JPH02154285A - 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） しかしなが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かかかり、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
や消費電力、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。

（間層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、定着フィルムを介して加圧部材と圧接するヒー
タ体と、該ヒータ体を固定支持する部材を有し、該ヒー
タ体の定着フィルムに対面する側の面をヒータ体表面と
し、それとは反対側の面をヒータ体表面としたとき、ヒ
ータ体表面の少なくともヒータ体表面側における加圧部
材圧接部に対応する裏面部分と、ヒータ体固定支持部材
との間には空洞部が介在する、 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。したがっ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前記加熱工程で加
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。

０ｆ１１反（分、１１）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。

な右、上記０加熱・０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）加熱体はヒータ体裏面の少なくともヒータ体表面
側のおける加圧部材圧接部（定着ニップ部）に対応する
裏面部分と、ヒータ体固定支持部材との間に空洞部を介
在させた構造であることにより、ヒータ体の熱がヒータ
体表面側からヒータ体固定支持部材側へ伝導放熱するこ
とが空洞部内の空気の断熱作用で押えられて、ヒータ体
の熱量のうちヒータ体表面側から定着ニップ部の定着フ
ィルム側へ向う熱量の割合が増加する。そのため熱効率
が向上して画像定着に要する電力（定着電力）を低減す
ることができる。

（実施例） 本例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。

（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ｌ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！！置上セツトたｗＣＨ４Ｇの下
向き画像面は原稿載置台ｌ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１００
ｂ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Ｎ４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−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而
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の而はクリーニ
ング装置工３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）定着装置（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、左側
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２
５・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
段により例えば総圧４〜７ｋｇの当圧後をもって対向圧
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、又一般には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ｍ屑フイルム、もしくは
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
導電材を添加した離型性コート層を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構造のものである
。

２１ａはヒータ体固定支持部材であり、定着フィルム横
断方向（定着フィルム２４の走行方向に直角な方向）を
長手とする高剛性・耐熱性・低熱伝導率部材、例えばＰ
ＰＳ・ポリイミド・ベークライト製の横長角材である。

このヒータ体固定支持部材は少なくとも、次に述べるヒ
ータ体２１ｄとの当接部を耐熱性・低熱伝導率の上記の
ような材料にし、他は所望任意の材質材料とじた複合部
材にしてもよい。

２１ｄはヒータ体であり、上記部材２１ａの下面に長子
に沿って具備させた横長溝穴２１ｂ内に嵌入し外れ正め
して取付けた横長部材である。

このヒータ体２１ｄは本例のものは長さ２４０ｍｍ・巾
１０ｍｍ・厚さ１．０ｍｍのアルミナ等の熱伝導の良い
セラミック基板２１ｄ１の裏面の略中央部に長手に沿っ
て発熱抵抗体２１ｄ２を線状もしくは帯状に形成具備さ
せてなる。本例のものはニクロム・タングステン・銀−
パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）　・酸化ルテニウム（ＲｕＯ
２）Ｔａ２Ｎなど、もしくはそれ等を主成分とする抵抗
材料（通電発熱体）を巾１．０ｍｍ・厚さ２０μｍで塗
工（スクリーン印刷）して形成具備させたものである。

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はヒータ体２１ｄの表面（基板２１ｄ。

の発熱抵抗体２１ｄ２を設けた側とは反対側の而）の略
中央部に塗工（スクリーン印刷）や埋め込み等の方法で
設けた測温抵抗体（ｐｔ膜など）やサーミスタ等の低熱
容量温度検知体である。この温度検知体は好ましくは図
示例のように加熱体２０と加圧ローラ２８とが定着フィ
ルム２４を介して圧接する定着ニップ部Ｎの範囲内に位
置するのがよい。

２１ｆは温度検知体２１ｅを含むヒータ体２１ｄの表面
の薄く例えばｌＯμｍ厚程度に施した、ガラス・セラミ
ック等の耐摩耗性材料からなる保護被覆層である。

２１ｃはヒータ体２１ｄの裏面の少なくともヒータ体表
面側における加圧ローラ圧接部（定着ニップ部）Ｎに対
応する裏面部分と、ヒータ体固定支持部材との間に介在
させた空洞部である。この空洞部２１ｃはヒータ体２１
ｄの長手方向の少なくとも、装置に通紙可能な転写材シ
ートの最大巾寸法にわたフて形成され、その長手方向両
端部は閉じられて外部との対流熱伝導を遮断している。

又空洞部２１ｃの巾は発熱抵抗体の巾より広く、より好
ましくは定着ニップ部Ｎの巾よりも広い。

ヒータ体２１ｄの発熱体２１ｄ２はその長手両端に設け
た給電用電極間に通電がなされることにより全長にわた
って発熱し、その発熱で基板２１ｄ１が昇温し、基板２
１ｄ１の表面温度が温度検知体２ｔｅて検知され不図示
の通電制御回路へフィードバックされて発熱体２１ｄ２
に対する通電が制御されることにより定着ニップ部の温
度が所定の定着温度に維持制御される。

本例の場合発熱体２１ｄ２に対する通電はＤＣｌｏｏｖ
の周期２０ｍ５ｅｃのパルス状波形で、温度検知体２１
ｅ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巾を変化させて与える通
電制御回路構成にしてあり、パルス巾は略０．５〜５ｍ
５ｅｃの範囲で制御され、発熱体２１ｄ２はパルスが人
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搬送方
向上流側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２１ｄ２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、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＠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（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２
０と加圧ローラ２８との圧接部Ｎ（定着ニップ部）の定
着シート２４と加圧ローラ２２との間に進入して、未定
着トナー画像面がシートＰの搬送速度と同一速度で同方
向に面移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
緒の重なり状態で定着ニップ部Ｎを加熱体２０と加圧ロ
ーラ２８との挟圧力を受けつつ通過していく。

この定着ニップ部通過過程を加熱工程として加熱体２０
のヒータ体２１ｄの熱が定着フィルム２４を介して転写
材シートＰの未定着トナー画像担持面へ与えられて前記
（作用）の（１）−０項に述べたトナー画像の加熱軟化
・溶融Ｔｂが行なわれる。

定着ニップ部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９２
７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Ｔｂの熱が放熱さ
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の面に沿ってシ
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とが互いに離反（分離）シてシー
トＰは排紙トレイ１１へ排紙されていく。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ｆＳとなフているから定着フィル
ム２４とシートＰの離反は定着フィルム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のヒータ体２１ｄはその
発熱体２１ｄ２に通電がなされることにより瞬時に高温
発熱して基板２１ｄ１の表面側がトナーの融点（ないし
定着可能温度）に対して充分な高温に急速昇温するので
、加熱体の予備加熱が不要であり、非定着時における加
圧口−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
っ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。

かかる構成の木実Ｍ例装置にあっては、シートＰ上の加
熱磁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
、また機内昇温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２ｏについて 加熱体２０はヒータ体２１ｄ裏面の少なくともヒータ体
表面側のおける定着ニップ部Ｎに対応する裏面部分と、
ヒータ体固定支持部材２１ａとの間に空洞部２１ｃを介
在させた構造であるから、前記（作用）の（２）項に述
べたようにヒータ体２１ｄの熱が該ヒータ体の裏面側か
ら支持部材２１ａ側へ無駄に伝導放熱することが空洞部
２１ｃ内の空気の断熱作用で押えられて、ヒータ体２１
ｄの熱量のうちヒータ体表面側から定着ニップ部Ｎの定
着フィルム２４側へ向う熱量の割合が増加する。そのた
め熱効率が向上して画像定着に要する電力（定着電力）
を低減することができる。

上記のように空洞部２１ｃを具備させた加熱体と、空洞
部を設けずヒータ体２１ｄの裏面を全体に支持部材２１
ａに接触させて該部材２１ａに取付は支持させた形態の
加熱体について夫々同一の条件のもとて定着動作を実行
させたところ、加熱体が室温である状態から定着動作に
はいった直後にはトナーを転写材シートＰに定着させる
のに要する電力が、空洞部２１ｃを有する加熱体では空
洞部のない加熱体の６０％ですみ、４０％の省電力が実
現できた。

これは空洞部２１ｃの空気の熱伝導率が０　、０３１７
ｍ−ｄｅｇとヒータ体固定支持部材２１ａを構成するポ
リイミド等の樹脂の０　、　２１７ｍ−ｄｅｇよりはる
かに小さいため、発熱抵抗体２１ｅで発生した熱量のう
ちヒータ体２１ｄの表面側即ち定着フィルム側へ向かう
割合が増すためである。

温度検知体２１ｅはヒータ体表面側の温度、即ち定着ニ
ップ部Ｎの温度を直接的にリアルタイムに検知するのが
加熱体２０の温度調整積度を高める上で好ましいこと、
本発明における加熱体はヒータ体表面側に空洞部２１ｃ
を設けて空気断熱させた構造であるのでヒータ体表面側
の放熱速度は定着ニップ部側であるヒータ体表面側のそ
れよりも遅くヒータ体の裏面側温度と表面側温度に差を
生じる場合があること、から本実施例（第４図）では温
度検知体２１ｅはヒータ体２１ｄの表面側の定着ニップ
部Ｎの範囲内に配設しである。

第５図Ｃａ）　　　（ｂ）・（Ｃ）は夫々温度検知体２
１ｅの配設位置態様例を示している。Ｃは通紙中心線、
Ｗは最大通紙中であり、この最大通紙巾Ｗ以内の各種巾
サイズの転写材シートＰ（記録材）を通紙中心線Ｃを基
準とする中央基準搬送で通紙して定着処理可能である。

第５図（ａ）は温度検知体２１ｅをヒータ体２１ｄの表
面の長手方向中央部即ち通紙中心線Ｃ部分に配置したも
のであり、通紙される転写材シートＰの巾の大小によら
ず通紙部温度を検知可能である。

同図（ｂ）はヒータ体２１ｄの表面の長手方向の通紙域
全域Ｗに配置したものであり、通紙部温度の平均温度を
検知可能であり、また温度検知素子端部の段差かない。

同図（Ｃ）はヒータ体２１ｄの表面側と裏面側にそれぞ
れ通紙中心線Ｃ部分に第１と第２の温度検知体２ｔｅ、
　　・２１ｅ２を配設したもので、ヒータ体２１ｄの表
面側の第１温度検知体２１ｅ、で加熱体２０の温度制御
（発熱体２１ｄ２に対する通電制御）を行なわせ、ヒー
タ体２１ｄの裏面側の第２温度検知体２１ｅ２で加熱体
の過昇温防止を行なわせることができる。

第２温度検知体２１ｅ２は発熱体２１ｄ２の上に絶縁層
２１ｇを介して配設しである。

ヒータ体２１ｄの発熱体２１ｄ２は基板２１ｄ、の表面
側に配置してもよい。第６図はその例を示している。即
ち発熱体２１ｄ２　（発熱抵抗体）と温度検知体２１ｅ
を基板２１ｄ１の表面側の定着ニップ部Ｎの範囲内に配
設しである。発熱位置が定着フィルム及びトナーに近い
ので熱効率がよい。

この例において発熱抵抗体２１ｄ２の材料としてチタン
酸バリウム等のＰＴＣ特性を有するものを用いてもよい
。この場合、通電発熱させ、抵抗体がキュリー温度付近
まで昇温すると急激に抵抗が増大し発熱量が減少するの
で、抵抗体の物質固有の温度に自己温度制御される。従
って温度検知素子２１ｅを不要とすることができる。

第７図例のように発熱体２１ｄ２を基板２１ｄ、の表面
側に、温度検知体２１ｅを基板２１ｄ、の裏面側に配置
してもよい（第４図例のものとは逆の関係）。この構成
の場合、検知温度がヒータ体２１ｄの表面温度と一致し
ない場合があるので、ヒータ体表面温度と同裏面温度の
関係をあらかじめ求めておき、裏面での検知温度から表
面温度を推定すればよい。

（５）その他 面述第３図のように定着フィルム２４として有端のもの
を用いる場合、送出し軸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（巻取り交
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、低電力化することがで
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前述したよ
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側へ巻取られた使用
済みのシートを適時に送出し軸側へ巻戻し制御して、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（巻戻し繰返し使用
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・機械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面に離型性の高い
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
用いることかでき、巻戻し逆走行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
トパ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孔れを防止する
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
、帯電防止剤等の塗布や、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２２への通電制御は実施例
のものに限定されない、加熱体２０は熱ローラ型であっ
てもよいし、発熱体２２は厚膜の抵抗体やＰＴＣ特性を
有するセラミック製チップ・アレイなどであってもよく
、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固化は自然放熱
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８図例
のように加熱工程（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面から分離さ
せる構成にしてもよい。

以上の実施例装置は転写式の電子複写装置であるが、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
可能で待機時間や消費電力、さらには機内昇温の小さい
良好な定着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。

加熱体はヒータ体裏面の少なくともヒータ体表面側のお
ける加圧部材圧接部（定着ニップ部）に対応する裏面部
分と５ヒ一タ体固定支持部材との間に空洞部を介在させ
た構造であることにより、ヒータ体の熱がヒータ体表面
側からヒータ体固定支持部材側へ伝導放熱することが空
洞部内の空気の断熱作用で押えられて、ヒータ体の熱量
のうちヒータ体表面側から定着ニップ部の定着フィルム
側へ向う熱量の割合が増加する。そのため熱効率が向上
して画像定着に要する電力（定着電力）を低減すること
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図は加熱体の一構成例の横断模型
図、第５図（ａ）・（ｂ）＜ｃ＞は夫々ヒータ体の温度
検知体の配設位置態様例、第６図・第７図は夫々加熱体
の他の構成例の横断模型図、第８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はヒータ体固定支持部
材、２１ｄはヒータ体、２ｆａは空洞部、２８は加圧ロ
ーラ、Ｐは転写材シート。

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せて
   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、定着フィルムを介して加圧部材と圧接するヒー
   タ体と、該ヒータ体を固定支持する部材を有し、該ヒー
   タ体の定着フィルムに対面する側の面をヒータ体表面と
   し、それとは反対側の面をヒータ体表面としたとき、ヒ
   ータ体表面の少なくともヒータ体表面側における加圧部
   材圧接部に対応する裏面部分と、ヒータ体固定支持部材
   との間には空洞部が介在する、 ことを特徴とする画像形成装置。