JPH02157878A - 画像加熱定着装置 - Google Patents

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】 （産、１！１−の利用分野） 未発１！１は、複写機・レーザビームプリンタ・ファク
シミリ・マイクロフィルムリーグプリンタ・画像表示（
デイスプレィ）装置・記録機等の肖像形成装置に組み込
む画像加熱定着装置に関する。更に詳しくは、電子写真
・静電記録・磁気記録等の適宜の画像形成プロセス手段
により加熱溶融性の樹脂等より成る顕画材（以下トナー
と記す）を用いて記録材（エレクトロファックスシート
舎静電記録シーＩ・・転写材シート会印刷紙など）の面
に直接方式もしくは間接（転写）方式で目的の画像情報
に対応した未定着の顕画像（以下トナー画像と記す）を
形成担持させ、該未定着のトナー画像を該画像な担持し
ている記録材面に永久固着画像として加熱定石処理する
画像形成装置に関する。

（従来の技術） 従来、加熱定着式の画像定着装置としては、所定の温度
に維持された加熱ローラと１弾性層を有して該加熱ロー
ラに圧接する加圧ローラとによって、未定着のトナー画
像が形成された記録材を挟持搬送しつつ加熱するローラ
定着方式が多用されている。

又米国特許第３，５７８，７９７号明細古に開示のよう
なベルト定着方式も知られている。これは■トナー像を
加熱体ウェブに接触させてその融点へ加熱して溶融し。

■溶融後、そのトナーを冷却して比較的高い粘性とし ■トナーの付着する傾向を弱めた状態で加熱体ウェブか
ら剥す という過程を経ることによって、オフセットを生ぜずに
定着する方式である。

また、特公昭５１−２９８２５号公報には、一対の加熱
体の間に、トナー粉像の形成された支持体を加圧挟持さ
せ、これを粉像の融点以上の状態に加熱し、トナー粉像
を溶解し、その後加熱を停止してこれを強制的に冷却し
、トナー粉像がガラス転移点景ドの状態になったと鼻、
これを加熱体からりき剥すようにした′電子写真の定着
方式が開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記従来の定着方式の何れも次のような問
題点があった。

熱ロール定着方式 〈り所定温度に立ち上がるまでにかなり時間がかかり、
その間は画像形成作動禁止の時間となる。即ち所謂ウェ
イトタイムがある。

■熱容量が必要な為大きな電力が必要である。

〈３）回転ローラでローラ温度が高温の為に＃熱性特殊
軸受けが必要。

（優ローラに直接手が触れる構成となり、危険があった
り、保護部材が必要。

（≦）ローラの定温度及び曲率により記録材がローラに
巻き付き記録材のジャム（Ｊａｍ））ラブルをみやすい
。

ベルト定着方式 この方式の場合もｔ温熱ローラ定着方式の０項や■項と
同様のウェイトタイム、大電力消費等の問題がある。

特公昭５１−２９１１２５号公報の定着方式トナー画像
がガラス転移点以下になったときベルトからトナー画像
を分離するため、トナーをベルトから分離する際にトナ
ーはゴム状態を全くうしなっているため、トナー画像の
表面性がベルトの表面にならい、定着トナー画像表面が
光沢を帯び、画質が劣化する。

また、トナーの材料としてガラス転移点が０°Ｃ以下の
ワックスを用いた場合、実際上はガラス転移点以下にト
ナーを冷却することは困難である。

また、トナーをガラス転移点以下に冷却すると、トナー
画像自体は固化し結合力が増大する一方、トナーとベル
トの間の接着力も増加する。そのため α）トナーとベルトを分離する際にベルト面に残留する
トナーも多い。

（■ベルト面へ支持体が巻き付く恐れがあり、それを防
止するために分離部材を設ける必要がある場合がある。

等という欠点がある。

本発明はＬ記に鑑みて−Ｌ述の従来装置のような問題点
のない実用性のある画像加熱定着装置を提供することを
目的とする。

（問題げ工を解決するための手段） 本発す［は、定着フィルムと、該定着フィルムの走行駆
動手段と、該定着フィルムを中にしてその一方面側に配
置された加熱体と、他方面側に該加熱体に対向して配置
され該加熱体に対して該定着フィルムを介して画像定着
すべき記録材の顕Ｉ！！ｉ像担持面を密着させる加圧部
材を有し、該定着フィルムは少なくとも画像定石実行時
は該定着フィルムと加圧部材との間に搬送導入される画
像定着すべき記録材と順方向に同一速度で走行させて該
走行定着フィルムと該導入記録材とを〃いに一体密着状
態で該加熱体と該加圧部材の圧接で形成される定着ニッ
プ部を通過させることにより該記録材の顕画像担持面を
該定着フィルムを介して該加熱体で加熱して顕画像の加
熱定着を行なわせ、該定着ニップ部を記録材が通過して
加熱定着された顕画像の顕画材の温度が未だ該顕画材の
ガラス転移点より高温の状態にある間に該記録材と該定
着フィルムとを相互に分離させるように構成した ことを特徴とする画像加熱定着装置である。

（作用） 搬送記録材と同一速度で同一方向に走行駆動状態の定着
フィルムと加圧部材との間に導入された画像定着すべき
記録材は、定着フィルム面に未定着トナー（顕画材）画
像相持側の面が密着して定着フィルムと一緒の重なり状
態で加熱体と加圧部材との相互圧接ｆｉ（定着ニップ部
）を挟圧力を受けつつ互いに速度差による面ズレを生じ
たり、しわ寄ったりすることなく一体的に重なり密着し
て通過していく。

この定着ニップ部通過過程Ｃ記録材面の未定着トナー画
像が定着フィルムを介して加熱体によって加熱軟化・溶
融され、特に、その表層部はトナー融点を大きく］二回
り完全に軟化・溶融（Ｋ１に温溶融）する、この場合定
着ニップ部において加熱体・定着フィルム・トナー画像
・記録材は加圧部材によって良好に抑圧密着されて効果
的に熱伝達されることにより、短い時間の加熱によって
トナーは１−分に軟化・溶融されて良好な定着性が得ら
れる。一方記録材自体の昇温は実際上極めて小さく熱エ
ネルギーの無駄が少ない、つまり実質的に記録材自体は
加熱せず、トナーのみを効果的に加熱軟化φ溶融して低
電力でトナー画像の加熱定着を良好に実行できる。

そして定着ニップ部を記録材が通過して加熱定着された
顕画像たるトナー画像のトナー（ｗＪ画材）の温度が未
だ該トナーのガラス転移点より高温の状態にある間に記
録材と定着フィルムとを相互に分離させることにより、
この分離時点では未だガラス転移点より高温の状態にあ
るトナーは適度なゴム特性を有するので分離時のトナー
画像表面は定着フィルム表面にならうことなく適度な凹
凸表面性を有したものとなり、その表面性が保たれたま
ま冷却固化するので定着済みのトナー画像面には過度の
画像光沢が発生しない、又加熱定着トナー画像が未だガ
ラス転移点より高温の状態にある間では密着状態の該ト
ナー画像表面と定着フィルム面との結合力（接着力）は
、定着フィルム面に密着させてガラス転移点以下に冷却
固化状態に至らせた該固化トナー画像表面と定着フィル
ム面との結合力よりも小之い、そのため記録材と定着フ
ィルムとの相互分離過程での定着フィルム面へのトナー
オフセットをほとんど発生せず、又分離位置での記録材
と定着フィルムの分離性もよく分離不良で定着フィルム
面に記録材が巻き付いてジャムトラブルを生じるおそれ
もなくなる。

加熱定着トナー画像が未だガラス転移点より高温の状態
にある間で定着フィルム面から分離された記録材の加熱
定着トナー画像は該分離記録材が排出部〜搬送移動して
いく間ｙｉＨｉｐ”ｉｙｙに冷却（自然冷却、又は送風
や放熱フィン等を利用した強制冷却手段を用いてもよい
）して固化状！Ｅになって拮出部へ出力される。

かくして走行する定着フィルム面に未定着トナ画像担持
面が面するように画像定着すべき記録材を定着フィルム
に密着走行せしめ、該定着フィルムを介して加熱体によ
りトナー画像を加熱溶融せしめ、そのトナー画像が未だ
トチ−のガラス転移点より高温の状態にある間に記録材
と定着フィルムとを離反させているので定着フィルムに
対するトナーオフセットや記録材の分離不良・巻き付き
を発生することがなく、かつ熱容礒の小さい発熱体を用
い、その発熱体への給電を簡素な構成のもとに行なうこ
とが可能となり、定着するためにトナーを昇温させるべ
き温度（融点または軟化点）に対して、十分に高い温度
の加熱体を維持することによってトナー画像を効率的に
加熱することが可能となり、少ないエネルギーで定着不
良のない十分良好な定着が可能となり、その結果、装置
使用時の待機時間や、消費電力、さらには機内昇温の小
さな画像形成装置を得るという効果を奏する。

（実施例） （実施例１）（第１〜４図） 第４図は本発明に従う画像加熱定着装置ｌｌを組み込ん
だ画像形成装置の一例の概略構成を示している。本例の
画像形成装置は原稿台往復動型・回転ドラム型・転写式
の電子写真複写装置である。

（１）複写装置の全体的概略構成 第４図において、１００は装置機筺、ｌは該機筺のＬ面
板１００ａ上に配設したガラス板等の透明板部材よりな
る往復動型の原稿ａ置台であり、機筺上面板１００ａ上
を図面上右方ａ、左方ａに夫々所定の速度で往復移動駆
動される。

Ｇは原稿であり、複写すべき画像面側を下向きにして原
稿截１台１の上面に所定の載置基準に従って載置し、そ
の上に原稿圧着板１ａをかぶせて押え込むことによりセ
ットされる。

１００ｂは機筺Ｆ二面板１００ａ面に原稿截置台ｌの往
復移動方向とは直角の方向（紙面に垂直の方向）を長り
として開口された原稿照明部としてのスリット開［−１
部である。原稿載訝台ｌ上に載置セットした原稿Ｇの下
向き画像面は原稿Ｊｉ！ｔｔ台ｌの右方ａへの往動移動
過程で右辺側から左辺側にかけて順次にスリット開１１
部ｔｏｏｂの位置を通過していき、その通過過程でラン
プ７の光りをスリット開口部１００ｂ、透明な原稿！２
１台１を通して受けて照明走査される。その照明走査光
の原稿面反射光が短焦点小径結像素子アレイ２によって
感光ドラム３面に結像露光される。

感光ドラム３は例えば酸化亜鉛感光層・有機半導体感光
層等の感光層が被覆処理され、中心支軸３ａを中心に所
定の周速度で矢示すの時計方向に回転駆動され、その回
転ＩＩ！Ｓ程で帯電器４により正極性又は負極性の−様
な帯電処理を受け、その−様帯′ＩｔｔＩＩ′ｊｉに前
記の原稿画像の結像露光（スリット露光）を受けること
により感光ドラム３面には結像露光した原稿画像に対応
した静電潜像が順次に形成されていく。

この静電潜像は現像器５により加熱で軟化溶融する樹脂
等より成るトナーにて順次にｍ像化され、該顕像たるト
ナー画像が転写部としての転写放電器８の配設部位へ移
行していく。

Ｓは記録材としての転写材シートＰを８Ｉ載収納したカ
セットであり、該カセット内のシートが給送ローラ６の
回転により１枚宛繰出し給送され、次いでレジストロー
ラ９により、ドラム３上のトナー画像形成部の先端が転
写放電器８の部位に到達したとき転写材シートＰの先端
も転写放電器８と感光ドラム３との開位置に丁度到達し
て両者−致するようにタイミングどりされて同期給送さ
れる。そしてその給送シートの面に対して転写放電器８
により感光ドラム３側のトナー画像が順次に転写されて
いく。

転写部でトナー画像転写を受けたシートは不図示の分離
手段で感光ドラム３面から順次に分離されて搬送装置ｔ
ｏによって後述する定着装置１１に導かれて担持してい
る未定着トナー画像の加熱定着処理を受け、画像形成物
（コピー）として機外の排紙トレイ１２上に排出される
。

・方、トナー画像転写後の感光ドラム３の面はクリーニ
ング装置１３により転写残りトナー等の付着汚染物の除
去を受けて界り返して画像形成に使用される。

（２）定着装２２ｉｔ 第１図は定着装置１１部分の拡大図である。

２５はエンドレスベルＩ・状の定着フィルムであり、左
側の駆動ローラ２６と、右側の従動ローラ２７と、この
両ローラ２６・２７間のｆ方に固定支持させて配設した
加熱体としての低熱容量線状加熱体２０との、互いに並
行な該３部材２６働２７・２０間に懸回張設しである。

従動ローラ２７はエンドレスベルト状の定着フィルム２
５のテンションローラを兼ねさせてあり、該定着フィル
ム２５は駆動ご−ラ２６の時計方向回転駆動に伴ない時
計方向に所定の周速度、即ち画像形成部８側から搬送さ
れてくる未定着トナー画像Ｔａを上面に担持した転写材
シートＰの搬送速度と同じ周速度をもってシワや蛇行、
速度遅れなく回動駆動される。

２８は加圧部材としての、シリコンゴム等ノ離型性の良
いゴム弾性層を有する加圧ローラであり、前記のエンド
レスベルト状定着、フィルム２５の下行側フィルム部分
を挟ませて前記加熱体２０の下面に対して不図示の付勢
手段により例えば総圧４〜７ｋｇの当圧接をもって対向
圧接させてあり、転写材シートＰの搬送方向に順方向の
反時計方向に回転する。

回動駆動されるエンドレスベルト状の定着フィルム２５
は繰返してトナー画像の加熱定着に供されるから、＃１
熱性・離型性・耐久性に優れ、又−数的には１１００ｐ
以下、好ましくは５０弘ｍ以下の薄肉のものを使用する
０例えばポリイミドΦポリエーテルイミド・ＰＥＳφＰ
ＦＡ　（４フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニ
ルエーテル共重合体樹脂）などの耐熱樹脂の単層フィル
ム、或は複合層フィルム例えば２０ＪＬｍ厚フィルムの
少なくとも画像当接面側にＰＴＦＥ（４２）化エチレン
樹脂）・ＰＡＦ等のフッ素樹脂に導電材を添加した離型
性コート層を１０ｐｍ厚に施こしたものなどである。

加熱体としての低熱容縫線状加熱体２０は本例のものは
、定着フィルム横断方向（定着フィルム２５の走行方向
に直角な方向）を長手とする横長の剛性・高耐熱性・断
熱性を有するヒータ支持体２４と、この支持体の下面側
に下面長手に沿って一体に取付は保持させた、発熱体２
２・検温素子２３′：９を具備させたヒータ基板２１を
有してなる。

ヒータ支持体２４は加熱体２ｏの全体の強度を確保する
もので、例えばＰＰＳ　（ポリフェニレンサルファイド
）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＩ（ポリイミ　ド
）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、液晶ポ
リマー等の高耐熱性樹脂や、これらの樹脂とセラミック
ス金属・ガラス等との複合材料などで構成できる。

ヒータ基板２１は一例として厚み１．０ｍｍ・＋１］　
１０　ｍ　ｍ−長さ２４０ｍｍのアルミナ基板であす１
発熱体２２は一例として基板２１の下面の略中央部分に
長手に沿って例えばＴａｚ　Ｎの等の電気抵抗材料をｌ
ｔｌ　１　、　Ｏｍ　ｍに塗工（スクリーン印刷等）し
て具備させた線状もしくは帯状の低熱容量の通電発熱体
であり、検温素子２３は一例として基板２１のＦ面（発
熱体２２を設けた側とは反対側の面）の略中央部分に長
手に沿って塗工（スクリーン印刷等）して具備させたＰ
ｔＩＩ！等の低熱容量の測温抵抗体である。

本例の場合は上記の線状もしくは帯状の発熱体２２に対
してその長子両端部より通電して発熱体２２を全長にわ
たって発熱させる０通電はＤＣｔｏｏｖの周期２０ｍ５
ｅｃのパルス状波形で。

検温素子２３によりコントロールされた所望の温度、エ
ネルギ放出量に応じたパルスをそのパルス巾を変化させ
て与える通電制御回路構成にしてあり、パルス巾は略０
．５〜５ｍｓ　ｅ　ｃの範囲で制御され、発熱体２２は
パルスが入力される都度瞬時に２００〜３００”Ｃ前後
まで昇温する。又本例では定着装２１１１よりも転写材
シート搬送方向ヒ流側の定着装置寄りにシートの先端ｅ
後端検知センサ（不図示）を設けてあり、該センサのシ
ート検知信号により発熱体２２に対する通電期間をシー
トＰが定着装ａｌｌを通過している必要期間だけに制御
している。

定着フィルム２５はエンドレスベルト状に限らず、第３
図例のように送り出し軸３ｏにロール巻に巻回した右端
の定着フィルム２５を加熱体２゜と加圧ローラ２８との
間を経由させて巻取り軸３１に係止させて、送り出し軸
３ｏ側がら巻取り輔３１側へ転写材シートＰの搬送速度
と同一速度をもって走行させる構成であってもよい。

（３）定着実行動作 画像形成スタート信号により装置が画像形成動作して転
写部８から定着装置１１へ搬送された、未定着のトナー
画像Ｔａを上面に担持した転写材シートＰの先端が定着
装置寄りに配設した前述のセンサ（不図示）により検知
されると定着フィルム２５の回動（又は走行）が開始さ
れ、転写材シートＰはガイド２９に案内されて加熱体２
ｏと加圧ローラ２８との圧接部Ｎ（定着ニップ部）の定
Ｒシー　ト２５と加圧ローラ２８との間に進入して、未
定着トナー画像面がシートＰの搬送速度と同一速度で同
方向に面移動状態の定着フィルム加熱体２０と加圧ロー
ラ２８との定着ニップ部Ｎを挟圧力を受けつつ通過して
いく。

第２図は加熱体２０と加圧ローラ２８との定着ニンプ部
を含む加熱体下面部分の模型的拡大断面図である。

定着フィルム２５が摺動走行する加熱体下面の定着フィ
ルム走行方向上流側の前縁部及び後縁部、即ち支持体２
４の前縁部Ｅ１と後縁部Ｅ２を夫々曲率半径ｒ１　・ｒ
２をもって面取り処理してあり、定着フィルム２５は従
動ローラ２７から上記の面取り前縁部Ｅｌに沿って滑ら
かに加熱体２０の下面側へ進入し、加熱体下面に密着し
て走行して上記面取り後縁部Ｅ２に沿って上方へ大きな
屈曲角度θでもって駆動ローラ２６側へ進路偏向する。

Ｗは加熱体ド面部に設けである発熱体２２の巾寸法であ
り１発熱体２２は加熱体２０の下面と加圧ローラ２８の
上面との相互圧接ｒＨ領域内、即ち定着ニップ部Ｎの［
１１領域内に存在している。

定着ニップ部Ｎのｌｘ領領域定着フィルム走行方向ト流
側始端部を位置Ａ、同下流側終端部を位ｔＤ１発熱体２
２のＩｔｌ領域Ｗの定着フィルム走行方向−Ｆ波側始端
部を位Ｆ！ＩＢ、同下流側終端部を位置Ｃとすると、 ■定着装２１１１へ搬送さた画像定着すべき転写材シー
トＰの未定着トナー画像Ｔａは位ｉｌＡから定着ニップ
部Ｎに入り定着フィルム２５を介して加熱体２０による
加熱を受は始める。

■位置Ｂから位置Ｃ即ち発熱体２２の直下領域を通るこ
とによりトナーは最も高温で加熱されて完全に軟化（高
温溶融）してシー）Ｐ面に軟化接着化Ｔｂする。

■この発熱体２２の直下領域を通過して位置Ｃから位置
りへ至る間は加熱体２０の下面温度が発熱体直下領域の
位１ｉｆＢ−Ｃ間より低くなるのでトナーＴｂの湿度は
低下しトナー粘度が増加する。

しかしそのトナー温度はトナーのガラス転移点よりは高
温の状態にある。

＋４）定着ニップ部Ｎの終端部である位２？Ｄから加熱
体下面の面取り後端部Ｅ２へ至る間はシー）Ｐは走行定
着フィルム２５の下面に軟化トナーＴｂの接着力で接着
している状態で搬送される。

（ゆ加熱体２０の面取り後端部Ｅ２では定着フィルム２
５が小さい曲率半径ｒ２の該面取り後端部Ｅ２に沿って
大きな屈曲角度θでもって駆動ローラ２６側へ進路偏向
する。即ちシー）Ｐ面から急速に離れる方向に進路偏向
し、シートＰの剛性（腰の強さ）がシートＰの定着フィ
ルム２５面に対する接着力に十分に打ち勝ちこの面取り
後端部Ｅ２を分離位置としてシートＰと定着フィルム２
５との分離がなされる。

この分離時点においてトナーＴｂの温度は未だトナーの
ガラス転移点より高温の状態にあり。

従ってこの分離時点でのシートＰと定着フィルム２５と
の結合力（接着力）は小さいのでシートＰは定着フィル
ム２５面へのトナーオフセットをほとんど発生すること
なく、又分離不良で定着フィルム２５面にシー）Ｐが接
着したまま巻き付いてジャムしてしまうことなく常にス
ムーズに分離していく。

そしてカラス転移点より高温の状態にあるトナーＴｂは
適度なゴム特性を有するので分離時のＩ・ナー画像面は
定着フィルム表面にならうことなく１ａｌｆｆな凹凸表
面性をイｊしたものとなり、この表面性が保たれて冷却
固化するに至るので定着済みのトナー画像面には適度の
画像光沢が発生せず高品位な画質となる。

■定着フィルム２５と分離されたシートＰはガイド３５
で案内されて排紙ローラ対３６へ至る間にガラス転移点
より高温のトナーＴｂの温度が自然降温（自然冷却）し
てガラス転移点以下の温度になって固化Ｔｃするに至り
、画像定着済みのシートＰがトレイ１２上へ出力される
。

具体的に顕画材としてのトナーが熱可塑性樹脂を主成分
とする。ガラス転移点５０”Ｃ・融点１３０°Ｃのもの
を用いたとして、位ＩＡにおける定着フィルム表面温度
は１１０°Ｃ１位置Ｂ・０位置の同温度を１５０”Ｃ１
位置りでの同温度を１３０°Ｃ５位ＩＥ２（分離位Ｍ）
での同温度を１００″Ｃに設定して良好な結果を得た０
位ごＤから位１ｉ　Ｅ　２までトナーＴｂの温度がトナ
ーのガラス転移点と融点の間に保たれており、トナーＴ
ｂはゴム状の形態となりフィルム２５との適度な接着を
可能にしている。

シート分離位置である加熱体下面の面取り後端部Ｅ２の
曲率半径ｒ２は０．５〜１０ｍｍの範囲に設定するのが
よく、好ましくは５ｍｍ以下にするのがよい、又フィル
ム２５の屈曲角度θは５゜以上、好ましくは２５°以上
に設定するのがよい。

本実施例においては加熱体２０の線状の発熱体２２は通
電により瞬時にトナーの融点（ないし定着可能温度）に
対して充分な高温に昇温するので、加熱体の予備加熱が
不要であり、非定着時における加圧ローラ２８への伝熱
は少ない、又定若峙においても定着フィルム・トナー画
像・シートが加熱体２０と加圧ローラ２８との間の定着
ニップ部Ｎに介在し、かつ発熱時間が短いことによって
急激な温度勾配が生ずる為、加圧ローラ２８は昇温しに
〈〈実用上必要とされる程度の連続的な画像形成を行な
ってもその温度はトナーの融点以下に維持される。かか
る構成の本実施例装置にあっては、シートＰ上の加熱敵
性のトナーより成るトナー画像は先ず、定着フィルム２
５を介して加熱体２０によって加熱溶融され、特に、そ
の表層部は完全に軟化溶融する。この際、加圧ローラ２
８によって加熱体・定着フィルム・トナー画像・シート
は良好に密着されており、効率的に熱伝達される。これ
によりシートＰ自体の加熱は極力抑えてトナー画像を効
率的に加熱溶融させることができ、特に１通電発熱時間
を限定することにより、省エネルギー化を図ることがで
きる。

加熱体は小型もので十分であり、そのため熱容量が小さ
くなり、予め加熱体を昇温させる必要がないので、非画
像形成時の消費電力も小さくすることができ、また機内
昇温も防止できることになる。

〈実施例２〉　（第５図） 本例は加熱体２０の下面の面取り後端部Ｅ２を加圧ロー
ラ２８に向けて下向きに突出させた凸形状に構成した点
に特徴がある。

即ちシートＰが定着ニップ部Ｎである位置Ａ・０間を通
過した後も定着フィルム２５と分離されるまでは上記の
下向き凸形状の加熱体下面の面取り後端部Ｅ２でシート
Ｐが加圧ローラ２８面に軽圧で押し付けられる。

■これにより定着ニップ部Ｎの終端位置りから加熱体の
面取り後端部Ｅ２までシートＰとトナー画像Ｔｂを定着
フィルム２５面に確実に密着させて搬送することが可能
となる。前述実施例１の第２図例の場合はシートＰ上の
トナー量が著しく少ないような場合には軟化トナーＴｂ
を介してのシートＰと定着フィルム２５との結合力が著
しく小さくなることによりシートＰが位置りから分離位
置Ｅへ全るまでの間に重力により定着フィルム２５面か
ら分離してシート搬送が不安定となる可能性があるが、
本例の構成にすればトナー量が著しく少ない場合でも分
離位置Ｅまでのシート搬送路が−・窯化してシートＰは
常に分離位ｉＥで定着フィルム２５面から分離するので
シート搬送が安定する。

■加熱体温度を高くできるので定着性が向上する。即ち
本例では発熱体直下領域である位置Ｂ・０間での定着フ
ィルム２５の表面温度を前述実施例１の場合の１５０”
Ｃよりも高い１８０＠Ｃに設定している。これにより位
置りでの定着フィルム表面温度は１６０″Ｃとトナー融
点（１３０Ｃ）以上となる。この位ｉＤから分離位置Ｅ
までは前述したようにトナー画像Ｔｂとシー）Ｐは定着
フィルム２５面に常に安定に密着された状態で加熱体２
０の支持体２４と加圧ローラ２８間に押え込まれて搬送
されるからその間に加圧ローラ２８や支持体２４にトナ
ーの熱が放熱し１分離位２１Ｅへ至った時点でのトナー
温度は９０＠Ｃであリ、トナー融点（１３０’ｃ）とト
ナーのガラス転移点（５０’　Ｃ）の中間の温度となり
、トナーオフセットや巻き付き等なく定着フィルム２５
面からシートＰがスムーズに分離される。従って加熱体
温度を高くして定着性の向上を図ることが可能となる。

なお、融点以上の温度で十分な凝集力を持つ材料から成
るトナーを用いれば、分離位置Ｅでのトー温度がトナー
融点以上であってもよい、その場合、加熱温度をさらに
丑げ、高温オフセットを生じることなく、さらなる定着
性の向上が期待できる。

〈実施例３〉　（第６図） 本例は加熱体２０の発熱体２２として、１８０”Ｃ以上
で電気抵抗値が急激に増大するようなＰＴＣ特性を有す
るセラミック基板を用いたものであり、１８０’Ｃに自
己温調可能である。

定着ニップ部Ｎである位置ＡφＤ間での定着フィルム表
面温度は約１７０’ｃである。使用トナーのガラス転移
温度は６０’Ｃ１融点は１５０°Ｃであり、融点をこえ
てもトナーは十分な凝集力を持っている。定着ニップ部
Ｎの終端部りを分離位置としてあり、発熱体２１の後端
縁部Ｅ２を曲率半径２ｍｍをもって面取りしてありこの
分離位２１Ｄでの定着フィルム２５の屈曲角度θを５０
’に設定しである。

定着ニップ部Ｎで融点以上に加熱されたトナーＴｂは分
離位２１Ｄで定着フィルム２５面から曲率分離する。

分離時のトナー温度は融点以上であるが、トナー自体の
凝集力が十分大きいので、トナーＴｂはシー）Ｐと一体
となって定着フィルム２５面から分離していき、定着フ
ィルム２５面に残留するトナーは箸しく少ない。

〈実施例４〉　（第７図） 本例は前述実施例１と同様の加熱体２０を用い、該加熱
体２０と加圧ローラ２８のシート搬送方向Ｆ流側に上下
に対向させて定着フィルムガイド部材４０と小ローラ４
１とを配設し、定着フィルム２５を加熱体２０の下面か
らガイド部材４０の先端縁を経由させて上方へ屈曲走行
させ、加圧ローラ２８と小ローラ４１との間に、厚さ５
００μ山の基布付きのシリコンゴムからなる搬送ベルト
４２を懸回張設しである。小ローラ４１は該ベルト４２
を回動駆動する。ガイド部材４０は分離部材であり、定
着フィルム２５が屈曲して回り込む下縁４０ａの曲率を
径は１ｍｍに設定し、フィルムの屈曲角度θは１２０°
に設定しである。

定着ニップ部Ｎは定着フィルム２５と搬送ヘルド４２を
挟んで対向する加熱体２０と加圧ローラ２８との圧接部
であり、導入シー）Ｐ上のトナーＴ”　ａは該定着ニッ
プ部Ｎである位２ｔＡ−Ｄ間で加熱される。その後分離
位置Ｅであるガイド部材４０の下縁部へ到達するまでシ
ー）Ｐは搬送ベルト４２に支えられ定着フィルム２５の
下面に押圧密着されて搬送され、分離位置Ｅでフィルム
２５と曲率分離する。

本例での使用トナーＴａはガラス転移点−１Ｏ″Ｃ１融
点７０’Ｃのワックス系樹脂を主成分とするもので、７
０”Ｃ以上では粘度が急激に低ドする、いわゆるシャー
プメルト特性を有する。

発熱体２２の直丁領域である位置Ｂ−Ｃ間での定着フィ
ルム表面温度はｔｏｏ”ｃとトナーの融点をはるかにこ
えた温度であり、トナーＴａは完全に容融Ｔｂしてシー
）Ｐ面に強固に結合する。

位置りでの定着フィルム表面温度は９０’Ｃであり、ト
ナーＴｂはまだ極めて低粘度の状態である。

その後トナーＴｂは分離位ｉＭＥまで搬送される間に融
点７０″Ｃとガラス転移点−１Ｏ°Ｃの間である５５６
Ｃまで放熱冷却されトナー同士の凝集力は十分に高くな
っており、分離位２１Ｅで定着フィルム２５面に残留す
ることなくフィルム２５と良好に曲率分離する。

本例の場合はトナーとしてシャープメルトトナーを用い
てもトナー温度が融点以下になるまでトナーとフィルム
を確実に密着させて分離位置Ｅへ搬送できるので、いわ
ゆるトナーの高温オフセットが生じない。

（実施例５〉　（第８図） 本例は前述実施例４の変形装置であり、搬送ベルトとし
て厚さ３　ｍ　ｍのシリコンベルト４２Ａを用い、加圧
ローラ（２８）の代りに芯金２８Ａを用いたものである
。

ベルト４２Ａの剛性が強く、トナーＴｂを定着フィルム
２５の下面に押し付ける力が強い、そのために定着ニッ
プ部Ｎを通過したトナーが分離位ｍＥへ至るまでの間に
フィルム面から離間するおそれがない。

（その他） （１）加熱体２０について基板２１はアルミナの他にも
耐熱ガラスや、ＰＩ・ＰＰＳ等の耐熱樹脂などを用いる
ことができる０発熱体２２はＴ　ａ　２Ｎの他にもニク
ロム＊Ｒｕ０ｚ＊Ａｇ／Ｐｄ等の抵抗体等を用いること
ができる。検温素子２３はｐｔ膜等の側温抵抗体の他に
も抵抗容量のビードサーミスタなどを用いることができ
る。定着フィルム２５が摺動走行する加熱体下面は薄い
耐熱ガラス層などの摺動保護膜層を設けるのがよい０発
熱体２２は基板２１のに面側（基板２１の定着フィルム
対面側とは反対面側）に配設し、検温素子２３を基板２
１の下面側（基板２１の定着フィルム対面側）に配設し
た形ＩＥにしてもよいし、発熱体２２と検温素子２３を
共に基板２１の下面側に配設した形態にしてもよい０発
熱体２２への通電もパルス通電ではなく通常通電制御で
あってもよい。

（２）前述第３図例′！Ａ２１のように定着フィルム２
５として右端のものを用いる場合、送出し軸側の定着フ
ィルムが巻取り軸側にほとんど全て巻堆られて使用され
たら新しいロール巻フィルムと交換する方式にすること
もできる（ａ取り交換式）、　このような巻取り交換式
の場合は定石フィルムの耐久性に関係なく薄肉化がＯＴ
峰となり、低電力化することができる０例えば定着フィ
ルムとしてＰＥＴ　（ポリエステル）フィルムなどの安
価な基材を用い、ｌｆ）＃熱処理を施した例えば１２．
５ｇｍ程度又はそれ以下の薄肉のものを用いることがで
きる。

或は定着フィルム面へのトナーオフセットは前述したよ
うに実質的に生じないので定着フィルムの使用に伴なう
熱変形や劣化が小さければ巻取り軸側へ巻取られた使用
済みのシートを適時に送出し軸側へ巻戻し制御して、或
は巻取り軸側と送出し軸側とを反転交換するなどして複
数回繰返して使用することもできる（１！！戻し繰返し
使用式）。

巻戻し繰返し使用式では定着フィルムとしては例えば、
耐熱性φ機械的強度等に優れた基材として２５ｇｍ厚の
ポリイミド樹脂フィルムを用いてその面に離型性の高い
フッ素樹脂等よりなる離型層を設けた複合層フィルムを
用いることができ巻戻し逆走行時は圧力解除機構を自動
制御させて加熱体と加圧ローラとの当圧接を解除状態に
保持させるのがよい。

巻戻し繰返し使用式やエンドレスベルト型のように複数
回使用する場合は、フィルム面クリーニング用にフェル
トパッドを設けると共に若干の離型剤５例えばシリコン
オイルを含浸させて該パッドをフィルム面に当接するさ
せるなどしてフィルム面のクリーニングと離型性の更な
る向上を行なうようにしてもよい、定着フィルムが絶縁
性のフッ素樹脂処理品の場合などではトナー画像を撹乱
する静電気がフィルムに発生し易いので、その対処のた
めに接地した除電ブラシで除電処置するのもよい、接地
せずにブラシにバイアス電圧を印加してトナー画像を撹
乱しない範囲でフィルムを帯市させても良い、さらにフ
ッ素樹脂に導電性の粉体繊維、例えばカーボンブラック
等を添加して、１述の静電気による画像乱れを防止する
のも一策である。また、加圧ローラの除帯電及び導電化
に関しても同様の手段により行なうことができる。また
、帯′市防止剤等の塗布や、添加を行なっても良い。

定着フィルムはエンドレスベルト式、巻取り交換式１巻
戻し祿返し使用式の何れにしても定着装置ｉ！ｔｌｌの
所定部所に着脱自在のカートリッジ構成にすることによ
り定着フィルムの交換等を容易化することができる。

以に本発明の定着装置は第４図に例示の転写式電子写真
装置に限らず画像形成のプロセス・手段はエレクトロフ
ァックス紙・静電記録紙等に直接にトナー画像を形成担
持させる直接式や、磁気記録画像形成式、その他適宜の
画像形成プロセス・手段で記録材上に加熱溶融性トナー
による画像を形成し、それを加熱定着する方式の複写機
・レーザビームプリンターファクシミリ会マイクロフィ
ルムリーダプリンタ・デイスプレィ装置−記録機等の各
種の画像形成装置における画像加熱定着装置として有効
に適用できるものである。

（発明の効果） 以上のように本発明の画像加熱定着装置は熱容鼠の小さ
い小型簡便な加熱手段を用いて熱効率よく画像を加熱し
て少ないエネルギーで、定着不良・オフセット・記録材
の巻き込みジャムトラブルなど、又定着画像に過度の光
沢をもたせずに十分良好な画像定着が可能であり、又装
置使用時の待機時間や消費電力、さらには機内昇温か小
さい等の特長を有しており、従来装置におけるような前
述問題点を有しない画像加熱定着装置として実用性があ
り、所期の目的がよく達せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例定着装置の概略構成図、ＰｔｔＪｚ
図はその定着ニップ部分の拡大図、第３図は他の構成装
置の概略構成図、第４図は該定着装置を組み込んだ画像
形成装置の一例の概略構成図第５図乃至第８図は夫々第
２乃至第５実施例の定着装置の概略構成図である。 １１は定着袋この全体符号、２５は定着フィルム、２８
は加圧ローラ、Ｐはシート、Ｔａは未定着トナー、Ｔｂ
ば加熱軟化・溶融トナー、Ｔｃは固化トナー、Ｎは定着
ニップ部、Ｅ２・Ｅは分離位置。 特許出願人　　　キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）定着フィルムと、該定着フィルムの走行駆動手段
   と、該定着フィルムを中にしてその一方面側に配置され
   た加熱体と、他方面側に該加熱体に対向して配置され該
   加熱体に対して該定着フィルムを介して画像定着すべき
   記録材の顕画像担持面を密着させる加圧部材を有し、該
   定着フィルムは少なくとも画像定着実行時は該定着フィ
   ルムと加圧部材との間に搬送導入される画像定着すべき
   記録材と順方向に同一速度で走行させて該走行定着フィ
   ルムと該導入記録材とを互いに一体密着状態で該加熱体
   と該加圧部材の圧接で形成される定着ニップ部を通過さ
   せることにより該記録材の顕画像担持面を該定着フィル
   ムを介して該加熱体で加熱して顕画像の加熱定着を行な
   わせ、該定着ニップ部を記録材が通過して加熱定着され
   た顕画像の顕画材の温度が未だ該顕画材のガラス転移点
   より高温の状態にある間に該記録材と該定着フィルムと
   を相互に分離させるように構成した、 ことを特徴とする画像加熱定着装置。