JPH07181827A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子写真複写機、プリンタ、ファック等の画
像形成装置に使用される画像定着用の加熱装置の開発。 【構成】 筒形状の定着フィルム内に挿通されて、該定
着フィルムを支持する定着フィルムガイドと、この定着
フィルムガイドの母線方向に上記定着フィルムを接圧す
る加圧ローラーを有する加熱装置において、前記定着フ
ィルムガイドもしくは前記加圧ローラーの長手両端部に
与える各々の加圧力Ｆ，Ｆ’を略０．８Ｆ≧Ｆ’とし
た。 【効果】 定着フィルムガイドと、加圧ローラー間で挟
圧回動される定着フィルムの軸方向の移動（片寄り）を
規制することができる。

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、顕画像を支持する転写紙を導入し、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、フィルムを介して転写紙に与える方式（フィルム加
熱方式）の加熱装置に関する。

【０００２】この加熱装置は、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、すなわち電子写真・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転写紙（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・印刷紙等）に形成
したトナーが像を、永久固着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、画像を担持した転写紙を加
熱して表面性を改質（つや出し等）する装置、仮定着処
理する装置に使用できる。

【０００４】

【従来の技術】従来、例えば特開昭６３−３１３１８２
号公報等のように固定支持された加熱体（以下ヒーター
と記す）と、このヒーターに対向圧接しつつ搬送される
耐熱性の定着フィルムと、このフィルムを介して転写紙
をヒーターに密着させる加圧部材を有し、ヒーターの熱
を定着フィルムを介して転写紙へ付与することで転写紙
面に形成担持されている未定着画像を転写紙面上に加熱
定着させる方式、構成の加熱装置が提案されている。

【０００５】図８は、この従来例の加熱装置を示すもの
で、耐熱性定着フィルムとしてエンドレスベルトフィル
ムを使用したテンションレス系の画像加熱定着装置の従
来例を示す。

【０００６】すなわち、８はエンドレスベルト状の薄膜
耐熱性定着フィルムであり、ヒーター１４は前記定着フ
ィルム８を介して加圧部材である加圧ローラー９と所定
の当接圧をもって互いに圧接状態にあり定着ニップを形
成している。また定着フィルム８はテンションフリーの
状態で加圧ローラー９、ヒーター１４及び転写紙との摩
擦力により定着フィルムガイド１０にガイドされつつ走
行する。走行中に発生する定着フィルムの寄りは、定着
フィルム８の長手方向の端部をフランジ１３で規制して
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記テンショ
ンレス系のフィルム加熱装置の場合では、定着フィルム
８の内周長と定着フィルムガイド外周長の差により、回
転走行するフィルムとフィルムを挟みニップを形成する
加熱部材としての加圧ローラー及びヒーターの部品精度
がバラついたり、あるいはヒーターの幅方向で温度分布
が生じたりすることによって、フィルムの搬送力は、そ
の幅方向で不均一となり、図４で後述説明するように定
着フィルム中心軸が定着フィルム支持面１０ａ、フラン
ジ１３に対してα°傾き、方向を限定できないフィルム
の寄りが生じ、またフィルム端部をフランジで規制させ
て、そのようなフィルム寄り移動を規制させようとする
とき、フィルムの膜厚、材質によっては、フィルムに折
れ、シワ及び亀裂現象が見られ、その結果として、画像
加熱定着装置にあっては定着画像の劣化、定着フィルム
の走行不良、耐久寿命の低下、フィルムの寄り規制音の
発生等の欠点があった。

【０００８】また、従来では、定着フィルム内周長と定
着フィルムガイド外周長の差の管理は、部品精度のバラ
つきにより難しく、フィルムの寄り方向の限定及び寄り
移動力を低減することは困難であった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ヒーターと、
該ヒーターに内面を圧接しつつ回転走行する定着フィル
ムと、前記定着フィルムを挟んで前記ヒーターとニップ
部を形成し、そのニップ部において前記定着フィルムと
外面との間に搬送された転写紙を、画像支持面を前記定
着フィルムと一体で搬送する加圧ローラーと前記ヒータ
ーを内部に支持し、前記定着フィルムの内面を長手方向
全域にわたって支持する定着フィルムガイドとを有する
加熱装置において、定着フィルムガイドもしくは前記加
圧ローラーの長手両端部に与える各々の加圧力Ｆ，Ｆ’
を略０．８Ｆ≧Ｆ’としたことにより定着フィルムの寄
り移動方向の限定を可能にしたものである。

【００１０】

【実施例】以下に本発明を図面に示す実施例に基いて詳
細に説明する。

【００１１】〔実施例１〕図１は本発明の実施例である
加熱装置を適用したレーザービームプリンターの一例を
示す主要断面図である。１は所定の周速度で回転される
電子写真感光体（以下ドラムと呼ぶ）である。ドラム１
は回転過程で一次帯電器２により正または負の所定電位
に均一帯電をうけ、次いでレーザースキャナ３によるレ
ーザー走査露光Ｌで目的画像情報の走査書き込みをうけ
る。これによりドラム１上に静電潜像が形成される。潜
像の形成されたドラム１面は、現像装置４によりトナー
Ｔの供給をうけてトナー画像として顕像化される。次い
でトナー画像は転写ローラー５の位置を通過する過程
で、この転写ローラー５とドラム１との間に送られた転
写紙Ｐ面に順次転写されていく。ドラム１から転写紙Ｐ
面への転写は、転写ローラー５により転写媒体（以下こ
れを転写紙と称す）Ｐ面の裏側にトナー画像の荷電極性
と逆極性の帯電がなされることにより行われる。次いで
転写紙Ｐは、転写ローラー５と逆極性の電圧を印加した
除電針６で除電され、ドラム１から分離し、加熱装置７
へ搬送される。加熱装置７では転写紙Ｐ面上のトナーＴ
が加熱溶融され、永久固着像として転写紙Ｐ面に定着さ
れる。

【００１２】図２、図３は本発明の第１の実施例の特徴
を表す定着器７の横断側面図、縦断面図である。同図に
おいて、８はエンドレス形状である耐熱性薄膜フィルム
（以下これを定着フィルムと称す）であって、この定着
フィルム８は、耐熱性、トナー離形性、強靱性を有する
単層定着フィルムあるいは所望の表面処理やラミネート
処理をした複合層フィルムである。例えば耐熱処理をし
た約５０μｍのポリエステル（ＰＥＴ）やポリイミド
（ＰＩ）単層フィルム、あるいは前記フィルム面を更に
４フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）で離形層付与処理した複
合層フィルムなどである。前記定着フィルム８は、エン
ドレスの円筒状であって、その周方向にはニップ部を除
いて張力が働いておらず、加圧ローラー９との摩擦力の
みで回転走行する構成をとっている。

【００１３】つまり定着フィルム８の内面を長手方向全
域にわたって支持する定着フィルムガイド１０により当
接保持されているヒーター１４と、加圧ローラー９と
は、定着フィルム８を挟んで両側の加圧バネ１１ａ，１
１ｂの弾圧力により所定の当接圧（例えばＡ４幅で総圧
３〜８ｋｇ）をもって互いに圧接状態にしてある。この
時、一方の加圧バネ１１ａの加圧力をＦａとし、他方の
加圧バネ１１ｂの加圧力をＦｂとしたとき ０．８Ｆａ≧Ｆｂ になるように設定している。

【００１４】ヒーター１４の表面には蒸着、スパッタリ
ング、ＣＶＤ、スクリーン印刷等で形成されたＴａＳｉ
Ｏ₂ ，銀パラジウム，Ｔａ₂ Ｎ，ＲｕＯ₂ ，ニクロム等
の線状または細帯状の薄膜発熱抵抗部がある。また定着
フィルム８の端部を、装置組み立て時に定着フィルムガ
イド１０の加圧力Ｆａが加わる側の端部に取り付けられ
るフランジ１３により、移動規制することにより、定着
器７の駆動時に生じる定着フィルム８の寄りは、規制さ
れている。１７は加圧ローラー９の軸受を示す。

【００１５】次にその作用について述べる。先ず未定着
トナー画像を転写された転写紙Ｐは、駆動ギア１２で回
転する加圧ローラー９の表面摩擦力により定着フィルム
８とともに定着ニップ部へ搬送された後、少なくともこ
の定着ニップ部内では、加圧バネ１１ａ，１１ｂによる
当接圧によって滑ることなく、定着フィルム８、加圧ロ
ーラー９と同一速度で転写紙Ｐの進行方向へ送られる。
定着ニップ部を通過した後、定着フィルム８と転写紙Ｐ
は引き続き溶融、軟化したトナーＴの粘着力により密着
したまま搬送される。この搬送過程を冷却工程として、
軟化、溶融したトナーＴの熱が放熱され、トナーＴは冷
却固化し、転写紙Ｐ上に永久固着像が形成される。冷却
工程後、定着フィルム８と転写紙Ｐはトナー冷却固化に
より容易に分離し、分離後転写紙Ｐは加熱装置７より排
出される。

【００１６】図４は定着フィルム８の寄り力発生を説明
するための略平面図である。すなわち定着フィルム８の
寄りは、諸部材（特にヒーター、加圧ローラー）の位置
及び単品精度がでていなかったり、あるいはヒーター長
手方向で温度分布が生じてしまうことにより定着フィル
ム８の搬送力が加圧ローラーの長手方向で均一でない場
合及び定着フィルム８の単品精度（膜厚、円筒度等）が
でていない場合に起こるが、その時、定着フィルム８端
部の寄り状態は一様にして図４に示す形態をとる。すな
わち上記要因によって生じる定着フィルム搬送力差が、
定着フィルム内周長と定着フィルムガイド周長差の程度
によって定着フィルム中心軸を定着フィルム支持面１０
ａ、フランジ１３に対して任意の方向でα°傾ける。加
圧ローラーの長手方向に垂直な力（摩擦力）Ｆによって
定着フィルム８は、Ｆｓｉｎα°の力で寄ることにな
る。更にこの時のフィルム寄り方向は任意であり、限定
することはできない。

【００１７】しかしながら本実施例の様に加圧バネ１１
ａ及び１１ｂの加圧力Ｆａ及びＦｂを ０．８Ｆａ≧Ｆｂ に設定することにより以下の効果がある。

【００１８】（イ）定着フィルムガイドの両端部に加わ
る加圧力Ｆａ，Ｆｂを０．８Ｆａ≧Ｆｂとすることで定
着フィルム中心軸と定着フィルムガイドのなす角α°の
方向を限定し、定着フィルムの寄り方向を制御すること
が可能になった。従って定着フィルムの寄り規制は定着
フィルムガイドの片端部のみで行われ、このため定着フ
ィルムの寄り規制部品が削減した。

【００１９】（ロ）定着フィルム端部をカットする際に
生じるバリ、ノッチは従来厳しく管理されてきたが、本
実施例により定着フィルムの寄り方向が制御可能になり
端部のバリ、ノッチ等、加工上の定着フィルム端部損傷
についての制約は緩和されコストダウンの効果もまた十
分にある。

【００２０】〔実施例２〕図５、図６は本発明の第２の
実施例を表す定着器７の横断側面図、縦断面図である。
本実施例は図５の定着器７における点Ａを支点とし、上
ステー１６の点Ｂ、点Ｃ（図６参照）を引張りバネ１５
で引張り、上ステー１６で定着フィルム８の内面を長手
方向全域にわたって支持する定着フィルムガイド１０に
当接したヒーター１４と加圧ローラー９を定着フィルム
８を挟んで、所定の当接圧をもって互いに圧接状態にし
てある。この時、支点Ａから点Ｂまでの距離Ｌｂと、支
点Ａから点Ｃまでの距離Ｌｃは ０．８Ｌｂ≧Ｌｃ になるように設定している。更にこの第２の実施例では
ヒーター長手方向の点Ｂ側の発熱温度Ｈｂと点Ｃ側の発
熱温度Ｈｃは ０．８Ｈｃ≧Ｈｂ になるように設定し、発熱温度Ｈｂから発熱温度Ｈｃ方
向につれて高くなる温度勾配になっていることを特徴と
している（図７参照）。

【００２１】この第２の実施例においても、引張りバネ
１５の作用点Ｂ，Ｃと支点Ａの距離Ｌｂ，Ｌｃを０．８
Ｌｂ≧Ｌｃとすることにより定着フィルム中心軸と定着
フィルムガイドのなす角α°の方向を限定することで第
１の実施例と同様の効果がある。

【００２２】更に本第２の実施例においてはヒーター長
手方向の点Ｂ側の発熱温度Ｈｂと点Ｃ側の発熱温度Ｈｃ
を０．８Ｈｃ≧Ｈｂになるように設定し、発熱温度Ｈｂ
から発熱温度Ｈｃ方向につれて高くなる温度勾配にする
ことによって、ヒーター１４と定着フィルム８を挟んで
できる加圧ローラー９とのニップ幅分布の勾配によって
生じる定着不良を軽減している。すなわち、本第２の実
施例では図７に示す様に定着フィルムガイド１３の両端
部に加えられる加圧力の差によって、点Ｂ側のニップ幅
Ｎｂと点Ｃ側のニップ幅ＮｃとはＮｂ＞Ｎｃになりニッ
プ幅Ｎｂからニップ幅Ｎｃの方向で減少するニップ幅分
布になる。しかしながら上述のようにヒーターの発熱温
度分布とすることにより転写紙Ｐがニップ部通過の際に
与えられる熱量を紙幅方向で均一にし、これにより定着
不良、定着ムラを改善することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明のフィルム加熱方式
の加熱装置は、定着フィルムガイドもしくは前記加圧ロ
ーラーの長手両端部に与える各々の加圧力Ｆ，Ｆ’を ０．８Ｆ≧Ｆ’ と設定することにより定着フィルムの寄り移動方向の限
定を可能にしたものであり、定着フィルムの寄り規制は
定着フィルムガイドの片端部のみで行われ、定着フィル
ムの寄り規制部品が削減され、安定した定着フィルムの
寄りの規制をすることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の一例の構成図

【図２】実施例１の加熱装置（画像加熱定着器）の横断
側面図

【図３】実施例１の加熱装置の縦断面図

【図４】フィルムの寄り力発生を説明するための略平面
図

【図５】実施例２の加熱装置の横断面図

【図６】実施例２の加熱装置の縦断面図

【図７】実施例２の加熱装置の説明図

【図８】従来の加熱装置の要部概略図

【符号の説明】

１…ドラム ２…一次帯電器 ３…スキャナー ４…現像装置 ５…転写ローラー ６…除電針 ７…加熱装置 ８…定着フィル
ム（耐熱性薄膜） ９…加圧ローラー １０…定着フィ
ルムガイド １１…加圧バネ １２…駆動ギア １３…規制部材 １４…ヒーター １５…引張りバネ １６…上ステー １７…軸受け Ｐ…転写紙（転
写媒体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西正史 埼玉県飯能市川寺338−18 (72)発明者 今井 満 埼玉県秩父市下影森6651−１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定の発熱体（以下ヒーターと呼ぶ）と
   前記ヒーターに内面を圧接しつつ回転走行するエンドレ
   ス形状の耐熱性薄膜フィルムと前記耐熱性薄膜フィルム
   を挟んで前記ヒーターとニップ部を形成し、そのニップ
   部において前記耐熱性薄膜フィルムと外面との間に搬送
   された顕画像を支持する転写媒体を、画像支持面を前記
   耐熱性薄膜フィルムと一体で搬送する加圧ローラーと前
   記ヒーターの支持部と、前記耐熱性薄膜フィルムの内面
   を長手方向全域にわたって案内する定着フィルム支持面
   を有する定着フィルムガイドとを有する加熱装置におい
   て、前記定着フィルムガイドもしくは前記加圧ローラー
   の長手両端部に与える各々の加圧力Ｆ，Ｆ’を略０．８
   Ｆ≧Ｆ’としたことを特徴とする前記加熱装置。