JP3184731B2 - 像加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機及びレーザビーム
プリンター等に適用される像加熱装置に関し、特にはフ
ィルムを介して加熱体からの熱により未定着トナー像を
加熱する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フィルム加熱方式の加熱装置は、
例えば特開昭６２−３１３１８２号公報、特開平２−１
５７８７８号公報等に記載されており、その一例を図５
に示す。

【０００３】図５にフィルム加熱方式の加熱装置（画像
加熱定着装置）の要部の拡大横断面模型図を示した。

【０００４】２００は加熱体（セラミックヒーター）で
あり、この加熱体２００に耐熱性フィルム（定着フィル
ム）２５０を加圧部材としての加圧ローラ２８０で密着
させて摺動搬送させ、該耐熱性フルム２５０を挟んで加
熱体２００と加圧ローラ２８０とで形成される圧接ニッ
プ部（定着ニップ部）Ｎの耐熱性フィルム２５０と加圧
ローラ２８０との間に被加熱材としての画像定着すべき
記録材Ｐを導入して耐熱性フィルム２５０と一緒に圧接
ニップ部Ｎを挟持搬送させることにより加熱体２００の
熱を耐熱性フィルムを介して記録材Ｐに付与して記録材
Ｐ上の未定着顕画像（トナー画像）を記録材Ｐ面に加熱
定着させるものである。圧接ニップ部Ｎを通った記録材
Ｐはフィルム２５０の面から分離されて搬送される。

【０００５】加熱体２００は、耐熱性フィルム２５０も
しくは被加熱材としての記録材Ｐの搬送方向ａに対して
直角方向を長手とする細長の耐熱性・良熱伝導性の基板
２２０、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抵抗発熱体２３０、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２４０、抵抗発熱体２３０の長手両端部の給電用
電極（不図示）、基板裏面側に具備させた、加熱体温度
を検知するサーミスタ等の検温素子等からなる全体に低
熱容量の線状加熱体である。

【０００６】この加熱体２００を、抵抗発熱体２３０を
形成具備させた表面側を下向きに露呈させて剛性、断熱
性を有するヒーター支持体２１０に保持させて固定配設
してある。

【０００７】該ヒータ支持体２１０には、加熱体基板２
２０のエッジから耐熱性フィルムを保護し、摺動性の確
保を目的として、その両側に凸部が設けられている。

【０００８】加熱体２００は抵抗発熱体２３０の両端部
電極に対する給電により該抵抗発熱体２３０が長手全長
にわたって発熱することで昇温し、その昇温が検温素子
で検知され、その検知温度が温度制御回路（不図示）へ
フィードバックされて加熱体の温度が所定の温度に維持
されるように抵抗発熱体２３０への通電が制御される。

【０００９】耐熱性フィルム２５０はエンドレスベルト
状のものにして回転駆動して搬送させる構成のものもあ
るし、ロール巻の長尺フィルムにしてこれを繰り出し搬
送させる構成のものもある。

【００１０】従来の装置は、加熱体基板２２０の短手方
向幅中心ならびに抵抗発熱体２３０の短手方向幅Ｗの中
心Ｗｃは圧接ニップ部Ｎの略中心Ｎｃと略一致するよう
に構成されていた。

【００１１】また抵抗発熱体２３０の短手方向幅Ｗは圧
接ニップ部Ｎの幅とほぼ同等又は圧接ニップ部Ｎの幅以
下であり、圧接ニップ部Ｎ内を集中して加熱する構成と
なっていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、圧接ニップ部Ｎ内において発熱体が、ニップ
に対して略中央にあるため、その部分がニップ内で一番
温度が高くなる。このとき、プロセススピードが低速の
ときにはそれほど顕著にはあらわれないが高速になるに
従って下記のような問題が発生する。

【００１３】未定着トナー画像Ｔを担持した記録材Ｐが
圧接ニップ部Ｎに突入すると同時に記録材Ｐ中に含まれ
ていた水分が爆発的に一度に多量の水蒸気となり、それ
がニップ部の記録材搬入口方向に吹き出るため、未定着
トナー画像Ｔが飛び散らされてしまうという問題が生じ
る。

【００１４】この現象は、特に、記録材搬送方向ａと直
角方向のライン画像において上記圧接ニップ部Ｎで発生
した水蒸気ｂが吹き出る際、該ライン画像の水蒸気の抜
け道がふさがれる状態となると発生しやすい。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、発熱体を備えた加熱体と、この加熱体を支
持するヒータ支持体と、加熱体及びヒータ支持体と摺動
するフィルムと、このフィルムを介して前記加熱体とニ
ップを形成する加圧部材と、を有し、前記ニップで未定
着トナー像を担持した記録材を挟持搬送し未定着トナー
像を加熱する像加熱装置において、前記フィルムの移動
方向に関して前記発熱体の中心位置は前記ニップの中心
位置より下流側にあり、且つ、前記ヒータ支持体は前記
ニップの接線に対して前記ヒータ支持体の前記ニップ上
流側のなす角がニップ下流側のなす角より大きな形状に
なっており、前記フィルムがこのヒータ支持体形状に沿
って前記ニップに侵入し前記ニップから出て行くことを
特徴とする。

【００１６】

【実施例】

（実施例１）図１は本実施例の加熱装置としてのフィル
ム加熱方式の像加熱装置の一例の概略構成図、図２は要
部の拡大横断面模型図である。

【００１７】図１において、耐熱性フィルム２５はエン
ドレスベルト状フィルムであり、駆動ローラ２６と、従
動ローラ２７と、この両ローラ２６・２７間の下方にヒ
ーター支持体２１に保持させて固定支持させて配設した
加熱体２０との互いに並行な該３部材２６・２７・２０
間に懸回張設してある。

【００１８】従動ローラ２７はフィルム２５のテンショ
ンローラを兼ねさせてあり、フィルム２５は駆動ローラ
２６の時計方向回転駆動に伴い時計方向に所定の周速
度、即ち不図示の画像形成部側から搬送されてくる未定
着トナー画像Ｔを上面に担持した被加熱材としての記録
材Ｐの搬送速度と同じ周速度をもってシワや蛇行、速度
遅れなく回動駆動される。

【００１９】加圧部材である加圧ローラ２８は、シリコ
ーンゴーム等の離型性の良いゴム弾性層を有するローラ
であり、前記フィルム２５の下行側フィルム部分を挟ま
せて加熱体２０の下面に対して付勢手段により例えば総
圧４〜１０ｋｇの当接圧をもって対向圧接させてあり、
記録材Ｐの搬送方向に順方向の反時計方向に回転する。

【００２０】回転駆動されるエンドレスベルト状のフィ
ルム２５は繰り返してトナー画像の加熱定着に供される
から、耐熱性・離型性・耐久性等に優れ、一般的には総
厚１００μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下の薄肉のも
のを使用する。

【００２１】例えばポリイミド・ポリエーテルイミド・
ＰＥＳ・ＰＦＡ（４フッ化エチレン−バーフルオロアル
キルビニルエーテル共重合体樹脂）などの耐熱樹脂の単
層フィルム、或は複合層フィルム例えば２０μｍ厚フィ
ルムの少なくとも画像当接面側にＰＴＦＥ（４フッ化エ
チレン樹脂）・ＰＡＦ等のフッ素樹脂に導電材を添加し
た離型性コート層を１０μｍ厚に施したものなどであ
る。

【００２２】本実施例において、加熱体２０の基板２２
は、例えば、アルミナや窒化アルミニウムであり、厚み
１ｍｍ、幅７ｍｍ、長さ２４０ｍｍの両熱伝導体であ
る。また基板２２の表面には、長手方向に通電発熱体２
３があり、それは、例えばＡａ／Ｐｄ、ＰｕＯ₂、Ｔａ₂
Ｎ等の電気抵抗材料をスクリーン印刷等により帯状に塗
工したものである。

【００２３】通電発熱体２３の両端部には導通のため基
板表面の両端部面に形成具備させた給電用電極があり、
Ａｇ等をスクリーン印刷等で塗工して形成してある。該
電極間に不図示の通電回路より通電することで通電発熱
体２３が全長にわたって発熱する。ヒータ支持体２１は
例えば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。このとき、ヒータ支
持体にヒータをはりつけた後このヒータユニットとフィ
ルムを介して、加圧ローラと形成するニップは、ヒータ
内にある発熱体の中心位置Ｗｃが図２にあるように、ニ
ップの中央位置Ｎｃよりも排紙側（フィルムの移動方向
下流側）に位置するようにヒータユニットと加圧ローラ
の位置を決定する。

【００２４】また、ヒータ支持体は、排紙側にくらべ通
紙側の間口（θ₁≧θ₂）を広くとるような構成としてい
る。

【００２５】つまり、ヒータ支持体の形状が、被加熱材
搬送方向上・下流側ともに偏曲点をもつものであり、ニ
ップ水平線（ニップでの接線）とこの偏曲点からの斜面
（即ち支持体にガイドされたフィルム面）とのなす角度
を搬送方向上流側をθ₁、下流側をθ₂としたとき、θ₁
≧θ₂の関係をもつものである。

【００２６】２９は検温素子であり、抵抗発熱層の位置
に対応する基板裏面側の位置に接触し、配設している。
抵抗発熱体２３は、基板裏面に設けられた前記検温素子
２９の出力に応じて所定の温度に温調される。

【００２７】上記のような構成にすることで、従来、ニ
ップ略中央部分にヒータ発熱体があり急激な加熱により
特に高温環境で顕著な現象であるが、記録材に含まれて
いる水分が爆発的に一度に多量の水蒸気となり、それ
が、ニップ部の記録材進入方向に吹き出て未定着トナー
像が飛び散らされていたものが、本発明を採用すること
により、本実施例では一番熱がかかるところをニップ中
央部から排紙側に移動したことで、ニップ進入側におい
て、水蒸気の発生が比較的少ない時に主に加圧力により
トナーの山をつぶし記録材に固定することができ、その
後、ニップ後半では多量の水蒸気が発生するが、トナー
画像の飛び散りを抑えることができる。

【００２８】またヒータを支持するヒータ支持体が、記
録材進入側と排紙側で非対称でありそのときの形状が記
録材との角度を進入側θ₁、排紙側θ₂としたときθ₁≧
θ₂とし、通紙側の間口を広げることで、皆無とはなら
ない水蒸気の発生の勢いを弱め、トナー画像が後方に飛
び散るのを抑えることができる。

【００２９】（実施例２）実施例１においては、フィル
ムにテンションをかけた上で、フィルム内面に駆動ロー
ラを設け、これを駆動することでフィルムを回転させる
フィルム定着方式について、本発明を説明したが、本実
施例では、図３のようにフィルムテンションフリータイ
プのフィルム定着装置に本発明を適用したものである。
図４は、要部の拡大横断面模型図である。２５はエンド
レスの耐熱性フィルムであり、加熱体２０と含むフィル
ムのガイド部材でもある加熱体支持体３０に外かんさせ
てある。このフィルムのガイド部材３０はフィルム走行
に支障をきたすことがないようにこのエンドレスの耐熱
フィルム２５の内周長と加熱体を含む加熱体支持体２の
外周長はフィルム１の方を例えば３ｍｍ程度大きくして
ある。加圧ローラ（駆動ローラ）は、フィルムを挟んで
ヒータ３に圧接させてあり、矢示の方向へ回転駆動され
ることでエンドレスフィルム１が矢示のＢ方向に従動し
て回転する。

【００３０】このとき、フィルムガイド部材の形状は、
記録材Ｐの進入側と排紙側で非対称にし、そのときの形
状を記録材との角度を進入側θ₁、排紙側θ₂としたと
き、θ₁≧θ₂となるようにした上で、フィルムの内周長
とガイド部材の外周長差が約３ｍｍとなるようにしてあ
る。

【００３１】また、フィルムの移動方向に関して加熱体
２０の発熱体２３の中心位置Ｗｃは加圧ローラを圧接す
ることで形成するニップの中で、ニップの中央位置Ｎｃ
よりも排紙側（下流側）に位置するように配置してい
る。

【００３２】こうすることで、テンションフリータイプ
のフィルム定着方式についても特に高湿環境で顕著にで
るトナー画像の後方への飛び散りをなくすことが出来
る。

【００３３】また本実施例ではヒータ支持体を左右非対
称にし、進入側の間口を広げ、周長を短くした分を、排
紙側で補正することでフィルム走行性を安定させること
ができる。

【００３４】

【発明の効果】以上、説明した様に本発明によれば記録
材からの水蒸気により未定着トナー像が乱されることを
防止することができ、画像品質を向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である像加熱装置の断面図。

【図２】図１のニップ部周辺の拡大図。

【図３】本発明の他の実施例である像加熱装置の断面
図。

【図４】図３のニップ部周辺の拡大図。

【図５】従来の像加熱装置を示す図。

【符号の説明】

２０ 加熱体 ２１ ヒータ支持体 ２３ 発熱体 ２５ フィルム ２８ 加圧ローラ Ｎｃ ニップ中心位置 Ｗｃ 発熱体中心位置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱体を備えた加熱体と、この加熱体を
   支持するヒータ支持体と、加熱体及びヒータ支持体と摺
   動するフィルムと、このフィルムを介して前記加熱体と
   ニップを形成する加圧部材と、を有し、前記ニップで未
   定着トナー像を担持した記録材を挟持搬送し未定着トナ
   ー像を加熱する像加熱装置において、 前記フィルムの移動方向に関して前記発熱体の中心位置
   は前記ニップの中心位置より下流側にあり、且つ、前記
   ヒータ支持体は前記ニップの接線に対して前記ヒータ支
   持体の前記ニップ上流側のなす角がニップ下流側のなす
   角より大きな形状になっており、前記フィルムがこのヒ
   ータ支持体形状に沿って前記ニップに侵入し前記ニップ
   から出て行くことを特徴とする像加熱装置。