JPH08146796A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性のフィルムシートを介して未定着顕画
像に圧接させることにより加熱定着させる定着装置であ
って、消費電力の低減とウォームアップ時間の短縮を図
り、しかも、フィルムシートの駆動に必要な力が小さく
てよく、摺動部分がなく発熱体等の摩耗が生じるのを防
ぐ。 【構成】 耐熱性のフィルムシート６は、ハロゲンラン
プ４が発する赤外光を吸収して温度上昇する。このフィ
ルムシート６を回転駆動し、未定着顕画像のトナー２０
を担持した記録媒体２２をフィルムシート６に接触させ
つつ移動させて、トナー２０に熱を与えることにより定
着を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ、フ
ァクシミリ装置等の画像形成装置に用いられる定着装置
に係り、特に、赤外線を発するランプからの熱光線を利
用して、未定着顕画像を記録媒体に加熱定着させる定着
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子写真技術を用いた画像形
成装置における定着装置としては、ハロゲンランプを熱
源とする熱ローラ方式が多く採用されている。この熱ロ
ーラ方式による定着装置について、以下、図２を参照し
て説明する。この方式の定着装置は、熱源としてハロゲ
ンランプ１０２を内蔵した加熱ローラ１０４と、この加
熱ローラ１０４に圧接する加圧ローラ１０６とを備え、
ハロゲンランプ１０２の発光によって生じる放射熱を加
熱ローラ１０４が吸収して定着適正温度まで上昇し、矢
印方向に回転駆動される加熱ローラ１０４と加圧ローラ
１０６との間に、トナー画像１０８を担持した記録媒体
１１０を挟持搬送しつつ加熱することによって、トナー
画像１０８を記録媒体１１０に定着させるものである。
なお、加熱ローラ１０４に接するように温度センサ１１
２が取り付けられており、加熱ローラ１０４の温度を検
出することにより、ハロゲンランプ１０２に加える電力
量をフィードバック制御している。また、加熱ローラ１
０４の表面には、トナー及び記録媒体１１０が加熱ロー
ラ１０４に付着して巻き付くことを防止するためのフッ
素系樹脂等からなる剥離層１１４が形成されている。こ
のような熱ローラ方式による定着装置は、比較的に構造
が簡単であるという利点があるが、熱効率が悪く、ハロ
ゲンランプ１０２に導電を開始してから加熱ローラ１０
４がトナーの定着に適した所定温度に達するまでの時間
が長くかかるという問題があった。

【０００３】そこで、この問題を解消するために、固定
された加熱体の熱を、該加熱体に圧接しつつ搬送される
薄膜の耐熱性フィルムを介して、未定着画像が担持され
た記録材に付与することで、この未定着画像を加熱定着
させる方式が提案されている。この耐熱性フィルムを用
いた定着装置について、図３を参照して説明する。この
方式の定着装置は、抵抗発熱体２０２を内蔵し、外周部
にエンドレスベルト状の耐熱性定着フィルム２０４が巻
回張設された加熱体ユニット２０６と、この定着フィル
ム２０４を介して加熱体ユニット２０６に圧接するよう
に設けられた駆動加圧ローラ２０８とを備え、定着フィ
ルム２０４と駆動加圧ローラ２０８との間にトナー画像
２１０を加熱体ユニット２０６側に担持した記録媒体２
１２を搬入させる。そして、駆動加圧ローラ２０８を矢
印方向に回転駆動することにより、これに連動して定着
フィルム２０４は、記録媒体２１２の搬送速度と同速度
で矢印方向に回転駆動される。なお、加熱体ユニット２
０６は、定着フィルム２０４の回転を案内する断熱材２
１４と、抵抗発熱体２０２の温度を検出する温度センサ
２１６を有し、温度センサ２１６は抵抗発熱体２０２の
温度を検出し、その温度が設定温度範囲内に制御される
ように抵抗発熱体２０２への供給電力が調整されてい
る。

【０００４】このような構成において、トナー画像２１
０を加熱体ユニット２０６側に担持した記録媒体２１２
は定着フィルム２０４と駆動加圧ローラ２０８との間に
搬入され、定着フィルム２０４と重なった状態で加熱体
ユニット２０６から熱を受けてトナー画像２１０が定着
される。回転駆動される定着フィルム２０４は加熱体ユ
ニット２０６と駆動加圧ローラ２０８の圧接部を通過
後、急角度で走行方向が変化するため、定着済みの記録
媒体２１２は定着フィルム２０４から分離される。この
ような耐熱性定着フィルム２０４を用いた定着方式で
は、薄膜のフィルム２０４を用いるため、加熱体ユニッ
ト２０６の駆動加圧ローラ２０８との圧接部における温
度上昇が速く、定着に適した温度に達するまでに要する
時間が短くなり、また同時に、消費電力の低減も達成で
きる。また、熱源としてフラッシュランプが発光する赤
外線を用い、フラッシュランプからの光をトナーが吸収
することでトナー画像を定着するフラッシュランプ方式
の定着装置も知られている（例えば実開昭５９−６８３
７１号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような定着フィルム２０４を用いて加熱し定着する装
置では、定着フィルム２０４に抵抗発熱体２０２を接触
摺動させるようになっており、そのため、駆動加圧ロー
ラ２０８のトルクを大きくする必要があり、また、抵抗
発熱体２０２も磨耗を生ずるため、耐久性を増すには抵
抗発熱体２０２として磨耗に強い材質を用いなければな
らないという課題があった。また、上記のフラッシュラ
ンプ方式の定着装置は、トナーの密度によってフラッシ
ュランプ光の吸収率が異なるために、定着性にムラが生
じることがあった。本発明は、上述した問題点を解決す
るためになされたものであり、低消費電力であって、定
着に適した温度に達するまに要する時間が短いという利
点を損なうことなく、簡単な構成で耐久性を増すことが
でき、さらには、均一な定着が可能な定着装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明の定着装置は、光線を発するランプを
有し、未定着顕画像を担持した記録媒体にランプから発
せられた光線を照射して、未定着顕画像を前記記録媒体
に加熱定着させる定着装置において、ランプが発する光
線を吸収して温度上昇する耐熱性のフィルムシートと、
フィルムシートに記録媒体を接触させつつ搬送させる搬
送手段とを備えたものである。また、請求項２の発明の
定着装置は、請求項１記載の構成において、フィルムシ
ートが、ランプからの光線を受ける定着部において記録
媒体上の未定着顕画像に密着して、記録媒体と同速度で
搬送されるものである。また、請求項３の発明の定着装
置は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、フ
ィルムシートがカーボンを分散した樹脂材料からなるも
のである。

【０００７】

【作用】上記構成を有する請求項１の定着装置におい
て、ランプが発する光線が耐熱性のフィルムシートに吸
収されて熱に変換され、フィルムシートは温度上昇す
る。記録媒体に担持された未定着顕画像はフィルムシー
トに接触しつつ搬送され、これにより、未定着顕画像は
フィルムシートから熱エネルギーを受けて、溶融、定着
される。このとき、画像のトナー密度に関係なく均等に
熱エネルギーを受ける。フィルムシートが発熱体等と摺
動する部分がなく、磨耗を生じることがない。また、請
求項２の定着装置において、フィルムシートは、記録媒
体上の未定着顕画像の定着部において、この未定着顕画
像に密着して同速度で一体的に搬送されて熱が伝導され
るので、均等な定着作用が得られる。また、請求項３の
定着装置において、フィルムシートがカーボンを分散し
た樹脂材料でなり黒色とされているので、フィルムシー
トから熱エネルギーを効率良く受ける。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。図１は本実施例による定着装置の断
面図であり、記録媒体が挿入され定着が行われている状
態を示している。定着装置２は、ハロゲンランプ４と、
このハロゲンランプ４を取り囲むように回転可能に張設
されたエンドレスシート状の定着フィルム６とを備え、
この定着フィルム６は、定着部７を構成するための所定
の間隔をおいて設けられた保持ローラ８，１０と、テン
ションローラ１２と、駆動ローラ１４により巻回支持さ
れている。また、保持ローラ８，１０と対向して圧ロー
ラ１６，１８が配設されており、この圧ローラ１６，１
８と定着フィルム６との間に、未定着顕画像のトナー２
０を担持した記録紙等の記録媒体２２が不図示の搬送手
段により送り込まれる。記録媒体２２はトナー２０面が
上向きに送り込まれ、トナー２０面が定着フィルム６に
接触される状態となる。なお、回転駆動される定着フィ
ルム６と圧ローラ１６，１８とは、記録媒体２２を搬送
する手段としても機能している。また、ハロゲンランプ
４には、その発光の反射光がトナー２０の定着に寄与す
るように、反射光が定着部７を通る定着フィルム６に照
射されるようにするための反射板２４が配設されてい
る。

【０００９】定着フィルム６は、ハロゲンランプ４から
の光のうち、特に赤外線を吸収して、それを熱に変換
し、その熱をトナー２０に伝熱するものであるので、耐
熱性が必要であり、また、ハロゲンランプ４からの光
（赤外線）を効率よく吸収する必要があり、また、熱効
率を上げるために厚さ２０〜１００μｍの薄いものであ
ることが望ましい。従って、ある程度の強度と赤外線の
吸収特性の良い材料として、例えば、カーボンを分散し
たポリイミド樹脂材料などを使用することができる。ま
た、定着フィルム６の記録媒体２２側の面は、直接、ト
ナー２０と接触することから、離型性を良くするために
表面にフッ素樹脂層を設けた複合膜フィルムとすること
が好ましい。

【００１０】次に、上記のように構成された定着装置１
の動作を説明する。定着動作に入ると、ハロゲンランプ
４に通電されてハロゲンランプ４が発光し、駆動ローラ
１４が回転駆動されることにより定着フィルム６が矢印
方向に回転される。ハロゲンランプ４の赤外光は、反射
板２４からの光と共に保持ローラ８，１０間の定着部７
に照射され、定着部７を通過する定着フィルム６に吸収
され、熱に変換され、定着フィルム６の赤外光を受けた
部分は温度が上昇する。さらに、保持ローラ８，１０と
圧ローラ１６，１８との間に、トナー２０を担持した記
録媒体２２を搬送手段により搬入すると、記録媒体２２
は定着フィルム６と密着して同速度で搬送され、その間
に定着フィルム６から熱を受ける。これにより、トナー
２０の温度は上昇するので、トナー２０が溶融し、記録
媒体２２上に定着される。記録媒体２２は、保持ローラ
１０を通過後、定着フィルム６から分離する。また、定
着フィルム６の表面にフッ素樹脂層を設けることによ
り、トナー２０は定着フィルム６側に付着することなく
記録媒体２２側に残留したまま定着フィルム６から分離
される。すなわち、定着フィルム６上にトナー２０が付
着することがないので、そのトナー２０が圧ローラ１
６，１８側に転移することもなく、次に搬送される記録
媒体２２の裏側に圧ローラ１６，１８からトナー２０が
付着して汚れるということが防止される。

【００１１】上記実施例による定着装置１によれば、定
着フィルム６が薄膜状の部材であって熱容量が少ないの
で、ハロゲンランプ４による光を吸収して速やかに温度
上昇し、ハロゲンランプ４での電力消費が少なく、ハロ
ゲンランプ４に導電開始から定着に適した温度となるま
でに必要な時間が短くなる。また、定着フィルム６に発
熱体が接触しないため、定着フィルム６を駆動するため
の力が小さくてすみ、しかも、発熱体等の磨耗も生じな
い。また、トナー２０は、その密度に関係なく、均等に
加熱されるので、均一な定着が可能となる。

【００１２】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更を加えること
ができる。例えば、赤外線を効率よく放射できれば、ハ
ロゲンランプ４以外のランプを用いてもよく、キセノン
ランプを間欠駆動させるという構成をとってもよい。ま
た、駆動ローラ１４とテンションローラ１２は同一のロ
ーラで兼ねてもよい。また、定着フィルム６はカーボン
を分散したポリイミド樹脂材料の他にも、黒色系の色素
を含有したフィルム状素材であれば任意の材料を使用で
きる。

【００１３】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明に係る定着
装置によれば、ランプが発する光線を吸収して温度上昇
する耐熱性のフィルムシートに記録媒体を接触させつつ
搬送させて、未定着顕画像の定着を行うので、定着に適
した温度に達するまでに必要な時間を従来に比べて極め
て短くすることができ、さらに、消費電力も低くするこ
とができる。しかも、フィルムシートに発熱体が接触せ
ず摺動部分がないので、フィルムシートの駆動力が小さ
くてすみ、また、発熱体等の磨耗を生じることがなく、
耐久性の向上が図れる。また、未定着顕画像は、その密
度に関係なく加熱され、均等な定着を行うことができる
ので定着後の画質が非常に良好な画像を得ることができ
る。また、請求項２の発明に係る定着装置によれば、上
記の効果に加えて、フィルムシートが記録媒体上の未定
着顕画像に密着して、記録媒体と同速度で搬送されるの
で、ムラのない均等な定着を行うことができる。また、
請求項３の発明に係る定着装置によれば、フィルムシー
トがカーボンを分散した樹脂材料により構成されている
ので、効率良く温度上昇し、低消費電力とウォームアッ
プ時間の短縮の効果が顕著に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による定着装置の断面図であ
る。

【図２】従来の定着装置の一例を示す断面図である。

【図３】従来の定着装置の別の例を示す断面図である。

【符号の説明】

２ 定着装置 ４ ハロゲンランプ ７ 定着部 ６ 定着フィルム（フィルムシート） ２０ トナー ２２ 記録媒体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光線を発するランプを有し、未定着顕画
   像を担持した記録媒体に前記ランプから発せられた光線
   を照射して、前記未定着顕画像を前記記録媒体に加熱定
   着させる定着装置において、 前記ランプが発する光線を吸収して温度上昇する耐熱性
   のフィルムシートと、 前記フィルムシートに前記記録媒体を接触させつつ搬送
   させる搬送手段とを備えたことを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 前記フィルムシートは、前記ランプから
   の光線を受ける定着部において前記記録媒体上の未定着
   顕画像に密着して、該記録媒体と同速度で搬送されるこ
   とを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 【請求項３】 前記フィルムシートはカーボンを分散し
   た樹脂材料からなることを特徴とする請求項１又は請求
   項２に記載の定着装置。