JPH06250540A

JPH06250540A - 加熱装置

Info

Publication number: JPH06250540A
Application number: JP5058067A
Authority: JP
Inventors: Manabu Takano; 学高野; Daizo Fukuzawa; 大三福沢; Akira Hayakawa; 亮早川; Akira Yuza; 曜遊坐
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-02-24
Filing date: 1993-02-24
Publication date: 1994-09-09
Anticipated expiration: 2016-03-07
Also published as: JP3142977B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的の一つは、装置や制御方法を複
雑にすることなく、またコストアップさせることなく、
小サイズ紙の連続通紙における加圧ローラやフィルムの
熱劣化及び捩じれ、フィルムの皺、高温オフセットを防
ぐことのできる加熱装置を提供することにある。【構成】アルミニウム等で形成した熱伝達部材１２を
加圧ローラ６にバネ１３を用いて当接させ、該加圧ロー
ラ長手方向の熱伝導性を向上させて通紙部と非通紙部の
温度差を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性のフィルムの一
面側に加熱体を、多面側に被加熱体を密着させ、上記耐
熱性フィルムを介して被加熱体に熱エネルギーを付与す
る方式の加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この装置は、電子写真複写機・プリンタ
・ファックス等の画像形成装置における画像加熱定着装
置、即ち電子写真・静電記録・磁気記録等の画像形成プ
ロセス手段により加熱溶融性の樹脂等により成るトナー
を用いて記録材（エレクトロファックスシート・静電記
録シート・記録材シート・印刷紙など）の面に直接に直
接方式もしくは、間接（転写）方式で形成した、目的の
画像情報に対応した未定着のトナー画像を該画像を坦持
している記録材面に永久固着画像として加熱定着処理す
る装置であり、例えば画像を坦持した記録材を加熱して
表面性（艶など）を改質する装置、仮定着処理する装置
等、広く像坦持体を加熱処理する手段・装置として使用
できる。

【０００３】以下、このような加熱装置の一例として、
複写機等に用いられる加熱定着装置について説明する。
該加熱定着装置としては、例えば特開昭６３−３１３１
８２号公報、特開平２−１５７８７８号公報等に記載さ
れているように、昇温の速い加熱体と薄膜のフィルムを
用いたものが提案されている。

【０００４】図２９はこのような加熱定着装置の一例を
示しており、この装置は薄肉の耐熱性フィルム（シー
ト）１０１と、該フィルム１０１の駆動ローラ１１１
と、該フィルム１０１にテンションを加えるテンション
ローラ１１２と、該フィルム１０１を中心にしてその一
方面側に固定支持して配置された一定温調されるヒータ
１０６と、他方面側に該ヒータ１０６に対向して配置さ
れ、該ヒータ１０６に対して該フィルム１０１を介して
画像定着すべき記録材Ｐの顕画像坦持面を密着させる加
圧ローラ１０２とを有している。そして、上記フィルム
１０１は少なくとも画像定着時は該フィルム１０１と加
圧ローラ１０２との間に搬送導入される画像定着すべき
記録材Ｐと順方向に同一速度で走行移動するようになっ
ており、該走行移動フィルム１０１を挟んでヒータ１０
６と加圧ローラ１０２との圧接で形成される定着部とし
ての定着ニップ部に上記記録材Ｐを通過せしめる。これ
により、該記録材Ｐの顕画像坦持体面を該フィルム１０
１を介して該ヒータ１０６で加熱して、顕画像（未定着
トナー像）に熱エネルギーを付与して軟化・溶融せし
め、次いで定着部通過後のフィルム１０１と記録材Ｐを
分離点で離間させることにより定着を行っている。

【０００５】なお、上記加熱定着装置におけるヒータ１
０６の温度制御は、サーミスタ１０４によるヒータ１０
６の検知温度が一定となるように発熱体１０５への通電
を制御することにより行っており、上記サーミスタ１０
４は、どのようなサイズの記録材が通紙されても、通紙
部が一定温度となるように、常に通紙領域に相当する位
置に配置されている。

【０００６】このようなフィルム加熱方式の定着装置
は、非常に熱容量が小さく昇温の速い加熱体を用いるこ
とができ、ヒータが所定の加熱温度に達するまでの時間
を大きく短縮し、省電力化を実現することができる。

【０００７】また、上記のようなエンドレスベルト状の
フィルムを用いると、フィルムに大きな寄り力が発生す
るため、本出願人は、特願平２−１５３６０２号、特願
平２−１５３６０４号等でエンドレスフィルムを余裕を
もって懸回して駆動することでフィルムの寄り力を小さ
くし、さらに駆動トルクを小さくした装置を提案した。

【０００８】このようなフィルム加熱装置の一例を図３
０に示す。図３０において、３は加熱ヒータであり、良
伝導性基板９と通電により発熱する抵抗層４を有する。
１はヒータ３を断熱支持する断熱ホルダー、６はフィル
ム２を駆動する駆動ローラを兼ねた加圧ローラである。

【０００９】

【発明が解決しようとしている課題】しかし上記従来例
によれば、以下のような問題点があった。先ず、図２９
に示す従来例装置においては、サーミスタ１０４が通紙
部に相当する箇所に配置され、どのようなサイズの記録
材が通紙された場合でも、常にヒータ１０６の検知温度
を一定に制御するように通電されているため、例えば記
録材としてＢ５サイズ紙、封筒、葉書のような小サイズ
紙を連続通紙すると、通紙部と非通紙部において加圧ロ
ーラ１０２の温度差がおよそ１００℃程度になってしま
う。このような状態で小サイズ紙の連続通紙を続ける
と、フィルムに捩じれが発生し、最悪の場合にはフィル
ム１０１が捩じ切れ、装置が破損するという問題点があ
った。

【００１０】このようなフィルムの捩じれは、図３０の
ように、定着フィルムの寄り制御を無くし、コストダウ
ン、小型化を図った場合に顕著となる。

【００１１】フィルム１０１に捩じれが発生する主な要
因としては、加圧ローラ１０２への熱膨張フィルムの捩
じれに対する強度の温度依存性（膜厚等）、フィルム表
面（内面）の温度特性（摩擦係数の変化等）が考えら
れ、これらの要因は全て温度依存性がある。

【００１２】これらの要因がフィルムの捩じれに対して
どのように作用しているかは、まだ詳しくは判かってい
ないが、非通紙部の加圧ローラ温度またはフィルム温度
を下げることがフィルムの捩じれの発生を防ぐことに顕
著な効果があることが判かっている。

【００１３】また、上記のように小サイズ紙の連続通紙
を長時間続けると、加圧ローラやフィルムが熱劣化を起
こし、部品の寿命を短くしたり、最悪のケースでは、装
置が破損するという問題もあるため、このように非通紙
部の温度を下げることが必要になる。

【００１４】そこで、ヒータの発熱パターンを複数設
け、紙サイズに合わせてその領域だけ通電する方法等が
提案されたが、装置や制御方法が複雑になり、コストア
ップにつながるという問題点があった。

【００１５】また、上記フィルム加熱方式においては、
フィルムを駆動する駆動ローラの温度もフィルムからの
熱伝導により昇温する。従って、小サイズの記録材を連
続して処理すると、ヒータ及びフィルムの非通紙部昇温
により駆動ローラの温度も軸方向に関して均一でなくな
る。すると、駆動ローラの径は熱膨張により軸方向に亘
って不均一になる。

【００１６】従来から、無端フィルムを駆動する軸がテ
ーパー状に径に差をもった場合、大径方向にフィルムが
変位することが知られているが、上記のように小サイズ
の記録材を連続して加熱処理することによって、駆動ロ
ーラの軸方向の外径形状が加熱処理前に比べて部分的に
変位することにより、フィルムの駆動が不安定になり易
い。

【００１７】さらに、フィルムを１００μｍ以下、特に
５０μｍ以下程度の薄肉で、ポリイミド等の弾性率の高
い材料を使った場合、フィルムの駆動ローラ上の変位方
向が不均一だとフィルムが皺になる虞れもある。

【００１８】また、フィルムにテンションをかけず加圧
ローラによりフィルムを駆動搬送させる図３０に示すよ
うなテンションレスフィルム加熱方式においては、駆動
ローラを兼ねる加圧ローラがフィルムを介して直接ヒー
タにより加熱されるため、駆動ローラ（加圧ローラ）の
軸方向の径の変化が早く、フィルムに皺が生じ易い。

【００１９】また、加圧ローラの軸方向における外径差
を生じるためにフィルムの送り量に差を生じる。特に、
記録材の一側端を基準として搬送する片側基準では、フ
ィルム幅方向で送り量に差が生じると、上述のようにフ
ィルムが捩じれて破損してしまうことがある。

【００２０】さらに、小サイズ記録材通紙の後には、非
通紙部の定着フィルム、加圧ローラとも高温になってい
るため、より大きなサイズの記録材を通すと、非通紙部
であったところでトナーが過溶融状態となってホットオ
フセットが発生する。

【００２１】また、図３０に示す従来例においては、フ
ィルムをガイド部材としてホルダー１を用いてフィルム
走行の安定化を図るので、フィルムの接触面積が大きく
なり、摩擦抵抗が増加するという問題点があった。

【００２２】この問題点に対し、本出願人は、上記ガイ
ド部材にフィルムの走行方向に対してほぼ平行な複数の
リブを立て、フィルムとガイド部材との接触面積を減ら
すことで対処する手法を提案した。

【００２３】しかし、フィルムは熱容量が小さいため、
ガイド部材と接触しているところでは、フィルムの温度
はガイド部材の影響を強く受け、フィルムがガイド部材
と接触するリブ部分と、非接触の部分とでフィルムには
温度差が生じることになる。

【００２４】特に、フィルムの走行方向に対して平行な
リブを立てた場合には、フィルムがリブと接触する部分
がフィルム長手方向で常に一定の位置に固定されるた
め、この部分の温度はいつでも極端に低くなり、温度ム
ラがフィルム上に発生する。

【００２５】このとき、この加熱装置に未定着画像を担
持した記録材を通紙すると、フィルムの温度ムラが画像
上に光沢の差となって現れる。あるいは、最悪の場合に
は、画像上でリブに相当する位置で定着不良を起こすと
いう問題があった。

【００２６】本発明の第一の目的は、上記問題点を解決
し、装置や制御方法を複雑にすることなく、またコスト
アップさせることなく、小サイズ紙の連続通紙における
加圧ローラやフィルムの熱劣化及び捩じれ、フィルムの
皺、高温オフセットを防ぐことのできる加熱装置を提供
することにある。

【００２７】また、本発明の第二の目的は、上記問題点
を解決し、フィルムのガイド部材にリブを設けた場合で
も、温度ムラによって画像に悪影響を与えることのない
フィルム方式の加熱装置を提供することにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本願第一発明によれば、
上記第一の目的は、加熱体を支持する支持体と、該加熱
体及び支持体に接するように張設された無端移動自在な
フィルムと、該フィルムを介して上記加熱体に圧接する
ように配設された加圧部材とを備え、該圧接部にて記録
材を挟持搬送することにより上記加熱体の熱エネルギー
を該記録材に付与せしめる加熱装置において、上記加圧
部材周辺に熱伝達部材を配設したことにより達成され
る。

【００２９】また、本願第二発明によれば、上記第一の
目的は、加熱体を支持する支持体と、該加熱体及び支持
体に接するように張設された無端移動自在なフィルム
と、該フィルムを介して上記加熱体に圧接するように配
設された加圧部材とを備え、該圧接部にて記録材を挟持
搬送することにより上記加熱体の熱エネルギーを該記録
材に付与せしめる加熱装置において、上記加圧部材に
は、上記記録材の進行方向と直角方向に延びて形成され
た熱伝達部材が設けられている設定されていることによ
り達成される。

【００３０】さらに、本願第三発明によれば、上記第一
の目的は、加熱体を支持する支持体と、該加熱体及び支
持体に接するように張設された無端移動自在なフィルム
と、該フィルムを介して上記加熱体に圧接するように配
設された加圧部材とを備え、該圧接部にて記録材を挟持
搬送することにより上記加熱体の熱エネルギーを該記録
材に付与せしめる加熱装置において、良熱伝導性で大熱
容量の冷却部材が、上記フィルムの長手方向に亘って該
フィルムに接触するように配設されていることにより達
成される。

【００３１】さらに、本願第四発明によれば、上記第一
の目的は、加熱体を支持する支持体と、該加熱体及び支
持体に接するように張設された無端移動自在なフィルム
と、該フィルムを介して上記加熱体に圧接するように配
設された加圧部材とを備え、該圧接部にて記録材を挟持
搬送することにより上記加熱体の熱エネルギーを該記録
材に付与せしめる加熱装置において、良熱伝導性で大熱
容量の冷却部材が、上記フィルムの長手方向に亘って該
フィルムの近傍で非接触となるように配設されているこ
とにより達成される。

【００３２】また、本願第五発明によれば、上記第二の
目的は、支持体に支持された加熱体と、該加熱体に接す
るように張設された無端移動自在なフィルムと、該フィ
ルムに接する複数のリブを有するガイド部材と、該フィ
ルムを介して上記加熱体に圧接するように配設された加
圧部材とを備え、該圧接部にて記録材を挟持搬送するこ
とにより上記加熱体の熱エネルギーを該記録材に付与せ
しめる加熱装置において、上記ガイド部材は、上記加熱
体を中心に上記フィルムの移動方向の上流側と下流側に
配設されており、上記複数のリブは、上記フィルムの移
動方向に対して平行に延び、該移動方向に直交する方向
の位置が上記上流側と下流側で重複しないように配設さ
れていることにより達成される。

【００３３】さらに、本願第六発明によれば、上記第二
の目的は、支持体に支持された加熱体と、該加熱体に接
するように張設された無端移動自在なフィルムと、該フ
ィルムに接する複数のリブを有するガイド部材と、該フ
ィルムを介して上記加熱体に圧接するように配設された
加圧部材とを備え、該圧接部にて記録材を挟持搬送する
ことにより上記加熱体の熱エネルギーを該記録材に付与
せしめる加熱装置において、上記複数のリブは、上記フ
ィルムの移動方向に対して所定の角度を有して配設され
ていることにより達成される。

【００３４】また、本願第七発明によれば、上記第二の
目的は、支持体に支持された加熱体と、該加熱体に接す
るように張設された無端移動自在なフィルムと、該フィ
ルムに接する複数のリブを有するガイド部材と、該フィ
ルムを介して上記加熱体に圧接するように配設された加
圧部材とを備え、該圧接部にて記録材を挟持搬送するこ
とにより上記加熱体の熱エネルギーを該記録材に付与せ
しめる加熱装置において、上記ガイド部材は、少なくと
も上記加熱体よりも上記フィルムの移動方向上流側に設
けられており、該加熱体側のガイド面の高さは、上記移
動方向と直交する方向の全域に亘って等しくなるように
形成されていることにより達成される。

【００３５】

【作用】本願第一発明によれば、封筒あるいは葉書等の
小サイズの記録材を、フィルムを介して形成される加熱
体と加圧部材の圧接部にて連続的に挟持搬送させると、
加圧部材表面における記録材の通過領域と非通過領域に
温度差を生じるが、該非通過領域に蓄積された熱エネル
ギーは上記加圧部材周辺に配設された熱伝達部材に供給
され、さらに該熱伝達部材に蓄積された該熱エネルギー
が上記通過領域に供給されるので、上記温度差が解消さ
れ、フィルムの捩じれを発生させない。

【００３６】また、本願第二発明によれば、封筒あるい
は葉書等の小サイズの記録材を、フィルムを介して形成
される加熱体と加圧部材の圧接部にて連続的に挟持搬送
させると、加圧部材表面における記録材の通過領域と非
通過領域に温度差を生じるが、該非通過領域に蓄積され
た熱エネルギーは上記加圧部材に配設された熱伝達部材
に供給される。該熱伝達部材は記録材の進行方向と直角
方向に延びて形成されているため、上記熱エネルギーを
通過領域に供給して、両領域の温度差を解消する。従っ
て、加圧ローラの軸方向における外径変化が発生せず、
フィルムを安定して駆動せしめる。

【００３７】さらに、本願第三及び第四発明によれば、
封筒あるいは葉書等の小サイズの記録材を、フィルムを
介して形成される加熱体と加圧部材の圧接部にて連続的
に挟持搬送させると、加圧部材表面における記録材の通
過領域と非通過領域に温度差を生じるが、該非通過領域
に蓄積された熱エネルギーは上記フィルムに接触または
非接触に該フィルムの長手方向に沿って配設された冷却
部材に供給される。該冷却部材は、熱伝導性が良く、熱
容量が大きいため、上記非通紙領域の熱エネルギーを効
率良く蓄積して、該熱エネルギーを通過領域に確実に供
給する。これにより、非通紙領域の過昇温が発生せず、
加圧部材の熱劣化及び外径差を生じさせず、また高温オ
フセットを発生させない。

【００３８】また、本願第五発明によれば、フィルムの
ガイド部材には、複数のリブが該フィルムと接触するよ
うに設けられているため、フィルムとガイド部材の接触
面積が減少して摩擦抵抗が減少する。このとき、フィル
ムの上記リブに接触する部分と接触しない部分とで温度
差が生じるが、上記ガイド部材は加熱体を中心にフィル
ムの移動方向の上流側と下流側に設けられ、上記リブが
該移動方向に平行に延びて形成され、該移動方向に直交
する方向の位置が上記上流側と下流側とで重複しないよ
うに配設されているので、上記フィルムに一様に接触す
ることとなり、上記温度差を解消する。

【００３９】さらに、本願第六発明によれば、フィルム
のガイド部材には、複数のリブが該フィルムと接触する
ように設けられているため、フィルムとガイド部材の接
触面積が減少して摩擦抵抗が減少する。このとき、フィ
ルムの上記リブに接触する部分と接触しない部分とで温
度差が生じるが、上記リブは、上記フィルムの移動方向
に対して所定の角度を有して配設されているので、フィ
ルムが移動するに従って移動方向と直交する方向におい
てフィルムとリブの接触領域が増大するため、上記温度
差を解消する。

【００４０】また、本願第七発明によれば、フィルムの
ガイド部材には、複数のリブが該フィルムと接触するよ
うに設けられているため、フィルムとガイド部材の接触
面積が減少して摩擦抵抗が減少する。このとき、フィル
ムの上記リブに接触する部分と接触しない部分とで温度
差が生じるが、上記ガイド部材は、少なくとも上記加熱
体よりも上記フィルムの移動方向上流側に設けられてお
り、該加熱体側のガイド面の高さは、上記移動方向と直
交する方向の全域に亘って等しくなるように形成されて
いるので、上記フィルムは該ガイド面に一様に接触する
ことになり、上記温度差を解消する。

【００４１】

【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。

【００４２】〈実施例１〉先ず、本発明の実施例１を図
１ないし図５に基づいて説明する。図１は本発明の一実
施例としてのテンションレスフィルム加熱方式の定着装
置の概略構成を示す断面図である。

【００４３】図１において、１は樹脂製の横長ステーで
あり、後述するフィルム２の内面ガイド部材となる。

【００４４】２はエンドレスの耐熱性フィルムであり、
加熱体としてのヒータ３を含む上記ステー１に外嵌させ
てある。このエンドレスの耐熱性フィルム２の内周長と
ヒータ３を含むステー１の外周長はフィルム２の方を例
えば３ｍｍ程大きくしてあり、従ってフィルム２は、ヒ
ータ３を含むステー１に対して周長が余裕をもってルー
ズに外嵌している。

【００４５】フィルム２は熱容量を小さくしてクイック
スタート性を向上させるために、その膜厚は、総厚１０
０μｍ以下程度とし、耐熱性・離型性・強度・耐久性等
のあるＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰの単層、あるいはポリ
イミド，ポリアミドイミド，ＰＥＥＫ，ＰＥＳ，ＰＰＳ
等の外周表面にＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰ等をコーティ
ングした複合層フィルムを使用できる。本実施例ではポ
リイミドフィルムの外周表面にＰＴＦＥをコートした総
厚５０μｍのものを用いた。

【００４６】３は加熱体としてのヒータであり、該ヒー
タ３は、アルミナ等でできた基板の略中央部に沿って、
発熱体４として例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等の
電気抵抗材料を厚み約１０μｍ、幅１〜３ｍｍにスクリ
ーン印刷等により塗工形成し、その上に保護層５として
ガラスやフッ素樹脂等をコートしている。

【００４７】また、１０は加熱体用サーミスタであり、
該加熱体用サーミスタ１０は、上記ヒータ３の定着フィ
ルムと接する側と反対面側に配置されており、該サーミ
スタ１０の検知温度によりヒータ３の温度を制御する。
サーミスタ１０の位置は、安定した定着性を確保するた
めに、搬送基準部付近とし、常に記録材通過部の温度を
制御するようになっている。

【００４８】６はヒータ３との間でフィルム２を挟んで
定着ニップ部を形成し、フィルム２を駆動する回転体と
してのフィルム加圧ローラであり、外径８ｍｍのステン
レスシャフト７と、長さ２２０ｍｍ、厚さ約４ｍｍのシ
リコーンゴムの表層にフッ素ラテックスコート（ダイキ
ン社製ＧＬＳ２１３にＦＥＰを１０ｗｔ％混合したも
の）を３０μｍコーティングして焼成した、硬度５０℃
（ＡｓｋｅｒＣ硬度）のローラ部８とから成り、ステン
レスシャフト７の端部から駆動手段（図示せず）により
駆動される。

【００４９】１２は、加圧ローラ長手方向の熱伝導性を
向上し、通紙部と非通紙部の温度差を減少させるための
板状の熱伝達部材であり、バネ１３により加圧ローラに
当接される。本実施例では、板状の熱伝達部材１２に熱
伝導性の良いアルミニウムを使用した。形状は、効果、
スペース、コスト等の面から肉厚１．５ｍｍ、幅２０ｍ
ｍ、長さ２２０ｍｍとし、加圧ローラの長手方向全域に
当接させた。

【００５０】また、本実施例で用いた定着装置は、図２
に示すような片側基準の構成であり、記録材端部が搬送
基準面ａに沿って搬送される。

【００５１】上記のような構成の定着装置と、板状の熱
伝達部材１２、バネ１３を除いては本実施例の定着装置
と同一の構成である図３に示す定着装置を用いて、加圧
ローラの温度上昇の測定とフィルムの捩じれについての
実験を行った。

【００５２】図４は、図３に示す定着装置を用いてヒー
タ３の温度を１６０℃に制御し、非通紙部昇温の激しい
封筒（幅１０５×長さ２４１ｍｍ）をプロセススピード
（搬送速度）２４ｍｍ／ｓｅｃ、紙間１５０ｍｍで連続
通紙した場合の通紙部の加圧ローラ温度と非通紙部の加
圧ローラ温度をサーモグラフィー（サーモトレーサ、日
電三栄（株）製）で測定した結果である。この図からも
判かるように、加圧ローラ６の温度は、連続１０枚通紙
でおよそ６０℃、２０枚通紙でおよそ１００℃の差がつ
く。本発明者等が行った実験では、加圧ローラ６の通紙
部と非通紙部の温度差がおよそ１００℃以上になると、
フィルム２に皺が入り始め、捩じれが生じて来る。

【００５３】次に、本実例の定着装置を用い、上記の実
験と同様の検討を行った結果を図５に示す。この図から
判かるように、加圧ローラ６の通紙部と非通紙部の温度
差は３０枚以上の連続通紙を行った場合であっても、お
よそ７０℃であり、１００枚の連続通紙を行ってもフィ
ルムの捩じれは発生しなかった。このように、非通紙部
昇温が低減するのは、記録材により熱エネルギーを奪わ
れない非通紙部側の加圧ローラに蓄積された熱エネルギ
ーが、加圧ローラ６に当接されたアルミニウム板１２に
より、通紙部側に供給されたためと考えられる。

【００５４】さらに、このアルミニウム板１２による放
熱の効果もある。実際に封筒を３０枚以上通紙したとき
のアルミニウム板１２の温度を測定したところ、非通紙
部側でおよそ２００℃、通紙部側ではおよそ１５０℃で
あった。すなわち、通紙部では加圧ローラよりもアルミ
ニウム板１２が高温になっており、このことから加圧ロ
ーラの非通紙部に蓄積した熱エネルギーがアルミニウム
板１２を介して加圧ローラの通紙部に供給されているこ
とが判かる。

【００５５】このように、加圧ローラの通紙部に非通紙
部の熱エネルギーが供給されると、通紙部に配置されて
いるサーミスタ１０の検知する温度が低下しづらくな
り、これにより温調制御を行っているヒータの点灯回数
が減少し、その結果非通紙部昇温は低減する。

【００５６】フィルムは捩じれが発生する主な要因とし
ては、加圧ローラの熱膨張、フィルムの捩じれに対する
温度依存性（膜厚等）、フィルム表面（内面）の温度特
性（摩擦係数の変化等）等が考えられ、これらの要因は
すべて温度依存性がある。これらの内で、加圧ローラの
熱膨張は、温度差が１００℃で外径の変化がおよそ６０
０μｍ程度であり、フィルムの膜厚を増加することによ
り、非通紙部昇温による捩じれに対する強度が増すこと
も本発明者等の検討により判かっている。

【００５７】これらの要因がフィルムの捩じれに対して
どのように作用しているのかは、まだ詳しくは判かって
いないが、非通紙部の加圧ローラ温度またはフィルム温
度を下げることがフィルムの捩じれの発生を防ぐことに
顕著な効果があることが判かっている。

【００５８】以上のことから、本実施例に示した構成の
定着装置を用いることにより、フィルムの捩じれの発生
を防止し、フィルムの捩じれによる定着装置不良、通紙
不良、さらにはフィルムが捩じ切られてしまう定着装置
の破損を防止できる。また、加圧ローラの表層はフッ素
ラテックスコート（ダイキン社製ＧＬＳ２１３にＦＥＰ
を１０ｗｔ％混合したもの）を３０μｍコーティングし
て焼成したものであり、耐熱温度はおよそ２５０〜２６
０℃程度である。このため、加圧ローラの非通紙部昇温
を２５０℃以下とする必要がある。本実施例の定着装置
であれは、非通紙部昇温がおよそ２１０℃であるため、
加圧ローラの破損を防止することができる。

【００５９】〈実施例２〉次に、本発明の実施例２を図
６及び図７に基づいて説明する。なお、実施例１との共
通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００６０】本実施例の定着装置は、加圧ローラの傷、
汚れ等による耐久寿命を向上させ、加圧ローラの非通紙
部昇温を低減するために、加圧ローラに円筒状の金属ロ
ーラを熱伝達部材として当接する。図６は、本実施例の
定着装置の概略構成を示す断面図である。

【００６１】図６において１４は、加圧ローラ６に当接
する金属ローラであり、本実施例では、熱伝導性の良い
アルミニウムを使用した。形状は、効果、スペース、コ
スト等の面から外径６ｍｍ、長さ２２０ｍｍのアルミニ
ウムのローラであり、加圧ローラの長手方向全域に当接
させた。本実施例の定着装置は、金属（アルミニウム）
ローラ１４を除いては、図１に示す定着装置と同一の構
成である。

【００６２】本実施例の定着装置を用いて加圧ローラの
温度上昇の測定と、フィルムの捩じれについての実験を
行った。図７は、本実施例の定着装置を用いてヒータ３
の温度を１６０℃に制御し、非通紙部昇温の激しい封筒
（幅１０５×長さ２４１ｍｍ）をプロセススピード（搬
送速度）２４ｍｍ／ｓｅｃ、紙間１５０ｍｍで連続通紙
した場合の通紙部の加圧ローラ温度と非通紙部の加圧ロ
ーラ温度をサーモグラフィーで測定した結果である。

【００６３】この図から判かるように、加圧ローラの通
紙部と非通紙部の温度差は３０枚以上の連続通紙を行っ
た場合であっても、およそ７５℃であり、１００枚の連
続通紙を行ってもフィルムの捩じれは発生しなかった。
これは、実施例１と同様に、加圧ローラ６に当接された
アルミニウムローラ１４により、非通紙部に蓄積された
熱エネルギーが通紙部に供給されたことと、アルミニウ
ムローラ１４による放熱の効果によると考えられる。

【００６４】次に、本実施例の定着装置と、実施例１の
定着装置を用いて耐久による加圧ローラの傷、汚れ等の
実験を行った。実施例１の定着装置では、普通紙連続１
００００枚通紙で加圧ローラに汚れが発生し、５０００
０枚通紙で傷が発生した。これに対し、本実施例の定着
装置では、普通紙連続５００００枚通紙で汚れが発生し
たが、１０００００枚通紙でも傷の発生はなかった。こ
れは、実施例１の定着装置では、加圧ローラ６にアルミ
ニウム板１２を当接しているのに対し、本実施例の定着
装置では、加圧ローラ６に回転体であるアルミニウムロ
ーラ１４を当接させているため、加圧ローラの耐久性が
向上するのである。

【００６５】以上説明したように、本実施例の定着装置
を用いることにより、フィルムの捩じれの発生を防止
し、フィルムの捩じれによる定着不良、通紙不良、さら
にはフィルムが捩じ切られてしまう定着装置の破損を防
止できる。また、加圧ローラの非通紙部昇温を加圧ロー
ラの表層のフッ素ラテックスコートの耐熱温度２５０℃
以下とすることが可能であるため、加圧ローラの破損を
防止することができる。また、本実施例の定着装置で
は、加圧ローラに回転体であるアルミニウムローラを当
接させているため、加圧ローラの耐久性が向上するので
ある。

【００６６】〈実施例３〉次に、本発明の実施例３を図
８及び図９に基づいて説明する。なお、実施例１との共
通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００６７】本実施例の定着装置は、加圧ローラの非通
紙部昇温を低減し、この対策による弊害であった加圧ロ
ーラの傷、汚れ等の発生を完全に防止するため、加圧ロ
ーラ部に非接触の熱伝達部材を配置する。図８は、本実
施例の定着装置の概略構成を示す断面図である。

【００６８】図８において１５は、加圧ローラ６に所定
の距離を隔てて配置され、加圧ローラの非通紙部昇温の
熱を伝達することを目的とする熱伝達部材であり、本実
施例では、熱伝導性の良いアルミニウムを使用した。形
状は、効果、スペース、コスト等の面から肉厚１．５ｍ
ｍ、幅２１ｍｍ、長さ２２０ｍｍ、加圧ローラに対向す
る曲面の曲率（の直径）を１８ｍｍとし、加圧ローラの
１／３の面積を覆うように配置した。このとき、加圧ロ
ーラとの間隙Ｌは１ｍｍである。本実施例の定着装置
は、熱伝達部材１５を除いては、図１に示す定着装置と
同一の構成である。

【００６９】本実施例の定着装置（間隙Ｌ＝１ｍｍ）
と、これと同様の定着装置で間隙Ｌ＝１．５ｍｍ、間隙
Ｌ＝２．０ｍｍとした場合の加圧ローラの温度上昇の測
定と、フィルムの捩じれについての実験を行った。図９
は本実施例の定着装置と同様の定着装置で加圧ローラ６
と熱伝達部材１５との間隙ＬをＬ＝１ｍｍ、Ｌ＝１．５
ｍｍ、Ｌ＝２ｍｍとし、ヒータ３の温度を１６０℃に制
御したときに、非通紙部昇温の激しい封筒（幅１０５×
長さ２４１ｍｍ）をプロセススピード（搬送速度）２４
ｍｍ／ｓｅｃ、紙間１５０ｍｍで連続通紙した場合の通
紙部の加圧ローラ温度と非通紙部の加圧ローラ温度をサ
ーモグラフィーで測定した結果である。

【００７０】この実験で、間隙Ｌ＝２ｍｍの定着装置で
は、連続２５枚通紙でフィルムに捩じれが発生し、この
とき加圧ローラの通紙部と非通紙部の温度差は、およそ
１００℃であった。間隙Ｌ＝１．５ｍｍの定着装置で
は、連続１００枚通紙中に数回フィルムが捩じれ始め、
パリパリといった音が発生したが、その後は回復した。
このとき、加圧ローラの通紙部と非通紙部の温度差は、
およそ９５℃であった。間隙Ｌ＝１ｍｍの本実施例の定
着装置においては、連続１００枚通紙を行っても加圧ロ
ーラの温度差は８０℃程度であり、フィルムの捩じれは
発生しなかった。これらのことから、加圧ローラ６と熱
伝達部材１５との間隙ＬはＬ＝１ｍｍ以下とすることが
望ましく、加圧ローラの熱膨張、機械的な公差を考慮
し、本実施例では間隙Ｌ＝１ｍｍとした。間隙Ｌ＝１ｍ
ｍとしたことにより、実施例１及び実施例２の場合と同
様に、加圧ローラ６の非通紙部に蓄積された熱エネルギ
ーが通紙部に供給されたことと、熱伝達部材１５による
放熱の効果が顕著に現れたと考えられる。

【００７１】以上説明したように、本実施例の定着装置
を用いることにより、フィルムの捩じれの発生を防止
し、フィルムの捩じれによる定着不良、通紙不良、さら
にはフィルムが捩じ切られてしまう定着装置の破損を防
止できる。また、加圧ローラの非通紙部昇温を加圧ロー
ラの表層のフッ素ラテックスコートの耐熱温度２５０℃
以下とすることが可能であるため、加圧ローラの破損を
防止することができる。また、本実施例の定着装置で
は、非接触の熱伝達部材を加圧ローラ部に配置するた
め、これにより加圧ローラの耐久性を低下させる虞れが
ない。

【００７２】〈実施例４〉次に、本発明の実施例４を図
１０及び図１１に基づいて説明する。図１１は本発明の
一実施例としてのテンションレスフィルム加熱方式の定
着装置の概略構成を示す断面図である。

【００７３】図１０において、１は耐熱性樹脂製の横長
ステーであり、後述するフィルム２の内面ガイド部材と
なる。

【００７４】３は加熱体としてのヒータであり、該ヒー
タ３は、アルミナ等でできた基板の略中央部に沿って、
発熱体４として例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等の
電気抵抗材料を厚み１０μｍ、幅１〜３ｍｍにスクリー
ン印刷等により塗工し、その上に保護層５としてガラス
やフッ素樹脂等をコートしている。

【００７５】２はエンドレスの耐熱性フィルムであり、
ヒータ３を含む上記ステー１に外嵌させてある。このエ
ンドレスの耐熱性フィルム２の内周長とヒータ３を含む
ステー１の外周長はフィルム２の方を例えば３ｍｍ程大
きくしてあり、従ってフィルム２は、ヒータ３を含むス
テー１に対して周長が余裕をもってルーズに外嵌してい
る。

【００７６】フィルム２は熱容量を小さくしてクイック
スタート性を向上させるために、その膜厚は、総厚１０
０μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下２０μｍ以上の耐
熱性・離型性・強度・耐久性等のある単層、あるいは複
合層のフィルムを使用できる。

【００７７】６はヒータ３との間でフィルム２を挟んで
定着ニップ部を形成し、フィルム２を駆動する回転体と
しての加圧ローラである。該加圧ローラ６は中心軸７の
左右端部をそれぞれ左右の軸受部材（図示せず）に回転
自由に軸受支持させてある。

【００７８】従来のフィルム加熱方式の定着装置におい
ては、上記加圧ローラとして中心軸に所定の厚さのシリ
コーンゴム等の離型性の良いゴム弾性体を外装したもの
が用いられていたが、このような従来の定着装置におい
て、小サイズ紙を連続通紙し、非通紙部昇温が起こる
と、加圧ローラの軸方向においてゴムの熱膨張により加
圧ローラに径の差ができ、フィルム搬送スピードの不均
等からフィルムが片方に寄りきったり、途中で捩じれた
りするという問題点があった。

【００７９】この問題に対し、熱膨張の大きいゴムの部
分を薄くし、熱膨張がゴムに比べて小さく熱伝導の良
い、金属製の中心軸を太くすることにより、加圧ローラ
の軸方向における径の不均一を緩和することが考えられ
る。

【００８０】しかし、この方法を用いると、加圧ローラ
の弾性が失われ、フィルムを介してヒータと加圧ローラ
により形成される定着ニップ部が小さくなってしまい、
紙に対する加熱時間が短くなり、定着不良を起こすとい
う問題が起こる。

【００８１】そこで、本実施例では加圧ローラ６（駆動
ローラ）を図１１に示すように、径が９ｍｍの中心軸７
に外装した厚さ４ｍｍのスポンジ製の弾性体から弾性層
８ａに厚さ０．０５ｍｍの伝達層としてステンレス製の
チューブ８ｂを巻き、さらに、その上に離型性を確保す
るためにＰＦＡ製の熱収縮チューブを離型層８ｃとして
被覆している。

【００８２】上記離型層８ｃは加圧ローラ表面からのト
ナーの離型性を良くし、上記弾性層８ａは加圧ローラに
弾性を持たせ定着ニップ部を確保し、上記伝達層８ｂは
熱を軸方向に伝達するものである。

【００８３】ここで、伝達層８ｂは、弾性のある金属で
表層に近ければ近いほど、厚みが厚ければ厚い程良好な
熱伝達を示すが、あまり厚すぎると下層の弾性層８ａの
役割を阻害してしまう。

【００８４】本発明者等の実験によると、ヤング率が１
０×１０¹⁰Ｎ／ｍ²以上の金属で、例えば、厚さが０．
０３〜０．１ｍｍ程度のステンレス、または、ニッケル
薄膜において良好な結果得られた。最大通紙サイズがＡ
４幅の本実施例の定着装置において、１６０℃温調で封
筒を連続通紙した場合、約３０枚で非通紙部の加圧ロー
ラの表面温度は、本発明を使用していない加圧ローラを
用いると、最も温度の高い部分は、約２５０℃に達し、
フィルム２が捩じれてしまい、さらに続けると、最悪の
場合フィルム２が破壊してしまうのに対し、本実施例の
加圧ローラ６を用いると最も温度の高い部分でも２１０
℃程度にしか温度は上昇しない上、その後連続して小サ
イズ紙を通紙してもフィルム２が破壊することはなかっ
た。これは、非通紙部の温度を熱伝達層が通紙部に伝達
することにより、非通紙部の温度が下がる上、通紙部の
温度が上昇するため、ヒータ３に供給される電力が減
り、その結果、ヒータ自体の発熱量が減り、非通紙部の
昇温も減るという二つの効果によるものである。

【００８５】また、本実施例の加圧ローラは、構造が簡
単で製造が容易でフィルム２の走行駆動が滑らかである
という効果がある。

【００８６】〈実施例５〉次に、本発明の実施例５を図
１２に基づいて説明する。なお、実施例４との共通箇所
には同一符号を付して説明を省略する。

【００８７】図１２は、本実施例の加圧ローラの断面を
示したものである。本実施例は、実施例４とは異なり円
柱状の細いアルミニウム製のシャフト８ｄを図１２に示
すように等間隔に弾性体８ａの中に埋め込むことにより
加圧ローラ６の軸方向の熱伝導を上げるものである。

【００８８】本実施例では、実施例４の定着装置にを用
い、ゴム弾性体にはシリコーンゴム、離型層８ｃにはフ
ッ素ゴムラテックスを略同サイズで用いている。熱伝達
部材としてのシャフト８ｄは、直径１ｍｍのアルミニウ
ム製のシャフトを２０本埋め込んである。アルミニウム
は、弾性がない代わりに熱伝導が非常に良く、本実施例
の加圧ローラを用いると、上記実施例と略同等の効果を
得ることができた。

【００８９】本実施例の熱伝達部材としてのシャフト８
ｄは、弾性を必要としないので、熱伝導の良い材質を自
由に選択できる上、ある程度太さを確保でき熱伝達を非
常に効率良く行えるという利点がある。

【００９０】〈実施例６〉次に、本発明の実施例６を図
１３に基づいて説明する。なお、実施例４との共通箇所
には同一符号を付して説明を省略する。

【００９１】図１３は本実施例の加圧ローラの断面を示
したものである。本実施例では、実施例４と同様の定着
装置を用い、加圧ローラは弾性層８ａにシリコーンゴム
を用い、その弾性層中に熱伝達板８ｅとして厚さ０．０
８ｍｍのアルミニウム製の板を図１３に示すように、中
心軸から渦巻き状に埋め込む。このように弧のついた板
を渦巻き状に配置することにより、定着フィルムとで形
成する定着ニップ部により近い位置でより多くの熱伝達
部材を配置することができる上、半径方向に力が加わっ
たときにより曲がり易く弾性を確保し易いという利点が
ある。

【００９２】〈実施例７〉次に、本発明の実施例７を図
１４に基づいて説明する。図１４は本発明の一実施例と
してのフィルム加熱方式の定着装置の概略構成を示す断
面図である。

【００９３】図１４において、１は加熱体たるヒータ３
を断熱支持するホルダーで、エンドレスフィルム２の内
面のガイド装置の補強部材としてのステーを兼ねてい
る。

【００９４】このホルダーは、ＰＰＳ（ポリフェニレン
サルファイド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＩ
（ポリイミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケト
ン）、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これらの樹脂
とセラミックス、金属、ガラス等との複合材料等で構成
できる。

【００９５】３は加熱体としてのヒータであり、該ヒー
タ３はフィルム２の移動方向と直交する方向を長手方向
とする。基板９はアルミナ等のセラミックから成り、発
熱抵抗体４は、ヒータ基板９の下面の略中央部に沿っ
て、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等の電気抵抗材
料を厚み１０μｍ、幅１〜３ｍｍにスクリーン印刷等に
より塗工し、その上に絶縁、保護を目的としたガラス層
を備える。

【００９６】この基板９の背面には、温度検知素子１０
が設けられ、像加熱時、この温度検知素子１０の検知温
度が所定の設定温度に維持されるように抵抗体への通電
がコントロールされる。

【００９７】２はエンドレスの耐熱性フィルムであり、
ヒータ３を含む上記ホルダー１に懸回されている。この
エンドレスの耐熱性フィルム２の内周長とヒータ３を含
むホルダー１の外周長はフィルム２の方を例えば３ｍｍ
程大きくしてあり、従ってフィルム２は、ヒータ３を含
むホルダー１に対して周長が余裕をもってルーズに外嵌
している。

【００９８】フィルム２は熱容量を小さくしてクイック
スタート性を向上させるために、その膜厚は、総厚１０
０μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下２０μｍ以上の耐
熱性・離型性・強度・耐久性等のある単層、あるいは複
合層のフィルムを使用できる。

【００９９】６はヒータ３との間でフィルム２を挟んで
ニップ部を形成する回転体としての加圧ローラであり、
中心軸７とこの軸に外装したシリコーンゴム等の離型性
の良いゴム弾性体から成るローラ部８とから成り、中心
軸７の左右端部をそれぞれ左右の軸受部材（図示せず）
に回転自在に軸受支持させてある。

【０１００】また、加圧ローラ６は駆動源（図示せず）
により駆動され、フィルム２は加圧ローラ６に従動回転
する。

【０１０１】１６はホルダー１上に長手方向に亘って取
り付けられ、フィルム２と接触状態でフィルム２の熱を
吸収するフィルム温度冷却部材である。該冷却部材１６
とフィルム２とは、フィルム２に対して冷却部材１６が
テンションをかけない程度に軽く擦るように接触してい
る。

【０１０２】冷却部材１６は、フィルム２の熱を吸収し
易くするために、熱伝導性の高い金属を使用する。具体
的には、アルミニウム、亜鉛、銅、銀等が使用できる。

【０１０３】本構成の加熱装置において小サイズ紙を連
続で数枚以上通紙した場合、フィルム温度の非通紙部に
おける昇温は、冷却部材１６によって従来のものより低
く抑えられる。このとき、冷却部材１６がフィルム２の
非通紙部において吸収した熱は、冷却部材１６のフィル
ム２の通紙部に当たる部分へと流れ、この熱が逆にフィ
ルムの通紙部を加熱するために、フィルムの非通紙部と
通紙部の温度差はさらに小さくなる。すなわち、冷却部
材１６はフィルムの非通紙部と通紙部での温度勾配を均
す効果もある。

【０１０４】ここで、フィルムにもたらされる冷却効果
及びそれに伴う温度勾配の減少は当然加圧ローラにも働
き、本実施例のような加圧ローラを駆動ローラと兼用す
る構成の装置においては、従来問題となっていた加圧ロ
ーラの長手方向でのフィルムの送り量の差によるフィル
ムの捩じれを抑えることができる。

【０１０５】また、加圧ローラに用いられるゴム材料の
熱による劣化を防ぐこともできる。なお、本実施例で
は、フィルムに対して冷却部材は接触しているが、これ
が非接触であってもフィルムからの放熱により同様の効
果を得ることができる。

【０１０６】〈実施例８〉次に、本発明の実施例８を図
１５及び図１６に基づいて説明する。なお、実施例７と
の共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【０１０７】図１５は本発明の一実施例としてのフィル
ム加熱方式の定着装置の概略構成を示す断面図である。

【０１０８】実施例７においては、冷却部材はフィルム
内面に接触していたが、本実施例のようにフィルム外面
で接触していても良い。

【０１０９】図１５において１７は、フィルム外面から
押し当てられた冷却部材であり、実施例７と同様にフィ
ルムや加圧ローラの非通紙部での過度な温度上昇を防止
すると共に、フィルム長手方向での温度差を均す効果が
ある。

【０１１０】また、冷却部材１７のフィルムと接触する
反対側には凹凸をつけ、その表面積を増すことにより、
冷却部材からの放熱を多くし、冷却効果を高めている。

【０１１１】さらに、本実施例のように冷却部材１７を
フィルム外面に配置した場合にはフィルム内面に配置し
た場合よりもフィルムの冷却効果は高くなる。

【０１１２】本発明におけるフィルムの冷却作用の原理
は、フィルムの熱を金属等の冷却部材により奪い、冷却
部材自体の冷却は自然放熱に任せるというものである。

【０１１３】ここで、冷却部材がフィルム内面にある場
合、フィルムの内側に形成された空間は空気の入れ替え
の少ない、比較的閉じた空間になるため、フィルム内面
の空気は大変熱くなり、冷却部材から周辺の空気への放
熱は少なく、従って、これに冷却部材の温度も高いとこ
ろですぐに飽和する。

【０１１４】これに対し、冷却部材がフィルム外面に装
着されると、冷却部材は常に新鮮な空気に触れることが
できるため、飽和温度は低くなる。すなわち、フィルム
の温度もそれだけ低くすることができる。

【０１１５】また、図１６のように、フイルムの内面、
外面の両方に冷却部材を取り付けた厚生ならば、さらに
フィルムの不必要な温度上昇を防止し、フィルム長手方
向での温度勾配を少なくできる。

【０１１６】なお、この際に、フィルム内外面両方の冷
却部材がフィルムに接触する形態は、二つの冷却部材が
フィルムを挟み込むため、フィルムの駆動トルクの増大
を招く。従って、この場合にはどちらかを非接触として
おくことが好ましい。あるいは、ＰＦＡ，ＰＴＦＥ，Ｆ
ＥＰ等の摩擦力を低下させるコーティングを施せば接触
させても良い。

【０１１７】しかしながら、上記の構成は、冷却部材が
コーティングなしで接触している形態を完全否定するも
のでもなく、必要に応じてはそれを認めるものである。

【０１１８】〈実施例９〉次に、本発明の実施例９を図
１７に基づいて説明する。なお、実施例７との共通箇所
には同一符号を付して説明を省略する。

【０１１９】本実施例では図１７のように冷却部材１８
を回転体とし、フィルムの回転走行に合わせて従動回転
させている。

【０１２０】このように冷却部材を回転させると、冷却
部材とフィルムとの接触は常に一回転経過中に放熱によ
り冷えた部分で行われるため、フィルムの冷却効果は冷
却部材を固定したものに比べより高くなる。

【０１２１】この回転冷却部材１８には実施例８と同様
にフィルム内面の冷却部材１６と組み合わせても使用で
きる。

【０１２２】また、フィルム内面の冷却部材も回転体と
することができる。さらに、回転冷却部材１８をギアに
より回転駆動させても良い。この場合には回転冷却部材
をフィルムと非接触にすることもできる。

【０１２３】〈実施例１０〉次に、本発明の実施例１０
を図１８ないし図２０に基づいて説明する。図１８は本
実施例のフィルム加熱装置の従断面図である。

【０１２４】図１８において３０は、定着用ヒータでア
ルミナ等の良熱伝導性の基板３０ａの上に銀パラジウム
等の通電により発熱する抵抗発熱体のパターン３０ｂを
印刷して作られる。

【０１２５】５１は、ポリイミド等の耐熱樹脂をエンド
レスベルト状のフィルムに成形したもので、外周にはト
ナーとの離型性を良くするためにＰＦＡ，ＰＴＦＥ等の
フッ素樹脂のコーティングがなされている。

【０１２６】５２は、フィルム５１を駆動するローラで
表面にはゴムをコートして摩擦係数を上げている。

【０１２７】５３は、テンションローラでフィルム５１
の片寄りを防止する機構（図示せず）により図面上の手
前奥にてフィルムに与えるテンションを調整するように
なっている。

【０１２８】Ｐは記録材で、未定着トナー像Ｔａを担持
し、ニップＮに搬送される。ニップ部Ｎで未定着トナー
像Ｔａは加熱加圧され、定着像Ｔｂとなって排出され
る。

【０１２９】５５は、芯金上にフッ素ゴムあるいは、シ
リコーンゴムを巻き付けた加圧ローラである。

【０１３０】８１は記録材のニップＮへの進入をガイド
する入口ガイドである。

【０１３１】３２、３３はフィルム５１の内面をガイド
するガイド部材でフィルム走行の安定化を達成してい
る。３２は、記録材進行方向に対して入口側に位置し、
３３は出口側に位置する。

【０１３２】図１９はガイド部材３２の斜視図である。
図２０は、ガイド部材３２，３３のフィルムとの接触面
を長手方向で揃え、その上のフィルムの通過位置も同時
に示したものである。

【０１３３】この図１９、図２０に示される通り、ガイ
ド部材３２，３３にはフィルムのガイド面に矢印に示さ
れるフィルムの移動方向に沿ってリブ３１が設けられ、
また入口側のガイド部材３２上のリブと出口側のガイド
３３上のリブは長手位置において交互に配置され重なる
ことがないようにしている。

【０１３４】このリブ３１でフィルムをガイドすること
により、フィルムとガイド部材との接触面積させ摩擦抵
抗を減少させる。それと同時に入口側と出口側のリブを
交互に配置することにより、入口側と出口側のリブ位置
が重なるものと比べ、フィルムのリブとの接触による温
度ムラを軽減することができる。

【０１３５】〈実施例１１〉次に、本発明の実施例１１
を図２１及び図２２に基づいて説明する。図２１は本実
施例のフィルム加熱装置の従断面図である。

【０１３６】本実施例は、エンドレスフィルムを余裕を
もって懸回させることにより、フィルムにテンションを
加えずに駆動を加圧ローラ６によって与えるような構成
のものである。

【０１３７】図２１において１は、横長ステーであり、
後述するフィルム２の内面ガイド部材と後述するヒータ
３、ヒータ支持体３８の支持・補強部材を兼ねる。

【０１３８】このステー１は横長の平らな底面部１ｃと
この底面部１ｃの長手両辺からそれぞれ一連に立ち上が
らせて具備させた横断面外向き円弧カーブの前壁板１ａ
と後壁板１ｂと底面部１ｃの左右両端部からそれぞれ外
側へ突出させた左右一対の水平張り出しラグ部（図示せ
ず）を有している。

【０１３９】加熱体としての線状ヒータ３は、本実施例
のものは、実施例１０と同じような構成であり、定着フ
ィルム横断方向（定着フィルム２の走行方向に直角方
向）を長手とする横長の剛性・高耐熱・断熱性を有する
ヒータ支持体３８の下面側に下面長手方向に沿って一体
に取り付け支持させた、発熱体４を具備させたヒータ基
板９を有して成る。

【０１４０】発熱体４は、ヒータ基板９の下面の略中央
部に沿って、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等の電
気抵抗材料を厚み約１０μｍ、幅１〜３ｍｍにスクリー
ン印刷等により塗工し、その上に絶縁、保護を目的とし
たガラス層を備える。

【０１４１】さらに、この上に定着フィルム２との摩擦
を低減するためＰＦＡ、ＰＴＦＥ等をコートしても良
い。

【０１４２】ヒータ支持体３８は、例えばＰＰＳ（ポリ
フェニレンサルファイド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミ
ド）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエ
ーテルケトン）、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、こ
れらの樹脂とセラミックス、金属、ガラス等との複合材
料等で構成できる。

【０１４３】２はエンドレスの耐熱性フィルムであり、
ヒータ３・ヒータ支持体３８を含む上記ステー１に外嵌
させてある。このエンドレスの耐熱性フィルム２の内周
長とヒータ３・ヒータ支持体３８を含むステー１の外周
長はフィルム２の方を例えば３ｍｍ程大きくしてあり、
従ってフィルム２は、ヒータ３・ヒータ支持体３８を含
むステー１に対して周長が余裕をもってルーズに外嵌し
ている。

【０１４４】フィルム２は熱容量を小さくしてクイック
スタート性を向上させるために、その膜厚は、総厚１０
０μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下２０μｍ以上の耐
熱性・離型性・強度・耐久性等のある単層、あるいは複
合層のフィルムを使用できる。

【０１４５】６はヒータ３との間でフィルム２を挟んで
ニップ部を形成し、フィルムを駆動する回転体としての
加圧ローラ（圧接ローラ、バックアップローラ）であ
り、中心軸（図示せず）とこの軸に外装したシリコーン
ゴム等の離型性の良いゴム弾性体から成るローラ部とか
ら成り、中心軸の左右端部をそれぞれ左右の軸受部材
（図示せず）に回転自在に軸受支持させてある。

【０１４６】以上のようなテンションレスフィルムを用
いた加熱装置は、実施例１０に比べて駆動ローラ、テン
ションローラ等を使用しないため、小型化、簡易化でき
る利点を持つ反面、フィルム２の内面とヒータ３やガイ
ド部材１ａ、１ｂ、また断熱部材であるヒータ支持体３
８との摩擦が大きくなるとフィルム２が記録材（図示せ
ず）との間でスリップして記録材上のトナー像が引きず
られてしまう欠点があった。

【０１４７】そこで、本実施例では、スリップを防止す
るためにフィルム内面にオイルあるいはグリース等の潤
滑剤を塗布するフェルト３５を当接させ、かつオイル等
のついたフィルム２の内面が、ガイド部材１ａ，１ｂと
張り付かないようにリブ３６，３７を設けている。な
お、３４はフェルトを支持する部材である。

【０１４８】ガイド部分１ａ、１ｂのリブ３６、３７は
幅１〜３ｍｍ、高さ０．５〜１ｍｍ、間隔１０〜２０ｍ
ｍにすることでフィルム自身の剛性によってリブのない
部分はガイド部材の非リブ部に接触させずに走行させる
ことができる。

【０１４９】この際、図２２に示した通り、実施例１０
と同様に入口側ガイド１ａと出口側ガイド１ｂでリブの
位置を交互にずらし、フィルムの温度ムラを抑えてい
る。

【０１５０】これにより、本実施例のようにフィルムに
テンションを加えない構成の装置においても、ガイドと
フィルム内面の摩擦抵抗を減少させ、かつフィルムの温
度ムラを軽減できる。

【０１５１】〈実施例１２〉次に、本発明の実施例１２
を図２３に基づいて説明する。なお、実施例１０との共
通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【０１５２】図２３は本実施例の入口側ガイド部材３２
と出口側ガイド部材３３のフィルム２との接触面を長手
方向で位置を揃えて示したものである。

【０１５３】ガイド部材３２，３３上のリブは、ガイド
の幅一杯まで伸びている必要はなく、図２３に示すよう
にいくつかに分断されていても良い。この際も入口側と
出口側のガイドでリブの位置が重ならないようにすれ
ば、実施例１０以上に温度ムラに対する効果がある。

【０１５４】〈実施例１３〉次に、本発明の実施例１３
を図２４に基づいて説明する。なお、実施例１０との共
通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【０１５５】図２４はガイド部材３２のフィルム２との
接触面である。図２４に示される通り、ガイド部材３２
にはフイルム２のガイド面に矢印に示されるフィルム２
の移動方向に対して０°以上の角度θをもって斜めにリ
ブ３１が設けられている。

【０１５６】上記のように、斜めにリブに立てることに
より、フィルムの一回転中でリブとフィルムが長手方向
で接触するポイントが、まっすぐリブを立てたものと比
べて増大するため、実施例１０と比べさらに温度ムラを
軽減することができる。

【０１５７】この場合、実施例１０のようにリブの位置
を交互にずらせば絶大を効果を発揮するが、入口側ガイ
ドと出口側ガイドで同じ位置にリブがあってもある程度
の効果は期待できる。

【０１５８】また、この構成は、当然実施例１１のよう
なテンションレスのフィルム加熱装置にも用いることが
できる。

【０１５９】〈実施例１４〉次に、本発明の実施例１４
を図２５及び図２６に基づいて説明する。なお、実施例
１０との共通箇所には同一符号を付して説明を省略す
る。

【０１６０】図２５はガイド部材３２のフィルムとの接
触面である。図２５に示される通り、ガイド部材３２に
はフィルム２のガイド面に矢印に示されるフィルム２の
移動方向に対してある角度θをもってリブ３１が設けら
れている。

【０１６１】具体的にこの角度θは、図２５のリブ間距
離ε、リブ長さξに対し、

【０１６２】

【数１】ξsin θ≧ε

【０１６３】の条件を満たすものである。

【０１６４】上記のようにリブを立てれば、フィルムは
どの位置でもその一回転中で必ず一度はリブと接触する
ことになる。

【０１６５】すなわち、このリブ３１でフィルムをガイ
ドすることにより、フィルムとガイド部材との接触面積
は小さくなり、摩擦抵抗を減少させることができると共
に、フィルムの長手方向でのリブとの接触位置を固定さ
せず、フィルム上の温度ムラを防ぐことができる。

【０１６６】また、リブの方向は、必ずしも一方向に揃
う必要はなく、図２６に示すような構成でよいことは言
うまでもない。

【０１６７】また、この構成は実施例１１のようなテン
ションレスのフィルム加熱方式の装置にも当然用いるこ
とができる。

【０１６８】この場合にもリブは、フィルムの走行方向
に対して、フィルム内面のすべてのポイントでフィルム
の一回転周期中に少なくとも一回以上リブとの接触が行
われるような角度θをもって立てられていれば良い。

【０１６９】〈実施例１５〉次に、本発明の実施例１５
を図２７に基づいて説明する。なお、実施例１１との共
通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【０１７０】図２７は本実施例を示す入口側フィルムガ
イド部材１ａのフィルム内面との接触面である。

【０１７１】本実施例では、入口側ガイド面形状を図２
７に示すような構成にする。すなわち、リブをフィルム
走行方向に複数本立て、フィルムガイドの定着ニップ近
傍部は長手方向全域に亘りリブの高さと等しい土手状に
する。ただし、リブの角度θについて特に条件はつか
ず、−９０＜θ＜９０°をとれる。

【０１７２】本構成を用いれば、リブがフィルム走行方
向に対していかなる角度で立っていても、定着ニップ部
近傍の土手によりフィルムの温度ムラを均すことがで
き、記録材上の定着ムラを無くすことができる。

【０１７３】また、本実施例では土手状部は最も効果の
高い入口側ガイドのニッブ近傍にあるが、別の位置であ
っても効果はあり、当然出口側でもよい。あるいは、複
数個存在してもよい。

【０１７４】〈実施例１６〉次に、本発明の実施例１６
を図２８に基づいて説明する。なお、実施例１１との共
通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【０１７５】図２８は本実施例を示す入口側フィルムガ
イド部材１ａのフィルム内面との接触面である。

【０１７６】本実施例では、入口側ガイド面形状を図２
８に示すような構成にする。すなわち、リブをフィルム
走行方向に平行に複数本立て、フィルムガイドの定着ニ
ップ近傍部においてのみ長手方向全域に亘り、リブをカ
ットする。また、リブの角度θについては実施例１５と
同様に−９０°＜θ＜９０°がとれる。

【０１７７】本構成を用いれば、リブがフィルム走行方
向に対していかなる角度で立っていても、定着ニップ部
近傍においてフィルムの内面は常に長手全領域でガイド
と接触するため、リブにより生じたフィルムの温度ムラ
はここで均され、記録材上の定着ムラを無くすことがで
きる。

【０１７８】

【発明の効果】以上説明したように、本願第一発明によ
れば、加圧部材に接触または非接触の熱伝達部材を設け
ることにより、小サイズ紙を連続通紙した場合の通紙部
と非通紙部の温度差を低減し、非通紙部昇温による装置
の破損を防止することができる。

【０１７９】また、本願第二発明によれば、加圧部材に
熱伝達部材を設けることにより、該加圧部材における記
録材進行方向と直角方向の熱伝導のスピードを上げ、非
通紙部での加圧部材の温度の上昇を通紙部に伝えること
により、小サイズの記録材を連続加熱処理する際の非通
紙部昇温を緩和し、昇温要因によるフィルムの幅方向の
変位及び皺を予防し、小サイズ記録材の連続加熱処理直
後のサイズの大きい記録材通紙時の高温オフセットを低
減することができる。

【０１８０】さらに、本願第三及び第四発明によれば、
定着フィルムに金属等の熱容量が比較的高く、かつ熱伝
導性の良い冷却部材をフィルム近傍に非接触、または接
触させて配置することで、小サイズ紙を連続通紙した際
の非通紙部過昇温を抑え、それに伴う定着フィルムの捩
じれ、加圧ローラゴム材の熱劣化、ホットオフセット等
を防止することができる。

【０１８１】また、本願第五ないし第七発明によれば、
リブの立ったフィルムガイドを有するフィルム加熱方式
の加熱装置において、リブまたはガイド面とフィルムと
をフィルムの移動に従って一様に接触せしめるので、ガ
イド部材とフィルムの接触面積を増加させることなく、
フィルム表面の温度ムラの発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における加熱定着装置の概略
構成を示す断面図である。

【図２】図１装置における通紙部と非通紙部を示す図で
ある。

【図３】本発明の実施例１において本発明との比較のた
めに用いた加熱定着装置の断面図である。

【図４】図３装置を用いて小サイズの記録材を連続通紙
した場合の加圧ローラ温度を示す図である。

【図５】図１装置を用いて小サイズの記録材を連続通紙
した場合の加圧ローラ温度を示す図である。

【図６】本発明の実施例２における加熱定着装置の概略
構成を示す断面図である。

【図７】図６装置を用いて小サイズの記録材を連続通紙
した場合の加圧ローラ温度を示す図である。

【図８】本発明の実施例３における加熱定着装置の概略
構成を示す断面図である。

【図９】図８装置を用いて小サイズの記録材を連続通紙
した場合の加圧ローラ温度を示す図である。

【図１０】本発明の実施例４における加熱定着装置の断
面図である。

【図１１】図１０装置の加圧ローラの断面図である。

【図１２】本発明の実施例５における加圧ローラの断面
図である。

【図１３】本発明の実施例６における加圧ローラの断面
図である。

【図１４】本発明の実施例７における定着装置の概略構
成を示す断面図である。

【図１５】本発明の実施例８における定着装置の概略構
成を示す断面図である。

【図１６】本発明の実施例８における他の定着装置の概
略構成を示す断面図である。

【図１７】本発明の実施例９における定着装置の概略構
成を示す断面図である。

【図１８】本発明の実施例１０における定着装置の概略
構成を示す断面図である。

【図１９】図１８装置におけるガイド部材の概略構成を
示す斜視図である。

【図２０】図１８装置におけるガイド部材のリブの配置
を示す図である。

【図２１】本発明の実施例１１における定着装置の概略
構成を示す断面図である。

【図２２】図２１装置におけるガイド部材のリブの配置
を示す図である。

【図２３】本発明の実施例１２におけるガイド部材のリ
ブの配置を示す図である。

【図２４】本発明の実施例１３におけるガイド部材のリ
ブの配置を示す図である。

【図２５】本発明の実施例１４におけるガイド部材のリ
ブの配置を示す図である。

【図２６】本発明の実施例１４におけるガイド部材のリ
ブの他の配置を示す図である。

【図２７】本発明の実施例１５におけるガイド部材のリ
ブの他の配置を示す図である。

【図２８】本発明の実施例１６におけるガイド部材のリ
ブの他の配置を示す図である。

【図２９】従来の加熱定着装置の概略構成を示す断面図
である。

【図３０】従来の他の加熱定着装置の概略構成を示す断
面図である。

【符号の説明】

１ステー，ホルダー（支持体）１ａ，１ｂガイド部材２フィルム３ヒータ（加熱体）６加圧ローラ（加圧部材）８ｂ，８ｄ，８ｅ熱伝達部材１２，１４，１５熱伝達部材１６，１７，１８冷却部材３０ヒータ（加熱体）３１リブ３２，３３ガイド部材３６，３７リブ５１フィルム５５加圧ローラ（加圧部材）Ｐ記録材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者遊坐曜東京都大田区下丸子三丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱体を支持する支持体と、該加熱体及
び支持体に接するように張設された無端移動自在なフィ
ルムと、該フィルムを介して上記加熱体に圧接するよう
に配設された加圧部材とを備え、該圧接部にて記録材を
挟持搬送することにより上記加熱体の熱エネルギーを該
記録材に付与せしめる加熱装置において、上記加圧部材
周辺に熱伝達部材を配設したことを特徴とする加熱装
置。
【請求項２】熱伝達部材は、加圧部材に接触するよう
に配設されていることとする請求項１に記載の加熱装
置。
【請求項３】熱伝達部材は、加圧部材と所定の間隙を
有して非接触となるように配設されていることとする請
求項１に記載の加熱装置。
【請求項４】加熱体を支持する支持体と、該加熱体及
び支持体に接するように張設された無端移動自在なフィ
ルムと、該フィルムを介して上記加熱体に圧接するよう
に配設された加圧部材とを備え、該圧接部にて記録材を
挟持搬送することにより上記加熱体の熱エネルギーを該
記録材に付与せしめる加熱装置において、上記加圧部材
には、上記記録材の進行方向と直角方向に延びて形成さ
れた熱伝達部材が設けられている設定されていることを
特徴とする加熱装置。
【請求項５】加圧部材は、ローラ形状に形成されてお
り、熱伝達部材は、該加圧部材の表層もしくはその近傍
に配設された円筒形状の弾性体であることとする請求項
４に記載の加熱装置。
【請求項６】加圧部材は、弾性を有する層を有してお
り、熱伝達部材は、該層の内部で移動自在に複数配設さ
れていることとする請求項４に記載の加熱装置。
【請求項７】加熱体を支持する支持体と、該加熱体及
び支持体に接するように張設された無端移動自在なフィ
ルムと、該フィルムを介して上記加熱体に圧接するよう
に配設された加圧部材とを備え、該圧接部にて記録材を
挟持搬送することにより上記加熱体の熱エネルギーを該
記録材に付与せしめる加熱装置において、良熱伝導性で
大熱容量の冷却部材が、上記フィルムの長手方向に亘っ
て該フィルムに接触するように配設されていることを特
徴とする加熱装置。
【請求項８】加熱体を支持する支持体と、該加熱体及
び支持体に接するように張設された無端移動自在なフィ
ルムと、該フィルムを介して上記加熱体に圧接するよう
に配設された加圧部材とを備え、該圧接部にて記録材を
挟持搬送することにより上記加熱体の熱エネルギーを該
記録材に付与せしめる加熱装置において、良熱伝導性で
大熱容量の冷却部材が、上記フィルムの長手方向に亘っ
て該フィルムの近傍で非接触となるように配設されてい
ることを特徴とする加熱装置。
【請求項９】冷却部材は、金属製であることとする請
求項７または請求項８に記載の加熱装置。
【請求項１０】支持体に支持された加熱体と、該加熱
体に接するように張設された無端移動自在なフィルム
と、該フィルムに接する複数のリブを有するガイド部材
と、該フィルムを介して上記加熱体に圧接するように配
設された加圧部材とを備え、該圧接部にて記録材を挟持
搬送することにより上記加熱体の熱エネルギーを該記録
材に付与せしめる加熱装置において、上記ガイド部材
は、上記加熱体を中心に上記フィルムの移動方向の上流
側と下流側に配設されており、上記複数のリブは、上記
フィルムの移動方向に対して平行に延び、該移動方向に
直交する方向の位置が上記上流側と下流側で重複しない
ように配設されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項１１】支持体に支持された加熱体と、該加熱
体に接するように張設された無端移動自在なフィルム
と、該フィルムに接する複数のリブを有するガイド部材
と、該フィルムを介して上記加熱体に圧接するように配
設された加圧部材とを備え、該圧接部にて記録材を挟持
搬送することにより上記加熱体の熱エネルギーを該記録
材に付与せしめる加熱装置において、上記複数のリブ
は、上記フィルムの移動方向に対して所定の角度を有し
て配設されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項１２】リブは、フィルムの移動方向に対し
て、リブの間隔をε、リブの長さをξとしたとき、ξsi
n θ≧εの関係を満たす角度θを有していることとする
請求項１１に記載の加熱装置。
【請求項１３】支持体に支持された加熱体と、該加熱
体に接するように張設された無端移動自在なフィルム
と、該フィルムに接する複数のリブを有するガイド部材
と、該フィルムを介して上記加熱体に圧接するように配
設された加圧部材とを備え、該圧接部にて記録材を挟持
搬送することにより上記加熱体の熱エネルギーを該記録
材に付与せしめる加熱装置において、上記ガイド部材
は、少なくとも上記加熱体よりも上記フィルムの移動方
向上流側に設けられており、該加熱体側のガイド面の高
さは、上記移動方向と直交する方向の全域に亘って等し
くなるように形成されていることを特徴とする加熱装
置。
【請求項１４】加熱体側のガイド面の高さは、フィル
ムの移動方向と直交する方向の全域に亘ってリブの高さ
と等しくなるように形成されていることとする請求項１
３に記載の加熱装置。
【請求項１５】加熱体側のガイド面にはリブが設けら
れていないこととする請求項１３に記載の加熱装置。