(57)【要約】【課題】熱衝撃による位置ずれを防止でき、分解容易であるためリサイクルが可能で、面状発熱体に張力を与えることによって非加熱体への加圧力を発生させることができる画像定着装置を提供すること。【解決手段】薄板ヒータを耐熱樹脂シートで挟んで構成した面状発熱体を用いた画像定着装置において、面状発熱体を取り付ける支持部材に対して伸展部を巻き付けて固定させる。 本発明によれば、接着剤を用いることなく面状発熱体を固定することが可能であるため、熱衝撃による位置ずれを防止することができ、又、分解容易であるためリサイクルが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板ヒータを耐熱樹脂シートで挟んで構成した面状発熱体を用いた画像定着装置において、
前記面状発熱体を取り付ける支持部材に対して伸展部を巻き付けて固定したことを特徴とする画像定着装置。
【請求項２】
前記面状発熱体は、伸展部を引っ張りながら固定する固定部材を設け、前記ヒータ支持部材に面状発熱体を取り付けた際に、面状発熱体に所定の張力が生じるように固定位置を設定したことを特徴とする請求項１記載の画像定着装置。
【請求項３】
前記面状発熱体固定部材を弾性体で構成し、弾性率の低い面状発熱体の弾性力を補って所定の張力が生じるように構成したことを特徴とする請求項２記載の画像定着装置。
【請求項４】
前記面状発熱体固定部材を導電性材料で構成し、本体装置のフレームグラウンドに接地させて面状発熱体の耐熱樹脂シート表面に蓄積される静電気を放出させることを特徴とする請求項２記載の画像定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱体と加圧部材との圧接ニップ部で被加熱材を加熱する画像定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
加熱体と加圧部材との圧接ニップ部で被加熱材を加熱する加熱装置の具体例として、電子写真プリンター、電子写真複写機、静電記録装置等の画像形成装置における熱ローラ方式の画像定着装置がある。
【０００３】
これは、加熱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部材としての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・樹脂製トランスペアレントシート・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】
熱ローラ方式において、加熱ローラを表面発熱型のローラとしたものは、エネルギー効率が高く、表面温度の立ち上がりが早くてプリント時に室温から定着可能温度に迅速に立ち上げることができるため、スタンバイ時の消費電力をゼロにすることができ、省エネルギータイプの装置である。
【０００５】
又、省エネルギータイプの他の加熱装置若しくは画像加熱定着装置としてフィルム加熱方式の装置が実用化されている。これは例えば特許文献１〜１６等に提案されており、加熱体に耐熱性フィルム（定着フィルム）を加圧部材で密着させて摺動搬送させ、該耐熱性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の耐熱性フィルムと加圧部材との間に被加熱材を導入して耐熱性フィルムと一緒に圧接ニップ部を搬送させて加熱体の熱を耐熱性フィルムを介して被加熱材に付与する装置である。
【０００６】
フィルム加熱方式の画像定着装置は、加熱体として低熱容量線状加熱体を、フィルムとして薄膜の低熱容量のものを用いることができるため、省電力化・ウェイトタイム短縮化（クイックスタート性）が可能になり、又、本機内昇温を抑えることができ、画像定着装置にあっては定着点と分離点が別に設定できるため、オフセットを防止できる等の利点を有する。
【０００７】
又、非通紙部昇温の発生を緩和若しくは防止して、該非通紙部昇温に起因する問題を解消すること、又、加圧部材の熱膨張に起因する問題を解消すること等を目的としたものとして、特許文献１７がある（図８）。これは、フレーム７に支持された加熱体１０１に弾性を持たせ、加熱体１０１の弾性変形により加圧部材Ｍとの間に所定幅の圧接ニップ部Ｎを形成し、耐熱性フィルム６を介して被加熱体１０５及び被記録材１０４を加熱して画像を定着させる加熱装置である。
【０００８】
【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
【特許文献１７】特開平７−５７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の熱ローラ方式やフィルム加熱方式等、加熱体と加圧部材との圧接ニップ部で被加熱材を加熱する画像定着装置において、従来は加熱体に対する加圧部材を耐熱性ゴム等の弾性体ローラにしてこの加圧弾性体ローラの弾性変形により加熱体との間に所定幅の圧接ニップ部を形成していた。
【００１０】
しかし、加圧部材としての耐熱性ゴム等の弾性体ローラは熱伝導性が悪く、又、熱膨張率が大きいため、次のような問題があった。
【００１１】
即ち、熱ローラ方式やフィルム加熱方式の画像定着装置において、加熱体よりも小さい幅の被加熱材（小サイズ被加熱材）を連続的に導入通紙して加熱処理を実行させていくと、加熱体上で非加熱材が通過しない部分が高温になり（非通紙部昇温現象）、装置の劣化を早める。特に、加圧部材として耐熱性ゴム等で構成した弾性体ローラは熱伝導性が悪く、非通紙部昇温現象を助長させる大きな原因の１つとなっている。
【００１２】
特に、表面発熱型の加熱ローラを用いた熱ローラ方式の画像定着装置やフィルム加熱方式の加熱装置では、加圧部材（定着ローラ、定着フィルム）の圧接ニップ部長手方向での熱伝導が悪いために非通紙部昇温が大きくなり、加圧弾性体ローラや軸受等、加熱部材近傍の部品に熱衝撃を与え易くなる。
【００１３】
この非通紙部昇温の温度上昇が著しいと、次に、今まで通紙していた小サイズ被加熱材よりも大サイズの被加熱材が通紙されたとき非通紙部昇温している圧接ニップ部部分に対応する被加熱材部分の加熱温度が他の被加熱材部分よりも高くなり、加熱むらを生じさせる。
【００１４】
フィルム加熱方式の画像定着装置において、加熱体とフィルムとの摺動摩擦抵抗を低減させるためにその間に潤滑剤として耐熱グリスを介在させた場合には、そのグリスが非通紙部昇温の過熱で蒸発してフィルム搬送不良等を生じたり、フィルム寿命を低下させる原因となる。
【００１５】
又、加熱部材として耐熱性ゴム等で構成した弾性体ローラは、大きな熱膨張率により、該ローラの通紙部領域のローラ外径と非通紙部領域のローラ外径とに大きな差を生じ、この直径差が生じたまま大サイズの被加熱材を通紙すると紙皺等の異常画像が発生するという問題があった。
【００１６】
更に、加圧弾性体ローラを、被加熱材や耐熱性フィルムを搬送させるための駆動ローラとした装置の場合は、被加熱材や耐熱性フィルムの搬送速度はこの駆動ローラの周速で決まるため、該駆動ローラとしての加圧弾性体ローラの熱膨張率が大きいと周速が変化し易く、例えば画像形成装置の画像加熱定着装置の場合、被記録材が画像転写部等の作像部と画像加熱定着装置との間に跨がっているとき被記録材が画像定着装置に引っ張られて形成画像が伸びたり、画像がブレたりする。
【００１７】
その対策として、給紙・搬送・排紙の駆動を制御するローラと、画像形成部のローラ駆動を制御モータを別々に設け、熱膨張による周速変化に応じて回転速度を変化させる方法もあるが、装置の大型化、コスト上昇等の問題があった。
【００１８】
以上のような従来技術に対する解決策として、特開平７−５７８４号公報に記載されたような提案がなされたが、この技術に用いても以下のような課題があった。
【００１９】
即ち、加熱材に弾性を持たせ、加圧ローラに熱伝導率の高い非弾性の金属ローラを用いることによって、加圧ローラの熱膨張を小さくした装置では、弾性を持たせた加熱体を支持フレームに固定させる方法が難しく、例えば、耐熱性のゴム接着剤を用いても度重なる熱衝撃により弾性加熱体が劣化し、固定部分が破壊される問題があった。
【００２０】
又、支持部材と弾性加熱体を接着固定すると、製品解体時に両者が分離できず、リサイクルできないという問題があった。
【００２１】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、熱衝撃による位置ずれを防止でき、分解容易であるためリサイクルが可能で、面状発熱体に張力を与えることによって非加熱体への加圧力を発生させることができる画像定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するため、本発明は、薄板ヒータを耐熱樹脂シートで挟んで構成した面状発熱体を用いた画像定着装置において、面状発熱体を取り付ける支持部材に対して伸展部を巻き付けて固定させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、接着剤を用いることなく面状発熱体を固定することが可能であるため、熱衝撃による位置ずれを防止することができ、又、分解容易であるためリサイクルが可能である。
【００２４】
又、面状発熱体に張力を与えることによって非加熱体への加圧力を発生させることが可能である。
【００２５】
更に、弾性率の低い面状発熱体を用いた場合、非加熱体への加圧力の調整が難しくなって精度の高い取付寸法が要求されるが、弾性率の大きな弾性部材を追加することにより、加圧力の調整を容易にし、寸法精度を緩和することができる。
【００２６】
又、弾性部材に導電率の高い金属板を用いることにより、面状発熱体の表面の静電気を接地放電させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２８】
＜実施の形態１＞
本実施の形態に係る画像定着装置は、面状発熱体と耐熱フィルムと高剛性加圧ローラを用いたフィルム加熱方式の画像定着装置である。
【００２９】
図１は画像定着装置全体の斜視図、図２は加熱部分の詳細図、図３は断面図、図４は面状発熱体の構成を示す図である。
【００３０】
図４において、１はステンレス製の薄板ヒーター、２ａ，２ｂは薄板ヒーター１を接着して挟む樹脂製のカバーフィルムで、材料はポリイミドが選ばれている。薄板ヒーター１とカバーフィルム２ａ，２ｂで面方発熱体３が構成されている。
【００３１】
薄板ヒーター１は、Ｕ字型の形状で、端部１ａ，１ｂは導通接点として構成されている。面状発熱体３は、ステンレスを蒸着させた樹脂製フィルム２ｂに対してエッチング処理を行うことにより製造することも可能である。
【００３２】
図２及び図３において、支持フレーム４の長手方向の周りに面状発熱体３を巻き付け、固定部材７の突起部７ａ，７ｂにより面状発熱体３を付勢し、面状発熱体３に一定の張力を与えている。
【００３３】
支持フレーム４及び固定部材７は耐熱性の樹脂で構成され、ガラス短繊維等の耐熱性強化用繊維を約３０〜４０％混合したナイロン６、ナイロン６６、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリフェニレンサルファイド等の耐熱性強化樹脂や、シリコン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール等の耐熱性高分子、発泡ガラス等を用いることが望ましい。
【００３４】
８は継ぎ目の無い筒状の摺動性耐熱フィルム、５はアルミニウムやステンレス等の熱伝導性の高い金属製の中空加圧ローラである。摺動耐熱フィルム８は、面状発熱体３、支持フレーム４、固定部材７で構成されるアセンブリを取り囲むように周状に配置され、１つの加熱ユニット９を構成している。面状発熱体３は、摺動性耐熱フィルム８を介して加圧ローラ５の円弧上に倣ってニップＮを形成し、図示しない付勢ばねで加圧ローラ５に対して付勢されている。
【００３５】
摺動耐熱フィルム８は、加圧ローラ５の回転と共に面状発熱体３の周囲を回転する。面状発熱体３は、支持フレーム４上の複数の位置決めピン４ｂにおいて位置決めされ、薄板ヒーター１をニップＮの概中心に安定して配置することができる。
【００３６】
又、図３において、薄板ヒーター１と支持フレーム４との間４ａは中空で構成されているが、ここに断熱材を充填させても良い。この場合、薄板ヒーター１からの熱が逃げにくくなるため、より熱効率が高くなる。
【００３７】
図１において、支持部材４の端部に貫通穴４ｃを設け、その穴を通して薄板ヒーター１の端子１ａ，１ｂを露出させ、この部分に図示しない記録装置本体からの電力を供給することができる。
【００３８】
１０は加圧ローラ５に固定されたギアで、図示しない記録装置本体からの動力を受けて加圧ローラ５を回転させる。
【００３９】
＜実施の形態２＞
図５において、２１は樹脂製のフィルム固定部材で、免状発熱体３に設けた複数の穴３ａに対して、フィルム固定部材２１に設けた複数の突起部２１ａを接合させてＡ方向に付勢しながら支持部材４に対して４ｄ部に引っ掛けて固定する。
【００４０】
フィルム固定部材２１は、ナイロン６６等の耐熱性があって尚且つ弾性変形が可能な樹脂材料が選ばれているため、図６に示すようにフィルム固定部材２１を取り付けたときに矢印Ｂ，Ｂ’及びＣ，Ｃ’の方向に面状発熱体３が引っ張られ、ニップ部Ｎに対して適切な付勢力を得ることができる。
【００４１】
又、弾性率の小さい面状発熱体３と弾性率の大きいフィルム固定部材２１とを組み合わせることにより、薄板ヒーター１の位置を適切に決めることができ、しかも、十分な付勢力を保持することができる。薄板ヒーター１の固定には熱衝撃に弱い樹脂や接着剤を使用しないため、従来の接着剤固定タイプの加熱装置に比べて耐久性が高い。
【００４２】
更に、加熱ユニット９は分解容易であるため、リサイクルのための条件として何ら不足するものが無い。
【００４３】
＜実施の形態３＞
図７はフィルム固定部材を金属板ばねで構成した実施形である。
【００４４】
電子写真記録方式の場合、被加熱体に電荷が蓄積されているため、面状発熱体の表面に静電気が蓄積し、やがて電荷が放電してノイズを発生して制御に異常を来すことがある。それを避けるため、面状発熱体の表面に接触して電荷を逃がす接地手段が必要となる。
【００４５】
フィルム固定部材２２は、ステンレスの薄板で、面状発熱体３に張力を与えつつ支持部材４に固定し、尚且つ面状発熱体３の表面に蓄積される電荷を図示しない記録本体装置のフレームグラウンドに接地させる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、加熱体と加圧部材との圧接ニップ部で被加熱材を加熱する任意の画像定着装置に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像定着装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る画像定着装置の部分断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る画像定着装置の詳細断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る画像定着装置の面状発熱体の分解図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る画像定着装置の斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る画像定着装置の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る画像定着装置の斜視図である。
【図８】従来の画像定着装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１      薄板ヒーター
２ａ，２ｂ  カバーフィルム
３      面状発熱体
４      支持部材
５      加圧ローラ
６      摺動耐熱フィルム
７      固定部材
９      加熱ユニット
１０    駆動ギア
２１，２２  フィルム固定部材
【図１】
2005043741.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005043741.tif 000008
【図７】
2005043741.tif 000009
【図８】
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