JPH0519650A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性フィルム７の内面側と外面側とを挾ま
せて加熱体１と加圧部材１０とを対向配置して加熱ニッ
プ部を形成させ、被加熱部材Ｐを該加熱ニップ部の耐熱
性フィルム７の外面側と加圧部材１０との間に導入して
該被加熱部材Ｐを耐熱性フィルム７の外面に一体密着状
態にさせて耐熱性フィルム７と共に加熱ニップ部を通過
させることで加熱体１の熱を耐熱性フィルム７を介して
被加熱部材Ｐに与える加熱装置において、加熱体１表面
とフィルム７とが摺動する加熱ニップ部でのビビリある
いは異音の発生を防止すること。 【構成】 耐熱性フィルム７の内面側に潤滑剤を供給す
る潤滑剤供給手段１３を備えることを特徴とする加熱装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性フィルムの内面
側と外面側とを挾ませて加熱体と加圧部材とを対向配置
して加熱ニップ部を形成させ、被加熱部材を該加熱ニッ
プ部の耐熱性フィルムの外面側と加圧部材との間に導入
して該被加熱部材を耐熱性フィルムの外面に一体密着状
態にさせて耐熱性フィルムと共に加熱ニップ部を通過さ
せることで加熱体の熱を耐熱性フィルムを介して被加熱
部材に与えるフィルム加熱方式の加熱装置に関する。

【０００２】このフィルム加熱方式の加熱装置は、例え
ば、電子写真複写機・レーザービームプリンター・ファ
クシミリ・マイクロフィルムリーダープリンター・画像
表示装置（ディスプレイ装置）・記録機等の画像形成装
置に組み込む画像加熱定着装置、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）の面に間接（転写）方式もしくは直接
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加熱定着装置として活
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。

【０００４】

【従来の技術】従来、例えば、画像形成装置において、
画像の加熱定着のための記録材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、未定着画像が形成さ
れた記録材を挟持搬送しつつ加熱する熱ローラ方式が多
用されている。

【０００５】しかし、この熱ローラ方式では、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。

【０００６】そこで、最近、上記の欠点を解消するもの
として、前記のようなフィルム加熱方式の加熱装置が提
案（特開昭６３−３１３１８２号公報等）されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】フィルム加熱方式の加
熱装置は例えば画像加熱定着装置として用いて、ウエイ
トタイムが短かい定着が可能となるなどの多くの利点が
あり、時代の要望にあった定着装置となる。

【０００８】しかしながら耐熱性フィルムである定着フ
ィルム及び加圧部材としての加圧ローラ（従動）は回転
駆動するものの、加熱体は固定配置され回転駆動しな
い。従って、加圧ニップ部（定着ニップ部）において加
熱体表面（定着フィルム対向面）と定着フィルムとの摩
擦力は大きく、大きな負荷が生じる。特に加熱以前に於
いては高負荷となり、前記定着ニップ部に於いては定着
フィルムと加熱体表面との間でビビリあるいは異音を生
じるという問題が生じた。

【０００９】本発明はフィルム加熱方式の加熱装置にお
ける上記の問題を解消することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、耐熱性フィル
ムの内面側と外面側とを挾ませて加熱体と加圧部材とを
対向配置して加熱ニップ部を形成させ、被加熱部材を該
加熱ニップ部の耐熱性フィルムの外面側と加圧部材との
間に導入して該被加熱部材を耐熱性フィルムの外面に一
体密着状態にさせて耐熱性フィルムと共に加熱ニップ部
を通過させることで加熱体の熱を耐熱性フィルムを介し
て被加熱部材に与える加熱装置であり、耐熱性フィルム
の内面側に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を備えるこ
とを特徴とする加熱装置、である。

【００１１】

【作用】フィルムの内面に潤滑剤を供給することによ
り、加熱ニップ部の加熱体表面とフイルム内面との摩擦
力が低下して適当なすべり性が付与されるので過負荷が
なくなり（負荷低減）、ビビリあるいは異音の発生が防
止された。

【００１２】

【実施例】

＜実施例１＞（図１〜図３） （１）定着装置の構成 図１は本発明にしたがう定着装置５０の一例の側面図で
ある。

【００１３】７はエンドレスベルト状の定着フィルムで
（耐熱性フィルム）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
た加熱体としての低熱容量線状加熱体１の、該３部材８
・９・１間に懸回張設してある。

【００１４】従動ローラ９はエンドレスベルト状の定着
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、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
面に担持した記録材たる転写材シート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。

【００１５】１０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１２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例えば総圧８〜１２ｋｇの当圧接
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軸１１を中心に回転する。

【００１６】加熱体１はフィルム７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３、通電発熱抵抗体（発熱体）４、検温素子５等
よりなり、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。

【００１７】ヒータ支持体２は加熱体１を定着装置５０
及び画像形成装置全体に対し断熱支持する断熱性・高耐
熱性・剛性を有するもので構成できる。

【００１８】ヒータ基板３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１０ｍｍ
・長さ２４０ｍｍのアルミナ基板である。

【００１９】発熱体４は基板３の下面（フィルム７との
対面側）の略中央部に長手に沿って、例えば、Ａｇ／Ｐ
ｄ（銀パラジウム）、Ｔａ₂ Ｎ等の電気抵抗材料を厚み
約１０μｍ・巾１〜３ｍｍにスクリーン印刷等により塗
工し、その上に表面保護層として耐熱ガラス６を約１０
μｍコートしたものである。

【００２０】検温素子５は一例として基板３の上面（発
熱体４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。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３に当接配置する構成にして
もよい。

【００２１】本例の加熱体１の場合は、線状又は帯状を
なす発熱体４に対し、その長手方向両端部より通電し、
発熱体４を略全長にわたって発熱させる。

【００２２】定着フィルム７は耐熱性・離型性・耐久性
等のある、一般に総厚１００μｍ以下、好ましくは４０
μｍ以下の単層或いは複合層フィルムを使用できる。

【００２３】図２は複合層フィルムの一例の層構成模型
図であり、本例は２層構成フィルムである。７ｂは定着
フィルムの基層（ベースフィルム）としての耐熱層、７
ａは該耐熱層７ｂの外面（トナー画像に対面する側の
面）に積層した離型層である。耐熱層７ｂは例えばポリ
イミド、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）、ポリエーテルイミド
（ＰＥＩ）、ポリパラバン酸（ＰＰＡ）、などの高耐熱
性樹脂フィルムや、Ｎｉ・ＳＵＳ・Ａｌ等の金属など、
強度・耐熱性に優れたものが使用できる。

【００２４】離型層７ａは例えばＰＴＦＥ（ポリテトラ
フルオロエチレン）・ＰＦＡ・ＦＥＰ等のフッ素樹脂、
シリコン樹脂等が好ましい。この離型層７ａにカーボン
ブラック・グラファイト・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７の表面の抵抗
値を下げることもできる。これにより、定着フィルム７
のトナー当接面の帯電を防止できる。

【００２５】耐熱層７ｂに対する離型層７ａの積層形成
は離型層フィルムの接着ラミネート、離型層材料の静電
塗装（コーティング）・蒸着・ＣＶＤ等の成膜技術によ
る積層、耐熱層材料と離型層材料の共押し出しによる２
層フィルム化などで行なうことができる。

【００２６】１３は定着フィルム内面に潤滑剤としての
グリスを供給する潤滑剤供給手段としてのグリス供給ロ
ーラである。該グリス供給ローラ１３は従動回転駆動す
るための回転軸１６、及び従動ローラ９と圧接ニップ部
を形成する弾性を有するシリコンスポンジ層１５、及び
グリス供給ローラの外層を形成しグリスを含浸してなる
ところのフエルト層１４の層構成となっており、不図示
の加圧部材により従動ローラ９に圧接されている。従っ
て、グリス供給ローラ１３のグリスが従動ローラ９を介
して定着フィルム７の内面に供給塗布される。内面にグ
リス塗布された定着フィルムが回動駆動により加熱体１
と加圧ローラ１０との圧接ニップ部に移動していく。

【００２７】ここで、グリス供給ローラ１３ａは従動ロ
ーラ９に対して必ずしも常時圧接している必要はなく、
所定時間のみ圧接すべくソレノイド等により加圧及び解
除する材構構成のものとしてもよい。 （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（不図示）が
画像形成動作して定着装置５０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との圧接
部Ｎ（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回動状態の定着フィル
ム７の下面に密着して面ズレやシワ・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Ｎ間を挟圧力を受けつつ通
過していく。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、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Ｔｂとな
る。

【００２８】定着フィルム７は、支持体２の曲率の大き
い（曲率半径が約２ｍｍ) 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７と重なった状態で圧接部Ｎを通過し
て搬送されたシート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ゆく。
排紙される時までにはトナーは十分冷却固化しシートＰ
に完全に定着した状態（トナー画像Ｔｃ）となってい
る。

【００２９】また、本例において加熱体１のうち発熱体
４及び基板３の熱容量が小さく、かつこれらが支持体２
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１の表面温度は短時間にトナーの融点（又はシート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、加熱体１をあらかじめ昇温させておく（いわゆるス
タンバイ温調）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。

【００３０】そして定着フィルム７の内面には前述した
ようにグリス供給ローラ１３により従動ローラ９を介し
て潤滑剤としてのグリスが塗布される事で、定着ニップ
部における加熱体１の表面とフィルム７の内面との摩擦
力が低下して負荷低減がなされて、ビビリあるいは異音
の発生はなかった。 （３）画像形成装置の例（図３） 図３は前述図１の定着装置５０を用いた画像形成装置の
一例の概略構成を示している。

【００３１】本例の画像形成装置は原稿台固定−光学系
移動型、回転ドラム型、転写式の電子写真複写装置であ
る。

【００３２】固定の原稿台ガラス４０上に原稿４３を所
要に載置し、所要の複写条件を設定した後、コピースタ
ートキーを押すと、感光体ドラム３９が矢示の時計方向
に所定の周速度で回転駆動される。

【００３３】また光源４１（４２は反射笠）と第１ミラ
ー２３が原稿台ガラス２０の下面に沿ってガラス左辺側
のホームポジションからガラス右辺側へ所定の速度Ｖで
往動し、第２ミラー・第３ミラー２４・２５が同方向に
Ｖ／２の速度で往動することで原稿台ガラス４０上の載
置原稿４３の下向き画像面が左辺側から右辺側に照明走
査され、その照明走査光の原稿面反射光が結像レンズ２
９、固定第４〜６ミラー２６・２７・２８を介して回転
感光体ドラム３９面に結像露光（スリット露光）され
る。

【００３４】回転感光体ドラム３９の表面はこの露光前
に１次帯電器３０により正又は負の所定電位に一様に帯
電処理されており、この帯電面に対して上記の露光がな
されることで、ドラム３９面に原稿画像に対応したパタ
ーンの静電潜像が順次に形成されていく。感光ドラム３
９面の形成静電潜像は現像装置３１の現像ローラ３２で
トナー像として顕画される。

【００３５】一方、不図示の給紙手段により記録材とし
ての転写材シートＰが給送され、ガイド３３を通って所
定のタイミングでドラム３９と転写帯電器３４との間の
転写部へ導入されて転写コロナを受けることでドラム３
９に接しドラム３９面側のトナー顕画像がシートＰ面に
順次に転写する。

【００３６】像転写部を通過したシートＰは不図示の分
離手段（例えばドラム端部に配設した分離ベルト）によ
ってドラム３９面から順次に分離され、除電針３５によ
って背面電荷の除電を受け、搬送部３８・ガイド１８で
定着装置５０へ導入され、前述したようにトナー定着を
受け、画像形成物として機外へ排出される。

【００３７】転写後のドラム３９面はクリーニング器３
６のクリーニングブレード３７で残トナー等の汚れが除
去されて清浄面化され、繰り返して像形成に供される。

【００３８】＜実施例２＞（図４） 本実施例は潤滑剤供給手段としてグリスを含浸させたフ
エルト１３Ａを従動ローラ９に圧接させて設けた構成の
ものである。

【００３９】＜実施例３＞（図５） 本実施例は潤滑剤供給手段１３Ｂをフィルム懸回用従動
ローラとグリス供給用ローラに兼用させたものであり、
少なくとも回転軸である芯金９ａと、その外周に設けた
グリス含浸層１３ａ例えばグリス含浸フエルト層から構
成してある。

【００４０】グリス含浸層は特にフエルトの様なグリス
含浸部材でなくとも、例えば、グリス供給ローラの回転
軸表面にグリスが含浸するように表面に凹凸を設けたも
のや、表面を粗したもの等、またフィルム内面にグリス
が含浸する部材を当接させるもの等の構成のものにする
ことができる。

【００４１】

【発明の効果】以上の様に本発明に依れば、フィルム加
熱方式の加熱装置について加熱体表面とフィルムとが摺
動する加熱ニップ部でのビビリあるいは異音の発生を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施例定着装置の構成略図

【図２】 定着フィルムの層構成断面模型図

【図３】 画像形成装置の一例の構成略図

【図４】 第２の実施例定着装置の構成略図

【図５】 第３の実施例定着装置の構成略図

【符号の説明】

１ 加熱体 ３ ヒータ基板 ４ 発熱体（通電発熱抵抗体） ５ 検温素子 ７ 定着フィルム（耐熱性フィルム） １０ 加圧ローラ（加圧部材） １３・１３Ａ・１３ グリス（潤滑剤）供給手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 耐熱性フィルムの内面側と外面側とを挾
   ませて加熱体と加圧部材とを対向配置して加熱ニップ部
   を形成させ、被加熱部材を該加熱ニップ部の耐熱性フィ
   ルムの外面側と加圧部材との間に導入して該被加熱部材
   を耐熱性フィルムの外面に一体密着状態にさせて耐熱性
   フィルムと共に加熱ニップ部を通過させることで加熱体
   の熱を耐熱性フィルムを介して被加熱部材に与える加熱
   装置であり、耐熱性フィルムの内面側に潤滑剤を供給す
   る潤滑剤供給手段を備えることを特徴とする加熱装置。