JPH10213988A

JPH10213988A - 定着部材、定着ローラ及び定着装置

Info

Publication number: JPH10213988A
Application number: JP9018022A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Kagawa; 敏章香川; Tasuke Kamimura; 太介上村; Shogo Yokota; 昌吾横田; Hisashi Shin; 久司新
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 1998-08-11
Also published as: US6009300A

Abstract

(57)【要約】【課題】フッ素樹脂層を表面に有する定着ローラにお
いて、定着ローラ表面へのオフセット防止剤の塗布むら
及びトナー画像エッジ部の鮮明さを改善する。【解決手段】定着ローラ１は、芯金２、弾性体層３、
フッ素樹脂層４からなり、フッ素樹脂層にはオフセット
防止剤に対し親和性を有するシリコーンオイル、シリコ
ーンパウダー等の充填剤を添加して形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンタ等の電子写真プロセスを利用した電子写
真機器に使用する定着装置に関し、特にフルカラー印刷
が可能な電子写真機器に使用する、定着部材、定着ロー
ラ及び定着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より複写機やプリンタ等電子写真機
器に使用される定着装置としては、加熱・加圧された一
対のローラ間に未定着トナー像をもつ記録紙を通過させ
ることにより、トナー像を溶融し記録紙に定着させる熱
ローラ定着方式が一般的に用いられている。特にカラー
の電子写真機器においては、定着ローラとしてシリコン
ゴムを被覆したローラを使用し、トナーの定着ローラへ
の付着、いわゆるオフセットを防ぐために、定着ローラ
表面にシリコーンオイル等の表面エネルギーの小さいオ
フセット防止剤を塗布することが必要不可欠となってい
る。

【０００３】ところが、上記のように定着ローラの被覆
材としてシリコンゴムを用いた場合、耐久性の点で十分
ではなく、記録紙やトナー等による摩耗によりシリコン
ゴム表面が劣化し、２０、０００枚程度の印刷でオフセ
ットが発生してしまうといった問題があった。

【０００４】そこで、特開平７―２１９３７５号公報等
に開示されているように、定着ローラ表面を耐久性に優
れるフッ素樹脂層で被覆する方法が提案されている。し
かし、定着ローラ表面をフッ素樹脂層で被覆した場合、
フッ素樹脂の表面エネルギーが小さいためにシリコーン
オイルの濡れ性が悪く、シリコーンオイルが均一に塗布
できないといった問題があった。

【０００５】この問題を解決するため、近年２つの方法
が提案されている。その１つは、オフセット防止剤とし
て、フッ素樹脂に対し濡れ性を改善したフッ素変性シリ
コーンオイルを用いる方法である。もうひとつの方法
は、特公平７―４６２５４号公報に開示されているよう
に、被覆したフッ素樹脂層自身の表面を改質することに
より表面張力を低下させ、シリコーンオイルの濡れ性を
向上させる方法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者のよう
に、オフセット防止剤としてフッ素変性シリコーンオイ
ルを使用した場合、従来のシリコーンオイルに比べコス
ト高であり、高温時に毒性の有するフッ素ガスが発生す
るといった問題があった。また、後者の方法では、フッ
素樹脂層の表面粗度が劣化するため、トナーが付着しや
すくなるといった問題があった。

【０００７】さらに、定着ローラ表面をフッ素樹脂層で
被覆した場合の問題点として、フッ素樹脂はシリコーン
ゴムに比べ硬度が高いため、定着ローラ表面の弾性変形
によるトナー画像や用紙の凹凸に対する追従性が悪く、
その結果、特にトナー画像のエッジ部に十分熱が伝わら
ないため、エッジ部における画像の鮮明度が十分ではな
いといった問題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の定着部材は、上
記の課題を解決するために、フッ素樹脂層を表面に有す
る定着部材において、該フッ素樹脂層がオフセット防止
剤に対し親和性を有する充填剤を含有してなることを特
徴としている。

【０００９】上記の構成によれば、定着部材表面のオフ
セット防止剤に対する濡れ性が改善され、オフセット防
止剤の均一塗布が可能となる。更に定着部材表面の硬度
が低下するため、トナー画像エッジ部の鮮明度が向上す
る。

【００１０】本発明の定着ローラは、上記の課題を解決
するために、フッ素樹脂層を表面に有する定着ローラに
おいて、該フッ素樹脂層がオフセット防止剤に対し親和
性を有する充填剤を含有してなることを特徴としてい
る。

【００１１】上記の構成によれば、定着ローラ表面のオ
フセット防止剤に対する濡れ性が改善され、オフセット
防止剤の均一塗布が可能となる。更に定着ローラ表面硬
度が低下するため、トナー画像エッジ部の鮮明度が向上
する。

【００１２】充填剤としては、シリコーンオイル、また
はシリコーンパウダー等が使用し得、またこの場合、そ
の含有量は０．１〜３％の範囲が適当である。

【００１３】また、シリコーンパウダーの場合、シリコ
ーンパウダー添加によるフッ素樹脂層の機械的強度の低
下を極力抑制するため、平均粒径が１３μｍ以下である
とよい。

【００１４】また、本発明の定着ローラは、フッ素樹脂
層の充填剤の含有量が表面層で多く、層内部で少ない構
造を有することを特徴としている。

【００１５】上記の構成によれば、充填剤がフッ素樹脂
層の表面により多く分布するために、必要最低限の充填
剤の添加でオフセット防止剤との濡れ性改善、画像エッ
ジ部の鮮明度改善等の目的を達成することができる。

【００１６】さらに、本発明の定着ローラは、表面に樹
脂層を有する定着ローラにおいて、前記樹脂層がオフセ
ット防止剤に対して親和性を有する第１のモノマーとフ
ッ素系の第２のモノマーとが共重合された樹脂からなる
ことを特徴としている。

【００１７】上記の構成によれば、樹脂層は２種の共重
合体となるため、フッ素樹脂にシリコーン系の充填剤を
添加する方法に比べて、樹脂層自体の機械的強度が向上する。

【００１８】オフセット防止剤によるシリコーン系の
充填剤の膨潤の心配がない。

【００１９】等、単なるブレンドでは得られない優れた
特性が得られる。

【００２０】また、本発明の定着装置は、互いに圧接し
て回転する一対の定着ローラと、該定着ローラの少なく
とも一方の定着ローラの表面にオフセット防止剤を塗布
するオフセット防止剤塗布手段とを備え、前記一対の定
着ローラの圧接部にて未定着トナー像を担持した記録材
を侠持搬送することにより、該未定着トナー像を記録材
上に定着せしめる定着装置において、前記少なくとも一
方の定着ローラは上述したような定着ローラであること
を特徴としている。

【００２１】上記の構成によれば、オフセット防止剤が
定着ローラ表面に均一に塗布され、オフセット防止剤の
塗布むらに起因する画像欠陥がなく、また定着ローラ表
面硬度も低いために、シャープな画像エッジ部が得られ
る定着装置を提供することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の定着ローラ及び定
着装置の一実施例について図面を参照して説明する。

【００２３】（実施例１）図１は本発明の定着ローラの
第１の実施例を示す図である。

【００２４】定着ローラ１は、図１に示すように芯金
２、芯金２上に形成された弾性体層３、及び表層である
フッ素樹脂層４からなる。芯金２は、鉄、アルミニウム
等の金属からなり、芯金２上に形成される弾性体層３に
は、通常耐熱性に優れるシリコーンゴムやフッ素ゴム等
が用いられる。本実施例では芯金２にアルミニウム、弾
性体層３にシリコーンゴムを使用している。

【００２５】弾性体層３上にフッ素樹脂層４を形成する
方法としては、フッ素樹脂のディスパージョン（分散）
液を弾性体層上に塗布、焼成して形成する方法、及びあ
らかじめフッ素樹脂をチューブ状に成形し、このフッ素
樹脂チューブを弾性体層と一体成形若しくは弾性体層に
接着する等により形成する方法の２つの方法がある。

【００２６】後者のフッ素樹脂チューブを用いる方法の
方が、焼成時の弾性体層３に対する熱劣化の影響がな
く、またフッ素樹脂層の耐久性に優れるためにより好ま
しい方法である。この実施例では、前者のフッ素樹脂チ
ューブを用いた例を示している。

【００２７】フッ素樹脂チューブ４について詳しく説明
する。フッ素樹脂チューブ４に使用されるフッ素樹脂と
しては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テ
トラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエ
ーテル共重合体（ＰＦＡ）等が用いら、押し出し成形に
よりチューブ状に成形される。チューブの厚みとして
は、定着ローラ表面の弾力性確保及びチューブの機械的
強度の点から、３０μｍ〜１００μｍが好ましく、本実
施例においてはフッ素樹脂チューブ４の厚みは５０μｍ
としている。このフッ素樹脂チューブの押し出し成形時
において、フッ素樹脂にオフセット防止剤に対し親和性
を有する充填剤を添加する。オフセット防止剤としては
現在シリコーンオイルが一般的に用いられているため、
充填剤としては、シリコーンオイルやシリコーンパウダ
ー等シリコーン系の充填剤が好ましい。

【００２８】充填剤の添加方法としては、一般的に使用
されている自動添加装置による成形時に、スクリューの
回転に合わせてホッパーの下へ直接シリコーンオイルや
シリコーンパウダーを添加する方法、あるいはフッ素樹
脂にあらかじめシリコーンオイルやシリコーンパウダー
を高濃度に混合させたマスターペレットを作り、成形時
にマスターペレットを所望量添加する方法等がある。

【００２９】添加するシリコーンオイルとしては、オフ
セット防止剤として使用するシリコーンオイルの種類に
合わせて、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニル
シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイ
ル、アルキル変性シリコーンオイル等任意のシリコーン
オイルを使用することができる。またシリコーンパウダ
ーとしては、ゴムパウダー、レジンパウダー、シリカパ
ウダー等各種市販のパウダーを使用することができる。

【００３０】このように、フッ素樹脂チューブ４にシリ
コーンオイルやシリコーンパウダー等の充填剤を添加す
ることで、フッ素樹脂チューブ４とオフセット防止剤と
してのシリコーンオイルとの濡れ性を改善できる。さら
に、フッ素樹脂チューブの硬度が低下するため、定着ロ
ーラ表面の弾性変形によるトナー画像や用紙の凹凸に対
する追従性が向上し、画像エッジ部における画像の鮮明
度が改善される。特に充填剤としてシリコーンオイルを
用いた場合には、充填剤が液体であるため、フッ素樹脂
成形時の充填剤の添加が容易で、また分散性が良く、添
加後の充填剤の均一性にも優れるといった利点を有す
る。また充填剤としてシリコーンパウダーを用いた場合
には、シリコーンオイルに比べてフッ素樹脂層の硬度を
低下させやすく、エッジ部の画質改善の点で優れるとい
った利点を有する。

【００３１】充填剤としてシリコーンオイルやシリコー
ンパウダーを使用した場合の添加量（含有量・重量％）
としては、０．１〜３％であることが重要である。シリ
コーンオイルの添加量が０．１％未満の場合は、フッ素
樹脂チューブ４とオフセット防止剤としてのシリコーン
オイルとの濡れ性が十分改善できないという点で不都合
であり、シリコーンオイルの添加量が３％を超える場合
にはフッ素樹脂チューブ４の機械的強度が低下し、寿命
が短くなるという点で不都合である。

【００３２】また充填剤としてシリコーンパウダーを使
用した場合のパウダー粒径としては、平均粒径が１３μ
ｍ以下であることが重要である。パウダーの平均粒径が
１３μｍを超える場合には、フッ素樹脂チューブの機械
的強度が低下し、寿命が短くなるという点で不都合であ
る。

【００３３】具体的な例をあげると次のとおりである。
例えば、フッ素樹脂としてはＰＦＡを使用し、充填剤と
して粘度１万ｃｓのジメチルシリコーンオイル（信越化
学工業製ＫＦ−９６）を１％添加し、押し出し成形によ
り厚み５０μｍのチューブ状に成形した。その後、弾性
体層３に一液性のシリコーンゴム系接着剤を用いて接着
した。

【００３４】（実施例２）図２は本発明の定着ローラの
第２の実施例を示す図である。

【００３５】定着ローラ１は、図２に示すように芯金２
及び芯金２上に形成されたフッ素樹脂層４からなる。芯
金２はアルミニウムからなり、その表面が十分脱脂さ
れ、サンドブラスト法により表面粗さが１０点平均粗さ
で５μｍに粗面化された後、フッ素樹脂のディスパージ
ョン（分散）液を塗布、焼成することにより層厚１２μ
ｍのフッ素樹脂層４が形成されている。

【００３６】本実施例のフッ素樹脂層４について詳しく
説明する。フッ素樹脂層４に使用されるフッ素樹脂とし
ては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テト
ラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエー
テル共重合体（ＰＦＡ）等が用いられる。このフッ素樹
脂の塗布焼成時において、フッ素樹脂にはオフセット防
止剤に対し親和性を有する充填剤を添加する。充填剤と
しては、実施例１に記載しているように、シリコーンオ
イルやシリコーンパウダー等シリコーン系の充填剤が同
様に使用できる。充填量は、実施例１と同様で、シリコ
ーンオイルやシリコーンパウダー等シリコーン系の充填
剤の場合、０．１〜３％の範囲が適当である。

【００３７】フッ素樹脂と充填剤の混合は、それぞれデ
ィスパージョン（分散）液、溶液、粉末状態で混合、攪
拌する方法が一般的であり、例えば、本実施例ではＰＦ
Ａのディスパージョン液に充填剤として粒径０．８μｍ
のシリコーンパウダー（信越化学工業製ＫＭＰシリー
ズ）を１％添加、攪拌したものをスプレー塗装により芯
金２に塗布した後、焼成温度３００℃、焼成時間３０分
の焼成条件下で、バッチ炉により焼成してフッ素樹脂層
４を形成した。

【００３８】このようにフッ素樹脂層４に充填剤を混合
することで、実施例１と同様、オフセット防止剤との親
和性の改善、定着ローラ表面硬度の低下による画質改善
等を図ることができる。

【００３９】また、フッ素樹脂層４内における充填剤の
分散状態は、シリコーンオイルやシリコーンパウダーな
どの添加剤の種類、粒径、焼成温度、時間等の条件によ
り変化するが、充填剤がフッ素樹脂層の表層近くにより
多く分散するような条件下で塗布、焼成を行う方が好ま
しい。すなわち、このような条件下でフッ素樹脂層を形
成すると、充填剤が必要とされるフッ素樹脂層４の表層
近くに多く含有され、かつ全体としては充填剤の添加量
を低減することができ、充填剤の添加によるフッ素樹脂
層４の機械的強度の低下を極力抑えることができる、と
いう利点がある。

【００４０】例えば、充填剤にシリコーンゴムパウダー
を用いた場合は、焼成温度が高い（３５０℃以上）とフ
ッ素樹脂が表面近くに集まりやすいが、焼成温度が低い
（３００℃以下）と逆に表層がシリコーンゴム過多とな
る傾向がある。このため、シリコーンゴムパウダーを用
いる場合には、前述の具体例のように、焼成温度は低い
（３００℃以下）方が望ましく、充填剤が必要とされる
フッ素樹脂層４の表層近くに多く、かつ全体としては充
填剤の添加量を低減することができる。

【００４１】（実施例３）図３は本発明の定着ローラの
第３の実施例を示した図である。

【００４２】定着ローラ１は、図３に示すように芯金
２、芯金２上に形成された弾性体層３、及び表層である
樹脂層４からなる。芯金２、弾性体層３については、実
施例１と同じ構成であるので説明については省略し、樹
脂層４について詳細に説明する。

【００４３】樹脂層４は、オフセット防止剤に対し親和
性を有する例えばシリコーン系のモノマーと、フッ素系
のモノマーが共重合された樹脂で形成されている。この
樹脂層４を形成する方法としては、共重合樹脂を含むデ
ィスパージョン（分散）液を弾性体層上に塗布、焼成し
て形成させる方法、及びあらかじめ共重合樹脂をチュー
ブ状に成形し、この共重合樹脂チューブを弾性体層と一
体成形若しくは弾性体層に接着する等により形成する方
法のいずれの方法を用いてもよい。

【００４４】このように本実施例では樹脂層４はシリコ
ーン系のモノマーとフッ素系のモノマーの共重合体とな
っているため、実施例１や実施例２のようにフッ素樹脂
にシリコーン系の充填剤を添加する方法に比べて、樹脂層自体の機械的強度が向上する。

【００４５】オフセット防止剤によるシリコーン系の
充填剤の膨潤の心配がない。

【００４６】等、単なるブレンドでは得られない優れた
特性が得られる利点を有する。

【００４７】シリコーン系モノマーとフッ素系モノマー
の具体的な重合方法としては、公知のブロック重合法や
グラフト重合法を用いることができる。

【００４８】具体的な一例をあげると、例えば、次のと
おりである。樹脂層４として、ＰＴＦＥをハードセグメ
ントＡ、ポリジメチルシロキサンをソフトセグメントＢ
とするＡＢＡトリブロック型ポリマーのブロック重合体
を、押し出し成形により厚み５０μｍのチューブ状に成
形する。そして、このチューブを弾性体層３に一液性の
シリコーンゴム系接着剤を用いて接着し、図示のフッ素
樹脂層４とする。

【００４９】なお、グラフト重合体を用いる場合は、共
重合したＰＦＡの単位からなるセグメントとオルガノポ
リシロキサンセグメントとが化学結合したグラフト共重
合体等が用いられる。

【００５０】このように、２種のモノマーの重合法とし
てブロック重合法やグラフト重合法を用いることで、２
種のモノマーの本来の特性を十分保持しながら、更に単
なるブレンドでは得られない上記のような利点を引き出
すことができる。

【００５１】図４、図５は、本発明による定着ローラを
採用した定着装置を電子写真機器であるレーザープリン
ターに適用したものである。

【００５２】本実施の形態に係るレーザープリンタは、
図５に示すように給紙部１０、画像形成装置２０、レー
ザ走査部３０、定着装置５０を有している。

【００５３】上記構成のレーザプリンタは、給紙部１０
から用紙Ｐを画像形成装置２０に搬送する。この画像形
成装置２０では、レーザ走査部３０によるレーザ光３４
に基づいてトナー像が形成されており、このトナー像を
搬送された用紙Ｐに転写するようになっている。そして
トナー像の転写された用紙Ｐを定着装置５０に搬送し
て、トナー像を用紙Ｐに固定させる。最後にトナー像が
定着された用紙Ｐは、定着装置５０の用紙搬送下流側に
設けられた用紙搬送ローラ４１、４２によって装置外部
に排出される。つまり用紙Ｐは、図中に示す矢印Ｅの経
路に沿って、給紙トレイ１１、画像形成装置２０、定着
装置５０の順に搬送され、装置外部に排出される。

【００５４】上記給紙部１０は、給紙トレイ１１、給紙
ローラ１２、用紙分離摩擦板１３、加圧ばね１４、用紙
検知アクチュエータ１５、用紙検知センサー１６、及び
制御回路１７を有している。

【００５５】給紙トレイ１１に装着された用紙Ｐは、プ
リント命令を受け、給紙ローラ１２、用紙分離摩擦板１
３、加圧ばね１４の作用により一枚ずつ給紙されプリン
タ内部に給送される。送り込まれた用紙Ｐは用紙検知ア
クチュエータ１５を倒し、用紙検知光学センサ１６に電
気信号として出力させ、画像印刷の開始を指示する。入
紙検知アクチュエータ１５の動作により起動された制御
回路１７は、画像信号をレーザ走査部３０のレーザダイ
オード発光ユニット３１に送り、発光ダイオードの点灯
／非点灯を制御する。

【００５６】上記レーザ走査部３０は、上記レーザダイ
オード発光ユニット３１、走査ミラー３２、走査ミラー
モータ３３、及び反射ミラー３５、３６、３７を備えて
いる。

【００５７】走査ミラー３２は走査ミラーモータ３３に
より高速かつ定速に回転する。即ち図５において、レー
ザ光３４は紙面に対して垂直方向に走査することにな
る。レーザダイオード発光ユニット３１から照射された
レーザ光３４は、反射ミラー３６、３５、３７を介して
後述の感光体２１へ照射される。このときレーザ光３４
は、上記制御回路１７からの点灯／非点灯の情報を基
に、感光体２１上に選択的に露光する。上記画像形成装
置２０は、感光体１、転写ローラ２２、帯電部材２３、
現像ローラ２４、現像ユニット２５、及びクリーニング
ユニット２６を備えている。

【００５８】上記レーザ光３４より、予め帯電部材２３
により帯電された感光体表面電荷を選択的に放電させ静
電潜像を形成させる。現像に供されるトナーは現像ユニ
ット２５に蓄積されている。現像ユニット２５内で適度
な攪拌により電荷付与されたトナーは現像ローラ２４表
面に付着し、現像ローラ２４に与えられた現像バイアス
電圧および感光体表面電位の作り出す電界の作用により
静電潜像に応じたトナー像を感光体２１上に形成するこ
とができる。

【００５９】前記給紙部１０より搬送された用紙Ｐは、
感光体２１と転写ローラ２２に挟まれ送られる。そして
転写ローラ２２に印加された転写電圧の与える電界の作
用により感光体２１上のトナーは電気的に吸引され用紙
Ｐ上に転写される。このとき、感光体２１上のトナーは
転写ローラ２２により用紙Ｐに転写されるとともに、未
転写トナーはクリーニングユニット２６により回収され
る。

【００６０】その後、用紙Ｐは定着装置５０に搬送され
る。そこで加圧ローラ５２及び１７０℃に保たれた定着
ローラ５１により適度な温度と加圧力が与えられる。そ
してトナーは溶解し用紙Ｐに固定され堅牢な画像とな
る。

【００６１】用紙Ｐは用紙搬送ローラ４１、４２により
搬送され機外に排出される。

【００６２】次に本発明の一実施例における定着装置に
ついて図４を用いて詳細に説明する。

【００６３】定着ローラ５１は、上記実施例１から３に
記載した内のいずれかのローラが使用可能である。加圧
ローラ５２はステンレス製の芯材５２ａ表面にシリコー
ンゴムからなる弾性層５２ｂを設けた構成となってお
り、図示していない加圧手段によって定着ローラ５１に
対し所定の圧力で加圧されている。定着ローラ５１の内
部にはヒーターランプ５３が配設されており、定着ロー
ラ５１表面を所定の温度に加熱する。

【００６４】オイル塗布装置は、オイル塗布ローラ５
４、オイル塗布フェルト５５、オイル規制ブレード５
６、加圧ばね５７、オイルタンク５８及び支持フレーム
５９からなる。オイルタンク５８内には粘度３００ＣＳ
のシリコーンオイル７０（信越化学工業社製ＫＦ−９
６）が充填されている。

【００６５】オイル塗布ローラ５４はステンレス製の芯
材５４ａ表面にシリコーンゴム層５４ｂを被覆した構成
で、支持フレーム５９に対し回転自在に支持されてい
る。オイル塗布ローラ５４は、更に定着ローラ５１に対
し図示していない加圧手段によって所定の加圧力で加圧
されており、図示していない駆動手段によって定着ロー
ラ５１と同じ周速で回転駆動する。オイル塗布フェルト
５５は目付量５５０ｇ／ｍ²、厚み２ｍｍのノーメック
ス（商品名デュポン社）を用いており、その上端がオ
イル塗布ローラ５４に接触し、下端がオイルタンク５８
内のオイル７０に浸かるように配設されている。

【００６６】オイル規制ブレード５６は、支持フレーム
５９により回転支点５６ｄを中心に回転自在に支持され
ており、加圧ばね５７によりオイル塗布ローラ５４に対
し所定の圧力で加圧されている。以上のように構成され
たオイル塗布装置において、オイル塗布フェルト５５の
毛細管現象によりオイルタンク５８内からくみ上げられ
たオイル７０は、オイル塗布ローラ５５表面に塗布され
る。オイル塗布ローラ５４にくみ上げられたオイル７０
は、オイル塗布ローラ５４の回転（図中矢印Ｄの方向）
により、オイル規制ブレード５６の方向に移動し、オイ
ル規制ブレード５６のエッジ部Ａにより所定の量に均一
化された後、オイル塗布ローラ５４と定着ローラ５１と
の圧接部Ｂにおいて、定着ローラ５１表面に転写塗布さ
れる。

【００６７】下記表１は、上記定着ローラ５１に、実施
例１、２、３の各具体例として記載した本発明の定着ロ
ーラ１、及び、比較例として実施例１の定着ローラにお
いて、フッ素樹脂チューブ４に充填剤（シリコーンオイ
ル）が添加されていない従来方式の定着ローラを、実際
に定着装置５０に組み込んで行った実験結果の例であ
る。実験内容としては、各定着ローラのシリコーンオイ
ルに対する接触角を測定し、更にオイル塗布の均一性に
ついて実写テストにより比較、評価を行った。

【００６８】

【表１】

【００６９】表１の画像評価において、○はオイル塗布
むらによる画像欠陥の発生しなかったもの、×はオイル
塗布むらにより画像欠陥（ＯＨＰの透過率ばらつき、光
沢度ばらつき、オフセット等）の発生したものとした。

【００７０】この結果から、本発明による定着ローラに
おいては、従来（比較例）の定着ローラと比べてシリコ
ーンオイルに対する接触角が小さく、シリコーンオイル
の濡れ性が改善されていることがわかる。また実写テス
トによる画像評価でもオイル塗布むらに起因する画像欠
陥（透過率ばらつき、光沢度ばらつき、オフセット等）
が発生せず、良好な印字画像が得られることがわかっ
た。

【００７１】表２は、実施例１、２において、充填剤と
してシリコーンオイルを用いた場合の添加量の影響につ
いて確認を行ったものである。充填剤としては、信越化
学工業製ジメチルシリコーンオイル（ＫＦ−９６）を使
用し、添加量とシリコーンオイルに対する接触角、実写
テストによる画像及びライフとの関係について調べた。

【００７２】

【表２】

【００７３】ここでライフは、実写によるエージングテ
ストにより、定着ローラ表面の摩耗、劣化によるオフセ
ットの発生、用紙の巻き付き等の問題がなく、良好な画
像が得られた枚数を示している。

【００７４】この結果より、シリコーンオイルの添加量
としては、シリコーンオイルに対する濡れ性の点から
０．１％以上、定着ローラライフの点からは３％以下が
望ましいという結果となった。また充填剤としてシリコ
ーンパウダー（信越化学工業製ＫＭＰシリーズ）を用い
た場合も同様に、添加量としては０．１％以上３％以下
が望ましいという結果が得られた。

【００７５】表３は、実施例１、２において、充填剤と
してシリコーンパウダーを用いた場合のパウダー粒径の
影響について確認したものである。確認に用いた充填剤
は、信越化学工業製シリコーンパウダー（シリコーンレ
ジンパウダーＫＭＰシリーズ）であり、影響の確認のた
め、粒径と定着ローラのライフとの関係について調べて
いる。

【００７６】

【表３】

【００７７】この結果から、パウダー粒径が大きくなる
と定着ローラの耐久性が低下することがわかり、定着ロ
ーラライフの点からパウダー粒径としては１３μｍ以下
が好ましいという結果となった。

【００７８】なお、上記各実施例では、定着部材として
定着ローラに適用したものについて説明したが、定着ベ
ルト等の他の定着部材にも同様に適用できることはいう
までもない。

【００７９】すなわち、例えば、本実施例の定着ベルト
は、フッ素樹脂層を表面に有する定着ベルトにおいて、
該フッ素樹脂層がオフセット防止剤に対し親和性を有す
る充填剤を含有してなることを特徴としている。この構
成により、定着ベルト表面のオフセット防止剤に対する
濡れ性が改善され、オフセット防止剤の均一塗布が可能
となる。更に定着ベルト表面硬度が低下するため、トナ
ー画像エッジ部の鮮明度が向上する。ここで、充填剤と
しては、シリコーンオイル、またはシリコーンパウダー
等が使用し得、同様に、その含有量は０．１〜３％の範
囲が適当である。

【００８０】また、シリコーンパウダーの場合、シリコ
ーンパウダー添加によるフッ素樹脂層の機械的強度の低
下を極力抑制するため、平均粒径が１３μｍ以下である
とよい。

【００８１】また、本定着ベルトは、フッ素樹脂層の充
填剤の含有量が表面層で多く、層内部で少ない構造とし
てもよい。この構成によれば、充填剤がフッ素樹脂層の
表面により多く分布するために、必要最低限の充填剤の
添加でオフセット防止剤との濡れ性改善、画像エッジ部
の鮮明度改善等の目的を達成することができる。

【００８２】さらに、本定着ベルトは、表面に樹脂層を
有する定着ベルトにおいて、前記樹脂層がオフセット防
止剤に対して親和性を有する第１のモノマーとフッ素系
の第２のモノマーとが共重合された樹脂から形成しても
よい。この構成によれば、樹脂層は２種の共重合体とな
るため、フッ素樹脂にシリコーン系の充填剤を添加する
方法に比べて、樹脂層自体の機械的強度が向上する。

【００８３】オフセット防止剤によるシリコーン系の
充填剤の膨潤の心配がない。

【００８４】等、単なるブレンドでは得られない優れた
特性が得られる。

【００８５】また、定着ベルトと、該定着ベルトの表面
にオフセット防止剤を塗布するオフセット防止剤塗布手
段とを備えた定着装置に、上記いずれかの定着ベルトを
組み込むことにより、オフセット防止剤が定着ベルト表
面に均一に塗布され、オフセット防止剤の塗布むらに起
因する画像欠陥がなく、また定着ベルト表面硬度も低い
ために、シャープな画像エッジ部が得られる定着装置を
提供することができる。

【００８６】

【発明の効果】以上のように、本発明の定着部材は、フ
ッ素樹脂層を表面に有する定着部材において、該フッ素
樹脂層がオフセット防止剤に対し親和性を有する充填剤
を含有している構成である。それゆえ、定着部材表面の
オフセット防止剤に対する濡れ性が改善され、オフセッ
ト防止剤の均一塗布が可能となるという効果を奏する。
更に定着部材表面硬度が低下するため、トナー画像エッ
ジ部の鮮明度が向上できる。

【００８７】また、発明の定着ローラは、フッ素樹脂層
を表面に有する定着ローラにおいて、該フッ素樹脂層が
オフセット防止剤に対し親和性を有する充填剤を含有し
ている構成である。それゆえ、定着ローラ表面のオフセ
ット防止剤に対する濡れ性が改善され、オフセット防止
剤の均一塗布が可能となるという効果を奏する。更に定
着ローラ表面硬度が低下するため、トナー画像エッジ部
の鮮明度が向上できる。

【００８８】また本発明の定着ローラは、例えば、充填
剤がシリコーンオイルであり、この場合、充填剤が液体
であるため、成形時におけるフッ素樹脂への添加が容易
で分散性も良く、またシリコーン系充填剤であるため、
オフセット防止剤として一般的に用いられているシリコ
ーンオイルに対する親和性にも優れるといった効果を奏
する。

【００８９】本発明の充填剤は、シリコーンパウダーで
もよく、この場合は、充填剤がフッ素樹脂層の硬度低下
により適しているため、画像エッジ部の鮮明度の改善効
果が大きいといった効果を奏する。

【００９０】また、充填斉としてのシリコーンオイルあ
るいはシリコーンパウダーの含有量は、オフセット防止
剤との濡れ性の改善及びフッ素樹脂層の機械的強度の低
下防止の２つの面から、０．１〜３％が適当である。

【００９１】なおまた、リコーンパウダーの平均粒径は
１３μｍ以下が好ましく、フッ素樹脂層厚に比べてシリ
コーンパウダーの粒径を十分小さくして、シリコーンパ
ウダー添加によるフッ素樹脂層の機械的強度の低下を極
力抑制することができる効果を奏する。

【００９２】また、本発明の定着ローラにおいて、フッ
素樹脂層の充填剤の含有量が表面層で多く、層内部で少
ない構造を有する構成とすると、充填剤がフッ素樹脂層
の表面により多く分布するために、必要最低限の充填剤
の添加でオフセット防止剤との濡れ性改善、画像エッジ
部の画質改善等の目的を達成することができる効果を奏
する。

【００９３】本発明の他の定着ローラとしては、表面に
樹脂層を有する定着ローラにおいて、前記樹脂層がオフ
セット防止剤に対して親和性を有する第１のモノマーと
フッ素系の第２のモノマーとが共重合された樹脂からな
る構成である。この定着ローラによれば、樹脂層は２種
の共重合体となるため、フッ素樹脂にシリコーン系の充
填剤を添加する方法に比べて、樹脂層自体の機械的強度が向上する。

【００９４】オフセット防止剤によるシリコーン系の
充填剤の膨潤の心配がない。

【００９５】等、単なるブレンドでは得られない優れた
特性が得られるといった効果を奏する。

【００９６】上記の定着ローラにおいて、特に、第１の
モノマーがシリコーン系のモノマーであれば、オフセッ
ト防止剤として一般的に用いられているシリコーンオイ
ルに対する親和性に優れ、オフセット防止剤の濡れ性を
さらに向上させることできる。

【００９７】また、本発明の定着ローラは、前記各フッ
素樹脂層がローラの上に被覆されるフッ素樹脂チューブ
として形成されてもよく、ローラの芯金上に塗布・焼成
により形成されるものであってもよい。チューブ状であ
れば、定着ローラ表面層が元来耐久性に優れるフッ素樹
脂で構成されるため、充填剤を添加したことによる定着
ローラ表面層の機械的強度の低下の影響を極力抑えるこ
とができるという効果を奏する。

【００９８】本発明の定着装置は、互いに圧接して回転
する一対の定着ローラと、該定着ローラの少なくとも一
方の定着ローラの表面にオフセット防止剤を塗布するオ
フセット防止剤塗布手段とを備え、前記一対の定着ロー
ラの圧接部にて未定着トナー像を担持した記録材を侠持
搬送することにより、該未定着トナー像を記録材上に定
着せしめる定着装置において、前記少なくとも一方の定
着ローラは上記の定着ローラである構成である。それゆ
え、オフセット防止剤が定着ローラ表面に均一に塗布さ
れ、また定着ローラ表面硬度も低いために、オフセット
防止剤の塗布むらに起因する画像欠陥がなく、シャープ
な画像エッジ部が得られる定着装置を提供することがで
きるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着ローラの第１の実施例における概
略断面図である。

【図２】本発明の定着ローラの第２の実施例における概
略断面図である。

【図３】本発明の定着ローラの第３の実施例における概
略断面図である。

【図４】本発明の一実施形態に係る定着装置の概略構成
図である。

【図５】図４に示す定着装置を備えたレーザプリンタの
概略構成図である。

【符号の説明】

１、５１定着ローラ２芯金３弾性体層４フッ素樹脂層５２加圧ローラ５４オイル塗布ローラ５５オフセット防止剤（シリコーンオイル）

フロントページの続き (72)発明者新久司大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フッ素樹脂層を表面に有する定着部材に
おいて、該フッ素樹脂層がオフセット防止剤に対し親和
性を有する充填剤を含有してなることを特徴とする定着
部材。
【請求項２】フッ素樹脂層を表面に有する定着ローラ
において、該フッ素樹脂層がオフセット防止剤に対し親
和性を有する充填剤を含有してなることを特徴とする定
着ローラ。
【請求項３】前記充填剤がシリコーンオイルであるこ
とを特徴とする請求項２記載の定着ローラ。
【請求項４】前記シリコーンオイルの含有量が０．１
〜３％であることを特徴とする請求項３記載の定着ロー
ラ。
【請求項５】前記充填剤がシリコーンパウダーである
ことを特徴とする請求項２記載の定着ローラ。
【請求項６】前記シリコーンパウダーの含有量が０．
１〜３％であることを特徴とする請求項５記載の定着ロ
ーラ。
【請求項７】前記シリコーンパウダーの平均粒径が１
３μｍ以下であることを特徴とする請求項５または請求
項６記載の定着ローラ。
【請求項８】前記フッ素樹脂層の前記充填剤の含有量
が表面層で多く、層内部で少ない構造を有する請求項２
及至請求項７記載のいずれかの定着ローラ。
【請求項９】表面に樹脂層を有する定着ローラにおい
て、前記樹脂層がオフセット防止剤に対して親和性を有
する第１のモノマーとフッ素系の第２のモノマーとが共
重合された樹脂からなることを特徴とする定着ローラ。
【請求項１０】第１のモノマーがシリコーン系のモノ
マーであることを特徴とする請求項９記載の定着ロー
ラ。
【請求項１１】前記フッ素樹脂層がローラ上に被覆さ
れるフッ素樹脂チューブとして形成されることを特徴と
する請求項２乃至請求項１０記載のいずれかの定着ロー
ラ。
【請求項１２】前記フッ素樹脂層がローラの芯金上に
塗布・焼成により形成されることを特徴とする請求項２
乃至請求項１０記載のいずれかの定着ローラ。
【請求項１３】互いに圧接して回転する一対の定着ロ
ーラと、該定着ローラの少なくとも一方の定着ローラの
表面にオフセット防止剤を塗布するオフセット防止剤塗
布手段とを備え、前記一対の定着ローラの圧接部にて未
定着トナー像を担持した記録材を侠持搬送することによ
り、前記未定着トナー像を記録材上に定着せしめる定着
装置において、前記少なくとも一方の定着ローラは請求
項２乃至請求項１２記載の定着ローラであることを特徴
とする定着装置。