JPH0736297A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィルム加熱方式の加熱装置において、加熱
体２とフィルム１との密着摺動部の潤滑状態が長期にわ
たって適正・安定に維持されるようにすること、フィル
ム面に対する潤滑剤の過度の付着によるフィルム駆動障
害が発生するのを防止すること。 【構成】 加熱体２と、該加熱体２に密着して移動する
耐熱性フィルム１を有し、このフィルム１を介して被加
熱材Ｐを加熱体２に密着させて加熱体位置を移動させ加
熱体２の熱エネルギーをフィルム１を介して被加熱材Ｐ
に付与するフィルム加熱方式の加熱装置において、加熱
体２を支持固定させた断熱部材７に加熱体２とフィルム
１との密着部を潤滑する潤滑剤３０を保持させたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱体と、該加熱体に
密着して移動する耐熱性フィルムを有し、このフィルム
を介して被加熱材を加熱体に密着させて加熱体位置を移
動させ加熱体の熱エネルギーをフィルムを介して被加熱
材に付与するフィルム加熱方式の加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のようなフィルム加熱方式の加熱装
置は、例えば特開昭６３−３１３１８２号公報・特開平
２−１５７８７８号公報等に提案されており、電子写真
複写機・レーザビームプリンタ・ファクシミリ・マイク
ロフィルムリーダプリンタ・画像表示（ディスプレイ）
装置・記録機等の画像形成装置における画像加熱定着装
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顕
画剤（トナー）を用いて記録材（エレクトロファックス
シート・静電記録シート・転写材シート・印刷紙など）
の面に直接方式もしくは間接（転写）方式で目的の画像
情報に対応した未定着のトナー像を形成担持させ、該ト
ナー画像を該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使用で
きる。

【０００３】また、例えば、画像を担持した記録材を加
熱してつや等の表面性を改質する装置や仮定着処理する
装置などとして使用できる。

【０００４】上記のようなフィルム加熱方式の加熱装置
は、加熱体としてセラミックヒータ等の低熱容量のもの
を用いることができるため、従来の熱ローラ方式等の加
熱装置に比べウエイトタイム短縮化（クイックスタート
性）が可能となり、またクイックスタートが可能となる
ため、使用していないときの予熱が必要なくなり総合的
な意味での省電力化もはかれる。その他、他の加熱方式
の装置の種々の欠点を解決できる等の利点を有し効果的
なものである。

【０００５】フィルム加熱方式の加熱装置において、耐
熱性フィルムは厚さ例えば４０μｍ位の薄肉のもので、
エンドレスフィルムの形態にしてこれを回転移動させて
使用する装置構成にすることもでき、長尺のロール巻の
有端フィルムにしてこれを走行移動させて使用する装置
構成にすることもできる。

【０００６】上記何れの場合でも、加熱体に密着して摺
動移動するフィルムの移動抵抗や駆動トルクの低減化、
フィルムの鳴きやビビリの発生防止等のために、加熱体
表面に潤滑剤として耐熱性フッ素系グリースを予め塗布
しておくことにより加熱体とフィルムとの密着摺動部を
潤滑するようにしている。

【０００７】この場合、加熱体表面に予め塗布するグリ
ースが所定量より少ないと、装置の耐久進行において比
較的短期に加熱体とフィルムとの密着摺動部の摺動抵抗
が上昇し、フィルム駆動トルク等の上昇を生じる。また
フィルムの加熱体側の面に摩耗が生じ、その摩耗粉のた
めにフィルムの正常な駆動が行なえなくなる。

【０００８】このため加熱体の表面に塗布するグリース
量を正確に管理して対応していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、装置の組み立
て時に加熱体表面にグリースを予め適正に塗布しておい
ても、フィルムを移動させると、起動時に、加熱体表面
に適正量に塗布処理してあるグリースがフィルム面に多
量に付着して持ち去られやすく、そのために比較的短期
に潤滑効果の低下を生じやすい。

【００１０】そして耐熱性フィルムが回転エンドレスフ
ィルムである装置の場合、上記のように加熱体表面から
フィルムに多量に付着して持ち去られたグリースがエン
ドレスフィルムの駆動を行なうローラ等の駆動部材に過
度に付着し、その結果、駆動部材とフィルムの間の摩擦
力が低下してフィルムにすべりが生じてフィルムの回転
駆動が円滑に行なわれなくなる事態を生じやすい。

【００１１】そこで本発明はこの種のフィルム加熱方式
の加熱装置において、加熱体とフィルムとの密着摺動部
の潤滑状態が長期にわたって適正・安定に維持されるよ
うにすること、フィルム面に対する潤滑剤の過度の付着
によるフィルム駆動障害が発生するのを防止すること、
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とするフィルム加熱方式の加熱装置である。

【００１３】（１）加熱体と、該加熱体に密着して移動
する耐熱性フィルムを有し、このフィルムを介して被加
熱材を加熱体に密着させて加熱体位置を移動させ加熱体
の熱エネルギーをフィルムを介して被加熱材に付与する
フィルム加熱方式の加熱装置において、加熱体を支持固
定させた断熱部材に加熱体とフィルムとの密着部を潤滑
する潤滑剤を保持させたことを特徴とする加熱装置。

【００１４】（２）加熱体と、該加熱体に密着して移動
する耐熱性フィルムを有し、このフィルムを介して被加
熱材を加熱体に密着させて加熱体位置を移動させ加熱体
の熱エネルギーをフィルムを介して被加熱材に付与する
フィルム加熱方式の加熱装置において、加熱体を支持固
定させた断熱部材の、加熱体とフィルムとの密着摺動部
よりもフィルム移動方向上流側のフィルム接触部位に溝
を有し、この溝に加熱体とフィルムとの密着部を潤滑す
る潤滑剤が充填されていることを特徴とする加熱装置。

【００１５】（３）加熱体と、該加熱体に密着して移動
する耐熱性フィルムを有し、このフィルムを介して被加
熱材を加熱体に密着させて加熱体位置を移動させ加熱体
の熱エネルギーをフィルムを介して被加熱材に付与する
フィルム加熱方式の加熱装置において、加熱体を支持固
定させた断熱部材の、加熱体とフィルムとの密着摺動部
よりもフィルム移動方向上流側の部位にフィルムに接触
させて、加熱体とフィルムとの密着部を潤滑する潤滑剤
を含浸させた潤滑剤保持部材を有することを特徴とする
加熱装置。

【００１６】（４）耐熱性フィルムがエンドレスの回転
フィルムであることを特徴とする（１）乃至（３）の何
れかに記載の加熱装置。

【００１７】（５）未定着画像を担持させた記録材を加
熱して像定着する画像加熱定着装置であることを特徴と
する（１）乃至（４）の何れかに記載の加熱装置。

【００１８】

【作用】所定量の潤滑剤を加熱体の表面に予め塗布して
保有させるのではなく、加熱体を支持固定させた断熱部
材に加熱体とフィルムとの密着部を潤滑する潤滑剤を保
持させることで、該断熱部材に保持の潤滑剤がフィルム
面にフィルム移動過程で段階的に適量塗布されて加熱体
とフィルムとの密着摺動部へ持ちはこばれて該密着摺動
部が潤滑化される。

【００１９】断熱部材に保持させた潤滑材は装置起動時
等にフィルム面に多量付着移行するようなことなく、フ
ィルム面に対して段階的に常に適量の塗布がなされ、過
剰塗布によるフィルムスリップ等の駆動不良を生じるこ
となく、加熱体とフィルムとの密着摺動部の適切な潤滑
化状態及びフィルムの適正移動状態が長期にわたって安
定に維持された。

【００２０】

【実施例】

〈実施例１〉（図１〜図３） （１）画像形成装置例 図１は本発明に係るフィルム加熱方式の加熱装置を画像
加熱定着装置２０として組み込んだ画像形成装置の一例
の概略図である。

【００２１】本例の画像形成装置は原稿台往復動型・回
転ドラム型・転写式の電子写真複写装置である。

【００２２】５０は装置機筐、５１はその装置機筐の上
面板５２上に配設したガラス板等の透明板部材よりなる
往復動型の原稿載置台であり、機筐上面板５２上を図面
上右方ａ・左方ａ´に夫々所定の速度で往復移動駆動さ
れる。

【００２３】Ｏは原稿であり、複写すべき画像面側を下
向きにして原稿載置台５１の上面に所定の載置基準に従
って載置し、その上に原稿圧着板５３をかぶせて押え込
むことによりセットされる。

【００２４】５４は機筐上面板５２面に原稿載置台５１
の往復移動方向とは直角の方向（紙面に垂直の方向）を
長手として開口された原稿照明部としてのスリット開口
部である。

【００２５】原稿載置台５１上に載置セットした原稿０
の下向き画像面は原稿載置台５１の右方ａへの往復移動
過程で右辺側から左辺側にかけて順次にスリット開口部
５４の位置を通過していき、その通過過程でランプ５５
の光Ｌをスリット開口部５４、透明な原稿載置台５１を
通して受けて照明走査される。その照明走査光の原稿面
反射光が短焦点小径結像素子アレイ５６によって感光ド
ラム５７面に結像露光される。

【００２６】感光ドラム５７は例えば酸化亜鉛感光層・
有機半導体感光層等の感光層が被覆処理され、中心支軸
５８を中心に所定の周速度で矢示ｂの時計方向に回転駆
動され、その回転過程で帯電器５９により正極性又は負
極性の一様な帯電処理を受け、その一様帯電面に前記の
原稿画像の結像露光（スリット露光）を受けることによ
り感光ドラム５７面には結像露光した原稿画像に対応し
た静電潜像が順次に形成されていく。

【００２７】この静電潜像は現像器６０により加熱で軟
化溶融する樹脂等より成るトナーにて順次に顕像化さ
れ、該顕像たるトナー画像が転写部としての転写放電器
６１の配設部位へ移行していく。

【００２８】６２は記録材としての転写材シートＰを積
載収納したカセットであり、該カセット内のシートが給
送ローラ６３の回転により１枚宛繰り出し給送され、次
いでレジストローラ６４により、ドラム５７上のトナー
画像形成部の先端が転写放電器６１の部位に到達したと
き転写材シートＰの先端も転写放電器６１と感光ドラム
５７との間位置に丁度到達して両者一致するようにタイ
ミングどりされて同期給送される。そしてその給送シー
トの面に対して転写放電器６１により感光ドラム５７側
のトナー画像が順次に転写されていく。

【００２９】転写部でトナー画像転写を受けたシートは
不図示の分離手段で感光ドラム５７面から順次に分離さ
れて搬送装置６５によって後述する画像加熱定着装置２
０に導かれて担持している未定着トナー画像の加熱定着
処理を受け、画像形成物（コピー）としてガイド６６・
排出ローラ６７を通って機外の排紙トレイ６８上に排出
される。

【００３０】回転転写後の感光ドラム５７の面はクリー
ニング装置６９により転写残りトナー等の付着汚染物の
除去を受けて繰り返して画像形成に使用される。

【００３１】（２）画像加熱定着装置２０ 図２は画像加熱定着装置２０の拡大図である。図３は定
着ニップ部の拡大図である。

【００３２】１はエンドレスベルト状の耐熱性フィルム
（定着フィルム）であり、互いに略並行に配設した駆動
ローラ１１と、テンションローラを兼ねる従動ローラ１
２と、固定の加熱体（ヒータ）２の３部材間に懸回張設
させてある。

【００３３】駆動ローラ１１及び従動ローラ１２はその
両端側を不図示の軸受部に回転自由に保持させてある。
また加熱体２はヒータホルダとしての断熱部材７を介し
て不動部材としての装置ステー８に固定支持させてあ
る。

【００３４】フィルム１は、例えば、厚み２０μｍの耐
熱性フィルム、例えばポリイミド、ポリエーテルイミ
ド、ＰＥＳ、ＰＦＡに少なくとも画像当接面側にＰＴＦ
Ｅ、ＰＦＡ等のフッ素樹脂に導電材を添加した離型層を
１０μｍコートしたものなどである。一般的には総厚１
００μｍ未満、より好ましくは７０μｍ未満にする。

【００３５】１０は加熱体２との間にフィルム１を挟ん
でフィルムを加熱体２の面に総圧４〜１５Ｋｇで圧接す
るシリコンゴム等の離型性のよいゴム弾性層を有する加
圧ローラである。

【００３６】フィルム１は駆動ローラ１１の回転によ
り、少なくとも画像定着実行時は矢示の時計方向に加熱
体２面に密着して該加熱体面を摺動しながら所定の周速
度、即ち画像形成部側から搬送されてくる未定着トナー
画像Ｔを担持した記録材Ｐの搬送速度と略同じ周速度で
シワなく回転駆動される。

【００３７】本例の加熱体２は、 ａ．フィルム１の移動方向に略直交する方向を長手とす
る、Ａｌ₂ Ｏ₃ （アルミナ）、ＡｌＮ、ＳｉＣ等の電気
絶縁性・耐熱性・低熱容量の、例えば厚み１ｍｍ・幅１
０ｍｍ・長さ２４０ｍｍの細長のセラミック基板３と、 ｂ．この基板３の一方面側（表面側）の基板幅方向中央
部に基板長手に沿って、例えば幅１ｍｍの線状あるいは
帯状に塗工等して形成した、発熱源としての銀パラジウ
ム（Ａｇ／Ｐｄ）等の通電発熱体４と、 ｃ．この通電発熱体４の長手方向両端部にそれぞれ導通
させて基板面に形成した給電電極と、 ｄ．基板３の通電発熱体形成面を被覆させた表面保護層
としてのガラス等の電気絶縁性オーバーコート層５と、 ｅ．基板３の他方面側（背面側）にそれぞれ接触させて
設けたサーミスタ等の温度検出素子（検温素子）６、等
よりなる。

【００３８】加熱体２のオーバーコート層５側がフィル
ム接触摺動面側であり、この面側を外部露呈させて加熱
体２をヒーターホルダとしての断熱部材７に耐熱性の両
面テープまたは耐熱性接着剤によって取り付けられてい
る。

【００３９】そしてこの断熱部材７を不動部材としての
ステー７に取り付けてある。該ステー８は加熱体２が加
圧ローラ１０によって加圧力を受けても中央部で大きな
たわみが生じないような材質および構造のものである。

【００４０】加熱体２は通電発熱体４の長手方向両端間
に電圧が印加されて該通電発熱体４が発熱することによ
り昇温する。

【００４１】通電直流１００Ｖの周期２０ｍｓｅｃのパ
ルス状波型で、温度検出素子６によりコントロールされ
た所望の温度とエネルギー放出量に応じたパルスを、そ
のパルス幅を変化させて与える。略パルス幅は０．５〜
５ｍｓｅｃとなる。

【００４２】加熱体２の温度は基板背面の温度検出素子
６で検出されてその検出情報が通電制御回路へフィード
バックされて電源から通電発熱体４への通電が制御され
ることで未定着実行時に温度検出素子６で検出される加
熱体２の温度が所定の温度（定着温度）になるように温
調制御される。

【００４３】通電発熱体４に対する電力供給により加熱
体２が加熱され、またフィルム１が回転駆動されている
状態において、加熱体２と加圧ローラ１０との圧接部で
ある定着ニップ部Ｎの、フィルム１と加圧ローラ１０と
の間に記録材Ｐが導入されることで、該記録材Ｐがフィ
ルム１に密着してフィルムと一緒の重なり状態で定着ニ
ップ部Ｎを通過していく。

【００４４】この定着ニップ部通過過程で加熱体２から
フィルム１を介して記録材Ｐに熱エネルギーが付与され
て記録材Ｐ上の未定着トナー画像Ｔが加熱溶融定着され
る。記録材Ｐは定着ニップ部Ｎ通過後フィルム１から分
離して排出されていく。

【００４５】なお、加圧ローラ１０を回転駆動ローラに
し、該ローラの回転摩擦力でフィルム１を加熱体２面に
密着摺動させながら回転駆動させる構成にすることもで
きる。またフィルム１をロール巻の長尺フィルムにし、
これを繰り出させて加熱体２面に密着走行させる構成に
することもできる。

【００４６】図３において、２１は加熱体２を支持固定
させた断熱部材７の、加熱体２とフィルム１との密着摺
動部よりもフィルム移動方向上流側のフィルムとの接触
部位に設けた溝である。

【００４７】この溝２１は断熱部材の長手方向、即ちフ
ィルム移動方向に直交する方向を長手とするもので、本
例のものは長さ２３０ｍｍ、幅５ｍｍ、深さ３ｍｍであ
る。

【００４８】そしてこの溝２１内に潤滑剤としてフッ素
系耐熱グリース（商品名モリコートＨＰ−３００、ダウ
・コーニング社）３０を約３００ｍｇ充填して保持させ
てある。

【００４９】上記のようにグリース３０を充填保持させ
た溝部２１によりフィルム１の内面にフィルム回転過程
でグリース３０が適量塗布されて加熱体２とフィルム１
との密着摺動部へ持ちはこばれて該密着摺動部が潤滑化
される。

【００５０】このグリース３０を充填保持させた溝部２
１によるフィルム内面へのグリースの塗布は、装置起動
時等にフィルム内面に多量のグリースが付着移行するよ
うなことなく、常に適量の塗布がなされ、フィルム１の
スリップ等の駆動不良を生じることなく、加熱体２とフ
ィルム１との密着摺動部の適切な潤滑化状態及びフィル
ムの適正移動状態が長期にわたって安定に維持された。

【００５１】これに対して上記と同量のグリースを加熱
体２の表面に予め直接塗布して与えて加熱体２とフィル
ム１との密着摺動部の潤滑化を行なわせた場合は装置を
駆動させると、起動時から５〜１０分後に駆動ローラ１
１とフィルム１の間にスリップが生じ、フィルム１の回
転速度は正常時の３０％程度にまでダウンした。

【００５２】これは装置起動時のフィルム回転で、加熱
体とフィルムとの密着摺動部に予めかなり多量に直接塗
布しておいた潤滑剤の内のかなりの量分がフィルム内面
に付着して駆動ローラ１１とフィルム１との間に持ちは
こばれて駆動ローラ１１とフィルム１との摩擦力が低下
したことによる。

【００５３】〈実施例２〉（図４） 本実施例の装置は、図４に示すように、加熱体２を支持
固定させた断熱部材７の、加熱体２とフィルム１との密
着摺動部よりもフィルム移動方向上流側の部位にフィル
ム内面に接触させて、シリコンオイル等の耐熱性潤滑オ
イル３０ａを含浸させた潤滑剤保持部材（オイル塗布部
材）２２を具備させたものである。

【００５４】この潤滑剤保持部材２２はアラミド繊維
（商品名ノーメックス）等の耐熱繊維材であり、断熱部
材７の上記部位に該部材の長手に沿って耐熱性接着剤も
しくは両面テープ２３で接着して取り付けてある。

【００５５】この実施例の場合も、上記の潤滑剤保持部
材２２によりフィルム１の内面にフィルムの回転過程で
潤滑オイル３０ａが適量塗布されて加熱体２とフィルム
１との密着摺動部へ持ちはこばれて該密着摺動部が潤滑
化される。

【００５６】この部材２２によるフィルム１の内面に対
する潤滑オイルの塗布は、装置起動時等にフィルム内面
に多量の潤滑オイルが付着移行するようなことなく、常
に適量の塗布がなされ、装置の耐久初期も耐久後ともフ
ィルム１のスリップ現象を生じることなく、加熱体２と
フィルム１との密着摺動部の適切な潤滑化状態及びフィ
ルムの適正移動状態が長期にわたって安定に維持され
た。

【００５７】〈実施例３〉（図５・図６） 本実施例は上記の実施例２の装置において潤滑剤保持部
材（オイル塗布部材）２２の端部を同材質で延長２２ａ
してその延長端部をオイルパン２４に収容させた潤滑オ
イルとしてのシリコンオイル３０ａに浸漬させたもので
ある。

【００５８】パン２４内のシリコンオイル３０ａは毛管
現象により上記の延長部２２ａを通して潤滑剤保持部材
２２へ自動供給される。

【００５９】パン２４から潤滑剤保持部材２２へのシリ
コンオイル３０ａの、延長部２２ａを介しての毛管現象
による自動供給は、定着装置の熱でシリコンオイル３０
ａの流動性がたかまり、その結果、毛管現象も促進さ
れ、とどこおりなくなされる。

【００６０】潤滑剤保持部材２２にオイルが不足するこ
となく自動補給されるので、加熱体２とフィルム１との
密着摺動部の適切な潤滑化状態及びフィルムの適正移動
状態が実施例２の装置の場合よりも更に長期にわたって
安定に維持される。

【００６１】

【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、加熱体とフィルムとの密着摺動部の潤滑
状態が長期にわたって適正・安定に維持される、フィル
ム面に対する潤滑剤の過度の付着によるフィルム駆動障
害の発生が防止される等の特長を有しており、この種の
加熱装置の改善装置として有効適切である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１における画像形成装置の一例の概略
図

【図２】 画像加熱定着装置としてのフィルム加熱方式
の加熱装置の概略図

【図３】 定着ニップ部の拡大図

【図４】 実施例２の加熱装置の定着ニップ部の拡大図

【図５】 実施例３の加熱装置の概略図

【図６】 定着ニップ部の拡大図

【符号の説明】

１ 耐熱性フィルム ２ 加熱体 ７ 断熱部材（ヒータホルダ） １０ 加圧ローラ Ｐ 被加熱材としての転写材（記録材） ２１ 潤滑剤３０を充填保持させた溝部 ２２ 潤滑剤保持部材（潤滑剤塗布部材） ２４ 潤滑剤としてのシリコンオイル３０ａを収容させ
たパン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱体と、該加熱体に密着して移動する
   耐熱性フィルムを有し、このフィルムを介して被加熱材
   を加熱体に密着させて加熱体位置を移動させ加熱体の熱
   エネルギーをフィルムを介して被加熱材に付与するフィ
   ルム加熱方式の加熱装置において、 加熱体を支持固定させた断熱部材に加熱体とフィルムと
   の密着部を潤滑する潤滑剤を保持させたことを特徴とす
   る加熱装置。
2. 【請求項２】 加熱体と、該加熱体に密着して移動する
   耐熱性フィルムを有し、このフィルムを介して被加熱材
   を加熱体に密着させて加熱体位置を移動させ加熱体の熱
   エネルギーをフィルムを介して被加熱材に付与するフィ
   ルム加熱方式の加熱装置において、 加熱体を支持固定させた断熱部材の、加熱体とフィルム
   との密着摺動部よりもフィルム移動方向上流側のフィル
   ム接触部位に溝を有し、この溝に加熱体とフィルムとの
   密着部を潤滑する潤滑剤が充填されていることを特徴と
   する加熱装置。
3. 【請求項３】 加熱体と、該加熱体に密着して移動する
   耐熱性フィルムを有し、このフィルムを介して被加熱材
   を加熱体に密着させて加熱体位置を移動させ加熱体の熱
   エネルギーをフィルムを介して被加熱材に付与するフィ
   ルム加熱方式の加熱装置において、 加熱体を支持固定させた断熱部材の、加熱体とフィルム
   との密着摺動部よりもフィルム移動方向上流側の部位に
   フィルムに接触させて、加熱体とフィルムとの密着部を
   潤滑する潤滑剤を含浸させた潤滑剤保持部材を有するこ
   とを特徴とする加熱装置。
4. 【請求項４】 耐熱性フィルムがエンドレスの回転フィ
   ルムであることを特徴とする請求項１乃至同３の何れか
   に記載の加熱装置。
5. 【請求項５】 未定着画像を担持させた記録材を加熱し
   て像定着する画像加熱定着装置であることを特徴とする
   請求項１乃至同４の何れかに記載の加熱装置。