JP2005031133A - 定着装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】発熱体を外部に設けることによる発熱体の取り付け等による発熱体の不安定性を防止し、簡易な構成のフィルム定着器を提供すること。
【解決手段】フィルムガイド部材に内包されるように発熱体が配置される構成。
【選択図】 図1
【解決手段】フィルムガイド部材に内包されるように発熱体が配置される構成。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録材を発熱体に耐熱性フィルムを介して密着させ発熱体と耐熱性フィルムとを相対移動させて発熱体の熱を耐熱性フィルムを介して記録材に与えるフィルム加熱方式の定着装置に関する。
【0002】
また、該定着装置を像定着装置として備える画像形成装置に関する。
【0003】
【従来の技術】
(従来例1)
上記のような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2−157878号公報・特開平4−44075号公報・特開平4−204980号公報等に提案されており、複写機・レーザービームプリンター・ファクシミリ・マイクロフィルムリーダプリンター・画像表示(ディスプレイ)装置・記録機等の画像形成装置において、電子写真・静電記録・磁気記録等の適宜の画像形成プロセス手段により加熱溶融性の樹脂等より成るトナーを用いて記録材(エレクトロファックスシート・静電記録シート・転写材シート・印刷紙など)の面に直接的又は間接的に転写された未定着トナー画像を担持させ、記録材面に永久固着画像として加熱定着処理する画像定着装置として活用できる。
【0004】
また、定着装置に限らず、例えば画像を担持した記録材を加熱して表面性を改質する装置、仮定着する装置等、広く記録材を加熱処理する手段・装置として使用できる。
【0005】
フィルム加熱方式の定着装置は、他に知られている熱ローラー方式・熱板方式・ベルト加熱方式・フラッシュ加熱方式・オープン加熱方式等の定着装置ないしは画像加熱定着装置との対比において、▲1▼.発熱体として低熱容量線状発熱体を、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)が可能になり、また本機内昇温を抑えることができ、▲2▼.画像加熱定着装置にあっては定着点と分離点が別に設定できるためオフセットを防止できる、その他、他の方式装置の種々の欠点を解決できるなどの利点を有し、効果的なものである。
【0006】
図5の(a)はフィルム加熱方式の定着装置の一例(像定着装置)の横断面模型図、(b)は発熱体の途中部省略・一部切欠き平面模型図である。本例の装置は特開平4−44075〜44083号公報、同4−204980〜204984号公報等に開示の所謂テンションレスタイプのフィルム加熱方式の定着装置であり、耐熱性フィルムとして円筒状のエンドレスフィルムを用い、該フィルムの周長の少なくとも一部は常にテンションフリー(テンションが加わらない状態)とし、フィルムは加圧回転部材としての加圧ローラの回転駆動力で回転駆動するようにした装置である。
【0007】
10は発熱体30を断熱支持するホルダーであり、横断面上向きの略半円弧状樋型の横長部材で、フィルム内面のガイド部材と装置の補強部材としてのステー(以下、ステーと記す)を兼ねている。
【0008】
発熱体30は低熱容量の線状発熱体であり、上記ステー10の外側下面の長手に沿って設けた溝10aに嵌め込んで接着して固定支持させてある。
【0009】
2は発熱体30を含むステー10に外嵌させた円筒状の耐熱性フィルムである。この円筒状耐熱性フィルム2の内周長と、発熱体30を含むステー10の外周長は、フィルム2の方を例えば3mm程大きくしてあり、従ってフィルム2は発熱体30を含むステー10に対し周長が余裕をもってルーズに外嵌している。
【0010】
7はフィルムの寄り移動規制手段として、ステー10の左右両端部に配設したフィルム端部を受け止めるフランジ部材である。
【0011】
8は発熱体30をフィルム2を介して圧接し、記録材を挟持搬送する定着ニップ部(定着ニップ部)Nを形成し、且つフィルム2を回転駆動させる加圧回転体としての加圧ローラであり、金属軸8aと、シリコンゴム、フッ素樹脂等の離型性の良い耐熱ゴム層8bよりなり、不図示の軸受手段・付勢手段により所定の押圧力をもってフィルム2を挟ませて発熱体30の表面に圧接させて配設してある。そして駆動手段Mにより不図示の動力伝達系を介して回転駆動力が伝達され矢示の反時計方向に回転駆動される。
【0012】
加圧ローラ8の回転駆動による該ローラとフィルム外面との摩擦力でフィルム2に回転力が作用し(記録材Pが圧接ニップ部Nに導入されたときは該記録材Pを介してフィルム2に回転力が間接的に作用)、該フィルム2が発熱体30の表面に圧接摺動しつつ矢示の時計方向aに回転駆動される。フィルム内面ガイド部材を兼ねるステー10はこのフィルム2の回転を容易にする。またフィルム2の内面と発熱体30の表面との摺動抵抗を低減するために両者の間に耐熱性グリス等の潤滑剤を少量介在させるのがよい。
【0013】
ステー10はPPS(ポリフェニレンサルファイド)、PAI(ポリアミドイミド)、PI(ポリイミド)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これらの樹脂とセラミックス、金属、ガラス等との複合材料などで構成できる。
【0014】
発熱体30は、耐熱性・絶縁性・高熱伝導性のヒーター基板31、該基板の表面側の短手方向中央部に基板長手に沿って形成具備させた通電発熱抵抗体4、通電発熱抵抗体の長手両端部の給電用電極41・41、通電発熱抵抗体を形成した発熱体表面を保護させた耐熱性オーバーコート層5、基板裏面側に具備させた、発熱体温度を検知するサーミスタ等の温度検知素子6等を有し、全体に低熱容量の線状発熱体(セラミックヒータ)である。
【0015】
この発熱体30を通電発熱抵抗体4を形成具備させた表面側を下向きに露呈させて前記のように耐熱性・断熱性のステー10の下面に固定配設してある。
【0016】
ヒーター基板31は、例えば、アルミナや窒化アルミニウム等の厚み1mm・幅10mm・長さ240mmのセラミック等である。
【0017】
通電発熱抵抗体4は、例えば、Ag/Pd(銀パラジウム)、RuO2、Ta2N等の電気抵抗材料をスクリーン印刷等により、厚み約10μm、幅1〜3mmの線状もしくは細帯状に塗工して形成したものである。
【0018】
給電用電極41・41はAg等のスクリーン印刷パターン層である。
【0019】
オーバーコート層5は、例えば、約10μm厚の耐熱性ガラス層である。
【0020】
発熱体30は、通電発熱抵抗体4の両端部電極41・41に対する給電により該通電発熱抵抗体4が長手全長にわたって発熱することで速やかに昇温し、その昇温が温度検知素子6で検知されて不図示の制御系にフィードバックされて、像加熱時、この温度検知素子6の温度が所定の設定温度に維持されるように発熱抵抗体4への通電がコントロールされる。
【0021】
フィルム2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、フィルム膜厚は100μm以下、好ましくは60μm以下20μm以上の耐熱性・離型性・強度・耐久性・可撓性のある単層、あるいは複合層フィルムを使用できる。例えば、PTFE、PFA、FEP等の単層フィルム、或いはポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES、PPS等のフィルムの外周表面にPTFE、PFA、FEP等をコーティングした複合層フィルム等である。
【0022】
而して、複写機等本機のプリント命令信号等の画像形成開始信号に基づいて、あるいは不図示の作像プロセス手段部から該像定着装置へ搬送された画像定着すべき未定着顕画像(トナー像)Tを支持した記録材Pの先端が該装置の手前側に配設したセンサ(不図示)に検知されたときの信号に基づいて、加圧ローラ8の回転駆動が開始され、また発熱体30のヒートアップが開始される。
【0023】
加圧ローラ8の回転によるフィルム2の回転周速度が定常化し、発熱体30の温度が所定に立ち上がった状態において、フィルム2を挟んで発熱体30と加圧ローラ8とで形成される定着ニップ部Nのフィルム2と加圧ローラ8との間に記録材としての画像定着すべき記録材Pが導入されてフィルム2一緒に定着ニップ部Nを挟持搬送されることにより発熱体30の熱がフィルム2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が記録材P面に加熱定着されるものである。定着ニップ部Nを通った記録材Pはフィルム2の面から分離されて搬送される。
【0024】
本例のテンションレスタイプのフィルム加熱方式の装置は、フィルム回転駆動状態時に定着ニップ部Nと、この定着ニップ部Nよりもフィルム回転方向上流側のステー外面部分とフィルムとの接触部領域のフィルム部分のみにテンションが作用し、残余の大部分のフィルム部分にはテンションが作用しない。そのため、フィルム回転駆動状態時におけるフィルム2のステー長手に沿う寄り移動力が小さく、フィルムの寄り移動規制手段ないしはフィルム寄り制御手段を簡単化することができる。
【0025】
(従来例2)
特開平6−337602では、従来例1にあるような発熱体とフィルムガイド部材とを接着組立する手間を省くことを目的として、ガイド部材を例えばアルミナ、窒化アルミ、窒化ケイ素等の高耐久性を有するセラミックで形成し、該ガイド部材上に例えばAg/Pd等の電気抵抗材料をスクリーン印刷等により塗工して形成具備させ、さらに絶縁保護を目的として、該電気抵抗材料の上に耐久ガラス等のオーバーコート層を形成具備させてある。
【0026】
【特許文献1】
特開昭63−313182号公報
【特許文献2】
特開平2−157878号公報
【特許文献3】
特開平4−44075号公報
【特許文献4】
特開平4−44076号公報
【特許文献5】
特開平4−44077号公報
【特許文献6】
特開平4−44078号公報
【特許文献7】
特開平4−44079号公報
【特許文献8】
特開平4−44080号公報
【特許文献9】
特開平4−44081号公報
【特許文献10】
特開平4−44082号公報
【特許文献11】
特開平4−44083号公報
【特許文献12】
特開平4−204980号公報
【特許文献13】
特開平4−204981号公報
【特許文献14】
特開平4−204982号公報
【特許文献15】
特開平4−204983号公報
【特許文献16】
特開平4−204984号公報
【0027】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、発熱体30と該発熱体30を支持するフィルムガイド部材兼用のステー10とが別部材となっていたため以下の問題を生ずる。
【0028】
即ち、従来のフィルム定着方式では、発熱体をフィルムガイドに接着する構成であるため、接着強度が足りずに、発熱体30がステー10から剥れることがあり、発熱体30の安定性が欠けていた。
【0029】
また、従来例2においては、フィルムガイド部材に複雑な工程を経て、電気抵抗材料やガラス等のオーバーコート層をスクリーン印刷するため、製造工程に手間がかかる。
【0030】
そのため、簡易な構成が求められている。
【0031】
本発明はフィルム加熱方式の定着装置の上記のような問題点を解消することを目的としている。
【0032】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする定着装置および画像形成装置である。
【0033】
(1)発熱する発熱体と、発熱体の熱により記録材上の未定着トナー像を定着する定着フィルムと、定着フィルムの回転を案内するガイド部材と、を有する定着装置において、発熱体はガイド部材に内包されていることを特徴とする定着装置。
【0034】
(2)前記加熱ガイド部材は、あらかじめ発熱体が配置された型に耐熱樹脂を流し込んで成型されることを特徴とする(1)記載の定着装置。
【0035】
(3)発熱体は線状発熱体であることを特徴とする(1)から(2)のいずれかに記載の定着装置。
【0036】
(4)記録材上に未定着トナー像を形成する未定着トナー像形成手段を有する画像形成装置において、画像形成装置は(1)から(3)のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置
【0037】
【発明の実施の形態】
(実施例1)
図1は本実施例の定着装置(像定着装置)の横断面模型図である。前述図5の装置と共通の構成部材・部分には同一の符号を付して再度の説明を省略する。
【0038】
1は発熱体とフィルムガイド部材を一体化して構成した、それ自体が発熱体であり、フィルムガイド部材でもある加熱ガイド部材であり、装置の基材ともなる。以下これを定着ステーと記す。この定着ステー1は、ステー主体1Aと、このステー主体1Aに直接に形成具備させた通電発熱抵抗体5を基本構成体としている。
【0039】
ステー主体1Aは前述図5の装置のステー10と同様に横断面上向きの略半円弧状樋型の横長部材であり、フィルム2の内面ガイド部材、装置の補強部材として機能させると共に、発熱体として機能させるために、該ステー主体1AはPPS(ポリフェニレンサルファイド)、PAI(ポリアミドイミド)、PI(ポリイミド)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂をその材料として用いて形成してある。
【0040】
通電発熱抵抗体5は、このステー主体1Aの内部に長手に沿って、例えばニクロム等の電気抵抗材料を内封して形成具備させたものである。
【0041】
ステー1のフィルム摺動面にはその上にフィルム内面との摩擦を低減するためにPFA、PTFE等の低摩擦層をコート処理しても良い。
【0042】
上記の通電発熱抵抗体5の形成位置に対応するステー主体の定着ニップと反対の位置に温度検知素子6を配設してある。
【0043】
この定着ステー1に対して円筒状の耐熱性フィルム2をルーズに外嵌し、該定着ステー1の外側下面部分に対してフィルム2を挟ませて加圧ローラ8を圧接させて配設してある。この加圧ローラ8が回転駆動されることにより、フィルム2が定着ステー1の外側下面部分に対して圧接摺動しつつ矢示の時計方向aに回転駆動される。フィルム内面ガイド部材を兼ねるステー主体1Aがこのフィルム2の回転を容易にする。
【0044】
定着ステー1は、通電発熱抵抗体5の両端間に通電がなされることにより該抵抗体5が長手全体にわたって発熱し、その発熱でステー主体1Aも昇温して発熱体として機能する。
【0045】
温度検知素子6の検知温度が不図示の制御回路へフィードバックされて、像加熱時、温度検知素子6の検知温度が所定の設定温度に維持されるように通電発熱抵抗体5への通電がコントロールされる。
【0046】
而して、加圧ローラ8の回転によるフィルム2の回転周速度が定常化し、発熱体としての定着ステー1の温度が所定に立ち上がった状態において、フィルム2を挟んで定着ステー1と加圧ローラ8とで形成される定着ニップ部Nのフィルム2と加圧ローラ8との間に記録材としての画像定着すべき記録材Pが導入されてフィルム2と一緒に定着ニップ部Nを挟持搬送されることにより発熱体としての定着ステー1の熱がフィルム2を介して記録材Pに与えられ、前記図5の装置の場合と同様に記録材P上の未定着顕像Tが記録材P面に加熱定着されるものである。定着ニップ部Nを通った記録材Pはフィルム2の面から分離されて搬送される。
【0047】
上記のように発熱体をフィルムガイド部材に内封し、発熱体とフィルムガイド部材を一体化した兼用構造体(加熱ガイド部材)1とすることにより、装置の部品点数を減らし、装置構成を簡略化でき、またガイド部材に複雑な発熱パターンをスクリーン印刷するといった工程をなくし、発熱体の製造を容易にする。
【0048】
(実施例2)
図2は実施例1におけるステー10の製造過程を表した図である。203はステー10を形成するための型であり、該型203に射出ノズル202よりPPS(ポリフェニレンサルファイド)、PAI(ポリアミドイミド)、PI(ポリイミド)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂を流し込み、ステー10を形成する。
【0049】
その時に予め、型203にはニクロムなどの線状の電気抵抗発熱体201を長手に沿って配置しておき、前述の高耐熱性樹脂を流し込む。その後冷却し、所定の温度になったら型203をはずすことで、図3のように電気抵抗発熱体201を内封したステー10が形成される。
【0050】
これにより、従来では発熱体とフィルムガイドは別体であったものを一体に成型し、且つステー上に複雑な発熱パターンやオーバーコート層などをスクリーン印刷するという工程及びヒータをフィルムガイドに接着する接着工程を行うことなくステーを成型できる。
【0051】
(実施例3)
図4は例えば前述した実施例1に示したような本発明に従うフィルム加熱方式の定着装置としての像定着装置Aを組み込んだ画像形成装置の一例の概略構成を示している。本例の画像形成装置は原稿台往復動型・回転ドラム型・転写式・プロセスカートリッジ着脱方式の電子写真複写装置である。
【0052】
100は装置機筺、101はその装置機筺の上面板102上に配設したガラス板等の透明板部材よりなる往復動型の原稿載置台であり、機筺上面板101上を図面上右方a、左方a´に夫々所定の速度で往復移動駆動される。
【0053】
Gは原稿であり、複写すべき画像面側を下向きにして原稿載置台101の上面に所定の載置基準に従って載置し、その上に原稿圧着板103をかぶせて押え込むことによりセットされる。
【0054】
104は機筺上面板102面に原稿載置台101の往復移動方向とは直角の方向(紙面に垂直の方向)を長手として開口された原稿照明部としてのスリット開口部である。
【0055】
原稿載置台101上に載置セットした原稿Gの下向き画像面は原稿載置台101の右方aへの往動移動過程で右辺側から左辺側にかけて順次にスリット開口部104の位置を通過していき、その通過過程でランプ105の光Lをスリット開口部104、透明な原稿載置台101を通して受けて照明走査され、その照明走査光の原稿面反射光が像素子アレイ106によって感光ドラム107面に結像露光される。
【0056】
感光ドラム107は例えば酸化亜鉛感光層・有機半導体感光層等の感光層が被覆処理され、中心支軸108を中心に所定の周速度で矢示bの時計方向に回転駆動され、その回転過程で帯電器109により正極性又は負極性の一様な帯電処理を受け、その一様帯電面に前記の原稿画像の結像露光(スリット露光)を受けることにより感光ドラム107面には結像露光した原稿画像に対応した静電潜像が順次に形成されていく。
【0057】
この静電潜像は現像器110により加熱で軟化溶融する樹脂等より成るトナーにて順次に顕像化され、該顕像たるトナー画像が転写部としての転写放電器111の配設部位へ移行していく。
【0058】
Sは記録材としての転写材シートPを積載収納したカセットであり、該カセット内のシートが給送ローラ112の回転により1枚宛繰出し給送され、次いでレジストローラ113により、ドラム107上のトナー画像形成部の先端が転写放電器111の部位に到達したとき転写材シートPの先端も転写放電器111と感光ドラム107との間位置に丁度到達して両者一致するようにタイミングどりされて同期給送される。
【0059】
そしてその給送シートの面に対して転写放電器111により感光ドラム107側のトナー画像が順次に転写されていく。
【0060】
転写部でトナー画像転写を受けたシートは不図示の分離手段で感光ドラム107面から順次に分離されて搬送装置114によって前述の定着装置Aに導かれて担持している未定着トナー画像の加熱定着を受け、画像形成物(コピー)として排出ローラ116を通って機外の排紙トレイ117上に排出される。
【0061】
画像転写後の感光ドラム107の面はクリーニング装置118により転写残りトナー等の付着汚染物の除去を受けて繰り返して画像形成に使用される。
【0062】
PCは装置本体100内のカートリッジ着脱部120に着脱されるプロセスカートリッジであり、本例の場合は、像担持体としての感光ドラム107、帯電器109、現像器110、クリーニング装置118の4つのプロセス機器を包含させて一括して装置本体100に対して着脱交換自在としてある。
【0063】
【発明の効果】
以上のように本発明に依れば、ステーに発熱体を外部から取り付けることのない、簡易な構成のフィルム定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の定着装置の断面図
【図2】実施例2の製造方法概略図
【図3】実施例2により製造されたステーの概略図
【図4】実施例3の画像形成装置の概略図
【図5】(a)フィルム加熱方式の定着装置の従来例装置の断面図、(b)発熱体の途中部省略・一部切欠き平面図
【符号の説明】
A 像定着装置(定着装置)の総括符号
1 加熱ガイド部材
2 耐熱性フィルム
5 通電発熱体
6 温度検知素子
7 フィルム端部規制フランジ
8 加圧ローラ
10 ステー
30 発熱体
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録材を発熱体に耐熱性フィルムを介して密着させ発熱体と耐熱性フィルムとを相対移動させて発熱体の熱を耐熱性フィルムを介して記録材に与えるフィルム加熱方式の定着装置に関する。
【0002】
また、該定着装置を像定着装置として備える画像形成装置に関する。
【0003】
【従来の技術】
(従来例1)
上記のような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2−157878号公報・特開平4−44075号公報・特開平4−204980号公報等に提案されており、複写機・レーザービームプリンター・ファクシミリ・マイクロフィルムリーダプリンター・画像表示(ディスプレイ)装置・記録機等の画像形成装置において、電子写真・静電記録・磁気記録等の適宜の画像形成プロセス手段により加熱溶融性の樹脂等より成るトナーを用いて記録材(エレクトロファックスシート・静電記録シート・転写材シート・印刷紙など)の面に直接的又は間接的に転写された未定着トナー画像を担持させ、記録材面に永久固着画像として加熱定着処理する画像定着装置として活用できる。
【0004】
また、定着装置に限らず、例えば画像を担持した記録材を加熱して表面性を改質する装置、仮定着する装置等、広く記録材を加熱処理する手段・装置として使用できる。
【0005】
フィルム加熱方式の定着装置は、他に知られている熱ローラー方式・熱板方式・ベルト加熱方式・フラッシュ加熱方式・オープン加熱方式等の定着装置ないしは画像加熱定着装置との対比において、▲1▼.発熱体として低熱容量線状発熱体を、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)が可能になり、また本機内昇温を抑えることができ、▲2▼.画像加熱定着装置にあっては定着点と分離点が別に設定できるためオフセットを防止できる、その他、他の方式装置の種々の欠点を解決できるなどの利点を有し、効果的なものである。
【0006】
図5の(a)はフィルム加熱方式の定着装置の一例(像定着装置)の横断面模型図、(b)は発熱体の途中部省略・一部切欠き平面模型図である。本例の装置は特開平4−44075〜44083号公報、同4−204980〜204984号公報等に開示の所謂テンションレスタイプのフィルム加熱方式の定着装置であり、耐熱性フィルムとして円筒状のエンドレスフィルムを用い、該フィルムの周長の少なくとも一部は常にテンションフリー(テンションが加わらない状態)とし、フィルムは加圧回転部材としての加圧ローラの回転駆動力で回転駆動するようにした装置である。
【0007】
10は発熱体30を断熱支持するホルダーであり、横断面上向きの略半円弧状樋型の横長部材で、フィルム内面のガイド部材と装置の補強部材としてのステー(以下、ステーと記す)を兼ねている。
【0008】
発熱体30は低熱容量の線状発熱体であり、上記ステー10の外側下面の長手に沿って設けた溝10aに嵌め込んで接着して固定支持させてある。
【0009】
2は発熱体30を含むステー10に外嵌させた円筒状の耐熱性フィルムである。この円筒状耐熱性フィルム2の内周長と、発熱体30を含むステー10の外周長は、フィルム2の方を例えば3mm程大きくしてあり、従ってフィルム2は発熱体30を含むステー10に対し周長が余裕をもってルーズに外嵌している。
【0010】
7はフィルムの寄り移動規制手段として、ステー10の左右両端部に配設したフィルム端部を受け止めるフランジ部材である。
【0011】
8は発熱体30をフィルム2を介して圧接し、記録材を挟持搬送する定着ニップ部(定着ニップ部)Nを形成し、且つフィルム2を回転駆動させる加圧回転体としての加圧ローラであり、金属軸8aと、シリコンゴム、フッ素樹脂等の離型性の良い耐熱ゴム層8bよりなり、不図示の軸受手段・付勢手段により所定の押圧力をもってフィルム2を挟ませて発熱体30の表面に圧接させて配設してある。そして駆動手段Mにより不図示の動力伝達系を介して回転駆動力が伝達され矢示の反時計方向に回転駆動される。
【0012】
加圧ローラ8の回転駆動による該ローラとフィルム外面との摩擦力でフィルム2に回転力が作用し(記録材Pが圧接ニップ部Nに導入されたときは該記録材Pを介してフィルム2に回転力が間接的に作用)、該フィルム2が発熱体30の表面に圧接摺動しつつ矢示の時計方向aに回転駆動される。フィルム内面ガイド部材を兼ねるステー10はこのフィルム2の回転を容易にする。またフィルム2の内面と発熱体30の表面との摺動抵抗を低減するために両者の間に耐熱性グリス等の潤滑剤を少量介在させるのがよい。
【0013】
ステー10はPPS(ポリフェニレンサルファイド)、PAI(ポリアミドイミド)、PI(ポリイミド)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これらの樹脂とセラミックス、金属、ガラス等との複合材料などで構成できる。
【0014】
発熱体30は、耐熱性・絶縁性・高熱伝導性のヒーター基板31、該基板の表面側の短手方向中央部に基板長手に沿って形成具備させた通電発熱抵抗体4、通電発熱抵抗体の長手両端部の給電用電極41・41、通電発熱抵抗体を形成した発熱体表面を保護させた耐熱性オーバーコート層5、基板裏面側に具備させた、発熱体温度を検知するサーミスタ等の温度検知素子6等を有し、全体に低熱容量の線状発熱体(セラミックヒータ)である。
【0015】
この発熱体30を通電発熱抵抗体4を形成具備させた表面側を下向きに露呈させて前記のように耐熱性・断熱性のステー10の下面に固定配設してある。
【0016】
ヒーター基板31は、例えば、アルミナや窒化アルミニウム等の厚み1mm・幅10mm・長さ240mmのセラミック等である。
【0017】
通電発熱抵抗体4は、例えば、Ag/Pd(銀パラジウム)、RuO2、Ta2N等の電気抵抗材料をスクリーン印刷等により、厚み約10μm、幅1〜3mmの線状もしくは細帯状に塗工して形成したものである。
【0018】
給電用電極41・41はAg等のスクリーン印刷パターン層である。
【0019】
オーバーコート層5は、例えば、約10μm厚の耐熱性ガラス層である。
【0020】
発熱体30は、通電発熱抵抗体4の両端部電極41・41に対する給電により該通電発熱抵抗体4が長手全長にわたって発熱することで速やかに昇温し、その昇温が温度検知素子6で検知されて不図示の制御系にフィードバックされて、像加熱時、この温度検知素子6の温度が所定の設定温度に維持されるように発熱抵抗体4への通電がコントロールされる。
【0021】
フィルム2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、フィルム膜厚は100μm以下、好ましくは60μm以下20μm以上の耐熱性・離型性・強度・耐久性・可撓性のある単層、あるいは複合層フィルムを使用できる。例えば、PTFE、PFA、FEP等の単層フィルム、或いはポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES、PPS等のフィルムの外周表面にPTFE、PFA、FEP等をコーティングした複合層フィルム等である。
【0022】
而して、複写機等本機のプリント命令信号等の画像形成開始信号に基づいて、あるいは不図示の作像プロセス手段部から該像定着装置へ搬送された画像定着すべき未定着顕画像(トナー像)Tを支持した記録材Pの先端が該装置の手前側に配設したセンサ(不図示)に検知されたときの信号に基づいて、加圧ローラ8の回転駆動が開始され、また発熱体30のヒートアップが開始される。
【0023】
加圧ローラ8の回転によるフィルム2の回転周速度が定常化し、発熱体30の温度が所定に立ち上がった状態において、フィルム2を挟んで発熱体30と加圧ローラ8とで形成される定着ニップ部Nのフィルム2と加圧ローラ8との間に記録材としての画像定着すべき記録材Pが導入されてフィルム2一緒に定着ニップ部Nを挟持搬送されることにより発熱体30の熱がフィルム2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が記録材P面に加熱定着されるものである。定着ニップ部Nを通った記録材Pはフィルム2の面から分離されて搬送される。
【0024】
本例のテンションレスタイプのフィルム加熱方式の装置は、フィルム回転駆動状態時に定着ニップ部Nと、この定着ニップ部Nよりもフィルム回転方向上流側のステー外面部分とフィルムとの接触部領域のフィルム部分のみにテンションが作用し、残余の大部分のフィルム部分にはテンションが作用しない。そのため、フィルム回転駆動状態時におけるフィルム2のステー長手に沿う寄り移動力が小さく、フィルムの寄り移動規制手段ないしはフィルム寄り制御手段を簡単化することができる。
【0025】
(従来例2)
特開平6−337602では、従来例1にあるような発熱体とフィルムガイド部材とを接着組立する手間を省くことを目的として、ガイド部材を例えばアルミナ、窒化アルミ、窒化ケイ素等の高耐久性を有するセラミックで形成し、該ガイド部材上に例えばAg/Pd等の電気抵抗材料をスクリーン印刷等により塗工して形成具備させ、さらに絶縁保護を目的として、該電気抵抗材料の上に耐久ガラス等のオーバーコート層を形成具備させてある。
【0026】
【特許文献1】
特開昭63−313182号公報
【特許文献2】
特開平2−157878号公報
【特許文献3】
特開平4−44075号公報
【特許文献4】
特開平4−44076号公報
【特許文献5】
特開平4−44077号公報
【特許文献6】
特開平4−44078号公報
【特許文献7】
特開平4−44079号公報
【特許文献8】
特開平4−44080号公報
【特許文献9】
特開平4−44081号公報
【特許文献10】
特開平4−44082号公報
【特許文献11】
特開平4−44083号公報
【特許文献12】
特開平4−204980号公報
【特許文献13】
特開平4−204981号公報
【特許文献14】
特開平4−204982号公報
【特許文献15】
特開平4−204983号公報
【特許文献16】
特開平4−204984号公報
【0027】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、発熱体30と該発熱体30を支持するフィルムガイド部材兼用のステー10とが別部材となっていたため以下の問題を生ずる。
【0028】
即ち、従来のフィルム定着方式では、発熱体をフィルムガイドに接着する構成であるため、接着強度が足りずに、発熱体30がステー10から剥れることがあり、発熱体30の安定性が欠けていた。
【0029】
また、従来例2においては、フィルムガイド部材に複雑な工程を経て、電気抵抗材料やガラス等のオーバーコート層をスクリーン印刷するため、製造工程に手間がかかる。
【0030】
そのため、簡易な構成が求められている。
【0031】
本発明はフィルム加熱方式の定着装置の上記のような問題点を解消することを目的としている。
【0032】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする定着装置および画像形成装置である。
【0033】
(1)発熱する発熱体と、発熱体の熱により記録材上の未定着トナー像を定着する定着フィルムと、定着フィルムの回転を案内するガイド部材と、を有する定着装置において、発熱体はガイド部材に内包されていることを特徴とする定着装置。
【0034】
(2)前記加熱ガイド部材は、あらかじめ発熱体が配置された型に耐熱樹脂を流し込んで成型されることを特徴とする(1)記載の定着装置。
【0035】
(3)発熱体は線状発熱体であることを特徴とする(1)から(2)のいずれかに記載の定着装置。
【0036】
(4)記録材上に未定着トナー像を形成する未定着トナー像形成手段を有する画像形成装置において、画像形成装置は(1)から(3)のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置
【0037】
【発明の実施の形態】
(実施例1)
図1は本実施例の定着装置(像定着装置)の横断面模型図である。前述図5の装置と共通の構成部材・部分には同一の符号を付して再度の説明を省略する。
【0038】
1は発熱体とフィルムガイド部材を一体化して構成した、それ自体が発熱体であり、フィルムガイド部材でもある加熱ガイド部材であり、装置の基材ともなる。以下これを定着ステーと記す。この定着ステー1は、ステー主体1Aと、このステー主体1Aに直接に形成具備させた通電発熱抵抗体5を基本構成体としている。
【0039】
ステー主体1Aは前述図5の装置のステー10と同様に横断面上向きの略半円弧状樋型の横長部材であり、フィルム2の内面ガイド部材、装置の補強部材として機能させると共に、発熱体として機能させるために、該ステー主体1AはPPS(ポリフェニレンサルファイド)、PAI(ポリアミドイミド)、PI(ポリイミド)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂をその材料として用いて形成してある。
【0040】
通電発熱抵抗体5は、このステー主体1Aの内部に長手に沿って、例えばニクロム等の電気抵抗材料を内封して形成具備させたものである。
【0041】
ステー1のフィルム摺動面にはその上にフィルム内面との摩擦を低減するためにPFA、PTFE等の低摩擦層をコート処理しても良い。
【0042】
上記の通電発熱抵抗体5の形成位置に対応するステー主体の定着ニップと反対の位置に温度検知素子6を配設してある。
【0043】
この定着ステー1に対して円筒状の耐熱性フィルム2をルーズに外嵌し、該定着ステー1の外側下面部分に対してフィルム2を挟ませて加圧ローラ8を圧接させて配設してある。この加圧ローラ8が回転駆動されることにより、フィルム2が定着ステー1の外側下面部分に対して圧接摺動しつつ矢示の時計方向aに回転駆動される。フィルム内面ガイド部材を兼ねるステー主体1Aがこのフィルム2の回転を容易にする。
【0044】
定着ステー1は、通電発熱抵抗体5の両端間に通電がなされることにより該抵抗体5が長手全体にわたって発熱し、その発熱でステー主体1Aも昇温して発熱体として機能する。
【0045】
温度検知素子6の検知温度が不図示の制御回路へフィードバックされて、像加熱時、温度検知素子6の検知温度が所定の設定温度に維持されるように通電発熱抵抗体5への通電がコントロールされる。
【0046】
而して、加圧ローラ8の回転によるフィルム2の回転周速度が定常化し、発熱体としての定着ステー1の温度が所定に立ち上がった状態において、フィルム2を挟んで定着ステー1と加圧ローラ8とで形成される定着ニップ部Nのフィルム2と加圧ローラ8との間に記録材としての画像定着すべき記録材Pが導入されてフィルム2と一緒に定着ニップ部Nを挟持搬送されることにより発熱体としての定着ステー1の熱がフィルム2を介して記録材Pに与えられ、前記図5の装置の場合と同様に記録材P上の未定着顕像Tが記録材P面に加熱定着されるものである。定着ニップ部Nを通った記録材Pはフィルム2の面から分離されて搬送される。
【0047】
上記のように発熱体をフィルムガイド部材に内封し、発熱体とフィルムガイド部材を一体化した兼用構造体(加熱ガイド部材)1とすることにより、装置の部品点数を減らし、装置構成を簡略化でき、またガイド部材に複雑な発熱パターンをスクリーン印刷するといった工程をなくし、発熱体の製造を容易にする。
【0048】
(実施例2)
図2は実施例1におけるステー10の製造過程を表した図である。203はステー10を形成するための型であり、該型203に射出ノズル202よりPPS(ポリフェニレンサルファイド)、PAI(ポリアミドイミド)、PI(ポリイミド)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂を流し込み、ステー10を形成する。
【0049】
その時に予め、型203にはニクロムなどの線状の電気抵抗発熱体201を長手に沿って配置しておき、前述の高耐熱性樹脂を流し込む。その後冷却し、所定の温度になったら型203をはずすことで、図3のように電気抵抗発熱体201を内封したステー10が形成される。
【0050】
これにより、従来では発熱体とフィルムガイドは別体であったものを一体に成型し、且つステー上に複雑な発熱パターンやオーバーコート層などをスクリーン印刷するという工程及びヒータをフィルムガイドに接着する接着工程を行うことなくステーを成型できる。
【0051】
(実施例3)
図4は例えば前述した実施例1に示したような本発明に従うフィルム加熱方式の定着装置としての像定着装置Aを組み込んだ画像形成装置の一例の概略構成を示している。本例の画像形成装置は原稿台往復動型・回転ドラム型・転写式・プロセスカートリッジ着脱方式の電子写真複写装置である。
【0052】
100は装置機筺、101はその装置機筺の上面板102上に配設したガラス板等の透明板部材よりなる往復動型の原稿載置台であり、機筺上面板101上を図面上右方a、左方a´に夫々所定の速度で往復移動駆動される。
【0053】
Gは原稿であり、複写すべき画像面側を下向きにして原稿載置台101の上面に所定の載置基準に従って載置し、その上に原稿圧着板103をかぶせて押え込むことによりセットされる。
【0054】
104は機筺上面板102面に原稿載置台101の往復移動方向とは直角の方向(紙面に垂直の方向)を長手として開口された原稿照明部としてのスリット開口部である。
【0055】
原稿載置台101上に載置セットした原稿Gの下向き画像面は原稿載置台101の右方aへの往動移動過程で右辺側から左辺側にかけて順次にスリット開口部104の位置を通過していき、その通過過程でランプ105の光Lをスリット開口部104、透明な原稿載置台101を通して受けて照明走査され、その照明走査光の原稿面反射光が像素子アレイ106によって感光ドラム107面に結像露光される。
【0056】
感光ドラム107は例えば酸化亜鉛感光層・有機半導体感光層等の感光層が被覆処理され、中心支軸108を中心に所定の周速度で矢示bの時計方向に回転駆動され、その回転過程で帯電器109により正極性又は負極性の一様な帯電処理を受け、その一様帯電面に前記の原稿画像の結像露光(スリット露光)を受けることにより感光ドラム107面には結像露光した原稿画像に対応した静電潜像が順次に形成されていく。
【0057】
この静電潜像は現像器110により加熱で軟化溶融する樹脂等より成るトナーにて順次に顕像化され、該顕像たるトナー画像が転写部としての転写放電器111の配設部位へ移行していく。
【0058】
Sは記録材としての転写材シートPを積載収納したカセットであり、該カセット内のシートが給送ローラ112の回転により1枚宛繰出し給送され、次いでレジストローラ113により、ドラム107上のトナー画像形成部の先端が転写放電器111の部位に到達したとき転写材シートPの先端も転写放電器111と感光ドラム107との間位置に丁度到達して両者一致するようにタイミングどりされて同期給送される。
【0059】
そしてその給送シートの面に対して転写放電器111により感光ドラム107側のトナー画像が順次に転写されていく。
【0060】
転写部でトナー画像転写を受けたシートは不図示の分離手段で感光ドラム107面から順次に分離されて搬送装置114によって前述の定着装置Aに導かれて担持している未定着トナー画像の加熱定着を受け、画像形成物(コピー)として排出ローラ116を通って機外の排紙トレイ117上に排出される。
【0061】
画像転写後の感光ドラム107の面はクリーニング装置118により転写残りトナー等の付着汚染物の除去を受けて繰り返して画像形成に使用される。
【0062】
PCは装置本体100内のカートリッジ着脱部120に着脱されるプロセスカートリッジであり、本例の場合は、像担持体としての感光ドラム107、帯電器109、現像器110、クリーニング装置118の4つのプロセス機器を包含させて一括して装置本体100に対して着脱交換自在としてある。
【0063】
【発明の効果】
以上のように本発明に依れば、ステーに発熱体を外部から取り付けることのない、簡易な構成のフィルム定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の定着装置の断面図
【図2】実施例2の製造方法概略図
【図3】実施例2により製造されたステーの概略図
【図4】実施例3の画像形成装置の概略図
【図5】(a)フィルム加熱方式の定着装置の従来例装置の断面図、(b)発熱体の途中部省略・一部切欠き平面図
【符号の説明】
A 像定着装置(定着装置)の総括符号
1 加熱ガイド部材
2 耐熱性フィルム
5 通電発熱体
6 温度検知素子
7 フィルム端部規制フランジ
8 加圧ローラ
10 ステー
30 発熱体
Claims (4)
- 発熱する発熱体と、発熱体の熱により記録材上の未定着トナー像を定着する定着フィルムと、定着フィルムの回転を案内するガイド部材と、を有する定着装置において、
発熱体はガイド部材に内包されていることを特徴とする定着装置。 - 前記加熱ガイド部材は、あらかじめ発熱体が配置された型に耐熱樹脂を流し込んで成型されることを特徴とする請求項1記載の定着装置。
- 発熱体は線状発熱体であることを特徴とする請求項1から請求項2のいずれかに記載の定着装置。
- 記録材上に未定着トナー像を形成する未定着トナー像形成手段を有する画像形成装置において、画像形成装置は請求項1から請求項3のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003192859A JP2005031133A (ja) | 2003-07-07 | 2003-07-07 | 定着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003192859A JP2005031133A (ja) | 2003-07-07 | 2003-07-07 | 定着装置 |
Publications (1)
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JP2005031133A true JP2005031133A (ja) | 2005-02-03 |
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ID=34204528
Family Applications (1)
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JP2003192859A Withdrawn JP2005031133A (ja) | 2003-07-07 | 2003-07-07 | 定着装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2005031133A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011059364A (ja) * | 2009-09-10 | 2011-03-24 | Ricoh Co Ltd | 定着装置及び画像形成装置 |
-
2003
- 2003-07-07 JP JP2003192859A patent/JP2005031133A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
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JP2011059364A (ja) * | 2009-09-10 | 2011-03-24 | Ricoh Co Ltd | 定着装置及び画像形成装置 |
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