JPS6141163A - 静電複写機用融着部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は静電複写機用の新規な融着すなわち定着部材で
ある。

関連出願 １９８３年に１１月２５日に出願され本願の譲受人と同
一の譲受人に譲渡されたアーノルドＷ。

ヘンリーとジャックＣ，アザ−とジョン（ＭＮ　Ｉ　）
サガル発明の「フュージング勢メンバー・フォー・ニレ
゛クトロスタトグラフィック・コピア」と題する同時係
属米国出願第５５５．１０３号と関連がある。

１貝１し１皇 米国特許第４．０７８，２８６号に示されているように
、電子写真複写の代表的な方法においては、複写される
べきオリジナルの光像は感光性部材上に静電潜像の形態
で記録され、次いでその潜像は通常トナーと呼ばれてい
る検電性粒子を適用することによって可視化される。可
視トナー像はゆるく付着した粉末形態であるので容易に
乱だされたり破壊されたりすることがある。トナー像は
通常何らかの支持体（これは感光性部材自体であっても
よいし又は普通紙のような別の支持体であってもよい）
の上に定着または融着される。本発明は支持体上へのト
ナー像の融着に関する。

熱によって検電性トナー材料を支持体表面へ永久的に融
着するには、トナー材料の温度をトナー材料の成分が融
合して粘着になる点まで上昇させることが必要である。

この加熱によってトナーは成る程度まで支持体の繊維ま
たは細孔中へ流入する。その後、トナー材料が冷却する
と、トナー材料の固化によってトナー材料が支持体にし
っかりと結合される。

トナー像を支持体上へ定着するために熱エネルギーを使
用することは周知である。検電性トナー像の熱融着につ
いては数種類の方法が開示されている。これ等方法の中
には種々の手段によって実質的に同時に熱と圧力を印加
するものがある：例えば、加圧接触状態に維持されたロ
ール対；ロールと加圧接触されている平面または曲面プ
レー、ト；０−ルと加圧接触されているベルト部材：等
々。

熱はロールの一方もしくは両方、プレート部材、または
ベルト部材を加熱することによって印加される。熱と圧
力と接触時開との適切な組合わせが与えられたときにト
ナー粒子の融着が行われる。

トナー粒子の融着を行わしめるためにこれ等パラメータ
ーのバランスをとることは周知であり、それ等は具体的
なマシンまたはプロセス条件に合うように調整される。

支持体上へトナー粒子を熱融着するために加熱が行われ
る＠看システムの操作中に、トナー像と支持体の両方が
ロール対間のまたはプレートもしくはベルト部材のニッ
プ中を通過する。ニップ中での熱と圧力の同時伝達は支
持体上へのトナー像の融着を遂行せしめる。融着プロセ
スでは、通常の操作中に支持体から融着部材へのトナー
粒子のオフセットが起らないことが重要である。融着部
材上へオフセットされたトナー粒子は次いでマシンの他
の部分へまたは後続のコピーサイクル中に支持体上へ転
写されるのでかぶりを増大させたり又はコピーされるべ
きものに害を与えたりする。

融着作業中にトナー粒子が液化しそして溶融トナーのち
ぎれが生ずる点までトナーの温度が上昇したときには「
ホットオフセット」と称されるものが起こる。トナーの
Ｗｌｌｋｌｌ満点温度でも、融着部材表面の欠陥等のフ
ァクターにより：又は、支持体への接着が不十分なトナ
ー粒子により：又は、存在するかも知れない静電力によ
る等して「コールドオフセット」が起こることがある。

加熱部材による融着においてしばしば生ずるもう一つの
問題はトナー像をＩｋ着されるベーパー等の基体がカー
ルしそして／または熱１１看器に密着することである。

このような密着ペーパーは融着器のまわりに巻き付いて
後続のコピーサイクルにおいて融着器の作業遂行を妨げ
る傾向がある。かかる密着ペーパーは一般に手動で取り
除かねばならないので手簡とマシン停止が増える。

笈■盈薯 上記米国特許第４，０７８．２：８６号に示されている
ように、融着システムの加熱部材の外表−面に耐熱性離
型性材料の被覆を設けることは公知である。かかる加熱
部材には耐熱性可撓性材料で被覆されたバックアップす
なわち加圧部材が係合される。ニップは加熱部材との加
圧接触下の可撓性材料によって形成される。融着部材用
の耐熱性離型性材料の例はポリテトラフルオロエチレン
、シリコーンゴム、フルオロカーボンエラストマー等で
ある。「オフセツティング」を最小にする又は回避する
ために適するオフセット防止液を融着部材上に使用して
もよい。シリコーン油はオフセット防止剤または離型剤
として広く使用されている。

加圧部材はシリコーンゴムやポリフルオロエチレンプロ
ピレンのような材料から構成できる。

米国特許第４，０７４，００１号には、分子末端にシラ
ノール基を有するジオルガノポリシロキサン、分子末端
にトリアルキルシリル基を有するジオルガノポリシロキ
サン、アルコキシ含有シラン、架橋触媒としての有機酸
金属塩、粉末状炭酸カルシウム、酸化鉄、および二酸化
チタンから成る表面層を有する電子写真用定着ロールが
開示されている。

より新しい技術即ち米国特許 第４．３７３．２３９号には、数平均分子量約５．００
０〜２０．０００のα、ω−ヒドロキシポリジメチルシ
ロキサン（ＰＤＭ８）１００重量部、微細板状アルミナ
約１２８〜２５０重員部、微細酸化鉄約１３〜６０重量
部、架橋剤約６〜９重量部、および架橋触媒的０．２５
〜１．８重量部からなる組成物から製造された高い熱機
械的強さと良好な離型性を有１′る熱伝導性で弾性圧縮
性の材料を用いた１１着器が記載されている。

米国特許第４，３７３，２３９号に記載されている発明
を最適化するための試験は配合物に添加される板状アル
ミナの量を変動させ、その他の成分を全て一定に保って
行われた。加圧ロールに対して融着ロールを軸回させそ
の間にペーパーを通さずに行った様々な組成物の試験に
基づいて、最適ロールサイクル能はＰＤＭ８１００部当
り約１８８部の板状アルミナに於いて得られることが明
らかにされた。１８８部の板状アルミナに於いては、サ
イクル疲労即ちロール表面に小さなキズが形成されてこ
れが急速にロール表面の大きなキズになりロールから大
規模に材料が脱落することに対する最良の抵抗性が達成
される。かかる試験において、ＰＤＭＳ１００部当り１
８８部の板状アルミナを含有する配合物は、その融着Ｏ
−ルを市場のマシン環境下での使用に近い４００ポンド
の垂直荷重下で加圧ロールと対向させて時間の１０％だ
け加圧ロールと接触させ９０％は引き離しておく状態で
、サイクル疲労について試験された。融着ロールのコア
から表面ゴムが多量にはがれる突発破損は約３，０００
時間で起った。アルミナの量を２４６重量部にしてその
他の成分が全てそのままの組成物についても同じ試験を
行った。

、このロールでは２１６５時間で疲労が起った。

２９５部の板状アルミナを含有しその他の成分がそのま
まのもう一つの融着ロールに対して同じ試験を行ったと
ころ１．このＯ−ルは１２５８時間で破損した。ＰＤＭ
Ｓ１００部当り１８８部未満の板状アルミナ量は組成物
の熱伝導性を低下させる傾向があることに留意すべきで
ある。

上記のロール対ロール試験では、未融着トナー像の有無
にかかわらずペーパーを加圧ロールと融着ロールの間に
通すことはなかった。今度新たに判明したのであるが、
ＰＤＭＳ１００部当り約１８８部の板状アルミナを含有
するかかる融着ロールを長期使用したところ約２５０．
０００コピーで融着Ｏ−ルにへこみができることによる
融着ロールの破損が起った。へこみは初期には融着ロー
ル表面の小さな顕微鏡的ホールの形成によって起り、そ
のホールは最初は何ら問題を起さないが融着ロールの使
用を続行するとストレートビンの頭よりもやや大きいサ
イズに成長する傾向がある。

このホールが十分に大きくなると、融着ロール表面のホ
ールと接触したトナーは融着ロールとコピーペーパー上
の未融着像との間に圧力が存在しないので融着されない
と云う失敗を体験する。さらに、トナーはホールの中に
捕獲されることがあるので後続のコピーの非画像領域に
オフセットされることがある。ホールは非常に小さいと
ころから始まるが、急速に大きくなり、重なり混成され
て巨大なボイドになる傾向さえあるので、問題も大きく
なる。上記のへこみによる障害は融着ロールと加圧ロー
ル間の従来のロール対ロール試験では観察されなかった
が、コピーシート上にトナー像を融着する融着器の環境
下で融着ロー゛ルを使用したときには体験された。へこ
みはペーパーが従来のロール対ロール試験に使用される
加圧ロールの表面よりも研磨性であると云う事実によっ
て起るものと考えられる。理論的分析によって次のこと
が指摘された：融着作業中にペーパーは最初は融着ロー
ルと加圧ロール間のニップへの入口のところで融着ロー
ルに対して同一方向にスリップし、それからニップ中を
駆動されるので融着ロールの速度によって速度が固定さ
れ、ざらにニップの出口で反対方向にスリップする。へ
こみはゴム被覆ロール表面とペーパーとの間の微視的ス
リップから起るすりへり（摩損作用）疲労型損傷によっ
て生ずると考えられる。

今度、本発明者は驚くべきことに、融着ロール表面組成
物中に存在する板状アルミナの饅がＰＤＭＳ１００重量
部当り約２３０〜３００重量部（好ましくは２６６重量
部）である場合には上記へこみに対する抵抗性および融
着器寿命の顕著な増大が達成されることを発見した。先
に述べた通り、従来の融着０−ルの寿命は約 ２５０．０００コピーであった。本発明の組成物によれ
ば、５００．０００コピーのオーダーまたはそれ以上の
融着器寿命が達成できる。

１１生［Ｉ 本発明によれば、静電複写機用の熱伝導性融着部材が提
供される。

特に、融着部材の融着表面は顕著に改善されたへこみ抵
抗性および融着寿命を有する弾性圧縮性物質からなる。

この融着表面は１００重量部のα。

ω−ヒドロキシポリジメチルシロキサンと約２３０〜３
００重量部の板状アルミナと約１３〜６０重量部の微細
酸化鉄粒子と有効量の架橋剤および架橋触媒とからなる
組成物の架橋生成物からなる。

本発明の特定の態様においては、板状アルミナは約２６
６重量部の量で存在する。

本発明の別の態様においては、α、ω−ヒドロキシポリ
ジメチルシロキサンは約５，０００〜約２０．０００の
数平均分子量を有する。

本発明の別の態様におい工は、組成物は約１０〜１００
ミルの厚さで融着部材上に効果・被覆されている。

本発明の別の態様においては、板状アルミナは約３２５
メツシュの大きさである。

発明の詳細 第１図は本発明の組成物の外層をもって製造された融着
ロール１０を示す。第１図に示された融着部材はロール
の形態であるが、本発明はプレートやベルトのような他
の形状の融着部材にも応用できると云うことを理解すべ
きである。第１図における融着ロール１０はコア１１に
本発明の組成物の薄層１２を被覆して成る。コア１１は
鉄やアルミニウムやニッケルやステンレス鋼等のような
様々な金属からつくられてもよいし又は様々な合成樹脂
からつくられてもよい。本発明者等はコア１１用の材料
としてアルミニウムを使用することを好ましいと考える
が、これは臨界的でない。コア１１は中空であり、その
中空コアの中には融着作業用に熱を供給するために発熱
体（図示されていない）が一般に配置されている。この
目的に適する発熱体は公知であり、タングステン抵抗発
熱素子を内蔵する石英管からなる石英ヒーターから構成
されていてもよい。必要な熱を付与する方法は本発明に
とって臨界的でないので、融着部材は内部手段、外部手
段、または両者の組合わせによって加熱されてもよい。

トナーを支持体に融着するのに十分な熱を付与するため
の加熱手段はいずれも周知である。層１２０組成物は後
に記載されている。

第２図には、バックアップまたは加圧ロール１３と加圧
接触係合された融着ロール１０が示されている。加圧ロ
ール１３は耐熱材料の層１５を有する金属コア１４から
なる。このアセンブリーでは、融着ロール１０と加圧ロ
ール１３は両者がニップ１６を形成するに十分な圧力下
で互いに締め付けられるようにバイアスされたシャフト
（図示されていない）上に装架されている。この融着ア
センブリーによって高品質コピーを得る方法の一つは、
ニップが比較的堅くて曲らない層１５と比較的可撓性の
層１２とによって形成される場合である。この方法では
、ニップは融着ロール１０と加圧ロール１３のバイアス
による層１２のわずかな変形によって形成される。層１
５はポリフルオロエチレンプロピレンやシリコーンゴム
のような周知の材料のいずれかから構成されていてもよ
い。

第３図はトナー像１８を担持するペーパーのような支持
材料シート１７が融着ロール１０と加圧ロール１３の間
を通過する加圧接触加熱融着アセンブリーを示す。融着
ロール１０には中間のオイル供給部材１９が設けられて
おり、その部材からオフセット防止液または離型剤２０
が融着ロール１０に適用される。かかる離型剤は公知で
あり、例えばシリコーン油であってもよい。中間のオイ
ル供給部材１９はまた融着ロール１０をクリーニングす
る作用も果す。槽２１中の離型剤２０は別の中間オイル
供給部材２２と供給ロール２３を介してオイル供給部材
１９へ供給される。加圧ロール１３は支持部材２５上に
装架されたクリーニング部材２４と接触している。

本発明の新規融着部材はトナー像の熱定着または融着に
関連して記載されているが、本発明はこの融着部材がそ
の優れた離型性と順応性により低温圧力定着にも十分適
することから後者の定着にも使用できると云うことを理
解すべきである。

本発明によれば、静電複写機でのトナー像の熱定着用に
特に適する新規な融着部材が提供される。

本発明の融着部材上の被覆は従来技術よりも改善された
へこみ抵抗性と顕著に改善された有効寿命を有する。加
えて、それは高い熱機械的強さを有し、可撓性且つ順応
性であるので比較的硬い加圧ロールともニップを形成す
ることができ、しかも顕著な離型性を有する。本発明者
等はニップ領域でのすべり度および剪断強度が融着ロー
ルゴムのサイクル当りの入力歪エネルギー（融着Ｏ−ル
と加圧ロール間の負荷による）の関数であることを見い
出した。さらに、本発明者等は融着ロールのサイクル当
りの入力歪エネルギーが融着ロールゴム硬度の関数であ
ることを見いだした。融着ロールゴムの硬度が増すと、
融着ロールと加圧ロール間に形成されるニップが小さく
なって２つのロール間の相互作用を減少させて歪を低下
せしあるので、サイクル当りの入力歪エネルギーは小さ
くなる。ざらに、本発明者等はサイクル当りの入力歪エ
ネルギー／破壊までの全歪エネルギー比を小さくすると
融着ロールのへこみ抵抗性従って破損抵抗性が増大する
ことを見い出した。さらに、本発明者等が解明したとこ
ろによれば、この融着ロール硬度の増大は融着ロール組
成物中へのがなりの量の板状アルミナの添加によって達
成でき、同時に、破壊までの全歪エネルギー ム強度の機械的一体性の増大に寄与する。

最も広い態様における本被覆性組成物は、（２）約５．
０００〜約２０．０００の数平均分子量を有するα、ω
−ヒドロキシポリジメチルシロキサン１００部； （へ）　板状アルミナ約２３０〜約３００重量部；（へ
）　微細酸化鉄約１２〜６０重量部；（へ）　架橋剤約
６〜２０重量部；および（へ）　架橋触媒約０５２５〜
約１．８重量部からなる。

本発明者等はα、ω−ヒドロキシポリジメチルシロキサ
ンが熱伝導性順応性融着ロールの表面被覆用に特に適す
る物質であることを見い出した。

ジシラノールであるα、ω−ヒトＯキシポリジメチルシ
ロキサンは構造式 ％式％ （式中、ｎはその大きさがジシラノールの数平均分子量
に依存するところの整数である）を有すると思われる。

本発明のためには、本発明者等は５．ｏｏｏニー２ｏ、
ｏｏｏの数平均分子量を有するジシラノールを使用する
ことを指示している。

市販されているものでは、この数平均分子量は約５００
センチストークス（Ｃｓｔｋ）〜約３，５００Ｃｓｔｋ
の範囲の平均粘度を有するものに概略対応する。約５０
０　Ｃ５ｔｋ未渦の平均粘度に概略対応する約５．００
０未満の数平均分子量を有するジシラノールの場合、こ
れは比較的短鎖であるので硬化工程での架橋用により多
くの鎖末端活性部位を含有していることになる。これは
高すぎる架橋密度を有して比較的硬くて脆い本発明に不
適切な物質を生成する。

約３　、５００Ｃｓｔｋを越える平均粘度に概略対応す
る約２０．０００を越す数平均分子量を有するジシラノ
ールを用いると、硬化組成物は最大強度と疲労抵抗を達
成するのに十分な架橋密度を有さないので十分に長い作
業寿命を有さない。シロキサンは全構造一体性とエラス
トマー順応性を付与する熱伝導性物質を保持するための
バインダーとして作用する。さらに、それは好ましくは
、十分な離型性を付与するために約２０〜２２ダイン／
ｃｍ２の表面張力を有し、そして約４００下の温度まで
熱安定性であり高温での良好な熱経時変化を有する。

板状アルミナは組成物の熱伝導性を改善すると共に融着
部材の機械的強度を付与するために組成物中に添加され
ている。

板状アルミナは３７００’Ｆ即ち酸化アルミニウムの融
合点よりやや低い温度に加熱された焼成アルミナである
。「板状」の名称はこの物質が板状結晶から優先的に成
る事に由来する。先に述べたように、この物質は良好な
熱伝導性と化学不活性とによって特徴付けられる。本発
明の目的には、使用される板状アルミナの大きさは重要
であり、それは微細であり、約１００メツシュ以下の大
きさである。現時点で市販されている最も細かいサイズ
の板状アルミナは３２５メツシュであり、それは最大サ
イズ約４４μに相当する。本発明者等はこの板状アルミ
ナが本発明の目的のために非常に適することを見い出し
た。

本発明の別の重要な面は微細な酸化鉄にある。

本発明者等は数平均粒子サイズが約１μまでのサブミク
ロンの範囲である粒子サイズを有する酸化鉄を使用する
ことを好ましいと考える。特に、酸化鉄は０．４μのサ
イズで市販されており、本発明者等はこれで十分である
ことを見い出した。酸化鉄の使用量は重要なファクター
である。酸化鉄は組成物内で補強剤の作用を果すと考え
られる。

本発明者等はジシラノール重合体１００重陽部当り約１
３〜６０重量部の酸化鉄が適することを見い出した。酸
化鉄の使用量が不十分であると、機械的強さが比較的低
くしかも機械的応力下で且つ代表的な離型剤の存在下で
劣った膨潤特性を有する組成物を生ずる。組成物中の酸
化鉄の量が過剰であると、生成される物質は比較的硬く
なるので融着ロール上に所望の一定ニツブサイズを得る
のにより大きい機械的エネルギーを必要とし、また、短
い疲労寿命の融着ロールをもたらす。この範囲内では、
本発明者等はジシラノール重合体１００重量部当り約１
３〜２８部の酸化鉄を使用することが特に好ましいと考
える。

本発明の融着部材被覆用組成物の中に使用される架橋剤
は最大強さと疲労抵抗を達成するのに十分な架橋密度を
有する物質を得るためである。本発明の目的に適する架
橋剤の例はオルト珪酸のエステル：ポリ珪酸のエステル
；アルキルトリアルコキシシラン等である。適する架橋
剤の具体例はテトラメチルオルトシリケート；テトラエ
チルオルトシリケート＝２−メトキシエチルシリケート
：テトラヒドロフルフリルシリケート：エチルボリシリ
ケート；ブチルポリシリケート等である。その他の適す
る架橋剤は公知である。本発明者等は本発明の組成物中
の架橋剤として縮合テトラエチルオルトシリケートを使
用することが特に好ましいと考える。架橋剤の使用量は
、使用されたジシラノール重合体上の活性末端基を完全
に架橋するのに十分な量が使用される限り、臨界的でな
い。

これに関して、架橋剤の必要量は使用されるジシラノー
ル重合体の数平均分子量に依存する。平均分子量の高い
重合体を用いると、存在する活性末端基が少なくなるの
で少量の架橋剤が必要となり、そうでない場合は逆にな
る。過剰量の架橋剤を使用したときは、過剰分は硬化組
成物から容易に除去される。一般に、数平均分子母約５
，０００〜２０．０００の好ましいジシラノール重合体
については、ジシラノール重合体１００重量部当り約６
〜２０重量部の縮合テトラエチルオルトシリケートが適
することを本発明者等は見い出した。この範囲内では、
本発明者等はジシラノール重合体１００重量部当り約６
．６〜８重量部の縮合テトラエチルオルトシリケートを
使用することが好ましいと考える。勿論、他の架橋剤を
使用する場合には、そめ使用量はジシラノール重合体中
の反応性末端基に対して十分な量の架橋剤を付与するよ
うに化学量論的に調整されるべきである。

最後に、本発明の組成物中に使用される架橋触媒につい
て述べるが、かかる架橋触媒は周知であり、例えば、ア
ミン類、鉛や亜鉛やジルコニウムやアンチモンや鉄やカ
ドミウムや錫やバリウムやカルシウムやマンガンような
多数の金属のカルボン酸塩、特に、ナフテン酸塩、オク
タン酸塩、ヘキサン酸塩、ラウリン酸塩、酢酸塩である
。適する触媒の例はオクタン酸第−錫、ジブチル錫ジラ
ウレート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジカブ
０エート等である。ビス（ジブチルトクロロ錫）オキシ
ドおよび類似化合物も使用できる。その他の適する触媒
は米国特許 第３，６６４．９９７Ｎに開示されている。触媒の使用
量は臨界的でない。しかしながら、触媒の使用量が少く
な過ぎると実用的でない非常に遅い反応をもたらす。他
方、過剰量の触媒は高温で架橋重合体網状構造の分解を
起こして低架橋の弱い物質を生成するので硬化物質の熱
機械的強さに悪影響を与える。一般に、本発明者はジシ
ラノール重合体１００部当り約０．２５〜１．８重量部
の触媒が好ましいことを見い出した。特に、本発明者等
は重合体１００部当り０．２５〜０．７５重量部の触媒
を使用することが好ましいと考える。

好ましい具体的触媒はジブチル錫ジラウレートとビス（
・ジブチルクロロ錫）オキシドである。

組成物中に存在する板状アルミナの量が約２３０重量部
〜約３００゛重量部である場合には融着ロールのへこみ
抵抗性の顕著な改善が達成されるので有効寿命が延長さ
れると云うことを本発明者等は見い出した。これは最初
に問題の本質の理論的分析によって解明され、理論的試
みで解決され、そして実際の比較マシン試験データで確
認された。先に述べたように、融着ロールへこみはペー
パーが融着ロールと加圧ロール間のニップの入口で融着
ロールに対して同一方向にスリップし、それからニップ
間を駆動されるので速度を固定され、そして最後にニッ
プの出口で反対方向にスリップするこのことによって起
る。スリップ域の程度と剪断強度はサイクル当りの入力
歪エネルギー（融着ロール被覆においては２本のロール
間の負荷）の関数である。従って、硬度が増大すると、
ニップが小さくなって歪を起す相互作用が減少するので
サイクル当りの入力歪エネルギーは小さくなる。ピーク
表面歪み（伸び）とサイクル当りの入力歪エネルギーに
対する融着ロールのゴム硬度変化の影響は第４ａ図と第
４ｂ図に示されている。

ピーク表面歪（ゴムの伸び）とサイクル当りの入力歪エ
ネルギーはどちらも、ゴム弾性率の増加と共に減少する
。さらに、ピーク表面歪とサイクル当りの入力歪エネル
ギーはどちらも、ゴム厚の増、加と共に減少する。しか
しながら、ピーク表面歪はゴム厚に対して比較的弱い依
存性を示す。このことに基づいて、ゴム被覆の硬度を増
大させることによってサイクル当りの入力歪エネルギー
とピーク表面歪を効果的に減少させることが可能である
。

別の興味は、充填剤量が変化したときのシリコーンゴム
の破壊までの全歪エネルギーの変動である。第５ａ図、
第５ｂ図、第５ｃ図、第５ｄ図、および第５ｅ図は融着
ロール材料の代表的な物理的性質の測定をアルミナ含量
の関数として表わす。

データは約７０重量部のロウンーバウレンク社から入手
できる平均粘度３５００センチストークのα、ω−ヒド
ロキシポリジメチルシロキサンであると思われるロウド
ルシル４８Ｖ３５００と約３０重量部のロウンーバウレ
ンク社から入手できる平均粘度７５０センチストークス
のα、ω−ヒドロキシポリジメチルシロキサンであると
思われるロウドルシル４８Ｖ７５０との混合物に３７．
８重量部の微細酸化鉄（プフイザーから入手できるＲ２
８９９Ｒ）と１５重量部のテトラエチルオルトシリケー
トと１重量部のジブチル錫ジラウレートとが添加されて
いるものの架橋生成物からなる物質のパッドに関するも
のである。アルコア社から入手できる板状アルミナ（Ｔ
ｅ３−３２５）はジシラノール混合物１００重量部当り
１００．２００．または３００部の量で添加された。こ
れ等物質についての応力対歪のプロットは直線変動に極
く近いので、引張強さの　／２と最大伸びとの積は物質
の破壊までの全歪エネルギーの尺度として使用するのに
適している。アルミナに対する破壊までの全歪エネルギ
ーの変動は第６図に図示されている。破壊までの全歪エ
ネルギーは最初は充填剤量が増大すると増大して、ジシ
ラノール１００部当りアルミナ約２００部の処でピーク
に達し、その後は降下することが認められる。

各々の充填剤レベルに於ける弾性率もわかっているので
、本発明者等はアルミナ量が変化したときのサイクル当
りの入力歪エネルギーと、第６図の助けでサイクル当り
の入力歪エネルギー／破壊までの全歪エネルギー比を算
出することができる。

これは室温と融着温度の両方について第７表に図示され
ている。第７図から認められるように、歪エネルギーの
比は最初は急速に降下するが、ジシラノール１００部当
りアルミナ約１００部を越えると非常にゆっくり降下し
、そしてアルミナ約゛２３０〜３００部では比は比較的
一定である。このサイクル当りの入力歪エネルギー／破
壊までの全歪エネルギー比は、何サイクルでも破壊する
までその物質が吸収できる歪エネルギーの全体量に対す
るサイクル当りに付与される歪エネルギー量を一目瞭然
にするので、意義がある。従って、比が小さいと、融着
ロールはへこみ破損する前に多数サイクル使用できる。

ジシラノール１００部当・り約３００部より大きい濃度
の板状アルミナでは、ゴムは非常に硬く脆くなるので、
この比は増大する傾向があり、早期破損が生ずる。加え
て、トナーに対する融着ロールの離型性はきびしく悪影
響を受けるであろう。さらに、ジシラノール１００部当
り３００部を越える程にアルミナ含量を増大せしめると
、融着寛容度はホットオフセット温度と最小定着温度と
の差が実質的に存在しない処までひどく減少する。上記
の通り、ホットオフセット温度はトナー粒子が液化して
融着作業中に溶融トナーのちぎれが起る温度のことであ
る。最小温度はトナーが昇温可能であり尚且つコピー基
体へのトナーの満足な定着が可能である最低温度のこと
である。また、第６図を参照して認識できるように、ジ
シラノール１００部当り約２３０部未満の板状アルミナ
の比率では、サイクル当りの歪エネルギー／破壊までの
全歪エネルギー比は増大する傾向があるので融着ロール
がへこみ破損する前に使用できるサイクル数は減少する
。

本明細書では別に指定されていない限り、部およびパー
セントは全て重量による。上記の分析試験を確認するた
めのパッドおよび融着ロールは次のように製造された： 最 Ｗ、Ｒ，グレースルカンパニーのデューイ・アンド・ア
Ｊレミイ・ケミカル・ディビジョン、エメロン＆カミン
クからＥＣ−４９５２ＤＸＬの名で供給される熱伝導性
ＲＴＶシリコーン１００部に、１００〜３２５メツシュ
の大きさと思われる板状アルミナ２５部を添加した。Ｅ
Ｃ−４９５２Ｄ　Ｘ　Ｌ　４；を数平均分子量５，００
０〜２０．０００を有するα、ω−ヒドロキシポリジメ
チルシロキサン１００部と、ジシラノール１００部当り
５〜１０部で存在すると思われるトリアルコキシまたは
テトラアルコキシまたは綜合テトラアルコキシシランと
思われる架橋剤と、１００〜３２５メツシュのサイズ範
囲と思われる板状アルミナ１８８部と、０．４μ〜１．
０μのサイズ範囲と思われる微細酸化鉄２５部とを含量
していると思われる。

得られた混合材料は最終的に次のような組成を有してい
ると思われる：数平均分子量５．０００〜２０．０００
のα、ω−ヒドロキシポリジメチルシロキサン１００部
、１００部当り５〜１０部の濃度の架橋剤、サイズ範囲
１００〜３２５メツシュの板状アルミナ２６６部、およ
び範囲０．４〜１．０μの微細酸化鉄２５部。パッドお
よび被覆ロールを試験するために、追加アルミナを有す
る上記配合物は混合物１００部当り０．２部の触媒量の
ビス（ジブチルクロロ錫）オキシドと思われる錫ソープ
触媒で触媒された。混合物と触媒は配合物と触媒との２
つの流れを上記比率で計量する連続混合装置で混ぜ合わ
されてから型の中に吸収されてパッド状に又は融着ロー
ル上で硬化された。

このようにして製造されたパッドを試験したところ、１
０個サンプルの平均から次のような物理的性質を得た。

比重　　　　　　　　　　　　２．２７引張強さ　　　
　　　　　　　７７５ 伸び（％）６０ 硬度（ショアＡ）　　　　　　７７ トラウザー引裂　　　　　　　８．４ 架橋帯度（サンプル５個）　　　４．３ｘ１０−４これ
等結果は第５ａ〜第５ｄ図に示されている結果とよく似
ている。

このようにして＠造された融着ロール１５本を１５機の
ゼロックス１０７５複写機に装填してへこみ破損につい
て試験した。全てのロールは裁断コピーシート上にトナ
ー像を満足に融着し、そして５００，０００コピーまた
はそれ以上のコピーを融着するまでへこみ破損を示さな
かった。配合物中にたった１８８部の板状アルミナが存
在すること以外は同じ配合で同じ方法で製造された比較
融着ロールをゼロックス１０７５複写機で試験したとこ
ろ、平均的２５０．０００コピーでへこみ破損を示した
。この結果は約１０，０００本のロールについての平均
破損率として得られたものであった。

従って、本発明の具体的態様に従って、へこみ破損によ
る融着ロール寿命について顕著な改善が立証されたと信
する。さらに上記分析から、このへこみ抵抗の顕著な改
善はジシラノール１００部当り約２３０〜約３００部の
範囲の板状アルミナ含量によって達成できると云うこと
が明らかに示される。長寿命によって達成される利点の
他に、本発明はアルミナ含量が増大した結果、低入力、
低い表面温度、および融着ロールの表面とコア間の低い
温度勾配で済むと云うことに留意すべきである。低いコ
ア温度での操作が可能であると云うことは融着ロールの
有効寿命の延長において別の効果をもたらす。先に述べ
たように、ジシラノール１００部当り２４６部のアルミ
ナまたは２５９部のアルミナを用いた従来のロール対ロ
ール試験のデータによると、そのサイクル疲労破損はジ
シラノール１００部当り１８８部のアルミナを含有して
製造されたロールを用いた場合よりも実質的に早くなっ
た。従って、本発明で得られた結果は予想外のものであ
る。２４６部並びに２５９部のアルミナに関して先に言
及したロール対ロール試験では、ニップを一定に保つ結
果、増大したアルミナ含量により増大した硬度のロール
を使用する場合の融着ロール上の荷重は増大されねばな
らないのでサイクル当りの入力歪エネルギーが高くなり
従ってサイクル当りの入力歪エネルギー／破壊までの全
歪エネルギー比が増大し、従って早期突発破損につなが
ると云うことに留意すべきである。

本発明を用いると融着ロール上の荷重は融着定着に変化
を与えることなく一定に保たれる。従って、融着ロール
の硬度が増大すると、融着ロールと加圧ロール間のニッ
プを小さくして使用できるのでサイクル当りの入力歪エ
ネルギーが減少し、従って、サイクル当りの入力歪エネ
ルギー／破壊までの全歪エネルギー比が減少する。従っ
て、米国特許第４．３７３．２３９号に記載されている
配合物中の板状アルミナの量を注意して選択して該特許
に記載されている範囲を越えて板状アルミナの量を増大
せしめることによって、融着ロールのへこみ破損抵抗に
ついての顕著な改善が達成される。

ここに引用された特許は全体に本願の参考になる。

以上、本発明は具体的な好ましい態様をついて詳述され
ているが、当業者にはその他の様々な変更が明らかにな
ろう。従って、特許請求の範囲の精神および範囲内のか
かる変更は全て本発明に包含されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の融着０−ルの断面図であり：第２図は
第１図の融着ロールをロール対の一部としてバックアッ
プまたは加圧ロールと加圧接触させた状態の断面図を表
わし；そして 第３図は本発明の融着部材を使用する加圧接触融着アセ
ンブリーの概略図である。 第４ａ図および第４ｂ図はゴム弾性率とピーク表面歪の
関係およびゴム弾性率とサイクル当りの入力歪エネルギ
ーの関係を表わすグラフである。 第５ａ図、第５ｂ図、第５Ｃ図、第５ｄ図、および第５
ｅ図はＰＤＭ８１００重量部当り１００．２００、また
は３００重量部の板状アルミナが存在する配合物から製
造されたパッドの機械的性質を表わすグラフである。 第６図は板状アルミナ含量と破壊までの全歪エネルギー
の関係を表わすグラフである。 第７図は板状アルミナ含量とサイクル当りの入力歪エネ
ルギー／破壊までの全歪エネルギー比ととの関係を表わ
すグラフである。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）硬質基材と、その上に被覆された、約１００重量
   部のα，ω−ヒドロキシポリジメチルシロキサンと約２
   ３０〜３００重量部の微細板状アルミナと約１３〜６０
   重量部の微細酸化鉄と該シロキサンの架橋を促進するの
   に十分な量で存在する架橋剤および架橋触媒との混合物
   の架橋生成物からなる組成物の薄い変形しうる層とから
   なる静電複写機用熱伝導性融着部材。
2. （２）該板状アルミナが約２６６重量部の量で存在する
   、特許請求の範囲第１項の熱伝導性融着部材。
3. （３）該板状アルミナが約３２５メッシュの大きさを有
   する、特許請求の範囲第１項の熱伝導性融着部材。
4. （４）該硬質基材が金属ロールであり、そして該薄層が
   約１０〜約１００ミル厚である、特許請求の範囲第１項
   の熱伝導性融着部材。
5. （５）該金属ロールがアルミニウムであり、そして該薄
   層が約３０〜約８０ミル厚である、特許請求の範囲第４
   項の熱伝導性融着部材。
6. （６）該薄層が約６０〜約７０ミル厚である、特許請求
   の範囲第５項の熱伝導性融着部材。
7. （７）該α，ω−ヒドロキシポリジメチルシロキサンが
   約５，０００〜約２０，０００の数平均分子量を有し、
   該架橋剤が約６〜約２０重量部の量で存在する縮合テト
   ラエチルオルトシリケートであり、そして該架橋触媒が
   約０．２５〜１．８重量部の量で存在するジブチル錫ジ
   ラウレートまたはビス（ジブチルクロロ錫）オキシドで
   ある、特許請求の範囲第１項の熱伝導性融着部材。
8. （８）該酸化鉄粒子が約１μ未満の数平均粒子サイズを
   有する、特許請求の範囲１項の熱伝導性融着部材。
9. （９）該板状アルミナが約３２５メッシュの大きさを有
   する、特許請求の範囲第２項の熱伝導性融着部材。
10. （１０）該硬質基材が金属ロールであり、そして該薄層
    が約１０〜約１００ミル厚である、特許請求の範囲第２
    項の熱伝導性融着部材。