JPH04348377A - 定着方法及びその装置 - Google Patents

定着方法及びその装置

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JPH04348377A
JPH04348377A JP17581691A JP17581691A JPH04348377A JP H04348377 A JPH04348377 A JP H04348377A JP 17581691 A JP17581691 A JP 17581691A JP 17581691 A JP17581691 A JP 17581691A JP H04348377 A JPH04348377 A JP H04348377A
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JP
Japan
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oil
fixing
amine
weight
roll
Prior art date
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Pending
Application number
JP17581691A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshio Shoji
庄子 佳男
Yasuhiro Uehara
康博 上原
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04348377A publication Critical patent/JPH04348377A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電子写真式複写機や
プリンタ等の画像形成装置に使用され、互いに圧接する
一対のロール間に未定着トナー像を担持した転写媒体を
通過させることにより、この未定着トナー像を上記転写
媒体上に定着させる定着方法及びその定着装置に関し、
特に、定着を行うロールに対するトナーの離型性を向上
させた定着方法及びその定着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の画像形成装置において採
用されている定着方法及びその装置としては、例えば特
公昭59−4699号公報、特開昭59−74579号
公報、特開昭60−129768号公報に示すものがあ
る。この定着方法及びその装置は、図9に示すように、
内部に加熱源を有し矢印方向へ回動する加熱ロール10
0と、この加熱ロール100に圧接して配設され矢印方
向へ回動する加圧ロール101と、上記加熱ロール10
0に取付けられこの外周面にトナーオフセット防止用の
離型剤を供給する離型剤供給手段102とでその主要部
が構成されており、未定着トナー像が担持された転写用
紙103を上記加熱ロール100と加圧ロール101間
に挿通させてトナー像の定着を行うものである。そして
、上記加熱ロール100は、内部に加熱源を有する基質
ロール104と、この基質ロール104上に設けられた
内側弾性体層105と、上記トナーオフセット防止用の
離型剤と親和性を有しかつ耐磨耗性を有するフッ素ゴム
等弾性材料にて形成され上記内側弾性体層105上に設
けられた外側弾性体層106とを備えており、上記内側
弾性体層105の弾性作用により適度の押圧力と接触幅
をもって加熱ロール100を上記転写用紙103に接触
すると共に、外側弾性体層106に供給された離型剤の
作用によりオフセット現象を防止するようになっている
【0003】ところで、上記加熱ロール100の表面に
塗布される離型剤としては、例えば通常のシリコーンオ
イルをベースとしたポリジメチルシロキサン等が用いら
れている。しかし、最近は、加熱ロール100の外側弾
性体層106として耐熱性かつ耐磨耗性に優れたフッ素
ゴムであるバイトンゴム(デュポン社:商品名)が多く
用いられているが、このバイトンゴムと離型剤としての
ポリジメチルシロキサンとは親和性が悪く、十分な離型
性を得ることができないという問題点があった。
【0004】そこで、上記の問題点を解決するものとし
ては、加熱ロール100の外側弾性体層106として用
いられるバイトンゴムと親和性の良いメルカプト基を有
するメルカプト変性シリコンオイルを離型剤として用い
ることも考えられ、実際に使用されてもいる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の場合には、次に示すような問題点を有している。すな
わち、離型剤として加熱ロールの外側弾性体層として用
いられるバイトンゴムとメルカプト変性シリコンオイル
を用いた場合には、バイトンゴムの種類によっては長期
間使用する間にメルカプト変性シリコンオイルが熱によ
って化学反応を起こしてゲル化してしまい、耐熱性に欠
けるという問題点があった。また、定着性を向上させる
ため、加熱ローラの表面温度を高く設定した場合には、
メルカプト変性シリコンオイルが変質してしまい、寿命
が短くなるという問題点があった。更に、カラー複写機
等においては、シアン、マゼンタ、イエロー等の複数の
トナーを用いて画像の形成が行われるため定着すべきト
ナー量も多く、又発色性を向上させるためトナーとして
低融点トナーが使用されるので粘着性が高く、離型剤に
も高離型性が要求されるが、従来の離型剤の場合には、
離型性が不十分であるという問題点があった。
【0006】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、定着を行うロールの表面に対して優れた離型性
を発揮する定着方法及びその装置を提供することにある
。また、本発明は、定着を行うロールの表面に対して高
離型性は勿論のこと、耐熱性に優れ、高温度での長期間
の使用に十分耐え得る定着方法及びその装置を提供する
ことにある。また、本発明は、定着を行うロールの外側
弾性体層として耐熱性かつ耐磨耗性に優れたフッ素ゴム
であるバイトンゴム等を使用した場合であっても、高離
型性や耐熱性に優れ、高温度での長期間の使用に十分耐
え得る定着方法及びその装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
互いに圧接した一対の定着ロール間に未定着トナー像を
担持した転写媒体を通過させ、この転写媒体上に未定着
トナー像を定着させる定着方法において、上記一対の定
着ロールのうち少なくとも未定着トナー像と接する側の
定着ロールに、有効成分として少なくとも下記一般式(
I)
【化9】 {但し、式中Aは−R1 −X又は−R1 −O−Yf
 −H〔但し、R1 は炭素数1〜8のアルキレン基を
示し、Xは−NH2 又は−NHR2 NH2 (但し
、R2 は炭素数1〜8のアルキレン基を示す)を示し
、Yは炭素数2〜4のアルキレン基を示し、fは0〜1
0の整数である)を示し、b及びcはそれぞれ0≦b≦
10及び10≦c≦1,000であって同時に0となる
ことはなく、dは2又は3及びeは0又は1であってd
+e=3である}で表され、かつ、25℃における粘度
が10〜100,000csの官能基含有オルガノポリ
シロキサン100重量部と、下記一般式(IV)
【化10】 (但し、式中R3 は炭素数1〜8のアルキル基又はア
リール基を示し、R4 は
【化11】 で表される芳香族アミノ基を示し、D1 及びD2 は
上記R3 又は−O−R4 を示し、p及びqはそれぞ
れ0≦p≦100及び0≦q≦10を示し、q=0のと
きにはD1 及びD2 の少なくとも1つは−O−R4
 である)で表される芳香族アミノ基含有オルガノポリ
シロキサン0.01〜500重量部と、下記一般式(I
II)
【化12】 (但し、式中R5 は炭素数1〜8のアルキレン基又は
アリール基を示し、aは1.95<a<2.20である
)で表されるオルガノポリシロキサン0〜10,000
重量部とを含有する定着用離型剤を供給する定着方法で
ある。また、本発明は、この様な定着方法を遂行するた
めの離型剤供給手段を備えた定着装置である。
【0008】本発明の定着方法及びその装置において使
用する定着用離型剤は、上記一般式(I)で表される2
5℃における粘度が10〜100,000csの官能基
含有オルガノポリシロキサンであり、好ましくは下記一
般式(II)
【化13】 〔但し、式中Aは−R1 −X(但し、R1 は炭素数
1〜8のアルキレン基を示し、Xは−NH2 を示す)
を示し、b及びcはそれぞれ0<b≦10及び10≦c
≦1,000である〕で表される官能基含有オルガノポ
リシロキサンである。この官能基含有オルガノポリシロ
キサンの好ましい具体例としては、例えば、アミン変性
オイルα1 :一般式(I)d=3及びe=0、及び 中間のA=−CH2 CH2 CH2 NHCH2 C
H2 NH2  アミン変性オイルα2 :一般式(I)一方の末端d=
2及びe=1、他方の末端d=3及びe=0、及び 中間のA=−CH2 CH2 CH2 NHCH2 C
H2 NH2  末端のA=−CH2 CH2 CH2 NH2 アミン
変性オイルβ:一般式(II) d=3及びe=0、及び 中間のA=−CH2 CH2 CH2 NH2 を挙げ
ることができ、特に好ましいものは上記アミン変性オイ
ルβである。
【0009】また、本発明では、定着用離型剤中に他の
有効成分として下記一般式(III)
【化14】 (但し、式中R5 は炭素数1〜8のアルキル基又はア
リール基を示し、aは1.95<a<2.20である)
で表されるオルガノポリシロキサンを配合することがで
きる。この一般式(III)のオルガノポリシロキサン
において、置換基R5 は、具体的にはメチル基、エチ
ル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基
、ヘプチル基、オクチル基等のアルキル基や、フェニル
基、トリル基等のアリール基等から選択される1種又は
2種以上の炭化水素基であり、好ましくは下記式
【化1
5】 (但し、式中nは0〜1,000の整数である)で表さ
れるものであって、好ましい具体例しては、例えば、ジ
メチルオイルγ:一般式(III)で表されるジメチル
ポリシロキサン R5 =−CH3  を挙げることができる。この様なオルガノポリシロキサ
ンの使用量は上記官能基含有オルガノポリシロキサン1
00重量部に対して0〜10,000重量部である。
【0010】更に、本発明においては、定着用離型剤中
に他の有効成分として、下記一般式(IV)
【化16】 (但し、式中R3 は炭素数1〜8のアルキル基又はア
リール基を示し、R4 は
【化17】 で表される芳香族アミノ基を示し、D1 及びD2 は
上記R3 又は−O−R4 を示し、p及びqはそれぞ
れ0≦p≦100及び0≦q≦10を示し、q=0のと
きにはD1 及びD2 の少なくとも1つは−O−R4
 である)で表される芳香族アミノ基含有オルガノポリ
シロキサンを配合することができる。この芳香族アミノ
基含有オルガノポリシロキサンの好ましい具体例しては
、例えば、芳香族アミン変性オイルδ:一般式(IV)
D1 及びD2 =−CH3 、R3 =−CH3 、
一方のR4 =−CH3 、及び
【化18】 を挙げることができる。この様な芳香族アミノ基含有オ
ルガノポリシロキサンの使用量は上記官能基含有オルガ
ノポリシロキサン100重量部に対して0.01〜50
0重量部である。
【0011】更に、上記一対の定着ロールとしては、例
えば内部に加熱源を有する加熱ロールと、同じく内部に
加熱源を有する加圧ロールとからなり、熱及び圧力によ
って定着を行うものが用いられる。しかし、これに限定
されるものではなく、一対の定着ロールとして、加熱ロ
ール側のみに加熱源を有するタイプのものでもよく、ま
た、金属製ロールからなり、圧力のみの作用で定着を行
うタイプのものであってもよい。
【0012】また、上記離型剤を定着ロールの表面に供
給するための手段としては、例えばオイルパンに収容さ
れた離型剤を定着ロールの表面に接触する塗布ロールに
よって供給するものが用いられる。しかし、これに限定
されるものではなく、定着ロールの表面に接触し、離型
剤を含浸させたウエブ等によって塗布するようにしても
よい。
【0013】
【作用】この発明においては、本発明者らが、定着を行
うロールの外側弾性体層として耐熱性かつ耐磨耗性に優
れたフッ素ゴムであるバイトンゴム等を用いた場合でも
、高離型性は勿論のこと耐熱性に優れ、高温度での長期
間の使用に十分耐え得る離型剤を見出すため種々の実験
を行った結果、上記の構造式で示す2種類のアミン変性
オイルを配合したものを用いることによって、高温度で
の長期間の使用に十分耐え得ることを見い出した。
【0014】
【実施例】以下、添付図面に示す実施例、実験例及び比
較例に基づいて、本発明の定着方法とその装置を具体的
に説明する。なお、以下の実施例、実験例及び比較例に
おいて、離型剤を構成するベースオイルとしては以下の
ものを使用した。 一般式(I)のアミン変性オイルα1 としてアミンA
オイル:アミン当量  40,000アミンBオイル:
アミン当量139,000アミンCオイル:アミン当量
195,000アミンDオイル:アミン当量    7
,640一般式(I)のアミン変性オイルα2 として
アミンEオイル:アミン当量  32,500一般式(
II)のアミン変性オイルβとしてアミンFオイル:ア
ミン当量  28,600アミンGオイル:アミン当量
  36,500一般式(III)のオルガノポリシロ
キサンとしてジメチルオイルγ:粘度300cs 一般式(IV)の芳香族アミノ基含有オルガノポリシロ
キサンとして 芳香族アミン変性オイルδ その他のベースオイルとして メルカプト変性オイル:メルカプト変性シリコンオイル
(米国SWS社製、粘度270cs) なお、アミン当量とは、全分子量をアミノ基の数で割っ
た値である。
【0015】実施例1 図1及び図2はこの発明に係る定着方法及びその装置の
一実施例を示すものである。この定着装置は、図2に示
すように、加熱ロール1と加圧ロール2とでその主要部
が構成されている。
【0016】上記加熱ロール1は、内部に500Wのコ
ルツランプ3を備え、外径44mmΦのスチール製コア
材で形成された基質ロール4と、適宜プライマーを介し
て上記基質ロール4上に設けられ、シリコンコンパウン
ド(東レ社SH841U)100重量部に対し、結晶性
シリカ100重量部と加硫剤(東レ社RC−4)0.8
重量部とを充填混合して形成され、そのゴム硬度がJI
S硬度において60°及びその厚みtが3mmの内側弾
性体層5と、この内側弾性体層5上に設けられ、フッ素
系ゴム〔例えば、バイトンゴム(商品名):デュポン社
B−50〕100重量部とカーボン(キャボット社、サ
ーマルブラックMT)2重量部と酸化マグネシウム(M
gO:協和化学社#30)10重量部とを充填混合して
形成され、厚みtが40μmの外側弾性体層6とで構成
されている。一方、加圧ロール2は、内部に500Wの
コルツランプ7を備え、外径48mmのスチール製コア
材で形成された基質ロール7と、適宜プライマーを介し
て上記基質ロール7上に設けられ、シリコンコンパウン
ド(東レ社SH841U)100重量部と、結晶性シリ
カ50重量部と加硫剤(東レ社RC−4)0.8重量部
とを充填混合して形成され、そのゴム硬度がJIS硬度
において60°及びその厚みtが1mmの内側弾性体層
8と、この内側弾性体層8上に設けられ、フッ素系ゴム
〔例えば、バイトンゴム(商品名):デュポン社B−5
0〕100重量部とカーボン(キャボット社、サーマル
ブラックMT)2重量部と酸化マグネシウム(MgO:
協和化学社#30)10重量部とを充填混合して形成さ
れ、厚みtが40μmの外側弾性体層9とで構成されて
いる。また、上記加熱ロール1と加圧ロール2とは、図
示しない加圧機構により互いに圧接されて、中央部で6
mmのニップ幅が形成されている。更に、加熱ロール1
は、通常その表面温度が140℃に設定されているとと
もに、加圧ロール2は、その表面温度が130℃に設定
されている。更に、加熱ロール1と加圧ロール2は、互
いに矢印方向へ表面速度150mm/secの速度で回
転するようになっている。
【0017】上記定着装置によって定着処理を受ける転
写媒体としての転写用紙10は、図2に示すように、そ
の表面に未定着のトナー像11を担持したものである。 この未定着のトナー像11としては、例えばシアン、マ
ゼンタ、イエローの3色からなるカラーのトナー像が用
いられる。上記カラートナー像11は、例えば次の配合
比からなるシアン、マゼンタ、イエローの3色からなる
カラートナーによって形成される。 シアントナー    ポリエステル系樹脂      
96重量部帯電抑制剤               
 1重量部シアン顔料               
 3重量部マゼンタトナー  ポリエステル系樹脂  
    96重量部帯電抑制剤           
     1重量部マゼンタ顔料          
    3重量部イエロートナー  ポリエステル系樹
脂      96重量部帯電抑制剤        
        1重量部イエロー顔料       
       3重量部そして、上記加熱ロール1と加
圧ロール2間に、未定着のカラートナー像11が表面側
に形成された転写用紙10を挿通させ、加熱ロール1内
に配設されたコルツランプ3からの熱エネルギを上記内
側弾性体層5及び外側弾性体層6を介し、上記未定着ト
ナー像11へ過不足なく供給して熱及び圧力によって定
着を行うものである。
【0018】なお、この実施例1に係る定着装置におい
ては、加熱ロール1の内側弾性体層5と加圧ロール2の
内側弾性体層8とが同じゴム硬度を有するバイトンゴム
によって形成されているが、加熱ロール1の内側弾性体
層5の方が厚く形成されているので、加熱ロール1と加
圧ロール2とを互いに圧接させた状態では、図3に示す
ように、加熱ロール1の内側弾性体5の方が加圧ロール
2に押圧されて凹形状に変形し、加熱ロール1の内側弾
性体5の接触部位に凹部12が形成される。このように
、加熱ロール1側に凹部12が形成されるようにした場
合には、転写用紙10が加熱ロール1と加圧ロール2と
のニップ部を通過する際に、転写用紙10が加熱ロール
1の凹部12と同一の形状に変形される。そのため、転
写用紙10は、凹形状に変形した加熱ロール1側が未変
形の加圧ロール2側よりも外周長が長い分だけ周速が速
くなり、転写用紙10には、加熱ロール1と加圧ロール
2とのニップ部を通過する際に転写用紙11の表面側を
加熱ロール1の表面から分離させるような所謂”しごく
”力が作用するため、次に述べる離型剤のオフセット効
果と併せてより一層転写用紙10を加熱ロール1に巻き
付かせずに分離することができるようになる。したがっ
て、特にトナー量が多くオフセットしやすいカラートナ
ーを定着する定着装置においても、転写用紙10の加熱
ロール1への巻き付きを効果的に防止することができる
【0019】また、上記加熱ロール1の表面には、離型
剤を供給するための離型剤供給手段13が設けられてい
る。この離型剤供給手段13は、図1及び図2に示すよ
うに、離型剤14を収容したオイルパン15と、このオ
イルパン15内に収容された離型剤14に下部が浸漬さ
れた供給ロール16と、この供給ロール16と加熱ロー
ル1の両表面に接触する塗布ロール17とから構成され
ている。そして、上記加熱ロール1の表面には、塗布ロ
ール17によって所定量(例えば、転写用紙10上で0
.1μm厚程度)の離型剤14が塗布されるようになっ
ている。
【0020】この実施例1では、上記離型剤14として
、上記一般式(I)のアミン変性オイルα1 であるア
ミンAオイル(アミン当量40,000)1,000重
量部と上記一般式(IV)の芳香族アミノ基含有オルガ
ノポリシロキサンである芳香族アミン変性オイルδ1重
量部とを配合して得られた粘度300csの配合オイル
を使用した。
【0021】実験例1 次に、本発明者らは、図1に示す装置を実際に試作し、
カラートナー像11を担持した転写用紙10を定着する
ことによって、トナーがオフセットして加熱ロール1に
転写用紙10が巻き付くかどうかの離型性のテスト(初
期テスト)を行った。カラートナー像11としては、シ
アン、マゼンタ、イエローの3色のトナーを、各色0.
7mg/cm2 づつ合計2.1mg/cm2 の割合
で転写用紙10上に担持させたものを用いた。また、転
写用紙10としては、厚紙(65g/m2 )と薄紙(
56g/m2 )を用い、それぞれ縦目方向と横目方向
に送って離型性の試験を行った。更に、加熱ロール1の
表面温度は、120℃から20℃刻みで180℃まで変
化させるとともに、加圧ローラ2の表面温度は、130
℃で一定とした。このときの用紙離型性の実験結果を表
1に示す。
【0022】
【表1】 この表1で、○は全く問題なく転写用紙10が離型した
場合を、△は転写用紙10の後半が一部オフセットした
場合を、×は転写用紙10の先端から加熱ロール1に巻
き付いた場合をそれぞれ示している。この結果から明ら
かなように、本実施例の定着装置は、120℃〜160
℃の範囲で問題なく定着が行えることがわかった。また
、紙送りの仕方により例えば縦送り方式をとれば、12
0℃〜180℃まで問題のないことがわかった。
【0023】実験例2 次に、加熱ロール1の設定温度を140℃に固定し、転
写用紙10として厚紙を横目送りの条件で30,000
枚連続して定着処理することによってランニングテスト
を行った。それ以外の条件は、実験例1と同じである。 その結果、加熱ロール1及び加圧ロール2の表面には、
ゲル状生成物の発生が認められなかった。また、30,
000連続定着処理後の転写用紙10の離型性の評価も
、次の表2に示すように初期テストと比べて変化してい
なかった。
【0024】
【表2】 この表2から明らかなように、2種配合のアミン変性オ
イルは、加熱ロール1の外側弾性体層6にフッ素ゴムで
あるバイトンゴム等を用いた場合でも、高い離型性を得
ることができるとともに、耐熱性に優れ、高温度で長期
間使用した場合でも、アミン変性オイルに化学反応が生
じたりすることがなく、初期の離型性を長期間維持する
ことができることがわかった。
【0025】比較例1 離型剤14をメルカプト変性オイルに変えた以外は、上
記実施例1と同様の定着装置を用意し、上記実験例1と
同じ試験を行った。結果を下記表3に示す。
【0026】
【表3】この表3から明らかなように、離型剤14とし
てメルカプト変性オイルを用いた場合はポリエステル系
トナーに対して用紙の離型性が悪いことが判明した。
【0027】実験例3 更に、本発明者らは、アミン変性オイルの離型性が何故
良いのかを調べるために、各種の物質からなる10cm
四方の正方形の板材を用意し、これらの正方形の板材を
90〜230℃の温度範囲にで10℃毎に温度コントロ
ールするとともに、各種物質の正方形板に離型剤として
のオイルを薄く塗布する。そして、各種物質の正方形板
の表面に未定着のトナー像11が形成された転写用紙1
0を数秒間押し付けた後、転写用紙10を急激に離型し
た場合に、正方形板の表面にオフセットしたトナー像を
観察する実験を行った。結果を表4〜表17に示す。
【0028】なお、各種物質としては、銅、アルミ、ニ
ッケル、亜鉛、ステンレス、石英ガラス、シリコンRT
Vゴム、フロロシリコンゴム、バイトンゴム1(充填剤
としてMgOを70重量部充填したもの)、バイトンゴ
ムII(充填剤としてPbOを70重量部充填したもの
)、バイトンゴムIII (充填剤としてMgO、Si
O2 をそれぞれ20重量部及び50重量部充填したも
の)、バイトンゴムIV(充填剤としてMgO、Al2
 O3 をそれぞれ20重量部及び50重量部充填した
もの)、バイトンゴムV(充填剤としてMgO、ZnO
をそれぞれ20重量部及び50重量部充填したもの)の
13種類の物質を用いた。また、上記各種物質からなる
正方形板の表面に塗布する離型剤14としては、粘度が
300csのジメチルオイルγと、メルカプト基の濃度
が0.1%で粘度が300csのメルカプト変性オイル
と、実験例1で使用したと同じ配合オイルとを用いた。 更に、トナーとしては、分子量Mw が15,000の
ポリエステル系樹脂96重量部と、帯電制御剤1重量部
と、マゼンタ顔料3重量部とからなるトナーAと、分子
量Mw が100,000のスチレンアクリル系樹脂9
6重量部と、帯電制御剤1重量部と、マゼンタ顔料3重
量部とからなるトナーBとを用いた。ここで、表中、◎
は全く問題なく離型した場合を、○はトナーがオフセッ
トすることなく離型した場合を、△はトナーが一部オフ
セットした場合を、×はトナーが全面的にオフセットし
た場合をそれぞれ示している。また、表中、二つの記号
が記載されているところは、測定結果がそれぞれの記号
にわたる場合を示している。
【0029】
【表4】
【0030】
【表5】
【0031】
【表6】
【0032】
【表7】
【0033】
【表8】
【0034】
【表9】
【0035】
【表10】
【0036】
【表11】
【0037】
【表12】
【0038】
【表13】
【0039】
【表14】
【0040】
【表15】
【0041】
【表16】
【0042】
【表17】
【0043】上記の表から明らかなように、実施例1で
使用した配合オイルは、ゴム類ばかりでなくすべての物
質において、高離型性が得られることがわかった。この
理由は、官能基であるアミノ基が金属や金属酸化物、ゴ
ム類に対して取り付き易く、これらの物質の表面にオイ
ルの化学的な吸着膜あるいは化学反応膜を形成し易いた
めと考えられる。これに対して、ジメチルシリコンオイ
ルの場合には、シリコンRTVゴム等に関しては離型性
が良好であるものの、それ以外のほとんどの物質に関し
ては離型性が悪いものであった。また、メルカプト変性
シリコンオイルの場合には、ジメチルシリコンオイルよ
りも多少離型性がよく、バイトンゴム等一部の物質に関
して離型性が良好であるものの、それ以外のほとんどの
物質に関しては離型性が悪いものであった。
【0044】実験例4 更に、本発明者らは、上記実施例1で使用したと同じ配
合オイル及びメルカプト変性オイルと相手物質との親和
力の強さを比較するために、オイルを塗布した面を以下
の処理法によって処理した場合における純水の接触角を
測定する実験を行った。表面の処理法として、第1の処
理法の場合には、オイルを塗布した後に乾いた紙でオイ
ルを擦り取る処理を、第2の処理法の場合には、オイル
を塗布した後にメチルアルコールで洗浄する処理をそれ
ぞれ施した。ここで、オイルを塗布する相手物質として
は、バイトンゴム1(充填剤としてMgOを70重量部
充填したもの)、バイトンゴムII(充填剤としてMg
O、SiO2 をそれぞれ20重量部及び50重量部充
填したもの)、ステンレス、アルミ、石英ガラス、OH
Pシート、パーフロロアルコキシ(PFA)を40μm
の厚さに塗布したものを用いた。結果を表18に示す。 なお、この表18において、括弧内の数字は標準偏差の
値を示している。
【0045】
【表18】
【0046】この結果から明らかなように、2種配合の
アミン変性オイルの方がメルカプト変成オイルより接触
角が大きく親和力が大きいことがわかった。また、メチ
ルアルコールで洗浄した場合でも、かなりの量のアミン
変性オイルが残存しており、その親和力はかなり大きい
ことがわかった。かなりの量のアミン変性オイルが残存
しており、その親和力はかなり大きいことがわかった。
【0047】実施例2 離型剤14として一般式(I)のアミン変性オイルαで
あるアミンAオイル(アミン当量:40,000)のみ
を用いた以外は、上記実施例1と同様の定着装置を用意
し、実験例1と同様の試験を行った。結果は実験例1の
場合と同様であった。次に、実験例1のランニング条件
と同じように加熱ローラ1の表面温度を140℃に固定
し、カラートナー3種、厚紙横送りの条件で30,00
0枚の連続定着によるランニングテストを行った。この
結果、加熱ロール1、加圧ロール2の表面にゲル生成物
は認められなかったが、離型剤14を収納するオイルタ
ンク内のオイルの粘度が上昇し、これ以上連続して定着
を行うと、塗布ロール17に過剰のオイルが供給された
り、供給ムラが生じる恐れが若干認められた。また、離
型剤14の色も若干茶褐色に変化していたが、特に問題
にするほどではなかった。このときの用紙離型性の評価
結果は、表19のように初期テストに比べて若干低下し
ていた。
【0048】
【表19】
【0049】実験例5 更に、本発明者らは、離型剤14の成分を変化させた場
合における用紙離型性、濡れ性、コピー光沢(いわゆる
、グロス)の変化を調べるため、次に示すような実験を
行った。先ず、実施例1で使用した一般式(IV)で表
される芳香族アミン変性オイルδの使用量を0.1%に
固定し、これに配合されるオイルとして、一般式(I)
で表されるアミン変性オイルα1 におけるb及びcの
値を変化させることによりそのアミン当量を変化させた
アミンBオイル、アミンCオイル及びアミンDオイル、
また、一般式(I)表されるアミン変性オイルα2 で
あるアミンEオイル、一般式(II)表されるアミン変
性オイルβであるアミンFオイル、更に、メルカプト変
性オイルとを使用し、用紙離型性、濡れ性、コピー光沢
を調べる実験を行った。用紙離型性は、加熱ロール1に
転写用紙10が巻き付くか否かによって評価した。また
、濡れ性は、加熱ロール1の表面の濡れの程度を目視に
よって観察することによって評価した。更に、コピー光
沢は、光沢計(米国ガードナー社製  グロスメーター
:グロスガードII(入反射角75°))によって測定
することにより評価した。
【0050】先ず、オイルの濡れ性は、アミンAオイル
、アミンCオイル及びアミンDオイルが優れた濡れ性を
示しており、アミンBオイル、アミンEオイル及びアミ
ンFオイルが良好な濡れ性を示しており、これに対して
メルカプト変性オイルは濡れ性が不良であった。
【0051】次に、コピー光沢は、図4に示すように、
高温部において、アミンDオイルのコピー光沢が若干良
くないものの実際の使用には差し支えのないものであっ
た。それに対して、メルカプト変性オイルは、光沢性が
全く良くないものであった。それ以外のオイルは、どの
オイルも同程度であった。
【0052】更に、用紙離型性については、アミンAオ
イル、アミンBオイル、アミンCオイル、アミンEオイ
ル及びアミンFオイルの場合には前記表19と同様の結
果が得られ、また、アミンDオイルの場合には下記表2
0のような結果が得られ、更に、メルカプト変性オイル
の場合には下記表21のような結果が得られた。
【0053】
【表20】
【0054】
【表21】
【0055】これらの結果から明らかなように、アミン
Dオイル及びメルカプト変性オイルを除いて同じ結果と
なった。メルカプト変性オイルについては、濡れ性も悪
く、コピー光沢も高温部で低下しており、用紙離型性も
悪い結果となった。一方、アミンDオイルについても、
コピー光沢の結果と同様、アミノ基の濃度が高いために
(アミン当量が小さいとアミノ基濃度は大)離型効果に
深い係わりをもつオイル中のメチル基が少なくなってし
まうため、離型性が悪くなってしまうためと思われる。 このため、一般式(I)で表されるアミン変性オイルα
1 においては、アミノ基濃度の適当な範囲が存在する
ことがわかった。具体的には、アミンDオイル以下のア
ミノ基濃度でアミンBオイル以上のアミノ基濃度(アミ
ン当量約10,000から140,000)を有すれば
良好な離型性が得られることが判明した。
【0056】実験例6 次に、アミンDオイルをジメチルオイルγでそれぞれ5
倍及び18倍に希釈し、アミン当量をそれぞれ38,2
00及び137,520に調整して実験例1と同様にそ
の用紙離型性を確認する実験を行った。結果は、何れの
場合も表1と同様であり、アミンDオイルにジメチルオ
イルγを配合してそのアミン当量を増加させることで、
離型性が改善されることが判明した。
【0057】実施例3 図5はこの発明に係る定着装置の実施例3を示すもので
ある。この定着装置は、図5に示すように、シリコンゴ
ムからなる加熱ロール21と、テフロン系樹脂からなる
加圧ロール22とでその主要部が構成されている。上記
加熱ロール1は、内部に500Wのコルツランプ23を
備え、外径44mmΦのスチール製コア材で形成された
基質ロール24と、適宜プライマーを介して上記基質ロ
ール24上に設けられ、シリコンコンパウンド(東レ社
SH841U)100重量部に対し、結晶性シリカ10
0重量部、酸化マグネシウム(MgO:協和化学社#3
0)30重量部、加硫剤(東レ社RC−4)0.8重量
部とを充填混合して形成され、そのゴム硬度がJIS硬
度において62°及びその厚みtが3mmのシリコン層
25とで構成されている。一方、加圧ロール22は、内
部に500Wのコルツランプ26を備え、外径50mm
のスチール製コア材で形成された基質ロール27と、適
宜プライマーを介して上記基質ロール27上に設けられ
、PFA(パーフロロアルコキシ:三井デュポン社MP
−10)100重量部に対し、SiC(フジミ研磨材(
株)製:SiC#3000)10重量部を粉体のまま混
合し、基質ロール27上に静電粉体塗装及び焼付けによ
り形成されたPFA層28とで構成されており、上記P
FA層28は、ポリッシングされて約40μmの厚みに
調整されている。また、上記加熱ロール21と加圧ロー
ル22とは、実施例1と同様、図示しない機構により互
いに圧接されて、中央部で6mmのニップ幅が形成され
るように設定されている。更に、加熱ロール21と加圧
ロール22とは、互いに矢印方向へ表面速度150mm
/secで回転するように調節されている。ところで、
この実施例3でも、実施例1と同様に、離型剤供給手段
13によって加熱ロール21の表面に離型剤14が塗布
されるようになっている。
【0058】実験例7 本発明者らは、図5に示す装置を実際に試作し、加熱ロ
ール21に供給する離型剤14として、実験例1と同じ
配合オイルと、ジメチルオイルγとを用意し、実験例1
と同様にカラートナー像11を担持した転写用紙10を
定着することによって、トナーがオフセットして加熱ロ
ール21に転写用紙10が巻き付くかどうかの離型性の
テスト(初期テスト)を行った。なお、カラートナー像
11としては、シアン、マゼンタ、イエローの3色のト
ナーを、各色0.7mg/cm2 づつ合計2.1mg
/cm2 の割合で転写用紙10上に担持させたものを
用いた。また、転写用紙10としては、厚紙(65g/
m2 )と薄紙(56g/m2 )を用い、それぞれ縦
目方向と横目方向に送って離型性の試験を行った。更に
、加熱ロール21の表面温度を120℃から20℃刻み
で180℃まで変化させるとともに、加圧ロール22の
表面温度は、130℃で一定とした。結果は、何れの場
合も表22に示すとおりであり、表面がシリコン層から
なる加熱ロール21においても、従来のジメチルオイル
γと同等の離型性能を有することがわかった。
【0059】
【表22】
【0060】実施例4 図6はこの発明に係る定着装置の実施例4を示すもので
ある。この定着装置は、図6及び図7に示すように、一
対の金属ロール31、32を互いに所定の圧力で圧接さ
せてなる圧力定着装置から構成されている。これらのロ
ール対31、32は、外径65mmΦの炭素鋼材(例え
ば、S55C)よりなり、その表面に硬質クロムメッキ
処理を施したものである。上記ロール対31、32は、
図6に示すように、上部フレーム33及び下部フレーム
34にそれぞれ回転可能に軸支されている。また、上記
ロール対31、32は、ロールの全長にわたり均一な圧
力を得るために、両ロール31、32の回転軸35、3
6の中央部を中心として、1.2°の角度をなして交差
するように配置されている。下部フレーム34は、画像
形成装置本体に固定されており、上部フレーム33は、
下部フレーム34の先端部において枢支ピン37を中心
に上下に回動可能に載置されている。更に、両ロール3
1、32間の荷重は、前記フレーム33、34後端に位
置する圧縮ばね38を介したボルト39によって加えら
れており、その荷重は800kgに設定してある。一方
、図示しないモータからの駆動力は、図7に示すように
、下側ロール34の端部に取付けられたスプロケット4
0を介してチェーン41によって伝達され、両ロール3
1、32は、表面速度100mm/secで回転するよ
うになっている。ところで、この実施例4でも、実施例
1と同様、離型剤供給手段13によって上側ロール31
の表面に離型剤14が塗布されるようになっている。 そして、両ロール31、32間に未定着トナー像11を
担持した転写用紙10を挿通させることにより、未定着
トナー像11を圧力によって転写用紙10上に定着させ
るようになっている。
【0061】実験例8 本発明者らは、図6に示す装置を実際に試作し、上側ロ
ール31に供給する離型剤14として実験例1と同じ配
合オイルとジメチルオイルγとを用意し、以下の組成よ
りなる圧力定着トナーを用いて1mg/cm2 で3×
3cmの正方形のベタ画像を形成し、このベタ画像を担
持した転写用紙10を5枚連続してロール31、32間
を通過させたときのクリーニングパッドに取り付けた白
紙の汚れによって、離型性を確認する実験を行った。   圧力定着トナーの組成比             外殻樹脂      ポリウ
レア樹脂              20重量部  
          内部ポリマ液  スチレンアクリ
ルポリマ溶液  30重量部            
磁性粉                      
              50重量部      
      顔料          カーボン   
                   5重量部結果
は、実験例1と同じ配合オイル用いた場合には、定着用
の上側ロール31に取付けたクリーニングパッドに白紙
を取付け、この白紙に付着したオフセットトナー量が少
なく、離型性に優れており、また、ジメチルオイルγを
使用した場合は圧力定着用トナーの付着量が多いか中く
らいであり、圧力定着用の離型剤14としては適してし
ないことがわかった。
【0062】実験例9 更に、本発明者らは、離型剤14としてのアミンAオイ
ルと芳香族アミン変性オイルδとの配合比を変化させた
場合に、用紙の離型性がどのように変化するかを調べる
実験を行った。アミンAオイルと芳香族アミン変性オイ
ルδとの配合比としては、アミンAオイルの1,000
重量部に対して、芳香族アミン変性オイルδをそれぞれ
0.5重量部、1重量部、2重量部、3重量部、5重量
部と変化させて、前記実験例1と同様の条件で、用紙の
離型性を調べた。結果は、これら芳香族アミン変性オイ
ルδの各配合量に対して、何れの場合も上記表1と同様
の結果が得られた。なお、芳香族アミン変性オイルδの
配合比が5重量部を超えると、用紙離型性が低下すると
共にアミンAオイルに対する相溶性も落ちて遊離したり
、茶色に着色することが判明した。
【0063】実施例5及び実験例10 700Wの加熱ロール1内部のコルツランプ3、厚み3
0μmの外側弾性体層6、300Wの加圧ロール2内部
のコルツランプ7及び厚み30μmの外側弾性体層9を
使用した以外は図1及び図2と同様の定着装置を使用し
、加熱ロール1及び加圧ロール2の表面温度を150℃
に、また、加熱ロール1及び加圧ロール2の表面速度を
160mm/secに設定した以外は、上記図1及び2
と同様の定着装置を用意した。離型剤14としては、一
般式(II)のアミン変性オイルβを使用し、そのb及
びcの値を変化させて表23に示すアミン当量及び粘度
のアミン変性オイルβを調製して使用した。これらのア
ミン変性オイルβ粘度は何れも約320csであった。 加熱ロール1の表面温度をそれぞれ130℃、150℃
、170℃及び190℃とし、薄紙のみを使用して実験
した以外は、上記実験例1と同様にして用紙離型性を測
定した。結果は、表23に示す通りであった。
【0064】
【表23】 この結果から、この実施例5の場合には、転写媒体とし
て薄紙を使用しても、離型剤14のアミン当量が7,5
00〜500,000の範囲で、また、定着温度130
〜190℃の範囲で問題なく定着できることが判明した
【0065】実験例11 離型剤14としては、一般式(II)のアミン変性オイ
ルβとしてアミン当量7,500のものを使用し、これ
にジメチルオイルγ(粘度:300cs)を添加して表
24に示すようにそのアミン当量を調整して使用した。 その他は上記実施例5の実験例10と同様にして用紙離
型性を測定した。結果を表24に示す。
【0066】
【表24】 この実験例11も、上記実験例10と同様の結果を示し
た。
【0067】実験例12 次に、アミン当量36,500及び粘度320csを使
用した実験例10のテストが終了した後、そのまま加熱
ロール1の設定温度を150℃に維持し、転写媒体10
として30,000枚の厚紙を横目送りで供給し、定着
処理のランニングテストを行った。その他の条件は上記
実施例5の実験例10と同様である。ランニングテスト
終了後、加熱ロール1及び加圧ロール2の表面を観察し
た結果、ゲル状生成物の発生やその前段階のくもり現象
の発生は認められなかった。また、上記ランニングテス
ト終了後に薄紙を用いて行った用紙離型性の評価も、実
験例10と同様に130〜190℃まで何れの温度の場
合も良好であった。
【0068】実施例6及び実験例13 加熱ロール21と加圧ロール22の表面速度を160m
m/secとし、配合オイルに代えて離型剤14として
アミン当量100,000、粘度300csの一般式(
II)のアミン変性オイルβを使用した以外は、図5に
示す実施例3と同様の装置を準備した。この実施例6の
定着装置に関して、上記実験例7と同様に、加熱ロール
21に転写用紙10が巻き付くかどうかの剥離性のテス
ト(初期テスト)と、転写用紙10として薄紙(56g
/m2 )を使用し、加熱ロール21の表面温度を13
0℃から20℃刻みで190℃まで変化させ、また、加
圧ロール22の表面温度を150℃に固定した条件で用
紙離型性のテストを行った。結果は、上記実験例7の場
合と同様に、従来のジメチルオイルγと同等の離型性能
を示した。
【0069】実施例6及び実験例14 配合オイルに代えて離型剤14としてアミン当量100
,000、粘度300csの一般式(II)のアミン変
性オイルβを使用した以外は、図6に示す実施例4と同
様の装置を準備した。上記実験例8と全く同様にしてク
リーニングパッドに取り付けた白紙の汚れによって離型
性の評価を行った。結果は、上記実験例8の場合と同様
に、アミン変性オイルβを使用した場合には、白紙に付
着したオフセットトナー量が少なく、離型性に優れてお
り、これに対してジメチルオイルγを使用した場合には
圧力定着用トナーの付着量が多いか中くらいであり、ア
ミン変性オイルβは圧力定着用の離型剤14としても適
していることが判明した。
【0070】実験例15 離型剤14としてアミン当量100,000、粘度30
0csの一般式(II)のアミン変性オイルβ、メルカ
プト変性オイル及びジメチルオイルγを使用した図1及
び2に示す実施例5と同様の装置により、上記実験例5
と同様に、用紙離型性、濡れ性、コピー光沢の変化を調
べる実験を行った。オイルの濡れ性については、アミン
変性オイルβは優れた濡れ性を示したが、メルカプト変
性オイル及びジメチルオイルγは何れも不良であった。 また、コピー光沢については、図8に示すように、アミ
ン変性オイルβは良好なコピー光沢を示したが、メルカ
プト変性オイルは良好とはいえないが実際の使用には差
し支えのない程度であり、また、ジメチルオイルγは光
沢性が全く良くないものであった。更に、用紙離型性に
ついては、下記表24に示す通りであった。
【0071】
【表25】
【0072】実験例16 離型剤14としてアミン当量100,000、粘度30
0csの一般式(II)のアミン変性オイルβ、メルカ
プト変性オイル及びジメチルオイルγを使用した図1及
び2に示す実施例5と同様の装置をそれぞれ用意し、加
熱ロール1及び加圧ロール2の加熱温度を160℃に設
定し、両ロールをラッチさせながら回転させるだけで転
写用紙を供給せず、連続80時間の空運転をした。この
空運転終了後、各ロール1及び2の表面をアルコールで
拭き取り、その表面を目視で観察し、ゲル化現象やクモ
リ現象の発生があるか否かを観察した。結果は、何れの
場合も全く問題がなく、アミン変性オイルβは従来のメ
ルカプト変性オイル及びジメチルオイルγと同等以上の
耐熱性を有することが判明した。
【0073】
【発明の効果】本発明の定着方法及びその装置によれば
、高離型性は勿論のこと耐熱性に優れ、高温度での長期
間の使用に対しても離型剤が変質することなく、良好な
定着性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】  この発明の実施例1に係る定着装置を示す
斜視説明図である。
【図2】  図1の断面説明図である。
【図3】  定着中のロールの変形状態を示す模式図で
ある。
【図4】  実験例5の加熱ロール温度とコピー光沢と
の関係を示すグラフである。
【図5】  この発明の実施例2に係る定着装置を示す
断面説明図である。
【図6】  この発明の実施例3に係る定着装置を示す
側面説明図である。
【図7】  図6の水平断面説明図である。
【図8】  実験例15の加熱ロール温度とコピー光沢
との関係を示すグラフである。
【図9】  従来の定着装置を示す断面説明図である。
【符号の説明】
1…加熱ロール、2…加圧ロール、3…加熱源、4…基
質ロール、5…内側弾性体層、6…外側弾性体層、7…
基質ロール、8…内側弾性体層、9…外側弾性体層、1
0…転写用紙、11…トナー像、13…離型剤供給手段
、14…離型剤17…離型剤塗布ロール。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  互いに圧接した一対の定着ロール間に
    未定着トナー像を担持した転写媒体を通過させ、この転
    写媒体上に未定着トナー像を定着させる定着方法におい
    て、上記一対の定着ロールのうち少なくとも未定着トナ
    ー像と接する側の定着ロールに、有効成分として少なく
    とも下記一般式(I) 【化1】 {但し、式中Aは−R1 −X又は−R1 −O−Yf
     −H〔但し、R1 は炭素数1〜8のアルキレン基を
    示し、Xは−NH2 又は−NHR2 NH2 (但し
    、R2 は炭素数1〜8のアルキレン基を示す)を示し
    、Yは炭素数2〜4のアルキレン基を示し、fは0〜1
    0の整数である)を示し、b及びcはそれぞれ0≦b≦
    10及び10≦c≦1,000であって同時に0となる
    ことはなく、dは2又は3及びeは0又は1であってd
    +e=3である}で表され、かつ、25℃における粘度
    が10〜100,000csの官能基含有オルガノポリ
    シロキサン100重量部と、下記一般式(IV) 【化2】 (但し、式中R3 は炭素数1〜8のアルキル基又はア
    リール基を示し、R4 は 【化3】 で表される芳香族アミノ基を示し、D1 及びD2 は
    上記R3 又は−O−R4 を示し、p及びqはそれぞ
    れ0≦p≦100及び0≦q≦10を示し、q=0のと
    きにはD1 及びD2 の少なくとも1つは−O−R4
     である)で表される芳香族アミノ基含有オルガノポリ
    シロキサン0.01〜500重量部と、下記一般式(I
    II)【化4】 (但し、式中R5 は炭素数1〜8のアルキレン基又は
    アリール基を示し、aは1.95<a<2.20である
    )で表されるオルガノポリシロキサン0〜10,000
    重量部とを含有する定着用離型剤を供給することを特徴
    とする定着方法。
  2. 【請求項2】  互いに圧接した一対の定着ロール間に
    未定着トナー像を担持した転写媒体を通過させ、この転
    写媒体上に未定着トナー像を定着させる定着装置におい
    て、上記一対の定着ロールのうち少なくとも未定着トナ
    ー像と接する側の定着ロールに、有効成分として少なく
    とも下記一般式(I) 【化5】 {但し、式中Aは−R1 −X又は−R1 −O−Yf
     −H〔但し、R1 は炭素数1〜8のアルキレン基を
    示し、Xは−NH2 又は−NHR2 NH2 (但し
    、R2 は炭素数1〜8のアルキレン基を示す)を示し
    、Yは炭素数2〜4のアルキレン基を示し、fは0〜1
    0の整数である)を示し、b及びcはそれぞれ0≦b≦
    10及び10≦c≦1,000であって同時に0となる
    ことはなく、dは2又は3及びeは0又は1であってd
    +e=3である}で表され、かつ、25℃における粘度
    が10〜100,000csの官能基含有オルガノポリ
    シロキサン100重量部と、下記一般式(IV) 【化6】 (但し、式中R3 は炭素数1〜8のアルキル基又はア
    リール基を示し、R4 は 【化7】 で表される芳香族アミノ基を示し、D1 及びD2 は
    上記R3 又は−O−R4 を示し、p及びqはそれぞ
    れ0≦p≦100及び0≦q≦10を示し、q=0のと
    きにはD1 及びD2 の少なくとも1つは−O−R4
     である)で表される芳香族アミノ基含有オルガノポリ
    シロキサン0.01〜500重量部と、下記一般式(I
    II)【化8】 (但し、式中R5 は炭素数1〜8のアルキレン基又は
    アリール基を示し、aは1.95<a<2.20である
    )で表されるオルガノポリシロキサン0〜10,000
    重量部とを含有する定着用離型剤を供給する離型剤供給
    手段を設けたことを特徴とする定着装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08123074A (ja) * 1994-10-20 1996-05-17 Fuji Xerox Co Ltd 画像定着方法
JPH08194336A (ja) * 1995-01-18 1996-07-30 Fuji Xerox Co Ltd 画像形成方法
JP2007121823A (ja) * 2005-10-31 2007-05-17 Ricoh Co Ltd 離型促進液、並びに、これを用いる定着方法、画像形成方法、定着装置及び画像形成装置

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