JPH06100873B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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（ディ
スプレイ）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
熱ローラー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エ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。即ち所謂ウエイ
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項や項と
同様のウエイトタイム、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に通電されて発熱
する線状もしくは帯状の通電発熱体を有する低熱容量線
状加熱体であり、前記通電発熱体の記録材通過巾部に対
応する有効長さ範囲より外側の発熱体余長部には有効長
さ範囲内の発熱体部分と一連で該発熱体部分の横断面積
よりも小さな横断面積の通電隘路部を有している、 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
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・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）本発明で使用する加熱体は前記のような線状もし
くは帯状の通電発熱体を有する低熱容量線状加熱体であ
るので発熱体部の通電昇温速度が極めて速く、それゆえ
に前記（１）項に述べたような利点を有するものである
が、その反面として例えば制御用マイコンが暴走する等
で発熱体が過発熱するような事態を生じた場合、従来の
加熱ロール式などの通常の熱定着装置であれば温度ヒュ
ーズ手段・サーモスイッチ手段の付加で通電遮断される
処置対策をとることが可能であるが、本発明で使用する
低熱容量線状加熱体は昇温速度が速いから温度ヒューズ
手段・サーモスイッチ手段を付加したとしてもそれ等の
作動で通電遮断がなされる前に過発熱して発火温度に達
して定着フィルム・記録材・加圧部材などを熱損させた
り、発煙を発生させたりすることが想定される。

そこで本発明は前記したように通電発熱体の記録材通過
巾部に対応する有効長さ範囲より外側の発熱体余長部に
有効長さ範囲内の発熱体部分と一連で該発熱体部分の横
断面積よりも小さな横断面積の通電隘路部を具備させた
構成にしたものである。

即ち電源異常や温度制御異常により通電発熱体が過通電
状態になると該通電発熱体の有効長さ範囲部分が過熱状
態に達する前に余長部分に具備させた通電隘路部が過熱
して溶断温度に達して該通電隘路部が溶断し発熱体への
通電が遮断される。従って通電発熱体の全長が過発熱し
て発火温度に達し定着フィルム・記録材・加圧部材など
を熱損させたり、発煙を生じさせたりすることが厳に防
止できる。

（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、100は装置機筐、１は該機筐の上面板1
00a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、機筐上面板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。

100bは機筐上面板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への往復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Ｌ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ｂ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一様な帯電処
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トＰの先端も
転写放電器８と感光ドラム３との間位置に丁度到達して
両者一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
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25・26・27・20間に
懸回張設してある。

従動ローラ26はエンドレスベルト状の定着フィルム24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、又一般的には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フッ化エチレン樹脂）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20は例えば、厚み1.
0mm・巾10mm・長さ240mmのアルミナ基板21の下面の略中
央部分に長手に沿って例えばTa₂N等の電気抵抗材料を巾
1.0mm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DC100Vの周期
20msec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0.5〜5msec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200〜300℃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（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20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）−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）−
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）−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上の加熱融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（ａ）は加熱体20の下面図、即ち定着フィルム24
との摺擦面側の平面図である。

21は耐熱性の基板であり、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）を長手とする横長部
材である。材料は前記例のアルミナ等のセラミック類の
他にも耐熱ガラスや、PI・PPS等の耐熱樹脂などを用い
ることもできる。Ｌは装置に通紙可能な記録材の最大通
過巾部領域でり、基板21の長さ寸法はこの巾部領域Ｌよ
りも長くしてその両端部分を夫々巾部領域Ｌよりも外側
に余長部分ｌ・ｌとして突出させてある。

22は該基板21の外面の略中央部に長手に沿って線状もし
くは帯状に設けた発熱体である。Ｗはこの発熱体の巾寸
法である。材料は前記例のTa₂N等の他にもニクロム・Ru
O₂・Ag/Pd等の抵抗体等を用いることもできる。

22a・22aは基板21の前記両端側の余長部分ｌ・ｌの外面
に夫々設けた、発熱体22に対する通電用電極でり、Ag・
Au・Cu等の金属又はRuO₂・Ag/Pd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22a・22aに導
通していて長手方向に通電される。本例は発熱体22の一
端側はその側の電極22aに対して通電隘路部22bを介して
導通させてある。この通電隘路部22bは基板21の前記余
長部ｌ領域に存在させてあり、記録材の最大通過巾部領
域Ｌに対応する発熱体22の長さ部分を発熱体の有効長さ
範囲としたときこの範囲部の発熱体の横断面積（第４図
（ｂ））よりも小さな横断面積（第４図（Ｃ））とした
部分である。本例では該通電隘路部22bと、有効長さ範
囲部Ｌの発熱体と同一の材質で一連に形成し、厚さｄは
有効長さ範囲部の発熱体と同じにし、巾を有効長さ範囲
部の発熱体の巾Ｗよりも小さい巾W₁に設定することによ
り溶断部として機能する小さな横断面積部分にしてあ
る。

一般に抵抗体は同一電力が印加された場合、断面積が小
さい程通電時の昇温速度は多くなり、断面積を規定する
ことにより昇温速度を制御することが可能である。

定着実行時は発熱体22に対してその両端側の電極22a・2
2a及び電流隘路部22bを介して通電がなされることによ
り発熱体22が全長域にわたって昇温し、又通電隘路部22
bを昇温する。この場合発熱体22部よりも通電隘路部22b
の方がより昇温する。通常動作時においては加熱体は所
定温度に調節するために発熱体22への通電が細かくオン
・オフされている。そのため発熱体22並びに通電隘路部
22bはある一定温度（これは抵抗体の溶融温度よりも低
い）以下に保たれ、定着動作はつつがなく行なわれる。

万一電源異常や温度制御異常により連続通電等の異常通
電が行なわれた場合には発熱体22及び通電隘路部22bは
一気に昇温する。この時発熱体22と通電隘路部22bの線
巾比の設定により、発熱体22の有効長さ範囲部の温度が
定着フィルム24、加圧ローラ27、転写材Ｐ等の発火、発
煙温度に達する前に、通電隘路部22bを溶断温度に達し
させて溶断化させることが可能である。通電隘路部22b
に溶断を生じれば発熱体22に対する通電が遮断されるの
で、発煙・発火のおそれはなくなる。

又異常時溶断部としての通電隘路部22bは通紙領域Ｌ外
に設けたので通紙領域内の温度分布が一定に保たれ、ム
ラのない良好な定着画像を得られるとともに、溶断部と
しての通電隘路部付近を難燃・耐熱材料のみで構成でき
るため、連続通電による昇温、溶断の際も発煙・発火等
を防止することが可能になる効果がある。

具体的に、 基板21:長さ270mm,巾10mm,厚さ1mmのアルミナ 発熱体22:長さ220mm,巾1.5mm,厚さ20μｍのAg/Pd抵抗体 通電隘路22b:長さ5mm,巾300μm,厚さ20μｍのAg/Pd （発熱体22と通電隘路部22bはスクリーン印刷にて同時
形成） の仕様で加熱体20を製作して前述画像形成装置の定着装
置11の加熱体として組込んで、加熱体表面が200℃にな
るように通電制御による温調管理もとでA4（巾210mm）
の転写材シートＰについて３万枚にわたり通紙したとこ
ろ全く問題なく画像定着処理が実行された。

一方該加熱体20の温調を切り発熱体22に連続通電したと
ころ通紙部領域が発火温度430℃に達する前の320℃程度
に昇温したときに通電隘路部22bが溶断して発熱体22が
加熱化することなく通電遮断がなされた。

通電隘路部22bの溶融による断線化を助けるために通電
隘路部22bを耐熱ガラス等の断熱材の基板上につくり、
該通電隘路部22bの異常昇温による熱ひずみで基板にク
ラックが入るようにしてやり、そのクラックにより異常
昇温で溶融化した通電隘路部22bを確実に断線状態化さ
せるようにするのもよい。

第５図（ａ）・（ｂ）・（ｃ）は通電隘路部22bを、有
効長さ範囲部Ｌの発熱体と同一の材質で一連に形成し、
巾Ｗは有効長さ範囲部の発熱体と同じにし、厚さd₁を有
効長さ範囲部の発熱体の厚さｄよりも薄く設定すること
により溶断部として機能する小さな横断面積部分にして
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（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・アレイなどであってもよく、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、放熱フインの配設等で
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６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・ディスプレイ装置・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。

又加熱体の発熱体が電源異常や温度制御異常等により過
熱して発火・発煙を生じさせるような異常通電事態を生
じたときは発熱体が過熱昇温する前に前述のように設け
た通電隘路部が素速く溶断化して即時的に通電遮断がな
されることにより実際上発熱体が過熱して発火や発煙等
の熱損トラブルを生じることが厳に防止され、サーモス
イッチや温度ヒューズ等を付加することなく簡単な手段
構成で、又それ等による場合よりも格段に信頼性があ
り、安全対策上極めて効果がある。

【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（ａ）は加熱体の下面図、同図
（ｂ）・同図（ｃ）は夫々同図（ａ）のｂ−ｂ線、ｃ−
ｃ線断面図、第５図（ａ）は他の構成の加熱体の下面
図、同図（ｂ）・（ｃ）は夫々同図（ａ）のｂ−ｂ線、
ｃ−ｃ線断面図、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。

フロントページの続き (72)発明者 木下 正英 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 足立 裕行 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−157678（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−68766（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−109083（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−122666（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−134667（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−187582（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−263677（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−143279（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−30846（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−190659（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−120267（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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に通電されて発熱
   する線状もしくは帯状の通電発熱体を有する低熱容量線
   状加熱体であり、前記通電発熱体の記録材通過巾部に対
   応する有効長さ範囲より外側の発熱体余長部には有効長
   さ範囲内の発熱体部分と一連で該発熱体部分の横断面積
   よりも小さな横断面積の通電隘路部を有している、 ことを特徴とする画像形成装置。