JP2003508811A - 静電融着ロール及びベルト - Google Patents
静電融着ロール及びベルトInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】
【解決手段】 電子写真プロセスの融着段階において用いる加熱ロール及び融着ベルトが、開示される。これらのベルト及びローラーは、融着体からの印刷ページの優れた剥離特性を依然として維持しつつ、トナーオフセットを無くす。加熱ロールは、コーティングされた同心状の複数層を上に有するコア部材を備え、前記層の少なくとも一つ（好ましくはトップ層）は導電性材料を含有せず、ロールは約２５０ボルト以下で電気破壊を示す。融着ベルトは、外表面をコーティングした複数の層を上に支持する耐熱性樹脂基板（ポリイミド樹脂基板のような）を備え、前記層の少なくとも一つ（好ましくはトップ層）は導電性材料を含有せず、ベルトは約２５０ボルト以下で電気破壊を示す。
Description
【０００１】技術分野
本発明は電子写真プロセスに関し、特に、このようなプロセスの融着段階で用
いられる加熱ロール及びベルトに関する。
いられる加熱ロール及びベルトに関する。
【０００２】発明の背景
電子写真技術では、絶縁性、光導電性の材料の表面部分を光で選択的に露光す
ることによって、この表面に潜像を形成する。光に露光される表面部分と露光さ
れない表面部分間に、静電電荷密度の差が形成される。顔料成分と熱可塑性成分
とを含有し、液状又は粉末状の静電トナーによって、静電潜像が可視像に現像さ
れる。このトナーは、光導電体面、現像電極及びトナーの相対的な静電電荷に依
存して、光導電体面の光に露光された表面又は露光されなかった表面のいずれか
に引き付けられる。光導電体は正又は負のいずれかに帯電され、トナーシステム
は負又は正に帯電された粒子を同様に含有する。
ることによって、この表面に潜像を形成する。光に露光される表面部分と露光さ
れない表面部分間に、静電電荷密度の差が形成される。顔料成分と熱可塑性成分
とを含有し、液状又は粉末状の静電トナーによって、静電潜像が可視像に現像さ
れる。このトナーは、光導電体面、現像電極及びトナーの相対的な静電電荷に依
存して、光導電体面の光に露光された表面又は露光されなかった表面のいずれか
に引き付けられる。光導電体は正又は負のいずれかに帯電され、トナーシステム
は負又は正に帯電された粒子を同様に含有する。
【０００３】
紙又は中間移動媒体のシートは、トナーの電荷とは逆の静電電荷が付与され、
次いで、光導電体に接近して通過する際に、光導電体表面からの現像された画像
パターンのままに、光導電体表面から紙又は中間媒体上にトナーを引寄せる。融
着ローラー又はベルトのセットは、中間移動媒体が用いられる際に、直接的な移
動又は間接的な移動を次々に起こして印刷画像を形成すべく、加熱下にトナーを
溶融し紙に定着させる。
次いで、光導電体に接近して通過する際に、光導電体表面からの現像された画像
パターンのままに、光導電体表面から紙又は中間媒体上にトナーを引寄せる。融
着ローラー又はベルトのセットは、中間移動媒体が用いられる際に、直接的な移
動又は間接的な移動を次々に起こして印刷画像を形成すべく、加熱下にトナーを
溶融し紙に定着させる。
【０００４】
したがって、静電印刷プロセスは、印刷が行なわれる際に光導電体表面が帯電
され放電される進行中の一連の段階を含む。さらに、このプロセスの間に、印刷
プロセスを生起させるべく、様々な電荷が光導電体表面、トナー及び紙表面に形
成される。適切な時に、適切な場所に、適切な電荷を有することが、このプロセ
スを働かせることである。
され放電される進行中の一連の段階を含む。さらに、このプロセスの間に、印刷
プロセスを生起させるべく、様々な電荷が光導電体表面、トナー及び紙表面に形
成される。適切な時に、適切な場所に、適切な電荷を有することが、このプロセ
スを働かせることである。
【０００５】
電子写真のプリンタと複写機では、融着加熱ロール又はベルト及び圧力ロール
上に電荷が蓄積される結果として、印刷媒体の汚染が発生する。この汚染は、融
着ニップ（すなわち、融着ロール又はベルトと圧力ロールとの間に形成されるニ
ップ）中及びその周囲における好ましくない静電電界による、接触する融着加熱
ロール又はベルト上の印刷媒体からのトナーのオフセットに起因する。この汚染
（“トナーオフセット”）は印刷ページの品質劣化につながり、この品質劣化は
、融着加熱ロール又はベルトが更に一回転した後にトナー屑がくっ付いてしまう
望ましくない白線の現れとして通常特徴付けられる。
上に電荷が蓄積される結果として、印刷媒体の汚染が発生する。この汚染は、融
着ニップ（すなわち、融着ロール又はベルトと圧力ロールとの間に形成されるニ
ップ）中及びその周囲における好ましくない静電電界による、接触する融着加熱
ロール又はベルト上の印刷媒体からのトナーのオフセットに起因する。この汚染
（“トナーオフセット”）は印刷ページの品質劣化につながり、この品質劣化は
、融着加熱ロール又はベルトが更に一回転した後にトナー屑がくっ付いてしまう
望ましくない白線の現れとして通常特徴付けられる。
【０００６】
この問題に対する従来の解決策は、接地され又はバイアス源として用いられる
下方電極との組合せにおいて、融着加熱ロール又はベルトのコーティングの抵抗
を制御することに焦点が当てられている。このようなアプローチを用いることに
よって、融着加熱ロールは、熱伝導性又は補強用の粒子に加えて導電性粒子が配
合された一つ以上のフルオロポリマー・コーティングを備えた導電性（典型的に
は金属）コアを有する。同様に、融着フィルムベルトは、熱伝導性粒子（典型的
には窒化ホウ素）が配合された高引張モジュラスの基板層（典型的にはポリイミ
ド層）、導電性プライマー層（例えば、カーボンブラックが配合されたフルオロ
ポリマー）、ならびに、フルオロポリマー樹脂に導電性粒子（カーボンブラック
のような）又はイオン導電性添加剤を添加することによって抵抗性を備えた外層
を有する。これに代わるアプローチでは、表面電荷の蓄積を制限し、かつ、電極
として試用できる材料から、圧力ロールが成るようにしてもよい。このアプロー
チを用いると、金属のコア又はシャフトが、抵抗性を発現するカーボンブラック
が配合された圧縮性のゴムで覆われる。カーボンブラック又はイオン導電性剤の
添加によって抵抗性になったフルオロポリマーが、表面層を形成するために圧力
ロールに塗布される。これらコーティングの抵抗性によって、表面電荷が拡散す
る。このアプローチの例は、下記に挙げた特許に記載されている。このアプロー
チの問題点は、融着ロール又はベルト或いは圧力ロール上の各層であって特に外
層（すなわち、印刷ページに接することになる層）において、カーボンブラック
のような粒子状の材料を必要とすることであり、この問題点には、印刷ページを
融着体から剥離するのをより困難にする。
下方電極との組合せにおいて、融着加熱ロール又はベルトのコーティングの抵抗
を制御することに焦点が当てられている。このようなアプローチを用いることに
よって、融着加熱ロールは、熱伝導性又は補強用の粒子に加えて導電性粒子が配
合された一つ以上のフルオロポリマー・コーティングを備えた導電性（典型的に
は金属）コアを有する。同様に、融着フィルムベルトは、熱伝導性粒子（典型的
には窒化ホウ素）が配合された高引張モジュラスの基板層（典型的にはポリイミ
ド層）、導電性プライマー層（例えば、カーボンブラックが配合されたフルオロ
ポリマー）、ならびに、フルオロポリマー樹脂に導電性粒子（カーボンブラック
のような）又はイオン導電性添加剤を添加することによって抵抗性を備えた外層
を有する。これに代わるアプローチでは、表面電荷の蓄積を制限し、かつ、電極
として試用できる材料から、圧力ロールが成るようにしてもよい。このアプロー
チを用いると、金属のコア又はシャフトが、抵抗性を発現するカーボンブラック
が配合された圧縮性のゴムで覆われる。カーボンブラック又はイオン導電性剤の
添加によって抵抗性になったフルオロポリマーが、表面層を形成するために圧力
ロールに塗布される。これらコーティングの抵抗性によって、表面電荷が拡散す
る。このアプローチの例は、下記に挙げた特許に記載されている。このアプロー
チの問題点は、融着ロール又はベルト或いは圧力ロール上の各層であって特に外
層（すなわち、印刷ページに接することになる層）において、カーボンブラック
のような粒子状の材料を必要とすることであり、この問題点には、印刷ページを
融着体から剥離するのをより困難にする。
【０００７】
１９９３年１２月に出願されたキャノン(Canon) Ｋ．Ｋ．の日本公開出願第
７−１９９７００号は、ベルト上における電荷の蓄積を防止すると言われる、電
子写真プロセスにおいて用いる融着ベルトを記載する。このベルトは、絶縁基板
と、導電性プライマー層と、シリカ粒子を備えたフルオロ樹脂ＰＴＦＥが分散さ
れた高抵抗の剥離層とを備える。
７−１９９７００号は、ベルト上における電荷の蓄積を防止すると言われる、電
子写真プロセスにおいて用いる融着ベルトを記載する。このベルトは、絶縁基板
と、導電性プライマー層と、シリカ粒子を備えたフルオロ樹脂ＰＴＦＥが分散さ
れた高抵抗の剥離層とを備える。
【０００８】
１９７９年１２月１８日に発行されたタルミ(Tarumi)らの米国特許第４，１７
９，６０１号は、定着ロール表面における電子の電荷濃度を低減する、電子写真
プロセスのための定着（融着）装置を開示する。この装置内の定着ロール及び／
又は加圧ロールは、組込まれた低電気抵抗の粉末を備えた樹脂質（組込まれたカ
ーボンブラックと二酸化チタンを有するフルオロ樹脂ＰＴＦＥのような）からな
る外層を有すると教示されている。
９，６０１号は、定着ロール表面における電子の電荷濃度を低減する、電子写真
プロセスのための定着（融着）装置を開示する。この装置内の定着ロール及び／
又は加圧ロールは、組込まれた低電気抵抗の粉末を備えた樹脂質（組込まれたカ
ーボンブラックと二酸化チタンを有するフルオロ樹脂ＰＴＦＥのような）からな
る外層を有すると教示されている。
【０００９】
１９８４年２月２８日に発行されたイニガキ(Inigaki)らの米国特許第４，４
３４，３５５号は、トナーオフセットを抑制すると言われる、電子写真プロセス
で用いる熱定着装置を開示する。記載される熱定着ロールは、９％〜２５％のカ
ーボン繊維を含有するフルオロ樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ又はＦＥＰのような）か
らなる外層を含む。
３４，３５５号は、トナーオフセットを抑制すると言われる、電子写真プロセス
で用いる熱定着装置を開示する。記載される熱定着ロールは、９％〜２５％のカ
ーボン繊維を含有するフルオロ樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ又はＦＥＰのような）か
らなる外層を含む。
【００１０】
１９８５年１０月２９日に発行されたイナガキ(Inagaki)らの米国特許第４，
５５０，２４３号もまた、トナーオフセットを抑制すると教示される、電子写真
プロセスで用いる熱ロール定着装置を開示する。粒状のカーボンブラックを含有
し最上部にフルオロ樹脂層を備えたプライマー層を支持する導電性コアを、この
ロールは備え、プライマー層がフルオロ樹脂層の表面において部分的に露出して
いる。フルオロ樹脂層の表面で生成される電荷は、プライマー層と導電性コアを
通って接地によって放出される。１９８６年６月２４日に発行されたイナガキ(I
nagaki)らの米国特許第４，５９６，９２０号も参照されたい。
５５０，２４３号もまた、トナーオフセットを抑制すると教示される、電子写真
プロセスで用いる熱ロール定着装置を開示する。粒状のカーボンブラックを含有
し最上部にフルオロ樹脂層を備えたプライマー層を支持する導電性コアを、この
ロールは備え、プライマー層がフルオロ樹脂層の表面において部分的に露出して
いる。フルオロ樹脂層の表面で生成される電荷は、プライマー層と導電性コアを
通って接地によって放出される。１９８６年６月２４日に発行されたイナガキ(I
nagaki)らの米国特許第４，５９６，９２０号も参照されたい。
【００１１】
１９９１年９月２３日に発行されたセンバ(Semba)らの米国特許第５，０４５
，８９１号は、トナーオフセットを抑制すると言われる画像定着装置を開示する
。チタン酸カリウム、シリコーンカーバイド又はカーボンのような低抵抗性の単
結晶繊維を３％〜２０％含むフルオロ樹脂層（ＰＦＡ又はＰＴＦＥのような）を
支持する導電性コアを、加熱ロールは備える。これらの繊維は、形成されたあら
ゆる表面電荷を放電するように作用する、ロール表面から導電性ロールへの導電
路を形成すると言われる。
，８９１号は、トナーオフセットを抑制すると言われる画像定着装置を開示する
。チタン酸カリウム、シリコーンカーバイド又はカーボンのような低抵抗性の単
結晶繊維を３％〜２０％含むフルオロ樹脂層（ＰＦＡ又はＰＴＦＥのような）を
支持する導電性コアを、加熱ロールは備える。これらの繊維は、形成されたあら
ゆる表面電荷を放電するように作用する、ロール表面から導電性ロールへの導電
路を形成すると言われる。
【００１２】
トナーオフセットを最小にするロール又はベルトの処方に対する基本的な特徴
として、融着ロール又はベルトの電気破壊特性は、今まで用いられていなかった
。２５０ボルト以下で電気破壊を示すように融着ロール又はベルトが処方される
ならば、融着ロール又はベルト上における電荷の蓄積に関連するトナーオフセッ
トの汚染問題が無くなることが今回見出された。さらに、外層に粒状材料を含ま
ないこのようなロール又はベルトを処方することが可能であり、これによって、
印刷プロセスにおける剥離特性が改善される。
として、融着ロール又はベルトの電気破壊特性は、今まで用いられていなかった
。２５０ボルト以下で電気破壊を示すように融着ロール又はベルトが処方される
ならば、融着ロール又はベルト上における電荷の蓄積に関連するトナーオフセッ
トの汚染問題が無くなることが今回見出された。さらに、外層に粒状材料を含ま
ないこのようなロール又はベルトを処方することが可能であり、これによって、
印刷プロセスにおける剥離特性が改善される。
【００１３】発明の概要
本発明は、電子写真プロセスで用いられる加熱ロールによる定着装置を包含し
、この装置は、同心状の複数の層がコーティングされたコア部材を含み、これら
の層の少なくとも一つが導電性材料を含有せず、かつ、ロールそのものが約２５
０ボルト以下で電気破壊を示す。好適な加熱ロールでは、トップコート又は剥離
層はいかなる導電性材料も含有していない。
、この装置は、同心状の複数の層がコーティングされたコア部材を含み、これら
の層の少なくとも一つが導電性材料を含有せず、かつ、ロールそのものが約２５
０ボルト以下で電気破壊を示す。好適な加熱ロールでは、トップコート又は剥離
層はいかなる導電性材料も含有していない。
【００１４】
本発明は、電子写真の熱定着プロセスで用いられる融着ベルトを包含し、この
ベルトは、外表面を逐次コーティングした複数の層を担持する連続ベルト形状の
耐熱性樹脂基板を含み、これらの層の少なくとも一つが導電性材料を含有せず、
かつ、約２５０ボルト以下で電気破壊を示す。この融着ベルトの好適な実施態様
では、トップコート又は剥離層はいかなる導電性材料も含有していない。
ベルトは、外表面を逐次コーティングした複数の層を担持する連続ベルト形状の
耐熱性樹脂基板を含み、これらの層の少なくとも一つが導電性材料を含有せず、
かつ、約２５０ボルト以下で電気破壊を示す。この融着ベルトの好適な実施態様
では、トップコート又は剥離層はいかなる導電性材料も含有していない。
【００１５】発明の詳細な説明
本発明は、電子写真プロセスの定着部に用いられる加熱融着ロール及び融着ベ
ルトに関する。特に、本発明は、融着部材上における電荷付着を制限するために
、（従来技術が行なっていたような）ローラー又はベルトの抵抗率に焦点を合わ
せるのではなく、加熱ロール又は融着ベルトコーティングの絶縁破壊（又は電荷
受容）値の重要性を認識するものである。このアプローチでは、導電性の粒子、
繊維又はイオン性添加剤を添加することによって、ローラー又はベルトの各層及
び全層を抵抗性にすることなしに、融着体の静電特性に関連する電界の大きさと
トナー不純物を制限する。このことは、融着加熱ロール及び融着ベルトの処方に
おけるより大きな融通性を提供し、このようなロール及びベルトがトップコート
又は剥離層における粒子状物質なしに処方されることを許容し、これによって、
融着システムからの印刷ページの剥離特性が改善される。
ルトに関する。特に、本発明は、融着部材上における電荷付着を制限するために
、（従来技術が行なっていたような）ローラー又はベルトの抵抗率に焦点を合わ
せるのではなく、加熱ロール又は融着ベルトコーティングの絶縁破壊（又は電荷
受容）値の重要性を認識するものである。このアプローチでは、導電性の粒子、
繊維又はイオン性添加剤を添加することによって、ローラー又はベルトの各層及
び全層を抵抗性にすることなしに、融着体の静電特性に関連する電界の大きさと
トナー不純物を制限する。このことは、融着加熱ロール及び融着ベルトの処方に
おけるより大きな融通性を提供し、このようなロール及びベルトがトップコート
又は剥離層における粒子状物質なしに処方されることを許容し、これによって、
融着システムからの印刷ページの剥離特性が改善される。
【００１６】
本発明は、２５０ボルト以下（コロナで印加されて静電プローブで測定された
ような）で電気破壊を示す加熱ロール又はベルトが、融着ベルト又は加熱ロール
上における電荷の蓄積に関連する特定のトナー不純物の問題を無くすことに基づ
く。導電性粒子又はイオン導電性剤が配合されていない厚いフルオロ樹脂層又は
薄いフルオロ樹脂コーティング中に、導電性粒子又はイオン導電性剤を少量配合
することは、複合コーティング全体の電気破壊を２５０ボルト以下の範囲にする
のに用いられるので、抵抗性コーティングと絶縁破壊を示すコーティングとの間
の差異は重要なものである。機能上、導電性剤の濃度を低減し又は導電性剤をな
くすことにより、フルオロポリマーコーティングの剥離特性はかなり改善される
。
ような）で電気破壊を示す加熱ロール又はベルトが、融着ベルト又は加熱ロール
上における電荷の蓄積に関連する特定のトナー不純物の問題を無くすことに基づ
く。導電性粒子又はイオン導電性剤が配合されていない厚いフルオロ樹脂層又は
薄いフルオロ樹脂コーティング中に、導電性粒子又はイオン導電性剤を少量配合
することは、複合コーティング全体の電気破壊を２５０ボルト以下の範囲にする
のに用いられるので、抵抗性コーティングと絶縁破壊を示すコーティングとの間
の差異は重要なものである。機能上、導電性剤の濃度を低減し又は導電性剤をな
くすことにより、フルオロポリマーコーティングの剥離特性はかなり改善される
。
【００１７】
本発明の融着加熱ロールは、コア部材と、この上にラミネート（コーティング
）された円筒形状を成す同心状の複数の層であって様々な機能を備えた複数層と
を含む。コア部材は当分野において良く知られており、熱を伝えるあらゆる材料
から作られる。このような材料の例は、アルミニウム、銅、アルミニウム合金、
銅合金、スチール及びステンレススチールを含む。重量が軽く、熱伝導性で、比
較的廉価なことから、アルミニウムが好適な材料である。コア部材は、内部に加
熱ランプが配置できるようにほぼ中空状であり、それによって、熱エネルギーが
融着ロールに伝えられる。コアは、コア材料の外表面全体を覆う２層以上でコー
ティングされる。これらの層は加熱融着ロールのための適切な表面特性を提供し
、融着温度（例えば、１８０℃）に耐えるのに十分な熱抵抗性を有し、（単独及
び導電性材料との組合せにおいて）ローラーの必要な電気破壊特性を提供する。
表層の全体厚さは、好ましくは、約１〜約５０μｍの範囲である。表層に用いら
れる材料の例は、フッ素−含有樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、
シリコーン樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂
及びポリブチレンテレフタレート樹脂を含む。フッ素−含有樹脂が好ましい。フ
ッ素−含有樹脂の例は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフル
オロエチレン−パーフルオロアキルビニルエーテルコ−ポリマー（ＰＦＡ）及び
テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコ−ポリマー（ＦＥＰ）を
含む。本発明の鍵は、コーティングされた層の少なくとも一つが導電性材料を含
有しておらず、かつ、ロールそのものが約２５０ボルト以下で電気破壊を示すこ
とである。
）された円筒形状を成す同心状の複数の層であって様々な機能を備えた複数層と
を含む。コア部材は当分野において良く知られており、熱を伝えるあらゆる材料
から作られる。このような材料の例は、アルミニウム、銅、アルミニウム合金、
銅合金、スチール及びステンレススチールを含む。重量が軽く、熱伝導性で、比
較的廉価なことから、アルミニウムが好適な材料である。コア部材は、内部に加
熱ランプが配置できるようにほぼ中空状であり、それによって、熱エネルギーが
融着ロールに伝えられる。コアは、コア材料の外表面全体を覆う２層以上でコー
ティングされる。これらの層は加熱融着ロールのための適切な表面特性を提供し
、融着温度（例えば、１８０℃）に耐えるのに十分な熱抵抗性を有し、（単独及
び導電性材料との組合せにおいて）ローラーの必要な電気破壊特性を提供する。
表層の全体厚さは、好ましくは、約１〜約５０μｍの範囲である。表層に用いら
れる材料の例は、フッ素−含有樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、
シリコーン樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂
及びポリブチレンテレフタレート樹脂を含む。フッ素−含有樹脂が好ましい。フ
ッ素−含有樹脂の例は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフル
オロエチレン−パーフルオロアキルビニルエーテルコ−ポリマー（ＰＦＡ）及び
テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコ−ポリマー（ＦＥＰ）を
含む。本発明の鍵は、コーティングされた層の少なくとも一つが導電性材料を含
有しておらず、かつ、ロールそのものが約２５０ボルト以下で電気破壊を示すこ
とである。
【００１８】
好適な実施態様では、加熱ロールは、コア部材と、該コアをコーティングする
プライマー層、該プライマー層をコーティングする中間層、及び該中間層をコー
ティングするトップコート（剥離）層を含む。特に好適な実施態様では、トップ
コート（剥離）層はどのような導電性材料も含有していない。プライマー層と中
間層は、好ましくは、ここに参考として挙げられる１９９７年１２月９日に発行
されたヤノらの米国特許第５，６９７，０３７号に記載されるカーボンブラック
及びイオン導電性材料のような導電性材料を含有する上述のようなフルオロポリ
マーから形成される。好適な構造体では、プライマー層と中間層は、フルオロポ
リマーの重量を基準に約１％〜約１０％の導電性材料を含む。プライマー層は、
約１〜約１３μｍ、好ましくは約２〜約５μｍの厚さを通常有し、中間層は、約
１５〜約３０μｍ、好ましくは約１８〜約２２μｍの厚さを有し、トップコート
又は剥離層は、約１〜約７μｍ、好ましくは約２〜約３μｍの厚さを通常有する
。
プライマー層、該プライマー層をコーティングする中間層、及び該中間層をコー
ティングするトップコート（剥離）層を含む。特に好適な実施態様では、トップ
コート（剥離）層はどのような導電性材料も含有していない。プライマー層と中
間層は、好ましくは、ここに参考として挙げられる１９９７年１２月９日に発行
されたヤノらの米国特許第５，６９７，０３７号に記載されるカーボンブラック
及びイオン導電性材料のような導電性材料を含有する上述のようなフルオロポリ
マーから形成される。好適な構造体では、プライマー層と中間層は、フルオロポ
リマーの重量を基準に約１％〜約１０％の導電性材料を含む。プライマー層は、
約１〜約１３μｍ、好ましくは約２〜約５μｍの厚さを通常有し、中間層は、約
１５〜約３０μｍ、好ましくは約１８〜約２２μｍの厚さを有し、トップコート
又は剥離層は、約１〜約７μｍ、好ましくは約２〜約３μｍの厚さを通常有する
。
【００１９】
本発明の融着ベルトは、ベルトの外表面を逐次コーティングする複数の層を備
えた連続ベルト形状の耐熱性樹脂基板を通常含む。融着ベルトのためのフィルム
は、典型的には、ポリイミド、ポリアミド又はポリフェニレンオキサイドのよう
な耐熱性フィルムである。好適なベルトは、例えば、円筒表面に、有機極性溶媒
中において芳香族テトラカルボン酸成分を芳香族ジアミン成分と反応させること
によって得られるポリイミド前駆体をキャスティングし、このキャスト材料を熱
処理し、次いで処理材料を脱水−縮合反応に供することによって得られるポリイ
ミドシームレスフィルムである。
えた連続ベルト形状の耐熱性樹脂基板を通常含む。融着ベルトのためのフィルム
は、典型的には、ポリイミド、ポリアミド又はポリフェニレンオキサイドのよう
な耐熱性フィルムである。好適なベルトは、例えば、円筒表面に、有機極性溶媒
中において芳香族テトラカルボン酸成分を芳香族ジアミン成分と反応させること
によって得られるポリイミド前駆体をキャスティングし、このキャスト材料を熱
処理し、次いで処理材料を脱水−縮合反応に供することによって得られるポリイ
ミドシームレスフィルムである。
【００２０】
ベルト上に含まれる層は、有効な融着ベルトとして作用することができること
が欠かせない態様でベルト表面を修飾するように作用する。用いられる層は、ベ
ルトそのものに対して適切な接着特性を有するものであり、融着温度に耐えるの
に十分な耐熱性を有し、単独又は導電性材料との組合せのいずれかにおいて印刷
ページに対する所望の剥離特性を提供し、約２５０ボルト以下で電気破壊を示す
ベルトを提供する。本発明の鍵となる特徴は、前記層の少なくとも一つが導電性
材料を含有していないことである。表層の全体厚さは、好ましくは、約１〜約５
０μｍの範囲である。このような層に用いられる材料の例は、フッ素−含有樹脂
、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリベンズイミダ
ゾール樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂及びポリブチレンテレフタレート樹
脂を含む。フッ素−含有樹脂が最も好ましい。好適なフッ素−含有樹脂の例は、
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフル
オロアキルビニルエーテルコ−ポリマー（ＰＦＡ）及びテトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロピレンコ−ポリマー（ＦＥＰ）を含む。
が欠かせない態様でベルト表面を修飾するように作用する。用いられる層は、ベ
ルトそのものに対して適切な接着特性を有するものであり、融着温度に耐えるの
に十分な耐熱性を有し、単独又は導電性材料との組合せのいずれかにおいて印刷
ページに対する所望の剥離特性を提供し、約２５０ボルト以下で電気破壊を示す
ベルトを提供する。本発明の鍵となる特徴は、前記層の少なくとも一つが導電性
材料を含有していないことである。表層の全体厚さは、好ましくは、約１〜約５
０μｍの範囲である。このような層に用いられる材料の例は、フッ素−含有樹脂
、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリベンズイミダ
ゾール樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂及びポリブチレンテレフタレート樹
脂を含む。フッ素−含有樹脂が最も好ましい。好適なフッ素−含有樹脂の例は、
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフル
オロアキルビニルエーテルコ−ポリマー（ＰＦＡ）及びテトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロピレンコ−ポリマー（ＦＥＰ）を含む。
【００２１】
好適なベルト構造体は、ベルトのためのポリイミド樹脂、ならびに、プライマ
ー層、中間層及びトップコート（剥離）層を組込み、ベルトの外表面にプライマ
ー層が直接コーティングされ、中間層がプライマー層にコーティングされ、トッ
プコート（剥離）層が中間層にコーティングされる。好適な実施態様では、トッ
プコート又は剥離層はあらゆる導電性材料を含有していない。好適な実施態様で
は、プライマー層及び中間層は、ここに参考として挙げた１９９７年１２月９日
に発行されたヤノらの米国特許第５，６９７，０３７号に記載されるカーボンブ
ラック又はイオン導電性材料のような導電性材料を備えたフルオロポリマーを含
む。導電性材料は、好ましくは、フルオロポリマー含量を基準に約５％〜約３０
％でプライマー層中に、フルオロポリマー含量を基準に約１％〜約５％で中間層
中に存在する。ベルトはまた、窒化ホウ素のような熱伝導性材料を、ベルトのポ
リイミド含量を基準に好ましくは約１５％〜約３０％の量で含有していてもよい
。ポリイミドベルトは、通常、約３０μｍ〜約６０μｍ、好ましくは約４５μｍ
〜約５５μｍの厚さを有し、プライマー層は、約１μｍ〜約１０μｍ、好ましく
は約２μｍ〜約５μｍの厚さを有し、中間層は、約５μｍ〜約２０μｍ、好まし
くは約８μｍ〜約１２μｍの厚さを有し、トップコート（剥離）層は、約２μｍ
〜約５μｍ、好ましくは約２μｍ〜約３μｍの厚さを有する。
ー層、中間層及びトップコート（剥離）層を組込み、ベルトの外表面にプライマ
ー層が直接コーティングされ、中間層がプライマー層にコーティングされ、トッ
プコート（剥離）層が中間層にコーティングされる。好適な実施態様では、トッ
プコート又は剥離層はあらゆる導電性材料を含有していない。好適な実施態様で
は、プライマー層及び中間層は、ここに参考として挙げた１９９７年１２月９日
に発行されたヤノらの米国特許第５，６９７，０３７号に記載されるカーボンブ
ラック又はイオン導電性材料のような導電性材料を備えたフルオロポリマーを含
む。導電性材料は、好ましくは、フルオロポリマー含量を基準に約５％〜約３０
％でプライマー層中に、フルオロポリマー含量を基準に約１％〜約５％で中間層
中に存在する。ベルトはまた、窒化ホウ素のような熱伝導性材料を、ベルトのポ
リイミド含量を基準に好ましくは約１５％〜約３０％の量で含有していてもよい
。ポリイミドベルトは、通常、約３０μｍ〜約６０μｍ、好ましくは約４５μｍ
〜約５５μｍの厚さを有し、プライマー層は、約１μｍ〜約１０μｍ、好ましく
は約２μｍ〜約５μｍの厚さを有し、中間層は、約５μｍ〜約２０μｍ、好まし
くは約８μｍ〜約１２μｍの厚さを有し、トップコート（剥離）層は、約２μｍ
〜約５μｍ、好ましくは約２μｍ〜約３μｍの厚さを有する。
【００２２】
電圧破壊又は絶縁破壊、ならびに、抵抗率の用語で示される絶縁体の特徴付け
は、電線工業において良く知られている。フルオロポリマー樹脂、例えばポリテ
トラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、６０〜８０ボルト／ミクロンの絶縁破壊
電圧と１Ｅ１８オーム−ｃｍより大きな抵抗率で特徴付けられる。他のフルオロ
ポリマーのフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）は、８０ボルト／ミクロンの
絶縁破壊電圧と１Ｅ１８オーム−ｃｍより大きな電気抵抗率で特徴付けられる。
破壊電圧と抵抗率との間の差異は注目すべきである（ハンス(Hans) ドミニング
ハウス(Domininghaus)のPlastics for Engineers, ハンサー(Hanser) パブリッ
シャーズ(Publishers),ニューヨーク（New York）、1988）。
は、電線工業において良く知られている。フルオロポリマー樹脂、例えばポリテ
トラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、６０〜８０ボルト／ミクロンの絶縁破壊
電圧と１Ｅ１８オーム−ｃｍより大きな抵抗率で特徴付けられる。他のフルオロ
ポリマーのフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）は、８０ボルト／ミクロンの
絶縁破壊電圧と１Ｅ１８オーム−ｃｍより大きな電気抵抗率で特徴付けられる。
破壊電圧と抵抗率との間の差異は注目すべきである（ハンス(Hans) ドミニング
ハウス(Domininghaus)のPlastics for Engineers, ハンサー(Hanser) パブリッ
シャーズ(Publishers),ニューヨーク（New York）、1988）。
【００２３】
絶縁破壊及び抵抗率の用語で示される材料の特徴付けは、電子写真において良
く知られている。例えば、光導電体は電荷受容（すなわち、コロトロン（corotr
on）又は電荷ロールの電荷源が供給された際において、与えられた厚さの光導電
体フィルムの電圧が（暗状態で）もはや増加しないときの電圧）によって特徴付
けられる。これは、絶縁破壊電圧に直接関係する。フィルムの抵抗率ｒは、測定
される電荷減衰時間（これまた暗状態で評価された）によって特徴付けられる。
測定時間として一定時間Ｔは、Ｔ(秒)＝ｒ（オーム−ｃｍ）×Ｋε０（ファラド
／ｃｍ）によって与えられる。この式で、Ｋはフィルムの比誘電率であり、ε０ は自由空間における誘電率（８．８５４Ｅ−１４ファラド／ｃｍ）である。
く知られている。例えば、光導電体は電荷受容（すなわち、コロトロン（corotr
on）又は電荷ロールの電荷源が供給された際において、与えられた厚さの光導電
体フィルムの電圧が（暗状態で）もはや増加しないときの電圧）によって特徴付
けられる。これは、絶縁破壊電圧に直接関係する。フィルムの抵抗率ｒは、測定
される電荷減衰時間（これまた暗状態で評価された）によって特徴付けられる。
測定時間として一定時間Ｔは、Ｔ(秒)＝ｒ（オーム−ｃｍ）×Ｋε０（ファラド
／ｃｍ）によって与えられる。この式で、Ｋはフィルムの比誘電率であり、ε０ は自由空間における誘電率（８．８５４Ｅ−１４ファラド／ｃｍ）である。
【００２４】
融着ベルト又はロールに対して、絶縁破壊電圧と時定数を評価するための定着
手順が、図１に示される。用いた試験手順は、以下の通りである。 （１）測定が行なわれるベルト又はロール表面における３×１０ｃｍの面積を 洗浄する。イソプロピルアルコールを湿らせたクリーン−ルームワイプ で拭う。ワイプを乾燥させ、次いで、３０秒空気乾燥する。 （２）試験定着装置の主軸にベルトを掛ける。ベルト（又は加熱ロールのコア ）のプライマー層に接地を設ける。 （３）試験片から１〜１．５ｍｍのところに用意された場所に、モンロー(Mon roe) ESVプローブを配置する。 （４）プローブを脇に移動させる。ヘッドのチャージ(Charge) ブラシ(Brush )による２０μＡ、０〜１０ＫＶのモンロー(Monroe) コロナ(Corona) プライ(Ply)IIのスイッチを入れる。 （５）融着ベルト（又はロール）の表面を横切ってチャージ(Charge) ブラシ (Brush)を軽く引き、３×１０ｃｍの面積にわたって３回通過させる。 次いで、ベルト（ロール）の表面から２〜４ｍｍのところでチャージ(C harge) ブラシ(Brush)を更に３回通過させて帯電する。 （６）コロナ(Corona) プライ(Ply)IIのスイッチを切り、ESVプローブを帯電 部分の中央から１．５ｍｍに直ちに再配置する。 （７）３秒における電圧を、“Ｖ３”として記録する。 （８）３０秒における電圧を、“Ｖ３０”として記録する。
手順が、図１に示される。用いた試験手順は、以下の通りである。 （１）測定が行なわれるベルト又はロール表面における３×１０ｃｍの面積を 洗浄する。イソプロピルアルコールを湿らせたクリーン−ルームワイプ で拭う。ワイプを乾燥させ、次いで、３０秒空気乾燥する。 （２）試験定着装置の主軸にベルトを掛ける。ベルト（又は加熱ロールのコア ）のプライマー層に接地を設ける。 （３）試験片から１〜１．５ｍｍのところに用意された場所に、モンロー(Mon roe) ESVプローブを配置する。 （４）プローブを脇に移動させる。ヘッドのチャージ(Charge) ブラシ(Brush )による２０μＡ、０〜１０ＫＶのモンロー(Monroe) コロナ(Corona) プライ(Ply)IIのスイッチを入れる。 （５）融着ベルト（又はロール）の表面を横切ってチャージ(Charge) ブラシ (Brush)を軽く引き、３×１０ｃｍの面積にわたって３回通過させる。 次いで、ベルト（ロール）の表面から２〜４ｍｍのところでチャージ(C harge) ブラシ(Brush)を更に３回通過させて帯電する。 （６）コロナ(Corona) プライ(Ply)IIのスイッチを切り、ESVプローブを帯電 部分の中央から１．５ｍｍに直ちに再配置する。 （７）３秒における電圧を、“Ｖ３”として記録する。 （８）３０秒における電圧を、“Ｖ３０”として記録する。
【００２５】
融着ベルトをチャージ(Charge) ブラシ(Brush)で帯電し、帯電源を取除いた後
におけるその表面の電圧をモニターした結果を、図２に示す。ここで、複合コー
ティングベルトの絶縁破壊電圧は、２０μＡのチャージ(Charge) ブラシ(Brush)
が取除かれた後の３秒における測定電圧であるＶ３として規定される。時定数Ｔ
＝２７／ｌｎ（Ｖ３／Ｖ３０）である。
におけるその表面の電圧をモニターした結果を、図２に示す。ここで、複合コー
ティングベルトの絶縁破壊電圧は、２０μＡのチャージ(Charge) ブラシ(Brush)
が取除かれた後の３秒における測定電圧であるＶ３として規定される。時定数Ｔ
＝２７／ｌｎ（Ｖ３／Ｖ３０）である。
【００２６】
無充填ＰＴＦＥフルオロポリマーの外層は約８０ボルト／ミクロンで破壊し、
これは、１２μｍの厚さのコーティング層に対して９６０Ｖの絶縁破壊電圧とな
る。厚さを６μｍに低減すると、絶縁破壊電圧は約４８０ボルトに低減すること
が予想される。更に、厚さを２μｍに低減すると、絶縁破壊電圧は約１６０ボル
トに低減することが予想される。
これは、１２μｍの厚さのコーティング層に対して９６０Ｖの絶縁破壊電圧とな
る。厚さを６μｍに低減すると、絶縁破壊電圧は約４８０ボルトに低減すること
が予想される。更に、厚さを２μｍに低減すると、絶縁破壊電圧は約１６０ボル
トに低減することが予想される。
【００２７】
フルオロ樹脂コーティングにカーボン粒子を加えることによって、同じ１２μ
ｍの厚さのＰＴＦＥコーティングに対して、４０〜２００ボルトの破壊を達成す
るために、有効な絶縁厚さを実質的に（配合に依存して）低減することができる
。図２に示される測定された時定数は変化せず、カーボンの配合によって低減す
るのはコーティングの抵抗率ではなく破壊電圧であることが示される。表面ポテ
ンシャルが絶縁破壊電圧以下になると、コーティングの抵抗率はＰＴＦＥのもの
である（非常に高い）。
ｍの厚さのＰＴＦＥコーティングに対して、４０〜２００ボルトの破壊を達成す
るために、有効な絶縁厚さを実質的に（配合に依存して）低減することができる
。図２に示される測定された時定数は変化せず、カーボンの配合によって低減す
るのはコーティングの抵抗率ではなく破壊電圧であることが示される。表面ポテ
ンシャルが絶縁破壊電圧以下になると、コーティングの抵抗率はＰＴＦＥのもの
である（非常に高い）。
【００２８】
本発明の融着ロール及び融着ベルトは以下の実施例によって例示されるが、こ
れらは例示のためのものであり、本発明を限定するものではない。
れらは例示のためのものであり、本発明を限定するものではない。
【００２９】実施例１
本発明の融着ベルトは、以下の構成を有する。
１．１５重量％〜３０重量％の窒化ホウ素が配合された５０μｍのポリイミド
のベース層。
２．DuPont855-029（導電性カーボンブラックと共にＰＴＦＥ／ＦＥＰブレン
ドを含有するディスパージョン）から作製された３μｍの導電性プライマ
ー層。
３．DuPont855-411（ＰＦＡと約３．８％のカーボンブラックを含有するディ
スパージョン）にDuPont857-210（ＰＦＡを含有するディスパージョン）
を、４０：６０の比率で混合したものから作製され、約１．５％のカーボ
ンブラックを備えたコーティングを形成する１０μｍのフルオロポリマー
の絶縁破壊層。
４．導電性添加剤を備えていないDuPont857-210から作製された２μｍのフル
オロポリマーの最上層。
【００３０】
融着ベルトは以下のように作製される。
【００３１】
コーティング基板として、シームレスのポリイミドチューブ（２５．４ｍｍ）
が用いられる。ポリイミドは、ビフェニル−３，３’，４，４’−テトラカルボ
キシリックジアンハイドライド／ｐ−フェニレンジアミン（ＢＰＤＡ／ＰＤＡ）
タイプに窒化ホウ素が配合されたものである。チューブは、陽極酸化されたアル
ミニウムの主軸上に配置される。これは、主軸が回転するときにチューブを適所
に維持するのを助けるために、一端がテーパー状となっている。重力供給のエア
ースプレーガン、イワタ(Iwata) モデルＲＧ−２が、回転スピンドルによって
左右に移動する定着装置に取付けられる。主軸に配置されたチューブは、ガンの
先端から１５０〜２００ｍｍ以内において取付けられる。
が用いられる。ポリイミドは、ビフェニル−３，３’，４，４’−テトラカルボ
キシリックジアンハイドライド／ｐ−フェニレンジアミン（ＢＰＤＡ／ＰＤＡ）
タイプに窒化ホウ素が配合されたものである。チューブは、陽極酸化されたアル
ミニウムの主軸上に配置される。これは、主軸が回転するときにチューブを適所
に維持するのを助けるために、一端がテーパー状となっている。重力供給のエア
ースプレーガン、イワタ(Iwata) モデルＲＧ−２が、回転スピンドルによって
左右に移動する定着装置に取付けられる。主軸に配置されたチューブは、ガンの
先端から１５０〜２００ｍｍ以内において取付けられる。
【００３２】
DuPont855-029のプライマーは、混合のためにゆっくり回転させられ、次いで
、５０ミクロンのナイロンバッグを通して濾過される。ユニオンカーバイド(Uni
on Carbide)のTritonＴＭ X-100界面活性剤の１％水溶液で、ディスパージョン
を２０％の固形分まで希釈する。ガンの流速は、０．０１２５ｇｍｓ／秒で、噴
霧圧が４０ｐｓｉにセットされる。１２０ｒｐｍの主軸回転の際に、プライマー
は３．０ｃｍ／秒の速度で一方向に２回通過する間に噴霧される。
、５０ミクロンのナイロンバッグを通して濾過される。ユニオンカーバイド(Uni
on Carbide)のTritonＴＭ X-100界面活性剤の１％水溶液で、ディスパージョン
を２０％の固形分まで希釈する。ガンの流速は、０．０１２５ｇｍｓ／秒で、噴
霧圧が４０ｐｓｉにセットされる。１２０ｒｐｍの主軸回転の際に、プライマー
は３．０ｃｍ／秒の速度で一方向に２回通過する間に噴霧される。
【００３３】
DuPont855-411及び857-210は、４０グラムの855-411を６０グラムの857-210に
加えて混合するために、ゆっくり回転させられる。この混合物は、混合のために
ゆっくり回転させられ、次いで、１００ミクロンのナイロンバッグを通して濾過
される。露出したプライマーをベルトの一端に残すために、マスクが用いられる
。ガンの流速は、０．０３６２ｇｍｓ／秒で、噴霧圧が６０ｐｓｉにセットされ
る。１２０ｒｐｍの主軸回転の際に、絶縁破壊層は３．０ｃｍ／秒の速度で一方
向に３回通過する間に噴霧される。
加えて混合するために、ゆっくり回転させられる。この混合物は、混合のために
ゆっくり回転させられ、次いで、１００ミクロンのナイロンバッグを通して濾過
される。露出したプライマーをベルトの一端に残すために、マスクが用いられる
。ガンの流速は、０．０３６２ｇｍｓ／秒で、噴霧圧が６０ｐｓｉにセットされ
る。１２０ｒｐｍの主軸回転の際に、絶縁破壊層は３．０ｃｍ／秒の速度で一方
向に３回通過する間に噴霧される。
【００３４】
DuPont857-210のトップコートは、混合のためにゆっくり回転させられ、次い
で、１００ミクロンのナイロンバッグを通して濾過される。ユニオンカーバイド
(Union Carbide)のTritonＴＭ X-100界面活性剤の１％水溶液で、ディスパージ
ョンを２５％の固形分まで希釈する。ガンの流速は、０．０３６２ｇｍｓ／秒で
、噴霧圧が６０ｐｓｉにセットされる。１２０ｒｐｍの主軸回転の際に、トップ
コートは３．０ｃｍ／秒の速度で１回通過する間に噴霧される。チューブは、次
いで、２００℃で１０分間乾燥され、３８０℃で２時間焼結される。露出したト
ップコート層を残すために、チューブは旋盤で余分な部分が切り取られる。
で、１００ミクロンのナイロンバッグを通して濾過される。ユニオンカーバイド
(Union Carbide)のTritonＴＭ X-100界面活性剤の１％水溶液で、ディスパージ
ョンを２５％の固形分まで希釈する。ガンの流速は、０．０３６２ｇｍｓ／秒で
、噴霧圧が６０ｐｓｉにセットされる。１２０ｒｐｍの主軸回転の際に、トップ
コートは３．０ｃｍ／秒の速度で１回通過する間に噴霧される。チューブは、次
いで、２００℃で１０分間乾燥され、３８０℃で２時間焼結される。露出したト
ップコート層を残すために、チューブは旋盤で余分な部分が切り取られる。
【００３５】実施例２
以下に記載の構成を有する本発明の融着ベルトは、実施例１に記載の方法に従
って作製される。 １．１５重量％〜３０重量％の窒化ホウ素が配合された５０μｍのポリイミド のベース層。 ２．DuPont855-029（導電性カーボンブラックと共にＰＴＦＥ／ＦＥＰブレン ドを含有するディスパージョン）から作製された３μｍの導電性プライマ ー層。 ３．米国特許第５，６９７，０３７号に記載されるタイプのイオン導電性添加 剤を備え、DuPont857-210ＰＦＡから作製された１０μｍのフルオロポリ マーの絶縁破壊層。 ４．導電性添加剤を備えていないDuPont857-210から作製された２μｍのフル オロポリマーの最上層。
って作製される。 １．１５重量％〜３０重量％の窒化ホウ素が配合された５０μｍのポリイミド のベース層。 ２．DuPont855-029（導電性カーボンブラックと共にＰＴＦＥ／ＦＥＰブレン ドを含有するディスパージョン）から作製された３μｍの導電性プライマ ー層。 ３．米国特許第５，６９７，０３７号に記載されるタイプのイオン導電性添加 剤を備え、DuPont857-210ＰＦＡから作製された１０μｍのフルオロポリ マーの絶縁破壊層。 ４．導電性添加剤を備えていないDuPont857-210から作製された２μｍのフル オロポリマーの最上層。
【００３６】実施例３
本発明の融着加熱ロールは、以下の構成を有する。
１．粗さ約３μｍＲａのアルミニウムコア。
２．DuPont855-029（導電性カーボンブラックと共にＰＴＦＥ／ＦＥＰブレン
ドを含有するディスパージョン）から作製された３μｍの導電性プライマ
ー層。
３．DuPont855-411（ＰＦＡと約３．８％のカーボンブラックを含有するディ
スパージョン）にDuPont857-210（ＰＦＡを含有するディスパージョン）
を、４０：６０の比率で混合したものから作製され、約１．５％のカーボ
ンブラックを備えたコーティングを形成する２０μｍのフルオロポリマー
の絶縁破壊層。
４．導電性添加剤を備えていないDuPont857-210から作製された２μｍのフル
オロポリマーの最上層。
融着加熱ロールは、下記の手順を用いて作製される。３．５ミクロンの平均粗
さにグリットブラスト仕上げされたアルミニウムチューブが、コアとして用いら
れる。絶縁破壊層に対して６回の通過が用いられ、かつ、チューブ直径が実施例
１のものと異なる場合にコーティング速度が調整されることを除いて、コーティ
ング工程は実施例１に記載のものと同じである。
さにグリットブラスト仕上げされたアルミニウムチューブが、コアとして用いら
れる。絶縁破壊層に対して６回の通過が用いられ、かつ、チューブ直径が実施例
１のものと異なる場合にコーティング速度が調整されることを除いて、コーティ
ング工程は実施例１に記載のものと同じである。
【００３７】実施例４
上記実施例３に記載の手順を用いて、以下に記載の構成を融着加熱ロールが作
製される。 １．粗さ約３μｍＲａのアルミニウムコア。 ２．DuPont855-029（導電性カーボンブラックと共にＰＴＦＥ／ＦＥＰブレン ドを含有するディスパージョン）から作製された３μｍの導電性プライマ ー層。 ３．米国特許第５，６９７，０３７号に記載されるタイプのイオン導電性添加 剤を備え、DuPont857-210ＰＦＡから作製された２０μｍのフルオロポリ マーの絶縁破壊層。 ４．導電性添加剤を備えていないDuPont857-210から作製された２μｍのフル オロポリマーの最上層。
製される。 １．粗さ約３μｍＲａのアルミニウムコア。 ２．DuPont855-029（導電性カーボンブラックと共にＰＴＦＥ／ＦＥＰブレン ドを含有するディスパージョン）から作製された３μｍの導電性プライマ ー層。 ３．米国特許第５，６９７，０３７号に記載されるタイプのイオン導電性添加 剤を備え、DuPont857-210ＰＦＡから作製された２０μｍのフルオロポリ マーの絶縁破壊層。 ４．導電性添加剤を備えていないDuPont857-210から作製された２μｍのフル オロポリマーの最上層。
【００３８】実施例５
カーボンブラック配合とフィルム厚さの検討を行なった。試験した構成と得ら
れた結果が、下記表と図３に示される。
れた結果が、下記表と図３に示される。
【００３９】
【表１】
【００４０】
無充填のDuPont857-210ＰＦＡと、カーボンブラックが配合されたＰＦＡ（約
３．８重量％のカーボンブラックで）フルオロポリマーであるDuPont855-411Ｐ
ＦＡとの一連の混合比を用いて、フィルムを作製した。図３は、絶縁破壊電圧測
定に対するカーボンブラック配合とフィルム厚さとの予想される影響を示す。２
５０ボルト以下の絶縁破壊電圧を有するベルトは、トナーオフセット汚染を示さ
ないことが、分離機能試験によって判明した。この汚染効果の始まりに対応する
２５０ボルトの閾値電圧もまた、図３に示される。好ましい操作範囲は、閾値線
以下である。
３．８重量％のカーボンブラックで）フルオロポリマーであるDuPont855-411Ｐ
ＦＡとの一連の混合比を用いて、フィルムを作製した。図３は、絶縁破壊電圧測
定に対するカーボンブラック配合とフィルム厚さとの予想される影響を示す。２
５０ボルト以下の絶縁破壊電圧を有するベルトは、トナーオフセット汚染を示さ
ないことが、分離機能試験によって判明した。この汚染効果の始まりに対応する
２５０ボルトの閾値電圧もまた、図３に示される。好ましい操作範囲は、閾値線
以下である。
【００４１】
第２の検討は、４層の融着ベルトで行なわれた。導電性プライマー層、カーボ
ンブラックが配合された絶縁破壊層及び無充填のトップコートによって構成され
た４層融着ベルトの試料に対する３つの実験における破壊電圧の測定は、下記の
表に示される。ここで、予想されるように、２μｍのトップコートを備えたベル
ト試料＃３が、望ましい<２５０ボルトの絶縁破壊電圧の目標に適合した。厚い
トップコートを備えたベルトは、２５０ボルトの絶縁破壊の目標を超えた。
ンブラックが配合された絶縁破壊層及び無充填のトップコートによって構成され
た４層融着ベルトの試料に対する３つの実験における破壊電圧の測定は、下記の
表に示される。ここで、予想されるように、２μｍのトップコートを備えたベル
ト試料＃３が、望ましい<２５０ボルトの絶縁破壊電圧の目標に適合した。厚い
トップコートを備えたベルトは、２５０ボルトの絶縁破壊の目標を超えた。
【００４２】
【表２】
【００４３】
用いたコーティング材料は、下記の通りである。
DuPont855-029（導電性カーボンブラックと共にＰＴＦＥ／ＦＥＰブレンドを
含有するディスパージョン） DuPont855-101（カーボンブラックと共にＰＴＦＥ／ＦＥＰブレンドを含有す
るディスパージョン） DuPont857-210（ＰＦＡを含有するディスパージョン）
含有するディスパージョン） DuPont855-101（カーボンブラックと共にＰＴＦＥ／ＦＥＰブレンドを含有す
るディスパージョン） DuPont857-210（ＰＦＡを含有するディスパージョン）
【図１】
図１は、融着ベルト又はロールの絶縁破壊電圧と時定数とを決定するのに用い
られる試験定着装置の概略図を示す。
られる試験定着装置の概略図を示す。
【図２】
図２は、図１に示される試験定着装置を用いて得られる典型的な結果のグラフ
である。
である。
【図３】
図３は、本出願において例示された融着ベルトにおける、測定された絶縁破壊
電圧対コーティング厚さ、ならびに、外層のカーボン配合を示すグラフである。
電圧対コーティング厚さ、ならびに、外層のカーボン配合を示すグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ
，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，
ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ
Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ
，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，
ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，
ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ
Ｈ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ
，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，
ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ
Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ
，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，
ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，Ｓ
Ｅ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ
，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
(72)発明者 ロー、ロナルド、エル
アメリカ合衆国 40515 ケンタッキー、
レキシントン、ウッドグレン・コート
932
(72)発明者 ビーチ、ブラッドリー、エル
アメリカ合衆国 40505 ケンタッキー、
レキシントン、ホーソーン・レーン 1757
(72)発明者 カリー、スティーヴン、エイ
アメリカ合衆国 40356 ケンタッキー、
ニコラスヴィル、ベント・トゥリー・コー
ト 197
Ｆターム(参考） 2H033 AA09 AA16 BA11 BA24 BA60
BB01 BB03 BB04 BB08 BB13
BB14 BB17
3J103 AA02 AA51 BA02 FA07 FA18
GA57 GA58 HA05 HA20 HA37
HA41 HA52
Claims (20)
- 【請求項１】 同心状の複数の層がコーティングされたコア部材を備え、前
記層の少なくとも一つが導電性材料を含有せず、かつ、約２５０ボルト以下で電
気破壊を示す電子写真用加熱ロールによる定着装置 - 【請求項２】 前記層が、前記コア上のプライマー層と、該プライマー層上
の中間層と、該中間層上のトップコート層とを含む、請求項１に記載の加熱ロー
ル。 - 【請求項３】 前記トップコート層が導電性材料を含有しない、請求項２に
記載の加熱ロール。 - 【請求項４】 前記プライマー層及び前記中間層が、導電性材料を含有する
フルオロポリマーを含む、請求項３に記載の加熱ロール。 - 【請求項５】 前記導電性材料が、カーボンブラック、イオン導電性添加剤
及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項４に記載の加熱ロール。 - 【請求項６】 前記導電性材料が、前記フルオロポリマーの重量を基準に約
１％〜約１０％で存在する、請求項５に記載の加熱ロール。 - 【請求項７】 前記プライマー層が約１〜約１３μｍの厚さを有し、前記中
間層が約１５〜約３０μｍの厚さを有し、前記トップコート層が約１〜約７μｍ
の厚さを有する、請求項５に記載の加熱ロール。 - 【請求項８】 前記プライマー層が約２〜約５μｍの厚さを有し、前記中間
層が約１８〜約２２μｍの厚さを有し、前記トップコート層が約２〜約３μｍの
厚さを有する、請求項７に記載の加熱ロール。 - 【請求項９】 前記コア部材がアルミニウムから作られる、請求項８に記載
の加熱ロール。 - 【請求項１０】 外表面を逐次コーティングした複数の層を担持する連続ベ
ルト形状の耐熱性樹脂基板を含み、前記層の少なくとも一つが導電性材料を含有
せず、かつ、約２５０ボルト以下で電気破壊を示す、電子写真の熱定着プロセス
で用いるベルト。 - 【請求項１１】 前記ベルトがポリイミド樹脂から作られる、請求項１０に
記載の融着ベルト。 - 【請求項１２】 前記ベルトによって支持される前記層が、前記ベルトを直
接覆うプライマー層と、該プライマー層を直接覆う中間層と、該中間層を直接覆
うトップ層とを含む、請求項１１に記載の融着ベルト。 - 【請求項１３】 前記トップコート層が導電性材料を含有しない、請求項１
２に記載の融着ベルト。 - 【請求項１４】 前記プライマー層と前記中間層の両方が、フルオロポリマ
ーと導電性材料とを含む、請求項１３に記載の融着ベルト。 - 【請求項１５】 前記導電性材料が、カーボンブラック、イオン導電性添加
剤及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項１４に記載の融着ベル
ト。 - 【請求項１６】 前記導電性添加剤が、前記フルオロポリマーの重量を基準
に前記プライマー層中において約５％〜約３０％で存在し、かつ、前記フルオロ
ポリマーの重量を基準に前記中間層中において約１％〜約５％で存在する、請求
項１５に記載の融着ベルト。 - 【請求項１７】 前記ポリイミドベルトが約１５％〜約３０％の熱伝導性材
料を含む、請求項１３に記載の融着ベルト。 - 【請求項１８】 前記熱伝導性材料が窒化ホウ素である、請求項１７に記載
の融着ベルト。 - 【請求項１９】 前記ポリイミドベルトの厚さが約３０〜約６０μｍであり
、前記プライマー層の厚さが約１〜約１０μｍであり、前記中間層の厚さが約５
〜約２０μｍであり、前記トップ層の厚さが約２〜約５μｍである、請求項１５
に記載の融着ベルト。 - 【請求項２０】 前記ポリイミドベルトの厚さが約４５〜約５５μｍであり
、前記プライマー層の厚さが約２〜約５μｍであり、前記中間層の厚さが約８〜
約１２μｍであり、前記トップ層の厚さが約２〜約３μｍである、請求項１９に
記載の融着ベルト。
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