JPH112985A

JPH112985A - 画像定着装置及び画像定着方法

Info

Publication number: JPH112985A
Application number: JP15419497A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Takeda; 憲一武田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-06-12
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】離型剤塗布手段内に収容された離型剤が機械
内外を汚染することなく、耐久寿命の長い画像定着装置
を提供することにある。【解決手段】トナー像面に接触する定着部材１と加圧
部材２とを押圧接触させて回転駆動させ、未定着のトナ
ー像Ｔを担持した記録材Ｐを該定着部材と加圧部材間に
挟持搬送して加熱および加圧することにより、記録材上
にトナー像を定着させる画像定着装置において、少なく
とも該定着部材１の表面がシリコーンゴム６よりなり、
室温状態では固形状態で定着温度領域において液状化す
るような離型剤Ｒを該定着部材表面に塗布したうえで定
着することを特徴とする画像定着装置である。

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、静電記
録、その他適宜の画像形成方法により、記録材・エレク
トロファックス紙・静電記録紙等の画像支持材面に形成
した未定着トナー画像を、永久固着像として画像支持材
面に定着する画像定着装置及び画像定着方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種画像形成装置において記録材上に転
写した未定着のトナー像は、同装置内に設置された図４
に示すような画像定着装置によって定着される。

【０００３】特に、フルカラー画像形成においては、イ
エロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各種トナーＴを
記録材Ｐ上に積層させ定着する。

【０００４】このようなカラー画像形成装置において
は、オリジナル原稿に近い色を再現するために、上記し
た複数層のトナーＴを加熱溶融して記録材Ｐ上で混色さ
せる必要があり、軟化点の低い（即ち、低融点で）シャ
ープメルトなトナーが使用されている。

【０００５】この場合、シャープメルトなトナーは定着
時に溶融して極めて低粘度の状態となるうえに、複数色
のトナーが積層され厚いトナー層を形成しているため、
定着ローラ１に溶融トナーが付着する所謂トナーオフセ
ットが発生しやすい条件となる。

【０００６】更に、各カラートナーに含まれる顔料等の
違い等から生ずる溶融性の違い（例えば、溶融した際の
粘度、溶融を開始する温度等）は、それぞれの定着温度
範囲（適正な定着を行える温度範囲）を異ならすため、
単色トナーでの定着に比べて定着温度範囲は狭くなり、
オフセットもしやすくなる。

【０００７】このため、このようなフルカラー画像形成
装置に用いられる画像定着装置の定着ローラ１の表面材
料としては、白黒画像定着装置に使用されるテフロン
（商品名）等のフッ素樹脂系の材質を使用することは難
しく、従来シリコーンゴム又はシリコーン樹脂が使用さ
れる。

【０００８】これは、前述したカラートナー定着におけ
るオフセット防止のためには、シリコーンオイル等の画
像定着用離型剤Ｒが不可欠であり、前記フッ素樹脂系の
材質はシリコーンオイルとの濡れ性が極めて悪いため、
離型剤を定着ローラ１表面に均一に塗布することができ
ないことによる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述したような画像定
着離型剤であるシリコーンオイルは、離型剤塗布手段に
より定着ローラ表面に塗布され、１０〜１０⁵ｃＳｔ程
度の粘度を持つものが使用される。

【００１０】このようなシリコーンオイルを用いた場合
の問題点としては、１）装置を運搬若しくは室内移動する際の振動、傾斜等
により定着装置若しくは離型剤塗布手段内の離型剤であ
るオイルが機械内外に溢れ、床等を汚染する。

【００１１】２）クリーンな廃液の回収、処理が難し
い。

【００１２】３）トナー画像部表面、特にＯＨＰ（オー
バーヘッドプロジェクタ）紙表面のオイル残りによるベ
タツキが生じやすい。

【００１３】４）記録材両面（裏表）への画像形成を行
う際に、最初の記録材片面へのトナー画像定着後、画像
表面へ定着離型剤であるオイルが残留する。次のこの記
録材の残りの片面に画像形成を行う工程において、この
記録材に残留したオイルが記録材搬送経路中へ転着し、
記録材の搬送不良を発生したり、間接的に感光体表面に
転着し画像汚れ等の画像欠陥を発生する。

【００１４】５）定着ローラのシリコーンゴム材料への
シリコーンオイル侵入によるローラの膨潤が生じる。等
がある。

【００１５】上記問題のうち１、２及び４については装
置内にそれぞれの対策が盛り込まれるが、装置自体の構
成の複雑化及びそれに伴うコスト増加を招く。

【００１６】また、５について更に詳しく説明すると、
定着ローラのシリコーンゴム層表面に塗布される一般的
な離型剤であるジメチルシリコーンオイルは、経時的に
シリコーンゴム層内へ浸入しやすい。

【００１７】このようなシリコーンゴム層内へのシリコ
ーンオイルの浸入現象は、定着ローラが加熱されている
とき、もしくはシリコーンゴム層が加圧ローラよりスト
レスを受ける時、さらに助長される。

【００１８】このようにシリコーンゴム層内へ浸入した
シリコーンオイルは、ゴム層を構成するＨＴＶシリコー
ンゴムの熱分解を助長し、この結果、シリコーンゴム層
は熱分解が進んで硬度低下や膨潤をおこし、最終的にＨ
ＴＶシリコーンゴムの化学結合が外れてゴムがちぎれる
ため、シリコーンゴム層は定着ローラより剥がれてしま
う。

【００１９】この現象は、特にシリコーンゴム層の芯金
に近いところで発生しやすい。これはシリコーンゴム層
の芯金近傍がもっとも高温でありゴムの分解が速いため
と考えられる。例えば、あるシリコーンゴムにおいては
芯金から表層の厚み方向に温度勾配が最大約４０℃／ｍ
ｍある。この場合、ゴム層が３ｍｍ厚のローラで、ロー
ラ表面温度を１７０℃とするためには、芯金近傍の温度
はシリコーンゴムの限界耐熱温度に近い２９０℃まで上
昇する。

【００２０】これらの現象は、前述したようなＨＴＶシ
リコーンゴムに限るものではなく、ジメチルシリコーン
ゴムやメチルビニルシリコーンゴムなどのＲＴＶ（室温
加硫型）シリコーンゴム、ＬＴＶ（低温加硫型）シリコ
ーンゴムなどでも同様である。

【００２１】以上のような、定着ローラのゴム層を構成
するＨＴＶシリコーンゴムがシリコーンオイルにより膨
潤しないようにするため、定着ローラのシリコーンゴム
層の中間にフッ素ゴム、フッ素樹脂、フルオロシリコー
ンゴムによるオイルバリヤー層を設けることが、従来か
ら提案されている（特公昭５４−４１３３０号公報、同
５４−４１３３１号公報）。

【００２２】また定着ローラのゴム層の下層に、膨潤し
にくいゴムを混在させて構成することも提案されている
（特公昭５４−４１３３２号公報、同５７−４６０６８
号公報、同６０−２１８６０号公報）。

【００２３】しかし、上記提案のうち、オイルバリヤー
層を設けたものは、オフセット防止層、オイルバリヤー
層の二層構成またはこの下層に弾性層を設けた三層構成
となるために、定着ローラのゴム層構成が複雑になって
しまう。また、前述したようなオイルバリヤー層に用い
るフッ素系のゴム材は、比較的高価であり各ゴム層の接
着が難しいため定着ローラのコストが高くなると共にロ
ーラ寿命に影響を与える。

【００２４】更に、３の問題については表面層にオイル
吸収層を有するような特殊なＯＨＰ紙を用いて、オイル
残りによるベタツキを記録紙サイドから対策しているの
が実情である。

【００２５】したがって本発明の目的は、装置を移動す
る際の振動、傾斜等により定着装置若しくは離型剤塗布
手段内に収容された離型剤が機械内外を汚染することを
防止し得る画像定着装置及び画像定着方法を提供するこ
とにある。

【００２６】また、本発明の目的は、定着の際に余剰と
なった離型剤の回収、処理を簡易化した画像定着装置及
び画像定着方法を提供することにある。

【００２７】また、本発明の目的は、トナー画像部表面
特にＯＨＰ紙表面への離型剤残りによるベタツキを防止
し、更に、記録材両面（裏表）へのトナー画像定着時の
オイル転着による記録材搬送不良、画像汚れといった問
題を防止し得る画像定着装置及び画像定着方法を提供す
ることにある。

【００２８】また、本発明の目的は、定着ローラを構成
するシリコーンゴムへの離型剤の過剰含浸による膨潤
を、簡単かつ安価な定着ローラで防止するとともに、オ
フセットに対して強く耐久寿命の長い画像定着装置及び
画像定着方法を提供することにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置及び画像形成方法にて達成される。

【００３０】即ち、本発明は、トナー像面に接触する定
着部材と加圧部材とを押圧接触させて回転駆動させ、未
定着のトナー像を担持した記録材を該定着部材と加圧部
材間に挟持搬送して加熱および加圧することにより、記
録材上にトナー像を定着させる画像定着装置において、
少なくとも該定着部材の表面がシリコーンゴムよりな
り、室温状態では固形状態で定着温度領域において液状
化するような離型剤を該定着部材表面に塗布したうえで
定着することを特徴とする画像定着装置に関する。

【００３１】さらに、本発明は、トナー像面に接触する
定着部材と加圧部材とを押圧接触させて回転駆動させ、
未定着のトナー像を担持した記録材を該定着部材と加圧
部材間に挟持搬送して加熱および加圧することにより、
記録材上にトナー像を定着させる画像定着方法におい
て、少なくとも該定着部材の表面がシリコーンゴムより
なり、室温状態では固形状態で定着温度領域において液
状化するような離型剤を該定着部材表面に塗布したうえ
で定着することを特徴とする画像定着方法に関する。

【００３２】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）図３は、本発明の画像定着装置を搭載
した電子写真式カラー画像形成装置の一実施形態を示す
構成図である。

【００３３】本画像形成装置は、プリンタ部１００およ
びリーダ部２００よりなり、プリンタ部１００の右下側
から記録材搬送系Ｉと、記録材搬送系Ｉを構成している
矢印の向きに回転可能な転写ドラム１１０に近接して設
けられた潜像形成部ＩＩと、プリンタ部１００の左側に
潜像形成部ＩＩに近接して配置された現像手段、即ち回
転式現像装置ＩＩＩと、プリンタ部１の右上側の定着装
置及び両面搬送系ＩＶとから基本的に構成されている。

【００３４】記録材搬送系Ｉは、プリンタ部１００の右
側に形成されている開口部に対して着脱自在な記録材供
給用カセット１０１、１０２と、これらカセット１０
１、１０２の略直上に配設された給紙用ローラ１０３、
１０４と、これらローラ１０３、１０４に近接して配設
されたその両端に給紙ローラ１０５、１０６を備える給
紙ガイド１０７、１０８と、転写ドラム１１０の周囲に
その回転方向の下端部から上端部にかけて順に設けられ
た記録材当接用ローラ１０９、グリッパ１１１、記録材
分離用帯電器１１４および分離爪１１５と、転写ドラム
１１０の内側に配設された転写帯電器１１２および記録
材分離用帯電器１１３と、給紙ガイド１０７、１０８の
上方に前記分離爪１１５に近接して設けられた搬送ベル
ト１１６等からなる。

【００３５】また、この搬送ベルト１１６の搬送方向終
端部の延長上つまりプリンタ部１００の右上側には、定
着装置４０、排出用トレイ４１からなる画像定着系ＩＶ
が配置されている。

【００３６】潜像形成部ＩＩは、転写ドラム１１０の略
上端にこれと当接させて配設された、矢印の向きに回転
可能な像担持体、即ち感光体ドラム２０と、この感光体
ドラム２０の周囲の上端から側端にかけて設けられたク
リーニング手段２２、一次帯電器２１、および感光体ド
ラム２０の外周面上に静電潜像を形成するためのレーザ
ビームＥを照射するポリゴンミラーのごとき像露光反射
手段を具備した像露光手段２４を有する。

【００３７】回転式現像装置ＩＩＩは回転自在な筐体か
らなる回転体３と、回転体３に搭載された感光体ドラム
２０の外周面と対抗する位置で静電潜像を可視化、即ち
現像するように構成されているイエロー現像器３Ｙ、マ
ゼンタ現像器３Ｍ、シアン現像器３Ｃ及びブラック現像
器３Ｂｋを有している。

【００３８】上記構成の画像形成装置全体のシーケンス
について、フルカラーモードで記録材への画像形成を行
なった場合を例にとって簡単に説明すると次のようにな
る。

【００３９】即ち、感光体ドラム２０が図３に図示する
矢印の向きに回転し、感光体ドラム２０が一次帯電器２
１によって表面電位−６００Ｖに均等に帯電されると、
原稿のイエロー画像信号にしたがってＰＷ変調されたレ
ーザ光Ｅにより画像露光が行なわれ、感光体ドラム２０
上にイエロー画像の静電潜像を形成する。このイエロー
画像の静電潜像は、現像装置ＩＩＩの回転体３の回転に
より予め現像位置に定置されたイエロー現像器３Ｙによ
って現像される。

【００４０】このときイエロー現像器３Ｙの現像スリー
ブに印加される現像バイアスは、交互電圧値Ｖ_PPを２ｋ
Ｖ、周波数ｆが２ｋＨｚの矩形波交互電圧にＶ_DC−４０
０Ｖを重畳している。

【００４１】一方、給紙ガイド１０７、給紙ローラ１０
６、給紙ガイド１０８を経由して搬送されてきた記録材
（図示せず）は、所定のタイミングでグリッパ１１１に
より保持され、当接用ローラ１０９およびこれと対抗し
ている電極によって静電的に転写ドラムｌ１０に巻きつ
けられる。

【００４２】転写ドラム１１０は、感光体ドラム２０と
同期して矢印の方向に回転しており、イエロー現像器３
Ｙで顕像化され、感光体ドラム２０の外周面とが当接し
ている部位にて転写帯電器１１２により転写される。

【００４３】転写ドラム１１０は、記録材を保持したま
ま回転を継続し、次の色（図３においてはマゼンタ）の
転写に備える。

【００４４】他方、感光体ドラム２０は、クリーニング
手段２２によってクリーニングされた後、再び一次帯電
器２１により帯電され、次のマゼンタの画像信号にした
がって像露光される。

【００４５】現像装置ＩＩＩは、感光体ドラム２０上に
前記の像露光によってマゼンタの画像信号にしたがって
静電潜像が形成される間に回転して、マゼンタ現像器３
Ｍを現像位置に定置せしめ、所定のマゼンタ現像を行な
う。

【００４６】引き続いて、上述したプロセスをそれぞれ
シアン色及びブラック色に対しても実施し、４色分の転
写が終了すると、記録材上に形成された４色の可視像は
各帯電器１１３、１１４により除電され、グリッパ１１
１による記録材の把持が解除されるとともにこの記録材
は分離爪１１５によって転写ドラム１１０から分離さ
れ、搬送ベルト１１６で画像定着装置４０に送られ、そ
こで熱と圧力とにより混色および定着されて、記録材の
フルカラー画像形成のシーケンスが終了し、排出用トレ
イ４１上に排出され、記録材へのフルカラー画像形成を
終了する。

【００４７】次に、本発明の画像定着装置について説明
する。

【００４８】本画像定着装置４０は、定着部材である定
着ローラ１と、これに相対する加圧部材である加圧ロー
ラ２と、定着ローラ１に離型剤を塗布する離型剤塗布手
段３と、定着ローラ１の表面を清掃する定着ローラ清掃
手段４ａ及び加圧ローラ２の表面を清掃する加圧ローラ
清掃手段４ｂとを備えている。

【００４９】ここで、このような画像定着装置の作用に
ついて簡単に説明する。

【００５０】未定着のトナー像Ｔを担持した記録材Ｐ
は、図１中の矢印ａの方向へ不図示の装置により搬送さ
れ、不図示の駆動装置により同図中矢印ｂの方向に回転
される定着ローラ１と加圧ローラ２との間を通され、ハ
ロゲンヒータ７、１１から定着ローラ１及び加圧ローラ
２をそれぞれ介して供給される熱および圧力により記録
材Ｐ上に未定着トナー像Ｔは定着される。

【００５１】このような定着ローラ１は、アルミ製の芯
金５上にシリコーンゴム層６を被覆した外径６０ｍｍφ
のもので詳細は後述する。

【００５２】加圧ローラ２は、アルミ製の芯金８上に、
１ｍｍ厚のＨＴＶ（高温加硫型）シリコーンゴム層９を
被覆し、その表面にフッ素樹脂層１０を形成し、定着ロ
ーラ同様、外径６０ｍｍφのものである。

【００５３】定着ローラ１の芯金および加圧ローラ２の
芯金８内には、それぞれ加熱源のハロゲンヒータ７、１
１が配設され、加圧ローラ２の温度をこれに当接したサ
ーミスタ１２ａで検知して、温度制御装置１２によりヒ
ータ７、１１をＯＮ／ＯＦＦ制御し、定着ローラ１およ
び加圧ローラ２の表面温度を約１５０℃に一定維持する
ようになっている。

【００５４】離型剤塗布手段３は、図２に示すごとく、
容器３０内に離型剤Ｒとして、室温状態において固体状
態で、加熱源のハロゲンヒータ７の発熱により加熱され
た離型剤塗布ローラ３１の昇温により、低粘度化する樹
脂を収容する。

【００５５】この離型剤Ｒは、定着ローラ１の回転に従
動する離型剤塗布ローラ３１表面に当接させた塗布量規
制ブレード３２により、離型剤塗布ローラ３１表面に溶
融状態で薄層塗布され、離型剤塗布ローラ３１の回転に
より定着ローラ表面に塗布される。

【００５６】この離型剤塗布ローラ３１の当接は常時定
着ローラ１に当接させておいてもよいが、画像形成装置
のメイン電源ＯＦＦ時、つまり定着装置のハロゲンヒー
タ７がＯＦＦされ定着ローラが室温状態近くになると、
離型剤塗布ローラ３１と定着ローラ１との接触部で離型
剤Ｒがどちらか一方に残留する。

【００５７】同時に、このような場合、離型剤Ｒが固体
状態にあるため、塗布量規制ブレード３２等で離型剤Ｒ
の塗布量を規制することができない。

【００５８】そこで、画像形成装置のメイン電源ＯＮ若
しくは定着装置のハロゲンヒータ７がＯＮされた状態
で、初めて塗布ローラ３１を当接させ、塗布ローラ３１
上の離型剤Ｒが十分溶融してから少なくとも塗布ローラ
３１を駆動させ、画像形成装置のメイン電源ＯＦＦ時又
は定着装置のハロゲンヒータ７がＯＦＦされる前後にお
いて、塗布ローラ３１と定着ローラ１を離脱させるよう
接離可能とすることが望ましい。

【００５９】また、離型剤塗布ローラ３１の回転方向
は、図中定着ローラ１の回転方向に従動としたが、対向
させることもできる。

【００６０】離型剤塗布ローラ３１から定着ローラ１表
面に塗布されなかった余剰の離型剤Ｒは、回収ローラ３
３に転移し、回収ローラ３３に当接された回収ブレード
３４により回収ローラ３３表面より剥ぎ取られる。

【００６１】このような離型剤Ｒは、ブロック状態若し
くは粉体状態で定着ローラ１に直接、若しくは塗布ロー
ラ３１に接触させて低粘度化させ間接的に定着ローラ１
表面に塗布される。

【００６２】このときの離型剤Ｒの粘度としては、１０
⁵ｃＳｔ以下、好ましくは１０⁴ｃＳｔ以下とすること
が、定着ローラへの均一な塗布性、実際の定着時のオフ
セットに対して好ましい。

【００６３】前述した離型剤Ｒに用いられる樹脂として
は、室温状態では固形状態で定着温度領域において液状
化するシリコーンを含むポリマーであり、例えばジメチ
ル系、メチルフェニル系、メチル水素系、クロル系、ニ
トリル系またはアミノ変性系、エポキシ変性系、カルボ
キシル変性系、カルビノール変性系、メタクリル変性
系、メルカプト変性系、フェノール変性系、片末端反応
性系、異種官能基変性系、ポリエーテル変性系、メチル
スチリル変性系、アルキル変性系、高級脂肪酸エステル
変性系、親水性特殊変性系、高級アルコキシ系、高級脂
肪酸含有系、フッ素変性系などのシリコーン若しくは上
記シリコーンのオイルを添加された例えばポリエチレ
ン、ポリプロピレンのようなオレフィン樹脂、ポリメタ
クリル酸エステル、メタクリル酸共重合体、アクリル酸
共重合体のようなアクリル樹脂、スチレン−アクリル共
重合体などのスチレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル
共重合体、ポリ塩化ビニル等各種のビニル樹脂、重合脂
肪変性ポリアミドのようなポリアミド樹脂、フタル酸樹
脂、マレイン酸樹脂のようなアルキド樹脂、エポキシ樹
脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂のような合成樹
脂、さらにはポリエステル樹脂等を用いることができ
る。

【００６４】このように離型剤Ｒが室温状態では固形状
態で定着温度領域において液状化するシリコーンを含む
ポリマーであることにより、定着ローラ１の表面を形成
するシリコーンゴム層６との濡れ性がよくなるため、定
着ローラ１表面への離型剤Ｒの均一な薄層塗布が可能と
なる。

【００６５】本実施形態においては、離型剤塗布ローラ
３１表面が１５０℃に熱せられたとき、１０〜１０³ｃ
Ｓｔとなるシリコーンアクリル樹脂を用いることによ
り、定着ローラに対する塗布性、耐オフセット性及び透
明性に優れた定着画像を出力できる。

【００６６】このような離型剤Ｒの定着ローラ１への適
正な塗布量としては、Ａ４サイズの転写紙１枚あたり
０．０１〜０．２ｇ、好ましくは０．０３〜０．１ｇで
ある。

【００６７】定着ローラ清掃手段４ａは、定着ローラ１
のシリコーンゴム層６表面の付着物（トナー樹脂やシリ
カ、アルミナ等のトナー外添剤および紙の諸成分等）を
清掃する。

【００６８】同様に、加圧ローラ清掃手段４ｂは、加圧
ローラ２のフッ素樹脂層１０表面の付着物を清掃する。

【００６９】ここでそれぞれの清掃部材は、クリーニン
グ部材である繊維状のクリーニングウエブである耐熱性
不織布ノーメックス（商品名）等が用いられる。

【００７０】本発明に用いられる定着ローラ１は、芯が
ね５上にゴム層６として、２ｍｍ厚のジメチルシリコー
ンゴムを用いた単層構成の弾性ローラである。

【００７１】これら定着ローラ１のゴム層材質として
は、加硫方法及び加硫温度にしたがって、周知のＲＴＶ
シリコーンゴム（室温加硫）、ＬＴＶシリコーンゴム
（低温加硫）、ＨＴＶシリコーンゴム（高温加硫）が用
いられ、ジメチルシリコーンゴム以外にもメチルビニル
系、メチルフェニルビニル系、メチルフルオロアルキル
系のシリコーンゴムを使用することができる。

【００７２】また、本発明に用いる定着ローラのシリコ
ーンゴム材質としては、架橋密度が高いものが望まし
い。

【００７３】また、シリコーンゴム中に充填剤として、
シリカ、けいそう土、石英粉、炭酸カルシウム等を入れ
ることもできる。但し、この充填剤量が過剰になると定
着ローラの離型性が低下するので、離型性とゴムの膨潤
度合いとのかねあいで適性量は決定される。

【００７４】また、定着ローラ１のゴム層構成は、表層
を上記ゴム材質とした積層構成のローラとすることもで
きる。

【００７５】更に、この弾性層の厚み、硬度等を最適化
することにより、定着時の記録材のしわを防止したり、
記録材とローラとの接触面積が調整される。

【００７６】このような定着ローラ１は成形後、例えば
ジメチルシリコーンオイル（信越化学（株）製ＫＦ９
６：１００ｃＳｔ）の２００℃のオイルバス中に浸漬
し、予めゴム中にオイル含浸される。

【００７７】これはシリコーンゴムに予めシリコーンオ
イルを含浸しておくと初期的なオフセットに対して効果
的であるとともに、表面に塗布される離型剤との濡れ性
が格段に向上するためである。

【００７８】ここで含浸しておくシリコーンオイルとし
ては、ゴムに対する重量比として２０％以内、好ましく
は５〜１０％のジメチルシリコーンオイルであるが、メ
チルフェニルシリコーンオイル等、特に種類は選ばな
い。

【００７９】この含浸方法としては、シリコーンゴムを
シリコーンオイル中に浸漬することにより含浸してもよ
いし、シリコーンゴムの配合中にシリコーンオイルを内
添して含浸させてもよい。

【００８０】離型剤塗布ローラ３１は、表面が定着ロー
ラ１と同様にジメチルシリコーンゴム材料を表層とする
アルミパイプからなる。

【００８１】離型剤Ｒに対して定着ローラ１表面の熱を
素早く伝導するため、低熱容量化するためにアルミパイ
プを中空化し、ゴム層を０．５ｍｍと薄層化している。

【００８２】塗布量規制ブレード３２は、ＳＵＳ板にシ
リコーンゴムを張り付けた弾性ブレードであり、離型剤
塗布ローラ３１の回転方向に対して、カウンタ方向に当
接される。

【００８３】回収ローラ３３は、離型剤塗布ローラ３１
表面のジメチルシリコーンゴムよりも離型剤の付着性が
高い、例えばＳＵＳの丸棒等が用いられる。

【００８４】回収ブレード３４は、塗布量規制ブレード
３２と同様に、ＳＵＳ板にシリコーンゴムを張り付けた
弾性ブレードである。

【００８５】本発明に係わる定着装置は、定着時にトナ
ーの混色を行なうフルカラー画像形成装置の定着におい
て特に有効であるが、白黒画像定着装置にも有効であ
る。

【００８６】本構成のような画像定着装置及び画像定着
方法に、上記の如き画像定着用離型剤を用いることによ
り、１）画像定着装置等の昇温部以外では離型剤が固体化す
るため、画像形成装置を運搬若しくは室内移動する際の
振動、傾斜等により離型剤が機械内外に溢れ、床等を汚
染することがない。２）定着工程終了後の離型剤は固体化するため、オイル
のようなベタツキ感覚がなくクリーンな廃液の回収、処
理が可能となる。３）定着工程に寄与して記録材表面に微量に残留する離
型剤が固体化するため、トナー画像部表面、特にＯＨＰ
（オーバーヘッドプロジェクタ）紙表面のベタツキ感覚
がない。４）記録材両面（裏表）への画像形成を行う際に、最初
の記録材片面へのトナー画像定着後、画像表面へ定着離
型剤が微量に残留するが、即座に固体化しているため、
次のこの記録材の残りの片面に画像形成を行う工程にお
いて、この記録材に残留した離型剤が記録材搬送経路中
へ転着し、記録材の搬送不良を発生したり、間接的に感
光体表面に転着し画像汚れ等の画像欠陥を発生すること
がない。５）定着ローラのシリコーンゴム材料への離型剤浸入に
よるローラの膨潤がない。

【００８７】（第２実施形態）本実施形態においては、
定着部材として定着ローラの代わりに定着フィルム（ベ
ルト）を用いた本発明の画像定着装置について説明す
る。

【００８８】図５はエンドレスベルトタイプのフィルム
材を用いたフィルム加熱方式の加熱定着装置の概略構成
図であり、離型剤等は第１実施形態と同様であるので説
明を省略する。

【００８９】４０１はエンドレスベルトタイプの薄膜耐
熱性のフィルム材（以下、エンドレスフィルム又はフィ
ルムと記す）である。このフィルム材４０１の構成は後
述する。４０２は加圧ローラ、４０３は加熱体（サーマ
ルヒータ）、４０４はフィルムの駆動をする駆動ロー
ラ、４０５はフィルムテンションローラを兼ねる従動ロ
ーラである。

【００９０】駆動ローラ４０４、従動ローラ４０５、加
熱体４０３は互いに略平行に配置され、この三部材間に
フィルム４０１は懸回張設されている。

【００９１】駆動ローラ４０４、従動ローラ４０５はそ
れぞれの両端部を軸受け部材間（図示せず）に回転自由
に軸受け支持される。加熱体４０３は不動部材（図示せ
ず）に固定支持させた定着部材である。

【００９２】駆動ローラ４０４は駆動系（図示せず）に
より図面上、反時計方向に回転駆動され、フィルム４０
１は駆動ローラ４０４の回転駆動に伴い、駆動ローラ４
０４の外周面とフィルム内面、及びそれぞれのフィルム
間での摩擦力により搬送力が与えられて、フィルム内面
が加熱体４０３の加熱面を摺動しながら、駆動ローラ４
０４、従動ローラ４０５、加熱体４０３の三部材間を図
面上矢印ａの反時計方向に、また被加熱材として転写紙
Ｐの搬送速度と略同じ周速度をもって回転駆動される。

【００９３】加圧ローラ４０２は、シリコーンゴム等の
耐熱性を有するゴム弾性体であり、一般的な加圧ローラ
同様、表面離型性を高めるためゴム弾性体上に、ＰＦ
Ａ、ＰＴＦＥといった高離型性スキン層が形成される。

【００９４】本実施形態で加圧ローラ４０２は、外径３
０ｍｍで、７ｍｍ厚のシリコーンゴム層上に１００μｍ
厚のＰＦＡチューブを被覆し、これを加熱体４０３の加
熱面にフィルム４０１を挟持する形で配設され、例え
ば、０．１〜１．５ｋｇ／ｃｍ²、望ましくは０．４〜
０．６ｋｇ／ｃｍ²の当接力をもって加熱体下面に圧接
させ、フィルム４０１の回転移動と共にフィルム速度と
略同速度をもってフィルム回転移動方向と順方向に回転
する。

【００９５】４０６は、フィルム材４０１の外面に当接
する脂肪酸変性シリコーンのごとき室温状態において固
体化している離型剤Ｒを含浸させたクリーニング兼離型
剤供給用のフェルトパッドである。

【００９６】このフェルトパッド４０６でフィルム材４
０１表面に塗布された離型剤Ｒは、離型剤塗布ブレード
４０７で再度均一塗布される。

【００９７】加熱体４０３は、フィルム４０１の軸方向
（フィルムの回転移動方向ａとの直交方向で、以下フィ
ルム幅方向と記す）を長手方向とする低熱容量線状発熱
体である。

【００９８】本実施形態では、ヒータ基板４０３ａと、
この基板の下面の略中央部に長手方向に沿って細帯状ま
たは線状に形成具備させた通電発熱体層４０３ｂと、こ
の通電発熱体層４０３ｂを含む基板下面を約１０μｍ厚
で被覆させた表面保護層である耐熱ガラス４０３ｃと、
基板４０３ａの上面に設けた検温素子４０３ｄと、この
基板を断熱支持するヒータ支持体４０３ｅ等からなる。

【００９９】ヒータ基板４０３ａは耐熱性、絶縁性、低
熱容量の部材であり、一例として、厚さ１ｍｍ、幅５〜
１０ｍｍ、長さ３１０ｍｍのアルミナ基板である。

【０１００】発熱体層４０３ｂは例えば、Ａｇ／Ｐｄ
（銀パラジウム）・Ｔａ₂Ｎ等の電気抵抗材料からなる
厚さ約１０μｍ、幅１〜３ｍｍのスクリーン印刷等によ
り形成された塗工層である。

【０１０１】検温素子４０３ｄは例えば、基板上面にス
クリーン印刷等で塗工したＰｔ膜等の低熱容量の測温抵
抗体、基板上面の略中央部に熱伝導性の良いシリコーン
系接着剤等により接着した低熱容量のＮＴＣサーミスタ
等である。

【０１０２】ヒータ支持体４０３ｅはヒータ４０３ａ〜
４０３ｄを定着装置及び複写装置全体に対して断熱支持
するもので、断熱性、高耐熱性、剛性を有する、例えば
ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリ
イミド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー等
の高耐熱性樹脂や、これらの樹脂とセラミックス、金
属、ガラス等との複合材料からなる。

【０１０３】発熱体層４０３ｂに通電されると発熱して
ヒータ基板ａが昇温する。このヒータ基板４０３ａの温
度が検温素子４０３ｄにより検温され、制御回路（図示
せず）へフィードバックし、発熱体層４０３ｂに対する
通電制御がなされて加熱体４０３の温度が所定の定着温
度（例えば、１８０℃）に制御される。

【０１０４】ここで通電は、例えば、ＤＣ１００Ｖの周
期２０ｍｓのパルス状波形で、検温素子４０３ｄにより
制御された所望の温度、エネルギー放出量に応じたパル
スを、そのパルス幅を変化させて与える。概略、パルス
幅は、０．５〜５ｍｓとなる。あるいは、ＡＣ１００Ｖ
で、検温素子４０３ｄのヒータ基板検知温度に応じてト
ライアックを含む通電制御回路（図示せず）により通電
する位相角を制御することにより通電電力を制御する。

【０１０５】Ｐは記録材として、未定着トナー画像Ｔａ
を担持した記録材である。記録材Ｐは画像形成機構部Ｉ
Ｉ、ＩＩＩから、フィルム４０１を挟んで加熱体４０３
と加圧ローラ４０２とで形成される加熱定着部Ｎ１（圧
接部、定着ニップ部）に進入して、未定着トナー画像面
が記録紙Ｐの搬送速度と略同一速度で同方向に回転移動
状態のフィルム外面に密着してこのフィルム４０１と一
緒に重なり、加熱定着部Ｎ１を挟圧力を受けつつ通過し
ていく。

【０１０６】これにより、記録材Ｐ上のトナー画像Ｔａ
は加熱定着部Ｎ１において、加熱・加圧を受け軟化溶融
トナー画像Ｔｂとなる。

【０１０７】ヒータ支持体４０３ｅの曲率半径約２ｍｍ
程度の曲率の大きい分離部Ｓ（エッジ部）において、急
角度（屈曲角度θが約５０°）で走行方向が転向され
る。

【０１０８】これによりフィルム４０１と重なった状態
で加熱定着部Ｎ１を通過して搬送された記録紙Ｐは、こ
の分離部Ｓにおいてフィルム４０１から曲率分離し排出
され、定着状態Ｔｃとなる。

【０１０９】加熱体４０３はヒータ基板４０３ａ、発熱
体層４０３ｂ、表面保護層４０３ｃ、検温素子４０３ｄ
の熱容量が小さく、これが支持体４０３ｅにより断熱さ
れているので、加熱定着部Ｎ１におけるヒータ基板４０
３ａの温度は短時間にトナーの記録紙Ｐへの定着可能温
度に達し（クイックスタート性）、加熱体４０３を予め
通電発熱しておくスタンバイ温調の必要がなく、省エネ
ルギーが実現できるとともに機内昇温も防止できる。

【０１１０】フィルム材４０１はエンドレスベルト状に
限らず、ローラ巻きの有端の長尺フィルムとし、それを
繰り出し軸から巻き取り軸へ加熱体を経由させて所定の
速度をもって走行させるような構成の装置とすることも
できる。

【０１１１】図６は本発明による定着フィルムの実施例
を示す層構成断面模式図であり、４０１ａは定着フィル
ムの基層（ベースフィルム）としての、耐熱性樹脂で例
えば、ポリエステル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレ
ート）、ＰＦＡ（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）、ＰＴＦＥ（ポリ
テトラフルオロエチレン）、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルエー
テルケトン、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、アルミ
ニウム、ニッケル等の金属シート、またはこれらとセラ
ミックス、金属、ガラス等との複合材料からなる。

【０１１２】４０１ｂは、例えば１００μｍ厚の耐熱性
を有する高離型層で、例えば実施例１と同様のシリコー
ンゴムが用いられる。

【０１１３】また、フィルムの構成としては、これら耐
熱性シートの表面抵抗が１０⁹Ω以下の低抵抗層である
ことがより好ましい。

【０１１４】これらの定着フィルムは、トータルの厚さ
が３００μｍ以下、好ましくは１５０μｍ以下であり、
本実施形態では、定着フィルムの基層（ベースフィル
ム）４０１ａとして、２０μｍ厚のポリイミドフィル
ム、高離型層４０１ｂとして、カーボン分散により低抵
抗化した１００μｍ厚のジメチルシリコーンゴム層を塗
布している。

【０１１５】（第３実施形態）本実施形態においては、
離型剤塗布手段として、図７に示すように定着ローラ清
掃手段４ａを兼用させた装置を用いた画像定着装置につ
いて説明する。

【０１１６】離型剤等は第１実施形態と同様であるので
説明を省略する。

【０１１７】定着ローラ清掃手段４ａは、定着ローラ１
のシリコーンゴム層６表面の付着物（トナー樹脂やシリ
カ、アルミナ等のトナー外添剤および紙の諸成分等）を
清掃すると同時に離型剤Ｒを定着ローラ１の表面に供給
する。

【０１１８】ここで清掃部材４１４は、クリーニング部
材である繊維状のクリーニングウエブである耐熱性不織
布ノーメックス（商品名）等が用いられ、芯がねに巻か
れた供給ウエブ４１１は当接ローラ４１２により定着ロ
ーラ表面に押しつけられ、図示しない駆動モータにより
回転される巻き取りローラ４１３により適当量搬送され
る。

【０１１９】このとき、清掃部材上に当接される離型剤
Ｒは、第１実施形態で説明したものが用いられるが、定
着ローラ１の昇温に伴い溶融することによりウエブを浸
透して定着ローラ表面に供給される。

【０１２０】ここで、当接ローラ４１２は、少なくとも
表層がシリコーンスポンジからなり、清掃部材４１４を
挟持して当接ローラ４１２と定着ローラ１により形成さ
れるニップを広範囲にしている。

【０１２１】本実施形態のようにウエブ状の部材により
離型剤供給する場合においては、清掃部材４１４上に離
型剤Ｒがある系としたが、予め清掃部材４１４に離型剤
Ｒを浸透しておいてもよい。

【０１２２】このとき浸透量としては、ウエブの単位面
積当り０．５〜１６ｇ／ｍ²、より好ましくは２〜１０
ｇ／ｍ²とする。

【０１２３】本実施形態において、離型剤塗布手段と定
着ローラ清掃手段４ａを兼用させた装置としたが、それ
ぞれ別個に設置することもできる。

【０１２４】また、ウエブ以外にも、実施形態に用いら
れた耐熱性のフェルト状の材質により離型剤塗布及び定
着ローラ清掃を行うこともできる。

【０１２５】

【実施例】次に、実施例及び比較例を挙げて、本発明を
具体的に説明する。

【０１２６】＜実施例１＞本実施例に用いられる離型剤
は、１５０℃に加熱されたとき粘度が１００ｃＳｔ程度
に液状化するシリコーンアクリル樹脂であり、塗布量と
しては、Ａ４サイズの転写紙１枚あたり０．０５ｇにな
るよう調整した。

【０１２７】この離型剤を、離型剤塗布手段を改造した
キヤノン製ＣＬＣ−５００改造機に入れ、フルカラーの
画像出力を行った。

【０１２８】上記改造機において、定着器設定温度を、
ＣＬＣ−５００での標準設定値の１５０℃よりも１０℃
高い１６０℃とするとともに、上述したジメチルシリコ
ーンゴム単層の定着ローラを使用した他は、ＣＬＣ−５
００の製品と同様の定着装置を用いた。

【０１２９】また、現像剤についても、ＣＬＣ−５００
用の体積平均粒径が約８μｍのトナーを有する製品現像
剤を用いた。

【０１３０】また、記録材としてはキヤノン製カラーレ
ーザコピア用紙及び１０００枚毎のサンプリングの際に
カラーレーザコピア専用ＯＨＰシートを用いた。

【０１３１】本実施例の構成により１００００枚の連続
フルカラーコピーを行い、コピー画像の品質及び装置の
汚れ等を調べた。

【０１３２】まず、画像品質については、画像品質を損
なうことなしに、ＯＨＰシートのベタツキがなくなっ
た。

【０１３３】また、定着ローラへのトナー等のオフセッ
トも見られず、ローラの膨潤もみられなかった。

【０１３４】＜比較例１＞上記実施例１で用いたジメチ
ルシリコーンゴム単層の定着ローラとＣＬＣ−５００専
用のシリコーンオイルを離型剤として使用した定着装置
を実施例１のＣＬＣ−５００に搭載して、実施例１と同
様に連続フルカラーコピーを行った。

【０１３５】シリコーンオイルの塗布量としては、Ａ４
サイズの転写紙１枚あたり０．０５ｇになるよう調整し
た。

【０１３６】本比較例ではＯＨＰシート表面にオイルが
付着し、ベタツキ感が不快だった。

【０１３７】また、約６０００枚付近で定着ローラが膨
潤し、異音を発生すると供に定着不良が発生した。

【０１３８】＜実施例２＞本実施例においては、１００
℃に加熱されたとき粘度が約３００ｃＳｔに液状化する
メタクリル変性シリコーン樹脂を前述したフィルム加熱
方式の定着装置の離型剤として用い、実施例１と同様の
ＣＬＣ−５００改造機にこの定着装置を搭載して連続フ
ルカラーコピーを行った。

【０１３９】上記改造機において、定着器設定温度を１
８０℃とし、離型剤塗布量はＡ４サイズの転写紙１枚あ
たり０．０６ｇになるよう調整した。

【０１４０】現像剤、記録材等は、実施例１と同様のも
のを用いた。

【０１４１】本実施例の構成により１００００枚の連続
フルカラーコピーを行い、コピー画像の品質及び装置の
汚れ等を調べた。

【０１４２】まず、画像品質については、画像品質を損
なうことなしに、ＯＨＰシートのベタツキがなくなっ
た。

【０１４３】＜実施例３＞本実施例においては、１５０
℃に加熱されたとき粘度が１００ｃＳｔ程度に液状化す
るシリコーンアクリル樹脂よりなる離型剤を清掃部材で
ある耐熱性不織布ノーメックス（商品名）に単位面積当
たり３ｇ／ｍ²浸透させ、これを定着ローラに対向させ
ることにより離型剤塗布手段と定着ローラ清掃手段を兼
用させる形態とした。

【０１４４】この離型剤塗布手段をキヤノン製ＣＬＣ−
５００改造機に入れ、フルカラーの画像出力を行った。

【０１４５】上記改造機において、定着器設定温度を１
５０℃とし、実施例１と同様に、ジメチルシリコーンゴ
ム単層の定着ローラを使用した他は、ＣＬＣ−５００の
製品と同様の定着装置を用いた。

【０１４６】現像剤、記録材等は、実施例１と同様のも
のを用いた。

【０１４７】本実施例の構成により１００００枚の連続
フルカラーコピーを行い、コピー画像の品質及び装置の
汚れ等を調べた。

【０１４８】まず、画像品質については、画像品質を損
なうことなしに、ＯＨＰシートのベタツキがなくなっ
た。

【０１４９】また、定着ローラへのトナー等のオフセッ
トも見られず、ローラの膨潤もみられなかった。

【０１５０】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、装置を
移動する際の振動、傾斜等により定着装置若しくは離型
剤塗布手段内に収容された画像定着用離型剤が機械内外
を汚染することを防止できる。

【０１５１】また、定着の際に余剰となった画像定着用
離型剤の回収、処理を簡易化できる。

【０１５２】また、トナー画像部表面特にＯＨＰ紙表面
のオイル残りによるベタツキを防止し、更に、記録材両
面（裏表）へのトナー画像定着時のオイル転着による記
録材搬送不良及び画像汚れを防止できる。

【０１５３】また、定着ローラを構成するシリコーンゴ
ムの膨潤を、簡単かつ安価な定着ローラで防止でき、オ
フセットに対して強く耐久寿命を長くすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像定着装置の一実施例を示す概略構
成図である。

【図２】本発明の画像定着装置に用いる離型剤塗布手段
の一実施例を示す概略構成図である。

【図３】本発明の画像定着装置を用いたフルカラー画像
形成装置の概略構成図である。

【図４】従来の画像定着装置の一実施例を示す概略構成
図である。

【図５】本発明の画像定着装置においてフィルム型の定
着装置を用いた場合の他の実施例を示す概略構成図であ
る。

【図６】図５で用いられたフィルム型の定着装置の定着
フィルムの構成断面図である。

【図７】本発明の画像定着装置に用いる離型剤塗布手段
の他の実施例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３離型剤塗布手段４ａ、４ｂローラ清掃手段５、８芯がね６ゴム層７、１１ヒータ３１離型剤塗布ローラ３２塗布量規制ブレード３３回収ローラ３４回収ブレードＲシリコーンオイル（離型剤）ＴトナーＰ記録紙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像面に接触する定着部材と加圧部
材とを押圧接触させて回転駆動させ、未定着のトナー像
を担持した記録材を該定着部材と加圧部材間に挟持搬送
して加熱および加圧することにより、記録材上にトナー
像を定着させる画像定着装置において、少なくとも該定着部材の表面がシリコーンゴムよりな
り、室温状態では固形状態で定着温度領域において液状
化するような離型剤を該定着部材表面に塗布したうえで
定着することを特徴とする画像定着装置。
【請求項２】上記離型剤が、室温状態では固形状態で
定着温度領域において液状化するシリコーンを含むポリ
マーであることを特徴とする請求項１に記載の画像定着
装置。
【請求項３】上記定着部材がローラ形状又はフィルム
形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画
像定着装置。
【請求項４】トナー像面に接触する定着部材と加圧部
材とを押圧接触させて回転駆動させ、未定着のトナー像
を担持した記録材を該定着部材と加圧部材間に挟持搬送
して加熱および加圧することにより、記録材上にトナー
像を定着させる画像定着方法において、少なくとも該定着部材の表面がシリコーンゴムよりな
り、室温状態では固形状態で定着温度領域において液状
化するような離型剤を該定着部材表面に塗布したうえで
定着することを特徴とする画像定着方法。
【請求項５】上記離型剤が、室温状態では固形状態で
定着温度領域において液状化するシリコーンを含むポリ
マーであることを特徴とする請求項４に記載の画像定着
方法。
【請求項６】上記定着部材がローラ形状又はフィルム
形状であることを特徴とする請求項４又は５に記載の画
像定着方法。