(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状ベルト基体上に耐熱弾性体層を設けると共に記録媒体上のトナーと接するフッ素樹脂の最外層を設けた定着ベルトと、該定着ベルトの表面に直接又は間接に内蔵離型油を供給する塗布装置とを少なくとも備え、前記耐熱弾性体層の厚さが０．０７ｍｍ以上、前記最外層の表面粗さがＲａ１μｍ以下であり、且つ前記内蔵離型油は表面張力が２０ｄｙｎ／ｃｍ以下のフロロシリコーン油であることを特徴とするフルカラー画像定着用の電子写真定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着ベルトを用いた電子写真定着装置に関し、特にフルカラー電子写真画像の定着に適した電子写真定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真法によって得られたトナー画像を記録媒体上に定着させるために、定着ロールや定着ベルトを用いてトナーを圧熱し融着させる方法が、一般的に利用されている。そしてフルカラー画像を得ようとする場合には、画像の均一性や解像度を高めるために、溶融粘度の低いフルカラー用のトナーが用いられている。
【０００３】
ところが、このようなフルカラー用のトナーはモノクロ用のトナーと比べて融点近傍の軟化温度範囲が狭く、かつ溶融時の凝集力が弱いために、モノクロ用のトナーより定着可能な温度領域が狭く、オフセットを起こしやすい傾向がある。そのため、従来からモノクロ画像の定着用装置に用いられてきた、基体の上にＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体）等のフッ素樹脂を表層材として被覆した定着ロールや定着ベルトを、そのままフルカラー画像の定着に使用するとオフセットが発生して、良好な定着画像を得ることができなかった。
【０００４】
また、従来からオフセット防止用の離型油として用いられているジメチルシリコーン油を、これらのフッ素樹脂を表層材とした定着ロールや定着ベルトに塗布しても、フッ素樹脂との馴染みが充分でないために均一な塗布ができず、オフセットの発生を防止することは困難であった。従って、特にフルカラー画像の定着のためには、ジメチルシリコーン油との馴染みがよいシリコーンゴムを表層材とした定着ロールや定着ベルトを用い、離型油としてジメチルシリコーン油を併せて用いることによって、オフセットを防止するようにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、シリコーンゴムを表層材とした定着ロールや定着ベルトは、離型油であるジメチルシリコーン油を均一に塗布できて、オフセット防止が容易であるという利点があるが、ジメチルシリコーン油によって表層材が膨潤して磨耗や劣化が起こりやすく、またトナー中の色素が表層材中に浸入するために離型性が低下して、使用寿命が短くなるという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、優れたトナー離型性が長期にわたって安定して得られる、フルカラー電子写真画像の定着に適した電子写真定着装置を提供することを目的とした。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のフルカラー画像定着用の電子写真定着装置は、無端状ベルト基体上に耐熱弾性体層を設けると共に記録媒体上のトナーと接するフッ素樹脂の最外層を設けた定着ベルトと、該定着ベルトの表面に直接又は間接に内蔵離型油を供給する塗布装置とを少なくとも備え、前記耐熱弾性体層の厚さが０．０７ｍｍ以上、前記最外層の表面粗さがＲａ１μｍ以下であり、且つ前記内蔵離型油は表面張力が２０ｄｙｎ／ｃｍ以下のフロロシリコーン油であることを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の電子写真定着装置における定着ベルトは、好ましくは金属性の基体の上に耐熱弾性体層を設け、更に最外層としてフッ素樹脂層を設けた構造を有するものである。上記の耐熱弾性体層としては、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いることができるが、必ずしもこれに限られるものではない。かかる耐熱弾性体層の厚さは０．０７ｍｍ以上であることが好ましく、０．０７ｍｍ未満ではトナーの融着が不均一となる傾向があり、画像の光沢にむらが発生する。また厚さが１ｍｍを超えると熱伝導率が低くなるため、定着装置の立ち上がりに時間がかかり、また定着ベルトの温度制御が難しくなるという問題もあるので、１ｍｍ以下であることが望ましい。
【０００９】
本発明の電子写真定着装置における定着ベルトの最外層は、フッ素樹脂としてＰＦＡやＰＴＦＥ等を用いて形成することができる。かかる最外層は、フッ素樹脂の粉末又は分散液を塗布したのちに焼き付けるなどの方法により設けることができるが、厚さが均一であり且つ平滑であればよく、フッ素樹脂層の形成方法はとくに限定されない。かかるフッ素樹脂層の厚さは２〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、薄すぎるときは耐磨耗性が低下し、厚すぎるときは画像に光沢むらが発生するので、いずれも望ましくない。
【００１０】
かかる定着ベルトの最外層は、表面粗さがＲａ１μｍ以下であることが必要である。表面粗さがＲａ１μｍを超える場合にはトナーとの離型性が低下し、またトナーの均等な融着が困難となって画像に光沢むらが発生するから、好ましくない。
【００１１】
本発明の電子写真定着装置における内蔵離型油を供給する塗布装置としては、定着ベルトの最外層に直接に離型油を塗布するか、或いは加圧ロール等の中継部材を介して間接に離型油を塗布することができる、パット、ウェブ、塗布ロール等の塗布部材を備えた従来公知の塗布装置であって、その内部に離型油を含浸保持するか、または貯留しているものが好ましく用いられる。
【００１２】
ここで用いられる離型油は、表面張力が２０ｄｙｎ／ｃｍ以下のフロロシリコーン油（ＦＳＯ）であることが必要である。従来からこの種の定着装置において使用されているジメチルシリコーン油（ＭＳＯ）では、表面張力が２０ｄｙｎ／ｃｍ以下のものは得られておらず、本発明の目的を満足させ得るシリコーン油は見出せなかった。更に、低表面張力が期待できるフッ素化物油（ＦＯ）などでは、表面張力が上記の値に合致していても充分なオフセット防止効果は得られない。
【００１３】
【実施例】
図１に本発明の電子写真定着装置の第１実施例を示す。ここでＲ１  は、径１２ｍｍの鉄製芯金に厚さ４ｍｍのシリコーンスポンジを被覆した、外径が２０ｍｍの定着ロールであり、Ｒ３  は、径２０ｍｍのアルミニウム製中空円筒状芯金をアルマイト処理した加熱ロールである。そして、定着ロールＲ１  と加熱ロールＲ３  との間に、周長１５７ｍｍの定着ベルトＢが張設されている。またＲ２  は、径１４ｍｍの鉄製芯金に厚さ３ｍｍのシリコーンゴムを被覆した、外径が２０ｍｍの加圧ロールであり、定着ベルトＢを介して定着ロールＲ１  を下方から押圧することにより、定着ベルトＢと加圧ロールＲ２  との間に４ｍｍのニップ部を形成している。
【００１４】
定着ベルトＢは、厚さ４０μｍのニッケル電鑄ベルト基体上に厚さ０．１５ｍｍのシリコーンゴムを被覆し、更にフッ素樹脂含有フッ素ゴムラテックス（ダイキン工業製、ＧＬＳ−２１３）を厚さ２５μｍとなるよう塗布して、下層がシリコーンゴムで中間層がフッ素ゴム、最外層がＦＥＰ層からなるように構成した、表面粗さがＲａ０．７５μｍの無端ベルト（ベルトＡ）である。
【００１５】
またＲ４  は、径１２ｍｍの鉄製芯金に和紙を巻き付け、更にアラミド繊維フェルトを被覆して、表面張力が１８．５ｄｙｎ／ｃｍのフロロシリコーン油（旭硝子製、ＦＬＳ５０７、以下オイルＡと呼ぶ）を含浸させた離型油塗布ロールである。なお、Ｈは加熱ロールＲ３  内部に設けられた加熱源であり、Ｓは加熱ロールＲ３  表面の温度を測定するための温度センサである。そしてＧは、未定着トナー画像Ｔを担持した複写シートＰを支持するガイドである。
【００１６】
本発明の電子写真定着装置の第２実施例は、第１実施例における定着ベルト（ベルトＡ）に代えて、シリコーンゴム層の厚さを０．０８ｍｍとした他は全く同様の構造を有し、表面粗さがＲａ０．７０μｍである定着ベルト（ベルトＢ）を装着したものである。そして、離型油塗布ロールＲ４  やその他の部材等は第１実施例と全く同様に構成されている。
【００１７】
これら第１及び第２実施例のベルト式の電子写真定着装置を用いて、加熱ロールＲ３  の表面温度１６０℃、画像通過速度６０ｍｍ／ｓｅｃの条件で、富士ゼロックス製のカラーコピー装置（Ａ  ｃｏｌｏｒ  ９３０  ）を用いて作成した未定着カラー画像の定着試験（実験番号ａ、及びｂ）を行った。その結果は表１に示すように、いずれもオフセット現象の発生はなく、定着画像に光沢むらもなかった。
【００１８】
また、比較のために、第１実施例における定着ベルトに代えて、第１実施例のベルトＡと同様な構造ではあるが表面粗さがＲａ１．４μｍである定着ベルト（ベルトＣ）、厚さ４０μｍのニッケル電鑄ベルト基体上に、シリコーンゴム層を設けることなく直接に厚さ２０μｍのＰＦＡ樹脂層を設けた、表面粗さがＲａ０．３５μｍの定着ベルト（ベルトＤ）、及び厚さ４０μｍのニッケル電鑄ベルト基体上に、厚さ０．０５ｍｍのシリコーンゴム層を設けた他は第２実施例のベルトＢと同様な構造の、表面粗さがＲａ０．７２μｍである定着ベルト（ベルトＥ）をそれぞれ組み込んで、それぞれを第１比較例、第２比較例、及び第３比較例の定着装置を用意した。そして、これらの装置を用いて、上記と同一の条件で未定着カラー画像の定着試験（実験番号ｃ、ｄ、及びｅ）を行ったところ、表１に併せて示したように、いずれも不満足な結果であった。
【００１９】
更に、第１実施例の装置における離型油塗布ロールＲ４  に代えて、表面張力が２０．３ｄｙｎ／ｃｍのフロロシリコーン油（オイルＢ）、表面張力が２１．０ｄｙｎ／ｃｍのジメチルシリコーン油（オイルＣ）、及び表面張力が１８．０ｄｙｎ／ｃｍのフッ素化物油（オイルＤ）をそれぞれ離型油として含浸させた他は全く同様な構造の離型油塗布ロールをそれぞれ組み込んで、それぞれ第４比較例、第５比較例、及び第６比較例の定着装置とした。更に、離型油塗布ロールを取り外した第７比較例の定着装置を加えて、前記と同一の条件で未定着カラー画像の定着試験（実験番号ｆ、ｇ、ｈ、及びｉ）を行ったところ、表１に併せて示したように、いずれも不満足な結果が得られた。
【００２０】
【表１】
0003607819.tif 000002
【００２１】
【発明の効果】
本発明の電子写真定着装置は、フルカラーの電子写真画像を定着するに適した定着装置であって、ベルト基体の上に厚さ０．０７ｍｍ以上の耐熱弾性体層を、更に未定着トナー画像と接触する最外層として表面粗さがＲａ１μｍ以下のフッ素樹脂層を順に設けた定着ベルトを用い、且つ離型油として表面張力が２０ｄｙｎ／ｃｍ以下のフロロシリコーン油を内蔵した塗布装置を備えたもので、オフセット発生や光沢むらの発生がなく、画質の良好なフルカラー画像を得ることができ、しかも信頼性が高く、長期にわたって品質が維持できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子写真定着装置の例の概念図である。
【符号の説明】
Ｒ１          定着ロール
Ｒ２          加圧ロール
Ｒ３          加熱ロール
Ｒ４          離型油塗布ロール
Ｂ          定着ベルト
Ｈ          加熱源
Ｓ          温度センサ
Ｇ          ガイド
Ｔ          未定着トナー画像
Ｐ          複写シート
【図１】
0003607819.tif 000003