JPH02131271A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複写機・レーザピームプリンタ・ファクシミ
リ・マイクロフィルムリーダブリンタ・画像表示（ディ
スプレイ）装置・記録機等の画像形成装置に関する。

更に詳しくは、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一
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方式の画像形成装置に
関する。

（従来の技術） 従来、この種の装置に用いられている定着装置は、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、未定着のト
ナー画像が形成された記録材を扶持搬送しつつ加熱する
ローラ定着方式が多用されている。

しかしながら：この種の装置では、加熱ローラにトナー
か転移するいわゆるオフセット現象を防止するために、
加熱ローラを最適な温度に維持する必要があり、加熱ロ
ーラあるいは加熱体の熱容量を大きくしなければならな
かった。すなわち、加熱ローラの熱容量が小さい場合に
は、発熱体による供給熱量との関係により通紙あるいは
他の外的要因で加熱ローラ温度が低温側あるいは高温側
に大きく変動し易くなる。低温側に変動した場合には、
トナーの軟化溶融不足によって、定着不良や低温オフセ
ットを生じ、高温側に変動した場合には、トナーか完全
に溶融してしまいトナーの凝集力が低下するために、高
温オフセットを生ずる。

この問題を回避するために、加熱ローラの熱容量を大き
くすると、加熱ローラを所定の温度まで昇温するための
時間が長くなり、装置の使用の際に待機時間が大きくな
るという別の問題が生ずる。

かかる問題を解決する方策として米国特許第３，５７８
，７９７号に開示されているように、■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、オフセットを生せずに
定着する方式が知られている。

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、熱伝達効率が砥下し、トナーの
加熱溶融に比較的長時間を要する。

そこで特公昭５１−２９８２５公報（特願昭４７−２５
８９６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。

（発明が解決しようとする問題点） 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
、 ■一対の加熱体の間にトナー像及び記録材を加圧扶持さ
せて加熱し、 ■加熱を停止して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。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、冷却工程に右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。

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。

上記２つの提案例では加熱体は加熱ローラ及びこれによ
り送られるウェブと加熱ローラに内蔵された発＃｝源と
によって構成されていて加熱はウェブを介して行われ、
ウェブの搬送ローラとしての機能を有している。このた
め、発熱源への給電方法や温度検知素子の当接支持の形
態が複雑化し、また、温度制御の精度も悪くなりがちで
あった。

さらには、温度検知素子が加熱ローラと摺動する構成で
は断線による過昇温が生ずる等安全上の問題もあった。

しかも、上述２例の場合ともに比較的大きな熱容量の加
熱体を必要とするために、機内への放熱が増大し、機内
昇温か著るしくなるという不都合もあった。

本発明は、上述の従来装置の有していた問題点を解決し
、定着不良やオフセットを生ずることなく加熱体の熱容
量を小さくすることを可能とし、その結果、待機時間や
消費電力、さらには機内昇温の小さい、またその他にも
顕著な特長を有する画像形成装置を提供することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、 記録材面に加熱溶融性の樹脂等より成るトナーを担持さ
せて目的の画像情報に対応した未定着のトナー画像を形
成する画像形成手段、 定着フィルムと、該定着フィルムの走行駆動手段と、該
定着フィルムを中にしてその一方面側に配置された加熱
体と、他方面側に配置され、前記加熱体に対して該定着
フィルムを介して記録材の未定着トナー画像拒持側の面
を密着させる加圧部材を備え、前記画像形成手段側から
搬送されてくる未定着トナー画像な担持した記録材の搬
送速度と同一速度で同一方向に走行駆動させた定着フィ
ルムと前記加圧部材との間に該記録材を導入して未定着
トナー画像を記録材面に加熱定着するトナー画像加熱定
着手段、 を具備し、ｎη記トナ−画像加熱定着手段の加熱体は定
着フィルム横断方向に線状の発熱部を有し、定着フィル
ムは該加熱体の少なくとも発熱部の全長域にわたって接
している、 ことを特徴とする画像形成装置 である。

（作用） （１）記録材の搬送方向と同一速度で同一方向に走行駆
動状態の定着フィルムと加圧部材との間に導入された画
像定着すべき記録材は、定着フィルム面に未定着トナー
画像担持側の面が密着して定着フィルムと一緒の重なり
状態で加熱体と加圧部材との相互圧接部（定着ニップ部
）を挟圧力を受けつつ互に速度差による面ズレを生じた
り、しわ寄ったりすることなく一体的に重なり密着して
通過していく。

■加熱工程 この相互圧接部通過過程で記録材面の未定着トナー画像
が定着フィルムを介して加熱体によって加熱軟化・溶融
され、特に、その表層部はトナー融点を大きく上回り完
全に軟化・溶融する。この場合加熱体と加圧部材の相互
圧接部において加熱体・定着フィルム・トナー画像・記
録材は加圧部材によって良好に押圧密着されて効果的に
熱伝達されることにより、短い時間の加熱によってトナ
ーは十分に軟化・溶融されて良好な定着性が得られる。

一方記録材自体の昇温は実際上極めて小さく熱エネルギ
ーの無駄が少ない。つまり実質的に記録材自体は加熱せ
ず、トナーのみを効果的に加熱軟化・溶融して低電力で
トナー画像の加熱定着を良好に実行できる。

ここで本発明で記述されるトナーの軟化・溶融に関して
注記する。トナーの「融点」と便宜的に表現している温
度は、トナーが定着するために最低必要な温度を意味し
ており、その定着下限温度で、溶融といえる程粘度が低
下する場合や、軟化といった程度の粘度低下の場合があ
る。したがフて定着する際に溶融と便宜的に表現してい
る場合でも、実際には軟化といった程度の粘度低下を示
している場合がある。本発明ではこのような場合も含む
。同様に、トナーが冷却固定したと便宜的に表現してい
る場合も、トナーによっては固化とはいえず高粘度化と
いった方が適切である場合がある。本発明ではこのよう
な場合も含む。

■冷却工程 定着フィルム面に密着して加熱体と加圧部材との相互圧
接部を順次に通過するトナー画像加熱軟化・溶融済みの
記録材部分は圧接部通通後も定着フィルム面に密着させ
たままの搬送を引続きしばらく続行させ、この間を冷却
工程として前記加熱工程で軟化・溶融させたトナーの熱
を放熱させてトナーを冷却固定させる。この冷却固化で
トナーの凝集力は非常に大きくなって一団となって挙動
することになり、又記録材側に対する粘着・固着力が増
大する一方、定着フィルム側に対するそれは極めて低下
していく。記録材に対してはトナーは府記加熱工程で加
熱軟化・溶融された際加圧部材によって加圧されるため
、少なくともトナー画像の一部は記録材表面層に浸透し
、その浸透分の冷却固化によるアンカー効果で冷却固化
トナーの記録材側に対する粘着・固着力が増大する。

ＯＳ反（分！１）工程 上記の冷却工程によりトナー画像の冷却固化がなされた
後、定着フィルム面から記録材を順次に離反させる。こ
の離反時にはトナー画像は冷却固化で記録材に対する粘
着・固着力が十分に大きく、定着フィルムに対するそれ
は極めて小さい状態となっているから、画像定着済みの
記録材部分は定着フィルムに対するトナーオフセットを
発生することなく容易に順次に分離されていく。

かくして走行する定着フィルム面に未定着トナー画像担
持面が面するように画像定着すべき記録材を同一速度で
上記定着フィルムに密着走行せしめ、該定着フィルムを
介して加熱体によりトナー画像を加熱溶融せしめ、トナ
ー像が冷却固定化した後に記録材と定着フィルムとを離
反させているので定着フィルムに対するトナーオフセッ
トを発生することがなく、かつ熱容量の小さい発熱体を
用い、その発熱体への給電を簡素な構成のもとに行なう
ことが可能となり、定着するためにトナーを昇温させる
べき温度（融点または軟化点）に対して、十分に高い温
度の加熱体を維持することによフてトナー画像を効率的
に加熱することが可能となり、少ないエネルギーで定着
不良のない十分良好な定着が可能となり、その結果、装
置使用時の待機時間や、消費電力、さらには機内昇温の
小さな画像形成装置を得るという効果を奏する。

（２）トナー画像加熱定着手段の加熱体は定着フィルム
横断方向に線状の発熱部を有し、定着フィルムは該加熱
体の少なくとも発熱部の全長域にわたって接しているこ
とにより、つまり発熱部の全長域寸法をＨとし、定着フ
ィルムの幅寸法をＦとしたときＨ≦Ｆの寸法関係にする
ことにより、発熱部の全長域の各部が常に少なくとも定
着フィルムと当接して発熱部各部分の発熱が定着フィル
ム側へ放熱される状態に保たれる。これにより定着工程
中の非通紙端部の過昇温を抑制して発熱部即ち加熱体の
耐久性（寿命）を向上させることができる。

（実施例） 〈実施例−１〉（第１〜５図） 零例装置はＬ’ｉ［載置台往復動型・回転トラム型・転
写式の電子写真複写装置である。

（１）装置の全体的概略構成（第１図）第１図において
、１００は装置機筺、１は該機筺の上面板１００ａ上に
配設したガラス板等の透明板部材よりなる往復勤型の原
槁載置台であり、機筺上面板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は機筺上面板１００ａ面に原槁載置台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。原槁載置台１上に載置セットした原Ｍ４Ｇの下向き
画像面は原稿載置台１の右方ａへの往動移動過程で右辺
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ブ７め光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ｙＫＭ４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、その回
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一ト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一ト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とりされて同期給送され
る。そしてその給送シ一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ガイド
１０によって後述する定着装置２０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１　１　．．ｌ１
に排出される。

一方、トナー画像転写後の感光トラム３の面はクリーニ
ング装置ｌ２により転写残りトナー等の付着汚染物の除
去を受け、全面露光し２による除電な受けて電気的残留
メモリの消去がなされて繰り返して画像形成に使用され
る。

ＰＨ１は給送ローラ６とレジストローラ９との間のシー
トバス部分に配設した給紙検出センサ（例えばフォトセ
ンサ）．ＰＨ２は定着装置２０の次位に配設した排紙検
出センサ（同）である。

（２）定着装置２０ 第２図は画像定着実行状態にある定着装置２０部分の拡
大図である。

２４は定着フィルム送出し軸であり、所望の設定長さ分
の定着フィルム２３をロール巻きに巻回させてあり、そ
の定着フィルム２３の先端部は定着フィルム巻取り軸２
７に係止させてある。定着フィルム２３は本実施例のも
のは耐熱処理した例えば厚さ６μｍのＰＥＴ（ポリエス
テル）を基材とする薄肉プラスチック長尺フイルムであ
る。

２１・２２は軸２４・２７間の定着フィルム部分の上面
側と下面側とに夫々対向させて配設した加熱体と加圧ロ
ーラである。加熱体２１と加圧ローラ２２は不図示の付
勢手段により定着フィルム２３を挟んで常時押圧付勢さ
れて所望の当接圧（例えばＡ４幅で総圧４〜６Ｋｇ）与
えられている。２６・３３はその加熱体２１と加圧ロー
ラ２２の次位に定着フィルムの上面側と下面側とに夫々
対向させて配設した曲率の大きい（曲率の強い、半径の
小さい）分離上ローラと分離下ローラである。３２は加
圧ローラ２２と分離下ローラ３３との間に配設したガイ
ト板であり、このガイド板は加熱体２ｌと分離上ローラ
２６との間に展張状態の定着フィルム部分の下面に所定
の隙間間隔を存して或は軽く接して略平行に対向してい
る。加圧ローラ２２は金属等より成る芯村上にシリコン
ゴム等より成る弾性層を有するものである。分離上ロー
ラ２６及び分離下ローラ３３は回転フリーのローラであ
る。

巻取り軸２７は不図示の駆動系により矢示の時計方向に
回転駆動され、これにより定着フィルム２３が送出し軸
２４側から巻取りＩ！ｔｈ２７側へ、画像形成部（転写
部８）からガイト１０を介して定着装置２０へ搬送され
るシ一トＰの搬送速度と同一速度で同一方向に巻取り走
行される。加圧ローラ２２は不図示の駆動系によりシ一
トＰの搬送速度とほぼ同一の周速度をもって矢示の反時
計方向に回転駆動される。

３０は送出し軸２４側の巻回定着フィルム２３の外面に
接触させた定着フィルムの残量センサアームであり、定
着処理の実行による巻取り軸２７側への定着フィルムの
順次移行に伴なう巻径の逐次減少から残量を検知し、フ
ィルムが終端近くなった場合に使用者に警告表示ないし
は警告音で定着フィルムの交換を促す。

加熱体２１はアルミナ等の耐熱性でかつ電気絶縁性の基
材またはそれを含む複合部材より成る基材の下面に例え
ばＴａ２Ｎ等より成る線状もしくは帯状の発熱面（層》
２８を有し、さらにその表面に慴動保護層として例えば
、Ｔａ２０，が形成されている。加熱体２１の下面は平
滑であり、かつ前後端部は丸みを帯びていて定着フィル
ム２３とのスムーズな摺劾を可能にしている。

上記加熱体の発熱面２８は熱容量が小さく、パルス状に
通電されてその都度瞬時に３００°Ｃ前後まで昇温する
。

２９・２５はトナー画像転写部８から定着装置２０へ至
る転写材搬送ガイド１０における定着装置２０寄りの下
面側に配設したシート検知センサと同レバーである。レ
バー２５に先端部は自由状態においてはガイド１０に設
けた透孔１０ａからガイド１０に上面側に突出している
。この状態にあいてセンサ２９はオフである。ガイト１
０の上面に沿って転写部８側から定着装置２０側へ転写
材シ一トＰが搬送されて上記レバー２５の突出先端がシ
一トＰの先端でけられることによりシ一トＰの裏面側に
もぐって透孔１０ａ内へ沈み回動ずる。このレバー２５
の沈み回動によりセンサ２９が才ンとなり、シ一トＰの
センサ位置への到達が制御回路（不図示）に検知される
。レバー２５はシ一トＰが該レバー位置を通過し終るま
でシ一トＰの裏面に接触して押圧されていることにより
その間は沈み回動状憇に保持され、従ってセンサｚ９の
オン状態が保持される。その後シ一トＰの後端がレバー
２５の位置を通過してレバー２５とは縁が切れた時点で
レバー２５は自由状態になり再び透孔１０ａから先端部
が突出した姿勢に戻り回動ずる。この戻り回動によりセ
ンサ２９はオフとなり、シ一トＰのセンサ位置通過が制
御回路に検知される。

第３図は加熱体２１、加圧ローラ２２、定着フィルム２
３、記録紙としての転写紙Ｐの寸法関係図であるが、こ
れについては後記（４）項で詳述する。

（３）動作 原槁載置台１に対する原槁Ｇのセット、画像形成枚数の
設定、使用シ一トＰのサイズ指定、倍率指定など所要の
前設定をした後、画像形成スタートスイッチが押される
と、給送ローラ６によりカセットＳ内のシ一トＰの給組
が開始され、センサＰＨ１により給紙検知される。又感
光ドラム３面に対する画像形成が開始される。

定着装置２０はセンサＰＨ１による給紙検知時点から所
定のタイマ時間経過時点、即ちカセットＳから給送され
たシ一トＰがレジストローラ対９・転写部８・ガイド１
０を通ってその先端が加熱体２１と加圧ローラ２２との
圧接部近傍位置に達する要する時間経過時点で定着装置
の駆動系により巻取り軸２７・加圧ローラ２２の回転駆
動が開始されて定着フィルム２３が送出し軸２４側から
巻取り軸２７側へシ一トＰの搬送速度と同一速度走行し
た巻取り駆動状態となる。又、加熱体２１の発熱面２８
は搬送シ一トＰの先端、後端が前記センサ２９・レバー
２５で検出されることによりタイミングを取って必要時
に通電を受ける。

その際、画像形成装置の給紙センサなどによりシートの
位置検知等を用いて、発熱面への通電を制御しても良い
。

定着装置２０に対して搬送された未定着トナー画像Ｔａ
を担持しているシートの上面が走行状態の定着フィルム
２３の下面に密着して面ズレやしわ寄りを生じることな
く定着フイルム２３と一緒の重なり状態で加熱体２１と
加圧ローラ２２との相互圧接部を挟圧力を受けつつ通過
していく。

この相互圧着部通過過程を加熱工程として前記（作用）
の（１）−■項に述べたトナー画像の加熱軟化・溶融が
行なわれる。

本実施例における加熱工程は前述のごとく、加熱体２１
に線状の発熱面２８を設け、加熱体２１と一体的に形成
された低熱容量の上記発熱体２８にパルス状に通電し発
熱を繰り返すように構成された加熱体２１によって行な
われている。即ち搬送速度Ｖｐ（ｍＩＩｌ／ｓ）で搬送
されたシートＰ上のトナー画像Ｔａはシ一トＰの搬送速
度に準じてズレなく搬送される定着フィルム２３ととも
に、順次加熱体２１の発熱面２８の幅に応じて決定され
る線状の加熱部の有効幅内ｌに送り込まれて加熱を受け
て軟化・溶融像Ｔｂとなる。

加熱体２１と加圧ローラ２２との相互圧接部を通過した
シート部分は分趙ローラ２６・３３の位置へ到達するま
での間は加熱体２１と分離上ローラ２６間で展張して正
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。カイド板３２はシ一トＰの裏面を支え
て定着フィルム２２との密着を維持する作用をする。

このガイト板３２の代りに加圧ローラ２２と分離下ロー
ラ３３とに回動ガイドベルトを懸回張設して、このベル
トによりシ一トＰの裏面を支えて定着フィルム２３との
密着を維持させるようにすることもできる。

この搬送過程を冷却工程として航記（作用）の（１）一
〇項に述べたように軟化・溶融トナーＴｂの熱が放熱さ
れてトナーの冷却固化Ｔｃかなされる。

そして分離上ローラ対２６の位置へ到達すると、定着フ
ィルム２３は曲率の大きい分離上ローラ２６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て定
着フィルム２３とシートＰとか互いに離反（分離）シて
琲紙トレイｌ１へ琲紙されていく。この離反時点までに
はトナーは十分に冷却固化して而記（作用）の（１）一
〇項に述べたようにシ一トＰに対するトナーの粘着・固
着力が十分に大きく、定着フイルム２３に対するそれは
極めて小さい状態となっているから定着フィルム２３と
シ一トＰの踏反は定着フイルム２３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。

上記定着装置２０の定着フィルム２３の巻取り走行駆動
は、シ一トＰが定着装置２０を通過し終ってその後端が
琲紙検出センサＰＨ２で検出された時点で停止される。

本実施例装置では定着フィルム２３は上記のようにシ一
トＰの定着処理実行のたびに送出し軸２４側から巻取り
軸２７側にシ一トＰの搬送速度と同一速度で順次巻取ら
れて使用されていく。

定着フィルムの巻取り正走行駆動制御は、給紙検出セン
サＰＨ１による給紙検出時点から所定の第１のタイマ時
間経過時点で駆動を開始させ、所定の第２のタイマ時間
経過時点で駆動を停止させ、その間においてシ一トＰの
定着処理を実行させるようにして、排紙検出センサＰＨ
２を用いない構成にすることもできる。

又センサ２９・レバー２５によるシ一トＰの先端・後端
検知信号で駆動制御する構成にすることもできる。

本実施例においては加熱体２１の線状の発熱面２８は通
電により瞬時にトナーの融点（ないし定着可能温度）に
対して充分な高温に昇温するので、加熱体の予備加熱が
不要であり、非定着時における加圧ローラ２２への伝熱
は少ない。又定着時においても定着フィルム、トナー画
像、シートか加熱体２１と加圧ローラ２２との間に介在
し、かつ発熱時間が短いことによって急激な温度勾配が
生ずる為、加圧ローラ２２は昇温にしくく実用上必要と
される程度の連続的な画像形成を行なってもその温度は
トナーの融点以下に維持される。

かかる構成の本実施例装置にあっては、シートＰ上の加
熱融性のトナーより成るトナー画像は先ず、定着フィル
ム２３を介して加熱体２１によって加熱溶融され、特に
、その表層部は完全に軟化溶融する。この際、加圧ロー
ラ２２によクて加熱体、定着フィルム、トナー画像、シ
ートは良好に密着されており、効率的に熱伝達される。

これによりシートＰ自体の加熱は極力抑えてトナー画像
を効率的に加熱溶融させることができ、特に、通電発熱
時間を限定することにより、省エネルキー化を図ること
ができる。

加熱体は小型もので十分でありそのため熱容雀か小さく
なり、予め加熱体を昇温させる必要がないので５非画像
形成時の消費電力も小さくすることができ、また機内昇
温も防止できることになる。

本実施例では、加圧ローラ２２の温度は上述したように
トナーの融点よりも低く維持されているので、トナー画
像加熱工程に引くつづく冷却工程のトナー画像の放熱を
促進することが可能である。この為、冷却に要する目，
″間が短くて済み、装置を小型化することができる。

（４）寸法関係 第３図（ａ）．（ｂ》は加熱体２１、加圧ローラ２２、
定着フィルム２３、記録材としての転写紙Ｐの相互寸法
関係を示す図である。

加熱体２１に具備させてある線状の発熱面（発熱部）２
８の定着フィルム横断方向の全長域寸法なＨ、該加熱体
２１に定着フィルム２３を挟んで対向する加圧ローラ２
２の同じく全長域寸法をＲ、定着フィルム２３の幅寸法
なＦ、転写紙Ｐの幅寸法（搬送方向とは直角方向の寸法
）をＰとしたとき、 Ｐ≦Ｒ≦Ｈ≦Ｆ の寸法関係に設定する。本例では Ｐ＜Ｒ＜Ｈ＜Ｆ である。即ち加熱体２ｌの発熱面２８と定着フィルム２
３の関係ではＨ＜Ｆであり、定着フィルム２３は加熱面
２８の全長域にわたって接している。

定着処理を連続して多数枚行なうている場合を考える。

領域Ｐの範囲では発熱面２８で発生した熱量Ｑは主に転
写材へ移動するのでこの領域Ｐに対応する発熱面領域（
Ａ領域）の過昇温は発生しない。領域ＲｎＰ（Ｂ−Ｂ領
域）では熱量Ｑは主に定着フィルム２３及び加圧ローラ
２２に移動するので、この領域に対応する発熱面領域も
過昇温は発生しない。領域ＨｎＲ（Ｃ−Ｃ領域）では熱
量Ｑは生に定着フィルム２３に移動するので、この領域
に対応する発熱面領域も過昇温は発生しない。従って加
熱体２１の発熱面２８は熱容量が小さくともその全長域
Ｈについて過昇温状態になるのが抑制され、過昇温によ
る熱損が防止されて発熱面２８即ち加熱体２１の耐久性
（寿命）が向上する。

第４図は過昇温を生じやすい場合の例を示しており、 Ｐ＜Ｆ＜Ｒ＜Ｈ の寸法関係にあり、加熱体２里の発熱面２８と定着フィ
ルム２３の関係ではＦ＜Ｈであり、発熱面２８の全長域
Ｈの両端部側に夫々定着フィルム２３の非接触領域部が
ある。

この場合は、定着処理を連続して行なったとすると、領
域ＨｎＲ　（領域Ｄ−Ｄ）についてはこの領域に対応す
る加熱体２１の発熱面２８部分からの発熱を積極的に放
熱させる、定着フィルム部分や加圧ローラ部分のような
接触放熱部材がなく、結局この領域に対応する発熱面部
分からの放熱が熱伝達効率の悪い空気中への放熱のみと
なり、熱容量の小さい発熱面２８がこの領域部分におい
て過昇温状憇になり熱損トラブルを生じやすくなる。又
領域ＲｎＦ（領域Ｅ−Ｅ）では加熱体２１と加圧ローラ
２２とが直接に加圧接触しているので、固定の加熱体２
１面に回転駆動されている加圧ローラ２２面が摺動接触
することにより加圧ローラ２２の駆動トルクを多く必要
とする、そしてこの領域Ｅ−Ｅに対応する発熱面２８部
分が加圧ローラ２２との直接的な慴動接触で早期に摩耗
したり損傷を受ける可能性もある。これ等の問題はＦ＜
Ｈで、定着フィルム２３が発熱面２Ｂの全長域にわたっ
て接触している関係にないために生じているものである
。

第５図は他の例を示しており、 Ｐ≦Ｈ≦Ｒ≦Ｆ の寸法関係に設定する。本例では Ｐ＜Ｈ＜Ｒ＜Ｆ である。本例は加熱体２１の発熱面２８がその全長域Ｈ
にわたフて定着フィルム２３及び加圧ローラ２２に圧接
するので、発熱面全長域Ｈの各部について放熱効率がよ
く、発熱面の長手各部の過昇温が効果的に抑制されて耐
久性が向上する。

（５）その他 定着フィルム２３は実施例装置のように送出し軸２４側
から巻取り軸２７側へ定着処理の実行毎に順次に巻取り
走行させてその全長分が巻取り使用されたら新しい定着
フィルム２３と交換する巻取り交換式にする他に、定着
フィルム２３面へのトナーオフセットは実質的に生じな
いので、フィルムの熱変形や劣化が小さければ巻取り軸
２７側へ巻取られた使用済み定着フィルム２３を適時に
送出し軸２４側へ巻戻し制御して、或は巻取り側と送出
し側とを反転交換するなどして複数回緑返して使用する
こともできる（巻戻し繰返し使用式）。又エンドレスベ
ルト型にして回動走行させて定着処理に供する構成とす
ることもできる。

巻取り交換式では定着フィルム２３は例えば薄くて安価
なポリエステルを基材として耐熱処理を施したものを用
いることができ、そして耐久性に関係なく薄肉化するこ
とが可能となり低電力化することができる。

巻戻し繰返し使用式では定着フィルムとしては例えば耐
熱性・機城的強度等に優れた基材として２５μｍ厚のポ
リイミド樹脂フィルムを用いてその而に離型性の高いフ
ッ素樹脂等よりなる離型層を設けた複合層フィルムを用
いることができ、巻戻し逆走行時は加熱体２１と加圧ロ
ーラ２２の当接圧が解除される構成になっているのが好
ましい。

巻戻し緑返し使用式やエンドレスベルト型のように複数
回使用する場合は、フィルム面クリーニング用のフエル
トバッドを設けると共に若干の離型剤、例えばシリコン
オイルを含浸させて該パットをフィルム而に当接させる
などしてフィルム面のクリーニングと離型性の更なる向
上を行なうようにしてもよい。定着フィルムか絶縁性の
フッ素樹脂処理品の場合などではトナー画像を攪乱する
静電気かフィルムに発生し易いので、その対処のために
接地した除電ブラシで除電処理するのもよい。接地せず
にブラシにバイアス電圧を印加してトナー画像を攪乱し
ない範囲でフィルムを帯電させても良い。さらにフッ素
樹脂に導電性の粉末繊維、例えばカーポンブラック等を
添加して、上述の静電気による画像乱れを防止するのも
−策である。また、加圧ローラの除帯電及び導電化に関
しても同様の手段により行なうことができる。また、帯
電防止剤等の塗布使、添加を行なっても良い。

何れの方式の場合も定着フィルム２３は定着装置２０の
所定部所に着脱自在のカートリッジ構成にすることによ
り定着フィルムの交換作業等を容易化することができる
。

加熱体２１の構成及び発熱面（層）２８への通電制御は
前述例のものに限定されない。例えば加熱体の発熱而２
８の代りに、厚膜の抵抗体か、ＰＴＣ特性を有するセラ
ミックス製チップ・アレイを配置してもよく、通電制御
もパルス状に与えるものではなく通常通電してもよい。

要は加熱体の通電発熱部とトナーを加熱する加熱部が一
体的に形成されており、かつ固定支持されていればよい
。

以上の実施例装置は転写式の電子複写装置であるか、画
像形成のプロセス・手段はエレクトロファックス紙・静
電記録紙等に直接にトナー画像を形成担持させる直接式
や、磁気記録画像形成式、その他適宜の画像形成プロセ
ス・手段で記録材上に加熱溶融性トナーによる画像を形
成し、それを加熱定着する方式の複写機・レーザビーム
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・ディスプレイ装置・記録機等の各種の画像形成装
置に本発明は有効に適用できるものである。

（発明の効果） 以上のように本発明はトナー画像加熱定着式の画像形成
装置について、定着不良やオフセットを生じさせること
なく加熱手段である加熱体の熱容量を小さくすることが
可能で、その結果、待機時間や消費電力、さらには機内
昇温の小さい画像形成装置を実現できる。又定着フィル
ムは薄肉のものをシワ発生の問題なく支障なく長期にわ
たって繰り返して使用することができる。

又加熱体の発熱部の過昇温が抑制され発熱部、即ち加熱
体の使用耐久性（寿命）が向上する。

【図面の簡単な説明】

図面は実施例装置を示すもので、第１図は装置の全体的
な概略構成図、第２図は定着実行状態の定着装置部分の
拡大図、第３図乃至第５図は夫々加熱体（発熱面）・加
圧ローラ・定着フィルム・転写紙の寸法関係説明図であ
る。 ３は感光ドラム、８は転写放電器、Ｐは転写材シート（
記録材）、２０は定着装置の全体符号、２１は加熱体、
２２は加圧ローラ、２３は定着フィルム、 ２３巻取り軸、 ２４は送出し軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録材面に加熱溶融性の樹脂等より成るトナーを
   担持させて目的の画像情報に対応した未定着のトナー画
   像を形成する画像形成手段、 定着フィルムと、該定着フィルムの走行駆動手段と、該
   定着フィルムを中にしてその一方面側に配置された加熱
   体と、他方面側に配置され、前記加熱体に対して該定着
   フィルムを介して記録材の未定着トナー画像担持側の面
   を密着させる加圧部材を備え、前記画像形成手段側から
   搬送されてくる未定着トナー画像を担持した記録材の搬
   送速度と同一速度で同一方向に走行駆動させた定着フィ
   ルムと前記加圧部材との間に該記録材を導入して未定着
   トナー画像を記録材面に加熱定着するトナー画像加熱定
   着手段、 を具備し、前記トナー画像加熱定着手段の加熱体は定着
   フィルム横断方向に線状の発熱部を有し、定着フィルム
   は該加熱体の少なくとも発熱部の全長域にわたって接し
   ている、 ことを特徴とする画像形成装置。