JPH07199707A

JPH07199707A - フューザ部材及び定着システム

Info

Publication number: JPH07199707A
Application number: JP6299409A
Authority: JP
Inventors: Arnold W Henry; ダブリュー．ヘンリーアーノルド; George J Heeks; ジェイ．ヒークスジョージ; Clifford O Eddy; オー．エディークリフフォード; Louis D Fratangelo; ディー．フラタンジェロルイス
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1993-12-10
Filing date: 1994-12-02
Publication date: 1995-08-04
Also published as: EP0657788A3; CA2118346A1; BR9404918A; CA2118346C; US5530536A; EP0657788A2

Abstract

(57)【要約】【目的】静電グラフィック印刷機のフューザシステム
のための低係数スリーブレス圧力ロールを提供する。【構成】圧力ロール(8) は、円筒形コア(16)、及びヤ
ングの弾性率が１平方インチあたり500lbs. より少な
く、厚さが約250 ミルから約500 ミルで、硬度が約45シ
ョアA から約60ショアA を有する熱安定FKM ヒドロフル
オロエラストマーの非膨張性シリコン油層(18)を含む、
柔らかいスリーブレス長持ち部材である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電グラフィック印刷
装置においてトナー画像を定着させるためのフューザ
（定着）部材及び定着システムに関する。特に、本発明
は長寿命フューザ部材に関し、より詳細には、フューザ
ロール及び圧力（加圧）ロールを含む定着システムにお
けるバックアップ圧力ロールに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な静電グラフィック複写装置にお
いて、複写される原稿の光画像は感光部材上に静電潜像
の形で記録され、続いて、潜像は一般にトナーと称され
る静電熱可塑性樹脂粒子を使用することによって見える
ようになる。次に、可視トナー画像はゆるい粉末状の形
になり、容易に乱されるか又は破壊される。トナー画像
は、通常、それ自体が感光部材となってもよい支持体
か、或いは、普通紙等の他の支持シート上に固着又は定
着される。

【０００３】支持部材上にトナー画像を固着させるため
の熱エネルギーの使用はよく知られている。静電トナー
材料を熱によって永久に支持体表面上に定着させるため
に、トナー材料の温度をトナー材料の構成要素が合体
し、粘着性をもつようになる点まで上げる必要がある。
この加熱によって、トナーがある程度支持部材の繊維又
はポアー（細孔）へ流れる。その後、トナー材料が冷却
するにつれ、トナー材料の凝固によって、トナー材料が
支持体にしっかりと接合される。

【０００４】一般的に、熱可塑性樹脂粒子は、トナーに
用いられる特定の樹脂が柔らかくなる範囲に応じて、約
90℃から約160 ℃以上の間の温度まで加熱することによ
って、基体に定着される。しかしながら、特に基体が紙
のとき、そうした上昇された温度で基体が変色する傾向
があるために、基体を約200 ℃より大幅に高い温度へ上
げることは望ましくない。

【０００５】静電トナー画像を熱定着させるための幾つ
かの方法は、先行技術に記載されてきた。これらの方法
は、様々な手段、即ち、圧接して維持されるロール対、
ロールと圧接したベルト部材等、によって熱及び圧力を
ほぼ同時に加えることを含む。熱は、ロール、プレート
部材、又はベルト部材の一方若しくは双方、を加熱する
ことによって加えられてもよい。熱、圧力及び接触時間
の適切な組み合わせが提供されると、トナー粒子の定着
が起こる。トナー粒子の定着を引き起こすこれらパラメ
ータのバランスをとることは公知であり、特定の機械又
は処理条件に合うように調節することが可能である。

【０００６】支持体上にトナー粒子を熱定着させるため
に熱が使用される定着システムの動作の間に、トナー画
像及び支持体の双方がロール対、又はプレート部材又は
ベルト部材の間に形成されるニップを通過する。ニップ
において同時に行われる熱の転写及び圧力の供給によっ
て、支持体上にトナー画像の定着が行われる。定着処理
において、通常の動作の間には支持体からフューザ部材
へトナー粒子のいかなるオフセット（転着）も行われな
いことが重要である。フューザ部材上へのトナー粒子の
オフセットは、後続の複写サイクルにおいて機械の他の
部分又は支持体上へ転写して、背景を増やし、そこに複
写される材料を干渉する。いわゆる「ホットオフセット
(hot offset)」はトナーの温度がトナー粒子が液化する
まで上昇されると発生し、溶融したトナーの分離がフュ
ーザ部材上に残る部分との定着動作の間に起こる。ホッ
トオフセット温度又はホットオフセット温度の低下は定
着ロールのレリース特性（離れやすい性質）の尺度であ
り、従って、必要なレリースを行うために低い表面エネ
ルギーを有する定着表面を提供するのが望ましい。定着
ロールの良好なレリース特性を保証及び維持するため
に、離型剤をフューザ部材へ供給して、トナーが定着動
作の間に定着ロールから完全にレリースされるのを保証
することが一般的になっている。一般的に、これらの材
料は、トナーオフセットを防ぐために、例えば、シリコ
ン油の薄膜として供給される。

【０００７】フューザ部材、離型剤及び定着システムに
おける幾つかの最近の開発は、米国特許第４、２６４、
１８１号、米国特許第４、２５７、６９９号、及び米国
特許第４、２７２、１７９号に記載されている。これら
の特許は、フューザ部材、及び機能群（官能基）を有す
る重合体離型剤がフューザ部材の表面へ供給される基体
へ熱可塑性樹脂トナー画像を定着させる方法について記
載している。フューザ部材は、求核性の付加硬化剤によ
って硬化された金属含有充填剤を備えたエラストマー表
面を有するベース部材を含む。そうしたフューザ部材の
一例は、分散された酸化鉛充填剤を有し、離型剤として
メルカプト機能ポリオルガノシロキサン油を用いる、ビ
スフェノール硬化剤によって硬化されたポリ（フッ化ビ
ニリデン−ヘキサフルオロプロピレン）共重合体を備え
たアルミニウムのベース部材である。それらの定着処理
において、重合体離型剤はフューザ部材表面のエラスト
マー材料又は樹脂材料に分散される金属含有充填剤と相
互作用する機能群（化学反応機能群とも称される）を有
して、熱可塑性樹脂トナーをレリースし、熱可塑性樹脂
トナーがエラストマー材料自体と接触するのを防ぐ熱安
定膜を形成する。フューザ部材表面上のエラストマー又
は樹脂に分散される金属酸化物、金属塩、合金又は他の
適切な金属化合物の充填剤は、重合体離型剤の機能群と
相互作用する。金属含有充填剤の材料は、機能群を有す
る重合体離型剤を劣化させたり、悪影響を及ぼしたりし
ないことが好ましい。この金属含有充填剤を有するエラ
ストマーと機能群を有する重合体離型剤の間の反応のた
めに、静電グラフィック複写機の速度が速くても、すぐ
れたレリースと高品質の複写の生成が得られる。

【０００８】含まれるメカニズムが完全に理解されない
一方、機能群を有するある重合体流体が、金属酸化物、
金属塩、金属、合金又は他の適切な金属化合物が分散さ
れたエラストマー表面を有する定着部材の表面へ供給さ
れるとき、エラストマーの充填剤の金属と機能群を有す
る重合体流体の間に相互作用（化学反応、配位複合、水
素接合又は他のメカニズム）があるために、液体又は流
体の形で機能群を有する重合体離型剤は、フューザ部材
の表面上に良好な残留性質を有する、レリースにすぐれ
た表面を提供することが分かる。メカニズムにかかわら
ず、エラストマーの組成及び機能群を有する重合体離型
剤の組成と異なるエラストマー表面上に膜が形成される
ように見える。しかしながら、この膜はトナーよりも金
属化合物を含むエラストマーの親和性が強いことで、エ
ラストマー表面上にすぐれたレリースコーティングを行
う。レリースコーティングは、加熱されたトナーとトナ
ーが塗布される基体の間の接着力及びトナーの凝集力よ
りも少ない凝集力を有する。重合体離型剤の機能群とエ
ラストマー含有金属の金属の間の相互作用によって、金
属含有充填剤における金属の臨界の又は高い表面エネル
ギーが全体的に減少する。

【０００９】好ましいエラストマーはフルオロエラスト
マーであり、最も好ましいフルオロエラストマーは、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を
コモノマとして含むフッ化ビニリデンに基づいたフルオ
ロエラストマーである。最も好ましいフルオロエラスト
マーの内の２つは、(1) ビトンA (Viton A) として一般
に公知のフッ化ビニリデン及びヘキサフルオロプロピレ
ンの共重合体の種と、(2) ビトンB (Viton B) として一
般に公知のフッ化ビニリデン、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三元共重合体の種であ
る。ビトンA 、ビトンB 及び他のビトン名称は、デュポ
ン社(E. I. DuPont deNemours and Company)の商標であ
る。他の一般に入手可能な材料には、３Ｍ社(3M Compan
y)のフルオレル(Fluorel) 、ビトンGH (Viton GH) 、ビ
トンE 60C (Viton E 60C) 、ビトンB 910 (Viton B 91
0) 及びビトンE 430 (Viton E 430) が含まれる。好ま
しい硬化系はビスフェノール架橋剤を備えた求核システ
ムであって、熱、次に、共重合体の基本デヒドロフッ素
を加えることによって形成される共有架橋網状重合体を
生成する。求核硬化系はまた、オルガノホソホニウム塩
促進剤を含む。一般に入手可能な求核システムによって
硬化されるフルオロエラストマー重合体の幾つかとし
て、ビトンE 60C 、ビトンB 910 、ビトン E 430、ビト
ンA 、及びビトンB が含まれる一方で、同様のフューザ
ロールは従来の脂肪族過酸化物硬化剤によって硬化され
てもよい。

【００１０】静電熱可塑性樹脂トナーにより優れたレリ
ース特性を有する熱安定し、再生可能な自己清浄性層を
形成するための、フューザ部材と相互作用する機能群を
有する重合体離型剤の使用は、米国特許第４、０２９、
８２７号、同４、１０１、６８６号、同４、１８５、１
４０号に記載されている。特に、米国特許第４、０２
９、８２７号は、メルカプト機能を有するポリオルガノ
シロキサンを離型剤として使用することを目的としてい
る。米国特許第４、１０１、６８６号及び、同４、１８
５、１４０号は、カルボキシ、ヒドロキシ、エポキシ、
アミノ、イソシネート、チオエーテル、及びメルカプト
群等の機能群を有する重合体離型剤を離型液とすること
を目的としている。これらの定着システムの中には広く
一般に使用されたものもある。例えば、酸化鉛によって
充填されるビトンE 45 (77重量パーセントのフッ化ビニ
リデン及び23重量パーセントのヘキサフルオロプロピレ
ンの共重合体) から成る定着ロールは、メルカプト機能
のポリオルガノシロキサン離型剤を使用する定着システ
ムでうまく使用された。

【００１１】米国特許第３、９１２、９０１号では、テ
トラフルオロエチレンとパーフルオロアルキル、パーフ
ルオロビニルエーテルとの共重合体(PFA) の外部スリー
ブ、剛性の内部コア、及び内部コアと外部スリーブの間
の弾性材料の層から成る静電グラフィック印刷装置にお
ける、定着システムに有用なスリーブ付き圧力ロールが
記載されている。このロールを製造する際には、一般的
にEPDM（エチレン−プロピレン−ジエン−ターポリマ
ー）ゴムから成る弾性材料は、一方の側が内部剛性コア
へ接合され、他方の側が外部スリーブへ接合される。米
国特許第３、９１２、９０１号に記載されるPFA の他
に、そのような圧力ロール上に薄いスリーブを形成する
ために、フッ化エチレンプロピレン及びポリテトラフル
オロエチレン等の他の材料が使用された。これらのロー
ルが多くの適用で十分に実行可能だが、特に、高速、高
出力の機械環境で使用されるときにいくつかの欠点が示
される。このようなロールに関連される幾つかの故障モ
ードに加えて、他にも難しい点がある。例えば、圧力ロ
ールの表面の溝の形成によってソフト故障を被ることも
ある。これは、一般的に、熱及び温度がロールの11イン
チ(27.94cm) から14インチ(35.56cm) 領域で高められる
ようにエッジが位置合わせされている11インチの用紙を
作動するときに起こり、1,500,000 枚の複写後に1 ミル
(1000 分の1 インチ) から3 ミルの寸法でかなり迅速に
生成するPFA ロールの11インチから14インチの領域に形
成される溝が形成されるようになる。このソフト故障モ
ードは、勿論、11インチ及び14インチの用紙が機械で使
用されるときにだけ見られる。更に、用紙がロールに対
して押されると、応力が高くなり、時がたつにつれて、
用紙エッジ、特に11インチ部分、に増えた磨耗が実際に
見えて感じられて、幅広いプリント上のこの領域に不良
トナーが固着する原因となるために、圧力ロールの硬い
スリーブは定着ロールの用紙エッジ磨耗を増やすことに
なる。しかしながら、最悪の故障モードとは、EPDM中間
層等の弾性材料の層が剛性なコア若しくは外部スリーブ
又はその双方から破断されるか剥離されるハード故障モ
ードを処理しなければならないことである。これは、弾
性層が２つの表面、即ち、コア及び外部スリーブ、へし
っかりと接合されるために、XYZ 方向で引っ張られる弾
性層の三軸応力による。結果として、応力が一定のレベ
ルに達すると弾性層のいかなる小さなキズも破断可能で
あり、小さなキズをすばやく拡大して、ロール破断及び
定着故障をもたらす。EPDM弾性層が破断すると、EPDMを
硬化する際に使用されるジクミルペロルオキシドから導
出するアセトフェノンからの不快な臭いが経験される。
更に、ゴムが壊れると、このハードモードにおいて、ゴ
ムからのデブリ（屑）は機械を通じて運ばれ、他の機械
構成要素をしばしば傷つけ、機械を清掃及び／又は修復
するのに一般的に訓練されたサービスマンを必要とし
て、機械のダウンタイム（動作不能時間）をもたらし、
顧客に不満を与えることになる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、静電
グラフィック印刷機のフューザシステムのための低係数
（モジュラス）スリーブレス圧力ロールを提供すること
である。

【００１３】

【課題を解決するための手段と作用】本発明に従って、
静電グラフィック印刷機のフューザシステムのための低
係数（モジュラス）スリーブレス圧力ロールは、圧力ロ
ールとその対のフューザロールの双方に長寿命を提供す
る利点を有する。ゴムがコア及びPFA 等を備えた剛性な
外部スリーブの双方へ接合されるときに生じる三軸応力
を取り除くことによって、激しいゴムの破裂という問題
が回避される。この目的は、幾つかの要因、即ち、ロー
ル材料の軟度、を考慮することによって達成される。な
ぜならば、ロールをできるだけ柔らかくして層をできる
だけ薄くすることによって、材料のコストを最少限にす
ると同時に、層を十分に厚くしてロールが定着ニップに
おける変形サイクルを通過するときにサイクル毎に課せ
られる歪みエネルギーを最少限にし、適切なロール寿命
を達成することを保証することが望ましいからである。
歪みエネルギーは累積する特徴があり、従って、高速、
高容量の機械において、層は、数百万のサイクルでなけ
れば数十万の変形サイクルに耐えるように十分厚くなけ
ればならない。

【００１４】本発明の主な態様に従って、円筒形コア、
非酸化性、非膨張性のシリコンオイル、ヤング弾性率が
１平方インチ(6.541cm²)あたり500lbs.(226.5kg)より少
なく、厚さが約250 ミルから約500 ミル、硬度が約45シ
ョアーA から約60ショアーAの熱安定的なFKM ヒドロフ
ルオロエラストマーの層から成る、柔らかくスリーブレ
スで長持ちするフューザ部材が提供される。

【００１５】本発明の追加の態様において、弾性の係数
は１平方インチあたり約250lbs.(113.25kg) から１平方
インチあたり約500lbs. であり、コアとFKM 層の間には
薄い付着層がある。

【００１６】請求項１に記載の柔らかいスリーブレス長
持ちフューザ部材は、円筒形コア、及びヤング弾性率が
１平方インチあたり500lbs. より少なく、厚さが約250
ミルから約500 ミルで、硬度が約45ショアA から約60シ
ョアA を有する熱安定FKM ヒドロフルオロエラストマー
の非膨張性シリコン油層を含む。

【００１７】請求項２に記載の定着システムは、静電グ
ラフィック印刷装置の定着システムであって、フューザ
部材及び柔らかいスリーブレス長持ち圧力部材を含み、
前記圧力部材が円筒形コア、及びヤング弾性率が500lb
s./in.²より少なく、厚さが約250 ミルから約500 ミル
で、硬度が約45ショアA から約60ショアA を有する熱安
定FKM ヒドロフルオロエラストマーの非酸化性、非膨張
性シリコン油層を含む。

【００１８】請求項３に記載の定着システムは、請求項
２に記載の定着システムにおいて、前記圧力部材上に１
サイクルあたり課される歪みエネルギーが5in.-lbs./i
n.³より少ない。

【００１９】

【実施例】本発明の一般的なフューザ部材は図１に示さ
れるようなフューザアセンブリと関連して記載されてお
り、ここで、フューザロール１が、アルミニウム、アル
マイト、鋼、ニッケル、銅等のあらゆる適切な金属から
製造された中空のシリンダ又はコアである適切なベース
部材４上にエラストマー表面２を含み、シリンダと共に
延長される中空部分に配置される適切な加熱要素６を有
する。バックアップロール又は圧力ロール８がフューザ
ロール１と共同でコピー用紙又は他の基体１２が通過す
るニップ又は接触アーク１０を形成して、基体上のトナ
ー画像１４がフューザロール１のエラストマー表面２と
接触する。図１に示されるように、バックアップロール
８は柔らかい表面層１８を備えた剛性の中空のスチール
コア１６を有する。サンプ（油だめ）２０は室温で固体
又は液体になるが、作動温度では流体になる重合体離型
剤２２を含む。

【００２０】重合体の離型剤２２を供給するための図１
に示される実施例では、図示される方向に回転的に取り
付けられた２つの離型剤送出ロール１７及び１９が、離
型剤２２をサンプ２０からエラストマー表面２へ運ぶた
めに設けられる。図１に示されるように、ロール１７は
部分的にサンプ２０に浸漬され、ロール１７の表面で離
型剤２２をサンプ２０から送出ロール１９へ運ぶ。計量
ブレード（刃）２４を用いることによって、重合体離型
液の層が、離型液のサブマイクロメータの厚さから数マ
イクロメータの厚さに及ぶ制御された厚さで、最初に送
出ロール１９へ、次にエラストマー表面２へ供給され
る。従って、計量装置２４によって、約0.1 乃至2 マイ
クロメータ以上の厚さの離型液がエラストマーの表面２
に供給される。

【００２１】本明細書で用いられるように、フューザ部
材という用語は、適切な基体へ熱可塑性トナー画像を固
着する際に用いられるロール、ベルト、平坦な表面、又
は他の適切な形状であってもよい。それは、フューザ部
材、圧力部材又は離型剤ドナー部材の形式であってもよ
いが、円筒形のロールの形式が好ましい。一般的に、フ
ューザ部材は銅、アルミニウム、鋼等の中空の円筒形の
金属コアから成り、選択された硬化フルオロエラストマ
ーの外層を有する。また、所望ならば、基体と硬化エラ
ストマーの外層との間に１以上の中間層があってもよ
い。そのような層に適切な熱特性及び機械特性を有する
一般的な材料として、シリコンエラストマー、フルオロ
エラストマー、EPDM、及びテフロンPFA スリーブ付きロ
ーラを含む。

【００２２】本発明に従ったFKM ヒドロフルオロエラス
トマーは、ASTM（アメリカ試験材料学会）名称D1418-90
に定義され、重合体鎖上に置換基フルオロ及びパーフル
オロアルキル又はパーフルオロアルコキシ基を有するポ
リメチレンタイプのフルオロゴムに向けられている。

【００２３】本発明の実施に有用なフルオロエラストマ
ーは、上記で参照された米国特許第４、２５７、６９９
号と共に、米国特許第５、０１７、４３２号及び同５、
０６１、９６５号に詳細に記載されている。上記特許に
記載されるように、これらフルオロエラストマー、特に
フッ化ビニリデン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共重合体及び三元共重合体の種から
のフルオロエラストマーは、ビトンA 、ビトンE60C、ビ
トンE430、ビトン910 、ビトンGH及びビトンGF等の様々
な名称で一般に知られている。ビトンの名称は、デュポ
ン社(E.I.DuPont deNemours, Inc.)の商標である。他の
一般に入手可能な材料には、フルオレル2170、フルオレ
ル2174、フルオレル2176、フルオレル2177及びフルオレ
ルLVS 76があり、フルオレルは３Ｍ社(3M Company)の商
標である。更に一般に入手可能な材料として、ポリ（プ
ロピレン−テトラフルオロエチレン）共重合体のアフラ
ス(Aflas) 、ポリ（プロピレン−テトラフルオロエチレ
ン−フッ化ビニリデン）三元共重合体のフルオレルII(F
luorel II)があり、双方とも３Ｍ社から入手可能であ
る。また、FOR-60KIR 、FOR-LHF 、NM、FOR-THF 、TH、
TN505 として識別されるテクノフロン(Tecnoflon) は、
オーシモント化学(Ausimont Chemical Co.) から入手可
能である。一般的に、これらフルオロエラストマーは、
詳細が上記米国特許第４、２５７、６９９号及び米国特
許第５、０１７、４３２号に記載されるオルガノホスホ
ニウム塩促進剤、又は、デュポン社の文献に記載される
過酸化物、を備えたビスフェノール架橋剤等の求核付加
硬化系によって硬化される。

【００２４】特に好ましい実施例では、フルオロエラス
トマーは、前述のように３Ｍ社から入手可能な様々なフ
ルオレル銘柄等において約68重量パーセントフッ素であ
る。

【００２５】熱安定という用語は、数百万の複写でなけ
れば数十万の複写において、約350°F ( 約176.7 ℃)
のオーダから450 °F(約232.2 ℃) まで上げられた温度
で、弾性を維持することが可能なヒドロフルオロエラス
トマーを定義することを目的としている。ヤング弾性率
という用語は、材料が引張荷重の下で変形されるとき
に、歪みに対する応力の比率を表す弾性係数である、弾
性率を定義することを目的としている。弾性率は、材料
の軟度及び剛性（スティフネス）を測定したものであ
り、１平方インチあたり何ポンドかで表される。一定の
定着ニップ幅を維持しながらの、ヒドロフルオロエラス
トマーの様々な厚さにおける弾性率が図２の曲線によっ
て表されている。本発明で有用な材料のヤング弾性率
は、１平方インチあたり約500lbs.(226.5kg)より少な
く、好ましくは約250lbs.(113.25kg) から約500lbs. 、
最も好ましいのは１平方インチあたり400lbs.(181.2kg)
である。歪みエネルギーは、ゴムが定着ニップを通過
し、時間と共に蓄積されるときにゴムが受けるような変
形の間に、エラストマーの容積が受けるエネルギーの量
として定義されるために、１サイクルあたりに課される
歪みエネルギーのレベルを約5in.-lbs/in.³ より下に維
持するのが望ましい。硬度は公知の荷重の下での特定の
大きさと形の識別子によって変形される材料の抵抗であ
り、エラストマーに対しては一般的にジュロメータ硬度
として表される。本発明の例では、ジュロメータ硬度は
一般的に45ショアA 乃至60ショアA の範囲にあり、好ま
しくは55ショアAである。これは、5in.-lbs/in.³ より
非常に大きい歪みエネルギーをもたらさずに圧力ロール
上に適切な厚さのエラストマーを用いることができるた
めである。図２の歪みエネルギー曲線から分かるよう
に、１サイクルあたりエラストマーで用いられる歪みエ
ネルギーは、厚さの減少と共に増加する。従って、歪み
エネルギーガイドラインを大幅に越えずに、コストのた
めにできるだけ薄いヒドロフルオロエラストマーを有す
ることが望ましい。更に、本発明の実行の際に有用なヒ
ドロフルオロエラストマーは、熱と酸素の双方に対して
熱安定的な非酸化性であり、シリコン油離型剤によって
接触されたときに膨張すべきでない。この点に関して、
重量部100 部あたり約5 部から約25部の少量の酸化金
属、例えば、酸化第二銅のヒドロフルオロエラストマー
を含んで、定着システムに用いられてもよい機能離型剤
の定着場所として機能することが望ましい。なお、いか
なる酸化金属も所定の離型剤に必要とされない。

【００２６】エラストマーの結合性や酸化金属と機能群
を有する重合体離型剤との間の相互作用に影響を及ぼし
たり、エラストマーの適切な架橋性を妨げない限り、本
発明に従ったエラストマーに他のアジュバント及び充填
剤が組み込まれてもよい。そうしたエラストマーの配合
で通常用いられた充填剤には、着色剤、補強充填剤、架
橋剤、加工助剤、促進剤及び重合開始剤が含まれる。

【００２７】幾つかの場合においては、内部粘度を減ら
すために、ヒドロフルオロエラストマーへ高温の可塑剤
を提供することによって、非常に薄い層として使用可能
な低いジュロメータ硬度の材料を提供するのが望ましい
こともある。そうしたヒドロフルオロエラストマーは、
オーシモント社（ニュージャージー州、モーリスタウ
ン）から入手可能なテクノフロンFOR LHF(Tecnoflon FO
R LHF)である。

【００２８】本発明に従った圧力ロールは、一般的に、
約2.2 インチ( 約5.59cm) の外径をもつ炭素鋼等のあら
ゆる適切な基体によって製造され、中空で、脱脂され、
サンドブラストを掛けられ、再度脱脂される。エポキシ
系接着剤であるティクソン300/311 (Thixon 300/311)等
の接着剤が、約0.6 ミルの厚さで浸漬又は好ましくは噴
霧することによって基体へ付着される。ティクソンは、
モートン社(Morton Corporation)の商標である。ヒドロ
フルオロエラストマー層に入る全ての固体は、バンバリ
ーミキサーのような密閉式ミキサー等の混合機械又は二
本ロール機上に置かれ、そこで、ゴムが先ず付加され
て、次に他の成分が組み込まれる。全ての固体が最初に
バンバリーミキサーで混合されるならば、次に二本ロー
ル機で更に混合され、完全に混合された成分のスラブが
ロール機からシートオフされる。シートオフされた、即
ち、切断されたシート材料は、幾つかの異なる技術にお
いて接着剤でコーティングされたコアへ供給されてもよ
い。一般的に、シートはコアへ供給されて、厚さ約250
ミルから500 ミルのヒドロフルオロエラストマーと、好
ましくは厚さ400 ミル以上の層を提供する。層は、例え
ば、２つの部分に切断されて、上部と底部を提供し、圧
縮モードに置かれる。また、ストリップ（小板）はラム
押出機へ送り込まれてもよく、そこで配合され、加熱さ
れ、型に押し出される。上記圧縮成形技術に従って用意
された圧力ロールは、350 °F(約176.7℃) で25分間硬
化され、型から取り出される。ラム押出機の手順に従っ
て用意された圧力ロールは、280 °F(約137.8 ℃) で9
時間炉に置かれ、型から取り出される。双方の手順に従
って製造されたロールは、95℃の空気で2 時間、続い
て、150 ℃で2 時間、175 ℃で2 時間、205 ℃で2 時
間、230 ℃で16時間の段階を追った加熱によって後硬化
される。

【００２９】以下の例は、本発明及び本発明で示された
好ましい実施例に従って用意された圧力ロールを更に定
義し説明している。特に指示されていなれば、全ての部
分及び割合は重量による。例では、例１が本発明に従っ
ており、例２が比較のために提供されている。

【００３０】例１圧力ロールは、減少された架橋濃度エラストマーを提供
するために、以下の配合物によって上記の一般的な手順
に従って用意された。

【００３１】フルオレル(Fluorel)FC2123, 50 重量部フルオレル(Fluorel)FC2145, 50 重量部ダイナマー(Dynamer)FX5166, 0.1重量部マグライト(Maglite)D, 3.0 重量部 Ca(OH₂), 3重量部 CaO, 5重量部 CuO, 15 重量部

【００３２】フルオレルFC2123及びFC2145は、共にフッ
化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレンの共重合体で
あり、2123が架橋剤を含み、2145が架橋剤を含まない。
この組み合わせによって、より低い架橋濃度が提供さ
れ、それによってより柔らかく係数のより低い硬化され
たエラストマーが提供される。ダイナマーFX5166は、ホ
スホニウム塩の硬化促進剤であり、３Ｍ社から入手可能
である。マグライトD 及び水酸化カルシウムは、全て、
迅速な加硫を提供するために共重合体をデヒドロフッ素
化するため作用する。更に、酸化カルシウムは硬化の間
に生成された水と化合し、それによって、硬化されたヒ
ドルフルオロエラストマーの亀裂を防ぐ。酸化第２銅
は、定着システムで使用されるメルカプト機能油離型剤
に定着場所を提供するために追加される。フューザロー
ルは、米国特許第５、０１７、４３２号の例３に記載さ
れた手順に従って製造されたフューザロールと、米国特
許第５、１６６、０３１号の例３に記載されたドナーロ
ールを含んだ、図１に示されるような定着システムで使
用された。

【００３３】例２圧力ロールは、米国特許第３、９１２、９０１号に記載
された手順に従って用意された。

【００３４】双方のロールはゼロックス(Xerox)5090 複
写機で評価された。150 万枚のプリントが作成された後
で、例１に従ったスリーブレス圧力ロールは、同数の複
写が行われた後のスリーブ付き圧力ロールの溝付きによ
って示された磨耗の約５分の１の紙エッジ磨耗のレベル
を示した。更に、150 万枚のプリントの後でスリーブな
し圧力ロールと作動していた対のフューザロールの磨耗
もまた、スリーブ付き圧力ロールと共に作動していた同
等のフューザロールの５分の１のエッジ磨耗を示してい
る。これは、低ジュロメータスリーブなし圧力ロールに
付随する表面が、硬いフッ素樹脂スリーブがスリーブ付
き圧力ロールに行うのと同じように、紙エッジをコーテ
ィングしている快適なフューザロールへと押し込まない
ためだと考えられる。従って、低ジュロメータスリーブ
なし圧力ロールに対して作動するときに、フューザロー
ルがより一層長持ちすることも期待される。例１に従っ
て製造された圧力ロールでは、接着不良から起こる不良
を除いて、不良のない200万枚を越えるプリントの寿命
が更に評価された。更に、例１の技術に従って製造され
た圧力ロールは、プリント基板へトナーを良好に固着さ
せ、同等の固着を提供するのに定着温度を約10度低げる
ことができた。更に、複写品質の低下がなかった。

【００３５】

【発明の効果】従って、本発明に従って、対のフューザ
ロールへの応力の量を減少し、圧力ロールのエッジ磨耗
を少なくし、圧力ロールのハード故障を最小限にし、三
軸応力条件を取り除いたために、圧力ロール及びフュー
ザロールの寿命を延ばすことが可能で、より低い固着温
度を提供し、機械の作動をより迅速にし、シリコン離型
剤の存在において膨張せず、ハード故障の間に有毒ガス
が発生するのを防ぐ長寿命の圧力ロールが提供された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従ってフューザ部材を用いることがで
きる、フューザシステムの断面図である。

【図２】圧力部材の厚さを備えると共に、圧力部材とフ
ューザ部材の間のニップ幅を一定に維持する係数及び歪
みエネルギーのバラツキを表すグラフ図である。

【符号の説明】

１フューザロール２エラストマー表面４ベース部材６加熱要素８圧力ロール１０ニップ１２用紙１４トナー画像１６コア１７、１９送出ロール１８表面層２０サンプ２２離型剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジョージジェイ．ヒークスアメリカ合衆国ニューヨーク州 14617 ロチェスターオーククレストドライヴ 72 (72)発明者クリフフォードオー．エディーアメリカ合衆国ニューヨーク州 14580 ウェブスターショアウッドドライヴ 248 (72)発明者ルイスディー．フラタンジェロアメリカ合衆国ニューヨーク州 14450 フェアポートウィンチェスタードライヴ 14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒形コア、及びヤング弾性率が１平方
インチあたり500lbs. より少なく、厚さが約250 ミルか
ら約500 ミルで、硬度が約45ショアA から約60ショアA
を有する熱安定FKM ヒドロフルオロエラストマーの非膨
張性シリコン油層を含む、柔らかいスリーブレス長持ち
フューザ部材。
【請求項２】静電グラフィック印刷装置の定着システ
ムであって、フューザ部材及び柔らかいスリーブレス長
持ち圧力部材を含み、前記圧力部材が円筒形コア、及び
ヤング弾性率が500lbs./in.²より少なく、厚さが約250
ミルから約500 ミルで、硬度が約45ショアA から約60シ
ョアA を有する熱安定FKM ヒドロフルオロエラストマー
の非酸化性、非膨張性シリコン油層を含む、定着システ
ム。
【請求項３】前記圧力部材上に１サイクルあたり課さ
れる歪みエネルギーが5in.-lbs./in.³より少ない、請求
項２に記載の定着システム。