JP2003092174A - 加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加圧ローラーにより、定着フィルム紙を駆動
するサーフ定着器、ＩＭＦにおいて、フィルムガイドと
定着フィルム内面との間に生じる摩擦力を減少させ、か
つ安定化させることで記録材との定着フィルム間に速度
ズレが生じる事で発生するスメア、スリップを防止す
る。 【解決手段】 定着フィルム内面とフィルムガイド間
に、球状の形状を有する粒体を介在させ、両者の間に生
じる摩擦力を減少させる。サーフ定着においては、加熱
体とフィルムの熱伝導と摩擦力低減の効果から２〜１０
μｍ程度の球状粒子を介在させる。ＩＭＦにおいてはフ
ィルム発熱であるため、１０μｍ以上の大きさの粒体を
フィルムとフィルムガイド間に介在させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シート状の被加熱
体を挟持搬送させる事で、非加熱体の表面の乾燥、表面
処理、艶出し、等の表面改質を行う加熱装置に開するも
のであり、特に静電記録方式、電子写真方式等の画像形
成手段により、記録材上に形成されたトナー像を定着さ
せる加熱定着器、及び加熱定着器を有する画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、静電記録装置や電子写真装置にお
いて、記録材上に形成されたトナー像の定着は、ハロゲ
ンランプ等の発熱体を内包させた加熱ローラーと弾性体
層を有する加圧ローラーとで、前記記録材を挟持搬送さ
せる事で行われるのが一般的である。

【０００３】しかしながら、最近では省電力化、及び通
電加熱体への通電開始から定着可能温度に達するまでの
時間短縮を実現するために、特開昭６３−３１３１８２
号公報、特開平２−１５７８７８号公報に記されている
様に、固定支持された加熱体（セラミックヒーター）と
該加熱体に対向圧接しつつ搬送される耐熱性の定着フィ
ルムとから成るヒーターユニットと、このヒーターユニ
ットに対し記録材を密着させる加圧部材とを有し、上記
加熱体の熱を定着フィルムを介して記録材へ付与するこ
とで、記録材上に形成されているトナー像を定着させる
加熱定着装置（フィルム加熱定着器）が提案、実用化さ
れている。

【０００４】また、エネルギ−効率の向上、加熱体の長
寿命化を目的として、特公平５−９０２７号公報に示さ
れている様に、励磁コイルと、強磁性体により形成され
る熱定着ローラーと、熱定着ローラに圧接する加圧ロー
ラーとから成り、前記励磁コイルで発生させた磁場で前
記熱定着ローラーを発熱させ、トナー像が形成された記
録材を定着ニップ部に導き、定着させる電磁誘導加熱定
着方式が提案されている。

【０００５】さらに、この電磁誘導加熱定着方式の中に
は、特開平９−４４０１４号公報に示される様に、加熱
体となる強磁性体を、ニッケル合金、鉄・ニッケル合金
等から成る厚さ４０〜１００μｍ程度の円筒形フィルム
で形成し、この強磁性体フィルムに弾性層、離ケイ層等
を形成した上で、低熱容量の加熱回転体として用いる提
案が成されている。

【０００６】ここで、円筒形状のフィルムを回転駆動さ
せる従来例を図８、図９を用いて説明する。

【０００７】図８は、前述、通電発熱体であるところの
セラミックヒーター７９を加熱体として利用し、耐熱樹
脂をベースとした定着フィルム７７を介して、前記加熱
体７９で発生させる熱を記録材Ｐに伝え、トナー像の定
着を行なうものである。

【０００８】図中、８０は、記録材を前記フィルムを介
して加熱体に圧接させるための加圧ローラー、７８は定
着フィルム７７の走行を安定させるためのフィルムガイ
ドである。２６は、表面にシリコーンゴム層を形成した
駆動ローラーであり、バックアップローラー２７とで定
着フィルム７７を挟み込み、摩擦力で定着フィルム７７
を駆動する。

【０００９】図９は、前述、高透磁率コア３０、コイル
３１から成る励磁コイルに高周波電流を流す事で磁場を
発生させ、磁性別を有する加熱フィルム８９を加熱し
て、その熱を記録材Ｐに加える事でトナー像の定着を行
なうものである。

【００１０】図中、８０は、記録材を加熱フィルム８９
に圧接させるための加圧ローラー、３２は加熱フィルム
８９の走行を安定させるためのフィルムガイドである。
２９は、表面にシリコーンゴム層を形成した駆動ローラ
ー、２８は、不図示の調整機構によりフィルム８９に対
し矢印Ｆ方向に張力を加えて、フィルムの走行と駆動ロ
ーラー２９とフィルム８９内面とに生じる摩擦力を安定
化させるためのテンションローラーである。

【００１１】ここで、前記２つの方法は少なくとも１つ
の駆動ローラーともう１つの加圧ローラーもしくはテン
ションローラーを必要とし、ローラーの摩擦力で駆動を
行なうため、フィルム、及び駆動ローラー表面の摩擦係
数の耐久を含めた変動、駆動ローラーの加圧力、あるい
は加えるテンションのバラツキ、耐久変動等を許容範囲
内に収める為に、構成が複雑、高コストに成るといった
不都合な点がある。また、円筒形フィルムを回転駆動さ
せるため、加圧ローラー２００による加圧力やフィルム
の厚み等の構成によっては、フィルムの寄りを抑える制
御が必要となり、その場合はさらに構成が複雑、高コス
トになるといった不都合な点がある。

【００１２】そこで、フィルムの駆動に因って生じる寄
り力によりフィルムが座屈しない程度にフィルムの外
径、及び厚さで座屈強度を確保することで、寄り制御を
省略し、かつ定着フィルムをフィルムガイドに対しルー
ズに外嵌させ、フィルム、及びフィルムガイドに圧接さ
せる加圧ローラー駆動を加えることにより、前記フィル
ムを従動駆動させて、記録材を加圧ローラーの駆動によ
り搬送させる方式が実用化されている。

【００１３】前記、加圧ローラーとの摩擦力により、定
着フィルムを駆動させる方式について、図７を用いて説
明する。

【００１４】図中、７０はポリイミド樹脂を主成分とす
るベースフィルム上にフッ素樹脂から成る離ケイ層を形
成した定着フィルム、７９はアルミナ基板上に銀合金か
らなる通電発熱体の印刷、ガラスコート等を施したセラ
ミックヒーター、７１は液晶ポリマーからなり、外径が
定着フィルム７０の内径より小さくなっているフィルム
ガイドである。８０はシリコーンゴムからなる弾性層表
面にフッ素樹脂層からなる離ケイ層を形成した加圧ロー
ラーであり、不図示の加圧手段によりフィルム７０を介
してヒータ７９に圧接し、定着ニップを形成し、このニ
ップ部に記録材Ｐを導き加熱、加圧することでトナー像
の定着を行う。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】前記、加圧ローラー駆
動により、円筒形状の定着フィルムを従動回転させ、か
つフィルム側から熱を加え、記録材上のトナー像を定着
する方式は、フィルムガイドと定着フィルム内面の摺動
部の耐久による摺動抵抗の増加や加熱による温度上昇に
よる摺動抵抗の増加、加熱定着時に記録材から発生する
水蒸気が加圧ローラー表面へ付着する事による加圧ロー
ラーの摩擦駆動力の低下、等により加圧ローラーの周速
に対し、記録材、あるいは定着フィルムの搬送速度が遅
れる現象が生じ、その結果、加圧ローラーは所定の周速
度で回転しているにもかかわらず、記録材の搬送が所定
の速度から遅れてしまうために紙詰まりとなる、あるい
は定着フィルムが記録材の搬送速度に対し遅れてしまう
ためにトナー像が搬送方向の下流側にズレでしまい画像
が乱れる等の問題が生じる場合がある。

【００１６】本発明は、前記円筒形状の定着フィルムを
加圧ローラーにより従動回転させる像定着器において、
加圧ローラーと定着フィルム表面との摩擦力、及び加圧
ローラーと記録材表面との摩擦力は、前記定着フィルム
内面と、フィルム内面において加圧摺動する部材との摩
擦力に対して確実に大きくなり、かつ安定化させる事
で、加圧ローラーの周速に対し定着フィルムの周速が著
しく遅くなる、あるいは記録材の搬送速度に対し定着フ
ィルムの周速が著しく遅くなり、紙詰まりや像のズレが
生じるのを防止する事を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、走行す
る定着フィルム内面と相対速度を有して接触する部材、
例えば定着フィルム支持部材と定着フィルム内面との間
に、球状の粒体を配置させる事で前記定着フィルムと接
触部材間の摺動抵抗を減じさせ、かつ安定化させる事を
実現させる。それにより、前述した定着フィルムの到達
低下による記録材の遅延ジャム、像ズレ等の発生を防止
させる。

【００１８】特に、フッ素樹脂、フッ素オイル、あるい
はシリコーンオイル等の混合体を主成分とする耐熱性グ
リースと、シリコーン粒子等からなる球状の粒体の混合
物を潤滑剤として、定着フィルム内面と定着フィルム支
持部材間に塗布、分散させる。

【００１９】上記の如くに、走行する定着フィルムと、
その内面において相対速度を有して摺動抵抗を生じさせ
る部材との間に、球状の粒体、あるいは耐熱性グリース
等の潤滑剤と前記球状の粒体の混合物を存在させる事
で、前記定着フィルムと、その内面において相対速度を
有して接触する部材との間の摩擦抵抗を大幅に減じ、か
つ耐久や温度変化に関わらず安定化させる事が可能に成
る。

【００２０】そのため、定着フィルムの耐久による摩擦
抵抗の増加、摺動部の温度上昇による摩擦抵抗の増加、
あるいは低温放置時におけるグリースの粘度上昇による
摺動抵抗の増加、吸湿した記録材の通過による水蒸気の
発生による加圧ローラーの駆動力の減少等が起こって
も、前記定着フィルムに圧接しつつ回転する加圧ローラ
ーの周速とほぼ同じ周速で前記定着フィルムを走行させ
ることが実現でき、記録材の搬送不良や画像の乱れを発
生させずに記録材上のトナー像を定着させる事が可能に
なる。

【００２１】

【発明の実施の形態】（第１の実施例）図１、図２、図
３、図４、及び表１を用いて本発明の第１実施例を説明
する。

【００２２】図１は、本発明を適用した画像形成装置で
あるところの電子写真式レーザープリンタ（ＬＢＰ）の
要部を表した図である。図２は、図１に示したＬＢＰの
定着器要部の断面図である。図３は、加圧ローラーの駆
動により記録材、及び定着フィルムの駆動を行うフィル
ム加熱式定着器のニップ部で作用する摩擦力の関係を説
明するための図、図４は、本実施例の定着器の定着ニッ
プ部断面を拡大した図である。

【００２３】先ず、図１を用いて像形成プロセスを簡単
に説明する。記録材であるところの紙は、カセット１１
もしくは、汎用の紙サイズに対応する不図示のマルチト
レイ等から給紙ローラー１２、あるいは不図示の給紙ロ
ーラーにより給紙され、レジストローラー２０によりレ
ジスト、及び画像書き込みタイミングを合わせて矢印方
向に送られる。レジストローラー通過直後に、フォトセ
ンサー及びフラッパーから成る紙センサー２１（トップ
センサー）により紙の先後端が検知され、後述する感光
ドラム１に対するレザー露光タイミングの決定や入力さ
れた画像サイズに対する紙の搬送方向長さの真偽判定等
が行われる。

【００２４】図中１は、接地されたアルミニュウムドラ
ムに有機感光層を形成した感光ドラムであり、帯電ロー
ラー２の芯金に不図示のバイアス電源からバイアスが印
加される事により一様帯電が行われ、また不図示の駆動
系により矢印方向に回転駆動される。本実施例におい
て、記録材の搬送速度、及び感光ドラム１の周速は、９
０ｍｍ／秒である。

【００２５】レーザースキャナー３は半導体レーザー、
レンズ、ポリゴンミラー、モーター等からなり、不図示
の制御部であるところのＤＣコントローラーによりポリ
ゴンの回転及び画像信号に応じたレーザーの変調が行わ
れ、像担持体１上にレーザー露光を行い、静電潜像を形
成する。現像器４は負極性一成分磁性トナー及び現像マ
グネット、現像スリーブ等からなり、不図示のバイアス
電源から現像バイアスが印加され、静電潜像の現像を行
なう。転写ローラー６には、不図示のバイアス電源から
正極性バイアスが印加されることでトナー像を記録材１
０上へ転写する。クリーニングブレード５は感光ドラム
１上に残留した転写残トナーをクリーニングする。トナ
ー像が転写された記録材は、定着器に送られる。

【００２６】本実施例における定着器は、アルミナ、窒
化アルミ等の絶縁基板上に銀合金から成る通電発熱体を
形成した加熱体、円筒状のポリイミド樹脂にＰＴＦＥ、
ＰＦＡ等のフッ素樹脂層を形成した定着フィルム、そし
て耐熱樹脂から成る定着フィルムガイド等から成るヒー
ターユニット７に対し金属芯金にシリコーンゴム等を被
覆した加圧ローラー８加圧させ、定着ニップを形成し、
前記加圧ローラー８に駆動を加える事で、前記定着フィ
ルム、及び記録材を搬送させる構成としたものである。
定着ニップ下流側にも、紙センサー２３（排紙センサ
ー）が配置され、紙の搬送状態がＤＣコントローラー内
のＣＰＵにより監視される。

【００２７】仮に、トップセンサー２１により、紙がト
ナー像転写部に送られたにもかかわらず、適切な時間内
に紙の先後端が、排紙センサー２３により検出されなけ
れば、紙詰まりとして、モーター、高圧トランス、定着
器の通電発熱体等に対する通電が遮断される。記録材
は、定着器通過後、排紙ローラーにより送られ排紙トレ
イ上に出力される。

【００２８】次に、図２を用いて本発明実施の定着器に
関し、より詳しく説明を行う。図中、７１はアルミナか
らなる基板に、銀合金から成る通電発熱体７５ａ、７５
ｂ、通電電極等をスクリーン印刷し、温度検知素子であ
るところのサーミスター７６を接着した加熱体であると
ころのヒーターである。なお、通電発熱体７５ａ、７５
ｂは、ＡＣ通電制御回路へ、サーミスター７６は、ＣＰ
Ｕを擁する制御回路であるところのＤＣコントローラー
に接続されている。

【００２９】本実施例において、通紙時におけるヒータ
ー７１の制御温度（定着温度）は、１８５℃である。７
４は、厚さ５０μｍの円筒形ポリイミドフィルム表面
に、フッ素樹脂及びカーボンから成るプライマー層、そ
して離ケイ層としてＰＴＦＥ、ＰＦＡ等から成るフッ素
樹脂層が形成された定着フィルムである。７２は、ＰＰ
Ｓ、液晶ポリマー等の耐熱樹脂から成るフィルムガイド
である。７３は、フィルムガイド７２を加圧ローラー８
に加圧させた際に生じるたわみ変形を抑えるための補強
板金である。以上の部材から、ヒーターユニット７が形
成される。８は、アルミニューム、鉄等から成る芯金８
１にシリコーンゴム、フッ素ゴム等から成る弾性層８
２、及びＰＦＡチューブ等を被覆させて離ケイ層８３が
形成された加圧ローラーであり、不図示の駆動手段によ
り回転駆動される。不図示の加圧手段により、ヒーター
ユニット７と加圧ローラー８は圧接され、定着ニップを
形成し、このニップ部を記録材１０が通過することによ
り、記録材上の未定着トナー像は定着される。

【００３０】図３は、加圧ローラー８の摩擦力により、
紙Ｐの搬送、及び定着フィルム７４を回動させようとし
たときに、加圧ローラー〜紙間に生じる摩擦力Ｆ１、紙
〜定着フィルム間に生じる摩擦力Ｆ２、定着フィルム内
面〜セラミックヒーター表面間に生じる摩擦力Ｆ３の大
きさを複式的に表した図である。

【００３１】Ｆ１＞Ｆ３かつＦ２＞Ｆ３の条件を満たす
とき、記録材Ｐと定着フィルム７４は、加圧ローラーの
周速にほぼ等しい速度で搬送される。

【００３２】ここで、定着フィルム内面〜セラミックヒ
ーター表面間の摩擦力であるＦ３は、加熱による温度上
昇や、フィルム内面の削れによる表面性の変化、等で上
昇する傾向にある。Ｆ３が、紙〜定着フィルム間に生じ
る摩擦力Ｆ２に近付き、ほほＦ２≒Ｆ３となり、かつＦ
１＞Ｆ２の場合、紙Ｐは加圧ローラーの周速で搬送され
るものの、定着フィルムは、Ｆ３の力で紙Ｐと相対速度
を生じさせ、トナー像のズレを生じさせてしまう。

【００３３】また、加圧ローラー表面に、紙の加熱で生
じた水蒸気が部分的に結露するなどして、Ｆ１が減少す
る、あるいは定着フィルム７４の内面とヒーター７１、
あるいはフィルムガイド７２の摩擦力Ｆ３が増加してＦ
１≒Ｆ３の関係になると、加圧ローラーは記録材に対し
搬送力を失い、加圧ローラーの周速に対し記録材の搬送
速度が大きく低下して、最終的には記録材の停止、すな
わち加圧ローラーと記録材間にスリップが生じてしま
う。

【００３４】本実施例は、前述のような理由で生じるト
ナー像のズレや、記録材のスリップを防止するために、
定着フィルム内面と摺動するヒーター表面、及びフィル
ムガイド摺動面に、耐熱性グリースと球形粒体を介在さ
せることを特徴とする。

【００３５】本実施例において、使用する耐熱性グリー
スは、ダウコーニング社製のＨＰ−３００、球状粒体
は、ほぼ真球形状を有するシリコーン粒子である東芝シ
リコーン社製のトスパール１３０（平均粒径３μｍ）と
した。シリコーン粒子の粒径に関しては、０．１μｍ以
下といった微粒径のものになると、フィルム内面と固定
されたヒーター面との間の摩擦抵抗を減じる効果が薄
く、また１０μｍを超える大きさのものになるとヒータ
ー表面とフィルム内面間の密着性が低下することでフィ
ルム表面温度の低下を招き好ましくない。よって、定着
フィルム内面とヒーター表面の摺動抵抗を減じ、かつヒ
ーター表面と定着フィルムの熱伝導性を共に確保するた
めには、球状粒子の粒径は、２μｍから７μｍ程度の粒
径のものが好ましい。

【００３６】本実施例では、前記ＨＰ−３００と、トス
パール１３０を重量比で２：１に混合した潤滑剤をアル
ミナヒーター表面の定着フィルムと摺動する約２２０ｍ
ｍの長さ、巾５ｍｍの領域に５００ｍｇ塗布した。

【００３７】図４は、本実施例における定着ニップ部の
断面を拡大した図である。図中、図２、及び図３に示し
た部材と共通のものは、同一の番号を振ってあり、９０
は、トスパール１３０を複式的に表したものである。

【００３８】従来、定着フィルム内面と加圧摺動面であ
るヒーター表面との間に介在させる潤滑剤が耐熱グリー
スのみであった場合に比べ、本実施例に示すように、耐
熱性グリースに球形の粒体を混合させて、これを定着フ
ィルム７４とヒーター７１間に介在させると、加圧摺動
面であるヒーター表面と定着フィルム内面の間にほぼ粒
径がそろった球体が介在する事で、両者間に生じる摩擦
抵抗が大幅に低下する。

【００３９】φ２４．０ｍｍ、厚さ６５μｍの定着フィ
ルムを外嵌したヒーターユニットに、ローラー硬度４５
°（ＡＳＫＥＲ Ｃ）、φ２０ｍｍの加圧ローラーを総
圧１２ｋｇｆで加圧した条件のもと、ヒーター表面と定
着フィルム内面間に、潤滑剤を介在させなかった場合、
潤滑剤として耐熱グリースＨＰ−３００を塗布した場
合、前記グリースとトスパール１３０の混合物を塗布し
た場合における加圧ローラーの駆動トルクを測定した結
果を表１に示した。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１に示した如く、加圧ローラーの駆動に
必要なトルクを初期とＡ４サイズ紙２０万枚の通紙後に
おいて測定した結果、初期トルクに関しては、グリース
無しに比較して、グリースの塗布で約１／３、グリース
にトスパ−ルを混合させたものは約１／５に低減され
た。またＡ４サイズ紙を用い、２０万枚の通紙耐久試験
を行ったところ、初期においでグリースを塗布しなかっ
た定着フィルムは、約７万ページの出力でフィルム内面
とヒーター間の摺動抵抗上昇による記録材のスリップが
頻発するようになった。

【００４２】また、耐熱グリース塗布のみであった定着
器は、１２万ページを超える出力を行った以降、８０％
ＲＨ以上の高湿環境に放置した坪量５４ｇ／ｍ²程度以
下の薄紙を、１５秒に１ページ程度のプリント間隔で高
印字率の画像を出力させると、像ズレや記録材の搬送不
良、スリップの発生といった問題が発生するようになっ
た。しかし、坪量６０ｇ／ｍ²程度以上の紙の搬送には
問題が無く、２０万ページの出力を行った後、加圧ロー
ラーの軸トルクを測定した結果は、２．４ｋｇｆ・ｃｍ
であった。

【００４３】本実施例である耐熱グリース（ダウコーニ
ング社製、ＨＰ・３００）と球形粒子（東芝シリコーン
社製、トスパール１３０）を重量比で２：１の比率で混
合させた潤滑剤を、ヒーター面とフィルム内面間に塗布
した場合は、初期状態において、加圧ローラーの駆動ト
ルクが減少すると共に、２０万ページの通紙耐久を行っ
た後も、加圧ローラーの軸トルクは低く保たれ、たとえ
薄紙の高湿環境放置紙といえども、印字密度やプリント
間隔によって像ズレや記録材のスリップが生じるといっ
た問題は発生しない事が確認された。

【００４４】以上説明したように、加圧ローラーに駆動
を加え、その摩擦力によって記録材の搬送、及び定着フ
ィルムの走行を行わせる定着器において、球状粒子を定
着フィルム内面とその加圧摺動面であるヒーター表面と
の間に介在させることにより、両者間に生じる摩擦力を
大幅に減じさせることが可能になる。それにより、定着
フィルムの走行が安定し、また記録材の坪量、吸湿状
態、印字比率、プリント間隔等に関わらず、記録材上の
トナー像をズレさせたり、記録材を加圧ローラーに対し
スリップさせたりといった搬送不良を生じさせない定着
器の提供が可能になる。

【００４５】なお、本実施例において、使用した球状粒
体はシリコーン樹脂製粒体であるが、アルミナ、酸化チ
タン等の金属酸化物粒体、二酸化ケイ素粒子、石英ガラ
ス粒体等の粒体を用いても同様の効果を得る事が出来
る。

【００４６】また、加熱ヒーターとしてアルミナ基板上
に銀合金等から成る通電発熱体を印刷して焼成したもの
を用いたが、前記構成に限られるものではなく、窒化ア
ルミなど他のセラミック基板上に任意の通電発熱体を形
成したものが、過熱ヒーターとして使用できる。また、
定着フィルムのベースは、ポリイミド樹脂以外にフッ素
樹脂等からなるチューブを用いても良いし、アルミやス
テンレス等の金属から成るものであっても良い。

【００４７】また、本実施例において、定着装置として
説明を行ってきた加熱装置は、トナー像の加熱定着器と
してばかりではなく、例えば、画像を担持した記録材を
加熱して、その表面性を改質させる加熱装置、乾燥処
理、ラミネート処理、等を行う加熱装置として使用する
ことが出来る。

【００４８】（第２の実施例）本発明の第２実施例の説
明を図５、図６を用いて行なう。

【００４９】本実施例は、電子写真方式を利用して、４
色（イエロー、シアシ、マゼンタ、ブラック）のトナー
を用いフルカラー画像を出力するプリンターの定着器に
本発明を適用した場合である。また、本実施例において
は、定着器として、高透磁率コアとコイルから成る励磁
コイルに高周波電流を流す事で交番磁界を発生させ、前
記交番磁界を作用させることで磁性層を有する加熱フィ
ルムを加熱して、その熱を記録材Ｐに加える事でトナー
像の定着を行なう事を特徴とする。

【００５０】図５は、本発明を適用したフルカラー画像
形成装置の概略構成を表した図である。図６は、本発明
実施の加熱装置である定着器の要部を表した断面図であ
る。

【００５１】図５において、１００はアモルファスシリ
コン感光層や有機感光層が接地された導体ドラム上に形
成された感光ドラム、２００は、感光ドラム１００表面
を一様帯電させるための帯電ローラー、３００は、画像
信号に応じて強度変調されたレーザー光を走査出力させ
るレーザースキャナー、４００は、イエロー、シアン、
マゼンタ、ブラック各色の一成分非磁性トナーを、各静
電潜像に応じて現像するため現像器、５００は感光ドラ
ム上の転写残トナーをクリーニングするためのクリーナ
ーである。６５０は、感光ドラム１００に対向させて配
設した中間転写ドラムであり、不図示の制御回路によ
り、矢印方向に回転制御される。この中間転写ドラム６
５０は、金属ドラム上に中抵抗の弾性層と高抵抗の表層
を有し、金属ドラムに不図示のバイアス電源から電庄を
印加する事で感光ドラム１００との間に電位差を生じさ
せることで、感光ドラムと近接する領域において感光ド
ラム１００上のトナー像を中間転写ドラム６５０上へ、
一次転写させる。

【００５２】６００は、中間転写ドラム６５０に対向配
置させた転写ローラーである。不図示の紙カセットから
給紙された記録材Ｐは、不図示の搬送手段により中間転
写ドラム６５０と転写ローラー６００とが形成する転写
ニップに導かれ、かつ転写ローラー６５０に不図示のバ
イアス電源よりトナーと逆極性のバイアスが印加される
事により、記録材上にトナー像が転写される。５５０
は、中間転写ドラム６５０上に残留したトナーを清掃す
るためのクリーナーである。さらに、トナー像が転写さ
れた記録材Ｐは、加熱定着器９００に導かれ、トナー像
の定着後排紙トナー上に出力される。

【００５３】図６は、前記加熱定着器９００の要部構成
図である。

【００５４】図中、７５０は、鉄、フェライト、パーマ
ロイといった高透磁率材料から成るコア、７６０はコア
材に巻線を行ったコイルであり、コイル７６０には、不
図示の励磁回路が接続されており、２０ｋＨｚから５０
０ｋＨｚの高周波電流が印加されるように構成されてい
る。７００は、励磁回路によって生じる交番磁界により
電磁誘導発熱する磁性層を有する電磁誘導発熱フィルム
である。７１０は、強磁性層であり、ニッケル、鉄、コ
バルト・ニッケル合金、鉄・ニッケル合金等が利用で
き、本実施例において使用したものは厚さは７０μｍの
ニッケルフィルムである。

【００５５】７２０は、シリコーンゴムから成る厚さ２
００μｍの弾性層であり、強磁性層７１０に対しシリコ
ーンゴム系のプライマーを用いて接着されている。７３
０は、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂を主成分とする厚さ１０
μｍの離ケイ層であり、弾性層７２０に対しアミノ系シ
ランカップリング剤にフッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物
から成る層を介して接着されている。７７０は、ＰＰ
Ｓ、液晶ポリマー等の耐熱樹脂から成るフィルムガイド
であり、その内側に前記コアとコイルから成る励磁コイ
ルを配設し、かつ前記加熱フィルム７００をその外側に
ルーズに外嵌させている。

【００５６】さらに、本実施例においては、フィルムガ
イド７７０の表面と加熱フィルム７００の内面には、以
下に示す潤滑剤を塗布する。潤滑剤は、ダウコーニング
社製ＨＰ−３００耐熱グリースと、平均粒径が１２μｍ
の球状粒子である東芝シリコーン社製トスパール３１２
０を重量比で２：１で混合した潤滑剤を、フィルムガイ
ド７７０のニップ面に巾７ｍｍ、長さ２７０ｍｍの領域
に約７００ｍｇ塗布し、前記加熱フィルムを回動させる
事で内面に均一に分布させた。

【００５７】本実施例においては、励磁コイル７５０、
７６０で発生させた交番磁界の作用により加熱フィルム
７００の強磁性層７１０を発熱させる。よって、実施例
１と異なり、フィルムガイド７７０とフィルム７００の
内面にギャップが生じても加熱体から記録材への熱の伝
達に損失、もしくは遅延が生じることは無く、逆に球状
粒子が大きくなり、フィルム内面とフィルムガイド間に
ギャップが生じ熱抵抗が増加する事は記録材側に熱を伝
えるのは、より効率的に成るという利点が生じる。

【００５８】また、潤滑剤としてグリースのない球状粒
子のみとしてもよい。この場合、フィルム内面とフィル
ムガイド間にグリースが存在せず、エアーギャップを形
成するためフィルム〜ガイド間の断熱性が非常に高くで
きる。このためエネルギー効率がより高くなる。

【００５９】８００は、加圧部材としての加圧ローラー
であり、アルミニューム、鉄等から成る芯金の外周にシ
リコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱ダム層が形成されて
おり、不図示のモーター、及び制御回路からの駆動によ
って、像形成時には１４０ｍｍ／秒の周速で回転制御さ
れ、表面の摩擦力により、記録材Ｐ、及び前記加熱フィ
ルム７００の搬送を行っている。

【００６０】６００は、定着ニップ通過後の長手中央に
おいて、加熱フィルム内面に接触して温度を検知するサ
ーミスターである。サーミスター６００は、ＣＰＵを擁
する不図示の制御回路に接続され、その抵抗値に応じて
励磁コイルに対する通電制御、すなわち加熱フィルム７
００の温度制御が行われる。

【００６１】以上、本実施例に示した如くに加熱定着器
を構成する事で、電磁誘導式加熱フィルムを加圧ローラ
ーで駆動する場合に、加熱フィルムとフィルムガイド間
の摺動抵抗を減らし、かつ通紙耐久にわたり長期に安定
化させる事が可能に成る。特にベタ画像に近い印字比率
で使用される事の多いフルカラー電子写真画像出力装置
においても、加圧ローラーと記録材Ｐ間に生じる摩擦
力、及び記録材と加熱フィルム間に生じる摩擦力の大き
さに対し、前記加熱フィルム内面とフィルムガイド間に
生じる摩擦力を小さく保つ事が可能となり、記録材Ｐの
搬送速度が加圧ローラーの周速に対して遅くなる、ある
いは、加圧ローラーが回転しているにもかかわらず記録
材が停止する現象の発生を防ぐ事が可能に成る。

【００６２】以上説明したように、励磁コイルと強磁性
層を有する加熱フィルム、および前記加熱フィルムに駆
動を与える加圧ローラーからなる加熱定着器において
も、加熱フィルムとフィルム内面との間に球形粒体を介
在させる事により、両者間に生じる摩擦力、摺動抵抗を
低減させ、かつ安定化させる事が可能に成る。さらに、
定着ニップ部において、加熱フィルム内面とフィルムガ
イド間に球形粒体を介在させる事により、加熱フィルム
の磁性層に生じた熱をより効率的に記録材側へ伝える事
になり、エネルギー効率も向上する。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、走行する加熱フィルム
内面と相対速度を有して接触する部材、例えば定着フィ
ルム支持部材と定着フィルム内面との間に、球状の粒体
を配置させる事で前記定着フィルムと接触部材間の摺動
抵抗を減じさせ、かつ安定化させる事を実現させる。そ
れにより、定着フィルム内面と摺動部材との摩擦力の増
加に起因して生じる定着フィルムの周速低下による記録
材の遅延ジャム、像ズレ等の発生が防止される。

【００６４】特に、フッ素樹脂、フッ素オイル、あるい
はシリコーンオイル等の混合体を主成分とする耐熱性グ
リースと、シリコーン粒子等からなる球状の粒体の混合
物を潤滑剤として、定着フィルム内面と定着フィルム支
持部材間に塗布、分散させる。

【００６５】上記の如くに、走行する定着フィルムと、
その内面において相対速度を有して摺動抵抗を生じさせ
る部材との間に、摩擦抵抗の減少に効果のある球状の粒
体、あるいは耐熱性グリース等の潤滑剤と前記球状の粒
体の混合物を存在させる事で、前記定着フィルムと、そ
の内面において相対速度を有して接触する部材との間の
摩擦抵抗を大幅に減じ、かつ耐久や温度変化に関わらず
安定化させる事が可能に成る。

【００６６】そのため、定着フィルムの耐久による摩擦
抵抗の増加、摺動部の温度上昇による摩擦抵抗の増加、
あるいは低温放置時におけるグリースの粘度上昇による
摺動抵抗の増加、吸湿した記録材の通過による水蒸気の
発生による加圧ローラーの駆動力の減少等が起こって
も、前記定着フィルムに圧接しつつ回転する加圧ローラ
ーの周速とほぼ同じ周速で前記定着フィルムを走行させ
ることが実現でき、記録材の搬送不良や画像の乱れを発
生させずに記録材上のトナー像を定着させる事が可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例であるモノクロレーザー
ビームプリンターの要部構成を表す横断面図。

【図２】 第１実施例で示した画像形成装置の定着器の
要部構成を表す横断面図。

【図３】 加圧ローラーの駆動により、記録材、及び定
着フィルムを走行させる際にニップ部に生じる摩擦力の
関係を説明するための図。

【図４】 本発明の第１実施例である定着器の定着ニッ
プ部を拡大した複式図。

【図５】 本発明の第２実施例であるフルカラーレーザ
プリンタの要部構成を表す横断面図。

【図６】 本発明の第２実施例で示した誘導加熱式定着
器の要部構成を表す横断面図。

【図７】 加圧ローラーの駆動により、記録材、及び定
着フィルムを駆動させる定着器の従来例を説明するため
の図。

【図８】 円筒形状をした定着フィルムを、加圧ローラ
ー以外により駆動する一例を説明するための図。

【図９】 円筒形状をした加熱定着フィルムを、加圧ロ
ーラー以外により駆動する二例目を説明するための図。

【符号の説明】

１、１００ 有機感光ドラム ２、２００ 帯電部材 ４、４００ 現像器 ７ ヒーターユニット ８ 加圧ローラー １１ 紙カセット １５ ＡＣ電源 ７１、７９ 加熱体 ３０、７５０ コア ３１、７６０ コイル ７０、７４、７７ 定着フィルム ８９、７００ 電磁誘導加熱フィルム ７２、７８、３２、７７０ フィルムガイド ７６、７９０ サーミスター ８、８０、８００ 加圧ローラー ９９ ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 6/14 Ｈ０５Ｂ 6/14 Ｆターム(参考） 2H005 FB01 2H033 AA06 AA14 BA11 BA32 BB29 BB30 BB33 BB34 BB37 BE03 BE06 CA02 CA07 CA45 3K058 AA28 AA61 AA87 BA18 DA22 3K059 AB19 AD03 AD25 CD72

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも通電により発熱する加熱体
   と、前記通電加熱体の温度を検出する手段と、前記加熱
   体の一部を覆い走行する耐熱性フィルムと、前記耐熱性
   フィルムを介して前記通電加熱体に圧接する加圧部材と
   から成り、かつ前記耐熱性フィルムの内面と前記加熱体
   との間に球状の粒体が介在せられている事を特徴とする
   加熱装置。
2. 【請求項２】 記録材上にトナー像を形成する手段と、
   前記トナー像を記録材上に定着させる手段を有する画像
   形成装置において、前記定着手段は、請求項１に記載さ
   れる加熱装置である事を特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 少なくとも励磁コイルと、磁場の作用で
   電磁誘導発熱する磁性層を有する加熱フィルムと、前記
   加熱フィルムの温度を検出する手段と、加熱フィルムの
   走行を安定させるフィルムガイドと、前記加熱フィルム
   を介して前記フィルムガイドの一部に圧接して定着ニッ
   プを形成する加圧部材とから成り、前記加熱フィルム内
   面とフィルムガイドとの間に球状の粒体が介在せられて
   いる事を特徴とする加熱装置。
4. 【請求項４】 記録材上にトナー像を形成する手段と、
   前記トナー像を記録材上に定着させる手段を有する画像
   形成装置において、前記定着手段は、請求項３に記載さ
   れる加熱装置である事を特徴とする画像形成装置。