JPH0810377B2 - 定着装置及び定着用樹脂フィルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はフィルムを介して画像担持体（記録材）に熱
エネルギーを付与する方式の定着装置、及び定着用樹脂
フィルムに関する。

この定着装置は、複写機・レーザービームプリンタ・
ファクシミリ・マイクロフィルムリーダプリンタ・画像
表示（ディスプレイ）装置・記録機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加熱溶融性の樹脂等より成るト
ナーを用いて記録材（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
した未定着のトナー画像を形成担持させ、該未定着のト
ナー画像を該画像を担持している記録材面に永久固着画
像として加熱定着処理する画像定着装置として活用でき
る。

また、画像定着装置に限定されず、例えば画像を担持
した記録材を加熱して表面性を改質する装置等、広く像
担持体を加熱処理する手段装置として使用できる。

（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とによっ
て、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。

米国特許第3,578,797号明細書に開示のように画像定
着手段として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エ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−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、オフセットを生じさ
せずに定着する方式である。

フラッシュ定着方式やオーブン定着方式もある。

最近では固定支持された加熱体と、該加熱体に対向圧
接するフィルムと、該フィルムを介して記録材を加熱さ
せる加圧部材からなる構成方式の加熱装置（フィルム加
熱方式）も考案されている。本出願人の先の提案に係る
特開昭63−313182号公報に開示の方式装置等がこれに属
し、固定発熱体に圧接摺動する薄肉の耐熱フィルム（シ
ート）を介して未定着トナー像に熱エネルギーを付与し
て軟化・溶融せしめフィルムと記録材を離間させる、或
いはトナーが冷却・固化した後にフィルムと記録材を離
間させることを基本とする加熱手段・装置である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上述のような従来の熱ローラ方式、米国
特許第3,578,797号明細書に記載のベルト定着方式、そ
の他の方式には次のような問題があった。

熱ローラ方式 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。即ち所謂ウエ
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。

回転ローラでローラ温度が高温の為に耐熱性特殊軸
受けが必要。

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。

ローラの定着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）トラブルをみやすい。

記録材上のトナーを定着する定着点の温度と、記録
材と熱ローラの分離点の温度が等しいため、分離温度に
依存する高温オフセットが発生しやすく、また分離温度
に依存する画像光沢の程度が制御できない。

フラッシュ、オーブン定着方式 装置が大きくなる。

画像の鮮明さが低下したり、記録紙が定着器内で滞
留すると発火する危険があるる。

ベルト定着方式 この方式の場合も前記熱ローラ方式の項や項と同
様のウエイトタイム、大電力消費等の問題がある。

フィルム加熱方式は、熱容量小のため、小電力・ウ
ェイトタイム短縮になり、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などの利点を有し
効果的なものであるが、ベルト定着方式やフィルム加熱
方式の場合は、ベルト・フィルムは長時間高温に加熱さ
れ、かつテンション力が負荷されているので、フィルム
にクリープによる伸びが発生する。特に熱効率よく定着
する為にフィルムは薄くする必要があり、本発明者等の
実験では耐久フィルムとして引っ張り弾性率800kgf/mm²
のポリイミドを材料として12μｍの厚みのフィルムをつ
くり記録材当接側に離型層としてPTFE（ポリテトラフル
オロエチレン樹脂）をコートして周長300mmのエンドレ
ス定着フィルムを作成し、このエンドレスフィルムを後
述する第１図例の定着装置に装着し、50g/mmのテンショ
ンをかけ200℃にヒータを加熱しながら20時間駆動させ
たところ、0.6mmの延びが生じ、フィルムの寄りの制御
が不可能となり、かつPTFEコート面に微細なクラックが
生じ離型性の低下が見られた。

またフィルムの強度を上げる為にポリイミドフィルム
の厚みを50μｍにしたときフィルムの熱伝導率が約４×
10^-4cal/cm・sec・℃と小さいために定着性が著しく減
少した。

フィルム加熱方式の定着装置の定着フィルムとして基
層と表面離型層とを有する樹脂フィルムを用いる場合、
フィルムの強度、熱伝導性を上げるためにフィルムにフ
ィラーを含有させることが好ましい。

このとき表面離型層はフィルム表面のチャージアップ
による静電オフセットを防止するため導電剤を混入する
ことが好ましい。

またフィルム基層にもフィラーを混入させることが好
ましいが、加熱体の発熱体と、導電剤を混入した表面離
型層は加熱体の表面保護層とフィルム基層を挟んで近接
しているため、フィルム基層に混入するフィラーによっ
ては加熱体の発熱体とフィルムの表面離型層の間に電荷
のリークが発生し、局所的な静電オフセットや発熱体の
損傷を生じることがある。

そこで本発明は、フィルム加熱方式の定着装置、及び
定着用樹脂フィルムに関して、基層と表面離型層とを有
するフィルムの強度・熱伝導性を電気的な問題を生じさ
せることなく向上させて、この種の装置及びフィルムの
駆動安定性、耐久性、信頼性を向上させることを目的と
する。

（問題点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及び定着用
樹脂フィルムである。

（１）通電により発熱する発熱体と、この発熱体を保護
する保護層とを備えた加熱体と、一方の面がこの加熱体
の保護層と接し、他方の面が未定着画像を担持した記録
材と接して共に移動する樹脂フィルムと、を有し、この
樹脂フィルムが前記加熱体と接する基層と、この基層の
上に設けられ、記録材と接する、導電剤が混入された表
面離型層とを備えた定着装置において、前記樹脂フィル
ムの基層には絶縁性の無機フィラーが含有されているこ
とを特徴とする定着装置。

（２）基層と、この基層の上に設けられ、導電剤が混入
された表面離型層とを有する定着用樹脂フィルムにおい
て、前記基層には絶縁性の無機フィラーが含有されてい
ることを特徴とする定着用樹脂フィルム。

（作用） 樹脂フィルムの基層に絶縁性の無機フィラーを含有さ
せたことで、フィルムの強度、熱伝導性を更に向上させ
ることができると共に、フィルムの表面離型層に導電剤
を混入させてフィルム表面のチャージアップによる静電
オフセットを防止するようにしても電荷のリークを防止
することができて前述の電気的な問題も解消される。

上記構成による作用を、第１図に示した本発明にした
がう画像定着装置11を例にして説明する。

（１）画像定着装置11の全体構成 まず第１図例装置の構成を説明する。

24はエンドレスベルト状の定着フィルムであり、左側
の駆動ローラ25と、右側の従動ローラ26と、該両ローラ
25・26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20の互いに並行な該３部材25・26・20間に懸回張
設してある。

従動ローラ26はエンドレスベルト状の定着フィルム24
のテンションローラを兼ねさせており、該定着フィルム
24は駆動ローラ25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
る未定着トーナー画像Taを上面に担持した画像担持体
（記録材）たる転写材シート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。

図には省略したけれども、長期の使用に際してのエン
ドレスベルト状の定着フィルム24の片寄りを防止する為
にローラ24・25、加熱体20に懸回した該フィルム24の前
奥のテンションを変化させたり、ローラの前奥の高さ位
置を変化させる等のフィルム寄り制御装置を備えてい
る。

本例装置11におけるフィルム寄り制御は従動ローラ26
の片端を上下制御させることにより行なっている。すな
わち従動ローラ26の手前端を上げるとフィルムは手前に
移動し、下げると逆に移動する。

28は加圧部材としての、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、前記エンドレ
スベルト状定着フィルム24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不勢手段によ
り例えば総圧４〜7kgの当接圧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。

加熱体としての低熱容量線状加熱体20は本例のもの
は、定着フィルム横断方向（フィルム幅方向）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27と、この支持体の下面側に長手に沿って一体に取付
け保持させた、発熱体22・検温素子23等を具備させたヒ
ータ基板21を有してなる。

ヒータ支持体27は加熱体20を定着装置11及び画像形成
装置全体に対し断熱支持するもので、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・巾10mm・長さ2
40mmのアルミナ基板である。

発熱体22は基板21の下面の略中央部に長手に沿って、
例えば、Ag/Pd（銀パラジウム）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21aを約10μ
ｍコートしたものである。

検温素子23は一例として基板21の上面（発熱体22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21に当接配置する構成にしてもよい。

本例の加熱体20の場合は、戦状又は帯状をなす発熱体
22に対し、その長手方向両端部より通電し、発熱体22を
略全長にわたって発熱させる。通電はAC100Vであり、検
温素子23の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、通電電力を制御している。

（２）定着実行動作 画像形成スタート信号により画像形成装置が画像形成
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は
ガイド29に案内されて加熱体20と加圧ローラ28との圧接
部Ｎの、定着フィルム24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
度で同方向に回動状態の定着フィルム24の下面に密着し
て面ズレやしわ寄りを生じることなく定着フィルム24と
一緒の重なり状態で加熱体20と加圧ローラ28との相互圧
接部Ｎ間を挟圧力を受けつつ通過していく。

加熱体20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。

定着フィルム24は、支持体27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（屈曲角度θ
が略45°）で走行方向が転向する。従って、定着フィル
ム24と重なった状態で圧接部Ｎを通過して搬送されたシ
ートＰは、エッジ部Ｓにおいて定着フィルム24から曲率
分離し、排紙トレイ（12）へ排紙されてゆく。排紙され
る時までにトナーは十分冷却固化しシートＰに完全に定
着した状態（トナー画像Tc）となっている。

本例で用いたトナーは加熱溶融時の粘度が十分高いの
で、定着フィルム24と分離する際のトナー温度がトナー
の融点以上であっても、トナー同士の固着力が定着フィ
ルム24に対するトナーの粘着力より極めて大きい、従っ
て定着フィルム24とシートＰの離反に際し、定着フィル
ム24に対するトナーオフセットは実質的に発生すること
はない。

また、本例において加熱体20のうち発熱体22及び基板
21の熱容量が小さく、かつこれらが支持体25により断熱
支持されているので、圧接部Ｎにおける加熱体20の表面
温度は短時間にトナーの融点（又はシートＰへの定着可
能温度）に対して十分な高温に昇温するので、加熱体20
をあらかじめ昇温させておく（いわゆるスタンバイ温
調）必要がなく、小エネルギーが実現でき、しかも機内
昇温も防止できる。

定着フィルム24はエンドレス状に限らず、第２図例装
置11のようにフィルム送り出し軸30にロール巻に巻回し
た有端の定着フィルム24を加熱体20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30
側から巻取り軸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とすることもできる。

（３）定着フィルム24について 本発明において、定着フィルム24は、フィルム基層と
表面離型層とを有する樹脂フィルムであり、フィルム基
層には絶縁性の無機フィラーが含有され、表面離型層に
は導電剤が混入されている。

第３図はこのフィルム24の層構成模型図であり、
（ａ）はポリイミド樹脂等の耐熱樹脂材料のフィルム基
層101と、その記録材（像担持体）当接面側に一体に積
層したPFA樹脂等の表面離型層103とを有する樹脂フィル
ムであり、フィルム基層101には絶縁性の無機フィラー1
02として例えば針状のSiCウイスカーを配合含有させて
あり、表面離型層103には導電剤（カーボンブラック・
グラファイト・導電性ウイスカー等）を混入して表面抵
抗値を下げている。（ｂ）は耐熱樹脂材料のフィルム基
層101と、その記録材当接面側にプライマー層104を介し
て一体に積層したPTFE樹脂等の表面離型層103とを有す
る樹脂フィルムであり、フィルム基層101には絶縁性の
無機フィラー102として例えばシリカを配合含有させて
おり、表面離型層103には導電剤を混入して表面抵抗値
を下げている。

絶縁性の無機フィラー102を含有させた耐熱樹脂材料
のフィルム基層101は、例えば、耐熱樹脂材料としての
ポリイミド前駆体溶液中にフィラー102を分散させ、こ
の液を型に塗布後、加熱してイミド化させてから型から
分離する、等して得ることができる。

フィルム基層101の耐熱樹脂材料としては耐熱性があ
れば上記のポリイミド樹脂に限定されることなく、他に
も例えば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）等
の耐熱樹脂を使用できる。

表面離型層103の樹脂材料はPTFE・PFA・FEP等のフッ
素樹脂やシリコン樹脂等の耐熱高離型性材料を使用でき
る。

フィルム基層101に対する表面離型層103の積層形成
は、フィルム基層101に対する離型層フィルムの接着ラ
ミネート、離型層材料の静電塗装（コーティング）・蒸
着・CVD等の成膜技術による積層、フィルム基層樹脂材
料と離型層材料の供押し出しによる２層フィルム化等で
行なうことができる。

定着フィルム24は総厚100μｍ以下、好ましくは50μ
ｍ以下、駆動安定性の面から10μｍ以上が好ましい。

フィルム基層101に含有させる絶縁性の無機フィラー1
02の配合量は少な過ぎると実用効果が小さく、30％以上
混入するとベースフィルムとしてのフィルム基層101の
強度が著しく低下するので、0.1〜30％、望ましくは１
〜30％とするのがよい。

フィルムの熱効率を良くするために無機フィラー102
は2.0×10^-3cal/cm・sec・deg以上の熱伝導率を有する
ものを用いるのがよい。またフィルム基層101の耐熱樹
脂材料とのなじみをよくする等の目的により必要に応じ
てフィラーに表面処理を施すこともできる。

フィルム基層101には無機フィラー102を含有させたこ
とにより、後述の実施例に示したように、フィルム加熱
時の引っ張り強度が増し、熱伝導率も上がるために定着
効率か上がり、加熱体の制御温度を下げても十分な定着
性を得ることができ、フィラーの混入によりフィルム面
に微小な凹凸が生じるので、フィルムと、加熱体や駆動
ローラとの摩擦抵抗が減少しフィルム寄り制御がよりス
ムーズとなり、耐久性、信頼性が向上する。

またフィルム基層101に含有させた無機フィラー102は
絶縁性のものとしたので、加熱体20側の通電発熱体22の
表面保護層21a、即ちフィルム24に直接に接する層21aに
ピンホールが存在して通電発熱体22側の電流が該ピンホ
ールからフィルム側にリークすることによる悪影響が防
止される。

フィルム24の表面離型層103は導電剤を混入させてそ
の表面抵抗値を下げたことにより、フィルム24のトナー
当接面の帯電を防止でき、この離型層が絶縁性の場合の
ように、該離型層が帯電し、記録材たるシートＰ上のト
ナー画像Taが乱されたり、トナー画像Taが定着フィルム
24側に転移する、いわゆる帯電（静電）オフセットする
等の問題をなくすことができる。

この場合、導電剤を混入して抵抗値を下げた表面離型
層103と、加熱体20の発熱体22は、発熱体保護層21aとフ
ィルム基層101を挟んで近接しているが、フィルム基層1
01に含有させた無機フィラー101は絶縁性としたから発
熱体22と表面離型層103の間での電荷リークも防止さ
れ、電荷リークによる局所的な静電オフセットや発熱体
22の損傷トラブルが防止される。

（実施例） （１）画像形成装置例（第４図） 第４図は前述（作用）の項で例示した本発明にしたが
う第１図示の装置11を画像定着装置として組み込んで使
用した画像形成装置の一例を示している。

本例の画像形成装置は原稿載置台往復動型・回転ドラ
ム型・転写式の電子写真複写装置である。

100は装置機筐である。１は該機筐の上面板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
稿載置台であり、機筐上面板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
原稿載置台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は機筐上面板100a面に原稿載置台１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１上に載置セットした原稿Ｇの下向き画像面は
原稿載置台１の右方ａへの往復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口部100bの位置を通過し
ていき、その通過過程でランプ７の光Ｌをスリット開口
部100b、透明な原稿載置台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量・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ｂの時計方向に回転駆動され、さの回
転過程で帯電器４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８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10によって定着装置11に導かれて前述（作用）の項で
説明したように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。

一方、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
去を受けて繰り返して画像形成に使用される。

（２）他の定着装置構成例１（第５図） 第５図は定着装置11の他の構成例を示している。

32は加熱体としての加熱ローラであり、ヒータ33を内
蔵し、検温素子41によって検出された加熱ローラ表面温
度に応じてヒータ33を適宜発熱させることにより、加熱
ローラ32の表面を所定の温度に維持できる。

34は加熱ローラ32よりもシートＰの搬送方向下流側に
配置した小径の分離上ローラである。25は定着フィルム
24を回転走行させる駆動ローラであり、26は定着フィル
ム24に常に適度のテンションを付勢する従動ローラであ
る。なお、駆動ローラ25と加熱ローラ32は共にシートＰ
の搬送速度と同一速度で時計方向に回動駆動される。

定着フィルム34は本発明に従う構成のもので、上記互
いに並行の４部材32・34・25・26間に懸回張設してあ
る。

36は加熱ローラ32の下側に対向して配設された加圧ロ
ーラ、35は分離上ローラ34の下側に対向して配設した分
離下ローラ、37は加圧ローラ36と分離下ローラ35の間に
懸回張設したエンドレスベルト状の搬送ベルト（バック
アップベルト）である。

加圧ローラ36は表層をシリコンゴム等の弾性体で形成
したローラである。この加圧ローラ36と加熱ローラ32の
間に、前記のエンドレスベルト状定着フィルム24の下行
側フィルム部分を挟ませて不図示の付勢力手段により例
えば総圧４〜7kgの当接圧を得ている。

加熱ローラ32の回転駆動により加圧ローラ36が従動回
転して、搬送ベルト37もシートＰを定着フィルム34に圧
接しつつ、シートＰの搬送速度と同一速度で反時計方向
に回動する。

画像形成スタート信号により複写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は、加熱ロ
ーラ32が回転駆動され、従って定着フィルム24及び搬送
ベルト37が回動している状態において、ガイド29に案内
されて加熱ローラ32と加圧ローラ36との圧接部Ｎの定着
フィルム24と搬送ベルト37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
回動状態の定着フィルム24の下面に密着して、面ズレや
しわ寄りを生じることなく定着フィルム24と一緒の重な
り状態で加熱ローラ32と加圧ローラ36との相互圧接部Ｎ
間を挟圧力受けつつ通過していく。

相互圧接部Ｎを通過する過程において、シートＰ上の
トナー画像Taは加熱受けて軟化・溶融像Tbとなる。

加熱ローラ32と加圧ローラ36との相互圧接部Ｎを通過
したシート部分は、分離上ローラ34の位置へ到達するま
での間は、加熱ローラ32と分離上ローラ34の間で展張し
て走行している定着フィルム部分に引き続き密着したま
ま搬送されていく。搬送ベルト37はシートＰの裏面を支
えてシートＰと定着フィルム24との密着を維持する作用
をはたす。この搬送過程Ｃにおいて、軟化・溶融トナー
像Tbの熱が放熱されて、冷却・固化トナー層Tcとなる。

この放熱・冷却過程におけるトナー放熱は、本例の場
合は自然放熱冷却であるが、放熱熱フィンや送風手段等
の配設により強制的に放熱冷却してもよい。

そして分離上ローラ34の位置Ｓまで搬送されると、定
着フィルム24は曲率の大きい分離上ローラ34の面に沿っ
てシートＰ面から離れる方向に走行方向が転向され、定
着フィルム24とシートＰとが互いに分離して、シートＰ
排紙トレイ12へ排紙されていく。この分離時点までには
トナーは十分に冷却固化Tcして、シートＰに対するトナ
ーの粘着・固着力が十分に大きく、定着フィルム24に対
するそれは極めて小さい状態となっているので、定着フ
ィルム24とシートＰの分離は定着フィルム24に対するト
ナーオフセットを実質的に発生することなく、容易に順
次になされる。

本実施例においては加熱体である加熱ローラ32の温度
を、従来の加熱ローラ定着方式では高温オフセットを生
じる温度より高く設定することが可能となり、定着性が
向上する。また、加熱体の許容温度範囲が高温側に広
く、温度制御の簡略化が可能となる。

また多色特に３色以上のトナー画像を定着処理する際
に、高温で十分溶融できるため混色が容易である。ま
た、一旦トナーを溶融し、定着フィルム24に密着した状
態で冷却固化せしめた後に定着フィルム24から剥離する
ので、トナー像の表面性を定着フィルムの表面性になら
わせることが可能となる。従って例えば定着フィルム24
の表面を平滑にすれば、トナー像Tcの表面に銀塩写真の
ような光沢を与えることが可能となる。

また、定着フィルム24を前記のように薄肉化すること
により、定着フィルムの畜熱を防止してトナー像の冷却
工程を効率化している。また、定着フィルムとして樹脂
製の薄肉フィルムを用いた場合、トナー像への密着性が
良くなり、熱伝達効率が向上した。

（３）他の定着装置構成例２（第６図） 第５図例装置において、加熱体32は加熱ローラに限ら
ず、第６図に示すように、第１図例装置で示した固定加
熱体20を用いてもよい。この場合上記の効果に加え、発
熱体22と基板21の熱容量が小さく、しかも断熱されてい
るので、昇温速度が速く、スタンバイ温調を必要としな
いという利点がある。

また、第５図例装置の分離上ローラ34の代りに、第６
図例装置のようにさらに大きな曲率の端面を有する分離
ステイ38を配置することにより、定着フィルム24からシ
ートＰをさらに確定に分離可能となる。

（５）他の定着装置構成例３（第７図） 第７図例装置は第１図例装置において、加熱体20の代
わりに耐熱ガラス等の透光部材39を配し、該部材を介し
てエンドレス定着フィルム24の内部に配置したハロゲン
ランプ等の輻射熱源40によりトナー像を加熱する構成に
してある。

この実施例の場合、定着フィルム24としては輻射熱波
長に対し透明なものが好ましい。そこで、本実施例では
一例として無機フィラーを含有するポリイミドから成る
耐熱層101・102（第３図（ｂ）に透明のシリコン樹脂か
ら成る離型層103を形成したフィルム24を用いている。

本実施例装置の場合は、輻射による加熱であるので、
トナーを瞬時に昇温加熱溶融可能である。従ってシート
Ｐが圧接部Ｎにある時のみ加熱すればよいので省電力が
可能であり、また機内昇温も少ない。

（６）実行例 耐熱フィルム母材樹脂101としてポリイミド樹脂を
用い、添加無機フィラー102としてカーボンを用い、カ
ーボン３％含有の第３図（ａ）のような層形態の厚さ45
μｍ・周長300mm・幅250mmのエンドレスフィルム24を調
整した。

このエンドレスフィルムを定着フィルム24として第５
図例装置に装着使用し、ヒータ温調温度190℃、フィル
ムテンション12.0kg、フィルム駆動速度60mm/secで稼動
させたところ、30,000枚コピー後であっても、フィルム
24の周長の伸びは0.45mmで、フィルムの寄り制御装置
（不図示）による寄り制御はスムーズでフィルムシワの
発生はみられず、フィルム駆動安定性が良好であった。

耐熱フィルム母材樹脂101としてポリイミド樹脂を
用い、添加無機フィラー102としてSiCウィスカーを用
い、ウィスカーを５％含有した厚さ45μｍの耐熱フィル
ムに、更に画像担持体に当接する側の面に離型層103と
して厚さ15μｍのPFA樹脂コーティング層を形成した第
３図（ｂ）のような層形態のエンドレスフィルム24を調
製した。

このエンドレスフィルムを定着フィルム24として第１
図例装置11に装着使用し、温調温度185℃、フィルムテ
ンショ12.0kg、フィルム駆動速度60mm/secで稼動させた
ところ、30,000枚コピー後でもフィルムの周長の伸びは
0.28mmで、フィルムの寄り制御はスムーズでフィルムシ
ワの発生はみられず、フィルム駆動安定性が良好であっ
た。

耐熱母材樹脂101としてポリイミド樹脂を用い、添
加無機フィラー102としてシリカを用い、画像担持体に
当接する側の面にプライマー104を介してPTFEの離型層1
03を形成した第３図（ｃ）のような層形態のエンドレス
フィルム24を調製した。

このエンドレスフィルムを定着フィルム24として第１
図例装置11装着使用し、上記と同様の条件で稼動させ
たところ、30,000枚コピー後であってもフィルムの伸び
は0.35mmで、フィルムの寄り制御はスムーズでフィルム
シワの発生はみられず、フィルム駆動安定性が良好であ
った。

フィラーの効果をみるために表１に示したような仕
様のサンプルフィルム１〜４を調製した。そして、それ
等の定着可能温度とフィルム伸び％（30,000枚コピー使
用後）を調べた。その結果を表１に合わせて示した。

フィルムの耐熱樹脂中に無機フィラーを混入させるこ
とにより、フィラー無添加のサンプル１と、添加したサ
ンプル２〜４との対比からわかるように、熱時の引っ張
り強度（フィルム伸び％）を増すことができる。そして
フィルムの熱伝導率も上がる為に定着効率が上がりヒー
タの制御温度（定着可能温度）を下げても十分な定着性
を得ることができるので、更なる定着フィルムの長寿命
化を計ることができる。

又、フィラーを混入することにより、フィルム面に微
小な凹凸が生ずるので或は離型層を形成具備させること
で、フィルムと加熱体或は駆動ローラとの摩擦抵抗が減
少し、フィルムの寄り制御がよりスムーズになるという
効果がある。

（発明の効果） 以上本発明に依れば、この種の定着装置についてフィ
ルムの引っ張り伸びが少なくなり、フィルム駆動安定性
が増し、かつ熱効率のよい、電気的にも問題のない、フ
ィルム加熱方式の定着装置、ないし定着用樹脂フィルム
を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う定着装置の一例の構成図、第２図
は定着フィルムとして有端フィルムを用いた装置の一例
の構成図、第３図（ａ）・（ｂ）はフィルムの層構成を
示す断面模型図、第４図は第１図例の定着装置を組み込
んだ画像形成装置の一例の概略図、第５図乃至第７図は
夫々定着装置の他の構成例の図である。 24はフィルム、20・32・39・40は加熱体、Ｐは画像担持
体（記録材）としての転写材シート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 茂雄 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 (72)発明者 足立 裕行 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 (56)参考文献 特開 昭60−237483（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−109083（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−99640（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−85151（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通電により発熱する発熱体と、この発熱体
   を保護する保護層とを備えた加熱体と、一方の面がこの
   加熱体の保護層と接し、他方の面が未定着画像を担持し
   た記録材と接して共に移動する樹脂フィルムと、を有
   し、この樹脂フィルムが前記加熱体と接する基層と、こ
   の基層の上に設けられ、記録材と接する、導電材が混入
   された表面離型層とを備えた定着装置において、 前記樹脂フィルムの基層には絶縁性の無機フィラーが含
   有されていることを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】基層と、この基層の上に設けられ、導電剤
   が混入された表面離型層とを有する定着用樹脂フィルム
   において、 前記基層には絶縁性の無機フィラーが含有されているこ
   とを特徴とする定着用樹脂フィルム。