JPH03210588A - 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、耐熱性のフィルムを介して記録材に熱エネル
ギーを付与する方式の定着装置に関する。

この装置は、電子写真複写機・プリンタ・ファックス等
の画像形成装置における画像加熱定着装置、即ち電子写
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、画像形成装置に限定されず、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） 画像加熱定着装置としては従来より熱ローラ方式・熱板
方式・ベルト定着方式・フラッシュ定着方式など種々の
方式・構成のものが知られており、また実用されている
。

最近では、固定支持された加熱体（サーマルヒータ、以
下ヒータと記す）と、該ヒータに対向圧接しつつ搬送さ
れる耐熱フィルム（定着フィルム）と、該フィルムを介
して記録材をヒータに密着させる加圧部材を有し、ヒー
タの熱を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・構成の定着装置（フィルム加熱方式）
が考案されている。

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
耐外性のフィルム（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
して配置されたヒータと、他方面側に該ヒータに対向し
て配置され該ヒータに対して該フィルムを介して画像定
着するべ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
動フィルムと記録材を挟んでヒータ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ヒータで加
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。

このようなフィルム加熱方式の定着装置は、熱ローラ方
式・熱板方式・ベルト定着方式・フラッシュ定着方式・
オーブン定着方式等の他の熱定着式装置との対比におい
て、■ヒータとして低熱容量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
ものである。

加熱体としてのヒータは、セラミック等の耐熱性・良熱
伝導性の低熱容量の絶縁基板（ベース材）、例えばアル
ミナ基板に、低熱容量の通電発熱抵抗体を線状もしくは
帯状に塗工し、その上にガラス材料等の表面保護層をコ
ーティングした態様の低熱容量のものが利用され、抵抗
体への通電によりヒータは抵抗体及び基板の熱容量が小
さいので表面が所要の定着温度（例えば約１８０°Ｃ前
後）まで急速温度上昇する。

そしてこのヒータに接する耐熱性フィルムも熱容量が小
さく、ヒータ側の熱エネルギーが該フィルムを介して該
フィルムに圧接状態の記録材側に効果的に伝達されて画
像の加熱定着か良好に実行される。

ヒータの温度制御は、ヒータ温度を検温素子で検知させ
、その温度検知情報により通電発熱抵抗体への通電を制
御してヒータの温度を所定の定着温度に温調管理する通
電制御構成がとられる。

（発明が解決しようとする問題点） このようなフィルム加熱方式の定着装置は、定着性及び
オフセット性の問題から、フィルムを挟んで加熱体と加
圧部材との圧接で形成する定着ニップ部はある程度以上
の力て加圧している。しかもこの定着ニップ部は加熱で
高温になっている。その結果、この定着ニップ部に右い
て加熱体のフィルム摺動面にフィルム裏面（加熱体に接
する側の面）がはりつき現象をおこすことがあった。

はりつき現象が発生すると、搬送フィルムがいわゆるス
ティックスリップ状態となって定着ニップ部から変音が
発生したり、またフィルムを滑らかに送ることができな
くなフて画像に乱れを与えることさえもあった。さらに
、極端なはりつき現象の場合、装置起動時（フィルムの
搬送駆動開始時）に大幅なトルクアップとなって駆動ギ
ア列の一部を破損することがあった。

本発明は上記のようなフィルムはりつき現象の発生を厳
に防止して装置の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、固定支持された加熱体に耐熱フィルムを接触
させて移動させ、該フィルムの加熱体側とは反対側の面
に記録材を密着させてフィルムと共に加熱体位置を移動
通過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、加熱体と、フィルムの
加熱体と接触する側の面の間に潤滑剤が介在している、
ことを特徴とする定着装置である。

また本発明は上記の定着装置について、加熱体と、耐熱
フィルムの該加熱体と接触する側の面の間に、あらかじ
め潤滑剤が塗布されていること、耐熱フィルムの加熱体
と接触する側の面へ潤滑剤を供給する手段を有すること
、潤滑剤供給手段によるフィルムに対する潤滑剤供給部
が、加熱体と耐熱フィルムの接触部よりもフィルム移動
方向上流側で、かつ、フィルムを駆動しているローラよ
りもフィルム移動方向下流側にあること、潤滑剤がふっ
素系オイルであること、等を特徴としている定着装置で
ある。

（作　用） 即ち上記の潤滑剤の介在により、定着ニップ部において
加熱体面とフィルム面とが加圧力・高温度にかかわらず
常に清らかに相互摺動する状態が確保され、加熱体面に
対するフィルムのはりつき現象の発生が厳に防止され、
フィルムはりつき現象に起因する前述のような変音発生
・画像乱れ・ギヤ類破損等のトラブルが解消される。

（実施例） （１）定着装置例工（第１図） 第１図は本発明に従うフィルム加熱方式の定着装置１１
の一例の概略構成を示している。

１６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１７と、右側の従動ローラ１８と、この両
ローラ１７・１８間の下方に固定支持させて配設した加
熱体としての低熱容量線状加熱体１２と、駆動ローラ１
７の下方に配設したガイドローラ１７ａとの、互いに並
行な該４部材１７・１８・１２・１７ａ間に懸回張設し
である。

従動ローラ１８はエンドレスベルト状の定着フィルム１
６のテンションローラを兼ねさせてあり、定着フィルム
１６は駆動ローラ１７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（９）側から搬送
されてくる未定着トナー画像Ｔａを上面に担持した画像
相持体としての転写材シート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。

１９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、前記のエンド
レスベルト状定着フィルム１６の下行側フィルム部分を
挟ませて前記加熱体１２の下面に対して付勢手段により
例えば総圧４〜７ｋｇの当接圧をもって対向圧接させて
あり、転写材シートＰの搬送方向に順方向の反時計方向
に回転する。

回動駆動されるエンドレスベルト状の定着フィルム１６
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・耐久性に優れ、−船釣には総厚１００μ
ｍ以下、好ましくは４０μｍ以下の薄肉のものを使用す
る。

例えばポリイミド・ポリエーテルイミド・ＰＥ５−ＰＦ
Ａ　（４フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体樹脂）なとの耐熱樹脂の単層フィルム
、或は複合層フィルム例えば１２μｍ厚フィルムの少な
くとも画像当接面側にＰＴＦＥ　（４フツ化エチレン樹
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厚に施こしたものなどである。

加熱体としての低熱容量線状加熱体１２は本例のものは
、定着フィルム横断方向（定着フィルム１６の走行方向
に直角な方向）を長手とする横長の剛性・高耐熱性・断
熱性を有するヒータ支持体２４と、この支持体の下面側
に下面長手に沿って一体に取付は保持させた、発熱体１
４、加熱体１２の温度を検知する手段としての検温素子
１５等を具備させたヒータ基板１３を有してなる。

ヒータ支持体２４は加熱体１２を断熱保持し、また全体
の強度を確保するもので、例えばＰＰ５（ポリフェニレ
ンサルファイド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、　Ｐ
Ｉ　（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。

ヒータ基板１３は一例として厚み１．０ｍｍ・巾１０ｍ
ｍ・長さ２４０ｍｍのアルミナ基板である。

発熱体１４は一例として基板１３の下面の略中央部分に
長手に沿って例えばＴａ、Ｎ・銀パラジウム等の電気抵
抗材料を巾１．０ｍｍに塗工（スクリーン印刷等）して
具備させた線状もしくは帯状の低熱容量の通電発熱体で
ある。

検温素子１５は一例として基板１３の上面（発熱体１４
を設けた側とは反対側の面）の略中央部分に長手に沿っ
て塗工（スクリーン印刷等）して具備させたｐｔ膜等の
低熱容量の測温抵抗体である。本例では基板１３の温度
を加熱体１２の温度として該検温素子１５で検知させて
いる。

加熱体１２の下面側、即ち発熱体１４を設けた側の基板
面はフィルムとの接触面であり、この面はガラス材料の
保護層２２でおおわせて面保護している。

加熱体１２は断熱性のヒータ支持体２４に耐熱性の両面
テープ又は耐熱性接着剤によって取付けられている。そ
して支持体２４は定着装置のステー２３に取付は支持さ
せてあり、このステー２３は加圧ローラ１９によって加
熱体１２が加圧を受けても長手中央部で大きなたわみが
生じないような材質・構造のものである。

本例の場合は上記の線状もしくは帯状の発熱体１４に対
してその長手両端部より通電して発熱体１４を全長にわ
たって発熱させる。通電はＤＣｌｏｏｖの周期２０■ｓ
ｅｃのパルス状波形で、検温素子１５によりコントロー
ルされた所望の温ｒエネルギー放出量に応じたパルスを
そのパルス巾を変化させて与える通電制御回路構成にし
である。パルス幅は概略０．５〜５　ｍ５ｅｃとなる。

又本例では定着装置１１よりも転写材シート搬送方向上
流側の定着装置寄りにシートの先端・後端検知センサ（
不図示）を設けてあり、該センサのシート検知信号によ
り発熱体１４に対する通電期間をシートＰが定着装置１
１を通過している必要期間だけに制御している。

画像形成スタート信号により画像形成装置が像形成動作
して転写部（９）側から定着装置１１へ搬送された、未
定着のトナー画像Ｔａを上面に相持した転写材シートＰ
の先端が定着装置寄りに配設した前述のセンサ（不図示
）により検知されると定着フィルム１６の回動が開始さ
れ、転写材シートＰはガイド２１に案内されて加熱体１
２と加圧ローラ１９との圧接部Ｎ（定着ニップ部）の定
着フィルム１６と加圧ローラ１９との間に進入して、未
定着トナー画像面がシートＰの搬送速度と同一速度で同
方向に面移動状態の定着フィルム１６の下面に密着して
面ズレやしわ寄りを生じることなく定着フィルム１６と
一緒の重なり状態で加熱体１２と加圧ローラ１９との定
着ニップ部Ｎを挟圧力を受けつつ通過していく。

Ｗは加熱体下面部に設けである発熱体１４の巾寸法であ
り、発熱体１４は加熱体１２の下面と加圧ローラ１９の
上面との相互圧接、中領域内、即ち定着ニップ部Ｎの中
漬域内に存在している。

シートＰのトナー画像相持面は定着フィルム面に押圧密
着状態で定着ニップ部Ｎを通過してい・く過程で発熱体
１４の熱を定着フィルム１６を介して受け、トナー画像
が高温溶融してシート２面に軟化接着化Ｔｂする。

本例装置の場合は記録材たるシートＰと定着フィルム１
６との分離はシートＰが定着ニップ部Ｎを通過して出た
時点で行なわせている。

この分離時点においてトナーＴｂの温度は未だトナーの
ガラス転移点より高温の状態にあり、従ってこの分離時
点でのシートＰと定着フィルム１６との結合力（接着力
）は小さいのでシートＰは定着フィルム１６面へのトナ
ーオフセットをほとんど発生することなく、又分離不良
で定着フィルム１６面にシートＰが接着したまま巻き付
いてジャムしてしまうことなく常にスムーズに分離して
いく。

そしてガラス転移点より高温の状態にあるトナーＴｂは
適度なゴム特性を有するので、分離時のトナー画像面は
定着フィルム表面にならうことなく適度な凹凸表面性を
有したものとなり、この表面性が保たれて冷却固化する
に至るので定着済みのトナー画像面には過度の画像光沢
が発生せず高品位な画質となる。

定着フィルム１６と分離されたシートＰはガイド２５で
案内されて排紙部へ至る間にガラス転移点より高温のト
ナーＴｂの温度が自然降温（自然冷却）してガラス転移
点以下の温度になって固化Ｔｃするに至り、画像定着済
みのシートＰが出力される。

本実施例では、定着ニップ部Ｎの加熱体１２の下表面、
すなわち加熱体１２の保護層２２と、エンドレスフィル
ム１６の裏面、すなわちトナー像と接する側と反対側の
面との間に潤滑剤２７を介在させである。

この潤滑剤２７は、高温て使用しても消滅したり、劣化
したりすることがなく、また、他の接触部材、たとえば
駆動ローラ１７のゴム材や、通常耐熱樹脂よりなる断熱
性支持体２４等をおかさないことが必要である。本発明
者の実験によると、パーフルオロポリエーテル油とＰＴ
ＦＥからなる潤滑剤で、著しい効果がみとめられた。

潤滑剤２７はこの定着装置の組立時に加熱体１２の下表
面に予め塗布しておけばよい。

このように、加熱体表面とフィルム面の間に潤滑剤が介
在していると、加熱体表面の保護層２２とフィルム１６
面がはりつくことがなく、フィルム１６が常に滑らかに
加熱体面を摺動して変音・振動等の発生を防止すること
がてきる。

（２）定着装置例■（第２図） 定着フィルム１６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４０にロール壱に巻回した有端
の定着フィルム１６を加熱体１２と加圧ローラ１９との
間、ガイドローラ１７ｍの下を経由させて巻取り軸４１
に係止させて、送り出し軸４０側から巻取り軸４１側へ
転写材シートＰの搬送速度と同一速度をもって走行させ
る構成であってもよい。

この装置の場合も、定着ニップ部Ｎの加熱体１２の下表
面、すなわち加熱体１２の保護層２２と定着フィルム１
６の裏面、すなわちトナー像と接する側と反対側の面と
の間に潤滑剤２７を介在させである。潤滑剤２７はこの
定着装置の組立時に加熱体１２の下表面に予め塗布して
おけばよい。

（３）定着装置例■（第３図） 本例は前記定着装置例工（第１図）と同じく定着フィル
ム１６としてエンドレスベルト型のものを用いたもので
あり、ガイトローラ１７ａを削略している点で第１図例
のものと構成を異にしている。

この装置の場合も、定着ニップ部Ｎの加熱体１２の下表
面、すなわち加熱体１２の保護層（２２）と定着フィル
ム１６の裏面、すなわちトナー像と接する側と反対側の
面との間に潤滑剤２７を介在させである。潤滑剤２７は
この定着装置の組立時に加熱体１２の下表面に予め塗布
しておけばよい。

（４）定着装置例■（第４図） 前記例工〜ｍでは、潤滑剤２７を装置の組立時に加熱体
表面に塗布してあく例を示したが、高耐久枚数の装置の
場合は潤滑剤２７の供給装置を設けるのが望ましい。こ
の実施例を示したのが第４図である。

第４図において、タンク３０内の潤滑剤２７はグリース
塗布ローラ３１に送られ、耐熱エンドレスフィルム１６
のトナー像の接する面と反対の面（フィルム裏面）に塗
布される。ローラ３１はフィルム裏面に潤滑剤を供給し
続ける。フィルム裏面についた潤滑剤２４は定着ニップ
部Ｎでフィルム裏面と加熱体下表面との間に介在して、
前記例工〜■と同様に加熱体面とフィルムのはりつき及
びスティックスリップ現象を防止できる。

とるこて、潤滑剤２７を供給するグリース塗布ローラ３
１の位置は、定着ニップ部Ｎよりもフィルム移動方向上
流側で、駆動ローラよりもフィルム移動方向下流側の位
置が望ましい。

二の場合は駆動ローラに余分なグリースがまわりこむこ
となく、またフィルム温度も十分に低下しているので、
グリース塗布ローラ３１の材質の耐熱性も低くてすみ安
価な材料を使うことができ有利である。

（５）定着装置例Ｖ（第５図） 本例装置においては、タンク３２内の潤滑剤２７は加熱
体１２を断熱支持するヒータ支持体２４内に設けである
細い供給路３３を通フて、定着ニップ部Ｎのフィルム移
動方向上流側の支持体下表面部分にあけられた小孔から
フィルム裏面に供給される。

本実施例の場合、構成も簡単で、より容易に潤滑剤を供
給することができる。

（６）画像形成装置例（第６図） 第６図は本発明に従う定着装置１１（第１図例のもの）
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・転写式の電子写真複写装置である。

１００は装置機筺、１はその装置機筺の上面板１００ａ
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は機筺上面板１００ａ面に原稿載置台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。原稿載置台１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１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１００ｂの位
置を通過していき、その通過過程でランプ３の光りをス
リット開口部１００ｂ、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ＲＨ４Ｈ４対反
射光焦点小径結像素子アレイ２によって感光ドラム４面
に結像露光される。

感光ドラム４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４ａを中心に所
定の周速度で矢示すの時計方向に回転駆動され、その回
転過程で帯電器５により正極性又は負極性の−様な帯電
処理を受け、その−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４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６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９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フの回
転により１枚宛繰出し給送され、次いでレジストローラ
８により、ドラム４上のトナー画像形成部の先端が転写
放電器９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９と感光ドラム４との開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。そしてその給送シートの面に対して転写放電器９に
より感光ドラム４側のトナー画像が順次に転写されてい
く。

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４面から順次に分離されて搬送装置１
０によって前述した定着装置１１に導かれて担持してい
る未定着トナー画像Ｔａの加熱定着処理を受け、画像形
成物（コピー）としてガイド２５・排出ローラ３６を通
フて機外の排紙トレイ３７上に排出される。

一方、トナー画像転写後の感光ドラム４の面はクリーニ
ング装置２０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） 以上説明したように、本発明はフィルム加熱方式の定着
装置について、加熱体の表面と耐熱フィルムが加熱体と
接する面、すなわちトナー像が接するフィルム面と反対
のフィ゛ルム面の間に潤滑剤を介在させることにより、
加熱体表面と、フィルム面のはりつきやスティックスリ
ップ現象を防止することができる効果がある。その結果
、変音や振動及びそれらによる画像の乱れ、さらには、
ギヤ類の破損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は夫々本発明に従う定着装置例１乃至
同Ｖの構成略図、第６図は画像形成装置例の構成略図で
ある。 １１は定着装置の総括符号、１２は加熱体、１６は耐熱
性の定着フィルム、１７・１８はフィルム駆動ローラと
従動ローラ、１９は加圧ローラ、Ｎは定着ニップ部、２
７は潤滑剤、３０・３２は潤滑剤タンク、３１は塗布ロ
ーラ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定支持された加熱体に耐熱フィルムを接触させ
   て移動させ、該フィルムの加熱体側とは反対側の面に記
   録材を密着させてフィルムと共に加熱体位置を移動通過
   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、加熱体と、フィルムの加熱
   体と接触する側の面の間に潤滑剤が介在している、こと
   を特徴とする定着装置。
2. （２）加熱体と、耐熱フィルムの加熱体と接触する側の
   面の間に、あらかじめ潤滑剤が塗布されている、ことを
   特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. （３）耐熱フィルムの加熱体と接触する側の面へ潤滑剤
   を供給する手段を有する、ことを特徴とする請求項１記
   載の定着装置。
4. （４）潤滑剤供給手段によるフィルムに対する潤滑剤供
   給部が、加熱体と耐熱フィルムの接触部よりもフィルム
   移動方向上流側でかつフィルムを駆動しているローラよ
   りもフィルム移動方向下流側にある、ことを特徴とする
   請求項３記載の定着装置。
5. （５）潤滑剤がふっ素系オイルである、ことを特徴とす
   る請求項１、２、３、又は４記載の定着装置。