JP2003280417A - 加熱装置 - Google Patents
加熱装置Info
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Abstract
た駆動力を伝えることができる加熱装置を提供するこ
と。 【構成】 エンドレスベルト状の耐熱性スリーブと、前
記スリーブの内側に配設された加熱体と、スリーブ内面
を加熱体面に摺動させつつ駆動手段により被記録材搬送
方向へ回転駆動させられる加圧部材を有し、前記圧接ニ
ップ部のスリーブ外面と加圧部材との間に被記録材を導
入してスリーブと一緒に圧接ニップ部を移動通過させる
ことにより加熱体の熱エネルギーをスリーブを介して被
記録材に付与するスリーブ加熱方式の加熱装置におい
て、前記スリーブの近傍に配置され駆動源に接続された
ギアAと、該ギアAと噛み合うギアBと、該ギアBが前
記ギアAの周りに回転自由となるよう前記ギアAと前記
ギアBを保持するギアケースと、前記ギアBと同軸に設
置され前記ギアAの回転により前記スリーブに圧接され
るローラを設ける。
Description
と、前記加熱体に密着して摺動走行する耐熱性フィルム
を有し、このフィルムを介して被記録材を加熱体に密着
させてフィルムと一緒に加熱体位置を移動通過させて加
熱体の熱エネルギーをフィルムを介して被記録材に付与
するフィルム加熱方式の加熱装置に関するものである。
ァクシミリ等の画像形成装置において、画像形成プロセ
ス手段部で記録材に形成担持させた目的の画像情報に対
応する未定着トナー画像を加熱定着させる加熱装置とし
ての画像加熱定着装置としては、ヒートローラ式が一般
的である。
されて所定の温度に温調される加熱部材としての回転定
着ローラと、この定着ローラに所定に圧接された加圧部
材としての回転加圧ローラとを有し、両ローラの圧接ニ
ップ部(定着ニップ部)に記録材を導入して挟持搬送さ
せることで未定着トナー画像を記録材面に加熱定着させ
るものである。
が画像加熱定着装置として実用されている。この加熱装
置は特開昭63−313182号公報・特開平1−26
3679号公報・特開平2−157878号公報・特開
平4−44075〜44083号公報等で知られてお
り、加熱体(ヒータ)に加熱部材としての耐熱フィルム
を加圧部材で押圧密着させて走行させ、耐熱フィルムを
挟んで加熱体と加圧部材とで形成される圧接ニップ部
(定着ニップ部)の耐熱フィルムと加圧部材との間に記
録材を導入して耐熱フィルムに密着させて耐熱フィルム
と一緒に定着ニップ部を通過させることで加熱体の熱を
耐熱フィルムを介して記録材に与えて未定着トナー画像
を記録材面に加熱定着させるものである。
て表面性(つや出し等)を改質する装置、仮定着処理す
る装置等、その他、被記録材を加熱処理する手段として
広く使用できる。
は、昇温の速い低熱容量の加熱体や薄膜の耐熱フィルム
を用いることができるため、省電力化やウェイトタイム
の短縮化(クイックスタート性)が可能となる、画像形
成装置等の本機の機内昇温を低めることができる等の利
点を有し、効果的なものである。
熱方式の加熱装置を示した。
に低熱容量のセラミックヒータである。2は横断面略半
円弧樋型で、被記録材としての記録材Pの搬送方向に直
交する方向に長い加熱体保持部材であり、例えばフェノ
ール系の熱硬化性樹脂製である。この加熱体保持部材2
の下面に長手に沿って、耐熱性・断熱性の加熱体保持部
材2に密着して支持され、給電を受けて発熱する加熱体
1を配設してある。
ルーズに外嵌させたチューブ型の耐熱フィルム(定着フ
ィルム)である。5は固定された軸を持ち駆動源Mによ
って駆動される回転自由の加圧ローラである。
の組み立て体(以下、フィルムユニットと呼ぶ)は加圧
ローラ5への対向方向移動自在である。
応接力が加える加圧ばねである。加圧ばね3によりフィ
ルムユニットは加圧ローラ5に対して所定の押圧力で圧
接しており、圧接ニップNを形成するようになってい
る。
いて反時計方向に回転駆動されることにより、フィルム
4はその内面が加熱体1の面に密着摺動しながら時計方
向に従動回転する。
め、摩耗を防いだり摺動抵抗を低減するためにフィルム
4内部にはグリスが塗布してある。
がなされていて、且つ、加熱体1が通電により所定の温
度に昇温している状態において、不図示の作像部側から
未定着トナー画像10を形成担持させた被記録材として
の被記録材Pが前記圧接ニップ部Nのフィルム4と加圧
ローラ5との間に導入されると、前記被記録材Pがフィ
ルム4の外面に密着してフィルム4と一緒の重なり状態
で圧接ニップ部Nを通過していく。
熱エネルギーがフィルム4を介して被記録材Pに付与さ
れて被記録材P上の未定着トナー画像10が加熱溶融定
着処理される。被記録材Pは圧接ニップ部Nを通過して
フィルム4の面から分離されて排出されていく。
な問題があった。
ルム4に駆動力を伝え従動回転させるが、例えば装置の
老朽化が進んでフィルム4と加熱体1表面の摺動抵抗が
増大した時等に、フィルム4と加圧ローラ5間の摩擦係
数値が減少し、フィルム4に駆動力が確実に伝わらない
ことがある。そのため、被記録材Pとフィルム4間、或
は被記録材Pと加圧ローラ5間でスリップが発生し、搬
送不良や定着画像の乱れ、被記録材のシワ等が発生す
る。
な軸受け等で固定された軸が駆動源により直接回転駆動
される外部駆動ローラ11をフィルム4に接触するよう
設置し、フィルム4に駆動力を伝える方式(以降、外部
駆動方式と呼ぶ)が考案されている。
ィルム4への駆動力伝達が十分でなかったとき、補助的
に外部駆動ローラ11の駆動力がフィルム4に伝達し、
搬送不良や定着画像の乱れ、被記録材のシワ等の発生を
防ぐことが可能である。
には以下のような問題があった。
の加圧力には製品毎にばらつきがあり、加圧ローラ5の
弾性変形による潰れ量に影響を及ぼす。フィルムユニッ
トの位置は加圧ローラ5の潰れ量に大きく影響されるた
め、フィルムユニットの位置にも製品毎のばらつきが生
じる。
ラ5のゴム部が劣化して硬度が変化する場合がある。こ
の場合も加圧ローラ5の潰れ量の変化のために耐久前後
でフィルムユニットの位置に変化が生じる。
の寸法公差の影響によってもフィルムユニットの位置は
変化する。
ているので位置は一定である。そのため、外部駆動ロー
ラ11とフィルムユニットの相対距離はフィルムユニッ
トの位置のばらつき等の影響を受ける。その結果、外部
駆動ローラ11とフィルムユニット間の相対距離が大き
くなると外部駆動ローラ11とフィルム4が非接触状態
になってしまい、フィルム4に駆動力が伝達しなくな
る。逆に相対距離が小さくなると外部駆動ローラ11か
らフィルム4への押圧力が過剰になり、フィルム4の摩
耗の原因になる。
で、その目的とする処は、フィルムの位置に拘らず該フ
ィルムに安定した駆動力を伝えることができる加熱装置
を提供することにある。
め、本発明は、エンドレスベルト状の耐熱性スリーブ
と、前記スリーブの内側に配設された加熱体と、前記加
熱体との間に前記スリーブを挟んで圧接ニップ部を形成
し、且つ、スリーブ内面を加熱体面に摺動させつつ駆動
手段により被記録材搬送方向へ回転駆動させられる加圧
部材を有し、前記圧接ニップ部のスリーブ外面と加圧部
材との間に被記録材を導入してスリーブと一緒に圧接ニ
ップ部を移動通過させることにより加熱体の熱エネルギ
ーをスリーブを介して被記録材に付与するスリーブ加熱
方式の加熱装置において、前記スリーブの近傍に配置さ
れ駆動源に接続されたギアAと、該ギアAと噛み合うギ
アBと、該ギアBが前記ギアAの周りに回転自由となる
よう前記ギアAと前記ギアBを保持するギアケースと、
前記ギアBと同軸に設置され前記ギアAの回転により前
記スリーブに圧接されるローラを設けたことを特徴とす
る。
図面に基づいて説明する。
図1及び図2に基づいて説明する。
て、セラミック基板上の表側(フィルム4側)には抵抗
発熱体層が基板長手に沿って形成してあり、例えば銀パ
ラジューム(Ag/Pb)、Ta2 N等の電気抵抗ペー
スト(抵抗ペースト)を例えば厚み10μm、幅1〜3
mmの細帯状パターンにスクリーン印刷により塗工し、
焼成することで形成した物である。
剤で接着して保持させてある。加熱体保持部材2は、加
熱体1の発熱によって変形が発生しないように、又、加
熱体1から発生する熱を後述の加圧ローラ5側に効率良
く伝えるため、例えばLCP、PPS、フェノール樹脂
等、耐熱性と断熱性に富んだ材料から成る。
内面との摩擦係数を下げるために加熱体1表面にガラス
コート層を設けると共に、加熱体1表面に耐熱性グリス
を塗布して加熱体1とフィルム4との摺動性を良くして
いる。加熱体1は抵抗発熱体層の反対側の面から配線さ
れ、不図示のAC電源から電力を供給される。
4は、上記の加熱体1・加熱体保持部材2の組み立て体
に対してルーズに嵌入してあり、回転自由である。フィ
ルムユニットは加圧ローラ5に対して垂直方向に移動自
由になっている。
から押圧する応接力が加わることにより、加圧ローラ5
は加熱体1に対して所定の押圧力で圧接しており、図1
に示すように、圧接ニップNを形成するようになってい
る。
ミドエーテル等の耐熱ベースフィルムと、前記フィルム
4の画像に当接する外周面にトナーが付着しにくいよう
にPTFE,PFA等のフッ素樹脂系の材料等の離形性
の良い材料で離形層を設けたエンドレスベルト状フィル
ムである。
スフィルムに、離形層と耐熱ベースフィルムとの接着を
強固にするためのプライマー層がコートされ、表面に離
形層としてPTFEがコートされており、計3層でフィ
ルム4を構成している。
の伝達効率はフィルム4の厚みがより薄いほど良く、フ
ィルム4の搬送の安定性からは、フィルム4の剛性を高
めるためにフィルム4はより厚い方が良いため、フィル
ム4の厚みは50μm以上100μm未満が望ましい。
フィルム4の長手方向の幅は、レターサイズ( 幅216
mm) の被記録材に対応できるよう240mmとする。
ぞれ不図示の軸受けにより回転自在に支持されており、
その一方の軸端にはギア(不図示)が固着されている。
ギアは、画像形成装置本体の駆動源Mにより駆動力が伝
えられ、加圧ローラ5は所定の周速度をもって回動駆動
されるようになっている。
金軸に同心一体にローラ状にゴム層を形成し、そのゴム
層の表面にトナー等が付着するのを防ぐため離形層を形
成してある。ゴム層はシリコンゴム等の耐熱性のあるゴ
ム材料、離形層はFEP,PFA等の離形性の良いフッ
素樹脂で構成している。
〜50°の液状シリコンゴムで構成し、その表面に離形
層としてフッ素ゴムにFEPを分散した材料を30μm
程度コーティングし、トナーが付着しにくいようにして
いる。
Vが通電されることで前記発熱体層の発熱で急速昇温す
る。前記発熱体層に対する通電が不図示の制御系で制御
されることにより加熱体1の温度が所定の温度に制御さ
れる。
流側に配置されたギアAである。ギアA7はギアA7の
軸を通して駆動手段Mにより駆動力を与えられる。8は
ギアA7と噛み合い、駆動するギアBである。ギアB8
はギアA7から伝えられた駆動力を、ギアB8の軸に伝
達する。
は、フィルム4の長手方向の略中心に位置する。
るギアケースである。ギアケース9によってギアB8の
軸はギアA7の軸に対して回転自由になっている。6は
ギアB8と同軸上に設置され、フィルム4と接触して駆
動力を伝えるローラである。
及びローラ6にはギアAの回転方向と同方向にギアAの
周囲を回転しようとする力が与えられる。この力により
ローラ6がフィルムユニットに対して圧接されるよう、
ギアAの回転方向は決定される。
ム4に接してフィルム4を破壊しないよう、ローラ6の
外径はギアB8の外径よりも4mm以上大きいことが望
まれる。
の両端においてフィルム4と接するよう、ギアB8の軸
の両端に1つずつ、計2個を設置する。ローラの数は3
個以上或は1個でも良い。
ーラ6がフィルム4と接するよう、各ローラ6の長手方
向の幅は8mmとする。
等のように、150℃程度の高温に耐え得る耐熱性を持
ち、且つ、ローラ6とフィルム4間の摩擦力が大きくな
るよう摩擦係数の大きな材料で構成されることが望まし
い。又、ローラ6とフィルム4間のニップ部Naが十分
な幅を得られるよう、ローラ6の硬度は20〜60程度
とする。
が、加圧ローラ5によるフィルム4の送り速度よりも遅
くなると、ローラ6はフィルム4に駆動力を伝えること
ができず、逆にフィルム4の回転方向とは逆方向のトル
クをフィルム4に与えることになってしまう。そこで、
ローラ6によるフィルム4の送り速度は、加圧ローラ5
によるフィルム4の送り速度よりも3〜5%程度速くな
るように設定し、ローラ6はフィルム4に対して常に多
少スリップしながら駆動するようにする。
の硬度や加圧ばね3の加圧力のばらつきや、加圧ローラ
5の硬度の経年変化の影響を受け変化する。しかし、ロ
ーラ6の場合は回転中心を規制していないので、図3に
示すように、フィルムユニットの位置のばらつきや変化
に追従してローラ6の位置が変化し、ローラ6はフィル
ム4に対して常に安定して押接することができる。
4の回転駆動がなされていて、且つ、加熱体1が通電に
より所定の温度に昇温している状態において、不図示の
作像部側から未定着トナー画像10を形成担持させた被
記録材としての被記録材P(図1)が入口ガイドに案内
されて圧接ニップ部Nのフィルム4と加圧ローラ5との
間に導入されることで図6の装置の場合と同様に被記録
材P上の未定着トナー画像10の加熱溶融定着処理がな
される。
比べてフィルム4に安定した駆動力を伝えることが可能
になり、画像加熱定着装置にあっては加圧ローラ5とフ
ィルム4のスリップによる被記録材Pの搬送不良を防止
できる。又、加圧ローラ5の硬度及び加圧ばね3の加圧
力の製品毎のばらつき、耐久前後における加圧ローラ5
の硬度変化等によるフィルムユニットの位置のばらつき
・変化の影響を受けずに安定してフィルム4に駆動力を
伝えることができる。
態2を図4に基づいて説明する。尚、実施の形態1との
共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。
ほど、ローラ6とフィルム4との間での駆動力損失が少
なくなる。そのため、安定してフィルムに駆動力を伝え
るためには、ローラ6にフィルム4へ押圧する方向の付
勢力を与えると良い。
付勢力だけでは十分な押圧力が得られない場合、図4の
ようにローラ6に付勢部材12を取り付けることで、十
分な付勢力をローラ6に与えることができる。
態3を図5に基づいて説明する。
が大きいと、加圧ローラ5やローラ6によってフィルム
4に与えられた駆動力の損失が大きくなる。
挟んでローラ6と対向する位置に対向コロ13を設ける
ことで、フィルム4と加熱体保持部材2の間の摩擦によ
るフィルム4への駆動力伝達の際の駆動力の損失を少な
く抑えることができる。
態4を図5に基づいて説明する。
ィルム4を挟んでローラ6と当接する箇所に突起等を設
け、ローラ6と当接する面積を小さくすることで、フィ
ルム4と加熱体保持部材2との間の摩擦力を低減させ、
フィルム4と加熱体保持部材2の間の摩擦によるフィル
ム4への駆動力伝達の際の駆動力の損失を少なく抑える
ことができる。
態5を図7に基づいて説明する。
レット状に成形することで、フィルム4とローラ6との
間の摩擦係数を増大させ、フィルム4とローラ6間にお
ける駆動力伝達の際の駆動力の損失を少なく抑えること
ができる。
態6を図8に基づいて説明する。
ィルム4に付着したトナー汚れ10cがローラ6の表面
に移り、フィルム4とローラ6の間の摩擦係数低下に繋
がる可能性がある。
にフィルム4に付着したトナー汚れ10cを除去するブ
ラシ14を設け、ローラ6にトナー汚れ10cが付着す
ることを防ぐことができる。
態7を図9に基づいて説明する。
録材Pが圧接ニップ部Nに進入した時に加熱体1から与
えられた熱により紙中の水分が急激に蒸発し、その勢い
により未定着トナー画像10が飛ばされ、画像が乱れる
現象を尾引きと呼ぶ。
ム4と加圧ローラ5のそれぞれに所定のバイアス印加を
行い、被記録材Pが圧接ニップ部Nに進入した時に、フ
ィルム4の表面層からGNDに向けてマイナスの電荷が
流れることで、被記録材Pの裏からフィルム4の表面層
において電圧降下が起こり、未定着トナー画像10を被
記録材P側に引き付ける電界を積極的に発生させ、尾引
きを防ぐ方法が一般的に採られている。
手段として、ローラ6を導電性ゴムで形成し、ローラ6
或はローラ6の芯金にバイアス印加手段15を設け、導
電性のローラ6をフィルムに当接することで、バイアス
印加手段15によりローラに給電されたバイアスがフィ
ルムに印加される構成になっている。このようにローラ
6に印加機能を備えさせることにより、新たな印加機構
を設ける必要がなく、部品点数を低減することができ
る。
よれば、フィルム駆動方式の加熱装置において、ローラ
を介してフィルムに駆動力を伝えてフィルムを安定して
駆動させることで、被記録材の搬送不良を防止すること
ができる。
ーラの押圧力を増大させることで、更にフィルムを安定
して駆動させることができる。
被記録材の通過領域外に位置することで、フィルムに付
着したトナー汚れがローラ表面に付着して摩擦係数が低
下するのを防ぐことができる。
ラと対向する位置に対向コロを設置することで、スリー
ブとスリーブ内部構造体との間の摩擦でフィルムの駆動
力が損失されるのを防ぐことができる。
である。
である。
の位置変化に対するローラの対応を示す図である。
である。
である。
である。
である。
である。
である。
Claims (10)
- 【請求項1】 エンドレスベルト状の耐熱性スリーブ
と、前記スリーブの内側に配設された加熱体と、前記加
熱体との間に前記スリーブを挟んで圧接ニップ部を形成
し、且つ、スリーブ内面を加熱体面に摺動させつつ駆動
手段により被記録材搬送方向へ回転駆動させられる加圧
部材を有し、前記圧接ニップ部のスリーブ外面と加圧部
材との間に被記録材を導入してスリーブと一緒に圧接ニ
ップ部を移動通過させることにより加熱体の熱エネルギ
ーをスリーブを介して被記録材に付与するスリーブ加熱
方式の加熱装置において、 前記スリーブの近傍に配置され駆動源に接続されたギア
Aと、該ギアAと噛み合うギアBと、該ギアBが前記ギ
アAの周りに回転自由となるよう前記ギアAと前記ギア
Bを保持するギアケースと、前記ギアBと同軸に設置さ
れ前記ギアAの回転により前記スリーブに圧接されるロ
ーラを設けたことを特徴とする加熱装置。 - 【請求項2】 前記ローラがシリコンゴムやEPDM等
のゴム材料で構成され、その硬度が20〜60の範囲で
あることを特徴とする請求項1記載の加熱装置。 - 【請求項3】 前記ローラによる前記スリーブの送り速
度が前記加圧部材による前記スリーブの送り速度よりも
0〜10%速いことを特徴とする請求項1記載の加熱装
置。 - 【請求項4】 前記ローラがスリーブに対して圧接され
るようバネ等の付勢部材で付勢されていることを特徴と
する請求項1記載の加熱装置。 - 【請求項5】 前記ローラとスリーブが接触する領域が
被記録材の通過領域外に位置することを特徴とする請求
項1記載の加熱装置。 - 【請求項6】 前記スリーブの内部に設けられ、スリー
ブを挟んで前記ローラと対向し、前記ローラに従動回転
するコロを設けたことを特徴とする請求項1記載の加熱
装置。 - 【請求項7】 前記スリーブの内部にあり前記スリーブ
と摺動する内部構造体において、前記スリーブを挟んで
前記ローラと当接する位置に突起状の形状を設けたこと
を特徴とする請求項1記載の加熱装置。 - 【請求項8】 前記ローラの周部に溝を設け、ローレッ
ト状に成形したことを特徴とする請求項1記載の加熱装
置。 - 【請求項9】 前記ローラのスリーブ回転の上流側近傍
にスリーブに付着した汚れを除去する機構を設けたこと
を特徴とする請求項1記載の加熱装置。 - 【請求項10】 前記ローラを導電性のゴムで形成し、
前記スリーブを所定のバイアスとなるよう接地又は所定
のバイアスを印加するバイアス印加手段を前記ローラに
備えたことを特徴とする請求項1記載の加熱装置。
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JP2002085125A JP4040339B2 (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | 加熱装置 |
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2002
- 2002-03-26 JP JP2002085125A patent/JP4040339B2/ja not_active Expired - Fee Related
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