JPH10254270A

JPH10254270A - 加熱装置及び定着装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH10254270A
Application number: JP7455497A
Authority: JP
Inventors: Masami Takeda; 正美竹田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-03-11
Filing date: 1997-03-11
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】発熱体の発する熱の熱効率を向上させた加熱
装置及び定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】耐熱性ガラスを内部に多数の気泡を有す
る発泡ガラスコート層９によって形成し、発熱体８の保
護と同時に断熱層としての機能を付加させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、電子写真
方式のプリンター、複写機、ファクシミリなどの画像形
成装置に備えられる、シート上のトナーを定着させるた
めの定着装置に関し、特に、この定着装置に備えられる
加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の加熱装置を備えた定
着装置としては、たとえば、電子写真方式を用いたプリ
ンター、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に備
えられており、このような画像形成装置に設けられた画
像形成手段によりシート上に形成された未定着のトナー
画像をシート上に定着させるために備えられるものであ
る。

【０００３】なお、画像形成装置については公知技術で
あるので、その説明は省略し、画像形成装置に備えられ
る定着装置について以下に説明する。

【０００４】このような定着装置のシート上の未定着
（トナー）画像の定着方式としては熱効率、安全性が良
好な接触加熱型の定着方式が広く知られている。

【０００５】特に近年では省エネルギー推進の観点か
ら、熱伝達効率が高く、装置の立上りも速い方式とし
て、熱容量の小さなフィルムを介して加熱するフィルム
加熱方式の定着方式が注目されており、特開昭６３−３
１３１８２号公報、特開平２−１５７８７８、４−４４
０７５〜４４０８３、４−２０４９８０〜２０４９８４
号公報等に提案されている。

【０００６】フィルム加熱方式の定着方式による定着装
置の構成としては、フィルムの搬送に専用の搬送用ロー
ラと従動ローラを用いてテンションを加えながら加圧ロ
ーラとの間でフィルムを搬送する構成と、円筒形フィル
ムを加圧ローラの搬送力で駆動させる構成があり、前者
はフィルムの搬送性を高くできる利点を有し、後者は構
成を簡略化して低コストの定着器を実現できる利点があ
る。

【０００７】以下、後者の加圧ローラ駆動型フィルム定
着装置を例にして、図８を参照して従来技術についてよ
り詳しく説明する。

【０００８】図８は、従来技術に係る定着装置（加圧ロ
ーラ駆動型フィルム定着器）についての概略構成図であ
り、（Ａ）は定着装置全体の概略構成断面図であり、
（Ｂ）はヒータ基板の発熱体形成面の概略図であり、
（Ｃ）はヒータホルダーの支持側の概略図及び概略断面
図である。

【０００９】図に示したように、定着装置１００は、概
略、ヒータ１０５と、ヒータ１０５を支持すると共に、
円筒形の定着フィルム１０４をガイドするヒータホルダ
ー１１０と、耐熱性ゴムから成る加圧ローラ１０３など
から構成されている。

【００１０】なお、定着フィルム１０４は加圧ローラ１
０３の回転によって摩擦力を受けてヒータホルダー１１
０に沿って回転搬送される構成となっている。

【００１１】そして、表面上に未定着のトナー１０２に
よる画像が形成された記録材であるシート１０１が、定
着フィルム１０４と加圧ローラ１０３とのニップ部に搬
送されることによって、総圧４〜１５ｋｇｆ程度に加圧
されると共に加熱されながら搬送され、トナー１０２に
よる画像がシート上に定着されていく。

【００１２】この定着フィルム１０４は、通常、熱容量
を小さくしてクイックスタート性を向上するために、膜
厚を１００μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以下２０
μｍ以上の耐熱性、離型性、耐久性を兼ねたＰＴＦＥ、
ＰＦＡ、ＰＰＳの単層フィルムまたはポリイミド、ポリ
アミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ等のフィルム表面にＰ
ＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰを離型性層としてコーティング
した複合層フィルムで構成されている。

【００１３】一方、ヒータ１０５はセラミック等の耐熱
性絶縁材からなるヒータ基板１０６上に発熱体１０８が
パターン形成され、表面は耐熱性ガラス１０９で保護さ
れており、基板の裏面には温度検知素子１０７が配置さ
れ、定着器の温度制御をこの基板裏面の温度検知によっ
て行なう構成となっている。

【００１４】また、図８（Ｂ）に示したように、このヒ
ータ基板１０６上には発熱体１０８が１本の帯状に形成
されている。

【００１５】発熱体１０８の材質は銀パラジウム（Ａｇ
／Ｐｄ）、ＲｕＯ₂、Ｔａ₂Ｎ等の通電発熱体で、基板
面に形成された通電電極１１１からの通電により発熱す
るものである。

【００１６】そして、このヒータ基板１０６上には、ヒ
ータ１０５が何らかの原因によって所定温度以上に昇温
してしまった場合の火災などの問題を防止するため、安
全策として貫通孔１１２が基板の端部寄りに設けられて
いる。

【００１７】この貫通孔１１２の存在により、基板温度
が過剰な温度領域に達すると、セラミック基板の熱膨張
によって貫通孔１１２のある部分と無い部分の境界部に
発生する応力差も大きくなり、基板端部と貫通孔１１２
の間の機械的強度の弱い領域を中心として基板にクラッ
クが入り、基板上に形成された発熱体１０８も断線され
てヒータ１０５の熱暴走が停止されるようになってい
る。

【００１８】さらに、ヒータ基板１０６は、図８（Ｃ）
に示すようなヒータホルダー１１０の当接面に対して、
複数の接着ポイント１１０ａの位置で熱硬化性接着剤を
用いて接着され、ヒータ当接面１１０ｂで直接当接支持
される構成と成っており、基板中央部には空隙を設ける
ことで、ヒータ裏面からホルダー側への熱の逃げを抑制
し、定着側の加熱効率を向上するような構成と成ってい
る。

【００１９】以上のような定着装置を用いたプリンター
等の各種画像形成装置は、上述の通り、加熱効率の高さ
や立上りの速さによる待機中の予備加熱の不要化、待ち
時間の解消などの多くの利点を有しており、特に円筒形
フィルムを加圧ローラの搬送力で駆動させる方法は低コ
スト化に実現できるため、小型低速機への導入から始ま
り、今後、大型高速機への導入が期待されるようになっ
ている。

【００２０】そして、より高速化を実現するためにはヒ
ータ基板の更なる素早い温度上昇特性が必要になるが、
これを満足させるため、近年新しいセラミック基板素材
として、窒化アルミニウム（以下、ＡｌＮと略する）が
開発されている。

【００２１】図９に、ＡｌＮ基板と、従来のアルミナ基
板との主要特性についての比較した図を示す。

【００２２】図から分かるように、アルミナに比べてＡ
ｌＮでは熱伝導率が１１倍程高いため、同じ投入エネル
ギーでより速い基板の昇温や温度分布の均一化が可能で
あり、耐熱衝撃性も約２倍あるため、発熱体をより細く
して高温で使用しても急加熱による基板破損を生じ難く
なるという多くの利点が得られる。

【００２３】すなわち、熱伝導率に難点のあるアルミナ
基板を用いた場合には加熱面のほぼ全面にわたって発熱
体を設けて、この発熱体が設けられた側で加熱を行う構
成とする必要があったが、ＡｌＮ基板を用いれば、加熱
面の逆側の面に小面積の発熱体を設けた構成であっても
熱が短時間のうちに基板全面にいきわたり適正に加熱す
ることが可能となる。

【００２４】図１０を参照してＡｌＮ基板を用いた場合
の構成等についてより詳しく説明する。図１０（Ａ）は
従来技術に係る定着装置（ＡｌＮ基板を用いた場合）の
概略構成断面図であり、図１０（Ｂ）はその要部の拡大
図である。

【００２５】ＡｌＮ基板がガラスコート層よりも高い熱
伝導性を有することに着目し、図に示すように、ヒータ
基板としてＡｌＮ基板１０６ａを用い、基板の上面（加
熱面とは逆側の面）に発熱体１０８、ガラスコート層と
して耐熱性ガラス１０９および温度検知素子１０７が配
置され、基板裏面の矢印方向に定着ニップを当接する裏
面加熱型ＡｌＮヒータ１０５ａを用いることで、アルミ
ナ基板の従来ヒータより素早く立ちあがるうえ、熱伝導
性が高いために基板全体で均一に幅広く加熱することが
可能となり、高速化しても高い定着性を維持できるよう
になる。

【００２６】また、長手方向の温度分布も均一化され易
くなるため、小サイズ紙を連続通紙した場合に問題とな
る非通紙部の過剰昇温も緩和する作用がある。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、下記のような問題が生じて
いた。

【００２８】上述したように理論的には多くの利点を有
する裏面加熱型ＡｌＮヒータも、上述の構成で実際に使
用してみると加熱効率が必ずしも高くならないことが分
かった。

【００２９】オンデマンド型定着器は室温状態にある定
着器をプリント信号が与えられてから如何に素早く所望
の定着温度に到達させるかが重要であるか、この時、良
好な定着性を得るためには加熱体側の温度だけでなく、
紙裏（加圧ローラ側）からも適度な温度で熱を与えるこ
とが重要であり、このため熱容量の大きな加圧ローラの
表面温度を紙の通紙前に如何に高く上げられるかが問題
となる。

【００３０】ところが、上述の構成（図１０に示した構
成）で裏面加熱型ＡｌＮヒータをそのまま立ち上げても
実際には加圧ローラの表面温度の昇温特性はアルミナ基
板を使用した構成（図８に示した構成）と大差の無い結
果に終わってしまった。

【００３１】この原因としては次の２つの要素が考えら
れる。

【００３２】まず、原因の１つとしてホルダー側へのヒ
ートリークの増大がある。

【００３３】すなわち、裏面加熱型ＡｌＮヒータを上述
した構成によるホルダーに接着して基板の裏面の空隙に
よる熱の逃げを抑えようとしても、基板の熱伝導性が高
いためにヒータＯＮ後瞬時に基板端まで均一に素早く昇
温するため、基板とホルダーの当接面を急速に加熱して
しまい、ヒータ立ち上げ初期に必要な熱エネルギーがホ
ルダー側に奪われ易くなり、定着側の加熱効率が下がっ
てしまう。

【００３４】また、他の原因として加熱当接面の接触熱
抵抗の増大がある。

【００３５】すなわち、裏面加熱型ＡｌＮでは上述した
図１０に示したようにセラミック基板の焼結した表面そ
のものを加熱面として定着フィルムに当接しており、従
来のヒータが滑らかな表面を有するガラスコート面をフ
ィルムに当接させていた場合に対し、大幅に表面粗さが
増している。このため、裏面加熱型ＡｌＮではフィルム
と基板の界面の接触熱抵抗が増大しており、ここで熱の
移動が律速され全体としてヒータの立上り速度を落して
しまうことになる。

【００３６】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、発熱
体の発する熱の熱効率を向上させた加熱装置及び定着装
置及び画像形成装置を提供することにある。

【００３７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、基板と、該基板の加熱面と反対側
の面に形成され、通電により発熱する発熱体と、該基板
の発熱体側を支持する支持部材と、を備えた加熱装置に
おいて、前記基板と支持部材との間に断熱層を介在させ
たことを特徴とする。

【００３８】したがって、発熱体の発した熱の支持部材
側への逃げが抑制される。

【００３９】前記断熱層は、基板よりも熱伝導性が低い
とよい。

【００４０】したがって、発熱体の発した熱は基板側に
伝達される。

【００４１】前記断熱層は、支持部材よりも熱伝導性が
低いとよい。

【００４２】前記断熱層は、発泡性ガラスコート層を有
するとよい。

【００４３】また、前記断熱層は、グラスウール層を有
することもできる。

【００４４】さらに、前記断熱層は、表面上に複数の微
小凹部が加工された加工部材を有することもできる。

【００４５】また、本発明にあっては、基板と、該基板
の加熱面と反対側の面に設けられ、通電により発熱する
発熱体と、該基板の発熱体側を支持する支持部材と、を
備えた加熱装置において、前記基板の加熱面側に熱抵抗
を低下させる熱抵抗低下手段を施したことを特徴とす
る。

【００４６】したがって、熱抵抗低下手段が施されたこ
とにより、基板に伝達された熱は加熱面側に伝達されや
すくなる。

【００４７】前記熱抵抗低下手段は、表面が平滑なフッ
素樹脂層を有するとよい。

【００４８】前記フッ素樹脂層中に高熱伝導性フィラー
を分散させるとよい。

【００４９】したがって、加熱面側への熱伝導性が向上
する。

【００５０】前記フッ素樹脂層中に高熱伝導性であっ
て、かつ、導電性フィラーを分散させると共に、該フッ
素樹脂層を接地させるとよい。

【００５１】したがって、摩擦等によって生じる静電気
などがたまってしまうことはない。

【００５２】前記基板は窒化アルミニウムにより形成さ
れるとよい。

【００５３】また、本発明の定着装置にあっては、上述
の加熱装置と、該加熱装置に対向する位置に設けられた
加圧部材とにより、未定着のトナー像が形成されたシー
トを加熱しながら加圧してトナー像を定着させることを
特徴とする。

【００５４】さらに、本発明の画像形成装置にあって
は、シート上に未定着のトナー像を形成させる画像形成
手段と、該画像形成手段によって未定着のトナー像が形
成されたシートを上記の定着装置へ搬送する搬送手段
と、を備えたことを特徴とする。

【００５５】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限定する
趣旨のものではない。

【００５６】（第１の実施の形態）図１および図２に
は、本発明の第１の実施の形態に係る加熱装置及び定着
装置について示されている。図１は本発明の第１の実施
の形態に係る加熱装置の概略構成図であり、図２は図１
の加熱装置を備えた定着装置の概略構成図である。

【００５７】これらの加熱装置及び定着装置は画像形成
装置に備えられるものであるが、画像形成装置について
は公知技術であるので詳細については省略し、以下に簡
単に説明する。

【００５８】画像形成装置は、装置内部に備えられた画
像読取手段によって読み取った画像情報（例えば、複写
機などの画像形成装置には原稿の画像を読み取る画像読
取手段が備えられている）、あるいは、外部から送られ
る画像情報（プリンタやファクシミリなどの画像形成装
置では外部から送られる画像情報を入力する装置が備え
られている）に基づいて、像担持体（感光体など）に潜
像を形成した後にトナーによって現像化し、その後、搬
送されるシート上に、このトナー画像を転写して、この
未定着のトナー画像が形成された被加熱材としてのシー
トを定着装置に搬送して、定着装置内の加熱装置により
加熱しながら、圧力をかけてトナー画像を定着させるも
のである。

【００５９】以下、加熱装置及び定着装置について説明
する。

【００６０】図に示したように、定着装置１は、概略、
加熱装置を構成するヒータ５と、ヒータ５を支持すると
共に、円筒形の定着フィルム４をガイドするヒータホル
ダー１０と、耐熱性ゴムから成る加圧ローラ３などから
構成されている。

【００６１】なお、定着フィルム４は加圧ローラ３の回
転によって摩擦力を受けてヒータホルダー１０に沿って
回転搬送される構成となっている。

【００６２】そして、表面上に未定着のトナー２による
画像が形成された記録材であるシートＳが、定着フィル
ム４と加圧ローラ３とのニップ部に搬送されることによ
って、総圧４〜１５ｋｇｆ程度に加圧されると共に加熱
されながら搬送され、トナー２による画像がシートＳ上
に定着されていく。

【００６３】この定着フィルム４は、通常、熱容量を小
さくしてクイックスタート性を向上するために、膜厚を
１００μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以下２０μｍ
以上の耐熱性、離型性、耐久性を兼ねたＰＴＦＥ、ＰＦ
Ａ、ＰＰＳの単層フィルムまたはポリイミド、ポリアミ
ドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ等のフィルム表面にＰＴＦ
Ｅ、ＰＦＡ、ＦＥＰを離型性層としてコーティングした
複合層フィルムで構成されている。

【００６４】一方、ヒータ５は、セラミック基板素材と
して窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなるヒータ基板６
上に発熱体８がパターン形成され、表面は耐熱性ガラス
で保護されており、基板の裏面には温度検知素子７が配
置され、定着器の温度制御をこの基板裏面の温度検知に
よって行なう構成となっている。

【００６５】そして、本実施の形態においては、耐熱性
ガラスを内部に多数の気泡を有する発泡ガラスコート層
９によって形成し、発熱体８の保護と同時に断熱層とし
ての機能を付加させている。

【００６６】このようにして、従来のようなガラスコー
ト層ではその熱伝導率が約４×１０^-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓ
ｅｃ・ｄｅｇと断熱性が不十分なため、室温からの定着
器の立ち上げ時に基板上面端部の熱伝導率が６．４×１
０^-4ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇの液晶ポリマーから
成るホルダー部との接触面からホルダー側へのヒートリ
ークが無視できなかったが、本実施の形態の発泡ガラス
コート層９の熱伝導率は約２×１０^-3ｃａｌ／ｃｍ・ｓ
ｅｃ・ｄｅｇであり、従来のガラスコート層の約２倍の
断熱性が得られるためヒートリークが改善された。

【００６７】より具体的に、例えば、５０μｍ厚のポリ
イミドフィルムを介して鉄製芯金１４ｍｍ表面に３ｍｍ
肉厚のシリコンゴム層を形成した加圧ローラに当接ニッ
プ幅６．５ｍｍとなるように加圧当接し、加圧ローラと
フィルムを毎秒１．５回転の速度で回転させた際の立ち
上げ６秒後の加圧ローラ表面温度を測定比較すると、従
来ガラスコート層を用いた場合には約７５℃であり、こ
れは上述の従来技術のアルミナ基板ヒータを用いた構成
の場合と同等であったのに対し、本実施の形態の発泡ガ
ラスコート層を用いた場合には、加圧ローラ表面温度は
約７８℃に上昇し、同時に紙上のトナーの定着性も明ら
かな改善が認められた。

【００６８】以上のように、ヒータ基板６とヒータホル
ダー１０の接触面に断熱層である発泡ガラスコート層９
を形成することでホルダー側へのヒートリークが抑制さ
れ、素早い加圧ローラ表面温度の立上げと良好な定着性
を得ることができる。

【００６９】特に、本構成では、本来発熱体を保護する
ためにセラミック基板形成時に同時に一体形成されるガ
ラスコート層を、基板からのヒートリークを抑えるため
に発泡化によって断熱性を向上させて断熱材としても利
用できるようにしたものであり、新たな構成要素の追加
や組立性を悪化させることなく定着性を向上することを
可能としている。

【００７０】（第２の実施の形態）図３には、本発明の
第２の実施の形態について示されている。本実施の形態
では上記第１の実施の形態の構成に、さらに断熱材を付
加した構成となっている。その他の構成および作用につ
いては第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分
については同一の符号を付して、その説明は省略する。

【００７１】図３は本発明の第２の実施の形態に係る加
熱装置の概略構成図である。

【００７２】図に示したように、本実施の形態では、上
述の第１の実施の形態の構成に加えて、ヒータホルダー
１０とヒータ基板６との間にグラスウール１３を介在さ
せることで、２重の断熱層としている。

【００７３】より具体的にはグラスウール１３はガラス
コート層よりも１桁以上熱伝導性が低く、良好な断熱性
を示す厚さ２ｍｍのグラスウール１３をホルダー側に接
着して挿入している。

【００７４】このような構成により、基板からホルダー
側へのヒートリークが一層抑制され、６秒後の加圧ロー
ラ表面温度は約８０℃に上昇し、同時に紙上のトナーの
定着性も更なる改善が認められた。

【００７５】（第３の実施の形態）図４には、本発明の
第３の実施の形態について示されている。本実施の形態
では上記第１の実施の形態の構成に、さらに断熱材を付
加した構成となっている。その他の構成および作用につ
いては第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分
については同一の符号を付して、その説明は省略する。

【００７６】図４（Ａ）は本発明の第３の実施の形態に
係る加熱装置の概略構成図であり、図４（Ｂ）は（Ａ）
の要部拡大平面図である。

【００７７】図に示したように、本実施の形態では、上
述の第１の実施の形態の構成に加えて、ヒータホルダー
１０とヒータ基板６との間に、多数のハニカム形状の凹
型加工を施した加工部材としての凹型加工層１３ａを介
在させることで、２重の断熱層としている。

【００７８】より具体的には、凹型加工層１３ａである
加工部材には、一つの六角形の対角線の長さが１ｍｍで
溝の深さも１ｍｍ、各溝の間の隔壁の厚さが０．２ｍｍ
の多数のハニカム形状の凹型加工を施している。

【００７９】このような構成により、ヒータ基板６とヒ
ータホルダー１０との接触面積を大幅に軽減して直接的
な熱の伝搬を抑制すると共に当接部に多数の空隙を設け
ることで断熱性を高めており、新たな部材を用いたり、
組立性を悪化させることなく、特にハニカム形状を用い
ることで機械的強度も維持したまま、全体として基板か
らホルダー側へのヒートリークを抑制でき、更なる定着
性の向上や定着速度の高速化が可能となる。

【００８０】（第４の実施の形態）図５には、本発明の
第４の実施の形態について示されている。本実施の形態
では上記第３の実施の形態の構成に、さらに熱抵抗低下
手段を付加した構成となっている。その他の構成および
作用については第３の実施の形態と同一なので、同一の
構成部分については同一の符号を付して、その説明は省
略する。

【００８１】図５は本発明の第４の実施の形態に係る加
熱装置の概略構成図である。

【００８２】図に示したように、本実施の形態では、上
述の第３の実施の形態の構成に加えて、熱抵抗低下手段
として、加熱面のセラミック基板表面に厚さ５μｍのフ
ッ素樹脂コート層１４を形成している。

【００８３】より具体的には、ヒータ加熱面のセラミッ
ク基板表面に厚さ５μｍのフッ素樹脂コート層１４を形
成し、その表面粗さがＪＩＳ規格の１０点平均粗さで約
０．３μｍとなるように表面の平滑性を調整している。

【００８４】上述した従来技術に係る裏面加熱型ＡｌＮ
ヒータの構成ではセラミック基板の地肌そのものを加熱
面として用いて定着直接フィルムに当接さえており、そ
の焼結されたセラミック基板の表面粗さＲｚが約３μｍ
にも達している。

【００８５】これは、従来技術のアルミナヒータの構成
のように加熱面側にガラスコート層がある場合に比べて
１桁程度表面粗さが粗いことになる（ガラスコート表面
の表面粗さＲｚは約０．２μｍである）。

【００８６】以下に、接触面の粗さが及ぼす影響などに
ついて簡単に説明する。

【００８７】異なる物質を当接させて熱を伝えようとす
るときの熱伝導性は単に個々の物質の熱伝導性の和にな
るのではなく、むしろ両者の接触する界面の接触熱抵抗
によって大きく左右される。

【００８８】接触面の表面粗さが粗くなると界面に生じ
る微小な空隙の割合が増えて接触熱抵抗が増大する。こ
のため、セラミック基板の地肌をそのまま当接させる裏
面加熱型ＡｌＮヒータの接触熱抵抗は従来のガラスコー
ト面を当接させる場合の接触熱抵抗よりも大きくなり易
く、この部分で熱伝導性が律速され、ＡｌＮ基板本来の
熱伝導性を活用できなくなる。

【００８９】そこで、本実施の形態のようにセラミック
基板の地肌に薄層のフッ素樹脂コート層を形成すること
で基板表面の微小な凹部を埋めて表面を平滑化し、定着
フィルムとの密着性が増すので接触熱抵抗が低下でき、
ＡｌＮ基板本来の熱伝導性を有効に活用できるようにな
る。

【００９０】このような構成としたことで、上述と同様
に装置の立ち上がりから６秒後の加圧ローラ表面温度を
測定すると、約８３℃に達しており、同時に紙上のトナ
ーの定着性も大幅に向上することができた。

【００９１】（第５の実施の形態）図６には、本発明の
第５の実施の形態について示されている。本実施の形態
では上記第４の実施の形態の構成に、さらに熱抵抗低下
手段の熱伝導性を高めた構成となっている。その他の構
成および作用については第４の実施の形態と同一なの
で、同一の構成部分については同一の符号を付して、そ
の説明は省略する。

【００９２】図６は本発明の第５の実施の形態に係る加
熱装置の概略構成図である。

【００９３】本実施の形態では、上述の第４の実施の形
態で示したフッ素樹脂コート層に熱伝導性フィラーを分
散させた熱伝導改良フッ素樹脂コート層１４ａを基板加
熱面に形成している。

【００９４】すなわち、フッ素樹脂自体の熱伝導性は必
ずしも高くなく、ホルダー当接面に形成しているガラス
コート層のガラスの熱伝導性よりも１桁程度低くなって
しまうため、熱の移動を加熱面側に集中させるためには
フッ素樹脂層の厚みをガラスコート層に比して十分薄く
する必要があるが、余り薄くしてしまうと基板表面の表
面粗さを緩和する割合が低くなって接触熱抵抗が増加し
てしまう。

【００９５】そこで、本実施の形態のように、熱伝導性
フィラーを樹脂中に分散させることで、基板表面の表面
粗さを十分緩和できる厚みでもガラスコート層以上の熱
伝導性を得られるようにしている。

【００９６】なお、例えば熱伝導性フィラーとして、高
い熱伝導性を有する窒化アルミニウムの微粒子を用いた
場合には上述と同様に、装置の立ち上がりから６秒後の
加圧ローラ表面温度を測定すると、約８５℃に達してお
り、同時に紙上のトナーの定着性も更に向上することが
できた。

【００９７】（第６の実施の形態）図７には、本発明の
第６の実施の形態について示されている。上述の第５の
実施の形態では熱伝導性フィラーとして窒化アルミニウ
ムの微粒子を用いた場合の構成であったが、本実施の形
態では、熱伝導性フィラーとして導電性微粒子を用いた
場合の構成となっている。その他の構成および作用につ
いては第５の実施の形態と同一なので、同一の構成部分
については同一の符号を付して、その説明は省略する。

【００９８】図７は本発明の第６の実施の形態に係る加
熱装置の概略構成図である。

【００９９】本実施の形態では、熱伝導性フィラーとし
てカーボンや金属酸化物の導電性微粒子を用いた導電性
フッ素樹脂コート層１４ｂを基板加熱面に形成してお
り、更にその基板表面端部を電気的に接地している。

【０１００】このように構成することで、熱伝導性が向
上すると共に、導電性により接地することで摩擦等によ
り生じる静電気などを逃がす機能も有する構成となる。

【０１０１】したがって、熱伝導的には上述の第５の実
施の形態と同様の効果が得られ、かつ、従来から問題と
なっていた定着フィルム表面の帯電による定着静電オフ
セットと呼ばれる現象の発生を抑制することができる。

【０１０２】定着静電オフセットとは、定着フィルムと
加圧ローラ及びヒータホルダーとの間で回転摺擦されて
行くうちに両者の表面に摺擦帯電による電位が形成さ
れ、定着フィルム側がプラスに帯電した場合に、マイナ
スに帯電されているトナーがフィルム側に静電的に引き
付けられてフィルム表面に一部のトナー像が付着し、次
に定着部を通過する紙表面に汚れとなって現れるもの
で、画質を著しく低下させる現象である。

【０１０３】本実施の形態の構成を用いると、基板表面
の電位を常にＧＮＤ電位に保つことができるので、フィ
ルムのヒータ側の面の電位もＧＮＤに抑えることが可能
となり、フィルムの逆側の面であるフィルムの定着表面
に帯電することを抑制することができるので定着オフセ
ットの防止を兼ねた付加価値の高い熱伝導性向上対策が
実現できる。

【０１０４】なお、本実施の形態の構成では、上述と同
様に、装置の立ち上がりから６秒後の加圧ローラ表面温
度と紙上のトナーの定着性は上述の第５の実施の形態と
同レベルに達しているうえ、普通紙やＯＨＰ等の記録材
上に細かな文字パターンを低温低湿環境にて連続プリン
トしたときに２枚目以降の紙上に発生し易い、静電気的
な要因による静電オフセット汚れも発生し難くなってい
る。

【０１０５】実際に定着フィルムの表面電位を測定する
と、基板表面を導電化して接地していない従来定着器の
定着フィルムでは上記環境下で数十枚プリントするだけ
でもフィルム表面電位が＋３ｋｖ程度に容易に帯電して
しまうのに対し、本実施の形態の構成の定着器の定着フ
ィルムの表面電位は数百枚以上プリントしても＋１００
ｖ以上に帯電することはなく、定着性と共に画像品位及
びその信頼性も大幅に向上することができた。

【０１０６】なお、以上の各実施の形態により様々な断
熱層の形態、および、熱抵抗低下手段などの形態を示し
たが、これらの組み合わせなど自由な構成が可能であ
り、また、基板の材質としては必ずしもＡｌＮヒータに
限定されるものではなく、例えば、従来のアルミナや他
のセラミック基板に対しても有効である。

【０１０７】

【発明の効果】本発明の加熱装置は、基板と支持部材と
の間に断熱層を介在させたことにより、発熱体の発した
熱の支持部材側への逃げが抑制され、熱効率が向上す
る。

【０１０８】断熱層は、発泡性ガラスコート層、グラス
ウール層、あるいは、表面上に複数の微小凹部が加工さ
れた加工部材により形成することができる。

【０１０９】また、本発明の加熱装置は、基板の加熱面
側に熱抵抗を低下させる熱抵抗低下手段を施すことによ
り、基板に伝達された熱が加熱面側に伝達されやすくす
ることで、熱効率を向上することができる。

【０１１０】熱抵抗低下手段は、表面が平滑なフッ素樹
脂層を有することで、接触面を平滑にして密着性を向上
させて熱抵抗を低下させることができる。

【０１１１】フッ素樹脂層中に高熱伝導性フィラーを分
散させれば、加熱面側への熱伝導性が向上し一層熱効率
が向上する。

【０１１２】また、フッ素樹脂層中に高熱伝導性であっ
て、かつ、導電性フィラーを分散させて、該フッ素樹脂
層を接地させれば、摩擦等によって生じる静電気などが
たまってしまうことを防ぐことができる。

【０１１３】また、本発明の定着装置、あるいは、この
定着装置を備えた画像形成装置に、上述の熱効率に優れ
た加熱装置を備えることで、定着（トナー画像の定着）
の高速化が可能となり、また、上述の導電性を有したフ
ィラーを分散させて、フッ素樹脂層を接地させた構成の
加熱装置を備えた場合には、トナーのオフセット減少を
防止して品質性に優れた画像形成が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１の実施の形態に係る加熱装
置の概略構成図である。

【図２】図２は図１の加熱装置を備えた定着装置の概略
構成図である。

【図３】図３は本発明の第２の実施の形態に係る加熱装
置の概略構成図である。

【図４】図４は本発明の第３の実施の形態に係る加熱装
置の概略構成図である。

【図５】図５は本発明の第４の実施の形態に係る加熱装
置の概略構成図である。

【図６】図６は本発明の第５の実施の形態に係る加熱装
置の概略構成図である。

【図７】図７は本発明の第６の実施の形態に係る加熱装
置の概略構成図である。

【図８】図８は従来技術に係る定着装置についての概略
構成図である。

【図９】図９はＡｌＮ基板とアルミナ基板との主要特性
に関する比較図である。

【図１０】図１０は従来技術に係る定着装置の概略構成
図である。

【符号の説明】

１定着装置２トナー３加圧ローラ４定着フィルム５ヒータ６ヒータ基板７温度検知素子８発熱体９発泡ガラスコート層１０ヒータホルダー１３グラスウール１３ａ凹型加工層１４フッ素樹脂コート層１４ａ熱伝導改良フッ素樹脂コート層１４ｂ導電性フッ素樹脂コート層Ｓシート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、該基板の加熱面と反対側の面に形成され、通電により発
熱する発熱体と、該基板の発熱体側を支持する支持部材と、を備えた加熱
装置において、前記基板と支持部材との間に断熱層を介在させたことを
特徴とする加熱装置。
【請求項２】前記断熱層は、基板よりも熱伝導性が低い
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】前記断熱層は、支持部材よりも熱伝導性が
低いことを特徴とする請求項１または２に記載の加熱装
置。
【請求項４】前記断熱層は、発泡性ガラスコート層を有
することを特徴とする請求項１，２または３に記載の加
熱装置。
【請求項５】前記断熱層は、グラスウール層を有するこ
とを特徴とする請求項１，２または３に記載の加熱装
置。
【請求項６】前記断熱層は、表面上に複数の微小凹部が
加工された加工部材を有することを特徴とする請求項
１，２または３に記載の加熱装置。
【請求項７】基板と、該基板の加熱面と反対側の面に設けられ、通電により発
熱する発熱体と、該基板の発熱体側を支持する支持部材と、を備えた加熱
装置において、前記基板の加熱面側に熱抵抗を低下させる熱抵抗低下手
段を施したことを特徴とする加熱装置。
【請求項８】前記熱抵抗低下手段は、表面が平滑なフッ
素樹脂層を有することを特徴とする請求項７に記載の加
熱装置。
【請求項９】前記フッ素樹脂層中に高熱伝導性フィラー
を分散させることを特徴とする請求項８に記載の加熱装
置。
【請求項１０】前記フッ素樹脂層中に高熱伝導性であっ
て、かつ、導電性フィラーを分散させると共に、該フッ
素樹脂層を接地させることを特徴とする請求項８に記載
の加熱装置。
【請求項１１】前記基板は窒化アルミニウムにより形成
されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つ
に記載の加熱装置。
【請求項１２】請求項１〜１１のいずれか一つに記載の
加熱装置と、該加熱装置に対向する位置に設けられた加
圧部材とにより、未定着のトナー像が形成されたシート
を加熱しながら加圧してトナー像を定着させることを特
徴とする定着装置。
【請求項１３】シート上に未定着のトナー像を形成させ
る画像形成手段と、該画像形成手段によって未定着のト
ナー像が形成されたシートを請求項１２に記載の定着装
置へ搬送する搬送手段と、を備えたことを特徴とする画
像形成装置。