JPH02143274A - 画像形成装置 - 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（デイ
スプレィ）装ｊａ・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・＃）電記録・磁気記録等の′
ｉ！１１ｆ、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）の血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挟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。

又米国特許第３，５７８，７９７号明細書に開示のよう
な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ェ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、オフセットを生ぜずに
定着する方式である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしなから上述のような従来の熱ロール定着方式、及
びベルト定着方式には次のような問題があった。

熱ロール定着方式 ■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。

即ち所謂ウェイトタイムがある。

■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。

■ローラに直接子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。

ベルト定着方式 この方式の場合も上記熱ローラ定着方式の０項や０項と
同様のウェイトタイム、大電力消費等の問題がある。

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じさせ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Ｈ力、更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。

を有し、前記トナー画像加熱定着手段の加熱体は、少な
くとも、基板と、該基板の定着フィルムに対面する側の
而に！！１層され外面を定着フィルムの走行方向に関し
中央部凸の曲面形状にした断熱層と、該断熱層の凸曲外
面の略頂上面部に設けられた発熱体を有してなる。

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い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 この相互用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抑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Ｊｌ：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、軟化といフた程度の粘度低下の場合があ
る。したがつ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 定着フィルム而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過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１１１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首記加熱工程
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
。

■離反（分１１１）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割されていく。

かくして走行する定着フィルム而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っ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、消資電力、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。

なお、上記■加熱・■冷却・＠分離の３つの工程のうち
、トナーが高温で十分に溶融するものであれば加熱工程
でトナーを十分に高温溶融させたら直ちに記録材を定着
フィルム面から分離させて加熱工程後の冷却工程は廃止
する構成にしてもよく、本発明の範ちゅうに属するもの
である。

（２）加熱体は前記のように少なくとも、基板と、該基
板の定着フィルムに対面する側の而に積層され外面を定
着フィルムの走行方向に関し中央部凸の曲面形状にした
断熱ｍと、該断熱層の凸曲外面の略頂上面部に設けた発
熱体を有する構成・形状にしたので下記のような作用効
果がある。

■加熱体の定着フィルムとの摺擦面は上記断熱層の凸曲
外面に対応した凸曲面となり、定着フィルムはその凸曲
面に沿って走行し、該凸曲摺擦面の定着フィルム摺擦方
向両側の縁エツジ部、特にフィルム走行方向上流側の縁
エツジ部と定着フィルムとの摺動抵抗を小さくできる、
もしくはなくすることができる。

従って加熱体と定着フィルムとの全体的な慴動抵抗力を
小さくして定着フィルムの走行駆動負荷を低減し駆動源
として小型・安価な低トルクのものを使用可能にする。

又定着フィルムの擦過傷や張力による伸びへたり、裂け
などのダメージを軽減しであるいはなくして定着フィル
ムの耐久をのばすことができる。

■定着フィルムは加熱体の凸曲摺擦面に沿りて走行して
加熱体と加圧部材との圧接ニップ部へ走行進入し、該ニ
ップ部よりも定着フィルム走行方向上流側の定着フィル
ムと加圧部材との間に開きの大きいフサど状空間部が形
成されるので、画像定着すべき記録材が定着フィルムと
加圧部材との圧接ニップ部（定着ニップ部）に導入され
通過するとき該ニップ部よりも記録材搬送方向上流側で
記録材がばたついたりしても記録材の未定着トナー画像
担持側の而と定着フィルム面とが接触摺擦することが防
止され、定着動作中に未定着トナー画像が定着フィルム
面に摺擦することにより画像が乱される所謂画像こずれ
の発生を防止できる。

■発熱体は基板に対して断熱層を介して設けたので発熱
体から発生した熱エネルギーの基板側への放熱を押えて
定着フィルム側即ち定着フィルムを介して画像定着すべ
き記録材側へ効率的に伝達させることができ、熱効率が
上り、定着に要する電力を下げることができる。

（実施例） 本例装置はＮ植栽置台往復動型・回転ドラム型・転写式
の電子写真複写装置である。

（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１００　ａ　
Ｊ、ｚ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」二に原稿圧着板１ａをかぶせて押え込むことにより
セットされる。

１００ｂは機筺ト面板り００ａ面に原稿載置金工の往復
移動方向とは直角の方向（紙面に垂直の方向）を長子と
して開口された原稿照明部と１ノで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への往動移動過程で右辺
側から左辺４Ｈにかけて順次にスリット開口部ｔｏｏｂ
の位置を通過していき、その通過過程でランプ７の光り
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
而に結像露光される。

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
定の周速度で矢示す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−様な帯電
処理を受け、その扛帯電面に首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、次し）でレジストロー
ラ９により、ドラム３−にのトす−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との開位置に丁度到達
して両者致するようにタイミングとりされて同期給送さ
れる。そしてその給送シートの而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間
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１１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１２トに排出され
る。

−・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
除去を受けて縁り返して画像形成に使用される。

（２）定着装置く第１・２図） ２４はエンドレスベルト状の定着フィルムであり、左（
１１１の駆動ローラ２５と、右側の従動ローラ２６と、
駆動ローラ２５の下方に配置した分離ローラ２７と、駆
動ローラ２５と従動ローラ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４
部材２５・２６・２７・２０間に懸回張設しである。

従動ローラ２６はエンドレスベルト状の定着フィルム２
４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ナー画
像Ｔａを上面に担持した転写材シート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。

２８は加圧部材としての、シリコンゴム等のＭ型性の良
いゴム弾性層を有する加圧ローラであり、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
挟ませて前記加熱体２０の下面に対して不図示の付勢手
段により例えばｖと圧４〜７ｋｇの当圧接をもって対向
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。

回動駆動されるエンドレスベルト状の定着フィルム２４
は繰返してトナー画像の加熱定着に供されるから、耐熱
性・離型性・耐久性に優れ、文数に１００μｍ以下、好
ましくは５０μｍ以下の薄肉のものを使用する。例えば
ポリイミド・ポリエーテルイミド・ＰＥＡ　（４フッ化
エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合
体樹脂）などの耐熱樹脂の単層フィルム、あるいは複合
層フィルム例えば２０μｍ厚フィルムの少なくとも画像
当接面側にＰＴＦＥ　（４フツ化エチレン樹脂）に導電
材を添加した間型性コート層を１０μｍ厚に施こしたも
のなどである。

加熱体としての低熱容量線状加熱体２０は本例のものは
第４図の横断面模型図に示したような層構造のものであ
る。

即ち、２１ａは全体の強度を保つための支持部材であり
、定着フィルム横断方向く定着フィルム２４０走行方向
に直角な方向）を長子とする、高剛性・高耐熱性部材例
えばＰＰＳ・ベークライト・ポリイミド等の樹脂、その
他の横長角材である。

２１ｂは上記支持部材２１．　ａの下面側に長手に沿っ
て固定支持させた基板（発熱体支持基板ンである。本例
のものは長さ２４０ｍｍ・１］工Ｏｍｍ−厚さ１．５ｍ
ｍのアルミナ基板である。その他、各種セラミック、耐
熱ガラス、ｐｐｓ・２１等の耐熱樹脂等を用いることも
できる。

２１ｃはそのアルミナ基板２１ｂの定着フィルムに対向
する側の面に積層形成した、外面を定着フィルムの走行
方向に関し中央部面の横断面弧状の曲面形状の断熱層で
ある。本例は最大の厚みく中央部）０．５ｍｍとしたガ
ラス製断熱層である。

２１ｄは詠断熱層２１ｃの凸曲外面の略珀十面部に長手
に沿って形成した線状もしくは帯状の発熱体である。本
例はＴ　ａ　２　Ｎ−Ａ　ｇ　／　Ｐ　ｄ・ＲｕＯ２等
の抵抗材１１をｌｌ］１．Ｏｍｍ・ノＶみ２０μｍで塗
工（スクリーン印刷）シて形成したものである。その他
ニクロム、セラミックヒータ等の面発熱体等を用いるこ
ともできる。

２１ｅは発熱体２１ｄと定着フィルム２４との摺擦から
発熱体表面を守る目的で発熱体２１ｄを含む断熱層２１
ｃの凸面外面を全体的に薄く被覆したカラス製保護層で
ある。

２１ｆは基板の発熱体配設側とは反対側の基板面の発熱
体に対応する面部分に設けた検温素子である。本例は基
板２１ｆの上記面部分に検温素子としてのｐｔＨ（測温
抵抗体）を巾２００μｍ・厚み１０μｍで線状もしくは
帯状にスクリーン印刷でもって形成具備させである。検
温素子はビートサーミスタなどを利用することもできる
。

本例の加熱体２０は上記の線状もしくは帯状の発熱体２
１ｄに対してその長子両端部より通電して発熱体２１ｄ
を全長にわたって発熱させる。通電はＤＣｌｏｏＶの周
期２０ｍ５ｅｃのパルス状波形で、検温素子２１ｆによ
りコントロールされた所望の温度、エネルギ放出量に応
じたパルスをそのパルスＩ”１１を変化させて与える通
電制御回路構成にしてあり、パルス［１１は略Ｏ６５〜
５ｍ５ｅｃの範囲で制御され、発熱体２１ｄはパルスが
入力される都度瞬時に２００〜３００’Ｃ前後まで昇温
する。又本例では定着装置１１よりも転写材シート亮送
方向上流ｒ１−１の定着装置寄りにシートの先端・後端
検知センサ（不図示）を設けてあり、該センサのシート
検知信号により発熱体２２に対する通電期間をシートＰ
が定着装置１１を通過している必要期間だけに制御して
いる。

定着フィルム２４はエンドレスベルト状に限らず、第３
図例のように送り出し軸３０にロール巻に巻回したイｆ
端の定着フィルム２４を加熱体２０と加圧ローラ２８と
の間、分離ローラ２７の下を経由させて巻取り軸３１に
係止させて、送り出し１抽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
る構成であってもよい。

（３）定着実行動作 画像形成スタート信号により装置か゛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の先端が定
着装置寄りに配設した前述のセンサ（不図示）により検
知されると定着フィルム２４の回動く又は走行）が開始
され、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の定着シート２４と
加圧ローラ２２との間に進入して、未定着トナー画像部
がシートＰの搬送速度と同一速度で同方向に面移動状、
聾の定着フィルム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。

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）−０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２０に線状の発熱体２１ｄを設け、加熱体２０
と一体的に形成された低熱容−１１の上記発熱体２１ｄ
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２０によって行なわれている。即ち所定の搬送速度
で搬送されたシートＰＬのトナー画像ＴａはシートＰの
搬送される定着フィルム２４とともに、順次加熱体２０
の発熱体２１ｄの幅に応じて決定される線状の加熱部の
存効幅内Ｗに送り込まれて加熱を受けて軟化・溶融像Ｔ
ｂとなる。

加熱体２０と加圧ローラ２８との相互圧接部Ｎを通過し
たシート部分は分離ローラ２７の位置へ到達するまでの
間は加熱体２０と分離ローラ２７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。

この搬送過程を冷却工程として前記（作用）の（１）−
０項に述べたように軟化・溶融トナーＴｂＯ熱が放熱さ
れてトナーの冷却固化Ｔｃがなされる。

そして分離ローラ対２７の位置へ到達すると、定着フィ
ルム２４は曲率の大きい分離ローラ２７の而に沿ってシ
ート２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２４とシートＰとが互いに履反（分１りｔ、てシ
ートＰは排紙トレイ１１へ排紙されていく。この芝反時
点までにはトナーは十分に冷却固化して前記（作用）の
（１）−０項に述べたようにシート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ｇとなフているから定着フィル
ム２４とシートＰの間尺は定着フィルム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２０の線状の発熱体２１ｄ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２８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、シートが加熱体２０と加圧ローラ２８との間に介
在し、かつ発熱時間が短いことによフて急激な温度勾配
が生ずる為、加圧ローラ２８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
熱触性のトナーより成るトナー画像は先ず、定着フィル
ム２４を介して加熱体２０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２８によって加熱体、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、省エネルギー化を図ること
ができる。

加熱体は小型もので十分でありそのため熱容量が小さく
なり、予め加熱体を昇温させる必要がないので、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’
ＩＩ−Ａも防止できることになる。

本実施例では、加圧ローラ２８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、冷却に要する時間
が短くて済み、装置を小型化することができる。

（４）加熱体２０について 加熱体２０の定着フィルム２４との摺擦面は訂述第４図
例のように凸曲面としであるので前記（作用）の（２）
の０項で述べたように摺擦面の定着フィルム摺擦方向両
側の縁エツジ部、特にフィルム走行方向上流側の縁エツ
ジ部２１ｇ（第４図）と定着フィルム２４との慴動抵抗
が小さくできる、もしくはなくすことができ、定着フィ
ルムの走行駆動負荷を低減し駆動源として小型・安価な
低トルクのものを使用可能となる、又定着フィルム２４
に対する捺過傷や伸びへたり、裂は等のダメージを軽減
してフィルムの耐久をのばすことができる。

７５６図は比較例としてアルミナ基板２１ｂの平らな面
に発熱体２１ｄを設け、その発熱体を含むアルミナ基板
面に保護層２１ｅを被覆した形態の加熱体２０、即ち定
着フィルム２４との摺擦面が平らな面である加熱体を示
しており、この加熱体の場合は該摺擦面の特に定着フィ
ルム走行方向上流側の縁エツジ部２１ｇと定着フィルム
２４との摺動抵抗が大きくなり、定着フィルムの走行駆
動手段のトルクを大きくしなければならないし、又定着
フィルムのダメージも大きくなってしまう。

この場合アルミナ基板２１ｂ自体を、その定着フィルム
に対面する側の面を定着フィルムの走行方向に１！１シ
中央部凸の１１７７面形状にすればよいのだが、高剛性
のアルミナ表面を曲面加工するのは加工困難であり、コ
ストアップを招来する。そこで本発明では基板１１ｂの
面に定着フィルムの走行方向に関し中央部面の曲面形状
にした断熱層を積層して具備させることにより基板自体
の曲面加工はすることなく加熱体２０の定着フィルム摺
擦面を曲面形態にすることを可能にしている。

又第６図の比較例加熱体の場合は定着フィルム走行方向
上流側の定着フィルムと加圧部材としての加圧ローラと
で形成される定着ニップ人口２１ｈの空隙（クサビ状の
人口空間）が加熱体の定着フィルムと摺擦面が平である
ことにより狭１、この狭い定着ニップ人Ｃ１２１ｈ部分
で未定着トナー画像Ｔａを担持している記２ｊＨと１ノ
での転写材シートＰがばたついたりしたときシートＰの
未定着トナー画像面が３定ｎニップ人口２１ｈ部の定着
フィルム而や首記縁エツジ部２１ｇに対応する定着フィ
ルムの角張った定着フィルム部分に接触摺擦して所謂画
像こす外を生じ易い。

本発明の場合は加熱体２０の定着フィルム２４との慴療
面は凸曲面であるので定着ニップ人［Ｊ２１ｈ（ｉ４図
）の空隙が広くなり前記（作用）の（２）の０項で述へ
たように所謂画像こずれの発生を防ｆ卜することができ
る。

更に発熱体２１ｄは基板２１ｂに対して断熱層２１ｅを
介して只−備させたのでｎη記（作用）の（２）の０項
で述べたように発熱体から発生した熱エネルギーの基板
２１ｂ側への放散が断熱層２１ｅにより押えられ定着フ
ィルム側即ち定着フィルムを介して画像定着すべき記録
材たる転写材Ｐのトナー画像面へ効率的に有効に伝達さ
せることかでき、熱効率が上り、定着に要する電力を下
げることができる。

即ちセラミックの基板２Ｉｂ自体の断熱性には限界があ
り、実験によれば第４図例のように基板２１ｂに対して
断熱層２１ｃを介して発熱体２１ｄを具備させた構成の
加熱体は第６図例のように基板２ｉｂ面に対して直接に
発熱体２１ｄを具備させたものに比べて定着電力を約１
０％低くおさえられた。

検温素子２１ｆは第５図例のように断熱層２ｆｃを中に
して発熱体２ｄとは反対面側に配置してもよく、この場
合は加熱体の定着ニップ部における定着温度変動を検温
素子２１ｆと発熱体２１ｄ間の温度勾配による精度低下
・検知遅れの現象を実質的に生じさせることなく直接的
に正確に検知することができ、加熱体表面の温度を適正
な所要定着温度に精度よく温調制御できる。

（５）その他 前述第３図のように定着フィルム２４として右端のもの
を用いる場合、送出しｌ１ｌｔｈ側の定着フィルムが巻
取り軸側にほとんど全て巻取られて使用されたら新しい
ロール巻フィルムと交換する方式にすることもできる（
８取り交換式）。

このうよな巻取り交換式の場合は定着フィルムの耐久性
に関係なく薄肉化が可能となり、低電力化することかで
きる。例えば定着フィルムとしてＰＥＴ　（ポリエステ
ル）フィルムなどの安価な基材を用い、耐熱処理を施し
た例えば１２．５μｍ程度又はそれ以下の薄肉のものを
用いることができる。

或は定着フィルム面へのトナーオフセットは時運したよ
うに実質的に生じないので定着フィルムの使用に伴なう
熱変形や劣化が小さければ巻取り軸ｎ！１へ舎取られた
使用済みのシートを適時に送出し軸側へω戻しル制御し
て、或は巻取り軸側と送出し軸側とを反転交換するなど
して複数回繰返して使用することもできる（呑戻し繰返
し使用式）。

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２５μｍＪ’
ｌのポリイミドＰＡ１指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、巻戻し逆走待時は圧力解除
機構を自動制御させて加熱体と加圧ローラとの当圧接を
解除状態に保持させるのがよい。

巻戻し繰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にフェル
トバッドを設けると共に若１−の趙型削、例えばシリコ
ンオイルを含浸させて該バッドをフィルム面に当接する
させるなどしてフィルム而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。定着フィルムが絶
縁性のフッ素樹脂処理品の場合などではトナー画像を撹
乱する静電気が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置するのもよい。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
撹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体繊維、例えばカーボンブラッ
ク等を添加して、上述の静電気による画像乱れを防止す
るのも一策である。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、帯電防止剤等の塗ノａや、添加を行なっても良い。

定着フィルムはエンドレスベルト式、巻取り交換式、巻
戻し繰返し使用式の何れにしても定着装置１１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
フィルムの交換等を容易化することができる。

加熱体２０の構成及び発熱体２１ｄへの通電ルＪ御は実
施例のものに限定されない、加熱体２０は非回転の熱ロ
ーラ型であってもよいし、発熱体２１ｄは厚膜の抵抗体
やＰＴＣ特性を有するセラミック製チップ・アレイなど
であフてもよく、通電ル制御もパルス状に与えるもので
はなく通常通電であってもよい。

加熱工程で加熱溶融されたトナーの冷却同化は１′１然
放熱で行なってもよいし、送風手段、放熱フィンの配設
等で強制冷却で行なうようにすることもできる。

トナーが高温で十分に溶融するものであれば、第７図例
のように加熱Ｔ桿（定着ニップ部）でトナーを十分に高
温溶融させたら加熱工程後の冷却工程なしに直ちに記録
材（転写材シート）Ｐを定着フィルム２４而から分離さ
せる構成にしてもよい 以上の実施例装置は転写式の’ｉ’ｆｉ−Ｊ’−複写装
置であるが、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、その他通宜の
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・デイスプレィ装置・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、定石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
可能で待機時間や消費電力、さらには機内！１温の小さ
い良好な定ｎ画像画質の画像形成物を常に安定に出力で
きる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。

又加熱体と定着フィルムとの慴動抵抗を小さくし・て定
７１゛フィルムの走行駆動源の所要トルクを小さくし、
又定着フィルムの擦過傷等のダメージをｆｌＥ、　６４
して耐久をのばすことができる、定着ニップ人１丁１部
での定着フィルム面に対する未定着トナー担持記録材面
の接触摺接による画像こずれの発生を’Ｉ）ｉ　ｄ：で
きる、断熱性が高まることにより定着電力を下げること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例装置の概略構成を示す縦断正面図、第
２図は定着装置部分の拡大図、第３図は定着装置の他の
構成例の概略図、第４図は加熱体の層構成を示す横断模
型図、第５図は他の層構成を示す横断模型図、第６図は
比較例の加熱体の層構成を示す横断模型図、第７図は定
着装置の他の構成例の概略図である。 ３はドラム型回転感光体、１１は定着装置、２４は定着
フィルム、２０は加熱体、２１ａは支持体、２１ｂは−
１，Ｌ板、２１ｃは断熱層、２１ｄは発熱体、２１ｅは
保護層、２１ｆは検温素ｆ−５２８は加圧ローラ、Ｐは
！トム写材シート。

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固定支持されて
   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、 を有し、前記トナー画像加熱定着手段の加熱体は、少な
   くとも、基板と、該基板の定着フィルムに対面する側の
   面に積層され外面を定着フィルムの走行方向に関し中央
   部凸の曲面形状にした断熱層と、該断熱層の凸曲外面の
   略頂上面部に設けられた発熱体を有してなる、 ことを特徴とする画像形成装置。