JPH11143276A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録材の排紙方向を定着ローラ側にしても、
複数色のトナー像を担持した記録材を定着ローラに巻き
付くことなく定着し、記録材のトナー像側、非トナー像
側へのカールを軽減することができる定着装置にある。 【解決手段】 定着ローラ１および加圧ローラ２の弾性
層のゴム硬度を５°以下（ＪＩＳ Ａ）の低硬度にする
ことにより、ニップ内で加圧ローラ２の弾性層みなら
ず、相対的に弾性層が薄く硬度が高い定着ローラ１の弾
性層も押しつぶされようにして、比較的フラットなＲ形
状が小さい定着ニップに形成する。これにより、記録材
は定着ローラ１側に排紙されるが、記録材を定着してい
る間のトナー像側あるいは非トナー像側への変形を抑制
できるので、記録材が定着ローラ１に巻き付くことがな
く、またカール量を小さく抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置用の
定着装置に関し、特にカラー電子写真装置用に好適に用
いることができる定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式を利用した画像
形成装置では、像担持体上に露光、現像により形成した
トナー像を記録材に転写した後、そのトナー像を熱ロー
ラを有する定着装置により永久画像として定着してい
る。従来の熱ローラ定着装置を図５に示すように構成さ
れている。

【０００３】図５において、符号１は定着装置の定着ロ
ーラ、２は加圧ローラであり、定着ローラ１に加圧ロー
ラ２を圧接することにより、これらの間にニップ（定着
ニップ）が形成される。この定着ローラ１と加圧ローラ
２は、定着ローラ１を回転駆動し、加圧ローラ２をその
従動回転により回転して定着を行なう。

【０００４】定着ローラ１は、アルミニウム等の中空筒
体状の芯金上にシリコーンゴムの弾性層を形成してなっ
ており、芯金の中空部内にはハロゲンヒータ３が内蔵さ
れ、定着ローラ１に定着に必要な熱が内部から供給され
る。加圧ローラ２は、同様に、アルミニウム等の中空筒
体状の芯金上にシリコーンゴムの弾性層を形成してなっ
ており、芯金の中空部内にはハロゲンヒータ３′が内蔵
され、加圧ローラ２に定着に必要な熱が内部から供給さ
れる。

【０００５】これらローラ１、２の表面温度は、定着ロ
ーラ１に温度検知素子としてサーミスタ４を接触設置
し、もしくは加圧ローラ２にサーミスタ４′を接触設置
して、そのサーミスタ４、４′の温度変化による抵抗値
変化から検知し、図示しない制御装置によりヒータ３、
３′をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、定着に必要な
所定温度に維持される。

【０００６】定着ローラ１にはオイル塗布ローラ１２が
離接自在に配置されており、定着時、この塗布ローラ１
２が定着ローラ１の表面に接触して回転することによ
り、定着ローラ１の表面に離型剤オイルが塗布される。
離型剤オイルとしてはシリコーンオイルが適している。
また定着ローラ１にはクリーニングウエブ７が離接自在
に配置され、定着時、このクリーニングウエブ７を定着
ローラ１の表面に接触して摺擦することにより、定着ロ
ーラ１の表面に付着したオフセットトナーが除去され
る。

【０００７】転写によるトナー像を担持した記録材Ｐ
は、入口ガイド８による案内で定着ローラ１と加圧ロー
ラ２との定着ニップに導かれてそこに進入し、定着ニッ
プを通過する間に、定着ローラ１のオイルが塗布された
表面によりトナー像が加圧および加熱され、トナー像が
記録材Ｐに定着される。トナー像が定着された記録材Ｐ
は、定着ニップから出た後、出口ガイド８′により案内
されて画像形成装置の機外に排出される。

【０００８】定着が終了した定着ローラ１の表面は、定
着後の後回転中に、再びクリーニングウエブ７で摺擦し
てオフセットトナーの除去を行ない、また同時にオイル
が塗布される。

【０００９】定着ローラ１は、単色のトナー像〜４色の
積層トナー像の厚さ（数μｍ〜数十μｍ）に追従できる
ようにするために、芯金上のシリコーンゴム弾性層を数
十μｍ以上設けることが必要である。定着ローラ１の弾
性層が薄く弾性が小さいと、トナー像の凹部の未定着や
トナー粒子のつぶれによる定着画像の解像度低下をもた
らす。

【００１０】上記弾性層の材質は、メチル系やメチルビ
ニル系であって、ＲＴＶ、ＬＴＶタイプのシリコーンゴ
ムであり、ＪＩＳ Ａに規定するゴム硬度で２０°〜２
５°のものが好適である。特にＲＴＶシリコーンゴム
は、シリコーンオイルとの親和性が高く、オイルを塗布
しやすいのでよい。上記のＲＴＶ、ＬＴＶシリコーンゴ
ムを表層だけに用い、その下層に熱に強いＨＴＶシリコ
ーンゴムの層を設けて、表層の裏面における熱劣化や剥
れを防いだ多層構成の定着ローラとしてもよい。

【００１１】加圧ローラ２は、定着ローラ１に比べて弾
性が小さくてもよいので、構成の単純化が可能であり、
前記したように、芯金上にＨＴＶ等のゴム層を設けた
り、あるいはフッ素ゴム等のゴム層を設けるのみでよ
い。表面にフッ素樹脂のＰＦＡまたはＰＴＦＥのコート
層等を施し、オイルの膨潤防止を図ってもよい。シリコ
ーンゴム層にはＲＴＶシリコーンゴムを用いることもで
きる。勿論、加圧ローラ２を加圧ローラ１と同一構成と
することもできる。図において、符号９は定着された記
録材Ｐと加圧ローラ２とを分離する分離爪である。

【００１２】なお、定着ローラ１、加圧ローラ２に使用
するシリコーンゴムとしては、上記のメチル系やメチル
ビニル系の他に、メチルフェニル系シリコーンゴムを用
いることができる。

【００１３】離型剤オイルとしては、前記したように、
シリコーンオイルが適している。シコリオイルとして
は、メチルフェニル系のシリコーンオイルがよく使用さ
れる。このメチルフェニル系シリコーンオイルのフェニ
ル基含有量は、定着ローラ１のゴムの膨潤防止の観点か
ら、好ましくは５モル％以上とされる。またオイルの粘
度が低すぎると、定着ローラ１のゴム膨潤性が大とな
り、また揮発による画像形成装置の機内汚染が悪化し、
逆に粘度が高すぎると、定着ローラ１へのオイルの馴染
みが悪くなるので、メチルフェニル系シリコーンオイル
の粘度は、常温で１００〜１０００ｃｓ程度であること
が好ましい。

【００１４】定着温度は、１２０〜１８０℃の範囲内の
一定温度で、その変動幅は±３℃以内である。定着ロー
ラ１、加圧ローラ２の周速は１１０〜１２０ｍｍ／秒の
範囲である。

【００１５】オイル塗布装置は、主として、前記のオイ
ル塗布ローラ１２等を備えた塗布部と、これにシリコー
ンオイルを送りまた回収するオイル供給部とからなって
いる。

【００１６】オイル供給部は、箱状の収納フレーム１９
内に収納した交換可能なオイルタンク１８を有する。こ
のオイルタンク１８は、剛性ケース内にオイルの入った
アルミニウムパックを収容してなっており、タンク１８
の底部は、ジョイント１７を介してシリコーン樹脂等の
チューブでオイルポンプ１６に接続されている。ジョイ
ント１７はゴムシール、バネ等を組合せてなり、オイル
タンク１８を収納フレーム１９から取り出したときに、
タンク１８の底部接続部およびオイルポンプ１６のオイ
ルシールをする。このように、オイル供給部は、オイル
漏れの心配がない完全閉鎖系に構成されるので、装置本
体側に設置することも、定着装置側に設けることも可能
である。

【００１７】オイルポンプ１６は、タンク１８内に収容
されたシリコーンオイルを配管２０を経て、オイル塗布
部の補給ノズル１３に送る役目をする。オイルポンプ１
６としては、パルス信号によりオイル送給量の制御を行
なえる電磁ポンプを用いることが好ましいが、低コスト
化を図るなら、ギアポンプを用いることができる。オイ
ルポンプ１６には逆流防止弁を備えることがよい。

【００１８】オイル塗布部は、前記の塗布ローラ１２、
補給ノズル１３の他に、ブレード１１、オイルため板１
４およびオイルケース１５を備えてなっている。オイル
タンク１８から送給されたシリコーンオイルは、補給ノ
ズル１３から噴射され、補給ノズル１３の下側で塗布ロ
ーラ１２とこれに密接配置したオイルため板１４との間
の間隙に保持され、その保持されたオイルが回転する塗
布ローラ１２の表面に付着することにより、塗布ローラ
１２の表面にオイルが塗布される。塗布されたオイル
は、塗布ローラ１２の回転方向下流側に設けられたブレ
ード１１により塗布量を規制された後、塗布ローラ１２
により定着ローラ１に運ばれ、その当接部で定着ローラ
１にオイルが塗布される。

【００１９】オイルため板１４と塗布ローラ１２との間
隙は、所定の微少オイル量を保持可能に形成されてお
り、ブレード１１の規制によるオイルの戻り等で保持し
たオイル量が過剰になると、これら塗布ローラ１２、オ
イルため板１４等を覆ったオイルケース１５内に排出さ
れ、オイルケース１５の底面からポンプ１６により配管
２１およびオイルパン１６を経て、オイルタンク１８に
回収される。

【００２０】定着ローラ１に塗布されたシリコーンオイ
ルは、定着ニップへの記録材Ｐの通紙にともない、記録
材Ｐに付着し、あるいは吸収されて定着装置の外に出て
いくが、定着ローラ１の記録材Ｐと接触しない表面部分
に塗布されたオイルや、定着の前回転、後回転中に塗布
されたオイルは、定着ローラ１から加圧ローラ２に付
着、転移していき、加圧ローラ２に対し設置されたクリ
ーニングブレード５により、加圧ローラ２上より紙粉や
トナーとともに掻き取られる。クリーニングブレード５
の材質は、トナーが付着しにくく滑りやすい、フッ素ゴ
ム等の離型性、未着摺動性に優れたものがよい。

【００２１】定着ローラ２から掻き取られたオイル等
は、定着ローラ２の下に交換可能に設置されたオイルパ
ン６内に落下し、そこに収納したオイルフィルタ１０で
不純物を取り除き、オイルパン１６を経てオイルタンク
１８に回収される。オイル吸収材１０は、天然もしくは
人造の繊維体や、毛細管現象によるオイル吸収を期待で
きる多孔質体がよい。一例を挙げれば、ポリエステル、
ポリプロピレン、ポリエチレン等の数〜数十μｍ径の合
成繊維を数センチ以下の厚さに積層した不織布が挙げら
れる。オイル吸収材１０の表面には、親油性を高める処
理を施すことができる。なお、化学変化によりオイルを
固化する薬剤を用いて、オイルパン６内に落下したオイ
ルを処理してもよい。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、カラーの画
像形成の場合、トナーの混色性を高めるために、軟化点
が低くかつ溶融粘度も低いシャープメルト性の非磁性ト
ナー（ノンマグトナー）が使用されており、定着ローラ
１への高温オフセットが発生しやすいので、シリコーン
オイルの塗布を特に必要としていた。

【００２３】このようなシリコーンオイルの塗布は、ユ
ーザによる画像形成装置のメンテナンスを煩雑にすると
と同時に、輸送時や運搬時のオイル漏れの怖れや、ＯＨ
Ｔ（オーバーヘッドトランスペアレンシー）の触手感の
悪化をもたらす。

【００２４】そこで、溶融粘度の高いトナーを用いれば
オイルの塗布を不要にできるが、混色性が低くいので、
ピクチャー画像の鮮明度が悪化したり、光透過性が悪化
した暗いＯＨＴ投影像しか得られない。

【００２５】また、定着のオイルレス化を図るために、
シャープメルトトナーとして、トナーの樹脂よりも粘度
と分子量が小さいワックス、パラフィン等の離型剤を予
め内添した重合法によるトナーを使用し、定着ローラお
よび加圧ローラの表層にＰＦＳＡやＦＥＰ等のフッ素樹
脂の離型層を設けて、熱ローラ定着装置の離型効果を高
めることが考えられている。

【００２６】しかしながら、フッ素樹脂の離型層を設け
ると、定着ローラや加圧ローラの製品硬度が８０°〜９
０°（アスカーＣ）と高くなってしまう。このため、定
着性を確保するのにさらに熱と圧力を加えなければなら
ず、またコシのない坪量６０ｇ／ｍ² の薄紙等では離型
性が悪化するので、定着ローラへの巻き付きを防止する
ためには、排紙方向を下側、つまり加圧ローラ側にする
必要があった。

【００２７】その結果、定着により記録材の非トナー像
の面方向に丸まるカールが生じ、特に薄紙ではコシがな
いため大きい。いずれにせよ、定着によるカールのため
に、平滑性が良くコシのある厚紙でも、良好な積載性を
得ることができなかった。

【００２８】これの対策として、定着ローラ、加圧ロー
ラのニップ形状、特に排紙方向のニップ形状を変えるこ
とにより、記録材を水平方向に排紙して、非トナー像側
にカールするのを抑制することが考えられるが、この場
合には、トナー像の定着ローラからの分離性悪化による
記録材の定着ローラへの巻き付きや、トナーの表面張力
による記録材のトナー像の面方向へのカールが生じて、
排紙ジャムや両面プリント時の通紙ジャムが発生してし
まう。従って、記録材のカールを抑制できる排紙条件が
極めて狭い範囲に限定される問題があった。

【００２９】本発明の目的は、記録材の排紙方向を定着
ローラ側にしても、複数色のトナー像を担持した記録材
を定着ローラに巻き付くことなく定着し、記録材のトナ
ー像側、非トナー像側へのカールを軽減することができ
る定着装置を提供することである。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にか
かる定着装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
熱源を有する定着ローラと、これに圧接した加圧ローラ
との圧接部で、トナー像を担持した記録材を挟持搬送す
ることにより、前記トナー像を加圧および加熱して記録
材に定着する定着装置において、前記定着ローラおよび
加圧ローラは、フッ素樹脂の表層と、ゴム硬度がＪＩＳ
Ａで５°以下の耐熱性ゴムの基層とを含むローラとし
て、前記圧接部から排紙される記録材の排紙方向を定着
ローラ側の方向としたことを特徴とする定着装置であ
る。

【００３１】本実施例の他の態様では、前記定着ローラ
および加圧ローラは、フッ素樹脂の表層と耐熱性ゴムの
基層とを含むローラからなり、前記定着ローラの製品硬
度がアスカーＣで７５°以下、加圧ローラの製品硬度が
アスカーＣで６０°以下で、かつ定着ローラの製品硬度
が加圧ローラの製品硬度と同じかそれよりも大きくし
て、前記圧接部から排紙される記録材の排紙方向を定着
ローラ側の方向とした。

【００３２】本発明のさらに他の態様では、前記定着ロ
ーラの基層の厚さが１．５〜２．５ｍｍ、加圧ローラの
基層の厚さが２．０〜２．５ｍｍで、かつ定着ローラの
基層の厚さが加圧ローラの基層の厚さと同じかそれ以下
として、前記圧接部から排紙される記録材の排紙方向を
定着ローラ側の方向とした。

【００３３】本発明のさらに他の態様では、前記定着ロ
ーラの外径が加圧ローラの外径よりも５％だけ小さくし
て、前記圧接部から排紙される記録材の排紙方向を定着
ローラ側の方向とした。

【００３４】好ましくは、前記トナー像を構成するトナ
ーは、ワックスもしくはパラフィンを内包した、重合法
により製造された重合トナーであり、さらには、低軟化
点でかつシャープメルトな非磁性トナーである。前記定
着ローラにシリコーンオイルを塗布することができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。

【００３６】実施例１ 本発明の定着装置の一実施例を図１にそって説明する。

【００３７】本定着装置自体の構成は、図５に示した従
来の定着装置と基本的に同じでなので、図１において図
５と同一箇所は同一の符号を付して、必要がない限りそ
の説明を省略する。

【００３８】図１に示すように、定着装置は、定着ロー
ラ１に加圧ローラ２を圧接することにより、これらの間
に定着ニップを形成しており、定着ローラ１を回転駆動
し、加圧ローラ２を定着ローラ１の従動回転により回転
して定着を行なう。

【００３９】定着ローラ１は、アルミニウム等の中空筒
体状の芯金１ａを有し、芯金１ａの中空部内に内蔵され
たハロゲンヒータ３により、定着ローラ１に定着に必要
な熱が内部から供給される。同様に、加圧ローラ２は、
中空筒体状の芯金２ａを有し、芯金２ａの中空部内に内
蔵されたハロゲンヒータ３′により、加圧ローラ２に定
着に必要な熱が内部から供給される。

【００４０】これらローラ１、２の表面温度は、定着ロ
ーラ１に温度検知素子としてサーミスタ４を接触設置
し、もしくは加圧ローラ２にサーミスタ４′を接触設置
して、そのサーミスタ４、４′の温度変化による抵抗値
変化から検知し、図示しない制御装置によりヒータ３、
３′への電流をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、定着
に必要な所定温度に維持される。

【００４１】転写によるトナー像２２を担持した記録材
Ｐは、入口ガイド８による案内で定着ローラ１と加圧ロ
ーラ２との定着ニップに導かれてそこに進入し、定着ニ
ップを通過する間に、定着ローラ１の表面によりトナー
像が加圧および加熱され、トナー像が記録材Ｐに定着さ
れる。トナー像が定着された記録材Ｐは、定着ニップか
ら出た後、図示しない出口ガイドにより案内されて画像
形成装置の機外に排出される。図において、符号９ａは
定着された記録材Ｐと定着ローラ１とを分離する分離
爪、９ｂは定着された記録材Ｐと加圧ローラ２とを分離
する分離爪である。

【００４２】本実施例によれば、定着ローラ１は、図１
に示すように、芯金１ａ上に弾性層１ｂを形成し、その
上にフッ素樹脂の離型層１ｃを形成してなっている。

【００４３】本実施例の１つの大きな特徴は、定着ニッ
プからの記録材Ｐの排紙方向を定着ローラ１側とすると
もに、記録材Ｐの定着時の変形によるカール量を抑制す
るために、弾性層１ｂをゴム硬度がＪＩＳ Ａ規格で５
°以下の低硬度の耐熱性ゴム（メチル系、メチルビニル
系の液体シリコーンゴム）で形成したことである。定着
ローラ１の製品硬度は、アスカーＣ硬度で７５°以下が
好ましいが、弾性層１ｂをＪＩＳ Ａ硬度が５°以下の
ゴムにより形成すれば、定着ローラの製品硬度をアスカ
ーＣで７５°以下にすることが可能である。これによ
り、ニップが確保できるので定着性がよく、また柔らか
いので永久変形しにくい。

【００４４】弾性層１ｂの材質としては、メチル系やメ
チルビニル系で、ＲＴＶ、ＬＴＶタイプのシリコーンゴ
ムが、耐熱性で弾性が高いので好適である。弾性層１ｂ
は、表層をＲＴＶシリコーンゴム層とし、その下層を熱
に強いＨＴＶシリコーンゴム層とした、表層の裏面にお
ける熱劣化や剥れを防いだ多層構成としてもよい。

【００４５】弾性層１ｂは、定着ローラ１が単色のトナ
ー像〜４色の積層トナー像の厚さ（数μｍ〜数十μｍ）
に追従できるようにするために、数十μｍ以上の厚さと
することが必要である。弾性層１ｂの厚さが薄く弾性が
小さいと、トナー像の凹部の未定着やトナー粒子のつぶ
れによる定着画像の解像度低下をもたらす。

【００４６】本実施例では、定着ローラ１は、アルミニ
ウム製の芯金１ａ上に、ＪＩＳ Ａのゴム硬度が１°、
アスカーＣ規格によるゴム硬度が１１°のＬＴＶシリコ
ーンゴムによる弾性層１ｂを厚さ１．７ｍｍに設け、そ
の上にＰＦＡチューブによるフッ素樹脂の離型層１ｃを
厚さ５０μｍに設けた構成した。定着ローラ１の外径は
４６μｍに成形した。

【００４７】本実施例によれば、加圧ローラ２は、芯金
２ａ上に弾性層２ｂを形成し、その上にフッ素樹脂の離
型層２ｃを形成してなっている。加圧ローラ２は、定着
ローラ１に比べて弾性が小さくてもよいので、構成の単
純化が可能であり、芯金２ａ上にＨＴＶ、フッ素ゴム等
の弾性層２ｂを設けるのみでもよい。勿論、加圧ローラ
２を加圧ローラ１と同一構成とすることもできる。

【００４８】本実施例の他の１つの大きな特徴は、定着
ニップからの記録材Ｐの排紙方向を定着ローラ１側とす
るともに、記録材Ｐの定着時の変形によるカール量を抑
制するために、この加圧ローラ２の弾性層２ｂを、定着
ローラ１と同様、ゴム硬度がＪＩＳ Ａ規格で５°以下
の低硬度の耐熱性ゴムで形成したことである。加圧ロー
ラ２の製品硬度は、アスカーＣ硬度で６０°以下が好ま
しいが、弾性層２ｂをＪＩＳ Ａ硬度が５°以下のゴム
により形成すれば、加圧ローラの製品硬度をアスカーＣ
で６０°以下にすることが可能である。

【００４９】本例では、加圧ローラ２は、アルミニウム
製の芯金２ａ上に、ＪＩＳ Ａのゴム硬度が１°、アス
カーＣのゴム硬度が１１°のＬＴＶシリコーンゴムによ
る弾性層２ｂを厚さ２．３ｍｍに設け、その上にＰＦＡ
チューブによるフッ素樹脂の離型層２ｃを厚さ５０μｍ
に設けて構成し、その外径を４６μｍに成形した。

【００５０】なお、定着ローラ１、加圧ローラ２に使用
するシリコーンゴムとしては、上記のメチル系やメチル
ビニル系の他に、メチルフェニル系シリコーンゴムを用
いることができる。

【００５１】定着温度は、１８０℃±３℃以内とし、定
着ローラ１、２の加圧力は３０〜６０ｋｇｆ、周速は１
１０〜１２０ｍｍ／秒の範囲とした。

【００５２】上記したように、本実施例では、記録材Ｐ
の排紙方向を定着ローラ１側とするともに、記録材Ｐの
定着時の変形によるカール量を抑制するために、定着ロ
ーラ１および加圧ローラ２の弾性層１ｂ、２ｂのゴム硬
度を５°以下（ＪＩＳ Ａ）の低硬度にした。

【００５３】従来は、定着ローラ１、加圧ローラ２は、
弾性層１ｂ、２ｂにＪＩＳ Ａ硬度で２０°〜２５°と
いったゴムを使用していて高硬度であり、このため定着
ローラ１に加圧ローラ２を加圧したときに、図２（ａ）
に示すように、弾性層が相対的に薄く硬度が高い定着ロ
ーラ１が加圧ローラ２に強く食い込んで、加圧ローラ２
の弾性層２ｂを大きく押しつぶすので、定着ニップがＲ
形状に形成される。このため、定着により記録材Ｐには
トナー像側にカールが大きく形成されるので、記録材Ｐ
は定着ローラ１側に排紙されて定着ローラ１に巻き付
く。

【００５４】これが、本実施例のように、定着ローラ
１、加圧ローラ２の弾性層１ｂ、２ｂにＪＩＳ Ａ硬度
で５°以下の低硬度ゴムを使用した場合、定着ローラ
１、加圧ローラ２が低硬度である。このため加圧力が同
じならば、高硬度ゴムを使用した場合と同一の幅のニッ
プを形成するが、この場合、図２（ｂ）に示すように、
ニップ内で加圧ローラ２の弾性層２ｂみならず、相対的
に弾性層が薄く硬度が高い定着ローラ１の弾性層１ｂも
押しつぶされるので、定着ニップは比較的フラットにな
ってＲ形状が小さくなる。このため、記録材Ｐは定着ロ
ーラ１側に排紙されるが、記録材Ｐを定着している間の
トナー像側あるいは非トナー像側への変形を抑制できる
ので、記録材Ｐが定着ローラ１に巻き付くことがなく、
またカール量を小さく抑えることができる。

【００５５】本発明で使用するトナーについて説明す
る。本発明では、好ましくは、シャープメルトトナーを
使用するが、シャープメルトトナーとしては、トナーの
樹脂よりも粘度と分子量が小さいワックス、パラフィン
等の離型剤を予め内添した重合法によるトナー（重合ト
ナー）を使用することが好ましい。これにより、高い混
色性を達成するとともに、定着時に、熱によりトナーか
らワックス等の離型剤を滲みださせることにより、定着
ローラ１の離型性を高めさせ、定着ローラ１等のフッ素
樹脂による離型層の採用と相俟って、定着のオイルレス
化を実現することができる。

【００５６】重合トナーの概略構成を図３に示す。図３
に示すように、重合トナー１１０はその製法上、球形と
なる。本実施例では、重合トナー１１０は、エステル系
ワックスを内包したコア１１３上に、スチレン−ブチル
アクリレートの樹脂層１１２を設け、その上にスチレン
−ポリエスエルの表層１１１を設けた３層構造になって
いる。その比重は約１．０５である。３層構造にした理
由は、コア１１３にワックスを内包することにより、定
着時のオフセット防止効果を得、樹脂層の表層１１１を
設けることにより、トナーの摩擦帯電効率の向上を得る
ためである。

【００５７】一般に、トナーの製造法としては、結着樹
脂、ワックス等の低軟化点物質からなる離型剤、着色剤
および荷電制御剤等を、加圧ニーダーやエクストルーダ
ーまたはメディア分散機を用いて均一に分散した後、機
械的またはジェット気流下でターゲットに衝突して所望
のトナー粒径に微粉砕化した後、さらに分級工程により
トナー粒度分布をシャープにした、いわゆる粉砕法によ
るトナーの製造方法；特公昭５６−１３９４５号公報等
に記載のディスクまたは多流体ノイズを用い、溶融混合
物を空気中に霧化し球状トナーを得る方法；特公昭３６
−１０２３１号公報、特開昭５９−５３８５６号公報、
特開昭５９−６１８４２号公報に述べられている懸濁重
合方法を用いて、直接トナーを生成する方法；単量体は
可溶で、得られる重合体は不溶な水系有機溶剤を用いて
直接トナーを製造する、ソープリー重合法に代表される
乳化重合法等を用いることができる。

【００５８】本発明では、モノマーとしてスチレンとｎ
−ブチルアクリレートを用い、これに、荷電制御剤とし
てサリチル酸金属化合物、極性レジンとして飽和ポリエ
ステル、さらに着色剤を加えて、常圧下または加圧下の
懸濁重合法により、重量平均粒径が７μｍの着色懸濁粒
子、つまり、重合トナーによる色トナーを製造した。こ
の常圧下または加圧下の懸濁重合法は、粒度分布がシャ
ープで、４〜８μｍの粒径の微粒子トナーを比較的容易
に得やすい製造法である。

【００５９】トナー粒度分布の制御や粒径の制御は、軟
水溶性の無機塩や保護コロイド作用を有する分散剤の種
類、添加量を変える方法、たとえばローラの周速、パス
回数、撹拌羽根の形状等の撹拌条件や容器形状といった
機械的条件の変化、さらには水溶液中での固形分濃度等
の調整によって行なうことができ、所定のトナーを得る
ことができる。

【００６０】トナーの結着樹脂としては、一般に用いら
れるスチレン−（メタ）アクリル共重合体、ポリエステ
ル樹脂、エポキシ樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体
を利用することができる。重合法によるトナーの場合に
は、それらの単量体が好ましく用いられる。

【００６１】具体的には、ｏ−、ｍ−もしくはｐ−メチ
ルスチレン、ｍ−もしくはｐ−エチルスチレン等のスチ
レン系単量体；（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）ア
クリル酸エチル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メ
タ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸ステアリ
ル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル、（メ
タ）アクリル酸ジエチルアミノエチル等の（メタ）アク
リル酸エステル系単量体；ブタジエン、イソプレン、シ
クロヘキセン、（メタ）アクリロニトリル、アクリル酸
アミド等のエン系単量体が好ましく用いられる。

【００６２】これら単量体は、単独、または「ポリマー
ハンドブック」（第２版 III−Ｐ１３９〜１９２、John
Wiley & Sons 社) に記載の理論ガラス転移温度（Ｔ
ｇ）が、４０〜７５℃を示すように、単量体を適宜混合
して用いることができる。理論ガラス転移温度が４０℃
未満の場合は、トナーの保存安定性や現像剤の長期使用
時安定性の面で問題が生じ、一方、７５℃を超える場合
は、定着温度の上昇をもたらし、特にフルカラー画像形
成では、各色トナーの混色が不十分となり、色再現性に
乏しく、さらにＯＨＰ画像の透明性を著しく低下させ、
高画質を得る面で好ましくない。

【００６３】結着樹脂の分子量は、ＧＰＣ（Gel Permia
tion Chromatography ）により測定することができる。
具体的なＧＰＣの測定方法を述べれば、つぎのようであ
る。ソックスレー抽出器を用いてトルエン溶剤により、
予めトナーを２０時間、抽出した後、ロータリーエバポ
レーターでトルエンを留去し、さらにエステル系ワック
スは溶解するが結着樹脂は溶解しない有機溶剤、たとえ
ばクロロホルウ等を加えて十分に洗浄し、ついでＴＨＦ
（テトラヒドロフラン）に溶解する。そのＴＨＦ溶液を
ポア径０．３μｍ耐溶剤性メンブランフィルターでろ過
し、ろ液をサンプルとして、ウォターズ社製のカラムク
ロォマトグラフィー１５０Ｃを用い、分子量分布を測定
する。カラム構成は、昭和電工製のＡ−８０１、８０
２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７を連結
し、標準ポリスチレン樹脂の検量線を使用する。

【００６４】本発明で使用するトナーの結着樹脂は、数
平均分子量（Ｍｎ）が５，０００〜１，０００，０００
で、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の
比（Ｍｗ／Ｍｎ）が２〜１００を示すものが好ましい。
ワックスの分子量は、結着樹脂の分子量より少なく、数
平均分子量で数１，０００〜数１０，０００のものがよ
い。

【００６５】トナーの着色剤のうち、黒色着色剤として
は、カーボンブラック、磁性体の他、イエロー、マゼン
タ、シアン着色剤から黒色に調整したものが利用され
る。

【００６６】イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合
物、イソインドリノン化合物、アトラキノン化合物、ア
ゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物に代表
される化合物が用いられる。具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグ
メントイエロー１２、１３、１４、１５、１７、６２、
７４、８３、９３、９４、９５、９７、１０９、１１
０、１１１、１２０、１２７、１２８、１２９、１４
７、１６８、１７４、１７６、１８０、１８１、１９１
等が好適に用いられる。

【００６７】マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合
物、ジケトピロロピロール化合物、アトラキノン、キナ
クリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化
合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合
物、ペリレン化合物が用いられる。具体的には、Ｃ．
Ｉ．ピグメントレッド２、３、５、６、７、２３、４
８；２、４８；３、４８；４、５７；１、８１；１、１
４４、１４６、１６６、１６９、１７７、１８４、１８
５、２０２、２２０、２２１、２５４が特に好ましい。

【００６８】シアン着色剤としては、銅フタロシアニン
化合物およびその誘導体、アントラキノン化合物、塩基
染料レーキ化合物等が利用できる。具体的には、Ｃ．
Ｉ．ピグメントブルー１、７、１５、１５：１、１５：
２、１５：３、１５：４、６０、６２、６６等が特に好
適に利用できる。

【００６９】以上の着色剤は、単独または混色し、さら
には固溶体の状態で用いることができる。また着色剤
は、色相角、彩度、明度、耐候性、トランスペアレンシ
ー透明性（トラペン透明性）、トナー中への分散性を考
慮して選択することができる。着色剤の添加量は、結着
樹脂１００重量部に対し１〜２０重量部とされる。

【００７０】本実施例は、以上のように構成され、定着
ローラ１および加圧ローラ２は、フッ素樹脂の表層１
ｃ、２ｃと、基層としてのゴム硬度がＪＩＳ Ａで５°
以下の耐熱性ゴムの弾性層１ｂ、２ｂで構成したので、
記録材Ｐの排紙方向を定着ローラ１側とした定着を、記
録材Ｐのトナー像側、非トナー像側への変形を抑制して
行なうことができ、従って記録材Ｐが定着ローラ１に巻
き付くことがなく、またカール量を小さく抑えることが
できる。

【００７１】本実施例において、重合トナーを用いて画
像形成し、記録材に転写したトナー像を、弾性層にＪＩ
Ｓ Ａ硬度が５°以下の低硬度ゴムを使用した定着ロー
ラ１および加圧ローラ２を用いて定着し、そのときの記
録材のカール量を調べた。比較のために、定着ローラ
１、加圧ローラ２として、弾性層をＪＩＳ Ａ硬度が５
°を超える高硬度ゴムで形成したものを定着に供し、同
様に記録材のカール量を調べた。

【００７２】画像は、ニイーナー・ボンド用紙（Ｎｅｅ
ｎａｈ Ｂｏｎｄ、６０ｇ／ｍ² 、レターサイズ）上に
全体に均等になるように、平均画像比率４〜５％で形成
した。記録材は定着装置に１００枚通紙し、その初期１
０枚と最後の１０枚についてカール量を測定した。カー
ル量の測定は、定着ニップから排紙された直後に記録材
を採取して、画像側を上にして水平に置き、記録材の四
隅で測定した。

【００７３】そのときの定着ローラ１、加圧ローラ２の
ゴム硬度、製品硬度および記録材カール量を表１に示
す。

【００７４】表１において、先前、先後、後前、後後
は、記録材を通紙方向に対し直角の横方向から見て、そ
れぞれ、記録材の先端の手前位置、奥側位置、後端の手
前位置、奥側位置であることを示す。符号はプラスが画
像側のカールを、マイナスが非画像側のカールを示す。

【００７５】

【表１】

【００７６】表１に示されるように、本実施例１は、定
着ローラ１、加圧ローラ２の弾性層にＪＩＳ Ａ硬度で
５°以下の低硬度ゴムを使用しており、ローラ製品硬度
（アスカーＣ）が定着ローラで７５°以下、加圧ローラ
で６０°以下で、かつ定着ローラの製品硬度≧加圧ロー
ラの製品硬度の関係になっている。本実施例１によれ
ば、低硬度ゴムを使用した比較例１と比べカール量がか
なり小さく、最大カール量で１０ｍｍ以下の大きさに抑
制できている。

【００７７】以上説明したように、本実施例によれば、
記録材の排紙方向を定着ローラ側として、記録材を定着
ローラに巻き付かせることなく定着して、記録材のカー
ル量を抑制することができ、記録材の通紙性、定着後の
記録材の積載性をも満足することができる。

【００７８】実施例２ 本実施例では、定着ローラ１の弾性層１ｂの厚さを１．
５〜２．５ｍｍ、加圧ローラ２の弾性層２ｂの厚さを
２．０〜２．５ｍｍとし、かつ定着ローラ１の弾性層１
ｂの厚さを加圧ローラ２の弾性層２ｂの厚さと同じかそ
れ以下とした。

【００７９】これにより、定着ニップから排紙される記
録材Ｐの排紙方向を定着ローラ１側の方向として、記録
材Ｐを定着ローラ１に巻き付かせることなく定着して、
記録材Ｐのカール量を抑制することができる。

【００８０】本実施例において、実施例１と同様にし
て、重合トナーを用いて画像形成し、記録材に転写した
トナー像を定着して、そのときの記録材のカール量を調
べた。ただし、弾性層の厚さが１．５〜２．５ｍｍの定
着ローラ１、および弾性層の厚さが２．０〜２．５ｍｍ
で、定着ローラのときよりも薄いか同じである加圧ロー
ラ２を用いて定着した。比較のために、定着ローラ１、
加圧ローラ２として、弾性層の条件が本実施例の範囲を
外れたものを使用し、同様に定着して記録材のカール量
を調べた。

【００８１】そのときの定着ローラ１、加圧ローラ２の
ゴム硬度、製品硬度および記録材カール量を表２に示
す。

【００８２】

【表２】

【００８３】表２に示されるように、本実施例２は、定
着ローラ１の弾性層の厚さを１．５〜２．５ｍｍ、加圧
ローラ２の弾性層の厚さを２．０〜２．５ｍｍで、かつ
加圧ローラの弾性層の厚さ≦定着ローラの弾性層の厚さ
の関係にしており、ローラ製品硬度（アスカーＣ）が定
着ローラで７５°以下、加圧ローラで６０°以下で、か
つ定着ローラの製品硬度≧加圧ローラの製品硬度の関係
になっている。本実施例２によれば、比較例２と比べカ
ール量がかなり小さく、最大カール量で１０ｍｍ以下の
大きさに抑制できている。

【００８４】以上のように、本実施例では、定着ローラ
の弾性層の厚さを１．５〜２．５ｍｍ、加圧ローラの弾
性層の厚さを２．０〜２．５ｍｍとし、かつ定着ローラ
の弾性層の厚さ≦加圧ローラの弾性層の厚さの関係にし
たので、記録材の排紙方向を定着ローラ側として、記録
材を定着ローラに巻き付かせることなく定着して、記録
材のカール量を抑制することができ、記録材の通紙性、
定着後の記録材の積載性をも満足することができる。

【００８５】実施例３ 本実施例は、図４に示すように、定着ローラ１の外径を
加圧ローラ２の外径より小さくしたことが特徴である。
本実施例のその他の点は、図１で示した実施例１と同じ
で、図４において図１と同一の符号は同一の部材を示
す。

【００８６】上記の加圧ローラ２に対する定着ローラ１
の外径の縮径の程度は、好ましくは、加圧ローラ２の外
径の１．５〜２．０％である。本実施例のように、定着
ローラ１の外径を加圧ローラ２よりも縮径すると、定着
ローラ１から記録材Ｐを曲率分離しやすくできるので、
定着ローラ１と加圧ローラ２との定着ニップから排紙さ
れる記録材Ｐの排紙方向を定着ローラ１側の方向とし
て、記録材Ｐを定着ローラ１に巻き付かせることなく定
着して、記録材Ｐのカール量を抑制することができる。

【００８７】本実施例の場合、定着ニップ幅が減少する
が、定着ローラ１に対する加圧ローラ２の加圧力を高め
ることにより、定着性を確保できる８．０ｍｍ以上の幅
の定着ニップを容易に形成できる。またこの加圧力の上
昇も、定着ローラ１、加圧ローラ２のゴム硬度が低けれ
ば、ニップ形状をほぼフラットに抑えることができるの
で問題ない。

【００８８】本実施例において、実施例１と同様にし
て、重合トナーを用いて画像形成し、記録材に転写した
トナー像を定着して、そのときの記録材のカール量を調
べた。ただし、定着ローラ１は、加圧ローラ２に対する
外径の縮径率を１．３〜２．２％として、定着に用い
た。比較のために、定着ローラ１の外径の縮径率が本実
施例の範囲を外れたものを使用し、同様に定着して記録
材のカール量を調べた。

【００８９】そのときの定着ローラ１、加圧ローラ２の
外径、定着ローラ１の外径の縮径率および記録材カール
量を表３に示す。

【００９０】

【表３】

【００９１】表３に示されるように、本実施例３は、加
圧ローラ２に対する定着ローラ１の外径の縮径率を１．
３〜２．２％にしており、比較例３と比べカール量がか
なり小さく、最大カール量で１０ｍｍ以下の大きさに抑
制できている。

【００９２】以上のように、本実施例によっても、記録
材の排紙方向を定着ローラ側として、記録材を定着ロー
ラに巻き付かせることなく定着して、記録材のカール量
を抑制することができ、記録材の通紙性、定着後の記録
材の積載性をも満足することができる。

【００９３】以上の実施例１〜３では、定着ローラ１お
よび加圧ローラ２の離型性が高く、かつワックス、パラ
フィンを内包した重合トナーを使用したので、定着ロー
ラ１にシリコーンオイルの塗布を行なわないで定着を行
なったが、本発明は、シリコーンオイルの塗布を妨げる
ものではなく、シリコーンオイルの塗布により定着ロー
ラ１の離型性をさらに高めることができる。特にカラー
の画像形成の場合、トナーの混色性を高めるために、軟
化点が低くかつ溶融粘度も低いシャープメルト性の非磁
性トナー（ノンマグトナー）が使用することが多く、定
着ローラ１への高温オフセットが発生しやすいので、定
着ローラ１へのシリコーンオイルの塗布は有益である。

【００９４】定着ローラ１へのシリコーンオイルの塗布
により、定着ローラ１の離型性を向上して、本発明の、
記録材の排紙方向を定着ローラ側として、記録材を定着
ローラに巻き付かせることなく定着して、記録材のカー
ル量を抑制することができるという効果を、さらに良好
に発揮させることができる。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
定着ローラおよび加圧ローラを、フッ素樹脂の表層と、
ゴム硬度がＪＩＳ Ａで５°以下の耐熱性ゴムの基層と
を含むローラに構成する等の手段を講じたので、記録材
の排紙方向を定着ローラ側として、複数色のトナー像を
担持した記録材を定着ローラに巻き付かせることなく定
着して、記録材のトナー像側、非トナー像側へのカール
量を抑制することができる。従って、フルカラー等のカ
ラー画像を安定した通紙性、定着後積載性で得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着装置の一実施例を示す概略構成図
である。

【図２】従来例および図１の実施例の定着ニップの形状
を示す説明図である。

【図３】本発明で使用する重合トナーを示す概略断面図
である。

【図４】本発明の定着装置の他の一実施例を示す概略構
成図である。

【図５】従来の定着装置を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 定着ローラ ２ 加圧ローラ １ｂ、２ｂ 弾性層（基層） １ｃ、２ｃ 離型層 ３、３′ ヒーター ２２ トナー像 １１０ 重合トナー Ｐ 記録材

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱源を有する定着ローラと、これに圧接
   した加圧ローラとの圧接部で、トナー像を担持した記録
   材を挟持搬送することにより、前記トナー像を加圧およ
   び加熱して記録材に定着する定着装置において、前記定
   着ローラおよび加圧ローラは、フッ素樹脂の表層と、ゴ
   ム硬度がＪＩＳ Ａで５°以下の耐熱性ゴムの基層とを
   含むローラとして、前記圧接部から排紙される記録材の
   排紙方向を定着ローラ側の方向としたことを特徴とする
   定着装置。
2. 【請求項２】 熱源を有する定着ローラと、これに圧接
   した加圧ローラとの圧接部で、トナー像を担持した記録
   材を挟持搬送することにより、前記トナー像を加圧およ
   び加熱して記録材に定着する定着装置において、前記定
   着ローラおよび加圧ローラは、フッ素樹脂の表層と耐熱
   性ゴムの基層とを含むローラからなり、前記定着ローラ
   の製品硬度がアスカーＣで７５°以下、加圧ローラの製
   品硬度がアスカーＣで６０°以下で、かつ定着ローラの
   製品硬度が加圧ローラの製品硬度と同じかそれよりも大
   きくして、前記圧接部から排紙される記録材の排紙方向
   を定着ローラ側の方向としたことを特徴とする定着装
   置。
3. 【請求項３】 熱源を有する定着ローラと、これに圧接
   した加圧ローラとの圧接部で、トナー像を担持した記録
   材を挟持搬送することにより、前記トナー像を加圧およ
   び加熱して記録材に定着する定着装置において、前記定
   着ローラおよび加圧ローラは、フッ素樹脂の表層と耐熱
   性ゴムの基層とを含むローラからなり、前記定着ローラ
   の基層の厚さが１．５〜２．５ｍｍ、加圧ローラの基層
   の厚さが２．０〜２．５ｍｍで、かつ定着ローラの基層
   の厚さが加圧ローラの基層の厚さと同じかそれ以下とし
   て、前記圧接部から排紙される記録材の排紙方向を定着
   ローラ側の方向としたことを特徴とする定着装置。
4. 【請求項４】 熱源を有する定着ローラと、これに圧接
   した加圧ローラとの圧接部で、トナー像を担持した記録
   材を挟持搬送することにより、前記トナー像を加圧およ
   び加熱して記録材に定着する定着装置において、前記定
   着ローラおよび加圧ローラは、フッ素樹脂の表層と、耐
   熱性ゴムの基層とを含むローラからなり、前記定着ロー
   ラの外径が加圧ローラの外径よりも５％だけ小さくし
   て、前記圧接部から排紙される記録材の排紙方向を定着
   ローラ側の方向としたことを特徴とする定着装置。
5. 【請求項５】 前記トナー像を構成するトナーは、ワッ
   クスもしくはパラフィンを内包した、重合法により製造
   された重合トナーである請求項１〜４のいずれかの項に
   記載の定着装置。
6. 【請求項６】 前記トナー像を構成するトナーは、低軟
   化点でかつシャープメルトな非磁性トナーである請求項
   １〜５のいずれかの項に記載の定着装置。
7. 【請求項７】 前記定着ローラにシリコーンオイルを塗
   布する請求項１〜６のいずれかの項に記載の定着装置。