JP4658856B2

JP4658856B2 - 定着器部材

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Publication number: JP4658856B2
Application number: JP2006137343A
Authority: JP
Inventors: ディーブライアクリストファー; シェネルウーウル; エヌフィンスターウォルダーロバート; エルロングヘンリージョイ
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2006-05-17
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2026-05-17
Also published as: CA2547097C; CA2547097A1; US20060263123A1; JP2006330725A; US20080019743A1; CN1869839A; US8010032B2; EP1727004A2; BRPI0601915A; CN1869839B; US8010033B2; EP1727004A3; EP1727004B1

Description

本開示は、様々な実施の形態において、画像形成部材または画像形成装置とそれらに用いられる定着器コンポーネント（ｆｕｓｅｒｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）に関連する。

本願は、同時に出願された米国特許出願［20040371-US-NP］に関連する。同明細書の全文を参考文献として引用する。

典型的な静電写真方式複写装置では、複写されるオリジナルの光画像（ｌｉｇｈｔｉｍａｇｅｏｆａｎｏｒｉｇｉｎａｌ）を感光性部材（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅｍｅｍｂｅｒ）上に静電潜像の形で記録し、その後に一般的にトナーと称される電気的性質を帯びた（ｅｌｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ）熱可塑性樹脂粒子を適用することによって同潜像を可視化する。この可視化されたトナー画像は、粉末が緩やかに結合した形であるので、容易に形が崩れ、または壊れるおそれがある。従って、このトナー画像は、通常、支持体（ｓｕｐｐｏｒｔ）上で定着または融着される。支持体としては、前述の感光性部材自体でよいが、あるいは普通の紙（ｐｌａｉｎｐａｐｅｒ）などの、他の支持シートでもよい。

トナー画像を支持部材上に定着するのに熱エネルギーを使用する方法は、周知であり、これらの方法には熱と圧力とを実質的に同時並行的に適用する方法も含まれる。例えば、圧力で接触状態に維持されたペアのロールや、ロールと圧接されたベルト部材や、ヒータと圧接されたベルトなど、多岐にわたる方法で行われる。熱は、ロール、プレート部材、またはベルト部材の片方または両方を加熱することで加え得る。ヒータと圧接された薄膜を使用する定着装置では、電力消費量は小さく、暖気時間（ｗａｒｍｉｎｇ−ｕｐｐｅｒｉｏｄ）は顕著に減少、あるいは不要となる。

定着プロセスで重要なことは、トナー粒子が支持体から定着器部材にオフセットされる現象、すなわち、トナーの不正移動を正常運転の際に最小限に抑えること、あるいは全く起こらなくすることである。定着器部材の上にオフセットされたトナー粒子は、その後機械の他の部品（ｐａｒｔｓ）に、またはその後の複写サイクル中に支持体上に、移動するおそれがあるので、背景の地の部分を汚し、そこに複写されるものの邪魔になる。「ホットオフセット」と称される現象は、トナーの温度がトナー粒子の液状化温度まで上昇したときに生じるもので、融解したトナーが定着操作の間に相分離し、一部が定着器部材に残ってしまう現象である。ホットオフセット温度、またはホットオフセット温度の低下は、定着器剥離特性（ｒｅｌｅａｓｅｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｔｈｅｆｕｓｅｒ）の指標の一つであり、必要な剥離特性を与えるには表面エネルギーが小さい定着表面を備えることが望ましい。剥離特性の優れた定着器を確実に得て、これを維持するには、定着動作の際に定着器ロール（ｆｕｓｅｒｒｏｌｌ）に剥離剤を適用することが慣用となっている。一般に、これらの剥離剤は、トナーオフセットを防止するため、例えば、シリコーンオイルの薄膜の形で適用される。

オフセットを減少する重要な方法の別の一つは、定着器に静電気防止効果を付与する（ｉｍｐａｒｔａｎｔｉｓｔａｔｉｃ）ことおよび／または電界制御トナー移動特性（ｆｉｅｌｄａｓｓｉｓｔｅｄｔｏｎｅｒｔｒａｎｓｆｅｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ）である。しかし、剥離層（ｒｅｌｅａｓｅｌａｙｅｒ）の導電度（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）を制御するため、剥離層の適合性（ｃｏｎｆｏｒｍａｂｉｌｉｔｙ）と低表面エネルギー特性が影響を受けてしまうことが多い。

既知の定着器コーティング剤（ｆｕｓｅｒｃｏａｔｉｎｇｓ）としては、耐高温性ポリマ（ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｏｌｙｍｅｒｓ）、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシ、フッ化処理（ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ）エチレンプロピレン、シリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム、フルオロエラストマなどが挙げられる。これらのコーティング剤は、適切な（ａｄｅｑｕａｔｅ）剥離特性を備え、トナーオフセットを十分に制御することが知られている。しかし、既知の定着器部材層に関して諸々の問題が生じている。例えば、定着器部材は期待より早期に硬化する可能性があり、寿命の低下に繋がっている。また、既知の定着器部材では、汚れ（ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ）や傷付き（ｓｃｒａｔｃｈｉｎｇ）やその他の損傷を受け易い性質を示すものも幾つか知られている。さらに、シリコーンゴム層は、剥離剤を適用すると膨潤する傾向がある。その上、定着器部材の中には、トナーオフセットまたは貧弱な剥離性能を示すものが知られており、これらを使用すると、不適切なコピーおよび／またはプリントが作成されたり、機械の他の部品にトナー汚染が引き起こされたりするおそれもある。

米国特許第６，８２９，４６６号明細書米国特許第６，８３８，１４０号明細書米国特許第５，９４５，２２３号明細書米国特許第６，４０８，７５３号明細書米国特許第６，５２１，３３０号明細書米国特許第６，４７８，１５８号明細書米国特許第５，３３２，６４１号明細書

例えば、フルオロエラストマでコーティングされた定着器ロール（ｆｕｓｅｒｒｏｌｌｓ）に関連する問題の一つは、そのようなコーティング剤自体に起因する不具合が生じることである。すなわち、コーティング部分が摩耗するにつれてプリント面の光沢に変化が目立って生じることである。定着器ロールに摩耗した領域があっても、画像形成装置（ｉｍａｇｉｎｇａｐｐａｒａｔｕｓ）の規格（ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）内または許容限度（ｔｏｌｅｒａｎｃｅｌｉｍｉｔｓ）内の絶対光沢度（ａｂｓｏｌｕｔｅｇｌｏｓｓ）が得られることが多いが、光沢度の変化が２単位（ｇｌｏｓｓｕｎｉｔｓ）ほどの小さなものであっても、人の目では検出可能なので、不具合または不許容の結果と見なされるおそれがある。

フルオロエラストマでコーティングされた定着器ロールと関連する別の問題の一つは、硫酸バリウム欠陥（ｂａｒｉｕｍｓｕｌｆａｔｅｄｅｆｅｃｔ）として知られる欠陥である。硫酸バリウムはしばしば、フルオロエラストマポリマの表面に添加され、同表面上に存在するが、その目的は、個々のポリマペレットまたはポリマ粒子の凝集を防止するためである。しかし、硫酸バリウムは、他の意味では（ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ）、コーティング剤の機能にとって必要な成分ではない。硫酸バリウム欠陥は、コーティングに存在する不溶性硫酸バリウムの凝集に起因する。さらに、フローコート法（ｆｌｏｗｃｏａｔｐｒｏｃｅｓｓ）で製造された定着器ロール外層（ｏｕｔｅｒ−ｌａｙｅｒｓ）は、別の新しい欠陥をも示す。これは、コーティング膜が極めて薄い、例えば、厚さが５０μｍ未満のときに特に起こる欠陥である。これらの欠陥には、フルオロエラストマ粒子の相互固着（ｓｔｉｃｋｉｎｇｔｏｇｅｔｈｅｒ）の防止のためにある種のフルオロエラストマに添加された硫酸バリウムのような粒子の凝集に基づいて生じる「スノーフレーク凝集物（ｓｎｏｗｆｌａｋｅａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｓ）」、およびフルオロエラストマ層部分が全く存在しないか、あるいはフルオロエラストマ層が極めて薄いことから生じる斑点で大きさが一般に１〜５ｍｍの斑点の「フィッシュアイ（ｆｉｓｈｅｙｅｓ）」も含まれる。定着器ロール外層にそのような欠陥があると、プリントされたコピー上に、望ましくない画像欠陥、例えば、トナー斑点（ｔｏｎｅｒｓｐｏｔｓ）、トナー切れ（ｔｏｎｅｒｐｉｃｋｉｎｇ）（つまり、トナーが付着しないで白い斑点が生じる）、光沢度の不均一（ｎｏｎ−ｕｎｉｆｏｒｍｇｌｏｓｓ）、ホットオフセット、および画像の褪色が生じる（ｐｏｏｒｉｍａｇｅｐｅｒｍａｎｅｎｃｅ）可能性がある。従って、スムーズな定着器ロール外層表面であって、そのような欠陥を有しない定着器ロール外層表面を形成するフローコーティング溶液に対するニーズが存在する。

従って、静電写真方式機械（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｏｇｒａｐｈｉｃｍａｃｈｉｎｅｓ）に使用するための優れた機械的性質を備えた定着器コンポーネント（ｆｕｓｅｒｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）に対するニーズが存在する。さらに、汚染や傷付きやその他の損傷を受け易い性質を軽減した定着器コーティング剤（ｆｕｓｅｒｃｏａｔｉｎｇｓ）に対するニーズが存在する。比較的小さな表面粗さを示し、定着器部材に好適なコーティング層に対するニーズも存在する。さらに、寿命が長い定着器コンポーネントに対するニーズが存在する。その上、高光沢度を維持する定着器コンポーネントに対するニーズが存在する。

本発明は、上記従来技術の少なくともひとつの課題を解決することができる定着器部材、および画像形成装置を提供する。

本発明は、現像された画像をコピー基板に定着する定着器部材であって、基材と、前記基材の上に設けられた、含ハロゲンエラストマと凝集防止剤とを含む外層と、を備え、前記凝集防止剤が、ポリカプロラクトンと芳香族ポリイソシアヌレートとのコポリマを含む。

本開示は特に、含ハロゲンエラストマ（ハロエラストマ、ｈａｌｏｅｌａｓｔｏｍｅｒ）と凝集防止剤（ｄｅｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｎｇａｇｅｎｔ）とを含むコーティング外層（ｏｕｔｅｒｃｏａｔｉｎｇｌａｙｅｒ）を備える定着器部材（ｆｕｓｅｒｍｅｍｂｅｒ）に関する。本開示に基づく定着器部材は、静電写真方式と電子写真方式の印刷プロセス（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｏｇｒａｐｈｉｃａｎｄｘｅｒｏｇｒａｐｈｉｃｐｒｉｎｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）に使用するのに好適であるので、特に同方式を参照して説明する。本開示に基づく定着器は、限定はされないが、カラー画像形成装置を含むどのような画像形成装置にも適応可能であることは当業者には容易に理解されると思われる。

本開示は、実施の形態において、現像された画像をコピー基板に固定する定着器部材であって、基材とその上に設けられた含ハロゲンエラストマと凝集防止剤とを含む外層とを備える定着器部材に関する。

さらに、本開示は、実施の形態において、現像された画像をコピー基板に固定する定着器部材であって、基材とその上に設けられたフルオロエラストマと凝集防止剤とを含む外層とを備える定着器部材に関する。

本開示は、また、実施の形態において、静電潜像を受理する電荷保持表面（ｃｈａｒｇｅ−ｒｅｔｅｎｔｉｖｅｓｕｒｆａｃｅ）を備える記録媒体上に画像を形成する画像形成装置（ｉｍａｇｅｆｏｒｍｉｎｇａｐｐａｒａｔｕｓ）と、電荷保持表面にトナーを塗布して静電潜像を現像することにより電荷保持表面に現像された画像を形成する現像コンポーネントと、現像された画像を電荷保持表面からコピー基板に転写する転写フィルムコンポーネントと、基材とその上に設けられたフルオロエラストマおよび凝集防止剤を含む外層とを備え、トナー画像をコピー基板の表面に定着する定着コンポーネント（ｆｕｓｉｎｇｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）と、に関する。

本開示は、デジタル式や接触静電式プリント装置（ｃｏｎｔａｃｔｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｐｒｉｎｔｉｎｇ）やその他類似の方式の装置を含む静電写真方式装置（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｏｇｒａｐｈｉｃ）に使用される画像形成部材または装置およびその定着器コンポーネントに関する。この定着器コンポーネントは、現像された画像をコピー基板に定着する定着器部材またはロールを備える。また定着器部材は、基板とその上に設けられたハロエラストマと凝集防止剤とを含む外層とを備える。

以下の説明では、明快を目的として特定の術語を用いるが、これらの術語は、図面の説明のために選択された実施の形態における特定の構造のみを称することを意図して用いるのであり、決して本開示の範囲を規定したり、制限したりするものではない。図面と以下の説明では、同じ符号（ｎｕｍｅｒｉｃｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ）は同様の機能を有するコンポーネントを指すものと理解すべきである。

図１を参照する。典型的な静電写真複写装置（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｏｇｒａｐｈｉｃｒｅｐｒｏｄｕｃｉｎｇａｐｐａｒａｔｕｓ）では、コピーされるオリジナルの光像（ｌｉｇｈｔｉｍａｇｅ）が、感光性部材の上に静電潜像の形で記録され、潜像が後で、一般にトナーと称される電気的性質を帯びた熱可塑性樹脂粒子の適用により可視化される。具体的には、感光体（ｐｈｏｔｏｒｅｃｅｐｔｏｒ）１０の表面が帯電器１２で帯電される、帯電器１２には電圧が電源１１から印加される。次に感光体１０は、レーザまたは発光ダイオードのような光学式システム、つまり画像入力装置１３から発生する光に画像毎に露光され、その上に静電潜像が形成される。一般に、静電潜像は、現像ステーション１４から送られる現像剤混合物を用い、これと接触することによって現像される。現像は、磁気ブラシ法、パウダークラウド法、または他の既知の現像プロセスを用いて行い得る。

トナー粒子は、光導電性表面（ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｓｕｒｆａｃｅ）に画像を構成して堆積した後、転写手段１５でコピーシート１６に転写される。転写は圧力転写でも静電転写でもよい。他に、現像された画像を中間転写部材（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｔｒａｎｓｆｅｒｍｅｍｂｅｒ）に転写し、その後でコピーシートに転写することもできる。

現像された画像の転写が完了した後、コピーシート１６は定着ステーション１９に進む。定着ステーション１９は、図１では定着／圧力ロール（ｆｕｓｉｎｇａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｒｏｌｌｓ）として示されており、現像された画像は、定着部材２０と圧力部材２１との間にコピーシート１６を通過させることによってコピーシート１６に定着され、永久画像が形成される。感光体１０は、転写に引き続いて、クリーニングステーション１７に進み、感光体１０に残留したトナーはここで、ブレード２２（図１を参照）、ブラシ、または他のクリーニング装置を用いてクリーニングされる。定着ステーション１９は、定着部材２０と圧力部材２１とがローラとして図示されているが、定着部材および／または圧力部材（複数を含む）は、ベルト、シート、フィルムの形でも、または他の同様な形の部材でも差し支えない。

図２を参照する。ここには、定着ステーション１９の実施の形態が、定着器ロール２０の実施の形態とともに示されている。定着器ロール２０は、好適な金属、例えば、アルミニウム、陽極処理アルミニウム（ａｎｏｄｉｚｅｄａｌｕｍｉｎｕｍ）、鋼、ニッケル、銅などから製造された中空円筒またはコア（ｈｏｌｌｏｗｃｙｌｉｎｄｅｒｏｒｃｏｒｅ）である好適なベース部材４と、ポリマ表面５と、中空円筒と同一の広がりを持ち（ｃｏｅｘｔｅｎｓｉｖｅ）、その内部一杯に配設された加熱エレメント６とを備える。定着器部材２０は、コア４と外層５との間に配置された接着層、クッション層、または他の好適な層７を備え得る。バックアップロールまたは圧力ロール２１は、定着器ロール２０とともに作用し、ニップまたは接触弧（ｃｏｎｔａｃｔａｒｃ）１を形成する。コピー紙または他の基板１６が、このニップ１を通過すると、トナー画像２４が定着器ロール２０のエラストマ表面５に接触する。図２に示されるように、バックアップロールまたは圧力ロール２１の実施の形態は、硬い鋼製のコア２の上にポリマまたはエラストマの表面材または層３を被せたものとして描かれている。液溜め２５には、ポリマ系の剥離剤２６が入っている。剥離剤２６は室温では固体でも液体でも差し支えないが、操作温度では液体である。圧力部材２１は加熱エレメント（図示せず）を備え得る。

図２に示される実施の形態では、剥離剤２６をポリマまたはエラストマ表面５に塗布するため、矢印の方向に回転するように取り付けられた２個の剥離剤供給ロール２７と２８が設けられ、ポリマまたはエラストマ表面５に剥離剤２６を供給する。供給ロール２７は、液溜め２５内に部分的に浸漬され、表面剥離剤２６を液溜め２５から（第二）供給ロール２８に輸送する。計量ブレード（ｍｅｔｅｒｉｎｇｂｌａｄｅ）２９を使用することにより、最初に供給ロール２７に、その後にポリマまたはエラストマ５にポリマ系剥離液の層を塗布し、サブマイクロメートル〜数マイクロメートルの範囲の制御された厚さの剥離液を供給し得る。このようにして、実施の形態では、計量装置２９を使って、約０．１〜約２μｍ超の厚さの剥離液をポリマまたはエラストマ５の表面に塗布することが可能である。

図３を参照すると、定着コンポーネントの実施の形態の一つが示されている。図３は、基材３２と基材の上に配置された外層３４とを備える二層構造を有する定着コンポーネント３０を示す。外層３４は、例えば、フロオロエラストマのような含ハロゲンエラストマと、その内部に分散または含有された凝集防止剤とから構成される。

図４を参照すると、三層構造を有する定着コンポーネント４０が示されている。定着コンポーネント４０は、基材４２と外層３４と基材４２と外層３４との間に配置された中間層４３とを備える。外層４４は、フロオロエラストマのような含ハロゲンエラストマと、その内部に分散または含有された凝集防止剤とを含む本開示に基づくコーティング組成物を含む。

図３と図４に描かれている定着器コンポーネントは定着器ベルトとして示されているが、本開示に基づく定着器コンポーネントは好適な構造ならどんなものでも差し支えない。例えば、定着器コンポーネントは、シート、フィルム、ウェブ、フォイル、ストリップ、コイル、円筒、ドラム、ローラ、エンドレスストリップ、円形ディスク、ベルト、例えば、エンドレスベルト、エンドレス継ぎ目付き可撓ベルト、エンドレス継ぎ目無し可撓ベルト、パズルカット継ぎ目付きエンドレスベルトなどの形式で差し支えない。

さらに、当業者ならば理解することであるが、本開示に基づく定着器コンポーネントは、二層および／または三層の構造に限定されるものではない。本開示に基づく定着器コンポーネントは、基材と外層との間に、所望に応じて任意の数の中間層および／または接着層を備えることができる。

好適な基材材料（ｓｕｂｓｔｒａｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓ）の例としては、ローラまたはフィルムタイプの基材の場合は、金属、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、鋼、ニッケルなどが挙げられる。フィルムタイプ基材の場合は、好適な基材として、高い操作温度（すなわち、約８０℃超、好ましくは２００℃超）を許容するのに好適で、高い機械的強度を示す能力のある耐高温性プラスチック（ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｌａｓｔｉｃｓ）が挙げられる。実施の形態では、このプラスチックは、約２，０００，０００〜約３，０００，０００ｐｓｉ（ポンド／平方インチ、１ｐｓｉは約６８９４．７６パスカル）の曲げ強度（ｆｌｅｘｕｒａｌｓｔｒｅｎｇｔｈ）と、約２５，０００〜約５５，０００ｐｓｉの曲げ弾性係数（ｆｌｅｘｕｒａｌｍｏｄｕｌｕｓ）を有する。

フィルム、シート、ベルトなどの形の基材は、約２５〜約２５０μｍの厚さ、またはある実施の形態では、約６０〜約１００μｍの厚さを有し得る。

外層は、例えば、フロオロエラストマのようなハロエラストマと凝集防止剤とを含むコーティング組成物を含む。

実施の形態では、外層は、含ハロゲンエラストマのようなエラストマを含む。含ハロゲンモノマ（ｈａｌｏｇｅｎｍｏｎｏｍｅｒｓ、ハロゲンモノマ）から生成されるエラストマの例としては、クロロエラストマ、フルオロエラストマなどが挙げられる。好適なフルオロエラストマの例としては、エチレン系（ｅｔｈｙｌｅｎｉｃａｌｌｙ）不飽和フルオロエラストマや、ビニリデンフルオライド、ヘキサフルオロプロピレンおよびテトラフルオロエチレンから生成されるコポリマやターポリマを含むフルオロエラストマが挙げられるが、これらに限定されない。

別の実施の形態では、フルオロエラストマは、ビニリデンフルオライドの含有量が比較的低いテトラポリマである。

凝集防止剤（ｄｅｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｎｇａｇｅｎｔ）は、解膠剤（ｄｅｆｌｏｃｃｕｌａｎｔ）として作用すると知られるいかなる物質をも含む。凝集防止剤は、（１）コーティング組成物の粘度の減少、および／または（２）コーティング組成物中の粒子の凝集防止、という機能を果たす。実施の形態では、凝集防止剤は、コーティング組成物に存在する不溶性硫酸バリウム粒子の大部分の凝集または凝塊（ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｏｎｏｒａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ）を低減し、硫酸バリウム欠陥を低減する。他の実施の形態では、凝集防止剤は、コーティング組成物に存在する不溶性硫酸バリウム粒子の凝集または凝塊を防止し、硫酸バリウム欠陥を無くする。

好適な凝集防止剤には以下のものがある。多くは、水をベースとする系で使用される。しかし、溶剤（ＭＩＢＫなど）をベースとする系で設計されている凝集防止剤も幾つか存在する。ポリメタクリル酸（ＰＭＡ）は、水をベースとする凝集防止剤で、セラミック産業で極めて一般的に使用されている解膠剤である。その分子量は、懸濁物中の粒子径に依存して選択される。普通は、分子量１，０００〜５０，０００が選択される。ＰＭＡにＮａ^＋イオンが付加することが多いので、静電気反発力（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｒｅｐｕｌｓｉｏｎ）で凝集防止機能がさらに増す。これは、静電気とポリマ鎖で付与される立体障害（ｓｔｅｒｉｃｈｉｎｄｅｒａｎｃｅ）とを使用することから、静電気安定化処理（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔｅｒｉｃｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ）として普通知られている。水中で使用される他の普通の凝集防止剤としては、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、ピロリン酸四ナトリウム、および他のナトリウム塩が挙げられるが、これらに限定されない。

他の凝集防止剤（水中で使用、不使用にかかわらず）としては、ポリイソブチレン、ポリビニルブチラール、ポリエチレングリコール、グリセロールトリステアレート、コーン油、アマニ油、ステアリン酸、ラノリン脂肪酸、ある種の魚油、ジブチルアミンなど、他にも多く挙げられるが、これらに限定されない。

凝集防止剤は、含ハロゲンエラストマおよび／またはフルオロエラストマ（ｈａｌｏ／ｆｌｕｏｒｏｅｌａｓｔｏｍｅｒ）の約０.１〜約１０重量％の量で存在し得る。凝集防止剤の量は、凝集防止すべき粒子の比表面積に基づく。この比表面積は、粒子の形状と粒径によって決定され、ＢＥＴ窒素吸着法として知られる分析技法で測定可能である。実施の形態では、凝集防止剤は、含ハロゲンエラストマおよび／またはフルオロエラストマの約１〜約６重量％の量で存在する。他の実施の形態では、凝集防止剤は、含ハロゲンエラストマおよび／またはフルオロエラストマの約２〜約４重量％の量で存在する。ある実施の形態では、凝集防止剤は、含ハロゲンエラストマおよび／またはフルオロエラストマの約１〜約４重量％の量で存在するディスパＢＹＫポリマ(Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋｐｏｌｙｍｅｒ、ＢＹＫＣｈｅｍｉｅ社市販)である。このポリマは、ポリカプロラクトンとトリルジイソシアネート（ｔｏｌｙｌｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ、ＴＤＩ）をベースとする芳香族ポリイソシアヌレートとのコポリマである。これは、メトキシプロピルアセテートとブチルアセテートの溶剤中に存在する。製品の資料（ｐｒｏｄｕｃｔｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ）によれば、ＢＹＫ−１６７は立体障害による安定機能で作用するだけであり、イオン成分は含有していない。

外層組成物は、オプションとして界面活性剤を含有し得る。実施の形態の一つでは、外層は界面活性剤を含む。外層に界面活性剤として使用するのに好適な薬剤には、フルオロ界面活性剤（Ｆｌｕｏｒｏ−ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ）、例えば、３Ｍコーポレーションで販売のＦＣ４３０などがあるが、これらに限定されない。別の実施の形態の一つでは、外層に実質的に界面活性剤が含まれないのもある。凝集防止剤を外層に使用することによって達成される利点は、界面活性剤が存在しても、存在しなくても、それによる悪影響は受けない。凝集防止剤を使用すると、界面活性剤を追加する必要なしに外層を形成することが可能になる。

含ハロゲンエラストマと凝集防止剤とを含むコーティング組成物は、例えば、含ハロゲンエラストマと凝集防止剤を混合する方法などを含む好適な方法で調製し得る。

実施の形態では、外層の厚さは、約５〜約２５０μｍである。他の実施の形態では、外層の厚さは、約１５〜約１５０μｍである。さらに他の実施の形態では、外層の厚さは約２０〜約２５μｍである。

オプションの実施の形態では、画像形成基材と外層との間に中間層を設け得る。中間層に使用するのに好適な材料としては、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅｍａｔｅｒｉａｌｓ）、フルオロエラストマのようなエラストマ、フルオロシリコーン、エチレンプロピレンジエンゴム、フルオロシリコーンのようなシリコーンゴム、フェニルシリコーン、シリコーンブレンドなどが挙げられる。外の剥離層（ｏｕｔｅｒｒｅｌｅａｓｅｌａｙｅｒ）として有用なポリマをさらに挙げると、フルオロポリマ、例えば、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のコポリマ（ＦＥＰ）、ポリフルオロアルコキシポリテトラフルオロエチレン（ＰＦＡ・テフロン（登録商標））、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）、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（ＭＦＡ）などである。これらのポリマは、その混合物も、接着剤とともに、中間層に含有させることもできる。実施の形態では、中間層は、上下に整合性を有するもので、厚さは約２〜約６０ミル（ｍｉｌ（ｓ）、１ミルは約２５．４μｍ）、または約４〜約２５ミルである。

接着層は、基材または中間層の上に約２〜約２,０００ｎｍの厚さ、または約２〜約５００ｎｍの厚さでコーティングできる。接着剤は、スプレーコーティング法またはワイピング法（ｓｐｒａｙｃｏａｔｉｎｇｏｒｗｉｐｉｎｇ）を含む好適な技法でコーティングできる。

基材、任意に用いられる１つまたは複数の中間層、および外層には、フィラ（ｆｉｌｌｅｒ（ｓ））も含有させ得る。基材、中間層、および外層に加えられるフィラは、オプションであり、必ずしも重要でなく、いかなる制約もない。基材、中間層、および／または外層に使われる好適なフィラの例としては、米国特許第６，８２９，４６６号と第６，８３８，１４０号に記載されているものが挙げられ、同明細書全文を本明細書に参考文献として引用する。

以下の実施例は、本開示に基づく定着器コンポーネントをさらに説明する目的で記載される。実施例は説明のためだけであり、本開示に基づく定着器コンポーネントは、実施例に記載の材料、条件、またはプロセスパラメータ（ｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）に限定されないものとする。すべての部は、特記なき限り、容量％である。

［コーティング組成物の調製］
ベースとなるコーティング液（ｂａｓｅｃｏａｔｉｎｇ）は、次のように調製された。

定着器ロールに使用するトップコート処方物（ｆｕｓｅｒｒｏｌｌｔｏｐｃｏａｔｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ）は、ヒドロフルオロエラストマの一つであるデュポン製バイトン（Ｖｉｔｏｎ（登録商標））ＧＦ１００重量部を含む溶剤溶液／分散液から調製した。このデュポン製バイトンＧＦは、ビニリデンフルオライド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％、および硬化サイトモノマ（ｃｕｒｅｓｉｔｅｍｏｎｏｍｅｒ）２重量％から成るポリマである。このバイトンＧＦを、デュポン製バイトンキュレーティヴ５０（Ｃｕｒａｔｉｖｅ５０）７重量部、酸化マグネシウム(イリノイ州シカゴのホール社（Ｃ．Ｐ．Ｈａｌｌ）より市販のマグライト・ディー（ＭａｇｌｉｔｅＤ））２．４重量部、水酸化カルシウム１．２重量部、カーボンブラック(バンダービルト社（Ｒ．Ｔ．ＶａｎｄｅｒｂｉｌｔＣｏ．）より市販のＮ９９０）１．２重量部、ノベックＦＣ−４３０（Ｎｏｖｅｃ（商標）ＦＣ−４３０）（３Ｍ社より市販）６．７重量部と、メチルエチルケトンとメチルイソブチルケトンの混合液中に混合した。得られた処方物を、フローコート法（ｆｌｏｗｃｏａｔｍｅｔｈｏｄ）を使って公称厚さ約２０μｍとなるように定着器ロール表面上に塗布した。得られたコーティング膜を空気中にて９５℃で２時間、１７５℃で２時間、２０５℃で２時間、さらに２３０℃で１６時間と段階的に加熱して硬化させた。

フローコーティングは、水平方向に回転するシリンダ面上にコーティング液を螺旋状に滴下して塗布する方法と説明される。一般に、このフローコーティングによる方法では、長軸の周りに（ａｂｏｕｔａｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌａｘｉｓ）水平位置（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｐｏｓｉｔｉｏｎ）で基材を回転させて、コーティング液をアプリケータから基材に、制御された量をスパイラル形状で塗布し、アプリケータから出るコーティング液を実質的にすべて基材に付着するようにすることによって基材にコーティングされる。

対照標準のコーティング液は上に記載の通りである。試験を行ったコーティング液は下に記載の通りである。この結果、バイトンＧＦの全重量部に関して次の概略組成：１００部当たり３．３部（ｐａｒｔｓｐｅｒｈｕｎｄｒｅｄ、ｐｐｈ）のＢＹＫ１６７、１．５ｐｐｈのマグネシウム１７０スペシャル、０．７５ｐｐｈの水酸化カルシウム、０．７５ｐｐｈのカーボンブラックＮ９９０、および７ｐｐｈのバイトンキュレーティヴ５０を有する乾燥コーティング膜が得られた。上記コーティング剤の残部は、ＭＥＫまたはＭＩＢＫ、またはそれらの混合物のような溶剤で占められている。この溶剤は揮発性であるので、最終的には乾燥し、硬化したコーティング膜には有意な量は存在しない。

［定着器ロール］
上記の凝集防止剤を含むコーティング組成物を使用して、定着器ロール４個をコーティングした。さらに、８個の対照標準定着器ロール（Ｃ１〜Ｃ８）を対照標準コーティング組成物で調製した。定着器ロールは、次のように製造した。ロール基材を、アルミニウム管から正しい形状寸法（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）に切り出す。次に、鋼製エンドキャップまたは「軸受（ｊｏｕｒｎａｌ（ｓ））」をロールの端部に圧接する（ｉｎｅｒｔｉａｗｅｌｄｅｄ）。次に、プライマーをアルミニウム基材に塗り、乾燥させる。その次に、液注入成形法でシリコーン層をコアの上に成形し、硬化させる。次に、後硬化プロセス（ｐｏｓｔｃｕｒｅｐｒｏｃｅｓｓ）を十分な時間をかけて行い、シリコーン層からすべての余剰物を放散させる。この時点で、シリコーン層厚さは１０ｍｍのオーダーである。次に、このシリコーン層を、研摩ホイールを使って研磨する。すると、シリコーン層は約５ｍｍの厚さになる。研磨されたロールは、スーパー仕上げ（ｓｕｐｅｒｆｉｎｉｓｈｉｎｇ）として知られるプロセスで適切な表面仕上げを行う。得られたロールは溶剤で洗浄する。溶剤には普通、イソプロピルアルコールまたはメタノールを使用する。この時点で、接着剤をシリコーン層に付けることができる。これは、通常条件下で行われるが、凝集防止剤を使う時には、必ずしも要しないことが見出された。接着剤としてはいくつか挙げることが可能であり、例えば、ＨＶ１０、Ｚ６０４０およびＡ４０４０であるが、これらはすべてダウコーニング社（ＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇ）製造のもので、他にはロード社（ＬｏａｄＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製のケムロック（Ｃｈｅｍｌｏｋ）５１５０などがある。最後に、コーティング液を前述の２成分フローコーティング法で塗布する。

接着テストが、凝集防止剤を含む外層コーティング組成物を用いた定着器について行われた。接着性試験は、プルモードでインストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）試験機を使って９０°引き剥がしテストで行われた。試験ストリップをロールの表面に接着し、インストロンで引っ張り、バイトンコーティング膜をシリコーン層から引き剥がすのに必要な応力（ｓｔｒｅｓｓ）を測定した。試験の結果を表１に示す。

接着性測定結果（９０°引き剥がし試験）。ＢＹＫ１６７を高レベルに使用してさらに試験を行った結果、接着力は２．０〜２．５ポンド／インチ（ｌｂｓ／ｉｎ、１ポンド／インチは約１７．８６ｋｇ／ｍ）まで増加し得ることが見出された。これは、対照標準処方物のオーダーであり、ロール性能の許容できるレベルである。

本実験と対照標準と双方の定着器ロールの光沢度と表面粗さを評価した。これらのテストの結果を、表２と表３に示す。

表２と表３が示すのは、外層組成物に凝集防止剤を含む定着器では、表面粗さが減少し、光沢度が改良されるということである。この特定の実験では、外層組成物に凝集防止剤を含む定着器の平均光沢度が対照標準の定着器の平均光沢度より約８光沢単位（ｇｌｏｓｓｕｎｉｔｓ）だけ大きかった。前に述べたように、２光沢単位の小さな変化も人間の目には検出可能である。さらに凝集防止剤を含む定着器ロールは、硫酸バリウム欠陥または他の外観的欠陥（フィッシュアイ、ドロ割れ、溶剤飛びなど）の徴候は示さなかった。

一般的な静電写真方式装置の説明図である。本発明の実施の形態に基づく定着ベルトの断面図である。二層構造を有する定着器コンポーネントであって、その外層が本開示に基づくコーティング膜を備える定着器コンポーネントの概略断面図である。三層構造を有する定着器コンポーネントであって、その外層が本開示に基づくコーティング膜を備える定着器コンポーネントの概略断面図である。

符号の説明

１ニップ、２鋼製コア、３エラストマ層、４コア、５外層、６加熱エレメント、７（接着）層、１０感光体、１１電源、１２帯電器、１３画像入力装置、１４現像ステーション、１５転写手段、１６コピーシート、１７クリーニングステーション、１９定着ステーション、２０定着部材、２１圧力部材、２２ブレード、２４トナー画像、２５液溜め、２６剥離剤、２７，２８供給ロール、２９計量ブレード、３０，４０定着コンポーネント、３２，４２基材、３４，４４外層、４３中間層。

Claims

現像された画像をコピー基板に定着する定着器部材であって、
基材と、
前記基材の上に設けられた、含ハロゲンエラストマと凝集防止剤とを含む外層と、
を備え、
前記凝集防止剤が、ポリカプロラクトンと芳香族ポリイソシアヌレートとのコポリマを含むことを特徴とする定着器部材。
現像された画像をコピー基板に定着する定着器部材であって、
基材と、
前記基材の上に設けられた、フルオロエラストマと凝集防止剤とを含む外層と、
を備え、
前記凝集防止剤が、ポリカプロラクトンと芳香族ポリイソシアヌレートとのコポリマを含むことを特徴とする定着器部材。
記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
静電潜像を受容する電荷保持表面と、
前記電荷保持表面にトナーを用いて静電潜像を現像し、当該電荷保持表面に現像された画像を形成する現像コンポーネントと、
前記現像された画像を前記電荷保持表面からコピー基板に転写する転写フィルムコンポーネントと、
トナー画像を前記コピー基板の表面に定着する定着コンポーネントと、を含み、
前記定着コンポーネントは、基材と、前記基材の上に設けられた、フルオロエラストマと凝集防止剤とを含む外層とを備え、
前記凝集防止剤が、ポリカプロラクトンと芳香族ポリイソシアヌレートとのコポリマを含むことを特徴とする画像形成装置。