JPH02157884A - 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（Ｊａｎ））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。

（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−・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、１１ｆｆ記トナ一画像加熱定着手段の加熱体は
定着フィルム横断方向を長手とし長手方向両端間に′−
π圧印加されて発熱する線状もしくは帯状の抵抗発熱体
を有する低熱容量線状加熱体であり、該加熱体の抵抗発
熱体は加熱体長手方向に関し所定の発熱温度分布となる
ように長手方向に抵抗分布をもっている、 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
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、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。本発明は低熱容量固定加熱
体を用い薄肉フィルムを介して加熱するので待機時間や
′Ｉ４費電力、さらには機内昇温を小さくすることがで
きる。

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道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２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。

■離反（分離）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富者走行せしめ、註定着フィルムを
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。

なお、上記Ｏの分離工程において定着フィルムと記録材
との分離部位置でトナーは必ずしも冷却固化していなく
ともよい。又上記■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
熱工程でトナーな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）加熱体は下記■〜■等の理由によりその長手方向
の放熱量分布差を生じる。

■定着フィルム・加圧部材面・記録材等が通過する加熱
体部分はこれらにより熱が奪われる。

■加熱体の両端近傍部分の熱は加熱体の両端側支持体を
伝わって逃げやすい。

■発熱体を含むヒータ背面に温度検知素子・安全対策素
子等を接触させている加熱体部分は他の部分と放熱量が
異なる。。

そして加熱体の長手方向に生じる放熱量分布差は加熱体
が低熱容量のものであるほど加熱体長手方向の温度分布
に著しい分布差を生じさせることになり、例えば、定着
フィルム等に接触しない加熱体両端側部分等は熱が奪わ
れないため過昇温状態となってしまい発熱体が破損して
しまうことがある。また前記■・■のような理由で加熱
体長手方向に温度分布差が生じると定着性が不均一にな
ってしまうことになる。

本発明においては使用する低熱容量線状発熱体について
前記のように該発熱体の抵抗発熱体は加熱体長手方向に
所定の発熱温度分布となるように加熱体長手方向の放熱
量分布差に応じて予め抵抗分布差をもたせた構成とした
ので、定着フィルム等に接触しない加熱体両端部分等に
対応する発熱体部分での発熱量は低く押えて該部分での
局部的過昇温による発熱体の破損を防ぐことができ、又
定着フィルム・加圧部材面・記録材等が通過する加熱体
部分はその長手に沿う発熱温度分布を均一化して不均一
分布による定着性不均一を防ぐことができる。

（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
、！００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、リ
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
から左辺側にかけて順次にスリット開口部１００ｂの位
置を通過していき、その通過過程でランプ７の光りをス
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・打機半導体感光
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枚宛経用し給送され、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
両者数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の面はクリーニ
ング装置１３により転写残りトナー等の付着汚染物の除
去を受けて繰り返して画像形成に使用される。

（２）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のテンシコ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、又−数的には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）などの耐熱樹脂の単層フィルム、或は複
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は２０は後記（４）
項で詳述するが、本実施例のものはアルミナ基板２１の
下面の略中央部分に長手に沿って例えば銀パラジウム等
の電気抵抗材料を塗工して線状もしくは帯状の発熱体２
２を具備させてなるものである。本例の場合はこの線状
もしくは帯状の発熱体２２に対してその長子両端部より
通電して発熱体２２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２３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ｒｆＪを変化
させて法える通電制御回路構成にしてあり、パルス巾は
略０．５〜５ｍｓ　ｅ　ｃの範囲で制御され、発熱体２
２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
・後端検知センサく不図示）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、送り出し軸３０側から巻取り軸３１側へ転写
材シートＰの搬送速度と同一速度をもって走行させる構
成であってもよい。

（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
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２２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２２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。即ち所定の搬送速度で搬送さ
れたシートＰ上のトナー画像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
２２の幅に応じて決定される線状の加熱部の有効幅内Ｗ
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２４とシートＰとが互いに離反（分離）してシー
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態となっ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の線状の発熱体２２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。

かかる構成の本実施例装置にあっては、シートＰ上の加
熱敵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て、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 加熱体としての低熱容量線状加熱体２０は本実施例のも
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。

２０ａはヒータ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・低熱伝導率部材例えばＰＰＳ・ポリイ
ミド・ベークライト製の横長角材である。この部材２０
ａは少なくとも、次に述べるヒータ体２１ａ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した複合部材にすることもできる。

２１ａは上記の支持部材２０ａの下面に一体に取付は固
定した横長のヒータ体である。このヒータ体２１ａは本
例のものは長さ２４０ｍｍ・中１０ｍｍ・厚み１．０ｍ
ｍのアルミナ基板（電気絶縁性・良熱伝導性部材）２１
と、該基板２１の表面（下面）に形成した厚み１００μ
ｍのグレーズ層２１ｂと、そのグレーズ層の面の略中央
部に長毛に沿ってスクリーン印刷法により線状もしくは
帯状に厚み１０μｍに形成した銀−パラジウム（Ａｇ／
Ｐｄ）からなる発熱体２２としての発熱抵抗層と、この
発熱体２２を含むグレーズ層２１ｂ面に厚み１０μｍで
施したガラス等の耐摩耗性材料からなるヒータ面保護像
２１ｃ等からなる。２３はヒータ基板２１の背面（上面
）の長手方向の略中央部に埋込んで或は接触させて配設
したビートサーミスタ等の低熱容量の検温素子（温度検
知体）である。

加熱体２０のヒータ体２１ａの下面に対して加圧部材と
しての加圧ローラ２８の上面部が定着フィルム２４、又
は定着フィルム２４と記録材としての転写材シートＰを
挟んで所定の押圧力をもって圧接する。第５図は定着フ
ィルム２４と転写材シートＰを挟んで圧接している加熱
体２０と加圧ローラ２８との正面図である。

第６図はヒータ基板２１のグレーズ層２１ｂ而に長手方
向に形成した発熱体２２としてのＡｇ／Ｐｄ発熱抵抗層
の平面パターンを示す図である。

この発熱抵抗層は巾１ｍｍ・厚さ１０μｍ・長さｕ、＝
２３０ｍｍの線状もしくは帯状の有効発熱部分２２ａ（
単位長さ当りの抵抗値１Ω／　ｃ　ｍ　）と、その両端
部側に夫々有効発熱体部分２２ａと連である巾５ｍｍ・
厚み１０μｍの巾広の低発熱部分２２ｂ・２２ｂ（抵抗
値部分、抵抗値０．２Ω／　ｃ　ｍ　）からなり、上記
両端側の２つの巾広低熱発熱部分２２ｂ・２２ｂには夫
々給電用電極２２ｃ・２２ｃを圧着させである。

電極２ｃ・２２ａ間に通電がなされることにより発熱体
（Ａｇ／Ｐｄ）２２が発熱する。ただし上記両端側の２
つの巾広低発熱部分２２ｂ・２２ｂは有効発熱部分２２
ａに比べて、発熱抵抗層の厚みは１０μｍで両者同じで
あるが、巾が５倍広くて単位長さ当りの抵抗値が１１５
であるから単位長さ当りの発熱用も１１５と小さいもの
となる。

そして主として有効発熱体部分２２ａの発熱でヒータ基
板２１が昇温し、その温度が検温素子２３で検知され不
図示の通電制御回路へフィードバックされて発熱体２２
に対する通電が制御されることにより有効発熱部２２ａ
に対応する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。　第５・６図において１２は加圧ローラ２
８の長さ、ｇｌは定着フィルム２４の幅巾、ｇ２は装置
に通紙可能な転写材最大幅を示して右り、Ｊ２２　＞ｇ
＋　＞Ｉｌ＋　＞ｇｚの関係になっていて、少なくとも
定着フィルム２４が加圧ローラ２８により圧接されてい
ない発熱体両端側部分は発熱両の小さい巾広発熱部分２
２ｂ・２２ｂに対応する構成となっている。

従って定着フィルムや加圧ローラ２８と接しない加熱体
の両端側部分が放熱不足のために過昇温しその部分に対
応する発熱体部分が破損（焼は切れ）するという恐れが
解消される。

実験によれば、上記において定着フィルムと接しない加
熱体両端側部分の発熱体部分２２ｂ・２２ｂも有効発熱
体２２ａと同じ中・厚さの同一抵抗値（１Ω／　ｃ　ｍ
　）とした加熱体では数分の通電加熱で定着フィルムと
接しない上記の発熱体部分２２ｂが過昇温により破損す
る。一方上述第６図例のように発熱体の有効発熱体部分
２２ａに対してその両端側を巾広の低発熱部分く低抵抗
値部分）２２ｂ・２２ｂにして長手方向に関して２２ａ
部分−高抵抗、２２ｂ部分−低抵抗の抵抗分布をもたせ
てなる加熱体は数百時間の通電加熱でも何ら問題を生じ
なかった。

発熱体２２に関してその長手方向に所要に抵抗分布をも
たせる手段としては上記例のように発熱体の長手に沿う
厚さは一定化して長手に沿う巾を広狭変化させる他にも
、発熱体の長手に沿う巾は一定化して長手に沿う厚みを
厚薄変化させる、長手に沿って抵抗値分布を設けるなど
が挙げられる。

第７図は定着フィルムと接しない加熱体両端側部分の発
熱体部分２２ｂ・２２ｂはその厚みｔ２を有効発熱体部
分２２ａの厚みｔｌよりも厚くして（巾は画部分２２ａ
・２２ｂとも同じ）抵抗を下げて低発熱部とした例を示
している。又第８図例のように部分２２ｂ・２２ｂの面
に銀−パラジウムより低抵抗の、例えば銀層２２ｂ′２
２ｂ′を形成するのも有効である。

定着処理時に転写材シートＰが通電する中領域ｇ、に対
応する加熱体部分（発熱体２２の有効発熱体部分２２ａ
）は長子方向各部が均一な温度分布であることが定着不
均一を防止するために重要である。

しかし実際には第９図に矢印で示したように加熱体２０
の両端近傍部分の熱は加熱体の両端側支持部材５０・５
０を伝わって逃げやすいし、又ヒータ背面の中央部に温
度検知素子２３や温度ヒユーズ２３ａを設けているので
その部分での放熱特性が異なる等のことから、加熱体に
はその長手方向に第１０図の破線グラフＢのような放熱
分布差による温度分布差を生じる。

そこで第１１図例はその温度分布差即ち放熱分布差に応
じて発熱体２２の長手に沿う巾寸法を広狭変化させて設
定（厚みは各部−走化）することにより、転写材シート
Ｐの通過部分に対応する加熱体部分の長手方向に沿う温
度分布を第１０図の実線グラフＡのように均一化させた
ものである。

これにより定着処理時、転写材シート通過部における加
熱体温度は長手方向各部でほぼ一定となり、均一な定着
性が得られた。

図示例の加熱体２０において、発熱体２２としては銀−
パラジウムの他にも、ニクロム・タングステン・酸化ル
テニウム（ＲｕＯ２）・Ｔａ、Ｎなど、もしくはそれ等
を主成分とする抵抗材料、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。検温素子２３としてはｐｔ
膜など測温抵抗体なヒータ基板２１の背面や発熱体２２
と同じグレーズ層面側に発熱体２２と並行に或は積層し
た形態で塗工（スクリーン印刷など）して具備させるこ
ともできる。発熱体２２は基板２１の背面側に設けた形
態にすることもできる。

（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ＰＵＴ（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
用いることができ、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攪乱
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１５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・アレイなとであってもよく
、通電制御もパルス状に与えるものではなく通常のＡＣ
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。

第２・３図例の装置において分離ローラ２７位置でトナ
ーは必ずしも十分に冷却固化していなくともよい。又ト
ナーが高温で十分に溶融するものであれば、第１２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通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。

本発明においては使用する低熱容量線状発熱体について
前記のように該発熱体の抵抗発熱体は加熱体長手方向に
所定の発熱温度分布となるように加熱体長手方向の放熱
量分布差に応じて予め抵抗分布差をもたせた構成とした
ので、定着フィルム等に接触しない加熱体両端部分等に
対応する発熱体部分での発熱量は低く押えて該部分での
局部的過昇温による発熱体の破損を防ぐことができ、又
定着フィルム・加圧部材面・記録材等が通過する加熱体
部分はその長手に沿う発熱温度分布を均化して不均一分
布による定着性不均一を防ぐことができる。

【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ｉｎ’、ｙｚｙｙ、ｙ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
の横断面模型図、−第５図は加熱体と加圧ローラの正面
図、第６図は発熱体パターンの平面図、第７図・第８図
は夫々発熱体の他の構成側図、第９図は放熱説明図、第
１０図は加熱体長手に沿う温度分布グラフ、第１１図は
その温度分布差をなくすようにした発熱体パターンの平
面図、第１２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、２８は加圧ローラ、Ｐは転写
材シート。 特許出願人　　キャノン株式会社 ２′ｔ３

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、 を有し、前記トナー画像加熱定着手段の加熱体は定着フ
   ィルム横断方向を長手とし長手方向両端間に電圧印加さ
   れて発熱する線状もしくは帯状の抵抗発熱体を有する低
   熱容量線状加熱体であり、該加熱体の抵抗発熱体は加熱
   体長手方向に関し所定の発熱温度分布となるように長手
   方向に抵抗分布をもっている、 ことを特徴とする画像形成装置。