JPH10312124A - 定着装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒーター基板８１は加工性、コストを考慮す
ると、平板形状とするのが一般的であり、そのヒーター
基板の長手端面が定着ニップ領域外に位置するように構
成されている。そのため、定着直後の記録材４０は定着
ニップＮの延長線面から必ず加圧ローラー側に寄った空
間に排出される結果、画像面が凸となる下カールになり
易いという課題があった。 【解決手段】 加圧手段７０の弾性変形によって、加熱
体８０と前記加圧手段との間に形成される定着ニップ幅
内に、前記加熱体の長手端面８０ａを配置するようにし
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録材上に形成さ
れたトナー像を加熱定着する定着装置及び該定着装置を
有する電子写真装置、静電気録装置等の画像形成装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、記録材上に顕画像化されたトナー
像の定着は、所定の温度に制御された加熱ローラーと、
弾性層を前記加熱ローラーに圧接する加圧ローラーによ
って記録材を加熱、加圧しながら挟持搬送することによ
り行う熱ローラー方式が一般的である。

【０００３】しかしながら、最近では省電力化、及び電
源投入から画像出力までの時間短縮を実現するために、
例えば特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１
５７８７８号公報等に記載されているように、少なくと
も固定支持された加熱体（以下、ヒーターと称する）及
び前記ヒーターに圧接しつつ搬送される耐熱性フィルム
（以下、定着フィルムと称する）とからなるヒーターユ
ニットと、前記ヒーターに対し記録材を密着させる加圧
部材を有し、ヒーターの熱を定着フィルムを介して記録
材へ付与することで記録材表面に形成されているトナー
像を加熱定着させるフィルム加熱定着方式が提案されて
いる。

【０００４】このようなフィルム加熱定着方式の一例を
図６について説明する。

【０００５】図６において、６５が円筒形状の耐熱フィ
ルムであり、基層に厚さ４０〜６０μｍのポリイミドフ
ィルムを用い、その外周面（記録材及びトナー像と接触
する面）に厚さ５〜２０μｍのＰＦＡ及びＰＦＡ中にＰ
ＴＦＥを分散させた離型層が形成されている。６４はヒ
ーターであり、記録材１０の搬送方向に直交する方向を
長手とする絶縁性、耐熱性、低熱容量のセラミック基板
６１と、その表面に長手に沿って印刷された抵抗発熱体
６２と、前記セラミック基板６１の抵抗発熱体６２の露
呈面とは反対側面に接触させて設けた温度検知素子６３
（サーミスター等）を基本構成体とするものである。

【０００６】前記ヒーター６４は、横断面半円弧桶形の
フィルムガイド６６（ヒーターステー）に抵抗発熱体６
２を露呈させて断熱、固定支持されている。また、ヒー
ター６４の温度制御は、サーミスタ６３の出力に応じて
ＣＰＵ１０１がトライアック５５を駆動して、電源３５
から抵抗発熱体６２に対する通電制御を行うことにより
実施される。６７は逆Ｕ字形の補強板金であり、ヒータ
ー６４、サーミスター６３、ヒーターステー６６等から
なるヒーターユニット６０が、加圧ローラー７により加
圧された際に変形しないために設けられている。

【０００７】なお、定着フィルム６５はその内周径が、
前記補強板金６７を含むヒーターユニット６０の外周長
さより大きくなるように構成されている。加圧ローラー
７は、ヒーター６６に対し、不図示の加圧手段により総
圧９〜１１ｋｇｆの圧力で加圧され、記録材１０の搬送
方向に、不図示の駆動系により回転駆動（反時計回り）
される。

【０００８】これにより、円筒形の定着フィルム６５は
抵抗発熱体６２の表面に密着して摺動し、ヒーターステ
ー６６の周囲を回転する。この時、抵抗発熱体６２と定
着フィルム６５の内面の摺動摩擦を軽減するために、両
者の間に耐熱性のグリスを介在させている。

【０００９】以上の構成により、記録材１０が定着フィ
ルム６５と加圧ローター７との間に案内され、定着ニッ
プ部Ｎを通過することで、記録材１０上のトナー像７は
加熱定着される。

【００１０】上記のフィルム加熱定着方式は、従来一般
的である熱ローラー方式の定着装置に比べ、ヒーター６
４の熱容量を数十分の一にすることが可能であり、かつ
昇温の早い抵抗発熱体６２を用いることが可能であるた
め、加熱部分が定着可能となる温度に達するまでの時間
を数秒にすることができる。よって、熱ローラー方式の
定着装置においては実現が困難であった所謂、オンデマ
ンド定着が可能となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来のフィルム加熱定
着方式を行う定着装置は以上のように構成されているの
で、ヒーター基板として用いられるのは、絶縁性、耐熱
性等からアルミナ等のセラミックが一般的である。この
ため、ヒーター基板は加工性、コストを考慮すると、平
板形状とするのが一般的であり、そのヒーター基板の長
手端面が定着ニップ領域外に位置するように構成されて
いる。

【００１２】そのため、記録材は、平面となっている加
熱面と、加圧領域において弾性変形する加圧ローラーに
挟持搬送されて排出され、定着直後の記録材は定着ニッ
プの延長線面から必ず加圧ローラー側に寄った空間に排
出される。その結果、記録材は画像面が凸となる下カー
ルになり易いという課題があった。

【００１３】特に、上記フィルム加熱定着方式による定
着装置を適用した画像形成装置が自動両面機能を有して
いる場合に大きな課題となる。つまり、１面目が下カー
ルになると、両面ユニット内で反転した２面目は上カー
ルとなり、転写後の分離不良を起こしやすい。特に、吸
湿紙等、カール量が大きくなる場合には、転写紙が分離
不良となり、クリーナーまで搬送され該クリーナー内に
侵入すると、紙ずまりの後処理が繁雑になるとともに、
オペレーターの衣服が未定着トナーにより汚れるばかり
ではなく、クリーナーや像担持体としての感光ドラムに
損傷を与えるという課題があった。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る定着装置は、表面面に抵抗発熱体を形成した基板をホ
ルダーに固定支持した加熱体と、前記加熱体の温度を検
出する温度検出手段と、前記加熱体に対向圧接しつつ搬
送可能な耐熱性の定着フィルムと、前記定着フィルムを
介在させて前記加熱体に対し記録材を密着させる加圧手
段と、前記温度検出手段の検出出力に応じて前記抵抗発
熱体に対する通電電流を制御する温度制御手段とを有
し、前記記録材面に形成された未定着トナー像を該記録
材面に加熱定着する定着装置において、前記加圧手段の
弾性変形によって、前記加熱体と前記加圧手段との間に
形成される定着ニップ幅内に、前記加熱体の長手端面を
配置するようにしたものである。

【００１５】請求項２記載の発明に係る定着装置は、加
熱体の長手端面のうち、定着フィルムの搬送方向におけ
る下流側端面を、定着ニップ幅内に配置するようにした
ものである。

【００１６】請求項３記載の発明に係る定着装置は、定
着フィルムを、加熱体と対向圧接しつつ繰返し搬送され
る無端状としたものである。

【００１７】請求項４記載の発明に係る定着装置は、定
着フィルムを、加熱体と対向圧接しつつ送出しローラ側
から巻取りローラ側に搬送される帯状としたものであ
る。

【００１８】請求項５記載の発明に係る定着装置は、加
圧部材を、弾性ローラーとしたもである。

【００１９】請求項６記載の発明に係る定着装置は、ホ
ルダーと加熱体の境界面が、定着ニップ幅内に配置さ
れ、かつ前記ホルダーの少なくとも定着フィルムを介し
て加圧ローラーに当接する部分を弾性部材で構成したも
のである。

【００２０】請求項７記載の発明に係る画像形成装置
は、像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、
前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、前記記録
材に前記トナー像を加熱定着する請求項１から請求項６
のうちのいずれか１項記載の定着装置とを備えたもので
ある。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１は実施の形態１におけるフィルム式
加熱定着装置を示す正面図である。図１において、９０
はヒーターユニットであり、ヒーター８０、ヒーターホ
ルダー兼フィルムガイド８６（以下、フィルムガイドと
記す）、補強板金８７及び定着フィルム８８から構成さ
れている。

【００２２】前記ヒーター８０は、記録材の搬送方向に
直交する方向を長手とする絶縁性、耐熱性、低熱容量の
アルミナ基板（以下、基板と略称する）８１、この基板
８１の中央長手方向に設けたＡｇ／Ｐｄからなる抵抗発
熱体８２、及び基板８１の抵抗発熱体８２の形成面とは
反対の面に設けた温度検出素子としてのサーミスター８
３を基本構成体とする。

【００２３】前記定着フィルム８８は、内径φ２４ｍｍ
の円筒形の耐熱フィルムであり、基層に厚さ４０〜６０
μｍのポリイミドフィルムを用い、その外周面に樹脂バ
インダー中にカーボンを分散させたプライマー層を形成
し、そのプライマー層の上面（記録材及びトナー像と接
触する面）に厚さ１０〜１５μｍのＰＦＡ及びＰＦＡ中
にＰＴＦＥを分散させた離型層を形成したものである。

【００２４】前記フィルムガイド８６は、芳香族ポリエ
ステル、もしくはフェノール樹脂からなり、ヒーター８
０のフィルム搬送方向の下流側端面と段差０．２ｍｍ以
内で接合し、かつ加圧ローラー７０が弾性変形する領域
においては曲率半径２０ｍｍの曲面で構成されている。

【００２５】ヒーター８０の温度制御は、温度によるサ
ーミスター８３の抵抗値変化をＣＰＵ１００がモニター
し、その抵抗値変化に応じてトライアック５０の駆動制
御を行い、抵抗発熱体８２に対する電源３０からの通電
電流を制御することにより行われる。

【００２６】前記加圧ローラー７０は、外径φ１９ｍｍ
のアルミニューム製芯金７１、シリコンゴム及びその表
面に離型層を形成した弾性層７５からなる外径φ２５ｍ
ｍのローラーである。この加圧ローラー７０は、ヒータ
ーユニット９０のヒーター８０に対し不図示の加圧手段
により総圧１２〜１３Ｋｇｆの圧力で加圧され、また、
室温で周速が感光ドラム周速の約９８％となるように不
図示の駆動手段から矢印方向（反時計回り）に駆動を受
けて回転する。

【００２７】これにより、円筒形の定着フィルム８８が
ヒーター８０の抵抗発熱体表面に密着して摺動し、フィ
ルムガイド８６の周囲を矢印方向（時計回り）に回転す
る。また、この時、ヒーター８０と定着フィルム８８の
内面の摺動摩擦を軽減するために、両者の間に耐熱性の
グリスを介在させている。

【００２８】以上の構成により、未定着トナー像が転写
された記録材４０が入力ガイド２１に案内され、ヒータ
ー８０と加圧ローラー７０との間に送り込まれて加熱、
加圧され、かつ挟持搬送されることにより、トナー像は
記録材上に定着される。このトナー像が定着された記録
材４０は、排紙下ガイド２２、及び排紙紙上ガイド２３
により案内されて排出される。

【００２９】以上のように、実施の形態１によれば、ヒ
ーター８０の長手端面が定着ニップＮ内に位置するた
め、定着直後の記録材４０の排出方向を定着ニップ延長
線に近づけることが可能となる。これにより、記録材４
０に生じるカールが低減され、使用可能な定着温度の領
域が広がる。また、自動両面機能が装備されたプリンタ
ーの場合、カール取りのために一時停止する時間を短
く、もしくは無くすことが可能となり、スループットの
向上を計ることが出来るようになる。 実施の形態２．図２は、本発明の実施の形態２における
フィルム式加熱定着装置を示す正面図であり、ヒーター
ホルダー兼フィルムガイド８６０（以下、フィルムガイ
ドと記する）を２つのパーツから構成するものである。

【００３０】図２において、前記フィルムガイド８６０
以外は実施の形態１と共通の部品から構成されているか
ら、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。

【００３１】フィルムガイド８６０は、定着ニップ領域
の上流側、及び下流側で定着フィルム６５をガイドし、
かつヒーター６４を支持する芳香族ポリエステルからな
る部材８６１と、ヒーター６４の記録材搬送方向下流側
の長手端面に近接し、定着フィルム６５を介して加圧ロ
ーラー７０に接する領域をシリコンゴムからなる弾性体
８６５で構成したものである。

【００３２】つまり、ヒーター６４の下流側において、
フィルムガイド８６０が加圧ローラー７０と定着フィル
ム６５を介して当接する領域を弾性部材で構成すること
により、ヒーター通過後の定着ニップ内においてフィル
ムガイド８６０と加圧ローラー７０の両者が共に弾性変
形することになる。

【００３３】この構成により、弾性部材８６５の硬度、
曲率、形状を、定着温度や加圧ローラー７０の外径、硬
度に応じて設定することにより、記録材４０の排出方向
を定着ニップ面を境界として加圧ローラー７０側からヒ
ーターユニット９０側まで変化させることが可能とな
る。よって、フィルムガイド８６０が非弾性体で出来て
いる場合に比べ、記録材４０のカールを小さく抑えるこ
とが可能になる。 実施の形態３．実施の形態１、２では、円筒状の定着フ
イルム８８を使用しているが、図３に示すように１つを
駆動源とする複数個のローラ１１，１２に懸回し、ヒー
ター８０に圧接しながら送出しローラ１４側から巻取り
ローラ１５側に搬送される無端状の定着フイルム８８
ａ、図４に示すようにヒーター８０と対向圧接しながら
搬送される帯状の定着フイルム８８ｂであっても実施の
形態１、２と同様の作用効果が得られる。

【００３４】なお、上記各実施の形態の中に示した部材
の形状、寸法、材料、あるいは回転スピード等は一例で
あり、本発明は前記特許請求の範囲記載の内容にのみ限
定される。 実施の形態４．図５は実施の形態１または実施の形態２
のフィルム式加熱定着装置を適用した画像形成装置の一
例であるレーザープリンタを示す概略図である。

【００３５】図５において、１は像担持体としての感光
ドラム（有機感光ドラム）であり、不図示の駆動手段に
より矢印方向に周速７５ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転駆動
される。２は帯電部材としての帯電ローラーであり、不
図示の高圧電源からの印加バイアスにより感光ドラム１
の表面を一様に帯電する。一様に帯電された感光ドラム
上の表面には、レーザー露光装置３からの画像信号に応
じて変調されたレーザー光走査によって静電潜像が形成
される。

【００３６】この静電潜像は、現像スリーブ、現像ブレ
ード、１成分磁性トナー等を有する現像器４によりトナ
ー像として顕画像化され、このトナー像は転写ローラー
６により記録材４０上に静電転写される。この記録材４
０は、カセット９内に収容されており、ピックアップロ
ーラー８により給送された後、レジストローラー５によ
り上記トナー像形成プロセスに一致したタイミングで矢
印方向に搬送される。記録材上に形成されたトナー像
は、入り口ガイド２１、ヒーターユニット９０、加圧ユ
ニットとしての加圧ローラ７０、及び排紙下ガイド２２
等からなるフィルム加熱定着装置により定着された後、
出力される。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、セラミ
ックヒーターの長手端面、特に、記録材搬送方向下流側
の長手端面を定着ニップ内に位置するように構成したの
で、定着ニップ部を通過して排出される記録材の排出方
向を、ニップ面の延長方向により近づけることが可能に
なる。その結果、セラミックヒーターの長手端面が定着
ニップ領域外に在るフィルム加熱定着器に比べ、定着排
紙時、記録材に生じるカールを低減でき、自動両面プリ
ントもカール取り停止をなくし、迅速に行うことができ
る効果がある。

【００３８】また、像担持体上からトナー像を転写した
記録材上のトナー像を上記定着装置によって加熱定着す
るように構成したので、加熱定着時における記録材のカ
ールが少なく、品質の良い画像形成を迅速に行うことが
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１によるフィルム式加熱
定着装置を示す正面図である。

【図２】 本発明の実施の形態２によるフィルム式加熱
定着装置を示す正面図である。

【図３】 本発明の実施の形態３による定着フイルムの
構成図である。

【図４】 本発明の実施の形態３による定着フイルムの
他の構成図である。

【図５】 本発明のフィルム式加熱定着装置を適用した
レーザープリンターの概略図である。

【図６】 従来のフィルム式加熱定着器を示す正面図で
ある。

【符号の説明】

１ 感光ドラム（像担持体）、２ 帯電ローラ（画像形
成手段）、３ 露光装置（画像形成手段）、４ 現像装
置（画像形成手段）、６ 転写手段（転写ローラ）、４
０ 記録材、７０ 加圧手段（加圧ローラー）、８０
ヒーター（加熱体）、８０ａ 加熱体の長手端面、５０
トライアック（温度制御手段）、８１基板、８２ 抵
抗発熱体、８３ サーミスタ（温度検出手段）、８６，
８６０ホルダー、９０ ヒーターユニット１００ ＣＰ
Ｕ（温度制御手段）、Ｎ 定着ニップ。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に抵抗発熱体を形成した基板をホル
   ダーに固定支持した加熱体と、前記加熱体の温度を検出
   する温度検出手段と、前記加熱体に対向圧接しつつ搬送
   可能な耐熱性の定着フィルムと、前記定着フィルムを介
   在させて前記加熱体に対し記録材を密着させる加圧手段
   と、前記温度検出手段の検出出力に応じて前記抵抗発熱
   体に対する通電電流を制御する温度制御手段とを有し、
   前記記録材面に形成された未定着トナー像を該記録材面
   に加熱定着する定着装置において、 前記加圧手段の弾性変形によって、前記加熱体と前記加
   圧手段との間に形成される定着ニップ幅内に、前記加熱
   体の長手端面を配置したことを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 前記加熱体の長手端面のうち、前記定着
   フィルムの搬送方向における下流側端面が、前記定着ニ
   ップ幅内に配置したことを特徴とする定着装置。
3. 【請求項３】 前記定着フィルムは、前記加熱体と対向
   圧接しつつ繰返し搬送される無端状であることを特徴と
   する請求項１記載の定着装置。
4. 【請求項４】 前記定着フィルムは、加熱体と対向圧接
   しつつ送出しローラ側から巻取りローラ側に搬送される
   帯状であることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
5. 【請求項５】 前記加圧部材は、弾性ローラーであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の定着装置。
6. 【請求項６】 前記ホルダーと前記加熱体の境界面を、
   前記定着ニップ幅内に配置し、かつ前記ホルダーの少な
   くとも前記定着フィルムを介して前記加圧ローラーに当
   接する部分を弾性部材で構成したことを特徴とする請求
   項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の定着装
   置。
7. 【請求項７】 像担持体上にトナー像を形成する画像形
   成手段と、前記トナー像を記録材に転写する転写手段
   と、前記記録材に前記トナー像を加熱定着する請求項１
   から請求項６のうちのいずれか１項記載の定着装置とを
   備えたことを特徴とする画像形成装置。