JPH07295411A - 像加熱用フィルム及びその製造方法、及び像加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気誘導加熱用のフィルムにおいて熱効率の
向上と離型性の向上を図る。また簡易な方法で像加熱部
材を作成する。 【構成】 金属フィルム１の一方の面に低熱伝導性樹脂
層２ｂ、他方の面に離型性樹脂層２ａを設ける。また金
属フィルムの表面にディッピングまたはスプレーコート
によって樹脂の被覆を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁誘導を利用して渦
電流を発生させて加熱する像加熱装置に関し、特に、電
子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置に用いられ
未定着画像を定着する定着装置に好適な像加熱装置に用
いられる像加熱用フィルム及びその製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】加熱定着装置に代表される像加熱装置と
しては、従来から熱ローラー方式、フィルム加熱方式等
の接触加熱方式が広く用いられている。

【０００３】このような装置はハロゲンランプ、発熱抵
抗体に電流を流して発熱させ、ローラーやフィルムを介
してトナー像の加熱を行っている。

【０００４】特公平５−９０２７号公報では、磁束によ
り定着ローラーに渦電流を発生させジュール熱によって
発熱させることが提案されている。

【０００５】このように渦電流の発生を利用することで
発熱位置をトナーに近くすることができ、ハロゲンラン
プを用いた熱ローラーよりも消費エネルギーの効率アッ
プが達成できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法で
は、定着ローラーという熱容量の大きなものを加熱する
ため、効率の良いものでもクイックスタートができるも
のではなかった。また、特公平５−９０２７号公報では
円筒体に渦電流を発生させジュール熱を発生させると、
励磁コイル、励磁鉄芯が昇温して磁束の量が減ってしま
い発熱が不安定となったり、また昇温が大きいと励磁コ
イルの劣化を生じてしまうという問題があったり、また
ローラー内部への放熱により熱効率も充分ではなかっ
た。

【０００７】また特公平５−９０２７号公報には、トナ
ーのオフセット対策については何ら記載されていない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の像加熱用フィルムは、金属フィルムの一方の面
に低熱伝導性樹脂層、他方の面に離型性樹脂層を有する
ことを特徴とするものである。

【０００９】また本発明の像加熱用フィルムの製造方法
は、金属フィルムの表面にディッピングまたはスプレー
コートによって樹脂の被覆を行うことを特徴とするもの
である。

【００１０】更にまた本発明の像加熱装置は、金属フィ
ルムを備えた像加熱用フィルムと、この像加熱用フィル
ムの一方の面側に設けられた励磁コイルと、この励磁コ
イルにより発生する磁束により前記像加熱用フィルムを
発熱させ、この像加熱用フィルムの熱により記録材上に
担持された未定着トナー像を加熱する像加熱装置におい
て、前記像加熱用フィルムは、前記金属フィルムの前記
励磁コイル側の面に低熱伝導性樹脂層を、他方の面に離
型性樹脂層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８は、本発明を用いた電子写真プリンタ
の断面を示すものである。

【００１３】３は有機感光体やアモルファスシリコン感
光体で形成された感光体ドラム、４はこの感光体ドラム
３に一様な帯電を行うための帯電ローラー、８は不図示
の画像信号発生装置からの信号をレーザー光のオン／オ
フに変換し感光体ドラム３に静電潜像を形成するレーザ
ー光学箱である。６はレーザー光、７はミラーである。
感光体ドラム３の静電潛像は現像器５によってトナーを
選択的に付着させることで顕像化される。一方、給紙カ
セット１１から給紙ローラー１０によって送り出された
記録材である紙葉体（不図示）は、感光体ドラム３の静
電潜像と同期するように転写ローラー９と感光体ドラム
３との間に送り込まれる。転写ローラー９は紙葉体の背
面からトナーと逆極性の電荷を供給することで、感光体
ドラム３上のトナー像を紙葉体上に転写する。こうし
て、未定着のトナー像を載せた紙葉体は像加熱装置であ
る定着器１３で熱と圧を加えられて、紙葉体上に永久固
着させられて、排紙トレーへと排出される。感光体ドラ
ム上に残ったトナーや紙粉といったものはクリーナー１
２によって除去され、感光体ドラムは帯電以降の工程を
くりかえす。

【００１４】次に図６を基に本実施例の定着器について
説明する。

【００１５】図６は、定着器の断面図である。

【００１６】円筒状の像加熱用フィルムである定着フィ
ルム１５は矢印の方向に回転し、フィルムガイド１６に
よってニップ部への加圧とフィルムの搬送安定化が図ら
れている。

【００１７】さらにフィルムガイド１６は、高透磁率の
コア１７とコイル１８を支持する働きも持つ。高透磁率
コア１７はフェライトやパーマロイといったトランスの
コアに用いられる材料を用いるが、より好ましくは、１
００ｋＨｚ以上でも損失の少ないフェライトを用いるの
がよい。

【００１８】コイル１８には励磁回路１９が接続されて
おり、この回路（不図示）は２０ｋＨｚから５００ｋＨ
ｚの高周波をスイッチング電源で発生させるようになっ
ている。

【００１９】２０は定着フィルム１５を介してフィルム
ガイド１６を押圧する加圧ローラーで、この加圧ローラ
ー２０と定着フィルム１５で形成されたニップＮに未定
着トナー２２をのせた紙葉体２１を通すことで加熱定着
を行う。

【００２０】次に定着器の加熱原理を図７で説明する。
励磁回路１９によって励磁コイルに印加される電流で発
生する磁束は、高透磁率コア１７に導かれてニップＮ内
で定着フィルム１５の金属フィルム層１に磁束２３と渦
電流２４を発生させる。この渦電流２４と金属フィルム
１の固有抵抗によって熱が発生する。この熱を紙葉体２
１に供給し、トナーを溶融させた後、冷却して永久固着
像とする。

【００２１】この様な構成で、本実施例に用いられる定
着フィルムは図１に示す断面構成をとる。

【００２２】１は定着フィルム１５の基層となる金属フ
ィルムであり、ニッケル、鉄、ステンレスといった強磁
性体の金属を用いるとよい。

【００２３】２ａはシリコーン樹脂、フッ素樹脂、シリ
コーンゴム、フッ素ゴム等の離型性且つ耐熱性の良い樹
脂層でフィルムの表面に設けられている。

【００２４】２ｂはフッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリ
アミド樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、液晶ポリマ
ー、フェノール樹脂等の耐熱性の良い樹脂層である。

【００２５】定着フィルム１５の金属フィルム１には、
非磁性の金属でも良いが、より好ましくは磁束の吸収の
良いニッケル、鉄、磁性ステンレス等の金属がよい。そ
の厚みは次の式で表される表皮深さより厚くかつ２００
μｍ以下にすることが好ましい。

【００２６】表皮深さσ（ｍ）は、励磁回路の周波数ｆ
（Ｈｚ）と透磁率μと固有抵抗ρ（Ωｍ）で

【００２７】

【外１】 と表される。

【００２８】これは電磁誘導で使われる電磁波の吸収の
深さを示しており、これより深いところでは電磁波の強
度は１／ｅ以下になっており、逆に言うとほとんどのエ
ネルギーはこの深さまでで吸収されている。

【００２９】２００μｍを越えると金属の硬さが目立ち
始めフィルムとしての駆動がしづらくなる。また熱容量
も大きくなり室温から急速に温度を上げて数秒間で定着
可能にするようなことができなくなる。

【００３０】樹脂層２ａは厚さ５μｍ以上２５μｍまで
の離型性の良いものを用いる。

【００３１】２５μｍ以上厚くすることは、熱伝導を悪
化させ、また塗膜の強度が低下したり、一回の工程で作
れないとか材料が多くかかるといった問題の割にメリッ
トが無くなる。一方５μｍ以下は塗膜のムラで離型性の
悪い部分ができたり、耐久性が不足するといった問題が
生じる。

【００３２】樹脂層２ｂは厚さ１０μｍ以上１ｍｍ以下
の熱伝導性の低いものが好ましい。１０μｍ未満では断
熱の効果が得られず、また耐久性も不足する。１ｍｍを
越えると高透磁率コア１７から遠ざかり、磁束が十分金
属フィルム層１に吸収されなくなる。断熱性は樹脂の厚
さに影響するため、厚さを変えれば金属フィルムの内
側、外側両面に同じ樹脂を用いることが可能である。

【００３３】このように、本実施例では紙葉体に近い金
属フィルム１を直接発熱させ、かつ薄い離型性樹脂層２
ａを介して紙葉体に伝達しやすくするとともに、発生し
た熱がフィルム内側に向かわないように断熱するもので
ある。

【００３４】これにより本実施例は、定着フィルムの内
面の樹脂層がフィルムの移動をスムーズにするために、
フィルムのガイド部材との摩擦を少なくすることができ
る。

【００３５】また本実施例は、フィルムの内面から熱が
交番磁界を発生させるコイルに伝わることを防止し、昇
温による磁束の減少やコイルの劣化を防止できる。

【００３６】さらには、本実施例は金属フィルム外面の
耐熱樹脂層によってトナーとの離型性を得ることがで
き、トナーのオフセットを防止することができる。

【００３７】また、一方で効率的に見ると、本実施例は
金属フィルム自身が発熱するためエネルギーの変換ロ
ス、熱伝導によるロスといったものがなく、また発生し
た熱は熱勾配で外面に向かって流れ、発生した熱の大半
が紙葉体に流れるため効率がよい。

【００３８】次に定着フィルムの製造方法について説明
する。

【００３９】前述実施例に用いられる定着用フィルムは
下記のようにして作られる。

【００４０】図４は金属上に樹脂層を形成する際の工程
を説明するものである。

【００４１】金属フィルム１は電気鋳造法や圧延法で作
られる。この金属フィルム１表面には通常、油や塵が付
着しているので、まず洗浄（２８）を行う。その後耐熱
樹脂２と金属フィルム１との接着強度を得るために、通
常はプライマ処理（２９）と呼ばれるポリアミドイミド
やＰＰＳの接着層の塗工を行う。このあと乾燥（３０）
を行い更に、フッ素樹脂やシリコーン樹脂等の耐熱樹脂
の塗装（３１）を行う。その後乾燥（３２）して溶剤を
とばしたのちに、耐熱樹脂が架橋ないし、溶融の生じる
温度で焼成（３３）を行い塗膜にしたのち、徐々に冷却
（３４）して取り出す。

【００４２】次に樹脂の塗装について説明する。

【００４３】図２は金属フィルム１の内面外面とも同一
の耐熱樹脂で被覆可能な場合に用いられる方法でプライ
マ処理も耐熱塗料の被覆も溶液層に漬ける（ディッピン
グ）ことで行う。

【００４４】この方法を用いれば、マスキングが必要な
く容易に樹脂層の形成が可能である。

【００４５】図３はスプレーガン２５ａ、２５ｂを用い
て同時に同じ塗料を塗るものである。これもマスキング
が必要なく容易に樹脂層の形成が可能である。

【００４６】例えばフッ素樹脂のような耐熱性、摺擦
性、離型性の良い材質の場合、内面、外面で厚さを変え
ることでこのように内面外面とも同一の材質で形成する
ことが可能となる。

【００４７】逆に図５は内面外面を異なる樹脂で形成す
る方法を示している。図５（ａ）は金属フィルム１の複
数本を支持棒２６に通し、マスキングなしでスプレガン
２５を矢印のごとく往復させることで塗装するものであ
る。これによって外面には離型性の良い耐熱樹脂層を形
成することが可能となる。一方図５（ｂ）は内面を摺動
性の良く、かつ熱伝導の悪い樹脂をスプレーガン２５用
いて塗布するものである。このように、内面外面を異な
る樹脂を使うことで最も目的に適した材料を使うことが
でき、定着器の寿命を延ばしたり、熱効率を向上させた
りすることが可能となった。例えば外面には離型性の良
いフッ素樹脂、シリコーン樹脂等を使用し、内面にはポ
リイミドや、ポリアミドイミドなどの高耐熱で強度が高
く、熱伝導性の悪く、表面がなめらかに形成できる樹脂
を使用すると良い。

【００４８】このように本実施例は金属フィルムの表面
にディッピング、スプレー塗装によって耐熱樹脂の被覆
を施すものであるが、フィルムはローラーのように両端
にフランジ部や絞り部をもたないために、マスキングな
しで塗装することが可能であり、またフィルムを並べて
マスキングなしで塗装することも可能である。特に内外
両面とも同一樹脂でよい場合は同時に塗装可能であるた
めマスキングの必要が全く無く、また塗装時間も短縮で
きる。

【００４９】図３、図５の方法は耐熱樹脂塗装のみなら
ずプライマ処理にも使用可能である。またプライマ処理
は、接着剤を塗布するものであったが、その他エッチン
グによって金属表面を荒らして接着剤を使わずに、耐熱
樹脂自身のアンカー効果で金属表面との接着強度を得る
ことも可能である。

【００５０】尚、耐熱樹脂の塗布方法はディップ法、ス
プレー法だけでなく同様の方法であれば本発明に適用可
能である。

【００５１】図９、図１０、図１１は本発明の他の実施
例を示すものである。図１１は本実施例の定着フィルム
を定着装置に組み込んだ状態を示すもので、定着フィル
ムの両端は移動中、回動規制板３７と当接することで定
着フィルムの寄りが規制される。従って本実施例の定着
フィルムは、図９に示される様に定着用フィルム１５の
両端面に樹脂の被覆を施しリブ３５を形成することで、
フィルムの端面の補強を行うとともに、フィルム１５の
端面が回動規制手段と摺擦する際にこの規制板と摺擦し
て規制板を摩耗させて、摩耗紛で機内や画像を汚染した
りフィルム１５への摺擦力の増大をおこして破損を招く
ことを防止している。このリブ３５は図２に示したディ
ップ法によって樹脂を端部にだけ塗工してもよい。ある
いは、あらかじめ図１０の様に溝３６を入れた摺動性の
よい樹脂でできた環を接着で付けてもよい。

【００５２】以上の説明ではエンドレスの円筒フィルム
を用いて説明したが巻きとり式のフィルムであっても実
施可能である。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱損失を防止すると共に発熱を安定化させることがで
き、また離型性も向上するため良好な像加熱を行うこと
ができる。

【００５４】また本発明によれば極めて容易に樹脂が被
覆され像加熱部材を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いられる定着用フィルムの断面図。

【図２】本発明に用いられる定着用フィルムのディップ
塗装工程を示す図。

【図３】本発明による定着用フィルムのスプレー塗装工
程を示す図。

【図４】本発明による定着用フィルムの製造フローチャ
ート。

【図５】本発明による定着用フィルムの別の塗装工程を
示す図。

【図６】本発明による定着用フィルムを用いた定着器の
断面図。

【図７】本発明による定着器の発熱メカニズムを示す
図。

【図８】本発明による定着器を用いた電子写真プリンタ
の断面図。

【図９】本発明による別の定着用フィルムの構成図。

【図１０】本発明による更に別の定着用フィルムを示す
図。

【図１１】本発明による別の定着用フィルムを用いた定
着器の斜視図。

【符号の説明】 １ 金属フィルム ２、２ａ、２ｂ 耐熱樹脂層 １５ 定着フィルム １６ フィルムガイド １７ 高透磁率コア １８ コイル １９ 励磁回路 ２０ 加圧ローラー ２１ 紙葉体 ２２ トナー ２３ 溶液槽 ２４ 耐熱樹脂溶液 ２５ スプレーガン

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属フィルムの一方の面に低熱伝導性樹
   脂層、他方の面に離型性樹脂層を有することを特徴とす
   る像加熱用フィルム。
2. 【請求項２】 前記定着用金属フィルムは円筒状である
   ことを特徴とする請求項１の像加熱用フィルム。
3. 【請求項３】 前記像加熱用フィルムは端部に補強用の
   樹脂を有することを特徴とする請求項１及び２の像加熱
   用フィルム。
4. 【請求項４】 金属フィルムの表面にディッピングまた
   はスプレーコートによって樹脂の被覆を行うことを特徴
   とする像加熱用フィルムの製造方法。
5. 【請求項５】 前記樹脂の被覆は前記金属フィルムの両
   面に行うことを特徴とする請求項４の像加熱用フィルム
   の製造方法。
6. 【請求項６】 前記樹脂の被覆の前に前記金属フィルム
   にプライマ処理を施すことを特徴とする請求項４及び５
   の像加熱用フィルムの製造方法。
7. 【請求項７】 金属フィルムを備えた像加熱用フィルム
   と、 この像加熱用フィルムの一方の面側に設けられた励磁コ
   イルと、 この励磁コイルにより発生する磁束により前記像加熱用
   フィルムを発熱させ、この像加熱用フィルムの熱により
   記録材上に担持された未定着トナー像を加熱する像加熱
   装置において、 前記像加熱用フィルムは、前記金属フィルムの前記励磁
   コイル側の面に低熱伝導性樹脂層を、他方の面に離型性
   樹脂層を有することを特徴とする像加熱装置。