(57)【要約】【課題】耐熱性絶縁基板上に、被加熱材の通過方向と直角方向にパターン形成された発熱体を有する加熱手段と、該耐熱性絶縁基板の通紙方向下流側の耐熱性絶縁基板支持部材側面に該耐熱性絶縁基板の長手方向に沿って当接設置され、他端部が該支持部材の一部に当接し、他の残りの部分が空隙に対向する良熱伝導性部材と、該加熱手段に接触しながら摺動可能な耐熱性フィルムを有し、該被加熱材を該耐熱性フィルムの該加熱手段配置側と逆側の面に密着させながら該耐熱性フィルムと共に加熱領域を通過させて該被加熱材上の未定着画像を永久固着する加熱定着装置を有する画像形成装置において、支持部材の被加熱材通過方向下流側端部の局所的な昇温を抑制する。【解決手段】ヒータ５の通紙方向下流側端部のフィルム接触面と逆面にヒータ５長手方向に沿って密着固定される良熱伝導性部材９のヒータ基板６との当接面粗さを良熱伝導性部材９の剛性に応じて任意の粗さにする。【選択図】        図１
2004252301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱性絶縁基板上に、被加熱材の通過方向と直角方向にパターン形成された発熱体を有する加熱手段と、該耐熱性絶縁基板の通紙方向下流側の耐熱性絶縁基板支持部材側面に該耐熱性絶縁基板の長手方向に沿って当接設置され、他端部が該支持部材の一部に当接し、他の残りの部分が空隙に対向する良熱伝導性部材と、該加熱手段に接触しながら摺動可能な耐熱性フィルムを有し、該被加熱材を該耐熱性フィルムの該加熱手段配置側と逆側の面に密着させながら該耐熱性フィルムと共に加熱領域を通過させて該被加熱材上の未定着画像を永久固着する加熱定着装置を有する画像形成装置において、
該良熱伝導部材の剛性に応じて該耐熱性絶縁基板と当接する該良熱伝導部材面の粗さを任意に変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記良熱伝導性部材が前記該耐熱性絶縁基板より剛性が同じもしくは高い場合は、前記耐熱性絶縁基板と当接する前記良熱伝導部材面の粗さを前記良熱伝導部材面と当接する前記耐熱性絶縁基板の粗さより大きくし、前記良熱伝導性部材が前記該耐熱性絶縁基板より剛性が低い場合は、前記耐熱性絶縁基板と当接する前記良熱伝導部材面の粗さを前記良熱伝導部材面と当接する前記耐熱性絶縁基板の粗さより小さくすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記良熱伝導性部材はセラミック材あるいはアルミニウム材であることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記良熱伝導性部材は、前記耐熱性絶縁基板を挟んで前記発熱体のパターン形成部分と重ならないように配置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式等を用いたプリンターや複写機、あるいはファクシミリなどの画像形成装置、及び前記画像形成装置において記録材に形成担持された未定着トナーを加熱定着する加熱定着装置の加熱手段に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式を用いたプリンター、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置における記録材上の未定着画像を定着する定着装置は、近年では省エネルギー推進の観点から、熱伝達効率が高く、装置の立ち上がりも速い方式として、熱容量の小さなフィルムを介して加熱するフィルム加熱方式の定着装置が提案されている（下記、特許文献１〜１６参照。）。
【０００３】
フィルム加熱方式の定着装置の構成としては、フィルム搬送専用の搬送用ローラと従動ローラによりテンションを加えながら加圧ローラとの間でフィルムを搬送する構成と、円筒形フィルムを加圧ローラの搬送力で駆動させる構成があり、前者はフィルムの搬送性を高くできる利点を有し、後者は構成を簡略化して低コストの定着装置を実現できる利点がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】
特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献３】
特開平４−４４０７５号公報
【特許文献４】
特開平４−４４０７６号公報
【特許文献５】
特開平４−４４０７７号公報
【特許文献６】
特開平４−４４０７８号公報
【特許文献７】
特開平４−４４０７９号公報
【特許文献８】
特開平４−４４０８０号公報
【特許文献９】
特開平４−４４０８１号公報
【特許文献１０】
特開平４−４４０８２号公報
【特許文献１１】
特開平４−４４０８３号公報
【特許文献１２】
特開平４−２０４９８０号公報
【特許文献１３】
特開平４−２０４９８１号公報
【特許文献１４】
特開平４−２０４９８２号公報
【特許文献１５】
特開平４−２０４９８３号公報
【特許文献１６】
特開平４−２０４９８４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来の方法では、プリント速度を高速化しようとすると、通紙部で単位時間当たりに記録材が奪う熱量が増大するため、その補償として発熱体への通電量を上げると共に、発熱体幅を拡げて供給熱量を増大させる必要があり、同時にヒータ基板の幅も拡げることになるため、フィルム加熱方式の定着器独自の問題として、ヒータホルダー下流側側端部の局所的な昇温が発生するといった問題がある。
【０００６】
本発明は上記の問題点であるヒータホルダー下流側側端部の局所的な昇温に関する問題を解決するため、ヒータの通紙方向下流側端部のフィルム接触面と逆面にヒータ長手方向に沿って密着固定される良熱伝導性部材面粗さを任意の粗さにすることのできる画像形成装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、以下（１）〜（４）の構成を備える。
【０００８】
（１）耐熱性絶縁基板上に、被加熱材の通過方向と直角方向にパターン形成された発熱体を有する加熱手段と、該耐熱性絶縁基板の通紙方向下流側の耐熱性絶縁基板支持部材側面に該耐熱性絶縁基板の長手方向に沿って当接設置され、他端部が該支持部材の一部に当接し、他の残りの部分が空隙に対向する良熱伝導性部材と、該加熱手段に接触しながら摺動可能な耐熱性フィルムを有し、該被加熱材を該耐熱性フィルムの該加熱手段配置側と逆側の面に密着させながら該耐熱性フィルムと共に加熱領域を通過させて該被加熱材上の未定着画像を永久固着する加熱定着装置を有する画像形成装置において、
該良熱伝導部材の剛性に応じて該耐熱性絶縁基板と当接する該良熱伝導部材面の粗さを任意に変更することを特徴とする画像形成装置。
【０００９】
（２）前記良熱伝導性部材が前記該耐熱性絶縁基板より剛性が同じもしくは高い場合は、前記耐熱性絶縁基板と当接する前記良熱伝導部材面の粗さを前記良熱伝導部材面と当接する前記耐熱性絶縁基板の粗さより大きくし、前記良熱伝導性部材が前記該耐熱性絶縁基板より剛性が低い場合は、前記耐熱性絶縁基板と当接する前記良熱伝導部材面の粗さを前記良熱伝導部材面と当接する前記耐熱性絶縁基板の粗さより小さくすることを特徴とする上記（１）記載の画像形成装置。
【００１０】
（３）前記良熱伝導性部材はセラミック材あるいはアルミニウム材であることを特徴とする上記（２）記載の画像形成装置。
【００１１】
（４）前記良熱伝導性部材は、前記耐熱性絶縁基板を挟んで前記発熱体のパターン形成部分と重ならないように配置したことを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれか記載の画像形成装置。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を、実施例に基づいて図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は実施例１，２および従来例２（比較例２，３）の実施形態である加圧ローラ駆動型フィルム加熱方式の定着器を示す図である。実施例１，２の定着器は、図２および図３に示す従来の定着器と概略同様な構成を有している。
【００１４】
定着器は耐熱製のゴムからなる加圧ローラ３と、加圧ローラ３の回転と共にフィルムガイド部材を兼ねるヒータホルダー１０に沿って回転搬送される円筒形定着フィルム４とを有し、記録材１上に形成されたトナー２による画像は、加圧ローラ３と定着フィルム４とのニップ部で定着フィルム４を介して加熱手段であるヒータ５によって加熱加圧される。ヒータ５はセラミック等の耐熱性絶縁材からなるヒータ基板６上に発熱体８がパターン形成され、表面は耐熱性ガラスで保護されており、ヒータ基板６の裏面には温度検知素子７が配置され、定着器の温度制御をこの基板裏面の温度検知によって行なう構成とされている。
【００１５】
更にヒータ５は、ヒータ基板６とヒータホルダー（加熱手段支持部材）１０との間に良熱伝導性部材９が、各々に接触しながら挿入されており、なおかつ良熱伝導性部材９の残りの面は空隙に対向させている。
【００１６】
更に説明すると、良熱伝導性部材９は一端部がヒータ基板６の発熱体８と逆側の面にヒータ基板６の長手方向に沿って密着固定され、他端部がヒータホルダー１０に当接している。また、ヒータ基板６の裏面に追加する良熱伝導性部材９の設定位置を、発熱体８の形成領域後端の裏面相当位置と追加良熱伝導性部材９の先端間に少なくとも０．５ｍｍ以上、より好ましくは１ｍｍ以上の幅ｄを設ける。
【００１７】
図２は従来例１（比較例１）の加圧ローラ駆動型フィルム加熱方式の定着器を示した図である。
【００１８】
記録材１０１上に形成されたトナー１０２による画像は、耐熱性のゴムからなる加圧ローラ１０３と、加圧ローラ１０３との間で総圧４〜１５ｋｇｆ程度に加圧され摩擦力により加圧ローラ１０３の回転と共にフィルムガイド部材を兼ねるヒータホルダー１１０に沿って回転搬送される円筒形定着フィルム１０４とのニップ部に搬送され、定着フィルム１０４を介してヒータ１０５によって加熱加圧されていく。
【００１９】
加熱手段であるヒータ１０５はセラミック等の耐熱性絶縁材からなるヒータ基板１０６上に発熱体１０８がパターン形成され、表面は耐熱性ガラスで保護されており、ヒータ基板１０６の裏面には温度検知素子１０７が配置され、定着器の温度制御をこの基板裏面の温度検知によって行なう構成となっている。
【００２０】
図３はヒータ１０５の発熱体形成面の正面図であり、発熱体１０８は１本の帯状に形成されている。発熱体１０８はその材質が銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の通電発電体であり、ヒータ基板１０６の面上に形成された通電電極１１１からの通電により発熱する。また、定着フィルム１０４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、膜厚を１００μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性、離型性、耐久性を兼ねたＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＰＳの単層フィルムまたはポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ等のフィルム表面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＥＰを離型性層としてコーティングした複合層フィルムである。
【００２１】
【実施例１】
６００Ｗ出力のヒータを用いた。ヒータ基盤６にはセラミックを用いた。良熱伝導性部材９に厚さ１．５ｍｍのアルミニウム板を用いた。アルミニウム板の剛性はヒータ基盤６より小さい。ヒータ基盤６のアルミニウム板との密着面は面粗さＲａ＝５．４μｍとした。アルミニウム板のヒータ基盤６との密着面は面粗さＲａ＝０．８μｍとした。またアルミニウム板のヒータホルダー１０との密着面にはシリコーングリスを塗布し、アルミニウム板とヒータホルダー１０間の熱伝導性を向上した。アルミニウム板の設定位置を、発熱体の形成領域後端の裏面相当位置とアルミニウム板の幅ｄを１ｍｍとした。また定着フィルム４は外径２５ｍｍのものを使用した。
【００２２】
以上の条件で定着フィルム４の回転速度１００ｍｍ／ｓｅｃで１５秒間加熱した結果、アルミニウム板と密着するヒータホルダー１０の下流側端部昇温は１７１℃となった。
【００２３】
【実施例２】
６００Ｗ出力のヒータを用いた。ヒータ基盤６にはセラミックを用いた。良熱伝導性部材９に厚さ１．５ｍｍのセラミック板を用いた。セラミック板の剛性はヒータ基盤６より大きい。ヒータ基盤６のセラミック板との密着面は面粗さＲａ＝５．４μｍとした。セラミック板のヒータ基盤６との密着面は面粗さＲａ＝２０．２μｍとした。また、セラミック板のヒータホルダー１０との密着面にはシリコーングリスを塗布しセラミック板とヒータホルダー１０間の熱伝導性を向上した。セラミック板の設定位置を、発熱体の形成領域後端の裏面相当位置とセラミック板の幅ｄを１ｍｍとした。また定着フィルム４は外径２５ｍｍのものを使用した。
【００２４】
以上の条件で定着フィルム４の回転速度１００ｍｍ／ｓｅｃで１５秒間加熱した結果、セラミック板と密着するヒータホルダー１０の下流側端部昇温は１５８℃となった。
【００２５】
【比較例１】
６００Ｗ出力のヒータを用いた。また定着フィルム１０４は外径２５ｍｍのものを使用した。
【００２６】
以上の条件で定着フィルム１０４の回転速度１００ｍｍ／ｓｅｃで１５秒間加熱した結果、ヒータ基盤１０６と密着するヒータホルダー１１０の下流側端部昇温は１８６℃となった。
【００２７】
【比較例２】
６００Ｗ出力のヒータを用いた。ヒータ基盤６にはセラミックを用いた。良熱伝導性部材９に厚さ１．５ｍｍのアルミニウム板を用いた。アルミニウム板の剛性はヒータ基盤６より小さい。ヒータ基盤６のアルミニウム板との密着面は面粗さＲａ＝５．４μｍとした。アルミニウム板のヒータ基盤６との密着面は面粗さＲａ＝１４．６μｍとした。またアルミニウム板のヒータホルダー１０との密着面にはシリコーングリスを塗布しアルミニウム板とヒータホルダー１０間の熱伝導性を向上した。アルミニウム板の設定位置を、発熱体８の形成領域後端の裏面相当位置とアルミニウム板の幅ｄを１ｍｍとした。また定着フィルム４は外径２５ｍｍのものを使用した。
【００２８】
以上の条件で定着フィルム４の回転速度１００ｍｍ／ｓｅｃで１５秒間加熱した結果、アルミニウム板と密着するヒータホルダー１０の下流側端部昇温は１７７℃となった。
【００２９】
【比較例３】
６００Ｗ出力のヒータを用いた。ヒータ基盤６にはセラミックを用いた。良熱伝導性部材９に厚さ１．５ｍｍのセラミック板を用いた。セラミック板の剛性はヒータ基盤６より大きい。ヒータ基盤６のセラミック板との密着面は面粗さＲａ＝５．４μｍとした。セラミック板のヒータ基盤６との密着面は面粗さＲａ＝０．９μｍとした。また、セラミック板のヒータホルダー１０との密着面にはシリコーングリスを塗布しセラミック板とヒータホルダー１０間の熱伝導性を向上した。セラミック板の設定位置を、発熱体８の形成領域後端の裏面相当位置とセラミック板の幅ｄを１ｍｍとした。また定着フィルム４は外径２５ｍｍのものを使用した。
【００３０】
以上の条件で定着フィルム４の回転速度１００ｍｍ／ｓｅｃで１５秒間加熱した結果、セラミック板と密着するヒータホルダー１０の下流側端部昇温は１６５℃となった。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、加熱手段及び前記加熱手段を支持する支持部材の被加熱材通過方向下流側端部の温度上昇を抑制する昇温防止手段を有することにより、フィルム加熱方式の定着器においても定着器周辺の異常昇温を招くことなく定着速度の高速化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１，２および従来例２（比較例２，３）の実施形態である加圧ローラ駆動型フィルム加熱方式の定着器を示す図
【図２】従来例１（比較例１）の加圧ローラ駆動型フィルム加熱方式の定着器を示した図
【図３】ヒータ１０５の発熱体形成面の正面図
【符号の説明】
１  記録材
２  トナー
３  加圧ローラ
４  定着フィルム
５  ヒータ
６  ヒータ基盤
７  温度検知素子
８  発熱体
９  良熱伝導性部材
１０  ヒータホルダー
１０１  記録材
１０２  トナー
１０３  加圧ローラ
１０４  定着フィルム
１０５  ヒータ
１０６  ヒータ基盤
１０７  温度検知素子
１０８  発熱体
１０９  良熱伝導性部材
１１０  ヒータホルダー
１１１  通電電極
【図１】
2004252301.tif 000003
【図２】
2004252301.tif 000004
【図３】
2004252301.tif 000005