JPH05249860A - 多層定着部材 - Google Patents
多層定着部材Info
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- JPH05249860A JPH05249860A JP4228957A JP22895792A JPH05249860A JP H05249860 A JPH05249860 A JP H05249860A JP 4228957 A JP4228957 A JP 4228957A JP 22895792 A JP22895792 A JP 22895792A JP H05249860 A JPH05249860 A JP H05249860A
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- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
- G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
- G03G15/2053—Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
- G03G15/2057—Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating relating to the chemical composition of the heat element and layers thereof
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- Y10T428/269—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension including synthetic resin or polymer layer or component
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- Y10T428/31663—As siloxane, silicone or silane
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 相対湿度の高い環境で使用しても、あるいは
トナーがエラストマ層間の結合界面を分解すると思われ
る電荷制御剤を含有する場合でさえも、層分離又は剥が
れが起りにくい定着部材を提供する。 【構成】 官能基を有する重合体離型剤を定着部材の表
面に塗布し；この定着部材は基礎支持部材、熱伝導性シ
リコーン・エラストマ、アミノシラン・プライマ層、接
着層、重合体離型剤と相互反応を引き起こして定着面と
トナーとの間に界面防壁層を形成できる実質的にエラス
トマと反応しない金属酸化物を定着面に有するポリ（フ
ッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフ
ルオロエチレン）から成るエラストマ定着面から構成さ
れ；エラストマはその溶媒溶液から溶液に溶解性の求核
硬化剤と共に重合体１００重量部当たり無機塩基の存在
下で硬化され；接着層は定着面が硬化された上記組成物
および硅素含有化合物の結合剤を約５〜１０重量％含有
した溶媒溶液から硬化される様式の定着系において基体
に熱可塑性樹脂トナー画像を定着させるための多層定着
部材：
トナーがエラストマ層間の結合界面を分解すると思われ
る電荷制御剤を含有する場合でさえも、層分離又は剥が
れが起りにくい定着部材を提供する。 【構成】 官能基を有する重合体離型剤を定着部材の表
面に塗布し；この定着部材は基礎支持部材、熱伝導性シ
リコーン・エラストマ、アミノシラン・プライマ層、接
着層、重合体離型剤と相互反応を引き起こして定着面と
トナーとの間に界面防壁層を形成できる実質的にエラス
トマと反応しない金属酸化物を定着面に有するポリ（フ
ッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフ
ルオロエチレン）から成るエラストマ定着面から構成さ
れ；エラストマはその溶媒溶液から溶液に溶解性の求核
硬化剤と共に重合体１００重量部当たり無機塩基の存在
下で硬化され；接着層は定着面が硬化された上記組成物
および硅素含有化合物の結合剤を約５〜１０重量％含有
した溶媒溶液から硬化される様式の定着系において基体
に熱可塑性樹脂トナー画像を定着させるための多層定着
部材：
Description
【０００１】典型的な静電写真複写機では、複写される
べき元の画像の光の画像は静電潜像の形で感光部材に記
録され、次にこの潜像は一般にトナーと呼ばれる静電熱
可塑性樹脂粒子を塗布して可視化される。次に可視化さ
れたトナー画像は粘着性のない粉末状であり容易に壊さ
れる。トナー画像は通常感光部材自体から成る支持体ま
たは他の普通紙などのシート状支持体に定着すなわち融
着される。
べき元の画像の光の画像は静電潜像の形で感光部材に記
録され、次にこの潜像は一般にトナーと呼ばれる静電熱
可塑性樹脂粒子を塗布して可視化される。次に可視化さ
れたトナー画像は粘着性のない粉末状であり容易に壊さ
れる。トナー画像は通常感光部材自体から成る支持体ま
たは他の普通紙などのシート状支持体に定着すなわち融
着される。
【０００２】トナー画像を支持部材に定着させるために
熱エネルギを使用することはよく知られている。検電用
トナー材料を熱により永久に支持体表面に定着させるた
めにトナー材料の成分が癒着し粘着性を有する温度まで
トナー材料の温度を上昇させる必要がある。この加熱に
よりトナーがある程度支持体部材の繊維または細孔の中
に流れ込む。その後、トナー材料が冷却するにつれて硬
化し、しっかりと支持体に結合する。
熱エネルギを使用することはよく知られている。検電用
トナー材料を熱により永久に支持体表面に定着させるた
めにトナー材料の成分が癒着し粘着性を有する温度まで
トナー材料の温度を上昇させる必要がある。この加熱に
よりトナーがある程度支持体部材の繊維または細孔の中
に流れ込む。その後、トナー材料が冷却するにつれて硬
化し、しっかりと支持体に結合する。
【０００３】典型的な場合として、トナーに使用された
熱可塑性樹脂粒子はその軟化点次第で約９０℃から約１
６０℃以上の範囲の温度に加熱されて基体に定着され
る。しかし、基体が特に紙である場合はその温度を実質
的に約２００℃以上に高めると変色する傾向があるので
望ましくない。
熱可塑性樹脂粒子はその軟化点次第で約９０℃から約１
６０℃以上の範囲の温度に加熱されて基体に定着され
る。しかし、基体が特に紙である場合はその温度を実質
的に約２００℃以上に高めると変色する傾向があるので
望ましくない。
【０００４】先行技術においていくつかの検電用トナー
画像の熱定着系が記載されている。これらの方法は例え
ば圧力接触させたままの一対のロール、圧力によりロー
ルと接触させたベルト部材など様々な手段により実質的
に同時に熱と圧力を加えることからなる。熱はロール、
板部材、またはベルト部材の一方または両方を加熱する
ことにより加えられる。トナー粒子の定着は熱、圧力、
接触時間が適正に組み合わせられた場合に発生する。ト
ナー粒子を定着させる上記パラメータの釣合をとること
は当該技術では周知のことであり、特定の機械または処
理条件に合わせて調整される。
画像の熱定着系が記載されている。これらの方法は例え
ば圧力接触させたままの一対のロール、圧力によりロー
ルと接触させたベルト部材など様々な手段により実質的
に同時に熱と圧力を加えることからなる。熱はロール、
板部材、またはベルト部材の一方または両方を加熱する
ことにより加えられる。トナー粒子の定着は熱、圧力、
接触時間が適正に組み合わせられた場合に発生する。ト
ナー粒子を定着させる上記パラメータの釣合をとること
は当該技術では周知のことであり、特定の機械または処
理条件に合わせて調整される。
【０００５】熱が加えられてトナー粒子を支持体に熱定
着させる定着系を操作している間は、トナー画像と支持
体の両方を対のロール、板またはベルト部材の間に形成
された隙間に通す。その隙間では熱が同時に加えられ圧
力が掛けられることによりトナー画像は支持体に定着さ
れる。通常の操作を行う間にトナー粒子が支持体から定
着部材へずれないことが定着工程では重要である。定着
部材にずれて移されたトナー粒子は次に機械の他の部分
に移されまたは次の複写用の支持体に転写されてその背
景を増やしあるいはそこに複写された素材を損なうかも
知れない。トナー粒子が液化する温度まで加熱されると
いわゆる「ホット・オフセット」が発生し、融解したト
ナーが定着操作中に飛び散って一部分が定着部材に残
る。ホット・オフセット温度またはその温度の低下は定
着ロールの剥離特性の尺度であり、従って必要な剥離を
提供するために低い表面エネルギを有する定着表面を提
供することが望まれる。定着ロールのすぐれた剥離特性
を確保し維持するために、剥離剤を定着部材に塗布する
ことは慣例となっており、その結果、定着操作中にトナ
ーが定着ロールから完全に剥離される。主として、これ
らの剥離剤はトナーのずれを防ぐために例えばシリコー
ンオイルの薄い膜として塗布される。
着させる定着系を操作している間は、トナー画像と支持
体の両方を対のロール、板またはベルト部材の間に形成
された隙間に通す。その隙間では熱が同時に加えられ圧
力が掛けられることによりトナー画像は支持体に定着さ
れる。通常の操作を行う間にトナー粒子が支持体から定
着部材へずれないことが定着工程では重要である。定着
部材にずれて移されたトナー粒子は次に機械の他の部分
に移されまたは次の複写用の支持体に転写されてその背
景を増やしあるいはそこに複写された素材を損なうかも
知れない。トナー粒子が液化する温度まで加熱されると
いわゆる「ホット・オフセット」が発生し、融解したト
ナーが定着操作中に飛び散って一部分が定着部材に残
る。ホット・オフセット温度またはその温度の低下は定
着ロールの剥離特性の尺度であり、従って必要な剥離を
提供するために低い表面エネルギを有する定着表面を提
供することが望まれる。定着ロールのすぐれた剥離特性
を確保し維持するために、剥離剤を定着部材に塗布する
ことは慣例となっており、その結果、定着操作中にトナ
ーが定着ロールから完全に剥離される。主として、これ
らの剥離剤はトナーのずれを防ぐために例えばシリコー
ンオイルの薄い膜として塗布される。
【０００６】定着部材、剥離剤、定着系の最近の開発に
ついて米国特許第４，２６４，１８１号、４，４５７，
６９９号、４，２７２，１７９号に記載されており、こ
れらの特許は本願の譲受人に譲渡されている。これらの
特許では定着部材と官能基を有する重合体剥離剤を定着
部材の表面に塗布することを特徴とする熱可塑性樹脂ト
ナー画像を基体に定着させる方法について記載してい
る。定着部材は求核添加硬化剤で従来硬化されていた金
属含有充填剤を含むエラストマ性表面を有する基礎部材
から成る。このような定着部材の例としては鉛酸化物充
填剤を分散させメルカプト官能性ポリオルガノシロキサ
ン油を剥離剤として利用するビスフェノール硬化剤で硬
化したポリ（フッ化ビニリデン−ヘクサフルオロプロピ
レン）共重合体を有するアルミニウム基礎部材が挙げら
れる。上記定着系では、重合体剥離剤は定着部材表面の
エラストマまたは樹脂性材料に分散された金属含有充填
剤と相互作用し熱可塑性樹脂トナーを剥離し熱可塑性樹
脂トナーがエラストマ材料自体と接触することを防ぐ熱
安定性フィルムを形成する官能基（化学反応官能基とも
表示される）を有する。金属酸化物、金属塩、金属合金
または他の適当な金属化合物充填剤は定着部材表面上の
エラストマまたは樹脂に分散されていて重合体剥離剤の
官能基と相互反応する。金属含有充填剤は官能基を有す
る重合体剥離剤を分解させたりあるいは悪い影響を与え
たりしない。金属含有充填剤を有するエラストマと官能
基を有する重合体剥離剤との反応のおかげで静電複写機
が高速であってもすぐれた剥離と高品質の複写が得られ
る。
ついて米国特許第４，２６４，１８１号、４，４５７，
６９９号、４，２７２，１７９号に記載されており、こ
れらの特許は本願の譲受人に譲渡されている。これらの
特許では定着部材と官能基を有する重合体剥離剤を定着
部材の表面に塗布することを特徴とする熱可塑性樹脂ト
ナー画像を基体に定着させる方法について記載してい
る。定着部材は求核添加硬化剤で従来硬化されていた金
属含有充填剤を含むエラストマ性表面を有する基礎部材
から成る。このような定着部材の例としては鉛酸化物充
填剤を分散させメルカプト官能性ポリオルガノシロキサ
ン油を剥離剤として利用するビスフェノール硬化剤で硬
化したポリ（フッ化ビニリデン−ヘクサフルオロプロピ
レン）共重合体を有するアルミニウム基礎部材が挙げら
れる。上記定着系では、重合体剥離剤は定着部材表面の
エラストマまたは樹脂性材料に分散された金属含有充填
剤と相互作用し熱可塑性樹脂トナーを剥離し熱可塑性樹
脂トナーがエラストマ材料自体と接触することを防ぐ熱
安定性フィルムを形成する官能基（化学反応官能基とも
表示される）を有する。金属酸化物、金属塩、金属合金
または他の適当な金属化合物充填剤は定着部材表面上の
エラストマまたは樹脂に分散されていて重合体剥離剤の
官能基と相互反応する。金属含有充填剤は官能基を有す
る重合体剥離剤を分解させたりあるいは悪い影響を与え
たりしない。金属含有充填剤を有するエラストマと官能
基を有する重合体剥離剤との反応のおかげで静電複写機
が高速であってもすぐれた剥離と高品質の複写が得られ
る。
【０００７】このメカニズムは完全に解明されていない
が、官能基を有するある重合体流体はエラストマの表面
に金属酸化物、金属塩、金属、金属合金または他の適当
な金属化合物を分散させた定着部材の表面に塗布される
とエラストマ中の充填剤の金属と官能基を有する重合体
流体との間に相互反応（化学反応、配位錯体、水素結
合、または他のメカニズム）が生じ、その結果液体また
は流体状の官能基を有する重合体剥離剤は定着部材の表
面に残るすぐれた性質を有するすぐれた剥離用表面を提
供する。そのメカニズムにもかかわらず、エラストマの
表面にはエラストマの組成とも官能基を有する重合体剥
離剤の組成とも異なるフィルムが形成される。しかし、
このフィルムはトナーよりも金属化合物を含有するエラ
ストマの方に親和性を有するのでエラストマ表面に優れ
た剥離被膜を形成する。この剥離被膜は粘着力を有する
が、これは加熱されたトナーと剥離被膜を塗布された基
体との間の接着力より弱く、トナーの粘着力より弱い。
重合体剥離剤の官能基と金属を含有するエラストマの金
属との相互作用により金属含有充填剤の金属の臨界的す
なわち高い表面エネルギは全体的に減少する。官能基を
有する重合体剥離剤を使用すると定着部材と相互反応を
引き起こし、検電用熱可塑性樹脂トナーに対して優れた
剥離特性を示す熱に安定な再生性自浄層を形成すること
が本出願の譲受人に譲渡された米国特許４，０２９，８
２７号、４，１０１，６８６号、４，１８５，１４０号
に記載されている。特に米国特許４，０２９，８２７号
は剥離剤としてメルカプト官能性を有するポリオルガノ
シロキサンを使用することに関するものである。米国特
許第４、１０１、６８６号と４、１８５、１４０号は剥
離液体として例えばカルボキシ基、ヒドロキシ基、エポ
キシ基、アミノ基、イソシアネート基、チオエーテル
基、メルカプト基などの官能基を有する重合体剥離剤に
関する。
が、官能基を有するある重合体流体はエラストマの表面
に金属酸化物、金属塩、金属、金属合金または他の適当
な金属化合物を分散させた定着部材の表面に塗布される
とエラストマ中の充填剤の金属と官能基を有する重合体
流体との間に相互反応（化学反応、配位錯体、水素結
合、または他のメカニズム）が生じ、その結果液体また
は流体状の官能基を有する重合体剥離剤は定着部材の表
面に残るすぐれた性質を有するすぐれた剥離用表面を提
供する。そのメカニズムにもかかわらず、エラストマの
表面にはエラストマの組成とも官能基を有する重合体剥
離剤の組成とも異なるフィルムが形成される。しかし、
このフィルムはトナーよりも金属化合物を含有するエラ
ストマの方に親和性を有するのでエラストマ表面に優れ
た剥離被膜を形成する。この剥離被膜は粘着力を有する
が、これは加熱されたトナーと剥離被膜を塗布された基
体との間の接着力より弱く、トナーの粘着力より弱い。
重合体剥離剤の官能基と金属を含有するエラストマの金
属との相互作用により金属含有充填剤の金属の臨界的す
なわち高い表面エネルギは全体的に減少する。官能基を
有する重合体剥離剤を使用すると定着部材と相互反応を
引き起こし、検電用熱可塑性樹脂トナーに対して優れた
剥離特性を示す熱に安定な再生性自浄層を形成すること
が本出願の譲受人に譲渡された米国特許４，０２９，８
２７号、４，１０１，６８６号、４，１８５，１４０号
に記載されている。特に米国特許４，０２９，８２７号
は剥離剤としてメルカプト官能性を有するポリオルガノ
シロキサンを使用することに関するものである。米国特
許第４、１０１、６８６号と４、１８５、１４０号は剥
離液体として例えばカルボキシ基、ヒドロキシ基、エポ
キシ基、アミノ基、イソシアネート基、チオエーテル
基、メルカプト基などの官能基を有する重合体剥離剤に
関する。
【０００８】定着部材にとって好ましいエラストマはフ
ッ素エラストマであり、最も好ましいフッ素エラストマ
はコモノマとしてヘクサフルオロプロピレンおよびテト
ラフルオロエチレンを含有しフッ化ビニリデンを主成分
としたフッ素エラストマである。これらの定着系で実用
化されたものもあるが、例えば米国特許第５，０１７，
４３２号に記載されている定着ロールの使用はメルカプ
ト官能性ポリオルガノシロキサン剥離剤を使う定着系で
成功した。この特許に記載されている定着部材は官能性
剥離剤の度合を減らして寿命を延ばしているが、この定
着部材は電荷制御剤ＤＤＡＭＳに耐性があり、出来るだ
け完全にフッ素化されるがそれでもなお十分橋掛け結合
できるような重合体の間のバランスを保つためにポリ
（フッ化ビニリデン−ヘクサフルオロプロピレン−テト
ラフオロエチレン）に含まれるフッ化ビニリデンの含有
量を制御して得られる。更に、金属酸化物充填剤が選ば
れ官能基を有する重合体剥離剤と相互反応するだけの量
の該充填剤が提供され定着面と基体との間に界面防壁層
を形成し、エラストマと実質的に反応しないものはその
後硬化せず表面エネルギが増加して剥離特性を低下させ
る。更に、重合体の溶媒溶液に溶解する求核硬化剤で比
較的塩基レベルの低いポリ（フッ化ビニリデン−ヘクサ
フルオロプロピレン−テトラフオロエチレン）を硬化さ
せることにより供給される無機塩基の量は橋掛け結合の
活性部位を生成するのに十分であるが次にフッ化ビニリ
デンの脱フッ化水素を行い更に活性部位を増やして定着
部材を硬化させるには不十分である。
ッ素エラストマであり、最も好ましいフッ素エラストマ
はコモノマとしてヘクサフルオロプロピレンおよびテト
ラフルオロエチレンを含有しフッ化ビニリデンを主成分
としたフッ素エラストマである。これらの定着系で実用
化されたものもあるが、例えば米国特許第５，０１７，
４３２号に記載されている定着ロールの使用はメルカプ
ト官能性ポリオルガノシロキサン剥離剤を使う定着系で
成功した。この特許に記載されている定着部材は官能性
剥離剤の度合を減らして寿命を延ばしているが、この定
着部材は電荷制御剤ＤＤＡＭＳに耐性があり、出来るだ
け完全にフッ素化されるがそれでもなお十分橋掛け結合
できるような重合体の間のバランスを保つためにポリ
（フッ化ビニリデン−ヘクサフルオロプロピレン−テト
ラフオロエチレン）に含まれるフッ化ビニリデンの含有
量を制御して得られる。更に、金属酸化物充填剤が選ば
れ官能基を有する重合体剥離剤と相互反応するだけの量
の該充填剤が提供され定着面と基体との間に界面防壁層
を形成し、エラストマと実質的に反応しないものはその
後硬化せず表面エネルギが増加して剥離特性を低下させ
る。更に、重合体の溶媒溶液に溶解する求核硬化剤で比
較的塩基レベルの低いポリ（フッ化ビニリデン−ヘクサ
フルオロプロピレン−テトラフオロエチレン）を硬化さ
せることにより供給される無機塩基の量は橋掛け結合の
活性部位を生成するのに十分であるが次にフッ化ビニリ
デンの脱フッ化水素を行い更に活性部位を増やして定着
部材を硬化させるには不十分である。
【０００９】米国特許第５，０１７，４３２号に記載さ
れている定着部材の典型的な応用例では、Ｅ．Ｉ．デュ
ポン発売のビトン（Ｖｉｔｏｎ（商標））ＧＦなどのポ
リ（フッ化ビニリデン−ヘクサフルオロプロピレン−テ
トラフオロエチレン）のエラストマ定着面は円筒形の心
材を囲む基体上の熱伝導性ＨＴＶシリコーンエラストマ
の比較的厚い層を覆う比較的薄い層である。定着部材と
して十分な期間十分な働きをすることもあるが、このよ
うな定着部材は予期できない使用期間でフッ素エラスト
マがシリコーンエラストマから剥がれて結局失敗する。
例えば、製造後０時間で手で下層のシリコーン層からフ
ッ素エラストマ層を剥すことにより失敗を経験すること
が出来る。定着部材の寿命は９０，０００回の複写まで
延ばされたが、これは稀であって、このような定着部材
は大抵平均約２０，０００回の複写で約０．０２０〜
０．２５インチ（０．５〜６．４ｍｍ）のフッ素エラス
トマの破片または塊とともに層が剥がれあるいは定着ロ
ールの周りが一部環状にシリコーンエラストマから剥が
れる。このような失敗は部分的には定着部材が使用され
る環境ばかりでなく製造中の処理条件特に相対湿度によ
って引き起こされると思われる。例えば、一定レベルの
相対湿度の環境下、例えば８０％でこのような定着部材
を製造することは層分離の一因となると思われる。更
に、層分離は上記米国特許第５，０１７，４３２号で考
察されているように電荷増大添加物ジステリルジメチル
アンモニウムメチルスルフェート（ＤＤＡＭＳ）により
引き起こされることもあると思われ、この添加物がフッ
素エラストマ層を通って効果を弱めフッ素エラストマ層
とシリコーンエラストマ層の間の結合界面を分解すると
思われる。
れている定着部材の典型的な応用例では、Ｅ．Ｉ．デュ
ポン発売のビトン（Ｖｉｔｏｎ（商標））ＧＦなどのポ
リ（フッ化ビニリデン−ヘクサフルオロプロピレン−テ
トラフオロエチレン）のエラストマ定着面は円筒形の心
材を囲む基体上の熱伝導性ＨＴＶシリコーンエラストマ
の比較的厚い層を覆う比較的薄い層である。定着部材と
して十分な期間十分な働きをすることもあるが、このよ
うな定着部材は予期できない使用期間でフッ素エラスト
マがシリコーンエラストマから剥がれて結局失敗する。
例えば、製造後０時間で手で下層のシリコーン層からフ
ッ素エラストマ層を剥すことにより失敗を経験すること
が出来る。定着部材の寿命は９０，０００回の複写まで
延ばされたが、これは稀であって、このような定着部材
は大抵平均約２０，０００回の複写で約０．０２０〜
０．２５インチ（０．５〜６．４ｍｍ）のフッ素エラス
トマの破片または塊とともに層が剥がれあるいは定着ロ
ールの周りが一部環状にシリコーンエラストマから剥が
れる。このような失敗は部分的には定着部材が使用され
る環境ばかりでなく製造中の処理条件特に相対湿度によ
って引き起こされると思われる。例えば、一定レベルの
相対湿度の環境下、例えば８０％でこのような定着部材
を製造することは層分離の一因となると思われる。更
に、層分離は上記米国特許第５，０１７，４３２号で考
察されているように電荷増大添加物ジステリルジメチル
アンモニウムメチルスルフェート（ＤＤＡＭＳ）により
引き起こされることもあると思われ、この添加物がフッ
素エラストマ層を通って効果を弱めフッ素エラストマ層
とシリコーンエラストマ層の間の結合界面を分解すると
思われる。
【００１０】本発明の主要な態様にしたがって、フッ素
エラストマで覆われた熱伝導性シリコーンエラストマ層
を有する定着部材の製造で使用される場合にシリコーン
エラストマとフッ素エラストマとの結合を劇的に改良し
定着部材が高い相対湿度の環境下で製造されまたは使用
されあるいはトナーが電荷制御剤ＤＤＡＭＳを含有する
場合の定着系で使用される場合でさえも層分離または剥
がれによる失敗率を満足できる程度に減少させるプライ
マ層と接着層のユニークな組み合わせを我々は発見し
た。
エラストマで覆われた熱伝導性シリコーンエラストマ層
を有する定着部材の製造で使用される場合にシリコーン
エラストマとフッ素エラストマとの結合を劇的に改良し
定着部材が高い相対湿度の環境下で製造されまたは使用
されあるいはトナーが電荷制御剤ＤＤＡＭＳを含有する
場合の定着系で使用される場合でさえも層分離または剥
がれによる失敗率を満足できる程度に減少させるプライ
マ層と接着層のユニークな組み合わせを我々は発見し
た。
【００１１】本発明の別の態様において、官能基を有す
る重合体離型剤を定着部材の表面に塗布する様式の定着
系において熱可塑性樹脂トナー画像を定着するための多
層定着部材は基礎支持部材、熱伝導性シリコーンエラス
トマ層、アミノシラン・プライマ層、接着層、フツ化ビ
ニリデンの含有量が４０モル％以下であり官能基を有す
る重合体離型剤と相互反応を引き起こして定着面とトナ
ーとの間に界面防壁層を形成できるだけの十分な量で実
質的に前記エラストマと反応しない金属酸化物を定着面
に有するポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロ
ピレン−テトラフルオロエチレン）から成るエラストマ
定着面から構成され；前記エラストマはその溶媒溶液か
ら該溶液に溶解性の求核硬化剤と共に重合体１００重量
部当たり４重量部以下の無機塩基の存在下で硬化され；
前記無機塩基はフッ化ビニリデンを少なくとも部分的に
脱フッ化水素する効果があり；前記接着層は前記定着面
が硬化された上記組成物および下記式：
る重合体離型剤を定着部材の表面に塗布する様式の定着
系において熱可塑性樹脂トナー画像を定着するための多
層定着部材は基礎支持部材、熱伝導性シリコーンエラス
トマ層、アミノシラン・プライマ層、接着層、フツ化ビ
ニリデンの含有量が４０モル％以下であり官能基を有す
る重合体離型剤と相互反応を引き起こして定着面とトナ
ーとの間に界面防壁層を形成できるだけの十分な量で実
質的に前記エラストマと反応しない金属酸化物を定着面
に有するポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロ
ピレン−テトラフルオロエチレン）から成るエラストマ
定着面から構成され；前記エラストマはその溶媒溶液か
ら該溶液に溶解性の求核硬化剤と共に重合体１００重量
部当たり４重量部以下の無機塩基の存在下で硬化され；
前記無機塩基はフッ化ビニリデンを少なくとも部分的に
脱フッ化水素する効果があり；前記接着層は前記定着面
が硬化された上記組成物および下記式：
【化４】 式中Ｒは１〜４個の炭素原子を有するアルキル基であ
り、Ｒ' は１〜７個の炭素原子を有するアルキル基であ
り、Ｒ''は水素原子、Ｒまたはそのアシル基、
り、Ｒ' は１〜７個の炭素原子を有するアルキル基であ
り、Ｒ''は水素原子、Ｒまたはそのアシル基、
【化５】 であり、Ｘは３〜８個の炭素原子を有するビニル基また
はアルケニル基、または１〜４個の炭素原子を有するア
ルキル置換された８個以下の炭素原子を有するアルケニ
ルカルボキシ基であり、ｑは１または２であり、ｋは０
〜３であり、ｂは０〜２であり、ａは０または１であ
り、ｐは０〜２０であり、ｋ＋ｂ＋ａ＝３である；で表
される結合剤を前記組成の約５〜約２０重量％含有して
成る溶媒溶液から硬化される。
はアルケニル基、または１〜４個の炭素原子を有するア
ルキル置換された８個以下の炭素原子を有するアルケニ
ルカルボキシ基であり、ｑは１または２であり、ｋは０
〜３であり、ｂは０〜２であり、ａは０または１であ
り、ｐは０〜２０であり、ｋ＋ｂ＋ａ＝３である；で表
される結合剤を前記組成の約５〜約２０重量％含有して
成る溶媒溶液から硬化される。
【００１２】本発明の更に別の態様において、前記アミ
ノシランが下記式：
ノシランが下記式：
【化６】 ここでＲ' は１〜７個の炭素原子を有するアルキル基で
あり、Ｒ''' は１〜７個の炭素原子を有するアルキル基
または７個以下の炭素原子を有するポリアルコキシアル
キル基であり、Ｙはアミノ基または炭素原子が１５個以
下であるアミノ置換アルキル基、またはポリアミノ置換
アルキル基、またはアルケニルアルコキシアミノ基、ま
たはアリールアミノ基であり、ｈは１〜３であり、ｂは
０〜２であり、ｑは１または２であり、ｈ＋ｂ＝３であ
る；で表される。
あり、Ｒ''' は１〜７個の炭素原子を有するアルキル基
または７個以下の炭素原子を有するポリアルコキシアル
キル基であり、Ｙはアミノ基または炭素原子が１５個以
下であるアミノ置換アルキル基、またはポリアミノ置換
アルキル基、またはアルケニルアルコキシアミノ基、ま
たはアリールアミノ基であり、ｈは１〜３であり、ｂは
０〜２であり、ｑは１または２であり、ｈ＋ｂ＝３であ
る；で表される。
【００１３】図１は本発明の定着部材を使用する定着系
の断面図である。
の断面図である。
【００１４】図２は本発明の定着部材の一実施態様の部
分拡大断面図である。
分拡大断面図である。
【００１５】本発明の代表的な定着部材は図１に示され
るように定着アセンブリと関連して説明される。図１の
数字１０は基礎支持部材１８、相対的に厚いシリコーン
エラストマ層１６、アミノシランプライマ層１４、接着
層１３、内部に金属酸化物充填剤（図示されず）を分散
させたエラストマ定着面１２から成る多層定着ロールを
示す。基礎支持部材１８は代表的なものとしては中空の
円筒または心材であり、その中空部分に円筒と同じ長さ
の適当な加熱要素１１が配置される。支持ロールまたは
圧力ロール２０は定着ロール１０と共に定着用隙間また
は接触弧２６を形成し、この中を複写紙または他の基体
３８が通過しその上にあるトナー画像３６が定着ロール
１０のエラストマ定着面１２と接触する。図１に示され
るように、支持ロール２０は硬いスチールの心２２とそ
の上を覆うＥ．Ｉ．デュポンの商標テフロン(Teflon)の
薄い表面層２４とから成る。水ダメ３４には官能基を有
する重合体剥離剤３２が入っている。該剥離剤は官能基
を含有するもので定着面とトナーの間に界面定着層を提
供する。図１に示される実施態様において、水ダメ３４
の重合体剥離剤３２をエラストマ面１２に塗布するため
に２個の剥離剤分配ロール２８と３０が取り付けられて
いる。これら２個の剥離剤分配ロールは剥離剤を水ダメ
からエラストマ定着面に送る方向に回転するように取り
付けられている。図１に示されるように、ロール２８を
部分的に水ダメ３４に浸しその表面に乗せた剥離剤を水
ダメから分配ロール３０へ送る。目盛り付きブレード３
１を使って、重合体剥離流体を最初に分配ロール３０に
次ぎにエラストマ定着面にミクロン以下の厚さから数ミ
クロンの厚さまでの範囲の厚さに制御して塗布する。従
って、目盛り装置３１により、約０．１から２ミクロン
以上の厚さの剥離流体層をエラストマ定着面の表面に塗
布することができる。
るように定着アセンブリと関連して説明される。図１の
数字１０は基礎支持部材１８、相対的に厚いシリコーン
エラストマ層１６、アミノシランプライマ層１４、接着
層１３、内部に金属酸化物充填剤（図示されず）を分散
させたエラストマ定着面１２から成る多層定着ロールを
示す。基礎支持部材１８は代表的なものとしては中空の
円筒または心材であり、その中空部分に円筒と同じ長さ
の適当な加熱要素１１が配置される。支持ロールまたは
圧力ロール２０は定着ロール１０と共に定着用隙間また
は接触弧２６を形成し、この中を複写紙または他の基体
３８が通過しその上にあるトナー画像３６が定着ロール
１０のエラストマ定着面１２と接触する。図１に示され
るように、支持ロール２０は硬いスチールの心２２とそ
の上を覆うＥ．Ｉ．デュポンの商標テフロン(Teflon)の
薄い表面層２４とから成る。水ダメ３４には官能基を有
する重合体剥離剤３２が入っている。該剥離剤は官能基
を含有するもので定着面とトナーの間に界面定着層を提
供する。図１に示される実施態様において、水ダメ３４
の重合体剥離剤３２をエラストマ面１２に塗布するため
に２個の剥離剤分配ロール２８と３０が取り付けられて
いる。これら２個の剥離剤分配ロールは剥離剤を水ダメ
からエラストマ定着面に送る方向に回転するように取り
付けられている。図１に示されるように、ロール２８を
部分的に水ダメ３４に浸しその表面に乗せた剥離剤を水
ダメから分配ロール３０へ送る。目盛り付きブレード３
１を使って、重合体剥離流体を最初に分配ロール３０に
次ぎにエラストマ定着面にミクロン以下の厚さから数ミ
クロンの厚さまでの範囲の厚さに制御して塗布する。従
って、目盛り装置３１により、約０．１から２ミクロン
以上の厚さの剥離流体層をエラストマ定着面の表面に塗
布することができる。
【００１６】図２を参照すると、定着部材の多層構造を
示すために本発明の定着部材の一部を拡大して示してあ
る。図２において、金属酸化物充填剤粒子４０は不規則
な形を有するものとして示されているが、エラストマ定
着面１２で使用される金属酸化物は粉末、小板、不完全
球体、繊維、卵型粒子などどんな形でもよい。さらに、
官能基を有する重合体剥離剤の膜４２はエラストマ定着
面１２の表面に示されている。基礎支持部材は適当な材
料から選ばれる。主として、アルミニウム、陽極処理さ
れたアルミニウム、スチール、ニッケル、銅などから選
ばれる。好ましい実施態様では、アルミニウム管または
火炎溶射アルミニウム被覆スチール管が挙げられる。
示すために本発明の定着部材の一部を拡大して示してあ
る。図２において、金属酸化物充填剤粒子４０は不規則
な形を有するものとして示されているが、エラストマ定
着面１２で使用される金属酸化物は粉末、小板、不完全
球体、繊維、卵型粒子などどんな形でもよい。さらに、
官能基を有する重合体剥離剤の膜４２はエラストマ定着
面１２の表面に示されている。基礎支持部材は適当な材
料から選ばれる。主として、アルミニウム、陽極処理さ
れたアルミニウム、スチール、ニッケル、銅などから選
ばれる。好ましい実施態様では、アルミニウム管または
火炎溶射アルミニウム被覆スチール管が挙げられる。
【００１７】本発明によりシリコーンエラストマ層の上
にアミノシランプライマ層を形成しその上にフッ素エラ
ストマと結合剤の接着層を形成してフッ素エラストマ定
着面と熱伝導性シリコーンエラストマ層の間の結合を劇
的に改良した多層定着部材を提供する。２層間の剥がれ
に対し更に大きい耐性を示すのに加えて、アミノシラン
プライマ層と接着層との組み合わせによりＤＤＡＭＳな
どの電荷制御剤にこの２層間の結合が侵されない改良さ
れた抵抗力を提供するものと思われる。
にアミノシランプライマ層を形成しその上にフッ素エラ
ストマと結合剤の接着層を形成してフッ素エラストマ定
着面と熱伝導性シリコーンエラストマ層の間の結合を劇
的に改良した多層定着部材を提供する。２層間の剥がれ
に対し更に大きい耐性を示すのに加えて、アミノシラン
プライマ層と接着層との組み合わせによりＤＤＡＭＳな
どの電荷制御剤にこの２層間の結合が侵されない改良さ
れた抵抗力を提供するものと思われる。
【００１８】特定の実施態様では、アミノシランプライ
マは例えばユニオンカーバイドからユニオンカーバイド
オルガノ官能性シランＡ−１１００という名称で発売さ
れているγ−アミノプロピルトリエトキシシランであ
り、接着組成物で使用されている結合剤はアセトキシシ
ロキサンエチルポリシィリケートとオルガノチタン化合
物を含有していると思われる例えばダウコーニング３−
６０６０などのビニル官能性を有するシリコーンであ
る。シリコーンエラストマ層は当該技術で周知のように
伝導性粒子、例えばシリカ、アルミナ、窒化ホウ素など
の充填材料で満たされて熱伝導性層を提供し加熱要素か
らの熱を該層を通過させてから更に薄い定着表面層へ伝
導する。この分離した比較的厚いシリコーンエラストマ
層はフッ素エラストマ層より大幅に充填剤で充填できる
ので８０以下のショアＡのジェロメータを有する硬さを
無くさずに更に優れた熱伝導性を有する層を提供するの
で単一のフッ素エラストマ層よりも利用される。
マは例えばユニオンカーバイドからユニオンカーバイド
オルガノ官能性シランＡ−１１００という名称で発売さ
れているγ−アミノプロピルトリエトキシシランであ
り、接着組成物で使用されている結合剤はアセトキシシ
ロキサンエチルポリシィリケートとオルガノチタン化合
物を含有していると思われる例えばダウコーニング３−
６０６０などのビニル官能性を有するシリコーンであ
る。シリコーンエラストマ層は当該技術で周知のように
伝導性粒子、例えばシリカ、アルミナ、窒化ホウ素など
の充填材料で満たされて熱伝導性層を提供し加熱要素か
らの熱を該層を通過させてから更に薄い定着表面層へ伝
導する。この分離した比較的厚いシリコーンエラストマ
層はフッ素エラストマ層より大幅に充填剤で充填できる
ので８０以下のショアＡのジェロメータを有する硬さを
無くさずに更に優れた熱伝導性を有する層を提供するの
で単一のフッ素エラストマ層よりも利用される。
【００１９】適当な熱伝導性シリコーンエラストマ層は
どんなものでも使用できる。代表的なものとしては、下
記式で示されるような懸垂ビニル基を有するポリジメチ
ルシロキサン類である高温加流ゴム（ＨＴＶ' Ｓ）とし
て一般に知られている過酸化物硬化性ポリオルガノシロ
キサンから形成される。
どんなものでも使用できる。代表的なものとしては、下
記式で示されるような懸垂ビニル基を有するポリジメチ
ルシロキサン類である高温加流ゴム（ＨＴＶ' Ｓ）とし
て一般に知られている過酸化物硬化性ポリオルガノシロ
キサンから形成される。
【化７】 ここで０＜（ｎ／ｍ）≦０．２であり、ｍ＋ｎ＝３，０
００から１０，０００である。これらの材料は過酸化物
と共に約１２０℃の高温で橋かけ結合される。当該技術
で周知のように、トリフルオロプロピル、シアノプロピ
ル、フェニル、ビニルなど様々な基がメチル基と置換さ
れるために使用されシリコーンゴムに特定の硬化、機械
的または化学的特性を与える。フェニル基を導入すると
加流ゴムの弾力性を減らし、引っ張り強さと引き裂き強
さを増す。フェニル基は加流収率を減少させる。トリフ
ルオロプロピル基は溶媒に対する耐性を増す。ビニル基
を低い割合で導入すると加流温度を下げゴム類に与えら
れる弾力性が更に増大し圧縮歪みが少なくなる。過酸化
物硬化ガム質類も末端がビニルジメチルシロキシ基であ
る。最もよく使用される過酸化物は過酸化ベンゾイルと
過酸化ビス（ジクロロベンゾイル）である。過酸化ジク
ミルはビニル含有重合体に使用される。一般に過酸化物
の添加は０．２〜１．０％であり、硬化は１２０〜１４
０℃である。更に、例えば２，５ジメチル２，５ビス
（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘクサンなどの他の酸化物は
１８０℃以下の温度で高温加流ゴムを橋かけ結合するた
めに使用される。
００から１０，０００である。これらの材料は過酸化物
と共に約１２０℃の高温で橋かけ結合される。当該技術
で周知のように、トリフルオロプロピル、シアノプロピ
ル、フェニル、ビニルなど様々な基がメチル基と置換さ
れるために使用されシリコーンゴムに特定の硬化、機械
的または化学的特性を与える。フェニル基を導入すると
加流ゴムの弾力性を減らし、引っ張り強さと引き裂き強
さを増す。フェニル基は加流収率を減少させる。トリフ
ルオロプロピル基は溶媒に対する耐性を増す。ビニル基
を低い割合で導入すると加流温度を下げゴム類に与えら
れる弾力性が更に増大し圧縮歪みが少なくなる。過酸化
物硬化ガム質類も末端がビニルジメチルシロキシ基であ
る。最もよく使用される過酸化物は過酸化ベンゾイルと
過酸化ビス（ジクロロベンゾイル）である。過酸化ジク
ミルはビニル含有重合体に使用される。一般に過酸化物
の添加は０．２〜１．０％であり、硬化は１２０〜１４
０℃である。更に、例えば２，５ジメチル２，５ビス
（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘクサンなどの他の酸化物は
１８０℃以下の温度で高温加流ゴムを橋かけ結合するた
めに使用される。
【００２０】この高温加流ゴムの層は主に約１ｍｍから
約３ｍｍの厚さに成形または押し出し成形により心材料
に塗布され、使用される特定の過酸化物次第で１２０〜
１８０℃の範囲の温度で２０〜３０分硬化される。シリ
コーンエラストマは後硬化操作に掛けられるが、後硬化
処理を行わないでシリコーンエラストマとフッ素エラス
トマの相互浸透を増大させるとこの２層間の接合が１０
〜２０％改良されると思われるので後硬化処理を行わな
い方が好ましい。
約３ｍｍの厚さに成形または押し出し成形により心材料
に塗布され、使用される特定の過酸化物次第で１２０〜
１８０℃の範囲の温度で２０〜３０分硬化される。シリ
コーンエラストマは後硬化操作に掛けられるが、後硬化
処理を行わないでシリコーンエラストマとフッ素エラス
トマの相互浸透を増大させるとこの２層間の接合が１０
〜２０％改良されると思われるので後硬化処理を行わな
い方が好ましい。
【００２１】本発明の実施に当たりプライマとしては適
当なアミノシランが使用される。主なアミノシランは下
記の式で表される。
当なアミノシランが使用される。主なアミノシランは下
記の式で表される。
【化８】 ここでＲ' は１〜７個の炭素原子を有するアルキル基で
あり、Ｒ''' は１〜７個の炭素原子を有するアルキル基
または７個以下の炭素原子を有するポリアルコキシアル
キル基であり、Ｙはアミノ基または炭素原子が１５個以
下であるアミノ置換アルキル基、またはポリアミノ置換
アルキル基、またはアルケニルアルコキシアミノ基、ま
たはアリールアミノ基であり、ｈは１〜３であり、ｂは
０〜２であり、ｑは１または２であり、ｈ＋ｂ＝３であ
る。
あり、Ｒ''' は１〜７個の炭素原子を有するアルキル基
または７個以下の炭素原子を有するポリアルコキシアル
キル基であり、Ｙはアミノ基または炭素原子が１５個以
下であるアミノ置換アルキル基、またはポリアミノ置換
アルキル基、またはアルケニルアルコキシアミノ基、ま
たはアリールアミノ基であり、ｈは１〜３であり、ｂは
０〜２であり、ｑは１または２であり、ｈ＋ｂ＝３であ
る。
【００２２】特に効果的な物質としてはユニオンカーバ
イドから製品名ユニオンカーバイドオルガノ官能性シラ
ンＡ−１１００で発売されているγ−アミノプロピルト
リエトキシシランが挙げられるが、その他の適当なもの
としてはＮ−（２−アミノエチル−３−アミノプロピ
ル）トリメトキシシラン、６−（アミノヘキシルアミノ
プロピル）トリメトキシシラン、ｐ−アミノフェニルト
リメトキシシラン、３−（１アミノプロポキシ）−３、
３−ジメチル−１−プロペニルトリメトキシシラン、３
−アミノプロピルトリス（メトキシエトキシエトキシ）
シラン、Ｎ−（２アミノエチル）−３−アミノプロピル
メチルジメトキシシランが挙げられる。
イドから製品名ユニオンカーバイドオルガノ官能性シラ
ンＡ−１１００で発売されているγ−アミノプロピルト
リエトキシシランが挙げられるが、その他の適当なもの
としてはＮ−（２−アミノエチル−３−アミノプロピ
ル）トリメトキシシラン、６−（アミノヘキシルアミノ
プロピル）トリメトキシシラン、ｐ−アミノフェニルト
リメトキシシラン、３−（１アミノプロポキシ）−３、
３−ジメチル−１−プロペニルトリメトキシシラン、３
−アミノプロピルトリス（メトキシエトキシエトキシ）
シラン、Ｎ−（２アミノエチル）−３−アミノプロピル
メチルジメトキシシランが挙げられる。
【００２３】シリコーンエラストマ層とフッ素エラスト
マ定着面との接合を改良する際のアミノシランの正確な
機能が完全には解明されていない。アミノシランは、接
触したフッ素エラストマ層の方に速く浸透する電荷制御
剤ＤＤＡＭＳによりシリコーンエラストマ層とフッ素エ
ラストマ層との結合が侵されるのを防ぐ役割を果たして
いると思われる。アミノシランプライマ層は適当な方法
で基礎支持部材に塗布される。これは噴霧してもよいが
処理中の相対湿度に敏感なのでアルコール溶液にして刷
毛で塗布し噴霧する必要を避け更に丈夫なプライマ層を
提供するのが好ましい。アミノシランは主として約０．
５〜５．０μｍの厚さに塗布され、塗布後は清浄な環境
下で相対湿度８０％以下の雰囲気中で乾燥される。
マ定着面との接合を改良する際のアミノシランの正確な
機能が完全には解明されていない。アミノシランは、接
触したフッ素エラストマ層の方に速く浸透する電荷制御
剤ＤＤＡＭＳによりシリコーンエラストマ層とフッ素エ
ラストマ層との結合が侵されるのを防ぐ役割を果たして
いると思われる。アミノシランプライマ層は適当な方法
で基礎支持部材に塗布される。これは噴霧してもよいが
処理中の相対湿度に敏感なのでアルコール溶液にして刷
毛で塗布し噴霧する必要を避け更に丈夫なプライマ層を
提供するのが好ましい。アミノシランは主として約０．
５〜５．０μｍの厚さに塗布され、塗布後は清浄な環境
下で相対湿度８０％以下の雰囲気中で乾燥される。
【００２４】定着面層として使用されるフッ素エラスト
マは前に引用された米国特許第５，０１７，４３２号に
記載されており、その開示内容は全て引例としてここに
特に取り入れられているが４０モル％以下のフッ化ビニ
リデンを含有するポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフル
オロプロピレン−テトラフルオロエチレン）から形成さ
れる定着面層について簡単に説明されている。フッ化ビ
ニリデンを少量含有する市販のフッ素エラストマとして
は、Ｅ．Ｉ．デュポンから発売されていて、約３５モル
％のフッ化ビニリデン、３４モル％のヘクサフルオロプ
ロピレン、２９モル％のテトラフルオロエチレン、２％
の硬化部位単量体を含有するヴィトン(Viton) ＧＦが挙
げられる。ヴィトンＧＦは一般に従来の脂肪族過酸化硬
化剤で硬化されるが、本発明により比較的少ない量の無
機塩基物質の存在下で求核硬化方法により硬化される。
主として、重合体１００重量部当たり４重量部位下の無
機塩基、好ましくは約２部の無機塩基でフッ化ビニリデ
ンを少なくとも特に脱フッ化水素する。更に前記米国特
許第５，０１７，４３２号に記載されているように、ポ
リ（フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テ
トラフルオロエチレン）は少ない量の塩基で該重合体の
溶媒溶液に溶解し橋かけ結合の反応部位が容易に得られ
るＥ．Ｉ．デュポンから発売されているヴィトン・キュ
ラティブＮｏ．５０で硬化される。このキュラティブＮ
ｏ．５０は単一硬化剤系の中に促進剤、四級ホスホニウ
ム塩、橋かけ剤のビスフェノールＡＦを混入している。
マは前に引用された米国特許第５，０１７，４３２号に
記載されており、その開示内容は全て引例としてここに
特に取り入れられているが４０モル％以下のフッ化ビニ
リデンを含有するポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフル
オロプロピレン−テトラフルオロエチレン）から形成さ
れる定着面層について簡単に説明されている。フッ化ビ
ニリデンを少量含有する市販のフッ素エラストマとして
は、Ｅ．Ｉ．デュポンから発売されていて、約３５モル
％のフッ化ビニリデン、３４モル％のヘクサフルオロプ
ロピレン、２９モル％のテトラフルオロエチレン、２％
の硬化部位単量体を含有するヴィトン(Viton) ＧＦが挙
げられる。ヴィトンＧＦは一般に従来の脂肪族過酸化硬
化剤で硬化されるが、本発明により比較的少ない量の無
機塩基物質の存在下で求核硬化方法により硬化される。
主として、重合体１００重量部当たり４重量部位下の無
機塩基、好ましくは約２部の無機塩基でフッ化ビニリデ
ンを少なくとも特に脱フッ化水素する。更に前記米国特
許第５，０１７，４３２号に記載されているように、ポ
リ（フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テ
トラフルオロエチレン）は少ない量の塩基で該重合体の
溶媒溶液に溶解し橋かけ結合の反応部位が容易に得られ
るＥ．Ｉ．デュポンから発売されているヴィトン・キュ
ラティブＮｏ．５０で硬化される。このキュラティブＮ
ｏ．５０は単一硬化剤系の中に促進剤、四級ホスホニウ
ム塩、橋かけ剤のビスフェノールＡＦを混入している。
【００２５】フッ素エラストマに使用された金属酸化物
は重合体剥離剤の官能基と相互反応し熱可塑性樹脂トナ
ーを剥離しトナーがエラストマ材料自体に接触しないよ
うにする熱に安定なフィルムを形成できなければならな
い。更に、金属酸化物は重合体のフッ化ビニリデンの実
質的な脱フッカ水素が起きないように実質的にエラスト
マと反応しないことが重要である。好ましい金属酸化物
は酸化第二銅であり、これは弱い塩基であり経時的にエ
ラストマを硬化するより軟化させ優れた複写性を維持す
ることが判明し、その含有量は主として重合体１００重
量部当たり約５〜３０重量部であり、好ましくは約１０
〜２０重量部である。更に、金属酸化物の粒径は重要で
あり、重合体の硬化を妨げるほど小さくすべきではなく
あるいは優れた剥離特性を得るにはエラストマ面に使用
される粒子の数が不十分になるほど大きくするべきでは
ない。主として、平均粒径は約４〜８ミクロン、好まし
くは６ミクロンである。
は重合体剥離剤の官能基と相互反応し熱可塑性樹脂トナ
ーを剥離しトナーがエラストマ材料自体に接触しないよ
うにする熱に安定なフィルムを形成できなければならな
い。更に、金属酸化物は重合体のフッ化ビニリデンの実
質的な脱フッカ水素が起きないように実質的にエラスト
マと反応しないことが重要である。好ましい金属酸化物
は酸化第二銅であり、これは弱い塩基であり経時的にエ
ラストマを硬化するより軟化させ優れた複写性を維持す
ることが判明し、その含有量は主として重合体１００重
量部当たり約５〜３０重量部であり、好ましくは約１０
〜２０重量部である。更に、金属酸化物の粒径は重要で
あり、重合体の硬化を妨げるほど小さくすべきではなく
あるいは優れた剥離特性を得るにはエラストマ面に使用
される粒子の数が不十分になるほど大きくするべきでは
ない。主として、平均粒径は約４〜８ミクロン、好まし
くは６ミクロンである。
【００２６】他の補助剤および充填剤もエラストマの状
態、金属酸化物と官能基を有する重合体剥離剤との相互
作用に影響を与えず、あるいはエラストマの適正な橋か
け結合を妨げない限り本発明に従ってエラストマに混入
できる。エラストマ類に通常混合されるこのような充填
剤としては、着色剤、強化充填剤、橋かけ剤、加工助
剤、促進剤、重合開始剤が挙げられる。
態、金属酸化物と官能基を有する重合体剥離剤との相互
作用に影響を与えず、あるいはエラストマの適正な橋か
け結合を妨げない限り本発明に従ってエラストマに混入
できる。エラストマ類に通常混合されるこのような充填
剤としては、着色剤、強化充填剤、橋かけ剤、加工助
剤、促進剤、重合開始剤が挙げられる。
【００２７】本発明の定着部材の表面はロール状である
のが好ましく、金属酸化物充填剤を分散させて含有する
エラストマの薄い被膜を１回または連続的に複数回表面
に塗布して調製されたロールが好ましい。被覆は充填剤
を含有するエラストマの溶液または均質な懸濁液を噴
霧、浸すなどの最も便利な方法で行う。成形または押し
出し成形の何れかが使用できるが、重合体と金属酸化物
充填剤の溶媒溶液を被覆される表面に連続的に噴霧して
塗布するのが好ましい。この目的のために使用される典
型的な溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、
メチルイソブチルケトンなどが挙げられる。連続的に塗
布される場合に一般にフィルムの被覆された表面を室温
に放置してフィルムに含まれる溶媒を蒸発させる必要が
ある。例えば、定着ロールは酸化金属を含有するエラス
トマ層で被覆される場合に酸化金属を分散させたエラス
トマを連続的にロールに塗布して薄い被膜を複数層形成
し塗布する毎にロール上に被覆されたフィルムに含まれ
る溶媒を少なくとも２５℃〜約９０℃以上の温度でほと
んど蒸発させる。所望の厚さの被覆が得られたら、被覆
を硬化させロールの表面に結合させる。
のが好ましく、金属酸化物充填剤を分散させて含有する
エラストマの薄い被膜を１回または連続的に複数回表面
に塗布して調製されたロールが好ましい。被覆は充填剤
を含有するエラストマの溶液または均質な懸濁液を噴
霧、浸すなどの最も便利な方法で行う。成形または押し
出し成形の何れかが使用できるが、重合体と金属酸化物
充填剤の溶媒溶液を被覆される表面に連続的に噴霧して
塗布するのが好ましい。この目的のために使用される典
型的な溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、
メチルイソブチルケトンなどが挙げられる。連続的に塗
布される場合に一般にフィルムの被覆された表面を室温
に放置してフィルムに含まれる溶媒を蒸発させる必要が
ある。例えば、定着ロールは酸化金属を含有するエラス
トマ層で被覆される場合に酸化金属を分散させたエラス
トマを連続的にロールに塗布して薄い被膜を複数層形成
し塗布する毎にロール上に被覆されたフィルムに含まれ
る溶媒を少なくとも２５℃〜約９０℃以上の温度でほと
んど蒸発させる。所望の厚さの被覆が得られたら、被覆
を硬化させロールの表面に結合させる。
【００２８】接着層は定着面が硬化される組成物１００
重量部当たり約５から約２０重量部の結合剤を定着面層
が調製される溶液に添加して得られる。代表的なものと
して、結合剤は下記の式を有する。
重量部当たり約５から約２０重量部の結合剤を定着面層
が調製される溶液に添加して得られる。代表的なものと
して、結合剤は下記の式を有する。
【化９】 式中Ｒは１〜４個の炭素原子を有するアルキル基であ
り、Ｒ' は１〜７個の炭素原子を有するアルキル基であ
り、Ｒ''は水素原子、Ｒまたはそのアシル基、
り、Ｒ' は１〜７個の炭素原子を有するアルキル基であ
り、Ｒ''は水素原子、Ｒまたはそのアシル基、
【化１０】 であり、Ｘは３〜８個の炭素原子を有するビニル基また
はアルケニル基、または１〜４個の炭素原子を有するア
ルキル置換された８個以下の炭素原子を有するアルケニ
ルカルボキシ基であり、ｑは１または２であり、ｋは０
〜３であり、ｂは０〜２であり、ａは０または１であ
り、ｐは０〜２０であり、ｋ＋ｂ＋ａ＝３である。特に
効果的な結合剤としては、既に述べたビニル官能性を有
するシリコーン、ダウコーニング３−６０６０が挙げら
れる。他の適当な物質としては、ビニルメチルジエトキ
シシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、γ−メタ
クリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリ
エトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルト
リス−ｔ−ブトキシシラン、ビニルトリス（ｔ−ブチル
ペルオキシ）シラン、ビニルトリス（２−メトキシエト
キシ）シラン、３アクリルオキシプロピルトリメトキシ
シラン、２０以下のシラノール単位を含有するビニルシ
ラノールが挙げられる。接着剤溶液は浸したり、噴霧し
たりまたは刷毛塗りしたり適当な方法で約５〜約３０μ
ｍの厚さになるようにプライマに塗布されるが、７μｍ
以下の接着は危ういかもしれないので少なくとも７μｍ
の厚さが好ましい。本発明の接着層がフッ素エラストマ
層とシリコーンエラストマ層の間の結合を強めるメカニ
ズムは十分に解明されていないが、この接着層は約５約
９０％の相対湿度で加工された場合でさえも製造時も使
用して時間が経過しても優れた接着性を提供することが
観察された。従って、結合剤はシリコーンエラストマ層
とフッ素エラストマとが結合する際の相対湿度に対する
感度を減少させて層分離を引き起こさないようにしたと
思われる。
はアルケニル基、または１〜４個の炭素原子を有するア
ルキル置換された８個以下の炭素原子を有するアルケニ
ルカルボキシ基であり、ｑは１または２であり、ｋは０
〜３であり、ｂは０〜２であり、ａは０または１であ
り、ｐは０〜２０であり、ｋ＋ｂ＋ａ＝３である。特に
効果的な結合剤としては、既に述べたビニル官能性を有
するシリコーン、ダウコーニング３−６０６０が挙げら
れる。他の適当な物質としては、ビニルメチルジエトキ
シシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、γ−メタ
クリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリ
エトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルト
リス−ｔ−ブトキシシラン、ビニルトリス（ｔ−ブチル
ペルオキシ）シラン、ビニルトリス（２−メトキシエト
キシ）シラン、３アクリルオキシプロピルトリメトキシ
シラン、２０以下のシラノール単位を含有するビニルシ
ラノールが挙げられる。接着剤溶液は浸したり、噴霧し
たりまたは刷毛塗りしたり適当な方法で約５〜約３０μ
ｍの厚さになるようにプライマに塗布されるが、７μｍ
以下の接着は危ういかもしれないので少なくとも７μｍ
の厚さが好ましい。本発明の接着層がフッ素エラストマ
層とシリコーンエラストマ層の間の結合を強めるメカニ
ズムは十分に解明されていないが、この接着層は約５約
９０％の相対湿度で加工された場合でさえも製造時も使
用して時間が経過しても優れた接着性を提供することが
観察された。従って、結合剤はシリコーンエラストマ層
とフッ素エラストマとが結合する際の相対湿度に対する
感度を減少させて層分離を引き起こさないようにしたと
思われる。
【００２９】代表的な定着部材は、脱脂してから例えば
グリットブラスティングにより表面を粗面にし、所望に
より従来のプライマで下塗りしたアルミニウム心材の上
に伝導性充填剤粒子をぎっしり充填した高温加流シリコ
ーンゴムを成形または押し出し成形し、次に後硬化で硬
化することにより調製される。後で、エラストマの表面
を研削して粗面化し例えばイソプロピルアルコールなど
のアルコールまたは水性洗浄剤で脱脂してもよい。例え
ばユニオンカーバイドＡ１１００をイソプロピルアルコ
ールに溶解した５％溶液などのアミノシランプライマを
シリコーンエラストマ上に刷毛で塗布し、清浄な、相対
湿度８０％以下の環境下で７２時間乾燥させる。接着層
および剥離層は重合体、金属酸化物、無機塩基を溶媒に
一晩溶解して調製される。例えば、接着層はヴィトンＧ
Ｆ１００重量部、酸化第二銅２重量部、水酸化カルシウ
ム１重量部をメチルイソブチルケトンに添加して１２％
固溶液（例えば、５０ｇのヴィトンＧＦと３６７ｇの乾
燥メチルイソブチルケトン）を生成する。接着層は重合
体溶液１００重量部を１２％デュポンキュラティブＶＣ
５０の４．２重量部で触媒反応させてからダウコーニン
グ３−６０６０の約３５重量部と混合する。得られた混
合物を塗料振り混ぜ機で３０分間振り混ぜて約４インチ
離れたロールに吹き付け機を少なくとも２回発射して約
１０μｍの厚さにエアスプレイ塗装し、その後で８０％
までの相対湿度の清浄な環境下で２４時間まで乾燥させ
る。定着面層は溶媒がメチルイソブチルケトンとメチル
エチルケトンとを５０／５０重量％混合したものである
以外は同じ方法で調製され、デュポンＶＣ５０溶液で触
媒反応させてから接着層に４０μｍの厚さまでスプレイ
塗装される。その後で、１２０°Ｆ（４９℃）で最小４
時間硬化され、次に後硬化を１２０°Ｆ（４９℃）で４
時間、２００°Ｆ（９３℃）で２時間、３００°Ｆ（１
４９℃）で２時間、３５０°Ｆ（１７７℃）で２時間、
４００°Ｆ（２０４℃）で２時間、４５０°Ｆ（２３２
℃）で１１時間行うことにより２３時間の後硬化で最終
的に３０〜６５μｍの厚さを達成する。
グリットブラスティングにより表面を粗面にし、所望に
より従来のプライマで下塗りしたアルミニウム心材の上
に伝導性充填剤粒子をぎっしり充填した高温加流シリコ
ーンゴムを成形または押し出し成形し、次に後硬化で硬
化することにより調製される。後で、エラストマの表面
を研削して粗面化し例えばイソプロピルアルコールなど
のアルコールまたは水性洗浄剤で脱脂してもよい。例え
ばユニオンカーバイドＡ１１００をイソプロピルアルコ
ールに溶解した５％溶液などのアミノシランプライマを
シリコーンエラストマ上に刷毛で塗布し、清浄な、相対
湿度８０％以下の環境下で７２時間乾燥させる。接着層
および剥離層は重合体、金属酸化物、無機塩基を溶媒に
一晩溶解して調製される。例えば、接着層はヴィトンＧ
Ｆ１００重量部、酸化第二銅２重量部、水酸化カルシウ
ム１重量部をメチルイソブチルケトンに添加して１２％
固溶液（例えば、５０ｇのヴィトンＧＦと３６７ｇの乾
燥メチルイソブチルケトン）を生成する。接着層は重合
体溶液１００重量部を１２％デュポンキュラティブＶＣ
５０の４．２重量部で触媒反応させてからダウコーニン
グ３−６０６０の約３５重量部と混合する。得られた混
合物を塗料振り混ぜ機で３０分間振り混ぜて約４インチ
離れたロールに吹き付け機を少なくとも２回発射して約
１０μｍの厚さにエアスプレイ塗装し、その後で８０％
までの相対湿度の清浄な環境下で２４時間まで乾燥させ
る。定着面層は溶媒がメチルイソブチルケトンとメチル
エチルケトンとを５０／５０重量％混合したものである
以外は同じ方法で調製され、デュポンＶＣ５０溶液で触
媒反応させてから接着層に４０μｍの厚さまでスプレイ
塗装される。その後で、１２０°Ｆ（４９℃）で最小４
時間硬化され、次に後硬化を１２０°Ｆ（４９℃）で４
時間、２００°Ｆ（９３℃）で２時間、３００°Ｆ（１
４９℃）で２時間、３５０°Ｆ（１７７℃）で２時間、
４００°Ｆ（２０４℃）で２時間、４５０°Ｆ（２３２
℃）で１１時間行うことにより２３時間の後硬化で最終
的に３０〜６５μｍの厚さを達成する。
【００３０】以下に挙げる実施例により本発明で調製さ
れる定着部材を更に明確に説明し、実施態様を明らかに
する。特に指定されない限り部および％は全て重量部お
よび重量％である。
れる定着部材を更に明確に説明し、実施態様を明らかに
する。特に指定されない限り部および％は全て重量部お
よび重量％である。
【００３１】〔実施例〕前述の方法により６個の定着ロ
ールを調製し、図１に示されるものに類似した組立によ
り組立試験を行った。トナー画像を普通紙に約１９５℃
で定着した。試験はロール上に９０，０００〜１７０，
０００回定着複写を行ったが接着性による失敗はなかっ
た。試験は他の理由で中断された。比較のため、最初に
説明した同じフッ素エラストマ定着面層を直接高温加流
シリコーンエラストマ層に結合させた定着ロールは定着
面層がシリコーンエラストマ層から層分離したので平均
２０，０００回の定着複写で失敗したが、層分離するま
でに９０，０００回複写するまで使用できたロールもい
くつかあった。
ールを調製し、図１に示されるものに類似した組立によ
り組立試験を行った。トナー画像を普通紙に約１９５℃
で定着した。試験はロール上に９０，０００〜１７０，
０００回定着複写を行ったが接着性による失敗はなかっ
た。試験は他の理由で中断された。比較のため、最初に
説明した同じフッ素エラストマ定着面層を直接高温加流
シリコーンエラストマ層に結合させた定着ロールは定着
面層がシリコーンエラストマ層から層分離したので平均
２０，０００回の定着複写で失敗したが、層分離するま
でに９０，０００回複写するまで使用できたロールもい
くつかあった。
【００３２】このようにして本発明により改良された多
層定着部材および定着系が提供された。特に、定着面層
が熱伝導性シリコーンエラストマ層から剥がれずＤＤＡ
ＭＳにも侵されない非常に寿命の長い定着部材を有する
定着系が提供された。これはプライマ層と接着層の独特
の組み合わせにより実現したもので、伝導性シリコーン
エラストマ層とフッ素エラストマの結合を劇的に改良し
ている。特に、定着部材を高い相対湿度の環境下で製造
または使用しあるいはトナーが電荷制御剤ＤＤＡＭＳを
含有する系で使用される場合でさえも剥がれによる失敗
率は減少している。これはシリコーンエラストマ層の上
にアミノシランプライマ層を提供し、定着面層の組成物
と結合剤の両方を含有する接着層を提供することにより
達成されたのである。
層定着部材および定着系が提供された。特に、定着面層
が熱伝導性シリコーンエラストマ層から剥がれずＤＤＡ
ＭＳにも侵されない非常に寿命の長い定着部材を有する
定着系が提供された。これはプライマ層と接着層の独特
の組み合わせにより実現したもので、伝導性シリコーン
エラストマ層とフッ素エラストマの結合を劇的に改良し
ている。特に、定着部材を高い相対湿度の環境下で製造
または使用しあるいはトナーが電荷制御剤ＤＤＡＭＳを
含有する系で使用される場合でさえも剥がれによる失敗
率は減少している。これはシリコーンエラストマ層の上
にアミノシランプライマ層を提供し、定着面層の組成物
と結合剤の両方を含有する接着層を提供することにより
達成されたのである。
【図１】 本発明の定着部材を使用する定着系の断面図
である。
である。
【図２】 本発明の定着部材の一実施態様の部分拡大断
面図である。
面図である。
１０ 多層定着ロール、１１ 加熱要素、１２ エラス
トマ定着面、１３ 接着層、１４ アミノシランプライ
マ層、１６ シリコーンエラストマ層、１８ 基礎支持
部材、２０ 圧力ロール、２２ 硬いスチールロール、
２６ 定着用隙間、２８，３０ 剥離剤分配ロール、３
２ 重合体剥離剤、３４ 水ダメ、３６トナー画像、３
８ 複写紙、４０ 金属酸化物充填剤粒子
トマ定着面、１３ 接着層、１４ アミノシランプライ
マ層、１６ シリコーンエラストマ層、１８ 基礎支持
部材、２０ 圧力ロール、２２ 硬いスチールロール、
２６ 定着用隙間、２８，３０ 剥離剤分配ロール、３
２ 重合体剥離剤、３４ 水ダメ、３６トナー画像、３
８ 複写紙、４０ 金属酸化物充填剤粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パトリック・ジェイ・フィン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ウエブスター ステートロード 1185 (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ブ 72 (72)発明者 ロバート・エヌ・フィンスターウォルダー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ウエブスター プランクロード 1572 (72)発明者 ジョージ・エイ・リール アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ウエブスター グレイベルロード 924 (72)発明者 ウイリアム・ジェイ・チェスロック アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14505 マリオン ライアンロード 3142
Claims (2)
- 【請求項１】 官能基を有する重合体離型剤を定着部材
の表面に塗布し；該定着部材は基礎支持部材、熱伝導性
シリコーン・エラストマ、アミノシラン・プライマ層、
接着層、フツ化ビニリデンの含有量が４０モル％以下で
あり官能基を有する重合体離型剤と相互反応を引き起こ
して定着面とトナーとの間に界面防壁層を形成できるだ
けの十分な量で実質的に前記エラストマと反応しない金
属酸化物を定着面に有するポリ（フッ化ビニリデン−ヘ
キサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン）か
ら成るエラストマ定着面から構成され；前記エラストマ
はその溶媒溶液から該溶液に溶解性の求核硬化剤と共に
重合体１００重量部当たり４重量部以下の無機塩基の存
在下で硬化され；前記無機塩基はフッ化ビニリデンを少
なくとも部分的に脱フッ化水素する効果があり；前記接
着層は前記定着面が硬化された上記組成物および下記
式： 【化１】 式中Ｒは１〜４個の炭素原子を有するアルキル基であ
り、Ｒ' は１〜７個の炭素原子を有するアルキル基であ
り、Ｒ''は水素原子、Ｒまたはそのアシル基、 【化２】 であり、Ｘは３〜８個の炭素原子を有するビニル基また
はアルケニル基、または１〜４個の炭素原子を有するア
ルキル置換された８個以下の炭素原子を有するアルケニ
ルカルボキシ基であり、ｑは１または２であり、ｋは０
〜３であり、ｂは０〜２であり、ａは０または１であ
り、ｐは０〜２０であり、ｋ＋ｂ＋ａ＝３である；で表
される結合剤を前記組成物の約５〜約１０重量％含有し
て成る溶媒溶液から硬化される様式の定着系において基
体に熱可塑性樹脂トナー画像を定着させるための多層定
着部材。 - 【請求項２】 前記アミノシランが下記式： 【化３】 ここでＲ' は１〜７個の炭素原子を有するアルキル基で
あり、Ｒ''' は１〜７個の炭素原子を有するアルキル基
または７個以下の炭素原子を有するポリアルコキシアル
キル基であり、Ｙはアミノ基または炭素原子が１５個以
下であるアミノ置換アルキル基、またはポリアミノ置換
アルキル基、またはアルケニルアルコキシアミノ基、ま
たはアリールアミノ基であり、ｈは１〜３であり、ｂは
０〜２であり、ｑは１または２であり、ｈ＋ｂ＝３であ
る；で表される請求項１記載の定着部材。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/755,274 US5217837A (en) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | Multilayered fuser member |
| US755274 | 1991-09-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05249860A true JPH05249860A (ja) | 1993-09-28 |
| JP2544065B2 JP2544065B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=25038455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4228957A Expired - Fee Related JP2544065B2 (ja) | 1991-09-05 | 1992-08-27 | 多層定着部材 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5217837A (ja) |
| EP (1) | EP0531011B1 (ja) |
| JP (1) | JP2544065B2 (ja) |
| CA (1) | CA2076836C (ja) |
| DE (1) | DE69223301T2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008014985A (ja) * | 2006-07-03 | 2008-01-24 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置用積層体、それを用いた定着部材及び画像形成装置 |
| JP2011186462A (ja) * | 2010-03-04 | 2011-09-22 | Xerox Corp | 定着材の製造および製品 |
| JP2013228715A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-11-07 | Canon Inc | 定着部材、加熱装置及び電子写真画像形成装置 |
| JP2014044402A (ja) * | 2012-08-02 | 2014-03-13 | Canon Inc | 定着部材、像加熱定着装置および電子写真画像形成装置 |
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