JPH07219368A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発熱体を備えた定着装置において、発熱体の
給電部と電源供給部材との接触を発熱体を損傷すること
なく確実に行う。 【構成】 通電発熱層１４と対向する側からコンタクト
板１００が発熱層１４に接近して接触するように締結手
段１００ａ、１０１を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱溶融性のトナーを
用いて記録材上に画像を形成し、これを加熱定着処理す
る画像形成装置の定着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術で対象とするフィルム加熱方
式の定着装置は、熱ローラ定着方式やその他に知られて
いるベルト定着方式、フラッシュ定着方式、オーブン定
着方式等の熱定着式装置との対比において、第１に、低
熱容量線状加熱体を用いることができるため、省電力
化、ウエイトタイム短縮化（クイックスタート性）にな
り、第２に、定着点と分離点が別々に設定できるため、
オフセットも防止されるという利点がある。

【０００３】前記フィルム加熱方式の定着装置は、たと
えば、特開昭６３−３１３１８２号公報に記載されてい
る定着装置等がこれに属し、薄肉耐熱性の定着フィルム
と、フィルムの移動駆動手段と、フィルムを中にしてそ
の一方面側に加熱体に対向して配置され、加熱体に対し
てフィルムを介して画像定着す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、フィルムは少なくとも
画像定着実行時は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同一速度で走行
移動させて走行移動フィルムを挟んで加熱体と加圧部材
との圧接で形成される定着ニップ部を通過させることに
より記録材の顕画像担持面をフィルムを介して加熱体で
加熱して顕画像に熱エネルギーを付与して軟化溶融せし
め、ついでフィルムと記録材を離間させるか、あるいは
トナーが冷却固化したのちにフィルムと記録材を離間さ
せることを基体とする加熱装置である。

【０００４】このようなフィルム加熱方式の定着装置
は、記録材の移動通過方向と交差する方向を長手とする
通電発熱層を有し、通電発熱層の長手両端部の通電用電
極間に電圧が印加されることで、発熱層の有効全長域の
各部が単位長さ当たりの所定の発熱量をもって発熱す
る。

【０００５】この発熱層の有効全長域は、定着装置を組
み込んだ画像形成装置に供給して使用できる最大サイズ
記録材の幅（最大幅、最大サイズ幅）に対応した長さを
有している。この通電発熱層の長手両端の通電用電極に
電圧を印加するための電源供給コードまたは端子部分と
の結合はコードを直接半田付けする方法や板状のばねを
利用したコネクタによる方法を採用していた。

【０００６】

【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、前記加熱体の給電部と電源供給用電線と
の結合方法に問題があった。

【０００７】すなわち、給電部に電線あるいは端子部材
等を直接半田付け溶接する方法においては、（１）発熱
層給電部はアルミナ基板上に極めて薄く塗工されたもの
に過ぎないため、アルミナ基板との結合力は強いもので
はなく、このため電線等を十分な強度で結合、保持する
ことが困難である、（２）加熱体の温度変動サイクルで
の熱応力疲労がさけられず、長期の使用状態での信頼性
に欠ける、という問題点があった。

【０００８】また、端子部材等を付勢部材により給電部
へ押接することで電気的導通を確保するコネクタ方法に
おいては、（３）加熱体の発熱による温度上昇により付
勢部材との付勢力が変動したりさらに十分な圧接力が確
保されないと接点抵抗が上昇しこの接点部で自己発熱を
生じ、さらにこの給電部の温度上昇につながってしま
う、（４）コネクタの抜き差しによって、付勢部材が発
熱層給電部を損傷させる危険性がある、という問題点が
あった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、通電により発熱する給電部を備えた発熱体
と、この発熱体の給電部に着脱可能で発熱体に電力を供
給するための電源供給部材と、を有し、上記発熱体から
の熱により未定着トナーを記録材に定着する定着装置に
おいて、上記電源供給部材を上記発熱体の給電部に装着
する際、この給電部と対向する側から上記電源供給部材
を給電部に接触させるための締結手段を有することを特
徴とするものである。

【００１０】

【実施例】図４は本発明の第１実施例の定着装置を使用
している画像形成装置の断面図である。

【００１１】図４において、２は固定の原稿台ガラスで
あり、その上面に原稿０を複写すべき画像面を下向きに
して所定の載置基準に従って載置し、その上に原稿台カ
バー３をかぶせることでセットする。

【００１２】複写スタート信号により、回転ドラム型の
感光体６が矢印で示されている時計方向に所定の周速度
（プロセススピード）をもって回転駆動され、帯電器３
０により感光体周面が所定の電位に均一帯電処理され
る。

【００１３】また結像光学系の移動照明ランプ１、移動
第１ミラー１ａが所定の速度Ｖにて、また移動第２ミラ
ー１ｂ、移動第３ミラー１ｃが速度Ｖ／２にて、原稿台
ガラス２の左辺側から右辺側へ往動駆動されてセットさ
れた原稿０の下向き画像面が左辺側から右辺側に順次に
光学走査され、その走査原稿画像が結像レンズ１ｄ、固
定第４ミラー１ｅ、固定第５ミラー１ｆ、固定第６ミラ
ー１ｇを介して、前記帯電器３０で帯電処理された感光
体６の面に結像露光されることで、感光体６の周面に原
稿画像に対応した静電潜像が順次に形成されていく。

【００１４】その潜像は、ついで、現像器４により、加
熱で軟化溶融する樹脂等からなるトナー（現像剤）によ
り順次に顕像化される。そして、その顕画トナー像は、
第１の給紙カセット部３１または第２の給紙カセット部
３２から、もしくは手差し給紙手段３３の使用により装
置内へ１枚ずつ給送され、対のレジストローラ３４によ
り所定のタイミングで感光体６と転写分離帯電器５との
間の転写部へ給送された記録材としての転写材シートの
面に順次転写されていく。

【００１５】像転写を受けた転写材シートは搬送装置３
６で定着装置７へ導入されることで像定着処理を受けて
画像形成物（コピー）として排紙ローラ３７で機外へ排
出（片面複写モードの場合）される。

【００１６】両面または多重複写モードの場合は定着装
置７を出た片面複写済みもしくは第１回複写済みの転写
材シートが再搬送シートバス機構部３８に導入されて、
転写部へ表裏反転されてもしくは表裏反転されずに再給
送されることにより両面または多重複写が実行される。

【００１７】像転写後の感光体６はクリーニング装置３
５でクリーニングを受けて清浄化され、繰り返して画像
形成に供される。

【００１８】図５は図４の定着装置７を拡大して示した
断面図である。

【００１９】図５において、９はエンドレスベルト状の
定着フィルムであり、左側の駆動ローラ８と右側の従動
ローラ１１と、これら両ローラ８、１１間の下方に固定
支持されて配設した低熱容量線状の加熱体１２と、駆動
ローラ８の下方に配設したガイドローラ８ａとの、互い
に並行な該４部材８、１１、１２、８ａ間に懸回張設し
てある。

【００２０】従動ローラ１１は定着フィルム９のテンシ
ョンローラを兼ねさせてあり、定着フィルム９は駆動ロ
ーラ８の時計方向の回転駆動に伴い、時計方向に所定の
周速度をもって、皺や蛇行、速度遅れなく回動駆動させ
る。

【００２１】１７は加圧部材としての、シリコンゴム等
の離型性のよいゴム弾性層を有する加圧ローラであり、
定着フィルム９の下行側フィルム部分を加熱体１２との
間に挟ませて加熱体１２の下面に対して付勢手段によ
り、たとえば、総圧４〜７ｋｇの当接圧をもって対向圧
接させてあり、転写材シート１６の搬送方向に順方向の
反時計方向に回転する。

【００２２】定着フィルム９は繰り返してトナー画像の
加熱定着に供されるから、耐熱性、離型性、耐久性にす
ぐれ、一般的には１００μ以下、好ましくは５０μ以下
の薄肉のものを使用する。たとえば、ポリイミド、ポリ
エーテルイミド、ＰＥＳ、ＰＦＡ（４ふっ素化エチレン
−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）
などの耐熱樹脂の単層フィルムあるいは複合層フィル
ム、たとえば、２０μ厚フィルムの少なくとも画像当接
面側にＰＴＦＥ（４ふっ化エチレン樹脂）、ＰＦＡ等の
ふっ素樹脂に導電材を添加した離型性コート層を１０μ
厚に施したものなどである。

【００２３】加熱体１２は、この実施例では、定着フィ
ルム横断方向（定着フィルム９の走行方向に直角な方
向）を長手とする横長の剛性、高耐熱性、断熱性を有す
るヒータ支持体１２ａと、この支持体１２ａの下面側に
下面長手に沿って一体に取り付け保持させた発熱体基板
１３を有している。

【００２４】ヒータ支持体１２ａは加熱体１２の全体強
度を確保する役目をするものであり、たとえば、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）、液晶ポリマ等の高耐熱性樹脂、こ
れらの樹脂とセラミックス、金属、ガラス等との複合材
などで構成できる。

【００２５】発熱体基板１３は耐熱性、かつ、電気絶縁
性を有するもので、一例として、厚み１．０ｍｍ、幅１
０ｍｍ、長さ３４０ｍｍのアルミナ基板である。

【００２６】１４はフィルムと摺動する発熱面を備え通
電により発熱する発熱体としての通電発熱層で、この通
電発熱層１４は、一例として、基板１３のフィルム摺動
側である下面のほぼ中央部分に長手に沿ってＴａ₂Ｎ・
銀パラジウム等の電気抵抗材料を幅１．０ｍｍに塗工
（スクリーン印刷等）して具備させた線状もしくは帯状
の低熱容量の通電発熱層である。

【００２７】１０は温度センサでこれは、通電発熱層１
４を設けた側とは反対側の基板１３面に配置してある。
この実施例では基板１３の温度を加熱体１２の温度とし
て温度センサ１０で検知させている。

【００２８】またこの実施例の場合は、上記の線状もし
くは帯状の発熱層１４に対してその長手両端部から通電
して発熱層全長にわたって発熱させる。通電は、たとえ
ば、直流電源のパルス状波形で、温度センサ１０とマイ
クロコンピュータＭＰＵにより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（駆動パル
ス）を、そのパルス幅を変化させて与える通電制御回路
構成としてある。

【００２９】さらに、この実施例の場合では、定着装置
７よりも転写材シート搬送方向上流側の定着装置寄りに
シートの先端、後端検知センサ（図示せず）を設けてあ
り、該センサのシート検知信号により通電発熱体１４に
対する通電期間をシート１６が定着装置７を通過してい
る必要期間だけに制御している。

【００３０】つぎに、定着実行動作について説明する
と、まず、画像形成スタート信号により画像形成装置が
像形成動作して転写部側から定着装置７へ搬送された未
定着のトナー画像１５を上面に担持した転写材シート１
６の先端が定着装置寄りに配設した前述のセンサ（図示
せず）により検知されると定着フィルム９の回動（また
は走行）が開始され、転写材シート１６はガイド４２に
案内されて加熱体１２と加圧ローラ１７との圧接部（定
着ニップ部）Ｎの定着フィルム９と加圧ローラ１７との
間に進入して、未定着トナー画像面が面移動状態の定着
フィルム９の下面に密着して面ずれや皺、寄りを生じる
ことなく定着フィルム９と一緒の重なり状態で加熱体１
２と加圧ローラ１７の定着ニップ部Ｎを挟圧力を受けつ
つ通過していく。

【００３１】Ｗは加熱体下面部に設けてある通電発熱層
１４の幅寸法であり、発熱層１４は加熱体１２の下面と
加圧ローラ１７の上面との相互圧接幅領域内、すなわ
ち、定着ニップ部Ｎの幅領域内に存在している。

【００３２】転写材シート１６のトナー画像担持面は定
着フィルム面に押圧密着状態で定着ニップ部Ｎを通過し
ていく過程で定着フィルム９を介して発熱層１４の熱を
受け、トナー画像が高温溶融してシート１６の面に軟化
接着化１５ａする。

【００３３】この実施例の場合は、転写材シート１６と
定着フィルム９との分離はシート１６が定着ニップ部Ｎ
を通過して出た時点で行われている。

【００３４】この分離時点において溶融トナー１５ａの
温度は未だトナーのガラス転移点より高温の状態にあ
り、したがって、この分離時点でのシート１６と定着フ
ィルム９との結合力（接着力）は小さいので、該シート
１６は定着フィルム９面へのトナーオフセットをほとん
ど発生することなく、また分離不良で定着フィルム９面
に該シート１６が接着したまま巻き付いてジャムしてし
まうことなく、常にスムーズに分離していく。

【００３５】そして、ガラス転移点より高温の状態にあ
るトナー１５ａは適度なゴム特性を有するので、分離時
のトナー画像面は定着フィルム表面にならうことなく、
適度な凹凸表面性を有したものとなり、この表面性が保
たれて冷却固化するに至るので、定着済みのトナー画像
面には過度の画像光沢が発生しないで、高品位な画質と
なる。

【００３６】定着フィルム９と分離されたシート１６は
ガイド４３で案内されて、図４に示した排紙ローラ３７
へ至る間にガラス転移点より高温のトナー１５ａの温度
が自然降温（自然冷却）してガラス転移点以下の温度に
なって固化１５ｂするに至り、画像定着済みのシートが
出力される。

【００３７】図１は図５の発熱体基板１３の一部を示し
た拡大底面図、図２、図３は図１の切断線Ａ−Ａに沿う
断面図であり、そのうち図２は締結前、図３は締結後を
示したものである。

【００３８】図１乃至図３において、発熱体基板１３は
セラミックヒータでありヒータ支持体１２ａは発熱体基
板１３を保持している。発熱体基板１３のフィルム摺動
面である下面には、通電発熱層１４があり、通電発熱層
１４の両端部（電極部として作用する給電部）１４ａ、
１４ｂには、電源供給部材であるコンタクト板１００が
配置されている。このコンタクト板１００は給電部に対
して着脱可能である。ここでコンタクト板１００の材質
には、耐熱用銅合金等が用いられる。１０２は通電発熱
層端部（給電部）を覆う絶縁物から成るコネクタカバー
である。このコネクタカバー１０２の開口部にはコンタ
クト板１００に接続された電源供給コード１０３が配設
されている。

【００３９】次に図２は、給電部（電極部）に、コンタ
クト板１００、コネクタカバー１０２、電源供給コード
１０３が一体となったコネクタ部１０４を装着したもの
であり、この時通電発熱層１４とコンタクト板１００の
間には、ギャップＬ分のすき間がある。これにより本実
施例は、コネクタ部装着時、つまりコンタクト板を通電
発熱層の長手方向から挿入しても通電発熱層１４とコン
タクト板１００は干渉することがなく薄層である通電発
熱層１４を損傷することを防止できる。

【００４０】装着後は図３の通り、コンタクト板１００
の端部に設けられた締結手段の一部であるタップバーリ
ング部（めねじ）１００ａにこれも締結手段の一部であ
る締結部材としてのビス１０１を締結させることにより
コンタクト板は通電発熱層の対向面側から近づき通電発
熱層１４とコンタクト板１００は確実に接触が行われ
る。

【００４１】これにより本実施例は、コンタクト板と通
電発熱層が接触する場合においても両者が横にずれて摺
動することがないので通電発熱層の損傷を防止すること
ができる。また、加熱体の発熱による温度上昇にも耐え
られ、電気的導通が確保され、またビスによる締結のた
め機械的強度も向上し、外力による圧接力の低下の危険
も防止することが可能である。

【００４２】図６及び図７は他の実施例を示す給電部
（電極部）拡大図でありそれぞれコネクタ装着時、装着
後を示したものである。

【００４３】図より、発熱体基板１３はセラミックヒー
タであり、ヒータ支持体１２ａは発熱体基板１３を保持
し、発熱体基板１３の下面には通電発熱層１４があり、
通電発熱層１４の端部には開閉可能な電源供給部材とし
てのコンタクト板１０５が装着可能となっている。コン
タクト板１０５には電源供給用コード１０３が接続され
ている。そこで図６より、コンタクト板１０５を通電発
熱層１４の端部である給電部に装着する。この時コンタ
クト板の装着方向は、発熱基板１３の長手方向または長
手方向と直交する方向いずれからでも可能である。その
後図７より、コンタクト板１０５の開放部を閉じ、締結
手段の一部であるコンタクト板１０５の溝部１０５ａ、
１０５ｂに沿って柔剛性体から成る締結手段の一部であ
る締結部材としての締結体１０６をスライドさせること
により、締結体１０６が溝部１０５ａ、１０５ｂにはま
り込み固定される。これによりコンタクト板の突起部１
０５ｃが通電発熱層１４に通電発熱層の対向する面側か
ら確実に接触する。

【００４４】これにより本実施例では、給電部に電源供
給用のコンタクト板を装着する場合は一方が開放してい
るため自由な方向から装着でき、かつ、装着時のコンタ
クト板と通電発熱層の干渉が防止でき、さらに装着後に
はコンタクト板が締結されるため確実な接点圧が得ら
れ、これまで問題になった接点部のへたり等を防止する
ことが可能となる。

【００４５】図８及び図９はさらに他の実施例を示す給
電部（電極部）拡大図であり、それぞれコネクタ装着
時、装着後を示したものである。

【００４６】図より、発熱体基板１３はセラミックヒー
タであり、ヒータ支持体１２ａは発熱体基板１３を保持
し、発熱体基板１３の下面に設けられた通電発熱層１４
の端部には開口部１０７ａをもった上部コンタクト板１
０７と突起部１０８ａをもった下部コンタクト板１０８
が装着可能となっている。また下部コンタクト板１０８
の端部には電源供給用コード１０３が接続されている。
そこで図８よりコンタクト板を装着した場合には、電極
部である通電発熱層端部を上下方向からかかえ込む形で
締結手段である上部コンタクト板１０７の開口部１０７
ａと下部コンタクト板１０８の突起部１０８ａを嵌合さ
せる。そのため通電発熱層とコンタクト板は装着時にヒ
ータ長手方向にこすりつけられることもなく、薄層であ
る通電発熱層が損傷することを防止できる。その後図９
より、上部コンタクト板１０７と下部コンタクト板１０
８が嵌合したあとに、下部コンタクト板１０８の突起部
１０８ａをペンチ等で圧接させることにより、確実に二
体のコンタクト板を接触させることができる。これによ
り、加熱体の発熱によるへたり等にも耐え、電気的導通
が確保され、また機械的強度も向上し、外力による圧接
力の低下も防止できる。

【００４７】

【発明の効果】以上、説明した様に本発明によれば、発
熱体給電部の損傷を防止し、給電部と電源供給部材との
接触圧を安定させ、これらの熱変形やへたり等を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である発熱体周辺の底面図。

【図２】図１の装置の締結前のＡ−Ａ断面図。

【図３】図１の装置の締結後のＡ−Ａ断面図。

【図４】本発明を適用した定着装置を具備した画像形成
装置を示す図。

【図５】図４の定着装置を示す図。

【図６】本発明の他の実施例である締結前の発熱体周辺
を示す図。

【図７】図６の装置の締結後の状態を示す図。

【図８】本発明のさらに他の実施例である締結前の発熱
体周辺を示す図。

【図９】図８の装置の締結後の状態を示す図。

【符号の説明】

１４ 通電発熱層 １００ コンタクト板 １００ａ タップバーリング部 １０１ ビス １０５ａ、１０５ｂ 溝 １０６ 締結体 １０７ａ 開口部 １０８ａ 突起

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通電により発熱する給電部を備えた発熱
   体と、この発熱体の給電部に着脱可能で発熱体に電力を
   供給するための電源供給部材と、を有し、上記発熱体か
   らの熱により未定着トナーを記録材に定着する定着装置
   において、 上記電源供給部材を上記発熱体の給電部に装着する際、
   この給電部と対向する側から上記電源供給部材を給電部
   に接触させるための締結手段を有することを特徴とする
   定着装置。