JP2002169412A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
成装置について、画像形成装置の前回転時のヒータ温度
をヒータ割れを生じさせることなく高くすることを可能
にして加圧ローラ(加圧部材)の温度を高め、定着性の
改善及び加圧ローラ汚れの防止を図ること。 【解決手段】ヒータ11と、該ヒータと摺動するフィル
ム13と、該フィルムを介して前記ヒータと圧接して定
着ニップNを形成する加圧部材20と、を有し、前記定
着ニップのフィルムと加圧部材の間で未定着画像tが形
成された記録材Pを挟持搬送してヒータの熱で未定着画
像を加熱定着させる定着器を有する画像形成装置におい
て、前記ヒータ11は基板111がAlN(窒化アルミ
ニウム)からなり、該ヒータの制御温度が、定着時より
も画像形成装置前回転時の方が高いことを特徴とする画
像形成装置。
Description
・ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
未定着画像を定着する装置としてフィルム加熱方式の加
熱定着装置(以下、定着器と記す)を用いている画像形
成装置の改善に係る。
画像形成装置において、記録材上に形成担持させた未定
着画像を加熱定着する定着器としては、熱ローラ方式や
フィルム加熱方式の装置が広く用いられている。
−313182号公報・特開平2−157878号公報
・特開平4−44075号公報・特開平4−20498
0号公報等に提案されており、スタンバイ時に電力を供
給せず、消費電力を極力低く抑えることが可能な、省エ
ネルギー・オンデマンド定着器として有効である。
タ(加熱部材、加熱体)と、該ヒータと摺動する耐熱性
・薄肉のフィルム(定着フィルム)と、該フィルムを介
してヒータと圧接して定着ニップを形成する加圧部材と
しての加圧ローラと、を有し、定着ニップのフィルムと
加圧ローラの間で未定着画像が形成された記録材を挟持
搬送してヒータの熱で未定着画像を永久画像として加熱
定着させるものである。
される。例えば、アルミナ(Al2O3)等の電気絶縁性
・良熱伝導性・低熱容量のセラミック基板をヒータ基板
とし、その面に銀パラジューム(Ag/Pd)・Ta2
N等の通電発熱抵抗層をスクリーン印刷等で形成具備さ
せ、さらに該通電発熱抵抗層形成面を薄肉ガラス保護層
で覆ってなるものである。このセラミックヒータは通電
発熱抵抗層に通電がなされることにより該通電発熱抵抗
層が発熱してセラミック基板・ガラス保護層を含むヒー
タ全体が急速昇温する。このヒータの昇温がヒータ背面
に配置された温度検知手段により検知されて通電制御部
へフィードバックされる。通電制御部は温度検知手段で
検知されるヒータ温度が所定のほぼ一定温度(定着温
度)に維持されるように通電発熱抵抗層に対する通電を
制御する。すなわちヒータは所定の定着温度に加熱・温
調される。
ィルム加熱方式の定着器を用いた画像形成装置において
は、プリント信号を受けた時点から前記定着器のヒータ
に通電を開始し、画像形成装置の前回転中にヒータの立
ち上げを行い、所定温度に達してから定着動作を行う。
この際、定着性向上及び加圧ローラ汚れ防止の観点から
は、加圧ローラ温度をできるだけ高くすることが好まし
い。その理由としては、.加圧ローラ温度を高くする
ことにより、加圧ローラ側からの紙(記録材)の加熱効
果が、紙とトナー間の接着力を増加させ、定着性が向上
する、.加圧ローラに付着したトナーが加圧ローラ温
度が高いほど紙裏に転移しやすくなり、加圧ローラ表面
に蓄積しずらくなるという2点がある。
法としては、画像形成装置の前回転時間を長くする方法
や、前回転時のヒータ温度を高くする方法がある。
ーストプリントタイム)が極度に遅くなるため、前回転
時の温度を定着温度より高く設定することが効率的に加
圧ローラを暖める方法として有効である。
着温度の高温化が進んでおり、画像形成装置の前回転時
に定着器のヒータについて定着温度以上の温度に立ち上
げるような急激な加熱を行うと、ヒータとして現在使用
しているアルミナをヒータ基板としているものでは、ヒ
ータ基板内熱応力によりヒータ割れが発生する場合があ
るという問題があった。
器を用いている画像形成装置について、画像形成装置の
前回転時のヒータ温度をヒータ割れを生じさせることな
く高くすることを可能にして加圧ローラ(加圧部材)の
温度を高め、定着性の改善及び加圧ローラ汚れの防止を
図ることを目的とする。
徴とする、フィルム加熱方式の定着器を用いている画像
形成装置である。
ルムと、該フィルムを介して前記ヒータと圧接して定着
ニップを形成する加圧部材と、を有し、前記定着ニップ
のフィルムと加圧部材の間で未定着画像が形成された記
録材を挟持搬送してヒータの熱で未定着画像を加熱定着
させる定着器を有する画像形成装置において、前記ヒー
タは基板がAlN(窒化アルミニウム)からなり、該ヒ
ータの制御温度が、定着時よりも画像形成装置前回転時
の方が高いことを特徴とする画像形成装置。
基板とするものにすると、該ヒータの熱応力はアルミナ
をヒータ基板とするものの約1/10に軽減されること
から、画像形成装置の前回転時のヒータ温度をヒータ割
れを生じさせることなく高くすることを可能にして効率
的に加圧ローラ(加圧部材)の温度を高めることがで
き、定着性の改善及び加圧ローラ汚れ防止が可能とな
る。
温度と、定着時のヒータ制御温度の大小関係をプリント
開始時の定着器温度に応じて変えることを特徴とする
(1)に記載の画像形成装置。
じた加圧ローラ温度コントロールが可能となり、定着器
スリップを発生させることなく、定着性の改善及び加圧
ローラ汚れ防止が可能となる。
温度と、定着時のヒータ制御温度の関係を環境情報に応
じて変えることを特徴とする(1)又は(2)に記載の
画像形成装置。
加圧ローラ温度コントロールが可能となり、定着器スリ
ップを発生させることなく、定着性の改善及び加圧ロー
ラ汚れ防止が可能となる。
である。本例の画像形成装置は、転写式電子写真プロセ
スを用いたレーザービームプリンタである。
C、アモルファスSe、アモルファスSi等の感光材料
をアルミニウムやニッケル等のシリンダ状の基盤上に形
成して構成されている。
速度をもって回転駆動され、その表面は、帯電装置とし
ての帯電ローラ2によって一様に帯電される。
ナー3による像露光Lを受ける。レーザースキャナー3
は画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応してオ
ン/オフ変調制御されたレーザービームを出力して、回
転する感光ドラム1の帯電処理面を走査露光Lする。こ
の走査露光により感光ドラム1上に画像情報の静電潜像
が形成される。
て現像されて可視化される。現像方法としては、ジャン
ピング現像法等が用いられ、イメージ露光と反転現像と
の組み合わせで用いられることが多い。
写材)Pが一枚宛給紙され、感光ドラム1と転写装置と
しての転写ローラ5との圧接部である転写ニップ部に所
定の制御タイミングにて供給される。転写ニップ部にお
いて、感光ドラム1上のトナー像は不図示の電源による
転写バイアスの作用で記録材Pに転写される。
ドラム1面から分離され、トナー像を保持して定着器6
へ搬送され、定着器6の定着ニップ部で加熱・加圧され
てトナー像が記録材P上に定着されて永久画像となり、
機外へ排出される。
その表面に残る転写残留トナーがクリーニング装置(ク
リーナー)7により除去されて、繰り返して作像に供さ
れる。
作期間(起動動作期間、ウォーミング期間)である。メ
イン電源スイッチ−オンにより、装置のメインモータを
駆動させて感光ドラム1を回転駆動させ、所定のプロセ
ス機器の準備動作を実行させる。
せる期間である。この前回転動作は前多回転動作中にプ
リント信号が入力したときには前多回転動作に引き続い
て実行される。プリント信号の入力がないときには前多
回転動作の終了後にメインモータの駆動が一旦停止され
て感光ドラム1の回転駆動が停止され、画像形成装置は
プリント信号が入力されるまでスタンバイ(待機)状態
に保たれる。プリント信号が入力すると、前回転動作が
実行される。
了すると、引き続いて回転感光ドラム1に対する作像プ
ロセスが実行され、回転感光ドラム面に形成されたトナ
ー像の記録材Pへの転写、定着器6によるトナー像の定
着処理がなされて画像形成物がプリントアウトされる。
ト動作が所定の設定プリント枚数分繰り返して実行され
る。
録材の後端部が転写ニップ部を通過した後、次の記録材
の先端部が転写ニップ部に到達するまでの間の、転写ニ
ップ部における記録材の非通紙状態期間である。 e.
後回転動作:最後の記録材のプリント動作が終了した後
もしばらくの間メインモータの駆動を継続させて感光ド
ラム1を回転駆動させ、所定の後動作を実行させる期間
である。
すると、メインモータの駆動が停止され感光ドラム1の
回転駆動が停止され、画像形成装置は次のプリントスタ
ート信号が入力するまでスタンバイ状態に保たれる。
ト終了後、プリンタは後回転動作を経てスタンバイ状態
になる。
信号が入力すると、プリンタは前回転動作に移行する。
aの前多回転動作、bの前回転動作、dの紙間、eの後
回転動作が非画像形成時(非プリント時)になる。
器6は、特開平4−44075〜44083、4−20
4980〜204984号公報等に開示の、円筒状(エ
ンドレスベルト状)の定着フィルムを用いた、フィルム
加熱方式、加圧用回転体駆動方式(テンションレスタイ
プ)の定着器である。
加圧部材としての加圧ローラであり、両者10・20の
圧接により定着ニップ部Nを形成させている。
る部材であり、横断面略半円弧状樋型の耐熱性・剛性を
有するフィルムホルダー(ステイホルダー)12と、こ
のフィルムホルダー12の下面に、該部材の長手に沿っ
て設けた凹溝部に嵌め入れて固定して配設した、通電に
より発熱するヒータ(加熱体)11と、ヒータ11を取
り付けたフィルムホルダー12にルーズに外嵌した円筒
状の耐熱性の定着フィルム13等からなる。
に同心一体に形成具備させたシリコーンゴムやフッ素ゴ
ム等の耐熱ゴムあるいはシリコーンゴムを発泡して形成
された弾性層22からなる弾性層とから成る回転体であ
る。弾性層22上にはPFA、PTFE、FEP等のフ
ッ素樹脂などから成る耐熱離型性層23を形成しても良
い。
シャーシー(不図示)の手前側と奥側の側板間に軸受部
材を介して回転自由に軸受保持させて配設してある。
側に、ヒータ11側を下向きにして加圧ローラ20に並
行に配置し、フィルムホルダー12の両端部を不図示の
バネ等の加圧附勢部材にて加圧ローラ20の軸線方向に
附勢することで、ヒータ11の下向き面を定着フィルム
13を介して加圧ローラ20の弾性層22に該弾性層の
弾性に抗して所定の押圧力をもって圧接させ、所定幅の
定着ニップ部Nを形成させてある。加圧ローラ20側を
加圧附勢部材にて定着部材10の下面に押し上げ附勢し
て所定幅の定着ニップ部Nを形成する装置構成にするこ
ともできる。
反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧
ローラ20の回転駆動による該加圧ローラ20の外面と
定着フィルム13との、定着ニップ部Nにおける圧接摩
擦力により円筒状の定着フィルム13に回転力が作用し
て該定着フィルム13がその内面側がヒータ11の下向
き面に密着して摺動しながらフィルムホルダー12の外
周りを矢印の時計方向に従動回転状態になる。
って円筒状の定着フィルム13が従動回転状態になり、
またヒータ11に通電がなされ、該ヒータが昇温して所
定の温度に立ち上がり温調された状態において、定着ニ
ップ部Nの定着フィルム13と加圧ローラ20との間に
未定着トナー像tを担持した記録材Pが導入され、定着
ニップ部Nにおいて記録材Pのトナー像担持面側が定着
フィルム13の外面に密着してフィルム13と一緒に定
着ニップ部Nを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程
において、ヒータ11の熱が定着フィルム13を介して
記録材Pに付与され、記録材P上の未定着トナー像tが
紙P上に加熱・加圧されて溶融定着される。定着ニップ
部Nを通過した記録材Pは定着フィルム13から曲率分
離される。
ヒータ11の一部切り欠き背面模型図である。本例のヒ
ータ11は、ヒータ基板として窒化アルミニウムを用い
た、背面加熱型のセラミックヒータである。
を用いたヒータ基板であり、通紙方向を長手とする横長
・薄肉板部材である。
背面側に基板長手に沿って並行に形成具備させた第1・
第2・第3の3本の通電発熱抵抗層(以下、発熱体と記
す)である。各発熱体112・113・114は銀パラジ
ューム(Ag/Pd)・Ta2N等の通電発熱抵抗体ペ
ーストを用いてスクリーン印刷等でパターン形成し、焼
成することで具備させている。
111の背面側両端部面にそれぞれ2つずつ分けて形成
具備させた第1・第2・第3・第4の給電用電極パター
ンである。第1、第3、第4の給電用電極パターン11
5・117・118はそれぞれ第1、第2、第3の発熱体
112・113・114の一端部側と延長電路を介して電
気的に導通させてある。また第2の給電用電極パターン
116は第1、第2、第3の発熱体112・113・114
の他端部側と延長電路を介して電気的に導通させてあ
る。各給電用電極パターン115・116・117・118
および延長電路は銀(Ag)等の導電体ペーストを用い
てスクリーン印刷等でパターン形成し、焼成することで
具備させている。
と絶縁性を確保するためのガラスコーティング層であ
る。
の面に接触させて設けた第1と第2のサーミスタ等の温
度検知素子である。
熱体形成面側とは反対面側をヒータ表面側として、この
ヒータ表面側を外側にしてフィルムホルダー12の下面
に固定して配設してあり、このヒータ表面に対して定着
フィルム13の内面が密着して摺動する。
れぞれ嵌着した第1と第2の給電コネクタである。第1
の給電コネクタ16により、ヒータ11の第1と第3の
給電用電極パターン115・117とACドライバ18と
が電気的に連絡される。また第2の給電コネクタ17に
より、ヒータ11の第2と第4の給電用電極パターン1
16・118とACドライバ18とが電気的に連絡され
る。
る。ACドライバ18は制御回路30により制御され
る。第1及び第2の温度検知素子14・15の電気的な
温度検知情報はそれぞれA/Dコンバータ31・32を
介して制御回路30に入力する。33は画像形成装置本
体の適所に設けた環境検知素子(温度・湿度検知素子)
である。この素子33の検知情報もA/Dコンバータ3
4を介して制御回路30に入力する。
てヒータ11の第1・第2・第3の発熱体112・113
・114に選択的に通電して発熱させる。
LTR等の幅が広い記録材のための発熱体であり、長さ
224.8mmとしてある。第2の発熱体113はco
m10、DL等の封筒用(幅が狭い記録材)の発熱体で
あり、長さ112mmとしてある。
示の紙幅センサーにより通紙された記録材のサイズを検
知し、その情報により第1・第3の発熱体112・114
と第2の発熱体113の切り替えを行う。但し、B5及
びA5サイズ等の記録材サイズの場合は、第1・第3の
発熱体112・114とを用いて加熱定着を行い、この際
には、B5及びA5サイズの非通紙領域に設けた第2の
温度検知素子(端部サーミスタ)15により、非通紙部
昇温を検知し、スループットの制御を行う。
3の発熱体112・113・114に選択的に通電がなさ
れることで、発熱体の発熱でヒータ11が迅速に昇温す
る。そのヒータの温度情報が第1及び第2の温度検知素
子14・15からA/Dコンバータ31・32を介して
制御回路30に入力する。
ータ11の通紙領域温度を所定の一定温度に制御すべく
ACドライバ18を制御する。即ちヒータ11の発熱体
へ電力制御されたAC電流を流すことにより、ヒータ温
度を目標温度(プリント温度)に温調制御する構成とな
っている。
転を促す案内部材の役割をしているとともに、ヒータ1
を保持し、定着ニップ部Nと反対方向への放熱を防ぐ役
目もする断熱部材でもあり、液晶ポリマー、フェノール
樹脂、PPS、PEEK等により形成されており、定着
フィルム13が余裕をもってルーズに外嵌される。ま
た、定着フィルム13はその内面がヒータ11およびフ
ィルムホルダー12に摺擦しながら回転するため、ヒー
タ11およびフィルムホルダー12と定着フィルム13
の間の摩擦抵抗を小さく抑える必要がある。このためヒ
ータ11およびフィルムホルダー12の表面に耐熱性グ
リース等の潤滑剤を少量介在させてある。これにより定
着フィルム13はスムーズに回転することが可能とな
る。
イックスタートを可能にするために100μm以下の厚
みで、耐熱性、熱可塑性を有するポリイミド、ポリアミ
ドイミド、PEEK、PES、PPS、PFA、PTF
E、FEP等のフィルムである。また、長寿命の加熱定
着装置を構成するために十分な強度を持ち、耐久性に優
れたフィルムとして、20μm以上の厚みが必要であ
る。よって定着フィルム13の厚みとしては20μm以
上100μm以下が最適である。さらにオフセット防止
や記録材の分離性を確保するために表層にはPFA、P
TFE、FEP等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合ない
し単独で被覆したものである。
m/s、スループット24ppm(A4)である。
ラ汚れ防止のために図6のように画像形成装置の前回転
時における定着器6のヒータ温調温度を定着時の定着温
度より高い230℃とした。定着温度は定着器の暖まり
方及び使用環境によって変えているが、通常環境では2
20℃〜190℃程度である。
用いて説明する。まず、プリント開始時の定着器の温度
T0℃を検知する(STEP1)。この検知温度T0℃に応じて
定着温度T1℃を決定し(STEP2)、ヒータ11に通電を開
始する(STEP3)。その後、前回転中は230℃で温度制
御を行い(STEP4)、前回転終了後、定着温度T1℃に制
御する(STEP5)し、プリント指定枚数まで定着動作を
行う(STEP6、7)。
基板111内の熱応力を軽減するために、ヒータ基板と
して、従来のアルミナ(Al2O3:熱伝導率約20W/
m・K)より高熱伝導の窒化アルミニウム(AlN:熱
伝導率約100W/m・K)を使用した。
度を変えて立ち上げた時の熱応力をアルミナ基板と窒化
アルミニウム基板で比較した結果を表1に示す。尚、熱
応力の算出は、ヒータ裏面よりサーモビュワーによって
測定した基板内通紙方向温度差データから以下の式を用
いて行った。
lN:2.4×104kg/m2) β:線膨張係数(Al2O3:7.2×10-6/℃、Al
N:4.5×10-6/℃) △T:温度差
として窒化アルミニウムを使用することにより熱応力は
アルミナの約1/10程度に軽減される。また、ヒータ
の破壊強度を測定すると、アルミナの場合最低値が20
kg/m2、窒化アルミニウムが10kg/m2程度であ
るため、アルミナ基板を用いたヒータで30ms/℃以
上の昇温速度で昇温させた場合、ヒータ立ち上げ時の熱
応力によりヒータ割れが発生する可能性があることがわ
かる。
汚れの評価結果を示す。尚、定着性及び加圧ローラ汚れ
の評価は、加圧ローラ温度が暖まり難いプリントモード
で行った。即ち、定着器がコールド状態から2枚/10
分間欠プリントモードで行った。
性が改善され、加圧ローラ汚れの発生が抑制されること
がわかる。尚、本実施例の制御によりプリント時の加圧
ローラ温度が5〜10℃程度高くなり、この温度は前回
転を5秒間延長した場合と同等の温度であった。
を、前回転時の温度>定着時の温度、とすることにより
定着性の改善及び加圧ローラ汚れの改善が可能となっ
た。
開始時の定着器の温度に応じて、前回転時の温度と定着
時の温度の大小関係を変更する制御を行う。尚、その他
の条件は前記第1の実施例と同様であり、再度の説明は
省略する。
(紙)を介して定着フィルム13を回転駆動している。
そのため、放置紙等の含水率の高い紙に印字率の高いパ
ターンーンをプリントした場合、紙が定着ニップ部Nを
通過する際に発生する水蒸気は主に加圧ローラ側に発生
するため、紙と加圧ローラとの間の摩擦係数が低下し、
紙搬送できずにジャムが発生する。
前記実施例の制御に加えて、温度検知素子14又は/及
び15で検知される定着器の温度が高い場合は、定着器
スリップを防止するために、前回転時の温度<定着時の
温度(通常、給紙動作が始まって定着器に紙が突入する
までに定着温度になるように定着温度−20℃程度に設
定)とし、加圧ローラ温度が極力上昇しないように制御
を行う。
用いて説明する。まず、プリント開始時の定着器の温度
T0℃を検知する(STEP1)。この検知温度T0℃に応じて
定着温度T1℃、前回転温度T1'℃を決定し(STEP2)、
ヒータ11に通電を開始する(STEP3)。その後、前回転
中はT1'℃で温度制御を行い(STEP4)、前回転終了
後、定着温度T1℃に制御する(STEP5)し、プリント指
定枚数まで定着動作を行う(STEP6、7)。
度の関係を示す。
び定着器スリップの評価を行った結果を表4に示す。
て、前回転時の温度と定着温度の関係を変更させる制御
を行うことにより、加圧ローラ汚れ及び定着器スリップ
を両立することができる。尚、定着器スリップの評価
は、長期放置紙(含水率約7%)に全面ハーフトンパタ
ーンをプリントするという厳しいモードで行った。
着器温度に応じて、前回転時の温度と定着時の温度の大
小関係を可変することにより、デリントモードによらず
良好な定着性と加圧ローラ汚れ及び定着器スリップを防
止できる。
又は第2の実施例の制御に加えて、使用環境情報を検知
する温度又は湿度検知部材(環境検知素子)を画像形成
装置本体(プリンタ本体)に設け、検知環境情報に応じ
て、前回転時の温度と定着時の温度の大小関係を変更す
る制御を行う。図5において33が環境検知素子であ
り、この素子33の検知情報がA/Dコンバータ34を
介して制御回路30に入力する。尚、その他の条件は前
記実施例と同様であり、再度の説明は省略する。
含水率が高い紙で発生する定着器スリップは、画像形成
装置の使用環境温度及び湿度が高くなればなるほど、顕
著になる。また、定着性や加圧ローラ汚れに関係する加
圧ローラ温度も低温環境では低く、高温環境では高くな
る。
じて、前回転時の温度と定着温度の大小関係を制御し、
定着性と加圧ローラ汚れ及び定着器スリップの両立を図
った。
用いて説明する。まず、プリント開始時の環境温度T'
℃、定着器の温度T0℃を検知する(STEP1、2)。この
検知温度T'、T0℃に応じて定着温度T1℃、前回転温度
T1'℃を決定し(STEP3)、ヒータ11に通電を開始する
(STEP4)。その後、前回転中はT1'℃で温度制御を行
い(STEP5)、前回転終了後、定着温度T1℃に制御する
(STEP6)し、プリント指定枚数まで定着動作を行う
(STEP7、8)。本実施例の定着温度T1℃と前回転温度
T1'℃の関係を表5に示す。
の含水率が低く(5〜6%)、定着器スリップは発生し
ないため、前回転時の温度>定着温度とし、加圧ローラ
を暖めて定着性の改善と加圧ローラ汚れ防止を行った。
また、高温環境では、紙の含水率が高く(7〜9%)、
定着器スリップが発生しやすいが、定着性や加圧ローラ
汚れには有利であるため、前回転の温度<定着温度と
し、必要以上に加圧ローラを上昇させるのを防ぎ、定着
器スリップの防止を行った。通常環境では、前記実施例
と同様に定着器温度が低い場合は、前回転時の温度>定
着温度、定着器が温まっている場合は、前回転時の温度
<定着温度とし、定着性の改善と加圧ローラ汚れ防止及
び定着器スリップの防止を行った。
汚れ、定着器スリップの評価を行った結果を表6に示
す。
環境での定着性と加圧ローラ汚れと、高温環境での定着
器スリップが改善された。尚、本実施例では、環境温度
情報のみで制御を行ったが、湿度制御及びその両方で制
御を行った場合も同様の効果が得られた。
て、前回転時の温度と定着時の温度の大小関係を可変す
ることにより、使用環境によらず良好な定着性と加圧ロ
ーラ汚れ及び定着器スリップを防止できる。
用回転体駆動方式であるが、エンドレスの定着フィルム
の内周面に駆動ローラを設け、フィルムにテンションを
加えながら駆動する方式の定着器であってもよいし、フ
ィルムをロール巻きの有端ウエブ状にし、これを走行駆
動させる方式のフィルム型定着器であってもよい。
ミニウムにすることを条件にして、他の構成形態は任意
である。
とする、表面加熱型のセラミックヒータ11を用いた、
フィルム加熱方式の定着器の一例を示した。(a)は定
着ニップ部分の横断面模型図である。(b)はヒータの
一部切り欠き表面模型図、(c)はヒータの背面模型図
である。
させたヒータ11と、該ヒータ11に定着フィルム13
を挟んで所定のニップ幅の定着ニップ部Nを形成させて
圧接させた弾性加圧ローラ20を有する。ヒータ11は
通電により所定の温度に加熱・温調される。定着フィル
ム13は不図示の駆動手段あるいは加圧ローラ20の回
転力により、定着ニップ部Nにおいてヒータ11面に密
着・摺動しつつ矢印aの方向に搬送移動される、円筒状
あるいはエンドレスベルト状、もしくはロール巻きの有
端ウェブ状の部材である。
せ、定着フィルム13を矢印の方向に搬送移動させた状
態において、定着ニップ部Nの定着フィルム13と加圧
ローラ20との間に被加熱材としての未定着トナー像t
を形成担持させた記録材Pを導入すると、記録材Pは定
着フィルム13の面に密着して該定着フィルム13と一
緒に定着ニップ部Nを挟持搬送される。この定着ニップ
部Nにおいて、記録材P・トナー像tがヒータ11によ
り定着フィルム13を介して加熱されて記録材P上のト
ナー像tが加熱定着される。
ミニウムのヒータ基板11aの表面面(定着フィルム1
3と対面する側の面)に基板長手(図面に垂直の方向)
に沿って銀バラジューム(Ag/Pb)・Ta2N等の
通電発熱抵抗層11bをスクリーン印刷等で形成具備さ
せ、さらに該発熱抵抗層形成面を薄肉ガラス保護層11
cで覆ってなるものである。このセラミックヒータ11
は通電用電極11d・11dに通電がなされることによ
り該通電発熱抵抗層11bが発熱してヒータ基板11a
・ガラス保護層11cのヒータ全体が急速昇温する。こ
のヒータ11の昇温がヒータ背面に配置された温度検知
手段14により検知されて、電路パターン11e・通電
用スルーホール11fを介して温度制御出力用電極部1
1g・11gから不図示の通電制御部へフィードバック
される。通電制御部は温度検知手段14で検知されるヒ
ータ温度が所定のほぼ一定温度(定着温度)に維持され
るように通電発熱抵抗層11bに対する通電を制御す
る。すなわちヒータ11は所定の定着温度に加熱・温調
される。
方向の幅Wは定着フィルム13を介して当接される加圧
ローラ20の弾性層22の幅Dに比べ若干狭い幅で形成
されている。これは、通電発熱抵抗層11bが加圧ロー
ラ20よりはみ出ることによって、局所的に昇温し、そ
の熱応力により破損するのを防止するためである。ま
た、通電発熱抵抗層11bはトナー像tを形成担持させ
た記録材Pの搬送領域より十分広い幅で形成されてい
る。これにより、端部温度だれ(ヒータ11端部の通電
用電気接点及びコネクタ等への熱のリークによるもの)
の影響をなくすことができ、これにより記録材P全面に
わたって良好な定着性が得られる。更に、通紙域端部の
通電発熱抵抗層11bの幅を絞り、端部の発熱量を上
げ、端部の定着性を補う場合もある。
1bに通電することで発した熱は、定着フィルム13と
加圧ローラ20の間を搬送された記録材Pに与えられ、
記録材P上のトナー像tを溶融し、固着するために作用
する。
合は画像形成装置本体の記録材搬送領域の長手方向中央
に基準を設けた中央基準の装置である。
の温度検知素子14と暴走時にヒータ11の通電発熱抵
抗層11bへの通電をシャットダウンするための温度ヒ
ューズ、あるいはサーモスイッチ等のサーモプロテクタ
ー35を当接させてあり、これらは画像形成装置が搬送
可能な最小幅の記録材Pの搬送域内に配置されている。
像形成装置本体が搬送可能な最小幅の記録材Pが搬送さ
れた場合であっても、記録材P上のトナー像tを定着不
良、高温オフセット等の問題を起こさずに適度な定着温
度で加熱定着するために、記録材最小搬送域内に設けら
れている。一方、サーモプロテクター35についても、
最小幅の記録材Pが搬送された場合に非搬送領域におい
て、搬送領域よりも熱抵抗が小さい非搬送領域で過加熱
されることにより、通常の搬送時であってもサーモプロ
テクター35が誤動作して通電をシャットアウトする等
の問題を引き起こさないために、記録材最小搬送域内に
設けられている。ところでサーモプロテクター35をヒ
ータ11背面に当接することにより、通電発熱抵抗層1
1bで発生した熱量がサーモプロテクター35に奪われ
て、記録材Pに十分な熱量が与えられなくなり、サーモ
プロテクター35当接位置において定着不良を起こすこ
とがある。これを防ぐために通電発熱抵抗層11bのサ
ーモプロテクター15当接対応位置において、11b′
のようにヒータ11の通電発熱抵抗層11bの一部の幅
を若干狭めて、該当接位置の抵抗値を他の部分より大き
くすることで発熱量を確保している。これにより記録材
Pへの給熱量を長手方向に渡って一定とし、定着むらの
ない良好な加熱定着を実現している。ここで温度検知素
子14も同様にヒータ11背面に当接させているため、
同様に通電発熱抵抗層によって発した熱が温度検知素子
14に奪われることが懸念されるが、チップサーミスタ
等熱容量の小さい温度検知素子14を用いることによ
り、ヒータ11から奪われる熱量を小さく抑えることが
できる。このためサーモプロテクター35と同様の上記
対策を取らなくても、長手方向において記録材の定着均
一性を損ねることなく均一な定着が可能となる。
いてヒータ11の熱を効率よく被加熱材としての記録材
Pに与えるため、厚みは20〜70μmとかなり薄くし
ている。この定着フィルム13はフィルム基層、プライ
マー層、離型性層の3層構成で構成されており、フィル
ム基層側がヒータ側であり、離型性層側が加圧ローラ側
である。フィルム基層はヒータ11のガラス保護層11
cより絶縁性の高いポリイミド、ポリアミドイミド、P
EEK等であり、耐熱性、高弾性を有している。また、
フィルム基層により定着フィルム13全体の引裂強度等
の機械的強度を保っている。プライマー層は厚み2〜6
μm程度の薄い層で形成されている。離型性層は定着フ
ィルム13に対するトナーオフセット防止層であり、P
FA、PTFE、FEP等のフッ素樹脂を厚み10μm
程度に被覆して形成してある。
ィルム加熱方式の定着器を用いている画像形成装置につ
いて、画像形成装置の前回転時のヒータ温度をヒータ割
れを生じさせることなく高くすることを可能にして加圧
ローラ(加圧部材)の温度を高め、定着性の改善及び加
圧ローラ汚れの防止が可能となった。
フィルム加熱方式の定着器の一例の構成説明図
1・・セラミック基板(ヒータ基板)、112〜114・
・通電発熱抵抗層(発熱体)、115〜118・・給電用
電極パターン、119・・薄肉ガラス保護層、12・・
フィルムホルダー、13・・薄肉フィルム(定着フィル
ム)、14,15・・温度検知素子、20・・加圧ロー
ラ、21・・加圧ローラ芯金、22・・弾性層、23・
・離型性層
Claims (3)
- 【請求項1】 ヒータと、該ヒータと摺動するフィルム
と、該フィルムを介して前記ヒータと圧接して定着ニッ
プを形成する加圧部材と、を有し、前記定着ニップのフ
ィルムと加圧部材の間で未定着画像が形成された記録材
を挟持搬送してヒータの熱で未定着画像を加熱定着させ
る定着器を有する画像形成装置において、 前記ヒータは基板がAlN(窒化アルミニウム)からな
り、該ヒータの制御温度が、定着時よりも画像形成装置
前回転時の方が高いことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 画像形成装置前回転時のヒータ制御温度
と、定着時のヒータ制御温度の大小関係をプリント開始
時の定着器温度に応じて変えることを特徴とする請求項
1に記載の画像形成装置。 - 【請求項3】 画像形成装置前回転時のヒータ制御温度
と、定着時のヒータ制御温度の関係を環境情報に応じて
変えることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形
成装置。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004151125A (ja) * | 2002-10-28 | 2004-05-27 | Canon Inc | 定着装置 |
JP2004163913A (ja) * | 2002-10-21 | 2004-06-10 | Canon Inc | 画像形成装置 |
JP2015176085A (ja) * | 2014-03-17 | 2015-10-05 | キヤノン株式会社 | 定着装置 |
JP2017032774A (ja) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | ブラザー工業株式会社 | 画像形成装置、プログラムおよび画像形成装置の制御方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10186936A (ja) * | 1996-12-26 | 1998-07-14 | Konica Corp | 画像形成装置及び画像形成方法 |
JPH1130928A (ja) * | 1997-07-11 | 1999-02-02 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置の定着装置 |
JPH11249488A (ja) * | 1998-02-27 | 1999-09-17 | Canon Inc | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2000206811A (ja) * | 1999-01-13 | 2000-07-28 | Canon Inc | 加熱定着装置および画像形成装置 |
-
2000
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10186936A (ja) * | 1996-12-26 | 1998-07-14 | Konica Corp | 画像形成装置及び画像形成方法 |
JPH1130928A (ja) * | 1997-07-11 | 1999-02-02 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置の定着装置 |
JPH11249488A (ja) * | 1998-02-27 | 1999-09-17 | Canon Inc | 定着装置及び画像形成装置 |
JP2000206811A (ja) * | 1999-01-13 | 2000-07-28 | Canon Inc | 加熱定着装置および画像形成装置 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004163913A (ja) * | 2002-10-21 | 2004-06-10 | Canon Inc | 画像形成装置 |
JP4537034B2 (ja) * | 2002-10-21 | 2010-09-01 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
JP2004151125A (ja) * | 2002-10-28 | 2004-05-27 | Canon Inc | 定着装置 |
JP2015176085A (ja) * | 2014-03-17 | 2015-10-05 | キヤノン株式会社 | 定着装置 |
JP2017032774A (ja) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | ブラザー工業株式会社 | 画像形成装置、プログラムおよび画像形成装置の制御方法 |
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