JP2002148979A

JP2002148979A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002148979A
Application number: JP2000341776A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kanazawa; 祥雄金澤; Kazufumi Tomita; 和史冨田; Teigen Ri; 廷原李
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2002-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】静電潜像にトナーを付着することによって
可視像を形成し、これを記録媒体上で加熱加圧して定着
する画像形成装置において、信頼性の高い定着を行うこ
と、及び装置の起動時における立ち上がり時間を短くす
るとともに、画像形成の高速化を可能とする。【解決手段】使用するトナーは、結着樹脂、着色
剤、離型剤とを含み、さらに結着樹脂は無機微粒子を含
むものとする。定着装置５８は、円筒状の芯金１０ａの
周面上に耐熱性弾性体層１０ｂと耐熱性樹脂層１０ｃと
が積層された定着ローラ１０を有し、エンドレスベルト
１１がこの定着ローラに当接され、内側から加圧パッド
１２によって押圧される。このとき、上記耐熱性弾性体
層には１％〜４％の歪みが付与されている。上記加圧パ
ッドの押圧によって形成されるニップは、入口側より出
口側で圧力が高く設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式又は
静電記録方式等、粉状のトナーを利用した複写機、プリ
ンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式や静電気録方式を利用した
複写機やプリンタ等においては、記録シート上に転写さ
れた未定着トナー像を定着して永久画像にする必要があ
り、その定着法として溶剤定着法、圧力定着法、および
加熱定着法が知られている。しかしながら、溶剤定着法
は、溶剤蒸気が発散し、臭気や衛生上の問題点があると
いう欠点を有している。一方、圧力定着法は、他の定着
法と比較して定着性が悪く、かつ圧力感応性トナーが高
価であるという欠点を有している。これらの要因から、
共にほとんど実用化されていないのが現状である。この
ため、加熱によってトナーを溶融させ、記録シートに熱
融着させる加熱定着法が広く採用されている。

【０００３】加熱定着法による装置としては、図１１に
示すように円筒状芯金111aの内部に加熱源113 を備え、
その円筒状芯金111aの外周面に離型層111bを形成した定
着ローラ111 と、該定着ローラ111 に対して圧接配置さ
れ、円筒状芯金112aの外周面に耐熱性弾性体層112b、お
よび耐熱性樹脂被膜あるいは耐熱性ゴム被膜による離型
層112cを形成した加圧ローラ112 とで構成され、定着ロ
ーラ111 と加圧ローラ112 との間に、未定着トナー像Ｔ
を担持した記録シートＰを通過させて加熱加圧定着を行
う加熱ロール方式のものが知られている。これは他の加
熱定着法である熱輻射定着方式に比べ熱効率が高く、紙
詰まりによって記録紙が燃える危険性も少ないこと等か
ら現在最も広く利用されている。

【０００４】定着ローラ111 の離型層111bは、定着後の
トナー像が定着ローラ111 から容易に剥離するように、
耐熱性樹脂被膜あるいは耐熱性ゴム被膜で形成されてい
る。この離型層111bの材料としては、一般的にはポリテ
トラフルオロエチレン（以下、「ＰＴＦＥ」という）
や、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（以
下、「ＰＦＡ」という）、四フッ化エチレン六フッ化プ
ロピレン共重合体（以下、「ＦＥＰ」という）に代表さ
れるフッ素系耐熱性樹脂が好適に用いることができる。
これらの材料は、シリコーンゴムやフッ素ゴムに代表さ
れる耐熱性ゴムよりも離型性が良好であり、離型剤（い
わゆる離型オイル）を用いないで高い離型性能を得られ
ることが知られている。このため、白黒複写機において
は、離型層としてこれら耐熱性樹脂を用いることによっ
て良好な離型性が得られ、高画質の定着トナー像を得る
ことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フルカ
ラーの複写機又はプリンター等の画像形成装置では、以
下に示す各観点より課題があり、上記のような従来の技
術ではこれらの点を全て解決することはできていない。

【０００６】１．画質の課題円筒状芯金に離型層としてフッ素系樹脂を被覆した場
合、フッ素系樹脂は材質そのものが固いため、以下に示
すような画質上の問題が生ずる。

【０００７】図１３は、定着時における定着ローラ１３
１、記録シート１３２およびトナー像１３３の状態を模
式的に示す拡大断面図である。図１３に示すようにトナ
ー像１３３は微視的には凹凸を有しており、定着ローラ
１３１が硬いとそれに追従できず、微視的な密着性が低
くなる。このため、定着後のトナー像１３３は、定着ロ
ーラ１３１が接触した部分としない部分との間で、細か
い光沢ムラが発生する。

【０００８】白黒複写機における画質の要求度は、フル
カラー複写機に比べるとそれほど高いものではないた
め、上述のような金属製芯金にフッ素樹脂を被覆した定
着ローラで十分であった。

【０００９】これに対して、フルカラー複写機において
は画質への要求が白黒複写機の場合に比べて非常に大き
い。このため、従来の白黒画像と同等の光沢ムラが生じ
ると、カラー画像としては充分な画質を有するものでは
ない。

【００１０】従って、フルカラー複写機においては、一
般にトナー中の結着樹脂の分子量を低くし変形しやすい
ようにしている。これにより、定着後のトナー表面が平
滑になりやすく、高い画質が得られるようにしている。
さらに光沢ムラが起こりにくいように、円筒状芯金に耐
熱性ゴムを被覆し、ゴム自身の伸縮性により定着画像と
トナー層との密着性を高くして光沢ムラのない優れた画
質を得ることができるようにしている。このため、次に
説明するような離型性の問題が派生する。

【００１１】２．離型性と信頼性の課題白黒複写機で用いるトナーの結着樹脂は分子量が大き
く、弾性的な挙動を示す。よって、結着樹脂そのものが
定着ローラとの離型性がよいものであった。しかしなが
ら、前述したようにフルカラー複写機においては画質性
向上の要求から、分子量が低く、粘性の強い挙動を示す
結着樹脂がトナーに用いられる。さらに、光沢ムラをな
くす目的で定着ローラの表面とトナーとの密着性を高く
しているため、定着ローラとトナーとの接触面積も増
え、付着力が大きくなっている。フルカラー複写機で
は、イエロー・マゼンタ・シアン・ブラックという４色
のトナーを用いているため、さらに付着力が大きくなっ
ている。このため、白黒複写機で用いられるフッ素樹脂
等の被覆層を有する定着ローラでは離型性が悪く、トナ
ー像を定着ローラから確実に剥離させることができな
い。

【００１２】上記のような事情から、特開平５−１５０
６７９号に開示されている装置では、定着ローラに耐熱
性ゴムを被覆し、定着ローラに歪みを発生させることで
高い剥離性能を得る方法が採られる。図12は、かかる定
着装置を示す側断面図である。定着ローラ121は円筒状
芯金121aの外周面に耐熱性ゴム層121b、および耐熱性樹
脂被膜あるいは耐熱性ゴム被膜による離型層121cを有し
ている。なお、122 は加圧ローラであり、本定着装置は
定着ローラ121 および加圧ローラ122 の双方の内部に加
熱源123 、124 が配されている。ここで歪みとは、定着
ローラ121 に加圧ローラ122 を圧接した時に定着ローラ
121 の耐熱性ゴム層121bが弾性変形し、その表面に生じ
る歪みのことである。この歪みが生じることによってト
ナー像が融着された記録シートとの間に微小な滑り（ず
れ）が生じ、これによって付着を解除して剥離しようと
するものである。

【００１３】定着ローラ121の構造は、円筒状芯金上に
ＬＴＶシリコーンゴム層を形成し、さらにその上に離型
層としてＲＴＶシリコーンゴム層を形成したものであ
る。最外層のＲＴＶシリコーンゴム層自身が展延性を有
することから、歪みは発生しやすい。しかしながら、ゴ
ムの離型性はそれ自体高いものではなく、十分な離型性
を確保するためには、定着ローラの離型層に離型オイル
を別途塗布および供給しなければならない。即ち、離型
オイル塗布により、オイル層内の分断によってトナーを
定着ローラから剥離するものである。現在、ほとんどの
フルカラー複写機において、このような離型オイルを用
いたゴムローラの定着器が採用されている。

【００１４】しかし、このように離型オイルを用いてい
るため、従来よりシリコーンゴムのオイル膨潤や、装置
内のオイル漏れ、定着後の記録シート上のオイルによる
ボールペンやインクの加筆性低下等の問題が生じてい
る。さらに、オイルの定期的な補給等のメンテナンスも
必要であり、小型のフルカラー複写機やプリンターには
不向きである。また、シリコーンゴムの摩擦係数が高い
ため、通紙による離型層の摩耗や、シリコーンゴムその
ものの変質による離型性劣化という問題点もあった。

【００１５】一方、それ自身が高い離型性能を有するフ
ッ素樹脂を耐熱性ゴム層の上に被覆すればさらに高い離
型性能が得られ、特別な離型オイル塗布手段は必要なく
なると考えられる。即ち、特開昭６１−２２３７６号や
特開昭６１−２４８７３１号等に開示されるように耐熱
性ゴムの表面にフッ素樹脂をディスパージョン塗布焼成
した定着ローラを用いれば、高い離型性能と共に優れた
画質が得られると考えられる。しかし前記開示の塗布焼
成膜は、その厚さが２〜３μｍ程度であり、また、加圧
ローラによる圧力が大きいため、通紙による離型層摩耗
による離型性低下という問題点が生じる。

【００１６】また、特開昭５７−８９７８５号、特開昭
５３−１４４７４７号、特公平７−３４９号、特開平４
−４２１８３号等に開示されるように、あらかじめ製造
されたフッ素樹脂チューブを耐熱性ゴムの表面に被覆す
ることにより、摩耗の問題点は解決される。

【００１７】しかしながら、一般的なフッ素樹脂チュー
ブの厚さは５０〜１００μｍ程度であることから、チュ
ーブ自身が硬く、上述のような歪みを発生させることは
困難であり、高い離型性と優れた画質を得るという目的
は十分に達し得ないものであった。

【００１８】また、耐熱性ゴムの表面にフッ素樹脂層を
設け、さらに歪みを与えれば離型性能は良くなるが、ゴ
ムと樹脂とでは伸縮率が異なるため、大きな歪みを与え
るとフッ素樹脂が塑性変形を起こし、シワが生じてしま
う。即ち、従来の加熱加圧ローラ対による定着装置にお
いては、比較的厚いゴム層に大きな歪みを与えて剥離し
ていたため、これにフッ素樹脂層を設けた場合にはシワ
が生じるおそれがある。フッ素樹脂層は、薄くなればな
るほどシワができやすく、画質向上と離型性向上のため
により薄いフッ素樹脂層を使用しようとすると、このシ
ワの問題が顕在化してしまう。

【００１９】３．省エネ性・高速定着性の課題さらに、図12に示す定着装置のように、定着ローラ121
と圧力ローラ122 とを互いに圧接して、広いニップを確
保するとともに大きな歪みを発生させるためには、定着
ローラ121 の円筒状芯金121aの肉厚は厚く、その上の耐
熱性ゴム層121bの肉厚も厚くする必要がある。従って、
必然的に定着装置の熱容量も大きくなり、室温からの立
ち上がり時間として３分〜６分ほどを要していた。この
ため画像形成を行わない待機時においても定着装置の温
度をある程度高温に維持する必要があり、これが画像形
成装置の消費電力の大部分を占めることになる。また、
熱伝導率の低いゴムの層が厚く存在するため、定着ロー
ラ121 の内周面から外周面への熱抵抗が極めて大きい。
従って、定着ローラ121 内のヒータ123 を加熱しても、
その熱が定着ローラ121 外周面へは、なかなか伝わらな
い。これが、定着装置の高速化への障害となっている。

【００２０】早期立ち上がり性（以下、「インスタント
スタート性」という。）を備えた定着装置として、白黒
定着装置ではあるが、薄膜フィルムと固定ヒーターを用
いた定着装置が既に開示されている（特開昭６３−３１
３１８２号、特開平４−４４０７４号等）。しかし、こ
の技術ではフルカラーで求められる高画質や高速適性は
得られない。なぜなら、上記定着装置は、熱容量がほと
んどゼロに近い薄膜のフィルムを介してヒーターの熱を
記録シートに伝える方式であり、高画質化のためにフィ
ルム上に弾性体層を設けると、熱伝達が悪くなってしま
い、結局システムとして成立しなくなってしまうからで
ある。

【００２１】このような種々の課題に対して、特開平11
-133776 にて一応の解決策を提示してきた。しかし、富
士ゼロックス社製S 紙（坪量56g/m²）やトレーシングペ
ーパーのように剛性の小さい用紙を使用する際には、剥
離シートを用いて剥離する必要がある。この剥離シート
は非常に設計公差が狭く、設計の難易度が高い。また、
インスタントスタートとの組み合わせでは、ファースト
サンプルを取る際に、剥離シートが暖まらず冷えている
ため、用紙から排出される水蒸気が結露し易いという欠
点を持っていた。

【００２２】本発明は、上記のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、高い離型性と優れた画質を得ながら、
定着ローラ上の離型層にシワが発生すること、摩擦によ
る摩耗および劣化、離型性の低下といった問題を解消
し、信頼性の高い定着が可能な画像形成装置を得ること
を目的とする。さらに、定着装置の熱容量を少なくして
立ち上がり時間を短くするとともに、定着ローラの熱抵
抗を小さくすることにより、インスタントスタート性と
高速化を実現し得る画像形成装置を得ることを目的とす
る。即ち、画像形成装置の高画質化、長寿命化、省エネ
ルギー化、高速化を全て満足させようとするものであ
る。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するために、請求項１に記載の発明は、静電電位の差
による潜像が表面上に形成される像担持体と、該像担
持体上の静電潜像にトナーを転移させることによって可
視化する現像手段と、前記像担持体上に形成されたト
ナー像を記録シートに、又は中間転写体を介して記録シ
ートに転写する転写手段と、転写された記録シート上
のトナー像を定着する定着装置とを有する画像形成装置
において、前記トナーは、少なくとも結着樹脂、着色
剤、離型剤とを含み、さらに前記結着樹脂は無機微粒子
を含むものであり、前記定着装置は、円筒状芯金の周
面上に耐熱性弾性体層が形成され、さらにその表面に耐
熱性樹脂層が形成された定着ローラと、該定着ローラの
周面に押圧される加圧手段とを具備するものであり、
前記加圧手段を押圧することにより、前記定着ローラと
の間にニップ部を形成するとともに、該定着ローラの耐
熱性弾性体層に１%〜４% の歪みが付与されているもの
とする。

【００２４】上記画像形成装置では、トナーの結着樹脂
に無機微粒子が含まれており、定着装置で記録シート上
に溶融圧着されたときに、密着している定着ローラから
の離型性が向上する。したがって、定着ローラの耐熱性
弾性体層上に離型層として耐熱性樹脂層を被覆し、定着
ローラに歪みを与えるとともに、トナーとして無機微粒
子を含むものを用いることにより、シリコーンオイル等
の離型剤を用いることなく高い離型性が得られ、高画質
を達成することができる。また、耐熱性樹脂層は離型劣
化が起きにくく、極めて長い期間の使用にも離型性を維
持することができる。

【００２５】請求項２に記載の発明は、静電電位の差
による潜像が表面上に形成される像担持体と、該像担
持体上の静電潜像にトナーを転移させることによって可
視化する現像手段と、前記像担持体上に形成されたト
ナー像を記録シートに、又は中間転写体を介して記録シ
ートに転写する転写手段と、転写された記録シート上
のトナー像を定着する定着装置とを有する画像形成装置
において、前記トナーは、少なくとも結着樹脂、着色
剤、離型剤とを含み、さらに前記結着樹脂は無機微粒子
を含むものであり、前記定着装置は、円筒状芯金の周
面上に耐熱性弾性体層が形成され、さらにその表面に耐
熱性樹脂層が形成された定着ローラと、該定着ローラに
当接されるエンドレスベルトと、該エンドレスベルトを
前記定着ローラの周面に押圧する加圧部材とを具備する
ものであり、前記定着ローラと前記エンドレスベルト
との間に形成されたニップ部の圧力がニップ部入口側よ
りもニップ部出口側で高くなっているものとする。

【００２６】この画像形成装置でも、請求項１に係る画
像形成装置と同様に、無機微粒子を含むトナーを用いる
ことと、耐熱性弾性体層及び耐熱性樹脂層を有する定着
ローラを用いることにより、高い離型性が得られるとと
もに高画質が得られる。また、加圧部材により定着ロー
ラの周面に沿ってエンドレスベルトを圧接することがで
きるため、２つのローラを用いる定着方式に比べて低い
荷重で広いニップ部を得ることができる。よって定着ロ
ーラの芯金の剛性を小さくすることができ、低熱容量化
が可能となることから、インスタントスタート性の向上
を実現することができる。

【００２７】また、ニップ内の圧力が、ニップ出口側で
大きくなっており、この部分で定着ローラの弾性体層に
歪みが生じ、ここを通過するときに、定着ローラの表面
と記録シートとの間で微少な滑りが生じ、良好な離型性
が得られる。

【００２８】このようにニップ部の出口付近において圧
力を増大させ、定着ローラの歪みを局所的に大きくする
ことにより、ニップ全域で歪みを生じさせる場合と比較
して、小さい歪み量で高い離型性能を得ることができ
る。従って、定着ローラの表面に薄膜の耐熱性樹脂層を
用いた場合にもシワの発生を防止することでき、耐熱性
弾性体層と耐熱性樹脂による離型層との間の剥離が起こ
りにくく、離型性能の維持と併せて長期にわたる信頼性
が得られる。また、歪み量が小さくて済むため、定着ロ
ーラの耐熱性弾性体層を薄肉化できる。これは定着ロー
ラの低熱容量化に寄与するため、よりインスタントスタ
ート性が向上するとともに、消費電力の低減をも図るこ
とができる。さらに、熱伝導性が悪い耐熱性弾性体層を
薄肉化できるため、定着ローラ内面と外面との間の熱抵
抗を小さくでき、熱応答が早くなって、より高速な定着
が可能となる。また、歪み量が小さくて済むため、耐熱
性樹脂層の摩耗が少なくなる。

【００２９】請求項３に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載の画像形成装置において、前記無機微粒
子は、トナーに対して２〜１０重量％含まれているもの
とする。

【００３０】上記構成により、トナーの動的粘弾性のう
ち、粘性をほとんど変化させることなく、すなわち定着
後のトナー画像の光沢度を下げることなく、弾性のみを
上げることができ高画質を維持しつつ、剥離性能を向上
させることができる。

【００３１】請求項４に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載の画像形成装置において、前記無機微粒
子が、酸化ケイ素であるものとする。

【００３２】酸化ケイ素の微粒子を使うことにより、ト
ランスペアレンシーフィルム（ＯＨＰフィルム）上に画
像を形成した場合でも、画像の透過性が悪くなることが
ない。

【００３３】請求項５に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載の画像形成装置において、前記トナー
は、温度が１３０℃〜１９０℃の範囲で、角速度が１０
０ｒａｄ／ｓの変形を与えたときの力学正接損失ｔａｎ
δ（複素弾性率Ｇを、Ｇ＝Ｇ‘＋ｉＧ“としたときにｔ
ａｎδ＝Ｇ“／Ｇ‘で示される）が２．２以下であるも
のとする。

【００３４】このような構成により、トナーと定着ロー
ラの離型層との付着力が低減され、良好な離型性を確保
することができる。

【００３５】請求項６に記載の発明は、請求項２に記載
の画像形成装置において、前記定着装置の加圧部材が
非回転状態で配置された加圧パッドであるものとする。

【００３６】この画像形成装置では、加圧部材を非回転
状態で支持された加圧パッドとしているので、その形状
を適切に選択することができ、定着ローラを小径にして
も十分なニップを確保することができる。また、加圧部
材を簡単な構造としてニップ部入り口側とニップ部出口
側との圧力を調整することができる。したがって、装置
の小型化を図ることができる。

【００３７】請求項７に係る発明は、請求項２に記載の
画像形成装置において、前記定着装置のエンドレスベ
ルトが、複数の支持ローラに張架された状態で、前記加
熱定着ローラの周面の一部に巻き付けるように配置され
ており、前記支持ローラのうちの１つが、加圧部材とし
てニップ部出口側で前記定着ローラに押圧されているこ
ものとする。

【００３８】このような構成とすることにより、エンド
レスベルトを他の部材に摺動させることなく、ニップ入
り口側とニップ出口側との圧力を調整することができ
る。従って、高い離型性を得るとともに、高速定着が可
能となる。

【００３９】請求項８に記載の発明は、請求項２に記載
の画像形成装置において、前記定着装置のニップ部入
口側の圧力が０．５〜１．５ｋｇ／ｃｍ² であり、ニッ
プ部出口側の圧力が２．０〜４．０ｋｇ／ｃｍ² である
ものとする。

【００４０】ニップ部入り口側とニップ部出口側との圧
力を上記のように設定することにより、溶融したトナー
像の十分な圧着を行うとともに、定着ローラの弾性体層
の歪みを小さくし、かつ高い離型性が得られる。

【００４１】請求項９に記載の発明は、請求項２に記
載の画像形成装置において、前記定着装置のニップ部
出口側の圧力は、前記定着ローラの軸線方向における端
部が、軸線方向の中央部よりも大きくなっているものと
する。

【００４２】請求項１０に記載の発明は、請求項９に記
載の画像形成装置において、前記定着装置のニップ部
出口側の圧力は、前記定着ローラの軸線方向における端
部が、軸線方向の中央部の１１０〜１５０％となってい
るものとする。

【００４３】このような構成とすることにより、記録シ
ートがニップ部を通過するときに、記録シートの幅方向
に小さな張力を付与することができ、ニップ部で加熱及
び加圧されることによる紙しわの発生を防止することが
できる。

【００４４】請求項１１に記載の発明は、請求項２に記
載の画像形成装置において、前記定着装置の加圧部材
は、前記定着ローラへの押圧面の曲率半径が、R10 ｍｍ
以上もしくは平面になっているものとする。

【００４５】このような構成とすることにより、記録材
のカールを防止することができる。トナー像を定着した
後の記録材のカール量と加圧部材の曲率半径との関係
は、定着ロールの径が変動しても、ほぼ図１４（ａ）に
示すとおりとなる。ここで、カール量は図１４（ｂ）に
示すように、定着後の記録材を平坦な面上に置いたとき
の、端部の浮き上がり量（ｍｍ）で規定している。この
カール量は、１０ｍｍ以下であるのが望ましく、この条
件を充たすためには、加圧部材の曲率半径Ｒを１０ｍｍ
程度以上とすればよい。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、本願に係る発明の実施の形
態を図に基づいて説明する。（第１の実施の形態）Ａ．画像形成装置の構成図１は、本願に係る発明の一実施形態である画像形成装
置を示す概略構成図である。この画像形成装置は、表面
に静電潜像が形成される感光体ドラム５１と、この感光
体ドラム５１の周辺にあって、該ドラム５１の表面を一
様に帯電する帯電装置５２と、一様帯電された感光体ド
ラム５１に像光を照射して静電潜像を形成する光走査装
置５３と、異なる色の現像剤をそれぞれ収容した４つの
現像器を備え、感光体ドラム５１上の静電潜像をトナー
の選択的な付着によって可視化する回転式現像装置５４
とを備えている。

【００４７】また、複数のローラ６２、６３、６４によ
って周回可能に張架され、上記感光体ドラム５１と当接
される無端ベルト状の中間転写体５５と、感光体ドラム
５１上に形成されたトナー像を中間転写体５５に転写す
る転写帯電器５６と、記録紙１６に中間転写体５５上の
トナー像を転写する転写ローラ５７と、記録紙１６上の
未定着トナー像を加熱・加圧して記録紙上に融着する定
着装置５８とが設けられている。なお、符号５９は、記
録紙１６にトナー像を転写した後の中間転写体５５上か
ら残留トナーを除去するクリーニング装置、符号６０
は、トナー像を中間転写体５５に転写した後、感光体ド
ラム５１上に残留するトナーを除去するクリーニング装
置、符号６１は感光体ドラムの表面を一旦除電する除電
露光装置である。

【００４８】上記感光体ドラム５１は、ドラム表面にS
e、a-Si、a-SiC 、CdS 等の各種無機感光体層を有する
もの、又は各種有機感光体層を有するものを用いること
ができる。

【００４９】上記帯電装置５２は、導電性のローラであ
り、このローラに電圧を印加することにより、感光体ド
ラム５１との微小間隙内で放電を発生させ、感光体ドラ
ム５１の表面を一様に帯電するものである。

【００５０】上記光走査装置５３は、画像信号に基づい
てレーザー光を照射し、これをポリゴンミラーによって
感光体ドラム５１の主走査方向にスキャンするものであ
り、これにより感光体ドラム５１の表面に静電潜像を形
成するものである。

【００５１】上記回転式現像装置５４は、イエロー、マ
ゼンタ、シアン、ブラックのトナーを収容した４台の現
像器が回転可能に支持されており、順次各現像器が感光
体ドラム５１と近接・対向して、各色に対応した潜像に
トナーを転移して可視像を形成するものである。

【００５２】ベルト状の上記中間転写体５５は、カーボ
ンブラックを添加することによって電気抵抗値を調整し
た耐熱性ポリイミドフィルムを用いている。

【００５３】上記転写帯電記５６は、感光体ドラム５１
上のトナー像が、効率よく中間転写体５５へ転移するよ
うに、電圧を印加することによって中間転写体５５の裏
面に電荷を付与するものである。

【００５４】上記転写ローラ５７は、導電性もしくは半
導電性のローラであり、中間転写体５５又は対向するロ
ーラ６４との間に電圧を印加することによって、中間転
写体５５上のトナー像を記録紙１６に一括転写すること
ができるものである。

【００５５】上記定着装置５８の詳細な構成は後述す
る。

【００５６】上記のような画像形成装置では、帯電装置
５２によって一様に帯電された感光体ドラム５１に、光
走査装置５３から像光が照射され、静電潜像が形成され
る。そして、回転式現像装置５４からトナーが転移さ
れ、トナー像が形成される。このようなトナー像の形成
は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックについて順
次に行われ、次々に中間転写体５５上に重ねて転写され
る。中間転写体５５上に担持されたトナー像は、中間転
写体５５の周回移動により、ローラ６４と転写ローラ５
７との対向位置に搬送され、記録紙１６と重ね合わされ
て上記２つのローラの対向位置を通過する。転写ローラ
５７とローラ６４との間には転写用バイアス電圧が印加
されており、トナー像は記録紙１６上に静電的に転写さ
れる。

【００５７】未定着のトナー像を担持した記録紙１６は
定着装置５８へ搬送され、定着ローラと加圧部材との間
に形成されたニップ部に挟み込まれ加熱押圧される。こ
れにより、トナー像は溶融され記録紙１６に圧着され
る。

【００５８】Ｂ．定着装置の構成図２は、図１に示す画像形成装置で用いられる定着装置
５８の構成図である。この定着装置５８は、定着ローラ
１０と、エンドレスベルト１１と、このエンドレスベル
ト１１を介して定着ローラ１０に押圧される加圧パッド
（加圧部材）１２とで主要部が構成されている。

【００５９】上記定着ローラ１０は、円筒状芯金（金属
製のコア）１０ａの周囲に耐熱性弾性体層１０ｂ、およ
び耐熱性樹脂層（離型層）１０ｃを形成したものであ
り、円筒状芯金１０ａの内部には、加熱源としてのハロ
ゲンランプ１４が配置されている。定着ローラ１０の表
面の温度は温度センサ１５によって計測され、その計測
信号により、図示しない温度コントローラによってハロ
ゲンランプ１４がフィードバック制御されて、定着ロー
ラ１０の表面がほぼ一定温度になるように調整される。
エンドレスベルト１１は、定着ローラ１０に対し所定の
角度巻き付けられるように接触し、ニップ部を形成して
いる。

【００６０】エンドレスベルト１１の内側には、加圧パ
ッド１２がエンドレスベルト１１を介して定着ローラ１
０に押圧される状態で配置されている。加圧パッド１２
は、幅の広いニップ部を確保するための弾性部材１２ａ
と、該弾性部材１２ａの、エンドレスベルト１１の内周
面と接触する面に設けられた低摩擦層１２ｂとを有し、
金属製のホルダー１２ｃに保持されている。低摩擦層１
２ｂを表面に有する弾性部材１２ａは、ほぼ定着ローラ
１０の外周面に倣う凹形になっており、定着ローラ１０
に対して押圧されてニップ部を形成し、定着ローラ１０
に一定の歪み量を生じさせている。さらにホルダー１２
ｃには、エンドレスベルト１１がスムーズに摺動回転す
るようにベルト走行ガイド１３が取り付けられている。
ベルト走行ガイド１３はエンドレスベルト１１内面と摺
擦するため摩擦係数が低い部材が望ましく、かつ、エン
ドレスベルト１１から熱を奪いにくいように熱伝導の低
い部材がよい。

【００６１】上記定着ローラ１０は、図示しないモータ
により図中に示す矢印の方向に回転駆動され、この回転
によりエンドレスベルト１１も従動回転するようになっ
ている。

【００６２】このような定着装置５８では、中間転写体
５５からトナー像１７が転写された記録シート１６は、
定着ローラ１０と加圧パッド１２との間のニップ部に向
けて搬送されてくる。ニップ部に挿通させられた記録シ
ート１６上のトナー像７１は、ニップ部に作用する圧力
と、ハロゲンランプ１４より定着ローラ１０を通じて与
えられる熱と、により加熱及び溶融され、記録シート１
６に圧着される。このとき、ニップ部は、加圧パッド１
２によって広く設定されているので、安定した定着性能
が確保される。そして、定着後の記録シート１６は、離
型層１０ｃおよびニップ部における歪みの効果及びトナ
ーに無機微粒子が含まれていることにより、定着ローラ
１０に巻き付くことなく良好に剥離される。

【００６３】以下、上記定着装置の各構成について詳細
に説明する。円筒状芯金１０ａとしては鉄、アルミニウ
ムやステンレス等熱伝導率の高い金属製の円筒体を使用
することができる。円筒状芯金１０ａの外径および肉厚
は、本加圧パッド１２の押圧力が小さいため、小径のも
の、薄肉のものを用いることができ、具体的には、鉄製
の場合、外径２０〜３５ｍｍ程度、肉厚０．３〜０．５
ｍｍ程度のものを使用することができる。もちろん使用
する材質により強度や熱伝導率が異なるため、最適な寸
法は適宜決定すればよい。

【００６４】円筒状芯金１０ａの表面に形成される耐熱
性弾性体層１０ｂとしては、耐熱性の高い弾性体であれ
ばどのような材料を使用することもできる。特に、ゴム
硬度２５〜４０°（ＪＩＳ−Ａ）程度のゴム、エラスト
マー等の弾性体を用いることが好ましく、具体的にはシ
リコーンゴム、フッ素ゴム等を挙げることができる。こ
のなかでも特に耐熱性と加工性の面からシリコーンゴム
が最適である。耐熱性弾性体層１０ｂの厚さとしては、
用いる材料のゴム硬度にもよるが０．３〜１．０ｍｍ程
度が好ましい。

【００６５】耐熱性弾性体層１０ｂの上に形成される離
型層（耐熱性樹脂層）１０ｃとしては、耐熱性の樹脂で
あればどのような樹脂を用いてもよく、例えばフッ素樹
脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。離型層１０ｃの離
型性や摩耗性を考慮すれば特にフッ素樹脂を用いること
が好ましい。フッ素樹脂としては、ＰＦＡ（パーフルオ
ロアルキルビニールエーテル共重合樹脂）、ＰＴＦＥ
（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（四フッ化エ
チレン六フッ化プロピレン共重合樹脂) 等が使用できる
が、耐熱性と加工性の観点よりＰＦＡが最適である。離
型層１０ｃの厚さとしては、好ましくは５〜３０μｍで
ある。離型層１０ｃの厚さが５μｍ未満であると、定着
ローラ１０の歪みに基づくシワが発生する可能性があ
り、また、３０μｍを超えると離型層１０ｃが硬くな
り、光沢ムラ等の画質欠陥が現れる可能性があり、好ま
しくない。離型層１０ｃの形成方法としては、従来公知
の如何なる方法も採用することができ、例えば、ディッ
プコート法、スプレーコート法、ロールコート法、バー
コート法、スピンコート法等を挙げることができる。

【００６６】エンドレスベルト１１は、ベース層とその
表面（定着ローラ１０と接する面、または両面）に被覆
された離型層とから構成されることが好ましい。ベース
層はポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等から
選ばれ、その厚さは、好ましくは５０〜１２５μｍ程
度、より好ましくは７５〜１００μｍ程度である。ベー
ス層の表面に形成される離型層としては、前述のフッ素
樹脂、例えばＰＦＡ等が５〜３０μｍの厚さでコーティ
ングされたものが好ましい。

【００６７】エンドレスベルト１１の定着ローラ１０へ
の巻き付け角度としては、定着ローラ１０の回転速度に
もよるが、ニップ部を十分に広く確保できるよう、２０
〜４５°程度とすることが好ましい。また、ニップ部の
デュエルタイム（記録シートの１つの点がニップを通過
するのに要する時間）が、３０ｍｓｅｃ．以上、特に５
０〜７０ｍｓｅｃ．程度となるような巻き付け角度とす
ることが好ましい。このように、定着ローラ１０の形状
に追従して従動可能なエンドレスベルト１１を用いるこ
とにより、ニップ部をの幅を広く採ることができ、トナ
ーの定着性や離型性の向上を図ることができる。

【００６８】加圧パッド１２は、前述のように、弾性部
材１２ａと、低摩擦層１２ｂと、ホルダー１２ｃとによ
り構成される。弾性部材１２ａは、定着ローラ１０の耐
熱性弾性体層１０ｂで説明したような弾性体、板バネ等
を用いることができ、ほぼ定着ローラ１０の外周面に倣
う凹形になっている。さらに弾性部材１２ａ上に形成さ
れる低摩擦層１２ｂは、エンドレスベルト１１の内周面
と加圧パッド１２との摺動抵抗を小さくするために設け
られ、摩擦係数が小さく、耐摩耗性のあるものが望まし
い。具体的には、フッ素樹脂を含浸させたガラス繊維シ
ート、フッ素樹脂シート、定着ローラ１０の離型層１０
ｃで説明したような樹脂等を用いることができる。

【００６９】以上のような加圧パッド１２は、定着ロー
ラ１０に対して押圧されて、ニップ部を形成し、定着ロ
ーラ１０に一定の歪み量を生じさせる。加圧パッド１２
の総荷重としては、所望の歪み量が得られる範囲であれ
ば特に限定されないが、本発明の定着装置はニップ部が
広いため、ニップ部の入口から出口にかけて徐々に荷重
が大きくなるようにすれば、少ない総荷重でも十分な歪
み量とすることができる。

【００７０】ここで「歪み」とは既述の通りであり、本
発明において歪み量は、以下のようにして測定する。一
般に、ハードローラとソフトローラとをある荷重のもと
で圧接させた場合、その圧接されたニップ領域でソフト
ローラ表面が弾性変形し、その表面は円周方向にある歪
みを生じる。この状態でこのローラ対を回転させ、記録
シートを挿通させると、記録シートはソフトローラの歪
みを生じた領域、つまりニップ領域で搬送される。この
ためソフトローラ１回転で送り出される記録シートの長
さは、実際のローラの周長より円周方向の歪み量に対応
して搬送量が大きくなる。このとき実際のローラの周長
より大きくなった搬送量の割合をε（％）で表して、こ
れを歪み量と規定する。即ち、 ε（％）＝｛（Ａ÷Ｂ）−１｝×１００（上記式中、Ａはローラの１回転で搬送される記録シー
トの長さを、Ｂは歪みがないとした場合のローラの周長
をそれぞれ表す。）となる。

【００７１】上記定着装置において、加圧パッド１２に
より定着ローラ１０に生ずる歪み量としては、１〜４％
の範囲であることが好ましい。歪み量が１％より小さく
なると離型性が十分でなく、４％を超えると定着ローラ
１０の離型層１０ｃにシワが発生する可能性があり好ま
しくない。また、加圧パッド１２は、ローラのように回
転することなく固定化された状態で配置されているた
め、定着ローラ１０から伝導される熱が放熱しにくい。
さらに、エンドレスベルト１１は薄膜で熱容量が小さい
ことより、定着ローラ１０の回転に従動してエンドレス
ベルト１１が周回駆動されても、定着ローラ１０から奪
う熱量が少ない。したがって、熱損失が少なく、定着ロ
ーラ１０の温度を維持するための熱供給量が少なくてよ
く、経済的なものとなる。

【００７２】ベルト走行ガイド１３は、エンドレスベル
ト１１の内面と摺擦するため、摩擦係数が小さい部材が
望ましく、かつ、ベルトから熱を奪いにくいように熱伝
導率の低い部材がよい。このような部材としては、ＰＦ
ＡやＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性
樹脂等が挙げられる。

【００７３】上記定着装置においては、ニップ部が広く
十分な定着性能が得られ、かつ、少ない歪み量で効果的
に離型性を得ることができるため、加圧パッド１２によ
る総荷重が小さくて済む。したがって、円筒状芯金１０
ａの外径を小さく、肉厚を薄くできるとともに、円筒状
芯金１０ａの表面に形成される耐熱性弾性体層１０ｂの
厚さも薄くでき、従来のロール対方式の定着装置に比べ
て極めて熱容量が小さく、インスタントスタート性が向
上する。また、加熱源としてのハロゲンランプ１４の出
力を低下させることもできる。また、定着ローラ１０内
面と外面との間の熱抵抗が小さくなり、熱応答が早くな
って、消費電力の低減およびより高速な定着が可能とな
る。

【００７４】Ｃ．本発明において使用するトナー本願発明に係る画像形成装置で用いられるトナーについ
て説明する。本願発明に係る画像形成装置で用いられる
トナーは、少なくとも着色剤と、結着樹脂と、ワックス
とからなり、さらにトナー結着樹脂に２〜１０重量％の
無機微粒子が含有されている。このトナーの平均粒径は
３μｍ以上１０μｍ以下である。

【００７５】上記結着樹脂に含まれる無機微粒子とは、
例えば炭酸カルシウム、リン酸三カルシウム、硫酸バリ
ウムなどの金属塩、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アル
ミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウ
ム、チタン酸カルシウム、酸化セリウム、酸化ジルコニ
ウム、酸化マグネシウム、などの金属酸化物、セラミッ
ク、カーボンブラック、等が挙げられ、単独で用いても
よく、２種以上を混合して用いてもよい。なかでも発色
性、ＯＨＰにおける光透過性を良好にするため、酸化ケ
イ素などの結着樹脂との屈折率差が小さい無機微粒子が
好ましい。また、無機微粒子の粒径は好ましくは４ｎｍ
以上５００ｎｍ以下で、特に好ましくは６ｎｍ以上５０
ｎｍ以下である。５００ｎｍ以上では十分な効果が得ら
れない。さらに、無機微粒子のトナー内部への添加量は
トナー１００重量部に対し、好ましくは１重量部以上２
０重量部以下であり、特に好ましくは、２重量部以上１
０重量部以下である。１重量部以下では無機微粒子添加
の効果がなく、２０重量部以上では定着性が不十分とな
る。

【００７６】これらの無機微粒子は、製造工程中でトナ
ー中から脱離させないため、カップリング材等で疎水性
に表面処理することが好ましく、カップリング材として
は具体的にはメチルトリクロロシラン、メチルジクロロ
シラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシ
ラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロ
シラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシ
ラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキ
シシラン、ジフェニルジメトキシシラン、テトラエトキ
シシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエト
キシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニル
ジエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、デ
シルトリメトキシシラン、ヘキサメチルシラザン、N,N-
(ビストリメチルシリル) アセトアミド、N,N-ビス( ト
リメチルシリル) ウレア、tert-ブチルジメチルクロロ
シラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシ
シラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキ
シプロピルトリメトキシシラン、β−(3.4エポキシシク
ロヘキシル) エチルトリメトキシシラン、γ−グリシド
キシプリピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプ
リピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキ
シシラン、等のシランカップリング剤やチタンカップリ
ング剤等をあげることができる。また、親油性が小さい
と、トナー中への無機微粒子の取り込み率が小さくな
る。

【００７７】上記トナー粒子の作製方法としては、具体
的には、結着性樹脂、着色剤、ワックス、無機微粒子、
その他の材料を溶媒に溶解分散させてなる油性成分を、
水性媒体中で懸濁分散し、その後前記溶媒を除去する方
法、前記溶液に貧溶媒を加えることにより粒子を析出さ
せる方法が挙げられる。前記水性媒体は、主として水が
用いられるが、水溶性溶媒を混合しても構わない。油性
成分を水性媒体中に分散安定化させるために無機微粒子
かつ／または水溶性高分子を添加することが好ましく、
添加される無機微粒子としては、リン酸三カルシウム、
ヒドロキシアパタイト、炭酸カルシウム、酸化チタン、
水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硫酸バリウ
ム、酸化珪素等があげられる。無機分散剤の量は、水性
媒体100重量部に対して、1 〜30重量部が好ましい。さ
らに無機分散剤の平均粒径は1 μm 以下が好ましい。水
溶性高分子としては具体的には、セルロース、ヒドロキ
シプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、カル
ボキシメチルセルロース、デンプン、ポリビニルアルコ
ール、ポリアクリル酸などが挙げられる。

【００７８】前記溶媒としては、一般の有機溶媒が用い
られる。例えば、トルエン、キシレン等の炭化水素、塩
化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン等のハロゲ
ン化炭化水素、テトラヒドロフラン等のエーテル類、酢
酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、メ
チルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類があ
げられる。これらは単独で使用してもよく、混合して使
用してもよい。前記粒子作製のための攪拌方法として
は、ホモジナイザー、コロイドミル等のローターステー
ター型攪拌機，ディゾルバー等のインペラー型攪拌機、
超音波攪拌機などが用いられる。

【００７９】上記結着樹脂は、公知の定着用樹脂を用い
ることができ、具体的にはアルコール成分とカルボン酸
成分との縮合重合によって得られるポリエステル（アル
コール成分としては、エチレングリコール、ジエチレン
グリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレング
リコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペ
ンタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジ
メタノール、キシリレングリコール、ジプロピレングリ
コール、ポリプロピレングリコール、ビスフェノールA、
水添ビスフェノールA、ビスフェノールA エチレンオキサ
イド、ビスフェノールA プロピレンオキサイド、ソルビ
トール、グリセリンなどの2 価以上のアルコールおよび
アルコール誘導体。カルボン酸成分としては、マレイン
酸、フマール酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル
酸、コハク酸、アジピン酸、トリメリット酸、ピロメリ
ット酸、シクロペンタンジカルボン酸、無水コハク酸、
無水トリメリット酸、無水マレイン、酸ドデセニル無水
コハク酸などの2 価以上のカルボン酸、カルボン酸誘導
体や無水カルボン酸などが挙げられる。アルコール成分
およびカルボン酸成分はをそれぞれ2 種類以上、組み合
せてもかまわない。）、ポリアクリル酸メチル、ポリア
クリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリアクリル
酸2-エチルヘキシル、ポリアクリル酸ラウリル等のアク
リル酸エステル重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリ
メタクリル酸ブチル、ポリメタクリル酸ヘキシル、ポリ
メタクリル酸2-エチルヘキシル、ポリメタクリル酸ラウ
リル等のメタクリル酸エステル重合体、アクリル酸エス
テルとメタアクリル酸エステルとの共重合体、スチレン
系モノマーとアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸
エステルとの共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリプロピオ
ン酸ビニル、ポリ酪酸ビニル、ポリエチレン及びポリプ
ロピレンなどのエチレン系重合体およびその共重合体、
スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・イソプレン
共重合体、スチレン・マレイン酸共重合体などのスチレ
ン系共重合体、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、
ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ゴム類、
エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ロジン、変成ロ
ジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂などを単独あるい
は混合して用いることができる。

【００８０】上記トナーに用いるワックスとしては、具
体的にはパラフィンワックス、酸化パラフィンワック
ス、マイクロクリスタリンワックスなどの石油ワック
ス、モンタンワックスなどの鉱物ワックス、みつろう、
カルナバワックスなどの動植物ワックス、ポリオレフィ
ンワックス、酸化ポリオレフィンワックス、フィッシャ
ートロプシュワックスなどの合成ワックス等を単独ある
いは混合して用いることができる。ワックスの融点は40
℃〜150 ℃が好ましく、50℃〜100℃が特に好ましい。
ワックスはあらかじめより小さく分散させておくのが望
ましく、平均１μm以下に分散させておくことが望まし
い。

【００８１】ワックス粒子径を小さくするワックスの分
散方法としては、メディア式ミルでワックスを有機溶媒
中で湿式粉砕する方法、ワックスを有機溶媒中に溶解さ
せた後、冷却析出させて微分散させる方法、あるいはワ
ックスを気相中で蒸発させて、微粒子化させる方法が挙
げられる。用いられる有機溶媒は、結着樹脂を溶解する
際に用いる溶媒と必ずしも同一である必要はない。溶媒
の量は、ワックス１重量部に対して、溶媒0.1 〜20重量
部が望ましい。ワックスの溶解方法としては、加熱、加
圧などしておこなうことができる。

【００８２】ワックスを気相中で蒸発させて、微粒子化
させる方法において、気相としては、ヘリウム、アルゴ
ン、窒素の不活性ガスを用い、ワックスを100 ℃〜400
℃の温度に加熱し、0.01〜10torrの減圧下で蒸発させ
て、蒸発したワックス微粒子を冷却した基体に付着させ
た後、かきとるかあるいは溶剤に分散させるなどして微
粒子化することができる。トナー造粒の際には、ワック
ス微粒子粉末をそのまま加えても、溶媒中に分散させて
も構わない。本方法では、温度および減圧度を調整する
ことで、分子量分布の狭い留分を分離することも可能で
ある。

【００８３】上記トナーで用いられる着色材としては、
公知の有機、もしくは、無機の顔料を使用することがで
きる。たとえば、ファーネスブラック、チャンネルブラ
ック、アセチレンブラック、サーマルブラック等のカー
ボンブラック、ベンガラ、紺青、酸化チタン等の無機顔
料、ファストイエロー、ジスアゾイエロー、ピラゾロン
レッド、キレートレッド、ブリリアントカーミン、パラ
ブラウン、ベンズイミダゾロン等のアゾ顔料、銅フタロ
シアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン顔
料、フラバントロンイエロー、ジブロモアントロンオレ
ンジ、ペリレンレッド、キナクリドンレッド、ジオキサ
ジンバイオレット等の縮合多環系顔料、カーミンレーキ
顔料などが挙げられる。

【００８４】なお、本発明においては、磁性一成分トナ
ーとして、黒色着色材の全部又は一部を磁性粉で置き換
えることができる。磁性粉としては、マグネタイト、フ
ェライト、又はコバルト、鉄、ニッケル等の金属単体又
はその合金を用いることができる。これらの着色剤は、
樹脂100 重量部に対して1 〜50重量部程度の割合で加
え、好ましくは2 〜20重量部が適切である。

【００８５】本発明の顔料分散方法としては、サンドミ
ル、ボールミル、アトライター、コボールミル等のメデ
ィア式分散機、三本ロールミル等のロールミル、ナノマ
イザー等のキャビテーションミル、コロイドミルなどを
用いて顔料分散することができる。顔料分散時に適度な
せん断力を加えるために、前記結着樹脂を一部添加して
粘度を調製してもよい。

【００８６】上記顔料の分散状態を安定に保つため、顔
料分散剤を添加することが好ましい。顔料分散剤として
は、具体的には、ＥＦＫＡ４７，ＥＦＫＡ４００９，Ｅ
ＦＫＡ４０１０（変性ポリウレタン：ＥＦＫＡＣＨＥ
ＭＩＣＡＬＳ社製）、アジスパーＰＢ７１１，アジスパ
ーＰＢ４１１、アジスパーＰＡ１１１( 味の素( 株)製)
、ディスパロンＤＡ−７０３−５０、ディスパロンＤ
Ａ−７０５、ディスパロンＤＡ−７２５、ディスパロン
ＤＡ−４００Ｎ（ポリエステル：楠本化成( 株) 製）な
どが挙げられる。また、顔料と顔料分散剤をより強固な
結合として顔料分散をより安定化するために、顔料誘導
体等を添加したり、顔料の表面処理を行ったものを顔料
分散することが好ましい。

【００８７】顔料誘導体としては具体的には、ジメチル
アミノエチルキナクリドン、ジヒドロキナクリドン、ア
ントラキノンのスルホン酸誘導体、アントラキノンのカ
ルボン酸誘導体、ソルスパース５０００，ソルスパース
１２０００，ソルスパース２２０００（ゼネカ社製）、
ＥＦＫＡ−７４５、ＬＰ６７５０( ＥＦＫＡＣｈｅｍ
ｉｃａｌｓ社製) などが挙げられる。また顔料の表面処
理剤としては、ガムロジン、ウッドロジン、トールロジ
ン等の天然ロジン、アビエチン酸、レボピマル酸、デキ
ストロピマル酸等のアビエチン酸誘導体とそれらのカル
シウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩
などの金属塩、ロジン・マレイン酸樹脂、ロジン・フェ
ノール樹脂等が挙げられる。顔料誘導体、顔料表面処理
剤量は、顔料に対して０．１〜１００重量％が好まし
く、０．１〜１０重量％の範囲が特に好ましい。

【００８８】（第２の実施の形態）図３は、本願発明の
第２の実施の形態である画像形成装置で用いられる定着
装置の概略構成図である。この画像形成装置は、定着装
置以外は図１に示す画像形成装置と同じ構成を有するも
のであり、定着装置として、図２に示すものに代え、図
３に示す定着装置を使用している。この定着装置におけ
る定着ローラ２０、エンドレスベルト２１の構成は、第
１の実施の形態の定着装置と同様である。しかし、本実
施形態では、加圧パッド（加圧部材）２２の構成が異な
っている。

【００８９】本実施形態における加圧パッド２２は、幅
の広いニップ部を確保するためのプレニップ部材２２ａ
をニップ部の入口側に、定着ローラ２０に歪みを与える
ための剥離ニップ部材２２ｄをニップ部の出口側にそれ
ぞれ配置し、これらをホルダー２２で支持するものであ
る。また、エンドレスベルト２１の内周面と加圧パッド
２２との摺動抵抗を小さくするために、プレニップ部材
２２ａおよび剥離ニップ部材２２ｄのエンドレスベルト
２１と接する面に低摩擦層２２ｂが設けられている。プ
レニップ部材２２ａ及び低摩擦層２２ｂは、図２に示す
定着装置における弾性部材１２ａ及び低摩擦層１２ｂと
同様の材料、形態を有するものである。また、ベルト走
行ガイド２３も、図２に示す定着装置におけるものと同
様の材料、形状を有するものである。

【００９０】上記定着装置においては、ほぼ定着ローラ
２０の外周面に倣う凹状面を備えたプレニップ部材２２
ａにより広いニップ部を確保するとともに、定着ローラ
２０の外周面形状に対して突出させた剥離ニップ部材２
２ｄにより、ニップ部の出口付近（「剥離ニップ部」と
いう）において定着ローラ２０の歪みが局所的に大きく
なるようにしている。定着ローラ２０の歪みを局所的に
大きくすることにより、ロール対による定着方式のよう
にニップ全域で歪みを生じさせる場合と比較して、小さ
い歪み量で高い離型性能を得ることができる。従って、
定着ローラ２０の離型層として薄膜の耐熱性樹脂層を用
いた場合にもシワの発生を防止でき、耐熱性弾性体層２
０ｂと耐熱性樹脂からなる離型層２０ｃとの間の剥離等
の問題も起こりにくく、離型性能の維持と併せて長期に
わたる信頼性が得られる。

【００９１】さらに、定着ローラ２０の歪み量が小さく
て済むため、定着ローラ２０の耐熱性弾性体層２０ｂを
薄肉化することができる。これは定着ローラ２０の低熱
容量化に寄与するため、よりインスタントスタート性が
向上するとともに、消費電力の低減をも図ることができ
る。また、熱伝導性が悪い耐熱性弾性体層２０ｂを薄肉
化できるため、定着ローラ内面と外面との間の熱抵抗を
小さくすることができ、熱応答が早くなる。従って、よ
り高速な定着が可能となる。

【００９２】剥離ニップ部材２２ｄの材質としては、特
に限定されないが変形しにくいものが好ましく、ＰＰ
Ｓ、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の耐熱性
を有する樹脂、もしくは鉄、アルミニウム、ステンレス
等の金属が使用できる。剥離ニップ部材２２ｄの形状と
しては、ニップ部における外面形状が一定の曲率半径を
有する凸曲面状とすることが好ましく、該曲率半径の好
ましい範囲としては、定着ローラ２０の半径や耐熱性弾
性体層２０ｂの厚さ、硬度等にもよるが、おおよそ２〜
５ｍｍ程度である。

【００９３】本実施形態の画像形成装置では、上記定着
装置を用いることと、図１に示す画像形成装置と同じト
ナーを使用することにより、高い離形性が得られるとと
もに、定着部における使用エネルギーの低減、高速定
着、及び電源投入時の立ち上げ時間の短縮等、多くの点
について優れた性能を有する。

【００９４】なお、画像形成装置の構造は、図１に示す
ものに限定されず、複数色のトナー像を形成するために
各色毎の像担持体を有するもの等、様々な形態のものを
採用することができる。

【００９５】（第３の実施の形態）図４は、本願発明の
第３の実施の形態である画像形成装置で用いられる定着
装置の概略構成図である。この画像形成装置は、定着装
置以外は図１に示す画像形成装置と同じ構成を有するも
のであり、定着装置として、図２に示すものに代え、図
４に示す定着装置を使用している。この定着装置におけ
る定着ローラ３０、エンドレスベルト３１の構成は、図
２又は図３に示す定着装置と同様である。しかし、本実
施形態では、加圧部材の構成およびエンドレスベルト３
１が加圧ローラ３２、および張架ローラ３３ａ、３３ｂ
の３本のローラにより張架されている点で異なってい
る。

【００９６】エンドレスベルト３１は、図２又は図３に
示す定着装置と同様、所定の巻き付け角度で定着ローラ
３０に巻き付けられ、ニップ部を形成している。しか
し、該ニップ部の出口において加圧ローラ３２が定着ロ
ーラ３０に押圧され、定着ローラ３０の耐熱性弾性体層
３０ｂに歪みを与えている。このような構成により、図
３に示す定着装置と同様に広いニップ部を確保するとと
もに、ニップ部の出口付近において定着ローラ３０の歪
みが局所的に大きくなるようにしている。そして、その
効果も図３に示す定着装置と同様である。また、本実施
形態においては、ニップ部の出口付近における定着ロー
ラ３０の歪み量を比較的大きく採ることができる（３％
前後）。このようにニップ部の出口付近で歪み量を大き
くすることにより、記録シートを定着ローラ３０から強
制的に剥離する手段を用いることなく、記録シートの剥
離を行う、いわゆるセルフストリッピングが可能とな
る。

【００９７】加圧ローラ３２の押圧力としては、第１の
実施の形態の定着装置において好ましい範囲として記載
した歪み量の範囲となるように調整されるが、従来のロ
ール対方式の定着装置における加圧ローラ（図11および
図12参照）に比べ、加圧ローラ３２を小径にできるため
少ない押圧力および歪み量で十分な剥離性を得ることが
できる。

【００９８】このように、図４に示す定着装置を採用す
るとともに、無機微粒子を含むトナーを使用することに
より、離形性、及び定着性能について優れた画像形成装
置とすることができる。

【００９９】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。＜定着装置の諸元＞本実施例の画像形成装置で用いる定
着装置は、図３に示す構成を備えるものである。この定
着装置の諸元は以下の通りである。・円筒状芯金（コア）２０ａ：外径２４．８ｍｍ、内径
２４ｍｍの鉄（ＳＴＫＭ１１）製円筒体・耐熱性弾性体層２０ｂ：厚さ６００μｍ、ゴム硬度４
０°（ＪＩＳ−Ａ）のＨＴＶ（High Temperature Vulca
nization）シリコーンゴム・離型層（耐熱性樹脂層）２０ｃ：厚さ２０μｍのＰＦ
Ａ（パーフルオロアルキルビニールエーテル共重合樹
脂）チューブ・ハロゲンランプ２４の出力：８００Ｗ・定着ローラ２０の表面設定温度：１５０℃ ・エンドレスベルト２１：ベース層として厚さ７５μ
ｍ、周長９４ｍｍのポリイミドシームレスベルトに、離
型層としてＰＦＡが１０μｍの厚さでコーティングされ
たもの

【０１００】・プレニップ部材２２ａ：幅６ｍｍ、硬度
２０°（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンゴム、定着ローラ２
０の外周面に倣う凹形（Ｒ２６ｍｍ）・低摩擦層２２ｂ：フッ素樹脂を含浸させたガラス繊維
シート（中興化成製ＦＧＦ−５００−４）・剥離ニップ部材２２ｄ：ＰＰＳ製、押圧部の曲率半径
が15ｍｍ・ベルト走行ガイド２３：ＰＦＡ製・加圧パッド２２の押圧力：総荷重３０ｋｇ・ニップ幅：６ｍｍ（プレニップ部材２２ａとの接触
幅：４ｍｍ、剥離ニップ部材との接触幅：２ｍｍ）・ニップ幅内での圧力分布：図５に実線で示す通りの圧
力分布であり、プレニップ部の圧力が約１．０ｋｇ／ｃ
ｍ² 、剥離ニップ部のピーク圧力が約３．０ｋｇ／ｃｍ
² ・定着ローラ２０の歪み：約１％・定着ローラ２０の周速度：１００ｍｍ／ｓｅｃ・ニップ部のデュエルタイム：６０ｍｓｅｃ

【０１０１】＜定着装置の作動＞画像形成装置の転写ロ
ール５７により中間転写体５５から記録シート１６の上
にトナー像が二次転写され、図３における右側からニッ
プ部に向けてこの記録シートが搬送され、ニップ部に作
用する圧力と、ハロゲンランプ２４で発生し定着ローラ
２０を通じて与えられる熱により、トナー像が記録シー
ト上に定着される。

【０１０２】この定着装置のハロゲンランプ２４に８０
０Ｗの電力を投入した際に、定着ローラ２０を室温（２
０℃）から１５０℃まで立ち上げるのに要する時間は約
１５秒であった。一方、フルカラーの未定着トナー画像
を形成するために、図１に示すような通常の４サイクル
の装置では１５〜１８秒かかる。よって、定着装置が室
温の状態からでも、ほとんど待機時間を設けることなく
画像形成を開始でき、本実施例の定着装置は、インスタ
ントスタート性に優れるものであることが確認された。

【０１０３】一方、比較対照として、富士ゼロックス社
製フルカラー複写機ＡＣｏｌｏｒ６２０の定着装置を取
上げる。この定着装置は図12に示すようなロール対方式
であるため熱容量が大きい。定着ローラ１２１と加圧ロ
ーラ１２２との双方がハロゲンランプ１２３、１２４を
有しており、合計１１００Ｗの電力を投入した際の立ち
上がり時間は約３分３０秒である。図６は、本実施例の
定着装置とＡＣｏｌｏｒ６２０の定着装置の立ち上がり
時間を比較するグラフであるが、インスタントスタート
性の差は明白であった。

【０１０４】＜用いたトナーの製造＞本実施例において
は、以下のトナーを用いた。 ●イエロートナーＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、７５重量部、酢酸
エチル４１２．４重量部、溶媒除去したディスパロンＤ
Ａ−７０３−５０（ポリエステル酸アマイドアミン塩、
楠本化成( 株) 社製）１２．６重量部をＤＣＰミルを用
いて溶解／分散し、顔料分散液を作製した。また、離型
剤としてパラフィンワックス（融点８９℃）３０重量部
と酢酸エチル２７０重量部をＤＣＰミルを用い５℃に冷
却した状態で、湿式粉砕し、ワックス分散液を作製し
た。

【０１０５】ビスフェノールA プロピレンオキサイド付
加物、ビスフェノールA エチレンオキサイド付加物、テ
レフタル酸誘導体からなるポリエステル樹脂（Ｍｗ５０
０００Ｍｎ３０００酸価１５ｍｇＫＯＨ／ｇ水酸
基価２７ｍｇＫＯＨ／ｇＴｇ６５℃ 軟化点１１２
℃）３００重量部、顔料分散液を２６７重量部、ワック
ス分散液４００重量部、疎水性酸化けい素微粒子（アエ
ロジル社製Ｒ９７２、平均粒径約１６ｎｍ）２０重量部
を混合し均一になるまでよく撹拌した( この液をA 液と
した) 。一方、炭酸カルシウム４０重量部、水６０重量
部に分散した炭酸カルシウム分散液１２４重量部とセロ
ゲンBS-H( 第一工業製薬（株）) の2%水溶液９９重量部
と水１５７重量部をホモジナイザー（ウルトラタラック
ス：ＩＫＡ社製）を用いて３分間攪拌した( この液をB
液とした) 。

【０１０６】さらに、ホモジナイザー（ウルトラタラッ
クス：ＩＫＡ社製）を用いて前記Ｂ液３４５重量部と前
記Ａ液２５０重量部を１００００ｒｐｍで１分間攪拌し
混合液を懸濁した後、室温、常圧で４８時間プロペラ型
攪拌機で攪拌し溶媒を除去した。次に塩酸を加えて、炭
酸カルシウムを除去した後、水洗、乾燥、分級してトナ
ーを得た。トナーの平均粒径は６μｍであった。

【０１０７】次に、このトナー100 重量部に平均粒径４
０ｎｍのシリコンオイル処理酸化珪素微粒子（ＲＹ５
０：日本エアロジル社製) １．３重量部、平均粒径１０
０ｎｍの爆燃法酸化珪素微粒子（ＫＭＰ−１０５：信越
化学社製の分級物）２重量部、平均粒径２０ｎｍの酸
化チタン（ＭＴ１５０ＡＷ：テイカ( 株) 製）をデシル
トリメトキシシラン２０％で処理した微粒子１．５重量
部をサンプルミルで混合しトナーを作製した。

【０１０８】●マゼンタトナーＣ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、７５重量部、酢酸
エチル４０６．３重量部、溶媒除去したディスパロンＤ
Ａ−７０３−５０（ポリエステル酸アマイドアミン塩、
楠本化成( 株) 社製）１８．７重量部をＤＣＰミルを用
いて溶解／分散し、顔料分散液を作製した。また、離型
剤としてパラフィンワックス（融点８９℃）３０重量部
と酢酸エチル２７０重量部をＤＣＰミルを用い５℃に冷
却した状態で、湿式粉砕し、ワックス分散液を作製し
た。

【０１０９】ビスフェノールA プロピレンオキサイド付
加物、ビスフェノールA エチレンオキサイド付加物、テ
レフタル酸誘導体からなるポリエステル樹脂（Ｍｗ５０
０００Ｍｎ３０００酸価１５ｍｇＫＯＨ／ｇ水酸
基価２７ｍｇＫＯＨ／ｇＴｇ６５℃ 軟化点１１２
℃）４２０重量部、顔料分散液を２００重量部、ワック
ス分散液２５０重量部、酢酸エチル１０５重量部、疎水
性酸化けい素微粒子（アエロジル社製Ｒ９７２、平均粒
径約１６ｎｍ）２０重量部を混合し均一になるまでよく
撹拌した( この液をA 液とした) 。一方、炭酸カルシウ
ム４０重量部、水６０重量部に分散した炭酸カルシウム
分散液１２４重量部とセロゲンBS-H( 第一工業製薬
（株）) の2%水溶液９９重量部と水１５７重量部をホモ
ジナイザー（ウルトラタラックス：ＩＫＡ社製）を用い
て３分間攪拌した( この液をB 液とした) 。

【０１１０】さらに、ホモジナイザー（ウルトラタラッ
クス：ＩＫＡ社製）を用いて前記Ｂ液３４５重量部と前
記Ａ液２５０重量部を１００００ｒｐｍで１分間攪拌し
混合液を懸濁した後、室温、常圧で４８時間プロペラ型
攪拌機で攪拌し溶媒を除去した。次に塩酸を加えて、炭
酸カルシウムを除去した後、水洗、乾燥、分級してトナ
ーを得た。トナーの平均粒径は６μｍであった。

【０１１１】次に、このトナー100 重量部に平均粒径４
０ｎｍのシリコンオイル処理酸化珪素微粒子（ＲＹ５
０：日本エアロジル社製) １．３重量部、平均粒径１０
０ｎｍの爆燃法酸化珪素微粒子（ＫＭＰ−１０５：信越
化学社製の分級物）２重量部、平均粒径２０ｎｍの酸
化チタン（ＭＴ１５０ＡＷ：テイカ( 株) 製）をデシル
トリメトキシシラン２０％で処理した微粒子１．５重量
部をサンプルミルで混合しトナーを作製した。

【０１１２】●シアントナーＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４、１００重量部、酢
酸エチル３８０重量部、溶媒除去したディスパロンＤＡ
−７０３−５０（ポリエステル酸アマイドアミン塩、楠
本化成( 株) 社製）２０重量部をＤＣＰミルを用いて溶
解／分散し、顔料分散液を作製した。また、離型剤とし
てパラフィンワックス（融点８９℃）３０重量部と酢酸
エチル２７０重量部をＤＣＰミルを用い５℃に冷却した
状態で、湿式粉砕し、ワックス分散液を作製した。

【０１１３】ビスフェノールA プロピレンオキサイド付
加物、ビスフェノールA エチレンオキサイド付加物、テ
レフタル酸誘導体からなるポリエステル樹脂（Ｍｗ５０
０００Ｍｎ３０００酸価１５ｍｇＫＯＨ／ｇ水酸
基価２７ｍｇＫＯＨ／ｇＴｇ６５℃ 軟化点１１２
℃）４２８重量部、顔料分散液を１１３重量部、ワック
ス分散液２５０重量部、疎水性酸化けい素微粒子（アエ
ロジル社製Ｒ８１６、平均粒径約７ｎｍ）２５重量部、
酢酸エチル１８０重量部を混合し均一になるまでよく撹
拌した( この液をA 液とした) 。一方、炭酸カルシウム
４０重量部、水６０重量部に分散した炭酸カルシウム分
散液１２４重量部とセロゲンBS-H( 第一工業製薬
（株）) の2%水溶液９９重量部と水１５７重量部をホモ
ジナイザー（ウルトラタラックス：ＩＫＡ社製）を用い
て３分間攪拌した( この液をB 液とした)。

【０１１４】さらに、ホモジナイザー（ウルトラタラッ
クス：ＩＫＡ社製）を用いて前記Ｂ液３４５重量部と前
記Ａ液２５０重量部を１００００ｒｐｍで１分間攪拌し
混合液を懸濁した後、室温、常圧で４８時間プロペラ型
攪拌機で攪拌し溶媒を除去した。次に塩酸を加えて、炭
酸カルシウムを除去した後、水洗、乾燥、分級してトナ
ーを得た。トナーの平均粒径は６μｍであった。

【０１１５】次に、このトナー100 重量部に平均粒径４
０ｎｍのシリコンオイル処理酸化珪素微粒子（ＲＹ５
０：日本エアロジル社製) １．３重量部、平均粒径１０
０ｎｍの爆燃法酸化珪素微粒子（ＫＭＰ−１０５：信越
化学社製の分級物）２重量部、平均粒径２０ｎｍの酸
化チタン（ＭＴ１５０ＡＷ：テイカ( 株) 製）をデシル
トリメトキシシラン２０％で処理した微粒子１．５重量
部をＤＣＰミルで混合しトナーを作製した。

【０１１６】●ブラックトナーカーボンブラック、１２５重量部、酢酸エチル３５６．
２重量部、溶媒除去したディスパロンＤＡ−７０３−５
０（ポリエステル酸アマイドアミン塩、楠本化成( 株)
社製）１８．８重量部をＤＣＰミルを用いて溶解／分散
し、顔料分散液を作製した。また、離型剤としてパラフ
ィンワックス（融点８９℃）３０重量部と酢酸エチル２
７０重量部をＤＣＰミルを用い５℃に冷却した状態で、
湿式粉砕し、ワックス分散液を作製した。

【０１１７】ビスフェノールA プロピレンオキサイド付
加物、ビスフェノールA エチレンオキサイド付加物、テ
レフタル酸誘導体からなるポリエステル樹脂（Ｍｗ５０
０００Ｍｎ３０００酸価１５ｍｇＫＯＨ／ｇ水酸
基価２７ｍｇＫＯＨ／ｇＴｇ６５℃ 軟化点１１２
℃）４２５重量部、顔料分散液を１００重量部、ワック
ス分散液２５０重量部、疎水性酸化けい素微粒子（アエ
ロジル社製Ｒ８１２、平均粒径約７ｎｍ）２５重量部を
混合し均一になるまでよく撹拌した( この液をA液とし
た) 。一方、炭酸カルシウム４０重量部、水６０重量部
に分散した炭酸カルシウム分散液１２４重量部とセロゲ
ンBS-H( 第一工業製薬（株）) の2%水溶液９９重量部と
水１５７重量部をホモジナイザー（ウルトラタラック
ス：ＩＫＡ社製）を用いて３分間攪拌した( この液をB
液とした) 。

【０１１８】さらに、ホモジナイザー（ウルトラタラッ
クス：ＩＫＡ社製）を用いて前記Ｂ液３４５重量部と前
記Ａ液２５０重量部を１００００ｒｐｍで１分間攪拌し
混合液を懸濁した後、室温、常圧で４８時間プロペラ型
攪拌機で攪拌し溶媒を除去した。次に塩酸を加えて、炭
酸カルシウムを除去した後、水洗、乾燥、分級してトナ
ーを得た。トナーの平均粒径は６μｍであった。

【０１１９】次に、このトナー100 重量部に平均粒径４
０ｎｍのシリコンオイル処理酸化珪素微粒子（ＲＹ５
０：日本エアロジル社製) １．３重量部、平均粒径１０
０ｎｍの爆燃法酸化珪素微粒子（ＫＭＰ−１０５：信越
化学社製の分級物）２重量部、平均粒径２０ｎｍの酸
化チタン（ＭＴ１５０ＡＷ：テイカ( 株) 製）をデシル
トリメトキシシラン２０％で処理した微粒子１．５重量
部をサンプルミルで混合しトナーを作製した。

【０１２０】＜現像剤の製造＞キャリアコアとして、Ｆ
３００（パウダーテック社製）を用い、これにメチルメ
タクリレートをキャリアコアに対して０．５重量％の割
合で添加し、ニーダでコートしてキャリアを作製した。
このキャリアと上記トナーとをトナー：キャリア＝８：
１００の割合（重量比）で混合して、本実施例に用いる
現像剤とした。

【０１２１】＜画像形成試験＞上記の現像剤を用いて、
また、画像形成装置として、定着装置を前記のものに変
更したＡＣｏｌｏｒ６２０改造機（構成は図１に示すも
のと同じ）を用いて画像形成試験を行った。画像形成試
験は、４．５ｇ／ｍ² のベタ画像を、記録シートとして
のＡ４用紙（富士ゼロックス社製Ｊ紙）に複写すること
により行った。画像形成試験の結果、光沢ムラがない良
好な複写物が得られた。記録シートの離型性も良好であ
った。また、待機時間もほとんどなく、インスタントス
タート性の高いものであった。

【０１２２】＜トナーの無機微粒子含有量と定着ラチチ
ュードとの関係＞次に、トナーの無機微粒子含有量と定
着ラチチュードとの関係について確認した。実施例の画
像形成装置に用いたトナーへの酸化ケイ素SiO₂の含有量
を０〜3 ０％の間で適宜条件を変え、定着ラチチュード
を測定した。その結果を図７に示す。ここで、「○のプ
ロットに実線」がオフセット発生温度、「△のプロット
に破線」が最低定着温度であり、この差が定着ラチチュ
ードである。

【０１２３】図７により、以下のことがわかる。２重量
％の無機微粒子を加えることによりオフセット発生温度
は急激に高くなり、さらに無機微粒子を加えるとオフセ
ット発生温度は緩やかに上昇する。一方、最低定着温度
の方は、無機微粒子量増加に伴い緩やかに上昇する。そ
して、無機微粒子量が１０重量％を超えると極端に最低
定着温度が高くなってしまう。よって、無機微粒子量２
重量％以上１０重量％以下にすることにより広い定着ラ
チチュードが得られることが確認された。

【０１２４】＜定着ローラ離型層の材質の比較＞比較例
１として、本実施例の定着ローラ２０の離型層２０ｃと
してフッ素樹脂の代わりにフッ素ゴムを厚さ３０μｍの
厚さでディップコートした定着ローラを用い、それ以外
は本実施例の構成と同じ画像形成装置を用意した。フッ
素ゴムローラには、離型剤としてＡ４用紙あたり約５ｍ
ｇのアミノ変性シリコーンオイル（信越化学製：粘度３
００ＣＳ）を塗布した（フッ素樹脂ローラを用いる本実
施例では、定着ローラに離型剤は供給していない）。な
お、用いたトナーは本実施例のトナーからワックスを除
いたものである。また、比較例２として、トナーとし
て、本実施例のトナーから無機微粒子を除いたものを用
い、それ以外は本実施例と同じ構成の定着装置を備えた
画像形成装置を用意した。

【０１２５】本実施例および比較例１、比較例２の各画
像形成装置について、コピー枚数の増加による定着ラチ
チュードを調べた。その結果を図８に示す。比較例１の
画像形成装置では、初期的には約６０℃と広いラチチュ
ードを有する。これは、フッ素ゴムそのものはフッ素樹
脂に比べて離型性は劣るが、フッ素ゴムには離型剤を塗
布しており、さらに、大きな歪み量（５％）の効果が現
れることに起因すると考えられる。しかしながら、比較
例１の画像形成装置は、コピー枚数の増加とともに定着
ラチチュードが狭くなった。これは、ゴムそのものの摩
耗や、オフセットトナーと紙粉のフッ素ゴムへの固着等
により離型性が劣化しことに起因するものと考えられ
る。比較例１の画像形成装置の定着ラチチュードは、コ
ピー枚数５万枚定着後で約３０℃まで、さらに７万枚定
着後で約１０℃にまで低下した。

【０１２６】一方、比較例２の場合には、初期的に定着
ラチチュードが約３０℃と上記比較例１に比べ狭くなっ
ている。しかしながら、フッ素樹脂の場合には離型性の
劣化がほとんどないため、１０万枚定着後においても定
着ラチチュードの変化はほとんどみられない。しかし、
この画像形成装置では、記録シートを定着ローラから剥
離するために剥離補助装置が必要となり、この剥離補助
装置の設置位置の変動などにより画像を傷付けることが
あった。このため、設計公差が狭く、設計上及び装置の
製作における難点が多い。

【０１２７】本実施例の場合には、初期的に定着ラチチ
ュードが約５０℃と上記比較例１に比べほぼ同等の広い
ラチチュードがある。さらに、フッ素樹脂の場合には離
型性の劣化がほとんどないため、１０万枚定着後におい
ても定着ラチチュードの変化はほとんどみられない。し
かも、比較例１のようなオイル供給や、比較例２のよう
な剥離補助装置は不要である。

【０１２８】＜離型層の厚さと画質に関する確認＞上述
のように、定着ローラ２０の離型層２０ｃに厚さ２０μ
ｍのＰＦＡチューブを用いることにより、オイルレスに
おいても十分なトナーの離型性能が得られることが分か
った。次にそのＰＦＡチューブの膜厚によって、画質が
どのように影響を受けるかに就いて確認した結果につい
て説明する。

【０１２９】上記本実施例の離型層２０ｃのＰＦＡのチ
ューブ厚を変えて、定着後のトナーの画質を調べた。評
価は、トナー量０．６５ｍｇ／ｃｍ² のベタ画像を形成
し、微妙なグロス（光沢）の変化を官能評価することに
より行った。その結果を表１に示す。なお、評価基準は
以下の通りであり、個人差による評価ムラをなくすた
め、１０人の評価により決定した。 ◎：ほぼ均一（Ａｃｏｌｏｒ６２０の画質相当）。 ○：Ａｃｏｌｏｒ６２０の画質より劣るが、許容範囲
内。 ×：光沢ムラ大（白黒複写機並み）。

【表１】

【０１３０】一般にハードローラを用いた場合には光沢
ムラが顕著に現れるが、弾性体層の上にフッ素樹脂層を
設けた場合にも、膜厚が４０μｍ以上になると光沢ムラ
が発生する。フッ素樹脂層の厚さが３０μｍ以下の場合
に優れた画質が得られ、２０μｍ以下の厚さで特に優れ
た画質が得られた。

【０１３１】＜定着ローラの歪み量と定着ラチチュード
に関する確認＞定着装置における定着ローラと加圧部材
とを押圧する総荷重を変えることにより、定着ローラ２
０の歪み量を変えて定着ラチチュードを測定した。その
結果を図９に示す。「○のプロットに実線」が本実施例
（図３）の場合であり、「△のプロットに破線」が、比
較例としてローラ対を有する定着装置を用いた場合であ
る。ともに歪み量を大きくすれば定着ラチチュードが広
がることが分かる。また、本実施例とローラ対方式を比
較した場合、同じ歪み量では本実施例の方が広い定着ラ
チチュードが得られることが分かる。逆に、同じ定着ラ
チチュードを得るためには、本実施例の方が小さな歪み
量で十分であることがわかる。

【０１３２】以下、この理由について考察する。離型効
果に寄与する歪みは、ニップ部の出口付近における定着
ローラの歪みであると考えられる。つまり、トナー像が
定着された記録シートがニップ部から排出される際に、
定着ローラの歪み（つまり変形）が元に戻ろうとして、
定着されたトナー像の表面と定着ローラ表面との界面に
微視的なスリップが生じ、トナー像と定着ローラとの間
の付着力が低減されると考えられる。従って、歪みが大
きいほど回復する際の変形速度が早くなり、スリップも
起こりやすく、離型性も向上すると推察される。

【０１３３】図５に上記従来のローラ対方式の定着装置
と本実施例の定着装置の、ニップ領域における圧力分布
の推移が示されているが、歪み量の分布はこれと同じ分
布を示す。従来のローラ対方式の定着装置では、ニップ
幅を確保するためにニップ全域にわたって定着ローラを
変形させている。つまり離型に関与しない領域において
も大きな歪みを生じさせている。

【０１３４】これに対して、本実施例の定着装置ではニ
ップ幅を確保するために、フレキシブルなベルトを用い
てニップ部を形成し、ニップ部の出口付近の離型性に関
与する領域においてのみ定着ローラにある程度大きな歪
みを与えているので、全体として小さな歪み量で高い離
型性が得られることになると結論づけることができる。
本実施例の場合には、歪み量が０．１％で離型効果が現
れ、０．３％では優れた離型性が得られ、定着ラチチュ
ードが広いものとなる。従って、歪み量は０．１％以上
好ましく、より好ましくは０．３％以上であることが確
認された。なお、従来のローラ対方式の定着装置では、
歪み量は１％以上が望ましい。

【０１３５】＜離型層の膜厚と歪み量、シワとの関係＞
次に、定着ローラ２０の離型層２０ｃの膜厚と歪み量と
の関係について確認した。本実施例の画像形成装置にお
ける定着装置の加圧パッド２２に与える押圧力を総荷重
５０ｋｇ、３０ｋｇおよび２０ｋｇとし、さらに離型層
２０ｃの膜厚を５μｍ〜４０μｍの範囲で適宜条件を変
えて、そのときの定着ローラ２０の歪み量を測定した。
その結果を図１０に示す。

【０１３６】押圧力の総荷重が増えれば歪み量が大きく
なり、総荷重が一定の場合には、離型層２０ｃの膜厚が
薄くなるほど歪みが起こりやすくなることが図１０から
読み取れる。しかしながら、離型層２０ｃの膜厚が薄く
なり、定着ローラ２０の歪み量が大きくなると、定着ロ
ーラ２０の信頼性が低くなる。とくに薄い離型層２０ｃ
（フッ素樹脂層）が歪みによって伸ばされることにより
塑性変形し、該フッ素樹脂層にシワが生じてしまう。定
着装置の離型層２０ｃの膜厚（３μｍ〜５０μｍ）と定
着ローラ２０の歪み量（０．５％〜７％）との条件を適
宜に変えて、離型層２０ｃのシワの発生の有無を調べ
た。その結果を表２に示す。

【表２】

【０１３７】表２に示す通り、定着ローラ２０の歪み量
０．５％では、離型層２０ｃの膜厚が５μｍであっても
シワが発生しない。しかし、定着ローラ２０の歪み量を
５％以上にすると離型層２０ｃの膜厚が５０μｍであっ
てもシワが発生してしまう。この結果より、歪み量は４
％以下でなければならないことがわかる。上記実施例で
確認した通り、歪み量は０．１％あれば離型効果が現れ
ることより、歪み量の好ましい範囲としては０．１〜４
％であることが確認された。

【０１３８】このように、定着ローラの離型層としてフ
ッ素樹脂を用いた場合には、大きな歪み量を与えること
ができないため、離型性のために大きな歪み量を必要と
する従来のローラ対方式の定着装置では、シワの発生を
抑えつつ十分な離型性を得ることができない。従って、
フッ素樹脂を離型層として用いる場合には、本実施例の
ように、ニップ出口付近で局所的に歪みを与える構成が
特に有効であると言える。

【０１３９】

【発明の効果】以上説明したように、本願発明に係る画
像形成装置では、従来のフルカラー定着装置において多
量に消費されていた離型剤（オイル）を大幅に低減する
か、あるいは全く使用しない状態でもトナー剥離性に優
れ、しかも高画質が得られる。特に定着ローラの離型層
に劣化のほとんどないフッ素樹脂を使用した場合、長期
的に安定した定着装置が具現化される。また、オイルを
全く使用しない場合には、オイル補給のメンテナンスも
不要となる。さらに薄肉の弾体性層が使用でき、かつ、
定着ローラの小径化および薄肉化が図れるため、立ち上
がり時間が短くインスタントスタート性も高い、省エネ
ルギーの観点からも優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第１の実施形態である画像形成装置
を示す概略構成図である。

【図２】図１に示す画像形成装置で用いられる定着装置
を示す概略断面図である。

【図３】本願発明の第２の実施形態である画像形成装置
で用いられる定着装置の概略断面図である。

【図４】本願発明の第３の実施形態である画像形成装置
で用いられる定着装置の概略断面図である。

【図５】定着装置におけるニップ部の圧力分布を示す図
である。

【図６】画像形成装置の電源を投入したときの立ち上が
り時間を、本願発明の実施例である装置と従来の装置と
を対比して示す図である。

【図７】トナーに添加した無機微粒子の量と定着ラチチ
ュードとの関係を示す図である。

【図８】画像の形成を繰り返し行ったときの定着ラチチ
ュードの変化を示す図である。

【図９】定着ローラの歪み量と定着ラチチュードのとの
関係を、本願発明の実施例である装置と従来の装置とを
対比して示す図である。

【図１０】定着ローラの表面に形成された耐熱性樹脂層
の膜厚と定着ローラとの歪み量との関係を示す図であ
る。

【図１１】従来から知られている定着装置の一例を示す
概略断面図である。

【図１２】従来から知られている定着装置の他の例を示
す概略断面図である。

【図１３】定着ローラに圧接されるトナー像の拡大断面
図である。

【図１４】トナー像を定着した後の記録材のカール量と
加圧部材の曲率半径との関係を示す図である。

【符号の説明】１０，２０，３０定着ローラ１０ａ，２０ａ，３０ａ円筒状芯金１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ耐熱性弾性体層１０ｃ，２０ｃ，３０ｃ耐熱性樹脂層（離型層）１１，２１，３１エンドレスベルト１２加圧パッド１２ａ弾性部材１２ｂ低摩擦層１２ｃホルダー１３，２３ベルト走行ガイド１４，２４ハロゲンランプ１５温度センサ２２加圧パッド２２ａプレニップ部材２２ｂ低摩擦層２２ｃホルダー２２ｄ剥離ニップ部材３２加圧ローラ３３張架ローラ５１感光体ドラム５２帯電装置５３光走査装置５４回転式現像装置５５中間転写体５６転写帯電器５７転写ローラ５８定着装置５９，６０クリーニング装置６１除電露光装置６２，６３，６４中間転写体を張架するローラ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１６Ｃ 13/00 Ｆ１６Ｃ 13/00 ＥＧ０３Ｇ 9/08 Ｇ０３Ｇ 9/08 ３６５３６５３６８３６８３７４３７４３７５３７５ (72)発明者李廷原神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 AA06 AA08 CA14 CB07 CB13 EA03 EA07 2H033 AA02 AA09 AA10 AA11 AA20 AA23 AA30 AA32 BA02 BA11 BA21 BB02 BB03 BB05 BB12 BB33 BB34 BB38 BB39 3J103 AA02 AA15 AA24 AA33 AA41 AA51 BA03 BA31 BA41 FA18 FA20 FA30 GA02 GA57 GA58 GA60 GA66 HA03 HA04 HA12 HA13 HA43 HA53 HA54

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電電位の差による潜像が表面上に形
成される像担持体と、該像担持体上の静電潜像にトナ
ーを転移させることによって可視化する現像手段と、
前記像担持体上に形成されたトナー像を記録シートに、
又は中間転写体を介して記録シートに転写する転写手段
と、転写された記録シート上のトナー像を定着する定
着装置とを有する画像形成装置において、前記トナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤と
を含み、さらに前記結着樹脂は無機微粒子を含むもので
あり、前記定着装置は、円筒状芯金の周面上に耐熱性弾性体層
が形成され、さらにその表面に耐熱性樹脂層が形成され
た定着ローラと、該定着ローラの周面に押圧される加圧
手段とを具備するものであり、前記加圧手段を押圧することにより、前記定着ローラと
の間にニップ部を形成するとともに、該定着ローラの耐
熱性弾性体層に１% 〜４% の歪みが付与されていること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】静電電位の差による潜像が表面上に形
成される像担持体と、該像担持体上の静電潜像にトナ
ーを転移させることによって可視化する現像手段と、
前記像担持体上に形成されたトナー像を記録シートに、
又は中間転写体を介して記録シートに転写する転写手段
と、転写された記録シート上のトナー像を定着する定
着装置とを有する画像形成装置において、前記トナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤と
を含み、さらに前記結着樹脂は無機微粒子を含むもので
あり、前記定着装置は、円筒状芯金の周面上に耐熱性弾性体層
が形成され、さらにその表面に耐熱性樹脂層が形成され
た定着ローラと、該定着ローラに当接されるエンドレス
ベルトと、該エンドレスベルトを前記定着ローラの周面
に押圧する加圧部材とを具備するものであり、前記定着ローラと前記エンドレスベルトとの間に形成さ
れたニップ部の圧力がニップ部入口側よりもニップ部出
口側で高くなっていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】前記無機微粒子は、トナーに対して２
〜１０重量％含まれていることを特徴とする請求項１又
は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記無機微粒子が、酸化ケイ素である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形
成装置。
【請求項５】前記トナーは、温度が１３０℃〜１９
０℃の範囲で、角速度が１００ｒａｄ／ｓの変形を与え
たときの力学正接損失ｔａｎδ（複素弾性率Ｇを、Ｇ＝
Ｇ‘＋ｉＧ“としたときにｔａｎδ＝Ｇ“／Ｇ‘で示さ
れる）が２．２以下であることを特徴とする請求項１又
は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記定着装置の加圧部材が非回転状態
で配置された加圧パッドであることを特徴とする請求項
２に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記定着装置のエンドレスベルトが複
数の支持ローラに張架された状態で、前記定着ローラの
周面の一部に巻き付けるように配置されており、前記支
持ローラのうちの１つが、加圧部材としてニップ部出口
側で前記定着ローラに押圧されていることを特徴とする
請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項８】前記定着装置のニップ部入口側の圧力
が０．５〜１．５ｋｇ／ｃｍ² であり、ニップ部出口側
の圧力が２．０〜４．０ｋｇ／ｃｍ² であることを特徴
とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項９】前記定着装置のニップ部出口側の圧力
は、前記定着ローラの軸線方向における端部が、軸線方
向の中央部よりも大きくなっていることを特徴とする請
求項２に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記定着装置のニップ部出口側の圧
力は、前記定着ローラの軸線方向における端部が、軸線
方向の中央部の１１０〜１５０％となっていることを特
徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記定着装置の加圧部材は、前記定
着ローラへの押圧面の曲率半径が、10 ｍｍ以上もしく
は平面になっていることを特徴とする請求項２に記載の
画像形成装置。