JPS61144675A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子写真装置、特にカラー電子写真装置の加
熱定着に使用する定着用ローラに関する。

（従来の技術） 従来のカラー電子写真装置は、たとえば第３図に示すよ
うなカラー電子写真複写機を例にとって説明すると、図
において１０１は表面に絶縁層を有する電子写真感光ド
ラムで、軸１０２に回転自在に支持され、コピー命令に
より矢印１０３の方向に回転を開始するようになってい
る。ドラム１０１が定位置迄回転してくると原稿台ガラ
ス１０４上に置かれた原稿Ｏは第一走査ミラー１０５と
一体に構成された照明ランプ１０６で照射され、その反
射光は第二走査ミラー１０７で走査される。

第一走査ミラー１０５と第二走査ミラー１０７はｌ：　
１／２の速比で動くことによフ原稿０とレンズ１０８ま
での光路長が常に一定に保たれたまま原稿の走査が行な
われる。上記反射光像はレンズ１０８、第三ミラー１０
９を経た後色分解フィルタ１１０により色分解され、更
に第四ミラーＩｌｌ、防塵用密閉ガラスｌ　ｌ　２ｔ−
経て露光部１１３でドラム１０１上に結像される。

ドラム１０１は除電器１１４で除電され、次に一次帯電
器１１５により帯ｔ（例えばプラス）された後、前記露
光部１１３で照明ランプ１０６により照射され次像をス
リット露光される。そねと同時にＡＣ又は−次と逆極性
（例えばマイナス）の除電を除電器１１６で行ない、そ
の後頁に全面露光ランプ１１７による全面露光によりド
ラム１０１上に高コントラストの静電潜像が形成される
。

感光ドラム１０１上の静電潜像は次に現像器１１８によ
り、トナー像として画像化される。現像器１１８はイエ
ｏ−１１８＆、マゼンタ１１８ｂ１シアン１１８ｃの３
個の現像器で構成され、露光に用いられた色分解フィル
タに対応して指定された現像器が働いて必要な色のトナ
ー像が得られる。

カセツｈｌｌＧ内の記録材としての転写材１２０は給紙
ローラ１２１により機内に送られ、第一レジスタローラ
１２２で概略のタイミングがとられ、次に第二レジスタ
ローラ１２３で正確なタイミングがとられて、その先端
が転写ドラム１２４のグリッパ１２５に把持される。

転写ドラム１２４の回転に伴ってドラム１２４に巻きつ
きながら搬送され転写帯電器１２６と感光ドラム１０１
０間を転写材１２０が通過する間に該転写材上に感光ド
ラム１０１上のトナー像が転写される。転写ドラム１２
４はグリッパ１２５で転写材１２０の先端を把持したま
ま所要回転数だけ回転し、所要色数の像が転写される。

なお図の複写機はサイズ等種類の異なる転写材を夫々装
填した２つのカセットを装着してそれ等の紙を切換え的
に給紙するようにしたものを示す。

転写終了後、転写材はグリッパ１２５から開放され、分
離爪１２７で搬送ベルト１２８ヘガイドされ、更に定着
用回転体としての定着ローラ１２９、下加圧ローラ１３
０へ導かれ加圧、加熱により定着され、その後トレー１
３１へ排出される。又転写後の感光ドラム１０１は弾性
ブレードで構成されたクリー二°ング装置１３２でその
表面を清掃し、次サイクルへ進むようになっている。

定着装置では、所要色数のトナーが転写された転写材を
定着用ローラ１２９及び下加圧ローラ１３０を介して加
熱定着を行なうのであるが、カラー画像の定着において
は、複数層に重ね合わされ几複数色のトナーを加熱溶融
して複数色のトナーの混色を行なうという点で大きな特
徴がある。

そこで従来の白黒複写機においては要求されないトナー
の混色を行なわせるために、第１にトナーの面から、第
２に定着用ローラの面から種々の改良がなされている。

、 第１のトナーの面からは、作成されたカラー画像の完全
な色再現を得るために、混融しゃすいように熱によって
急激に粘性変化するトナーが使用されている。

つぎに第２の定着用ローラに関しては、現在白黒複写機
の多くに使用されている定着用ローラである四フッ化エ
チレン樹脂製ローラを使用せず、縮合反応常温硬化型シ
リコーンゴム（以下ＲＴＶシリコーンゴム）製ローラを
使用している。

これはトナーをシャープメルトトナーにする為トナー中
に非線状化低融点ポリエステル等を含有させられない為
、定着用ローラ１２９と下加圧ローラ１３０間のニップ
部において、加熱溶融され究トナーのうち大部分が定着
用ローラ１２９側に転移してしまう、いわゆるオフセッ
ト現象が激しいため、四フッ化エチレン樹脂製ローラで
は好ましい定着ができないからである。

（発明が解決しようとする問題点） しかし斯かる従来例の定着用ローラにあっても、ＲＴＶ
シリコーンゴムは初期の離型性（ローラ表面に付着した
トナーの剥れ易さ）は優れているが、離型性の低下が比
較的速く、トナーが定着用ローラの表面に付着するオフ
セット現象が発生するまでの期間が短く、定着用ローラ
の寿命が短いという問題があった。

これは、カラートナーはイエロー、マゼンタ、シアンの
３色のトナーから成り、それぞれのトナーを混融して種
々の色に混色するものであり、完全な色再現を行なえる
様にトナーの分光反射率、樹脂の透明性、樹脂と染顔料
との相溶性等を考慮して作られたものであるが、こうし
たトナーを得るために、昇華性染料、染料、顔料等の種
々の物質が使用され着色されている。このような物質、
特に昇華性染料及び染料は、特に物質に対する付着力、
ゴムローラ染色力等が強く、ＲＴＶシリコーンゴムにお
いても、昇華性染料及び染料の付着力によって汚染され
、汚染が進行することによつ−（コムローラ表面の劣化
が起こり、オフセット現象が発生するものである。

処方定着用ローラに使用したＲＴＶシリコーンゴム、特
にローラに加工できるゴムとして一般的な縮合型２液型
ＲＴＶシリコーンゴムは、その分子構造中に多数のシラ
ノール（Ｓｉ−ＯＨ）　ヲ含んでおり、この水酸基（Ｏ
Ｈ）が高い極性を有し、トナー中の樹脂成分との付着力
を強めておシ、トナーのオフセット現象を助長するもの
であった。

そこでカラートナーのようなシャープメルトトナーを用
い、トナー中に染料等の付着性の高い物質を含有するも
のの定着においては、上記のようなシラノールを有しな
いシリコーンゴムを使用し、さらに好ましくはその分子
構造が、はとんどで構成される純粋なジメチルシリコー
ンゴムに近いものが望ましい。このようなシリコーンゴ
ムを製造する際には、ＲＴＶシリコーンゴムでは純粋な
ジメチルシリコーンゴムに近づけることが極めて困難で
あり、ＲＴＶシリコーンゴムではなく、付加反応低温加
硫型シリコーンゴム（以下ＬＴＶシリコーンゴムという
）がよいことが知られている。

ＬＴＶシリコーンゴムは、一般的にシロキサン結合の側
鎖又は末端基が（−Ｓｉ　−ＣＨ＝　ＣＨｔ　）である
ビニル基を含有し九、いわゆるビニル系シリコーンゴム
となる。

このようなビニル系シリコーンゴムにおいては、純粋な
ジメチルシリコーンゴムに近いもの）！得うれるが、内
部に含有されるビニル化合物かやはフトナーの付着力を
高めることから、このビニル基の量を減らすことが必要
となる。しかしゴムの分子量に対して極端にビニル基の
量を減らすと、ゴムの強度が得られないという問題があ
った。ゴムの強度が弱いと、定着用ローラと加圧用ロー
ラ間の圧力および熱により物理的にゴムが変形したシ引
き裂は次りして使用できなくなるという問題があつ九。

そこでゴムの分子量に対応し九適切なビニル基の量がト
ナーとの付着力減少、ローラのゴム強度（引張９強さ、
伸び、圧縮永久歪、耐摩耗性等）の点から、慎重に選択
されるべき値である。

本発明は従来技術の斯かる問題点を解決するため罠なさ
れ友もので、その目的とするところは、定着用ローラの
ゴムとして末端基をビニル基としたジメチルポリシロキ
サンから成るベースゴムを使用したＬＴＶシリコーンゴ
ムを使用して、ビニル基の量が適切となるようなゴムの
分子量を選択することにより１強度が強くしかも離型性
の優れた定着用ローラを提供し、定着ローラの耐久性及
びトナーのオフセットによるローラ寿命を向上させるこ
とにある。

（問題点を解決する几めの手段） そこで、本発明は、上記の目的を達成するために、本発
明に係る定着用ローラにあっては、少幸モ去循表面層を
、末端基のみをビニル基とした分子構造のジメチルポリ
シロキサンから成るベースゴムを使用したシリコーンゴ
ムであって、シリコーンゴムの平均分子量が２万〜２０
万である付加反応低温加硫型シリコーンゴムにより形成
したものから成っている。

（実施例） 以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。本発
明の第一実施例に係る定着装置を示す第１図において、
ｌは定着用ローラであり、定着用ローラｌの下側に定着
用ローラｌと加圧接触する下加圧ローラ２が配設され、
定着用ローラｌと下加圧ローラ２との間に送り込まれる
転写材Ｐを加圧、加熱して転写材Ｐ上のトナーを定着す
るようになっている。定着用ローラｌの上側には上加圧
ローラ３が配設されており、定着用ロー２１を下加圧ロ
ーラ２に押圧するようになっている。

さらに上加圧ロー２３には、オイル塗布手段４によシオ
フセット防止用のシリコーンオイル０が塗布され、定着
ローラｌおよび下加圧ローラ２の表面に、各ローラの回
転によってオイルが塗布されるようになっている。オイ
ル塗布手段４は、本実施例においてはオイル溜め４ａ内
のオイル内に一端が浸漬され、他端が上加圧ローラ３に
接触するフェル）４ｂから構成さねている。

また定着用ローラ１には、定着用ａ−ラ１表面に付着し
たトナー等の汚れをクリーニングするクリーニング手段
５が接触している。

上加圧ローラ３および下加圧ローラ２内部には、加熱ヒ
ータ６．６がそれぞれ配設されており、加熱し一夕６，
６に通電することにより、上加圧ローラ３および下加圧
ローラ２を加熱して定着用ローラｌを加熱するようにな
っている。加熱温度は下加圧ローラ３の表面温度を検知
するサーミスタフの検知信号によυ加熱ヒータ６．６の
通電量を制御して各ローラ１，２．３を所定温度に保持
するようになっている。

上記した定着ローラｌは、金属パイプｌａの表面に５１
厚のＬＴＶシリコーンゴムｌｂを被覆しａ構成となって
いる。ＬＴｖシリコーンゴムｌｂは、末端基をビニル基
とし九分子構造のジメチルポリシロキサンから成ってお
り、シリコーンゴムの平均分子量は２万〜２０万の範囲
になるように設定されている。

なお下加圧ローラ２および上加圧ローラ３は、金属パイ
プ２ａ、３ａの表面に四フッ化エチレン樹脂２ｂ、３ｂ
を２５１１厚に被覆したものである。

つぎに本実施例装置の作用について説明する。

本実施例の定着装置はカラー電子写真複写機に使用され
るもので、カラー電子写真複写機の複写プロセスは従来
例の場合と同様であり、転写材Ｐ上に原稿に対応して所
要色数のトナーが転写され、定着装置に送シ込まれる。

各トナーは溶融粘度がｉ　ｏ’　ｃｐを示す時の温度を
Ｔ３．６Ｘ１０’ｃｐ（好ましくは５ＸＩＯ’ｃｐ）を
示す時の温度をＴ、とし九時 Ｔ、＝１００〜１８０℃、Δ丁＝（Ｔｔ−Ｔｔ）冨０〜
２０°Ｃであるもので、本発明に於てはＴ、＝１２７℃
、Ｔ、＝１４０℃、ΔＴミ１３℃のトナーを使用してい
る。

転写材Ｐは定着用クーラｌと下加圧ローラ３とによって
加熱され、トナーに熱が加えられて複数層に積層された
トナーが溶融され混色される。トナーに熱が加えられる
のは、定着用ローラ１と下加圧ローラ２間のニップ部を
通過する間の極めて短時間であるが、シャープメルトト
ナーを使用しているので溶融混色が完全に行なわれる。

転写材Ｐは定着用ローラ１により定着された後排出され
、定着用ローラｌのゴム表面に残ったトナーはクリーニ
ング手段によってクリーニングされる。

第１表に本実施例装置を使用し比定着用ローラのコピー
ライフについての試験結果を示している。

試験方法は、転写材としてはＡ４版の大きさで８０２汐
　の紙を使用し、転写材上にイエロー、マゼンタ、シア
ンの３色のトナーをその転写材の面積に対する専有率３
０％で積層させて定着を行ない、定着用ローラにトナー
がオフセットするまでの枚数をコピーライフとした。な
お定着用ローラの温度は１４０℃、ニップ巾は５ｆｌ、
プロセススピードはｌ　４５ｆｌ／ｓｅｃ、複写濃度は
約１．８（マクベス社製マクベス濃度計使用）とした。

第　　１　　表 従来の縮合型ＲＴＶシリコーンゴムを使用した定着用ロ
ーラについて同一の試験を行なった所、コピ一枚数の増
加と共に、党−ラがトナーによって汚染され黒色に変色
し、コピ一枚数１万枚においてオフセットが発生し始め
た。

本発明の定着用ローラにあっては、平均分子量が少ない
と定着用ローラを構成するシリコーンゴム中に多数のゴ
ム分子が存在することになり、その結果ビニル基の数も
増大してトナーとの付着力は増大し、第１表に明らかな
ように平均分子量が１．７万のときは５０００枚以下と
コピーライフが短い。ま次第１表から明らかなように、
シリコーンゴム分子の平均分子量が２万の定着用ローラ
を用いると、コピーライフは３万枚と飛躍的に向上する
。−万平均分子量を大きくすると、一つの鎖状分子に対
してビニル基が両端の２ケ所にしかついていないため、
定着用ローラを形成するゴム中に存在するビニル基の量
は相対的に減少してコピーライフは延びるが、逆にゴム
強度が減少して定着装置内の熱及び圧力によってゴムが
物理的に破れたり、変形して使用できなくなる危険性が
でてくる。分子量が４０万になると強度が弱く、定着用
ローラのゴムは上加圧ローラ３、下加圧ローラ２との圧
力及び熱によって崩壊してしまい、使用することができ
なくなった。

定着用ローラ１は、複写機が作動していない時にも上加
圧ローラ３および下加圧ローラ２と常時加圧されておシ
、ゴム強度が弱いと加圧力によって変形して、ひいては
ゴムが破れてしまう。この定着用ローラのゴム強度につ
いては、定着用ローラｌと下加圧ローラ２および上加圧
ロー２３間の各加圧力を２，７即／−として、加圧した
まま一週間放置した後の定着用ローラｌの変形等を確認
したところ、ゴムの平均分子量が２万〜２０万の範囲の
ものについては、ゴムの変形および破れ等は起こらず、
良好な定着性を示した。゛平均分子量が２０万以上のも
のにおいては、ゴムの変形が見られ除徐に変形の程度が
大きくなる。

また定着用ローラの耐熱性においては、その表面温度１
４０℃で使用しても表面の劣化、改質等の問題も全くな
かつ是。

つぎに第２図に本発明の第二実施例に係る定着装置を示
している。

第二実施例にあって、第一実施例と同一の構成部分につ
いては同一の符号を付して説明すると、第一実施例と異
なる点は上加圧ローラがなく、定着用ローラｌと下加圧
ローラ２との２本ローラの構成となっている点である。

定着用ローラｌ内には加熱ヒータ６が配設されておシ、
定着用ローラｌに直接オイル塗布手段７によりオイルを
塗布している。オイル塗布手段７としては、オイル溜め
７ａ内のシリコーンオイルをオイル供給ローラ７ｂおよ
びオイル供給ローラ７ｃを介して定着用ローラ１に塗布
するようになっている。

定着用ローラ１表面にＬＴＶシリコーンゴムが被覆され
ている点は第一実施例と同様であり、本実施例において
は下加圧ローラ２の表面にもＬＴＶシリコーンゴムが被
覆されている。定着用ローラ１表面に被覆されたＬＴＶ
シリコーンゴムは薄肉（１〜２ｖ１）となっている。薄
肉にした場合、薄肉ゴム中に存在するビニル基またはビ
ニル基が架橋した部分は厚肉の場合に比べて表面部に存
在する割合が大となり、トナーの付着力は大きくな２て
コピーライフは厚肉の場合よりも短くなるが、シリコー
ンゴムの平均分子量が２万以上あれば従来のＲＴＶシリ
コーンゴムに比べて大幅に長くなる。また平均分子量が
２０万以下であれば一定の強度は保持される。

本発明は、特にトナー像が急激に粘性変化するトナーに
よって形成されていて、そのトナー像を定着する定着装
置に有効であるが、特に前述したΔＴ＝（Ｔｔ−Ｔ’ｓ
）　＝　０〜２０℃のようなトナーのみを用いてトナー
像が形成される場合に特に有効である。この場合１０５
ｃｐ（センチポーズ）　＋　６Ｘ１０’ｃｐはトナー像
が定着される時にそのトナー像を形成するトナーが粘性
変化する上で通過する値で６つて、トナーは６　Ｘ　１
０’　（！ｐ以下の粘性時に混色されて定着さねる。こ
の変化特性をより早（Ｌ　７’Ｃ３Ｘ１０’ｃｐの場合
はより好ましく、上記６　Ｘ　Ｉ　Ｏ’　ｃｐに代えて
説明される。

なおＬＴＶシリコーンゴムにおいて、従来公知の各種耐
熱性向上剤、酸化防止剤、調色剤、充填剤及び充填剤表
面処理剤、シリカ質充填剤又はそれ以外の充填剤を少量
併用する事は任意である。

さらにここに得られたＬＴＶシリコーンゴム組成物を用
いて定着用ローラを製作する方法は従来公知の技術によ
ればよい。

（発明の効果） 本発明は以上の構成及び作用から明らかなように、本発
明に係る定着用ローラにあっては、末端　　　　基のみ
をビニル基としたジメチルポリシロキサンヲヘースゴム
トスるＬＴＶシリコーンゴムヲ使用しシリコーンゴムの
平均分子量を２万以上とすることによシ、定着用ローラ
のゴム全体に含まれるビニル基の量は少なくなり、トナ
ーとの離型性が良くトナーのオフセットによる定着用ロ
ーラの寿命を長くすることができる。さらに平均分子量
を２０万以下としたので強度上ビニル基の量は適正値に
保たれ、ゴムの変形や破れ等による不具合を防止するこ
とができる等の種々の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の定着用ローラを用いた定着装置の第一
実施例を示す概略正面断面図、第２図は不発明の定着用
ローラを用い次定着装置の第二実施例を示す概略正面断
面図、第３図は従来のカラー電子写真複写機の概略構成
図である。 符号の説明

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面層を、末端基をビニル基と した分子構造のジメチルポリシロキサンから成るベース
   ゴムを使用したシリコーンゴムであつて、該シリコーン
   ゴムの平均分子量が２万〜２０万である付加反応低温加
   硫型シリコーンゴムにより形成したことを特徴とする定
   着用ローラ。