JPH02158781A - 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ｅマイクロフィルムリーグプリンタ・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φ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
着のトす−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。

しかしながら、この種の装置では、加熱ローラにトナー
が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１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、トナーが完全
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、熱伝達効率が低下し、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
８９８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挟持さ
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、冷却工程においてはトナー
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１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、−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。

ざらに、上述２例では加熱ローラとトナー画像との間に
介在し熱伝達を行なう定着用の耐熱ウェブがエンドレス
部材（ベルト）で構成されており、長期に亘る使用を考
えた場合にはその走行性に問題が生じ易く、その対策と
して耐熱ウェブの厚みを大にする必要あった。耐熱ウェ
ブの厚みが大きくなると、必然的にその熱容量が増大す
るので熱伝達効率が低下して多大なエネルギーを要する
とともに、耐熱ウェブの潜熱増大にともない、不要な機
内昇温を招くという不都合もあった。

要するに、上述のような従来例装置は、効率的な加熱が
難しく加熱エネルギーの無駄が生ずる、エンドレス方式
では耐熱ウェブの搬送安定性を得るために耐熱ウェブの
厚肉化が必要となり、大きな加熱エネルギーが必要とな
る。エンドレス方式では耐熱ウェブの内周面に加熱体を
配設する必要があり、構成が複雑で組立性に劣り、さら
に耐熱ウェブの保守も困難である等の問題点を有してい
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きを形
成する画像形成手段、 送出し軸に巻回した有端の定着フィルムと、該定着フィ
ルムの順次巻取り手段と、送出し軸と巻取り手段間の定
着フィルム部分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相持した記録材の
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、 前記トナー画像定着手段の加熱体と加圧部材との定着フ
ィルム挟圧力を解除して定着フィルムを着脱可能とする
圧力解除手段、 を有することをし特徴とする画像形成装置である。

又本発明は上記の画像形成装置について更に、送出し軸
側の定着フィルムが順次巻取りに伴ない終端近くになっ
たこと、もしくは終端になったことを検知する終端検知
手段を有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φ定着フィルム会トナー画像・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会溶融して低電力で
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０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０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。

■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
着拳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１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相
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■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■加熱舎■冷却参■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）定着フィルムは予め所望に設定した長さ寸法を有
する有端フィルムとなし、該フィルムを送出し側から巻
取り側へ順次に巻取り走行させて画像定着に供し、全長
分が巻取り使用されたら新しい定着フィルムと交換する
巻取り交換方式、或は適時に巻戻し制御して何回も繰り
返して使用する巻戻し方式とすることにより、エンドレ
ス式のものの場合にはシワ等が生じ易く走行安定性を得
られなかった薄い定着フィルムであっても、使用可能と
なり、低加熱エネルギーで良好な画像定着処理が実行さ
れる。

（３）加熱体と加圧部材との定着フィルム挟圧力を解除
する圧力解除手段を有するので、定着フィルムの着脱交
換時には挟圧力を解除状態にすことにより定着フィルム
の押え込みが解除されて定着フィルムの着脱交換・保守
操作を支障なく容易に行なうことができる。定着フィル
ムはカートリッジ化して定着手段の所定部所に対して着
脱自在とすることもできるし、定着フィルムを巻回した
送出し軸や、定着フィルム巻上げ状態の巻取り軸を夫々
定着手段本体側の軸受部に対して着脱自在にして定着フ
ィルムの着脱交換操作をすることができる。

（４）送出し軸側の定着フィルムが順次巻取りに伴ない
終端近くなったこと、もしくは終端になったことを検知
する終端検知手段を具備させ、その終端検知信号により
その旨の表示もしくは警告手段を作動させて定着フィル
ムの交換をオペレータに促させる、もしくはこれと共に
画像形成装置の動作を禁止状態に保持させることにより
定着フィルムが使い切られているにも拘らず画像形成を
実行する事態が防止される。

（実施例） 〈実施例−１＞（第１〜５図） 本例装置は原稿載置台往復動型・回転ドラム型暢転写式
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、ｌ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ａ置台ｌの上面に所定の蔵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面に原稿蔵置台ｌ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。原稿蔵置台ｌ上に載ｌセットした原稿Ｇ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１００ｂの位
置を通過していき、その通過過程でランプ７の光Ｌ１を
スリット開口部１００ｂ、ｆｉ明な原稿載置台ｌ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）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ど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
ｌＯ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１画像形成
物（コピー）として機外の排紙トレイ１１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Ｎ１２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Ｌ２による除電を受けて電気的残留
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
トパ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Ｍ２０ 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、Ｊｖｉ望の設定長
さ分の定着フィルム２２をロール巻きに巻回させてあり
、その定着フィルム２２の先端部は定着フィルム巻取り
軸２３に係止させである。定着フィルム２２は本実施例
のものは耐熱処理した例えば厚さ６ｐｍ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ィル
ムである。

２１・２７は軸２４・２３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、２５・２９はその加熱体２１と加圧ローラ２７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。３０は加圧ローラ
２７と分離下ローラ２９間に懸回張設した搬送ベルトで
ある。加圧ローラ２７は金属等より成る芯材上にシリコ
ンゴム等より成る弾性層を有するものである０分離上ロ
ーラ２５及び分離下ローラ２９は回転フリーのローラで
ある。

巻取り軸２３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２２が送出し軸
２４側から巻取り軸２３側へ、画像形成部（転写部８）
からガイドｌＯを介して定着装＠２０へ搬送されるシー
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２７は不図示の駆動系によりシート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、これに伴い該加圧ローラ２７と分離下
ローラ２９間に懸回張設した搬送ベルト３０も連動して
回動状態になる。

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、輻
１６０ｐｍ、長さ（紙面に直角な方向の長さ）２１６ｍ
ｍで例えばＴａ２Ｎ等より成る線状もしくは帯状の発熱
面（層）２８を有し、さらにその表面に摺動保護層とし
て例えば。

Ｔａ２０５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
２２とのスムーズな摺動を可能にしている。

上記加熱体の発熱面２Ｂ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２００＠Ｃ前後まで昇温する
。

又加熱体２１は支軸３３を中心に上下に回動摺動自由に
支持アーム３１に付勢ばね部材３２を介して支持させて
あり、支持アーム３１が支軸３３を中心に反時計方向に
回動されて実線水のように加熱体２１が下向きとなる第
１姿勢位置に回動されて不図示のロック手段で位置保持
されることにより、加熱体２１の下面と加圧ローラ２７
の上面とが定着フィルム２２又は定着フィルム２２と記
録材としてのシートＰとを挟んで所定の当接圧（例えば
Ａ４幅で総圧４〜６Ｋｇ）をもって互に圧接状態となる
。又ロック手段を解除して支持アーム３１を支軸３３を
中心に２点鎖線示のように時計方向に大きく回動させた
第２姿勢位置に回動させることにより加熱体２１は加圧
ローラ２７との当接が解除されて上方に逃げ移動した状
態に保持される。

本実施例では定着フィルム２２をロール巻きに巻込んだ
送出し軸２４、巻取り軸２３１分離分離下ローラについ
てそれ等を一括して定着装置２０の所定部所に対して着
脱交換自在の定着フィルムカートリッジ３５として構成
しである。２６は上記部材２４・２３・２５を内蔵させ
た該カートリッジ３５の外装ケースである。第３図は該
カートリッジ３５の外観斜視図である。

３４は画像形成装置の側面に開口させたカートリッジ装
填部である。カートリッジ３５の着脱は、加熱体２１の
支持アーム３１を２点鎖線示の第２姿勢位置に転換保持
させて加熱体２１をカートリ、ジ装填部３４内から外方
へ逃がし状態となして装填部３４内へカートリッジ３５
を矢示Ａ方向に十分に装填する、或は逆方向Ｂに引抜い
て取出す、カートリッジ３５の装填後は２点鎖線示の第
２姿勢位置の支持アーム３１を実線水の第１姿勢位置に
転換することにより加熱体２１の下面が装着カートリッ
ジ３５内の定着フィルム２２を介して加圧ローラ２７の
上面と所定の圧接状態となる。又カートリッジ３５の巻
取り軸２３の一端には駆動ギヤ（不図示）が設けてあり
、カートリッジ３５を装填部３４内に十分に装填すると
その駆動￥ヤが定着装置本体側の駆動系の動力ギャ（不
図示）に噛合状態となり１巻取り軸２３が回転駆動可能
状態になる。送出し軸２４は該軸側から巻取り軸２３側
へ巻取り走行される定着フィルム２２に対して適度な緊
張力を与えるように若干の制動力の作用のもとで回転可
能である。

（３）動　作 原稿載置台ｌに対する原稿Ｇのセット、画像形成枚数の
設定、使用シー）Ｐのサイズ指定１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内のシー）Ｐの給紙
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から給送されたシート
Ｐがレジストローラ対９・転写部８・ガイドｌＯを通っ
てその先端が加熱体２１と加圧ローラ２７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２３・加圧ローラ２７の回転駆動が開始
されて定着フィルム２２が送出し軸２４側から巻取り軸
２３側へシート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はシート
Ｐの先端、後端を検出することによりタイミングを取っ
て必デ時に通電を受ける。その際。

画像形成装置の給紙センナなどによりシートの位置検知
等を用いて１発熱面への通電を制御しても良い。

定着装Ｗ１２０に対する搬送された未定着トナー画像Ｔ
ａｔ−相持している上面が走行状態の定着フィルム２２
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２２と一緒の重なり状態で加熱体２１と加圧
ローラ２７との相互圧接部な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０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。第４図に示すように搬送速度
ｖＰ　（腸謹／ｊ）で搬送されたシー）Ｐ上のトナー画
像Ｔａはシート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２２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向見
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２７との相互圧接部を通過した
シート部分は分離ローラ２５−２９の位置へ到達するま
での間は加熱体２１と分離上ローラ２５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、搬送ベルト３０はシー）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２５・２９の位置へ到達すると、定
着フィルム２２は曲率の大きい分離上ローラ２５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２２とシー）Ｐとが互いに離反（分離）
して排紙トレイ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２２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２
２とシートＰの離反は定着フィルム２２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Ｗ２０の定着フィルム２２の巻取り走行駆動
は、シートＰが定着装！１２０を通過し終ってその後端
が排紙検出センサ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２２は上記のようにシー
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２３側にシート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Ｐ）Ｉｆ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、その間においてシー）Ｐ
の定着処理を実行させるようにして、排紙検出センサＰ
Ｈ２を用いない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２７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２１と加圧ローラ２７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２７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上にの
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２２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２７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）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２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２７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しλ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。

定着フィルムカートリッジ３５は本実施例装置の場合は
内蔵の定着フィルム２２が送出し軸２４側から巻取り軸
２３側に定着実行の都度順次に巻取られていき、不図示
の終端検知手段で送出し軸２４側の巻回定着フィルム２
２が終端近くなったこと、もしくは終端になったことが
検知されると、この信号によりその旨の表示もしくは警
告手段が作動して定着フィルム、本実施例の場合は定着
フィルムカートリッジ３５の新旧交換をオペレータに促
す、更には画像形成動作を禁止状態に保つようになって
いる。このように定着フィルムを巻取り交換式にしたと
きは定着フィルムは耐久性に関係なく薄肉化することが
可能で低電力化することができる。

定着フィルム終端検知手段は、例えば、送出し軸２４の
巻回フィルム２２の巻径の減少を当接回動レバー・光電
センサなどの機械的・光電的手段で検知することにより
検知する、定着フィルムの終端側にマークを付与してお
き、そのマークを光電的ψ磁気的・機械的手段で検知す
ることにより検知するなど、適宜な手段を採択し得る。

定着装！１２０に対する定着フィルム即ち本実施例の場
合は定着フィルムカートリッジ３５の装填部３４に対す
る挿脱時は前述したように加熱体支持アーム３１を第２
図２点鎖線示のように支軸３３を中心に装填部３４内か
ら上方に逃がし移動させて加熱体２１と加圧ローラ２７
との相互圧接を解除させた第２姿勢位置に転換させるこ
とにより、定着フィルムの押え込みやカートリッジ３５
の移動干渉障害がないからカートリッジの着脱交換が支
障なく容易になされる。カートリッジの装填後に加熱体
支持アーム３１を第２図実線示のように第１姿勢位置に
転換させることにより定着フィルム２２が加熱体２１と
加圧ローラ２７間に所定に挟圧された状態になって定着
実行可能状態となる。

第５図は本実施例画像形成装置の定着装置において、表
面にトナー層を有する転写紙を搬送しつつ定着処理する
場合の、トナー及び転写紙、詳しくはそれぞれの断面方
向の中央部の温度の時間変化を計算により求めたグラフ
である０条件は以下の通りである。

加熱条件：エネルギー密度密度１５　Ｗ　／　ｍ　ｍで
２ｍｓ加熱 トナーの定着温度：８０°Ｃ・トナー層の厚さ０ＩＬｍ 定着フィルム：　ＰＥＴ、厚さ６終ｍ 転写紙の厚さ＝１００ＩＬｍ 室温：２０°Ｃ 本実施例では加熱体２１の発熱面２８はトナーの定着温
度８０６Ｃよりはるかに高い約２０００まで昇温するの
で、２ｍｓという極めて短い時間の加熱によってトナー
は定着温度を超えて十分に加熱され良好な定着性が得ら
れる。一方、転写紙の昇温は極めて小さく、従来の熱ロ
ーラ定着に比べてエネルギーの無駄がすくない。

さらに本実施例では加熱時間や加熱エネルギー密度が変
動して過剰なエネルギーが与えられた場合でも、高温オ
フセットの発生がなく、加熱制御の許容範囲が広い。

〈実施例−２〉（第６〜８図） 本実施例は定着フィルムを前記実施例−１のようにカー
トリッジ化せず、定着フィルム２２をロール巻に巻回し
た送出し軸を定着袋！！２０側の軸受部に対して着脱自
在に支持させ、又定着フィルム２２を巻上げた巻取り軸
２３を定着装置２０側の軸受部に対して着脱自在に支持
させることにより定着フィルム２２を着脱交換自在とし
たものである。この方式の場合はカートリッジ方式に比
べて定着装置２０側における定着フィルムが占める空間
占積率を小さくすることができ、交換部品である定着フ
ィルムを小型化、もしくは定着装置を全体的にコンパク
ト化することが可能である。

第６図において、４１は加熱体２１と加圧ローラ２７と
の当接圧の圧力解除手段としての電磁ソレノイドであり
、該ソレノイドに対して制御回路（不図示）より通電が
なされるとプランジャ４１ａの引き力でレバー４３．引
上げ杵４４を介して加圧ばね４０に抗して加熱体２１が
第７図のように加圧ローラ２７上から持上げられて加圧
ローラ２７から離間し、両社２１・２７の当接圧が解除
された状態に保たれる。ソレノイド４１に対する通電が
断たれると加圧ばね４０により再び所定の当接圧の圧接
状態に復帰する。

送出し軸２４には予め所定長さ分の定着フィルム２２が
ロール巻に巻回されており、該軸の両端部が定着装置２
０の不図示の軸受部に着脱自在に支持される。この巻取
り軸２３は軸受部に軸受支持させた状態において定着装
置本体側の不図示の駆動系とカップリングしていてフィ
ルム巻取り方向への回転駆動制御を受ける。

ソレノイド４１に通電させて加熱体２１を加圧ローラ２
７から持上げ保持させた両部材２１・２７の圧接解除状
態において送出し軸２４にロール巻の定着フィルム２２
の先端側を引き出して圧接解除状態で離間している加熱
体２１と加圧ローラ２７との間を通し、更に上下の分離
ローラ２５・２９の間を通して先端部を巻取り軸２３の
周面に巻付けで感圧接着剤等で係止させる０次いでソレ
ノイド４１への通電を断つことにより定着フィルム２２
が加熱体２１と加圧ローラ２７間に所定に挟圧された状
態になって定着実行可能状態となる。

定着フィルム２２の先端部２２ａは第８図例のように別
途シート片２２ｂを貼合せ処置しておく、樹脂液をはデ
ィッピング塗布処理する等して厚肉化２２ｃすることに
より巻取り軸２３に対する巻付は係止を容易化する処置
をしである。

３０ａは第１・２図例装置における搬送ベルト３０に替
えて加圧ローラ２７と分離下ローラ２９との間に定着フ
ィルム２２の下面に接近させて配設した搬送ガイド板で
ある。

５０は巻戻し軸２４にロール巻きの定着フィルム２２の
外面に接触させである残留検知用のセンサアーム５０で
ある。このアーム５０は巻戻し軸２４側から巻取り軸２
３側への定着フィルム２２の順次巻取り使用につれて巻
戻し軸２４側の定着フィルム２２の巻き径が小さくなる
のに伴い支軸５０ａを中心に時計方向へ倒れ回動してい
く。

そして巻戻し軸２４側の定着フィルム２２が終端近くま
で巻取り使用されて７−ム５０が所定の倒れ回動角に達
するとセンサ５０ｂから制御回路に定着フィルム使い切
り信号が入力される。

その信号にもとずいてその旨の表示又は警告手段が作動
し、画像形成装置も動作禁止状態に入る。又ソレノイド
４１に通電がなされて加熱体２１と加圧ローラ２７の圧
接解除がなされる。

定着フィルム２２は巻取り軸２３側に全て巻取らせて巻
取り軸２３ごと定着装置の軸受部から取外して除去し、
定着フィルムのなくなった送出し軸２２を軸受部から外
してそれを巻取り軸として巻取り軸側の軸受部に付替え
て再使用するものとし、交換品として新しい定着フィル
ムがロール巻に巻回されている送出し軸を送出し軸側の
軸受部に支持させ、そのフィルム先端部を前記の要領に
て巻取り軸２３へ巻付は係止してフィルムの再セットを
行なうのである。

くその他〉 定着フィルム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軸２
７側へ巻取られた使用済みの定着フィルムを適時に送出
し軸２４側へ巻戻し制御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）、この場合定着フィ
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２５＃Ｌｍ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、巻戻し走行時
は加熱体２１と加圧ローラ２７の当接圧を解除状態に保
たせるのがよい。

又繰返して使用される定着フィルムの面にはクリーニン
グ用の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パッドをフィルム面
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
ムが絶縁性のフッ素樹脂処理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１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部れを防
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よい。

加熱体２１の構成１発熱体２８への通電制御は前述例の
ものに限定されない０例えば発熱体２８は厚膜の抵抗体
、ＰＴＣ特性を有するセラミック製チップ・アレイ等を
利用でき、通電制御もパルス通電でなく通常のＡＣ通電
であってもよい。

トナー加熱溶融時の粘度が十分高ければ、定着フィルム
とトナーを剥離する際のトナー温度がトナー融点以上で
あってもよい、その場合、各実施例において、分離ロー
ラ２５・２９及び搬送ベルト３０を除き、加熱体２１と
加圧ローラ２７の圧接部を転写紙Ｐが抜けた時に定着フ
ィルムとトナー画像が分離する構成であってもよい、そ
の際、加圧ローラ２７の温度がトナー融点以下に保たれ
ている必要はない。

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相持させる直接式
や、磁気記録画像形成式、その他適宜の画像形成プロセ
ス会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グプリ
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に依れば下記のような種々の顕著は
効果を得ることができる。

（１）定着フィルを用いてトナー画像を高温で短時間加
熱定着する方式なので、待ち時間がなく、画像定着すべ
き記録材自体は無駄に昇温させずにトナー画像を効率的
に加熱定着することが可能で、低エネルギー化が可能と
なった。

（２）有端の定着フィルムを用いることにより、薄肉厚
のフィルムを安定して使用することができ、さらに低エ
ネルギー化が可能となった。

（３）加熱体と加圧部材との定着フィルム挟圧力を解除
する圧力解除手段を有するので、定着フィルムの着脱交
換時には挟圧力を解除状態にすることにより定着フィル
ムの押え込みが解除されて定着フィルムの着脱交換・保
守操作を支障なく容易に行なうことができる

【図面の簡単な説明】

図面は実施例装置を示すもので、第１図は画像形成装置
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図は定着フィルムカートリッジの
外観斜視図、第４図は加熱体と加圧ローラとの圧接部の
模型的拡大断面図、第５図は温度変化図、第６図は第２
実施例の装置における定着装置部分の図、第７図は加熱
体と加熱ローラとの圧接解除状態時の部分図、第８図は
定着フィルムの先端部を厚肉化処置したロール巻定着フ
ィルムの斜視図である。 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は定着フィルム、２３−２４は巻取り軸と送出し軸
（巻戻し軸）、２７は加圧ローラ、３５は定着フィルム
カートリッジ。

Claims (2)

【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、 送出し軸に巻回した有端の定着フィルムと、該定着フィ
   ルムの順次巻取り手段と、送出し軸と巻取り手段間の定
   着フィルム部分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、 前記トナー画像定着手段の加熱体と加圧部材との定着フ
   ィルム挟圧力を解除して定着フィルムを着脱可能とする
   圧力解除手段、 を有することをし特徴とする画像形成装置。
2. （２）送出し軸側の定着フィルムが順次巻取りに伴ない
   終端近くになったこと、もしくは終端になったことを検
   知する終端検知手段を有する、請求項１記載の画像形成
   装置。