JP2010122447A

JP2010122447A - 像加熱装置

Info

Publication number: JP2010122447A
Application number: JP2008295767A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Uchiyama; 高広内山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-11-19
Filing date: 2008-11-19
Publication date: 2010-06-03

Abstract

【課題】フィルム端部からの潤滑剤の流出を低減することができる像加熱装置を提供する。
【解決手段】加熱体と、加熱体と接触移動する移動体と、加熱体と移動体の接触部に潤滑剤を有する像加熱装置において、
移動体内面で移動体回転方向で連続的に接触する移動体接触部材を有し、
移動体接触部材と移動体の接触部は移動体回転方向下流に行くに従い、移動体の長手方向中央部に位置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、レーザービームプリンタ等の加熱体及び加熱体を具備した加熱装置及び画像形成装置に関する。

従来、画像の加熱定着等のための記録材の像加熱装置には、所定の温度に維持された加熱ローラと、前記加熱ローラに圧接する加圧ローラとによって被加熱材としての記録材を挟持搬送しつつ加熱する熱ローラ方式が多用されている。また、このほかにもフラッシュ加熱方式、オープン加熱方式、熱板加熱方式等種々の方式、構成のものが知られており、実用されている。

最近では、このような方式に代わって、加熱体（ヒータ）と、加熱体の支持体（ステー）と、加熱体に対向圧接しつつ搬送される移動体（フィルム）と、定着フィルムを介して被加熱材としての記録材を加熱体に密着させる加圧体（加圧ローラ）を有し、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面に形成担持されている未定着画像を記録材面に加熱定着させる方式、構成の像加熱定着方式（フィルム加熱方式の像加熱装置）が考案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

この加熱定着装置の加熱体としては、セラミックス基板上に抵抗発熱体を形成し、給電により抵抗発熱体を発熱させ、記録材を加熱する構成が一般的である。加熱体の温度は加熱体に当接あるいは接着されたサーミスタ等の検温素子で検知され、その検知温度を基に所定の温度になるように制御手段であるＣＰＵで温度制御している。

このようなフィルム加熱方式の像加熱装置ないしは画像加熱加熱装置においては加熱体として低熱容量の加熱体を用いることができる。このため、従来の接触加熱方式である熱ローラ方式、ベルト加熱方式等の装置に比べ省電力及びウェイトタイムの短縮化（クイックスタート）が可能になる。
特開平４−４４０７５号公報特開平４−２０４９８０号公報

フィルム加熱方式の像加熱装置においては、移動体であるフィルムと加熱体の摺動性を向上させるために、フィルムと加熱体の接触部に潤滑材を介在させている。

しかし、従来の構成においてはフィルムの回転移動に伴い、ヒータ接触部の潤滑材がフィルム内面及びヒータの表面を伝わってフィルム端部に移動する現象が見られる。

この潤滑材のフィルム両端への移動は最終的にフィルム端部まで到達し、フィルム内面からフィルム外部へ流出する。

以上のように、フィルム内面の潤滑剤がフィルム外側に流出した潤滑材は以下の問題を発生させる。

フィルム表面に付着から記録材に付着し、記録材の汚れを発生させる。

フィルムの離型性を低下させ、オフセットを発生させる。

加圧ローラによりフィルムを駆動する加圧ローラ駆動の像加熱装置において、加圧ローラとフィルム表面の摩擦力を低下させ、フィルムや記録材の搬送不良を発生させる。

フィルム表面に付着した潤滑剤にゴミ、砂等の異物が付着し、加圧部材とのニップ部で加圧されるためにフィルムにダメージを与える。

本発明はフィルム端部からの潤滑剤の流出を低減することにより、上記問題を解決することができる像加熱装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、加熱体と、加熱体と接触移動する移動体と、加熱体と移動体の接触部に潤滑剤を有する像加熱装置において、移動体内面で移動体回転方向で連続的に接触する移動体接触部材を有し、移動体接触部材と移動体の接触部は移動体回転方向下流に行くに従い、移動体の長手方向中央部に位置することを特徴とする。

本出願に係る第２の発明は、本出願に係る第１の発明において移動体接触部材は移動体の長手方向端部領域に配置したことを特徴とする。

本出願に係る第３の発明は、本出願に係る第１の発明において移動体接触部材は移動体の記録材非通紙領域に配置したことを特徴とする。

本出願に係る第４の発明は、加熱体と、加熱体と接触移動する移動体と、移動体を介して加熱体に圧接する加圧体と、加熱体と移動体の接触部に潤滑剤を有する像加熱装置において、加熱体と加圧体の圧接部と反対側に位置する移動体内面において移動体回転方向で連続的に接触する移動体接触部材を有し、
移動体接触部材と移動体の接触部は移動体回転方向下流に行くに従い、移動体の長手方向中央部に位置することを特徴とする。

本出願に係る第５の発明は、本出願に係る第４の発明において移動体接触部材は移動体の長手方向端部領域に配置したことを特徴とする。ことを特徴とする。

本出願に係る第６の発明は、本出願に係る第４の発明において移動体接触部材は移動体の記録材非通紙領域に配置したことを特徴とする。ことを特徴とする。

本出願に係る第７の発明は、加熱体と、加熱体と接触移動する移動体と、移動体内面で移動体を支持する移動体支持部材と、加熱体と移動体の接触部に潤滑剤を有する像加熱装置において、
移動体支持部材は移動体内面において移動体回転方向で連続的に接触する移動体接触部を有し、
移動体接触部と移動体の接触部は移動体回転方向下流に行くに従い、移動体の長手方向中央部に位置することを特徴とする。

本出願に係る第８の発明は、本出願に係る第７の発明において移動体接触部材は移動体の長手方向端部領域に配置したことを特徴とする。ことを特徴とする。

本出願に係る第９の発明は、本出願に係る第７の発明において移動体接触部材は移動体の記録材非通紙領域に配置したことを特徴とする。ことを特徴とする。

以上説明したように、本発明に係わる発明によれば、移動体内面において移動体回転方向で連続的に接触する移動体接触部材を有し、移動体接触部材と移動体の接触部は移動体回転方向下流に行くに従い移動体の長手方向中央部に位置することにより、移動体内面の潤滑材は移動体の回転に伴い移動体接触部により規制され、また、移動体接触部の位置が回転方向下流になるにしたがい移動体長手方向の端部から中央部に位置することにより、潤滑剤は移動体端部から中央方向に移動する。

よって、フィルム端部から潤滑剤が流出することを低減する事ができる。

次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。

以下、図面を参照し本発明の第１の実施例を説明する。

（像加熱装置構成）
図２は本実施例としてのフィルム加熱方式を用いた像加熱装置の概略構成図である。

図２において２１はフィルムガイドであり、加熱体支持部材兼移動体支持部材としての耐熱性部材である。２５は金属ステーであり、フィルムガイド２１と結合配置することでフィルムガイドユニットの剛性を付与している。

２２は加熱体としてのセラミックヒータであり、上記のステー２１の下面にステー長手に沿って配設して保持させてある。２３は移動体としてのエンドレス（円筒状）の耐熱性のフィルムであり、加熱体２２を含むフィルムガイドユニットのフィルムガイド２１に外嵌させてある。このフィルム２３の内周長と加熱体２２を含むフィルムガイドユニットの外周長はフィルム２３の方を例えば３ｍｍ程度大きくしてあり、従ってフィルム２３は周長に余裕を持って外嵌している。

ステー２１はポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、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等で構成できる。本実施例では液晶ポリマーを用いた。

加熱体２２は被加熱材としての記録材の搬送方向に対して直角方向を長手とする細長の耐熱性・絶縁性・良熱伝導性の基板、該基板の表面（フィルム摺動面）側に基板長手に沿って形成具備させた抵抗発熱体、この抵抗発熱体を形成した加熱体表面を保護させた耐熱性オーバーコート層（不図示）からなる全体に低熱容量の加熱体である。

本実施例の抵抗発熱体は、銀・パラジウム・ガラス粉末（無機結着剤）・有機結着剤を混練して調合したペーストをスクリーン印刷により、加熱体基板１０１上に線帯状に形成して得たものである。抵抗発熱体の材料としては、銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）以外にＲｕＯ_２、Ｔａ_２Ｎ等の電気抵抗材料を用いても良い。抵抗発熱体の抵抗値はそれぞれ常温で４０Ωとした。

加熱体基板は耐熱性・絶縁性を有する、例えば、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミックス材料が用いられる。本実施例では幅７ｍｍ・長さ２７０ｍｍ・厚さ１ｍｍのアルミナ基板を使用している。不図示のオーバーコート層は、加熱体２２の表面との電気的な絶縁性とフィルム２２の摺動性とを確保することが主な目的である。本実施例では、厚さ約５０μｍの耐熱性ガラス層を用いた。

この加熱体２２を抵抗発熱体を形成具備させた表面側を下向きに露呈させてステー２１の下面側に保持させて固定配設してある。以上の構成をとることにより、加熱体全体を熱ローラ方式に比べて低熱容量にすることができ、クイックスタートが可能になる。

フィルム２３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５０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性のある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、ＳＵＳ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を使用できる。本実施例では膜厚約５０μｍのポリイミドフィルムの外周表面にＰＴＦＥをコーティングしたものを用いた。フィルム２２の外径は１８ｍｍとした。

２４は加圧体としての加圧ローラであり、加熱体２２との間にフィルム２３を挟んでニップ部を形成し、かつフィルム２３を回転駆動させるフィルム外面接触駆動手段である。この加圧ローラ２４は芯金と弾性体層と最外層の離形層からなり、不図示の軸受け手段・付勢手段により所定の押圧力をもってフィルム２３を挟ませて加熱体２２の表面に圧接させて配設してある。本実施例では、芯金はアルミニウム、弾性体層はシリコーンゴム、離形層は厚さ約３０μｍのＰＦＡのチューブを用いた。加圧ローラ２４の外径は２０ｍｍ、弾性体層の厚さは３．５ｍｍとした。

この加圧ローラ２４は不図示の駆動系により矢印の方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ２４の回転駆動により、ニップ部における該加圧ローラとフィルム外面との摩擦力でフィルム２３に回転力が作用して、フィルム２３はその内面側がニップ部において加熱体２２の表面に密着して摺動しながらステー２１の外回りを矢印の方向に加圧ローラ２４の回転周速度とほぼ同じ周速度で従動回転状態になる。

加熱体２２の温度が所定に昇温し、かつ加圧ローラ２４の回転によるフィルム２３の回転周速度が定常化した状態において、フィルム２３を挟んで加熱体２２と加圧ローラ２４とで形成されるニップ部に被加熱材としての画像定着すべき記録材Ｐが転写部より導入される。そして、記録材Ｐがフィルム２３と一緒に圧接ニップ部Ｎを挟持搬送されることにより加熱体２２の熱がフィルム２３を介して記録材Ｐに付与され記録材Ｐ上の未定着顕画像（トナー画像）が記録材Ｐ面に加熱定着される。ニップ部を通った記録材Ｐはフィルム２３の面から分離されて搬送される。

また、定着ニップ部のヒータの下表面であるヒータ２２のオーバーコート層とフィルム２３の内面間の摩擦抵抗を低減するために潤滑剤としてのグリースを介在させている。

（フィルムガイドユニット構成）
図１は移動体としてのフィルム２３の内面に配置された移動体支持部剤としてのフィルムガイドユニットの長手方向構成図である。

図３に示すように図１（１）はニップ部上流側から見た構成図、図１（２）はヒータ支持部と反対面であるフィルム上側から見た構成図、図１（３）はニップ部下流側から見た構成図である。

フィルムガイドユニットは、金属ステー２５と移動体支持部材としてのフィルムガイド２１と長手方向両端部に配置された移動体接触部材としてのフィルム接触部材１００、１０１で構成されている。

金属ステー２５はフィルムガイド２１と接合しフィルムガイドユニットの剛性を得るための金属製のステーであり、フィルムガイド内部に接合される。

フィルムガイド２１はガイドリブ部２１ａとヒータ支持部２１ｂで構成された樹脂部材であり、ヒータ支持部２１ｂは加圧ローラとで形成されるニップ部側の長手方向に沿って溝が形成され、ヒータを固定支持する。ガイドリブ部２１ａは、フィルムの回転形状を保持するためのリブがニップの上流と下流に配置されフィルム２３の走行形状を保つ。

フィルム接触部材１００、１０１は、フィルムガイドユニットの長手方向両端部に配置され、フィルム内面に接触する。フィルム接触部材の接触部の位置は図１中の矢印で示したフィルム回転方向に対して、フィルム回転方向上流部の接触位置に対して下流の接触位置がフィルム長手方向の内側になるように斜めに配置されている。

図１を用いてフィルム接触部材の構成について詳しく説明する。

図１（１）に示したのニップ下流側におけるフィルム走行方向は図中の矢印で示した下から上方向であり、フィルム接触部材の接触部は図中の上に行くにしたがって内側に配置されている。

図１（２）で示したのフィルム上部においてはフィルム走行方向は図中の矢印で示した上から下方向であり、フィルム接触部材の接触部は図中の下に行くにしたがって内側に配置されている。

図１（３）に示したニップ上流側においてはフィルム走行方向は図中の矢印で示した上から下方向であり、フィルム接触部材の接触部は図中の下に行くにしたがって内側に配置されている。

図３にフィルム接触部材配置部におけるの断面図を示す。フィルム接触部材１００と１０１はフィルム内面の回転方向で連続的に接触配置されている。

上述のように実施例１では、フィルム接触部材の接触部の位置はフィルム回転方向に対して、フィルム回転方向上流部の接触位置に対して下流の接触位置がフィルム長手方向の内側になるように斜めに配置されているため、フィルム内面の潤滑材はフィルムの回転に伴いフィルム接触部により規制され、また、フィルム接触部の位置が回転方向下流になるにしたがいフィルム長手方向の端部から中央部に位置することにより、潤滑剤はフィルム端部から中央方向に移動する。

また、本実施例においてはフィルム接触部材をフィルム長手端部に配置する構成により、フィルム端部からの潤滑剤の流出を効果的に行なうことができる。

また、図１に示すように本実施例においては、フィルム接触部材を記録材通紙領域外に配置しているため、フィルムがフィルム接触部材との接触により熱を奪われたとしても、記録材の通紙領域外であるためフィルムの温度低下に関わる画像不良は発生しない。

次に、本発明の第２の実施形態について図４、図５を用いて説明する。なお、第１の実施形態との共通個所には同一符号を付して説明を省略する。

（フィルムガイドユニット構成）
図４は移動体としてのフィルム２３の内面に配置された移動体支持部剤としてのフィルムガイドユニットの長手方向構成図である。

図４に示すように図４（１）はヒータ支持部と反対面であるフィルム上側から見た構成図、図４（２）は側面から見た構成図である。

フィルムガイドユニットは、金属ステー２５と移動体支持部材としてのフィルムガイド２１と長手方向両端部に配置された移動体接触部材としてのフィルム接触部材２００、２０１で構成されている。

フィルム接触部材２００、２０１は、フィルムガイドユニットの長手方向両端部に配置され、フィルム内面に接触する。また、フィルム接触部材の接触部の位置は図４中の矢印で示したフィルム回転方向に対して、フィルム回転方向上流部の接触位置に対して下流の接触位置がフィルム長手方向の内側になるように斜めに配置されている。

図４を用いてフィルム接触部材の構成について詳しく説明する。

フィルム接触部材２００、２０１は、フィルムと接触する３本のリブ部とリブ間の溝部で構成される。

図４（１）に示したのフィルム上部においてはフィルム走行方向は図中の矢印で示した上から下方向であり、フィルム接触部材の接触部であるリブ部が図中上方に突き出している。

図５にフィルム接触部材配置部におけるの断面図を示す。フィルム接触部材２００と２０１は、ヒータと加圧ローラのニップ部と反対側に位置するフィルム内面において回転方向で連続的にリブ部が接触配置されている。

上述のように実施例２では、フィルム接触部材のリブ部の位置はフィルム回転方向に対して、フィルム回転方向上流部の接触位置に対して下流の接触位置がフィルム長手方向の内側になるように斜めに配置されているため、フィルム内面の潤滑材はフィルムの回転に伴いフィルム接触部のリブにより規制され、また、フィルム接触部のリブ部の位置が回転方向下流になるにしたがいフィルム長手方向の端部から中央部に位置することにより、潤滑剤はフィルム端部から中央方向に移動する。

また、図４に示すように本実施例においては、フィルム接触部材を記録材通紙領域外に配置しているため、フィルムがフィルム接触部材との接触により熱を奪われたとしても、記録材の通紙領域外であるためフィルムの温度低下に関わる画像不良は発生しない。

また、ヒータと加圧ローラのニップ部と対向する位置のフィルム内面において接触配置されているため、ニップ部とフィルム接触部でテンションをかけることによりフィルムとフィルム接触部材の接触を安定して維持し、潤滑剤の規制の効果を小さな接触域で確保することができる。

次に、本発明の第３の実施形態について図６を用いて説明する。なお、第１の実施形態との共通個所には同一符号を付して説明を省略する。

（フィルムガイドユニット構成）
図６は移動体としてのフィルム２３の内面に配置された移動体支持部剤としてのフィルムガイドユニットの長手方向構成図である。

図６に示すように図６（１）はニップ部上流側から見た構成図、図６（２）はヒータ支持部と反対面であるフィルム上側から見た構成図、図６（３）はニップ部下流側から見た構成図である。

フィルムガイドユニットの長手方向両端部に配置され、フィルムガイドの端部リブ部３００、３０１はフィルム内面に接触する。フィルム接触部材の接触部の位置は図６中の矢印で示したフィルム回転方向に対して、フィルム回転方向上流部の接触位置に対して下流の接触位置がフィルム長手方向の内側になるように斜めに配置されている。

図６を用いてフィルム接触部材の構成について詳しく説明する。

図６（１）に示したのニップ下流側におけるフィルム走行方向は図中の矢印で示した下から上方向であり、フィルムガイド端部リブ３００と３０１の接触部は図中の上に行くにしたがって内側に配置されている。

図６（３）に示したニップ上流側においてはフィルム走行方向は図中の矢印で示した上から下方向であり、フィルムガイド端部リブ３００と３０１の接触部は図中の下に行くにしたがって内側に配置されている。

上述のように実施例３では、フィルムガイドリブの接触部の位置はフィルム回転方向に対して、フィルム回転方向上流部の接触位置に対して下流の接触位置がフィルム長手方向の内側になるように斜めに配置されているため、フィルム内面の潤滑材はフィルムの回転に伴いフィルムガイドリブにより規制され、また、フィルムガイドリブの位置が回転方向下流になるにしたがいフィルム長手方向の端部から中央部に位置することにより、潤滑剤はフィルム端部から中央方向に移動する。

また、本実施例においてはフィルムと連続的に接触するフィルムリブをフィルム長手端部に配置する構成により、フィルム端部からの潤滑剤の流出を効果的に行なうことができる。

また、図６に示すように本実施例においては、フィルムと連続的に接触するフィルムリブを記録材通紙領域外に配置しているため、フィルムがフィルム接触部材との接触により熱を奪われたとしても、記録材の通紙領域外であるためフィルムの温度低下に関わる画像不良は発生しない。

また、フィルムと接触するフィルム接触部材をフィルムガイドと一体とすることにより、部品点数を削減できコストを低減する事ができる。

本発明の実施例１に係るフィルムガイド部材の構成図。本発明に係る像加熱装置の断面図。本発明の実施例１に係る像加熱装置の断面図。本発明の実施例２に係るフィルムガイド部材の構成図。本発明の実施例２に係る像加熱装置の断面図。本発明の実施例３に係るフィルムガイド部材の構成図。

符号の説明

２１フィルムガイド部材
２２加熱体
２３フィルム
２４加圧ローラ

Claims

加熱体と、加熱体と接触移動する移動体と、加熱体と移動体の接触部に潤滑剤を有する像加熱装置において、
移動体内面で移動体回転方向で連続的に接触する移動体接触部材を有し、
移動体接触部材と移動体の接触部は移動体回転方向下流に行くに従い、移動体の長手方向中央部に位置することを特徴とする像加熱装置。
移動体接触部材は移動体の長手方向端部領域に配置したことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
移動体接触部材は移動体の記録材非通紙領域に配置したことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
加熱体と、加熱体と接触移動する移動体と、移動体を介して加熱体に圧接する加圧体と、加熱体と移動体の接触部に潤滑剤を有する像加熱装置において、
加熱体と加圧体の圧接部と反対側に位置する移動体内面において移動体回転方向で連続的に接触する移動体接触部材を有し、
移動体接触部材と移動体の接触部は移動体回転方向下流に行くに従い、移動体の長手方向中央部に位置することを特徴とする像加熱装置。
移動体接触部材は移動体の長手方向端部領域に配置したことを特徴とする請求項４に記載の像加熱装置。
移動体接触部材は移動体の記録材非通紙領域に配置したことを特徴とする請求項４に記載の像加熱装置。
加熱体と、加熱体と接触移動する移動体と、移動体内面で移動体を支持する移動体支持部材と、加熱体と移動体の接触部に潤滑剤を有する像加熱装置において、
移動体支持部材は移動体内面において移動体回転方向で連続的に接触する移動体接触部を有し、
移動体接触部と移動体の接触部は移動体回転方向下流に行くに従い、移動体の長手方向中央部に位置することを特徴とする像加熱装置。
移動体支持部材の移動体接触部は移動体の長手方向端部領域に配置したことを特徴とする請求項７に記載の像加熱装置。
移動体支持部材の移動体接触部は移動体の記録材非通紙領域に配置したことを特徴とする請求項７に記載の像加熱装置。