JPH0973243A - 定着方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インスタントスタートが可能で、高速化に対
応でき、フルカラー画像に対してもオフセットを発生す
ることがなく、良好なカラー画像が得られ、消費電力を
低減でき、更に、光沢度の異なる画像にも対応できるよ
うにする。 【解決手段】 定着ステージＳＴに沿って移動する薄肉
の加熱媒体２を定着ステージＳＴの手前にて加熱し該加
熱媒体２に対して蓄熱させる蓄熱工程Ａと、この蓄熱工
程Ａ後に定着ステージＳＴにて前記加熱媒体２と前記記
録媒体１とをトナー像Ｔを挟んで接触させ、前記加熱媒
体２に蓄熱された蓄熱エネルギを用いて記録媒体１上の
トナー像Ｔを加熱、溶融すると共に加圧定着する加熱加
圧工程Ｂと、この加熱加圧工程Ｂ後に前記加熱媒体２か
ら記録媒体１を剥離する剥離工程Ｃとからなる。更に、
定着ステージＳＴの手前にて記録媒体１が予め加熱され
る予熱工程Ｄを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタや複写機等の
画像記録装置に用いられる定着方法及びその装置に係
り、特に、記録媒体上にトナー像を加熱、溶融するタイ
プの定着方法及びその装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、プリンタや複写機等の画像記
録装置に用いられる定着装置としては、内部にヒータを
有する加熱ローラと、弾性体で被覆された加圧ローラと
で構成されたローラ対の間に記録用紙を通すことにより
未定着トナー画像を定着させる方式（熱ローラ定着方
式）が広く使用されている。しかしながら、熱ローラ定
着方式では、加熱ローラの熱容量が大きいため、加熱ロ
ーラを定着に必要な所定の温度に加熱するにはかなりの
時間を要し、これが装置のウォームアップタイムを長く
する要因になっていた。また、加熱ローラの温度を維持
するために多くの消費電力を必要とするため、これが装
置全体の消費電力を大幅に増加させる原因になってい
た。

【０００３】そこで、これらの欠点を回避するため、各
種のベルト定着方式が提案されている。例えば特開昭６
３−３１３１８２号公報において、薄肉の耐熱性エンド
レスフィルムと線状ヒータとを使用し、ヒータの熱をフ
ィルムを介して印加することで未定着トナー画像を定着
させる方式が提案されている。この方式では、熱容量の
小さいフィルムとヒータとを使用し局部加熱することに
より、ウォームアップタイムの短縮化と省電力化とを図
っている。その実用化例は「ＳＵＲＦ方式」という名称
で、平成２年６月に開催された電子写真学会主催の「Ｊ
ａｐａｎ Ｈａｒｄｃｏｐｙ ’９０」で報告されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このＳＵＲＦ
方式では、薄肉のエンドレスポリイミドフィルムを使用
しているので、フィルム寿命が短い、フィルムを安定走
行させるための機構が複雑でありコスト高になるといっ
た技術的課題や、線状ヒータから短時間に熱を印加して
いるためにヒータの温度を高温にしなければならず、従
って、熱効率が悪く消費電力の低減を阻害しているとい
った技術的課題もあった。また、ＳＵＲＦ方式は定着に
必要な熱エネルギをその都度与えていく方式であり、加
熱時にヒータはフィルムを介してトナー像及び記録用
紙、更に加圧ローラと接触しているので、ヒータは短時
間に全体として大きな熱容量体を加熱しなければなら
ず、これが高速化を阻害する原因になっていた。

【０００５】更に、フルカラー画像を定着する場合に
は、トナー層厚が厚いため、短時間にトナーを加熱する
ことが困難になり、コールドオフセット（トナー全体に
十分熱が印加されていないため、加熱面にトナーが付着
する現象）が発生するといった技術的課題もあった。

【０００６】その他、加熱面側がセラミックヒータと樹
脂フィルムという組合せであることは、金属製の芯金に
テフロンコート層を有する加熱ローラ、すなわち、ハー
ドローラを使用した場合と同様に、オフセット（加熱面
にトナーが付着する現象）が発生し易いといったフルカ
ラー画像定着時に特有の技術的課題を有していた。これ
は、ハードローラのような剛性の高い加熱面ではトナー
層や用紙の凹凸を吸収できず、トナーに対して均一に熱
を印加することができないことと、フルカラー定着では
トナーを紙に定着するという機能の他に、トナーを十分
に溶融すると共にトナー表面に平滑性を与えて、カラー
画像として必要な発色性・光沢性を得るという機能が要
求されるため、一般に、溶融粘度が低い、すなわち、ホ
ットオフセット（トナー全体が高温に加熱されて凝集力
が低下することにより、加熱面にトナーが付着する現
象）し易いトナーを使用していることに起因している。

【０００７】かかるフルカラー画像の定着の技術的課題
を回避するために、例えば特開平４−３７２９７５号公
報において、トナー画像の加熱溶融後、トナーが未だ冷
却固化するに至らず溶融軟化している状態の時に、加圧
手段でフィルムと記録用紙とを加圧し、トナーが冷却固
化後にフィルムと記録用紙とを剥離する方式が提案され
ている。この方式では、加圧手段でトナーの混色が十分
に行われるので色再現性・光沢性の良好な定着画像が得
られ、冷却固化後に剥離するのでオフセットが発生しな
いとしている。しかし、本方式でも短時間に全体として
大きな熱容量体（フィルム・トナー・用紙・加圧ロー
ラ）を加熱しなければならないことに起因する前述の技
術的課題は改善されていない。

【０００８】また、一般に、定着装置のインスタントス
タートを実現するためには、比較的熱容量の小さな加熱
媒体を使用し、短時間で加熱媒体を蓄熱させることが可
能で、ウォームアップタイムを短くすることが必要であ
る。しかし、逆に、熱容量が小さいために、蓄熱させた
熱エネルギでトナー画像を定着させる場合、比較的大き
な熱容量をもつ加圧部材に接触した瞬間にその加圧部材
に熱を奪われてしまい、定着に必要な熱エネルギがトナ
ー画像に十分伝達されないという新たな技術的課題が生
じることになる。

【０００９】更に、記録用紙も比較的大きな熱容量をも
っているために、熱容量の小さな加熱媒体を用いてトナ
ー画像を定着させる場合には、次のような技術的課題が
あった。すなわち、トナー画像のうち高温の加熱媒体に
接している側と、相対的に低い温度の記録用紙に接して
いる側とで溶融状態（トナー粘度）が異なってしまい、
特にトナー粘度の低くなった表面側のトナーが拡がっ
て、良好なカラー画像が得られなくなるという技術的課
題があった。これは、表面側のトナーを溶かす時と記録
用紙側のトナーを溶かす時とで、加熱媒体自身の温度が
変化してしまっていることに主として起因する。

【００１０】また、近年、プリンタ、複写機等の画像記
録装置に対してフルカラー化の要求が強まってきてい
る。しかし、フルカラー記録と白黒記録における望まし
いトナー画像構造は、作成されるドキュメントによって
全く異なったものである。すなわち、フルカラー記録の
場合には、その色再現性のためにはトナーが溶融して完
全に溶け合い、かつトナー表面が平滑になっているもの
が好まれる。これは光沢度（ＪＩＳ Ｚ８７４１−７５
゜方法）で５０％以上、望ましくは８０％以上である。
トナーが完全に溶融せずにトナー層中に界面が存在する
と光が散乱するため色の鮮やかさが損なわれる。また、
トナー表面が平滑になっていないと外部の光がトナー層
に入る前に乱反射されてトナー層中に取り込まれず、色
が濁ってしまう。そのため、フルカラー記録を行うため
に、粘度が非常に低い状態にして完全に溶け合い表面が
平滑化するよう、一般に溶融温度の低いトナーが用いら
れている。一方、ビジネスドキュメントにみられる白黒
記録やマルチカラー記録の場合には、表面に光沢のある
場合には文字や図形が光を反射して読みにくいものにな
ってしまうため、表面はマットな（光沢度１０％以下）
ものの方が好まれる。

【００１１】従来、フルカラー画像形成装置の定着装置
としては、例えば特開平２−７２３７６号公報に開示さ
れるようなベルト定着装置が知られている。これは、定
着画像に十分な光沢度を持たせるために、記録用紙上の
トナーを融点温度以上に加熱した後、トナーが溶融温度
以下になるまでベルトを密着させて記録用紙を圧接搬送
させ、搬送端部においてベルトを屈曲させて記録用紙を
分離させるようにしたものである。また、この種のベル
ト定着装置において、光沢度の異なる画像を得るものと
しては、例えば特開平４−３６２６７９号公報に開示さ
れるようなものが知られている。これは、記録用紙上の
トナーを融点温度以上に加熱した後、ベルトを密着させ
て記録用紙を圧接搬送させ、剥離工程までの区間でベル
トの内面側から冷却ローラを接触させ、冷却ローラの位
置や接触／非接触を制御することにより剥離時のトナー
を変化させ、画像の光沢度を制御するものである。

【００１２】このようなベルト定着装置においては、ト
ナーが融点温度以上で記録用紙とベルトとの間に保持さ
れそのまま冷却される。このとき、トナーが溶融状態で
比較的長時間ベルトと接触しているために、トナーには
ベルト面に倣った変形が進み、その形状を保って融点温
度以下になり固化する。このため、ベルトとして平滑な
シート面部材を用いることでトナー表面はシート面部材
表面をほぼそのまま転写し平滑な形状となり、また、ト
ナー同士も境界なく溶融し合い、品質の高いフルカラー
画像を得ることが可能になる。

【００１３】しかしながら、このような定着装置におい
ては、ベルトの速度や接触部での圧力あるいは加熱温度
を変えても、トナー表面はベルト表面をそのまま転写す
るため、光沢度の低い面像を得ることはできない。ま
た、圧接搬送中に十分にトナーを冷却しないでベルトか
ら剥離しようとしても、トナーは搬送中に一旦ベルト面
に倣った変形をしているため、剥離後に表面が熱収縮等
により粗れたとしても、このような定着装置では白黒画
像の画質を満足する様な低い光沢度を実現することはで
きなかった。また、トナーを冷却していない粘度の低い
状態で剥離しようとすると、ベルトへのオフセットが起
こり易く、光沢度の制御できる範囲は非常に狭い範囲で
あった。更に、この種のベルト定着装置で光沢度の低い
画像を得るためには、ベルトとして平滑度の低いシート
面部材を用いるようにすれば実現可能であるが、１台の
定着装置で高光沢度と低光沢度双方の画像を得ようとす
ると、ベルトとして２種類のシート面部材を用い、それ
らを選択して定着を行わなければならず、装置が複雑
化、大型化してしまうという技術的課題が生ずる。

【００１４】本発明の目的は、上記技術的課題に鑑みて
なされたものであって、インスタントスタートが可能
で、高速化に対応でき、フルカラー画像に対してもオフ
セットを発生することがなく、良好なカラー画像が得ら
れ、消費電力を低減できる定着方法及びその装置を提供
することにある。また、本発明のさらなる目的は、簡単
な構成で画像の光沢度を、白黒画像で要求される非常に
小さいものからカラー画像で要求される非常に大きいも
のまで広い範囲で制御できる定着装置を提供することに
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
定着方法は、図１（ａ）に示すように、記録媒体１上に
トナー像Ｔを加熱、溶融して定着する定着方法におい
て、定着ステージＳＴに沿って移動する薄肉の加熱媒体
２を前記定着ステージＳＴの手前にて加熱し該加熱媒体
２に対して蓄熱させる蓄熱工程Ａと、この蓄熱工程Ａ後
に定着ステージＳＴにて前記加熱媒体２と前記記録媒体
１とをトナー像Ｔを挟んで接触させ、前記加熱媒体２に
蓄熱された蓄熱エネルギを用いて記録媒体１上のトナー
像Ｔを加熱、溶融すると共に加圧定着する加熱加圧工程
Ｂと、この加熱加圧工程Ｂ後に前記加熱媒体２から記録
媒体１を剥離する剥離工程Ｃとからなることを特徴とす
る。

【００１６】また、本発明に係る他の定着方法は、図１
（ｂ）に示すように、図１（ａ）の蓄熱工程Ａ、加熱加
圧工程Ｂ及び剥離工程Ｃに加えて、定着ステージＳＴの
手前にて記録媒体１が予め加熱される予熱工程Ｄを設け
たことを特徴とするものである。

【００１７】このような方法発明において、蓄熱工程Ａ
は加熱媒体２を加熱して加熱媒体２に蓄熱させる工程で
あればよいが、その蓄熱量については、図１（ａ）に示
すタイプにあっては、トナーの融点温度以上に加熱媒体
２を加熱することが必要であるのに対し、図１（ｂ）の
タイプにあっては、予熱工程Ｄにて記録媒体１上のトナ
ー像Ｔが予め加熱される分、トナー像Ｔへ与えられる加
熱媒体２からの熱エネルギ量が少なくて済み、通常蓄熱
工程Ａにおいてはトナーの融点温度未満に加熱媒体２を
加熱するようにすれば足りる。

【００１８】また、図１（ａ）のタイプにおいて、蓄熱
工程Ａは加熱媒体２を加熱して加熱媒体２に蓄熱させる
ものであるが、加熱媒体２に蓄積された熱エネルギの一
部は必ず空気中に放出される。この放出熱エネルギを有
効に利用するという観点からすれば、加熱媒体２に対し
て記録媒体１を近接非接触配置することが好ましい。

【００１９】一方、図１（ｂ）のタイプにあっては、予
熱工程Ｄは記録媒体１を加熱する工程であればよく、そ
の加熱量については、少なくとも加熱媒体２からの蓄熱
エネルギと合わせた状態で記録媒体１上のトナー像が溶
融状態へ移行する程度に記録媒体１を予熱するものであ
ればよいが、記録媒体１をトナーの融点以上の温度に加
熱するようにしてもよい。

【００２０】また、加熱加圧工程Ｂは、加熱と加圧とを
略同時に行うもので差し支えないが、加圧部材による熱
損失を極力少なくするという観点からすれば、図１
（ａ）に示すように、加熱加圧工程Ｂとしては、定着ス
テージＳＴの前段側で前記加熱媒体２と前記記録媒体１
上のトナー像Ｔとを接触させ、加熱媒体２に蓄熱された
蓄熱エネルギを用いてトナー像Ｔを加熱、溶融する加熱
工程Ｂ1と、定着ステージＳＴの後段側で前記加熱工程
Ｂ1後に前記加熱媒体２と前記記録媒体１とをトナー像
Ｔを挟んで加圧接触させる加圧工程Ｂ2とに分離するこ
とが好ましい。

【００２１】更にまた、剥離工程Ｃとしては、トナー像
Ｔが完全に固定固化した後に行なうようにしても差し支
えないが、オフセットの発生を確実に回避するという観
点からすれば、トナー像が軟化状態の時に行うことが好
ましい。

【００２２】次に、図１（ａ）に係る定着方法を具現化
する装置発明について説明する。この装置発明は、図２
（ａ）に示すように、記録媒体１上にトナー像Ｔを加
熱、溶融して定着する定着装置において、定着ステージ
ＳＴに沿って移動する薄肉の加熱媒体２と、定着ステー
ジＳＴにて前記加熱媒体２に接触するように前記記録媒
体１を搬送する記録媒体搬送手段３と、定着ステージＳ
Ｔの手前にて前記加熱媒体２を加熱し該加熱媒体２に対
して蓄熱する蓄熱手段４と、定着ステージＳＴにて前記
加熱媒体２と前記記録媒体１とをトナー像Ｔを挟んで接
触させ、前記加熱媒体２に蓄熱された蓄熱エネルギを用
いて記録媒体１上のトナー像Ｔを加熱、溶融すると共に
加圧定着する加熱加圧手段５と、定着ステージＳＴ通過
後の記録媒体１を加熱媒体２から剥離する剥離手段６と
を備えたことを特徴とするものである。

【００２３】このような装置発明において、加熱媒体２
としては、耐熱性エンドレスフィルムや薄肉の耐熱性ロ
ーラを用いればよく、また、トナー像が担持されるトナ
ー像担持体を兼用するようにしてもよい。また、加熱媒
体２の一例として耐熱性エンドレスフィルムを使用する
場合には、金属製の支持層を有する耐熱エンドレスフィ
ルムを使用することが好ましい。この態様においては、
第一に、ＳＵＲＦ方式のポリイミドフィルムと比較して
かなり大きな機械的強度をもっているので、長寿命化が
可能である。第二に、フィルムエッジ部の機械的強度も
大きいので、搬送ローラや搬送経路などにフィルムの寄
りを規制するガイドを設けるだけの簡易な方法で、フィ
ルムの蛇行制御が可能である。第三に、ポリイミド等の
樹脂フィルムと比較して熱伝導性に優れるため、加熱効
率が高く損失が少ない。

【００２４】また、図２（ａ）に示す定着装置では、外
部からエネルギを供給するのは蓄熱工程Ａにおける蓄熱
手段４（加熱媒体２の加熱手段）のみであり、この蓄熱
手段４は、加熱媒体２の加熱だけを考慮すればよいの
で、各種の加熱方式が自由に採用できる。例えば、加熱
媒体２を間接的に加熱する方法として、セラミックヒー
タ等の線状あるいは面状発熱体、赤外線ランプ等の放射
熱体等を使用することが可能である。この場合、加熱体
温度、加熱幅、加熱時間（定着速度との関係で決ま
る）、接触圧、加熱体との距離（非接触の場合）などの
パラメータを任意に設定することができるので、熱効率
を考慮して最適な条件で加熱媒体２を加熱することがで
き、消費電力を低減することが可能であると同時に、速
度に応じて最適設計ができるので、高速機への適応も可
能となる。

【００２５】また、加熱媒体２を直接発熱させる方式と
して、通電発熱、電磁誘導発熱等を使用することが可能
であり、この場合、さらに熱効率が良くなる。ここで、
通電発熱方式の具体的態様としては、加熱媒体２として
少なくとも導電層と抵抗層とを具備させ、蓄熱手段４と
して、前記加熱媒体２の抵抗層に接触する電極と加熱媒
体２の導電層との間で通電し前記抵抗層を発熱させる発
熱手段８を具備させるものが挙げられる。他の態様とし
ては、加熱媒体２として少なくとも抵抗層を具備させ、
蓄熱手段４として、加熱媒体２の抵抗層に接触する電極
対にて抵抗層に通電し該抵抗層を発熱させる発熱手段８
を具備させるものが挙げられる。また、電磁誘導発熱方
式としては、例えば加熱媒体２として少なくとも導電層
を具備させ、蓄熱手段４として加熱媒体２に近接して配
置した誘導コイルに通電することにより該導電層に渦電
流を発生させ該導電層を発熱させる発熱手段を具備させ
るものが挙げられる。

【００２６】今、加熱媒体２の加熱方式として直接発熱
方式、例えば加熱媒体２として耐熱性エンドレスフィル
ムを使用して、エンドレスフィルムに抵抗層を設けて通
電するという通電加熱方式を採用した場合、フィルムが
直接発熱するため、ＳＵＲＦ方式のように、ヒータを用
いてフィルムを加熱する間接発熱方式に比べてより熱エ
ネルギロスが少なくて済む。すなわち、ヒータを用いて
フィルムを加熱する場合は、ヒータからフィルムへ熱伝
達を行うので、その際の接触不良によるロス、空隙に存
在する空気層へのロス、その他ヒータを支持するホルダ
等へのロスと大気中への放熱によるロスなどが生じ、直
接発熱方式の方が熱エネルギロスが少なく省電力化が可
能である。

【００２７】なお、いずれの蓄熱手段４を採っても、被
加熱体が比較的小さな熱容量を有する加熱媒体２である
ので、短時間で加熱することができ、従って、定着装置
のインスタントスタートが可能となる。

【００２８】更に、図２（ａ）に係る定着装置におい
て、蓄熱手段４としては、少なくとも加熱媒体２に接触
して加熱媒体２を発熱させる発熱手段８が具備されてい
ればよいが、蓄熱手段４の蓄熱効果をより向上させると
いう観点からすれば、前記発熱手段８との間で加熱媒体
２が摺動自在に挟持される断熱部材９を設けるようにす
ることが好ましい。この断熱部材９としては、断熱性に
加えて、耐熱性、耐久性、摺動性に優れた材料を使用す
ることが好ましい。

【００２９】また、加熱媒体２から放出される熱エネル
ギを有効に利用するには、図３に示すように、加熱媒体
２に対して記録媒体１を近接非接触配置し、蓄熱手段４
により、加熱媒体２を加熱し、かつ、加熱媒体２に対し
て近接配置された記録媒体１を予熱するように構成すれ
ばよい。

【００３０】また、図２（ａ）に係る定着装置におい
て、加熱加圧手段５としては例えば一対の加圧部材で加
熱媒体２及び記録媒体１を同時に加熱、加圧するように
構成して差し支えないが、加圧部材への熱損失を極力少
なくするという観点からすれば、加熱加圧手段５として
は、図４に示すように、定着ステージＳＴの前段側に設
けられ、加熱媒体２と非接触な状態で、加熱媒体２と記
録媒体１上のトナー像とを接触させ、加熱媒体２に蓄熱
された蓄熱エネルギを用いてトナー像を加熱、溶融する
加熱手段５ａと、定着ステージＳＴの後段側に設けら
れ、加熱媒体２と記録媒体１とをトナー像Ｔを挟んで加
圧接触させる加圧手段５ｂとで構成するようにすること
が好ましい。

【００３１】この場合において、加熱手段５ａと加圧手
段５ｂとを別部材（例えば案内搬送するガイド部材と一
対の加圧部材）で構成するようにしても差し支えない
が、加熱手段５ａ及び加圧手段５ｂの構成を簡略化する
という観点からすれば、図４に示すように、加熱媒体２
と記録媒体１とを加圧接触させる一対の加圧部材１５，
１６からなる加圧手段５ｂを有し、定着ステージＳＴの
前段側で加熱媒体２側の加圧部材１５を加熱媒体２から
非接触配置し、記録媒体１側の加圧部材１６のみで記録
媒体１及び加熱媒体２を接触搬送させることにより、定
着ステージＳＴの前段側を加熱媒体２側の加圧部材１５
からの放熱量が抑えられた加熱手段５ａとして機能させ
るようにしたものが好ましい。

【００３２】また、剥離手段６としては、定着ステージ
ＳＴ通過後に加熱媒体２から記録媒体１を剥離すること
が可能な態様であれば、加熱媒体２を掛け渡すロール部
材を利用したり、記録媒体１を剥離する剥離爪のような
部材を用いたり、あるいは、加熱加圧手段５を構成する
加圧部材を兼用する等適宜選定して差し支えない。ここ
で、剥離手段６としては、蓄熱昇温を防止する放熱構造
を備えたものであることが好ましい。

【００３３】次に、図１（ｂ）の定着方法を具現化する
装置発明について説明する。これは、図２（ｂ）に示す
ように、図２（ａ）の加熱媒体２、記録媒体搬送手段
３、蓄熱手段４、加熱加圧手段５及び剥離手段６に加え
て、定着ステージＳＴの手前で記録媒体１が予め加熱さ
れる予熱手段７を設けたことを特徴とするものである。

【００３４】図２（ｂ）の定着装置においては、加熱媒
体２、記録媒体搬送手段３、蓄熱手段４、加熱加圧手段
５及び剥離手段６について図２（ａ）と同様な各種の態
様を採用することができることは勿論である。例えば、
加熱加圧手段５を例に挙げれば、図５（ａ）に示すよう
に、一対の加圧部材にて加熱媒体２と記録媒体１とを加
圧接触し、加熱と加圧とを略同時に行うようにしてもよ
いし、図５（ｂ）に示すように、一対の加圧部材１５，
１６にて加圧手段５ｂを構成し、この加圧手段５ｂの加
圧接触部の手前側では、加熱媒体２側の加圧部材１５を
加熱媒体２から非接触配置し、記録媒体１側の加圧部材
１６のみで記録媒体１及び加熱媒体２を接触搬送させる
ことにより、加熱媒体２側の加圧部材１５からの放熱量
が抑えられた加熱手段５ａとして機能させるようにして
もよい。

【００３５】また、図２（ｂ）に係る定着装置におい
て、予熱手段７としては、担持された未定着トナーに対
して非接触で記録媒体１を予め加熱するものであればよ
く、例えば抵抗発熱体等を金属板等に取り付けた平板状
のヒータ（ホットプレート）にて加熱したり、ハロゲン
ランプや赤外線ヒータ等の放射線体から近赤外線等記録
媒体１の吸収効率のよい光を照射させ、記録媒体１を加
熱したり、あるいは、記録媒体搬送経路にヒートチャン
バ（オーブン）を設けて記録媒体を加熱する等適宜選定
することが可能である。なお、接触式の予熱手段７は未
定着トナー像Ｔとの接触を避けるため記録媒体１の裏側
に配置することが必要であるが、非接触の予熱手段７に
ついては、記録媒体１の裏側のみ、表側のみ、裏側と表
側の両方に配置することが可能である。また、接触式の
予熱手段７による予熱を効率的に行うには、記録媒体１
の搬送方向に対して直交方向に凸状の曲率を持った加熱
部材を配設し、搬送方向に対して直交方向に記録媒体１
にテンションをかけるような張架部材を設けるようにす
ることが好ましい。例えば、記録媒体１として連続紙を
用いた記録装置においては、予熱手段７として記録媒体
１の搬送方向に対して接触する面が凸状の曲率を持った
加熱部材を用い、記録媒体１にバックテンションをかけ
ることで加熱部材との接触を向上させることが好まし
い。更に、予熱手段７としては記録媒体１を直接加熱す
るものに限られるものではなく、例えば記録媒体１搬送
用の搬送ベルトと共に記録媒体１を加熱するようにして
もよい。なお、このような搬送ベルトを加熱する方法に
関しては、ベルトに接触する前に記録媒体に帯電手段に
より電荷を与え、静電吸着により接触状態を向上させる
こともできる。

【００３６】更に、本発明に係る定着装置のより発展し
た態様としては、図６、図７に示すものが挙げられる。
図６、図７において、符号１０は蓄熱手段４に付設さ
れ、加熱媒体２への蓄熱条件を可変設定する蓄熱条件可
変手段であり、１１は加熱加圧手段５に付設され、加熱
条件及び加圧条件の少なくともいずれか一方を可変設定
する加熱加圧条件可変手段であり、１２は剥離手段６に
付設され、剥離手段６の温度条件を可変設定する温度条
件可変手段であり、更に、１３は予熱手段７に付設さ
れ、記録媒体１への予熱条件を可変設定する予熱条件可
変手段である。これらの蓄熱条件可変手段１０〜予熱条
件可変手段１３の少なくともいずれか一つについて、例
えば光沢度等の選択条件や湿度等の環境条件に基づいて
最適な状態で動作させるようにすればよい。

【００３７】次に、上述した技術的手段の作用について
説明する。先ず、図２（ａ）に示す定着装置の作用につ
いて説明する。同図の定着装置の蓄熱手段４では、比較
的小さな熱容量を有する加熱媒体２を加熱して加熱媒体
２に蓄熱させる蓄熱工程Ａが行われる。この蓄熱工程Ａ
では、次の加熱加圧工程Ｂにおいて、トナー像Ｔ全体が
溶融するのに十分な熱エネルギと、少なくともトナーと
接する記録媒体１表面をトナーの溶融温度以上に加熱す
るだけの熱エネルギとが加熱媒体２に蓄熱される。加熱
媒体２はこの熱エネルギを保持した状態で加熱加圧手段
５に送られる。この間に、加熱媒体２からの放熱により
熱エネルギは減少するが、加熱媒体２の界面は熱伝導率
の低い空気であり、しかも、放熱時間も短時間であるた
め、全蓄熱エネルギに対して放熱による熱エネルギ損失
は無視できる位小さい。

【００３８】次いで、加熱加圧手段５では加熱加圧工程
Ｂが行われる。今、加熱と加圧とを同時に行うタイプを
例に挙げると、加熱加圧工程Ｂでは、加熱媒体２はトナ
ー像と接触し、加熱媒体２の持つ蓄熱エネルギによりト
ナー像Ｔは加熱・溶融される。また、同時に、トナー像
Ｔには加熱媒体２を介して均一に圧力が印加されるの
で、トナー像Ｔは記録媒体１に対して加圧される。な
お、この時の加熱・加圧条件を変えることにより、白黒
画像に対してもカラー画像に対して適応が可能である。
使用するトナーの特性にもよるが、一般に、白黒画像に
対しては比較的低温度・低圧力で定着すると光沢のない
良好なトナー像が得られ、一方、カラー画像に対しては
比較的高温度・高圧力で定着すると良好なカラー画像が
得られる。

【００３９】また、比較的高温度・高圧力を印加して良
好なカラー画像を得るためには、必要な光透過性と表面
平滑性とがトナーに付与される。すなわち、優れた発色
性を得るためには、多層に重ね合わされたイエロ、マゼ
ンタ、シアン、（ブラック）のカラートナー全てに対し
て、夫々の色に対応する波長の光が反射（ＯＨＰシート
の場合は透過）してこなければならないので、光透過性
と表面平滑性が必須であり、これはトナーに印加された
熱によりトナー全体が十分に溶融することと、圧力によ
りトナー層が圧縮され平らにつぶされることで達成され
る。

【００４０】さて、加熱加圧工程Ｂを通過したトナー像
Ｔは加熱媒体２と密着した状態で次の剥離手段６に向か
う。すると、この剥離手段６による剥離工程Ｄが行わ
れ、記録媒体１が加熱媒体２から剥離される。この剥離
工程Ｄに至る間に、少なくともトナー像Ｔは放熱により
溶融状態から粘度を増して軟化状態に変化する。特に、
この軟化状態では、トナーの凝集力が増加している一
方、加熱媒体２に対する付着力はあまり増大していない
ため、この時点で加熱媒体２からトナー像Ｔを剥離する
ことにより、オフセットの発生が有効に防止される。な
お、この時、剥離するタイミングを変えるとトナー表面
の平滑性が変わるので、必要に応じてトナー画像の光沢
を変化させることも可能である。

【００４１】この図２（ａ）に係る定着装置が図３に示
す態様に構成される場合には、前記蓄熱手段４による蓄
熱工程Ａは、加熱媒体２を加熱することを第一義に行う
が、加熱媒体２からの放熱を利用して記録媒体１（若し
くは加熱媒体２）上のトナー像を予熱する。

【００４２】また、図２（ａ）に示す定着装置が図４に
示す態様に構成される場合には、加熱加圧手段５による
加熱加圧工程Ｂは以下のように行われる。すなわち、先
ず、加熱加圧手段５の加熱手段５ａによる加熱工程Ｂ1
では、加熱媒体２は記録媒体１とトナー像Ｔを挟んで軽
接触する。このとき、加熱媒体２と記録媒体１とは、小
さな圧力で接触しているだけであり、少なくとも加熱媒
体２の裏側には、加熱媒体２に接触して加圧する加圧部
材は存在しない。このように、加熱媒体２に接触する加
圧部材がないことにより、加熱媒体２から加圧部材に逃
げる熱エネルギをなくすことができるので、加熱媒体２
に蓄熱された熱エネルギは、トナー像Ｔ側に、より積極
的に伝達されることになる。そして、この熱エネルギ
は、トナー像Ｔを溶融し、記録媒体１に定着するために
使用される。なお、このとき、加熱媒体２の裏側へ放熱
するが、加熱媒体２との界面は熱伝導率の低い空気であ
り、しかも、放熱時間も短時間であるために、放熱によ
る熱エネルギ損失は無視できる位小さい。

【００４３】次に、加熱加圧手段５の加圧手段５ｂによ
る加圧工程Ｂ2が行われ、加熱媒体２は、記録媒体１と
トナー像Ｔを挟んで加圧接触する。すなわち、トナー像
Ｔは、加熱媒体２の裏側と記録媒体１の裏側とにそれぞ
れ接触する加圧部材１５，１６により均一に圧力が印加
され、記録媒体１に対して加圧される。この圧力によ
り、トナー像Ｔは、より強固に記録媒体１に定着する。
このように、上記加熱工程Ｂ1による接触部では、主と
して、加熱媒体２からトナー像Ｔに熱エネルギが伝達さ
れ、上記加圧工程Ｂ2による加圧部では、主として、ト
ナー像Ｔは圧力を受けることになる。

【００４４】次に、図２（ｂ）に係る定着装置の作用に
ついて、先ず、図５（ａ）に示す態様のものを例に挙げ
て説明する。この定着装置では、蓄熱手段４による蓄熱
工程Ａと、加熱加圧手段５による加熱加圧工程Ｂと、剥
離手段６による剥離工程Ｃと、予熱手段７による予熱工
程Ｄとが順次異なる部位で行われる。先ず、蓄熱工程Ａ
では加熱媒体２が加熱されて蓄熱され、これと並行し
て、予熱工程Ｄでは記録媒体１の予熱が行われる。この
とき、熱を印加するのは記録媒体１に対してであるが、
記録媒体１上のトナー像Ｔも熱を受けることになる。こ
の後、蓄熱工程Ａを経た加熱媒体２と予熱工程Ｄを経た
記録媒体１とは、それぞれ次の加熱加圧工程Ｂに送られ
る。この加熱加圧工程Ｂでは、加熱媒体２はトナー像と
接触し加熱媒体２の持つ蓄熱エネルギ及び記録媒体１の
持つ予熱エネルギによりトナー像Ｔは加熱・溶融され
る。また、同時に、トナー像Ｔには加熱媒体２を介して
均一に圧力が印加されるので、トナー像Ｔは記録媒体１
に対して加圧される。ここで、良好なカラー画像を得る
ために必要な光透過性と表面平滑性とがトナーに付与さ
れる。すなわち、優れた発色性を得るためには、多層に
重ね合わされたイエロ、マゼンタ、シアン、（ブラッ
ク）のカラートナー全てに対して、それぞれの色に対応
する波長の光が反射（ＯＨＰシートの場合は透過）して
こなければならないので光透過性と表面平滑性が必須で
あり、これはトナーに印加された熱によりトナー全体が
十分に溶融することと、圧力によりトナー層が圧縮され
平らにつぶされることで達成される。一方、白黒画像や
マルチカラー画像を得る場合には、予熱工程Ｄで与えら
れる熱エネルギを多くしてトナーを溶融状態にし、加熱
媒体２の蓄熱エネルギを少なく、あるいはなくすことで
達成できる。すなわち、予熱工程Ｄでトナー粒子同士及
びトナーと記録媒体１との結着力が得られた後に、加熱
媒体２で加圧される際にトナーは熱を奪われるので、ト
ナー表面は予熱工程Ｄでの非接触で溶融した表面形状を
そのまま保ったまま、平らにつぶされることなく軟化状
態へ移行する。次に、加熱加圧工程Ｂを通過したトナー
像Ｔは次の剥離工程Ｃに送られ、加熱媒体２から剥離さ
れる。なお、この剥離工程Ｃとしては図２（ａ）の定着
装置の剥離工程と同様であり、オフセットの発生を有効
に回避するという観点からすれば、トナー像Ｔが完全に
固化する前段階、すなわち、軟化状態にある時に剥離工
程Ｃを行うことが好ましい。

【００４５】次に、図５（ｂ）に係る定着装置の作用に
ついて説明する。この定着装置は図５（ａ）と異なる加
熱加圧手段５を備えており、その箇所の加熱加圧工程Ｂ
が図５（ａ）タイプと異なる。すなわち、蓄熱工程Ａを
経た加熱媒体２と予熱工程Ｄを経た記録媒体１とは、そ
れぞれ、次の加熱加圧工程Ｂに送られるが、この加熱加
圧工程Ｂでは、先ず、加熱手段５ａによる加熱工程Ｂ1
（加熱媒体２と記録媒体１とをトナー像Ｔを挟んで軽接
触させる工程）が行われ、しかる後に、加圧手段５ｂに
よる加圧工程Ｂ2（加熱媒体２と記録媒体１とをトナー
像Ｔを挟んで加圧接触させる工程）が行われる。このと
き、前記加熱工程Ｂ1では、トナー像Ｔには予熱工程Ｄ
においてすでに熱エネルギが加えられているが、さらに
加熱媒体２の持つ蓄熱エネルギが加えられてトナー像Ｔ
は加熱・溶融されるため、カラー画像を得る場合には、
ここで加熱媒体２に十分に熱を蓄熱させることで、必要
な光透過性と表面平滑性とがトナーに付与される。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。 ◎実施の形態１ 図８は本発明が適用された定着装置の実施の形態１を示
し、この実施の形態ではカラー画像記録装置の定着工程
に使用されている。同図において、２１は記録用紙３１
上のトナー像を加熱するための定着フィルム（加熱媒体
に相当）、２２は定着フィルム２１蓄熱用のヒータ、２
３はヒータ２２に対して電圧を印加する電圧印加制御回
路、２４はヒータ２２からの熱エネルギ損失を抑えるた
めの断熱部材、２５，２６は定着フィルム及び記録用紙
３１を加圧する加圧ローラ及びバックアップローラ、２
７は定着工程後の記録用紙３１を定着フィルム２１と共
に搬送する搬送ガイド板、２８は定着フィルム２１を回
転駆動する駆動ローラ、２９は定着フィルム２１に所定
の引張力を与え定着フィルム２１の弛みを防止するテン
ションローラ、３０は定着工程後に定着フィルム２１か
ら記録用紙３１を剥離する剥離ローラである。

【００４７】本実施の形態の定着フィルム２１は、図９
に示すように、ヒータ２２と接触する側（裏面）から順
に、支持層２１ａと離型層２１ｂとから成る。支持層２
１ａとしては耐熱性、耐久性、機械的強度に優れている
材料が使用され、例えばニッケル、アルミニウム、銅、
ステンレス等の金属フィルムや、ポリイミド、ポリアラ
ミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリエーテル
エーテルケトン（ＰＥＥＫ）、エチレンテトラフルオロ
エチレン共重合体（ＰＴＦＥ）等の高分子樹脂フィルム
が使用される。また、離型層２１ｂとしては耐熱性があ
り、表面エネルギの小さい材料が使用され、例えばシリ
コーン樹脂、フッ素樹脂等の高分子樹脂や、シリコーン
ゴム、フッ素ゴム等のゴム材が使用される。

【００４８】また、定着フィルム２１の製造方法として
は種々の方法があるが、例えば、支持層２１ａとして金
属フィルムや樹脂フィルムのエンドレスベルトを作製
し、その表面に離型層２１ｂをコーティングして作られ
る。金属製の支持層２１ａを使用する場合、材料によっ
ても異なるが、厚さは１〜１００μｍ、好ましくは強
度、製造性の面と低熱容量化、可撓性の面から１０〜５
０μｍであるのがよい。また、樹脂製の支持層２１ａを
使用する場合、材料によっても異なるが、その厚さは１
〜１５０μｍ、好ましくは強度の点と低熱容量化の点か
ら１０〜１００μｍであるのがよい。離型層２１ｂは、
材料によっても異なるが、その厚さが０．１〜５００μ
ｍ、好ましくは強度の点と低熱容量化の点から１〜５０
μｍであり、表面エネルギが３０ｍＮ／ｍ以下であり、
耐熱性が１５０゜Ｃ以上のものが使用される。尚、本実
施の形態では、定着フィルム２１は二層構造のものを使
用したが、層構造としてはこれに規定されることはな
く、例えば、耐熱性、耐久性、機械的強度に優れ、表面
エネルギの小さい材料であれば、単層構造でも構わな
い。

【００４９】本実施の形態の定着フィルム２１は、ニッ
ケルを支持層２１ａとして製造したものであり、先ず、
電鋳法で厚さ２０μｍ、幅３１０ｍｍ、周長３１１ｍｍ
（９９ｍｍφ）のニッケル製エンドレスフィルムを作製
して支持層２１ａとし、その表側に、厚さ１０μｍのフ
ッ素樹脂（ＰＦＡ）をコーティングして離型層２１ｂを
形成した。

【００５０】また、ヒータ２２は、図１０に示すよう
に、基板２２ａ、発熱抵抗層２２ｂ、保護層２２ｃ、断
熱ホルダ２２ｄ、温度センサ２２ｅとから成る。基板２
２ａとしてはアルミナ等の耐熱性、絶縁性材料が使用さ
れ、発熱抵抗層２２ｂとしてはＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウ
ム）等からなる電気抵抗材料が使用される。また、保護
層２２ｃとしては耐熱性、絶縁性、耐久性、摺動性に優
れた材料が使用され、例えばガラス等が使用される。断
熱ホルダ２２ｄとしては断熱性材料で作られ、例えばフ
ェノール樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等の断熱性
樹脂等が使用される。また、温度センサ２２ｅとしては
サーミスタや熱電対など小型の温度センサが使用され
る。本実施の形態のヒータ２２は、アルミナ基板２２ａ
に、発熱抵抗層２２ｂとしてＡｇ／Ｐｄをスクリーン印
刷により厚さ１０μｍ、幅６ｍｍ形成し、その上に保護
層２２ｃとしてガラスコート材を厚さ１０μｍ成膜して
発熱体を作製し、これと温度センサ２２ｅであるサーミ
スタをフェノール樹脂製の断熱ホルダ２２ｄに取り付け
たものである。

【００５１】更に、断熱部材２４は、図１１にその断面
形状を示すように、蓄熱部Ａにおいて定着フィルム２１
がヒータ２２から有効に熱を受けるように、定着フィル
ム２１とヒータ２２との接触を良くする部材で、断熱性
があり、耐熱性、耐久性、摺動性に優れた材料が使用さ
れる。本実施の形態では、シリコーンゴムの表面にテフ
ロンをコーティングしたものを使用している。また、本
実施の形態では、図１１に示すように、断熱部材の本体
２４ａに、定着フィルム２１の表面温度を検知するため
の温度センサ２４ｂ（サーミスタ）が取り付けられてい
る。なお、本実施の形態では板状の断熱部材２４を使用
しているが、接触を良好にするためのものであれば、ロ
ール状のものでもベルト状のものでもよい。

【００５２】また、加圧ローラ２５は、ステンレス等の
金属製の芯金に耐熱性のシリコーンゴムやフッ素ゴムを
ライニングしたローラで、本実施の形態ではＳＵＳ製の
芯金にゴム硬度４０（ＪＩＳ Ａ）のシリコーンゴムを
厚さ８ｍｍライニングした、外径３０ｍｍのローラを使
用している。そして、この加圧ローラ２５は駆動系によ
って定着フィルム２１の回転速度と同期して回転駆動さ
れるようになっている。

【００５３】一方、バックアップローラ２６は、加圧ロ
ーラ２５に対向して配置されるローラであり、加圧ロー
ラ２５と同様にステンレス等の金属製の芯金の耐熱性の
シリコーンゴムやフッ素ゴムをライニングしたローラで
ある。本実施の形態では、ＳＵＳ製の芯金にゴム硬度５
５（ＪＩＳ Ａ）のシリコーンゴムを厚さ８ｍｍライニ
ングした、外径３０ｍｍのローラを使用している。そし
て、この実施の形態では、前記バックアップローラ２６
は定着フィルム２１に従動するように構成されるが、必
要に応じて駆動系を付加してもよい。

【００５４】また、剥離ローラ３０は、剥離部Ｃにおい
て、その高曲率を利用して定着フィルム２１からトナー
像をセルフストリップするためのローラである。本実施
の形態では、外径１２ｍｍのＳＵＳ製ローラを使用して
いる。また、この実施の形態では、剥離ローラ３０とテ
ンションローラ２９の両サイドに定着フィルム２１の寄
りを規制するサイドガイド（図示せず）が設けられてお
り、これにより定着フィルム２１は複雑な蛇行制御なし
に安定に搬送されるようになっている。

【００５５】次に、本実施の形態の定着フィルム２１に
よる定着動作について説明する。図８に示すように、定
着フィルム２１は、駆動ローラ２８の回転力で記録用紙
３１の搬送速度と略同一速度で矢印方向に回転駆動され
る。また、定着時に定着フィルム２１の回転を安定に行
うため加圧ローラ２５にも駆動系が取り付けられてお
り、加圧ローラ２５の周速は定着フィルム２１の回転速
度と同一速度で回転するようになっている。

【００５６】さて、本実施の形態の定着装置は以下のよ
うなプロセスに従って定着が行われる。 先ず、本定着
装置が適用されているカラー画像記録装置が印刷動作を
行っていない時には、定着フィルム２１の回転動作は停
止しており、ヒータ２２には電圧が印加されていない状
態になっている。次に、印刷動作が開始され、通常の電
子写真記録プロセスに従って現像が行われた後に、記録
用紙３１にカラートナー像がイエロ、マゼンタ、シアン
各色毎に転写され、記録用紙３１上の未定着トナー像３
２ａとして搬送ローラ（図示せず）によって加熱加圧部
Ｂまで送られてくる。この動作と同期して、ヒータ２２
に電圧印加制御回路２３からパルス電圧が送られ、ヒー
タ２２は発熱する。この時、ヒータ２２の温度は温度セ
ンサ２２ｅで検知されており、過剰発熱しないようにパ
ルス電圧を調整することによりコントロールされてい
る。

【００５７】一方、定着フィルム２１は、図８及び図１
２に示すように、ヒータ２２の昇温に比例して昇温する
が、定着フィルム２１が定着に必要な蓄熱エネルギを保
持する状態（温度）まで昇温されると、これと略同時
に、定着フィルム２１の回転動作が開始する。そして、
記録用紙３１が加熱加圧部Ｂに送られてくるまでに、定
着フィルム２１は安定な回転状態になると共に、定着フ
ィルム２１の表面温度は温度センサ２４ｂによって検知
され、ヒータ２２通過後に所定の温度に維持するように
ヒータ２２によりコントロールされている。この実施の
形態では、ヒータ２２及び定着フィルム２１の熱容量は
小さいので、パルス電圧を印加すると定着フィルム２１
は瞬時に所定の温度に達する。従って、定着フィルム２
１を予熱しておく必要はなく、定着装置はインスタント
スタートが可能である。また、本実施の形態では、定着
フィルム２１はヒータ２２との接触を良くするために断
熱部材２４により押圧を印加されており、これにより、
ヒータ２２から定着フィルム２１への良好な熱伝達が行
われる。

【００５８】さて、蓄熱部Ａを通過した定着フィルム２
１は、図８及び図１２に示すように、定着に必要な熱エ
ネルギを保持した状態で、次の加熱加圧部Ｂに送られ
る。この時、定着フィルム２１からの放熱により熱エネ
ルギは減少するが、定着フィルム２１の界面は熱伝導率
の低い空気であり、蓄熱部Ａから加熱加圧部Ｂに至る時
間も短時間（本実施の形態では０．１秒程度）であるた
め、放熱による熱エネルギ損失は無視できる位小さく、
本実施の形態では定着フィルム２１表面温度で１゜Ｃ程
度の低下である。

【００５９】一方、記録用紙３１上の未定着トナー像３
２ａは、図８及び図１２に示すように、加熱加圧部Ｂに
送られ、定着フィルム２１からの蓄熱エネルギにより加
熱溶融されてトナー像３２ｂとなる。この時の加熱条件
は、多層に転写されたトナー像全体が熱溶融して、トナ
ーの光透過性が十分得られる位まで熱エネルギが印加さ
れることである。従って、蓄熱部Ａにおいて、この条件
を満足するような熱エネルギが定着フィルム２１に蓄熱
されている。また、加熱加圧部Ｂでは、熱と同時に圧力
も印加されるが、このときの加圧条件としては、トナー
像が層厚方向に圧縮されて平らにつぶされ、各色のトナ
ー共に表面平滑性が得られるのに十分な圧力が印加され
ることである。この加圧力は、総圧１００〜１５００Ｎ
程度が適当であり、本実施の形態では総圧６００Ｎが印
加されている。

【００６０】このような加熱加圧部Ｂによって、カラー
画像に必要なトナーの光透過性と表面平滑性とが付与さ
れる。次に、加熱加圧部Ｂを通過したトナー像３２ｃ
は、次の剥離部Ｃ（剥離ローラ３０配設部に相当）に搬
送される間に、放熱により溶融状態から粘度を増して軟
化状態に変化する。そして、剥離部Ｃにおいて、剥離ロ
ーラ３０の高曲率により、トナー像は定着フィルム２１
からセルフストリップされる。このときの剥離条件とし
ては、トナーの凝集力が溶融状態の時に比べて増加して
いる一方、定着フィルム２１の離型層２１ｂに対する付
着力はあまり増大していないことである。この条件を満
たすことにより、トナーはオフセットすることなく剥離
され、良好なカラー定着像３２ｄが得られる。なお、本
実施の形態では、蓄熱条件・加熱加圧条件を変えること
で、光透過性及び表面平滑性は微妙に調節される他、加
熱加圧部Ｂと剥離部Ｃとの距離や時間差を変えること
で、表面平滑性についての調節が容易に行なわれる。

【００６１】さて、以上説明したような構成を成し、動
作をするように調整された定着装置を富士ゼロックス
（株）製のカラー複写機Ａ ｃｏｌｏｒに組み込んで試
験機を準備し、Ａ ｃｏｌｏｒ用のカラートナーを使用
して、定着速度１６０ｍｍ／ｓで定着を行った。その結
果、発色性・定着性共に良好であり、高品位のカラー画
像が得られた。また、定着フィルムへのオフセットが発
生することなく、５００枚の通紙後も定着フィルムが汚
染するようなことはなかった。更に、Ａ４版用紙１０万
枚印刷相当の耐久試験を実施した結果、定着フィルムの
機械的劣化は見られず、定着を行ってみたところ、カラ
ー画像の発色性・定着性共に初期状態と遜色なく、定着
フィルムへのオフセットも発生しなかった。なお、本実
施の形態では離型剤を使用していないが、必要に応じ
て、オフセットを防止するために、シリコーンオイル等
の離型剤を使用してもよい。

【００６２】◎実施の形態２ 図１３は本発明が適用された定着装置の実施の形態２を
示し、実施の形態１と同様な構成要素については実施の
形態１と同様な符号を付してここではその詳細な説明を
省略する。同図において、この実施の形態に係る定着装
置は、実施の形態１と略同様であるが、実施の形態１と
異なる定着フィルム４１、ヒータ４２及び断熱部材４４
を備えている。定着フィルム４１は、特に図１４（ａ）
に示すように、記録用紙３１に面していない裏側から順
に、ポリイミドフィルムからなるベース層４１ａと、こ
のベース層４１ａ上に積層されるニッケル基層４１ｂと
で支持層を構成し、前記ニッケル基層４１ｂ上に離型層
としてのテフロンコート層４１ｃを積層したものであ
り、例えば幅２２０ｍｍ、１３２ｍｍφの大きさに構成
されている。

【００６３】また、この実施の形態において、ヒータ４
２は、特に図１４（ａ）に示すように、定着フィルム４
１の記録用紙３１側に配設されており、フェノール樹脂
からなるヒータホルダ４２ａにセラミックヒータ４２ｂ
を取り付けたものである。ここで、セラミックヒータ４
２ｂとしては、図１４（ｂ）に示すように、セラミック
基板４２ｃに例えば幅４ｍｍ×厚さ２μｍの発熱抵抗体
４２ｄ（ヒータ抵抗値：１０Ω）を２本配設したものが
用いられる。

【００６４】一方、断熱部材４４は、特に図１４（ａ）
に示すように、ヒータ４２に対応した定着フィルム４１
の裏側に配設されており、アルミニウム製のパッドホル
ダ４４ａにシリコーンゴム製のパッド４４ｂを固着した
もので、荷重Ｆ（この実施の形態では１００Ｎ／２２０
ｍｍ）にて定着フィルム４１に押圧されている。

【００６５】この実施の形態において、実施の形態１と
同様な作用を奏することが確認された。

【００６６】◎実施の形態３ 図１５は本発明が適用された定着装置の実施の形態３を
示すものであり、実施の形態１と同様な構成要素につい
ては実施の形態１と同様の符号を付してある。同図にお
いて、定着装置は、実施の形態１と略同様に構成されて
いるが、定着フィルム５１の加熱方式が実施の形態１と
異なる。すなわち、本実施の形態の定着フィルム５１
は、図１６に示すように、通電入力ツール５２と接触す
る側（裏側）から順に、発熱抵抗層５１ａ、電極層５１
ｂ、離型層５１ｃとから成る。定着フィルムの製造方法
としては種々の方法があるが、例えば電極層５１ｂを基
材とする場合や、発熱抵抗層５１ａを基材とする場合が
ある。

【００６７】電極層５１ｂを基材とする場合は、例えば
ニッケル、アルミニウム、銅、ステンレス等の導電性金
属から成る電極層５１ｂを基材として、裏側に導電性の
ぺーストを印刷塗布・焼成して発熱抵抗層５１ａを形成
し、表側に例えばシリコーン系の樹脂或いはゴムか、フ
ッ素系の樹脂或いはゴムをコーティングして離型層５１
ｃを形成する。このとき、電極層５１ｂの厚さは材料に
よっても異なるが、１〜１００μｍ、好ましくは強度、
製造性の面と低熱容量化、可撓性の面から１０〜５０μ
ｍであるのがよい。また、発熱抵抗層５１ａの厚さは着
膜方法によっても異なるが、０．０５〜５０μｍ、好ま
しくは強度、製造性の面と低熱容量化の面から１〜１０
μｍであり、その体積抵抗率が１０^-4〜１０⁴Ωｃｍの
ものが使用される。更に、離型層５１ｃの厚さは材料に
よっても異なるが、０．１〜５００μｍ、好ましくは強
度の点と低熱容量化の点から１〜５０μｍであり、その
表面エネルギが３０ｍＮ／ｍ以下であり、その耐熱性が
１５０゜Ｃ以上のものが使用される。

【００６８】また、発熱抵抗層５１ａを基材とする場合
は、例えばカーボンブラック、金属粉末、導電性セラミ
ックス粉末等の導電性フィラーをポリイミド、ポリアラ
ミド、ポリアミドイミド、フッ素系樹脂等の合成樹脂中
に分散させて得られた導電性樹脂フィルムや、導電性セ
ラミックスシート等が発熱抵抗層５１ａとして使用さ
れ、その厚さは０．３〜１５０μｍであって、その体積
抵抗率は１０^-4〜１０⁴Ωｃｍのものが使用される。こ
の発熱抵抗層５１ａの上に積層される電極層５１ｂは、
例えば銅、銀等の金属材料、導電性セラミック材料、導
電性粒子分散材等で形成され、その体積抵抗率について
は１Ωｃｍ以下、好ましくは１０^-3Ωｃｍ以下のものが
よい。

【００６９】更に、この電極層５１ｂの上に積層される
離型層５１ｃは、例えば、シリコーン系の樹脂あるいは
ゴムか、フッ素系の樹脂あるいはゴムが使用され、その
厚さは０．１〜５００μｍ、好ましくは強度の点と低熱
容量化の点から１〜５０μｍで、その表面エネルギが３
０ｍＮ／ｍ以下であり、その耐熱性が１５０゜Ｃ以上の
ものが使用される。

【００７０】尚、本実施の形態の定着フィルム５１は三
層構造のものを使用したが、層構造としてはこれに限定
されることはなく、例えば、離型層を導電性にして電極
層の機能を兼ねさせ、電極・離型層として一つの層にし
て、これに発熱抵抗層を加えた二層構造としてもよい。

【００７１】本実施の形態の定着フィルム５１は、電極
層５１ｂを基材とする方法で製造した。先ず、電鋳法で
厚さ２０μｍ、幅３１０ｍｍ、周長３１１ｍｍ（９９ｍ
ｍφ）のニッケル製エンドレスフィルムを作製し電極層
５１ｂとした。その裏側に、アルミニウム・ニッケル混
合ペーストを塗布・焼成し、厚さ３μｍの発熱抵抗層５
１ａを作製した。また、表側には、厚さ１０μｍのフッ
素樹脂（ＰＦＡ）をコーティングして離型層５１ｃを形
成した。

【００７２】また、通電入力ツール５２は、図１５に示
すように、定着フィルム５１の裏側に配設されており、
特に図１７に示すように、コンタクト電極５２ａと絶縁
性ホルダ５２ｂと温度センサ５２ｃとから成る。コンタ
クト電極５２ａは高融点金属材料や導電性セラミックス
等で製作し、高融点金属材料としては例えばタングステ
ン、モリブデン、チタン等が使用される。その体積抵抗
率は１Ωｃｍ以下、好ましくは１０^-3Ωｃｍ以下のもの
がよい。絶縁性ホルダ５２ｂは、耐熱性材料で作られ、
例えばセラミックスやフッ素樹脂、シリコーン樹脂、フ
ェノール樹脂等の耐熱性樹脂が使用される。また、温度
センサ５２ｃはサーミスタや熱電対など小型の温度セン
サが使用される。

【００７３】本実施の形態の通電入力ツール５２は、セ
ラミックス製の絶縁性ホルダ５２ｂに、コンタクト電極
５２ａとしてタングステンをスクリーン印刷により厚さ
１０μｍ、幅８ｍｍに形成し、温度センサ５２ｃとして
サーミスタを取り付けたものである。

【００７４】さて、本実施の形態の定着プロセスは、実
施の形態１の定着プロセスと略同一であり、異なるの
は、蓄熱工程における定着フィルムの加熱方法である。
すなわち、本実施の形態では、定着フィルム５１が直接
発熱する通電発熱法を使用している。これを詳細に示し
たものが図１８である。同図において、定着フィルム５
１の電極層５１ｂはアースに接続されており、電圧印加
制御回路２３から送られてくるパルス電圧に対応して、
通電入力ツール５２のコンタクト電極５２ａと電極層５
２ｂとの間で図１８の矢印で示すように電流が流れ、定
着フィルム５１の発熱抵抗層５１ａはジュール熱により
発熱する。この時、発熱抵抗層５１ａの温度は温度セン
サ５１ｃで検知され、所定の温度になるようにパルス電
圧を調整することによりコントロールされている。

【００７５】また、定着フィルム５１の熱容量は小さい
ので、パルス電圧を印加すると瞬時に所定の温度に達す
る。更に、定着フィルム５１の厚さ方向の温度分布はほ
とんど均一で、発熱抵抗層５１ａの温度と離型層５１ｃ
の表面温度はほとんど同一である。

【００７６】このように調整した定着装置を実施の形態
１と同様に富士ゼロックス（株）製のカラー複写機Ａ
ｃｏｌｏｒに組み込んで同一条件で評価を行った。その
結果、定着特性は、実施の形態１と同様な結果が得られ
た上に、本実施の形態では、定着フィルムが直接発熱す
るため、実施の形態１の外部ヒータを用いる場合より熱
エネルギロスが少なく、より一層の省電力化が図れた。

【００７７】◎実施の形態４ 次に、上記実施の形態３と蓄熱工程における通電発熱部
分が異なる実施の形態を示す。本実施の形態の構成は、
実施の形態３と略同様であるが、定着フィルム６１及び
通電入力ツール６２が実施の形態３と異なる。

【００７８】本実施の形態の定着フイルム６１は、図１
９に示すように、通電入力ツール６２（詳細は図２０参
照）と接触する側（裏側）から順に、発熱抵抗層６１
ａ、絶縁層６１ｂ、基材層６１ｃ、離型層６１ｄとから
成り、実施の形態３で用いた定着フィルム５１に絶縁層
６１ｂを付加した構成である。従って、定着フィルム５
１と同様に、以下に示すような方法で製造した。

【００７９】先ず、電鋳性で厚さ２０μｍ、幅３１０ｍ
ｍ、周長３１１ｍｍ（９９ｍｍφ）のニッケル製エンド
レスフィルムを作製し基材層６１ｃとした。次にその裏
側に、ガラスペーストを塗布・焼成し、厚さ１０μｍの
絶縁層６１ｂを作製し、その上にアルミニウム・ニッケ
ル混合ペーストを塗布・焼成し、厚さ３μｍの発熱抵抗
層６１ａを作製した。また、表側には厚さ１０μｍのフ
ッ素樹脂（ＰＦＡ）をコーティングして離型層６１ｄを
形成した。

【００８０】尚、発熱抵抗層６１ａ、離型層６１ｄは夫
々実施の形態３の定着フィルム５１における発熱抵抗層
５１ａ、離型層５１ｃと基本的に同一のものである。ま
た、本実施の形態では基材層６１ｃとして導電性のニッ
ケルフィルムを用いたため、発熱抵抗層６１ａと絶縁す
る必要から絶縁層６１ｂを設けたが、基材層６１ｃが絶
縁性材料の場合は、絶縁層６１ｂを省くことができる。
更に、発熱抵抗層６１ａ、離型層６１ｄのうち、少なく
とも一層の機械強度が十分の場合は、基材層６１ｃも省
いて構わない。

【００８１】また、導電入力ツール６２は、図２０に示
すように、コンタクト電極６２ａと絶縁性ホルダ６２ｂ
と温度センサ６２ｃとから成る。通電入力ツール６２が
実施の形態３の通電入力ツール５２と異なる点は、図２
０に示すように、コンタクト電極６２ａが二つに分かれ
ていることである。それ以外は、コンタクト電極や絶縁
性ホルダの材質にしても、温度センサの種類にしても同
一のものが使用できる。

【００８２】本実施の形態の通電入力ツール６２は、実
施の形態３の通電入力ツール５２と同様に、セラミック
ス製の絶縁性ホルダ６２ｂに、タングステンをスクリー
ン印刷により厚さ１０μｍ、幅１ｍｍ、間隔１２ｍｍで
二本形成してコンタクト電極６２ａとし、温度センサ６
２ｃとしてサーミスタを取り付けたものである。

【００８３】さて、本実施の形態の定着プロセスは、前
記実施の形態３の定着プロセスと略同一であり、異なる
のは通電発熱する部分である。これを詳細に示したもの
が図２１である。すなわち、通電入力ツール６２のコン
タクト電極６２ａのうち、一方は電圧印加制御回路２３
に接続されており、他方はアースに接続されている。電
圧印加制御回路２３から送らてくるパルス電圧に対応し
て、コンタクト電極６２ａの二つの電極間で図２１の矢
印で示すように電流が流れ、定着フィルム６１の発熱抵
抗層６１ａはジュール熱により発熱する。この時、発熱
抵抗層６１ａの温度は温度センサ６１ｃで検知され、所
定の温度になるようにパルス電圧を調整することにより
コントロールされている。

【００８４】このように調整した定着装置を実施の形態
１，３と同様に富士ゼロックス（株）製のカラー複写機
Ａ ｃｏｌｏｒに組み込んで同一条件で評価を行った。
その結果、定着特性は、実施の形態１と同様な結果が得
られた上に、本実施の形態でも実施の形態３と同様に定
着フィルムが直接発熱するため、実施の形態１の外部ヒ
ータを用いる場合より省電力化が図れた。しかも、搬送
方向に通電して発熱させることにより、加熱幅を自由に
変えられ、また、比較的長い加熱幅も実現できるため、
より高速のプリンタや複写機へも適応できることが確認
された。

【００８５】◎実施の形態５ 図２２は本発明が適用された定着装置の実施の形態５を
示し、実施の形態１と同様な構成要素については実施の
形態１と同様な符号を付してここではその詳細な説明を
省略する。この実施の形態に係る定着装置は、実施の形
態１と略同様に構成されているが、実施の形態１と異な
り、定着フィルム７１が中間転写ベルトを兼用してお
り、かつ、ヒータ２２に対応した部位に設けられていた
断熱部材２４を削除したものである。すなわち、この実
施の形態に係る定着装置が用いられる画像記録装置は、
例えば図２２に示すように、感光ドラム７２と、この感
光ドラム７２を帯電する帯電器７３と、帯電された感光
ドラム７２に潜像を書き込むレーザ等の露光器７４と、
感光ドラム７２上に形成された静電潜像をトナーにて可
視像化する現像器７５と、感光ドラム７２上の残留トナ
ーを除去するクリーナ７６と、感光ドラム７２上の残留
電荷を除去する除電器７７とを備え、現像器７５とクリ
ーナ７６との間に位置する感光ドラム７２部位を定着フ
ィルム７１に接触転動させ、定着フィルム７１の駆動ロ
ーラ２８に所定のバイアスを印加し、感光ドラム７２上
のトナー像を定着フィルム７１に静電転写させるように
したものである。尚、感光ドラム７２上のトナー像を定
着フィルム７１に圧力転写させるようにしてもよい。

【００８６】この実施の形態においては、定着フィルム
７１上にトナー像３２が転写保持され、定着フィルム７
１と共に蓄熱部Ａ、加熱加圧部Ｂ、剥離部Ｃへと移動し
ていく。このような過程において、先ず、蓄熱部Ａでは
ヒータ２２が定着フィルム７１を加熱し、定着フィルム
７１に蓄熱すると共に、定着フィルム７１上のトナー像
を予熱する。このとき、定着フィルム７１のトナー像担
持面側には、実施の形態１のような断熱部材２４が存在
しないので、蓄熱部Ａを通過する過程で定着フィルム７
１上のトナー像３２が破壊される懸念はない。この後、
定着フィルム７１上のトナー像３２は、加熱加圧部Ｂに
て定着フィルム７１からの蓄熱エネルギにて加熱溶融
し、同時に、記録用紙３１上に加圧定着、すなわち、圧
縮されて平らに潰される。そして、記録用紙３１上のト
ナー像３２は、剥離部Ｃにて定着フィルム７１から剥離
される。

【００８７】◎実施の形態６ 図２３は本発明が適用された定着装置の実施の形態６を
示し、実施の形態３と同様な構成要素については実施の
形態３と同様な符号を付してここではその詳細な説明を
省略する。同図において、この実施の形態に係る定着装
置は実施の形態３と略同様であるが、蓄熱部Ａが実施の
形態３と異なるものである。すなわち、この実施の形態
に係る蓄熱部Ａは、図２３及び図２４に示すように、定
着フィルム５１の裏面側に通電入力ツール５２を接触配
設する一方、定着フィルム５１の記録用紙３１側（表面
側）にサポートローラ５３を近接配置し、記録用紙３１
上のトナー像３２と定着フィルム５１との間に微小間隙
δを確保するようにしたものである。

【００８８】この実施の形態において、サポートローラ
５３は、蓄熱部Ａで記録用紙３１を定着フィルム５１に
近づける位置決め搬送用の補助的ローラであり、本実施
の形態では、耐熱性のシリコーンスポンジローラを使用
している。

【００８９】従って、この実施の形態によれば、蓄熱部
Ａでは、実施の形態３と同様に、通電入力ツール５２に
より定着フィルム５１が発熱し、定着フィルム５１に蓄
熱される。また、定着フィルム５１から放出される熱を
利用して記録用紙３１上のトナー像３２が予熱される。
そして、蓄熱部Ａを経た定着フィルム５１が加熱加圧部
Ｂに到達すると、この加熱加圧部Ｂに進入した記録用紙
３１上のトナー像３２は前記定着フィルム５１からの蓄
熱エネルギによって加熱溶融し、同時に、記録用紙３１
上に加圧定着、すなわち、圧縮されて平らに潰される。
この後、記録用紙３１上のトナー像３２は、剥離部Ｃに
て定着フィルム５１から剥離される。

【００９０】尚、この実施の形態では、蓄熱部Ａでは、
定着フィルム５１と記録用紙３１上のトナー像３２とは
非接触に保たれているが、トナー像３２が溶融しない程
度で、定着フィルム５１と記録用紙３１上のトナー像３
２とを軽接触させるようにしても差し支えない。

【００９１】◎実施の形態７ 図２５は本発明が適用された定着装置の実施の形態７を
示し、実施の形態４と同様な構成要素については実施の
形態４と同様な符号を付してここではその詳細な説明を
省略する。同図において、この実施の形態に係る定着装
置は実施の形態４と略同様であるが、蓄熱部Ａが実施の
形態４と異なるものである。すなわち、この実施の形態
に係る蓄熱部Ａは、図２５に示すように、定着フィルム
６１の裏面側に通電入力ツール６２を接触配設する一
方、定着フィルム６１の記録用紙３１側（表面側）にバ
ックアップベルト６３を近接配置し、記録用紙３１上の
トナー像３２と定着フィルム６１との間に微小間隙を確
保するようにしたものである。

【００９２】この実施の形態において、バックアップベ
ルト６３は、蓄熱部Ａで記録用紙３１を定着フィルム６
１に近づける位置決め搬送用の補助的ベルトであり、本
実施の形態では、耐熱性のポリイミド樹脂をシームレス
ベルトにしたものを使用し、一対の搬送ローラ６４，６
５間に掛け渡されている。

【００９３】従って、この実施の形態によれば、蓄熱部
Ａでは、実施の形態４と同様に、通電入力ツール６２に
より定着フィルム６１が発熱し、定着フィルム６１に蓄
熱される。また、定着フィルム６１から放出される熱を
利用して記録用紙３１上のトナー像３２が予熱される。
この後、加熱加圧部Ｂにて、記録用紙３１上のトナー像
３２は前記定着フィルム６１からの蓄熱エネルギによっ
て加熱溶融し、同時に、記録用紙３１上に加圧定着、す
なわち、圧縮されて平らに潰される。そして、記録用紙
３１上のトナー像３２は、剥離部Ｃにて定着フィルム６
１から剥離される。尚、この実施の形態においても、蓄
熱部Ａでは、定着フィルム６１と記録用紙３１上のトナ
ー像３２とは非接触に保たれているが、トナー像３２が
溶融しない程度で、定着フィルム６１と記録用紙３１上
のトナー像３２とを軽接触させるようにしても差し支え
ない。

【００９４】◎実施の形態８ 図２６は本発明が適用された定着装置の実施の形態８を
示し、この実施の形態ではカラー画像記録装置の定着工
程に使用されている。同図において、２１は記録用紙３
１上のトナー像を加熱するための定着フィルム（加熱媒
体に相当）、２２は定着フィルム２１蓄熱用のヒータ、
２３はヒータ２２に対して電圧を印加する電圧印加制御
回路、２４はヒータ２２からの熱エネルギ損失を抑える
ための断熱部材、２５，２６は定着フィルム２１及び記
録用紙３１を加圧する加圧ローラ及びバックアップロー
ラ、３０は定着工程後に定着フィルム２１から記録用紙
３１を剥離する剥離ローラである。

【００９５】本実施の形態において、前記定着フィルム
２１、ヒータ２２、電圧印加制御回路２３及び断熱部材
２４としては、実施の形態１と同様な構成のものが用い
られる。なお、定着フィルム２１、ヒータ２２等につい
て、他の実施の形態の構成を採用してもよいことは勿論
である。しかしながら、実施の形態１と異なり、前記定
着フィルム２１は、前記ヒータ２２の外形部、剥離ロー
ラ３０及び搬送ガイド板８１に掛け渡されている。な
お、前記搬送ガイド板８１は所定の湾曲形状に形成され
て定着フィルム２１を案内搬送するものであるが、図示
外のバネにて定着フィルム２１に所定の引張力を与えて
定着フィルム２１の弛みを防止する機能を兼ね備えてい
る。そして、本実施の形態では、剥離ローラ３０は、剥
離部Ｃにおいて、その高曲率を利用して定着フィルム２
１からトナー像をセルフストリップするためのローラで
あるほか、駆動ローラの機能をも有しており、駆動系に
よって定着フィルム２１を回転駆動するようになってい
る。本実施の形態では、外径１０ｍｍのＳＵＳ製ローラ
を使用している。

【００９６】特に、本実施の形態の特徴とするところ
は、バックアップローラ２６を加圧ローラ２５よりも大
径のものを用い、バックアップローラ２６と加圧ローラ
２５との加圧領域８３の手前側に、定着フィルム２１及
び記録用紙３１が加圧ローラ２５と非接触でバックアッ
プローラ２６にのみ掛け渡された接触領域８２を確保す
るようにしたものである。

【００９７】より具体的に述べると、加圧ローラ２５
は、ステンレス等の金属製の芯金に耐熱性のシリコーン
ゴムやフッ素ゴムをライニングしたローラで、本実施の
形態ではＳＵＳ製の芯金にゴム硬度４０（ＪＩＳ Ａ）
のシリコーンゴムを厚さ４ｍｍライニングした、外径２
０ｍｍのローラを使用している。そして、この加圧ロー
ラ２５は駆動系によって定着フィルム２１の回転速度と
同期して回転駆動されるようになっている。一方、バッ
クアップローラ２６は、定着フィルム２１及び記録用紙
３１と接触する接触領域８２を作ると共に、その下流で
加圧ローラ２５と対向配置されて加圧領域８３を作るロ
ーラであり、加圧ローラ２５と同様にステンレス等の金
属製の芯金の耐熱性のシリコーンゴムやフッ素ゴムをラ
イニングしたローラである。本実施の形態では、ＳＵＳ
製の芯金にゴム硬度５５（ＪＩＳ Ａ）のシリコーンゴ
ムを厚さ４ｍｍライニングした、外径４０ｍｍのローラ
を使用している。そして、この実施の形態では、前記バ
ックアップローラ２６は定着フィルム２１に従動するよ
うに構成されるが、必要に応じて駆動系を付加してもよ
い。

【００９８】次に、本実施の形態に係る定着装置の作動
について説明する。先ず、本定着装置が適用されている
カラー画像記録装置の印刷動作が開始される際には、実
施の形態１と同様に、蓄熱部Ａでは、ヒータ２２による
定着フィルム２１の蓄熱工程が行われる。

【００９９】この後、蓄熱部Ａを通過した定着フィルム
２１は、図２６及び図２７に示すように、定着に必要な
熱エネルギを保持した状態で、先ず、次の加熱加圧部Ｂ
の接触領域８２に送られる。このとき、定着フィルム２
１からの放熱により熱エネルギは減少するが、定着フィ
ルム２１の界面は熱電導率の低い空気であり、蓄熱部Ａ
から接触領域８３に至る時間も短時間（本実施の形態で
は０．２秒程度）であるため、放熱による熱エネルギ損
失は無視できる位小さく、本実施の形態では定着フィル
ム２１表面温度で１゜Ｃ程度の低下である。

【０１００】一方、記録用紙３１上の未定着トナー像３
２ａは接触領域８２に送られ、定着フィルム２１からの
蓄熱エネルギにより加熱溶融されてトナー像３２ｂとな
る。このとき、定着フィルム２１と記録用紙３１とは、
定着フィルム２１のテンションにより発生する小さな圧
力で軽接触しているだけであり、少なくとも定着フィル
ム２１の裏側には、定着フィルム２１に接触して加圧す
る加圧部材は存在しない。このように、定着フィルム２
１に接触する加圧部材がないことにより、定着フィルム
２１から加圧部材に逃げる熱エネルギをなくすことがで
きるので、定着フィルム２１に蓄熱された熱エネルギ
は、トナー像３２ｂ側に、より積極的に伝達されること
になる。そして、この熱エネルギは、トナー像３２ｂを
溶融し、記録用紙３１に定着するために使用される。な
お、このとき、定着フィルム２１の裏側へ放熱するが、
定着フィルム２１との界面は熱伝導率の低い空気であ
り、しかも、放熱時間も短時間であるため、放熱による
熱エネルギ損失は無視できる位小さい。従って、接触領
域８２で定着フィルム２１からトナー像３２ｂに熱エネ
ルギを伝達することにより、効率のよい熱伝達が行われ
る。

【０１０１】次に、接触領域８２を通過したトナー像３
２ｂは、加圧ローラ２５とバックアップローラ２６とが
加圧接触している加圧領域８３に送られ、トナー像３２
ｃとなる。このとき、トナー像３２ｃは、定着フィルム
２１から、前記接触領域８３でトナー像に伝達されなか
った分の熱エネルギを受けるが、主として圧力を受ける
ことになり、この圧力により、トナー像３２ｃはより強
固に記録用紙３１に定着される。また、特にカラー画像
の場合には表面平滑性が同時に付加される。

【０１０２】このときの加圧条件としては、トナー像が
層厚方向に圧縮されて平らにつぶされ、各色のトナーと
共に表面平滑性が得られるのに十分な圧力が印加される
ことである。この加圧力は、総圧１００〜１５００Ｎ程
度が適当であり、本実施の形態では総圧６００Ｎが印加
されている。また、定着フィルム２１からトナー像と記
録用紙３１への熱エネルギは、上記接触領域８２と加圧
領域８３とで伝達されるが、このときの加熱条件は、多
層に転写されたトナー像全体が熱溶融して、トナーの光
透過性が十分得られる位まで熱エネルギが印加されるこ
とと、トナー像の記録用紙３１への定着性を得るため
に、少なくともトナーと接する記録用紙３１表面をトナ
ー溶融温度以上にすることである。従って、蓄熱部Ａに
おいて、この条件を満足するような熱エネルギが定着フ
ィルム２１に蓄熱されていればよい。

【０１０３】次に、加圧領域８３を通過したトナー像３
０ｄは、剥離ローラ３０のある剥離部Ｃに搬送される。
この剥離部Ｃにおいて、定着フィルム２１は剥離ローラ
３０に接することにより熱を奪われ、同時にトナー像３
２ｄも熱を奪われることになる。そのため、トナー像３
０ｄは、溶融状態から粘度を増して軟化状態に変化す
る。そして、剥離部Ｃにおいて、剥離ローラ３０の高曲
率により、トナー像は定着フィルム２１からセルフスト
リップされる。このときの剥離条件としては、トナーの
凝集力が溶融状態の時に比べて増加している一方、定着
フィルム２１の離型層に対する付着力はあまり増大して
いないことである。この条件を満たすことにより、トナ
ーはオフセットすることなく剥離され、良好なカラー定
着像３２ｅが得られる。なお、本実施の形態では、蓄熱
条件・加熱加圧条件を変えることで、光透過性及び表面
平滑性は微妙に調節される他、加熱加圧部Ｂと剥離部Ｃ
との距離や時間差を変えることで、表面平滑性について
の調節が容易に行われる。

【０１０４】さて、以上説明したような構成を成し、動
作をするように調整された定着装置を富士ゼロックス
（株）製のカラー複写機Ａ ｃｏｌｏｒに組み込んで試
験機を準備し、Ａ ｃｏｌｏｒ用のカラートナーを使用
して、定着速度１６０ｍｍ／ｓで定着を行った。その結
果、発色性・定着性共に良好であり、高品位のカラー画
像が得られた。また、定着フィルムのオフセッ卜が発生
することなく、５００枚の通紙後も定着フィルムが汚染
するようなことはなかった。さらに、Ａ４版用紙１０万
枚印刷相当の耐久試験を実施した結果、定着フィルムの
機械的劣化は見られず、定着を行ってみたところ、カラ
ー画像の発色性・定着性共に初期状態と遜色なく、定着
フィルムへのオフセットも発生しなかった。なお、本実
施の形態では離型剤を使用していないが、必要に応じ
て、オフセットを防止するために、シリコーンオイル等
の離型剤を使用してもよい。

【０１０５】また、本実施の形態の定着装置において、
接触領域８２の効果を確認するために、接触領域８２を
持たずに加圧領域８３のみの定着装置（他の構成はすべ
て本実施の形態の定着装置と同一）を用意し、本実施の
形態の定着装置との比較を行った。図２８は断熱部材２
４に取り付けられた温度センサ２４ｂ（図１１参照）に
より測定された定着フィルム２１の蓄熱時の温度と、定
着したカラー画像の定着性との関係を示したグラフであ
る。同図において、縦軸は、折り曲げ試験で評価したト
ナーの定着度である。折り曲げ試験とは、ソリッド画像
を定着した記録用紙をトナ一画像側を内側にして一定条
件で折り曲げた後、記録用紙を広げてソリッド画像の折
り曲げた部分を脱脂綿で軽くふき取る試験で、剥がれ落
ちた部分の程度を画像解析装置で処理することで定量化
し定着度を求めている。定着度は数値が小さいほど定着
性がよく、目標値は２０以下である。接触領域８２がな
い場合は定着度２０以下を満足するために１６５゜Ｃ以
上に定着フィルム２１を蓄熱する必要があるのに対し、
接触領域８２がある場合では１５０゜Ｃ以上と、約１５
゜Ｃ蓄熱時の温度が下げられることが確認された。従っ
て、これにより省電力化が図れることがわかった。

【０１０６】◎実施の形態９ 図２９は本発明が適用された定着装置の実施の形態９の
剥離部構成を示すものであり、剥離部以外の構成要素に
ついては実施の形態８と同様な構成要素を備えているの
で、実施の形態８と同様な構成要素についてはここでは
その詳細な説明を省略する。剥離部において、安定して
トナー像を定着フィルム２１から剥離させるためには、
剥離ローラ３０が蓄熱により昇温することを防止するこ
とが好ましい。そのためには、本実施の形態において
は、例えば図２９（ａ）に示すように、剥離ローラ３０
としてヒートパイプ９１を用い、そのヒートパイプ９１
の少なくとも一端に冷却フィン９２を設けて放熱させる
ようにしたものである。この際、冷却フィン９２をファ
ン９３により強制冷却すれば、より安定した冷却が行わ
れる。また、図２９（ｂ）に示すように、前記ヒートパ
イプ９１に温度センサ９５を取り付けて、所定の温度以
上にヒートパイプ９１がなった時、剥離ローラ温度コン
トローラ９６にてファン９３を作動させるようにすれ
ば、剥離ローラ３０の温度制御がより正確に行われる。

【０１０７】従って、本実施の形態では、蓄熱条件・加
熱加圧条件を変えることで、光透過性及び表面平滑性は
微妙に調節される他、剥離部における剥離ローラ３０の
温度を変えることで、表面平滑性についての調節が容易
に行われる。

【０１０８】◎実施の形態１０ 図３０は本発明が適用された定着装置の実施の形態１０
を示すもので、基本的に実施の形態８と同様に構成され
ているが、加圧ローラ２５の支持構造が実施の形態８と
異なる。なお、実施の形態８と同様な構成要素について
は同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略す
る。図３０において、加圧ローラ２５の回動軸２５ａは
図示外の支持フレームの支持孔に回動自在に支持されて
いるが、前記支持フレームの支持孔はバックアップロー
ラ２６の外周形状と相似形の円弧軌跡ｍに沿ったスリッ
ト状に形成されており、この支持孔に沿って加圧ローラ
２５の回動軸２５ａが移動自在係合し、加圧ローラ位置
調整機構１００にて加圧ローラ２５のバックアップロー
ラ２６の周方向に対する位置が所定位置に位置決め調整
されるようになっている。従って、本実施の形態におい
て、加圧ローラ位置調整機構１００にてバックアップロ
ーラ２６の周方向に対する加圧ローラ２５位置を例えば
図３０の実線位置から仮想線位置へ微調整するようにす
れば、加圧ローラ２５とバックアップローラ２６との加
圧領域８３の手前側の接触領域８２の面積が微調整され
ることになり、加熱加圧部Ｂの主として加熱条件が容易
に可変設定される。

【０１０９】◎実施の形態１１ 図３１は本発明が適用された定着装置の実施の形態１１
を示すもので、基本的に実施の形態８と同様に構成され
ているが、剥離部構成が実施の形態８と異なる。なお、
実施の形態８と同様な構成要素については同様な符号を
付してここではその詳細な説明を省略する。同図におい
て、定着フィルム２１は、ヒータ２２の外形部、加圧ロ
ーラ２５及び搬送ガイド板８１に掛け渡されており、加
圧ローラ２５が剥離ローラの機能を兼用するようになっ
ている。従って、本実施の形態においては、加熱加圧部
Ｂを通過した記録用紙３１上のトナー像は、剥離部Ｃと
して機能する加圧ローラ２５の曲率により、定着フィル
ム２１からセルフストリップされる。

【０１１０】◎実施の形態１２ 図３２は本発明が適用された定着装置の実施の形態１２
を示し、実施の形態８と同様な構成要素については実施
の形態８と同様な符号を付してここではその詳細な説明
を省略する。同図において、この実施の形態に係る定着
装置は、実施の形態８と略同様であるが、実施の形態８
と異なり、記録用紙３１の裏側に接するように予熱板１
１０を配置すると共に、この予熱板１１０に対向した部
位に搬送ローラ１２０を配置し、更に、加圧ローラ２５
とバックアップローラ２６との箇所には実施の形態８の
接触領域８２を設けることなく、加圧領域８３のみを確
保するようにしたものである。

【０１１１】本実施の形態において、予熱板１１０は、
図３３（ａ）に示すように、基板１１１の記録用紙３１
の非接触面側に発熱体１１２を接着し、この発熱体１１
２に温度センサ１１３を取り付けたものである。なお、
発熱体１１２からの放熱を防止するには、図３３（ｂ）
に示すように、前記発熱体１１２を断熱層１１４で被覆
するようにすればよい。そして、この予熱板１１０には
電圧印加制御回路１１５が接続され、前記温度センサ１
１３の温度が一定になるように電圧が印加されるように
なっている。

【０１１２】ここで、基板１１１は金属等の熱伝導性の
よい材料が使用される。また、発熱体１１２はニッケル
・クロム合金箔やステンレス箔等の抵抗発熱体用金属箔
を絶縁性材料でコートしたもの等が使用される。また、
温度センサ１１３は、サーミスタや熱電対など小型の温
度センサが使用される。本実施の形態の予熱板１１０
は、基板１１１として、幅３１０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、
厚さ１００μｍのＳＵＳ製板に、発熱体１１２として、
幅３１０ｍｍ、長さ５０ｍｍの発熱フィルムを接着し、
温度センサ１１３としてサーミスタを取り付けたもので
ある。発熱フィルムは、３１０ｍｍ×５０ｍｍの面積に
均等にパターニングしたＳＵＳ箔ヒータ（厚さ５０μ
ｍ）を、絶縁性耐熱フィルムであるポリイミドフィルム
（厚さ２５μｍ）で挟みこんで接着したものである。

【０１１３】また、本実施の形態において、搬送ローラ
１２０は、前記予熱板１１０に対向して記録用紙３１の
進行方向に沿って前後に一対配置されており、ＳＵＳ製
の芯金にゴム硬度５０（ＪＩＳ Ａ）のシリコーンゴム
を厚さ１ｍｍライニングした、外径８ｍｍのローラを使
用している。更に、搬送ローラ１２０は、記録用紙３１
上に転写されたトナー像と接触して画像を乱さないよう
にするために、記録用紙３１の両端から１０ｍｍ以下の
範囲でのみ記録用紙３１に接触するように配置されてい
る。なお、搬送ローラ１２０の配置数については前後に
一対に限られず、それ以上であってもよいことは勿論で
ある。

【０１１４】更に、本実施の形態においては、基板１１
１としてのＳＵＳ製板は、図３３（ａ）に示すように、
記録用紙３１の搬送方向に湾曲させたものを使用してい
る。この湾曲は、記録用紙３１と予熱板１１０との接触
をよくするために設けたものであり、湾曲方向は下を凸
にしても上を凸にしてもどちらでもよいが、この際、記
録用紙３１が予熱板１１０上を通過する時に、記録用紙
３１が予熱板１１０に押しつけられるようなテンション
が記録用紙３１に作用するようにしておくことが好まし
い。このようなテンションをかけるには、例えば搬送ロ
ーラ１２０の前後の搬送ローラの周速に速度差をつけれ
ばよい。すなわち、予熱板１１０が下に凸の場合には搬
送ローラ１２０の後側１２０ｂを早くし、上に凸の場合
は搬送ローラ１２０の前側１２０ａを早くすればよい。
本実施の形態では図３３（ａ）に示すように、下に凸の
湾曲タイプを使用した。なお、上を凸にするタイプは記
録用紙３１として連続紙を使用する際に特に有効であ
る。また、記録用紙３１と予熱板１１０の接触をよくす
る方法は上述したものに限られるわけではなく、いわゆ
る静電吸着やバキューム吸着などを利用してもよい。

【０１１５】さて、本実施の形態の定着プロセスは、前
記実施の形態８と略同様であるが、記録用紙３１に対す
る予熱工程Ｄが付加されている点が異なる。先ず、本定
着装置が適用されているカラー画像記録装置が印刷動作
を行っていない時には、予熱板１１０の抵抗発熱体に電
圧が印加されていない状態になっている。次に、印刷動
作が開始され、通常の電子写真記録プロセスに従って現
像が行われた後に、記録用紙３１にカラートナー像がイ
エロ、マゼンタ、シアン各色毎に転写され、記録用紙３
１上の未定着トナー像３２ａとして搬送ローラ（不図
示）によって予熱板１１０まで送られてくる。この動作
と同期して、予熱板１１０の抵抗発熱体に電圧が印加さ
れ、予熱板１１０は急速に昇温して所定の温度に達す
る。そして、記録用紙３１が予熱板１１０に送られてく
るまで、予熱板１１０の温度は所定の温度のまま維持す
るようにコントロールされている。

【０１１６】次に、図３２及び図３４に示すように、記
録用紙３１は予熱板１１０に接しながら移動し、予熱板
１１０の熱は記録用紙３１に伝達され、予熱工程が行わ
れる。このとき、熱を印加するのは記録用紙３１に対し
てであるが、記録用紙３１上のトナー像３２ａも熱を受
けることになる。なお、予熱板１１０の温度、通過時間
（予熱板１１０の長さ／搬送速度）等により、記録用紙
３１の予熱条件を変えることができる。例えば、予熱板
１１０の温度をより高く、通過時間をより長くすること
により、予熱における定着に必要な熱の依存率をより高
くすることができる。極端な場合、定着に必要な熱エネ
ルギの全てを、ここで与えることも可能である。その場
合、次の加熱加圧部Ｂでは熱の授受は行われず、定着に
必要な加圧のみが行われることになる。

【０１１７】次に、予熱部Ｄを通過した記録用紙３１
は、加圧ローラ２５とバックアップローラ２６とが加圧
接触している加圧領域８３に送られる。ここで、記録用
紙３１は、すでに蓄熱されている定着フィルム２１とト
ナー像を挟んで加圧接触する。そして、定着フィルム２
１の持つ蓄熱エネルギと記録用紙３１の持つ予熱エネル
ギとにより、トナー像３２ａは加熱・溶融されてトナー
像３２ｂとなる。また、同時に、トナー像３２ｂは均一
に加圧されるので、良好なカラー画像を得るための光透
過性と表面平滑性とが付与される。

【０１１８】次に、加圧領域８３を通過したトナー像３
２ｃは、前記実施の形態８と同様に剥離ローラ３０の高
曲率により剥離される。このように調整した定着装置を
実施の形態８と同様に富士ゼロックス（株）製のカラー
複写機Ａ ｃｏｌｏｒに組み込んで同一条件で評価を行
った。

【０１１９】図３５は予熱板１１０の温度を２５（室
温）、１００、１３０、１６０゜Ｃと変えたときの、温
度センサ２４ｂにより測定された定着フィルム２１の蓄
熱時の温度と、定着したカラー画像の定着性との関係を
示したグラフである。同図において、縦軸は図２８と同
様に折り曲げ試験で評価した定着度である。例えば予熱
板１１０の温度を１００゜Ｃとした場合、予熱しなかっ
た場合（予熱板の温度＝２５゜Ｃ）と比較して、定着度
２０以下を満足するための定着フィルム蓄熱温度は１６
５゜Ｃから１４５゜Ｃへと約２０゜Ｃ温度が下げられる
ことがわかる。また、予熱板１１０の温度が高くなれ
ば、さらに定着フィルム２１温度を下げることができ
る。

【０１２０】図３６は、図３５に示した各実験条件にお
ける、画像の光沢度（ＪＩＳ Ｚ８７４１−７５゜方
法）と定着度との関係を示したグラフである。予熱板１
１０の温度を高く（１６０゜Ｃ）すると、定着度を満足
しながら画像の光沢度を広い領域（１０〜９８）で制御
できることがわかる。この条件を用いれば、表面平滑性
を必要とするカラー画像と光沢度が低いことが必要な白
黒画像とを同一の定着装置で定着することが可能にな
る。

【０１２１】◎実施の形態１３ 図３７は本発明が適用された定着装置の実施の形態１３
を示し、実施の形態１２と同様な構成要素については実
施の形態１２と同様な符号を付してある。同図におい
て、定着装置は、実施の形態１２と略同様に構成されて
いるが、加熱加圧部Ｂ構成が実施の形態１２と異なるも
のである。すなわち、本実施の形態において、加熱加圧
部Ｂは、バックアップローラ２６を加圧ローラ２５より
も大径のものを用い、バックアップローラ２６と加圧ロ
ーラ２５との加圧領域８３の手前側に、定着フィルム２
１及び記録用紙３１が加圧ローラ２５と非接触でバック
アップローラ２６にのみ掛け渡された接触領域８２を確
保するようにしたものである。このように調整した定着
装置を実施の形態１２と同様に富士ゼロックス（株）製
のカラー複写機Ａ ｃｏｌｏｒに組み込んで同一条件で
評価を行った。その結果、定着特性は実施の形態１２と
同様な結果が得られた上に、本実施の形態では、加熱加
圧部Ｂでの熱損失がより少なく抑えられる分、実施の形
態１２に比べて、ヒータ２２による蓄熱温度や予熱板１
１０による予熱温度が下げられることになり、より省電
力化を図ることが可能である。

【０１２２】◎実施の形態１４ 図３８は本発明が適用された定着装置の実施の形態１４
を示すもので、光沢度の異なる画像を選択的に得ること
を可能としたものである。同図において、符号１３１は
エンドレスベルト状の耐熱性フィルムからなる定着フィ
ルムであり、この定着フィルム１３１は加圧ローラ１３
２、テンションロール１３４、従動ロール１３５間に掛
け渡されいる。そして、加圧ローラ１３２は端部で図示
しない駆動装置に接続され、定着フィルム１３１の駆動
ローラを兼ねており、定着フィルム１３１を記録用紙３
１の走行方向へ回動させるようになっている。

【０１２３】本実施の形態において、１３３は加圧ロー
ラ１３２に平行に対向して配置されたバックアップロー
ラであり、両ローラ１３２，１３３は定着フィルム１３
１を挟んで図示しない加圧手段により、総圧１００〜１
５００Ｎの加圧力で加圧されている。また、両ローラ１
３２，１３３の表面は加圧力をローラ軸方向に均一にさ
せるために、少なくとも片方が弾性体であることが望ま
しい。また、バックアップローラ１３３の表面は、離型
性の高いものが望ましい。本実施の形態では、両ローラ
１３２，１３３ともに金属製芯金にシリコーンゴムを被
覆したものである。

【０１２４】また、本実施の形態に係る定着フィルム１
３１は繰り返しローラ間を回転すると同時に、記録用紙
３１およびトナー画像と加圧接触するため、耐熱性、離
型性、耐久性に優れたものであることが好ましい。一般
的には厚さ１００μｍ以下、好ましく４０μｍ以下の薄
肉のものがよい。例えばポリイミド、ポリエーテルイミ
ド、ＰＥＳ、ＰＦＡなどの耐熱性の単層樹脂フィルム
や、樹脂フィルム、あるいはニッケル、ステンレス、ア
ルミニウムなどの金属フィルムの、少なくともトナー画
像と接触する面側にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなどのフ
ッ素樹脂に代表される離型性コート層を形成したもので
ある。更に、フィルム１３１のトナー画像と接触する面
の表面は、高光沢度の画像を得るためには平滑である必
要があり、表面粗さ（Ｒａ）０．３μｍ以下、望ましく
は０．１μｍ以下のものである。

【０１２５】また、図３８において、符号１４０は定着
フィルム１３１を加熱して定着フィルム１３１に蓄熱さ
せるヒータである。本実施の形態では、ヒータ１４０
は、例えば図３９に示すように、フィルム１３１の移動
方向と直交する方向を長手方向とする低熱容量加熱体で
あり、基板１４１、通電発熱抵抗体１４２、表面保護層
１４３、断熱ホルダ１４４、温度センサ１４５からな
る。基板１４１は耐熱性、絶縁性、低熱容量の部材であ
り、本実施の形態では厚さ１．０ｍｍ、幅１５ｍｍ、長
さ２２０ｍｍのアルミナ基板である。通電発熱抵抗体１
４２は、基板１４１の下面（フィルム１３１を接触する
面）略中央部に長手に沿って形成された電気抵抗材料膜
で、ここでは、Ａｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）を厚さ約１
０μｍで形成している。表面保護層１４３は耐熱ガラス
を約１０μｍコートしたものである。断熱ホルダ１４４
はヒータ基板１４１を断熱支持する断熱性、高耐熱性、
剛性を有するもので構成される。温度センサ１４５は基
板１４１の上面に接触配置されている。そして、ヒータ
１４０には電圧印加制御回路１４６が接続され、前記ヒ
ータ１４０の温度センサ１４５の温度が所定温度になる
ように電圧が印加され、定着フィルム１３１が加熱され
るようになっている。

【０１２６】また、本実施の形態では、前記電圧印加制
御回路１４６には光沢度モード設定器１４７が接続され
ており、この光沢度モード設定器１４７は、例えば高光
沢度モード及び低光沢度モードのいずれかを選択設定す
るスイッチ構成のものであり、高光沢度モードを設定す
ると、電圧印加制御回路１４６による電圧印加動作を許
容し、一方、低光沢度モードを設定すると、電圧印加制
御回路１４６による電圧印加動作を禁止するように動作
するものである。

【０１２７】図４０は本実施の形態で用いられる予熱板
を示すもので、この予熱板１５０は、記録用紙３１の進
行方向と直交する方向を長手方向として進行方向に対し
曲率をもって配設された加熱体あり、金属基板１５１、
発熱フィルム１５２、温度センサ１５３及び断熱層１５
４からなる。ここで、金属基板１５１は、記録用紙３１
の進行方向に対して記録用紙と接触する側を内側とする
凹状の曲率を持ち、記録用紙３１進行方向に対して先端
側の接線がローラ１３２，１３３のニップ部を通過する
ように支持されている。本実施の形態では、厚さ２．０
ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ２２０ｍｍの鋼性板材を半径２
０ｍｍの曲率で曲げたものである。また、金属基板１５
１の下側（記録用紙と接触する面の反対側）には発熱フ
ィルム１５２が接着固定されている。この発熱フィルム
１５２は、絶縁性耐熱フィルム上に抵抗発熱材料をパタ
ーニングし、さらに絶縁性耐熱フィルムで挟んで形成し
たものである。発熱フィルム１５２の下側には、発熱フ
ィルム１５２からの放熱を防止するため、断熱層１５４
が形成されている。また、温度センサ１５３は基板１５
１の下面に接触して配設されている。

【０１２８】また、本実施の形態において、予熱板１５
０の上側（記録用紙３１と接触する面側）の記録用紙３
１の幅方向両端部に対応する部分には、記録用紙３１進
行方向に沿って、搬送ローラ１５５が少なくとも一対以
上（本実施の形態では３つ）金属基板１５１と接触して
回動可能に配設されており、実施の形態では、シリコー
ンゴムを被覆したものを用いている。そして、この搬送
ローラ１５５は、記録用紙が搬送されてきた時、記録用
紙に担持されたトナー像と接触して画像を乱さないため
に、記録用紙の幅方向両端部から多くとも１０ｍｍ、好
ましくは５ｍｍ以内の範囲でのみ記録用紙３１と接触す
るようにしている。

【０１２９】更に、この予熱板１５０には電圧印加制御
回路１５６が接続されており、予熱板１５０の温度セン
サ１５３の温度が所定温度になるように電圧が印加さ
れ、本実施の形態では、記録用紙３１を少なくともトナ
ーの融点温度以上に加熱するようになっている。

【０１３０】次に、本実施の形態による定着プロセスに
ついて説明する。図示しない画像形成装置により、未定
着トナー画像３２ａを担持した記録用紙３１は、予熱板
１５０による予熱部Ｄへと搬送される。この予熱部Ｄで
は、記録用紙３１は進行方向に直交する方向の両端部を
搬送ローラ１５５により予熱板１５０に押しつけられる
と同時に、予熱板１５０に沿って記録用紙３１が曲げら
れることに対抗する復元力により予熱板１５０と接触
し、加熱される。このとき、記録用紙３１は、予熱板１
５０と比較的長い時間接触しているため、予熱板１５０
の設定温度に対し略等しい温度にまで加熱される。記録
用紙３１に担持されている未定着トナーへは、記録用紙
３１という熱伝導の悪い材料を挟んで熱が伝えられるた
め、予熱部Ｄ通過後のトナー温度は記録用紙３１と略同
じで、かつ、表面と記録用紙３１側界面とが比較的均一
な温度に加熱される。

【０１３１】また、予熱板１５０の設定温度は、所定の
プロセススピードで記録用紙３１が予熱板１５０を通過
した後の温度がトナーの融点温度以上、本実施の形態で
はトナーの融点温度より１０゜Ｃ程度高い温度になるよ
うに１２０゜Ｃに設定されている。そのため、トナーは
予熱部Ｄ通過後溶融状態になるが、このときの粘度は１
０²〜１０⁴（Ｐａ・ｓ）と比較的高いために、液体状に
流れることはなく、粒子同士が互いに溶融しあう程度で
比較的もとの形状を維持している。その後、記録用紙３
１は加熱加圧部Ｂへと進む。本実施の形態では、高光沢
度の記録を設定した場合と、低光沢度の記録を設定した
場合とでプロセスが異なる。

【０１３２】高光沢度の記録時には、所定のタイミング
でヒータ１４０が通電加熱され、加熱加圧部Ｂでは、定
着フィルム１３１の記録用紙３１と圧接する部分が所定
の温度に加熱される。実施の形態においては、定着フィ
ルム１３１がトナー溶融温度程度となるように、ヒータ
１４０の温度が決定されている。そして、加熱加圧部Ｂ
では、定着フィルム１３１と記録用紙３１とが加圧ロー
ラ１３２及びバックアップローラ１３３により圧接され
る。大きく分けて、この加熱加圧部Ｂの前半では、粘度
が比較的高い状態のトナーと、トナー溶融温度程度に加
熱された定着フィルム１３１とが接触し、トナーは冷え
ることなく加圧され、定着フィルム１３１と記録用紙３
１との間で流動して一体化するとともに定着フィルム１
３１表面に倣う。この後、加熱加圧部Ｂ後半において
は、定着フィルム１３１および記録用紙３１から、加圧
ローラ１３２、バックアップローラ１３３への熱伝導に
よりトナーが冷却され、溶融温度以下になる。

【０１３３】一方、低光沢度の記録時には、ヒータ１４
０が通電加熱されない。そのため、加熱加圧部Ｂ前半で
は、粘度が比較的高い状態のトナーが加圧されると同時
に定着フィルム１３１への吸熱が起こり、トナーは加熱
加圧部Ｂ前の表面の形状を比較的保ちながら、記録用紙
３１との界面では記録用紙３１との密着性が向上してい
く。この後、加熱加圧部Ｂ後半では、定着フィルム１３
１および記録用紙３１から、加圧ローラ１３２、バック
アップローラ１３３への熱伝導によりトナーが冷却さ
れ、溶融温度以下になる。

【０１３４】この後、加熱加圧部Ｂの出口においては、
定着フィルム１３１が加圧ロール１３２の曲率に沿って
記録用紙３１の進行方向に対して垂直方向へと離されて
いく。このとき、トナーは冷却固化しているため、分離
可能状態になっており、定着フィルム１３１にオフセッ
トすることなく剥離を完了する。

【０１３５】本実施の形態では、定着フィルム１３１を
加熱／非加熱の２つのレベルで制御することにより、加
熱時には光沢度を８０％以上９０％以下、非加熱時には
光沢度を５％以上１０％以下の画像を形成することがで
きた。

【０１３６】なお、画像光沢度の制御方法は、この方式
に限られないことは言うまでもなく、定着フィルム１３
１の加熱温度を２点以上で設定可能にすることもでき、
また、連続的に変化させて所望の光沢度の画像を形成す
るようにすることもできる。もちろん、一定の光沢度の
画像を形成するために、定着フィルム１３１の加熱温度
を固定にしてもよい。

【０１３７】◎実施の形態１５ 図４１は本発明が適用された定着装置の実施の形態１５
を示し、実施の形態１４と同様な構成要素については同
様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
本実施の形態に係る定着装置は、実施の形態１４と略同
様であるが、実施の形態１４と異なり、従動ロール１３
５の代わりに、加熱加圧部Ｂ終了後の記録用紙３１の進
行方向の延長線上に剥離ローラ１６１を配設して定着フ
ィルム１３１を懸架し、剥離ローラ１６１と対向する部
位に加圧ローラ１６２を当接したものである。本実施の
形態において、加圧ローラ１６２は図示しない加圧手段
により、総圧２０〜１００Ｎの加圧力で加圧されてお
り、加圧ローラ１６２の表面はシリコーンゴム等、離型
性のよい弾性層で形成されている。

【０１３８】次に、本実施の形態に係る定着装置の定着
プロセスについて説明する。本実施の形態では、加熱加
圧部Ｂ通過後の記録用紙３１は、定着フィルム１３１と
接触したまま剥離ローラ１６１、加圧ローラ１６２で構
成される剥離部Ｃへと搬送されていく。この搬送工程で
記録用紙３１は自然冷却、あるいは、図示外の強制冷却
手段により冷却され、剥離部Ｃにて定着フィルム１３１
と記録用紙３１とが曲率分離されて記録用紙３１が排出
されていく。従って、実施の形態１４の様な定着装置に
おいては、定着を重ねていくにつれて加圧ローラ１３
２、バックアップローラ１３３が蓄熱していき、ある程
度の温度まで上昇すると、両ローラ１３２，１３３を冷
却する必要があった。しかし、本実施の形態において
は、連続定着を行った場合でも、両ローラ１３２、１３
３を冷却することなく、安定して画像を形成することが
可能になった。

【０１３９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、比較的小さな熱容量を有する加熱媒体を所定の温度
に加熱するだけで定着に必要な熱エネルギが得られるの
で、インスタントスタートが可能であり、高速化にも対
応できる。また、定着に必要な熱エネルギを加熱媒体に
蓄熱させる工程がトナー像の定着部位と切り分けられて
いるため、加熱媒体に対して各種の加熱方式を自由に採
用することができる。このため、熱効率を考慮して最適
な条件で加熱媒体を加熱することが可能になり、消費電
力を低減することができる。

【０１４０】更に、本発明において、加熱媒体を蓄熱す
る際に、加熱媒体に対して記録媒体を近接非接触配置す
るようにすれば、加熱媒体から放出される熱を有効に利
用して記録媒体上のトナー像を予熱することができる。

【０１４１】更にまた、本発明において、トナー像の定
着部位として加圧領域の前に軽接触による加熱領域を確
保するようにすれば、熱効率の良い条件で、加熱媒体に
蓄熱された熱エネルギをトナー像に伝達することがで
き、これにより、加熱媒体の蓄熱時の温度を下げること
が可能になり、加熱と加圧とを同時に行う定着方式に比
べて、消費電力をより低減することができる。

【０１４２】また、トナー像の定着部位（加熱加圧部
位）と加熱媒体からトナー像を剥離する工程とを異なる
部位で行なうようにすれば、夫々良好な条件でトナー像
を溶融、加圧し、定着フィルムから剥離することがで
き、フルカラー画像に対してもオフセットが発生するこ
となく良好なカラー画像が得られる。更に、本発明にお
いて、トナー像が軟化状態の時に剥離工程を行なうよう
にすれば、トナーの凝集力が増加する一方、加熱媒体に
対する付着力があまり増大しないため、オフセットの発
生を確実に回避することができるばかりか、トナー像が
冷却固化後に剥離するタイプに比べて、記録媒体の剥離
性を良好に保つことができ、しかも、平面平滑性が高く
なり過ぎて、記録媒体の平滑性との間で違和感を感じ易
いという事態を有効に回避することができる。

【０１４３】また、本発明において、定着部位の前工程
で記録媒体を予熱するようにすれば、記録媒体上のトナ
ー像に対して均一に熱を印加することができるので、よ
り一層の高画質なカラー画像を得ることができる。

【０１４４】更に、本発明において、蓄熱手段の蓄熱条
件、加熱加圧手段の加熱加圧条件、剥離手段の温度条
件、予熱手段の予熱条件の少なくともいずれかを光沢度
等の選択条件や湿度等の環境条件に応じて可変設定する
ようにすれば、常に最適な状態で定着装置を動作させる
ことが可能になる。例えば、記録媒体に対する予熱を十
分に行い、加熱媒体の蓄熱エネルギを少なめにしてかつ
それを変化させるようにすれば、光沢度の低い画像から
高い画像まで広範囲に制御することができ、所望の光沢
度の画像を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）（ｂ）は本発明に係る定着方法を夫々
示す説明図である。

【図２】 （ａ）（ｂ）は本発明に係る定着装置を夫々
示す説明図である。

【図３】 図２（ａ）に係る定着装置の一態様を示す説
明図である。

【図４】 図２（ａ）に係る定着装置の他の態様を示す
説明図である。

【図５】 図２（ｂ）に係る定着装置の夫々別異の態様
を示す説明図である。

【図６】 図２（ａ）に係る定着装置の更に発展した態
様を示す説明図である。

【図７】 図２（ｂ）に係る定着装置の更に発展した態
様を示す説明図である。

【図８】 実施の形態１に係る定着装置を示す説明図で
ある。

【図９】 実施の形態１に係る定着フィルムの構成を示
す断面説明図である。

【図１０】 実施の形態１に係るヒータの構成を示す断
面説明図である。

【図１１】 実施の形態１に係る断熱部材の構成を示す
断面説明図である。

【図１２】 実施の形態１の蓄熱部及び加熱加圧部の詳
細を示す説明図である。

【図１３】 実施の形態２に係る定着装置を示す説明図
である。

【図１４】 （ａ）は実施の形態２に係る定着フィルム
及びヒータの詳細を示す説明図、（ｂ）はヒータ表面の
状態を示す説明図である。

【図１５】 実施の形態３に係る定着装置を示す説明図
である。

【図１６】 実施の形態３に係る定着フィルムの構成を
示す断面説明図である。

【図１７】 実施の形態３に係る通電入力ツールの構成
を示す説明図である。

【図１８】 実施の形態３に係る蓄熱部の詳細を示す説
明図である。

【図１９】 実施の形態４に係る定着フィルムの構成を
示す断面説明図である。

【図２０】 実施の形態４に係る通電入力ツールの構成
を示す説明図である。

【図２１】 実施の形態４に係る蓄熱部の詳細を示す説
明図である。

【図２２】 実施の形態５に係る定着装置を示す説明図
である。

【図２３】 実施の形態６に係る定着装置を示す説明図
である。

【図２４】 実施の形態６の蓄熱部及び加熱加圧部の詳
細を示す説明図である。

【図２５】 実施の形態７に係る定着装置を示す説明図
である。

【図２６】 実施の形態８に係る定着装置を示す説明図
である。

【図２７】 実施の形態８の蓄熱部及び加熱加圧部の詳
細を示す説明図である。

【図２８】 実施の形態８に係る定着装置における定着
フィルム温度と定着度との関係を接触領域の有無をパラ
メータとして調べたグラフ図である。

【図２９】 （ａ）（ｂ）は実施の形態９に係る定着装
置の剥離部構成を示す説明図である。

【図３０】 実施の形態１０に係る定着装置を示す説明
図である。

【図３１】 実施の形態１１に係る定着装置を示す説明
図である。

【図３２】 実施の形態１２に係る定着装置を示す説明
図である。

【図３３】 （ａ）（ｂ）は実施の形態１２で用いられ
る予熱板の具体的構成例を示す説明図である。

【図３４】 実施の形態１２の蓄熱部Ａ、加圧加熱部Ｂ
及び予熱部Ｄの詳細を示す説明図である。

【図３５】 実施の形態１２に係る定着装置における定
着フィルム温度と定着度との関係を予熱板温度をパラメ
ータとして調べたグラフ図である。

【図３６】 実施の形態１２に係る定着装置における光
沢度と定着度との関係を予熱板温度をパラメータとして
調べたグラフ図である。

【図３７】 実施の形態１３に係る定着装置を示す説明
図である。

【図３８】 実施の形態１４に係る定着装置を示す説明
図である。

【図３９】 実施の形態１４で用いられるヒータの構成
を示す断面説明図である。

【図４０】 実施の形態１４で用いられる予熱板の構成
を示す説明図である。

【図４１】 実施の形態１５に係る定着装置を示す説明
図である。

【符号の説明】

１…記録媒体，２…加熱媒体，３…記録媒体搬送手段，
４…蓄熱手段，５…加熱加圧手段，６…剥離手段，７…
予熱手段，８…発熱手段，９…断熱部材，Ａ…蓄熱工
程，Ｂ…加熱加圧工程，Ｂ1…加熱工程，Ｂ2…加圧工
程，Ｃ…剥離工程，Ｄ…予熱工程，３１…記録用紙，２
１，４１，５１，６１，７１，１３１…定着フィルム，
２２，４２…ヒータ，２５…加圧ローラ，２６…バック
アップローラ，３０…剥離ローラ，５２，６２…通電入
力ツール，２２ｂ，５１ａ，６１ａ…発熱抵抗層，４２
ｄ…発熱抵抗体，２４…断熱部材，８２…接触領域，８
３…加圧領域，１１０，１５０…予熱板

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体（１）上にトナー像（Ｔ）を加
   熱、溶融して定着する定着方法において、 定着ステージ（ＳＴ）に沿って移動する薄肉の加熱媒体
   （２）を前記定着ステージ（ＳＴ）の手前にて加熱し該
   加熱媒体（２）に対して蓄熱させる蓄熱工程（Ａ）と、 この蓄熱工程（Ａ）後に定着ステージ（ＳＴ）にて前記
   加熱媒体（２）と前記記録媒体（１）とをトナー像
   （Ｔ）を挟んで接触させ、前記加熱媒体（２）に蓄熱さ
   れた蓄熱エネルギを用いて記録媒体（１）上のトナー像
   （Ｔ）を加熱、溶融すると共に加圧定着する加熱加圧工
   程（Ｂ）と、 この加熱加圧工程（Ｂ）後に前記加熱媒体（２）から記
   録媒体（１）を剥離する剥離工程（Ｃ）とからなること
   を特徴とする定着方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の定着方法において、定着
   ステージ（ＳＴ）の手前にて記録媒体（１）が予め加熱
   される予熱工程（Ｄ）を設けたことを特徴とする定着方
   法。
3. 【請求項３】 記録媒体（１）上にトナー像（Ｔ）を加
   熱、溶融して定着する定着装置において、 定着ステージ（ＳＴ）に沿って移動する薄肉の加熱媒体
   （２）と、 定着ステージ（ＳＴ）にて前記加熱媒体（２）に接触す
   るように前記記録媒体（１）を搬送する記録媒体搬送手
   段（３）と、 定着ステージ（ＳＴ）の手前にて前記加熱媒体（２）を
   加熱し該加熱媒体（２）に対して蓄熱する蓄熱手段
   （４）と、 定着ステージ（ＳＴ）にて前記加熱媒体（２）と前記記
   録媒体（１）とをトナー像（Ｔ）を挟んで接触させ、前
   記加熱媒体（２）に蓄熱された蓄熱エネルギを用いて記
   録媒体（１）上のトナー像（Ｔ）を加熱、溶融すると共
   に加圧定着する加熱加圧手段（５）と、 定着ステージ（ＳＴ）通過後の記録媒体（１）を加熱媒
   体（２）から剥離する剥離手段（６）とを備えたことを
   特徴とする定着装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の定着装置において、定着
   ステージ（ＳＴ）の手前で記録媒体（１）が予め加熱さ
   れる予熱手段（７）を設けたことを特徴とする定着装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の定着方法において、蓄熱
   工程（Ａ）は加熱媒体（２）をトナーの融点以上の温度
   に蓄熱するものであることを特徴とする定着方法。
6. 【請求項６】 請求項１記載の定着方法において、蓄熱
   工程（Ａ）は、加熱媒体（２）を加熱し、かつ、加熱媒
   体（２）に対して近接非接触配置される記録媒体（１）
   を加熱媒体（２）からの放熱にて予熱するものであるこ
   とを特徴とする定着方法。
7. 【請求項７】 請求項１記載の定着方法において、加熱
   加圧工程（Ｂ）は、定着ステージ（ＳＴ）の前段側で前
   記加熱媒体（２）と前記記録媒体（１）上のトナー像
   （Ｔ）とを接触させ、加熱媒体（２）に蓄熱された蓄熱
   エネルギを用いてトナー像（Ｔ）を加熱、溶融する加熱
   工程（Ｂ1）と、定着ステージ（ＳＴ）の後段側で前記
   加熱工程（Ｂ1）後に前記加熱媒体（２）と前記記録媒
   体（１）とをトナー像（Ｔ）を挟んで加圧接触させる加
   圧工程（Ｂ2）とからなることを特徴とする定着方法。
8. 【請求項８】 請求項１記載の定着方法において、剥離
   工程（Ｃ）はトナー像（Ｔ）が軟化状態のときに行うこ
   とを特徴とする定着方法。
9. 【請求項９】 請求項２記載の定着方法において、蓄熱
   工程（Ａ）は加熱媒体（２）をトナーの融点未満の温度
   に蓄熱し、予熱工程（Ｄ）は、加熱媒体（２）からの蓄
   熱エネルギと合わせた状態で記録媒体（１）上のトナー
   像が溶融状態へ移行する程度に記録媒体（１）を予熱す
   るものであることを特徴とする定着方法。
10. 【請求項１０】 請求項２記載の定着方法において、蓄
    熱工程（Ａ）は加熱媒体（２）をトナーの融点未満の温
    度に蓄熱し、予熱工程（Ｄ）は記録媒体（１）をトナー
    の融点以上の温度に加熱するものであることを特徴とす
    る定着方法。
11. 【請求項１１】 請求項３記載の定着装置において、加
    熱媒体（２）は耐熱性エンドレスフィルム又は薄肉の耐
    熱性ローラであることを特徴とする定着装置。
12. 【請求項１２】 請求項３記載の定着装置において、加
    熱媒体（２）はトナー像（Ｔ）を担持するトナー像担持
    体を兼用していることを特徴とする定着装置。
13. 【請求項１３】 請求項３記載の定着装置において、加
    熱媒体（２）は少なくとも導電層と抵抗層とを備え、蓄
    熱手段（４）は、加熱媒体（２）の抵抗層に接触する電
    極と加熱媒体（２）の導電層との間で通電し前記抵抗層
    を発熱させる発熱手段（８）を備えたことを特徴とする
    定着装置。
14. 【請求項１４】 請求項３記載の定着装置において、加
    熱媒体（２）は少なくとも抵抗層を備え、蓄熱手段
    （４）は、加熱媒体（２）の抵抗層に接触する電極対に
    て抵抗層に通電し該抵抗層を発熱させる発熱手段（８）
    を備えたことを特徴とする定着装置。
15. 【請求項１５】 請求項３記載の定着装置において、蓄
    熱手段（４）は、加熱媒体（２）に接触して加熱媒体
    （２）を発熱させる発熱手段（８）と、この発熱手段
    （８）との間で加熱媒体（２）を摺動自在に挟持する断
    熱部材（９）とを備えていることを特徴とする定着装
    置。
16. 【請求項１６】 請求項３記載の定着装置において、加
    熱加圧手段（５）は、定着ステージ（ＳＴ）の前段側に
    設けられ、加熱媒体（２）と非接触な状態で、加熱媒体
    （２）と記録媒体（１）上のトナー像とを接触させ、加
    熱媒体（２）に蓄熱された蓄熱エネルギを用いてトナー
    像を加熱、溶融する加熱手段（５ａ）と、定着ステージ
    （ＳＴ）の後段側に設けられ、加熱媒体（２）と記録媒
    体（１）とをトナー像（Ｔ）を挟んで加圧接触させる加
    圧手段（５ｂ）とからなることを特徴とする定着装置。
17. 【請求項１７】 請求項１６記載の定着装置において、
    加熱加圧手段（５）は、加熱媒体（２）と記録媒体
    （１）とを加圧接触させる一対の加圧部材（１５，１
    ６）からなる加圧手段（５ｂ）を有し、定着ステージ
    （ＳＴ）の前段側で加熱媒体（２）側の加圧部材（１
    ５）を加熱媒体（２）から非接触配置し、記録媒体
    （１）側の加圧部材（１６）のみで記録媒体（１）及び
    加熱媒体（２）を接触搬送させることにより、定着ステ
    ージ（ＳＴ）の前段側を加熱媒体（２）側の加圧部材
    （１６）からの放熱量が抑えられた加熱手段（５ａ）と
    して機能させるようにしたことを特徴とする定着装置。
18. 【請求項１８】 請求項３記載の定着装置において、加
    熱加圧手段（５）が剥離手段（６）を兼用していること
    を特徴とする定着装置。
19. 【請求項１９】 請求項３記載の定着装置において、剥
    離手段（６）は蓄熱昇温を防止する放熱構造を備えたも
    のであることを特徴とする定着装置。
20. 【請求項２０】 請求項３記載の定着装置において、蓄
    熱手段（４）は加熱媒体（２）への蓄熱条件が可変設定
    される蓄熱条件可変手段（１０）を備えたものであるこ
    とを特徴とする定着装置。
21. 【請求項２１】 請求項３記載の定着装置において、加
    熱加圧手段（５）は加熱加圧条件が可変設定される加熱
    加圧条件可変手段（１１）を備えたものであることを特
    徴とする定着装置。
22. 【請求項２２】 請求項３記載の定着装置において、剥
    離手段（６）は温度条件が可変設定される温度条件可変
    手段（１２）を備えたものであることを特徴とする定着
    装置。
23. 【請求項２３】 請求項４記載の定着装置において、予
    熱手段（７）は記録媒体（１）への予熱条件が可変設定
    される予熱条件可変手段（１３）を備えたものであるこ
    とを特徴とする定着装置。