JPH02158782A - 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グプリンタ・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φ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、オフセットを生せずに
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４７−２
５８９６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。

上記２つの提案例では加熱体は加熱ローラ及びこれによ
り送られるウェブと加熱ローラに内蔵された発熱源とに
よって構成されていて加熱はウェブを介して行われ、ウ
ェブの搬送ローラとしての機能を有している。このため
１発熱源への給電方法や温度検知素子の当接支持の形態
が複雑化し、また、温度制御の精度も悪くなりがちであ
った。

さらには、温度検知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じ易い等安全上の問題もあった
。しかも、上述２例の場合ともに比較的大きな熱容量の
加熱体を必要とするために、機内への放熱が増大し、機
内昇温が著しくなる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。

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相持側の面
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相持した記録材の搬
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、所定
の加熱幅を有する線状加熱体とＰＴＣ発熱体とを一体的
に形成した自己温度制御型の線状加熱体である、 ことを特徴とする画像形成装置 である。

（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、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・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、定着するためコ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。

上記■の分離工程の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、ヌ上記■加熱・■冷却台■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）そして加熱体は、所定の加熱幅を有する線状加熱
体とＰＴＣ発熱体とを一体的に形成した自己温度制御型
の線状加熱体としたので、■加熱部と発熱部との熱伝達
が良好で、加熱部の温度変動が小さい。

■ＰＴＣ発熱体が自己温度制御特性を有するので、特別
な温度制御手段を必要とせず構成が簡略化する。

■加熱部の形状によって加熱部が決定されているので長
手全長域に亘って、均一な加熱条件が得易い。

（実施例） 〈実施例−１〉（第１〜５図） 本例装置は原稿載置台往復動型・回転ドラム型働転写式
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
、ｉｏｏ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Ｉ！を置台であり。

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
稿蔵置台ｌの上面に所定の′＠、置基準基準ってａ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ａｔ台ｌ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上に蔵置セットした原稿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Ｌ１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により正極性又は負極性の−様な帯電
処理を受け、その−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ｍ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）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２０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５１１２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は本実施例のも
のは耐熱処理した例えば厚さ６ｇｍのＰＥＴ　（ポリエ
ステル）を基材とする薄肉プラスチック長尺フィルムで
ある。

２１・２２は軸２４・２７間の定着フィルム部分の上面
側と下面側とに夫々対向させて配設した加熱体と加圧ロ
ーラである。

加熱体２１は断熱支持部材（不図示）を介して不動部材
（不図示）に位置決め保持されており。

この加熱体の下面に対して加圧ローラ２２が定着フィル
ム２３を挟んで所定の当接圧（例えばＡ４幅で総圧４〜
６ｋｇ）で圧接している。

２６・３３はその加熱体２１と加圧ローラ２２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（曲率の強い、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間に懸回張設した例えばＥＰＤＭから
なる搬送ベルトである。加圧ローラ２２は金属等より成
る芯材上にシリコンゴム等より成る弾性層を有するもの
である０分離上ローラ２６及び分離下ローラ３３は回転
フリーのローラである。

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、画像形成部（転写部８）
からガイド１０を介して定着装置２０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２７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の周速度をもって矢示の反時計方向
に回転駆動され、これに伴い該加圧ローラ２２と分離下
ローラ３３間に懸回張設した搬送ベルト３２も連動して
回動状態になる。

３０は送出し軸２４側の巻回定着フィルム外面に接触さ
せた定着フィルム残量センサアームであり、定着処理の
実行による巻取り軸２７側への定着フィルムの順次移行
に伴なう巻径の逐次減少から残量を検知し、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
で定着フィルムの交換を促す。

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２！２０寄りの
下面側に配設したシート検知センサと同レバーである。

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ｌＯ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
１０の上面に沿って転写部８側から定着装置２０側へ転
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内へ沈み回動する。このレバー２
５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、従ってセンサ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のセンナ位置通過が
制御回路に検知される。

第３図は加熱体２１の斜視図、第４図はその拡大横断図
である。４８はアルミニウム争銅等の金属板あるいはア
ルミナ等のセラミックス板等の剛性の高い材料よりなる
線状加熱板であり、約２２０ｍｍ（長さ）Ｘ２０ｍｍ（
輻）Ｘ２ｍｍ（厚さ）の外形寸法を有している。４９は
上記加熱板４８の一側面側にその長子に沿って順次密に
直列配設した複数個のＰＴＣ発熱体チップである０個々
のチップ４９はチタン酸バリウム等の材料を焼成成形し
た板状体であり、約２５ｍｍ（長さ）Ｘ１５ｍｍ（輻）
Ｘ２ｍｍ（厚さ）の外形寸法を有している。ＰＴＣ発熱
体チップ４９の配列体（アレイ）は、その両面側に各チ
ップに共通させて電極層５２１　・５２２を設け、加熱
板４８面に対して絶縁性接着剤層５１を介して一体に貼
着しである。５３は加熱板４８のＰＴＣ発熱体配設側を
覆わせた伝熱性カバーであり、電極層５２２を保護する
とともに、加熱板への伝熱路を形成している。加熱板４
８の長手−側縁は線状加熱部として使用するもので、５
０はその縁部を長子に沿って被覆させた、フッ素樹脂・
シリコン樹脂等の耐熱性・摺動性に優れた材料からなる
保護層であり、定着フィルム面との摺動接触を可能にし
ている。

電極層５２＋　・５２２間に給電することによって各Ｐ
ＴＣ発熱体チップ４９は発熱し、正の抵抗温度係数を有
することから、ＰＴＣ発熱体の材料に応じた固有の温度
（キューり温度）に達すると急激に抵抗値が増大して発
熱が抑制されるため該ＰＴＣ発熱体と一体の線状加熱板
４８は所定の温度に維持される（自己温度制御性）。

線状加熱板４８の上記保護層５０を設けた長手−側縁に
対して加圧ローラ２２が定着フィルム２３・搬送ベルト
３２、又は定着フィルム３２・記録材（転写紙）Ｐ・搬
送ベルト３２を介して常時押圧付勢されて所定の当接圧
を与えられ、加熱板４８の板厚にほぼ相当する圧接部Ｎ
を形成し、その圧接部Ｎが有効な線状加熱幅となる。

（３）動　作 原稿載置台１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、倍率指定など所要の
前設定をした後、画像形成スタートスイッチが押される
と、給送ローラ６によりカセットＳ内のシー）Ｐの給紙
が開始され、センサＰＨ１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。定着装置
１２０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は電極５２１・
５２２に対する通電によるＰＴＣ発熱体４９の発熱で所
定の一定温度に加熱された状態に維持される。

定着装置２０に対する搬送された未定着トナー画像Ｔａ
を担持しているシート上面が走行状態の定着フィルム２
２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２２と一緒の重なり状態で加熱体２１と加
圧ローラ２７との相互圧接部Ｎ（線状加熱幅部）を挟圧
力を受けつつ通過していく。

この相互圧着部Ｎの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Ｔａの加熱軟化
・溶融Ｔｂが定着するに十分な状態となるように行なわ
れる。

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・３３の位置へ到達する
までの間は加熱体２１と分離上ローラ２６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、搬送ベルト３２はシー）Ｐの裏面を
支えて定着フィルム２３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。

ここで１本実施例において、加圧ローラ２２には熱源を
設けておらずトナー像の加熱をトナー像の表層側からの
み行なっているので、転写材の温度上昇が比較的小さく
てすむので、冷却工程においてはトナー画像の放熱が容
易である。

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
）−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２２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。

上記定着装置２０の定着フィルム２３の巻取り走行駆動
は、シー）Ｐが定着装置２０を通過し終ってその後端が
排紙検出センサＰＩ（２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
）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）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ＰＨ１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、排紙検出センサＰＨ
２を用いない構成にすることもできる。

第５図は木実施例画像形成装置の定着装置において１表
面にトナー層を有する転写紙を搬送しつつ定着処理する
場合の、トナー及び転写紙、詳しくはそれぞれの断面方
向の中央部の温度の時間変化を計算により求めたグラフ
である０条件は以下の通りである。

加熱条件：発熱体４９のＰＴＣ特性により一定温度１５
０１Ｃに保たれた２ｍｍ幅 の線状加熱部Ｎにより加熱する。

トナーの定着温度：１２５’″Ｃ・トナー層の厚さ２０
＃Ｌｍ 定着フィルム：耐熱・摺動処理を施したＰＥＴフィルム
、厚さ６ＩＬｍ 転写紙の厚さ：１１００１Ｌ 室温：２０’Ｃ 定着処理速度：　５０　ｍ　ｍ　／　ｓ、加熱時間は４
゜　Ｓ 第５図に示すように本実施例では、トナー層は１４０＠
Ｃに達しており、十分に定着される。又転写材の温度は
７５°Ｃまで昇温しているがトナーの定着温度よりも低
くなっており問題ない。

上記の条件で、実際に定着テストを行なったところオフ
セットなく良好な画像を得ることができた。

〈実施例−２〉（第６・７図） 本実施例は前記実施例−１とは加熱条件を変えて、トナ
ー画像に高熱量を短時間のみ加えることにより、転写材
をほとんど温めることなく、トナー画像を効率的かつ十
分に溶融軟化させることを目的とし、それによって、定
着工程中の消費電力を低減させる。

上記の目的のため、本実施例における加熱体は、実施例
−１の場合よりも高い温度に維持できるようにＰＴＣ発
熱体を選定しており、約１８０Ｃに維持される０本発明
装置における加熱体は、ＰＴＣ発熱体と一体的に形成さ
れた線状加熱体であるので、加熱体の温度維持に関して
従来の追従性に優れており、又安全性も高いので、加熱
体の温度を高く設定するのは容易であり信頼性が高い、
一方、加熱時間は加圧ローラと線状加熱部との圧接巾と
、定着処理速度（転写材の搬送速度）とによって決定さ
れるので、本実施例では第６図に示す構成の加熱体５７
を用いている。

Ｐｔ５８図の加熱体５７は、所定の線巾Ｎの凸部５４ａ
を有する熱伝導性に優れた材質で構成される凸状加熱板
５４に、実施例−１と同様にＰＴＣ発熱体４９を絶縁性
接着材５１で配列させつつ一体的に形成し、左右に設け
た共通の電極５２＋５２２によって通電することによっ
て凸状加熱板５４を所定の温度に維持するようにしてい
る。

ヌ上記加熱板５４とＰＴＣ発熱体４９の接着アセンブリ
は加圧ローラ２２との加圧による変形を防止するために
ベークライト等の断熱体５５を介して剛性の高いＳ、Ｕ
ｓ等の材料より成る支持体５６に支持固定されている。

凸部５４ａは実施例−１と同様に保護層５０で被覆化す
るとよい、前述第１図に示した画像形成装置において加
熱体２１を上記第６図の加熱体５７に変えて定着テスト
を行なったところ良好な定着画像が得られた。

第７図は本実施例画像形成装置の定着装置において、表
面にトナー層を有する転写紙を搬送しつつ定着処理する
場合の、トナー及び転写紙、詳しくはそれぞれの断面方
向の中央部の温度の時間変化を計算により求めたグラフ
である０条件は以下の通りである。

加熱条件ニ一定温度１８０″Ｃに保たれた線状加熱体５
７（第６図）により８ｍｓ加熱 される。

トナーの定着温度：１２５°ｃ−トナー層の厚さ２０延
ｍ 定着フィルム：　ＰＥＴ、厚さ６ルｍ 転写紙の厚さ、１００鉢ｍ 室温＝２０”Ｃ 本実施例ではトナーの定着温度１２５°Ｃよりはるかに
高い１８０’Ｃに保たれた加熱体５７により加熱処理を
行なうため、短時間の加熱によってトナーは定着温度を
越えて十分に加熱され良好な定着性が得られる。

一方、転写紙の昇温は極めて小さ〈実施例−１に較べて
エネルギーのムダか少ない。

また、本実施例において、電極５２１　・５２２対が加
熱体５４の長手方向にわたってそれぞれ一体に構成され
ているため、長手方向の一端から給電可能である。加熱
体が固定されていることを合わせて考えると、加熱体へ
の給電は極めて容易といえる。

さらに本実施例においては、従来の熟ローラ定着におい
て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、■発熱体により薄い保：Ｊ膜５０と耐熱シート２
３を介して直接トナー画像を加熱するようになっている
。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７若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極めて小さく、■昇温速
度が極めて大きい。

従って画像形成時において、転写材Ｐが加熱体５４より
上流側に配置した転写材検知アーム２５（第１・２図）
の位置まで到達した時にＰＴＣ発熱体４９に通電を開始
すれば、転写材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回部であるので、非画像形成時
に発熱体４９に通電しなくとも定着器のウェイト時間は
実質的にゼロである。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。

（５）その他 実施例−１、同一２において発熱体４９は長居のＰＴＣ
発熱体を用いても良く、又複数のＰＴＣ発熱体チップ４
９を粗に配列しても良い。

定着フィルム２３は実施例装とのように送出し軸２４側
から巻取り軸２７側へ定着処理の実効毎に順次に巻取り
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取り軸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２４
側へ巻戻し制御して、或い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。

巻取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。

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２５ｐｍ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ト型のように複数
回使用する場合は、フィルム而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−ｒ［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。

何れの方式の場合も定着フィルム２３は定着器２！Ｉ２
０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
とトナーを瀾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及び搬送ベルト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。

以上の実施例装と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、！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会レーザビーム
プリンタφファクシミリ・マイクロフィルムリーグプリ
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。

加熱体を線状加熱部とＰＴＣ発熱体とを一体的に形成す
ることにより、 ■加熱部と発熱部との熱伝達が良好で加熱部の温度変動
が小さい。

■ＰＴＣ発熱体が自己温度制御特性を有するので、特別
な温度制御手段を必要とせず、構成が簡略化する。

■加熱部の形状によって、加熱部が決定されているので
長手中に亘って、均一な加熱条件が得易い。

【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図は加熱体の斜視図、第４図はそ
の拡大横断面図、第５図は温度変化図、第６図は第２実
施例における加熱体の拡大横断面図、第７図は温度変化
図、第８図は第２図装置の定着フィルム交換時の状態図
である。 ３は感光ドラム、８は転写放電器、Ｐは転写材シート（
記録材）、２０は定着装置の全体符号、２１・５７は加
熱体、４８−５４は線状加熱板。 ４９はＰＴＣ発熱体、５２１・５２２は電極、２３は定
着フィルム、２２は加圧ローラ、２７は巻取り軸、２４
は送出し軸。 特許出願人　　キャノン株式会社 代　　理　　人　　　　高　　梨　　幸　　雄・　　、
）時間（−３） 峙 Ｍ（ｍｓ）

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加熱体は、所定
   の加熱幅を有する線状加熱体とＰＴＣ発熱体とを一体的
   に形成した自己温度制御型の線状加熱体である、 ことを特徴とする画像形成装置。