JPH02143276A - 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、弾性層を打して該加
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′ｆＪ３，５７８，７９７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、オフセットな生ぜ芥に
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」二連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」二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。

ｒ！［１ち所謂ウェイトタイムがある。

■熱容量が必要な為大きなｔに力が必要である。

■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。

■ローラに直接手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３己＃Ｊイイのジャム（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−Ｆ記熟熱ローラ定着方式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［１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７４Ｍ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な担持
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１
〜ナ一画像加熱定着手段、を有し、Ｈ記トナー画像加熱
定着手段の加熱体は、少なくとも、絶縁性・良熱伝導性
の基板と、該基板の一方面側に設けられた発熱体と、註
基板の他方面（’ｆｌで前記発熱体に対向する面部分位
置に設けられた温度検知素子を有する低熱容量線状加熱
体である、 ことを特徴とする画像形成装置 である。

又本発明は上記の装置において、ｍｆ記加熱体の基板は
Ｊ’２みが３ｍｍ以下であることを、特徴とする画像形
成装置である。

更にまた本発明は上記装置において、前記加熱体の温度
検知素子は基板面にプリントした測温抵抗体である、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Ａ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Ｌ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。つまり実質的に記張材自体は加熱せ
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ｊ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。したがり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１狩記加熱工程で軟化・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、その浸透外の冷却固化によるアンカー効果で冷却同
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（分間）工程 −１，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同化で記録材に対す
る粘着・固着力が４−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層されていく。

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
持面が而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■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０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
でトナーな部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）加熱体は周定支持されているために定着ニップ部
、即・ち定着フィルムを挾んで互に押圧している加熱体
と加圧部材との圧接部分の走行定着フィルムと加熱部材
との間部分、に導入されて通過していく画像定着すべき
記録材や走行定着フィルムに奪われる熱エネルギーによ
り加熱体内に温度勾配を生じ易く、そのために定着ニッ
プ部の温度をリアルタイムで正確に検知することは難し
く、温度検知遅れなどにより定着ニップ部温度即ち所定
に温調管理すべき適正な定着温度が大きく変動し易い。

本発明においては前記したように加熱体を、少なくとも
、絶縁性・良熱伝導性の基板（ヒータ基板）と、慈基板
の一方面側に設けられた発熱体と、該基板の他方面側で
前記発熱体に対向する面部分位置に設けられた温度検知
素ｒを有する低熱容量線状加熱体にしたので、発熱体と
温度検知素子間の温度勾配を小さくすることができ、よ
り正確な温度検知かり能となる。つまり、加熱体の定着
ニップ部における温度即ち定着温度の変動をより正確に
リアルタイムで検知することができ、これにより加熱体
表面の温度を適正に温調管理させて定着温度を所定の略
一定値に安定に維持することが容易となり定着ムラなど
のない良好な定名画像を常に出力させることがＩ′ｉＩ
能となる。

基板をＪ７み３ｍｍ以下の薄型に設定することにより発
熱体と温度検知素子間の温度勾配をより小さくすること
ができるので定着ニップ部温度を更にリアルタイムに正
確にｄ！す温できる。

温度検知素子は測温抵抗体を基板面にスクリーン印刷な
どプリント技法で具備させることにより、基板に対する
配設位置鯖度をだしやすいと共に、基板との密着性がよ
くて接触抵抗を小さくでき正確な基板側温を確保でき、
又加熱体を薄型・コンパクトに構成する上で効果的でも
ある。

（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１ｍ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（Ｆｌ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
りセットされる。

１００ｂは機筺上面板１００ａ血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）を長手と
して開「Ｊされた原稿照明部としてのスリット開１コ部
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８
辺ｎ１から左辺ｆｌＦ＋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２ｆ＞感光層・有機゛ｒ。

導体感光層等の感光層が被覆ＪＡ埋され、中心支；噛３
ａ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ＩＦ極性又は負極
性の−様な帯電処理を受け、その禄帯電１ｎｉ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ｉｆｆ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枚宛続出し給送され、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どつ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１３により転写残りトナー等の付着ノリ染物の
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Ｆ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１０μｍＦｆｉに施こ
したものなどである。

加熱体としての低熱容１線状加熱体２０は例えば、厚み
１．０ｍｍ・巾１０ｍｍ・長さ２４０ｍｍの絶縁性・良
熱伝導性のアルミナ基板くヒータ基板）２１の下面の略
中央部分に長手に沿って例えばＴａ２Ｎ等の電気抵抗材
料を巾ｆ、Ｏｍｍに塗工して線状もしくは帯状の発熱体
２２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に対してその長手両端部よ
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
、基板２１の上面で前記発熱体２２に対向する面部分位
置に設けた温度検知素子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０．５〜５ｍ５ｅｃの範囲で制御され、発
熱体２２はパルスが入力される都度瞬時に２００〜３０
０°ＣｒＲ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側から巻取り釉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（定着ニップ部）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。

この相互圧着部通道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。本実施例に右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・溶融像丁すとなる。

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（］］ン
ー■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６２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−反（分Ｍ）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ンに
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りてもその温度は
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２０について 第４図は加熱体２０の一構成例を示しており、同図（ａ
）は加熱体の下面即ち定着フィルム２４との摺擦面側の
平面図、同図（ｂ）は縦断側面図５同図（Ｃ）は横断面
図である。

基板（ヒータ基板）２１は定着フィルム横断方向（定着
フィルムの走行方向に直角な方向）を長手とする横長薄
板部材である。材質はアルミナ等の電気絶縁性・良熱伝
導性のものとする。

発熱体２２は上記基板の定着フィルム２４と摺擦する側
の而の略中央部に長子に沿って線状もしくは帯状に設け
てあり、ｎ「記例のＴａ２Ｎ等の他にもニクロム・Ｒｕ
Ｏ７・Ａ　ｇ／Ｐ　ｄ等の抵抗体、セラミックヒータ等
の面発熱体等を用いることができる。

２２ａ・２２ａは基板両端側に設けた、発熱体２２に対
する通電用電極であり、Ａｇ−Ａｕ・Ｃｕ等の金属又は
ＲｕＯ２・Ａ　ｇ／Ｐ　ｄ等の抵抗体などの導電材料で
ある。発熱体２２はその両端が該電極２２　ａ・２２ａ
に導通していて長手方向に通電されてその全長域が発熱
する。

温度検知素子２３は本例ではビート型サーミスタを用い
ており、この素子２３を基板２１の前記発熱体配設側の
面とは反対側の面であって、その面の発熱体対向面部分
の長手略中央部位置に接触させて設けである。この温度
検知素子２３により定着ニップ部温度（定着温度）状態
が測温検知され、その検知出力によって不図示の通′ｒ
ｒｔ制御回路で発熱体２２へのパルス状の通電がオン・
オフされて、或はパルス巾制御がなされて定着温度が所
定値に温調制御される。

而して前述したように走行定着フィルム２４を挟んで互
いに圧接している加熱体２ｏと加圧部材としての加圧ロ
ーラ２８との圧接部Ｎの定着フィルム２４と加圧ローラ
２８との１２４　Ｍ分ある定着ニップ部に画像定着すべ
き記録材たる転写材シートｐが導入されて通電していく
過程で発熱体２２の発熱エネルギーが定着フィルム２４
を介してシートＰに対して与えられてトナー画像が加熱
定着される。

このとき加熱体２０の表面温度（基板２Ｉの定着フィル
ム２４との摺擦面側の温度）が重要である。すなわち加
熱体表面温度が所定温度より低い場合には、トナーに与
える熱エネルギーが不足し定着不良、低温オフセット等
の問題を生じる。逆に加熱体表面温度が所定温度以上に
高い場合には、トナーに与える熱エネルギーが過多にな
り高温オフセットを生じるとともに定着フィルムへも過
大な熱エネルギーが加わり、定着フィルムの熱変形等を
引き起こし好ましくない。従って加熱体表面は所定の温
度範囲にあることが要求される。

このためには加熱体表面の温度調節が必要であり加熱体
表面温度を正確に検知する必要があるのである。

本発明に用いられる加熱体２０は固定支持されておりフ
ィルム当接面が一定なため、定着動作により転写材シー
トＰに奪われる熱エネルギーによフて加熱体内に温度分
布を生じやすく１発熱体２２との距離が大きくなるにつ
れて温度差は大きくなる。従って加熱体２０において温
度検知素子２３は発熱体２２に近いことが好ましい。又
発熱体２２との間を高熱伝導性の材質でつくることも温
度差を小さくでき好ましい。

温度検知素子２３を基板２１に接触させて基板の温度を
検知する場合、第４図例や第７図（ａ）のように基板２
１の裏面つまり発熱体配設側とは反対側の基板面に素子
２３を接触させる態様と、第７図（ｂ）のように基板の
側面に接触させる態様とが考えられる。

基板裏面に接触配設するものにおいて第７図（ａ）によ
うに発熱体対向部分面からずらした位置に配設したので
は主たる加、＠源である発熱体２２から温度検知素子２
３までの距離が長く温度差が大きくなり正確な温度検知
は難しい。

又第７図（ｂ）にように基板２１の側面に接触配設する
態様の場合、加熱体２０・定着フィルム２４・加圧ロー
ラ２８間の圧接部Ｎにある程度のニップ巾が必要なため
、基板２１はある程度の１１寸法が必要となるので温度
検知素子２３と発熱体２２の距離が長くなり、この場合
も正確な温度検知は難しい。

従って生たる加熱源である発熱体２２の温度を基板２１
を介して正確に検知するには第４図例のもののように温
度検知素子２３を基板２１を介して対向させることで発
熱体２２に対して最短距離に置くのが最も好ましく、か
つ有効である。

又基板２工の熱伝導性が重要となる。即ち基板２１とし
てガラス等の熱伝４性の悪い材料を用いた場合には基板
内の温度勾配が大きくなるので温度検知が不正確となる
。アルミナ・ダイヤモンド等の熱伝導性の良い絶縁月利
の場合は温度勾配は小さくでき加熱体表面温度を基板２
１を介してでも正確に検知できる。

具体的には、基板２１として厚さ１．０ｍｍ・中１０ｍ
ｍのアルミナ基板を用い、その一方面側の中央部長手に
沿って発熱体２２としてＡｇ／Ｐｃｉを厚さ２０μｍ・
巾２．．Ｏｍｍでスクリーン印刷で形成し、該基板の他
面側の発熱体対向面部分位置に温度検知素子２３として
ビート型サーミスタを接触させて配設して加熱体２０を
祷成し、この加熱体２０の発熱体形成部分と加圧ローラ
２８とをニップ巾４ｍｍをもって定着フィルム２４を介
して圧接させて定着装置を構成した。

而して基板の発熱体配設側とは反対側の発熱体対向面部
分の巾中心に原点としてその原点（Ｏｍｍ）と、その原
点から基板の巾方向に１　ｍｍ。

２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍと順次に位置ずれさせて夫々温
度検知素子としてのビート型サーミスタを接触配置し、
実験的に発熱体表面に熱電対をつけて発熱体温度を直接
測定して定着動作を実行させることにより表面温度とビ
ート型サーミスタ検知温度の最大温度差を測定した。そ
の結果を下表に示す。

発熱体２２と温度検知素子２３を基板２１の一方面側と
他方面側とに互に対向関係で夫々配設させた場合に通紙
時生じる最大温度差が最小になり、最も正確に表面温度
を測定可能である。

又基板２１をガラスに変えて対向位置の最大温度差をｆ
ｌｌｌｌ定したところ△Ｔ＝３２°Ｃであった。

即ち基板２１としてアルミナ等の熱伝導性の良い絶縁体
を用い、発熱体２２と温度検知素子２３を対向関係で配
設させた時に両者の温度差は最小になり最も正確な温度
検知が可能となる。

第５図例のものは、絶縁性・良熱伝導性の基板２１の一
方面側に熱効率を高めるために断熱層２１ａを介して発
熱体２２を配設し、更に該発熱体２２を含む断熱層２１
ａ面を表面の慴動耐摩耗性を高めるために保護層２１ｂ
で被覆処理し、基板２１の他方面ｆｌｕに第４図例のも
のと同様に温度検知素子としてのビート型サーミスタ２
３を接触配設した形態のものである。

断熱層２１ａはガラス等の断熱材のノアさ５〜２０μｍ
の層である。このような断熱ｐ、’１２１　ａを介在さ
せると熱効率が１０％以上アップし定着電力低減につな
がり好ましい。ただその反面、基板２１の熱伝導が劣化
し、裏面の温度検知素子２３の間に大きな温度勾配をつ
くりやすくなる問題点がある。この場合には１１「述の
ように発熱体２２と温度検知素子２３を対向させること
はもちろん重要であるが、さらに基板２１の厚みｔも重
要なファクターとなる。即ち厚みｔが増すにつれ温度勾
配を生しやすくなる。本発明者らは加熱体表面温度と温
度検知手段の温度差のＭＡＸ値が２０’Ｃ未満の時に低
温時の定着不良がなくかつ高温オフセットのない温度制
御が可能であることを別の実験から導き出した。さらに
好ましくは工０°Ｃ以下であると温度制御が容易となる
。そして基板２１のＪ５．みｔの温度差との関係を調べ
た所、基板のＪ７みｔか３ｍｍ以下で温度差が２００Ｃ
を下回り、さらに１．５ｍｍ以下で１０’Ｃを下回る結
果を得た。従って基板の厚みｔは３ｍｍ以下で温調可能
となり、さらに好ましくは１．５ｍｍ以下が良い。

温度検知素子２３は前記例のビート型サーミスタに限ら
ずその他公知の温度検知素子を用い得る。第６図（ａ）
・（ｂ）はｐｔ等の測温抵抗体２３を用いた例を示して
いる。即ち基板２１の発熱体配設（Ｉｎとは反対側の面
であワて、その面の発熱体対向面部分の長手に沿）て温
度検知素子としての測温抵抗体２３をスクリーン印刷等
の印刷で線状或は帯状に形成具備させたものである。

このようにプリント技法で温度検知素子としての測温抵
抗体２３を形成具備させるものは、基板面に対する素子
の配設位置精度を出しやすいと共に、基板との接触抵抗
を小さくでき正確な測温を確保でき、又加熱体を薄型化
・コンパクト化する上で効果がある。

（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１ｉＩＩＩ側の定着フィルムか巻
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。

或は定着フィルム而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・１愉側八巻取られた
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＠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）。

巻戻し駁返し使用式では定着フィルムとしては例えば、
耐熱性・機誠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間型件の高い
フッ素樹脂等よりなる趙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、
態に保持させるのかよい。

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
オイルな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；！１！−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１〜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工１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は非回転の熱ローラ
型であってもよいし、発熱体２２はＪｇ、膜の抵抗体や
ＰＴＣ特性を存するセラミック製チップ・アレイなとで
あってもよく１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ＩＪ材上に加ＩＡ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４４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。

又加熱体について基板の一方面側と他方面側とに基板を
中にして発熱体と温度検知素子とを対向させて配設具備
させるという簡単な構成で加熱体表面と温度検知素子３
との温度差を最小にできるので、加熱体の定着ニップ部
における温度即ち定着温度の変動をより正確にリアルタ
イムで検知することができ、これにより加熱体表面の温
度を適正に温調管理させて定着温度を所定の略一定値に
安定に維持することが容易となり定着ムラなどのない良
好な定着画像を常に出力させることが可能となる。

【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、ｉ
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（ａ）・（ｂ）・（ｃ）は加熱
体の下面の平面図と、長手の側面図と、横断面図、第５
図は他の加熱体例の横断面図、第６図（ａ）・（ｂ）は
更に他の例の加熱体の縦断面図と横断面図、第７図（ａ
）・（ｂ）は温度検知素子の配設態様例の図、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、】１は定着装置、２４は定着
フィルム、２０は加熱体、２１は基板、２２は発熱体、
２３は温度検知素子、２８は加圧ローラ、Ｐは転写材シ
ート。

Claims (3)

【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、絶縁性・良熱伝導性の基板と、該基板の一方面
   側に設けられた発熱体と、該基板の他方面側で前記発熱
   体に対向する面部分位置に設けられた温度検知素子を有
   する低熱容量線状加熱体である、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. （２）前記加熱体の基板は厚みが３ｍｍ以下である、こ
   とを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. （３）前記加熱体の温度検知素子は基板面にプリントし
   た測温抵抗体である、ことを特徴とする請求項１又は請
   求項２記載の画像形成装置。