(57)【要約】【課題】・定着部材の超寿命化（対ローラ傷）・定着部材の温度検出精度向上【解決手段】・重合トナー（Ｓトナー）＋非接触サーミスタで、オイル塗布機構レス・ワックスはトナーのバインダー樹脂１００重量部に対して３０重量部以下配合する【選択図】　　　　図１
2004101698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フルカラーの未定着トナー画像を担持する記録材を挟持搬送するニップを形成する定着部材と、定着部材を加熱して記録材に熱を与えるための加熱手段と、定着部材の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段の検出信号をもとに定着部材を所定の温度に制御するための温度制御手段と、を有する定着装置において、前記フルカラーの未定着トナー画像を形成するトナーはワックスを含有し、前記温度検出手段は定着部材と非接触であることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着部材は、回転体対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】
前記記録材上のトナーは、含有するワックスがトナーのバインダー樹脂１００重量部に対して３０重量部以下で配合されたトナーであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記記録材上のトナーは、懸濁重合法により形成されたトナーであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記記録材上のトナーは、樹脂とこの樹脂の内側にワックスを有し、ワックスの融点は樹脂のガラス転移温度よりも低いことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プロセス、静電記録プロセス等、適宜の画像形成プロセスにより記録材上に顕画像を形成する画像形成装置の定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機、プリンタ等の画像形成装置では、像形成手段により、記録媒体（エレクトロファックスシート、静電記録シート、転写材シート、印刷紙など）面上に直接方式若しくは間接（転写）方式で目的画像に応じた顕画像を形成担持させ、前記記録媒体上の顕画像を像加熱手段で加熱及び加圧して、前記顕画像を記録媒体に定着させている。
【０００３】
前記画像形成装置の像加熱手段としては、従来からいわゆる加熱ローラ方式の定着装置が多く用いられている。これは図５のように一対のローラの内部に加熱源を設けると共に、両ローラ間に適当な圧力を加えつつ回転させ、トナーを転写した記録材を前記一対のローラ間を通過させて定着を行っている。
【０００４】
特に多量のトナーを一度に定着するフルカラー定着装置において、ワックス成分を含んでいない粉砕トナーが多く用いられており、トナーとローラとの離型性を確保するために、オイルを含浸させたウェブ、フェルト、ローラ等をローラ表面に当接させてオイルを塗布する必要がある。
【０００５】
また、ローラの温度を検出する温度検出手段がローラに接触していると定着枚数が増えるにしたがって、ローラ表面に摺擦傷が発生し画像品位を落としてしまうのでローラ寿命が短くなるという問題があるが、これを解決するために温度検出手段をローラに対して非接触にする構成が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の様にオイルをローラ表面に塗布すると、ローラは高温になるためオイルミストが発生して、非接触の温度検出手段にオイルが付着してローラの温度を誤検知してしまうといった問題が有った。
【０００７】
本発明の目的は、上述の問題点を解決するもので、定着部材の長寿命化と温度制御の信頼性向上を同時に満足させる。定着装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本出願にかかる発明は、フルカラーの未定着トナー画像を担持する記録材を挟持搬送するニップを形成する定着部材と、定着部材を加熱して記録材に熱を与えるための加熱手段と、定着部材の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段の検出信号をもとに定着部材を所定の温度に制御するための温度制御手段と、を有する定着装置において、前記フルカラーの未定着トナー画像は懸濁重合法により形成され、樹脂とこの樹脂よりも内側にワックスを有し、ワックスはトナーのバインダー樹脂１００重量部に対して３０重量部以下で配合されており、ワックスの融点は前記樹脂のガラス転移温度よりも低く、前記温度検出手段は定着部材と非接触であることを特徴とする。
【０００９】
上記構成において、懸濁重合法により形成されたワックスを含んだトナーを用いて、温度検出手段は定着部材と非接触である手段は、トナーが自らローラから離型しするのでオイル塗布機構が不要になり、さらにトナーが含有するワックスはバインダー樹脂１００重量部に対して３０重量部以下と微量であるし、トナーが溶融してもワックスは解けたトナーと共にほとんどが記録材に付着するので、従来例のようにワックスが定着部材の熱で気化して温度検出手段を汚染することはないので温度検知の信頼性が向上する様に作用する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第一の実施の形態）
定着装置が適用される画像形成装置については、従来技術と同様で一般的に知られた公知技術であるので、ここではその説明は省略する。
【００１１】
図１は第一の実施の形態に係る定着装置の断面の模式図である。
【００１２】
Ｒ１は定着ローラ、Ｒ２は加圧ローラ、Ｈ１、Ｈ２は発熱体を有する加熱源、Ｓ１、Ｓ２は温度検出手段としてのサーミスタ、Ｘ１、Ｘ２は温度制御手段、を示す。
【００１３】
定着ローラＲ１は、直径４０ｍｍのアルミニウム芯金１上に厚さ２．０ｍｍのシリコンゴムによる耐熱弾性被覆層２を設け、更に離型層として厚さ５０μｍのＰＦＡチューブを被覆して構成されている。
【００１４】
加圧ローラＲ２は、直径４０ｍｍのアルミニウム芯金３上に厚さ２．０ｍｍのシリコンゴムによる耐熱弾性被覆層４を設け、更に離型層として厚さ５０μｍのＰＦＡチューブを被覆して構成されている。耐熱弾性被覆層４の表面硬度は耐熱弾性被覆層２の硬度と同等あるいはそれより硬く設定してある。
【００１５】
定着ローラＲ１の内部には加熱源Ｈ１が設けられ、加圧ローラＲ２の内部には加熱源Ｈ２が設けられている。定着ローラＲ１の外側において、定着ローラＲ１の温度を検出するためのサーミスタＳ１が、定着ローラＲ１に非接触の状態で設けられている。また、加圧ローラＲ２の外側において、加圧ローラＲ２の温度を検出するためのサーミスタＳ２が、加圧ローラＲ２に非接触の状態で設けられている。
【００１６】
加圧ローラＲ２は、不図示の加圧手段により定着ローラＲ１に向けて加圧されてニップ部を形成しており、ニップ部における圧接圧（定着圧）が４０ｋｇｆに設定されている。
【００１７】
運転時において、これらのローラは記録材Ｃの搬送速度と同じ１１７ｍｍ／ｓｅｃの周速度で回転する。
【００１８】
これらの構成において好適な加熱処理が行えるように、本形態例では定着ローラＲ１，加圧ローラＲ２の表面温度が１７０℃になる様に、それぞれサーミスタＳ１，Ｓ２からの信号に基づいて温度制御手段Ｘ１、Ｘ２が加熱源Ｈ１、Ｈ２の発熱量を制御している。
【００１９】
こうして、記録材Ｃがニップ部に導入されて所定の定着圧で定着ローラＲ１と密着し、定着ローラＲ１、加圧ローラＲ２とからの熱が付与されて加熱処理される。
【００２０】
本例装置のトナーＣ１は、重合方法により生成された、ワックスを内包するトナー（以後重合トナーという）であり、ニップ部で加熱されるとワックスがしみ出し、定着ローラＲ１との分離性が良くなっている。そのために本例装置では定着ローラ表面へのオイル塗布機構を備えなくても、定着ローラＲ１とトナーＣ１との分離性を充分確保でき、オフセットの無い定着画像が得られる。
【００２１】
特にトナー自身の作用で分離性が改善されているので、トナーの乗り量に依存しないでオフセットを防止できる。さらに、ほとんどのワックスは溶融したトナーと共に記録材に付着するのでローラ上に残ることはない。ただし、トナーの含有するワックスがトナーのバインダー樹脂１００重量部に対して３０重量部よりも多く配合されたトナーを用いると、定着後にローラ上に残るワックス量が増加するので、サーミスタが気化したオイルによって汚染され検出温度に誤差が生じてしまった。Ａ４サイズの用紙を２０万ページ定着した後の結果を下表に示しておく。望ましくは、トナーの含有するワックスがトナーのバインダー樹脂１００重量部に対して２０重量部以下に配合されたトナーを用いると良い。
【００２２】
【表１】
2004101698.tif 000003
【００２３】
なお、定着ローラＲ１の表面硬度を加圧ローラＲ２の表面硬度と同等あるいはそれより軟らかく設定してあるので、ニップ部においては加圧ローラＲ２の一部が定着ローラＲ１に食い込むようになり、従ってニップ部から出る紙等の記録材Ｃの先端の向きが加圧ローラＲ２側の下向きとなるので、定着ローラＲ１側の分離爪が不要となる（図２参照）。
【００２４】
本形態体に使用されるトナーは球形であり、球形の度合いは、以下のように定義される形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２で表すと、ＳＦ−１は１００以上１４０以下、ＳＦ−２は１００以上１３０以下であることが好ましい。ＳＦ−２に関しては１００以上１２０以下であることがより好ましい。
【００２５】
本発明の形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２は、例えば日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、１０００倍に拡大した２μｍ以上の非磁性トナー粒子像を１００個無作為にサンプリングし、、その画像情報はインターフェイスを介して、例えばニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ　ＩＩＩ）に導入し解析を行い下式より算出し得られた値であると定義する。
【外１】
2004101698.tif 000004
【００２６】
（式中、ＭＸＬＮＧは粒子の絶対最大長、ＰＥＲＩは粒子の周囲長、ＡＲＥＡは粒子の投影面積を示す。図３参照）
形状係数ＳＦ−１はトナーの丸さの度合いを示し、形状係数ＳＦ−２はトナーの凹凸の度合いを示している。
【００２７】
また、本形態例のトナーＣ１は図４に示すような、シェル１０３の内側にバインダー樹脂１０２及びワックス１０１を内包するカプセルトナー（コアーシェル構造のトナー）であることが好ましい。
【００２８】
このようなカプセル構造のトナーとして好ましいのは、シェル１０３のガラス転移温度がワックス１０１の融点及びバインダー樹脂１０２のガラス転移温度よりも高いトナーである。
【００２９】
以上のように本形態例によれば、懸濁重合法により形成されたワックスを内包した球形トナーを用いることで、ニップ部で加熱されるとワックスがしみ出すので定着ローラＲ１との離型性が良くなり、定着ローラＲ１とトナーＣ１との分離性を充分確保できる。従って、定着ローラ表面へのオイル塗布機構が不用になる。また、ワックスのほとんどがトナーと共に記録材に付着するので定着ローラ上に残ることはない。結果として、非接触の温度検出手段が気化したオイルによって汚染されなくなるので、温度誤検知などがなくなり安全に対する信頼性の高いかつ、ローラが傷に対して長寿命である定着装置を提供することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、懸濁重合法により形成されたワックスを内包した球形トナーを用いることで、ニップ部で加熱されるとワックスがしみ出すので定着ローラＲ１との分離性が良くなり、定着ローラＲ１とトナーＣ１との分離性を充分確保できる。従って、定着ローラ表面へのオイル塗布機構が不用になる。また、ワックスのほとんどがトナーと共に記録材に付着するので定着ローラ上に残ることはない。結果として、非接触の温度検出手段が気化したオイルによって汚染されなくなるので、温度誤検知などがなくなり安全に対する信頼性の高いかつ、ローラが傷に対して長寿命である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】本発明の定着装置の縦断面模型図。
【図２】図１の定着装置の要部断面図。
【図３】形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２の説明図。
【図４】ワックスを内包するトナーの構成を示す断面図。
【図５】従来の定着装置の縦断面模型図。
【符号の説明】
Ｒｌ　定着ローラ
Ｒ２　加圧ローラ
Ｈ１、Ｈ２　加熱源
Ｓ１、Ｓ２　サーミスタ
Ｘ１、Ｘ２　温度制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004101698.tif 000009