JPH04319980A - 画像定着装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置において
、記録材上転写にしたトナー像を定着するための画像定
着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置において記録材（以下、記
録紙と記す）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ける定着工
程はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各種のト
ナーＴを記録紙Ｐ上に積層させるようにする。このよう
なカラー画像形成装置の定着装置においては、オリジナ
ル原稿に近い色を再現するために、複数層のトナーＴを
加熱溶融して混色させるので、軟化点の低い（即ち、低
融点で）、シャープメルトなトナーを使用する必要があ
る。

【０００４】この場合、シャープメルトなトナーは極め
て低粘度の状態で定着されるばかりか、複数色が積層さ
れトナー層が厚くなることによって、ますます定着ロー
ラにオフセットしやすい条件となる。更に、各カラート
ナーに含まれる顔料等の違いから生ずる溶融性の違いは
、それぞれの定着温度範囲（適正な定着をおこなえる温
度範囲）を異ならすため、単色の場合に比べ共通の定着
温度範囲は狭くなり、オフセットもしやすくなる。この
ため従来、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
、シリコーンゴム又はシリコーン樹脂が使用される。こ
れは、前述したカラートナー定着のオフセット防止のた
めには、シリコーンオイル等の離型剤が不可欠であり、
このシリコーンオイルとフッ素樹脂の濡れ性が極めて悪
いためである。

【０００５】このような画像定着装置は、図８に示すよ
うに、定着ローラ１０１と、これに相対する加圧ローラ
１０２と、定着ローラ１０１に離型剤として働くシリコ
ーンオイルを塗布するオイル塗布手段１０３と、定着ロ
ーラ１０１をクリーニングするクリーニング手段１０４
とを備えている。

【０００６】定着ローラ１０１は、アルミ製の芯金１０
５上にＨＴＶ（高温加硫型）シリコーンゴム層１０６を
３ｍｍ厚に被覆して、外径４０ｍｍφに成形されている
。

【０００７】加圧ローラ１０２は、アルミ製の芯金１０
８上に１ｍｍ厚のＨＴＶシリコーンゴム層を被覆し、そ
の表面にフッ素樹脂層１０９を形成しており、定着ロー
ラ１０１と同様の外径をもつ。

【０００８】定着ローラ１０１の芯金１０５および加圧
ローラ１０２の芯金１０８内には、それぞれ加熱源のハ
ロゲンヒータ１０７，１１１が配設され、加圧ローラ１
０２の温度をこれに当接したサーミスタ１１２ａで検知
して、温度制御装置１１２によりハロゲンヒータ１０７
，１１１をオンオフ制御し、定着ローラ１０１および加
圧ローラ１０２の温度を約１７０℃に一定維持する。

【０００９】オイル塗布手段１０３は、容器１１３内に
収容したシリコーンオイル１１４として粘度３００ｃｓ
のジメチルシリコーンオイルを、上下の供給ローラ１１
５Ａ，１１５Ｂで汲み上げて、定着ローラ１０１のシリ
コーンゴム層１０６に塗布する。ゴム層１０６へのシリ
コーンオイル１１４の塗布量は、上の供給ローラ１１５
Ａへ当接させた塗布量調整ブレード１１０により調整さ
れる。

【００１０】クリーニング手段１０４は、定着ローラ１
０１のシリコーンゴム層１０６表面にオフセットしたト
ナーを除去するものである。これは、繊維状部材（例え
ばノーメックス（商品名））よりなるウエブ１４１を定
着ローラ１０１のシリコーンゴム層１０６表面に接触さ
せたもの（特開昭５０−５７２３７号公報参照）や、ク
リーニングローラ又はクリーニングブレードを定着ロー
ラ１０１表面に接触させたものがある。

【００１１】未定着トナー像Ｔを担持した記録紙Ｐは、
図示しない搬送装置により矢印ａの方向に搬送して、そ
の記録紙Ｐを図示しない駆動装置により、矢印ｂの方向
に回転される定着ローラ１０１と加圧ローラ１０２とで
挾持しながら通過させることにより、ローラ１０１，１
０２間の熱及び圧力でトナーを溶かして、トナー像Ｔが
記録紙Ｐ上に定着される。

【００１２】しかし、このような画像定着装置での定着
では、次のような不具合が発生する。

【００１３】即ち、定着ローラ１０１のシリコーンゴム
層１０６上に塗布されるごく一般的な離型剤のジメチル
シリコーンオイル１１４は、定着時にトナーおよび記録
紙Ｐに転移しながらトナー像の記録紙Ｐへの定着が行な
われるが、このシリコーンオイル１１４は定着ローラ上
に若干量残留し、経時的にシリコーンゴム層１０６内へ
浸入しやすい。

【００１４】このようなシリコーンゴム層１０６内への
シリコーンオイル１１４の浸入現象は定着ローラ１０１
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１０２よりストレスを受ける時さらに助長され
る。

【００１５】このようにシリコーンゴム層１０６内へ浸
入したシリコーンオイル１１４は熱、圧力などによりゴ
ム層１０６を構成するＨＴＶシリコーンゴムの熱分解を
助長する。この結果シリコーンゴム層１０６は熱分解が
進んで硬度低下や膨潤をおこし、最終的にＨＴＶシリコ
ーンゴムの化学結合が外れゴムがちぎれてしまう。この
結果シリコーンゴム層１０６が定着ローラ１０１より剥
がれてしまう。

【００１６】この現象は、特にシリコーンゴム層１０６
の芯金１０５に近いところで発生しやすい。これはシリ
コーンゴム層１０６中、芯金１０５近傍がもっとも高温
とな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℃／ｍｍある。したがってゴム層
が３ｍｍ厚のローラで、ローラ表面温度を１７０℃とる
すためには、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。（但し、これらは
外気温やヒータ１０７の熱量、ローラ１０１の回転等の
条件で若干変化する）このことは、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）シリコーンゴムで
も同様である。

【００１７】以上のようなことから、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
シリコーンゴムなど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５４−４１３
３０号、４１３３１号）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が提案
されている。（特公昭５４−４１３３２号、特公昭５７
−４６０６８号、特公昭６０−２１８６０号）しかし、
上記提案では、定着ローラの表層にオフセット防止層を
設けるために、定着ローラのゴム層構成が２〜４層にな
ってしまうため、各ゴム層の接着が難しく、その結果、
定着ローラのコストが高くなる。また、オフセット防止
層は１００〜２００μｍ　に薄層形成せざるを得ないた
め、クリーニング手段１０４等との当接部で研磨され、
耐久的にオフセットをひきおこし易い下層が現われてし
まう。これらの下層は前記したようにフッ素ゴム、フッ
素樹脂、フルオロシリコーンゴムなどのオイルバリヤ層
であり、離型剤として用いているシリコーンオイルとの
濡れ性が悪いためオフセットが発生しやすい。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】別の方法として、特公
昭５４−２６３７３号には、定着ローラ等のゴム層を構
成するシリコーンゴムの種類と、塗布するシリコーンオ
イルの種類とをそれぞれ選択して、ゴム層の膨潤を極力
少なくするようなシリコーンゴムとシリコーンオイルと
の組み合わせが提案されている。

【００１９】上記提案では、シリコーンオイルとして、
クロル系、脂肪酸変性系、ニトリル系又はフロル系のも
のを使用し、シリコーンゴムとして、メチル系、メチル
ビニル系またはメチルフェニル系のものを使用する。あ
るいはシリコーンオイルとして、メチル系、メチルフェ
ニル系、メチル水素系、メチルフェニル系、クロル系、
脂肪酸変性系、ニトリル系またはフロル系のものを使用
し、シリコーンゴムとして、ニトリル系またはフロル系
のものを使用する（但し、シリコーンオイルとしてニト
リル系またはフロル系のものを使用した場合は、同系の
シリコーンゴムは除く）。

【００２０】以上のシリコーンオイルとシリコーンゴム
との組み合わせにより、定着ローラ等のゴム層を構成す
るシリコーンゴムのシリコーンオイルによる膨潤を防止
するとしている。

【００２１】しかし、本発明者等は、この提案中で好ま
しくないとしている下記の組み合わせでも、オイルによ
るゴムの膨潤を防ぐことができるものがあることをみい
だした。

【００２２】それは、定着ローラを構成するシリコーン
ゴムとしてメチル系またはメチルビニル系のものを使用
し、定着ローラに塗布するシリコーンオイルとして、メ
チルフェニル系のものを使用した場合である。ところが
この組み合わせの場合、定着ローラ表面のオイルの濡れ
性はメチル系のシリコーンオイルを使用したときに比べ
低下するため、トナー樹脂や色材またはシリカ、アルミ
ナ等のトナー外添剤および紙の諸成分等が前記したよう
なクリーニング手段をもうけても、ローラ表面に強固に
付着し、これが耐久的に蓄積して本来ローラ表面が持つ
シリコーンオイル濡れ性およびトナーとの離型性がえら
れなくなるため、比較的早めにオフセットを起こす。

【００２３】次に、加圧ローラについてはＨＴＶシリコ
ーンゴム層表面にフッ素樹脂層を形成したものであるが
、層構成が複雑なため高価なばかりか、図９に示すよう
な記録紙の裏表に対して画像形成する両面定着を前述し
たようなカラートナーで行なう場合、定着ローラと同様
にオフセットを起こしやすい。また、耐久的に表層のフ
ッ素樹脂にキズ、亀裂が生じ、ここからＨＴＶシリコー
ンゴム中に離型材であるジメチルシリコーンオイルが浸
入して、定着ローラと同様に膨潤をおこしてしまう。

【００２４】したがって本発明の目的は、定着ローラや
加圧ローラを構成するシリコーンゴムへのシリコーンオ
イルの過剰含浸による膨潤を、簡単かつ安価なローラ構
成で防止するとともに、両面定着が可能なばかりか、オ
フセットに対して強く耐久寿命の長い画像定着装置を提
供することである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像定着装置にて達成される。要約すれば本発明は、シ
リコーンゴム製の定着ローラにシリコーンオイルを塗布
しながら、前記定着ローラと加圧ローラとにより、トナ
ー像を転写した転写材を挾持して加熱および加圧するこ
とにより、前記トナー像を前記転写材上へ定着する画像
定着装置において、前記シリコーンオイルとしてメチル
フェニル系のシリコーンオイルを塗布するとともに、前
記シリコーンゴムとしてメチル系またはメチルビニル系
のシリコーンゴムを用いた単層の定着ローラとし、これ
らの表面を研磨する研磨手段を設けたことを特徴とする
画像定着装置である。

【００２６】また、加圧ローラについても、定着ローラ
と同様にメチル系またはメチルビニル系のシリコーンゴ
ムよりなる単層ローラとし、加圧ローラにメチルフェニ
ル系のシリコーンオイルを塗布し、ローラ研磨手段によ
りローラ表面を研磨する構成とすることが効果的である
。

【００２７】ローラ研磨手段はシリコーンオイル中に含
有される研磨材とすることが好ましい。

【００２８】

【作用】上記構成の画像定着装置にあっては、定着ロー
ラや加圧ローラを構成するシリコーンゴムとしてメチル
系またはメチルビニル系のものを使用し、シリコーンオ
イルとしてメチルフェニル系のものを使用したので、シ
リコーンゴムの膨潤を防ぐことができる。

【００２９】また、オフセットに対しては、ローラ研磨
手段によりローラ表面を研磨することにより、ローラ表
面が常にリフレッシュされ、オフセットが防止される。 また、シリコーンゴムの単層ローラとしているので、研
磨しても下層の材質が露出しないので、耐久性が向上す
る。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の実施例について本発明者等が
行なった実験に基づき、詳細に説明する。

【００３１】実験方法は、メチル系およびメチルビニル
系のシリコーンゴム数種類を、従来公知の方法またはゴ
ムメーカー推奨の方法で硬化し、それぞれ１（ｇ）のゴ
ム片を作成して、あらかじめ１７０〜１８０℃に加熱し
たジメチルシリコーンオイルおよびメチルフェニルシリ
コーンオイル中に浸漬した。これらを一定時間毎に取り
出して重量変化を測定し、ゴム片のオイル含浸率（膨潤
量に相当）の変化を測定した。ここで 含浸率（％）＝（浸漬後の重量／初期重量×１００）−
１００ とする。

【００３２】使用したゴムとしては、東レ（株）製のメ
チル系およびメチルビニル系シリコーンゴムを用いた。 また、ジメチルシリコーンオイルおよびメチルフェニル
シリコーンオイルとしては、信越化学（株）製のＫＦ９
６−３００ｃｓおよびＫＦ５４−４５０ｃｓをそれぞれ
使用した。

【００３３】結果は図４（ａ）に示したようにジメチル
シリコーンオイルを用いた場合、全被験ゴムで５０％以
上の含浸率を示し、３０時間経過後も増加し続けている
。また、他の７０％を越えているもの（図示せず）のな
かには膨潤が確認できるものもあった。ところがメチル
フェニルシリコーンオイルの場合、全被験ゴムにおいて
含浸率は２０時間以降も２０％以下で飽和状態にあり膨
潤も全く見られなかった。

【００３４】以上のようにメチルフェニルシリコーンオ
イルはメチル系、メチルビニル系シリコーンゴムに対し
て含浸率が低いことからゴムの膨潤をおこさないことが
わかる。この理由としてはオイルおよびゴムに含まれ、
それぞれの親和性に影響を与えるメチル基の比率がメチ
ルフェニルシリコーンオイルの場合は低いためと考えら
れる。

【００３５】また、図４（ｂ）に代表例を示すが、メチ
ルフェニルシリコーンゴムのフェニル基のモル数を変え
るとオイル含浸率も変わることからもこれらは説明でき
よう。

【００３６】ここで使用したメチルフェニルシリコーン
オイルは、 ＫＦ５４−４５０ｃｓ（フェニル基のモル数＝２５％）
ＫＦ５１４−３００ｃｓ（フェニル基のモル数＝１５％
）で信越化学（株）製である。

【００３７】以上より、メチルフェニルシリコーンオイ
ルの場合フェニル基のモル数がゴムのオイル含浸率に対
してひとつの条件となることがわかる。すなわちメチル
フェニルシリコーンオイルのフェニル基のモル数が少な
いと、ゴムに対してオイルが過剰含浸となるため膨潤防
止効果が薄れてしまう。したがってメチルフェニルシリ
コーンオイルのフェニル基のモル数は、５ｍｏｌ　％以
上が望ましい。

【００３８】またメチルフェニルシリコーンオイルの粘
度は、画像形成装置で一般的に使用される１０〜１００
００ｃｓ程度であれば問題がない。

【００３９】一方、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。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％以内であればジメチルシ
リコーンオイル、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がジメチルシリコーンオイルのほう
がより効果的であった。ここで含浸方法としては、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。

【００４０】定着ローラおよび加圧ローラに用いるシリ
コーンゴムとしては、シリコーンオイルの過剰含浸防止
のため、架橋密度が高いものが望ましい。また、シリコ
ーンゴム中の充填剤量が多いほうが上記と同様の効果が
増すのでさらに好ましい。但し、この充填剤量が過剰に
なると定着ローラおよび加圧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。

【００４１】次に、本発明の画像定着装置について説明
する。

【００４２】図１は、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。

【００４３】本画像定着装置２６は、図１に示すように
、定着ローラ１と、これに相対する加圧ローラ２と、定
着ローラ１に研磨材を含有した離型剤のシリコーンオイ
ルを塗布する離型剤塗布手段３と、定着ローラ１のクリ
ーニング手段４とを備えている。

【００４４】定着ローラ１は、アルミ製の芯金５上にメ
チル系シリコーンゴム層６を単層で被覆した外径４０ｍ
ｍφのものである。

【００４５】加圧ローラ２は、アルミ製の芯金８上に１
ｍｍ厚のＨＴＶ（高温加硫型）シリコーンゴム層を被覆
し、その表面にフッ素樹脂層９を形成した定着ローラ同
様、外径４０ｍｍφのものである。

【００４６】定着ローラ１の芯金５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，
１１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をオンオフ制御し、定着ローラ１および
加圧ローラ２の表面温度を約１７０℃に一定維持するよ
うになっている。

【００４７】離型剤塗布手段３は、容器１３内に収容し
たシリコーンオイルとして、ローラ研磨手段を構成する
研磨粒子（粒径１〜１０μの酸化セリウム粒子）を重量
比１％の割合で含有させた粘度４５０ｃｓのメチルフェ
ニルシリコーンオイルを上下の供給ローラ１５Ａ，１５
Ｂで汲み上げて、定着ローラ１のシリコーンゴム層に塗
布するようになっている。シリコーンゴム層６へのシリ
コーンオイル１４の塗布量は、上の供給ローラ１５Ａへ
当接させた塗布量調整ブレード１０により調整される。

【００４８】クリーニング手段４は、定着ローラ１のシ
リコーンゴム層６表面の、従来のクリーニング手段では
とれなかった強固な付着物（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）をシリコー
ンオイル中に含有した研磨材（酸化セリウム粒子）の働
きにより、ローラ表面とともに研磨する。

【００４９】また、本発明に使用した研磨材は酸化セリ
ウム粒子で粒径１〜５０μ、好ましくは１〜１０μのも
のでメチルフェニルオイル中に重量比０．１〜３％、好
ましくは０．５〜１％の割合で含有されている。（但し
、これらの数値はクリーニングウエブの定着ローラへの
当接圧、当接面積、ウエブの繊維密度および定着ローラ
ゴムの材質等のファクターによりローラ研磨量が異なる
ため、適時決定される。）また定着ローラ１は、ゴム層
６をジメチルシリコーンゴム（東レ（株）製）を使用し
た３ｍｍ厚の単層ローラとして硬化後、これをジメチル
シリコーンオイル（信越化学（株）製ＫＦ９６−１００
ｃｓ）の２００℃のオイルバス中に浸漬し、予めゴム中
にオイル含浸した。

【００５０】通常、カラートナー像を定着する場合、定
着ローラ１のゴム層６に離型剤としてのシリコーンオイ
ルを多量に塗布しなければならないが、本実施例では、
Ａ４記録紙１枚あたりに換算して０．０８ｇのメチルフ
ェニルシリコーンオイルを塗布している。この記録紙一
枚あたりのオイル塗布量の測定法としては、定着装置に
同一の記録紙を、オイル塗布がない状態で５０枚通過さ
せてこの総重量を測定したものと、オイル塗布がある状
態で５０枚通過させたものと総重量を減算し、これを５
０で除すことにより求められる。

【００５１】以上のように、ゴム層の膨潤を極力少なく
するようなシリコーンゴムとシリコーンオイルを組み合
わせる提案は、従来例で示した特公昭５４ー２６３７３
号でも行われている。しかしながら、本実施例による組
み合わせは上記公告公報中で好ましくないと記載されて
いる組み合わせを用いたものである。確かに、本実施例
の組み合わせによる定着ローラ表面のオイルの濡れ性は
メチル系のシリコーンオイルを使用したときに比べ低下
するため、トナー樹脂や色材、またシリカ、アルミナ等
のトナー外添剤及び紙の諸成分等が従来のようなクリー
ニング酢団を設けても、ローラ表面に強固に付着し、こ
れが耐久的に蓄積して本来ローラ表面が持つシリコーン
オイル濡れ性及びトナーとの離型性が得られなくなるた
め、比較的早めにオフセットを起こす。そこで本実施例
ではこれらのローラ表面への強固な付着物を落とすため
に、ローラ表面を研磨しながらリフレッシュさせるロー
ラ研磨手段４を設け、さらに、ローラの研磨量とローラ
の耐久寿命を満足させるために定着ローラのゴム層を単
層としたのである。

【００５２】次に、前述した実施例の定着装置の作用に
ついて説明する。

【００５３】未定着トナー像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４との間を通され、ハロゲン
ヒータ７，１１から定着ローラ１および加圧ローラ４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。上述した熱定着工
程において記録材Ｐ上に熱定着される未定着トナー像Ｔ
が僅かずつ定着ローラ１表面にオフセットされるが、オ
フセットされたトナー（前述したようにここではトナー
樹脂、色材，シリカ、アルミナ等の外添剤および紙の諸
成分のこと）はクリーニング手段４により以下のように
除去される。

【００５４】即ち、クリーニングウエブ４１は押圧ロー
ラ４２により押圧されながら巻取ローラ４４に所定の速
度で巻き取られていく。ここでシリコーンオイル１４中
に含有される研磨材は、オイル塗布手段により定着ロー
ラ１に塗布され、押圧ローラ４２により定着ローラ１に
接触している繊維状のクリーニングウエブ４１（耐熱性
不織布で商品名：ノーメックス）の繊維内にシリコーン
オイルとともに吸収され、徐々に定着ローラ１当接面に
堆積し、定着ローラ１の回転に伴って定着ローラ１の表
面および表面の付着物を研磨する。

【００５５】この場合、クリーニングウエブ４１は繊維
状のため、定着ローラ１表面との接触状態はよく、図２
に示すように定着ローラ１の表面から削れたゴム、表面
の付着物および研磨材をウエブ４１の繊維間によく吸着
し、クリーニング性も高い。ここでシリコーンオイル中
の研磨材量も対オフセット性および耐久性に対して重要
なファクターのひとつである。量が多いと必要以上にゴ
ム層の削れ量が増す方向となる。この結果、定着ローラ
径が小さくなってしまうため、定着ローラと加圧ローラ
のニップ量（加熱時間に相当する）の減少による熱量不
足や紙シワ等の不具合が早く発生してしまう。また、少
ないとオフセットに対して不利な方向となる。

【００５６】したがって、このローラ研磨量については
、前述したように、研磨材の粒径、粒形、シリコーンオ
イルへの含有量、またクリーニングウエブの定着ローラ
への当接圧、当接面積、ウエブの繊維密度および定着ロ
ーラゴムの材質等のファクターにより適正条件は異なる
ため、適時決定される。

【００５７】なお、上述した実施例における研磨材とし
て酸化セリウムを用いた場合について述べたが、他の研
磨材としてニッケル、銅、アルミニウム、真鍮、鉄、マ
ンガン、コバルト、タングステン、クロームなどの金属
粒子や窒化ほう素、窒化チタン、窒化ジルコニウム、炭
化ほう素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化タング
ステン、炭化けい素、酸化けい素、ほう化チタン、ほう
化ジルコニウム、酸化鉄、酸化クローム、酸化ジルコニ
ウム、酸化チタン、アルミナ、シリカ等を用いてもよい
。（これらを用いたときの粒径、含有量等についても前
述したようなファクターによりローラ研磨量が異なるた
め、適時決定される。）本実施例中では、繊維状部材よ
りなるウエブを定着ローラ表面に接触させるタイプのク
リーニング手段を用いたが、図３のようなクリーニング
ブレード４５、クリーニングローラ等のクリーニング手
段を用い、これらの定着ローラとの接触部に研磨材を堆
積させることにより定着ローラのクリーニングおよび研
磨を行なうことも可能である。

【００５８】図５には、本画像定着装置２６の他の実施
例を示すもので、定着ローラ１と、これに相対する加圧
ローラ２との両ローラに離型剤のシリコーンオイルを塗
布する離型剤塗布手段３と、定着ローラ１および加圧ロ
ーラ２を研磨するローラ研磨手段４００とを備えている
。

【００５９】定着ローラ１および加圧ローラ２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４
０ｍｍφのものである。

【００６０】ローラ研磨手段４００は、定着ローラ１お
よび加圧ローラ２のシリコーンゴム層６表面の従来のク
リーニング手段ではとれなかった強固な付着物（トナー
樹脂や色材、またはシリカ、アルミナ等のトナー外添剤
および紙の諸成分等）をローラ表面とともに研磨する。 ここで研磨部材は押圧ローラ４０２により定着ローラ１
および加圧ローラ２に接触される従来のクリーニング部
材である繊維状のクリーニングウエブの少なくともクリ
ーニング面側にニッケルメッキを施したウエブ４０１で
ある。このニッケルメッキウエブ４０１は従来の耐熱性
不織布ノーメックス（商品名）に無電解メッキ法により
研磨剤となるニッケルを、ウエブのクリーニング側の繊
維の表面に数μ程度の厚さでウエブ１平方ｍあたり３ｇ
になるようメッキしたものである。このように構成され
たニッケルメッキウエブ４０１は送りローラ４０３によ
り図中の矢印Ｃの方向に送られるとともに巻取ローラ４
０４に巻き取られる。

【００６１】ここで本実施例のニッケルメッキウエブの
作り方について説明する。

【００６２】従来のノーメックス（商品名）よりなる不
織布繊維を溶剤により脱脂し、更に化学エッチングを行
なう。この脱脂、化学エッチングは従来公知の方法で行
なわれ繊維表面を清掃しかつ粗らす。更に還元剤として
白金を塗布し、この後、かかる繊維を無電解メッキ用の
ニッケルメッキ浴中を一定速度で浸漬通過させることに
より繊維上にニッケル金属が無電解メッキされる。

【００６３】ニッケルの繊維上の付着量は上記工程中す
べての条件で作用されるものであるが、特に無電解ニッ
ケルメッキ浴の浴濃度とノーメックス繊維の浴中の通過
速度に大きく依存する。

【００６４】当然、浴濃度が高い程ノーメックス繊維１
平方メートルあたりのニッケル金属の付着量が多くなり
、また、浴中の繊維の通過スピードが速くなるほどニッ
ケル金属の付着量は少なくなる。

【００６５】こうして、ニッケルが無電解メッキされた
繊維は、水洗後乾燥され完成される。

【００６６】本発明実施例に於ては、この浴濃度と繊維
の浴中通過速度を適度に調整することにより１平方メー
トルあたり３ｇのニッケルが付着するようなされている
。

【００６７】また定着ローラ１および加圧ローラ２は、
ゴム層６にジメチルシリコーンゴム（東レ（株）製）を
使用したそれぞれ３ｍｍ、２ｍｍ厚の単層ローラとして
硬化後、これをジメチルシリコーンオイル（信越化学（
株）製ＫＦ９６−１００ｃｓ）の２００℃のオイルバス
中に浸漬し、予めゴム中にオイル含浸した。

【００６８】通常、カラートナー像を定着する場合、定
着ローラ１のゴム層６に離型剤としてのシリコーンオイ
ルを多量に塗布しなければならないが、本実施例では、
前述したオイル塗布量測定方法で測定して、Ａ４記録紙
１枚あたりに換算して０．０８ｇのメチルフェニルシリ
コーンオイルを塗布している。

【００６９】また、同様に両面定着を行なう場合も、加
圧ローラ２のゴム層６に同等のシリコーンオイルが塗布
される。この際、加圧ローラ２と接触する記録紙Ｐ上の
トナーＴ′はいったん定着されているため、前述したオ
イル塗布塗布量は０．０８ｇ以下でよい。

【００７０】次に、この実施例の定着装置の作用につい
て説明する。

【００７１】上述した熱定着工程において記録紙Ｐ上に
熱定着される未定着トナー像Ｔが僅かずつ定着ローラ１
表面にオフセットされるが、オフセットされたトナー（
前述したようにここではトナー樹脂、色材、シリカ、ア
ルミナ等の外添剤および紙の諸成分のこと）はローラ研
磨手段４００により以下のように除去される。

【００７２】即ち、ニッケルメッキウエブ４０１は押圧
ローラ４０２により押圧されながら巻取ローラ４０４に
所定の速度で巻き取られていく。そして、ニッケルメッ
キウエブ４０１は定着ローラ１の表面に当接され、定着
ローラ１の回転に伴って定着ローラ１の表面および表面
の付着物を研磨する。

【００７３】この場合、ニッケルメッキウエブ４０１は
繊維状のため、定着ローラ１表面との接触状態はよい。 つまり、図３に示すように定着ローラ１の表面から削れ
たゴムおよび表面の付着物をウエブ４０１の繊維間によ
く吸着し、クリーニング性も高い。この点において本研
磨装置４００はクリーニング装置も兼用している。

【００７４】次に、本実施例の定着装置の両面定着時の
作用について説明する。

【００７５】上述したような過程を経て片面側への定着
を終了した記録紙Ｐは、手動または不図示の装置により
裏返され、残りの片面側に再度定着工程が行なわれる。 この時、加圧ローラ２に接触するトナーＴ′はすでに定
着を終了しているが、加熱された加圧ローラ２との接触
によりトナーＴ′は再度溶融するため、若干であるが加
圧ローラ２表面にオフセットする。このオフセットした
トナーは、定着ローラ１と同様に加圧ローラ２に設けら
れたローラ研磨手段により上述したような方法で除去さ
れる。

【００７６】ここで繊維上のニッケルメッキの量も対オ
フセット性および耐久性に対して重要なファクターのひ
とつである。量が多いとニッケルウエブのこしが増し定
着ローラおよび加圧ローラを傷つけたり、ゴム層の削れ
量が増したりする方向となる。この結果、定着ローラお
よび加圧ローラの径が小さくなってしまうため定着ロー
ラと加圧ローラのニップ量（加熱時間に相当する）の減
少による熱量不足や紙シワ等の不具合が早く発生してし
まう。また、少ないとオフセットに対して不利な方向と
なる。このローラ研磨量については、ニッケルウエブの
定着ローラおよび加圧ローラへの当接圧、当接面積、ウ
エブの繊維密度および定着ローラおよび加圧ローラゴム
の材質等のファクターにより適正条件は異なるため、適
時決定される。

【００７７】なお、上述した実施例における研磨部材と
してノーメックスよりなるウエブをニッケルでメッキし
たニッケルメッキウエブを用いた場合について述べたが
、メツキ材料としては銅、アルミニウム、真鍮、鉄、マ
ンガン、コバルト、タングステン、クロームといった金
属を用いてもよい。また、ウエブの繊維中に上記したよ
うな金属や窒化ほう素、窒化チタン、窒化ジルコニウム
、炭化ほう素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化タ
ングステン、炭化けい素、酸化けい素、ほう化チタン、
ほう化ジルコニウム、酸化鉄、酸化セリウム、酸化クロ
ーム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、アルミナ、シリ
カ等の研磨材を含有させてもよい。

【００７８】また、上記したような金属等を繊維状とし
てウエブ繊維中に織り込むことも可能である。

【００７９】他の実施例として、両面定着の使用頻度が
低い場合は図６に示すように加圧ローラのオイル塗布手
段またはローラ研磨手段の少なくとも一方をはずすこと
も可能である。

【００８０】本実施例中、ローラ研磨手段は繊維状部材
よりなるウエブを定着ローラおよび加圧ローラ表面に接
触させるタイプのクリーニング手段に、研磨手段を付加
した兼用タイプの装置としたが、これらは図７のように
クリーニング手段としてクリーニングローラ４５、クリ
ーニングブレード等の手段を用い、これらの定着ローラ
および加圧ローラとの接触部での研磨力をあげることに
より研磨手段を付加した兼用タイプとすることも可能で
ある。また、オイル塗布ローラに研磨手段を付加するこ
とも可能である。また、これらのうち二つ以上を併用し
て用いることも可能である。これらの研磨手段としては
、それぞれの定着ローラおよび加圧ローラ表面への当接
部に上記したような金属またはセラミックスを含む研磨
材を内添したり、研磨材を分散した樹脂をコートするこ
とにより付加される。

【００８１】本発明に用いられる定着ローラおよび加圧
ローラは量産効果によるコストダウンをはかる意味では
材質、ローラゴム厚等が全く同じ互換性のあるものが望
ましいが、メチル系又はメチルビニル系のシリコーンゴ
ムを用いた単層ローラであれば材質、ゴム厚、硬度等が
異なっても本発明の効果は十分得ることができる。

【００８２】また、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。

【００８３】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば定着ロ
ーラや加圧ローラに塗布するシリコーンオイルとしてメ
チルフェニル系のものを使用し、定着ローラおよび加圧
ローラをメチル系またはメチルビニル系のシリコーンゴ
ムを用いた単層構成として、その表面を研磨する研磨手
段を設けることにより、定着ローラや加圧ローラを構成
するシリコーンゴムのシリコーンオイル過剰含浸による
膨潤を簡単かつ安価なローラ構成で防止するとともに、
両面定着が可能なばかりか、オフセットに強く耐久寿命
を飛躍的に延ばすことができる。

【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】クリーニングウエブの繊維間における定着ロー
ラ表面から研磨されたトナー、ゴムおよび研磨材等の吸
着状態を示す図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す概略構成図である。

【図４】本発明に用いられるシリコーンゴムおよびシリ
コーンオイルを選択する際に行なった、ゴム片の代表的
なオイル含浸率の時間推移を示すグラフである。

【図５】本発明の画像定着装置の他の実施例を示す概略
構成図である。

【図６】本発明の画像定着装置の他の実施例を示す概略
構成図である。

【図７】本発明の画像定着装置の他の実施例を示す概略
構成図である。

【図８】従来例を示す概略構成図である。

【図９】他の従来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　　オイル塗布手段 ４　　ローラ研磨手段（クリーニング手段）６　　シリ
コーンゴム ７，１１　　ヒータ １４　　シリコーンオイル ４１　　クリーニングウエブ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　シリコーンゴム製の定着ローラにシリ
   コーンオイルを塗布しながら前記定着ローラと加圧ロー
   ラとにより、トナー像を形成した記録材を挾持して加熱
   および加圧することにより、前記トナー像を前記記録材
   上へ定着する画像定着装置において、前記定着ローラを
   メチル系またはメチルビニル系のシリコーンゴムよりな
   る単層ローラとし、前記シリコーンオイルをメチルフェ
   ニル系のシリコーンオイルとすると共に、前記定着ロー
   ラの表面を研磨するローラ研磨手段を具備して成ること
   を特徴とする画像定着装置。
2. 【請求項２】　　加圧ローラをメチル系またはメチルビ
   ニル系のシリコーンゴムよりなる単層ローラとし、加圧
   ローラにメチルフェニル系のシリコーンオイルを塗布し
   、ローラ研磨手段によりローラ表面を研磨する構成とし
   た請求項１に記載の画像定着装置。
3. 【請求項３】　　ローラ研磨手段はシリコーンオイル中
   に含有される研磨材である請求項１または２に記載の画
   像定着装置。