JP2003316180A - 像加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】加熱部材３３と、該加熱部材を支持するガイド
部材３５と、該ガイド部材を内包し、かつ加熱部材と内
接する可撓性の回転体３１と、該回転体を両端で支持
し、かつガイド部材と嵌合するフランジ部材３６と、か
らなる加熱アセンブリ３０と、該加熱アセンブリ３０に
おける回転体３１に圧接し、回転駆動を加える加圧部材
３２と、を有し、加熱アセンブリ３０と加圧部材３２の
圧接ニップ部Ｎに、画像Ｔを担持した記録材Ｐを通過さ
せて加熱する像加熱装置において、プリント速度の高速
化に際し、定着性の維持とともにホットオフセットの無
い良好な画像を得られるようにする。 【解決手段】回転体３１の圧接ニップＮ近傍における回
転軌跡を、圧接ニップＮの記録材搬送方向の上流側は回
転体３１の略半径とする形状３６ｃにするのに対し、下
流側は下流方向に突っ張るよう部分的に規制部材３６ｄ
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、電子写真
式プリンタ、複写機、及び静電記録装置等の画像形成装
置において記録材上に形成担持させた未定着トナー画像
を永久画像として加熱定着させる加熱定着装置等として
用いるに好適な像加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の複写機、プリンタ
等の多くは、加熱定着手段として熱効率、安全性の良好
な接触加熱型の熱ローラ定着方式や、省エネルギータイ
プのフィルム加熱方式を採用している。

【０００３】熱ローラ定着方式の加熱定着装置は、内部
にハロゲンヒータを内包する加熱用回転体としての加熱
ローラ（以下、定着ローラ）と、これに圧接させた加圧
用回転体としての弾性加圧ローラ（以下、加圧ローラ）
を基本構成とする。この一対のローラを回転させ、この
一対のローラの圧接ニップ部である定着ニップ部に、未
定着画像（トナー画像）を形成担持した被加熱材として
の記録材（転写材シート・静電記録材・エレクトロファ
ックス紙・印字用紙等）を導入し、挟持搬送すること
で、定着ローラからの熱と定着ニップ部の加圧力によ
り、トナー画像を記録材面に永久固着画像として熱圧定
着させるものである。

【０００４】一方、フィルム加熱方式の加熱定着装置
は、例えば特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２
−１５７８７８、４−４４０７５〜４４０８３、４−２
０４９８０〜２０４９８４号公報等に提案されているよ
うに、固定配置したセラミックヒータ等の加熱部材（以
下、加熱体）に、加熱用回転体である耐熱性フィルム
（以下、定着フィルム）を回転加圧部材（以下、加圧ロ
ーラ）で密着させ、そして摺動回動させて、定着フィル
ムを挟んで加熱体と加圧ローラとで形成される圧接ニッ
プ部である定着ニップ部に、トナー画像を担持形成した
記録材を導入し、定着フィルムと一緒に搬送させて、定
着フィルムを介して付与される加熱体からの熱と定着ニ
ップ部の加圧力によってトナー画像を記録材面に永久固
着画像として熱圧定着させるものである。

【０００５】フィルム加熱方式の加熱定着装置は、加熱
体としてセラミックヒータ等の低熱容量線状加熱体を、
定着フィルムとして薄膜の低熱容量のものを用いること
ができるため、省電力化、ウェイトタイム短縮化（クイ
ックスタート）が可能である。また、フィルム加熱方式
の加熱定着装置は、定着フィルム駆動方法として定着フ
ィルム内面に駆動ローラを設ける方法、また加圧ローラ
を駆動ローラとして用い加圧ローラとの摩擦力で定着フ
ィルムを駆動する方法が知られているが、近年では部品
点数が少なく低コストな構成である加圧ローラ駆動方式
が多く用いられている。

【０００６】図９は加圧ローラ駆動方式・フィルム加熱
方式の加熱定着装置の一例の概略構成模型図である。

【０００７】３０は加熱アセンブリ、３２は加圧部材と
しての弾性加圧ローラであり、上下に並行に配置して圧
接させて定着ニップ部Ｎを形成させてある。

【０００８】加熱アセンブリ３０は、加熱部材（加熱
体）としてのヒータ３３と、該ヒータを支持するガイド
部材としてのフィルムガイド３５と、該フィルムガイド
を内包し、かつ前記ヒータ３５と内接する可撓性の回転
体としての円筒状の定着フィルム３１と、該定着フィル
ム３１を両端で支持し、かつ前記フィルムガイド３５と
嵌合するフランジ部材３６等から成る組立体である。

【０００９】ヒータ３３は記録材Ｐの搬送方向に直交す
る方向を長手とする横長・薄肉で、全体に低熱容量の所
謂セラミックヒータであり、給電を受けて発熱する。

【００１０】フィルムガイド３５は横断面略半円弧状の
樋型で、記録材Ｐの搬送方向に直交する方向を長手とす
る横長部材であり、例えばフェノール系の熱硬化性樹脂
製である。このフィルムガイド３５の下面の略中央部に
長手に沿って形成具備させたヒータ嵌め込み溝部内に上
記のヒータ３３を嵌め込んで固定支持させてある。

【００１１】円筒状の定着フィルム３１は上記のヒータ
３３を取り付けたフィルムガイド３５に対してルーズに
外嵌させてある。

【００１２】フランジ部材３６は、円筒状の定着フィル
ム３１の端面部を受け止めて定着フィルムの軸線方向へ
の移動を規制する鍔座部３６ａと、円筒状の定着フィル
ム３１の端部内側に嵌入して定着フィルム端部を支持す
るほぼ円弧形状の定着フィルム摺動部３６ｂを有してい
て、フィルムガイド３５の両端部に嵌合させて装着され
る。

【００１３】弾性加圧ローラ３２は不図示の装置側板間
に回転自由に軸受支持させてあり、この加圧ローラ３２
の上に、上記の加熱アセンブリ３０をヒータ３３側を下
向きにして並行に配置し、不図示の加圧手段により加熱
アセンブリ３０と加圧ローラ３２とを加圧ローラの弾性
に抗して押圧することでヒータ３３と加圧ローラ３２を
定着フィルム３１を挟んで圧接させて加圧ローラ３２の
弾性変形により所定幅の圧接ニップ部である定着ニップ
部Ｎを形成させている。

【００１４】加圧ローラ３２は不図示の駆動手段により
矢印の反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ３
２の回転駆動により、定着ニップ部Ｎにおいて加圧ロー
ラ３２と定着フィルム３１の外面との摩擦力で定着フィ
ルム３１に回転力が作用し、定着フィルム３１の内周面
が定着ニップ部Ｎにおいてヒータ３３の下面に密着して
摺動しながら矢印の時計方向に加圧ローラ３２の周速度
にほぼ対応した周速度をもってフィルムガイド３５の外
回りを回転する（加圧ローラ駆動方式）。

【００１５】この回転する定着フィルム３１の軸線方向
の移動はフランジ部材３６の鍔座部３６ａで規制され、
また定着フィルム３１の端部内側はフランジ部材３６の
定着フィルム摺動部３６ｂで支持されて回転ガイドされ
る。

【００１６】そして、加圧ローラ３２による定着フィル
ム３１の回転駆動がなされ、かつヒータ３３が通電によ
り所定の温度に昇温している状態において、不図示の作
像部側から未定着トナー画像Ｔを形成担持させた記録材
Ｐが定着ニップ部Ｎの定着フィルム３１と加圧ローラ３
２との間に導入されると、記録材Ｐが定着フィルム３１
の外面に密着して定着フィルム３１と一緒の重なり状態
で定着ニップ部Ｎを通過していく。

【００１７】この定着ニップ部Ｎを通過していく過程で
ヒータ３３の熱エネルギーが定着フィルム３１を介して
記録材Ｐに付与されて記録材Ｐ上の未定着トナー画像Ｔ
が加熱溶融定着処理される。記録材Ｐは定着ニップ部Ｎ
を通過して定着フィルム３１の面から分離ポイントＡに
おいて分離されて排出されていく。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】以上のようなフィルム
加熱方式の加熱定着装置を用いた電子写真式プリンタ等
の画像形成装置は、近年画質の向上とともに、プリント
速度の高速化が求められている。高速化により、定着ニ
ップ部Ｎの滞留時間が短縮されても従来と同等の記録材
Ｐへのトナー画像Ｔの定着性を維持させるため、定着温
度アップ、定着ニップＮの拡大、ヒータ基板や定着フィ
ルム３１の材質の熱伝導性アップ等の改良とともに、ト
ナーの低融点化が必要である。

【００１９】しかしながら、定着温度アップや定着ニッ
プ拡大等の単位時間当たりにおける記録材Ｐへの熱エネ
ルギー供給量の増加と、トナーの例えば低分子量成分の
増加等による低融点化の組合せは、定着性の向上には大
きな効果が得られるが、一方で定着ニップＮ内の温度が
高く、記録材Ｐと定着フィルムＮとの分離ポイントＡに
おけるトナー温度も高くしてしまう。これにより、定着
フィルム３１と記録材Ｐの分離ポイントＡにおけるトナ
ーＴの凝集力が、トナーＴと定着フィルム３１の粘着力
より低くなり、記録材Ｐと分離した後の定着フィルム３
１の表面にトナーが残存してしまう、いわゆるホットオ
フセットＴ′が発生しやすくなるのである。

【００２０】本発明は、フィルム加熱方式のような像加
熱装置における上記課題を解決するものであり、その目
的とするところは、プリント速度の高速化に際し、定着
性の維持とともにホットオフセットの無い良好な画像を
得られる像加熱装置を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする像加熱装置である。

【００２２】（１）加熱部材と、該加熱部材を支持する
ガイド部材と、該ガイド部材を内包し、かつ前記加熱部
材と内接する可撓性の回転体と、該回転体を両端で支持
し、かつ前記ガイド部材と嵌合するフランジ部材と、か
らなる加熱アセンブリと、該加熱アセンブリにおける回
転体に圧接し、回転駆動を加える加圧部材と、を有し、
前記加熱アセンブリと前記加圧部材の圧接ニップ部に、
画像を担持した記録材を通過させて加熱する像加熱装置
において、回転体の圧接ニップ近傍における回転軌跡
を、圧接ニップの記録材搬送方向の上流側は回転体の略
半径とするのに対し、下流側は下流方向に突っ張るよう
部分的に規制部材を設けることを特徴とする像加熱装
置。

【００２３】（２）回転体の圧接ニップ近傍の記録材搬
送方向下流側における回転軌跡を、加熱部材よりも記録
材搬送方向下流側においてフランジ部材に設けた突起部
にて、回転体の両端部のみを下流方向に突っ張ることを
特徴とする（１）に記載の像加熱装置。

【００２４】（３）回転体の圧接ニップ近傍の記録材搬
送方向下流側における回転軌跡を、加熱部材よりも記録
材搬送方向下流側においてガイド部材に設けたくし歯状
の突起部にて、回転体の中央付近を部分的に下流方向に
突っ張ることを特徴とする（１）に記載の像加熱装置。

【００２５】（４）少なくとも記録材が回転体と接触
中、回転体にバイアスを印加する手段を有することを特
徴とする（２）又は（３）に記載の像加熱装置。

【００２６】（５）前記圧接ニップ部の記録材搬送方向
の下流側に、除電手段を有することを特徴とする（４）
に記載の像加熱装置。

【００２７】（作 用）すなわち、圧接ニップ近傍にお
ける回転体の回転軌跡を、圧接ニップ上流側は回転体の
略半径とするのに対し、下流側は下流方向に部分的に突
っ張るよう規制することにより、回転体と記録材との分
離ポイントを、より圧接ニップから離せるとともに、分
離ポイントにおける回転体と、加熱部材を支持し熱容量
の大きいガイド部材とを接触しにくくすることができる
ため、分離ポイントにおける画像温度は低下し、ホット
オフセットの発生を抑制することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】〈実施例１〉 （１）画像形成装置例 図１は本発明に従う像加熱装置を加熱定着装置３として
具備させた画像形成装置の一例の概略構成模型図であ
る。本例の画像形成装置１は、電子写真プロセス利用の
レーザービームプリンタである。

【００２９】１１は像担持体たる感光ドラムであり、Ｏ
ＰＣ、アモルファスシリコン等の感光材料をアルミニウ
ムやニッケル等のシリンダ状の基板上に形成して構成さ
れている。この感光ドラム１１は矢印の時計方向に所定
の周速度にて回転駆動される。

【００３０】感光ドラム１１はその回転過程において表
面が帯電装置としての帯電ローラ１２によって所定の極
性・電位に一様に帯電される。次に、露光手段であるレ
ーザースキャナ１３から出力される、画像情報に応じて
ＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザービームＬによる走査露
光を受ける。これにより、感光ドラム１１上に走査露光
した画像情報に対応した静電潜像が形成される。この静
電潜像は現像装置１４でトナー像として現像可視化され
る。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現
像法等が用いられ、イメージ露光と反転現像との組み合
わせで用いられることが多い。本例のプリンタは、感光
ドラム１１面をマイナスの所定の電位に一様帯電し、そ
の帯電面にレーザースキャナ１３でイメージ露光して静
電潜像を形成し、その静電潜像を現像装置１４により反
転現像している。

【００３１】一方、カセット２１から記録材Ｐが給紙ロ
ーラ２２によって一枚分離給送されレジストローラ２３
に送られる。記録材Ｐはレジストローラ２３によって、
感光ドラム１１の表面に形成されたトナー像と同期を取
り、感光ドラム１１と転写ローラ１５とで形成される転
写ニップ部に供給される。転写ニップ部において、感光
ドラム１１上のトナー像は不図示の電源から転写ローラ
１５に印加された転写バイアスの作用で記録材Ｐに転写
される。

【００３２】転写ニップ部を出た記録材Ｐは感光ドラム
１１の表面から分離され、トナー像を保持した記録材Ｐ
はシートパス２４を通って加熱定着装置３へ搬送され、
加熱定着装置３のニップ部で加熱・加圧されてトナー像
が記録材Ｐ上に定着され永久画像となり、シートパス２
５を通って機外の排紙トレイ２６上へ排出される。

【００３３】一方、記録材Ｐに対するトナー像転写後の
感光ドラム１１上に残留する転写残留トナーは、クリー
ニング装置１６により感光ドラム１１の表面より除去さ
れ、感光ドラム１１は繰り返して作像に供される。

【００３４】（２）加熱定着装置３ 図２は本実施例における加熱定着装置３の要部の横断面
模型図である。本実施例の加熱定着装置３は前述した図
９の従来例の加熱定着装置と同様に、円筒状の定着フィ
ルムを用いた、加圧ローラ駆動方式・フィルム加熱方式
の加熱定着装置である。図９の加熱定着装置と共通する
構成部材・部分には共通の符号を付して再度の説明を省
略する。

【００３５】図３は、フィルムガイド３５と、その両端
部に嵌合させて取り付けたフランジ部材３６の外観斜視
図、図４の（ａ）はフランジ部材３６に内面側の平面
図、（ｂ）は側面図である。図５は定着フィルム３１の
層構成模型図である。

【００３６】．ヒータ３３ 加熱部材としてのヒータ３３は、セラミック基板上に発
熱ペーストを印刷した発熱体、発熱体の保護と絶縁性を
確保するためのガラスコーティング層を順次形成したも
のであり、ヒータ３３上の発熱体へ電力制御されたＡＣ
電流を流すことにより発熱される。セラミック基板の材
質としてはチッ化アルミニウムや酸化アルミニウム等を
使用している。セラミック基板の裏には温調用のサーミ
スタ（不図示）を当接させてある。

【００３７】．フィルムガイド３５ ガイド部材としてのフィルムガイド３５は、ヒータ３３
を支持し、ヒータ３３の近傍の横断面形状は後述する定
着フィルム３１の略同一半径を有する半円弧状となって
いる。

【００３８】．定着フィルム３１ エンドレスベルト状の耐熱性フィルム（定着フィルム）
３１は、可撓性を有し、フィルムガイド３５を周長に余
裕を持たせた形（テンションが加わらない状態）で内包
し、フィルムガイド３５と嵌合するフランジ３６で両端
を摺擦回動可能に支持されている。

【００３９】定着フィルム３１は、図５の（ａ）の層構
成模型図のように、ポリイミド、ポリアミドイミド、Ｐ
ＥＥＫ、ＰＥＳ等の低熱容量の耐熱性樹脂フィルム（ベ
ースフィルム）３１ａの表面に、導電性プライマー層３
１ｂを介して、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等にカーボン
ブラック等の導電性部材を混入させた離型層３１ｃをコ
ーティングした複合層フィルムである。離型層３１ｃは
様々な画像不良を引き起こさないよう最適な抵抗値に設
計されている。また定着フィルム３１は、チャージアッ
プ防止のため接地させたり、後述する定着バイアスを印
加させるため、図５の（ｂ）のように、定着フィルム表
面の一部に導電性プライマー層３１ｃを露出させ、導電
ブラシ等の給電手段４１と接触させている。

【００４０】定着フィルム３１は、ステンレス等の薄い
金属製素管の表面に、プライマー層を介して、前記離型
層をコーティングした金属スリーブでも良い。この場
合、定着フィルムの接地やバイアス印加のため、金属製
素管が金属スリーブ表面に一部露出している。

【００４１】．フランジ部材３６ フランジ部材３６の定着フィルム摺動部における反ヒー
タ面側は、定着フィルム３１と略同一半径を有する円弧
状となっている。

【００４２】．加圧ローラ３２ 加圧部材としての加圧ローラ３２は、金属製の芯金上
に、シリコンゴム等の耐熱性ゴムの弾性層、あるいは発
泡スポンジ弾性層を挟んで、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ
等のフッ素樹脂から成る絶縁性の離型層から構成される
回転体である。弾性層は絶縁性の離型層表面のチャージ
アップを抑制するため、カーボンブラック等の導電性部
材を混入させて導電化し、芯金を接地させた方が好まし
い。

【００４３】加圧ローラ３２は不図示のバネにより加熱
アセンブリ３０に圧接され、不図示の駆動系により回転
駆動し、記録材Ｐと定着フィルム３１は上記加圧ローラ
３２によって従動回転して搬送される構成となってい
る。未定着のトナー像Ｔを担持した記録材Ｐは、加熱定
着装置３の加熱アセンブリ３０と加圧ローラ３２により
形成された圧接ニップ（定着ニップ）部Ｎ内で加熱・加
圧され、記録材Ｐ上にトナー像Ｔは定着し、定着後の記
録材Ｐは機外へ排出される。

【００４４】．潤滑剤 定着ニップ部Ｎのヒータ３３の下表面、すなわちヒータ
３３のガラスコーティング層と、定着フィルム３１の裏
面（内周面）、すなわち記録材Ｐのトナー像Ｔと接する
側とは反対側の面との間に潤滑剤を介在させて、定着ニ
ップ部Ｎ内における定着フィルム３１とヒータ３３間の
摺動トルクを低く安定化し、定着フィルム３１と記録材
Ｐ間のスリップを防止している。なお潤滑剤としては、
フッ素系グリス（例えば、HP-300 GREASE（ダウコーニ
ング社）や、DEMNUM GREASE L-65（ダイキン工業社））
等の耐熱品を使用している。

【００４５】．定着バイアス印加手段 バイアス電源４２（図２）から、導電ブラシ等の給電手
段４１を用いて、定着フィルム３１表面に一部露出して
いる導電性プライマー層３１ｂ（図５）と接触させて、
トナーＴと同極性の定着バイアスを定着フィルム３１に
印加する。定着バイアスの印加は、少なくとも記録材Ｐ
が定着フィルム３１と接触している間は行われる。

【００４６】（３）ホットオフセットの抑制 定着フィルム３１の定着ニップ近傍における回転軌跡
を、定着ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向上流側は定着
フィルム３１の略半径とするのに対し、定着ニップ部Ｎ
よりも記録材搬送方向下流側は下流方向に突っ張るよう
規制させるため、図２・図４に示すように、フランジ部
材３６の定着フィルム摺動部３６ｂの形状を、定着ニッ
プ近傍の記録材搬送方向上流側はフィルムガイド３５と
同様に定着フィルム３１の略半径とする形状３６ｃにす
るのに対し、定着ニップ近傍の記録材搬送方向下流側は
フィルムガイド３５との嵌合部付近に定着フィルム３１
を下流方向に突っ張らせる突起３６ｄを設けている。

【００４７】これは、定着ニップ近傍の記録材搬送方向
下流側における定着フィルム３１と記録材Ｐの分離ポイ
ントＡを、定着ニップ部Ｎ、及びヒータ３３を支持する
フィルムガイド３５から、図２に示す距離α、遠ざける
とともに、フランジ部材３６にて定着フィルム３１の両
端部のみを記録材搬送方向下流方向に突っ張らして、ニ
ップ下流側で定着フィルム３１とフィルムガイド３５を
接触しにくくし、熱源のヒータ３３を支持する熱容量の
大きいフィルムガイド３５から定着フィルム３１への伝
熱量を減少させることができる。

【００４８】これにより、定着ニップ部Ｎで加熱溶融さ
れたトナーＴを分離ポイントＡに達するまで放熱させら
れるため、分離ポイントＡにおけるトナーＴ温度を下げ
ることができる。よって、定着フィルム３１と記録材Ｐ
の分離時におけるトナーＴの凝集力を、トナーＴと定着
フィルム３１の粘着力よりも高くすることができ、記録
材Ｐと分離した後の定着フィルム３１表面へのトナーＴ
の残存、すなわちホットオフセットを抑制できるのであ
る。

【００４９】一方、定着ニップ上流側は、加圧ローラ３
２により定着フィルム３１が従動回転しているため、定
着フィルム３１は定着ニップ側に常に引っ張られてい
る。そこで、定着フィルム３１のスムースな回転のため
に、定着ニップ上流側における定着フィルム３１の回転
軌跡は、フィルムガイド３５と同様に定着フィルム３１
の略半径としている。

【００５０】また、さらにホットオフセットを抑制させ
るため、上記定着バイアス印加手段４１・４２により、
少なくとも記録材Ｐが定着フィルム３１と接触している
間、トナーＴと同極性の定着バイアスを定着フィルム３
１に印加し、トナーＴを静電的に記録材Ｐに押さえつけ
て定着フィルム３１への残存を抑制することが好まし
い。このバイアス印加による静電的なホットオフセット
の抑制も、本実施例による定着フィルム３１と記録材Ｐ
の分離ポイントＡにおけるトナーＴ温度の低減化によ
り、定着フィルム３１との界面におけるトナーＴの凝集
力も向上しているため、相乗的な効果を得ることができ
るのである。

【００５１】（４）従来例との比較実験 本実施例における上記加熱定着装置３を用いた場合と、
従来例（図８）の加熱定着装置ように定着フィルム３１
の定着ニップ近傍における回転軌跡を、ニップの上下流
側共にフィルムガイド３５と同様に定着フィルム３１の
略半径とした場合とについて、定着バイアスの有無によ
るホットオフセット評価を、異なるプリント速度（２０
／３０／４０ＰＰＭ）で実施したので、その結果を表１
に示す。表中の○はＯＫレベル、△は実用上問題の無い
レベル、×はＮＧレベルを示す。

【００５２】なお、２３℃／６０％ＲＨの環境下で２４
時間以上放置された普通紙に、先端１００ｍｍは文字、
後端はベタ白とするパターンを印字し、ベタ白部への文
字パターンのオフセット状態を観察して評価を行なっ
た。

【００５３】

【表１】

【００５４】プリント速度の高速化に伴ない定着温度は
上昇し、定着フィルム３１と記録材Ｐの分離ポイントＡ
におけるトナーＴの温度が高くなるため、本実施例は従
来例に比べて、ホットオフセットマージンが広く、より
高速化が可能な装置であることが確認できた。

【００５５】すなわち、定着ニップ近傍の記録材搬送方
向下流側における定着フィルム３１の回転軌跡を、下流
方向に部分的に突っ張るよう規制させることにより、定
着フィルム３１と記録材Ｐの分離時のトナーＴ温度が低
下しトナーＴ凝集力が増加するため、ホットオフセット
の抑制が可能となったのである。

【００５６】（５）異なる定着バイアス印加方式の場合
の比較実験 次に、異なる定着バイアス印加方式（図６）を採用した
場合について述べる。なおこのバイアス印加方式は、プ
リント速度の高速化により、後方トナー飛び散り現象の
抑制が必要な場合に採用する。

【００５７】．除電手段 定着ニップ部Ｎの記録材搬送方向下流側に、定着ニップ
部Ｎを通過した記録材Ｐの印字面の裏面と接触する位置
に、接地された導電ローラ等の除電手段４３を設ける。
除電手段４３の形態としては、導電性を有していればブ
ラシやガイド等の形態でも構わない。

【００５８】．定着バイアスの印加 定着バイアス印加手段４１・４２により、少なくとも記
録材Ｐが定着フィルム３１と接触している間、トナーＴ
（ここではマイナス極性トナーを使用する）と同極性の
マイナスバイアスを定着フィルム３１に所定量印加する
ことで、記録材Ｐの抵抗を介して除電手段４３の接地部
から印加したマイナスバイアスと逆極性のプラス電荷を
記録材Ｐの印字面の裏面に誘起させ、誘起したプラス電
荷で逆極性であるトナーＴを記録材Ｐに引き付け固定し
ている。

【００５９】上述したような定着バイアス印加方式の場
合に、本実施例で説明した定着フィルム３１の回転軌跡
を採用したの場合と、上述の従来例（図９）の回転軌跡
を採用した場合とについて、定着バイアス印加量の大小
によるホットオフセットと後方トナー飛び散り現象の比
較評価を、４０ＰＰＭのプリント速度で実施したので、
その結果を表２に示す。表中の○はＯＫレベル、△は実
用上問題の無いレベル、×はＮＧレベルを示す。

【００６０】なお、ホットオフセットは、２３℃／６０
％ＲＨの環境下で２４時間以上放置された普通紙に、先
端１００ｍｍは文字、後端はベタ白とするパターンを印
字し、ベタ白部への文字パターンのオフセット状態を観
察し、後方トナー飛び散り現象は、２３℃／６０％ＲＨ
の環境下で２４時間以上放置された普通紙に、紙の搬送
方向と直交する向きに線を並べたパターンを印字し、後
方へのトナーの飛び散り状態を観察して評価を行なっ
た。

【００６１】

【表２】

【００６２】この結果より、本実施例は従来例と比べ
て、定着バイアスの増大してもホットオフセットは問題
無く、高速化により後方トナー飛び散り現象の抑制のた
め高バイアスの印加が必要な場合でも、ホットオフセッ
トと後方トナー飛び散り現象を両立させることができ、
より高速化が可能な装置であることが確認できた。

【００６３】ここで定着バイアスの増大による、本実施
例と従来例でのホットオフセット状況の差異について説
明する。

【００６４】この定着バイアス方式は、記録材Ｐの印字
面の裏面にトナーと逆極性のプラス電荷を誘起させるた
めに、プラス電流を記録材Ｐ中に流しており、その電流
は定着フィルム３１と記録材Ｐの分離ポイントＡ付近
で、記録材Ｐから定着フィルム３１側に流れていく。そ
のため、分離ポイントＡ付近において、マイナス電荷の
弱いトナーはこのプラス電流によって反転し、マイナス
バイアスの印加されている定着フィルム３１側に付着し
やすい状態にある。

【００６５】このような状態で、従来例のように、定着
フィルム３１と記録材Ｐの分離時のトナー温度が高くト
ナーの凝集力が低い場合は、反転したトナーは定着フィ
ルム３１側に付着するとともに、定着バイアスの増大に
よりさらに付着量は増加してしまう。

【００６６】一方、本実施例のように、定着フィルム３
１と記録材Ｐの分離時のトナー温度が低くトナーの凝集
力が高い場合は、一部のトナーが反転してもトナー同士
の凝集力が強いため、定着フィルム３１側への付着を抑
制することができるのである。

【００６７】〈実施例２〉次に実施例２として、定着フ
ィルム３１の定着ニップ近傍における回転軌跡の規制方
法の他例を図７に示す。なお、前述した実施例１と同一
機能を有する部分は同一符号を使用し説明を援用する。

【００６８】（１）フィルムガイド３５による回転軌跡
の規制 本実施例では、定着フィルム３１の定着ニップ近傍にお
ける回転軌跡を、定着ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向
上流側は定着フィルム３１の略半径とするのに対し、定
着ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向下流側は下流方向に
部分的に突っ張るよう規制させるため、図８に示すよう
に、フィルムガイド３５の定着フィルム摺動部の形状
を、定着ニップ近傍の記録材搬送方向上流側は定着フィ
ルム３１の略半径とする形状３５ａにするのに対し、定
着ニップ近傍の記録材搬送方向下流側は定着フィルム３
１を下流方向に部分的に突っ張らせるくし歯状の突起３
５ｂ（図８、図３）を設けている。

【００６９】これにより、定着ニップ下流側における定
着フィルム３１と記録材Ｐの分離ポイントＡを、定着ニ
ップ、及びヒータ３３を支持するフィルムガイド３５の
枠体から、図７に示す距離α、遠ざけることができ、そ
して分離時のトナーＴの温度を下げることが可能なた
め、実施例１と同様にホットオフセットを抑制すること
ができる。この時、熱源であるヒータ３３を支持する熱
容量の大きいフィルムガイド３５から、分離ポイントＡ
における定着フィルム３１への伝熱を極力少なくするた
め、上記くし歯状突起３５ｂは、図３に示すように、フ
ィルムガイド３５の長手方向に部分的に設けた方が好ま
しい。

【００７０】さらに、定着ニップ下流側における定着フ
ィルム３１の回転軌跡を、実施例１におけるフランジ部
材３６による定着フィルム３１の両端部のみを規制する
方式から、フィルムガイド３５による定着フィルム３１
の長手全域を規制する方式に変更することにより、定着
ニップ下流側における定着フィルム３１の回転軌跡を安
定化させることができる。これにより、高温、高湿環境
下で長期放置され腰の弱くなった薄い記録材Ｐを使用し
ても、紙しわ等の定着ニップ下流側における定着フィル
ム３１のたるみといった回転軌跡の不安定さを原因とす
る弊害も、抑制することが可能となる。

【００７１】この時のフランジ部材３６の定着フィルム
摺動部３６ｂの形状は、定着ニップの上下流共に定着フ
ィルム３１の略半径としても構わないが、定着フィルム
３１の回転軌跡の安定化のため、下流側は実施例１と同
様の定着フィルム３１を下流方向に突っ張らせる突起３
６ｄを設けた方が好ましい。さらに、定着フィルム３１
の回転軌跡をフィルムガイド３５で規制させるため、フ
ランジ部材３６の突起３６ｄの高さは、フィルムガイド
３５のくし歯状突起３５ｂよりも若干低めに設定した方
が好ましい。

【００７２】もちろん、さらなるホットオフセットの抑
制のため、実施例１と同様に、少なくとも記録材Ｐが定
着フィルム３１と接触している間、トナーＴと同極性の
定着バイアスを定着フィルム３１に印加しても構わな
い。

【００７３】また、後方トナー飛び散り現象の抑制のた
め、実施例１の図６と同様に、記録材の印字面の裏面に
トナーと逆極性のプラス電荷を誘起させるような定着バ
イアス構成を採用しても良い。

【００７４】（２）比較実験 本実施例における上記装置を用いた場合と、比較例とし
て、フィルムガイド３５の定着フィルム摺動部の形状
を、定着ニップ近傍の記録材搬送方向上流側は定着フィ
ルムの略半径とするのに対し、下流側は定着フィルム全
体を下流方向に突っ張らせるようフィルムガイドの長手
方向全域にわたって凸形状とした場合とについて、定着
バイアスの有無によるホットオフセット評価を、異なる
プリント速度（２０／３０／４０ＰＰＭ）で実施したの
で、その結果を表３に示す。表中の○はＯＫレベル、△
は実用上問題の無いレベル、×はＮＧレベルを示す。

【００７５】なお、２３℃／６０％ＲＨの環境下で２４
時間以上放置された普通紙に、先端１００ｍｍは文字、
後端はベタ白とするパターンを印字し、ベタ白部への文
字パターンのオフセット状態を観察して評価を行なっ
た。

【００７６】

【表３】

【００７７】この結果より、本実施例は比較例と比べ
て、フィルムガイドにおける定着ニップ近傍の記録材搬
送方向下流側にくし歯状突起３５ｂ（図７、図８、図
３）を設け、定着フィルム３１を下流方向に部分的に突
っ張らせたため、フィルムガイド３５から分離ポイント
Ａにおける定着フィルム３１への伝熱を極力少なくで
き、実施例１と同様に、ホットオフセットマージンが広
く、より高速化が可能な装置であることが確認できた。

【００７８】次に、同じく本実施例における上記装置を
用いた場合と、実施例１（図２）とについて、高温／高
湿（例えば３０℃／８０％ＲＨ）の環境下で２４時間以
上放置された、厚紙／普通紙／薄紙（例えば１０５ｇ／
８０ｇ／６０ｇ紙）の紙三種類に、紙の搬送方向と直交
する向きに線を並べたパターンを印字し、紙のシワ状態
や画像（横線パターン）の乱れを観察して評価を行なっ
た。その結果を表４に示す。表中の○は問題無し、△は
画像乱れの発生（紙シワは無し）、×は紙シワの発生を
示す。なお、プリント速度は３０ＰＰＭとした。

【００７９】

【表４】

【００８０】記録材は薄い方が剛性が低く、さらに高温
／高湿環境に放置することで腰も弱くなるため、本実施
例は実施例１に比べて、紙シワに対するマージンが広
く、定着ニップ下流側における定着フィルム３１の回転
軌跡の安定化が、紙シワに対して効果があることが確認
できた。

【００８１】すなわち、定着ニップ下流側における定着
フィルム３１の回転軌跡を、実施例１のフランジ部材３
６による定着フィルム３１の両端部のみを規制する方式
から、本実施例の中央へのたるみ等が無いようフィルム
ガイド３５にて定着フィルム３１長手全域を規制する方
式への変更にて、安定化させることにより、紙シワの最
も発生しやすい高温／高湿環境の薄紙の放置紙を使用し
ても、紙シワの発生を抑制できることが可能となったの
である。

【００８２】〈その他〉 １）加熱部材であるヒータ３３はセラミックヒータに限
られるものではなく、たとえば鉄板等の電磁誘導発熱部
材等にすることも出来る。

【００８３】２）加圧部材の形態としては、本実施例に
おける加圧ローラ３２以外に、回動ベルト等の形態でも
構わない。

【００８４】３）本発明の像加熱装置は、加熱定着装置
に限られず、仮定着する像加熱装置、画像を担持した記
録材を再加熱してつや等の画像表面性を改質する像加熱
装置等としても使用できる。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、フ
ィルム加熱方式のように、加熱部材と、該加熱部材を支
持するガイド部材と、該ガイド部材を内包し、かつ前記
加熱部材と内接する可撓性の回転体と、該回転体を両端
で支持し、かつ前記ガイド部材と嵌合するフランジ部材
と、からなる加熱アセンブリと、該加熱アセンブリにお
ける回転体に圧接し、回転駆動を加える加圧部材と、を
有し、前記加熱アセンブリと前記加圧部材の圧接ニップ
部に、画像を担持した記録材を通過させて加熱する像加
熱装置において、回転体の圧接ニップ近傍における回転
軌跡を、圧接ニップの記録材搬送方向の上流側は回転体
の略半径とするのに対し、下流側は下流方向に突っ張る
よう部分的に規制部材を設けることにより、回転体と記
録材との分離ポイントを、圧接ニップ、及び加熱部材を
支持するガイド部材から遠ざけられるため、分離ポイン
トにおける画像温度を下げることができる。よって、回
転体と記録材の分離時におけるトナーの凝集力が上昇
し、ホットオフセットに対するマージンが広がるため、
プリント速度を高速化しても良好な画像を得ることがで
きるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１における画像形成装置の概略構成模
型図である。

【図２】 加熱定着装置の要部の横断面模型図である。

【図３】 フィルムガイドとその両端部に嵌合装着した
フランジ部材の外観斜視図である。

【図４】 （ａ）と（ｂ）はフランジ部材の内面側の平
面図と側面図である。

【図５】 （ａ）と（ｂ）は定着フィルムの層構成模型
図とプライマー層露出部の模型図である。

【図６】 定着バイアス印加方式の他の例の説明図であ
る。

【図７】 実施例２における加熱定着装置の要部の横断
面模型図である。

【図８】 フィルムガイドの形状説明図である。

【図９】 従来例の加熱定着装置の要部の横断面模型図
である。

【符号の説明】

１・・・・電子写真画像形成装置 １１・・・感光ドラム １２・・・帯電ローラ １３・・・レーザービームスキャナ １４・・・現像装置 １５・・・転写ローラ １６・・・クリーニング装置 ２１・・・カセット ２２・・・給紙ローラ ２３・・・レジストローラ ３・・・・定着装置 ３１・・・定着フィルム ３２・・・加圧ローラ ３３・・・ヒータ ３５・・・フィルムガイド ３６・・・フランジ部材 ４１・・・給電手段 ４２・・・バイアス電源 ４３・・・除電手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋口 伸治 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H033 AA09 AA20 AA30 BA11 BA12 BA13 BA25 BA26 BE03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱部材と、該加熱部材を支持するガイド
   部材と、該ガイド部材を内包し、かつ前記加熱部材と内
   接する可撓性の回転体と、該回転体を両端で支持し、か
   つ前記ガイド部材と嵌合するフランジ部材と、からなる
   加熱アセンブリと、 該加熱アセンブリにおける回転体に圧接し、回転駆動を
   加える加圧部材と、 を有し、前記加熱アセンブリと前記加圧部材の圧接ニッ
   プ部に、画像を担持した記録材を通過させて加熱する像
   加熱装置において、 回転体の圧接ニップ近傍における回転軌跡を、圧接ニッ
   プの記録材搬送方向の上流側は回転体の略半径とするの
   に対し、下流側は下流方向に突っ張るよう部分的に規制
   部材を設けることを特徴とする像加熱装置。
2. 【請求項２】回転体の圧接ニップ近傍の記録材搬送方向
   下流側における回転軌跡を、加熱部材よりも記録材搬送
   方向下流側においてフランジ部材に設けた突起部にて、
   回転体の両端部のみを下流方向に突っ張ることを特徴と
   する請求項１に記載の像加熱装置。
3. 【請求項３】回転体の圧接ニップ近傍の記録材搬送方向
   下流側における回転軌跡を、加熱部材よりも記録材搬送
   方向下流側においてガイド部材に設けたくし歯状の突起
   部にて、回転体の中央付近を部分的に下流方向に突っ張
   ることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
4. 【請求項４】少なくとも記録材が回転体と接触中、回転
   体にバイアスを印加する手段を有することを特徴とする
   請求項２又は３に記載の像加熱装置。
5. 【請求項５】前記圧接ニップ部の記録材搬送方向の下流
   側に、除電手段を有することを特徴とする請求項４に記
   載の像加熱装置。