JPH0540431A

JPH0540431A - 定着装置

Info

Publication number: JPH0540431A
Application number: JP21933291A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Nami; 泰夫浪; Takeshi Menjo; 健校條; Kazuo Kishino; 一夫岸野; Hideo Kawamoto; 英雄川元
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-08-06
Filing date: 1991-08-06
Publication date: 1993-02-19

Abstract

(57)【要約】【目的】定着ローラ及び加圧ローラからなる１対のロ
ーラなど、トナー像の定着に用いる１対の弾性体のうち
の少なくともトナー像と接する側の弾性体の離型性及び
耐熱性、耐摩耗性を向上して、長期間に亙ってトナー像
を安定して定着することを可能とした定着装置を提供す
ることである。【構成】記録材１４上のトナー１３像に接する側の定
着ローラ１の外層６を、粘度が８万ポイズ以上の末端ビ
ニル基封鎖の直鎖状ポリジメチルシロキサンと、補強性
無機粉体とを少なくとも有するポリシロキサン混合物を
硬化してなる付加型シリコーンゴムで形成した。【効果】上記の特定の付加型シリコーンゴムで定着ロ
ーラ１の外層６を形成したので、定着ローラ１の離型性
及び耐摩耗性等が向上し、目的の性能の定着装置が得ら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機及びレーザビー
ムプリンター等の電子写真方式の画像形成装置に使用す
る定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機及びレーザビームプリンター等の
電子写真方式の画像形成装置においては、電子写真方式
を利用して像担持体上にトナー像を形成し、そのトナー
像を記録材上に転写し、トナー像を転写した記録材を定
着装置の１対のローラで挟持して、未定着のトナー像を
加熱、加圧することにより、トナー像を記録材上に定着
して永久像とすることを行なっている。

【０００３】このような定着装置に使用されるローラ
は、フッ素系樹脂或いはシリコーンゴム等の離型性が良
く、耐熱性、耐摩耗性に富んだ材料を被覆して、その外
層を形成している。

【０００４】電子写真方式の画像形成装置が画質を重視
する場合は、シリコーンゴムをローラの外層に採用する
ことが多い。このシリコーンゴムは離型性がフッ素樹脂
に比べてやや劣るが、離型剤としてシリコーンオイルを
塗布するとフッ素樹脂よりも離型性が向上するようにな
る。このようなことからシリコーンゴムの離型性及び耐
久性を向上させる研究がなされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】例えば特開昭６１−１
４４６７５号公報には、分子量２万〜２０万の末端ビニ
ル基封鎖の直鎖状ポリジメチルシロキサンからなる付加
型シリコーンゴムは、良好な離型性を示すことが開示さ
れている。同公報によれば、両末端ビニル基の直鎖状ジ
メチルポリシロキサンの分子量が大きくなれば、それに
従いシリコーンゴムの離型性も向上すると述べられてい
る。

【０００６】しかしながら、上記従来の付加型シリコー
ンゴムで外層を形成したローラでは、外層の離型性、更
には耐熱性、耐摩耗性等の物理的強度に比較的問題があ
り、付加型シリコーンゴムの分子量が２０万を超えると
（因みに粘度は１０万ポイズ以上である）、離型剤を塗
布しても外層に十分な離型性が得られないばかりか、外
層の耐熱性、耐摩耗性が悪化して、ローラが実用に耐え
ない欠点があった。

【０００７】従って本発明の目的は、定着ローラ及び加
圧ローラからなる１対のローラなど、トナー像の定着に
用いる１対の弾性体のうちの少なくともトナー像に接す
る側の弾性体の外層の離型性及び耐熱性、耐摩耗性を向
上して、長期間に亙ってトナー像を安定して定着するこ
とを可能とした定着装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
定着装置にて達成される。要約すれば本発明は、未定着
のトナー像を担持した記録材を設けた１対の弾性体で挟
持して前記トナー像を加熱、加圧することにより、前記
記録材上に定着する定着装置において、前記１対の弾性
体のうちの前記トナー像に接する側の弾性体の外層を、
粘度が８万ポイズ以上の末端ビニル基封鎖の直鎖状ポリ
ジメチルシロキサンと、補強性無機粉体とを少なくとも
有するポリシロキサン混合物を硬化してなる付加型シリ
コーンゴムで形成したことを特徴とする定着装置であ
る。本発明の一態様によれば、前記ポリシロキサン混合
物は、粘度が１０００ポイズ以下の末端ビニル基封鎖の
直鎖状ポリジメチルシロキサン、又は側鎖ビニルを含む
直鎖状ポリジメチルシロキサンの少なくとも一方を含
む。更に前記１対の弾性体のうちの前記トナー像と接し
ない側の弾性体の外層をも、前記付加型シリコーンゴム
で形成することができる。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の定着装置の一実施例を示す
構成図である。図において、１は定着ローラで、定着装
置は定着ローラ１とこれと対向した加圧ローラ２とを備
える。定着ローラ１は、アルミニウム製の芯金５上の外
層６を、後述する特定の付加型シリコーンゴムで所定の
厚さに形成してなっている。加圧ローラ２は、アルミニ
ウム製の芯金７上に設けた外層８をＨＴＶシリコーンゴ
ムで所定の厚さに形成し、更にその表面層に樹脂被膜９
を形成してなっている。

【００１０】上記定着ローラ１内には加熱源であるハロ
ゲンヒーター１０が配設されている。定着ローラ１には
サーミスタ１６が当接され、サーミスタ１６によりハロ
ゲンヒーター１０への電流のオン、オフが制御される。
このようにして定着ローラ１の温度が記録材１４上の未
定着のトナー像１３を該記録材１４上に定着させるのに
適した温度（例えば１７０℃）に保たれるようになって
いる。この定着ローラ１及び加圧ローラ２は、図示しな
い駆動装置により対向する箇所で同じ向きとなるように
それぞれ矢印ｂ₁ 、ｂ₂ 方向に回転される。

【００１１】一方、定着ローラ１の近くには、定着ロー
ラ１からのトナーの離型性を向上させるために、離型剤
塗布装置３が設けられている。離型剤塗布装置３は、フ
ェルト１１の一端部をオイルタンク２５内に収容された
離型剤のシリコーンオイル１２中に浸漬し、フェルト１
１の他端部を定着ローラ１の表面に当接させて、フェル
ト１１を介してオイル１２を定着ローラ１の表面上に塗
布するようになっている。

【００１２】更に定着ローラ１の離型剤塗布装置３と反
対側には、定着ローラ１上にオフセットしたトナーをク
リーニングするためのクリーニング装置４が設けられて
いる。クリーニング装置４は、定着ローラ１の表面を清
掃する不織布１９とこれを定着ローラ１の表面上に接触
させる押圧ローラ１８とからなっている。

【００１３】未定着のトナー像１３を担持した記録材１
４は、図示しな搬送装置により図の矢印ａ方向に搬送さ
れ、入口ガイド１５で案内されながら矢印ｂ₁ 、ｂ₂ 方
向に回転する定着ローラ１と加圧ローラ２との間に、ト
ナー像１３を定着ローラ１との接触側として挿通され
る。そしてそこを通過する間に、定着ローラ１と加圧ロ
ーラ２による加圧と、ハロゲンヒータ１０から定着ロー
ラ１を介して供給される所定の温度に制御された熱とに
より、記録材１４上の未定着トナー像１３が記録材１４
上に定着される。定着が終了した記録材１４は、出口ガ
イド１７を経て画像形成装置の機外に排出される。

【００１４】さて、本発明では、１対のローラ１、２の
うちの少なくとも定着ローラ１の外層６の離型性及び耐
熱性、耐摩耗性を向上するために、少なくとも該外層６
を、粘度が８万ポイズ以上の末端ビニル基封鎖の直鎖状
ポリジメチルシロキサンと、補強性無機粉体とを少なく
とも有するポリシロキサン混合物を硬化してなる付加型
シリコーンゴムで形成したことが特徴である。

【００１５】本実施例では、上述したように、定着ロー
ラ１の外層６のみが上記の特定の付加型シリコーンゴム
で形成されている。具体的には、本実施例では外層６
を、次の配合のポリシロキサン混合物を使用した付加型
シリコーンゴムで形成した。

【００１６】粘度１０万ポイズの末端ビニル基封鎖の直鎖状ポリジメチルシロキサン・・・２０重量部粘度１００ポイズの末端ビニル基封鎖の直鎖状ポリジメチルシロキサン・・・８０重量部補強性ケイ酸微粉末Ｒ９７２・・・・６重量部

【００１７】上記ポリシロキサン混合物は、定着ローラ
１の芯金５上に施して、硬化することにより付加型シリ
コーンゴムの外層６とされた。

【００１８】次に、上記の付加型シリコーンゴムの外層
６を形成した定着ローラ１を図１の定着装置に組込ん
で、定着の耐久試験を行なった結果について示す。トナ
ーは、ポリエステル系のメインバインダー１００重量部
に対して、磁性体を６０重量部、荷電制御剤を２重量
部、定着助剤を３重量部及び外添剤を配合したブラック
トナーを用い、ブラックトナーで記録材１４上にトナー
像１３を形成して、これを定着した。

【００１９】その結果、従来の付加型シリコーンゴムを
定着ローラの外層に用いた定着装置では、２０万枚の定
着で定着画像上にオフセット現象が発生したのに対し、
本実施例の定着装置では、定着枚数９７万枚後に初めて
定着画像上にオフセット現象が発生し、優れた定着性が
奏された。

【００２０】上記のように、本発明では、定着ローラ１
の外層６を、粘度が８万ポイズ以上の末端ビニル基封鎖
の直鎖状ポリジメチルシロキサンと、補強性無機粉体と
を少なくとも有するポリシロキサン混合物を硬化してな
る特定の付加型シリコーンゴムで形成したので、定着ロ
ーラ１の定着性に優れると共に、その外層６の耐熱性及
び耐摩耗性の共に問題がなく、定着ローラ１の寿命を飛
躍的に延ばすことができる。

【００２１】図２は、本発明の定着装置の他の実施例を
示す構成図である。本実施例では、定着装置の加圧ロー
ラ２内にもハロゲンヒーター２４が設けられ、加圧ロー
ラ２に当接されたサーミスタ１６により定着ローラ１内
のハロゲンヒーター１０と加圧ローラ２内のハロゲンヒ
ーター２４への電流のオン、オフが制御される。これに
より定着ローラ１及び加圧ローラ２の温度が記録材１４
上の未定着トナー像１３を該記録材１４上に定着させる
のに適した温度（例えば１７０℃）に保たれるようにな
っている。

【００２２】従って未定着トナー像１３を担持した記録
材１４は、トナー像１３を定着ローラ１との接触側とし
て定着ローラ１と加圧ローラ２との間に挿通されると、
定着ローラ１と加圧ローラ２とによる加圧と、それぞれ
ハロゲンヒーター１０、２４から定着ローラ１、加圧ロ
ーラ２を介して供給される所定温度の熱により、記録材
１４上に定着される。

【００２３】又本実施例では、定着ローラ１の近くに設
けられる離型剤塗布装置３は、オイルタンク２５内のシ
リコーンオイル１２を汲み上げローラ２２、２１を介し
て塗布ローラ１１に汲み上げ、これに接触させたブレー
ド２０により塗布量を制御して、塗布ローラ１１でオイ
ル１２を定着ローラ１に塗布する構成となっている。こ
の離型剤塗布装置３は、定着ローラ１に対して離接可能
に配設され、本実施例では、記録材１４が定着ローラ１
と加圧ローラ２との間に進入する１ｃｍ手前から抜け出
た記録材１４の後端が１ｃｍ離れる間まで、定着ローラ
１にシリコーンオイル１２を塗布するようにした。

【００２４】更に本実施例では、加圧ローラ２の表面上
をクリーニングするために、加圧ローラ２のサーミスタ
１６と反対側に簡易なクリーニング手段のブレード２３
が設けられている。

【００２５】本実施例の定着装置のその他の構成は、図
１の実施例のときと基本的に同様で、図２において図１
に付したのと同一の符号は同一の部材を示す。

【００２６】本実施例においても、定着ローラ１の外層
６を先の実施例のときと同一の特定の付加型シリコーン
ゴムで形成している。

【００２７】本実施例における定着の耐久試験結果につ
いて述べる。本実施例ではトナーは、マゼンタトナー、
シアントナー、イエロートナー及びブラックトナーの４
色を用いた。マゼンタトナーは、ポリエステル系のメイ
ンバインダー１００重量部に対して、顔料Ｃ．Ｉ．ソル
ベントレッド４９を４重量部、染料Ｃ．Ｉ．ピイグメン
トレッド１２２を０．７重量部、荷電制御剤を４重量部
及び外添剤を配合してなる。シアントナーは、ポリエス
テル系のメインバインダー１００重量部に対して、フタ
ロシアニン顔料を５重量部、荷電制御剤が４重量部及び
外添剤を配合してなる。イエロートナーは、ポリエステ
ル系のメインバインダー１００重量部に対して、Ｃ．
Ｉ．ピグメントイエロー１７を５重量部、荷電制御剤を
４重量部及び外添剤を配合してなる。ブラックトナー
は、ポリエステル系のメインバインダー１００重量部に
対して、カーボンブラックを５重量部、荷電制御剤を４
重量部及び外添剤を配合してなる。これら４色のトナー
で記録材１４上にフルカラーのトナー像１３を形成し
て、これを定着した。

【００２８】その結果、従来の付加型シリコーンゴムを
定着ローラの外層に用いた定着装置では、３万枚の定着
で定着画像上にオフセット現象が発生したのに対し、本
実施例の定着装置では、定着枚数８万枚後に初めて定着
画像上にオフセット現象が発生し、優れた定着性が奏さ
れた。又定着ローラ１の外層６の耐熱性及び耐摩耗性の
共に問題がなく、定着ローラ１の寿命を飛躍的に延ばす
ことができた。

【００２９】図３は、本発明の定着装置の更に他の実施
例を示す構成図である。本実施例は、両面コピーできる
画像形成装置に適用するのに好適な定着装置で、定着ロ
ーラ１の外層６を先の実施例と同一の特定の付加型シリ
コーンゴムからなるシリコーンゴムで形成したばかりで
なく、加圧ローラ３の外層２９を同じ付加型シリコーン
ゴムで形成したことが特徴である。本実施例の定着装置
のその他の構成は、図２の実施例のときと基本的に同様
で、図３において図２に付したのと同一の符号は同一の
部材を示す。

【００３０】両面コピー時、定着装置では、トナー像１
３を一方の面上に形成した記録材１４を、トナー像１３
を定着ローラ１側との接触側として定着ローラ１と加圧
ローラ２との間に挿通して、トナー像１３の定着をした
後、記録材１４の他方の面上にトナー像１３と同様なト
ナー像を形成して、その他方の面上のトナー像を定着ロ
ーラ１との接触側として、記録材１４を定着ローラ１と
加圧ローラ２との間に挿通して、他方の面上のトナー像
を定着し、両面コピーの定着が完了する。

【００３１】本実施例の定着装置を用い、両面カラーコ
ピーにおける定着の耐久試験を行なった。記録材１４の
両面上には、図２の実施例に示した４色のトナーによる
フルカラーのトナー像を形成した。その結果、従来の定
着装置では、約１０万枚の定着で加圧ローラのトナー汚
れによる画像の汚れが発生したが、本実施例の定着装置
では、定着枚数５０万枚後に初めて加圧ローラ２のトナ
ー汚れによる画像の汚れが発生し、フルカラーの両面コ
ピーに対し優れた定着性が得られた。又加圧ローラ２の
外層２９の耐熱性及び耐摩耗性の共に問題がなく、定着
ローラ１ばかりでなく加圧ローラ２の寿命をも飛躍的に
延ばすことができた。

【００３２】以上では、定着ローラ１及び加圧ローラ２
からなる１対のローラにより定着を行なう定着装置を例
にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、１対
のベルト状等の弾性体によって定着を行なう定着装置に
も適用することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の定着装置
では、記録材上に担持された未定着のトナー像を定着す
る１対の弾性体のうちの少なくともトナー像に接する側
の弾性体の外層を、粘度が８万ポイズ以上の末端ビニル
基封鎖の直鎖状ポリジメチルシロキサンと、補強性無機
粉体とを少なくとも有するポリシロキサン混合物を硬化
してなる付加型シリコーンゴムで形成したので、上記の
少なくともトナー像に接する側の弾性体の定着性が飛躍
的に向上すると共に、その外層の耐熱性、耐摩耗性にも
問題がなく、長期間に亙ってトナー像を安定して定着す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着装置の一実施例を示す構成図であ
る。

【図２】本発明の定着装置の他の実施例を示す構成図で
ある。

【図３】本発明の定着装置の更に他の実施例を示す構成
図である。

【符号の説明】

１定着ローラ２加圧ローラ３離型剤塗布装置４クリーニング装置６外層１２シリコーンオイル１３トナー像１４記録材２９外層

フロントページの続き (72)発明者川元英雄東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】未定着のトナー像を担持した記録材を１
対の弾性体で挟持して前記トナー像を加熱、加圧するこ
とにより、前記記録材上に定着する定着装置において、
前記１対の弾性体のうちの前記トナー像に接する側の弾
性体の外層を、粘度が８万ポイズ以上の末端ビニル基封
鎖の直鎖状ポリジメチルシロキサンと、補強性無機粉体
とを少なくとも有するポリシロキサン混合物を硬化して
なる付加型シリコーンゴムで形成したことを特徴とする
定着装置。
【請求項２】前記ポリシロキサン混合物は、粘度が１
０００ポイズ以下の末端ビニル基封鎖の直鎖状ポリジメ
チルシロキサン、又は側鎖ビニルを含む直鎖状ポリジメ
チルシロキサンの少なくとも一方を含む請求項１の定着
装置。
【請求項３】前記１対の弾性体のうちの前記トナー像
と接しない側の弾性体の外層を、前記付加型シリコーン
ゴムで形成した請求項１又は２の定着装置。