JP2000194207A - 像加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸気の圧力による画像不良を防ぐことができ
る像加熱装置と高品質の画像を安定して得ることができ
る画像形成装置を提供すること。 【構成】 発熱部を有する略面状のヒータ１４と、耐熱
性の定着フィルム（フィルム部材）９と、該定着フィル
ム９の回動をガイドするフィルムガイド（フィルムガイ
ド部材）１０と、定着フィルム９を挟んで前記ヒータ１
４に圧接されて加熱ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ
（加圧部材）１１を有し、静電的に形成された未定着ト
ナー像（像未定着画像）Ｔを担持する記録材Ｐを前記加
熱ニップ部Ｎに導入して定着フィルム９を介して前記ヒ
ータ１４の熱で加熱及び加圧して未定着トナー像Ｔを記
録材Ｐに定着させる像加熱装置７において、前記定着フ
ィルム９を所定の間隙Ｄをもってカバーするカバー部材
１８を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像加熱装置とこれ
を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真
プロセスを用いる画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式により画像を形成す
る画像形成装置においては、像担持体に静電潜像を形成
するとともに、この静電潜像を現像してトナー画像とし
て顕像化した後、トナー画像をシートに転写し、このト
ナー画像を加熱してシートに定着させることが行われ
る。

【０００３】そして、斯かる画像形成装置としてはフィ
ルム加熱方式の像加熱装置を備えるものが提案されてい
る（例えば特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平１
−２６３６７９号公報、特開平２−１５７８７８号公
報、特開平４−４４０７５〜４４０８３、２０４９８０
〜２０４９８４号公報参照）。

【０００４】上記フィルム加熱方式の像加熱装置は、発
熱部を有する略面状のヒータと、耐熱性フィルム部材
と、この耐熱性フィルム部材を挟んでヒータに圧接され
て加熱ニップ部を形成する加圧ローラを有し、加熱ニッ
プ部に被加熱材（シート）を導入して耐熱性フィルムを
介してヒータの熱で該被加熱材を加熱するものである。

【０００５】そして、このような像加熱手段は、低熱容
量で昇温の速いヒータを用いるために加熱ニップ部を集
中的に加熱することができ、クイックスタートや省電力
等が可能であるという特徴を有している。尚、低熱容量
で昇温の速い加熱体（ヒータ）としては、耐熱性及び絶
縁性が高くて良熱伝導性のセラミック材基板と該セラミ
ック材基板に印刷や焼成等の手段で形成された通電発熱
部としての発熱抵抗部を有し、発熱抵抗部に電力を供給
して発熱させるものが主に用いられている。

【０００６】而して、このようなフィルム加熱方式の像
加熱装置は、例えば複写機、レーザービームプリンタ、
ファクシミリ、マイクロフィルムリーダプリンタ、画像
表示（ディスプレイ）装置、記録機等の画像形成装置に
おいて未定着のトナー画像を記録媒体に定着する装置と
して活用されている。即ち、この像加熱装置において
は、電子写真、静電記録、磁気記録等の適宜の画像形成
プロセス手段によって加熱溶融性の樹脂等より成るトナ
ーを用いて記録媒体（転写材シート、エレクトロファッ
クスシート、静電記録シート、印刷紙等）の面に間接
（転写）方式若しくは直接方式で形成された目的の画像
情報に対応した未定着のトナー画像が永久固着画像とし
て記録媒体に加熱定着される。

【０００７】一方、図７は従来の画像形成装置要部（フ
ィルム加熱方式の像加熱装置部分）の概略構成を示す図
である。尚、この像加熱装置は特開平４−４４０７５〜
４４０８３号公報、特開平４−２０４９８０〜２０４９
８４号公報等に開示されたものであり、耐熱フィルムと
して円筒状フィルムを使用し、円筒状フィルムを加圧手
段としての加圧ローラで回転駆動する加圧ローラ駆動方
式、テンションフリータイプ（フィルムに張力を与えな
いでフィルムを駆動するタイプ）のものである。

【０００８】図７において、１４は図の紙面垂直方向を
長手とする横長の細板状発熱体（以下、ヒータと称す
る）であり、このヒータ１４としては一般にセラミック
基板と該基板面に印刷、焼成等によって形成された発熱
抵抗体を基本構成体とする低熱容量のセラミックヒータ
が用いられている。

【０００９】１０は横断面略半円形の横長樋型のヒータ
支持体兼用のフィルムガイドであり、このフィルムガイ
ド１０の下面中央部にヒータ支持部長手に沿って前記ヒ
ータ１４が耐熱性接着剤等で固定支持されている。

【００１０】９は円筒状（エンドレスベルト状）の薄膜
で構成される耐熱性フィルム（以下、定着フィルム又は
フィルムと称する）であり、この定着フィルム９は前記
フィルムガイド１０にルーズに外嵌されている。

【００１１】１１は弾性を有する加圧ローラであり、こ
の加圧ローラ１１は定着フィルム９を挟んでヒータ１４
の下面に弾性に抗して所定の当接圧をもって圧接される
ことによって所要幅の加熱部としての加熱ニップ部Ｎを
形成している。

【００１２】ここで、この加圧ローラ１１は画像形成の
際に不図示の駆動手段によって図示矢印方向（反時計方
向）に回転駆動され、このように加圧ローラ１１が回転
すると該加圧ローラ１１と定着フィルム９との加熱ニッ
プ部Ｎにおける圧接摩擦力により定着フィルム９に回転
力が生じ、これによって定着フィルム９がその内面をヒ
ータ１４の下面に接触摺動させつつフィルムガイド１０
の外周を矢印方向（時計方向）に従動回転する。

【００１３】ここで、上述のように定着フィルム９が回
転され、ヒータ１４が通電により発熱して所定の温度に
温調されている状態において、加熱ニップ部Ｎの定着フ
ィルム９と加圧ローラ１１との間に、未定着トナー画像
Ｔを担持した被加熱材としての記録材Ｐがトナー画像面
をフィルム９側にして導入されると、この記録材Ｐはフ
ィルム９と共に加熱ニップ部Ｎを移動する。これによ
り、加熱ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐが定着フィルム９
を介してヒータ１４で加熱され、未定着トナー画像Ｔの
軟化・溶融定着がなされる。その後、加熱ニップ部Ｎを
通った記録材Ｐは定着フィルム９面から分離される。

【００１４】尚、この像加熱装置は、加圧ローラ１１の
駆動による定着フィルム９の回転状態において、加熱ニ
ップ部Ｎの部分を除いて実質的に定着フィルム９に張力
が作用しておらず、そのために定着フィルム９の回転に
伴うフィルムガイド１０の長手に沿うフィルム寄り移動
力が小さくてフィルム寄り移動制御手段を簡単化するこ
とができ、組立性の向上とコストダウンを図ることがで
きる等の利点を有している。

【００１５】又、加熱ニップ部Ｎはヒータ１４により加
熱されて１５０℃以上の温度に達しており、通紙中は記
録材Ｐの含有水分が蒸発してその蒸気Ｓが発生する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィル
ム加熱方式の像加熱装置においては、昇温の速さから加
熱ニップ部Ｎ近傍で蒸気Ｓは急激に多量に発生し、この
蒸気Ｓの圧力によって加熱ニップ部Ｎから搬送方向上流
側の記録材Ｐ上の未定着トナー像Ｔの一部が吹き飛ばさ
れる。そして、吹き飛ばされたトナーＴ０は搬送方向上
流側に０．１〜１ｍｍずれ、このために画像が尾を引い
ているように見えることから、尾引きと呼ばれるひげ状
の画像不良を引き起こす。

【００１７】特に、高温高湿環境において記録材Ｐの含
水分量が多いと、加熱ニップ部Ｎで発生する蒸気Ｓの量
が更に増え、蒸気Ｓの圧力による画像不良が顕著であっ
た。

【００１８】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、蒸気の圧力による画像不良を
防ぐことができる像加熱装置と高品質の画像を安定して
得ることができる画像形成装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、発熱部を有する略面状のヒ
ータと、耐熱性のフィルム部材と、該フィルム部材の回
動をガイドするフィルムガイド部材と、フィルム部材を
挟んで前記ヒータに圧接されて加熱ニップ部を形成する
加圧部材を有し、静電的に形成された未定着画像を担持
する記録材を前記加熱ニップ部に導入してフィルム部材
を介して前記ヒータの熱で加熱及び加圧して未定着画像
を記録材に定着させる像加熱装置において、前記フィル
ム部材を所定の間隙をもってカバーするカバー部材を設
けたことを特徴とする。

【００２０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記フィルムガイド部材の記録材導入部に
凸部を形成したことを特徴とする。

【００２１】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記フィルム部材と前記フィルムガ
イド部材との間隙を３ｍｍ以下に設定したことを特徴と
する。

【００２２】請求項４記載の発明は、記録材上に未定着
画像を形成する像形成手段と、前記未定着画像を記録材
に加熱定着する像加熱装置を備え、像加熱装置を、発熱
部を有する略面状のヒータと、耐熱性のフィルム部材
と、該フィルム部材の回動をガイドするフィルムガイド
部材と、フィルム部材を挟んで前記ヒータに圧接されて
加熱ニップ部を形成する加圧部材とで構成し、静電的に
形成された未定着画像を担持する記録材を前記加熱ニッ
プ部に導入してフィルム部材を介して前記ヒータの熱で
加熱及び加圧して未定着画像を記録材に定着させる画像
形成装置において、前記像加熱装置の前記フィルム部材
を所定の間隙をもってカバーするカバー部材を設けたこ
とを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００２４】＜実施の形態１＞図１は本発明の実施の形
態に係る画像形成装置であるレーザービームプリンタの
概略構成図である。

【００２５】図１において、１００はレーザービームプ
リンタ本体（以下、本体と称する）、１は像担持体とし
ての回転ドラム型電子写真感光体（以下、感光ドラム又
はドラムと称する）、２は一次帯電器、３はレーザース
キャナー、４は現像器、２３はクリーニング器である。
又、２０はシートである記録材Ｐを収納する給紙カセッ
ト、２１は給紙ローラ、２２はレジストローラ対、５は
転写ローラである。

【００２６】而して、以上の構成を有するレーザービー
ムプリンタにおいて画像形成する場合は、先ず感光ドラ
ム１の表面がその回転過程で前記一次帯電器２によって
一様に帯電処理される。

【００２７】次いで、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てレーザースキャナー
３から出力されたレーザービームＬによって感光ドラム
１の帯電処理面を走査露光し、感光ドラム１の表面に目
的の画像情報に対応した静電潜像を形成する。そして、
この静電潜像は現像器４によりネガトナーＴで反転現像
（レーザー露光部にトナーＴが付着）されてトナー画像
として顕像化される。

【００２８】一方、給紙カセット２０内から給紙ローラ
２１により記録材Ｐが１枚ずつ分離給送され、その後、
転写材Ｐはレジストローラ対２２を経由して感光ドラム
１と転写ローラ５との圧接ニップである転写部に所定の
タイミングで搬送導入されることによって、該記録材Ｐ
の面に対して感光ドラム１のトナー画像が順次転写され
る。

【００２９】次に、転写部を通過した記録材Ｐは、感光
ドラム１の面から分離された後、本発明に係る像加熱装
置７へ搬送導入されて転写トナー画像の定着処理を受
け、その後、プリントとして本体外部へ排出される。
尚、記録材Ｐが分離した後の感光ドラム１の面はクリー
ニング器２３によって転写残トナー等の付着残留汚染物
の除去を受けて清掃され、繰り返して像形成に供され
る。

【００３０】而して、本実施の形態においては、感光ド
ラム１、一次帯電器２、現像器４及びクリーニング器２
３の４つのプロセス機器はプロセスカートリッジ２４と
して一体化されており、該プロセスカートリッジ２４は
本体１００内に対して着脱されて交換される。

【００３１】次に、本発明に係る前記像加熱装置７を図
２〜図４に基づいて説明する。尚、図２は像加熱装置の
断面図、図３は同像加熱装置要部の拡大断面図、図４は
同像加熱装置の破断斜視図である。

【００３２】この像加熱装置７はテンションフリータイ
プのフィルム加熱方式のものであり、図２に示すよう
に、ヒータ１４とフィルムガイド１０、定着フィルム
９、フランジ部材１５、加圧ローラ１１を有している。

【００３３】尚、本実施の形態において、ヒータ１４
は、耐熱性と絶縁性が高くて高熱伝導性のアルミナ基板
上に例えばスクリーン印刷で形成されたＴａＳｉＯ₂ ，
ＡｇＰｄ，ＴＡ₂ Ｎ，ＲｕＯ₂ 、ニクロム等の薄膜発熱
抵抗部を有し、定着フィルム９の内面に対向する面には
耐熱ガラス等のオーバーコートが施されている。

【００３４】又、定着フィルム９は、耐熱性、トナー離
型性、強靭性を有する単層フィルム或は所望の表面処理
やラミネート処理を施した複合層フィルムであり、本実
施の形態ではポリイミド（ＰＩ）フィルムが使用され、
このフィルムは耐熱処理した５０μｍのＺｎＯ単層フィ
ルム或は４フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）で離型性付与処
理した複合層フィルムである。

【００３５】８は高温になる装置構成分品にユーザーが
触れるのを防ぐための装置上カバー、３０はフランジ部
材１５、加圧ローラ１１及び後述の排出上ガイド５０と
排出下ガイド４０が配設されるフレームである。

【００３６】７０は排出手段であり、この排出手段７０
は、コロ５１と共に排出ニップを形成する排出ローラ４
１と、コロ５１を回転自在に保持すると共に記録材Ｐの
上方をガイドする排出上ガイド５０と、不図示の駆動手
段により駆動される排出ローラ４１を回転自在に保持す
ると共に記録材Ｐの下方をガイドする排出下ガイド４０
を備えている。

【００３７】ところで、１８は定着フィルム９と所定の
間隙Ｄを保ちながら配設されたカバー部材であり、この
カバー部材１８は熱伝導性の低い材質で構成されて定着
フィルム９の熱を逃がさない保熱性を有している。

【００３８】而して、以上の構成を有する像加熱装置７
において、例えば定着フィルム９を挟んでヒータ１４と
加圧ローラ１１とが所定の加圧力（例えばＡ４幅で総圧
４〜１２ｋｇ）をもって圧接状態にあり、この状態で加
圧ローラ１１が不図示の駆動手段により図示矢印方向
（反時計方向）に回転駆動されると、該加圧ローラ１１
の回転により定着フィルム９に回転力が作用し、これに
より定着フィルム９がフィルムガイド１０の外周りを図
示矢印方向（時計方向）に従動回転する。

【００３９】そして、このように定着フィルム９が回転
すると同時に、又、ヒータ１４が発熱抵抗部への通電に
より所定の温度（例えば１５０℃以上）に昇温した状態
になる。

【００４０】而して、図３に示す加熱ニップ部Ｎ近傍の
領域Ｍに未定着のトナー像Ｔを担持した記録材Ｐが搬送
されると、未定着のトナー像Ｔは高温に維持された定着
フィルム９によって半溶融のトナー像Ｔ１に変成され
る。この半溶融のトナー像Ｔ１は半溶融状態であるた
め、蒸気の圧力によりトナー像の一部が吹き飛ばされる
ことなく加熱ニップ部Ｎに導入される。

【００４１】その後、記録材Ｐは定着フィルム９と共に
加熱ニップ部Ｎに移動し、加熱ニップ部Ｎにおいて該記
録材Ｐが定着フィルム９を介してヒータ１４で加熱さ
れ、該記録材Ｐ上の半溶融のトナー像Ｔ１は最終的に軟
化溶融したトナー像Ｔ２として記録材Ｐ上に定着され
る。

【００４２】以上のように、本実施の形態に係る像加熱
装置７においては、カバー部材１８により温度降下が小
さく抑えられた定着フィルム９によって領域Ｍにおいて
半溶融トナー像Ｔ１が形成されるため、蒸気Ｓの圧力に
よって発生する画像不良の原因となる尾引きを防ぐこと
ができる。

【００４３】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形
態２を図５及び図６に基づいて説明する。尚、図５は本
実施の形態に係る像加熱装置の断面図、図６は同像加熱
装置要部の拡大断面図であり、これらの図においては図
２及び図３に示したと同一要素には同一符号を付してお
り、以下、それらについての説明は省略する。

【００４４】前記実施の形態１では、カバー部材１８に
より定着フィルム９を温度降下を小さく抑える構成を示
したが、本実施の形態では、カバー部材１８によって定
着フィルム９の温度降下を小さく抑えることに加え、加
熱ニップ部Ｎ近傍の領域Ｍを長くした構成を採用してい
る（図６参照）。

【００４５】図６において、１０ａはフィルムガイド１
０に形成された記録材導入部の凸部である。尚、その他
の構成及び作用については実施の形態１と同一である。

【００４６】従って、延長された領域Ｍにおいて、カバ
ー部材１８により温度降下が小さく抑えられた定着フィ
ルム９によって半溶融トナー像Ｔ１が確実に形成され
る。このことから、蒸気Ｓの圧力により発生する画像不
良の原因となる尾引きを更に効果的に防ぐことができ
る。

【００４７】尚、以上の実施の形態１及び２において、
カバー部材１８と定着フィルム９の間隔Ｄは３ｍｍ以下
であればカバー部材１８により定着フィルム９を温度降
下が小さく抑えられ、領域Ｍにおいて半溶融トナー像Ｔ
１を形成することができることが実験的に確かめられ
た。従って、前述のように実施の形態１，２によれば、
蒸気Ｓの圧力により発生する画像不良の原因となる尾引
きを確実に防ぐことことができる。

【００４８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、発熱部を有する略面状のヒータと、耐熱性のフ
ィルム部材と、該フィルム部材の回動をガイドするフィ
ルムガイド部材と、フィルム部材を挟んで前記ヒータに
圧接されて加熱ニップ部を形成する加圧部材を有し、静
電的に形成された未定着画像を担持する記録材を前記加
熱ニップ部に導入してフィルム部材を介して前記ヒータ
の熱で加熱及び加圧して未定着画像を記録材に定着させ
る像加熱装置において、前記フィルム部材を所定の間隙
をもってカバーするカバー部材を設けたため、蒸気の圧
力による画像不良を防ぐことができ、高品質の画像を安
定して得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置（レーザービームプ
リンタ）の概略構成を示す断面図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係る像加熱装置の断面
図である。

【図３】本発明の実施の形態１に係る像加熱装置要部の
拡大断面図である。

【図４】本発明の実施の形態１に係る像加熱装置の破断
斜視図である。

【図５】本発明の実施の形態２に係る像加熱装置の断面
図である。

【図６】本発明の実施の形態２に係る像加熱装置要部の
拡大断面図である。

【図７】従来の画像形成装置要部（フィルム加熱方式の
像加熱装置部分）の拡大断面図である。

【符号の説明】

７ 像加熱装置 ９ 定着フィルム（フィルム部材） １０ フィルムガイド（フィルムガイド部材） １０ａ 凸部 １１ 加圧ローラ（加圧部材） １４ ヒータ １８ カバー部材 Ｎ 加熱ニップ部 Ｐ 記録材 Ｔ 未定着トナー像（未定着画像）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱部を有する略面状のヒータと、耐熱
   性のフィルム部材と、該フィルム部材の回動をガイドす
   るフィルムガイド部材と、フィルム部材を挟んで前記ヒ
   ータに圧接されて加熱ニップ部を形成する加圧部材を有
   し、静電的に形成された未定着画像を担持する記録材を
   前記加熱ニップ部に導入してフィルム部材を介して前記
   ヒータの熱で加熱及び加圧して未定着画像を記録材に定
   着させる像加熱装置において、 前記フィルム部材を所定の間隙をもってカバーするカバ
   ー部材を設けたことを特徴とする像加熱装置。
2. 【請求項２】 前記フィルムガイド部材の記録材導入部
   に凸部を形成したことを特徴とする請求項１記載の像加
   熱装置。
3. 【請求項３】 前記フィルム部材と前記フィルムガイド
   部材との間隙を３ｍｍ以下に設定したことを特徴とする
   請求項１又は２記載の像加熱装置。
4. 【請求項４】 記録材上に未定着画像を形成する像形成
   手段と、前記未定着画像を記録材に加熱定着する像加熱
   装置を備え、像加熱装置を、発熱部を有する略面状のヒ
   ータと、耐熱性のフィルム部材と、該フィルム部材の回
   動をガイドするフィルムガイド部材と、フィルム部材を
   挟んで前記ヒータに圧接されて加熱ニップ部を形成する
   加圧部材とで構成し、静電的に形成された未定着画像を
   担持する記録材を前記加熱ニップ部に導入してフィルム
   部材を介して前記ヒータの熱で加熱及び加圧して未定着
   画像を記録材に定着させる画像形成装置において、 前記像加熱装置の前記フィルム部材を所定の間隙をもっ
   てカバーするカバー部材を設けたことを特徴とする画像
   形成装置。