JPH052350A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィルム加熱方式の定着装置について、加熱
部Ｎの加熱体２に定着フィルム１を挟ませて圧接部材５
を設けた構成とした場合でも定着フィルム１に大きな寄
り移動力が発生するのを防ぐことで、定着フィルム１の
安定した走行移状態を確保すること、定着フィルム１の
端部座屈や損傷・シワ等の発生を防止すること。 【構成】 圧接部材５はその表面上を自由摺動可能な摺
動フィルム材６を備えていて該摺動フィルム材６を介し
て加熱体２に定着フィルム１または定着フィルム１と記
録材Ｐを挟んで圧接しており、定着フィルム１及び摺動
フィルム材６の移動方向または摺動方向とは直交する方
向の定着フィルム及び摺動フィルム材の両端部側に、該
方向への定着フィルム１及び摺動フィルム材６の寄り移
動を規制する位置規制部材７・７が配置されているこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真装置・静電記録
装置・磁気記録装置等の画像形成装置において電子写真
・静電記録・磁気記録等の適宜の画像形成プロセス手段
により記録材（転写材・感光紙・静電記録シートなど）
の面に形成担持させた未定着画像を記録材面に永久固着
像として定着させる定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真装置等の画像形成装置の
定着装置としては熱ローラ方式の定着装置が最も一般的
に用いられてきた。該定着装置は基本的には加熱ローラ
とそれに圧接する加圧ローラとの一対のローラ間に未定
着画像を形成担持させた記録材を通過させ未定着画像を
記録材面に熱定着させるものであり、未定着画像を構成
している現像剤と加熱ローラとの離型性を高めるために
ローラ表面にフッ素樹脂の離型層を設けたり、オイル塗
布をする等のいわゆるオフセット現象の防止対策が必要
である。

【０００３】しかしながら、熱ローラ方式の定着装置で
は加熱されて溶融状態の現像剤が固体ローラ表面と分離
する過程で現像剤は凝集破壊を起こしやすくオフセット
が発生することは原理的に必然であった。

【０００４】最近、新しい定着方式としてフィルム加熱
方式、すなわち、移動する定着フィルム（シート）の一
面側に加熱体を配して加熱部とし、該定着フィルムの他
面側に記録材をその未定着画像担持面を密着させて定着
フィルムと共に該加熱部を通過させることで加熱体の熱
エネルギーを定着フィルムを介して記録材に付与して未
定着画像を熱溶融させ、該加熱部よりも定着フィルム移
動方向下流側において定着フィルムと記録材とを分離さ
せる構成・方式が開発されている。この方式によれば定
着フィルムとして数１０μｍから１００μｍ程度の肉厚
の薄い熱容量の小さいものを用いることで加熱部を通過
後直ちに放熱による冷却がなされるため固体状態の現像
剤と固体ローラ表面で界面破壊による分離を行なうこと
により原理的にオフセットを防止することが可能であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、定着フ
ィルムは移動駆動したときその移動方向とは直交する方
向に大なり小なり寄り移動運動を生じる。そして加熱部
の加熱体に定着フィルムを挟ませて圧接部材を設けた構
成とした場合には上記の定着フィルムの寄り移動力はよ
り大きいものとなり、この定着フィルムの寄り移動を、
定着フィルムの寄り移動方向両端部側に配設したフラン
ジガイド等の位置規制部材で定着フィルム端部を受けさ
せることで規制する対策だけでは、その定着フィルム寄
り移動力に肉厚の薄い定着フィルムの剛性（腰の強さ）
が抗しきれず、寄り移動で位置規制部材押しつけられた
定着フィルム端部に容易に座屈を生じて定着フィルムに
損傷・シワ等が発生しがちであった。

【０００６】本発明は、フィルム加熱方式の定着装置を
加熱部の加熱体に定着フィルムを挟ませて圧接部材を設
けた構成とした場合でも定着フィルムに大きな寄り移動
力が発生するのを防ぎ、定着フィルムの安定した走行移
状態を確保すること、定着フィルムの端部座屈や損傷・
シワ等の発生を防止することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、移動する定着
フィルムを挟ませて加熱体と圧接部材とを対向させて配
設して加熱部とし、該加熱部の定着フィルムと圧接部材
との間に記録材をその未定着画像担持面を定着フィルム
面側にして導入して定着フィルム面に密着させ定着フィ
ルムと共に該加熱部を通過させることで加熱体の熱エネ
ルギーを定着フィルムを介して記録材に付与して未定着
画像を熱溶融させ、該加熱部よりも定着フィルム移動方
向下流側において定着フィルムと記録材とを分離させる
構成の定着装置において、前記圧接部材はその表面上を
自由摺動可能な摺動フィルム材を備えていて該摺動フィ
ルム材を介して加熱体に定着フィルムまたは定着フィル
ムと記録材を挟んで圧接しており、前記定着フィルム及
び摺動フィルム材の移動方向または摺動方向とは直交す
る方向の定着フィルム及び摺動フィルム材の両端部側
に、該方向への定着フィルム及び摺動フィルム材の寄り
移動を規制する位置規制部材が配置されていることを特
徴とする定着装置である。

【０００８】

【作用】圧接部材に具備させた、該部材の表面上を自由
摺動可能な摺動フィルム材は、定着フィルムの移動、圧
接部材の回転に応じて移動運動を行なうが、軸方向に対
しては定着フィルムと圧接部材の間に発生する応力を緩
和する作用がはたらく。また、定着フィルムが摺動フィ
ルム材の移動中心軸を狂わせるような力を与えた場合に
その力を打ち消すような方向に摺動フィルム材は圧接部
材から力を受ける。そのため定着フィルムは摺動フィル
ム材よりその力を受け取り、定着フィルムの進行方向は
傾き補正がなされて安定化するため、定着フィルムの寄
り移動運動の一因が解消される、あるいは定着フィルム
の寄り移動力が弱まる。

【０００９】即ち圧接部材を摺動フィルム材でカバーし
た構成により、定着フィルムの大きな寄り力が抑えられ
て安定した定着フィルム走行が行なわれる。定着フィル
ムや摺動フィルム材の端部をフランジガイド等の位置規
制部材で受けさせて定着フィルムや摺動フィルム材の寄
り移動を規制するようにしても、定着フィルムや摺動フ
ィルム材の端部が位置規制部材に強く押し付けられるこ
とがなくなり該端部の座屈や損傷のおそれはない。

【００１０】

【実施例】

＜実施例１＞（図１〜図３） 図１は本発明の一実施例定着装置の概略構成を示す横断
側面図、図２は正面図である。１は定着フィルムであ
り、本実施例装置ではエンドレスベルト型の耐熱性フィ
ルム（以下、ベルトと記す）である。このベルト１は低
熱容量線状加熱体（発熱ヒータ）２、駆動ローラ３、従
動ローラ４の３部材間に懸回張設してあり、ローラ３・
４による駆動とテンションにより矢示の反時計方向に所
定のプロセススピード（周速度）をもってシワなく回動
駆動される。

【００１１】５は加熱体２の下面にベルト１を挟ませて
圧接させた圧接部材としての圧接ローラであり、この圧
接ローラ５の外側には摺動フィルム材として、圧接ロー
ラ５の外径よりも内径を大きくしたチューブ状のフィル
ム（以下、ロールフィルムと記す）６を遊嵌させてあ
り、圧接ローラ５はこの遊嵌ロールフィルム６を介して
ベルト１の下面に圧接している。ベルト１とロールフィ
ルム６を挾んだ加熱体２と圧接ローラ５との圧接ニップ
部が加熱部Ｎである。

【００１２】ベルト１は一例として厚み２０μｍの耐熱
フィルム、例えばポリイミド・ポリエーテルイミド・Ｐ
ＥＳ・ＰＦＡ等の耐熱フィルムの少なくとも画像当接面
側にＰＴＦＥ・ＰＡＦ等のフッ素樹脂に導電材を添加し
た離型層を１０μｍコートしたものである。該ベルトは
一般的には総厚１００μｍ、より好ましくは４０μｍ未
満のものである。

【００１３】低熱容量線状加熱体２は装置に固定支持さ
せてあり、一例として厚み１．０ｍｍ・巾１０ｍｍ・長
さ２４０ｍｍのアルミナ基板に抵抗材料（通電発熱体）
を巾１．０ｍｍに塗工したもので、その抵抗材料に長手
方向両端より通電される。通電はＤＣ１００Ｖの周期２
０ｍｓｅｃのパルス状波形で検温素子（サーミスタ）２
ａの抵抗値変化に基づき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。略パルス巾は０．５ｍｓｅｃ〜５ｍｓ
ｅｃとなる。この様に加熱体２はエネルギー・温度制御
される。

【００１４】圧接ローラ５はシリコンゴム等の離型性の
良いゴム弾性層を有するローラであり、総圧４〜７ｋｇ
でロールフィルム６・ベルト１を挟んで加熱体２を圧接
し該フィルム６・ベルト１と圧接回転する。

【００１５】摺動フィルムとしてのロールフィルム６は
数１０μｍ〜１００μｍ厚程度の表面滑性の高いＰＦＡ
・ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂、ＰＩ等の薄肉チューブ体
であり、これを遊嵌させたシリコンゴム製等の圧接ロー
ラ５の表面との間で摺動性を有すると同時にベルト１と
の間にも摺動性を有する。

【００１６】７・７は、ベルト１及びロールフィルム６
の移動方向または摺動方向とは直交する方向のベルト１
及びロールフィルム６の両端部側に配置した、該方向へ
のベルト１及びロールフィルム６の寄り移動を規制する
位置規制部材としての左右一対のフランジガイドであ
る。この左右一対のフランジガイド７・７はＰＴＦＥ等
の滑性の高い部材であり、ベルト１及びロールフィルム
６の走行位置を若干ゆとりを持たせて配設してベルト１
・フィルム６の寄り移動を規制させている。

【００１７】不図示の画像形成部（Ａ）側から定着装置
へ搬送された、上面に未定着画像（トナー画像）を担持
した記録材Ｐはガイド板８に案内されて加熱部Ｎである
加熱体２と圧接ローラ５との圧接ニップ部のベルト１と
ロールフィルム６との間に進入して画像担持面がベルト
１の下面に密着して該ベルト１と一緒に加熱部Ｎを通過
していく。この通過過程で未定着画像は加熱体２の熱エ
ネルギーをベルト１を介して受けて加熱溶融される。圧
接ローラ５は記録材Ｐをロールフィルム６を介して背面
から押圧して記録材Ｐの画像担持面をベルト１を介して
加熱体２に圧接させて熱接触を高めるとともに、ローラ
自身の蓄熱により記録材背面側から加熱する作用も有し
ている。

【００１８】加熱部Ｎを通過した記録材Ｐはベルト１の
面に密着したまま該ベルト１の回動と一緒に搬送されて
分離部Ｂとしての従動ローラ４の位置へ至り、このロー
ラ４の位置でベルト１がローラ４に沿って進路転向する
ことで該ベルト１と記録材Ｐとは曲率分離する。ベルト
１から分離した記録材Ｐは搬送手段９・ガイド板１０で
排紙部等へ送られる。

【００１９】上記の加熱部Ｎと分離部Ｂとの間のベルト
・記録材移動パス部をベルト・記録材冷却部として、加
熱部Ｎを通過した互いに密着しているベルトと記録材と
が自然冷却される。該冷却部に送風冷却手段等を配設し
て強制冷却を行なってもよい。そして分離部Ｂへ至るま
でに記録材Ｐとベルト１とが分離可能温度以下（トナー
のオフセット温度領域より低い温度）に冷却されて分離
部Ｂにおいてオフセットなしに記録材Ｐとベルト１との
分離がなされて高画質で安定した定着プロセスがなさ
れ、オフセット防止用のオイルを塗布するための大容量
のオイル容器やウェーブ巻取システムを必要とせず、装
置の小型化・低コスト化が可能となる。

【００２０】圧接ローラ５に遊嵌のロールフィルム６は
ベルト１の回動移動、圧接ローラ５の回転に応じて周方
向に回転運動を行なうが、軸方向に対してはベルト１と
圧接ローラ５の間に発生する応力を緩和する作用がはた
らく。

【００２１】また、ベルト１がロールフィルム６の回転
中心軸を狂わせるような力を与えた場合にその力を打ち
消すような方向にロールフィルム６は圧接ローラ５から
力を受ける。そのためベルト１はロールフィルム６より
その力を受け取り、ベルト１の進行方向は傾き補正がな
されて安定化するため、ベルト１の寄り移動運動の一因
が解消される、あるいはベルト１の寄り移動力が弱ま
る。

【００２２】図３の（ａ）・（ｂ）によりこの作用をい
ま少し具体的に説明する。通常ベルト１が正しく直進し
ていれば、（ａ）図のようにロールフィルム６の回転軸
は圧接ローラ５の回転軸と平行になっている。斜線部は
加熱体２と圧接ローラ５との圧接部である加熱部Ｎにお
けるベルト１とロールフィルム６との相互圧接ニップ部
を表わしている。

【００２３】ベルト１の進行方向が傾いてそれに追随し
てロールフィルム６の回転軸が圧接ローラ５の回転軸に
対して傾いた場合の状態は（ｂ）のごとくである。この
とき、ａおよびｂの位置においてロールフィルム６と圧
接ローラ５の接触性が高まるためにロールフィルム６に
は白抜き矢印で示したようなトルクが各位置ａ・ｂに強
くかかるためにロールフィルム６は圧接ローラ５より傾
き補正の力を受ける。この力はロールフィルム６を介し
て接するベルト１にも伝えられるためベルト１の進行方
向の傾きも結果として補正作用を受ける。

【００２４】このようにして圧接ローラ５がベルト１に
対してこれまでの機構で与えていた寄り力は解消された
ばかりか、さらにベルト１の走行安定化機能を持たせる
ことが可能となった。

【００２５】ベルト１の駆動軸は駆動ローラ３のみであ
り、圧接ローラ５からは上記の説明のように寄り力はは
たらかず、加熱体２及び金属表面の従動ローラ４はベル
ト１に対して摺動性を有するためにこれらからの寄り力
ははたらかない。圧接ローラ５、ロールフィルム６より
ベルト１の進行は安定化の作用を受けるため寄りは防止
される。

【００２６】したがって、フランジガイド７・７にベル
ト１・ロールフィルム６の縁が強く突き当たることはな
く、フランジガイド７・７はごくわずかの力でベルト１
とロールフィルム６の走行位置を規制するために、ベル
ト１やロールフィルム６の端部がフランジガイド７に強
く押し付けられることによる座屈や損傷のおそれはな
い。即ち、圧接部材としての圧接ローラ５を摺動フィル
ム材としてのロールフィルム６でカバーした構成により
圧接ローラのみの構成でこれまで発生していた大きな寄
り力は抑えられ、安定したベルト走行が行なわれ、ベル
ト端部の損傷は防止される。

【００２７】以上の作用効果は画像形成装置の前回転・
後回転等の非通紙時のみでなく、通紙中にも記録材を介
してはたらく。

【００２８】＜実施例２＞（図４） 本実施例は加熱体として線状または面状の発熱ヒータの
代りに、内部にハロゲンランプ２ｂを有する熱ローラ２
Ａを用いた定着装置である。機能的には上述実施例１の
ものと全く同様である。

【００２９】＜実施例３＞（図５） 本実施例はロールフィルム６内にもう一つ従動ローラ５
ａを加えて該ロールフィルム６のゆるみの度合を該従動
ローラ５ａの位置を調節することで調整して最適なベル
ト走行の安定化を行なうようにしたものである。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、フィルム
加熱方式の定着装置について、加熱部の加熱体に定着フ
ィルムを挟ませて圧接部材を設けた構成とした場合でも
定着フィルムに大きな寄り移動力が発生するのを防ぐこ
とができで、したがって定着フィルムの安定した走行移
動状態を確保すること、定着フィルムの端部座屈や損傷
・シワ等の発生を防止すること、が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例装置の概略構成を示した横断側面
図

【図２】 正面図

【図３】 （ａ）・（ｂ）は作用説明図

【図４】 第２実施例装置の概略構成を示した横断側面
図

【図５】 第３実施例装置の概略構成を示した横断側面
図

【符号の説明】

１ ベルト（定着フィルム） ２ 加熱体 ５ 圧接ローラ（圧接部材） ６ ロールフィルム（摺動フィルム材） Ｎ 加熱部 Ｂ 分離部 Ｐ 記録材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 移動する定着フィルムを挟ませて加熱体
   と圧接部材とを対向させて配設して加熱部とし、該加熱
   部の定着フィルムと圧接部材との間に記録材をその未定
   着画像担持面を定着フィルム面側にして導入して定着フ
   ィルム面に密着させ定着フィルムと共に該加熱部を通過
   させることで加熱体の熱エネルギーを定着フィルムを介
   して記録材に付与して未定着画像を熱溶融させ、該加熱
   部よりも定着フィルム移動方向下流側において定着フィ
   ルムと記録材とを分離させる構成の定着装置において、
   前記圧接部材はその表面上を自由摺動可能な摺動フィル
   ム材を備えていて該摺動フィルム材を介して加熱体に定
   着フィルムまたは定着フィルムと記録材を挟んで圧接
   し、前記定着フィルム及び摺動フィルム材の移動方向ま
   たは摺動方向とは直交する方向の定着フィルム及び摺動
   フィルム材の両端部側に、該方向への定着フィルム及び
   摺動フィルム材の寄り移動を規制する位置規制部材が配
   置されていることを特徴とする定着装置。