JPH02157876A - 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。

（発明か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 ■所定温度に立ちトか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
けか必要。

■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。

（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な担持さ
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、首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定着フィルム
はその厚さが５０μｍ以下である、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、定着フィルム而に未定着トナー
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〃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 この相互用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１−程 定着フィルム面に密着して加熱体と加圧部材との相〃圧
接部な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、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・固着力か増
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（−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■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）使用する定着フィルムはその肉厚が大きすぎると
、以下の問題が生じる。

■発熱体とトナー間の熱抵抗が増大する。そのため定着
フィルムが厚くなるほどトナーを軟化８融させるための
電力が増大する。そのため、電源ひいては装置全体が大
型化する。

■発熱体のど−り温度を高くしないとトナーが軟化しな
い。一般に発熱体は使用温度か高いほど寿命が低下する
ので、定着フィルムが厚くなるほど発熱体の寿命が低下
する。発熱体温度を高くすると、定着フィルムの特に発
熱体側の面の温度も高くなる。すると定着フィルムの耐
久性が問題となる。

■トナーへの熱伝達に時間がかかる。従って、トナーが
発熱体位置を通過してから、トナーが軟化容融した後に
、再び粘度が高くなるまでの時間も長くなる。するとト
ナーが軟化容融している間に定着フィルムとトナーが分
離してしまう恐れがある。これを防止するために定着フ
ィルムとトナー画像を有する記録材を、トナーが完全に
冷却固化するまで密着搬送する部材を設けると、装置か
複雑化する。

■記録材は一般に凹凸があり、さらにその表面にトナー
像が不均一に、凹凸を持って分布している。定着フィル
ムが薄い場合、加熱体と加圧ローラで形成される圧接部
内で、定着フィルムがトナー像の凹凸にならって変形す
る。するとトナー像の凹凸によらず均一に加熱され、定
着不良が生じない。ところが定着フィルムが厚いとトナ
ー像の凹凸に定着フィルムがなられなくなり、定着フィ
ルムがトナー像に良好に密着しない、そのためトナーへ
の加熱が不均一となり、定着不良やトナーオフセットが
生じる恐れがある。

本発明者等は後述する実施例に説明するように各種の実
験結果より定着フィルムはその肉厚を５０μｍ以下に設
定すれば上記の■〜■のような問題を生じさせることな
く、本発明の定着方式の前記（１）項に記載の諸特長を
十分に生かして良好なトナ一定着処理を安定に実行させ
ることかできることを見出した。定着フィルムの厚さは
耐久性を満足するなら理屈上はいくら薄くてもよい。

しかし実際上は耐久性や扱い性等から実用下限はあり、
実験によれば、例えば厚さ６．３μｍ（厚さ４μｍのポ
リイミドフィルムに２．３μｍのＰＴＦＥ　（４フツ化
エチレン樹脂）コート層を施こしたもの）の定着フィル
ムはフィルムの走行駆動に不安定性がみられるようにな
り、この程度の厚さが実用Ｆ限かと思われる。

（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１而板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りセ
ットされる。

ｔ　ｏｏｂ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く紙面に垂直の方向）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・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により止棒性又は負極性の−様な帯電
処理を受け、その様帯電面に１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、トラム３上のトす−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と感光トラム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）定着装置く第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な兼ねさせており、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Ｆ而に担持した転写材
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、シリコンゴム等の雛型性の良
いゴム弾性層を有する加圧ローラであり、首記のエンド
レスベルト状定着フィルム２４の下行側フィルム部分を
挟ませて餌記加熱体２０のＦ而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２０μ
ｍ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例えば、厚み１．
０ｍｍ−巾１０ｍｍ−長さ２４０ｍｍのアルミナ基板２
１の下面の略中央部分に長手に沿って例えばＴａ、Ｎ等
の電気抵抗材料を１１１．０ｍｍ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：迂に応じたパルスを′そ
のパルス中を変化させて与える通電制御回路構成にして
あり、パルス中は略０．５〜５ｍｓ　ｅ　ｃの範囲で制
御され、発熱体２２はパルスが人力される都度瞬時にＺ
ＯＯ〜３００’Ｃ面後まで昇温する。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３ｏにロール巻に巻回した有端
の定着フィルム２４を加熱体２゜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ｌ１ｉＩｋ
３１に係止させて、送り出しＩｌｉ＋ｂ　３０　ｆｌｌ
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との間に進入して、未定着トナー画像面か
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！ｉｋ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の而に沿ってシ
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とか互いに離反（分離）シてシー
トＰは排紙トレイ１１へ０１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首記（作用）の
（１）−０項に述へたようにシート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。

本実施例に右いては加熱体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、非定着時に右ける加圧ローラ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か
生ずる為、加圧ローラ２８は昇温にしくく実用ト必要と
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ＰＬ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あり、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！
Ａ−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）定着フィルム２４の厚さ 第４図は定着フィルム２４の横断模型図である。２４ａ
は基層であり、本例では厚さ９μｍのポリイミドからな
る耐熱フィルム層である。

２４ｂはこの基層フィルム２４ａの外面にコートした厚
さ３．５μｍのＰＴＦＥからなる離型層である。従って
該フィルム２４の総厚は上記両層２４ａ・２４ｂの加算
厚さ１２．５μｍである。

モして慈フィルム２４の離型層２４ａの自由面側に転写
材シートＰのトナー画像担持面が接し、基層フィルム２
４ａの自由面に加熱体２０が接する。

このような定着フィルムを用いて、転写材シートとして
ｐｐｃｍ紙（６４ｇ／ｍ）を、トナーとして融点１５０
’Ｃのポリエチレン系磁性トナーを用いて定着テストを
行なったところ、定着不良やオフセット等の画質上の問
題は生じず、また定着フィルムの熱Ｈ−１傷もなかった
。

第１表は、定着フィルム２４厚さを各種■〜■かえて定
着動作を行なった場合の結果を示す。定着フィルム２４
の構成はいずれも第４図に示したよな複層フィルムであ
り、耐熱層２４ａはポリイミドであり、離型層２４ｂは
ＰＴＦＥである。

離型層２４ｂの厚さは耐熱層２４ａの厚みに対し、１０
％から１５０％まで各種試みた。第１表には、そのうち
の最も良好であった結果を示す。

なお、離型層２４ｂの厚さが耐熱層２４ａの厚さを越え
ると、定着フィルム２４としての強度に問題か生じ、ま
たカールしやすいので製造及び組立に難がある。従って
Ｍ型層２４ｂの厚さを耐熱層２４ａの厚さ以下にすると
よい。

第 表 Ｏ：　良好 Δ　：　実用上許容可 Ｘ　：　実用上許容不可 第１表において、定着電力比は、各フィルムを用いた時
の、ペタ状のトナー画像が完全に転写材に定着するのに
必要な電力を、フィルム厚２５μｍの時の値で規格化し
たものである。定着電力が増加するということは発熱体
温度の上昇を意味し、発熱体に近接する定着フィルムの
温度も上昇する。第１表に示すように、定着フィルム厚
が５０μｍを越えると、定着フィルムに加熱によるシワ
が発生したが、天川上認可できる程度であった。

また、ライン画像のように凹凸の多いトナー画像を定着
した時の場所による定着性の差（定着ムラ）はフィルム
厚さ２５μｍからみられ２５０μｍを越えると実用上問
題となるレベルとなった。

すなわち、凹部のトナーが定着フィルムと接触せず、ト
ナーへの熱電動が悪くなり、定着不良となった。これを
防ぐために定着電力を増大すると、定着フィルムの温度
が上昇し、定着フィムの加熱による損傷が実用上問題と
なる程度まで悪化した。

ここで、定着フィルム厚が１２．５μｍを越えると若干
の定着ムラを生じ、５０μｍを越えると実用上許容でき
ない程度まで定着ムラが悪化する理由は次のように説明
できる。

即ち、トナー粒径は約１０μｍであり、又転写材シート
の凹凸の要因となるバルブの径は１０μｍ〜４０μｍで
ある。従ってトナー、転写材要因のトナー像の凹凸に定
着フィルムが沿うためには、定着フィルムの厚さも約１
０μｍ程度が好ましい。

また画素写真においてライン状のトナー像を形成する場
合、そのピッチは１０　Ｌｉｎｅ／＋ｎｍ程度であり、
第５図の模型図に示すようにライン巾Ｌ１ライン間隔Ｌ
２とすると、Ｌ、＝１００μｍ・Ｌ２＝１００μｍ程度
である。第５図に示すように、このようなライン状トナ
ー像Ｔに定着フィルム２４が良好に密着するには、フィ
ルム厚が１００７２＝５０μｍ以下である必要がある。

また定着フィルム２４が厚くなると、発熱体２２からト
ナーまでの熱伝達に遅延か生じ、トナーが増粘溶融した
後に冷却固化（粘度増化）するまでの時間か延びる。そ
のため、トナー加熱後に加圧ローラ２８以外に定着フィ
ルム２４とトナー像を密着せしめる手段がない場合、ト
ナーが十分増粘する面に定着フィルムと分離する恐れが
ある。本発明者らの実験によると、定着フィルム厚が５
０μｍ以上で若干の早期剥離が生じ、オフセットトナー
が定着フィルム上に付着したが微量てあり、実用１問題
なかった。

以ト、定着フィルム厚さの上限にについて述べたか、−
上限に関しては、定着フィルムの耐久性を満足するなら
、いくら薄くてもよい。ただし本発明者らの実験による
と、厚さ６，３μｍ（ポリイミド４μｍにＰＴＦＥ２．
３μｍコート）だと、定着フィルム駆動が安定せず、実
用下限と思われる。

（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（８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蔑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。

一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
ルトバット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ト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、ト述の静電気による画像乱れを防止す
るのも策である。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かできる。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。

トナーか高温て十分に溶融するものであれば、第６図例
のように加熱工程（定着ニップ部）でトナーを１分に高
温溶融させたら加熱工程後の冷却り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Ｖの実施例装置は転写式の電子複写装置であるか、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） 以ト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な生じさせること
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
可能であり、又定着フィルムの肉厚を５０μｍ以下の薄
肉に設定したことと相まって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かできる。

【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図は定着フィルムの一例の層構成
模型図、第５図はライン状トナー画像面に対する定着フ
ィルムの密着模型図、第６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。

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定着フィルムは
   その厚さが５０μｍ以下である、ことを特徴とする画像
   形成装置。