JP2002139932A - 加熱定着装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 セラミックスヒータと円筒形状の定着フイル
ムを用いた加熱定着装置において、２４ｐｐｍ以上の高
速定着を可能とし、定着フイルムの耐久性をより一層向
上させると共に、定着性を更に改善向上させる。 【解決手段】 セラミックスヒータ１０の定着フイルム
３と接触する定着面側表面及びヒータ支持体１２の少な
くとも定着面側表面に隣接する部分の形状を、所定のニ
ップ幅にて加圧ローラ４で押し付けた静止状態又は走行
状態での定着フイルム３の自然な変形形状と略同一の形
状とする。また、ニップ部及びこれに隣接する入口側と
出口側で平面形状とし、それ以外の部分では定着フイル
ム３の円筒形状に沿った曲面形状とすることもできる。
ムを用いた加熱定着装置において、２４ｐｐｍ以上の高
速定着を可能とし、定着フイルムの耐久性をより一層向
上させると共に、定着性を更に改善向上させる。 【解決手段】 セラミックスヒータ１０の定着フイルム
３と接触する定着面側表面及びヒータ支持体１２の少な
くとも定着面側表面に隣接する部分の形状を、所定のニ
ップ幅にて加圧ローラ４で押し付けた静止状態又は走行
状態での定着フイルム３の自然な変形形状と略同一の形
状とする。また、ニップ部及びこれに隣接する入口側と
出口側で平面形状とし、それ以外の部分では定着フイル
ム３の円筒形状に沿った曲面形状とすることもできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリや複
写機、プリンター等の画像形成装置に使用される加熱定
着装置に関する。
写機、プリンター等の画像形成装置に使用される加熱定
着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ファクシミリや複写機、プリンタ
ー等の画像形成装置における加熱定着装置では、感光ド
ラム上に形成したトナー像を記録材である紙等の上に転
写した後、定着装置により加熱、加圧して紙面上に定着
させている。この定着装置は加熱ローラと樹脂製の加圧
ローラから成るものであり、このうち加熱ローラは円筒
状の金属ロール中にハロゲンランプ等の熱源を設置し、
その熱で金属ロールの表面部を加熱し、トナーを定着す
る方式をとっていた。
ー等の画像形成装置における加熱定着装置では、感光ド
ラム上に形成したトナー像を記録材である紙等の上に転
写した後、定着装置により加熱、加圧して紙面上に定着
させている。この定着装置は加熱ローラと樹脂製の加圧
ローラから成るものであり、このうち加熱ローラは円筒
状の金属ロール中にハロゲンランプ等の熱源を設置し、
その熱で金属ロールの表面部を加熱し、トナーを定着す
る方式をとっていた。
【０００３】近年では、この定着方式において、セラミ
ックスヒータを用いた加熱定着装置が提案され、実用化
されている。この方法は、特開平1―２６３６７９号公
報、特開平２−１５７８７８号公報、特開昭６３−３１
３１８２号公報等に示されている。具体的には、セラミ
ックスヒータを樹脂製のヒータ支持体に取り付け、更に
その外周部を耐熱性の定着フイルムが加圧ローラとほぼ
同一の速度で回転することで紙を搬送し、定着フイルム
を通してセラミックスヒータの熱をトナー及び紙に伝え
るものである。この方法においては、発熱体であるセラ
ミックスヒータの熱容量が従来の金属ロールに比較して
非常に小さいために、消費電力を低減でき、またヒータ
への電源投入後のヒータの予熱が不要なため、クイック
スタート性に優れているなどの利点がある。尚、セラッ
クスヒータの基材としては、現在アルミナ（Ａｌ
２Ｏ３）が一般的に使用されている。
ックスヒータを用いた加熱定着装置が提案され、実用化
されている。この方法は、特開平1―２６３６７９号公
報、特開平２−１５７８７８号公報、特開昭６３−３１
３１８２号公報等に示されている。具体的には、セラミ
ックスヒータを樹脂製のヒータ支持体に取り付け、更に
その外周部を耐熱性の定着フイルムが加圧ローラとほぼ
同一の速度で回転することで紙を搬送し、定着フイルム
を通してセラミックスヒータの熱をトナー及び紙に伝え
るものである。この方法においては、発熱体であるセラ
ミックスヒータの熱容量が従来の金属ロールに比較して
非常に小さいために、消費電力を低減でき、またヒータ
への電源投入後のヒータの予熱が不要なため、クイック
スタート性に優れているなどの利点がある。尚、セラッ
クスヒータの基材としては、現在アルミナ（Ａｌ
２Ｏ３）が一般的に使用されている。
【０００４】この定着方法を概念的に示した図１及び図
２により更に詳しく説明する。セラミックスヒータ１は
ヒータ支持体２に取り付けられ、その外周部に円筒状で
耐熱性の定着フイルム３が移動可能に配置され、加圧ロ
ーラ４が定着フイルム３をセラミックスヒータ１に押し
付けながら同期回転するようになっている。加圧ローラ
４によりセラミックスヒータ１に押し付けられた定着フ
イルム３は、図２に拡大して示すように、加圧ローラ４
が外周部で変形してセラミックスヒータ１との間にニッ
プ幅Ｎのニップ部を形成する。トナー画像６ａが形成さ
れた紙等の記録材５は回転する定着フイルム３と加圧ロ
ーラ４の間に挿入され、ニップ部でトナー画像６ａが加
熱加圧されて記録材５上に画像６ｂとして定着される。
２により更に詳しく説明する。セラミックスヒータ１は
ヒータ支持体２に取り付けられ、その外周部に円筒状で
耐熱性の定着フイルム３が移動可能に配置され、加圧ロ
ーラ４が定着フイルム３をセラミックスヒータ１に押し
付けながら同期回転するようになっている。加圧ローラ
４によりセラミックスヒータ１に押し付けられた定着フ
イルム３は、図２に拡大して示すように、加圧ローラ４
が外周部で変形してセラミックスヒータ１との間にニッ
プ幅Ｎのニップ部を形成する。トナー画像６ａが形成さ
れた紙等の記録材５は回転する定着フイルム３と加圧ロ
ーラ４の間に挿入され、ニップ部でトナー画像６ａが加
熱加圧されて記録材５上に画像６ｂとして定着される。
【０００５】また、セラミックスヒータ１は、例えば図
３に示す構造を有している。即ち、セラミックス基板１
ａの表面に１本又は２本以上の発熱体１ｂと、この発熱
体１ｂに通電するための通電電極１ｃとが設けてあり、
発熱体１ｂの上には保護並びに絶縁性の確保のためオー
バーコートガラス層１ｄが形成されている。このセラミ
ックス基板１ａは全体が概ね厚みの薄い矩形平板状であ
り、発熱体１ｂはセラミックス基板１ａが定着フイルム
３を介して加圧ローラ４と接触する定着面か又はその裏
面に形成される。
３に示す構造を有している。即ち、セラミックス基板１
ａの表面に１本又は２本以上の発熱体１ｂと、この発熱
体１ｂに通電するための通電電極１ｃとが設けてあり、
発熱体１ｂの上には保護並びに絶縁性の確保のためオー
バーコートガラス層１ｄが形成されている。このセラミ
ックス基板１ａは全体が概ね厚みの薄い矩形平板状であ
り、発熱体１ｂはセラミックス基板１ａが定着フイルム
３を介して加圧ローラ４と接触する定着面か又はその裏
面に形成される。
【０００６】現在、この定着方法に対しても定着速度の
高速化という要求がある。現在のアルミナ基板を用いた
セラミックスヒータでは、定着速度は４〜１６ｐｐｍ
（４ｐｐｍは１分間にＡ４用紙を４枚送り込む速度：４
ｐａｐｅｒｓ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）であるが、更に
２４ｐｐｍ以上の高速処理が要請されている。
高速化という要求がある。現在のアルミナ基板を用いた
セラミックスヒータでは、定着速度は４〜１６ｐｐｍ
（４ｐｐｍは１分間にＡ４用紙を４枚送り込む速度：４
ｐａｐｅｒｓ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）であるが、更に
２４ｐｐｍ以上の高速処理が要請されている。
【０００７】しかし、上記のアルミナ基板を用いたセラ
ミックヒータの場合、急速加熱過程において、熱衝撃に
より基板割れが発生するという問題点がある。即ち、セ
ラミックスヒータの発熱体両端又は片端には１００又は
２００Ｖの電圧が印加され、数１００Ｗ以上のジュール
熱が発生し、これによって約２００℃程度の温度まで約
２〜６秒で急速に昇温されるため、アルミナ基板が割れ
るのである。また、定着速度が速くなると紙１枚当たり
にヒータから熱が伝わる時間は短くなるが、トナー定着
には一定の熱量が必要であるため、単位時間当たりより
多量の熱をヒータから紙に供給する必要がある。このた
め、ヒータに加わる熱衝撃も増大する傾向にあり、その
ためセラミックス基板の割れ確率も大きくなりつつあ
る。
ミックヒータの場合、急速加熱過程において、熱衝撃に
より基板割れが発生するという問題点がある。即ち、セ
ラミックスヒータの発熱体両端又は片端には１００又は
２００Ｖの電圧が印加され、数１００Ｗ以上のジュール
熱が発生し、これによって約２００℃程度の温度まで約
２〜６秒で急速に昇温されるため、アルミナ基板が割れ
るのである。また、定着速度が速くなると紙１枚当たり
にヒータから熱が伝わる時間は短くなるが、トナー定着
には一定の熱量が必要であるため、単位時間当たりより
多量の熱をヒータから紙に供給する必要がある。このた
め、ヒータに加わる熱衝撃も増大する傾向にあり、その
ためセラミックス基板の割れ確率も大きくなりつつあ
る。
【０００８】そこで、耐熱衝撃性に優れた窒化アルミニ
ウム（ＡｌＮ）を用いたセラミックスヒータが、特開平
９−８０９４０号公報、特開平９−１９７８６１号公報
に開示されている。特開平９−８０９４０号公報に記載
によれば、窒化アルミニウムがアルミナよりも熱伝導率
が高いことを利用してヒータの温度応答性を改善してい
る。また、特開平９−１９７８６１号公報に記載のヒー
タでは、窒化アルミニウムの高熱伝導性を利用して、定
着性の改善、高速印刷を図ると共に、消費電力を低減し
ている。
ウム（ＡｌＮ）を用いたセラミックスヒータが、特開平
９−８０９４０号公報、特開平９−１９７８６１号公報
に開示されている。特開平９−８０９４０号公報に記載
によれば、窒化アルミニウムがアルミナよりも熱伝導率
が高いことを利用してヒータの温度応答性を改善してい
る。また、特開平９−１９７８６１号公報に記載のヒー
タでは、窒化アルミニウムの高熱伝導性を利用して、定
着性の改善、高速印刷を図ると共に、消費電力を低減し
ている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】定着速度の高速化に対
しては、上記のように熱源であるセラミックスヒータの
材質（熱伝導率、熱膨張係数）だけではなく、その形状
についても問題点が指摘されている。即ち、定着速度の
高速化に伴って、高速で回転する定着フイルムの内周面
がセラミックスヒータ及びそのヒータ支持体との摩擦に
より削られ、その削り粉によって定着フイルムとセラミ
ックスヒータの間に存在しているグリース等の潤滑剤の
潤滑性が失われ、定着フイルムが回転しなくなる。
しては、上記のように熱源であるセラミックスヒータの
材質（熱伝導率、熱膨張係数）だけではなく、その形状
についても問題点が指摘されている。即ち、定着速度の
高速化に伴って、高速で回転する定着フイルムの内周面
がセラミックスヒータ及びそのヒータ支持体との摩擦に
より削られ、その削り粉によって定着フイルムとセラミ
ックスヒータの間に存在しているグリース等の潤滑剤の
潤滑性が失われ、定着フイルムが回転しなくなる。
【００１０】この問題点に対しては、本発明者らが検討
した結果、特願２０００−１３６６２１、特願２０００
−２３９２８０、及び特願２０００−２３９２８１とし
て既に出願しているように、セラミックスヒータに曲面
を形成することで改善が得られているが、更なる高速化
と共に、定着フイルムのより一層の耐久性の向上が望ま
れている。
した結果、特願２０００−１３６６２１、特願２０００
−２３９２８０、及び特願２０００−２３９２８１とし
て既に出願しているように、セラミックスヒータに曲面
を形成することで改善が得られているが、更なる高速化
と共に、定着フイルムのより一層の耐久性の向上が望ま
れている。
【００１１】本発明は、このような従来の事情に鑑み、
２４ｐｐｍ以上の高速定着時において、定着フイルムの
耐久性をより一層向上させると共に、定着性を更に改善
向上させることができる加熱定着装置を提供することを
目的とする。
２４ｐｐｍ以上の高速定着時において、定着フイルムの
耐久性をより一層向上させると共に、定着性を更に改善
向上させることができる加熱定着装置を提供することを
目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明が提供する第１の加熱定着装置は、円筒形状
をなす耐熱性の定着フイルムを加圧部材によって加熱部
材に押し付け、該定着フイルムと加熱部材との間にニッ
プ部を構成し、未定着トナー像を担時した記録材を該ニ
ップ部で挟持搬送しながら加熱することで定着を行う加
熱定着装置において、前記加熱部材であるセラミックス
ヒータの定着フイルムと接触する定着面側表面及びヒー
タ支持体の少なくとも該定着面側表面に隣接する部分の
形状を、所定のニップ幅において定着フイルムを加圧部
材で加熱部材に押し付けた静止状態での該定着フイルム
の自然な変形形状と略同一の形状とすることを特徴とす
る。
め、本発明が提供する第１の加熱定着装置は、円筒形状
をなす耐熱性の定着フイルムを加圧部材によって加熱部
材に押し付け、該定着フイルムと加熱部材との間にニッ
プ部を構成し、未定着トナー像を担時した記録材を該ニ
ップ部で挟持搬送しながら加熱することで定着を行う加
熱定着装置において、前記加熱部材であるセラミックス
ヒータの定着フイルムと接触する定着面側表面及びヒー
タ支持体の少なくとも該定着面側表面に隣接する部分の
形状を、所定のニップ幅において定着フイルムを加圧部
材で加熱部材に押し付けた静止状態での該定着フイルム
の自然な変形形状と略同一の形状とすることを特徴とす
る。
【００１３】また、本発明が提供する第２の加熱定着装
置は、円筒形状をなす耐熱性の定着フイルムを加圧部材
によって加熱部材に押し付け、該定着フイルムと加熱部
材との間にニップ部を構成し、未定着トナー像を担時し
た記録材を該ニップ部で挟持搬送しながら加熱すること
で定着を行う加熱定着装置において、前記加熱部材であ
るセラミックスヒータの定着フイルムと接触する定着面
側表面及びヒータ支持体の少なくとも該定着面側表面に
隣接する部分の形状を、所定のニップ幅において定着フ
イルムを加圧部材で加熱部材に押し付けて走行させた走
行状態での該定着フイルムの自然な変形形状と略同一の
形状とすることを特徴とする。
置は、円筒形状をなす耐熱性の定着フイルムを加圧部材
によって加熱部材に押し付け、該定着フイルムと加熱部
材との間にニップ部を構成し、未定着トナー像を担時し
た記録材を該ニップ部で挟持搬送しながら加熱すること
で定着を行う加熱定着装置において、前記加熱部材であ
るセラミックスヒータの定着フイルムと接触する定着面
側表面及びヒータ支持体の少なくとも該定着面側表面に
隣接する部分の形状を、所定のニップ幅において定着フ
イルムを加圧部材で加熱部材に押し付けて走行させた走
行状態での該定着フイルムの自然な変形形状と略同一の
形状とすることを特徴とする。
【００１４】上記第１及び第２の加熱定着装置において
は、前記セラミックスヒータの定着フイルムと接触する
定着面側表面及び前記ヒータ支持体の少なくとも該定着
面側表面に隣接する部分の形状が、前記加圧部材に対し
て概略凸状又は凹状の曲面をなす。また、前記セラミッ
クスヒータの定着フイルムと接触する定着面側表面及び
前記ヒータ支持体の少なくとも該定着面側表面に隣接す
る部分の形状が、ニップ部入口からニップ部中央までは
定着フイルムを加圧部材で加熱部材に押し付けた静止状
態又は走行状態での該定着フイルムの自然な変形形状と
略同一の形状を有し、ニップ部中央からニップ部出口ま
では平面形状とすることができる。
は、前記セラミックスヒータの定着フイルムと接触する
定着面側表面及び前記ヒータ支持体の少なくとも該定着
面側表面に隣接する部分の形状が、前記加圧部材に対し
て概略凸状又は凹状の曲面をなす。また、前記セラミッ
クスヒータの定着フイルムと接触する定着面側表面及び
前記ヒータ支持体の少なくとも該定着面側表面に隣接す
る部分の形状が、ニップ部入口からニップ部中央までは
定着フイルムを加圧部材で加熱部材に押し付けた静止状
態又は走行状態での該定着フイルムの自然な変形形状と
略同一の形状を有し、ニップ部中央からニップ部出口ま
では平面形状とすることができる。
【００１５】更に、本発明が提供する第３の加熱定着装
置は、円筒形状をなす耐熱性の定着フイルムを加圧部材
によって加熱部材に押し付け、該定着フイルムと加熱部
材との間にニップ部を構成し、未定着トナー像を担時し
た記録材を該ニップ部で挟持搬送しながら加熱すること
で定着を行う加熱定着装置において、前記加熱部材であ
るセラミックスヒータの定着フイルムと接触する定着面
側表面及びヒータ支持体の少なくとも該定着面側表面に
隣接する部分の形状を、ニップ部及び該ニップ部に隣接
するの入口側と出口側で該ニップ部と平行な平面形状と
し、それ以外の部分では前記定着フイルムの円筒形状に
沿った形状とすることを特徴とするものである。
置は、円筒形状をなす耐熱性の定着フイルムを加圧部材
によって加熱部材に押し付け、該定着フイルムと加熱部
材との間にニップ部を構成し、未定着トナー像を担時し
た記録材を該ニップ部で挟持搬送しながら加熱すること
で定着を行う加熱定着装置において、前記加熱部材であ
るセラミックスヒータの定着フイルムと接触する定着面
側表面及びヒータ支持体の少なくとも該定着面側表面に
隣接する部分の形状を、ニップ部及び該ニップ部に隣接
するの入口側と出口側で該ニップ部と平行な平面形状と
し、それ以外の部分では前記定着フイルムの円筒形状に
沿った形状とすることを特徴とするものである。
【００１６】上記第１ないし第３の加熱定着装置におい
ては、前記セラミックスヒータの主成分が窒化アルミニ
ウム又は窒化ケイ素であることを特徴とする。
ては、前記セラミックスヒータの主成分が窒化アルミニ
ウム又は窒化ケイ素であることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の加熱定着装置では、円筒
形状をなす定着フイルムとセラミックスヒータを用いた
定着方法において、加熱部材であるセラミックスヒータ
の形状だけでなく、そのセラミックスヒータを保持する
ヒータ支持体の形状を、定着フイルムを加圧部材で加熱
部材に押し付けた静止状態での定着フイルムの自然な変
形形状と略同一の形状、又は走行させた走行状態での定
着フイルムの自然な変形形状と略同一の形状とする。
形状をなす定着フイルムとセラミックスヒータを用いた
定着方法において、加熱部材であるセラミックスヒータ
の形状だけでなく、そのセラミックスヒータを保持する
ヒータ支持体の形状を、定着フイルムを加圧部材で加熱
部材に押し付けた静止状態での定着フイルムの自然な変
形形状と略同一の形状、又は走行させた走行状態での定
着フイルムの自然な変形形状と略同一の形状とする。
【００１８】本発明に使用される円筒形状の定着フイル
ムとしては、耐熱性の樹脂製又は金属製のものが存在す
る。樹脂製の定着フイルムは、通常ポリイミド等の剛性
を有する耐熱性の樹脂からなり、厚みが１０〜１００μ
ｍ程度である。また、金属製の定着フイルムは、熱伝導
率が耐熱性樹脂よりも高く、少ないニップ幅でも良好な
定着性を得ることができるために、耐熱性樹脂フイルム
に比較してより高速定着性に優れている。かかる金属製
の定着フイルムの材料としては、ステンレスやニッケル
等が使用できる。尚、定着フイルムが樹脂製又は金属製
のいずれの場合であっても、定着面側にはトナーの付着
を防止するために、フッ素樹脂がコーティングされてい
る。
ムとしては、耐熱性の樹脂製又は金属製のものが存在す
る。樹脂製の定着フイルムは、通常ポリイミド等の剛性
を有する耐熱性の樹脂からなり、厚みが１０〜１００μ
ｍ程度である。また、金属製の定着フイルムは、熱伝導
率が耐熱性樹脂よりも高く、少ないニップ幅でも良好な
定着性を得ることができるために、耐熱性樹脂フイルム
に比較してより高速定着性に優れている。かかる金属製
の定着フイルムの材料としては、ステンレスやニッケル
等が使用できる。尚、定着フイルムが樹脂製又は金属製
のいずれの場合であっても、定着面側にはトナーの付着
を防止するために、フッ素樹脂がコーティングされてい
る。
【００１９】この定着フイルムは、加圧部材、即ち加圧
ローラによって加熱部材、即ちセラミックスヒータに押
し付けられ、加圧ローラが回転するのと略同一の速度で
セラミックスヒータの装着されたヒータ支持体の外周部
を回転する。通常、ヒータ支持体は定着フイルムの内径
よりも小さくし、その一部で定着フイルムと接触するこ
とで定着フイルムの軌道を形成している。しかし、この
定着フイルムは、通常ポリイミド等の剛性を有する樹脂
又は金属からなるため、加圧ローラの近傍でセラミック
スヒータ及びヒータ支持体によって変形される。
ローラによって加熱部材、即ちセラミックスヒータに押
し付けられ、加圧ローラが回転するのと略同一の速度で
セラミックスヒータの装着されたヒータ支持体の外周部
を回転する。通常、ヒータ支持体は定着フイルムの内径
よりも小さくし、その一部で定着フイルムと接触するこ
とで定着フイルムの軌道を形成している。しかし、この
定着フイルムは、通常ポリイミド等の剛性を有する樹脂
又は金属からなるため、加圧ローラの近傍でセラミック
スヒータ及びヒータ支持体によって変形される。
【００２０】例えば、図４及び図５に示すように、加圧
ローラ４との間で定着フイルム３を挟持するセラミック
スヒータ１の定着面が平面ならば、加圧ローラ４からの
圧力によってセラミックスヒータ１に押し付けられた定
着フイルム３は、加圧ローラ４とセラミックスヒータ１
の接触部分では平面形状を取らざるを得ない。このため
円筒形状の定着フイルム３は、図５のごとく、ほぼ楕円
形状に変形する。
ローラ４との間で定着フイルム３を挟持するセラミック
スヒータ１の定着面が平面ならば、加圧ローラ４からの
圧力によってセラミックスヒータ１に押し付けられた定
着フイルム３は、加圧ローラ４とセラミックスヒータ１
の接触部分では平面形状を取らざるを得ない。このため
円筒形状の定着フイルム３は、図５のごとく、ほぼ楕円
形状に変形する。
【００２１】しかし、現状のセラミックスヒータ及びヒ
ータ支持体は定着フイルムが変形した形状を考慮してい
ない形状であるため、定着フイルムが高速で回転する際
に、セラミックスヒータ及び／又はヒータ支持体の一部
に局所的且つ集中的に接触し、その部分で定着フイルム
の内周面に摩耗が発生する。このため、発生した摩耗粉
が定着フイルムに付着して定着フイルムの回転性が低下
し、ついには定着フイルムが回転しなくなってしまう。
特に金属製の定着フイルムにおいては、摩耗が発生する
だけでなく、変形に対して非常に弱いために捻れが発生
しやすく、破損する危険性もある。
ータ支持体は定着フイルムが変形した形状を考慮してい
ない形状であるため、定着フイルムが高速で回転する際
に、セラミックスヒータ及び／又はヒータ支持体の一部
に局所的且つ集中的に接触し、その部分で定着フイルム
の内周面に摩耗が発生する。このため、発生した摩耗粉
が定着フイルムに付着して定着フイルムの回転性が低下
し、ついには定着フイルムが回転しなくなってしまう。
特に金属製の定着フイルムにおいては、摩耗が発生する
だけでなく、変形に対して非常に弱いために捻れが発生
しやすく、破損する危険性もある。
【００２２】そこで、本発明においては、上記と同様に
所定長さのニップ幅をセラミックスヒータと加圧ロー
ラ、及び定着フイルムで形成する場合、図６（ａ）に示
すように、定着フイルム３がほぼ楕円形状に変形するヒ
ータ形状とニップ幅を想定した形状の部材１０ａを用い
て定着フイルム３を加圧ローラ４に対して押し付け、定
着フイルム３を自然に変形させる。図６（ｂ）に示すよ
うに、このときに自然に変形した定着フイルム３の形状
と略同一形状のセラミックスヒータ１０及びヒータ支持
体１２を作製することにより、セラミックスヒータ１０
の定着フイルム３と接触する定着面側表面及びヒータ支
持体１２の少なくとも定着面側表面に隣接する部分の形
状を、定着フイルム３を加圧ローラ４でセラミックスヒ
ータ１に押し付けた静止状態での定着フイルム３の自然
な変形形状と略同一の形状とすることができる。
所定長さのニップ幅をセラミックスヒータと加圧ロー
ラ、及び定着フイルムで形成する場合、図６（ａ）に示
すように、定着フイルム３がほぼ楕円形状に変形するヒ
ータ形状とニップ幅を想定した形状の部材１０ａを用い
て定着フイルム３を加圧ローラ４に対して押し付け、定
着フイルム３を自然に変形させる。図６（ｂ）に示すよ
うに、このときに自然に変形した定着フイルム３の形状
と略同一形状のセラミックスヒータ１０及びヒータ支持
体１２を作製することにより、セラミックスヒータ１０
の定着フイルム３と接触する定着面側表面及びヒータ支
持体１２の少なくとも定着面側表面に隣接する部分の形
状を、定着フイルム３を加圧ローラ４でセラミックスヒ
ータ１に押し付けた静止状態での定着フイルム３の自然
な変形形状と略同一の形状とすることができる。
【００２３】上記のセラミックスヒータ及びヒータ支持
体の形状は、定着フイルムが静止した状態、即ち走行し
ていない状態を想定しているが、走行状態を想定した場
合も同様である。即ち、図７（ａ）に示すように、走行
状態の定着フイルム３がほぼ卵形に近い楕円形状に変形
するヒータ形状とニップ幅を想定した形状の部材１１ａ
で定着フイルム３を加圧ローラ４に押し付け、走行させ
て定着フイルム３を自然に変形させる。図７（ｂ）に示
すように、このときに自然に変形した定着フイルム３の
形状と略同一形状のセラミックスヒータ１１及びヒータ
支持体１３を作製することにより、セラミックスヒータ
１１の定着フイルム３と接触する定着面側表面及びヒー
タ支持体１３の少なくとも定着面側表面に隣接する部分
の形状を、走行状態における定着フイルム３の自然な変
形形状と略同一の形状とすることができる。
体の形状は、定着フイルムが静止した状態、即ち走行し
ていない状態を想定しているが、走行状態を想定した場
合も同様である。即ち、図７（ａ）に示すように、走行
状態の定着フイルム３がほぼ卵形に近い楕円形状に変形
するヒータ形状とニップ幅を想定した形状の部材１１ａ
で定着フイルム３を加圧ローラ４に押し付け、走行させ
て定着フイルム３を自然に変形させる。図７（ｂ）に示
すように、このときに自然に変形した定着フイルム３の
形状と略同一形状のセラミックスヒータ１１及びヒータ
支持体１３を作製することにより、セラミックスヒータ
１１の定着フイルム３と接触する定着面側表面及びヒー
タ支持体１３の少なくとも定着面側表面に隣接する部分
の形状を、走行状態における定着フイルム３の自然な変
形形状と略同一の形状とすることができる。
【００２４】上記したセラミックスヒータの定着フイル
ムと接触する定着面側表面及びヒータ支持体の少なくと
も定着面側表面に隣接する部分の形状は、通常では加圧
ローラに対して概略凸状の曲面をなす。しかし、定着フ
イルムを加圧ローラによってセラミックスヒータに押し
付ける加圧力を更に大きくした場合、定着フイルムは加
圧ローラに対して凹状に変形する。この場合には、セラ
ミックスヒータの定着フイルムと接触する定着面側表面
及びヒータ支持体の少なくとも定着面側表面に隣接する
部分の形状を、通常とは逆の凹状の曲面に形成する必要
がある。このように凹状の曲面とした場合、定着フイル
ムがセラミックスヒータに沿う形状に変形するため、ニ
ップ幅を加圧ローラとヒータの接触幅に対して大きくす
ることができる。尚、いずれの場合も、セラミックスヒ
ータとヒータ支持体が滑らかな曲線で接続された形状と
することが好ましく、このときにセラミックスヒータと
ヒータ支持体の間の段差は当然できるだけ小さいことが
望ましい。
ムと接触する定着面側表面及びヒータ支持体の少なくと
も定着面側表面に隣接する部分の形状は、通常では加圧
ローラに対して概略凸状の曲面をなす。しかし、定着フ
イルムを加圧ローラによってセラミックスヒータに押し
付ける加圧力を更に大きくした場合、定着フイルムは加
圧ローラに対して凹状に変形する。この場合には、セラ
ミックスヒータの定着フイルムと接触する定着面側表面
及びヒータ支持体の少なくとも定着面側表面に隣接する
部分の形状を、通常とは逆の凹状の曲面に形成する必要
がある。このように凹状の曲面とした場合、定着フイル
ムがセラミックスヒータに沿う形状に変形するため、ニ
ップ幅を加圧ローラとヒータの接触幅に対して大きくす
ることができる。尚、いずれの場合も、セラミックスヒ
ータとヒータ支持体が滑らかな曲線で接続された形状と
することが好ましく、このときにセラミックスヒータと
ヒータ支持体の間の段差は当然できるだけ小さいことが
望ましい。
【００２５】このように、セラミックスヒータの定着面
側表面及びヒータ支持体の少なくともヒータの定着面側
表面に隣接する部分の形状を、静止状態又は走行状態に
おける定着フイルムの自然な変形形状と略同一の形状と
することによって、セラミックスヒータ及びヒータ支持
体の形状は定着フイルムの自然な変形形状に倣った滑ら
かな曲線を有するものとなる。その結果、定着フイルム
がセラミックスヒータだけでなくヒータ支持体と局所的
且つ集中的に接触することを防ぐことができるため、２
４ｐｐｍ以上の高速で長時間定着を行なった場合でも、
定着フイルムの寿命を向上させることができる。
側表面及びヒータ支持体の少なくともヒータの定着面側
表面に隣接する部分の形状を、静止状態又は走行状態に
おける定着フイルムの自然な変形形状と略同一の形状と
することによって、セラミックスヒータ及びヒータ支持
体の形状は定着フイルムの自然な変形形状に倣った滑ら
かな曲線を有するものとなる。その結果、定着フイルム
がセラミックスヒータだけでなくヒータ支持体と局所的
且つ集中的に接触することを防ぐことができるため、２
４ｐｐｍ以上の高速で長時間定着を行なった場合でも、
定着フイルムの寿命を向上させることができる。
【００２６】また、セラミックスヒータとヒータ支持体
の形状を定着フイルムの自然な変形形状と略同一の曲面
形状、特に加圧ローラに対して凹状の曲面形状に形成す
ると、定着条件によっては定着後に紙のカールが発生す
る可能性がある。この場合には、セラミックスヒータの
定着フイルムと接触する定着面側表面及びヒータ支持体
の少なくとも定着面側表面に隣接する部分の形状のう
ち、ニップ部入口からニップ部中央までは定着フイルム
の自然な変形形状と略同一の形状とし、ニップ部中央か
らニップ部出口までは平面形状とすることによって、紙
のカールを改善することができる。
の形状を定着フイルムの自然な変形形状と略同一の曲面
形状、特に加圧ローラに対して凹状の曲面形状に形成す
ると、定着条件によっては定着後に紙のカールが発生す
る可能性がある。この場合には、セラミックスヒータの
定着フイルムと接触する定着面側表面及びヒータ支持体
の少なくとも定着面側表面に隣接する部分の形状のう
ち、ニップ部入口からニップ部中央までは定着フイルム
の自然な変形形状と略同一の形状とし、ニップ部中央か
らニップ部出口までは平面形状とすることによって、紙
のカールを改善することができる。
【００２７】更に、定着面においてニップ幅を大きくす
るためには、同一の加圧ローラと加圧力ならば、ヒータ
形状が加圧ローラに対して凸状の曲面を有するよりも平
面である方が有利である。そこで、ニップ部でのヒータ
形状を平面とした場合には、ニップ部に突入する定着フ
イルムに余分な応力をかけないために、セラミックスヒ
ータのニップ部の前後においても定着フイルムがニップ
部に平行になるように形成しておくことが好ましい。即
ち、本発明の別の形態として、セラミックスヒータの定
着フイルムと接触する定着面側表面及びヒータ支持体の
少なくとも定着面側表面に隣接する部分の形状を、ニッ
プ部及びそのニップ部に隣接するの入口側と出口側でニ
ップ部と平行な平面形状とし、それ以外の部分では定着
フイルムの円筒形状に沿った曲面形状とすることができ
る。
るためには、同一の加圧ローラと加圧力ならば、ヒータ
形状が加圧ローラに対して凸状の曲面を有するよりも平
面である方が有利である。そこで、ニップ部でのヒータ
形状を平面とした場合には、ニップ部に突入する定着フ
イルムに余分な応力をかけないために、セラミックスヒ
ータのニップ部の前後においても定着フイルムがニップ
部に平行になるように形成しておくことが好ましい。即
ち、本発明の別の形態として、セラミックスヒータの定
着フイルムと接触する定着面側表面及びヒータ支持体の
少なくとも定着面側表面に隣接する部分の形状を、ニッ
プ部及びそのニップ部に隣接するの入口側と出口側でニ
ップ部と平行な平面形状とし、それ以外の部分では定着
フイルムの円筒形状に沿った曲面形状とすることができ
る。
【００２８】このような形態をとることによって、定着
フイルムの耐久性が向上とすると同時に、定着性の安定
のために大きなニップ幅を確実に形成することができ
る。即ち、定着フイルムは、それ自身の曲率及び剛性を
有するために、一部で平面が形成された場合、その歪み
を解消するために、それ以外の部分が変形する。この変
形部位がニップ部付近に形成された場合には、ニップ幅
を小さくしてしまう可能性が有る。そこで、歪みをニッ
プ部付近に形成させないために、ヒータ及び／又はヒー
タ支持体のニップ部に隣接する部分の形状をニップ部に
対して平行に形成し、それ以外の部分では定着フイルム
の円筒形状に沿った曲面形状とすることすることで、余
分な応力を受けずに定着フイルムがニップ部に出入りで
き、確実に大きなニップ幅を形成することが可能とな
る。
フイルムの耐久性が向上とすると同時に、定着性の安定
のために大きなニップ幅を確実に形成することができ
る。即ち、定着フイルムは、それ自身の曲率及び剛性を
有するために、一部で平面が形成された場合、その歪み
を解消するために、それ以外の部分が変形する。この変
形部位がニップ部付近に形成された場合には、ニップ幅
を小さくしてしまう可能性が有る。そこで、歪みをニッ
プ部付近に形成させないために、ヒータ及び／又はヒー
タ支持体のニップ部に隣接する部分の形状をニップ部に
対して平行に形成し、それ以外の部分では定着フイルム
の円筒形状に沿った曲面形状とすることすることで、余
分な応力を受けずに定着フイルムがニップ部に出入りで
き、確実に大きなニップ幅を形成することが可能とな
る。
【００２９】尚、本発明においては、定着フイルムは耐
熱性の樹脂又は金属であって良い。特に、定着フイルム
が金属の場合には、本発明による定着フイルムの寿命の
向上が顕著である。これは、金属自体の変形能が小さい
ため、耐熱性樹脂フイルムに比較して変形に非常に弱
く、上記のように定着フイルムの静止状態及び走行状態
において耐熱性樹脂チューブに比べて円形に近い形状と
なり、ヒータ支持体等との摩耗が起こりやすいためであ
る。
熱性の樹脂又は金属であって良い。特に、定着フイルム
が金属の場合には、本発明による定着フイルムの寿命の
向上が顕著である。これは、金属自体の変形能が小さい
ため、耐熱性樹脂フイルムに比較して変形に非常に弱
く、上記のように定着フイルムの静止状態及び走行状態
において耐熱性樹脂チューブに比べて円形に近い形状と
なり、ヒータ支持体等との摩耗が起こりやすいためであ
る。
【００３０】また、本発明に使用するセラミックスヒー
タの材質としては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、若し
くは窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）を主成分とするセラミック
スが望ましい。これらのセラミックスは耐熱衝撃性に優
れており、２４ｐｐｍ以上の高速定着時における急激な
温度の変化を受けても、セラミックスの破損が生じない
ためである。
タの材質としては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、若し
くは窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）を主成分とするセラミック
スが望ましい。これらのセラミックスは耐熱衝撃性に優
れており、２４ｐｐｍ以上の高速定着時における急激な
温度の変化を受けても、セラミックスの破損が生じない
ためである。
【００３１】
【実施例】実施例１ ヒータ基板として、３００ｍｍ×１５ｍｍ×１ｍｍの平
板状の窒化アルミニウム基板と窒化珪素基板を用意し
た。これらのセラミックス基板に対して、帯状の発熱体
をＡｇ−Ｐｄペーストで、通電電極をＡｇペーストでそ
れぞれスクリーン印刷し、大気中にて８７０℃で焼成し
た。その後、通電電極を除く発熱体にガラスペーストを
印刷し、７００℃で焼成してオーバーコートガラス層と
することで、平板状のセラミックスヒータを作製した。
板状の窒化アルミニウム基板と窒化珪素基板を用意し
た。これらのセラミックス基板に対して、帯状の発熱体
をＡｇ−Ｐｄペーストで、通電電極をＡｇペーストでそ
れぞれスクリーン印刷し、大気中にて８７０℃で焼成し
た。その後、通電電極を除く発熱体にガラスペーストを
印刷し、７００℃で焼成してオーバーコートガラス層と
することで、平板状のセラミックスヒータを作製した。
【００３２】次に、これら平板状のセラミックスヒータ
を、均等な圧力がかかるように耐熱性樹脂の定着フイル
ムを挟んだ状態で加圧ローラに対向させ、所定のニップ
幅が得られるまで押し付けた。このとき静止状態での定
着フイルムの変形形状及び定着フイルムのセラミックス
ヒータへの接触具合を確認した結果、セラミックスヒー
タのエッジ部に定着フイルムが集中的に接触した。そこ
で、静止状態で接触がなくなるように、セラミックスヒ
ータのエッジ部を滑らかな曲線を描くように研磨加工を
行った。このときのセラミックスヒータの定着面形状
は、図８（ａ）に示すように、加圧ローラに対して凸状
をなす、半径Ｒ＝５０ｍｍの円弧状曲面であった。ま
た、上記と同じ実験をステンレス及びニッケル製の定着
フイルムを用いて行った結果、このときのセラミックス
ヒータの定着面形状は、同様に加圧ローラに対して凸状
をなす、半径Ｒ＝４５ｍｍの円弧状曲面であった。
を、均等な圧力がかかるように耐熱性樹脂の定着フイル
ムを挟んだ状態で加圧ローラに対向させ、所定のニップ
幅が得られるまで押し付けた。このとき静止状態での定
着フイルムの変形形状及び定着フイルムのセラミックス
ヒータへの接触具合を確認した結果、セラミックスヒー
タのエッジ部に定着フイルムが集中的に接触した。そこ
で、静止状態で接触がなくなるように、セラミックスヒ
ータのエッジ部を滑らかな曲線を描くように研磨加工を
行った。このときのセラミックスヒータの定着面形状
は、図８（ａ）に示すように、加圧ローラに対して凸状
をなす、半径Ｒ＝５０ｍｍの円弧状曲面であった。ま
た、上記と同じ実験をステンレス及びニッケル製の定着
フイルムを用いて行った結果、このときのセラミックス
ヒータの定着面形状は、同様に加圧ローラに対して凸状
をなす、半径Ｒ＝４５ｍｍの円弧状曲面であった。
【００３３】更に、上記と同様に平板状のセラミックス
ヒータを形成し、同様にセラミックスヒータと加圧ロー
ラの間で定着フイルムを押し付け、４０ｐｐｍに相当す
る速度で定着フイルムを走行させながら、この走行状態
での定着フイルムの変形形状及び定着フイルムのセラミ
ックスヒータへの接触具合を確認し、定着フイルムがセ
ラミックスヒータに接触しないように、セラミックスヒ
ータのエッジ部を滑らかな曲線を描くように研磨加工を
行った。このときのセラミックスヒータの定着面形状
は、図８（ａ）に示すように、加圧ローラに対して凸状
をなす、半径Ｒ＝５０ｍｍのほぼ円弧状曲面であった。
また、上記と同じ実験をステンレス及びニッケル製の定
着フイルムを用いて行った結果、このときのセラミック
スヒータの定着面形状は、同様に加圧ローラに対して凸
状をなす、半径Ｒ＝４５ｍｍのほぼ円弧状曲面であっ
た。
ヒータを形成し、同様にセラミックスヒータと加圧ロー
ラの間で定着フイルムを押し付け、４０ｐｐｍに相当す
る速度で定着フイルムを走行させながら、この走行状態
での定着フイルムの変形形状及び定着フイルムのセラミ
ックスヒータへの接触具合を確認し、定着フイルムがセ
ラミックスヒータに接触しないように、セラミックスヒ
ータのエッジ部を滑らかな曲線を描くように研磨加工を
行った。このときのセラミックスヒータの定着面形状
は、図８（ａ）に示すように、加圧ローラに対して凸状
をなす、半径Ｒ＝５０ｍｍのほぼ円弧状曲面であった。
また、上記と同じ実験をステンレス及びニッケル製の定
着フイルムを用いて行った結果、このときのセラミック
スヒータの定着面形状は、同様に加圧ローラに対して凸
状をなす、半径Ｒ＝４５ｍｍのほぼ円弧状曲面であっ
た。
【００３４】その後、上記のごとく作製したセラミック
スヒータを押し付けたときの静止状態及び走行状態での
各定着フイルムの変形形状に沿う形状のヒータ支持体
を、それぞれ耐熱性樹脂で作製した。作製したヒータ支
持体に上記形状のセラミックスヒータをそれぞれ段差が
無いように取り付け、更に定着フイルム、加圧ローラを
取り付けて加熱定着装置とした。
スヒータを押し付けたときの静止状態及び走行状態での
各定着フイルムの変形形状に沿う形状のヒータ支持体
を、それぞれ耐熱性樹脂で作製した。作製したヒータ支
持体に上記形状のセラミックスヒータをそれぞれ段差が
無いように取り付け、更に定着フイルム、加圧ローラを
取り付けて加熱定着装置とした。
【００３５】これらの加熱定着装置について、まず未定
着のトナー画像を担時したＡ４用紙を４０ｐｐｍに相当
する速度で定着させ、次に２０万枚印刷したことに相当
する時間だけ空回転させた後、最初と同様の定着を再度
行った。その結果、セラミックスヒータが窒化珪素又は
窒化アルミニウムで、定着フイルムが耐熱性樹脂又は金
属であるいずれの試料においても、最初の１枚目の定着
と変わらない良好な定着性が得られた。これらの結果を
下記表１にまとめて示した。
着のトナー画像を担時したＡ４用紙を４０ｐｐｍに相当
する速度で定着させ、次に２０万枚印刷したことに相当
する時間だけ空回転させた後、最初と同様の定着を再度
行った。その結果、セラミックスヒータが窒化珪素又は
窒化アルミニウムで、定着フイルムが耐熱性樹脂又は金
属であるいずれの試料においても、最初の１枚目の定着
と変わらない良好な定着性が得られた。これらの結果を
下記表１にまとめて示した。
【００３６】尚、表１に示す定着性に関しては、定着後
のトナーを紙で擦ることによって、次のごとく評価し
た。 ◎：トナーの脱落が殆ど無く、非常に良好な定着状態 ○：トナーの脱落が若干あるものの、実用上問題の無い
定着状態 △：トナーの脱落が多く、実用上使用不可能な状態、 ×：トナーが殆ど定着されていない状態（以下、同
様）。
のトナーを紙で擦ることによって、次のごとく評価し
た。 ◎：トナーの脱落が殆ど無く、非常に良好な定着状態 ○：トナーの脱落が若干あるものの、実用上問題の無い
定着状態 △：トナーの脱落が多く、実用上使用不可能な状態、 ×：トナーが殆ど定着されていない状態（以下、同
様）。
【００３７】
【表１】
【００３８】実施例２ 実施例１と同様にして、窒化アルミニウムと窒化珪素か
らなる平板状のセラミックスヒータを作製した。各セラ
ミックスヒータの定着面に、図８（ｂ）に示すように、
確保したいニップ幅７ｍｍのニップ部及びそのニップ部
の入口側及び出口側に隣接する幅７ｍｍの部分を平面の
まま残して、それ以外の入口側及び出口側の両端部分を
研磨加工して、静止状態又は走行状態の定着フイルムが
エッジ部で摩耗しないように、定着フイルムの円筒形状
に沿った曲面形状に形成した。
らなる平板状のセラミックスヒータを作製した。各セラ
ミックスヒータの定着面に、図８（ｂ）に示すように、
確保したいニップ幅７ｍｍのニップ部及びそのニップ部
の入口側及び出口側に隣接する幅７ｍｍの部分を平面の
まま残して、それ以外の入口側及び出口側の両端部分を
研磨加工して、静止状態又は走行状態の定着フイルムが
エッジ部で摩耗しないように、定着フイルムの円筒形状
に沿った曲面形状に形成した。
【００３９】次に、上記の各セラミックスヒータの両端
部分の曲面形状に沿う形状のヒータ支持体を、それぞれ
耐熱性樹脂で作製した。作製したヒータ支持体に上記形
状のセラミックスヒータをそれぞれ段差が無いように取
り付け、更に定着フイルム、加圧ローラを取り付けて加
熱定着装置とした。
部分の曲面形状に沿う形状のヒータ支持体を、それぞれ
耐熱性樹脂で作製した。作製したヒータ支持体に上記形
状のセラミックスヒータをそれぞれ段差が無いように取
り付け、更に定着フイルム、加圧ローラを取り付けて加
熱定着装置とした。
【００４０】これらの加熱定着装置について、定着フイ
ルムとして耐熱性樹脂フイルム及び金属製フイルムを用
い、実施例１と同様の手法で耐久性と定着性を評価し
た。その結果、セラミックスヒータが窒化珪素又は窒化
アルミニウムで、定着フイルムが耐熱性樹脂又は金属で
ある全ての試料（セラミックスヒータとヒータ支持体の
材質の組合わせは実施例１と同一）において、Ａ４用紙
を２０万枚印刷した時間に相当する時間空回転した後で
も、トナーの脱落が殆ど無く非常に良好な定着状態（評
価◎）が得られた。
ルムとして耐熱性樹脂フイルム及び金属製フイルムを用
い、実施例１と同様の手法で耐久性と定着性を評価し
た。その結果、セラミックスヒータが窒化珪素又は窒化
アルミニウムで、定着フイルムが耐熱性樹脂又は金属で
ある全ての試料（セラミックスヒータとヒータ支持体の
材質の組合わせは実施例１と同一）において、Ａ４用紙
を２０万枚印刷した時間に相当する時間空回転した後で
も、トナーの脱落が殆ど無く非常に良好な定着状態（評
価◎）が得られた。
【００４１】実施例３ 実施例１と同様にして、窒化アルミニウムと窒化珪素か
らなる平板状のセラミックスヒータを作製した。更に、
各セラミックスヒータの定着面を、図８（ｃ）に示すよ
うに、加圧ローラに対して加圧ローラより大きい凹状曲
面に形成した。このとき、凹状曲面の半径は、定着フイ
ルムとして耐熱性樹脂フイルムを使用した場合はＲ＝４
０ｍｍ、金属製フイルムを使用した場合には半径Ｒ＝４
５ｍｍとした。
らなる平板状のセラミックスヒータを作製した。更に、
各セラミックスヒータの定着面を、図８（ｃ）に示すよ
うに、加圧ローラに対して加圧ローラより大きい凹状曲
面に形成した。このとき、凹状曲面の半径は、定着フイ
ルムとして耐熱性樹脂フイルムを使用した場合はＲ＝４
０ｍｍ、金属製フイルムを使用した場合には半径Ｒ＝４
５ｍｍとした。
【００４２】次に、このセラミックスヒータを加圧ロー
ラに定着フイルムを間に挟んで押し付け、静止状態での
定着フイルムの変形形状に沿ったヒータ支持体を作製し
た。また同時に、定着フイルムの走行状態での変形形状
に沿ったヒータ支持体も形成した。作製した各ヒータ支
持体に上記形状のセラミックスヒータをそれぞれ段差が
無いように取り付け、更に定着フイルム、加圧ローラを
取り付けて加熱定着装置とした。
ラに定着フイルムを間に挟んで押し付け、静止状態での
定着フイルムの変形形状に沿ったヒータ支持体を作製し
た。また同時に、定着フイルムの走行状態での変形形状
に沿ったヒータ支持体も形成した。作製した各ヒータ支
持体に上記形状のセラミックスヒータをそれぞれ段差が
無いように取り付け、更に定着フイルム、加圧ローラを
取り付けて加熱定着装置とした。
【００４３】これらの加熱定着装置について、定着フイ
ルムとして耐熱性樹脂フイルム及び金属製フイルムを用
い、実施例１と同様の手法で耐久性と定着性を評価し
た。その結果、セラミックスヒータが窒化珪素又は窒化
アルミニウムで、定着フイルムが耐熱性樹脂又は金属で
ある全ての試料（セラミックスヒータとヒータ支持体の
材質の組合わせは実施例１と同一）において、Ａ４用紙
を２０万枚印刷した時間に相当する時間空回転した後で
も、トナーの脱落が殆ど無く非常に良好な定着状態（評
価◎）が得られた。ただし、一部の定着用紙には、実用
上は問題ない程度のカールが発生していた。
ルムとして耐熱性樹脂フイルム及び金属製フイルムを用
い、実施例１と同様の手法で耐久性と定着性を評価し
た。その結果、セラミックスヒータが窒化珪素又は窒化
アルミニウムで、定着フイルムが耐熱性樹脂又は金属で
ある全ての試料（セラミックスヒータとヒータ支持体の
材質の組合わせは実施例１と同一）において、Ａ４用紙
を２０万枚印刷した時間に相当する時間空回転した後で
も、トナーの脱落が殆ど無く非常に良好な定着状態（評
価◎）が得られた。ただし、一部の定着用紙には、実用
上は問題ない程度のカールが発生していた。
【００４４】実施例４ 実施例１と同様にして、窒化アルミニウムと窒化珪素か
らなる平板状のセラミックスヒータを作製した。更に、
そのセラミックスヒータの定着面を、上記実施例３と同
様に加圧ローラに対して加圧ローラより大きい凹状曲面
に形成したが、図８（ｄ）に示すように、ニップ部中央
からニップ部出口までは平面形状に形成した。尚、ニッ
プ部入口からニップ部中央までの凹状曲面部分の半径
は、定着フイルムとして耐熱性樹脂フイルムを使用した
場合はＲ＝４０ｍｍ、金属製フイルムを使用した場合は
半径Ｒ＝４５ｍｍとした。
らなる平板状のセラミックスヒータを作製した。更に、
そのセラミックスヒータの定着面を、上記実施例３と同
様に加圧ローラに対して加圧ローラより大きい凹状曲面
に形成したが、図８（ｄ）に示すように、ニップ部中央
からニップ部出口までは平面形状に形成した。尚、ニッ
プ部入口からニップ部中央までの凹状曲面部分の半径
は、定着フイルムとして耐熱性樹脂フイルムを使用した
場合はＲ＝４０ｍｍ、金属製フイルムを使用した場合は
半径Ｒ＝４５ｍｍとした。
【００４５】次に、このセラミックスヒータを加圧ロー
ラに定着フイルムを間に挟んで押し付け、静止状態及び
走行状態での定着フイルムの変形形状に沿ったヒータ支
持体をそれぞれ作製した。作製した各ヒータ支持体に上
記形状のセラミックスヒータをそれぞれ段差が無いよう
に取り付け、更に定着フイルム、加圧ローラを取り付け
て加熱定着装置とした。
ラに定着フイルムを間に挟んで押し付け、静止状態及び
走行状態での定着フイルムの変形形状に沿ったヒータ支
持体をそれぞれ作製した。作製した各ヒータ支持体に上
記形状のセラミックスヒータをそれぞれ段差が無いよう
に取り付け、更に定着フイルム、加圧ローラを取り付け
て加熱定着装置とした。
【００４６】これらの加熱定着装置について、定着フイ
ルムとして耐熱性樹脂フイルム及び金属製フイルムを用
い、実施例１と同様の手法で耐久性と定着性を評価し
た。その結果、セラミックスヒータが窒化珪素又は窒化
アルミニウムで、定着フイルムが耐熱性樹脂又は金属で
ある全ての試料（セラミックスヒータとヒータ支持体の
材質の組合わせは実施例１と同一）において、Ａ４用紙
を２０万枚印刷した時間に相当する時間空回転した後で
も、トナーの脱落が殆ど無く非常に良好な定着状態（評
価◎）が得られた。また、定着用紙のカールは全く生じ
なかった。
ルムとして耐熱性樹脂フイルム及び金属製フイルムを用
い、実施例１と同様の手法で耐久性と定着性を評価し
た。その結果、セラミックスヒータが窒化珪素又は窒化
アルミニウムで、定着フイルムが耐熱性樹脂又は金属で
ある全ての試料（セラミックスヒータとヒータ支持体の
材質の組合わせは実施例１と同一）において、Ａ４用紙
を２０万枚印刷した時間に相当する時間空回転した後で
も、トナーの脱落が殆ど無く非常に良好な定着状態（評
価◎）が得られた。また、定着用紙のカールは全く生じ
なかった。
【００４７】比較例 セラミックスヒータとして、窒化珪素又は窒化アルミニ
ウムからなり、その定着面形状が図８（ａ）に示すよう
に加圧ローラに対して凸状で、半径Ｒ＝５０ｍｍの円弧
状曲面を有する実施例１の各セラミックスヒータを作製
した。一方、ヒータ支持体としては、従来から使用され
ている形状のものを用いた。
ウムからなり、その定着面形状が図８（ａ）に示すよう
に加圧ローラに対して凸状で、半径Ｒ＝５０ｍｍの円弧
状曲面を有する実施例１の各セラミックスヒータを作製
した。一方、ヒータ支持体としては、従来から使用され
ている形状のものを用いた。
【００４８】この従来形状のヒータ支持体に上記セラミ
ックスヒータを取り付け、更に耐熱性樹脂フイルムの定
着フイルムと加熱ローラを取り付けて、加熱定着装置を
作製した。これらの加熱定着装置について、実施例１と
同様の手法で耐久性と定着性を評価し、その結果を下記
表２に示した。
ックスヒータを取り付け、更に耐熱性樹脂フイルムの定
着フイルムと加熱ローラを取り付けて、加熱定着装置を
作製した。これらの加熱定着装置について、実施例１と
同様の手法で耐久性と定着性を評価し、その結果を下記
表２に示した。
【００４９】その結果、セラミックスヒータが実施例１
と同様の形状であっても、ヒータ支持体が従来形状の各
比較例の試料では、定着枚数が５万枚に相当する時間で
定着フイルムの回転が停止した。その状態で定着試験を
行おうとしたが、定着フイルムが回転しないために、定
着試験を行うことはできなかった。その後、ヒータの電
源を切り、冷却後、定着フイルムを確認した結果、内周
部がかなり摩耗しており、その摩耗屑がニップ部の前後
に溜まって定着フイルムの走行を阻害していることが分
かった。
と同様の形状であっても、ヒータ支持体が従来形状の各
比較例の試料では、定着枚数が５万枚に相当する時間で
定着フイルムの回転が停止した。その状態で定着試験を
行おうとしたが、定着フイルムが回転しないために、定
着試験を行うことはできなかった。その後、ヒータの電
源を切り、冷却後、定着フイルムを確認した結果、内周
部がかなり摩耗しており、その摩耗屑がニップ部の前後
に溜まって定着フイルムの走行を阻害していることが分
かった。
【００５０】更に、セラミックスヒータとして、材質が
アルミナからなる以外は、実施例１と同様の定着面形状
が図８（ａ）に示す円弧状曲面のものを作製した。尚、
円弧状曲面の半径は、定着フイルムが耐熱性樹脂フイル
ムの場合はＲ＝５０ｍｍ、金属製フイルムの場合はＲ＝
４５ｍｍとした。また、ヒータ支持体としては、実施例
１と同様に、上記セラミックスヒータを押し付けたとき
の走行状態での定着フイルムの変形形状に沿う形状のも
のを作製して使用した。
アルミナからなる以外は、実施例１と同様の定着面形状
が図８（ａ）に示す円弧状曲面のものを作製した。尚、
円弧状曲面の半径は、定着フイルムが耐熱性樹脂フイル
ムの場合はＲ＝５０ｍｍ、金属製フイルムの場合はＲ＝
４５ｍｍとした。また、ヒータ支持体としては、実施例
１と同様に、上記セラミックスヒータを押し付けたとき
の走行状態での定着フイルムの変形形状に沿う形状のも
のを作製して使用した。
【００５１】このヒータ支持体に上記アルミナのセラミ
ックスヒータを取り付け、更に耐熱性樹脂フイルム又は
金属製フイルムの定着フイルムと加熱ローラを取り付け
て、加熱定着装置を作製した。これらの加熱定着装置に
ついて、実施例１と同様の手法で耐久性と定着性を評価
した。その結果、ヒータ材質がアルミナの各比較例の試
料では、セラミックスヒータ及びヒータ支持体の形状や
定着フイルムの材質にかかわらず、昇温時の熱衝撃によ
ってヒータが破損した。これら比較例の試験結果を、下
記表２にまとめて示した。
ックスヒータを取り付け、更に耐熱性樹脂フイルム又は
金属製フイルムの定着フイルムと加熱ローラを取り付け
て、加熱定着装置を作製した。これらの加熱定着装置に
ついて、実施例１と同様の手法で耐久性と定着性を評価
した。その結果、ヒータ材質がアルミナの各比較例の試
料では、セラミックスヒータ及びヒータ支持体の形状や
定着フイルムの材質にかかわらず、昇温時の熱衝撃によ
ってヒータが破損した。これら比較例の試験結果を、下
記表２にまとめて示した。
【００５２】
【表２】
【００５３】
【発明の効果】本発明によれば、セラミックスヒータと
共にヒータ支持体を定着フイルムの自然な変形形状に沿
った形状とすることにより、２４ｐｐｍ以上の高速定着
であっても、定着フイルムの内周面がセラミックスヒー
タ及びそのヒータ支持体と局所的且つ集中的に接触して
摩耗することがなくなり、定着フイルムの耐久性をより
一層向上させると同時に、定着性を更に改善向上させた
加熱定着装置を提供することができる。
共にヒータ支持体を定着フイルムの自然な変形形状に沿
った形状とすることにより、２４ｐｐｍ以上の高速定着
であっても、定着フイルムの内周面がセラミックスヒー
タ及びそのヒータ支持体と局所的且つ集中的に接触して
摩耗することがなくなり、定着フイルムの耐久性をより
一層向上させると同時に、定着性を更に改善向上させた
加熱定着装置を提供することができる。
【図１】セラミックスヒータと定着フイルムを用いた加
熱定着装置を概念的に示す概略の断面図である。
熱定着装置を概念的に示す概略の断面図である。
【図２】加熱定着装置の定着フイルムと加熱部材との間
に形成されるニップ部を説明するための概略の断面図で
ある。
に形成されるニップ部を説明するための概略の断面図で
ある。
【図３】通常のセラミックスヒータを示す図面であり、
（ａ）はその平面図及び（ｂ）はそのＡ−Ａ線に沿った
断面図である。
（ａ）はその平面図及び（ｂ）はそのＡ−Ａ線に沿った
断面図である。
【図４】平板状のセラミックスヒータを加圧ローラに押
し付ける前の定着フイルムの形状を示す概略の断面図で
ある。
し付ける前の定着フイルムの形状を示す概略の断面図で
ある。
【図５】平板状のセラミックスヒータを加圧ローラに押
し付けた静止状態での定着フイルムの変形形状を示す概
略の断面図である。
し付けた静止状態での定着フイルムの変形形状を示す概
略の断面図である。
【図６】本発明の一形態を示す図面であり、（ａ）は定
着フイルムの変形形状に沿った形状の部材を加圧ローラ
に押し付けた静止状態での定着フイルムの自然な変形形
状を示す概略の断面図であり、（ｂ）はこの状態に基づ
いて作製したセラミックスヒータとヒータ支持体を示す
概略の断面図である。
着フイルムの変形形状に沿った形状の部材を加圧ローラ
に押し付けた静止状態での定着フイルムの自然な変形形
状を示す概略の断面図であり、（ｂ）はこの状態に基づ
いて作製したセラミックスヒータとヒータ支持体を示す
概略の断面図である。
【図７】本発明の他の形態を示す図面であり、（ａ）は
定着フイルムの変形形状に沿った形状の部材を加圧ロー
ラに押し付けた走行状態での定着フイルムの自然な変形
形状を示す概略の断面図であり、（ｂ）はこの状態に基
づいて作製したセラミックスヒータとヒータ支持体を示
す概略の断面図である。
定着フイルムの変形形状に沿った形状の部材を加圧ロー
ラに押し付けた走行状態での定着フイルムの自然な変形
形状を示す概略の断面図であり、（ｂ）はこの状態に基
づいて作製したセラミックスヒータとヒータ支持体を示
す概略の断面図である。
【図８】本発明の各実施例で用いたセラミックスヒータ
の概略の断面図であり、（ａ）は定着面が凸状の円弧状
曲面、（ｂ）はニップ部とその隣接部分が平面で且つそ
の両側が曲面、（ｃ）は定着面が凹状の円弧状曲面、
（ｄ）は定着面のニップ部入口からニップ部中央が凹状
の円弧状曲面でニップ部中央からニップ部出口までが平
面のヒータである。
の概略の断面図であり、（ａ）は定着面が凸状の円弧状
曲面、（ｂ）はニップ部とその隣接部分が平面で且つそ
の両側が曲面、（ｃ）は定着面が凹状の円弧状曲面、
（ｄ）は定着面のニップ部入口からニップ部中央が凹状
の円弧状曲面でニップ部中央からニップ部出口までが平
面のヒータである。
１、１０、１１ セラミックスヒータ ２、１２、１３ ヒータ支持体 ３ 定着フイルム ４ 加圧ローラ ５ 記録材
Claims (8)
- 【請求項１】 円筒形状をなす耐熱性の定着フイルムを
加圧部材によって加熱部材に押し付け、該定着フイルム
と加熱部材との間にニップ部を構成し、未定着トナー像
を担時した記録材を該ニップ部で挟持搬送しながら加熱
することで定着を行う加熱定着装置において、 前記加熱部材であるセラミックスヒータの定着フイルム
と接触する定着面側表面及びヒータ支持体の少なくとも
該定着面側表面に隣接する部分の形状を、所定のニップ
幅において定着フイルムを加圧部材で加熱部材に押し付
けた静止状態での該定着フイルムの自然な変形形状と略
同一の形状とすることを特徴とする加熱定着装置。 - 【請求項２】 前記セラミックスヒータの定着フイルム
と接触する定着面側表面及び前記ヒータ支持体の少なく
とも該定着面側表面に隣接する部分の形状が、前記加圧
部材に対して概略凸状又は凹状の曲面をなすことを特徴
とする、請求項１に記載の加熱定着装置。 - 【請求項３】 前記セラミックスヒータの定着フイルム
と接触する定着面側表面及び前記ヒータ支持体の少なく
とも該定着面側表面に隣接する部分の形状が、ニップ部
入口からニップ部中央までは定着フイルムを加圧部材で
加熱部材に押し付けた静止状態での該定着フイルムの自
然な変形形状と略同一の形状を有し、ニップ部中央から
ニップ部出口までは平面形状とすることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の加熱定着装置。 - 【請求項４】 円筒形状をなす耐熱性の定着フイルムを
加圧部材によって加熱部材に押し付け、該定着フイルム
と加熱部材との間にニップ部を構成し、未定着トナー像
を担時した記録材を該ニップ部で挟持搬送しながら加熱
することで定着を行う加熱定着装置において、 前記加熱部材であるセラミックスヒータの定着フイルム
と接触する定着面側表面及びヒータ支持体の少なくとも
該定着面側表面に隣接する部分の形状を、所定のニップ
幅において定着フイルムを加圧部材で加熱部材に押し付
けて走行させた走行状態での該定着フイルムの自然な変
形形状と略同一の形状とすることを特徴とする加熱定着
装置。 - 【請求項５】 前記セラミックスヒータの定着フイルム
と接触する定着面側表面及び前記ヒータ支持体の少なく
とも該定着面側表面に隣接する部分の形状が、前記加圧
部材に対して概略凸状又は凹状の曲面をなすことを特徴
とする、請求項４に記載の加熱定着装置。 - 【請求項６】 前記セラミックスヒータの定着フイルム
と接触する定着面側表面及び前記ヒータ支持体の少なく
とも該定着面側表面に隣接する部分の形状が、ニップ部
入口からニップ部中央までは定着フイルムを加圧部材で
加熱部材に押し付けて走行させた走行状態での該定着フ
イルムの自然な変形形状と略同一の形状を有し、ニップ
部中央からニップ部出口までは平面形状とすることを特
徴とする、請求項４又は５に記載の加熱定着装置。 - 【請求項７】 円筒形状をなす耐熱性の定着フイルムを
加圧部材によって加熱部材に押し付け、該定着フイルム
と加熱部材との間にニップ部を構成し、未定着トナー像
を担時した記録材を該ニップ部で挟持搬送しながら加熱
することで定着を行う加熱定着装置において、 前記加熱部材であるセラミックスヒータの定着フイルム
と接触する定着面側表面及びヒータ支持体の少なくとも
該定着面側表面に隣接する部分の形状を、ニップ部及び
該ニップ部に隣接するの入口側と出口側で該ニップ部と
平行な平面形状とし、それ以外の部分では前記定着フイ
ルムの円筒形状に沿った形状とすることを特徴とする加
熱定着装置。 - 【請求項８】 前記セラミックスヒータの主成分が窒化
アルミニウム又は窒化ケイ素であることを特徴とする、
請求項１〜７のいずれかに記載の加熱定着装置。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP2000334511A JP2002139932A (ja) | 2000-11-01 | 2000-11-01 | 加熱定着装置 |
| PCT/JP2001/009229 WO2002037191A1 (fr) | 2000-11-01 | 2001-10-19 | Dispositif de fixation thermique |
| EP01974894A EP1243981A1 (en) | 2000-11-01 | 2001-10-19 | Thermal fixing apparatus |
| CA002394755A CA2394755A1 (en) | 2000-11-01 | 2001-10-19 | Thermal fixing apparatus |
| KR10-2002-7008530A KR100468346B1 (ko) | 2000-11-01 | 2001-10-19 | 가열 정착 장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000334511A JP2002139932A (ja) | 2000-11-01 | 2000-11-01 | 加熱定着装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=18810414
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP2009265242A (ja) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 定着装置およびこれを備える画像形成装置 |
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| JP4654704B2 (ja) * | 2005-02-10 | 2011-03-23 | 富士ゼロックス株式会社 | 定着装置および画像形成装置 |
| US8534825B2 (en) | 2011-02-11 | 2013-09-17 | Xerox Corporation | Radiant heater for print media |
| JP7163157B2 (ja) * | 2018-12-05 | 2022-10-31 | 東芝テック株式会社 | 定着装置および画像形成装置 |
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| JP2673959B2 (ja) | 1988-04-15 | 1997-11-05 | キヤノン株式会社 | 定着装置 |
| JP2646444B2 (ja) | 1988-12-12 | 1997-08-27 | キヤノン株式会社 | 画像加熱定着装置 |
| US5499087A (en) * | 1991-04-22 | 1996-03-12 | Hitachi, Ltd. | Heat fixing device and electrophotographic apparatus incorporating the same having a PTC heating element received in a recess of a holder |
| JP2949926B2 (ja) | 1991-06-21 | 1999-09-20 | キヤノン株式会社 | 加熱装置 |
| JPH05241471A (ja) | 1992-03-02 | 1993-09-21 | Canon Inc | 定着装置 |
| JP3161114B2 (ja) * | 1992-12-29 | 2001-04-25 | キヤノン株式会社 | 加熱装置 |
| JPH06337602A (ja) | 1993-05-27 | 1994-12-06 | Canon Inc | 加熱装置及び画像形成装置 |
| JP3323658B2 (ja) | 1994-07-19 | 2002-09-09 | キヤノン株式会社 | 加熱装置 |
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-
2000
- 2000-11-01 JP JP2000334511A patent/JP2002139932A/ja active Pending
-
2001
- 2001-10-19 KR KR10-2002-7008530A patent/KR100468346B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2001-10-19 US US10/169,129 patent/US6671489B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-10-19 EP EP01974894A patent/EP1243981A1/en not_active Withdrawn
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- 2001-10-19 WO PCT/JP2001/009229 patent/WO2002037191A1/ja active IP Right Grant
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