JPH11167296A - 定着装置及び定着用回転体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱応答性の良い定着用回転体及び定着装置を
提供する。また、定着性を満足するとともに、低光沢の
画像を得ることのできる定着用回転体及び定着装置を提
供する。 【解決手段】 表面硬度がアスカーＣで６５度以下の定
着ローラ１及び表面硬度がアスカーＣで７５度以下の加
圧ローラ２の芯金１１ａ、１１ｂの上にゴム層１２ａ、
１２ｂを設け、このゴム層１２ａ、１２ｂのゴム硬度を
ＪＩＳ−Ａ規格で５度以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機及びレーザ
ビームプリンタなどの電子写真装置に組み込まれる定着
装置及び定着用回転体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、定着ローラと加圧ローラとを備
え、定着ローラ及び加圧ローラの圧接部にて多色多層あ
るいは単色の未定着現像剤像を担持した記録材を挟持搬
送することにより未定着現像剤像を記録材上に定着させ
るようにした定着装置がある。図８は、このような定着
装置の一例である電子写真装置等のカラー用画像形成装
置におけるトナー画像定着装置として用いられる熱ロー
ラ定着装置の概略断面図である。

【０００３】図８において、定着ローラはアルミニウム
芯軸上にシリコーンゴム層を備えている。このシリコー
ンゴムは、ＲＴＶ又はＬＴＶタイプのものであり、ゴム
硬度はＪＩＳ−Ａ規格で２０°〜２５°の弾性を備えて
いる。

【０００４】一方、加圧ローラは定着ローラに比べて弾
性が小さくても良く、アルミニウム芯軸上にＨＴＶ、フ
ッ素ゴムなどの層を設けるのみでもよく、表面にＰＦＡ
又はＰＴＦＥコートなどを施したものでもよい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の定着
装置において、シリコーンゴムの厚みを増すと、ローラ
の表面硬度は低くなるため定着性はよくなるが、厚みが
大きすぎると逆に熱伝導に時間がかかるためウォームア
ップ時間が長くなったり、均一に定着できないという問
題が発生する。

【０００６】また、定着性の良い画像を得ようとしてロ
ーラに十分な熱と加圧力を加えると、トナー像の表面は
平滑になるため画像の光沢度は高くなる。

【０００７】しかし、低光沢度の転写紙上に形成された
画像が高い光沢性を有すると、非画像部と画像部の光沢
度の差が大きくなるため、見る者に違和感を与えてしま
う。特に、ビジネスユースでのモノクロ文字画像の場
合、文字自体が高光沢となるため、反射により文字が読
みにくくなるといった問題が発生していた。

【０００８】そこで、低光沢度の画像を得るために定着
温度を低くしたり、加圧力を小さくして光沢を抑えるこ
とが提案されている。

【０００９】しかし、定着温度が低いとトナーは定着さ
れにくくなり、特にフルカラー等４色のトナーが重なる
と定着しない場合がある。

【００１０】したがって、従来の定着装置を用いて低光
沢でかつ、定着性の良い画像を得ることは難しかった。

【００１１】さらにまた、従来のローラではヒータを切
った状態、すなわちローラがヒータにより加熱されてい
ない状態で長時間（例えば一晩）定着ローラと加圧ロー
ラを圧接したまま放置しておくとローラは図７のように
圧接部がつぶれた状態で硬くなってしまい再度ヒータで
ローラを加熱しても、この歪みは残ってしまう。

【００１２】このため、ローラの回転時に異音を発生す
る。更に、歪みが大きいと回転むらによる画像不良が発
生してしまうという問題がある。

【００１３】そこで、本発明はこのような課題に鑑みて
なされたもので、熱応答性の良い定着装置及び定着用回
転体を提供することを目的としている。

【００１４】また、本発明は定着性を満足するとともに
低光沢性を得ることのできる定着装置及び定着用回転体
を提供することを目的とするものである。

【００１５】さらにまた、本発明は塑性変形のない定着
用回転体及び変形による異音の発生を抑えた定着装置を
提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決する本
発明は、熱源と、この熱源を内側に設け記録材上の未定
着トナーを熱し記録材に定着する定着用回転体と、この
定着用回転体とニップを形成する加圧部材と、を有し、
前記定着用回転体は芯材とこの芯材よりも外側にゴム層
とを備えている定着装置において、前記ゴム層のゴム硬
度はＪＩＳ−Ａ規格で５度以下であることを特徴とする
ものである。

【００１７】また本発明は、芯材と、この芯材よりも外
側にゴム層と、このゴム層よりも外側に薄層と、を有す
る定着用回転体において、前記ゴム層のゴム硬度はＪＩ
Ｓ−Ａで５度以下であることを特徴とするものである。

【００１８】また本発明は、芯材と、この芯材よりも外
側にゴムからなる表層と、を有する定着用回転体におい
て、前記表層のゴム硬度はＪＩＳ−Ａで５度以下である
ことを特徴とするものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基き、本発明の実施
形態について説明する。

【００２０】〈実施の形態１〉実施の形態１に係る定着
装置の構成を図１に示す。

【００２１】図１に示す定着装置は、上方に未定着トナ
ーと接する回転体である定着ローラ（上ローラ）１を配
置し、下方に定着ローラに圧接する回転体である加圧ロ
ーラ（下ローラ）２を配置し、両ローラ１、２を当接さ
せることで、定着ニップ部Ｎを構成している。なお、上
述の定着ローラ１と加圧ローラ２とは構成上、厳密な区
別はないが、以下では、転写材Ｐ表面のトナー像に接す
る側のローラを定着ローラ１、転写材Ｐの裏面に接する
側のローラを加圧ローラ２とするものとし、両者をまと
めて呼ぶときは、定着／加圧ローラというものとする。
定着／加圧ローラについては後に詳述する。

【００２２】定着／加圧ローラのそれぞれの内側には、
発熱体としてのヒータ３ａ、３ｂが配設されており、ま
た、表面には温調用のサーミスタ７ａ、７ｂが接触配置
されている。定着／加圧ローラの温度は、サーミスタ７
ａ、７ｂによって制御される。さらに、定着ローラ１側
には、静電オフセット防止のために、電源８によって−
１ｋＶ程度の電圧が芯金１１ａに印加され、一方、加圧
ローラ２側の芯金１１ｂは、ダイオード９によって電位
制御されている。

【００２３】トナー像が転写された転写材Ｐは、矢印Ｋ
ｐ方向に定着ニップ部Ｎに侵入する。転写材Ｐは定着ニ
ップ部Ｎにおいて定着／加圧ローラによって加熱、加圧
されることにより、表面の未定着トナー像が溶融固着
（定着）される。

【００２４】定着ローラ１の弾性層１２ａは、カラー画
像の単色〜４色の多重トナーの厚み（数〜数１０μｍ）
に追従するために、数１０μｍ以上の層厚を有してい
る。なお、この弾性層１２ａは、弾性が小さいとトナー
層の凹部の未定着やトナーのつぶれによる解像低下をも
たらす。このため、弾性層１２ａの材質はメチル系，メ
チルビニル系の液体シリコーンゴムのＲＴＶ，ＬＴＶタ
イプのものが弾性を備えているのが好適である。また、
他にメチルフェニル系シリコーンゴムを用いることもで
きる。

【００２５】本実施の形態の定着ローラ１は、アルミニ
ウムの芯金１１ａ上にＪＩＳ−Ａゴム硬度（試験片をＪ
ＩＳ規格に示される形状に形成し、ＪＩＳ−Ａ硬度計を
用いて測定された硬度。以後「ゴム硬度」という。）１
°又は５°のジメチルシリコーンゴムのＬＴＶタイプの
弾性層１２ａを２．５ｍｍ設け、その上に５０μｍのＰ
ＦＡチューブ層よりなる離型層１３ａを設け、ローラ外
形をφ４６ｍｍに成形して用いた。この定着ローラ表面
硬度（高分子計器（株）製Ａｓｋｅｒ Ｃ硬度計の総加
重が１Ｋｇ時のローラ周面の表面硬度のことである。以
後、「表面硬度」という。）は、シリコーンゴムのゴム
硬度が５°（ＪＩＳ−Ａ規格）のときは６５°であり、
ゴム硬度が１°（ＪＩＳ−Ａ規格）のときは６０°であ
る。

【００２６】このようにローラの表面硬度を６５度以下
（アスカーＣ）、ゴムのゴム硬度をＪＩＳ−Ａ規格で５
度以下とすることにより、トナー層の表面を平滑化する
ことなく、表面に現像剤であるトナー形状を残したまま
の状態とすることができ、これにより定着性を損なうこ
となく低光沢度を実現することができる。

【００２７】尚、十分な定着性を得るためにたとえば表
面硬度６５°（アスカーＣ）以下のように柔かいローラ
のゴム層を従来のゴム（ゴム硬度がＪＩＳ−Ａ規格で２
０°〜２５°）でつくると、弾性を得るためにゴム層の
厚さが厚くなりすぎてしまうのでローラの熱伝導性は悪
くなる。

【００２８】ところが、ゴムが柔かいとゴム層の厚さは
薄くできる。例えば、表面硬度が６５°（アスカーＣ）
のローラのゴム層にゴム硬度５°（ＪＩＳ−Ａ規格）の
ゴムを用いる場合はゴム層の厚さは２．５ｍｍであり、
ゴム層硬度１°（ＪＩＳ−Ａ規格）のゴムを用いる場合
はゴム層の厚さは２．５ｍｍよりも薄い。このように、
ゴム層のゴムが柔かい程、ゴム層の厚さを薄くすること
ができる。このため、ゴム硬度５°以下（ＪＩＳ−Ａ規
格）のゴムを用いることにより、ローラのゴム層の厚さ
を十分に薄くでき（例えば表面硬度が６５°（アスカー
Ｃ）の場合は２．５ｍｍ以下にできる。）、ローラの熱
伝導性を良好にすることができ、ウォームアップの時間
を短縮できる。また、熱源の温度を低く抑えることがで
きるのでゴムの劣化を防止できる。さらにまた、はがき
などの小さいサイズの用紙を通紙し続けたときの端部昇
温も防止可能である。また、熱応答性が良くなるので用
紙の通紙し始めと通紙終わりでのローラ表面の温度差を
小さくできるため、用紙内で画像を均一の低光沢度に定
着することができる。

【００２９】但し、弾性層の厚さは前述したように少な
くともトナー層よりも厚いことが好ましい。なぜなら、
トナー層の凹部の未定着トナーのつぶれによる解像低下
を防止できるからである。また、光を透過する記録材で
あるＯＨＰにカラー画像を定着するときには、トナー層
を弾性層で包みこみ光の透過するトナー像とすることが
できる。

【００３０】一方、加圧ローラ２の弾性層１２ｂは、定
着ローラ１の弾性層１２ａに比べ弾性が小さくても良
い。アルミニウム芯軸にＨＴＶ、フッ素ゴム等を設ける
ことにより形成してもよいものである。勿論、定着ロー
ラと略同一構成のものを用いても良い。

【００３１】なお、本実施の形態の加圧ローラ２は、ア
ルミニウム芯金１１ｂ上にゴム硬度（ＪＩＳ−Ａ規格）
１°又は５°のジメチルシリコーンゴムのＬＴＶタイプ
の弾性層１２ｂを１．５ｍｍ設け、その上に５０μｍの
ＰＦＡチューブ層よりなる離型層１３ｂを設け、ローラ
外径をφ４６ｍｍ成形して用いた。加圧ローラの表面硬
度はゴム硬度（ＪＩＳ−Ａ規格）が１°のときは７０°
（アスカーＣ）であり、ゴム硬度（ＪＩＳ−Ａ規格）が
５°のときは７５°（アスカーＣ）である。また、加圧
ローラ２のゴムとしては、他にメチルフェニル系シリコ
ーンゴムを用いても良い。

【００３２】なお、このような構成とすることにより、
定着温度が高温であっても現像剤層の表面は現像剤の形
状が残ったままの状態となり、つまり、現像剤の形状に
沿った凹凸が表面に形成され、現像剤層の下層部分、す
なわち、記録材側の現像剤は溶融して紙との粘着性が十
分に得られるので、光沢を抑えつつ良好な定着性を得る
ことができる。

【００３３】なお、本実施形態では、加圧ローラの加圧
力は４０ｋｇｆであるが、上記のように定着ローラの表
面硬度を６５度以下（アスカーＣ）、加圧ローラの表面
硬度を７５度以下（アスカーＣ）とし、定着ローラ及び
加圧ローラの弾性層のゴム硬度をＪＩＳ−Ａ規格で５度
以下とすることにより、加圧力を３０ｋｇｆ〜６０ｋｇ
ｆと変化させても画像の光沢度はほとんど変化しないこ
とを本発明者は見出した。この様なさまざまな加圧力下
でも、現像剤層の記録材側の現像剤は溶融して記録剤と
接着し、現像剤層の表面は現像剤の形状を残したままの
状態とすることができ、定着性の良好な低光沢度の画像
を得ることができる。

【００３４】１００は重合トナー、Ｐは未定着現像剤像
が定着される記録材である転写紙である。なお、本装置
において、定着温度は１８０℃でリップル±３℃以内と
し、ローラ周速は１１０〜１２０ｍｍ／ｓｅｃの範囲と
した。

【００３５】また、本実施形態では図８の定着装置のオ
イル塗布ローラ１１２のようなオイル塗布部は有してい
ない。このため、オイルムラのない均一な光沢度を得る
ことができる。

【００３６】ところで、本発明の目的は、前述したよう
に各色の光沢度を低光沢度にするものである。ここで、
本発明で用いる光沢度の定義としては、主として紙の鏡
面光沢度（以下単に光沢度という）を測定するときに適
用されるＪＩＳＺ８７４１の方法２によった。

【００３７】図２は、この光沢度を測定する測定装置の
概念図であり、光沢度を測定するには、まず光源１７０
から光学系１７１を介して光を試料１７２に照射すると
共に、この試料１７２の反射光を光学系１７３を介して
受光器１７４で受光させる。なお、同図において、
Ｓ₁，Ｓ₁′，Ｓ₂はスリット、α１は光画像の開き角、
β１は垂直面内の開き角、α２は受光器の開き角、β２
は垂直面内の開き角である。

【００３８】そして、同図に示す指定された入射角θに
対して試料７２の面からの鏡面反射光束をφ、標準面か
らの反射光束をφＳとすると、光沢度Ｇは、次式で表さ
れる。

【００３９】 Ｇ＝（φ／φＳ）×（使用した標準面の光沢度）

【００４０】ここで、使用した標準面の光沢度は１０
０．０である。従って、光沢度は１００以下の数値で表
わされることになる。

【００４１】なお、本発明に使用した光沢度測定器は、
日本電色工業製のＰＧ−３Ｄ（入射角θ＝７５°）を使
用し、標準面は光沢度９６．９の黒色ガラスを使用し
た。測定方法としては、Ｘｅｒｏｘ社製の４０２４用紙
（７５ｇ紙，Ｌｅｔｔｅｒサイズ）上に３．０ｍｍ×
３．０ｍｍサイズのベタのパッチ画像を９ヶ所出力し、
その平均値を採用した。

【００４２】ところで、画像部の光沢性は、画像支持体
上に形成されたトナー像の定着状態の発現であるため、
トナーの粘弾性特性と定着プロセスの機械的な構成、定
着条件等によって光沢性を変化しうる。

【００４３】そこで、本発明において使用するトナー１
００としては、シャープメルトトナーの中に予め離型剤
として溶融粘度と分子量がトナー母体樹脂より小さいワ
ックス、パラフィン等の内添した重合法によるトナーを
使用した。これにより、高い混色性を達成し、かつ定着
時にはトナーから熱によりワックスが滲みだし、熱ロー
ラ定着装置の離型効果を高めた構成でのオイルレス化を
達成するようにしている。

【００４４】次に、重合トナーの概略構成図を図３に示
す。

【００４５】同図において、１００は重合トナーであ
り、この重合トナー１００は製造法上球形となる。１０
１はエステル系ワックスを内包した重合トナー１００の
コア、１０２はスチレン−ブチルアクリレートにて形成
された樹脂層、１０３はスチレン−ポリエステルにて形
成された離型層である。ここで、このようなコア１０
１、樹脂層１０２及び離型層１０３を備えた重合トナー
１００の比重は約１．０５である。

【００４６】なお、このように重合トナー１００を３層
構成としている理由は、コア１０１にワックスを内包す
ることで定着工程でのオフセット防止効果が得られ、ま
た離型層１０３に樹脂層１０２を設けることによって帯
電効率のアップを図っているためである。また、実際に
使用時にはトリボ安定化のためにオイル処理したシリカ
を外添している。

【００４７】一方、このようなトナーを製造する方法と
しては、樹脂、低軟化点物質（ワックス）からなる離型
剤、着色剤、荷電制御剤等を加圧ニーダーやエクストル
ーダー又はメディア分散機を用い均一に分散せしめた
後、機械的又はジェット気流下でターゲットに衝突さ
せ、所望のトナー粒径に微粉砕化せしめ、この後、更に
分級行程を経て粒度分布をシャープ化せしめトナー化す
る所謂粉砕方法によるトナーの製造方法がある。

【００４８】また、特公昭５６−１３９４５号公報等に
記載のディスク又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や、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
法を用いて直接トナーを生成する方法や、単量体には可
溶で得られる重合体が不溶な水系有機溶剤を用い直接ト
ナーを生成するソープフリー重合方法に代表される乳化
重合方法等を用いトナーを製造することが可能である。

【００４９】本実施の形態においては、比較的容易に粒
度分布がシャープで４〜８μｍ粒径の微粒子トナーが得
られる常圧下での、または加圧下での懸濁重合方法を用
い、モノマーとしてスチレンとｎ−ブチルアクリレート
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、重量平均
粒径７μｍの着色懸濁粒子を製造した。

【００５０】また、トナー粒度分布制御や粒径の制御
は、難水溶性の無機塩や保護コロイド作用を有する分散
剤の種類や添加量を変える方法や機械的装置条件、例え
ばローラの周速・パス回数・撹拌羽根形状等の撹拌条件
や容器形状又は、水溶液中での固形分濃度等を制御する
ことにより本実施の形態のトナーを得ることができる。

【００５１】また、トナーに用いられる結着樹脂として
は、一般的に用いられているスチレン−（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出来る。そし
て、重合法による直接トナーを得る方法においては、そ
れらの単量体が好ましく用いられる。具体的にはスチレ
ン、ｏ（ｍ−，ｐ−）−メチルスチレン、ｍ（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
リル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（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）アクリル酸ベ
ヘニル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（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。

【００５２】ここで、これらは、単独または一般的には
出版物ポリマーハンドブック第２版ＩＩＩ−Ｐ１３９〜
１２２（ＪｏｈｎＷｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ社製）に記載の
理論ガラス温度（Ｔｇ）が、４０〜７５℃を示すように
単量体を適宜混合し、用いられる。なお、理論ガラス転
移温度が４０℃未満の場合には、トナーの保存安定性や
現像剤の耐久安定性の面から問題が生じ、一方７５℃を
越える場合は定着温度の上昇をもたらし、特にフルカラ
ートナーの場合においては各色トナーの混色が不十分と
なり色再現性に乏しく、更にトラペン画像の透明性を著
しく低下させ、高画質の面から好ましくない。

【００５３】また、結着樹脂の分子量は、ＧＰＣ（ゲル
パーミエーションクロマトグラフィー）により測定され
る。具体的なＧＰＣの測定方法としては、予めトナーを
ソックスレー抽出器を用いトルエン溶剤で２０時間抽出
を行った後、ロータリーエバポレーターでトルエンを留
去せしめ、更にエステル系ワックスは溶解するが結着樹
脂は溶解し得ない有機溶剤例えばクロロホルム等を加え
十分洗浄を行った後、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）に
可溶した溶液をポア径が０．３μｍの耐溶剤性メンブラ
ンフィルターでろ過したサンプルをウォーターズ社製１
５０Ｃを用い、カラム構成は昭和電工製Ａ−８０１、８
０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７を連結
し標準ポリスチレン樹脂の検量線を用い分子量分布を測
定し得る。

【００５４】ここで、得られた樹脂成分の数平均分子量
（Ｍｎ）は、５０００〜１，０００，０００で有り、重
量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比（Ｍ
ｗ／Ｍｎ）は、２〜１００を示す結着樹脂が本実施の形
態には好ましい。また、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（Ｍｎ）で数千〜数
万とする。

【００５５】一方、トナーに用いられる着色剤は、黒色
着色剤としてカーボンブラック、磁性体、以下に示すイ
エロー／マゼンタ／シアン着色剤を用い黒色に調色され
たものが利用される。

【００５６】ここで、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，アンスラキノン化
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、１
７、６２、７４、８３、９３、９４、９５、９７、１０
９、１１０、１１１、１２０、１２７、１２８、１２
９、１４７、１６８、１７４、１７６、１８０、１８
１、１９１等が好適に用いられる。

【００５７】また、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，アンスラキノ
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，ペ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、
４８：２、４８：３、４８：４、５７：１、８１：１、
１４４、１４６、１６６、１６９、１７７、１８４、１
８５、２０２、２２０、２２１、２５４が特に好まし
い。

【００５８】また、シアンの着色剤としては、銅フタロ
シアニン化合物及びその誘導体，アンスラキノン化合
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。

【００５９】これらの着色剤は、単独又は混色し更には
固溶体の状態で用いることが出来る。本実施の形態の着
色剤は、色相角、彩度、明度、耐候性、トラペン透過
性、トナー中への分散性の点から選択される。該着色剤
の添加量は、樹脂１００重量部に対し１〜２０重量部添
加して用いられる。

【００６０】なお、黒色着色剤として磁性体を用いた場
合には、他の着色剤と異なり、樹脂１００重量部に対し
４０〜１５０重量部添加して用いられる。

【００６１】そして、このような現像剤を使用して、光
沢と火膨れ（定着性）を定着ローラの表面硬度及び弾性
層を形成するシリコーンゴムのゴム硬度を変化させて比
較した。尚、従来の硬度が２０°（ＪＩＳ−Ａ規格）の
シリコーンゴムを弾性層に用いたローラを使用して本発
明の定着装置と比較した。

【００６２】画像の評価は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）、レッド（Ｒ）、グリーン
（Ｇ）、ブルー（Ｂ）、ブラック（Ｂｋ）（レッド，グ
リーン，ブルーは２色のトナーで色を形成している）の
ベタ画像部の光沢性と定着性を定着温度１８０℃のとき
で比較測定することにより行った。

【００６３】その評価結果のうち、最も火膨れの生じや
すいマゼンタについての結果を図４にまとめて示す。本
図で最もゴム硬度の低いゴムの硬度はＪＩＳ−Ａ規格で
は１度以下であり、アスカーＣでは７度である。

【００６４】光沢度の測定は、トナー乗り量Ｍ／Ｓ〔ｍ
ｇ／ｃｍ²〕（記録材の単位面積当りに乗っているトナ
ーの重量）をＭ／Ｓ＝１．５にして測定を行なったもの
である。これは、４種のトナーで形成するフルカラー画
像の乗り量に相当する（なお、オフセットの発生してい
る色については、オフセットの発生していない個所で、
測定を行なった。）。

【００６５】加圧ローラは、前述の表面硬度が７５°
（アスカーＣ）、弾性層のゴム硬度が５°（ＪＩＳ−Ａ
規格）のローラである。

【００６６】図４において、「火膨れ」とは、記録材と
現像剤層の間に気泡が多く発生し、その結果トナー層が
火膨れしたように膨れた状態になっていることを指して
いる。この気泡の出現のメカニズムについては現在解析
中であるが、記録材側の現像剤の溶融が不十分であるた
めに記録材との粘着性が弱まり発生するのではないかと
本発明者は推察するものである。図４では、「火膨れ」
が発生しないローラを「○」，ハキヨセ部に「火膨れ」
が発生したものを「△」，画像全面に「火膨れ」が生じ
る、もしくはコールドオフセットが発生したものを
「×」と表わしている。

【００６７】なお、本発明者は画像ビジネス対応とする
ための光沢度を調べるために、グロスモニターテストを
行なった。モニター方法としては、テキストとグラフの
サンプルを図５に示すような光沢度に設定し、それぞれ
について良い悪いを選択してもらった。光沢度はサンプ
ル上の数点を測定したものの平均で表している。光沢度
の測定に用いたのは日本電色製測定器で７５°による測
定である。その結果から、光沢度は７〜１８％が好まし
く、２４％を越える光沢度は良い印象を受けていないこ
とが判った。そこで、図４の「光沢」は２４％よりも低
いものを「低」とし、２４％以上を「高」としている。

【００６８】図４から明らかなように、定着性を良好に
保ちつつ光沢度を抑えるためには、ローラの表面硬度を
６５°以下（アスカーＣ）にし、弾性層のゴム硬度を５
°以下（ＪＩＳ−Ａ規格）にすることが好ましい。

【００６９】より好ましいゴム硬度はＪＩＳ−Ａ規格で
１°以下（アスカーＣで７°以上）である。このゴムを
用いるとフルカラー画像の最大乗り量Ｍ／Ｓ＝１．８で
あっても、光沢度は２４％を越えず、非常に好印象の画
像を得ることが可能となる。

【００７０】このように、ローラの弾性層のゴム硬度を
５°以下（ＪＩＳ−Ａ規格）とすることにより、光沢を
低く抑えつつも定着温度を高温にでき、低光沢の定着性
の良好な画像を得ることが可能となった。

【００７１】また、加圧力を上げても低光沢の定着性の
良好な画像を得ることが出来る。

【００７２】また、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なノンマグトナ
ーと、離型剤としてシリコーンオイルを使用する系にお
いても、同様に低光沢度の定着性の良好な画像を得るこ
とが出来る。

【００７３】以上のように、フルカラー画像時において
もモノカラー画像時においても低光沢度を得ることが可
能で、非画像部と画像部での光沢度の差を軽減し、高光
沢からなる反射により文字が読みにくくなるといった問
題をも防止することができた。そして、心理的にユーザ
ーに安らぎを与え、多数枚見ても疲労を覚えず、光沢度
の安定したフルカラー画像を得ることができる。

【００７４】なお、図４の比較を行った加圧ローラは表
面硬度が７５°（アスカーＣ）であるが、加圧ローラの
表面硬度は７５°以下（アスカーＣ）であれば良い。加
圧ローラの弾性層のゴム硬度は５°以下（ＪＩＳ−Ａ規
格）が好ましい。定着ローラと同硬度であっても同様の
効果が得られる。

【００７５】なお、本発明者はローラの塑性変形（永久
歪み）についての検討を行った。その結果も図４に示
す。

【００７６】塑性変形の検討は、熱源であるヒーターを
切った状態、すなわち、常温（２０℃〜２５℃）で２週
間放置して行った。塑性変形の生じなかったローラ、つ
まり異音も画像不良もないローラを「○」とし、異音を
発生するが画像不良のないものを「△」、異音及び画像
不良が発生したものについては「×」とした。

【００７７】図４から明らかなように、ローラの表面硬
度が６５°以下（アスカーＣ）で弾性層のゴム硬度が５
°以下（ＪＩＳ−Ａ規格）のときはローラを長時間放置
しても塑性変形（永久歪み）は起きない。従って、この
ようなローラを用いればローラの塑性変形のために生じ
る異音や画像不良を防止できる。これは、ローラの弾性
層に５°以下（ＪＩＳ−Ａ規格）のゴムを用いること
で、ローラの弾性限界が従来のゴム（ＪＩＳ−Ａ規格で
ゴム硬度が２０°〜２５°のゴム）を用いる場合よりも
大きくなるからである、と本発明者は推察するものであ
る。

【００７８】なお、本実施形態の弾性層は単層である
が、弾性層が複数の層から形成されるものであっても弾
性層の硬度がＪＩＳ−Ａ規格で５°以下であればよい。

【００７９】また、離型層は、ＰＦＡチューブに限ら
ず、他のフッ素樹脂からなるチューブあるいはコーティ
ング層でもよく、トナーに対する十分な離型性が得られ
ればよい。

【００８０】尚、本実施形態の離型層の厚さは５０μｍ
であるが、離型層の厚さは耐久性、熱伝導性を良好に保
ち、内側の弾性層の変形に追従するため１０μｍ以上１
００μｍ以下であることが好ましい。

【００８１】〈実施の形態２〉実施の形態２に係わる定
着装置図の概略構成を図６に示す。図１と同一符号は、
同一または相当部分を示している。

【００８２】本実施の形態２と実施の形態１との相違点
は、定着ローラ１と加圧ローラ２の芯軸１１ａ，１１ｂ
上に設けられたゴム硬度が５°以下（ＪＩＳ−Ａ規格）
の弾性層１２ａ，１２ｂが表層である点である。

【００８３】このような構成とすることにより弾性層の
厚みを実施の形態１よりも薄くすることができ、熱伝導
及び熱応答性が更に良好になる。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、定
着ローラのゴム層のゴム硬度をＪＩＳ−Ａで５度以下と
することにより、定着ローラの熱応答性を良好にでき
る。

【００８５】また、ローラのゴム層のゴム硬度がＪＩＳ
−Ａで５度以下であることにより、ローラの塑性変形は
抑えられ、ローラの変形による異音の発生を防止でき
る。

【００８６】また、定着ローラのゴム層のゴム硬度が５
度以下であると、ローラ表面は記録材上の現像剤層の凹
凸に沿った変形が可能となる。したがって、定着ローラ
のゴム層のゴム硬度がＪＩＳ−Ａで５度以下で、定着ロ
ーラの表面硬度がＡＳＫＥＲＣで６５度以下であると、
現像剤層の凹凸を維持しつつ現像剤を記録材に定着する
ことができ、定着性を満足するとともに低光沢の画像を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る定着装置の構成を
示す図。

【図２】本発明で光沢度を測定するために用いた光沢度
測定装置の概念図。

【図３】重合トナーの概略断面図。

【図４】画像の評価及びローラの塑性変形と定着ローラ
の硬度の関係を示す図表。

【図５】グロスモニターテストの結果を示す図。

【図６】本発明の実施形態２に係わる定着装置の構成を
示す図。

【図７】ローラの塑性変形を説明するための図。

【図８】従来の定着装置の構成を示す図。

【符号の説明】

１ 定着ローラ ３ａ，３ｂ ヒーター ２ 加圧ローラ １１ａ，１１ｂ 芯金 １２ａ，１２ｂ 弾性層 １３ａ，１３ｂ 離型層 １００ 重合トナー Ｐ 転写紙 Ｎ ニップ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 勝則 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 西村 克彦 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 橋本 典夫 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 (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱源と、この熱源を内側に設け記録材上
   の未定着トナーを熱し記録材に定着する定着用回転体
   と、この定着用回転体とニップを形成する加圧部材と、
   を有し、前記定着用回転体は芯材とこの芯材よりも外側
   にゴム層とを備えている定着装置において、 前記ゴム層のゴム硬度はＪＩＳ−Ａ規格で５度以下であ
   ることを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 前記定着用回転体は前記ゴム層が表層で
   あることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 【請求項３】 前記定着用回転体は前記ゴム層よりも外
   側に薄層を備えることを特徴とする請求項１記載の定着
   装置。
4. 【請求項４】 前記薄層の厚さは１０μｍ以上１００μ
   ｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の定着装
   置。
5. 【請求項５】 前記薄層は表面離型層であることを特徴
   とする請求項４記載の定着装置。
6. 【請求項６】 前記表面離型層はコート層であることを
   特徴とする請求項５記載の定着装置。
7. 【請求項７】 前記表面離型層はチューブ層であること
   を特徴とする請求項５記載の定着装置。
8. 【請求項８】 前記ゴム層はシリコンゴム層であること
   を特徴とする請求項１記載の定着装置。
9. 【請求項９】 前記ゴム層は塑性変形しないゴムからな
   ることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
10. 【請求項１０】 前記定着用回転体は記録材上の未定着
    トナーと接することを特徴とする請求項１記載の定着装
    置。
11. 【請求項１１】 前記ゴム層の厚さは２．５ｍｍ以下で
    あることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
12. 【請求項１２】 前記定着用回転体の表面硬度はアスカ
    ーＣで６５度以下であることを特徴とする請求項１記載
    の定着装置。
13. 【請求項１３】 前記ゴム層のゴム硬度はＪＩＳ−Ａ規
    格で１度以下であることを特徴とする請求項１記載の定
    着装置。
14. 【請求項１４】 前記加圧部材は記録材上の未定着トナ
    ーと接することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
15. 【請求項１５】 前記加圧部材はゴム層を表面近傍に有
    し、前記加圧部材のゴム層はゴム硬度がＪＩＳ−Ａ規格
    で５度以下であることを特徴とする請求項１記載の定着
    装置。
16. 【請求項１６】 前記加圧部材の表面硬度はアスカーＣ
    で７５度以下であることを特徴とする請求項１５記載の
    定着装置。
17. 【請求項１７】前記トナーはワックスもしくはパラフィ
    ン又はポリオレフィン類を含有し、重合法により成型さ
    れたものであることを特徴とする請求項１記載の定着装
    置。
18. 【請求項１８】 前記回転体には前記トナーのワックス
    が溶融して供給されることを特徴とする請求項１７記載
    の定着装置。
19. 【請求項１９】 芯材と、この芯材よりも外側にゴム層
    と、このゴム層よりも外側に薄層と、を有する定着用回
    転体において、前記ゴム層のゴム硬度はＪＩＳ−Ａ規格
    で５度以下であることを特徴とする定着用回転体。
20. 【請求項２０】 前記薄層の厚さは１０μｍ以上１００
    μｍ以下であることを特徴とする請求項１９記載の定着
    装置。
21. 【請求項２１】 前記薄層は表面離型層であることを特
    徴とする請求項２０記載の定着装置。
22. 【請求項２２】 前記表面離型層はコート層であること
    を特徴とする請求項２１記載の定着装置。
23. 【請求項２３】 前記表面離型層はチューブ層であるこ
    とを特徴とする請求項２１記載の定着装置。
24. 【請求項２４】 前記ゴム層はシリコンゴム層であるこ
    とを特徴とする請求項１９記載の定着装置。
25. 【請求項２５】 前記ゴム層は塑性変形しないゴムから
    なることを特徴とする請求項１９記載の定着装置。
26. 【請求項２６】 前記ゴム層の厚さ２．５ｍｍ以下であ
    ることを特徴とする請求項１９記載の定着装置。
27. 【請求項２７】 前記定着用回転体の表面硬度はアスカ
    ーＣで６５度以下であることを特徴とする請求項１９記
    載の定着装置。
28. 【請求項２８】 前記ゴム層のゴム硬度はＪＩＳ−Ａ規
    格で１度以下であることを特徴とする請求項１９記載の
    定着装置。
29. 【請求項２９】 芯材と、この芯材よりも外側にゴムか
    らなる表層と、を有する定着用回転体において、前記表
    層のゴム硬度はＪＩＳ−Ａ規格で５度以下であることを
    特徴とする定着用回転体。