JPH08202193A

JPH08202193A - 定着装置

Info

Publication number: JPH08202193A
Application number: JP2450895A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Okubo; 正晴大久保
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-01-20
Filing date: 1995-01-20
Publication date: 1996-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】本出願に係る第１の発明は、転写材端部の波
打ちを防止することのできる定着装置を提供することを
目的としている。【構成】定着ローラー２１に配設されたハロゲンラン
プ３５のヒーター部３８発熱部である巻線部の端部を、
転写材１４の端部から３〜６ｍｍ程度の位置に設定する
ことで、定着ローラー２１端部の温度の中央部との差Δ
Ｔを、１０〜２０℃にすることができ、転写材１４の端
部の波打ちを大幅に少なくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザービームプリン
ター（以後、ＬＢＰとする）やＬＥＤプリンターに用い
る熱定着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＬＢＰや複写機等では、紙等にト
ナーを定着するために、熱を利用する熱定着装置を使用
するのが殆どである。これは、保存性が優れており、低
速機から高速機まで対応できること、トナーの選択の幅
が広いこと等のメリットが多いためである。

【０００３】この熱定着装置の中では、特に熱ローラー
方式の定着装置とフィルム方式の定着装置が広く使われ
ている。特に、ウェイトタイムを早くしたい場合、フィ
ルム方式の定着装置が使われることが多い。

【０００４】フィルム方式の定着装置は、セラミック基
板状に厚膜ヒータを形成し、このセラッミク基板と転写
材の裏側にはバックアップ用の弾性ローラーを配置した
ものである。フィルム方式の定着装置の特徴は、ウェイ
トタイムが短いので、転写材が来た時のみ、ヒータへの
電源を入れればいいことである。

【０００５】また、熱ローラー方式の定着装置でもウェ
イトタイムを早くすることが、市場で求められている。
この熱ローラー方式の定着装置の画像面側のローラーに
は、金属パイプの表面に３０〜１００μｍのふっ素樹脂
のチューブを被覆したものや、ふっ素樹脂のコーティン
グを施したものが使われており、ふっ樹脂の中でも、反
転現像系には、離型性が良いＰＦＡ樹脂が使われる場合
が多く、ウェイトタイムを短縮するために、０．８〜
１．５ｍｍの厚みの薄い金属パイプを使用することが多
い。

【０００６】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、熱
ローラー方式の定着装置とフィルム方式の定着装置のい
ずれでも、転写材の端部（転写材の「こば」から５ｍｍ
程度）が波を打つ場合がある。転写材の端部が波を打つ
と、書類を揃えた時に見栄えが悪くなったり、複写機の
自動原稿送り機（ＡＤＦ）に入れると、紙詰まり（ジャ
ム）が発生することがある。

【０００７】転写材の端部が波を打つ理由は、熱ローラ
ー方式の定着装置とフィルム方式の定着装置のいずれで
も、ローラーが軸方向に鼓状（逆クラウン）になってお
り、転写材を両端方向に引っ張っている力が働くからで
ある。転写材を両端方向に引っ張っていると、転写材の
端部が伸びることで、転写材の端部が波を打つことにな
る。

【０００８】これに加えて、転写材の漉目が横目では、
送り方向の左右端部が伸び易く、波打ちがより顕著にな
る。別の要因として、定着装置の温度が高いと、左右端
部が伸び易くなり、波打ちがより悪くなる。

【０００９】本出願に係る第１の発明は、上記問題点を
解決し、転写材端部の波打ちを防止することのできる定
着装置を提供することを目的としている。

【００１０】また、本出願に係る第２の発明は、特にフ
ィルム方式の定着装置において転写材端部の波打ちを防
止することのできる定着装置を提供することを目的とし
ている。

【００１１】さらに、本出願に係る第３の発明は、特に
ローラー方式の定着装置において転写材端部の波打ちを
防止することのできる定着装置を提供することを目的と
している。

【００１２】また、本出願に係る第４の発明は、定着不
良を発生させることなく、転写材の波打ちを防止するこ
とのできる定着装置を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本出願に係る第１の発明
によれば、上記目的は、加熱部材を有し転写材を挟持搬
送することにより転写材上にトナーを加熱定着する定着
装置において、上記加熱部材の加熱領域は、挟持搬送さ
れる転写材の幅よりも狭い範囲に設定されていることに
より達成される。

【００１４】また、本出願に係る第２の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明において、加熱部材は、薄
いフィルムを介して加圧部材と圧接するように配設され
ており、該圧接部にて転写材を挟持搬送して加熱するこ
とにより達成される。

【００１５】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、上記目的は、上記第１の発明において、加熱部材
は、薄い金属ローラー内部に設けられており、該金属ロ
ーラーには加圧ローラーが圧接するように配設され、該
圧接部にて転写材を挟持搬送して加熱することにより達
成される。

【００１６】また、本出願に係る第４の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明ないし第３の発明のいずれ
かにおいて、加熱領域の両端部は、それぞれ転写材の両
端部から５ｍｍ離れた位置に設定されていることにより
達成される。

【００１７】

【作用】本出願に係る第１の発明によれば、加熱部材を
有し転写材を挟持搬送することにより転写材上にトナー
を加熱定着する定着装置において、上記加熱部材の加熱
領域は、挟持搬送される転写材の幅よりも狭い範囲に設
定されているので、転写材の端部を加熱する部分の温度
は、中央部を加熱する温度よりも低く、転写材の波打ち
を発生させない。

【００１８】また、本出願に係る第２の発明によれば、
加熱部材は、薄いフィルムを介して加圧部材と圧接する
ように配設されており、該圧接部にて転写材を挟持搬送
して加熱するが、加熱部材の加熱領域は、挟持搬送され
る転写材の幅よりも狭い範囲に設定されているので、転
写材の端部を加熱する部分の温度は、中央部を加熱する
温度よりも低く、転写材の波打ちを発生させない。

【００１９】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、加熱部材は、薄い金属ローラー内部に設けられてお
り、該金属ローラーには加圧ローラーが圧接するように
配設され、該圧接部にて転写材を挟持搬送して加熱する
が、加熱部材の加熱領域は、挟持搬送される転写材の幅
よりも狭い範囲に設定されているので、転写材の端部を
加熱する部分の温度は、中央部を加熱する温度よりも低
く、転写材の波打ちを発生させない。

【００２０】また、本出願に係る第４の発明によれば、
上記第１の発明ないし第３の発明のいずれかにおいて、
加熱領域の両端部は、それぞれ転写材の両端部から５ｍ
ｍ離れた位置に設定されているので、転写材の端部を加
熱する部分の温度は中央部を加熱する部分の温度よりも
１０℃〜２０℃低くなり、定着不良を発生させることな
く、転写材の波打ちを抑える。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００２２】（第１の実施例）図１にレーザービームプ
リンタ（ＬＢＰ）の概略構成を示す。図中１は、画像情
報に応じて発信されるレーザー光を、照射及び走査する
光学手段と走査手段を有したスキャナユニットである。
１０は、主たる画像形成手段を内蔵したプロセスカード
リッジであって、像保持部材の感光ドラム３、半導電性
のゴムからなるローラー帯電器４、トナー６を感光ドラ
ム３上に現像する現像器５、及び廃トナーを感光ドラム
３上から除去するクリーナー８等から構成されている。

【００２３】プロセスカードリッジ１０内の感光ドラム
３は、矢印の方向に回転しており、ローラー帯電器４に
よりその表面を一様に帯電された後、スキャナユニット
１で発信されたレーザー光を、ミラー２を介して感光ド
ラム３に照射され、静電潜像を形成する。この静電潜像
は、現像器５によりトナーが供給され、トナー像として
可視像化される。

【００２４】一方、給紙カセット１２内の転写材１４
は、給紙ローラー１３及び給紙ローラー１３に対向して
設けられた分離パッド（図示せず）により、１枚ずつ分
離されて給送される。給紙された転写材１４は、上下の
ガイドに沿って、一対のレジストローラー１５に搬送さ
れる。レジストローラー１５は、転写材１４が来るまで
停止しており、これに転写材１４の先端が突き当たるこ
とにより、転写材１４の斜行を補正する。次いでレジス
トローラー１５は、前記感光ドラム３上に形成された画
像の先端と同期するように、転写材１４を転写部へと搬
送する。このレジストローラー１５の近くに給紙センサ
ー（図示せず）が設置されており、通紙状態や、ジャ
ム、転写材１４の長さを検知できる。

【００２５】７は転写ローラーであり、トナーと反対極
性の電荷を転写材１４の裏側から与えることにより、前
記感光ドラム３上に形成されたトナー像を転写材１４に
転写する。このトナー像を転写された転写材１４は、搬
送ローラー１６ａ及び搬送ガイド１６ｂにより定着装置
１７へ搬送される。上記定着装置１７は転写材１４上の
トナー像を熱及び圧力で転写材１４上に熔解、固着させ
ることにより記録画像とする。画像定着後の転写材１４
はフラッパ（図示せず）により選択された各搬送路を経
て排出トレイ１８に排出される。

【００２６】図２は、定着装置１７の概観を示すもので
あり、金属ローラーたる定着ローラー２１、加圧ローラ
ー２２、分離爪２５、加熱部材としてのハロゲンランプ
３５、温調用のサーミスタ２９、定着入口ガイド３４等
から構成されている。定着ローラー２１の構成は、厚み
が０．８〜１．５ｍｍの中空のアルミニウムまたは鉄、
ステンレス・スティールのパイプ２３の上に、接着層と
してのプライマー層３０、さらにその上にふっ素樹脂層
２４がある。プライマー層３０は、３〜２０μｍが適当
であり、ふっ素樹脂層２４の厚みは３０〜１００μｍが
適当である。このふっ素樹脂層は、ＰＦＡ樹脂のチュー
ブで形成してもよく、ＰＦＡ樹脂を焼き付けてもよい。
この定着ローラー２１では離型性を重視しているので、
ふっ素樹脂にはフィラーを混ぜない純粋のＰＦＡ樹脂で
構成されている。

【００２７】また、加圧ローラー２２は、芯金２６をア
ルミニウムまたは、鉄、ステンレス・スティールで作
り、その上に導電性のスポンジ層２７をプライマー（図
示せず）を介して接着し、最上層部にＰＦＡ樹脂のチュ
ーブ２８を被覆している。このＰＦＡ樹脂のチューブ２
８も離型性を重視して、導電性のフィラーは混ぜていな
い。

【００２８】以上のような定着ローラー２１及び加圧ロ
ーラー２２で形成される圧接部（以下、ニップ部とす
る）Ｎに、ガイド３４に導かれてトナー３２を担持した
転写材１４が進入し、該ニップ部Ｎにて加熱及び加圧さ
れながら挟持搬送されることにより、トナー３２が転写
材１４に定着される。

【００２９】従って、上記定着ローラー２１に、定着さ
れなかったトナーが転移する場合があるため、上記定着
ローラー２１には、高圧電源あるいはバリスタ、ダイオ
ード、抵抗素子等の自己電圧発生素子により、バイアス
電圧が印加されるようになっている。このバイアス電圧
は、トナーと同極性であり、トナーが定着ローラー２１
にオフセットするのを防止している。

【００３０】上記定着ローラー２１に配設されたハロゲ
ンランプ３５の発熱分布（発光分布）を図３に示す。図
中３６はガラス管、３７は端部の封止部、３８はヒータ
ー部であり、図中の巻線部で発熱し、それ以外では殆ど
発熱しない。

【００３１】このハロゲンランプ３５の端部Ａ、Ａ’の
発光分布を小さくし、Ａ、Ａ’の長さを、３〜６ｍｍ程
度とすることで、定着ローラー２１端部の温度の中央部
との差ΔＴを、１０〜２０℃にすることができる。これ
は、定着ローラー２１の厚みが０．８〜１．５ｍｍと薄
いので、軸方向への熱伝導が小さいことが寄与してい
る。

【００３２】このように構成すると、定着ローラー２１
の端部Ａ、Ａ’の温度を中央部よりも低くすることがで
きるので、転写材としての紙の端部の波打ちを大幅に少
なくすることができた。

【００３３】（第２の実施例）図４は、本発明を使用し
た第２の実施例であり、フィルム方式の定着装置４０に
関するものである。

【００３４】図中４７は、フィルム方式の定着装置の枠
体であり、ステーと呼ばれるもので、ヒーター支持体４
８を介して、加熱部材たるヒーター４１を保持してい
る。ステー４７の周囲には、４０〜１５０μｍの厚みの
薄膜のフィルムとしてエンドレスベルト４２が張設され
ており、駆動ローラー４３とテンションローラー４４に
より、回転可能なように取り付けられている。

【００３５】この薄膜のエンドレスベルト４２は、耐熱
性があって強靭な特性のフィルム、例えばポリイミドフ
ィルムを基層に、表面には離型性のよい材料、例えばテ
フロン樹脂の薄膜、特に好ましくはＰＦＡ樹脂のコーテ
ィングあるいは、ＰＦＡ樹脂の薄層を重ね合わせたもの
を使用している。基層は、１５〜１００μｍ程度の厚み
が適当であり、表層の厚みは、１０〜５０μｍ程度が適
当である。上記表層の別の例としては、ポリイミド・ポ
リエーテルイミドのフィルムの上に、ＰＦＡ樹脂のフィ
ルムを貼り合わせてもよく、またカーボンをフィラーと
して使用した半導電性のＰＦＡ樹脂であってもよい。

【００３６】ヒーター支持体４８は、ヒーター４１を断
熱支持し全体の強度を確保するものである。材料は、Ｐ
ＰＳ、ＰＡＩ、ＰＩ、ＰＥＥＫ、液晶ポリマー、セラミ
ックス、及びこれらの複合材であれば良い。

【００３７】ヒーター４１は、アルミナ基板の下面の略
中央部付近に長手方向に沿って、Ｔａ₂Ｎ・銀パラジウ
ム等の電気抵抗材料を塗工したものが、用いられる。こ
のヒーター４１の下面側、すなわちエンドレスベルトと
接触する面は、３〜５０μｍ程度の厚みの耐熱性ガラス
材料で被覆されている。このヒーター４１は、断熱性の
支持体４８に接着されており、さらにステー４７に固定
されている。

【００３８】加圧ローラー４５の構成は、シリコーンゴ
ム単体、あるいはシリコーンゴムの上に、テフロン樹脂
のコーティングをしたものが使用可能である。

【００３９】以上のようにエンドレスベルト４２を介し
てヒーター４８と加圧ローラー４５の間に形成されたニ
ップ部の前方には、入り口ガイド４６が配設されてお
り、該ニップ部に転写材を案内するようになっている。

【００４０】なお、薄膜のエンドレスベルト４２の駆動
は、加圧ローラー４５により、転写材を介して、あるい
は直接行う様にしてもよい。このためには、加圧ローラ
ー４５の表面が適度の摩擦力を持っている必要がある。

【００４１】図５は、本実施例に使用しているヒーター
４１の下から見た図である。分り易くするために、転写
材の横幅が最大のものの寸法と対応して、記入してあ
る。

【００４２】このヒーター４１は、前記したように、絶
縁性の基板５０の上に、電気絶縁材料５１を塗工してあ
り、図示していないが、この電気絶縁材料５１の上に、
ガラス層を設けている。

【００４３】そして、ヒーター４１の幅を、この図に示
しているように、転写材の最大幅サイズよりも２〜５ｍ
ｍ短くする（Ｂ、Ｂ’）。このようにすると、転写材の
画像部は定着性が良好である一方、端部は温度が低くな
り、転写材の端部が波打つことが減少した。

【００４４】このように構成しても、転写材の端部は画
像が書かれないか、あるいは簡単な線しか書かれないの
で、温度が低くても定着性で問題になることは無い。

【００４５】このようにすることで、転写材の端部の温
度と中央部との差ΔＴを、１０〜３０℃にすることがで
きる。このように構成すると、転写材の端部Ｂ、Ｂ’の
温度を中央部よりも低くすることができるので、転写材
としての紙の端部の波打ちを大幅に少なくすることがで
きた。特に、このような定着装置では、発熱部と転写材
が近いので、ヒーターの発熱を制御すると、その制御と
転写材の温度分布が比較的対応し、レスポンスが良い。
従って、定着すべき画像部と転写材の端部で急峻な温度
分布を持つことが可能で、本発明の趣旨により合致する
ものである。

【００４６】また、図５の例では、紙のサイズより小さ
いサイズの紙は、波打ちの効果が減少するが、図６に示
すようにヒーター４１の発熱部を中央部５２と端部５３
に分割し、紙サイズに応じて発熱部に通電することによ
って、上記目的により適したものにできる。

【００４７】（第３の実施例）次に、図７に従って、第
３の実施例を説明する。

【００４８】この実施例は、ローラー方式の定着装置
で、定着ローラーに直接加熱部材を有している場合であ
る。

【００４９】図中６１は、定着ローラー２１の内側面に
密着して構成した、電気抵抗部材のような加熱部材であ
り、この加熱部材６１は、スリップリング（図示せず）
により、通電されている。定着ローラー２１の構成は、
中空のアルミニウムまたは鉄、ステンレス・スティール
のパイプ２３の上に、接着層としてのプライマー層３
０、さらにその上にふっ素樹脂層２４がある。プライマ
ー層３０は、３〜２０μｍが適当であり、ふっ素樹脂層
２４の厚みは３０〜１００μｍが適当である。このふっ
素樹脂層は、ＰＦＡ樹脂のチューブで形成してもよく、
ＰＦＡ樹脂の塗料を焼き付けてもよい。この定着ローラ
ーでは、離型性を重視しているので、ふっ素樹脂にはフ
ィラーを混ぜない純粋のＰＦＡ樹脂で構成されている。

【００５０】また、加圧ローラーは、芯金２６をアルミ
ニウムまたは鉄、ステンレス・スティールで作り、その
上に導電性のスポンジ層２７をプライマー（図示せず）
を介して接着し、最上層部にＰＦＡ樹脂のチューブ２８
を被覆している。このＰＦＡ樹脂のチューブ２８も離型
性を重視して、導電性はフィラーは混ぜていない。

【００５１】この構成では、定着ローラー２１の表面温
度の制御が、内部からハロゲンランプで加熱する方式よ
りも、より精密に行うことができるので、定着ローラー
２１の端部での温度をより厳密に定義できる。従って、
定着ローラー２１の内側面に密着して構成した加熱部材
６１の長さを転写材の最大サイズよりも３〜５ｍｍ小さ
くすることで、定着ローラー２１の端部の温度を中央部
より１０〜３０℃低くすることにより、紙の端部での波
打ちを大幅に小さくすることができた。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第１
の発明によれば、加熱部材を有し転写材を挟持搬送する
ことにより転写材上にトナーを加熱定着する定着装置に
おいて、上記加熱部材の加熱領域は、挟持搬送される転
写材の幅よりも狭い範囲に設定されているので、転写材
の端部を加熱する部分の温度は、中央部を加熱する温度
よりも低くなり、転写材の端部の波打ちを低減すること
ができる。

【００５３】また、本出願に係る第２の発明によれば、
加熱部材は、薄いフィルムを介して加圧部材と圧接する
ように配設されており、該圧接部にて転写材を挟持搬送
して加熱するが、加熱部材の加熱領域は、挟持搬送され
る転写材の幅よりも狭い範囲に設定されているので、転
写材の端部を加熱する部分の温度は、中央部を加熱する
温度よりも低くなり、転写材の端部の波打ちを低減する
ことができる。

【００５４】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、加熱部材は、薄い金属ローラー内部に設けられてお
り、該金属ローラーには加圧ローラーが圧接するように
配設され、該圧接部にて転写材を挟持搬送して加熱する
が、加熱部材の加熱領域は、挟持搬送される転写材の幅
よりも狭い範囲に設定されているので、転写材の端部を
加熱する部分の温度は、中央部を加熱する温度よりも低
くなり、転写材の端部の波打ちを低減することができ
る。

【００５５】また、本出願に係る第４の発明によれば、
上記第１の発明ないし第３の発明のいずれかにおいて、
加熱領域の両端部は、それぞれ転写材の両端部から５ｍ
ｍ離れた位置に設定されているので、転写材の端部を加
熱する部分の温度は中央部を加熱する部分の温度よりも
１０℃〜２０℃低くなり、定着不良を発生させることな
く、転写材の波打ちを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるレーザービーム
プリンタの概略構成を示す。

【図２】本発明の第１の実施例における定着装置の概略
を示す図である。

【図３】図２で用いた定着装置のハロゲンランプの概略
を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施例におけるフィルム方式の
定着装置の概略を示す図である。

【図５】図４で用いたフィルム方式の定着装置のヒータ
の概略を示す図である。

【図６】図４で用いたフィルム方式の定着装置のヒータ
の概略を示す図である。

【図７】本発明の第３実施例における定着装置の概略を
示す図である。

【符号の説明】

１４転写材１７定着装置２１定着ローラー（金属ローラー）２２加圧ローラー３２トナー３５ハロゲンランプ（加熱部材）４１ヒーター（加熱部材）４２エンドレスベルト（フィルム）４５加圧ローラー６１加熱部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱部材を有し転写材を挟持搬送するこ
とにより転写材上にトナーを加熱定着する定着装置にお
いて、上記加熱部材の加熱領域は、挟持搬送される転写
材の幅よりも狭い範囲に設定されていることを特徴とす
る定着装置。
【請求項２】加熱部材は、薄いフィルムを介して加圧
部材と圧接するように配設されており、該圧接部にて転
写材を挟持搬送して加熱することとする請求項１に記載
の定着装置。
【請求項３】加熱部材は、薄い金属ローラー内部に設
けられており、該金属ローラーには加圧ローラーが圧接
するように配設され、該圧接部にて転写材を挟持搬送し
て加熱することとする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】加熱領域の両端部は、それぞれ転写材の
両端部から５ｍｍ離れた位置に設定されていることとす
る請求項１または請求項３のいずれかに記載の定着装
置。