JPH03208071A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、記録材を加熱体に対してフィルムを介して密
着させて加熱体からフィルムを介して記録材に熱エネル
ギーを与えるフィルム加熱方式の定着装置に関する。

この装置は、複写機・レーザービームプリンタ・ファク
シミリ・マイクロフィルムリーダプリンタ・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
用いて画像担持体としての記録材（エレクトロファック
スシ一ト・静電記録シート・転写材シート・印刷紙なと
）の面に直接方式もしくは間接（転写）方式で形成した
目的の画像情報に対応した未定着のトナー画像を該画像
を担持している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。

また、画像定着装置に限定されず、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等、広く像担
持体を加熱処理する手段・装置として使用できる。

（従来の技術） フィルム加熱方式の定着装置は、他に知られている熱ロ
ーラ方式・熱板方式・ベルト定着方式（米国特許第３、
５７８、７９７号明細書）フラッシュ定着方式・オーブ
ン定着方式等の熱定着式装置との対比において、■加熱
体（サ−マルヒータ）として低熱容量線状加熱体を用い
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）になり、■定着点と分離点が別
に設定できるため、オフセットも防止される、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、効果的なものてある。

本出願人の先の提案に係る例えば特開昭６３−３１３１
８２号公報に開示の方式・装置等がこれに属し、薄肉の
耐熱フィルム（シート）と、該フィルムの移動駆動手段
と、該フィルムを中にしてその一方面側に固定支持して
配置された加熱体と、他方面側に該加熱体に対向して配
置され該加熱体に対して該フィルムを介して画像定着す
へき記録材の顕画像担持面を密着させる加圧部材を有し
、該フィルムは少なくとも画像定着実行時は該フィルム
と加圧部材との間に搬送導入される画像定着すべき記録
材と順方向に同一速度で走行移動させて該走行移動フィ
ルムを挟んで加熱体と加圧部材との圧接で形成される定
着ニップ部を通過させることにより該記録材の顕画像担
持面を該フィルムを介して該加熱体で加熱して顕画像（
未定着トナー像）に熱エネルギーを付与して軟化・溶融
せしめ、次いでフィルムと記録材を離間させる、或はト
ナーが冷却・固化した後にフィルムと記録材を離間させ
ることを基本とする加熱手段・装置である。

加熱体としては、フィルムの幅方向を長手とする横長の
耐熱性・絶縁性・低熱容量のヒータ基板のフィルム当接
面側に該面の長手に沿って線状に又は細帯状に低熱容量
の通電発熱抵抗体（発熱体）を具備させ、この発熱体を
設けたヒータ基板面を絶縁性の例えばガラス保護層で被
覆処理した形態のものか用いられ、発熱体の両端間に電
力が供給されることで発熱体が発熱し、またヒータ基板
も加熱されて加熱体の全体が急速に昇温し、該加熱体の
熱がフィルムを介して記録材に与えられる。

加熱体の温度制御は、加熱体に設けられた温度サンサー
と、画像形成装置本体のマイクロコンピューター及び加
熱体駆動（通電発熱）回路により行なわれて所定の定着
可能温度に温調管理される。また加熱体は高温となって
いるが、フィルムが一定速度で加熱体上を移動している
ため、フィルムの局部的な熱変形は起きずに、安定した
画像定着が実行される。

（発明が解決しようとする問題点） フィルムとして、絶縁性のベースフィルムと、該ベース
フィルムの記録材との対向面に形成した離形層との２層
構造のものを用いたとき、該離形層は導電処理をし、該
離形層をフィルムの搬送駆動部のローラ等を介して接地
させた状態にさせている。

この場合、該フィルムの幅方向両端部において上記の接
地離形層が加熱体面に接したり或いは極めて接近した状
態となるが、該離形層の接地と、加熱体の発熱体に対す
る電力供給電源（ＡＣ電源）との間は加熱体面の前記保
護層であるガラス層で一応の耐圧保証がなされている。

しかし加熱体面の前記ガラス保護層は薄層でピンホール
の存在する率が高く、耐圧劣化を生して加熱体の発熱体
を破壊するような事態を生じさせる可能性か大きい。

本発明は上記のような事態の発生を厳に防止して装置の
耐久性・信頼性を向上することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、 記録材を加熱体に対してフィルムを介して密着させて加
熱体からフィルムを介して記録材に熱エネルギーを与え
る定着装置であり、上記フィルムの幅方向両端部分にお
いて加熱体とフィルムの間に絶縁物を介在させた ことを特徴とする定着装置 である。

また前記絶縁物を加熱体の両端部分に設けた定着装置で
ある。

（作用） 」＝記のように絶縁物を介在させることによりフィルム
の幅方向両端部分における加熱体面部分の耐圧か強化さ
れる。従ってフィルム側の接地導電部と、加熱体側の発
熱体に対する電力供給電源との間の耐圧か十分に確保さ
れ、装置の耐久性・信頼性が向上する。

（実施例） （１）定着装置例（第１〜３図） 第１図は本発明にしたがう定着装置１１の一例である。

２４はエンドレスベルト状の定着フィルムであり、左側
の駆動ローラ２５と、右側の従動ローラ２６と、該両ロ
ーラ２５・２６間の下方に配置した加熱体としての低熱
容量線状加熱体２０の該３部材２５・２６・２０間に懸
回張設してある。

従動ローラ２６はエンドレスベルト状の定着フィルム２
４のテンションローラを兼ねさせており、該定着フィル
ム２４は駆動ローラ２５の時計方向回転駆動に伴ない時
計方向に所定の周速度、即ち画像形成部（８）側から搬
送されてくる未定着トナー画像Ｔａを上面に担持した記
録材たる転写材シ一ト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。

２８は加圧部材としての、シリコンゴム等の離型性の良
いゴム弾性層を有する加圧ローラであり、前記のエント
レスベルト状定着フィルム２４の下行側フィルム部分を
挟ませて前記加熱体２０の下面に対して不図示の付勢手
段により例えば総圧４〜７ｋｇの当圧接をもって対向圧
接させてあり、転写材シ一トＰの搬送方向に順方向の反
時計方向に回転する。

加熱体２０はフィルム２５の面移動方向と交差する方向
を長手とする低熱容量線状加熱体であり、ヒータ基板２
１、通電発熱抵抗体（発熱体）２２、検温素子２３等よ
りなり、ヒータ支持体２７に取付け保持させて固定支持
させてある。

ヒータ支持体２７は加熱体２０を定着装置１１及ひ画像
形成装置全体に対し断熱支持するもので、例えばＰＰＳ
　（ポリフェニレンサルファイト）・ＦＡＩ（ポリアミ
トイミド）・ＰＩ（ボリイミト）・ＰＥＥＫ　（ポリエ
ーテルエーテルケトン）・液晶ボ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
の複合材料なとで構成できる。

ヒータ基板２１は耐熱性・絶縁性・低熱容量の部材であ
り、一例として厚み１．０ｍｍ・巾１０ｍ国・長さ２　
４　０　ｍｍのアルミナ基板である。

発熱体２２は基板２１の下面（フィルム２４との対面側
）の略中央部に長手に沿って、例えば、Ａｇ／Ｐｄ（銀
パラジウム）．Ｔａ２Ｎ等の電気抵抗材料を厚み約１０
ＡｔＩＩ１　・巾１〜３ＩＩＩｍにスクリーン印刷等に
より塗エし、その上に表面保護層として耐熱ガラス２１
ａを約１０μｍコートしたものである。

検温素子２３は一例として基板２１の上面（発熱体２２
を設けた面とは反対側の面）の略中央部にスクリーン印
刷等により塗エして具備させたｐｔ膜等の低熱容量の測
温抵抗体である。

検温素子としては、他に低熱容量のサーミスタなどを基
板２１に当接配置する構成にしてもよい。

本例の加熱体２０の場合は、線状又は帯状をなす発熱体
２２に対し、その長平方向両端部より通電し、発熱体２
２を略全長にわたって発熱させる。通電はＡＣＩＯＯＶ
であり、検温素子２３の検知温度に応じてトライアック
を含む不図示の通電制御回路により通電する位相角を制
御することにより、通電電力を制御している。

定着フィルム２４は第３図の拡大断面図に示したように
絶縁性のベースフィルム２４ａと、該ペースフィルムの
記録材との対抗面に形成した離形層２４ｂとの２層構造
のものであり、該定着フィルムは装着に装着した状態に
おいて離形層２４ｂをフィルム懸回ローラ２５・２６等
を介して接地させてある。

定着フィルム２４は耐熱性・離型性・耐久性等のある、
一般に総厚１００ＡＬｍ以下、好ましくは４０μｍ以下
のフィルムを使用できる。

ペースフィルム２４ａは例えばポリイミト、ポリエーテ
ルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルサルホン
（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミト（ＰＥ　Ｉ　）　．ポ
リバラバン酸（ＰＰＡ）、ＰＦＡなとの高耐熱性樹脂フ
ィルムなど、強度・耐熱性に優れたものが使用できる。

離型層２４ｂは例えばＰ丁ＦＥ（ポリテトラフルオロエ
チレン）・ＰＦＡ−ＦＥＰ等のフッ素網脂、シリコン網
脂等が好ましい。この離型層２４ｂにカーポンブラック
・クラファイト・導電性ウィスカ等の導電剤を混入する
等の方法により、定着フィルム２４の表面の抵抗値を下
げてある。これにより、定着フィルム２４のトナー当接
面の帯電を防止できる。定着フィルム２４のトナー当接
面が絶縁性の場合、定着フィルムの前記表面が帯電し、
記録材たるシートＰ上のトナー画像を乱したり、トナー
画像が定着フィルム２４に転移（いわゆる帯電オフセッ
ト）したりする場合があるか、上記の対策によりこれら
の問題が回避できる。

この定着フィルム２４の幅方向両端部分において加熱体
とフィルムの間に本発明に従って絶縁物２０１、２０２
（第４・５図）を介在させてあるか、これについては後
記（３）項で詳述する。

定着フィルム２４はエンドレスベルト状に限らず、第２
図例のように送り出し軸３０にロール巻に巻回した有端
の定着フィルム２４を加熱体２０と加圧ローラ２８との
間を経由させて巻取り軸３１に係止させて、送り出し軸
３０側から巻取り軸３１かわへ転写材シ一トＰの搬送速
度と同速度をもって走行させる構成であってもよい。

（２）定着実行動作 画像形成スタート信号により画像形成装置が画像形成動
作して転写部（８）から定着装置１１へ搬送された、未
定着のトナー画像Ｔａを上面に担持した転写材シ一トＰ
はガイド２９に案内されて加熱体２０と加圧ローラ２８
との圧接部Ｎの、定着フィルム２４と加圧ローラ２８と
の間に進入して、未定着トナー画像面かシ一トＰの搬送
速度と同一速度で同方向に回動状態の定着フィルム２４
の下面に密着して面ズレやしわ寄りを生しることなく定
着フィルム２４と一緒の重なり状態で加熱体２０と加圧
ローラ２８との相互圧接部Ｎ間を挟圧力を受けつつ通過
していく。

加熱体２０は画像形成スタート信号により所定のタイミ
ングで通電加熱されるのて、トナー画像Ｔａは圧接部Ｎ
において加熱を受けて軟化・溶融像丁ｂとなる。

定着フィルム２４は、支持体２７の曲率の大きい（曲率
半径が約２　ｍｌＩ＋）エッジ部Ｓにおいて、急角度（
屈曲角度θが略４５゜）で走行方向が転向する。従って
、定着フィルム２４と重なった状態で圧接部Ｎを通過し
て搬送されたシ一トＰは、エッジ部Ｓにおいて定着フィ
ルム２４から曲率分離し、排紙トレイ（１２）へ排紙さ
れてゆく。排紙される時までにはトナーは十分冷却固化
しシ一トＰに完全に定着した状態（トナー画像Ｔｃ）と
なっている。

本実施例で用いたトナーは加熱溶融時の粘度が十分高い
ので、定着フィルム２４と分離する際のトナー温度がト
ナーの融点以上であっても、トナー同士の固着力か定着
フィルム２４に対するトナーの粘着力より極めて大きい
。従って定着フィルム２４とシ一トＰの離反に際し、定
着フィルム２４に対するトナーオフセットは実質的に発
生することはない。

また、本例において加熱体２０のうち発熱体２２及び基
板２１の熱容量が小さく、かつこれらが支持体２７によ
り断熱支持されているので、圧接部Ｎにおける加熱体２
０の表面温度は短時間にトナーの融点（又はシ一トＰへ
の定着可能温度）に対して十分な高温に昇温するので、
加熱体２０をあらかしめ昇温させておく（いわゆるスタ
ンバイ温調）必要かなく、省エネルギーが実現でき、し
かも機内昇温も防止できる。

（３）絶縁物の配設構成 第４図は加熱体２０のフィルム慴動面側の部切欠き平面
図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線に沿う拡大横断面図であ
る。

フィルム２４は前述したように加熱体２０のカラス保護
層２１ａ面に密着して移動していく。

２０１・２０２はフィルム２４の幅方向両端部分におい
て加熱体２０とフィルム２４との間に介在させた絶縁部
材である。本実施例はフィルム２４の幅方向両端部分に
対応する加熱体両端部分にその部分のカラス保護層２１
ａ面をおおわせて設けてある。

該絶縁部材２０１・２０２は例えば厚さ２５〜３０μｍ
のボリイミトフィルム片であり、これを耐熱核着剤を介
して上記のカラス保護層Ｚｆａ面に貼着する。

第５図の断面図に示す様に絶縁部材２０１（２０２）は
、保護層２１ａｆｅおおう様にしてヒータ支持体２７の
内部にまき込まれる様な形になっている。図では、絶縁
部材２０１　（２０２）は、途中までまき込まれている
が、ヒータ支持体２７の形状と合わせて、基板２１の部
分も含めて加熱体２０を一周する形で絶縁部材を設けて
もよい。

第４図において、２２ａ・２２ｂは発熱体２２の長千両
端部に導通させて設けた通電用端子電極である。

このように絶縁部材２０１、２０２を具備させることて
、フィルム２４の幅方向両端部分における加熱体面部分
（保護膜層２１ａ部分）の耐圧が強化される。従ってフ
ィルム側の接地導電部（離形層２４ｂ）と加熱体２０側
の発熱体２２に対する電力供給電源との間の耐圧（発熱
体の対接地耐圧）が十分に確保され、耐圧劣化による発
熱体の破壊トラブル等の発生が厳に防止される。

絶縁部材２０１、２０２の幅・厚さは所要の耐圧強化度
に応して適宜に適切に設定する。

（４）画像形成装置例（第６図） 第６図は本発明にしたかう前述第１図示の装置１１を画
像定着装置として組み込んで使用した画像形成装置の−
例を示している。

木例の画像形成装置は原稿載置台往復動型・同転トラム
型・転写式の電子写真複写装置てある。

１００は装置機筺である。１は該機筺の上面板１００ａ
上に配設したカ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１００ａ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
。

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１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１ａをかぶせて押え込むことによりセ
ットされる。

１００ｂは機筺１二面板１　００ａ面に原稿載置合１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。原槁載置台１上に載置セットした原槁Ｇの下向
き画像面は原稿載置台１の右方ａへの往動移動過程で右
辺側から左辺倶１にかけて順次にスリット開口部１００
ｂの位置を通過していき、その通過過程でランブ７の光
Ｌをスリット開口部１　００ｂ、透明な原稿載置台１を
通して受けて照明走査される。その照明走査光の原稿面
反射光が短焦点小径結像素子アレイ２によって感光トラ
ム３面に結像露光される。

感光ドラム３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３ａ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４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３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。

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
ナー画像か転写部としての転写放電器８の配設部位へ移
行していく。

Ｓは記録材としての転写材シ一ト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６の回
転により１枚宛繰出し給送され、次いてレシストローラ
９により、ドラム３上のトナー画像形成部の先端か転写
放電器８の部位に到達したとき転写材シ一トＰの先端も
転写放電器８と感光ドラム３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とりされて同期給送され
る。そしてその給送シ一トの面に対して転写放電器８に
より感光トラム３側のトナー画像か順次に転写されてい
く。

転写部８でトナー画像転写を受けたシートは不図示の分
離手段で感光トラム３面から順次に分離されて搬送装置
１０によって定着装置１１に導かれて担持している未定
着トナー画像の加熱定着処理を受け、画像形成物（コピ
ー）として機外の排紙トレイ１２上に排出される。

方、トナー画像転写後の感光トラム３の面はクリーニン
グ装置１３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。

（発明の効果） 以上のようにフィルム加熱方式の定着装置について、上
記のように絶縁物を介在させることによりフィルムの幅
方向両端部分における加熱体面部分の耐熱が強化される
。従ってフィルム側の接地導電部と、加熱体側の発熱体
に対する電力供給電源との間の耐圧か十分に確保され、
この種の定着装置の耐久性・信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う定着装置の一例の概略構成図。 第２図は他の例の同上図。 第３図は定着フィルムの層構成を示す拡大横断面図。 第４図は加熱体のフィルム慴動面側の一部切欠き平面図
。 第５図は第４図のＶ−Ｖ線に沿う拡大横断面図。 第６図は画像形成装置の一例の概略構成図。 ２０は加熱体、２１はヒータ基板、２２は発熱体（通電
発熱抵抗体）、２３は検温素子、２４は定着フィルム、
２４ａはペースフィルム、２４ｂは離形層、２０１・２
０２は絶縁物。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録材を加熱体に対してフィルムを介して密着さ
   せて加熱体からフィルムを介して記録材に熱エネルギー
   を与える定着装置であり、 上記フィルムの幅方向両端部分において加熱体とフィル
   ム間に絶縁物を介在させた ことを特徴とする定着装置。
2. （２）前記絶縁物を加熱体の両端部分に設けたことを特
   徴とする請求項１記載の定着装置。