JP2000194214A

JP2000194214A - 加熱装置

Info

Publication number: JP2000194214A
Application number: JP10372200A
Authority: JP
Inventors: Yasuto Tsubakimoto; 椿本　　康人; Koichi Okuda; 幸一奥田; Noriyuki Ito; 紀之伊藤; Toshihiko Ochiai; 俊彦落合; Ken Murooka; 謙室岡; Satoru Taniguchi; 悟谷口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2000-07-14

Abstract

(57)【要約】【目的】被加熱部材の先端クリンプの発生防止とカー
ルの矯正が可能である加熱装置を提供すること。【構成】セラミックヒータ（加熱体）１と、該ヒータ
１に圧接されて加熱ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ２
と、加熱ニップ部Ｎを通過する連続体の搬送ベルト（被
加熱部材搬送部材）３とを備え、記録材（被加熱部材）
を搬送ベルト３とヒータ１の間の加熱ニップ部Ｎに導入
してこれを加熱及び加圧処理する加熱装置において、前
記搬送ベルト３が加熱ニップ部Ｎ通過後の記録材を該記
録材の加熱ニップ部Ｎまでの搬送面Ｆ１よりもヒータ１
側へ搬送するよう構成する。本発明によれば、搬送ベル
ト３は加熱ニップ部Ｎを通過した直後から記録材をヒー
タ１側に曲げて搬送するため、記録材１は加熱ニップ部
Ｎを通過した直後から被加熱部材搬送面Ｆ１よりヒータ
１側へと搬送されることになり、記録材の先端クリンプ
の発生が防がれるとともに、カールの矯正が可能とな
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、加熱体と加圧ロー
ラの加熱ニップ部に被加熱部材を導入してこれを加熱及
び加圧処理する加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式や静電写真方式等を
採用する画像形成装置は、画像形成部で記録材上に未定
着のトナー画像を形成担持させ、画像定着装置（以下、
単に定着装置と称する）で記録材を加熱及び加圧してト
ナー画像を記録材上に定着させて画像を形成していた。
そして、このような画像形成装置の定着装置としては熱
ローラ方式の加熱装置が広く使用されてきた。このよう
な定着装置の構成を図５に示す。

【０００３】即ち、図５は熱ローラ方式を採用する従来
の定着装置の構成図であり、該定着装置は、所定の定着
温度に管理された加熱体である金属製の熱ローラ２１と
これに圧接された弾性を有する加圧回転体としての加圧
ローラ１２を基本構成としており、熱ローラ２１にはハ
ロゲンヒータ等の熱源Ｈが内蔵されている。

【０００４】而して、この定着装置においては、一対の
熱ローラ２１と加圧ローラ１２を図示矢印方向に回転駆
動し、両者の圧接部（以下、加熱ニップ部と称する）Ｎ
に記録材を挟持搬送して通過させることによって未定着
トナー像を記録材に定着させる。即ち、不図示の画像形
成部で形成された未定着トナー像を担持した記録材が前
記加熱ニップ部Ｎに狭持搬送されて通過することによっ
て、熱ローラ２１の熱と加熱ニップ部Ｎの加圧力にて未
定着トナー像が記録材に定着される。そして、トナー像
の定着を受けた記録材は排紙ガイド１４により案内にさ
れ、排紙ローラ１３によって搬送されて不図示の排紙ト
レイに排出される。

【０００５】ところで、このような熱ローラ方式では、
熱ローラ２１の熱容量が大きいために該熱ローラ２１の
表面を所定の温度に上げるまでに長時間を要する。従っ
て、プリンタがホストコンピュータより出力信号を受け
たときに直ちに動作できるように常に熱ローラ２１を加
熱しておかなければならず、消費電力が大きくなるとい
う問題があった。

【０００６】上記問題を解決するために耐熱性の高い薄
いフィルムを利用したフィルム定着装置が提案されてい
る（特開平４−４４０７５〜４４０８３号公報、特開平
４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等参照）。この
フィルム定着装置の基本構成を図６に示す。

【０００７】図６において、１５は無端状の定着フィル
ムであり、この定着フィルム１５は耐熱性の高いポリイ
ミドフィルムの外表面にフッ素コーティングを施して構
成されている。

【０００８】又、１６は耐熱性樹脂から成るヒータステ
ー、１１は加熱体であるセラミック製のヒータである。
このヒータ１１は、耐熱性及び絶縁性が高くて良熱伝導
性のセラミック基板に、定着フィルム１５側と接する表
面に細帯状にスクリーン印刷した抵抗発熱体と、その両
端にスクリーン印刷された電極及び抵抗発熱体を保護す
る耐圧ガラスコートを形成して構成されている。そし
て、ヒータ１１の裏面にはセラミック基板の温度を検知
するためのサーミスタ素子１７が接着されており、抵抗
発熱体に通電してヒータ１１が所定の温度となるように
コントロールしている。

【０００９】ところで、前記定着フィルム１５は、前記
ヒータステー１６とフィルムガイド１８で形成されたス
テーにルーズに外嵌されている。又、前記加圧ローラ１
２は定着フィルム１５を介してセラミックヒータ１１に
所定の圧力で圧接されて加熱ニップ部Ｎを形成してい
る。

【００１０】而して、この定着装置においては加圧ロー
ラ１２を駆動ローラとしており、不図示の駆動部によっ
て加圧ローラ１２が回転駆動されると、該加圧ローラ１
２の表面と定着フィルム１５の外面との摩擦力によって
無端状の定着フィルム１５がヒータステー１６及びフィ
ルムガイド１８に沿って回転する。そして、未定着トナ
ー像を担持した記録材が定着フィルム１５と加圧ローラ
１２との間に導入されて搬送されると、未定着トナー像
がヒータ１１によって加熱されて記録材に定着され、ト
ナー像の定着を受けた記録材は排紙ガイド１４によって
案内されながら排紙ローラ１３により搬送され、最終的
に不図示の排紙トレイに排出される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図５に示し
た熱ローラ方式を採用する定着装置やフィルム加熱方式
を採用する定着装置では、加圧ローラ１２を不図示の駆
動手段で回転駆動して記録材の搬送を行う加圧ローラ・
駆動ローラ兼用の構成を採用している。

【００１２】而して、上記構成において記録材を不図示
の排紙トレイまで搬送するためには排紙ローラ１３によ
る搬送が必要となる。従来、この排紙ローラ１３の位置
を調整することによって記録材のカールを矯正すること
が可能であったが、記録材が加熱ニップ部Ｎを出てから
排紙ガイド１４に沿って案内されながら排紙ローラ１３
に至るまでの該記録材のカール（先端クリンプ）を矯正
する手段がないため、先端クリンプが発生してもこれを
矯正することはできなかった。

【００１３】又、定着ローラ２１と記録材との分離に曲
率分離を用いているが、分離性能を上げるために加圧ロ
ーラ１２を小径化すると加熱ニップ部Ｎの幅が十分に取
れないという問題があった。

【００１４】更に、加圧ローラ１２が高温になると熱に
よる変形を起こし、記録材にしわが寄るという問題があ
った。

【００１５】従って、本発明の第１の目的とする処は、
被加熱部材の先端クリンプの発生防止とカールの矯正が
可能である加熱装置を提供することにある。

【００１６】本発明の第２の目的とする処は、被加熱部
材の分離性能を高めるとともに、低熱容量の被加熱部材
搬送部材を構成することができる加熱装置を提供するこ
とにある。

【００１７】本発明の第３の目的とする処は、従来の機
構に特別の駆動構成を設けることなく構成される加熱装
置を提供することにある。

【００１８】本発明の第４の目的とする処は、被加熱部
材の加熱ニップ部への導入を容易化するとともに、被加
熱部材のしわ発生を防ぐことができる加熱装置を提供す
ることにある。

【００１９】本発明の第５の目的とする処は、加圧ロー
ラの温度低下を防ぐことができる加熱装置を提供するこ
とにある。

【００２０】

【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、加熱体と、該加熱体に圧接
されて加熱ニップ部を形成する加圧ローラと、前記加熱
ニップ部を通過する連続体の被加熱部材搬送部材とを備
え、被加熱部材を前記被加熱部材搬送部材と前記加熱体
の間の加熱ニップ部に導入してこれを加熱及び加圧処理
する加熱装置において、前記被加熱部材搬送部材が加熱
ニップ部通過後の被加熱部材を該被加熱部材の加熱ニッ
プ部までの搬送面よりも加熱体側へ搬送するよう構成し
たことを特徴とする。

【００２１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記被加熱部材搬送部材を搬送ベルトで構
成したことを特徴とする。

【００２２】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、前記加圧ローラを回転駆動すること
によって前記被加熱部材搬送部材を駆動するようにした
ことを特徴とする。

【００２３】請求項４記載の発明は、請求項１，２又は
３記載の発明において、前記被加熱部材搬送部材が加熱
ニップ部進入前の被加熱部材搬送方向上流側から被加熱
部材を案内するよう構成したことを特徴とする。

【００２４】請求項５記載の発明は、請求項４記載の発
明において、前記被加熱部材搬送部材の案内部材を設け
て該被加熱部材搬送部材が加熱ニップ部以外の箇所で前
記加圧ローラに触れないよう構成したことを特徴とす
る。

【００２５】請求項６記載の発明は、請求項１〜４又は
５記載の発明において、前記被加熱部材が未定着画像を
担持した記録媒体であり、前記加熱ニップ部での加熱処
理によって前記未定着画像を記録媒体に熱定着させるこ
とを特徴とする。

【００２６】従って、請求項１記載の発明によれば、被
加熱部材搬送部材は加熱ニップ部を通過した直後から被
加熱部材を加熱体側に曲げて搬送するため、被加熱部材
は加熱ニップ部を通過した直後から被加熱部材搬送面よ
り加熱体側へと搬送されることになり、被加熱部材の先
端クリンプの発生が防がれるとともに、カールの矯正が
可能となる。

【００２７】請求項２記載の発明によれば、被加熱部材
搬送部材を搬送ベルトで構成したため、被加熱部材と被
加熱部材搬送部材との分離部を小径化するとともに、被
加熱部材搬送部材の低熱容量化を実現することができ、
被加熱部材の分離性能を高めるとともに、低熱容量の被
加熱部材搬送部材により省電力化を図ることができる。

【００２８】請求項３記載の発明によれば、加圧ローラ
を回転駆動することによって前記被加熱部材搬送部材を
駆動するようにしたため、従来の機構に特別の駆動構成
を設けることなく加熱装置を構成することができる。

【００２９】請求項４記載の発明によれば、被加熱部材
搬送部材が加熱ニップ部進入前の被加熱部材搬送方向上
流側から被加熱部材を案内するよう構成したため、被加
熱部材の加熱ニップ部への導入が容易化するとともに、
被加熱部材のしわ発生を防ぐことができる。

【００３０】請求項５記載の発明によれば、被加熱部材
搬送部材の案内部材を設けて該被加熱部材搬送部材が加
熱ニップ部以外の箇所で加圧ローラに触れないよう構成
したため、被加熱部材搬送部材が加圧ローラから熱を奪
うことがなく、加圧ローラの温度低下を防いで該加圧ロ
ーラの温度を高く保つことができる。

【００３１】請求項６記載の発明によれば、本発明に係
る加熱装置を画像形成装置の画像定着装置に適用するこ
とができる。

【００３２】

【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。

【００３３】＜実施の形態１＞図１は本発明の実施の形
態１に係る加熱装置（画像定着装置）の基本構成を示す
図である。

【００３４】図１において、１は加熱体であるセラミッ
クヒータ、２は加圧ローラ、３は被加熱部材搬送部材で
ある搬送ベルト、４ａは加圧ローラ２よりも小径である
搬送ベルト支持軸、５は定着フィルム、６はヒータステ
ー、７はサーミスタ、８はフィルムガイド、Ｆ１は被加
熱部材搬送面、Ｆ２は加熱ニップ部Ｎを通過した後の被
加熱部材搬送面である。

【００３５】次に、上記構成を有する加熱装置（画像定
着装置）の作用について説明する。

【００３６】被加熱部材である不図示の記録材は図１の
左方向からセラミックヒータ１と加圧ローラ２により形
成される加圧ニップ部Ｎに進入する。そして、記録材上
に担持されたトナー画像は加圧ニップ部Ｎにおいてセラ
ミックヒータ１によって加熱されることによって記録材
に定着される。

【００３７】而して、トナー画像が定着された記録材は
加圧ローラ２によって駆動される搬送ベルト３により搬
送されるが、搬送ベルト支持軸４ａが加圧ニップ部Ｎに
入るまでの被加熱部材搬送面Ｆ１よりもセラミックヒー
タ１側（図１の上側）に設置されているため、記録材は
搬送ベルト３により被加熱部材搬送面Ｆ２に沿ってセラ
ミックヒータ１側へと搬送される。

【００３８】図２は本実施の形態に係る加熱装置（画像
定着装置）を通過した記録材（用紙）のカール量を被加
熱部材搬送面Ｆ１とＦ２との成す角度θ（図１参照）に
対して示した図である。尚、この場合の記録材（用紙）
の通紙方向はＡ４横方向である。

【００３９】図２に示す結果から明らかなように、被加
熱部材搬送面Ｆ１とＦ２との成す角度θを２．５°程度
に設定すると記録材（用紙）のカール量をほぼ０にする
ことができる。

【００４０】以上のように、加圧ニップ部Ｎを通過した
直後から記録材をセラミックヒータ１側へ搬送すること
によって、加圧ローラ２により形成される先端クリンプ
の発生を防ぐことができ、記録材の搬送経路を被加熱部
材搬送面Ｆ１よりも上方に設置することによって記録材
のカールを矯正することができる。

【００４１】又、加圧ローラ２よりも小径の搬送ベルト
支持軸４ａ部において記録材と搬送ベルト３の分離を行
うことができるため、記録材の分離性能が高められる。

【００４２】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形
態２を図３に基づいて説明する。尚、図３は本実施の形
態に係る加熱装置（画像定着装置）の基本構成を示す図
であり、本図においては図１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。

【００４３】図３において、４ｂは加圧ローラ２よりも
小径である搬送ベルト支持軸であり、搬送ベルト３は搬
送ベルト支持軸４ａ，４ｂと加圧ローラ２に巻装されて
いる。

【００４４】本実施の形態に係る加熱装置（画像定着装
置）においては、不図示の記録材は図３の左方向からセ
ラミックヒータ１と加圧ローラ２により形成される加熱
ニップ部Ｎに進入する。そして、記録材上に担持された
トナー画像は加熱ニップ部Ｎにおいてセラミックヒータ
１によって加熱されることによって記録材に定着され
る。

【００４５】そして、トナー画像が定着された記録材は
加圧ローラ２によって駆動される搬送ベルト３により搬
送されるが、搬送ベルト支持軸４ａが加熱ニップ部Ｎに
入るまでの被加熱部材搬送面Ｆ１よりもセラミックヒー
タ１側（図３の上側）に設置されているため、記録材は
搬送ベルト３により被加熱部材搬送面Ｆ２に沿ってセラ
ミックヒータ１側へと搬送される。

【００４６】而して、本実施の形態に係る加熱装置（画
像定着装置）においては、記録材を加熱ニップ部Ｎに入
る前から直前まで搬送ベルト３によって案内するように
したため、記録材を加熱ニップ部Ｎにスムーズに導入す
ることが可能となり、又、記録材の搬送に加圧ローラ２
の外径が直接影響しなくなるために記録材のしわの発生
を防ぐことができる。

【００４７】＜実施の形態３＞次に、本発明の実施の形
態３を図４に基づいて説明する。尚、図４は本実施の形
態に係る加熱装置（画像定着装置）の基本構成を示す図
であり、本図においては図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。

【００４８】本実施の形態に係る加熱装置（画像定着装
置）は搬送ベルト３の案内部材であるベルトガイド９を
設けており、他の構成は図３に示した前記実施の形態に
係る加熱装置（画像定着装置）のそれと同じである。

【００４９】本実施の形態に係る加熱装置（画像定着装
置）においては、不図示の記録材は図４の左方向からセ
ラミックヒータ１と加圧ローラ２により形成される加熱
ニップ部Ｎに進入する。そして、記録材上に担持された
トナー画像は加熱ニップ部Ｎにおいてセラミックヒータ
１によって加熱されることによって記録材に定着され
る。

【００５０】そして、トナー画像が定着された記録材は
加圧ローラ２によって駆動される搬送ベルト３により搬
送されるが、搬送ベルト支持軸４ａが加熱ニップ部Ｎに
入るまでの被加熱部材搬送面Ｆ１よりもセラミックヒー
タ１側（図３の上側）に設置されているため、記録材は
搬送ベルト３により被加熱部材搬送面Ｆ２に沿ってセラ
ミックヒータ１側へと搬送される。ここで、記録材を搬
送し終えた搬送ベルト３は再び加熱ニップ部Ｎに戻る
が、このときベルトガイド９が設けられているため、搬
送ベルト３は加熱ニップ部Ｎに入るまで加圧ローラ２に
触れることがない。

【００５１】以上のように、搬送ベルト３は加熱ニップ
部Ｎ以外では加圧ローラ２に触れないため、加圧ローラ
２の熱を奪うことがなく、加圧ローラ２の温度低下を防
いで該加圧ローラ２の温度を高く保つことができる。

【００５２】尚、以上の実施の形態１〜３においては、
搬送ベルト支持軸４ａをセラミックヒータ１よりも上側
に設置した例について述べたが、この搬送ベルト支持軸
４ａをその軸心がセラミックヒータ１を通る面（搬送面
Ｆ１上）に位置するように設けた場合であっても、この
ベルト支持軸４ａの半径分だけ搬送ベルト３には角度が
付けられるため、該搬送ベルト３は実施の形態１〜３と
同様に加熱ニップ部Ｎを通過した記録材を加熱部材搬送
面Ｆ１よりもセラミックヒータ１側へ搬送することとな
り、従って、このような構成においても実施の形態１〜
３と同様の効果が得られる。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
記載の発明によれば、被加熱部材搬送部材は加熱ニップ
部を通過した直後から被加熱部材を加熱体側に曲げて搬
送するため、被加熱部材は加熱ニップ部を通過した直後
から被加熱部材搬送面より加熱体側へと搬送されること
になり、被加熱部材の先端クリンプの発生が防がれると
ともに、カールの矯正が可能となるという効果が得られ
る。

【００５４】請求項２記載の発明によれば、被加熱部材
搬送部材を搬送ベルトで構成したため、被加熱部材と被
加熱部材搬送部材との分離部を小径化するとともに、被
加熱部材搬送部材の低熱容量化を実現することができ、
被加熱部材の分離性能を高めるとともに、低熱容量の被
加熱部材搬送部材により省電力化を図ることができると
いう効果が得られる。

【００５５】請求項３記載の発明によれば、加圧ローラ
を回転駆動することによって前記被加熱部材搬送部材を
駆動するようにしたため、従来の機構に特別の駆動構成
を設けることなく加熱装置を構成することができるとい
う効果が得られる。

【００５６】請求項４記載の発明によれば、被加熱部材
搬送部材が加熱ニップ部進入前の被加熱部材搬送方向上
流側から被加熱部材を案内するよう構成したため、被加
熱部材の加熱ニップ部への導入が容易化するとともに、
被加熱部材のしわ発生を防ぐことができるという効果が
得られる。

【００５７】請求項５記載の発明によれば、被加熱部材
搬送部材の案内部材を設けて該被加熱部材搬送部材が加
熱ニップ部以外の箇所で加圧ローラに触れないよう構成
したため、被加熱部材搬送部材が加圧ローラから熱を奪
うことがなく、加圧ローラの温度低下を防いで該加圧ロ
ーラの温度を高く保つことができるという効果が得られ
る。

【００５８】請求項６記載の発明によれば、本発明に係
る加熱装置を画像形成装置の画像定着装置に適用するこ
とができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る加熱装置（画像定
着装置）の基本構成を示す図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係る加熱装置（画像定
着装置）を通過した記録材（用紙）のカール量を被加熱
部材搬送面Ｆ１とＦ２との成す角度θに対して示す図で
ある。

【図３】本発明の実施の形態２に係る加熱装置（画像定
着装置）の基本構成を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態３に係る加熱装置（画像定
着装置）の基本構成を示す図である。

【図５】従来の定着装置（熱ローラ方式）の基本構成を
示す図である。

【図６】従来の定着装置（フィルム加熱方式）の基本構
成を示す図である。

【符号の説明】

１セラミックヒータ（加熱体）２加圧ローラ３搬送ベルト（被加熱部材搬送部材）４ａ，４ｂベルト支持軸５定着フィルム６ヒータステー７サーミスタ８フィルムガイド９ベルトガイド（案内部材）Ｆ１被加熱部材搬送面Ｆ２加熱ニップ部通過後の被加熱部材搬送面Ｎ加熱ニップ部

フロントページの続き (72)発明者伊藤紀之東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者落合俊彦東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者室岡謙東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者谷口悟東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H033 AA15 AA16 BA10 BE03 2H072 CA05 CB08 JA03 JA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱体と、該加熱体に圧接されて加熱ニ
ップ部を形成する加圧ローラと、前記加熱ニップ部を通
過する連続体の被加熱部材搬送部材とを備え、被加熱部
材を前記被加熱部材搬送部材と前記加熱体の間の加熱ニ
ップ部に導入してこれを加熱及び加圧処理する加熱装置
において、前記被加熱部材搬送部材が加熱ニップ部通過後の被加熱
部材を該被加熱部材の加熱ニップ部までの搬送面よりも
加熱体側へ搬送するよう構成したことを特徴とする加熱
装置。
【請求項２】前記被加熱部材搬送部材を搬送ベルトで
構成したことを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【請求項３】前記加圧ローラを回転駆動することによ
って前記被加熱部材搬送部材を駆動することを特徴とす
る請求項１又は２記載の加熱装置。
【請求項４】前記被加熱部材搬送部材が加熱ニップ部
進入前の被加熱部材搬送方向上流側から被加熱部材を案
内するよう構成したことを特徴とする請求項１，２又は
３記載の加熱装置。
【請求項５】前記被加熱部材搬送部材の案内部材を設
けて該被加熱部材搬送部材が加熱ニップ部以外の箇所で
前記加圧ローラに触れないよう構成したことを特徴とす
る請求項４記載の加熱装置。
【請求項６】前記被加熱部材が未定着画像を担持した
記録媒体であり、前記加熱ニップ部での加熱処理によっ
て前記未定着画像を記録媒体に熱定着させることを特徴
とする請求項１〜４又は５記載の加熱装置。