JPH1020699A

JPH1020699A - 定着装置

Info

Publication number: JPH1020699A
Application number: JP18844296A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Kusumoto; 保浩楠本
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】静電記録式の画像形成装置に用いられ、記録
シート上のトナー像を加熱圧着する定着装置であって、
トナーのオフセットを生じることなく、また定着後の記
録シートに対する粘着テープ接着性やボールペンでの筆
記性などの問題を生じない定着装置を提供する。【解決手段】加熱定着ローラ１、加熱定着ローラ１に
圧接された加圧ローラ２、加熱定着ローラ１の周面に離
型剤を供給する離型剤供給部材３から構成される。加熱
定着ローラ１は、加熱源であるヒータ１ａを備えた円筒
状芯金１ｂ、弾性体層１ｃ、耐熱性フッ素ゴム層１ｄを
有している。耐熱性フッ素ゴム層１ｄはフッ素系界面活
性剤を０．３乃至１０重量％含有し、その外周面には、
離型剤供給部材３によって変性シリコーンオイル（離型
剤）がＡ４用紙１枚あたり平均で０．０３乃至５ｍｇの
塗布量となるように供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やファクシ
ミリなどの静電記録式画像形成装置に使用される定着装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスを利用した複写機やフ
ァクシミリ装置などの画像形成装置においては、記録シ
ート上に形成された未定着のトナーを定着して永久画像
にする必要がある。このような定着の手段として、従来
から溶剤定着法、圧力定着法、あるいは加熱定着法など
が知られている。

【０００３】しかしながら、溶剤定着法では溶剤蒸気の
発散によって臭気や衛生上の問題がある。また、圧力定
着法では他の定着法と比べて定着性が悪く、さらに圧力
感応性トナーが高価であるという欠点がある。このた
め、加熱定着法が一般的に使用されている。

【０００４】加熱定着法は、記録シート上のトナーを加
熱し、溶融させて定着を行うものである。このような加
熱定着装置としては、加熱ローラ式のものが広く知られ
ており、この装置は図６に示すように、加熱定着ローラ
１０１と、加熱定着ローラ１０１に圧接配置された加圧
ローラ１０２とで主要部が構成される。この加熱ローラ
方式の定着装置は、熱風定着方式やオーブン定着方式な
どの他の加熱定着装置と比べて、熱効率が高く、低電力
で高速性に優れ、また紙詰りによる火災の危険性が少な
いことから広く使用されている。

【０００５】上記加熱定着装置の加熱定着ローラ１０１
は、内部にヒータ１０１ａを備えた円筒状芯金１０１ｂ
と、その外周面に形成された表面被覆層１０１ｃとで主
要部が構成されており、表面被覆層１０１ｃは、耐熱性
樹脂または耐熱性ゴムからなるものである。また、加圧
ローラ１０２は、円筒状芯金１０２ａの外周面に耐熱弾
性体層１０２ｂを形成した構成となっており、加熱定着
ローラ１０１とこの加圧ローラ１０２との間に未定着ト
ナー像１１１が形成された用紙（記録シート）１１２を
挿通させることで、未定着トナー像１１１の定着を行う
ようになっている。

【０００６】上記の表面被覆層１０１ｃは、加熱定着ロ
ーラ１０１からトナーが定着された用紙を引き離す（離
型する）ために形成されるものである。そして、これに
用いる材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチ
レン（ＰＴＰＥ）、パーフルオロアルキルビニールエー
テル共重合体（ＰＦＡ）あるいは四フッ化エチレン六フ
ッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）などに代表される
フッ素系耐熱樹脂、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどに
代表される耐熱性ゴムが使用される。

【０００７】上記フッ素系耐熱樹脂を表面被覆層１０１
ｃとして用いると、材質そのものが硬くてトナー層との
密着性が低いことから、ベタ画像を定着したときに濃度
ムラが発生するという欠点がある。一方、表面被覆層１
０１ｃに耐熱性ゴムを使用した場合、耐熱性ゴムが柔ら
かくてゴム自体の伸展性があることから、ベタ画像で濃
度ムラのない優れた画質を得ることができる。しかし、
フッ素系耐熱樹脂等に比べて一般的に単体では離型性が
悪く、カラーコピー機等フルカラーのトナー像を定着す
るときには、使用するトナーが低融点で非常に溶けやす
いものであることから、上記の耐熱性ゴムからなる表面
被覆層１０１ｃだけでは満足な離型性が得られない。こ
のような事情から、フルカラーの画像形成装置では、加
熱定着ローラ１０１の表面に耐熱性ゴム層を形成し、さ
らに離型性を高めるために表面層上に離型剤が供給され
る。

【０００８】ここで、耐熱性ゴムは、一般にシリコーン
ゴム、フッ素ゴム等が知られているが、シリコ−ンゴム
は初期の離型性が大きいという利点を有するものの、柔
らかくて用紙との摩擦が大きくて摩耗し易く、長期の使
用ができない。これに対し、フッ素ゴムは、後述する離
型剤を使用するとこれがフッ素ゴムと反応膜を形成して
高い離型性を発揮し、また用紙との摩擦係数が小さいの
で耐摩耗性が高くて長期使用が可能である。このため、
カラーのトナー像を定着する装置では、表面被覆層とし
てフッ素ゴムが好適に用いられる。

【０００９】上記の、離型剤としては、種々のものが知
られているが、特に、上記のフッ素ゴムと組み合わせて
使用するものとして、例えば特開平４−２３０７８４号
公報に開示されたような、アミノ基を有する変性シリコ
ーンオイル、あるいはメルカプト基を有する変性シリコ
ーンオイルなどがある。

【００１０】ただし、上記の変性シリコーンオイルのう
ち、メルカプト基を有するシリコーンオイルの場合に
は、異臭があり、コスト高であり、また離型性がやや低
いことから、アミノ基を有する変性シリコーンオイル
（アミノ変性シリコーンオイル）が好適に使用される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、離型剤
として上記変性シリコーンオイルを用いることによっ
て、用紙への離型剤の転移量が多くなると、このオイル
の離型性能が高く且つ用紙の官能基と反応することか
ら、用紙への粘着テープの接着性が悪くなり、接着剤の
使用ができなくなったり、あるいはボールペンによる筆
記性が低下して定着画像にボールペンでの加筆ができな
くなる、などの問題がある。

【００１２】上記の問題を解決するため、例えば特公平
４−７６３８１号公報に開示されているように、表面被
膜層に使用されるフッ素ゴムにフッ素系界面活性剤を充
填することでフッ素ゴム自体の離型性を高め、離型剤の
使用を回避しようとした技術がある。ところが、この技
術では、オフセットが発生し易く、長期使用した場合に
はオフセットによる画像欠陥が発生するという不都合が
ある。

【００１３】このような不都合に対しては、加熱定着ロ
ーラの表面に供給量を制限しながら少量の離型剤を塗布
することによってトナーのオフセットを防止することが
考えられる。これは、例えば図７に示すような離型剤供
給装置１０８において、離型剤規制ブレード１０７を設
けて加熱定着ローラ１０１の表面に供給される離型剤の
量を制限するものである。なお、図７において、離型剤
１０９はピックアップローラ１０５を経て、加熱定着ロ
ーラ１０１に従動回転する離型剤供給ローラ１０４に供
給されるようになっており、ピックアップローラ１０５
の外周面には、ウイック１０６により離型剤１０９が供
給される。さらに、加熱定着ローラ１０１の表面は清掃
部材１０３により加熱定着後に清浄化されるようになっ
ている。

【００１４】しかし、このような方法では、フッ素系界
面活性剤のために加熱定着ローラ１０１の表面における
撥油性が高くなっており、離型剤自体がはじかれること
から、加熱定着ローラ１０１の表面に離型剤の膜を形成
することができず、離型性が低下してしまう。また、離
型剤を均一に塗布するためには、離型剤を多量（例えば
１０ｍｇ／Ａ４）に供給することになり、結局上記問題
点、つまり粘着テープ等の接着性、ボールペン等による
筆記性の改善を図ることができない。

【００１５】本発明は、上記のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、良好な離型性を維持する
とともに、定着後の用紙に、テープの接着性やボールペ
ンでの筆記性などの問題が生じない定着装置を提供する
ことである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、耐熱性ゴムの
なかでも特にフッ素ゴムが変性シリコーンオイルに対し
て高い親和性を示し、高い離型性能が得られることに着
目してなされたものであり、加熱定着部材である耐熱性
フッ素ゴム層に所定範囲の量の界面活性剤を充填すると
ともに、この耐熱性フッ素ゴム層の周面に変性シリコ−
ンオイルを適正な量だけ塗布することで、上記のような
粘着テープの接着性低下などの問題を生じることなく優
れた離型性を得るものである。

【００１７】すなわち、請求項１の定着装置は、加熱源
を内蔵し、周回可能に支持された加熱定着部材と、該加
熱定着部材の周面に圧接される加圧手段とを有し、未定
着トナー像を坦持する記録材を、前記加熱定着部材と前
記加圧手段との間に挟持して搬送し、加熱及び加圧によ
り前記トナー像を前記記録材上に定着する定着装置にお
いて、前記加熱定着部材は、フッ素ゴムとの混合率が
０．３乃至１０重量％となるようにフッ素系界面活性剤
を含有した耐熱性フッ素ゴム層を周面に備え、該耐熱性
フッ素ゴム層の表面に、変性シリコーンオイルをＡ４用
紙１枚あたり平均で０．０３乃至５ｍｇの塗布量となる
ように供給する離型剤供給手段を有することを特徴とす
るものである。

【００１８】請求項２の発明は、請求項１に記載の定着
装置において、前記離型剤供給手段は、耐熱性繊維にて
形成される不織布に予め３０００乃至２００００センチ
ストークスの粘度である変性シリコーンオイルを含浸さ
せたものであり、該不織布を０．５ｋｇｆ以上の圧力を
かけて前記加熱定着部材に圧接しながら前記変性シリコ
ーンオイルを供給するものであることを特徴とする。

【００１９】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
に記載の定着装置において、前記加熱定着部材の表面の
耐熱性フッ素ゴム層と、前記３０００乃至２００００セ
ンチストークスの粘度である変性シリコーンオイルを含
浸させた不織布との静摩擦係数が、０．６以下であるこ
とを特徴とする。

【００２０】請求項４の発明は、請求項１に記載の定着
装置において、前記離型剤供給手段が、変性シリコーン
オイルが含浸される耐熱性材料からなり、軸線回りに回
転が可能に支持された円筒状部材と、この円筒状部材の
表面を覆い、該円筒状部材に含浸された変性シリコーン
オイルを透過浸出させる多孔質フィルムとを有し、前記
加熱定着部材に当接させて前記変性シリコーンオイルを
供給するものであることを特徴とする。

【００２１】（作用）本願に係る発明の定着装置は上記
のような構成を有しているので、次のように作用する。
つまり、加熱定着ローラの表面を形成する耐熱性フッ素
ゴム層にフッ素系界面活性剤が充填されているが、その
配合量は上記のように限定された量となっているので、
加熱定着ローラの表面に離型剤を供給されたときに、フ
ッ素系界面活性剤にはじかれることが少なく、微少な離
型剤の供給量でもほぼ均一な離型膜を形成することがで
きる。

【００２２】また、加熱定着ローラの表面層にフッ素系
界面活性剤を配合することによって、オフセット防止す
る効果が向上し、表面に供給される少量の離型剤の作用
とで充分なオフセットの防止効果が得られる。さらに、
離型剤は定着時に記録シートに転移されるが、本願発明
の定着装置では離型剤の供給量が少なく制限されている
ので、記録シートへの転移量も少なく、トナー像定着後
の記録シートに粘着テープを貼着したり、ボールペンで
加筆を行なう場合にも支障を生じることがない。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
に基づいて説明する。［第１の実施の形態］図１は、本願に係る発明の第１の
実施形態である定着装置を示す概略構成図である。この
定着装置は、加熱定着ローラ１と、この加熱定着ローラ
１に圧接された加圧ローラ２と、加熱定着ローラ１の周
面に離型剤を供給する離型剤供給装置３とで主要部が構
成される。

【００２４】上記加熱定着ローラ１は、内部に加熱源で
あるヒータ１ａを備えた円筒状芯金１ｂと、円筒状芯金
１ｂの外周面に形成された弾性体層１ｃと、この表面を
被覆する耐熱性フッ素ゴム層１ｄとから構成されてい
る。上記弾性体層１ｃは、予め肉厚５００μｍに調整さ
れ加硫成型されたＨＴＶ（ＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔ
ｕｒｅＶｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ）シリコーンゴム
で形成されている。

【００２５】上記耐熱性フッ素ゴム層１ｄは、フッ素ゴ
ム９０〜９９．７重量％とフッ素系界面活性剤０．３〜
１０重量％とからなるゴム組成物１００重量部と、加硫
助剤０．１〜２０重量部とを含有する材料を、上記弾性
体層１ｃ上に厚さが５０μｍとなるように積層したもの
である。この耐熱性フッ素ゴム層１ｄは、上記材料をデ
ィッピングにより塗布したものを１７７℃で１５分間プ
レス加工し、さらに２３３℃のオーブン中で２４時間二
次加硫して形成される。

【００２６】ここで、フッ素系界面活性剤は、一般式Ｃ
Ｆ₃ （ＣＦ₂ ）_n で表されるパーフルオロアルキル基を
その分子中にもつ化合物であり、好ましくは上述の一般
式のｎの値が５〜１５であるものが用いられる。本実施
形態の定着装置では、界面活性剤として、炭素数２０以
下のパーフルオロアルキル基を有するアクリレートまた
はメタクリレート１０〜８０重量％と、アルキル基やベ
ンジル基などの親油性基を有するアクリレートまたはメ
タクリレート１０〜２０重量％との共重合化合物であっ
て、数平均分子量が５００〜１０００００で融点２００
℃以下の共重合化合物を用いた。このような共重合化合
物は、例えば、サーフロン（旭硝子株式会社の登録商
標）などとして入手可能である。また、フッ素ゴムとし
ては、Ｖｉｔｏｎ４５（ＶｉｔｏｎはＤＵＰＯＮＴ社の
登録商標）を用いた。

【００２７】上記加圧ローラ２は、円筒状芯金２ａの外
周面に耐熱弾性体層２ｂを設けたものである。また、離
型剤供給装置３は、ウェブ７の送出側ローラ５と巻取側
ローラ４およびこれらの間に設けられた当接ローラ６と
から構成される。当接ローラ６は、中実芯金６ａの周囲
に耐熱性シリコーンスポンジ６ｂを巻装して構成され
る。そして、ウェブ７を介して加熱定着ローラ１に当接
されることによって、ウェブ７に含浸された離型剤を加
熱定着ローラ１の表面へ塗布するとともに、加熱定着ロ
ーラ１の表面を清掃するようになっている。

【００２８】上記ウェブは、耐熱性アラミド繊維（商標
名ＮＯＭＥＸ、ＤＵＰＯＮＴ株式会社の登録商標）を素
材とする不織布に、粘度が３０００〜２００００センチ
ストークスのアミノ変性シリコーンオイルをディッピン
グにて含浸したものである。

【００２９】このような定着装置では、加熱定着ローラ
の表面層が、耐熱性フッ素ゴム層からなり、これにフッ
素系界面活性剤が適切に配合されているので、少量の離
型剤をこの表面に供給したときにも、均一に塗布され
る。したがって、定着された画像に欠陥を生じることな
く、少量の離型剤で充分にオフセットを防止することが
できる。さらにこの離型剤は記録用紙に転移するが、供
給量が少量であるので、記録用紙に含浸される量も少な
く、画像が定着された後の用紙に粘着テープを貼着した
り、ボールペンで加筆することに支障が生じることもな
い。

【００３０】［上記定着装置の諸条件に付いての実験］
次に、上記定着装置に関し、離型剤の粘度、離型剤の種
類、離型剤の供給量、加熱定着ローラの表面層の材料、
界面活性剤の含有量等の諸条件について行なった実験を
説明する。

【００３１】（離型剤の粘度についての実験）本実験は
離型剤の粘度と加熱定着ローラへの塗布性能との関係を
調査するために行なったものである。離型剤として、そ
れぞれ１０００、２０００、３０００、５０００、１０
０００、１５０００、２００００、３００００、４００
００センチストークス（以下ｃＳｔ）の粘度であるアミ
ノ変性シリコーンオイルを用い、これらを耐熱性アラミ
ド繊維（商標名ＮＯＭＥＸ、ＤＵＰＯＮＴ株式会社の登
録商標）を素材とする不織布に、それぞれディッピング
にて含浸して使用した。

【００３２】上記のようにして作製した各種のウェブに
ついて、８０℃の高温環境下で放置テストを実施したと
ころ、粘度が２０００ｃＳｔ以下のアミノ変性シリコー
ンオイルを含浸させたものはアミノ変性シリコーンオイ
ルがウェブ７から滲出することが確認され、このため、
これらのウェブ７は使用できないことが分かった。よっ
て、離型剤としては、粘度が３０００ｃＳｔ以上のもの
を用いなければならない。

【００３３】さらに、上記粘度の異なる離型剤を用いた
ウェブ７を装着した上記実施形態の定着装置を複写機
（富士ゼロックス社製Ｖｉｖａｃｅ４００）に搭載し、
また定着加熱ローラ１の耐熱性フッ素ゴム層１ｄにおけ
るフッ素系界面活性剤の配合量を表１のように種々変え
て、黒ベタ画像の用紙への定着をそれぞれ行った。そし
て、これらの定着像の画質を観察した結果を表１に示
す。（以下余白）

【００３４】

【表１】

【００３５】表１から明らかなように、変性シリコーン
オイルの粘度が３００００ｃＳｔ以上のときには、粘性
が高いことから、離型剤を定着加熱ローラ１の周面に均
一に塗布されなかった。このため、離型剤の筋が塗布さ
れたままの状態でベタ部に残ってしまい、この結果、画
質欠陥が発生した。なお、本実験では加熱定着ローラ１
の表面層として耐熱性フッ素ゴムを用いているので、表
面層に耐熱性樹脂を用いた場合に発生するベタ部での細
かい濃度ムラは一切発生しなかった。

【００３６】（離型剤の供給量と粘着テープの接着性と
の関係についての実験）本実験は、加熱定着ローラへの
変性シリコーンオイルからなる離型剤の供給量を変化さ
せ、トナー像定着後の用紙への粘性テープ（住友３Ｍ社
製のメンディングテープ）の接着力を調査したものであ
る。ここで、接着力（ｇｆ）は、離型剤が転移した用紙
に粘性テープを接着した後、粘性テープを当該用紙に対
して９０度上方に引きはがした際の引きはがし力として
測定した。この実験の結果は、図２に示すとおりとな
り、離型剤供給量がＡ４用紙１枚当たり５ｍｇ以下であ
れば、実用上の問題がないことがわかる。

【００３７】（離型剤の粘度・界面活性剤の配合量とオ
フセットの発生との関係についての実験）本実験は、加
熱定着ローラの表面層と同じ材料からなる層をを板状の
試験片に形成し、この試験片上でトナー像定着時の状態
を再現してトナーのオフセットを調査する実験を行なっ
たものである。試験片上に形成した表面層は、耐熱性フ
ッ素ゴムにフッ素系界面活性剤を配合したものであり、
フッ素系界面活性剤の量を変えて複数の試験片を作成し
た。試験に用いた表面層の配合は表２に示すとおりであ
り、耐熱性フッ素ゴムを７０〜１００重量部の範囲で変
化させるのにともない、フッ素系界面活性剤の配合量を
０〜３０重量部の範囲で変化させている。

【００３８】

【表２】

【００３９】実験は、上記板状の試験片を１８０℃以上
の温度に加熱し、この板状ゴム試験片に予めベタ像のト
ナーが転写された用紙を荷重４Ｋｇｆで５分間圧着して
定着を行い、その後に約１０分間放置冷却した。そし
て、この用紙からゴム試験片へのトナーの転移（オフセ
ット）を目視にて観察した。

【００４０】なお、試験片の供試材料表面は、試験前に
予め離型剤を塗布した後一旦軽く払拭し、極微少の離型
剤が残存する状態とした。また、トナーとしては、オフ
セットが生じやすい富士ゼロックス株式会社製ＡＣｏｌ
ｏｒ６３５用の黒トナーを用いた。

【００４１】上記試験の結果を表３に示す。なお、表３
には、試験片の表面をフッ素樹脂（ＰＴＦＥのディスパ
ージョン）によりコーティングした場合における同様な
試験結果も比較として示す。

【表３】

【００４２】表３に示したように、上記のトナーは流れ
やすく（溶けやすく）、また、離型しにくいトナーであ
ることから、離型剤を塗布しない場合はいずれにおいて
もオフセットが発生した。これに対して、離型剤を塗布
した場合において、フッ素ゴムを用いた場合には、フッ
素ゴムへのフッ素系界面活性剤の配合量が０．３重量％
以上１５重量％以下、好ましくは０．３重量％以上１０
重量％以下のときで、フッ素ゴムに塗布した変性シリコ
ーンオイルの粘度が３０００ｃＳｔ以上で２００００ｃ
Ｓｔ以下の時には、良好な結果が得られた。

【００４３】ここで、フッ素系界面活性剤を２５重量％
以上添加した場合は、撥油性が高すぎることから、離型
剤がはじかれ、これが原因で離型性が若干低下したもの
と考えられる。また、表面層をフッ素樹脂とした時は、
いずれの場合においてもオフセットが発生し使用できる
条件はないことがわかった。

【００４４】次に、離型剤として、アミノ変性シリコー
ンオイルに代えてジメチルシリコーンオイルを用いた場
合における同様な実験を行った結果を表４に示した。

【００４５】

【表４】

【００４６】表４から明らかなように、離型剤としてジ
メチルシリコーンオイルを用いた場合はアミノ変性シリ
コーンオイルを用いたときよりも結果が悪いことがわか
る。これは、アミノ変性シリコーンオイルを用いた場合
にはアミノ基がフッ素ゴムと反応して離型膜を形成する
ため離型性が発揮されるのに対して、ジメチルシリコー
ンオイルを用いた場合にはこのような反応が起こらない
ために離型性が低いものと考えられる。

【００４７】（離型剤供給用のウェブの圧接力について
の実験）次に、フッ素系界面活性剤の配合量を１重量％
として作った耐熱性フッ素ゴム層が形成された加熱定着
ローラ１を実際にＶｉｖａｃｅ４００に搭載し、離型剤
の塗布状態を検討した。なお、離型剤の塗布に用いた離
型剤供給装置３の当接ローラ６として、直径５ｍｍの中
実芯金６ａのまわりに硬度２０度（アスカーＣによる：
高分子化学社製測定器）の耐熱性シリコーンスポンジ６
ｂを巻装した直径２０ｍｍのローラを用いている。そし
て、この当接ローラ６によってウェブ７をその加熱定着
ローラ１と反対側面から圧接する方法を採用した。さら
に、ウェブ７は０．０２／ｓｅｃの速度で図示しないモ
ーターにより巻き取った。

【００４８】この実験は、当接ローラ６によりウェブ７
を当接する圧接力を変化させたときにおける、離型剤の
加熱定着ローラ１への塗布状態を観察し、適性なウェブ
７の圧接力を判定した。なお、この場合における塗布状
態の確認法としては、静止状態で１８０℃に加熱した加
熱定着ローラ１をウェブ７に当接し、この状態で当接ロ
ーラ６の圧接力を変化させ、５秒放置した後にウェブ７
を除去し、その際に加熱定着ローラ１上に残存する離型
剤の残存像を目視にて確認する方法を採用した。この結
果、圧接力が０．５ｋｇｆ未満の場合には、残存像が断
続的なものであった。これは、圧接力が弱いために離型
剤の塗りムラが発生していることが原因であるものと考
えられる。従って、ウェブ７を当接させるための圧接力
は０．５ｋｇｆ以上が良いことが分かった。

【００４９】（表面層への界面活性剤の配合量と摩擦係
数との関係についての実験）離型剤の供給状態を調査す
るための比較実験として、上記離型剤の供給量及びウェ
ブの圧接力の条件を満たした状態で、加熱定着ローラの
表面層にはフッ素系界面活性剤を充填していないものを
用いた定着装置を実際にＶｉｖａｃｅ４００に搭載して
連続複写試験を行った。この時、離型剤としては粘度が
３０００ｃＳｔのものを使用し、加熱定着ローラ１への
供給量を０．１〜５．０（ｍｇ／Ａ４）としている。こ
のような離型剤を供給するウェブ７の裏面からのシリコ
ーンスポンジ６ｂによる定着加熱ローラ１への圧接力を
それぞれ０．５ｋｇｆと５ｋｇｆとしたところ、ウェブ
７が加熱定着ローラ１の回転に抗することができず定着
加熱ローラ１に従動して巻き込まれてしまう現象が頻発
した。このような現象は、ウェブ７と定着加熱ローラ１
の耐熱性フッ素ゴム層１ｄとの摩擦係数が大きいときに
発生するものと考えられる。このため、適性な摩擦係数
およびフッ素系界面活性剤の充填量を決定するために、
以下の検討を行った。

【００５０】ウェブ７を摺擦面に貼り付けたおもりを上
記オフセットの発生状態を調査する実験で作製した板状
ゴム試験片上で滑らせ、その際の摩擦係数を測定した。
そして、離型剤の粘度を３０００（ｃＳｔ）と２０００
０（ｃＳｔ）の２つとした場合のそれぞれについて、板
状ゴム試験片におけるフッ素系界面活性剤の充填量を０
〜５重量％の範囲で変化させ、この場合の摩擦係数と界
面活性剤の充填量（重量％）との関係を調べた。この結
果を図３に示す。

【００５１】図３に示すように、フッ素系界面活性剤を
わずかに充填させるだけで摩擦係数は急激に減少し、ま
た、急激な減少後はフッ素系界面活性剤の充填量を多く
しても摩擦係数の変化（減少）の程度は少ない。なお、
フッ素系界面活性剤の充填量が０．３重量％未満の時に
は、いわゆるチャタリングが発生して動摩擦係数は測定
不能となった。また、静摩擦係数が０．６以下の時には
動摩擦係数測定時にチャタリングは発生しなかった。そ
して、定着加熱ローラ１の表面上を摺擦するウェブ７
は、滑りが生じれば巻き付きは発生しないと考えられる
ことから、静摩擦係数を０．６以下とすれば上記のよう
なウェブの巻き込みは発生しないものと考えられる。こ
れはまた、フッ素系界面活性剤の充填量が０．３重量％
以上とすれば良いことを意味する。

【００５２】（離型性能の維持性についての実験）以上
の実験結果を考慮し、離型剤の供給条件・界面活性剤の
配合量等を適切な範囲として、上記実施形態の定着装置
を実際にＶｉｖａｃｅ４００に搭載し、連続した多数枚
の複写試験を行った。この結果を表５に示す。なお、こ
の場合における加熱定着ローラ１への離型剤の供給量
は、０．１〜５．０（ｍｇ／Ａ４）の範囲であった。

【００５３】

【表５】

【００５４】表５において示す数値は、実際に記録用紙
上にオフセット像が目視で確認された時の複写枚数を示
している。この表に示すように、フッ素系界面活性剤を
充填した耐熱性フッ素ゴム層１ｄを用い、また加熱定着
ローラ１の周面に離型剤を供給することで、信頼性が格
段に向上することが分かる。また、フッ素系界面活性剤
だけを充填し、離型剤を供給しない場合よりも、微量で
あっても離型剤を供給すると圧倒的に信頼性が向上する
ことも分かる。さらにフッ素系界面活性剤の充填量が１
０重量％を越えた状態においては、離型剤を供給しない
場合よりも信頼性は向上するが、界面活性剤の充填量が
１０重量％もしくはそれ以下の場合と比べると信頼性が
低下するとがわかる。これは先に述べたように、フッ素
系界面活性剤の充填量が多い場合には、フッ素系界面活
性剤が加熱定着ローラ１の耐熱性フッ素ゴム層１ｄの表
面に露出する割合が大きくなる結果、、変性シリコーン
オイルによる離型膜を形成しにくくなり、逆に離型性能
が低下するものと考えられる。

【００５５】次に、加熱定着ローラ１への離型剤の供給
量をさらに絞って０．０１〜０．１（ｍｇ／Ａ４）とし
た状態で同様の試験を行った。なお、この場合におけ
る、加熱定着ローラ１の耐熱性フッ素ゴム層１ｄに含ま
れるフッ素系界面活性剤の配合量は０．３重量％、また
離型剤の粘度は１００００ｃＳｔの、それぞれ固定条件
とした。これらの結果を表６に示す。

【００５６】

【表６】

【００５７】表６より、離型剤供給量が０．０３（ｍｇ
／Ａ４）以上のときに上記とほぼ同じ結果を得たが、離
型剤供給量が０．０３（ｍｇ／Ａ４）未満のときには、
その信頼性が急激に低下して、離型剤をまったく供給し
ていない場合と近似した結果が得られた。これは、離型
剤供給量が０．０３（ｍｇ／Ａ４）未満の場合には離型
剤の供給されない部分が発生して、加熱定着ローラ１の
周面に十分な離型膜が形成されないことによるものと考
えられる。

【００５８】このような維持性・信頼性試験の結果、及
び先に記載したテープ接着性試験の結果から、離型剤の
供給量は０．０３（ｍｇ／Ａ４）以上５（ｍｇ／Ａ４）
以下がよいと考えられる。なお、表５、表６に示される
実験において、フッ素系界面活性剤を充填しない場合に
はウェブ７の加熱定着ローラ１への巻き付きトラブルが
度々発生したが、その他の条件下ではこのような巻き付
きトラブルは一切見られなかった。

【００５９】［第２の実施の形態］次に、本発明の第２
の実施形態である定着装置を、図４を用いて説明する。
この定着装置は、先に説明した第１の実施形態とは異な
る方法で、加熱定着ローラへ離型剤を供給するようにし
たものである。

【００６０】図４において、加熱定着ローラ１１と加圧
ローラ１２とは図１に示す定着装置で用いらているもの
と同じ構成を有するものである。そして、この定着装置
では、離型剤供給部材１３として、軸線回りに回転可能
に支持された中実芯金１３ａと、この周面上に設けられ
たシリコーンスポンジ層１３ｂと、このシリコーンスポ
ンジ層の周面を覆う多孔質フィルム１３ｃとからなるも
のを使用している。

【００６１】上記中実芯金１３ａは、直径５ｍｍの金属
製の棒状部材であり、まわりにシリコーンスポンジを直
径３ｃｍの円筒状に巻装し、さらにこれら中実芯金１３
ａとシリコーンスポンジ層１３ａとから構成される円筒
状部材の周面を厚さ３０μｍの耐熱性の多孔質フィルム
１３ｃで被覆したものである。

【００６２】上記シリコーンスポンジは、発泡体単体
（セル）同士が連通されたわゆる連泡状のものであり、
このシリコーンスポンジ層１３ｂに粘度１００００セン
チストークスの変性シリコーンオイルが封入されてい
る。また、多孔質フィルム１３ｃはポリテトラフルオロ
エチレンを延伸成型したものである。上記のようなシリ
コーンスポンジ層１３ｂへの変性シリコーンオイルの封
入は、変性シリコーンオイルをディッピングでシリコー
ンスポンジ層１３ｂに吸収させたものの外周を多孔質フ
ィルム１３ｃで包む際に、比較的低架橋密度のシリコー
ンゴムエラストマー中に含浸させてゲル化させた変性シ
リコーンオイルをシリコーンスポンジとともに包むこと
により行った。

【００６３】この離型剤供給部材１３では、上記のよう
に封入された離型剤である変性シリコーンオイルは、離
型剤供給部材１３を加熱定着ローラ１に対して当接回転
させることにより、該加熱定着ローラ１の周面へ供給さ
れる。すなわち、封入された変性シリコーンオイルは、
ゲル状のシリコーンゴムエラストマーを浸透し多孔質フ
ィルム１３ｃに形成された小孔から透過浸出すること
で、透過量を制御されつつ加熱定着ローラ１の周面に供
給される。なお、この際における離型剤の制御量はＡ４
用紙１枚あたりの平均で０．０３〜５（ｍｇ／Ａ４）と
なっている。

【００６４】以上の構成を有する定着装置を用い、加熱
定着ローラ１１の表面層１１ｄに配合される界面活性剤
の量を変化させ、多数枚のトナー画像を連続して定着す
る試験を行った結果を表７に示す。

【００６５】

【表７】この表に示すように、加熱定着ローラの表面層に１．０
〜１０重量％の界面活性剤を配合することによって、オ
フセットの発生を防止することができ、その維持性・信
頼性も高いものとなる。

【００６６】［第３の実施の形態］図５は、本発明の第
３の実施形態である定着装置を示す概略構成図である。
この定着装置は、上記の２例とは別の離型剤供給部材２
３で定着加熱ローラ１に離型剤を供給するようにしたも
のである。

【００６７】図５において、加熱定着ローラ２１と加圧
ローラ２２は上記図１に示す定着装置で用いられている
ものと同じものである。また、離型剤供給部材２３は、
変性シリコーンオイルが含浸されるとともに加熱定着ロ
ーラ２１と当接する耐熱性のフェルト２３ｂと、このフ
ェルト２３ｂを固定支持するホルダ２３ａと、フェルト
２３ｂの表面を覆う耐熱性の多孔質フィルム２３ｃとか
ら構成される。

【００６８】フェルト２３ｂは、例えば、耐熱性アラミ
ド繊維を素材とするほぼ直方体のものである。また、ホ
ルダ２３ａは、耐熱性プラスチックあるいは金属から構
成されるものである。そして、フェルト２３ｂには、１
００００センチストークスの粘度である変性シリコーン
オイルが含浸されており、この変性シリコーンオイル
は、多孔質フィルム２３ｃに形成された小孔から加熱定
着ローラ２１の周面に透過浸出される。

【００６９】ここで、多孔質フィルム２３ｃがない場合
には、初期的に多量の離型剤が供給されるが長期的には
離型剤が枯れた状態となりやすい。したがって、上記の
ように多孔質フィルム２３ｃを用いることで、離型剤の
供給量が規制され、離型剤を長期的に安定した量（例え
ば、Ａ４用紙１枚当たり平均で０．０３〜５ｍｇ）で供
給することが可能となる。

【００７０】以上の構成を有する定着装置を用いて、多
数枚のトナー画像を連続して定着する試験を行なった。
その結果を表８に示す。

【００７１】

【表８】なお、以上の実施の形態においては、白黒トナーを中心
にその評価を行ったが、フルカラートナーを用いた場合
にも同様な結果が得られる。

【００７２】

【発明の効果】以上、説明したように本願に係る発明の
定着装置では、加熱定着ローラの表面層が、耐熱性フッ
素ゴム層からなり、これにフッ素系界面活性剤が適切に
配合されているので、少量の離型剤をこの表面に供給し
たときにも、均一に塗布される。したがって、定着され
た画像に欠陥を生じることなく、少量の離型剤で充分に
オフセットを防止することができる。さらにこの離型剤
は記録用紙に転移するが、供給量が少量であるので、記
録用紙に含浸される量も少なく、画像が定着された後の
用紙に粘着テープを貼着したり、ボールペンで加筆する
ことに支障が生じることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１、請求項２又は請求項３に記載の発明
の一実施形態である定着装置を示す概略構成図である。

【図２】加熱定着ローラ表面への離型剤供給量と、用紙
への粘着テープの接着力との関係を示すグラフである。

【図３】加熱定着ローラの表面層への界面活性剤充填量
と、離型剤供給部材・加熱定着ローラ間の摩擦係数との
関係を示すグラフである。

【図４】請求項１又は請求項４に記載の発明の一実施形
態である定着装置を示す概略構成図である。

【図５】請求項１又は請求項５に記載の発明の一実施形
態である定着装置を示す概略構成図である。

【図６】従来の定着装置の一例を示す概略構成図であ
る。

【図７】従来の定着装置の他の例を示す概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１，１１，２１加熱定着ローラ１ａ，１１ａ，２１ａヒータ１ｂ，１１ｂ，２１ｂ円筒状芯金１ｃ，１１ｃ，２１ｃ弾性体層１ｄ，１１ｄ，２１ｄ耐熱性フッ素樹脂層２，１２，２２加圧ローラ２ａ，１２ａ，２２ａ円筒状芯金２ｂ，１２ｂ，２２ｂ耐熱弾性体層３離型剤供給装置４巻取側ローラ５送出側ローラ６当接ローラ７ウェブ１２，１３離型剤供給部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱源を内蔵し、周回可能に支持された
加熱定着部材と、該加熱定着部材の周面に圧接される加圧手段とを有し、未定着トナー像を坦持する記録材を、前記加熱定着部材
と前記加圧手段との間に挟持して搬送し、加熱及び加圧
により前記トナー像を前記記録材上に定着する定着装置
において、前記加熱定着部材は、フッ素ゴムとの混合率が０．３乃
至１０重量％となるようにフッ素系界面活性剤を含有し
た耐熱性フッ素ゴム層を周面に備え、該耐熱性フッ素ゴム層の表面に、変性シリコーンオイル
をＡ４用紙１枚に相当する面積あたり平均で０．０３乃
至５ｍｇの塗布量となるように供給する離型剤供給手段
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】請求項１に記載の定着装置において、前記離型剤供給手段は、耐熱性繊維にて形成される不織
布に予め３０００乃至２００００センチストークスの粘
度である変性シリコーンオイルを含浸させたものであ
り、該不織布を０．５ｋｇｆ以上の圧力をかけて前記加
熱定着部材に圧接しながら前記変性シリコーンオイルを
供給するものであることを特徴とする定着装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の定着装置
において、前記加熱定着部材の表面の耐熱性フッ素ゴム層と、前記
３０００乃至２００００センチストークスの粘度である
変性シリコーンオイルを含浸させた不織布との静摩擦係
数が、０．６以下であることを特徴とする定着装置。
【請求項４】請求項１に記載の定着装置において、前記離型剤供給手段が、変性シリコーンオイルが含浸される耐熱性材料からな
り、軸線回りに回転が可能に支持された円筒状部材と、この円筒状部材の表面を覆い、該円筒状部材に含浸され
た変性シリコーンオイルを透過浸出させる多孔質フィル
ムとを有し、前記加熱定着部材に当接させて前記変性シリコーンオイ
ルを供給するものであることを特徴とする定着装置。
【請求項５】請求項１に記載の定着装置において、前記離型剤供給手段が、変性シリコーンオイルが含浸され、前記加熱定着部材と
当接するように固定支持された耐熱性の圧接部材と、この圧接部材の表面を覆い、該圧接部材に含浸された変
性シリコーンオイルを透過浸出させる多孔質フィルムと
を有することを特徴とする定着装置。