JP2941962B2 - 定着装置 - Google Patents

定着装置

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JP2941962B2 JP55991A JP55991A JP2941962B2 JP 2941962 B2 JP2941962 B2 JP 2941962B2 JP 55991 A JP55991 A JP 55991A JP 55991 A JP55991 A JP 55991A JP 2941962 B2 JP2941962 B2 JP 2941962B2
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健作 草加
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    • H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • H05B3/265—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base the insulating base being an inorganic material, e.g. ceramic
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
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    • G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は被定着像を記録材に加熱
定着する定着装置、特には固定ヒータと、摺動フィルム
を有する定着装置に関する。
【０００２】
【従来技術】複写機等の画像形成装置では、記録材上の
トナー像の定着方式としては熱ロール定着方式が広く用
いられている。
【０００３】しかし、この熱ロール定着方式は、熱ロー
ルが所定の定着温度に達する迄のウォームアップ時間が
長くかかるという問題がある。
【０００４】そこで出願人は瞬時に昇温するサーマルヘ
ッドと、このサーマルヘッドと摺動する薄膜のフィルム
を用いウォームアップ時間を短縮したフィルム定着方式
を特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７
８７８号公報等で提案した。
【０００５】しかし、このようなフィルム定着方式は、
記録材が固定された加熱体と加圧ローラとに、定着フィ
ルムとともに挟持されたとき、記録材の上方側は加熱体
の平面であって、かつ、下方側は比較的曲率の大きな加
圧ローラの曲面であるため、加熱された記録材は下方側
の加圧ローラにならうように、カールしながら進んでし
まうという問題点があった。
【０００６】このため特願平１−９２０７４号公報で加
熱体をＲ形状にしてカールの発生を防止することを提案
した。
【０００７】
【発明が解決する問題点】このＲ形状の曲率半径は小さ
い程記録材のカール防止効果は高いが、曲率半径を小さ
くするとニップが減少するため定着温度や加圧力を上げ
る必要がある。
【０００８】また、加熱体長手方向での加圧力を一定に
するためには、加熱体のＲ部稜線と加圧ロールとの平行
度の精度を高く保たなければならない。
【０００９】更に、抵抗発熱体が設けられる基板として
アルミナ等の熱伝導性の良いセラミックを使用するとＲ
形状に切削加工するのは非常に難しく精度良く量産する
ことは困難である。
【００１０】
【問題点を解決する手段】上記問題点を解決するため本
願発明は、基板に発熱体が設けられた加熱体と、この加
熱体と摺動するフィルムと、このフィルムを介して前記
加熱体とニップを形成する加圧部材と、を有し、前記ニ
ップで未定着像を担持した記録材を挟持搬送し前記フィ
ルムを介した前記加熱体からの熱により未定着像を記録
材上に定着する定着装置において、前記加熱体の基板は
前記フィルム摺動面側にフィルムの移動方向下流側に向
けて突出量が小さくなる４０μm以上の段差を有し、こ
の段差は前記ニップ内に設けられていることを特徴とす
るものである。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。
【００１２】図１は本発明の実施例の定着装置を用いた
画像形成装置の断面図である。
【００１３】１はガラス等の透明部材からなる原稿載置
台で、矢印ａの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
配置されていて原稿載置台１上に置かれた原稿像は照明
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。なお
この感光ドラム４は矢印ｂの方向に回転する。また５は
帯電器であり、たとえば、酸化亜鉛感光層あるいは有機
半導体感光層等を被覆した感光ドラム４上に一様に帯電
を行う。この帯電器５により一様に帯電された感光ドラ
ム４は、前記アレイ２によって画像露光が行われた静電
画像が形成される。この静電画像（静電潜像）は、現像
器６により加熱で軟化溶融する樹脂等からなる粉体トナ
ーを用いて顕像化される。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、給送ローラ７と感光ド
ラム４上の画像と同期するようにタイミングをとって上
下方向で圧接して回転される対の搬送ローラ８によっ
て、感光ドラム４上に送り込まれる。そして、転写放電
器９によって、感光ドラム４上に形成されているトナー
像は、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に導かれ、加熱定着
処理された後にトレイ２２上に排出される。なおトナー
像を転写後、感光ドラム４上の残留トナーはクリーナ２
３によって除去される。
【００１４】図２は定着装置１１の拡大断面図である。
【００１５】同図において、１２は装置に固定された低
熱容量の線状の加熱体であって、たとえば、厚み１．０
ｍｍ、幅１０ｍｍ、長手長２４０ｍｍのアルミナ基板１
３に抵抗材料１４を幅１．０ｍｍに塗工したもので、長
手方向両端から通電される。通電は直流１００Ｖの周期
２０ｍｓｅｃのパルス状波型で、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
たパルスを、そのパルス幅を変化させて与える。ほぼパ
ルス幅は０．５〜５ｍｓｅｃとなる。
【００１６】このように、温度とエネルギーの制御され
た加熱体１２に当接して、図中、矢印方向に定着フィル
ム１６は移動する。この定着フィルム１６の一例とし
て、厚み２０μの耐熱フィルム、たとえば、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ＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のふっ素樹脂に導
電材を添加した離型層を１０μコートしたエンドレスフ
ィルムである。一般的には総厚１００μｍ未満、より好
ましくは７０μｍ未満にする。この定着フィルム１６の
駆動は、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、矢印方向に皺なく移動する。
【００１７】１９は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、総圧４〜１５ｋｇで定着
フィルム１６を介して加熱体１２を加圧し、該フィルム
１６と圧接回転する。
【００１８】記録材Ｐ上の未定着トナー２０は、入口ガ
イド２１により定着部に導かれ、上述の加熱により定着
像を得るものである。
【００１９】なお、図２の実施例では、定着フィルム１
６がエンドレスベルトであるが、図３に示すように、定
着フィルム１６は、有端のフィルムでもよい。
【００２０】図４は図２に示した定着装置１１の加熱ニ
ップ部の拡大断面図である。
【００２１】前述したように、１３はアルミナ基板であ
り、その上に発熱体である抵抗材料１４が塗ってある。
さらに、その上にガラス材料の保護層５１が覆ってい
る。
【００２２】以上のアルミナ基板１３、抵抗材料１４、
保護層５１が一体で、断熱体５３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。この
断熱体５３は、加熱体部をささえるステー５２に取り付
けられている。このステー５２は、加圧ローラ１９によ
って加圧されても中央部で大きなたわみが生じないよう
な材質および構造が必要である。
【００２３】この実施例ではアルミナ基板１３を切削加
工することにより段差を設け、その頂部に抵抗材料１４
が設けられている。
【００２４】このようにニップ幅Ｎ内に抵抗材料１４よ
り下流側に突出量が小さくなるような段差部を設けるこ
とで、記録材Ｐはこの段差部にしごかれて加圧ローラ１
９に沿うカールは矯正される。
【００２５】本実施例では、アルミナ基板を削り、３０
μｍの段差を３段設け、計９０μｍの段差を形成したも
のである。この上に発熱抵抗材料として、Ａｇ／Ｐｄ
（銀パラジウム），ガラスを主成分としたペーストを印
刷して焼成し、更に、その上に保護層としてガラスペー
ストを印刷して焼成したものである。この実施例のよう
に、加熱体の表面の段差形状と、段差の位置を適当に決
めることによりカールのほとんどない記録材を得ること
ができ、又、排紙の条件によりカールを任意の方向に設
定することが可能となった。図５乃至図１１にアルミナ
基板を切削研摩して段差を形成した他の実施例を示す。
【００２６】図５は段差を１段にしたものである。
【００２７】図６は加熱体のニップ下流側を４０μ研摩
して段をつくったものであり、カール矯正の効果は発熱
体近傍で下流側に段差があるときが大きい。
【００２８】図７は加熱体ニップの上流側と下流側に段
差を設け、上流側は５０μｍ下流側は１００μｍとし
た。また、この実施例では発熱抵抗層がこの段差にかか
っている為、段差を２００μｍ以上取ると発熱抵抗層の
印刷が困難となるが、図６の実施例よりカール矯正の効
果が大きく、やや上カールとなった。
【００２９】図８は段に角度をもたせたもので、９０≦
θ≦１７０で好ましくは９０＜θ＜１５０であった。
【００３０】図９は加熱体端部を利用して段差を形成し
たものである。この場合加熱体の端部で、フィルム内周
面が削れることがあるので、本実施例では補護ガラスを
ディッピングで設け、また角部をＲ形状とした。カール
矯正力はこの場合ニップに対する端部の位置とＲの大き
さに依存し、１０μｍ≦Ｒ≦１０ｍｍが望ましい。
【００３１】図１０は溝形状の段差を設けたものであ
る。カールの矯正は進行方向に対して凸の段差でも凹の
段差でも可能であるが一般に凹の段差の方が矯正力は大
きかった。
【００３２】図１１は８μｍの段差を５段設け計４０μ
ｍの段差を設けたものである。
【００３３】この段差はカール矯正効果から１０μｍ以
上特には４０μｍ以上が好ましい。
【００３４】図４乃至図１１実施例ではアルミナ基板を
切削することにより段差を設けたが、次に更に別の実施
例を示す。
【００３５】図１２は本発明の参考例であり、段差を形
成する為にアルミナ基板上に面積の異なるガラス層を１
段につき１０μmの厚さで５回ずつ印刷し、５０μmの段
差をフィルム入口側に２段、出口側に２段設けた。
【００３６】図１３は段差をつける本発明の参考例で１
ｍｍ厚みのアルミナ基板上に１００μｍ厚のアルミナ基
板を接着し、その上に発熱抵抗層と保護層を設けて段差
を形成したものである。
【００３７】図１４は段差をつける本発明の参考例で保
護層を入口側で重ねて印刷し、２０μｍの段差をフィル
ム出口側に２段設けたものである。
【００３８】図１５に図６に示した実施例に用いられる
加熱体の斜視図を示す。段差は、この場合ニップ領域の
長手全域にわたってニップ巾Ｎの中にはいるように設け
てある。６０は、通電用の電極である。
【００３９】図１６は加熱体の長手方向、即ち、フィル
ムの移動方向と直交する方向に、フィルム側に中凸とな
るようにクラウン形状とした実施例である。尚、この実
施例では、段差はニップ長手方向全域ではなく中央部の
みに形成したものである。
【００４０】図１７は段差は長手方向全域に形成し、更
に加圧ロールを逆クラウン形状とすることで、ニップ領
域を鼓形状として、長手方向両端のみニップ領域内に段
差を形成したものである。
【００４１】またこの場合、ニップ領域の曲線にならっ
て段差を弓状に腕曲させてもよい。
【００４２】このように本発明によれば１０μｍ以上の
段差で記録材をしごくのでカール防止を行うことができ
る。
【００４３】また、このためＲ形状とする場合と異なり
小さい量でカール防止を行えるためニップ幅はほとんど
変わらない。
【００４４】更に、加工も容易であり量産が可能であ
る。
【００４５】また、基板の材料もアルミナに限るもので
なく耐熱性が高く熱容量が比較的小さな材料であればよ
い。また、発熱抵抗体の材料は酸化ルテニウム等各種使
用可能であり、補護層もガラス，セラミック等の無機耐
熱材料やポリ４フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）やポリイミ
ド（ＰＩ）等の有機耐熱材料が利用可能である。
【００４６】
【発明の効果】このように本発明によれば、ニップ幅を
ほとんど減小させることもなく、また簡単な加工でカー
ルを矯正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の定着装置を用いた画像形成装
置の断面図である。
【図２】本発明の実施例の定着装置の断面図である。
【図３】本発明の別の実施例の定着装置の断面図であ
る。
【図４】本発明の実施例の定着装置の圧接部の拡大断面
図である。
【図５】本発明の別の実施例の定着装置の圧接部の拡大
断面図である。
【図６】本発明の別の実施例の定着装置の圧接部の拡大
断面図である。
【図７】本発明の別の実施例の定着装置の圧接部の拡大
断面図である。
【図８】本発明の別の実施例の定着装置の圧接部の拡大
断面図である。
【図９】本発明の別の実施例の定着装置の圧接部の拡大
断面図である。
【図１０】本発明の実施例の定着装置の圧接部の拡大断
面図である。
【図１１】本発明の別の実施例の定着装置の圧接部の拡
大断面図である。
【図１２】本発明の参考例の定着装置の圧接部の拡大断
面図である。
【図１３】本発明の参考例の定着装置の圧接部の拡大断
面図である。
【図１４】本発明の参考例の定着装置の圧接部の拡大断
面図である。
【図１５】図４に示した実施例で用いられる加熱体の斜
視図である。
【図１６】本発明の別の実施例の加熱体の斜視図であ
る。
【図１７】本発明の別の実施例の定着装置の平面図であ
る。
【符号の説明】
１３ アルミナ基板 １４ 発熱抵抗材料 １６ フィルム １９ 加圧ロール ５１ 摺動保護層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 克彰 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 草加 健作 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 木村 茂雄 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 浅井 淳 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−154284（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G03G 13/20 G03G 15/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板に発熱体が設けられた加熱体と、こ
    の加熱体と摺動するフィルムと、このフィルムを介して
    前記加熱体とニップを形成する加圧部材と、を有し、前
    記ニップで未定着像を担持した記録材を挟持搬送し前記
    フィルムを介した前記加熱体からの熱により未定着像を
    記録材上に定着する定着装置において、 前記加熱体の基板は前記フィルム摺動面側にフィルムの
    移動方向下流側に向けて突出量が小さくなる４０μm以
    上の段差を有し、この段差は前記ニップ内に設けられて
    いることを特徴とする定着装置。
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