CN113820936A - 电子照相用构件、电子照相用构件的制造方法和定影设备 - Google Patents

电子照相用构件、电子照相用构件的制造方法和定影设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电子照相用构件、电子照相用构件的制造方法和定影设备。提供一种能够缩短定影设备的升温时间并且防止由于静电偏移导致的缺陷图像的产生的电子照相用构件。该电子照相用构件依次具有基体、弹性层和包含氟树脂的表面层，弹性层具有多个空孔彼此连结的连通孔，并且离子导电剂附着至连通孔的内壁。

Description

电子照相用构件、电子照相用构件的制造方法和定影设备
本申请是申请日为2018年1月24日，申请号为201810068396.1，发明名称为“电子照相用构件、电子照相用构件的制造方法和定影设备”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及能够用作安装在诸如复印机、打印机和传真机等图像形成设备中的定影设备的辊隙部形成构件等的电子照相用构件，以及使用该电子照相用构件作为辊隙部形成构件的定影设备。
背景技术
采用电子照相系统等的图像形成设备具有通过加热和加压记录材料上显影调色剂图像而将调色剂图像定影在诸如纸等记录材料上的定影设备。在定影设备中，通过由热源加热的如定影带和定影辊等定影构件与和定影构件成对配置的如加压辊等辊隙部形成构件的压接而形成定影辊隙部。然后，当其上形成有未定影调色剂图像的记录材料通过定影辊隙部时，将未定影调色剂加热和加压从而作为定影图像定影在记录材料上。
近年来，要求缩短预热时间并且节省能量。因此，要求缩短定影构件为了达到足以使调色剂图像经历热定影的预定温度所需要的“升温时间(rise time)”以及减少电能消耗。为了缩短“升温时间”，降低诸如加压辊等辊隙部形成构件的热容量和热导率。例如，上述升温时间的缩短通过如下来进行：使加压辊的弹性层为具有许多空孔(pores)的多孔弹性层以致从伴随定影设备的操作开始而加热的定影带传导至加压辊的热量减少(日本专利申请特开No.2008-150552和日本专利申请特开No.2001-265147)。
另一方面，关于加压辊，弹性层主要由硅橡胶组成，并且表面层主要由诸如氟树脂等绝缘性高分子材料组成。因此，加压辊的表面由于加压辊和与加压辊成对形成定影辊隙部的定影带之间的摩擦以及加压辊和记录材料之间的摩擦而趋向于带电。结果，使记录材料上的调色剂静电飞散的所谓的静电偏移图像(electrostatic offset image)趋向于产生。为了抑制静电偏移图像的产生，提出了赋予加压辊的弹性层和/或表面层导电性(日本专利申请特开No.H07-129008)。另外，当赋予加压辊的表面层导电性时，脱模性趋向于受损，因此，如纸粉和滑石等记录材料中的填料等趋向于累积。结果，在填料等累积的部分上，调色剂趋向于附着，这污染加压辊的表面，并且存在其中产生图像中的缺陷的某些情况。为了抑制这样的缺陷的产生，已在日本专利申请特开No.2010-134213中规定了配混有导电性物质的氟树脂管的光泽度。
此外，日本专利No.5577250公开了包含微细且均匀的开放泡孔(open cells)的硅海绵以及图像形成设备的定影构件的弹性层用材料。日本专利No.5577250提出了三组分型海绵形成性液体硅橡胶组合物，其包含水和无机系增稠剂的混合物以便得到微细且均匀的开放泡孔。
在具有包含微细且均匀的开放泡孔的多孔弹性层的加压辊中，本发明人尝试赋予该多孔弹性层导电性。首先，当诸如炭黑等导电化剂(electrical conductor agent)添加至液体硅橡胶时，发现了由于多孔弹性层包含开放泡孔因而几乎不形成导电路径，以及需要大量的导电剂(electrically conductive agent)以实现期望的导电性。另外，当添加大量的导电剂时，存在其中由于乳化剂的作用降低使得泡孔的微细度(fineness)和均匀性不充分的某些情况。
发明内容
本发明的一个实施方案旨在提供能够缩短定影构件的升温时间并且防止由于静电偏移导致的缺陷图像的产生的电子照相用构件。另外，本发明的另一实施方案旨在提供能够稳定地形成高品质电子照相图像的定影设备。
根据本发明的一个实施方案，提供一种电子照相用构件，其依次包括基体、弹性层和包含氟树脂的表面层，其中弹性层具有多个空孔彼此连结的连通孔，并且离子导电剂附着至连通孔的内壁。
另外，根据本发明的另一实施方案，提供一种电子照相用构件的制造方法，所述方法包括以下步骤：将氟树脂层与基体分离地配置在基体的外周并且将液体硅橡胶组合物注入至基体与氟树脂层之间的空间的步骤，所述液体硅橡胶组合物为溶解了离子导电剂的水在液体硅橡胶中乳化并分散的液体硅橡胶组合物；使液体硅橡胶组合物一次固化以形成含水状态的硅橡胶层的步骤；和从含水状态的硅橡胶层中除去水以形成具有多个空孔彼此连结的连通孔的弹性层的步骤。
另外，根据本发明的另一实施方案，提供一种定影设备，其包括：定影构件和辊隙部形成构件，所述辊隙部形成构件通过借助与定影构件压接产生弹性变形从而形成夹持、输送和加热其上形成有未定影调色剂图像的记录材料的定影辊隙部，将未定影调色剂图像作为定影图像定影在记录材料上，其中辊隙部形成构件为上述的电子照相用构件。
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1为示出根据本发明一个实施方案的定影设备的构成的一个实例的截面示意图。
图2为示出根据本发明一个实施方案的电子照相用构件的弹性层的截面的一个实例的示意图。
图3为电子照相图像形成设备的一个实例的示意性框图。
具体实施方式
现在将依照附图详细地描述本发明的优选实施方案。
[电子照相用构件]
根据本发明一个实施方案的电子照相用构件依次具有基体、弹性层和包含氟树脂的表面层。弹性层具有多个空孔彼此连结的连通孔，并且离子导电剂附着至连通孔的内壁。
下文中，根据本发明一个实施方案的电子照相用构件通过参考用作定影设备的辊隙部形成构件的加压构件(加压辊)来描述。然而，电子照相用构件不限于此。
[加压辊]
图1为示出根据本发明一个实施方案的定影设备的构成的一个实例的截面示意图。定影设备具有加压辊4作为辊隙部形成构件。加压辊4形成为具有基体4a、在基体4a的外周的弹性层4b和作为表面层的脱模层4c的多层结构。
<基体>
加压辊的基体为通过使用包括如镀镍和镀铬的SUM材料(硫和硫复合易切削钢材料)等钢材料的不锈钢、磷青铜和铝等形成的轴芯体或芯轴。基体的外径可以为4mm～80mm。
<弹性层>
加压辊的弹性层为覆盖基体的外周的层。加压辊的弹性层起到作为赋予加压辊能够通过与相对的构件(定影带)压接形成定影辊隙的弹性的层的作用。为了使弹性层显示所述作用，从耐热性的观点出发，优选的是，使用硅橡胶作为弹性层的基础橡胶材料。特别地，优选的是，使用液体硅橡胶，如加成反应交联型硅橡胶。通常，加成反应交联型硅橡胶包含具有不饱和脂肪族基团的有机聚硅氧烷、具有键合至硅原子的氢原子的有机氢聚硅氧烷、和作为氢化硅烷化催化剂的铂化合物。有机聚硅氧烷为液体硅橡胶的基础聚合物，并且优选的是，使用数均分子量为5,000～100,000且重均分子量为10,000～500,000的有机聚硅氧烷。液体硅橡胶为在室温下具有流动性且通过加热固化的聚合物。在固化之后，液体硅橡胶适当地具有低硬度，并且具有充分的耐热性和变形恢复力。
弹性层的厚度不特别限定，只要当弹性层作为整体与定影带接触并且经历弹性变形时，弹性层的厚度能够使得形成具有期望的宽度的定影辊隙部即可。优选的是弹性层的厚度为1.5～10.0mm。从确保具有期望的宽度的定影辊隙部N的观点出发，优选的是弹性层的硬度为20°以上且70°以下。同时，硬度是通过使用ASKER-C硬度计测量的硬度。
弹性层具有多个空孔彼此连结的连通孔。例如，如图2中所示，形成了多个空孔彼此连结的连通孔4b1。从弹性层的强度和电子照相图像的图像品质的观点出发，优选的是各空孔的平均直径为5μm以上且30μm以下。弹性层的热容量因具有这样的连通孔而降低。另外，上述弹性层的热导率低于不具有连通孔的弹性层的热导率。
另外，弹性层的比重因具有连通孔而降低。期望的是弹性层的比重在0.5～0.6的范围内，以便发挥缩短定影设备的升温时间的充分效果。
适宜的是在弹性层中连通孔的体积占有率(下文中也称为“空孔率(void rate)”)为40体积％以上且50体积％以下。当空孔率为40体积％以上时，容易实现定影设备所期待的缩短升温时间的效果。当空孔率为50体积％以下时，弹性层变成均匀地包含微细空孔的层。当空孔率在上述范围内时，可以在弹性层的形成过程中维持其中水均匀且微细地分散在后述的液体硅橡胶组合物中的状态。同时，稍后描述空孔的平均直径的测量方法。
本发明中，使用离子导电剂以便赋予弹性层导电性。本发明中，如后述的制造方法中所示，离子导电剂通过溶解于水中来使用，因此，使用水溶性离子导电剂。水溶性离子导电剂的适宜的实例包括钾盐型离子导电剂和锂盐型离子导电剂。另外，期望的是离子导电剂即使在经历用作弹性层的硅橡胶的最高加热温度(例如，约200℃)之后也能够稳定地存在。因此，优选的是离子导电剂具有200℃以上的耐热性(分解温度)。
钾盐型离子导电剂的实例包括三氟甲烷磺酸钾(CF3SO3K)和双(三氟甲磺酰)亚胺钾((CF3SO2)2NK)等。另外，锂盐型离子导电剂的实例包括三氟甲烷磺酸锂(CF3SO3Li)、九氟丁烷磺酸锂(C4F9SO3Li)和双(三氟甲磺酰)亚胺锂((CF3SO2)2NLi)等。
离子导电剂的含量不特别限定，只要可以赋予弹性层期望的导电性即可。优选的是离子导电剂的含量基于100质量份作为形成弹性层用的原料的液体硅橡胶为3～10质量份作为进给量。
<表面层>
在根据本发明的电子照相用构件中，表面层为由绝缘性氟树脂构成的层。表面层通过例如用四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)管覆盖弹性层的外周来形成。可选地，可以通过将由诸如PFA、聚四氟乙烯(PTFE)和四氟乙烯-六氟丙烯(FEP)等氟树脂构成的涂料施涂在弹性层的外周上来形成表面层。表面层的厚度不特别限定。优选的是表面层的厚度为约15～80μm。设置表面层以便使调色剂对加压辊的附着难以发生。从调色剂的脱模性、挠性、机械强度和耐久性的观点出发，期望的是表面层在不包含诸如导电剂等添加剂的纯的氟树脂的状态下使用。
同时，出于粘合和导电等的目的，底漆层、或粘合层等可以设置在弹性层和表面层之间。
[电子照相用构件的制造方法]
根据本发明一个实施方案的电子照相用构件的制造方法具有下述步骤：
将氟树脂层与基体分离地配置在基体的外周并且将液体硅橡胶组合物注入至基体与氟树脂层之间的空间的步骤，其中液体硅橡胶组合物为溶解了离子导电剂的水在液体硅橡胶中乳化并分散的液体硅橡胶组合物；
使液体硅橡胶组合物一次固化以形成含水状态的硅橡胶层的步骤；和
从含水状态的硅橡胶层中除去水以形成具有例如平均直径为5μm以上且30μm以下的多个空孔彼此连结的连通孔的弹性层的步骤。
下文中，具体地描述根据本发明一个实施方案的电子照相用构件的制造方法。
[连通孔的形成方法]
弹性层中的连通孔的形成方法的一个实例是在后述的加压构件的制造过程中包括使用作为基础聚合物的液体硅橡胶和以分散状态存在于基础聚合物中的水的方法。在制造过程中除去水，并且在水除去之后在弹性层中形成连通孔。水不单独地分散在液体硅橡胶中，因此，以其中不影响水除去之后的弹性层的特性的吸水性聚合物或粘土矿物等用水溶胀的状态使用水。换言之，水以“含水凝胶”的形式使用。另外，本发明中，将水溶性离子导电剂添加至水中，其后，使用产生用水溶胀即“含水凝胶”的吸水性聚合物或粘土矿物等。将乳化剂和根据需要的粘度改性剂添加至包含离子导电剂的含水凝胶和液体硅橡胶，然后将它们混合和搅拌以制备形成弹性层用的乳液状态的液体硅橡胶组合物。将液体硅橡胶组合物注入至浇铸成形模具中，并且将液体硅橡胶组合物在低于水的沸点的温度下固化，从而形成其中液体硅橡胶组合物中的水均匀且微细地分散的弹性体。之后，使水从弹性体中蒸发(除去)从而形成其中均匀地形成微细的空孔的弹性层。与此同时，如图2所示使离子导电剂4b2附着至空孔的内壁从而赋予弹性层导电性。
吸水性聚合物的实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸，其金属盐的聚合物以及其共聚物和交联体等。其中，聚丙烯酸的碱金属盐及其交联体等可以适宜地使用，并且是工业上可得的(例如，"Rheogic 250H"(商品名，由TOAGOSEI CO.,LTD.制造))。另外，“使具有增稠效果的粘土矿物溶胀的水”的使用适用于制备乳液状态的形成弹性层用的液体硅橡胶组合物。粘土矿物的实例包括"Bengel W-200U"(商品名，由HOJUN Co.,Ltd.制造)等。此外，作为乳化剂，可以添加表面活性剂，如非离子系表面活性剂(脱水山梨糖醇脂肪酸酯，商品名，"Ionet HLB 4.3"，由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造)。
[液体硅橡胶组合物的制备]
可以通过将包含吸水性聚合物(使其包含预先溶解了离子导电剂的水)的含水凝胶和配混有乳化剂的液体硅橡胶混合来制备液体硅橡胶组合物。当制备液体硅橡胶组合物时，称重预定量的各液体硅橡胶和含水凝胶，并且液体硅橡胶和含水凝胶可以通过使用诸如行星式万能混合搅拌装置(行星式混合机或行星式分散机(planetary disper))等已知的混合搅拌单元来搅拌。如固化延迟剂等其它成分可以添加至液体硅橡胶组合物，只要不损害本发明的固化即可。关于其它成分和各个成分的配混量，除了离子导电剂以外，可以参考日本专利No.5577250的记载。
[弹性层的形成]
弹性层的形成方法不特别限定，并且使用模具的成形方法作为实例来描述。在形成弹性层之前，将基体预先进行底漆处理。另一方面，作为表面层用的材料，使用内表面已经进行了蚀刻处理的氟树脂管。预先装配氟树脂管，使得氟树脂管沿着圆筒状模具的内壁表面配置。将基体插入圆筒状模具中，并且通过将具有注入口的芯模(die mold)插入一个端部并将具有流出口的芯模插入另一个端部使得芯模保持基体，并且将圆筒状模具和芯模在两端部借由夹具加压，将基体同心地配置在圆筒状模具内。然后，将形成弹性层用的液体硅橡胶组合物注入至在圆筒状模具内基体和氟树脂管之间的间隙，使得液体硅橡胶组合物沿着配置的基体的轴向流动。在用液体硅橡胶组合物填充模具之后，将模具密封并加热。液体硅橡胶组合物与模具一起在低于水的沸点的温度下，例如在60℃至90℃下，进行热处理5分钟～120分钟。当液体硅橡胶组合物在密封状态下进行热处理时，硅橡胶组分在其中保持含水凝胶中的水分的状态下交联和固化(一次固化)。以此方式，形成含水状态的硅橡胶层。
[连通孔的形成]
在硅橡胶组分固化之后，通过将芯模从模具的两端部取出而打开模具，然后将辊与模具一起进一步加热。由于含水凝胶中包含的水分随着弹性层内的温度通过加热升高而蒸发，因而在该位置形成其中多个空孔彼此连结的连通孔。期望的是加热温度设定为水的沸点以上的温度，例如，100℃至180℃，并且加热时间设定为1～5小时。通过该热处理，硅橡胶的交联进一步进行(硅橡胶二次固化)。已溶解于水中的离子导电剂保持在附着至连通孔的内壁的状态下。如上所述，具有连通孔的弹性层形成于基体的外周面上和表面层的内周面上。
[辊从模具中取出]
在加热的模具通过水冷却系统或通过空气冷却系统冷却之后，将辊从模具中取出。以此方式，得到了电子照相用构件(加压辊)。在从模具中取出之后，通过在约200℃下进行热处理，可以使交联进一步进行。
[电子照相图像形成设备]
使用根据本发明的电子照相用构件和根据本发明的定影设备的电子照相图像形成设备的实例包括如图3中所示的设备。该设备具有：旋转的电子照相感光构件101；各自用作潜像形成单元的充电单元102和图像曝光单元103；和将形成于电子照相感光构件上的潜像用调色剂显影的显影单元104。另外，该设备还具有：将显影后的调色剂图像转印至记录材料P上的转印单元105；在调色剂图像转印之后清洁电子照相感光构件的表面的清洁单元106；和作为将调色剂图像定影在记录材料上的定影单元的定影设备10；等等。
[定影设备]
根据本发明的定影设备具有定影构件和辊隙部形成构件。辊隙部形成构件通过借助与定影构件压接产生弹性变形从而形成夹持、输送和加热其上形成有未定影调色剂图像的记录材料的定影辊隙部，将未定影调色剂图像作为定影图像定影在记录材料上。作为辊隙部形成构件，使用根据本发明的电子照相用构件。
图1为示出根据本发明一个实施方案的定影设备的构成的一个实例的截面示意图。图1中示出的定影设备10具有作为加热体的陶瓷加热器(下文中简称为“加热器”)1、作为加热体支承构件的加热器保持件2、作为定影构件的定影带3和作为辊隙部形成构件的加压辊4。
[加热器]
加热器1具有热源，例如，加热电阻器等，其通过由附图中未示出的电力供给单元通电产生热。加热器1的温度通过供给电力而迅速升高。加热器1的温度通过附图中未示出的温度检测单元来检测，并且将检测到的温度信息输入至附图中未示出的控制单元。控制单元通过控制从电力供给单元供给至热源的电力使得从温度检测单元输入的检测到的温度维持为预定的定影温度而将加热器1的温度控制为预定的温度。
加热器1通过形成为其截面为大致半圆形的桶形状且由具有刚性的耐热性材料形成的加热器保持件(下文中简称为“保持件”)2固定和支承。具体地，在保持件2的下表面沿着保持件的长度方向(沿图1中的纸的前后侧的方向)设置沟槽，并且将加热器1插入沟槽中。
作为定影构件的定影带3从内侧到外侧具有环状基材3a、带式弹性层(beltelastic layer)3b(这里，称为“带式弹性层”以便与后述的加压辊4的弹性层4b区分)和表面层(脱模层)3c。定影带3为其内周面在工作状态下与加热器和保持件摩擦的环形带。使定影带3以具有周长余量的方式外部安装在支承加热器的保持件2的外周上。
如后所述，加热器和加压辊与夹持在二者之间的定影带压接，定影辊隙部N形成在定影带和加压辊之间。当旋转驱动设备例如马达等使加压辊在预定的圆周速度下沿由箭头R4所示的逆时针方向旋转时，定影带通过加压辊的旋转在保持件外沿由箭头R3所示的顺时针方向从动旋转，同时定影带的内表面与加热器的表面接触且滑动。
[保持件]
保持件2起到作为加热器1的保持构件的作用。与此同时，保持件2还起到作为定影带3的旋转引导构件的作用。将润滑剂(润滑脂)施涂在定影带的内周面上以确保定影带沿着加热器和保持件的滑动性。同时，在本说明书中，带是包括膜状带的术语。
[加压辊]
加压辊4从内侧到外侧具有基体(芯轴)4a、弹性层(橡胶层)4b和作为表面层的脱模层4c。使加压辊4在使用时通过附图中未示出的旋转驱动设备而旋转。因此，通过如附图中未示出的定影设备10的框架等固定部分经由轴承构件旋转地支承基体4a。
加压辊配置在与由保持件支承同时夹持定影带的加热器相对的位置。然后，当预定的压力通过附图中未示出的加压机构施加至加压辊和定影带时，加压辊和定影带彼此压接，然后它们各自的弹性层(3b、4b)弹性变形。以此方式，在加压辊和定影带之间形成具有相对于记录材料的输送方向(纸张输送方向)的预定宽度的定影辊隙部N。
当加压辊通过旋转驱动设备旋转时，在形成在加压辊和从动旋转的定影带之间的定影辊隙部N，加压辊和定影带夹持并输送纸(记录材料)P。另外，定影带通过加热器加热，使得定影带的表面的温度达到预定温度(例如，200℃)。在这样的状态下，当其上用未定影调色剂T形成了未定影调色剂图像的纸被夹持并输送至定影辊隙部N时，将纸上的未定影调色剂加热和加压。结果，未定影调色剂熔融并且混色。因此，其后，通过冷却未定影调色剂图像将未定影调色剂图像作为定影图像定影在纸上。
[定影带]
如图1中所示，作为定影构件的定影带3在基材3a的外周设置有带式弹性层3b。定影带3还设置有脱模层3c作为在带式弹性层3b的外周的表面层。作为基材的材料，鉴于耐热性和耐挠曲性的必要性，使用耐热性树脂，例如，聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、或聚醚醚酮(PEEK)等。另外，当还考虑热传导性时，可以使用与耐热性树脂相比具有更高的热传导性的金属如不锈钢(SUS)、镍和镀镍合金作为基材的材料。另外，要求基材具有较小的热容量和较高的机械强度，因此，基材的厚度优选为5μm～100μm，更优选为20μm～85μm。
带式弹性层为覆盖基材的外周的层。当记录材料通过定影辊隙部N时，带式弹性层以包围(wrap)记录材料上的未定影调色剂这样的方式均匀地给予未定影调色剂热。由于带式弹性层以这样的方式起作用，所以可得到具有高光泽且没有定影不均匀的高品质图像。然而，当带式弹性层的厚度太薄时，充分的弹性趋向于难以得到，并且高品质图像趋向于难以得到。相反，当带式弹性层的厚度太厚时，热容量趋向于是大的，因此，花费长时间通过加热以达到预定的温度。因此，带式弹性层的厚度优选为30μm～500μm，更优选为100μm～300μm。
带式弹性层用的材料不特别限定，并且由于易加工性、加工时的高尺寸精确度、当加热和固化时没有反应副产物出现、和其它原因，优选使用加成反应交联型液体硅橡胶。用于带式弹性层的加成反应交联型液体硅橡胶的实例包括与作为辊隙部形成构件的弹性层用的材料示例的那些相同的材料。
另外，当带式弹性层单独由硅橡胶形成时，带式弹性层的热导率趋向于低。当带式弹性层的热导率低时，通过加热器产生的热难以通过定影带传导至记录材料，因此，当调色剂在记录材料上定影时加热变得不充分。结果，会产生具有定影不均匀等的缺陷图像。于是，为了提高带式弹性层的热导率，优选的是将具有高热传导性的填料例如具有高热传导性的粒状填料混合并分散于带式弹性层中。可使用的具有高热传导性的粒状填料的实例包括碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氧化镁(MgO)和碳等。具有高热传导性的填料的形状的实例包括粒状、针状、粉末状(crushed shape)、板状和晶须状等。对于带式弹性层，可以使用具有任意的这些形状的填料。另外，可以单独使用一种填料，并且可以组合使用两种以上的填料。同时，当具有高热传导性的填料具有导电性时，通过将具有高热传导性的填料添加至带式弹性层而赋予带式弹性层导电性。
[脱模层]
脱模层为覆盖带式弹性层的外周的氟树脂层。设置脱模层从而防止调色剂附着至定影带。可以使用的脱模层用的材料的实例包括如PFA、PTFE和FEP等氟树脂。脱模层的厚度优选为1μm～50μm，更优选为8μm～25μm。可以通过用氟树脂管覆盖带式弹性层或者施涂由氟树脂构成的涂料在带式弹性层的外周形成脱模层。出于粘合和导电等的目的，底漆层、和粘合层等可以设置在带式弹性层和脱模层之间。
根据本发明的一个实施方案，可以得到能够缩短定影设备的升温时间并且能够防止由于静电偏移导致的缺陷图像的产生的电子照相用构件。另外，根据本发明的另一实施方案，可以得到能够稳定地形成高品质电子照相图像的定影设备。
实施例
以下通过参考实施例和比较例具体地描述本发明。在实施例的描述之前，说明评价方法。
<评价1>空孔直径的测量
通过剃刀等切割弹性层，从而得到长度为2.5mm、宽度为2.5mm和厚度为2.5mm的试样片1。用扫描电子显微镜(例如，商品名：S-4700，由Hitachi High-TechnologiesCorporation制造，放大倍率300倍)观察切割面。然后，将预定的区域(长度为300μm和宽度为300μm)二值化，并且测量各个空孔的最长直径Dmax和最短直径Dmin。将通过将最长直径和最短直径之和除以2得到的值定义为各个空孔的空孔直径。得到了全部测量的空孔直径的平均值，并且将该平均值定义为空孔的平均直径。
<评价2>比重的测量
通过剃刀等切割弹性层，从而得到长度为20mm、宽度为20mm和厚度为2.5mm的试样片2。
作为水中置换式密度和比重计(water replacement type density andspecific gravity meter)，自动比重计"DSG-1"(商品名，由Toyo Seiki Seisaku-sho,Ltd.制造)用于测量试样片2的比重。
<评价3>图像评价
通过使用电子照相用构件作为加压辊、如图1中所示的膜加热系统的A3型定影设备和装配有该定影设备的图像形成设备(产品名，"image RUNNER ADVANCE C5255"，由Canon Inc.制造)，进行图像评价。
加压辊的弹性层的导电性可以通过伴随通纸的静电偏移图像来确认。当导电性不充分时，由于加压辊的脱模层(表面层)和与加压辊成对的定影带之间的摩擦、或者纸和加压辊的表面之间的摩擦，使加压辊的表面带电至与调色剂相同的极性。结果，生成使纸上的调色剂静电飞散的静电偏移图像。另一方面，当加压辊的弹性层的导电性充分时，由于摩擦导致的加压辊的脱模层的带电受到抑制，因此，不生成静电偏移图像。
静电偏移的评价如下进行。在低温(15℃)和低湿(相对湿度10％)的环境下，通过将定影设备的总加压力设定为约320N(在每一端侧约160N)、并且将加压辊的旋转速度(圆周速度)设定为246mm/sec，以每分钟50张的速度，进行在200张LTR横向尺寸纸(NeenahBond 60g/m2，由Neenah Paper Inc.制造)上的连续打印，从而得到具有50mm的前端的半色调图像。基于此时的静电偏移图像进行评价。基于以下基准判断评价结果。
A：完全没有静电偏移图像生成。
B：生成一张或多张静电偏移图像。
(实施例1)
1.液体硅橡胶组合物的制备
使用配混有作为乳化剂的聚醚改性的硅酮(polyether-modified silicone)(商品名：FZ-2233，由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)的加成反应交联型液体硅橡胶"DY35-2083"(商品名，由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)。含水凝胶通过如下来制备：将99质量％的离子交换水添加至1质量％的包含聚丙烯酸钠作为主成分并且还包含蒙脱石粘土矿物的增稠剂，将它们充分搅拌使得增稠剂用离子交换水溶胀。同时，"Bengel W-200U"(商品名，由HOJUN Co.,Ltd.制造)用作增稠剂。另外，离子交换水已经预先配混有作为离子导电剂的三氟甲烷磺酸钾，使得将5质量份三氟甲烷磺酸钾和100质量份液体硅橡胶混合。
将100质量份液体硅橡胶和100质量份含水凝胶通过使用行星式万能混合搅拌装置(商品名"Highvismix 2P-1型"，由PRIMIX Corporation制造)在80rpm、60分钟的条件下混合和搅拌。以这样的方式，使水在液体硅橡胶中乳化并分散，从而得到形成弹性层用的液体硅橡胶组合物。
2.加压辊No.1的制造
A3尺寸(弹性层的形成区域的长度为327mm)的铁制芯轴用作基体。作为底漆，使用"DY39-051"(商品名，由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)。作为表面脱模层用的材料，使用内径为29.0mm的由氟树脂制成的PFA(商品名：451HP-J，由Du Pont-MitsuiFluorochemicals Co.,Ltd.制造)管。
将底漆施涂在芯轴的周面上，其后，将芯轴在热风循环炉中在180℃的温度下烧结30分钟。另一方面，将PFA管插入内径为30.2mm的中空圆筒状模具内，并且将管的两端部沿着中空圆筒状模具的外壁表面折叠，使得PFA管配置在圆筒状模具的内壁表面上。将底漆"DY39-067"(商品名，由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)施涂在PFA管的内表面上，并且在热风循环炉中在70℃下进行干燥20分钟。
将底漆处理后的芯轴同心地配置在中空圆筒状模具内，并且将芯模插入中空圆筒状模具的上下两个端部。然后，通过将中空圆筒状模具和芯模在两端部借由夹具加压，将芯轴同心地固定并配置在中空圆筒状模具内。
接下来，将上述液体硅橡胶组合物注入至配置在模具的内壁上的氟树脂管和芯轴之间的空间，并且密封在模具的两端部的芯模。之后，将液体硅橡胶组合物与模具一起在热风循环炉中在90℃下放置1小时，使得液体硅橡胶组合物固化。以此方式，使芯轴、硅橡胶和氟树脂管一体化。
将已加热的模具冷却至50℃以下的温度，其后，将两端部的芯模从模具中取出。在其中模具的两端部打开的状态下、将模具中的内容物与模具一起在热风循环炉中在180℃的温度下放置2小时，使得弹性层中的水分蒸发。以此方式，形成一个或多个连通孔。将模具冷却至50℃以下的温度，其后，将覆盖有管的辊从模具中取出，并且将辊在热风循环炉中在200℃下放置4小时，使得弹性层中的硅橡胶二次固化。
通过上述过程得到加压辊No.1。使得通过层压基体、弹性层和表面层(脱模层)得到的加压辊No.1的沿长度方向的中央部的外径为30mm。
3.加压辊的评价
弹性层的空孔直径为18μm(标准偏差为7.33)，并且弹性层的比重为0.56。另外，图像评价的结果为A等级。评价结果示于表1中。与此同时，各实施例和比较例中使用的导电剂的细节示于表2中。
(实施例2～5)
除了各离子导电剂改变为表1中示出的化合物以外，以与实施例1中相同的方式得到液体硅橡胶组合物。然后，得到了各个加压辊No.2～No.5。评价结果示于表1中。
(比较例1)
除了水不配混有任何离子导电剂以外，以与实施例1中相同的方式得到液体硅橡胶组合物。然后，得到了加压辊No.6。评价结果示于表1中。
(比较例2)
向100质量份的已预先配混有作为乳化剂的聚醚改性的硅酮(商品名：FZ-2233，由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)的加成反应交联型液体硅橡胶"DY35-2083"中，掺合5质量份作为导电剂的炭黑。将由此得到的混合物和100质量份的与实施例1中使用的类似的含水凝胶(不含离子导电剂)在与实施例1中相同的步骤中混合和搅拌，从而得到水在其中乳化并分散的液体硅橡胶组合物。然后，以与实施例1中相同的方式得到加压辊No.7。评价结果示于表1中。
(比较例3)
除了炭黑的量改变为10质量份以外，以与比较例2中相同的方式得到液体硅橡胶组合物。然后，得到了加压辊No.8。评价结果示于表1中。
[表1]
Figure BDA0003252462070000181
[表2]
导电剂 产品名
CF<sub>3</sub>SO<sub>3</sub>K "EF-12"，由Mitsubishi Materials Electronic Chemicals Co.,Ltd.制造
CF<sub>3</sub>SO<sub>3</sub>Li "EF-15"，由Mitsubishi Materials Electronic Chemicals Co.,Ltd.制造
(CF<sub>3</sub>SO<sub>2</sub>)<sub>2</sub>NK "EF-N112"，由Mitsubishi Materials Electronic Chemicals Co.,Ltd.制造
(CF<sub>3</sub>SO<sub>2</sub>)<sub>2</sub>NLi "EF-N115"，由Mitsubishi Materials Electronic Chemicals Co.,Ltd.制造
C<sub>4</sub>F<sub>9</sub>SO<sub>3</sub>Li "EF-45"，由Mitsubishi Materials Electronic Chemicals Co.,Ltd.制造
炭黑 "EC600JD"，由Lion Specialty Chemicals Co.,Ltd.制造
[考虑]
在比较例1中，生成静电偏移图像，这是由于加压辊的弹性层未配混有任何的导电剂。另外，在比较例2中，虽然弹性层配混有作为导电剂的炭黑，但是不足以抑制静电偏移图像的生成。在比较例3中，不生成静电偏移图像，这是因为炭黑的配混量与比较例2相比增加，但是比重高。当比重高时，缩短定影设备的升温时间的效果变低。
相对地，在实施例1～实施例5中，抑制了静电偏移图像的产生。此外，空孔直径和比重均在与比较例1相同的水平上。因此，从图像的品质和强度以及缩短升温时间的效果的观点出发，它们的性能能够维持与在其中弹性层未配混有任何的导电剂的情况下观察到的那些相同的水平。
如上所述，在根据本发明的加压辊中，通过残留于连通孔中的离子导电剂形成导电路径，并且赋予弹性层导电性。这是因为：在作为弹性层的原料的液体硅橡胶中乳化并分散的水包含水溶性离子导电剂并且水蒸发，使得形成连通孔。维持了其中微细且均匀的空孔连结的连通孔，并且由于没有通过将硅橡胶与导电剂配混造成诸如乳化剂的作用降低等麻烦，因而可以确定图像的品质和强度均得到改善以及升温时间和静电偏移均得以抑制。
尽管已参考示例性实施方案描述本发明，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的结构和功能。

Claims (5)

1.一种电子照相用构件，其特征在于，其依次包括：基体、弹性层和包含氟树脂的表面层，
其中所述弹性层具有多个空孔彼此连结的连通孔，并且离子导电剂附着至所述连通孔的内壁。
2.根据权利要求1所述的电子照相用构件，其中所述空孔的平均直径为5μm以上且30μm以下。
3.根据权利要求1所述的电子照相用构件，其中所述离子导电剂为钾盐型离子导电剂和锂盐型离子导电剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的电子照相用构件，其中所述弹性层包含硅橡胶。
5.一种定影设备，其特征在于，其包括：定影构件和辊隙部形成构件，所述辊隙部形成构件通过借助与所述定影构件压接产生弹性变形从而形成夹持、输送和加热其上形成有未定影调色剂图像的记录材料的定影辊隙部，将所述未定影调色剂图像作为定影图像定影在所述记录材料上，
其中所述辊隙部形成构件为根据权利要求1～4中任一项所述的电子照相用构件。
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