JP3369008B2 - 定着装置 - Google Patents
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
- G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
- G03G15/2053—Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
- G03G15/2057—Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating relating to the chemical composition of the heat element and layers thereof
-
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- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
- G03G15/2017—Structural details of the fixing unit in general, e.g. cooling means, heat shielding means
- G03G15/2025—Structural details of the fixing unit in general, e.g. cooling means, heat shielding means with special means for lubricating and/or cleaning the fixing unit, e.g. applying offset preventing fluid
-
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
- G03G2215/20—Details of the fixing device or porcess
- G03G2215/2093—Release agent handling devices
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は定着装置に関し、更に詳
しくは画像形成装置等に用いられる定着装置の改良に関
する。
しくは画像形成装置等に用いられる定着装置の改良に関
する。
【０００２】
【従来の技術】画像形成装置等で用いられる定着装置の
定着方法としては、熱ローラを用いた熱ローラ定着装置
が知られている。この方式は、現像剤（トナー）として
の樹脂を熱で溶融させ、一対のローラの間を通過させる
ことにより、紙等の記録媒体にトナー画像を定着させる
ものである。従来、定着ローラ表面の材質としては、シ
リコンゴムが用いられている。しかしながら、このまま
では、定着ローラと記録媒体との剥離性が悪いため、オ
イル供給機構により、ジメチルポリシロキサンのような
アルキルポリシロキサンよりなるシリコンオイル等をロ
ーラ表面に塗布することが行われている。
定着方法としては、熱ローラを用いた熱ローラ定着装置
が知られている。この方式は、現像剤（トナー）として
の樹脂を熱で溶融させ、一対のローラの間を通過させる
ことにより、紙等の記録媒体にトナー画像を定着させる
ものである。従来、定着ローラ表面の材質としては、シ
リコンゴムが用いられている。しかしながら、このまま
では、定着ローラと記録媒体との剥離性が悪いため、オ
イル供給機構により、ジメチルポリシロキサンのような
アルキルポリシロキサンよりなるシリコンオイル等をロ
ーラ表面に塗布することが行われている。
【０００３】しかしながら、これらアルキルポリシロキ
サンよりなるシリコンオイルでは、ローラ表面との親和
性が低く、ローラ表面に均一にオイルを塗布するために
は、多量のオイルを必要とする。そこで、シリコンゴム
の表面にローラ表面との親和性が高い、含フッ素シリコ
ンオイルを塗布する技術が用いられる（特開昭５１−１
８５４４号公報）。また、シリコンゴムを用いたローラ
とアルキルポリシロキサンよりなるシリコンオイルの組
み合わせでは、ローラ表面が塗布オイルに対して膨潤性
を示すことがある。このような膨潤性を示さないように
するため、ローラ表面の材質として塗布オイルと親和性
を有し、かつ膨潤しない材料のものを用いる技術が用い
られる（特開昭５２−１２４３３８号公報）。この公報
に記載されているフルオロプロピル基を含むフルオロア
ルキル基含有シリコンオイルでは、油膜の形成は単なる
アルキルポリシロキサンよりなるシリコンオイルと比較
して良好であるが、必要とされる定着ローラに対する塗
布量を軽減することは困難である。
サンよりなるシリコンオイルでは、ローラ表面との親和
性が低く、ローラ表面に均一にオイルを塗布するために
は、多量のオイルを必要とする。そこで、シリコンゴム
の表面にローラ表面との親和性が高い、含フッ素シリコ
ンオイルを塗布する技術が用いられる（特開昭５１−１
８５４４号公報）。また、シリコンゴムを用いたローラ
とアルキルポリシロキサンよりなるシリコンオイルの組
み合わせでは、ローラ表面が塗布オイルに対して膨潤性
を示すことがある。このような膨潤性を示さないように
するため、ローラ表面の材質として塗布オイルと親和性
を有し、かつ膨潤しない材料のものを用いる技術が用い
られる（特開昭５２−１２４３３８号公報）。この公報
に記載されているフルオロプロピル基を含むフルオロア
ルキル基含有シリコンオイルでは、油膜の形成は単なる
アルキルポリシロキサンよりなるシリコンオイルと比較
して良好であるが、必要とされる定着ローラに対する塗
布量を軽減することは困難である。
【０００４】また、フルカラー画像形成装置では、シリ
コンゴムの表面に塗布されるジメチルシリコンオイル
は、８×１０-6［ｃｃ／ｃｍ2 ］以上の塗布量が必要と
なる。ゴムローラの耐久性は、オイル膨潤や摩耗に関し
て数万コピー程度である。また、オイル塗布機構は、数
百ｃｃのオイルを保持するオイルタンク等の機構が必要
となる。
コンゴムの表面に塗布されるジメチルシリコンオイル
は、８×１０-6［ｃｃ／ｃｍ2 ］以上の塗布量が必要と
なる。ゴムローラの耐久性は、オイル膨潤や摩耗に関し
て数万コピー程度である。また、オイル塗布機構は、数
百ｃｃのオイルを保持するオイルタンク等の機構が必要
となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、定着
ローラの表面にシリコンゴムを用いたのでは、耐久性が
低い。また、塗布オイルとしてシリコンオイルを用いた
のでは、ローラ表面との親和性が低く、従って、均一に
ローラ表面に塗布するためには多量のオイルを必要とす
る。多量のオイルを必要とする結果、塗布オイル供給機
構（例えばオイルパッド等）の寿命が短くなる。場合に
よっては、高価なオイルタンク，オイル供給装置が必要
になる。
ローラの表面にシリコンゴムを用いたのでは、耐久性が
低い。また、塗布オイルとしてシリコンオイルを用いた
のでは、ローラ表面との親和性が低く、従って、均一に
ローラ表面に塗布するためには多量のオイルを必要とす
る。多量のオイルを必要とする結果、塗布オイル供給機
構（例えばオイルパッド等）の寿命が短くなる。場合に
よっては、高価なオイルタンク，オイル供給装置が必要
になる。
【０００６】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、定着ローラの耐久性が高く、かつ定着ロ
ーラ表面との濡れ性が高い塗布オイルを供給して、塗布
オイル供給機構の寿命を永くすることができる定着装置
を提供することを目的としている。
ものであって、定着ローラの耐久性が高く、かつ定着ロ
ーラ表面との濡れ性が高い塗布オイルを供給して、塗布
オイル供給機構の寿命を永くすることができる定着装置
を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
第１の発明は、少なくともトナーと接する側の表層がフ
ッ素樹脂であり、トナー画像を加熱圧着して記録媒体に
定着する一対の定着ローラを具備し、前記フッ素樹脂の
表面に塗布する含フッ素シリコンオイルが以下の一般式
で示される構造単位を有し、前記フッ素樹脂の表面に含
フッ素シリコンオイルを１．４×１０-6［ｃｃ／ｃ
ｍ2］以下の塗布量で塗布する機構を有することを特徴
としている。
第１の発明は、少なくともトナーと接する側の表層がフ
ッ素樹脂であり、トナー画像を加熱圧着して記録媒体に
定着する一対の定着ローラを具備し、前記フッ素樹脂の
表面に塗布する含フッ素シリコンオイルが以下の一般式
で示される構造単位を有し、前記フッ素樹脂の表面に含
フッ素シリコンオイルを１．４×１０-6［ｃｃ／ｃ
ｍ2］以下の塗布量で塗布する機構を有することを特徴
としている。
【化２】
ここで、Ｘは炭素数１〜４の飽和炭化水素基又はアリー
ル基を示し、Ｒｆは炭素数２〜１０のフルオロアルキル
基を示し、ｎは１〜４の整数である。
ル基を示し、Ｒｆは炭素数２〜１０のフルオロアルキル
基を示し、ｎは１〜４の整数である。
【０００８】また、前記した課題を解決する第２の発明
は、前記フルオロアルキル基Ｒｆとしては、以下の構造
のものであることを特徴としている。 Ｚ−（ＣＦ2）m−ここで、Ｚは水素又はフッ素原子を示し、ｍは２〜１０
の整数を示す。
は、前記フルオロアルキル基Ｒｆとしては、以下の構造
のものであることを特徴としている。 Ｚ−（ＣＦ2）m−ここで、Ｚは水素又はフッ素原子を示し、ｍは２〜１０
の整数を示す。
【０００９】
【００１０】
【００１１】これら第１及び第２の発明において、前記
少なくともトナーと接する側の表層がフッ素樹脂である
場合に、該表層（以下フッ素樹脂層という）を形成する
フッ素樹脂がＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰのいずれかであ
ることを特徴としている。
少なくともトナーと接する側の表層がフッ素樹脂である
場合に、該表層（以下フッ素樹脂層という）を形成する
フッ素樹脂がＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰのいずれかであ
ることを特徴としている。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【作用】少なくともトナーと接する側の表層がフッ素樹
脂であり、トナー画像を加熱圧着して記録媒体に定着す
る一対の定着ローラを具備し、前記フッ素樹脂の表面に
塗布する含フッ素シリコンオイルが以下の一般式で示さ
れる構造単位を有し、前記フッ素樹脂の表面に含フッ素
シリコンオイルを１．４×１０-6［ｃｃ／ｃｍ2］以下
の塗布量で塗布する機構を有するようにした。
脂であり、トナー画像を加熱圧着して記録媒体に定着す
る一対の定着ローラを具備し、前記フッ素樹脂の表面に
塗布する含フッ素シリコンオイルが以下の一般式で示さ
れる構造単位を有し、前記フッ素樹脂の表面に含フッ素
シリコンオイルを１．４×１０-6［ｃｃ／ｃｍ2］以下
の塗布量で塗布する機構を有するようにした。
【化３】
ここで、Ｘは炭素数１〜４の飽和炭化水素基又はアリー
ル基を示し、Ｒｆは炭素数２〜１０のフルオロアルキル
基を示し、ｎは１〜４の整数である。これにより、定着
ローラの耐久性が高く、かつ定着ローラ表面との濡れ性
が高い塗布オイルを供給して、塗布オイル供給機構の寿
命を永くすることができる。
ル基を示し、Ｒｆは炭素数２〜１０のフルオロアルキル
基を示し、ｎは１〜４の整数である。これにより、定着
ローラの耐久性が高く、かつ定着ローラ表面との濡れ性
が高い塗布オイルを供給して、塗布オイル供給機構の寿
命を永くすることができる。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】この場合において、前記フルオロアルキル
基としては、以下の構造のものが用いられる。 Ｚ−（ＣＦ2）m−ここで、Ｚは水素又はフッ素原子を示し、ｍは２〜１０
の整数を示す。 これにより、定着ローラの耐久性が高
く、かつ定着ローラ表面との濡れ性が高くなるので、塗
布オイルの供給機構の寿命を永くすることができる。
基としては、以下の構造のものが用いられる。 Ｚ−（ＣＦ2）m−ここで、Ｚは水素又はフッ素原子を示し、ｍは２〜１０
の整数を示す。 これにより、定着ローラの耐久性が高
く、かつ定着ローラ表面との濡れ性が高くなるので、塗
布オイルの供給機構の寿命を永くすることができる。
【００２２】また、前記フッ素樹脂層を形成するフッ素
樹脂として、ＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰのいずれかを用
いることにより、耐熱性，高耐久性及びトナーとの離型
性を向上させることができる。
樹脂として、ＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰのいずれかを用
いることにより、耐熱性，高耐久性及びトナーとの離型
性を向上させることができる。
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】本発明においては、このフッ化アルキル置
換されたシリコンオイルを用いることで、フッ素系樹脂
被覆された定着ローラに対する均一付着等の効果を発揮
するためにはこのフッ素数が大きな効果を示すものであ
る。この場合、フッ化アルキルの炭素数は２〜１０であ
り、珪素原子に直接結合する部分はメチレン鎖であるこ
とが好ましい。更に、好適な炭素数の範囲は２〜８であ
る。このフッ化アルキル炭素数が過多となると、熱が加
わった場合の流動特性に問題を生じる。また、フッ化ア
ルキルの炭素数が少ない場合には、フッ素系樹脂を被覆
した熱ローラ表面に対する濡れ性の向上がなく、均一な
オイル膜の形成ができない。
換されたシリコンオイルを用いることで、フッ素系樹脂
被覆された定着ローラに対する均一付着等の効果を発揮
するためにはこのフッ素数が大きな効果を示すものであ
る。この場合、フッ化アルキルの炭素数は２〜１０であ
り、珪素原子に直接結合する部分はメチレン鎖であるこ
とが好ましい。更に、好適な炭素数の範囲は２〜８であ
る。このフッ化アルキル炭素数が過多となると、熱が加
わった場合の流動特性に問題を生じる。また、フッ化ア
ルキルの炭素数が少ない場合には、フッ素系樹脂を被覆
した熱ローラ表面に対する濡れ性の向上がなく、均一な
オイル膜の形成ができない。
【００２７】更に、末端基としては、メチル基やエチル
基のような飽和炭化水素基或いはメチレン鎖で結合され
たフッ化炭素基であることが好ましい。また、本発明の
シリコンオイルは、前述の繰り返し単位を有しているこ
とが必要であるが、ジメチルシリコンやフェニルメチル
シリコン或いはジフェニルシリコン等との共重合体構造
を有していてもよい。この共重合体構造の場合には、本
発明における含フッ素シリコンオイルの構造を２０ｍｏ
ｌｅ％以上含んでいればよい。この量未満の場合には、
含フッ素シリコンオイルの効果が発揮されず、その他の
構造の効果が顕著に発揮されてしまう。本発明における
含フッ素シリコンオイルは使用時において適宜な粘度を
有する液状物質であることが必要である。このため、本
発明の含フッ素シリコンオイルでは２５゜Ｃにおける粘
度が２０〜１０００ｃｓ、特に好適な範囲としては１０
０〜５００ｃｓである。この粘度は動的粘度を示し、具
体的にはウッベローデ粘度計で測定することができる。
この粘度の調整は、本発明の含フッ素シリコンオイルの
重合度を調整することで制御される。
基のような飽和炭化水素基或いはメチレン鎖で結合され
たフッ化炭素基であることが好ましい。また、本発明の
シリコンオイルは、前述の繰り返し単位を有しているこ
とが必要であるが、ジメチルシリコンやフェニルメチル
シリコン或いはジフェニルシリコン等との共重合体構造
を有していてもよい。この共重合体構造の場合には、本
発明における含フッ素シリコンオイルの構造を２０ｍｏ
ｌｅ％以上含んでいればよい。この量未満の場合には、
含フッ素シリコンオイルの効果が発揮されず、その他の
構造の効果が顕著に発揮されてしまう。本発明における
含フッ素シリコンオイルは使用時において適宜な粘度を
有する液状物質であることが必要である。このため、本
発明の含フッ素シリコンオイルでは２５゜Ｃにおける粘
度が２０〜１０００ｃｓ、特に好適な範囲としては１０
０〜５００ｃｓである。この粘度は動的粘度を示し、具
体的にはウッベローデ粘度計で測定することができる。
この粘度の調整は、本発明の含フッ素シリコンオイルの
重合度を調整することで制御される。
【００２８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。図１は本発明の原理構成例を示す図である。図にお
いて、１は定着上ローラ、２はこれと対をなす定着下ロ
ーラである。定着上ローラ１において、１ａは定着上ロ
ーラ１の表面の層を形成するフッ素樹脂層、１ｂはフッ
素樹脂層１ａの下の層をなす弾性層、１ｃは該弾性層１
ｂの内部に設けられたローラの芯となる芯金である。フ
ッ素樹脂層１ａとしては、例えばＰＦＡ（４フッ化エチ
レン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）が
用いられる。ＰＦＡ樹脂は、ポリフッ化エチレンの主鎖
を持ち、側鎖に−ＯＲ基（Ｒはパーフルオロアルキル
基）を付加したものである。ぬッ素樹脂の材質として
は、他にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＦ
ＥＰ（ポリフルオロエチレンプロピレン重合体）等が用
いられる。これらＰＦＡ，ＰＴＦＥ，ＦＥＰは、他の種
類のフッ素樹脂に比較して極めて耐久性が高いという性
質をもっている。
る。図１は本発明の原理構成例を示す図である。図にお
いて、１は定着上ローラ、２はこれと対をなす定着下ロ
ーラである。定着上ローラ１において、１ａは定着上ロ
ーラ１の表面の層を形成するフッ素樹脂層、１ｂはフッ
素樹脂層１ａの下の層をなす弾性層、１ｃは該弾性層１
ｂの内部に設けられたローラの芯となる芯金である。フ
ッ素樹脂層１ａとしては、例えばＰＦＡ（４フッ化エチ
レン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）が
用いられる。ＰＦＡ樹脂は、ポリフッ化エチレンの主鎖
を持ち、側鎖に−ＯＲ基（Ｒはパーフルオロアルキル
基）を付加したものである。ぬッ素樹脂の材質として
は、他にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＦ
ＥＰ（ポリフルオロエチレンプロピレン重合体）等が用
いられる。これらＰＦＡ，ＰＴＦＥ，ＦＥＰは、他の種
類のフッ素樹脂に比較して極めて耐久性が高いという性
質をもっている。
【００２９】フッ素樹脂層１ａの厚さとしては、例えば
５０μｍ程度のものが用いられる。弾性層１ｂとして
は、例えばシリコンゴムが用いられ、その厚さとしては
例えば１ｍｍ、その硬度としては例えばＪＩＳ−Ａ １
３゜程度のものが用いられる。芯金１ｃとしては、例え
ばアルミニウムが用いられ、その芯金の厚さとしては例
えば３ｍｍ程度のものが用いられる。８は定着上ローラ
１の内部に設けられた加熱手段である。該加熱手段８と
しては、例えばハロゲンランプヒータが用いられ、その
出力としては例えば８５０Ｗ程度のものが用いられる。
そして、定着ローラ表面を例えば２００゜Ｃ近辺まで加
熱するようになっている。
５０μｍ程度のものが用いられる。弾性層１ｂとして
は、例えばシリコンゴムが用いられ、その厚さとしては
例えば１ｍｍ、その硬度としては例えばＪＩＳ−Ａ １
３゜程度のものが用いられる。芯金１ｃとしては、例え
ばアルミニウムが用いられ、その芯金の厚さとしては例
えば３ｍｍ程度のものが用いられる。８は定着上ローラ
１の内部に設けられた加熱手段である。該加熱手段８と
しては、例えばハロゲンランプヒータが用いられ、その
出力としては例えば８５０Ｗ程度のものが用いられる。
そして、定着ローラ表面を例えば２００゜Ｃ近辺まで加
熱するようになっている。
【００３０】定着下ローラ２の構成も定着上ローラ１の
構成と同じである。即ち、定着下ローラ２において、２
ａは定着下ローラ２の表面の層を形成するフッ素樹脂
層、２ｂはフッ素樹脂層２ａの下の層をなす弾性層、２
ｃは該弾性層２ｂの内部に設けられたローラの芯となる
芯金である。フッ素樹脂層２ａとしては、例えばＰＦＡ
が用いられ、厚さとしては、例えば５０μｍ程度のもの
が用いられる。弾性層２ｂとしては、例えばシリコンゴ
ムが用いられ、その芯金の厚さとしては例えば１ｍｍ、
その硬度としては例えばＪＩＳ−Ａ １３゜程度のもの
が用いられる。芯金２ｃとしては、例えば鋼が用いら
れ、その厚さとしては例えば３ｍｍ程度のものが用いら
れる。ここで、前記弾性層１ｂ，２ｂの厚さが、０．５
mm以上、５ｍｍ以下であれば、記録媒体３にトナー画像
を均一に定着させることができて、都合がよい。高画質
化が要求されるフルカラー定着等の場合、均一にトナー
層を定着することが必要になるからである。
構成と同じである。即ち、定着下ローラ２において、２
ａは定着下ローラ２の表面の層を形成するフッ素樹脂
層、２ｂはフッ素樹脂層２ａの下の層をなす弾性層、２
ｃは該弾性層２ｂの内部に設けられたローラの芯となる
芯金である。フッ素樹脂層２ａとしては、例えばＰＦＡ
が用いられ、厚さとしては、例えば５０μｍ程度のもの
が用いられる。弾性層２ｂとしては、例えばシリコンゴ
ムが用いられ、その芯金の厚さとしては例えば１ｍｍ、
その硬度としては例えばＪＩＳ−Ａ １３゜程度のもの
が用いられる。芯金２ｃとしては、例えば鋼が用いら
れ、その厚さとしては例えば３ｍｍ程度のものが用いら
れる。ここで、前記弾性層１ｂ，２ｂの厚さが、０．５
mm以上、５ｍｍ以下であれば、記録媒体３にトナー画像
を均一に定着させることができて、都合がよい。高画質
化が要求されるフルカラー定着等の場合、均一にトナー
層を定着することが必要になるからである。
【００３１】そして、これらローラ１，２はそれぞれ図
に示す向きに回転する。なお、定着ローラ１，２の表面
の層をなすフッ素樹脂層は、少なくともトナー画像と当
接する側（定着上ローラ１）にだけ設ければよく、必ず
しも、定着下ローラ２側に設ける必要はない。
に示す向きに回転する。なお、定着ローラ１，２の表面
の層をなすフッ素樹脂層は、少なくともトナー画像と当
接する側（定着上ローラ１）にだけ設ければよく、必ず
しも、定着下ローラ２側に設ける必要はない。
【００３２】３は記録紙，ＯＨＰシート等の記録媒体、
４は該記録媒体３上に形成されたトナー画像である。５
は定着上ローラ１の表面に含フッ素シリコンオイルを塗
布する機構（手段）としてのオイル塗布ローラである。
このオイル塗布手段の機構は、塗布ローラ５のようにロ
ーラ形状である必要はなく、オイルを定着上ローラ１の
表面に均一に塗布する機構のものであれば、どのような
ものであってもよい。６，７は画像が定着された記録媒
体３を排紙する排紙ローラである。８は定着上ローラ１
内に設けられた加熱手段、９は定着ローラ１，２から排
出されてくる記録媒体３を排紙ローラ６，７に導くガイ
ドである。このように構成された装置の動作を説明すれ
ば、以下のとおりである。
４は該記録媒体３上に形成されたトナー画像である。５
は定着上ローラ１の表面に含フッ素シリコンオイルを塗
布する機構（手段）としてのオイル塗布ローラである。
このオイル塗布手段の機構は、塗布ローラ５のようにロ
ーラ形状である必要はなく、オイルを定着上ローラ１の
表面に均一に塗布する機構のものであれば、どのような
ものであってもよい。６，７は画像が定着された記録媒
体３を排紙する排紙ローラである。８は定着上ローラ１
内に設けられた加熱手段、９は定着ローラ１，２から排
出されてくる記録媒体３を排紙ローラ６，７に導くガイ
ドである。このように構成された装置の動作を説明すれ
ば、以下のとおりである。
【００３３】記録媒体３には、感光体に形成された静電
潜像に応じて現像器により現像されたトナー画像が転写
されて、定着装置に搬送機構より送られてくる。このト
ナー画像４は、モノクロトナー画像であっても、カラー
トナー画像であってもよい。定着装置では、定着上ロー
ラ１，定着下ローラ２及びオイル塗布ローラ５が図に示
す方向に回転している。
潜像に応じて現像器により現像されたトナー画像が転写
されて、定着装置に搬送機構より送られてくる。このト
ナー画像４は、モノクロトナー画像であっても、カラー
トナー画像であってもよい。定着装置では、定着上ロー
ラ１，定着下ローラ２及びオイル塗布ローラ５が図に示
す方向に回転している。
【００３４】定着ローラ１，２に挟まれた記録媒体３
は、この定着ローラ１，２を通過する間にトナー画像４
が例えば２００゜Ｃ近辺で熱融着されて記録媒体３上に
定着する。この時、定着ローラ１，２の表面層がフッ素
樹脂層で構成されているので、表面層がシリコンゴム等
の材質よりなるローラよりも耐久性が高い。ここで、フ
ッ素樹脂層として、前述したＰＦＡ，ＰＴＦＥ，ＦＥＰ
等を用いると、極めて耐久性が高くなる。定着された記
録媒体３は、ガイド９を介して排紙ローラ６，７に送ら
れ、排出される。
は、この定着ローラ１，２を通過する間にトナー画像４
が例えば２００゜Ｃ近辺で熱融着されて記録媒体３上に
定着する。この時、定着ローラ１，２の表面層がフッ素
樹脂層で構成されているので、表面層がシリコンゴム等
の材質よりなるローラよりも耐久性が高い。ここで、フ
ッ素樹脂層として、前述したＰＦＡ，ＰＴＦＥ，ＦＥＰ
等を用いると、極めて耐久性が高くなる。定着された記
録媒体３は、ガイド９を介して排紙ローラ６，７に送ら
れ、排出される。
【００３５】定着ローラ１，２によるこのような定着動
作において、オイル塗布ローラ５からは含フッ素シリコ
ンオイルが絶えず定着上ローラ１に供給されている。こ
の含フッ素シリコンオイルは、フッ素樹脂層１ａに対し
て親和性が高いので、定着上ローラ１の表面に均一にく
まなく塗布される。従って、定着ローラ１，２から記録
媒体３が排出される時の剥離性が極めてよくなる。
作において、オイル塗布ローラ５からは含フッ素シリコ
ンオイルが絶えず定着上ローラ１に供給されている。こ
の含フッ素シリコンオイルは、フッ素樹脂層１ａに対し
て親和性が高いので、定着上ローラ１の表面に均一にく
まなく塗布される。従って、定着ローラ１，２から記録
媒体３が排出される時の剥離性が極めてよくなる。
【００３６】図２はジメチルシリコンオイルと含フッ素
シリコンオイルの親和性の比較説明図である。（ａ）が
ジメチルシリコンオイルのフッ素樹脂表面への付着状態
を、（ｂ）が含フッ素シリコンオイルのフッ素樹脂表面
への付着状態をそれぞれ示している。（ａ）に示すジメ
チルシリコンオイルの場合には、ジメチルシリコンオイ
ル１０は、フッ素樹脂層１ａに対して接触角θが３０゜
〜４０゜程度であるのに比較して、含フッ素シリコンオ
イル１１は、フッ素樹脂層１ａに対して接触角θが１０
゜以下となる。接触角θが小さいということは、親和性
が高く（表面張力が小さく）、フッ素樹脂層１ａに薄く
広がりやすいことを示している。このことは、含フッ素
シリコンオイルの方が濡れやすいため、同じオイル量で
あれば、広がる面積が大きくなることを意味する。この
ため、含フッ素シリコンオイルではオイル塗布量が少量
ですみ、塗布オイル供給機構の寿命が永くなる。この含
フッ素シリコンオイルの表面張力が２０ｄｙｎ／ｃｍ以
下であることが親和性を高くするために好ましい条件で
ある。更に、含フッ素シリコンオイルの塗布量として
１．４×１０-6［ｃｃ／ｃｍ2 ］以下にすることが、定
着ローラ表面に均一にかつくまなく塗布オイルを供給
し、オイルベタ，画像への影響を少なくすること及び塗
布オイル供給機構の寿命を永くする上で好ましい条件で
ある。このように、本発明では定着ローラの表面層にフ
ッ素樹脂層を用い、塗布オイルとして含フッ素シリコン
オイルを用いることで、定着ローラの耐久性が高く、塗
布オイル供給機構の寿命を永くすることができる定着装
置を実現することができる。
シリコンオイルの親和性の比較説明図である。（ａ）が
ジメチルシリコンオイルのフッ素樹脂表面への付着状態
を、（ｂ）が含フッ素シリコンオイルのフッ素樹脂表面
への付着状態をそれぞれ示している。（ａ）に示すジメ
チルシリコンオイルの場合には、ジメチルシリコンオイ
ル１０は、フッ素樹脂層１ａに対して接触角θが３０゜
〜４０゜程度であるのに比較して、含フッ素シリコンオ
イル１１は、フッ素樹脂層１ａに対して接触角θが１０
゜以下となる。接触角θが小さいということは、親和性
が高く（表面張力が小さく）、フッ素樹脂層１ａに薄く
広がりやすいことを示している。このことは、含フッ素
シリコンオイルの方が濡れやすいため、同じオイル量で
あれば、広がる面積が大きくなることを意味する。この
ため、含フッ素シリコンオイルではオイル塗布量が少量
ですみ、塗布オイル供給機構の寿命が永くなる。この含
フッ素シリコンオイルの表面張力が２０ｄｙｎ／ｃｍ以
下であることが親和性を高くするために好ましい条件で
ある。更に、含フッ素シリコンオイルの塗布量として
１．４×１０-6［ｃｃ／ｃｍ2 ］以下にすることが、定
着ローラ表面に均一にかつくまなく塗布オイルを供給
し、オイルベタ，画像への影響を少なくすること及び塗
布オイル供給機構の寿命を永くする上で好ましい条件で
ある。このように、本発明では定着ローラの表面層にフ
ッ素樹脂層を用い、塗布オイルとして含フッ素シリコン
オイルを用いることで、定着ローラの耐久性が高く、塗
布オイル供給機構の寿命を永くすることができる定着装
置を実現することができる。
【００３７】以下に示す化４，化５は化２に示す含フッ
素シリコンオイルの具体的な構造例を示すものである。
（１）から（１３）まで１３種類の含フッ素シリコンオ
イルの構造を示す。ここで、ａ及びｂは１以上の整数を
示す。ａ及びｂは、好ましくは１０〜２０００の整数で
あり、更に好ましくは１００〜１０００である。
素シリコンオイルの具体的な構造例を示すものである。
（１）から（１３）まで１３種類の含フッ素シリコンオ
イルの構造を示す。ここで、ａ及びｂは１以上の整数を
示す。ａ及びｂは、好ましくは１０〜２０００の整数で
あり、更に好ましくは１００〜１０００である。
【００３８】
【化４】
【００３９】
【化５】
【００４０】以下に、実験例により本発明の効果を説明
する。表１は、図１に示す定着装置で用いた実験構成例
を示すものである。
する。表１は、図１に示す定着装置で用いた実験構成例
を示すものである。
【００４１】
【表１】
【００４２】実験装置としては、実験例１，２，３，
４，５，７，８，９，１０，１１までと比較例１〜比較
例３までの計１３の装置を用いた。それぞれの実験例，
比較例に対して、表に示すようなフッ素樹脂層，オイル
塗布量，シリコンオイル（表中の番号は化１，化２の番
号に対応している）を用いた。ここで、シリコンオイル
（１３）は、側鎖にトリフルオロプロピル基を有するフ
ッ素シリコンオイルであり、商品名ＦＳ−１２６５とし
てダウコーニング社より市販されているものである。ま
た、フッ素シリコンオイル（１４）は下記構造を有する
ものである。
４，５，７，８，９，１０，１１までと比較例１〜比較
例３までの計１３の装置を用いた。それぞれの実験例，
比較例に対して、表に示すようなフッ素樹脂層，オイル
塗布量，シリコンオイル（表中の番号は化１，化２の番
号に対応している）を用いた。ここで、シリコンオイル
（１３）は、側鎖にトリフルオロプロピル基を有するフ
ッ素シリコンオイルであり、商品名ＦＳ−１２６５とし
てダウコーニング社より市販されているものである。ま
た、フッ素シリコンオイル（１４）は下記構造を有する
ものである。
【００４３】
【化６】
【００４４】なお、定着装置の定着下ローラ２（図１参
照）はシリコンゴムローラで構成されたものを用いた。
評価方法としては、コニカ株式会社製複写機Ｕ−Ｂｉｘ
３０３５を改造して、上記定着装置を用いて評価を実施
した。評価は１９５゜Ｃに加熱した状態で高温高湿（３
３゜Ｃ／８０％ＲＨ）にて５０万枚印字を行ない、定着
上ローラ１及び定着下ローラ２の変形状態を観察した。
結果を表２に示す。
照）はシリコンゴムローラで構成されたものを用いた。
評価方法としては、コニカ株式会社製複写機Ｕ−Ｂｉｘ
３０３５を改造して、上記定着装置を用いて評価を実施
した。評価は１９５゜Ｃに加熱した状態で高温高湿（３
３゜Ｃ／８０％ＲＨ）にて５０万枚印字を行ない、定着
上ローラ１及び定着下ローラ２の変形状態を観察した。
結果を表２に示す。
【００４５】
【表２】
【００４６】これによれば、実験例１〜実験例８まで
は、上ローラ，下ローラ共に変化がなく、実験例９〜実
験例１１までは、上ローラ，下ローラ共に少量のクラッ
クが発生したものの、実用上は問題とならない範囲であ
った。比較例１は上ローラ，下ローラ共に変化がなく、
比較例２，比較例３は、上ローラ，下ローラ共にクラッ
クが発生した。
は、上ローラ，下ローラ共に変化がなく、実験例９〜実
験例１１までは、上ローラ，下ローラ共に少量のクラッ
クが発生したものの、実用上は問題とならない範囲であ
った。比較例１は上ローラ，下ローラ共に変化がなく、
比較例２，比較例３は、上ローラ，下ローラ共にクラッ
クが発生した。
【００４７】一方、定着ローラへのオフセットの有無
を、５％画素の画像を印字し、汚れの状態を観察したと
ころ、表３のようになった。
を、５％画素の画像を印字し、汚れの状態を観察したと
ころ、表３のようになった。
【００４８】
【表３】
【００４９】これによれば、実験例１から実験例８まで
は、オフセットの発生がなく、実験例９〜実験例１１ま
では軽微のオフセットがあるものの、実用上問題となら
ない範囲であった。比較例１ではオフセットが激しく発
生し、比較例２と比較例３ではオフセットが軽微に発生
した。
は、オフセットの発生がなく、実験例９〜実験例１１ま
では軽微のオフセットがあるものの、実用上問題となら
ない範囲であった。比較例１ではオフセットが激しく発
生し、比較例２と比較例３ではオフセットが軽微に発生
した。
【００５０】以上の実験結果より、トナーと接する側の
表層にフッ素樹脂を用い、含フッ素シリコンオイルを塗
布オイルとして用いた定着装置は、定着ローラの耐久性
が高く、オフセットが発生しにくいことが分かった。
表層にフッ素樹脂を用い、含フッ素シリコンオイルを塗
布オイルとして用いた定着装置は、定着ローラの耐久性
が高く、オフセットが発生しにくいことが分かった。
【００５１】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、少なくともトナーと接する側に表層がフッ素樹
脂であり、トナー画像を加熱圧着して記録媒体に定着す
る一対の定着ローラを具備し、前記フッ素樹脂の表面に
塗布する含フッ素シリコンオイルが以下の一般式で示さ
れる構造単位を有し、前記フッ素樹脂の表面にシリコン
オイルを１．４×１０-6［ｃｃ／ｃｍ2］以下の塗布量
で塗布する機構を有するようにした。これにより、定着
ローラの耐久性が高く、かつ定着ローラ表面との濡れ性
が高い塗布オイルを供給して、塗布オイル供給機構の寿
命を永くすることができる。
よれば、少なくともトナーと接する側に表層がフッ素樹
脂であり、トナー画像を加熱圧着して記録媒体に定着す
る一対の定着ローラを具備し、前記フッ素樹脂の表面に
塗布する含フッ素シリコンオイルが以下の一般式で示さ
れる構造単位を有し、前記フッ素樹脂の表面にシリコン
オイルを１．４×１０-6［ｃｃ／ｃｍ2］以下の塗布量
で塗布する機構を有するようにした。これにより、定着
ローラの耐久性が高く、かつ定着ローラ表面との濡れ性
が高い塗布オイルを供給して、塗布オイル供給機構の寿
命を永くすることができる。
【化７】
ここで、Ｘは炭素数１〜４の飽和炭化水素基又はアリー
ル基を示し、Ｒｆは炭素数２〜１０のフルオロアルキル
基を示し、ｎは１〜４の整数である。
ル基を示し、Ｒｆは炭素数２〜１０のフルオロアルキル
基を示し、ｎは１〜４の整数である。
【００５２】
【００５３】
【００５４】フルオロアルキルＲｆとしては、以下の構
造のものを用いる。 Ｚ−（ＣＦ2）m−ここで、Ｚは水素又はフッ素原子を示し、ｍは２〜１０
の整数を示す。 の構造のものを用いることにより、定着
ローラの耐久性が高く、かつ定着ローラ表面との濡れ性
が高くなるので、塗布オイルの供給機構の寿命を永くす
ることができる。
造のものを用いる。 Ｚ−（ＣＦ2）m−ここで、Ｚは水素又はフッ素原子を示し、ｍは２〜１０
の整数を示す。 の構造のものを用いることにより、定着
ローラの耐久性が高く、かつ定着ローラ表面との濡れ性
が高くなるので、塗布オイルの供給機構の寿命を永くす
ることができる。
【００５５】上述の発明において、前記フッ素樹脂層を
構成するフッ素樹脂として、ＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰ
のいずれかを用いることにより、耐熱性，高耐久性及び
トナーとの離型性を向上させることができる。
構成するフッ素樹脂として、ＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰ
のいずれかを用いることにより、耐熱性，高耐久性及び
トナーとの離型性を向上させることができる。
【００５６】
【００５７】
【００５８】
【００５９】このように、本発明によれば、少なくとも
トナーと接する側の表層がフッ素樹脂である場合におい
て、該フッ素樹脂の表面に含フッ素シリコンオイルを用
いることで、定着ローラの耐久性が高く、塗布オイル供
給機構の寿命を永くすることができる定着装置を実現す
ることができ、実用上の効果が極めて大きい。
トナーと接する側の表層がフッ素樹脂である場合におい
て、該フッ素樹脂の表面に含フッ素シリコンオイルを用
いることで、定着ローラの耐久性が高く、塗布オイル供
給機構の寿命を永くすることができる定着装置を実現す
ることができ、実用上の効果が極めて大きい。
【図１】本発明の原理構成例を示す図である。
【図２】ジメチルシリコンオイルと含フッ素シリコンオ
イルの親和性の比較説明図である。
イルの親和性の比較説明図である。
１ 定着上ローラ
１ａ フッ素樹脂層
１ｂ 弾性層
１ｃ 芯金
２ 定着下ローラ
２ａ フッ素樹脂層
２ｃ 芯金
３ 記録媒体
４ トナー画像
５ オイル塗布ローラ
６ 排紙ローラ
７ 排紙ローラ
８ 加熱手段
９ ガイド
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−50424（ＪＰ，Ａ)
特開 昭52−124338（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−197307（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−229279（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03G 13/20
G03G 15/20
Claims (3)
- 【請求項１】 少なくともトナーと接する側の表層がフ
ッ素樹脂であり、トナー画像を加熱圧着して記録媒体に
定着する一対の定着ローラを具備し、 前記フッ素樹脂の表面に塗布する含フッ素シリコンオイ
ルが以下の一般式で示される構造単位を有し、 前記フッ素樹脂の表面に含フッ素シリコンオイルを１．
４×１０-6［ｃｃ／ｃｍ2］以下の塗布量で塗布する機
構を有する定着装置。 【化１】 ここで、Ｘは炭素数１〜４の飽和炭化水素基又はアリー
ル基を示し、Ｒｆは炭素数２〜１０のフルオロアルキル
基を示し、ｎは１〜４の整数である。 - 【請求項２】 前記フルオロアルキル基Ｒｆとしては、
以下の構造のものであることを特徴とする請求項１記載
の定着装置。 Ｚ−（ＣＦ2）m−ここで、Ｚは水素又はフッ素原子を示し、ｍは２〜１０
の整数を示す。 - 【請求項３】 前記少なくともトナーと接する側の表層
がフッ素樹脂である場合において、前記フッ素樹脂が、
ＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰのいずれかであることを特徴
とする請求項１乃至２のいずれかに記載の定着装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23528094A JP3369008B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 定着装置 |
| US08/524,611 US5716747A (en) | 1994-09-29 | 1995-09-07 | Fixing device and method of fixing |
| EP95114313A EP0709749B1 (en) | 1994-09-29 | 1995-09-12 | Fixing device and method of fixing |
| DE69517913T DE69517913T2 (de) | 1994-09-29 | 1995-09-12 | Fixiervorrichtung und Fixierverfahren |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23528094A JP3369008B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 定着装置 |
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|---|---|
| JPH0895408A JPH0895408A (ja) | 1996-04-12 |
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ID=16983768
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|---|---|---|---|
| JP23528094A Expired - Fee Related JP3369008B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 定着装置 |
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| EP (1) | EP0709749B1 (ja) |
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| US6808814B2 (en) * | 2003-03-18 | 2004-10-26 | Xerox Corporation | Blended fluorosilicone release agent for polymeric fuser members |
| US7291399B2 (en) * | 2003-08-30 | 2007-11-06 | Xerox Corporation | Fuser fluid compositions |
| US20050266166A1 (en) * | 2004-05-26 | 2005-12-01 | Halsey Glenn T | Method for coating paper machines |
| DE102005001350B4 (de) * | 2005-01-11 | 2007-03-01 | Schulze-Hagenest, Detlef, Dr. | Selbstreinigende Fixierwalzen |
| US7381514B2 (en) * | 2005-02-08 | 2008-06-03 | Xerox Corporation | Stabilization of fluorinated silicone fuser release agents using mercapto functional silicones |
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| US7485344B2 (en) * | 2005-05-23 | 2009-02-03 | Xerox Corporation | Process for coating fluoroelastomer fuser member layer using blend of two different fluorinated surfactants |
| US7744960B2 (en) * | 2005-05-23 | 2010-06-29 | Xerox Corporation | Process for coating fluoroelastomer fuser member using fluorinated surfactant |
| US7704560B2 (en) * | 2005-05-23 | 2010-04-27 | Xerox Corporation | Process for coating fluoroelastomer fuser member using blend of deflocculant material and fluorine-containing polysiloxane additive |
| US7651740B2 (en) * | 2005-05-23 | 2010-01-26 | Xerox Corporation | Process for coating fluoroelastomer fuser member using fluorinated surfactant and fluroinated polysiloxane additive blend |
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| US7494756B2 (en) * | 2005-07-05 | 2009-02-24 | Xerox Corporation | Release fluid compositions |
| US7462395B2 (en) * | 2006-02-15 | 2008-12-09 | Xerox Corporation | Fuser member |
| US20080057433A1 (en) * | 2006-08-30 | 2008-03-06 | Xerox Corporation | Adhesive primer |
| US7807015B2 (en) * | 2006-09-18 | 2010-10-05 | Xerox Corporation | Adhesion promoter |
| US8980388B2 (en) * | 2008-01-18 | 2015-03-17 | Xerox Corporation | Use of silane promoter to modify pressure sensitive adhesive for use in pressure seal mailers printed on IGEN3 |
| US8080318B2 (en) | 2008-03-07 | 2011-12-20 | Xerox Corporation | Self-healing fuser and fixing members |
| US8318302B2 (en) * | 2008-03-12 | 2012-11-27 | Xerox Corporation | Fuser member release layer having nano-size copper metal particles |
| US8135324B2 (en) * | 2009-03-09 | 2012-03-13 | Xerox Corporation | Fuser member and methods of making thereof |
| CN111936939B (zh) * | 2018-03-22 | 2022-08-16 | 佳能株式会社 | 定影构件、定影装置和电子照相图像形成设备 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5118544A (en) * | 1974-07-30 | 1976-02-14 | Ricoh Kk | Tonaagazono teichakuhoho |
| JPS52124338A (en) * | 1976-04-12 | 1977-10-19 | Ricoh Co Ltd | Fixing process |
| DE3068768D1 (en) * | 1979-04-04 | 1984-09-06 | Xerox Corp | A member for, a method of, and a system for fusing toner images to a substrate |
| DE3268869D1 (en) * | 1981-10-22 | 1986-03-13 | Eastman Kodak Co | Multilayer fuser member and method of making |
| JPS62187372A (ja) * | 1986-02-13 | 1987-08-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 定着装置 |
| JP2519112B2 (ja) * | 1990-01-06 | 1996-07-31 | 富士ゼロックス株式会社 | 離型性に優れた定着用弾性ロ―ル |
| EP0636255B1 (de) * | 1992-04-16 | 1996-06-19 | Siemens Nixdorf Informationssysteme Aktiengesellschaft | Wärme-druckfixierstation für eine elektrofotografische druckeinrichtung sowie ein verfahren zu deren herstellung |
| JPH07331226A (ja) * | 1993-08-27 | 1995-12-19 | Asahi Glass Co Ltd | 加熱定着ロール防汚用オイル |
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1995
- 1995-09-07 US US08/524,611 patent/US5716747A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-09-12 DE DE69517913T patent/DE69517913T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-09-12 EP EP95114313A patent/EP0709749B1/en not_active Expired - Lifetime
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| EP0709749B1 (en) | 2000-07-12 |
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| DE69517913D1 (de) | 2000-08-17 |
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