(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された定着器部材と加圧ベルトとを含み、現像された画像をその上に有するコピー支持体を該加熱された定着器部材と該加圧ベルトとの間に通すことによって、該現像された画像を該コピー支持体に定着できるよう配置された定着装置であって、該加圧ベルトはポリイミド支持体を含み、及びその上にポリイミドを含んだ外層を含む、定着装置。
【請求項２】
前記ポリイミド支持体は充填剤を含む、請求項１に記載の加圧ベルト。
【請求項３】
前記充填剤は、カーボン充填剤、金属充填剤、セラミック充填剤、金属酸化物充填剤、ドーピングされた金属酸化物充填剤、ポリマー充填剤、及びこれらの混合物、から成るグループから選択される、請求項２に記載の加圧ベルト。
【請求項４】
前記充填剤は、酸化銅、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、及びこれらの混合物、から成るグループから選択される金属酸化物である、請求項３に記載の加圧ベルト。
【請求項５】
前記ポリイミドはポリアミドイミドである、請求項１に記載の加圧ベルト。
【請求項６】
前記ポリイミド外層は充填剤を含む、請求項１に記載の加圧ベルト。
【請求項７】
前記充填剤は、カーボン充填剤、金属充填剤、セラミック充填剤、金属酸化物充填剤、ドーピングされた金属酸化物充填剤、ポリマー充填剤、及びこれらの混合物、から成るグループから選択される、請求項６に記載の加圧ベルト。
【請求項８】
前記充填剤は、酸化銅、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、及びこれらの混合物、から成るグループから選択される金属酸化物である、請求項７に記載の加圧ベルト。
【請求項９】
前記充填剤は酸化銅である、請求項８に記載の加圧ベルト。
【請求項１０】
前記充填剤は、ポリテトラフルオロエチレン粉末、ポリアニリン、ペルフルオロアルコキシ粉末、エチレンクロロトリフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレンペルフルオロメチルビニルエーテルコポリマー、フッ素化エチレンプロピレン粉末、及びこれらの混合物、から成るグループから選択されたポリマー充填剤である、請求項７に記載の加圧ベルト。
【請求項１１】
前記ポリマー充填剤はポリテトラフルオロエチレン粉末である、請求項１０に記載の加圧ベルト。
【請求項１２】
前記充填剤は全固形分の約１体積パーセントから約４０体積パーセントまでの量で前記ポリイミド外層に存在する、請求項６に記載の加圧ベルト。
【請求項１３】
前記充填剤は全固形分の約１０体積パーセントから約３０体積パーセントまでの量で存在する、請求項１２に記載の加圧ベルト。
【請求項１４】
前記ポリイミド外層の上に備えられた外部離型層を更に含む、請求項１に記載の加圧ベルト。
【請求項１５】
前記外部離型層は、フルオロポリマー、シリコーンゴム、ウレタン、アクリル、チタマー、セラマー、ヒドロフルオロエラストマー、及びこれらの混合物、から成るグループから選択された材料を含む、請求項１４に記載の加圧ベルト。
【請求項１６】
前記外部離型層は、カーボン充填剤、金属充填剤、金属酸化物充填剤、セラミック、ドーピングされた金属酸化物充填剤、ポリマー充填剤、及びこれらの混合物、から成るグループから選択された充填剤を更に含む、請求項１４に記載の加圧ベルト。
【請求項１７】
前記ポリイミド支持体と前記ポリイミド外層との間に中間層が配置される、請求項１に記載の加圧ベルト。
【請求項１８】
前記中間層は接着剤層である、請求項１７に記載の加圧ベルト。
【請求項１９】
加熱された定着器部材と加圧ベルトとを含み、現像された画像をその上に有するコピー支持体を該加熱された定着器部材と該加圧ベルトとの間に通すことによって、該現像された画像を該コピー支持体に定着できるよう配置された定着装置であって、該加圧ベルトはポリイミド支持体を含み、及びその上にポリイミドと充填剤とを含んだ外層を含み、該充填剤は、ポリテトラフルオロエチレン粉末、酸化銅、カーボンブラック、及びこれらの混合物から成るグループから選択される、定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般にデジタル装置を含む、静電写真装置用の画像形成装置及びその定着器構成部分に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
定着器部材、加圧部材、ドナー部材、外部加熱部材等を含む、定着器構成部分は、トナー画像をコピー支持体に定着することを含む多くの目的に有益である。更に詳しくは、本発明はポリイミド外層を含む定着器構成部分に関する。実施態様において、そのポリイミド外層は支持体上に配置され、その支持体はロール、ベルト、フィルム、又は同様の支持体を含む多くの形態のものであってもよい。その他の実施態様において、ポリイミド外層はその上に外部離型層を有する。実施態様において、支持体とポリイミド外層の間に、中間層及び／又は接着剤層が配置される。実施態様において、定着器部材は加圧部材、例えば、加圧ベルトである。本発明はカラー機械を含む、ゼログラフィー機械中の定着器部材として有益であり得る。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、実施態様において、支持体、及びその上に、ポリイミドを含む外層を含むことを特徴とする定着器構成部分を提供する。
本発明は、実施態様において、ポリイミド支持体、及びその上に、ポリイミドを含む外層を含む加圧ベルトを更に含む。
更に、本発明は、実施態様において、支持体及びその上に、ポリイミドと充填剤とを含む外層を含む定着器部材を提供し、その充填剤はポリテトラフルオロエチレン粉末、酸化銅、及びこれらの混合物からなる群から選ばれる。
加えて、本発明は、実施態様において、静電潜像をその上に受容するための電荷保持表面；トナーを電荷保持表面に適用して静電潜像を現像して現像された画像を電荷保持表面に形成するための現像構成部分；現像された画像を電荷保持表面からコピー支持体に転写するための転写フィルム構成部分；及びトナー画像をコピー支持体の表面に定着するための定着構成部分（その定着構成部分は支持体、及びその上にポリイミドを含む外層を含む）を含む画像を記録媒体上に形成するための画像形成装置を提供する。
【０００４】
【発明の実施の形態】
本発明は定着器構成部分、特に、定着器部材；加圧部材；ドナー部材、例えば、離型剤ドナー部材；離型剤計量部材等；同時転写定着部材；外部加熱部材；洗浄部材等を含む定着構成部分に関する。本発明の実施態様において、定着器構成部分は支持体とポリイミドを含む外層とを含む。別の実施態様において、定着器構成部分はポリイミドを含む外層をその上に有し、かつそのポリイミド外層の上に外部離型層を有する支持体を含む。実施態様において、任意の接着剤層及び／又は中間層が支持体とポリイミド外層の間、かつ／又はポリイミド外層と外部離型層の間に存在し得る。実施態様において、ポリイミド外層は低表面エネルギー充填剤を含む。その他の実施態様において、支持体はまたポリイミドを含む。実施態様において、定着器部材は加圧ベルトである。
【０００５】
図１を参照して、典型的な静電写真再生装置において、コピーすべきオリジナルの光画像が感光性部材上に静電潜像の形態で記録され、続いて潜像が検電性熱可塑性樹脂粒子（普通トナーと称される）の適用により目視できるようにされる。詳しくは、フォトレセプター10は電圧が電源11から供給されたチャージャ12によりその表面で帯電される。次いでフォトレセプターは光学系又は画像インプット装置13、例えば、レーザー及び光放出ダイオードからの光に像様露出されて静電潜像をその上に形成する。一般に、静電潜像は現像剤ステーション14からの現像剤混合物をそれと接触させることにより現像される。現像は磁気ブラシ、粉末クラウド、又はその他の既知の現像方法の使用により行ない得る。乾燥現像剤混合物は通常帯電接着しているトナー粒子を有するキャリヤーグラニュールを含む。トナー粒子はキャリヤーグラニュールから潜像に吸引されてトナー粉末画像をその上に形成する。また、液体現像剤材料が使用されてもよく、これはその中に分散されたトナー粒子を有する液体キャリヤーを含む。液体現像剤材料は静電潜像と接触するように進められ、トナー粒子が画像形態でその上に付着される。
【０００６】
トナー粒子が光導電性表面に画像形態で付着された後に、それらは転写部材15によりコピーシート16に転写され、これは圧力転写又は静電転写であってもよい。また、現像された画像は中間転写部材に転写され、続いてコピーシートに転写し得る。
現像された画像の転写が完結された後に、コピーシート16が定着ロール及び加圧ロールとして図１に示される定着ステーション19へと進み、この場合、現像された画像はコピーシート16を定着部材及び加圧部材の間に通し、それにより永久画像を形成することによりコピーシート16に定着される。フォトレセプター10は、転写に続いて、洗浄ステーション17に進み、この場合、フォトレセプター10の上に残されたあらゆるトナーがブレード（図１に示されるような）、ブラシ、又はその他の洗浄装置の使用によりそれから洗浄される。
【０００７】
図２は本発明の実施態様の定着装置19の例の断面図を示す。図２中、エンドレスベルトの形態の耐熱性フィルム又は画像定着フィルム24が三つの平行な部材、即ち、駆動ロール25、金属のフォロアロール26及び駆動ロール25とフォロアロール26の間に配置された低熱容量リニアーヒーター20のまわりでトレーニングされ、又は含まれる。
フォロアロール26はまた定着フィルム24用の張力ロールとして作用する。定着フィルムは駆動ロール25の時計方向の回転により時計方向に前もって決めた周速度で回転する。周速度は画像をその上に有するシートの輸送速度と同じであり、その結果、フィルムはしわ形成、ゆがみ又は遅延されない。
プレスロール28は離型性を有するゴム弾性層、例えば、シリコーンゴム等を有し、定着フィルム24の下部移動によりヒーター20に加圧接触させられる。プレスロールは推進装置（示されていない）により4-7kgの全圧でヒーターに押し付けられる。加圧ロールは定着フィルム24と同方向、即ち、逆時計方向に回転する。
【０００８】
ヒーター20はフィルム24表面移動方向と交差する方向（フィルム幅方向）に延びる低熱容量リニアーヒーターの形態である。それは高伝熱性を有するヒーターベース27、電力供給後に熱を発生する熱発生抵抗器22、及び温度センサー23を含み、高伝熱性を有するヒーター支持体21に取り付けられる。
ヒーター支持体21は画像定着装置上に断熱でヒーター20を支持し、高熱耐久性樹脂、例えば、PPS（ポリフェニレンスルフィド）、PAI（ポリアミドイミド）、PI（ポリイミド）、ポリアラミド、ポリフタルアミド、ポリケトン、PEEK（ポリエーテルエーテルケトン）もしくは液晶ポリマー材料、又はこのような樹脂材料とセラミック、金属、ガラスもしくは同様の材料との複合材料からつくられる。
【０００９】
ヒーターベース27の例は高伝導性セラミック材料を含む1.0mmの厚さ、10mmの幅及び240mmの長さを有するアルミナプレートの形態である。
熱発生抵抗器材料22はベース27の下表面の、実質的に中央で長さ方向の線に沿ってスクリーン印刷等により適用される。熱発生材料22は、例えば、約10ミクロンの厚さ及び1-3mmの幅を有するAg/Pd（銀パラジウム）、Ta2N又はその他の電気抵抗器材料である。それは表面保護層としての、約10ミクロンの厚さの耐熱ガラス21aで被覆される。温度センサー23はベース27の上表面（熱発生材料22を有する側と反対の側）の実質的に中央でスクリーン印刷等により適用される。センサーは低熱容量を有するPtフィルムからつくられる。温度センサーの別の例はベース27に接触された低熱容量サーミスタである。
リニアーヒーター又はストリップヒーター22は長さ方法の反対端部にある電源と連結され、その結果、熱がヒーターに沿って一様に発生される。この例の電源はAC100Vを与え、供給された電力の位相角度が温度検出部材23により測定された温度に従って制御回路（示されていない）により制御される。
【００１０】
フォトカップラーの形態のフィルム位置センサー42はフィルム24の横端部に隣接して配置される。センサーの出力に応答して、ロール26はフィルム位置を前もって決めた横範囲内に維持するように、ソレノイド（示されていない）の形態の駆動装置により変位される。
画像形成開始シグナル後に、定着されていないトナー画像が画像形成ステーションにある記録材料上に形成される。定着されていないトナー画像Taをその上に有するコピーシート16はガイド29により案内されてヒーター20及びプレスロール28により与えられたニップＮ（定着ニップ）の位置で定着フィルム24とプレスロール28の間に入る。コピーシート16はトナー画像を有する表面が下表面と接触し、定着フィルム24がコピーシート16と同じ速度で移動している間に表面のそり、しわ形成又は横シフトを生じないで定着フィルム24と一緒にヒーター20とプレスロール28の間のニップを通過する。ヒーター20は画像形成開始シグナルの発生後の前もって決めたタイミングで電力を供給され、その結果、トナー画像が軟化又は定着された画像Tbに軟化され、定着されるようにニップで加熱される。
【００１１】
定着フィルム24は、例えば、端部Ｓで約45度の角度シータで急に曲げられ（その曲率半径は約2mmである）、即ち、その端部はヒーター支持体21中で大きい湾曲を有する。それ故、ニップ中でフィルム24と一緒に進められたシートは端部Ｓで定着フィルム24からの湾曲により分離される。次いでコピーシート16はシート排出トレイに排出される。コピーシート16が排出される時間まで、トナーは充分に冷却し、固化し、それ故、完全に定着される（トナー画像Tc）。
この実施態様において、ヒーター20の熱発生部材22及びベース27は低熱容量を有する。加えて、ヒーター部材22は断熱により支持体21で支持される。ニップ中のヒーター20の表面温度は充分に高い温度に迅速に達し、これはトナーを定着するために必要である。また、スタンバイ温度制御がヒーター20の温度を前もって決めたレベルに上昇するのに使用される。それ故、電力消費が低減でき、温度の上昇が防止し得る。
【００１２】
定着フィルムはヒーターと接触する。定着フィルムの外層とヒータの間の距離は約0.5mmから約5.0mmであることが好ましい。同様に、定着フィルムと接地ロール25及び26の間の距離は約5mm以上であり、例えば、約5mmから約25mmまでである。これらの距離は画像（示されていない）形成ステーションによりコピーシート16に適用された電荷の漏出をコピーシート16により地面に漏出することから防止する。それ故、不適切な画像転写による画像品質の可能な劣化が回避でき、又は最小にし得る。
【００１３】
本発明の別の実施態様において、定着フィルムはシートの形態であってもよい。例えば、非エンドレスフィルムが供給シャフト上で巻かれ、取り出されてヒーターとプレスロールの間のニップ中で巻取りシャフト上で包装されてもよい。こうして、フィルムは転写材料の速度に等しい速度で供給シャフトから巻取りシャフトに供給されてもよい（米国特許第5,157,446号を参照のこと）。
別の実施態様が図３に示され、この場合、定着器部材は定着器部材内に配置された内部ヒーター38を有する定着器ロール37の形態である。任意の実施態様において、加熱部材38が定着部材の外部に配置し得る。加圧ベルト39がロール25、26、及び40のまわりでサイクルする。この別の配置において、トナー又は別のマーキング材料が定着ロール37によりコピー支持体16に定着される。パッド41上の負荷は約1.7kgfである。ポリイミド外層は定着器ロール及び／又は加圧ベルト上に配置し得る。特別な実施態様において、ポリイミド外層は加圧ベルト上に配置される。
【００１４】
本発明の定着構成部分は少なくとも三つの異なる配置を含むことができる。本発明の一実施態様において、定着構成部分は図４に示されるような２層配置である。図４は定着構成部分を加圧ベルト39として示す。しかしながら、この配置及び本明細書中のその他の配置があらゆる定着部材について使用し得ることが理解される。加圧ベルト39はその中に分散され、又は含まれた任意の充填剤31を有する支持体30を含む。支持体の上に、その中に分散され、又は含まれた任意の充填剤35を有するポリイミド外層32が配置される。
図５は加圧ベルト39の別の実施態様を示し、これは３層配置のものである。図５はその中に分散され、又は含まれた任意の充填剤31を有する支持体30を示す。支持体30の上に、その中に分散され、又は含まれた任意の充填剤35を有するポリイミド外層32が配置される。ポリイミド外層32の上に、その中に分散され、又は含まれた任意の充填剤36を有する外部離型層33が配置される。
【００１５】
接着剤層、又は一つ以上のその他の中間層が支持体とポリイミド外層の間に存在してもよい。この実施態様の例が図６に示され、この場合、その上に任意の中間層又は接着剤層43を有する支持体30が示される。任意の中間層又は接着剤層43はその中に存在する充填剤44を有してもよい。任意の層43の上に、ポリイミド外層32が配置される。
充填剤31、35、36及び44は任意であり、存在する場合には、同じであってもよく、また異なっていてもよい。
好適な支持体材料の例として、ロール支持体又はフィルム型支持体の場合には、金属、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、鋼、ニッケル等が挙げられる。フィルム型支持体の場合には、好適な支持体として、高い運転温度（即ち、約80℃より高く、好ましくは200℃より高い）を可能にするのに適しており、かつ高い機械強度を示すことができる高温プラスチックが挙げられる。実施態様において、プラスチックは約2,000,000 psi(141,000 kg/cm2)から約3,000,000 psi(211,000 kg/cm2)までの曲げ強さ、及び約25,000 psi(1760kg/cm2)から約55,000 psi(3870kg/cm2)までの曲げモジュラスを有する。
【００１６】
上記特性を有し、定着器部材の支持体としての使用に適しているプラスチックとして、エポキシ；ポリフェニレンスルフィド、例えば、ヘキスト・セラニーズから入手し得る商品名フォートロン（登録商標）、フィリップス・ペトロレウムから入手し得るライトンR-4（登録商標）、及びゼネラル・エレクトリックから入手し得るスペック（登録商標）として販売されるもの；ポリイミド、例えば、アモコから入手し得る商品名トーロン（登録商標）7130として販売されるポリアミドイミド；ポリケトン、例えば、アモコから入手し得る商品名カデル（登録商標）E1230として販売されるもの、ビクトレックスから商品名ピーク450GL30として販売されるポリエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン等；ポリアミド、例えば、アモコから入手し得る商品名アモデル（登録商標）として販売されるポリフタルアミド；ポリエーテル、例えば、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアリールエーテルケトン等；ポリパラバン酸等；アモコから入手し得る液晶樹脂（キシダー（登録商標））；ゼネラル・エレクトリックから入手し得るウルテム（登録商標）；BASFから入手し得るウルトラペック（登録商標）等、及びこれらの混合物が挙げられる。その他の好適な支持体材料として、フルオロエラストマー、例えば、デュポンから商品名ビトン（登録商標）として販売されるもの；シリコーンゴム、及びその他のエラストマー材料が挙げられる。支持体はまた上記材料のいずれかの混合物を含んでもよい。
【００１７】
支持体、例えば、フィルム、シート、ベルト等は約25マイクロメートルから約250マイクロメートルまで、又は約60マイクロメートルから約100マイクロメートルまでの厚さを有する。
ポリイミド外層は高い運転温度（即ち、約80℃より高く、好ましくは約200℃より高く、更に特別には、約150℃から約250℃まで）を可能にするのに好適であり、高い機械強度を示すことができ、必要により特注の電気特性を有することができる。
ポリイミドは電導性粒子の添加後に導電性フィルムになることができるあらゆる好適な高耐久性ポリイミドであってもよい。ポリイミドは液体現像剤又はトナー添加剤に対する化学安定性、同時転写定着適用及び改良されたオーバーコーティング製造のための熱安定性、転写構成部分用のフィルムに使用される既知の材料と較べて改良された耐溶剤性、及び所望の範囲内の一様な抵抗を含む改良された電気的性質という利点を有する。
【００１８】
好適なポリイミドとして、種々のジアミン及びジ酸無水物から生成されたもの、例えば、ポリアミドイミド（例えば、BPアモコ・ポリマーズ社（アルファレッタ、ジョージア）からのアマコAI-10（登録商標））；ポリエーテルイミド；シロキサンポリエーテルイミドブロックコポリマー、例えば、ゼネラル・エレクトリック（ピッツフィールド、マサチューセッツ）から入手し得るシルテム（登録商標）STM-1300等が挙げられる。ポリイミドのその他の例として、芳香族ポリイミド、例えば、デュポンから入手し得る商品名カプトン（登録商標）型HNとして販売されるピロメリット酸及びジアミノジフェニルエーテルを反応させることにより生成されたものが挙げられる。デュポンから入手でき、カプトン（登録商標）型FPC-Eとして販売される別の好適なポリイミドは、コポリマー酸、例えば、ビフェニルテトラカルボン酸及びピロメリット酸と２種の芳香族ジアミン、例えば、p-フェニレンジアミン及びジアミノジフェニルエーテルのイミド化により製造される。別の好適なポリイミドとして、エチル・コーポレーション（バトン・ルージュ、ルイジアナ）からエチミド型L-20Nとして入手し得る2,2-ビス〔4-(8-アミノフェノキシ)フェノキシ〕-ヘキサフルオロプリパンと反応させられたピロメリット酸２無水物及びベンゾフェノンテトラカルボン酸２無水物コポリマー酸が挙げられる。その他の好適な芳香族ポリイミドとして、1,2,1',2'-ビフェニルテトラカルボキシミド及びパラ-フェニレン基を含むもの、例えば、ユニグローブ・キスコ社（ホワイト・プレーンズ、ニューヨーク）から入手し得るユピレックス（登録商標）Ｓ、並びにジフェニルエーテル末端スペーサー特性を有するビフェニルテトラカルボキシミド官能基を有するもの、例えば、ユニグローブ・キスコ社から入手し得るユピレックス（登録商標）Ｒが挙げられる。ポリイミドの混合物がまた使用し得る。
【００１９】
ポリイミドは全固形分の約40体積％から約100体積％まで、もしくは約60体積％から約99体積％まで、又は約70体積％から約90体積％までの量で定着構成部分中に存在する。本明細書に使用される全固形分の体積％はポリマー、導電性充填剤、低表面エネルギー充填剤、耐磨耗性充填剤、着色剤充填剤、及び層中のあらゆる添加剤を含む固形分の全体積％を含む。
低表面エネルギー充填剤及び／又は導電性充填剤及び／又は化学反応性充填剤がポリイミド外層中に存在してもよい。低表面エネルギー充填剤及び／又は導電性充填剤はまた支持体及び／又は接着剤層もしくは中間層中に存在してもよい。同様に、低表面エネルギー充填剤及び／又は導電性充填剤は外部離型層中に存在してもよい。最も外の層中に存在する場合の充填剤は存在するいずれかの離型剤中のいずれかの官能基と反応することにより離型を助けることがある。導電性充填剤は定着器部材の電荷を調節して非目視オフセットもしくはプレ-ニップトナー乱れの如き性能を増進し、又は同時転写定着部材としての使用を可能にし得る。
【００２０】
好適な充填剤の例として、カーボン充填剤、金属、金属酸化物、ドーピングされた金属酸化物、セラミック、ポリマー充填剤等、及びこれらの混合物が挙げられる。約５ナノメートルから約350ナノメートルまで、又は約20ナノメートルから約100ナノメートルまでの粒子サイズを有するナノ充填剤を含む、ナノ充填剤がまた本明細書における使用に適している。好適なカーボン充填剤の例として、カーボンブラック（例えば、カボット（アルファレッタ、ジョージア）からのN330（登録商標））グラファイト、フッ素化カーボンブラック（例えば、アキュフルオー（登録商標）又はカーボフルオー（登録商標））等、及びこれらの混合物が挙げられる。金属充填剤の例として、アルミニウム、銅、銀等、及びこれらの混合物が挙げられる。好適な無機物／セラミックの例として、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、炭化ホウ素、炭化タングステン等、及びこれらの混合物が挙げられる。好適な金属酸化物の例として、酸化銅、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化鉄等、及びこれらの混合物が挙げられる。好適なドーピングされた金属酸化物の例として、アンチモンドーピングされた酸化スズ（例えば、デュポン・ケミカルズ・ジャクソン・ラボラトリィズ（ディープウォーター、ニュージャージー）の商品名であるゼレック（登録商標））、アルミニウムドーピングされた酸化亜鉛、アンチモンドーピングされた二酸化チタン、同様のドーピングされた酸化物、及びこれらの混合物が挙げられる。好適なポリマー充填剤の例として、ポリアニリン、ポリテトラフルオロエチレン粉末、ペルフルオロアルコキシ粉末、エチレンクロロトリフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレンペルフルオロメチルビニルエーテルコポリマー、フッ素化エチレンプロピレン粉末等、及びこれらの混合物が挙げられる。
【００２１】
実施態様において、一種より多い型の充填剤がポリイミド外層、及び／又はその他の支持体、接着剤層もしくは中間層、及び／又は外部離型層のいずれか中に存在する。実施態様において、カーボン充填剤、金属酸化物充填剤、及び／又はポリマー充填剤がポリイミド外層中に存在する。実施態様において、カーボン充填剤が全固形分の約０体積％から約20体積％まで、又は約５体積％から約10体積％までの量で存在する。実施態様において、カーボンブラックがカーボン充填剤である。実施態様において、金属酸化物充填剤は全固形分の約０体積％から約20体積％まで、又は約５体積％から約10体積％までの量で存在する。実施態様において、酸化銅が金属酸化物充填剤である。実施態様において、ポリマー充填剤が全固形分の約０体積％から約50体積％まで、又は約５体積％から約40体積％までの量で存在する。実施態様において、ポリテトラフルオロエチレン粉末がポリマー充填剤である。実施態様において、約５体積％から約10体積％までのカーボンブラック及び約10体積％から約40体積％、又は約20体積％までのポリテトラフルオロエチレン粉末がポリイミド外層中に存在する。実施態様において、約５体積％から約10体積％までの酸化銅及び約10体積％から約40体積％、又は約20体積％までのポリテトラフルオロエチレン粉末がポリイミド外層中に存在する。
【００２２】
充填剤は全固形分の約０体積％から約60体積％まで、もしくは約１体積％から約40体積％まで、又は約10体積％から約30体積％までの量でポリイミド層中に存在してもよい。充填剤は全固形分の約０体積％から約45体積％まで、もしくは約0.01体積％から約15体積％まで、又は約１体積％から約５体積％までの量で支持体中に存在してもよい。加えて、充填剤は全固形分の約０体積％から約55体積％まで、もしくは約10体積％から約40体積％、又は約30体積％までの量で外部離型層中に存在してもよい。更に、充填剤は全固形分の約０体積％から約40体積％まで、又は約0.01体積％から約５体積％までの量で接着剤層及び／又は中間層中に存在してもよい。
本明細書中の定着構成部分部材は、例えば、N-メチル-2-ピロリドンの如き溶剤に溶解されたジアミンとジ酸無水物の反応生成物を使用することにより、ポリイミドの調製により調製し得る。次いで適当量の充填剤が添加され、その中に分散される。充填剤が添加され、混合物がロールミル、アトリッター又はサンドミル中でペブル混錬される。ポリ（アミド酸）充填剤混合物は表面にキャストされ、溶剤が蒸発により除去され、加熱されてポリ（アミド酸）をポリイミドに変換する。
【００２３】
ポリイミド外層はあらゆる好適な既知の様式を使用して支持体に被覆し得る。このような材料を強化部材に被覆するのに典型的な技術として、液体及び乾燥粉末噴霧被覆、浸漬被覆、ワイヤ巻き付けロッド被覆、流動床被覆、粉体被覆、静電噴霧、音波被覆、ブレード被覆等が挙げられる。実施態様において、ポリイミド層が支持体に噴霧被覆又はフローコーティングされる。ポリイミド外層は約５μmから約50μmまで、又は約７μmから約30μmまでの厚さで支持体に被覆し得る。
実施態様において、ポリイミド外層はあらゆる既知の技術、例えば、サンディング、研磨、粉砕、ブラスチング、被覆等により改質される。実施態様において、ポリイミド外層は約0.02マイクロメートルから約1.5マイクロメートルまで、又は約0.3マイクロメートルから約0.8マイクロメートルまでの表面粗さを有する。任意の離型層がポリイミド外層の上に用意される３層実施態様において、外部離型層表面はまた上記されたのと同じ様式又は同様の様式で粗くし得る。
【００２４】
実施態様において、ポリイミド外層（２層配置における）又は外部離型層（３層配置における）は二重プリント用のコピー支持体の第一面と第二面の約5ggu未満、又は約0.1gguから約5gguまでの差を得るために約30gguから約100gguまでのガードナー光沢を有する。
好適な中間層の例として、合致層を形成することができるあらゆる材料、例えば、外部離型層に好適としてリストされたポリマーが挙げられる。好適な接着剤層の例が以下にリストされる。
外部離型層は、存在する場合には、低表面エネルギー材料、例えば、シリコーンゴム、フルオロポリマー、ウレタン、アクリル、チタマー、セラマー、ヒドロフルオロエラストマー、例えば、体積グラフト化フルオロエラストマー、又はこれらの混合物、コポリマー、もしくはポリマーを含むことができる。
【００２５】
好適なフルオロポリマーの例として、フルオロエラストマー、例えば、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コポリマー及びターポリマーが挙げられ、これらは種々の表示、例えば、ビトンＡ（登録商標）、ビトンＥ（登録商標）、ビトンE60C（登録商標）、ビトンE45（登録商標）、ビトンE430（登録商標）、ビトン910（登録商標）、ビトンGH（登録商標）、ビトンB50（登録商標）、及びビトンGF（登録商標）として商業上知られている。ビトン（登録商標）表示はデュポン社のトレードマークである。その他の市販材料として、フルオレル2170（登録商標）、フルオレル2174（登録商標）、フルオレル2176（登録商標）、フルオレル2177（登録商標）及びフルオレルLVS76（登録商標）が挙げられ、フルオレル（登録商標）は３Ｍ社のトレードマークである。付加的な市販材料として、アフラスTMポリ（プロピレン-テトラフルオロエチレン）及びフルオレルII（登録商標）(LII900)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）（両方とも３Ｍ社から入手し得る）、並びにモンテエジソン・スペシャルティ・ケミカル社から入手し得る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）、TN505（登録商標）として同定されるテクノフロンが挙げられる。
【００２６】
２種の特別な既知のフルオロエラストマーは(1)ビトンＡ（登録商標）として商業上知られているフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン及びヘキサフルオロプロピレンの一種以上、又はあらゆる組み合わせのコポリマーのクラス及び(2)ビトンＢ（登録商標）として商業上知られているフッ化ビニリデン、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ターポリマーのクラスである。ビトンＡ（登録商標）、及びビトンＢ（登録商標）、並びにその他のビトン（登録商標）表示はデュポン社のトレードマークである。
別の実施態様において、フルオロエラストマーは比較的少ない量のフッ化ビニリデンを有するテトラポリマーである。例はデュポンから入手し得るビトンGF（登録商標）である。ビトンGF（登録商標）は２重量％の硬化部位モノマーとともに35重量％のフッ化ビニリデン、34重量％のヘキサフルオロプロピレン及び29重量％のテトラフルオロエチレンを有する。硬化部位モノマーはデュポンから入手し得るもの、例えば、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、又はあらゆるその他の好適な既知の市販の硬化部位モノマーであってもよい。
【００２７】
本発明の別の実施態様において、フルオロエラストマーは体積グラフト化エラストマーである。体積グラフト化エラストマーはヒドロフルオロエラストマーの特別な形態であり、フルオロエラストマーとポリオルガノシロキサンのハイブリッド組成物の実質的に一様な一体の相互侵入網状構造であり、体積グラフトが求核性脱フッ化水素剤によるフルオロエラストマーの脱フッ化水素、続いてアルケン又はアルキン官能基末端ポリオルガノシロキサンと重合開始剤の添加による付加重合により形成されていた。
体積グラフトは、実施態様において、ハイブリッド組成物の実質的に一様な一体の相互侵入網状構造を表し、この場合、フルオロエラストマー及びポリオルガノシロキサンの構造及び組成の両方は定着器部材の異なるスライスにより採取された場合に実質的に一様である。体積グラフト化エラストマーは求核性脱フッ化水素剤によるフルオロエラストマーの脱フッ化水素、続いてアルケン又はアルキン官能基末端ポリオルガノシロキサンの添加による付加重合により形成されたフルオロエラストマーとポリオルガノシロキサンのハイブリッド組成物である。特別な体積グラフトエラストマーの例が米国特許第5,166,031号、同第5,281,506号、同第5,366,772号、及び同第5,370,931号に開示されている。
【００２８】
外部離型層として有益なその他のポリマーとして、シリコーンゴム、例えば、フルオロシリコーン、フェニルシリコーン、シリコーンブレンド等を含む、シリコーンゴムが挙げられる。外部離型層として有益な付加的なポリマーとして、フルオロポリマー、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、フッ素化エチレンプロピレンコポリマー(FEP)、ポリフルオロアルコキシポリテトラフルオロエチレン（PFAテフロン）、エチレンクロロトリフルオロエチレン(ECTFE)、エチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)、ポリテトラフルオロエチレンペルフルオロメチルビニルエーテルコポリマー(MFA)等が挙げられる。これらのポリマーは、接着剤と一緒に、また中間層として含まれてもよい。
外部離型層はあらゆる既知の好適な技術を使用してポリイミド外層に被覆し得る。実施態様において、外部離型層がポリイミド外層に噴霧被覆又はフローコーティングし得る。外部離型層は約１μmから約50μmまで、又は約５μmから約20μmまでの厚さまでポリイミド外層に被覆し得る。
【００２９】
低表面エネルギー材料は全固形分の約０体積％から約40体積％まで、又は約10体積％から約30体積％、もしくは約20体積％までの量で外部離型層中に存在する。
支持体の上又は接着剤層／中間層の上の、ポリイミド層の塗工紙に対して測定された静止摩擦は約0.45未満、もしくは約0.01から約0.45まで、又は約0.24未満或いは約0.1から約0.24までであってもよい。これらの数値の静止摩擦は全ての波欠陥を排除するのに充分であろう。
本発明に使用される定着構成部分はあらゆる好適な形状のものであってもよい。好適な形状の例として、シート、フィルム、ウェブ、箔、ストリップ、コイル、シリンダー、ドラム、ロール、エンドレスストリップ、円形ディスク、エンドレスベルトを含むベルト、エンドレスシームド可撓性ベルト、エンドレスシームレス可撓性ベルト、パズルカットシームを有するエンドレスベルト等が挙げられる。
【００３０】
必要により、あらゆる既知の入手し得る好適な接着剤層がポリイミド外層と支持体の間、及び／又はポリイミド外層と外部離型層の間に配置されてもよい。好適な接着剤の例として、シラン、例えば、アミノシラン（例えば、OSIスペシャルティズ（フレンドリィ・ウェスト、バージニア）からのA1100）、チタネート、ジルコネート、アルミネート等、及びこれらの混合物が挙げられる。実施態様において、約0.25％から約10％の溶液中の接着剤が支持体の上に塗りつけられる。接着剤層は約２ナノメートルから約2,000ナノメートルまで、又は約２ナノメートルから約500ナノメートルまでの厚さまで、支持体、又はポリイミド外層に被覆し得る。接着剤は噴霧被覆又は塗りつけを含むあらゆる既知の技術により被覆し得る。
【００３１】
【実施例】
例１
ペルフルオロアルコキシ被覆物を有するポリイミド加圧ベルト
約25μmの硬化されたペルフルオロアルコキシで被覆された75μmのポリイミドベルトを富士ゼロックスから得た。
例２
フルオロエラストマー中間層及び充填剤入りのポリアミドイミド被覆物を有するポリイミド加圧ベルト
180μmのフルオロエラストマーの中間層を有する75μmのポリアミドイミド支持体を含む標準ドクカラー（富士ゼロックス社から得られた）加圧ベルトを、約１体積％の酸化銅を添加したキシラン（登録商標）1010（約40体積％のポリテトラフルオロエチレン充填剤を有するポリアミドイミド）で被覆した。
【００３２】
サンプルを以下のように調製した。約１体積％の酸化銅（ナノフェーズ・テクノロジィズ、バーリッジ、イリノイ）をアセトン中10％の固形分で約18時間にわたってセラミック媒体でボールミルにかけた。約60体積％のキシラン（登録商標）1010を分散されるまで最小約10分にわたってロールミルで混合した。次いで酸化銅混合物をキシラン（登録商標）1010の固形分の約１体積％の酸化銅の割合でキシラン（登録商標）1010に添加した。その材料を2:1混合物のNMPとキシレンで約30％だけ希釈した。次いで表面をヘキサン続いてイソプロピルアルコールでふいた。次いでその被覆混合物を約７μmから約15μmまでの厚さ（乾燥）まで加圧ベルトの表面に噴霧した。続いて加圧ベルトを約232℃（450°F）で約20分間焼き付けた。
例３
充填剤入りのポリアミドイミド被覆物を有するポリイミド加圧ベルト
フルオロエラストマー中間層を支持体に被覆せず、被覆物を343℃（650°F）で約20分間焼き付けた以外は、ポリイミドベルトを例２に概説された方法に従って調製した。これは１％の酸化銅を含むキシラン（登録商標）1010で被覆されたポリイミド支持体をもたらした。
【００３３】
例４
ポリアミドイミド被覆物を有するポリイミド加圧ベルト
酸化銅充填剤をポリアミドイミド被覆物に添加しなかった以外は、ポリイミドベルトを例３のように調製した。
例５
充填剤入りのポリアミドイミド被覆物を有するポリイミド加圧ベルト
キシラン（登録商標）1010被覆物に代えてアモコAI-10を使用した以外は、ポリイミドベルトを例３のように調製した。AI-10を等しい量のNMPとアセトンに溶解した。
例６
充填剤入りのポリイミド被覆物を有するポリイミド加圧ベルト
被覆された材料がキシラック（登録商標）4100/870-E8186Aとキシラック（登録商標）4100/870-D3534の6:1混合物であった以外は、ベルトを例４に従って調製した。被覆ベルトをマンドレルの上に置き、回転させ、表面を15μmの酸化アルミニウム3Mインペリアル精密仕上げフィルムでサンディングした。次いでマンドレル／ベルトを回転させ、“微細”3Mスコッチブライトで研磨した。
【００３４】
例７
ベルトの試験
上記ベルトをドクカラー2060（ゼロックス社）中で運転し、プリント上のオフセット又はベルト上に堆積した汚れ（これらはレリース不合格が起こったことを示すであろう）についてチェックした。またベルトを約10,000のプリント毎にベルト上にストリッパーフィンガー磨耗により生じたプリント中の目視できる線についてチェックした。プリント中のストリッパーフィンガーマーク又はオフセットの出現はベルトについて不合格点と考えられた。上記サンプルの試験結果を以下の表１に示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
上記結果はポリイミドを含む外層でつくられたベルトが汚れがベルト上に堆積されず、コピー品質欠陥が観察されず、かつコピーカウントが良好であった点で優れた結果を示したことを実証する。これらの結果がフルオロポリマー外層を含むベルトと比較される。このベルト（サンプル１）は30K未満のコピーでコピー品質欠陥を示した。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般の静電写真装置の略図である。
【図２】本発明の一実施態様の定着ベルトの断面図である。
【図３】本発明の一実施態様の加圧ベルトの断面図である。
【図４】本発明の実施態様の略図であり、２層配置を有する定着器構成部分を示す。
【図５】本発明の実施態様の略図であり、ポリイミド層が中間層である３層配置を有する定着器構成部分を示す。
【図６】本発明の実施態様の略図であり、ポリイミド層が最も外の層である３層配置を有する定着器ベルトを示す。
【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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