JPH11273455A - フュ―ザ材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導電性を調整することが可能なフューザ材を
提供すること。 【解決手段】 フューザロール２４は、ポリマーと、複
数種類のカーボンブラック混合物と、を含む抵抗加熱層
を有するフューザ材により形成されており、その混合物
は第一カーボンブラックと、第一カーボンブラックとは
異なる種類の第二カーボンブラックと、を含んで構成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフューザ材に関し、
例えば導電性充填材としてポリマーおよび混合カーボン
ブラックを含むコーティングに関する。

【０００２】

【背景技術】本発明は導電性充填材としてポリマーおよ
び混合カーボンブラックを含むコーティングに関する。
混合カーボンブラックは少なくとも２種類またはそれ以
上の異なる種類のカーボンブラック、特に黒鉛カーボン
ブラックおよび黒鉛以外の導電性カーボンブラックを含
んで構成されるのが望ましい。混合カーボンブラックに
加え、その他の充填材を用いても良い。本コーティング
により、デジタル処理を含む電子写真処理に有用な要素
にコーティングし、導電性を調整することが可能にな
る。好適事例では、本コーティングは例えばインスタン
トオン・フューザ材、加圧材、供与材、注入（熱定着）
材等のフューザ要素用のコーティングとして有用であ
る。実施例において、本コーティングにより電気的、化
学的、機械的特性に優れた塗布済み要素の調合および製
造が可能になる。これらの特性には、求められる導電性
範囲に調整された導電性、およびフューザ材の導電性が
温度、相対湿度や充填材の負荷の小さい変化には実質的
には影響されないよう、制御された導電性が含まれる。
また、実施例において、本コーティングはコーティング
の再現性および厚さ制御に優れている。さらに、実施例
において、フューザ材のウオーミングアップ時間が短縮
され、フューザ材の高温動作と高機械強度を実現しつつ
電力消費を節約できる。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明に基づき、ポリマ
ーおよび複数の種類の混合カーボンブラックを含んで構
成される抵抗加熱層を有するフューザ材が提供される。
本混合物は第一カーボンブラックおよび第一カーボンブ
ラックとは異なる種類の第二カーボンブラックを含んで
構成される。

【０００４】さらに、静電潜像を受像する帯電保持面
と、帯電保持面にトナーを加えて静電潜像を現像して帯
電保持面上に現像イメージを形成する現像手段と、現像
されたイメージを帯電保持面から基体上に転写する転写
手段と、ポリマーと複数の種類のカーボンブラックの混
合物とを含んで構成される抵抗加熱層を有する定着手段
と、を含み、前記混合物は第一カーボンブラックおよび
第一カーボンブラックとは異なる種類の第二カーボンブ
ラックを含んで構成される、記録媒体上にイメージを形
成するための装置が提供される。

【０００５】

【発明の実施の形態】図１に示す典型的な静電写真再現
装置において、コピー対象の原画の光イメージが静電潜
像の形で感光材の上に記録され、続いて一般にトナーと
呼ばれる静電熱可塑性樹脂粒子を塗布することにより潜
像は可視化される。特に、電源１１から電圧供給を受け
る荷電器１２によりフォトレセプタ１０の表面が帯電さ
れる。次にフォトレセプタのイメージ部分はレーザーお
よび発光ダイオード等の光学システムあるいはイメージ
入力装置１３からの光に露光され、静電潜像がその上に
形成される。一般に、現像材機構１４から現像材混合物
を取り入れて接触させることにより静電潜像は現像され
る。磁気ブラシ、粉末雲、その他の公知の工程により現
像は調整可能である。乾燥現像材混合物は通常トナー粒
子が摩擦電気力により付着している搬送粒から構成され
る。トナー粒子は、搬送粒から潜像へ引き付けられてそ
の上にトナー粒子イメージを形成する。これに対し、ト
ナー粒子が拡散している液体搬送体を含む液体現像材を
用いても良い。液体現像材は静電潜像と接触するまで送
られてトナー粒子はその上にイメージを形成するように
沈着する。

【０００６】トナー粒子が光導電面の上にイメージを形
成するように沈着した後、加圧転写または静電転写であ
る転写手段１５によりコピーシート１６に送られる。こ
れに対し、現像されたイメージは中間転写機構に転写さ
れてから続いてコピーシートに転写されても良い。

【０００７】現像されたイメージの転写が完了すると、
図１にフューザロール２４と加圧ロール２８として示す
ように、コピーシート１６は溶融機構１９まで送られ、
溶融および加圧材の間を通ることにより現像イメージが
コピーシート１６に溶融されて永久的イメージが形成さ
れる。転写に続いて、フォトレセプタ１０はクリーニン
グ機構１７へ進み、フォトレセプタ１０に残っているト
ナーが取り除かれる。

【０００８】図２に示す本発明の実施例において、溶融
装置１９はフューザベルト２４および加圧ローラ２８の
構成をとる。図２において、本発明の抵抗加熱層から構
成される抵抗加熱フィルムまたはイメージ定着フィルム
２４は、エンドレスベルトの形で３個の平行な部材、す
なわち駆動ローラ２５、従動ローラ２６、および駆動ロ
ーラ２５と従動ローラ２６の間に配置された接触ローラ
２０の回りに巻き付けられ、収容されている。従動ロー
ラ２６はまた、定着フィルム２４用のテンションローラ
としての機能も果たす。本発明の好適事例において、そ
れぞれ電極を備えた接触ローラ２０と従動ローラ２６の
間に電流を流すことにより抵抗加熱フィルム２４が加熱
されて溶融に効果を発揮するようにできる。駆動ローラ
２５が時計回りに回転することにより定着フィルムも所
定の周速で時計回りに回転する。加圧ローラ２８は接触
ローラ２０に加圧接触されており、その間で定着フィル
ム２４が移動する。加圧ローラは定着フィルム２４と同
方向、すなわち反時計回りに回転する。接触ローラ２０
はフィルム２４の表面移動方向と交差する方向（フィル
ム幅方向）に伸びる。

【０００９】イメージ形成開始信号が発せられると、イ
メージ形成機構において未定着トナーイメージが記録媒
体上に形成される。未定着トナーイメージＴａが形成さ
れたコピーシート１６はガイド２９により定着フィルム
２４と加圧ローラ２８の間に、接触ローラ２０と加圧ロ
ーラ２８が与えるニップＮ（定着ニップ）から挿入され
る。コピーシート１６は定着フィルム２４と一緒に接触
ローラ２０と加圧ローラ２８の間のニップを通過する
が、この間トナーイメージが形成された表面はコピーシ
ート１６と同じ速度で移動している定着フィルム２４の
底面と接触しているが表面のずれ、しわ、または横方向
へのずれは生じない。イメージ形成開始信号が発信され
た後、所定の間隔で接触ローラ２０に電力が供給され、
トナーイメージがニップにおいて加熱されて軟化・溶融
され、軟化または溶融イメージＴｂになる。

【００１０】定着フィルム２４は接触ローラ２０と接触
している。定着フィルム２４の外層と接触ローラ２０と
の距離は約０．５mm〜約５．０mmの範囲であることが望
ましい。同様に、定着フィルム２４と接地されたローラ
２５，２６の間の距離は約５mm以上であり、例えば約５
から約２５mmの範囲にある。これらの距離は、イメージ
（表示せず）形成機構からコピーシートに加えられた電
荷が、コピーシート１６を通って地面に漏れるのを防
ぐ。従って、イメージ転写が正しく行われないことに起
因する画質の低下は回避ないし最小化される。

【００１１】注入構成において、転写と溶融は同時に行
なわれる。図３に示すように、転写装置１５は駆動ロー
ラ群２２と接触ローラ２に保持された注入ベルト４とし
て示される。接触ローラ２とローラ群２２は、ローラ群
２２とローラ２に電流を流す電極から構成されてよい。
注入ベルト４は駆動ローラ群２２により矢印８の方向へ
駆動される。フォトレセプタ１０とベルト４が接触する
とフォトレセプタ１０（ローラ群１により方向７へ駆動
される）からの現像イメージは注入ベルト４に転写され
る。加圧ロール５は現像イメージがフォトレセプタ１０
から注入ベルト４へ転写されるのを助ける。転写された
イメージは続いてコピー基体１６に転写され、同時にコ
ピー基体１６を注入ベルト４（現像イメージを含む）と
加圧ロール９の間に通すことによりコピー基体１６に定
着される。接触ローラ２と加圧ロール９によりニップが
形成される。コピー基体１６は接触ローラ２と加圧ロー
ル９により形成されたニップの間を通り、現像されたイ
メージのコピー基体１６への転写と溶融が同時に行われ
る。

【００１２】図示はしないが本発明の別の実施例では、
定着フィルムはシートまたはフィルムの形であってよ
い。例えば、非エンドレスフィルムが供給シャフトに巻
かれていて、ヒーターと加圧ローラの間のニップを通っ
て引き出されて巻き取りシャフトに巻かれてもよい。従
って、米国特許第５，１５７，４４６号に述べられてい
るようにフィルムは転写媒体と同じ速度で供給シャフト
から巻き取りシャフトへ送られてよい。

【００１３】また本発明の別の実施例では、図４に示す
インスタント・オン・フューザ材を図１に示すフューザ
ローラ２４の代わりに用いてよい。インスタント・オン
・フューザ材は、高温プラスチック構成される中空円筒
形プラスチック芯４６と、その上にポリマーと第一黒鉛
カーボンブラック４１と黒鉛以外の第二導電性カーボン
ブラック４２から構成される抵抗加熱層４０と、その上
のフューザ材の外層としてフロオロエラストマーまたは
シリコンゴム材または他のポリマー材から構成されて熱
伝導フィラーで充填されたトナー放出層（または熱伝導
層）４７を含む。内部プラスチック芯４６と抵抗加熱層
４０の間および／または抵抗加熱層４０と外部トナー放
出層４７の間にさらに中間層および／または接着層が選
択的に存在してもよい。

【００１４】また、本抵抗加熱層は公知のいかなるフュ
ーザ材に対しても有用である。フューザ材という用語は
ここでは、フューザロール、ベルト、シート、フィルム
に類するもの、ドナーロール、ベルト、シート、フィル
ムに類するもの、加圧ロール、ベルト、シート、フィル
ムに類するもの、注入ロール、ベルト、シート、フィル
ムに類するもの、および同様の溶融材を指して用いる。

【００１５】本発明は、実施例において、フューザ材用
にポリマーおよび複数の種類のカーボンブラックを含む
導電性フィラーを含む抵抗加熱層を含む。複数種類のカ
ーボンブラックとして黒鉛カーボンブラックおよび黒鉛
でない導電性カーボンブラックであることが望ましい。

【００１６】カーボンブラック系はポリマーに導電性を
与えるために用いられてよい。ここに開示されるカーボ
ンブラックの組み合わせを用いることにより、ポリマー
の導電性を予想されるよりも高い所定の導電性に（抵抗
を予想以上に低く）調整することができる。例えば発明
者達はポリマー層（例：フロオロエラストマー、４．５
×９インチ）に黒鉛を拡散させることにより層の抵抗が
約３０オームになることを示した。BLACK PEARL（登録
商標）２０００等の非黒鉛カーボンブラックをポリマー
層（例：フロオロエラストマー、４．５×９インチ）に
拡散すると層の抵抗が約１２７０オームになることがわ
かった。発明者達は、黒鉛カーボンブラックと非黒鉛カ
ーボンブラックから構成される混合カーボンブラック系
を組み合わせて、その混合カーボンブラック系をポリマ
ー中に拡散することにより、層の抵抗が約１０オームに
なることを見出した。これは予想以上に両導電体よりも
低い値である。

【００１７】“複数の種類のカーボンブラック”という
用語はここでは、粒子構造が異なるカーボンブラック、
抵抗や導電性が異なるカーボンブラック、化学的性質が
異なるカーボンブラック、表面積が異なるカーボンブラ
ック、および／または粒子の大きさが異なるカーボンブ
ラックを用いることを指す。このようなカーボンブラッ
ク系を用いると、求める抵抗値の範囲に導電性が制御さ
れたコーティングが実現でき、その導電性は温度や相対
湿度の変化に対しても、あるいはフィラー充填が少しぐ
らい変化しても影響を受けない。また、ここで定義する
カーボン系を用いた抵抗加熱層は厚さ制御やコーティン
グの一様性により優れている。

【００１８】好適な実施例において、黒鉛カーボンブラ
ックは黒鉛以外のカーボンブラックすなわち非黒鉛カー
ボンブラックと組み合わせて用いられる。黒鉛カーボン
ブラックは結晶構造を、すなわちカーボンブラックの結
晶同素体構造をなすものとして定義され、そして非黒鉛
カーボンブラックはカーボンブラックの明確に分岐した
構造である。黒鉛において炭素原子は対称な六角形の平
面に位置付けられ、黒鉛中にはこれらの平面が何層にも
重なっている。非黒鉛カーボンブラックはここで述べる
ように、結晶同素体構造をとらない任意のカーボンブラ
ックを指す。非黒鉛カーボンブラックは炭化水素等の有
機物質の不完全燃焼により生成される。非黒鉛カーボン
ブラックの例として、ファーネスブラック、チャネルブ
ラック、サーマルブラック、ランプブラック、アセチレ
ンブラック、およびその他類するものが含まれる。非黒
鉛カーボンブラックは構造的に、３．５〜３．８オング
ストロームの距離で互いに平行に並んだ黒鉛の平面から
構成される。

【００１９】混合カーボンブラックの別の好適例は、粒
子の形が球、薄片、小板、繊維、ホイスカーまたは矩形
であり、最適なフィラー充填により最適な導電性を得る
ために異なる形状の粒子からなるカーボンブラックまた
は黒鉛と組み合わせて用いられるカーボンブラックまた
は黒鉛から構成される。例えば、結晶構造をなす黒鉛
を、結晶構造以外の形状を有する非黒鉛カーボンブラッ
クとともに用いることができる。

【００２０】同様に、比較的小さい粒子サイズの非黒鉛
カーボンブラックを比較的大きい粒子サイズの黒鉛と用
いれば、抵抗加熱層の隙間領域に小さい粒子が“はま
る”ため、粒子の接触が良くなる。一例として、約１ミ
クロン〜約１００ミクロン、望ましくは約２ミクロン〜
約１０ミクロン、特に好適には約５ミクロン〜約１０ミ
クロン程度の比較的大きい粒子サイズの黒鉛カーボンブ
ラックを、約１０ナノメートル〜約１ミクロン、望まし
くは約１０ナノメートル〜約１００ナノメートル、特に
好適には約１０ナノメートル〜約８０ナノメートル程度
の比較的小さい粒子サイズの非黒鉛カーボンブラックと
組み合わせて用いることができる。

【００２１】別の好適な実施例では、約１０⁰〜約１０
^-5オーム-cm、望ましくは約１０^-1〜約１０^-4オーム-cm
の範囲のバルク抵抗を有する第一黒鉛カーボンブラック
と、約１０⁴〜約１０^-2オーム-cm、望ましくは約１０²
〜約１０^-1オーム-cmの範囲のバルク抵抗を有する第二
非黒鉛カーボンブラックを混合することが望ましい。

【００２２】第二カーボンブラックフィラー（望ましく
は非黒鉛）に対する重量比が約５〜約８０％（望ましく
は約２５〜約７５％）である第一カーボンブラック（望
ましくは黒鉛）を、第一カーボンブラックフィラーに対
する重量比が約１〜約３０％（望ましくは約３〜約２０
％）である第二導電性カーボンブラックと組み合わせて
用いることが望ましい。

【００２３】ここで有用な適当なカーボンブラックの例
として、ARMAK社の KETJEN BLACK（登録商標）、Cabot
社特殊ブラック部門から入手可能なVULCAN（登録商標）
XC72、VULCAN（登録商標） XC72、BLACK PEARLS（登録
商標）2000、REGAL（登録商標）250R、RT VAN Derbilt
社のTHERMAL BLACK（登録商標）、Chevron Chemical社
のShawinigan Acetylene Blacks、ファーネスブラッ
ク、R.T. Vanderbilt社のENSACO（登録商標） カーボン
ブラック、THERMAXカーボンブラック、およびテキサス
州BurnetにあるSouthwestern Graphite 社から入手可能
な黒鉛、Graphite Sale社のGRAPHITE 56−55（１０ミク
ロン、１０^-1オーム／ｓｑ）とGraphite FP 428J、Supe
rior Graphite社のGraphite 2139、2939、5535、および
Asburry社のGraphites M450とHPM850が挙げられる。

【００２４】本発明の特に好適な実施例では、混合カー
ボンブラックはBLACK PEARL（登録商標）2000等の非黒
鉛カーボンブラックから構成されていることが望まし
く、同製品は窒素表面積が１５００m²／ｇ、オイル吸収
が３００cc／１００g、非結晶構造をなし、粒子サイズ
が１２ナノメートル、密度が９ lbs／ft³であって、密
度が約１．５〜２．２５ lbs／ft³、摩擦係数が０．１
μ、結晶構造をなし、粒子サイズが約１０ミクロンであ
る黒鉛カーボンブラックと組み合わせて用いられる。

【００２５】本発明の好適な実施例では、ポリマーおよ
び混合カーボンブラック層は図５に示す抵抗加熱層４０
であり、ポリマーおよび第一黒鉛カーボンブラック４１
と第二非黒鉛導電性カーボンブラック４２から構成され
る混合カーボンブラックフィラーから構成される。この
単一層構造は注入ベルト等の溶融ベルトとして有用であ
る。ポリマー／混合カーボンブラック抵抗加熱層はフィ
ルム、ベルト、シート等として存在し、図６に示すよう
にその上に外層４３が位置づけられており、任意の適当
なポリマーと望ましくは導電性フィラーで充填されてい
ることが望ましいフロオロエラストマーから構成されて
いる。図７に示す別の実施例では、外部コーティング４
３とポリマー／混合カーボンブラック抵抗加熱層４０の
間に、任意の適当なポリマーから構成されている中間層
４４、および望ましくは導電性フィラーで充填されてい
ることが望ましいポリイミドが位置づけられている。本
発明の特に好適な実施例では、中間層４４と外部コーテ
ィング層４３の両方が、フッ素化炭素、金属酸化物、金
属炭化物、金属窒化物、金属酸化物錯体、および雲母か
らなるグループから選択されたフィラー４５（あるいは
複数のフィラー）で充填されている。望ましくは、導電
性フィラーはフッ素化炭素または酸化アルミニウムであ
る。ポリマー／混合カーボンブラック抵抗加熱層４０を
含む上述の単一層、二層、三層の実施例は、注入ベル
ト、フィルム、シートその他の注入用途に特に適してい
る。

【００２６】図６、７に示す上述の二層、三層溶融構造
の外層４３は、十分な放出が行なえるものであれば任意
の適当なポリマーであってよい。適当なポリマーの例と
して、デラウェア州ウイルミントンのDupont Dow Elast
omers社、ニュージャージー州モーリスタウンのAusimon
t社、東京のダイキン工業(株)、およびミネソタ州オー
クデールのDyneon社から入手可能な過フッ化炭化水素エ
ラストマーが挙げられる。好適な過フッ化炭化水素エラ
ストマーにはビニリデンフローライド、ヘキサフロロプ
ロピレンやテトラフロロエチレンのコポリマー、ターポ
リマーが含まれ、これらは以下のような商品名で知られ
る。VITON A（登録商標）、VITON E（登録商標）、VITO
N E60C（登録商標）、VITON E45（登録商標）、VITON E
430（登録商標）、VITON 910（登録商標）、VITON GH
（登録商標）、VITON B50（登録商標）およびVITON GF
（登録商標）。VITONはE.I. DuPont de Nemours社の商
標である。他に商品化されている原料には、FLUOREL 21
70（登録商標）、FLUOREL 2174（登録商標）、FLUOREL
2176（登録商標）、FLUOREL 2177（登録商標）、FLUORE
L LVS 76（登録商標）がある。FLUORELは3M社の商標で
ある。さらに商品化されているものとして、ポリ（プロ
ピレン−テトラフロロエチレン）であるAFLAS^{t m}と、ポ
リ（プロピレン−テトラフロロエチレンビニリデンフロ
ーライド）であるFLUOREL II（登録商標）（LII900）が
あり、両方とも3M社から入手可能である。またMontedis
on Specialty Chemical社から入手可能な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）もある。

【００２７】二種の知られている好適なフロオロエラス
トマーは（１）商品名VITON A（登録商標）として知ら
れるビニリデンフローライド、テトラフロロエチレンや
ヘキサフロロプロピレンのコポリマーのクラスと、
（２）商品名VITON B（登録商標）として知られるビニ
リデンフローライド、ヘキサフロロプロピレンやテトラ
フロロエチレンのターポリマーのクラスである。VITON
A（登録商標）、VITON B（登録商標）およびその他のVI
TON（登録商標）表示はE.I. DuPont de Nemours社の商
標である。

【００２８】別の好適な実施例では、フロオロエラスト
マーはビニリデンフローライドの含量が比較的少ないテ
トラポリマーである。その一例がE.I. DuPont de Nemou
rs社から入手可能なVITON GF（登録商標）である。VITO
N GF（登録商標）には３５重量％のビニリデンフローラ
イド、３４重量％のヘキサフロロプロピレン、および２
９重量％のテトラフロロエチレンと２重量％の硬化サイ
ト（cure site）モノマーが含まれる。架橋性モノマー
（cure site monomer）はDuPont社から入手可能な４−
ブロモパーフロロブテン−１、１，１−ジヒドロ−４−
ブロモパーフロロブテン−１、３−ブロモパーフロロプ
ロペン−１、１，１−ジヒドロ−３−ブロモパーフロロ
ブテン−１、あるいは他の任意の適当な、公知の、商品
化された架橋性モノマーであってよい。

【００２９】図７に示す中間層４４はポリイミドまたは
フロオロエラストマーであることが望ましい。適当なポ
リイミドの例を以下に示す。適当なフロオロエラストマ
ーの例は上記のものである。

【００３０】別の好適な実施例では、ポリマーおよび混
合カーボンブラック層は図８に示すように基体４６の上
に位置づけられた抵抗加熱層４０である。基体はロー
ル、ベルト、シート、フィルムその他の形状であってよ
い。基体がロール状である実施例において、ロールはポ
リイミド等の高温プラスチック材から構成されているこ
とが望ましい。ポリマーおよび混合カーボンブラック層
４０は、図９に示すようにその上に外部熱伝導層または
トナー放出層４７が位置づけられていてもよい。外部熱
伝導層またはトナー放出層は任意の適当なポリマーから
構成されており、フロオロエラストマーまたはシリコン
ゴムから構成されていることが望ましい。図８に示す実
施例の基体４６がベルトである場合の実施例は、特に溶
融ベルトとして用いるのに適している。図９に示す実施
例および類似の実施例は、図４に示すインスタント・オ
ン・フューザ材３１として用いるのに特に適している。

【００３１】ここで用いるのに適当なプラスチック、特
に二層溶融ベルト（図８の４６）の基体、三層注入ベル
ト（図７の４４）の中間層、あるいは三層インスタント
・オン・フューザロール（図９の４６）の基体層として
用いるのに適しているものとして、General Electric社
から入手可能なUltem（登録商標）、BASF社から入手可
能なUltrapek（登録商標）、Hoechst Celanese社から入
手可能なFortron（登録商標）の商品名で売られているP
PS（ポリフェニレンサルファイド）、Phillips Petrole
um社から入手可能なRyton R-4（登録商標）、General E
lectric社から入手可能なSupec（登録商標）、Amoco社
から入手可能なTorlon（登録商標）7130の商品名で売ら
れているPAI（ポリアミドイミド）、Amoco社から入手可
能なKadel（登録商標）E1230の商品名で売られているポ
リケトン（PK）、PI（ポリイミド）、ポリアラミド、Vi
ctrex社からPEEK 450GL30商品名で売られているPEEK
（ポリエーテルエーテルケトン）、Amoco社から入手可
能なAmodel（登録商標）の商品名で売られているポリフ
タルアミド、PES（ポリエーテルスルフォン）、PEI（ポ
リエーテルイミド）、PAEK（ポリアリルエーテルケト
ン）、PBA（ポリパラバニックアシド）、シリコン樹
脂、あるいはPTFE（ポリテトラフロロエチレン）等のフ
ッ素化樹脂、PFA（パーフロロアルコキシ）、FEP（フッ
素化エチレンプロピレン）、Amoco社から入手可能な液
晶樹脂（Xydar（登録商標））、その他これに類するも
の、およびその混合物が挙げられる。これらのプラスチ
ックにガラスまたは他の鉱物を充填することにより、熱
特性を変えずに機械的強度を高めることができる。好適
な実施例において、本プラスチックはポリフェニレンサ
ルファイド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリケト
ン、ポリフタルアミド、ポリエーテルエーテルケトン、
ポリエーテルスルフォン、およびポリエーテルイミド等
の優れた機械的強度を有する高温プラスチックから構成
される。また、適当な材料としてシリコンゴムも含まれ
る。

【００３２】本発明の実施例では、抵抗加熱層４０の厚
さは約０．１〜約１０ミル、望ましくは約０．５〜約５
ミル、特に望ましくは約１〜約５ミルである。フューザ
材は基体とその上のコーティングから構成されていてよ
い。基体がフィルム、ベルト、またはシートであって少
なくとももう一つの層がある実施例において、基体の厚
さは約０．５〜約５ミルである。インスタント・オン・
フューザ材のトナー放出層を含む上記構成の外層の厚さ
は約０．１〜約１０ミルであり、望ましくは約０．５〜
約５ミルである。

【００３３】抵抗加熱層４０が中間層であるインスタン
ト・オン構成において、抵抗加熱層の厚さは約０．１〜
約１０ミル、望ましくは約０．５〜約５ミルであり、ト
ナー放出層または外層の厚さは約０．１〜約１０ミル、
望ましくは約０．５〜約５ミルである。

【００３４】フューザ材はまた、接着層を含む１個以上
の、望ましくは約１〜約５個の中間層を含んでいてよ
い。本部材の求める特性と性能目的を得るために中間接
着層および／またはポリマー層を選択的に適用してもよ
い。接着性中間層は、例えば、エポキシ樹脂やポリシロ
キサンから選ばれてよい。好適な接着剤はTHIXON 403/4
04、Union Carbide A-1100、Dow TACTIX 740、Dow TACT
IX 741、およびDow TACTIX 742等の特許物質である。上
述の接着剤として特に望ましい薬品は、Dow H41であ
る。シリコン接着に望ましい接着剤はミシガン州ミッド
ランド48686のDow Corning社から入手可能なA4040シラ
ン、同等の接着剤／プライマーはDow Corning社のD.C.
1200とマサチューセッツ州レキシントンのGrace Specia
lty Polymers社のS-11シランである。過フッ化炭化水素
エラストマーの接着はペンシルべニア州エールのLord社
Coating and Lamination部門から入手可能なChemlok
（登録商標）5150を用いて達成される。

【００３５】ベルト、シートおよびフィルムを用いる本
実施例において、ベルトと接触しているローラの電極間
の抵抗は約３〜約２００オーム、望ましくは約４〜約５
０オームである。

【００３６】望ましくはフロオロエラストマーであるポ
リマーは、抵抗加熱層４０中に固体総量の約２０〜約８
０重量％存在し、望ましくは固体総量の約３０〜約７０
重量％存在する。複数の種類のカーボンブラックから構
成されるフィラー混合カーボンブラックの総量は、望ま
しくは固体総量の約８０〜約２０重量％存在し、望まし
くは固体総量の約７０〜約３０重量％存在する。ここで
言う固体総量は、ポリマー、カーボンブラックフィラー
全体、金属フィラーや追加物質が選択された場合はそれ
らも含めた総重量を指す。

【００３７】カーボンブラック以外の他のフィラーも抵
抗加熱層および他の任意の層に加えて拡散、含有されて
よい。適当なフィラーとして、酸化マグネシウム、酸化
すず、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ジリコニウ
ム、酸化バリウム、チアン酸バリウム、酸化珪素、二酸
化チタン等の金属酸化物、窒化珪素、窒化ホウ素等の窒
化物、炭化チタン、炭化タングステン、炭化ホウ素、炭
化珪素等の炭化物、ジルコン（ＺrＯ₂・Ａl₂Ｏ₃）、ス
ピネル（ＭgＯ・Ａl₂Ｏ₃）、ムライト（３Ａl₂Ｏ₃・２
ＳiＯ₂）、シリマナイト（Ａl₂Ｏ₃・ＳiＯ₂）等の金属
酸化物錯体、雲母、過フッ化炭化水素等の他の炭素、お
よびそれらの組み合わせが挙げられる。好適なフィラー
として過フッ化炭化水素および酸化アルミニウムがあ
る。任意に加えられたフィラーはポリマー／混合カーボ
ンブラックコーティング中に固体総量の約０．５〜約１
５重量％、望ましくは固体総量の約１〜約１０重量％存
在する。

【００３８】抵抗加熱層のバルク抵抗は約１０^-5から１
０³オーム-cm、望ましくは約１０^-4から１０¹オーム-c
m、特に望ましくは約１０^-3から１０^-1オーム-cmであ
る。

【００３９】ポリマー／混合カーボンブラック抵抗加熱
層の硬度は、望ましくは９０ ShoreA（ショアー硬さ）
より小さく、より望ましくは約４５〜約６５ ShoreA、
特に望ましくは約５０〜約６０ ShoreAである。

【００４０】約１〜約５以上の層からなるフィルムまた
はベルト構造内の要素の周囲は約３〜約１５０インチ、
望ましくは約５〜約５０インチ、特に望ましくは約１５
〜約４４インチである。フィルムまたはベルトの幅は約
８〜約６０インチ、望ましくは約８〜４８インチ、特に
望ましくは約８〜約２６インチである。フィルムは、エ
ンドレスで継ぎ目のあるフレキシブルベルト、または継
ぎ目のあるフレキシブルベルトであって場合によりパズ
ルカット継ぎ目を含むもの、であることが望ましい。そ
のようなベルトの例は、米国特許第５，４８７，７０７
号、５，５１４，４３６号および１９９４年８月２９日
受理の米国特許出願第０８／２９７，２０３号に記述さ
れている。強化シームレスベルトの製法は米国特許第
５，４０９，５５７号に記述されている。

【００４１】１個以上の層は基体の上に公知のコーティ
ング工程により沈着される。浸せき、非常に薄いフィル
ムの複数回の吹き付け塗布による吹き付け、鋳込み、流
し塗り、ウェブコーティング、ロールコーティング、押
し出し、鋳造等、基体フィルムの上に外層を形成する公
知の方法が用いられてよい。非常に薄いフィルムの複数
回の吹き付け塗布、ウェブコーティングや流し塗り等に
よる連続コーティングにより層を沈着させることが望ま
しい。

【００４２】ここで説明した静電写真コピー工程は公知
であり文書原本の光レンズコピー用に一般に用いられて
いる。また類似の工程が、例えば、潜像が変調されたレ
ーザー光線経由で光導電性表面上に形成されるデジタル
レーザー印刷、あるいは電子的に生成または記憶された
イメージに反応して電荷が電荷保持面上に沈積する粒子
線写真印刷と再現等、他の静電写真印刷用途に用いられ
ている。コーティングはそのような用途すべてについて
有用である。

【００４３】

【実施例】実施例１．フロオロエラストマーおよび単一
種類のカーボンブラックからなる抵抗加熱層 スチールショット約１，２００グラムを入れた小型の台
上アトリター（モデル０１Ａ）の中で黒鉛粉末（Aldric
h社製）約９．４グラムとVITON（登録商標）GF（DuPont
社製）約８．８グラムをメチルエチルブチルケトン（MI
BK）９６グラムとメチルエチルケトン（MEK）２４グラ
ムの混合溶媒中で混合した。混合物を約1時間摩滅させ
た。次に硬化剤パッケージ（DIAK ＩＩＩ０．３グラム
とMaglite-Y０．３グラム）を入れて得られる拡散物を
さらに約２０分間アトリター内で混合した。スチールシ
ョットをワイヤスクリーンでろ過した後、拡散物を８オ
ンスのポリプロピレン製ボトルに回収した。公知の吹き
付け塗布技術により拡散物をKAPTON（登録商標）（ポリ
イミド）基体に塗布した。塗布された層を０．５時間乾
燥し、２３５℃で約１８時間加熱硬化させた。その結
果、VITON（登録商標）GF中の黒鉛層総重量の５０％を
占める抵抗層が得られた。層の厚さは約１．５ミルであ
ることがわかった。

【００４４】続いて、調合された層を４．５インチ×９
インチの薄片に切り、導電性銀ペーストを電極として両
端に塗布する。Xerox 600T1616 RMSデジタルマルチメー
ターを用いて層の抵抗を測定すると約３５±２オームで
あった。電極を通して交流電流を流すことにより、層を
２５℃の室温から１７０℃まで加熱するのに要した時間
（以後ウォームアップ時間と呼ぶ）を測定した。Omega
CN76,000デジタル赤外熱コントローラを用いて加熱層の
温度を測定した。電流と抵抗の測定値から加えられた電
力を計算した。上述の層について、約６００ワットの電
力を加えた場合のウォームアップ時間は約６秒と測定さ
れた。調べた温度範囲内で層の抵抗は安定していること
がわかった。

【００４５】実施例２．フロオロエラストマーおよび混
合カーボンブラック／黒鉛（BLACK PEARL（登録商標）2
000とGraphite）からなる抵抗加熱層 VITON（登録商標）GFと黒鉛から構成される実施例１の
上記拡散物にいろいろな量のBLACK PEARL（登録商標）2
000（カーボンブラック）を加えた。混合物は８オンス
のポリプロピレン製ボトルに回収された。実施例１と同
様に公知の吹き付け塗布技術により拡散物をKAPTON（登
録商標）（ポリイミド）基体に塗布した。塗布された層
を０．５時間乾燥し、２３５℃で約１８時間加熱硬化さ
せた。その結果、厚さが約１．５ミルで、黒鉛（Aldric
h社製）および下記表１に示すようにBLACK PEARL（登録
商標）2000とVITON（登録商標）GFの量を変えた場合の
総重量の５０％を占める抵抗層が得られた。硬化剤の量
は層中で用いられたVITON（登録商標）GFの量に基づい
て調整した。抵抗値とウォームアップ時間は実施例１で
述べた手順により測定された。各データは下記表１に掲
載した。

【００４６】

【表１】 実験結果から、黒鉛／フロオロエラストマー層にBLACK
PEARL（登録商標）2000を加えると層抵抗が減少し、例
１に比べてウォームアップ時間が短縮されることがわか
る。

【００４７】実施例３．BLACK PEARL（登録商標）2000
のみを含むフロオロエラストマー層 実施例１で述べた手順によりBLACK PEARL（登録商標）2
000（Cabot社製）を重量で約１３％を含むVITON（登録
商標） GF層を調合した。厚さ約１．５ミルの層の抵抗
値（４．５”×９”）は約１２７０オームと測定され
た。電極を通して交流電流を３分間流しても層を１７０
℃まで加熱できなかった。

【００４８】実施例４．フロオロエラストマーおよび混
合カーボンブラック／黒鉛（BLACK PEARL（登録商標）2
000とGraphite FP428J）からなる抵抗加熱層 実施例２で述べた方式と手順を用いて抵抗加熱層の組を
調合した。その際、Aldrich社の合成黒鉛の代わりにGra
phite FP428Jを用いた点が異なる。これらの層の抵抗値
とウォームアップ時間を表２に掲載する。これらの層の
厚さは約１．５ミルと測定された。

【００４９】

【表２】 実施例５．フロオロエラストマーおよび混合カーボンブ
ラック／黒鉛からなり、厚さの異なる抵抗加熱層 実施例２および４で述べた黒鉛とBLACK PEARL（登録商
標）2000を用いて厚さの異なる抵抗加熱層を調合した。
これらの層のウォームアップ時間を表３に掲載する。

【００５０】

【表３】

【図面の簡単な説明】

【図１】 溶融機構を含む電子写真再現装置の概要図で
ある。

【図２】 フューザベルトおよび加圧ロール構造を含む
溶融装置の概要図である。

【図３】 注入ベルトを含む溶融装置の概要図である。

【図４】 インスタント・オン・フューザロールの概要
図である。

【図５】 単層構造を含む本発明の実施例を示す図であ
る。

【図６】 ポリマー／混合カーボンブラックの抵抗加熱
層が基体である二層構造を含む本発明の実施例を示す図
である。

【図７】 ポリマー／混合カーボンブラックの抵抗加熱
層を基体、中間層および外層として含む三層構造を含む
本発明の実施例を示す図である。

【図８】 ポリマー／混合カーボンブラックの抵抗加熱
層が基体の上方に位置づけられている二層構造を含む本
発明の実施例を示す図である。

【図９】 ポリマー／混合カーボンブラックの抵抗加熱
層が基体の上方および外部コーティングの下方に位置づ
けられている三層構造を含む本発明の実施例を示す図で
ある。

【符号の説明】

２４ フューザロール、４０ 抵抗加熱層、４１ 第一
黒鉛カーボンブラック、４２ 第二非黒鉛導電性カーボ
ンブラック、４３ 外部コーティング層、４５フィラ
ー、４６ 中空円筒形プラスティック芯（基体）４７
トナー放出層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード エル カールストン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター ローデン ポイント ロード 409 (72)発明者 ジェイムス エフ スミス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 オンタ リオ ファーナス ロード 7284 (72)発明者 コック イー ロウ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ペンフ ィールド ヴェイルウッド ラン 27 (72)発明者 キャオイン ユアン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 フェア ポート ブロードムーア ティーアール 63

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリマーと、複数種類のカーボンブラッ
   ク混合物と、を含んで構成される抵抗加熱層を有するフ
   ューザ材であって、 前記混合物は、第一カーボンブラックと、前記第一カー
   ボンブラックとは異なる種類の第二カーボンブラック
   と、を含んで構成されることを特徴とするフューザ材。
2. 【請求項２】 前記第一カーボンブラックは黒鉛であ
   り、前記第二カーボンブラックは黒鉛以外のカーボンブ
   ラックであることを特徴とする、請求項１に記載のフュ
   ーザ材。
3. 【請求項３】 前記第一カーボンブラックは粒子の大き
   さが約０．１ミクロン乃至約１００ミクロンの範囲であ
   り、前記第二カーボンブラックは粒子の大きさが約１０
   ナノメートル乃至約８０ナノメートルの範囲であること
   を特徴とする、請求項１又は２に記載のフューザ材。