JPH07219362A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィルム移動の定着装置において、記録材の
カールを防止する。 【構成】 加熱体２４と加圧ローラ２９の記録材移動方
向における相対位置を調節可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【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有し、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、第１に所定温度に立ち
上げるまで画像形成動作を禁止する時間、いわゆるウエ
イトタイムがかなり長く必要であり、第２に熱容量が必
要なため比較的大きな電力が必要であり、第３に回転ロ
ーラでローラ温度が高温のため耐熱特殊軸受けが必要で
あり、第４にローラに直接手が触れる構成となり危険が
あるため保護部材が必要であり、第５にローラ定着温度
及び曲率により記録部材がローラに巻き付いてジャム発
生原因となる、などの欠点があった。

【０００３】本発明で対象とするフィルム加熱方式の定
着方式は、上記の熱ローラ定着方式やその他に知られる
ベルト駆動方式、フラッシュ定着方式、オープン定着方
式等の熱定着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、省力化（クイックスタ
ート性）になり、定着点と分離点が別々に設定できる
ためオフセットが防止され、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。

【０００４】本出願人の先の提案に係る例えば特開昭６
３−３１３１８２号公報に開示の方式・装置等がこれに
属し、薄肉の耐熱フィルム（シート）と、このフィルム
の移動駆動手段と、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、他方面側にこの加熱
体に対向して配置され加熱体に対してフィルムを介して
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
部材等を有している。フィルムは少なくとも画像定着実
行時は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し、記
録材は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することにより記
録材の顕画像担持面がフィルムを介して加熱体で加熱さ
れ顕画像に熱エネルギーが付与され硬化、溶融される。
次いでフィルムと記録材を離間、或は、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が行わ
れる。

【０００５】このようなフィルム加熱方式の定着装置で
は、記録材の移動通過方向と交差する方向を長手とする
通電発熱層が設けられており、この通電発熱層の長手両
端子部の通電用電極間に電圧が印加されることで発熱層
の有効全長域の各部が単位長さ当りの発熱量をもって発
熱する。この発熱層の有効全長域は、定着装置を組込ん
だ画像形成装置に供給して使用できる最大サイズの記録
材の幅（最大幅、最大サイズ幅）に対応した長さを有し
ている。

【０００６】定着実行時には、使用記録材のサイズ幅の
大小にかかわりなく発熱層の有効全長域が単位長さ当り
の所定の発熱量をもって通電発熱する。

【０００７】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら上記
従来例のようなフィルム加熱方式の定着方式には次のよ
うな欠点があった。

【０００８】つまり低熱容量の加熱体を用い瞬間的にフ
ィルムを介して記録材に熱エネルギーを与え画像を定着
させるため、起動直後は加圧部材との温度差が大きく記
録材がカールしやすくなる。

【０００９】また定着フィルムを挟んで加熱体と加圧部
材との圧接によって定着ニップ部が形成されるため、加
圧部材と対向する加熱体の外形状によっては記録材にカ
ールやシワ等が発生するという問題があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、加熱体と、この加熱体と摺動するフィルム
と、このフィルムの上記加熱体とは反対側の面に圧接し
移動する加圧部材と、を有し、上記フィルムと上記加圧
部材の圧接部に未定着トナー像を担持した記録材を通し
て未定着トナーを定着する定着装置において、上記加熱
体と上記加圧部材の記録材の移動方向における相対位置
を調節する調節手段を有することを特徴とするものであ
る。

【００１１】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の実施例について
説明する。

【００１２】図１及び図２は本発明を適用した定着装置
１７を備えた画像形成装置の概略図で、図１は通常の使
用状態を示し、図２は記録材のジャム処理や清掃、部品
の交換等のため装置本体を記録材の搬送路（一点鎖線）
を境に分割して開放した状態を示している。

【００１３】まず図１を基に画像形成動作について簡単
に説明する。

【００１４】原稿台１に載置された原稿Ｏは光源２及び
反射ミラー３を備えた第１走査手段によりａ方向に走査
され、走査された原稿からの反射光は反射ミラー４、５
を備えた第２走査手段、レンズ６及び反射ミラー７、
８、９を介して帯電装置１０で帯電された感光体１１に
至る。感光体上に形成された潜像は現像装置１２により
トナーで現像され、顕画化されたトナー像は図面の一点
鎖線上をローラ対１３、１４によって搬送されてくる記
録材Ｐに転写装置１５により転写される。未定着トナー
像が載置された記録材は搬送ベルト１６により搬送され
定着装置１７に至り、未定着トナーが記録材に定着され
る。

【００１５】定着が行われた記録材は排紙ローラ１８に
より機外に排出され排紙トレイ１９上に積載される。
尚、転写後の感光体表面に付着したトナーはクリーニン
グ装置２０によって除去される。

【００１６】次に定着装置について図３を基に説明す
る。

【００１７】図３は定着装置１７の拡大構造図である。
記録材の搬送路に沿って二分割できる第１のユニット
は、エンドレスフィルム状の定着フィルム２１が、互い
に並行な駆動ローラ２２と従動ローラ２３とこの両ロー
ラ間の下方に固定支持させて配設した低熱容量線状加熱
体２４の間に懸回張設してある。ここで加熱体と加圧ロ
ーラの相対位置を変える第１ユニット側の調節手段につ
いて説明すると、第１ユニットの枠体２５の長穴には後
述する第２ユニットに嵌合する位置決めピン２６が記録
材の長手方向の幅よりも外側の前と奥の２ケ所にビス２
７、２８で固定されており、ビス２７、２８をゆるめる
ことで位置決めピン２６の位置を記録材の搬送方向と同
方向に移動させ調整固定できる。第１ユニットの枠体
は、本体上枠体１００ａに固定されている。

【００１８】従動ローラ２３は定着フィルム２１のテン
ションローラを兼ねさせてあり、定着フィルム２１は駆
動ローラ２２の時計方向の回転駆動にともない時計方向
に所定の周速度をもってシワや蛇行、速度遅れなく回転
駆動される。第２ユニットは、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
２９と、記録材を定着装置に案内するガイド部材３０
と、記録材を排紙方向に案内するガイド部材３１と、記
録材巻き込み防止部材３２で構成され、それぞれは前、
奥の枠体３３に固定されている。また第２ユニット側の
調節手段について説明すると、第１ユッニトの位置決め
ピン２６を受ける嵌合用の前溝、奥溝３４の２ケ所が設
けられた前、奥の枠体３３は、本体下枠体１００ｂに固
定された前、奥の２ケ所の軸３５を支点として回動自在
且つスライド自在に配置されている。

【００１９】上枠体１００ａを閉じた時、第１ユニット
の位置決めピン２６が第２ユニットの嵌合溝に入り、第
２ユニットは案内され定着装置のニップと加圧が完了す
る。また、第２ユニットは、本体下枠体１００ｂに対し
て回動自在且つスライド自在に配置してあるので記録材
のジャム処理後等で上枠体を閉じる場合、本体の歪みや
部品単体の寸法のバラツキも吸収し、加圧最適位置より
も余分に上枠体を閉じるストローク分も吸収することが
できるため、常に位置決めピン２６で調整した位置で定
着装置のニップと加圧を設定できる。圧縮スプリング３
６は、第２ユニットの枠体３３を図中上部方向に加圧し
ている。前記のエンドレスベルト状定着フィルム２１の
下方側フィルム部分は加熱体２４の下面に対して付勢手
段である圧縮スプリング３６により例えば総圧４〜７Ｋ
ｇの当接圧をもって対向圧接させてあり、記録材Ｐの搬
送方向と同方向で時計方向に回転する。図４は、図３の
定着装置の断面図で、加圧ローラ２９に当接させている
清掃ローラ３７は軸受け３８、圧縮スプリング３９を介
して入口ガイド３０の下部付近に支持されている。清掃
ローラ３７の表面は現像剤の付着し易い耐熱フェルト等
である。加圧ローラ２９が回転すると同方向に回転す
る。入口ガイド３０は、前、奥の枠体３３に対して着脱
可能な構成となっており、清掃ローラ３７の交換時には
入口ガイド３０を離脱して清掃ローラ３７を容易に交換
することができる。回転駆動されるエンドレスベルト状
の定着フィルム２１は繰り返してトナー画像の加熱定着
に使用されるので、耐熱性、離型性、耐久性に優れ、１
００μｍ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、ＰＥＳ、ＰＦＡなどの耐熱樹
脂の単層フィルム、或は２０μｍ厚のフィルムの少なく
とも画像当接面側にＰＴＦＥ（４フッソエチレン樹
脂）、ＰＡＦ等のフッソ樹脂に導電材を添加した離型性
コート層を１０μｍ厚に施した複合層フィルムなどであ
る。

【００２０】加熱体としての低熱容量線状加熱体２４
は、本例のものは、定着フィルム横方向（定着フィルム
２１の走行方向に直角な方向）を長手とする横長の剛
性、高耐熱性、断熱性を有するヒータ支持体２４ａと、
この支持体の下面側に下面長手に沿って一体に取り付け
保持させたヒータ基板２４ｂを有してなる。このヒータ
基板２４ｂには、後述するように、通電発熱層２４ｃ、
この通電発熱層２４ｃ（加熱体２４）の長手に関する発
熱（加熱）範囲を所要に限定するための分岐回路、通電
用電極、温度センサー（温度検知素子）２４ｄ等を具備
させてある。ヒータ支持体２４ａは加熱体２４の全体強
度を確保する役目をするものであり、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、また
はこれらの樹脂とセラミックス、金属、ガラス等との複
合材等で構成できる。ヒータ基板２４ｂは耐熱性且つ電
気絶縁性を有するもので、一例として、厚み１ｍｍ、幅
１０ｍｍ、長さ３４０ｍｍのアルミ基板が用いられてい
る。

【００２１】発熱層２４ｃは、一例として、基板２４ｂ
のフィルム摺動側である下面の略中央部に長手に沿って
銀パラジュウム等の電気抵抗材を幅１ｍｍ塗工（スクリ
ーン印刷）して具備させた線状もしくは帯状の低熱容量
の通電発熱層である。温度センサー２４ｄは、通電発熱
層２４ｃを設けた側とは反対側の基板２４ｂ面に配置接
着してある。本例では基板２４ｂの温度を加熱体２４の
温度として温度センサー２４ｄで検知させている。

【００２２】又、本実施例では定着装置よりも記録材搬
送方向上流側の定着装置よりに記録材の先端、後端を検
知する検知センサー（不図示）を設けてあり、このセン
サー記録材検知信号により発熱体２４ｃに対する通電期
間が制御され、記録材Ｐが定着装置を通過している必要
期間だけ通電されるように制御される。

【００２３】次に定着動作について説明する。

【００２４】画像形成スタート信号により画像形成装置
が像形成動作して転写部側から定着装置１７へ搬送され
た未定着トナー画像Ｔを上面に担持した記録材Ｐの先端
が定着装置よ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２１の回動（又は走
行）が開始され、記録材Ｐはガイド３０に案内されて加
熱体２４と加圧ローラ２９との圧接部（定着ニップ部）
の定着フィルム２１と加圧ローラ２９との間に侵入し
て、未定着トナー画像面が面移動状態の定着フィルム２
１の下面に密着して面ズレやしわ寄りを生じることなく
移動する定着フィルム２１と一緒の重なり状態で加熱体
２４と加圧ローラ２９との定着ニップ部Ｎを挟圧力を受
けつつ通過して行く。Ｗは加熱体下面部に設けてある発
熱体２４ｃの幅寸法であり、発熱体２４ｃは加熱体２４
の下面と加圧ローラ２９の上面との相互圧接幅領域内、
すなわち定着ニップ部Ｎの幅領域内に存在している。記
録材Ｐのトナー画像担持面は定着フィルム面に押圧密着
状態で定着ニップ部Ｎを通過していく過程で発熱体２４
ｃの熱を定着フィルム２１を介して受け、トナー画像が
高温溶融して記録材Ｐ面に軟化接着化Ｔａする。本例装
置の場合は記録材たるシートＰと定着フィルム２１との
分離はシートＰが定着ニップ部Ｎを通過して出た時点で
行わせている。

【００２５】この分離時点において溶融トナーＴａの温
度はま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Ｐと定着フィルム２１と
の結合力（接着力）は小さいのでシートＰは定着フィル
ム２１面へのトナーオフセットをほとんど発生すること
がなく、又分離不良で定着フィルム２１面にシートＰが
接着したまま巻き付いてジャムしてしまうこともなく、
常にスムーズに分離して行く。そしてガラス転移点より
高温の状態にあるトナーＴａ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。

【００２６】定着フィルム２１と分離されたシートＰは
ガイド３１で案内されて排紙ローラ対へ至る間にガラス
転移点より高温のトナーＴａの温度が自然高温（自然冷
却）してガラス転移点以下の温度になって固化Ｔｂする
に至り、画像定着済みのシートＰが出力される。

【００２７】次に加熱体と加圧ローラの位置調整につい
て図５を基に説明する。前述したように加熱体と加圧ロ
ーラの記録材の移動方向における相対位置は調節手段に
より調節可能となっている。

【００２８】図５は本例の定着ニップ部の拡大図であ
る。（ａ）は位置決めピン２６を調整中心位置で固定し
たときの定着ニップの状態である。低熱容量線状発熱体
２４の外形状は記録材Ｐの排出側に斜面が設けられてお
り、最適な定着ニップ形状を形成しやすくしてある。位
置決めピン２６を調整中心より右側で固定したとき、定
着ニップ形状は（ｂ）のようになる。このような状態の
とき、記録材Ｐは下方向にカールしやすくなる。逆に位
置決めピン２６を調整中心より左側で固定したとき、定
着ニップ形状は（ｃ）のようになる。このような状態の
とき、記録材Ｐは上方向にカールしやすくなる。

【００２９】このように位置決めピン２６の位置を左右
に調整することにより定着ニップ形状が調整され、記録
材Ｐのカール方向及びカール量を調整することができ
る。また環境によって記録材のカール状態は変化するの
で環境変動のためにもこのように調節手段を設けること
は有効である。

【００３０】次に図６を基に本発明の他の実施例につい
て説明する。

【００３１】図６は上述の実施例において、位置決めピ
ン２６を４０のようにラックを備えた位置決めピンに変
更したもので、この位置決めピンは第１ユニットの枠体
に取り付けられたギア４１とモーターギア４２を介して
モーター４３と接続されており、モーター４３を正転、
逆転させることによって位置決めピン４０の位置を調整
可能としている。

【００３２】４４は記録材の種類（普通紙、厚紙、ＯＨ
Ｐ用紙等）を選択する選択手段としての選択スイッチで
あり、４５はこの選択スイッチ４４からの出力信号に基
づきモーター４３の駆動（回転）量を判別しモーター４
３を駆動する制御手段である。

【００３３】つまり、ある種の記録材において最適なニ
ップ形状を形成するように、ユーザーが選択スイッチ４
４を操作すると、その選択スイッチ４４からの出力信号
が制御手段４５に入力され、この入力信号に基づき制御
手段４５は予めセットされた加熱体２４と加圧ローラ２
９との相対位置になるようにモーター４３を作動する。

【００３４】その結果、加熱体２４と加圧ローラ２９の
相対位置が変化し、記録材のカールを抑えるような位置
に加圧ローラ２９が自動的にセットされる。

【００３５】また、加熱体２４と加圧ローラ２９との相
対位置の設定は不図示の記録材のサイズ検知手段と連動
させることにより自動的に最適な相対位置を選択させる
ことも可能である。

【００３６】このように本実施例によれば、記録材の種
類を選択することで自動的に加熱体と加圧ローラの相対
位置が変化するので、スイッチ１つで記録材の種類に応
じたニップ形状とすることができ、記録材の種類が変わ
っても極めて容易にその記録材のカール防止を行うこと
ができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、定
着装置のニップ形状を調節できるので、記録材のカール
状態を調整することができ、排出される記録材の積載性
を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した定着装置を具備した画像形成
装置の断面図。

【図２】図１の装置を開放した状態を示す図。

【図３】図１の定着装置を示す図。

【図４】図１の定着装置の部分拡大図。

【図５】図１の定着装置のニップ部拡大図。

【図６】本発明の他の実施例である定着装置を示す図。

【符号の説明】

２１ 定着フィルム ２４ 加熱体 ２６ 位置決めピン ２７ ビス ２８ ビス ２９ 加圧ローラ ３４ 嵌合溝 ３５ 固定軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱体と、この加熱体と摺動するフィル
   ムと、このフィルムの上記加熱体とは反対側の面に圧接
   し移動する加圧部材と、を有し、上記フィルムと上記加
   圧部材の圧接部に未定着トナー像を担持した記録材を通
   して未定着トナーを定着する定着装置において、 上記加熱体と上記加圧部材の記録材の移動方向における
   相対位置を調節する調節手段を有することを特徴とする
   定着装置。
2. 【請求項２】 記録材の種類を選択する選択手段を有
   し、上記調節手段は上記選択手段からの出力に基づき、
   上記加熱体と上記加圧部材の記録材の移動方向における
   相対位置を自動的に調節することを特徴とする請求項１
   の定着装置。