JPH11102136A - 加熱加圧定着装置およびシリコーンゴムローラ - Google Patents

加熱加圧定着装置およびシリコーンゴムローラ

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JPH11102136A
JPH11102136A JP10208032A JP20803298A JPH11102136A JP H11102136 A JPH11102136 A JP H11102136A JP 10208032 A JP10208032 A JP 10208032A JP 20803298 A JP20803298 A JP 20803298A JP H11102136 A JPH11102136 A JP H11102136A
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英雄 川元
Masaaki Takahashi
正明 高橋
Mitsuhiro Ota
光弘 太田
Jiro Ishizuka
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    • G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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、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
同装置を提供する。 【解決手段】 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
を特徴とする加熱加圧定着装置。

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、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１００〜１００
０ｃＳ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、Ｏ
ＨＰ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１．５×１０7ｄｙ
ｎ／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７．５×１０
5ｄｙｎ／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／６２１ｃ
ｍ2（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１．５×１０
7ｄｙｎ／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／ｃ
ｍ2よりも大きく、かつ損失弾性率が１．０×１０5ｄｙ
ｎ／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（６２１ｃ
ｍ2）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１
７０℃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”＜７．５×１０5ｄ
ｙｎ／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３〜３００ｐ
ｐｍ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）Ｓｉ
Ｏ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）2
ＳｉＯ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１０
０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７−１１４
２７６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〜３
００μｍ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、７５〜１５
０℃、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０．２ｍ
ｍ、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１
１ａ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、．
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、．
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、．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、．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
〜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１
８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１
１２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６０ｍ
ｍ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５
０μｍ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２０
０μｍ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１０
２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１
０４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１
０６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２
００μｍ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１
０１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１
０４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／ｃ
ｍ2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（１／１０
００ｇ）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４０ｍ
ｍ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３
０Ｐａ・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２
０Ｐａ・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、Ｒ９７
２）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５
Ｐａ・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１００
０Ｐａ・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（ＣＬＣ
８００））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、４
０、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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｃ 13/00 Ｆ１６Ｃ 13/00 Ｅ Ｂ (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 (72)発明者 太田 光弘 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 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

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 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１．０×１０5
    ｄｙｎ／ｃｍ2よりも大きく７．５×１０5ｄｙｎ／ｃｍ
    2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／６２１ｃｍ
    2（Ａ４相当）であることを特徴とする加熱加圧定着装
    置。
  2. 【請求項２】 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１
    ００００Ｐａ・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３〜３００ｐｐ
    ｍ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。
  3. 【請求項３】 （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。
  4. 【請求項４】 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３〜３
    ００ｐｐｍ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）＋（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。
  5. 【請求項５】 （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。
  6. 【請求項６】 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。
  7. 【請求項７】 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７．５×１０
    5ｄｙｎ／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。
  8. 【請求項８】 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１
    ００００Ｐａ・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３〜３００ｐｐ
    ｍ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。
  9. 【請求項９】 （Ａ）（ａ）成分であるオルガノポリシ
    ロキサンが、請求項３記載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。
  10. 【請求項１０】 ジメチルシリコーンゴムが、請求項４
    記載の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。
  11. 【請求項１１】 ジメチルシリコーンゴムの形成に用い
    るオルガノポリシロキサンが、請求項５記載のブロック
    コポリマー、である請求項１０記載の加熱加圧定着装
    置。
  12. 【請求項１２】 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。
  13. 【請求項１３】 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。
  14. 【請求項１４】 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。
  15. 【請求項１５】 貯蔵弾性率Ｅ’が１．０×１０6ｄｙ
    ｎ／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１．０×１０
    5ｄｙｎ／ｃｍ2よりも大きく７．５×１０5ｄｙｎ／ｃ
    ｍ2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少なくとも表面に有することを
    特徴とするシリコーンゴムローラ。
  16. 【請求項１６】 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１５記載のシリコ
    ーンゴムローラ。
  17. 【請求項１７】 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、両末端ビ
    ニル基を有する直鎖状ポリジメチルシロキサン３０〜５
    ０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３〜３
    ００ｐｐｍ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）＋（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１５記載のシリコーンゴムローラ。
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