JPH02160272A - 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、複写機会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１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、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１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
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、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。

さらに上記２つの提案例では、加熱体は加熱ローラと、
それに内蔵された発熱源とによって構成されており、さ
らに加熱ローラがウェブの搬送ローラとしての機能を有
している。この為１発熱源への給電方法や温度検知素子
の当接支持が複雑化し、又温度制御の精度も悪くなりが
ちであった。又温度検出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。

また、上記２例の場合、共に比較的大きな熱容量の加熱
体を必要とするため、機内への放熱が増大し、不要な機
内昇温を招く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と。

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
手段と。

を有し、前記定着フィルムを挟んで前記加熱体と前記加
圧部材との間で形成される相互圧接部における定着フィ
ルムと加圧部材との間に対する記録材の進入側に関し、
該進入側近傍部位置よりも記録材搬送方向上流側におい
ては、記録材は定着フィルムと対面する未定着トナー画
像担持側の面が定着フィルム面に非接触の状態に保たれ
て搬送されて前記相互圧接部の定着フィルムと加圧部材
との間に進入していくように定着フィルムと記録材との
相互経路を設定した。

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
画像相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、七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＃を部において加熱体Ｏ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拳固着力が増大する。

■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−■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）又定着フィルムを挟んで加熱体と加圧部材との間
で形成される相互圧接部における定着フィルムと加圧部
材との間に対する記録材の進入側に関し、該進入側近傍
部位置よりも記録材搬送方向上流側においては記録材は
定着フィルムと対面する未定着トナー画像相持側の面が
定着フィルム面に非接触の状態に保たれて搬送されて前
記相互圧接部の定着フィルムと加圧部材との間に進入し
ていくように定着フィルムと記録材との相互経路を設定
したので、記録材に形成担持されている未定着トナー画
像が加熱体と加圧部材との相互圧接部の定着フィルムと
加圧部材との間に進入し挟圧されて加熱処理される前に
定着フィルム面と摺接することによる画像部れが防止さ
れ１品位に優れた定着画像を出力させることができる。

（実施例） 〈実施例−１〉（第１・２図） 図面は本発明の一実施例装置を示すもので、本例装置は
原稿Ｉ＆置台往復動型・回転ドラム型台転写式の電子写
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ｉ動駆動される。

Ｇは原稿であり一複写すべき画像面側を下向きにして原
稿蔵置台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面に原稿蔵置台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ｌ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、透明な原稿蔵置台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）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
ｌＯによって後述する定着装置２０に導かれて相持して
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ｆｆ１１２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）定着装置２０（第２図） 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に係止させである。

定着フィルム２３は耐熱性・トナー離形性・強靭性を有
する薄肉（例えば６〜３０ＩＬｍ）の単層フィルム或は
所望の表面処理やラミネート処理をした複合層フィルム
である０例えば耐熱処理した約６ｐＬｍのポリエステル
（Ｐ　Ｅ　Ｔ）や、約１２．５７Ｌｍ厚のポリイミド（
ＰＩ）単層フィルム、或いは該フィルム面を更に４弗化
エチレン（ＰＴＦＥ）で離形層付与処理した複合層フィ
ルムなどである。

２１−２２は上記の軸２４φ２７間の定着フィルム部分
の上面側と下面側とに定着フィルムを挟んでフィルム横
断方向（フィルムの走行方向の直角な方向）に対向させ
て並行に配設した加熱体と、加圧部材としての加圧ロー
ラである。加熱体２１と加圧ローラ２２は定着フィルム
２３を挟んで不図示の不勢手段により所定の当接圧（例
えばＡ４幅で総圧４〜６ｋｇ）をもって互いに圧接状態
にしである。Ｎはその相互圧接部にツブ部、ＪＩ接幅部
）を示している。

加熱体２１は本例のものはアルミナ等の耐熱性がありか
つ電気絶縁性の基材よりなる円柱状又は円筒状の基体の
下面、即ち加圧ローラ２２との相互圧接部に対応する面
部分に母線方向に、例えば輻１６０Ｂｍ、長さ２１６ｍ
ｍで例えばＴＪ１２Ｎ等よりなる線状もしくは帯状に抵
抗発熱体２ａを有し、さらにその表面は摺動保護層とし
て例えばＴａ２０５で覆われている。上記加熱体２１の
発熱体２８は熱容量が小さく、制御系の通電回路（不図
示）によりパルス状の通電がなされて、その都度瞬時に
例えば２６０°Ｃ前後まで昇温する。Ｗは発熱体２Ｂの
幅を示しており、前記圧接部Ｎの幅内にある。

加圧ローラ２２は金属等よりなる芯材上にシリコンゴム
等よりなる弾性層を有するものである。

２６・３３は上記の加熱体２１と加圧ローラ２２との次
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（曲率が強い、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
したガイド板であり、このガイド板は加熱体２１と分離
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並行に対向
している。

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側から巻取り軸２７側へ１画像形成部（転写部８）
からガイド１０を介して定着装置ｉ！ｔ２０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２２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速度をもって矢示の反時計方
向に回転駆動される。加熱体は不動に保持されている。

シー）Ｐは未定着トナー画像Ｔａを担持した面が上向き
で定着フィルム２３の下面に対向して加熱体２１と加圧
ローラ２２との相互圧接部Ｎの定着フィルム２３と加圧
ローラ２２との間に搬送される。

送出し軸２４側の巻回定着フィルム２３は加熱体２１の
円柱状又は円筒状基体の図面上右側面に沿って加熱体２
１と加圧ローラ２２との相互圧接部Ｎへ走行進入するよ
うに送出し軸２４を加熱体２１の上方位置・に配設しで
ある。これにより加熱体２１と加圧ローラ２２の相互圧
接ＲＮにおける定着フィルム２３と加圧ローラ２２との
間に対する記録材たるシートＰの進入側に関して該進入
側近傍部位置よりもシート搬送方向上流側においては、
シートＰの圧接部Ｎへ至る搬送経路と、送出し軸２４側
から圧接部Ｎへ至る定着フィルム２３の経路とは大きく
離間した状態となり、シー）Ｐはその未定着トナー画像
担持側の面が定着フィルム面に非接触の状態に保たれて
前記の相互圧接部Ｎまで搬送され、該圧接部Ｎの定着フ
ィルム２３と加圧ローラ２２間に進入する。

２９Φ２５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ｌＯにおける定着装！２０寄りの下
面側に配設したシート検知センナと同レバーである。レ
バー２５の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の上面側に突出している
。この状態においてセンサ２９はオフである。ガイド１
０の上面に沿って転写部８側から定着装置２ＯＮへ転写
材シートＰが搬送されて上記レバー２５の突出先端がシ
ートＰの先端でけられることによりシートＰの裏面側に
もぐって透孔１０ａ内へ沈み＠動する。このレバー２５
の沈み回動によりセンサ２９がオンとなり、シート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はシートＰが該レバー位置を通過し終る
までシート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態に保持され、従ってセンナ２９
のオン状態が保持される。その後シート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する。この戻り回動により
センサ２９はオフとなり、シートＰのセンサ位置通過が
制御回路に検知される。

（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、使用シートＰのサイズ指定１倍率指定など所要の
前設定をした後１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）Ｓ内のシートＰの給紙
が開始され、センサＰＩ（ｌ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
Ｒ２０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２２との圧接部
Ｎの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の発熱体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
を取って必要時に通電を受ける。その際１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。

転写ｓ８でトナー画像Ｔａの転写を受けたシートＰは前
述したようにそのトナー画像面が定着フィルム２３面に
非接触状態に保たれて加熱体２１と加圧ローラ２２どの
相互圧接部Ｎまで搬送され、該圧接部Ｎの定着フィルム
２３と加圧ローラ２２間に進入していく、従ってシー）
Ｐに形成担持されている未定着トナー画像Ｔａが加熱体
２１と加圧ローラ２２との相互圧接部Ｎとの間に進入し
挟圧されて加熱処理される前に定着フィルム２３面に摺
接して未定着トナー画像Ｔａに乱れを生じてしまう事態
は生じない。

相互圧接部Ｎの定着フィルム２３と加圧ローラ２２との
間に進入したシー）Ｐは未定着トナー画像Ｔａを担持し
ている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ィルム２
３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Ｎ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に線状の発熱体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。即ちシートＰ上米定着のトナ
ー画像Ｔａはシー）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
熱体２８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９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Ｎを通過し
たシート部分は分離ローラ２６・３０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、ガイド３２はシート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２６−３３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２３とシート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
）−＠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２
３とシートＰの離反は定着フィルム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Ｍ２０の定着フィルム２３の巻取り走行駆動
は、シートＰが定着装Ｍ２０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２３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２７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）Ｉｌ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トＰ
の定着処理を実行させるようにして、排紙検出センナ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の線状の発熱体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、シートが加熱体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〈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）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することができ、特に１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、冷却に要する時間が短くて済み、装置を小型化
することができる。

本実施例装置の場合は定着フィルム２３が送出し軸２４
側から巻取り軸２７偶に定着実行の都度順次に巻取られ
ていき、全長方が巻取り使用されたら使い捨てにして新
しい定着フィ、ルムと交換使用するもので（巻取り交換
式）、これにより定着フィルムは耐久性に関係なく薄肉
化することが可能となり、低電力化することもできる。

本実施例において、定着工程中の発熱体２８の位置にお
ける加熱体２１の表面温度は、トナー融点よりも十分高
く、前記表面温度とトナー融点との差は従来の熱ローラ
定着に比べて著しく大きい。

またトナー画像が加熱される巾は従来の熱ローラ定着に
比べ格段に狭い、これによりトナー画像に高熱績を短時
間のみ加えることにより、シートＰをほとんど温めるこ
となく効率よく実質的にトナー像だけを溶融させること
ができるので、定着工程中の消費電力を低減できるから
である。

さらに１本実施例においては加圧ローラ２２には熱源を
設けず、トナー像の加熱は上述の如く高温に維持された
加熱体により短時間のうち−に行なわれるので、シート
Ｐの昇温か極力抑えられているので、加熱後の冷却工程
においてはシートＰによるトナー像の冷却が行なわれて
いる。

また本実施例において、加熱体２１が固定されているの
で１本実施例のように温度検知素子を加熱体を容易に一
体に構成することができ、またその温度検知素子を加熱
体表面に当接させる構成とした場合もその温度検知素子
と加熱体表面の摺動がないために両者の劣化がない、上
記いずれの場合においても加熱体の温度調整が安定し、
良好な定着性能が得られる。

さらに本実施例においては、従来の熱ローラ定着におい
ては発熱体がハロゲンランプ、加熱体が定着ローラとい
うように発熱体と加熱体が長い空間距離を介して別々に
配置されていたのに対し。

発熱体と加熱体が一体に構成され１発熱体により薄い定
着フィルム２３を介して直接トナー画像を加熱するによ
うになっている。しかも加熱体は小型化のもので十分で
あるため、熱容量が小さい。

従って通電開始と同時に加熱体が昇温を始め、熱ローラ
定着の場合に避けられない通電開始から加熱体表面の昇
温までの遅れが窮めて小さく、昇温速度が極めて大きい
。

従って画像形成時において、シートＰが加熱体２１より
上流側に配置したシート先端・後端検知アーム２５の位
置まで到達した時に発熱体に通電を開始して発熱体２８
を発熱させれば、シートＰが圧接部Ｎに達するまでに加
熱体表面温度を定着温度まで上昇可能であるので、非画
像形成時に発熱体に通電しなくとも定着装置のウェイト
時間はゼロである。従って■非画像形成時の消費電力を
低減でき■機内昇温も防止できる。

また本実施例においては、圧接部Ｎの巾より狭い発熱体
２８の巾Ｗがすなわち加熱有効中であり、これが長手方
向均一である。従って、定着工程時には長手方向全域に
わたって加熱時間を均一にできるので、シー）Ｐの全面
にわたって良好な定着性が得られ、かつオフセットも生
じない。

実　　行　　例 前述第１・２図例の画像形成装置について、加熱体２１
として、直径８　ｍ　ｍ　、肉厚１．５ｍｍのパイレッ
クスガラス管にＴａＳｉＯ２をむ発熱体２８を輻２００
ｇｍ、長ざ２１８ｍｍで形成し。

その表面にＴａｚＯｓを含む摺動保護層を設けたものを
使用し、加圧ローラ２２としては芯金直径８ｍｍ、肉厚
６ｍｍの外径２０　ｍ　ｍのシリコンローラを使用し、
定着処理速度１５　ｍ　ｍ　／　ｓにおいて画像形成を
実行させた６画像乱れ等のない良好な定着トナー画像を
有する複写物を出力させることができた。

〈実施例−２〉（第３図） 本実施例は加熱体２１を、平板状の基体の下面に定着フ
ィルム２３を横断する方向に下向き凸条２１ａを設け、
その凸条２１ａの先端面に長手に沿って線状もしくは帯
状に発熱体２８を具備させ、又その表面には摺動保護層
を設けたものにし、上記凸条２１ａの先端面を定着フィ
ルム２３を挟んで加圧ローラ２２に対して所定の当接力
をもって圧接させである。Ｎは加熱体２１と加圧ローラ
２２との相互圧接部であり、上記凸条２１ａの先端面の
幅寸法に略等しい、Ｗは発熱体２８の輻（加熱幅）であ
る。

又送出し軸２４側の巻回定着フィルム２３は加熱体２１
の図面上右側面の下縁に沿って右斜め上方から加熱体２
１と加圧ローラ２２との相互圧接部Ｎへ走行進入するよ
うに送出し軸２４を加熱体２１の上方位置に配設しであ
る。これにより加熱体２１と加圧ローラ２２の相互圧接
部Ｎにおける定着フィルム２３と加圧ローラ２２との間
に対する記録材たるシー）Ｐの進入側に関して該進入側
近傍部位置よりもシート搬送方向上流側においては、シ
ー）Ｐの圧接部Ｎへ至る搬送経路と、送出し軸２４側か
ら圧接部Ｎへ至る定着フィルム２３の経路とは大きく離
間した状態となり、シー）Ｐはその未定着トナー画像担
持側の面が定着フィルム面に非接触の状態に保たれて前
記の相互圧接部Ｎまで搬送され、該圧接部Ｎの定着フィ
ルム２３と加圧ローラ２２間に進入する。

上記の構成により前述実施例−１と同じように、シート
Ｐ上の未定着トナー画像Ｔａが定着前に定着フィルム２
３面に摺接してしまうことによる画像乱れが防止される
。さらに本実施例のような形状を持つ加熱体２１におい
ては、第３図よりわかるように、加熱体２１と定着シー
ト２３との接触領域を小さくできるため、定着フィルム
２３の不必要な昇温を防止する効果がある。

実　　行　　例 加熱体２１として、厚さ２ｍｍ、　＠２０ｍｍ。

長さ２１６ｍｍの平板なアルミナ基板上に直径８ｍｍの
耐熱ガラス棒を凸条２１ａとして溶着し、その西条表面
にＴａ５ｉＯｚを含む発熱抵抗層２８を幅２００ｇｍ、
長さ２１６　ｍ　ｍ　テ形成し、その表面にＴａ２ｅｓ
を含む摺動保護層を設けそれを厚さ８ｍｍのベーライト
の支持体に接着して構成した。加圧ローラ２２は前述実
施例−１の実行例と同様のものを使用し、定着処理速度
１５　ｍ　ｍ　／　ｓにおいて画像形成を実行した。

画像乱れ等のない良好な定着トナー画像を転写紙上に形
成することができた。また定着フィルム２３の昇温は実
施例−１の場合よりもはるかに低く抑えることができた
。

〈実施例−３〉（第４図） 本実施例は加熱体２１を、横断面矩形の基体の１つの隅
角部を基体長手に沿って面取り処理して丸味を付け、そ
の丸味面に長手に沿って線状ないしは帯状に発熱体２８
を具備させ、又その表面には摺動保護層を設けたものに
し、上記の発熱体２８を具備させである基体隅角部を定
着フィルム２３を挟んで加圧ローラ２２に対して所定の
当接力をもって圧接させである。

又送出し軸２４側の巻回定着フィルム２３は加熱体２１
と加圧ローラ２２との相互圧接部Ｎへ図面上右側め上方
から走行進入するように送出し軸２４を加熱体２１の上
方位置に配設しである。これにより加熱体２１と加圧ロ
ーラ２２の相互圧接部Ｎにおける定着フィルム２３と加
圧ローラ２２との間に対する記録材たるシートＰの進入
側に関して該進入近傍部位置よりもシート搬送方向上流
側においては、シートＰの圧接部Ｎへ至る搬送経路と、
送出し軸２４側から圧接部Ｎへ至る定着フィ、ルム２３
の経路とは大きく離間した状態となり、シートＰはその
未定着トナー画像担持側の面が定着フィルム面に非接触
の状態に保たれて前記の相互圧接部Ｎまで搬送され、該
圧接部Ｎの定着フィルム２３と加圧ローラ２２間に進入
する。

上記の構成により前述実施例−１や同一２と同じように
シートＰ上の未定着トナー画像Ｔａが定着前に定着フィ
ルム２３面に摺接してしまうことによる画像乱れが防止
される。また実施例−２と同様に定着フィルム２３の不
必要な昇温を防ぐ効果もある。さらには、加熱対２１の
基体は平板の角を丸めたという簡単な形状をしているた
め、製造が容易で、精度良く、安価に加熱体が提供され
るという利点もある。

実　　行　　例 加熱体２１として、厚さ３ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ２１
６ｍｍの耐熱ガラスを基体とし、その一つの陵線に沿う
隅角部を研摩して丸め、その表面にＴａ５ｉ０２を含む
発熱層を輻２００　ＩＬｍ、長さ２１６ｍｍで形成し、
その表面にＴａ２０ｘを含む層間保護層を設け、それを
厚さ８ｍｍのベークライトの支持体に接着して構成した
。

加圧ローラ２２は前述実施例−１の実行例と同様のもの
を使用し、定着処理速度１５ｍｍ／ｓにおいて画像形成
を実行させた０画像乱れ等のない良好な定着トナー画像
を転写紙上に形成することができた。また、定着フィル
ム２３の昇温は実施例−２と同等のレベルであり、実施
例−１よりはるかに低く抑えられた。

くその他〉 定着フィルム２３は実施例装置のように送１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
着フィルムと交換する巻取り交換式にする他に、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堆り軸２７側
へ巻取られた使用済み定着フィルムを適時に送出し軸２
４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繰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。

巻堆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。かかる方式
を採った場合は、定着フィルム残量センサーアーム５０
とセンサー５０ａの残量を検出して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
ィルム交換を促すようにするのがよい、そして定着フィ
ルム２３の交換の際には、加熱体２１と加圧ローラ２２
１分離ローラ対２６−３３とをそれぞれ離間させるよう
に１回転軸３１を中心に第５図のごとく開閉可能にする
ことが望まれる。

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・機械的強度等に優れた基材として２５ＩＬｍ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
弗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１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。

巻戻し繰返し使用式やエンドレスベルｔｌ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、加圧ローラの徐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
。

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
。

トナーの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１分離ロ
ーラ２６・３３及びガイド板３２を除き、加熱体２１と
加圧ローラ２２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２２の温度がトナー融点以下に保たれて
いる必要はない。

以上実施例装置は転写式の電子写真複写装置であるが１
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・手段て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
ムプリンターファクシミリ・マイクロフィルムレーダプ
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、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。

又定着フィルムを挟んで加熱体と加圧部材との間で形成
される相互圧接部における定着フィルムと加圧部材との
間に対する記録材の進入側に関し、該進入側近傍部位置
よりも記録材搬送方向上流側においては記録材は定着フ
ィルムと対面する未定着トナー画像担持側の面が定着フ
ィルム面に非接触の状態に保たれて搬送されて前記相互
圧接部の定着フィルムと加圧部材との間に進入していく
ように定着フィルムと記録材との相互経路を設定したの
で、記録材に形成担持されている未定着トナー画像が加
熱体と加圧部材との相互圧接部の定着フィルムと加圧部
材との間に進入し挟圧されて加熱処理される前に定着フ
ィルム面と摺接することによる画像部れが防止され１品
位に優れた定着画像を出力させることができる。

【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・第４図は夫々第２及び第３の
実施趨装置部分の要部の拡大図、第５図は定着装置の開
放状態の図である。 ２０は加熱定着装置、２１は加熱体、２８は発熱体、２
２は加圧ローラ、２３は定着フィルム。 ２４は巻戻し軸、２７は巻取り軸、Ｐは記録材と特許出
願人　　　キャノン株式会社

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と、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と、 を有し、前記定着フィルムを挟んで前記加熱体と前記加
   圧部材との間で形成される相互圧接部における定着フィ
   ルムと加圧部材との間に対する記録材の進入側に関し、
   該進入側近傍部位置よりも記録材搬送方向上流側におい
   ては、記録材は定着フィルムと対面する未定着トナー画
   像担持側の面が定着フィルム面に非接触の状態に保たれ
   て搬送されて前記相互圧接部の定着フィルムと加圧部材
   との間に進入していくように定着フィルムと記録材との
   相互経路を設定した、 ことを特徴とする画像形成装置。