JPH0444083A - 加熱装置 - 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、加熱体に圧接させて移動駆動させた耐熱性フ
ィルムの加熱体側とは反対面側に、顕画像を支持する記
録材を導入して密着させてフィルムと一緒に加熱体位置
を通過させることで加熱体の熱をフィルムを介して導入
記録材に与える方式（フィルム加熱方式）の加熱装置に
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（転写材シート・エレクトロファックスシート・静
電記録シート・印刷紙など）の而に間接（転写）方式も
しくは直接方式で形成した、１・１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ｐｉ着両画像して加熱定着処理する画像加熱
定着装置として活用できる。

また、例えば、画像を担持した記録材を加熱して表面性
を改質（つや出しなど）する装置、仮定着処置する装置
に使用できる。

（背景技術） 従来、例えば画像の加熱定着のための記録材の加熱装置
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、記
録材を挟持搬送しつつ加熱する熱ローラ方式が多用され
ている。

その他、フラッシュ加熱方式、オーブン加熱方式、熱板
加熱方式、ベルト加熱方式、高周波加熱方式など種々の
方式のものが知られている。

一方、本出願人は例えば特開昭６３−３１３１８２号公
報等において、固定支持された加熱体（以下ヒータと記
す）と、該ヒータに対向圧接しつつ搬送（移動駆動）さ
れる耐熱性フィルムと、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
・構成の装置を提案し、既に実用にも供している。

より具体的には、薄肉の耐熱性フィルム（又はシート）
と、該フィルムの移動駆動手段と、該フィルムを中にし
てその一力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略凹−速
度で走行移動させて該走行移動フィルムを挟んてヒータ
と加圧部材との圧接で形成される定着部としてのニップ
部を通過させることにより該記録材の顕画担持面を該フ
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
て定着部通過後のフィルムと記録材を分離点で離間させ
ることを基本とする加熱下１段・装置である。

この様なフィルム加熱方式の装置においては、昇温の速
い加熱体と薄膜のフィルムを用いているためウェイトタ
イム短縮化（クイックスタート）が可能となる、その他
、従来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。

第１３図に耐熱性フィルムとしてエンドレスフィルムを
使用したこの種方式の画像加熱定着装置の一例の概略構
成を示した。

５１はエンドレスベルト状の耐熱性フィルム（以下定着
フィルム又はフィルムと記す）であり、左側の駆動ロー
ラ５２と、右側の従動ローラ５３と、これ等駆動ローラ
５２と従動ローラ５３間の下方に配置した低熱容量線状
加熱体５４の互いに並行な該３部材５２・５３・５４間
に懸回張設しである。

定着フィルム５１は駆動ローラ５２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
成部側から搬送されＣくる未定着トナー画像Ｔａを上面
に担持した被加熱材とじての記録材シートＰの搬送速度
（プロセススピード）と略凹し周速度をもって回転駆動
される。

５５は加圧部材としての加圧ローラてあり、前記のエン
ドレスベルト状の定着フィルム５１の下行側フィルム部
分を挟ませて前記加熱体５４の下面に対して不図示の付
勢手段により圧接させてあり、記録材シートＰの搬送方
向に順方向の反時計方向に回転する。

加熱体５４はフィルム５１の面移動方向と交差する方向
（フィルムの幅方向）・を長手とする低熱容量線状加熱
体であり、ヒータ基板（ベース材）５６・通電発熱抵抗
体（発熱体）５７・表面保護層５８・検温素子５９等よ
りなり、断熱材６０を介して支持体６１に取付けて固定
支持させである。

不図示の画像形成部から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６２に案
内されて加熱体５４と加圧ローラ５５との圧接部Ｎの、
定着フィルム５１と加圧ローラ５５との間に進入して、
未定着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駆動状態の定着フィルム５１の下面
に密着してフィルムと一緒の重なり状態て加熱体５４と
加圧ローラ５５との相互圧接部Ｎ間を通過していく。

加熱体５４は所定のタイミングで通電加熱されて該加熱
体５４側の熱エネルギーかフィルム５１を介して該フィ
ルムに密着状態の記録材シートＰ側に伝達され、トナー
画像Ｔａは圧接部Ｎを通過していく過程において加熱を
受けて軟化・溶融像Ｔｂとなる。

回動駆動されている定名フィルム５１は断熱材６０の曲
率の大きいエツジ部Ｓにおいて、急角度で走行方向か転
向する。従って、定着フィルム５１と重なった状態て圧
接部Ｎを通過して搬送された記録材シー１〜Ｐは、エツ
ジ部Ｓにおいて定着フィルム５】から曲率分離し、排紙
されてゆく。排紙部へ至る時までに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Ｔｃした状態となっ
ている。

（発明か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装置はＩＦａ題点として
次のようなことが挙げられている。

即ち、加熱体に対してフィルム又はフィルムと記録材シ
ートとを加圧圧接させる加圧機能と、フィルムを移動駆
動させる駆動機能とを夫々別々の加圧機能回転体（必要
な加圧力はこの回転体を加圧することに得る）とフィル
ム駆動機能回転体で行わせる構成のものとした場合には
、加熱体とフィルム駆動機能回転体間のアライメントが
狂った場合に薄膜のフィルムには幅方向への大きな寄り
力が働き、フィルムの端部は折れやシワ等のタメーシを
生じるおそれがある。

またフィルムの駆動部材を兼ねる加圧同転体に加熱体と
の圧接に必要な加圧力をバネ等の押し付けにより加える
場合には該回転体の位置や、該回転体を駆動するための
キヤの位置粒度がだしすらい。

本発明は上述のような問題点を解消したこの種の加熱装
置を提供することを［ｉ的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、 加熱体と、 この加熱体と内面が摺動される耐熱性フィルムと、 前記加熱体との間に前記フィルムを挟み込んでニップ部
を形成し、そのニップ部におけるフィルム外面との間に
導入された、顕画像を支持する記録材をフィルムを介し
て加熱体に圧接させる弾性回転体と、 を有し、該弾性回転体はフィルムを挟んで前記加熱体に
圧接しつつ駆動源により回転駆動されてフィルム内面を
加熱体面に摺動させつつフィルムを所定の速度で記録材
搬送方向へ移動駆動させる回転体であり、 該弾性回転体は回転可能に固定支持され、上記加熱体が
弾性的に加圧されている ことを特徴とする加熱装置 である。

（作　用） （１）フィルムを駆動させ、加熱体を発熱させた状態に
おいて、フィルムを挟んで加熱体と弾性回転体との間に
形成させたニップ部のフィルムと弾性回転体との間上記
録材を顕画像捏持面側をフィルム側にして導入すると、
記録材はフィルム外面に密着してフィルムと一緒にニッ
プ部を移動通過していき、その移動通過過程てニップ部
においてフィルム内面に接している加熱体の熱エネルギ
ーがフィルムを介して記録材に付与され、顕画像を支持
した記録がフィルム加熱方式で加熱処理される。

（２）加熱体にフィルムを圧接させる部材はフィルムを
挟んで加熱体に圧接しつつ駆動源により回転駆動されて
フィルム内面を加熱体面に慴動させつつフィルムを所定
の速度で記録材搬送方向へ移動駆動させる弾性回転体（
フィルムの加圧と駆動の両機能を有するローラ体又はエ
ンドレスベルト体）とすることで、また該弾性回転体は
回転１ｒ丁能に固定支持され、上記加熱体か弾性的に加
圧されていることで、フィルムにかかる寄り力を低減す
ることが可能となると共に、該回転体の位置や該回転体
を駆動するためのギアの位置精度を向上させることがで
き、装置構成が簡略化され、安価で信頼性の高い装置と
することができ、また使用するエンドレスフィルムの全
周長を短いものとすることができる。

（実　施　例） 図面は本発明の一実施例装置（画像加熱定着装置１００
）を示したものである。

（１）装置１００の全体的概略構造 第１図は装置１００の横断面図、第２図は縦断面図、第
３図・第４図は装置の右側面図と左側面図、第５図は要
部の分解斜視図である。

１は板金製の横断面上向きチャンネル（講）形の横長の
装置フレーム（底板）、２・３はこの装置フレーム１の
左右両端部に該フレーム１に体に具備させた左側壁板と
右側壁板、４は装置の上カバーであり、左右の側壁板２
・３の上端部間にはめ込んでその左右端部を夫々左右側
壁板２・３に対してねじ５で固定される。ねじ５をゆる
め外すことで取り外すことが゛てきる。

６・７は左右の各側壁板２・３の略中央部面に対称に形
成した縦方向の切欠き長穴、８・９はその各長穴６・７
の下端部に嵌係合させた左右対の軸受部材である。

１０は後述する加熱体との間でフィルムな挟んでニップ
部を形成し、フィルムを駆動する弾性回転体としてのフ
ィルム加圧ローラ（圧接ローラ、バックアップローラ）
であり、中心軸１１と、この軸に外装したシリコンゴム
等の離型性のよいゴム弾性体からなるローラ部１２とか
らなり、中心軸１１の左右端部を夫々前記左右の軸受部
材８・９に回転自由に軸受支持させである。

１３は、板金製の横長のステーであり、後述するフィル
ム２１の内面ガイド部材と、後述する加熱体１９・断熱
部材２ｏの支持・補強部材を兼ねる。

このステー１３は、横長の平な底面部１４と、この底面
部１４の長子両辺から夫々一連に立ち上がらせて具備さ
せた横断面外向き円弧カーブの前壁板１５と後壁板１６
と、底面部１４の左右両端部から夫々外方へ突出させた
左右へ一対の水平張り出しラグ部１７・１８を有してい
る。

１９は後述する構造（第６図）を有する横長の低熱容量
線状加熱体であり、横長の断熱部材２゜に取付は支持さ
せてあり、この断熱部材２０を加熱体１９側を下向きに
して前記ステー１３の横長底面部１４の下面に並行に一
体に取付は支持させである。

２１はエンドレスの耐熱性フィルムであり、加熱体１９
・断熱部材２０を含むステー１３に外嵌させである。こ
のエンドレスの耐熱性フィルム２１の内周長と、加熱体
１９・断熱部材２０を含むステー１３の外周長はフィル
ム２１の方を例えば３ｍｍはど大きくしてあり、従って
フィルム２１は加熱体１９・断熱部材２０を含むステー
１３に対して周長が余裕をもってルーズに外嵌している
。

２２・２３はフィルム２１を加熱体１９・断熱部材２０
を含むステー１３に外嵌した後にステー１３の左右端部
の各水平張り出しラグ部１７・１８に対して嵌着して取
付は支持させた左右一対のフィルム端部規制フランジ部
材である。後述するように、この左右一対の各フランジ
部材２２・２３の量産の内面２２ａ・２３ａ間の間隔寸
法Ｇ（第８図）はフィルム２１の幅寸法Ｃ（同）よりも
やや大きく設定しである。

２４・２５はその左右−＝対の各フランジ部材２２・２
３の外面から外方へ突出させた水平張り出しラグ部であ
り、前記ステー１３側の外向き水平張り出しラグ部１７
・１８は夫々このフランジ部材２２・２３の１−記水平
張り出しラグ部２４・２５の肉厚内に具備させた差し込
み用穴部に１分に嵌入していて左右の各フランジ部材２
２・２３をしっかりと支持している。

装置の組み立ては、左右の側壁板２・３間から上カバー
４を外した状態において、軸１１の左右端部側に予め左
右の軸受部材８・９を嵌着したフィルム加圧ローラ１０
のその左右の軸受部材８・９を左右側壁板２・３の縦方
向切欠き長穴６・７に上端開放部から嵌係合させて加圧
ローラ１０を左右側壁板２・３間に入れ込み、左右の軸
受部祠８・９か長穴６・７の下端部に受は止められる位
置まで↑−ろす（落し込み式）。

次いて、ステー１３、加熱体１９、断熱部材２０、フィ
ルム２１、左右のフランジ部材２２・２３を図のような
関係に予め組み立てた中間組立て体を、加熱体１９側を
下向きにして、かつ断熱部材２０の左右の外方突出端と
左右のフランジ部材２２・２３の水平張り出しラグ部２
４・２５を夫々左右側壁板２・３の縦方向切欠き長穴６
・７に−１一端開放部から嵌係合させて左右側壁板２・
３間に入れ込み、Ｆ向きの加熱体１９かフィルム２１を
挟んで先に組み込んである加圧ローラ１０の上面に当っ
て受は止められるまで下ろす（落し込み式）。

そして左右側壁板２・３の外側に長穴６・７を通して突
出している、左右の各フランジ部材２２・２３のラグ部
２４・２５の上に夫々コイルばね２６・２７をラグ部上
面に設けた支え凸起て位置決めさせて縦向きにセットし
、上カバー４を、該十カバー４の左右端部側に夫々設け
た外方張り出しラグ部２８・２９を上記セットしたコイ
ルばね２６・２７の上端に夫々対応させて各コイルばね
２６・２７をラグ部２４・２８、２５・２９間に押し縮
めながら、左右の側壁板２・３の上端部間の所定の位置
まで嵌め入れてねし５で左右の側壁板２・３間に固定す
る。

これによりコイルばね２６・２７の押し縮め反力で、ス
テー１３、加熱体１９、断熱部材２０、フィルム２１、
左右のフランジ部材２２・２３の全体が下方へ押圧付勢
されて加熱体１９と加圧ローラ１０とかフィルム２１を
挟んて長手各部略均等に例えば総圧４〜７ｋｇの当接圧
をもって圧接した状態に保持される。

３０・３１は左右の側壁板２・３の外側に長穴６・７を
通して突出している断熱部材２０の左右両端部に夫々嵌
着した、加熱体１９に対する電力供給用の給電コネクタ
である。

３２は装置フレーム１の前面壁に取（ｑけて配設した被
加熱材人ロカイドであり、装置へ導入される被加熱材と
しての顕画像（粉体トナー像）Ｔａを支持する記録材シ
ートＰ（第７図）をフィルム２１を挟んで圧接している
加熱体１９と加圧ローラ１０とのニップ部（加熱定着部
）Ｎのフィルム２１とローラ１０との間に向けて案内す
る。

３３は装置フレーム１の後面壁に取付けて配設した被加
熱打出「１ガイ１＜（分離カイト）であり、上記ニップ
部を通過して出た記録材シートを下側の排出ローラ３４
と上側のどンチコロ３８とのニップ部に案内する。

排出ローラ３４はその軸３５の左右両端部を左右の側壁
板２・３に設けた軸受３６・３７間に回転自由に軸受支
持させである。どンチコロ３８はその＠３９を上カバー
４の後面壁の一部を内側に曲げて形成したフック部４０
に受は入れさせて自重と押しばね４１とにより排出ロー
ラ３４の上面に当接させである。このどンチコロ３８は
排出ローラ３４の回転駆動に従動回転する。

Ｇ１は、右側壁板３から外方へ突出させたローラ軸１１
の右端に固着した第１ギア、Ｇ３はおなしく右側壁板３
から外方へ突出させた排出ローラ軸３５の右端に固着し
た第３キア、Ｇ２は右側壁板３の外面に枢着して設けた
中継キアとしての第２ギアであり、上記の第１ギアＧ１
と第３ギアＧ３とに噛み合っている。

第１ギアＧ１は不図示の駆動源機構の駆動ギアＧＯから
駆動力を受けて加圧ローラ１０が第１図上反時計方向に
回転駆動され、それに連動して第１キアＧ１の回転力が
第２ギアＧ２を介して第３キアＧ３へ伝達されて排出ロ
ーラ３４も第１図上反時計方向に回転駆動される。

（２）動作 エンドレスの耐熱性フィルム２１は非駆動時においては
第６図の要部部分拡大図のように加熱体１９と加圧ロー
ラ１０とのニップ部Ｎに挟まれている部分を除く残余の
大部分の略全周長部分がテンションフリーである。

第１ギアＧ１に駆動源機構の駆動ギアＧＯから駆動か伝
達されて加圧ローラ１０が所定の周速度で第７図上反時
計方向へ回転駆動されると、ニップ部Ｎにおいてフィル
ム２１に回転加圧ローラ１０との摩擦力で送り移動力が
かかり、エンドレスの耐熱性フィルム２１が加圧ローラ
１０の回転周速と略同速度をもってフィルム内面が加熱
体１９面を摺動しつつ時計方向Ａに回動移動駆動される
。

このフィルム２１の駆動状態においてはニップ部Ｎより
もフィルム回動方向上流側のフィルム部分に引き寄せ力
ｆが作用することで、フィルム２１は第７図に実線で示
したようにニップ部Ｎよりもフィルム回動方向上流側で
あって該ニップ部近傍のフィルム内面ガイド部分、即ち
フィルム２１を外嵌したステー１３のフィルム内面ガイ
ドとしての外向き円弧カーブ前面板１５の略下半面部分
に対して接触して慴動を生じながら回動する。

その結果、回動フィルム２１には上記の前面板１５との
接触慴動部の始点部Ｏからフィルム回動方向下流側のニ
ップ部Ｎにかけてのフィルム部分Ｂにテンションが作用
した状態で回動することで、少なくともそのフィルム部
分面、即ちニップ部Ｎの記録材シート進入側近傍のフィ
ルム部分面Ｂ、及びニップ部Ｎのフィルム部分について
のシワの発生が、上記のテンションの作用により防止さ
れる。

そして上記のフィルム駆動と、加熱体１９への通電を行
わせた状態において、人ロガイト３２に案内されて被加
熱材としての未定着トナー像Ｔａを担持した記録材シー
トＰがニップ部Ｎの回動フィルム２１と加圧ローラ１０
との間に像担持面上向きで導入されると記録材シートＰ
はフィルム２１の面に密着してフィルム２１と一緒にニ
ップ部Ｎを移動通過していき、その移動通過過程でニッ
プ部Ｎにおいてフィルム内面に接している加熱体１９の
熱エネルギーがフィルムを介して記録材シートＰに付与
されトナー画像Ｔａは軟化溶融像Ｔｂとなる。

ニップ部Ｎを通過した記録材シートＰはトナー温度がカ
ラス転移点より大なる状態でフィルム２１面から離れて
出［１ガイド３３で排出ローラ３４とどンチコロ３８と
の間に案内されて装置外へ送り出される。記録材シート
Ｐがニップ部Ｎを出てフィルム２１面から離れてＵＦ出
ローラ３４へ至るまでの間に軟化・溶融トナー像Ｔｂは
冷却して同化像化Ｔｃして定着する。

−上記においてニップ部Ｎへ導入された記録材シートＰ
は前述したようにテンションが作用していてシワのない
フィルム部分面に常に対応密着してニップ部Ｎをフィル
ム２１と一緒に移動するのでシワのあるフィルムがニッ
プ部Ｎを通過する事態を生じることによる加熱ムラ・定
着ムラの発生、フィルム面の折れすしを生じない。

フィルム２°１は被駆動時も駆動時もその全周長の一部
Ｎ又はＢ−Ｎにしかテンションが加わらないから、即ち
非駆動時（第６図）においてはフィルム２１はニップ部
Ｎを除く残余の大部分の略全周長部分がテンションフリ
ーであり、駆動時もニップ部Ｎと、そのニップ部Ｎの記
録材シート進入側近傍部のフィルム部分Ｂについてのみ
テンションが作用し残余の大部分の略全周長部分がテン
ションフリーであ−るから、また全体に周長の短いフィ
ルムを使用できるから、フィルム駆動のために必要な駆
動トルクは小さいものとなり、フィルム装置構成、部品
、駆動系構成は簡略化・小型化・低コスト化される。

またフィルム２１の非駆動時（第６図）も駆動時（第７
図）もフィルム２１には上記のように全周長の一＝部Ｎ
又はＢ−Ｎにしかテンションか加わらないので、フィル
ム駆動時にフィルム２１にフィルム幅方向の一方何Ｑ（
第２図）、又は他方側Ｒへの寄り移動を生じても、その
寄り力は小さいものである。

そのためフィルム２１が寄り移動Ｑ又はＲしてその左端
縁が左側フランジ部月２２のフィルム端部規制面として
の量産内面２２ａ、或は右端縁か右側フランジ部材２３
の量産内面２３ａに押し）ゲＩり状態になってもフィル
ム寄り力か小さいからその寄り力に対してフィルムの剛
性か十分に４］ち勝ちフィルム端部か座屈・破損するな
どのダメージを生しない。そしてフィルムの寄り規制７
’−段は本実施例装置のように簡単なフランジ部材２２
・２３で足りるので、この点ても装置構成の簡略化・小
型化・低コスト化かなされ、安価で信頼性の高い装置を
構成できる。

フィルム寄り規制手段としては本実施例装置の場合のフ
ランジ部材２２・２３の他にも、例えばフィルム２１の
端部にエンドレスフィルム周方向に耐熱性樹脂から成る
リブを設け、このリブを規制してもよい 更に、使用フィルム２１としては上記のように寄り力が
低下する分、剛性を低下させることができるので、より
薄肉て熱容量が小さいものを使用して装置のクイックス
タート性を向上させることかできる。

（３）フィルム２１について。

フィルム２１は熱容量を小さくしてクイックスタート性
を向上させるために、フィルム２１の膜厚Ｔは総厚１０
０μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下、２０μｍ以上の
耐熱性・離形性・強度・耐久性等のある単層或は複合層
フィルムを使用できる。

例えば、ポリイミド・ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）　
・ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）４フツ化工ヂレンー
バーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（Ｐ
ＦＡ）　・ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）・
ポリパラバン酸（ＰＰＡ）、或いは複合層フィルム例え
ば２０μｍＪｇのポリイミド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
−ＦＥＰ等のフッ素樹脂・シリコン樹脂等四にはそれに
導電材（力・−ポンブラック・クラファイト・導電性ウ
ィスカなと）を添加した離型性コート層を１０μｍＪソ
に施したものなどである。

（４）加熱体１９・断熱部月２０について。

加熱体１９は前述第１３図例装置の加熱体５４と同様に
、ヒータ基板１９ａ（第６図参照）通電発熱抵抗体（発
熱体）１９ｂ・表面保護層１９ｃ・検温素子１９ｄ等よ
りなる。

ヒータ基板１９ａは耐熱性・絶縁性・低熱容量・高熱伝
導性の部材であり、例えば、厚み１ｍｍ・巾１０ｍｍ・
長さ２４０ｍｍのアルミナ基板である。

発熱体１９ｂはヒータ基板１９ａの下面（フィルム２１
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、ＲｕＯ２等の電
気抵抗材料を厚み約１０μｍ・［１１１〜３ｍｍの線状
もしくは細帯状にスクリーン印刷等により塗工し、その
」二に表面保護層１９ｃとして耐熱ガラスを約１０μｍ
コートしたものである。

検温素子１９ｄは一例としてヒータ基板１９ａの−に面
（発熱体１９ｂ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。低熱容量のサーミスタ
なども使用できる。

本例の加熱体１９の場合は、線状又は細帯状をなす発熱
体１９ｂに対し画像形成スタート信月により所定のタイ
ミングにて通電して発熱体１９ｂを略全長にわたって発
熱させる。

通電はＡＣｌｏｏＶであり、検温素子１−９　ｃの検知
温度に応１ノで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供給電力
を制御している。

加熱体１９はその発熱体１９ｂへの通電により、ヒータ
基板１９ａ・発熱体１９ｂ・表面保護層１９ｃの熱容量
が小さいので加熱体表面が所要の定着温度（例えば１４
０〜２００℃）まで急速に温度上昇する。

そしてこの加熱体１９に接する耐熱性フィルム２１も熱
容量が小さく、加熱体１９側の熱エネルギーが該フィル
ム２１を介して該フィルムに圧接状態の記録材シートＰ
側に効果的に伝達されて画像の加熱定着が実行される。

上記のように加熱体１９と対向するフィルムの表面温度
は短時間にトナーの融点（又は記録材シート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、クイッ
クスタート性に優れ、加熱体１９をあらかじめ昇温させ
ておくいわゆるスタンバイ温調の必要がなく、省エネル
ギーが実現でき、しかも機内昇温も防止できる。

断熱部材２０は加熱体１９を断熱して発熱を有効に使う
ようにするもので、断熱性・高耐熱性を有する、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
熱性樹脂である。

（５）フィルム幅Ｃとニップ長りについて。

第８図の寸法関係図のように、フィルム２１の幅寸法を
Ｃとし、フィルム２１を挟んで加熱体１９と回転体とし
ての加圧ローラ１０の圧接により形成されるニップ長寸
法なりとしたとき、Ｃ＜Ｄの関係構成に設定するのがよ
い。

即ち上記とは逆にＣ≧Ｄの関係構成でローラ１０により
フィルム２１の搬送を行なうと、ニップ長りの領域内の
フィルム部分が受けるフィルム搬送力（圧接力）と、ニ
ップ長りの領域外のフィルム部分が受けるフィルム搬送
力とが、前者のフィルム部分の内面は加熱体１９の面に
接して慴動搬送されるのに対して後者のフィルム部分の
内面は加熱体１９の表面とは材質の異なる断熱部材２０
の面に接して摺動搬送されるので、大きく異なるために
フィルム２１０幅方向両端部分にフィルム搬送過程でシ
ワや折れ等の破損を生じるおそれがある。

これに対してＣ＜Ｄの関係構成に設定することで、フィ
ルム２１の幅方向全長域Ｃの内面が加熱体１９の長さ範
囲り内の面に接して該加熱体表面を摺動して搬送される
のでフィルム幅方向全長域Ｃにおいてフィルム搬送力が
均一化するので上記のようなフィルム端部破損トラブル
が回避される。

また回転体として本実施例で使用した加圧ローラ１０は
シリコンゴム等の弾性に優れたゴム材料製であるので、
加熱されると表面の摩擦係数が変化する。そのため加熱
体１９の発熱体１９ｂに関してその長さ範囲寸法をＥと
したとき、その発熱体１９ｂの長さ範囲Ｅに対応する部
分におけるローラ１０とフィルム２１間の摩擦係数と、
発熱体１９ｂの長さ範囲Ｅの外側に対応する部分におけ
るローラ１０とフィルム２１間の摩擦係数は異なる。

しかし、Ｅ＜Ｃ＜Ｄの寸法関係構成に設定することによ
り、発熱体１９ｂの長さ範囲Ｅとフィルム幅Ｃの差を小
さくすることができるため発熱体１９ｂの長さ範囲Ｅの
内外でのローラ１０とフィルム２１との摩擦係数の違い
がフィルムの搬送に与える影響を小さくすることができ
る。

これによフて、ローラ１０によりフィルム２！を安定に
駆動することが可能となり、フィルム端部の破損を防止
することが可能となる。

フィルム端部規制手段としてのヲランジ部材２２・２３
のフィルム端部規制面２２ａ・２３ａは加圧ローラ１０
の長さ範囲内であり、フィルムが寄り移動してもフィル
ム端部のダメージ防止がなされる。

（６）加圧ローラ１０について。

加熱体１９との間にフィルム２１を挟んでニップ部Ｎを
形成し、またフィルムを駆動する回転体としての加圧ロ
ーラ１０は、例えば、シリコンゴム等の離、型性のよい
ゴム弾性体からなるものてあり、その形状は長手方向に
関してストレート形状ものよりも、第９図（Ａ）又は（
Ｂ）の誇張模型図のように逆クラウン形状、或いは逆ク
ラウン形状でその逆クラウンの端部なカット１２ａした
実質的に逆クラウン形状のものがよい。

逆クラウンの程度ｄはローラ１０の有効長さＨか例えば
２３０ｍｍである場合においてｄ＝１００〜２００μｍ に設定するのがよい。

即ち、ストレート形状の場合は部品精度のバラツキ等に
より加熱体１９とのニップ部Ｎにおいて該ローラにより
フィルム２１に加えられるフィルム幅方向に関する圧力
分布はフィルムの幅方向端部よりも中央部の方が高くな
ることがあった。つまり該ローラによるフィルムの搬送
力はフィルム幅方向端部よりも中央部の方が大きく、フ
ィルム２１には搬送に伴ない搬送力の小さいフィルム部
分が搬送力の大きいフィルム部分へ寄り向う力が働くの
で、フィルム端部側のフィルム部分がフィルム中央部分
へ寄っていきフィルムにシワを発生させることがあり、
更にはニップ部Ｎ上記録材シートＰか導入されたときに
はその記録材シートＰにニップ部搬送通過過程でシワを
発生させることかある。

これに対して加圧ローラ１０を逆クラウンの形状にする
ことによって加熱体１９とのニップ部Ｎにおいて該ロー
ラによりフィルム２１に加えられるフィルム幅方向に関
する圧力分布は上記の場合とは逆にフィルムの幅方向端
部の方が中央部よりも大きくなり、これによりフィルム
２１には中央部から両端側へ向う力が働いて、即ちシワ
のばし作用を受けながらフィルム２１の搬送がなされ、
フィルムのシワを防止できると共に、導入記録材シート
Ｐのシワ発生を防止することが可能である。

回転体としての加圧ローラ１０は本実施例装置のように
加熱体１９との間にフィルム２１を挟んで加熱体１９に
フィルム２１を圧接させると共に、フィルム２１を所定
速度に移動駆動し、フィルム２１との間に被加熱材とし
ての記録材シートＰが導入されたときはその記録材シー
トＰをフィルム２１面に密着させて加熱体１９に圧接さ
せてフィルム２１と共に所定速度に移動駆動させる駆動
部材とすることによりフィルムにかかる寄り力を低減す
ることが可能となると共に、ローラ１０の位置や該ロー
ラを駆動するためのギアの位置粒度を向上させることが
できる。

即ち、加熱体１９に対してフィルム２１又はフィルム２
１と記録材シートＰとを加圧圧接させる加圧機能と、フ
ィルム２１を移動駆動させる駆動機能とを夫々別々の加
圧機能回転体（必要な加圧力はこの回転体を加圧するこ
とにより得る）とフィルム駆動機能回転体で行なわせる
構成のものとした場合には、加熱体１９とフィルム駆動
機能回転体間のアライメントが狂った場合に薄膜のフィ
ルム２１には幅方向への大きな寄り力が働き、フィルム
２１の端部は折れやシワ等のダメージを生じるおそれが
ある。

またフィルムの駆動部材を兼ねる加圧回転体に加熱体１
９との圧接に必要な加圧力をバネ等の押し付けにより加
える場合には該回転体の位置や、該回転体を駆動するた
めのギアの位置精度かたしすらい。

これに対して前記したように、加熱体１９に定着時に必
要な加圧力を加え回転体たる加圧ローラ１０により記録
材シートＰをフィルム２１を介して圧接させると共に、
記録材シートＰとフィルム２１の駆動をも同時に行なわ
せることにより、前記の効果を得ることができると共に
、装置の構成が簡略化され、安価で信頼性の高い装置を
得ることができる。

なお、回転体としてはローラ１０に代えて、第１０図の
ように回動駆動されるエントレスヘル１〜ＩＯＡとする
こともできる。

回転体１０・ＩＯＡにフィルム２１を加熱体１９に圧接
させる機能と、フィルム２１を駆動させる機能を持たせ
る構成は、本実施例装置のようなフィルムテンションフ
リータイプの装置（フィルム２１の少なくとも一部はフ
ィルム非駆動時もフィルム駆動時もテンションが加わら
ない状態にあるもの）、フィルムテンションタイプの装
置（前述第１３図例装置のもののように周長の長いフィ
ルムを常に全周的にテンションを加えて張り状態にして
駆動させるもの）にも、またフィルム寄り規制手段がセ
ンサ・ソレノイド方式、リブ規制方式、フィルム端部（
両側または片側）規制方式等の何れの場合でも、適用し
て同様の作用・効果を得ることができるが、殊にテンシ
ョンフリータイプの装置構成のものに適用して最適であ
る。

（７）記録材シート排出速度について。

ニップ部Ｎに導入された被加熱材としての記録材シート
Ｐの加圧ローラ１０（回転体）による搬送速度、即ち該
ローラ１０の周速度をＶＩＯとし、排出ローラ３４の記
録材シート排出搬送速度、即ち該排出ローラ３４の周速
度なＶ３４としたとき、ＶＩＯ＞Ｖ３４の速度関係に設
定するのかよい。その速度差は数％例えば１〜３％程度
の設定でよい。

装置に導入して使用できる記録材シートＰの最大幅寸法
をＦ（第８図参照）としたとき、フィルム２１の幅寸法
Ｃとの関係において、Ｆ＜Ｃの条件下ではＶＩＯ≦Ｖ３
４となる場合にはニップ部Ｎと排出ローラ３４との両者
間にまたがって搬送されている状態にある記録材シート
Ｐはニップ部Ｎを通過中のシート部分は排出ローラ３４
によって引っ張られる。

このとき、表面に離型性の良いＰＴＦＥ等のコーティン
グかなされているフィルム２１は加圧ローラ１０と同一
速度で搬送されている。

方記録材シートＰには加圧ローラ１０による搬送力の他
に排出ローラ３４による引ワ張り搬送力も加わるため、
加圧ローラ１ｏの周速よりも速い速度で搬送される。つ
まりニップ部Ｎにおいて記録材シートＰとフィルム２１
はスリップする状態を生じ、そのため上記録材シートＰ
がニップ部Ｎを通過している過程で記録材シートＰ上の
未定着トナー像Ｔａ（第７図）もしくは軟化・溶融状態
となったトナー像Ｔｂに乱れを生じさせる可能性かある
。

そこで前記したように加圧ローラ１０の周速度ＶＩＯと
排出ローラ３４の周速度Ｖ３４をＶＩＯ＞Ｖ３４ の関係に設定することで、記録材シートＰとフィルム２
１にはシートＰに排出ローラ３４による引っ張り力が作
用せず加圧ローラ１０の搬送力のみが与えられるので、
シートＰとフィルム２１間のスリップにもとすく上記の
画像乱れの発生を防止することができる。

排出ローラ３４は本実施例では加熱装置１００側に配設
具備させであるが、加熱装置１００を組み込む画像形成
装置等本機側に具備させてもよい。

（８）フィルム端部規制フランジ間隔について。

フィルム端部規制手段としての左右一対のフランジ部材
２２・２３のフィルム端部規制面としての量産内面２２
ａ・２３ａ間の間隔寸法なＧ（第８図）としたとき、フ
ィルム２１の幅寸法Ｃとの関係において、Ｃ＜Ｇの寸法
関係に設定するのがよい。例えばＣを２３０ｍｍとした
ときＧは１〜３ｍｍＮ度大きく設定するのである。

即ち、フィルム２１はニップ部Ｎにおいて例えば２００
℃近い加熱体１９の熱を受けて膨張して寸法Ｃが増加す
る。従って常温時におけるフィルム２１の幅寸法Ｃとフ
ランジ間隔寸法ＧをＣ＝Ｇに設定してフィルム２１の両
端部をフランジ部材２２・２３で規制するようにすると
、装置稼働時には上述したフィルムの熱膨張によりＣ＞
Ｇの状態を生じる。フィルム２１は例えば５０μｍ程度
の薄膜フィルムであるために、Ｃ＞Ｇの状態ではフラン
ジ部材２２・２３のフィルム端部規制面２２ａ・２３ａ
に対するフィルム端部当接圧力（端部圧）が増大してそ
れに耐え切れずに端部折れ・座屈等のダメージを受ける
ことになると共に、フィルム端部圧の増加によりフィル
ム２１の端部とフランジ部材２２・２３のフィルム端部
規制面２２ａ・２３ａ間での摩擦力も増大するためにフ
ィルムの搬送力が低下してしまうことにもなる。

ＣＯＧの寸法関係に設定することによフて、加熱により
フィルム２１か膨・張しても、膨張量以上の隙間（Ｇ−
Ｃ）をフィルム２１の両端部とフランジ部材のフィルム
端部規制面２２ａ・２３ａ間に設けることによりフィル
ム２１の両端部か同時にフランジ部材のフィルム端部規
制面２２ａ・２３ａに当接することはない。

従ってフィルム２１が熱膨張してもフィルム端部圧接力
は増加しないため、フィルム２１の端部タメージを防止
することが可能になると共に、フィルム駆動力も軽減さ
せることができる。

（９）各部層間の摩擦係数関係について。

ａ、フィルム２１の外周面に対するローラ（回転体）１
０表面の摩擦係数をμｍ、 ｂ、フィルム２１の内周面に対する加熱体１９表面の摩
擦係数なμ２、 Ｃ１加熱体１９表面に対するローラ１０表面の摩擦係数
なμ３、 ｄ、被加熱材としての記録材シート２表面に対するフィ
ルム２１の外周面の摩擦係数なμ４、ｅ　記録材シート
２表面に対するローラ１０表面の摩擦係数なμ５、 ｆ、装置に導入される記録材シートＰの搬送方向の最大
長さ寸法を２１、 ｇ、装置か画像加熱定着装置として転写式画像形成装置
に組み込まれている場合において画像転写手段部から画
像加熱定着装置としての該装置のニップ部Ｎまでの記録
材シート（転写材）Ｐの搬送路長をρ２、 とする。

而して、μｍとμ２との関係は μｌ〉μ２ の関係構成にする。

νＩＪち、この種のフィルム加熱方式の装置では前記μ
４とμ５との関係はμ４〈μ５と設定されており、また
画像形成装置では前記ｆｌｌ　と℃２との関係はＩｌ、
ｌ　＞１２となっている。

このとき、μｍ≦μ２ては加熱定着手段の断面方向でフ
ィルム２１と記録材シートＰがスリップ（ローラ１０の
周速に対してフィルム２１の搬送速度が遅れる）して、
加熱定着時上記録材シート上のトナー画像が乱されてし
まう。

また、記録材シートＰとフィルム２１か一体でスリップ
（ローラ１０の周速に対してフィルム２１と記録材シー
１〜Ｐの搬送速度が遅れる）した場合には、転写式画像
形成装置の場合では画像転写手段部において記録材シー
ト（転写材）上にトナー画像が転写される際に、やはり
記録材１−のトナー画像が乱されてしまう。

−Ｆ記のようにμｍ〉μ２とすることにより、断面方向
でのローラｌＯに対するフィルム２１と記録材シートＰ
のスリップを防止することができる。

また７フイルム２１の幅寸法Ｃと、回転体としてのロー
ラｌＯの長さ寸法Ｈと、加熱体１９の長さ寸法りに関し
て、Ｃ＜Ｈ，Ｃ＜Ｄという条件において、 μｌ〉μ３ の関係構成にする。

υ１１ち、μｍ≦μ３の関係では加熱定着手段の幅方向
で、フィルム２工とローラ１ｏかスリップし、その結果
フィルム２１と記録材シートＰがスリップし、加熱定着
時上記録材ジートドのトナー画像か乱されてしまう。

上記のようにμｍ〉μ３の関係構成にすることで、幅方
向、特上記録材シートＰの外（１１１Ｉてローラ１０に
対するフィルム２１のスリップを防止することができる
。

このようにμｍ〉μ２、μｌ〉μ３とすることにより、
フィルム２１と記録材シートＰの搬送速度は常にローラ
１０の周速度と同一にすることが可能となり、定着時ま
たは転写時の画像部れを防ｆ１−することができ、μｍ
〉μ２、μｍ〉μ３を同時に実施することにより、ロー
ラ１ｏの周速（−プロセススピード）と、フィルム２１
及び記録材シートＰの搬送速度を常に同一にすることか
り能となり、転写式画像形成装置においては安定した定
着画像を得ることかできる。

（１０）フィルムの寄り制御について。

第１〜１０図の実施例装置のフィルム寄り制御はフィル
ム２１を中にしてその幅方向両端側にフィルム端部規制
用の左右一対のフランジ部材２２・２３を配設してフィ
ルム２１の左右両方向の寄り移動Ｑ−Ｒに対処したもの
であるか（フィルム両側端部規制式）、フィルム片側端
部規制式として次のような構成も有効である。

即ち、フィルムの幅方向への寄り方向は常に左方Ｑか右
方Ｒへの一方方向となるように、例えば、第１１図例装
置のように左右の加圧コイルばね２６・２７の駆動側の
ばね２７の加圧力ｆ２７が非駆動側のばね２６の加圧力
ｆ２６に比べて高くなる（ｆ２７＞ｆ２６）ように設定
することでフィルム２１を常に駆動側である右方Ｒへ寄
り移動するようにしたり、その他、加熱体１９の形状や
ローラ１０の形状を駆動端側と非駆動端側とで変化をつ
けてフィルムの搬送力をコントロールしてフィルムの寄
り方向を常に方向のものとなるようにし、その寄り側の
フィルム端部をその側のフィルム端部の規制部材として
のフランジ部材や、フィルム端部と係合案内部材等の手
段で規制する、つまり第１１図例装置においてフィルム
２１の寄り側Ｒの端部のみを規制部材２７で規制するこ
とにより、フィルムの寄り制御を安定に且つ容易に行な
うことが可能となる。これにより装置か画像加熱定着装
置である場合では常に安定し良好な定着画像を得ること
ができる。

また、エンドレスフィルム２１はニップ部Ｎを形成する
加圧ローラ１０により駆動されているため特別な駆動ロ
ーラは必要としない。

このような作用効果はフィルムに全周的にテンションを
かけて駆動するテンションタイプの装置構成の場合でも
、本実施例装置のようにテンションフリータイプの装置
構成の場合でも同様の効果を得ることができるか、該手
段構成はテンションフリータイプのものに殊に最適なも
のである。

（１１）画像形成装置例 第１２図は第１〜１０図例の画像加熱定着装置１００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転写式電子写真プロセス利用のレ
ーザービームプリンタである。

６０はプロセスカートリッジであり、回転ドラム型の電
子写真感光体（以下、ドラムと記す）６１・帯電器６２
・現像器６３・クリーニング装置６４の４つのプロセス
機器を包含させである。このプロセスカートリッジは装
置の開閉部６５を開けて装置内を開放することで装置内
の所定の位置に対して着脱交換自在である。

画像形成スタート信号によりドラム６１が矢示の時計方
向に回転駆動され、その回転ドラム６１面が帯電器６２
により所定の極性・電位に様帯電され、そのドラムの帯
電処理面に対してレーザースキャナ６６から出力される
、目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応
して変調されたレーザビーム６７による主走査露光がな
されることで、ドラム６１面に目的の画像情報に対応し
た静電潜像が順次に形成されていく。その潜像は次いで
現像器６３でトナー画像として顕画化される。

一方、給紙カセット６８内の記録材シートＰが給紙ロー
ラ６９と分離パット７０との共働で１枚宛分離給送され
、レジストローラ対７１によりトラム６１の回転と同期
取りされてトラム６１とそれに対向圧接している転写ロ
ーラ７２との定着部たる圧接ニップ部７３へ給送され、
該給送記録材シート２面にドラム１面側のトナー画像が
順次に転写されていく。

転写部７３を通った記録材シートＰはドラム６１面から
分離されて、ガイド７４で定着装置１００へ導入され、
前述した該装置１００の動作・作用で未定着トナー画像
の加熱定着が実行されて出ロア５から画像形成物（プリ
ント）として出力される。

転写部７３を通って記録材シートＰか分離されたドラム
６１面はクリーニング装置６４で転写残りトナー等の付
ｒｊ汚染物の除去を受けて繰り返して作像に使用される
。

本発明の加熱装置はト述例の画像形成装置の画像加熱定
着装置としてたけでなく、その他、画像面加熱つや出し
装置、仮定着装置としても効果的に活用することができ
る。

（発明の効果） 以」−のように本発明のフィルム加熱方式の加熱装置は
、加熱体に定着時に必要な加圧力を加え、弾性回転体に
より記録側なフィルムを介して加熱体に圧接させると共
上記録制とフィルムの駆動をも同時に行わせることによ
りフィルムにかかる寄り力を低減することが可能となる
と共に、回転体の位置や回転体を駆動する為のギアの位
置粒度を向上させることができる。

従って本発明によれば、加熱装置の構成が簡略化され、
安価で信頼性の高い加熱装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例装置の横断面図。 第２図は縦断面図。 第３図は右側面図。 第４図は左側面図。 第５図は要部の分解斜視図。 第６図は非駆動時のフィルム状態を示した要部の拡大横
断面図。 第７図は駆動時の同一１−図。 第８図は構成部材の寸法関係図。 第９図（Ａ）・（Ｂ）は夫々回転体としてのローラ１０
の形状例を示した誇張形状図。 第１０図は回転体として回動ヘルドな用いた例を示す図
。 第１１図はフィルム片側端部規制式の装置例の縦断面図
。 第１２図は画像形成装置例の概略構成図。 第１３図はフィルム加熱方式の画像加熱定着装置の公知
例の概略構成図。 １９は加熱体、２１はエンドレスフィルム、１３はステ
ー、１０は回転体としてのローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱体と、 この加熱体と内面が摺動される耐熱性フィルムと、 前記加熱体との間に前記フィルムを挟み込んでニップ部
   を形成し、そのニップ部におけるフィルム外面との間に
   導入された、顕画像を支持する記録材をフィルムを介し
   て加熱体に圧接させる弾性回転体と、 を有し、該弾性回転体はフィルムを挟んで 前記加熱体に圧接しつつ駆動源により回転駆動されてフ
   ィルム内面を加熱体面に摺動させつつフィルムを所定の
   速度で記録材搬送方向へ移動駆動させる回転体であり、 該弾性回転体は回転可能に固定支持され、 上記加熱体が弾性的に加圧されている ことを特徴とする加熱装置。