JPH04268590A - 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、加熱体に耐熱性のフィ
ルム（以下、定着フィルムと記す）を密着させて摺動移
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、フィルム加熱方式の定着装置に関する。

【０００２】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。

【０００３】また例えば、画像を担持した記録材を加熱
して表面性（艶など）を改質する装置、仮定着処理する
装置などとして使用できる。

【０００４】

【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。

【０００５】最近では、上記のようなフィルム加熱方式
の定着装置が考案されている。本出願人の先の提案に係
る例えば特開昭６３ー３１３１８２号公報等に開示の方
式・装置等がこれに属し、薄肉の耐熱性のフィルム（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加熱体
（サーマルヒータ）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
。

【０００６】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・ウエイトタイム短縮化
（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。

【０００７】加熱体としては、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（発熱体）
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、発熱体への通電により加熱体は発熱体及び基
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℃前後）まで急速温度上昇する。

【０００８】そしてこの加熱体に接する耐熱性の定着フ
ィルムも熱容量が小さく、加熱体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が良好に実行される。

【０００９】加熱体の温度制御は、加熱体温度を検温素
子で検知させ、その温度検知情報により発熱体への通電
を制御して加熱体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。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このようなフィルム加
熱方式の定着装置においては加熱体とフィルムとの密着
摺動部である定着ニップ部で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
をおこすことがある。はりつき現象が発生すると、フィ
ルムを滑らかに送ることができなくなって、移動フィル
ムがいわゆるスティックスリップ状態となり、定着ニッ
プ部から変音が発生したり、画像に乱れを与えることに
もなる。さらに極端なはりつき現象の場合、装置起動時
（フィルムの移動駆動開始時）に大幅なトルクアップと
なって駆動ギア列等の駆動系に好ましくない大きな負荷
を与えたり、フィルムに破損を与えたりすることにもな
る。

【００１１】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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、加熱体にフィ
ルムを密着させて摺動移動させ、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において、加熱
体とフィルムとの密着摺動部を中にしてフィルム移動方
向の上流側と下流側とに夫々、フィルムの加熱体接触面
に対して潤滑剤を付与する手段と、フィルムの加熱体接
触面に付着して加熱体とフィルムとの密着摺動部を通過
した潤滑剤を除去する手段を設けたことを特徴とする定
着装置である。

【００１３】

【作　　用】即ち、加熱体とフィルムとの密着摺動部で
ある定着ニップ部を中にしてフィルム移動方向の上流側
においてフィルムの加熱体接触面に対して潤滑剤付与手
段により潤滑剤が付与されることでその付与潤滑剤が加
熱体とフィルムとの密着摺動部に介在し、その潤滑剤の
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滑らかに相互摺動
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、画像乱れ発生、駆動
系の過負荷等のトラブルが解消される。

【００１４】また、フィルムの加熱体接触面に付着して
加熱体とフィルムとの密着摺動部を通過した潤滑剤は加
熱体とフィルムとの密着摺動部である定着ニップ部より
もフィルム移動方向の下流側において除去手段により除
去されることで、フィルムと密着してフィルムを摩擦移
動駆動する駆動ローラへ潤滑剤が持ち運ばれて該駆動ロ
ーラとフィルムとの間にまわりこんで駆動ローラとフィ
ルムとがスリップしてフィルムの駆動性が低下したり不
安定化したりするトラブルの発生を防止でき、フィルム
駆動の安定性が維持される。

【００１５】

【実施例】＜実施例１＞（図１）図１は本発明に従うフ
ィルム加熱方式の定着装置の一例の概略構成を示してい
る。４はエンドレスベルト状の定着フィルムであり、図
面上左側の駆動ローラ１と、右側の従動ローラ２と、こ
の両ローラ１・２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との、互いに並行
な該３部材１・２・１２間に懸回張設してある。

【００１６】従動ローラ２はエンドレスベルト状の定着
フィルム４のテンションローラを兼ねさせてあり、定着
フィルム４は駆動ローラ１の時計方向回転駆動に伴ない
時計方向に所定の周速度、即ち不図示の画像形成部（Ａ
）側から搬送されてくる未定着トナー画像Ｔａを上面に
担持した画像担持体としての記録材シート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。

【００１７】３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４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、シートＰの搬送方向に順方向の反時計方
向に回転する。

【００１８】回動駆動されるエンドレスベルト状の定着
フィルム４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、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。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−パーフルオロア
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厚の
耐熱性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等のフッ素樹脂に必要
により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。

【００１９】加熱体１２は定着フィルム横断方向（定着
フィルム４の走行方向に直角な方向）を長手とする横長
部材であり、高耐熱性・断熱性・絶縁性を有するヒータ
ホルダに保持させそのホルダを加熱体保持側を下向きに
して定着装置の不動部材としてのヘッドステー９に取り
付けて固定配設してある。

【００２０】ヒータホルダ７は加熱体１２を断熱保持す
るもので、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。

【００２１】加熱体１２は本例のものは耐熱性・絶縁性
・低熱容量のヒータ基板６と、該基板のフィルム４が対
面する側の面に設けた発熱体５と、その反対側の面に設
けた検温素子８と、発熱体５を設けた側のヒータ基板を
全体的に被覆させて設けたガラス材料等の表面保護層１
２ａなどからなる全体的に低熱容量の部材である。

【００２２】ヒータ基板６は一例として厚み１ｍｍ・巾
１０ｍｍ・長さ２４０ｍｍのアルミナ基板である。発熱
体５は一例としてヒータ基板６の下面の略中央部分に長
手に沿って例えばＴａ２　Ｎ・銀パラジウム等の電気抵
抗材料を巾１ｍｍ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抵抗体で
ある。検温素子８は一例としてＰｔ膜等の低熱容量の測
温抵抗体である。本例の場合は上記の線状もしくは帯状
の発熱体５に対してその長手両端部より通電して発熱体
５を全長にわたって発熱させる。通電はＤＣ１００Ｖの
周期２０ｍｓｅｃのパルス状波形で、検温素子８により
コントロールされた所望の温度、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
回路構成にしてある。パルス幅は概略０．５〜５ｍｓｅ
ｃとなる。

【００２３】画像形成スタート信号により画像形成装置
が像形成動作して画像形成部（Ａ）側から定着装置へ搬
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２１に案内されて加熱体１２と加
圧ローラ３との圧接部Ｎ（定着ニップ部）の定着フィル
ム４と加圧ローラ３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４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４と一緒の重なり状態
で加熱体１２と加圧ローラ３との定着ニップ部Ｎを挟圧
力を受けつつ通過していく。

【００２４】シートＰのトナー画像担持面は定着フィル
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
程で発熱体の熱を定着フィルム４を介して受け、トナー
画像が高温溶融して軟化接着化Ｔｂする。

【００２５】本例装置の場合は記録材たるシートＰと定
着フィルム４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４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４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４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。

【００２６】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。

【００２７】定着フィルム４と分離されたシートＰはガ
イド２２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。

【００２８】１０・１１はエンドレスの定着フィルム４
の内側において加熱体１２とフィルム４との密着摺動部
を中にしてフィルム移動方向の上流側と下流側とに夫々
配設した、潤滑剤付与手段としてのオイル供給パッド（
例えば、潤滑剤としてのオイルを含浸させたフェルト部
材）と、潤滑剤除去手段としてのオイル吸収パッド（例
えば、オイル吸収性のよいフェルト部材）である。 これらのパッド１０・１１は夫々ヘッドステー９の側壁
面に固定支持させてあり、夫々下端部をフィルム４の内
面に対して軽く接触させてある。

【００２９】定着フィルム４が移動駆動されると、加熱
体１２とフィルム４との密着摺動部よりもフィルム移動
方向上流側のオイル供給パッド１０によりフィルム４の
内面に潤滑剤としてのオイル、例えばパーフルオロポリ
エーテル油とＰＴＦＥからなる潤滑剤やグリース等が適
量ずつ塗布供給され、そのフィルムの潤滑剤塗布面が加
熱体１２の面に移動して加熱体１２とフィルム４との密
着摺動部に介在する。その潤滑剤の介在により加熱体１
２とフィルム４との密着摺動部において加熱体１２面と
フィルム４面とが加圧力・高温度にかかわらず常に滑ら
かに相互摺動する状態が確保され、加熱体１２面に対す
るフィルム４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、
画像乱れ発生、駆動系の過負荷等のトラブルが解消され
る。

【００３０】また、フィルム内面に付着して加熱体とフ
ィルムとの密着摺動部を通過した潤滑剤は加熱体１２と
フィルム４との密着摺動部よりもフィルム移動方向の下
流側のオイル吸収パッド１１により除去されることで、
フィルムと密着してフィルムを摩擦移動駆動する駆動ロ
ーラ１へ潤滑剤が持ち運ばれて該駆動ローラ１とフィル
ム４との間にまわりこんで駆動ローラ１とフィルム４と
がスリップしてフィルムの駆動性が低下したり不安定化
したりするトラブルの発生を防止でき、フィルム駆動の
安定性が維持される。オイル吸収パッド１１は吸収能力
がいっぱいになったならば次にオイル供給パッド１０と
して使用することもできる。

【００３１】＜実施例２＞（図２）本実施例は潤滑剤除
去手段として回動駆動されるエンドレスベルト型のオイ
ル吸収部材１１Ａを用いたものである。このエンドレス
のオイル吸収部材１１Ａは駆動ローラ１３とターンロー
ラ１４間に懸回張設して駆動ローラ１３に巻き掛けた該
部材部分を定着ニップ部Ｎよりもフィルム移動方向下流
側において定着フィルム内面に接触させ、フィルム４の
移動と順方向に回動駆動させることで、定着ニップ部Ｎ
を通過したフィルム部分の内面付着潤滑剤を吸収除去（
回収）させている。

【００３２】そして、この回動駆動されるエンドレスの
オイル吸収部材１１Ａに吸収されたオイルはターンロー
ラ１４に該部材１１Ａを挟んで圧接させた絞りローラ１
５によって絞り出され該ローラを伝わって定着ニップ部
Ｎよりもフィルム移動方向上流側においてフィルム内面
に接触させたオイル供給パッド１０へ戻されて循環的に
利用される。

【００３３】絞りローラ１５は絞りブレードにすること
もできる。潤滑剤の供給・除去手段の構成はその他にも
種々考えられ、例えば、定着フィルム４の従動ローラ２
をオイル含浸ローラにしてオイルをフィルム内面に付与
させ、オイルの除去は図１と同様にオイル吸収パッド１
１でおこなうようにすることもできる。

【００３４】

【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、加熱体とフィルムとの密
着摺動部である定着ニップ部を中にしてフィルム移動方
向の上流側においてフィルムの加熱体接触面に対して潤
滑剤付与手段により潤滑剤が付与されることでその付与
潤滑剤が加熱体とフィルムとの密着摺動部に介在し、そ
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滑らか
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
発生、駆動系の過負荷等のトラブルが解消される。

【００３５】また、フィルムの加熱体接触面に付着して
加熱体とフィルムとの密着摺動部を通過した潤滑剤は加
熱体とフィルムとの密着摺動部である定着ニップ部より
もフィルム移動方向の下流側において除去手段により除
去されることで、フィルムと密着してフィルムを摩擦移
動駆動する駆動ローラへ潤滑剤が持ち運ばれて該駆動ロ
ーラとフィルムとの間にまわりこんで駆動ローラとフィ
ルムとがスリップしてフィルムの駆動性が低下したり不
安定化したりするトラブルの発生を防止でき、フィルム
駆動の安定性が維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明に従う定着装置例の概略図

【図２】
　　他の定着装置例の概略図

【符号の説明】

１　　定着フィルムの駆動ローラ ２　　従動ローラ ３　　加圧ローラ ４　　定着フィルム １０　　オイル供給パッド １１・１１Ａ　　オイル吸収パッドまたは同エンドレス
回動部材 １２　　加熱体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱体にフィルムを密着させて摺動移動さ
   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
   る定着装置において、加熱体とフィルムとの密着摺動部
   を中にしてフィルム移動方向の上流側と下流側とに夫々
   、フィルムの加熱体接触面に対して潤滑剤を付与する手
   段と、フィルムの加熱体接触面に付着して加熱体とフィ
   ルムとの密着摺動部を通過した潤滑剤を除去する手段を
   設けたことを特徴とする定着装置。