JP3880208B2 - 加熱加圧定着装置およびシリコーンゴムローラ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザービームプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置の、加熱加圧定着装置、および加熱加圧定着装置に用いられるシリコーンゴムローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機及びレーザービームプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置は、トナーを記録シート上へ永久画像として定着させるための定着装置を有している。この定着装置は、加熱されたローラとローラや、フィルムとローラ、ベルトとローラといった一対の加熱部材と加圧部材間で加圧した形態を成しているのが一般的である。この加熱加圧された部材間を、未定着のトナー画像が表面に形成された記録シートが通過することにより、記録シート上にはトナーが永久画像として定着される。記録シートとしては、一般には、紙、又は、ＯＨＰトランスペアレンシーシート等が用いられる。このような、トナーを永久画像として定着する装置は、一般に加熱加圧定着装置、または、加熱定着装置、トナー定着装置等、又は単に定着装置と呼ばれる。
【０００３】
加熱加圧定着装置の中でも、一対の加熱・加圧部材が何れもローラであるものは、ローラ式加熱加圧定着装置、又はローラ定着装置と呼ばれる。加熱加圧定着装置の中で、未定着のトナー画像に直接接する側の部材は定着部材と呼ばれ、他方は加圧部材と呼ばれる。
【０００４】
加熱加圧定着装置の、定着部材及び加圧部材の最外層は表層と呼ばれる。表層は、直接にトナー画像や記録シートに接触するため、表層の機能や性能が永久画像の画質等に対して大きな影響を及ぼす。
【０００５】
表層に求められる機能・性能の中でも、最も重要なもののひとつに、トナー離型性が挙げられる。トナー離型性とは、表層へのトナーの付着のし難さのことを指している。未定着のトナー画像から表層へトナーが付着することは、一般にはトナーオフセット、又は単にオフセット等と呼ばれる。
【０００６】
例えば、定着ローラの表層のトナー離型性が悪い、すなわち、表層にトナーが付着しやすい場合には、未定着トナー画像からトナーオフセットが生じ、永久画像においては、トナーの抜け等が生じ、画質を悪化させる。また、オフセットしたトナーが、次の未定着トナー画像に対して定着してしまい、トナー汚れや、オフセット画像等と呼ばれる画像不良を生じる原因となる。更に、トナーオフセットは、定着ローラに当接した部品が存在する場合に、この当接部品に対してオフセットしたトナーが固着してしまい、表層を傷つけたり、部品機能を損なうような問題をも引き起こす原因となる。
【０００７】
更に、加圧部材の表層のトナー離型性が悪い場合には、両面画像形成を行なう場合に問題を生じる場合がある。この両面画像形成は、第一面目の画像を形成した加熱加圧定着済みの記録シートを、自動または手動により第二面目へ画像を形成出来得るように反転させ、第二面目のトナー画像を記録シート上に形成し、再び加熱加圧定着を行うのが一般的である。このため、第二面目トナー画像定着時に、既に定着された第一面目永久画像が加圧部材の表層に接するため、第一面目永久画像のトナーが一部加圧部材にオフセットして、画質の悪化や、加圧部材への記録シートの巻き付き等の問題を生じる。
【０００８】
特に、フルカラー複写機やフルカラーレーザービームプリンター等の、フルカラー画像形成装置では、モノクロの画像形成装置に比べて、表層には特に高いトナー離型性が要求される。なぜなら、フルカラー画像形成装置においては、多色のトナーが二層〜四層の層を形成しているために、使用されるトナーには、加熱した際の溶融性、及び混色性が良好であることが要求され、軟化点が低く、かつ溶融粘度の低いシャープメルト性のトナーが用いられるからである。このようなトナーは、シャープメルト性カラートナー、シャープメルト性トナー等、又は単にカラートナー等と呼ばれる。
【０００９】
上記のような問題を解決するため、定着部材の表層には、フッ素樹脂、あるいはシリコーンゴム等のトナー離型性が良く、かつ、耐摩耗性および耐熱性に優れた材料が用いられるのが一般的である。
【００１０】
特にカラー複写機の加熱加圧定着装置においては、色再現性の向上などの高画質化の要求のために、定着部材の表層のトナー離型性が悪化するような苛酷な条件下で使用されるので、表層には特にトナー離型性に優れたシリコーンゴムが、用いられる傾向にある。
【００１１】
また、カラー複写機以外の電子写真画像形成装置においても、トナー離型性の向上を重視する場合には、上記同様の理由から、定着部材の表層にはシリコーンゴムが好んで用いられる。
【００１２】
従来の定着部材の表層に関する発明においては、トナー離型性、耐摩耗性および耐熱性の向上を目指しているものが幾つか見られる。
【００１３】
特開平０５−２１４２５０号公報によれば、シリコーンゴムの補強材として、例えば分岐状オルガノポリシロキサンを配合して、これを定着部材の表層として用いることにより、トナー離型性と物理的強度の向上を図っている。
【００１４】
特開平０７−３１１５０８号公報によれば、定着部材の表層に、例えば分岐状ジメチルポリシロキサンと無機微粉体を含む付加型ジメチルシリコーンゴムを用いることにより、より一層の物理的強度とトナー離型性の向上に対し、その両立を図っている。
【００１５】
しかしながら、カラー複写機において、これらの材料を定着部材の表層に用いる場合には、加熱加圧定着装置には、トナー離型性の確保のために、表層表面に均一に離型オイルを塗布する手段が必要不可欠である。一般に、表層が上記のようなジメチルシリコーンゴムからなる場合、２５℃における粘度が１００〜１０００ｃＳであるジメチルシリコーンが離型オイルとして用いられる。また、表層が上記ジメチルシリコーンゴムである定着部材を用いた加熱加圧定着装置においては、離型オイルの表層表面へのオイル塗布量は、トナー離型性の確保のために４０ｍｇ／６２１ｃｍ2（Ａ４相当）以上が必要である。
【００１６】
一方で、このような離型オイルの塗布は、特にＯＨＰフィルムシートのコピーにおいて、シートのオイルべたつきという問題を含んでいる。上記加熱加圧定着装置のように、離型オイルの塗布量が４０ｍｇ以上であるような場合には、ＯＨＰフィルムシートのオイルべたつきが顕著に確認され、実用上問題となる場合がある。このべたつきの問題を解決するには、離型オイルの塗布量の低減が必須であり、また、このような従来よりも少量の離型オイル塗布条件下での定着ローラーの表層のトナー離型性の確保が要求される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明においては、ＯＨＰフィルムシートのオイルべたつきが改善されるような、従来よりも少量の離型オイル塗布条件下においてでもトナーの離型性が確保できる加熱加圧定着装置を提供することを目的としている。
【００１８】
また本発明は、定着部材のトナー離型性と物理的強度をバランス良く長期に渡り維持することを可能とした加熱加圧定着装置を提供することを目的とする。
【００１９】
また本発明は、トナー離型性および物理的強度の長期安定性に優れたシリコーンゴムローラを提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、定着部材、及びジメチルシリコーンオイルからなる離型オイルの塗布手段を有するトナー画像の加熱加圧定着装置において、定着部材の少なくとも表面が、貯蔵弾性率Ｅ’が１．０×１０6ｄｙｎ／ｃｍ2よりも大きく１．５×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2よりも小さな範囲にあり、損失弾性率Ｅ”が１．０×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2よりも大きく７．５×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2よりも小さな範囲にあるジメチルシリコーンゴムであり、そのゴム表面にはジメチルシリコーンオイルが塗布されその塗布量が１〜２０ｍｇ／６２１ｃｍ2（Ａ４相当）であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明によるシリコーンゴムローラは、貯蔵弾性率Ｅ’が１．０×１０6ｄｙｎ／ｃｍ2よりも大きく１．５×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2よりも小さな範囲にあり、損失弾性率Ｅ”が１．０×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2よりも大きく７．５×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2よりも小さな範囲にあり、塩化第二鉄を含有するジメチルシリコーンゴムを表層に有することを特徴とするものである。
【００２２】
本発明による加熱加圧定着装置が、ジメチルシリコーンオイルの低塗布量のもとで、良好なトナー離型性を長期間保持できることについては次のように説明される。
【００２３】
本発明者らは、定着部材の表層のジメチルシリコーンゴムのトナー離型性と動的粘弾性との相関について注目した。まず、トナー離型性を、未使用の表層のトナー離型性を示す初期離型性と、表層使用毎のトナー離型性の低下の速さを示す離型低下速度の２つの因子に分離した。次に、表層の動的粘弾性を、弾性項を示す貯蔵弾性率Ｅ’と、粘性項を示す損失弾性率Ｅ”の２つの因子に分離した。貯蔵弾性率と損失弾性率は、実施例にて後述する方法により測定した。これら４つの因子の相関を解析したところ、貯蔵弾性率を小さくすることにより離型低下速度が小さくなる傾向があり、損失弾性率を小さくすることにより初期離型性が大きくなる傾向があることが明らかとなった。ここで、離型寿命を、オフセット画像が発生するまでの寿命であると定義すれば、初期離型性を大きくし、離型低下速度を小さくすることにより離型寿命が永くなることから、貯蔵弾性率および損失弾性率を小さくすることにより、離型寿命は相乗的に永くなるという知見が得られる。つまりこれは、トナー離型性に優れたジメチルシリコーンゴムを得ることができることを意味している。
【００２４】
以上のようなトナー離型性の知見に基づき、離型オイルであるジメチルシリコーンオイルの塗布量が１ｍｇ〜２０ｍｇ／Ａ４である場合には、表層であるジメチルシリコーンゴムの貯蔵弾性率は１．５×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2よりも小さくすることにより、長期の離型寿命を示し、トナー離型性に優れたジメチルシリコーンゴムが得られることを見出した。一方、損失弾性率は７．５×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2よりも小さくすることにより、長期の離型寿命を示す。トナー離型性に優れたジメチルシリコーンゴムが得られることを見出した。
【００２５】
また、物理的強度の点から、貯蔵弾性率と損失弾性率は、ある下限値よりも大きな値で使用されなければならない。即ち、ジメチルシリコーンゴムの場合、表層としては、貯蔵弾性率が１×１０6ｄｙｎ／ｃｍ2よりも大きく、かつ損失弾性率が１．０×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2よりも大きなジメチルシリコーンゴムであることを見出した。
【００２６】
以上の知見に基づき、画像を加熱加圧定着させる装置であり、少なくとも定着部材、及び定着部材へ離型オイルを塗布する手段を有した該加熱加圧定着装置において、離型オイルがジメチルシリコーンオイルであり、その塗布量が１〜２０ｍｇ／Ａ４（６２１ｃｍ2）であって、少なくとも定着部材の表層がジメチルシリコーンゴムであり、該ジメチルシリコーンゴムの１７０℃における貯蔵弾性率Ｅ’が次式、
１×１０6ｄｙｎ／ｃｍ2＜Ｅ’＜１．５×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2
の範囲にあり、かつ１７０℃における損失弾性率Ｅ”が次式、
１．０×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2＜Ｅ”＜７．５×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2
の範囲にあることを特徴とした加熱加圧定着装置を用いることにより、
ＯＨＰトランスペアレンシーシートのオイルべたつきの低減を実現できる程に少ない量の離型オイル量を実現し、かつ、それ程の少ない離型オイル塗布量であっても、優れたトナー離型性を示すことのできる表層を有した定着部材から成る加熱加圧定着装置を提供することができるものである。
【００２７】
本発明による定着装置に用いる定着部材の少なくとも表面を形成するジメチルシリコーンゴムは、付加型液状シリコーンゴムを付加重合して生成されるものが好ましく、次の組成の付加型液状シリコーンゴムが好適である。
（Ａ）（ａ）一分子中にビニル基を２個以上有し、分岐状ポリシロキサンセグメントを有するオルガノポリシロキサンを５０〜７０重量％と、（ｂ）２５℃における粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上の、両末端にビニル基を有する直鎖状ポリジメチルシロキサン３０〜５０重量％、を含むポリシロキサン混合物、
（Ｂ）一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有するオルガノポリシロキサン、
（Ｃ）白金系触媒、および
（Ｄ）（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）の合計量に対して、鉄成分基準で３〜３００ｐｐｍとなるだけの量の塩化第二鉄、
（Ａ）（ａ）成分のオルガノポリシロキサンは物理的強度を高める。
（Ａ）（ｂ）成分の直鎖状ポリジメチルシロキサンはトナー離型性を高める、（Ａ）（ａ）成分と（Ａ）（ｂ）成分の混合物において、（Ａ）（ｂ）成分の割合は、トナー離型性を高める上で、３０重量％以上とし、物理的強度を低下させない点で５０％以下とする。また、（Ａ）（ｂ）成分の２５℃における粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上である場合にトナー離型性が良好になる。
（Ｂ）成分のオルガノポリシロキサンは、上記（Ａ）成分の混合物を硬化させるための架橋剤であり、望まれる硬化が十分に行われる量配合される。
（Ｃ）成分である白金系触媒は、（Ａ）、（Ｂ）成分を付加架橋反応させるための触媒である。
（Ｄ）成分である塩化第二鉄は、硬化後のジメチルシリコーンゴムにおいて、物理的強度の変化が少なく、また、動的粘弾性の変化も少ないジメチルシリコーンゴムを得るために有効な成分であり、その効果が適切に発揮されるように、３ｐｐｍ以上を必要とし、必要上限量としては３００ｐｐｍ以下程度である。
【００２８】
また、トナー離型性を一層高めるために、
上記（Ａ）（ａ）成分であるオルガノポリシロキサンとして、ビニル基を有する少なくとも１つの分岐状ポリシロキサンセグメントと二官能性のシロキサン単位を少なくとも１００個以上連続して有する直鎖状ポリシロキサンセグメントとを同一分子中に持つブロックコポリマーであり、２５℃における粘度が１Ｐａ・ｓ以上のオルガノポリシロキサンを用いることが特に好適である。
【００２９】
分岐状ポリシロキサンセグメントは、三官能性および四官能性のシロキサン単位の少なくとも一方を含むポリシロキサンで構成されるのが好適である。三官能性シロキサン単位はＣＨ3ＳｉＯ3/2および四官能性シロキサン単位はＳｉＯ2である。また、分岐状ポリシロキサンセグメントのビニル基は、（ＣＨ2＝ＣＨ）（ＣＨ3）2ＳｉＯ1/2、（ＣＨ2＝ＣＨ）（ＣＨ3）ＳｉＯおよび（ＣＨ2＝ＣＨ）ＳｉＯ3/2などのビニル基含有シロキサン単位として含まれる。分岐状ポリシロキサンセグメントには、２官能性のシロキサン単位（ＣＨ3）2ＳｉＯが含まれていてもよい。
【００３０】
（Ｂ）成分である１分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有するオルガノポリシロキサンの含有量は、（Ａ）（ａ）成分と（Ａ）（ｂ）成分の混合物中に含まれる全ビニル基のモル量に対して、該水素原子のモル量が、ジメチルシリコーンゴムの硬度を高める点から、０．６倍以上となるように、また、耐熱性および強度を高める点から２０倍以下となるように設定するのが好適である。
【００３１】
（Ｃ）成分である白金系触媒は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）成分の混合物１００万重量部に対して、白金金属成分として０．１〜５００重量部が好適である。白金系触媒としては、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、塩化白金酸とオレフィンとの錯体、塩化白金酸とビニルシロキサンとの錯体、白金担持シリカ、白金担持活性炭、などが用いられる。
【００３２】
また、トナー離型性を一層高めるために、上記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）の合計量１００重量部に対して、５〜２０重量部のジメチルシリコーンオイルを加えることも有効である。さらに、ジメチルシリコーンオイルの添加により、シリコーンゴムの損失弾性率の値を大きく変化させることなく、貯蔵弾性率の値を小さくすることができ、さらに貯蔵弾性率の減少の程度もコントロールすることができる。その結果、所望の粘弾性値を持ったシリコーンゴムを容易に設計できる。
【００３３】
トナー画像の定着は一般にハロゲンランプ、又は発熱抵抗体に電流を流して発熱させ、定着部材としてのローラ又はフィルムを介してトナー画像を加熱することにより行う。あるいはまた、特開平７−１１４２７６号公報に記載されているように、電磁誘導を利用して、導電層を持つフィルムのその導電層に渦電流を生じさせ、その結果発生する熱でトナー画像を定着させる。
【００３４】
トナー画像を定着部材に押圧するための加圧部材としては、定着部材と共にトナー画像を担持する記録シートを加圧挾持して回転又は移動するローラ、ベルト等が用いられる。
【００３５】
定着部材として定着フィルムを用いた本発明による加熱加圧定着例として、ウォームアップ時間の短縮を目的とした定着装置としてエンドレスフィルムを用いた定着装置を挙げる。これは、加熱体と、一方の面がこの加熱体と摺動し他方の面が記録シートと接して共に移動する耐熱エンドレス定着フィルムと、この定着フィルムを懸け回される懸回部材と、定着フィルムを介して加熱体とニップを形成する加圧部材とを有し、前記ニップで未定着画像を担持した記録シートを挟持搬送し定着フィルムを介した加熱体からの熱により未定着画像を記録シート上に加熱定着する定着装置である。一般に上記の加圧部材としては、弾性体加圧ローラが配置される。
【００３６】
上記耐熱エンドレス定着フィルムとしては、厚さ２０〜８０μｍのポリイミド等の耐熱性の樹脂基材上にプライマーを介して１００〜３００μｍ厚のジメチルシリコーンゴム層を形成したものが用いられる。
【００３７】
記録シートの両面にトナー画像を形成する場合には、加圧部材の少なくとも表面も、定着部材に用いられるジメチルシリコーンゴムで形成されることが、加圧部材へのトナーのオフセットを防止する上で有効である。
【００３８】
定着部材および加圧部材について、それらの部材の少なくとも表面を本発明で規定するジメチルシリコーンゴムで形成される場合として、それらの部材が多層構成になっており、その表層が上記ジメチルシリコーンゴム層である場合、および上記ジメチルシリコーンゴムで、定着部材および加圧部材の全体が形成される場合がある。
【００３９】
本発明で規定するシリコーンゴムを定着部材、または、加圧部材として用いる場合には、一般には１μｍ〜２ｍｍの厚さで用いられる。また、定着部材または加圧部材が２層以上の構成になっており、表層にシリコーンゴムを用い、下層に弾性層が用いられる場合には、表層の厚さは１μｍ〜３００μｍが好適であり、特に、トナーの定着性および画質の点から、５０μｍ〜３００μｍが好適である。
【００４０】
本発明による定着装置は、３色以上のカラートナーで形成されるトナー画像の定着に特に有効に適用される。カラートナーには、トナー間の溶融混色が容易に生ずるようにするために、シャープメルト性が要求される。
【００４１】
このシャープメルト性カラートナーを使用することにより、永久画像の色再現性を高め、原稿の多色またはフルカラー画像に忠実な永久画像を得ることができる。しかしながら、熱溶融時のトナー成分ポリマーの分子間凝集力の低下が、表層への付着力を増加させることとなり、一般に高温オフセット等と呼ばれるような、トナーが溶融しすぎることにより生じるトナーオフセットが発生しやすくなるため、少いオフセット防止シリコーンオイルの使用でオフセット防止に優れた本発明の定着装置は特に有効に適用される。
【００４２】
一般にシャープメルト性カラートナーには以下のようなものがある。
【００４３】
例えばカラートナーは、ポリエステル樹脂またはスチレン−アクリルエステル樹脂のごとき結着樹脂、着色剤（染料、昇華性染料）、荷電制御剤等のトナー形成用材料を溶融混練、粉砕、分級することにより製造される。必要とあらば、トナーに各種外添剤（例えば、疎水性コロイダルシリカ）を添加する外添工程を付加してもよい。このようなカラートナーとしては定着性、シャープメルト性を考慮すると結着樹脂として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として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が例示される。特に、次式
【００４４】
【外１】
（式中Ｒはエチレンまたはプロピレン基であり、ｘ，ｙはそれぞれ１以上の正の整数であり、かつｘ＋ｙの平均値は２〜１０である。）で代表されるビスフェノール誘導体もしくはその置換体をジオール成分とし、２価以上のカルボン酸又はその酸無水物又はその低級アルキルエステルとからなるカルボン酸成分（例えばフマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等）とを少なくとも共縮重合したポリエステル樹脂がシャープな溶融特性を有するのでより好ましい。
【００４５】
ポリエステル樹脂の軟化点は、７５〜１５０℃、好ましくは８０〜１２０℃が良い。
【００４６】
このポリエステル樹脂を結着樹脂として含有するシャープメルトトナーの軟化特性の例を図１に示す。測定条件は以下の通りである。
【００４７】
フローテスターＣＦＴ−５００Ａ型（島津製作所製）を使用し、ダイ（ノズル）の直径０．２ｍｍ、厚み１．０ｍｍとして２０ｋｇの押出荷重を加え初期設定温度７０℃で、予熱時間３００秒の後、６℃／分の速度で等速昇温したとき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。試料となるトナーは１〜３ｇ精秤した微粉末を用い、プランジャー断面積は１．０ｃｍ2とする。軟化Ｓ字曲線は図１のようなカーブとなる。等速昇温するに従い、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し終了する（Ｄ→Ｅ）。
【００４８】
Ｓ字曲線の高さＨは全流出量を示し、Ｈ／２のＣ点に対応する温度Ｔ0はトナーの軟化点を示す。
【００４９】
トナー及び結着樹脂がシャープメルト姓を有するか否かは、トナーまたは結着樹脂の見掛けの溶融粘度を測定することにより判定できる。
【００５０】
このようなシャープメルト姓を有するトナーまたは結着樹脂とは、見掛けの溶融粘度が１０3ポイズを示すときの温度をＴ1、５×１０2ポイズを示すときの温度をＴ2としたとき、
Ｔ1＝９０〜１５０℃
｜ΔＴ｜＝｜Ｔ1−Ｔ2｜＝５〜２０℃
の条件を満たすものをいう。
【００５１】
これらの温度−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。このような粘度低下が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、さらにトナー層自体の透明性を急激に増加させ、良好な減色混合を起こすものである。すなわち、永久画像における色再現性が向上するのである。
【００５２】
【発明の実施の形態】
本発明を適用した画像形成装置について具体的に説明する。
【００５３】
図２は本発明の画像形成装置の一態様を示す概略図である。本態様の装置は、第一面に対する画像形成定着済みの記録材を再び画像形成部及び定着手段へ搬送させて第二面に対する画像形成定着を実行させることで該記録材の両面に画像を形成する両面画像形成機能を有する電子写真方式のカラー画像形成装置である。両面画像形成を行なわず、片面画像形成のみによる使用も可能である。
【００５４】
図中、１は装置本体外装筐、Ａは該装置本体外装筐の上部に配設した原稿走査読取り部である。原稿台ガラス２上に原稿Ｏをその画像面を下向きにして所定の装置基準でセットし、その上から原稿押え板３をかぶせて読取りをスタートすることにより、原稿台ガラス下側の移動光学系４が原稿台ガラスの下面に沿って一辺側から他辺側に移動して原稿台ガラス３上のセット原稿の下向き画像面が照明走査させ、その照明走査光の原稿面反射光が光電読取りユニット５に結像され、色分解フィルタによって色分解されると共に、原稿画像の各色分解成分画像がカラー画像信号（時系列電気デジタル画素信号）としてそれぞれ光電読取りされ、メモリー回路に記憶貯蔵される。
【００５５】
６は画像形成部の像担持体としての電子写真感光体ドラムである。この感光体ドラム６は例えば直径１８０ｍｍであり、矢示の時計方向に所定のプロセススピード（周速度）をもって回転駆動される。７は感光体ドラム６を所定の極性・電位に一様に帯電処理する帯電器、８はレーザ出力部・ポリゴンミラー・レンズ系・ミラー等よりなる像露光手段である。帯電器７による感光体ドラム帯電処理面が前記メモリー回路からの時系列電気デジタル画素信号に対応して像露光手段８から変調出力されるレーザービームＥにより走査露光されることにより、回転感光体ドラム６面に走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。
【００５６】
９は複合現像装置であり、シアントナーを収容したシアン現像器９Ｃ、マゼンタトナーを収容したマゼンタトナー現像器９Ｍ、イエロートナーを収容したイエロートナー現像器９Ｙ、黒トナーを収容したブラック現像器９Ｋの４つの現像器を有しており、この４つの現像器９Ｃ−９Ｍ−９Ｙ−９Ｋが選択的に回転感光体ドラム６に作用して回転感光体ドラム６面の静電潜像がトナー現像される。
【００５７】
１１は転写ドラムであり、複合現像装置９の次位において感光体ドラム６に接して感光体ドラムと略同一の周速度をもって感光体ドラム６の回転に順方向に回転駆動される。この転写ドラム１１は、例えば直径１８０ｍｍであり、その周面開口域には記録材担持手段であるフィルム状の誘電体からなる記録材担持シート１１ａが円筒状に一体的に張設されている。また記録材を転写ドラム１１の外周面に吸着させるための吸着帯電手段である吸着用コロナ帯電器１１ｂとその対向電極としての吸着用（当接用）ローラ１１Ｃ、転写ドラム１１に吸着された記録材へ感光体ドラム６側のトナー画像を転写させるための転写用コロナ帯電器１１ｄ、内側コロナ帯電器１１ｅ、外側コロナ帯電器１１ｆ、記録材分離帯電器１１ｇ、記録材分離爪１１ｈ等を配設してある。
【００５８】
１２、１３、１４は第１〜第３の記録材自動給紙機構、１５は記録材手差し給紙部である。記録材（転写材）Ｐは選択された第１〜第３の記録材自動給紙機構１２、１３、１４の何れかから１枚宛給紙され、ガイド板・搬送ローラ対等からなる所定のシートパスを通ってレジストローラ対１６へ搬送される。あるいは記録材手差し給紙部１５からレジストローラ対１６へ搬送される。
【００５９】
そして、記録材はレジストローラ対１６により所定のタイミングにて転写ドラム１１へ給送されて転写ドラム１１の外周面に対して巻き付けられて静電的に保持され転写ドラム１１と一体に回転搬送され、その記録材の外面に対して感光体ドラム６側のトナー画像が転写用コロナ帯電器１１ｄにより転写される。記録材Ｐに対するトナー画像転写後の回転感光体ドラム６面はクリーナ（クリーニング装置）１０により転写残りトナー等の残留付着物の除去を受けて清掃される。
【００６０】
フルカラー画像形成モードの場合は、▲１▼．回転感光体ドラム６に対する、帯電→目的のカラー画像の前述色分解画像信号のうちのシアン画像信号により変訳されたレーザ光による画像露光Ｅ→シアン現像器９Ｃによる現像→そのシアントナー画像の記録材Ｐに対する転写→回転感光体ドラム６のクリーニングの工程、▲２▼．回転感光体ドラム６に対する、帯電→目的のカラー画像の前述色分解画像信号のうちのマゼンタ画像信号により変調されたレーザ光による画像露光Ｅ→マゼンタ現像器９Ｍによる現像→そのマゼンタトナー画像の記録材Ｐに対する転写→回転感光体ドラム６のクリーニングの工程、▲３▼．回転感光体ドラム６に対する、帯電→目的のカラー画像の前述色分解画像信号のうちのイエロー画像信号により変調されたレーザ光による画像露光Ｅ→イエロー現像器９Ｙによる現像→そのイエロートナー画像の記録材Ｐに対する転写→回転感光体ドラム６のクリーニングの工程、▲４▼．回転感光体ドラム６に対する、帯電→目的のカラー画像の前述色分解画像信号のうちのブラック画像信号により変調されたレーザ光による画像露光Ｅ→ブラック現像器９Ｋによる現像→そのブラックトナー画像の記録材Ｐに対する転写→回転感光体ドラム６のクリーニングの工程、の以上４つの作像・転写サイクル ▲１▼〜▲４▼の感光体ドラム６及び転写ドラム１１の回転が続行して順次実行されることで、回転転写ドラム１１に巻き付き保持された同一の記録材Ｐの外面（第一面）に対して上記のシアントナー画像・マゼンタトナー画像・イエロー画像・ブラックトナー画像の都合４つのトナー画像が相互に所定に位置合わせ（レジストレーション）されて重畳転写されることにより、記録材Ｐに目的のカラー画像に対応したカラートナー画像が合成形成される。
【００６１】
回転転写ドラム１１に保持された同一の記録材Ｐに対する上記４色分のトナー画像の重ね転写が終了すると、記録材は分離帯電器１１ｇにより除電され、分離手段としての分離爪１１ｈによって転写ドラム１１から分離され、搬送手段１７により定着装置（本例では熱ローラ定着装置）１８に送られて、４色分のトナー画像が一括して記録材面に定着処理される。
【００６２】
片面画像形成モードのときは、定着装置１８をデータ片面（第一面）画像形成・定着済みの記録材は排紙口１９から機外の排紙トレイ２０へ排出される。
【００６３】
両面画像形成モードのときは、定着装置１８を出た片面画像形成・定着済みの記録材は再搬送シートパスａへ導入され、スイッチバックシートパスｂ→シートパスｃの経路を通って表裏反転されて中間トレイ２１へ送られる。そしてこの中間トレイ２１からレジストローラ対１６へ搬送されて再び転写ドラム１１に対して給送されて、画像形成済みの第一面側内向き、第二面側外向きで転写ドラム１１に巻き付き保持される。
【００６４】
この記録材の第２面に対して、前記第一面に対する画像形成と同様に、感光体ドラム６に順次に形成される第二面用のカラー画像の４色の色分解トナー画像の転写が順次行なわれてカラートナー画像が合成形成される。
【００６５】
そして記録材は転写ドラム１１から分離されて再び定着装置１８に送られて第二面に形成された４色分のトナー画像が一括して定着処理され、フルカラー両面画像形成済みの記録材が排出口１９から排紙トレイ２０へ排紙される。
【００６６】
片面（第一面）画像形成・定着済みの記録材を一旦排紙トレイ２０へ排出させ、その記録材を第二面上向きにして手差し給紙部１５から装置へ再導入して第二面に対する画像形成を実行させることもできる。
【００６７】
なお、上記４色の色分解トナー画像の形成順序は本例の順序に隈られない。白黒画像コピーの場合はブラック現像器９Ｋのみが作動する。自黒画像の両面コピーモードや、記録材の一方の面はカラー画像とし、他方の面は白黒画像とする画像形成モードも選択実行できる。
【００６８】
＜加熱加圧定着装置の構成＞
本発明を適用した加熱加圧定着装置について具体的に説明する。
【００６９】
図３は、本発明を実際に適用した加熱加圧定着装置の断面図である。定着ローラ１００と加圧ローラ１０２が対を成して圧接し、７ｍｍ程度のニップ幅を形成している。
【００７０】
上記定着ローラ１０１は、基材としてアルミニウム等を用いた芯金１１１に、２ｍｍ程度の厚さのＨＴＶ（ミラブル型）シリコーンゴムからなる弾性層１１２が形成され、該弾性層１１２上には５０μｍ程度の厚さのフッ素ゴムから成るオイルバリア層１１３が形成され、該オイルバリア層１１３上には２００μｍ程度の厚さのジメチルシリコーンゴムから成る表層１１４が形成されている。この定着ローラ１０１は、外径が６０ｍｍ程度になるように構成されている。
【００７１】
また、上記加圧ローラ１０２も同様に、基材としてアルミニウム等を用いた芯金１２１に、２ｍｍ程度の厚さのＨＴＶ（ミラブル型）シリコーンゴムから成る弾性層１２２が形成され、該弾性層１２２上には５０μｍ程度の厚さのフッ素ゴムから成るオイルバリア層１２３が形成され、該オイルバリア層１２３上には２００μｍ程度の厚さの例えばジメチルシリコーンゴムから成る表層１２４が形成されている。この加圧ローラ１０２も、外径が６０ｍｍ程度になるように構成されている。
【００７２】
上記定着ローラ１０１には、離型オイルを均一に塗布するオイル塗布ユニット１０３と、定着ローラ１０１の表面に付着したトナー等の汚れをクリーニングするためのクリーニングウェブユニット４と、定着ローラ１上の離型オイルの量を規制して制御する弾性体オイル規制ブレード１０７が接するように配置されている。
【００７３】
上記オイル塗布ユニット１０３は、離型オイル１３２を保持するオイルパン１３１と、回転して離型オイル１３２を汲み上げる金属製のオイル汲み上げローラ１３３と、この汲み上げられた離型オイル１３２を定着ローラ１表面に回転しながら塗布する弾性体オイル塗布ローラ１３４と、オイル塗布ローラ１３４上の離型オイルの量を規制して制御する弾性体オイル規制ブレード１３５で構成されている。
【００７４】
離型オイルには、ジメチルシリコーンオイルを用いた。このジメチルシリコーンオイルには、２５℃における動粘度が３００ｃＳｔ（センチトークス）のジメチルシリコーンオイル（信越化学工業社製、商品名、ＫＦ−９６ＳＳ）を用いた。
【００７５】
また、上記クリーニングウェブユニット１０４は、トナー等の汚れをクリーニングする不織布であるクリーニングウェブ１４１と、このクリーニングウェブ１４１を定着ローラ表面に押し当てる弾性体ウェブ押し当てローラ４２で構成されている。クリーニングウェブ１４１はｄの方向に少しずつ巻き取られる。
【００７６】
上記弾性体オイル規制ブレード１０７は、支持体のバネ（図示せず）により、その押し当て圧が任意に変更でき、これにより定着ローラ１の表層１１４の表面上への離型オイル塗布量を変化させることが出来るようになっている。
【００７７】
上記加圧ローラ１０２には、過剰な離型オイルを除去するための弾性体オイル除去ブレード１０５が接するように配置されている。
【００７８】
定着ローラ１０１および加圧ローラ１０２に芯金１１１および１２１の中心には、加熱ヒーター１０６が配置されており、それぞれのローラの表層１１４および１２４の表面に接するように配置された熱電対（図示せず）で検知された温度に基づき、表面温度が設定値になるようにヒーター通電タイミングが制御される。本実施例では、設定値を１７０℃とした。
【００７９】
図３に示した加熱加圧定着装置においては、定着ローラ１０１はａの方向に、加圧ローラ１０２はｂの方向に回転し、紙Ｐはｃの方向に搬送され、未定着トナーＴ１は、定着ローラ１０１と加圧ローラ１０２のニップ部を通過し、定着トナーＴ２となり画像を形成する。
【００８０】
＜定着部材の製造方法＞
定着部材である定着ローラ１０１は次のような方法で製造した。まず、芯金１１１上に、耐熱グレードのＨＴＶシリコーンゴム（ミラブル型）を加硫接着し、研磨により目的の外径を得た。次に、フッ素ゴム塗料を５０μｍ程度の厚みでスプレー塗布し、１５０℃にて３０分乾燥させてフッ素ゴム被覆ローラを得た。次に、予めシロキサン系プラーイマー処理した該フッ素ゴム被覆ローラ上に、表層として用いる請求項記載の未硬化の付加型液状シリコーンゴムのトルエン溶媒希釈液コーティングし、室温で３０分放置してトルエンを揮発させ、１３０℃１時間１次加硫によって硬化させ、次に２００℃４時間２次加硫をして２００μｍ厚のジメチルシリコーンゴムで被覆された定着ローラ１０１を得た。
【００８１】
加圧部材である加圧ローラ１０２も、定着ローラ１０１と同様な方法により製造して得た。
【００８２】
＜オイル塗布量の測定方法＞
定着ローラ１０１の表層１１４上への離型オイルの塗布量を次のようにして測定した。まず、図３に示した加熱加圧定着装置の、加圧ローラ１０２とクリーニングウェブユニット１０４を取り外し、定着ローラ１０１の表面温度が１７０℃になるまで加熱ヒーター１０６により加熱を行い、その後、定着ローラ１０１を半周回転させる。これにより、定着ローラ表面の半周に離型オイルが塗布される。その後、その塗布された表面上に、素早く汎用の定量濾紙（５センチ×３０センチ角、秤量済）を、５０ｇ／ｃｍ2程度の圧力で１分間押し付け、引き剥がす。このような濾紙サンプルを１０個採取し、精密天秤（１／１０００ｇ）によりサンプル重量を秤量し、事前に秤量した濾紙重量との差から、単位面積当たりの濾紙へのオイル付着量を計算し、これを定着ローラ表面への単位面積当たりのオイル塗布量とした。
【００８３】
＜表層の動的粘弾性の測定方法＞
定着ローラ１０１及び加圧ローラ１０２の表層１１４及び１２４の動的粘弾性は次のようにして測定した。まず、表層に用いるのと同じ未硬化の付加型液状シリコーンゴムを用意し、２ｍｍの厚さのシート状に成形して、加熱・加硫によって硬化させてシート状の測定サンプルを得た。この厚さ２ｍｍの測定サンプルは、幅５ｍｍ、長さ４０ｍｍ程度に切り取り、その動的粘弾性を（株）レオロジ製の粘弾性測定装置（ＤＶＥＲＥＨＯＳＰＥＣＴＯＬＥＲ ＤＶＥ−Ｖ４）によって測定した。この際の測定条件は、引っ張治具（１７５％伸長）、測定温度１７０℃、正弦波歪（周波数１００Ｈｚ）という条件に設定し測定した。
【００８４】
＜使用した材料の詳細＞
以下に、本実施例において使用した、表層の材料の詳細について述べる。
【００８５】
＜実施材料１＞
２５℃における粘度が約３０Ｐａ・ｓであり、二官能性のジメチルシロキサン単位を約３００個連続して有する直鎖状ポリシロキサンセグメントと、その両端に結合している、１つのビニル基を有する分岐状ポリシロキサンセグメントとからなるブロックコポリマー（Ａ−ａ−１）６０重量部に、２５℃における粘度が約１００００Ｐａ・ｓの両末端にビニル基を有する直鎖状ジメチルポリシロキサン（Ａ−ｂ−１）４０重量部を混合し、架橋剤として一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有したオルガノポリシロキサンを（Ａ−ａ−１）成分と（Ａ−ｂ−１）成分の混合物中に含まれる全ビニル基のモル量に対して、該水素原子のモル量が１．３倍となる量加える。さらに、これに、白金系触媒を加え、これらの混合物に対して鉄成分基準で５０ｐｐｍとなるだけの量の塩化第二鉄（Ｄ−１）を加えて、未硬化の付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−１）を得た。
【００８６】
この付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−１）を加熱・加硫により硬化することにより、貯蔵弾性率が１．３７×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2であり、損失弾性率が５．２８×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2であるジメチルシリコーンゴムを得ることができた。
【００８７】
＜実施材料２＞
実施材料１の未硬化の付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−１）の１００重量部に対して、重量平均分子量が１．６×１０5のジメチルシリコーンオイルを２０重量部混合し、未硬化の付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−２）を得た。
【００８８】
架橋剤及び触媒は、実施材料１と同様とした。
【００８９】
この付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−２）を加熱・加硫により硬化することにより、貯蔵弾性率が０．８９×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2であり、損失弾性率が７．０×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2であるジメチルシリコーンゴムを得ることができた。
【００９０】
＜実施材料３＞
２５℃における粘度が約２０Ｐａ・ｓであり、二官能性のジメチルシロキサン単位を約２００個連続して有する直鎖状オイルセグメントと、その両端に結合している、１つのビニル基を有する分岐状ポリシロキサンセグメントとからなるブロックコポリマー（Ａ−ａ−２）５５重量部に、２５℃における粘度が約１１０００Ｐａ・ｓの両末端にビニル基を有する直鎖状ジメチルポリシロキサン（Ａ−ｂ−２）４５重量部を混合し、架橋剤として一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有したオルガノポリシロキサンと白金系触媒を加え、これらの混合物に対して鉄成分基準で５０ｐｐｍとなるだけの量の塩化第二鉄（Ｄ−１）を加えて、未硬化の付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−３）を得た。
【００９１】
架橋剤及び触媒は、実施材料１と同様とした。
【００９２】
この付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−３）を加熱・加硫により硬化することにより、貯蔵弾性率が０．９×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2であり、損失弾性率が３．０×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2であるジメチルシリコーンゴムを得ることができた。
【００９３】
＜実施材料４＞
実施材料３の未硬化の付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−３）の１００重量部に対して、重量平均分子量が１．６×１０5のジメチルシリコーンオイルを２０重量部混合し、未硬化の付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−４）を得た。
【００９４】
架橋材及び触媒は、実施材料１と同様とした。
【００９５】
この付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−４）を加熱・加硫により硬化することにより、貯蔵弾性率が０．４×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2であり、損失弾性率が４．６×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2であるジメチルシリコーンゴムを得ることができた。
【００９６】
＜比較材料１＞
実施材料１に記載したオルガノポリシロキサン（Ａ−ａ−１）６０重量部に、実施材料１に記載した直鎖状ジメチルポリシロキサン（Ａ−ｂ−１）４０重量部を混合し、架橋剤として一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有したオルガノポリシロキサンと白金系触媒を加え、これらの混合物に対して、耐熱性のシリカ粉体（日本アエロジル社製、Ｒ９７２）を３重量％加え混合し、未硬化の付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−５）を得た。
【００９７】
架橋剤及び触媒は、実施材料１と同様とした。
【００９８】
この付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−５）を加熱・加硫により硬化することにより、貯蔵弾性率が２．０１×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2であり、損失弾性率が７．８８×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2であるジメチルシリコーンゴムを得た。
【００９９】
＜比較材料２＞
実施材料１に記載したオルガノポリシロキサン（Ａ−ａ−１）１００重量部に、架橋剤として一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有したオルガノポリシロキサンと白金系触媒を加え、未硬化の付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−６）を得た。
【０１００】
架橋剤及び触媒は、実施材料１と同様とした。
【０１０１】
この付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−６）を加熱・加硫により硬化することにより、貯蔵弾性率が５．９５×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2であり、損失弾性率が２．０４×１０6ｄｙｎ／ｃｍ2であるジメチルシリコーンゴムを得ることができた。
【０１０２】
＜比較材料３＞
２５℃における粘度が約５Ｐａ・ｓであり、二官能性のジメチルシロキサン単位を有する直鎖状ポリシロキサンセグメントと、その両端に結合している、１つのビニル基を有する分岐状ポリシロキサンセグメントとからなるブロックコポリマー（Ａ−ａ−３）８０重量部に、２５℃における粘度が約１０００Ｐａ・ｓの両末端にビニル基を有する直鎖状ジメチルポリシロキサン（Ａ−ｂ−３）２０重量部を混合し、架橋剤として一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有したオルガノポリシロキサンと白金系触媒を加え、これらの混合物に対して鉄成分基準で５０ｐｐｍとなるだけの量の塩化第二鉄（Ｄ−１）を加えて、未硬化の付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−７）を得た。
【０１０３】
架橋剤及び触媒は、実施材料１と同様とした。
【０１０４】
この付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−７）を加熱・加硫により硬化することにより、貯蔵弾性率が４．０×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2であり、損失弾性率が１３×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2であるジメチルシリコーンゴムを得ることができた。
【０１０５】
＜比較材料４＞
比較材料３記載のレジン状オルガノポリシロキサン（Ａ−ａ−３）６０重量部に、２５℃における粘度が５００Ｐａ・ｓ程度の末端ビニル基封鎖の直鎖状ジメチルポリシロキサン（Ａ−ｂ−４）４０重量部を混合し、架橋剤として一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有したオルガノポリシロキサンと白金系触媒を加え、これらの混合物に対して鉄成分基準で５０ｐｐｍとなるだけの量の塩化第二鉄（Ｄ−１）を加えて、未硬化の付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−８）を得た。
【０１０６】
架橋剤及び触媒は、実施材料１と同様とした。
【０１０７】
以上のような付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−８）を加熱・加硫により硬化することにより、貯蔵弾性率が３．９×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2であり、損失弾性率が１１×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2であるジメチルシリコーンゴムを得ることができた。
【０１０８】
＜実施例＞
以下に、本発明の効果を確認した実施例について説明する。
【０１０９】
＜実施例１＞
まず、定着ローラ表層への離型オイルの塗布量と、ＰＨＰトランスペアレンシーシートべたつきとの関係を明らかにするため、以下のような実験を行なった。
【０１１０】
この実験には、図２に示す画像形成装置（キヤノン社製、カラーレーザーコピア８００（ＣＬＣ８００））を用いた。実験条件は、
コピー原稿：ブラック
コピーモード：フルカラーモード、片面コピー
記録シート：カラーレーザーコピアトランスペアレンシー（キヤノン、ＣＴ−７００）、Ａ４
とした。ブランクコピー原稿とは、白紙の原稿の事である。また、カラーレーザーコピアトランスペアレンシーとは、ＣＬＣ用のＯＨＰトランスペアレンシーシートである。
【０１１１】
加熱加圧定着装置の定着ローラ及び加圧ローラには、表１に示したように、実施材料と比較材料のジメチルシリコーンゴムの表層を有したローラを使用した。
【０１１２】
また、オイル規制ブレード７の押し当て圧を変化させて、表層への離型オイル塗布量を２０、４０、６０ｍｇ／Ａ４に変化させた。
【０１１３】
ＯＨＰトランスペアレンシーシートべたつきは、ＯＨＰトランスペアレンシーシートを１枚コピーして、ガラス板上に乗せて引き剥す際のべたつきにより評価した。
【０１１４】
実験結果である表１にあるように、４０、６０ｍｇ／Ａ４の塗布量では、ＯＨＰトランスペアレンシーシートのべたつきが確認された。一方で、２０ｍｇ／Ａ４の塗布量では、べたつきは確認されなかった。
【０１１５】
【表１】
【０１１６】
＜実験例２＞
次に、貼着ローラ表層への離型オイルの塗布量と、両面画像形成時の画像不良との関係を明らかにするため、以下のような実験を行なった。
【０１１７】
この実験には、実験例１と同じ画像形成装置を用い、実験条件は、
コピー原稿：マゼンタベタ、
コピーモード：フルカラーモード、両面コピー
記録シート：普通紙（８１．４ｇ／ｍ2）、Ａ４
とした。マゼンタコピー原稿とは、マゼンタ濃度１００％で、本画像形成装置で画像形成を行なった画像のことである。
【０１１８】
加熱加圧定着装置の定着ローラ及び加圧ローラの表層のジメチルシリコーンゴム、及び表層への離型オイル塗布量は、実験例１と同様にした。
【０１１９】
画像不良の評価は、５０枚の両面コピー実験を行い、感光ドラムオイル汚れ起因の画像不良の発生有無を、５０枚コピー時点で、定着画像の目視確認により評価した。
【０１２０】
実験結果である表２にあるように、４０、６０ｍｇ／Ａ４の塗布量では、両面画像形成時の画像不良が確認された。一方で、２０ｍｇ／Ａ４の塗布量では、画像不良は確認されなかった。
【０１２１】
【表２】
【０１２２】
＜実験例３＞
本発明の実施材料と、本発明の効果を明らかにするための比較材料の、定着ローラーとしての離型性を明らかにするため、以下のような実験を行なった。
【０１２３】
この実験には、実験例１と同じ画像形成装置を用い、実験条件は、
コピー原稿：マゼンタハーフトーン
コピーモード：フルカラーモード、片面コピー
記録シート：普通紙（８１．４ｇ／ｍ2）、Ａ４
とした。マゼンタハーフトーンコピー原稿とは、マゼンタ濃度５０％で、ハーフトーンモードによって本画像形成装置で画像形成を行なった画像のことである。
【０１２４】
なお、この実験は、定着ローラーの性能を明らかにするための実験であり、加圧ローラーの表層材料は任意に選べるが、ここでは、定着ローラーの材料と同一の材料を用いた。
【０１２５】
離型性は、定着ローラの離型寿命によって評価した。離型寿命とは、トナーオフセットが定着後の画像上に目視で確認された時点での通紙枚数とした。
【０１２６】
実験結果である表３にあるように、実験材料は、離型オイルの塗布量が２０ｍｇ／Ａ４以下である場合には、０．５ｍｇ／Ａ４未満である場合を除いて、比較材料に比べて十分に長期な離型寿命を示した。
【０１２７】
【表３】
【０１２８】
＜実験例４＞
本発明の実施材料と比較材料の、両面画像形成における加圧ローラーとしての離型性を明らかにするため、以下のような実験を行なった。
【０１２９】
この実験には、実験例１と同じ画像形成装置を用い、実験条件は、
コピー原稿：マゼンタハーフトーン
コピーモード：フルカラーモード、両面コピー
記録シート：普通紙（８１．４ｇ／ｍ2）、Ａ４
とした。
【０１３０】
加圧ローラの離型性は、１００枚毎に、裏面（加圧ローラー側）がマゼンタベタである定着済みの画像を記録シートとして用い、ブランクコピー原稿で１枚コピーを行ない、裏面マゼンタベタ画像の画像抜けの程度により、加圧ローラーの離型性を評価した。この評価では、離型性が悪い場合には、通紙後の裏面画像に画像抜けが発生し、目視によって確認できる。
【０１３１】
実験結果である表４にあるように、実施材料は、離型オイルの塗布量が２０ｍｇ／Ａ４以下である場合には、比較材料に比べて、加圧ローラ側でのマゼンタベタ画像の抜けを生じず、優れた離型性を有する。
【０１３２】
【表４】
【０１３３】
＜実験例５＞
実験例５として、３色以上のトナーを用いた画像形成における、実施材料の性能を確認する実験を行なった。
【０１３４】
この実験には、実験例１と同じ画像形成装置を用い、実験条件は、
コピー原稿：フルカラー写真原稿
コピーモード：フルカラーモード、片面コピー
記録シート：普通紙（８１．４ｇ／ｍ2）、Ａ４
とした。ここで、フルカラー写真原稿とは、画像形成を行なう際に、ＣＭＹＫの４色のトナーがバランス良く使用されるような、人物写真を配した原稿である。
【０１３５】
実施材料の性能は、定着後の画像を目視確認し、トナーオフセット等の画像不良が生じるかどうかにより評価した。
【０１３６】
実験結果である表５にあるように、実施材料は、１０万枚以上にわたり画像定着の性能を発揮し、問題無く加熱加圧定着を行なうことができた。
【０１３７】
【表５】
【０１３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、定着部材、加圧部材、及びジメチルシリコーンオイルからなる離型オイルの塗布手段を少なくとも有する加熱加圧定着装置において、少い離型オイルの塗布条件下でもトナーのオフセットを防止でき、離型寿命が長く、ローラー傷の発生の少ない定着装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】シャープメルト性トナーの軟化特性図
【図２】加熱加圧定着装置を備えた画像形成装置の説明図
【図３】本発明の実施例の加熱加圧定着装置の断面図
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザービームプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置の、加熱加圧定着装置、および加熱加圧定着装置に用いられるシリコーンゴムローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機及びレーザービームプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置は、トナーを記録シート上へ永久画像として定着させるための定着装置を有している。この定着装置は、加熱されたローラとローラや、フィルムとローラ、ベルトとローラといった一対の加熱部材と加圧部材間で加圧した形態を成しているのが一般的である。この加熱加圧された部材間を、未定着のトナー画像が表面に形成された記録シートが通過することにより、記録シート上にはトナーが永久画像として定着される。記録シートとしては、一般には、紙、又は、ＯＨＰトランスペアレンシーシート等が用いられる。このような、トナーを永久画像として定着する装置は、一般に加熱加圧定着装置、または、加熱定着装置、トナー定着装置等、又は単に定着装置と呼ばれる。
【０００３】
加熱加圧定着装置の中でも、一対の加熱・加圧部材が何れもローラであるものは、ローラ式加熱加圧定着装置、又はローラ定着装置と呼ばれる。加熱加圧定着装置の中で、未定着のトナー画像に直接接する側の部材は定着部材と呼ばれ、他方は加圧部材と呼ばれる。
【０００４】
加熱加圧定着装置の、定着部材及び加圧部材の最外層は表層と呼ばれる。表層は、直接にトナー画像や記録シートに接触するため、表層の機能や性能が永久画像の画質等に対して大きな影響を及ぼす。
【０００５】
表層に求められる機能・性能の中でも、最も重要なもののひとつに、トナー離型性が挙げられる。トナー離型性とは、表層へのトナーの付着のし難さのことを指している。未定着のトナー画像から表層へトナーが付着することは、一般にはトナーオフセット、又は単にオフセット等と呼ばれる。
【０００６】
例えば、定着ローラの表層のトナー離型性が悪い、すなわち、表層にトナーが付着しやすい場合には、未定着トナー画像からトナーオフセットが生じ、永久画像においては、トナーの抜け等が生じ、画質を悪化させる。また、オフセットしたトナーが、次の未定着トナー画像に対して定着してしまい、トナー汚れや、オフセット画像等と呼ばれる画像不良を生じる原因となる。更に、トナーオフセットは、定着ローラに当接した部品が存在する場合に、この当接部品に対してオフセットしたトナーが固着してしまい、表層を傷つけたり、部品機能を損なうような問題をも引き起こす原因となる。
【０００７】
更に、加圧部材の表層のトナー離型性が悪い場合には、両面画像形成を行なう場合に問題を生じる場合がある。この両面画像形成は、第一面目の画像を形成した加熱加圧定着済みの記録シートを、自動または手動により第二面目へ画像を形成出来得るように反転させ、第二面目のトナー画像を記録シート上に形成し、再び加熱加圧定着を行うのが一般的である。このため、第二面目トナー画像定着時に、既に定着された第一面目永久画像が加圧部材の表層に接するため、第一面目永久画像のトナーが一部加圧部材にオフセットして、画質の悪化や、加圧部材への記録シートの巻き付き等の問題を生じる。
【０００８】
特に、フルカラー複写機やフルカラーレーザービームプリンター等の、フルカラー画像形成装置では、モノクロの画像形成装置に比べて、表層には特に高いトナー離型性が要求される。なぜなら、フルカラー画像形成装置においては、多色のトナーが二層〜四層の層を形成しているために、使用されるトナーには、加熱した際の溶融性、及び混色性が良好であることが要求され、軟化点が低く、かつ溶融粘度の低いシャープメルト性のトナーが用いられるからである。このようなトナーは、シャープメルト性カラートナー、シャープメルト性トナー等、又は単にカラートナー等と呼ばれる。
【０００９】
上記のような問題を解決するため、定着部材の表層には、フッ素樹脂、あるいはシリコーンゴム等のトナー離型性が良く、かつ、耐摩耗性および耐熱性に優れた材料が用いられるのが一般的である。
【００１０】
特にカラー複写機の加熱加圧定着装置においては、色再現性の向上などの高画質化の要求のために、定着部材の表層のトナー離型性が悪化するような苛酷な条件下で使用されるので、表層には特にトナー離型性に優れたシリコーンゴムが、用いられる傾向にある。
【００１１】
また、カラー複写機以外の電子写真画像形成装置においても、トナー離型性の向上を重視する場合には、上記同様の理由から、定着部材の表層にはシリコーンゴムが好んで用いられる。
【００１２】
従来の定着部材の表層に関する発明においては、トナー離型性、耐摩耗性および耐熱性の向上を目指しているものが幾つか見られる。
【００１３】
特開平０５−２１４２５０号公報によれば、シリコーンゴムの補強材として、例えば分岐状オルガノポリシロキサンを配合して、これを定着部材の表層として用いることにより、トナー離型性と物理的強度の向上を図っている。
【００１４】
特開平０７−３１１５０８号公報によれば、定着部材の表層に、例えば分岐状ジメチルポリシロキサンと無機微粉体を含む付加型ジメチルシリコーンゴムを用いることにより、より一層の物理的強度とトナー離型性の向上に対し、その両立を図っている。
【００１５】
しかしながら、カラー複写機において、これらの材料を定着部材の表層に用いる場合には、加熱加圧定着装置には、トナー離型性の確保のために、表層表面に均一に離型オイルを塗布する手段が必要不可欠である。一般に、表層が上記のようなジメチルシリコーンゴムからなる場合、２５℃における粘度が１００〜１０００ｃＳであるジメチルシリコーンが離型オイルとして用いられる。また、表層が上記ジメチルシリコーンゴムである定着部材を用いた加熱加圧定着装置においては、離型オイルの表層表面へのオイル塗布量は、トナー離型性の確保のために４０ｍｇ／６２１ｃｍ2（Ａ４相当）以上が必要である。
【００１６】
一方で、このような離型オイルの塗布は、特にＯＨＰフィルムシートのコピーにおいて、シートのオイルべたつきという問題を含んでいる。上記加熱加圧定着装置のように、離型オイルの塗布量が４０ｍｇ以上であるような場合には、ＯＨＰフィルムシートのオイルべたつきが顕著に確認され、実用上問題となる場合がある。このべたつきの問題を解決するには、離型オイルの塗布量の低減が必須であり、また、このような従来よりも少量の離型オイル塗布条件下での定着ローラーの表層のトナー離型性の確保が要求される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明においては、ＯＨＰフィルムシートのオイルべたつきが改善されるような、従来よりも少量の離型オイル塗布条件下においてでもトナーの離型性が確保できる加熱加圧定着装置を提供することを目的としている。
【００１８】
また本発明は、定着部材のトナー離型性と物理的強度をバランス良く長期に渡り維持することを可能とした加熱加圧定着装置を提供することを目的とする。
【００１９】
また本発明は、トナー離型性および物理的強度の長期安定性に優れたシリコーンゴムローラを提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、定着部材、及びジメチルシリコーンオイルからなる離型オイルの塗布手段を有するトナー画像の加熱加圧定着装置において、定着部材の少なくとも表面が、貯蔵弾性率Ｅ’が１．０×１０6ｄｙｎ／ｃｍ2よりも大きく１．５×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2よりも小さな範囲にあり、損失弾性率Ｅ”が１．０×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2よりも大きく７．５×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2よりも小さな範囲にあるジメチルシリコーンゴムであり、そのゴム表面にはジメチルシリコーンオイルが塗布されその塗布量が１〜２０ｍｇ／６２１ｃｍ2（Ａ４相当）であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明によるシリコーンゴムローラは、貯蔵弾性率Ｅ’が１．０×１０6ｄｙｎ／ｃｍ2よりも大きく１．５×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2よりも小さな範囲にあり、損失弾性率Ｅ”が１．０×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2よりも大きく７．５×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2よりも小さな範囲にあり、塩化第二鉄を含有するジメチルシリコーンゴムを表層に有することを特徴とするものである。
【００２２】
本発明による加熱加圧定着装置が、ジメチルシリコーンオイルの低塗布量のもとで、良好なトナー離型性を長期間保持できることについては次のように説明される。
【００２３】
本発明者らは、定着部材の表層のジメチルシリコーンゴムのトナー離型性と動的粘弾性との相関について注目した。まず、トナー離型性を、未使用の表層のトナー離型性を示す初期離型性と、表層使用毎のトナー離型性の低下の速さを示す離型低下速度の２つの因子に分離した。次に、表層の動的粘弾性を、弾性項を示す貯蔵弾性率Ｅ’と、粘性項を示す損失弾性率Ｅ”の２つの因子に分離した。貯蔵弾性率と損失弾性率は、実施例にて後述する方法により測定した。これら４つの因子の相関を解析したところ、貯蔵弾性率を小さくすることにより離型低下速度が小さくなる傾向があり、損失弾性率を小さくすることにより初期離型性が大きくなる傾向があることが明らかとなった。ここで、離型寿命を、オフセット画像が発生するまでの寿命であると定義すれば、初期離型性を大きくし、離型低下速度を小さくすることにより離型寿命が永くなることから、貯蔵弾性率および損失弾性率を小さくすることにより、離型寿命は相乗的に永くなるという知見が得られる。つまりこれは、トナー離型性に優れたジメチルシリコーンゴムを得ることができることを意味している。
【００２４】
以上のようなトナー離型性の知見に基づき、離型オイルであるジメチルシリコーンオイルの塗布量が１ｍｇ〜２０ｍｇ／Ａ４である場合には、表層であるジメチルシリコーンゴムの貯蔵弾性率は１．５×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2よりも小さくすることにより、長期の離型寿命を示し、トナー離型性に優れたジメチルシリコーンゴムが得られることを見出した。一方、損失弾性率は７．５×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2よりも小さくすることにより、長期の離型寿命を示す。トナー離型性に優れたジメチルシリコーンゴムが得られることを見出した。
【００２５】
また、物理的強度の点から、貯蔵弾性率と損失弾性率は、ある下限値よりも大きな値で使用されなければならない。即ち、ジメチルシリコーンゴムの場合、表層としては、貯蔵弾性率が１×１０6ｄｙｎ／ｃｍ2よりも大きく、かつ損失弾性率が１．０×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2よりも大きなジメチルシリコーンゴムであることを見出した。
【００２６】
以上の知見に基づき、画像を加熱加圧定着させる装置であり、少なくとも定着部材、及び定着部材へ離型オイルを塗布する手段を有した該加熱加圧定着装置において、離型オイルがジメチルシリコーンオイルであり、その塗布量が１〜２０ｍｇ／Ａ４（６２１ｃｍ2）であって、少なくとも定着部材の表層がジメチルシリコーンゴムであり、該ジメチルシリコーンゴムの１７０℃における貯蔵弾性率Ｅ’が次式、
１×１０6ｄｙｎ／ｃｍ2＜Ｅ’＜１．５×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2
の範囲にあり、かつ１７０℃における損失弾性率Ｅ”が次式、
１．０×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2＜Ｅ”＜７．５×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2
の範囲にあることを特徴とした加熱加圧定着装置を用いることにより、
ＯＨＰトランスペアレンシーシートのオイルべたつきの低減を実現できる程に少ない量の離型オイル量を実現し、かつ、それ程の少ない離型オイル塗布量であっても、優れたトナー離型性を示すことのできる表層を有した定着部材から成る加熱加圧定着装置を提供することができるものである。
【００２７】
本発明による定着装置に用いる定着部材の少なくとも表面を形成するジメチルシリコーンゴムは、付加型液状シリコーンゴムを付加重合して生成されるものが好ましく、次の組成の付加型液状シリコーンゴムが好適である。
（Ａ）（ａ）一分子中にビニル基を２個以上有し、分岐状ポリシロキサンセグメントを有するオルガノポリシロキサンを５０〜７０重量％と、（ｂ）２５℃における粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上の、両末端にビニル基を有する直鎖状ポリジメチルシロキサン３０〜５０重量％、を含むポリシロキサン混合物、
（Ｂ）一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有するオルガノポリシロキサン、
（Ｃ）白金系触媒、および
（Ｄ）（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）の合計量に対して、鉄成分基準で３〜３００ｐｐｍとなるだけの量の塩化第二鉄、
（Ａ）（ａ）成分のオルガノポリシロキサンは物理的強度を高める。
（Ａ）（ｂ）成分の直鎖状ポリジメチルシロキサンはトナー離型性を高める、（Ａ）（ａ）成分と（Ａ）（ｂ）成分の混合物において、（Ａ）（ｂ）成分の割合は、トナー離型性を高める上で、３０重量％以上とし、物理的強度を低下させない点で５０％以下とする。また、（Ａ）（ｂ）成分の２５℃における粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上である場合にトナー離型性が良好になる。
（Ｂ）成分のオルガノポリシロキサンは、上記（Ａ）成分の混合物を硬化させるための架橋剤であり、望まれる硬化が十分に行われる量配合される。
（Ｃ）成分である白金系触媒は、（Ａ）、（Ｂ）成分を付加架橋反応させるための触媒である。
（Ｄ）成分である塩化第二鉄は、硬化後のジメチルシリコーンゴムにおいて、物理的強度の変化が少なく、また、動的粘弾性の変化も少ないジメチルシリコーンゴムを得るために有効な成分であり、その効果が適切に発揮されるように、３ｐｐｍ以上を必要とし、必要上限量としては３００ｐｐｍ以下程度である。
【００２８】
また、トナー離型性を一層高めるために、
上記（Ａ）（ａ）成分であるオルガノポリシロキサンとして、ビニル基を有する少なくとも１つの分岐状ポリシロキサンセグメントと二官能性のシロキサン単位を少なくとも１００個以上連続して有する直鎖状ポリシロキサンセグメントとを同一分子中に持つブロックコポリマーであり、２５℃における粘度が１Ｐａ・ｓ以上のオルガノポリシロキサンを用いることが特に好適である。
【００２９】
分岐状ポリシロキサンセグメントは、三官能性および四官能性のシロキサン単位の少なくとも一方を含むポリシロキサンで構成されるのが好適である。三官能性シロキサン単位はＣＨ3ＳｉＯ3/2および四官能性シロキサン単位はＳｉＯ2である。また、分岐状ポリシロキサンセグメントのビニル基は、（ＣＨ2＝ＣＨ）（ＣＨ3）2ＳｉＯ1/2、（ＣＨ2＝ＣＨ）（ＣＨ3）ＳｉＯおよび（ＣＨ2＝ＣＨ）ＳｉＯ3/2などのビニル基含有シロキサン単位として含まれる。分岐状ポリシロキサンセグメントには、２官能性のシロキサン単位（ＣＨ3）2ＳｉＯが含まれていてもよい。
【００３０】
（Ｂ）成分である１分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有するオルガノポリシロキサンの含有量は、（Ａ）（ａ）成分と（Ａ）（ｂ）成分の混合物中に含まれる全ビニル基のモル量に対して、該水素原子のモル量が、ジメチルシリコーンゴムの硬度を高める点から、０．６倍以上となるように、また、耐熱性および強度を高める点から２０倍以下となるように設定するのが好適である。
【００３１】
（Ｃ）成分である白金系触媒は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）成分の混合物１００万重量部に対して、白金金属成分として０．１〜５００重量部が好適である。白金系触媒としては、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、塩化白金酸とオレフィンとの錯体、塩化白金酸とビニルシロキサンとの錯体、白金担持シリカ、白金担持活性炭、などが用いられる。
【００３２】
また、トナー離型性を一層高めるために、上記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）の合計量１００重量部に対して、５〜２０重量部のジメチルシリコーンオイルを加えることも有効である。さらに、ジメチルシリコーンオイルの添加により、シリコーンゴムの損失弾性率の値を大きく変化させることなく、貯蔵弾性率の値を小さくすることができ、さらに貯蔵弾性率の減少の程度もコントロールすることができる。その結果、所望の粘弾性値を持ったシリコーンゴムを容易に設計できる。
【００３３】
トナー画像の定着は一般にハロゲンランプ、又は発熱抵抗体に電流を流して発熱させ、定着部材としてのローラ又はフィルムを介してトナー画像を加熱することにより行う。あるいはまた、特開平７−１１４２７６号公報に記載されているように、電磁誘導を利用して、導電層を持つフィルムのその導電層に渦電流を生じさせ、その結果発生する熱でトナー画像を定着させる。
【００３４】
トナー画像を定着部材に押圧するための加圧部材としては、定着部材と共にトナー画像を担持する記録シートを加圧挾持して回転又は移動するローラ、ベルト等が用いられる。
【００３５】
定着部材として定着フィルムを用いた本発明による加熱加圧定着例として、ウォームアップ時間の短縮を目的とした定着装置としてエンドレスフィルムを用いた定着装置を挙げる。これは、加熱体と、一方の面がこの加熱体と摺動し他方の面が記録シートと接して共に移動する耐熱エンドレス定着フィルムと、この定着フィルムを懸け回される懸回部材と、定着フィルムを介して加熱体とニップを形成する加圧部材とを有し、前記ニップで未定着画像を担持した記録シートを挟持搬送し定着フィルムを介した加熱体からの熱により未定着画像を記録シート上に加熱定着する定着装置である。一般に上記の加圧部材としては、弾性体加圧ローラが配置される。
【００３６】
上記耐熱エンドレス定着フィルムとしては、厚さ２０〜８０μｍのポリイミド等の耐熱性の樹脂基材上にプライマーを介して１００〜３００μｍ厚のジメチルシリコーンゴム層を形成したものが用いられる。
【００３７】
記録シートの両面にトナー画像を形成する場合には、加圧部材の少なくとも表面も、定着部材に用いられるジメチルシリコーンゴムで形成されることが、加圧部材へのトナーのオフセットを防止する上で有効である。
【００３８】
定着部材および加圧部材について、それらの部材の少なくとも表面を本発明で規定するジメチルシリコーンゴムで形成される場合として、それらの部材が多層構成になっており、その表層が上記ジメチルシリコーンゴム層である場合、および上記ジメチルシリコーンゴムで、定着部材および加圧部材の全体が形成される場合がある。
【００３９】
本発明で規定するシリコーンゴムを定着部材、または、加圧部材として用いる場合には、一般には１μｍ〜２ｍｍの厚さで用いられる。また、定着部材または加圧部材が２層以上の構成になっており、表層にシリコーンゴムを用い、下層に弾性層が用いられる場合には、表層の厚さは１μｍ〜３００μｍが好適であり、特に、トナーの定着性および画質の点から、５０μｍ〜３００μｍが好適である。
【００４０】
本発明による定着装置は、３色以上のカラートナーで形成されるトナー画像の定着に特に有効に適用される。カラートナーには、トナー間の溶融混色が容易に生ずるようにするために、シャープメルト性が要求される。
【００４１】
このシャープメルト性カラートナーを使用することにより、永久画像の色再現性を高め、原稿の多色またはフルカラー画像に忠実な永久画像を得ることができる。しかしながら、熱溶融時のトナー成分ポリマーの分子間凝集力の低下が、表層への付着力を増加させることとなり、一般に高温オフセット等と呼ばれるような、トナーが溶融しすぎることにより生じるトナーオフセットが発生しやすくなるため、少いオフセット防止シリコーンオイルの使用でオフセット防止に優れた本発明の定着装置は特に有効に適用される。
【００４２】
一般にシャープメルト性カラートナーには以下のようなものがある。
【００４３】
例えばカラートナーは、ポリエステル樹脂またはスチレン−アクリルエステル樹脂のごとき結着樹脂、着色剤（染料、昇華性染料）、荷電制御剤等のトナー形成用材料を溶融混練、粉砕、分級することにより製造される。必要とあらば、トナーに各種外添剤（例えば、疎水性コロイダルシリカ）を添加する外添工程を付加してもよい。このようなカラートナーとしては定着性、シャープメルト性を考慮すると結着樹脂として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として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が例示される。特に、次式
【００４４】
【外１】
【００４５】
ポリエステル樹脂の軟化点は、７５〜１５０℃、好ましくは８０〜１２０℃が良い。
【００４６】
このポリエステル樹脂を結着樹脂として含有するシャープメルトトナーの軟化特性の例を図１に示す。測定条件は以下の通りである。
【００４７】
フローテスターＣＦＴ−５００Ａ型（島津製作所製）を使用し、ダイ（ノズル）の直径０．２ｍｍ、厚み１．０ｍｍとして２０ｋｇの押出荷重を加え初期設定温度７０℃で、予熱時間３００秒の後、６℃／分の速度で等速昇温したとき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。試料となるトナーは１〜３ｇ精秤した微粉末を用い、プランジャー断面積は１．０ｃｍ2とする。軟化Ｓ字曲線は図１のようなカーブとなる。等速昇温するに従い、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し終了する（Ｄ→Ｅ）。
【００４８】
Ｓ字曲線の高さＨは全流出量を示し、Ｈ／２のＣ点に対応する温度Ｔ0はトナーの軟化点を示す。
【００４９】
トナー及び結着樹脂がシャープメルト姓を有するか否かは、トナーまたは結着樹脂の見掛けの溶融粘度を測定することにより判定できる。
【００５０】
このようなシャープメルト姓を有するトナーまたは結着樹脂とは、見掛けの溶融粘度が１０3ポイズを示すときの温度をＴ1、５×１０2ポイズを示すときの温度をＴ2としたとき、
Ｔ1＝９０〜１５０℃
｜ΔＴ｜＝｜Ｔ1−Ｔ2｜＝５〜２０℃
の条件を満たすものをいう。
【００５１】
これらの温度−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。このような粘度低下が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、さらにトナー層自体の透明性を急激に増加させ、良好な減色混合を起こすものである。すなわち、永久画像における色再現性が向上するのである。
【００５２】
【発明の実施の形態】
本発明を適用した画像形成装置について具体的に説明する。
【００５３】
図２は本発明の画像形成装置の一態様を示す概略図である。本態様の装置は、第一面に対する画像形成定着済みの記録材を再び画像形成部及び定着手段へ搬送させて第二面に対する画像形成定着を実行させることで該記録材の両面に画像を形成する両面画像形成機能を有する電子写真方式のカラー画像形成装置である。両面画像形成を行なわず、片面画像形成のみによる使用も可能である。
【００５４】
図中、１は装置本体外装筐、Ａは該装置本体外装筐の上部に配設した原稿走査読取り部である。原稿台ガラス２上に原稿Ｏをその画像面を下向きにして所定の装置基準でセットし、その上から原稿押え板３をかぶせて読取りをスタートすることにより、原稿台ガラス下側の移動光学系４が原稿台ガラスの下面に沿って一辺側から他辺側に移動して原稿台ガラス３上のセット原稿の下向き画像面が照明走査させ、その照明走査光の原稿面反射光が光電読取りユニット５に結像され、色分解フィルタによって色分解されると共に、原稿画像の各色分解成分画像がカラー画像信号（時系列電気デジタル画素信号）としてそれぞれ光電読取りされ、メモリー回路に記憶貯蔵される。
【００５５】
６は画像形成部の像担持体としての電子写真感光体ドラムである。この感光体ドラム６は例えば直径１８０ｍｍであり、矢示の時計方向に所定のプロセススピード（周速度）をもって回転駆動される。７は感光体ドラム６を所定の極性・電位に一様に帯電処理する帯電器、８はレーザ出力部・ポリゴンミラー・レンズ系・ミラー等よりなる像露光手段である。帯電器７による感光体ドラム帯電処理面が前記メモリー回路からの時系列電気デジタル画素信号に対応して像露光手段８から変調出力されるレーザービームＥにより走査露光されることにより、回転感光体ドラム６面に走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。
【００５６】
９は複合現像装置であり、シアントナーを収容したシアン現像器９Ｃ、マゼンタトナーを収容したマゼンタトナー現像器９Ｍ、イエロートナーを収容したイエロートナー現像器９Ｙ、黒トナーを収容したブラック現像器９Ｋの４つの現像器を有しており、この４つの現像器９Ｃ−９Ｍ−９Ｙ−９Ｋが選択的に回転感光体ドラム６に作用して回転感光体ドラム６面の静電潜像がトナー現像される。
【００５７】
１１は転写ドラムであり、複合現像装置９の次位において感光体ドラム６に接して感光体ドラムと略同一の周速度をもって感光体ドラム６の回転に順方向に回転駆動される。この転写ドラム１１は、例えば直径１８０ｍｍであり、その周面開口域には記録材担持手段であるフィルム状の誘電体からなる記録材担持シート１１ａが円筒状に一体的に張設されている。また記録材を転写ドラム１１の外周面に吸着させるための吸着帯電手段である吸着用コロナ帯電器１１ｂとその対向電極としての吸着用（当接用）ローラ１１Ｃ、転写ドラム１１に吸着された記録材へ感光体ドラム６側のトナー画像を転写させるための転写用コロナ帯電器１１ｄ、内側コロナ帯電器１１ｅ、外側コロナ帯電器１１ｆ、記録材分離帯電器１１ｇ、記録材分離爪１１ｈ等を配設してある。
【００５８】
１２、１３、１４は第１〜第３の記録材自動給紙機構、１５は記録材手差し給紙部である。記録材（転写材）Ｐは選択された第１〜第３の記録材自動給紙機構１２、１３、１４の何れかから１枚宛給紙され、ガイド板・搬送ローラ対等からなる所定のシートパスを通ってレジストローラ対１６へ搬送される。あるいは記録材手差し給紙部１５からレジストローラ対１６へ搬送される。
【００５９】
そして、記録材はレジストローラ対１６により所定のタイミングにて転写ドラム１１へ給送されて転写ドラム１１の外周面に対して巻き付けられて静電的に保持され転写ドラム１１と一体に回転搬送され、その記録材の外面に対して感光体ドラム６側のトナー画像が転写用コロナ帯電器１１ｄにより転写される。記録材Ｐに対するトナー画像転写後の回転感光体ドラム６面はクリーナ（クリーニング装置）１０により転写残りトナー等の残留付着物の除去を受けて清掃される。
【００６０】
フルカラー画像形成モードの場合は、▲１▼．回転感光体ドラム６に対する、帯電→目的のカラー画像の前述色分解画像信号のうちのシアン画像信号により変訳されたレーザ光による画像露光Ｅ→シアン現像器９Ｃによる現像→そのシアントナー画像の記録材Ｐに対する転写→回転感光体ドラム６のクリーニングの工程、▲２▼．回転感光体ドラム６に対する、帯電→目的のカラー画像の前述色分解画像信号のうちのマゼンタ画像信号により変調されたレーザ光による画像露光Ｅ→マゼンタ現像器９Ｍによる現像→そのマゼンタトナー画像の記録材Ｐに対する転写→回転感光体ドラム６のクリーニングの工程、▲３▼．回転感光体ドラム６に対する、帯電→目的のカラー画像の前述色分解画像信号のうちのイエロー画像信号により変調されたレーザ光による画像露光Ｅ→イエロー現像器９Ｙによる現像→そのイエロートナー画像の記録材Ｐに対する転写→回転感光体ドラム６のクリーニングの工程、▲４▼．回転感光体ドラム６に対する、帯電→目的のカラー画像の前述色分解画像信号のうちのブラック画像信号により変調されたレーザ光による画像露光Ｅ→ブラック現像器９Ｋによる現像→そのブラックトナー画像の記録材Ｐに対する転写→回転感光体ドラム６のクリーニングの工程、の以上４つの作像・転写サイクル ▲１▼〜▲４▼の感光体ドラム６及び転写ドラム１１の回転が続行して順次実行されることで、回転転写ドラム１１に巻き付き保持された同一の記録材Ｐの外面（第一面）に対して上記のシアントナー画像・マゼンタトナー画像・イエロー画像・ブラックトナー画像の都合４つのトナー画像が相互に所定に位置合わせ（レジストレーション）されて重畳転写されることにより、記録材Ｐに目的のカラー画像に対応したカラートナー画像が合成形成される。
【００６１】
回転転写ドラム１１に保持された同一の記録材Ｐに対する上記４色分のトナー画像の重ね転写が終了すると、記録材は分離帯電器１１ｇにより除電され、分離手段としての分離爪１１ｈによって転写ドラム１１から分離され、搬送手段１７により定着装置（本例では熱ローラ定着装置）１８に送られて、４色分のトナー画像が一括して記録材面に定着処理される。
【００６２】
片面画像形成モードのときは、定着装置１８をデータ片面（第一面）画像形成・定着済みの記録材は排紙口１９から機外の排紙トレイ２０へ排出される。
【００６３】
両面画像形成モードのときは、定着装置１８を出た片面画像形成・定着済みの記録材は再搬送シートパスａへ導入され、スイッチバックシートパスｂ→シートパスｃの経路を通って表裏反転されて中間トレイ２１へ送られる。そしてこの中間トレイ２１からレジストローラ対１６へ搬送されて再び転写ドラム１１に対して給送されて、画像形成済みの第一面側内向き、第二面側外向きで転写ドラム１１に巻き付き保持される。
【００６４】
この記録材の第２面に対して、前記第一面に対する画像形成と同様に、感光体ドラム６に順次に形成される第二面用のカラー画像の４色の色分解トナー画像の転写が順次行なわれてカラートナー画像が合成形成される。
【００６５】
そして記録材は転写ドラム１１から分離されて再び定着装置１８に送られて第二面に形成された４色分のトナー画像が一括して定着処理され、フルカラー両面画像形成済みの記録材が排出口１９から排紙トレイ２０へ排紙される。
【００６６】
片面（第一面）画像形成・定着済みの記録材を一旦排紙トレイ２０へ排出させ、その記録材を第二面上向きにして手差し給紙部１５から装置へ再導入して第二面に対する画像形成を実行させることもできる。
【００６７】
なお、上記４色の色分解トナー画像の形成順序は本例の順序に隈られない。白黒画像コピーの場合はブラック現像器９Ｋのみが作動する。自黒画像の両面コピーモードや、記録材の一方の面はカラー画像とし、他方の面は白黒画像とする画像形成モードも選択実行できる。
【００６８】
＜加熱加圧定着装置の構成＞
本発明を適用した加熱加圧定着装置について具体的に説明する。
【００６９】
図３は、本発明を実際に適用した加熱加圧定着装置の断面図である。定着ローラ１００と加圧ローラ１０２が対を成して圧接し、７ｍｍ程度のニップ幅を形成している。
【００７０】
上記定着ローラ１０１は、基材としてアルミニウム等を用いた芯金１１１に、２ｍｍ程度の厚さのＨＴＶ（ミラブル型）シリコーンゴムからなる弾性層１１２が形成され、該弾性層１１２上には５０μｍ程度の厚さのフッ素ゴムから成るオイルバリア層１１３が形成され、該オイルバリア層１１３上には２００μｍ程度の厚さのジメチルシリコーンゴムから成る表層１１４が形成されている。この定着ローラ１０１は、外径が６０ｍｍ程度になるように構成されている。
【００７１】
また、上記加圧ローラ１０２も同様に、基材としてアルミニウム等を用いた芯金１２１に、２ｍｍ程度の厚さのＨＴＶ（ミラブル型）シリコーンゴムから成る弾性層１２２が形成され、該弾性層１２２上には５０μｍ程度の厚さのフッ素ゴムから成るオイルバリア層１２３が形成され、該オイルバリア層１２３上には２００μｍ程度の厚さの例えばジメチルシリコーンゴムから成る表層１２４が形成されている。この加圧ローラ１０２も、外径が６０ｍｍ程度になるように構成されている。
【００７２】
上記定着ローラ１０１には、離型オイルを均一に塗布するオイル塗布ユニット１０３と、定着ローラ１０１の表面に付着したトナー等の汚れをクリーニングするためのクリーニングウェブユニット４と、定着ローラ１上の離型オイルの量を規制して制御する弾性体オイル規制ブレード１０７が接するように配置されている。
【００７３】
上記オイル塗布ユニット１０３は、離型オイル１３２を保持するオイルパン１３１と、回転して離型オイル１３２を汲み上げる金属製のオイル汲み上げローラ１３３と、この汲み上げられた離型オイル１３２を定着ローラ１表面に回転しながら塗布する弾性体オイル塗布ローラ１３４と、オイル塗布ローラ１３４上の離型オイルの量を規制して制御する弾性体オイル規制ブレード１３５で構成されている。
【００７４】
離型オイルには、ジメチルシリコーンオイルを用いた。このジメチルシリコーンオイルには、２５℃における動粘度が３００ｃＳｔ（センチトークス）のジメチルシリコーンオイル（信越化学工業社製、商品名、ＫＦ−９６ＳＳ）を用いた。
【００７５】
また、上記クリーニングウェブユニット１０４は、トナー等の汚れをクリーニングする不織布であるクリーニングウェブ１４１と、このクリーニングウェブ１４１を定着ローラ表面に押し当てる弾性体ウェブ押し当てローラ４２で構成されている。クリーニングウェブ１４１はｄの方向に少しずつ巻き取られる。
【００７６】
上記弾性体オイル規制ブレード１０７は、支持体のバネ（図示せず）により、その押し当て圧が任意に変更でき、これにより定着ローラ１の表層１１４の表面上への離型オイル塗布量を変化させることが出来るようになっている。
【００７７】
上記加圧ローラ１０２には、過剰な離型オイルを除去するための弾性体オイル除去ブレード１０５が接するように配置されている。
【００７８】
定着ローラ１０１および加圧ローラ１０２に芯金１１１および１２１の中心には、加熱ヒーター１０６が配置されており、それぞれのローラの表層１１４および１２４の表面に接するように配置された熱電対（図示せず）で検知された温度に基づき、表面温度が設定値になるようにヒーター通電タイミングが制御される。本実施例では、設定値を１７０℃とした。
【００７９】
図３に示した加熱加圧定着装置においては、定着ローラ１０１はａの方向に、加圧ローラ１０２はｂの方向に回転し、紙Ｐはｃの方向に搬送され、未定着トナーＴ１は、定着ローラ１０１と加圧ローラ１０２のニップ部を通過し、定着トナーＴ２となり画像を形成する。
【００８０】
＜定着部材の製造方法＞
定着部材である定着ローラ１０１は次のような方法で製造した。まず、芯金１１１上に、耐熱グレードのＨＴＶシリコーンゴム（ミラブル型）を加硫接着し、研磨により目的の外径を得た。次に、フッ素ゴム塗料を５０μｍ程度の厚みでスプレー塗布し、１５０℃にて３０分乾燥させてフッ素ゴム被覆ローラを得た。次に、予めシロキサン系プラーイマー処理した該フッ素ゴム被覆ローラ上に、表層として用いる請求項記載の未硬化の付加型液状シリコーンゴムのトルエン溶媒希釈液コーティングし、室温で３０分放置してトルエンを揮発させ、１３０℃１時間１次加硫によって硬化させ、次に２００℃４時間２次加硫をして２００μｍ厚のジメチルシリコーンゴムで被覆された定着ローラ１０１を得た。
【００８１】
加圧部材である加圧ローラ１０２も、定着ローラ１０１と同様な方法により製造して得た。
【００８２】
＜オイル塗布量の測定方法＞
定着ローラ１０１の表層１１４上への離型オイルの塗布量を次のようにして測定した。まず、図３に示した加熱加圧定着装置の、加圧ローラ１０２とクリーニングウェブユニット１０４を取り外し、定着ローラ１０１の表面温度が１７０℃になるまで加熱ヒーター１０６により加熱を行い、その後、定着ローラ１０１を半周回転させる。これにより、定着ローラ表面の半周に離型オイルが塗布される。その後、その塗布された表面上に、素早く汎用の定量濾紙（５センチ×３０センチ角、秤量済）を、５０ｇ／ｃｍ2程度の圧力で１分間押し付け、引き剥がす。このような濾紙サンプルを１０個採取し、精密天秤（１／１０００ｇ）によりサンプル重量を秤量し、事前に秤量した濾紙重量との差から、単位面積当たりの濾紙へのオイル付着量を計算し、これを定着ローラ表面への単位面積当たりのオイル塗布量とした。
【００８３】
＜表層の動的粘弾性の測定方法＞
定着ローラ１０１及び加圧ローラ１０２の表層１１４及び１２４の動的粘弾性は次のようにして測定した。まず、表層に用いるのと同じ未硬化の付加型液状シリコーンゴムを用意し、２ｍｍの厚さのシート状に成形して、加熱・加硫によって硬化させてシート状の測定サンプルを得た。この厚さ２ｍｍの測定サンプルは、幅５ｍｍ、長さ４０ｍｍ程度に切り取り、その動的粘弾性を（株）レオロジ製の粘弾性測定装置（ＤＶＥＲＥＨＯＳＰＥＣＴＯＬＥＲ ＤＶＥ−Ｖ４）によって測定した。この際の測定条件は、引っ張治具（１７５％伸長）、測定温度１７０℃、正弦波歪（周波数１００Ｈｚ）という条件に設定し測定した。
【００８４】
＜使用した材料の詳細＞
以下に、本実施例において使用した、表層の材料の詳細について述べる。
【００８５】
＜実施材料１＞
２５℃における粘度が約３０Ｐａ・ｓであり、二官能性のジメチルシロキサン単位を約３００個連続して有する直鎖状ポリシロキサンセグメントと、その両端に結合している、１つのビニル基を有する分岐状ポリシロキサンセグメントとからなるブロックコポリマー（Ａ−ａ−１）６０重量部に、２５℃における粘度が約１００００Ｐａ・ｓの両末端にビニル基を有する直鎖状ジメチルポリシロキサン（Ａ−ｂ−１）４０重量部を混合し、架橋剤として一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有したオルガノポリシロキサンを（Ａ−ａ−１）成分と（Ａ−ｂ−１）成分の混合物中に含まれる全ビニル基のモル量に対して、該水素原子のモル量が１．３倍となる量加える。さらに、これに、白金系触媒を加え、これらの混合物に対して鉄成分基準で５０ｐｐｍとなるだけの量の塩化第二鉄（Ｄ−１）を加えて、未硬化の付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−１）を得た。
【００８６】
この付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−１）を加熱・加硫により硬化することにより、貯蔵弾性率が１．３７×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2であり、損失弾性率が５．２８×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2であるジメチルシリコーンゴムを得ることができた。
【００８７】
＜実施材料２＞
実施材料１の未硬化の付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−１）の１００重量部に対して、重量平均分子量が１．６×１０5のジメチルシリコーンオイルを２０重量部混合し、未硬化の付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−２）を得た。
【００８８】
架橋剤及び触媒は、実施材料１と同様とした。
【００８９】
この付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−２）を加熱・加硫により硬化することにより、貯蔵弾性率が０．８９×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2であり、損失弾性率が７．０×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2であるジメチルシリコーンゴムを得ることができた。
【００９０】
＜実施材料３＞
２５℃における粘度が約２０Ｐａ・ｓであり、二官能性のジメチルシロキサン単位を約２００個連続して有する直鎖状オイルセグメントと、その両端に結合している、１つのビニル基を有する分岐状ポリシロキサンセグメントとからなるブロックコポリマー（Ａ−ａ−２）５５重量部に、２５℃における粘度が約１１０００Ｐａ・ｓの両末端にビニル基を有する直鎖状ジメチルポリシロキサン（Ａ−ｂ−２）４５重量部を混合し、架橋剤として一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有したオルガノポリシロキサンと白金系触媒を加え、これらの混合物に対して鉄成分基準で５０ｐｐｍとなるだけの量の塩化第二鉄（Ｄ−１）を加えて、未硬化の付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−３）を得た。
【００９１】
架橋剤及び触媒は、実施材料１と同様とした。
【００９２】
この付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−３）を加熱・加硫により硬化することにより、貯蔵弾性率が０．９×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2であり、損失弾性率が３．０×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2であるジメチルシリコーンゴムを得ることができた。
【００９３】
＜実施材料４＞
実施材料３の未硬化の付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−３）の１００重量部に対して、重量平均分子量が１．６×１０5のジメチルシリコーンオイルを２０重量部混合し、未硬化の付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−４）を得た。
【００９４】
架橋材及び触媒は、実施材料１と同様とした。
【００９５】
この付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−４）を加熱・加硫により硬化することにより、貯蔵弾性率が０．４×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2であり、損失弾性率が４．６×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2であるジメチルシリコーンゴムを得ることができた。
【００９６】
＜比較材料１＞
実施材料１に記載したオルガノポリシロキサン（Ａ−ａ−１）６０重量部に、実施材料１に記載した直鎖状ジメチルポリシロキサン（Ａ−ｂ−１）４０重量部を混合し、架橋剤として一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有したオルガノポリシロキサンと白金系触媒を加え、これらの混合物に対して、耐熱性のシリカ粉体（日本アエロジル社製、Ｒ９７２）を３重量％加え混合し、未硬化の付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−５）を得た。
【００９７】
架橋剤及び触媒は、実施材料１と同様とした。
【００９８】
この付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−５）を加熱・加硫により硬化することにより、貯蔵弾性率が２．０１×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2であり、損失弾性率が７．８８×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2であるジメチルシリコーンゴムを得た。
【００９９】
＜比較材料２＞
実施材料１に記載したオルガノポリシロキサン（Ａ−ａ−１）１００重量部に、架橋剤として一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有したオルガノポリシロキサンと白金系触媒を加え、未硬化の付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−６）を得た。
【０１００】
架橋剤及び触媒は、実施材料１と同様とした。
【０１０１】
この付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−６）を加熱・加硫により硬化することにより、貯蔵弾性率が５．９５×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2であり、損失弾性率が２．０４×１０6ｄｙｎ／ｃｍ2であるジメチルシリコーンゴムを得ることができた。
【０１０２】
＜比較材料３＞
２５℃における粘度が約５Ｐａ・ｓであり、二官能性のジメチルシロキサン単位を有する直鎖状ポリシロキサンセグメントと、その両端に結合している、１つのビニル基を有する分岐状ポリシロキサンセグメントとからなるブロックコポリマー（Ａ−ａ−３）８０重量部に、２５℃における粘度が約１０００Ｐａ・ｓの両末端にビニル基を有する直鎖状ジメチルポリシロキサン（Ａ−ｂ−３）２０重量部を混合し、架橋剤として一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有したオルガノポリシロキサンと白金系触媒を加え、これらの混合物に対して鉄成分基準で５０ｐｐｍとなるだけの量の塩化第二鉄（Ｄ−１）を加えて、未硬化の付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−７）を得た。
【０１０３】
架橋剤及び触媒は、実施材料１と同様とした。
【０１０４】
この付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−７）を加熱・加硫により硬化することにより、貯蔵弾性率が４．０×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2であり、損失弾性率が１３×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2であるジメチルシリコーンゴムを得ることができた。
【０１０５】
＜比較材料４＞
比較材料３記載のレジン状オルガノポリシロキサン（Ａ−ａ−３）６０重量部に、２５℃における粘度が５００Ｐａ・ｓ程度の末端ビニル基封鎖の直鎖状ジメチルポリシロキサン（Ａ−ｂ−４）４０重量部を混合し、架橋剤として一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有したオルガノポリシロキサンと白金系触媒を加え、これらの混合物に対して鉄成分基準で５０ｐｐｍとなるだけの量の塩化第二鉄（Ｄ−１）を加えて、未硬化の付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−８）を得た。
【０１０６】
架橋剤及び触媒は、実施材料１と同様とした。
【０１０７】
以上のような付加型液状シリコーンゴム（Ｓ−８）を加熱・加硫により硬化することにより、貯蔵弾性率が３．９×１０7ｄｙｎ／ｃｍ2であり、損失弾性率が１１×１０5ｄｙｎ／ｃｍ2であるジメチルシリコーンゴムを得ることができた。
【０１０８】
＜実施例＞
以下に、本発明の効果を確認した実施例について説明する。
【０１０９】
＜実施例１＞
まず、定着ローラ表層への離型オイルの塗布量と、ＰＨＰトランスペアレンシーシートべたつきとの関係を明らかにするため、以下のような実験を行なった。
【０１１０】
この実験には、図２に示す画像形成装置（キヤノン社製、カラーレーザーコピア８００（ＣＬＣ８００））を用いた。実験条件は、
コピー原稿：ブラック
コピーモード：フルカラーモード、片面コピー
記録シート：カラーレーザーコピアトランスペアレンシー（キヤノン、ＣＴ−７００）、Ａ４
とした。ブランクコピー原稿とは、白紙の原稿の事である。また、カラーレーザーコピアトランスペアレンシーとは、ＣＬＣ用のＯＨＰトランスペアレンシーシートである。
【０１１１】
加熱加圧定着装置の定着ローラ及び加圧ローラには、表１に示したように、実施材料と比較材料のジメチルシリコーンゴムの表層を有したローラを使用した。
【０１１２】
また、オイル規制ブレード７の押し当て圧を変化させて、表層への離型オイル塗布量を２０、４０、６０ｍｇ／Ａ４に変化させた。
【０１１３】
ＯＨＰトランスペアレンシーシートべたつきは、ＯＨＰトランスペアレンシーシートを１枚コピーして、ガラス板上に乗せて引き剥す際のべたつきにより評価した。
【０１１４】
実験結果である表１にあるように、４０、６０ｍｇ／Ａ４の塗布量では、ＯＨＰトランスペアレンシーシートのべたつきが確認された。一方で、２０ｍｇ／Ａ４の塗布量では、べたつきは確認されなかった。
【０１１５】
【表１】
＜実験例２＞
次に、貼着ローラ表層への離型オイルの塗布量と、両面画像形成時の画像不良との関係を明らかにするため、以下のような実験を行なった。
【０１１７】
この実験には、実験例１と同じ画像形成装置を用い、実験条件は、
コピー原稿：マゼンタベタ、
コピーモード：フルカラーモード、両面コピー
記録シート：普通紙（８１．４ｇ／ｍ2）、Ａ４
とした。マゼンタコピー原稿とは、マゼンタ濃度１００％で、本画像形成装置で画像形成を行なった画像のことである。
【０１１８】
加熱加圧定着装置の定着ローラ及び加圧ローラの表層のジメチルシリコーンゴム、及び表層への離型オイル塗布量は、実験例１と同様にした。
【０１１９】
画像不良の評価は、５０枚の両面コピー実験を行い、感光ドラムオイル汚れ起因の画像不良の発生有無を、５０枚コピー時点で、定着画像の目視確認により評価した。
【０１２０】
実験結果である表２にあるように、４０、６０ｍｇ／Ａ４の塗布量では、両面画像形成時の画像不良が確認された。一方で、２０ｍｇ／Ａ４の塗布量では、画像不良は確認されなかった。
【０１２１】
【表２】
＜実験例３＞
本発明の実施材料と、本発明の効果を明らかにするための比較材料の、定着ローラーとしての離型性を明らかにするため、以下のような実験を行なった。
【０１２３】
この実験には、実験例１と同じ画像形成装置を用い、実験条件は、
コピー原稿：マゼンタハーフトーン
コピーモード：フルカラーモード、片面コピー
記録シート：普通紙（８１．４ｇ／ｍ2）、Ａ４
とした。マゼンタハーフトーンコピー原稿とは、マゼンタ濃度５０％で、ハーフトーンモードによって本画像形成装置で画像形成を行なった画像のことである。
【０１２４】
なお、この実験は、定着ローラーの性能を明らかにするための実験であり、加圧ローラーの表層材料は任意に選べるが、ここでは、定着ローラーの材料と同一の材料を用いた。
【０１２５】
離型性は、定着ローラの離型寿命によって評価した。離型寿命とは、トナーオフセットが定着後の画像上に目視で確認された時点での通紙枚数とした。
【０１２６】
実験結果である表３にあるように、実験材料は、離型オイルの塗布量が２０ｍｇ／Ａ４以下である場合には、０．５ｍｇ／Ａ４未満である場合を除いて、比較材料に比べて十分に長期な離型寿命を示した。
【０１２７】
【表３】
＜実験例４＞
本発明の実施材料と比較材料の、両面画像形成における加圧ローラーとしての離型性を明らかにするため、以下のような実験を行なった。
【０１２９】
この実験には、実験例１と同じ画像形成装置を用い、実験条件は、
コピー原稿：マゼンタハーフトーン
コピーモード：フルカラーモード、両面コピー
記録シート：普通紙（８１．４ｇ／ｍ2）、Ａ４
とした。
【０１３０】
加圧ローラの離型性は、１００枚毎に、裏面（加圧ローラー側）がマゼンタベタである定着済みの画像を記録シートとして用い、ブランクコピー原稿で１枚コピーを行ない、裏面マゼンタベタ画像の画像抜けの程度により、加圧ローラーの離型性を評価した。この評価では、離型性が悪い場合には、通紙後の裏面画像に画像抜けが発生し、目視によって確認できる。
【０１３１】
実験結果である表４にあるように、実施材料は、離型オイルの塗布量が２０ｍｇ／Ａ４以下である場合には、比較材料に比べて、加圧ローラ側でのマゼンタベタ画像の抜けを生じず、優れた離型性を有する。
【０１３２】
【表４】
＜実験例５＞
実験例５として、３色以上のトナーを用いた画像形成における、実施材料の性能を確認する実験を行なった。
【０１３４】
この実験には、実験例１と同じ画像形成装置を用い、実験条件は、
コピー原稿：フルカラー写真原稿
コピーモード：フルカラーモード、片面コピー
記録シート：普通紙（８１．４ｇ／ｍ2）、Ａ４
とした。ここで、フルカラー写真原稿とは、画像形成を行なう際に、ＣＭＹＫの４色のトナーがバランス良く使用されるような、人物写真を配した原稿である。
【０１３５】
実施材料の性能は、定着後の画像を目視確認し、トナーオフセット等の画像不良が生じるかどうかにより評価した。
【０１３６】
実験結果である表５にあるように、実施材料は、１０万枚以上にわたり画像定着の性能を発揮し、問題無く加熱加圧定着を行なうことができた。
【０１３７】
【表５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、定着部材、加圧部材、及びジメチルシリコーンオイルからなる離型オイルの塗布手段を少なくとも有する加熱加圧定着装置において、少い離型オイルの塗布条件下でもトナーのオフセットを防止でき、離型寿命が長く、ローラー傷の発生の少ない定着装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】シャープメルト性トナーの軟化特性図
【図２】加熱加圧定着装置を備えた画像形成装置の説明図
【図３】本発明の実施例の加熱加圧定着装置の断面図
Claims (14)
- 定着部材、加圧部材、及びジメチルシリコーンオイルからなる離型オイルの塗布手段を有するトナー画像の加熱加圧定着装置において、定着部材の少なくとも表面が、貯蔵弾性率Ｅ’が１．０×１０６ｄｙｎ／ｃｍ２よりも大きく１．５×１０７ｄｙｎ／ｃｍ２よりも小さな範囲にあり、損失弾性率Ｅ”が１．０×１０５ｄｙｎ／ｃｍ２よりも大きく７．５×１０５ｄｙｎ／ｃｍ２よりも小さな範囲にあるジメチルシリコーンゴムで形成されており、そのゴム表面にはジメチルシリコーンオイルが塗布されその塗布量が１〜２０ｍｇ／６２１ｃｍ２（Ａ４相当）であることを特徴とする加熱加圧定着装置。
- ジメチルシリコーンゴムが、
（Ａ）（ａ）一分子中にビニル基を２個以上有し、分岐状ポリシロキサンセグメントを有するオルガノポリシロキサンを５０〜７０重量％と、（ｂ）２５℃における粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上の、両末端にビニル基を有する直鎖状ポリジメチルシロキサン３０〜５０重量％、を含むポリシロキサン混合物、
（Ｂ）一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有するオルガノポリシロキサン、
（Ｃ）白金系触媒、および
（Ｄ）（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）の合計量に対して、鉄成分基準で３〜３００ｐｐｍとなるだけの量の塩化第二鉄、
の少なくとも（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＋（Ｄ）の成分を有する付加型液状シリコーンゴムを付加重合して得られたジメチルシリコーンゴム、である請求項１記載の加熱加圧定着装置。 - （Ａ）（ａ）成分であるオルガノポリシロキサンが、ビニル基を有する少なくとも１つの分岐状ポリシロキサンセグメントと二官能性のシロキサン単位を少なくとも１００個以上連続して有する直鎖状ポリシロキサンセグメントとを同一分子中に持つブロックコポリマーであり、２５℃における粘度が１Ｐａ・ｓ以上のオルガノポリシロキサン、である請求項２記載の加熱加圧定着装置。
- ジメチルシリコーンゴムが、
（Ａ）（ａ）一分子中にビニル基を２個以上有する分岐状オルガノポリシロキサンを５０〜７０重量％と、（ｂ）２５℃における粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上の、両末端にビニル基を有する直鎖状ポリジメチルシロキサン３０〜５０重量％、を含むポリシロキサン混合物、
（Ｂ）一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有するオルガノポリシロキサン、
（Ｃ）白金系触媒、
（Ｄ）（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）の合計量に対して、鉄成分基準で３〜３００ｐｐｍとなるだけの量の塩化第二鉄、および
（Ｅ）（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＋（Ｄ）の合計量１００重量部に対して、５〜２０重量部となるだけの量のジメチルシリコーンオイル、
の少なくとも（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＋（Ｄ）＋（Ｅ）の成分を有する付加型液状シリコーンゴムを付加重合して得られたジメチルシリコーンゴム、である請求項１記載の加熱加圧定着装置。 - （Ａ）（ａ）成分であるオルガノポリシロキサンが、ビニル基を有する少なくとも１つの分岐状ポリシロキサンセグメントと二官能性のシロキサン単位を少なくとも１００個以上連続して有する直鎖状ポリシロキサンセグメントとを同一分子中に持つブロックコポリマーであり、２５℃における粘度が１Ｐａ・ｓ以上のオルガノポリシロキサン、である請求項４記載の加熱加圧定着装置。
- 定着部材が定着ローラ、加圧部材が加圧ローラである請求項１記載の加熱定着装置。
- 定着部材、加圧部材、及びジメチルシリコーンオイルからなる離型オイルの塗布手段を有する加熱加圧定着装置において、定着部材および加圧部材のそれぞれの少なくとも表面が、貯蔵弾性率Ｅ’が１．０×１０６ｄｙｎ／ｃｍ２よりも大きく１．５×１０７ｄｙｎ／ｃｍ２よりも小さな範囲にあり、損失弾性率Ｅ”が１．０×１０５ｄｙｎ／ｃｍ２よりも大きく７．５×１０５ｄｙｎ／ｃｍ２よりも小さな範囲にあるジメチルシリコーンゴムで形成されており、そのゴム表面にはジメチルシリコーンオイルが塗布されその塗布量が１〜２０ｍｇ／６２１ｃｍ２（Ａ４相当）であることを特徴とする加熱加圧定着装置。
- ジメチルシリコーンゴムが、
（Ａ）（ａ）一分子中にビニル基を２個以上有し、分岐状ポリシロキサンセグメントを有するオルガノポリシロキサンを５０〜７０重量％と、（ｂ）２５℃における粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上の、両末端にビニル基を有する直鎖状ポリジメチルシロキサン３０〜５０重量％、を含むポリシロキサン混合物、
（Ｂ）一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有するオルガノポリシロキサン、
（Ｃ）白金系触媒、および
（Ｄ）（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）の合計量に対して、鉄成分基準で３〜３００ｐｐｍとなるだけの量の塩化第二鉄、の少なくとも（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＋（Ｄ）の成分を有する付加型液状シリコーンゴムを付加重合して得られたジメチルシリコーンゴム、である請求項７記載の加熱加圧定着装置。 - （Ａ）（ａ）成分であるオルガノポリシロキサンが、ビニル基を有する少なくとも１つの分岐状ポリシロキサンセグメントと二官能性のシロキサン単位を少なくとも１００個以上連続して有する直鎖状ポリシロキサンセグメントとを同一分子中に持つブロックコポリマーであり、２５℃における粘度が１Ｐａ・ｓ以上のオルガノポリシロキサン、である請求項８記載の加熱加圧定着装置。
- ジメチルシリコーンゴムが、
（Ａ）（ａ）一分子中にビニル基を２個以上有する分岐状オルガノポリシロキサンを５０〜７０重量％と、（ｂ）２５℃における粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上の、両末端にビニル基を有する直鎖状ポリジメチルシロキサン３０〜５０重量％、を含むポリシロキサン混合物、
（Ｂ）一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有するオルガノポリシロキサン、
（Ｃ）白金系触媒、
（Ｄ）（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）の合計量に対して、鉄成分基準で３〜３００ｐｐｍとなるだけの量の塩化第二鉄、および
（Ｅ）（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＋（Ｄ）の合計量１００重量部に対して、５〜２０重量部となるだけの量のジメチルシリコーンオイル、
の少なくとも（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＋（Ｄ）＋（Ｅ）の成分を有する付加型液状シリコーンゴムを付加重合して得られたジメチルシリコーンゴム、である請求項７記載の加熱加圧定着装置。 - （Ａ）（ａ）成分であるオルガノポリシロキサンが、ビニル基を有する少なくとも１つの分岐状ポリシロキサンセグメントと二官能性のシロキサン単位を少なくとも１００個以上連続して有する直鎖状ポリシロキサンセグメントとを同一分子中に持つブロックコポリマーであり、２５℃における粘度が１Ｐａ・ｓ以上のオルガノポリシロキサン、である請求項１０記載の加熱加圧定着装置。
- トナー画像が、３色以上のカラートナーにより形成されている請求項１、２、３、４、または５記載の加熱加圧定着装置。
- トナー画像が、３色以上のカラートナーにより形成されている請求項７、８、９、１０、または１１記載の加熱加圧定着装置。
- 定着部材および加圧部材がそれぞれ定着ローラおよび加圧ローラである請求項７記載の加熱定着装置。
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