JP2002116659A - 熱定着用セラミックヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】熱定着用セラミックヒータについて、電気的導
通部の劣化・非導通の問題をなくして、高耐久性・高精
度・高信頼性を有し、また低コストなヒータを実現す
る。 【解決手段】セラミック基板４１と、該基板に配設した
発熱抵抗体４２を基本構成体とし、該発熱抵抗体４２に
電力を供給して発熱させる熱定着用セラミックヒータ４
０において、基板４１上に発熱抵抗体４２を印刷生成す
る構成を有し、該基板４１上に発熱抵抗体４２に電力を
供給する為の電極パターン４３ａ〜４３ｅを有し、該基
板４１上に直接温度検出素子を構成する手段４５，４５
ａ〜４５ｄを有し、該温度検出素子４５の出力を基に、
前記発熱抵抗体４２の電力制御を行ないヒータ４０の温
調制御を行なわせることを特徴とする熱定着用セラミッ
クヒータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真・静電記録・
磁気記録等の適宜の原理・方式の作像プロセス手段部で
記録媒体（転写用紙・エレクトロファックス紙・静電記
録紙など）上にトナー等の顕画材により目的の画像情報
に対応した画像を間接（転写）方式あるいは直接方式で
形成担持させ、その画像を記録媒体に永久固着像として
熱定着することによって画像形成物（プリント，コピ
ー）を出力する、プリンタ・複写機・記録機・ファクシ
ミリ等の画像形成装置に関する。

【０００２】また、記録媒体上に形成担持させたトナー
等の顕画材画像を定着する熱定着器に関する。

【０００３】さらに、セラミック基板と、該基板に配設
した発熱抵抗体を基本構成体とし、該発熱抵抗体に電力
を供給して発熱させる熱定着用セラミックヒータに関す
る。

【０００４】

【従来の技術】図２１に上記のような画像形成装置の一
例の概略構成を示した。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（印字装
置・画像記録装置）である。

【０００５】１は像担持体としてのドラム型の電子写真
感光体であり、矢示の時計方向に所定の周速度（プロセ
ススピード）で回転駆動される。

【０００６】該感光体１はその回転過程で一次帯電器２
により所定の極性・電位に一次帯電処理され、次いでレ
ーザビームスキャナ３で目的の画像情報のレーザビーム
走査露光Ｌを受けて、感光体１の周面に目的の画像情報
に対応した静電潜像が形成される。次いでその潜像が現
像器４によりトナー画像として顕像化される。そのトナ
ー画像が転写器５において、後述する給紙機構側から感
光体１と転写器５との間の転写部に所定のタイミングで
給送された記録媒体としての転写用紙Ｐの面に転写され
ていく。

【０００７】転写部を通ってトナー画像の転写を受けた
転写用紙Ｐは感光体１の面から分離され、搬送部７を通
って熱定着器８へ導入されてトナー画像の熱定着処理を
受け、排紙ローラ対９ａ・９ｂから排紙トレイ（スタッ
カ）１０へプリントアウトされる。転写用紙Ｐに対する
トナー画像転写後の感光体１はクリーニング器１１で転
写残りトナー等の残留汚染物の除去を受けて清掃され、
繰り返して作像に供される。

【０００８】レーザビームスキャナ３は、光源としての
半導体レーザ３１・ポリゴンミラー（回転多面鏡）３２
・ｆ−θレンズ３３・反射ミラー３４・ビームディテク
タ３５等からなる。半導体レーザ３１からは不図示の外
部機器としてのホストコンピュータ・画像読取装置・ワ
ードプロセッサ等からプリンタ側へ入力される目的の画
像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して変調さ
れたレーザビームを出力する。ビームディテクタ３５は
ビームの走査開始位置に配置され、ビームを検出するこ
とにより主走査方向の画像書き出しタイミングであるＢ
Ｄ信号を制御回路に出力する。

【０００９】１２はプリンタ本体に対して着脱自在の給
紙カセットであり、記録媒体としての転写用紙Ｐを積載
収納させてある。給紙カセット１２内の用紙Ｐは給紙ス
タート信号に基づいて１回転間欠駆動される欠円型給紙
ローラ１３によりカセット１２内から１枚宛分離給送さ
れ、搬送ローラ対１４・シートパス１５を通ってレジス
トシャッタ１６へ搬送される。

【００１０】搬送用紙の先端がレジストシャッタ１６の
位置まで到達すると、用紙は該レジストシャッタ１６に
よって一旦搬送が停止される。この場合、搬送ローラ対
１４はその搬送停止状態の用紙Ｐに対してスリップしな
がら搬送トルクを発生して回転を続ける。

【００１１】次いで、所定の制御タイミングでレジスト
ソレノイド１７に通電がなされることでレジストシャッ
タ１６が引き上げられて用紙のレジストシャッタ１６に
よる搬送停止が解除され、回転を続けている搬送ローラ
対１４による搬送トルクで用紙の再搬送がなされ、該用
紙が搬送ローラ対１８を経て感光体１と転写器５との間
の転写部に所定のタイミングで給送される。即ちレジス
トシャッタ１６の駆動は、感光体に対する画像形成と一
定のタイミングをとって行なわれる。

【００１２】１９は手差し用給紙台であり、この給紙台
１９からプリンタ内へ用紙Ｐを差し入れると、その用紙
Ｐは手差し給紙ローラ２０によりプリンタ内へ引き込ま
れレジストシャッタ１６へ搬送され、その先端がレジス
トシャッタ１６の位置まで到達すると、該用紙は該レジ
ストシャッタ１６によって一旦搬送が停止される。手差
し給紙ローラ２０は該用紙Ｐに対してスリップして回転
を続けている。その後の搬送シーケンスは前記給紙カセ
ット１２側から給紙された用紙の場合と同様である。

【００１３】Ｓ１は給紙カセット１２内の用紙の有無を
検出する反射型フォトセンサ、Ｓ２はレジストシャッタ
１６の位置に用紙があるか否かを検出するフォトセンサ
（レジストセンサ）、Ｓ３・Ｓ４は定着器８の用紙入口
側と出口側に配設した用紙の有無を検出するセンサ（入
口センサと排紙センサ）である。

【００１４】図２２は熱定着器８の構成略図である。本
例の熱定着器８はヒートローラタイプのものである。

【００１５】８１は定着ローラ（熱ローラ）、８２はこ
の定着ローラ８１に所定の押圧力で圧接させた加圧ロー
ラである。定着ローラ８１は一般に外周面にトナーオフ
セット防止層を形成したアルミニウムの中空パイプロー
ラと、該ローラ内に挿入配設した熱源としてのハロゲン
ヒータ（ランプ）Ｈからなり、所定の周速度をもって回
転駆動される。加圧ローラ８２は耐熱性のゴムローラで
あり、定着ローラ８１に従動して回転する。８３は定着
ローラ８１の表面に当接させた温度検出手段としてのサ
ーミスタである。

【００１６】定着ローラ８１はハロゲンヒータＨの発熱
により加熱され、該ローラの表面温度がサーミスタ８３
により検出され、その検出情報が温調系にフィードバッ
クされてヒータＨへの通電が制御されることにより定着
ローラ８１の表面温度が所定の定着温度に温調管理され
る。

【００１７】前述したように転写部でトナー画像の転写
を受けて熱定着器８へ搬送された転写用紙Ｐは下紙ガイ
ド８４で定着ローラ８１と加圧ローラ８２との圧接ニッ
プ部（定着ニップ部）にスムーズに案内されて該ニップ
部に進入して該ローラ対８１・８２の熱と圧力によりト
ナー画像が用紙面に定着される。そしてニップ部を出た
用紙は排紙ローラ対９ａ・９ｂで定着器８から送り出さ
れる。８５は定着分離爪であり、用紙Ｐが定着ローラ８
１に巻き付くのを防止している。

【００１８】図２４は熱定着器８の駆動系のギアトレイ
ンを示している。Ｇ２は定着ローラ８１の一端側に固定
した定着ローラギア、Ｇ４は排紙ローラ対９ａ・９ｂの
下側ローラ９ａの一端側に固着した排紙ローラギア、Ｇ
１は駆動ギアであり、定着ローラギアＧ２に噛合してい
る。また該駆動ギアＧ１と排紙ローラギアＧ４は中継ギ
アＧ３を介して噛合している。駆動ギアＧ１は不図示の
メインモータからの駆動力を不図示の伝達系を介して受
けて矢示の方向に回転駆動される。

【００１９】駆動ギアＧ１の回転によりギアＧ２を介し
て定着ローラ８１が回転駆動され、加圧ローラ８２が該
定着ローラ８１に従動して回転する。またギアＧ３・Ｇ
４を介して排紙ローラ対９ａ・９ｂの下ローラ９ａが回
転駆動され、上ローラ９ｂが該下ローラ９ａに従動して
回転する。

【００２０】定着ローラ８１に配設するヒータＨを複数
にしたものもある（実開昭６３−９２３６７号公報・実
開平４−３４５４号公報等）。図２３は定着ローラ８１
内に２本のヒータ（ハロゲンヒータ）Ｈ１・Ｈ２を配設
した熱定着器８を示している。

【００２１】上述のようなヒートローラタイプの熱定着
器８の他に、近時はフィルム加熱方式の熱定着器が実用
化されている。

【００２２】この熱定着器は特開昭６３−３１３１８２
号公報・特開平１−２６３６７９号公報・特開平２−１
５７８７８号公報・特開平４−４４０７５〜４４０８３
号公報等で知られており、加熱手段と対向手段との間に
耐熱フィルムを挟ませて走行させ、耐熱フィルムを挟ん
で加熱手段と対向手段とで形成されるニップ部の耐熱フ
ィルムと対向手段との間に未定着トナー画像を形成担持
させた記録媒体を導入して耐熱フィルムに密着させて耐
熱フィルムと一緒にニップ部を通過させることで加熱手
段の熱を耐熱フィルムを介して記録媒体に与えて未定着
トナー画像を記録媒体に加熱定着させるものである。

【００２３】このようなフィルム加熱方式の熱定着器
は、昇温の速い低熱容量の加熱手段や薄膜の耐熱フィル
ムを用いることができるため、省電力化やウェイトタイ
ムの短縮化（クィックスタート性）が可能となる、画像
形成装置等の本機の機内昇温を低めることができる等の
利点を有し、効果的なものである。

【００２４】加熱手段としては、耐熱性・絶縁性のセラ
ミック基板と、該基板に形成された通電発熱抵抗体を基
本構成とし、該抵抗体に電力を供給して発熱させる所謂
面状セラミックヒータが用いられている。

【００２５】図２５はこのフィルム加熱方式の熱定着器
８Ａの要部の横断面模型図、図２６はヒータの一部切欠
き平面図である。４０はヒータ（加熱体）であり、 ａ．電気絶縁性・耐熱性・低熱容量の細長の基板４１
と、 ｂ．この基板４１の一方面側（表面側）の基板幅方向中
央部に基板長手に沿って直線細帯状に形成した発熱抵抗
体４２と、 ｃ．この発熱抵抗体４２の両端部にそれぞれ導通させて
基板面に形成した電極パターン（電極端子）４３・４３
と、 ｄ．基板４１の発熱抵抗体形成面側を被覆させたヒータ
表面保護層としての電気絶縁性オーバーコート層４４
と、 ｅ．基板４１の他方面側（裏面側）に設けた温度検出素
子４５等よりなる。

【００２６】基板４１は、例えば、幅１０ｍｍ・厚さ１
ｍｍ・長さ２４０ｍｍのＡｌ₂Ｏ₃，ＡｌＮ，ＳｉＣ等の
セラミック板等である。

【００２７】発熱抵抗体４２は、例えば厚さ１０μｍ・
幅１ｍｍのスクリーン印刷等で塗工したＡｇ／Ｐｄ（銀
パラジウム合金），ＲｕＯ₂，Ｔａ₂Ｎ等のパターン層で
ある。

【００２８】ヒータ４０のオーバーコート層４４側がフ
ィルム接触摺動面であり、この面側を外部露呈させてヒ
ータ４０を断熱性のヒータホルダ４６を介してヒータ支
持部材４７に固定支持させてある。

【００２９】４８は厚さ例えば４０μｍ程度のポリイミ
ド等のエンドレスベルト状、或いは長尺ウエブ状の耐熱
性フィルム、４９はこのフィルム４８をヒータ４０に対
して押圧する加圧部材としての加圧ローラである。

【００３０】フィルム４８は不図示の駆動部材により、
或いは加圧ローラ４９の回転力により所定の速度で矢示
の方向にヒータ４０面に密着した状態でヒータ４０面を
摺動しながら回転或いは走行移動する。

【００３１】ヒータ４０及びそれを取り付けたヒータホ
ルダ４６はその両端部に給電コネクタ５０・５０が嵌着
されてヒータ４０の発熱抵抗体４２の両端電極パターン
４３・４３にそれぞれ給電コネクタ５０・５０のコネク
タコンタクト（バネ材電極，一般にリン青銅）が圧接
し、この給電コネクタ５０・５０を介して両端電極パタ
ーン４３・４３間に電源より電圧印加がなされ、該発熱
抵抗体４２が発熱することで昇温する。

【００３２】ヒータ４０の温度は基板裏面の温度検出素
子４５で検出されてその検出情報が通電制御回路へフィ
ードバックされて電源から発熱抵抗体４２への通電が制
御されることで、ヒータ４０が所定の温度に温調制御さ
れる。

【００３３】ヒータ４０の温度検出素子４５は熱応答性
の最も良い定着面つまりヒータ基板表面側の発熱抵抗体
４２の形成位置に対応する基板裏面側部分位置（発熱抵
抗体４２の直下に対応する基板裏面側部分位置）に配設
される。

【００３４】ヒータ４０の発熱抵抗体４２に対する通電
によりヒータ４０を所定に昇温させ、またフィルム４８
を移動駆動させた状態において、フィルム４８と加圧ロ
ーラ４９との圧接部（加圧部）である定着ニップ部Ｎに
記録媒体Ｐを未定着トナー画像面をフィルム４８面側に
して導入することで、記録媒体Ｐがフィルム４８面に密
着してフィルム４８と共に定着ニップ部Ｎを移動通過
し、その移動通過過程でヒータ４０からフィルム４８を
介して記録媒体Ｐに熱エネルギーが付与されて記録媒体
Ｐ上の未定着トナー画像ｔが加熱溶融定着される。

【００３５】

【発明が解決しようとする課題】（Ａ）課 題 １ 前述例（図２３）のように複数のヒータＨ１・Ｈ２・・
・・を備えた熱定着手段（熱定着器）８を有する画像形
成装置に関して、従来装置では装置の状態を考慮せず該
複数のヒータＨ１・Ｈ２・・・・を駆動している。

【００３６】ａ．即ち従来装置では該複数のヒータＨ１
・Ｈ２・・・・を使用する際の各ヒータＨ１・Ｈ２・・
・・の駆動開始タイミングを考慮していないため、同時
に複数のヒータＨ１・Ｈ２・・・・の駆動開始タイミン
グが重なることによって突入電流が非常に大きくなって
しまう場合がある。

【００３７】ｂ．また装置の状態に関係なく複数のヒー
タを使用するため、全てのヒータＨ１・Ｈ２・・・・を
使用する場合、各ヒータ単体の寿命がそのまま熱定着手
段の装置寿命になる。また熱定着手段の温度が立ち上が
った後の定温調状態でも常に電力を消費する状態が続
く。さらに、温調のためのヒータ駆動時に必要な電力が
大きくなる。

【００３８】ｃ．そして少数ずつ順にヒータＨ１・Ｈ２
・・・・ を使用する場合、単位時間の供給熱量が小さ
いためウォーミングアップ時の立ち上がり時間が遅くな
る。

【００３９】そこで本発明の第１の目的は、複数のヒー
タを備えた熱定着手段を有する画像形成装置についての
上記ａ・ｂ・ｃのような問題点を解消すること、即ちヒ
ータ駆動開始時の突入電流を低くできるようにするこ
と、各ヒータを効率的に使用し熱定着手段の装置寿命を
延ばすことができるようにすること、ウォーミングアッ
プ時間を短縮するとともに、定温調状態時の消費電力を
低くできるようにすることにある。

【００４０】（Ｂ）課 題 ２ 熱定着手段としての前述例（図２２・図２３）のような
ヒートローラ方式の熱定着器８では定着ローラ８１の表
面温度は１５０〜２００度と高く消費エネルギーも大き
い。例えば、毎分８枚のレーザビームプリンタにおい
て、 印字中の消費エネルギー 約８００Ｗ 印字外の消費エネルギー 約 ８０Ｗとなっている。

【００４１】そこで本発明の第２の目的は、熱定着手段
から外部へ無駄に逃げていく熱量を可及的に押えて消費
エネルギーを節約させる、例えば前記印字外のエネルギ
ーを半分以下に押えて熱効率化を図ることにある。

【００４２】（Ｃ）課 題 ３ 従来の画像形成装置では記録媒体として普通紙が通紙さ
れた場合と、封筒や葉書などの厚紙が通紙された場合と
での定着に関係する処理が同じであった。

【００４３】そのため、封筒などの厚紙が通紙されたと
きには定着不良が発生する可能性があった。

【００４４】そこで本発明の第３の目的は、記録媒体と
して封筒などの厚紙が通紙されたときも定着不良を発生
させないことにある。

【００４５】（Ｄ）課 題 ４ 前述したフィルム加熱方式の熱定着手段８Ａ（図２５）
の加熱手段等として用いられる面状セラミックヒータ４
０において、ヒータの温度を検知する手段４５としては
一般にＮＴＣサーミスタが用いられている。

【００４６】ヒータ４０の温度制御を精度良く行なうた
めには、ＮＴＣサーミスタ４５を面状セラミックヒータ
４０に直接実装することが好ましく、実装及び電気的導
通に高融点ハンダもしくは銀・金等の導体を含んだエポ
キシ系導電性接着剤が用いられている。

【００４７】しかしながら、面状セラミックヒータ４０
は、トナー画像定着時には約２００度の高温となり、非
動作時には室温になるため、過大なヒートサイクルが繰
り返され、高融点ハンダもしくは導電性接着剤を用いた
電気的導通部が劣化し、非導通となる問題点があった。

【００４８】そこで本発明の第４の目的は、この種の熱
定着用セラミックヒータについて、上述のような電気的
導通部の劣化・非導通の問題をなくして、高耐久性・高
精度・高信頼性を有し、また低コストなヒータを実現す
ることにある。

【００４９】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴を有する画像形成装置、熱定着器、及び熱定着用セラ
ミックヒータである。

【００５０】（１）記録媒体上にトナー等の顕画材によ
り画像を形成し、熱定着することによって画像形成物を
出力する画像形成装置において、熱定着手段が複数のヒ
ータを有するものであり、装置の動作状態に応じて該複
数のヒータを選択的に駆動するヒータ制御手段を有する
ことを特徴とする画像形成装置。

【００５１】（２） （１）に記載の画像形成装置にお
いて、熱定着手段の複数のヒータを同時に使用する場合
には各ヒータの駆動開始タイミングをずらすヒータ制御
手段を有することを特徴とする画像形成装置。

【００５２】（３） （１）に記載の画像形成装置にお
いて、装置の動作状態に応じて複数のヒータを全て使用
するモードと、少数ずつのヒータを順に使用していくモ
ードとに切換えるヒータ制御手段を有することを特徴と
する画像形成装置。

【００５３】（４） （３）に記載の画像形成装置にお
いて、熱定着手段の温度が低い状態から所定の温度まで
立ち上げる過程においては全てのヒータを使用し、所定
の温度に達した後、一定の温度に保持する状態において
は少数ずつ順にヒータを使用するヒータ制御手段を有す
ることを特徴とする画像形成装置。

【００５４】（５） （４）に記載の画像形成装置にお
いて、熱定着手段の温度が低い状態から所定の温度まで
立ち上げる過程で素早く立ち上げるかどうかを外部から
指定する入力手段を有し、該入力手段により素早い立ち
上げを指定された場合には全ヒータを使用し、素早い立
ち上げを指定されなかった場合にはヒータを少数ずつ順
に使用するヒータ制御手段を有することを特徴とする画
像形成装置。

【００５５】（６） （５）に記載の画像形成装置にお
いて、少なくともジャムリカバリー処理後、スリープ状
態からの復帰後、スタンバイから画像形成への移行時等
の場合には、外部からの指定に拘らず熱定着手段の全て
のヒータを使用するヒータ制御手段を有することを特徴
とする画像形成装置。

【００５６】（７） 記録媒体上に形成担持させたトナ
ー等の顕画材画像を定着する熱定着器において、熱定着
手段の周囲の少なくとも一部を断熱材で覆ったことを特
徴とする熱定着器。

【００５７】（８） （７）に記載の熱定着器におい
て、前記断熱材は三層構造であり、一層と三層は金属で
あり、少なくとも二層は一層と三層よりも熱伝導率の低
い材質であることを特徴とする熱定着器。

【００５８】（９） （８）に記載の熱定着器におい
て、前記断熱材は一層と三層はステンレスであり、二層
は真空であることを特徴とする熱定着器。

【００５９】（１０） （７）乃至（９）の何れかに記
載の熱定着器において、前記断熱材の一部に記録媒体が
通る開閉自在の窓部を設け、熱定着手段に対する記録媒
体の給排紙時に該窓部を開き制御するようにしたことを
特徴とする熱定着器。

【００６０】（１１） 記録媒体上に形成担持させたト
ナー等の顕画材画像を定着する熱定着器において、熱定
着手段を駆動するギアと軸の間の歯の内部の少なくとも
一部を熱伝導率の低い部材で構成したことを特徴とする
熱定着器。

【００６１】（１２） （１１）に記載の熱定着器にお
いて、歯の内部の一部を中空としたことを特徴とする熱
定着器。

【００６２】（１３） （１１）又は（１２）に記載の
熱定着器において、熱定着手段を駆動するギア列中の少
なくとも１つのギアを他のギアに対して着脱自在なギア
にし、定着時以外は該ギアは他のギアと噛み合わないよ
うに位置移動制御するようにしたことを特徴とする熱定
着器。

【００６３】（１４） 記録媒体上にトナー等の顕画材
により画像を形成し、熱定着することによって画像形成
物を出力する画像形成装置において、装置に給紙された
記録媒体の搬送方向のサイズを検出する検出手段を具備
し、該検出手段により検出されたサイズが所定のサイズ
より小さい場合には装置動作を厚紙対応の制御で実行さ
せることを特徴とする画像形成装置。

【００６４】（１５） （１４）に記載の画像形成装置
において、厚紙対応制御とは熱定着手段の定着温度を通
常の制御よりも高く制御することであることを特徴とす
る画像形成装置。

【００６５】（１６） （１４）に記載の画像形成装置
において、厚紙対応制御とは通常の制御よりも記録媒体
の給紙間隔を大きく制御することであることを特徴とす
る画像形成装置。

【００６６】（１７） セラミック基板と、該基板に配
設した発熱抵抗体を基本構成体とし、該発熱抵抗体に電
力を供給して発熱させる熱定着用セラミックヒータにお
いて、基板上に発熱抵抗体を印刷生成する構成を有し、
該基板上に発熱抵抗体に電力を供給する為の電極パター
ンを有し、該基板上に直接温度検出素子を構成する手段
を有し、該温度検出素子の出力を基に、前記発熱抵抗体
の電力制御を行ないヒータの温調制御を行なわせること
を特徴とする熱定着用セラミックヒータ。

【００６７】（１８） （１７）に記載の熱定着用セラ
ミックヒータにおいて、温度検出素子は基板上に厚膜印
刷・焼成工程を用いて形成することを特徴とする熱定着
用セラミックヒータ。

【００６８】（１９） （１７）又は（１８）に記載の
熱定着用セラミックヒータにおいて、基板はアルミナ基
板であることを特徴とする熱定着用セラミックヒータ。

【００６９】

【作用】（ａ）前記（１）乃至（６）は前記の課題１を
解決した画像形成装置構成である。即ち、複数のヒータ
を備えた熱定着手段を有する画像形成装置について複数
のヒータを同時に使用する場合、その駆動開始タイミン
グをずらしてゆくヒータ制御手段を備えることにより、
ヒータ駆動開始時の突入電流を低くできるようにしたも
のである。

【００７０】また装置の状態に応じて複数のヒータを全
て使用するモードと、少数ずつのヒータを順に使用して
ゆくモードとに切り換えるヒータ制御手段を備えること
により、各ヒータを効率的に使用し熱定着手段の装置寿
命を延ばすことができるようにし、また必要に応じて供
給する熱量を変えることができるため、ウォーミングア
ップ時間を短縮するとともに、定温調状態の消費電力を
低くできるようにしたものである。

【００７１】（ｂ）前記（７） 乃至（１３）は前記の
課題２を解決した画像形成装置構成である。即ち、その
ような装置構成とすることで、熱定着手段から外部へ無
駄に逃げる熱量が押えられて印字外での熱定着手段の消
費エネルギーが節約され、熱効率が図られる。

【００７２】（ｃ）前記（１４）乃至（１６）は前記の
課題３を解決した画像形成装置構成である。即ち、給紙
された記録媒体の搬送方向のサイズを検出し、該給紙記
録媒体についての検知サイズが予め設定されたサイズよ
り小さい場合には該給紙記録媒体は封筒等の厚紙である
と認識し、熱定着手段の温度を上げる、給紙間隔を大き
くする等の厚紙対応シーケンスにて制御することで定着
不良の発生を無くすことができた。

【００７３】（ｄ）前記（１７）乃至（１９）は前記の
課題４を解決した熱定着用セラミックヒータの構成であ
る。即ち、発熱抵抗体・電極パターンと同様の厚膜印刷
技術を用いて、白金抵抗等のヒータ温度検出素子を構成
することによって該温度検出素子をヒータ基台となるセ
ラミック基板上に直接構成し、温度検出素子を電極パタ
ーンを印刷技術を用いて電気的に接続することによって
高信頼度の温度検出が可能な、高耐久性の熱定着用セラ
ミックヒータを実現できる。

【００７４】また全てを厚膜印刷工程を用いて生成する
ため、コスト的にも安価な熱定着用セラミックヒータが
実現可能となる。

【００７５】

【実施例】Ａ．以下の実施例１乃至同４は前記（１）乃
至（６）に記載した構成の画像形成装置についての実施
例であり、前記の課題１を解決したものである。

【００７６】〈実施例１〉（図１〜図３） 図１は本実施例の画像形成装置の概略構成図である。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。前述図２１のプリンタと共
通する構成機器・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。

【００７７】本実施例のプリンタにおいて、熱定着手段
８は複数のヒータを有するものであり、具体的には前述
図２３のように２本のハロゲンヒータＨ１・Ｈ２を具備
させたヒートローラ方式の熱定着器である。

【００７８】１００はプリンタ全体の制御を行なう主制
御部であり、外部機器インターフェース２００を介して
ホストコンピュータ等の外部機器３００が接続されてい
る。

【００７９】図２は制御系のブロック回路図である。プ
リンタの主制御部（主制御装置）１００は、装置全体を
制御するマイクロプロセッサ、制御プログラムを格納し
たＲＯＭ、データ等を記憶するＲＡＭ、及びゲート素子
等により構成され、機能的には ・熱定着器８の温度を制御する定着器制御手段１０１、 ・定着器温度を記憶する定着器温度記憶手段１０２、 ・後述する状態管理手段１０５による制御状態の情報を
格納する状態情報記憶手段１０３、 ・外部機器３００からの指示に応じてプリンタに印字動
作（画像形成動作）を行なわせる印字制御手段１０４、 ・ウォーミングアップ、スタンバイ、プリント、ジャ
ム、故障等レーザビームプリンタの制御状態を管理する
状態管理手段１０５、 ・ジャム、異常等を検知する自己診断手段１０６、 ・定着器制御手段１０１での制御温度を設定する制御温
度記憶手段１０７、 ・外部機器３００との通信を制御する外部機器通信手段
１０８等から構成されている。

【００８０】また、定着器制御手段１０１は、 ・装置の状態に応じて熱定着器８のヒータＨ１・Ｈ２の
使用方法を切り換えるヒータ選択・切り換え手段１０
９、 ・後述する比較手段１１１の情報に基づきヒータの駆動
を制御するヒータ駆動制御手段１１０、 ・定着器温度記憶手段１０２の温度情報と制御温度記憶
手段１０７の値と比較した結果を前記ヒータ駆動制御手
段１１０に出力する比較手段１１１から構成されてい
る。

【００８１】そして、外部機器通信手段１０８には外部
機器インターフェース２００を介して外部機器３００が
接続されて外部機器３００との情報のやりとりを行なっ
ている。

【００８２】さらにヒータ選択・切り換え手段１０９に
はドライバ１１２・１１３を介して熱定着器８側の第１
と第２のヒータＨ１・Ｈ２がそれぞれ接続され、定着器
温度記憶手段１０２には入力回路１１４を介して定着ロ
ーラ８１の温度検出素子としてのサーミスタ８３からの
情報が書き込まれる。

【００８３】熱定着器８の定着ローラ８１の２つのヒー
タＨ１・Ｈ２はそれぞれドライバ１１２・１１３を介し
てプリンタ主制御部１００の制御により駆動される。

【００８４】また定着ローラ８１の温度がサーミスタ８
３により検出されて入力回路１１４を介して主制御部１
００側へ温度情報が入力する。

【００８５】上記の構成により定着器制御手段１０１は
次のような定着器温度制御を行なう。

【００８６】まず、比較手段１１１はサーミスタ８３か
らの情報がリアルタイムに書き込まれている定着器温度
記憶手段１０２の値と制御温度記憶手段１０７の値とを
常に比較し、比較結果をヒータ駆動制御手段１１０に出
力する。

【００８７】ヒータ駆動制御手段１１０は比較手段１１
１の出力に応じて熱定着器８（定着ローラ８１）の温度
が制御温度よりも低ければヒータ駆動指示を、熱定着器
の温度が制御温度以上であればヒータ停止指示を、ヒー
タ選択・切り換え手段１０９に出力する。

【００８８】ヒータ選択・切り換え手段１０９は状態情
報記憶手段１０３の情報に応じて２つのヒータＨ１・Ｈ
２の使い方を調整し、ヒータ駆動制御手段１１０の指示
により該当するヒータをＯＮ、ＯＦＦする。該ヒータ選
択・切り換え手段１０９の制御については後に詳述す
る。

【００８９】状態管理手段１０５はレーザビームプリン
タの電源がＯＮにされると制御温度記憶手段１０７にス
タンバイ温度を設定するとともに、状態情報記憶手段１
０３にウォーミングアップ状態の情報を設定する。

【００９０】ここでスタンバイ温度とは、レーザビーム
プリンタが外部機器３００からの印字開始指示を受けた
場合、直ちに熱定着器８をプリント温度に立ち上げ印字
を開始することができる状態（スタンバイ状態）での制
御温度である。

【００９１】これにより、前記定着器制御手段１０１は
熱定着器８の温度がスタンバイ温度になるように制御す
る。その後、状態管理手段１０５は定着器温度記憶手段
１０２の情報を監視し、最初にスタンバイ温度に達した
時点で状態情報記憶手段１０３にスタンバイ状態の情報
を設定するとともに、図示しないその他の印字条件の情
報（用紙有無等）が全て印字可能になっていれば、外部
機器通信手段１０８を介して外部機器３００に印字可能
の信号を送る。

【００９２】外部機器３００は前記印字可能信号を受け
ると必要に応じてレーザビームプリンタに対し印字指示
信号を送る。状態管理手段１０５は前記印字指示信号を
受けると制御温度記憶手段１０７にプリント温度を設定
するとともに、状態情報記憶手段１０３にプリント状態
の情報を設定する。また、印字制御手段１０４は所定の
プロセスに従って印字動作を制御する。

【００９３】状態管理手段１０５は印字制御手段１０４
が印字動作を終了し、外部機器３００からの印字指示信
号も受けていなければ再び制御温度記憶手段１０７にス
タンバイ温度を設定するとともに、状態情報記憶手段１
０３にスタンバイ状態の情報を設定する。

【００９４】また、自己診断手段１０６はジャム、故障
等を検知した場合に状態管理手段１０５に知らせる。状
態管理手段１０５は自己診断手段１０６から異常が発生
した情報を受けると、制御状態に関わらず直ちに印字制
御手段１０４等の駆動制御系を停止させる。また、制御
温度記憶手段１０７に停止温度を設定するとともに、状
態情報記憶手段１０３にジャム状態、または故障状態の
情報を設定する。

【００９５】ここで停止温度とはサーミスタ８３が読み
込み可能な最低の値、即ち定着器温度記憶手段１０２に
設定される最低の値よりも小さい値であり、該停止温度
を制御温度記憶手段１０７に設定することにより比較手
段１１１の比較結果は常に定着器温度の方が高くなるた
めヒータは停止状態になる。

【００９６】故障の場合、電源がＯＦＦされるまで復帰
することはないが、ジャムの場合には所定のジャムリカ
バリー動作が行なわれると自己診断手段１０６はジャム
情報をリセットする。

【００９７】これにより状態管理手段１０５は再び制御
温度記憶手段１０７にスタンバイ状態を設定するととも
に、状態情報記憶手段１０３にウォーミングアップ状態
の情報を設定する。その後の動作は電源ＯＮ後の動作と
同じである。

【００９８】ヒータ選択・切り換え手段１０９は前述の
ように機内の状態に応じて変わる状態情報記憶手段１０
３の情報をチェックし、２つのヒータＨ１・Ｈ２の使用
方法を切り換える。

【００９９】図３は本実施例装置における前記ヒータ選
択・切り換え手段１０９の制御を表わすフローチャート
である。

【０１００】まずステップＳ１でヒータ駆動制御手段１
１０からヒータ駆動指示が出されているかどうかをチェ
ックし、ヒータ駆動指示が出されていればステップＳ２
〜Ｓ６のヒータ駆動制御を行なう。

【０１０１】最初にステップＳ２では状態情報記憶手段
１０３の情報によりウォーミングアップ状態かどうかを
判断し、ウォーミングアップ状態でなければステップＳ
３に進みヒータＨ１・Ｈ２を選択することを示すｈ１＿
ｆｌａｇをチェックする。

【０１０２】ここでｈ１＿ｆｌａｇがセットされていれ
ばステップＳ４でヒータＨ１を、リセットされていれば
ステップ５でヒータＨ２を駆動する。

【０１０３】一方、ステップＳ２でウォーミングアップ
状態であればステップＳ６に進みヒータＨ１、ヒータＨ
２共に駆動する。以上の処理を行なった後ステップＳ１
に戻る。

【０１０４】またステップＳ１でヒータ駆動指示が出さ
れていなければステップＳ７〜Ｓ１１のヒータ停止制御
を行なう。

【０１０５】まずステップＳ７で全てのヒータを停止す
る。次に、ステップＳ８で前記ｈ１＿ｆｌａｇをチェッ
クし、ｈ１＿ｆｌａｇがセットされていればステップＳ
９に進みｈ１＿ｆｌａｇをリセット、ｈ１＿ｆｌａｇが
リセットされていればステップＳ１０に進みｈ１＿ｆｌ
ａｇをセットする。その後、ステップＳ１１に進みヒー
タ駆動制御手段１１０からヒータ駆動指示が出されるま
で待機し、ヒータ駆動指示が出されればステップＳ２へ
進む。

【０１０６】またステップＳ６でヒータＨ１、ヒータＨ
２共に駆動する場合、２つのヒータＨ１・Ｈ２の駆動開
始タイミングを少しずらすようにする。ずらす間隔は１
つのヒータを駆動したときの突入電流が十分下がる時間
を設定する。

【０１０７】以上のような制御により、電源立ち上げ
後、ジャム処理後、スリープ状態の解除後等のウォーミ
ングアップ状態では２つのヒータＨ１・Ｈ２を使い熱定
着器８を素早く立ち上げ、熱定着器８の立ち上がり後の
一定温度での制御時にはヒータの１回の駆動毎にヒータ
Ｈ１とヒータＨ２を交互に使い分け、各ヒータＨ１・Ｈ
２の寿命を長引かせることができるとともに、ヒータ駆
動時の必要電力を小さくすることができる。また２つの
ヒータＨ１・Ｈ２を同時に使用する場合の駆動開始タイ
ミングをずらすことにより突入電流を小さくすることが
できる。

【０１０８】〈実施例２〉（図４） 実施例１では熱定着器８のウォーミングアップ時のみに
全ヒータＨ１・Ｈ２を使用したが、スタンバイ状態から
プリント指示が出た後、熱定着器８をプリント温度に上
げる際にも全ヒータＨ１・Ｈ２を使用することにより熱
定着器８の立ち上げを早め、ファーストプリントタイム
の短縮を図ることができる。

【０１０９】基本的な制御構成は実施例１の図２と同様
であるが、ヒータ選択・切り換え手段１０９はウォーミ
ングアップ時だけでなく、スタンバイ状態からプリント
状態への移行時にも２つのヒータＨ１・Ｈ２を使用する
ようにする。

【０１１０】図４に本実施例におけるヒータ選択・切り
換え手段１０９の制御のフローチャートを示す。

【０１１１】まず実施例１の場合と同様に、Ｓ２１でヒ
ータ駆動制御手段１１０からヒータ駆動指示が出されて
いるかどうかをチェックし、ヒータ駆動指示が出されて
いればステップＳ２２〜Ｓ２８のヒータ駆動制御を行な
う。

【０１１２】最初にステップＳ２２では状態情報記憶手
段１０３の情報によりウォーミングアップ状態かどうか
を判断し、ウォーミングアップ状態でなければステップ
Ｓ２３に進みプリント状態かどうかをチェックする。

【０１１３】ステップＳ２３でプリント状態ならばステ
ップＳ２６に進みプリント状態に移行したばかりである
こと（即ち熱定着器８をスタンバイ温度からプリント温
度へ立ち上げ中であること）を示すｐ＿ｆｌａｇをチェ
ックする。

【０１１４】ステップＳ２６でｐ＿ｆｌａｇがリセット
即ちプリント温度で温調中の場合、またはステップＳ２
３でプリント状態でない（かつウォーミングアップ状態
でもない）場合には、ステップＳ２４に進みヒータＨ１
を選択することを示すｈ１＿ｆｌａｇをチェックする。
ここでｈ１＿ｆｌａｇがセットされていればステップＳ
２５でヒータＨ１を、リセットされていればステップＳ
２７でヒータＨ２を駆動する。

【０１１５】またステップＳ２２でウォーミングアップ
状態であるか、ステップＳ２６でｐ＿ｆｌａｇがセット
されている場合、即ち熱定着器８をプリント温度に立ち
上げ中である場合には、ステップＳ２８に進みヒータＨ
１・Ｈ２共に駆動する。以上の処理を行なった後ステッ
プＳ２１に戻る。

【０１１６】一方、ステップＳ２１でヒータ駆動指示が
出されていなければステップＳ２９〜Ｓ３６のヒータ停
止制御を行なう。

【０１１７】まずステップＳ２９で全てのヒータＨ１・
Ｈ２を停止する。次に、実施例１と同様にステップＳ３
０〜Ｓ３２でｈ１＿ｆｌａｇの設定を行ないステップＳ
３３に進む。

【０１１８】ステップＳ３３ではプリント状態であるか
どうかをチェックし、プリント状態であればステップＳ
３４に進みｐ＿ｆｌａｇをリセット、プリント状態でな
ければステップＳ３５に進みｐ＿ｆｌａｇをセットす
る。

【０１１９】その後、ステップＳ３６に進みヒータ駆動
制御手段１１０からヒータ駆動指示が出されるまで待機
し、ヒータ駆動指示が出されればステップＳ２２へ進
む。

【０１２０】このような制御によりプリント以外の状態
からヒータ駆動指示が出された時点ではｐ＿ｆｌａｇは
セットになっており、プリント状態でヒータ駆動指示が
出されたときにはｐ＿ｆｌａｇはリセットされている。
また熱定着器８をプリント温度に立ち上げ中はヒータ駆
動指示が出され続けるため、ステップＳ２６のステップ
の時点でｐ＿ｆｌａｇはプリント温度への立ち上げ中で
あることを示す。

【０１２１】従って以上のように制御することにより、
電源立ち上げ後、ジャム処理後、スリープ状態の解除後
等のウォーミングアップ状態とともに、スタンバイ状態
からプリント状態への移行時にも熱定着器８を素早く立
ち上げることができ、熱定着器立ち上げによるファース
トプリントタイムの遅延を少なくすることができる。

【０１２２】〈実施例３〉（図５・図６） 実施例１、同２では無条件に熱定着器８の立ち上げ時に
全ヒータＨ１・Ｈ２を使用したが、ヒータＨ１・Ｈ２の
使用方法を外部から選択できるようにすることもでき
る。

【０１２３】本実施例の制御構成のブロック図を図５に
示す。図２とほとんど同じであるが、太線で示したよう
にヒータ選択・切り換え手段１０９に外部機器通信手段
１０８からヒータの使用方法についての情報が与えられ
るようになっている。ここで外部機器３００は外部機器
インターフェース２００を介してレーザビームプリンタ
に対し、熱定着器８の立ち上げ方法の指示を与える。電
源投入後できるだけ早く印字を開始したい場合には、熱
定着器８の立ち上げを早くするよう指示し（以下これを
クイック・ウォーミングアップ・モードと呼ぶ）、余裕
のある場合や一時に必要な電力を小さくしたい場合には
前記クイック・ウォーミングアップ・モードの指定を行
なわない。

【０１２４】ヒータ選択・切り換え手段１０９はこの情
報を外部機器通信手段１０８を介して受け、指定に従っ
てヒータＨ１・Ｈ２の使用方法を切り換える。

【０１２５】図６に本実施例におけるヒータ選択・切り
換え手段１０９の制御のフローチャートを示す。

【０１２６】ステップＳ４３〜Ｓ５２の各ステップは、
実施例１における図３のステップＳ２〜Ｓ１１の各ステ
ップと同様であるが、ステップＳ４１でヒータ駆動制御
手段１１０からヒータ駆動指示が出されている場合はス
テップＳ４２でクイック・ウォーミングアップ・モード
が指定されているかどうかをチェックし、クイック・ウ
ォーミングアップ・モード指定でなければウォーミング
アップ状態であるなしに関わらずステップＳ４４に進み
２つのヒータＨ１・Ｈ２の内どちらか１つを使用するよ
うにする。

【０１２７】このように制御することにより、外部機器
３００からの指示に応じて熱定着器立ち上げ時のヒータ
使用方法を切り換え、より効果的に２つのヒータＨ１・
Ｈ２を使用することができる。

【０１２８】〈実施例４〉（図７） 実施例３ではヒータＨ１・Ｈ２の使用方法を外部から選
択できるようにしているが、外部からの指定は電源ＯＮ
後のウォーミングアップ時のみとし、ジャム解除後やス
リープモードからの復帰後、またスタンバイ状態からプ
リント状態への移行時等のように常に素早い立ち上げが
必要であると判断される場合には外部からの指定に関係
なく全てのヒータＨ１・Ｈ２を使用するようにもでき
る。

【０１２９】基本的な制御構成は実施例３の図５と同様
であるが、ヒータ選択・切り換え手段１０９は電源ＯＮ
後最初のウォーミングアップ時のみ外部機器３００から
の指定に従ってヒータＨ１・Ｈ２の使用方法を切り換
え、それ以外の場合には熱定着器８をある温度まで立ち
上げるときは２つのヒータＨ１・Ｈ２を同時に使用し、
一定の温度に保つときは２つのヒータＨ１・Ｈ２を１つ
ずつ交互に使用するように制御する。

【０１３０】図７に本実施例におけるヒータ選択・切り
換え手段１０９の制御のフローチャートを示す。

【０１３１】電源ＯＮ後にまずステップＳ６１で電源Ｏ
Ｎ直後のウォーミングアップであることを示すｐｗｏｎ
＿ｆｌａｇ をセットする。

【０１３２】次にステップＳ６２でヒータ駆動制御手段
１１０からヒータ駆動指示が出されているかどうかをチ
ェックし、ヒータ駆動指示が出されている場合にはステ
ップＳ６３〜Ｓ７１のヒータ駆動制御を行なう。

【０１３３】まずステップＳ６３で前記ｐｗｏｎ＿ｆｌ
ａｇをチェックし、ｐｗｏｎ＿ｆｌａｇがセット、即ち
電源ＯＮ後最初のウォーミングアップである場合にはス
テップＳ６４に進み、外部機器３００からクイック・ウ
ォーミングアップ・モードが指定されているかどうかを
チェックする。

【０１３４】またステップＳ６３でｐｗｏｎ＿ｆｌａｇ
がリセットであればステップＳ６４をとばしステップＳ
６５に進む。ステップＳ６４〜Ｓ７１は実施例３におけ
る図６のステップＳ４２〜Ｓ４７の各ステップと同じで
ある。

【０１３５】一方、ステップＳ６２でヒータ駆動指示が
出されていない場合にはステップＳ７２〜Ｓ８０のヒー
タ停止制御を行なう。

【０１３６】このうちステップＳ７２〜Ｓ７９の各ステ
ップは実施例２における図４のステップＳ２９〜Ｓ３６
と同じであるが、ステップＳ７９でヒータ駆動指示が出
ている場合にはステップＳ６３に進む前にステップＳ８
０でｐｗｏｎ＿ｆｌａｇをリセットする。これによっ
て、電源ＯＮの直後のウォーミングアップ状態以外では
ｐｗｏｎ＿ｆｌａｇはリセット状態になる。

【０１３７】以上のような制御を行なうことによって、
電源ＯＮ直後のウォーミングアップの場合には外部機器
３００からの指示に応じてヒータＨ１・Ｈ２の使用方法
を選択し、それ以降ヒータ立ち上げが必要になった場合
には２つのヒータＨ１・Ｈ２を使って素早く復帰するよ
うにし、一定温度での温調の場合には１つのヒータを順
に使用するようにして、より効果的なヒータＨ１・Ｈ２
の使用を行なうことができる。

【０１３８】以上の実施例１〜同４に説明したように、
複数のヒータを有する熱定着手段を備えた画像形成装置
に、装置の動作状態に応じて複数のヒータを選択的に駆
動するヒータ制御手段を備えることにより、複数のヒー
タを同時に使用する場合の突入電流を低くすることがで
きるとともに、必要に応じて熱定着器８の立ち上げを素
早く行ない、かつ熱定着器８の寿命を延ばすことができ
る。

【０１３９】なお、以上の各実施例ではヒータが２つの
場合であるが、それ以上の場合でも同様の制御で同様の
効果を得ることができる。

【０１４０】Ｂ．以下の実施例５乃至同８は前記（７）
乃至（１３）に記載した構成の画像形成装置について
の実施例であり、前記課題２を解決したものである。

【０１４１】〈実施例５〉（図８・図９） 本実施例は前述図２２の熱定着器８について図８のよう
に熱定着手段としての定着ローラ８１と加圧ローラ８２
の周囲の一部を断熱材８６で覆ったものである。本実施
例において、該断熱材８６は図９の一部拡大断面図のよ
うに第一〜第三の層８６ａ・８６ｂ・８６ｃからなる三
層構造壁の断熱箱であり、第一層８６ａと第三層８６ｃ
は防錆を考慮してステンレスを用いており、第二層８６
ｂは真空層としたものである。この第二層８６ｂは真空
層でなくとも第一層・第三層８６ａ・８６ｃよりも熱伝
導率の低い材質層であればよい。

【０１４２】上記のように断熱材８６を配設することに
より熱定着手段８１・８２から無駄に逃げる放熱が抑え
られ、熱効率が向上する。画像形成装置の印字外の消費
エネルギーを約半分に抑えることができる。

【０１４３】〈実施例６〉（図１０・図１１） 本実施例は上記実施例５の熱定着器８について、更に熱
定着手段８１・８２の記録媒体入口側と出口側とにそれ
ぞれ開閉自在のシャッタ部材８７・８８を設けてある。
これ等のシャッタ部材８７・８８も断熱材としてある。
８７ａ・８８ａはそれぞれ該シャッタ部材８７・８８の
開閉ヒンジ部である。

【０１４４】これ等のシャッタ部材８７・８８はそれぞ
れ画像形成装置の印字外には図１０のように不図示のバ
ネ部材のバネ圧により熱定着手段８１・８２の記録媒体
の入口側と出口側を閉鎖した状態に保持されている。

【０１４５】これにより熱定着手段８１・８２は断熱箱
８６と断熱材製のシャッタ部材８７・８８で略囲まれた
状態となり、実施例５よりも更にエネルギー損失を少な
くすることができる。

【０１４６】画像形成装置の印字中は定着ローラ８１を
駆動するモータのトルクを不図示の伝達手段を介して受
けてシャッタ部材８７・８８がそれぞれ閉じバネ圧に抗
して図１１のように開き状態に保持されることにより熱
定着手段８１・８２の記録媒体入口側と出口側が開設さ
れることにより、記録媒体が熱定着手段８１・８２に支
障なく導入され、画像の熱定着処理が行なわれる。

【０１４７】〈実施例７〉（図１２） 本実施例は前述図２４の熱定着器駆動ギアトレインＧ１
〜Ｇ４について、図１２のように、各ギアＧ１〜Ｇ４の
歯の肉部にスリット（中空部）Ｓをいれたものとした。

【０１４８】従来の前述図２２や図２３の熱定着器８の
場合、定着ローラ８１の熱はギアＧ２を伝わって他の機
構部（例えばギアＧ１→Ｇ３→Ｇ４を伝わってローラ９
ａ）へ逃げる。

【０１４９】しかし図１２のように各ギアＧ１〜Ｇ４の
歯の肉部の一部にスリットＳをいれたものとすること
で、上記従来の場合に比べて熱伝導率が半分以下とな
り、ギアによる放熱を半分以下に抑えることができエネ
ルギー効率のよい熱定着器を実現することができる。

【０１５０】ギアにスリットＳをいれる以外に、ギアの
肉部の少なくとも一部を熱伝導率の低い部材で構成する
ことできる。

【０１５１】〈実施例８〉（図１３） 本実施例は前述図２４の熱定着器駆動ギアトレインＧ１
〜Ｇ４について、駆動ギアＧ１を図１３の２点鎖線示の
ようにギアＧ２とギアＧ３とに噛み合わした第１位置
と、実線示のようにギアＧ２とギアＧ３とは噛み合わず
に離れた第２位置に、ギアＧ１の軸Ｏを嵌入させたガイ
ド長穴Ｒに沿わせて不図示の切換え手段で選択的に位置
転換される移動ギアとしたものである。

【０１５２】画像形成装置の印字中には駆動ギアＧ１は
２点鎖線示の第１位置に位置転換されていて、熱定着器
８の駆動が行なわれる。

【０１５３】画像形成装置の印字外には駆動ギアＧ１は
実線示の第２位置に位置転換されていて、ギアＧ２には
噛み合わず離れていることによってギア間の熱伝導が大
幅に減少し、熱の放熱を抑えることができ熱効率のよい
熱定着器を実現できる。

【０１５４】以上の実施例５乃至同８のように、熱定着
手段の周囲を断熱材でかこむ、ギアの一部を熱伝導の悪
い部材にする、印字外にギアを移動する等の処理構成に
より、印字外での熱定着器の消費エネルギーを半分以下
にする、熱効率がよく省エネタイプの装置を実現でき
る。

【０１５５】Ｃ．以下の実施例９及び同１０は前記（１
４）乃至（１６）に記載した構成の画像形成装置につい
ての実施例であり、前記課題３を解決したものである。

【０１５６】〈実施例９〉（図１４〜図１６） 図１４は本実施例の画像形成装置の概略構成図である。
本実施例の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り、前述図１もしくは図２１のも
のと共通する構成機器・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。

【０１５７】本実施例のプリンタでは、転写部に対する
記録媒体としての転写用紙Ｐの搬送タイミングはレジス
トローラ１６Ａで行なわせている。レジストローラ１６
Ａは給紙された用紙の先端を突き当て斜行を補正すると
ともに感光体１への画像書き込みと用紙搬送のタイミン
グをとる。感光体の一次帯電手段２１は帯電ローラを用
いている。また転写手段５は転写ローラを用いている図
１５は該プリンタの制御系の回路ブロック図である。

【０１５８】４００はホストコンピュータ等の外部装置
からの画像コードデータをプリンタの印字に必要なビッ
トデータに展開するとともに、プリンタの内部情報を通
信等によって読み取り、それを表示するプリンタコント
ローラである。

【０１５９】４０１はプリンタエンジンの各部をプリン
タコントローラ４００の指示に従って動作制御するとと
もに、プリンタコントローラ４００へプリンタ内部情報
を報知するエンジン制御部である。

【０１６０】４０２はエンジン制御部４０１の指示に従
い、用紙搬送のためのモータ、ローラ等の駆動及び停止
の制御を行なう用紙搬送制御部である。

【０１６１】４０３は帯電、現像、転写の各高圧の出力
制御をエンジン制御部４０１の指示に従って行なう高圧
制御部である。

【０１６２】４０４はスキャナモータの駆動／停止、レ
ーザの点滅をエンジン制御部４０１の指示に基づき行な
う光学系制御部である。

【０１６３】４０５はレジストセンサ及び排紙センサの
情報をエンジン制御部４０１へ伝達させるセンサ入力部
である。

【０１６４】４０６は定着器の温度をエンジン制御部４
０１の指定した温度に調整する定着器温度制御部であ
る。

【０１６５】このような制御系において手差し給紙指定
を行なう場合のエンジン制御部４０１の制御シーケンス
を図１６に示す。このフローチャートはプリンタコント
ローラ４００からプリント要求信号を受けてから手差し
給紙を行ない指定紙サイズと実際に搬送している用紙と
の比較を行なうまでの制御シーケンスを示している。

【０１６６】まず、電源投入されるとプリンタエンジン
の初期化を行なう（ステップＳ１）。この初期化はエン
ジン制御部４０１の中となる中央演算処理装置（ＣＰ
Ｕ）の初期化や熱定着器８の温度を所定のスタンバイ状
態に加熱する等の処理が含まれている。

【０１６７】プリンタエンジンの初期化が終了すると、
エンジン制御部４０１はプリンタコントローラ４００か
らのプリント要求待ちの状態となる。ステップＳ２のル
ープ処理）。

【０１６８】プリント要求（／ＰＲＮＴ＝“ＬＯＷ”）
を受けると、感光体１を含む紙搬送系を駆動するととも
に、帯電・現像・転写の各高圧の立ち上げを行なう。ま
たスキャナモータを規定の回転数まで立ち上げる。更に
熱定着器８の温度を所定のプリント温度（Ｔ１）となる
ように制御を開始する。

【０１６９】これらの処理が終了すると、指定給紙口の
手差し給紙口からの給紙動作を開始する（ステップＳ
３）。この時点ではレジストローラ１６Ａは停止してお
り、紙先端が突き当たるまで待つ。

【０１７０】その後、レジストセンサＳ２が紙有り状態
になり、レジストローラ１６Ａに紙先端が確実に突き当
たるのに相当する時間経過すると、手差し給紙動作を停
止してプリンタコントローラ４００に対し垂直同期要求
信号（／ＶＳＲＥＱ）を出力する（ステップＳ４〜Ｓ
５）。

【０１７１】プリンタローラ４００から垂直同期信号
（／ＶＳＹＮＣ）を受けると、レジストローラ１６Ａの
駆動を開始する（ステップＳ６・Ｓ７）。

【０１７２】レジストローラ１６Ａを駆動した後にエン
ジン制御部４０１は紙サイズ検出タイマを起動する（ス
テップＳ８）。

【０１７３】用紙が搬送されレジストセンサＳ２が紙無
しを検知すると（ステップＳ９）、タイマを停止し、そ
のタイマ値ｔ₁を読み取り、予めエンジン制御部４０１
にプログラムされた値ｔ₀と比較し（ステップＳ１０〜
Ｓ１２）、ｔ₀≧ｔ₁であるならば熱定着器８の温度をＴ
₂となるように制御し（ステップＳ１３）、ｔ₀≧ｔ₁で
ないならば熱定着器８の温度はＴ₁となるように制御
し、画像形成処理を行ない（ステップＳ１４）、定着処
理を行なう（ステップＳ１５）。

【０１７４】ｔ₀は予め決めた用紙サイズを認識する時
間である。予め決めた用紙サイズをｌ、搬送速度ｖとし
たときｔ₀＝ｌ／ｖで与えられる。

【０１７５】以上説明したように、手差し給紙を行なう
場合に、用紙長を検知し、用紙長が所定長以下である場
合には熱定着器の温度を上げる制御を行なうことにより
封筒等の厚紙が手差しされた場合でも好適な定着性を持
つ画像形成物を得ることができる。

【０１７６】〈実施例１０〉（図１７） 図１７は本実施例における制御フローチャートである。
ステップＳ１〜Ｓ１１，Ｓ１４，Ｓ１５は前述実施例９
の図１６の制御フローチャートと同じであるので再度の
説明を省略する。

【０１７７】ステップＳ２１にて搬送中か否かを判断
し、現在搬送中である場合にはステップＳ１１にて読み
取ったタイマ値ｔ₁と予めプログラムされた値ｔ₀を比較
し（ステップＳ２２）、ｔ₀≧ｔ₁でない場合には通常の
紙間をあけるタイミングであるｔ₂にネクスト給紙タイ
ミングを設定し（ステップＳ２３）、ｔ₀≧ｔ₁である場
合には通常より紙間をあけるタイミングであるｔ₃にネ
クスト給紙タイミングを設定し（ステップＳ２４）手差
し給紙を行なう。

【０１７８】つまり、用紙が所定長以下の場合には次の
用紙の給紙タイミングを遅らせることにより、封筒等の
厚紙が手差し給紙されたときの熱定着器８の温度低下を
防ぎ、好適な定着性を持つ画像形成物を得ることができ
る。

【０１７９】以上実施例９や同１０のように、手差し用
紙の搬送方向のサイズが所定長以下の場合には、定着温
度を上げたり、紙間をあけたりする厚紙対応シーケンス
とすることで、封筒等の厚紙が手差し給紙された場合に
も好適な定着性を持つ画像形成物を得ることができる。

【０１８０】なお、封筒等の厚紙を紙サイズを識別可能
なカセットから給紙させた場合も同様の制御をすること
ができる。

【０１８１】Ｄ．以下の実施例１１乃至同１３は前記
（１７）乃至（１９）に記載した構成の熱定着用セラミ
ックヒータについての実施例であり、前記課題４を解決
したものである。

【０１８２】〈実施例１１〉（図１８・図１９） 図１８は本実施例の熱定着用セラミックヒータ４０の概
略構成を示したものであり、（ａ）はヒータの一部切欠
き表面図、（ｂ）は裏面図、（ｃ）は縦断面図である。

【０１８３】４１はヒータ基台としてのアルミナ基板、
４２は該基板４１の表面側に基板長手に沿って直線細帯
状に形成した発熱抵抗体、４３ａ・４３ｅは基板４１の
一端側の表裏面側にそれぞれ形成した第１と第２の電極
パターン（電極端子，電極パッド）である。第１の電極
パターン４３ａと発熱抵抗体４２の一端側は電気的に導
通させてある。４３ｂは発熱抵抗体４２の他端側に該発
熱抵抗体４２と導通させて基板表面側に該発熱抵抗体４
２に略並行させて適当な折り返し長さをもって形成した
電路パターン、４３ｄは基板４１の裏面側に第２の電極
パターン４３ｅを延長させて一連に形成した電路パター
ンであり、上記基板表面側の電路パターン４３ｂの発熱
抵抗体４２側とは反対側の端部と、基板裏面側の電路パ
ターン４３ｄの第２の電極パターン４３ｅ側とは反対側
の端部とはスルーホールパターンで電気的に導通させて
ある。４４は発熱抵抗体４２の保護とヒータ表面の滑ら
か性を確保するためにヒータ表面側を被覆させた保護ガ
ラス層である。

【０１８４】４５ａ・４５ｂは基板２の他端側の裏面側
に並設した一対の電極パターン、４５ｃ・４５ｄはその
各電極パターン４５ａ・４５ｂを基板４１の一端側に適
当長さ延長させて形成した略並行の一対の電路パター
ン、４５はこの一対の電路パターン４５ｃ・４５ｄの先
端部間に該電路パターン４５ｃ・４５ｄに導通させて形
成した温度検出素子である。

【０１８５】５０ａは該ヒータ４０の一端側に嵌着した
給電コネクタであり、ヒータ基板４１の一端側の表裏面
側にそれぞれ存在する第１と第２の電極パターン４３ａ
・４３ｅに対してそれぞれ給電コネクタ５０ａ側の一対
のコネクタコンタクトが圧接して電気的に接続化する。
このコネクタ５０ａを介して電源の電圧が第１と第２の
電極パターン４３ａ・４３ｅ間に印加されることにより
電流が第１の電極パターン４３ａ→発熱抵抗体４２→電
路パターン４３ｂ→スルーホールパターン４３ｃ→電路
パターン４３ｄ→第２の電極パターン４３ｅの経路（又
はその逆経路）で流れて発熱抵抗体４２が発熱し、ヒー
タ４０が昇温する。本実施例のように発熱抵抗体４２に
対する給電用電路を基板４１の表面側と裏面側とに分け
て具備させることは、発熱抵抗体４１に商用電源を供給
する場合に沿面距離を確保するために有効な手段構成で
ある。

【０１８６】５０ｂはヒータ４０の他端側に嵌着したセ
ンサコネクタであり、ヒータ基板４１の他端側の裏面側
にそれぞれ存在する一対の電極パターン４５ａ・４５ｂ
に該コネクタ側の一対のコネクタコンタクトが圧接して
電気的に接続化する。ヒータ４０の温度は基板裏面の前
記温度検出素子４５で検出され、その検出情報がコネク
タ５０ｂを介して温調制御回路へフィードバックされて
発熱抵抗体４２への通電が制御されることでヒータ４０
が所定の温度に温調制御される。

【０１８７】電極パターン４３ａ・４３ｅ・４５ａ・４
５ｂ、電路パターン４３ｂ・４３ｄ・４５ｃ・４５ｄ、
スルーホールパターン４３ｃは一般に銀パラジウムが用
いられる。また温度検出素子４５は例えば白金抵抗を用
いる。白金抵抗は厚膜印刷工程で製造可能である。

【０１８８】ヒータ４０は通常その基板４１の表面側と
裏面側の処理は別工程で行なわれる。基板４１の表面側
に電極パターン４３ａ・電路パターン４３ｂを印刷し、
乾燥・焼成後、発熱抵抗体４２を印刷・乾燥・焼成を行
なう。また基板４１の裏面側に電極パターン４３ｅ・４
５ａ・４５ｂ、電路パターン４３ｄ・４５ｃ・４５ｄを
印刷し、乾燥・焼成後、温度検出素子４５を構成する。

【０１８９】通常、発熱抵抗体４２は抵抗値を任意の決
められた範囲内に入れる為にトリミングを行なう。同様
に、温度検出素子４５も抵抗値を決められた範囲内に入
れる為トリミングが行なわれる。最後にヒータの保護及
び表面の滑らか性を確保する為にガラスコーティング４
４をする。

【０１９０】発熱抵抗体、電極パターン、電路パター
ン、温度検出素子のそれぞれの印刷、乾燥を行なった後
に、焼成を一度に行なうことも可能である。

【０１９１】図１９にヒータ４０の制御回路の概略を示
した。５１は１００Ｖ系もしくは２００Ｖ系の商用電
源、５２は発熱抵抗体４２の給電をオン・オフするトラ
イアック、５３は電源のゼロクロスのタイミングを得る
ゼロクロス回路、５４はスイッチングノイズ除去用のＣ
Ｒフィルタである。５５はフォトトライアックカプラ、
５６はフォトカプラであり、それぞれ１次・２次分離を
行なった上でトライアック５２のオン・オフ制御を行な
う。５７は発熱抵抗体４２のオン・オフ制御用の駆動ト
ランジスタ、５８はセラミックヒータ４０の温度制御を
行なう為の主制御部である。

【０１９２】温度検出素子４５の情報を基に主制御部５
８を介して発熱抵抗体４２の電力制御を行ない、温調制
御する。

【０１９３】〈実施例１２〉（図２０の（ａ）） 本実施例は前記実施例１１のヒータ４０について、ヒー
タ裏面側の温度検出素子４５を保護するために図２０の
（ａ）のように該素子４５の部分を覆わせて保護ガラス
層４４Ａを設けたものである。このように温度検出素子
４５を保護するため、環境変動に対してさらに信頼度が
増す。

【０１９４】〈実施例１３〉（図２０の（ｂ）） 本実施例は前記実施例１１のヒータ４０について、その
ヒータ裏面にもヒータ表面側と同様に、図２０の（ｂ）
のように、略全面的に保護ガラス層４４Ａを設けたもの
である。ヒータ裏面側の電極パターン・電路パターンで
ある銀パラジウムパターンや銀パターンのマイグレーシ
ョン対策に有効で、セラミックヒータの信頼度が大幅に
増す。

【０１９５】以上の実施例１１〜同１３に説明したよう
に、温度検出素子４５を発熱抵抗体・電極パターン等と
同様の厚膜印刷技術を用いて、ヒータ基台となるヒータ
基板上に直接構成することによって、高信頼度の温度検
出が可能な熱定着用セラミックヒータを実現できる。ま
た、同一の厚膜印刷工程を用いることにより、安価な熱
定着用セラミックヒータの製造が可能となる。

【０１９６】

【発明の効果】以上説明したように、 ．前記（１）乃至（６）に記載の構成を特徴とする画
像形成装置によれば、複数のヒータを備えた熱定着手段
を有する画像形成装置について、ヒータ駆動開始時の突
入電流を低くできる、各ヒータを効率的に使用し熱定着
手段の装置寿命を延ばすことができる、ウォーミングア
ップ時間を短縮するとともに、定温調状態時の消費電力
を低くできる等の効果が得られ、前記第１の目的が良く
達せられる。

【０１９７】．前記（７）乃至（１３）に記載の構成
を特徴とする熱定着器によれば、記録媒体上に形成担持
させたトナー等の顕画材画像を定着する熱定着器につい
て、熱定着手段から外部へ無駄に逃げていく熱量を可及
的に押えて消費エネルギーを節約させることができ、例
えば、画像形成装置の印字外のエネルギーを半分以下に
押えて熱効率化を図ることができ、前記第２の目的が良
く達せられる。

【０１９８】．前記（１４）乃至（１６）に記載の構
成の画像形成装置によれば、記録媒体として封筒などの
厚紙が通紙されたときも定着不良を発生させず、前記第
３の目的が良く達せられる。

【０１９９】．前記（１７）乃至（１９）に記載の構
成を特徴とする熱定着用セラミックヒータによれば、電
気的導通部の劣化・非導通の問題が解消されて、高耐久
性・高精度・高信頼性を有し、また低コストな、この種
のヒータを実現することができ、前記第４の目的が良く
達せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の画像形成装置の概略構成図

【図２】 制御系のブロック図

【図３】 ヒータ選択・切り換え手段の制御を表すフロ
ーチャート

【図４】 実施例２の画像形成装置のヒータ選択・切り
換え手段の制御を表すフローチャート

【図５】 実施例３の画像形成装置の制御系の回路ブロ
ック図

【図６】 ヒータ選択・切り換え手段の制御を表すフロ
ーチャート

【図７】 実施例４の画像形成装置のヒータ選択・切り
換え手段の制御を表すフローチャート

【図８】 実施例５の熱定着器の横断面図

【図９】 断熱材の層構成を示す一部拡大断面図

【図１０】 実施例６の、シャッタ部材閉状態時の熱定
着器の横断面図

【図１１】 シャッタ部材開状態時の熱定着器の横断面
図

【図１２】 実施例７の熱定着器の駆動ギアトレインの
図

【図１３】 実施例８の熱定着器の駆動ギアトレインの
図

【図１４】 実施例９の画像形成装置の概略構成図

【図１５】 制御系の回路ブロック図

【図１６】 制御シーケンス図

【図１７】 実施例１０の画像形成装置の制御フローチ
ャート

【図１８】 実施例１１の熱定着用セラミックヒータの
概略構成を示すもので、（ａ）はヒータの一部切欠き表
面図、（ｂ）は裏面図、（ｃ）は縦断面図

【図１９】 ヒータの制御回路の概略図

【図２０】 （ａ）は実施例１２のヒータの裏面図、
（ｂ）は実施例１３のヒータの裏面図

【図２１】 画像形成装置の一例の概略構成図

【図２２】 熱定着器の構成略図

【図２３】 ヒータを複数（２本）有する熱定着器の構
成略図

【図２４】 熱定着器の駆動ギアトレインの図

【図２５】 フィルム加熱方式の熱定着器の要部の横断
面模型図

【図２６】 ヒータの一部切欠き平面図

【符号の説明】 １ 像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体 ２ 一次帯電器 ３ レーザビームスキャナ ４ 現像器 ５ 転写器 ８ 熱定着器（ヒートラーラタイプ） ８１ 定着ローラ（熱ローラ） ８２ 加圧ローラ ８３ 温度検出素子（サーミスタ） ８６ 断熱材（断熱箱） ８７・８８ 開閉シャッタ部材 Ｈ・Ｈ１・Ｈ２ ヒータ １２ 給紙カセット Ｐ 記録媒体としての転写用紙 １３ 給紙ローラ １６ レジストシャッタ １６Ａ レジストローラ １９ 手差し用給紙台 ２０ 手差し給紙ローラ Ｇ１〜Ｇ４ 熱定着器駆動ギアトレイン ８Ａ 熱定着器（フィルム加熱タイプ） ４０ セラミックヒータ ４１ ヒータ基板 ４２ 発熱抵抗体 ４４ 表面保護層 ４５ 温度検出素子 ４６ ヒータホルダ ４７ ヒータ支持部材 ４８ 耐熱性フィルム（定着フィルム） ４９ 加圧ローラ ５０ 給電コネクタ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年７月５日（２００１．７．５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 熱定着用セラミックヒータ

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真・静電記録・
磁気記録等の適宜の原理・方式の作像プロセス手段部で
記録媒体（転写用紙・エレクトロファックス紙・静電記
録紙など）上にトナー等の顕画材により目的の画像情報
に対応した画像を間接（転写）方式あるいは直接方式で
形成担持させ、その画像を記録媒体に永久固着像として
熱定着することによって画像形成物（プリント，コピ
ー）を出力する、プリンタ・複写機・記録機・ファクシ
ミリ等の画像形成装置において、記録媒体上に形成担持
させたトナー等の顕画材画像を定着する熱定着器に組み
込まれる、セラミック基板と、該基板に配設した発熱抵
抗体を基本構成体とし、該発熱抵抗体に電力を供給して
発熱させる熱定着用セラミックヒータに関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に画像形成装置の一例の概略構成を
示した。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（印字装置・画像記録装
置）である。

【０００３】１は像担持体としてのドラム型の電子写真
感光体であり、矢示の時計方向に所定の周速度（プロセ
ススピード）で回転駆動される。

【０００４】該感光体１はその回転過程で一次帯電器２
により所定の極性・電位に一次帯電処理され、次いでレ
ーザビームスキャナ３で目的の画像情報のレーザビーム
走査露光Ｌを受けて、感光体１の周面に目的の画像情報
に対応した静電潜像が形成される。次いでその潜像が現
像器４によりトナー画像として顕像化される。そのトナ
ー画像が転写器５において、後述する給紙機構側から感
光体１と転写器５との間の転写部に所定のタイミングで
給送された記録媒体としての転写用紙Ｐの面に転写され
ていく。

【０００５】転写部を通ってトナー画像の転写を受けた
転写用紙Ｐは感光体１の面から分離され、搬送部７を通
って熱定着器８へ導入されてトナー画像の熱定着処理を
受け、排紙ローラ対９ａ・９ｂから排紙トレイ（スタッ
カ）１０へプリントアウトされる。転写用紙Ｐに対する
トナー画像転写後の感光体１はクリーニング器１１で転
写残りトナー等の残留汚染物の除去を受けて清掃され、
繰り返して作像に供される。

【０００６】レーザビームスキャナ３は、光源としての
半導体レーザ３１・ポリゴンミラー（回転多面鏡）３２
・ｆ−θレンズ３３・反射ミラー３４・ビームディテク
タ３５等からなる。半導体レーザ３１からは不図示の外
部機器としてのホストコンピュータ・画像読取装置・ワ
ードプロセッサ等からプリンタ側へ入力される目的の画
像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して変調さ
れたレーザビームを出力する。ビームディテクタ３５は
ビームの走査開始位置に配置され、ビームを検出するこ
とにより主走査方向の画像書き出しタイミングであるＢ
Ｄ信号を制御回路に出力する。

【０００７】１２はプリンタ本体に対して着脱自在の給
紙カセットであり、記録媒体としての転写用紙Ｐを積載
収納させてある。給紙カセット１２内の用紙Ｐは給紙ス
タート信号に基づいて１回転間欠駆動される欠円型給紙
ローラ１３によりカセット１２内から１枚宛分離給送さ
れ、搬送ローラ対１４・シートパス１５を通ってレジス
トシャッタ１６へ搬送される。

【０００８】搬送用紙の先端がレジストシャッタ１６の
位置まで到達すると、用紙は該レジストシャッタ１６に
よって一旦搬送が停止される。この場合、搬送ローラ対
１４はその搬送停止状態の用紙Ｐに対してスリップしな
がら搬送トルクを発生して回転を続ける。

【０００９】次いで、所定の制御タイミングでレジスト
ソレノイド１７に通電がなされることでレジストシャッ
タ１６が引き上げられて用紙のレジストシャッタ１６に
よる搬送停止が解除され、回転を続けている搬送ローラ
対１４による搬送トルクで用紙の再搬送がなされ、該用
紙が搬送ローラ対１８を経て感光体１と転写器５との間
の転写部に所定のタイミングで給送される。即ちレジス
トシャッタ１６の駆動は、感光体に対する画像形成と一
定のタイミングをとって行なわれる。

【００１０】１９は手差し用給紙台であり、この給紙台
１９からプリンタ内へ用紙Ｐを差し入れると、その用紙
Ｐは手差し給紙ローラ２０によりプリンタ内へ引き込ま
れレジストシャッタ１６へ搬送され、その先端がレジス
トシャッタ１６の位置まで到達すると、該用紙は該レジ
ストシャッタ１６によって一旦搬送が停止される。手差
し給紙ローラ２０は該用紙Ｐに対してスリップして回転
を続けている。その後の搬送シーケンスは前記給紙カセ
ット１２側から給紙された用紙の場合と同様である。

【００１１】Ｓ１は給紙カセット１２内の用紙の有無を
検出する反射型フォトセンサ、Ｓ２はレジストシャッタ
１６の位置に用紙があるか否かを検出するフォトセンサ
（レジストセンサ）、Ｓ３・Ｓ４は定着器８の用紙入口
側と出口側に配設した用紙の有無を検出するセンサ（入
口センサと排紙センサ）である。

【００１２】図５は熱定着器８の構成略図である。本例
の熱定着器８はヒートローラタイプのものである。

【００１３】８１は定着ローラ（熱ローラ）、８２はこ
の定着ローラ８１に所定の押圧力で圧接させた加圧ロー
ラである。定着ローラ８１は一般に外周面にトナーオフ
セット防止層を形成したアルミニウムの中空パイプロー
ラと、該ローラ内に挿入配設した熱源としてのハロゲン
ヒータ（ランプ）Ｈからなり、所定の周速度をもって回
転駆動される。加圧ローラ８２は耐熱性のゴムローラで
あり、定着ローラ８１に従動して回転する。８３は定着
ローラ８１の表面に当接させた温度検出手段としてのサ
ーミスタである。

【００１４】定着ローラ８１はハロゲンヒータＨの発熱
により加熱され、該ローラの表面温度がサーミスタ８３
により検出され、その検出情報が温調系にフィードバッ
クされてヒータＨへの通電が制御されることにより定着
ローラ８１の表面温度が所定の定着温度に温調管理され
る。

【００１５】前述したように転写部でトナー画像の転写
を受けて熱定着器８へ搬送された転写用紙Ｐは下紙ガイ
ド８４で定着ローラ８１と加圧ローラ８２との圧接ニッ
プ部（定着ニップ部）にスムーズに案内されて該ニップ
部に進入して該ローラ対８１・８２の熱と圧力によりト
ナー画像が用紙面に定着される。そしてニップ部を出た
用紙は排紙ローラ対９ａ・９ｂで定着器８から送り出さ
れる。８５は定着分離爪であり、用紙Ｐが定着ローラ８
１に巻き付くのを防止している。

【００１６】上述のようなヒートローラタイプの熱定着
器８の他に、近時はフィルム加熱方式の熱定着器が実用
化されている。

【００１７】この熱定着器は特開昭６３−３１３１８２
号公報・特開平１−２６３６７９号公報・特開平２−１
５７８７８号公報・特開平４−４４０７５〜４４０８３
号公報等で知られており、加熱手段と対向手段との間に
耐熱フィルムを挟ませて走行させ、耐熱フィルムを挟ん
で加熱手段と対向手段とで形成されるニップ部の耐熱フ
ィルムと対向手段との間に未定着トナー画像を形成担持
させた記録媒体を導入して耐熱フィルムに密着させて耐
熱フィルムと一緒にニップ部を通過させることで加熱手
段の熱を耐熱フィルムを介して記録媒体に与えて未定着
トナー画像を記録媒体に加熱定着させるものである。

【００１８】このようなフィルム加熱方式の熱定着器
は、昇温の速い低熱容量の加熱手段や薄膜の耐熱フィル
ムを用いることができるため、省電力化やウェイトタイ
ムの短縮化（クィックスタート性）が可能となる、画像
形成装置等の本機の機内昇温を低めることができる等の
利点を有し、効果的なものである。

【００１９】加熱手段としては、耐熱性・絶縁性のセラ
ミック基板と、該基板に形成された通電発熱抵抗体を基
本構成とし、該抵抗体に電力を供給して発熱させる所謂
面状セラミックヒータが用いられている。

【００２０】図６はこのフィルム加熱方式の熱定着器８
Ａの要部の横断面模型図、図７はヒータの一部切欠き平
面図である。４０はヒータ（加熱体）であり、 ａ．電気絶縁性・耐熱性・低熱容量の細長の基板４１
と、 ｂ．この基板４１の一方面側（表面側）の基板幅方向中
央部に基板長手に沿って直線細帯状に形成した発熱抵抗
体４２と、 ｃ．この発熱抵抗体４２の両端部にそれぞれ導通させて
基板面に形成した電極パターン（電極端子）４３・４３
と、 ｄ．基板４１の発熱抵抗体形成面側を被覆させたヒータ
表面保護層としての電気絶縁性オーバーコート層４４
と、 ｅ．基板４１の他方面側（裏面側）に設けた温度検出素
子４５等よりなる。

【００２１】基板４１は、例えば、幅１０ｍｍ・厚さ１
ｍｍ・長さ２４０ｍｍのＡｌ₂Ｏ₃，ＡｌＮ，ＳｉＣ等の
セラミック板等である。

【００２２】発熱抵抗体４２は、例えば厚さ１０μｍ・
幅１ｍｍのスクリーン印刷等で塗工したＡｇ／Ｐｄ（銀
パラジウム合金），ＲｕＯ₂，Ｔａ₂Ｎ等のパターン層で
ある。

【００２３】ヒータ４０のオーバーコート層４４側がフ
ィルム接触摺動面であり、この面側を外部露呈させてヒ
ータ４０を断熱性のヒータホルダ４６を介してヒータ支
持部材４７に固定支持させてある。

【００２４】４８は厚さ例えば４０μｍ程度のポリイミ
ド等のエンドレスベルト状、或いは長尺ウエブ状の耐熱
性フィルム、４９はこのフィルム４８をヒータ４０に対
して押圧する加圧部材としての加圧ローラである。

【００２５】フィルム４８は不図示の駆動部材により、
或いは加圧ローラ４９の回転力により所定の速度で矢示
の方向にヒータ４０面に密着した状態でヒータ４０面を
摺動しながら回転或いは走行移動する。

【００２６】ヒータ４０及びそれを取り付けたヒータホ
ルダ４６はその両端部に給電コネクタ５０・５０が嵌着
されてヒータ４０の発熱抵抗体４２の両端電極パターン
４３・４３にそれぞれ給電コネクタ５０・５０のコネク
タコンタクト（バネ材電極，一般にリン青銅）が圧接
し、この給電コネクタ５０・５０を介して両端電極パタ
ーン４３・４３間に電源より電圧印加がなされ、該発熱
抵抗体４２が発熱することで昇温する。

【００２７】ヒータ４０の温度は基板裏面の温度検出素
子４５で検出されてその検出情報が通電制御回路へフィ
ードバックされて電源から発熱抵抗体４２への通電が制
御されることで、ヒータ４０が所定の温度に温調制御さ
れる。

【００２８】ヒータ４０の温度検出素子４５は熱応答性
の最も良い定着面つまりヒータ基板表面側の発熱抵抗体
４２の形成位置に対応する基板裏面側部分位置（発熱抵
抗体４２の直下に対応する基板裏面側部分位置）に配設
される。

【００２９】ヒータ４０の発熱抵抗体４２に対する通電
によりヒータ４０を所定に昇温させ、またフィルム４８
を移動駆動させた状態において、フィルム４８と加圧ロ
ーラ４９との圧接部（加圧部）である定着ニップ部Ｎに
記録媒体Ｐを未定着トナー画像面をフィルム４８面側に
して導入することで、記録媒体Ｐがフィルム４８面に密
着してフィルム４８と共に定着ニップ部Ｎを移動通過
し、その移動通過過程でヒータ４０からフィルム４８を
介して記録媒体Ｐに熱エネルギーが付与されて記録媒体
Ｐ上の未定着トナー画像ｔが加熱溶融定着される。

【００３０】

【発明が解決しようとする課題】前述したフィルム加熱
方式の熱定着手段８Ａ（図６）の加熱手段等として用い
られる面状セラミックヒータ４０において、ヒータの温
度を検知する手段４５としては一般にＮＴＣサーミスタ
が用いられている。

【００３１】ヒータ４０の温度制御を精度良く行なうた
めには、ＮＴＣサーミスタ４５を面状セラミックヒータ
４０に直接実装することが好ましく、実装及び電気的導
通に高融点ハンダもしくは銀・金等の導体を含んだエポ
キシ系導電性接着剤が用いられている。

【００３２】しかしながら、面状セラミックヒータ４０
は、トナー画像定着時には約２００度の高温となり、非
動作時には室温になるため、過大なヒートサイクルが繰
り返され、高融点ハンダもしくは導電性接着剤を用いた
電気的導通部が劣化し、非導通となる問題点があった。

【００３３】そこで本発明の目的は、この種の熱定着用
セラミックヒータについて、上述のような電気的導通部
の劣化・非導通の問題をなくして、高耐久性・高精度・
高信頼性を有し、また低コストなヒータを実現すること
にある。

【００３４】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴を有する熱定着用セラミックヒータである。

【００３５】（１） セラミック基板と、該基板に配設
した発熱抵抗体を基本構成体とし、該発熱抵抗体に電力
を供給して発熱させる熱定着用セラミックヒータにおい
て、基板上に発熱抵抗体を印刷生成する構成を有し、該
基板上に発熱抵抗体に電力を供給する為の電極パターン
を有し、該基板上に直接温度検出素子を構成する手段を
有し、該温度検出素子の出力を基に、前記発熱抵抗体の
電力制御を行ないヒータの温調制御を行なわせることを
特徴とする熱定着用セラミックヒータ。

【００３６】（２）前記（１）に記載の熱定着用セラミ
ックヒータにおいて、温度検出素子は基板上に厚膜印刷
・焼成工程を用いて形成することを特徴とする熱定着用
セラミックヒータ。

【００３７】（３）前記（１）又は（２）に記載の熱定
着用セラミックヒータにおいて、基板はアルミナ基板で
あることを特徴とする熱定着用セラミックヒータ。

【００３８】〈作 用〉上記（１）乃至（２）は前記の
課題を解決した熱定着用セラミックヒータの構成であ
る。即ち、発熱抵抗体・電極パターンと同様の厚膜印刷
技術を用いて、白金抵抗等のヒータ温度検出素子を構成
することによって該温度検出素子をヒータ基台となるセ
ラミック基板上に直接構成し、温度検出素子を電極パタ
ーンを印刷技術を用いて電気的に接続することによって
高信頼度の温度検出が可能な、高耐久性の熱定着用セラ
ミックヒータを実現できる。

【００３９】また全てを厚膜印刷工程を用いて生成する
ため、コスト的にも安価な熱定着用セラミックヒータが
実現可能となる。

【００４０】

【実施例】〈実施例１〉（図１・図２） 図１は本実施例の熱定着用セラミックヒータ４０の概略
構成を示したものであり、（ａ）はヒータの一部切欠き
表面図、（ｂ）は裏面図、（ｃ）は縦断面図である。

【００４１】４１はヒータ基台としてのアルミナ基板、
４２は該基板４１の表面側に基板長手に沿って直線細帯
状に形成した発熱抵抗体、４３ａ・４３ｅは基板４１の
一端側の表裏面側にそれぞれ形成した第１と第２の電極
パターン（電極端子，電極パッド）である。第１の電極
パターン４３ａと発熱抵抗体４２の一端側は電気的に導
通させてある。４３ｂは発熱抵抗体４２の他端側に該発
熱抵抗体４２と導通させて基板表面側に該発熱抵抗体４
２に略並行させて適当な折り返し長さをもって形成した
電路パターン、４３ｄは基板４１の裏面側に第２の電極
パターン４３ｅを延長させて一連に形成した電路パター
ンであり、上記基板表面側の電路パターン４３ｂの発熱
抵抗体４２側とは反対側の端部と、基板裏面側の電路パ
ターン４３ｄの第２の電極パターン４３ｅ側とは反対側
の端部とはスルーホールパターンで電気的に導通させて
ある。４４は発熱抵抗体４２の保護とヒータ表面の滑ら
か性を確保するためにヒータ表面側を被覆させた保護ガ
ラス層である。

【００４２】４５ａ・４５ｂは基板２の他端側の裏面側
に並設した一対の電極パターン、４５ｃ・４５ｄはその
各電極パターン４５ａ・４５ｂを基板４１の一端側に適
当長さ延長させて形成した略並行の一対の電路パター
ン、４５はこの一対の電路パターン４５ｃ・４５ｄの先
端部間に該電路パターン４５ｃ・４５ｄに導通させて形
成した温度検出素子である。

【００４３】５０ａは該ヒータ４０の一端側に嵌着した
給電コネクタであり、ヒータ基板４１の一端側の表裏面
側にそれぞれ存在する第１と第２の電極パターン４３ａ
・４３ｅに対してそれぞれ給電コネクタ５０ａ側の一対
のコネクタコンタクトが圧接して電気的に接続化する。
このコネクタ５０ａを介して電源の電圧が第１と第２の
電極パターン４３ａ・４３ｅ間に印加されることにより
電流が第１の電極パターン４３ａ→発熱抵抗体４２→電
路パターン４３ｂ→スルーホールパターン４３ｃ→電路
パターン４３ｄ→第２の電極パターン４３ｅの経路（又
はその逆経路）で流れて発熱抵抗体４２が発熱し、ヒー
タ４０が昇温する。本実施例のように発熱抵抗体４２に
対する給電用電路を基板４１の表面側と裏面側とに分け
て具備させることは、発熱抵抗体４１に商用電源を供給
する場合に沿面距離を確保するために有効な手段構成で
ある。

【００４４】５０ｂはヒータ４０の他端側に嵌着したセ
ンサコネクタであり、ヒータ基板４１の他端側の裏面側
にそれぞれ存在する一対の電極パターン４５ａ・４５ｂ
に該コネクタ側の一対のコネクタコンタクトが圧接して
電気的に接続化する。ヒータ４０の温度は基板裏面の前
記温度検出素子４５で検出され、その検出情報がコネク
タ５０ｂを介して温調制御回路へフィードバックされて
発熱抵抗体４２への通電が制御されることでヒータ４０
が所定の温度に温調制御される。

【００４５】電極パターン４３ａ・４３ｅ・４５ａ・４
５ｂ、電路パターン４３ｂ・４３ｄ・４５ｃ・４５ｄ、
スルーホールパターン４３ｃは一般に銀パラジウムが用
いられる。また温度検出素子４５は例えば白金抵抗を用
いる。白金抵抗は厚膜印刷工程で製造可能である。

【００４６】ヒータ４０は通常その基板４１の表面側と
裏面側の処理は別工程で行なわれる。基板４１の表面側
に電極パターン４３ａ・電路パターン４３ｂを印刷し、
乾燥・焼成後、発熱抵抗体４２を印刷・乾燥・焼成を行
なう。また基板４１の裏面側に電極パターン４３ｅ・４
５ａ・４５ｂ、電路パターン４３ｄ・４５ｃ・４５ｄを
印刷し、乾燥・焼成後、温度検出素子４５を構成する。

【００４７】通常、発熱抵抗体４２は抵抗値を任意の決
められた範囲内に入れる為にトリミングを行なう。同様
に、温度検出素子４５も抵抗値を決められた範囲内に入
れる為トリミングが行なわれる。最後にヒータの保護及
び表面の滑らか性を確保する為にガラスコーティング４
４をする。

【００４８】発熱抵抗体、電極パターン、電路パター
ン、温度検出素子のそれぞれの印刷、乾燥を行なった後
に、焼成を一度に行なうことも可能である。

【００４９】図２にヒータ４０の制御回路の概略を示し
た。５１は１００Ｖ系もしくは２００Ｖ系の商用電源、
５２は発熱抵抗体４２の給電をオン・オフするトライア
ック、５３は電源のゼロクロスのタイミングを得るゼロ
クロス回路、５４はスイッチングノイズ除去用のＣＲフ
ィルタである。５５はフォトトライアックカプラ、５６
はフォトカプラであり、それぞれ１次・２次分離を行な
った上でトライアック５２のオン・オフ制御を行なう。
５７は発熱抵抗体４２のオン・オフ制御用の駆動トラン
ジスタ、５８はセラミックヒータ４０の温度制御を行な
う為の主制御部である。

【００５０】温度検出素子４５の情報を基に主制御部５
８を介して発熱抵抗体４２の電力制御を行ない、温調制
御する。

【００５１】〈実施例２〉（図３の（ａ）） 本実施例は前記実施例１１のヒータ４０について、ヒー
タ裏面側の温度検出素子４５を保護するために図３の
（ａ）のように該素子４５の部分を覆わせて保護ガラス
層４４Ａを設けたものである。このように温度検出素子
４５を保護するため、環境変動に対してさらに信頼度が
増す。

【００５２】〈実施例３〉（図３の（ｂ）） 本実施例は前記実施例１１のヒータ４０について、その
ヒータ裏面にもヒータ表面側と同様に、図３の（ｂ）の
ように、略全面的に保護ガラス層４４Ａを設けたもので
ある。ヒータ裏面側の電極パターン・電路パターンであ
る銀パラジウムパターンや銀パターンのマイグレーショ
ン対策に有効で、セラミックヒータの信頼度が大幅に増
す。

【００５３】以上の実施例１〜同３に説明したように、
温度検出素子４５を発熱抵抗体・電極パターン等と同様
の厚膜印刷技術を用いて、ヒータ基台となるヒータ基板
上に直接構成することによって、高信頼度の温度検出が
可能な熱定着用セラミックヒータを実現できる。また、
同一の厚膜印刷工程を用いることにより、安価な熱定着
用セラミックヒータの製造が可能となる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、前記構成を特徴と
する熱定着用セラミックヒータによれば、電気的導通部
の劣化・非導通の問題が解消されて、高耐久性・高精度
・高信頼性を有し、また低コストな、この種のヒータを
実現することができ、前記目的が良く達せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の熱定着用セラミックヒータの概略
構成を示すもので、（ａ）はヒータの一部切欠き表面
図、（ｂ）は裏面図、（ｃ）は縦断面図

【図２】 ヒータの制御回路の概略図

【図３】 （ａ）は実施例２のヒータの裏面図、（ｂ）
は実施例３のヒータの裏面図

【図４】 画像形成装置の一例の概略構成図

【図５】 熱定着器の構成略図

【図６】 フィルム加熱方式の熱定着器の要部の横断面
模型図

【図７】 ヒータの一部切欠き平面図

【符号の説明】 ４０ セラミックヒータ ４１ ヒータ基板 ４２ 発熱抵抗体 ４４ 表面保護層 ４５ 温度検出素子 ４６ ヒータホルダ ４７ ヒータ支持部材 ４８ 耐熱性フィルム（定着フィルム） ４９ 加圧ローラ ５０ 給電コネクタ

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】削除

【手続補正１０】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】削除

【手続補正１１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】削除

【手続補正１２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１１

【補正方法】削除

【手続補正１３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１２

【補正方法】削除

【手続補正１４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１３

【補正方法】削除

【手続補正１５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１４

【補正方法】削除

【手続補正１６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１５

【補正方法】削除

【手続補正１７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１６

【補正方法】削除

【手続補正１８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１７

【補正方法】削除

【手続補正１９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１８

【補正方法】削除

【手続補正２０】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１９

【補正方法】削除

【手続補正２１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２０

【補正方法】削除

【手続補正２２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２１

【補正方法】削除

【手続補正２３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２２

【補正方法】削除

【手続補正２４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２３

【補正方法】削除

【手続補正２５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２４

【補正方法】削除

【手続補正２６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２５

【補正方法】削除

【手続補正２７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２６

【補正方法】削除

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 俊之 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 中原 隆 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 征矢 隆志 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 柴田 章弘 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H033 AA30 AA32 BA25 BB18 BB22 BB28 BB37 BE03 CA07 CA20 CA23 CA28 CA38 CA44 CA45 3K034 AA16 AA34 BA05 BB06 BB14 BC04 BC12 CA03 CA14 CA27 DA03 HA10 JA10 3K058 AA02 AA27 AA72 AA86 BA18 CA12 CA23 CA86 CD01 CE13 CE19 CE32 DA02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック基板と、該基板に配設した発
   熱抵抗体を基本構成体とし、該発熱抵抗体に電力を供給
   して発熱させる熱定着用セラミックヒータにおいて、 基板上に発熱抵抗体を印刷生成する構成を有し、該基板
   上に発熱抵抗体に電力を供給する為の電極パターンを有
   し、該基板上に直接温度検出素子を構成する手段を有
   し、該温度検出素子の出力を基に、前記発熱抵抗体の電
   力制御を行ないヒータの温調制御を行なわせることを特
   徴とする熱定着用セラミックヒータ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の熱定着用セラミックヒ
   ータにおいて、温度検出素子は基板上に厚膜印刷・焼成
   工程を用いて形成することを特徴とする熱定着用セラミ
   ックヒータ。
3. 【請求項３】 請求項１又は同２に記載の熱定着用セラ
   ミックヒータにおいて、基板はアルミナ基板であること
   を特徴とする熱定着用セラミックヒータ。