JPH04372975A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機・レーザービーム
プリンタ等の画像形成装置において電子写真・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記録
材（転写材・感光紙・静電記録シートなど）の面に形成
担持させた未定着トナー画像を記録材面に永久固着像と
して定着させる定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像加熱定着装置としては従来より熱ロ
ーラ方式・熱板方式・ベルト定着方式・フラッシュ定着
方式など種々の方式・構成のものが知られており、また
実用されている。

【０００３】最近では、固定支持された加熱体（サーマ
ルヒータ、以下ヒータと記す）と、該ヒータに対向圧接
しつつ搬送される耐熱性フィルム（定着フィルム）と、
該フィルムを介して記録材をヒータに密着させる加圧部
材を有し、ヒータの熱をフィルムを介して記録材へ付与
することで記録材面に形成担持されている未定着トナー
画像を記録材面に加熱定着させる方式・構成の定着装置
（フィルム加熱方式）が考案されている。

【０００４】本出願人の先の提案に係る特開昭６３−３
１３１８２号公報等に開示の方式・装置等がこれに属し
、薄肉の耐熱性フィルム（シート）と、該フィルムの移
動駆動手段と、該フィルムを中にしてその一方面側に固
定支持して配置されたヒータと、他方面側に該ヒータに
対向して配置され該ヒータに対して該フィルムを介して
画像定着する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、該フィルムは少なくとも画像定着実行時
は該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移動させて該
走行移動フィルムを挟んでヒータと加圧部材との圧接で
形成される定着点としての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フィルムを介して
該ヒータで加熱して顕画像（未定着トナー像）に熱エネ
ルギーを付与して軟化・溶融せしめ、次いで定着点通過
後のフィルムと記録材を分離点で離間させることを基本
とする加熱手段・装置である。

【０００５】このようなフィルム加熱方式の定着装置は
熱ローラ方式・熱板方式・ベルト方式・フラッシュ定着
方式・オーブン定着方式等の他の熱定着式装置との対比
において、■ヒータとして低熱容量加熱体を用いること
ができるため、省電力化・ウエイトタイム短縮化（クイ
ックスタート性）になり、■定着点と分離点が別に設定
できるため、オフセットも防止される、その他、他の方
式装置の種々の欠点を解決できるなどの利点を有し、効
果的なものである。

【０００６】加熱体としてのヒータは、セラミック等の
耐熱性・良熱伝導性の低熱容量の絶縁基板（ベース材）
に低熱容量の通電発熱抵抗体を線状もしくは帯状に塗工
する等して形成具備させた態様の低熱容量のものが使用
され、抵抗体への通電によりヒータは抵抗体及び基板の
熱容量が小さいので表面が所要の定着温度（例えば約２
００℃前後）まで急速に温度上昇する。

【０００７】そしてこのヒータに接する耐熱性フィルム
も熱容量が小さく、ヒータ側の熱エネルギーが該フィル
ムを介して該フィルムに圧接状態の記録材側に効果的に
伝達されて画像の加熱定着が実行される。

【０００８】ヒータの温度制御は、ヒータ温度を検温素
子で検知させ、その温度検知情報により通電発熱抵抗体
への通電を制御してヒータの温度を所定の定着温度に温
調管理する通電制御構成がとられる。

【０００９】フィルムの加熱機構としてローラ等の回転
体を用い、この回転体により加圧機構を併用しているも
のもある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの種の
フィルム加熱方式の定着装置においては、加圧力が不十
分であり熱溶融のみによるトナー画像の定着であり、特
に、マゼンタ、イエロー、シアンの３色又はそれ以上の
多層のトナー層を混色することにより得られるフルカラ
ー画像の定着装置としては十分に混色が行われず良好な
画像を得にくい。さらに加熱部材を回転体等を介して用
いた場合温度調節が不十分となり温度リップルが大きく
なる為定着性にバラツキが発生してしまう。

【００１１】またフィルムと記録材との分離時に加圧を
行ってもトナーはその時点では既に冷却固化してしまっ
ている為、混色は行われない。

【００１２】本発明はフィルム加熱方式の定着装置につ
いて、フルカラー画像の場合でも十分な混色を行わせて
良好な定着画像が安定して得られるようにすることを目
的とする。

【００１３】

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

【００１４】（１）フィルムの一面側に加熱体を設け、
他面側に未定着トナー画像を担持させた記録材のトナー
画像担持面を密着させてフィルムを介して加熱体の熱エ
ネルギーを記録材に付与してトナー画像を加熱溶融させ
、その加熱溶融トナー画像の冷却固化後にフィルムと記
録材とを剥離するようにした定着装置に於て、トナー画
像が加熱溶融した後、フィルムと記録材との剥離前に、
フィルムと記録材とを相互加圧する加圧手段を設けたこ
とを特徴とする定着装置。

【００１５】（２）加圧手段に加熱手段と温度制御手段
を具備させたことを特徴とする（１）記載の定着装置。

【００１６】（３）加圧手段は加圧状態と加圧解除状態
とに変換可能または加圧力を可変可能であることを特徴
とする（１）記載の定着装置。

【００１７】

【作用】即ち、トナー画像の加熱溶融後、フィルムと記
録材との剥離（分離）前の、トナー画像が未だ冷却固化
するに至らず溶融軟化状態にあるときに加圧手段でフィ
ルムと記録材とを加圧することで、トナー画像がフルカ
ラー画像のように多層のトナー層からなるものでも十分
な混色が行われる。従って、次いでフィルムから分離さ
れて出力される画像は光沢性、色再現性、定着性が良好
であり、安定した定着画像が得られる。

【００１８】

【実施例】＜実施例１＞（図１） （１）定着装置の構造 図１において、３はエンドレスベルト状の耐熱性の定着
フィルムである。この定着フィルム３は、左側の駆動ロ
ーラ５と、右側の従動ローラ４と、該従動ローラ４の左
斜め下側の加熱体６と、その左側の加圧用回転体１と、
更にその左側の分離用回転体７との互いに並行配列の５
部材５・４・６・１・７間に懸回張設してある。従動ロ
ーラ４は定着フィルム３のテンションローラを兼ねてい
る。

【００１９】９は加熱体６に対する加圧手段しての加圧
ローラであり、加熱体６との間にフィルム３を挟ませて
不図示の付勢手段により総圧４〜７ｋｇの当接圧をもっ
て加熱体６に対向当接させてあり、フィルム３及び記録
材１０の走行・搬送方向に回転する。この加圧ローラ９
はシリコンゴム等の離型性のよいゴム弾性層を有するロ
ーラである。

【００２０】２は加圧用回転体１に対する対向加圧用回
転体であり、両回転体１・２はフィルム３を挟ませて不
図示の付勢手段により総圧１５〜１００ｋｇの当接圧を
もって対向当接させてある。この加圧用回転体１・２は
片方が弾性体であれば、他方は金属等でもかまわないが
、望ましくは両方とも弾性体であり、回転体２は離型性
の良いものを用いるのがよい。本実施例では回転体１は
フッ素ゴムローラとし、回転体２はシリコーンゴムロー
ラを用いている。この回転体１・２もフィルム３及び記
録材１０の走行・搬送方向に回転する。

【００２１】８は分離用回転体７に対する加圧手段とし
ての加圧ローラであり、分離用回転体との間にフィルム
３を挟ませて不図示の付勢手段により総圧４〜７ｋｇの
当接圧をもって分離用回転体７に対向当接させてあり、
フィルム３及び記録材１０の走行・搬送方向に回転する
。この加圧ローラ８はシリコンゴム等の離型性のよいゴ
ム弾性層を有するローラである。

【００２２】エンドレスベルト状の定着フィルム３は駆
動ローラ５の時計方向の回転駆動に伴ない時計方向に所
定の周速度をもってシワや蛇行、速度ムラなく回動駆動
される。

【００２３】回動駆動されるエンドレスベルト状の定着
フィルム３は繰り返してトナー画像の加熱定着に供され
るから、耐熱性、離型性・耐久性に優れ、一般的には総
厚１００μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下の薄肉のも
のを使用する。例えばポリイミド（ＰＩ）・ポリエーテ
ルイミド（ＰＥＩ）・ＰＥＳ・ＰＦＡ（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２０μｍ厚フィルムの少なくとも画像当接面側に
ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）・ＰＡＦ・ＦＥＰ等
のフッ素樹脂に導電材を添加した離型性コート層を１０
μｍ厚に施したものなどである。

【００２４】加熱体６はフィルム３の面移動方向と交差
する方向を長手とする低熱容量線状加熱体であり、ヒー
タ基板６ａ、通電発熱抵抗体（発熱体）６ｂ、検温素子
６ｃ等よりなり、ヒータ支持体６ｅに取付け保持させて
固定支持させてある。

【００２５】ヒータ支持体６ｅは加熱体６を定着装置及
び画像形成装置全体に対し断熱支持する断熱性・高耐熱
性・剛性を有するもので構成できる。

【００２６】ヒータ基板６ａは耐熱性・絶縁性・低熱容
量の部材であり、一例として厚み１．０ｍｍ・巾１０ｍ
ｍ・長さ２４０ｍｍのアルミナ基板である。

【００２７】発熱体６ｂは基板６ａの下面（フィルム３
との対面側）の略中央部に長手に沿って、例えば、Ａｇ
／Ｐｄ（銀パラジウム）、Ｔａ２　Ｎ等の電気抵抗材料
を厚み約１０μｍ・巾１〜３ｍｍにスクリーン印刷等に
より塗工し、その上に表面保護層として耐熱ガラス６ｄ
を約１０μｍコートとしたものである。

【００２８】検温素子６ｃは一例として基板６ａの上面
（発熱体６ｂを設けた面とは反対側の面）の略中央部に
スクリーン印刷等により塗工して具備させたＰｔ膜等の
低熱容量の測温抵抗体である。検温素子としては、他に
低熱容量のサーミスタなどを基板６ａに当接配置する構
成にしてもよい。

【００２９】加熱体６は発熱体６ｂに対する通電による
発熱で加熱され、検温素子６ｃを含む温調回路により所
定の定着温度に温調制御される。

【００３０】（２）定着実行動作画像形成スタート信号
により不図示の画像形成機構が画像形成動作して定着装
置へ搬送された、未定着トナー画像Ｔａを上面に担持し
た記録材１０は加熱体６と加圧ローラ９との圧接ニップ
部（定着ニップ部）Ｎの、定着フィルム３と加圧ローラ
９との間に進入して、未定着トナー画像面が記録材１０
の搬送速度と同一速度で同方向に回動状態の定着フィル
ム３の外面に密着して面ズレやシワ、寄り生じることな
く定着フィルム３と一緒の重なり状態で定着ニップ部Ｎ
を通過していく。

【００３１】加熱体６は画像形成スタート信号により所
定のタイミングで通電加熱されるので、トナー画像Ｔａ
は定着ニップ部Ｎにおいて加熱体６でフィルム３を介し
て加熱を受けて加熱溶融化Ｔｂする。

【００３２】定着ニップ部Ｎを通過した記録材１０は引
き続き定着フィルム３の外面に密着した状態のまま加圧
用回転体対１・２の間を経て、分離用回転体７と対向加
圧ローラ８へ走行・搬送されていく。この走行・搬送過
程を冷却工程としてフィルム３及び記録材１０の自然冷
却又は強制冷却手段（不図示）による冷却により前記の
加熱溶融化トナー画像が冷却固化していき、分離用回転
体７と対向加圧ローラ８へ至った時点ではトナー画像は
トナーのオフセット温度領域以下に冷却固化Ｔｃしてい
て記録材１０をフィルム３面から分離可能状態になって
いる。

【００３３】そして分離用回転体７と対向加圧ローラ８
との間を通過した互いに密着状態のフィルム３と記録材
１０は順次に曲率分離されて画像定着済みの記録材が排
出されていく。

【００３４】定着ニップ部Ｎを通過した、フィルム３に
密着状態の記録材１０は分離用回転体８へ至る走行・搬
送過程の途中でフィルム３と共に加圧用回転体対１・２
のニップ部を通ることにより総圧１５〜１００ｋｇの加
圧を受ける。その作用加圧は定着ニップ部Ｎにおける加
圧力４〜７ｋｇよりも十分に大きい加圧力である。

【００３５】この大きな加圧力と、記録材１０が該加圧
用回転体対１・２のニップ部を通過する時点では加熱溶
融化トナー画像は完全に冷却固化するには至っていない
ことから、トナー画像が多層のトナー層からなるカラー
画像であっても十分に混色が行なわれる。

【００３６】本実施例では加圧用回転体対１・２による
加圧力を総圧５０ｋｇに設定してカラー画像の十分な混
色ができ、定着された画像は光沢性・色再現性、定着性
が良好であり、安定した定着画像が得られた。

【００３７】＜実施例２＞（図２）本実施例は実施例１
の定着装置において加圧用回転体対１・２の下側の回転
体２について、ヒータ１２を内蔵させて該回転体２を加
熱するようにしサーミスタ１３を含む温調回路で該回転
体２の加熱温度を適当な所定の温度に管理するようにし
たものである。

【００３８】これは、フルカラー画像のような多層のト
ナー層をさらにより良く混色・定着させる為に背面加熱
を付与したものである。加熱体６に対する対向加圧ロー
ラ９にヒーターを組み込み背面加熱を行ってもよいので
あるが、十分な圧力がないため、記録材１０及びトナー
に十分熱が伝わらずフルカラー画像のような場合には良
好な定着画像が得にくい。この為本実施例では加圧用回
転体２にヒータ１２を配設して熱ローラとしたものであ
る。

【００３９】この構成を用い、多層トナー層のカラー画
像を定着させると、実施例１よりもさらに混色性、光沢
性が良くなり、定着性も良好である。

【００４０】＜実施例３＞（図３）本実施例は実施例１
の定着装置において加圧用回転体対１・２を加圧状態と
加圧解除状態とに変換可能としたものである。本例では
上側の加圧用回転体１についてこれをソレノイド等を含
む不図示のローラ上下揺動機構により下側の加圧用回転
体２にフィルム３を挟んで所定に圧接させた加圧状態と
、破線示のように上方へ引き上げ移動させて下側の加圧
用回転体２から離間させた加圧解除状態とに変換するよ
うにしてある。

【００４１】フルカラー画像のように、多層のトナー像
の定着処理の場合には加圧状態に保持させる。単層のト
ナー像の定着処理の場合には加圧解除状態に保持させる
ことにより不必要な加圧をせずに良好な定着画像が得ら
れる。

【００４２】さらに、マゼンタ、シアン、イエローのト
ナーの他にブラックトナーを用いる場合に、マゼンタ、
シアン、イエローのトナーと、ブラックトナーの溶融性
が異なる場合に、３色ブラックと、ブラック単色の、光
沢性を同一にならしめる為溶融性が悪い方のトナーのみ
加圧するなどの方法、又は加圧力を可変にするなどの方
法を用いて安定した定着画像が得られる。

【００４３】尚この構成でも実施例２で示したヒーター
を用いて加圧用回転体を加熱するとより有効である。

【００４４】なお各実施例において定着フィルム３はエ
ンドレスベルト状に限らず、ロール巻に巻いた長尺のウ
エブ状フィルムを繰り出して使用する構成としてもよい
。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明のフィルム加熱方式
の定着装置は、フルカラー画像のような多層のトナー層
のトナー画像も混色性・光沢性、定着性について問題な
く良好・安定に定着化することが可能となる多大な効果
があると共に、単層、多層、溶融性の異なるトナー等を
トナー画像として定着する必要のある定着装置に於ては
さらに有効な手段である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例定着装置の構成略図

【図２】第２実
施例定着装置の構成略図

【図３】第３実施例定着装置の
構成略図

【符号の説明】

１・２　　加圧用ローラ ３　　フィルム ５　　駆動ローラ ６　　加熱体 ７　　分離用ローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　フィルムの一面側に加熱体を設け、他
   面側に未定着トナー画像を担持させた記録材のトナー画
   像担持面を密着させてフィルムを介して加熱体の熱エネ
   ルギーを記録材に付与してトナー画像を加熱溶融させ、
   その加熱溶融トナー画像の冷却固化後にフィルムと記録
   材とを剥離するようにした定着装置に於て、トナー画像
   が加熱溶融した後、フィルムと記録材との剥離前に、フ
   ィルムと記録材とを相互加圧する加圧手段を設けたこと
   を特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】　　加圧手段に加熱手段と温度制御手段を
   具備させたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 【請求項３】　　加圧手段は加圧状態と加圧解除状態と
   に変換可能または加圧力を可変可能であることを特徴と
   する請求項１記載の定着装置。