CN110297415A

CN110297415A - 定影构件、定影装置和电子照相图像形成设备

Info

Publication number: CN110297415A
Application number: CN201910220138.5A
Authority: CN
Inventors: 能登屋康晴; 宫内阳平; 吉村公博
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2018-03-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2019-10-01
Anticipated expiration: 2039-03-22
Also published as: EP3550377B1; US10901354B2; CN110297415B; EP3550377A1; US20190294090A1

Abstract

本发明涉及定影构件、定影装置和电子照相图像形成设备。提供一种调色剂的热污损难以产生的定影构件。该定影构件具有基材和作为表面层的脱模层，其中脱模层包含PFPE和第二氟树脂，第二氟树脂为选自PFA和FEP中的至少一种，并且在脱模层的在200℃的温度下测量的¹⁹F‑NMR光谱中，源于PFPE的峰的纵向弛豫的弛豫时间T1为0.5秒以上且3.5秒以下。

Description

定影构件、定影装置和电子照相图像形成设备

技术领域

本发明普遍地涉及定影构件、包括该定影构件的定影装置、和包括该定影装置的电子照相图像形成设备。

背景技术

通常，在用于诸如复印机或激光打印机等电子照相图像形成设备(下文中，也称为“图像形成设备”)的定影装置中，诸如一对加热的辊和辊、膜和辊、带和辊以及带和另一个带等旋转体压接。另外，将保持由未定影调色剂形成的图像的诸如纸等记录介质引入至旋转体之间形成的压接部(下文中，称为“定影辊隙部”)，且将未定影调色剂加热并且使其熔融，以致图像定影在记录介质上。与记录介质上的未定影调色剂图像接触的旋转体称为定影构件，且根据其形态称为定影辊、定影膜、和定影带。

为了抑制调色剂的附着，作为构成定影构件的外表面的脱模层(下文中，称为“脱模层”)，可以使用包含氟树脂的脱模层。氟树脂具体地为例如，四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物(下文中，也称为“PFA”)。然而，随着近年来图像形成速度的高速化，已提出了使定影构件的表面温度更高。在该情况下，不能确定在设置有包含PFA的脱模层的定影构件的外表面上的调色剂的脱模性是充分的。

日本专利申请特开No.2015-028613建议在最外层中包含分子运动性高的状态的全氟聚醚(下文中，也称为“PFPE”)以便抑制调色剂对于如感光体和中间转印体等电子照相用构件的外表面的附着。

作为本发明人的检查的结果，当根据日本专利申请特开No.2015-028613的电子照相用构件用作热定影装置的加热构件时，外表面上的调色剂脱模性由于长期使用而劣化，因而在热定影时会发生调色剂的热污损。

发明内容

本发明的实施方案旨在于提供其中即使通过长期使用调色剂的热污损也几乎不产生的定影构件。本发明的另一实施方案旨在于提供有助于高品质电子照相图像的稳定形成的定影装置。本发明的又一实施方案旨在于提供能够形成高品质电子照相图像的电子照相图像形成设备。

根据本发明的一个实施方案，提供一种电子照相用定影构件，其包括：

基材；和

作为表面层的脱模层，

其中脱模层包含第一氟树脂和第二氟树脂，

第一氟树脂为全氟聚醚(PFPE)，

第二氟树脂为选自四氟乙烯-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)中的至少一种，并且

其中，当将从PFPE单一物质(simple substance)的在200℃的温度下测量的¹⁹F-NMR得到的PFPE单一物质的纵向弛豫时间定义为T1-1，且将从脱模层的在200℃的温度下测量的¹⁹F-NMR得到的包含在脱模层中的PFPE的纵向弛豫时间定义为T1-2时，

T1-1和T1-2满足由以下式(1)表示的关系：

式(1)

[(T1-1)-(T1-2)]/(T1-1)≥0.1。

根据本发明的另一实施方案，提供一种包括该定影构件的定影装置。

根据本发明的又一实施方案，提供一种包括该定影装置的电子照相图像形成设备。

参照附图，本发明的进一步特征将从以下的示例性实施方案的描述中变得显而易见。

附图说明

图1A为根据本发明的实施方案的定影带的示意性截面图。

图1B为根据本发明的实施方案的定影辊的示意性截面图。

图2为使用根据本发明的实施方案的定影带的定影装置的示意性截面图。

图3为使用根据本发明的实施方案的定影辊的定影装置的示意性截面图。

图4为根据本发明的实施方案的图像形成设备的示意性截面图。

图5为PFPE单一物质的¹⁹F-NMR光谱的图表。

图6为从脱模层取出的样品的¹⁹F-NMR光谱的图表。

具体实施方式

现在将参照附图详细地描述本发明的优选实施方案。

本发明人推测，当根据日本专利申请特开No.2015-028613的电子照相用构件用作热定影装置的加热构件时容易产生调色剂的热污损的原因如下。换言之，在热定影装置中，加热构件的温度高，例如，200℃以上。因此，根据日本专利申请特开No.2015-028613的电子照相用构件的最外层中所包含的PFPE的分子运动性过度提高，因而浸出至外表面的PFPE的量增加。外表面上的PFPE通过承载调色剂或调色剂图像的记录介质和脱模层之间的接触而被物理地除去，且最外层中的PFPE在相对短的时间内耗尽。结果，认为的是，调色剂容易附着至外表面，这产生热污损。

因此，为了通过抑制在诸如200℃等高温下PFPE向外表面的浸出，而得到即使通过长期使用也难以产生调色剂的热污损的定影构件的目的，本发明人反复研究。

结果，本发明人发现，上述目标可以通过将PFPE在抑制分子运动性的状态下包含于作为最外层的脱模层中而实现。

即，根据本发明的实施方案的定影构件包括基材和作为表面层的脱模层。另外，脱模层包含第一氟树脂和第二氟树脂。

第一氟树脂为全氟聚醚(PFPE)。另外，第二氟树脂为选自四氟乙烯-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)中的至少一种。

另外，当将从PFPE单一物质的在200℃的温度下测量的¹⁹F-NMR得到的PFPE单一物质的纵向弛豫时间定义为T1-1，且将从脱模层的在200℃的温度下测量的¹⁹F-NMR得到的包含在脱模层中的PFPE的纵向弛豫时间定义为T1-2时，T1-1和T1-2满足由以下式(1)表示的关系：

计算式(1)

[(T1-1)-(T1-2)]/(T1-1)≥0.1

NMR中的弛豫是指通过接受电磁波激发的核发出能量且回复至基态。该弛豫具有称为纵向弛豫(longitudinal relaxation)的自旋-点阵弛豫(spin-lattice relaxation)和称为横向弛豫(transverse relaxation)的自旋-自旋弛豫(spin-spin relaxation)。该弛豫过程通过称为弛豫时间的时间常数来规定。特别地，纵向弛豫时间T1与分子运动性相关联。例如，在高分子化合物中，随着在充分高于相应高分子化合物的玻璃化转变温度的温度下测量的纵向弛豫时间T1越长，相应高分子化合物的分子运动性越高。例如，PFPE在室温(23℃)下为液体，且200℃的温度充分高于玻璃化转变温度。

另外，当从PFPE单一物质即对分子运动性不具有限制的PFPE的在200℃的温度下测量的¹⁹F-NMR得到的PFPE单一物质的纵向弛豫时间T1确定为(T1-1)秒，且从脱模层的在200℃的温度下测量的¹⁹F-NMR得到的包含在脱模层中的PFPE的纵向弛豫时间T1确定为(T1-2)秒时，弛豫时间(T1-1)和(T1-2)均满足由上述计算式(1)表示的关系，这意味着包含在脱模层中的PFPE的分子运动性得到充分抑制。

在脱模层的在200℃的温度下测量的¹⁹F-NMR中，包含在脱模层中的PFPE的纵向弛豫时间(T1-2)例如为，0.5秒以上且3.5秒以下，且特别优选0.5秒以上且2.0秒以下。

作为用于控制PFPE的分子运动性的第二氟树脂，例如，可以适当地使用选自PFA和FEP中的至少一种。该原因是即使当PFA和FEP包含于脱模层中时，PFA和FEP也难以降低脱模层的外表面的调色剂脱模性。

PFPE单一物质的纵向弛豫时间(T1-1)可以使用NMR设备(例如，“400WB”，由Agilent Technologies Japan,Ltd.制)根据以下方法从¹⁹F-NMR得到。

首先，在干燥空气(例如，相对湿度50％)气氛下在以下测量条件下分析PFPE。

测量条件

·测量项目：¹⁹F

·观察频率：376.81MHz

·探针：直径为4.0mm

·旋转速度：0kHz

·化学位移的标准物质：六氟苯(-163ppm)

·(1)¹⁹F-NMR光谱测量

测量方法：单脉冲法

测量温度：28℃

·(2)¹⁹F-NMR纵向弛豫时间(T1)测量

测量方法：反转恢复法(180°-τ-90°)

测量温度：200℃

在上述(1)的测量中，PFPE单一物质的¹⁹F-NMR光谱通过NMR设备的内部处理而得到。从所得¹⁹F-NMR光谱中，可以归属源于PFPE的峰。作为一个实例，图5示出聚全氟异丙基醚(PFPE)单一物质的¹⁹F-NMR光谱和由其归属的结果。

在上述(2)的测量中，将高频磁场脉冲在180°的脉冲宽度下施加至测量样本，然后在等待时间τ过去之后，在90°的脉冲宽度下进一步施加高频磁场脉冲，从而得到自由感应衰减(free induction decay)(FID)信号。所得FID信号通过NMR设备的内部处理进行傅里叶变换，且得到PFPE单一物质的¹⁹F-NMR光谱。这里，从¹⁹F-NMR光谱得到的源于PFPE的各信号强度A(τ)由以下计算式(1)表示：

计算式(1)

A(τ)＝A₀(1-2exp(-τ/T1))

这里，A₀为源于PFPE的各峰的强度的饱和值。T1为各峰的纵向弛豫时间。

另外，上述(2)的测量通过改变等待时间τ至少4次、优选8次以上而在使所有峰达到饱和值的充分的时间(弛豫时间T1的5倍以上，例如，20～100秒)以内进行。结果，得到至少4个FID信号，并且从相应的FID信号得到至少4个¹⁹F-NMR光谱。

随后，将在各光谱中归属于PFPE的各峰绘制在以等待时间τ在横轴上且信号强度在纵轴上的图上。基于该图上的至少4个图线，通过NMR设备的内部处理基于计算式(1)通过最小二乘法进行曲线拟合，从而得到A₀和T1。

然后，在源于至少4个¹⁹F-NMR光谱的至少4个T1当中的最大值取作T1-1。

用于测量(T1-1)的单一物质PFPE样品、脱模层中的PFPE的分子结构可以通过诸如NMR等公知的分析方法来分析，或具有相同分子结构的PFPE可用作样品。

另外，脱模层中的PFPE可以通过以下方法来提取，且提取的PFPE可用作样品。下面描述具体提取方法的实例。首先，从定影构件中收集脱模层。作为从定影构件中收集脱模层的方法，将脱模层与弹性层一起切出，然后弹性层用如“e-溶解系列(e-solve series)”(由Kaneko Chemical Co.,Ltd.制)等树脂溶解剂溶解且除去，且仅取出脱模层。可将收集的脱模层进行粉碎处理以便增加PFPE的提取效率。

随后，将收集的脱模层浸渍于能够溶解PFPE的溶剂(例如，1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-十氟-3-甲氧基4-(三氟甲基)-戊烷)中，且在25℃的温度下放置24小时。因而，脱模层中的PFPE在溶剂中洗脱出。

接下来，通过过滤分离由其洗脱PFPE的溶剂和脱模层，且使用蒸发仪从所得滤液中从由其洗脱PFPE的溶剂中除去溶剂，由此得到PFPE。另外，1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-十氟-3-甲氧基-4-(三氟甲基)-戊烷作为“NOVEC7300”(产品名；由3M Co.,Ltd.制)商购可得。

此外，包含在脱模层中的PFPE的纵向弛豫时间(T1-2)可以根据以下方法通过使用NMR设备(例如，“400 WB”，由Agilent Technologies Japan,Ltd.制)从脱模层的¹⁹F-NMR光谱而得出。

首先，收集脱模层的测量用样品。作为从定影构件中收集脱模层的测量用样品的方法，有从脱模层切出测量用样品的方法，和脱模层的一部分与弹性层一起切出、用树脂溶解剂“e-溶解系列”(由Kaneko Chemical Co.,Ltd.制)溶解且除去弹性层以得到测量用样品的方法。

随后，在干燥空气(例如，相对湿度50％)气氛下在以下测量条件下分析测量用样品。

测量条件

·测量项目：¹⁹F

·观察频率：376.81MHz

·探针：直径为4.0mm

·旋转速度：10kHz

·化学位移的标准物质：六氟苯(-163ppm)

·(3)¹⁹F-NMR光谱测量

测量方法：单脉冲法

测量温度：28℃

·(4)¹⁹F-NMR纵向弛豫时间(T1)测量

测量方法：反转恢复法(180°-τ-90°)

测量温度：200℃

在上述(3)的测量中，通过NMR设备的内部处理得到测量用样品的¹⁹F-NMR光谱。从所得¹⁹F-NMR光谱中，归属源于PFPE的峰。作为归属方法，可以基于从关于上述的单一物质PFPE得到的¹⁹F-NMR光谱中归属的峰来确定峰。此外，以下示出的根据PFPE的重复单元预测的峰位置可作为参考来归属。作为一个实例，包括聚全氟异丙基醚(PFPE)和PFA的脱模层的¹⁹F-NMR光谱和归属结果示于图6中。

PFPE具有全氟亚烷基醚的重复单元。另外，全氟亚烷基醚的实例可包括全氟甲基醚、全氟乙基醚、全氟丙基醚和全氟异丙基醚。

因此，在¹⁹F-NMR中源于PFPE的峰中，根据重复单元的结构在以下位置处观察到信号。

·全氟甲基醚：-50至-55ppm；

·全氟乙基醚：-86至-91ppm；

·全氟丙基醚：

源于与氧相邻的CF₂的峰：-80至-85ppm，

源于与氧不相邻的CF₂的峰：-125ppm至-130ppm；

·全氟异丙基醚：

源于-CF₃、CF₂O-的峰：-77至-82ppm，

源于键合至与三氟甲基键合的碳的氟的峰：-141至-146ppm

在上述(4)的测量中，将高频磁场脉冲以180°的脉冲宽度施加至测量样本，然后在等待时间τ过去之后，进一步以90°的脉冲宽度施加高频磁场脉冲，从而得到自由感应衰减(FID)信号。所得FID信号通过NMR设备的内部处理而进行傅里叶变换，且得到脱模层的¹⁹F-NMR光谱。这里，从¹⁹F-NMR光谱得到的源于脱模层中的PFPE的各信号强度A(τ)由上述计算式(1)表示。

另外，上述(4)的测量通过改变等待时间τ至少4次、优选8次以上而在使所有峰达到饱和值的充分的时间(例如，20～100秒)以内进行。结果，得到至少4个FID信号，并且从相应的FID信号得到至少4个¹⁹F-NMR光谱。

接下来，将在各光谱中归属于PFPE的各峰绘制在以等待时间τ在横轴上且信号强度在纵轴上的图上。基于该图上的至少4个图线，通过NMR设备的内部处理基于计算式(1)通过最小二乘法进行曲线拟合，从而得到A₀和T1。

然后，在源于至少4个¹⁹F-NMR光谱的至少4个T1当中的最大值取作T1-2。

例如，通过将与PFPE(第一氟树脂)不同的第二氟树脂包含于脱模层中以致第二氟树脂与PFPE的聚合物链相互作用，脱模层中的PFPE的分子运动性的抑制可以得到实现。另外，例如，通过以下步骤可以得到包括该脱模层的定影构件。

(步骤1)将第二氟树脂的丸粒与PFPE搅拌混合，从而得到混合物。

(步骤2)将该混合物使用双螺杆挤出机在第二氟树脂的熔点(280℃～320℃)以上且450℃以下的温度下熔融捏合、并且挤出，从而得到第二氟树脂和PFPE的熔融捏合产物(下文中，称为“第二氟树脂/PFPE熔融捏合产物”)。

(步骤3)将第二氟树脂/PFPE熔融捏合产物丸粒化，将丸粒用挤出成形机挤出成形为管状，从而得到脱模层用管。

(步骤4)用脱模层用管覆盖形成于基材上的弹性层的外表面。

这里，当使用不进行(步骤2)的PFPE和第二氟树脂的混合物形成脱模层时，难以抑制在200℃的温度下脱模层中的PFPE的分子运动性。换言之，难以将PFPE的纵向弛豫的弛豫时间T1确定为3.5秒以下。换言之，假设包含PFA和PFPE的脱模层可以使用通过使用例如两个喷枪在雾化期间混合的涂布体系来制造。这里，一个喷枪填充有PFA分散液，另一个喷枪填充有高分子量PFPE，并且在将喷涂量调节为预定量时向基材上同时喷涂PFA和PFPE，由此形成包含PFA和PFPE的涂膜。然后，在超过PFA的熔点的温度下焙烧涂膜，从而得到包含PFA和PFPE的脱模层。包含在脱模层中的PFPE的纵向弛豫时间(T1-2)和PFPE单一物质的纵向弛豫时间(T1-1)之间的变化率([(T1-1)-(T1-2)/(T1-1)])小于0.1，并且几乎不抑制脱模层中的PFPE的分子运动性。结果，难以长时间地维持稳定的调色剂脱模性。

下文中，基于特定构成详细地描述根据本发明的实施方案的定影构件。

1.定影构件

参考图1A和1B描述根据本发明的实施方案的定影构件。图1A为沿与环形带形状定影构件(下文中，也称为“定影带”)11的圆周方向平行的方向截取的截面图。此外，图1B为沿与辊形状定影构件(下文中，也称为“定影辊”)12的圆周方向平行的方向截取的截面图。

定影构件11和12包括基材13、覆盖基材的表面的弹性层14、和覆盖弹性层的表面的脱模层15。

脱模层15可以通过未示出的粘接层而固定至弹性层14的表面。另外，弹性层14不是必要构成要素，而是基材13和基材13的表面上的脱模层可以直接或经由粘接层而设置。

(1)基材

作为基材13的材料，使用如铝、铁、不锈钢、或镍等金属，其合金，和如聚酰亚胺等耐热性树脂。

在定影辊中，例如，中空状或实心芯轴优选用作基材。作为芯轴的材质，可以包括如铝、铁或不锈钢等金属，或其合金。当使用中空状芯轴时，可以在内部设置热源。

在定影带中，具有环形带形状的基材用作基材13。作为基材的材质，例如，可以包括具有优异的耐热性的材料，如镍、不锈钢和聚酰亚胺。基材的厚度不特别限制，但是例如，从强度、挠性和热容量的观点看，优选为20～100μm。

可以对基材13的外表面进行表面处理以便赋予弹性层14粘接性。对于表面处理，可以使用诸如喷砂、研磨(lapping)和抛光等物理处理，以及诸如氧化处理、偶联剂处理和底漆处理等化学处理的一种或多种的组合。

当将包含硅橡胶的弹性层设置在基材的表面上时，优选对基材的表面施加底漆处理，以便改善基材和弹性层之间的粘接性。用于底漆处理的底漆的实例可包括其中将硅烷偶联剂、硅酮聚合物、氢化甲基硅氧烷、烷氧基硅烷、反应促进催化剂、或如红色铁氧化物(red iron oxide)等着色剂适当共混且分散于有机溶剂中的涂料。

可以根据基材的材质、弹性层的种类、或交联反应的形式适当地选择底漆。特别地，为了通过与不饱和脂肪族基团的反应而赋予粘接性，当弹性层包含大量的不饱和脂肪族基团时，优选使用包含氢化甲硅烷基的底漆，而当弹性层包含大量的氢化甲硅烷基时，优选使用包含不饱和脂肪族基团的底漆。除此之外，作为底漆，还可包括包含烷氧基的底漆。

作为底漆，可使用商购可得的产品。此外，底漆处理包括将底漆施加至基材的表面(粘合至弹性层的表面)，接着干燥或焙烧的步骤。

(2)弹性层

作为构成弹性层的材料，优选使用诸如硅橡胶或氟橡胶等耐热性橡胶。其中，加成固化型硅橡胶是优选的。

弹性层的厚度可以考虑定影构件的表面硬度和待形成的辊隙宽度来适当设计。当定影构件具有带形状时，弹性层的厚度优选为100μm以上且500μm以下，且更优选200μm以上且400μm以下。

此外，当定影构件具有辊形状时，弹性层的厚度优选为100μm以上且3mm以下，且更优选300μm以上且2mm以下。通过将弹性层的厚度确定在该范围内，当将定影构件引入至定影装置中时，可以通过基材的变形来确保充分的辊隙宽度。

弹性层可以包含填充剂。添加填充剂以便控制热传导性、耐热性和弹性模量。具体地，填充剂的实例可包括碳化硅(SiC)、氮化硅(Si₃N₄)、二氧化硅(SiO₂)、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化铁(Fe₂O₃)、氧化锌(ZnO)、氧化镁(MgO)、氧化钛(TiO₂)、铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、铁(Fe)、镍(Ni)、炭黑(C)、碳纤维(C)、和碳纳米管(C)等。

另外，在弹性层中，可以共混用于控制反应开始时间的称为抑制剂(inhibitor)的反应控制剂(抑制剂)。诸如甲基乙烯基四硅氧烷、乙炔醇、硅氧烷改性的乙炔醇、过氧化氢等公知的材料用作反应控制剂。

(3)脱模层

另外，脱模层包含第一氟树脂和第二氟树脂。

另外，第一氟树脂为全氟聚醚(PFPE)，第二氟树脂为选自四氟乙烯-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)中的至少一种。

另外，包含在脱模层中的PFPE的纵向弛豫时间(T1-2)可优选为0.5秒以上且3.5秒以下，且更优选为0.5秒以上且2.0秒以下。

<PFA>

PFA的实例可包括四氟乙烯与选自全氟甲基乙烯基醚[CF₂＝C(F)-O-CF₃]、全氟乙基乙烯基醚[CF₂＝C(F)-O-CF₂CF₃]和全氟丙基乙烯基醚[CF₂＝C(F)-O-CF₂CF₂CF₃]中的至少一种的共聚物。

当PFA中的全氟烷基乙烯基醚(下文中，也称为PAVE)在分子链中以约1mol％～5mol％的量包含时，由于可以降低在熔融捏合时的树脂粘度，因而其是优选的。此外，当该量为约3mol％～5mol％时，由于可以降低在熔融捏合时的树脂粘度且与PFPE的相互作用也提高，因而其是更优选的。

此外，从脱模层中的PFPE的分子运动的控制性和在熔融捏合时与PFPE的相互作用的提高的观点看，PFA的熔体流动速率(MFR)为1.0g/10min以上且10.0g/10min以下、特别是1.5g/10min以上且3.0g/10min以下。另外，PFA的MFR为根据JIS K7210-1:2014的方法A使用标准模具在372℃的温度下、在5kgf的负荷下测量的值。

作为PFA，可使用商购可得的产品，且具体实例提供如下。

·“451 HP-J”、“959 HP-Plus”、“350-J”和“950 HP-Plus”(全部为由Du PontMitsui Fluorochemicals Co.,Ltd.制造的产品)

·“P-66 P”、“P-66 PT”和“P-802 UP”(全部为由AGC Inc.制造的产品)

·“AP-230”、和“AP-231 SH”等(全部为由Daikin Industries,Ltd.制造的产品)

·“6502 N”(由3M Company制造的产品)。

<FEP>

FEP为四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，且从降低在熔融捏合时的粘度和提高与PFPE的相互作用的观点看，优选的是，在分子链中以约1mol％～15mol％的量包含六氟丙烯。

以与PFA相同的测量方法，FEP的MFR优选为1.0g/10min以上且10.0g/10min以下，且特别优选1.5g/10min以上且3.0g/10min以下。

作为FEP，可使用商购可得的产品，且具体实例提供如下。

·“100-J”、“130-J”、和“140-J”等(全部为由Du Pont Mitsui FluorochemicalsCo.,Ltd.制造的产品)

·“NP-20”、和“NP-30”等(全部为由Daikin Industries,Ltd.制造的产品)

·“6301N”等(由3M Company制造的产品)。

<PFPE>

全氟聚醚(PFPE)为具有全氟亚烷基醚作为重复单元的聚合物。全氟亚烷基醚的具体实例可包括全氟甲基醚、全氟乙基醚、全氟丙基醚和全氟异丙基醚。

从耐热性的观点看，可优选使用数均分子量为5,000以上且100,000以下、特别是7,000以上且30,000以下的全氟亚烷基醚。

从耐热性的观点看，具有构成原子仅为碳原子、氟原子和氧原子、且这些原子通过单键键合的化学结构的PFPE是优选的。另外，在PFPE中，全氟甲基醚的含量更优选为低的，且优选为1mol％以下。这是因为与氧相邻的氟碳结构具有低耐热性，且趋于成为热分解的起点。

此外，可更优选使用分子中具有由以下结构式(1)和以下结构式(2)表示的结构中的至少之一的PFPE。换言之，在分子中具有该结构的PFPE可以更好地控制在脱模层中在200℃的温度下的NMR光谱的弛豫时间(T1-2)。认为的是，该原因是因为根据结构式(1)和(2)的结构类似于PFA中的共价键合部分的聚亚烷基乙烯基醚的结构，因而聚合物链趋于彼此相互作用。

结构式(1)

结构式(2)

可使用的PFPE的具体实例在以下列出。然而，本发明不限于此。

·具有由结构式(3)表示的结构的PFPE(例如，“Demnum S200”和“Demnum S100”(全部为由Daikin Industries,Ltd.制造的产品)：

结构式(3)

·具有由结构式(4)表示的结构的PFPE(例如，“Krytox GPL107”、“KrytoxGPL106”、“Krytox143AD”、“Krytox VPF16256”、“Krytox XHT-750”和“Krytox XHT-1000”(全部为由Chemours Company制造的产品)：

结构式(4)

·具有由结构式(5)表示的结构的PFPE(例如，“Fomblin M60”和“Fomblin M30”(全部为由Solvay Japan,Ltd.制造的产品)：

结构式(5)

为了维持脱模层的外表面的优异的调色剂脱模性且抑制在高温下过度渗出至外表面，脱模层优选以基于PFA和PFPE的总量为1质量％以上且30质量％以下、且特别优选3质量％以上且20质量％以下的比例包含PFPE。

<脱模层的厚度>

脱模层的厚度优选为3μm以上且100μm以下，且进一步优选10μm以上且50μm以下。这是因为容易形成厚度为3μm以上的脱模层，且当脱模层的厚度为100μm以下时，从定影构件向纸的热传导是良好的。

<定影构件的制造方法>

以下描述根据本实施方案的定影带的制造方法。

<<脱模层用氟树脂管的制备>>

首先，脱模层用氟树脂管通过以下步骤1～3中描述的方法来制备。

(步骤1)将第一氟树脂，即PFPE与第二氟树脂丸粒搅拌和混合，从而得到混合物。

(步骤2)使用双螺杆挤出机将混合物在等于或高于第二氟树脂的熔点的温度下熔融捏合的同时挤出，从而得到第二氟树脂和PFPE的熔融捏合产物。

(步骤3)将熔融捏合产物丸粒化，且将丸粒用挤出成形机挤出成形为管状，从而得到脱模层用管。

(步骤1)

将第二氟树脂和PFPE的丸粒在预定的搅拌机中以预定的比例搅拌和混合，从而得到第二氟树脂和PFPE的混合物。此处的搅拌条件不特别限制，但是例如，将第二氟树脂的丸粒预先进行粉碎处理等，然后与PFPE搅拌和混合，由于第二氟树脂和PFPE之间的接触面积增加，并且容易进一步提高在熔融捏合时与PFPE的相互作用，因而是优选的。

(步骤2)

将步骤1中得到的混合物的丸粒注入双螺杆挤出机中，加热至等于或高于第二氟树脂的熔点的温度，且在使第二氟树脂熔融的同时于预定条件下捏合，从而得到第二氟树脂和PFPE的熔融捏合产物。

例如，当PFA用作第二氟树脂时，PFA可以通过加热至例如，350～420℃的温度而熔融。此外，当FEP用作第二氟树脂时，例如，FEP可以通过加热至300～370℃而熔融。

作为捏合条件，例如，当双螺杆挤出机的螺杆直径为46mm时，在100～600rpm的螺杆旋转速度下进行捏合。

由于第一氟树脂和第二氟树脂都具有低表面自由能，所以认为的是，难以将PFA或FEP的聚合物链混合以致聚合物链可以与PFPE相互作用。然而，通过将熔融状态下的第二氟树脂与PFPE在强力剪切下捏合在一起，PFPE可以与第二氟树脂混合而不相分离。认为的是，熔融状态下的PFA和FEP也包括结晶区域，且在分子链中变松散。在该状态下，由于分子结构的相似性，具有高化学亲和性的PFPE、和PFA或FEP以全部或部分相容的状态存在。因此，甚至在如200℃等高温下，认为的是，PFPE实现了PFPE化学且稳定地包含在PFA中而没有与PFA和FEP相分离的状态。

(步骤3)

将步骤2中得到的熔融捏合产物丸粒化，且使用挤出成形机将丸粒挤出为管状，从而使脱模层形成用的氟树脂管成形。

在PFPE与熔融状态下的PFA混合的状态下，由于与仅PFA熔融的状态相比，熔融粘度较低，所以可以将加热温度设定为比挤出单独PFA的熔融物低。

因此，当熔融捏合产物为与PFA的熔融捏合产物时，本步骤中的熔融捏合产物的加热温度优选为340℃～400℃。

此外，在与FEP的熔融捏合产物的情况下，加热温度优选为300℃～360℃。

<<定影构件的制造>>

(步骤4)包括覆盖具有环形带形状的基材的外周面的弹性层的外周面用(步骤3)中得到的氟树脂管覆盖的步骤。这里，在弹性层的外周面上，可以预先设置粘接层。

2.定影装置

在定影装置中，诸如一对加热的辊和辊、膜和辊、带和辊以及带和另一个带等旋转体压接，并且考虑诸如电子照相图像形成设备的整体处理速度和尺寸等条件而适当地选择。这里，描述定影装置的具体实例且描述其构造。

(1)使用定影带的定影装置

图2为示出根据本发明的实施方案的定影装置的实例的横向截面示意图，该定影装置包括根据本发明的实施方案的定影带；和加热单元。

在定影装置中，作为根据本发明的实施方案的定影构件，定影带11为无缝定影带。为了保持定影带11，配置由具有耐热性和绝热性的树脂成形的带导向构件16。

构成相应定影装置的加热单元的一部分的作为热源的陶瓷加热器17设置在带导向构件16和定影带11的内表面彼此接触的位置处。

将陶瓷加热器17啮合且固定在沿着带导向构件16的长度方向成形设置的凹槽部。将陶瓷加热器17通过未示出的单元通电，从而发热。

无缝定影带11松散地固定至带导向构件16。加压用刚性支柱(rigid stay)18插入带导向构件16的内侧。

在作为加压构件的弹性加压辊19中，硅橡胶的弹性层19b设置在不锈钢芯轴19a上以降低表面硬度。

不锈钢芯轴19a的两个端部通过保持在装置内部的未示出的前侧和后底盘侧板之间的轴承可旋转地配置。

弹性加压辊19用作为表面层19c的厚度为50μm的氟树脂管覆盖，以便改善表面性能和脱模性。

各加压弹簧(未示出)在加压用刚性支柱18的两个端部和在装置底盘侧的弹簧接受构件(未示出)之间被压缩，从而将向下按压的力施加至加压用刚性支柱18。因而，配置在带导向构件16的下表面的陶瓷加热器17的下表面和弹性加压辊19的上表面通过介于其间的定影带11压接，由此形成预定的定影辊隙N。即，陶瓷加热器17的下表面与具有环形带形状的定影带11的内周面接触配置。

在该定影辊隙N中，将作为其中由未定影调色剂G形成图像的待加热对象的记录介质P夹持、且以输送速度V输送。因而，将调色剂图像加热和加压。结果，调色剂图像熔融且混色，然后冷却，因而将调色剂图像定影在记录介质P上。

(2)使用定影辊的定影装置

图3为使用根据本发明的实施方案的定影辊的定影装置的实例的横向截面示意图。

在该定影装置中，定影辊12为根据本发明的实施方案的定影构件。在定影辊12中，弹性层14形成于基材13的外周面上，脱模层15进一步形成于其外侧。

配置作为加压构件的弹性加压辊19以与定影辊12相对，且两个辊通过未示出的加压单元被可旋转地按压，由此形成定影辊隙N。

在定影辊12和弹性加压辊19的内部，设置加热器20作为用于供给使未定影调色剂G熔融所必要的热的热源。作为加热器20，通常使用卤素加热器。在一些情况下，根据输送的记录介质P的尺寸在内部设置多个卤素加热器。

将旋转力由未示出的单元经过基材13和不锈钢芯轴19a的端部施加至定影辊12和弹性加压辊19，且控制旋转以致定影辊12的表面上的移动速度基本上等于输送速度V。此时，旋转力可施加至定影辊12和弹性加压辊19中的任一个，且另一个可通过从动旋转而旋转，或者旋转力可施加至两者。

在由此形成的定影装置的定影辊隙N中，将作为其中由未定影调色剂G形成图像的待加热对象的记录介质P夹持、输送。因而，将调色剂图像加热和加压。结果，调色剂图像熔融且混色，然后冷却，因而将调色剂图像定影在记录介质上。

3.图像形成设备

作为图像形成设备，有使用电子照相法的多功能机、复印机、传真机、和打印机等。这里，图像形成设备的整体构成通过使用彩色激光打印机作为一个实例来简要描述。

图4为根据本发明的实施方案的彩色激光打印机的示意性截面图。图4中示出的彩色激光打印机40(下文中，称为“打印机”)具有图像形成单元，该图像形成单元包括对于黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)各颜色以恒定速度旋转的电子照相感光鼓(下文中，称为“感光鼓”)。另外，激光打印机包括保持在图像形成单元中显影和多重转印的彩色图像且进一步将彩色图像转印至从进给单元进给的记录介质P的中间转印体38。

感光鼓39(39Y、39M、39C和39K)通过驱动单元(未示出)如图4中所示沿逆时针方向旋转地驱动。

在感光鼓39的周围，随着其旋转方向依次配置以下装置等：

·使感光鼓39的表面均匀带电的充电单元21(21Y、21M、21C和21K)，

·基于图像信息照射激光束且在感光鼓39上形成静电潜像的扫描器单元22(22Y、22M、22C和22K)，

·通过使调色剂附着至静电潜像而使调色剂图像显影的显影单元23(23Y、23M、23C和23K)，

·感光鼓39上的调色剂图像通过中间转印体38转印至一次转印部T的一次转印辊24(24Y、24M、24C和24K)，和

·除去转印后的感光鼓39的表面上残留的转印残余调色剂的具有清洁刮板的清洁单元25(25Y、25M、25C和25K)。

在图像形成时，在辊26、27和28周围张紧的带状中间转印体38旋转，且形成于各感光鼓39上的各色的调色剂图像叠加在待一次转印的中间转印体38上，由此形成彩色图像。

记录介质P通过输送单元以与关于中间转印体38的一次转印同步而输送至二次转印部T2。输送单元具有容纳多个记录介质P的进给盒29、进给辊30、分离垫(separatingpad)31、和定位辊对32。在图像形成时，进给辊30根据图像形成操作旋转，从而使进给盒29中的记录介质P一张一张地分开，且将记录介质P通过定位辊对32与图像形成操作同步地输送至二次转印部T2。

可移动的二次转印辊33配置在二次转印部T2中。二次转印辊33沿通常的垂直方向是可移动的。另外，在图像转印时，二次转印辊33介由记录介质P通过中间转印体38在预定的压力下按压。这里，与此同时，将偏压施加至二次转印辊33，以致将中间转印体38上的调色剂图像转印至记录介质P。

由于中间转印体38和二次转印辊33被驱动，所以其间夹持的记录介质P以预定的输送速度V沿图4中示出的左方箭头的方向被输送，且通过输送带34在下一步骤中进一步被输送至定影单元35。在定影单元35中，施加热和压力，以致使转印的调色剂图像定影在记录介质P上。记录介质P通过排出辊对36排出到在设备的上表面的排出托盘37上。

此外，通过将图2和3中示出的定影装置应用至图4中示出的电子照相图像形成设备的定影单元35，可以得到能够提供良好的定影图像的图像形成设备。

根据本发明的一个实施方案，可以得到即使当定影构件用作热定影装置的加热构件时也难以产生调色剂的热污损的定影构件。此外，根据本发明的另一实施方案，可以得到有助于形成高品质电子照相图像的定影装置。此外，根据本发明的又一实施方案，可以得到能够形成高品质电子照相图像的电子照相图像形成设备。

[实施例]

下文中，将参照实施例具体地描述本发明。另外，本发明不限于以下实施例。

(脱模层的表面自由能的测量)

脱模层的表面自由能可以通过“日本粘合协会学报(Journal of the AdhesionSociety of Japan)”，日本粘合协会，1972年，第8卷，No.3，第131-141页中记载的“Kitazaki and Hata”方法来计算。首先，水、正十六烷、和二碘甲烷用作标准液体，且测量定影带的脱模层的接触角(测量环境：温度23℃和相对湿度55％)。随后，各接触角的测量结果用于根据从“日本粘合协会学报”，日本粘合协会，1972年，第8卷，No.3，第131-141页的第131中的“2.Fowkes方程的延伸(Extension of Fowkes formula)”到“3.高分子固体的表面张力及其成分(Surface tension of solid polymer and the components thereof)”的记载由“Fowkes展开式(expansion Fowkes formula)”确定表面自由能。

接触角计(产品名：“DM-501”，由Kyowa Interface Science,Inc.制)用于测量，并且分析软件(产品名：“FAMAS”，由Kyowa Interface Science Inc.制)用于表面自由能分析。

(PFPE单一物质的在200℃的温度下的¹⁹F-NMR光谱的纵向弛豫的弛豫时间(T1-1)的测量)

首先，将脱模层与弹性层一起从定影构件中切出，然后弹性层用如“e-溶解系列”(由Kaneko Chemical Co.,Ltd.制)等树脂溶解剂溶解且除去，且仅取出脱模层。然后，将收集的脱模层浸渍于NOVEC7300(产品名；由3M Company制)中并且在25℃的温度下放置24小时。

接下来，将由其洗脱PFPE的溶剂和脱模层通过过滤而分离，且通过使用蒸发仪从所得滤液中从由其洗脱PFPE的溶剂中除去溶剂，由此得到PFPE。

所得样品用于通过上述方法确定(T1-1)。

(¹⁹F-NMR光谱的纵向弛豫的弛豫时间(T1-2)的测量)

从定影构件带中刮除仅脱模层的部分，且所得样品通过上述方法用于确定(T1-2)。

<PFA的准备>

制造表1和2中记载的PFA和PFPE作为用于制造脱模层形成用的氟树脂管的PFA和PFPE。

[表1]

[表2]

(实施例1)

(脱模层的制造)

将PFA-1和PFPE-1在搅拌机中混合和搅拌，以致PFPE的质量与PFA和PFPE的总质量之比(下文中，称为“PFPE/(PFA+PFPE)”)变为0.10，从而得到PFA和PFPE的混合物。

将混合物注入双螺杆挤出机中，在螺杆直径为46mm、螺杆旋转速度为180rpm和料筒温度为350℃～420℃的条件下捏合并且挤出。通过将挤出的组合物冷却和切割来制备PFA/PFPE丸粒。

由此制备的PFA/PFPE丸粒注入螺杆直径40mm的单螺杆挤出机中，在使PFA/PFPE丸粒在50g/min的挤出速度和320℃～370℃的料筒温度下熔融的同时挤出为垂直向下的管形状，且在3.0m/min的拉伸速度下拉伸该管，从而制造厚度为50μm的脱模层用氟树脂管。另外，调整芯轴，以致氟树脂管的内径为30mm。

测量用样品1从所得氟树脂管中取出，并且在200℃的温度下的源于PFPE的峰的弛豫时间(T1-2)根据上述方法来测量。

(基材和弹性层的制造)

作为基材，准备内径为30mm、宽度为400mm、且厚度为40μm的由电铸镍制成的具有环形带形状的基材。向该基材的外周面施加底漆处理。

作为用于形成弹性层的原料，准备不包含填充剂的加成固化型液态硅橡胶(产品名：“SE1886”，由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制)。向61体积份的液态硅橡胶中，添加38体积份球状氧化铝(产品名：“Alunabeads CB-A30S”，由Showa Denko K.K.制)作为球状填充剂和1体积份气相法碳纤维(产品名：“VGCF-S”，由Showa Denko K.K.制，纵横比＝100，平均纤维长度＝10μm)作为脱模填充剂。因而，制备了用于形成弹性层的加成固化型硅橡胶组合物。将这些通过环涂法施加在上述基材的外周面上且在200℃的温度下加热4小时，从而使加成固化型硅橡胶组合物的层交联，由此形成厚度为300μm的弹性层。

其上形成弹性层的基材在20mm/sec的移动速度下沿圆周方向旋转，且使用距离弹性层的表面的分隔距离为10mm的紫外线灯在大气中用UV射线照射弹性层的表面。作为紫外线灯，低压汞紫外线灯(产品名：GLQ500US/11，由Toshiba Lighting and TechnologyCorporation制)用于照射被照射表面，以致波长为185nm的累积光量为800mJ/cm²。

(定影带的制造)

随后，在弹性层的表面上，几乎均匀地施加加成固化型硅橡胶粘合剂(产品名：SE1819CV，“溶液A”和“溶液B”的等量混合物，由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制)，使得厚度为约20μm。

接下来，如上所述制造的氟树脂管作为脱模层覆盖，并且在氟树脂管上均匀地处理该带的表面，因而处理掉在弹性层和氟树脂管之间过剩的粘合剂。

然后，在设定在200℃的温度下的电炉中，将弹性层和在弹性层的周面上被覆有氟树脂管的基材放置且加热1小时以使粘合剂固化，使得氟树脂管粘合在弹性层上，然后将两端切断，从而得到宽度为343mm的定影带No.1。提供所得定影带No.1用于以下评价。

(评价1：进纸耐久性的评价)

安装定影带No.1作为电子照相图像形成设备(产品名：imageRUNNER-ADVANCEC5051；由Canon Inc.制)的定影带。此外，改变定影条件，以致定影带的表面温度比通常设定温度高20℃。该电子照相图像形成设备用于将锤磨纸(hammermill paper)(International paper company，尺寸：A4，基重75g/m²)进给至设备中。另外，测量在通过第1000张纸和第10000张纸之后的定影带的脱模层表面的表面自由能。

(实施例2～12)

除了用于制造氟树脂管的PFA种类、PFPE种类、和PFA与PFPE的混合比(PFPE/(PFA+PFPE))中的至少之一如表3所示改变之外，以与根据实施例1的氟树脂管相同的方式制造各氟树脂管。对于各氟树脂管，以与实施例1中相同的方式测量PFPE的弛豫时间(T1-2)。

此外，除了使用根据实施例2～12的氟树脂管来代替根据实施例1的氟树脂管之外，以与根据实施例1的定影带相同的方式制造根据实施例2～12的定影带，并且供于评价1。

[表3]

(比较例1)

以与实施例1中相同的方式制造基材和弹性层，用准分子UV射线处理弹性层的表面，然后将底漆(产品名：EK-1909S21L，由Daikin Industries,Ltd.制)均匀地喷涂以具有2μm的厚度，并且干燥。

接下来，准备两个喷枪。一个喷枪填充有PFA颗粒的水系分散涂料(产品名：AW-5000L，由Daikin Industries,Ltd.制，熔点为300℃，玻璃化转变点为90℃)。另一喷枪填充有PFPE-3。此外，使用这些喷枪，将PFA和PFPE的水系分散涂料涂布在弹性层的表面上，从而形成包含PFA颗粒和PFPE的厚度为20μm的涂膜。这里，调整喷枪的涂布量，以致基于涂膜中的PFA固成分的重量PFPE-3的质量比为0.1。

随后，将涂膜在350℃的温度下加热15分钟，并且涂膜中的PFA颗粒熔融以形成脱模层，由此得到根据比较例1的定影带。关于所得定影带的脱模层，以与实施例1中相同的方式测量PFPE的弛豫时间(T1-2)。

此外，提供根据比较例1的定影带用于评价1。

关于实施例1～12和比较例1的(T1-1)和(T1-2)以及[(T1-1)-(T1-2)]/(T1-1)的各值示于表4中。

此外，关于根据实施例1～12和比较例1的各定影带的评价1的结果示于表5中。

[表4]

[表5]

通过在200℃下的NMR光谱中确定源于脱模层中的PFPE的峰的弛豫时间T1为0.5以上且3.5以下，即使当连续定影多个图像时，也可以使表面自由能维持在15mJ/m²以下。通过在200℃下的NMR光谱中确定源于脱模层中的PFPE的峰的弛豫时间T1为0.5以上且2.0以下，即使当在10,000张纸上连续定影图像时，进纸前后的表面自由能之差也小到1.0以下。结果，认为的是，PFPE维持性高，且可以更长时间地维持调色剂脱模性。此外，当比较实施例1和4以及实施例2和5时，因为作为PFA中的共聚组分的PAVE高达4.3mol％，因而进纸前后的表面自由能之差可以小到0.5以下。

尽管已参考示例性实施方案描述了本发明，但要理解本发明不受限于所公开的示例性实施方案。所附权利要求的范围符合最宽的解释以涵盖所有此类改进及等同结构和功能。

Claims

1.一种电子照相用定影构件，其包括：

基材；和

作为表面层的脱模层，

其特征在于，所述脱模层包含：

第一氟树脂和第二氟树脂，

所述第一氟树脂为全氟聚醚PFPE，

所述第二氟树脂为选自四氟乙烯-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中的至少一种，并且

其中，当将从PFPE单一物质的在200℃的温度下测量的¹⁹F-NMR得到的PFPE单一物质的纵向弛豫时间定义为T1-1，且将从所述脱模层的在200℃的温度下测量的¹⁹F-NMR得到的包含在所述脱模层中的PFPE的纵向弛豫时间定义为T1-2时，

T1-1和T1-2满足由以下式(1)表示的关系：

式(1)

[(T1-1)-(T1-2)]/(T1-1)≥0.1。

2.根据权利要求1所述的定影构件，其中所述纵向弛豫时间T1-2为0.5秒以上且3.5秒以下。

3.根据权利要求1所述的定影构件，其中所述纵向弛豫时间T1-2为0.5秒以上且2.0秒以下。

4.根据权利要求1所述的定影构件，其中所述脱模层以相对于所述第一氟树脂和所述第二氟树脂的总量为1质量％以上且30质量％以下的比例包含所述第二氟树脂。

5.根据权利要求1所述的定影构件，其中所述脱模层以相对于所述第一氟树脂和所述第二氟树脂的总量为3质量％以上且20质量％以下的比例包含所述第二氟树脂。

6.根据权利要求1所述的定影构件，其中所述全氟聚醚具有选自由以下结构式(1)和(2)表示的结构中的至少1种结构：

结构式(1)

结构式(2)

7.根据权利要求1所述的定影构件，其中所述全氟聚醚具有选自由以下结构式(3)～(5)表示的结构中的至少1种结构：

结构式(3)

结构式(4)

结构式(5)

8.一种电子照相定影装置，其特征在于，其包括：根据权利要求1～7任一项所述的定影构件和所述定影构件的加热单元。

9.根据权利要求8所述的定影装置，其中所述定影构件为具有环形带形状的定影带，且所述加热单元包括与所述定影带的内周面接触配置的加热器。

10.一种电子照相图像形成设备，其特征在于，其包括根据权利要求8或9所述的定影装置。