JPH06258969A

JPH06258969A - 加熱定着装置

Info

Publication number: JPH06258969A
Application number: JP6905993A
Authority: JP
Inventors: Yasumasa Otsuka; 康正大塚; Yoji Tomoyuki; 洋二友行
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-03-05
Filing date: 1993-03-05
Publication date: 1994-09-16

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、オフセットを確実に防止で
き、転写抜けを発生させることのない加熱定着装置を提
供することにある。【構成】定着フィルム７を、絶縁性の樹脂基材１０
１、例えば体積抵抗１０¹¹Ωｃｍ以上の耐熱性樹脂、Ｐ
ＦＡ、ＰＴＦＥ等をチューブ状に形成したもので構成す
る。このようにＰＦＡ、ＰＴＦＥ等を使用することによ
り、フィルムと加熱体との摺擦によるフィルム内面の帯
電極性はマイナスとなり、この電荷によってフィルム外
面にマイナストナーを反発させるような電界を生じさせ
ることができるので、オフセットを防止することが可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱フィルムを介して
加熱体により記録材上のトナー像を加熱する加熱定着装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、画像の加熱定着等のため
の記録材の加熱装置としては、所定の温度に維持された
加熱ローラと、弾性層を有して該加熱ローラに圧接する
加圧ローラを有し、両ローラによって、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熱ロ
ーラ方式が多用されている。

【０００３】また、本出願人は、先に特開昭６３−３１
３１８２号公報で、固定支持された加熱体（サーマルヒ
ータ）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画像を記録材面に加熱定着され
る方式・構成の定着装置を提案した。

【０００４】このようなフィルム加熱方式の定着装置に
おいては、ヒータとして低熱容量加熱体を用いることが
できる。そのため従来の接触式加熱方式である熱ローラ
方式やベルト加熱方式に比べて省電力化及びウェイトタ
イム短縮化（クイックスタート）が可能になる。

【０００５】しかし、このようなフィルム加熱方式の加
熱定着装置においても静電的な要因によるオフセットが
発生する。これは特にマイナス帯電したトナーを加熱す
る場合、顕著である。

【０００６】そこで、特開平１−１８７５８２号公報
で、フィルムのトナー像と接する離型層を低抵抗化し、
この離型層を接地することでフィルムの表面電位を低下
させるトナー画像の乱れやゴミの吸着を防止することが
提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例では、以下のような問題点があった。先ず、上
記従来例ではオフセットを充分に防止することができな
かった。これは、本発明者等が検討したところ、フィル
ム内面が強くプラスに帯電し、このプラス電位がフィル
ムのトナー側表面まで影響し、逆極性であるトナーと静
電的に吸引し合うためであることが判かった。

【０００８】次に別の問題として、フィルムの表面離型
層を低抵抗化した場合、吸湿して低抵抗化した記録材を
加熱すると、記録材に保持されているトナーと逆極性の
転写電荷が離型層にリークしてしまい、記録材とトナー
間の静電的吸引力が働かなくなりオフセットし易くなっ
たり、記録材が大きく低抵抗化した場合、転写電流が記
録材を通して離型層に流れ込んでしまい転写抜けが発生
してしまうことがある。特に、坪量が１００ｇ／ｍ²を
超える紙や吸湿した紙においては紙の抵抗が下がるた
め、この現象が顕著に起こる。

【０００９】逆に、離型層の絶縁性を高くすると、紙の
後端がフィルムと剥離する際に放電し、そのためにフィ
ルム表面に局所的に剥離帯電電荷が溜り、＋２０〜＋５
０Ｖの電位となってマイナストナーを吸着するためオフ
セットとなる。

【００１０】本発明は、上記問題点を解決し、オフセッ
トを確実に防止でき、転写抜けを発生させることのない
加熱定着装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願第一発明によれば、
上記目的は、加熱体と、一面を該加熱体と接触させ他面
をトナー像が支持された記録材と接触させて移動する耐
熱性フィルムとを有し、上記加熱体からの熱で記録材上
のトナー像を加熱する加熱定着装置において、上記トナ
ーは摩擦帯電により負の帯電極性を有するものであり、
上記フィルムは、摩擦帯電により負の帯電極性を有する
部材で形成されていることにより達成される。

【００１２】また、本願第二発明によれば、上記目的
は、加熱体と、一面を該加熱体と接触させ他面をトナー
像が支持された記録材と接触させて移動する耐熱性フィ
ルムと、該耐熱性フィルムを介して上記加熱体に圧接す
るように配設された加圧部材とを有し、上記加熱体から
の熱で記録材上のトナー像を加熱する加熱定着装置にお
いて、上記耐熱性フィルムは上記加熱体に接する側から
順に、絶縁性の基層、導電性のプライマ層、絶縁性の離
型層とで形成され、上記加圧部材は接地された芯金と、
該芯金上に形成され電気的にフロート状態とされた導電
層で形成されていることにより達成される。

【００１３】さらに、本願第三発明によれば、上記目的
は、加熱体と、一面を該加熱体と接触させ他面をトナー
像が支持された記録材と接触させて移動する耐熱性フィ
ルムと、該耐熱性フィルムを介して上記加熱体に圧接す
るように配設された加圧部材とを有し、上記加熱体から
の熱で記録材上のトナー像を加熱する加熱定着装置にお
いて、上記耐熱性フィルムは上記加熱体と接する側から
順に、絶縁性の基層、導電性のプライマ層、絶縁性の離
型層とで形成されており、上記加圧部材は導電性の芯金
上に導電性の弾性層が形成されており、該導電性の芯金
は起電力素子を介して接地されていることにより達成さ
れる。

【００１４】また、本願第四発明によれば、上記目的
は、加熱体と、一面を該加熱体と接触させ他面をトナー
像が支持された記録材と接触させて移動する耐熱性フィ
ルムとを有し、上記加熱体からの熱で記録材上のトナー
像を加熱する加熱定着装置において、上記耐熱性フィル
ムは上記加熱体と接する側から順に、絶縁性の基層、接
地された導電性のプライマ層、絶縁性の中間層、電気的
にフロート状態とされた導電性の離型層で形成されてい
ることにより達成される。

【００１５】さらに、本願第五発明によれば、上記目的
は、加熱体と、一面を該加熱体と接触させ他面をトナー
像が支持された記録材と接触させて移動する耐熱性フィ
ルムと、該耐熱性フィルムを介して上記加熱体に圧接す
るように配設され導電性芯金を備えた加圧部材とを有
し、上記加熱体からの熱で記録材上のトナー像を加熱す
る加熱定着装置において、上記耐熱性フィルムは上記加
熱体に接する側から順に、絶縁性の基層、導電性のプラ
イマ層、高抵抗の離型層で形成されており、上記導電性
のプライマ層と上記加圧部材の導電性芯金間を整流素子
を介して接続し、上記加圧部材の導電性芯金を起電力素
子を介して接続したことにより達成される。

【００１６】

【作用】本願第一発明によれば、フィルムは加熱体及び
記録材等との接触により負に帯電し、記録材上の負に帯
電したトナーとの間に電気的反発力を発生させ、オフセ
ットを防ぐ。

【００１７】また、本願第二発明によれば、フィルムの
基層は絶縁性であるために加熱体からの電流の漏れを防
ぐ。また、該基層は加熱体との接触によりトナーと逆極
性に帯電するが、該基層の上層のプライマ層が導電性で
あるために該基層をシールドし、上記トナーと逆極性の
電荷の離型層への移動を防ぐ。さらに、トナーに負帯電
極性のものを用いた場合には、記録材は正に帯電してお
り、記録材の後端がフィルムと剥離する際に剥離帯電に
より離型層に正の電荷が残されるが、該離型層と接触す
る加圧部材の表層が導電性であるために上記正の電荷は
該表層に転移し、該表層全面へ拡散する。そして、該表
層は電気的にフロート状態にあるため上記正の電荷を保
持し、記録材の裏面から電気的引力によりトナーを引き
付けてオフセットを防止する。

【００１８】さらに、本願第三発明によれば、フィルム
の基層は絶縁性であるために加熱体からの電流の漏れを
防ぐ。また、該基層は加熱体との接触によりトナーと逆
極性に帯電するが、該基層の上層のプライマ層が導電性
であるために該基層をシールドし、上記トナーと逆極性
の電荷の離型層への移動を防ぐ。さらに、トナーに負帯
電極性のものを用いた場合には、記録材は正に帯電して
おり、記録材の後端がフィルムと剥離する際に剥離帯電
により離型層に正の電荷が残されるが、該離型層と接触
する加圧部材の表層が導電性であるために上記正の電荷
は該表層に転移する。さらに、導電性芯金が起電力素子
を介して接地されているために該表層の電位は所定値に
維持され、記録材の裏面から電気的引力によりトナーを
引き付けてオフセットを防止する。

【００１９】また、本願第四発明によれば、フィルムの
基層は絶縁性であるために加熱体からの電流の漏れを防
ぐ。また、該基層は加熱体との接触によりトナーと逆極
性に帯電するが、該基層の上層のプライマ層が導電性で
あり接地されているために逆極性の電界を消去する。さ
らに、トナーに負帯電極性のものを用いた場合には、記
録材は正に帯電しており、記録材の後端がフィルムと剥
離する際に剥離帯電により離型層に正の電荷が残される
が、該離型層は導電性で電気的にフロート状態にあるた
め、上記正の電荷は該離型層全面に広がり、一部分に高
い正電位を生じさせない。さらに、離型層とプライマ層
が容量の大きいコンデンサを作るため、剥離帯電による
電荷が耐久で蓄積しても、記録材と離型層間の電界が弱
まり、また、絶縁中間層等を介して剥離電荷が漏れるた
め、表面電位としては小さくなり、オフセットを生じさ
せない。

【００２０】さらに、本願第五発明によれば、フィルム
の基層は絶縁性であるために加熱体からの電流の漏れを
防ぐ。また、該基層は加熱体との接触によりトナーと逆
極性に帯電するが、該基層の上層のプライマ層が導電性
であるために該基層をシールドし、上記トナーと逆極性
の電荷の離型層への移動を防ぐ。さらに、トナーに負帯
電極性のものを用いた場合には、記録材は正に帯電して
おり、記録材の後端がフィルムと剥離する際に剥離帯電
により離型層に正の電荷が残されるが、該電荷は該離型
層を介して上記プライマ層に移動する。そして、該プラ
イマ層は、加圧部材の導電性芯金と整流素子を介して接
続されているため、上記基層から移動した電荷と剥離帯
電による電荷は共に加圧部材の表層に転移する。さら
に、導電性芯金が起電力素子を介して接地されているた
めに該表層の電位は所定値に維持され、記録材の裏面か
ら電気的引力によりトナーを引き付けてオフセットを防
止する。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００２２】〈実施例１〉先ず、本発明の実施例１を図
１及び図２に基づいて説明する。図１は本発明の実施例
の加熱定着装置を有する画像形成装置の概略断面図であ
る。

【００２３】図１において記録材Ｐは、画像形成部Ａの
感光ドラム２１の表面に形成された現像像が、転写帯電
手段２２によって記録材Ｐの背面にトナー帯電極性（マ
イナス）と逆極性のプラスの電荷が与えられることによ
って転写され、その転写トナー像Ｔａを静電気的に記録
材面に保持して定着装置へ搬送され、以下のような定着
装置にて加熱定着される。

【００２４】７はエンドレスベルト状の加熱フィルムで
ある定着フィルム（耐熱性フィルム）であり、左側の駆
動ローラ８と、右側の従動ローラ９と、該駆動ローラ８
及び従動ローラ９間の下方に配置した加熱体としての低
熱容量線状加熱体１との三部材間に懸回張設してある。
定着フィルム７についての層構成の詳細は後述する。

【００２５】従動ローラ９はエンドレスベルト状の定着
フィルム７のテンションローラを兼ねさせており、該定
着フィルム７は駆動ローラ８の時計方向回転駆動に伴い
時計方向に所定の周速度、すなわち画像形成部Ａ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
記録材（転写材シート）Ｐの搬送速度と同じ周速度をも
って皺や蛇行、速度遅れなく回動駆動される。

【００２６】１０は鉄・ステンレス等の芯金１１にシリ
コーンゴム等の離型性の良いゴム弾性層１２を形成した
加圧部材としての加圧ローラであり、上記エンドレスベ
ルト状の定着フィルム７の下行側部分を挟ませて加熱体
１の下面に対して付勢手段（図示せず）により例えば総
加圧力４０〜１２０Ｎをもって対向圧接させてあり、記
録材Ｐの搬送方向に順方向の反時計方向に芯金１１を中
心に回転する。なお、芯金１１はノイズ防止のために接
地してある。

【００２７】加熱体１はフィルム７の面移動方向と交差
する方向を長手方向とする低熱容量線状加熱体であり、
ヒータ基板３、通電発熱抵抗体（発熱体）４、検温素子
５等よりなり、ヒータ支持体２に取付け保持させて固定
支持させてある。

【００２８】ヒータ支持体２は加熱体１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。

【００２９】ヒータ基板３は耐熱性・絶縁性・低熱容量
の部材であり、本実施例においては厚み１．０ｍｍ、幅
１０ｍｍ，長さ２４０ｍｍのアルミナ基板である。

【００３０】発熱体４はヒータ基板３の下面（フィルム
７との対面側）の略中央部に長手に沿って、例えば、Ａ
ｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、Ｔａ₂Ｎ等の電気抵抗材料
を厚み約１０μｍ、幅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６を
約１０μｍコートしたものである。

【００３１】発熱体４及びヒータ基板３の熱容量が小さ
く、かつ、これらがヒータ支持体２により断熱支持され
ているので、定着フィルム７を介して形成される加熱体
１と加圧ローラ１０の圧接部Ｎにおける加熱体１の表面
温度は、短時間にトナーの融点（または記録材Ｐへの定
着可能温度）に対して充分な高温に昇温するので、加熱
体１を予め昇温させておく（いわゆるスタンバイ状態）
必要がなく、省エネルギーが実現でき、しかも機内昇温
も防止できる。

【００３２】検温素子５は本実施例ではヒータ基板３の
上面（発熱体４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。しかしこれに限られる
ものではなく、他に低熱容量のサーミスタ等をヒータ基
板３に当接配置する構成にしてもよい。

【００３３】本実施例の加熱体１の場合は、線状または
帯状をなす発熱体４に対し、その長手方向両端部より通
電し、発熱体４を略全長に亘って発熱させる。この発熱
体４を検温素子５の検知温度に応じてトライアックを含
む通電制御回路（図示せず）により、検知素子５の検知
温度が所定の定着温度に維持されるように通電電力が制
御される。

【００３４】以上のような本実施例装置において、上記
未定着トナー画像Ｔａを上面に担持した記録材Ｐは、定
着フィルム７を介して形成された加熱体１と加圧ローラ
１０との圧接部Ｎ（定着ニップ部）へガイド１８に案内
されて進入し、未定着トナー画像面が定着フィルム７の
下面に密着する。該定着フィルム７は記録材Ｐの搬送速
度と同一速度で同一方向に回動しているため、上記記録
材Ｐは定着フィルム７に対して面ずれ・皺・寄りを生じ
ることなく定着フィルム７と重なった状態で上記圧接部
Ｎ間を挟圧力を受けつつ通過する。加熱体１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は圧接部Ｎにおいて加熱を受けて
軟化・溶融像Ｔｂとなる。

【００３５】定着フィルム７は、支持体２の曲率の大き
い（曲率半径が約２ｍｍ）エッジ部Ｓにおいて、急角度
（屈折角度θが略４５°）で走行方向が転向する。した
がって、定着フィルム７と重なった状態で圧接部Ｎを通
過して搬送された記録材Ｐは、エッジ部Ｓにおいて定着
フィルム７から曲率分離し、排紙トレイへ排紙される。
トナーは記録材Ｐが排紙される時までに充分冷却固化
し、記録材Ｐに完全に定着した状態（トナー画像Ｔｃ）
となる。

【００３６】次に、加熱フィルムである定着フィルム７
について説明する。図２は定着フィルム７の層構成を示
す断面図である。絶縁性の樹脂基材１０１は厚さ２０〜
１００μｍ、体積抵抗１０¹¹Ωｃｍ以上の耐熱性樹脂、
ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等をチューブ状のフィルムに形成した
ものである。ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等を使用することによ
り、フィルムと加熱体との摺擦によるフィルム内面の帯
電極性はマイナスとなり、この電荷によってフィルム外
面にマイナストナーを反発させるような電界を生じさせ
ることができるので、オフセットを防止することが可能
となる。

【００３７】また、ＰＦＡ、ＰＴＦＥは外面側で記録材
である紙や、加圧ローラのシリコーンゴム等と摺擦して
もマイナスに帯電するため、この点からもオフセットに
対して良好である。

【００３８】〈実施例２〉次に、本発明の実施例２を図
３に基づいて説明する。なお、実施例１との共通箇所に
は同一符号を付して説明を省略する。

【００３９】図３は本実施例におけるフィルム７の構成
を示す図で、フィルムの基材１０２としてポリイミドや
ガラス繊維の織布を用いるものである。これらを基材と
して用いることでフィルムの寸法精度、特に高温時の寸
法精度を保ち易く、また引張り力、引き裂き力に対して
も実施例１に比較して数段改善されたものとなる。

【００４０】そして、このフィルム基材１０２に対し
て、スプレーまたはディッピングによって内周面、及び
外周面にＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等あるいはこれらの
混合物を塗布して焼成成膜する。

【００４１】これによって、外周面、内周面ともマイナ
スに帯電し、マイナストナーに対して反発力を発生させ
ることができるので、オフセットを防止することが可能
となる。また、フィルム内周面におけるヒータとの摺擦
抵抗を減少させて定着装置しての駆動トルクを低減させ
ると共に、外周面の離型性をも向上させて、メカニカル
なオフセットを防止できる利点もある。

【００４２】また、内周面のコーティング１０４と外周
面のコーティング１０３は異なるものがそれぞれ内周面
は耐摺擦性、外周面は離型性を重視してマイナス帯電を
する材料を選択すれば良い。

【００４３】〈実施例３〉次に、本発明の実施例３につ
いて説明する。なお、実施例１との共通箇所には同一符
号を付して説明を省略する。

【００４４】実施例１及び実施例２においては、摩擦帯
電によってフィルムがマイナスに帯電するようにその材
質を選択した。しかしながら、通常は、樹脂そのままの
帯電では１ｋＶ以上の高い電圧となってしまい、未定着
トナー像を尾引きさせてしまったり、周囲の金属に対し
て放電してノイズを生じたりする虞がある。

【００４５】そこで、実施例１においては、フィルム基
材１０１、実施例２においてはコーティング１０３、１
０４に使用する材料中にカーボンブラック、金属粉、金
属酸化物、界面活性剤、金属ウィスカー、酸化物ウィス
カーを添加して、フィルムのマイナス帯電を数百Ｖに抑
えることができる。これによって、上述の問題が解決さ
れると共に、添加物によるフィルムやコーティングの強
化が図れる利点もある。また、添加物の他にフィルムの
表面を陽極酸化やエッチング等の処理を行ったり、コー
ティング材の一部の基を置換することによるマイナス帯
電の制御も可能である。

【００４６】〈実施例４〉次に、本発明の実施例４を図
４及び図５に基づいて説明する。なお、実施例１との共
通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００４７】本実施例の定着装置は定着フィルム７及び
加圧ローラ１０の構成を除いて実施例１の定着装置の構
成と同様であり、図４に示すように実施例１と同様な画
像形成装置に用いられる。なお、本実施例装置における
転写−定着間の距離は最大記録材長より短く設定されて
いる。

【００４８】次に、加熱フィルムである定着フィルム７
について説明する。図５は定着フィルム７の層構成を示
す断面図である。絶縁性の樹脂基材１０５は厚さ２０〜
８０μｍ、体積抵抗１０¹¹Ωｃｍ以上の耐熱性のポリイ
ミドから成る。基材１０５には表面抵抗１０⁷Ω／□以
下、厚み３〜８μｍのプライマ層１０６より、絶縁性・
離型性にすぐれた耐圧３０Ｖ以上であるＰＦＡ・ＰＴＦ
Ｅ等のフッ素樹脂やシリコーン樹脂から成る離型層１０
７が接着されている。

【００４９】例えば、体積抵抗１０¹⁴Ωｃｍ、厚み４０
μｍのポリイミドフィルム１０５の上に、表面抵抗５×
１０⁴Ω／□、厚み４μｍのプライマー１０６、その上
にＰＦＡ（四フッ化エチレン−パーフルオロビニルエー
テル共重合体）・ＰＴＦＥの比が２０／８０から成るフ
ッ素樹脂を厚み１８μｍでスプレー塗布して離型層１０
７を形成したものが使用可能である。

【００５０】また、本実施例では加熱体と摺動するフィ
ルム基材１０５を絶縁性としている。これは、フィルム
内面の摩擦帯電電位を低くするために基材１０５に導電
性物質を添加して低抵抗化すると、通電される電気抵抗
材料との距離が非常に小さいため電流がリークする問題
が発生する。このリークの問題を解決するために保護層
を厚くするとクイックスタート性が低下してしまうの
で、絶縁性の基材１０５を設けることでクイックスター
ト性を低下させることなくリークの問題を解決してい
る。

【００５１】しかし、基材１０５は加熱体等との摩擦帯
電によりトナーと逆極性のプラスに強く帯電しているた
め、フィルムの摺動面の帯電電位がトナーに静電的吸引
力を及ぼす。これを防止するために、プライマ層１０６
を導電性にし、シールドしている。

【００５２】また、本実施例ではＰＴＦＥにＰＦＡを混
合したフッ素樹脂で離型層１０７を形成している。

【００５３】さらに、加圧ローラ１０は芯金１１の周上
に絶縁性かつ耐熱性のシリコーン層１２を巻き、その表
面上にカーボンブラック入りの導電性かつ離型性の良い
表層１３を設けたものである。芯金１１は接地され、ノ
イズを防止すると共に表層１３との間でコンデンサーを
形成する。表層１３は電気的にフロート状態としてお
く。

【００５４】従来のフィルム方式の定着装置において、
マイナストナーを用いた場合には、紙はプラス帯電をし
ており、紙の後端が定着フィルムと剥離する際には図５
（ａ）のようにプラス電荷が剥離帯電でフィルムに残さ
れる。これによって次の紙にオフセットが生じる。

【００５５】そこで、本発明では、図５（ｂ）のよう
に、定着フィルム７表面に局所的に蓄積した剥離帯電電
荷は、ニップ部を通る際に加圧ローラ１０の導電性表層
１３へ転移し、加圧ローラ外周全面へ拡散する。

【００５６】このため、定着フィルム７の表面の剥離帯
電電荷は除かれ、かつ、加圧ローラ１０にはトナーを紙
の裏面から引力を働かせるように、プラスに帯電してお
り、よりオフセット防止に効果が上がる。

【００５７】表層１３の材料としては、例えばＰＦＡに
カーボンブラックを分散させたもの（例えば、グンゼ
（株）製のＧＦチューブの導電性のもの）あるいは導電
性シリコーンを用いれば良い。

【００５８】〈実施例５〉次に、本発明の実施例５を図
６に基づいて説明する。なお、実施例１及び実施例４と
の共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００５９】実施例４では、加圧ローラ１０を二層構造
としたが、本実施例では、図６に示すように、導電性の
ある耐熱性ゴム層２４、例えば導電性シリコーンやフッ
素ゴムを用い、加圧ローラ芯金１１をダイオード２３を
介して接地することで、トナーと逆極性のバイアス電位
を加圧ローラ１０に印加させることができる。

【００６０】これによって、実施例４と同じく定着フィ
ルム７の剥離帯電電荷を除去し、かつ、トナーを紙へ拘
束する力を加圧ローラ１０に生じたバイアス電位で作る
ことができるので、オフセットに対して効果がある。こ
れによって、加圧ローラ１０の構造を簡素化できる。

【００６１】〈実施例６〉次に、本発明の実施例６を図
７に基づいて説明する。なお、実施例１及び実施例４並
びに実施例５との共通箇所には同一符号を付して説明を
省略する。

【００６２】図７の如く加圧ローラ１０を導電性のゴム
層２５と、導電性の樹脂層２６から構成しても良い。

【００６３】具体的には、ゴム層２５はカーボンブラッ
ク入りシリコーンゴム、樹脂層２６はカーボンブラック
入りＰＦＡをコーティングまたはチューブを収縮させて
接着させて作れば良い。

【００６４】これによって、実施例４及び実施例５より
加圧ローラの離型性を向上させながらオフセットを防止
できる。

【００６５】以上の実施例４ないし実施例６ではマイナ
ストナーに関して説明したが、プラストナーに対しても
応用できることは明らかである。すなわち、実施例５及
び実施例６については、ダイオードの向きを逆転させる
だけで良い。

【００６６】〈実施例７〉次に、本発明の実施例７を図
８ないし図１０に基づいて説明する。なお、実施例１及
び実施例４との共通箇所には同一符号を付して説明を省
略する。

【００６７】本実施例の定着装置は定着フィルム７及び
導電ブラシ２７の構成を除いて実施例１の定着装置の構
成と同様であり、図８に示すように実施例１及び実施例
４と同様な画像形成装置に用いられる。本実施例装置に
おける転写−定着間の距離は最大記録材長より短く設定
されている。

【００６８】次に、加熱フィルムである定着フィルム７
について説明する。図９は定着フィルム７の層構成を示
す断面図である。絶縁性の樹脂基材１０５は厚さ２０〜
８０μｍ、体積抵抗１０¹¹Ωｃｍ以上の耐熱性のポリイ
ミドから成る。基材１０５には表面抵抗１０⁷Ω／□以
下、厚み３〜８μｍのカーボンとＰＥＳとＰＦＡの混合
物のプライマ層１０６より、絶縁性・離型性にすぐれた
耐圧３０Ｖ以上であるＰＦＡ・ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂
やシリコーン樹脂から成る絶縁中間層１０８が厚さ５〜
８μｍが接着されている。

【００６９】そして、さらにその上に、カーボンブラッ
クを１〜４ｗｔ％固形分比で分散させたフッ素樹脂やシ
リコーンゴム樹脂の３〜５μｍの離型層１０９を接着す
る。ここで、絶縁中間層１０８の樹脂と離型層１０９の
主となる樹脂は接着性を良くするために同種のものが好
ましい。

【００７０】離型層１０９の表面抵抗は１０⁴〜１０⁸Ω
／□が好ましい。１０⁴Ω／□以下にするとカーボン量
が多くなりすぎて離型性の低下が生じるためのかえって
オフセットし易くなる。一方で、１０⁸Ω／□以上では
充分に剥離帯電電荷の移動分離が行われないうちに、次
の紙が定着装置に入るようになるため、オフセットが防
止できない。

【００７１】例えば、体積抵抗１０¹⁴Ωｃｍ、厚み４５
μｍのポリイミドフィルム１０５の上に、表面抵抗５×
１０⁴Ω／□、厚み４μｍのプライマー１０６、その上
に絶縁中間層１０８としてＰＦＡ（四フッ化エチレン−
パーフルオロビニルエーテル共重合体）・ＰＴＦＥの比
が２０／８０から成るフッ素樹脂を厚み１０μｍで、さ
らに最外層にＰＦＡとＰＴＦＥの比が２０／８０で、固
形分比で４ｗｔ％のカーボンブラックを添加した厚さ５
μｍの離型層をスプレー塗布したものが使用できる。

【００７２】また、本実施例では加熱体と摺動するフィ
ルム基材１０５を絶縁性としている。これは、フィルム
内面の摩擦帯電電位を低くするために基材１０５に導電
性物質を添加して低抵抗化すると、通電される電気抵抗
材料との距離が非常に小さいため電流がリークする問題
が発生する。

【００７３】このリークの問題を解決するために保護層
を厚くするとクイックスタート性が低下してしまうの
で、絶縁性の基材１０５を設けることでクイックスター
ト性を低下させることなくリークの問題を解決してい
る。

【００７４】しかし、基材１０５は加熱体等との摩擦帯
電によりトナーと逆極性のプラスに強く帯電しているた
め、フィルムの摺動面の帯電電位がトナーに静電的吸引
力を及ぼす。これを防止するために、プライマー層を導
電性にし、シールドしている。

【００７５】そして、この導電プライマ層１０６はグラ
ンドに接地されている。そして、中間絶縁層１０８はＰ
ＦＡとＰＴＦＥとを混合したフッ素樹脂でＰＦＡによつ
てＰＴＦＥのピンホールを少なくして離型層の体積抵抗
を大きくしている。これは、紙にトナーを保有するため
の電荷のリークを防止するためである。

【００７６】離型層１０９は、ＰＦＡ、ＰＴＦＥの混合
物にカーボンブラック（商品名ライオンペーストＷ−３
１０Ａ、ライオン（株）製）を固形分比で１〜４ｗｔ％
分散させたものである。そしてこの層は電気的にフロー
ト状態である。

【００７７】ここではカーボンブラックを用いて離型層
１０９の導電化を図ったが、他に金属粉、金属ウィスカ
ー等の導電性を与える粒子を加えても良い。

【００７８】剥離帯電によって離型層１０９表面に発生
した電荷は、定着フィルム全面に広がるため、一部分に
高いプラス電位を生じさせることがない。

【００７９】また、離型層１０４とプライマ層１０２が
容量の大きいコンデンサを作るため剥離帯電による電荷
が耐久で蓄積しても表面電位としては数Ｖのレベルを超
えずオフセットを生じない。

【００８０】これは、一つには表面が少しでもプラスに
帯電すると、紙と定着フィルム間の電界が弱まって剥離
帯電が抑制されるからであり、もう一つの理由として
は、絶縁中間層や加圧ローラを介して微小ではあるが、
剥離電荷のリークがあるからである。

【００８１】なお、図１０は定着フィルムの軸方向の層
構成であり、表層離型層１０９が中間絶縁層１０８によ
って完全に絶縁されるようになっていることを示すもの
である。導電性プライマ層１０６は導電ブラシ２７によ
って接地されている。

【００８２】〈実施例８〉次に、本発明の実施例８を図
１１に基づいて説明する。なお、実施例７との共通箇所
には同一符号を付して説明を省略する。

【００８３】実施例７では離型層１０９にカーボンブラ
ックを分散させていたが、さらにはカーボンブラックを
微粒化すると良い。

【００８４】例えば、実施例７で用いたライオンペース
トＷ３１０−Ａでは平均粒径０．３μｍのケッチェンブ
ラックＥＣを用いていたが、これをケッチェンブラック
ＥＣ６００ＪＤ粒径０．０３μｍにすれば、図１１
（ａ）に示すように粒子の間隔が狭いので粒子間を埋め
ているフッ素樹脂から放電が生じ易く、この結果フィル
ム全体の帯電は均一化させることができる。

【００８５】一方で、従来のケッチェンブラックＥＣで
は、図１１（ｂ）に示すように粒子間隔が広くフッ素樹
脂の表面でケッチェンブラックＥＣへの放電がなされて
ない帯電領域が生じてしまう。したがって、表面に現れ
る電位もケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤの方がムラ
が少なく、オフセットにも良好な結果が得られる。

【００８６】他にも０．０３μｍ程度の導電性粒子でも
同様の効果が得られる。

【００８７】さらに、ケッチェンブラックＥＣ６００Ｊ
Ｄは粒径が細かいので、通常がカーボンブラックに比べ
てトナーの粒径数μｍに対して接着しずらく、離型性の
低下を生じさせにくい。さらには、同じ導電性を与える
にも６０％の量で良く、この点も離型性の面で優れた表
層となる。

【００８８】〈実施例９〉次に、本発明の実施例９につ
いて説明する。なお、実施例１との共通箇所には同一符
号を付して説明を省略する。

【００８９】実施例８では離型層、絶縁中間層の材質を
ＰＦＡとＰＴＦＥの混合比を２０／８０としたが、この
値に限るものではない。

【００９０】また、ＰＦＡの代わりにＦＥＰを用いても
良い。

【００９１】ＰＦＡまたはＦＥＰは塗膜の絶縁性あるい
は体積抵抗を上げる働きをしてるものであるから、中間
層、離型層とも厚みを増すことでＰＴＦＥの配合比を増
して、強度アップすることができる。

【００９２】これによって、傷、耐摩耗性の向上を図る
ことが可能である。また、フィルム基材もポリイミドに
限るものではなく、ガラス織布等の耐熱性熱伝導性の良
いもので、フィルム状に形成したものであれば良い。

【００９３】〈実施例１０〉次に、本発明の実施例１０
を図１２ないし図１６に基づいて説明する。なお、実施
例１及び実施例４並びに実施例７との共通箇所には同一
符号を付して説明を省略する。

【００９４】本実施例の定着装置は定着フィルム７の接
地方式を除いて実施例１の定着装置の構成と同様であ
り、図１２に示すように実施例１と同様な画像形成装置
に用いられる。本実施例装置における転写−定着間の距
離は最大記録材長より短く設定されている。

【００９５】次に、加熱フィルムである定着フィルム７
について説明する。図１３は定着フィルム７の層構成を
示す断面図である。絶縁性の樹脂基材１０５は厚さ２０
〜８０μｍ、体積抵抗１０¹¹Ωｃｍ以上の耐熱性のポリ
イミドから成る。

【００９６】この樹脂基材１０５上に表面抵抗値１０⁷
Ω／□以下で厚さ３〜８μｍのプライマ層１０６が離型
層１０７を接着するために塗布される。

【００９７】離型層１０７は、厚み８〜１２μｍで表面
抵抗値１０⁷〜１０¹²Ω／□のフッ素樹脂ＰＦＡとＰＴ
ＦＥにカーボンブラック等の導電性粒子を混合したもの
をディッピングまたはスプレー塗層で塗り、焼成成形す
る。

【００９８】そして、このプライマ層１０６は図１３で
示したように、導電性ブラシ２７等の摺動接点を接触さ
せダイオード２８を介して加圧ローラ芯金１１と接続す
る。さらに、加圧ローラ芯金１１はダイオード２９を介
して接地される。

【００９９】しかしながら、マイナストナーを使用して
いる場合に、図１４のようにダイオードを接続するとダ
イオード３０の向きでは紙Ｐのプラス電荷が離型層１０
７、プライマ層１０６を通じてグランドへ流出してトナ
ーに対する拘束電界が弱まってオフセットが生じる。こ
の場合、加圧ローラの芯金１１に接続したダイオード３
１のＰＮ接合及び容量によって発生させられる電圧では
紙の背面に充分な電界を作用させられない。

【０１００】一方、逆に図１５のように接続すると紙Ｐ
からのリーク電流でダイオード３２に生じる電圧はプラ
ス数百Ｖ程になり、かえってオフセットがひどくなる。

【０１０１】しかし、図１６のように接続すると、紙Ｐ
から漏れる電流は矢印の示す経路でダイオード２８を介
してダイオード２９によってせき止められ加圧ローラ芯
金電位としてバイアス電圧を発生させる。そして定着フ
ィルムに対してはダイオード２８によって電位が低い方
へバイアスされる。

【０１０２】加圧ローラ芯金に生じた電位と定着フィル
ムに生じる電位で矢印Ｅの向きの電界がトナーに対して
働くので紙からの電荷の移動があってもオフセットを生
じない。

【０１０３】本実施例で用いたダイオード２５の代わり
に１００ＭΩ以上の抵抗を用いて起電力を生じさせても
良く、またバリスタを用いても良い。

【０１０４】〈実施例１１〉次に、本発明の実施例１１
を図１７に基づいて説明する。なお、実施例１０との共
通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【０１０５】実施例１０ではマイナストナーについて説
明したが、本実施例ではプラストナーに対して説明す
る。

【０１０６】この場合は、図１７に示すように紙の電荷
がマイナスであるので加圧ローラ芯金電位としてはマイ
ナスが生じるようにダイオード３５によってマイナス数
百Ｖの電位として加圧ローラ芯金にバイアス電位を生じ
させ、かつダイオード３４のＰＮ接合によって存在する
電位差だけ定着フィルムはプラス側の電圧になるので矢
印Ｅ’の電界が生じて、プラストナーを紙へ押しつける
ように力が働く。このようにしてオフセットが防止され
る。

【０１０７】なお、ダイオード３５を１００ＭΩ以上の
抵抗またはバリスタに代えても良い。

【０１０８】

【発明の効果】以上説明したように、本願第一発明によ
れば、定着用のフィルムの摩擦帯電極性が負なるように
することで、負帯電トナーに対する反発力を生じさせて
オフセットを防止し、転写抜けの発生も防止することが
可能となった。

【０１０９】また、本願第二及び第三発明によれば、加
圧部材を導電化することで、定着フィルム表面に蓄積し
た剥離帯電電荷を加圧部材へ移し、かつ、加圧部材への
バイアス電圧としてトナーを記録材へ拘束する力に転用
することで、オフセットを防止することができる。

【０１１０】さらに、本願第四発明によれば、定着用フ
ィルムとして絶縁性のフィルム基層上に接地した導電性
プライマ層、絶縁中間層、フロート導電性離型層を設け
ることで、記録材の剥離帯電によって生じるオフセット
を防止することが可能となった。

【０１１１】また、本願第五発明によれば、定着フィル
ムと加圧部材の芯金間に整流素子による電位差を生じさ
せ、トナーを記録材に対して拘束する電界を作ると共
に、加圧ローラ芯金自体を起電力素子を介して接地する
ことで装置からの記録材の電荷の流出を防止しつつ、加
圧部材にトナーと逆極性の電位を生じさせることでオフ
セットを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における画像形成装置の概略
構成を示す断面図である。

【図２】図１装置の加熱定着装置に用いられるフィルム
の概略構成を示す断面図である。

【図３】本発明の実施例２における加熱定着装置に用い
られるフィルムの概略構成を示す断面図である

【図４】本発明の実施例４における画像形成装置の概略
構成を示す断面図である。

【図５】図４装置の加熱定着装置における剥離帯電電荷
の移動を説明するための図である。

【図６】本発明の実施例５における加熱定着装置の概略
構成を示す断面図である。

【図７】本発明の実施例６における加熱定着装置の概略
構成を示す断面図である。

【図８】本発明の実施例７における画像形成装置の概略
構成を示す断面図である。

【図９】図８装置の加熱定着装置に用いられるフィルム
の概略構成を示す断面図である。

【図１０】図８装置の加熱定着装置に用いられるフィル
ムの接地状態を示す断面図である。

【図１１】本発明の実施例８におけるフィルムの離型層
の概略構成を示す図である。

【図１２】本発明の実施例１０における画像形成装置の
概略構成を示す断面図である。

【図１３】図１２装置の加熱定着装置の概略構成を示す
断面図である

【図１４】剥離帯電電荷の流出によりトナーに対する拘
束電界が弱まる場合の整流素子及び起電力素子の接続方
式を示す図である。

【図１５】剥離帯電電荷の蓄積によりオフセットを生じ
る場合の整流素子の接続方式を示す図である。

【図１６】図１２装置の加熱定着装置における整流素子
及び起電力素子の働きを説明するための図である。

【図１７】本発明の実施例１１における加熱定着装置の
整流素子及び起電力素子の接続方式を示す図である。

【符号の説明】

１加熱体７定着フィルム１０加圧ローラ（加圧部材）１１芯金１２弾性層（表層）２３ダイオード（起電力素子）２８ダイオード（整流素子）２９ダイオード（起電力素子）１０１基材（負の帯電極性を有する部材）１０５基材（基層）１０６プライマ層１０７離型層１０８絶縁中間層１０９離型層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱体と、一面を該加熱体と接触させ他
面をトナー像が支持された記録材と接触させて移動する
耐熱性フィルムとを有し、上記加熱体からの熱で記録材
上のトナー像を加熱する加熱定着装置において、上記ト
ナーは摩擦帯電により負の帯電極性を有するものであ
り、上記フィルムは、摩擦帯電により負の帯電極性を有
する部材で形成されていることを特徴とする加熱定着装
置。
【請求項２】フィルムは、複数の層から形成されてお
り、フィルムの最内層が摩擦帯電により負の帯電極性を
有する部材で形成されていることとする請求項１に記載
の加熱定着装置。
【請求項３】フィルムは、複数の層から形成されてお
り、フィルムの最外層が摩擦帯電により負の帯電極性を
有する部材で形成されていることとする請求項１に記載
の加熱定着装置。
【請求項４】加熱体と、一面を該加熱体と接触させ他
面をトナー像が支持された記録材と接触させて移動する
耐熱性フィルムと、該耐熱性フィルムを介して上記加熱
体に圧接するように配設された加圧部材とを有し、上記
加熱体からの熱で記録材上のトナー像を加熱する加熱定
着装置において、上記耐熱性フィルムは上記加熱体に接
する側から順に、絶縁性の基層、導電性のプライマ層、
絶縁性の離型層とで形成され、上記加圧部材は接地され
た芯金と、該芯金上に形成され電気的にフロート状態と
された導電層で形成されていることを特徴とする加熱定
着装置。
【請求項５】加熱体と、一面を該加熱体と接触させ他
面をトナー像が支持された記録材と接触させて移動する
耐熱性フィルムと、該耐熱性フィルムを介して上記加熱
体に圧接するように配設された加圧部材とを有し、上記
加熱体からの熱で記録材上のトナー像を加熱する加熱定
着装置において、上記耐熱性フィルムは上記加熱体と接
する側から順に、絶縁性の基層、導電性のプライマ層、
絶縁性の離型層とで形成されており、上記加圧部材は導
電性の芯金上に導電性の弾性層が形成されており、該導
電性の芯金は起電力素子を介して接地されていることを
特徴とする加熱定着装置。
【請求項６】加熱体と、一面を該加熱体と接触させ他
面をトナー像が支持された記録材と接触させて移動する
耐熱性フィルムとを有し、上記加熱体からの熱で記録材
上のトナー像を加熱する加熱定着装置において、上記耐
熱性フィルムは上記加熱体と接する側から順に、絶縁性
の基層、接地された導電性のプライマ層、絶縁性の中間
層、電気的にフロート状態とされた導電性の離型層で形
成されていることを特徴とする加熱定着装置。
【請求項７】耐熱性フィルムは、絶縁性の基層がポリ
イミド、絶縁性の中間層がＰＴＦＥ及びＰＦＡ並びにＦ
ＥＰの混合物、導電性の離型層がＰＴＦＥ及びＰＦＡ並
びにＦＥＰの混合物にカーボンブラックを１〜４ｗｔ％
添加したものであることとする請求項６に記載の加熱定
着装置。
【請求項８】加熱体と、一面を該加熱体と接触させ他
面をトナー像が支持された記録材と接触させて移動する
耐熱性フィルムと、該耐熱性フィルムを介して上記加熱
体に圧接するように配設され導電性芯金を備えた加圧部
材とを有し、上記加熱体からの熱で記録材上のトナー像
を加熱する加熱定着装置において、上記耐熱性フィルム
は上記加熱体に接する側から順に、絶縁性の基層、導電
性のプライマ層、高抵抗の離型層で形成されており、上
記導電性のプライマ層と上記加圧部材の導電性芯金間を
整流素子を介して接続し、上記加圧部材の導電性芯金を
起電力素子を介して接続したことを特徴とする加熱定着
装置。