JPH07311508A

JPH07311508A - 定着用ローラ及び定着装置

Info

Publication number: JPH07311508A
Application number: JP7051120A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Kumagai; 裕昭熊谷; Kazuo Kishino; 一夫岸野; Hideo Kawamoto; 英雄川元; Jiro Ishizuka; 二郎石塚; Rie Saitou; 理絵齋藤; Takeshi Menjo; 健校條; Ryuichiro Maeyama; 龍一郎前山; Masaaki Takahashi; 正明高橋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-03-25
Filing date: 1995-03-10
Publication date: 1995-11-28

Abstract

(57)【要約】【目的】トナーの離型性、物理的強度、耐熱性に優れ
た定着用ローラ及び定着装置を提供する。【構成】定着ローラ５１の弾性体をレジン状ポリオル
ガノシロキサンと無機微粉体０．１〜２重量％とを混合
した付加型シリコーンゴムで構成する。また加圧ローラ
５２の弾性体をレジン状ポリオルガノシロキサンと無機
微粉体０．５〜８重量％とを混合した付加型シリコーン
ゴムで構成する。

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、レーザビーム
プリンター等の画像形成装置に適用される定着用ローラ
及び定着装置に関する。

【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の定着装置は、トナー像を
転写した記録材を、定着装置の一対のローラで挟持し
て、トナーを加熱・加圧することでトナー像を記録材上
に定着して、永久像としている。

【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】特に電子写真方式の画像形成装置が、画質
を重視するカラー複写機では、シリコーンゴムをローラ
の表面に被覆した定着ローラが使用される傾向にある。

【０００５】しかし、シリコーンゴムだけでは、強度が
弱くローラとしての使用上問題があるため、例えば、補
強性シリカ粉体を混合して補強し、物理強度の向上がは
かられてきている。

【０００６】しかしながら、シリコーンゴムを無機粉体
で補強する場合は、無機粉体を１０〜４０重量％、実用
上は２０〜３０重量％をシリコーンゴム中に混合しなけ
ればならず、こうして補強されたシリコーンゴムでロー
ラを作成した場合、物理強度はあるもののトナーの離型
性が極度に低下し、ローラとしての寿命が短くなる問題
がでてきた。

【０００７】このトナーの離型性の低下をおさえるた
め、補強剤としてレジン状ポリオルガノシロキサンを混
合して物理的強度とトナーの離型性を向上させている例
（特開平０５−２１４２５０号公報）がある。

【０００８】

【発明が解決しようとしている課題】しかし、近年カラ
ー複写機の普及とともに、高速化してきており、定着設
定温度も高くなってきている。さらにランニングコスト
の低下の要求に伴い、定着ローラの長寿命化が望まれて
きている。このように定着設定温度が比較的高温、特に
１７０℃以上の設定で長時間耐久した際、前述した補強
性レジン状ポリオルガノシロキサンを混合した付加型シ
リコーンゴムを表層に用いた定着・加圧ローラは、熱劣
化によりその強度が低下し、ローラの寿命が著しく短く
なるという問題が目立ってきた。

【０００９】特にカラー両面複写機を考慮すると、トナ
ーが加圧ローラ側にも接するようになり、加圧ローラに
も高い離型性が求められるため前述した補強性レジン状
ポリオルガノシロキサンを混合した付加型シリコーンゴ
ムを表層に用いることが好ましいが、加圧ローラには定
着ローラに付与されたシリコーンオイルの余剰分を取り
除くため、またはローラにオフセットしたトナーや紙粉
をとり除くための部材が当接しており、熱劣化により強
度が低下すると、それらが加圧ローラを摺擦した際に傷
を付与し、定着ローラよりさらに短寿命となる問題があ
った。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明の定着ローラは、表面に弾性体を有する定着ロ
ーラにおいて、前記弾性体はレジン状ポリオルガノシロ
キサンと無機微粉体０．１〜２重量％とを混合した付加
型シリコーンゴムであることを特徴とするものである。

【００１１】また本発明の加圧ローラは、表面に弾性体
を有する加圧ローラにおいて、前記弾性体はレジン状ポ
リオルガノシロキサンと無機微粉体０．５〜８重量％と
を混合した付加型シリコーンゴムであることを特徴とす
るものである。

【００１２】更にまた本発明の定着装置は、表面に弾性
体を備えた定着ローラと、この定着ローラとニップを形
成する表面に弾性体を備えた加圧ローラと、を有し、前
記ニップで未定着トナー像を担持した記録材を挟持搬送
し定着を行う定着装置において、前記定着ローラの弾性
体はレジン状ポリオルガノシロキサンと無機微粉体０．
１〜２重量％とを混合した付加型シリコーンゴムで、前
記加圧ローラの弾性体はレジン状ポリオルガノシロキサ
ンと無機微粉体０．５〜８重量％とを混合した付加型シ
リコーンであることを特徴とするものである。

【００１３】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の実施例について
説明する。

【００１４】図１〜図３は、本発明を適用した弾性層で
ある付加型シリコーンゴムを外層にもつ定着用回転体
（定着ローラおよび加圧ローラ）の概略断面図である。

【００１５】図１は単層ローラとしたときの概略断面図
であり、１００はトナーと接する付加型シリコーンゴム
で、２００は基材としてのアルミニウム等を用いた芯
金、３００は加熱用のヒーターである。

【００１６】図２は二層ローラとしたときの概略断面図
で、図中１００〜３００は図１と同じ部材であり、４０
０は下層のシリコーンゴムである。

【００１７】図３は三層ローラとしたときの概略断面図
で、図中１００〜４００は図２と同じ部材であり、５０
０はトナーと接する付加型シリコーンゴムと下層のシリ
コーンゴム４００の間にもうけられたフッ素変成シリコ
ーンゴムよりなるオイルバリアー層である。

【００１８】次に図１〜図３に示された表面層である付
加型シリコーンゴムの実施例について以下に説明する。

【００１９】尚、シリコーンゴムの耐熱性比較のため動
的粘弾性（ｔａｎδ）の変化率よりシリコーンゴムの熱
劣化度を測定したので、その値も合わせて記載する。

【００２０】（実施例１）２５℃における粘度が１００
００Ｐａ・ｓの末端ビニル基封鎖の直鎖状ポリジメチル
シロキサン４０重量％と、２５℃における粘度が３５Ｐ
ａ・ｓであり三官能性、四官能性からなるレジンセグメ
ントと二官能性からなるオイルセグメントを同一分子中
に持つブロックポリマーよりなる補強性レジン状オルガ
ノポリジメチルシロキサン６０重量％と、からなるポリ
シロキサン混合物に無機微粉体である耐熱性付与剤とし
てシリカ粉体（日本アエロジル社製Ｒ−９７２）を０．
１重量％混合した付加型シリコーンゴム組成物を１５０
℃、１０分で硬化した後、２００℃で４時間２次加硫を
行って付加型シリコーンゴムが得られる。そしてこの付
加型シリコーンゴムを１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×１ｍｍ
のシリコーンゴムシートとし、このシートを２００℃の
オーブン中に放置して、一定時間、熱衝撃を加えた後、
４０ｍｍ×５ｍｍ×１ｍｍの試験片を打ち抜きレオロジ
ー社製レオスペクトロメーターにて、ｔａｎδの測定を
行った。

【００２１】このｔａｎδの初期値との変化率より、シ
リコーンゴムの熱劣化の度合の評価を行ったところ、ｔ
ａｎδの変化率は、２００℃の値が１２０時間後で−３
１％、２４０時間後で−３６％であった。

【００２２】（実施例２）シリカ粉体（日本アエロジル
社製、Ｒ−９７２）の混合量を０．５重量％としたほか
は、実施例１と同じ手法を用いて付加型シリコーンゴム
の熱劣化度を調べたところ、ｔａｎδの変化率は、１２
０時間後で−２０％、２４０時間後で−２７％であっ
た。

【００２３】（実施例３）シリカ粉体（日本アエロジル
社製、Ｒ−９７２）の混合量を１重量％としたほかは、
実施例１と同じ手法を用いて、付加型シリコーンゴムの
熱劣化度を調べたところ、ｔａｎδの変化率は、１２０
時間後で０％、２４０時間後で−７％であった。

【００２４】（実施例４）シリカ粉体（日本アエロジル
社製、Ｒ−９７２）の混合量を２重量％としたほかは、
実施例１と同じ手法を用いて、付加型シリコーンゴムの
熱劣化度を調べたところ、ｔａｎδの変化率は、１２０
時間後で＋７％、２４０時間後で＋２％であった。

【００２５】（実施例５）シリカ粉体（日本アエロジル
社製、Ｒ−９７２）の混合量を３重量％としたほかは、
実施例１と同じ手法を用いて、付加型シリコーンゴムの
熱劣化度を調べたところ、ｔａｎδの変化率は、１２０
時間後で＋２１％、２４０時間後で＋１８％であった。

【００２６】（実施例６）シリカ粉体（日本アエロジル
社製、Ｒ−９７２）の混合量を５重量％としたほかは、
実施例１と同じ手法を用いて、付加型シリコーンゴムの
熱劣化度を調べたところ、ｔａｎδの変化率は、１２０
時間後で＋３９％、２４０時間後で＋４６％であった。

【００２７】（実施例７）シリカ粉体（日本アエロジル
社製、Ｒ−９７２）の混合量を８重量％としたほかは、
実施例１と同じ手法を用いて、付加型シリコーンゴムの
熱劣化度を調べたところ、ｔａｎδの変化率は、１２０
時間後で＋４５％、２４０時間後で＋５０％であった。

【００２８】（実施例８）耐熱性付与剤として、アルミ
ナ（日本アエロジル社製、ＡｌｕｍｉｎｕｍＯｘｉｄ
ｅＣ）の混合量を１重量％としたほかは、実施例１と
同じ手法を用いて、付加型シリコーンゴムの熱劣化度を
調べたところ、ｔａｎδの変化率は、１２０時間後で−
５％、２４０時間後で−９％であった。

【００２９】（実施例９）２５℃における粘度が１００
００Ｐａ・ｓの末端ビニル基封鎖の直鎖状ポリジメチル
シロキサン１０重量％と、２５℃における粘度が３５Ｐ
ａ・ｓであり三官能性、四官能性からなるレジンセグメ
ントと二官能性からなるオイルセグメントを同一分子中
に持つブロックポリマーよりなる補強性レジン状オルガ
ノポリシロキサン９０重量％と、を混合したものに耐熱
性付与剤として、シリカ粉体（日本アエロジル社製、Ｒ
−９７２）を１重量％混合したほかは、実施例１と同じ
手法を用いて、付加型シリコーンゴムの熱劣化度を調べ
たところ、ｔａｎδの変化率は、１２０時間後で＋１０
％、２４０時間後で＋１１％であった。

【００３０】（実施例１０）実施例９で用いた直鎖状ポ
リジメチルシロキサンと補強性レジン状オルガノポリシ
ロキサンの混合比を２０：８０とし、これに耐熱性付与
剤としてシリカ粉体（日本アエロジル社製、Ｒ−９７
２）１重量％混合した付加型シリコーンゴムを用いたほ
かは、実施例１と同様な手法を用いて付加型シリコーン
ゴムの熱劣化度を調べたところ、ｔａｎδの変化率は、
１２０時間後で＋６％、２４０時間後で＋２％であっ
た。

【００３１】（実施例１１）実施例９で用いた直鎖状ポ
リジメチルシロキサンと補強性レジン状オルガノポリシ
ロキサンの混合比を５０：５０とし、これに耐熱性付与
剤としてシリカ粉体（日本アエロジル社製、Ｒ−９７
２）１重量％混合した付加型シリコーンゴムを用いたほ
かは、実施例１と同様な手法を用いて付加型シリコーン
ゴムの熱劣化度を調べたところ、ｔａｎδの変化率は、
１２０時間後で−７％、２４０時間後で−１１％であっ
た。

【００３２】次に本発明と比較を行なうための比較例に
ついて説明する。

【００３３】（比較例１）付加型シリコーンゴムの直鎖
状ポリジメチルオロガノシロキサンと、補強性レジン状
オルガノポリシロキサンとの混合比を４０：６０とし、
耐熱性付与剤を配合しないほかは、実施例１と同様な手
法を用いて、この付加型シリコーンゴムの熱劣化度を調
べたところ、ｔａｎδの変化率は、１２０時間後で−４
４％、２４０時間後で−４８％であった。

【００３４】（比較例２）比較例１と同じ配合の付加型
シリコーンゴムに、耐熱性付与剤として、シリカ粉体
（日本アエロジル社製、Ｒ−９７２）１０重量％混合し
たほかは、実施例１と同様な手法を用いて、この付加型
シリコーンゴムの熱劣化度を調べたところ、ｔａｎδの
変化率は、１２０時間後で＋４７％、２４０時間後で＋
５４％であった。

【００３５】（比較例３）２５℃における粘度が８００
０Ｐａ・ｓの末端ビニル基封鎖の直鎖状ポリジメチルシ
ロキサンに補強剤として、シリカ粉体（日本アエロジル
社製、Ｒ−９７２）１０重量％を混合した付加型シリコ
ーンゴムを用いたほかは、実施例１と同様な手法を用い
て、付加型シリコーンゴムの熱劣化度を調べたところ、
ｔａｎδの変化率は、１２０時間後で＋４％、２４０時
間後で＋１１％であった。

【００３６】（比較例４）実施例９で用いた直鎖状ポリ
ジメチルシロキサンと補強性レジン状オルガノポリシロ
キサンの混合比を６０：４０とし、これに耐熱性付与剤
としてシリカ粉体（日本アエロジル社製、Ｒ−９７２）
１重量％混合した付加型シリコーンゴムを用いたほか
は、実施例１と同様な手法を用いてこの付加型シリコー
ンゴムの熱劣化度を調べたところ、ｔａｎδの変化率
は、１２０時間後で−３９％、２４０時間後で−４３％
であった。

【００３７】以上の結果を表１及び表２に示す。

【００３８】表１はシリカの量以外は同じ条件である。

【００３９】表２はシリカの量以外にも条件を変えてい
るものであり、参考としてあげている。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

【００４２】表１に示される様にシリカを混合すること
で耐熱性が向上することがわかる。

【００４３】尚、実施例の付加型シリコーンゴムは２５
℃における粘度が８０００Ｐａ・Ｓ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１０〜５０重量％
と、ビニル基を２個以上有し、構成単位が四官能性又は
三官能性の少なくとも一方を含むレジンセブメント、及
び、二官能性のセブメントを含有する２５℃における粘
度が１Ｐａ・Ｓ以上の補強性レジン状ポリオルガノシロ
キサンを５０〜９０重量％有するポリシロキサン混合物
に耐熱性無機充填剤を混合してなるポリシロキサン混合
物を硬化した付加型シリコンゴムであればよい。

【００４４】次に実際に本発明におけるシリコーンゴム
を用いて試作した定着及び加圧ローラを、フルカラー両
面画像形成装置の定着装置に用いて実験を行なう。

【００４５】ここでまず、フルカラー両面画像形成装置
とその定着装置の説明をする。

【００４６】図４は実施例としての画像形成装置の概略
構成図である。本例装置は電子写真方式のカラー画像形
成装置である。

【００４７】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
読取りをスタートさせることにより、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れ、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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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に作用して該回転感光体ドラム６面の静電潜像が
トナー現像される。

【００５１】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６
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。

【００５２】この転写ドラム１１は、例えば直径１８０
ｍｍ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１
１ｇ、記録材分離爪１１ｈ等を配設してある。

【００５３】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。或いは記録材
手差し給紙部１５からレジストローラ対１６へ搬送され
る。

【００５４】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へ給送されて該
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。

【００５５】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
により変調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）が感光
体ドラム６及び転写ドラム１１の回転が続行して順次に
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１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・イエロートナ
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。

【００５６】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。

【００５７】片面画像形成モードのときは、定着装置１
８を出た片面（第１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。

【００５８】両面画像形成モードのときは、定着装置１
８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２
１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１面側内向き、第２面側
外向きで転写ドラム１１に巻き付き保持される。

【００５９】この記録材の第２面に対して、前記第１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２面用のカラー画像の４色の色分解トナー画
像の転写が順次に行われてカラートナー画像が合成形成
される。

【００６０】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２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へ排出される。

【００６１】片面（第１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２
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２面に対する画像形成を実行させることもできる。

【００６２】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限られない。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。白黒画像の両面
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。

【００６３】図５にフルカラー画像形成装置の定着装置
の一例の概略図を示す。定着装置１８は図５に示すよう
に、内部に加熱源であるハロゲンヒータ５６を有する定
着回転体である定着ローラ５１と、内部に加熱源である
ハロゲンヒータ５７を有し、定着ローラに回転可能に圧
接されている加圧回転体である加圧ローラ５２と（内部
にハロゲンヒータ５７を有さない場合もある）、定着ロ
ーラ５１表面に離型剤であるシリコーンオイルを塗布す
るオイル塗布装置５３と、定着ローラ５１及び加圧ロー
ラ５２表面に付着したトナーを除去するクリーニング装
置５４、５５とを備える。

【００６４】定着ローラ５１及び加圧ローラ５２は、ア
ルミ製の芯金上にＨＴＶ（高温加硫型）シリコーンゴム
からなる下層、この外側にオイル侵入防止の為のフッ素
ゴムからなる中間層、更にこの外側に離型剤のシリコー
ンオイルと馴染みのよいＬＴＶ（低温加硫型）またはＲ
ＴＶ（室温加硫型）シリコーンゴムからなる表層で構成
されており、この定着ローラ５１と加圧ローラ５２とは
互いに協働して記録材を挟圧搬送するためのニップ部を
形成する。定着ローラの表面の付加型シリコーンゴムに
はレジン状ポリオルガノシロキサンとシリカ粉体１重量
％とが混合されており、加圧ローラの表面の付加型シリ
コーンゴムにはレジン状ポリオルガノシロキサンとシリ
カ粉体５重量％とが混合されている。

【００６５】この様にカラー画像形成装置の場合、トナ
ーを充分に溶融、混色させる必要がある為、一般にゴム
等の弾性体を用いたソフトローラを用いることが多い。
また、両面カラー画像形成装置における定着装置の場合
は定着ローラ５１、加圧ローラ５２共にトナー離型性が
求められる為、どちらも表層にシリコーンゴムが用いら
れる事が多い。

【００６６】各ハロゲンヒータ５６、５７の加熱動作は
温度制御手段（図示せず）で制御されている。温度制御
手段はサーミスタ５８、５９が検知する定着ローラ５１
及び加圧ローラ５２の表面温度に基づき各ハロゲンヒー
タ５６、５７の動作を制御する。

【００６７】オイル塗布装置５３は、定着ローラに接離
可能となっておりオイル溜り５３ａ内のシリコーンオイ
ルを汲み上げローラ５０３で塗布ローラ５０１に向けて
移動させ、塗布ローラ５０１で定着ローラ５１表面にシ
リコーンオイルを塗布する。オイル塗布装置５３と定着
ローラ５１との接離は不図示のソレノイドのＯＮ／ＯＦ
Ｆで制御されている。定着ローラ５１へのシリコーンオ
イル塗布量は制御ブレード５０２で制御されており、こ
のブレード５０２の当接方向、角度圧等によってオイル
塗布量が決定される。

【００６８】定着ローラ５１上に塗布されたオイルの１
部は定着時に記録材に吸収され、残ったオイルは加圧ロ
ーラ５２側に移り、オイルかきブレード７０によってか
き落とされる。オイルかきブレード７０はフッ素ゴム等
が用いられ、これによりローラ表面の余剰オイルがニッ
プ部にたまり、ＯＨＰフィルム等がニップ部でスリップ
するのを防止している。

【００６９】クリーニング装置５４及び５５は、耐熱性
不織布ノーメックス（商品名）またはこのノーメックス
に無電解メッキ法によりニッケルをメッキしたウェップ
５４ａ、５５ａと、このクリーニングウェップ５４ａ、
５５ａを定着ローラ５１、加圧ローラ５２に向けて押圧
するローラ５４ｂ、５５ｂと、クリーニングウェップ５
４ａ、５５ａを繰り出していく巻き出しローラ５４ｃ、
５５ｃと、クリーニングウェップ５４ａ、５５ａを順次
に巻き取る巻取ローラ５４ｄ、５５ｄとからなる。

【００７０】このような装置において、記録材が定着装
置１８へ搬送されてくると、定着ローラ５１と加圧ロー
ラ５２は一定速度で回転し、記録材はローラ５１、５２
の間を通過する際に表裏両面から加圧、加熱されて担持
した未定着トナーが溶融して定着が行われる。またこの
際、定着ローラ５１、加圧ローラ５２に付着したトナー
はクリーニング装置５４及び５５によってクリーニング
される。

【００７１】この様な本発明を適用可能な装置を用いて
実施例１〜７と比較例１、２で作成した付加型シリコー
ンゴムのトナー離型性と物理的強度を調べるため、図１
の単層定着用ローラによって性能の比較を行った。

【００７２】尚、実験に用いた定着用ローラは下記の様
にして作成した。

【００７３】外径５８ｍｍのアルミニウム芯金に、接着
層として、ＤＹ３９−０５１（東レ・ダウコーニング社
製）を塗布し、２００℃で加熱乾燥する。この芯金上
に、上記付加型シリコーンゴムを１５０℃、４０分間で
硬化させて、外径６０ｍｍ（シリコーンゴム厚１ｍｍ）
のトナーと接する表層に上記実施例１〜７及び比較例
１、２の付加型シリコーンゴムを持つ定着ローラ及び加
圧ローラを作成した。

【００７４】この定着及び加圧ローラを設定温度２００
℃の強制試験で、図５の両面画像形成可能なカラー複写
機の定着装置に用いて２万枚まで両面画像形成を行っ
た。

【００７５】トナーの離型性をトナーのローラへのオフ
セット発生時のコピー枚数で、また耐熱強度をローラ表
面のキズ発生のコピー枚数で調べた。

【００７６】これらの結果を表３にまとめた。

【００７７】

【表３】

【００７８】表３に示される様に、定着ローラの場合、
シリカの量が０重量％では１６０００枚以下でキズが発
生した。またシリカの量が３重量％以上では１００００
枚以下でオフセットが発生した。従って定着ローラにお
いてはシリカの量は０．１〜２重量％であることが離型
性、耐熱性の点から好ましいことがわかる。また加圧ロ
ーラの場合、シリカの量が０．１重量％以下では１００
００枚以下でキズが発生し、シリカの量が１０重量％で
は１２０００枚以下でオフセットが発生した。従って加
圧ローラにおいてはシリカの量は０．５〜８重量％であ
ることが離型性、耐熱性の点から好ましい。このように
定着ローラ及び加圧ローラの少なくともどちらか一方に
本発明のローラを適用することで、離型性、耐熱性に優
れた定着装置を提供することができる。

【００７９】またフルカラー両面画像形成装置の定着装
置において、本発明の付加型シリコーンゴムを用いた定
着ローラ及び加圧ローラを用いることで、トナー離型性
及び物理的強度及び耐熱性に優れた両面画像定着可能な
定着装置を得ることが出来る。特に両面画像定着装置に
おいては定着ローラには離型性が強く求められ、加圧ロ
ーラには物理的強度及び耐熱性が強く求められることが
わかった。これは加圧ローラには前述した様にローラ表
面の余剰オイルをかき落とす為にオイルかき落としブレ
ードが接している。このことによりコピー枚数が多くな
ってくると、紙粉やローラ上に付着したトナーがオイル
かき落としブレードに付着し、それによって加圧ローラ
にキズつきやすくなっているためである。したがって定
着ローラ及び加圧ローラ共に、本発明のローラを適用す
ることで、長寿命な両面画像定着装置を得ることが出来
る。

【００８０】尚、前記構成に使用されるポリシロキサン
混合物中に混合される補強性レジン状ポリオルガノシロ
キサンとしては、ラダーポリマーを有するもの、あるい
は四官能性又は三官能性の少なくとも一方を含むセグメ
ントと三官能性の構成単位を少なくとも１００以上連続
して有する直鎖状のオイルセグメントを同一分子中にも
つブロックポリマーが使用でき、これら補強性レジン状
ポリオルガノシロキサンの混合により、良好な物理的強
度と、トナー離型性を得ることができる。

【００８１】また、前記構成に用いられる耐熱性付与剤
としての無機微粉体は、湿式法や乾式法で作られたシリ
カ（酸化ケイ素）、アルミナ（酸化アルミニウム）、酸
化チタン、炭酸カルシウム等の平均粒径１０〜１０００
ｎｍの無機微粉体が使用される。

【００８２】これらの無機微粉体は、メチル基などのア
ルキル基や、メトキシ基などのアルコキシ基等の有機化
合物や、シラノール基などの有機ケイ素化合物、また、
チタネート、アルミネート、ジルコネートなどの有機金
属化合物で表面を処理し、分散性や結合性を高めたもの
も使用可能である。

【００８３】また、前記定着ローラ、加圧ローラの構成
としては、トナーと接する層に、前記構成の付加型シリ
コーンゴムを用いるものであり、例えば、アルミニウム
等の中空芯金に前記付加型シリコーンゴムだけを被覆し
た単層ローラや、アルミニウム芯金上に下層として、別
のシリコーンゴムを被覆し、その上から前記付加型シリ
コーンゴムを被覆した二層ローラ、あるいは、上記二層
ローラで下層シリコーンゴムと上層の付加型シリコーン
ゴムの間に塗布オイルのバリアー層（例えばフッ素変成
シリコーンゴム等）を有する三層ローラ等が考えられ
る。

【００８４】

【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、トナ
ー離型性と物理的強度、ならびに耐熱性に優れた定着用
ローラ及び定着装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の単層定着ローラの概略断面図。

【図２】本発明の二層定着ローラの概略断面図。

【図３】本発明の三層定着ローラの概略断面図。

【図４】両面画像形成装置の概略断面図。

【図５】図４の装置における定着装置の概略断面図。

【符号の説明】

１トナーと接する付加型シリコーンゴム層２芯金３加熱用ヒータ４下層シリコーンゴム５オイルバリアー層のフッ素ゴム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石塚二郎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 (72)発明者齋藤理絵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 (72)発明者校條健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 (72)発明者前山龍一郎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 (72)発明者高橋正明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】表面に弾性体を有する定着ローラにおい
て、前記弾性体はレジン状ポリオルガノシロキサンと、無機
微粉体０．１〜２重量％とを混合した付加型シリコーン
ゴムであることを特徴とする定着ローラ。
【請求項２】前記無機微粉体はシリカ粉体であること
を特徴とする請求項１の定着ローラ。
【請求項３】表面に弾性体を有する加圧ローラにおい
て、前記弾性体はレジン状ポリオルガノシロキサンと無機微
粉体０．５〜８重量％とを混合した付加型シリコーンゴ
ムであることを特徴とする加圧ローラ。
【請求項４】前記無機微粉体はシリカ粉体であること
を特徴とする請求項３の加圧ローラ。
【請求項５】表面に弾性体を備えた定着ローラと、こ
の定着ローラとニップを形成する表面に弾性体を備えた
加圧ローラと、を有し、前記ニップで未定着トナー像を
担持した記録材を挟持搬送し定着を行う定着装置におい
て、前記定着ローラの弾性体はレジン状ポリオルガノシロキ
サンと無機微粉体０．１〜２重量％とを混合した付加型
シリコーンゴムで、前記加圧ローラの弾性体はレジン状
ポリオルガノシロキサンと無機微粉体０．５〜８重量％
とを混合した付加型シリコーンであることを特徴とする
定着装置。
【請求項６】前記定着ローラ及び加圧ローラの無機微
粉体はシリカ粉体であることを特徴とする請求項５の定
着装置。
【請求項７】記録材の第１面に担持された未定着トナ
ー像を定着した後、記録材の第２面に担持された未定着
トナー像を定着することを特徴とする請求項５及び６の
定着装置。