JPH10221991A

JPH10221991A - 定着装置

Info

Publication number: JPH10221991A
Application number: JP1953297A
Authority: JP
Inventors: Yozo Hotta; 陽三堀田; Toru Saito; 齋藤　　亨
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 1998-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】心理的にユーザに安らぎを与え、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
ることができる小型の定着装置を提供する。【解決手段】熱源を内包する定着ローラ３及び定着ロ
ーラ３に圧接する加圧ローラ４の表層１３，１３ａをフ
ッ素系樹脂にて形成すると共に、定着ローラ３及び加圧
ローラ４の記録材１０に対する加圧力Ｆ［ｋｇｆ］を、
定着ローラ３及び加圧ローラ４の圧接部Ｎの面積である
圧接部の短手方向の長さＬ１［ｍｍ］及び長手方向の長
さＬ２［ｍｍ］の積Ｌ１×Ｌ２［ｍｍ² ］で割った商
が、０．０２５［ｋｇｆ／ｍｍ² ］以下であり、かつ圧
接部Ｎの短手方向の長さＬ１が８．０［ｍｍ］以上とな
るようにすることにより、多色多層あるいは単色の未定
着現像剤像１１を担持した記録材１０上に未定着現像剤
像１１を、確実にかつ低光沢度にて定着させるようにす
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、定着装置に関し、
特に電子写真装置等のカラー用定着装置に関する。

【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材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材像を記録材上に定着させ
るようにした定着装置がある。

【０００３】図６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。以下、この熱ローラ定着装置について図
に沿って説明する。

【０００４】同図において、２１は定着ローラであり、
この定着ローラ２１には定着ローラ２１との間にニップ
部Ｎを形成しつつ従動回転を行う加圧ローラ２２が圧接
している。ここで、この定着ローラ２１は中空筒体の芯
金上にシリコンゴム層を有すると共に、芯金の中空空間
には熱源であるハロゲンヒータ２３が内包され、定着に
必要な熱供給がなされるようになっている。また、加圧
ローラ２２は、定着ローラ２１と同様中空筒体の形態の
芯金上にシリコーンゴム層を有し、芯金の中空空間に内
包されるハロゲンヒータ２３’により加熱されるように
なっている。

【０００５】なお、これらの定着及び加圧ローラ２１，
２２の温度制御は、定着ローラ２１もしくは加圧ローラ
２２に温度検知素子としてのサーミスタを、あるいは同
図に示すように定着ローラ２１と加圧ローラ２２の両者
にサーミスタ２４、２４’を接触配置し、その検知温度
に伴う抵抗値変化によりローラ２１，２２の表面温度を
検知し、図示しない制御装置によりローラ表面温度を所
定値となるようにハロゲンヒータ２３，２３’をオン・
オフ制御することにより行っている。

【０００６】ところで、定着ローラ２１の表面には、オ
イル塗布ローラ３２が接触配設されており、このオイル
塗布ローラ３２が接触回転することによりローラ表面に
オイル供給部からのオイルの塗布がなされるようになっ
ている。なお、用いるオイルとしてはシリコーンオイル
が適している。

【０００７】ここで、このような構成の熱ローラ定着装
置において、未定着記録材は前ガイド２８により案内さ
れて、図の右方よりニップ部Ｎに進入し、均一オイル層
が形成された定着ローラ２１の表面により加圧および加
熱を受け、定着された後、後ガイド２８’に案内されて
排紙される。なお、この定着を行った定着ローラ２１の
表面は、回転中に再びクリーニングウェブ２７で摺擦さ
れ、オフセットトナーの除去が行われると同時にオイル
塗布がなされる一方、過剰なオイルは剥ぎ取られるよう
になっている。２９は、定着された記録材と加圧ローラ
２２との分離爪である。

【０００８】ところで、定着ローラ２１においては、カ
ラー画像の単色〜４色の多重トナーの厚み（数〜数１０
μｍ）に追従するために、アルミニウム等の芯軸に、弾
性層を数１０μｍ以上設けることが必要である。なお、
弾性が小さい場合には、現像材であるトナー凹部の未定
着や、トナーのつぶれによる解像低下をもたらすように
なる。

【０００９】ここで、この弾性層の材質としては、メチ
ル系、メチルビニル系の液体シリコーンゴムＲＴＶ、Ｌ
ＴＶタイプのゴム硬度（ＪＩＳＡ）２０°〜２５°の弾
性を備えているのが最適であり、特にＲＴＶ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
良い。さらに、この弾性層の表層に上記のＲＴＶ、ＬＴ
Ｖを用い、その下層に熱に強いＨＴＶの層を設け、表層
裏面の熱劣化や剥がれを防いだ多層構成としても良い。

【００１０】一方、加圧ローラ２２は、定着ローラ２１
に比べ弾性が小さくても良いので単純化が可能であり、
アルミニウム芯軸にＨＴＶ、フッ素ゴム等の層を設ける
のみでも良く、表層にＰＦＡまたはＰＴＦＥコート等を
施し、オイル潤滑阻止をしたものでも良い。また、ＲＴ
Ｖを用いても良い。もちろん、定着ローラ２１と略同一
構成のものを用いても良い。なお、定着ローラ２１、加
圧ローラ２２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。

【００１１】さらに、オイルの材質については、メチル
フェニル系シリコーンオイルを用いるが、フェニル基の
含有率としては膨潤防止の点で５ｍｏｌ％以上のものを
用いるのが望ましい。また、粘度については低すぎると
膨潤性が大となり、揮発による機内汚染も悪くなり、逆
に高すぎるとローラヘのなじみが悪くなるので常温にて
１００〜１０００ｃｓ程度のものが望ましい。なお、従
来の熱ローラ定着装置において、定着温度は１２０〜１
８０℃の範囲でリップル±３°以内とし、ローラ周速は
１００〜１２０ｍｍ／ｓｅｃの範囲としている。

【００１２】また、オイル供給部は、交換可能なオイル
容器であるところのオイルタンク３８と、このオイルタ
ンク３８とジョイント３７及びシリコーン樹脂等の図示
しないチューブを介して接続されているオイルポンプ３
６とを備えている。なお、このオイルタンク３８は、剛
性ケース内にアルミパックに入ったオイルＯを有してい
る。また、ジョイント３７は、ゴムシール、バネ等の組
み合わせにより成り、オイルタンク３８の脱離時、双方
よりのオイルシールがなされるようになっている。

【００１３】一方、オイルポンプ３６は、オイルを塗布
部のオイル補給ノズル３３に送る役目をするものであ
る。なお、ポンプの種類は、電磁ポンプを用いてパルス
信号でオイルの量制御を行う方式を取るのが良い。ま
た、ギアポンプを用いることも安価で良い。ポンプには
逆流防止弁を備えるのが良い。オイル供給部に関して
は、完全閉鎖系であり、漏れの心配がないため、装置本
体側に設けることも定着ユニット側に設けることも可能
である。

【００１４】また、オイル塗布部に関しては、オイル補
給ノズル３３より送られたオイルは、シリコーンゴムを
表層とするオイル塗布ローラ３２に密接あるいは極近接
され、補給されたオイルを微少量保持するオイルため板
３４により、オイル補給がなされた後、短期間のみオイ
ル塗布ローラ３２との間にオイル保持がなされる。

【００１５】そして、この後、オイル塗布ローラ３２の
回転に伴ってオイル塗布ブレード３１によりオイルの量
規制を受け、オイル塗布ローラ３２上に均質薄層塗布が
なされる。なお、余剰分のオイルは、オイルため板３４
より落下し、オイルケース３５の底面を伝わってオイル
ポンプ３６により再び回収され、再利用される。

【００１６】一方、オイル塗布ローラ３２により定着ロ
ーラ２１上に塗布されたオイルは、通紙に伴い、用紙に
吸収あるいは付着して機外に出ていくが、定着ローラ２
１の非通紙部分あるいは前・後回転時に塗布されたオイ
ルは、加圧ローラ２２に付着転移した後、クリーニング
ブレード２５により紙粉、トナーとともに加圧ローラ２
２上よりかき取られ、この後クリーニングブレード２５
下に落下して廃オイル回収容器であるところのオイルパ
ン２６内のオイル吸収体３０によりすみやかに吸収処理
される。

【００１７】なお、クリーニングブレード２５の材質
は、フッ素ゴム等の離型性、未着摺動性の優れたものが
良い。また、オイル吸収体３０の材質は、主として天然
もしくは自然の織維体もしくは多孔質体の毛細管現象に
よりオイルを吸収するものが良い。例えばポリエステ
ル、ポリプロピレン、ポリエチレン等の数〜１０数μｍ
径の繊維を数ｃｍ以下の厚さに積層して不織布加工を行
ったものが良い。さらに、表面には親油性が高くなるよ
うな処理をほどこしても良い。また、他に化学変化によ
りオイルを固形化する方法も考えられる。なお、オイル
吸収体３０を内蔵したオイルパン２６は、定着ユニット
より着脱交換可能である。

【００１８】ところで、トナーとしては、混色性を高め
るため、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が使用されているが、このような
トナーを使用した場合には、定着ローラ２１ヘの高温オ
フセットが発生しやすくなる。ここで、この高温オフセ
ットを防止するためには、離型性を高めるための離型剤
としてシリコーンオイルが必要であるが、このような離
型剤を用いた場合には、ユーザメンテナンスを煩雑なも
のにすると同時に輸送時、運搬時のオイル漏れのおそれ
や、ＯＨＴ（オーバーヘッドトランスペアレンシー）の
触手感の悪化があった。逆に、溶融粘度の高いトナーで
は、オイルは不要であるが混色性が低く、ピクチャー画
像の鮮明度が悪くなり、かつＯＨＴの光透過性が悪く、
暗いＯＨＴ投影像しか得られなかった。

【００１９】一方、オイルレス化をはかるためにシャー
プメルトトナーの中にあらかじ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
ィン等の離型剤を内添した重合法によるトナーにて定着
ローラ２１および加圧ローラ２２の表層にＰＦＡやＦＥ
Ｐ等の離型層を設けることにより、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はかることも
可能である。

【００２０】しかし、このような構成をとる定着装置に
おいては、ＰＦＡやＦＥＰ等の離型層を設けることによ
り、定着ローラ２１と加圧ローラ２２の製品硬度が８０
°〜９０°（アスカーＣ）と硬くなる。その状態で定着
性を確保するためには、更に十分な熱と圧力を加える必
要がある。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の定着装置においては、いかなる転写紙を使用する
場合でも、画像部の光沢性を必要以上に高くなるため、
低光沢な転写紙上に形成された画像でも高い光沢性を有
するものであり、これにより非画像部と画像部との光沢
性の差が大きくなり、見る側に違和感を与えるものであ
った。特に、ビジネスユースでのモノクロ文字画像の複
写画像の場合、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。

【００２２】そこで、このような問題点に対し、例えば
特開昭６３−３００２５４号公報に示されるもののよう
に、黒トナーの溶融時の粘弾性特性をカラートナーより
も高い弾性を示す設計とすることで、モノクロ画像（す
なわち文字画像）の光沢性を低くし、かつカラー画像は
高い光沢性を有するといった手段が提案されている。し
かし、この手段では、黒トナーとカラートナーの定着性
能が大きく異なるものとなるため、両トナーを満足に定
着することができる定着条件が極めて狭い範囲となり、
オフセット、定着強度不足といった他の問題点が生じ
る。

【００２３】また、他の手段として、例えば特開平４−
２０４６７０号公報に示されるもののように透明トナー
を画像全面に定着して光沢性の均一化と制御をはかる手
段が提案されている。しかし、この手段は、膨大な量の
透明トナーを消費する一方、透明トナーの現像行程が追
加されるための装置の複雑化、プリンター生産性の低下
といった他の問題点が生じ、実際的でない。

【００２４】一方、従来ブラックの光沢度は低く、カラ
ーの光沢度は高い方が好ましいとされている。しかし、
従来の技術では、カラーの光沢度に上限は設けていない
が、カラープリンタとして用いる場合、カラーも光沢度
が高すぎると、心理的にむしろ悪い画質である。そこ
で、光沢性を抑えつつ、定着性を満足させるためには定
着装置は大きくなる傾向であるが、ユーザフレンドリー
を考慮した場合、装置はできるだけ小さくする必要があ
る。

【００２５】そこで、本発明は、このような課題に鑑み
てなされたものであって、心理的にユーザに安らぎを与
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小型の定着装置を提供す
ることを目的とするものである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱源を内包す
る定着ローラと、前記定着ローラに圧接する加圧ローラ
とを備えると共に、前記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前記未定着現像剤
像を該記録材上に定着させるようにした定着装置におい
て、前記定着ローラ及び加圧ローラの表層をフッ素系樹
脂にて形成すると共に、該定着ローラ及び加圧ローラの
前記挟持搬送時における前記記録材に対する加圧力Ｆ
［ｋｇｆ］を、該定着ローラ及び加圧ローラの圧接部の
面積である該圧接部の短手方向の長さＬ１［ｍｍ］及び
長手方向の長さＬ２［ｍｍ］の積Ｌ１×Ｌ２［ｍｍ² ］
で割った商が、０．０２５［ｋｇｆ／ｍｍ² ］以下であ
り、かつ前記圧接部の短手方向の長さＬ１が８．０［ｍ
ｍ］以上となるようにしたことを特徴とするものであ
る。

【００２７】また本発明は、前記定着ローラ及び加圧ロ
ーラの表層をフッ素系樹脂チューブにより形成したこと
を特徴とするものである。

【００２８】また本発明は、前記定着ローラの硬度をア
スカーＣで略６０°以下とすることを特徴とするもので
ある。

【００２９】また本発明は、前記定着ローラまたは加圧
ローラの少なくとも一方の表層をフッ素系樹脂コートと
したことを特徴とするものである。

【００３０】また本発明は、前記定着ローラの硬度をア
スカーＣで略６５°以下とすることを特徴とするもので
ある。

【００３１】また本発明のように、熱源を内包する定着
ローラ及び定着ローラに圧接する加圧ローラの表層をフ
ッ素系樹脂にて形成すると共に、定着ローラ及び加圧ロ
ーラの記録材に対する加圧力Ｆ［ｋｇｆ］を、定着ロー
ラ及び加圧ローラの圧接部の面積である圧接部の短手方
向の長さＬ１［ｍｍ］及び長手方向の長さＬ２［ｍｍ］
の積Ｌ１×Ｌ２［ｍｍ² ］で割った商が、０．０２５
［ｋｇｆ／ｍｍ² ］以下であり、かつ圧接部の短手方向
の長さＬ１が８．０［ｍｍ］以上となるようにすること
により、多色多層あるいは単色の未定着現像剤像を担持
した記録材上に未定着現像剤像を、確実にかつ低光沢度
にて定着させるようにする。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。

【００３３】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る
定着装置の構成を示す図である。同図において、３は定
着ローラ、１は定着ローラ３のアルミニウム等の芯金、
５はヒータ、９はガイドである。また、２は芯金１の表
面に形成された基層である弾性層であり、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２において、弾性が小さい場合には、ト
ナー凹部の未定着やトナーのつぶれによる解像低下をも
たらすため、弾性層２の材質としはメチル系、メチルビ
ニル系の液体シリコーンゴムのＲＴＶ，ＬＴＶタイプの
ものが所定の弾性を備えており、好適である。

【００３４】１３は弾性層２の上に形成された表層であ
る離型層であり、上記のＲＴＶ，ＬＴＶ等を用いて形成
されたものである。そして、このように弾性層２の上に
ＲＴＶ，ＬＴＶ等を用いた離型層１３を設けることによ
り、弾性層２の熱劣化や剥がれを防ぐことができる。ま
た、定着ローラ３が弾性を有する場合は、未定着のトナ
ー像表面の凹凸に対して定着ローラ３表面自身が変形し
て押圧するために、トナー像の均一な加熱、加圧が可能
となり、光沢性の均一化に効果的である。

【００３５】ここで、本実施の形態においては、定着ロ
ーラ３として、アルミニウムの芯金１上にジメチルシリ
コーンゴムのＬＴＶタイプ（ゴム材料硬度：ＪＩＳ−Ａ
テストピース硬度にて０°〜３０°程度のもの）にて弾
性層２を２．０ｍｍの層厚で形成し、その上にＰＦＡチ
ューブにて離型層１３を５０μｍの層厚で形成する一
方、ローラ硬度（高分子計器（株）製ＡｓｋｅｒＣ硬
度計の総加重が１ｋｇ時の硬度、以下省略する。）が５
０°、６０°、７０°になるようにゴム材料を適宜選択
してφ４０ｍｍに成形した。なお、定着ローラ３の形成
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。

【００３６】一方、４は加圧ローラ、１ａはアルミニウ
ム等の芯金、２ａは芯金１ａに設けられた弾性層であ
る。ここで、この弾性層２ａは、定着ローラ３の弾性層
２に比ベ弾性が小さくても良いので単純化が可能であ
り、例えばアルミニウム芯金１ａにＨＴＶ、フッ素ゴム
等を設けることにより形成されたものである。勿論、定
着ローラ３と略同一構成のものを用いても良い。

【００３７】なお、本実施の形態では、加圧ローラ４と
してアルミニウム芯金１ａ上にジメチルシリコーンゴム
のＬＴＶタイプ（ゴム材料硬度：ＪＩＳ−Ａテストピー
ス硬度にて１°以上〜３０°程度のもの）にて弾性層２
を１．５ｍｍの層厚で形成し、その上にＰＦＡチューブ
にて離型層１３ａを５０μｍの層厚で形成する一方、ロ
ーラ硬度が５５°、６５°、７５°になるようにゴム材
料を適宜選択してφ４０ｍｍに成形した。なお、加圧ロ
ーラ４の形成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。

【００３８】なお、図１において、１１は後述する現像
剤像である重合トナー、１０は多色多層あるいは単色の
未定着現像剤像を担持すると共に、定着ローラ３及び加
圧ローラ４の圧接部であるニップ部Ｎにて挟持搬送する
ことにより未定着現像材像が定着される記録材である転
写紙、１５は定着ローラ３の熱源である。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。また、定着装置はＡ４サイズのものを使用した。

【００３９】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。

【００４０】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７０か
ら光学系７１を介して光を試料７２に照射すると共に、
この試料７２の反射光を光学系７３を介して受光器７４
で受光させる。なお、同図において、Ｓ₁ ，Ｓ₁ ’，Ｓ
₂ 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。

【００４１】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。

【００４２】Ｇ＝（φ／φＳ）×（使用した標準面の光沢度）ここで、使用した標準面の光沢度は１００．０である。
従って、光沢度は１００以下の数値で表されることにな
る。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】そこで、本発明において使用するトナー１
１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。

【００４６】次に、重合トナーの概略構成図を図３に示
す。

【００４７】同図において、１１ａはエステル系ワック
スを内包した重合トナー１１のコア、１１ｂはスチレン
ーブチルアクリレートにて形成された樹脂層、１１ｃは
スチレンー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１１ａ、樹脂層１１ｂ及び離型
層１１ｃを備えた重合トナー１１の比重は約１．０５で
ある。

【００４８】なお、このように重合トナー１１を３層構
成としている理由は、コア１１ａ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１１ｃに樹脂層１１ｂ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。

【００４９】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。

【００５０】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
方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。

【００５１】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。

【００５２】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
ばローラーの周速・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。

【００５３】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ー（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
ンー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。

【００５４】ここで、これらは、単独または―般的には
出版物ポリマーハンドブック第２版ＩＩＩ―Ｐ１３９〜
１２２（ＪｏｈｎＷｉ１ｅｙ＆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。

【００５５】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。

【００５６】ここで、得られた樹脂成分の数平均分子量
（Ｍｎ）は、５０００〜１，０００，０００であり、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）で千〜数万
とする。

【００５７】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。

【００５８】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Ｍられる。

【００５９】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，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、
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。

【００６０】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。

【００６１】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。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。

【００６２】次に、本実施の形態の定着装置において、
定着ローラ硬度が５０°（アスカーＣ）、加圧ローラ硬
度が５５°（アスカーＣ）の場合、加圧力［ｋｆｇ］を
変化させたときの定着性、光沢度、及び図４に示す定着
ローラ３と加圧ローラ４で形成される圧接部であるニッ
プ部Ｎの短手方向の長さＬ１［ｍｍ］及び加圧力／（Ｌ
１×Ｌ２）［ｋｆｇ／ｍｍ² ］の関係を表１に示す。な
お、ここでＬ２は、図４に示すニップ部Ｎの長手方向の
長さのことであり、Ａ４のプリンタで２２５ｍｍ、Ａ３
のプリンタで３１０ｍｍである。また、Ｌ１×Ｌ２はニ
ップ部Ｎの面積を表す。

【００６３】

【表１】この表１の結果から、定着ローラ硬度５０°、加圧ロー
ラ硬度５５°の場合、低光沢度（２５％以下）を満足
し、定着性（△以上）を満足するときの加圧力は、２０
［ｋｇｆ］〜７０［ｋｇｆ］であることが判る。

【００６４】次に、定着ローラ硬度が６０°、加圧ロー
ラ硬度が６５°の場合、加圧力［ｋｇｆ］を変化させた
ときの定着性、光沢度、ニップ部Ｎの短手方向の長さＬ
１［ｍｍ］、加圧力／（Ｌ１×Ｌ２）［ｋｆｇ／ｍｍ
² ］の関係を表２に示す。

【００６５】

【表２】この表２の結果から、定着ローラ硬度６０°、加圧ロー
ラ硬度６５°の場合、低光沢度（２５％以下）を満足
し、定着性（△以上）を満足するときの加圧力は、２５
［ｋｇｆ］〜５０［ｋｇｆ］であることが判る。

【００６６】次に、本実施例の定着装置で、定着ローラ
硬度が７０°、加圧ローラ硬度が７５°の場合、加圧力
［ｋｇｆ］を変化させたときの定着性、光沢度、ニップ
部Ｎの短手方向の長さＬ１［ｍｍ］、加圧力／（Ｌ１×
Ｌ２）［ｋｆｇ／ｍｍ² ］の関係を表３に示す。

【００６７】

【表３】この表３の結果から、定着ローラ硬度７０°、加圧ロー
ラ硬度７５°の場合、低光沢度（２５％以下）を満足
し、定着性（△以上）を満足する様な加圧力は、４５ｋ
ｇｆであることがわかる。

【００６８】さらに、表１、表２及び表３の結果から、
低光沢度を満足させるためにはニップ部Ｎの加圧力を下
げることが必要であり、定着性を満足させるためには、
ニップ部Ｎの短手方向の長さＬ１［ｍｍ］が、８［ｍ
ｍ］以上必要であることがわかる。

【００６９】このことから、下記の２式を同時に満足さ
せることにより定着性を満足し、かつ、低光沢度を満足
させることが可能である。ニップ部の圧力＝加圧力／（Ｌ１×Ｌ２）［ｋｇｆ
／ｍｍ² ］≦０．０２５ニップ部Ｎの短手方向の長さＬ１［ｍｍ］≧８．０なお、定着ローラ硬度が７０°よりも大きく、加圧ロー
ラ硬度が７５°よりも大きい場合は、Ｌ１＝８に設定す
ると、加圧力／（Ｌ１×Ｌ２）＞０．０２５となってし
まい、加圧力／（Ｌ１×Ｌ２）＝０．０２５に設定する
と、Ｌ１＜８となってしまい、どちらの場合も、定着性
は良好であるが、光沢度が大きくなってしまう。上記の
場合、ニップが８．０［ｍｍ］よりも小さいのにもかか
わらず定着性を満足するが、これは、ローラ硬度が高い
ため、ニップ面にかかる圧が大きく、定着性が良いかわ
りに、光沢度も高くなってしまうからである。

【００７０】そして、このように上記２式を同時に満足
させるようにすることにより、定着装置が小型であって
も、フルカラー画像時においてもモノカラー画像時にお
いても定着性を確保しつつ、均一な低光沢度を得ること
が可能となり、これにより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防止することができる。

【００７１】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。

【００７２】本実施の形態は、既述した第１の実施の形
態で示した定着装置の定着ローラまたは加圧ローラの少
なくとも一方の表層をチューブより軟らかいコートにし
たものである。

【００７３】即ち、本実施の形態においては、図５に示
すように定着ローラ３として、アルミニウム芯金１上に
ジメチルシリコーンゴムのＬＴＶタイプの弾性層２を
２．０ｍｍの層厚に形成し、その上にフッ素ゴムにより
中間層１４を５０μｍの層厚に形成し、更にその上にＰ
ＦＡコート（フッ素樹脂コート）により表層である離型
層１３を１５μｍの層厚に形成したものをφ４０ｍｍに
成形した。なお、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。

【００７４】また、加圧ローラ４として、アルミニウム
芯金１ａ上にジメチルシリコーンゴムのＬＴＶタイプの
弾性層２ａを１．５ｍｍ設け、その上にフッ素ゴムによ
り中間層１４ａを５０μｍ設け、更にその上に高離型性
のコート層としてＰＦＡコート１３ａを１５ｍ設けたも
のをφ４０ｍｍに成形した。なお、定着ローラ３、加圧
ローラ４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。また、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。また、定
着装置はＡ４サイズのものを使用した。

【００７５】次に、ローラの表層をチューブからコート
にするようにした本実施の形態の定着装置において、定
着ローラ硬度が６０°、加圧ローラ硬度が６５°とした
場合、即ちローラ硬度を第１の実施の形態と同じにした
場合、加圧力［ｋｇｆ］を変化させたときの定着性、光
沢度、ニップ部Ｎの短手方向の長さＬ１［ｍｍ］、加圧
力／（Ｌ１×Ｌ２）［ｋｆｇ／ｍｍ² ］の関係を表４に
示す。

【００７６】

【表４】この表４の結果から、定着ローラ硬度６０°、加圧ロー
ラ硬度６５°の場合、低光沢度（２５％以下）を満足
し、定着性（△以上）を満足するときの加圧力は、２０
［ｋｇｆ］〜６０［ｋｇｆ］となり、ローラの表層をチ
ューブからコートにすることにより、表２に示すチュー
ブローラに比べてより高いローラ硬度にて使用でき、加
圧力のラチチュードをより広く取ることができることが
判った。

【００７７】なお、上記低光沢度と定着性を同時に満足
するための定着ローラ硬度は、第１の実施の形態のチュ
ーブ表層系においては詳細な検討の結果、略６０°以下
（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）であったのに対し、本実施の形態の
コート系においては略６５°以下であった。

【００７８】したがって、本実施の形態のようにローラ
３，４の表層１３，１３ａをチューブからコートにする
ことにより、より低光沢度でより定着性の良い定着装置
を提供することができる。なお、コート材質としては、
ＰＦＡの他に、ＦＥＰ、ＰＴＦＥ等を用いる事が出来、
また、中間層のフッソゴム層は省いても良い。

【００７９】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。

【００８０】本実施の形態は、既述した第１の実施の形
態で示した定着装置のローラの表層をチューブより軟ら
かいコートにする一方、その分ローラのゴム硬度を高く
して、低光沢度と定着性を満足するために、加圧力／
（Ｌ１×Ｌ２）［ｋｇｆ／ｍｍ² ］≦０．０２５で、ニ
ップ部Ｎの短手方向の長さＬ１［ｍｍ］≧８．０の条件
を満たすこととする。定着装置は上述の第２の実施の形
態と同様のものとし、説明を省略する。

【００８１】本実施の形態では、ローラ硬度が５０°
（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）の場合について検討した。ローラ硬
度が５０°の場合、ローラの表層（図１参照）がチュー
ブのとき、基層ゴム硬度（ＪＩＳＡ規格）は１°のゴム
を用いたが、ローラの表層がコート（図５参照）のと
き、同一のローラ硬度５０°を実現するための基層ゴム
硬度（ＪＩＳＡ規格）を３°と固くすることができた。

【００８２】次に、このような構成のローラを備えた定
着装置で、定着ローラ硬度が５０°、加圧ローラ硬度が
５５°の場合、加圧力［ｋｇｆ］を変化させたときの定
着性、光沢度、ニップ部Ｎの短手方向の長さＬ１［ｍ
ｍ］、加圧力／（Ｌ１×Ｌ２）［ｋｆｇ／ｍｍ² ］の関
係を表５に示す。

【００８３】

【表５】この表５の結果から、定着ローラ硬度５０°、加圧ロー
ラ硬度５５°の場合、低光沢度（２５％以下）を満足
し、定着性（△以上）を満足するときの加圧力は、表１
の場合と同様に２０［ｋｇｆ］〜７０［ｋｇｆ］である
ことが判った。

【００８４】したがって、第１の実施の形態と同様に、
加圧力／（Ｌ１×Ｌ２）［ｋｇｆ／ｍｍ² ］≦０．０２
５で、ニップ部Ｎの短手方向の長さＬ１［ｍｍ］≧８．
０の場合、低光沢度（２５％以下）、定着性（△以上）
を満足している。

【００８５】また、通紙耐久を行った際、ローラの表層
がチューブで基層ゴムが１°の定着装置を使用した場合
には、ローラのシワ、クラックが５０００枚で発生し、
ローラのゴム破断が１００００枚で発生したのが、本実
施の形態のようにローラの表層がコートで基層ゴムが３
°の定着装置を使用した場合には、ローラのシワ、クラ
ック及びローラのゴム破断が５００００枚でも発生せ
ず、ローラの表層がチューブで基層ゴムが１°の定着装
置と比べ、大幅の向上出来た。

【００８６】以上のように、定着装置のローラの表層を
チューブから軟らかいコートに変更することにより、そ
の分基層ゴムのローラ硬度を上げることができる。そし
て、このようにゴムの強度を上げることにより、ローラ
のゴム破断やローラシワ、ローラクラック等のローラの
ダメージを防止でき、定着装置の耐久性を上げることが
できる。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、加
圧力Ｆ［ｋｇｆ］を圧接部の面積で割った商が０．０２
５［ｋｇｆ／ｍｍ² ］以下であり、かつ圧接部の短手方
向の長さが８．０［ｍｍ］以上となるようにすること
で、小型の定着装置であっても均一な低光沢度を得るこ
とが可能となり、非画像部と画像部での光沢度の差を軽
減することができ、定着性も確保することができる。こ
れにより、心理的にユーザに安らぎを与え、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
ることのできる小型の定着装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る定着装置の概
略構成を示す図。

【図２】本発明において光沢度測定に用いた光沢度測定
装置の概念図。

【図３】上記定着装置で使用した重合トナーの概略断面
図。

【図４】上記定着装置の定着ローラと加圧ローラで形成
される圧接部を示す平面図。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る定着装置の概
略構成を示す図。

【図６】従来の定着装置の概略構成を示す図。

【符号の説明】

１，１ａ芯金２，２ａ弾性層３定着ローラ４加圧ローラ１０転写紙１１重合トナー１３，１３ａ離型層１４，１４ａ中間層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱源を内包する定着ローラと、前記定着
ローラに圧接する加圧ローラとを備えると共に、前記定
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
ことにより前記未定着現像剤像を該記録材上に定着させ
るようにした定着装置において、前記定着ローラ及び加圧ローラの表層をフッ素系樹脂に
て形成すると共に、該定着ローラ及び加圧ローラの前記
挟持搬送時における前記記録材に対する加圧力Ｆ［ｋｇ
ｆ］を、該定着ローラ及び加圧ローラの圧接部の面積で
ある該圧接部の短手方向の長さＬ１［ｍｍ］及び長手方
向の長さＬ２［ｍｍ］の積Ｌ１×Ｌ２［ｍｍ² ］で割っ
た商が、０．０２５［ｋｇｆ／ｍｍ² ］以下であり、か
つ前記圧接部の短手方向の長さＬ１が８．０［ｍｍ］以
上となるようにしたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記定着ローラ及び加圧ローラの表層を
フッ素系樹脂チューブにより形成したことを特徴とする
請求項１記載の定着装置。
【請求項３】前記定着ローラの硬度をアスカーＣで略
６０°以下とすることを特徴とする請求項１又は２記載
の定着装置。
【請求項４】前記定着ローラまたは加圧ローラの少な
くとも一方の表層をフッ素系樹脂コートとしたことを特
徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項５】前記定着ローラの硬度をアスカーＣで略
６５°以下とすることを特徴とする請求項４記載の定着
装置。