JP2004355004A - フューザ部材 - Google Patents

Abstract

【課題】 汚れ、擦り傷、及び他の損傷の影響を低減するコーティングを有するフューザ部材を提供する。
【解決手段】 このフューザ部材は、ポリイミドの基体３０と、当該基体上に設けられる約６１乃至約９９容量％のフルオロカーボンを含有する外層３２と、を含む。
【選択図】 図４

Description

本願は２００１年９月７日出願の米国特許出願番号０９／９４８，５２２の一部継続出願であり、その開示内容はすべて援用される。

本発明は概して、デジタル装置を含む静電複写（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｏｇｒａｐｈｉｃ）装置に用いられる画像形成装置及びそのフューザ部品に関する。フューザ部材、圧力部材、ドナー部材、及び外部加熱部材などを含むフューザ部品は、トナー画像のコピー基体への定着等の多くの目的に用いることができる。より詳細には、本発明はフルオロカーボン外層を含むフューザ部品に関する。ひとつの実施形態としては、フルオロカーボン外層は、ローラ、ベルト、フィルム又は同様の基体など多くの形状をとることのできる基体の上に設けられる。他の実施の形態としては、フルオロカーボン外層の上に外側剥離層が設けられる。また、基体とフルオロカーボン外層との間に中間層及び／又は接着層が設けられる態様をとることもできる。更に、フューザ部材はフューザ部材などの圧力部材である態様をとることもできる。本発明は、カラーゼログラフィック機を含むゼログラフィック機内のフューザ部材として用いることができる。

使用の際に汚れず均一さを保つ能力を含む優れた機械的性質を有する、静電複写機に用いるフューザ部品が求められている。更に、汚れ、擦り傷、及び他の損傷の影響を低減するフューザ部材のコーティングが必要である。また、寿命のより長いフューザ部品が求められる。また、擦り傷及び他の損傷に対して耐性がある一方で摩擦の小さいフューザ部品が必要である。前述の問題のうちいくつかはポリマー充填剤を利用する改良コーティングの使用によって解決されているものの、剥離器（ストリッパ）のフィンガ不良やオフセット不良、及び波状欠陥の減少又は除去が依然として必要とされている。

本願に関連する関連技術がある（例えば、特許文献１乃至特許文献５参照）。

米国特許第５，１５７，４４６号明細書 米国特許第５，１６６，０３１号明細書 米国特許第５，２８１，５０６号明細書 米国特許第５，３６６，７７２号明細書 米国特許第５，３７０，９３１号明細書

本発明のひとつの実施の形態は、ポリイミドの基体と、当該基体上に設けられる約６１乃至約９９容量％のフルオロカーボンを含有する外層と、を備えるフューザ部材である。

本発明の別の実施の形態は、ポリイミドの基体と、当該基体上に設けられる約１乃至約３９容量％のポリイミド及び約６１乃至約９９容量％のパーフルオロアルコキシを含有する外層と、を備えるフューザ部材である。

また、更に別の実施の形態としては、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置がある。この画像形成装置は、静電潜像を受け取る電荷保持面と、電荷保持面にトナーを付与して静電潜像を現像し、電荷保持面に現像画像を形成する現像成分と、現像画像を電荷保持面からコピー基体に転写する転写フィルム要素と、トナー画像をコピー基体の表面に融解（フュージング、融着）するフューザ部材（ｆｕｓｅｒ ｍｅｍｂｅｒ）と、を含み、フューザ部材は、ポリイミドの基体と、当該基体上に設けられる約６１乃至約９９容量％のフルオロカーボンを含有する外層とを備える。

以下、図面を参照しながら本願発明について詳細に説明する。まず、図１を用いて説明する。一般的な静電複写装置においては、コピーされる原稿の光画像が感光部材上に静電潜像の形で記録され、次いでこの潜像は一般にトナーと呼ばれる熱可塑性樹脂粒子の付与によって可視化される。具体的には、電源１１からチャージャ１２に電圧が供給され、チャージャ１２によって感光体（受光体）１０の表面が帯電される。次に、感光体は、レーザや発光ダイオードなどの光学系、即ち画像入力装置１３からの光によって像様に露光され、感光体上に静電潜像が形成される。一般に、静電潜像は、現像剤部（ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ）１４からの現像剤混合物と接触することにより現像される。現像は、磁気ブラシ、パウダークラウド、又は他の公知の現像方法を用いることにより行うことができる。通常、乾式現像剤混合物は、トナー粒子が摩擦電気によって付着したキャリヤ粒子を含む。トナー粒子はキャリヤ粒子から潜像に引き寄せられ、潜像上にトナー粉末画像を形成する。あるいは、トナー粒子が分散した液体キャリヤを含む現像液材料を用いてもよい。現像液材料を静電潜像に接触させると、トナー粒子がその上に像様に付着する。

トナー粒子は、光導電面に像様に付着された後、圧力転写又は静電転写が可能な転写手段１５によってコピーシート１６に転写される。あるいは、現像された画像を中間転写部材に転写し、次いでコピーシートに転写することもできる。

現像画像の転写が完了すると、コピーシート１６はフューザロール及び圧力ロールとして図１に示されるフュージング部（融解部、ｆｕｓｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎ）１９に進む。ここで、コピーシート１６をフューザ部材と圧力部材との間に通すことによって現像画像はコピーシート１６に融着され、これにより永久画像が形成される。感光体１０は転写後クリーニング部１７に進み、感光体１０上に残ったトナーは、（図１に示される）ブレード、ブラシ、又は他のクリーニング装置を用いて除去される。

図２は、本発明の１つの実施の形態であるフューザ装置１９の一例の断面図である。図２において、無端ベルト状の耐熱性フィルム、即ち画像定着フィルム２４が、３つの平行な部材、即ち、駆動ローラ２５、金属製の従動ローラ２６、及び駆動ローラ２５と従動ローラ２６との間に配置される低熱容量の線形ヒータ２０、の周りに配置される(ｔｒａｉｎｅｄ)か又は含まれる。

従動ローラ２６は、定着フィルム２４のテンションローラとしても機能する。定着フィルムは、駆動ローラ２５の時計回りの回転により、所定の周速で時計回り方向に回転する。フィルムが折れてしわになったり、歪んだり、遅れたりしないように、周速は画像を有するシートの搬送速度と同じである。

プレスローラ２８は、シリコーンゴムのような分離特性をもつゴムの弾性層を有し、加圧状態でヒータ２０と接触し、定着フィルム２４の下部移動部がその間に位置する。プレスローラは、付勢手段（図示せず）によって４乃至７ｋｇの全圧力でヒータに抗するように加圧される。圧力ローラは定着フィルム２４と同方向に、即ち反時計回り方向に回転する。

ヒータ２０は低熱容量線形ヒータの形態をとり、フィルム２４表面の移動方向を横切る方向（フィルムの幅方向）に延びている。ヒータ２０は、熱伝導率の高いヒータベース２７と、電力の供給時に熱を発生する熱発生抵抗器２２と、温度センサ２３とを含み、熱伝導率の高いヒータ支持体２１に装着されている。

ヒータ支持体２１は、画像定着装置から断熱するようにヒータ２０を支持し、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＩ（ポリイミド）、ポリアラミド、ポリフタルアミド、ポリケトン、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）あるいは液晶性ポリマー材料などの高耐熱性樹脂、又はこのような樹脂材料とセラミック、金属、もしくはガラスのような材料との複合材からなる。

ヒータベース２７の一例は、厚さ１．０ｍｍ、幅１０ｍｍ及び長さ２４０ｍｍで高導電率のセラミック材料からなるアルミナプレート状のものである。

熱発生抵抗器材料２２は、スクリーン印刷などにより、ベース２７の下面のほぼ中央にある長手方向の線に沿って形成される。熱発生材料２２は、例えば、厚さ約１０μｍ、幅１乃至３ｍｍのＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、Ｔａ₂Ｎ、又は他の電気抵抗器材料である。これは、表面保護層として機能する厚さ約１０μｍの耐熱性ガラス２１ａでコーティングされている。温度センサ２３は、スクリーン印刷などにより、ベース２７の上面（熱発生材料２２のある側と反対の側）のほぼ中央に形成される。センサは、熱容量の小さいＰｔフィルムからなる。温度センサの他の例としては、ベース２７に接触する低熱容量サーミスタがある。

線形又はストリップ状ヒータ２２は、熱がヒータに沿って均一に生じるように、長手方向の両端部において電源に接続されている。この例において、電源はＡＣ１００Ｖを供給し、供給される電力の位相角は、温度検出要素２３によって検出される温度に従って制御回路により制御される。

光結合器の形をとるフィルム位置センサ４２が、フィルム４２の外側端に隣接して配置されている。センサの出力に応答して、ローラ２６はソレノイド（図示せず）の形態をとる駆動手段によって移動され、フィルムの位置が所定の側方範囲内に保たれる。

画像形成開始信号を受けると、画像形成部において未定着のトナー画像が記録材料上に形成される。未定着のトナー画像Ｔａを載せたコピーシート１６はガイド２９により導かれて定着フィルム２４とプレスローラ２８との間に入り、ヒータ２０及びプレスローラ２８によって作られるニップＮに入る。コピーシート１６が、表面のずれ、折りしわ又は側方移動を生じることなく、定着フィルム２４と共にヒータ２０とプレスローラ２８との間のニップを通過する一方で、トナー画像保持面はコピーシート１６と同じ速度で移動する定着フィルムの下面と接触する。画像形成開始信号の生成後に電力が所定のタイミングでヒータ２０に供給され、これにより、トナー画像がニップにおいて加熱され、軟化及び融解されて軟化又は融解画像Ｔｂが形成される。

定着フィルム２４は、エッジＳ（曲率半径は約２ｍｍ）、即ちヒータ支持体２１において大きな曲率を有するエッジで、例えば約４５°の角度θで急に曲がっている。従って、フィルム２４と共にニップ内を進んだシートは、この曲率により、エッジＳにおいて定着フィルム２４から分離される。コピーシート１６は続いてシート排出トレイに排出される。コピーシート１６が排出されるまでに、トナーは十分冷却して固化しており、よって完全に定着されている（トナー画像Ｔｃ）。

本実施の形態において、ヒータ２０の熱発生要素２２及びベース２７の熱容量は小さい。また、ヒータ要素２２は支持体２１上に断熱されて支持されている。ニップ内でのヒータ２０の表面温度は、トナーを融解するために必要な高温に迅速に達する。また、ヒータ２０の温度を所定のレベルまで上昇させるために待機温度制御が用いられる。これにより、消費電力を削減するとともに温度上昇を防ぐことができる。

定着フィルムはヒータと接触している。定着フィルムの外層とヒータとの間の距離は、約０．５ｍｍ乃至約５．０ｍｍが好ましい。同様に、定着フィルムと接地ローラ２５及び２６との間の距離は約５ｍｍ以上であり、例えば約５乃至約２５ｍｍである。これらの距離は、画像形成部によってコピーシート１６に付与された電荷がコピーシート１６を介して接地に漏出するのを防止する。これにより、不適切な画像転写によって生じうる画像品質の低下を避けるか又は最小にすることができる。

本発明の他の実施の形態では、定着フィルムをシート状にすることができる。例えば、有端フィルムを供給軸に巻き付けておき、これを取り出してヒータとプレスローラとの間のニップに通し、巻取軸に巻き付けることができる。これにより、フィルムを転写材料の速度に等しい速度で供給軸から巻取軸に送ることができる（米国特許第５，１５７，４４６号を参照）。

更に別の実施の形態が図３に示されている。ここで、フューザ部材はフュージングローラ３７の形態をとり、内部ヒータ３８がフューザ部材の中に配置されている。別の態様としては、加熱部材３８をフューザ部材の外側に配置することもできる。圧力ベルト３９がローラ２５、２６及び４０の周りを循環する。この代替の構成において、トナー又は他のマーキング材料はフュージングローラ３７によってコピー基体１６に融解される。パッド４１にかかる負荷は約１．７ｋｇｆである。フルオロカーボン外層を、フューザ部材及び／又は圧力ベルト上に配置することができる。ひとつの実施の形態では、フルオロカーボン外層は圧力ベルト上に配置される。

本発明のフューザ部材は、少なくとも３つの異なる構成をとることが可能である。本発明の１つの実施の形態では、フューザ部材は図４に示されるような２層構成である。図４は、圧力ベルト３９としてのフューザ部材を示しているが、この構成及び本明細書中に示される他の構成はいずれのフューザ部材にも使用できるものである。圧力ベルト３９は、任意に充填剤３１を分散させた、又はこれを含んだ基体３０を含む。基体上には、任意に充填剤３５を分散させた、又はこれを含んだフルオロカーボンの外層３２が設けられている。

図５は、圧力ベルト３９の他の実施の形態を示しており、これは３層構成である。図５は、任意に充填剤３１を分散させた、又はこれを含んだ基体３０を示している。基体３０の上には、任意に充填剤３５を分散させた、又はこれを含んだフルオロカーボン外層３２が設けられている。フルオロカーボン外層３２の上には、任意に充填剤３６を分散させた、又はこれを含んだ外側剥離層３３が設けられている。

接着層又は他の中間層（単数又は複数）を、基体とフルオロカーボン外層との間、及び／又はフルオロカーボン外層と最も外側にある剥離層との間に配置することができる。この実施の形態の一例が図６に示されており、ここでは任意の中間層又は接着層４３が基体３０の上に配置されている。任意の中間層又は接着層４３は充填剤４４を含んでもよい。任意の層４３の上にはフルオロカーボン外層３２が配置されている。

充填剤３１、３５、３６及び４４は任意であり、存在する場合は同一のものでもよいし互いに異なっていてもよい。

好適な基体材料の例としては、ローラ又はフィルム状の基体の場合、アルミニウム、ステンレススチール、スチール、及びニッケルなどの金属類が挙げられる。フィルム状の基体の場合、好適な基体は高温プラスチックを含む。これらのプラスチックは高温の作動温度（即ち、約８０℃を上回り、好ましくは２００℃を上回る温度）を可能にするのに好適であり、高い機械的強度を示すことができる。実施の形態において、プラスチックの曲げ強さは約２，０００，０００乃至約３，０００，０００ｐｓｉであり、曲げ係数は約２５，０００乃至約５５，０００ｐｓｉである。上記の特性を備え、フューザ部材の基体としての使用に好適なプラスチックは、エポキシ；ヘキストセラネーズ（Ｈｏｅｃｈｓｔ Ｃｅｌａｎｅｓｅ）社からＦＯＲＴＲＯＮ（Ｒ）という商品名で販売されているもの、フィリップスペトロリアム（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ）社のＲＹＴＯＮ Ｒ−４（Ｒ）、ゼネラルエレクトリック社のＳＵＰＥＣ（Ｒ）などのポリフェニレンスルフィド；アモコ（Ａｍｏｃｏ）社からＴＯＲＬＯＮ（Ｒ）７１３０という商品名で販売されているポリアミドイミドなどのポリイミド；アモコ社からＫＡＤＥＬ（Ｒ）Ｅ１２３０という商品名で販売されているもの、ビクトレックス（Ｖｉｃｔｒｅｘ）社からＰＥＥＫ ４５０ＧＬ３０という商品名で販売されているポリエーテルエーテルケトン、及びポリアリールエーテルケトンなどのポリケトン；アモコ社からＡＭＯＤＥＬ（Ｒ）という商品名で販売されているポリフタルアミドなどのポリアミド；ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、及びポリアリールエーテルケトンなどのポリエーテル；ポリパラバン酸；液晶性樹脂（アモコ社のＸＹＤＡＲ（Ｒ））；ゼネラルエレクトリック社のＵＬＴＥＭ（Ｒ）；ＢＡＳＦ社のＵＬＴＲＡＰＥＫ（Ｒ）；並びにこれらの混合物を含む。他の好適な基体材料は、デュポン社からＶＩＴＯＮ（Ｒ）という商品名で販売されているものなどのフルオロエラストマー；シリコーンゴム；及び他のエラストマー材料を含む。基体は、上記材料のうち任意の材料の混合物を含むこともできる。

フィルム、シート、又はベルトとしての基体の厚さは約２５乃至約２５０μｍ、又は約６０乃至約１００μｍである。

実施の形態では、ポリイミド又はポリアミドの充填剤がフルオロカーボン外層と組み合わせて用いられる。

ポリイミド又はポリアミドは、高温の作動温度（即ち、約８０℃を上回り、好ましくは２００℃を上回る温度で、より具体的には約１５０乃至約２５０℃）を可能にするのに好適であり、高い機械的強度を示し、必要に応じて、調整された電気的性質を持つことができる。

ポリイミド又はポリアミドとしては、導電性粒子を添加すると導電性フィルムを形成することができる任意の好適な高耐久性ポリイミド又はポリアミドが可能である。ポリイミド又はポリアミドは、現像液又はトナー添加物に対する化学的安定度、転写定着（ｔｒａｎｓｆｉｘ）の実施及び改良された上塗りの製造に対する熱的安定性、転写要素のフィルムに用いられる公知材料と比較して改良された耐溶剤性、及び所望の範囲内での均一な抵抗率等の改良された電気的性質、といった利点を有する。

好適なポリイミドとしては、ポリアミドイミド（例えば、ＢＰアモコポリマーズ社（ＢＰ Ａｍｏｃｏ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ Ｉｎｃ．、ジョージア州アルファレッタ（Ａｌｐｈａｒｅｔｔａ））のＡｍａｃｏ Ａｌ−１０（Ｒ））；ポリエーテルイミド；及び、例えばゼネラルエレクトリック社（マサチューセッツ州ピッツフィールドのＳＩＬＴＥＭ（Ｒ）ＳＴＭ−１３００のようなシロキサンポリエーテルイミドブロックコポリマーなど、種々のジアミン及び二無水物から形成されるものが挙げられる。ポリイミドの他の例としては、デュポン社からＫＡＰＴＯＮ（Ｒ）−ｔｙｐｅ−ＨＮという商品名で販売される、ピロメリト酸及びジアミノジフェニルエーテルを反応させて形成されたものなどの芳香族ポリイミドが挙げられる。デュポン社から入手可能でＫＡＰＴＯＮ（Ｒ）−ｔｙｐｅ−ＦＰＣ−Ｅとして販売されている他の好適なポリイミドとしては、ｐ−フェニレンジアミン及びジアミノジフェニルエーテルなどの２つの芳香族ジアミンによるビフェニルテトラカルボン酸及びピロメリト酸のイミド化によって製造される。他の好適なポリイミドとしては、エチル社（Ｅｔｈｙｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、ルイジアナ州バトンルージュ）のＥＹＭＹＤ ｔｙｐｅ Ｌ−２０Ｎとして入手可能な、２，２−ビス［４−（８−アミノフェノキシ）フェノキシ］−ヘキサフルオロプロパンと反応させたピロメリト酸二無水物及びベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物の共重合酸が挙げられる。他の好適な芳香族ポリイミドとしては、ユニグローブキスコ社（Ｕｎｉｇｌｏｂｅ Ｋｉｓｃｏ， Ｉｎｃ．、ニューヨーク州ホワイトプレーンズ）のＵＰＩＬＥＸ（Ｒ）−Ｓのような、１，２，１’，２’−ビフェニルテトラカルボキシイミドとパラフェニレン基とを含有するもの、及びユニグローブキスコ社のＵＰＩＬＥＸ（Ｒ）−Ｒのような、ジフェニルエーテル末端スペーサ特性を備え、ビフェニルテトラカルボキシイミド官能性を有するものが挙げられる。ポリイミドの混合物を用いてもよい。

好適なポリアミドとしては、アモコ社のＡＭＯＤＥＬ（Ｒ）という商品名で販売されているポリフタルアミドが挙げられる。

好適なフルオロカーボンの例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、ポリフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、パーフルオロアルコキシポリテトラフルオロエチレン（ＰＦＡ ＴＥＦＬＯＮ（Ｒ））、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）及びポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテルコポリマー（ＭＦＡ）などのフルオロカーボンのモノマー及びポリマー、及びその混合物；ＰＴＦＥ粉末、ＦＥＰ粉末、ＰＦＡ粉末、ＰＦＡ ＴＥＦＬＯＮ（Ｒ）粉末、ＥＣＴＦＥ粉末、ＥＴＦＥ粉末、及びＭＦＡ粉末などのフルオロカーボン充填剤、並びにこれらの混合物が挙げられる。

ポリイミド又はポリアミドは、全固形分の約１乃至約３９容量％、約５乃至約３０容量％、又は約９乃至約２０容量％の量でフューザ部材の外層中に存在する。本明細書中に使用される「容量％」は、ポリマー、導電性充填剤、低表面エネルギー充填剤、耐摩耗性充填剤、着色充填剤、及び層内のあらゆる添加物を含む固形物の全容量パーセントを含む。

フルオロカーボンは、全固形分の約６１乃至約９９容量％、約７０乃至約９５容量％、又は約８０乃至約９１容量％の量で外層中に存在する。

低表面エネルギー充填剤、導電性充填剤、及び／又は化学反応性充填剤を、フルオロカーボン外層中に存在させてもよい。また、低表面エネルギー充填剤及び／又は導電性充填剤を、基体及び／又は接着層もしくは中間層中に存在させてもよい。同様に、低表面エネルギー充填剤及び／又は導電性充填剤を外側剥離層中に存在させることができる。充填剤が最外層中に存在する場合、充填剤は、存在する任意の剥離剤中の任意の官能基と反応することによって剥離を促すことができる。導電性充填剤は、フューザ部材上の電荷の制御を促して、目に見えないオフセットやニップ前のトナーの乱れなどの性能を高め、転写定着部材又は転写フューザ部材としての使用を可能にする。

好適な充填剤の例としては、炭素充填剤、金属、酸化金属、ドープ酸化金属、セラミックス、ポリマー充填剤、及びこれらの混合物が挙げられる。粒子サイズが約５乃至約３５０ｎｍ、又は約２０乃至約１００ｎｍのものを含むナノ充填剤も本明細書中での使用に好適である。好適な炭素充填剤の例としては、カーボンブラック（例えば、ジョージア州アルファレッタのケイボット（Ｃａｂｏｔ）社のＮ３３０（Ｒ））、黒鉛、フッ化カーボンブラック（例えばＡＣＣＵＦＬＵＯＲ（Ｒ）又はＣＡＲＢＯＦＬＵＯＲ（Ｒ））、及びこれらの混合物が挙げられる。金属充填剤の例としては、アルミニウム、銅、銀、及びこれらの混合物が挙げられる。好適な無機物／セラミックスの例としては、炭化珪素、窒化シリコーン、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、炭化ホウ素、炭化タングステン、硫酸バリウム、及びこれらの混合物が挙げられる。好適な酸化金属の例としては、酸化銅、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化鉄、及びこれらの混合物が挙げられる。好適なドープ酸化金属の例としては、アンチモンをドープした酸化錫（デュポンケミカルズジャクソンラボラトリーズ（ＤｕＰｏｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｊａｃｋｓｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、ニュージャージー州ディープウォーター）の登録商標であるＺＥＬＥＣ（Ｒ）など）、アルミニウムをドープした酸化亜鉛、アンチモンをドープした二酸化チタン、同様のドープ酸化物、及びこれらの混合物が挙げられる。好適なポリマー充填剤の例としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリアニリン、ポリテトラフルオロエチレン粉末、パーフルオロアルコキシ粉末、エチレンクロロトリフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテルコポリマー、フッ化エチレンプロピレン粉末、及びこれらの混合物が挙げられる。

フルオロカーボン外層、並びに／又は他の基体、接着層もしくは中間層、及び／もしくは外側剥離層のいずれかの中に１種類よりも多くの充填剤を存在させる態様をとることもできる。炭素充填剤、酸化金属充填剤、及び／又はポリマー充填剤がフルオロカーボン外層中に存在する態様をとることもできる。炭素充填剤は全固形分の約０乃至約２０容量％、又は約０乃至約１０容量％の量で存在する態様をとることもできる。カーボンブラックが炭素充填剤である態様をとることもできる。酸化金属又は無機／セラミックス充填剤は、全固形分の約０乃至約２０容量％、又は約０乃至約１０容量％の量で存在する態様をとることもできる。酸化銅が酸化金属充填剤である態様をとることもできる。ポリマー充填剤は全固形分の約０乃至約５０容量％、又は約５乃至約４０容量％の量で存在する態様をとることもできる。硫酸バリウムは全固形分の約１乃至約１５容量％、又は約２乃至約８容量％の量で外層中に存在する態様をとることもできる。

充填剤は、全固形分の約０乃至約６０容量％、約０乃至約４０容量％、又は約０乃至約１０容量％の量でフルオロカーボン層中に存在することができる。充填剤は、全固形分の約０乃至約４５容量％、約０．０１乃至約１５容量％、又は約１乃至約５容量％の量で基体中に存在することができる。また、充填剤は、全固形分の約０乃至約５５容量％、約１０乃至約４０容量％、又は約３０容量％の量で外側剥離層中に存在することができる。更に、充填剤は、全固形分の約０乃至約４０容量％、又は約０．０１乃至約５容量％の量で接着層及び／又は中間層中に存在することができる。

本明細書に記載のフュージング部品を、ポリイミド又はポリアミドの調製によって製造することができる。ポリイミドは、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの溶媒に溶解した二無水物とジアミンとの反応生成物を用いることにより調製することができる。次に、適量のフルオロカーボンを添加し、混合する。ローラミル、磨砕機（ａｔｔｒｉｔｏｒ）又はサンドミル内で、この混合物を細かく粉砕する（ｐｅｂｂｌｅ ｍｉｌｌｅｄ）。ポリ（アミド酸）及びフルオロカーボンの混合物を表面上に流し、蒸発によって溶媒を除去し、加熱してポリ（アミド酸）をポリイミドに変える。

任意の好適な公知の方法を用いて、フルオロカーボン外層を基体にコーティングすることができる。このような材料を補強材の上にコーティングする一般的な技術は、液体及び乾燥粉末スプレーコーティング、浸漬コーティング、巻線ロッドコーティング、流動層コーティング、パウダーコーティング、静電スプレー、ソニックスプレー、ブレードコーティングなどを含む。フルオロカーボン層はスプレーコーティング又はフローコーティングによって基体にコーティングされる態様をとることもできる。

１つの実施の形態として、研摩、つや出し、研削、ブラスチング、又はコーティングなどの任意の公知の技術によってフルオロカーボン外層を改質することができる。フルオロカーボン外層の表面粗さは約０．０２乃至約１．５μｍ、又は約０．３乃至約０．８μｍである態様をとることができる。任意の剥離層がフルオロカーボン外層の上に設けられる３層の実施の形態において、外側剥離層を、前述の通りに又はこれに類似した方法で粗面化することもできる。

１つの実施の形態としては、（２層構成の）フルオロカーボン外層又は（３層構成の）外側剥離層のガードナー光沢（ｇａｒｄｉｎｅｒ ｇｌｏｓｓ）は約３０乃至約１００ｇｇｕであり、これによって両面印刷用コピー基体の第１の面と第２の面との差が約１０ｇｇｕ未満、又は約０．１乃至約５ｇｇｕとなる。

好適な中間層の例としては、外側剥離層に好適であるとして列挙したポリマーなど、コンフォーマブルな（形状にならう）層を形成することのできる任意の材料が挙げられる。好適な接着層の例は下記に列挙する。

外側剥離層が存在する場合、外側剥離層は低表面エネルギー材料を含むことができ、例えばシリコーンゴム、フルオロポリマー、ウレタン、アクリル、タイタマー（ｔｉｔａｍｅｒ）、セラマー（ｃｅｒａｍｅｒ）、容積グラフトフルオロエラストマーなどのヒドロフルオロエラストマー、又はこれらの混合物、コポリマー、もしくはポリマー、を含むことができる。

好適なフルオロポリマーの例としては、ビニリデンフルオリド、ヘキサフルオロプロピレン及びテトラフルオロエチレンのコポリマー及びターポリマーなどのフルオロエラストマーが挙げられ、これらはＶＩＴＯＮ Ａ（Ｒ）、ＶＩＴＯＮ Ｅ（Ｒ）、ＶＩＴＯＮ Ｅ６０Ｃ（Ｒ）、ＶＩＴＯＮ Ｅ４５（Ｒ）、ＶＩＴＯＮ Ｅ４３０（Ｒ）、ＶＩＴＯＮ ９１０（Ｒ）、ＶＩＴＯＮ ＧＨ（Ｒ）、ＶＩＴＯＮ Ｂ５０（Ｒ）、及びＶＩＴＯＮ ＧＦ（Ｒ）として、種々の名称で市販されている。ＶＩＴＯＮ（Ｒ）という名称は、デュポン社（Ｅ．Ｉ． ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ， Ｉｎｃ．）の登録商標である。他の市販の材料としては、ＦＬＵＯＲＥＬ ２１７０（Ｒ）、ＦＬＵＯＲＥＬ ２１７４（Ｒ）、ＦＬＵＯＲＥＬ ２１７６（Ｒ）、ＦＬＵＯＲＥＬ ２１７７（Ｒ）及びＦＬＵＯＲＥＬ ＬＶＳ ７６（Ｒ）が挙げられ、ＦＬＵＯＲＥＬ（Ｒ）はスリーエム社の登録商標である。更なる市販の材料としては、ポリ（ポリプロピレン−テトラフルオロエチレン）であるＡＦＬＡＳ（商標名）及びポリ（ポリプロピレン−テトラフルオロエチレンビニリデンフルオリド）であるＦＬＵＯＲＥＬ ＩＩ（Ｒ）（ＬＩＩ９００）(共にスリーエム社)、並びにモンテディソンスペシャルティケミカル社（Ｍｏｎｔｅｄｉｓｏｎ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能なＦＯＲ−６０ＫＩＲ（Ｒ）、ＦＯＲ−ＬＨＦ（Ｒ）、ＮＭ（Ｒ）、ＦＯＲ−ＴＨＦ（Ｒ）、ＦＯＲ−ＴＦＳ（Ｒ）、ＴＨ（Ｒ）、及びＴＮ５０５（Ｒ）として識別されるテクノフロン（Ｔｅｃｎｏｆｌｏｎｓ）が挙げられる。

２つの具体的な公知のフルオロエラストマーは、（１）ＶＩＴＯＮ Ａ（Ｒ）として商業的に公知である、ビニリデンフルオリド、テトラフルオロエチレン及びヘキサフルオロプロピレンのうち１つ以上を含むか又は任意の組み合わせのコポリマーの類、並びに（２）ＶＩＴＯＮ Ｂ（Ｒ）として商業的に公知である、ビニリデンフルオリド、ヘキサフルオロプロピレン、及びテトラフルオロエチレンのターポリマーの類である。ＶＩＴＯＮ Ａ（Ｒ）、ＶＩＴＯＮ Ｂ（Ｒ）、及び他のＶＩＴＯＮ（Ｒ）の名称は、デュポン社の登録商標である。

他の実施の形態において、フルオロエラストマーは比較的低品質のビニリデンフルオリドを有するテトラポリマーであり、ビニリデンフルオリド、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン及び硬化部位モノマー（ｃｕｒｅ ｓｉｔｅ ｍｏｎｏｍｅｒ）を含有する。その一例は、デュポン社のＶＩＴＯＮ ＧＦ（Ｒ）である。ＶＩＴＯＮ ＧＦ（Ｒ）は、ビニリデンフルオリド３５重量％、ヘキサフルオロプロピレン３４重量％、テトラフルオロエチレン２９重量％、及び硬化部位モノマー２重量％を有する。硬化部位モノマーとしては、４−ブロモパーフルオロブテン−１、１，１−ジヒドロ−４−ブロモパーフルオロブテン−１、３−ブロモパーフルオロプロペン−１、１，１−ジヒドロ−３−ブロモパーフルオロプロペン−１などデュポン社の製品、又はあらゆる他の好適な公知で市販の硬化部位モノマーを用いることができる。

フルオロエラストマーは体積グラフトエラストマーである態様をとることもできる。体積グラフトエラストマーはヒドロフルオロエラストマーの特殊な形であり、フルオロエラストマー及びポリオルガノシロキサンからなるハイブリッド組成物の、ほぼ均一な一体型の相互貫入網目構造である。体積グラフトは、求核性脱フッ化水素処理剤によりフルオロエラストマーを脱フッ化水素処理し、次いでアルケン又はアルキン機能停止ポリオルガノシロキサン及び重合開始剤の添加により付加重合を行うことによって形成される。

体積グラフトは、実施の形態において、ハイブリッド組成物のほぼ均一な一体型の相互貫入網目構造を指し、フルオロエラストマー及びポリオルガノシロキサンの構造及び組成は共に、フューザ部材を異なるスライスに切り取った際にほぼ均一である。体積グラフトエラストマーは、求核性脱フッ化水素処理剤によりフルオロエラストマーを脱フッ化水素処理し、次いでアルケン又はアルキン機能停止ポリオルガノシロキサン及び重合開始剤の添加により付加重合を行うことによって形成される、フルオロエラストマー及びポリオルガノシロキサンのハイブリッド組成物である。特定の体積グラフトエラストマーの例が、米国特許第５，１６６，０３１号、第５，２８１，５０６号、第５，３６６，７７２号、及び第５，３７０，９３１号に開示されている。

外側剥離層として有用な他のポリマーとしては、フルオロシリコーン、フェニルシリコーン、シリコーン混合物などを含むシリコーンゴムが挙げられる。外側剥離層として有用なポリマーとしては更に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、ポリフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、パーフルオロアルコキシポリテトラフルオロエチレン（ＰＦＡ ＴＥＦＬＯＮ（Ｒ））、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、及びポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテルコポリマー（ＭＦＡ）が挙げられる。これらのポリマーを接着剤と共に中間層として含むこともできる。

任意の公知の好適な技術を用いて、外側剥離層をフルオロカーボン外層にコーティングすることができる。１つの実施の形態において、外側剥離層はスプレーコーティング又はフローコーティングによってフルオロカーボン外層上にコーティングされる。外側剥離層を、約１乃至約５０μｍ、又は約５乃至約３０μｍの厚さでフルオロカーボン外層上にコーティングすることができる。

基体又は接着／中間層上の外層のコート紙に対する静止摩擦を約０．４５未満、約０．０１乃至約０．４５、約０．２４未満、又は約０．１乃至約０．２４とすることができる。このような数値範囲の静止摩擦であれば、すべての波状欠陥を取り除くのに十分である。

本発明に用いられるフュージング部品は、いずれの好適な形状からなっていてもよい。好適な形状の例としては、シート、フィルム、ウェブ、ホイル、ストリップ、コイル、シリンダ、ドラム、ローラ、無端ストリップ、円形ディスク、並びに、無端ベルト、無端継目可撓性ベルト、無端継目なし可撓性ベルト、及びパズルカット継目を有する無端ベルトを含むベルトが挙げられる。

必要に応じて、公知で利用可能である好適な任意の接着層を、フルオロカーボン外層と基体との間、及び／又はフルオロカーボン外層と外側剥離層との間に配置することができる。好適な接着剤の例としては、アミノシラン（例えば、ＯＳＩスペシャルティーズ（ウェストバージニア州フレンドリー）のＡ１１００）などのシラン、チタン酸塩、ジルコン酸塩、アルミン酸塩、及びこれらの混合物が挙げられる。約０．００１乃至約１０％溶液中の接着剤をワイピングによって基体上にコーティングする態様をとることができる。接着層は、約２乃至約２０００ｎｍ、又は約２乃至約５００ｎｍの厚さで基体又はフルオロカーボン外層上にコーティング可能である。スプレーコーティング又はワイピングを含む任意の好適な公知の技術によって接着剤をコーティングすることができる。

［実施例１］
パーフルオロアルコキシコーティングを有するポリイミドフューザ部材
ポリイミドベルト上にコーティングを施し、ポリイミド及びパーフルオロアルコキシからなる外層を形成することができる。この外層は、約１乃至約３９容量％のポリアミドイミドと、約９９乃至約６１容量％のパーフルオロアルコキシ（ＸＹＬＡＮ（Ｒ）１７００）とを含むことができる。このベルトを、ゼロックス２０６０機において走行させ、１００Ｋに相当する８ １／２”×１１”のシートを搬送させた。このベルトは耐久性があるとみなされ、トナーのオフセットや剥離器のフィンガ跡による欠陥を生じないものと予想される。また、このベルトは波状欠陥を全く示さないものと予想される。

一般的な静電複写装置を示す図である。 本発明に基づくフューザベルトの断面図の一例である。 本発明に基づく圧力ベルトの断面図の一例である。 本発明に基づく２層構成を有するフューザ部材の一例である。 本発明に基づく３層構成を有するフューザ部材の一例であり、フルオロカーボン層が中間層である態様の図である。 本発明に基づく３層構成を有するフューザベルトの一例であり、フルオロカーボン層が最外層である態様の図である。

符号の説明

３０ 基体
３１、３５、３６、４４ 充填剤
３２ フルオロカーボン外層
３９ 圧力ベルト
４３ 接着層又は中間層

Claims (3)

1. ポリイミドの基体と、当該基体上に設けられる約６１乃至約９９容量％のフルオロカーボンを含有する外層と、を備えるフューザ部材。
2. 前記フルオロカーボンが、約７０乃至約９５容量％の量で前記外層中に存在することを特徴とする請求項１に記載のフューザ部材。
3. 前記フルオロカーボンが、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化エチレンプロピレンコポリマー、ポリフルオロアルコキシ、パーフルオロアルコキシポリテトラフルオロエチレン、エチレンクロロトリフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテルコポリマー、これらフルオロカーボンのポリマー、これらフルオロカーボンの粉末充填剤、及びこれらフルオロカーボンの粉末充填剤混合物からなる群から選択される一種であることを特徴とする請求項１に記載のフューザ部材。

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