[go: up one dir, main page]

JPH10319753A - 加熱用ヒータ、加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

加熱用ヒータ、加熱装置及び画像形成装置

Info

Publication number
JPH10319753A
JPH10319753A JP15004197A JP15004197A JPH10319753A JP H10319753 A JPH10319753 A JP H10319753A JP 15004197 A JP15004197 A JP 15004197A JP 15004197 A JP15004197 A JP 15004197A JP H10319753 A JPH10319753 A JP H10319753A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heating
film
heater
substrate
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP15004197A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Goto
正弘 後藤
Masami Takeda
正美 竹田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP15004197A priority Critical patent/JPH10319753A/ja
Publication of JPH10319753A publication Critical patent/JPH10319753A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属フィルムと、該フィルムとの摺動面と反
対側の基板面に発熱体を設けた加熱用ヒータとを備え
て、装置の高速化、省電力化、ウエイトタイムの短縮
化、及び高耐久化を可能とした加熱装置、画像形成装
置、及び該装置に用いられる加熱用ヒータを提供するこ
と。 【解決手段】 基板12aに通電により発熱する発熱体
12bが設けられた加熱用ヒータ12と、この加熱用ヒ
ータ12を固定支持する支持部材13と、該加熱用ヒー
タ12と摺動するフィルム10と、を有し、前記フィル
ム10を介した前記加熱用ヒータ12からの熱により、
被加熱材Pを加熱処理する装置において、該フィルム1
0が金属フィルムであり、該加熱用ヒータ12が該フィ
ルム10と接触する面と反対側の基板面に発熱体12a
を具備したこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板の一方の面に
通電により発熱する発熱体を設けた加熱用ヒータ、該加
熱用ヒータを備えた加熱装置、及び該加熱装置を電子写
真方式・静電記録方式等の作像プロセスにおける像加熱
手段として備えた画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真方式の複写機、プリンタ
ー等の多くは定着手段として熱効率、安全性が良好な接
触加熱型の熱ローラ定着方式や、省エネルギータイプの
フィルム加熱方式の加熱装置(加熱定着装置)を採用し
ている。
【0003】熱ローラ定着方式の加熱定着装置は、加熱
用回転体としての加熱ローラ(定着ローラ)と、これに
圧接させた加圧用回転体としての弾性加圧ローラを基本
構成とし、この一対のローラを回転させて該両ローラ対
の圧接ニップ部(定着ニップ部)に未定着画像(トナー
画像)を形成担持させた被加熱材としての被記録材(転
写材シート・静電記録紙・エレクトロファックス紙・印
字用紙等)を導入して圧接ニップ部を挟持搬送通過させ
ることで、加熱ローラからの熱と圧接ニップ部の加圧力
にて未定着画像を被記録材面に永久固着画像として熱圧
定着させるものである。
【0004】また、フィルム加熱方式の定着装置は例え
ば特開昭63−313182号公報、特開平2−157
878、4−44075〜44083、4−20498
0〜204984号公報等に提案されており、加熱体
(加熱用ヒータ)に加熱用回転体である耐熱性フィルム
(定着フィルム)を加圧用回転体(弾性ローラ)で密着
させて摺動搬送させ、該耐熱性定着フィルムを挟んで加
熱体と加圧部材とで形成される圧接ニップ部に未定着画
像を担持した被記録材(転写材)を導入して耐熱フィル
ムと一緒に搬送させて、耐熱性フィルムを介して付与さ
れる加熱体からの熱と圧接ニップ部の加圧力によって未
定着画像を転写材上に永久画像として定着させる装置で
ある。
【0005】フィルム加熱方式の加熱装置は、加熱体と
して低熱容量線状加熱体を用いることができ、フィルム
として薄膜の低熱容量のものを用いることが出来るた
め、省電力化・ウエイトタイム短縮化(クイックスター
ト性の向上)が可能である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記加熱装置におい
て、例えばフィルムをフィルムガイドにルーズに嵌合さ
せ、加圧ローラーを駆動することで、フィルムを加圧ロ
ーラーに対し従動回転させる方式の装置においては、フ
ィルムが回転方向と直交する方向へ所定以上に寄ってし
まわないように制御する寄り制御機構を有しておらず、
該フィルムに寄りが生じた場合には、該フィルムが寄り
方向に設けられた規制部材に突き当たることで寄りが抑
えられている。このため、フィルムにある程度の剛性を
持たせ、寄り力によってフィルムが座屈する現象を防止
している。このためフィルムの剛性を維持する為にフィ
ルムの厚みは薄くすることが難しく、加熱用ヒータから
の熱伝導性が劣るという欠点を有している。
【0007】また、画像形成装置の高速化を図るために
も、上記フィルム加熱方式の加熱装置においてフィルム
の熱伝導を向上させる試みが行われているが、耐熱樹脂
フィルムにおいては熱伝導率向上も限界があり、画像形
成装置の高速化もA4サイズで20枚/分程度の高速化
が限界であった。
【0008】そこで更なる高速化を達成すべく耐熱樹脂
フィルムの代わりに金属フィルムを用いることが試みら
れているが、金属フィルムは電気絶縁性がないことによ
り加熱用ヒータの接触面で加熱用ヒータと金属フィルム
間の絶縁性を保つことが従来のガラス等のコーティング
では困難であった。
【0009】また金属フィルム自身は、剛性は高いもの
の、屈曲疲労に弱いためにニップ部での変形により繰り
返しの使用時に破壊される。また脆性を有するために特
に端部でのストレスで破壊されるといったように耐久性
に劣る欠点があった。
【0010】そこで、本発明では、金属フィルムと、該
フィルムとの摺動面と反対側の基板面に発熱体を設けた
加熱用ヒータとを備えて、装置の高速化、省電力化、ウ
エイトタイムの短縮化、及び高耐久化を可能とした加熱
装置、画像形成装置、及び該装置に用いられる加熱用ヒ
ータの提供を目的とする。
【0011】また、発熱体を設けた面と反対側の基板面
(摺動面)の形状をテーパ形状又はR形状とし、該摺動
面での摩擦抵抗や応力の発生を抑えた加熱用ヒータ、及
び該加熱用ヒータとこのヒータと摺動する金属フィルム
とを備え、該金属フィルムの破壊を効果的に防止して装
置の高耐久化を図った加熱装置及び画像形成装置の提供
を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
〔1〕:基板と、該基板の一方の面に設けた通電により
発熱する発熱体とを有し、該基板の発熱体を設けた面と
反対側の面の少なくとも一端部の形状をテーパ形状又は
R形状としたことを特徴とする加熱用ヒータ。
【0013】〔2〕:上記基板の発熱体を設けた面と反
対側の面に耐熱摺動層を形成したことを特徴とする
〔1〕記載の加熱用ヒータ。
【0014】〔3〕:上記基板に窒化アルミニウムを用
いたことを特徴とする〔1〕又は〔2〕に記載の加熱用
ヒータ。
【0015】〔4〕:基板に通電により発熱する発熱体
が設けられた加熱用ヒータと、この加熱用ヒータを固定
支持する支持部材と、該加熱用ヒータと摺動するフィル
ムと、を有し、前記フィルムを介した前記加熱用ヒータ
からの熱により、被加熱材を加熱処理する加熱装置にお
いて、該フィルムが金属フィルムであり、該加熱用ヒー
タが該フィルムと接触する面と反対側の基板面に発熱体
を設けていることを特徴とする加熱装置。
【0016】〔5〕:上記フィルムがエンドレス形状で
あることを特徴とする〔4〕記載の加熱装置。
【0017】〔6〕:基板に通電により発熱する発熱体
が設けられた加熱用ヒータと、この加熱用ヒータを固定
支持する支持部材と、該加熱用ヒータ及び支持部材に外
嵌された円筒状のフィルムと、該フィルムを挟んで加熱
用ヒータに対して圧接し、加熱ニップ部を形成する加圧
ローラと、を有し、該加熱ニップ部に導入された被加熱
材を加圧ローラの回転駆動によりフィルムと共に挟持搬
送し、該フィルムを介した加熱用ヒータからの熱で該被
加熱材を加熱処理する加熱装置において、該フィルムが
金属フィルムであり、該加熱用ヒータが該フィルムと接
触する面と反対側の基板面に発熱体を設けていることを
特徴とする加熱装置。
【0018】〔7〕:上記加熱用ヒータの基板が、上記
フィルム側面の該フィルム移動方向両端部のうち少なく
とも一方の端部形状をテーパ形状或はR形状としたもの
であることを特徴とする〔4〕,〔5〕又は〔6〕に記
載の加熱装置。
【0019】〔8〕:上記加熱用ヒータが、フィルム側
の面に耐熱摺動層を有していることを特徴とする〔4〕
乃至〔7〕の何れか1項に記載の加熱装置。
【0020】
〔9〕:上記フィルムが20〜100μm
の厚さであることを特徴とする〔4〕〕乃至〔8〕の何
れか1項に記載の加熱装置。
【0021】〔10〕:上記フィルムが可撓性を有して
いることを特徴とする〔4〕乃至
〔9〕の何れか1項に
記載の加熱装置。
【0022】〔11〕:上記フィルムが上記加熱用ヒー
タと摺動する面と反対側の面に離型層を設けたものであ
ることを特徴とする〔4〕乃至〔10〕の何れか1項に
記載の加熱装置。
【0023】〔12〕:上記加熱用ヒータが、基板に窒
化アルミニウムを用いていることを特徴とする〔4〕乃
至〔11〕の何れか1項記載の加熱装置。
【0024】〔13〕:上記フィルムに当接させて設け
た温度検知素子からの信号に基づいて加熱用ヒータの発
熱量を制御する手段を有したことを特徴とする〔4〕乃
至〔12〕の何れか1項記載の加熱装置。
【0025】〔14〕:上記フィルム両端部に耐熱樹脂
コーティングを行なったことを特徴とする〔4〕乃至
〔13〕の何れか1項記載の加熱装置。
【0026】〔15〕:上記フィルム両端部に可撓性を
有する耐熱樹脂キャップを被せたことを特徴とする
〔4〕乃至〔14〕の何れか1項記載の加熱装置。
【0027】〔16〕:被記録材上に顕画剤像を形成す
る像形成手段と、該被記録材上の顕画剤像を加熱処理す
る像加熱手段とを備える画像形成装置において、該像加
熱手段として前記〔4〕乃至〔15〕の何れか1項に記
載の加熱装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【0028】〈作用〉 a.本発明において、加熱用ヒータは、基板と、該基板
の一方の面に設けた通電により発熱する発熱体とを有
し、該基板の発熱体を設けた面と反対側の面の少なくと
も一端部の形状をテーパ形状又はR形状とした背面加熱
タイプであるので、発熱体を設けた面と反対側の面に、
被加熱材を直接若しくはフィルムを介して密着させ、該
被加熱材若しくは該フィルムと被加熱材とを一緒に摺動
させて加熱する場合に、該摺動面での摩擦抵抗及び応力
の発生を抑えることができた。
【0029】また、上記基板の発熱体を設けた面と反対
側の面(摺動面)に耐熱摺動層を形成したことにより、
該摺動面での摩擦抵抗及び応力の発生を更に抑えること
ができた。
【0030】上記基板に窒化アルミニウムを用いたこと
により、該基板の熱の伝達が良くなり、所定温度へ立ち
上がるまでのウエイト時間の短縮、被加熱材と接してい
ない部分での過昇温の防止、省電力化を可能とした。
【0031】b.本発明は、基板に通電により発熱する
発熱体が設けられた加熱用ヒータと、この加熱用ヒータ
を固定支持する支持部材と、該加熱用ヒータと摺動する
フィルムと、を有し、前記フィルムを介した前記加熱用
ヒータからの熱により、被加熱材を加熱処理する加熱装
置において、該加熱用ヒータが該フィルムと接触する面
と反対側の基板面に発熱体を設けていることにより、該
発熱体とフィルムとの絶縁性が充分に確保され、該フィ
ルムとして金属フィルムを使用可能とし、該金属フィル
ムを用いたことにより、所要の剛性を確保しつつ薄肉化
でき、且つ材質的にも熱伝導率が高いことから、装置の
高速化、省電力化、ウエイトタイムの短縮を可能として
いる。
【0032】また、上記加熱用ヒータの基板が、上記フ
ィルム側面の該フィルム移動方向両端部のうち少なくと
も一方の端部形状をテーパ形状或はR形状としたもので
あることにより、該ヒータとフィルムとの摩擦抵抗及び
該フィルムに対する応力を抑えることができ、高耐久化
を図ることができた。
【0033】上記加熱用ヒータのフィルム側の面に耐熱
発熱層を設けたことにより、該ヒータとフィルムとの摩
擦抵抗及び該フィルムに対する応力を更に抑えることが
できた。
【0034】また、上記加熱用ヒータの基板に窒化アル
ミニウムを用いたことにより、発熱体からの熱の伝達性
を向上させ、装置の高速化、省電力化、ウエイトタイム
の短縮を可能としている。また該熱伝達性を向上させた
ことから通紙部と非通紙部との温度差も緩和され、非通
紙部での過昇温を防止できる。
【0035】上記フィルム両端部に耐熱樹脂コーティン
グを行う若しくは該フィルム両端部に可撓性を有する耐
熱樹脂キャップを被せたことで金属フィルムの端部から
の破壊を効果的に防止することを可能とした。
【0036】
【発明の実施の形態】
〈第1の実施形態例〉 (1)画像形成装置例 図9は本発明に係る画像形成装置の略断面図である。本
例の画像形成装置は転写方式電子写真プロセス利用のレ
ーザビームプリンタである。
【0037】図9において、1は感光ドラムであり、O
PC、アモルファスSe、アモルファスSi等の感光材
料をアルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の基板上
に形成した構成から成る。感光ドラム1は矢印の方向に
回転駆動され、まずはじめにその表面は帯電装置として
の帯電ローラ2によって一様に帯電される。次に、露光
手段であるレーザスキャナーからのレーザービーム3を
画像情報に応じてON/OFF制御し走査露光がなさ
れ、感光ドラム1上に静電潜像が形成される。この静電
潜像は、現像装置4で現像され、可視化(トナー像化)
される。現像方法としては、ジャンピング現像法、2成
分現像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像との
組み合わせで用いられることが多い。可視化されたトナ
ー像は、転写装置である転写ローラ5により感光ドラム
1上から、所定のタイミングで給紙、搬送された転写材
P上に転写される。トナー像を保持した転写材Pは定着
装置6へ搬送され、該定着装置6のニップ部で加熱・加
圧されて転写材上に定着され永久画像となる。一方、転
写後に感光ドラム1上に残留する転写残留トナーは、ク
リーニング装置7により感光ドラム1表面より除去され
る。
【0038】(2)加熱装置例 a)装置の全体的概略構成 以降、上記のような画像形成装置の定着装置6として備
えられた本発明の加熱装置の例を説明する。
【0039】図1は本発明を適用したフィルム加熱型定
着装置6の略断面図、図2は該装置6に備えられる加熱
用ヒータの平面概略図である。
【0040】図1において、10はエンドレスベルト状
の金属フィルム(定着フィルム)、12は低熱容量の加
熱用ヒータ(セラミックヒータ)、13は該ヒータ12
を固定支持すると共に該フィルム10の移動をガイドす
る半円弧状のフィルムガイド部材(スティ)である。該
フィルム10を加熱用ヒータ12や支持部材13の組立
体に、周長に余裕を持たせた形で外嵌している。
【0041】11は回転可能に支持され、フィルム10
を介しヒータ12に対して圧接する加圧部材としての加
圧ローラーであり、不図示の駆動手段に回転駆動させら
れてフィルム10を駆動する駆動ローラとしての機能も
兼ねている。該加圧ローラー11はアルミ等の芯金11
aの上にシリコーンゴム層11bを設け、該ゴム層11
の外周に離型層としてPFAチューブ層11cを設けて
いる。
【0042】而して、フィルム10は加圧ローラ11の
回転により、少なくとも画像定着実行時は図1中矢示の
時計方向に加熱用ヒータ12の下面と摺動しながら所定
の周速度、即ち不図示の画像形成部側から搬送されてく
る未定着トナー画像Tを担持した転写材Pの搬送速度と
略同一速度でシワなく回転駆動される。そして電力給電
により加熱体12が加熱され、該フィルム10が回転駆
動されている状態において、加圧ローラー11の離型層
11c,ゴム層11bの変形によって形成される加熱ニ
ップ部(定着ニップ部)Nのフィルム10と加圧ローラ
11との間に転写材(被記録材、被加熱材)Pが導入さ
れ、該転写材Pをフィルム10の外周面に密着させてフ
ィルムと一緒の重なり状態で該定着ニップ部Nを通過さ
せ、このニップ部通過程で該転写材Pに加熱用ヒータ1
2からの熱エネルギーがフィルム10を介して付与され
て該転写材P上の未定着トナー画像Tが加熱溶融定着さ
れる。該定着処理された転写材Pは定着ニップ部通過後
フィルム10から分離して装置外に排出される。
【0043】b)金属フィルム10 本形態例の装置に用いる金属フィルム10としては、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、肉厚を総厚100μm以下、好ましくは60μm以
下20μm以上としたNi電鋳フィルム、ステンレスシ
ームレスフィルム等を使用する。
【0044】該金属フィルム10はNi等の電鋳加工可
能な材料を用い、電鋳加工法を適用し、Sus、銅等の
筒状の母型をスルファミン酸ニッケル、硫酸ニッケル、
酢酸ニッケル液等の電鋳液中に浸漬させ電気メッキによ
り所定の厚みのNi層を形成し、脱型することにより薄
肉の金属フィルムを得ることができる。同様の方法でN
i−Co合金、Ni−鉄合金のフィルムも得ることがで
きる。次いでNiフィルム表層に接着層を塗布し、PF
A粉体を静電塗装又はPFA、PTFEディスパージョ
ンをスプレー塗装等行い、その後焼成またはPFAチュ
ーブを金属フィルムに被覆し溶着することで所定の厚み
のフッ素樹脂層を形成する。
【0045】c)加圧ローラー11 加圧ローラー11は鉄、アルミ等の芯金11aをブラス
ト等の表面粗し処理を行った後、洗浄を行い、次いで芯
金11aを筒型に挿入し、液状のシリコーンゴムを型内
に注入し加熱硬化させる。この時加圧ローラー表面層に
離型層としてPFAチューブ等の樹脂チューブ層11c
を形成する為に、型内に予め内面にプライマーを塗布し
たチューブを挿入しておくことにより、ゴムの加熱硬化
と同時にチューブとゴム層11bの接着を行う。このよ
うにして成型された加圧ローラーは脱型処理した後、2
次加硫を行う。
【0046】d)加熱用ヒータ12 加熱用ヒータ12は、平板状の基板12aの背面上に電
力供給により発熱する発熱源としての通電発熱体(抵抗
発熱体)12bを形成具備させてあり、その両端部に設
けた電極部12cを介して該通電発熱体12bに電力を
供給されて発熱させられ、該発熱により基板全体が速や
かに昇温する。
【0047】本例の加熱用ヒータ12の基板12aに
は、窒化アルミニウム(以下、AlNと略する)を用い
ている。図2に示すようにAIN基板上にAgPd(銀
・パラジウム)からなる発熱体12bをスクリーン印刷
後焼成することにより所定のパターンで形成し、その上
に発熱体保護層としてガラス層12dをコーティングす
る。発熱体12bの両端には電極12cを形成し発熱体
への通電を行なう。ガラス層12d上には温度検知素子
(図1の14)を当接させ、不図示の制御回路により発
熱体への通電をコントロールする。このように構成され
たヒータを発熱体を有する面をフィルムガイド部材13
に当接させ固定し、その裏面を定着フィルム10との摺
動面とする。このAlN基板は、従来のアルミナ基板に
比べて主に以下に示すような特性上の利点がある。
【0048】AlN基板は熱伝導率が220(W/m・
°k)とアルミナ基板の(20W/m・°k)に比べ約
11倍程高く、熱容量も同体積ならば約2/3と小さ
く、同じ投入エネルギーでより速い基板の昇温や温度分
布の均一化が可能であり、耐熱衝撃性も約2倍あるた
め、発熱体12bをより細くして高温で使用しても急加
熱による基板破損を生じ難くなる等、多くの利点が得ら
れる。
【0049】特に、AlN基板がガラスコート層よりも
約2桁高い熱伝導性を有することで基板厚みがガラスコ
ート層に対して10倍以上厚い(基板厚みが0.5から
0.8mm程度、本形態例では0.65mmとした、一
方ガラス厚みは30から60μm程度である)にも関わ
らず本形態例のように基板の上面に通電発熱体12a及
びガラスコート層(不図示)と温度検知素子14を配置
し、基板裏面が定着ニップ面に当接する裏面加熱型のA
lNヒータ12を用いることが可能となり、アルミナ基
板の従来ヒータより素早く立ちあがるうえ、熱伝導性が
高いために基板全体で均一に幅広く加熱することが可能
となり、装置を高速化しても高い定着性を維持できるよ
うになる。また、長手方向の温度分布も均一化され易く
なるため、小サイズ紙を連続通紙した場合に問題となる
非通紙部の過剰昇温も緩和する作用がある。
【0050】e)本形態例の作用・効果 上述のように、定着フィルムとして、金属フィルム10
を用い、該金属フィルム10と摺動する加熱用ヒータと
して、AlN基板を具備した背面型のヒータ12を用い
たことにより、該フィルム10がテンションレス方式の
フィルムとして必要な剛性を持ちつつ薄く形成できると
共に、材質的にも熱伝導性が良好であるため、装置の高
速化(高スループット化)、省電力化、ウエイトタイム
の短縮化を図ることができた。
【0051】また、通電発熱体と金属フィルム間に充分
な厚みの絶縁層(上述のように0.65mmのAlN基
板)が形成されているために、初期絶縁耐圧だけでな
く、耐久による摩耗の心配もないために長期にわたり安
全性の高い加熱定着装置6が提供できる。
【0052】具体的には、本構成の装置と従来の耐熱樹
脂フィルムを用いた加熱定着装置とを比較したところ、
以下のような結果が得られた。
【0053】従来構成の装置では、フィルム10を樹脂
製で厚み50μm、内径25mm、のものとし、加圧ロ
ーラ11には外径20mm、ローラ硬度40度のPFA
チューブを被覆したシリコーンゴムローラを用い、加熱
用ヒータ12には基板幅7mm、厚みが0.65mmの
アルミナ基板上に総抵抗値が12.5Ωの通電発熱体層
を形成しその上に絶縁性のオーバーコートガラス層を形
成し、その上にサーミスタ等の温度検知素子14を当接
させ、加熱用ヒータを一定温度で制御するようにした。
このような構成で800Wの電力を投入し、電力投入後
約5秒後に未定着画像を有する記録材を通紙したとこ
ろ、画像形成速度が100mm/sec(A4サイズで
毎分16枚程度の紙送り速度)程度の速度までしか良好
な定着性が得られなかった。
【0054】これに対し本例構成の装置では、フィルム
10としてNi電鋳を用い、厚み45μmとし、また基
板をAlNとし、その他の構成を上記従来装置と同じと
したところ、140mm/sec(A4サイズで毎分2
2枚程度の紙送り速度)の画像形成速度で充分な記録材
上の未定着トナー像の定着性が得られた。
【0055】更に熱伝導性の良いAlN基板の加熱用ヒ
ータを用い、Ni電鋳の金属フィルムを用いたことで小
サイズ紙通紙時の非通紙昇温も大幅に低減可能となり、
従来構成の加熱定着装置では幅が100mm程度の封筒
を通紙した場合、スループットにより非通紙昇温量が決
まるために、スルプーットは画像形成速度を速くしても
8枚/分が限度であった。しかしながら本実施例の加熱
定着装置では同様の試験を行ったところ、16枚/分の
封筒のスループットを得ることが可能であった。更に詳
細に検討したところAlNヒータの効果でスループット
が5枚従来構成より稼ぐことが可能となり、Ni電鋳フ
ィルムの効果で更に3枚/分のスループットを稼ぐこと
が可能となったことが判った。
【0056】〈第2の実施形態例〉図3は本発明の第2
の実施形態例である加熱定着装置6の略断面図、図4は
その要部拡大図である。本形態例では加熱用ヒータに前
記実施例と同様にAlN基板を用いた裏面加熱型の加熱
体を使用し、金属フィルム10と当接する面の通紙方向
両端部のうち少なくとも一方の端部形状をテーパ形状
(スロープ形状)又はR形状としたことを特徴としてい
る。
【0057】図3,図4に示すように本例では、該当接
面の両端部12eをテーパ形状とし、更にその上に耐熱
摺動層として厚みが5〜10μmのガラスコート層12
cを形成している。
【0058】従来フィルムガイド部材13の加熱用ヒー
タ支持部分は、フィルムガイド部材がヒータ面に対し加
圧ローラ側に必ず出っ張るような形状とされていた(即
ち、ガイド部材下面13aがヒータ面12fよりも図4
において下方向に出ている)が、本形態例では、ヒータ
面がフィルムガイド部材より加圧ローラ側に出っ張る様
にした(即ち、ヒータ面12fがガイド部材下面13a
よりも図4において下方向に出ている)。
【0059】このような構成とすることで金属フィルム
のニップ部Nでの局所的な変形量を少なくし、更に基板
エッジ部での摺擦力を緩和し、回転時の金属フィルムに
対する応力を抑えている。
【0060】即ち、本形態例によれば、前記形態例で述
べた作用効果に加え、金属フィルムの耐久性を大幅に向
上することが可能となる。
【0061】また、ヒータ12のフィルム当接面に摺擦
力緩和層としてオーバーコートガラス層12gを薄く設
けることで上記効果をより有効にすることができる。該
ガラス層12gは薄層ガラス層であるために熱伝導の阻
害が少なく定着性に対する影響がほとんど出ない。
【0062】本形態例のテーパ又はR形状はAlN基板
を焼成後研削によって作ることができ、アルミナ基板に
比べて加工性が良好なことから、形状加工に伴うコスト
アップも最小限に抑えることが可能である。
【0063】本構成においても前記形態例と同様に画像
形成速度が140mm/secでも良好な定着性を示す
と共に、金属フィルムの耐久性もA4サイズを20万枚
通紙に充分耐えることが可能となった。テーパ及びR形
状は大きすぎると加熱用ヒータと金属フィルムの接触面
積が減るために定着性に好ましくない影響を与え、小さ
すぎると耐久性向上の効果が得にくいということが分か
っている。そこでテーパ形状は図4に示すヒータ下面に
対する角度Aを20〜45度、テーパ深さを0.05〜
0.2mmとするのが好ましい。またテーパ形状の代わ
りにR形状でも同様の効果が得られ、この時のRは0.
3〜1.0mmの間が好ましい。
【0064】尚本形態例では、加熱用ヒータの通紙方向
両端部にテーパ又はR形状を設けたが、一方のみに設け
ても類似の効果が得られる。特に通紙方向上流側に設け
ることで両端に設けたものと遜色のない耐久性が得られ
ることが判っている。
【0065】〈第3の実施形態例〉図5は本発明の第3
の実施形態例である加熱定着装置6の略断面図である。
本形態例では温度検知素子であるサーミスタ14をヒー
タ基板上に設けるのではなく、ニップ部の通紙方向下流
側で金属フィルム内周面に当接させたことを特徴として
いる。
【0066】前記第1の実施形態例の様にヒータ基板上
のサーミスタ14によってヒータ温度を制御する場合、
サーミスタ14と定着ニップ部Nの間にはヒータ基板1
2a、通電発熱体12b、絶縁ガラス層12dが設けら
れており、ヒータ部の温度(サーミスタの検知温度)と
定着ニップ部Nの温度に差が生じていた。そこでヒータ
部の温度と定着ニップ部Nの温度の差を予測する為に印
字間隔、印字枚数等の情報により最適なヒータ制御温度
を決定していた。該方式においては膨大なデータ量を基
に最適ヒータ温度制御テーブルを作成する必要があり、
条件決定の為に非常に多くの時間を費やしていた。また
絶縁ガラス層の厚みのヒータ毎のばらつき等でヒータ基
板上のサーミスタ部温度と定着ニップ部の温度差がばら
つくため絶縁ガラス層の厚みばらつきを小さくするため
にコストが高くなる傾向があった。
【0067】そこで本形態例ではニップ下流の金属フィ
ルム内周面の温度を検知しており、金属フィルム10の
熱伝導性が良好なことから、より定着ニップ部Nに近い
場所の温度を知ることができる。これにより加熱定着装
置6の温度制御をより簡略化し、同時に精度を高めるこ
とが可能となる。更にヒータ基板上のオーバーコートガ
ラス12gの厚みばらつきも広い範囲で許容することが
でき、ヒータコストの低減等をはかることが可能とな
る。
【0068】本形態例では温度検知素子14としてサー
ミスタチップをスポンジ等の耐熱断熱性の弾性層を介し
てフィルムガイド13に固定し、フィルム側のサーミス
タチップ表面にはポリイミドテープ等の耐熱性の樹脂フ
ィルムによる保護層兼摺動層を形成している。また当接
位置はニップ部から近いほど好ましいが、実験ではニッ
プ部Nから下流側に5mmまで離れていても充分な温度
検知精度が得られることが分かった。
【0069】〈第4の実施形態例〉図6は本発明の第4
の実施形態例である加熱定着装置6に用いる金属フィル
ムの正面図である。本実施例では金属フィルム両端部に
ポリイミド、PTFE、PFA、PEEK、PES、P
AI、PPS、液晶ポリマー等の耐熱樹脂コーティング
を施し、金属フィルム10の回転中に寄り力が働いた場
合、装置本体に対して固定に設けたフランジ部(規制部
材(不図示))との摺擦により、フィルム端部に亀裂が
生じるのを防止したことを特徴とする。
【0070】本形態例では両端部に熱可塑性のポリイミ
ド樹脂を溶剤中に溶解させその溶液中に金属フィルムの
両端部のみディッピングでコーティングし加熱乾燥する
ことでポリイミド樹脂層10aを形成する。この時樹脂
層の厚みは5〜20μmの間にあることが好ましく、薄
すぎると摩耗に対する耐久性が充分確保できず、厚すぎ
ると樹脂層に可撓性がなくなり金属フィルム端面が硬く
なりヒーター面に形状が倣うときに無理な応力が生じそ
の部分で亀裂が生じることが分かっている。また両端部
樹脂層10aにはフッ素樹脂粉体を分散させた熱可撓性
樹脂層を形成することで摺動抵抗を少なくすることがで
き、コーティング時に高温下で焼成する必要がなく、金
属フィルムの熱劣化を防止し、更に加工工程も簡略化で
きることから比較的低コストで両端部保護層10aが設
けられて好ましい。
【0071】このように両端部に耐熱樹脂からなる可撓
性を有する保護層10aを設けた金属フィルム10を前
記第2の実施形態例の加熱定着装置6に適用したとこ
ろ、A4サイズ紙を30万枚通紙しても端部の亀裂は生
じず、非常に良好な耐久性能を示すことが分かった。
【0072】本形態例では金属フィルム両端部に耐熱樹
脂コーティング10aを施したものを示したが、例えば
図7に示すような部分的に切り込みをいれ充分な可撓性
を持たせた耐熱樹脂からなるキャップ60を両端部に装
着することで上記作用を得ることも可能である。
【0073】該キャップ60はフィルム側の面に該フィ
ルム10と嵌合する隙間60aを設け、また該面には周
方向に並べて切り込み60bを設けている。
【0074】この時キャップ60は金属フィルム10に
対し接着せず、キャップ60の隙間60aを金属フィル
ム厚みよりも小さくし、軽い圧入程度で嵌着するのが好
ましい。このようなキャップ60では樹脂の厚みが厚く
とも切り込み60bにより可撓性が損なわれず、ヒータ
面に金属フィルム形状が倣うことを損なわないために金
属フィルム端部亀裂に対しては更に高耐久性能を示すこ
とができる。この時キャップの厚みtは0.1〜0.5
mmの間で良好な成型性、耐摩耗性と可撓性を得ること
が分かっている。また該キャップ60の材料としてはポ
リイミド、PTFE、PFA、PEEK、PES、PA
I、PPS、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂が好適に用い
られる。ポリイミド樹脂中にフッ素樹脂粉体を分散さ
せ、厚みtを0.2mmとし図6のような形状に成型し
たキャップ60を前記第2の実施形態例の加熱定着装置
6に適用したところ、A4サイズ紙を40万枚通紙して
も端部の亀裂は生じず、非常に良好な耐久性能を示すこ
とが分かった。
【0075】〈その他〉上記形態例ではテンションレス
方式の装置例を示したが本発明はこれに限らず、金属フ
ィルムを複数部材間に懸回張設した装置であっても良
い。
【0076】例えば、図8に示すように、支持部材13
に支持させたヒータ12と、駆動ローラ15との2部材
間にエンドレスベルト状の金属フィルム10を懸回張設
して駆動ローラ15により回転駆動する構成のものであ
っても良い。
【0077】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
金属フィルムと、該フィルムとの摺動面と反対側の基板
面に発熱体を設けた加熱用ヒータとを備えることによ
り、高速化、省電力化、ウエイトタイムの短縮、高耐久
化を可能とした加熱装置、画像形成装置、及び該装置に
用いられる加熱用ヒータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明第1の実施形態例の加熱定着装置の略
断面図
【図2】 該加熱定着装置に備えられる加熱用ヒータの
模式平面図
【図3】 本発明第2の実施形態例の加熱定着装置の略
断面図
【図4】 該加熱定着装置のニップ部の拡大略断面図
【図5】 本発明第3の実施形態例の加熱定着装置の略
断面図
【図6】 本発明第4の実施形態例の加熱定着装置に適
用する金属フィルム正面図
【図7】 本発明第1の実施形態例の加熱定着装置に適
用する金属フィルム用キャップ形状を示す図
【図8】 本発明に係る加熱定着装置の他の構成の説明
【図9】 本発明の加熱定着装置を適用する画像形成装
置の略断面図
【符号の説明】
1 感光体ドラム 2 帯電ローラー 6 加熱定着装置 10 定着フィルム 11 加圧用回転体

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板と、該基板の一方の面に設けた通電
    により発熱する発熱体とを有し、該基板の発熱体を設け
    た面と反対側の面の少なくとも一端部の形状をテーパ形
    状又はR形状としたことを特徴とする加熱用ヒータ。
  2. 【請求項2】 上記基板の発熱体を設けた面と反対側の
    面に耐熱摺動層を形成したことを特徴とする請求項1記
    載の加熱用ヒータ。
  3. 【請求項3】 上記基板に窒化アルミニウムを用いたこ
    とを特徴とする請求項1又は2に記載の加熱用ヒータ。
  4. 【請求項4】 基板に通電により発熱する発熱体が設け
    られた加熱用ヒータと、この加熱用ヒータを固定支持す
    る支持部材と、該加熱用ヒータと摺動するフィルムと、
    を有し、前記フィルムを介した前記加熱用ヒータからの
    熱により、被加熱材を加熱処理する加熱装置において、 該フィルムが金属フィルムであり、該加熱用ヒータが該
    フィルムと接触する面と反対側の基板面に発熱体を設け
    ていることを特徴とする加熱装置。
  5. 【請求項5】 上記フィルムがエンドレス形状であるこ
    とを特徴とする請求項4記載の加熱装置。
  6. 【請求項6】 基板に通電により発熱する発熱体が設け
    られた加熱用ヒータと、この加熱用ヒータを固定支持す
    る支持部材と、該加熱用ヒータ及び支持部材に外嵌され
    た円筒状のフィルムと、該フィルムを挟んで加熱用ヒー
    タに対して圧接し、加熱ニップ部を形成する加圧ローラ
    と、を有し、該加熱ニップ部に導入された被加熱材を加
    圧ローラの回転駆動によりフィルムと共に挟持搬送し、
    該フィルムを介した加熱用ヒータからの熱で該被加熱材
    を加熱処理する加熱装置において、 該フィルムが金属フィルムであり、該加熱用ヒータが該
    フィルムと接触する面と反対側の基板面に発熱体を設け
    ていることを特徴とする加熱装置。
  7. 【請求項7】 上記加熱用ヒータの基板が、上記フィル
    ム側面の該フィルム移動方向両端部のうち少なくとも一
    方の端部形状をテーパ形状或はR形状としたものである
    ことを特徴とする請求項4,5又は6に記載の加熱装
    置。
  8. 【請求項8】 上記加熱用ヒータが、フィルム側の面に
    耐熱摺動層を有していることを特徴とする請求項4乃至
    7の何れか1項に記載の加熱装置。
  9. 【請求項9】 上記フィルムが20〜100μmの厚さ
    であることを特徴とする請求項4乃至8の何れか1項に
    記載の加熱装置。
  10. 【請求項10】 上記フィルムが可撓性を有しているこ
    とを特徴とする請求項4乃至9の何れか1項に記載の加
    熱装置。
  11. 【請求項11】 上記フィルムが上記加熱用ヒータと摺
    動する面と反対側の面に離型層を設けたものであること
    を特徴とする請求項4乃至10の何れか1項に記載の加
    熱装置。
  12. 【請求項12】 上記加熱用ヒータが、基板に窒化アル
    ミニウムを用いていることを特徴とする請求項4乃至1
    1の何れか1項記載の加熱装置。
  13. 【請求項13】 上記フィルムに当接させて設けた温度
    検知素子からの信号に基づいて加熱用ヒータの発熱量を
    制御する手段を有したことを特徴とする請求項4乃至1
    2の何れか1項記載の加熱装置。
  14. 【請求項14】 上記フィルム両端部に耐熱樹脂コーテ
    ィングを行なったことを特徴とする請求項4乃至13の
    何れか1項記載の加熱装置。
  15. 【請求項15】 上記フィルム両端部に可撓性を有する
    耐熱樹脂キャップを被せたことを特徴とする請求項4乃
    至14の何れか1項記載の加熱装置。
  16. 【請求項16】 被記録材上に顕画剤像を形成する像形
    成手段と、該被記録材上の顕画剤像を加熱処理する像加
    熱手段とを備える画像形成装置において、 該像加熱手段として前記請求項4乃至15の何れか1項
    に記載の加熱装置を備えたことを特徴とする画像形成装
    置。
JP15004197A 1997-05-22 1997-05-22 加熱用ヒータ、加熱装置及び画像形成装置 Pending JPH10319753A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15004197A JPH10319753A (ja) 1997-05-22 1997-05-22 加熱用ヒータ、加熱装置及び画像形成装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15004197A JPH10319753A (ja) 1997-05-22 1997-05-22 加熱用ヒータ、加熱装置及び画像形成装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10319753A true JPH10319753A (ja) 1998-12-04

Family

ID=15488218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15004197A Pending JPH10319753A (ja) 1997-05-22 1997-05-22 加熱用ヒータ、加熱装置及び画像形成装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10319753A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6787737B2 (en) 2001-08-10 2004-09-07 Canon Kabushiki Kaisha Heater having imide-based slide layer and image heating apparatus using the heater
JP2007025271A (ja) * 2005-07-15 2007-02-01 Seiko:Kk 定着ベルトの案内装置及びその製造方法
JP2007066595A (ja) * 2005-08-30 2007-03-15 Harison Toshiba Lighting Corp 加熱ヒータ、加熱装置、画像形成装置
US7518089B2 (en) 2004-09-16 2009-04-14 Canon Kabushiki Kaisha Image heating apparatus including flexible metallic sleeve, and heater used for this apparatus
US8068778B2 (en) 2008-04-09 2011-11-29 Canon Kabushiki Kaisha Image heating apparatus and endless belt used for image heating apparatus
JP2012113175A (ja) * 2010-11-25 2012-06-14 Canon Inc 定着ベルト及び定着装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6787737B2 (en) 2001-08-10 2004-09-07 Canon Kabushiki Kaisha Heater having imide-based slide layer and image heating apparatus using the heater
US7518089B2 (en) 2004-09-16 2009-04-14 Canon Kabushiki Kaisha Image heating apparatus including flexible metallic sleeve, and heater used for this apparatus
JP2007025271A (ja) * 2005-07-15 2007-02-01 Seiko:Kk 定着ベルトの案内装置及びその製造方法
JP2007066595A (ja) * 2005-08-30 2007-03-15 Harison Toshiba Lighting Corp 加熱ヒータ、加熱装置、画像形成装置
US8068778B2 (en) 2008-04-09 2011-11-29 Canon Kabushiki Kaisha Image heating apparatus and endless belt used for image heating apparatus
JP2012113175A (ja) * 2010-11-25 2012-06-14 Canon Inc 定着ベルト及び定着装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4498369B2 (ja) 像加熱装置及びこの像加熱装置に用いられる可撓性スリーブ
JP4659204B2 (ja) 定着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置
JP5464902B2 (ja) 定着装置
JP2007249186A5 (ja)
JP3977200B2 (ja) 像加熱装置
JPH1116667A (ja) ヒータ、加熱装置及び画像形成装置
JP2014126773A (ja) 定着装置及び画像形成装置
JP2002246151A (ja) 加熱装置および画像形成装置
JP2000206809A (ja) 加熱定着装置および画像形成装置
JPH10133502A (ja) 加熱体、加熱装置及び画像形成装置
JP2002246150A (ja) 加熱体、加熱装置、及び画像形成装置
JPH10319753A (ja) 加熱用ヒータ、加熱装置及び画像形成装置
JP2008139775A (ja) 定着装置および画像形成装置
JP2004163464A (ja) 定着装置
JP2010107728A (ja) 像加熱装置
JPH02162382A (ja) 定着装置
JP2004004746A (ja) 定着装置・定着方法・画像形成装置
JP3576760B2 (ja) 定着装置及び画像形成装置
JP2005156918A (ja) 定着装置
JP3970044B2 (ja) 加熱装置
JP4293423B2 (ja) 定着装置及び画像形成装置
JP2003086333A (ja) 加熱装置及び画像形成装置
JP2003263044A (ja) 画像形成装置
JP2002208465A (ja) 加熱体、加熱装置及び画像形成装置
JP4963646B2 (ja) 像加熱装置、及びその像加熱装置に用いられる可撓性スリーブ

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040409

A621 Written request for application examination

Effective date: 20040409

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A977 Report on retrieval

Effective date: 20050926

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20051004

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051130

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20061107

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070320