JPH0854795A

JPH0854795A - 定着装置

Info

Publication number: JPH0854795A
Application number: JP18721494A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Maruta; 秀和丸田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-08-09
Filing date: 1994-08-09
Publication date: 1996-02-27

Abstract

(57)【要約】（修正有）【構成】加熱体（ヒータ）１２と、該加熱体１２に摺
接する定着フィルム１６と、該定着フィルム１６を前記
加熱体１２との間で挟持する加圧ローラ（加圧部材）１
９を有し、前記加熱体１２をフィルム搬送方向に固定
し、未定着トナー２０を担持した記録材Ｐを前記定着フ
ィルム１６と加圧ローラ１９間で挟持搬送することによ
って未定着トナー２０を記録材Ｐに定着させる定着装置
１１において、前記記録材Ｐの種類を検知し、その検知
結果に基づいて前記加熱体１２の長手方向の凹凸量（ヒ
ータクラウン量）を変化させる。【効果】加熱体１２の長手方向の凹凸量が可変であっ
て、該加熱体１２の凹凸量は記録材Ｐの種類（紙厚、紙
幅、紙長）によって最適値に保たれるため、記録材Ｐの
種類に拘らず、該記録材Ｐのシワ、後端跳ね上り及び中
央定着不良の発生を防いで常に良好な定着を行うことが
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、未定着像を記録材に加
熱定着させる定着装置、特に固定ヒータと摺動フィルム
を有する定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機等の画像形成装置においては、記
録材上のトナー像の定着方式として熱ロール定着方式が
広く用いられている。

【０００３】しかし、上記熱ロール定着方式において
は、熱ロールが所定の定着温度に達するまでのウォーム
アップに長い時間を要するという問題がある。

【０００４】そこで、本出願人はフィルム定着方式を先
に提案した（特開昭６３−３１３１８２号、特開平２−
１５７８７８号公報等参照）。このフィルム定着方式
は、瞬時に昇温するヒータと、該ヒータに対して摺動す
る薄膜フィルムを用いてウォームアップ時間を短縮する
ものであって、薄膜フィルムとしては主にエンドレスフ
ィルムが用いられている。

【０００５】ところが、上記フィルム定着方式では、薄
膜フィルムにシワが生じてしまうことがある。

【０００６】そこで、ヒータの表面等をクラウン（凸）
形状とし、薄膜フィルムを常に端部方向に張る方式が提
案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、実際にはヒ
ータ面等のクラウン量には記録材の厚み、幅、長さによ
ってそれぞれ最適値があり、従来はクラウン量は常に一
定不変であったため、記録材にシワ、後端跳ね上り、定
着不良等が発生することがあった。ここで、紙シワ、紙
後端跳ね上り及び紙中央定着不良が発生する紙種（記録
材の種類）とヒータクラウン量との関係を表１に示す。

【０００８】

【表１】＜注＞○：良（発生せず）、△：可（一部発生）、不良（発生）一般にヒータに中程度のクラウン量を設けると、薄紙に
おいてはシワが発生し易く、厚紙においては中央部の定
着不良が生じ易い傾向にある。又、紙シワの発生を防ぐ
ために端部方向に紙が引張られるようにすると、紙後端
跳ね上りが発生し、未定着画像が機械内部の部材と擦れ
て画像が乱れることがある。

【０００９】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、記録材の種類に拘らず、該記
録材のシワ、後端跳ね上り及び中央定着不良の発生を防
いで常に良好な定着を行うことができる定着装置を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、ヒータと、該ヒータに摺接
するフィルムと、該フィルムを前記ヒータとの間で挟持
する加圧部材を有し、前記ヒータをフィルム搬送方向に
固定し、未定着画像を担持した記録材を前記フィルムと
加圧部材間で狭持搬送することによって未定着画像の定
着を行う定着装置において、前記記録材の種類を検知
し、その検知結果に基づいて前記ヒータの長手方向の凹
凸量を変化させることを特徴とする。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記記録材の搬送長手方向幅を検知し、そ
の検知結果に基づいて前記ヒータの長手方向の凹凸量を
変化させることを特徴とする。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記記録材の搬送方向長さを検知し、その
検知結果に基づいて前記ヒータの長手方向の凹凸量を変
化させることを特徴とする。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記記録材の厚みを検知し、その検知結果
に基づいて前記ヒータの長手方向の凹凸量を変化させる
ことを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明によれば、ヒータの長手方向の凹凸量
（ヒータクラウン量）が可変であって、該ヒータの凹凸
量は記録材の種類（紙厚、紙幅、紙長）によって最適値
に保たれるため、記録材の種類に拘らず、該記録材のシ
ワ、後端跳ね上り及び中央定着不良の発生を防いで常に
良好な定着を行うことができる。

【００１５】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００１６】図１は本発明に係る定着装置を備える画像
形成装置の断面図である。

【００１７】図１において、１はガラス等の透明部材か
ら成る原稿載置台であって、これは図示矢印ａ方向に往
復動して原稿を走査する。この原稿載置台１の直下には
短焦点小径結像素子アレイ２が配置されており、前記原
稿載置台１上に載置された原稿像は照明ランプ３によっ
て照射され、その反射光像は前記結像素子アレイ２によ
って感光ドラム４上にスリット露光される。尚、感光ド
ラム４は、例えば酸化亜鉛感光層或は有機半導体感光層
等をその表面に被覆して構成され、これは図示矢印ｂ方
向に回転駆動される。

【００１８】又、５は前記感光ドラム４の近傍に配置さ
れた帯電器であり、これは感光ドラム４を一様に帯電さ
せる。そして、この帯電器５により一様に帯電された感
光ドラム４は、前述のように前記結像素子アレイ２によ
ってスリット露光を受け、その表面に静電潜像が形成さ
れる。この静電潜像は、現像装置６において粉体トナー
によってトナー像として顕像化される。尚、粉体トナー
は、加熱によって軟化溶融する樹脂等によって構成され
ている。

【００１９】一方、カセットＳ内に収納されている記録
紙等の記録材Ｐは、上下方向で圧接して回転される一対
の搬送ローラ８，８’によって、給紙ローラ７と感光ド
ラム４上の画像とが同期するようにタイミングをとって
感光ドラム４上に送り込まれる。そして、感光ドラム４
上に形成されているトナー像は、転写放電器９によって
記録材Ｐ上に転写される。その後、公知の分離手段によ
って感光ドラム４から分離された記録材Ｐは、搬送ガイ
ド１０によって定着装置１１に搬送されてトナー像の加
熱定着処理を受けた後、機外のトレイ２２上に排出され
る。尚、トナー像の転写が終了した後に感光ドラム４上
に残留するトナーは、クリーナ２３によって除去されて
次の画像形成に備えられる。

【００２０】ここで、前記定着装置１１について図２及
び図３に基づいて説明する。尚、図２は定着装置１１の
拡大断面図、図３は同定着装置１１の長手方向断面図で
ある。

【００２１】図２において、１２は上下方向に移動可能
に取り付けられた低熱容量の線状の加熱体であって、こ
れは、例えば、厚み１．０ｍｍ、幅１０ｍｍ、長手長２
４０ｍｍのアルミナ基板１３に発熱抵抗層１４を幅１．
０ｍｍに塗工して構成され、その長手方向両端から通電
される。該加熱体１２への通電においては、直流１００
Ｖ、周期２０ｍｓｅｃのパルス状波形で、検温素子１５
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
量に応じたパルスが、そのパルス幅を変化させて与えら
れる。尚、このときのパルス幅は約０．５〜５ｍｓｅｃ
である。

【００２２】而して、前記アルミナ基板１３と発熱抵抗
層１４及び検温素子１５は、耐熱性両面テープ又は耐熱
性接着剤によって断熱体５３に一体に取り付けられてお
り、断熱体５３はステー５２ａに取り付けられている。
このステー５２ａは、図３に示すように、端部において
ステー５２ｂに接合されており、その中央部にはリブ５
７が形成されている。そして、リブ５７はステー５２ｂ
を貫通してこれの上方に臨んでおり、これにはラックギ
ア５４が形成されている。

【００２３】一方、上記ステー５２ｂ上にはモータ５６
が設置されており、該モータ５６の出力軸端に結着され
たギヤＧ１はギヤ列Ｇ２〜Ｇ８を介して前記ラックギヤ
５４に噛合している。

【００２４】而して、モータ５６が駆動されると、その
回転は前記ギヤＧ１〜Ｇ７を経てギヤＧ８に伝達され、
該ギヤＧ８に噛合する前記ラックギヤ５４によってリブ
５７の上下運動に変換され、これによってステー５２ａ
とステー５２ｂの中央部の間隔が調整される。ここで、
ステー５２ｂは非常に強固に作られて容易に変形しない
が、ステー５２ａは前記定着装置１１の加圧ローラ１９
（図２参照）からの加圧を受ける程度では変形しない
が、モータ５６の回転によって前述のようにリブ５７が
上下することによって多少変形する程度の剛性を有して
いる。このステー５２ａの中央部の変形量Δｅは、最大
で０．５ｍｍ程度もあれば十分であって、この変形量Δ
ｅをヒータクラウン量と定義する。

【００２５】一方、前記検温素子（サーミスタ）１５
は、アルミナ基板１３に発熱抵抗層１４とは逆向きに取
り付けられている。

【００２６】そして、上記検温素子１５と駆動ローラ１
７及び従動ローラ１８には定着フィルム１６が巻装され
ており、該定着フィルム１６は、駆動ローラ１７と従動
ローラ１８による駆動とテンションにより、温度とエネ
ルギーが制御された加熱体１２に当接しながら、図２の
矢印方向にシワなく移動する。尚、定着フィルム１６と
しては、一般的には、厚み２０μの耐熱フィルム、例え
ば、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ、ＰＦＡ
フィルムの少なくとも画像当接面側に、ＰＴＦＥ、ＰＦ
Ａ等のフッ素樹脂に導電材を添加した離型層を１０μコ
ートしたエンドレスフィルムが用いられ、通常、該定着
フィルム１６の総厚は１００μｍ未満、より好ましくは
７０μｍ未満に設定される。

【００２７】ところで、前記加圧ローラ１９はシリコン
ゴム等の離型性の高いゴム弾性層を有し、これは総圧４
〜１５ｋｇで定着フィルム１６を介して加熱体１２を加
圧し、定着フィルム１６と共に圧接回転する。

【００２８】而して、未定着トナーを担持した記録材Ｐ
は入口ガイド２１により定着部に導かれ、加熱体１２の
加熱によって未定着画像は記録材Ｐ上に定着される。

【００２９】ところで、本実施例では、図１に示すよう
に搬送ローラ８と８’の間にコンデンサ５８を設置して
いる。

【００３０】上記コンデンサ５８を含む電気回路は詳細
は図４に示されるが、先ず、最初にスイッチＳＷをＡ₃
に接続してコンデンサ５８を放電させた後、スイッチＳ
ＷをＡ₂ に接続する。ここで、Ａ₁ の電位をＥ、抵抗６
１の抵抗値をＲ、コンデンサ５８の容量をＣとすると、
Ａ₄ の時間ｔでの電位Ｖは次式で表される。

【００３１】

【数１】Ｖ＝Ｅ（１−ｅ^-t/CR ）一方、コンデンサ５８内を記録材Ｐが通過すると、コン
デンサ５８の容量がＣ’に変化するため、Ａ₄ の電位
Ｖ’は、

【００３２】

【数２】Ｖ’＝Ｅ（１−ｅ^-t/C'R）となる。

【００３３】従って、Ａ₄ の時間ｔに対する電位変化を
見れば、記録材Ｐの厚み等が分かる筈であり、それらの
データに基づく不図示のＣＰＵからの指示で前記モータ
５６の駆動を制御すれば、前述のようにモータ５６の回
転がギヤＧ１〜Ｇ７を経てギヤＧ８に伝達され、該ギヤ
Ｇ８に噛合する前記ラックギヤ５４によってリブ５７の
上下運動に変換され、これによってステー５２ａとステ
ー５２ｂの中央部の間隔、つまり、ヒータクラウン量Δ
ｅが調整される。

【００３４】本発明者等の実験によると、ヒータ長さが
２４０ｍｍのアルミナ基板を用いた例では、記録材が薄
紙である場合にはヒータクラウン量Δｅが０．２、望ま
しくは０．１ｍｍ以下であると、紙シワ等が発生しなか
った。又、記録材が厚紙である場合にはヒータクラウン
量Δｅが０．１ｍｍ以上、望ましくは０．２ｍｍ以上で
あると、中央部に高い定着性が確保された。

【００３５】従って、本発明によれば、記録材の厚みに
よらず、最適な条件でヒータクラウン量Δｅを設定する
ことができた。

【００３６】尚、記録材の幅を給紙カセットや給紙トレ
イの種類等によって識別検知し、その検知結果に基づい
てヒータクラウン量を変化させるようにしても良い。
又、給紙時に不図示の給紙センサーの反応時間から紙の
長さを検知し、その検知結果に基づいてヒータクラウン
量を変化させるようにしても良い。

【００３７】ここで、図５、図６に本発明の変更実施例
をそれぞれ示す。

【００３８】図５に示す実施例においては、記録材Ｐの
幅を搬送ローラ８と８’の間の給紙・搬送部に設置され
た紙幅検知フォトセンサ５９で検知し、検知された記録
材Ｐの幅に応じてヒータクラウン量を制御するようにし
ている。尚、図５において、７は給紙ローラ、Ｓはカセ
ットである。

【００３９】又、図６に示す実施例は、ヒータクラウン
量Δｅ、つまり、ステー５２ａとステー５２ｂの中央部
の間隔の調整をソレノイド６０で行うようにした例であ
る。尚、図６において、１３はアルミナ基板、５３は断
熱体である。

【００４０】尚、以上説明したヒータクラウン量の調整
に加え、加圧ローラ圧及びフィルムテンション圧を解除
する機構を設け、加圧ローラ圧及びフィルムテンション
圧を解除し上でヒータクラウン量を調整するようにすれ
ば、小さな力でヒータを変形させることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、ヒータと、該ヒータに摺接するフィルムと、該
フィルムを前記ヒータとの間で挟持する加圧部材を有
し、前記ヒータをフィルム搬送方向に固定し、未定着画
像を担持した記録材を前記フィルムと加圧部材間で狭持
搬送することによって未定着画像の定着を行う定着装置
において、前記記録材の種類を検知し、その検知結果に
基づいて前記ヒータの長手方向の凹凸量を変化させるよ
うにしたため、記録材の種類に拘らず、該記録材のシ
ワ、後端跳ね上り及び中央定着不良の発生を防いで常に
良好な定着を行うことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の
断面図である。

【図２】本発明に係る定着装置の拡大断面図である。

【図３】本発明に係る定着装置の長手方向断面図であ
る。

【図４】紙厚測定手段であるコンデンサを含む電気回路
図である。

【図５】紙幅測定手段である紙幅検知フォトセンサーの
配置図である。

【図６】本発明の変更実施例に係る定着装置の長手方向
断面図である。

【符号の説明】

１１定着装置１２加熱体（ヒータ）１３アルミナ基板１６定着フィルム（フィルム）１９加圧ローラ（加圧部材）２０未定着トナー５２ａステー５２ｂステー５４ラックギヤ５６モータ５８コンデンサ５９紙幅検知フォトセンサ６０ソレノイド Δｅヒータクラウン量（ヒータの長手方向の凹
凸量）Ｇ１〜Ｇ８ギヤＰ記録材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヒータと、該ヒータに摺接するフィルム
と、該フィルムを前記ヒータとの間で挟持する加圧部材
を有し、前記ヒータをフィルム搬送方向に固定し、未定
着画像を担持した記録材を前記フィルムと加圧部材間で
狭持搬送することによって未定着画像の定着を行う定着
装置において、前記記録材の種類を検知し、その検知結
果に基づいて前記ヒータの長手方向の凹凸量を変化させ
ることを特徴とする定着装置。
【請求項２】前記記録材の搬送長手方向幅を検知し、
その検知結果に基づいて前記ヒータの長手方向の凹凸量
を変化させることを特徴とする請求項１記載の定着装
置。
【請求項３】前記記録材の搬送方向長さを検知し、そ
の検知結果に基づいて前記ヒータの長手方向の凹凸量を
変化させることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】前記記録材の厚みを検知し、その検知結
果に基づいて前記ヒータの長手方向の凹凸量を変化させ
ることを特徴とする請求項１記載の定着装置。