JPH05216359A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィルム加熱方式の定着装置について、フィ
ルム材の離型性をより向上させて加熱定着部から分離部
までの必要十分な冷却工程距離をより短くすることがで
きるようにして装置の小型化を可能にすること、カラー
画像定着もトナーオフセットの問題なく可能にするこ
と。 【構成】 熱定着性の顕画剤画像を担持させた記録材を
その画像担持面側をフィルム材の一方面側に密着させて
フィルム材と一緒にフィルム材の他方面側に配置した加
熱体の位置を移動通過させて記録材の顕画剤画像を加熱
体の熱によりフィルム材を介して加熱溶融させ、その後
フィルム材と記録材を分離させることで画像定着処理す
る定着装置であり、前記フィルム材１は、耐熱性多孔質
フィルム材１ａに耐熱性弾性体１ｂを含浸硬化させたも
の、あるいは更には該フィルム材１の記録材との接触面
側に耐熱性弾性体層１ｃを設けたものであること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱定着性の顕画剤画像
を担持させた記録材をその画像担持面側をフィルム材
（定着フィルム）の一方面側に密着させてフィルム材と
一緒にフィルム材の他方面側に配置した加熱体の位置を
移動通過させて記録材の顕画剤画像を加熱体の熱により
フィルム材を介して加熱溶融させ、その後フィルム材と
記録材を分離させることで画像定着処理するフィルム加
熱方式の定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のようなフィルム加熱方式の定着装
置は特開昭６３−３１３１８２号公報・特開平２−１５
７８７８号公報等で知られている。即ち、電子写真複写
機・プリンタ・ファックス等の画像形成装置において、
例えば、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熱
定着性顕画剤（トナー）を用いてエレクトロファックス
シート・静電記録シート・転写材シート・印刷紙などの
記録材の面に直接方式もしくは間接（転写）方式で形成
した、目的の画像情報に対応した未定着顕画剤画像（ト
ナー画像）を該画像を担持している記録材に固着画像と
して加熱定着処理する装置である。

【０００３】また、例えば、画像を担持した記録材を加
熱してつや等の表面性を改質する装置や仮定着処理する
装置等として使用できる。

【０００４】フィルム加熱方式の定着装置は、熱ローラ
式・熱板方式・フラッシュ定着方式・オーブン定着方式
等の他の加熱定着装置との対比において、加熱体として
低熱容量線状加熱体を、またフィルム材として厚さ例え
ば４０μｍ程度の薄膜耐熱フィルム材を用いることがで
きるため、所定の定着温度への立上り時間が短く、加熱
体をあらかじめ通電発熱させておくスタンバイ温調の必
要がないので、クイックスタート性があり、省電力化、
機内昇温の防止化ができる、などの利点を有し、効果的
なものである。

【０００５】フィルム加熱方式の定着装置において、被
加熱材としての記録材に形成担持され、加熱溶融・軟化
されるトナー画像のトナーがフィルム材面に転移するオ
フセット現象の発生を防止するために、フィルム材はそ
の少なくとも記録材との接触面はトナーとの離型性に優
れたものである必要がある。

【０００６】そのようなフィルム材として従来は図７の
層構成を示す断面模型図のように、耐熱性ベースフィル
ム材層１００ａの表面（記録材と接触する側の面）に離
型材層１００ｂを形成した、総厚１００μｍより好まし
くは４０μｍ以下の複合層フィルム材１００を用いてい
る。

【０００７】具体的に耐熱性ベースフィルム材層１００
ａとしては、例えば、ポリイミド（ＰＩ）・ポリエーテ
ルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）・ポリエーテルサルホン
（ＰＥＳ）・ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）・ポリパラ
バン酸（ＰＰＡ）などの高耐熱性樹脂フィルムや、Ｎｉ
・ＳＵＳ・Ａｌ等の金属などである。

【０００８】離型材層１００ｂは例えばＰＴＦＥ（ポリ
テトラフルオロエチレン）・ＰＦＡ・ＦＥＰ等のフッ素
樹脂などで構成される。

【０００９】耐熱性ベースフィルム材層１００ａに対す
る離型材層１００ｂの積層形成は、離型材層フィルムの
接着ラミネート、離型材層材料の静電塗装（コーティン
グ）・蒸着・ＣＶＤ等の成膜技術による積層、耐熱性ベ
ースフィルム材層材料と離型材層材料との共押し出しに
よる２層フィルム化などで行うことができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の離型
性フィルム材１００は一般的な白黒複写機の顕画剤であ
る黒トナーとの離型性に関しては、定着装置の加熱定着
部から、フィルム材と記録材との分離部までの冷却工程
距離を必要十分にとることでフィルム材面側へのトナー
オフセットを防止してトナー画像の加熱定着処理を実行
できる。

【００１１】しかし、白黒複写機の場合でも、装置の小
型化に伴い定着装置も小型化されて加熱定着部から分離
部までの冷却工程距離を必要十分にとれなくなると、冷
却が完全には行なえず、トナーオフセットが発生してし
まう。このためフィルム材としては更に高離型性のもの
が必要となって来ている。

【００１２】また近年、原稿のカラー化に伴い複写機の
カラー化が行われ、複数色のトナー画像を記録材上に形
成し加熱定着することが行われている。このようなカラ
ー画像形成に於いては、記録材上に複数色、複数層のト
ナー画像を形成し、定着時に加熱溶融及び混色を行なわ
なければならないため、トナーとしては軟化点の低いシ
ャープメルト性ものが一般的に使われている。

【００１３】このようなシャープメルト性トナーは同一
温度においても白黒複写機の黒トナーよりも低い粘度を
示し、良く溶融混色してカラー画像として必要な発色性
や光沢性が得られるものの、離型性に乏しく、ＰＴＦＥ
やＰＦＡのような離型材層１００ｂを形成具備させた前
記従来の離型性フィルム材１００ではトナーオフセット
現象が発生してしまう。

【００１４】つまり、加熱溶融によりトナーがよく軟化
溶融されてしまうため、記録材加熱定着部から分離部に
いたるまでに、オフセットを生じることなく分離可能な
温度まで冷却固化できず、分離部位置に至ってもトナー
は依然軟化状態にあるためトナーオフセットが発生して
しまうのである。

【００１５】このため、トナー加熱後の冷却工程が必要
十分に行なわれない場合は白黒複写機の黒トナーのとき
以上にトナーオフセットが発生してしまい、また逆に冷
却工程距離を非常に長くとったり、別にファン等の冷却
手段を具備させるようにすると装置の大型化、コストア
ップといった不具合を発生してしまう。

【００１６】本発明はフィルム加熱方式の定着装置につ
いて、フィルム材の離型性をより向上させて、トナーオ
フセット防止のために設定する、加熱定着部から分離部
までの必要十分な冷却工程距離をより短くすることがで
きるようにして装置の小型化を可能にすること、カラー
画像定着もトナーオフセットの問題なく可能にすること
を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】（１）熱定着性の顕画剤
画像を担持させた記録材をその画像担持面側をフィルム
材の一方面側に密着させてフィルム材と一緒にフィルム
材の他方面側に配置した加熱体の位置を移動通過させて
記録材の顕画剤画像を加熱体の熱によりフィルム材を介
して加熱溶融させ、その後フィルム材と記録材を分離さ
せることで画像定着処理するフィルム加熱方式の定着装
置であり、前記フィルム材は、耐熱性多孔質フィルム材
に耐熱性弾性体を含浸硬化させたものであることを特徴
とする定着装置。

【００１８】（２）熱定着性の顕画剤画像を担持させた
記録材をその画像担持面側をフィルム材の一方面側に密
着させてフィルム材と一緒にフィルム材の他方面側に配
置した加熱体の位置を移動通過させて記録材の顕画剤画
像を加熱体の熱によりフィルム材を介して加熱溶融さ
せ、その後フィルム材と記録材を分離させることで画像
定着処理するフィルム加熱方式の定着装置であり、前記
フィルム材は、少なくとも、耐熱性多孔質フィルム材に
耐熱性弾性体を含浸硬化させた層と、該層の記録材との
接触面側に設けた耐熱性弾性体層からなることを特徴と
する定着装置。

【００１９】

【作用】上記のようにフィルム加熱方式の定着装置にお
いて、フィルム材を耐熱性多孔質フィルム材に耐熱性弾
性体を含浸硬化させた形態のものとする、もしくは該フ
ィルム材の記録材との接触面側に更に耐熱性弾性体層を
形成した形態のものとすることで、従来の耐熱性ベース
フィルムにＰＴＦＥやＰＦＡ等の離型材層を被膜した形
態のフィルム材よりも高離型性のフィルム材とすること
ができ、後述の実施例に示すように白黒画像用の定着装
置において耐久の進行によりトナーオフセットする迄の
寿命が向上し、また加熱定着部から分離部までの冷却工
程距離を従来より短かくしてもトナーオフセットなく良
好に定着処理を実行することができ、装置の小型化が可
能となった。

【００２０】また、従来のフィルム材では離型性が悪く
て良好な定着処理が難しかったカラートナー画像の定着
処理も加熱定着部から分離部までの冷却工程距離を長大
にしたり、冷却手段装置を配設する処置をすることな
く、良好に実行させることが可能となった。

【００２１】

【実施例】

（１）定着装置例（図１） 図１にエンドレスベルトタイプのフィルム材を用いたフ
ィルム加熱方式の画像加熱定着装置の概略構成を示し
た。

【００２２】１はエンドレスベルトタイプの薄膜耐熱性
のフィルム材（以下、エンドレスフィルムやフィルムと
も記す）である。このフィルム材１の構成は次の（２）
項で詳述する。２はフィルム駆動ローラ、３はフィルム
テンションローラを兼ねる従動ローラ、４は加熱体（サ
ーマルヒーター）である。駆動ローラ２・従動ローラ３
・加熱体４は互いに略平行に配置され、エンドレスフィ
ルム１はこの３部材２・３・４間に懸回張設されてい
る。

【００２３】駆動ローラ２・従動ローラ３はそれぞれそ
の両端軸部を不図示の軸受部材間に回転自由に軸受支持
させてある。加熱体４は不図示の不動部材に固定支持さ
せた定置部材である。駆動ローラ２は不図示の駆動系に
より図面上時計方向に回転駆動され、エンドレスフィル
ム１はこの駆動ローラ２の回転駆動に伴い駆動ローラ２
の外周面とフィルム内面との摩擦力により搬送力が与え
られて、フィルム内面が加熱体４の下面を摺動しながら
駆動ローラ２・従動ローラ３・加熱体４の３者間を図面
上矢示ａの時計方向に、被加熱材としての記録材Ｐの搬
送速度（本例では５０ｍｍ／ｓｅｃ）と略同じ周速度を
もって回転駆動される。

【００２４】５はシリコンゴム等の離型性の良いゴム弾
性層を有する加圧ローラであり、本例は外径３０ｍｍ
で、７ｍｍ厚のシリコンゴム層を有している。そして加
熱体４の下面との間にフィルム１を挾ませて不図示の付
勢手段により例えば総圧４〜８ｋｇの当接圧をもって加
熱体下面に圧接させてあり、エンドレスフィルム１の回
転移動と共にフィルム速度と略同一の周速度をもってフ
ィルム回転移動方向に順方向に回転する。

【００２５】加熱体４はエンドレスフィルム１の軸方向
（エンドレスフィルムの回転移動方向ａに直交する方
向、以下、フィルム幅方向と記す）を長手とする、通電
により発熱する低熱容量線状加熱体である。本例のもの
は、ヒーター基板４ａと、該基板の下面の略中央部に長
手に沿って細帯状又は線状に形成具備させた通電発熱体
層４ｂと、この通電発熱体層４ｂを含む基板下面を約１
０μｍ厚で被覆させた表面保護層としての耐熱ガラス層
４ｃと、基板４ａの上面に設けた検温素子４ｄと、該基
板を断熱支持するヒーター支持体４ｅ等から成る。

【００２６】ヒーター基板４ａは耐熱性・絶縁性・低熱
容量の部材であり、一例として、厚さ１ｍｍ・巾５〜１
０ｍｍ・長さ３１０ｍｍのアルミナ基板である。

【００２７】発熱体層４ｂは例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラ
ジウム）・Ｔａ₂ Ｎ等の電気抵抗材料の厚さ約１０μｍ
・巾１〜３ｍｍのスクリーン印刷等による塗工層であ
る。

【００２８】検温素子４ｄは例えば、基板上面にスクリ
ーン印刷等により塗工したＰｔ膜等の低熱容量の測温抵
抗体、基板上面の略中央部に熱伝導性の良いシリコン系
接着剤等により接着した低熱容量のＮＴＣサーミスタ等
である。

【００２９】ヒーター支持体４ｅはヒーター４ａ〜４ｄ
を定着装置及び複写装置全体に対して断熱支持するもの
で、断熱性・高耐熱性・剛性を有する、例えばポリフェ
ニレンサルファイド・ポリアミドイミド・ポリイミド・
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、これ等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ある。

【００３０】発熱体層４ｂに通電がなされることにより
該発熱体層が発熱してヒーター基板４ａが昇温する。こ
のヒーター基板４ａの温度が検温素子４ｄにより検温さ
れて制御回路（不図示）へフィードバックされ、発熱体
層４ｂに対する通電制御がなされて加熱体の温度が所定
の例えば１８０°Ｃの定着温度に温調管理される。

【００３１】通電は、例えば、ＤＣ１００Ｖの周期２０
ｍｓのパルス状波形で、検温素子４ｄによりコントロー
ルされた所望の温度、エネルギー放出量に応じたパルス
を、そのパルス幅を変化させて与える。概略パルス幅は
０．５〜５ｍｓｅｃとなる。或はＡＣ１００Ｖで、検温
素子４ｄのヒーター基板検知温度に応じてトライアック
を含む不図示の通電制御回路により通電する位相角を制
御することにより通電電力を制御する。

【００３２】Ｐは被加熱材としての、未定着のトナー画
像Ｔａを上面に担持した記録材である。記録材Ｐは不図
示の画像形成機構部から、フィルム１を挟んで加熱体４
と加圧ローラ５とで形成される加熱定着部Ｎ（圧接部、
定着ニップ部）のフィルム１と加圧ローラ５との間に進
入して未定着トナー画像面が記録材Ｐの搬送速度と略同
一速度で同方向に回転移動状態のフィルム外面に密着し
て該フィルム１と一緒の重なり状態で加熱定着部Ｎを挟
圧力を受けつつ通過していく。これにより、トナー画像
Ｔａは加熱定着部Ｎにおいて、加熱・加圧を受けて軟化
溶融トナー画像Ｔｂとなる。

【００３３】フィルム１は加熱定着部Ｎを通過するとヒ
ーター支持体４ｅの曲率半径約２ｍｍ程度の曲率の大き
い分離部Ｓ（エッジ部）において、急角度（屈曲角度θ
が約５０°）で走行方向が転向される。これによりフィ
ルム１と重なった状態で加熱定着部Ｎを通過して搬送さ
れた記録材Ｐは該分離部Ｓにおいてフィルム１から曲率
分離し排出され定着Ｔｃした状態となる。

【００３４】加熱体４はヒーター基板４ａ・発熱体層４
ｂ・表面保護層４ｃ・検温素子４ｄの熱容量が小さく、
これが支持体４ｅにより断熱されているので、加熱定着
部Ｎにおけるヒーター基板４ａの温度は短時間にトナー
の記録材Ｐへの定着可能温度に達するので（クイックス
タート性）、加熱体４をあらかじめ通電発熱させておく
スタンバイ温調の必要がなく省エネルギーが実現でき、
しかも機内昇温が防止できる。

【００３５】フィルム材１はエンドレスベルト状に限ら
ず、ロール巻きの有端の長尺フィルムとし、それを繰り
出し軸から巻き取り軸へ加熱体を経由させて所定の速度
をもって走行させて使用する装置構成とすることもでき
る。

【００３６】（２）フィルム材１（図２・図３） フィルム材１は、耐熱性多孔質フィルム材に耐熱性弾性
体を含浸硬化させてなるもの、或は更には該フィルム材
の記録材Ｐとの接触面側に耐熱性弾性体層を設けた形態
のものである。以下、具体例を示す。

【００３７】．フィルム材例Ａ 耐熱性多孔質フィルム材として２０μｍ厚の四弗化エチ
レン樹脂の多孔質フィルム材を用い、この多孔質フィル
ム材に耐熱性弾性体として２液性ＲＴＶ（室温硬化タイ
プ）のシリコーンゴムを含浸硬化させたもの。

【００３８】四弗化エチレン樹脂の多孔質フィルム材は
本例では孔径１０μｍ、多孔度８５％となるように製造
されており、このフィルム材に上記のシリコーンゴムを
含浸することによりフィルム材の孔にシリコーンゴムが
浸入する。その後、ゴムを加硫することにより四弗化エ
チレン樹脂の多孔質フィルム材の孔中にゴムがうめ込ま
れる形となり、フィルム材の表層は四弗化エチレン樹脂
とシリコーンゴムが混在する状態となっている。

【００３９】図２の（Ａ）は本例のフィルム材の肉厚方
向の断面模型図を示しており、１ａは多孔質フィルム
材、１ｂはこの多孔質フィルム材の孔に含浸させて硬化
させたゴム材である。

【００４０】本例のフィルム材を前述図１の定着装置６
のフィルム材１として用い、この定着装置６を後述する
カラー画像形成装置（図４）に組み込んで使用したとこ
ろ、オフセットのない好ましいカラートナー画像定着処
理を行うことができた。

【００４１】フィルム材として前述図７のように耐熱性
ベースフィルム材層１００ａの表面にＰＴＦＥやＰＦＡ
の離型剤層１００ｂを被膜形成してなる従来の離型性フ
ィルム材１００を用いた場合には、該フィルム材面側に
カラートナーがオフセットして実用し難いものであっ
た。

【００４２】また定着装置を後述する白黒複写機（図
６）に使用したところ、フィルム材が上記従来の離型性
フィルム材１００である場合にはトナーがオフセットす
る迄の寿命が５万枚であったのに対して、本例のフィル
ム材の場合には離型性の向上により２０万枚迄の定着を
行うことが可能となった。

【００４３】．フィルム材例Ｂ 上記フィルム材例Ａにおいて、多孔質フィルム材１ａに
含浸硬化させる耐熱性弾性体としてＬＴＶ（低温加硫タ
イプ）のシリコーンゴムを使用した。

【００４４】また図３のように、このフィルム材を使用
した定着装置に該フィルム材１の外面に当接させて離型
剤としてのシリコーンオイル（ジメチルシリコーンオイ
ル１万ＣＳ）を含浸させたフェルトパット７（商品名ノ
ーメックス）を配設した。

【００４５】本例の場合は、フィルム材１の四弗化エチ
レン樹脂と混在しているＬＴＶシリコーンゴムの離型性
と、上記フェルトパット７により付与される離型剤とし
てのシリコーンオイルにより、高い離型性が得られる。

【００４６】フェルトパット７はローラーやウェブ等の
形態にしてフィルム材外面に対して離型剤を塗布するよ
うにしてもよい。

【００４７】本例の定着装置を後述するカラー画像形成
装置に使用してカラートナー画像の定着処理を行わせた
ところ、トナーオフセットのない好ましい良好な定着を
行うことができた。

【００４８】また、オーバーヘッドプロジェクタ用トラ
ンスペアレンシーフィルム（以下、ＯＨＰシートと記
す）にカラー画像を形成し定着を行わせた。

【００４９】ＯＨＰシートの画像定着処理に於てはトナ
ーの透過性を必要とするために定着速度を紙の場合の半
分にして、即ち本例の場合は２５ｍｍ／ｓｅｃにして定
着を行った。

【００５０】上記の場合、加熱定着部Ｎ（図１）での加
熱量が倍になるために、トナーの軟化度が増し、分離部
Ｓに於ても同様トナーが軟化している状態となってしま
うが、本例の定着装置の場合はフィルム材１が高離型性
フィルムである為、オフセットの発生しない、高い透過
性を有するカラートナー画像定着ＯＨＰシートを出力さ
せることができた。

【００５１】更に、薄紙等の転写材の種類によってトナ
ーの加熱・冷却の状態が変わり、トナーが溶融したまま
の状態でトナーが完全に冷却されなかった場合に発生し
てしまっていたフィルム材へのトナーオフセット現象も
発生せず、良好な定着処理を行うことができるようにな
った。

【００５２】．フィルム材例Ｃ 前述フィルム材例Ａにおいて、該フィルム材の外面（記
録材と接触する側の面）に図２の（Ｂ）のように更に離
型材層１ｃとして１液型ＲＴＶ（室温加硫タイプ）のシ
リコーンゴム層を１０μｍ厚で被膜した。

【００５３】被膜方法としてはベースフィルム材１ａ・
１ｂの表層をブラスト処理等により荒らし、ＲＴＶシリ
コーンゴム用プライマーをスプレー塗工により塗膜し、
離型材層材料としての１液型ＲＴＶシリコーンゴムをス
プレー塗布して被膜形成したものである。

【００５４】このフィルム材も高離型性を示し、カラー
トナー画像の定着に使用してオフセットのない好ましい
定着処理を行うことができた。

【００５５】また白黒複写機における黒トナー画像の定
着に使用した場合も前述のフィルム材例Ａと同様に２０
万枚迄の定着を行うことが可能となった。

【００５６】．フィルム材例Ｄ 前記フィルム材例Ｃにおいて、離型材層１ｃとしてＬＴ
Ｖ（低温加硫タイプ）のシリコーンゴムを使用した。

【００５７】またこのフィルム材を使用した定着装置に
前記フィルム材例Ｂの場合と同様にシリコーンゴムオイ
ル含浸フェルトパット７（図３）を当接させて離型剤と
してのシリコーンオイルを該フィルム材の外面に塗布す
るようにした。

【００５８】本例の場合もフィルム材例Ｂの場合と同様
に好ましい良好な定着処理効果が得られた。

【００５９】またＯＨＰシートに対するカラートナー画
像定着処理も同様に好ましい効果が得られた。

【００６０】フィルム材例Ｃや同Ｄに関して、従来耐熱
性フィルムにゴムを被膜して２層構造として使用するも
のがあるが、かかる構成ではフィルムとゴムの接着強度
をとることが難しく回転使用においてフィルムとゴムが
剥れてしまったり、また両材質の伸びの違いによって回
転中に接着部にストレスがたまり、同じく剥離してしま
うといっ欠点を有していたが、フィルム材例Ｃや同Ｄも
のはベースフィルム材層１ａ・１ｂと離型材層１ｃの接
着が強固になり、使用により両者が剥れる等の不具合は
まったく発生しなかった。

【００６１】これはベースフィルム材層１ａ・１ｂが有
する孔にゴムが含浸硬化されていることにより、べース
フィルム材層の表面は樹脂とゴムが混在した状態とな
る。従ってベースフィルム材層の表層に離型材層として
のゴム層１ｃを被膜した時かかるゴム同士が強固に接着
して上下層１ａ・１ｂ，１ｃを安定に接着するためであ
る。

【００６２】フィルム材例Ａ〜同Ｄにおいて、図３のよ
うにフィルム材の外面に対す離型剤オイル塗布手段７を
当接させた場合には該手段７がフィルム材外面のクリー
ニング手段を兼ねるが、別途専用のクリーニング手段を
配設してもよい。

【００６３】また一般にカラー画像の定着に際しては、
色再現性や外観上、光沢度の高い定着画像が要求される
ことが多い。そのような高い画像光沢性を得るのに本発
明の定着装置は特に有効である。即ち、フィルム材１の
外面を表面粗れが少ないようにすることで光沢性の高い
定着画像を得ることができる。

【００６４】また逆にフィルム材１の該表面を粗らすこ
とによって光沢の少ない定着画像も得ることができる。

【００６５】フィルム材１のこうした表面状態の差はフ
ィルム材１の作成後ブラスト処理等により表面を荒らし
てもよく、また表面を平滑にするは内面鏡面の成形型に
よりフィルム材を作成して外面平滑性の高いフィルム材
に仕上げる等、その他適宜の手段を採択し得る。

【００６６】多孔質フィルム材１ａは一般に、多孔度５
０〜９５％程度、孔径２０μｍ程度位迄のものを自由に
選択使用できる。かかる値は含浸させるゴムにより設定
されることが好ましい。

【００６７】エンドレスベルト状の多孔質フィルム材１
ａを製造する方法としては従来公知の例えば特公昭４２
−１３５６０号公報に開示のような方法等をとることが
できる。チューブ押し出し成型方法や、フィルム状に形
成した後、所望の径となるようにフィルムを巻き、熱に
より接辺を融着接着してエンドレスベルト状とする方法
も採ることができる。特にフィルムを巻き接辺を融着接
着してベルト状とする方法は製造装置のコストを安くす
ることができて好ましい。

【００６８】多孔質フィルム材１ａに含浸硬化させる耐
熱性弾性体１ｂ、表面離型層としての耐熱性弾性体層１
ｃは例示のＲＴＶやＬＴＶのシルコーンゴムに限らず、
離型性の高いあらゆるグレードのゴムを使用することが
できる。好ましくは例示のＲＴＶやＬＴＶシリコーンゴ
ムが高離型性の点で実用的である。またこれにシリコー
ンオイルなどの離型剤を内添して更に離型性を上げて使
用してもよい。

【００６９】多孔質フィルム材１ａに含浸させるゴム１
ｂは必要に応じて溶剤等により希釈して低粘度化して含
浸させてもよい。

【００７０】なお、従来、米国特許第35,578,797号明細
書に開示されているように、 ａ．トナー像を加熱体ウエブに接触させてその融点へ加
熱して溶融し、 ｂ．溶融後、そのトナーを冷却して比較的高い粘性と
し、 ｃ．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
定着する方式が知られている。

【００７１】上記公知の方式では、これに加えて加熱体
に対して、トナー像及び記録材を加圧圧接することなし
に加熱する方式をとっているので、記録材を加熱する必
要がなく他の方法に較べてはるかに少ないエネルギーで
トナーを溶融できるとしている。しかしながら、周知の
ごとく加圧圧接させることなく加熱体に接触した場合
は、熱伝達効率が低下し、トナーの加熱溶融に比較的長
時間を要する。これにより本発明と大きく異なる。

【００７２】そこで特公昭５１−２９８２５公報（特願
昭４７−２５８９６号）に、これに公知の加圧圧接技術
を付加して熱伝達率の向上を図りトナーの加熱溶融を短
時間でしかも十分に行うことが提案されている。

【００７３】しかしながら、この公報に開示の装置で
は、トナーの加熱を比較的短時間でしかも十分行えるよ
うにするために、 １）一対の加熱体の間にトナー像及び記録材を加圧挟持
させて加熱し、 ２）加熱を停止した後強制的に冷却する、 方式をとっているので、定着に要するエネルギーが大き
くなるという不都合を生ずる。

【００７４】すなわち、一対の加熱体により加熱させる
ことにより、トナー像は上下から加熱されるので一見効
率的に考えられるが、逆にトナー像を記録材側から加熱
するには、先ず記録材を十分に加熱することが必要であ
り、そのためにかえって大きなエネルギーが必要とな
る。さらに、冷却工程においてはトナー像を加熱する際
に加熱昇温した記録材をも冷却しなければ分離できず、
強制的な冷却手段が必要となっておりエネルギーの無駄
が大きい。

【００７５】以上のように、一旦加熱したトナーを冷却
した後に分離することにより、高温オフセットを生ずる
ことなく定着する方式が提案されているが、上記のごと
くの欠点を伴うために実用化されていない。

【００７６】これに対して本発明は大きな差異がある。
すなわち、トナー画像を軟化溶融混色させる為に、加熱
工程においては加圧手段を有し、加熱手段を持たない加
圧手段を用いている。

【００７７】このことから、本実施例においては、加熱
手段を持たない加圧手段として、芯金上にシリコーンゴ
ム等の耐熱弾性体層を設けた加圧ローラを加熱ローラに
対向圧接させ回転自在に支持している。

【００７８】更に親和力が大きく離型性の良くないオフ
セットし易いカラートナーを定着離型させる為にフィル
ム材にシリコーンゴムを混在させたものを使用し、更に
加圧手段として加熱手段を持たない構成を採用している
事による作用効果は大きく、この点においても前２例の
従来装置と本発明は大きく異なる。

【００７９】又、従来、特開昭６０−１７９７７号公報
や同６３−２８４５８４号公報に開示されている様に、
四弗化エチレン樹脂多孔質体に耐熱性のゴムを含浸した
定着ローラの提案がなされている。また特開平１−１３
４４８７号公報のように更にその外側に弾性体の薄膜を
設けた定着ローラの提案がなされている。

【００８０】しかし定着ローラとしてこれ等の構成を使
用する事は四弗化エチレン樹脂多孔質体が圧縮永久歪み
に弱く、回転停止時の加圧ローラとの圧接により変形
し、定着時画像に不具合が発生したり、オフセットが発
生し易い等の欠点があったが、本発明の様な使用形態で
は変形等も起こらず、良好に使用できる点で従来とその
効果が大きく違う。

【００８１】又かかる離型性の高い材質を使用し、定着
時より冷却された点で分離剥離させる本発明は従来のロ
ーラ定着方式より一層の定着性、離型性が得られ、効果
が大きく違う。

【００８２】（３）画像形成装置例１（図４・図５） 図４に本発明に従う定着装置６を使用したカラー画像形
成装置の一例の概略構成を示した。本例は画像光電読み
取り装置を備えた、レーザービーム走査露光方式の電子
写真式カラー複写機である。

【００８３】１０はカラー複写機本体、１１はこの複写
機本体の上に搭載した画像光電読み取り装置である。

【００８４】読み取り装置１１において、原稿台ガラス
１２上に載置セットしたカラー画像原稿０の下向き画像
面が往復移動型の光電読み取りユニット１３の移動で走
査読み取りされることで、カラー画像原稿のイエロー成
分像・マゼンタ成分像・シアン成分像・ブラック成分像
がユニット１３の繰り返し移動又は１回だけの移動でそ
れぞれ時系列電気デジタル画素信号として色分解光電読
み取りされてメモリ回路に記憶される。

【００８５】カラー複写機本体１０において、１４は矢
示の反時計方向に所定のプロセススピード（回転周速）
で回転駆動されるドラム型の電子写真感光体（以下、ド
ラムと記す）であり、該ドラム１４はその回転過程で帯
電器１５により一様に帯電処理を受け、次いでレーザー
ビームスキャナ１６により前記読み取り装置１１で読み
取られたカラー画像情報の先ず例えばイエロー成分像の
時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されて出力
されるレーザービームＬによる走査露光を受けることで
該イエロー成分像に対応した静電潜像が形成される。

【００８６】その静電潜像は回転切り換え式カラー現像
装置１７のイエロートナー現像器１７Ｙにより現像され
る。

【００８７】一方、第１又は第２の給紙カセット１８又
は１９から転写材Ｐが所定のタイミングで回転転写ドラ
ム２０に給送されてグリッパ２０ａで保持されて転写ド
ラム２０の外面に巻きついた状態で保持される。

【００８８】そしてその巻き付き転写材の外面に対して
転写帯電器２１により前記ドラム１４面のイエロートナ
ー画像の転写がなされる。

【００８９】以下同様にドラム１４に対して、マゼンタ
成分像に対応したレーザー走査露光→マゼンタ現像器１
７Ｍによる現像→そのマゼンタトナー画像の前記転写材
に対する重畳転写、シアン成分像に対応したレーザー走
査露光→シアントナー現像器１７Ｃによる現像→そのシ
アントナー画像の前記転写材に対する重畳転写、ブラッ
ク成分像に対応したレーザー走査露光→ブラックトナー
現像器１７ＢＫによる現像→そのブラックトナー画像の
前記転写材に対する重畳転写が順次に実行されて、都合
４つの色トナー成分像が回転転写ドラム２０に保持され
ている同一の転写材面に順次に重畳転写される事で原稿
画像と同じフルカラー画像が合成形成される。

【００９０】フルカラー画像の形成された転写材はグリ
ッパ２０ａの解除と分離帯電器２２により回転転写ドラ
ム２０から分離され搬送装置２３で本発明に係る定着装
置６へ導入されて前述したようにカラー画像が良好に加
熱混色定着処理され、カラーコピーとして機外のトレイ
２４へ排出される。

【００９１】カラートナーは、熱を印加した際の溶融
性、混色性が良いことが必要であり、軟化点が低く、か
つ溶融粘度の低いシャープメルト性のトナーを使用する
ことが好ましい。すなわちこうしたシャープメルトトナ
ーを使用することにより複写物の色再現範囲を広め、原
稿像に忠実なカラーコピーを得ることができる。

【００９２】このようなシャープメルトトナーは、例え
ばポリエステル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、着色剤
（染料、昇華性染料）、荷電制御剤等のトナー形成用材
料を熔融混練、粉砕、分級することにより製造される。
必要とあらば、トナーに各種外添剤を添加する外添工程
を付加してもよい。

【００９３】このようなカラートナーとしては定着性、
シャープメルト性を考慮すると結着樹脂としてポリエス
テル樹脂を使用したものが特に好ましい。シャープメル
ト性ポリエステル樹脂としてはジオール化合物とジカル
ボン酸とから合成される分子の主鎖にエステル結合を有
する高分子化合物が例示される。

【００９４】特に、次の化学式で代表されるビスフェノ
ール誘導体もしくはその置換体をジオール成分とし、２
価以上のカルボン酸又はその酸無水物又はその低級アル
キルエステルとからなるカルボン酸成分（例えばフマル
酸，マレイン酸，無水マレイン酸，フタル酸，テレフタ
ル酸，トリメリット酸，ピロメリット酸等）と少なくと
も共縮重合したポリエステル樹脂がシャープな溶融特性
を有するのでより好ましい。

【００９５】

【化１】 （式中Ｒはエチレンまたはプロピレン基であり、ｘ，ｙ
はそれぞれ１以上の正の整数であり、かつｘ＋ｙの平均
値は２〜１０である）シャープメルト性ポリエステル樹
脂の軟化点は７５〜１５０℃好ましくは８０〜１２０℃
が良い。

【００９６】このシャープメルトトナーの軟化特性の例
を図５に示す。測定条件は以下の通りである。

【００９７】フローテスターCFT-500A型（島津製作所
製）を使用し、ダイ（ノズル）の直径０．２ｍｍ、厚み
１．０ｍｍとして２０ｋｇの押出荷重を加え初期設定温
度７０℃で、予熱時間３００秒の後、６℃／分の速度で
等速昇温したとき描かれるトナーのプランジャーの降下
量−温度曲線（以下軟化Ｓ字曲線という）を求めた。

【００９８】試料となるトナーは１〜３ｇ精製した粉末
を用い、プランジャー断面積は１．０ｃｍ² とする。軟
化Ｓ字曲線は図５のようなカーブとなる。等速昇温する
に従い、トナーは徐々に加熱され流出が開始される（プ
ランジャー降下Ａ→Ｂ）．さらに昇温すると溶融状態と
なったトナーは大きく流出し（Ｂ→Ｃ→Ｄ）プランジャ
ー降下が停止し終了する（Ｄ→Ｅ）。

【００９９】Ｓ字曲線の高さＨは全流出量を示し、Ｈ／
２のＣ点に対応する温度Ｔ₀ はそのトナーの軟化点を示
す。

【０１００】トナー及び結着樹脂がシャープメルト性を
有するか否かは、トナーまたは結着樹脂の見掛けの溶融
粘度を測定することにより判定できる。

【０１０１】このようなシャープメルト性を有するトナ
ーまたは結着樹脂とは、見掛けの溶融粘度が１０³ ボイ
ズを示すときの温度をＴ₁ ，５×１０² ボイズを示すと
きの温度をＴ₂ としたとき、 Ｔ₁ ＝９０〜１５０℃ ｜△Ｔ｜＝｜Ｔ₁ −Ｔ₂ ｜＝５〜２０℃ の条件を満たすものを言う。

【０１０２】これらの温度−溶融粘度特性を有するシャ
ープメルト性樹脂は加熱されることにより極めてシャー
プに粘度低下を起こすことが特徴である。このような粘
度低下が最上部トナー層と最下部トナー層との適度な混
合を生じせしめ、さらにトナー層自体の透明性を急激に
増加させ、良好な減色混合を起こすものである。

【０１０３】このようなシャープメルト性のカラートナ
ーは親和力が大きく、定着ローラにオフセットし易いと
いう性質を有している。

【０１０４】したがって、以上のようなカラートナーを
用いる画像形成装置の定着装置においては、長期間に亘
って高い離型性を示す定着装置が必要となる。本発明の
定着装置はこの要望に十分応え得る装置である。

【０１０５】（４）画像形成装置例２（図６） 図６は白黒画像複写機の一例の（電子写真複写機）の概
略構成図である。

【０１０６】３０は装置機筐、３１は該機筐の上面板３
２上に配設したガラス板等の透明板部材よりなる往復動
型の原稿載置台であり、機筐上面板３２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。

【０１０７】０は原稿であり、複写すべき画像面側を下
向きにして原稿載置台３１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３３をかぶせて押え込
むことによりセットされる。

【０１０８】３４は機筐上面板３２面に原稿載置台３１
の往復移動方向とは直角の方向（紙面に垂直の方向）を
長手として開口された原稿照明部としてのスリット開口
部である。原稿載置台３１上に載置セットした原稿０の
下向き画像面は原稿載置台３１の右方ａへの往動移動過
程で右辺側から左面側にかけて順次にスリット開口部３
４の位置を通過していき、その通過過程でランプ３５の
光をスリット開口部３４、透明な原稿載置台３１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３６によって感光ドラム
３７面に結像露光される。

【０１０９】感光ドラム３７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
３７ａを中心に所定の周速度で矢示ｂの時計方向に回転
駆動され、その回転過程で帯電器３８により正極性又は
負極性の一様な帯電処理を受け、その一様帯電器面に前
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３７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。

【０１１０】この静電潜像は黒トナー現像器３９により
加熱で軟化溶融する樹脂等より成る黒色トナーにて順次
に顕像化され、該顕像たるトナー画像が転写部としての
転写放電器４０の配設部位へ移行していく。

【０１１１】４１は記録材としての転写材シートＰを積
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４１ａの回転により１枚宛繰り出し給送され、
次いでレジストローラ４２により、ドラム３７上のトナ
ー画像形成部の先端が転写放電器４０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４０と感光ドラ
ム３１との間位置に丁度到達して両者一致するようにタ
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４０により感光ドラム３７
側のトナー画像が順次に転写されていく。

【０１１２】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３７面から順次に分離さ
れて搬送ガイド４３によって本発明に従う定着装置６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
４４上に排出される。トナー画像転写後の感光ドラム３
７の面はクリーニング装置４５により転写残りトナー等
の付着汚染物の除去を受けて繰り返して画像形成に使用
される。

【０１１３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、フィルム
加熱方式の定着装置について、フィルム材の離型性を従
来フィルム材よりも高離型性とすることができ、これに
より白黒画像用の定着装置において耐久の進行によりト
ナーオフセットする迄の寿命が向上し、また加熱定着部
から分離部までの冷却工程距離を従来より短かくしても
トナーオフセットなく良好に定着処理を実行することが
でき、装置の小型化が可能となった。

【０１１４】また、従来のフィルム材では離型性が悪く
て良好な定着処理が難しかったカラートナー画像の定着
処理も加熱定着部から分離部までの冷却工程距離を長大
にしたり、冷却手段装置を配設する処置をすることな
く、良好に実行させることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 定着装置例の概略構成図

【図２】 （Ａ）（Ｂ）はそれぞれフィルム材の構成を
示す厚み方向の断面模型図

【図３】 離型剤塗布手段部分の図

【図４】 カラー画像形成装置の一例の概略構成図

【図５】 フローテスター図

【図６】 白黒複写機の一例の概略構成図

【図７】 従来の離型性フィルム材の層構成を示す厚み
方向の断面模型図

【符号の説明】

１・１００ フィルム材（定着フィルム） １ａ 耐熱性多孔質フィルム材 １ｂ 含浸硬化させた耐熱性弾性体 １ｃ 耐熱性弾性体層 １００ａ 耐熱性ベースフィルム １００ｂ 離型材層 ４ 加熱体 Ｐ 記録材（転写材） Ｔａ 未定着トナー画像

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱定着性の顕画剤画像を担持させた記録
   材をその画像担持面側をフィルム材の一方面側に密着さ
   せてフィルム材と一緒にフィルム材の他方面側に配置し
   た加熱体の位置を移動通過させて記録材の顕画剤画像を
   加熱体の熱によりフィルム材を介して加熱溶融させ、そ
   の後フィルム材と記録材を分離させることで画像定着処
   理するフィルム加熱方式の定着装置であり、前記フィル
   ム材は、耐熱性多孔質フィルム材に耐熱性弾性体を含浸
   硬化させたものであることを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 熱定着性の顕画剤画像を担持させた記録
   材をその画像担持面側をフィルム材の一方面側に密着さ
   せてフィルム材と一緒にフィルム材の他方面側に配置し
   た加熱体の位置を移動通過させて記録材の顕画剤画像を
   加熱体の熱によりフィルム材を介して加熱溶融させ、そ
   の後フィルム材と記録材を分離させることで画像定着処
   理するフィルム加熱方式の定着装置であり、前記フィル
   ム材は、少なくとも、耐熱性多孔質フィルム材に耐熱性
   弾性体を含浸硬化させた層と、該層の記録材との接触面
   側に設けた耐熱性弾性体層からなることを特徴とする定
   着装置。