(57)【要約】      （修正有）【課題】画像装置の速度にマイナスの影響を与えずに、静電気による帯電および摩擦電気による帯電の課題を最小限に抑える定着器システムを提供する。【解決手段】定着器システム４０は定着器ローラ２０と圧力ローラ２１とを含んでいる。定着器ローラ２０と圧力ローラ２１とはニップ２４を形成する。定着器ローラ２０はフッ素重合体内に分散したカーボンナノチューブの外層２６を有しており、カーボンナノチューブは外層２６の約０．１重量％〜約１０重量％を構成している。圧力ローラ２１は約１０１０Ω／ｃｍ未満の表面抵抗率を有する静電気消散型の外表面を含んでいる。【選択図】図２
2014016611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素重合体内に分散したカーボンナノチューブを含む外層を含む定着器ローラであって、前記カーボンナノチューブは前記外層の約０．１重量％〜約１０重量％を構成する、定着器ローラと、
圧力ローラであって、前記定着器ローラと前記圧力ローラとはニップを形成し、前記圧力ローラは約１０１０Ω／ｃｍ未満の表面抵抗率を有する静電気消散型の外表面を含む、圧力ローラと、を含む
定着器システム。
【請求項２】
前記定着器ローラが、
基材と、
前記基材上に配設された弾性層であって、前記弾性層上に前記外層を配設してある、弾性層と、を含む請求項１に記載の定着器システム。
【請求項３】
その上に静電潜像を受け取る電荷保持表面と、前記電荷保持表面にトナー粒子を塗布して、前記静電潜像を現像して、前記電荷保持表面上に現像像を形成する現像構成要素と、前記現像像を前記電荷保持表面からコピー基材に転写する転写構成要素と、前記コピー基材にトナー粒子を定着させる定着器システムと、を含む記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、前記定着器システムは、
フッ素重合体内に分散したカーボンナノチューブを含む剥離層を含む定着器ローラであって、前記カーボンナノチューブは前記剥離層の約０．１重量％〜約１０重量％を構成する、定着器ローラと、
約１０１０Ω／ｃｍ未満の表面抵抗率を有する静電気消散型の外表面を含む圧力ローラであって、前記定着器ローラと前記圧力ローラとは、その中を前記コピー基材が通り抜けるニップを形成する、圧力ローラと、を含む画像形成装置。
【請求項４】
フッ素重合体内に分散したカーボンナノチューブを含む剥離層を含む定着器ローラであって、前記カーボンナノチューブは前記剥離層の約０．１重量％〜約１０重量％を構成する、定着器ローラと、
前記定着器ローラの前記剥離層に油を供給する油供給ローラであって、前記供給ローラは約１０６Ω／ｃｍ未満の表面抵抗率を有する静電気消散型の外表面を含む、油供給ローラと、
圧力ローラであって、前記定着器ローラと前記圧力ローラとはニップを形成し、前記圧力ローラは約１０６Ω／ｃｍ未満の表面抵抗率を有する静電気消散型の外表面を含む、圧力ローラと、を含む
定着器システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、一般に、デジタル、イメージオンイメージ、およびその種の他のものを含む、静電グラフィック画像装置において有用な定着器システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
定着中に、定着ロールと圧力ロールの間の相互作用が、ニップにおいて帯電の痕跡を形成する可能性がある。
【０００３】
さらに、異種材料の２つの表面が互いにこすれあうとき、摩擦電気による帯電が発生する。摩擦電気による帯電は、互いとの関連での表面の極性、表面の粗さ、表面間の付着力、および表面が自由電子をしっかり捕捉する能力を含む多くの要素に依存している。定着器ニップの中にコピー基材を通すときに、摩擦電気による帯電が起こる。
【０００４】
定着前のトナー粒子を静電気力により所定の位置に保持しているため、静電気による帯電および摩擦電気による帯電は、ニップの中を通り抜ける基材上のトナー粒子を乱す可能性がある。トナー粒子のこのような外乱が起こると、結果として得られる定着済み画像の品質は劣化する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
静電グラフィック機械の生産速度が増加するとき、静電気による帯電および摩擦電気による帯電の問題は悪化する。画像装置の速度にマイナスの影響を与えずに、静電気による帯電および摩擦電気による帯電の課題を最小限に抑えることが望ましいことになる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、フッ素重合体内に分散したカーボンナノチューブを含む外層を含む定着器ローラを含む定着器システムを提供し、カーボンナノチューブは外層の約０．１重量％〜約１０重量％を構成している。圧力ローラがある。定着器ローラと圧力ローラとはニップを形成する。圧力ローラは約１０１０Ω／ｃｍ未満の表面抵抗率を有する静電気消散型の外表面を含んでいる。
【０００７】
他の実施形態によれば、記録媒体上に画像を形成するための画像形成装置を提供する。この装置は、その上に静電潜像を受け取るための電荷保持表面と、電荷保持表面にトナー粒子を塗布して、静電潜像を現像して、電荷保持表面上に現像像を形成するための現像構成要素と、現像像を電荷保持表面からコピー基材に転写するための転写構成要素と、を含んでいる。この装置は、コピー基材の表面にトナー画像を定着させるための定着器システムを含んでいる。定着器システムは、フッ素重合体内に分散したカーボンナノチューブを含む外層を含む定着器ローラと、静電気消散型の外表面を含む圧力ローラと、を含んでいる。静電気消散型の外表面は約１０１０Ω／ｃｍ未満の表面抵抗率を有している。定着器ローラと圧力ローラとは、その中をコピー基材が通り抜けるニップを形成する。
【０００８】
他の実施形態によれば、フッ素重合体内に分散したカーボンナノチューブを含む剥離層を含む定着器ローラを含む定着器システムについて記載し、カーボンナノチューブは外層の約０．１重量％〜約１０重量％を構成している。定着器システムは、定着器ローラの剥離層に油を供給するための油供給ローラを含み、供給ローラは約１０６Ω／ｃｍ未満の表面抵抗率を有する静電気消散型の外表面を含んでいる。定着器システムは圧力ローラを含み、定着器ローラと圧力ローラとはニップを形成し、圧力ローラは約１０６Ω／ｃｍ未満の表面抵抗率を有する静電気消散型の外表面を含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、画像装置の概略図である。
【図２】図２は、定着器システムの実施形態の概略図である。
【図３】図３は、非静電気消散型の外表面を有するドナーローラの表面の帯電と、圧力ローラが非静電気消散型の外表面を有することと、紙信号と、を示す図である。
【図４】図４は、フッ素重合体内に分散したカーボンナノチューブを含む定着器ローラの表面の帯電と、圧力ローラが非静電気消散型の外表面を有することと、紙信号と、を示す図である。
【図５】図５は、静電気消散型の外表面を有する圧力ローラの表面の帯電と、ドナーローラが非静電気消散型の外表面を有することと、紙信号と、を示す図である。
【図６】図６は、静電気消散型の外表面を有するドナーローラの表面の帯電と、圧力ローラが静電気消散型の外表面を有することと、紙信号と、を示す図である。
【図７】図７は、ＣＮＴ定着器ローラと、非導電性の圧力ローラと、を有する定着器システムを用いて取得したコート紙上のハーフトーンドットの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す図である。
【図８】図８は、ＣＮＴ定着器ローラと、導電性の圧力ローラと、を有する定着器システムを用いて取得したコート紙上のハーフトーンドットのＳＥＭ画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１を参照すると、代表的な静電グラフィック複写装置では、コピーする予定のオリジナルの光画像を静電潜像の形で感光性部材上に記録して、その後、トナーと普通呼ばれるエレクトロスコピックな熱可塑性樹脂粒子を塗布することにより静電潜像を目に見えるようにする。具体的には、電源１１から電圧を供給した充電器１２を用いて感光体１０の表面を帯電させる。その後、レーザまたは発光ダイオードなどの光学システムまたは画像入力装置１３からの光により感光体１０を像様に露光して、感光体１０上に静電潜像を形成する。一般に、現像ステーション１４からの現像剤混合物を静電潜像と接触させることにより静電潜像を現像する。現像は、磁気ブラシ、パウダークラウド、または他の公知の現像プロセスを用いて行うことができる。通常、乾式現像剤混合物は、摩擦電気によりトナー粒子が付着したキャリア顆粒を含んでいる。トナー粒子は、キャリア顆粒から潜像の方へ引き付けられて、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アを含む液体現像材料を使用してもよい。液体現像材料を静電潜像に接触させて、トナー粒子を静電潜像の上に画像構成の状態で付着させる。
【００１１】
トナー粒子を光導電面上に画像構成の状態で付着させた後、圧力転写または静電転写である可能性がある転写手段１５によりコピーシート１６にトナー粒子を転写する。あるいは、現像像を中間転写部材またはバイアス転写部材に転写して、その後、コピーシートに転写することもできる。コピー基材の実施例としては、完成した画像がその上に位置することになる紙、ポリエステル、ポリカーボネートなどの透明材料、布、木、または他の任意の望ましい材料などがある。
【００１２】
現像像の転写が完了した後に、コピーシート１６は定着器ローラ２０および圧力ローラ２１として図１に示す定着ステーション１９に進む。定着部材と加圧部材の間にコピーシート１６を通すことにより現像像をコピーシート１６に定着させて、それにより、恒久的な画像を形成する。
【００１３】
転写の後、感光体１０は清掃ステーション１７に進み、ブレード（図１に示すように）、ブラシ、または他の清掃装置を用いて感光体１０上に残っている任意のトナーを感光体１０から清掃する。
【００１４】
材料技術の進歩とともに、カーボンブラックに代わってカーボンナノチューブが定着器ローラ内の導電性充てん材となった。定着器外層内にカーボンナノチューブを使用することが工業的に受け入れられると、多くの利点がもたらされる。定着器表面において望ましい熱伝導率を実現するのに、カーボンナノチューブは外層内により少ない充てんを必要とする。カーボンナノチューブの性能の予測可能性はカーボンブラックよりもよい。しかしながら、等しい熱伝導率を実現する充てん量において、カーボンナノチューブはカーボンブラックよりもはるかに導電性が高い。静電グラフィック装置の処理速度の増加、および定着器ローラ内でのカーボンナノチューブの使用にともない、定着済みの、または固定済みの画像の画像品質が低下してきた。
【００１５】
図２は、定着器システム４０の概略図である。定着器システム４０は定着器ローラ２０と圧力ローラ２１とを含んでいる。静電気力によりトナー粒子２３が付着している基材２２を、ニップ２４の中に通す。基材２２にトナー粒子２３を定着させたり、または貼り付けたりするために、ニップ２４において圧力および熱を使用する。図２には、定着器ローラ２０に油の薄層を塗布するドナーローラ２５を示している。供給容器３５と供給ローラ３４とを通じてドナーロール２５に油を供給する。実施形態では、定着器ローラ２０は３層以上の層を有している。外層または剥離層２６、中間層または緩衝層２７、および基材層２８。図２には静電電圧計２９を図示しており、定着器システム内のさまざまな場所での表面電圧を測定するのに使用している。ＸＲ１およびＸＲ２と名付けた任意の加熱ロールを図示しており、定着器ローラ２０の外表面を加熱するのに使用している。圧力ローラ２１または定着器ローラ２０の内部に加熱器を取り付けてもよい。ニップ２４において熱を供給する他の方法としては、放射加熱器などがある。赤外線センサ（図示せず）が基材２２または紙がいつニップ２４を通り抜けるかを判断する。
【００１６】
定着中に、剥離層２６としてフッ素重合体内に分散したカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含む定着器ローラ２０と、圧力ロール２１の間の相互作用が、ニップ２４において帯電の痕跡を形成することが発見された。この帯電は圧力ロール２１の表面上を移動して、定着前の基材２２上のトナー粒子２３を乱す断続的な静電放電を引き起こす。この外乱は、基材２２上の定着済み画像内の欠陥として現れる。具体的には、ハーフトーン画像上の画像品質（ＩＱ）バンディングと特定される現象が、基材２２上の定着済み画像上に現れる。
【００１７】
定着ロールの外表面としてフッ素重合体内に分散したカーボンナノチューブを使用することが特定の利点を提供する。カーボンナノチューブにより、例えば、毎分約１２０ページ（ｐｐｍ）〜約１３５ｐｐｍの高速で定着できるようになる。カーボンナノチューブは導電性である。カーボンナノチューブの導電性は、ロール表面上、およびニップにおける静電荷発生の一因となる。この静電気蓄積がＩＱバンディングを引き起こしており、この静電気蓄積は、ゆるく帯電したトナーが定着器ニップ２４に近づくときに、そのトナーを乱す。
【００１８】
ＣＮＴ定着器ローラとともに静電気消散型の外表面を有する圧力ローラ２１を提供することにより、基材上のＩＱバンディングを解消する。ＣＮＴ定着器ローラ２０と、静電気消散型の外表面を有する圧力ローラ２１とを対にすることにより、トナー粒子の静電的擾乱を解消する。帯電を取り除くことにより、ＩＱハーフトーンバンディングを解消するとともに、トナー粒子が乱されないため、全体的な画像品質を向上させる。ＣＮＴ定着器ローラと、静電気消散型の外表面を有する圧力ロールとの組み合わせは、静電気のないニップを提供して、定着前のトナー粒子の外乱を防止する。
【００１９】
実施形態では、静電気消散型の外表面を有するドナーローラ２５が、定着器システム内の静電荷をさらに低減する。ＣＮＴ定着器ローラ２０と、静電気消散型の外表面を有する圧力ローラ２１とを対にすることにより、静電荷およびトナー粒子外乱のさらなる低減が可能である。ＣＮＴ定着器ローラと、静電気消散型の外表面を有する圧力ロールと、静電気消散型の外表面を有するドナーローラとの組み合わせは、静電気のないニップを提供して、定着前のトナー粒子の外乱を防止する。
【００２０】
本明細書で開示する定着器システムについて以下に説明する。定着器システムは定着器ローラ２０と圧力ローラ２１とを含んでいる。定着器ローラ２０と圧力ローラ２１とは、その中に基材２２を通すニップ２４を形成して、それにより、熱と圧力との組み合わせを通じてトナー粒子２３を基材に固定する。
【００２１】
定着器システム
定着器ローラ
基材層
図２の定着器ローラ２０の基材２８は、円筒形ドラムまたはローラの形をしている。基材２８は、定着温度で劣化しない高強度と物理的性質とを提供できる限り、限定されない。具体的には、基材はアルミニウム、ニッケル、もしくはステンレス鋼などの金属、または耐熱性樹脂のプラスチックから作ることができる。耐熱性樹脂の実施例としては、ポリイミド、芳香族ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリフタルアミド、ポリエステル、およびその種の他のものがある。基材２８の厚さが、約１０マイクロメートル〜約２００マイクロメートル、または約３０マイクロメートル〜約１００マイクロメートルである。基材２８の内部に加熱ユニット（図示せず）を設けることができる。
【００２２】
中間層
定着器ローラ２０の中間層２７に使用される材料の実施例としては、フルオロシリコーンと、室温加硫（ＲＴＶ）シリコーンゴム、高温加硫（ＨＴＶ）シリコーンゴム、および低温加硫（ＬＴＶ）シリコーンゴムなどのシリコーンゴムと、などがある。両方ともＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ社製のＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）７３５黒ＲＴＶおよびＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）７３２ＲＴＶ、両方ともＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社製の１０６ＲＴＶシリコーンゴムおよび９０ＲＴＶシリコーンゴム、およびＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｔｏｒａｙ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ社製のＪＣＲ６１１５ＣＬＥＡＲ  ＨＴＶおよびＳＥ４７０５Ｕ  ＨＴＶシリコーンゴムなどのこれらのゴムは既知であり、商業的に容易に利用できる。他の好適なシリコーン材料としては、シロキサン（ポリジメチルシロキサンなど）、Ｓａｍｏｓｏｎ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ社（Ｒｉｃｈｍｏｎｄ，Ｖｉｒｇｉｎｉａ）から入手できるシリコーンゴム５５２などのフルオロシリコーン、ビニル架橋熱硬化性ゴムまたはシラノール室温架橋材料などの液状シリコーンゴム、およびその種の他のものがある。他の具体例が、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｓｙｌｇａｒｄ１８２である。市販のＬＳＲゴムとしては、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ社製のＤｏｗ  ＣｏｒｎｉｎｇＱ３−６３９５、Ｑ３−６３９６、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９０ＬＳＲ、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９１ＬＳＲ、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９５ＬＳＲ、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９６ＬＳＲ、およびＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９８ＬＳＲなどがある。機能層は弾力性を与えるとともに、必要に応じて、例えば、ＳｉＣまたはＡｌ２Ｏ３などの無機粒子と混合できる。
【００２３】
また、機能的中間層２７として使用するのに適した材料の他の実施例としては、フルオロエラストマーなどもある。フルオロエラストマーは、１）ビニリデンフルオリド、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のうちの２つの共重合体、２）ビニリデンフルオリド、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の三元重合体、ならびに３）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、およびキュアサイトモノマーの四元重合体の種類に由来している。これらのフルオロエラストマーは、ＶＩＴＯＮ  Ａ（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  Ｂ（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  Ｅ（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  Ｅ６０Ｃ（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  Ｅ４３０（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  ９１０（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  ＧＨ（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  ＧＦ（登録商標）、およびＶＩＴＯＮ  ＥＴＰ（登録商標）などのさまざまな名称で商業的に知られている。ＶＩＴＯＮ（登録商標）という名称は、ＤｕＰｏｎｔ社の商標である。キュアサイトモノマーは、４−ブロモペルフルオロブテン−１、１，１−ジヒドロ−４−ブロモペルフルオロブテン−１、３−ブロモペルフルオロプロペン−１、１，１−ジヒドロ−３−ブロモペルフルオロプロペン−１、またはＤｕＰｏｎｔ社から市販されているものなどの他の任意の好適な既知のキュアサイトモノマーである可能性がある。他の市販のフッ素重合体としては、ＦＬＵＯＲＥＬ２１７０（登録商標）、ＦＬＵＯＲＥＬ２１７４（登録商標）、ＦＬＵＯＲＥＬ２１７６（登録商標）、ＦＬＵＯＲＥＬ２１７７（登録商標）、およびＦＬＵＯＲＥＬ  ＬＶＳ７６（登録商標）などがあり、ＦＬＵＯＲＥＬ（登録商標）は３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙの登録商標である。さらなる市販の材料としては、両方ともまた同様に３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手できるＡＦＬＡＳ（商標）というポリ（プロピレン−テトラフルオロエチレン）と、ＦＬＵＯＲＥＬ  ＩＩ（登録商標）（ＬＩＩ９００）というポリ（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）があり、ならびにＡｕｓｉｍｏｎｔから入手できるＦＯＲ−６０ＫＩＲ（登録商標）、ＦＯＲ−ＬＨＦ（登録商標）、ＮＭ（登録商標）、ＦＯＲ−ＴＨＦ（登録商標）、ＦＯＲ−ＴＦＳ（登録商標）、ＴＨ（登録商標）、ＮＨ（登録商標）、Ｐ７５７（登録商標）、ＴＮＳ（登録商標）、Ｔ４３９（登録商標）、ＰＬ９５８（登録商標）、ＢＲ９１５１（登録商標）、およびＴＮ５０５（登録商標）として特定されるＴｅｃｎｏｆｌｏｎなどがある。
【００２４】
３つの既知のフルオロエラストマーの実施例は、（１）ＶＩＴＯＮ  Ａ（登録商標）として商業的に知られているような、ビニリデンフルオリド、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のうちの２つの共重合体の種類、（２）ＶＩＴＯＮ  Ｂ（登録商標）として商業的に知られている、ビニリデンフルオリド、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の三元重合体の種類、ならびに（３）ＶＩＴＯＮ  ＧＨ（登録商標）またはＶＩＴＯＮ  ＧＦ（登録商標）として商業的に知られている、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、およびキュアサイトモノマーの四元重合体の種類である。
【００２５】
フルオロエラストマーであるＶＩＴＯＮ  ＧＨ（登録商標）およびＶＩＴＯＮ  ＧＦ（登録商標）は、ビニリデンフルオリドの量が比較的少ない。ＶＩＴＯＮ  ＧＦ（登録商標）およびＶＩＴＯＮ  ＧＨ（登録商標）は、約３５重量％のビニリデンフルオリドと、約３４重量％のヘキサフルオロプロピレンと、約２９重量％のテトラフルオロエチレンと、約２重量％のキュアサイトモノマーと、を有している。
【００２６】
中間層２７の厚さが、約３０ミクロン〜約１，０００ミクロン、または約１００ミクロン〜約８００ミクロン、または約１５０ミクロン〜約５００ミクロンである。
【００２７】
剥離層
定着器ローラ２０の剥離層２６は、カーボンナノチューブをその中に分散した形で有するフッ素重合体を含んでいる。本明細書に記載の定式化で用いるのに適したフッ素重合体は、フルオロエラストマーとフッ素樹脂の両方を含んでいる。フッ素重合体は、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、パーフルオロアルキルビニルエーテル、およびこれらの混合物からなる群から選択される単量体繰り返し単位を含んでいる。フッ素重合体は、線状ポリマーまたは分岐ポリマー、および架橋フルオロエラストマーを含んでいてもよい。フッ素重合体の実施例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシポリマー樹脂（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）との共重合体、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）とビニリデンフルオリド（ＶＤＦまたはＶＦ２）との共重合体、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とビニリデンフルオリド（ＶＤＦ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）との三元重合体、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とビニリデンフルオリド（ＶＦ２）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）とキュアサイトモノマーとの四元重合体、およびそれらの混合物などがある。フッ素重合体は、溶融温度または硬化温度が約２５５℃〜約３６０℃、または約２８０℃〜約３３０℃である。
【００２８】
フルオロエラストマーは定着器ローラ２０の剥離層２６用のフッ素重合体として使用でき、フルオロエラストマーは、１）ビニリデンフルオリド、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のうちの２つの共重合体、２）ビニリデンフルオリド、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の三元重合体、ならびに３）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、およびキュアサイトモノマーの四元重合体の種類に由来している。これらのフルオロエラストマーは、ＶＩＴＯＮ  Ａ（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  Ｂ（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  Ｅ（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  Ｅ６０Ｃ（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  Ｅ４３０（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  ９１０（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  ＧＨ（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  ＧＦ（登録商標）、およびＶＩＴＯＮ  ＥＴＰ（登録商標）などのさまざまな名称で商業的に知られている。ＶＩＴＯＮ（登録商標）という名称は、ＤｕＰｏｎｔ社の商標である。キュアサイトモノマーは、４−ブロモペルフルオロブテン−１、１，１−ジヒドロ−４−ブロモペルフルオロブテン−１、３−ブロモペルフルオロプロペン−１、１，１−ジヒドロ−３−ブロモペルフルオロプロペン−１、またはＤｕＰｏｎｔ社から市販されているものなどの他の任意の好適な既知のキュアサイトモノマーである可能性がある。他の市販のフッ素重合体としては、ＦＬＵＯＲＥＬ２１７０（登録商標）、ＦＬＵＯＲＥＬ２１７４（登録商標）、ＦＬＵＯＲＥＬ２１７６（登録商標）、ＦＬＵＯＲＥＬ２１７７（登録商標）、およびＦＬＵＯＲＥＬ  ＬＶＳ７６（登録商標）などがあり、ＦＬＵＯＲＥＬ（登録商標）は３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙの登録商標である。さらなる市販の材料としては、両方ともまた同様に３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手できるＡＦＬＡＳ（商標）というポリ（プロピレン−テトラフルオロエチレン）と、ＦＬＵＯＲＥＬ  ＩＩ（登録商標）（ＬＩＩ９００）というポリ（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）があり、ならびにＡｕｓｉｍｏｎｔから入手できるＦＯＲ−６０ＫＩＲ（登録商標）、ＦＯＲ−ＬＨＦ（登録商標）、ＮＭ（登録商標）、ＦＯＲ−ＴＨＦ（登録商標）、ＦＯＲ−ＴＦＳ（登録商標）、ＴＨ（登録商標）、ＮＨ（登録商標）、Ｐ７５７（登録商標）、ＴＮＳ（登録商標）、Ｔ４３９（登録商標）、ＰＬ９５８（登録商標）、ＢＲ９１５１（登録商標）、およびＴＮ５０５（登録商標）として特定されるＴｅｃｎｏｆｌｏｎなどがある。
【００２９】
カーボンナノチューブは、剥離層２６内のカーボンナノチューブとフッ素重合体粒子との全重量に基づいて、約０．１重量％〜約１０重量％、または約０．５重量％〜約５重量％、または約１重量％〜約４重量％の量で存在している。
【００３０】
本明細書で使用する場合、特別の定めのない限り、用語「カーボンナノチューブ」またはＣＮＴは、少なくとも１つの小さい方の寸法、例えば、１００ナノメートル以下の幅または直径など、を有している細長い炭素材を示している。さまざまな実施形態では、ＣＮＴの平均直径が約１ｎｍ〜約１００ｎｍ、または場合によっては、約１０ｎｍ〜約５０ｎｍ、もしくは約１０ｎｍ〜約３０ｎｍの範囲を有することができる。ＣＮＴのアスペクト比が、少なくとも１０、または約１０〜約１０００、または約１０〜約１００を有する。アスペクト比は、長さと直径の比として定義される。
【００３１】
さまざまな実施形態では、カーボンナノチューブが、カーボンナノシャフト、カーボンナノピラー、カーボンナノワイヤ、カーボンナノロッド、カーボンナノニードル、ならびにそれらのさまざまな、ねじ山、糸、布などの例示的な形を有するカーボンナノ繊維を含む機能化および誘導体化された繊維形を含むことができるが、これらに限らない。一実施形態では、ＣＮＴを、グラフェン層と呼ぶグラファイトの１原子厚さの層と見なすことができ、ナノメートルサイズのシリンダ、チューブ、または他の形状に巻き上げることができる。
【００３２】
さまざまな実施形態では、カーボンナノチューブまたはＣＮＴが、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）、ならびにそれらのさまざまなカーボンナノ繊維などの機能化および誘導体化された繊維形を含むことができる。
【００３３】
ＣＮＴは、導体材料または半導体材料から作ることができる。いくつかの実施形態では、ＣＮＴが、低純度および／または高純度の乾燥した紙の形で入手でき、またはさまざまな溶液で購入できる。他の実施形態では、ＣＮＴが、処理途中の未精製状態で入手できて、精製プロセスを後で実行できる。
【００３４】
添加物と、追加の導電性または非導電性の充てん材とが、中間層２７内に、または外表面層２６内に存在してもよい。さまざまな実施形態では、他の充てん材料または添加物としては、カーボンブラック、グラファイト、フラーレン、アセチレンブラック、およびフッ素化カーボンブラックなどの、例えば、カーボンブラックなどと、酸化スズ、二酸化アンチモン、アンチモンをドープした酸化スズ、二酸化チタン、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化インジウム、およびインジウムをドープした三酸化スズなどの金属酸化物およびドープした金属酸化物と、それらの混合物と、などがある。ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）、ピロール類、ポリインドール、ポリピレン、ポリカルバゾール、ポリアズレン、ポリアゼピン、ポリ（フラァリーン）、ポリナフタレン、有機スルホン酸塩類、リン酸エステル類、脂肪酸エステル類、アンモニウム、またはホスホニウム塩類、およびそれらの混合物などの特定の重合体が、導電性充てん材として使用できる。さまざまな実施形態では、当業者に知られている他の添加物もまた同様に、開示している合成材料を形成するのに含むことができる。
【００３５】
定着器ローラ２０では、剥離層２６または外層の厚さが、約１０ミクロン〜約１００ミクロン、または約２０ミクロン〜約８０ミクロン、または約４０ミクロン〜約６０ミクロンである可能性がある。
【００３６】
接着剤層
下塗層とも呼ばれる、任意の既知の利用できる好適な接着剤層を、必要に応じて、外表面層２６と、中間層２７と、基材２８との間に設置してもよい。好適な接着剤の実施例としては、アミノシラン類（例えば、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ社製のＨＶプライマー１０など）などのシラン類、チタン酸塩類、ジルコン酸塩類、アルミン酸塩類、およびその種の他のもの、ならびにそれらの混合物などがある。実施形態では、基材上で、約０．００１パーセント〜約１０パーセント溶液の接着剤をふき取ることができる。約２ナノメートル〜約２，０００ナノメートルの厚さまで、または約２ナノメートル〜約５００ナノメートルの厚さまで、基材上で、または外層上を接着剤層で覆うことができる。スプレー塗布またはふき取りを含む任意の好適な既知の技術により接着剤を覆うことができる。
【００３７】
圧力ローラ
図２の圧力ローラ２１は、円筒形ドラムまたはローラの形をしている。圧力ローラ２１と定着器ローラ２０とはニップを形成する。圧力ローラ２１は、約１０１０Ω／ｃｍ未満の表面抵抗率を有する静電気消散型の外表面を有しており、または実施形態では、約１０８Ω／ｃｍ未満、もしくは約１０６Ω／ｃｍ未満の表面抵抗率を有する静電気消散型の外表面を有している。静電気消散型の外表面をもたらすのに使用する材料としては、アルミニウム、鋼鉄、ステンレス鋼、ニッケル、銅、銀、金、白金などの金属、および重合体内に分散した導電性粒子を有するプラスチックまたは重合体などがある。
【００３８】
銀色塗料などの導電性塗料の層を塗布することにより、または重合体が導電性粒子をその中に分散した形で有している重合体外表面を提供することにより、圧力ローラ２１の非静電気消散型の外表面を導電性にすることができる。
【００３９】
油供給装置
特定の構成では、ニップ２４におけるトナーの良好な剥離特性を確保して維持するために定着器ローラ２０の表面に定着油または剥離油を供給する。剥離油が補充されるローラ２５により剥離油の塗布を提供する。ドナーローラ２５は定着動作中に定着器ローラの外表面に剥離油を塗布する。通常、例えば、米国特許第６，７４３，５６１号では、トナーオフセットを防止するために、例えば、ポリジメチルシロキサンなどのシリコーン油、またはアミノ置換油、メルカプト置換油などの置換シリコーン油の薄膜として、これらの材料を塗布する。
【００４０】
供給ローラは、約１０１０Ω／ｃｍ未満の表面抵抗率を有する静電気消散型の外表面を有しており、または実施形態では、約１０８Ω／ｃｍ未満、もしくは約１０６Ω／ｃｍ未満の表面抵抗率を有する静電気消散型の外表面を有している。静電気消散型の外表面をもたらすのに使用する材料としては、アルミニウム、鋼鉄、ステンレス鋼、ニッケル、銅、銀、金、白金などの金属、および重合体内に分散した導電性粒子を有するプラスチックまたは重合体などがある。
【実施例】
【００４１】
後述の実験には図２に示す概略図を使用した。すべての場合において、定着器ローラ２０は、フルオロエラストマー内に分散した約３重量％のカーボンナノチューブを含む外層または剥離層２６を有していた。フルオロエラストマーは、ＴＦＥ、ＨＦＰ、ＶＦ２、およびキュアサイトモノマーを含むＶＩＴＯＮ−ＧＦ（登録商標）（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ社）であった。硬化剤は、ＤｕＰｏｎｔ社から入手できるＶＩＴＯＮ（登録商標）  Ｃｕｒａｔｉｖｅ  Ｎｏ．５０（ＶＣ−５０）であった。Ｃｕｒａｔｉｖｅ  ＶＣ−５０は、架橋剤としてＢｉｓｐｈｅｎｏｌ−ＡＦ、および促進剤としてジフェニルベンジルホスホニウムクロリドを含んでいる。
【００４２】
最初、圧力ローラ２１はパールフルオロアルコキシ樹脂で作った外表面を有していた（圧力ローラ１）。圧力ローラ２１は１０１０Ω／ｃｍよりも大きい抵抗率を有する絶縁表面を有していた。運転中に図２に示すセンサ２９の位置での静電電圧を測定するのにＸｅｒｏｘ  ｉＧｅｎ４機械を使用した。コート紙とトナーとを用いた状態で機械の速度は１１０ｐｐｍであった。結果として得られた静電気測定値を図３および図４に示している。
【００４３】
図３は、運転中のドナーローラ上と圧力ローラ上との静電電圧を示している。ドナーローラ２５は、運転中に継続的に放電する比較的高い最初の帯電から始まっている。図４により明確に示されている圧力ローラの静電電圧は、周期的に上昇して放電するが、他方、定着器ローラはいかなる帯電も保持していない。センサが紙を検出しており、それを紙として図３に示している。１のときにはニップ２４内に紙があり、０のときにはニップ２４内には紙がない。図３は、圧力ローラ２１の表面上での電圧の周期的繰り返しを示している。図４は、システム内の圧力ローラと定着器ローラとの静電電圧を示している。定着器ローラの表面上では表面電圧がなく、圧力ローラの表面上では電圧が循環している。
【００４４】
圧力ローラを変えた（圧力ローラ２）。圧力ローラ２１には導電性表面が設けてあった。圧力ローラの表面は、表面被覆の全重量に基づいてその中に約１〜約１０重量％で炭素繊維、カーボンブラック、およびグラファイトを分散させたパーフルオロアルコキシ樹脂であった。圧力ローラの表面の伝導率は、約１０６Ω／ｃｍ未満であった。図５は、圧力ローラの帯電がほぼゼロであることと、ドナーローラが非静電気消散型の外表面を有することと、紙信号と、を示している。導電性の圧力ローラ表面が存在していたため、圧力ローラの表面上に帯電の繰り返しがない。
【００４５】
約１０１０Ω／ｃｍ未満の表面伝導率を提供するように表面に加えた導電性粒子を有する圧力ローラ２とドナーローラとを用いて、さらなる試験を行った。図６は、圧力ローラの帯電がほぼゼロであることと、ドナーローラの帯電がほぼゼロであることと、紙信号と、を示している。
【００４６】
この定着器システム構成を用いて、図３および図４（圧力ローラ内の非導電性表面）に示すように、ハーフトーンドットの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を作成し、図７に例を示している。図７で分かるように、圧力ローラ上の帯電によりトナードットが乱れている。
【００４７】
第２の試験では、図５に示すように、圧力ローラ２１は、外表面を導電性にするために外表面の中に炭素繊維を分散させたパーフルオロアルコキシ樹脂で作った外表面を有していた。表面の伝導率は約１０６Ω／ｃｍ未満であった。この定着器システム構成を用いて、ハーフトーンドットの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を作成し、図８に例を示している。図８で分かるように、トナードットが乱れておらず、画像が図７の画像よりも明りょうで、くっきりしている。トナードット間のすき間を見ると、図７は、これらのすき間の中に、より多くのトナー粒子を示している。トナーの外乱は容認できない画像品質をもたらす。
【００４８】
圧力ロール上の導電性表面が、静電気の蓄積、ならびに断続的な静電放電およびＩＱバンディングを解消する。ＩＱバンディングの解消により、高生産速度（約１１０ｐｐｍ〜１３５ｐｐｍ）においてＣＮＴロール技術を利用することが可能になる。
【００４９】
トナードット安定性が増すと、より明瞭で鮮明な画像を提供する。圧力ローラおよび定着器ローラ上の静電気の解消は、定着後の紙の搬送、すなわち、紙詰まりおよび隅部の折り曲げ、を抑制する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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