CN1247330A - 涂油装置 - Google Patents

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Abstract

涂油辊包括多孔圆柱状模制产品、被设置在该多孔圆柱状模制产品的外圆周上的耐热纤维毡垫层以及被加到该毡垫层的外圆周上的多孔膜。该多孔圆柱状模制产品含有彼此用粘合剂相互粘接的耐热纤维,在该纤维中具有无粘合剂的细微的连通空隙并具有孔径尺寸0.05至2mm的和总空隙百分比从30至90%的范围内的均匀分布的孔。该多孔圆柱状模制产品用硅油浸渍。耐热纤维毡垫层的厚度为0.5至5mm。多孔膜的厚度为15至130μm,平均孔径尺寸为0.1至3.0μm,空隙率为60至90%,以及透气度为每100cc 3至1500秒。

Description

涂油装置
本发明涉及一种涂油装置，该装置是静电复印机、电摄影方式打印机或类似设备中的定影装置的组成部分之一。具体讲，它涉及一种作为静电复印机、电摄影方式打印机或类似设备(特别是用于彩色复印或多色打印的)中的定影装置的组成部分之一的涂油辊。
在静电复印机中的或电摄影方式打印机中的定影装置中，转动同时又直接或间接地接触定影辊的涂油辊通常被提供用于将极少量的硅油连续地涂敷到定影辊上，借此，可以防止记录纸受到残留在定影辊上的调色剂的污染。
当今业已存在各种类型的涂油辊。有一些涂油辊属于这样一种类型，其使用壁上有大量的孔的金属管或耐热纤维构成的圆筒形模制品可作为用于储存待涂敷的油的容纳油的器件和在圆筒形模制品的一个表面上设置一个由耐热油毛毡构成的涂油器件层。对于这种类型的涂油辊来说，有一种涂油辊使用如下这样的多孔圆筒形模制品作为容纳油的器件，这种多孔圆筒形模制品含有用粘合剂彼此粘接的耐热纤维并且在纤维之中具有没有粘合剂的细小连通空隙和均匀分布的尺寸从0.05至2mm的孔，以及总的空隙百分比从30至90％(JP-A-9-108601)，这种涂油辊具有如下优点，即由于这种容纳油的器件不仅可以容纳大量的硅油，而且即使在高负荷条件下也可以长期稳定地释放硅油，所以可以长期稳定地涂敷油。
在这种涂油辊用于彩色复印机或彩色打印机的定影装置中的情况下，同该涂油辊用于单色复印机或单色打印机的情况相比较，前面所述的优点并没有改变，但是存在这样一种趋势，即在使用开始后的一段时间(被馈送给定影装置的记录纸的张数最多达数百张或数千张)，由于具有50至1000cSt这样的相当低的粘度的硅油必须根据涂敷大量硅油到定影辊上的必要性来使用，所以涂油量过分增长。此外，由于同样的原因，在停机期间油的渗出量上升。还存在一个问题是紧接在重新开始供纸后的一段短时间内将大于适用量的硅油量涂敷到定影辊上。
进一步讲，在利用塑料OHP纸进行复印或打字的情况下，由于硅油涂敷中的非常轻微的不均匀度对调色剂的定影具有不利的影响所以容易在定影的图象中出现调色剂深度的不均匀性。尽管由螺旋缠绕的油毛毡带构成的油毛毡层的表面似乎是平的，但在油毛毡带的端面中的每一个接触部分中还是存在细微的位差。因此，尽管位差是细微的，但是这种位差是造成油涂敷中条状不均匀性的原因，也是造成在定影的图象中出现调色剂深度的不均匀性的原因。
除了以上所述的涂油辊之外，已被推荐的涂油辊还有各种各样的很多种，例如，有这样一种涂油辊，其中，使用由多孔空心金属管或耐热纤维构成的圆筒形模制品作为用于储存待涂敷的防粘油的容纳油的器件，以及其中，在圆筒形模制品的表面上缠绕一个由聚四氟乙烯(PTFE)多孔膜或类似材料构成的油涂敷量控制层，并且将RTV(室温硫化)硅橡胶涂敷到油涂敷量控制层的端部和搭接部分以便于以粘合方式将油涂敷量控制层粘接到圆筒形模制品上。还有一种涂油辊，其中，对前面所述的油涂敷量控制层进行处理以便于将它加工成管形，并且其中还涂敷一个油涂敷量控制层，以便于覆盖圆筒形容纳油的器件并且对所述的油涂敷量控制层加热以便于使它收缩(参见JP-A-9-185282)。
还有另外一种复印机涂敷机构，其中，在用硅橡胶和防粘油的混合物浸透由多孔聚四氟乙烯构成的多空隙织物后，在一种粗孔织物的表面上设置了一个通过交联形成的油涂敷量控制层作为容纳油的器件(参见JP-B-6-73051)。也就是说，复印机涂敷机构是通过以下方式形成的：在粗孔织物的表面上缠绕一圈油涂敷量控制层作为辊；以及而后在高温下长时间加热油涂敷量控制层从而完成交联，并用加热的方式将油涂敷量控制层融合粘接到粗孔织物的表面上。根据这样一种复印机涂敷机构，可以实际控制作为防粘油的硅油，具体讲即使是在针对无油调色剂涂敷极少量硅油的区域也可长期稳定地控制硅油。不仅辊的形状、而且包括它的在其中用一个平面形的垫将油涂敷到定影辊上的结构都称为该涂油装置的结构形式。
在具有以粘合方式粘接到圆筒形模制品上的油涂敷量控制层的涂油辊中，不仅防粘油几乎不能从粘合部分释放出来，使得在涂油时出现不均匀性，而且粘合区域如此之小，以至于由于缺乏粘合强度使得油涂敷量控制层被移动或剥落。因此，难以将防粘油连续稳定地涂敷到热定影辊上。在具有热收缩的管状油涂敷量控制层的涂油辊中，油涂敷量控制层的热收缩有变得如此之不均匀的倾向以至于孔的尺寸改变。因此，难以将防粘油连续稳定地涂敷到热定影辊上。此外，在复印机涂敷机构中，必须对油涂敷量控制层在高温下长时间加热以便于将油涂敷量控制层热融合粘接到粗孔织物材料上。因此，有这样一种趋势，即这种处理会花费太多的劳动。此外，在具有用于将油涂敷到定影辊上的涂敷器中，按照以粘合方式将油涂敷量控制层粘接到垫状结构的最外表面层上的方法，出现与以上所述相同的问题。也就是说，还是在这种情况下，不仅防粘油不能从粘合部分排除，结果使得在涂油时出现不均匀，而且粘合面积面积变得很小，使得油涂敷量控制层由于缺乏粘合强度而被取代或剥落。因此，出现油涂敷量不稳定的稳定的问题。
考虑到背景技术中存在的这些问题，本发明的一个任务是提供以下三种涂油辊；(1)一种是即使是在所述的油是低粘度硅油的情况下也可以用来从涂敷工作一开始就连续地涂敷适量的油的涂油辊；(2)一种是其在停止供纸期间抑制油的无用渗出，使得紧接在重新开始供纸之后不必担心会出现过量涂油的涂油辊；以及(3)一种是可以用来涂敷得如此之均匀，使得即使是在使用OHP纸进行复印或打字的情况下，在已定影的图象中也不会出现在调色剂的深处的不均匀的涂油辊。
本发明的另一任务是提供一种用于以粘合方式很容易地将油涂敷量控制层粘接到容纳油的器件上的方法，以及一种使用该方法的涂油装置，在该装置中，可以很均匀地将防粘油涂敷到热定影辊上，以及防止油涂敷量控制层在该涂油装置运行过程中被取代或脱落。
根据本发明的涂油辊的特征如下所述。该涂油辊使用一种多孔圆棒状模制品(包括空心圆筒状模制品在内)作为容纳油的器件。该多孔圆棒状模制品最好是由用粘合剂彼此粘合的耐热纤维制成并在纤维之中具有无粘合剂的细小的连通空隙和平均分布的孔，孔径为0.05至2mm，且总空隙百分比为30至90％。所述的多孔圆棒状模制品用硅油浸透。在所述的多孔圆棒状模制品的外圆周设置一层厚度为0.5至5mm的耐热纤维毡层。在所述的毡层的外圆周最好设置一个弹性体层，该弹性体层具有连通空隙且厚度为0.3至3mm，压缩硬度为0.03至1.5N/cm2。该弹性体层的外圆周覆盖一种多孔膜作为最外表面层，该多孔膜厚度为15至130μm，平均孔径为0.1至3.0μm(最好是0.1至1.0μm)，空隙率为60至90％，以及透气度为每100cc从3至2000秒(最好为每100cc3至1500秒)。
就用于很容易地用粘合方式将油涂敷量控制层粘接到容纳油的器件上的方法，以及使用该方法的涂油装置来说，业已发现，可以在利用一种粘合剂和硅油的混合物以粘合方式将油涂敷量控制层粘接到容纳油的器件上时将硅油均匀地涂敷到一种热定影辊上。由于该混合物是处在粘合剂和硅油彼此相互分散的状态，油涂敷量控制层的孔由于基于粘合剂的硬化在容纳油的器件和油涂敷量控制层之间的粘合被堵塞的部分与由于未反应的硅油的插入孔未被堵塞的部分分散地共存。因此，被分散的粘合部分可以防止油涂敷量控制层被取代或剥落，而被分散的硅油部分起油通路作用。
此外，还发现，在使用抗弯曲性(根据标准JIS L-1096)为30至90mm(最好为50至70mm)的毡垫作为耐热纤维毡垫而不使用两层毡垫结构时，可能出现前述的与油涂敷不均匀性有关的效应。
图1是显示在定影装置中设置有一个根据本发明的一个实施例的涂油辊的状态的侧视图；
图2是根据本发明的一个实施例的涂油辊的横向剖视图；
图3是根据本发明的一个实施例的涂油辊的纵向剖视图；
图4是根据本发明的另一个实施例的涂油辊的纵向剖视图；以及
图5是显示在定影装置中设置有根据本发明的另外一个实施例的涂油辊的状态的侧视图。
术语“压缩硬度”以用标准JIS K-6767中所提供的方法测得的25％压缩负荷表示。术语“透气度”以B-型Gurley密度计测得的Gurley数(单位：每100cc秒)表示。术语“总空隙百分比”或“空隙率”以根据比重测量值用以下公式计算出的值表示
总空隙百分比或空隙率(％)
＝{1-(堆积比重)/(真实比重)}×100
最好是按照与JP-A-9-108601(对应于EP 0753 356A1和美国专利US 5876640)中所公开的相同的方法制备被提供用做根据本发明的涂油辊的核心部分的容纳油的器件，并在大容量的空隙中容纳大量的硅油。被这样容纳的硅油由于毛细管作用经由细小的纤维内空隙迁移到耐热纤维毡垫层中。在设置弹性层的情况下，则硅油经由弹性体层透过多孔膜。最终，硅油渗出到涂油辊的表面上。
被设置为最外层的多孔膜将硅油的涂敷质量稳定在极理想的水平上。将多孔膜设置为涂油辊的表面限制了油的渗出。因此，不仅在使用开始后的一段时间和紧接在涂油辊再次启动后的一段时间可以抑制油的渗出，而且还可以减少在涂油辊稳态运行过程中油的渗出。因此，存在这样一种可能性，即不能涂敷所需要量的油。然而，在将500至1000cSt低粘度的硅油与厚度为15至130μm的、平均孔径尺寸0.10至3.0μm(最好是0.1至1.0μm)、空隙率为60至90％和透气度为每100cc从3至2000秒(最好是每100cc 3至1500秒)的聚四氟乙烯多孔膜一起使用时，不仅在使用开始时和重新启动操作时可以很有效地解决过量涂油的问题，而且可以在稳态操作过程中涂敷大量的油，而不是涂敷在未设置该多孔膜的情况下的油量。因此，可完成各种油的稳态涂敷。
顺便提及，有这样一种可能，即孔径大于以上所述的孔尺寸并因此空隙率低于以上所述的空隙率的多孔膜在稳定涂油量的原有功能方面并不差。当在长时期实际使用这样一种多孔膜时，由于认为空隙被从定影辊获得的调色剂所阻塞，因此可以大大地减少涂油量。因此，这样的多孔膜是不可取的。
在多孔膜和毛毡层之间设置弹性体层的情况下，弹性体层由于它的弹性变形性而具有抗震功能，防止涂油辊和定影辊之间的接触压力由于毡垫层表面的不均匀性而改变，从而进一步防止接触压力的变化引起涂油的不均匀性和图象定影的不均匀性。
以下将描述用于生产根据本发明的涂油辊的一个典型的方法，但是该生产方法不限于此。
可以使用在JP-A-9-108601中所描述的方法生产对于根据本发明的涂油辊来说最为适合的容纳油的器件。也就是说，为了形成孔，通常是按照以下比例将抗水粒状有机物质，例如颗粒状合成树脂、木粉、碳粉或类似材料，如果必要的话，为了调节成品颗粒的纤维内空隙量，还包括将适合的粘合剂和无机填充剂同耐热纤维(最好是纤维直径为从大约2至大约15μm的)，例如铝硅酸盐纤维、氧化铝纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维或类似材料相混合，同时向其中加入适量的水。将这样制备的混合物模制为所要求的形状。
按重量计100份耐热纤维(如果使用填充剂的话指的就是耐热纤维和填充剂的总和)
抗水粒状有机物质            10至300份(按重量计)
粘合剂                      2至100份(按重量计)
(如果使用的是有机粘合剂和无机粘合剂的混合物的话按重量计则为50至300份)。
把这样所获得的模制产品加热以便烘干和硬化。将该模制产品进一步加热到从大约150到大约400℃的温度(如果使用了无机粘合剂和有机粘合剂的混合物的话则在从大约400到大约1000℃的温度进一步熔结)以使粒状有机物质燃烧或分解/气化至消散。这样，便形成了孔。
通过在前述的工艺过程中选择原材料和选择混合比例、模制条件等等，在熔结的模制产品中形成孔径为0.05至2mm孔和空隙尺寸最好为5至30μm的纤维内连通空隙，结果使得总空隙百分比为30至90％(最好是从大约70至85％)。需要作前面所述的选择，以便可以在保证机械强度的条件下尽可能地容纳硅油和使所容纳的硅油平缓地释放。
将所获得的容纳油的器件在粘度为50至1000cSt的硅油中浸渍以便吸收硅油以使容纳油的器件中的几乎所有的孔都被硅油充满。
另外，可以将任意纤维或金属的多孔圆筒状模制品用做容纳油的器件。
而后，将厚度为0.5至5mm，最好是1至3mm和被切成宽度大约为30mm的毡垫螺旋形缠绕并固定在容纳油的器件的外圆周上。该耐热纤维毡垫层可以由两层或多层构成，只要总厚度为0.5至5mm。较为可取的毡垫材料是体积密度大约150至大约300kg/m3的耐热合成纤维，例如芳族聚酰胺或类似材料。这种毡垫不仅具有从容纳油的器件中吸收油的功能，而且还具有使自身变形以增加定影装置的热辊和涂油辊之间的接触面积，从而防止涂油的不均匀性的功能。
在毡垫层上设置弹性体层的情况下，将一片多孔弹性体缠绕在该毡垫层上。适合用做弹性体的材料的例子包括非纺织物、发泡聚氨酯、发泡三聚氰胺树脂等等。要求所使用的弹性体片具有中等厚度。如果厚度小于0.3mm，常常不能完全抵消毡垫层的表面粗糙度，结果使得防止涂油不均匀度的作用变得不够充分。相反，如果厚度大于3mm，几乎不能为最外表面层提供所需量的硅油。弹性体层的压缩硬度的重要性在于提供适度的压缩弹性。当弹性体层具有分布范围在0.03N/cm2至1.5N/cm2的压缩硬度时，该弹性体层显示出为抵消毡垫层的表面粗糙度所需要的适度的弹性变形，以便于使涂油辊的接触压力保持均匀。
最后，将前面所述的多孔膜缠绕并固定。最适合用作多孔膜的材料是聚四氟乙烯，因为它在前面所述的功能方面性能卓越。在孔尺寸、孔数量、膜厚度等方面不同并且显示出各种不同的特性的聚四氟乙烯多孔膜已被投放市场。因此，可以买到用于本发明的多孔膜。可以买到的多孔膜的例子包括由Sumitomo ElectricIndustries，Ltd.制造的POREFLON等。
根据以上说明，可以获得本发明的涂油辊。顺便提及一下，用于将涂油辊连接到复印机或打印机中的定影装置上的轴可以在用硅油浸渍前后的任何阶段安装。
其次，根据本发明利用一种以粘合方式粘接油涂敷量控制层的方法生产的涂油装置将在以下加以说明。该方法使用了一种粘合剂和油的混合物。
第一个方面，提供了一种涂油装置，其中，利用一种粘合剂和硅油的混合物以粘合方式将油涂敷量控制层粘接到容纳油的器件上。由于采用了这种结构，在被分散开的粘合剂硬化后，容纳油的器件和油涂敷量控制层作为一个整体分散地以粘合方式彼此相互粘接，结果被分散开的硅油在作为一个整体分散开的油涂敷量控制层中获得一些硅油通道。
第二个方面，提供了一种涂油装置，其中，利用一种粘合剂和硅油的混合物以粘合方式将油涂敷量控制层粘接到设置在容纳油的器件的涂油侧的油迁移层或弹性体层上。由于采用了这种结构，在容纳油的器件和油涂敷量控制层之间设置有油迁移层或弹性体层的情况下也能完成与以上所述相同的功能以便防止涂油的不均匀性。
第三个方面，提供了一种涂油装置，其中，前面所述的粘合粘接是在前面所述的混合物被插入置于容纳油的器件和油涂敷量控制层之间的整个接触表面中或油迁移层或弹性体层和油涂敷量控制层之间的整个接触表面中的条件下完成的。由于采用了这种结构，除了以上所述的功能之外，以粘合方式将容纳油的器件或油迁移层或弹性体层粘接到整个接触表面上的油涂敷量控制层上，结果被分散开的硅油获得一些在油涂敷量控制层中分散开的硅油通道。
第四个方面，提供了一种涂油装置，其中，油涂敷量控制层的透气度为每100cc从3至2000秒，最好为每100cc从10至2000秒。由于采用了这种结构，除了以上所述的功能之外，由容纳油的器件保存的适量的油可以透过油涂敷量控制层。
38第五个方面，提供了一种涂油装置，其中，油涂敷量控制层是由聚四氟乙烯(PTFE)多孔膜构成的。由于采用了这种结构，除了以上所述的功能之外，可以稳定地将恒定量的硅油涂敷到热定影辊上，结果使得操作开始时的硅油量和稳定操作过程中的硅油量之间不存在差别。
第六个方面，提供了一种涂油装置，其中：粘合剂是硅酮漆；该混合物含有硅酮漆(SW)和硅油(SO)，其混合比(SW∶SO)为从2∶8至9∶1。由于采用了这种结构，除了以上所述的功能之外，可以获得良好的稳定状态，结果不仅容纳油的器件和油涂敷量控制层之间的粘合强度可以得到保证，而且还可以涂敷硅油。因此，可以在以上所述的混合比例范围内自由地控制硅油涂敷量。
以下将参照图1至5详细地描述本发明的实施例。
图1是在其中将一个定影辊设定为本发明的一个实施例的定影装置的侧视图。图2是根据本发明的一个实施例的涂油辊的横向剖视图。图3是根据本发明的一个实施例的涂油辊的纵向剖视图。在这些图中，标注数字1表示涂油辊。涂油辊1的基本构成部件有容纳油的器件2和以粘合方式用粘合剂和硅油的混合物粘接到容纳油的器件2上的油涂敷量控制层3。涂油辊1被安装在定影装置4中。定影装置4用于使被转移到插在热定影辊5和压力辊6之间的一张记录纸7的表面7a上的调色剂8定影。定影装置4使涂油辊1与热定影辊5接触，以便将作为防粘油的硅油涂敷到热定影辊5上，同时防止记录纸7的表面7a上的调色剂8沉积在热定影辊5上。
具体讲，只要容纳油的器件2可以保存硅油，那么容纳油的器件2的结构就不受限制。在这个实施例中，容纳油的器件2由一个圆筒形多孔模制产品构成，该圆筒形多孔模制产品的主要组成成分是用粘合剂彼此相互粘接的铝硅酸盐纤维，它还包括若干细微的连通孔，即纤维之中无粘合剂的部分。容纳油的器件2的空隙率被选定在60至80％的范围内，结果使得容纳油的器件2可以容纳大量的硅油。容纳油的器件2安装在一个轴10上。油迁移层11形成在容纳油的器件2的外圆周边上。油迁移层11是由耐热纤维毡垫构成。油迁移层11被缠绕在容纳油的器件2的外圆周边上，起到从容纳油的器件2吸收硅油并将硅油供给油涂敷量控制层3的作用。在这个实施例中，厚度在2至3mm范围内和密度在170至260kg/m3的材料被用做耐热纤维毡垫。然而，具体讲，耐热纤维毡垫不限于此。密度范围在50至300cSt(25℃)中的低密度硅油通常被用做由容纳油的器件2保存的硅油。
具体讲，只要油涂敷量控制层3具有分布范围在每100cc从3至2000秒的透气度和可以传送硅油，那么油涂敷量控制层3就不受限制。在这个实施例中，拉伸聚四氟乙烯(PTEE)多孔膜(以下称为PTEE多孔膜)被用做油涂敷量控制层3。例如，所使用的PTEE多孔膜的表面粗糙度数值分布在0.7至0.8μm的范围内，厚度数值分布在30至60μm的范围内，透气度数值分布在每100cc从60至100秒的范围内，孔径尺寸数值分布在0.05至0.1μm的范围内，以及空隙率为60％。在PTEE多孔膜通过表面处理用硅橡胶浸渍时，PTEE多孔膜的透气度达到大约每100cc 1000秒。因此，PTEE多孔膜的透气度可以很容易地加以改变。“透气度”用由B型Gurley密度计测量的Gurley数(单位：每100cc秒)表示。“空隙率”用根据比重的测量值按以下公式计算出的值表示，所述的公式为：
空隙率(％)＝(1-堆积比重/真实比重)×100。
油涂敷量控制层3用粘合剂和硅油的混合物以粘合的形式粘接到形成在容纳油的器件2的外圆周上的油迁移层11上。对于这种混合物来说，重要的是粘合剂和硅油要充分地相互混合和彼此分散。在该混合物被涂敷到油迁移层11的整个外圆周上后，将油涂敷量控制层3在涂敷有该混合物的表面上缠绕一圈，以使油涂敷量控制层3以粘合的形式粘接到油迁移层11上。也就是说，与油迁移层11的整个外圆周的表面接触的油涂敷量控制层3的整个表面借助于这种混合物以粘合的形式粘接到油迁移层11的整个外圆周的表面上。如果油迁移层11和油涂敷量控制层3可以利用与硅油共存的粘合剂彼此相互粘接，那么粘合剂将不受具体的限制。在这个实施例中，硅酮漆被用作粘合剂，硅酮漆(SW)与硅油(SO)的混合比在从2∶8至9∶1这一范围内。如果该混合比大于9∶1，(例如9.5∶0.5)，那么由于粘合剂部分太多而硅油很少，涂敷量将变得不充足。如果该混合比小于2∶8(例如1∶9)，那么由于粘合剂部分太少，油迁移层11和油涂敷量控制层3之间的粘合强度将变得不充足。
可以将通常被称为硅酮漆的粘合剂用做前面所述的硅酮漆。也就是说，硅树脂是一种其交联密度极大提高了的硅橡胶，而硅酮漆是由溶于溶剂中的未反应的硅树脂形成的。硅酮漆含由大量的三或四官能团的成分，它的粘合能力要比硅橡胶优越得多。与硅酮漆混合的硅油的例子包括直链甲基硅油、支链甲基硅油、甲基苯基硅油和用一些被其他有机基置换的二甲基改性的硅油。这种硅油的粘度较为可取是在从100至500,000cSt 25℃范围内，更为可取是在25℃从5000至30,000cSt范围内。
图4示出本发明的另一个实施例。图4中的涂油辊1a与图1至3中的涂油辊1的区别点在于在油迁移层11和油涂敷量控制层3之间插入一个弹性体层12。弹性体层12是由厚度大约为0.5mm和密度大约为60kg/m3非纺织物制成的。弹性体层12用于消除在油迁移层11的耐热纤维毡垫被缠绕在容纳油的器件2的外圆周边上时产生的均匀度差别。尽管当调色剂被固定在一页普通记录纸上时该均匀度差别是微不足道的，但是由于当调色剂被固定在一页塑料OHP纸上时由这种均匀度差别引起的硅油的不均匀涂敷在被定影的图象上可能出现调色剂深度的不均匀性。因此，由于在油迁移层11和油涂敷量控制层3之间插入弹性体层12，涂油辊1a用于消除这种均匀度差别以便于防止硅油的不均匀涂敷、从而防止在定影图象中出现调色剂深度上的不均匀性。
图5示出本发明的又一个实施例。图5示出了这样一个例子，其中，应用了一个平板状垫片作为用于将防粘油涂敷到热定影辊5上的涂油装置的结构。在这种结构中，用粘合剂和硅油的混合物以粘合的方式将一种PTFE多孔膜53粘接到由多孔材料或者诸如毡垫一类的材料构成的平板状容纳油的部分52的表面上。在这种情况下，涂油垫片1b在它被固定的条件下与热定影辊5接触。
此外，当具有从50至70mm抗弯强度(根据标准JIS L-1096)的毡垫被用作不设置两层毡垫结构的耐热织物毡垫时也可得到上述的涉及涂油不均匀性的效应。在这个实施例中，最好将该毡垫缠绕成总厚度不大于5mm的由两层或三层构成的卷。
本发明将在以下的一些例子中作进一步的说明，但是本发明将不受这些例子的限制。
对照例1
含有平均纤维尺寸为3.8μm的铝硅酸盐纤维作为主要成分并且外径为22mm、内径为6mm和长度为300mm的圆筒形多孔模制产品(具有细微的纤维内空隙和孔径为从大约0.1至0.3mm，总空隙百分比为78％)用73g粘度为100cSt的硅油浸渍。而后，将一根轴插入圆筒形多孔模制产品的中空部分中。将圆筒形多孔模制产品固定在该轴的相对端。然后，将芳族聚酰胺耐热纤维毡垫(体积密度260kg/m3和厚度为2mm)缠绕并固定到圆筒形多孔模制产品的外圆周边的表面上，从而得到彩色复印机中的定影装置的涂油辊。
对照例2
将耐热纸(由芳族聚酰胺纤维和聚酯纤维混合制成、厚度为55μm、平均孔径为30μm和透气变为每100cc 2秒)缠绕并固定到在对照例1中所获得的涂油辊的外圆周边的表面上。
实施例1和实施例2(EX.1和EX.2)
将表1中所示的聚四氟乙烯多孔膜缠绕并固定到在对照例1中所获得的涂油辊的外圆周边的表面上。
实验1
按照以下的测试方法检测在例1和2以及对照例1和2的每一个中所获得的涂油辊的性能，该涂敷硅油的油辊用作彩色复印机中的定影装置的涂油辊。
实验方法：在将涂油辊安装到一台排油性能实验机上的条件下按照每分钟16张的送纸速度连续馈送纸张时检测涂油量(每张mg)的变化。
实验结果示于表1中。从表中明显看出，对具有规定的多孔膜的表面的涂敷给出了一种解决初始过量涂敷问题的办法并抑制住涂敷量的减少。
                                      表1
 对照例1 对照例2 实施例1 实施例2
敷有毡垫层的涂油层 材料 无 耐热纸 PTFE  PTFE
平均孔径(μm) 30 0.1  0.5
空隙率(％) 68  78
厚度(μm) 55 70  85
透气度(每100cc秒) 2 35  9
涂油量(每张mg) 500张后(A) 5.62 7.50 3.48  3.88
1000张后 2.63 4.34 2.48  2.82
2000张后 1.70 3.66 2.10  2.45
3000张后 1.51 3.15 2.05  2.40
4000张后 1.36 3.00 2.03  2.38
5000张后 1.17 2.72 2.00  2.34
稳定后的平均值(B) 1.35 2.96 2.03  2.37
稳定性(A/B) 4.16 2.53 1.71  1.64
注1-“PTFE”是聚四氟乙烯多孔薄膜。注2-“稳定后的平均值”是从3000张后的值到5000张后的值的平均值。
实验2
在将实施例1和对照例2的每一个中所得到涂油辊安装到一台中速复印机中的条件下测试涂油量的稳定性。这个实验按以下所述进行。在按照每分钟65张的送纸速度馈送2000张后中断送纸。3小时后重新开始送纸。将中断送纸前的涂油量同中断送纸后的涂油量加以比较。
实验结果示于表2中。从表中明显看出，即使在紧接重新开始送纸后在例1中所得到的涂油辊也没有出现任何过量涂油。
                             表2
实施例1 对照例1
在馈送2000张纸时的涂油量(每张mg) 2.20  2.66
紧接重新开始送纸后的涂油量(每张mg) 2.52  4.42
实施例3至实施例6和基准例1至3
按照与对照例1相同的方式制造的圆筒形多孔模制产品(外径为29mm、内径为8mm和长度为338mm)用大约120g粘度为100cSt的硅油浸渍。而后，将一根轴插入圆筒形多孔模制产品的中空部分中。将圆筒形多孔模制产品固定在该轴的相对端。然后将切成30mm宽的带的芳族聚酰胺纤维毡垫(体积密度260kg/m3和厚度为2mm)螺旋形地缠绕并固定到圆筒形多孔模制产品的外圆周边的表面上。进一步将聚酯纤维无纺织物缠绕在该毡垫上，从而形成弹性体层。再将聚四氟乙烯多孔膜(平均孔径为0.1μm、空隙率为60％和厚度为30μm)缠绕并固定到该弹性体层上。
当改变不同的用作弹性体层材料的无纺织物时，按照以上所述的方法制造若干个涂油辊作为例子。按照以下实验方法比较这些涂油辊例子的性能。此外，按照前述方法制造的不设任何弹性体层的涂油辊作为基准例测试。
实验方法：在将涂油辊安装到彩色复印机中的定影装置上的条件下，将品红单色调色剂以每分钟4张的供纸速度固着到A4尺寸的OHP纸的整个表面上。用肉眼观察由于固着到整个表面上的调色剂而出现的品红色在深度上的不均匀性，使得可以根据以下判据评价图象质量。
A：图象质量非常好。
B：图象质量好。
C：根据毡垫的缠绕标记局部观察到颜色深度的不均匀性。
D：颜色深度的不均匀性强烈。
实验结果示于表3中。
                      表3
有无弹性体层 弹性体层的厚度 弹性体的压缩硬度 对已定影的图象的评价
例3 有 1.0mm 0.9N/cm2 A
例4 有 0.5mm 0.9N/cm2 B
例5 有 1.5mm 0.9N/cm2 A
例6 有 1.0mm 1.4N/cm2 B
基准例1 有 - - D
基准例2 有 0.1mm 0.5N/cm2 C
基准例3 有 1.0mm 1.8N/cm2 C
以下将借助于例子更为具体地对本发明加以说明。
实施例7
用铝硅酸盐纤维制造一个外径为29.4mm、内径为8.0mm和长度为338.0mm的容纳油的器件作为主要部件。在该容纳油的器件中插入一根轴。此外，该容纳油的器件用粘度为100cSt(25℃)的130g二甲基硅油浸渍。将厚度为2.8mm和密度为260kg/m3的芳族聚酰胺耐热纤维毡垫(商品名称“NOMEX”：由Japan FeltInd.Co.，Ltd.制造)缠绕并固定到容纳油的器件的外圆周边的表面上，从而形成一个油迁移层。此外，将9∶1的硅酮漆(由Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.制造的“KR105”)和硅油(由Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.制造的“KF-96”)的混合物(该混合物溶液中加入按重量计大约3％的固化加速剂)涂敷到最大孔径尺寸为0.1μm的拉伸PTEE多孔膜油涂敷量控制层的整个表面上。将该油涂敷量控制层缠绕一圈并粘接，在油迁移层的外圆周边的表面上形成一个卷。这样，就得到一个涂油辊。按照以下检测过程(1)和(2)评价涂油辊。(1)将涂油辊安装到买来的彩色打印机(彩色纸供给速度：每分钟4页)上。将5000张普通彩色纸送入打印机。在送入500张、1000张、2000张、3000张、4000张和5000张纸后分别测量涂敷到一张普通彩色纸上的硅油量。此外，在实验后通过用肉眼观察大量印刷30000张A4纸后该油涂敷量控制层的剥落或移动进行检测。如果没有观察到剥落或移动，等级确定为“A”，如果观察到剥落或移动，等级确定为“B”。
(2)在前面所述的彩色打印机中，将一种品红单一颜色的单色打印图象定影到一张OHP纸上。然后送出这张OHP纸。观察这张OHP纸上的硅油的不均匀涂敷。就品红单一颜色的单色打印图象上的颜色的密度或深度的不均匀性对硅油的不均匀涂敷进行观察。如果没有观察到不均匀性，等级确定为“A”，如果观察到不均匀性，等级确定为“B”。
实施例8至10
按照与实施例7中相同的方式制作一些涂油辊作为例子，只是将实施例7中的硅酮漆与硅油的混合比在表1中所示的本发明的范围内改变。按照检测过程(1)和(2)评价那些涂油辊的例子。结果示于表4中。
对照例3和4
按照与实施例7中相同的方式制作一些涂油辊作为例子，只是将实施例7中的硅酮漆与硅油的混合比按表1所示改变。按照检测过程(1)和(2)评价那些涂油辊的例子。结果示于表4中。表4
    根据本发明的例子     对照例
  例7   例8   例9 例10 对照例3 对照例4
硅酮漆/硅油 9/1  8/2  5/5  2/8 10/0 1/9
涂油量(mg/A4)  500张后 0.50  0.70  1.20  2.20 不供油 2.70
 1000张后 0.40  0.55  0.95  1.65 不供油 2.10
 2000张后 0.30  0.50  0.80  1.30 不供油 1.60
 3000张后 0.30  0.45  0.75  1.25 不供油 1.45
 4000张后 0.25  0.45  0.75  1.20 不供油 1.40
 5000张后 0.25  0.45  0.75  1.20 不供油 1.35
实验后剥落或移动 A  A  A  A  - B
 OHP纸上涂油不均匀 A  A  A  A  - A
根据表4，在对于实施例7至10的检测过程(1)中硅油的涂敷量随着在硅酮漆和硅油的混合物中的作为粘合剂的硅酮漆与硅油的混合比的降低而逐渐上升。相反，在对照例3中，由于粘合粘接仅利用硅酮漆对整个表面进行，所以硅油的涂敷量为0。在对照例4中，由于硅酮漆与硅油的混合比最小，所以硅油的涂敷量最大。在针对例7至10的检测过程(1)中，在涂油量控制层中没有出现剥落或移动。相反，在针对对照例4的检测过程(1)中，由于硅酮漆与硅油的混合比是如此之低以至于粘合粘接力很弱，所以在涂油量控制层中出现了移动。顺便提及一下，在对照例3中，由于硅油的涂敷量为0，所以没有检查出在涂油量控制层中的剥落或移动。从实施例7至10和对照例3和4证实：通过改变作为粘合剂的硅酮漆和硅油的混合物中的硅酮漆与硅油的混合比可以控制硅油的涂敷量，以及可以控制硅油涂敷量的硅酮漆(SW)和硅油(SO)的混合比的范围是从2∶8至9∶1(SW∶SO的范围是从2∶8至9∶1)。
在针对例7至10和对照例4的检测过程(2)中，在OHP纸上没有出现不均匀硅油涂敷，也就是说，没有观察到差别。顺便提及，由于前面所述的原因，没有针对对照例3进行检测过程(2)。
根据第一方面，通过使分散的粘合剂硬化，作为一个整体分散地以粘合方式将容纳油的器件和涂油量控制层相互粘接，结果由于分散开的硅油使涂油量控制层作为一个整体是分散的，所以保证了硅油的通路。因此，可以将作为防粘油的硅油均匀地涂敷在定影辊上。这样，就具有防止涂油量控制层在涂油辊运行过程中移动或脱落的作用。此外，还具有容易以粘合的方式将涂油量控制层与容纳油的器件粘接的作用。
根据第二方面，在涂油量控制层与容纳油的器件之间还附加地设置了一个油迁移层和一个弹性体层。因此，类似于本发明的第一方面，不仅可以防止涂油量控制层在涂油辊运行过程中移动或脱落而且还可以更可靠地防止油涂敷的不均匀性。
根据第三方面，就整个接触面而言，可以分散地以粘合方式将容纳油的器件和涂油量控制层彼此粘接，结果，确保了硅油的通路，以便于由于分散的硅油使得其在涂油量控制层中是分散开的。因此，前面所述的作用变得更为明显。
根据第四方面，由容纳油的器件所容纳的适量的硅油和被分散的硅油可以通过涂油量控制层。除了前面所述的作用之外，硅油的适量涂敷和控制硅油的涂敷量这两者都可以得到保证并成为可能。
根据第五方面，可以将预先确定量的硅油稳定地涂敷在定影辊上，在涂油辊开始运行时的涂油量和涂油辊稳定的运行过程中的涂油量之间无差别。因此，除了前面所述的作用之外，不仅可以均匀地将硅油涂敷到定影辊上，而且还可以降低随操作状态和送入定影装置地记录纸的张数的变化的硅油的涂敷量。
根据第六方面，获得了良好的平衡状态，结果可以确保容纳油的器件和涂油量控制层之间的粘合粘接的强度以及硅油的涂敷。因此，可以在硅酮漆与硅油的混合比处于预定范围的条件下自由地控制硅油的涂敷量。因此，可以根据用途选择所需要的粘合粘接强度和所需要的硅油涂敷量，结果可以拓宽本发明的应用范围。
其次，在一个例子中，将具有从50至70mm的抗弯强度的毡垫用作耐热纤维毡垫，以下提供例11，连同例12和例13一起作为基准例子。
实施例11
外径为28.4mm、内径为8mm和长度为338mm、平均孔径尺寸为400μm，以及总空隙百分比为72％的圆筒形多孔模制产品用大约120g粘度为100cSt的二甲基硅油浸渍。将一根轴插入圆筒形多孔模制产品的中空部分中。将圆筒形多孔模制产品固定在该轴的相对端。然后将芳族聚酰胺耐热纤维毡垫(商品名称：NOMEX、厚度：0.7mm、基重：130g/m2和抗弯强度：60mm)在圆筒形多孔模制产品上缠绕4圈成为一个卷并固定。进一步将拉伸多孔聚四氟乙烯膜(孔径尺寸：0.1μm、厚度：50μm、透气度：每100cc50秒)缠绕并固定到毡垫的外圆周边上。于是，便得到涂油辊A。
实施例12
将与在实施例11中所使用的相同的圆筒形多孔模制产品用大约120g粘度为100cSt的二甲基硅油浸渍。之后将一根轴插入圆筒形多孔模制产品的中空部分中。将圆筒形多孔模制产品固定在该轴的相对端。然后将30mm宽的芳族聚酰胺耐热纤维毡垫带(商品名称：NOMEX、厚度：2mm、基重：525g/m2和抗弯强度：96mm)螺旋形地缠绕并固定到圆筒形多孔模制产品上。进一步将弹性毡垫(厚度：0.7mm、基重：130g/m2和抗弯强度：60mm)在毡垫条的外圆周上缠绕一圈并固定成为一个卷。再将拉伸多孔聚四氟乙烯膜(孔径尺寸：0.1μm、厚度：50μm)缠绕并固定到弹性毡垫的外圆周上。于是得到涂油辊B。
实施例13
将与在实施例11中所使用的相同的圆筒形多孔模制产品用大约120g粘度为100cSt的二甲基硅油浸渍。之后将一根轴插入圆筒形多孔模制产品的中空部分中。将圆筒形多孔模制产品固定在该轴的相对端。然后将30mm宽的芳族聚酰胺耐热纤维毡垫带(商品名称：NOMEX、厚度：2.8mm、基重：730g/m2和抗弯强度：126mm)螺旋形地缠绕并固定到圆筒形多孔模制产品上。再将拉伸多孔聚四氟乙烯膜(孔径尺寸：0.1μm、厚度：50μm)缠绕并固定到毡垫条的外圆周上。于是得到涂油辊C。
实验3
将涂油辊A、B和C中的每一个安装到一台彩色激光打印机中的定影装置上。将品红单色调色剂固着到一张A4尺寸的OHP纸的整个表面上。通过肉眼观察检测这样所得到的这张OHP纸，评价涂油的不均匀性。评价结果示于表5中。
                           表5
一层毡垫的厚度 一层毡垫的抗弯强度 二层毡垫的厚度 二层毡垫的抗弯强度 有无不均匀涂敷
实施例11  0.7mm 60mm  - - 无
实施例12  2.0mm 96mm  0.7mm 60mm 无
实施例13  2.8mm 126mm  - - 有
从以上结果中可以看出，在实施例11中，与实施例12相比较，利用一种简单的结构可以改善涂油中的不均匀性。
尽管业已参照一些具体的实施例详细地对本发明进行了说明，但是对于本领域中的普通技术人员来说在不脱离本发明的基本构思和范围的前提下仍然可以在其中做出各种不同的变化和改进。

Claims (23)

1.一种涂油辊，该涂油辊包括：
含有彼此用粘合剂相互粘接的耐热纤维的多孔圆柱状模制产品，所述的多孔圆柱状模制产品在所述的纤维之中具有无所述的粘合剂的细微的连通空隙，均匀分布的孔具有数值在从0.05至2mm的范围内的孔径尺寸和数值在从30至90％的范围内的总空隙百分比，所述的多孔圆柱状模制产品用硅油浸渍；
具有厚度在从0.5至5mm范围内和被设置在所述的多孔圆柱状模制产品的外圆周上的耐热纤维毡垫层；以及
具有厚度在从15至130μm范围内、平均孔径尺寸在从0.1至3.0μm范围内、空隙率在从60至90％范围内、以及透气度在每100cc从3至2000秒范围内的并被加到所述的毡垫层的外圆周上的多孔膜。
2.根据权利要求1所述的涂油辊，其特征在于多孔膜的平均孔径尺寸为从0.1至1.0μm，透气度为每100cc从3至1500秒。
3.根据权利要求1所述的涂油辊，其特征在于所述的多孔膜是由聚四氟乙烯制成的。
4.一种涂油辊，该涂油辊包括：
用硅油浸渍的多孔圆柱状模制产品；
具有厚度在从0.5至5mm范围内和被螺旋形缠绕在所述的多孔圆柱状模制产品的外圆周上的耐热纤维毡垫层；
具有连通空隙并被设置在所述的毡垫带的外圆周上的弹性体薄层；以及
具有厚度在从15至130μm范围内、平均孔径尺寸在从0.1至3.0μm范围内、空隙率在从60至90％范围内、以及透气度在每100cc从3至2000秒范围内的并被加到所述的薄层的外圆周上的多孔膜。
5.根据权利要求4所述的涂油辊，其特征在于多孔膜的平均孔径尺寸为从0.1至1.0μm，透气度为每100cc从3至1500秒。
6.根据权利要求4所述的涂油辊，其特征在于所述的多孔膜是由聚四氟乙烯制成的。
7.根据权利要求4所述的涂油辊，其特征在于所述的具有连通空隙的弹性体是由无纺织物构成的。
8.一种涂油辊，该涂油辊包括：
含有彼此用粘合剂相互粘接的耐热纤维的多孔圆柱状模制产品，所述的多孔圆柱状模制产品在所述的纤维之中具有没有所述的粘合剂的细微的连通空隙，均匀分布的孔具有数值在从0.05至2mm的范围内的孔径尺寸和数值在从30至90％的范围内的总空隙百分比，所述的多孔圆柱状模制产品用硅油浸渍；
具有厚度在从0.5至5mm范围内和被螺旋形缠绕在所述的多孔圆柱状模制产品的外圆周上的耐热纤维毡垫层；
具有厚度在从0.3至3mm范围内和压缩硬度(JIS K6767)在从0.03至1.5N/cm2范围内、具有连同空隙并被设置在所述的粘垫带上的弹性体层；以及
具有厚度在从15至130μm范围内、平均孔径尺寸在从0.1至3.0μm范围内、空隙率在从60至90％范围内、以及透气度在每100cc从3至2000秒范围内的并被加到所述的弹性体层的外圆周上的多孔膜。
9.根据权利要求8所述的涂油辊，其特征在于多孔膜的平均孔径尺寸为从0.1至1.0μm，透气度为每100cc从3至1500秒。
10.根据权利要求8所述的涂油辊，其特征在于所述的多孔膜是由聚四氟乙烯制成的。
11.根据权利要求8所述的涂油辊，其特征在于所述的具有连通空隙的弹性体是由无纺织物构成的。
12.一种涂油辊中的涂油装置，该装置包括用硅油浸渍的多孔圆柱状模制产品；被缠绕在所述的多孔圆柱状模制产品的外圆周上的耐热纤维毡垫层；以及被缠绕在所述的耐热纤维毡垫的外圆周上的多孔膜，其中，所述的耐热毡垫具有根据标准JIS L-1096测量的从30至90mm的范围内的抗弯强度并被缠绕在所述的多孔圆柱状模制产品的外圆周上成为一个由一系列层构成的卷。
13.根据权利要求12所述的涂油装置，其特征在于所述的耐热毡垫被缠绕在所述的多孔圆柱状模制产品的外圆周上成为一个由一系列层构成的卷。
14.一种涂油装置，该装置包括：
一个容纳油的器件；以及
一个利用粘合剂和硅油的混合物以粘合的方式被粘接到所述的容纳油的器件上的油涂敷量控制层。
15.根据权利要求14所述的涂油装置，其特征在于所述的混合物被置于所述的容纳油的器斜和所述的油涂敷量控制层之间的整个接触面上
16.根据权利要求14所述的涂油装置，其特征在于所述的油涂敷量控制层的透气度是在每100cc从3至2000秒范围内。
17.根据权利要求14所述的涂油装置，其特征在于所述的油涂敷量控制层是由聚四氟乙烯多孔膜构成的。
18.根据权利要求14所述的涂油装置，其特征在于所述的粘合剂是由硅酮漆构成的，且其中，所述的混合物含有硅酮漆(SW)和硅油(SO)，其混合比是在从2∶8至9∶1的范围内。
19.一种涂油装置，该装置包括：
一个容纳油的器件；
一个被设置在所述的容纳油的器件涂油侧的油迁移层或弹性体层；以及
一个利用粘合剂和硅油的混合物以粘合的方式被粘接到所述的油迁移层或弹性体层上的油涂敷量控制层。
20.根据权利要求19所述的涂油装置，其特征在于所述的混合物被置于所述的油迁移层或弹性体层和所述的油涂敷量控制层之间的整个接触面上。
21.根据权利要求19所述的涂油装置，其特征在于所述的油涂敷量控制层的透气度是在每100cc从3至2000秒范围内。
22.根据权利要求19所述的涂油装置，其特征在于所述的油涂敷量控制层是由聚四氟乙烯多孔膜构成的。
23.根据权利要求19所述的涂油装置，其特征在于所述的粘合剂是由硅酮漆构成的，且其中，所述的混合物含有硅酮漆(SW)和硅油(SO)，其混合比是在从2∶8至9∶1的范围内。
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