JP2592937B2 - 定着装置 - Google Patents

定着装置

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JP2592937B2
JP2592937B2 JP63282001A JP28200188A JP2592937B2 JP 2592937 B2 JP2592937 B2 JP 2592937B2 JP 63282001 A JP63282001 A JP 63282001A JP 28200188 A JP28200188 A JP 28200188A JP 2592937 B2 JP2592937 B2 JP 2592937B2
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/20Details of the fixing device or porcess
    • G03G2215/2003Structural features of the fixing device
    • G03G2215/2058Shape of roller along rotational axis
    • G03G2215/2064Shape of roller along rotational axis convex

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  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、熱を加えることにより未定着トナー画像を
定着する定着装置に関し、とくに、耐熱性シートを介し
て記録材上の未定着トナー画像に熱を加える定着装置に
関するものである。
[従来の技術] 従来、未定着画像を定着する定着装置としては、所定
の温度に維持された加熱ローラと、弾性層を有して該加
熱ローラに圧接する加圧ローラとによって、未定着のト
ナー画像が形成された記録材を挟持搬送しつつ加熱する
ヒートローラ定着方式が多用されている。
しかし、このヒートローラ定着方式では、記録材から
加熱ローラにトナーが転移するオフセット現象が生じる
という問題があった。
このオフセット現象を防止するためには、加熱ローラ
を最適な温度に維持する必要があり、加熱ローラあるい
は加熱体の熱容量を大きくしなければならなかった。す
なわち、加熱ローラの熱容量が小さい場合には、発熱体
による供給熱量との関係により通紙あるいは他の外的要
因で加熱ローラ温度が低温側あるいは高温側に大きく変
動し易くなる。低温側に変動した場合には、トナーの軟
化溶融不足によって、定着不良や低温オフセットを生
じ、高温側に変動した場合には、トナーが完全に溶融し
てしまい、トナーの凝集力が低下するため、高温オフセ
ットを生じる。
かかる問題を回避するために、加熱ローラの熱容量を
大きくすると、加熱ローラを所定の温度まで昇温するた
めの時間が長くなり、装置の使用の際に待機時間が長く
なるという別の問題が生ずる。
このように、ヒートローラ定着方式では、オフセット
の防止のために、ローラ表面に潤滑油を塗布したり、ま
たオフセットしたトナーをクリーニングすることが一般
的である。
この熱定着におけるオフセットの問題を軽減ないし
は、なくするものとして、米国特許第3578797号明細
書、特公昭51−29825号公報に記載されている定着方式
があり、さらには、本出願人がさきに提案した特願昭62
−147884号では、発熱体からシートを介して未定着トナ
ー画像に熱を加え、トナーが固化した後に、該シートと
記録材を離間させることが提案されている。
このシートを用いた定着装置の概略の構成は、たとえ
ば、第9図および第10図に示すようになっている。同図
において、21は加熱体、22は加圧ローラ、23は耐熱性シ
ート、24はシート送り出し軸(ローラ)、26は分離ロー
ラ、27はシート巻き取り軸(ローラ)である。
[発明が解決しようとする課題] 第9図および第10図に示した定着装置においては、記
録材(図示せず)と接する耐熱性シート23には、耐熱性
のほかに引張り強度が要求され、さらに、加熱体21から
の熱を記録材上のトナーに効率よく伝えるために、耐熱
性シート23は薄くなければならない。
また有端の耐熱性シート23を一方の軸(ローラ)24か
ら送り出し、もう一方の軸(ローラ27で巻き取るような
搬送をしたり、または無端の耐熱性シートを複数本のロ
ーラに掛けて搬送したりしている。しかしながら、前述
のとおり、耐熱性シート23は非常に薄く、しかも、装置
の用途から、ある程度以上の幅を有するため、有端、無
端を問わず、第9図および第10図のように、どちらも、
ローラ間で波打ちを生じたまま搬送されていた。
こうした波打ちが発生したままで耐熱性シート23を搬
送すると、次のような問題点があった。
すなわち、第1に、波打ちがひどい場合、加熱部で耐
熱性シート23と記録材上のトナーが一部で密着していな
いため、加熱不足で定着不良になる。第2に、正常に密
着して加熱された場合でも、本来耐熱性シート23と記録
材を一様に離間させるべきところ、波打ちのため、一部
が早期に該シート23と記録材が分離してしまう。この
時、画像は光沢むらとなって、画像品位を低下させてし
まう。第3に、波打ち状態で耐熱性シート23を搬送し続
けると、加熱等の要因も加わって該シート23が永久じわ
になってしまう。なお、使用するトナーによっては、た
とえば粘度の高いトナーでは、冷却工程なしに溶融状態
で分離してもオフセットは少ない。
本発明は上記のような問題点を解決しようとするもの
である。すなわち、本発明は耐熱性シートの波打ちを減
少または消滅させることができる定着装置を提供するこ
とを目的とするものである。
[課題を解決するための手段] 本出願に係わる発明の目的を実現する第1の構成は、
加熱体と、一方の面がこの加熱体と摺動し他方の面が未
定着トナー像を担持した記録材と接して共に移動するシ
ートと、を有し、このシートを介した前記加熱体からの
熱により未定着トナー像を記録材上に定着する定着装置
において、前記加熱体のシート入口側及び出口側の少な
くとも一方に前記シートが摺動する固定されたガイド部
材を有し、このガイド部材のシート摺動部は記録材の搬
送方向と交差する方向に関して中凸形状であることを特
徴とする定着装置にある。
本出願に係わる発明の目的を実現する第2の構成は、
固定された加熱体と、一方の面がこの加熱体と摺動し他
方の面が未定着トナー像を担持した記録材と接して共に
移動するシートと、を有し、このシートを介した前記加
熱体からの熱により未定着トナー像を記録材上に定着す
る定着装置において、前記加熱体のシート摺動部は、記
録材の搬送方向と交差する方向に関して中凸形状である
ことを特徴とする定着装置にある。
[作用] 上記した第1、第2の構成では、固定されたガイト部
材のシート摺動部が記録材の搬送方向と交差する方向に
関して中凸形状であること、また固定された加熱体のシ
ート摺動部が記録材の搬送方向と交差する方向に関して
中凸形状とすることで、シートが固定されたガイド部材
又は固定された加熱体と摺動しながら中央部を境として
両縁に向く外向きの力を受けることができ、シートの波
うちやしわの発生を防止することができる。
[実 施 例] 第1図は本発明の第1実施を示しており、第2図は第
1図の入口ガイドを、第3図は第1図の定着装置を使用
している画像形成装置を示している。
第3図において、1はガラス等の透明部材からなる原
稿載置台で、矢印aの方向に往復動して原稿Gを走査す
る。原稿載置台1の直下には短焦点小径結像素子アレイ
2が配置されていて、原稿載置台1上に置かれた原稿G
は照明ランプ7によって照射され、その反射光像は前記
アレイ2によって感光ドラム3上にスリット露光され
る。なおこの感光ドラム3は矢印bの方向に回転する。
また4は帯電器であり、たとえば、酸化亜鉛感光層ある
いは有機半導体感光層等を被覆した感光ドラム3上に一
様に帯電を行なう。この帯電器4により一様に帯電され
た感光ドラム3は、該アレイ2によって画像露光が行な
われた静電画像が形成される。この静電潜像は、現像器
5により加熱で軟化溶融する樹脂等からなるトナーを用
いて顕像化される。一方、カセットS内に収容されてい
る記録材Pは給送ローラ6と感光ドラム3上の画像と同
期するようにタイミングをとって上下方向で圧接して回
転される対の搬送ローラ9によって、感光ドラム3上に
送り込まれる。そして、転写放電器8によって、感光ド
ラム3上に形成されているトナー像は、記録材P上に転
写される。その後、公知の分離手段によって感光ドラム
3から分離された記録材Pは、搬送ガイド10によって定
着装置20に導かれ、加熱定着処理された後に、トレイ11
上に排出される。なおトナー像を転写後、感光ドラム3
上の残留トナーはクリーナ12によって除去される。
第1図は定着装置20を拡大して示している。第1図に
おいて、21は固定された加熱体で、アルミナ等の耐熱性
で、かつ、電気絶縁性の基材またはそれを含む複合部材
からなる基材の下面に、幅1.5mm、長さ(紙面に直角な
方向の長さ)216mm、たとえば、Ta2N等からなる線状も
しくは帯状の発熱層28を有し、さらに、その表面に摺動
保護層として、たとえば、Ta2O5が形成されている。加
熱体21の下面は平滑であり、かつ、前後端部は丸味を帯
びていて耐熱性シート23との摺動を可能にしている。該
耐熱性シート23は、矢印Cの方向へ記録材Pと同一速度
で送り出し可能にシート送り出し軸24に巻回されてい
る。該耐熱性シート23は加熱体21の表面に当接し、曲率
の大きな分離ローラ26を介してシート巻き取り軸27に巻
き取られる。
前記加熱体21の発熱層28は熱容量が小さく、パルス状
に通電されて、その都度、瞬時に300℃前後まで昇温す
る。記録材Pの先端、後端を転写紙検知レバー(図示せ
ず)および転写紙検知センサで検出することにより、発
熱層28はタイミングを取って必要時に通電を受ける。そ
の際、画像形成装置の給紙センサなどによる記録材Pの
位置検知等を用いて、加熱体21への通電を制御してもよ
い。
一方、加圧ローラ22は、金属等からなる芯材上にシリ
コンゴム等からなる弾性層を有するもので、搬送ガイド
10によって導かれた未定トナー画像Tを有する記録材P
を、該記録材Pと同一の速度で移動する耐熱性シート23
を介して加熱体21の発熱層28に密着させる。ここで、加
圧ローラ22の搬送速度は、画像形成時の搬送速度とほぼ
同一であることが好ましく、耐熱性シート23の移動速度
は、それに準ずる値で設定される。
かかる構成の本実施例の装置では、転写紙などからな
る記録材P上の加熱溶融性のトナーからなるトナー画像
は、まず、耐熱性シート23を介して加熱体21によって加
熱され、少なくともその表層部は完全に軟化溶融する。
ここで分離時においては、トナーは溶融状態であっても
よい。しかし、本実施例のとおり加熱体21から離れ、分
離ローラ26に達する間に、トナー像は自然放熱して再び
冷却固化し、曲率の大きな分離ローラ26を通過した後に
耐熱性シート23は記録材Pから離れることが望ましい。
上述のように、トナーは、一旦完全に軟化溶融した
後、再び固化するので、トナーの凝集力は非常に大きく
なっていて、一団となって挙動することになる。また加
熱されて軟化溶融された際に、加圧ローラ22によって加
圧されるため、トナー像Tは記録材Pの表層に浸透して
そのまま冷却固化しているので、シャープメルトタイプ
のトナーで使用する場合にはオフセット防止に特に有効
である。
このような定着装置20において、加熱体21の送り出し
軸24側に固定された入口ガイド部材30が設けられてい
る。耐熱性シート23は、送り出し軸24から送り出された
後、入口ガイド部材30に摺動して、加圧ローラ22と発熱
層28の圧接加熱部に進んでいく。
この時、入口ガイド部材30は、第2図に拡大して示す
ように、長手方向に対して中凸形状になっているから、
つまり、耐熱性シート23の表面に接触する部分が記録材
の搬送方向と交差する方向にわたって中凸の形状になっ
ているから、耐熱性シート23は、入口ガイド部材30と摺
動しながら中央部を境として両縁のほうに向く外向きの
力を受ける。したがって、送り出し軸24と巻き取り軸27
の間で発生する第7図および第8図で説明した波打ち、
とくに送り出し軸24と加圧ローラ22の間の波打ちは消滅
する。その結果、記録材Pと耐熱性シート23は、加圧ロ
ーラ22と分離ローラ26の間で、しっかりと密着してい
て、一部定着不良や一部画像むら等は発生しない。しか
も、入口部でも波打ちがないので、しわが発生すること
がなく、たとえば、一度使用した耐熱性シート23を再び
送り出し軸24に巻き戻して使用するような構成にして
も、差し支えない。
ここで、使用する入口ガイド部材30は、摺動性および
耐摩耗性が良好で、かつ、耐熱性を有することが望まし
い。たとえば、ポリフェニレンサルファイド、ポリエー
テルエーテルケトンなどが望ましい。
第4図は本発明の第2実施例を示している。第4図に
おいて、31は出口ガイド部材で、前述の入口ガイト部材
30と同様な形状をしており、第1図の入口ガド部材30を
設けた場合と全く同じ効果が得られる。
第5図は本発明の第3実施例を示している。この第3
実施例では、加熱体21が耐熱性シート23の表面に接触す
る部分の記録材の搬送方向と交差する方向にわたって中
凸形状にしている。このようにしても、耐熱性シート23
は、中央部を境として、それぞれ外向きの力を受けるか
ら、該シート23の波打ちが防止される。
第6図は本発明の第4実施例を示している。この第4
実施例では、第1図のように、入口ガイド部材30を設け
ている点では同じであるが、耐熱性シート23がエンドレ
スベルト式になっている。
さらに、本発明の第5実施例として、第7図および第
8図に示すように回転式の分離ローラ26でなく、固定式
の分離ガイド31を中凸のクラウン形状等にしたものが挙
げられる。なお32は排紙ガイドである。
また本発明のもう1つの実施例として、前述の各実施
例を、いくつか組み合せたもの、すなわち、入口ガイド
部材30と出口ガイド部材31の両方を有するもの、あるい
はこれに加えて、中凸形状の加熱体21を設けたものなど
も挙げられる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、加熱体の入口
側あるいは出口側もしくは出入口両側に、シートと接触
する部分が中凸形状になっている固定されたガイド部材
が設けられており、または該シートに接触する部分が中
凸形状になっている固定された加熱体が設けられている
ので、該シートの中央部を境として、その両縁に向く外
向きの力が該シートに与えられ、したがって、該シート
の波打ちを減少または消滅させることができ、画像の定
着不良、光沢むら、トナーの該シートへのオフセット、
該シートの永久じわの発生などが防止される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示した断面立面図、第2
図は第1図の入口ガイド部材の長手方向の拡大断面図、
第3図は第1図の定着装置を使用している画像形成装置
の断面立面図、第4図は本発明の第2実施例を示した断
面立面図、第5図は本発明の第3実施例の一部を示した
拡大断面図、第6図は本発明の第4実施例を示した断面
立面図、第7図および第8図は本発明の第5実施例を示
した断面立面図および一部破断平面図、第9図は耐熱性
シートの波打ちを説明するための斜視図、第10図は第9
図の切断線A−Aに沿う断面図である。 20……定着装置、21……加熱体 22……加圧ローラ、23……耐熱性シート 24……シート送り出し軸 26……分離ローラ 27……シート巻き取り軸 28……発熱沿う 30……入口ガイド部材、31……出口ガイド部材 32……排紙ガイド

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加熱体と、一方の面がこの加熱体と摺動し
    他方の面が未定着トナー像を担持した記録材と接して共
    に移動するシートと、を有し、このシートを介した前記
    加熱体からの熱により未定着トナー像を記録材上に定着
    する定着装置において、 前記加熱体のシート入口側及び出口側の少なくとも一方
    に前記シートが摺動する固定されたガイド部材を有し、
    このガイド部材のシート摺動部は記録材の搬送方向と交
    差する方向に関して中凸形状であることを特徴とする定
    着装置。
  2. 【請求項2】固定された加熱体と、一方の面がこの加熱
    体と摺動し他方の面が未定着トナー像を担持した記録材
    と接して共に移動するシートと、を有し、このシートを
    介した前記加熱体からの熱により未定着トナー像を記録
    材上に定着する定着装置において、 前記加熱体のシート摺動部は、記録材の搬送方向と交差
    する方向に関して中凸形状であることを特徴とする定着
    装置。
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