JP2002055550A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】加圧ローラとフイルムの滑りが生じ、搬送され
るシートが送られなくなり、加圧ローラによる擦れや、
部分加熱による定着ムラ、機内構造物に接触して画像不
良となることがあった。またフイルムの回転が停止する
と、フイルムが部分加熱され、部分的に変形したフイル
ムでは、シートとの接触面積が変化して、定着ムラが発
生するという課題があった。 【解決手段】画像形成部と前記定着部とのシート搬送経
路周辺に配置され、シートのたわみを検知するたわみセ
ンサ検出部を有する画像形成装置において、前記たわみ
検出部の検出タイミングによって前記シートの搬送状態
を監視するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フイルム加熱方式
の加熱装置を定着装置の熱源として備えた電子写真装置
・静電記録装置などの画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、便宜上、複写機プリンタ等の画像
形成装置において、シートとしての被記録材に形成され
た未定着画像（未定着トナー画像）を該被記録材に加熱
定着させる定着装置（加熱装置）を例にして説明する。

【０００３】画像形成装置において、電子写真プロセス
・静電記録プロセス・磁気記録プロセス等の適宜の画像
形成プロセス手段部で被記録材（転写材シート・エレク
トロファックスシート・静電記録紙・ＯＨＰシート・印
刷用紙・フォーマット紙などのシート）に転写方式ある
いは直接方式にて形成担持させた目的の画像情報の未定
着トナー画像を、被記録材面に永久固着画像として加熱
定着させる定着装置としては熱ローラ方式の装置が広く
用いられていた。近時はクイックスタートや省エネルギ
ーの観点からフイルム加熱方式の装置が実用化されてい
る。また電磁誘導加熱方式の装置も提案されている。 ａ）熱ローラ方式の定着装置 これは、定着ローラ（加熱ローラ）と加圧ローラとの圧
接ローラ対を基本構成とし、このローラ対を回転させ、
該ローラ対の相互圧接部である定着ニップ部に画像定着
すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を導
入して挟持搬送させて、定着ローラの熱と、定着ニップ
部の加圧力にてトナー画像を被記録材面に熱圧定着させ
るものである。

【０００４】定着ローラは、一般に、アルミニウムの中
空金属ローラを基体（芯金）とし、その内空に熱源とし
てのハロゲンランプを挿入配設してあり、ハロゲンラン
プの発熱で加熱され、外周面が所定の定着温度に維持さ
れるようにハロゲンランプヘの通電が制御されて温調さ
れる。

【０００５】特に、最大４層のトナー画像層を十分に加
熱溶融させて混色させる能力が要求される、フルカラー
の画像形成を行う画像形成装置の定着装置としては、定
着ローラの芯金を高い熱容量を有するものにし、またそ
の芯金外周にトナー画像を包み込んで均一に溶融するた
めのゴム弾性層を具備させ、そのゴム弾性層を介してト
ナー画像の加熱を行っている。また、加圧ローラ内にも
熱源を具備させて加圧ローラも加熱・温調する構成にし
たものもある。

【０００６】しかし、熱ローラ方式の定着装置は画像形
成装置の電源をオンにして同時に定着装置の熱源である
ハロゲンランプに通電を開始しても、定着ローラの熱容
量が大きく、定着ローラ等が冷え切っている状態時から
所定の定着可能温度に立ち上がるまでにはかなりの待ち
時間（ウエイトタイム）を要し、クイックスタート性に
欠ける。また画像形成装置のスタンバイ状態時（非画像
出力時）も何時でも画像形成動作が実行できるようにハ
ロゲンランプに通電して定着ローラを所定の温調状態に
維持させておく必要があり、電力消費量が大きい等の問
題があった。

【０００７】また、上述のフルカラーの画像形成装置の
定着装置のように特に熱容量の大きな定着ローラを用い
るものにおいては、温調と定着ローラ表面の昇温とに遅
延が発生するため、定着不良や光沢ムラやオフセット等
の問題が発生していた。 ｂ）フィルム加熱方式の定着装置 フィルム加熱方式の定着装置は、例えば特開昭６３−３
１３１８２号公報・特開平２−１５７８７８号公報・特
開平４−４４０７５号公報・特開平４−２０４９８０号
公報等に提案されている。

【０００８】即ち、加熱体としてのセラミックヒータ
と、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィル
ム（定着フィルム）を挟ませて定着ニップ部を形成さ
せ、該定着ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に画
像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録
材を導入してフィルムと一緒に挟持搬送させることで定
着ニップ部においてセラミックヒータの熱をフィルムを
介して被記録材に与え、また定着ニップ部の加圧力にて
未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着させるもので
ある。

【０００９】このフィルム加熱方式の定着装置は、セラ
ミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用い
てオンデマンドタイプの装置を構成することができ、画
像形成装置の画像形成実行時のみ、熱源としてのセラミ
ックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態
にすればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実
行可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート
性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい（省電
力）等の利点がある。

【００１０】ただ、大きな熱量が要求されるフルカラー
画像形成装置や高速機種用の定着装置としては熱量的に
難点がある。 ｃ）電磁誘導加熱方式の定着装置 実開昭５１−１０９７３９号公報には、磁束により定着
ローラに電流を誘導させてジュール熱によって発熱させ
る誘導加熱定着装置が開示されている。これは、誘導電
流の発生を利用することで直接定着ローラを発熱させる
ことができて、ハロゲンランプを熱源として用いた熱ロ
ーラ方式の定着装置よりも高効率の定着プロセスを達成
している。

【００１１】しかしながら、磁場発生手段としての励磁
コイルにより発生した交番磁束のエネルギーが定着ロー
ラ全体の昇温に使われるため放熱損失が大きく、投入エ
ネルギーに対する定着エネルギーの密度が低く効率が悪
いという欠点があった。

【００１２】そこで、定着に作用するエネルギーを高密
度で得るために発熱体である定着ローラに励磁コイルを
接近させたり、励磁コイルの交番磁束分布を定着ニップ
部近傍に集中させたりして、高効率の定着装置が提案さ
れた。

【００１３】図１５は、励磁コイルの交番磁束分布を定
着ニップ部に集中させて効率を向上させた電磁誘導加熱
方式の定着装置の一例の概略構成を示したもので、図１
５において、１０は電磁誘導発熱層（導電体層、磁性体
層、抵抗体層）を有する、電磁誘導発熱性の回転体とし
ての円筒状の定着フイルムである。１６は横断面略半円
弧状樋型のフイルムガイド部材であり、円筒状定着フィ
ルム１０はこのフィルムガイド部材１６の外側にルーズ
に外嵌させてある。１５はフィルムガイド部材１６の内
側に配設した磁場発生手段であり、励磁コイル１８とＥ
型の磁性コア(芯材)１７とからなる。

【００１４】３０は弾性加圧ローラであり、定着フィル
ム１０を挟ませてフィルムガイド部材１６の下面と所定
の圧接力をもって所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させて
相互圧接させてある。上記磁場発生手段１５の磁性コア
１７は定着ニップ部Ｎに対応位置させて配設してある。

【００１５】上記加圧ローラ３０は駆動手段Ｍにより矢
示の反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ３０
の回転駆動による該加圧ローラと定着フィルム１０の外
面との摩擦力で該定着フィルムに回転力が作用して、こ
の定着フィルム１０の内面が定着ニップ部Ｎにおいてフ
ィルムガイド部材１６の下面に密着して摺動しながら矢
示の時計方向に、加圧ローラ３０の回転周速度にほぼ対
応した周速度をもってフィルムガイド部材１６の外回り
を回転状態になる（加圧ローラ駆動方式）。

【００１６】フィルムガイド部材１６は、定着ニップ部
Ｎへの加圧、磁場発生手段１５としての励磁コイル１８
と磁性コア１７の支持、定着フィルム１０の支持、この
定着フィルム１０の回転時の搬送安定性を図る役目をす
る。このフィルムガイド部材１６は磁束の通過を妨げな
い絶縁性の部材であり、高い荷重に耐えられる材料が用
いられる。

【００１７】励磁コイル１８は不図示の励磁回路から供
給される交番電流によって交番磁束を発生する。交番磁
束は定着ニップ部Ｎの位置に対応しているＥ型の磁性コ
ア１７により該定着ニップ部に集中的に分布し、その交
番磁束は定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム１０の電
磁誘導発熱層に渦電流を発生させる。この渦電流は電磁
誘導発熱層の固有抵抗によって電磁誘導発熱層にジュー
ル熱を発生させる。

【００１８】この定着フィルム１０の電磁誘導発熱は交
番磁束を集中的に分布させた定着ニップ部Ｎにおいて集
中的に生じて該定着ニップ部が高効率に加熱される。定
着ニップ部Ｎの温度は、不図示の温度検知手段を含む温
調系により検出され、この検出温度に基づいて励磁コイ
ル１８に対する電流供給が制御されることで所定の温度
が維持されるように温調される。

【００１９】而して、加圧ローラ３０が回転駆動され、
それに伴って円筒状の定着フィルム１０がフィルムガイ
ド部材１６の外回りを回転し、励磁回路から励磁コイル
１８への給電により上記のように定着フィルム１０が電
磁誘導発熱して、定着ニップ部Ｎが所定の温度に立ち上
がって温調された状態において、不図示の画像形成手段
部から搬送された未定着トナー画像ｔが形成された被記
録材Ｐが定着ニップ部Ｎの定着フィルム１０と加圧ロー
ラ３０との間に画像面を上向き、即ち定着フィルム面に
対向して導入され、定着ニップ部Ｎにおいて画像面が定
着フィルム１０の外面に密着して該定着フィルムと一緒
に該定着ニップ部を挟持搬送されていく。この定着ニッ
プ部Ｎを定着フィルム１０と一緒に被記録材Ｐが挟持搬
送されていく過程において、定着フィルム１０の電磁誘
導発熱で加熱されて被記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔ
が加熱定着される。被記録材Ｐは定着ニップ部Ｎを通過
すると、回転定着フィルム１０の外面から分離して排出
搬送されていく。

【００２０】ところで、電子写真方式における画像形成
装置の定着装置は加熱方式であるため、画像形成装置を
始動し印字を開始する前より印字中または印字後の温度
は同じではない。前述のａ）熱ローラ方式の定着装置、
ｂ）フィルム加熱方式の定着装置、及びｃ）電磁誘導加
熱方式の定着装置ともに、加圧ローラによる回転駆動を
行っているが、この温度変化に伴い、加圧ローラの外周
が変化することにより回転駆動速度は変動する。

【００２１】近年、画像形成装置の小型化に伴い、現像
剤による画像形成部から、前述の定着装置までの物理的
距離が短くなっている。定着装置の回転駆動速度が大き
くなると、被記録材Ｐを引っ張る形になり安定した画像
形成に支障をきたす。

【００２２】また定着装置の回転駆動速度が小さくなる
と、画像形成後の被記録材Ｐが定着装置との間でたるみ
（以下「ループ」と呼ぶ）を生じてしまい、被記録材Ｐ
が機内構造物に接触してしまい、高品質な画像を形成で
きなくなる。

【００２３】これを回避するために画像形成部と定着装
置との間に被記録材Ｐのループを検知するたわみ検出部
としてのループセンサを設けてループ状態を監視し、定
着速度を変化させることで、画像形成部と定着装置との
速度差を吸収するしくみを用いた画像形成装置が提案さ
れている。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな画像形成装置で特に、ｂ）フイルム加熱方式の定着
装置、及びｃ）電磁誘導加熱方式の定着装置の加圧ロー
ラの回転による摩擦によってフイルムを駆動する定着装
置においては、加圧ローラとフイルムの滑りが生じ、加
圧ローラが空回りすることがあり、フイルムの回転が停
止するとともに、搬送される転写材が送られなくなり、
加圧ローラによる擦れや、部分加熱による定着ムラ、機
内構造物に接触して画像不良となることがあった。しか
し、フイルムの滑りによる上記画像不良は、排紙部に排
紙検知センサを設けることで検出可能な場合があるが、
一時的なフイルム滑りだけで通紙できた場合などは画像
不良に対してなんら知る手だてがないという課題があっ
た。

【００２５】本発明は従来のような課題を解消するため
になされたもので、被記録材のたわみ（滞留）が起こっ
ているものと判断することにより、フイルムの滑りによ
る画像不良の発生を検知することができる画像形成装置
を得ることを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明は以下の構成を有
することを特徴とする画像形成装置である。 （１）．シートに未定着画像を形成する画像形成部と、
この未定着画像をシートに加熱固定する定着部と、前記
画像形成部と前記定着部とのシート搬送経路周辺に配置
され、シートのたわみを検知するたわみ検出部とを有す
る画像形成装置において、前記たわみ検出部の検出タイ
ミングによって前記シートの搬送状態を監視することを
特徴とする。 （２）．（１）の画像形成装置において、前記たわみ検
出部の検出時間によって前記定着部におけるシートの搬
送状態を監視し、シートのたわみ量が所定量を上回った
と判断される場合に、これを報知することを特徴とす
る。 （３）．（１）の画像形成装置において、前記たわみ検
出部の検出時間によって前記定着部におけるシートの搬
送状態を監視し、シートのたわみ量が所定量を上回った
と判断される場合に、前記定着部でシートの搬送むらが
あったとしてこれを報知することを特徴とする。 （４）．（１）の画像形成装置において、前記たわみ検
出部における検出タイミングがあらかじめ定めた所定の
タイミングと異なる場合に、シートの搬送異常としてこ
れを報知することを特徴とする。

【００２７】

【発明の実施の形態】（第１の実施例） （１）画像形成装置 図１は本発明の第１の実施例による画像形成装置の一例
を示す概略構成図で、本例の画像形成装置は電子写真カ
ラープリンタである。図１において、１０１は有機感光
体やアモルファスシリコン感光体でできた感光体ドラム
（像担持体）であり、矢示の反時計方向に所定のプロセ
ススピード（周速度）で回転駆動される。この感光体ド
ラム１０１はその回転過程で帯電ローラ等の帯電装置１
０２で所定の極性・電位の一様な帯電処理を受ける。

【００２８】次いでその帯電処理面にレーザ光学箱（レ
ーザスキャナー）１１０から出力されるレーザ光１０３
による、目的の画像情報の走査露光処理を受ける。レー
ザ光学箱１１０は不図示の画像読み取り装置等の画像信
号発生装置からの目的画像情報の時系列電気デジタル画
素信号に対応して変調（オン／オフ）したレーザ光１０
３を出力して、回転感光体ドラム１０１面に走査露光し
た目的画像情報に対応した静電潜像を形成する。１０９
はレーザ光学箱１１０からの出力レーザ光を感光体ドラ
ム１０１の露光位置に偏向させるミラーである。

【００２９】フルカラー画像形成の場合は、目的のフル
カラー画像の第１の色分解成分画像、例えばイエロー成
分画像についての走査露光・潜像形成がなされ、その潜
像が４色カラー現像装置１０４のうちのイエロー現像器
１０４Ｙの作動でイエロートナー画像として現像され
る。そのイエロートナー画像は感光体ドラム１０１と中
間転写体ドラム１０５との接触部（或いは近接部）であ
る１次転写部Ｔ１において中間転写体ドラム１０５の面
に転写される。中間転写体ドラム１０５面に対するトナ
ー画像転写後の回転感光体ドラム１０１面はクリーナ１
０７により転写残りトナー等の付着残留物の除去を受け
て清掃される。

【００３０】上記のような帯電・走査露光・現像・一次
転写・清掃のプロセスサイクルが、目的のフルカラー画
像の第２の色分解成分画像（例えばマゼンタ成分画像、
マゼンタ現像器１０４Ｍが作動）、第３の色分解成分画
像（例えばシアン成分画像、シアン現像器１０４Ｃが作
動）、第４の色分解成分画像（例えば黒成分画像、黒現
像器１０４ＢＫが作動）の各色分解成分画像について順
次実行され、中間転写体ドラム１０５面にイエロートナ
ー画像・マゼンタトナー画像・シアントナー画像・黒ト
ナー画像の都合４色のトナー画像が順次重ねて転写され
て、目的のフルカラー画像に対応したカラートナー画像
が合成形成される。

【００３１】中間転写体ドラム１０５は、金属ドラム１
０５ａ上に中抵抗の弾性層１０５ｂと高抵抗の表層１０
５ｃを有するもので、感光体ドラム１０１に接触して或
いは近接して該感光体ドラムと略同じ周速度で矢示の時
計方向に回転駆動され、中間転写体ドラム１０５の金属
ドラム１０５ａにバイアス電位を与えて感光体ドラム１
０１との電位差で該感光体ドラム側のトナー画像を該中
間転写体ドラム面側に転写させる。

【００３２】上記の中間転写体ドラム面に合成形成され
たカラートナー画像は、前記中間転写体ドラム１０５と
転写ローラ１０６との接触ニップ部である二次転写部Ｔ
２において、この二次転写部Ｔ２に不図示の給紙部から
所定のタイミングで送り込まれた被記録材Ｐの面に転写
されていく。転写ローラ１０６は被記録材Ｐの背面から
トナーと逆極性の電荷を供給することで中間転写体ドラ
ム１０５面側から被記録材Ｐ側へ合成カラートナー画像
を順次に一括転写するもので、以上の各構成要素により
画像形成部が構成されている。

【００３３】二次転写部Ｔ２を通過した被記録材Ｐは中
間転写体ドラム１０５の面から分離されて定着装置（加
熱装置）１００へ導入され、未定着トナー画像の加熱定
着処理を受けてカラー画像形成物として機外の不図示の
排紙トレーに排出される。定着装置１００については次
の（２）項で詳述する。

【００３４】被記録材Ｐに対するカラートナー画像転写
後の中問転写体ドラム１０５はクリーナ１０８により転
写残りトナー・紙粉等の付着残留物の除去を受けて清掃
される。このクリーナ１０８は常時は中問転写体ドラム
１０５に非接触状態に保持されており、中間転写体ドラ
ム１０５から被記録材Ｐに対するカラートナー画像の二
次転写実行過程において中間転写体ドラム１０５に接触
状態に保持される。

【００３５】また転写ローラ１０６も常時は中間転写体
ドラム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写
体ドラム１０５から被記録材Ｐに対するカラートナー画
像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム１０５
に被記録材Ｐを介して接触状態に保持される。

【００３６】本例装置は、白黒画像などモノカラー画像
のプリントモードも実行できる。また両面画像プリント
モード、或いは多重画像プリントモードも実行できる。

【００３７】両面画像プリントモードの場合は、定着装
置１００を出た１面目画像プリント済みの被記録材Ｐは
不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されて再び二
次転写部Ｔ２へ送り込まれて２面に対するトナー画像転
写を受け、再度、定着装置１００に導入されて２面に対
するトナー画像の定着処理を受けることで両面画像プリ
ントが出力される。

【００３８】多重画像プリントモードの場合は、定着装
置１００を出た１回目画像プリント済みの被記録材Ｐは
不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されずに再び
二次転写部Ｔ２へ送り込まれて１回目画像プリント済み
の面に２回目のトナー画像転写を受け、再度、像加熱装
置１００に導入されて２回目のトナー画像の定着処理を
受けることで多重画像プリントが出力される。 （２）定着装置（加熱装置）１００ 図２は上記定着装置１００の要部の横断側面模型図で、
図３は図２の要部の正面模型図、図４は図２の要部の縦
断正面模型図である。本例の定着装置１００は前記図１
５に示した従来の定着装置と同様に、円筒状の電磁誘導
発熱性フイルムを用いた、加圧ローラ駆動方式、電磁誘
導加熱方式の定着装置である。図１５の定着装置と共通
の構成部材・部分には同一の符号を付して再度の説明を
省略する。

【００３９】磁場発生手段は磁性コア１７ａ・１７ｂ・
１７ｃ及び励磁コイル１８からなる。磁性コア１７ａ・
１７ｂ・１７ｃは高透磁率の部材であり、フェライトや
パーマロイ等といったトランスのコアに用いられる材料
がよく、より好ましくは１００ｋＨｚ以上でも損失の少
ないフェライトを用いるのがよい。励磁コイル１８には
図５に示すように、給電部１８ａ・１８ｂに励磁回路２
７を接続してある。この励磁回路２７は２０ｋＨｚから
５００ｋＨｚの高周波をスイッチング電源で発生できる
ようになっている。励磁コイル１８は励磁回路２７から
供給される交番電流（高周波電流）によって交番磁束を
発生する。

【００４０】１６ａ，１６ｂは横断面略半円弧状樋型の
フイルムガイド部材であり、開口側を互いに向かい合わ
せて略円柱体を構成し、外側に円筒状の電磁誘導性発熱
フイルムである定着フイルム１０をルーズに外嵌させて
ある。前記フイルムガイド部材１６ａは、磁場発生手段
としての磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃと励磁コイル
１８を内側に保持している。

【００４１】また、フイルムガイド部材１６ａには、図
４に示すように紙面垂直方向長手の良熱伝導部材４０が
ニップ部Ｎの加圧ローラ３０との対向両側で、定着フイ
ルム１０の内側に配設してある。

【００４２】本例においては、良熱伝導性部材４０にア
ルミニウムを用いている。前記良熱伝導性部材４０は熱
伝導率ｋがｋ＝２４０［Ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1］であり、厚さ
１［ｍｍ］である。

【００４３】また、良熱伝導性部材４０は磁場発生手段
である励磁コイル１８と磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７
ｃから発生する磁場の影響を受けないように、この磁場
の外に配設してある。具体的には、良熱伝導性部材４０
を励磁コイル１８に対して磁性コア１７ｃを隔てた位置
に配設し、励磁コイル１８による磁路の外側に位置させ
て良熱伝導性部材４０に影響を与えないようにしてい
る。

【００４４】２２はフイルムガイド部材１６ｂの内面平
面部に当接させて配設した横長の加圧用剛性ステイであ
る。１９は磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃ及び励磁コ
イル１８と加圧用剛性ステイ２２の間を絶縁するための
絶縁部材である。

【００４５】フランジ部材２３ａ・２３ｂはフイルムガ
イド部材１６ａ，１６ｂのアセンブリの左右両端部に外
嵌し、前記左右位置を固定しつつ回転自在に取り付け、
定着フイルム１０の回転時に該定着フイルムの端部を受
けて、この定着フイルム１０のフイルムガイド部材長手
に沿う寄り移動を規制する役目をする。

【００４６】加圧部材としての加圧ローラ３０は、芯金
３０ａと、前記芯金周りに同心一体にローラ状に成形被
覆させた、シリコーンゴム・フッ素ゴム・フッ素樹脂な
どの耐熱性・弾性材層３０ｂとで構成されており、芯金
３０ａの両端部を装置の不図示のシャーシ側板金間に回
転自由に軸受け保持させて配設してある。

【００４７】加圧用剛性ステイ２２の両端部と装置シャ
ーシ側のバネ受け部材２９ａ・２９ｂとの間にそれぞれ
加圧バネ２５ａ・２５ｂを縮設することで加圧用剛性ス
テイ２２に押し下げ力を作用させている。これによりフ
イルムガイド部材１６ａの下面と加圧ローラ３０の上面
とが定着フイルム１０を挟んで圧接して所定幅の定着ニ
ップ部Ｎが形成される。

【００４８】加圧ローラ３０は駆動手段Ｍにより矢示の
反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ３０と定
着フイルム１０の外面との摩擦力で該定着フイルムに回
転力が作用し、前記定着フイルム１０の内面が定着ニッ
プ部Ｎにおいて良熱伝導性部材４０の下面に密着して摺
動しながら、矢示の時計方向に加圧ローラ３０の回転周
速度にほぼ対応した周速度をもってフイルムガイド部材
１６ａ，１６ｂの外回りを回転状態になる。

【００４９】この場合、定着ニップ部Ｎにおける良熱伝
導性部材４０の下面と定着フイルム１０の内面との相互
摺動摩擦力を低減化させるため、定着ニップ部Ｎの良熱
伝導性部材４０の下面と定着フイルム１０の内面との間
に耐熱性グリスなどの潤滑剤を介在させる、あるいは良
熱伝導性部材４０の下面を潤滑部材で被覆することもで
きる。これは、良熱伝導性部材４０としてアルミニウム
を用いた場合のように表面滑り性が材質的によくない或
いは仕上げ加工を簡素化した場合に、摺動する定着フイ
ルム１０に傷をつけて該定着フイルムの耐久性が悪化す
ることを防ぐものである。

【００５０】良熱伝導性部材４０は長手方向の温度分布
を均一にする効果があり、例えば、小サイズ紙を通紙し
た場合、定着フイルム１０での非通紙部の熱量が良熱伝
導性部材４０へ伝熱し、良熱伝導部材１０における長手
方向の熱伝導により、非通紙部の熱量が小サイズ紙通紙
部へ伝熱される。これにより、小サイズ紙通紙時の消費
電力を低減させる効果も得られる。

【００５１】また、図５に示すように、フイルムガイド
部材１６ａの周面に、その長手に沿い所定の間隔を置い
て凸リブ部１６ｅを形成具備させ、フイルムガイド部材
１６ａの周面と定着フイルム１０の内面との接触摺動抵
抗を低減させて該定着フイルムの回転負荷を少なくして
いる。このような凸リブ部はフイルムガイド部材１６ｂ
にも同様に形成具備することができる。

【００５２】図６は交番磁束の発生の様子を模式的に表
した図であり、（ａ）は電磁誘導発熱層１及び磁性コア
１７ａ，１７ｂ，１７ｃに導かれた交番磁束ｃの状態
図、（ｂ）はその交番磁束の一部を表すグラフ図であ
る。

【００５３】磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃに導かれ
た交番磁束Ｃは、磁性コア１７ａと磁性コア１７ｂとの
間、そして磁性コア１７ａと磁性コア１７ｃとの間にお
いて定着フイルム１０の電磁誘導発熱層１（図８参照）
に渦電流を発生させる。この渦電流は電磁誘導発熱層１
の固有抵抗によって電磁誘導発熱層１にジュール熱（渦
電流損）を発生させる。

【００５４】ここでの発熱量Ｑは電磁誘導発熱層１を通
る磁束の密度によって決まり、図６（ｂ）のグラフ図に
示すような分布を示す。この図６（ｂ）のグラフ図は、
縦軸が磁性コア１７ａの中心を０とした角度θで表した
定着フイルム１０における円周方向の位置を示し、横軸
が定着フイルム１０の電磁誘導発熱層１での発熱量Ｑを
示す。ここで、発熱域Ｈは最大発熱量をＱとした場合、
発熱量がＱ／ｅ以上の領域と定義する。これは、定着に
必要な発熱量が得られる領域である。

【００５５】定着ニップ部Ｎの温度は、不図示の温度検
知手段を含む温調系により励磁コイル１８に対する電流
供給が制御されることで所定の温度が維持されるように
温調される。２６は定着フイルムを検知するサーミスタ
などの温度センサであり、本例においては温度センサ２
６で測定した定着フイルム１０の温度情報をもとに定着
ニップ部Ｎの温度を制御するようにしている。

【００５６】而して、定着フイルム１０が回転し、励磁
回路２７から励磁コイル１８への給電により、上記のよ
うに定着フイルム１０の電磁誘導発熱がなされて、定着
ニップ部Ｎが所定の温度に立ち上がって温調された状態
において、画像形成手段部から搬送された未定着トナー
画像ｔの形成された被記録材Ｐが、定着ニップ部Ｎの定
着フイルム１０と加圧ローラ３０との間に画像面を上向
き、即ち定着フイルム面に対向して導入され、定着ニッ
プ部Ｎにおいて画像面が定着フイルム１０の外面に密着
して該定着フイルムと一緒に該定着ニップ部を挟持搬送
されていく。

【００５７】この定着ニップ部Ｎを定着フイルム１０と
一緒に被記録材Ｐが挟持搬送されていく過程において、
定着フイルム１０の電磁誘導発熱で加熱されて被記録材
Ｐ上の未定着トナー画像ｔが加熱定着される。被記録材
Ｐは定着ニップ部Ｎを通過すると、定着フイルム１０の
外面から分離して排出搬送され、この被記録材上の加熱
定着トナー画像は定着ニップ部通過後、冷却して永久固
着像となる。

【００５８】本例においては、図２に示すように、定着
フイルム１０の発熱域Ｈ（図６）の対向位置に、暴走時
に励磁コイル１８への給電を遮断するための温度検知素
子であるサーモスイッチ５０を配設している。

【００５９】図７は本例で使用した安全回路の回路図で
ある。温度検知素子であるサーモスイッチ５０は十２４
Ｖの直流（ＤＣ）電源とリレースイッチ５１と直列に接
続されており、サーモスイッチ５０が切れると、リレー
スイッチ５１への給電が遮断され、リレースイッチ５１
が動作し、励磁回路２７への給電が遮断されることによ
り、励磁コイル１８への給電を遮断する構成をとってい
る。サーモスイッチ５０はＯＦＦ動作温度を２２０℃に
設定した。

【００６０】また、サーモスイッチ５０は定着フイルム
１０の発熱域Ｈに対向して該定着フイルム１０の外面に
非接触に配設した。サーモスイッチ５０と定着フイルム
１０との間の距離は略２ｍｍとした。これにより、定着
フイルム１０にサーモスイッチ５０の接触による傷が付
くことがなく、耐久による定着画像の劣化を防止するこ
とができる。

【００６１】本例によれば、装置故障による定着装置暴
走時、前記図１５に示した従来の定着装置のような定着
ニップＮで発熱する構成とは違い、定着ニップ部Ｎの入
り口側上部で発熱するため、定着ニップ部Ｎに被記録材
Ｐが挟まった状態で定着装置が停止し、励磁コイル１８
に給電が続けられ、定着フイルム１０が発熱し続けた場
合でも、被記録材Ｐが挟まっている定着ニップ部Ｎでは
発熱していないために、被記録材Ｐが直接加熱されるこ
とがない。また、発熱量が多い発熱域Ｈには、サーモス
イッチ５０が配設してあるため、サーモスイッチ５０が
２２０℃を感知して、サーモスイッチが切れた時点で、
リレースイッチ５１により励磁コイル１８への給電が遮
断される。

【００６２】本例によれば、被記録材Ｐの発火温度は約
４００℃近辺であるため、被記録材Ｐが発火することな
く、定着フィルムの発熱を停止することができる。温度
検知素子としてサーモスイッチのほかに温度ヒューズを
用いることもできる。

【００６３】本例ではトナーに低軟化物質を含有させた
トナーを使用したため、定着装置にオフセット防止のた
めのオイル塗布機構を設けていないが、低軟化物質を含
有させていないトナーを使用した場合には、オイル塗布
機構を設けてもよい。また、低軟化物質を含有させたト
ナーを使用した場合にもオイル塗布や冷却分離を行って
もよい。 Ａ）励磁コイル１８ 励磁コイル１８はコイル（線輸）を構成させる導線（電
線）として、一本ずつがそれぞれ絶縁被覆された銅製の
細線を複数本束ねたもの（束線）を用い、これを複数回
巻いて励磁コイルを形成している。本例では１０ターン
巻いて励磁コイル１８を形成している。

【００６４】絶縁被覆は定着フイルム１０の発熱による
熱伝導を考慮して耐熱性を有する被覆を用いるのがよ
い。たとえば、アミドイミドやポリイミドなどの被覆を
用いるとよい。励磁コイル１８は外部から圧力を加えて
密集度を向上させてもよい。励磁コイル１８の形状は、
図２のように発熱層１の曲面に沿うようにしている。本
例では定着フイルム１０の発熱層１と励磁コイル１８と
の間の距離は略２ｍｍになるように設定した。

【００６５】励磁コイル保持部材１９の材質としては絶
縁性に優れ、耐熱性がよいものがよい。例えば、フェノ
ール樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹
脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹
脂、ＬＣＰ樹脂などを選択するとよい。

【００６６】磁性コア１７ａ，１７ｂ，１７ｃ及び励磁
コイル１８と、定着フイルム１０の発熱層１の間の距離
はできる限り近づけた方が、磁束の吸収効率が高いので
あるが、この距離が５ｍｍを越えると、この効率が著し
く低下するため５ｍｍ以内にするのがよい。また、５ｍ
ｍ以内であれば、定着フイルム１０の発熱層１と励磁コ
イル１８の距離が一定である必要はない。励磁コイル１
８の励磁コイル保持部材１９からの引出線１８ａ・１８
ｂ（図５）については、励磁コイル保持部材１９から外
の部分について束線の外側に絶縁被覆を施している。 Ｂ）定着フイルム１０ 図８は本例における定着フイルム１０の層構成模型図で
ある。本例の定着フイルム１０は、電磁誘導発熱性の基
層となる金属フイルム等でできた発熱層１と、その外面
に積層した弾性層２と、その外面に積層した離型層３の
複合構造のものである。発熱層１と弾性層２との間の接
着、弾性層２と離型層３との間の接着のため、各層間に
プライマー層（不図示）を設けてもよい。略円筒形状で
ある定着フイルム１０において発熱層１が内面側であ
り、離型層３が外面側である。前述したように、発熱層
１に交番磁束が作用することで該発熱層に渦電流が発生
して発熱する。その熱が弾性層２・離型層３を介して定
着フイルム１０を加熱し、前記定着ニップ部Ｎを通る被
記録材Ｐを加熱して未定着トナー画像ｔの加熱定着がな
される。 ａ．発熱層１ 発熱層１はニッケル、鉄、強磁性ＳＵＳ、ニッケル−コ
バルト合金といった強磁性体の金属を用いるとよい。非
磁性の金属でも良いが、より好ましくは磁束の吸収の良
いニッケル、鉄、磁性ステンレス、コバルト−ニッケル
合金等の金属が良い。その厚みは次の式で表される表皮
深さより厚くかつ２００μｍ以下にすることが好まし
い。表皮深さσ［ｍ］は、励磁回路の周波数ｆ［Ｈｚ］
と透磁率μと固有抵抗ρ［Ωｍ］で σ＝５０３×（ρ／ｆμ）^1/2 と表される。

【００６７】これは電磁誘導で使われる電磁波の吸収の
深さを示しており、これより深いところでは電磁波の強
度は１／ｅ以下になっており、逆にいうと殆どのエネル
ギーはこの深さまでで吸収されている（図１０）。発熱
層１の厚さは好ましくは１〜１００μｍがよい。発熱層
１の厚みが１μｍよりも小さいとほとんどの電磁エネル
ギーが吸収しきれないため効率が悪くなる。また、発熱
層が１００μｍを超えると剛性が高くなりすぎ、また屈
曲性が悪くなり回転体として使用するには現実的ではな
い。従って、発熱層１の厚みは１〜１００μｍが好まし
い。 ｂ、弾性層２ 弾性層２は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシ
リコーンゴム等で耐熱性がよく、熱伝導率がよい材質で
ある。弾性層２の厚さは１０〜５００μｍ好ましい。こ
の弾性層２は定着画像品質を保証するために必要な厚さ
である。

【００６８】カラー画像を印刷する場合、特に写真画像
などでは被記録材Ｐ上で大きな面積に渡ってベタ画像が
形成される。この場合、被記録材Ｐの凹凸あるいは未定
着トナー画像層の凹凸に加熱面（離型層３）が追従でき
ないと加熱ムラが発生し、伝熱量が多い部分と少ない部
分で画像に光沢ムラが発生する。伝熱量が多い部分は光
沢度が高く、伝熱量が少ない部分では光沢度が低い。弾
性層２の厚さとしては、１０μｍ以下では被記録材Ｐあ
るいは未定着トナー画像層の凹凸に追従しきれず画像光
沢ムラが発生してしまう。また、弾性層２が１０００μ
ｍ以上の場合には該弾性層の熱抵抗が大きくなり、クイ
ックスタートを実現するのが難しくなる。より好ましく
は弾性層２の厚みは５０〜５００μｍがよい。

【００６９】弾性層２の硬度は、硬度が高すぎると、被
記録材Ｐあるいは未定着トナー画像層の凹凸に追従しき
れず画像光沢ムラが発生してしまう。そこで、弾性層２
の硬度としては６０°（ＪＩＳ−Ａ）以下、より好まし
くは４５°（ＪＩＳ−Ａ）以下がよい。

【００７０】弾性層２の熱伝導率λに関しては、 ６×１０^-4〜２×１０^-3［ｃａ１／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅ
ｇ］ がよい。

【００７１】熱伝導率λが６×１０^-4〔ｃａ１／ｃｍ・
ｓｅｃ・ｄｅｇ］よりも小さい場合には、熱抵抗が大き
く、定着フイルムの表層（離型層３）における温度上昇
が遅くなる。

【００７２】熱伝導率λが２×^-3［ｃａ１／ｃｍ・ｓｅ
ｃ・ｄｅｇ］よりも大きい場合には、硬度が高くなりす
ぎたり、圧縮永久歪みが悪化する。

【００７３】よって、熱伝導率λは６×１０^-4〜２×１
０^-3［ｃａ１／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ］がよい。より好
ましくは８×１０^-4〜１．５×１０^-3［ｃａ１／ｃｍ・
ｓｅｃ・ｄｅｇ］がよい。 ｃ．離型層３ 離型層３はフッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリ
コーンゴム、フッ素ゴム、ジリコーンゴム、ＰＦＡ，Ｐ
ＴＦＥ，ＦＥＰ等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択
することができる。

【００７４】離型層３の厚さは１〜１００μｍが好まし
い。離型層３の厚さが１μｍよりも小さいと、塗膜の塗
ムラで離型性の悪い部分ができたり、耐久性が不足する
といった問題が発生する。また、離型層が１００μｍを
超えると、熱伝導が悪化するという問題が発生し、特に
樹脂系の離型層の場合は硬度が高くなりすぎ、弾性層２
の効果がなくなってしまう。

【００７５】また、図９に示すように、定着フイルム１
０の構成において、発熱層１のフイルムガイド面側（発
熱層１の弾性層２とは反対面側）に断熱層４を設けても
よい。断熱層４としては、フッ素樹脂・ポリイミド樹脂
・ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹
脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹
脂、ＦＥＰ樹脂などの耐熱樹脂がよい。

【００７６】また、断熱層４の厚さとしては１０〜１０
００μｍが好ましい。断熱層４の厚さが１０μｍよりも
小さい場合には断熱効果が得られず、また、耐久性も不
足する。一方、１０００μｍを超えると磁性コア１７ａ
・１７ｂ・１７ｃ及び励磁コイル１８から発熱層１の距
離が大きくなり、磁束が十分に発熱層１に吸収されなく
なる。断熱層４は、発熱層１に発生した熱が定着フイル
ム１０の内側に向かわないように断熱できるので、断熱
層４がない場合と比較して被記録材Ｐ側への熱供給効率
が良くなる。よって、消費電力を抑えることができる。

【００７７】図１１は本実施例におけるたわみ検出部と
してのループセンサ部の説明図である。図１１におい
て、７１はフォトインタラプタ、７２はガイド支点、７
３は揺動式入口ガイド支点、７４は制御ＣＰＵであり、
この制御ＣＰＵ７４はフォトインタラプタ７１の出力信
号に基づいてシートの搬送状態を監視する監視部７４
ａ、この監視部７４ａの出力に基づいてたわみ量、つま
りループ量が所定量を上回ったことを判断する判断部７
４ｂ、この判断部７４ｂからループ量が所定量Ｒ₀を上
回ったことの判断信号の供給を受けると、報知手段とし
ての表示パネル７５を作動させて、その旨を報知させる
とともに画像形成部のホストコンピュータ（図示せず）
に停止指示を行う制御部７４ｃとを有する。

【００７８】上記ループセンサ部は、画像形成部と定着
装置の間の搬送経路に設けられ、現像剤で現像された被
記録材Ｐが定着装置１００へ入るとき、被記録材Ｐがル
ープＰ₀を形成すると、揺動式入口ガイド７２が揺動式
入口ガイド支点７３を支点として図１右上方へ揺動す
る。このときフォトインタラプタ７１の光を遮断するこ
とになり、ループの発生が検知される構成である。フォ
トインタラプタ７１は光反射型センサ、プッシュスイッ
チ、タクトスイッチなどの位置検出が可能なセンサであ
ればどのようなものでも良い。

【００７９】次に、図１３、図１４を参照してループ制
御及び、滑り検知方法について説明する。図１３の制御
説明図において、細線は滑りの無い場合、太線は滑りの
あった場合のループ量を示すグラフである。Ｔ１はルー
プ検知時刻及び、定着装置１００の高速駆動開始時刻，
Ｔ２は定着装置１００の通常駆動開始時刻、Ｔ１ｎは滑
りの無い場合にループ状態を検知した時刻、Ｔ１ｓは滑
りのあった場合にループ状態を検知した時刻である。△
Ｔｎは滑りの無い場合の正常印字状態におけるＴ２〜Ｔ
１ｎ時間、△Ｔｓは滑りがあった場合のＴ２〜Ｔ１ｓ時
間である。

【００８０】同様に図１４の制御説明図において、細線
は滑りの無い場合、太線は滑りのあった場合のループ量
を示すグラフである。Ｔ１はループ検知時刻及び定着装
置１００の高速駆動開始時刻、Ｔ２は定着装置１００の
通常駆動開始時刻、△Ｔｎは滑りの無い場合の正常印字
状態におけるＴ２〜Ｔ１ｎ時間、△Ｔｓは滑りがあった
場合のＴ２〜Ｔ１ｓ時間である。

【００８１】図１３、図１４とも、ループを減少させる
ために、定着装置１００を高速駆動した時刻Ｔ１を起点
として、制御ＣＰＵ７４によってあらかじめ定められた
時間後に該制御ＣＰＵが定着装置１００を通常駆動に戻
す時刻がＴ２である。△Ｔｎと△Ｔｓを比較すると、い
ずれの場合も △Ｔｎ＞△Ｔｓ である。

【００８２】これより、制御系固有の△Ｔｎを求めてお
くことで、ループ制御において滑り検知を行うことがで
きる。具体的な制御方法としては、Ｔ２の通常駆動開始
時刻にタイマーをセットし、次にループが検知された時
刻との時間間隔が所定の時間より短かった場合を滑り有
りとすればよい。

【００８３】本実施例では、滑り有りの場合、画像不良
があったとして、これを制御ＳＰＵ７４ヘ報知するする
と、制御ＣＰＵ７４の制御部７４ｃは、その旨を表示パ
ネル７５に表示するとともに画像形成装置のホストコン
ピュータヘ報知する。ユーザは報知情報に基づいて印字
データを再送することが可能となる。また、滑り検知の
状態を制御ＣＰＵ７４が把握できることにより、定着装
置１００の自己診断機能のひとつとして実現することが
できる。

【００８４】

【実施例２】実施例１の画像形成装置において、定着装
置１００における滑りを検知するループ制御方法の第２
の実施例を説明する。

【００８５】実施例１では、 △Ｔｎ＝Ｔ２〜Ｔ１ｎ △Ｔｓ＝Ｔ２〜Ｔ１ｓ としたが、本実施例２では、 △Ｔｎ＝Ｔ１〜Ｔ１ｎ △Ｔｓ＝Ｔ１〜Ｔ１ｓ とする。

【００８６】これにより、定着装置の駆動切替えタイミ
ングをモニターしておく必要がなく、検知タイミングで
あるＴ１，Ｔ１ｎ及びＴ１ｓの時刻のみモニターしてお
けばよい。さらに、ループセンサ部を構成するフォトイ
ンタラプタ７１からの情報のみで、滑り検知が可能であ
るため、ループセンサ部にて滑り検知をすべて行うこと
も可能である。検知タイミングの周期だけを判断とする
ことで良く、時定数を持った計時回路でも良い。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、新
規に検出手段を設けることなく、既存のたわみ検出部と
してのループセンサを用いて、定着装置におけるシート
の滑りを検知することができ、シートに形成される画像
不良をも検知することができ該画像不良を報知すること
が可能になり、ユーザに再印字を促すこともできるた
め、ユーザビリティが向上する。また、滑りによる画像
不良を検知することができ、画像形成装置の自己診断機
能を高め、ユーザに対して高品質な画像を提供する上
で、従来にない信頼性の高い画像形成装置を提供するこ
とが可能という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の概略構成図である。

【図２】加熱装置としての定着装置の要部の横断側面模
型図である。

【図３】同じく要部の正面模型図である。

【図４】同じく要部の横断正面模型図である。

【図５】磁場発生手段と励磁回路の関係を示した図であ
る。

【図６】磁場発生手段と発熱量Ｑの関係を示した図であ
る。

【図７】安全回路を示した図である。

【図８】電磁誘導発熱性の定着フイルムの層構成模型図
である。

【図９】電磁誘導発熱性の定着フイルムの層構成模型図
である。

【図１０】発熱層深さと電磁波強度の関係を示したグラ
フ図である。

【図１１】画像形成装置の概略構成図である。

【図１２】電流共振のスイッチング部である。

【図１３】本発明の実施例１のループ制御説明図であ
る。

【図１４】本発明の実施例２のループ制御説明図であ
る。

【図１５】従来の加熱装置としての定着装置の横断側面
模型図である。

【符号の説明】

１ 発熱層 ２ 弾性層 ３ 雛型層 ４ 断熱層 １０ 定着フイルム １６ フイルムガイド １７ 磁性コア １８ 励磁コイル １９ 励磁コイル保持部材 ２３ａ・２３ｂ 定着フイルム端部の規制・保持用フラ
ンジ部材 ２６ 温度検知素子（サーミスタ） ２７ 励磁回路 ３０ 加圧部材としての加圧ローラ ５０ サーモスイッチ ７１ フォトインタラプタ ７２ 揺動式入口ガイド ７３ 揺動入りロガイド支点 ７４ 制御ＣＰＵ ７５ 表示パネル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シートに未定着画像を形成する画像形成部
   と、この未定着画像をシートに加熱固定する定着部と、
   前記画像形成部と前記定着部とのシート搬送経路周辺に
   配置され、シートのたわみを検知するたわみ検出部とを
   有する画像形成装置において、前記たわみ検出部の検出
   タイミングによって前記シートの搬送状態を監視するこ
   とを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】請求項１の画像形成装置において、前記た
   わみ検出部の検出時間によって前記定着部におけるシー
   トの搬送状態を監視し、シートのたわみ量が所定量を上
   回ったと判断される場合に、これを報知することを特徴
   とする画像形成装置。
3. 【請求項３】請求項１の画像形成装置において、前記た
   わみ検出部の検出時間によって前記定着部におけるシー
   トの搬送状態を監視し、シートのたわみ量が所定量を上
   回ったと判断される場合に、前記定着部でシートの搬送
   むらがあったとしてこれを報知することを特徴とする画
   像形成装置。
4. 【請求項４】請求項１の画像形成装置において、前記た
   わみ検出部における検出タイミングがあらかじめ定めた
   所定のタイミングと異なる場合に、シートの搬送異常と
   してこれを報知することを特徴とする画像形成装置。