CN110297416A - 定影构件、定影装置和电子照相图像形成设备 - Google Patents

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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。提供包括具有优异的调色剂脱模性和优异的耐划痕性的外表面的定影构件，其中所述定影构件依次具有基材、弹性层和脱模层，所述脱模层包括四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物，并且在10Hz的频率和180℃下的损耗角正切为5.0×10‑2以上且3.0×10‑1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
本公开涉及定影构件、使用该定影构件的定影装置、和包括该定影构件的电子照相图像形成设备。
背景技术
一般地，在用于例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，使例如一对加热辊和辊、膜和辊、带和辊、以及带和另一个带等旋转体压接。此外，将例如保持由未定影调色剂形成的图像的纸等记录介质导入至在旋转体之间形成的压接部位(下文中，称为“定影辊隙部”)，并且将未定影调色剂加热和熔融，以使图像在记录介质上定影。与在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，并且根据其形式称为定影辊、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”)，可以使用包括氟树脂，具体地，例如四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物(下文中，也称为“PFA”)的脱模层。
日本专利申请特开No.2000-19879公开了包括用于加热定影辊的氟树脂的脱模层的低的耐磨耗性可以通过包括例如炭黑等填料与氟树脂的脱模层来改善。然而，还记载了，由于与氟树脂相比，填料具有差的脱模性，因此脱模性次于不包括填料的脱模层的脱模性。
如在日本专利申请特开No.2000-19879中公开的，优选不包含填料从而确保包括氟树脂的脱模层的表面的高的调色剂脱模性。同时，通过包括仅氟树脂而形成的脱模层具有低的耐划痕性的问题。
发明内容
本公开的一个实施方案旨在提供能够在高的水平下实现调色剂脱模性和耐划痕性二者的定影构件。
本公开的另一实施方案旨在提供有助于高品质的电子照相图像的稳定的形成的定影装置。本公开的又一实施方案旨在提供能够形成高品质的电子照相图像的电子照相图像形成设备。
根据本公开的一个实施方案，提供依次包括基材、弹性层和脱模层的定影构件，其中所述脱模层包括四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物，并且所述脱模层在10Hz的频率和180℃下的损耗角正切为5.0×10-2以上且3.0×10-1以下。
根据本公开的另一实施方案，提供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。
参考附图，从以下示例性实施方案的描述，本发明的进一步的特征将变得显而易见。
附图说明
图1A为作为本公开的一个实例的定影带A的示意性截面图。
图1B为作为本公开的一个实例的定影辊B的示意性截面图。
图2为使用根据本公开的定影带的定影装置的示意性截面图。
图3为使用根据本公开的定影辊的定影装置的示意性截面图。
图4为示出本公开的电子照相图像形成设备的一个实施方案的示意性截面图。
具体实施方式
现在将根据附图详细地描述本发明的优选的实施方案。
本发明人发现，包括PFA并且具有其中在10Hz的频率和180℃的温度下的损耗角正切为5.0×10-2以上且3.0×10-1以下的脱模层的定影构件能够很好地实现上述目的。
显示该损耗角正切值的脱模层使从外部接受的力耗散。因此，认为即使当脱模层一旦变形时，脱模层也可以通过强的恢复力容易地恢复原始形状。因此，认为可以实现高的耐划痕性。
此外，本发明人发现，可以例如通过增加脱模层中的PFA的聚合物链的分子运动性来实现这些物性。换言之，即使例如炭黑等填料不包含在脱模层中，也可以形成具有以上物性的脱模层。因此，在显示上述物性的脱模层中，可以维持氟树脂本来的高的调色剂脱模性。
为实现所述物性的PFA的聚合物链的分子运动性的增加可以通过例如在脱模层中包含与PFA不同的含氟高分子化合物(下文中，简称为“含氟高分子化合物”)以使含氟高分子化合物与PFA的聚合物链相互作用来实现。
由于PFA具有小的表面自由能，因此PFA难以与其它含氟高分子化合物相容。因此，认为难以将PFA与含氟高分子化合物混合而没有相分离。然而，作为由本发明人作出的研究的结果，发现通过在其中使处于熔融状态的PFA与油状的含氟高分子化合物混合的状态下施加强的剪切力、并且将混合物混炼，可以将PFA和含氟高分子化合物制成化学上稳定的混合物而没有相分离。
认为处于熔融状态的PFA的形状在即使包括结晶区域的链状中也是未折叠的。在该状态下，具有与PFA相似的分子结构的含氟高分子化合物以相容状态或者以其中含氟高分子化合物微分散在PFA中的状态存在。因此，在室温(例如，25℃)至定影构件的实际使用温度范围(例如，100～250℃)，认为脱模层中的PFA和含氟高分子化合物不经历相分离，并且可以实现其中含氟高分子化合物与PFA化学地且稳定地混合的状态。
此外，认为在该状态下，当含氟高分子化合物降低PFA的结晶性并且还与非晶区域相互作用时，脱模层在10Hz的频率和180℃的温度下的损耗角正切可以具有5.0×10-2以上且3.0×10-1以下的高的值。
此外，为了改善PFA的柔软性，存在用于增加作为共聚组分的全氟烷基乙烯基醚(下文中，也称为“PAVE”)的比例的已知的方法。然而，在本发明人的研究中，即使当使用通过该方法制造的PFA时，也不可能获得在10Hz的频率和180℃的温度下的损耗角正切在5.0×10-2以上且3.0×10-1以下的范围内的脱模层。
下文中，基于具体的构成详细地描述本公开的定影构件和定影装置。
1.定影构件
图1A和图1B分别为示出根据本公开的定影构件的不同的模式的截面图。图1A为具有环形带形状的定影构件(下文中，也称为“定影带11”)，并且图1B为具有辊形状的定影构件(下文中，也称为“定影辊12”)。
根据图1A和图1B的定影构件具有基材13、覆盖基材的外周的弹性层14、和覆盖弹性层的表面的脱模层15。此外，可以将脱模层15通过未示出的粘接层粘接至弹性层14的外周面。
(1)基材
作为基材13的材料，使用例如铝、铁、不锈钢、镍等金属和合金以及例如聚酰亚胺等耐热性树脂。
在定影带11中，使用具有环形带形状的基材作为基材13。作为基材13的材料，例如，可以包括例如镍、不锈钢和聚酰亚胺等具有优异的耐热性的材料。对基材13的厚度不特别限定，但是例如，从强度、柔软性和热容量的观点，优选20～100μm。
在定影辊12中，例如，使用实心或中空芯轴作为基材13。作为芯轴的材料，可以包括例如铝、铁或不锈钢等金属或其合金。当使用中空芯轴时，可以在内部设置热源。
可以对基材13的外表面进行表面处理，从而对弹性层14赋予粘接性。对于表面处理，可以使用例如喷砂、抛光和研磨等物理处理以及例如氧化处理、偶联剂处理和底漆处理等化学处理中的一种或多种的组合。
当在基材13的表面上设置包括硅橡胶的弹性层14时，优选对基材13的表面施加底漆处理从而改善基材13与弹性层14之间的粘接性。用于底漆处理的底漆的实例可以包括其中将硅烷偶联剂、有机硅聚合物、氢化甲基硅氧烷、烷氧基硅烷、反应促进催化剂、或例如氧化铁红等着色剂适当地配混和分散在有机溶剂中的涂料。
可以根据基材13的材料、弹性层14的种类、或者交联反应的形式适当地选择底漆。特别地，当弹性层14包括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从而通过与不饱和脂肪族基团的反应来赋予粘接性。当弹性层14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，还可以包括包含烷氧基的底漆。作为底漆，可以使用商购可得的产品。此外，底漆处理包括将底漆涂布至基材13的表面(要粘接至弹性层14的表面)、接着干燥或烧制的步骤。
(2)弹性层
作为构成弹性层14的材料，优选使用例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。
考虑到定影构件的表面硬度和要形成的定影辊隙部的宽度，可以适当地设计弹性层14的厚度。当定影构件为定影带11时，弹性层14的厚度优选为100μm以上且500μm以下，并且更优选200μm以上且400μm以下。
此外，当定影构件为定影辊12时，弹性层14的厚度优选为100μm以上且3mm以下，并且更优选300μm以上且2mm以下。通过使弹性层14的厚度落在该范围内，当在定影装置中装入定影构件时，可以通过基材13的变形确保定影辊隙部的足够的宽度。
弹性层14可以包括填料。添加填料从而控制导热性、耐热性和弹性模量。具体地，填料的实例可以包括碳化硅(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。
此外，作为构成弹性层14的材料，可以配混称为用于控制反应开始时间的抑制剂的反应控制剂(抑制剂)。使用例如甲基乙烯基四硅氧烷、乙炔醇类、硅氧烷改性的乙炔醇和氢过氧化物等已知的材料作为反应控制剂。
(3)脱模层
脱模层15包括PFA并且在10Hz的频率和180℃的温度下的损耗角正切为5.0×10-2以上且3.0×10-1以下。特别地，相应的损耗角正切优选为7.0×10-2以上且2.0×10-1以下。如上所述，显示所述损耗角正切值的脱模层15使从外部接受的力耗散，并且由此认为即使当脱模层一旦变形时，脱模层也可以通过强的恢复力容易地恢复原始形状。因此，认为可以实现高的耐划痕性。
此外，可以通过抑制脱模层15中的PFA的聚合物链的分子运动性来实现具有这样的物性的脱模层15。换言之，即使例如炭黑等填料不包含在脱模层15中，也可以形成具有上述物性的脱模层15。因此，在显示上述物性的脱模层15中，可以维持氟树脂本来的高的调色剂脱模性。
<脱模层的厚度>
从在使用定影构件时抑制表面的磨耗的观点，脱模层15的厚度优选为3μm以上，并且特别优选10μm以上。此外，从抑制沿定影构件的厚度方向的导热性的降低的观点，脱模层的厚度优选为50μm以下，并且特别优选30μm以下。
为了增加PFA的聚合物链的分子运动性以用于实现上述物性，可以使用任意方法，只要可以增加PFA的聚合物链的分子运动性即可。例如，可以通过在脱模层中包含含氟高分子化合物以使含氟高分子化合物与PFA的聚合物链相互作用来实现所述物性。然后，例如通过以下(步骤1)～(步骤4)可以获得具有该脱模层的定影构件。
(步骤1)将丸粒状的PFA与含氟高分子化合物搅拌混合从而获得混合物。
(步骤2)使用双螺杆挤出机在PFA的熔点(280℃)以上且450℃以下的温度下将混合物熔融混炼和挤出，从而获得PFA和含氟高分子化合物的熔融混炼物(下文中，称为“熔融混炼物”)。
(步骤3)将熔融混炼物造粒，并且将丸粒用挤出成形机挤出成形为管状，从而获得脱模层用管。
(步骤4)将在基材上形成的弹性层的外表面用脱模层用管来覆盖。
关于涉及脱模层的制造的(步骤1)～(步骤4)，以下详细地描述使用PFPE作为含氟高分子化合物的方法。
(步骤1)
将PFA的丸粒和PFPE以预定的量比在搅拌机中搅拌和混合，从而获得PFA和PFPE的混合物。本文中，对搅拌条件不特别限定，但是优选例如在加热状态下，特别是在等于或高于PFA的玻璃化转变点(100℃)的状态下，将PFA和PFPE搅拌和混合，所述状态为其中使PFA和PFPE的聚合物链的运动性提高的状态。更优选将PFA丸粒粉碎成粉末状以使比表面积增加，并且将PFA丸粒与PFPE在其中与PFPE的接触面积增加的状态下混合。
(步骤2)
将在步骤1中获得的混合物的丸粒投入至双螺杆挤出机中并且加热至等于或高于PFA的熔点的温度，例如，280℃以上且450℃以下，并且在使PFA熔融的同时在预定的条件下混炼。特别地，更优选在330℃以上、进一步350℃以上加热丸粒，从而增加PFA的聚合物链的运动性并且提高与PFPE的相互作用。此外，为了抑制热分解，优选在420℃以下加热丸粒。
此外，为了有效地剪切，L/D(L：螺杆长度，D：螺杆直径)优选为10以上且100以下。此外，螺杆旋转速度优选为100～1000rpm，并且更优选使用在混炼元件中设置有槽或缺口的螺杆。
此外，在步骤2中，与其中使仅PFA熔融的状态相比，其中将PFPE与处于熔融状态的PFA混合的状态具有更低的熔融粘度。因此，可以将在挤出时的温度设定为低于在将仅PFA的熔融物挤出时的温度。
此外，通过将获得的熔融混炼物用双螺杆挤出机来熔融和混炼，可以进一步提高PFA与PFPE之间的相互作用。
(步骤3)
将在步骤2中获得的熔融混炼物通过切割来造粒，并且将获得的丸粒用挤出成形机成形为管状，从而获得脱模层用管。
此外，可以使弹性层和脱模层通过粘接层来彼此粘接。作为粘接层，优选使用热固型硅橡胶粘接剂。
此外，脱模层在10Hz的频率和180℃的测量温度下的贮存弹性模量E'优选为5.0MPa以上且60MPa以下，并且更优选10MPa以上且30MPa以下。通过使贮存弹性模量E'落在上述数值范围内，可以对脱模层给予足够的柔软性。结果，对纸的凹凸的追随性变好，并且由此可以进一步改善定影不均匀。此外，可以通过使用PFPE作为与PFA的聚合物链相互作用的含氟高分子化合物来实现这些物性。
脱模层的损耗角正切和贮存弹性模量E'可以使用例如动态粘弹性测量装置(商品名：Rheogel E4000，由UBM Co.,Ltd.制造)来测量。
可以例如通过以下方法进行测量。
制备具有与脱模层相同的组成的试验部分(厚度为30～200μm，宽度为5mm，长度为20mm)。在拉伸用夹具上安装试验部分，并且使用卡盘间距离为10mm、频率为10Hz且振幅为0.03mm的正弦波以5.0℃/min的加热速度使测量温度从30℃升高至250℃，由此计算在180℃的温度下的值。
试验部分可以通过从脱模层用管切出而制备，或者可以通过将脱模层与弹性层一起从定影构件切出并且将弹性层除去来制备。当弹性层包括交联硅橡胶时，例如，可以通过使用树脂溶解剂(商品名：e-solve系列，由Kaneko Chemical Co.,Ltd.制造)将弹性层除去。
(步骤4)
通过在所制造的脱模层用管的内表面上预先进行钠处理、准分子激光处理和氨处理等，使表面活化从而改善粘接性。在弹性层上涂布粘接剂，将粘接剂的外表面用脱模层用管来覆盖和堆叠。对覆盖方法不特别限定，但是可以使用用于涂覆作为润滑剂的粘接剂的方法或者用于扩展和覆盖脱模层用管的方法。覆盖后，将过剩的粘接剂刮掉并且除去。此外，可以通过借助例如电炉等加热单元将粘接剂固化和粘接、并且必要时加工端部来制造本公开的定影构件。
<PFA>
PFA的实例可以包括四氟乙烯与选自全氟甲基乙烯基醚(CF2＝CF-O-CF3)、全氟乙基乙烯基醚(CF2＝CF-O-CF2CF3)、和全氟丙基乙烯基醚(CF2＝CF-O-CF2CF2CF3)中的至少一种的共聚物。
在分子链中，PAVE在PFA中的含量比优选为1mol％以上且5mol％以下，并且特别优选3mol％以上且5mol％以下。通过使PAVE在PFA中的含量比落在上述范围内，可以降低在与含氟高分子化合物熔融混炼时的树脂粘度，并且可以进一步提高与含氟高分子化合物的相互作用。
从含氟高分子化合物在脱模层中的分子运动的可控制性和在熔融混炼时与含氟高分子化合物的相互作用的提高的观点，PFA的熔体流动速率(MFR)优选为1.0g/10min以上且10.0g/10min以下，并且特别优选1.5g/10min以上且3.0g/10min以下。此外，PFA的MFR为使用标准模头、在5kgf的负荷下、在372℃的温度下根据JIS K7210-1:2014的方法A测量的值。
作为PFA，可以使用商购可得的产品，并且如下提供具体实例。
·“451 HP-J”、“959 HP-Plus”、“350-J”和“950 HP-Plus”(所有产品均由Du PontMitsui Fluorochemicals Co.,Ltd.制造)
·“P-66P”、“P-66 PT”和“P-802UP”(所有产品均由AGC Inc.制造)
·“AP-230”和“AP-231SH”等(所有产品均由Daikin Industries,Ltd.制造)
·“6502N”(由3M Company制造的产品)。
<PFPE>
作为含氟高分子化合物，例如，可以包括全氟聚醚(PFPE)。
具体地，例如，可以包括具有由以下结构式(1)表示的结构的PFPE。在这些PFPE中，特别优选使用在PFA的熔点下变为油状的PFPE。
结构式(1)
在结构式(1)中，a、b、c、d、e和f各自独立地为0或正整数，满足1≤a+b+c+d+e+f≤600，并且a、b、c和d中的至少一个为正整数。
此外，结构式(1)中的各重复单元的存在顺序不限于结构式(1)中记载的顺序。此外，各重复单元可以在由结构式(1)表示的PFPE中的多个部位处存在。由结构式(1)表示的PFPE可以为嵌段共聚物或无规共聚物。
从与PFA的聚合物链更好的相互作用从而抑制PFA的聚合物链的分子运动性的观点，PFPE的数均分子量优选为5,000以上，更优选7,000以上，还更优选100,000以下，并且特别优选30,000以下。此外，具有上述分子量的PFPE具有高的耐热性，并且即使当将PFPE在空气中、在350℃下加热30分钟时，重量损失也小于1％，并且PFPE的热分解在熔融混炼期间很少发生。
当PFPE用作含氟高分子化合物时，脱模层中的PFPE的含量相对于PFA和PFPE的总量为1质量％以上且40质量％以下，并且特别地为5质量％以上且30质量％以下。通过使PFPE含量落在上述范围内，可以将脱模层的损耗角正切容易地调节在上述数值范围内。
以下列出具有包括在由通式(1)表示的结构中的结构的PFPE的具体实例。
·具有由结构式(2)表示的结构的PFPE(例如，“Demnum S200”、“Demnum S100”(所有产品均由Daikin Industries,Ltd.制造))：
结构式(2)
在结构式(2)中，n表示1以上的整数。
·具有由结构式(3)表示的结构的PFPE(例如，“Krytox GPL107”、“KrytoxGPL106”(所有产品均由Chemours Company制造)：
结构式(3)
在结构式(3)中，n表示1以上的整数。
·由结构式(4)表示的PFA(例如，“Fomblin M60”、“Fomblin M30”(所有产品均由Solvay Japan,Ltd.制造)：
结构式(4)
在结构式(4)中，n和m各自独立地表示1以上的整数。
2.热定影装置
根据本公开的一个实施方案的热定影装置包括用于加热的旋转体和配置为与用于加热的旋转体形成定影辊隙部的用于加压的旋转体。用于加热的旋转体和用于加压的旋转体的组合的实例可以包括加热辊和与该加热辊相对的弹性加压辊、加热膜和配置为与该加热膜接触的弹性加压辊、加热带和配置为与该加热带接触的弹性加压辊、加热带和配置为与该加热带接触的加压带。
(1)使用定影带的定影装置
图2为沿与包括用于加热的定影带11和弹性加压辊19的热定影装置的长边方向正交的方向的截面图。
定影带11为根据本公开的一个实施方案的定影带。将定影带11松弛地外嵌至带引导构件16。将加压用刚性柱18插入至带引导构件16的内侧。带引导构件16由例如具有耐热性和隔热性的树脂形成。
在其中带引导构件16与定影带11的内表面彼此接触的位置处设置作为热源的陶瓷加热器17。在沿着带引导构件16的长边方向设置的槽部中，将陶瓷加热器17嵌入并且固定。通过未示出的单元使陶瓷加热器17通电从而发热。
在弹性加压辊19中，例如，在不锈钢制的芯轴19a的外周面上设置包括固化硅橡胶的弹性层19b。此外，在弹性层19b的外周面上设置包括氟树脂的表面层19c。表面层19c的厚度为例如50μm。
在加压用刚性柱18的两端部与在装置底盘侧的弹簧接收构件(未示出)之间压缩各加压弹簧(未示出)，从而施加下压至加压用刚性柱18的力。因此，配置在带引导构件16的下表面上的陶瓷加热器17的下表面和弹性加压辊19的上表面与夹持于其间的定影带11压接，由此形成预定的定影辊隙部N。即，将陶瓷加热器17的下表面配置为与定影带11的内周面接触。
在该定影辊隙部N中，将作为其中图像由未定影调色剂G形成的被加热体的记录介质P以输送速度V来夹持和输送。由此，将调色剂图像加热和加压。结果，使调色剂图像熔融并且使图像的颜色混合，然后冷却，由此使调色剂图像在记录介质P上定影。
(2)使用定影辊的热定影装置
图3为热定影装置沿垂直于长边方向的方向的截面图，热定影装置包括用于加热的定影辊12、与定影辊12相对配置的弹性加压辊19、和作为用于定影辊12的加热单元的加热器20。
定影辊12为根据本公开的一个实施方案的定影辊。在定影辊12中，在基材13的外周面上形成弹性层14，并且在其外侧进一步形成脱模层15。
定影辊12和弹性加压辊19通过加压单元(未示出)可旋转地压向彼此，从而形成定影辊隙部N。
在定影辊12和弹性加压辊19的内部，设置作为用于供给使未定影调色剂G熔融所需要的热的热源的加热器20。作为加热器20，一般使用卤素加热器。在一些情况下，根据所输送的记录介质P的尺寸在内部设置多个卤素加热器。
借助未示出的单元，将旋转力通过基材13和芯轴19a的端部施加至定影辊12和弹性加压辊19，并且控制旋转以使在定影辊12的表面上的移动速度基本上等于记录介质P的输送速度V。此时，可以将旋转力施加至定影辊12和具有弹性的弹性加压辊19中的任一者，可以使另一者通过从动来旋转，或者可以将旋转力施加至二者。
在由此形成的定影装置的定影辊隙部N中，夹持并且输送作为其中图像由未定影调色剂G形成的被加热体的记录介质P。由此，将调色剂图像加热和加压。结果，使调色剂图像熔融和混色，然后冷却，由此使调色剂图像在记录介质P上定影。
3.图像形成设备
作为图像形成设备，存在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，通过使用彩色激光打印机作为实例来概括地描述图像形成设备的总体构成。
图4为根据本公开的一个实施方案的激光打印机40的示意性截面图。图4中示出的激光打印机40包括图像形成单元，所述图像形成单元包括对于黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)中的每种颜色以恒定速度旋转的电子照相感光鼓39(下文中，称为“感光鼓39”)。此外，激光打印机包括中间转印体38，所述中间转印体38保持在图像形成单元中显影和多次转印的彩色图像并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。
感光鼓39(39Y、39M、39C和39K)如图4中所示通过驱动单元(未示出)沿逆时针方向旋转驱动。
在感光鼓39的外周上，根据其旋转方向依次配置将感光鼓39的表面均一地充电的充电装置21(21Y、21M、21C和21K)、基于图像信息照射激光束并且在感光鼓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形成的图像显影作为调色剂图像的显影单元23(23Y、23M、23C和23K)、将在感光鼓39上的调色剂图像通过中间转印体38转印至一次转印部T1的一次转印辊24(24Y、24M、24C和24K)、和具有将残留在转印后的感光鼓39的表面上的转印残留调色剂除去的清洁刮板的清洁单元25(25Y、25M、25C和25K)。
在图像形成时，围绕辊26、27和28张紧的带状的中间转印体38旋转，并且使在各感光鼓39上形成的各色调色剂图像在中间转印体38上叠加从而一次转印，由此形成彩色图像。
与对于中间转印体38的一次转印同步，将记录介质P通过输送单元输送至二次转印部T2。输送单元具有容纳多张记录介质P的进给盒29、进给辊30、分离垫31和定位辊对32。在图像形成时，使进给辊30根据图像形成操作来旋转，从而将进给盒29内的记录介质P逐一分离，并且将记录介质P通过该定位辊对32与图像形成操作同步地输送至二次转印部T2。
在二次转印部T2中配置可移动的二次转印辊33。二次转印辊33沿大致垂直方向是可移动的。此外，在图像转印时，将二次转印辊33通过记录介质P以预定的压力压向中间转印体38。这里，同时，将偏压施加至二次转印辊33以使在中间转印体38上的调色剂图像转印至记录介质P。
由于驱动中间转印体38和二次转印辊33，因此使夹持于其间的记录介质P沿图4中示出的左箭头的方向以预定的输送速度V来输送，并且进一步通过输送带34输送至定影单元35，这是下一个步骤。在定影单元35中，施加热和压力以使转印的调色剂图像在记录介质P上定影。将记录介质P通过排出辊对36排出到在设备上表面上的排出托盘37上。
此外，通过将图2和图3中示出的本公开的定影装置适用至图4中例示的电子照相图像形成设备的定影单元35和二次转印辊33，可以获得能够提供具有优异的图像均一性的高品质图像的图像形成设备。
根据本公开的一个实施方案，可以获得具有具备优异的调色剂脱模性和优异的耐划痕性的外表面的定影构件。此外，根据本公开的另一实施方案，可以获得有助于高品质电子照相图像的稳定形成的定影装置和电子照相图像形成设备。
[实施例]
下文中，参考实施例具体地描述本公开。此外，本公开不限于以下实施例。
<PFA的制备>
使用表1中示出的PFA和表2中示出的PFPE作为用于形成根据实施例的定影带的脱模层用的氟树脂管的原料。
表1
表2
PFPE
PFPE-1 “Krytox GPL107”(由Chemours Company制造)
PFPE-2 “Demnum S200”(由Daikin Industries,Ltd.制造)
PFPE-3 “Fomblin M60”(由Solvay Japan,Ltd.制造)
PFPE-4 “Krytox VPF16256”(由Chemours Company制造)
PFPE-5 “Krytox XHT-750”(由Chemours Company制造)
PFPE-6 “Krytox XHT-1000”(由Chemours Company制造)
(实施例1)
(脱模层的制造)
将在分子链中包含1.2mol％的PAVE的PFA-1和PFPE-1在搅拌机中混合和搅拌以使PFPE的质量与PFA和PFPE的总质量的比(下文中，称为“PFPE/(PFA+PFPE)”)为0.10，从而获得PFA与PFPE的混合物。
将该混合物投入至双螺杆挤出机中并且在其中螺杆直径为46mm、螺杆旋转速度为180rpm和料筒温度为350℃～420℃的条件下混炼。通过将挤出的组合物冷却和切断来制备PFA/PFPE丸粒。
将由此制备的PFA/PFPE丸粒投入至螺杆直径为40mm的单螺杆挤出机中，在50g/min的挤出速度和320℃～370℃的料筒温度下在使PFA/PFPE丸粒熔融的同时将PFA/PFPE丸粒垂直向下地挤出成管状，并且将管以3.0m/min的拉伸速度拉伸，从而生产用于厚度为50μm的脱模层的氟树脂管。此外，调节芯轴以使氟树脂管的内径为30mm。
从获得的氟树脂管取测量样品1，并且根据上述方法测量在10Hz的频率和180℃的温度下的动态粘弹性(下文中，称为“tanδ1”)。此外，还根据上述方法测量贮存弹性模量E'。
此外，从获得的氟树脂管另外获得测量样品2并且将其在烘箱中在180℃的温度下加热200小时。对于加热后的测量样品2，根据上述方法测量在10Hz的频率和180℃的温度下的动态粘弹性(下文中，称为“tanδ2”)。
(基材和弹性层的制造)
作为基材，制备内径为30mm、宽度为400mm且厚度为40μm的电铸镍制的具有环形带形状的基材。对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，制备不包括填料的加成固化型液状硅橡胶(商品名：SE1886，由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)。向61体积份的液状硅橡胶中，添加38体积份的作为球状填料的球状氧化铝(商品名：Alunabeads CB-A30S，由Showa Denko K.K.制造)、和1体积份的作为脱模填料(release filler)的气相法碳纤维(商品名：VGCF-S，由Showa Denko K.K.制造，长径比＝100，平均纤维长度＝10μm)。由此，制备用于形成弹性层的加成固化型硅橡胶组合物。将这些通过环涂布法涂布在以上基材的外周面上并且在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。
使其上形成有弹性层的基材沿圆周方向以20mm/sec的移动速度旋转，并且使用其中分离距离距弹性层的表面为10mm的紫外线灯在大气中用紫外线照射弹性层的表面。作为紫外线灯，使用低压汞紫外线灯(商品名：GLQ500US/11，由Toshiba Lighting andTechnology Corporation制造)来照射照射面以使185nm的波长的累积光量为800mJ/cm2。
(定影构件的制造)
随后，向弹性层的表面上，大致均一地涂布加成固化型硅橡胶粘接剂(商品名：SE1819CV，等量的由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造的“A液”和“B液”的混合物)以使厚度为约20μm。
接下来，覆盖如上制造的氟树脂管作为脱模层，并且在该氟树脂管上均一地处理带的表面，由此处理在弹性层与氟树脂管之间过剩的粘接剂。
然后，在设定为温度为200℃的电炉中，将弹性层和在该弹性层的外周面上覆盖有氟树脂管的基材放入并且加热1小时从而使粘接剂硬化，以使氟树脂管粘接至弹性层上，然后将两端切断从而获得宽度为343mm的定影带。对于该定影带，如下所述进行耐划痕性的评价(评价1)、脱模层的表面自由能的测量(评价2)、和电子照相图像中的光泽不均匀的评价(评价3)。
(实施例2～9)
除了如表3中所示改变用于生产氟树脂管的PFA种类和PFPE种类以外，以与根据实施例1的氟树脂管相同的方式制造根据各实施例的氟树脂管(其中，PFA-2在分子链中包含4.3mol％的PAVE)。对于各氟树脂管，以与实施例1中相同的方式测量tanδ1、贮存弹性模量E'和tanδ2。
此外，除了使用根据各实施例的氟树脂管以外，以与实施例1中相同的方式制造根据各实施例的定影带。对后述的评价1、评价2和评价3提供这些定影带。
(实施例10～13)
除了如表3中所示改变用于生产氟树脂管的PFA与PFPE的混合比(PFPE/(PFA+PFPE))以外，以与根据实施例4的氟树脂管中相同的方式制造根据各实施例的氟树脂管。对于各氟树脂管，以与实施例1中相同的方式测量tanδ1、贮存弹性模量E'和tanδ2。
此外，除了使用根据各实施例的氟树脂管以外，以与实施例1中相同的方式制造根据各实施例的定影带。对后述的评价1、评价2和评价3提供这些定影带。
表3
PFA种类 PFPE种类 PFPE/(PFA+PFPE)
实施例1 PFA-1 PFPE-1 0.10
实施例2 PFA-1 PFPE-2 0.10
实施例3 PFA-1 PFPE-3 0.10
实施例4 PFA-2 PFPE-1 0.10
实施例5 PFA-2 PFPE-2 0.10
实施例6 PFA-2 PFPE-3 0.10
实施例7 PFA-2 PFPE-4 0.10
实施例8 PFA-2 PFPE-5 0.10
实施例9 PFA-2 PFPE-6 0.10
实施例10 PFA-2 PFPE-1 0.012
实施例11 PFA-2 PFPE-1 0.051
实施例12 PFA-2 PFPE-1 0.29
实施例13 PFA-2 PFPE-1 0.38
随后，评价所制造的定影构件。
<评价1：耐划痕性的评价>
当要输送的纸与定影构件接触时，很可能发生由在纸端部处的毛刺引起的划痕(纸边缘划痕)，并且当使用宽度大于其中发生纸边缘划痕的位置的纸时，发生图像缺陷。
为此，通过观察连续通纸耐久后的定影图像来评价耐划痕性。在电子照相图像形成设备(商品名：imageRUNNER-ADVANCE C5051，由Canon Inc.制造)上搭载在实施例和比较例中制造的定影构件，并且将1000张hammermill纸(由International paper company制造的基重为75g/m2的产品)连续通纸至电子照相图像形成设备中。此后，使用作为高光泽纸的OK面漆纸(OK top coat paper)(由Oji Paper Co.,Ltd.制造，基重为157g/m2)以100％的浓度在纸的几乎整个表面上形成Bk调色剂的定影图像。通过使用该定影图像作为评价用图像来目视观察信纸尺寸的纸宽度的图像水平，并且基于以下标准评价图像影响。
等级A：没有观察到由于在定影构件的脱模层上的划痕导致的图像缺陷。
等级B：观察到由于在定影构件的脱模层上的划痕导致的光泽差异。
等级C：观察到由于在定影构件的脱模层上的划痕导致的调色剂的未定影部分或显著的光泽差异。
(评价2：脱模层的表面自由能的测量)
可以通过“Journal of the Adhesion Society of Japan”,日本粘接学会,1972,第8卷,No.3,p.131-141中记载的“Kitazaki和Hata的方法”计算脱模层的表面自由能。首先，使用水、正十六烷和二碘甲烷作为标准液体，并且测量定影带的脱模层的接触角(测量环境：温度为23℃且相对湿度为55％)。随后，将各接触角的测量结果用于根据“Journal ofthe Adhesion Society of Japan”,日本粘接学会,1972,第8卷,No.3,p.131-141中的p.131中的“2.扩张Fowkes式”至“3.固体聚合物及其组分的表面张力”中记载的Kitazaki和Hata的理论由“扩张Fowkes式”来确定表面自由能。
接触角计(商品名：DM-501，由Kyowa Interface Science,Inc.制造)用于测量，并且分析软件(商品名：FAMAS，由Kyowa Interface Science Inc.制造)用于表面自由能分析。
(评价3：电子照相图像中的光泽不均匀的评价)
定影构件对于存在于糙面纸(rough paper)上的凹凸的追随性通过在形成于糙面纸上的定影实心图像中是否看到光泽不均匀来评价。
在电子照相图像形成设备(商品名：imageRUNNER-ADVANCE C5051，由Canon Inc.制造)上搭载所制造的定影构件，并且在A4尺寸的糙面纸(商品名：Business4200，由XeroxCorporation制造，厚度：102μm，基重：75g/m2)的几乎整个表面上以100％的浓度形成由青色调色剂和品红色调色剂的二次色构成的定影图像。使用该定影图像作为评价用图像，由5名受试者目视观察，并且基于以下标准来评价。
等级A：4个以上的人判断光泽不均匀是小的。
等级B：3个人判断光泽不均匀是小的。
等级C：2个以下的人判断光泽不均匀是小的。
根据实施例1～13的氟树脂管的“tanδ1”、“tanδ2”和贮存弹性模量E'以及根据实施例1～13的定影带的“评价1”、“评价2”和“评价3”的结果在表4中示出。
(比较例1)
除了不使用PFPE-1以外，以与实施例1中相同的方式制造氟树脂管。对于该氟树脂管，以与实施例1中相同的方式测量tanδ1、贮存弹性模量E'和tanδ2。
此外，除了使用该氟树脂管以外，以与实施例1中相同的方式制造定影带。对后述的评价1、评价2和评价3提供该定影带。
(比较例2)
除了不使用PFPE-1以外，以与实施例4中相同的方式制造氟树脂管。对于该氟树脂管，以与实施例1中相同的方式测量tanδ1、贮存弹性模量E'和tanδ2。
此外，除了使用该氟树脂管以外，以与实施例1中相同的方式制造定影带。对评价1、评价2和评价3提供该定影带。
(比较例3)
通过日本专利申请特开No.2004-161921中记载的方法制备其中分子链中的PAVE的含量增加至9.8mol％的PFA-3的丸粒。除了使用该丸粒以外，以与根据实施例1的氟树脂管相同的方式制造氟树脂管。对于该氟树脂管，以与实施例1中相同的方式测量tanδ1、贮存弹性模量E'和tanδ2。
此外，除了使用该氟树脂管以外，以与实施例1中相同的方式制造定影带。对评价1、评价2和评价3提供该定影带。
(比较例4)
根据日本专利申请特开No.2003-82187中记载的方法制备其中5.0重量％的炭黑分散在PFA-1中的氟树脂的丸粒。除了使用该丸粒以外，以与根据实施例1的氟树脂管相同的方式制造氟树脂管。对于该氟树脂管，以与实施例1中相同的方式测量tanδ1、贮存弹性模量E'和tanδ2。
此外，除了使用该氟树脂管以外，以与实施例1中相同的方式制造定影带。对评价1、评价2和评价3提供该定影带。
根据比较例1～4的氟树脂管的“Tanδ1”、“tanδ2”和贮存弹性模量E'以及根据比较例1～4的定影带的“评价1”、“评价2”和“评价3”的结果在表4中示出。
表4
由表4，可以理解根据本实施方案的定影构件具有优异的调色剂脱模性和优异的耐划痕性，结果，可以形成高品质的电子照相图像。
虽然已经参考示例性实施方案描述了本发明，但是应当理解的是，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要符合最宽泛的解释，从而涵盖所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (12)

1.一种定影构件，其特征在于，其依次包括基材、弹性层和脱模层，
其中所述脱模层包括四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物，并且
所述脱模层在10Hz的频率和180℃下的损耗角正切为5.0×10-2以上且3.0×10-1以下。
2.根据权利要求1所述的定影构件，其中所述脱模层进一步包括全氟聚醚。
3.根据权利要求2所述的定影构件，其中所述全氟聚醚具有由以下结构式(1)表示的结构：
结构式(1)
在结构式(1)中，a、b、c、d、e和f各自独立地为0或正整数，满足1≤a+b+c+d+e+f≤600，并且a、b、c和d中的至少一个为正整数，并且
结构式(1)中的各重复单元的存在顺序不限于结构式(1)中记载的顺序，并且各重复单元可以在由结构式(1)表示的PFPE中的多个部位处存在。
4.根据权利要求3所述的定影构件，其中所述全氟聚醚具有以下结构式(2)～(4)中的任一种结构：
结构式(2)
在结构式(2)中，n表示1以上的整数；
结构式(3)
在结构式(3)中，n表示1以上的整数；和
结构式(4)
在结构式(4)中，n和m各自独立地表示1以上的整数。
5.根据权利要求2所述的定影构件，其中所述全氟聚醚的含量相对于所述四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物和所述全氟聚醚的总量为1质量％以上且40质量％以下。
6.根据权利要求1所述的定影构件，其中所述脱模层在10Hz的频率和180℃下的贮存弹性模量E'为5.0MPa以上且60MPa以下。
7.根据权利要求1所述的定影构件，其中所述脱模层在10Hz的频率和180℃下的损耗角正切为7.0×10-2以上且3.0×10-1以下。
8.根据权利要求1所述的定影构件，其中所述脱模层在10Hz的频率和180℃下的贮存弹性模量E'为10MPa以上且30MPa以下。
9.根据权利要求1所述的定影构件，其中所述定影构件为具有环形带形状的定影带。
10.一种定影装置，其特征在于，其包括根据权利要求1～9任一项所述的定影构件和用于所述定影构件的加热单元。
11.根据权利要求10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，并且所述加热单元是配置为与所述定影带的内周面接触的加热器。
12.一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10或11所述的定影装置。
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