JP2003086333A - 加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速化と高耐久化を実現することができる加
熱装置及び画像形成装置を提供すること。 【構成】 被加熱材を、加熱部材と加圧部材との圧接に
よって形成されたニップ部内を通過させることにより加
熱処理する装置であって、前記加熱部材が、移動駆動さ
れる厚み７０〜２００μｍの金属フィルムと、該金属フ
ィルムのニップ部と反対側の面と接して配置された加熱
用ヒータを有し、該加熱用ヒータが曲面形状を有する基
板上に発熱層を形成させたものであり、基板の発熱体と
反対側の面がフィルム内周面と接触する加熱装置におい
て、加熱用ヒータを支持するヒータステイの一部がニッ
プ部の被加熱材移動方向両端において加圧部材の圧力を
受けて金属フィルムを支持すると同時に、加熱用ヒータ
は弾性体又はバネ部材の加圧力で金属フィルム内面に接
するよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィルム加熱方式
の加熱装置及び該加熱装置を電子写真方式・静電記録方
式等の適宜の作像プロセスにおける像加熱手段として備
えた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の複写機、プリンタ
等の多くは定着手段として熱効率、安全性が高い接触加
熱型の熱ローラ定着方式や、省エネルギータイプのフィ
ルム加熱方式を採用している。

【０００３】熱ローラ定着方式の加熱定着装置は、加熱
用回転体体としての加熱ローラ（定着ローラ）と、これ
に圧接させた加圧用回転体としての弾性加圧ローラを基
本構成とし、この一対のローラ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）に未定着画像（トナ
ー画像）を形成担持させた被加熱材としての被記録材
（転写材シート・静電記録紙・エレクトロファックス紙
・印字用紙等）を導入して圧接ニップ部を挟持搬送通過
させることによって、加熱ローラからの熱と圧接ニップ
部の加圧力にて未定着画像を被記録材面に永久固着画像
として熱圧定着させるものである。

【０００４】又、フィルム加熱方式の定着装置は、例え
ば特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７
８７８号、４−４４０７５号〜４４０８３号、４−２０
４９８０号〜２０４９８４号公報等に提案されており、
発熱体に加熱用回転体である耐熱性フィルム（定着フィ
ルム）を加圧用回転体（弾性ローラ）で密着させて摺動
搬送させ、該耐熱性定着フィルムを挟んで加熱体と加圧
部材とで形成される圧接ニップ部に未定着画像を担持し
た転写材を導入して耐熱フィルムと一緒に搬送し、耐熱
性フィルムを介して付与される加熱体からの熱と圧接ニ
ップ部の加圧力によって未定着画像を転写材上に永久画
像として定着させる装置である。このフィルム加熱方式
の加熱装置は、加熱体として低熱容量線状加熱体を、フ
ィルムとして薄膜の低熱容量のものを用いることができ
るるため、省電力化・ウェイトタイム短縮化（クイック
スタート性）が可能である。

【０００５】しかしながら、上記フィルム加熱方式の加
熱定着装置は、画像形成装置の高速化に対して未だ課題
を抱えている。それは定着フィルムがポリイミド等の耐
熱樹脂で構成されているため、熱伝導性が悪く、定着ニ
ップ部での加熱時間が短い高速の画像形成装置において
は、十分な熱量を被加熱材である紙等の記録材に供給す
ることが難しいためである。

【０００６】このような欠点を克服するため、耐熱樹脂
フィルムの代わりに熱伝導性の良好な薄肉金属フィルム
を用いた加熱定着装置に関しても、特開平９−１６００
４号、特開平１０−３１９７５３号、特開平１０−３２
１３５２号、特開平１０−３４００２０号、特開平１１
−１６６６７号公報等に提案されている。特開平９−１
６００４号公報には、ヒータ支持体に支持された加熱体
がアルミ板とガラス被覆層及び抵抗発熱体から成り、金
属フィルムがアルミ板の円弧形状面上を摺動回転する構
成が記載されている。このような構成により金属フィル
ムと抵抗発熱体間の電流リークを防止することが可能と
なり、金属環状フィルムの回転がスムーズに行えると記
載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属フ
ィルムに対しニップ部裏面から加熱体を摺動させ、熱を
伝達させる構成の加熱定着装置は未だ実用化されていな
い。それは以下のような理由による。

【０００８】１．金属フィルムの剛性が高く、金属フィ
ルムに屈曲応力を与えると金属フィルムが屈曲疲労で破
壊し易い。

【０００９】２．金属フィルムの摺動性が良くないた
め、フィルム又は加熱体の一方が摩耗し易い。

【００１０】３．加熱体と金属フィルムの摺動面に異物
が混入したときに互いに剛体であるため、その部分で傷
が発生し、その傷をきっかけに金属フィルムが破壊し易
い。

【００１１】特開平９−１６００４号公報に代表される
従来例は、１．の問題を円弧形状をした加熱体表面と金
属フィルムを摺動させることにより解決しようとしてい
るが、金属フィルムの内径と円弧形状の関係が明確にな
っていないため、本問題を解決するために十分な構成要
件は明示されていない。

【００１２】又、特開平１０−３４００２０号公報に
は、加熱体としてポリイミド、ポリベンゾイミダゾール
等の可撓性を有する耐熱樹脂基板上に発熱体を形成し、
それを金属フィルムと摺動させる構成が提案されてお
り、前記問題に対し有効な解決方法を提案しているが、
耐熱樹脂基板上に発熱体を形成しただけでは、摺動面の
信頼性が低く、耐久による摩耗、傷等で金属フィルムと
加熱体間で電流リークの可能性が存在する。

【００１３】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、高速化と高耐久化を実現する
ことができる加熱装置及び画像形成装置を提供すること
にある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、被加熱材を、加熱部材と加圧部材との圧
接によって形成されたニップ部内を通過させることによ
り加熱処理する装置であって、前記加熱部材が、移動駆
動される厚み７０〜２００μｍの金属フィルムと、該金
属フィルムのニップ部と反対側の面と接して配置された
加熱用ヒータを有し、該加熱用ヒータが曲面形状を有す
る基板上に発熱層を形成させたものであり、基板の発熱
体と反対側の面がフィルム内周面と接触する加熱装置に
おいて、加熱用ヒータを支持するヒータステイの一部が
ニップ部の被加熱材移動方向両端において加圧部材の圧
力を受けて金属フィルムを支持すると同時に、加熱用ヒ
ータは弾性体又はバネ部材の加圧力で金属フィルム内面
に接するよう構成したことを特徴とする。

【００１５】又、本発明は、被記録材上に顕画剤像を形
成する像形成手段と、被記録材上の顕画剤像を加熱処理
する像加熱手段を備える画像形成装置において、前記像
加熱手段を前記加熱装置で構成したことを特徴とする。

【００１６】

【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。

【００１７】＜実施の形態１＞ ［画像形成装置例］図８に本発明に係る画像形成装置の
一例を示す。

【００１８】図８において、１は感光ドラムであり、Ｏ
ＰＣ、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板上に
形成した構成から成る。感光ドラム１は矢印の方向に回
転駆動され、先ず、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。

【００１９】次に、露光手段であるレーザービーム３を
画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御して走査露光がなさ
れ、感光ドラム１上に静電潜像が形成される。この静電
潜像は、現像装置４で現像されて可視化される。尚、現
像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法等
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。

【００２０】可視化されたトナー像は、転写装置である
転写ローラ５により感光ドラム１上から所定のタイミン
グでカセット又はマルチパーパストレイ等の給紙口より
給紙・搬送された転写材Ｐ上に転写される。

【００２１】トナー像を保持した転写材Ｐは、定着装置
６へ搬送され、定着装置６のニップ部で加熱・加圧され
て転写材Ｐ上に定着されて永久画像となる。尚、転写後
に感光ドラム１上に残留する転写残留トナーは、クリー
ニング装置７により感光ドラム１表面より除去される。

【００２２】［加熱装置例］図１は本発明の実施の形態
１に係るフィルム加熱型定着装置の概略断面図であり、
同図において、１０はエンドレスベルト状の金属フィル
ム（定着フィルム）であり、半円弧状のＰＰＳ、ＬＣ
Ｐ、フェノール等の耐熱樹脂、好ましくは該耐熱樹脂中
にフッ素樹脂等の低摩擦係数の材質を含有させた摺動性
に優れた樹脂から成るフィルムガイド部材（ステイ）１
３に対して周長に余裕を持たせた形で外嵌している。該
フィルムガイド部材１３は加熱用ヒータを支持する役目
と金属フィルム１０をニップ部で支持するヒータステイ
の役目を有している。金属フィルム１０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、肉厚を
総厚２００μｍ以下、好ましくは１５０μｍ以下７０μ
ｍ以上としＳＵＳ、鉄、アルミニウム、Ｎｉ等を使用す
る。

【００２３】１１は加圧用回転体としての加圧ローラで
あり、鉄、アルミニウム等の芯金の上にシリコーンゴム
層の上に離型層としてＰＦＡチューブ層を有し、不図示
の加圧手段による加圧力により定着フィルム１０との間
に定着ニップＮを形成する。図１において、金属フィル
ム１０は不図示の端部ギヤ等の駆動源、或は加圧ローラ
１１の回転により、少なくとも画像定着実行時は矢示の
時計方向に加熱体１２面に密着して該加熱体１２面を摺
勤しながら所定の周速度、即ち不図示の画像形成部側か
ら搬送されてくる未定着トナー画像Ｔを担持した転写材
Ｐの搬送速度と略同一周速度でシワなく回転駆動され
る。

【００２４】加熱体１２は電力供給により発熱する発熱
源としての通電発熱体（抵抗発熱体）１２ａを含み、該
通電発熱体１２ａの発熱により昇温する。加熱体１２の
金属フィルム１０との摺動面はアルミニウム、鉄、銅か
ら成る金属板１２ｃで構成されており、金属フィルム１
０内周面との密着性を高め、回転をスムーズとするため
に円弧形状を有している。金属板１２ｃと発熱体１２ａ
の間には電気絶縁性を保つためにポリイミド等の絶縁層
１２ｂを設けている。

【００２５】又、加熱用ヒータ１２、フィルムガイド１
３と金属フィルム１０の間の摺動性を良好に保つために
耐熱性グリース（例えばフッ素系グリースであるＨＰ−
３００：ダウコーニング社製）等を間に介在させてい
る。この転写材Ｐの定着ニップ部Ｎ通過過程で加熱体１
２から金属フィルム１０を介して転写材Ｐに熱エネルギ
ーが付与されて転写材Ｐ上の未定着トナー画像Ｔが加熱
溶融定着され、転写材Ｐは定着ニップ部通過後フィルム
１０から分離して排出される。

【００２６】本実施の形態に係る加熱定着装置に用いら
れる定着フィルム１０は、ＳＵＳ、アルミニウム、鉄等
を引き抜き又は深絞り加工によりエンドレスの薄肉円筒
形状に加工したもの、或はＮｉ、ＳＵＳ等は電鋳加工法
によりエンドレスの薄肉円筒形状に加工したものを用
い、表面にＰＦＡ、ＰＴＦＥ又はその混合物を塗布焼成
することにより得られる。尚、本実施の形態では、フィ
ルム基体として厚み１００μｍのＳＵＳを用い、その上
に厚み１０μｍのＰＦＡ層を設ける構成とし、フィルム
内径は２５φとした。

【００２７】加圧ローラ１１は、鉄、アルミニウム等の
芯金１１ａをブラスト等の表面粗し処理を行った後に洗
浄を行い、次いで芯金１１ａを筒型に挿入し、液状のシ
リコーンゴムを型内に注入して加熱硬化させる。このと
き、加圧ローラ１１表面層に離型層としてＰＦＡチュー
ブ等の樹脂チューブ層１１ｃを形成するため、型内に予
め内面にプライマーを塗布したチューブを挿入しておく
ことにより、ゴムの加熱硬化と同時にチューブとゴム層
１１ｂの接着を行う。このようにして成型された加圧ロ
ーラ１１は脱型処理した後、２次加硫を行う。このと
き、加圧ローラ１１の芯金径はφ１８、ゴム層の肉厚は
３．５ｍｍ、チューブ層の厚みは５０μｍとし外径約φ
２５の加圧ローラとした。

【００２８】加熱用ヒータである加熱体１２は、予め所
望の曲面形状に加工したアルミニウム、鉄、銅等の基板
１２ｃ上にポリイミド樹脂等の耐熱樹脂を塗工して硬化
させ絶縁層１２ｂを形成し、その上に発熱体１２ａをＡ
ｇ／Ｐｄ、ＲｕＯ₂ 、Ｔａ₂Ｎ等のペーストを厚み約１
０μｍ程度で厚膜印刷を行い焼成することによって形成
する。加熱用ヒータである加熱体１２の金属フィルム１
０との摺動面である金属基板面にはフッ素樹脂、ＰＥＥ
Ｋ等の摺動性の良好な樹脂層１２ｄを厚み１０μｍ以下
で形成する。ここで、摺動層は一般的に熱伝導性が悪い
ため、膜厚が厚いと加熱用ヒータからの熱伝達を損なう
が、逆に薄いと耐久による摩耗性が保障できない。

【００２９】しかし、本発明では後述する理由により本
摺動層を薄く形成することが可能である。更に、加熱用
ヒータはフィルムガイドに断熱性の良好な弾性体である
シリコーンスポンジ、フッ素ゴムスポンジ等の弾性層１
４を介して支持されている。又、加熱用ヒータの発熱体
表面には温度検知素子であるサーミスタ１５がシリコー
ンスポンジ層の弾性力を利用して密着されており、該サ
ーミスタ１５の検知温度に応じて発熱体への通電を制御
する。又、加熱用ヒータヘ付勢する加圧力としてはＳＵ
Ｓ等のバネ性を有する金属板を絶縁処理を施し、加熱用
ヒータ面に当接することも可能である。

【００３０】図２は本発明に係る加熱定着装置のニップ
領域の拡大断面図を示している。加熱用ヒータ１２の記
録材搬送方向の幅は定着ニップ幅より小とされ、定着ニ
ップ部Ｎの記録材搬送方向両端にはヒータステイである
フィルムガイド部１３が金属フィルム１０内面と接触す
る部分１３ａを有し、そこで加圧ローラ１１からの加圧
力を受ける構成とされる。このとき、金属フィルム１０
は自らの剛性でニップ両端をフィルムガイド１３に支持
されていることにより、ニップ部では円弧形状を維持す
ることができる。

【００３１】一方、加熱用ヒータは金属フィルム１０に
対しフィルムガイド１３と加熱用ヒータ１３の間に設け
られた弾性層の弾性力により金属フィルム１０内周面に
接触する力を与えられるが、加圧ローラ１１らの加圧力
は殆どフィルムガイド１３の金属フィルム１０との接触
部１３ａで受ける構成となっている。

【００３２】このような構成の加熱定着装置では、金属
フィルム１０内周面に曲面形状した加熱用ヒータが良好
に密着することで、金属フィルム１０に対して無理な屈
曲応力を発生することなく、記録材に対して定着ニップ
部内での良好な熱伝達を可能とすることができる。

【００３３】更に、金属フィルム１０を介して受ける定
着ニップ部内の圧力は、摺動性が良好な耐熱樹脂フィル
ムガイド１３が受けるために、金属に対して柔らかい樹
脂フィルムガイド１３が耐久により摩耗していくため、
金属フィルム１０を傷付けることなく、同時に加熱用ヒ
ータの摺動面も強い圧力を受けることがないため、傷、
摩耗に強い構成となる。

【００３４】この結果、加熱用ヒータの摺動面には摺動
層として非常に膜厚の薄い摺動層を設けるのみで良く、
加熱用ヒータから金属フィルム１０ヘの熱伝達阻害を最
小に抑えることができ、加熱定着装置の高速化に適した
構成となる。

【００３５】以下に本実施の形態の具体例を従来例と比
較して説明する。

【００３６】本例構成の装置では、定着フィルム１０と
してＳＵＳを引き抜き加工し、厚み１００μｍ、表層に
は更にＰＦＡ層を厚み１０μｍで形成し、内径２５ｍｍ
とした金属フィルムを用い、加圧ローラ１１には外径２
５ｍｍ、ローラ硬度４０度のＰＦＡチューブを被覆した
シリコーンゴムローラを用い、加圧力は１２ｋｇで定着
ニップ幅は７．５ｍｍとなるようにした。

【００３７】加熱用ヒータ１２は金属板幅が６．５ｍ
ｍ、厚みが０．７ｍｍ、曲率半径が１２ｍｍとなるよう
加工したアルミニウムから成る金属板上に金属フィルム
１０との摺動面には厚みが１０μｍのＰＴＦＥ層をコー
ティングし、その裏面には厚み３０μｍのポリイミド層
を形成し、ポリイミド層上にはＡｇ／Ｐｄから成る総抵
抗値が１２．５Ωの通電発熱層を形成した。

【００３８】フィルムガイド１３と加熱用ヒータ１２の
間には硬度７５度（Asker Ｃ、５００ｇ荷重）のシリコ
ーンスポンジ層を厚み２ｍｍで挟み込み、金属フィルム
１０内周面に適度な圧力が発生するようにした。又、温
度検知素子であるサーミスタ１５はシリコーンスポンジ
層と加熱用ヒータ１２の間に挟み込むように設け、加熱
用ヒータ温度をモニターし、周知の温度制御方法により
加熱用ヒータ温度を所定温度に制御する。

【００３９】このような構成で最大１０００Ｗの電力を
投入し、電力投入後５秒後に未定着画像を有する記録材
を通紙したところ、１８０ｍｍ／ｓｅｃ（Ａ４サイズで
毎分３０枚程度の紙送り速度）の画像形成速度で十分な
記録材上の未定着トナー像の定着性が得られた。更に、
金属フィルム１０、加熱用ヒータ１２の耐久性も１００
０時間２３０℃で加熱用ヒータ１２を温度制御した状態
で空回転させたところ、金属フィルム１０の内周面に傷
も殆どなく、加熱用ヒータ１２の摺動面の摩耗も殆どな
く、耐久に対して全く問題がなかった。

【００４０】更に、外部から進入した異物に対しても図
３の概略図に示すように、異物３１が加熱用ヒータ１２
面と金属フィルム１０間に存在しても、面接触している
加熱用ヒータ１２の金属フィルム１０に対する押し圧力
は弱いため、その部分では異物３１が摺り抜け、土手形
状をし実質的に線接触しているフィルムガイド１３の金
属フィルム１０との摺動部１３ａに堰止められ、強く金
属フィルム１０を傷付ける力が働かないため、金属フィ
ルム１０の内周面を傷付けることがない。

【００４１】一方、図４に示すように、加熱用ヒータ４
１面でニップ内の圧力を全て受けるような構成（その他
の加熱用ヒータ構成、金属フィルム構成、加圧ローラ構
成は具体例と同じである）では、具体例と同条件で定着
性テストを行った場合、その結果は上記と同様に良好で
あるが、耐久性の観点では２３０℃で空回転したとき
に、２００時間程度で加熱用ヒータ１２表面の摺動層で
あるＰＴＦＥ層が摩耗し、部分的に金属板が露出し、そ
の部分で金属フィルム１０内周面にも傷が発生した。

【００４２】更に、外部から進入した異物３１に対して
も、図５の概略図に示すように、異物３１が加熱用ヒー
タ１２面と金属フィルム１０間に存在し、面接触してい
る加熱用ヒータ１２の金属フィルム１０に対する押し圧
力が強いため、その部分で異物５１が滞留し、強く金属
フィルム１０を傷付ける力が働き、金属フィルム１０の
内周面を傷付けてしまい、３０時間程度の空回転で金属
フィルム１０が破断した。

【００４３】以上のような作用効果を得るために必要と
される諸特性で実施例中で説明していない項目について
以下に示す。

【００４４】加熱用ヒータ：加熱用ヒータに要求される
特性は高速でヒータ温度が立ち上がること、金属フィル
ム内周面との密着性が保たれること等が要求される。高
速でヒータ温度を立ち上げるためには、その熱容量を小
とすることが重要であり、金属板は強度が維持できれば
できるだけ薄い方が好ましく、金属板がアルミニウムな
らば厚みは０．８〜１．５ｍｍ、鉄ならば０．５〜１．
０ｍｍ等の値が最適である。金属フィルム内周面との密
着性は金属フィルム内径と加熱用ヒータ金属板の曲率半
径との関係が重要であり、本構成においては金属フィル
ム内周半径に対し、加熱用ヒータ金属板の曲率半径が同
等又は小とされることによって、定着ニップ部中央部で
の効率的な熱伝達が可能となる。又、曲率半径が小さ過
ぎてもニップ内での接触面積が小さくなるため、金属フ
ィルム内周半径Ｒに対し加熱用ヒータ金属板の曲率半径
ｒは０．５Ｒ以上あることが好ましい。又、金属フィル
ムヘの加熱用ヒータの押し圧も重要な要件であり、圧力
が強過ぎると、傷、摩耗が発生し易くなり、圧力が弱過
ぎると金属フィルム内周面への密着性が悪化して熱伝達
効率が低下する。本発明者等の検討では６０ｇ／ｃｍ²
〜２００ｇ／ｃｍ²程度の圧力が適正な範囲と言える。

【００４５】金属フィルム：金属フィルムはニップ両端
をフィルムガイドで支持されており、その間では加圧ロ
ーラからの加圧力を金属フィルム自信が持っている剛性
で金属フィルム自身が円弧形状を保つ必要がある。もし
形状が保てなければ、金属フィルムのスムーズな回転が
得られず、同時に金属フィルヘの屈曲応力が発生して耐
久性を損なうためである。このためには金属フィルムに
対して適正な厚みが存在し、ニップ幅に当然依存する
が、ニップ幅が高々１０ｍｍ程度とすると、例えばＳＵ
Ｓフィルムの場合、厚みとしては７０μｍ以上必要とさ
れる。又、アルミの場合は１００μｍ以上、鉄の場合Ｓ
ＵＳと同様に７０μｍ以上必要とされる。

【００４６】尚、本実施の形態では、加熱用ヒータとし
て曲面形状した金属板上に絶縁層、発熱層を形成したヒ
ータについて説明したが、例えばＡｌＮ、Ａｌ₂ Ｏ₃ 等
のセラミック基板を曲面形状に加工し、定着ニップ面と
反対側に発熱層を形成した加熱用ヒータを用いても同様
の作用効果が得られることは言うまでもない。

【００４７】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形
態２について説明する。

【００４８】本実施の形態では、前記実施の形態１を基
本に更なる画像形成装置の高速化に対応するために、定
着加圧力を大きくした場合の構成について説明する。
尚、本実施の形態に係る装置の構成は前記実施の形態１
と同等であるため、これについての説明は省略する。

【００４９】本実施の形態では、加熱用ヒータ長手方向
形状を図６に示すように中央部が定着ニップ方向に対し
て僅かに凸形状をしていることを特徴とする。このよう
な構成とすることによって、加圧ローラ両端を加圧した
場合に発生する加圧ローラ軸撓みやフィルムガイドの撓
みを補正することが可能となり、長手方向で均一な定着
性を得ることができる。

【００５０】又、図７に示すような加熱用ヒータ加圧方
式（両端をバネ部材７１で加圧）も採用することがで
き、圧力を自由に制御し易くなると同時に、加熱用ヒー
タの定着ニップ裏面側に当接している部材の接触面積も
少なくすることができ、系全体の熱効率を向上させるこ
とが可能となり、装置の高速化に対応し易くなる。この
とき、加熱用ヒータの中央部凸量は平板上に加熱用ヒー
タを図６に示すように置き、曲面形状頂点部の中央部と
両端部の高さの差で表され、凸量は５０〜３００μｍの
間が好ましく設定される。

【００５１】以下、本実施の形態の具体例を比較例と比
較して説明する。

【００５２】本例構成の装置では、定着フィルム１０と
してＳＵＳを引き抜き加工し、厚み１００μｍ、表層に
は更にＰＦＡ層を厚み１０μｍで形成し、内径２５ｍｍ
とした金属フィルムを用い、加圧ローラ１１には外径２
５ｍｍ、ローラ硬度４０度のＰＦＡチューブを被覆した
シリコーンゴムローラを用い、加圧力は１８ｋｇで定着
ニップ幅は１０．５ｍｍとなるようにした。

【００５３】加熱用ヒータ１２は金属板幅が８．５ｍ
ｍ、厚みが０．８ｍｍ、曲率半径が１２ｍｍとなるよう
加工したアルミニウムから成る金属板上に金属フィルム
１０との摺動面には厚みが１０μｍのＰＴＦＥ層をコー
ティングし、その裏面には厚み３０μｍのポリイミド層
を形成し、ポリイミド層上にはＡｇ／Ｐｄから成る総抵
抗値が１２．５Ωの通電発熱層を形成した。

【００５４】フィルムガイド１３と加熱用ヒータ１２の
間には加熱用ヒータ長手方向両端部にＳＵＳを絶縁処理
した板状バネ部材を各々２ｋｇの圧力で加圧した。又、
温度検知素子であるサーミスタ１５は、シリコーンスポ
ンジで加熱用ヒータ１２とフィルムガイド１３の間に挟
み込むように設け、加熱用ヒータ温度をモニターし、周
知の温度制御方法により加熱用ヒータ温度を所定温度に
制御する。

【００５５】又、加熱用ヒータ１２は、前述のように長
手方向中央部に１５０μｍの凸形状を形成した。このよ
うな構成で最大１０００Ｗの電力を投入し、電力投入後
５秒後に未定着画像を有する記録材を通紙したところ、
２３０ｍｍ／ｓｅｃ（Ａ４サイズで毎分４０枚程度の紙
送り速度）の画像形成速度で十分な記録材上の未定着ト
ナー像の定着性が得られた。

【００５６】更に、金属フィルム１０、加熱用ヒータ１
２の耐久性も１０００時間２３０℃で加熱用ヒータ１２
を温度制御した状態で空回転させたところ、金属フィル
ム１０内周面に傷も殆どなく、加熱用ヒータ１２摺動面
の摩耗も殆どなく、耐久に対して全く問題がなかった。

【００５７】一方、加熱用ヒータ１２を長手方向で凸形
伏にしなかった場合は、中央部の定着性が同条件で悪化
して実用に耐えなかった。

【００５８】

【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、被加熱材を、加熱部材と加圧部材との圧接によ
って形成されたニップ部内を通過させることにより加熱
処理する装置であって、前記加熱部材が、移動駆動され
る厚み７０〜２００μｍの金属フィルムと、該金属フィ
ルムのニップ部と反対側の面と接して配置された加熱用
ヒータを有し、該加熱用ヒータが曲面形状を有する基板
上に発熱層を形成させたものであり、基板の発熱体と反
対側の面がフィルム内周面と接触する加熱装置におい
て、加熱用ヒータを支持するヒータステイの一部がニッ
プ部の被加熱材移動方向両端において加圧部材の圧力を
受けて金属フィルムを支持すると同時に、加熱用ヒータ
は弾性体又はバネ部材の加圧力で金属フィルム内面に接
するよう構成し、この加熱装置を含んで画像形成装置を
構成したため、加熱装置と画像形成装置の高速化と高耐
久化を実現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】本発明に係る加熱定着装置の断面図である。

【図２】本発明に係る加熱定着装置のニップ部の拡大断
面図である。

【図３】本発明に係る加熱定着装置のニップ部の拡大断
面図である。

【図４】比較例に係る加熱定着装置のニップ部の拡大断
面図である。

【図５】比較例に係る加熱定着装置のニップ部の拡大断
面図である。

【図６】本発明に適用する加熱用ヒータの長手方向概略
図である。

【図７】本発明に適用する加熱用ヒータの長手方向概略
図である。

【図８】本発明に係る画像形成装置の断面図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム ２ 帯電ローラ ３ レーザービーム ５ 転写ローラ ６ 定着装置 ７ クリーニング装置 １０ 金属フィルム（定着フィルム） １１ 加圧ローラ １２ 加熱用ヒータ １３ フィルムガイド １５ サーミスタ Ｎ 定着ニップ Ｐ 転写材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植川 英治 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 AA20 AA23 AA30 BA11 BA12 BA25 BA26 BE03 3K058 AA28 AA71 AA73 BA18 DA05

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加熱材を、加熱部材と加圧部材との圧
   接によって形成されたニップ部内を通過させることによ
   り加熱処理する装置であって、前記加熱部材が、移動駆
   動される厚み７０〜２００μｍの金属フィルムと、該金
   属フィルムのニップ部と反対側の面と接して配置された
   加熱用ヒータを有し、該加熱用ヒータが曲面形状を有す
   る基板上に発熱層を形成させたものであり、基板の発熱
   体と反対側の面がフィルム内周面と接触する加熱装置に
   おいて、 加熱用ヒータを支持するヒータステイの一部がニップ部
   の被加熱材移動方向両端において加圧部材の圧力を受け
   て金属フィルムを支持すると同時に、加熱用ヒータは弾
   性体又はバネ部材の加圧力で金属フィルム内面に接する
   よう構成したことを特徴とする加熱装置。
2. 【請求項２】 前記加熱体の曲面形状は、金属フィルム
   の半径に対して曲率半径が小であることを特徴とする請
   求項１記載の加熱装置。
3. 【請求項３】 前記加熱用ヒータは、曲面形状した金属
   板上に絶縁層と発熱体層を形成したことを特徴とする請
   求項１記載の加熱装置。
4. 【請求項４】 前記ヒータステイは、ＬＣＰ、ＰＰＳ、
   フェノール等の耐熱樹脂から成ることを特徴とする請求
   項１記載の加熱装置。
5. 【請求項５】 前記加熱用ヒータは、金属フィルムと接
   触する金属面上に摺動層を形成したことを特徴とする請
   求項１記載の加熱装置。
6. 【請求項６】 前記加熱用ヒータは、長手方向に金属面
   側が中央部で僅かに凸となる形状を有していることを特
   徴とする請求項１記載の加熱装置。
7. 【請求項７】 被記録材上に顕画剤像を形成する像形成
   手段と、被記録材上の顕画剤像を加熱処理する像加熱手
   段を備える画像形成装置において、 前記像加熱手段を前記請求項１〜６の何れか１項に記載
   の加熱装置で構成したことを特徴とする画像形成装置。