JP2525258B2

JP2525258B2 - 画像定着装置

Info

Publication number: JP2525258B2
Application number: JP1309960A
Authority: JP
Inventors: 健校條; 正明桜井; 達夫竹内
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-11-29
Filing date: 1989-11-29
Publication date: 1996-08-14
Anticipated expiration: 2011-08-14
Also published as: JPH03168787A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、画像形成装置において、転写材上に転写し
たトナー像を定着するための画像定着装置に関する。

従来の技術画像形成装置において転写材上に転写した未定着のト
ナー像は、同装置内に設置された画像定着装置によって
定着されている。

画像定着装置は、第３図に示すように、定着ローラ１
と、これに相対する加圧ローラ２と、定着ローラ１に離
型剤のシリコーンオイルを塗布する離型剤塗布手段３
と、定着ローラ１をクリーニングするクリーニング手段
４とを備えてなっている。

定着ローラ１は、アルミ製の芯金５上にHTV（高温加
硫型）シリコーンゴム層６を3mm厚に被覆して、外径40m
mφに形成されている。

加圧ローラ２は、アルミ製の芯金８上に1mm厚のHTVシ
リコーンゴム層を被覆し、その表面にフッ素樹脂樹脂層
９を構成してなっており、同様に外径が40mmφとされて
いる。

定着ローラ１の芯金５および加圧ローラ２の芯金８内
には、それぞれ加熱源のハロゲンヒータ７、11が配設さ
れ、加圧ローラ２の温度をこれに当接したサーミスタ12
aで検知して、温度制御装置12によりハロゲンヒータ
７、11をオンオフ制御し、定着ローラ１および加圧ロー
ラ２の温度を約170℃に一定に維持するようになってい
る。

離型剤塗布手段３は、容器13内に収容したシリコーン
オイル14として粘度300CSのジメチルシリコーンオイル
を、上下の供給ローラ15A、15Bで汲み上げて、定着ロー
ラ１のシリコーンゴム層６に塗布するようになってい
る。ゴム層６へのシリコーンオイル14の塗布量は、上の
供給ローラ15Aへ当接させた塗布量調整ブレード10によ
り調整される。

クリーニング手段４は、定着ローラ１のシリコーンゴ
ム層６にオフセットしたトナーを除去する。

未定着のトナー像Ｔを担持した転写材としての転写紙
Ｐは、図示しない搬送装置により矢印ａの方向に搬送し
て、その転写紙Ｐを図示しない駆動装置により矢印ｂの
方向に回転される定着ローラ１と加圧ローラ２とで挟持
しながら通過させることにより、ローラ１、２間の熱お
よび圧力でトナーを溶かして、トナー像Ｔが転写紙Ｐ上
に定着される。

しかし、このような画像定着装置での定着では、次ぎ
のような不具合が発生することが判った。

即ち、定着ローラ１のシリコーンゴム層６上に塗布さ
れる離型剤のジメチルシリコーンオイル14は、定着時に
トナーおよび転写紙Ｐに転移して、トナー像Ｔの転写紙
Ｐへの定着が行なわれるが、このシリコーンオイル14が
かなりな量で定着ローラ１上に残留し、時間の経過と共
にシリコーンゴム層６内に侵入する。

このようなシリコーンゴム層６内へのシリコーンオイ
ル14の侵入の現象は、定着ローラ１が加熱されたとき、
回転されたときおよび回転によりシリコーンゴム層６が
加圧ローラ２からストレスの受けるときに、更に助長さ
れる。

シリコーンゴム層６内へ侵入したシリコーンオイル14
は、熱、圧力によりゴム層６を構成するHTVシリコーン
ゴムの熱分解を助長する。そしてこの状態が長く続く
と、シリコーンゴム層６は熱分解が進んで硬度低下を起
こし、更にゴム層６がシリコーンオイル14により膨潤
し、最終的にHTVシリコーンゴムの化学結合が外れて、
ゴムがちぎれる状態が起こる。その結果、シリコーンゴ
ム層６が定着ローラ１より剥れてしまう現象が生じる。

このような現象は、特にシリコーンゴム層６のアルミ
製の芯金５に近いところで発生し易い。これは、シリコ
ーンゴム層６の中で芯金５に近いところが特に高温で、
ゴムの分解が大きく進むためと考えられる。例えばHTV
シリコーンゴムの熱伝導率を1.0×10^-3cal/cm・sec・de
gのような高いものにしても、芯金５の近傍の温度は、
外気温やヒータ７の熱量、ローラ１の回転等の条件で変
化はするが、表面温度が170℃のとき200℃近くになって
いることがある。

このことは、HTVシリコーンゴムに限るものではな
く、ジメチルシリコーンゴムやメチルビニルシリコーン
ゴムなどのRTV（室温加硫型）シリコーンゴム、LTV（低
温加硫型）シリコーンゴムでも、同様な現象が生じる。

以上の現象は、画像定着装置の加熱を伴なう使用時間
に依存するが、発生するまでの時間は、シリコーンゴム
層６を構成するゴムの種類やシリコーンオイル14の粘
度、塗布量、或いは定着ローラ１の加熱時間、加圧条
件、回転条件によりある程度変わるものの、それほど大
差はない。

以上のようなことから、定着ローラのゴム層を構成す
るHTVシリコーンゴムなどがシリコーンオイルにより膨
潤しないようにするために、定着ローラのシリコーンゴ
ム層の中間にフッ素ゴム、フッ素樹脂、フルオロシリコ
ーンゴムによるオイルバリヤー層を設けることが、従来
から提案されている（特公昭54−41330号、特公昭54−4
1331号）。

また定着ローラのゴム層の下層を、膨潤しにくいゴム
を混在させて構成することが提案されている（特公昭54
−41332号、特公昭57−46068号、特公昭−21860号）。

しかし、上記提案では、定着ローラの表層にオフセッ
ト防止層を設けるために、定着ローラのゴム層の構成が
２〜４層というように複雑になり、定着ローラのコスト
が高くなる上、各ゴム層の接着が難しいことから、定着
ローラの使用中に各ゴム層間での剥れが発生する欠点が
ある。また定着ローラのゴム層の下層に膨潤しにくいゴ
ムを持ってきても、上記のゴムが剥れる現象は完全には
防止できず、次第にゴム中にはシリコーオイルが侵入し
て来て、その結果遠からずゴムが破壊することを招く。

発明が解決しようとする課題別の方法として、特公昭54−26373号には、定着ロー
ラ等のゴム層を構成するシリコーンゴムの種類と、塗布
するシリコーンオイルの種類とをそれぞれ選択して、ゴ
ム層が膨潤しないか、膨潤しても僅かにすることができ
るよう、シリコーンゴムとシリコーンオイルとを組み合
わせることが提案されている。

上記提案では、シリコーンオイルとして、クロル系、
脂肪酸変性系、ニトリル系またはフロル系のものを使用
し、シリコーンゴムとして、メチル系、メチルビニル系
またフェニル系のものを使用する。或いはシリコーンオ
イルとして、メチル系、フェニル系、メチル水素系、メ
チルフェニル系、ジメチルフェニル系、クロル系、脂肪
酸変性系、ニトリル系またはフロル系ものを使用し、シ
リコーンゴムとして、ニトリル系またはフロル系のもの
を使用する（但し、シリコーンオイルとしてニトリル系
またはフロル系のものを用いた場合は、同系のシリコー
ンゴムは除く）。以上のシリコーンオイルとシリコーン
ゴムとの組合せにより、定着ローラ等のゴム層を構成す
るシリコーンゴムのシリコーンオイルによる膨潤を防止
するとしている。

次ぎの第１表は、上記提案からの組合わせの一部の抜
粋である。これによると、シリコーンゴムにメチル系、
メチルビニル系、フエニル系のものを使用、シリコーン
オイルにメチル系、フェニル系のものを使用した場合に
は、ゴムに膨潤が起こるので、これらの組合せは好まし
くないとされている。

しかし、本発明者等は、上記第１表に示される組合せ
でも、次ぎのようにすることによって、オイルによりゴ
ムを膨潤させないようにすることができるものがあるの
を見出した。

それは、定着ローラを構成するシリコーンゴムとして
メチル系またはメチルビニル系のものを使用し、定着ロ
ーラに塗布するシリコーンオイルとしてフェニル系のも
のを使用し、そしてそのシリコーンゴム中にあらかじめ
ジメチルシリコーンオイルを含有させておけば、シリコ
ーンゴム中にシリコーンオイルが殆ど侵入せず、オイル
によってゴムが膨潤するのを防止できるということであ
る。

従って本発明の目的は、定着ローラを構成するシリコ
ーンゴムにシリコーンオイルによる膨潤を防止して、良
好な定着を行なうことを可能とした画像定着装置を提供
することである。

課題を解決するための手段上記目的は本発明に係る画像定着装置にて達成され
る。要約すれば本発明は、予めジメチルシリコーンオイ
ルを含有したメチル系又はメチルビニル系のシリコーン
ゴムを有する定着ローラと、この定着ローラにシリコー
ンオイルを塗布するオイル塗布手段と、を有し、前記定
着ローラにより未定着像を記録材上に定着する画像定着
装置において、前記オイル塗布手段により塗布されるシリコーンオイ
ルは、フェニル基のモル数が5mol％以上のフェニル系の
シリコーンオイルであることを特徴とする画像定着装置
である。

実施例以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

上述したように、本発明者等は、定着ローラを構成す
るシリコーンゴムとしてメチル系またはメチルビニル系
のものを使用し、定着ローラに塗布するシリコーンオイ
ルしてフェニル系のものを使用し、そしてそのゴム中に
あらかじめジメチルシリコーンオイルを含有させておけ
ば、ゴム中にシリコーンオイルが殆ど侵入せず、オイル
によってゴムが膨潤するのを防止できることを見出し
た。

本発明は、上記知見に基づき得られたものである。

以下に、本発明者等が行なった実験に基づき本発明を
説明する。

実験メチル系およびメチルビニル系のシリコーンゴムを、
従来公知の方法またはゴムメーカー推奨の方法にて硬化
し、それぞれ高さ2mm、横20、縦10mmのゴム片を作成
し、これらのゴム片をそのまま、メチルフェニルシリコ
ーンオイルを200℃に加熱したオイルバス中に浸漬し
た。

一方、ゴム片を上記のオイルバスに浸漬する前に、一
旦ジメチルシリコーンオイルを200℃に加熱したオイル
バス中８時間浸漬して、ゴム片中にジメチルシリコーオ
イルを含浸させ、オイル含浸タイプのゴム片を作成し、
その後このゴム片を上記と同様にメチルフェニルシリコ
ーンオイルのバス中に浸漬した。

そして以上のオイル含浸あり及びなしのゴム片のメチ
ルフェニルシリコーンオイルに対する飽和膨潤量を測定
した。

使用したゴムは、メチル系シリコーンゴムとして東レ
（株）製のSH9551を、メチルビニル系シリコーンゴムと
して東芝（株）製のTSE3453を用いた。ジメチルシリコ
ーンオイルには、信越化学（株）製のKF96 100csを、
メチルフェニルシリコーンオイルには、信越化学（株）
製のKF54 450csを使用した。

SH9551およびTSE3453からなる両ゴム片共、シメチル
シリコーンオイルへの浸漬により、重量増加で約20％の
オイルが含浸した。

オイル含浸あり及びなしのゴム片のメチルフェニルシ
リコーンオイルに対する飽和膨潤量の測定結果は、次ぎ
のようになった。

SH9551（オイル含浸なし）：＋10％ SH9551（オイル含浸あり）：−10％ TSE3453（オイル含浸なし）：＋15％ TSE3453（オイル含浸あり）：−15％以上のように、メチル系（SH9551）、メチルビニル系
（TES3453）シリコーンゴムとも、ジメチルシリコーン
オイルを予め含浸することによって、メチルフェニルシ
リコーンオイルに対し膨潤するゴムから膨潤しないゴム
になる。

その理由の一つは、予め含浸することにより既にシリ
コーンゴム中に入っているジメチルシリコーンオイル
が、外部よりゴム中に入ろうとするフェニルシリコーン
オイルに対してバリヤーの役目を果たして、フェニルシ
リコーンオイルがゴム中に入るのを阻止し、その効果が
大であることである。

またシリコーンゴム中の予め含浸したジメチルシリコ
ーンオイル、そのオイルの低分子分及びゴムの低分子分
がゴムの外にしみ出して、ゴムが減量すること、及び／
又は加熱によりゴムが減量することから、フェニルシコ
ーンオイルが侵入することによるゴムの膨潤がなくなる
ことも考えられる。

従来、メチルシリコーンオイルとメチルフェニルシリ
コーンオイルとは、メチルフェニルシリコーンオイルの
フェニル基のモル数が15％を上回ると相溶性がないとさ
れているが、本発明では、単にこの相溶性がないことを
利用しているのではなく、ジメチルシリコーンゴム中に
ジメチルシリコーンオイルを存在させることにより、ゴ
ム中にメチルフェニルシリコーンオイルが入らなくなる
という新たな効果を生み出して、これを利用しているの
である。

即ち、単に相溶性がないだけでは、ゴム中にメチルフ
ェニルシリコーンオイルが入りつつ、これがゴム中のジ
メチルシリコーンオイルと混ざらないことが考えられる
だけであるが、上述したように、本発明では、メチルフ
ェニルシリコーオイルによるゴムの膨潤が起こらず、オ
イルバリヤーとしての効果が得られており、この点で従
来と大きく異なる現象を利用していることになる。

以上のように、シリコーンゴム中に予めジメチルシリ
コーンオイルを含浸させておくことで、メチルフェニル
シリコーンオイルに対するゴムの膨潤をコントロールで
き、膨潤をなくすことができる。

但し、メチルフェニルシリコーンオイルの条件とし
て、フェニル基のモル数が一つのファクターとなる。即
ち、メチルフェニルシリコーンオイルのフェニル基のモ
ル数が5mol％を下回ると、ジメチルシリコーンを予め含
浸させたことによるゴムのメチルフェニルシリコーンオ
イルに対する膨潤防止効果が少なくなる。これは、メチ
ルフェニルシリコーンオイルのフェニル基のモル数が5m
ol％を下回ると、メチルフェニルシリコーンオイルの物
性がジメチルシリコーンオイルと殆ど同等になるため、
メチルフェニルシリコーンオイルがゴムに侵入し易くな
り、ゴムを膨潤させずらい効果が薄れるためである。

従ってメチルフェニルシリコーンオイルのフェニル基
のモル数は、5mol％以上であることが必要である。

またメチルフェニルシリコーンオイルの粘度は、画像
形成装置で一般的に使用される10〜10000cs程度であれ
ば問題がない。

一方、シリコーンゴムに予め含浸させるジメチルシリ
コーンオイルの粘度としては、同様に、画像形成装置で
一般的に使用される10〜1000cs程度ならば問題がない
が、低粘度の方が適度にゴム中に侵入し易くなるので、
好ましくは50〜1000cs位が良い。

更に好ましくは、シリコーンゴムに予め含浸させるジ
メチルシリコーンオイルの粘度は、ゴムに外部から供
給、塗布されるメチルフェニルシリコーンオイルの粘度
よりも低くする方が良い。これは、シリコーンゴムに予
め含浸させるジメチルシリコーンオイルの粘度を、メチ
ルフェニルシリコーンオイルの粘度よりも低くすると、
先に述べたジメチルシリコーンオイルがゴムの外部にし
み出す作用を助長するためである。これにより、シリコ
ーンゴム内部からのジメチルシリコーンオイルによる離
型およびバリヤー効果が促進される。

以上では、シリコーンゴムをジメチルシリコーンオイ
ル中に浸漬することにより、ゴムにジメチルシリコーン
オイルを外添、含浸して含有させたさせたが、別法とし
て、シリコーンゴムの配合中にジメチルシリコーンオイ
ルを内添して含有させても、同様の効果を奏した。

即ち、ジメチルシリコーンゴム（東芝（株）製SH955
1）を用い、その配合の混練時に、これにジメチルシリ
コーンオイル（信越化学（株）製KF96 100cs）を約５
％混合、内添して含有させ、このゴムを定着ローラに硬
化、成形した。そして定着ローラにメチルフェニルシリ
コーンオイルを供給しながら、定着ローラを加熱使用し
たところ、メチルフェニルシリコーンオイルがゴム中に
侵入することがなく、ゴムのオイル膨潤が起こらず、ゴ
ムの熱分解、芯金からの剥離が起こらない良好な結果を
得ることができた。

以上のように、ジメチルシリコーンオイルは、ゴム成
形後に外添、含浸することにより含有させても、ゴムの
配合中に内添することにより含有させても良い。

ゴムに含有させるジメチルシリコーンオイルの量は、
ゴム重量に対し１％以上あれば、本発明の効果を得るこ
とができる。但し、余りに多量のジメチルシリコーンオ
イルを外添または内添により含有させると、ゴム自体の
物性、強度が低下し、定着ローラとして使用する上で好
ましくなくるため、その具体的量は定着装置によって適
宜選択すべきであるが、一般に１〜50％が好ましい。

定着ローラに用いるシリコーンゴムとしては、好まし
くは架橋密度が高いものが望ましい。これは、シリコー
ンオイル中に存在するジメチルシリコーンオイルによっ
てフェニルシリコーンオイルに対するバリヤー効果は十
分あるものの、更にフェニルシリコーオイルがゴム中に
侵入して来ることを抑止するには、ゴムの架橋密度が高
い法が良いからである。更に好ましくは、シリコーンゴ
ム中の充填剤量が多い方が、上記と同様の効果が増すの
で良い。但し、この充填剤量が余りに多いと、定着ロー
ラの離型性が低下するので、その量は離型性とゴムの膨
潤度合いとの兼ね合いで適宜決定すべきである。

次ぎに、本発明の画像定着装置を備えた画像形成装置
について説明する。

第１図は、本発明の画像定着装置を備えた、カラー画
像の形成可能な電子写真式画像形成装置の一実施例を示
す構成図である。

本画像形成装置は、第１図に示すように、装置本体10
0の一側（第１図右側）から装置本体100の略中央部に亘
って設けられた転写材搬送系Ｉと、装置本体100の略中
央部に、転写材搬送系Ｉを構成している矢印の向きに回
転可能な転写ドラム18に近接して設けられた潜像形成部
IIと、装置本体100の他側に潜像形成部IIに近接して配
置された現像手段、即ち回転式現像装置IIIとから、基
本的に構成されている。

転写材搬送系Ｉは、装置本体100の一側（第１図右
側）に形成されている開口部に対して着脱自在な転写材
供給用トレイ101、102と、これらトレイ101、102の略直
上に配設された給紙用ローラ103、104と、これらローラ
103、104に近接して配設されたその両端に給紙ローラ10
6、107を備える給紙ガイド24aおよびこれに続く給紙ガ
イド24bと、転写ドラム18の周囲に回転方向にその下端
部から上端部にかけて順に設けられた転写材当接用ロー
ラ17、グリッパ16、転写材分離用帯電器22および分離爪
20と、転写ドラム18の内側に配設された転写帯電器19お
よび転写材分離用帯電器23と、給紙ガイド24aの上方に
前記分離爪20に近接して設けられた搬送ベルト手段25
と、該手段25の搬送方向終端部の延長上に装置本体100
外へと延在させて設けられた、装置本体100に着脱自在
な転写在排出用トレイ27と、これら搬送ベルト手段25と
排出用トレイ27との間に配設された本発明に係る画像定
着装置26とからなっている。

潜像形成部IIは、転写ドラム18の略上端上にこれと当
接させて配設された矢印の向きに回転可能な像担持体、
即ち感光体ドラム32と、該ドラム32の周囲に回転方向に
その上端から側端にかけて設けられた除電用帯電器30、
クリーニング手段31、一次帯電器33および感光体ドラム
32の外周面上に静電潜像を形成するためのレーザビーム
のごとき像露光手段と、ポリゴンミラーのごとき像露光
反射手段とを具備している。

回転式現像装置IIIは、回転自在な筺体からなる回転
体34と、回転体34に搭載された、感光体ドラム32の外周
面と対向する位置で静電潜像を可視化、即ち現像するよ
うに構成されているイエロー現像器34Y、マゼンタ現像
器34M、シアン現像器34Cおよびブラック現像器34BKを有
している。

上記構成の画像形成装置全体のシーケンスについて、
フルカラーモードの場合を例に採って簡単に説明する
と、次の通りである。

即ち、感光体ドラム32が第１図に図示する矢印の向き
に回転し、ドラム32上の感光層が一次帯電器33によって
均等に帯電されると、原稿のイエロー画像信号にて変調
されたレーザ光Ｅにより画像の露光が行なわれ、感光体
ドラム32上にイエロー画像の静電潜像が形成される。こ
のイエロー画像の静電潜像は、現像装置IIIの回転体34
の回転により予め現像位置に定置されたイエロー現像器
34Yによって現像される。

一方、給紙ガイド24a、給紙ローラ106、給紙ガイド24
bを経由して搬送されてきた転写材（図示せず）は、所
定のタイミングでグリッパ16により保持され、当接用ロ
ーラ17およびこれと対向している電極によって静電的に
転写ドラム18に巻き付けられる。転写ドラム18は、感光
体ドラム32と同期して第１図に図示する矢印の方向に回
転しており、イエロー現像器34Yで現像された可視画像
は、感光体ドラム32の外周面と転写ドラム18の外周面と
が当接している部位にて転写帯電器19により転写され
る。転写ドラム18は、そのまま回転を継続し、次の色
（第１図においてはマゼンタ）の転写に備える。

他方、感光体ドラム32は、除電用帯電器30により除電
され、クリーニング手段31によってクリーニングされた
後、再び一時帯電器33により帯電され、次のマゼンダ画
像信号により前記のような像露光を受ける。現像装置II
Iは、感光体ドラム32上に前記の像露光によってマゼン
タ画像信号による静電潜像が形成される間に回転して、
マゼンタ現像器34Mを現像位置に定置せしめ、所定のマ
ゼンタ現像を行なう。引き続いて、上述したプロセスを
それぞれシアン色およびブラック色に対しても実施し、
４色分の転写が終了すると、転写材上に形成された４色
の可視画像は各帯電器22、23により除電され、グリッパ
16による転写材の把持が解除されると共に、該転写材は
分離爪24によって転写ドラム18から分離され、搬送ベル
ト手段25で画像定着装置26に送られ、そこで熱と圧力と
により混色及び定着されて、一連のフルカラープリント
のシーケンスが終了し、所要のフルカラープリント画像
が形成されたこととなる。

次に、本画像形成装置に使用する現像剤について説明
する。

カラーの画像形成装置で使用する現像剤のカラートナ
ーは、熱を加えた際の溶融性、混色性が良いことが必要
であり、軟化点が低く且つ溶融粘度の低いシャープメル
ト性のトナーを使用することが好ましい。即ち、こうし
たシャープメルト性トナーを使用することにより、複写
物の色の再現範囲を広め、原稿像に忠実なカラーコピー
を得ることができる。

このようなシャープメルト性トナーは、例えばポリエ
ステル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、着色剤（染料、
昇華染料）、荷電制御剤等を溶融混練し、粉砕し、分級
して製造される。必要に応じ、トナーに各種の外添剤を
添加することができる。

カラートナーの定着性、シャープメルト性を考慮する
と、結着樹脂としてシャープメルト性ポリエステル樹脂
を使用したものが特に好ましい。シャープメルト性ポリ
エステル樹脂は、ジオール化合物とジカルボン酸とから
合成される分子の主鎖にエステル結合を有する高分子化
合物である。本画像形成装置で使用するシャープメルト
性のカラートナーは、シャープメルト性ポリエステル樹
脂の軟化点が60〜150℃、好ましくは80〜120℃のものが
良い。

このシャープメルト性カラートナーの軟化特性を第２
図に示す。

第２図は、フローテスターCFT−500形（島津製作所
製）を使用し、ダイ（ノズル）の直径0.5mm、厚み1.0mm
として50kgの荷重を加え、初期設定温度80℃で予熱時間
300秒の後、５℃／分の速度で等速昇温したときに描か
れるトナーのプランジャー降下量−温度曲線（以下、軟
化Ｓ字曲線という）を求めたものである。試料となるカ
ラートナーは精製した微粉末のものを１〜3g用い、プラ
ンジャーは断面積1.0cm²のものを使用した。

カラートナーの軟化Ｓ字曲線は、第２図に示したよう
なカーブとなる。即ち、等速昇温させるに従い、トナー
は徐々に加熱され流出が開始される（プランジャー降下
Ａ→Ｂ）。さらに昇温すると溶融状態となったトナーは
大きく流出し（Ｂ→Ｃ→Ｄ）、プランジャー降下が停止
する（Ｄ→Ｅ）。

Ｓ字曲線の高さはトナーの全流出量を示し、H/2のＣ
点に対応する温度Toはそのトナーの軟化点を示す。

このようなカラートナーを与えるシャープメルト性樹
脂とは、溶融温度が10⁵cpを示すときの温度をT₁、５×1
0⁴cpを示すときの温度をT₂としたとき、T₁＝90〜150
℃、｜ΔT|＝|T₁−T₂|＝５〜30℃の条件を満たす樹脂の
ことをいう。

上記のような温度−溶融粘度特性を有するシャープメ
ルト性樹脂は、加熱されることにより極めてシャープに
粘度低下を起こすことが特徴である。この粘度低下が、
カラートナー層の最上部トナー層と最下部トナー層との
適度な混合を生じせしめ、更にトナー層自体の透明性を
急激に増加させ、良好な滅色混合を起こさせるものであ
る。このような樹脂を用いたシャープメルト性カラート
ナーは、親和力が大きく、定着ローラにオフセットし易
い。

次に、本発明の画像定着装置について説明する。

第３図は、本発明の画像定着装置の一実施例を示す概
略構成図である。

本画像定着装置26は、第３図に示すように、定着ロー
ラ１と、これに相対する加圧ローラと、定着ローラ１に
離型剤のシリコーンオイルを塗布する離型剤塗布手段３
と、定着ローラ１をクリーニングするクリーニング手段
４とを備えてなっている。

定着ローラ１は、アルミ製の芯金５上にシリコーンゴ
ム層６を被覆してなっており、外径40mmφとされてい
る。上記シリコーンゴム層６については後述する。

加圧ローラ２は、アルミ製の芯金８上に1mm厚のHTV
（高温加硫型）シリコーンゴム層を被覆し、その表面に
フッ素樹脂層９を形成してなっており、同様に外径40mm
φとされている。

離型剤塗布手段３は、容器13内に収容したシリコーン
オイル４として粘度300CSのジメチルシリコーンオイル
を、上下の供給ローラ15A、15Bで汲み上げて、定着ロー
ラ１のシリコーンゴム層６に塗布するようになってい
る。ゴム層６へのシリコーンオイル14の塗布量は、上の
供給ローラ15Aへ当接させた塗布量調整ブレード10によ
り調整される。

本実施例によれば、定着ローラ１は、ゴム層６にジメ
チルシリコーンゴム（東レ（株）製SH9551）を使用し、
ゴムローラとして硬化後、これをジメチルシリコーンオ
イル（信越化学（株）製KF96 100cs）の200℃のオイル
バス中に浸漬し、ゴム中にジメチルシリコーンオイルを
含浸し予め含有させた。ゴムへのオイルの含有によっ
て、定着ローラ１は数％の重量増加が認められた。

通常、カラートナー像を定着する場合、定着ローラ１
のゴム層６に離型剤としてのシリコーンオイルを多量に
塗布しなければならないが、本実施例では、後述するオ
イル塗布量測定方法で測定して、転写紙A41枚当たりに
換算して0.08gのメチルフェニルシリコーンオイルを塗
布している。

以上の条件で、画像定着装置26によりトナー像の定着
を行なったところ、定着ローラ１を１年間加熱使用して
も、シリコーンオイルによるシリコーンゴム層６の膨
潤、ゴム層６のゴム破壊等が起こらず、良好な結果が得
られた。

このように、本発明では、ゴム層６を構成するシリコ
ーンゴムとしてメチル系またはメチルビニル系のシリコ
ーンゴムを、ゴム層６に塗布する離型剤をシリコーンオ
イルとしてフェニル系シリコーンオイルを選択して、組
合せ、且つゴム中に予めジメチルシリコーンオイルを含
有させたことにより、離型剤のフェニル系シリコーンオ
イルによる離型効果と、ゴム中から滲み出すジメチルシ
リコーンオイルまたはその低分子分によるゴム内面から
の離型効果とが得られ、定着ローラ１を高寿命、高離型
性とすることができるものである。

またゴム中にシリコーンオイル侵入しないことによ
り、定着ローラ１の膨潤による変形および内側からの加
熱によるゴムの熱分解、破壊が起こらないようにするこ
とができるものである。

従来は、ジメチルシリコーンオイルを予め含有させて
いないゴムを使用しているため、定着ローラを加熱使用
すると、２ヶ月でゴムのオイル膨潤が起こって、硬度の
低下を起こし、また熱でゴムが破壊し、芯金から剥離し
てしまう結果になっている。

以上から明らかなように、本発明は、剥離性を得るた
めにシリコーンオイルを定着ローラに塗布する画像定着
装置、特に多量に塗布するカラー画像形成装置における
定着装置に好適である。

本実施例では、定着ローラ１へのシリコーンオイルの
塗布量を転写紙A41枚あたりに換算して0.08g/A4とした
場合を示したが、塗布量が0.001g/A4以上ならば有効で
ある。

シリコーンオイルの塗布量は、次ぎのようにして求め
る。

即ち、A4サイズの白紙50枚の重量をA₁（ｇ）とし、こ
の白紙上への画像の転写もせず、定着ローラのゴム層へ
のシリコーンオイルの塗布もせずに、定着ローラと加圧
ローラとの間を通紙した後の白紙50枚の重量をＢ（ｇ）
とし、同様に別のA4サイズの白紙50枚の重量をA₂（ｇ）
とし、この白紙上への画像の転写をしないが、定着ロー
ラのゴム層へのシリコーンオイルの塗布は行なって、定
着ローラと加圧ローラとの間を通紙した後の白紙50枚の
重量Ｃ（ｇ）とすると、A4サイズの白紙１枚当たりのシ
リコンオイルの塗布量Ｘ（ｇ）は、次式のように求めら
れる。

Ｘ＝（Ｃ＋A₁−Ｂ−A₂）/50 本発明において、定着ローラ１のゴム層６を構成する
シリコーンゴムは、メチル系、メチルビニル系のいずれ
でも効果はあるが、このうち特に離型性の高いメチル系
RTV（室温加硫型）シリコーンゴムが好ましい。これ
は、RTV以外の他の型のシリコーンゴムでも、メチルフ
ェニルシリコーンオイルの塗布によってトナー像との剥
離性が得られるが、定着時にトナーが定着ローラに転移
するオフセット現象を考慮すると、オフセットするまで
の定着ローラの使用寿命を長くさせることができる点か
ら、メチル系RTVシリコーンゴムが好ましいからであ
る。

同様に、メチルフェニルシリコーンオイルに対する耐
膨潤性を考慮すると、付加タイプのメチル系RTVシリコ
ーンゴムよりも、縮合タイプのメチルRTVシリコーンゴ
ムの方が高いので好ましい。これは確実ではないが、付
加タイプの架橋構造が、〜Si−CH₂−CH₂−Si〜であるのに対し、縮合タイプの架橋構造が、〜Si−Ｏ−Si〜のように異なっており、このような架橋構造の違いによ
りメチルフェニルシリコーンオイルとの相互作用に差が
生じて、シリコーンオイルに対する耐膨潤性が縮合タイ
プの方が高くなるものと考えられる。

発明の効果以上説明したように、本発明の画像定着装置は、シリ
コーンゴムとしてメチル系またはメチルビニル系のシリ
コーンゴムを用いて定着ローラを形成すると共に、シリ
コーンゴムに予めジメチルシリコーンオイルを含有さ
せ、そして定着ローラにシリコーンオイルとしてフェニ
ル基のモル数が5mol％以上のフェニル系のシリコーンオ
イルを塗布するようにしたので、定着ローラのシリコー
ンゴムがシリコーンオイルにより膨潤するのを防ぎ、ゴ
ムの硬度低下、熱分解、芯金からの剥離が発生するのを
防止して、良好な定着を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の画像定着装置を備えた画像形成装置
の一実施例を示す構成図である。第２図は、第１図の画像形成装置で使用されるシャープ
メルト性カラートナーの軟化特性を示すグラフである。第３図は、本発明の画像定着装置の一実施例を示す概略
構成図である。 1:定着ローラ 2:加圧ローラ 3:離型剤塗布手段 6:シリコーンゴム層 9:フッ素樹脂層 18:転写ドラム 26:画像定着装置 32:感光体ドラム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭52−104238（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−135977（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−18544（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】予めジメチルシリコーンオイルを含有した
メチル系又はメチルビニル系のシリコーンゴムを有する
定着ローラと、この定着ローラにシリコーンオイルを塗
布するオイル塗布手段と、を有し、前記定着ローラによ
り未定着像を記録材上に定着する画像定着装置におい
て、前記オイル塗布手段により塗布されるシリコーンオイル
は、フェニル基のモル数が5mol％以上のフェニル系のシ
リコーンオイルであることを特徴とする画像定着装置。