弯曲性。
配置有弹性电阻发热层20的区域可以遍及带基体10的整个周面而配置，或者在带基体10的周面上，遍及发热定影带1的周面的旋转方向整个区域地无缝地配置，且在发热定影带1的宽度方向即轴向上，可以配置至与带基体10的承载体所能存在的区域相同的范围或比其更广的范围、或者与应该被定影的调色剂像所能存在的区域相同的范围或比其更广的范围，即，可以配置在与脱模层30所在的区域对应的范围，或者优选配置在比脱模层30所在的区域更广的范围，更优选遍及带基体10的整个周面地配置。在图1所示的例子中，弹性电阻发热层20遍及带基体10的整个周面地配置。对弹性电阻发热层20的通电可以经由对如下那样的电极层40(40a、40b)的通电来进行。
电极层40配置于带基体10上，以便能对弹性电阻发热层20供电，至少其一部分在发热定影带1上露出，以便能与用于将从电源输送来的电传递给电极层40的供电部相接。
在图1的例子中，电极层40在配置于带基体10的整个周面的弹性电阻发热层20的上表面、且在不存在脱模层30的区域即在带基体10的两端部附近遍及发热定影带1的旋转方向整个区域地无缝地配置。具体而言，在本例中，电极层40a与脱模层30不重叠地配置于一方的端部附近的弹性电阻发热层20的上表面，电极层40b与脱模层30不重叠地配置于另一方的端部附近的弹性电阻发热层20的上表面。通过如此配置，能连续且简便地对弹性电阻发热层20供电。
电极层40由体积电阻值比弹性电阻发热层20低的材料形成。例如电极层40可以由Cu、Ni、Ag、Al、Au、Mg以及它们的任意混合物等金属粒子分散在粘合剂中的导电性糊剂(conductive paste)、导电性油墨等电极层材料形成。例如，在仅由一般的导电性糊剂、导电性油墨形成电极层40的情况下，电极层40可能成为非常硬的膜。在这种情况下，可能产生无法追随使用时的变形而产生裂纹等问题。因此，电极层材料可以在粘合剂成分中进一步包含弹性材料。通过使电极层材料包含弹性材料来成型电极层40，能得到耐弯曲性优异的电极层。此外，电极层材料还可以适当、适量地包含交联剂、填充剂、分散剂以及它们的组合等添加剂。
电极层材料所包含的粘合剂例如可以是通常的导电性糊剂和导电性油墨等电极层材料中能使用的任意的粘合剂或它们的组合。电极材料所包含的弹性材料能使用上述的弹性电阻发热层20所能包含的弹性材料。此外，特别优选选择使用与上述的弹性电阻发热层20所包含的弹性材料相同种类的弹性材料。由此，用于弹性电阻发热层20的弹性材料与电极层材料共硫化，能得到牢固的密合性。此外，通过这样的构成，不需要在弹性电阻发热层20与电极层40之间夹存粘接剂。因此，在对电极层40供电时，不会受到粘接剂层的体积电阻值的影响。例如，在一个实施方式的发热定影带1中，优选弹性电阻发热层20的弹性材料为氟橡胶，且电极层材料包含相同种类的氟橡胶。由此，能得到耐弯曲性优异且密合性优异的电极层40。
在一个实施方式中，优选的是，电极层材料所包含的粘合剂含有与弹性电阻发热层20所包含的弹性材料相同种类的弹性材料，其弹性材料的混合比为粘合剂成分100重量％中的10重量％以上为弹性材料。在粘合剂成分中所包含的弹性材料为10％以下时，有时无法得到与弹性电阻发热层20的充分的密合性。
在一个实施方式中，可以是如下的发热定影带1，电极层材料由在至少包含与弹性电阻发热层20的弹性材料相同种类的弹性材料的粘合剂成分中混合了金属粒子的材料形成，电极层40与弹性电阻发热层20不经由粘接剂而层叠。这样的发热定影带1例如可以通过弹性电阻发热层20和电极层40同时被加热固化而成型。
电极层40的成型没有特别限定，例如可以使用喷涂、刮棒涂布机(bar coater)等其自身公知的任意涂布方法。
电极层40的厚度可以为1μm以上50μm以下。虽然也取决于电极层40的体积电阻值，但在例如为1μm以下的厚度时，可能难以遍及弹性电阻发热层20的整周地瞬间供给电流。例如，在为50μm以上的厚度时，电极层40的硬度有可能变得非常硬，有可能无法追随使用时的变形而产生裂缝、剥离。此外，电极层40的宽度只要是能从此处供电的宽度即可，没有特别限定。
在一个实施方式中，其特征在于，电极层40的厚度为1μm以上50μm以下。
在一个实施方式中，发热定影带1具有以下特征。一对电极层40a、40b由处于包含于粘合剂的状态的金属粒子成型。该粘合剂成分可以是与弹性电阻发热层20的弹性母材相同种类的弹性母材。而且，一对电极层40a、40b与弹性电阻发热层20不经由粘接剂而直接结合。
在一个实施方式的发热定影带1中，其特征在于，弹性电阻发热层20的弹性材料包含氟橡胶，且电极层40的电极层材料包含相同种类的氟橡胶。
弹性电阻发热层20的体积电阻值可以为1.0×10-3Ω·cm以上1.0×103Ω·cm以下。例如，在1.0×103Ω·cm以上时，有体积电阻值的偏差变大的倾向，在该偏差变得非常大的情况下，难以得到均匀的发热温度。例如，在1.0×10-3Ω·cm以下的情况下，有需要大量的导电性材料的倾向，与此相伴随着弹性电阻发热层20的厚度增大，耐弯曲性可能会逐渐降低。
根据一个实施方式，优选的是，一对电极层40a、40b分别具有1.0×10-3Ω·cm以下的体积电阻值。
电极层40的体积电阻值低于弹性电阻发热层20的体积电阻值，且可以在1.0×10-3Ω·cm以下。例如，电极层40的体积电阻值越高于弹性电阻发热层20的体积电阻值，此外电极层40的体积电阻值越高于1.0×10-3Ω·cm，越难以从电极层40对弹性电阻发热层20供给充分的电流。
根据一个实施方式，可以在弹性电阻发热层20与脱模层30之间，与这些层相接地存在弹性层50。弹性层50即使是表面具有凹凸的承载体，也能为了良好地进行调色剂的定影而配置。因此，弹性层可以配置于与脱模层30相同的范围。例如在图1所示的发热定影带1中，弹性层50配置于弹性电阻发热层20上，而且在弹性层50上配置有脱模层30。弹性层50配置于与脱模层30对应的弹性电阻发热层20上的范围(即配置于与脱模层30相同的范围)。
弹性层50可以使用具有耐热性且橡胶硬度低的弹性层材料。这样的弹性层材料的例子可以举出氟橡胶、硅橡胶以及它们的组合等，例如可以优选使用按照JIS A为10～40度的硬度的硅橡胶。弹性层50的厚度例如可以为100～300μm。此外，为了提高弹性电阻发热层20与弹性层50的粘接性，也可以在它们之间例如通过涂布来配置其自身公知的任意底层涂料。
根据一个优选的实施方式，弹性层50由氟橡胶或硅橡胶形成。根据更优选的实施方式，弹性层50可以具有100μm以上300μm以下的厚度。
根据这样的实施方式，提供一种耐弯曲性优异、使用时的耐久性优异的发热定影带。即使在为了降低体积电阻值而增加导电性材料的情况下，这样的发热定影带的耐弯曲性也优异，使用时的耐久性也优异。
根据一个实施方式，发热定影带通过以下所示的制造方法制造。首先，制备包含耐热性的弹性材料和固化剂的弹性母材的涂料。接着，制备导电性材料的分散体。接着，将涂料和分散体混合，得到弹性电阻发热层材料。接着，在由绝缘性的耐热性树脂形成的管状的带基体的外周面涂布弹性电阻发热层材料，进行干燥而形成固化前的弹性电阻发热层。接着，在固化前的弹性电阻发热层外周面的两侧端部分别涂布电极材料，进行干燥，进一步进行加热固化，由此在带基体上形成含有导电性材料和弹性材料的弹性电阻发热层及一对电极层。一对电极具有比弹性电阻发热层的体积电阻值低的体积电阻值，用于对弹性电阻发热层供电。接着，在最外层形成脱模层。
图2(a)和图2(b)是表示将发热定影带1设置于复印机、打印机等图像形成装置的图像定影装置的一例中的状态的图。图2(a)是图像定影装置的一例的主视图，图2(b)是从侧面B观察图2(a)的图像定影装置的侧视图。在图2(a)所示的图像定影装置101中，发热定影带1以与发热定影带1的内表面2相接的方式设置于两个芯材110a、110b。两个芯材110a、110b以发热定影带1无松弛地配置的距离来进行配置。图像定影装置101具备在芯材110a、110b之间以与发热定影带1的外周面的一部分相接的方式配置的加压辊210。
供电辊510a的周面的一部分与电极层40a、40b的周面的一部分相接，对电极层40a、40b供给电流。
加压辊210以其轴平行于发热定影带1和芯材110a、110b的轴的方式固定。在发热定影带1与加压辊210之间传送应被形成图像的对象。应被形成图像的对象可以是在其上承载调色剂310的承载体410。图2(a)中示出了对象的传送为从右侧向左侧传送的例子，可以通过发热定影带1顺时针旋转和加压辊210一边对发热定影带1侧加压一边逆时针旋转来进行该传送。置于承载体410上的调色剂310通过在位于发热定影带1与加压辊210之间的期间被加热而被定影，从而形成调色剂像312。
图2(a)中示出了设置于使用两个芯材的图像定影装置的状态的例子，但芯材也可以是一个。将此例子示于图3。在图3中，(a)是表示图像定影装置的一例的主视图，(b)是从侧面B观察(a)的图像定影装置的侧视图。发热定影带1设置于具有内接于发热定影带1的内表面2的外径的芯材120。图像定影装置102具备与发热定影带1对置地配置的加压辊220。供电部510a、510b的周面的一部分与电极层40a、40b的周面的一部分相接，对电极层40a、40b供给电流。加压辊220以其轴平行于发热定影带1的轴的方式固定。在发热定影带1与加压辊220之间传送载置有调色剂320的对象420。与图2(a)和(b)同样，该传送从右侧向左侧，加压辊220一边对发热定影带1加压一边旋转。调色剂320通过在发热定影带1与加压辊220之间被加热而成为被定影后的调色剂像322。
在图像定影装置101、102中，设置有发热定影带1的芯材110a、110b、120能经由分别固定在其上的轴颈(journal)而连结于驱动电机(未图示)。加压辊210a、210b、220也同样能经由轴颈而连结于驱动电机(未图示)。轴颈只要是从各辊向其中心轴方向延伸的轴即可。通过使该轴旋转，辊可以旋转。
供电部例如可以是供电辊或供电轴承等。其配置为其中心轴与电极层的中心轴平行，使具有与电极层的接触宽度对应的接触宽度的供电辊与电极层表面接触地进行配置。在使用时，发热定影带1和供电辊一边同步地相互向相反侧旋转一边维持接触。通过该接触，从供电辊侧对电极层供电。
供电辊的接触宽度可以等于、小于或大于电极层的接触宽度。
根据一个实施方式，提供一种在承载体上加热未定影调色剂来形成该调色剂像的图像定影装置。图像定影装置具备：上述的实施方式的发热定影带、相互的中心轴平行并以将该承载体夹在周面之间的方式与发热定影带对置地配置的加压辊、以及构成为分别对发热定影带所具有的一对电极层供电的一对供电部。
这样的图像定影装置可以在复印机、打印机等图像形成装置中使用。图像定影装置向图像形成装置的组装方法可以通过其自身公知的任意方法来进行。
如上所述，根据实施方式，能提供耐弯曲性和耐久性优异的发热定影带和具备所述发热定影带的图像定影装置。实施方式的发热定影带能通过增加导电性材料来降低体积电阻值，在这种情况下也能得到优异的耐弯曲性和耐久性。
(示例)
制作发热定影带，并以如下方式进行评价。
1.测定方法
(1)体积电阻值的测定
使用Loresta GP MCP-T610(Mitsubishi Chemical Analytech制)，通过依据JISK-7194的方法，测定以如上方式成型的弹性电阻发热层和电极层的体积电阻值。测定是在22±3℃的温度、55±5％RH的环境下将测定样品放置24小时以上来实施的。
此外，在弹性电阻发热层中，在带宽度方向测定5处，在带圆周方向测定8处合计40处，用其最大值与最小值之差来评价体积电阻值的均匀性。
(2)发热温度分布的测定
在图4中示出测定系统的草图。在如后述那样得到的各发热定影带插入外径25mm的硅酮海绵辊(silicone sponge roll)530。使用了金属轴承的供电部510a、510b与位于发热定影带1的两端的电极层40a、40b接触。之后，通过供电部510a、510b对电极层间施加电压。在此，硅酮海绵辊530经由轴颈540a、540b与驱动电机连结，能使发热定影带旋转。
在开始对两端的电极层间供电后，一边使用温度记录器(thermograph)520(MobirM4，IR SYSTEM公司制)确认发热定影带1表面的温度，一边调整施加电压直至带表面温度的最大值达到190℃，将此时的施加电压作为设定电压。之后，暂时停止供电，将发热定影带冷却至室温。冷却后，一边使硅酮海绵辊以10rpm旋转，一边施加设定电压，对发热定影带供电。施加后经过10秒后，用温度记录器开始测定带的表面温度。在带周向的8处测定表面温度，计算表面温度的最大值与最小值之差来作为温度分布。但是，将位于带两端部的电极部10mm从温度分布的计算中排除。
(3)耐弯曲性的测定
利用依据JIS K 5600-5-1(圆筒形心轴法)的方法，测定了如上所述成型的弹性电阻发热层和成型于弹性电阻发热层的表面的电极层的耐弯曲性。在图5中示出测定的概要。心轴600使用外径5mm，使样品100沿心轴600折弯后，通过目视来确认有无表面的裂纹和剥离。测定在室温环境下(23±5℃)实施。
(4)密合性的测定
利用依据JIS K-5600-5-6(划格法)的涂膜的附着性的评价方法测定了通过上述方法成型的弹性电阻发热层与电极层之间的密合性。试验结果根据剥离的程度，以分类0～分类5这6级来进行评价。
(5)向图像定影装置的组装评价
将通过上述方法得到的发热定影带如上述那样组装于图3(a)所示的图像定影装置，进行了调色剂像的定影测试。用热敏电阻将定影温度设定为190℃，进行了印刷。
2.发热定影带的制作
(实施例1)
(1)基材层的成型
以膜厚400μm在外径30mm、全长350mm的不锈钢管涂布聚酰胺酸(U-varnish-S，宇部兴产公司制)。之后，在120℃干燥60分钟，以30分钟升温至200℃的温度，在200℃保持30分钟。接着，以30分钟升温至380℃，在380℃保持15分钟，完成了酰亚胺化反应。之后，冷却至室温，拔出不锈钢管，切断端部，得到了内径30mm、厚度70μm、长度240mm的聚酰亚胺树脂的无缝管状体。
在上述得到的聚酰亚胺树脂管状体中插入了外径30mm、长度240mm的不锈钢管。
(2)弹性电阻发热层材料的准备
用以下方法准备了用作弹性电阻发热层材料的氟橡胶涂料。通过开炼机在氟橡胶(G-501NK，大金工业(株)制)100重量％中混炼了MT炭黑(Thermax(Cancarb Ltd.美国商标注册)N990，Cancarb Ltd.制)20重量％、氧化镁(Kyowamag(协和化学工业(株)注册商标)30，协和化学工业(株)制)15重量％、以及胺系固化剂(V-3，大金工业(株)制)3重量％。之后，用MEK溶解，以使固体成分达到30％的方式调整MEK的量，得到了氟橡胶涂料。在该氟橡胶涂料中混合了科琴黑的分散体(MHI Black Series，御国色素(株)制)。混合量调整为相对于固体成分中的氟橡胶100重量％，科琴黑达到20重量％。
(3)弹性电阻发热层的成型
在插入了不锈钢管的聚酰亚胺树脂基材外周通过喷涂将弹性电阻发热层材料涂布成所期望的厚度。一边使其旋转一边在40℃干燥10分钟，得到了层叠有固化前的弹性电阻发热层的层叠体A。
(4)电极层材料的准备
作为电极层材料，将前述氟橡胶涂料和溶解于NMP中的聚酰亚胺溶液(RIKACOAT(新日本理化(株)注册商标)SN-20，新日本理化(株)制)混合，在其中添加银粒子。混合量调整为：将固体成分中的氟橡胶和聚酰亚胺树脂的合计设为100重量％，银粒子为150重量％。此外，调整为在氟橡胶和聚酰亚胺树脂的合计100重量％中，30重量％为氟橡胶、70重量％为聚酰亚胺树脂。
(5)电极层的成型
在层叠体A的两端部10mm位置，通过刮刀涂布(blade coat)将电极层材料涂布成所期望的厚度。一边使其旋转一边在40℃干燥10分钟，得到了在固化前的电阻发热层的两端部形成有固化前的电极层的层叠体B。将该层叠体B在恒温槽中以150℃加热1小时、以180℃加热1小时、以200℃加热24小时而使其固化，得到了在基材上形成有弹性电阻发热层和电极层的层叠体C。当测定固化后的膜厚时，弹性电阻发热层为150μm、电极层为10μm。
(6)体积电阻值的测定
弹性电阻发热层的体积电阻值为2.56×101Ω·cm，测定的40处的最大值/最小值为1.12倍。电极层的体积电阻值为8.12×10-4Ω·cm。
(7)耐弯曲性的测定
进行了耐弯曲性的测定。其结果是，即使将弹性电阻发热层和电极层均沿外径5mm的心轴折弯，也未在表面产生裂纹、剥离等缺陷。
(8)密合性的测定
评价了电极层与弹性电阻发热层的密合性，结果为分类0，未观察到剥离。
(9)弹性层的形成
在上述层叠体C的除了两端10mm以外的中央区域的表面，经由底层涂料(PrimerNo.4，信越化学工业制)涂布了硅橡胶(XE15-B7354，Momentive PerformanceMaterials公司制)。涂布是将遮蔽了两端10mm部分的层叠体C浸渍于硅橡胶原料中，使内径30.65mm的铝制环在外周面走行来进行的。
涂布后，在140℃加热20分钟，在200℃加热4小时，将硅橡胶硫化。当测定硫化后的硅橡胶的厚度时，为200μm。由此，得到了在层叠体C层叠有厚度200μm的硅橡胶的层叠体D。
(10)脱模层的形成
在上述层叠体D的硅橡胶层的表面经由底层涂料(PJ-CL990，Mitsui DuPontFluorochemical公司制)通过喷涂涂布氟树脂分散体(855-510，Mitsui DuPontFluorochemical公司制)。涂布后，在常温下干燥30分钟后，放入340℃的烘箱，烧成15分钟。当测定烧成后的脱模层的厚度时，为15μm。
通过以上的(1)～(10)得到了实施方式的发热定影带。将其作为实施例1。
(实施例2)
除了在弹性电阻发热层材料中，调整科琴黑的分散体的混合量，以使弹性电阻发热层的体积电阻值为1×103Ω·cm以外，与实施例1同样地制作了发热定影带。科琴黑的混合量相对于此时的固体成分中的氟橡胶100重量％为10重量％，弹性电阻发热层的厚度为220μm。
(实施例3)
除了在弹性电阻发热层材料中，调整碳纳米管的分散体(CNTD系列，开发品；御国色素(株)制)的混合量，以使弹性电阻发热层的体积电阻值为1×10-3Ω·cm以外，与实施例1同样地制作了发热定影带。碳纳米管的混合量相对于此时的固体成分中的氟橡胶100重量％为50重量％，电阻发热层的厚度为38μm。
(实施例4)
除了在电极层材料的粘合剂成分中，调整为在氟橡胶和聚酰亚胺树脂的合计100重量％中，10重量％为氟橡胶、90重量％为聚酰亚胺树脂之外，与实施例1同样地制作了发热定影带。
(实施例5)
除了在电极层材料中，仅以氟橡胶为粘合剂成分以外，与实施例1同样地制作了发热定影带。
(比较例)
在弹性电阻发热层材料中，在聚酰亚胺溶液(RIKACOAT SN-20，新日本理化(株)制)中使用了导电性聚酰亚胺溶液，所述导电性聚酰亚胺溶液调整了科琴黑的分散体(MHIBlack Series，御国色素(株)制)的混合量，以使弹性电阻发热层的体积电阻值为2.5×101Ω·cm。相对于聚酰亚胺树脂100重量％，此时的固体成分中的科琴黑的混合量为22重量％。除了使用这些弹性电阻发热层材料和电极层材料以外，与实施例1同样地制作了发热定影带。此时的电阻发热层的厚度为15μm。
(结果)
(1)对弹性电阻发热层的评价
对实施例1、实施例2和实施例3、以及比较例的弹性电阻发热层进行了以下的评价。测定项目为体积电阻值、体积电阻值的偏差、弹性电阻发热层的耐弯曲性以及发热温度分布。将结果示于表1。
[表1]
体积电阻值均包含于1.00×10-3以上1.00×103以下的范围。体积电阻值的偏差表示为体积电阻值的最大值除以最小值时得到的倍数。它们均包含于1.10倍～1.3倍的范围。通过目视对弹性电阻发热层的耐弯曲性进行了评价，结果为实施例1、实施例2以及实施例3均良好。与此相对，比较例的耐弯曲性差。温度分布以从最大值减去最小值后的值Δ来表示。它们均包含于8.5℃至13℃间。
(2)关于电极层的评价
对于实施例1、实施例4以及实施例5评价了电极层的体积电阻值、电极层的耐弯曲性、弹性电阻发热层与电极层的密合性以及发热温度分布。将其结果示于表2。
[表2]
实施例1、实施例4以及实施例5分别将电极层的粘合剂中的氟橡胶的比率设为30重量％、10重量％、100重量％。这些电极层的体积电阻值为8.12×10-4Ω·cm、6.05×10-4Ω·cm、9.70×10-4，这些值都是比各实施例的弹性电阻发热层的体积电阻值低的值，且为1.0×10-3Ω·cm以下。在与上述弹性电阻发热层的体积电阻值的关系中，具有这样的特性的实施方式的发热定影带，能综合地从电极层对弹性电阻发热层供给充分的电流。
此外，关于弹性电阻发热层与电极层的密合性，实施例4为分类1，虽然观察到5％以下的小剥离，但其仍在允许范围内。实施例1和实施例5为分类0，未观察到电极的剥离。实施例1、实施例4以及实施例5的温度分布为Δ8.5℃、Δ9.7℃以及Δ8.9℃，表示为充分均匀的温度分布。
(3)安装试验
将在实施例1得到的发热定影带组装到图3(a)所示的图像定影装置，进行了调色剂像的定影测试。通过热敏电阻将定影温度设定为190℃，进行了印刷。其结果是，能从电源接通开始瞬间定影，得到了良好的定影图像。
3.总结
粘合剂成分中包含氟橡胶、且在弹性电阻发热层和电极层中使用了相同种类的粘合剂的实施例1、实施例2、实施例3、实施例4以及实施例5均证明了耐弯曲性优异。此外，它们的温度分布都是均匀的。另一方面，在粘合剂中使用了聚酰亚胺树脂的比较例中，虽然得到了均匀的温度分布，但耐弯曲性差。
根据以上结果可知，根据实施方式，提供一种耐弯曲性和耐久性优异的发热定影带。证明了该发热定影带能通过增加导电性材料来降低体积电阻值，即使在这种情况下也会实现优异的耐弯曲性和耐久性。此外，证明了通过具备这样的发热定影带的图像定影装置，能良好地得到调色剂像。
附图标记说明：
1发热定影带，10带基体，20弹性电阻发热层，30脱模层，40电极层，50弹性层，101、102图像定影装置，110a、110b芯材，210a、210b、220加压辊，510a供电部，310、320调色剂，312、322调色剂像，410承载体，420对象。

Claims (11)

1.一种发热定影带，其特征在于，
具备：由绝缘性的耐热性树脂形成的管状的带基体、由含有导电性材料且包含弹性材料的弹性母材形成的弹性电阻发热层、脱模层、以及用于对所述弹性电阻发热层供电的一对电极层，
所述弹性电阻发热层设于所述带基体的外周面，
所述脱模层被设为最外层，
所述一对电极层设于所述弹性电阻发热层的外周面的两侧端部，且具有比所述弹性电阻发热层的体积电阻值低的体积电阻值。
2.根据权利要求1所述的发热定影带，其特征在于，
所述弹性电阻发热层具有1.0×10-3Ω·cm以上1.0×103Ω·cm以下的体积电阻率。
3.根据权利要求1或2所述的发热定影带，其特征在于，
在所述弹性电阻发热层与所述脱模层之间还具有弹性层，该弹性层与所述弹性电阻发热层以及所述脱模层相接。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的发热定影带，其特征在于，
所述弹性材料为氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、氢化丁腈橡胶或者它们的组合。
5.根据权利要求4所述的发热定影带，其特征在于，
所述弹性材料为单独氟橡胶，氟橡胶与硅橡胶、氟硅橡胶或氢化丁腈橡胶的混合物，单独氟硅橡胶，或者，氟硅橡胶与硅橡胶或氢化丁腈橡胶的混合物。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的发热定影带，其特征在于，
所述一对电极层分别具有1.0×10-3Ω·cm以下的体积电阻值。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的发热定影带，其特征在于，
所述一对电极层分别由含有金属粒子的粘合剂成型，
所述粘合剂包含与所述弹性电阻发热层的弹性母材相同种类的弹性母材，
所述一对电极层与所述弹性电阻发热层不经由粘接剂而直接结合。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的发热定影带，其特征在于，
所述弹性母材还包含与所述弹性材料不同的耐热性材料。
9.根据权利要求8所述的发热定影带，其特征在于，
所述耐热性材料为聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚醚酮、或氟树脂。
10.一种发热定影带的制造方法，包括以下工序：
制备包含耐热性的弹性材料和固化剂的弹性母材的涂料的工序；
制备导电性材料的分散体的工序；
混合所述涂料和所述分散体而得到弹性电阻发热层材料的工序；
将弹性电阻发热层材料涂布于由绝缘性的耐热性树脂形成的管状的带基体的外周面，进行干燥而形成固化前的弹性电阻发热层的工序；
将电极材料分别涂布于所述固化前的弹性电阻发热层的外周面的两侧端部，进行干燥，进一步进行加热固化，由此在所述带基体上形成含有所述导电性材料和所述弹性材料的弹性电阻发热层、以及具有比所述弹性电阻发热层的体积电阻值低的体积电阻值并用于对该弹性电阻发热层供电的一对电极层的工序；以及
在最外层形成脱模层的工序。
11.一种图像定影装置，在承载体上加热未定影调色剂，形成该调色剂像，具备：
权利要求1～9中任一项所述的发热定影带；
相互的中心轴平行且以将该承载体夹在周面之间的方式与所述发热定影带对置地配置的加压辊；以及
构成为分别对所述一对电极层供电的一对供电部。
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