JPH05100586A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱体１２にフィルム９を接触させて移動さ
せ、該フィルム９の加熱体１２側とは反対側の面に被加
熱材１６を密着させてフィルム９と共に加熱体１２位置
を移動通過させて加熱体１２からフィルム９を介して被
加熱材１６に熱エネルギーを与える加熱装置に於いて、
加熱体の交換或は取出しの作業性の向上、配線の簡素
化、装置の無駄スペースの除去、装置の小型化等を図る
こと。 【構成】 前記加熱体１２は、被加熱材１６の移動方向
と交差する方向を長手とし、少なくとも基板１３と通電
発熱層１４と通電発熱層に対する通電用電極（２０Ｆ・
２０Ｒ）から構成されており、通電発熱層に対する通電
用電極（２０Ｆ・２０Ｒ）は加熱体長手方向の一方端
（Ｆ）側に存在すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィルムを介して被加
熱材に熱エネルギーを付与する方式の加熱装置に関す
る。

【０００２】更に詳しくは、加熱体にフィルムを接触さ
せて移動させ、該フィルムの加熱体側とは反対側の面に
被加熱材を密着させてフィルムと共に加熱体位置を移動
通過させて加熱体からフィルムを介して被加熱材に熱エ
ネルギーを与える方式（フィルム加熱方式）の加熱装置
に関する。

【０００３】この加熱装置は、複写機・レーザービーム
プリンター・ファクシミリ・マイクロフィルムリーダプ
リンター・画像表示（ディスプレイ）装置・記録機等の
画像形成装置において、電子写真・静電記録・磁気記録
等の適宜の画像形成プロセス手段により加熱溶融性の樹
脂等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・転写材シート・印刷紙な
ど）の面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顕画像（未定着のトナー画
像）を該画像を担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画像定着装置として活用できる。

【０００４】また、画像定着装置に限定されず、例えば
画像を担持した記録材を加熱して表面性（艶など）を改
質する装置、画像を仮定着処理する装置など、広く被加
熱材を加熱処理する手段・装置として使用できる。

【０００５】

【従来の技術】例えば、特開昭６３−３１３１８２号公
報に開示のフィルム加熱方式の定着装置に於いて使用の
線状加熱体は、記録材の移動通過方向と交差する方向を
長手とする通電発熱層を有し、該通電発熱層の長手両端
部の通電用電極間に電圧が印加されることで、発熱層の
有効全長域の各部が単位長さ当りの所定の発熱量をもつ
て発熱する。この発熱層の有効全長域は該定着装置を組
込んだ画像形成装置に供給して使用できる最大サイズ記
録材の幅（最大幅、最大サイズ幅）に対応した長さ寸法
を有している。

【０００６】而して定着実行時には、使用記録材のサイ
ズ幅の大小にかかわりなく発熱層の有効全長域が単位長
さ当りの所定の発熱量をもつて通電発熱することで、使
用記録材が最大幅のものでも、それより小さい各種サイ
ズ幅のものでも、供給記録材面に対する画像定着処理が
実行される。

【０００７】

【発明が解決しようとする問題点】しかし上記のような
加熱体構成では、通電発熱層の長手方向両端部に通電用
電極が配設されていたので以下の様な不都合を生じてい
た。

【０００８】加熱体の破損及び通電発熱層のパターン切
れ（熱ローラー定着装置のハロゲンヒータ切れに相当）
或は定着装置のメンテナンス等に際して、加熱体の交換
或は取出しの作業性が悪いという問題があった。

【０００９】また加熱体の長手方向両端部に電源コード
を接続するためにその両端部それぞれへの電源コードの
引回し（配線）及びコネクターを必要とし、スペースに
無駄及び制約が多くコストアップにもなっていた。

【００１０】本発明はこのような問題を解消することを
目的とする。

【００１１】

【問題点を解決するための手段】本発明は、加熱体にフ
ィルムを接触させて移動させ、該フィルムの加熱体側と
は反対側の面に被加熱材を密着させてフィルムと共に加
熱体位置を移動通過させて加熱体からフィルムを介して
被加熱材に熱エネルギーを与える加熱装置に於いて、前
記加熱体は、被加熱材の移動方向と交差する方向を長手
とし、少なくとも基板と通電発熱層と通電発熱層に対す
る通電用電極から構成されており、通電発熱層に対する
通電用電極は加熱体長手方向の一方端側に存在すること
を特徴とする加熱装置である。

【００１２】

【作用】以上の様に、通電発熱層に対する通電用電極を
加熱体の長手方向一方端側に存在させた構成とすること
により、加熱体のメンテナンス或は交換に際して、他方
端側より容易に取出すことが可能となり、作業性が向上
する。更に通電用電極と該加熱体（通電発熱層）に対す
る電圧を供給する電源コードとを接続するためのコネク
ターも加熱体の一方端側即ち加熱体の片方側だけで済む
ので、省スペース化ができ、また安価となる。

【００１３】

【実施例】

＜実施例１＞ （１）画像形成装置例（図１） 図１は本発明に従う加熱装置を画像加熱定着装置７とし
て具備させた画像形成装置の一例の概略構成を示してい
る。

【００１４】本例の画像形成装置は原稿台固定一光学系
移動型、回転ドラム型感光体使用、両面・多重複写可能
な転写式電子写真複写装置である。本例の複写装置の作
像原理・プロセス・機構構成自体は公知に属するのでそ
の説明は簡単にとどめる。

【００１５】２は固定の原稿台ガラスであり、その上面
に原稿０を複写すべき画像面を下向きにして所定の載置
基準に従って載置し、その上に原稿台カバー３をかぶせ
ることでセットする。複写スタート信号により回転ドラ
ム型感光体６が矢示の時計方向に所定の周速度（プロセ
ススピード）をもって回転駆動され、帯電器３０により
感光体周面が所定の電位に均一帯電処理される。また結
像光学系の移動照明ランプ１・移動第１ミラー１ａが所
定の速度Ｖにて、また移動第２ミラー１ｂ・同第３ミラ
ー１ｃが速度Ｖ／２にて、原稿台ガラス２の左辺側から
右辺側へ往動駆動されてセット原稿０の下向き画像面が
左辺側から右辺側に順次に光学走査され、その走査原稿
画像が結像レンズ１ｄ・固定第４ミラー１ｅ・同第５ミ
ラー１ｆ・同第６ミラー１ｇを介して、前記帯電器３０
で帯電処理された回転感光体６面に結像露光Ｌされるこ
とで、感光体６の周面に原稿画像に対応した静電潜像が
順次に形成されていく。

【００１６】その潜像は次いで現像器４により、加熱で
軟化溶融する樹脂等よりなるトナー（現像剤）により順
次に顕画化される。そしてその顕画トナー像は、第１の
給紙カセット部３１又は第２の給紙カセット部３２か
ら、もしくは手差し給紙手段３３の使用により装置内へ
１枚宛給送され、レジストローラ対３４により所定のタ
イミングで感光体６と転写・分離帯電器５との間の転写
部へ給送された記録材としての転写材シートの面に順次
に転写されていく。

【００１７】像転写を受けた転写材シートは搬送装置３
６で定着装置７へ導入されることで像定着処理を受けて
画像形成物（コピー）として排紙ローラ３７で機外へ排
出される（片面複写モードの場合）。

【００１８】両面又は多重複写モードの場合は定着装置
７を出た片面複写済みもしくは第１回複写済みの転写材
シートが再搬送シートパス機構部３８に導入されて、転
写部５へ表裏反転されてもしくは表裏反転されずに再給
送されることにより両面又は多重複写が実行される。

【００１９】像転写後の感光体６はクリーニング装置３
５でクリーニングを受けて清浄面化され、繰り返して画
像形成に供される。

【００２０】（２）定着装置（図２） 図２は定着装置７の拡大構造図である。

【００２１】９はエンドレスベルト状の定着フィルムで
あり、左側の駆動ローラ８と、右側の従動ローラ１１
と、この両ローラ８・１１間の下方に固定支持させて配
設した加熱体としての低熱容量線状加熱体１２と、駆動
ローラ８の下方に配設したガイドローラ８ａとの、互い
に並行な該４部材８・１１・１２・８ａ間に懸回張設し
てある。

【００２２】従動ローラ１１は定着フィルム９のテンシ
ョンローラを兼ねさせてあり、定着フィルム９は駆動ロ
ーラ８の時計方向の回転駆動に伴ない時計方向に所定の
周速度、をもってシワや蛇行、速度遅れなく回動駆動さ
れる。

【００２３】１７は加圧部材としての、シリコンゴム等
の離型性の良いゴム弾性層を有する加圧ローラであり、
前記のエンドレスベルト状定着フィルム９の下行側フィ
ルム部分を加熱体１２との間に挟ませて加熱体１２の下
面に対して付勢手段により例えば総圧４〜７ｋｇの当接
圧をもって対向圧接させてあり、転写材シート１６の搬
送方向に順方向の反時計方向に回転する。

【００２４】回動駆動されるエンドレスベルト状の定着
フィルム９は繰り返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１
００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下の薄肉のものを
使用する。例えばポリイミド・ポリエーテルイミド・Ｐ
ＥＳ・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）・ＰＡＦ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厚に施こしたものなどであ
る。

【００２５】加熱体としての低熱容量線状加熱体１２
は、本例のものは、定着フィルム横断方向（定着フィル
ム９の走行方向に直角な方向）を長手とする横長の剛性
・高耐熱性・断熱性を有するヒータ支持体１２ａと、こ
の支持体の下面側に下面長手に沿って一体に取付け保持
させたヒータ基板１３を有してなる。

【００２６】このヒータ基板１３には、通電発熱層１
４、後述する通電用電極（図３の２０）、温度センサー
（温度検知素子）１０等を具備させてある。

【００２７】ヒータ支持体１２ａは加熱体１２の全体強
度を確保する役目をするものであり、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、これ
らの樹脂とセラミックス・金属・ガラス等との複合材な
どで構成できる。 ヒータ基板１３は耐熱性かつ電気絶
縁性を有するもので、一例として、厚み１．０ｍｍ・巾
１０ｍｍ・長さ３４０ｍｍのアルミナ基板である。

【００２８】発熱層１４は、一例として、基板１３のフ
ィルム摺動側である下面の略中央部分に長手に沿ってＴ
ａ₂ Ｎ・銀パラジウム等の電気抵抗材料を巾１．０ｍｍ
に塗工（スクリーン印刷等）して具備させた線状もしく
は帯状の低熱容量の通電発熱層である。

【００２９】温度センサー１０は、通電発熱層１４を設
けた側とは反対側の基板１３面に配置してある。本例で
は基板１３の温度を加熱体１２の温度として該温度セン
サー１０で検知させている。

【００３０】本例の場合は上記の線状もしくは帯状の発
熱層１４に対してその長手両端部より通電して発熱層１
４を全長にわたって発熱させる。通電は例えば直流電源
のパルス状波形で、温度センサー１０とマイクロコンピ
ューターＭＰＵ（不図示）によりコントロールされた所
望の温度、エネルギー放出量に応じたパルス（駆動パル
ス）をそのパルス巾を変化させて与える通電制御回路構
成にしてある。

【００３１】又本例では定着装置７よりも転写材シート
搬送方向上流側の定着装置寄りにシートの先端・後端検
知センサー（不図示）を設けてあり、該センサーのシー
ト検知信号により発熱体１４に対する通電期間をシート
１６が定着装置７を通過している必要期間だけに制御し
ている。

【００３２】（３）定着実行動作 画像形成スタート信号により画像形成装置が像形成動作
して転写部（５）側から定着装置７へ搬送された、未定
着のトナー画像１５を上面に担持した転写材シート１６
の先端が定着装置寄りに配設した前述のセンサー（不図
示）により検知されると定着フィルム９の回動（又は走
行）が開始され、転写材シート１６はガイド４２に案内
されて加熱体１２と加圧ローラ１７との圧接部Ｎ（定着
ニップ部）の定着フィルム９と加圧ローラ１７との間に
進入して、未定着トナー画像面が面移動状態の定着フィ
ルム９の下面に密着して面ズレやしわ寄りを生じること
なく移動定着フィルム９と一緒の重なり状態で加熱体１
２と加圧ローラ１７との定着ニップ部Ｎを挟圧力を受け
つつ通過していく。

【００３３】ｗは加熱体下面部に設けてある発熱体１４
の巾寸法であり、発熱体１４は加熱体１２の下面と加圧
ローラ１７の上面との相互圧接巾領域内、即ち定着ニッ
プ部Ｎの巾領域内に存在している。 シート１６のトナ
ー画像担持面は定着フィルム面に押圧密着状態で定着ニ
ップ部Ｎを通過していく過程で発熱体１４の熱を定着フ
ィルム９を介して受け、トナー画像が高温溶融してシー
ト１６面に軟化接着化１５ａする。

【００３４】本例装置の場合は記録材たるシート１６と
定着フィルム９との分離はシート１６が定着ニップ部Ｎ
を通過して出た時点で行なわせている。

【００３５】この分離時点において溶融トナー１５ａの
温度は未だトナーのガラス転移点より、高温の状態にあ
る。従ってこの分離時点でのシート１６と定着フィルム
９との結合力（接着力）は小さいのでシート１６は定着
フィルム９面へのトナーオフセットをほとんど発生する
ことなく、又分離不良で定着フィルム９面にシート１６
が接着したまま巻き付いてジャムしてしまうことなく、
常にスムーズに分離していく。

【００３６】そしてガラス転移点より高温の状態にある
トナー１５ａは適度なゴム特性を有するので、分離時の
トナー画像面は定着フィルム表面にならうことなく適度
な凹凸表面性を有したものとなり、この表面性が保たれ
て冷却固化するに至るので、定着済みのトナー画像面に
は過度の画像光沢が発生せず高品位な画質となる。

【００３７】定着フィルム９と分離されたシート１６は
ガイド４３で案内されて排紙ローラ対（３７）へ至る間
にガラス転移点より高温のトナー１５ａの温度が自然降
温（自然冷却）してガラス転移点以下の温度になって固
化１５ｂするに至り、画像定着済みのシート１６が出力
される。

【００３８】（４）加熱体１２の構成（図３・図４） 図３の（ａ）は加熱体１２のヒータ基板１３を定着フィ
ルム摺動面側から観た平面図、同図の（ｂ）は（ａ）の
Ａ−Ａ’線に沿う、ヒータ基板の縦断側面図である。

【００３９】２０Ｆ・２０Ｒは通電発熱層１４に対する
通電用電極である。通電発熱層１４及び通電用電極２０
はスクリーン印刷等によりヒータ基板１３上に塗布され
たもので、通電発熱層１４の一方端Ｆ側には通電用電極
２０Ｆを、他方端Ｒ側には別の通電用電極２０Ｒを通電
発熱層１４に略平行に長手方向に沿って一方端Ｆ側まで
延長して配設してその端部２０Ｒ′を電極２０Ｆと同じ
くヒータ基板１３の一方端Ｆ側に位置させてある。

【００４０】従って、通電発熱層１４の両端に接続され
た通電用電極２０Ｆと２０Ｒはともにその端部が加熱体
（ヒータ基板）の一方端Ｆ側に集中して存在するので、
この一方端Ｆ側の該電極２０Ｆと２０Ｒ′に電力供給電
源からの電源コード３０に接続された圧着端子等のコネ
クター３１を接続すれば加熱体（通電発熱層）と電力供
給電源との電気的接続が簡単にすむ。

【００４１】従って、例えば図４のようなヒータ支持体
１２ａに該ヒータ基板１３をヒータ支持体１２ａの一方
端Ｆ側より挿入嵌合して抜き差しする様な構成とするこ
とにより、一方端Ｆ側のコネクター３１をはずすのみで
容易に加熱体（ヒータ基板）をスライドして取り出すこ
とが可能となり、安価でかつ省スペースを実現すること
が出来る。

【００４２】もちろんヒータ支持体１２ａとヒータ基板
１３を接着剤等により接合し、一体で抜き出す構成とし
ても構わない。

【００４３】＜実施例２＞（図５） 本実施例は、通電発熱層１４に 分岐電路１４−１（Ｂ５幅用） 分岐電路１４−２（Ａ４幅用） 分岐電路１４−３（Ｂ４幅用） 分岐電路１４−４（Ａ３幅用） を設けてそれらの分岐電路に選択的に通電することによ
り通紙サイズ幅に応じて通電発熱層１４を所定長さ部分
だけ発熱可能な様にしてある。

【００４４】この場合に於いても、各分岐電路端に連接
した通電用電極２０Ｆ−１、２０Ｆ−２、２０Ｆ−３、
２０Ｆ−４と、通電発熱層１４の他方端Ｒ側に連接した
通電用電極２０Ｒを実施例１（図３）と同様スクリーン
印刷により通電発熱層１４に略平行に長手に沿って一方
端Ｆ側Ｆまで延長して配設することによりその端部２０
Ｒ′を上記の各分岐電路の通電用電極と同じくヒータ基
板１３の一端Ｆ側に位置させてある。これにより実施例
１と同様の効果を奏することは明らかである。 ＜実施例３＞（図６）図６の（ａ）は加熱体１２のヒー
タ基板１３を定着フィルム摺動面側から観た平面図、同
図（ｂ）はＡ−Ａ’線に沿うヒータ基板の縦断側面図で
ある。

【００４５】ヒータ基板１３の一方面（定着フィルム摺
動面）には通電発熱層１４が略中央部に長手方向に沿っ
てスクリーン印刷により塗布されている。この通電発熱
層１４の一方端Ｆ側には通電用電極２０Ｆが連接されて
おり、他方端Ｒ側には通電用電極２０Ｒ₁ が連接されて
いる。

【００４６】また、ヒータ基板１３の上記通電発熱層塗
布面とは反対面（ヒータ基板裏面）には通電用電極２０
Ｒがヒータ基板長手に沿って他方端Ｒ側から一方端Ｆ側
へスクリーン印刷により塗布配設されている。

【００４７】２１は略コ字状のソケットであり、内部は
金属等の導電材２１ａ及び外部は絶緑部材２１ｂでおお
われている。このソケット２１をヒータ基板２１の他方
端Ｒ側に嵌着させることで、ヒータ基板表面側の通電発
熱層１４の他方端Ｒ側の通電用電極２０Ｒ₁ と、ヒータ
基板裏面側の通電用電極２０Ｒの他方端Ｒ側とがソケッ
ト２１の導電材２１ａを介して電気的に導通する。通電
発熱層１４の通電用電極２０Ｆと通電用電極２０Ｒの端
部２０Ｒ′はヒータ基板１３の表裏においていずれもヒ
ータ基板１３の一方端Ｆ側にあるから、これにより実施
例１と同様の効果を奏することは明らかである。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、加
熱体の通電発熱層に対する通電用電極を加熱体の長手方
向一方端側に集中させた構成とすることにより、加熱体
の長手方向他方端より、加熱体を容易に取り出すことが
可能となり、加熱体の交換等の際の作業性を向上するこ
とができる。

【００４９】また、加熱体に電圧を供給する電源コード
及びコネクターも加熱体の一方端側に設けるだけで済む
ので、加熱体の他方端側例えば駆動ギア側の制約がなく
なり、装置の省スペース化ができ、また安価となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に従う加熱装置を画像加熱定着装置と
して具備させた画像形成装置の一例の概略構成図

【図２】 定着装置の拡大構造図

【図３】 （ａ）は加熱体のヒータ基板を定着フィルム
摺動面側から観た平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線
に沿うヒータ基板の縦断側面図

【図４】 ヒータ基板を装着するヒータ支持体の斜視図

【図５】 第２の実施例における加熱体のヒータ基板を
定着フィルム摺動面側から観た平面図

【図６】 （ａ）は第３の実施例における加熱体のヒー
タ基板を定着フィルム摺動面側から観た平面図、（ｂ）
は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿うヒータ基板の縦断側面図

【符号の説明】

７ 定着装置（フィルム加熱方式の加熱装置） ９ 定着フィルム １２ 加熱体 １３ ヒータ基板 １４ 通電発熱層 １６ 転写材シート ２０Ｆ・２０Ｒ 通電発熱層に対する通電用電極 ２１ 導通用ソケット ３１ 給電用コネクター

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱体にフィルムを接触させて移動さ
   せ、該フィルムの加熱体側とは反対側の面に被加熱材を
   密着させてフィルムと共に加熱体位置を移動通過させて
   加熱体からフィルムを介して被加熱材に熱エネルギーを
   与える加熱装置に於いて、 前記加熱体は、被加熱材の移動方向と交差する方向を長
   手とし、少なくとも基板と通電発熱層と通電発熱層に対
   する通電用電極から構成されており、通電発熱層に対す
   る通電用電極は加熱体長手方向の一方端側に存在するこ
   とを特徴とする加熱装置。