JPH03144475A - 定着装置 - 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、フィルムを介して記録材に熱エネルギーを付
与する方式の定着装置に関する。

更に詳しくは、加熱体にフィルムを接触させて移動させ
、該フィルムの加熱体側とは反対側の面に記録材を密着
させてフィルムと共に加熱体位置を移動通過させて加熱
体からフィルムを介して記録材に熱エネルギーを与える
方式（フィルム加熱方式）の定着装置に関する。

この装置は、複写機・レーザービームプリンター・ファ
クシミリ・マイクロフィルムリーダプリンター・画像表
示（デイスプレィ）装置・記録機等の画像形成装置にお
いて、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）方式で形成した目的の画像情報
に対応した顕画像（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
する画像定着装置として活用できる。

また、画像定着装置に限定されず、例えば画像を担持し
た記録材を加熱して表面性を改質する装置等、広く像担
持体を加熱処理する手段・装置として使用できる。

（従来の技術〉 従来、画像加熱定着装置としては、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
する加圧ローラを打し、該両ローラによって、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
る熱ローラ定着方式が多用されている。

しかしこの熱ローラ定着方式は、熱容量が大きいため大
きな重力が必要であり、所定の温度に立ちしげるまでの
ウェイトタイムがかかる、記録材上の顕画像を定着する
を定着点の温度と、記録材と熱ローラの分離点の温度が
等しいため、分ｔｉ１１度に大きく依存する高温オフセ
ットが発生しやすく、また分１！温度に依存する光沢の
程度が制御できない、などの欠点があった。

本発明で対象とするフィルム加熱方式の定着装置は、上
記の熱ローラ定着方式や、その他に知られるベルト定着
方式・フラッシュ定着方式・オーブン定着方式等の熱定
着式装置との対比において、■低熱容量線状加熱体を用
いることができるため、省電力化・ウェイトタイム短縮
化（クイックスタート性）になり、■定着点と分離点が
別に設定できるためオフセットも防止される、光沢制御
もできる、その他、他の方式装置の種々の欠点を解決で
きるなどの利点を有し、効果的なものである。本出願人
の先の提案に係る例えば特開昭６３−３１３１８２号公
報に開示の方式・装置等がこれに属し、薄内の耐熱フィ
ルム（シート）と、該フィルムの移動駆動手段と、該フ
ィルムを中にしてその一方面側に固定支持して配置され
た加熱体と、他方面側に該加熱体に対向して配置され該
加熱体に対して該フィルムを介して画像定着すべき記録
材の顕画像担持面を密着させる加圧部材を有し、該フィ
ルムは少なくとも画像定着実行時は該フィルムと加圧部
材との間に搬送導入される画像定着すべき記録材と順方
向に同一速度で走行移動させて該走行移動フィルムを挟
んで加熱体と加圧部材との圧接で形成される定着ニップ
部を通過させることにより該記録材の顕画像担持面を該
フィルムを介して該加熱体で加熱して顕画像（未定着ト
ナー像）に熱エネルギーを付与して軟化・溶融せしめ、
次いでフィルムと記録材を離間させる、或いはトナーが
冷却・固化した後にフィルムと記録材を離間させること
を基本とする加熱装置（ＳＵＲＦ（サーフ）方式）であ
る。

加熱体は該加熱体の温度を検知する温度検知素子を含む
温度調節系により所定の定着温度に温調される。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の加熱体温調系に関して、フィルム加熱方式の定着
装置では加熱体（ヒータ）の熱容量が小さいため、加熱
体に対する温度検知素子の当接状態が悪化した場合は、
正常な温調が行なわれなくなるばかりでなく、加熱体の
過昇温等を生じて加熱体・フィルム・加圧部材の熱損に
よる耐久性低下などの弊害を生じさせるおそれがある。

本発明はこの問題点を解消してフィルム加熱方式の定着
装置の信頼性・耐久性を高め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、固定支持された加熱体にフィルムを接触させ
て移動させ、該フィルムの加熱体側とは反対側の面に記
録材を密着させてフィルムと共に加熱体位置を移動通過
させて加熱体からフィルムを介して記録材に熱エネルギ
ーを与える定着装置であり、前記加熱体の温度検知素子
を加熱体に接着剤で接着して具備させたことを特徴とす
る定着装置である。

（作　用） 温度検知素子を加熱体に対して接着剤で接着固定化させ
て具備させることで、加熱体やフィルムの振動等によっ
て加熱体と温度検知素子の当接状態が悪化することなく
、常に正常な当接状態が保たれる。従って常に正常な温
調状態を確保でき、加熱体の過昇温等による弊害を排し
て、装置の信頼性・耐久性を向上させることかできる。

（実施例） 第１図は本発明装置に従うフィルム加熱方式の定着装置
Ａの一例の拡大構造図である。

７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８と、右側の従動ローラ９と、この両ローラ
８・９間の下方に固定支持させて配設した加熱体として
の低熱容量線状加熱体１との、互いに並行な該３部材８
・９・１間に懸回弓長設しである。

従動ローラ９はエンドレスベルト状の定着フィルム７の
テンションローラを兼ねさせてあり、定着フィルム７は
駆動ローラ８の時計方向回転駆動に伴ない時計方向に所
定の周速度、をもってシワや蛇行、速度遅れなく回動駆
動される。

１０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７の下行側フィルム部分を加
熱体１との間に挟ませて加熱体１の下面に対して付勢手
段により例えば総圧４〜７ｋｇの当接圧をもって対向圧
接させてあり、記録材としての転写材シート１２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７は
繰り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、−数的には１００μｍ以下
、好ましくは４０μｍ以下の薄肉のものを使用する。例
えばポリイミド・（ＰＩ）・ポリエーテルイミド（ＰＥ
Ｉ）ＰＥＳ　−ＰＦＡ　（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、或いは複合層フィルム例えば２０
μｍ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）ＰＡＦ等のフッ素樹脂に導電材
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１はフィルム移動方向に交差する方向を長手とす
る低熱容量線状加熱体（ヒータ）であり、基板２・通電
発熱体層３・温度検知素子６等よりなる。

基板２は耐熱性・電気絶縁性・低熱容量の、−例として
、厚み１．０ｍｍ・幅１０ｍｍ・長さ２４０ｍｍのアル
ミナ基板である。

通電発熱体層３は基板２の一方側の面をフィルム摺動側
の面としてその面の略中央部に面長手に沿ってＴａ２Ｎ
−銀パラジウム等の電気抵抗材料を幅１．０ｍｍに塗工
（スクリーン印刷等）して具備させた線状もしくは帯状
の低熱容量の層である。

温度検知素子６は、加熱体１の温調系の構成要素であり
、基板２の他方側の面に接着剤２２により接着固定しで
ある。基板２の温度を加熱体１の温度として素子６で検
知させている。

而して、この加熱体１を横長の加熱体ホルダ（ヒータホ
ルダ〉４の一方側の面に面長手に沿って具備させた加熱
体収容凹溝４ａに、通電発熱体層３を設けた側の面を外
側にして嵌め入れて接着剤１８でホルダ４に固定保持さ
せ、このホルダ４を加熱体１を下向きにして定着装置の
不動部材としての支持体５の下面に接着剤１９により固
定支持させである。

加熱体ホルダ４は例えばｐｐｓ　（ポリフェニレンサル
ファイド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＩ　　（
ポリイミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン
）、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂、これらの樹脂とセ
ラミックス・金属・ガラス等との複合材などで構成でき
る。

加熱体１は線状もしくは帯状の発熱体層３に対してその
長手両端部より通電して発熱体層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、温度検知素子６とマイクロコンピュータ−
によりコントロールされた所望の温度、エネルギー放出
量に応じたパルス（駆動パルス）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である。

概略パルス幅は０．５〜５ｍ５ｅｃとなる。

又本例では定着装置Ａ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・後端検知センサー（
不図示）を設けてあり、該センサーのシート検知信号に
より発熱体層３に対する通電期間をシート１２が定着装
置Ａを通過している必要期間だけに制御している。

画像形成スタート信号により不図示の作像機構が像形成
動作して定着装置Ａへ搬送された、未定着のトナー画像
工１を上面に担持した転写材シート１２の先端が定着装
置寄りに配設した前述のセンサー（不図示〉により検知
されると定着フィルム７の回動が開始され、転写材シー
ト１２はガイド１６に案内されて加熱体重と加圧ローラ
１０との圧接部Ｎ（定着ニップ部）の定着フィルム７と
加圧ローラｌＯとの間に進入して、未定着トナー画像面
が面移動状態の定着フィルム７の下面に密着して面ズレ
やしわ寄りを生じることなく移動定着フィルム７と一緒
の重なり状態で加熱体ｌと加圧ローラ１０との定着ニッ
プ部Ｎを挟圧力を受けつつ通過していく。

シート１２のトナー画像担持面は定着フィルム而に押圧
密着状態で定着ニップ部Ｎを通過していく過程で加熱体
１の発熱体層３の熱を定着フィルム７を介して受け、ト
ナー画像１１が高温溶融してシート１２面に軟化接着化
する。

本例装置の場合は記録材たるシート１２と定着フィルム
７との分離はシート１２が定着ニップ部Ｎを通過して出
た時点で行なわせている。

この分離時点において溶融トナーの温度は未だトナーの
ガラス転移点より高温の状態にあり、従ってこの分離時
点でのシート１２と定着フィルム７との結合力（接着力
）は小さいのでシート１２は定着フィルム７面へのトナ
ーオフセットをほとんど発生することなく、又分離不良
で定着フィルム７面にシート１２が接着したまま巻き付
いてジャムしてしまうことなく、常にスムーズに分離し
ていく。

そしてガラス転移点より高温の状態にあるトナーは適度
なゴム特性を有するので、分離時のトナー画像面は定着
フィルム表面にならうことなく適度な凹凸表面性を有し
たものとなり、この表面性が保たれて冷却固化するに至
るので、定着済みのトナー画像面には過度の画像光沢が
発生せず高品位な画質となる。

定着フィルム７と分離されたシート１２はガイド１７で
案内されて排紙ローラへ至る間にガラス転移点より高温
のトナーの温度が自然降温（自然冷却）してガラス転移
点以下の温度になって固化するに至り、画像定着済みの
シート１２が出力される。

加熱体１の、通電発熱体層３を具備させた側の基板面は
フィルム７との摺動面であるので、通電発熱体層３を含
む該基板面は、例えばＴａ２　ｏ。

等の摺動保護層を形成して面保護することが好ましい。

加熱体１の基板２と温度検知素子６との接着剤２２とし
て本例では、熱伝導性が良く、耐熱性がある、アルミナ
を主成分とするセラミック系接着剤を用いた。

このように加熱体１に温度検知素子６を接着剤２２で完
全に固定したため、加熱体やフィルムの振動等によって
加熱体１と温度検知素子６の当接が悪化することがなく
、常に良い当接状態が保たれ、当接状態悪化に起因する
温調不良等のトラブルの発生は排除された。

なお、接着剤２２は、熱伝導性と耐熱性をそなえたもの
であればアルミナを主成分とするセラミック系に限定さ
れず、例えばシリコーンカーバイト（ＳｉＣ）を添加し
たシリコーン系接着剤やアルミナ等を添加したイミド系
接着剤等でも良い。いずれの場合も良好な結果が得られ
た。

第２図は、基板２に対する温度検知素子６の配設を、第
１図例のように基板背面ではなく、基板１の側面に対し
て接着剤２２で接着固定して配設具備させた例を示して
いる。この場合も素子６の基板２に対する当接に関して
良好な結果が得られた。

第３図は、温度検知素子６を基板２の背面に接着剤２２
で接着すると共に、その素子６をシリコーンゴムスポン
ジ２０でおおわせて、加熱体１をホルダ４の凹溝４ａ内
に嵌め入れて接着剤１８で固定保持させた構成形態のも
のを示している。即ち、接着剤２２が固化するまでシリ
コーンスポンジ２０の十〇性力で温度検知素子６を基板
２に押圧当接させたもので、このため当接が非常に良い
条件での接着処理ができた。

第４図は、温度検知素子６の背面にアルミ箔のような薄
い熱伝導の良い板２１をとりつけた構成形態のものを示
している。この場合は、アルミ箔２１の存在のため、接
着性と応答性が向上した。

第１図例の装置は前述のように記録材としてのシート１
２とフィルム７との分離はシート１２が定着ニップ部Ｎ
を通過した時点で行なわせた構成のものであるが、第５
図は加熱体１よりもフィルム移動下流側に配設した分離
ローラ２３の位置で行なわせるようにした装置例を示し
ている。

定着ニップ部Ｎを通過した記録材１２は分離ローラ２３
へ至るまで引続きフィルム７面に密着して搬送されてそ
の間にトナーの固化が進行し、分離ローラ２３の位置で
フィルム７面が分離されていく。

定着フィルム７はエンドレスベルト状に限らず、第６図
例のように有端のフィルムを用いた使い捨て、もしくは
巻戻し式のものとすることができる。１３はフィルム送
り出しローラ、１４はフィルム巻き戻しローラである。

この場合、シート１２が通過した後、加圧ローラ１０の
加圧を解除させるため、加熱体の振動等が大きく、この
ため温度検知素子６の位置ずれが生じやすいが加熱体１
と温度検知素子６を接着することで良好な当接が常に維
持された。

（発明の効果） 以上説明したように、フィルム加熱方式の定着装置にお
いて、加熱体の′ｆＡ調系の温度検知素子を加熱体に対
して接着剤で接着固定して配設することにより、温度検
知素子を加熱体に対して常に良い当接状態に保たせるこ
とができ、当接状態悪化に起因する温調不良等が排除さ
れ、装置の信頼性・耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例定着装置の構成略図。 第２図は乃至第４図は夫々他の実施例定着装置の要部拡
大図。 第５図・第６図は夫々更に他の実施例定着装置の構成略
図。 １は加熱体、２はアルミナ基板、３は発熱体層、４は加
熱体ホルダ、６は温度検知素子、１８・１９・２２は接
着剤、ｌＯは加圧ローラ、１１はトナー、１２は記録材
。 ％ １ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定支持された加熱体にフィルムを接触させて移
   動させ、該フィルムの加熱体側とは反対側の面に記録材
   を密着させてフィルムと共に加熱体位置を移動通過させ
   て加熱体からフィルムを介して記録材に熱エネルギーを
   与える定着装置であり、前記加熱体の温度検知素子を加
   熱体に接着剤で接着して具備させたことを特徴とする定
   着装置。