JPH04234778A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱定着すべき顕画像
を担持した記録材を加熱体に対して定着フィルムを介し
て圧着させて加熱体から該フィルムを介して記録材に熱
エネルギーを与えて顕画像を加熱定着するフィルム加熱
方式の定着装置に関するものである。すなわち、この定
着装置は、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ープリンタ、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からなるトナーを用
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ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、加熱方式の定着装置としては、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
熱ローラ定着方式の定着装置が多用されている。しかし
、この熱ローラ定着方式の定着装置は、第１に、所定温
度に立ち上げるまでの時間（画像形成作動禁止の時間）
、いわゆる、ウエイトタイムが必要であり、第２に、熱
容量が必要なため、比較的大きな電力が必要であり、第
３に、回転ローラで、ローラ温度が高温のため、耐熱特
殊軸受が必要であり、第４に、ローラに直接手が触れる
構成となり、危険があったり、保護部材が必要であり、
第５に、ローラ定着温度および曲率により記録材が巻き
付いてジャム発生の原因となるなどの欠点があった。そ
こで、上記のような欠点のない加熱方式の定着装置とし
て、近時は、前記のようなフィルム加熱方式の定着装置
が注目され、その実用のための研究および開発が進めら
れている。本出願人の先の提案に係る、たとえば、特開
昭６３−３１３１８２号公報に記載されている方式及び
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て該加熱体に対して該フ
ィルムを介して画像定着す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、該フィルムと記録材を
離間させ、あるいはトナーが冷却固化した後に離間させ
ることを基本とするものである。

【０００３】そして、加熱体としては、定着フィルムの
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長手に沿って線状また
は細帯状に低熱容量の通電発熱抵抗体（発熱体）を具備
させた形態のものが用いられ、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
定着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センサと、画像形成
装置本体のマイクロコンピュータおよび加熱体駆動（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、少な
くとも発熱体の発熱時は定着フィルムが所定速度で加熱
体上を移動駆動されているため、該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。こ
のようなフィルム加熱方式の定着装置は、ウエイトタイ
ムが短い等の長所を有し、時代の要望に合った定着装置
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
フィルム加熱方式の定着装置においては、記録材のサイ
ズの大小によって、記録材の通過する領域と通過しない
領域が生じ、通過する領域では、熱エネルギーが記録材
にうばわれ、通過しない領域では、熱エネルギーが蓄積
され、熱エネルギーの不均衡によりヒータ上に温度差が
生じ、この温度差（長手方向温度差）は、定着フィルム
を介して、駆動ローラ等に伝えられ、駆動ローラに熱膨
張による軸径差が生じる。この軸径差により、それに駆
動される定着フィルムに寄りが生じ、皺が発生し、やが
ては損傷させてしまうという問題点がある。本発明は、
こ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、駆動ローラを含む高温になりがちな部
分の長手方向温度差を抑えることができて、装置の耐久
性および信頼姓の向上を図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。

【０００５】

【課題を解決すめための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、走行駆動される定着フィルムと、これを
挟んで圧接する加熱体と加圧部材とを有し、該加熱体と
加圧部材で形成される定着ニップ部の定着フィルムと加
圧部材との間に未定着顕画像を担持した記録材を導入し
て通過させることで該顕画像を加熱定着する定着装置に
おいて、前記定着フィルムの走行方向に対して直角方向
に２つ以上並列された温度検知手段と、少なくとも駆動
ローラを含む高温部分を冷却する冷却手段と、この冷却
手段を制御する制御手段とを有するものとした。

【０００６】

【作用】本発明によれば、定着フィルムの走行方向に対
して直角方向に２つ以上並列された温度検知手段を有す
るので、定着フィルムの幅方向に２点以上の点で温度を
検知することができ、記録材のサイズ等の異なることに
よって、定着フィルムの幅方向に温度差が生じているか
の有無を検知できる。そして、駆動ローラを含む高温部
分を冷却する冷却手段と、この冷却手段を制御する制御
手段とを有するので、前述の温度差が生じたときには、
その冷却手段により、前記温度差を抑えるように高温部
分を冷却するので、駆動ローラ等の軸方向の温度差が小
さくなり、定着フィルムの寄り、皺の発生などを防止す
ることができる。

【０００７】

【実施例】図１ないし図３は本発明の第１実施例を示し
たもので、図１は側面図、図２は図１の冷却装置の斜視
図、図３は同じく制御フローチャート図である。図１に
おいて、７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８と、右側の従動ローラ９と、該両
ローラ８，９間の下方に配置した加熱体１（低熱容量線
状加熱体）の、該３部材８，９，１間に懸回張設してあ
る。従動ローラ９は定着フィルム７のテンションローラ
を兼ねさせており、該定着フィルム７は駆動ローラ８の
時計方向回転駆動に伴ない、時計方向に所定の周速度、
すなわち、画像形成部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シートＰの搬送速度
と同じ周速度をもって皺や蛇行、速度遅れなく、回動駆
動される。

【０００８】１０は加圧部材としての、シリコンゴム等
の離型性のよいゴム弾性層１２を有する加圧ローラであ
り、定着フィルム７の下行側フィルム部分を挟ませて前
記加熱体１の下面に対して不図示の付勢手段により、た
とえば、総圧４〜７ｋｇの当接圧をもって対向圧接させ
てあり、記録材シートＰの搬送方向に順方向の反時計方
向に軸１１を中心に回転する。加熱体１は定着フィルム
７の面移動方向と交差する方向（定着フィルム７の幅方
向）を長手とする低熱容量線状加熱体であり、ヒータ基
板３、発熱体（通電発熱抵抗体）４、検温素子５Ｔ１，
５Ｔ２　からなり、ヒータ支持体２に取付け保持させて
固定支持させてある。検温素子５Ｔ１　，５Ｔ２　は、
ヒータ基板３の上面（発熱体４を設けた面とは反対側の
面）の手前側と奥側とにそれぞれスクリーン印刷等によ
り塗工して具備させたＰｔ膜等の低熱容量の測温抵抗体
である。もちろん、検温素子としては、他に低熱容量の
サーミスタなどをヒータ基板３に当接配置する構成にし
てもよい。本実施例の加熱体１の場合は、線状または帯
状をなす発熱体４に対し、その長手方向両端部から通電
し、発熱体４をほぼ全長にわたって発熱させる。通電は
交流１００Ｖであり、検温素子５Ｔ１　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７は、耐熱性、離型性、耐久性等
のあるものからなり、一般に総厚１００μ以下、好まし
くは４０μ以下の単層あるいは複合層フィルムを使用で
きる。冷却装置１３は、冷却ファン１６、風向調整板（
ルーバー）１４、モータ１５、駆動ワイヤ１７（図２参
照）からなり、そして、冷却装置１３はエアフローがほ
ぼ駆動ローラ８、定着フィルム７の上部に当たるように
設置されている。駆動ワイヤ１７は風向調整板１４に連
結され、モータ１５の軸に巻きつけられている。

【０００９】図１に示すように構成された定着装置にお
いては、画像形成スタート信号により、不図示の画像形
成装置が画像形成動作して、この定着装置へ搬送された
未定着のトナー画像Ｔａを上面に担持した記録材シート
Ｐはガイド１８に案内されて加熱体１と加圧ローラ１０
と圧接部（定着ニップ部）の、定着フィルム７と加圧ロ
ーラ１０との間に進入して、未定着のトナー画像面が記
録材シート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７の下面に密着して面ずれ、皺、寄りを
生じることなく、定着フィルム７と一緒の重なり状態で
加熱体１と加圧ローラ１０との相互圧接部間を、挟圧力
を受けつつ通過していく。

【００１０】加熱体１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で、該トナー画像Ｔ
ａは圧接部において加熱を受けて、軟化、溶融像Ｔｂと
なる。定着フィルム７は、ヒータ支持体２の曲率の大き
いエッジ部Ｓ（曲率半径が約２ｍｍ）において、急角度
（屈曲角度θがほぼ４５°）で走行方向が転向する。し
たがって、定着フィルム７と重なった状態で圧接部を通
過して搬送された記録材シートＰは、エッジ部Ｓにおい
て定着フィルム７から曲率分離し、排紙トレイへ排紙さ
れていく。排紙される時まではトナーは十分冷却固化し
、記録材シートＰに完全に定着した状態（トナー画像Ｔ
ｃ）となっている。

【００１１】冷却装置１３は、図３に示すフローチャー
トのように制御される。通常、冷却ファン１６は停止し
、風向調整板１４は中央に向いている。加熱体１に取付
けられた手前側の検温素子５Ｔ１　と奥側の検温素子５
Ｔ２　の出力値をモニタすることにより、コントローラ
１９は、両検温素子５Ｔ１　，５Ｔ２　の温度差が、あ
る値以上（△Ｔ）になった時、モータ１５を回転させ、
風向調整板１４を動かし、高温側を主に冷却する。加熱
体１は、上記のとおり、任意の温度に制御されているが
、小サイズ等の記録材シートＰが定着部を通過する時、
該シートＰの通過する領域と通過しない領域が生じ、そ
こに温度差が生じてしまう。

【００１２】このような温度差が生じても、そのまま放
置しておくと、その温度差により、駆動ローラ８の長手
方向にも温度差が生じ、熱膨張差による軸径差が生じ、
定着フィルム７に寄りが生じ、皺が発生し、やがては、
損傷してしまう。また駆動ローラ８と定着フィルム７の
接触面、そして、加熱体１と定着フィルム７との接触面
の摩擦係数が長手方向において差を生じ、定着フィルム
７に寄りが生じる。しかし、冷却装置１３は、加熱体１
の長手方向（定着フィルム７の幅方向）温度差の検知に
より作動し、駆動ローラ８を含む高温側を冷却するので
、上記温度差を抑え、定着フィルムの寄り等の不具合の
発生を防止する。

【００１３】図４は本発明の第２実施例を示した斜視図
である。本実施例では定着装置上板２０に最大紙サイズ
分の長さで切り欠きを設け、その上部で、耐熱フィルム
による冷却シャッタ２１が動作するようにしている。冷
却シャッタ２１は、通常、巻きばねにより、軸２５に巻
きつけられている。動作時、紙サイズによって、コント
ローラ２４によりモータ２３を回転制御し、ワイヤ２２
を介して冷却シャッタ２１を所定の位置まで動かす。図
示されていない冷却ファンは、長手方向一様な流速分布
のエアフローを定着装置上板２０の切り欠き部に当たる
ように設定する。たとえば、Ｂ４サイズの紙が定着装置
に突入するとき、冷却シャッタ２１はＢ４サイズの端ま
で移動し、冷却ファンからのエアフローをさえぎる。冷
却シャッタ２１によりさえぎられない領域のみ、定着装
置内へエアフローが流入し、駆動ローラ８を冷却する。 なお冷却シャッタ２１を、冷却ファンの排出口に設けて
もよい。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
定着フィルムの走行方向に対して直角方向に２つ以上並
列された温度検知手段を有するので、定着フィルムの幅
方向に２点以上の点で温度を検知することができ、記録
材のサイズ等の異なることによって、定着フィルムの幅
方向に温度差が生じているかの有無を検知できる。そし
て、駆動ローラを含む高温部分を冷却する冷却手段と、
この冷却手段を制御する制御手段とを有するので、前述
の温度差が生じたときには、その冷却手段により、前述
の温度差を抑えるように高温部分を冷却するので、駆動
ローラ等の軸方向の温度差が小さくなり、定着フィルム
の寄り、皺の発生などを防止し、定着装置の耐久性およ
び信頼性の向上を図ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示した断面図である。

【図２】図１の冷却装置の斜視図である。

【図３】図２の冷却装置の制御フローチャートの説明図
である。

【図４】本発明の第２実施例を示した斜視図である。

【符号の説明】

１：加熱体　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　５Ｔ１　，５Ｔ２　：検温素子 ７：定着フィルム　　　　　　　　　　　　　　　　８
：駆動ローラ１０：加圧ローラ　　　　　　　　　　　
　　　　　１３：冷却装置１４：風向調整板　　　　　
　　　　　　　　　　　１６：冷却ファン２１：シャッ
タ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　走行駆動される定着フィルムと、これ
   を挟んで圧接する加熱体と加圧部材とを有し、該加熱体
   と加圧部材で形成される定着ニップ部の定着フィルムと
   加圧部材との間に未定着顕画像を担持した記録材を導入
   して通過させることで該顕画像を加熱定着する定着装置
   において、前記定着フィルムの走行方向に対して直角方
   向に２つ以上並列された温度検知手段と、少なくとも駆
   動ローラを含む高温部分を冷却する冷却手段と、この冷
   却手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする
   定着装置。
2. 【請求項２】　　冷却手段が、温度検知手段により判明
   した高温部分を主に冷却するようにしている請求項１記
   載の定着装置。
3. 【請求項３】　　定着装置に突入する記録材のサイズ検
   知手段と、該記録材のサイズにより冷却領域を変える冷
   却手段とを有している請求項１記載の定着装置。