定着装置
【課題】良好なトナー離型性を発揮し、高耐久、長寿命のローラを具備する定着装置を低コストで提供する。
【解決手段】未定着トナー像７を担持した記録シート６を、定着ローラ１と加圧ローラ２とが対向して構成されるニップで挟持搬送して、トナー像の定着を行う定着装置であって、定着ローラ１は、トナー像に接する側に弾性層１２を具備し、加圧ローラは、記録シート５に接する側に弾性層２２を具備しており、弾性層１２，２２は、変性シリコーンオイルを含有したゴム材により構成されていることとした定着装置を提供する。
【解決手段】未定着トナー像７を担持した記録シート６を、定着ローラ１と加圧ローラ２とが対向して構成されるニップで挟持搬送して、トナー像の定着を行う定着装置であって、定着ローラ１は、トナー像に接する側に弾性層１２を具備し、加圧ローラは、記録シート５に接する側に弾性層２２を具備しており、弾性層１２，２２は、変性シリコーンオイルを含有したゴム材により構成されていることとした定着装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー像を担持した記録シートを、定着ローラと加圧ローラとが対向して構成されるニップで挟持搬送して、トナー像の定着を行う定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種複写機、及びレーザービームプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、トナーを用紙等の記録シート上へ、永久画像として定着させるための定着装置を具備している。
この定着装置は、加熱されたローラと加圧用のローラ、フィルムとローラ、ベルトとローラといった、一対の加熱部材と加圧部材間に形成されるニップを具備しているのが一般的構成である。
【０００３】
トナー画像の定着は、対の加熱部材と加圧部材との間を、未定着状態のトナー画像が表面に形成された記録シートを通過させることにより行われる。記録シートとしては、一般的に、紙、ＯＨＰシート等を適用できる。
トナーを永久画像として定着する一連の装置は、加熱加圧定着装置、加熱定着装置、トナー定着装置、定着装置と呼ばれるものである。
【０００４】
上述したような定着装置の中でも、一対の加熱・加圧部材のいずれもがローラ構成であるものは、ローラ式加熱加圧定着装置、又はローラ定着装置と呼ばれる。
また、加熱加圧定着装置の中で、未定着のトナー画像に直接接する側の部材は定着部材と呼ばれ、他方は加圧部材と呼ばれる。
【０００５】
上記定着装置の定着部材及び加圧部材の表層は、直接トナー画像や記録シートに接触するものである。このため、定着装置としての機能や、画像の画質等に対して大きな影響を及ぼすものである。
【０００６】
記録シートが通過するニップを構成するローラ表層に要求される機能・性能の中でも、最重要なものとして、トナー離型性が挙げられる。トナー離型性とは、トナーが表層へどれだけ付着し難いかの指標である。
また、未定着トナー画像や、定着済みであるが再溶融することにより記録シートから定着部材及び加圧部材の表層へトナーが付着することは、トナーオフセット、又は単にオフセットと呼ばれるものであるが、これもローラ表層の機能であるトナー離型性に影響される要素である。
定着ローラ表層のトナー離型性が悪いと、未定着トナー画像からトナーオフセットが生じ、永久画像においてはトナーの抜け等が生じ、画質を悪化させる原因となる。また、オフセットしたトナーが、次の未定着トナー画像に定着してしまい、オフセット画像やトナー汚れ等と呼ばれる画像不良を生じる原因となる。更にトナーオフセットは、定着ローラに当接した部品が存在する場合に、この当接部品に対してオフセットしたトナーが転写され固着してしまい、表層を傷つけたり、部品機能を損ったりする原因となる。
また更に、加圧部材の表層のトナー離型性が悪い場合には、両面画像形成を行う場合に、上述したことと同様の問題を生じる。
両面画像形成は、第一面目の画像を形成した加熱加圧定着済みの記録シートを、自動または手動により第二面目へ画像を形成出来得るように反転させ、第二面目のトナー画像を記録シート上に形成し、再び加熱加圧定着を行うのが一般的な手法である。このため、第二面目トナー画像定着時に、既に定着された第一面目永久画像が加圧部材の表層に接するため、第一面目永久画像のトナーが一部加圧部材にオフセットして、画質の悪化や、加圧部材への記録シートの巻き付き等の問題を生じるのである。
【０００７】
上述したように、トナー離型性は、画像形成装置の定着装置部分を構成するローラの表層機能として重要な要素であるが、特に高温条件下において優れた離型性を維持することは、従来からの技術課題であった。
【０００８】
近年において普及が進行しているフルカラー画像形成装置においては、多色のトナーが二層〜四層、あるいはそれ以上の多層に形成されているため、トナーには、加熱した際の溶融性、及び混色性が良好であることが要求され、軟化点が低く、かつ溶融粘度の低いシャープメルト性を有していることが必要である。
従って、フルカラー画像形成装置においては、モノクロの画像形成装置よりもローラの表層には、一層高いトナー離型性が要求されることとなる。
このようなトナーは、シャープメルト性カラートナー、シャープメルト性トナー等、又は単にカラートナー等と呼ばれる。
【０００９】
上述したような問題に対応するため、定着部材の表層には、トナー離型性が良く、かつ、耐熱性に優れたフッ素樹脂や、シリコーンゴム等の材料が用いられている。
特にカラー複写機を構成する加熱加圧定着装置においては、色再現性の向上を図るため、粒状度低減等を行うことにより、定着部材の表層のトナー離型性に関しては必ずしも望ましくない温度条件下で使用されることがあるので、ローラの表層にはＲＴＶ（Room Temperature Vulcanization）シリコーンゴム材、ＬＴＶ（Low Temperature Vulcanization）シリコーンゴム材等からなるシリコーンゴムあるいはシリコーンゴムの表面にフッ素樹脂を被覆もしくは塗布したものが適用されているように、従来の定着装置においても、トナー離型性、耐摩耗性、及び耐熱性の向上を図る構成が付与されている（例えば、下記特許文献１乃至４参照。）。
具体的には、シリコーンゴムの補強材として分岐状オルガノポリシロキサンを配合して、これを定着部材の表層として適用した技術がある。
また、定着部材の表層に、例えば分岐状ジメチルポリシロキサンと無機微粉体を含む付加型ジメチルシリコーンゴムを適用することにより、一層の物理的強度とトナー離型性の向上を図った技術が知られている。
【００１０】
しかしながら、特にカラー複写機においては、上記従来技術を定着部材の表層に適用するにしても、充分なトナー離型性を確保するためには、表層面に均一に離型オイルを塗布する必要があった。
一般に、表層がジメチルシリコーンゴムあるいは補強材として前記のような材料を含有するシリコーンゴムからなる場合、２５℃における粘度が１００〜１０００ｃｓであるジメチルシリコーンオイルが用いられていた。
また、離型オイルの表層表面への塗布量は、少量塗布として知られるケースにおいても４ｍｇ／６２１ｃｍ2（Ａ４相当）以上が必要とされており、実際には、より多くの塗布量が必要とされており、２０ｍｇ／６２１ｃｍ2（Ａ４相当）〜４０ｍｇ／６２１ｃｍ2（Ａ４相当）がトナー離型性の確保のために妥当であるとされていた。
【００１１】
一方、離型オイルを塗布すると、特にＯＨＰフィルムシートのコピーをする際に、オイルべたつきを招来するおそれがある。
一般的な構成の定着装置において離型オイルの塗布量を４０ｍｇ／６２１ｃｍ2（Ａ４相当）以上とし、ＯＨＰフィルムシートを適用すると、顕著なオイルべたつきが確認され、実用上問題となる。
このようなオイルのべたつきを解消するためには、塗布量を低減化させることが必要であるが、一方においては実用上のトナー離型性を確保しなければならない。
【００１２】
上述した問題から、近年、ジメチルシリコーンオイルのような比較的量を多くしなければならない材料については、使用されない傾向があり、シリコーンゴムの表層にフッ素ゴムやフッ素樹脂等を被覆した構成のローラが主流となってきた。
フッ素ゴムやフッ素樹脂等を被覆する方法としては、原料を分散した溶液をスプレーガンや刷毛を用いて塗布し、焼成しシリコーンゴムと接着させる方法や予め押出し法等により製造したフッ素樹脂チューブを被覆し接着する方法が挙げられる。これらのいずれの方法でも、良好なトナー離型性が得られ、離型オイルの低減化を図ることができるが、元々離型性に優れているシリコーンゴムとフッ素ゴム、もしくはフッ素樹脂とを接着剤により接着した構成を採ると、長時間、熱と圧力にさらされることにより、各材料間で剥離が生じるという問題が起こる。また更には、上記構成のローラは、部品点数が多く、製造コスト的には不利であるという問題もある。
【００１３】
【特許文献１】特開昭６０−１３５９７５号公報
【特許文献２】特開平７−７２３０号公報
【特許文献３】特開平６−５２４５７号公報
【特許文献４】特開平６−１００８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述したように、従来の画像形成装置を構成する定着装置においては、未だ充分な離型性を得ながらオイルのべたつきを防止し、かつ優れた耐久性、長寿命性を実現しつつ低コスト化を図るという技術については実現できていなかった。
そこで、本発明においては、良好なトナー離型性を発揮し、高耐久、長寿命のローラを具備する定着装置を低コストで提供することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の発明においては、未定着トナー像を担持した記録シートを、定着ローラと加圧ローラとが対向して構成されるニップで挟持搬送して、前記トナー像の定着を行う定着装置であって、前記定着ローラは、前記トナー像に接する側に弾性層を具備し、前記加圧ローラは、前記記録シートに接する側に弾性層を具備しており、前記弾性層が、変性シリコーンオイルを含有したゴム材により構成されていることを特徴とする定着装置を提供する。
【００１６】
請求項２の発明においては、前記弾性層が、無発泡シリコーンゴムであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置を提供する。
【００１７】
請求項３の発明においては、前記変性シリコーンオイルが、フルオロアルキルシリコーンであることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置を提供する。
【００１８】
請求項４の発明においては、前記変性シリコーンオイルの粘度が、３００ｃｓ以上１０００００ｃｓ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の定着装置を提供する。
【００１９】
請求項５の発明においては、前記弾性層の表面粗度（Ｒｚ）が、１．０μｍ以上２０．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の定着装置を提供する。
【００２０】
請求項６の発明においては、前記弾性層は、複数層構成を有しており、それぞれの層において、粘度の異なる変性シリコーンオイルが含有されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の定着装置を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明においては、ニップを構成するローラの表層、すなわち弾性層中に変性シリコーンオイルを含有させたことにより、優れた離型性を長期間維持することができるようになり、定着ローラ及び加圧ローラの長寿命化を図ることができた。
【００２２】
請求項２の発明においては、ローラ表層を構成するゴム材として、スポンジ構成ではなく、ソリッド構成を適用したことにより、経時による硬度低下を効果的に抑制でき、定着ローラ及び加圧ローラの長寿命化を図ることができた。
【００２３】
請求項３の発明においては、ローラ表層に含有させる変性シリコーンオイルをフルオロアルキルシリコーンに特定したことにより、優れた離型性を確実に得られ、ローラの耐久性の向上効果が得られた。
【００２４】
請求項４の発明においては、変性シリコーンオイルの粘度を３００ｃｓ以上１０００００ｃｓ以下であるものとしたことにより、ローラ表層への析出速度を適切に制御することができるようになり、表面の離型性を長期間保持でき、定着ローラ及び加圧ローラの長寿命化を図ることができた。
【００２５】
請求項５の発明においては、弾性層の表面粗度（Ｒｚ）を、１．０μｍから２０．０μｍに特定したことにより、巻き付きジャムの発生を効果的に防止できた。
【００２６】
請求項６の発明においては、粘度が異なり析出速度の異なる変性シリコーンオイルを、弾性層を構成する複数層のそれぞれに配置したので、長時間に亘ってオイルを表面に供給させることができ、良好な離型性を維持することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の定着装置は、未定着トナー像を担持した記録シートを、定着ローラと加圧ローラとが対向して構成されるニップで挟持搬送して、前記トナー像の定着を行うものであり、定着ローラはトナー像に接する側に弾性層を具備し、加圧ローラは記録シートに接する側に弾性層を具備しており、前記弾性層は、変性シリコーンオイルを含有したゴム材により構成されているものとする。
【００２８】
〔実施例〕
下記に示す材料を用い、図１に示す定着ローラ１を作製し、連続通紙定着テストによる評価を行った。
【００２９】
＜サンプル１＞定着ローラＡ（ジメチルシリコーンオイルを含有させたＨＴＶシリコーンゴム被覆ローラ）
未加硫シリコーンゴム：１００重量部、ジメチルシリコーンオイル（１００００ｃｓ）：３０重量部、シリカ微粉体：１０重量部、及び加硫剤を、十分に混練し、未加硫ゴムシートとし、室温で４日間放置した。
芯金１１として、外径５０ｍｍ、肉厚５ｍｍで表面をブラスト処理した鉄（ＳＴＫＭ１１にＮｉメッキ処理）製の中空体を用意し、この芯金胴体部表面にスポンジ塗布により接着剤を塗布し、８０℃で５分間の乾燥処理を行った。
その芯金外周面に前記未加硫ゴムシートを押し出し機により８ｍｍ程度被覆し、連続炉を用いて温度１８０℃で２５分間加熱発泡加硫した（１次加硫）。更にローラを水平に保ち２００℃で５時間加硫し、研磨処理して外径８０．０ｍｍのローラとした。このゴムローラのゴム硬度は５５度であった。
【００３０】
＜サンプル２＞定着ローラＢ（変性シリコーンオイルを含有させたＨＴＶシリコーンゴム被覆ローラ）
未加硫シリコーンゴム：１００重量部、変性シリコーンオイル（１００００ｃｓ）：３０重量部、シリカ微粉体：１０重量部、加硫剤及び発泡剤を十分に混練し、未加硫ゴムシートとし、室温で４日間放置した。
芯金１１として、外径５０ｍｍ、肉厚５ｍｍで表面をブラスト処理した鉄（ＳＴＫＭ１１にＮｉメッキ処理）製の中空体を用意し、その芯金胴体部表面にスポンジ塗布により接着剤を塗布し、８０℃で５分間の乾燥処理を行った。
その芯金外周面に前記未加硫ゴムシートを押し出し機により８ｍｍ程度被覆し、連続炉を用いて温度１８０℃で２５分間加熱発泡加硫した（１次加硫）。更に、ローラを水平に保ち２００℃で５時間加硫した後、研磨処理して外径８０．０ｍｍのローラとした。このゴムローラのゴム硬度は５５度であった。
【００３１】
上述のようにして作製した定着ローラを、図１に示すように、加圧ローラ２と対にしてニップを形成して定着テスト装置を構成し、２×２チャートの１０万枚の連続通紙定着テストを行った。試験は１０万枚で打ち切りとした。試験結果を下記表１に示す。
定着ローラ温度：１８５℃±３℃
ニップ幅：９．２ｍｍ
通紙速度：４６０ｍｍ／ｓｅｃ
出力画像：黒ベタ
【００３２】
【表１】
【００３３】
表１に示すように、変性シリコーンオイルを含有させた表層を有する定着ローラＢの方が、ジメチルシリコーンオイルを含有させた表層を具備する定着ローラＡに比較して、トナー付着開始までの通紙枚数が多く、トナー離型性が優れていたことが確かめられた。
【００３４】
＜サンプル３＞定着ローラＣ（変性シリコーンオイルを含有させたＨＴＶシリコーンゴム被覆ローラ）
未加硫シリコーンゴム：１００重量部、変性シリコーンオイル（１００００ｃｓ）：３０重量部、シリカ微粉体：１０重量部、及び加硫剤を十分に混練し、未加硫ゴムシートとし、室温で４日間放置した。
芯金１１として、外径５０ｍｍ、肉厚５ｍｍで、表面をブラスト処理した鉄（ＳＴＫＭ１１にＮｉメッキ処理）製の中空体を用意し、その芯金胴体部表面にスポンジ塗布により接着剤を塗布し、８０℃で５分間の乾燥処理を行った。
その芯金外周面を、前記未加硫ゴムシートで１６ｍｍ程度被覆し、プレス加硫機を利用して圧力１２０Ｋｇ／ｃｍ2、温度１８０℃で２５分間加硫した（１次加硫）。
更に、ローラを水平に保ち２００℃で５時間加硫した後、研磨処理して外径８０．０ｍｍのローラとした。このゴムローラのゴム硬度は６０度であった。
【００３５】
＜サンプル４＞定着ローラＤ（変性シリコーンオイルを含有させたＬＴＶシリコーンゴムローラ）
未加硫ＬＴＶシリコーンゴムＡ液：１００重量部に、変性シリコーンオイル（１０００００ｃｓ）：２５重量部を加え、十分に攪拌した。
これを、未加硫ＬＴＶシリコーンゴムＢ液：１００重量部と混合し、図３に示すように、定着ローラ芯金１１を中心に保持して、金型胴部８１と２枚の金型蓋８２、８３とからなる金型空隙部８４に注入した。
その後、２００℃で３０分間加硫を行い、金型から取り外し室温で４時間放置した後に２００℃で５時間加硫を行った。
その後研磨処理して８０．０ｍｍのローラとした。
このゴムローラのゴム硬度は４０度であった。
【００３６】
上記のようにして作製した定着ローラＢ、Ｃ、Ｄを、図２に示す構成の定着装置に搭載し、下記に示す条件の下で単体ランニング試験を行った。ゴム硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度計）が１０度および１５度下がった時の時間を測定した。評価結果を表２に示す。
＜単体ランニング条件＞
定着ローラ温度：１８５℃±３℃
ニップ幅：９．２ｍｍ
通紙速度：４６０ｍｍ／ｓｅｃ
【００３７】
【表２】
【００３８】
表２に示すように、定着ローラＣ、および定着ローラＤは、ローラ表層が無発泡シリコーンゴムよりなる弾性層となっているため、上記定着ローラＢに比べて、一定値の硬度低下までの時間が長くなり、耐熱老化性の向上効果が得られたことが確かめられた。
【００３９】
次に、定着ローラＣと同様の製造法であるが、含浸させる変性シリコーンオイルの種類を変更した定着ローラＥ１〜Ｅ４を製造した。
これを、図１に示す定着部を具備する試験機に搭載し、連続通紙テストを行い、トナー付着開始枚数で比較した。
測定条件を下記に示し、評価結果は、下記表３に示す。
定着ローラ温度：１８５℃±３℃
ニップ幅：９．２ｍｍ
通紙速度：４６０ｍｍ／ｓｅｃ
出力画像：黒ベタ
【００４０】
（サンプル５）定着ローラＥ１〜Ｅ４（それぞれ、異なる種類のフルオロアルキルシリコーンオイルを含有させたＨＴＶシリコーンゴム被覆ローラ）
未加硫シリコーンゴム：１００重量部、フルオロアルキルシリコーンオイル（１００００ｃｓ）：３０重量部、シリカ微粉体：１０重量部、加硫剤を十分に混練し、未加硫ゴムシートとし、室温で４日間放置した。
芯金１１として、外径５０ｍｍ、肉厚５ｍｍで表面をブラスト処理した鉄（ＳＴＫＭ１１にＮｉメッキ処理）製の中空体を用意した。その芯金胴体部表面にスポンジ塗布により接着剤を塗布し、８０℃で５分間の乾燥処理を行った。その芯金外周面を前記未加硫ゴムシートで１６ｍｍ程度被覆し、プレス加硫機を利用して圧力１２０Ｋｇ／ｃｍ2、温度１８０℃で２５分間加硫した（１次加硫）。
更に、ローラを水平に保ち２００℃で５時間加硫した後、研磨処理して外径８０．０ｍｍのローラとした。このゴムローラのゴム硬度は６０度であった。
【００４１】
【表３】
【００４２】
表３に示すように、変性シリコーンオイルとして、とりわけ撥水性撥油性に優れているフルオロアルキルシリコーンオイルを用いたローラのトナー付着開始枚数が多いことが確かめられた。
【００４３】
次に、上述した定着ローラＣと同様の製造方法を採用するが、含浸させるフルオロアルキルシリコーンオイルの分子量を変更して粘度を１０ｃｓ〜２００００００ｃｓの範囲で調節し、それぞれを適用して定着ローラを製造した。
これを、図１に示す定着部を有する試験機に搭載し、連続通紙テストを行い、オフセット発生枚数で比較した。
測定条件を下記に示し、評価結果を下記表４に示す。
定着ローラ温度：１８５℃±３℃
ニップ幅：９．２ｍｍ
通紙速度：４６０ｍｍ／ｓｅｃ
出力画像：黒ベタ
【００４４】
【表４】
【００４５】
表４に示すように、低粘度の場合には、比較的早い時期に、含浸させたオイルが抜け出てしまった。
一方、粘度が高くなると、含浸させてオイルが抜け出難くなるため、オフセット発生枚数は多くなるが、過剰に高くなると、離型性が著しく低くなり、やはりオフセット発生枚数が少なくなってしまう。
なお、表４中、１０ｃｓの欄のバー「−」は、成形そのものが出来なかったことを示す。
【００４６】
次に、変性シリコーンオイルとしてフルオロアルキルシリコーンオイルを適用し、上述した定着ローラＣと同様の製造方法を採用し、最終研磨工程において、研磨速度、砥石の番手を変更することにより、表面粗度を調節してＲｚが０．１〜５０．０μｍの範囲の定着ローラを作製した。
この定着ローラを図１の試験装置に組み込み、５０万枚連続通紙テストを行った時の巻き付きジャム発生率を評価した。
試験の条件は下記に示し、評価結果を下記表５に示す。
定着ローラ温度：１８５℃±３℃
ニップ幅：９．２ｍｍ
通紙速度：４６０ｍｍ／ｓｅｃ
出力画像：黒ベタ
【００４７】
【表５】
【００４８】
上記表５に示すように、粗度（Ｒｚ）が１．０μｍ〜２０．０μｍの範囲においては、実用上、良好な評価結果が得られた。
粗度（Ｒｚ）が小さ過ぎる場合には、弾性層が平滑であるため、紙とのタック性が上昇してしまい剥離できずジャムになってしまった。
一方、粗度（Ｒｚ）が大き過ぎる場合には、紙と定着ローラの接触部へ、シリコーンオイルが十分析出できなくなるため、タック性が上昇し、ジャムになってしまった。
【００４９】
次に、変性シリコーンオイルを偏在させた状態で含有させ、定着ローラＦを作製した。
＜サンプル６＞定着ローラＦ（フルオロアルキルシリコーンオイルの含有量を偏在させたＨＴＶシリコーンゴム被覆ローラ）
未加硫シリコーンゴム：１００重量部、フルオロアルキルシリコーンオイル（１００００ｃｓ）：２０重量部、シリカ微粉体：１０重量部、及び加硫剤を、十分に混練し、未加硫ゴムシートとし、室温で４日間放置した（材料α）。
同様に、未加硫シリコーンゴム：１００重量部、フルオロアルキルシリコーンオイル（１０００００ｃｓ）：３０重量部、シリカ微粉体：１０重量部、及び加硫剤を、十分に混練し、未加硫ゴムシートとし、室温で４日間放置した（材料β）。
同様に、未加硫シリコーンゴム：１００重量部、フルオロアルキルシリコーンオイル（１０００ｃｓ）：５０重量部、シリカ微粉体：１０重量部、及び加硫剤を十分に混練し、未加硫ゴムシートとし、室温で４日間放置した（材料γ）。
【００５０】
芯金１１として、外径５０ｍｍ、肉厚５ｍｍで、表面をブラスト処理した鉄（ＳＴＫＭ１１にＮｉメッキ処理）製の中空体を用意した。その芯金胴体部表面にスポンジ塗布により接着剤を塗布し、８０℃で５分仮乾燥を行った。
その芯金外周面を芯金側から、上述のようにして作製した未加硫ゴムシート（α→γ→β）の順番に、厚さ４ｍｍ、８ｍｍ、４ｍｍ、合計１６ｍｍ程度の膜厚として被覆した後、プレス加硫機を利用して圧力１２０ｋｇ／ｃｍ2、温度１８０℃で２５分間加硫した（１次加硫）。
更に、ローラを水平に保ち、２００℃で５時間加硫した後、研磨処理して、表層のゴムをβとした外径８０．０ｍｍのローラを作製した。このゴムローラのゴム硬度はＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度計で５８度であった。また、表面粗度（Ｒｚ）は５．０μｍであった。
【００５１】
次に、上述した定着ローラＣと同様の工程により作製されるものであるが表面粗度（Ｒｚ）を５．０μｍに調整し、変性シリコーンオイルとしてフルオロアルキルシリコーンオイルを含浸させた定着ローラＣ’を作製した。
上記定着ローラＦと、この定着ローラＣ’とを、それぞれ、図１に示す定着装置の試験機に搭載し、連続通紙定着テストを行い、トナーオフセット発生までの枚数を比較し評価を行った。評価条件を下記に示し、評価結果を下記表６に示す。
定着ローラ温度：１８５℃±３℃
ニップ幅：９．２ｍｍ
通紙速度：４６０ｍｍ／ｓｅｃ
【００５２】
【表６】
【００５３】
表６に示すように、定着ローラＦは、トナー付着開始枚数、トナーオフセット開始枚数ともに多くなり、より良好な結果が得られた。
これは、ローラの弾性層が複数層からなり、それぞれ粘度が異なり、析出速度が異なっている変性シリコーンオイルが含有された構成としたことにより、表面部分へのオイルの析出供給が長時間に亘って維持され、良好な離型性が持続したためである。
【００５４】
なお、上述した具体例においては、定着ローラを構成する弾性層を代表として説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではなく、用紙の両面に印刷を行うような場合には、加圧ローラの表面の性質についても同様の機能が要求されることから、上記構成を加圧ローラの表面の弾性層にも適用するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の定着装置の概略構成図を示す。
【図２】クリーニングウエブ装置を設置した定着装置の概略構成図を示す。
【図３】ローラ製造用金型の概略構成図を示す。
【符号の説明】
【００５６】
１ 定着ローラ（定着部材）
２ 加圧ローラ（加圧部材）
４ クリーニングウエブ装置
５ 記録シート
６ ガイド板
７ 未定着トナー
８ 金型
１１：定着ローラ芯金
１２：定着ローラゴム部
２１：加圧ローラ芯金
２２：加圧ローラゴム部
４１：ウエブ
４２：ウエブ供給側
４３：ウエブ巻取り側
４４：押圧ローラ
８１：金型胴部
８２：金型蓋
８３：金型蓋
８４：金型空隙部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー像を担持した記録シートを、定着ローラと加圧ローラとが対向して構成されるニップで挟持搬送して、トナー像の定着を行う定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種複写機、及びレーザービームプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、トナーを用紙等の記録シート上へ、永久画像として定着させるための定着装置を具備している。
この定着装置は、加熱されたローラと加圧用のローラ、フィルムとローラ、ベルトとローラといった、一対の加熱部材と加圧部材間に形成されるニップを具備しているのが一般的構成である。
【０００３】
トナー画像の定着は、対の加熱部材と加圧部材との間を、未定着状態のトナー画像が表面に形成された記録シートを通過させることにより行われる。記録シートとしては、一般的に、紙、ＯＨＰシート等を適用できる。
トナーを永久画像として定着する一連の装置は、加熱加圧定着装置、加熱定着装置、トナー定着装置、定着装置と呼ばれるものである。
【０００４】
上述したような定着装置の中でも、一対の加熱・加圧部材のいずれもがローラ構成であるものは、ローラ式加熱加圧定着装置、又はローラ定着装置と呼ばれる。
また、加熱加圧定着装置の中で、未定着のトナー画像に直接接する側の部材は定着部材と呼ばれ、他方は加圧部材と呼ばれる。
【０００５】
上記定着装置の定着部材及び加圧部材の表層は、直接トナー画像や記録シートに接触するものである。このため、定着装置としての機能や、画像の画質等に対して大きな影響を及ぼすものである。
【０００６】
記録シートが通過するニップを構成するローラ表層に要求される機能・性能の中でも、最重要なものとして、トナー離型性が挙げられる。トナー離型性とは、トナーが表層へどれだけ付着し難いかの指標である。
また、未定着トナー画像や、定着済みであるが再溶融することにより記録シートから定着部材及び加圧部材の表層へトナーが付着することは、トナーオフセット、又は単にオフセットと呼ばれるものであるが、これもローラ表層の機能であるトナー離型性に影響される要素である。
定着ローラ表層のトナー離型性が悪いと、未定着トナー画像からトナーオフセットが生じ、永久画像においてはトナーの抜け等が生じ、画質を悪化させる原因となる。また、オフセットしたトナーが、次の未定着トナー画像に定着してしまい、オフセット画像やトナー汚れ等と呼ばれる画像不良を生じる原因となる。更にトナーオフセットは、定着ローラに当接した部品が存在する場合に、この当接部品に対してオフセットしたトナーが転写され固着してしまい、表層を傷つけたり、部品機能を損ったりする原因となる。
また更に、加圧部材の表層のトナー離型性が悪い場合には、両面画像形成を行う場合に、上述したことと同様の問題を生じる。
両面画像形成は、第一面目の画像を形成した加熱加圧定着済みの記録シートを、自動または手動により第二面目へ画像を形成出来得るように反転させ、第二面目のトナー画像を記録シート上に形成し、再び加熱加圧定着を行うのが一般的な手法である。このため、第二面目トナー画像定着時に、既に定着された第一面目永久画像が加圧部材の表層に接するため、第一面目永久画像のトナーが一部加圧部材にオフセットして、画質の悪化や、加圧部材への記録シートの巻き付き等の問題を生じるのである。
【０００７】
上述したように、トナー離型性は、画像形成装置の定着装置部分を構成するローラの表層機能として重要な要素であるが、特に高温条件下において優れた離型性を維持することは、従来からの技術課題であった。
【０００８】
近年において普及が進行しているフルカラー画像形成装置においては、多色のトナーが二層〜四層、あるいはそれ以上の多層に形成されているため、トナーには、加熱した際の溶融性、及び混色性が良好であることが要求され、軟化点が低く、かつ溶融粘度の低いシャープメルト性を有していることが必要である。
従って、フルカラー画像形成装置においては、モノクロの画像形成装置よりもローラの表層には、一層高いトナー離型性が要求されることとなる。
このようなトナーは、シャープメルト性カラートナー、シャープメルト性トナー等、又は単にカラートナー等と呼ばれる。
【０００９】
上述したような問題に対応するため、定着部材の表層には、トナー離型性が良く、かつ、耐熱性に優れたフッ素樹脂や、シリコーンゴム等の材料が用いられている。
特にカラー複写機を構成する加熱加圧定着装置においては、色再現性の向上を図るため、粒状度低減等を行うことにより、定着部材の表層のトナー離型性に関しては必ずしも望ましくない温度条件下で使用されることがあるので、ローラの表層にはＲＴＶ（Room Temperature Vulcanization）シリコーンゴム材、ＬＴＶ（Low Temperature Vulcanization）シリコーンゴム材等からなるシリコーンゴムあるいはシリコーンゴムの表面にフッ素樹脂を被覆もしくは塗布したものが適用されているように、従来の定着装置においても、トナー離型性、耐摩耗性、及び耐熱性の向上を図る構成が付与されている（例えば、下記特許文献１乃至４参照。）。
具体的には、シリコーンゴムの補強材として分岐状オルガノポリシロキサンを配合して、これを定着部材の表層として適用した技術がある。
また、定着部材の表層に、例えば分岐状ジメチルポリシロキサンと無機微粉体を含む付加型ジメチルシリコーンゴムを適用することにより、一層の物理的強度とトナー離型性の向上を図った技術が知られている。
【００１０】
しかしながら、特にカラー複写機においては、上記従来技術を定着部材の表層に適用するにしても、充分なトナー離型性を確保するためには、表層面に均一に離型オイルを塗布する必要があった。
一般に、表層がジメチルシリコーンゴムあるいは補強材として前記のような材料を含有するシリコーンゴムからなる場合、２５℃における粘度が１００〜１０００ｃｓであるジメチルシリコーンオイルが用いられていた。
また、離型オイルの表層表面への塗布量は、少量塗布として知られるケースにおいても４ｍｇ／６２１ｃｍ2（Ａ４相当）以上が必要とされており、実際には、より多くの塗布量が必要とされており、２０ｍｇ／６２１ｃｍ2（Ａ４相当）〜４０ｍｇ／６２１ｃｍ2（Ａ４相当）がトナー離型性の確保のために妥当であるとされていた。
【００１１】
一方、離型オイルを塗布すると、特にＯＨＰフィルムシートのコピーをする際に、オイルべたつきを招来するおそれがある。
一般的な構成の定着装置において離型オイルの塗布量を４０ｍｇ／６２１ｃｍ2（Ａ４相当）以上とし、ＯＨＰフィルムシートを適用すると、顕著なオイルべたつきが確認され、実用上問題となる。
このようなオイルのべたつきを解消するためには、塗布量を低減化させることが必要であるが、一方においては実用上のトナー離型性を確保しなければならない。
【００１２】
上述した問題から、近年、ジメチルシリコーンオイルのような比較的量を多くしなければならない材料については、使用されない傾向があり、シリコーンゴムの表層にフッ素ゴムやフッ素樹脂等を被覆した構成のローラが主流となってきた。
フッ素ゴムやフッ素樹脂等を被覆する方法としては、原料を分散した溶液をスプレーガンや刷毛を用いて塗布し、焼成しシリコーンゴムと接着させる方法や予め押出し法等により製造したフッ素樹脂チューブを被覆し接着する方法が挙げられる。これらのいずれの方法でも、良好なトナー離型性が得られ、離型オイルの低減化を図ることができるが、元々離型性に優れているシリコーンゴムとフッ素ゴム、もしくはフッ素樹脂とを接着剤により接着した構成を採ると、長時間、熱と圧力にさらされることにより、各材料間で剥離が生じるという問題が起こる。また更には、上記構成のローラは、部品点数が多く、製造コスト的には不利であるという問題もある。
【００１３】
【特許文献１】特開昭６０−１３５９７５号公報
【特許文献２】特開平７−７２３０号公報
【特許文献３】特開平６−５２４５７号公報
【特許文献４】特開平６−１００８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述したように、従来の画像形成装置を構成する定着装置においては、未だ充分な離型性を得ながらオイルのべたつきを防止し、かつ優れた耐久性、長寿命性を実現しつつ低コスト化を図るという技術については実現できていなかった。
そこで、本発明においては、良好なトナー離型性を発揮し、高耐久、長寿命のローラを具備する定着装置を低コストで提供することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の発明においては、未定着トナー像を担持した記録シートを、定着ローラと加圧ローラとが対向して構成されるニップで挟持搬送して、前記トナー像の定着を行う定着装置であって、前記定着ローラは、前記トナー像に接する側に弾性層を具備し、前記加圧ローラは、前記記録シートに接する側に弾性層を具備しており、前記弾性層が、変性シリコーンオイルを含有したゴム材により構成されていることを特徴とする定着装置を提供する。
【００１６】
請求項２の発明においては、前記弾性層が、無発泡シリコーンゴムであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置を提供する。
【００１７】
請求項３の発明においては、前記変性シリコーンオイルが、フルオロアルキルシリコーンであることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置を提供する。
【００１８】
請求項４の発明においては、前記変性シリコーンオイルの粘度が、３００ｃｓ以上１０００００ｃｓ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の定着装置を提供する。
【００１９】
請求項５の発明においては、前記弾性層の表面粗度（Ｒｚ）が、１．０μｍ以上２０．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の定着装置を提供する。
【００２０】
請求項６の発明においては、前記弾性層は、複数層構成を有しており、それぞれの層において、粘度の異なる変性シリコーンオイルが含有されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の定着装置を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明においては、ニップを構成するローラの表層、すなわち弾性層中に変性シリコーンオイルを含有させたことにより、優れた離型性を長期間維持することができるようになり、定着ローラ及び加圧ローラの長寿命化を図ることができた。
【００２２】
請求項２の発明においては、ローラ表層を構成するゴム材として、スポンジ構成ではなく、ソリッド構成を適用したことにより、経時による硬度低下を効果的に抑制でき、定着ローラ及び加圧ローラの長寿命化を図ることができた。
【００２３】
請求項３の発明においては、ローラ表層に含有させる変性シリコーンオイルをフルオロアルキルシリコーンに特定したことにより、優れた離型性を確実に得られ、ローラの耐久性の向上効果が得られた。
【００２４】
請求項４の発明においては、変性シリコーンオイルの粘度を３００ｃｓ以上１０００００ｃｓ以下であるものとしたことにより、ローラ表層への析出速度を適切に制御することができるようになり、表面の離型性を長期間保持でき、定着ローラ及び加圧ローラの長寿命化を図ることができた。
【００２５】
請求項５の発明においては、弾性層の表面粗度（Ｒｚ）を、１．０μｍから２０．０μｍに特定したことにより、巻き付きジャムの発生を効果的に防止できた。
【００２６】
請求項６の発明においては、粘度が異なり析出速度の異なる変性シリコーンオイルを、弾性層を構成する複数層のそれぞれに配置したので、長時間に亘ってオイルを表面に供給させることができ、良好な離型性を維持することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の定着装置は、未定着トナー像を担持した記録シートを、定着ローラと加圧ローラとが対向して構成されるニップで挟持搬送して、前記トナー像の定着を行うものであり、定着ローラはトナー像に接する側に弾性層を具備し、加圧ローラは記録シートに接する側に弾性層を具備しており、前記弾性層は、変性シリコーンオイルを含有したゴム材により構成されているものとする。
【００２８】
〔実施例〕
下記に示す材料を用い、図１に示す定着ローラ１を作製し、連続通紙定着テストによる評価を行った。
【００２９】
＜サンプル１＞定着ローラＡ（ジメチルシリコーンオイルを含有させたＨＴＶシリコーンゴム被覆ローラ）
未加硫シリコーンゴム：１００重量部、ジメチルシリコーンオイル（１００００ｃｓ）：３０重量部、シリカ微粉体：１０重量部、及び加硫剤を、十分に混練し、未加硫ゴムシートとし、室温で４日間放置した。
芯金１１として、外径５０ｍｍ、肉厚５ｍｍで表面をブラスト処理した鉄（ＳＴＫＭ１１にＮｉメッキ処理）製の中空体を用意し、この芯金胴体部表面にスポンジ塗布により接着剤を塗布し、８０℃で５分間の乾燥処理を行った。
その芯金外周面に前記未加硫ゴムシートを押し出し機により８ｍｍ程度被覆し、連続炉を用いて温度１８０℃で２５分間加熱発泡加硫した（１次加硫）。更にローラを水平に保ち２００℃で５時間加硫し、研磨処理して外径８０．０ｍｍのローラとした。このゴムローラのゴム硬度は５５度であった。
【００３０】
＜サンプル２＞定着ローラＢ（変性シリコーンオイルを含有させたＨＴＶシリコーンゴム被覆ローラ）
未加硫シリコーンゴム：１００重量部、変性シリコーンオイル（１００００ｃｓ）：３０重量部、シリカ微粉体：１０重量部、加硫剤及び発泡剤を十分に混練し、未加硫ゴムシートとし、室温で４日間放置した。
芯金１１として、外径５０ｍｍ、肉厚５ｍｍで表面をブラスト処理した鉄（ＳＴＫＭ１１にＮｉメッキ処理）製の中空体を用意し、その芯金胴体部表面にスポンジ塗布により接着剤を塗布し、８０℃で５分間の乾燥処理を行った。
その芯金外周面に前記未加硫ゴムシートを押し出し機により８ｍｍ程度被覆し、連続炉を用いて温度１８０℃で２５分間加熱発泡加硫した（１次加硫）。更に、ローラを水平に保ち２００℃で５時間加硫した後、研磨処理して外径８０．０ｍｍのローラとした。このゴムローラのゴム硬度は５５度であった。
【００３１】
上述のようにして作製した定着ローラを、図１に示すように、加圧ローラ２と対にしてニップを形成して定着テスト装置を構成し、２×２チャートの１０万枚の連続通紙定着テストを行った。試験は１０万枚で打ち切りとした。試験結果を下記表１に示す。
定着ローラ温度：１８５℃±３℃
ニップ幅：９．２ｍｍ
通紙速度：４６０ｍｍ／ｓｅｃ
出力画像：黒ベタ
【００３２】
【表１】
【００３３】
表１に示すように、変性シリコーンオイルを含有させた表層を有する定着ローラＢの方が、ジメチルシリコーンオイルを含有させた表層を具備する定着ローラＡに比較して、トナー付着開始までの通紙枚数が多く、トナー離型性が優れていたことが確かめられた。
【００３４】
＜サンプル３＞定着ローラＣ（変性シリコーンオイルを含有させたＨＴＶシリコーンゴム被覆ローラ）
未加硫シリコーンゴム：１００重量部、変性シリコーンオイル（１００００ｃｓ）：３０重量部、シリカ微粉体：１０重量部、及び加硫剤を十分に混練し、未加硫ゴムシートとし、室温で４日間放置した。
芯金１１として、外径５０ｍｍ、肉厚５ｍｍで、表面をブラスト処理した鉄（ＳＴＫＭ１１にＮｉメッキ処理）製の中空体を用意し、その芯金胴体部表面にスポンジ塗布により接着剤を塗布し、８０℃で５分間の乾燥処理を行った。
その芯金外周面を、前記未加硫ゴムシートで１６ｍｍ程度被覆し、プレス加硫機を利用して圧力１２０Ｋｇ／ｃｍ2、温度１８０℃で２５分間加硫した（１次加硫）。
更に、ローラを水平に保ち２００℃で５時間加硫した後、研磨処理して外径８０．０ｍｍのローラとした。このゴムローラのゴム硬度は６０度であった。
【００３５】
＜サンプル４＞定着ローラＤ（変性シリコーンオイルを含有させたＬＴＶシリコーンゴムローラ）
未加硫ＬＴＶシリコーンゴムＡ液：１００重量部に、変性シリコーンオイル（１０００００ｃｓ）：２５重量部を加え、十分に攪拌した。
これを、未加硫ＬＴＶシリコーンゴムＢ液：１００重量部と混合し、図３に示すように、定着ローラ芯金１１を中心に保持して、金型胴部８１と２枚の金型蓋８２、８３とからなる金型空隙部８４に注入した。
その後、２００℃で３０分間加硫を行い、金型から取り外し室温で４時間放置した後に２００℃で５時間加硫を行った。
その後研磨処理して８０．０ｍｍのローラとした。
このゴムローラのゴム硬度は４０度であった。
【００３６】
上記のようにして作製した定着ローラＢ、Ｃ、Ｄを、図２に示す構成の定着装置に搭載し、下記に示す条件の下で単体ランニング試験を行った。ゴム硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度計）が１０度および１５度下がった時の時間を測定した。評価結果を表２に示す。
＜単体ランニング条件＞
定着ローラ温度：１８５℃±３℃
ニップ幅：９．２ｍｍ
通紙速度：４６０ｍｍ／ｓｅｃ
【００３７】
【表２】
【００３８】
表２に示すように、定着ローラＣ、および定着ローラＤは、ローラ表層が無発泡シリコーンゴムよりなる弾性層となっているため、上記定着ローラＢに比べて、一定値の硬度低下までの時間が長くなり、耐熱老化性の向上効果が得られたことが確かめられた。
【００３９】
次に、定着ローラＣと同様の製造法であるが、含浸させる変性シリコーンオイルの種類を変更した定着ローラＥ１〜Ｅ４を製造した。
これを、図１に示す定着部を具備する試験機に搭載し、連続通紙テストを行い、トナー付着開始枚数で比較した。
測定条件を下記に示し、評価結果は、下記表３に示す。
定着ローラ温度：１８５℃±３℃
ニップ幅：９．２ｍｍ
通紙速度：４６０ｍｍ／ｓｅｃ
出力画像：黒ベタ
【００４０】
（サンプル５）定着ローラＥ１〜Ｅ４（それぞれ、異なる種類のフルオロアルキルシリコーンオイルを含有させたＨＴＶシリコーンゴム被覆ローラ）
未加硫シリコーンゴム：１００重量部、フルオロアルキルシリコーンオイル（１００００ｃｓ）：３０重量部、シリカ微粉体：１０重量部、加硫剤を十分に混練し、未加硫ゴムシートとし、室温で４日間放置した。
芯金１１として、外径５０ｍｍ、肉厚５ｍｍで表面をブラスト処理した鉄（ＳＴＫＭ１１にＮｉメッキ処理）製の中空体を用意した。その芯金胴体部表面にスポンジ塗布により接着剤を塗布し、８０℃で５分間の乾燥処理を行った。その芯金外周面を前記未加硫ゴムシートで１６ｍｍ程度被覆し、プレス加硫機を利用して圧力１２０Ｋｇ／ｃｍ2、温度１８０℃で２５分間加硫した（１次加硫）。
更に、ローラを水平に保ち２００℃で５時間加硫した後、研磨処理して外径８０．０ｍｍのローラとした。このゴムローラのゴム硬度は６０度であった。
【００４１】
【表３】
【００４２】
表３に示すように、変性シリコーンオイルとして、とりわけ撥水性撥油性に優れているフルオロアルキルシリコーンオイルを用いたローラのトナー付着開始枚数が多いことが確かめられた。
【００４３】
次に、上述した定着ローラＣと同様の製造方法を採用するが、含浸させるフルオロアルキルシリコーンオイルの分子量を変更して粘度を１０ｃｓ〜２００００００ｃｓの範囲で調節し、それぞれを適用して定着ローラを製造した。
これを、図１に示す定着部を有する試験機に搭載し、連続通紙テストを行い、オフセット発生枚数で比較した。
測定条件を下記に示し、評価結果を下記表４に示す。
定着ローラ温度：１８５℃±３℃
ニップ幅：９．２ｍｍ
通紙速度：４６０ｍｍ／ｓｅｃ
出力画像：黒ベタ
【００４４】
【表４】
【００４５】
表４に示すように、低粘度の場合には、比較的早い時期に、含浸させたオイルが抜け出てしまった。
一方、粘度が高くなると、含浸させてオイルが抜け出難くなるため、オフセット発生枚数は多くなるが、過剰に高くなると、離型性が著しく低くなり、やはりオフセット発生枚数が少なくなってしまう。
なお、表４中、１０ｃｓの欄のバー「−」は、成形そのものが出来なかったことを示す。
【００４６】
次に、変性シリコーンオイルとしてフルオロアルキルシリコーンオイルを適用し、上述した定着ローラＣと同様の製造方法を採用し、最終研磨工程において、研磨速度、砥石の番手を変更することにより、表面粗度を調節してＲｚが０．１〜５０．０μｍの範囲の定着ローラを作製した。
この定着ローラを図１の試験装置に組み込み、５０万枚連続通紙テストを行った時の巻き付きジャム発生率を評価した。
試験の条件は下記に示し、評価結果を下記表５に示す。
定着ローラ温度：１８５℃±３℃
ニップ幅：９．２ｍｍ
通紙速度：４６０ｍｍ／ｓｅｃ
出力画像：黒ベタ
【００４７】
【表５】
【００４８】
上記表５に示すように、粗度（Ｒｚ）が１．０μｍ〜２０．０μｍの範囲においては、実用上、良好な評価結果が得られた。
粗度（Ｒｚ）が小さ過ぎる場合には、弾性層が平滑であるため、紙とのタック性が上昇してしまい剥離できずジャムになってしまった。
一方、粗度（Ｒｚ）が大き過ぎる場合には、紙と定着ローラの接触部へ、シリコーンオイルが十分析出できなくなるため、タック性が上昇し、ジャムになってしまった。
【００４９】
次に、変性シリコーンオイルを偏在させた状態で含有させ、定着ローラＦを作製した。
＜サンプル６＞定着ローラＦ（フルオロアルキルシリコーンオイルの含有量を偏在させたＨＴＶシリコーンゴム被覆ローラ）
未加硫シリコーンゴム：１００重量部、フルオロアルキルシリコーンオイル（１００００ｃｓ）：２０重量部、シリカ微粉体：１０重量部、及び加硫剤を、十分に混練し、未加硫ゴムシートとし、室温で４日間放置した（材料α）。
同様に、未加硫シリコーンゴム：１００重量部、フルオロアルキルシリコーンオイル（１０００００ｃｓ）：３０重量部、シリカ微粉体：１０重量部、及び加硫剤を、十分に混練し、未加硫ゴムシートとし、室温で４日間放置した（材料β）。
同様に、未加硫シリコーンゴム：１００重量部、フルオロアルキルシリコーンオイル（１０００ｃｓ）：５０重量部、シリカ微粉体：１０重量部、及び加硫剤を十分に混練し、未加硫ゴムシートとし、室温で４日間放置した（材料γ）。
【００５０】
芯金１１として、外径５０ｍｍ、肉厚５ｍｍで、表面をブラスト処理した鉄（ＳＴＫＭ１１にＮｉメッキ処理）製の中空体を用意した。その芯金胴体部表面にスポンジ塗布により接着剤を塗布し、８０℃で５分仮乾燥を行った。
その芯金外周面を芯金側から、上述のようにして作製した未加硫ゴムシート（α→γ→β）の順番に、厚さ４ｍｍ、８ｍｍ、４ｍｍ、合計１６ｍｍ程度の膜厚として被覆した後、プレス加硫機を利用して圧力１２０ｋｇ／ｃｍ2、温度１８０℃で２５分間加硫した（１次加硫）。
更に、ローラを水平に保ち、２００℃で５時間加硫した後、研磨処理して、表層のゴムをβとした外径８０．０ｍｍのローラを作製した。このゴムローラのゴム硬度はＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度計で５８度であった。また、表面粗度（Ｒｚ）は５．０μｍであった。
【００５１】
次に、上述した定着ローラＣと同様の工程により作製されるものであるが表面粗度（Ｒｚ）を５．０μｍに調整し、変性シリコーンオイルとしてフルオロアルキルシリコーンオイルを含浸させた定着ローラＣ’を作製した。
上記定着ローラＦと、この定着ローラＣ’とを、それぞれ、図１に示す定着装置の試験機に搭載し、連続通紙定着テストを行い、トナーオフセット発生までの枚数を比較し評価を行った。評価条件を下記に示し、評価結果を下記表６に示す。
定着ローラ温度：１８５℃±３℃
ニップ幅：９．２ｍｍ
通紙速度：４６０ｍｍ／ｓｅｃ
【００５２】
【表６】
【００５３】
表６に示すように、定着ローラＦは、トナー付着開始枚数、トナーオフセット開始枚数ともに多くなり、より良好な結果が得られた。
これは、ローラの弾性層が複数層からなり、それぞれ粘度が異なり、析出速度が異なっている変性シリコーンオイルが含有された構成としたことにより、表面部分へのオイルの析出供給が長時間に亘って維持され、良好な離型性が持続したためである。
【００５４】
なお、上述した具体例においては、定着ローラを構成する弾性層を代表として説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではなく、用紙の両面に印刷を行うような場合には、加圧ローラの表面の性質についても同様の機能が要求されることから、上記構成を加圧ローラの表面の弾性層にも適用するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の定着装置の概略構成図を示す。
【図２】クリーニングウエブ装置を設置した定着装置の概略構成図を示す。
【図３】ローラ製造用金型の概略構成図を示す。
【符号の説明】
【００５６】
１ 定着ローラ（定着部材）
２ 加圧ローラ（加圧部材）
４ クリーニングウエブ装置
５ 記録シート
６ ガイド板
７ 未定着トナー
８ 金型
１１：定着ローラ芯金
１２：定着ローラゴム部
２１：加圧ローラ芯金
２２：加圧ローラゴム部
４１：ウエブ
４２：ウエブ供給側
４３：ウエブ巻取り側
４４：押圧ローラ
８１：金型胴部
８２：金型蓋
８３：金型蓋
８４：金型空隙部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着トナー像を担持した記録シートを、定着ローラと加圧ローラとが対向して構成されるニップで挟持搬送して、前記トナー像の定着を行う定着装置であって、
前記定着ローラは、前記トナー像に接する側に弾性層を具備し、
前記加圧ローラは、前記記録シートに接する側に弾性層を具備しており、
前記弾性層が、変性シリコーンオイルを含有したゴム材により構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記弾性層が、無発泡シリコーンゴムであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記変性シリコーンオイルが、フルオロアルキルシリコーンであることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記変性シリコーンオイルの粘度が、３００ｃｓ以上１０００００ｃｓ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記弾性層の表面粗度（Ｒｚ）が、１．０μｍ以上２０．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記弾性層は、複数層構成を有しており、それぞれの層において、粘度の異なる変性シリコーンオイルが含有されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項１】
未定着トナー像を担持した記録シートを、定着ローラと加圧ローラとが対向して構成されるニップで挟持搬送して、前記トナー像の定着を行う定着装置であって、
前記定着ローラは、前記トナー像に接する側に弾性層を具備し、
前記加圧ローラは、前記記録シートに接する側に弾性層を具備しており、
前記弾性層が、変性シリコーンオイルを含有したゴム材により構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記弾性層が、無発泡シリコーンゴムであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記変性シリコーンオイルが、フルオロアルキルシリコーンであることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記変性シリコーンオイルの粘度が、３００ｃｓ以上１０００００ｃｓ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記弾性層の表面粗度（Ｒｚ）が、１．０μｍ以上２０．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記弾性層は、複数層構成を有しており、それぞれの層において、粘度の異なる変性シリコーンオイルが含有されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の定着装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−５３４７０（Ｐ２００９−５３４７０Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２０６３６（Ｐ２００７−２２０６３６）
【出願日】平成１９年８月２８日（２００７．８．２８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２８日（２００７．８．２８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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