JPH1152767A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
定着装置及び画像形成装置Info
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Abstract
厚の高い部分と低い部分がある場合でも、良好な定着が
できるようにする。 【解決手段】 加熱体12の転写材Pの搬送方向下流側
に加熱体12に近接または接触して弾性体13を設け、
加熱体12と加圧ローラ11との圧接部N1で転写材P
上のトナー画像Taを加熱溶融して、弾性体13と加圧
ローラ11との圧接部N2で加熱溶融されたトナー画像
Taを加熱・加圧することにより、弾性体13はトナー
画像Taの形状にならうので、トナー画像Taが多色ト
ナー画像の場合でも十分に混色させることができる。
Description
転写材上に転写された現像剤画像を加熱・加圧して定着
させる定着装置、及び該定着装置を備えた電子写真プロ
セスを利用して画像形成を行う複写機、プリンタ、ファ
クシミリ等の画像形成装置に関する。
置は、画像形成時には、像担時体としてのドラム型の電
子写真感光体(以下、感光ドラムという)の表面を帯電
装置によって一様に帯電処理し、帯電された感光ドラム
表面を露光装置によって露光して静電潜像を形成する。
そして、この静電潜像を現像装置で現像してトナー画像
を形成し、このトナー画像を転写装置によって記録媒体
である紙などの転写材に転写して、定着装置によりトナ
ー画像が転写材上に永久固着画像として定着される。
された加熱体(サーマルヒータ、以下ヒータという)
と、該ヒータに対向圧接しつつ搬送される耐熱性フィル
ム(定着フィルム)と、該定着フィルムを介して転写材
をヒータに密着させる加圧部材を有し、ヒータの熱を定
着フィルムを介して転写材へ付与することで転写材上に
形成担持されている未定着トナー画像を転写材上に加熱
定着させる方式、構成の定着装置(フィルム加熱方式)
が考案されている。
は、熱ローラ方式、熱板方式、ベルト方式、フラッシュ
定着方式、オープン定着方式等の他の熱定着式装置との
対比において、ヒータとして低熱容量加熱体を用いるこ
とができ、また、加熱体であるヒータの温度を比較的低
くできるため、省電力化、及び電源投入から画像出力ま
での時間短縮化(クイックスタート性)が可能である。
耐熱性、良熱伝導性の低熱容量の絶縁基板(ベース材)
に低熱容量の通電発熱抵抗体を線状もしくは帯状に塗工
するなどして形成具備された態様の低熱容量のものが使
用され、抵抗体への通電よりヒータは抵抗体及び基板の
熱容量が小さいので、その表面が所要の定着温度(例え
ば約200℃前後)まで急速に温度上昇する。
も熱容量が小さく、ヒータ側の熱エネルギーが定着フィ
ルムを介して、この定着フィルムに圧接状態の転写材側
に効果的に伝達されてトナー画像の加熱定着が実行され
る。
検温素子で検知させ、その温度検知情報により通電発熱
抵抗体への通電を制御して、ヒータの温度を所定の定着
温度に温調管理する通電制御構成がとられる。
来のフィルム加熱方式の定着装置では、表面がガラス等
のセラミックからなる加熱体に定着フィルムを高い圧で
加圧しつつ摺擦させていたので、定着フィルムが摩耗
し、寿命が短くなるという問題点があった。特に、フル
カラー画像のように多層のトナー層からなる画像におい
ては、トナーが溶融軟化状態にあるときに高い加圧を与
え十分に混色させる必要があり、寿命向上が難しかっ
た。
部分と低い部分がある場合に、加熱体表面が剛体である
と、トナー層厚が低い部分のトナーに十分な圧が与えら
れずに定着性が不十分になったり、オフセットを生じた
りすることがあった。
シートにカラー画像を形成する場合には、トナー厚が低
い部分のトナーが十分に溶融しないと、投影時に光透過
性が悪く、黒ぽくなってしまうという問題点があった。
一般には、トナー像の輪郭部分でこのような現象が生じ
やすい。
熱体表面または定着フィルムにゴム弾性層を設ける等の
方法も提案されているが、これらの方法は、弾性層を介
して熱を伝えるために、この弾性層を厚くすると加熱効
率が低下するのであまり厚くできず、十分な効果が得ら
れなかった。
した後に、加圧用回転体等により定着フィルムと転写材
を相互加圧する手段を設けた装置が提案されているが、
加熱定着ニップを通過した後に別の加圧用回転体で加圧
する方式では、加圧工程と加熱工程とが離れており、ま
た、加圧用回転体の熱容量が大きく加圧用回転体が温ま
りにくい。
きに加圧するのが困難であり、加圧部材に別の加熱手段
を設ける必要があった。また、加熱ニップ通過後に、定
着フィルムと転写材が離れたりずれたりすることがあっ
た。
な定着を行うことができる定着装置及び画像形成装置を
提供することを目的とする。
みなされたものであって、加熱体と、該加熱体と一方側
の面に接触摺動し他方側の面で被加熱体と接する回転自
在な無端状の耐熱性の定着フィルムと、該定着フィルム
を介して前記被加熱体を前記加熱体に当接させる回転自
在な加圧部材とを備え、前記加熱体と前記加圧部材によ
り形成される圧接ニップ部に前記定着フィルムと前記被
加熱体が一緒に挟持搬送されることによって前記被加熱
体を加熱する定着装置において、前記加熱体の前記被加
熱体の搬送方向下流側に近接または接触して、前記定着
フィルムを介して前記加圧部材と当接される弾性部材を
設けたことを特徴としている。
力よりも前記弾性部材と前記加圧部材間の加圧力の方が
大きくなるように設定されていることを特徴としてい
る。
の摺動面近傍の温度を検知する温度検知手段を有し、該
温度検知手段で検知される前記弾性部材の温度情報に基
づいて前記加熱体の温度制御を行うことを特徴としてい
る。
フィルムとの摺動面に摺動性のよい薄膜層を有すること
を特徴としている。
担持する像担持体と、該像担持体上に形成されたトナー
画像を転写材へ転写する転写手段と、前記転写材上に転
写されたトナー画像を加熱・加圧して定着させる請求項
1乃至4のいずれか1項記載の定着装置とを備えたこと
を特徴としている。
被加熱体の搬送方向下流側に近接または接触して、定着
フィルムを介して加圧部材と当接される弾性部材を設け
たことにより、加熱体と加圧部材間に定着フィルムと一
緒に挟持搬送される被加熱体、例えば未定着トナー画像
を担持した転写材は加熱体によって加熱・加圧され、ト
ナー画像が溶融軟化状態にされる。そして、この溶融軟
化状態にあるトナー画像を、弾性部材と加圧部材間で加
熱・加圧することにより、弾性部材はトナー画像の形状
にならうので、トナー厚みの低いトナー画像等において
も良好な定着を行うことができる。
部材と加圧部材間の加圧力よりも小さくすることによっ
て、加熱体と摺動する定着フィルムの傷の発生や摩耗を
低減することができる。
施の形態について説明する。
態に係る定着装置を備えた画像形成装置(本実施の形態
ではレーザービームプリンタ)を示す概略構成図であ
る。
光ドラム1、帯電ローラ2、露光装置3、現像装置4、
転写ローラ5、定着装置6を備えている。
ムであり、アルミニウム製のドラム基体上に感光層など
を有し、所定のプロセススピードで矢印a方向に回転駆
動される。
の押圧力で当接されて感光ドラム1の回転駆動に伴い従
動回転し、帯電バイアス電源(不図示)から帯電ローラ
2に対して所定の帯電バイアスを印加して、感光ドラム
1を所定の極性、電位に帯電処理する。
てレーザー光による露光を反射ミラー3aを介して帯電
処理された感光ドラム1上に行って静電潜像を形成す
る。
ーブ4aを有する反転現像装置であり、現像スリーブ4
aには現像バイアス電源(不図示)から所定の現像バイ
アスが印加される。
の押圧力で当接され、転写バイアス電源(不図示)から
所定の現像バイアスが印加される。
ーラ11を有しており、定着フィルム10を介して加圧
ローラ11と対向する定着フィルム10内には、定着フ
ィルム10の長手方向に沿って加熱体12が保持されて
いる(定着装置6の詳細な構成、動作については後述す
る)。
作について説明する。
(不図示)により矢印a方向に所定のプロセススピード
で回転駆動され、帯電バイアスが印加された帯電ローラ
2により負極性の一様な帯電処理を受ける。
に露光装置3から反射ミラー3aを介してレーザー光に
よる露光が与えられ、入力される画像情報に応じた静電
潜像が形成される。そして、現像バイアスが印加された
現像スリーブ4aによって静電潜像が現像され、トナー
像として可視化される。
写ローラ5と感光ドラム1間の転写ニップに到達する
と、このタイミングに合わせて転写材Pがこの転写ニッ
プに搬送され、転写バイアスが印加された転写ローラ5
によりトナー像が転写される。トナー像が転写された転
写材Pは定着装置6の定着フィルム10と加圧ローラ1
1間に搬送され、転写材P上にトナー像を加熱溶着して
出力される。
る。
有するヒータユニット14と、ヒータユニット14と片
面で接触摺動するエンドレスフィルム状の耐熱性の定着
フィルム10と、定着フィルム10を介して転写材Pを
ヒータユニット14の加熱体12と弾性体13に当接さ
せるゴム弾性層を有する加圧ローラ11を備えている。
ンションローラ16、及びヒータユニット14によって
懸回張設されている。PPS等の耐熱樹脂からなる断熱
ホルダ17に接着された加熱体12と、シリコーンゴム
からなる弾性体13は、SUSからなる支持体18に固
定されている。加熱体12表面には温度検知素子19が
設置されている。弾性体13は、加熱体12の転写材P
搬送方向下流側に接触して設置されている。
よって総圧5〜50Kgの当接圧を持ってヒータユニッ
ト14に対向当接させてあるが、弾性体13の方が加熱
体12よりもやや下方(加圧ローラ11側)に突出する
ように配置されており、弾性体13と加圧ローラ11間
の加圧力の方が、加熱体12と加圧ローラ11間の加圧
力よりも大きくなるように構成されている。
計回り方向の回転駆動に伴い矢印b方向に所定の周速度
を持ってしわや蛇行、速度むらなく回動駆動される。加
圧ローラ11は、定着フィルム10の走行に従動して矢
印c方向に回転する。
してトナー画像の加熱定着に供されるから、耐熱性、離
型性、耐久性に優れ、一般的には総厚100μm以下、
好ましくは40μm以下の薄肉のものを使用する。例え
ばポリイミド(PI)・ポリエーテルイミド(PEI)
・PES・PFA(4フッ化エチレン−パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体樹脂)などの耐熱樹脂の
単層フィルム、或いは複合層フィルム、例えば20μm
厚フィルムの少なくとも画像当接面側にPTFE(4フ
ッ化エチレン樹脂)・PAE・FEP等のフッ素樹脂に
導電材を添加した離型性コート層を10μm厚に施した
ものなどである。
方向と交差する方向を長手とする低熱容量線状加熱体で
あり、ヒータ基板12a、通電発熱抵抗体(発熱体)1
2b、保護層12cからなる。ヒータ基板12aは、耐
熱性・絶縁性・低熱容量の部材であり、一例として厚み
1mm・幅10mm・長さ240mmのアルミナ基板で
ある。
(定着フィルム10との対面側)の弾性体13に近い部
分に長手に沿って、例えば、Ag/Pd(銀/パラジウ
ム)、Ta2 N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
保護層12cとして耐熱ガラスを約10μmコートした
ものである。
〜50°の厚み2.5mmのシリコーンゴムを用いた。
また、トナー画像の高低により追随させるには、アスカ
ーC硬度で20〜40°のシリコーンスポンジや、ノー
メックス(商品名)等の耐熱性不織布やフェルトがよ
い。
板12aの上面(発熱体12bを設けた面とは反対側の
面)の略中央部にスクリーン印刷等により塗工して具備
させたPt膜等の低熱容量の測温抵抗体である。温度検
知素子19としては、他に低熱容量のサーミスタなどを
ヒータ基板12aに当接配置する構成にしてもよい。
よる発熱で加熱され、温度検知素子19を含む温調回路
(不図示)により所定の定着温度に温調制御される。
説明する。
へ搬送された未定着のトナー画像Taを上面に担持した
転写材Pは、加熱体12と加圧ローラ11との圧接部N
1の、定着フィルム10と加圧ローラ11との間に進入
する。
所定のタイミングで通電加熱されるので、トナー画像T
aは圧接部N1において、加熱体12で定着フィルム1
0を介して加熱を受けて加熱溶融化する。
き定着フィルム10と密着したまま弾性体13と加圧ロ
ーラ11との圧接部N2を通過する。
溶融された転写材P上のトナー画像Taが、圧接部N1
で熱せられた定着フィルム10と共に弾性体13により
大きな加圧力を受けることにより、多層のトナー画像か
らなるカラー画像でも十分に混色が行われる。このと
き、弾性体13は、トナー像による高低に追随し変形す
ることで、薄肉の定着フィルム10がトナー像の高低部
に密着し加圧されるので、トナー像輪郭部も十分に溶融
し、混色される。
しても、透過画像において黒く疑似輪郭が生じることを
防止することができる。
0と転写材Pは順次に曲率分離されて、トナー像が定着
された転写材Pが排出される。
1における加圧力を小さくすることでガラス等からなる
保護層12cと定着フィルム10の摺動により生じる定
着フィルム10内面の摩耗を低減し、装置の寿命向上が
できた。
部N1よりも大きくすることができるので、上述したよ
うに多層のトナー画像からなるカラー画像やOHPシー
ト上にカラー画像を形成した場合でも良好な定着を行う
ことができる。
て、支持体18側へ弾性体13から熱が逃げない方が加
熱体12の温度を低くすることができるので、省エネの
観点から弾性体13は断熱性の高い材料で、例えば発泡
体やフェルトのように気泡を有するものがよい。
に係る画像形成装置の定着装置を示す拡大断面図であ
る。
ユニット14の弾性体13としてフェルト(本実施の形
態ではノーメックス(商品名))13を用い、弾性体1
3の定着フィルム10との摺動面側の内側に長手方向略
中央部に第2温度検知素子20を配置し、かつ弾性体1
3の定着フィルム10との摺動面を、長手全域に渡って
テフロンからなる厚み20μmのシート21で覆った構
成である。他の構成及び動作は第1の実施の形態と同様
である。
理を続けると弾性体13の温度が高くなりすぎ、定着フ
ィルム10と転写材Pが剥離するときのトナー画像の溶
融粘度が低すぎて、いわゆる高温オフセットを生じるこ
とがある。
定着処理をスタートすると、1枚目の転写材Pの定着処
理を行うときに、弾性体13の温度が十分に上がってい
ないので、弾性体13と加圧ローラ11との圧接部N2
において加圧しても瞬時にトナー画像が冷却し、定着不
足になることがある。
着動作時に、第2温度検知素子20により定着工程中の
弾性体13の温度を検知して、弾性体13の温度が高く
なりすぎたとき、例えば150℃を超えたときは温度検
知素子19で検知される加熱体12の温度が160℃に
なるように、制御装置(不図示)の制御によって発熱体
2bに対して通電制御を行う。
ば100℃以下のときは加熱体12の温度が200℃程
度になるように、制御装置(不図示)の制御によって発
熱体2bに対して通電制御を行う。
になるように、制御装置(不図示)の制御によって発熱
体2bに対して通電制御することで、常に高温オフセッ
トを生じることなく、十分な定着性を得られるようにす
ることができる。
の摺動面をテフロン等の摺動性の良いシート21で覆う
ことで、定着フィルム10を駆動するトルクを小さくす
ることが可能になり、かつ弾性体13の定着フィルム1
0との摺動面に摩耗粉等の異物が付着して、光沢ムラが
生じたり、定着フィルム10に傷が生じるのを防ぐこと
ができる。
着フィルム10の摩耗を低減して装置の寿命向上を図る
ことができ、かつ良好な定着を行うことができる。
加熱体の被加熱体の搬送方向下流側に近接または接触し
て、定着フィルムを介して加圧部材と当接される弾性部
材を設けたことにより、加熱体と加圧部材間に定着フィ
ルムと一緒に挟持搬送される被加熱体、例えば未定着ト
ナー画像を担持した転写材は加熱体によって加熱・加圧
され、トナー画像が溶融軟化状態にされる。そして、こ
の溶融軟化状態にあるトナー画像を、弾性部材と加圧部
材間で加熱・加圧することにより、弾性部材はトナー画
像の形状にならうので、トナー厚みの薄いトナー画像や
多色トナー画像のトナー厚みの薄い輪郭部においても良
好な定着を行うことができ、さらに、OHPシート上に
トナー画像を形成したときも透明性のむらが生じるのを
防止することができる。
部材と加圧部材間の加圧力よりも小さくすることによっ
て、加熱体と摺動する定着フィルムの傷の発生や摩耗を
低減して装置の寿命向上を図ることができる。
像形成装置を示す概略構成図。
示す拡大断面図。
示す拡大断面図。
Claims (5)
- 【請求項1】 加熱体と、該加熱体と一方側の面に接触
摺動し他方側の面で被加熱体と接する回転自在な無端状
の耐熱性の定着フィルムと、該定着フィルムを介して前
記被加熱体を前記加熱体に当接させる回転自在な加圧部
材とを備え、前記加熱体と前記加圧部材により形成され
る圧接ニップ部に前記定着フィルムと前記被加熱体が一
緒に挟持搬送されることによって前記被加熱体を加熱す
る定着装置において、 前記加熱体の前記被加熱体の搬送方向下流側に近接また
は接触して、前記定着フィルムを介して前記加圧部材と
当接される弾性部材を設けた、 ことを特徴とする定着装置。 - 【請求項2】 前記加熱体と前記加圧部材間の加圧力よ
りも前記弾性部材と前記加圧部材間の加圧力の方が大き
くなるように設定されている、 請求項1記載の定着装置。 - 【請求項3】 前記弾性部材の前記定着フィルムとの摺
動面近傍の温度を検知する温度検知手段を有し、該温度
検知手段で検知される前記弾性部材の温度情報に基づい
て前記加熱体の温度制御を行う、請求項1または2記載
の定着装置。 - 【請求項4】 前記弾性部材の少なくとも前記定着フィ
ルムとの摺動面に摺動性のよい薄膜層を有する、 請求項1乃至3のいずれか1項記載の定着装置。 - 【請求項5】 像を担持する像担持体と、該像担持体上
に形成されたトナー画像を転写材へ転写する転写手段
と、前記転写材上に転写されたトナー画像を加熱・加圧
して定着させる、 請求項1乃至4のいずれか1項記載の定着装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20357397A JP3576760B2 (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 定着装置及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20357397A JP3576760B2 (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 定着装置及び画像形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1152767A true JPH1152767A (ja) | 1999-02-26 |
JP3576760B2 JP3576760B2 (ja) | 2004-10-13 |
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ID=16476368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP (1) | JP3576760B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2010134389A (ja) * | 2008-12-08 | 2010-06-17 | Oki Data Corp | 定着装置及び画像形成装置 |
US20200249604A1 (en) * | 2019-01-31 | 2020-08-06 | Ricoh Company, Ltd. | Heating device, fixing device, and image forming apparatus |
JP2020148887A (ja) * | 2019-03-13 | 2020-09-17 | 株式会社リコー | 加熱装置、定着装置及び画像形成装置 |
US10884366B2 (en) | 2019-03-08 | 2021-01-05 | Ricoh Company, Ltd. | Heater, fixing device, and image forming apparatus |
-
1997
- 1997-07-29 JP JP20357397A patent/JP3576760B2/ja not_active Expired - Fee Related
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