JPH07191561A

JPH07191561A - 定着装置

Info

Publication number: JPH07191561A
Application number: JP34798793A
Authority: JP
Inventors: Jiro Futagawa; 次郎二川; Hirohisa Sawada; 宏久沢田; Shigeo Miura; 滋夫三浦
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-07-28

Abstract

(57)【要約】【目的】フィルム定着装置ではヒーターホルダー、ヒ
ーターホルダーの補強部材を通じて、ヒーターの熱が逃
げニップ６側へ加える熱の熱効率が悪く、温度分布も不
均一であるのを改善する。【構成】加圧ローラー５で押圧されるフィルム４の内
側に配したヒーター１とヒーターホルダー２の間に空気
又はフエルト等の断熱層１８を設けて熱効率を向上し、
立上げを早くし、断熱層１８のヒーター１の長手方向に
ついての形状、材料を変化してヒーター１の温度分布を
一定になるようにした。又、ヒーターホルダー２、補強
部材７の間に断熱層１９を設けると一層断熱の効果が大
きくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、プリンター、フ
ァクシミリ等の画像形成装置に用いられ、記録材上の未
定着画像を加熱定着する定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４、図５は従来におけるこの種の定着
装置であり、図５において発熱体であるセラミックヒー
ター１は保持部材であるヒーターホルダー２に嵌め合せ
られ、セラミックヒーター１はヒーターホルダー２の面
３に熱硬化性の接着剤で接着されている。

【０００３】また、図４においてヒーター１によって加
熱される無端のベルト状フィルム４の材料は耐熱性の高
いＰＩ（ポリイミド）製である。

【０００４】このフィルム４は加圧ローラ５とヒーター
１に挟み込まれた形でヒーター１に向って加圧ローラー
５により押圧されニップ６を形成している。加圧ローラ
ー５が図示矢印方向に回転することによってフィルム４
はフィルムガイド１１の回りを図示矢印方向に移動する
ようになっている。さらに、前記ヒーターホルダー２の
裏面に板金製の補強部材７が、ヒーターホルダー２と面
接触する形で補強部材取付面８に接合している。ヒータ
ーホルダー２と補強部材７の締結は図６のように小ねじ
１４によって行われている。ヒーターホルダー２、補強
部材７はフィルム４の幅方向両側に突出した部分で不図
示の定着装置枠に固定されている。上記構成で、記録紙
９が上流側から搬送されてくると入口ガイド１０によっ
てガイドされながらニップ６に搬送される。

【０００５】この時前記定着フィルム４は定着フィルム
４の内周側に設けられたフィルムガイド１１によってガ
イドされながら加圧ローラー５によって回転されてお
り、記録紙９がニップ６に入るとヒーター１によりフィ
ルム４を介して加熱され加圧ローラー５によって加圧さ
れて定着が行われる。その後記録紙９は、排紙ガイド１
２によってガイドされながら、排紙ローラー１３に導か
れ、同ローラーによって装置外へ排出され図示しない排
紙トレー上に積載される。

【０００６】ここで、ヒーター１とヒーターホルダー２
及び、ヒーターホルダー２と補強部材７の接合面につい
て説明するとヒーターホルダー２は、耐熱性の高い液晶
ポリマーを用いており、図５、図６に示すように、ヒー
ター取付面３及び補強部材取付面８は長手方向に一様に
フラットであり、浮きがないように面３に接着剤でヒー
ター１が固定され、面８には、補強部材７を挿通して小
ねじ１４をヒーターホルダー２に植込んだねじ締付用イ
ンサート１５にねじ込むことによって補強部材７が固定
されている。

【０００７】なお補強部材７は加圧ローラー５によるヒ
ーターホルダー２のたわみ防止及びクリープ変形防止の
ため設けられており、板金にコの字曲げを行い強化して
ある。

【０００８】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら上記
従来例では、ヒーター１を加熱すると、ヒーター１がニ
ップ６部を加熱すると同時に面３を介して熱伝導により
ヒーターホルダー２に熱が逃げてしまう。定着装置の機
能としてはニップ６部を加熱すればよく、ヒーターホル
ダー２に伝わる熱は大きなエネルギー損失となる。この
ため立上げに時間がかかり画像形成装置に用いた場合１
枚目のプリント（ファーストプリント）に時間がかか
る。また同様に補強部材７に対してもヒーターホルダー
２を通して面８を介して熱が伝導されてしまい、特に補
強部材が金属製である場合樹脂モールドよりもはるかに
熱伝導率が高くまた一度吸収した熱の放熱も大きいた
め、ニップ部に加わるエネルギーが減少し効率が悪い。

【０００９】一般に定着部では加圧ローラ５によって大
きな加圧力を加えられることが多く、その加圧力により
撓みが発生し、ニップ６部が長手方向についてニップ幅
が変化する。これを防止するために補強部材が設けら
れ、補強部材もその剛性の高さから板金や軸、管などの
金属が使用されることが多い。

【００１０】しかるに、上記のようなヒーターホルダ
ー、補強部材への熱伝導による加熱効率の悪さが問題と
なる場合が多い。

【００１１】上記のように加熱効率が悪くニップ６部を
暖める熱量が少ないと、温度がニップ部において上りき
らず定着不良が発生する。また、逆にニップの温度を規
定温度に上げるために、記録開始まで立上げ時間をかけ
ることで対応すると１枚目の記録に長い時間を要する結
果となり、プリントを待つユーザーに対し不利益とな
る。

【００１２】また、立上げ時間を短くするため、ヒータ
ー１による加熱量をより多くする必要があり、この場合
設定温度の上限側を高くすることも行われるがこの場合
周囲部品の耐熱性が問題となり熱変形、ヒーター１と定
着フィルム４の間の摺動性の悪化が発生し、耐久性に問
題である。

【００１３】さらに、より多くの電力を消費するため電
源、消費電力のコスト上昇となる。また本従来例におい
て、このヒーターホルダー２は、補強部材７を取付ける
ためにヒーターホルダー２に金属性のねじ締結用インサ
ート１５が３個所埋め込まれている。

【００１４】このインサート１５があることにより、他
の場所よりも多くヒーター１の熱を奪うため長手方向熱
分布にムラがでてしまう。

【００１５】そのため定着させるとこのインサート１５
の部分のみ定着不良、濃度ムラが発生することとなり画
質が低下する。

【００１６】本発明の目的は無端フィルムをヒーターと
加圧部材で加圧し、無端フィルムと加圧部材間に記録材
を通過させる定着装置における熱効率を改善することに
より、ランニングコストの低減、周辺部材の熱変形の防
止を計ることにある。

【００１７】本発明の他の目的は上記において、更に記
録材へ加わる熱の温度分布の均一化を計ることにより、
定着ムラ、濃度ムラを改善することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は電
子写真プロセスによって画像を形成し、熱と圧力によっ
てトナーを記録材に固着させる定着装置において、前記
定着装置は加熱体、及びこの加熱体を固定する保持部材
と、さらに前記加熱体により加熱される無端のベルト状
の定着フィルムと、この定着フィルムと記録材を加熱体
に向けて押圧して、ニップを形成し、該フィルムと記録
材を挟持搬送する加圧部材とを有し、前記加熱体と保持
部材との接触部に断熱層を設けたことを特徴とする定着
装置である。

【００１９】本発明の第２の発明は前記保持部材の変形
を防止するための補強部材を有し、この補強部材と保持
部材との接触部に断熱層を設けたことを特徴とする第１
の発明に記載の定着装置である。

【００２０】本発明の第３の発明は前記定着装置におい
て、断熱層の形状、断熱層を占める物質の組合せ等でも
って断熱層の断熱能力の分布を変化してニップ長手方向
の熱分布を均一化させるための補正手段とすることを特
徴とする第１又は第２の発明に記載の定着装置である。

【００２１】本発明の第４の発明は前記保持部材は添加
剤を加えた樹脂又は発泡した樹脂、或は断熱性ある添加
剤を加え且つ発泡した樹脂等の断熱材料よりなることを
特徴とする第１から第３の発明の何れか１つに記載の定
着装置である。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。

【００２３】「実施例１」図１は本発明における実施例
１の縦断面図、図２、図３はヒーター１及び補強部材７
の取付部の詳細を示す斜視図である。

【００２４】尚、図１、図２、図３の装置において図
４、図５、図６と同一部材には同一符号を付して説明を
省略する。

【００２５】本実施例においては、ヒーター１とヒータ
ーホルダー２の間を、ヒーターホルダー２に設けた取付
面３となる取付リブ３ａで浮かせ、両者の間に断熱層１
８として空気が入るように構成されている。

【００２６】また、同様に、ヒーターホルダー２と補強
部材７の間も取付面８となる取付リブ８ａをヒーターホ
ルダー２に設け空気の断熱層１９が設けられている。

【００２７】このようにすることによりヒーター１が発
熱するとヒーターホルダー２及び補強部材７には取付リ
ブ３ａ，８ａを通してしか熱が伝導されずその他の部分
は空気の断熱層１８，１９があるため、熱がほとんど伝
わらず、ほとんどヒーター１の熱エネルギーがニップ６
側へ供給される。

【００２８】その結果、ニップ部の温度は素早く上昇
し、定着性も安定し、かつ消費エネルギーも減少する。

【００２９】また、この場合空気を断熱層として用いる
ためコスト的にも従来例と差異はない。

【００３０】さらに、図２，３の符号１６，１７で範囲
を示すように、本実施例では前述の熱分布ムラの原因と
なっていたインサート１５の周囲は取付面となる取付リ
ブ３ａ及び取付リブ８ａも除去している。

【００３１】このように取付リブ３ａ，８ａをカットし
て取付リブ３ａ，８ａを通じての熱伝導をなくして、取
付リブ３ａ，８ａのある部分よりも熱伝導を減らし、イ
ンサート１５を付けたことによるニップ部の温度低下を
補正している。

【００３２】その結果、インサート１５がある場合でも
定着ムラ、濃度ムラが発生しないようにしている。

【００３３】本実施例では図２に示すようにヒータ１は
電気絶縁性と耐熱性がある取付板２２に一体的に薄板の
発熱抵抗体２０を取り付けてある。ヒーターの発熱抵抗
体２０は、取付面短手方向の中央付近の位置２１にあ
る。

【００３４】この場合の断熱層１８，１９は、発熱抵抗
体２０と重なるようにするか又は覆うように形成すると
よい。つまり発熱抵抗体２０のある位置２１の裏面には
取付面となる取付リブ３ａ，８ａを設けない方が良い。

【００３５】セラミックヒーター１は発熱すると当然発
熱抵抗体２０を中心に発熱をはじめるため当然その付近
が一番温度が高くなり、したがってその付近の断熱性を
高めることがより効率的となる。

【００３６】本実施例１では、補強部材７は板金である
が、軸、管等でも良く、モールド等にブラス粉等の添加
剤を加えたものでもよい。

【００３７】「実施例２」実施例１では断熱層１８，１
９を空気としているが実施例２ではたとえば耐熱性繊維
で作られたフェルト等のシート材を用いてもよい。また
断熱層１８，１９を設けるほか、ホルダー２の樹脂自体
に断熱性がある添加剤を加え又は発泡などを行い、或は
断熱性がある添加剤を加え且つ発泡して断熱効力を得て
もよい。

【００３８】「実施例３」実施例１では、熱分布ムラの
補正手段として、リブをカットしているが、本実施例３
ではたとえば、断熱層をニップ部で低温となる部分以外
は、設けず、ニップ部が低温となる部分のみ凹部をホル
ダー２の取付面３又は８、或は取付面３及び８に設け、
ホルダー２をヒーター１、補強部材７と接触しないよう
にする。要は、ニップ部の温度分布のムラのある部分を
断熱の程度を変化させることによって補正すればよい。

【００３９】「実施例４」断熱層の断熱能力（熱伝導）
の分布は実施例１においては断熱層の形状変化によって
得ているが、断熱能力の分布は部分的に断熱材料（空気
を含む）の分布或は種類を変えて行うようにしてもよ
い。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の第１の発
明によれば加熱体と保持部材間に断熱層を設けることに
よりニップ部への加熱効率が向上しニップ部の温度上昇
が早く温度が安定し、ファーストプリント時間が短縮さ
れさらには、定着性も向上する。

【００４１】また供給する電力も減少し、ランニングコ
ストが低下すると同時に放熱も少なく、周囲の材料の熱
変形、摺動性の低下等が防止でき耐久性が向上する。

【００４２】本発明の第２の発明によれば第１の発明に
おいて保持部材と補強部材間に断熱層を設けることによ
り、補強部材への伝熱が減少し、第１の発明の効果を更
に高めることができる。

【００４３】本発明の第３の発明は第１又は第２の発明
において、上記断熱層を長手方向の温度分布ムラに応じ
て変化させることによって、熱分布ムラが補正でき、定
着ムラ、濃度ムラを改善できる。

【００４４】本発明の第４の発明は第１から第３の発明
において、保持部材を断熱材料としたため、熱効率を一
層向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における実施例の縦断面図である。

【図２】実施例におけるヒーター貼付部の斜視図であ
る。

【図３】実施例における補強板取付部の斜視図である。

【図４】従来例の縦断面図である。

【図５】従来例におけるヒーター貼付部の斜視図であ
る。

【図６】従来例における補強板取付部の斜視図である。

【符号の説明】

１セラミックヒーター３ヒーター取付面４フィルム５加圧ローラー６ニップ７補強部材８補強部材取付面９記録材１４固定ネジ１５ネジ締結用インサート１６ヒーター取付側リブカット領域１７補強部材取付側リブカット領域１８ヒーター取付側断熱層１９補強部材取付側断熱層２０セラミックヒーター発熱抵抗体２１抵抗体領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真プロセスによって画像を形成
し、熱と圧力によってトナーを記録材に固着させる定着
装置において、前記定着装置は加熱体、及びこの加熱体
を固定する保持部材と、さらに前記加熱体により加熱さ
れる無端のベルト状の定着フィルムと、この定着フィル
ムと記録材を加熱体に向けて押圧して、ニップを形成
し、該フィルムと記録材を挟持搬送する加圧部材とを有
し、前記加熱体と保持部材との接触部に断熱層を設けた
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記保持部材の変形を防止するための補
強部材を有し、この補強部材と保持部材との接触部に断
熱層を設けたことを特徴とする請求項１に記載の定着装
置。
【請求項３】前記定着装置において、断熱層の形状、
断熱層を占める物質の組合せ等でもって断熱層の断熱能
力の分布を変化してニップ長手方向の熱分布を均一化さ
せるための補正手段とすることを特徴とする請求項１又
は２に記載の定着装置。
【請求項４】前記保持部材は添加剤を加えた樹脂又は
発泡した樹脂、或は断熱性ある添加剤を加え且つ発泡し
た樹脂等の断熱材料よりなることを特徴とする請求項１
から３の何れか１つに記載の定着装置。