JPH0797254B2 - 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、少な
くとも、基板と、該基板の定着フィルムに対面する側の
面に積層され外面を定着フィルムの走行方向に関し中央
部凸の曲面形状にした断熱層と、該断熱層の凸曲外面の
略頂上面部に設けられた発熱体を有してなる、 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つて挙動
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） 加熱体は前記のように少なくとも、基板と、該
基板の定着フィルムに対面する側の面に積層され、外面
を定着フィルムの走行方向に関し中央部凸の曲面形状に
した断熱層と、該断熱層の凸曲外面の略頂上面部に設け
た発熱体を有する構成・形状にしたので下記のような作
用効果がある。

加熱体の定着フィルムとの摺擦面は上記断熱層の凸
曲外面に対応した凸曲面となり、定着フィルムはその凸
曲面に沿って走行し、該凸曲摺擦面の定着フィルム摺擦
方向両側の縁エッジ部、特にフィルム走行方向上流側の
縁エッジ部と定着フィルムとの摺動抵抗を小さくでき
る、もしくはなくすることができる。

従って加熱体と定着フィルムとの全体的な摺動抵抗力を
小さくして定着フィルムの走行駆動負荷を低減し駆動源
として小型・安価な低トルクのものを使用可能にする。
又定着フィルムの擦過傷や張力による伸びへたり、裂け
などのダメージを軽減してあるいはなくして定着フィル
ムの耐久をのばすことができる。

定着フィルムは加熱体の凸曲摺擦面に沿って走行し
て加熱体と加圧部材との圧接ニップ部へ走行進入し、該
ニップ部よりも定着フィルム走行方向上流側の定着フィ
ルムと加圧部材との間に開きの大きいクサビ状空間部が
形成されるので、画像定着すべき記録材が定着フィルム
と加圧部材との圧接ニップ部（定着ニップ部）に導入さ
れ通過するとき該ニップ部よりも記録材搬送方向上流側
で記録材がばたついたりしても記録材の未定着トナー画
像担持側の面と定着フィルム面とが接触摺擦することが
防止され、定着動作中に未定着トナー画像が定着フィル
ム面に摺擦することにより画像が乱される所謂画像こす
れの発生を防止できる。

発熱体は基板に対して断熱層を介して設けたので発
熱体から発生した熱エネルギーの基板側への放熱を押え
て定着フィルム側即ち定着フィルムを介して画像定着す
べき記録材側へ効率的に伝達させることができ、熱効率
が上り、定着に要する電力を下げることができる。

（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は装置機筺、１は該機筺の上面板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。

100b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（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、又一般に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、あるいは複合層フィル
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は本例のものは第
４図の横断面模型図に示したような層構造のものであ
る。

即ち、21aは全体の強度を保つための支持部材であり、
定着フィルム横断方向（定着フィルム24の走行方向に直
角な方向）を長手とする、高剛性・高耐熱性部材例えば
PPS・ベークライト・ポリイミド等の樹脂、その他の横
長角材である。

21bは上記支持部材21aの下面側に長手に沿って固定支持
させた基板（発熱体支持基板）である。本例のものは長
さ240mm・幅10mm・厚さ1.5mmのアルミナ基板である。そ
の他、各種セラミック、耐熱ガラス、PPS・PI等の耐熱
樹脂等を用いることもできる。

21cはそのアルミナ基板21bの定着フィルムに対面する側
の面に積層形成した、外面を定着フィルムの走行方向に
関し中央部凸の横断面弧状の曲面形状の断熱層である。
本例は最大の厚み（中央部）0.5mmとしたガラス製断熱
層である。

21dは該断熱層21cの凸曲外面の略頂上面部に長手に沿っ
て形成した線状もしくは帯状の発熱体である。本例はTa
₂Ｎ・Ag/Pd・RuO₂等の抵抗材料を巾1.0mm・厚み20μｍ
で塗工（スクリーン印刷）して形成したものである。そ
の他ニクロム，セラミックヒータ等の面発熱体等を用い
ることもできる。

21eは発熱体21dと定着フィルム24との摺擦から発熱体表
面を守る目的で発熱体21dを含む断熱層21cの凸曲外面を
全体的に薄く被覆したガラス製保護層である。

21fは基板の発熱体配設側とは反対側の基板面の発熱体
に対応する面部分に設けた検温素子である。本例は基板
21fの上記面部分に検温素子としてのPt膜（測温抵抗
体）を巾200μｍ・厚み10μｍで線状もしくは帯状にス
クリーン印刷でもって形成具備させてある。検温素子は
ビードサーミスタなどを利用することもできる。

本例の加熱体20は上記の線状もしくは帯状の発熱体21d
に対してその長手両端部より通電して発熱体21d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21f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21d
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21dを設け、加熱体20と一
体的に形成された低熱容量の上記発熱体21d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20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21d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。

本実施例においては加熱体20の線状の発熱体21d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は昇温しに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。

加熱体は小型のもので充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
加熱工程に引き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 加熱体20の定着フィルム24との摺擦面は前述第４図例の
ように凸曲面としてあるので前記（作用）の（２）の
項で述べたように摺擦面の定着フィルム摺擦方向両側の
縁エッジ部、特にフィルム走行方向上流側の縁エッジ部
21g（第４図）と定着フィルム24との摺動抵抗が小さく
できる。もしくはなくすことができ、定着フィルムの走
行駆動負荷を低減し駆動源として小型・安価な低トルク
のものを使用可能となる、又定着フィルム24に対する擦
過傷や伸びへたり、裂け等のダメージを軽減してフィル
ムの耐久をのばすことができる。

第６図は比較例としてアルミナ基板21bの平らな面に発
熱体21dを設け、その発熱体を含むアルミナ基板面に保
護層21eを被覆した形態の加熱体20、即ち定着フィルム2
4との摺擦面が平らな面である加熱体を示しており、こ
の加熱体の場合は該摺擦面の特に定着フィルム走行方向
上流側の縁エッジ部21gと定着フィルム24との摺動抵抗
が大きくなり、定着フィルムの走行駆動手段のトルクを
大きくしなければならないし、又定着フィルムのダメー
ジも大きくなってしまう。

この場合アルミナ基板21b自体を、その定着フィルムに
対面する側の面を定着フィルムの走行方向に関し中央部
凸の曲面形状にすればよいのだが、高剛性のアルミナ表
面を曲面加工するのは加工困難であり、コストアップを
招来する。そこで本発明では基板21bの面に定着フィル
ムの走行方向に関し中央部凸の曲面形状にした断熱層を
積層して具備させることにより基板自体の曲面加工はす
ることなく加熱体20の定着フィルム摺擦面を曲面形態に
することを可能にしている。

又第６図の比較例加熱体の場合は定着フィルム走行方向
上流側の定着フィルムと加圧部材としての加圧ローラと
で形成される定着ニップ入口21hの空隙（クサビ状の入
口空間）が加熱体の定着フィルムと摺擦面が平であるこ
とにより狭く、この狭い定着ニップ入口21h部分で未定
着トナー画像Taを担持している記録材としての転写材シ
ートＰがばたついたりしたときシートＰの未定着トナー
画像面が該定着ニップ入口21h部の定着フィルム面や前
記縁エッジ部21gに対応する定着フィルムの角張った定
着フィルム部分に接触摺擦して所謂画像こすれを生じ易
い。

本発明の場合は加熱体20の定着フィルム24との摺擦面は
凸曲面であるので定着ニップ入口21h（第４図）の空隙
が広くなり前記（作用）の（２）の項で述べたように
所謂画像こすれの発生を防止することができる。

更に発熱体21dは基板21bに対して断熱層21eを介して具
備させたので前記（作用）の（２）の項で述べたよう
に発熱体から発生した熱エネルギーの基板21b側への放
散が断熱層21eにより押えられ定着フィルム側即ち定着
フィルムを介して画像定着すべき記録材たる転写材Ｐの
トナー画像面へ効率的に有効に伝達させることができ、
熱効率が上り、定着に要する電力を下げることができ
る。

即ちセラミックの基板21b自体の断熱性には限界があ
り、実験によれば第４図例のように基板21bに対して断
熱層21cを介して発熱体21dをを具備させた構成の加熱体
は第６図例のように基板21b面に対して直接に発熱体21d
を具備させたものに比べて定着電力を約10％低くおさえ
られた。

検温素子21fは第５図例のように断熱層21cを中にして発
熱体2dとは反対面側に配置してもよく、この場合は加熱
体の定着ニップ部における定着温度変動を検温素子21f
と発熱体21d間の温度勾配による精度低下・検知遅れの
現象を実質的に生じさせることなく直接的に正確に検知
することができ、加熱体表面の温度を適正な所要定着温
度に精度よく温調制御できる。

（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21d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21d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７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。

又加熱体と定着フィルムとの摺動抵抗を小さくして定着
フィルムの走行駆動源の所要トルクを小さくし、又定着
フィルムの擦過傷等のダメージを低減して耐久をのばす
ことができる、定着ニップ入口部での定着フィルム面に
対する未定着トナー担持記録材面の接触摺接による画像
こすれの発生を防止できる、断熱性が高まることにより
定着電力を下げることができる。

【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図は加熱体の層構成を示す横断模
型図、第５図は他の層構成を示す横断模型図、第６図は
比較例の加熱体の層構成を示す横断模型図、第７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、21aは支持体、21bは基板、21cは断
熱層、21dは発熱体、21eは保護層、21fは検温素子、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 木村 茂雄 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59−68766（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−39303（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−124878（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−49071（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−19376（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−263679（ＪＰ，Ａ)

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、基板と、該基板の定着フィルムに対面する側の
   面に積層され外面を定着フィルムの走行方向に関し中央
   部凸の曲面形状にした断熱層と、該断熱層の凸曲外面の
   略頂上面部に設けられた発熱体を有してなる、 ことを特徴とする画像形成装置。