JPH07129004A - 加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発熱体１３を有する加熱部１０と、該加熱部
に圧接させた加圧部２３との相互圧接ニップ部Ｎに被加
熱材Ｐを導入して挟持搬送させて該被加熱材を加熱処理
する加熱装置について、加熱部と加圧部の圧接ニップ部
のニップ幅を十分に確保し、しかも熱容量を十分に下げ
得るように工夫して、装置温度の高速立上りと、画像加
熱定着装置にあっては立上り直後の定着性能の向上との
両立を可能にし、かつ装置の長寿命化も可能とするこ
と。 【構成】 加圧部２３は、圧接ニップ部Ｎにおいて被加
熱材Ｐの挟持搬送方向に順方向に回転若しくは走行搬送
可能なエンドレス状若しくは有端の耐熱性フィルム材２
４と、該フィルム材を加熱部１０に所定圧で加圧する耐
熱性弾性体よりなる加圧部材２６を備え、圧接ニップ部
Ｎの、加熱部１０と、加圧部２３のフィルム材２４との
間に被加熱材Ｐを導入する構成を特徴とする加熱装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発熱体を有する加熱部
と、該加熱部に圧接させた加圧部との相互圧接ニップ部
に被加熱材を導入して挟持搬送させて該被加熱材を加熱
処理する加熱装置に関する。

【０００２】また、該加熱装置を画像加熱定着装置とし
て備える画像形成装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】発熱体を有する加熱部と、該加熱部に圧
接させた加圧部との相互圧接ニップ部に被加熱材を導入
して挟持搬送させて被加熱材を加熱処理する加熱装置の
具体例として、例えば、電子写真複写機・同プリンタ
ー、静電記録装置等の画像形成装置に組み込まれる、ヒ
ートローラ方式、フィルム加熱方式等の画像加熱定着装
置が挙げられる。以下この画像加熱定着装置を例にして
説明する。

【０００４】図１２はヒートローラ方式の画像加熱定着
装置の一例の概略構成を示す横断面模型図である。

【０００５】１０は加熱部としての定着ローラ（ヒート
ローラ、熱ローラ）、２０は加圧部としての加圧ローラ
であり、上下に互いに並行に配列して圧接させそれぞれ
両端側を装置フレーム３０の側板間に不図示の摺動軸受
を介して回転自在に取付け保持させてある。

【０００６】定着ローラ１０は、中空のアルミニウム芯
金１１の表面にＰＦＡやＰＴＦＥ等の離型性層１２を形
成具備させ、ローラ中空内に発熱体（熱源）としてのハ
ロゲンヒータ１３を挿入具備させ、ローラ表面にサーミ
スタ等の感温素子１４を当接させてある。

【０００７】加圧ローラ２０は、芯金２１と、この芯金
２１に同心一体にローラ状に形成したシリコンゴム等よ
りなる耐熱性弾性体層２２からなるもので、この加圧ロ
ーラ２０を定着ローラ１０の下面に対して不図示の加圧
バネにより所定の押圧力をもって圧接させて定着ローラ
１０と加圧ローラ２０との間に所定幅の圧接ニップ部
（定着ニップ部）Ｎを形成させてある。

【０００８】定着ローラ１０は不図示の駆動系により矢
示の時計方向ａに所定の周速度をもって回転駆動され、
加圧ローラ２０はこの定着ローラ１０に従動して回転す
る。

【０００９】定着ローラ１０のハロゲンヒータ１３に不
図示のＡＣ通電回路から通電がなされて該ハロゲンヒー
タ１３が発熱することにより定着ローラ１０が加熱さ
れ、該定着ローラ１０の表面温度が感温素子１４により
検知され、その検知温度情報が不図示の制御部（本体制
御用ＣＰＵ）へフィードバックされて感温素子１４の検
知温度出力が所定の一定となるようにハロゲンヒータ１
３への通電が制御される。即ち定着ローラ１０の表面温
度が所定の定着温度に維持されるようにハロゲンヒータ
１３への通電が制御される。

【００１０】而して、定着ローラ１０・加圧ローラ２０
が回転されていて、定着ローラ１０が所定の定着温度に
温調制御されている状態において、不図示の作像機構部
Ａ側から未定着トナー画像Ｔを形成担持させた被加熱材
としての被記録材Ｐが搬送されて入口ガイド３１から装
置内へ導入され、定着ローラ１０と加圧ローラ２０の定
着ニップ部Ｎへ進入して該両ローラ１０・２０間を挟持
搬送されることにより、該定着ニップ部Ｎにて被記録材
Ｐ上の未定着トナー画像Ｔが熱と圧力によって被記録材
Ｐ面に永久固着画像として定着化される。画像加熱定着
処理を受けた被記録材Ｐは装置を出て画像形成物（コピ
ー、プリント）として出力される。

【００１１】図１３はフィルム加熱方式の画像加熱定着
装置の一例の概略構成を示す横断面模型図である。上述
図１２の装置と共通する構成部材・部分には同一の符号
を付して再度の説明を省略する。

【００１２】フィルム加熱方式の画像加熱定着装置は被
加熱材を耐熱性フィルム材を介して発熱体（加熱体、ヒ
ータ）の面に対して密着させて耐熱性フィルム材と一緒
に搬送させることで発熱体の熱を耐熱性フィルム材を介
して被加熱材に付与する構成を基本とする装置であり、
特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７８
７８号公報、特開平４−４４０７５〜４４０８３、２０
４９８０〜２０４９８４号公報等に開示されている。

【００１３】図１３の装置は特開平４−４４０７５〜４
４０８３号公報等に開示の所謂テンションレスタイプの
フィルム加熱方式の装置であり、発熱体１５と、該発熱
体１５を下面に保持させたフィルム内面ガイド部材１６
と、該発熱体１５を含むフィルム内面ガイド部材１６に
ルーズに外嵌させた円筒状（エンドレスベルト状）の耐
熱性フィルム材（定着フィルム）１７を基本構成部材と
する加熱部１０と、フィルム材１７を挟ませて発熱体１
５に圧接させた加圧部としての加圧ローラ２０を有して
いる。

【００１４】発熱体１５は、例えば、円筒状の定着フィ
ルム材１７の回転方向ａもしくは被加熱材としての被記
録材Ｐの搬送方向に対して直角方向を長手とする細長平
板状の低熱容量のセラミックヒータである。

【００１５】フィルム内面ガイド部材１６は、円筒状の
定着フィルム材１７の回転方向ａもしくは被加熱材とし
ての被記録材Ｐの搬送方向に対して直角方向を長手とす
る、耐熱樹脂材等よりなる横断面略半円弧状樋型の横長
部材であり、その両端部を装置フレーム３０の側板間に
固定支持させてある。発熱体１５はこのフィルム内面ガ
イド部材１６の下面の略中央部に長手に沿って形成した
溝内に嵌入して耐熱性接着剤で取り付け保持させてあ
る。

【００１６】発熱体としてのセラミックヒータ１５はそ
の両端部の不図示の通電電極間に不図示のＡＣ通電回路
から通電がなされて有効長さ領域が昇温し、不図示のサ
ーミスタ等の感温素子によりヒータ温度が検知され、そ
の検知温度情報が不図示の制御部へフィードバックされ
て感温素子の検知温度出力が所定の一定となるようにヒ
ータ１５への通電が制御される。即ちヒータ１５の温度
が所定の定着温度に維持されるようにヒータ１５への通
電が制御される。

【００１７】定着フィルム１７は、例えば、ポリイミド
フィルムを基材とし、外表面にＰＦＡ等の離型性層を設
けた厚み５０μｍ程度の耐熱性フィルム材である。

【００１８】加圧ローラ２０は前述図１２の装置の加圧
ローラ２０と同様に、芯金２１と、シリコンゴム等より
なる耐熱性弾性層２２からなるもので、更にその耐熱性
弾性層２２の外面に表層としてＦＥＰのコーティングを
施してある。

【００１９】この加圧ローラ２０を発熱体としてのセラ
ミックヒータ１５に対して定着フィルム１７を挟ませて
不図示の加圧バネにより所定の押圧力をもって圧接させ
て所定幅の圧接ニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成させ
てある。

【００２０】加圧ローラ２０が不図示の駆動系により矢
示の反時計方向に回転駆動され、この回転加圧ローラ２
０と定着フィルム１７の外面との摩擦力で円筒状の定着
フィルム１７に回転力が作用し、定着ニップ部Ｎにおい
て定着フィルム１７の内面がヒータ１５の表面に密着摺
動しつつ定着フィルム１７がフィルム内面ガイド部材１
６の周りを矢示の時計方向ａに回転駆動される。

【００２１】フィルム内面ガイド部材１６は定着フィル
ム１７の回転を容易にする働きをし、回転する定着フィ
ルム１７の円周方向及び長手方向における動きを規制し
てフィルムの不必要な暴れ（おどり）や寄り移動を防止
している。

【００２２】而して、加圧ローラ２０の回転駆動により
定着フィルム１７が回転しており、かつ発熱体としての
セラミックヒータ１５が所定の定着温度に温調制御され
ている状態において、不図示の作像機構部Ａ側から未定
着トナー画像Ｔを形成担持させた被加熱材としての被記
録材Ｐが搬送されて入口ガイド３１から装置内へ導入さ
れ、フィルム１７を挟んでヒータ１５と加圧ローラ２０
との間に形成される定着ニップ部Ｎのフィルム１７と加
圧ローラ２０との間に被記録材Ｐが進入して回転定着フ
ィルム１７の外面に密着して該フィルム１７と一緒に定
着ニップ部Ｎを挟持搬送されることにより、ヒータ１５
の熱がフィルム１７を介して被記録材Ｐに付与されて被
記録材Ｐ上の未定着トナー画像Ｔが被記録材Ｐ面に加熱
定着される。定着ニップ部Ｎを通った被記録材Ｐはフィ
ルム１７の面から分離されて排出搬送される。

【００２３】

【発明が解決しようとしている課題】前述図１２のヒー
トローラ方式の装置にあっては、加熱部である定着ロー
ラ１０や、加圧部である加圧ローラ２０の熱容量が大き
いので、装置が常温時から所定の温度に立ち上がるのに
時間を要し、クイックスタート性に欠ける。

【００２４】そこでこの装置においては大きく分けて２
つの温調モードで装置温度を制御している。その一つは
定着動作を行う時の、装置温度を所定の定着温度に維持
させる「プリント時温調」であり、もう一つはクイック
スタート性を具備させるために装置待機状態時に装置温
度をプリント時温調温度よりも低めに設定維持させてお
く「スタンバイ時温調」である。

【００２５】しかし、画像形成装置の一般的な使用では
画像形成装置がプリント動作を行なっている時よりもス
タンバイ状態にある時の方が時間的に長いのが現状であ
り、最近の動向としては、省エネルギーの観点から、ス
タンバイ状態時に定着装置を高温状態に維持しておくエ
ネルギーは無駄と考えられ、不使用時はヒータ１３への
通電を行なわないようにしたり、あるいはスタンバイ温
度を極端に低目に設定することが提案されている。

【００２６】この場合においてもクイツクスタート性を
できるだけ具備させるようにする手段として、例えば、
加熱部としての定着ローラ１０の肉厚をできるだけ薄く
したり、加圧部としての加圧ローラ２０の外径をできる
だけ小さくして両ローラ１０・２０の熱容量を可及的に
小さくしたり、あるいはヒータ１３の出力をあげたりす
ることにより、装置温度の立ち上りを速めることが考え
られるが、実際上このような処置では限界があり、満足
できるクイックスタート性を具備させることはなかなか
難しい。

【００２７】この点、図１３のようなフィルム加熱方式
の装置の場合は、加熱部の構成部材である発熱体１５と
して低熱容量ヒータを、フィルム１７として薄膜の低熱
容量のものを用いることができることで、ウェイトタイ
ムの短縮化（クイックスタート性）、省電力化、機内昇
温抑制等が可能な装置であり、ヒートローラ方式等の装
置に比べて格段に優位性がある。

【００２８】しかし、このフィルム加熱方式の装置にし
ても、加熱部側の熱容量を減らすことにより該加熱部側
の温度立上り特性を向上させたとしても、加圧部側全体
の温度も同時に上げなければ、いわゆる朝一の定着性の
向上は望めない。

【００２９】これは加圧部側である加圧ローラ２０の温
度が低い時にプリント動作を行なうと、加熱部側から加
圧ローラ２０側に奪われる熱量が大きくなり、画像定着
すべき被記録材Ｐには十分な熱が得られなくなるためで
ある。

【００３０】一方、初期の定着性能を上げるためにプリ
ント可能温度に到達するまでの一定時間、装置の空回転
を行い、加圧ローラ２０を温める事は有効であるが、逆
に加熱部側の温度上昇が鈍ってしまい長い時間を必要と
してしまった。

【００３１】上述のことから、ヒートローラ方式の装置
においてクイックスタート性を具備させる、フィルム加
熱方式の装置において朝一の定着性を向上させる等のた
めには、加圧部側の熱容量を可及的に小さいものにする
ことが有効であるが、加圧部である加圧ローラ２０の熱
容量を小さくするには具体的には該ローラの外径を小さ
くして重量を減らすことになる。

【００３２】この場合、加圧ローラ２０の外径を小さく
しても十分な定着性を得るためには十分なニップ幅の圧
接ニップ部Ｎは確保されている必要があり、そのために
は加圧ローラ２０の硬度も下げる必要があった。

【００３３】加圧ローラ２０としてシリコンソリッドゴ
ムやスポンジの単層ローラを用いるのならばＡＳＫＥＲ
−Ｃ硬度で３０°以下の低硬度ローラも製造は可能であ
り、これならば加圧ローラ２０の小径化・低硬度化が望
めるが、いかんせん単層ローラであるが故に汚れの付着
が著しくて長寿命化が求められる定着装置の加圧ローラ
には不向きである。

【００３４】このローラの汚れ付着を防止して耐久性を
向上させるために、該ローラの表面にＰＦＡチューブを
被覆処理した構成とした場合は、ローラとして成形され
る際にＰＦＡチューブ自身にかなりの張力がかけられた
状態で成形がなされるために弾性層が締め付け状態にな
り、ＰＦＡチューブを被覆処理しない単層ローラに比べ
て硬度が１５°以上も高くなってしまい、そのため圧接
ニップ部Ｎの十分なニップ幅を確保するためにはローラ
の小径化に限界を生じ、熱容量を劇的に下げるのに十分
な小径化は望めないのが現状である。

【００３５】そこで本発明は、この種の加熱装置におい
て、加圧部の構成を、加熱部との圧接ニップ部のニップ
幅を十分に確保し、しかも熱容量を十分に下げ得るよう
に工夫して、装置温度の高速立上りと、画像加熱定着装
置にあっては立上り直後の定着性能の向上との両立を可
能にし、かつ装置の長寿命化も可能としたものを提供す
ることを目的とする。

【００３６】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする加熱装置及び画像形成装置である。

【００３７】（１）発熱体を有する加熱部と、該加熱部
に圧接させた加圧部との相互圧接ニップ部に被加熱材を
導入して挟持搬送させて該被加熱材を加熱処理する加熱
装置であり、前記加圧部は、前記圧接ニップ部において
被加熱材の挟持搬送方向に順方向に回転若しくは走行搬
送可能なエンドレス状若しくは有端の耐熱性フィルム材
と、該耐熱性フィルム材を加熱部に所定圧で加圧する耐
熱性弾性体よりなる加圧部材を備え、該加熱部と該加圧
部との間に形成される圧接ニップ部の、加熱部と、加圧
部の耐熱性フィルム材との間に被加熱材を導入して挟持
搬送させて該被加熱材を加熱処理することを特徴とする
加熱装置。

【００３８】（２）前記の耐熱性弾性体よりなる加圧部
材は回転可能なローラ体であることを特徴とする（１）
に記載の加熱装置。

【００３９】（３）前記の耐熱性弾性体よりなる加圧部
材は非回転の固定部材であり、耐熱性フィルム材との接
触表面が低摩擦であることを特徴とする（１）に記載の
加熱装置。

【００４０】（４）前記耐熱性フィルム材は回転可能な
エンドレスベルト状フィルムであり、該フィルム材の内
側に該フィルム材の回転を案内するガイド部材と、前記
加圧部材を備えることを特徴とする（１）に記載の加熱
装置。

【００４１】（５）前記ガイド部材に前記加圧部材が固
定されていることを特徴とする（３）又は（４）に記載
の加熱装置。

【００４２】（６）加圧部材が回転駆動され、その回転
力により耐熱性フィルム材が回転もしくは走行搬送され
ることを特徴とする（１）に記載の加熱装置。

【００４３】（７）前記耐熱性フィルム材は回転可能な
エンドレスベルト状フィルムであり、該フィルム材の周
長の一部は常にテンションフリーで回転搬送されること
を特徴とする（１）に記載の加熱装置。

【００４４】（８）前記加熱部は内部に発熱体を有する
回転体であることを特徴とする（１）に記載の加熱装
置。

【００４５】（９）前記加熱部は回転ヒートローラであ
ることを特徴とする（１）又は（８）に記載の加熱装
置。

【００４６】（１０）前記加熱部は、固定の発熱体と、
該発熱体と加圧部との間に挟まれて該圧接ニップ部にお
いて被加熱材の挟持搬送方向に順方向に発熱体面に密着
摺動しつつ回転若しくは走行搬送可能なエンドレス状若
しくは有端の耐熱性フィルム材を有し、圧接ニップ部の
該加熱部側の耐熱性フィルム材と、前記加圧部側の耐熱
性フィルム材との間に被加熱材を導入して挟持搬送させ
て被加熱材を加熱処理することを特徴とする（１）に記
載の加熱装置。

【００４７】（１１）加熱部側の耐熱性フィルム材が加
圧部側の加圧部材の回転力により回転若しくは走行搬送
されることを特徴とする（１０）に記載の加熱装置。

【００４８】（１２）加熱部側の耐熱性フィルム材は回
転可能なエンドレスベルト状フィルムであり、該フィル
ム材の周長の一部は常にテンションフリーで回転搬送さ
れることを特徴とする（１０）に記載の加熱装置。

【００４９】（１３）被加熱材が画像定着すべき未定着
顕画剤像を支持した被記録材であり、該被記録材に未定
着顕画剤像を加熱定着させる画像加熱定着装置であるこ
とを特徴とする（１）乃至（１２）の何れかに記載の加
熱装置。

【００５０】（１４）前記（１）乃至（１３）の何れか
に記載の加熱装置を、被記録材に未定着顕画剤像を加熱
定着させる画像加熱定着装置として備えることを特徴と
する画像形成装置。

【００５１】

【作用】加圧部材は、加熱部や、導入された被加熱材に
対して加圧部側のフィルム材（加圧フィルム材）を介し
て接触し、それ等とは直接接触しないので、該加圧部材
の汚れによる耐久低下が防止されること、また加圧部材
の加圧フィルム材を介しての見かけの硬度はＰＦＡチュ
ーブを被覆処理した加圧部材に比べて硬度上昇は小さい
ことから、加圧部材として、小径化して熱容量を小さく
し、しかも圧接ニップ部の幅を十分に確保できる低硬度
部材を支障なく使用することが可能である。

【００５２】従って、加熱部に対して加圧部を、圧接ニ
ップ部の十分なニップ幅を確保し、しかも熱容量を十分
に下げて、装置温度の高速立上りと、画像加熱定着装置
にあっては立上り直後の定着性能（朝一の定着性）の向
上との両立が可能となり、かつ装置の長寿命化も可能と
なる。

【００５３】

【実施例】

〈実施例１〉（図１〜図６） 図１は本実施例の加熱装置（画像加熱定着装置）の概略
構成を示す横断面模型図、図２は縦断面模型図である。
前述図１２の装置と共通する構成部材・部分には同一の
符号を付して再度の説明を省略する。

【００５４】本実施例の装置において、加熱部１０は定
着ローラ（ヒートローラ）である。２４・２５・２６は
それぞれ加圧部２３を構成させた、加圧フィルム材、加
圧フィルムガイド、加圧ローラである。

【００５５】加圧フィルムガイド２５は耐熱性モールド
部材であり、その両端部を装置フレーム３０の側板３２
・３２間に固定支持させてある。

【００５６】加圧フィルム材２４はこの加圧フィルムガ
イド２５にゆるく外嵌させた円筒状の耐熱性フィルムで
ある。

【００５７】この加圧フィルム材２４はフィルム加熱方
式の加熱装置における定着フィルムと同様の耐熱性フィ
ルムを用いることができる。例えば、図３に層構成模型
図を示したように、ポリイミドやＰＦＡ等の耐熱性樹脂
フィルム基材層２４ａと、その外表面に形成したＰＴＦ
ＥやＰＦＡ等の離形性層２４ｂからなる複合層フィルム
材などである。この例においてフィルム基材層２４ａと
してＰＦＡを用いた場合は単層フィルムのまま使用する
こともできる。

【００５８】加圧ローラ２６はこの円筒状の加圧フィル
ム材２４の内側に挿通してその両端軸部を装置フレーム
３０の側板３２・３２間に軸受２６ｃ・２６ｃを介して
支持させてある。

【００５９】該加圧ローラ２６は、芯金２６ａと、該芯
金に同心一体の耐熱性弾性体層２６ｂからなるもので、
耐熱性弾性体層２６ｂとしてシリコンソリッドゴムやシ
リコンスポンジ、フッ素ゴム等を使用したローラ硬度３
５°（ＡＳＫＥＲ−Ｃ、５００ｇｆ荷重）以下程度にな
る非常に柔らかいグレードのものが使用される。

【００６０】軸受２６ｃ・２６ｃはそれぞれ装置フレー
ム３０の側板３２・３２に対して上下方向のみに移動自
由度を持たせて取付けてあり、その各軸受２６ｃ・２６
ｃと、前記加圧フィルムガイド２５の両端部のラグ部２
５ａ・２５ａとの間に縮設した加圧バネ２７・２７によ
り上方へ持ち上げ付勢させてあり、これにより加圧ロー
ラ２６を加熱部としての定着ローラ１０の下面に対して
加圧フィルム材２４を挟ませて所定の押圧力をもって圧
接させ、定着ローラ１０と加圧ローラ２６との間に加圧
フィルム材２４を挟んで所定幅の圧接ニップ部（定着ニ
ップ部）Ｎを形成させてある。

【００６１】１１ａ・１１ａは定着ローラ１０の軸受で
ある。定着ローラ１０は不図示の駆動手段により図１に
おいて時計方向ａに所定の周速度をもって回転駆動され
る。また検温素子１４を含む不図示の温調系により発熱
体としてのハロゲンヒータ１３に対する通電が制御され
て表面温度が所定の定着温度に温調制御される。

【００６２】また定着ローラ１０の回転駆動に伴い、円
筒状の加圧フィルム材２４は定着ローラ１０との圧接ニ
ップ部Ｎにおいて定着ローラ１０とフィルム外面との摩
擦力で回転力が作用して従動回転する。加圧ローラ２６
もこの円筒状の加圧フィルム材２４の従動回転に従動し
て回転する。

【００６３】加圧フイルムガイド２５はこのフィルム２
４の回転を容易にする働きをし、回転するフィルム２４
の円周方向及び長手方向における動きを規制してフィル
ムの不必要な暴れや寄り移動を防止している。

【００６４】而して、不図示の作像機構部Ａ側から未定
着トナー画像Ｔを形成担持させた被加熱材としての被記
録材Ｐが搬送されて入口ガイド３１から装置内へ導入さ
れ、加圧フィルム材２４を挟んで定着ローラ１０と加圧
ローラ２６との間に形成される定着ニップ部Ｎの定着ロ
ーラ１０と加圧フィルム材２４との間に被記録材Ｐが進
入して定着ニップ部Ｎを挟持搬送されることにより未定
着トナー画像Ｔの被記録材Ｐに対する加熱定着がなされ
る。

【００６５】本実施例の装置では、加圧ローラ２６は、
加熱部としての定着ローラ１０や導入された被加熱材と
しての被記録材Ｐに対して加圧フィルム材２６を介して
接触し、それ等とは直接接触しないので、該ローラの汚
れによる耐久低下が防止されること、また加圧フィルム
材２４にはテンションがかけられておらず、テンション
フリーの状態で使われているため、該加圧フィルム材２
４を介しての加圧ローラ２６の見かけの硬度は２〜３°
程度しか上がらず、前述のＰＦＡチューブ被覆ローラの
場合の１５°以上の硬度上昇に比べて硬度上昇は小さい
ことから、該加圧ローラ２６として、小径化して熱容量
を小さくし、しかも圧接ニップ部Ｎの幅を十分に確保で
きる低硬度ローラを支障なく使用することが可能であ
る。

【００６６】従って、加熱部１０に対して加圧部２３
を、圧接ニップ部Ｎの十分なニップ幅を確保し、しかも
熱容量を十分に下げて、装置温度の高速立上りと、立上
り直後の定着性能（朝一の定着性）の向上との両立が可
能となり、かつ装置の長寿命化も可能となる。

【００６７】以下に本実施例装置と従来装置との試験結
果を示す。

【００６８】．本実施例装置（図１・図２） ａ．定着ローラ１０ 外径φ；２０ｍｍ、肉厚ｔ；０．８ｍｍ、長さ２６０ｍ
ｍのアルミニウム中空ローラ１１の表面にＰＦＡコーテ
ィング表層１２を３０μｍ施したもの ハロゲンヒータ１３；１００Ｖ・４００Ｗ プリント時温調温度；１８５°Ｃ スタンバイ時温調温度：１７５°Ｃ。

【００６９】ｂ．加圧フィルム材２４ 基材２４ａ；４０μｍ（ポリイミド製）、表層２４ｂ；
ＰＦＡコーティング１０μｍ（含、プライマ層）、フィ
ルム外径；φ２０ｍｍ、フィルム幅；２３０ｍｍ。

【００７０】ｃ．加圧ローラ２６ 外径φ；１０ｍｍ、芯金２６ａの径φ；５ｍｍ、弾性
層；シリコンスポンジ、ローラ硬度；２５°（ＡＳＫＥ
Ｒ−Ｃ、５００ｇｆ荷重）、ローラゴム長；２２５ｍ
ｍ。

【００７１】ｄ．加圧力・ニップ幅 総加圧；５ｋｇｆ、ニップ部Ｎの幅；２．８ｍｍ。

【００７２】ｅ．プロセススピード； ５０ｍｍ／ｓｅ
ｃ。

【００７３】ｆ．被記録材（転写材）Ｐ； ＰＬＯＶＥ
Ｒ ＢＯＮＤ７５ｇ／ｍ² 。

【００７４】ｇ．評価モード 前多回転なし（前多回転：スタンバイ中の所定温度範囲
において、装置を回転駆動させて加圧ローラ２６を温め
る動作）、電圧１００Ｖ入力時、電源投入後定着可能温
度到達直後に連続２０枚通紙。

【００７５】．従来装置１（図１２） ａ．定着ローラ１０ のａと同一品、ハロゲンヒータ１３・プリント時温調
温度・スタンバ時温調温度ものａと同じ。

【００７６】ｂ．加圧ローラ２０ 外径φ；２０ｍｍ、芯金２１の径φ；９ｍｍ、弾性層２
２；シリコンスポンジ、外周を５０μｍ厚のＰＦＡチュ
ーブで被覆、ローラ硬度；４２°（ＡＳＫＥＲ−Ｃ、５
００ｇｆ荷重）。

【００７７】ｃ．加圧力・ニップ幅 総加重；８ｋｇｆ、ニップ部Ｎの幅；２．８ｍｍ。

【００７８】ｄ．プロセススピード・転写材Ｐ・評価モ
ード 何れものｅ、ｆ、ｇと同一。

【００７９】．従来装置２ 構成はと同じ。

【００８０】ただし、評価モードにおいて前回転ありと
し、加圧ローラ２０を温めるために定着ローラ温度が１
５０°Ｃから１７５°Ｃになるまでの間、ローラ対１０
・２０の回転を行なう。

【００８１】．実験結果 ａ．ウェイトタイム 電源投入後からスタンバイ温度に到達するまでの時間を
ウェイトタイムと規定し、・・の装置についてそ
の測定を行なった。その結果を表１に示す（室温２０
°）。

【００８２】 表 １ 装 置 ウェイトタイム（ｓｅｃ） ．実施例装置（前多回転なし） ２９ ．従来装置１（前多回転なし） ２９ ．従来装置２（前多回転あり） ３９ 以上の結果より、の従来装置２は前多回転により加圧
ローラ２０に熱を奪われるためにウェイトタイムが最も
悪くなる。これに対して、の実施例装置と、の従来
装置１は、の従来装置２に比べて１０ｓｅｃ程度ウェ
イトタイムを短縮することができる。

【００８３】ｂ．定着性 スタンバイになった直後からの定着性を表したのが図４
である。

【００８４】この結果において、の実施例装置が最も
定着性が良く、の従来例装置２（前多回転あり）がそ
れとほぼ同等の定着性が得られている。しかしの従来
装置１（前多回転なし）ではかなり定着性が悪くなって
いる。

【００８５】この結果において、の実施例装置が前多
回転がなくとも定着性が良好なのは、加圧側の熱容量が
小さく、すぐに温まるためであり、の従来例装置で定
着性が悪くなっている原因は加圧ローラ２０が十分に温
まっていない点にある。

【００８６】また、・・の何れの装置において
も、通紙枚数が増えるに従い、定着性が向上しているの
は加圧ローラが温まってくるためである。

【００８７】なお、この試験において定着性とは以下の
定義による。

【００８８】

【数１】 画像濃度はＭａｃｈ ｂｅｔｈ濃度計により測定した。
画像のこすり方は、底面が２２．５×２２．５ｍｍで、
重量が２００ｇｆのおもりを用い、その底面にシルボン
Ｃをはさみ、画像を摺擦する。摺擦は１往復に１ｓｅｃ
かけ、５往復で行なうものとする。

【００８９】上記のウェイトタイム及び定着性の測定結
果より、の実施例装置によればウェイトタイムの短縮
と、定着性の向上の両立が可能となることがわかる。

【００９０】ｃ．加圧フィルム材２４の厚みと、加圧ロ
ーラ２６の硬度について 本実施例において、使用する加圧フィルム材２４の厚み
と、加圧ローラ２６のローラ硬度について見た結果を図
５に示した。図５におけるニップ幅はの本実施例装置
において、加圧フィルム材２４と加圧ローラ２６のロー
ラ硬度を変化させたときのものである。

【００９１】加圧フィルム材２４の厚み（含、表面離型
性層）については１００μｍ以下が適しており、加圧ロ
ーラ硬度は３５°（ＡＳＫＥＲ−Ｃ、５００ｇｆ荷重）
以下が適していると考えられる。

【００９２】ｄ．ニップ幅について 一方、図６はの本実施例装置においてニップ幅を変え
たときの定着性の変化を見た結果を表している。ここで
の定着性は２０枚中の最悪の定着性を表している。

【００９３】定着性２０％程度を確保するにはニップ幅
として最低１．８ｍｍ程度は必要であることがわかる。

【００９４】〈実施例２〉（図７・図８） 図７は本実施例装置の概略構成を示す横断面模型図、図
８は縦断面図である。

【００９５】本実施例の装置は前述図１３のフィルム加
熱方式の画像加熱定着装置において、加圧部である加圧
ローラ２０の代わりに、前述実施例１の装置（図１・図
２）にける加圧部２３（２４〜２７）を適用したもので
ある。

【００９６】本実施例装置においては、加圧部２３の加
圧ローラ２６が回転駆動されることにより、加圧フィル
ム材２４及び加熱部１０側の定着フィルム１７が所定方
向に回転状態になる。

【００９７】定着フィルム１７の回転を確実化するため
に、本実施例の装置では、加圧ローラ２６の両端部をそ
れぞれ加圧フィルム材２４の両側へ露出させ、その露出
部の外周面が定着フィルム１７の両端側の外面に直接接
触するようにしてある。

【００９８】定着フィルム１７は、耐熱性基材として例
えばポリイミド樹脂を用い、その表層にＰＦＡやＰＴＦ
Ｅ等の離型層を設けた厚み５０μｍ程度のものを用いて
いる。

【００９９】本実施例装置は、加熱部１０の発熱体１５
とフィルム内面ガイド部材１６周辺の熱容量がもともと
ヒートローラ系の装置に比べて格段に小さいこと、及び
前述したように加圧部２３側の熱容量も小さいことか
ら、ウェイトタイムについては立ち上り時間が殆ど無視
できるため、ほぼ０ｓｅｃとなる。

【０１００】しかも被記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達
するまでに、熱容量の小さい加圧部２３も十分に温まっ
ているために定着性についても十分な能力を得ることが
できる。 〈実施例３〉（図９） 図９は本実施例装置の概略構成を示す横断面模型図を示
すものである。

【０１０１】本実施例の装置は、前述実施例１の装置
（図１・図２）において、加圧部２３の加圧ローラ２６
を非回転の固定の加圧部材２６Ａに変更したものであ
り、他は実施例１と同様である。

【０１０２】上記の固定の加圧部材２６Ａは加圧フィル
ムガイド２５の上面に長手に沿って固着した横断面かま
ぼこ型の細長の耐熱性弾性部材である。

【０１０３】加圧フィルムガイド２５を装置フレーム３
０の側板３２・３２間に組み付けたとき、この加圧部材
２６Ａが加圧フィルム材２４を挟んで加圧部としての定
着ローラ１０の下面に弾性に抗して押し当り状態とな
り、該加圧部材２６Ａの弾性反力で圧接ニップ部Ｎに所
定の加圧力及びニップ幅が得られるようになっている。

【０１０４】この固定の加圧部材２６Ａは耐熱性弾性体
であって、加圧フィルム材２４の内面と接する表面が低
摩擦であるものが用いられる。

【０１０５】具体的には、材料単体として用いられるも
のは、例えばＰＴＦＥの不織布（商品名ノーメックス）
より成るパッド部材や、或はＰＴＦＥの多孔質体（商品
名フロロポア）等である。

【０１０６】また、弾性体と表面低摩擦の機能を分離す
る場合は、弾性体層として、シリコンソリッドゴムやシ
リコンスポンジやフッ素ゴム等を用い、その表面をＰＦ
Ａテープや或はカプトンテープ等で覆うことにより用い
ることができる。

【０１０７】上記の加圧部材２６Ａの硬度は、前述実施
例１の装置の加圧ローラ２６と同様に、３５°（ＡＳＫ
ＥＲ−Ｃ、５００ｇｆ荷重）以下であることが望まし
い。また加圧フィルム材２４はその厚さが１００μｍ以
下のものが望ましい。

【０１０８】加圧フィルム材２４は定着ローラ１０の回
転駆動に伴い、内面が加圧部材２６Ａの表面を滑りなが
ら従動回転する。

【０１０９】本実施例装置のように加圧部材２６Ａを耐
熱性弾性体の固定部材にすることにより、ローラタイプ
の加圧部材とする場合よりも構成を簡単にすることがで
きると共に、加圧部２３側の熱容量を更に小さくできる
ため、ウェイトタイムの一層の短縮化、及び朝一の定着
性の向上をはかることができる。

【０１１０】〈実施例４〉（図１０） 図１０の（ａ）・（ｂ）・（ｃ）はそれぞれフィルム加
熱方式の加熱装置の他の構成形態例を示したものであ
る。

【０１１１】（ａ）のものは、第１のフィルム懸回ロー
ラ４１と、第２のフィルム懸回ローラ（テンションロー
ラ）４２と、ヒータ支持部材４３に固定支持させた発熱
体としてのセラミックヒータ１５との互いに並行の３部
材４１・２２・１５間に、エンドレスベルト状の耐熱性
フィルム材（定着フィルム）１７を懸回張設して加熱部
１０とし、該加熱部１０の定着フィルム１７を挟んでヒ
ータ１５に圧接させて、実施例１の装置（図１・図２）
と同様の加熱部２３を配設したものである。

【０１１２】定着フィルム１７を第１のフィルム懸回ロ
ーラ４１の回転駆動により回転搬送ａさせる。加圧フィ
ルム材２４は定着フィルム１７の回転に従動して回転す
る。

【０１１３】（ｂ）のものはヒータ１５と１本のフィル
ム懸回ローラ４４の２部材１５・４４間にエンドレスベ
ルト状の定着フィルム１７を懸回張設して加熱部１０と
し、該加熱部１０の定着フィルム１７を挟んでヒータ１
５に圧接させて、実施例１の装置（図１・図２）と同様
の加熱部２３を配設したものである。

【０１１４】定着フィルム１７をフィルム懸回ローラ４
４の回転駆動により回転搬送ａさせる。加圧フィルム材
２４は定着フィルム１７の回転に従動して回転する。

【０１１５】（ｃ）のものは、定着フィルム１７とし
て、エンドレスベルト状のものではなく、ロール巻きに
した長尺の有端フィルムを用い、これを繰り出し軸４５
側からヒータ１５を経由させて巻き取り軸４６側へ掛け
渡して加熱部１０とし、該加熱部１０の定着フィルム１
７を挟んでヒータ１５に圧接させて、実施例１の装置
（図１・図２）と同様の加熱部２３を配設したものであ
る。

【０１１６】定着フィルム１７を巻き取り軸４６側へ走
行搬送させる。加圧フィルム材２４は定着フィルム１７
の走行に従動して回転する。

【０１１７】上記（ａ）・（ｂ）・（ｃ）の装置に於い
て、加圧部２３は何れも実施例３の装置（図９）の加熱
部２３とすることもできる。

【０１１８】また加熱部２３の加圧フィルム材２４は、
上記（ａ）・（ｂ）・（ｃ）の装置の加熱部１０の定着
フィルム１７のように、エンドレスベルト状のフィルム
を懸回張設させて回転させる構成、あるいはロール巻き
にした長尺の有端フィルムを走行させる構成とすること
もでき、この場合も該フィルムを介しての加圧部材２６
・２６Ａの見かけの硬度上昇はＰＦＡチューブを被覆処
理した加圧部材に比べて小さく、実施例１の装置と同様
の効果を得ることができる。

【０１１９】〈実施例５〉（図１１） 図１１は例えば前述した実施例１の加熱方式の加熱装置
としての画像加熱定着装置５０を組み込んだ画像形成装
置の一例の概略構成を示している。本例の画像形成装置
は原稿台往復動型・回転ドラム型・転写式・プロセスカ
ートリッジ着脱方式の電子写真複写装置である。

【０１２０】１００は装置機筺、１０１はその装置機筺
の上面板１０２上に配設したガラス板等の透明板部材よ
りなる往復動型の原稿載置台であり、機筺上面板１０１
上を図面上右方ａ、左方ａ´に夫々所定の速度で往復移
動駆動される。

【０１２１】Ｇは原稿であり、複写すべき画像面側を下
向きにして原稿載置台１０１の上面に所定の載置基準に
従って載置し、その上に原稿圧着板１０３をかぶせて押
え込むことによりセットされる。

【０１２２】１０４は機筺上面板１０２面に原稿載置台
１０１の往復移動方向とは直角の方向（紙面に垂直の方
向）を長手として開口された原稿照明部としてのスリッ
ト開口部である。

【０１２３】原稿載置台１０１上に載置セットした原稿
Ｇの下向き画像面は原稿載置台１０１の右方ａへの往動
移動過程で右辺側から左辺側にかけて順次にスリット開
口部１０４の位置を通過していき、その通過過程でラン
プ１０５の光Ｌをスリット開口部１０４、透明な原稿載
置台１０１を通して受けて照明走査され、その照明走査
光の原稿面反射光が像素子アレイ１０６によって感光ド
ラム１０７面に結像露光される。

【０１２４】感光ドラム１０７は例えば酸化亜鉛感光層
・有機半導体感光層等の感光層が被覆処理され、中心支
軸１０８を中心に所定の周速度で矢示ｂの時計方向に回
転駆動され、その回転過程で帯電器１０９により正極性
又は負極性の一様な帯電処理を受け、その一様帯電面に
前記の原稿画像の結像露光（スリット露光）を受けるこ
とにより感光ドラム１０７面には結像露光した原稿画像
に対応した静電潜像が順次に形成されていく。

【０１２５】この静電潜像は現像器１１０により加熱で
軟化溶融する樹脂等より成るトナーにて順次に顕像化さ
れ、該顕像たるトナー画像が転写部としての転写放電器
１１１の配設部位へ移行していく。

【０１２６】Ｓは被記録材としての転写材シートＰを積
載収納したカセットであり、該カセット内のシートが給
送ローラ１１２の回転により１枚宛繰出し給送され、次
いでレジストローラ１１３により、ドラム１０７上のト
ナー画像形成部の先端が転写放電器１１１の部位に到達
したとき転写材シートＰの先端も転写放電器１１１と感
光ドラム１０７との間位置に丁度到達して両者一致する
ようにタイミングどりされて同期給送される。

【０１２７】そしてその給送シートの面に対して転写放
電器１１１により感光ドラム１０７側のトナー画像が順
次に転写されていく。

【０１２８】転写部でトナー画像転写を受けたシートは
不図示の分離手段で感光ドラム１０７面から順次に分離
されて搬送装置１１４によって前述の定着装置５０に導
かれて担持している未定着トナー画像の加熱定着を受
け、画像形成物（コピー）として排出ローラ１１６を通
って機外の排紙トレイ１１７上に排出される。

【０１２９】画像転写後の感光ドラム１０７の面はクリ
ーニング装置１１８により転写残りトナー等の付着汚染
物の除去を受けて繰り返して画像形成に使用される。

【０１３０】ＰＣは装置本体１００内のカートリッジ着
脱部１２０に着脱されるプロセスカートリッジであり、
本例の場合は、像担持体としての感光ドラム１０７、帯
電器１０９、現像器１１０、クリーニング装置１１８の
４つのプロセス機器を包含させて一括して装置本体１０
０に対して着脱交換自在としてある。

【０１３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、発熱体を
有する加熱部と、該加熱部に圧接させた加圧部との相互
圧接ニップ部に被加熱材を導入して挟持搬送させて該被
加熱材を加熱処理する加熱装置について、加熱部と加圧
部との圧接ニップ部のニップ幅を十分に確保し、しかも
加圧部の熱容量を十分に下げて、装置温度の高速立上り
と、画像加熱定着装置にあっては立上り直後の定着性能
の向上との両立を可能にし、かつ装置の長寿命化も可能
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の加熱装置（画像加熱定着装置）の
概略構成を示す横断面模型図

【図２】 縦断面模型図

【図３】 複合層タイプの加圧フィルム材の層構成模型
図

【図４】 定着性に関する比較実験の結果グラフ

【図５】 加圧フィルム材の厚みと加圧ローラの硬度を
変えたときのニップ量の変化を表したグラフ

【図６】 ニップ幅と定着性の関係を表したグラフ

【図７】 実施例２の装置の概略構成を示す横断面模型
図

【図８】 縦断面模型図

【図９】 実施例２の装置の概略構成を示す横断面模型
図

【図１０】 （ａ）・（ｂ）・（ｃ）はそれぞれフィル
ム加熱方式の加熱装置の他の構成形態例の略図

【図１１】 画像形成装置例の概略構成図

【図１２】 ヒートローラ方式の加熱装置の一例の概略
構成を示す横断面模型図

【図１３】 フィルム加熱方式の加熱装置の一例の概略
構成を示す横断面模型図

【符号の説明】

１０ 加熱部としての、ヒートローラ（定着ローラ）、
若しくは定着フィル機構部 ２０・２３ 加圧部としての、加圧ローラ、若しくは加
圧フィルム機構部 １３・１５ 発熱体としての、ハロゲンヒータ、若しく
はセラミックヒータ １４ 検温素子（サーミスタ） １６・２５ フィルム内面ガイド部材 １７ 定着フィルム ２４ 加圧フィルム材 ２６・２６Ａ 加圧ローラ若しくは固定の加圧部材 Ｎ 圧接ニップ部（定着ニップ部） Ｐ 被加熱材（被記録材、転写材） Ｔ トナー画像

フロントページの続き (72)発明者 伊澤 悟 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 井上 高広 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

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱体を有する加熱部と、該加熱部に圧
   接させた加圧部との相互圧接ニップ部に被加熱材を導入
   して挟持搬送させて該被加熱材を加熱処理する加熱装置
   であり、 前記加圧部は、前記圧接ニップ部において被加熱材の挟
   持搬送方向に順方向に回転若しくは走行搬送可能なエン
   ドレス状若しくは有端の耐熱性フィルム材と、該耐熱性
   フィルム材を加熱部に所定圧で加圧する耐熱性弾性体よ
   りなる加圧部材を備え、該加熱部と該加圧部との間に形
   成される圧接ニップ部の、加熱部と、加圧部の耐熱性フ
   ィルム材との間に被加熱材を導入して挟持搬送させて該
   被加熱材を加熱処理することを特徴とする加熱装置。
2. 【請求項２】 前記の耐熱性弾性体よりなる加圧部材は
   回転可能なローラ体であることを特徴とする請求項１に
   記載の加熱装置。
3. 【請求項３】 前記の耐熱性弾性体よりなる加圧部材は
   非回転の固定部材であり、耐熱性フィルム材との接触表
   面が低摩擦であることを特徴とする請求項１に記載の加
   熱装置。
4. 【請求項４】 前記耐熱性フィルム材は回転可能なエン
   ドレスベルト状フィルムであり、該フィルム材の内側に
   該フィルム材の回転を案内するガイド部材と、前記加圧
   部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の加熱装
   置。
5. 【請求項５】 前記ガイド部材に前記加圧部材が固定さ
   れていることを特徴とする請求項３又は同４に記載の加
   熱装置。
6. 【請求項６】 加圧部材が回転駆動され、その回転力に
   より耐熱性フィルム材が回転もしくは走行搬送されるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
7. 【請求項７】 前記耐熱性フィルム材は回転可能なエン
   ドレスベルト状フィルムであり、該フィルム材の周長の
   一部は常にテンションフリーで回転搬送されることを特
   徴とする請求項１に記載の加熱装置。
8. 【請求項８】 前記加熱部は内部に発熱体を有する回転
   体であることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
9. 【請求項９】 前記加熱部は回転ヒートローラであるこ
   とを特徴とする請求項１又は同８に記載の加熱装置。
10. 【請求項１０】 前記加熱部は、固定の発熱体と、該発
    熱体と加圧部との間に挟まれて該圧接ニップ部において
    被加熱材の挟持搬送方向に順方向に発熱体面に密着摺動
    しつつ回転若しくは走行搬送可能なエンドレス状若しく
    は有端の耐熱性フィルム材を有し、圧接ニップ部の該加
    熱部側の耐熱性フィルム材と、前記加圧部側の耐熱性フ
    ィルム材との間に被加熱材を導入して挟持搬送させて被
    加熱材を加熱処理することを特徴とする請求項１に記載
    の加熱装置。
11. 【請求項１１】 加熱部側の耐熱性フィルム材が加圧部
    側の加圧部材の回転力により回転若しくは走行搬送され
    ることを特徴とする請求項１０に記載の加熱装置。
12. 【請求項１２】 加熱部側の耐熱性フィルム材は回転可
    能なエンドレスベルト状フィルムであり、該フィルム材
    の周長の一部は常にテンションフリーで回転搬送される
    ことを特徴とする請求項１０に記載の加熱装置。
13. 【請求項１３】 被加熱材が画像定着すべき未定着顕画
    剤像を支持した被記録材であり、該被記録材に未定着顕
    画剤像を加熱定着させる画像加熱定着装置であることを
    特徴とする請求項１乃至同１２の何れかに記載の加熱装
    置。
14. 【請求項１４】 前記請求項１乃至同１３の何れかに記
    載の加熱装置を、被記録材に未定着顕画剤像を加熱定着
    させる画像加熱定着装置として備えることを特徴とする
    画像形成装置。