ФИКСИРУЮЩИЙ РЕМЕНЬ И ФИКСИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
FIXING BELT AND FIXING DEVICE

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к фиксирующему ремню и фиксирующему устройству для использования в электрофотографическом формирующем изображение устройстве.
Предшествующий уровень техники
[0002] В патентном источнике 1 описано изобретение, которое относится к ламинированной пленке, которая содержит металлический слой и слой полиимидной смолы, причем ламинированная пленка используется в фиксирующей пленке для использования в нагревающем изображение устройстве для тепловой фиксации незафиксированного изображения. Здесь слой полиимидной смолы используют для снижения фрикционного сопротивления между фиксирующей пленкой и направляющим пленку элементом, который расположен на задней стороне фиксирующей пленки и который находится в контакте с задней поверхностью фиксирующей пленки в фиксирующем устройстве. В патентном источнике 1 раскрыто, что степень имидирования слоя полиимидной смолы от 75% до 93% ведет к повышению гибкости слоя полиимидной смолы, тем самым снимая механическое напряжение на металлическом слое и повышая износостойкость ламинированной пленки в целом.
Список цитируемой литературы
Патентные источники
[0003] Патентный источник 1: Японская патентная публикация № 2001-341231
Сущность изобретения
Техническая проблема
[0004] Авторы настоящего изобретения исследовали ламинированную пленку согласно патентному источнику 1, описанному выше. Результаты показывали, что слой полиимидной смолы со степенью имидирования от 70% до 93% обладает превосходной гибкостью и превосходным эффектом устранения механического напряжения на металлическом слое. Однако в последние годы возросла потребность в электрофотографических формирующих изображение устройствах с более высокой скоростью работы и более высокой износостойкостью. Таким образом, слой полиимидной смолы фиксирующего ремня, который всегда скользит на прижимном контактном элементе, таком как направитель пленки, должен обладать более высокой износостойкостью. Проведенное авторами настоящего изобретения исследование показало, что износостойкость слоя полиимидной смолы, обладающей степенью имидирования от 70% до 93% согласно патентному источнику 1, не всегда в достаточной мере отвечала требованиям к дальнейшему повышению износостойкости.
[0005] Таким образом, настоящее изобретение направлено на получение фиксирующего ремня, содержащего слой полиимидной смолы, который обладает превосходной гибкостью и превосходной износостойкостью. Кроме того, настоящее изобретение направлено на получение фиксирующего устройства, которое сохраняет превосходную фиксирующую способность в течение длительного времени.
Решение проблемы
[0006] В одном аспекте настоящее изобретение представляет собой фиксирующий ремень, содержащий цилиндрическую основу, состоящую из металла, и слой полиимидной смолы, сформированный на внутренней периферийной поверхности цилиндрической основы, где слой полиимидной смолы обладает степенью имидирования от 70% до 93% и содержит полиимидную смолу, содержащую по меньшей мере одно, выбранное из составных звеньев, представленных формулами (1) и (2), и по меньшей мере одно, выбранное из составных звеньев, представленных формулами (3) и (4):
[0007]
[Хим. 1]
Формула (1)
Формула (2)
Формула (3)
Формула (4)
[0008] В другом аспекте настоящее изобретение представляет собой фиксирующее устройство, содержащее описанный выше фиксирующий ремень, прижимной элемент, расположенный так, чтобы быть обращенным к фиксирующему ремню, и элемент, который находится в контакте с внутренней периферийной поверхностью слоя полиимидной смолы фиксирующего ремня и выполнен с возможностью приводить фиксирующий ремень в прижимной контакт с прижимным элементом.
Полезные эффекты изобретения
[0009] В соответствии с настоящим изобретением, можно получить фиксирующий ремень, который содержит слой полиимидной смолы, обладающий превосходной гибкостью и высокой износостойкостью. Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, можно получить фиксирующее устройство, которое обладает превосходной износостойкостью.
Краткое описание чертежей
[0010] На фиг. 1 представлен вид в разрезе фиксирующего ремня в направлении по окружности в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 2 представлен вид в поперечном разрезе теплового фиксирующего устройства в соответствии с настоящим изобретением.
Описание вариантов осуществления
[0011] (1) Фиксирующий ремень
На фиг. 1 представлен вид в разрезе фиксирующего ремня 1 в направлении по окружности в соответствии с настоящим изобретением. Фиксирующий ремень 1 содержит цилиндрическую основу 12, состоящую из металла, и слой полиимидной смолы 11, расположенный на его внутренней периферийной поверхности. Эластический слой 13 расположен на наружной периферийной поверхности цилиндрической основы 12. Кроме того, слой фторуглеродной смолы 15, выполняющий функцию поверхностного слоя, связан с периферийной поверхностью эластического слоя 13 с использованием адгезивного слоя 14.
[0012] (2) Слой 11 полиимидной смолы
Слой полиимидной смолы содержит по меньшей мере одно, выбранное из составных звеньев, представленных формулами (1) и (2), и по меньшей мере одно, выбранное из составных звеньев, представленных формулами (3) и (4). Кроме того, степень протекания реакции имидирования (далее в настоящем документе она сокращается как «степень имидирования») в слое полиимидной смолы 11 находится в диапазоне от 70% до 93% и предпочтительно, от 80% до 93%.
[0013] [Хим. 2]
Формула (1)
Формула (2)
Формула (3)
Формула (4)
-1
-1
[0014] Термин «степень имидирования» обозначает степень протекания реакции имидирования, когда полиамидокислота, которая выполняет функцию прекурсора полиимида, подвергают термическому имидированию посредством нагревания и отверждения для формирования полиимида. Обычно известно, что степень имидирования полиимидной пленки определяют посредством сравнения интенсивности пика при 1500 см, который приписывают скелетному колебанию бензола в ИК-спектре, и интенсивности пика при 1770 см, который обусловлен циклическим имидом («Shinpan Koubunshi Bunseki Handbook» (New Edition Handbook of High Polymer Analysis), The Japan Society for Analytical Chemistry, публикация от 12 января 1995 года, стр. 1310, строки 1-18).
-1
-1
-1
-1
[0015] Более конкретно, измерение выполняют на поверхности полиимидной пленки, которая является объектом, у которого определяют степень имидирования, способом нарушенного полного отражения (НПО) с использованием спектрофотометра с преобразованием Фурье в инфракрасной области (FT-IR). Определяют отношение поглощения (a) при 1773 см, обусловленного вибрацией C=O имидного кольца, к поглощению (b) при 1514 см, обусловленного скелетным колебанием бензольного кольца. Кроме того, эталонный образец полиимидной пленки получают посредством отверждения покрывающей пленки полиамидокислоты, которая представляет собой сырье для указанной выше полиимидной пленки, при 400°C в течение 30 минут. Эталонный образец определяют в качестве эталона, который теоретически обладает степенью имидирования 100%. Определяют отношение (A/B) поглощения (A) при 1773 см, обусловленного вибрацией C=O имидного кольца эталонного образца, к поглощению (B) при 1514 см, обусловленному скелетным колебанием бензольного кольца. Затем определяют степень имидирования с использованием приведенной ниже расчетной формулы (1):
Расчетная формула (1)
Степень имидирования [%]=[(a/b)/(A/B)]×100.
-1
-1
[0016] Альтернативно, (a) и (b) полиимидной пленки, которая представляет собой объект, подлежащий измерению, измеряют с использованием FT-IR. Затем полиимидную пленку отверждают при температуре 400°C в течение 30 минут. Аналогичным образом, измерение отвердевшей полиимидной пленки выполняют с использованием FT-IR для того, чтобы определить поглощение (A) при 1773 см, обусловленное вибрацией C=O имидного кольца, и поглощение (B) при 1514 см, обусловленное скелетным колебанием бензольного кольца. Затем определяют степень имидирования с использованием расчетной формулы (1), которая описана выше.
[0017] Слой полиимидной смолы, обладающий степенью имидирования от 70% до 93%, является более гибким, чем слой полиимидной смолы, который обладает степенью имидирования, по существу, равной 100%, и обладает превосходной способностью повторять цилиндрическую основу, состоящую из металла.
[0018] Говорят, что ароматический полиимид, представленный структурной формулой, описанной ниже, обладает превосходными механическими свойствами по следующим двум причинам:
- полиимид является жестким благодаря ароматическим группам R1 и R2, которые имеют конъюгированную структуру с имидной связью; и
- копланарное расположение ароматических групп допускает плотную упаковку молекулярных цепей, таким образом, приводя к прочным связям между полимерными цепями благодаря высокополярным имидным связям.
[0019] [Хим. 3]
(где каждый из R1 и R2 в структурной формуле независимо обозначает ароматическую группу, например фенильную группу или бифенильную группу).
[0020] Полиимидная смола, обладающая степенью имидирования 93%, по гибкости четко отличается от полиимидной смолы, обладающей степенью имидирования 100%. Возможно, это связано с тем фактом, что происходит снижение жесткости полимерных цепей, поскольку не произошло формирование всех конъюгированных структур. Таким образом, в случае, когда фиксирующий ремень, который должен обладать гибкостью, имеет слой полиимидной смолы со степенью имидирования 93% или менее, он может в достаточной мере повторять изгибы металлической основы в сегменте перегиба между прижимным элементом и фиксирующим ремнем. При этом нижние пределы числового диапазона степени имидирования в 70% и предпочтительно 80% представляют собой значения, выполняющие функцию ориентира для получения достаточного количества имидных связей, необходимых для того, чтобы обеспечить базовую прочность в виде полиимидной смолы, и не имеют критического значения.
[0021] Для слоя полиимидной смолы, состоящего из стандартной ароматической полиимидной смолы, снижение степени имидирования до значения, находящегося в описанном выше числовом диапазоне, ведет к удовлетворительной гибкости, но вызывает снижение износостойкости. Однако авторы настоящего изобретения обнаружили, что слой полиимидной смолы, содержащий по меньшей мере одно, выбранное из составных звеньев, представленных формулами (1) и (2), и по меньшей мере одно, выбранное из составных звеньев, представленных формулами (3) и (4), позволяет устранить снижение износостойкости, даже если полиимидная смола имеет степень имидирования от 70% до 93%.
[0022] [Хим. 4]
Формула (1)
Формула (2)
Формула (3)
Формула (4)
[0023] Специально даны описания. Образцы пленок из полиимидной смолы, обладающей степенью имидирования 97% и 93%, получали, используя полиамидокислоту, которая имеет структуру, представленную формулой (5), и из которой получали полиимидную смолу, содержащую составное звено, представленное формулой (2). Кроме того, получали образцы пленки из полиимидной смолы, обладающей степенью имидирования 97% и 93%, с использованием полиамидокислоты, которая имеет структуру, представленную формулой (6), и из которой получали полиимидную смолу, которая содержит составное звено, представленное формулой (4). Кроме того, образцы пленки из полиимидной смолы, обладающей степенью имидирования 97% и 93%, получали с использованием смесей полиамидокислоты, содержащей два типа полиамидокислоты с различными соотношениями концентраций. Каждый образец формировали на поверхности гальванически осажденной никелевой пленки так же, как в эксперименте A в примерах, описанных ниже. Каждая пленка из полиимидной смолы имела длину 50 мм, ширину 50 мм и толщину 0,015 мм.
[0024] [Хим. 5]
Формула (5)
Формула (6)
[0025] Чтобы оценить износостойкость каждого образца, измеряли стойкость слоя полиимидной смолы к царапанию, которая коррелирует с износостойкостью. Измерение проводили, как описано ниже. Использовали тестовый прибор с возвратно-поступательным линейным скольжением (торговое название: Friction Player FRP-2100, производитель Rhesca Corporation). В качестве контакта использовали шарик оксида алюминия диаметром 3/16 дюйма. Затем осуществляли 300 возвратно-поступательных движений со скоростью 200 мм/с и при ширине 30 мм с использованием контакта, прижатого к каждому образцу в среде с температурой 200°C. После возвратно-поступательных движений наблюдали состояние оцарапанной поверхности. Нагрузку повышали с шагом в 50 г. Нагрузку, когда пленку из полиимидной смолы процарапывали через всю ее толщину, определяли в качестве стойкости пленки из полиимидной смолы к царапанию.
[0026] Кроме того, также оценивали комплексный модуль упругости, выполняющий функцию показателя каждого образца, в среде с температурой 200°C следующим способом. Пленку, которую формировали на поверхности гальванически осажденной никелевой пленки так же, как в эксперименте A в примерах, описанных ниже, и затем удаляли с гальванически осажденной никелевой пленки, использовали в качестве каждого из образцов. Для облегчения удаления использовали гальванически осажденную никелевую пленку, которая имеет поверхность, на которую предварительно наносили разделительное средство (торговое название: XTEND W-4005, производитель Axel Plastics Research Laboratories, Inc.). Каждый образец имел длину 30 мм, ширину 5 мм и толщину 0,015 мм. Комплексный модуль упругости измеряли с использованием динамического эластовискозиметра (торговое название: Rheogel-E4000HS, производитель UBM Co., Ltd). Измерение проводили при расстоянии между зажимами 20 мм с использованием синусоидальной волны с частотой 10 Гц и амплитудой 0,050 мм. В таблице 1 представлена стойкость к царапанию и комплексный модуль упругости для каждого образца.
[0027] [Таблица 1]
<b>Таблица 1</b>
Число молей полиамидокислоты формулы (5)/число молей полиамидокислоты формулы (6)
0/100
40/60
50/50
60/40
100/0
Степень имидирования=97%
Стойкость к царапанию (г)
2400
2350
2300
2200
2100
Комплексный модуль упругости (ГПа)
6,10
4,50
4,00
3,70
2,74
Степень имидирования=93%
Стойкость к царапанию (г)
750
2100
2100
1800
1200
Комплексный модуль упругости (ГПа)
2,52
2,50
2,45
2,26
2,03
[0028] Из таблицы 1 следовало, что полиимидные смолы, обладающие степенью имидирования 93%, обладают более высокой гибкостью, чем полиимидные смолы, обладающие степенью имидирования 97%, независимо от соотношений составных звеньев, представленных формулами (2) и (4). Результаты демонстрировали, что смягчение слоя полиимидной смолы посредством снижения степени имидирования представляет собой феномен, который возникает аналогичным образом при различных составных звеньях и их отношениях.
[0029] При этом, в отношении стойкости к царапанию, в абсолютных значениях полиимидные смолы, обладающие степенью имидирования 97%, превосходны по сравнению с полиимидной смолой, обладающей степенью имидирования 93%. Склонность к изменению стойкости к царапанию вследствие изменения молярного отношения полностью различалась в случаях степени имидирования 97% и 93%.
[0030] То есть обнаружили следующее: относительно полиимидных смол, обладающих степенью имидирования 97%, полиимидная смола, состоящая из составного звена, представленного формулой (4), проявляет самую высокую стойкость к царапанию. Полиимидная смола, состоящая из составного звена, представленного формулой (2), обладает самой низкой стойкостью к царапанию. Стойкость к царапанию снижается пропорционально повышению содержания составного звена, представленного формулой (2), в полиимидной смоле. Предполагают, что полиимидная смола становится мягкой пропорционально повышению образования эфирных связей в полиимидной смоле в связи с высокой степенью ротационной свободы той части эфирной связи, которая входит в составное звено, представленное формулой (2), так что полиимидная смола легко царапается.
[0031] Затем, относительно полиимидных смол, обладающих степенью имидирования 93%, полиимидная смола, состоящая из составного звена, представленного формулой (4), имеет очень низкую стойкость к царапанию по сравнению с полиимидной смолой, которая имеет степень имидирования 97%. Это указывает на то, что полиимидная смола, состоящая из составного звена, представленного формулой (4), обеспечивает превосходную механическую прочность посредством значительного завершения имидирования. Полиимидные смолы, состоящие из составного звена, представленного формулой (2), проявляют относительно малое отличие в стойкости к царапанию между случаями степени имидирования 97% и 93%. Кроме того, полиимидные смолы, состоящие из составного звена, представленного формулой (2), имеют более высокую стойкость к царапанию, чем полиимидная смола, которая состоит из составного звена, представленного формулой (4), и которая имеет степень имидирования 93%. Эти результаты показывают, что в случае полиимидных смол, содержащих составное звено, представленное формулой (2), и обладающих степенью имидирования 93%, малое количество имидных связей, которые прочно связывают полимерные цепи друг с другом, дополняет образование эфирных связей, которые выполняют функцию полярной группы. Таким образом, предполагают, что прочные межмолекулярные связи между полимерными цепями сохраняются для того, чтобы в определенной степени устранять снижение стойкости к царапанию, даже при низких степенях имидирования. Кроме того, сосуществование составного звена, представленного формулой (4), и составного звена, представленного формулой (2), возможно ведет к повышению жесткости полимеров по сравнению со слоями полиимидной смолы, состоящей из составного звена, представленного формулой (2). В связи с описанными выше причинами считают, что каждый слой полиимидной смолы, которая содержит составное звено, представленное формулой (2), и составное звено, представленное формулой (4), и которая обладает степенью имидирования от 70% до 93%, обладает хорошим балансом между гибкостью и стойкостью к царапанию на высоком уровне.
[0032] На основе описанного выше предположения предполагают, что значения стойкости к царапанию и комплексные модули упругости образцов полиимидных смол следующих 10 типов обладают такой же тенденцией, что и результаты, представленные в таблице 1:
[0033]
- Получали образцы пленок из полиимидной смолы, обладающей степенью имидирования 97% и 93%, с использованием полиамидокислоты, которая имеет структуру, представленную формулой (7), и из которой получали полиимидную смолу, содержащую составное звено, представленное формулой (1);
- Получали образцы пленок из полиимидной смолы, обладающей степенью имидирования 97% и 93%, с использованием полиамидокислоты, которая имеет структуру, представленную формулой (8), и из которой получали полиимидную смолу, содержащую составное звено, представленное формулой (3); и
- Получали образцы пленок из полиимидной смолы, обладающей степенью имидирования 97% и 93%, с использованием смесей полиамидокислот, содержащих полиамидокислоты двух типов при различных соотношениях концентраций.
[0034]
[Хим. 6]
Формула (7)
Формула (8)
[0035] Получали образцы десяти типов с использованием полиамидокислот, представленных формулами (7) и (8), которые описаны выше, тем же способом, что описан выше. Измеряли стойкость к царапанию и комплексный модуль упругости каждого образца. Результаты, представленные в таблице 2, демонстрировали такую же тенденцию, что и данные, представленные в таблице 1.
[0036] [Таблица 2]
<b>Таблица 2</b>
Число молей полиамидокислоты формулы (7)/число молей полиамидокислоты формулы (8)
0/100
40/60
50/50
60/40
100/0
Степень имидирования=97%
Стойкость к царапанию (г)
2300
2300
2250
2200
2150
Комплексный модуль упругости (ГПа)
5,00
4,50
4,17
3,95
3,57
Степень имидирования=93%
Стойкость к царапанию (г)
500
2000
2000
1800
1200
Комплексный модуль упругости (ГПа)
2,49
2,40
2,30
2,26
1,98
[0037] В слое полиимидной смолы, молярное отношение (общее число молей формул (1)+(2)/общее число молей формулы (3)+(4)) составных звеньев, представленных формулами (1) и (2), которые содержат эфирную связь, к составным звеньям, представленным формулами (3) и (4), которые не содержат эфирную связь, предпочтительно находится в диапазоне от 3/7 до 7/3 и, в частности, от 5/5 до 6/4. Это обусловлено тем, что эфирная связь усиливает межмолекулярные связи между полимерными цепями, и тем, что присутствие эфирной связи ведет к предотвращению образования чрезмерно мягкой полиимидной смолы.
3
4
2
3
2
2
[0038] Кроме того, слой полиимидной смолы 11 может содержать неорганический наполнитель для того, чтобы придать ей теплопроводность. Примеры неорганического наполнителя описаны ниже: карбид кремния (SiC), нитрид кремния (SiN), бороннитрид (BN), нитрид алюминия (AlN), оксид алюминия (A1O), оксид цинка (ZnO), оксид магния (MgO), диоксид кремния (SiO), дисульфид молибдена (MoS), графит, нитрид титана (TiN), слюда (слюда), синтетическая слюда и так далее.
[0039] (Формирование слоя полиимидной смолы)
Слой полиимидной смолы 11 можно формировать посредством следующих стадий:
[0040] Стадия получения раствора прекурсора полиимида, содержащего по меньшей мере один прекурсор полиимида, выбранный из формул (5) и (7), и по меньшей мере один прекурсор полиимида, выбранный из формул (6) и (8), в соответствующем молярном отношении; и
стадия формирования покрывающей пленки из раствора на задней поверхности цилиндрической основы из металла, описанной ниже, сушки покрывающей пленки и нагревания покрывающей пленки для формирования имидных связей.
[0041] Составное звено, представленное формулой (1), можно получить имидированием полиамидокислоты, представленной формулой (7). Составное звено, представленное формулой (3), можно получить имидированием полиамидокислоты, представленной формулой (8). Составное звено, представленное формулой (2), можно получить имидированием полиамидокислоты, представленной формулой (5). Составное звено, представленное формулой (4), можно получить имидированием полиамидокислоты, представленной формулой (6).
[0042] Примеры растворителя, который растворяет описанные выше полиамидокислоты, включают диметилацетамид, диметилформамид, N-метил-2-пирролидон, фенол, и о-, м-, п-крезолы.
[0043] (Способ контроля степени имидирования)
Способ контроля степени имидирования полиимидной смолы в диапазоне от 70% до 93% описан ниже. Степень имидирования полиимидной смолы можно корректировать посредством температуры отверждения, времени отверждения, типа полиамидокислоты, присутствия или отсутствия используемого катализатора и типа катализатора. Здесь, в основном, катализатор стремится ускорять реакцию имидирования, иногда вызывая трудности в отношении строгого контроля степени имидирования. Таким образом, в настоящем изобретении предпочтительно катализатор предпочтительно не используют.
[0044] В качестве ориентира для температуры отверждения и времени отверждения, температуру отверждения задают в диапазоне от 220°C до 270°C, а время отверждения задают в диапазоне от 5 минут до 60 минут. Температура 220°C, которую определяют в качестве нижнего предела температуры отверждения, представляет собой самую низкую значимую температуру, необходимую для того, чтобы сделать возможным протекание реакции имидирования. Температура 270°C, которую определяют в качестве верхнего предела температуры отверждения, представляет собой приблизительную температуру, необходимую для того, чтобы затормозить быстрое протекание имидирования.
-1
-1
-1
[0045] В отношении типа полиамидокислоты, полиамидокислота, содержащая эфирную связь, обладает высокой способностью вступать в реакцию имидирования по сравнению с полиамидокислотой, которая не содержит эфирную связь, благодаря электроноакцепторным свойствам эфирной связи. То есть существует склонность к повышению степени имидирования даже при низкой температуре. Таким образом, более высокое молярное отношение полиамидокислоты, содержащей эфирную связь, к полиамидокислоте, которая не содержит эфирную связь, ведет к слою полиимидной смолы, которая обладает высокой степенью имидирования, когда имидирование осуществляют при той же температуре отверждения и том же времени отверждения. Для случая, когда слои полиимидной смолы толщиной 0,015 мм получают на гальванически осажденных никелевых пленках с использованием прекурсоров полиимидных смол, содержащих различные полиамидокислоты, ниже описаны конкретные условия, которые необходимы для достижения предварительно определяемой степени имидирования. Следует отметить, что все значения степеней имидирования, описанные в настоящем документе, основаны на значениях, измеренных способом нарушенного полного отражения (НПО) с использованием спектрофотометра с преобразованием Фурье в инфракрасной области в среде с температурой 25°C и влажностью 40%. Конкретно, измерение осуществляли с использованием системы из спектрофотометра с преобразованием Фурье в инфракрасной области (торговое название: FT-IR 8900, производитель Shimadzu Corporation), комбинированного с инфракрасным микроскопом (торговое название: AIM-8800, производитель Shimadzu Corporation), германиевой призмой с однократным отражением и MCT детектором. Диапазон измерений представляет собой средний инфракрасный диапазон от 4000 см до 800 см. Осуществляли измерение с накоплением 64 сканирований с разрешением 4 см. Термин «температура отверждения» относится к температуре в нагревательной печи. Термин «время отверждения» относится ко времени от загрузки образца, помещенного при комнатной температуре (25°C), в нагревательную печь, в котором температура в печи достигла предварительно определяемой температуры отверждения, до удаления отвердевшего образца из нагревательной печи, чтобы поместить образец в среду с комнатной температурой (25°C).
[0046] (i) Условия для корректировки степени имидирования, когда полиамидокислоте, представленной формулой (5), позволяют реагировать с полиамидокислотой, представленной формулой (6), для получения слоя полиимидной смолы (толщиной 0,015 мм), состоящего из формул (2) и (4) (без катализатора).
[0047] (i-1) В таблице 3-1 представлены условия для достижения степени имидирования 93%.
[0048] [Таблица 3]
<b>Таблица 3-1</b>
Молярное отношение (2)/(4)
0/100
10/90
40/60
50/50
60/40
90/10
100/0
Время отверждения (мин)
8
6
20
18
16
10
8
Температура отверждения (°C)
270
270
260
260
260
260
260
[0049] (i-2) В таблице 3-2 представлены условия для достижения степени имидирования 80%.
[0050] [Таблица 4]
<b>Таблица 3-2</b>
Молярное отношение (2)/(4)
0/100
10/90
40/60
50/50
60/40
90/10
100/0
Время отверждения (мин)
14
13
7
22
20
15
14
Температура отверждения (°C)
250
250
250
240
240
240
240
[0051] (i-3) В таблице 3-3 представлены условия для достижения степени имидирования 70%.
[0052] [Таблица 5]
<b>Таблица 3-3</b>
Молярное отношение (2)/(4)
0/100
10/90
40/60
50/50
60/40
90/10
100/0
Время отверждения (мин)
10
8
18
17
15
11
9
Температура отверждения (°C)
240
240
230
230
230
230
230
[0053] (ii) Условия для корректировки степени имидирования, когда получают слой полиимидной смолы, состоящей из составного звена, представленного формулой (1), и составного звена, представленного формулой (3) (без катализатора).
[0054] (ii-1) В таблице 4-1 представлены условия для достижения степени имидирования 93%.
[0055] [Таблица 6]
<b>Таблица 4-1</b>
Молярное отношение (1)/(3)
10/90
40/60
50/50
60/40
90/10
Время отверждения (мин)
21
15
13
11
23
Температура отверждения (°C)
260
260
260
260
250
[0056] (ii-2) В таблице 4-2 представлены условия для достижения степени имидирования 80%.
[0057] [Таблица 7]
<b>Таблица 4-2</b>
Молярное отношение (1)/(3)
10/90
40/60
50/50
60/40
90/10
Время отверждения (мин)
24
19
31
41
37
Температура отверждения (°C)
240
240
230
220
220
[0058] (ii-3) В таблице 4-3 представлены условия для достижения степени имидирования 70%.
[0059] [Таблица 8]
<b>Таблица 4-3</b>
Молярное отношение (1)/(3)
10/90
40/60
50/50
60/40
90/10
Время отверждения (мин)
19
14
26
24
20
Температура отверждения (°C)
230
230
220
220
220
[0060] (iii) Условия для корректировки степени имидирования, когда получают слой полиимидной смолы, состоящей из составного звена, представленного формулой (2), и составного звена, представленного формулой (3) (без катализатора)
[0061] (iii-1) В таблице 5-1 представлены условия для достижения степени имидирования 93%.
[0062] [Таблица 9]
<b>Таблица 5-1</b>
Молярное отношение (2)/(3)
10/90
40/60
50/50
60/40
90/10
Время отверждения (мин)
22
16
14
29
24
Температура отверждения (°C)
260
260
260
250
250
[0063] (iii-2) В таблице 5-2 представлены условия для достижения степени имидирования 80%.
[0064] [Таблица 10]
<b>Таблица 5-2</b>
Молярное отношение (2)/(3)
10/90
40/60
50/50
60/40
90/10
Время отверждения (мин)
25
20
32
17
12
Температура отверждения (°C)
240
240
230
240
240
[0065] (iii-3) В таблице 5-3 представлены условия для достижения степени имидирования 70%.
[0066] [Таблица 11]
<b>Таблица 5-3</b>
Молярное отношение (2)/(3)
10/90
40/60
50/50
60/40
90/10
Время отверждения (мин)
20
15
27
25
21
Температура отверждения (°C)
230
230
220
220
220
[0067] (iv) Условия для корректировки степени имидирования, когда получают слой полиимидной смолы, состоящей из составного звена, представленного формулой (1), и составного звена, представленного формулой (4) (без катализатора).
[0068] (iv-1) В таблице 6-1 представлены условия для достижения степени имидирования 93%.
[0069] [Таблица 12]
<b>Таблица 6-1</b>
Молярное отношение (1)/(4)
10/90
40/60
50/50
60/40
90/10
Время отверждения (мин)
53
48
46
56
52
Температура отверждения (°C)
240
240
240
230
230
[0070] (iv-2) В таблице 6-2 представлены условия для достижения степени имидирования 80%.
[0071] [Таблица 13]
<b>Таблица 6-2</b>
Молярное отношение (1)/(4)
10/90
40/60
50/50
60/40
90/10
Время отверждения (мин)
40
35
21
19
14
Температура отверждения (°C)
230
230
240
240
240
[0072] (iv-3) В таблице 6-3 представлены условия для достижения степени имидирования 70%.
[0073] [Таблица 14]
<b>Таблица 6-3</b>
Молярное отношение (1)/(4)
10/90
40/60
50/50
60/40
90/10
Время отверждения (мин)
22
17
16
14
10
Температура отверждения (°C)
230
230
230
230
230
[0074]
(Способ нанесения покрытия)
Примеры способа нанесения раствора прекурсора полиимида на внутреннюю поверхность цилиндрической основы включает известные способ окунания и способ нанесения покрытия с использованием кольцевой покрывающей головки.
[0075] (2) Цилиндрическая основа 12
Примеры цилиндрической основы, состоящей из металла, включают цилиндрическую никелевую основу, сформированную гальваническим осаждением, и цилиндрическую основу, сформированную пластической обработкой листа нержавеющей стали в форме ремня.
[0076] В качестве гальванически осажденной цилиндрической никелевой основы можно использовать гальванически осажденную цилиндрическую никелевую основу в соответствии с изобретением, описанным в японской патентной публикации № 2002-258648, WO 05/054960 или в японской патентной публикации № 2005-121825. В качестве цилиндрической основы, сформированной посредством обработки листа нержавеющей стали, можно использовать цилиндрическую основу в соответствии с изобретением, описанным в японском патенте № 3970122.
[0077] (3) Эластический слой 13
Эластический слой размещают для того, чтобы чрезмерно не разрушать тонер во время фиксации. В качестве материала для эластического слоя предпочтительно используют отвержденное изделие из отверждаемого реакцией присоединения силиконового каучука. Это обусловлено тем, что эластичность можно соответствующим образом корректировать, корректируя степень сшивки в ответ на тип и количество добавленного наполнителя, наполнитель описан ниже.
[0078] (3-1) Отверждаемый реакцией присоединения силиконовый каучук
В основном, отверждаемый реакцией присоединения силиконовый каучук содержит органополисилоксан, содержащий ненасыщенную алифатическую группу, органополисилоксан, содержащий активный водород, связанный с силиконом, и соединение платины, которое выполняет функцию сшивающего катализатора. Органополисилоксан, содержащий активный водород, связанный с силиконом, вступает в реакцию с алкенильной группой компонента органополисилоксана, обладающего ненасыщенной алифатической группой, с образованием сшитой структуры посредством катализа соединением платины.
3
4
2
3
2
[0079] Эластический слой 13 может содержать наполнитель для того, чтобы контролировать теплопроводность, повышать механическую прочность и повышать термостойкость эластического слоя. Чтобы повысить теплопроводность, в частности, предпочтительно использовать наполнитель, который обладает высокой теплопроводностью. Конкретные его примеры включают неорганические вещества, в частности, металлы и металлические соединения. Конкретные примеры наполнителя, обладающего высокой теплопроводностью, включают карбид кремния (SiC), нитрид кремния (SiN), нитрид бора (BN), нитрид алюминия (AlN), оксид алюминия (AlO), оксид цинка (ZnO), оксид магния (MgO), диоксид кремния (SiO), copper (Cu), алюминий (Al), серебро (Ag), железо (Fe) и никель (Ni). Их можно использовать отдельно или в качестве смеси из двух или более из них. Средний размер частицы наполнителя, обладающего высокой теплопроводностью, предпочтительно находится в диапазоне от 1 мкм до 50 мкм с точки зрения манипуляций и способности диспергироваться. Что касается формы наполнителя, то можно использовать сферическую форму, дробленую форму, игольчатую форму, пластинчатую форму, нитчатую форму или подобное. С точки зрения способности диспергироваться, наполнитель сферической формы является предпочтительным.
[0080] В свете вклада в твердости поверхности фиксирующего ремня и эффективности проведения тепла на незафиксированный тонер во время фиксации, эластический слой предпочтительно имеет толщину от 100 мкм до 500 мкм и, в частности, от 200 мкм до 400 мкм. Эластический слой 13 можно формировать посредством нанесения состава отверждаемого реакцией присоединения силиконового каучука, содержащего отверждаемый реакцией присоединения силиконовый каучук, и наполнителя на периферийную поверхность цилиндрической основы 12 с использованием кольцевой покрывающей головки и, затем, осуществления нагревания в течение заданного времени, чтобы вызвать сшивку. В это время температура нагрева предпочтительно составляет 200°C или ниже. Это обусловлено тем, что при температуре нагрева 200°C или ниже степень имидирования слоя полиимидной смолы не изменяется при условии, что не используют катализатор или ему подобное.
[0081] (4) Слой 15 фторуглеродной смолы
Для формирования слоя фторуглеродной смолы используют, например, трубчатое изделие, состоящее из смолы, приведенной ниже в качестве примера.
[0082] Примеры смолы включают сополимеры тетрафторэтилен-перфтор(алкилвинилэфира) (PFA), политетрафторэтилен (PTFE) и сополимеры тетрафторэтилен-гексафторпропилена (FEP).
[0083] Среди материалов, приведенных выше в качестве примера, PFA является предпочтительным с точки зрения формуемости и отделяемости тонера. Слой фторуглеродной смолы предпочтительно имеет толщину 50 мкм или менее. Это обусловлено тем, что можно сохранять эластичность слоя силиконового каучука, который выполняет функцию нижележащего слоя и устранять чрезмерное повышение твердости поверхности фиксирующего элемента, когда осуществляют ламинирование. Внутренняя поверхность трубки из фторуглеродной смолы может быть подвергнута предварительной обработке натрием, обработке эксимерным лазером, обработке аммонием или т.п. для улучшения адгезии.
[0084] (4-1) Формирование слоя фторуглеродной смолы
Адгезив из отверждаемого присоединением силиконового каучука наносят на верхнюю поверхность эластического слоя 13, как описано выше. Эту наружную поверхность покрывают трубкой из фторуглеродной смолы для осуществления ламинирования. Способ нанесения покрытия конкретно не ограничен. Примеры способа нанесения покрытия, который можно использовать, включают способ, в котором нанесение покрытия осуществляют с использованием адгезива силиконового каучука аддитивного типа, используемого в качестве смазки; и способ, в котором трубка из фторуглеродной смолы проходит с внешней стороны для осуществления нанесения покрытия. Избыточное количество адгезива из отверждаемого реакцией присоединения силиконового каучука, оставшееся между слоем отвержденного силиконового каучука и слоем фторуглеродной смолы, выдавливают и удаляют с использованием средства (не показано). Толщина сдавленного адгезивного слоя предпочтительно составляет 20 мкм или менее. Адгезив силиконового каучука, используемого для фиксации трубки из фторуглеродной смолы на эластическом слое 13, состоит из отвержденного вещества адгезива из отверждаемого реакцией присоединения силиконового каучука, нанесенного на поверхность эластического слоя из силиконового каучука 13. Адгезив из отверждаемого реакцией присоединения силиконового каучука содержит отверждаемый реакцией присоединения силиконовый каучук, смешанный с самоприлипающим компонентом, таким как силан, который имеет функциональную группу, например акрилоксигруппу, гидросилилгруппу (группу SiH), эпоксигруппу или алкоксисилилгруппу. Затем адгезив из отверждаемого реакцией присоединения силиконового каучука отверждают нагреванием в течение заданного времени с использованием нагревательного средства, такого как электрическая печь, тем самым предоставляя адгезивный слой 14. Затем фиксирующий ремень получают, отрезая обе концевые части на желаемом расстоянии. Предпочтительно, температуру нагрева, при которой отверждают адгезив из отверждаемого реакцией присоединения силиконового каучука, также задают равной 200°C или ниже. Это обусловлено тем, что степень имидирования слоя полиимидной смолы не изменяется.
[0085] (5) Фиксирующее устройство
На фиг. 2 проиллюстрирован вид в поперечном разрезе фиксирующего устройства 40 в соответствии с настоящим изобретением. В этом фиксирующем устройстве, бесшовный фиксирующий ремень 41 свободно посажен на наружной части направляющего ремень элемента 42. Жесткая прижимная стойка 44 вставлена в направляющий ремень элемент 42. Керамический нагреватель 43 расположен в положении, где направляющий ремень элемент 42 находится в контакте с внутренней поверхностью фиксирующего ремня 41. В отношении керамического нагревателя 43, проводящую пасту, содержащую сплав серебра и палладия, наносят на подложку из нитрида алюминия (не показано) трафаретной печатью с тем, чтобы сформировать пленку, которая обладает равномерной толщиной, тем самым формируя резистивный нагревательный элемент. Затем резистивный нагревательный элемент вставляют в желобчатую часть (не показано), сформированную в направляющем ремень элементе 42 в продольном направлении и, таким образом, фиксируют на направляющем ремень элементе 42. На керамический нагреватель 43 подают энергию посредством средства (не показано), чтобы вызвать нагревание, и на нем может контролироваться постоянная температура.
[0086] Прижимной ролик 45, выполняющий функцию прижимного элемента, расположенный так, чтобы быть обращенным к фиксирующему ремню 41, содержит сердечник 45a, эластический слой 45b, покрывающий периферийную поверхность сердечника 45a, и поверхностный слой 45c, покрывающий периферийную поверхность эластического слоя. Эластический слой 45b состоит, например, из силиконового каучука. Поверхностный слой 45c состоит, например, из фторуглеродной смолы, для того, чтобы улучшить отделяемость тонера.
[0087] Прижимные пружины (не показано) установлены в состоянии сжатия на обеих концевых частях жесткой прижимной стойки 44. Они прижимают жесткую прижимную стойку 44 книзу. Кроме того, керамический нагреватель 43, расположенный на нижней поверхности направляющего ремень элемента 42, приводит фиксирующий ремень 41 в прижимной контакт с прижимным роликом 45. Таким образом, керамический нагреватель 43 скользит, при этом контактируя с внутренней периферийной поверхностью слоя полиимидной смолы 11 фиксирующего ремня 41. Сердечник 45a прижимного ролика 45 соединен с блоком привода (не показано). Вращение прижимного ролика 45 приводит в движение фиксирующий ремень 41. Фиксирующее устройство 40 держит материал P для записи, несущий незафиксированный тонер T, в фиксирующем сегменте перегиба 46, образованном фиксирующим ремнем 41 и прижимным роликом 45, и нагревает незафиксированный тонер под давлением, тем самым фиксируя тонер на материале для записи.
ПРИМЕРЫ
[0088] Эксперимент A: Получение различных слоев полиимидной смолы и измерение физических свойств
(1) Получение гальванически осажденной никелевой пленки
2
Готовили ванну для нанесения гальванического покрытия из сплава никеля и железа, содержащую сульфат никеля (130 г/л), сульфат железа (3,1 г/л), борную кислоту (25 г/л), хлорид натрия (23 г/л), сахарин натрия (0,07 г/л) и лаурилсульфат натрия (0,02 г/л). Отрицательный электрод, состоящий из нержавеющей стали, погружали в ванну для нанесения гальванического покрытия. Сплав никеля и железа подвергали гальваническому осаждению при температуре ванны 40°C и плотности тока 2 А/дм в течение 120 минут. Осажденную тонкую пленку сплава никеля и железа удаляли с исходной матрицы, тем самым предоставляя гальванически осажденную никелевую пленку.
[0089] (1) Два раствора полиамидокислот, описанные ниже, смешивали для получения трех типов растворов прекурсоров полиимидной смолы таким образом, что получаемые полиимидные смолы имели молярные отношения составного звена, представленного формулой (2), к составному звену, представленному формулой (4), равные 9:1, 5:5 и 1:9.
[0090]
• Раствор полиамидокислоты, представленной формулой (5) (прекурсор полиимида, состоящий из диангидрида 3,3',4,4'-бифенилтетракарбоновой кислоты и 4,4'-диаминодифенилового эфира) (торговое название: U-Varnish A, производитель Ube Industries, Ltd) в N-метил-2-пирролидоне.
• Полиамидокислота, представленная формулой (6) (прекурсор полиимида, который состоит из диангидрида 3,3',4,4'-бифенилтетракарбоновой кислоты и p-фенилендиамин) (торговое название: U-Varnish S, производитель Ube Industries, Ltd).
[0091] (2) Покрывающие пленки из трех типов растворов прекурсоров полиимидной смолы формировали на гальванически осажденной никелевой пленке, которую формировали в пункте (1) щелевым способом нанесения покрытия. Эти покрывающие пленки сушили при температуре окружающей среды 200°C в течение 10 минут. Затем покрывающие пленки отверждали при температурах в течение периодов времени, как показано в таблице 3-2, предоставляя три типа пленок из полиимидной смолы, причем каждая имела длину 50 мм, ширину 50 мм и толщину 0,015 мм и обладала степенью имидирования 80%.
[0092] (3) В качестве сравниваемых объектов, покрывающую пленку, состоящую только из «U-Varnish A», и покрывающую пленку, состоящую только из «U-Varnish S», формировали аналогичным образом на поверхности гальванически осажденной никелевой пленки и отверждали при температурах в течение периодов времени, как показано в таблице 3-2, предоставляя два типа пленок из полиимидной смолы, каждая обладает степенью имидирования 80%.
[0093] (4) Получали пять типов пленки из полиимидной смолы, причем каждая обладает степенью имидирования 70%, как в пунктах (1) и (2), за исключением того, что меняли условия отверждения, температуры и периоды времени, как показано в таблице 3-3.
[0094] (5) Стойкость к царапанию и комплексный модуль упругости каждого из всего 10 типов пленки из полиимидной смолы, полученных в пунктах с (1) до (3), измеряли указанными выше способами. В таблице 7 представлены результаты.
[0095] [Таблица 15]
<b>Таблица 7</b>
Число молей полиамидокислоты формулы (5)/число молей полиамидокислоты формулы (6) (молярное отношение)
0/100
10/90
50/50
90/10
100/0
Степень имидирования=80%
Стойкость к царапанию (г)
700
1500
2000
1400
1100
Комплексный модуль упругости (ГПа)
2,28
2,20
2,05
1,91
1,90
Степень имидирования=70%
Стойкость к царапанию (г)
650
1300
1450
1300
950
Комплексный модуль упругости (ГПа)
2,11
2,03
1,79
1,70
1,68
[0096] Эксперимент B: Эксперимент по оценке фиксирующего ремня
Получение бесконечного металлического ремня (цилиндрической основы), состоящего из гальванически осажденной никелевой пленки.
2
Готовили ванну для нанесения гальванического покрытия из сплава никеля и железа, содержащую сульфат никеля (130 г/л), сульфат железа (3,1 г/л), борную кислоту (25 г/л), хлорид натрия (23 г/л), сахарин натрия (0,07 г/л) и лаурилсульфат натрия (0,02 г/л). Цилиндрической формы исходную матрицу, выполненную из нержавеющей стали, которая выполняла функцию отрицательного электрода, погружали в ванну для нанесения гальванического покрытия. Сплав никеля и железа подвергали гальваническому осаждению при температуре ванны 40°C и плотности тока 2 А/дм в течение 120 минут. Осажденную тонкую пленку сплава никеля и железа удаляли с исходной матрицы, тем самым получая основу в виде ремня, которая имеет внутренний диаметр 30 мм, толщину 40 мкм и длину 420 мм.
[0097] <Пример 1>
Три типа растворов прекурсоров полиимида, полученные в пункте (1) эксперимента A, наносили на внутреннюю периферийную поверхность каждого из трех оснований, полученных в пункте (1), кольцевым способом нанесения покрытия и сушили при температуре окружающей среды 200°C в течение 10 минут. Затем цилиндрические основы отверждали при температуре в течение периодов времени, как показано в таблице 3-1, тем самым формируя слои полиимидной смолы, каждый обладающий толщиной 10 мкм и степенью имидирования 93%.
[0098] Кроме того, отверждаемый реакцией присоединения силиконовый каучук (торговое название: DY35-561A/B, производитель Dow Corning Toray Co., Ltd.) наносили на периферийную поверхность каждой основы и отверждали нагреванием при 200°C в течение 5 минут, тем самым формируя эластический слой толщиной 300 мкм. Адгезив из отверждаемого реакцией присоединения силиконового каучука наносили с тем, чтобы формировать пленку, которая обладает толщиной 5 мкм, на периферийной поверхности эластического слоя, покрытого трубкой из PFA, обладающей толщиной 30 мкм, и отверждали нагреванием при 200°C в течение 5 минут, тем самым получая три фиксирующих ремня.
[0099] Авторы настоящего изобретения выяснили, что степень имидирования каждого слоя полиимидной смолы не менялась даже после того, как слои полиимидной смолы подвергали нагреванию во время формирования эластических слоев и во время отверждения отверждаемого реакцией присоединения адгезива. Это обусловлено тем, что температуру нагрева во время формирования эластических слоев и температуру отверждения адгезива из отверждаемого реакцией присоединения силиконового каучука задавали равной 200°C, при которых реакция имидирования не происходит.
[0100] <Сравнительный пример 1>
Получали два фиксирующих ремня, каждый из которых содержит слой полиимидной смолы, обладающий степенью имидирования 93%, как в пункте (2), за исключением того, что покрывающую пленку, состоящую только из «U-Varnish A», и покрывающую пленку, состоящую только из «U-Varnish S», формировали на внутренних периферийных поверхностях основ и отверждали при температурах в течение периодов времени, как показано в таблице 3-1.
[0101] <Пример 2>
Получали три фиксирующих ремня, каждый из которых содержит слой полиимидной смолы, обладающий степенью имидирования 80%, как в примере 1, за исключением того, что в примере 1 отверждение осуществляли при температурах в течение периодов времени, как показано в таблице 3-2.
[0102] <Сравнительный пример 2>
Получали фиксирующий ремень, содержащий слой полиимидной смолы, который обладает степенью имидирования 80%, как в сравнительном примере 1, за исключением того, что в сравнительном примере 1 отверждение осуществляли при температурах в течение периодов времени, как показано в таблице 3-2.
[0103] <Пример 3>
Получали фиксирующие ремни, каждый из которых содержит слой полиимидной смолы, которая обладает степенью имидирования 70%, как в примере 1, за исключением того, что в примере 1 отверждение осуществляли при температурах в течение периодов времени, как показано в таблице 3-3.
[0104] <Сравнительный пример 3>
Получали два фиксирующих ремня, каждый из которых содержит слой полиимидной смолы, которая обладает степенью имидирования 70%, как в сравнительном примере 1, за исключением того, что в сравнительном примере 1 отверждение осуществляли при температурах в течение периодов времени, как показано в таблице 3-3.
[0105] <Сравнительный пример 4>
Получали три фиксирующих ремня, каждый из которых содержит слой полиимидной смолы, которая обладает степенью имидирования 97%, как в примере 1, за исключением того, что в примере 1 температуру отверждения задавали равной 300°C и время отверждения задавали равным 30 минутам.
[0106] Тепловое фиксирующее устройство, проиллюстрированное на фиг. 2, оснащали каждым из 17 фиксирующих ремней, полученных в примерах с 1 до 3 и сравнительных примерах с 1 до 4. Износостойкость оценивали способом, который описан ниже. Здесь прижимной ролик 45 содержит эластический слой 3 мм толщиной, состоящий из силиконового каучука, расположенного на периферийной поверхности сердечника 25 мм диаметром, состоящего из нержавеющей стали; и трубки из PFA 30 мкм толщины, которая покрывает эластический слой. Давление (сила, приложенная прижимными пружинами), приложенное между фиксирующим ремнем 41 и прижимным роликом 45, задавали равным 300 Н. Сегмент перегиба 46 имел ширину 8 мм и длину 310 мм. Кроме того, 1,5 г смазки (торговое название: HP300, производитель Dow Corning Corporation) наносили на поверхность керамического нагревателя 43. В течение 600 часов осуществляли работу фиксирующего устройства с керамическим нагревателем 43, установленным на 200°C, в холостом режиме посредством вращения прижимного ролика 45 таким образом, что поверхностная скорость фиксирующего ремня составляла 210 мм/с. Затем осуществляли мониторинг крутящего момента нагрузки для прижимного ролика 43, который необходим для поддержания вращения, необходимого для поддержания поверхностной скорости фиксирующего ремня 41, составляющей 210 мм/с. Здесь, если слой полиимидной смолы фиксирующего ремня изнашивался по причине трения о керамический нагреватель 43, получаемый абразионный порошок накапливается в сегменте перегиба, тем самым повышая трение между фиксирующим ремнем 41 и керамическим нагревателем 43. Это повышает крутящий момент нагрузки для прижимного ролика 45. Таким образом, посредством мониторинга крутящего момента нагрузки для прижимного ролика 45, можно использовать крутящий момент нагрузки в качестве индикатора уровня изнашивания фиксирующего ремня 41. Начальный крутящий момент нагрузки и крутящий момент нагрузки по истечении 600 часов приведены в таблицах с 8-1 до 8-4.
[0107] [Таблица 16]
<b>Таблица 8-1</b>
Молярное отношение
Начальный крутящий момент (Н/м)
Крутящий момент после 600 часов вращения (Н/м)
Фиксирующий ремень из примера 1
10/90
0,53
0,60
50/50
0,53
0,59
90/10
0,54
0,69
Фиксирующий ремень из сравнительного примера 1
0/10
0,53
0,96
10/0
0,54
0,79
<b>Таблица 8-2</b>
Молярное отношение
Начальный крутящий момент (Н/м)
Крутящий момент после 600 часов вращения (Н/м)
Фиксирующий ремень из примера 2
10/90
0,55
0,69
50/50
0,56
0,63
90/10
0,56
0,71
Фиксирующий ремень из сравнительного примера 2
0/10
0,55
1,01
10/0
0,56
0,86
<b>Таблица 8-3</b>
Молярное отношение
Начальный крутящий момент (Н/м)
Крутящий момент после 600 часов вращения (Н/м)
Фиксирующий ремень из примера 3
10/90
0,57
0,74
50/50
0,58
0,73
90/10
0,58
0,74
Фиксирующий ремень из сравнительного примера 3
0/10
0,57
1,07
10/0
0,58
0,82
<b>Таблица 8-4</b>
Молярное отношение
Начальный крутящий момент (Н/м)
Крутящий момент после 600 часов вращения (Н/м)
Фиксирующий ремень из сравнительного примера 4
10/90
0,50
Поломка основания через 530 ч
50/50
0,51
Поломка основания через 550 ч
90/10
0,52
Поломка основания через 600 ч
[0108] Из таблиц с 8-1 до 8-4 ясно следует, что для фиксирующих ремней в соответствии с настоящим изобретением скорость изменения крутящего момента нагрузки для прижимного ролика крайне низка по сравнению с фиксирующими ремнями в соответствии со сравнительными примерами. Это позволяет понять, что превосходная гибкость и высокая износостойкость фиксирующего ремня в соответствии с настоящим изобретением оказывают превосходный эффект на фиксирующее устройство.
[0109] Эксперимент C: Подтверждение степени имидирования
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
(1) Измеряли инфракрасные спектры поглощения поверхностей слоев полиимидных смол девяти фиксирующих ремней, полученных такими же способами, как в примерах с 1 до 3. Измерение осуществляли с использованием системы спектрофотометра с преобразованием Фурье в инфракрасной области (торговое название: FT-IR 8900, производитель Shimadzu Corporation), комбинированного с инфракрасным микроскопом (торговое название: AIM-8800, производитель Shimadzu Corporation), германиевой призмой с однократным отражением и MCT детектором. Диапазон измерений представляет собой среднюю инфракрасную область от 4000 см до 800 см. Измерение осуществляли при накоплении 64 сканирований при разрешении 4 см. В таблице 9-1 представлено поглощение (a) при 1773 см, приписываемое вибрации C=O имидного кольца, и поглощение (b) при 1514 см, приписываемое скелетному колебанию бензольного кольца, каждого фиксирующего ремня. Затем фиксирующие ремни отверждали при температуре 400°C в течение 30 минут. Измеряли поглощение (A) при 1773 см, приписываемое вибрации C=O имидного кольца, и поглощение (B) при 1514 см, приписываемое скелетному колебанию бензольного кольца, для каждого отвержденного фиксирующего ремня. Затем определяли степень имидирования с использованием расчетной формулы (1), которая описана выше. В таблицах с 9-1 до 9-3 представлены результаты. Результаты демонстрируют, что стадии нагревания в формировании эластических слоев и адгезивных слоев не изменяют степень имидирования слоя полиимидной смолы.
[0110] [Таблица 17]
<b>Таблица 9-1</b>
Молярное отношение
a
b
a/b
A
B
A/B
Степень имиди-рования (%)
Пример 1
10/90
0,222
0,406
0,547
0,251
0,427
0,588
93
50/50
0,203
0,486
0,418
0,230
0,512
0,449
93
90/10
0,185
0,567
0,326
0,209
0,597
0,350
93
<b>Таблица 9-2</b>
Молярное отношение
a
b
a/b
A
B
A/B
Степень имиди-рования (%)
Пример 2
10/90
0,187
0,396
0,472
0,252
0,426
0,592
80
50/50
0,171
0,475
0,360
0,231
0,511
0,452
80
90/10
0,156
0,554
0,282
0,209
0,596
0,351
80
<b>Таблица 9-3</b>
Молярное отношение
a
b
a/b
A
B
A/B
Степень имидиро-вания (%)
Пример 3
10/90
0,159
0,382
0,416
0,252
0,424
0,594
70
50/50
0,145
0,459
0,316
0,231
0,510
0,453
70
90/10
0,132
0,535
0,247
0,210
0,595
0,353
70
Список ссылочных позиций
[0111]
1 фиксирующий ремень
12 цилиндрическая основа
11 слой полиимидной смолы
13 эластический слой
14 адгезивный слой
15 слой фторуглеродной смолы