JPH08339131A - 加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィルム加熱方式の加熱装置について、耐熱
性フィルム３５を挟ませて加熱部材３３と加圧部材３６
との間に形成させる圧接ニップ部Ｎを、十分な加熱性能
・定着性能、安定したフィルム・被加熱部材搬送性能を
確保するに必要十分な所定のニップ幅・圧接力をもっ
て、且つそのニップ幅・圧接力が圧接ニップ部の長手に
沿って略均一分布であるようにすることを可能にする、
また非通紙部昇温現象の防止もしくは緩和を可能にする
こと。 【構成】 加熱部材支持体３４の長手に渡って該加熱部
材支持体の加圧撓みを防止する補強部材３９が配置され
ていること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱装置及び画像形成
装置に関する。

【０００２】より詳しくは、支持体に固定支持させた加
熱部材と加圧部材とをその間に耐熱性フィルムを挟ませ
て加圧圧接させ、その圧接ニップ部の耐熱性フィルムと
加圧部材との間に被加熱部材を導入して耐熱性フィルム
と一緒に該圧接ニップ部を移動させることで加熱部材の
熱エネルギーを耐熱性フィルムを介せて被加熱部材に付
与する加熱装置に関する。

【０００３】また該加熱装置を、被記録材上の画像を加
熱処理する像加熱装置として備えた画像形成装置に関す
る。

【０００４】

【従来の技術】例えば、プリンタ・複写機・記録装置・
ファクシミリ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作像原理・プロセスの画像
形成手段部（記録部）にて被記録材（転写材・静電記録
紙・エレクトロファックス紙・印刷紙・印字用紙等）に
目的の画像情報に対応した未定着画像を形成担持させ、
これを加熱処理して未定着画像を被記録材に加熱定着さ
せて画像形成物を得る、あるいは画像を仮定着させる、
画像形成物の艶等の表面性を改質させる等のための像加
熱装置としては、熱ローラ方式の加熱装置が広く使われ
てきた。

【０００５】また最近では、フィルム加熱方式の加熱装
置が提案され、実用化されている（特開昭６３−３１３
１８２号公報・特開平１−２６３６７９号公報・特開平
２−１５７８７８号公報・特開平４−４４０７５〜４４
０８３号公報・特開平４−２０４９８０〜２０４９８４
号公報）。

【０００６】（ａ）熱ローラ方式の加熱装置 図１０は熱ローラ方式の像加熱装置の一例の構成略図で
ある。

【０００７】すなわち、内部にハロゲンヒータ等の熱源
Ｈを備え所定の定着温度に温調管理される金属製の熱ロ
ーラ２１と、これに圧接する弾性を有する加圧ローラ２
２を基本構成とし、この一対のローラ２１・２２を回転
させて該両ローラ対の圧接ニップ部（定着ニップ部）Ｎ
に画像形成手段部Ａからの被加熱部材としての被記録材
Ｐを供給して定着ニップ部Ｎを挟持搬送通過させること
で、熱ローラ２１の熱と定着ニップ部Ｎの加圧力にて被
記録材Ｐ上の未定着画像Ｔを被記録材に定着させるもの
である。

【０００８】画像形成手段部Ａにおいて、２は像担持体
としての例えば電子写真回転感光ドラムであり、その周
面に公知の不図示の作像プロセス機器により目的の画像
情報のトナー画像Ｔが形成され、そのトナー画像が感光
ドラム２と転写ローラ６との圧接ニップ部（転写ニップ
部）ｎに導入された被記録材Ｐの面に順次に転写されて
像加熱装置の定着部へ搬送される。

【０００９】この熱ローラ方式の像加熱装置では、熱ロ
ーラ２１の熱容量が大きいため、熱ローラ２１の表面を
所定の定着温度まで上げるのに非常に多くの時間（ウエ
イトタイム，ウォーミングタイム）を要していた。また
このため、画像出力動作を速やかに実行するためには、
装置を使用していないときも熱ローラ表面をある程度の
温度に温調していなければならず電力消費が大きくなる
という問題もあった。

【００１０】（ｂ）フィルム加熱方式の加熱装置 この加熱装置は、前記したように、支持体に固定支持さ
せた加熱部材と加圧部材とをその間に耐熱性フィルムを
挟ませて加圧圧接させ、その圧接ニップ部の耐熱性フィ
ルムと加圧部材との間に被加熱部材を導入して耐熱性フ
ィルムと一緒に該圧接ニップ部を移動させることで加熱
部材の熱エネルギーを耐熱性フィルムを介せて被加熱部
材に付与する加熱装置であり、未定着トナー画像を該画
像を担持している被記録材面に永久固着画像として加熱
定着処理する画像加熱定着装置として活用できる。ま
た、例えば、画像を担持した被記録材を加熱して艶など
の表面性を改質する装置、仮定着処理する装置、その
他、シート状の被加熱材を加熱処理する装置として広く
使用できる。

【００１１】このようなフィルム加熱方式の加熱装置
は、昇温の速い低熱容量の加熱部材や薄膜の耐熱性フィ
ルムを用いることができるために短時間に加熱部材の温
度が上昇し、待機中に加熱部材の通電加熱を行なう必要
がなくなり、像加熱装置にあっては被加熱部材としての
被記録材をすぐに通紙しても該被記録材が定着部位に到
達するまでに加熱部材を所定温度まで十分に昇温させる
ことができ、省電力化やウェイトタイムの短縮化（クイ
ックスタート性）が可能となる、画像形成装置等の本機
の機内昇温を低めることができる等の利点を有し、効果
的なものである。

【００１２】図８にフィルム加熱方式の加熱装置（像加
熱装置）の一例の要部の構成略図を示した。

【００１３】３３は後述するような構造の加熱部材とし
てのセラミックヒータであり、図面に垂直な方向を長手
とする横長部材である（以下、ヒータと記す）。３４は
加熱部材支持体としての耐熱性のヒータホルダであり、
図面に垂直な方向を長手とする横長部材である。ヒータ
３３はこのヒータホルダ３４の下面側に耐熱性接着剤を
介して固定支持させてある。３５は耐熱性（定着）フィ
ルムである（以下、フィルムと略記する）。３６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
層を有する耐熱性の加圧ローラである。

【００１４】ヒータ３３と加圧ローラ３６はフィルム３
５を挟んで圧接させてある。具体的には、両端軸部を軸
受で回転自由に定置支持させた加圧ローラ３６に対し
て、下面側にヒータ３３を固定支持させたヒータホルダ
３４の長手方向両端部を加圧バネ等の加圧手段でそれぞ
れ加圧ローラ３６の方向に押圧することで、ヒータ３３
の下面をフィルム３５を挟ませて加圧ローラ３６の上面
にローラ弾性に抗して圧接させてある。Ｎはフィルム３
５を挟んでヒータ３３と加圧ローラ３６との間に形成さ
れた圧接ニップ部（定着ニップ部）である。

【００１５】フィルム３５は、一般的には総厚１００μ
ｍ以下、好ましくは４０μｍ以下の耐熱性、離型性、耐
久性等に優れた薄肉フィルムであり、例えばＰＩ（ポリ
イミド）、ポリエーテルイミド等の、エンドレスベルト
状フィルムあるいは円筒状フィルムあるいはロール巻の
長尺の有端フィルムであり、不図示のフィルム駆動手段
あるいは加圧ローラ３６を駆動部材として、圧接ニップ
部Ｎにおいてヒータ３３の下面に対して密着状態を保持
されてヒータ下面を摺動しながら矢示の方向に所定の速
度で回動あるいは回転あるいは走行駆動される。

【００１６】ヒータ３３は後述するように通電発熱抵抗
体３３ｂに対する通電により該抵抗体の発熱で迅速に昇
温する。

【００１７】フィルム３５をヒータ３３の下面に密着摺
動移動させ、また通電発熱抵抗体３３ｂに対する通電に
より加熱部材３３を所定に昇温させた状態において、圧
接ニップ部Ｎのフィルム３５と加圧ローラ３６との間
に、被加熱部材としての画像定着すべき被記録材Ｐを導
入してフィルム３５と一緒に圧接ニップ部Ｎを挟持搬送
させることにより、ヒータ３３の通電発熱抵抗体３３ｂ
の発熱及び該抵抗体の発熱で加熱されたヒータ基板３３
ａの熱がフィルム３５を介して被記録材Ｐに付与されて
被記録材Ｐ上の未定着顕画像Ｔが被記録材Ｐ面に加熱定
着される。圧接ニップ部Ｎを通った被記録材Ｐはフィル
ム３５の面から分離されて搬送される。

【００１８】図９は、加熱部材としてのセラミックヒー
タ３３の途中部省略・一部切欠き平面模型図である。こ
のヒータ３３は、フィルム３５の搬送方向ａに対して直
角方向を長手とする細長の耐熱性・絶縁性・良熱伝導性
のセラミック基板３３ａ、該基板の表面側の短手方向の
略中央部に基板長手に沿って線状又は細帯状に形成具備
させた通電発熱抵抗体３３ｂ、この通電発熱抵抗体の長
手両端部にスクリーン印刷等で形成具備させたＡｇ等の
給電用電極３３ｃ・３３ｃ、通電発熱抵抗体を形成した
ヒータ表面を被覆保護させた耐熱ガラス・フッ素樹脂等
のオーバーコート層（表面保護層）３３ｄ、基板裏面側
に具備させた、ヒータ温度を検知するサーミスタ等の検
温素子３３ｅ等からなる、全体に低熱容量の横長ヒータ
である。

【００１９】ヒータ基板３３ａは、例えば、長さ２４０
ｍｍ・幅１０ｍｍ・厚さ１ｍｍの、アルミナ等の耐熱性
・電気絶縁性・低熱容量のセラミック基材である。

【００２０】通電発熱抵抗体３３ｂは、例えば、銀パラ
ジューム（Ａｇ／Ｐｂ）・Ｔａ₂ Ｎ等の電気抵抗材料ペ
ースト（抵抗ペースト）を例えば厚み１０〜２０μｍ・
幅１〜３ｍｍの細帯状にセラミック基材面長手に沿って
スクリーン印刷等により塗工し焼成することで形成した
ものである。その上に保護層３３ｄとしてガラスやフッ
素樹脂などをコートしている。

【００２１】このヒータ３３は、通電発熱抵抗体３３ｂ
を形成具備させた表面側を下向きにしてヒータホルダ３
４に固定支持させてあり、両端部電極３３ｃ・３３ｃ間
に対する給電により通電発熱抵抗体３３ｂが長手全長に
わたって発熱することで昇温し、その昇温が検温素子３
３ｅで検知され、その検知温度が温度制御回路（不図
示）へフィードバックされて、ヒータ３３の温度が所定
の定着温度に維持されるように通電発熱抵抗体３３ｂへ
の通電が制御される。

【００２２】本発明は特に上記（ｂ）のフィルム加熱方
式の加熱装置の改善に関する。

【００２３】

【発明が解決しようとしている課題】

ａ）上述のようなフィルム加熱方式の加熱装置におい
て、耐熱性フィルム３５を挟ませて加熱部材としてのヒ
ータ３３と加圧部材としての加圧ローラ３６との間に形
成させる圧接ニップ部Ｎは、十分な加熱性能・定着性
能、安定したフィルム・被加熱部材搬送性能を確保する
上で、所定の十分なニップ幅・圧接力のものであるこ
と、そのニップ幅・圧接力が圧接ニップ部Ｎの長手に沿
って略均一分布であることが望ましい。

【００２４】しかし、前述のように、圧接ニップ部Ｎを
形成させるために、定置支持の加圧ローラ３６に対して
ヒータ３３を固定支持させた加熱部材支持体としてのヒ
ータホルダ３４の長手方向両端部を加圧バネ等の加圧手
段でそれぞれ加圧ローラ３６の方向に押圧させてヒータ
３３の下面をフィルム３５を挟ませて加圧ローラ３６の
上面にローラ弾性に抗して圧接させてたとき、ヒータホ
ルダ３４の長手両端部に対する加圧力で、該ヒータホル
ダ３４に大なり小なり生じる、長手中央部が加圧ローラ
３６から浮く方向の弓なりの撓みのために、圧接ニップ
部Ｎの長手に沿うニップ幅・圧接力は、圧接ニップ部Ｎ
の長手両端側−大、中央部−小の分布形態のものとな
る。

【００２５】そしてヒータホルダ３４の長手両端部に対
する加圧力を大きくしていくと、上記圧接ニップ部Ｎの
長手両端側と中央部とのニップ幅の差、圧接力の差は大
きくなり、そのために、被記録材Ｐに対するトナーの定
着性が、圧接ニップ部Ｎの長手中央部に対応する部分で
低下する現象や、また圧接ニップ部Ｎの長手中央部と端
部とでフィルム３５や被記録材Ｐの搬送スピードに差が
生じて、フィルム３５や被記録材Ｐにシワを発生させる
現象が見られるようになる。

【００２６】この現象を抑えるために、ヒータホルダ３
４に撓み量を補正するクラウンを付ける方法もあるが、
加熱装置を連続使用することにより該ヒータホルダがク
リープ変形を起こし、適切なクラウン形状を保てなくな
ってしまう。

【００２７】またヒータホルダ３４の長手両端部に対す
る加圧力を軽く設定することで、圧接ニップ部Ｎの長手
に沿う両端側と中央部とのニップ幅・圧接力の差を小さ
くしたのでは、全体的なニップ幅不足・圧接力不足によ
る加熱性能・定着性能の低下、フィルム３５や被記録材
Ｐの搬送安定性の低下を生じることになる。

【００２８】このようなことから従来装置においては、
ヒータホルダ３４の長手両端部に対する加圧力は、ヒー
タホルダ３４に許容以上の撓みを生じさせず、またニッ
プ全体的な幅不足・圧接力不足による許容外の加熱性能
・定着性能の低下、フィルム３５や被記録材Ｐの搬送安
定性の低下を生じさせない範囲の比較的低圧レベルで、
かつ狭い加圧力範囲内での設定にされていた。具体的に
は、ヒータホルダ３４の長手両端部に対する加圧力は片
側約１〜１．５Ｋｇ程度の設定であった。

【００２９】ｂ）装置に通紙使用できる最大通紙幅の被
加熱部材としての被記録材よりも幅の狭い小サイズ被記
録材を通紙して加熱処理する場合、例えば最大通紙幅が
Ａ４サイズの加熱装置でＢ５サイズや幅１００ｍｍの封
筒を通紙すると、圧接ニップ部Ｎの有効加熱長さ領域内
において約４０ｍｍから１１０ｍｍの非通紙領域が形成
される。

【００３０】そしてこの非通紙領域では被記録材に熱が
奪われないため、連続的に通紙を行うと徐々に昇温（非
通紙部昇温）していき、通紙領域との温度差は１００ｄ
ｅｇ以上になる。このような非通紙部の昇温が発生した
場合、以下のようなことが問題となる。

【００３１】．加圧ローラ３６が高温になりゴム材料
の劣化を生じる。

【００３２】．加圧ローラ３６の、通紙領域に対応す
る部分と非通紙領域に対応する部分との温度差によりそ
の両加圧ローラ部分の熱膨張が不均一になり、軸方向で
ローラ外径差を生じるためにフィルム３５の送り量に差
が発生する。特に、被記録材Ｐをその一側端を基準とし
て搬送する片側基準による通紙方式の装置では、フィル
ム幅方向で送り量に差が生じるとフィルムがねじれて破
損してしまうことがある。

【００３３】．小サイズ被記録材通紙後には、非通紙
部のフィルム部分・加圧ローラ部分ともに高温になって
いるため、より大きなサイズの被記録材を通すと非通紙
部であったところでトナーが過溶融状態となってホット
オフセットが発生する。

【００３４】そこで本発明は、フィルム加熱方式の加熱
装置についての上記ａ）やｂ）のような問題点を解消す
ることを目的とする。

【００３５】即ち、耐熱性フィルムを挟ませて加熱部材
と加圧部材との間に形成させる圧接ニップ部を、十分な
加熱性能・定着性能、安定したフィルム・被加熱部材搬
送性能を確保するに必要十分な所定のニップ幅・圧接力
をもって、且つそのニップ幅・圧接力が圧接ニップ部の
長手に沿って略均一分布であるようにすることを可能に
するものである。

【００３６】また非通紙部昇温現象の防止もしくは緩和
を可能にして非通紙部昇温現象による上記の〜のよ
うな問題を解消するものである。

【００３７】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする加熱装置及び画像形成装置である。

【００３８】（１）支持体に固定支持させた加熱部材と
加圧部材とをその間に耐熱性フィルムを挟ませて加圧圧
接させ、その圧接ニップ部の耐熱性フィルムと加圧部材
との間に被加熱部材を導入して耐熱性フィルムと一緒に
該圧接ニップ部を移動させることで加熱部材の熱エネル
ギーを耐熱性フィルムを介せて被加熱部材に付与する加
熱装置において、加熱部材支持体の長手に渡って該加熱
部材支持体の加圧撓みを防止する補強部材が配置されて
いることを特徴とする加熱装置。

【００３９】（２）上記（１）の加熱装置において、加
熱部材支持体の補強部材が高熱伝導性を有することを特
徴とする加熱装置。

【００４０】（３）被加熱部材が画像を担持させた被記
録材であり、該被記録材の画像を加熱処理する像加熱装
置であることを特徴とする（１）または（２）に記載の
加熱装置。

【００４１】（４）被記録材に画像を形成する画像形成
手段と、上記（１）または（２）に記載の加熱装置を前
記画像形成手段側からの被記録材上の画像を加熱処理す
る像加熱装置として備えたことを特徴とする画像形成装
置。

【００４２】

【作用】加熱部材支持体に対してその長手に渡って該加
熱部材支持体の加圧撓みを防止する剛性の高い補強部材
を配置することで、耐熱性フィルムを挟ませて加熱部材
と加圧部材との間に圧接ニップ部を形成させるために、
該加熱部材支持体の両端部に高い加圧力をかけても、該
加熱部材支持体の長手に関する弓なり撓み変形を実質的
に防ぐことができる、もしくは撓み変形の程度の極く小
さいものにすることができる。

【００４３】そのため、該加熱部材支持体の両端部に対
して高い加圧力をかけて、圧接ニップ部を、十分な加熱
性能・定着性能、安定したフィルム・被加熱部材搬送性
能を確保するに必要十分な所定のニップ幅・圧接力のも
にし、且つそのニップ幅・圧接力を圧接ニップ部の長手
に沿って略均一分布にすることができ、性能の良い装置
を構成することができる。

【００４４】また、加熱部材支持体に配設した上記の補
強部材を高熱伝導性を有するものにすることで、非通紙
部昇温部分の加熱部材部分の熱が該部分に対応する加熱
体支持体部分を介して該高熱伝導性補強部材に速やかに
伝わって該補強部材に拡散して放熱されたり、補強部材
通紙領域部分側へ熱勾配で伝熱していき、非通紙部領域
の加熱部材部分、耐熱フィルム部分、加圧部材部分の過
度の昇温が抑えられる。即ち非通紙部昇温を効果的に低
減することができる。

【００４５】

【実施例】

〈実施例１〉（図１〜図３） 図１は本発明に従うフィルム加熱方式の加熱装置として
の像加熱装置（画像加熱定着装置）１１の構成略図であ
る。本例装置は、特開平４−４４０７５〜４４０８３号
公報、同４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等に開
示の所謂テンションレスレスタイプのフィルム加熱方式
の装置であり、耐熱性フィルム３５として円筒状のもの
を用い、該フィルムの周長の少なくとも一部はテンショ
ンフリー（テンションが加わらない状態）とし、該フィ
ルムを加圧回転体としての加圧ローラ３６の回転駆動力
で回転駆動するようにしたものである。

【００４６】加熱部材支持体としてのヒータホルダ３４
はフィルム内面案内部材を兼ねさせた横断面略半円弧状
樋型部材であり、このヒータホルダ３４の外側下面に長
手に沿って形成した溝内に加熱部材としてのセラミック
ヒータ３３を嵌入して耐熱性接着剤で固定して支持させ
てある。

【００４７】セラミックヒータ３３は例えば前述図９と
同様の構成のものであるから再度の説明を省略する。

【００４８】３９はこの加熱部材支持体としてのヒータ
ホルダ３４の内側底面部にホルダ長手に渡って配置した
剛体の補強部材（ステー）である。

【００４９】本例の該補強部材３９は横断面略逆Ｕ字型
としたチャンネル部材であり、その下向き開口部の長手
両側縁部をそれぞれ全長に渡って互いに内向きに横断面
鍵型に折り曲げてあり、その鍵型折り曲げ部３９ａ・３
９ａを、ヒータホルダ３４の内側底面部にホルダ長手に
渡って形成具備させた鍵型溝部３４ａ・３４ａに、ホル
ダ３４の一端部側から嵌係合させてホルダ３４の内側に
スライド移動させてホルダ３４の内側底面部にホルダ長
手に渡って実質的にホルダ３４と一体的に配置したもの
である。ヒータホルダ３４はこの剛性補強部材３９の存
在により加圧撓みしにくいものとなる。

【００５０】円筒状フィルム３５は上記のセラミックヒ
ータ３３・補強部材３９を含むヒータホルダ３４に外嵌
させてある。この円筒状フィルム３５の内周長と、セラ
ミックヒータ３３・補強部材３９を含むヒータホルダ３
４の外周長はフィルム３５の方を例えば３ｍｍ程度大き
くしてあり、従ってフィルム３５はセラミックヒータ３
３・補強部材３９を含むヒータホルダ３４に対して周長
が余裕をもってルーズに外嵌している。補強部材３９の
上面部はフィルム３５の内面に対して近傍で被接触にま
たは軽く接触するように配置されている。本実施例では
接触させた。

【００５１】このヒータホルダ３４を、定置支持の加圧
ローラ３６の上側に配置して、該ホルダ３８の長手方向
両端部をそれぞれ不図示の加圧バネで片側３．２５Ｋｇ
の加圧力をもって加圧ローラ３６に押圧させてヒータ３
３の下面（表面）をフィルム３５を挟ませて加圧ローラ
３６の上面にローラ弾性に抗して圧接させてある。

【００５２】加圧回転体としての加圧ローラ３６は、芯
金３６ａと、シリコーンゴム等の耐熱ゴムの弾性層３６
ｂと、表面コーチング層３６ｃからなるもので、不図示
の軸受手段に回転自由に軸受保持させてある。この加圧
ローラ３６は駆動手段Ｍにより不図示の動力伝達系を介
して回転駆動力が伝達れさて矢示の反時計方向に回転駆
動される。

【００５３】この加圧ローラ３６の回転駆動による該ロ
ーラ３６とフィルム３５の外面との摩擦力でフィルム３
５に直接的に回転力が作用し（被記録材Ｐが圧接ニップ
部Ｎに導入されたときは該被記録材Ｐを介してフィルム
３５に回転力が間接的に作用）、該フィルム３５がヒー
タ３３の下面に圧接摺動しつつ矢示の時計方向ａに回転
駆動される。横断面略半円弧状樋型のヒータホルダ３４
はフィルム内面ガイド部材としても機能してフィルム３
５の回転を容易にする。フィルム３５の内面とヒータ３
３の下面との摺動抵抗を低減するために両者の間に耐熱
性グリス等の潤滑剤を少量介在させるのがよい。

【００５４】而して、複写機等本機のコピーボタンの押
下もしくはプリント命令信号に基づいて、あるいは不図
示の画像形成手段部から該定着装置１１へ搬送された画
像定着すべき未定着顕画剤像Ｔを支持した被記録材Ｐの
先端が定着装置の手前側に配設したセンサ（不図示）に
検知されたときの信号に基づいて、加圧ローラ３６の回
転駆動が開始され、またヒータ３３のヒートアップが開
始される。

【００５５】加圧ローラ３６の回転によりフィルム３５
の回転周速度が定常化し、ヒータ３３の温度が所定に立
ち上がった状態において、フィルム３５を挟んでヒータ
３３と加圧ローラ３６とで形成される圧接ニップ部Ｎの
フィルム３５と加圧ローラ３６との間に被加熱材として
の画像定着すべき被記録材Ｐが導入されてフィルム３５
と一緒に圧接ニップ部Ｎを挟持搬送されることによりヒ
ータ３３の熱がフィルム３５を介して被記録材Ｐに付与
され被記録材Ｐ上の未定着顕画像Ｔが被記録材Ｐ面に加
熱定着されるものである。圧接ニップ部Ｎを通った被記
録材Ｐはフィルム３５の面から分離されて搬送される。

【００５６】本例のテンションレスタイプのフィルム加
熱方式の装置は、フィルム回転駆動状態時に、圧接ニッ
プ部Ｎと、この圧接ニップ部Ｎよりもフィルム回転方向
上流側のヒータホルダ３４の外面部分とフィルム３５と
の接触部領域Ｂのフィルム部分と、補強部材３９の上面
とフィルム３５の接触部分のみにテンションが作用し、
残余の大部分のフィルム部分にはテンションが作用しな
い。

【００５７】そのため、フィルム回転駆動状態時におけ
るフィルム３５のヒータホルダ３４長手に沿う寄り移動
力が小さく、フィルム３５の寄り移動規制手段ないしは
フィルム寄り制御手段を簡単化することができる。例え
ばフィルム３５の寄り移動規制手段としてはフィルム端
部を受け止めるフランジ部材のような簡単なものにする
ことができ、フィルム寄り制御手段は省略して装置のコ
ストダウンや小型化を図ることができる。

【００５８】ａ．定着フィルム３５ 耐熱性フィルムとしての定着フィルム３５は、熱容量を
小さくしてクイックスタート性を向上させるために、そ
の膜厚は総厚１００μｍ程度とし、耐熱性・離型性・強
度・耐久性などのあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなどの
単層、あるいはポリイミド、ポリアミド、ＰＥＥＫ、Ｐ
ＥＳ、ＰＰＳなどの外周面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ
などをコーティングした複合層フィルムを用いることが
できる。本実施例ではポリイミドフィルムの外周表面に
ＰＴＦＥをコーティングした、層厚６０μｍのものを用
いた。

【００５９】ｂ．ヒータホルダ３４ 加熱部材支持体としてのヒータホルダ３４は加熱部材と
してのセラミックヒータ３３を断熱支持するとともに、
定着フィルム３５の内面のガイド部材を兼ねている。こ
のヒータホルダ３４はＰＰＳ、ＰＡＩ、ＰＩ、ＰＥＥ
Ｋ、液晶ポリマーなどの高耐熱性樹脂や、これらの樹脂
とセラミックス、金属、ガラスなどの複合材料などで構
成される、本実施例ではＰＰＳを用いた。

【００６０】ｃ．加圧ローラ３６ 加圧ローラ３６は、外径１０ｍｍの芯金３６ａと、長さ
２２０ｍｍ・厚さ約３ｍｍのシリコーンゴム層３６ｂに
表面層３６ｃとしてフッソラテツクスコート（ダイキン
社製ＧＬＳ２１３にＦＥＰを１０ｗｔ％混合したもの）
を３０μｍコーティングして焼成した硬度５０°（Ａｓ
ｋｅｒＣ硬度）のローラ部とからなる。

【００６１】ｄ．ヒータホルダ補強部材３９；補強部材
３９は、前記のように加熱部材支持体としてのヒータホ
ルダ３４に長手に渡って配置された剛体部材であり、ヒ
ータホルダ３４の加圧ローラ３６に対する加圧による変
形またはクリープ変形を防ぐ。

【００６２】ヒータホルダ３４は前述のようにその両端
部をバネなどによって加圧され加圧ローラ３６に圧接さ
れるが、補強部材３９が内部にあるためにバネ加圧によ
る変形が抑えられる。またヒータホルダ３４のヒータ支
持面に任意のクラウンを付けた場合においても、バネ加
圧やヒータ発熱時のヒータホルダ３４のクリープ変形に
よるクラウン量の変化を抑えることができる。

【００６３】補強部材３９を高熱伝導性を有するものに
することで、非通紙部昇温部分のヒータ部分の熱が該部
分に対応するヒータホルダ部分を介して該高熱伝導性補
強部材３９に速やかに伝わって該補強部材３９に拡散し
て放熱されたり、補強部材通紙領域部分側へ熱勾配で伝
熱していき、非通紙部領域の加熱部材部分、耐熱性フィ
ルム部分、加圧部材部分の過度の昇温が抑えられ、温度
勾配を減少する役目を果す。即ち非通紙部昇温を効果的
に低減することができる。

【００６４】補強部材３９の上面部はフィルム３５の内
面に対して近傍で被接触にまたは軽く接触するように配
置することで、その部分も、フィルム３５の熱が補強部
材３９へ伝導されてフィルム３５の温度勾配を減少する
役目を果す。

【００６５】本構成の装置において小サイズ紙を連続で
通紙した場合、フィルム３５の温度の非通紙部における
昇温は、補強部材３９の存在によって従来のものより低
く抑えられる。この時補強部材３９がフィルム３５の非
通紙部で吸収した熱は補強部材３９のフィルム３５の通
紙部に当たる部分へと流れ、この熱が逆にフィルム３５
の通紙部を加熱するため、フィルム３５の非通紙部と通
紙部の温度差は更に小さくなる。すなわち、補強部材３
９はフィルム３５の非通紙部・通紙部の温度勾配をなら
す効果もある。

【００６６】ここで、フィルム３５にもたらされる冷却
効果及び、それに伴う温度勾配の減少効果は加圧ローラ
３６にも働き、本例のような加圧ローラ３６を駆動ロー
ラに兼用する構成の装置では、従来問題となっていた加
圧ローラ３６の長手方向でフィルムの送り量の差による
ねじれの発生を抑えることができる。また、加圧ローラ
３６に用いられるゴム材料の熱による劣化を抑えること
ができる。

【００６７】補強部材３９はフィルム３５の熱を吸収す
るために、熱伝導性の高い金属を使用する。また、ヒー
タホルダ３４の変形を防ぐためにヤング率が１．０ｋｇ
／ｃｍ² 以上の金属を使用するのが好ましい。具体的に
は各種鉄材、ステンレス、ニッケル、銅などが使用でき
る。更に長手に渡って剛性を保つため、補強部材３９の
断面二次モーメントが１０００ｍｍ⁴ であることが好ま
しい。ヤング率と断面二次モーメントの積が０．１ｋｇ
・ｃｍ² 以上であれば構わないが、ヤング率の低い金属
を用いるとコストおよび重量の面から好ましくない。

【００６８】本実施例では補強部材３９は、１．０ｍｍ
厚のステンレス材を用い、図１に示すような横断面略逆
Ｕ字型のチャンネル部材構造とし断面二次モーメントを
約１６００ｍｍ⁴ とした。

【００６９】以上のような本実施例の加熱装置を画像形
成装置の画像加熱定着装置として用いて、被記録材であ
る紙に対するトナーの定着性と、フィルムｖｓ加圧ロー
ラニップ測定、および加圧ローラの温度上昇測定とフィ
ルムのねじれ試験を行った。なおヒータ３３の温度は１
６０°Ｃに制御した。

【００７０】１）定着性 定着性はトナー定着後の画像をシルボン紙でこすること
によって評価した。

【００７１】本実施例においては、定着性は良好であ
り、初期から１万枚まで定着性に変化はなかった。

【００７２】２）フィルムｖｓ加圧ローラニップ測定 ニップ部Ｎの幅はベタ黒画像を加熱状態のフィルム−加
圧ローラのニップ間に１０ｓｅｃ停止させた後引抜いて
測定した。

【００７３】本実施例の初期ニップ幅は４ｍｍ程度で中
央部と端部にほとんど差はなかった。また１万枚耐久後
も初期とほとんど変化しなかった。

【００７４】３）加圧ローラの温度上昇測定およびフィ
ルムのねじれ 図２は、封筒（幅１０５×長さ２４１ｍｍ）を、プロセ
ススピード２４ｍｍ／ｓｅｃ、紙間１５０ｍｍで連続通
紙した時の通紙部の加圧ローラ温度と非通紙部の加圧ロ
ーラ温度をサーモグラフィー（サーモトレーサー、日電
三栄（株）製）で測定した結果である。

【００７５】この図からも解るように加圧ローラの通紙
部と非通紙部の温度差は３０枚以上の連続通紙で７０ｄ
ｅｇであり、１００枚の連続通紙を行ってもフィルムの
ねじれは発生しなかった。

【００７６】（比較例）補強部材３９を配設しない場合
は、ヒータホルダ３４の両端部に対する加圧力が大きい
と、ヒータホルダ３４の加圧撓みが大きくなる。

【００７７】上記の実施例１の装置において、ヒータホ
ルダ３４の長手両端部に対する加圧力は片側３．２５Ｋ
ｇのまま変えないで、ヒータホルダ３４に補強部材３９
を配設しない場合はヒータホルダ３４の加圧撓みが大き
いために、ニップ部長手に沿うニップ幅は、中央部２ｍ
ｍ、端部６ｍｍで４ｍｍ程度の差があり、不均一分布と
なった。

【００７８】そのため、定着性は初期から画像中央部で
定着不良が発生し、耐久を進めると加圧ローラ３６が汚
れ、被記録材としての紙が加圧ローラに巻き付いた。

【００７９】またこの装置についての、通紙部の加圧ロ
ーラ温度と非通紙部の加圧ローラ温度の測定結果を図３
に示す。加圧ローラの通紙部と非通紙部の温度差は連続
１０枚で約６０ｄｅｇ、２０枚で約１００ｄｅｇ、３０
枚で約１１０ｄｅｇであった。本発明者の検討によれ
ば、加圧ローラ３６の通紙部と非通紙部の温度差が約１
００ｄｅｇ以上になると、フィルム３５にねじれやしわ
が発生しやすくなることが解っている。

【００８０】したがって補強部材３９を配設しない場合
は前述したように、ヒータホルダ３４の長手両端部に対
する加圧力を片側約１〜１．５Ｋｇ程度の軽い設定する
ことで、圧接ニップ部Ｎの長手に沿う両端側と中央部と
のニップ幅・圧接力の差を小さくするものであるが、こ
の場合には、全体的なニップ幅不足・圧接力不足による
加熱性能・定着性能の低下、フィルム３５や被記録材Ｐ
の搬送安定性の低下を生じることになる。

【００８１】〈実施例２〉上記実施例１の装置におい
て、補強部材３９を配置したヒータホルダ３４の両端部
に対する加圧力をバネ加圧を片側３．２５Ｋｇから片側
７ｋｇに増強して、実施例１と同様に試験を行い、定着
性と、フィルムｖｓ加圧ローラニップについて評価し
た。

【００８２】なお本実施例では、補強部材３９はその上
面部をフィルム３５の内面に対して１ｍｍ程度のクリア
ランスをもって非接触にして配置されている。

【００８３】定着性；実施例１と同様、定着性は良好で
あり初期から１万枚まで定着性に変化はなかった。

【００８４】フィルムｖｓ加圧ローラニップ；ニップ部
Ｎの幅は端部５ｍｍ、中央部３．５ｍｍでニップ幅の差
は実施例１に比べ１．５ｍｍ程度大きくなったが、１万
枚の耐久を行っても変化しなかった。

【００８５】このようにヒータホルダ３４に補強部材３
９を配置することで、該ヒータホルダの両端部に対して
支障なく高い加圧力をかけて、圧接ニップ部Ｎを、十分
な加熱性能・定着性能、安定したフィルム・被加熱部材
搬送性能を確保するに必要十分な所定のニップ幅・圧接
力のもにし、且つそのニップ幅・圧接力を圧接ニップ部
の長手に沿って略均一分布にすることができ、性能の良
い装置を構成することができる。

【００８６】〈実施例３〉（図４） 図４は前述実施例１または実施例２の加熱装置を画像加
熱定着装置１１として使用した画像形成装置の一例の概
略構成図である。本例の画像形成装置は電子写真プロセ
ス利用のレーザービームプリンタである。

【００８７】１は装置機筐、２は像担持体としての電子
写真感光ドラムであり、矢示の時計方向に所定の周速度
（プロセススピード）をもって回転駆動される。

【００８８】感光ドラム２はその回転過程で帯電ローラ
３により所定の極性・電位に一様に一次帯電処理され、
その帯電面にレーザー走査露光装置（レーザービームス
キャナ）４より出力される、目的の画像情報の時系列電
気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザー光Ｌ
による走査露光を受け、ドラム周面に目的の画像情報に
対応した静電潜像が形成される。

【００８９】その潜像が現像装置５によりトナー画像と
して現像され、そのトナー画像が感光ドラム２と転写ロ
ーラ６との間の転写ニップ部ｎへ至る。

【００９０】一方、給紙ローラ７により給紙カセット８
内の被記録材Ｐが片側基準搬送で１枚宛給送され、シー
トパス９を通って所定のタイミングにて転写ニップ部ｎ
へ導入され、転写ローラ６により被記録材Ｐの背面から
トナーと逆極性の電界が加えられて感光ドラム２側のト
ナー画像が被記録材Ｐの面に転写されていく。

【００９１】トナー画像の転写を受けて転写ニップ部ｎ
を通過した被記録材Ｐは感光ドラム２面から分離されて
搬送ガイド１０に導かれて定着装置１１へ入り、定着ニ
ップ部Ｎを通ることで前述したようにトナー画像の加熱
定着を受け、シートパス１２を通って装置外へ排出され
る。

【００９２】転写材Ｐに対するトナー画像転写後の感光
ドラム２面はクリーニング装置１３により清掃されて繰
り返して作像に供される。

【００９３】〈実施例４〉（図５〜図７） 図５〜図７はそれぞれフィルム加熱方式の加熱装置の他
の構成形態例を示したものである。

【００９４】図５のものは、第１のフィルム懸回ローラ
３１と、第２のフィルム懸回ローラ３２と、加熱部材支
持体としてのヒータホルダ３４の下面に固定支持させた
加熱部材としてのセラミックヒータ３３との互いに略並
行の３部材３１・３２・３３間に、エンドレスベルト状
の耐熱性フィルム３５を懸回張設し、フィルム３５を挟
んでヒータ３３と加圧ローラ３６とを加圧圧接させ、耐
熱性フィルム３５を第１のフィルム懸回ローラ３１、或
いは加圧ローラ３６をフィルム駆動ローラとして回転搬
送ａする構成のものである。

【００９５】図６のものは、ヒータホルダ３４の下面に
固定支持されたヒータ３３と１本のフィルム懸回ローラ
３１の２部材３１・３３間にエンドレスベルト状の耐熱
性フィルム３５を懸回張設し、フィルム３５を挟んでヒ
ータ３３と加圧ローラ３６とを加圧圧接させ、耐熱性フ
ィルム３５をフィルム懸回ローラ３１、或いは加圧ロー
ラ３６をフィルム駆動ローラとして回転搬送ａする構成
のものである。

【００９６】図７のものは、耐熱性フィルム３５とし
て、エンドレスベルト状のものではなく、ロール巻きに
した長尺の有端フィルムを用い、これを繰り出し軸４１
側からヒータホルダ３４の下面に固定支持させたヒータ
３３を経由させて巻き取り軸４２側へ掛け渡し、フィル
ム３５を挟んでヒータ３３と加圧ローラ３６とを加圧圧
接させ、フィルム３５を巻き取り軸４２側へ走行搬送す
る構成のものである。

【００９７】上記図５〜図７の何れの装置も、ヒータホ
ルダ３４の、ヒータ３３側とは反対側の上面にその長手
に渡って剛性を有する、さらには高熱伝導性を有するの
補強部材３９を配置して該ヒータホルダ３４の加圧撓み
を防止するようにしてあり、該ヒータホルダ３４の長手
方向両端部をそれぞれ加圧バネ等の加圧手段で所定の押
圧力をもって押圧させてヒータ３３の下面をフィルム３
５を挟ませて加圧ローラ３６の上面にローラ弾性に抗し
て圧接させ、所定の十分なニップ幅・圧接力で、かつニ
ップ部長手に沿うそれらの分布が略均一な圧接ニップ部
Ｎを形成させてある。

【００９８】なお、図６の装置の補強部材３９は横断面
略逆Ｖ字型チヤンネル部材としてあり、図７の装置の補
強部材３９は横断面略Ｈ字型チヤンネル部材としてあ
る。補強部材３９はヒータホルダ３４の長手両端部に所
定の加圧力をかけて加圧ローラ３６に圧接させたときに
ヒータホルダ３４の加圧撓みを実質的に防止することが
できる剛性もしくは剛性構造を有するものである。補強
部材３９には必要に応じて例えば図５の補強部材３９の
ように放熱フィン３９ｂを付加したものとすることもで
きる。

【００９９】補強部材３９は加熱部材支持体としてのヒ
ータホルダ３４に対して耐熱性の強力接着材で強固に接
着して一体化してもよいし、適当な止め具で一体化して
もよいし、モールドで脚部を埋め込んで一体化してもよ
いし、ヒータホルダ３４と一体成型して具備させてもよ
い。

【０１００】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、フィルム
加熱方式の加熱装置について、加熱部材支持体に対して
その長手に沿って該加熱部材支持体の加圧撓みを防止す
る剛性の高い補強部材を配置することで、耐熱性フィル
ムを挟ませて加熱部材と加圧部材との間に圧接ニップ部
を形成させるために、該加熱部材支持体の両端部に高い
加圧力をかけても、該加熱部材支持体の長手に関する弓
なり撓み変形を実質的に防ぐことができる、もしくは撓
み変形の程度の極く小さいものにすることができ、その
ため、該加熱部材支持体の両端部に対して高い加圧力を
かけて、圧接ニップ部を、十分な加熱性能・定着性能、
安定したフィルム・被加熱部材搬送性能を確保するに必
要十分な所定のニップ幅・圧接力のもにし、且つそのニ
ップ幅・圧接力を圧接ニップ部の長手に沿って略均一分
布にすることができ、性能の良い装置を構成することが
できる。

【０１０１】また、加熱部材支持体に配設した上記の補
強部材を高熱伝導性を有するものにすることで、非通紙
部昇温部分の加熱部材部分の熱が該部分に対応する加熱
体支持体部分を介して該高熱伝導性補強部材に速やかに
伝わって該補強部材に拡散して放熱されたり、補強部材
通紙領域部分側へ熱勾配で伝熱していき、非通紙部領域
の加熱部材部分、耐熱フィルム部分、加圧部材部分の過
度の昇温が抑えられる。即ち非通紙部昇温を効果的に低
減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の加熱装置（画像加熱定着装置）の構
成略図

【図２】加圧ローラの通紙部と非通紙部との温度上昇グ
ラフ

【図３】比較例の装置における加圧ローラの通紙部と非
通紙部との温度上昇グラフ

【図４】実施例３の画像形成装置の概略構成図

【図５】フィルム加熱方式の加熱装置の他の構成形態例
（その１）

【図６】フィルム加熱方式の加熱装置の他の構成形態例
（その２）

【図７】フィルム加熱方式の加熱装置の他の構成形態例
（その３）

【図８】従来のフィルム加熱方式の加熱装置の要部の構
成略図

【図９】加熱部材としてのセラミックヒータの一部切欠
き・途中部省略の平面模型図

【図１０】熱ローラ方式の加熱装置の構成略図

【符号の説明】

３３ 加熱部材としてのセラミックヒータ ３４ 加熱部材支持体としてのヒータホルダ ３９ 加熱部材支持体としてのヒータホルダの補強部
材 ３５ 耐熱性フィルム ３６ 加圧部材としての加圧ローラ Ｐ 被加熱部材としての被記録材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体に固定支持させた加熱部材と加圧
   部材とをその間に耐熱性フィルムを挟ませて加圧圧接さ
   せ、その圧接ニップ部の耐熱性フィルムと加圧部材との
   間に被加熱部材を導入して耐熱性フィルムと一緒に該圧
   接ニップ部を移動させることで加熱部材の熱エネルギー
   を耐熱性フィルムを介せて被加熱部材に付与する加熱装
   置において、加熱部材支持体の長手に渡って該加熱部材
   支持体の加圧撓みを防止する補強部材が配置されている
   ことを特徴とする加熱装置。
2. 【請求項２】 請求項１の加熱装置において、加熱部材
   支持体の補強部材が高熱伝導性を有することを特徴とす
   る加熱装置。
3. 【請求項３】 被加熱部材が画像を担持させた被記録材
   であり、該被記録材の画像を加熱処理する像加熱装置で
   あることを特徴とする請求項１または同２に記載の加熱
   装置。
4. 【請求項４】 被記録材に画像を形成する画像形成手段
   と、請求項１または同２に記載の加熱装置を前記画像形
   成手段側からの被記録材上の画像を加熱処理する像加熱
   装置として備えたことを特徴とする画像形成装置。