(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着器部材であって、
基板と、
前記基板の上に配置されている機能性層と、
前記機能性層の上に配置されている外側層とを備え、前記外側層は、以下の式で示される架橋したペルフルオロ化ポリエーテルを含み、
【化１】
0005952767.tif 000009
ｎは、３０〜２５０であり、ｍは、３０〜２５０であり、Ａは、シロキサン含有架橋剤を含む、定着器部材。
【請求項２】
前記シロキサン含有架橋剤が、式Ｉ、
【化２】
0005952767.tif 000010
〔Ｘが、ＨまたはＦからなる群から選択され、ｎが、約１〜約１０の数であり、Ｒが、炭素原子を約１〜約２０個含む脂肪族鎖（直鎖または分枝鎖）であり、Ｒ’が、炭素原子を約１〜約２０個含む脂肪族鎖（直鎖または分枝鎖）である〕、
式ＩＩ、
【化３】
0005952767.tif 000011
〔ｎが、約１〜約１０の数であり、Ｒが、炭素原子を約１〜約２０個含む脂肪族鎖（直鎖または分枝鎖）である〕、および
式ＩＩＩ、
【化４】
0005952767.tif 000012
〔ｎが、約１〜約１０の数であり、Ｒが、炭素原子を約１〜約２０個含む脂肪族鎖（直鎖または分枝鎖）である〕
からなる群から選択される、請求項１に記載の定着器部材。
【請求項３】
請求項１に記載の定着器部材であって、前記外側層は、カーボンブラック、グラファイト、エアロゲル、フラーレン、アセチレンブラック、フッ素化カーボンブラック、カーボンナノチューブ、金属酸化物、ドープされた金属酸化物、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、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（フッ素）、ポリナフタレン、有機スルホン酸塩、リン酸エステル、脂肪酸エステル、アンモニウム塩またはホスホニウム塩、およびこれらの混合物からなる群から選択されるフィラー材料をさらに含む、定着器部材。
【請求項４】
請求項３に記載の定着器部材であって、前記フィラー材料は、前記外側層の約０重量％〜約３０重量％である、定着器部材。
【請求項５】
請求項１に記載の定着器部材であって、前記外側層の厚みが、約１０μｍ〜約２５０μｍである、定着器部材。
【請求項６】
定着器部材であって、
機能性層の上に配置された外側層を備え、前記外側層が、以下の式で示される架橋したペルフルオロ化ポリエーテルを含み、
【化５】
0005952767.tif 000013
ｎは、３０〜２５０であり、ｍは、３０〜２５０であり、Ａは、シロキサン含有架橋剤を含む、定着器部材。
【請求項７】
請求項６に記載の定着器部材であって、
前記シロキサン含有架橋剤は、式Ｉ、
【化６】
0005952767.tif 000014
〔Ｘが、ＨまたはＦからなる群から選択され、ｎが、約１〜約１０の数であり、Ｒが、炭素原子を約１〜約２０個含む脂肪族鎖（直鎖または分枝鎖）であり、Ｒ’が、炭素原子を約１〜約２０個含む脂肪族鎖（直鎖または分枝鎖）である〕、
式ＩＩ、
【化７】
0005952767.tif 000015
〔ｎが、約１〜約１０の数であり、Ｒが、炭素原子を約１〜約２０個含む脂肪族鎖（直鎖または分枝鎖）である〕、および
式ＩＩＩ、
【化８】
0005952767.tif 000016
〔ｎが、約１〜約１０の数であり、Ｒが、炭素原子を約１〜約２０個含む脂肪族鎖（直鎖または分枝鎖）である〕
からなる群から選択される、定着器部材。
【請求項８】
請求項６に記載の定着器部材であって、
基板と、
前記基板の上に配置されている弾性層とをさらに備え、前記外側層は、前記弾性層の上に配置されている、定着器部材。
【請求項９】
請求項８に記載の定着器部材であって、前記弾性層は、シリコーン材料を含む、定着器部材。
【請求項１０】
請求項８に記載の定着器部材であって、前記基板は、金属を含む、定着器部材。
【請求項１１】
請求項６に記載の定着器部材であって、前記外側層は、カーボンブラック、グラファイト、エアロゲル、フラーレン、アセチレンブラック、フッ素化カーボンブラック、カーボンナノチューブ、金属酸化物、ドープされた金属酸化物、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、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（フッ素）、ポリナフタレン、有機スルホン酸塩、リン酸エステル、脂肪酸エステル、アンモニウム塩またはホスホニウム塩、およびこれらの混合物からなる群から選択されるフィラー材料をさらに含む、定着器部材。
【請求項１２】
請求項１１に記載の定着器部材であって、前記フィラー材料は、前記外側層の約０重量％〜約３０重量％である、定着器部材。
【請求項１３】
請求項６に記載の定着器部材であって、前記外側層の厚みが、約１０μｍ〜約２５０μｍである、定着器部材。
【請求項１４】
請求項６に記載の定着器部材であって、ローラーを含む、定着器部材。
【請求項１５】
請求項６に記載の定着器部材であって、ベルトを含む、定着器部材。
【請求項１６】
定着器部材であって、
基板と、
前記基板の上に配置された機能性層と、
前記機能性層の上に配置されている外側層とを備え、前記外側層は、以下の式を有する架橋したペルフルオロ化ポリエーテル、
【化９】
0005952767.tif 000017
を含み、ｎが、約１〜約１０の数である、定着器部材。
【請求項１７】
請求項１６に記載の定着器部材であって、前記外側層の厚みが、約１０μｍ〜約２５０μｍである、定着器部材。
【請求項１８】
請求項１７に記載の定着器部材であって、ローラーを含む、定着器部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的に、表面エネルギーが低い表面層に関し、具体的には、電子写真用画像形成装置で有用な定着器部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
現行のゼログラフィープロセスにおいて、現在使用されている２種類の定着器トップコート材料は、フルオロエラストマーおよびフルオロプラスチックである。フルオロエラストマー（例えば、Ｖｉｔｏｎ−ＧＦ（登録商標）、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）とフッ化ビニリデン（ＶＦ２）のターポリマー）は、機械的な柔軟性および衝撃エネルギーを吸収する能力のため、簡単には損傷を受けない。さらに、これらを低い硬化温度で架橋し、材料の改質自由度を大きくすることができる。しかし、Ｖｉｔｏｎ−ＧＦ（登録商標）の定着器は、表面自由エネルギーの増加を示し、最終用途での問題を生じるトナーを剥離するために、定着器油を必要とする。フルオロプラスチック、例えば、ペルフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）を、油を用いない定着に使用する。フルオロプラスチックは、表面自由エネルギーが低く、優れたトナー剥離性を示すが、フルオロプラスチックは、機械的に堅いため、簡単に損傷を受ける。フルオロプラスチックは、高温の処理条件を必要とし、この条件でシリコーン緩衝層の分解を引き起こすことがある。フルオロプラスチックは、化学的に改質することができず、その機械特性を調整することが困難である。
【０００３】
定着器トップコートのための材料にもっと多くの選択肢を提示することが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態によれば、基板と、基板の上に配置された機能性層と、機能性層の上に配置された外側層とを備える定着器部材が提供される。外側層は、架橋したペルフルオロ化ポリエーテルを含む。
【０００５】
別の実施形態によれば、機能性層の上に配置された外側層を含み、外側層が、架橋したペルフルオロ化ポリエーテルを含む定着器部材が記載される。
【０００６】
別の実施形態によれば、基板と、基板の上に配置された機能性層と、機能性層の上に配置された外側層とを備える定着器部材が記載される。外側層は、以下の式を有する架橋したペルフルオロ化ポリエーテル、
【化１】
0005952767.tif 000002
を含み、ｎが、約１〜約１０の数である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本教示による円柱状基板を備える例示的な定着部材を示す図である。
【図２】図２は、本教示によるベルト基板を備える例示的な定着部材を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の教示による、図１に示した定着器ローラーを用いた例示的な定着構造を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の教示による、図１に示した定着器ローラーを用いた例示的な定着構造を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の教示による、図２に示した定着器ベルトを用いた別の例示的な定着構造を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の教示による、図２に示した定着器ベルトを用いた別の例示的な定着構造を示す図である。
【図５】図５は、転写固定装置を用いる例示的な定着器構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書には、架橋したフッ素化ポリエーテルで構成される定着器部材のための表面層が開示される。ペルフルオロ化ポリエーテルは、高い熱安定性、優れた耐化学薬品性、低い表面エネルギーを示す。
【０００９】
本明細書で使用する場合、用語「疎水性の／疎水性」および用語「撥油性の／撥油性」は、例えば、水およびヘキサデカン（または炭化水素、シリコーン油など）の接触角が、それぞれ約９０°以上である表面の濡れ挙動を指す。例えば、疎水性／撥油性の表面では、約１０〜１５μＬの水／ヘキサデカン液滴は球状になり、平衡接触角は、約９０°以上であってよい。
【００１０】
本明細書で使用する場合、用語「超疎水性／超疎水性の表面」および用語「超撥油性の／超撥油性」は、それぞれ、もっと限定した種類の疎水性および撥油性をもつ表面濡れ性を指す。例えば、超疎水性／超撥油性の表面は、水／ヘキサデカンの接触角が約１２０°以上であってよい。
【００１１】
用語「高疎水性／高疎水性の表面」および「高撥油性の／高撥油性」は、それぞれ、さらにもっと限定した種類の疎水性および撥油性をもつ表面濡れ性を指す。例えば、高疎水性／高撥油性の表面は、水／ヘキサデカンの接触角が約１５０°以上であり、約１０〜１５μＬの水／ヘキサデカンの液滴は、水平面から数度傾いた表面を自由に転がることができる。高疎水性／高撥油性の表面上にある水／ヘキサデカン液滴のすべり角は、約１０°以下であってよい。高疎水性／高撥油性の傾いた表面では、後退する表面の接触角は高く、液滴のうち、坂の上側にある部分の界面が固体表面に張り付く傾向は小さいため、表面にある液滴が滑り落ちないようにする抵抗力に重力が打ち勝つことができる。高疎水性／高撥油性の表面は、前進接触角と後退接触角のヒステリシスが非常に小さいと記述することができる（例えば、４０°以下）。なお、液滴が大きくなると、もっと重力の影響を受け、滑りやすくなり、一方、液滴が小さいと、静止した状態または所定の位置にとどまる傾向が大きい可能性がある。
【００１２】
本明細書で使用する場合、用語「表面エネルギーが低い」および用語「表面エネルギーがきわめて低い」は、分子が表面に接着する能力を指す。表面エネルギーが低いほど、分子は表面に付着しにくくなるだろう。例えば、表面エネルギーが低いとは、値が約２０ｍＮ／ｍ２以下であることを特徴とし、表面エネルギーがきわめて低いとは、値が約１０ｍＮ／ｍ２以下であることを特徴とする。
【００１３】
固定部材または定着器部材は、１つ以上の機能性層が形成された基板を備えていてもよい。１つ以上の機能性層は、疎水性および／または撥油性、超疎水性および／または超撥油性、または高疎水性および／または高撥油性である表面濡れ性を有する表面コーティングまたは上部層を備えている。支持材料（例えば、紙シート）の上にある融合したトナー画像からのトナー剥離性が良好であり、この性質を維持し、さらに、紙をはがしやすくするために、このような固定部材を、高速高品質の電子写真印刷のための油を用いない定着部材として用いてもよい。
【００１４】
種々の実施形態では、固定部材は、例えば、１つ以上の機能性層が形成された基板を備えていてもよい。基板は、例えば、図１および２に示されるように、特定の構造に依存して、非導電性または導電性の適切な材料を用い、例えば、円柱（例えば、円筒管）、円柱状のドラム、ベルトまたは膜のような種々の形状で作成されてもよい。
【００１５】
特に、図１は、本教示による円柱状基板１１０を備える例示的な固定部材または定着部材１００を示し、図２は、本教示によるベルト基板２１０を備える、別の例示的な固定部材または定着部材２００を示す。図１に示されている固定部材または定着部材１００および図２に示されている固定部材または定着部材２００は、一般化された概略を表わしており、他の層／基板を加えてもよく、存在する層／基板を除去するか、または変えてもよいことは、当業者には容易に明らかになるはずである。
【００１６】
図１において、例示的な固定部材１００は、１つ以上の機能性層１２０（中間層とも呼ばれる）と外側層１３０とが形成された円柱状基板１１０を備える定着器ローラーであってもよい。種々の実施形態では、円柱状基板１１０は、円筒管の形（例えば、内部に加熱ランプを備える中空構造を有するもの、または中身が詰まった円筒状のシャフト）をしていてもよい。図２において、例示的な固定部材２００は、１つ以上の機能性層（例えば、２２０）と外側表面２３０とが形成されたベルト基板２１０を備えていてもよい。ベルト基板２１０および円柱状基板１１０は、当業者には知られているように、剛性および構造保全性を維持するために、例えば、ポリマー材料（例えば、ポリイミド、ポリアラミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリフタルアミド、ポリアミド−イミド、ポリケトン、ポリフェニレンスルフィド、フルオロポリイミドまたはフルオロポリウレタン）、金属材料（例えば、アルミニウムまたはステンレス鋼）から作られていてもよい。
【００１７】
（基板層）
図１および図２の基板層１１０、２１０は、例えば、開示されている定着器部材向けにベルト、平板および／または円柱形のドラムの形態であってもよい。定着部材の基板は、高い強度と、定着温度で分解しないという物理特性を与え得る限り、制限はない。特に、基板は、金属（例えば、アルミニウムまたはステンレス鋼）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、サーモトロピック液晶ポリマーのような液晶材料などが挙げられる。基板の厚みは、定着ベルトを繰り返し回転させることが可能な剛性および柔軟性を両方とも達成することができるような範囲内にあり、例えば、約１０μｍ〜約２００μｍ、または約３０μｍ〜約１００μｍである。
【００１８】
（機能性層）
機能性層１２０および２２０の例としては、フルオロシリコーン、シリコーンゴム、例えば、室温加硫（ＲＴＶ）シリコーンゴム、高温加硫（ＨＴＶ）シリコーンゴム、低温加硫（ＬＴＶ）シリコーンゴムが挙げられる。これらのゴムは既知であり、商業的に簡単に入手可能であり、例えば、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）７３５ブラックＲＴＶおよびＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）７３２  ＲＴＶ（いずれもＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ製）、１０６  ＲＴＶ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒおよび９０  ＲＴＶ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒ（いずれもＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ製）、ＪＣＲ６１１５ＣＬＥＡＲ  ＨＴＶおよびＳＥ４７０５Ｕ  ＨＴＶシリコーンゴム（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｔｏｒａｙ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ製）である。他の適切なシリコーン材料としては、シロキサン（例えば、ポリジメチルシロキサン）、フルオロシリコーン（例えば、Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒ  ５５２（Ｓａｍｐｓｏｎ  Ｃｏａｔｉｎｇ（リッチモンド、バージニア）から入手可能））、液体シリコーンゴム、例えば、ビニル架橋した熱硬化性ゴム、またはシラノールを室温で架橋した材料などが挙げられる。別の特定の例は、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｓｙｌｇａｒｄ  １８２である。市販のＬＳＲゴムとしては、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ製のＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｑ３−６３９５、Ｑ３−６３９６、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９０  ＬＳＲ、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９１  ＬＳＲ、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９５  ＬＳＲ、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９６  ＬＳＲ、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９８  ＬＳＲが挙げられる。機能性層は、弾力性を付与し、必要な場合には、例えば、ＳｉＣまたはＡｌ２Ｏ３のような無機粒子と混合してもよい。
【００１９】
また、機能性層１２０および２２０の例としては、フルオロエラストマーも挙げられる。フルオロエラストマーは、（１）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のうち、２つのコポリマー、例えば、ＶＩＴＯＮ  Ａ（登録商標）で商業的に知られているもの、（２）ＶＩＴＯＮ  Ｂ（登録商標）として商業的に知られているような、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のターポリマー、（３）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、キュアサイトモノマーのテトラポリマー、例えば、ＶＩＴＯＮ  ＧＨ（登録商標）またはＶＩＴＯＮ  ＧＦ（登録商標）で商業的に知られているもののような種類に由来する。これらのフルオロエラストマーは、種々の名称で商業的に知られており、例えば、ＶＩＴＯＮ  Ｅ（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  Ｅ  ６０Ｃ（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  Ｅ４３０（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  ９１０（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  ＥＴＰ（登録商標）とともに、上に列挙したものがある。ＶＩＴＯＮ（登録商標）という名称は、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ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、または任意の他の適切な既知のキュアサイトモノマー（例えば、ＤｕＰｏｎｔから市販されているもの）であってもよい。他の市販されているフルオロポリマーとしては、ＦＬＵＯＲＥＬ  ２１７０（登録商標）、ＦＬＵＯＲＥＬ  ２１７４（登録商標）、ＦＬＵＯＲＥＬ  ２１７６（登録商標）、ＦＬＵＯＲＥＬ  ２１７７（登録商標）、ＦＬＵＯＲＥＬ  ＬＶＳ  ７６（登録商標）が挙げられ、ＦＬＵＯＲＥＬ（登録商標）は、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙの登録商標である。さらなる市販材料としては、ＡＦＬＡＳ（商標）というポリ（プロピレン−テトラフルオロエチレン）、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）（これらも、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）、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）、ＴＮ５０５（登録商標）として特定されるＴｅｃｎｏｆｌｏｎ（Ａｕｓｉｍｏｎｔから入手可能）が挙げられる。
【００２０】
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、フッ化ビニリデン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％のフッ化ビニリデンと、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。
【００２１】
ローラー構造の場合、機能性層の厚みは、約０．５ｍｍ〜約１０ｍｍ、または約１ｍｍ〜約８ｍｍ、または約２ｍｍ〜約７ｍｍであってもよい。ベルト構造の場合、機能性層は、約２５μｍ〜約２ｍｍ、または約４０μｍ〜約１．５ｍｍ、または約５０μｍ〜約１ｍｍであってもよい。
【００２２】
（接着層）
場合により、任意の既知の接着層および入手可能な適切な接着層（プライマー層と呼ばれることもある）が、剥離層１３０、２３０、中間層１２０、２２０、基板１１０、２１０の間に配置されていてもよい。適切な接着剤の例としては、アミノシランのようなシラン類（例えば、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ製のＨＶ  Ｐｒｉｍｅｒ  １０）、チタネート、ジルコネート、アルミネートなど、およびこれらの混合物が挙げられる。一実施形態では、接着剤は、約０．００１％溶液〜約１０％溶液の形態で基板にワイピングによってのせられてもよい。場合により、任意の既知の接着層および入手可能な適切な接着層が、剥離層または外側表面と機能性層と基板との間に配置されてもよい。接着層は、約２ｎｍ〜約１０，０００ｎｍ、または約２ｎｍ〜約１０００ｎｍ、または約２ｎｍ〜約５０００ｎｍの厚みで基板または剥離層にコーティングされてもよい。接着剤を、スプレーコーティングまたはワイピングを含む既知の任意の適切な技術によってコーティングしてもよい。
【００２３】
（剥離層）
剥離層１３０または２３０の例示的な実施形態としては、ペルフルオロ化ポリエーテルが挙げられる。ペルフルオロ化ポリエーテルは、化学薬品安定性および熱安定性を与え、表面エネルギーが低い。ペルフルオロ化ポリエーテルは、分解温度が約２５５℃〜約３６０℃、または約２８０℃〜約３３０℃である。
【００２４】
ペルフルオロ化ポリエーテルの製造方法は、トリフルオロビニルエーテルにＯＨ基をイオン付加することによるトリフルオロビニルエーテルアルコールの重合を含む。ＤｕＰｏｎｔから入手可能な市販のエステルビニルエーテル（ＥＶＥ）を、水素化ホウ素ナトリウムを用いて還元し、必要なトリフルオロビニルエーテルアルコール（ＥＶＥ−ＯＨ）を得る。ＥＶＥ−ＯＨを重合させ、以下に示すペルフルオロ化ポリエーテル、
【化２】
0005952767.tif 000003
を作成し、ｎは、約３０〜約２５０、またはいくつかの実施形態では、ｎは、約４０〜約２２５であるか、または、いくつかの実施形態では、ｎは、約５０〜約２００である。
【００２５】
得られたペルフルオロ化ポリエーテルは、一般的な非極性および極性の非プロトン性溶媒に対し、良好な溶解度を示す。ペルフルオロ化ポリエーテルを溶解または分散させるのに適した溶媒としては、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトン、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、クロロホルム、ジクロロメタン、アセトニトリル、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジエチルエーテル、酢酸エチル、トルエン、ベンゼンが挙げられる。フルオロポリマーの含有量が最も多いものは、特に有機溶媒に分散させるのが難しく、溶液系の重合後プロセス（例えば、スプレーコーティングまたはフローコーティング）を困難にする。一般的な有機溶媒に対するペルフルオロ化ポリエーテルの溶解度は、定着器ロールおよび定着器ベルトの両方のための定着器トップコートを製造するのに有利な主要な処理である。
【００２６】
ＥＶＥ−ＯＨの重合に使用される触媒としては、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属水素化物、アルカリ金属アルコキシド、アルカリ金属フッ化物、ハロゲン化ホスホニウム、またはハロゲン化テトラアルキルアンモニウムが挙げられる。
【００２７】
その純粋な形態では、ペルフルオロ化ポリエーテルは粘性のある液体であり、定着器トップコート材料としての使用に適するようにするには、さらに硬化させる必要がある。フルオロポリマー中で頑丈性を高めるには、表面自由エネルギーおよび化学薬品安定性が犠牲となる。表面エネルギーを上げることなく、機械的な摩耗に対してポリマーを強化するような官能基をポリマー骨格に導入することは困難である。靱性および熱安定性を高めるために用いられる一般的に使用される戦略の一つは、架橋であり、典型的には、弾性率、引張強度、硬度が上昇する。最も汎用性の高い架橋方法は、化学架橋剤の使用であり、重合後に定量的に加えてもよく、材料の機械特性を広範囲にわたって制御することができ、架橋密度を変えることによって系統的に制御することができる。いくつかの実施形態では、ペルフルオロ化ポリエーテルを、フッ化ビニリデン（−ＣＨ２ＣＦ２−）単位と反応することが知られている架橋剤、例えば、ＡＯ７００のようなシロキサン、ビスフェノール（例えば、ＢＰＡ型）またはアジドスルホニル型を用いて架橋する。次いで、末端のアルコキシシラン末端部を互いに反応させ、ポリマー鎖の間にシリルエーテル結合を作成する。
【００２８】
適切な架橋剤としては、シロキサン含有架橋剤が挙げられる。シロキサン含有架橋剤は、式Ｉ（ＢＰＡ型）またはＩＩ（アミノシロキサン型）またはＩＩＩ（アジドスルホニル型）からなる群から選択される。
【化３】
0005952767.tif 000004
Ｘが、ＨまたはＦからなる群から選択され、ｎが、約１〜約１０の数であり、Ｒが、炭素原子を約１〜約２０個含む脂肪族鎖（直鎖または分枝鎖）であり、Ｒ’が、炭素原子を約１〜約２０個含む脂肪族鎖（直鎖または分枝鎖）である。
【化４】
0005952767.tif 000005
ｎが、約１〜約１０の数であり、Ｒが、炭素原子を約１〜約２０個含む脂肪族鎖（直鎖または分枝鎖）である。
【化５】
0005952767.tif 000006
ｎが、約１〜約１０の数であり、Ｒが、炭素原子を約１〜約２０個含む脂肪族鎖（直鎖または分枝鎖）である。
【００２９】
最終的なポリマー網目構造は、低い表面エネルギーを示しつつ、Ｖｉｔｏｎのようなフルオロエラストマーと同等の機械特性を有する。開示した架橋フッ素化ポリエーテルトップコートの一般的な構造を、以下の式ＩＶ、
【化６】
0005952767.tif 000007
に示し、ｎは、３０〜２５０であり、ｍは、３０〜２５０であり、Ａは、シロキサン架橋剤を含む。
式ＩＶ：シロキサン架橋剤で架橋したペルフルオロ化ポリエーテル。
【００３０】
アミノシラン型架橋剤で架橋したペルフルオロ化ポリエーテルの構造を以下
【化７】
0005952767.tif 000008
に示し、ｎは、約１〜約１０の数である。
【００３１】
適度なフッ素含有量のペルフルオロ化ポリエーテルが良好な剥離性をもたらす。フッ素化ペルフッ素化ポリエーテルは、フッ素含有量が約３０重量％〜約８０重量％、具体的には、約４５重量％〜約７０重量％、またはさらに具体的には、約５５重量％〜約６５重量％であってもよい。
【００３２】
定着器部材２００の場合、外側表面層または剥離層２３０の厚みは、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３０ミクロン〜約５０ミクロンであってもよい。
【００３３】
添加剤およびさらなる導電性フィラーまたは非導電性フィラーが、中間層の基板層１１０および２１０、中間層１２０および２２０、剥離層１３０および２３０中に存在していてもよい。種々の実施形態では、他のフィラー材料または添加剤（例えば、エアロゲルのような無機粒子を含む）を、コーティング組成物に用いてもよく、その後に形成される表面層に用いてもよい。本明細書で用いられる導電性フィラーとしては、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、フッ素化カーボンブラックなどのようなカーボンブラック、カーボンナノチューブ、金属酸化物およびドープされた金属酸化物、例えば、酸化スズ、二酸化アンチモン、アンチモンがドープされた酸化スズ、二酸化チタン、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化インジウム、インジウムがドープされた三酸化スズなど、およびこれらの混合物を挙げることができる。特定のポリマー、例えば、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、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（フッ素）、ポリナフタレン、有機スルホン酸塩、リン酸エステル、脂肪酸エステル、アンモニウム塩またはホスホニウム塩、およびこれらの混合物を、導電性フィラーとして用いてもよい。種々の実施形態では、当業者に知られている他の添加剤を入れ、開示されているコンポジット材料を作成することもできる。剥離層中のフィラー材料の量は、剥離層の約０重量％〜約３０重量％、または約１重量％〜約２５重量％、または約２重量％〜約１０重量％である。
【００３４】
剥離層にエアロゲルも含まれていてもよい。エアロゲルは、一般的な用語では、孔の流体を除去し、孔の流体を空気と交換することによって固相になるまで乾燥させたゲルと記述されるだろう。本明細書で使用する場合、「エアロゲル」は、一般的に、密度がきわめて低いセラミック固体、典型的には、ゲルから作られる材料を指す。したがって、用語「エアロゲル」は、乾燥中にゲルがほとんど縮まず、空隙率および関連する特性が保持された、乾燥させたゲルを示すために用いられる。これとは対照的に、「ヒドロゲル」は、孔の流体が水系流体である濡れたゲルを記述するために用いられる。用語「孔の流体」は、孔要素を作成している間に孔構造内に入った流体を記述する。乾燥させると（例えば、超臨界乾燥）、かなりの量の空気を含むエアロゲル粒子が形成され、密度が低い固体が得られ、表面積が大きくなる。種々の実施形態では、エアロゲルは、質量密度が小さく、比表面積が大きく、空隙率が非常に大きいことを特徴とする低密度微孔性材料である。特に、エアロゲルは、互いに接続した小さな大量の孔を含む固有の構造を特徴とする。溶媒を除去した後、重合した材料を不活性雰囲気中で熱分解させ、エアロゲルを作成する。
【００３５】
任意の適切なエアロゲル要素を使用してもよい。いくつかの実施形態では、エアロゲル要素は、例えば、無機エアロゲル、有機エアロゲル、炭素エアロゲル、およびこれらの混合物から選択されてもよい。特定の実施形態では、セラミックエアロゲルを適切に用いることができる。これらのエアロゲルは、典型的には、シリカで構成されているが、金属酸化物（例えば、アルミナ、チタニア、ジルコニア）または炭素で構成されていてもよく、場合により、金属のような他の元素がドープされていてもよい。ある種の実施形態では、エアロゲル要素は、ポリマーエアロゲル、コロイド状エアロゲル、およびこれらの混合物から選択されるエアロゲルを含んでいてもよい。
【００３６】
定着器部材２００の場合、外側表面層または剥離層２３０の厚みは、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３０ミクロン〜約５０ミクロンであってもよい。
【００３７】
図３Ａ〜４Ｂおよび図４Ａ〜４Ｂは、本発明の教示による定着プロセスのための例示的な定着構造を示す。図３Ａ〜３Ｂに示されている定着構造３００Ａ〜Ｂ、および図４Ａ〜４Ｂに示されている定着構造４００Ａ〜Ｂが、一般化された模式的な図を示しており、他の部材／層／基板／構造を追加してもよく、または、すでに存在している部材／層／基板／構造を取り除くか、または変えてもよいことが当業者には容易に明らかになるはずである。本明細書では電子写真式プリンターを記載しているが、開示されている装置および方法を他の印刷技術に応用してもよい。例としては、オフセット印刷およびインクジェット機および固体転写固定機が挙げられる。
【００３８】
図３Ａ〜３Ｂは、本教示による、図１に示される定着器ローラーを用いた定着構造３００Ａ〜Ｂを示す。構造３００Ａ〜Ｂは、定着器ローラー１００（すなわち、図１の１００）を備えていてもよく、この部材は、加圧機構３３５（例えば、図３Ａの加圧ローラーまたは図３Ｂの加圧ベルト）とともに、画像支持材料３１５のための定着器用爪を形成する。種々の実施形態では、加圧機構３３５を、加熱ランプ３３７と組み合わせて用い、トナー粒子を画像支持材料３１５の上で融合させるプロセスのために圧力と熱を両方加えてもよい。それに加え、構造３００Ａ〜Ｂは、図３Ａおよび図３Ｂに示されているように、１つ以上の外部熱ロール３５０を、例えば、クリーニングロール紙３６０とともに備えていてもよい。
【００３９】
図４Ａ〜４Ｂは、本教示による、図２に示される定着器ベルトを用いた定着構造４００Ａ〜Ｂを示す。構造４００Ａ〜Ｂは、定着器ベルト２００（すなわち、図２の２００）を備えていてもよく、このベルトは、加圧機構４３５（例えば、図４Ａの加圧ローラーまたは図４Ｂの加圧ベルト）とともに、媒体基板４１５のための定着器用爪を形成する。種々の実施形態では、加圧機構４３５を、加熱ランプと組み合わせて用い、トナー粒子を媒体基板４１５の上で融合させるプロセスのために圧力と熱を両方加えてもよい。それに加え、構造４００Ａ〜Ｂは、定着器ベルト２００を動かし、媒体基板４１５の上でトナー粒子を融合させ、画像を作成するような機械システム４４５を備えていてもよい。機械システム４４５は、１つ以上のローラー４４５ａ〜ｃを備えていてもよく、必要な場合には、これらを加熱ローラーとして用いてもよい。
【００４０】
図５は、ベルト、シート、膜などの形態であってもよい、転写固定部材７の一実施形態の図を示す。転写固定部材７は、上述の定着器ベルト２００と似た構成である。現像した画像１２が中間転写体１の上にあり、ローラー４および８を介して転写固定部材７と接触し、転写固定部材７に転写される。ローラー４および／またはローラー８は、これらに関連して熱を帯びていてもよいし、帯びていなくてもよい。転写固定部材７は、矢印１３の方向に進む。複写基板９がローラー１０と１１との間を進むにつれて、現像した画像が複写基板９に転写され、融合する。ローラー１０および／または１１は、これらに関連して熱を帯びていてもよいし、帯びていなくてもよい。
【００４１】
ペルフルオロ化ポリエーテル剥離層は、表面自由エネルギーが約３０ｍＮ／ｍ２未満である。いくつかの実施形態では、表面自由エネルギーは、高疎水性の表面の場合、約２５ｍＮ／ｍ２未満、または約３０ｍＮ／ｍ２〜約５ｍＮ／ｍ２、または約２５ｍＮ／ｍ２〜約７ｍＮ／ｍ２、または約２２ｍＮ／ｍ２〜約１０ｍＮ／ｍ２である。
【００４２】
ペルフルオロ化ポリエーテル剥離層は、一般的に、ペルフルオロ化ポリエーテルを溶媒に溶解または分散させることによって処理される。ペルフルオロ化ポリエーテルを含む溶媒を基板にコーティングし、乾燥させる。可能なコーティング法としては、スプレーコーティング、浸漬コーティングまたはバーコーティングが挙げられる。
【実施例】
【００４３】
（実施例１−架橋したペルフルオロ化ポリエーテルコーティングの調製）
ペルフッ素化ポリエーテルをメチルイソブチルケトンに溶解し、４０重量％ポリマー溶液を得た。この溶液を約２０分間ロールによって混合し、この時点で均質になった。５ｐｐｍのＡＯ７００硬化剤（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、Ｇｅｌｅｓｔ  Ｉｎｃ．から入手可能）をこの４０重量％ポリマー溶液に加えた。この溶液を約１６時間かけてロールで混合した。次いで、得られたコーティング分散物を、適切な（例えば、アルミニウム紙または金属化Ｍｙｌａｒ）基板にドローコーティング、フローコーティングまたはスプレーコーティングによってコーティングした。溶媒のほとんどをコーティングから蒸発させた後、温度を上げながら硬化させた（例えば、約１４９℃で約２時間、約１７７℃で約２時間、次いで約２０４℃で約２時間、次いで後硬化のために約２３２℃で約６時間）。
【００４４】
（実施例２−架橋したペルフルオロ化ポリエーテルコーティングの調製）
ペルフッ素化ポリエーテルをメチルイソブチルケトンに溶解し、４０重量％ポリマー溶液を得た。この溶液を約２０分間ロールによって混合し、この時点で均質になった。５ｐｐｍの６−アジドスルホニルヘキシルトリエトキシシラン硬化剤（Ｇｅｌｅｓｔ  Ｉｎｃ．から入手可能）をこの４０重量％ポリマー溶液に加えた。この溶液を約１６時間かけてロールで混合した。次いで、得られたコーティング分散物を、適切な（例えば、アルミニウム紙または金属化Ｍｙｌａｒ）基板にドローコーティング、フローコーティングまたはスプレーコーティングによってコーティングした。溶媒のほとんどをコーティングから蒸発させた後、温度を上げながら硬化させた（例えば、約１４９℃で約２時間、約１７７℃で約２時間、次いで約２０４℃で約２時間、次いで後硬化のために約２３２℃で約６時間）。
【００４５】
（実施例３−定着器部材の調製）
ペルフッ素化ポリエーテルをメチルイソブチルケトンに溶解し、４０重量％ポリマー溶液を得た。この溶液を約２０分間ロールによって混合し、この時点で均質になった。５ｐｐｍのＡＯ７００硬化剤（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、Ｇｅｌｅｓｔ  Ｉｎｃ．から入手可能）をこの４０重量％ポリマー溶液に加えた。この溶液を約１６時間かけてロールで混合した。得られたコーティング分散物をスプレーコーティングによって円筒形のシリコーンゴム定着器ロール基板にコーティングした。溶媒のほとんどをコーティングから蒸発させた後、温度を上げながら硬化させた（例えば、約１４９℃で約２時間、約１７７℃で約２時間、次いで約２０４℃で約２時間、次いで後硬化のために約２３２℃で約６時間）。
【図１】
0005952767.tif 000018
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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