JP2000267485A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱伝導性が良く、且つ、加工し易くするため
に剪断強度を低下させた芯軸でも定着性を満足するニッ
プ部を形成するとともに、熱伝導性の良いローラ構成を
有する定着装置を提供すること。 【構成】 ハロゲンヒータ（熱源）３を内包する定着ロ
ーラ１Ａと、該定着ローラ１Ａに圧接される加圧ローラ
２Ａとを備え、未定着現像剤像を担持した転写紙（記録
材）２４を前記定着ローラ１Ａと加圧ローラ２Ａとの圧
接部にて挟持搬送することによって未定着現像剤像を転
写紙２４上に定着させる装置であって、前記定着ローラ
１Ａと加圧ローラ２Ａの各表面を成す離型層（表層）１
３，１３ａをフッ素系樹脂で形成した定着装置におい
て、前記定着ローラ１Ａ及び加圧ローラ２Ａの前記離型
層１３，１３ａの下層を硬度がＪＩＳ−Ａ規格で５°以
下の弾性層（熱耐熱性ゴム層）１２，１２ａで構成する
とともに、定着ローラ１Ａ及び加圧ローラ２Ａの芯軸１
１，１１ａをアルミニウム合金展伸材のＡｌ−Ｍｇ−Ｓ
ｉ系合金（６０００系）で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に電子写真装置
のカラー用定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、定着ローラと加圧ローラとを備
え、これらの定着ローラ及び加圧ローラの圧接部にて多
色多層或は単色の未定着現像剤像を担持した記録材を挟
持搬送することによって未定着現像剤像を記録材上に定
着させるようにした定着装置が知られている。

【０００３】図６はこのような定着装置の一例である電
子写真装置等のカラー画像形成装置におけるトナー画像
定着装置として用いられる熱ローラ定着装置の概略断面
図である。以下、この熱ローラ定着装置を図６に基づい
て説明する。

【０００４】図６において、１は定着ローラであり、こ
の定着ローラ１には、該定着ローラ１との間にニップ部
Ｎを形成しつつ従動回転する加圧ローラ２が圧接されて
いる。ここで、この定着ローラ１は中空筒体の芯金上に
シリコンゴム層を有するとともに、芯金の中空空間には
ハロゲンヒータ３が内蔵され、このハロゲンヒータ３に
よって定着に必要な熱供給がなされる。又、加圧ローラ
２は、定着ローラ１と同様に中空筒体の芯金上にシリコ
ンゴム層を有し、芯金の中空空間に内蔵されたハロゲン
ヒータ３’により加熱される。

【０００５】尚、定着ローラ１と加圧ローラ２の温度制
御は、各ローラ１，２の少なくとも一方（図６において
は両方）に温度検知素子としてのサーミスタ４，４’を
接触配置し、その検知温度に伴う抵抗値変化によって定
着ローラ１と加圧ローラ２の表面温度をそれぞれ検知
し、不図示の制御装置によってローラ表面温度が所定値
となるようにハロゲンヒータ３，３’のＯＮ／ＯＦＦを
制御することによって行っている。

【０００６】ところで、定着ローラ１の表面にはオイル
塗布ローラ１２が接触配設されており、このオイル塗布
ローラ１２が接触回転することにより定着ローラ１の表
面にオイル供給部からオイルの塗布が行われる。尚、オ
イルとしてはシリコンオイルが適している。

【０００７】以上のような熱ローラ定着装置において
は、未定着記録材は前ガイド８により案内されて矢印に
て示すように圧接部であるニップ部Ｎに進入し、均一オ
イル層が形成された定着ローラ１の表面により加圧及び
加熱を受け、現像剤像の定着を受けた後、ガイド８’に
案内されて排紙される。尚、この定着を行った定着ロー
ラ１の表面は回転中に再びクリーニングウェブ７で摺擦
され、オフセットトナーの除去が行われると同時にオイ
ルの塗布がなされる一方、過剰なオイルは剥ぎ取られ
る。尚、図６において、９は定着された記録材と加圧ロ
ーラ２との分離爪、１８はオイル供給部のオイルタンク
である。

【０００８】ここで、定着ローラ１においては、カラー
画像の単色〜４色の多重トナーの厚み（数〜数１０μ
ｍ）に追従するために弾性層を数１０μｍ以上設けてい
るが、熱伝導を考慮して薄層しているために弾性層の厚
みとしては３．０ｍｍ前後を上限としている。従って、
このような薄肉弾性層でカラー画像に見合ったニップ部
Ｎを形成するためにはモノクロ機以上の加圧力を設定す
る必要があるため、加圧力を受ける芯軸には剪断強度の
強い材質が要求される。又、熱伝導やコスト等から芯軸
も薄肉に構成する方が良い。ここで、弾性層が無い場合
には、現像剤であるトナー凹部の未定着やトナーの潰れ
による解像低下をもたらす。又、芯軸の剪断強度が弱い
場合には、芯軸はニップ部Ｎを形成する加圧力に耐え切
れないで反ってしまい、圧抜けを起してしまう。

【０００９】尚、定着ローラ１の構成としては、剪断強
度の強いアルミニウム合金展伸材のＡｌ−Ｍｇ系合金
（５０００系）等の芯軸を厚さ数ｍｍに設け、この上に
弾性層としてメチル系、メチルビニル系の液体シリコン
ゴムＲＴＶ、ＬＴＶタイプのゴム硬度（ＪＩＳ−Ａ）２
０°〜３０°の弾性を備えているのが好適であり、特に
ＲＴＶはシリコンオイルとの親和性が高く、オイルを塗
布し易いために好適である。又、定着ローラ１の表層に
はＲＴＶ、ＬＴＶを用いると共に、その下層に熱に強い
ＨＴＶの層を設け、表層裏面の熱劣化や剥れを防いだ多
層構成としても良い。

【００１０】一方、加圧ローラ２は、定着ローラ１に比
べて弾性が小さくても良いために単純化が可能であり、
定着ローラ１と同材質であるアルミニウム芯軸にＨＴ
Ｖ、フッ素ゴム等の層を設けるのみでも良く、表面にＰ
ＦＡ又はＰＴＦＥコート等を施してオイル膨潤阻止を図
ったものでも良い。又、ＲＴＶを用いても良い。勿論、
定着ローラ１と略同一構成のものを用いても良い。尚、
定着ローラ１、加圧ローラ２のゴムとしては、他にメチ
ルフェニル系シリコンゴムを用いても良い。

【００１１】更に、オイルの材質については、メチルフ
ェニル系シリコンオイルを用いるが、フェニル基の含有
率としては膨潤防止の点で５ｍｏｌ％以上のものを用い
るのが望ましい。又、粘度については低過ぎると膨潤性
が大となり、揮発による機内汚染も悪くなり、逆に高過
ぎるとローラへの馴染みが悪くなるために常温にて１０
０〜１０００ｃｓ程度のものが望ましい。そして、定着
温度は１２０〜１８０℃の範囲でリップル±３°以内と
し、ローラ周速は１００〜１２０ｍｍ／ｓｅｃの範囲と
した。

【００１２】ところで、オイル供給部は、交換可能なオ
イル容器であるオイルタンク１８と、このオイルタンク
１８とジョイント１７及びシリコン樹脂等の不図示のチ
ューブを介して接続されているオイルポンプ１６を備え
ている。ここで、このオイルタンク１８は剛性ケース内
にアルミニウムパックに入ったオイルＯを有している。
又、ジョイント１７はゴムシール、バネ等の組み合わせ
によって構成されており、オイルタンク１８の脱離時に
双方よりのオイルシールがなされるようになっている。
ここで、オイルポンプ１６はオイルＯを塗布部のオイル
補給ノズル１３に送るためのものである。

【００１３】尚、オイルポンプの種類としては電磁ポン
プを用いてパルス信号でオイルの量制御を行う方式を採
用することが望ましい。又、安価なギヤポンプを用いて
も良く、ポンプには逆流防止弁を備えるのが望ましい。
オイル供給部に関しては完全閉鎖系であって漏れの心配
がないため、装置本体側に設けることも定着ユニット側
に設けることも可能である。

【００１４】一方、オイル塗布部に関してはオイル補給
ノズル１３より送られたオイルＯは、シリコンゴムを表
層とするオイル塗布ローラ１２に密接或は極近接されて
補給されたオイルを微小量保持するオイル溜め板１４に
よりオイル補給がなされた後、短期間のみオイル塗布ロ
ーラ１２との間に保持される。そして、オイルＯは、オ
イル塗布ローラ１２の回転に伴ってオイル塗布ブレード
１１によって量規制を受け、オイル塗布ローラ１２上に
均質薄層塗布される。尚、余剰分のオイルＯはオイル溜
め板１４より落下し、オイルケース１５の底面を伝わっ
てオイルポンプ１６によって再び回収される。

【００１５】ここで、このようにオイル塗布ローラ１２
により定着ローラ１上に塗布されたオイルＯは、通紙に
伴って用紙に吸収或は付着して機外に出ていくが、定着
ローラ１の非通紙部分或は前・後回転時に塗布されたオ
イルＯは、加圧ローラ２に付着転移していき、クリーニ
ングブレード５により紙粉やトナーと共に加圧ローラ２
上より掻き取られ、廃オイル回収容器であるオイルパン
６内のオイル吸収体１０によって速やかに吸収処理され
る。

【００１６】尚、クリーニングブレード５の材質として
は、フッ素等の離型性と未着摺動性に優れたものが良
い。又、オイル吸収体１０の材質としては、主として天
然若しくは自然の繊維体若しくは多孔質体の毛細管現象
によりオイルを吸収するものが良い。例えばポリエステ
ル、ポリプロピレン、ポリエチレン等の数〜１０数μｍ
径の繊維を数ｃｍ以下の厚さに積層して不織布加工を行
ったものが良く、表面には親油性が高くなるような処理
を施しても良い。他に化学変化によりオイルを固型化す
る方法も考えられ、オイル吸収体１０を内蔵したオイル
パン６は定着ユニットに対して着脱交換可能に構成され
ている。

【００１７】ところで、トナーとしては、混色性を高め
るために軟化点が低く、且つ、溶融粘度も低いシャープ
メルトな非磁性トナーが使用されているが、このような
トナーを使用した場合には、定着ローラ１への高温オフ
セットが発生し易くなる。ここで、高温オフセットを防
止するためには、離型性を高めるための離型剤としてシ
リコンオイルが必要であるが、このような離型剤を用い
た場合には、ユーザーメンテナンスを煩雑なものにする
と同時に、輸送時や運搬時のオイル漏れの可能性やＯＨ
Ｔ（オーバーヘッドトランスペアレンシー）の触手感の
悪化を招くようになる。

【００１８】逆に溶融粘度の高いトナーでは、オイルは
不要であるが混色性が低く、ピクチャー画像の鮮明度が
悪くなり、且つ、ＯＨＴの光透過性が悪く、暗いＯＨＴ
投影像しか得られない。

【００１９】一方、オイルレス化を図るためにシャープ
メルトトナーの中に予め離型剤として溶融粘度と分子量
がトナー母体樹脂より小さいワックス、パラフィン等の
離型剤を内添した重合法によるトナーを用い、定着ロー
ラ及び加圧ローラの表層にＰＦＡやＦＥＰ等の離型層を
設けることにより、熱ローラ定着装置の離型効果を高め
た構成でのオイルレス化を図ることも可能である。

【００２０】しかし、このような構成を採る定着装置に
おいては、定着ローラと加圧ローラの製品硬度がＰＦＡ
やＦＥＰ等の離型層を設けることにより８０°〜９０°
（アスカーＣ）と硬くなる。そして、その状態で定着性
を確保するためには、更に十分な熱と圧力を加える必要
がある。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のような
従来の定着装置においては、ローラの弾性層に高硬度ゴ
ムを使用するため、フルカラー画像の定着性を確保する
ニップ部を形成するには従来以上の加圧力が必要であっ
た。ここで、ローラの芯軸に対して剪断強度の弱いアル
ミニウム合金を使用する場合には、芯軸が加圧力に耐え
られず、反り返ってしまうためにローラの中央部のニッ
プ幅が細くなってしまい、用紙中央の定着性が著しく低
下し、特に厚紙等は定着不良を起こし、そしてＯＨＴは
透過性が悪化してしまう。又、ローラの中央と両端部と
の加圧力差が大きくなるため、紙搬送性も悪化し、紙の
斜行やシワ等を誘発してしまう。

【００２２】従って、ローラの芯軸に対しては剪断強度
の強いアルミニウム合金を使用する必要があった。そし
て、このような芯軸は剪断強度が強いために加工するの
が困難であり、又、剪断強度を強くするために熱伝導性
を向上させる物性を含有することができないため、トナ
ーを４色使用するカラー定着装置において余り実用的で
はなかった。

【００２３】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、熱伝導性が良く、且つ、加工
し易くするために剪断強度を低下させた芯軸でも定着性
を満足するニップ部を形成するとともに、熱伝導性の良
いローラ構成を実現することができる定着装置を提供す
ることにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、熱源を内包する定着ローラ
と、該定着ローラに圧接される加圧ローラとを備え、未
定着現像剤像を担持した記録材を前記定着ローラと加圧
ローラとの圧接部にて挟持搬送することによって未定着
現像剤像を記録材上に定着させる装置であって、前記定
着ローラと加圧ローラの各表面を成す表層をフッ素系樹
脂で形成した定着装置において、前記定着ローラ及び加
圧ローラの前記表層の下層を硬度がＪＩＳ−Ａ規格で５
°以下の耐熱性ゴム層で構成するとともに、定着ローラ
及び加圧ローラの芯軸をアルミニウム合金展伸材のＡｌ
−Ｍｇ−Ｓｉ系合金（６０００系）で構成したことを特
徴とする。

【００２５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記定着ローラの製品硬度をアスカーＣで
６５°以下、前記加圧ローラの製品硬度をアスカーＣで
７５°以下としたことを特徴とする。

【００２６】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記定着ローラと加圧ローラの前記
耐熱性ゴム層の厚さを１．５〜２．５ｍｍとしたことを
特徴とする。

【００２７】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記未定着現像剤像を形成する現像剤は、
ワックス若しくはパラフィン又はポリオレフィン類を含
有し、重合法により成型されたものであることを特徴と
する。

【００２８】請求項５記載の発明は、請求項１，２，３
又は４記載の発明において、前記定着ローラと加圧ロー
ラに対してオイル供給又はオイル塗布を行わないことを
特徴とする。

【００２９】従って、本発明によれば、定着ローラ及び
加圧ローラの表層の下層を硬度がＪＩＳ−Ａ規格で５°
以下の耐熱性ゴム層で構成することによって、定着ロー
ラ及び加圧ローラの芯軸を剪断強度の弱いアルミニウム
合金展伸材のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金（６０００系）で
構成することができ、芯軸の加工性及び熱伝導性を向上
させることができる。又、低加圧力でフルカラー画像を
定着することができるニップ幅を形成することができる
ため、記録材の搬送性等が安定化して高い定着性が確保
される。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００３１】＜実施の形態１＞図１は本発明の実施の形
態１に係る定着装置の構成を示す図である。尚、図１に
おいては図６に示したと同一要素には同一符号を付して
いる。

【００３２】図１において、１Ａは定着ローラ、１１は
芯軸、１２は芯軸１１の表面に形成された基層である弾
性層であり、この弾性層１２はカラー画像の単色〜４色
の多重トナーの厚み（数〜数１０μｍ）に追従するため
に数１０μｍ以上の層厚を有しているが、熱伝導を考慮
して薄層としているために該弾性層１２の厚みは３．０
ｍｍ前後を上限としている。

【００３３】尚、弾性層１２において、弾性が小さいと
トナー凹部の未定着やトナーの潰れによる解像低下をも
たらす。このため、弾性層１２の材質としてはメチル
系、メチルビニル系の液体シリコンゴムＲＴＶ、ＬＴＶ
タイプのものが好適である。

【００３４】又、１３は弾性層１２の上に形成された表
層である離型層であり、前記ＲＴＶ、ＬＴＶ等を用いて
形成されたものである。そして、このように弾性層１２
の上にＲＴＶ、ＬＴＶ等を用いた離型層１３を設けるこ
とによって該離型層１３の裏面の熱劣化や剥れを防ぐこ
とができる。

【００３５】ここで、本実施の形態においては、熱伝導
が良いが剪断強度の弱いアルミニウム合金展伸材のＡｌ
−Ｍｎ−Ｓｉ系合金（６０００系）の芯軸１１（肉厚
３．０ｍｍ）上にゴム硬度（ＪＩＳ−Ａ規格）１°と５
°のジメチルシリコンゴムのＬＴＶタイプの弾性層１２
を厚さ２．１ｍｍに設け、その上に厚さ５０μｍのＰＦ
Ａチューブ層より成る離型層１３を直径φ４６ｍｍに成
形して定着ローラ１Ａを構成した。尚、他にメチルフェ
ニル系シリコンゴムを用いることもできる。比較例とし
て熱伝導は悪いが剪断強度の強いアルミニウム合金展伸
材のＡｌ−Ｍｇ系合金（５０００系）の芯軸（肉厚３．
０ｍｍ）１１上にゴム硬度（ＪＩＳ−Ａ規格）３０°の
ジメチルシリコンゴムのＬＴＶタイプの弾性層１２を厚
さ２．５ｍｍ設け、その上に厚さ５０μｍのＰＦＡチュ
ーブ層より成る離型層１３を直径φ４６ｍｍに成形して
定着ローラ１Ａを構成した。そして、このようにゴムの
硬度をＪＩＳ−Ａ規格で５°以下とすることにより、弾
性層が薄層でも軽圧カラー画像を定着するのに十分なニ
ップ部を形成することができる。又、芯軸材質に対して
も圧力が軽減されるため、剪断強度は弱いが熱伝導性の
良い芯軸にすることができる。

【００３６】一方、２Ａは加圧ローラ、１１ａは芯金、
１２ａは芯金１１ａに設けられた弾性層である。ここ
で、弾性層１２ａは定着ローラ１Ａの弾性層１２に比べ
弾性が小さくても良いために単純化が可能であり、アル
ミニウム芯軸にＨＴＶ、フッ素ゴム等の層を設けること
により形成されたものである。勿論、加圧ローラ２Ａと
して定着ローラ１Ａと略同一構成のものを用いても良
い。

【００３７】尚、本実施の形態では、熱伝導は良いが剪
断強度の弱いアルミニウム合金（合金番号６０６３）の
芯軸（肉厚３．０ｍｍ）１１ａ上にゴム硬度（ＪＩＳ−
Ａ規格）１°と５°のジメチルシリコンゴムのＬＴＶタ
イプの弾性層１２ａを厚さ２．３ｍｍに設け、その上に
厚さ５０μｍのＰＦＡチューブ層より成る離型層１３ａ
を直径φ４６ｍｍに成形して加圧ローラ２Ａを構成し
た。比較例として熱伝導は悪いが剪断強度の強いアルミ
ニウム合金（合金番号５０５６）の芯軸（肉厚３．０ｍ
ｍ）上にゴム硬度（ＪＩＳ−Ａ規格）３０°のジメチル
シリコンゴムのＬＴＶタイプの弾性層を厚さ１．５ｍｍ
に設け、その上に厚さ５０μｍのＰＦＡチューブ層より
成る離型層を直径φ４６ｍｍに成形して加圧ローラを構
成した。尚、定着ローラ１Ａ、加圧ローラ２Ａのゴムと
しては、他にメチルフェニル系シリコンゴムを用いても
良い。

【００３８】又、本実施の形態では、ニップ部Ｎの幅を
フルカラー画像定着できる下限値の８．５ｍｍに統一し
て、それぞれの定着装置にニップ部の幅が８．５ｍｍに
なるように加圧力を設定した。その結果、本実施の形態
のゴム硬度（ＪＩＳ−Ａ規格）１°品は２５ｋｇｆ、ゴ
ム硬度（ＪＩＳ−Ａ規格）５°品は４５ｋｇｆ、ゴム硬
度（ＪＩＳ−Ａ規格）３０°品は７０ｋｇｆという設定
になった。

【００３９】ところで、加圧の掛け方としては、図２に
示すように定着ローラ１Ａと加圧ローラ２Ａの各芯軸１
１，１１ａの両端部を絞り込み、定着ローラ１Ａを固定
して加圧ローラ２Ａをバネ１９で突き上げる構成となっ
ている。尚、加圧力は両端の総圧を表す。

【００４０】図１において、２０は後述する重合トナ
ー、２４は未定着現像剤像が定着される記録材である転
写紙、２５は定着ローラ１Ａの熱源である。尚、本定着
装置において、定着温度は１８０℃でリップル±３℃以
内とし、ローラ周速は１１０〜１２０ｍｍ／ｓｅｃの範
囲とした。

【００４１】而して、本実施の形態では各色の光沢度を
低光沢度にするため、使用するトナー２０としてシャー
プメルトトナーの中に予め離型剤として溶融粘度と分子
量がトナー母体樹脂より小さいワックス、パラフィン等
の離型剤を内添した重合法によるトナーを使用した。こ
れによって高い混色性を達成し、且つ、定着時にはトナ
ーから熱によりワックスが滲みだし、熱ローラ定着装置
の離型効果を高めた構成でのオイルレス化を達成するこ
とができる。

【００４２】次に、重合トナーの概略構成を図５に示
す。

【００４３】図５において、２０は重合トナーであり、
この重合トナー２０は製造法上球形となる。２３はエス
テル系ワックスを内包した重合トナー２０のコア、２２
はスチレン−ブチルアクリレートにて形成された樹脂
層、２１はスチレン−ポリエステルにて形成された離型
層である。ここで、このようなコア２３、樹脂層２２及
び離型層２１を備えた重合トナー２０の比重は約１．０
５である。

【００４４】尚、このような重合トナー２０を３層構成
とした理由は、コア２３にワックスを内包することで定
着工程でのオフセット防止効果が得られ、又、離型層２
１に樹脂層２２を設けることによって帯電効率のアップ
を図っているためである。尚、実際の使用時にはトリボ
安定化のためにオイル処理したシリカを外添している。

【００４５】一方、このような重合トナー２０を製造す
る方法としては、樹脂、低軟化点物質（ワックス）から
成る離型剤、着色剤、電荷制御剤等を加圧ニーダーやエ
クストルーダー又はメディア分散機を用いて均一に分散
せしめた後、機械的又はジェット気流下でターゲットに
衝突させ、所望のトナー粒径に微粉砕化せしめ、その
後、更に分級工程を経て粒度分布をシャープ化せしめて
トナー化する所謂粉砕方法によるトナーの製造方法が知
られている。

【００４６】又、特公昭５６−１３９４５号公報等に記
載されたディスク又は多流体ノズルを用いて溶融混合物
を空気中に霧化して球状トナーを得る方法や、特公昭３
６−１０２３１号公報、特開昭５９−５３８５６号公
報、特開昭５９−６１８４２号公報に述べられている懸
濁重合方法を用いて直接トナーを生成する方法や、単量
体には可溶で得られる重合体は不溶な水系有機溶剤を用
いて直接トナーを生成するソープフリー重合方法に代表
される乳化重合方法等を用いてトナーを製造することが
可能である。

【００４７】本実施の形態においては、比較的容易に粒
度分布がシャープで４〜８μｍ粒径の微粒子トナーが得
られる常圧下での又は加圧下での懸濁重合方法を用い、
モノマーとしてスチレンとｎ−ブチルアクリレート、荷
電制御剤としてサリチル酸金属化合物、極性レジンとし
て飽和ポリエステル、更に着色剤を加え、重量平均粒径
７μｍの着色懸濁粒子を製造した。

【００４８】又、トナー粒度分布制御や粒径の制御は、
難水溶性の無機塩や保護コロイド作用を有する分散剤の
種類や添加量を変える方法や機械的装置条件（例えばロ
ーラの周速・パス回数・撹拌羽根形状等の撹拌条件や容
器形状）又は水溶液中での固形分濃度等を制御すること
により所定のトナーを得ることができる。

【００４９】又、トナーに用いられる結着樹脂として
は、一般的に用いられているスチレン−（メタ）アクリ
ル共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、スチレ
ン−ブタジエン共重合体を使用することができる。重合
法によって直接トナーを得る方法においては、それらの
単量体が好ましく用いられる。具体的には、スチレン、
ｏ（ｍ−，ｐ−）−メチルスチレン、ｍ（ｐ−）−エチ
ルスチレン等のスチレン系単量体；（メタ）アクリル酸
メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル
酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アク
リル酸オクチル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メ
タ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸ベヘニ
ル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）
アクリル酸ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸
ジエチルアミノエチル等の（メタ）アクリル酸エステル
系単量体；ブタジエン、イソプレン、シクロヘキセン、
（メタ）アクリロニトリル、アクリル酸アミド等のエン
系単量体が好ましく用いられる。

【００５０】ここで、これらは単独又は一般的には出版
物ポリマーハンドブック第２版III−Ｐ１３９〜１９２
（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ社製）に記載の
理論ガラス温度（Ｔｇ）が４０〜７５℃を示すように単
量体を適宜混合し用いられる。理論ガラス転移温度が４
０℃未満の場合には、トナーの保存安定性や現像剤の耐
久安定性の面から問題が生じ、一方、７５℃を超える場
合は定着温度の上昇をもたらし、特にフルカラートナー
の場合においては各色トナーの混色が不十分となって色
際限性に乏しく、更にトラペン画像の透明性を著しく低
下させるために高画質の面から好ましくない。

【００５１】又、結着樹脂の分子量はＧＰＣ（ゲルパー
ミエーションクロマトグラフィー）によって測定され
る。具体的なＧＰＣの測定方法としては、予めトナーを
ソックスレー抽出器を用いてトルエン溶剤で２０時間抽
出を行った後、ロータリーエバポレーターでトルエンを
留去せしめ、更にエステル系ワックスは溶解するが結着
樹脂は溶解し得ない有機溶剤（例えばクロロホルム等）
を加えて十分洗浄を行った後、ＴＨＦ（テトラヒドロフ
ラン）に可溶の溶液をポア径が０．３μｍの耐溶剤性メ
ンブランフィルターで濾過したサンプルをウォーターズ
社製１５０Ｃを用い、カラム構成は昭和電工社製Ａ−８
０１，８０２，８０３，８０４，８０５，８０６，８０
７を連結し、標準ポリスチレン樹脂の検量線を用いて分
子量分布を測定し得る。

【００５２】ここで、得られた樹脂成分の数平均分子量
（Ｍｎ）は、５０００〜１，０００，０００であり、重
量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比（Ｍ
ｗ／Ｍｎ）は２〜１００を示す結着樹脂が本実施の形態
には好ましい。又、ワックスの分子量は結着樹脂の分子
量より少なく、数平均分子量（Ｍｎ）で数千〜数万とす
る。

【００５３】一方、トナーに用いられる着色剤は、黒色
着色剤としてカーボンブラック、磁性体、以下に示すイ
エロー／マゼンタ／シアン着色剤を用いて黒色に調色さ
れたものが使用される。

【００５４】ここで、イエロー着色剤としては、縮合ア
ゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化
合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アクリルアミド化
合物に代表される化合物が用いられる。具体的には、
Ｃ．Ｉ．ピグメント１２，１３，１４，１５，１７，６
２，７４，８３，９３，９４，９５，９７，１０９，１
１０，１１１，１２０，１２７，１２８，１２９，１４
７，１６８，１７４，１７６，１８０，１８１，１９１
等が好適に用いられる。

【００５５】又、マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化
合物、ジケトピロロピロール化合物、アンスラキノン、
キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトー
ル化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化
合物、ペリレン化合物が用いられる。具体的には、Ｃ．
Ｉ．ピグメントレッド２，３，５，６，７，２３，４
８；２，４８；３，４８；４，５７；１，１８；１，１
４４，１４６，１６６，１６９，１７７，１８４，１８
５，２０２，２２０，２２１，２５４が特に好ましい。

【００５６】又、シアンの着色剤としては、銅フタロシ
アニン化合物及びその誘導体、アンスラキノン化合物、
塩基染料レーキ化合物等が使用できる。具体的には、
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１，７，１５，１５：１，１
５：２，１５：３，１５：４，６０，６２，６６等が特
に好適に使用できる。

【００５７】これらの着色剤は単独又は混色し、更には
固溶体の状態で用いることができる。

【００５８】本実施の形態の着色剤は、色相角、彩度、
明度、耐候性、トラペン透過性、トナー中への分散性の
点から選択される。該着色剤の添加量は、樹脂１００重
量部に対して１〜２０重量部添加して用いられる。そし
て、このような現像剤を使用して通紙耐久を行い、耐久
枚数によるニップ部幅の変化を比較した。

【００５９】通紙耐久としては、Ｘｅｒｏｘ４０２３用
紙の坪量７５ｇ／ｍ² 、Ｌｅｔｔｅｒサイズ上に印字率
４％のフルカラー画像を印字して横方向に通紙を行う。
ニップ部幅の測定としては、初期を含め通紙枚数１００
０，３０００，５０００，１００００，１５０００，２
００００，３００００，４００００，５００００，７５
０００，１０００００枚数目にベタ黒を通紙し、図３に
示すようなローラの周方向で４方向サンプリングして用
紙の両端の１５ｍｍと中央の３個所を測定する。尚、サ
ンプリング用紙としては、ＣａｎｏｎＰＢＳＫ用紙（坪
量６４ｇ／ｍ²、Ａ４サイズ）を使用し、トナーとして
はＣａｎｏｎ製コピー機Ｐ６０３０のトナーを使用す
る。サンプリング方法としては、ソフト的にニップ幅測
定モードを設けて行う。マルチトレイ上にトナー面が上
になるようにサンプリング用紙を置き、コンマド指定に
より定着温度をニップ幅が分かり易い温度１２０℃前後
まで下がった後に、マルチトレイからサンプリング用紙
が自動給紙され、定着装置のニップ部に差し掛かったと
ころでローラがローラ周方向９０°みに約１０秒間停止
する。そうすることによってローラ停止時に過剰な熱が
与えられ、光沢の差となってニップ幅が記録される。

【００６０】その測定結果を図４にまとめて示す。

【００６１】図４において耐久が進行するに連れて、ゴ
ム硬度（ＪＩＳ−Ａ）１°と５°で弾性層を構成してい
るローラのニップ幅はゴムの膨張や劣化で多少プラス成
長とマイナス成長を繰り返すが、１０万枚通紙後のニッ
プ幅は初期のニップ幅と殆ど変化がないか又は定着性に
は有利なプラス成長をしている。これらに対してゴム硬
度（ＪＩＳ−Ａ）３０°で弾性層を構成しているローラ
のニップ幅は耐久序盤までは低硬度ゴム品と同等な変化
を見せているが、中盤から中央のニップ幅がマイナス成
長して端部がプラス成長してしまう。このため、用紙中
央の定着性は著しく低下し、特に厚紙等は定着不良を起
し、ＯＨＴは透過性が悪化してしまう。又、ローラの中
央と両端部との加圧力差が大きくなるため、紙搬送性も
悪化し、紙の斜行やシワ等を誘発してしまっていた。

【００６２】又、混色性を高めるために軟化点が低く、
且つ、溶融粘度も低いシャープメルトな非磁性トナーと
離型剤としてシリコンオイルを使用する系においても、
同様な効果を得ることができる。

【００６３】以上のように、熱伝導性や加工性に優れて
いるが、剪断強度が弱い芯軸材質でも、ローラの弾性層
にゴム硬度（ＪＩＳ−Ａ）５°以下の低硬度ゴムを採用
することによって、低加圧力でもフルカラー画像の定着
性を満足することができる。

【００６４】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形
態２について説明する。尚、実施の形態１と共通の部分
に関する説明は省略する。

【００６５】本実施の形態においては、定着ローラ１Ａ
のローラ製品硬度（アスカーＣ）を６５°以下、加圧ロ
ーラ２Ａのローラ製品硬度（アスカーＣ）を７５°以下
にしており、これによって定着ローラ１Ａと加圧ローラ
２Ａの全体の硬度が７０°以下となり、この結果、定着
ローラ１Ａと加圧ローラ２Ａとの圧接部であるニップ部
Ｎを広げることができる。従って、実施の形態１と同様
に低化圧力で更に定着性を上げることができる。

【００６６】＜実施の形態３＞次に、本発明の実施の形
態３について説明する。

【００６７】本実施の形態では、定着ローラ１Ａの基層
のゴム厚を１．５〜２．５ｍｍ、加圧ローラ２Ａの基層
のゴム厚を１．５〜２．５ｍｍ以下にすることによって
熱応答性を上げており、これによって用紙内の定着性を
均一にすることができる。従って、実施の形態１と同様
に用紙内で均一の定着性を満足することができる。

【００６８】＜実施の形態４＞次に、本発明の実施の形
態４について説明する。

【００６９】本実施の形態では、定着ローラ１Ａと加圧
ローラ２Ａにシリコンオイルを供給・塗布しないことよ
うにしており、これによってオイルムラの無い均一な光
沢度を得ることができる。従って、実施の形態１と同様
に低化圧力で高い定着性を確保することができるととも
に、用紙内の光沢度を均一化することができる。

【００７０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、熱源を内包する定着ローラと、該定着ローラに
圧接される加圧ローラとを備え、未定着現像剤像を担持
した記録材を前記定着ローラと加圧ローラとの圧接部に
て挟持搬送することによって未定着現像剤像を記録材上
に定着させる装置であって、前記定着ローラと加圧ロー
ラの各表面を成す表層をフッ素系樹脂で形成した定着装
置において、前記定着ローラ及び加圧ローラの前記表層
の下層を硬度がＪＩＳ−Ａ規格で５°以下の耐熱性ゴム
層で構成するとともに、定着ローラ及び加圧ローラの芯
軸をアルミニウム合金展伸材のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金
（６０００系）で構成したため、熱伝導性が良く、且
つ、加工し易くするために剪断強度を低下させた芯軸で
も定着性を満足するニップ部を形成することができると
ともに、熱伝導性の良いローラ構成を実現することがで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る定着装置の構成を示す図である。

【図２】本発明に係る定着装置のローラ構成図である。

【図３】本発明に係る定着装置において用いられるニッ
プ幅測定用のサンプリング用紙図である。

【図４】耐久枚数とニップ幅の形状変化を示す図表であ
る。

【図５】重合トナーの概略断面図である。

【図６】従来の定着装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１Ａ 定着ローラ ２Ａ 加圧ローラ ３，３’ ハロゲンヒータ（熱源） １１，１１ａ 芯金 １２，１２ａ 弾性層（耐熱性ゴム層） １３，１３ａ 離型層（表層） １９ 加圧バネ ２０ 重合トナー（現像剤） ２４ 転写紙（記録材） Ｎ ニップ部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱源を内包する定着ローラと、該定着ロ
   ーラに圧接される加圧ローラとを備え、未定着現像剤像
   を担持した記録材を前記定着ローラと加圧ローラとの圧
   接部にて挟持搬送することによって未定着現像剤像を記
   録材上に定着させる装置であって、前記定着ローラと加
   圧ローラの各表面を成す表層をフッ素系樹脂で形成した
   定着装置において、 前記定着ローラ及び加圧ローラの前記表層の下層を硬度
   がＪＩＳ−Ａ規格で５°以下の耐熱性ゴム層で構成する
   とともに、定着ローラ及び加圧ローラの芯軸をアルミニ
   ウム合金展伸材のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金（６０００
   系）で構成したことを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 前記定着ローラの製品硬度をアスカーＣ
   で６５°以下、前記加圧ローラの製品硬度をアスカーＣ
   で７５°以下としたことを特徴とする請求項１記載の定
   着装置。
3. 【請求項３】 前記定着ローラと加圧ローラの前記耐熱
   性ゴム層の厚さを１．５〜２．５ｍｍとしたことを特徴
   とする請求項１又は２記載の定着装置。
4. 【請求項４】 前記未定着現像剤像を形成する現像剤
   は、ワックス若しくはパラフィン又はポリオレフィン類
   を含有し、重合法により成型されたものであることを特
   徴とする請求項１記載の定着装置。
5. 【請求項５】 前記定着ローラと加圧ローラに対してオ
   イル供給又はオイル塗布を行わないことを特徴とする請
   求項１，２，３又は４記載の定着装置。