JP2017203883A - 定着装置および定着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱部と加圧部とを分離し、トナーの転写後直ちにトナーを加熱できるようにすることにより、トナーの飛散を防止することができる定着装置および定着方法を得ることを目的とする。【解決手段】加熱部１と、加圧搬送部２との全体に亘って連続して絶縁基板５が設けられ、絶縁基板５の記録媒体４１と対向する面であって、転写部３に対応する部分に転写用電極３９が設けられ、加熱部１に対応する部分に加熱用の発熱抵抗体１２ａ〜１２ｃが設けられ、加圧搬送部２に対応する部分には加圧ローラ２１の圧力を受け止め得る受け台２２として形成されている。その結果、トナー４２が録媒体４１に転写された直後からトナー４２が加熱され、微粉末の飛散が防止される。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、複写機、レーザプリンタ、ＬＥＤプリンタなどの画像形成装置において、画像を形成する樹脂系トナーを紙などの記録媒体に転写して記録媒体に粘着させることにより画像を形成する定着装置および定着方法に関する。さらに詳しくは、トナーの微粉末が空中に飛散しないように、記録媒体に転写された未定着のトナー画像を直ちに軟化させて記録媒体に粘着させることにより、トナーの微粉末の飛散を防止すると共に、短時間でトナーを定着させることができる定着装置および定着方法に関する。

電子写真記録は複写装置、プリンタなどに広く使用されている。この電子写真の記録は次のように行われる。すなわち、感光体（感光ドラム、ベルト状感光体、板状感光体など）に、帯電、露光、現像をすることによりトナーを感光体に静電的に付着させ、静電引力で記録媒体にそのトナーを移動転写させる。そして、加熱加圧ローラにより加熱してトナーを流動化させることにより、粘着性が出てトナー同士を粘着させながら記録媒体に粘着させる。その結果、トナーは自由に動かなくなる。要するに、軟化、流動化、粘着が起こり、粘着した状態で加圧されることにより、記録媒体に画像を定着させる。

この感光体から記録媒体にトナーを転写する方法は、例えばコロナ放電方式や、ローラ転写方式などが知られている（例えば非特許文献１参照）。コロナ放電方式は、図５Ａに示されるように、記録媒体８０を挟んで感光体８１に対向して配置される転写チャージャ８２と分離チャージャ８３とが設けられることにより構成される。この構成で、チャージユニット８４により、感光体８１の全面に均一に帯電させ、レーザビームやＬＥＤなどの光源８５で印刷データのパターンを帯電した感光体８１に照射し、電気的潜在画像（逆像の不可視画像）を感光体８１の表面に形成する。そして、ディベロッパーユニット８６で、トナーを撹拌しながら感光体８１の表面に形成された潜在画像に付着させることにより、感光体８１の表面に可視画像が形成される（現像工程）。その後、転写チャージャ８２のコロナ放電により記録媒体８０の背面にトナーと逆極性の電荷を与えることで、感光体８１上のトナーが記録媒体８０上に転写される。分離チャージャ８３は、記録媒体８０が感光体８１に吸引されて、感光体８１に巻き付けられないように、転写チャージャ８２よりも弱い電界が印加されている。すなわち、転写部は、感光体８１と分離チャージャ８２とがペアで独立して転写装置として形成されている。また、ローラ転写方式は、図５Ｂに示されるように、感光体８１と記録媒体８０を挟んで対向して設けられる転写ローラ８７を感光体８１に適度な接触圧力で押圧し、記録媒体８０を搬送すると共に、転写ローラ８７を介して記録媒体８０の背面にトナーと逆極性の電荷を与えることにより記録媒体８０にトナー像を転写している。

一方、加熱加圧部は、図示されていないが、トナーが転写された記録媒体を、例えば内部にハロゲンランプを内蔵して加熱された加熱加圧ローラと反対側の回転ローラとにより圧接しながら搬送する方式が知られている。すなわち、加熱と加圧とを同時に行っている。このように、加熱加圧ローラと回転ローラとを回転させながらトナーの転写された記録媒体を搬送することにより、トナーの表面は殆ど擦られることがない。しかし、トナーが加熱されながら加圧されるので、流動化した状態で加熱加圧ローラにより押し付けられることになる。しかも、トナーはその表面から加熱され、記録媒体側まで十分に加熱されない状態で加圧ローラにより押し付けられているため、加熱加圧ローラの表面に流動化したトナーが付着しやすい。その結果、トナーが記録媒体の表面から一部剥れる場合がある。また、ローラの内部にハロゲンランプを内蔵することが必要となる。そのため、電力の消耗が激しいと共に、スイッチを投入してから加熱加圧ローラの温度が上昇するのに時間がかかるという問題がある。この問題を解決するには、予め余熱をしておく必要がある。そのため、より一層電力を消耗し、省エネの要求に充分に応えることができない。

さらに、ハロゲンランプを用いないで、セラミック基板の表面に発熱抵抗体を形成した、いわゆるセラミックヒータを用いる方法も提案されている。しかし、この方法は、セラミックヒータの熱を有効に利用するため、ヒータ面側に記録媒体のトナーの転写された部分を接触させて加熱加圧することが試みられており、セラミックヒータをローラのように回転させることができないため、セラミックヒータの面とトナーが転写された記録媒体の面とが擦られないようにする必要がある。そのため、セラミックヒータと記録媒体との間にポリイミドなどからなる耐熱性フィルム（シート）を介在させ、その耐熱性フィルムを記録媒体の搬送速度と同期させて搬送させるという方法がとられている（例えば特許文献１参照）。

特開平５−２７３８７９号公報

「電子写真」日本画像学会編、東京電機大学 出版局発行、２００８年６月２０日、６７〜６９頁

前述のように、転写部と加熱加圧部とが、別々に独立して形成されていると、転写部でトナーが転写された後に、加熱加圧ローラに至るまでは、記録媒体の上にトナーの粉末が弱い静電力で付着しているだけで進行する。また、トナーの粉末は外添剤で被覆されている。そのため、加熱加圧ローラに至るまでの間にトナーや外添剤の微粉末が飛散しやすく、粉塵が空中に浮遊して公害の原因ともなりやすいという問題がある。

また、加熱部と加圧部とが同じところで同時に行われると、流動状態になったトナーが加圧ローラにより圧接されるため、加圧ローラにトナーが付着しやすく、トナー画像を毀損しやすいという問題がある。

さらに、加熱と加圧が同時に行われると、加熱加圧用のローラと回転ローラとの接触部の幅（ニップ幅）の間に加熱と加圧が行われなければならないため、記録媒体の搬送スピードを速くすると十分な定着をすることができず、印刷スピードに制約を受ける。

さらに、転写されたトナーの表面側から加熱されると、トナーの表面側が流動状態になっても、記録媒体との接触面側の流動化はそれより遅れるため、記録媒体への粘着性が不充分になりやすい。さらに、記録媒体が紙などの吸湿性を有する場合、記録媒体の温度上昇が一番遅くなるため、その水分が蒸発し難く、トナーが流動状態になった後に水分が蒸発する。その結果、トナーの表面に、いわゆるブリスターと呼ばれる凹部が形成され、トナーの表面に凹凸が形成されやすく、印刷表面の仕上がり状態が不鮮明になるという問題がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、加熱部と加圧部とを分離し、トナーの転写後直ちにトナーを加熱できるようにすることにより、トナーの飛散を防止することができる定着装置および定着方法を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、トナーの表面を損傷させることなく、高スピードで、記録媒体にトナーを定着させることができる定着装置および定着方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、記録媒体が紙などの吸湿性の記録媒体の場合でも、その水分の蒸発によりトナー画像が不鮮明になることを防止し得る定着装置および定着方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、転写されたトナーを直ちに加熱して微粉末の飛散を防止しながら、加圧搬送部ではトナーが流動状態（融解状態）にならないで、記録媒体に粘着できるようにトナーの温度を下げることができる定着装置および定着方法を提供することにある。

本発明の定着装置は、感光体に形成された静電潜像を現像して付着したトナーを記録媒体に転写する転写部と、前記記録媒体の前記転写部より下流側に設けられ、前記転写部で転写されたトナーを加熱する加熱部と、前記記録媒体の前記加熱部より下流側に設けられ、前記記録媒体の前記トナーが設けられた面側を加圧ローラにより加圧しながら前記記録媒体を搬送する加圧搬送部と、前記転写部、前記加熱部、および前記加圧搬送部の全体に亘って、前記記録媒体の前記トナーが転写される面と反対面に接触するように連続して設けられる絶縁基板と、を具備し、前記絶縁基板の前記記録媒体と対向する面であって、前記転写部に対応する部分に転写用電極が設けられ、前記加熱部に対応する部分に加熱用の発熱抵抗体が設けられ、前記加圧搬送部に対応する部分は前記加圧ローラの圧力を受け止め得る受け台として形成され、前記トナーが前記記録媒体に転写された直後から前記トナーが加熱されるように形成されている。

ここに「下流側」とは、記録媒体の進行方向の前方、すなわち記録媒体の場合にはその排紙側を意味し、逆に「上流側」とは、記録媒体の場合にはその供給側を意味する。また、「連続して」とは、完全に一体でなくても、記録媒体４１の進行方向に沿って、熱伝導が良好に行われやすいように接着剤などにより接続されていてもよい意味である。記録媒体の進行方向と垂直方向には、離間して複数個設けられる構造でもよい。

前記加熱部に設けられる発熱抵抗体が、前記記録媒体の進行方向に沿って複数個並列して設けられ、前記転写部側と前記加圧搬送部側とで前記転写部側の温度が高くなるように発熱抵抗体、または印加電圧が異なるように形成されることが好ましい。

本発明の定着方法は、電子写真プロセスにより画像に合せたトナーを記録媒体の一面に転写する転写部を設け、前記記録媒体を搬送しながら前記記録媒体の一面と反対面である他面側から前記転写されたトナーを加熱する加熱部を設け、前記記録媒体の前記一面側からの加圧ローラと、前記他面側の受け台とにより前記記録媒体を加圧しながら搬送する加圧搬送部を設け、前記転写部、前記加熱部、および前記加圧搬送部の全体に亘って、前記記録媒体の前記トナーが転写される面と反対面に接触するように連続して絶縁基板を設け、該絶縁基板の表面に、前記転写部で転写するための転写用電極と、前記加熱部で加熱をするための発熱抵抗体とをそれぞれ設け、前記加圧搬送部の受け台を前記絶縁基板の延長部分で形成することを特徴とする。

本発明の定着方法の他の形態は、転写部、加熱部、および加圧搬送部に沿って、記録媒体を順次搬送させながら、転写部で転写したトナーを前記記録媒体に定着させる方法であって、前記転写部でのトナーの転写直後から転写されたトナーを加熱することにより、前記トナーの微粉末の飛散を防止することを特徴とする。

本発明の定着装置および定着方法によれば、表面に発熱抵抗体が設けられる絶縁基板が少なくとも転写部から加圧搬送部まで連続して形成されている。そのため、絶縁基板に発熱抵抗体が設けられていない転写部でも、絶縁基板、ひいては記録媒体の温度が僅かながら上昇しており、転写された時点からトナーはある程度加熱される。しかし、感熱体は、寿命の観点から余り温度を上昇させない方がよいので、その上流に設けられる発熱抵抗体の発熱を抑え、温度上昇は抑制されるように設計される。さらに、転写用電極に近接して発熱抵抗体が形成され得るので、転写後直ちにトナーは本格的に加熱されることになる。その結果、トナーが軟化状態または流動状態（融解状態）になるまでの時間を短くすることができると共に、トナーの飛散を確実に抑制することができる。しかも、この絶縁基板は記録媒体のトナーが転写される面と反対面（裏面）側に設けられ、絶縁基板の表面には発熱抵抗体が形成されているので、記録媒体の裏面側から加熱されることになる。その結果、トナーも記録媒体側から軟化して流動状態になる。すなわち、記録媒体とトナーとの粘着性が非常によくなる。これにより、加圧搬送部で加圧された場合に、温度が低下してトナーの表面が流動状態でなくなっても、トナーを記録媒体に粘着させやすくなる。

なお、軟化状態とは、トナーの粘弾性特性で、ゴム領域の温度範囲で、固体領域よりも粘弾性が下がり、外力を加えると容易に変形するが弾力性を有する状態を意味し、流動状態とは、トナーが液状で流れ得る状態を意味する。勿論、ゴム領域でも、温度が高いほど粘弾性が低下し、流動状態に近くなり、同じ流動状態と言っても、温度が高いほど、流動性が大きくなる。

さらに、加熱部が加圧部と分離されることにより、加圧搬送部では、流動状態（融解状態）にする必要がなく、加圧ローラ側の温度を低下させることができるので、加圧ローラにより圧接しても、加圧ローラにトナーが付着しにくい。そのため、トナー画像を損傷する危険性が低下し、鮮明なトナー画像が得られる。また、従来の加熱と加圧を同時に行う方法では、加熱加圧ローラと回転ローラとの接触部（ニップ部）のみでトナーの流動化と圧接が行われる。そのため、そのニップ部の通過時間が短く、温度、加圧の圧力に微妙な調整が必要であり、それでも毎分４０枚の従来の装置では、毎秒２００ｍｍの速度で、ニップ部５ｍｍの通過時間は２５ｍｓ程度となっている。しかし、本発明は加熱部と加圧部とを分離することにより、加圧ローラは圧接だけすればよいため、非常に短時間、例えば１０ｍｓ程度で記録媒体を搬送することができ、２.５倍の速度アップを図れる。すなわち、印刷スピードを大幅に向上させることができる。なお、加熱部によるトナーの流動化に対しては、記録媒体の搬送速度が速くても、その距離を稼ぐことにより、印刷スピードを向上させることができる。

また、絶縁基板が転写部よりも上流側に延出していることにより、記録媒体が転写前から予熱され、さらに、その延出部にも発熱抵抗体が設けられることにより、転写前から記録媒体が加熱されることにより、転写されたトナーが直ちに軟化状態になりやすく、また、転写前に記録媒体に含まれている水分が蒸発し、または完全に蒸発していなくても次の加熱部で容易に追い出され得る。そのため、従来のトナーを流動状態にするための加熱と同時に記録媒体の温度を上昇させることによる、トナーの表面での気泡による凹凸を防止することができる。その結果、非常に光沢のあるきれいな画像で定着され得る。しかし、前述のように、感熱体の温度上昇を抑制する観点から、転写前には、余り記録媒体の温度が上昇しないようにすることが好ましい。さらに、転写の時点で記録媒体の温度がある程度上昇しているため、転写と同時にトナーが軟化状態になりやすく、より一層トナーや外添剤の微粉末の飛散が防止され得る。特に、カラー印刷の場合、例えば４色トナー像がベルト状に重ねて転写され、最後に定着される場合が多く、このような場合、異なる色のトナーを重ねて転写することになるが、記録媒体の温度が上昇していると、その飛散や画像の劣化が防止されやすく、非常に効果が大きい。

本発明の一実施形態の定着装置の概要を示す断面の説明図である。 図１Ａの絶縁基板の表面の概略を示す説明図である。 図１Ｂの変形例を示す説明図である。 図１ＣのＩＤ−ＩＤ断面を示す説明図である。 発熱抵抗体が１個のときの電極などの形成例を示す説明図である。 図２Ａの断面の構成例を示す説明図である。 発熱抵抗体が１個のときの電極などの他の形成例を示す説明図である。 加熱基板の絶縁基板を所定の温度に制御する駆動回路例を示す図である。 加熱基板の絶縁基板を所定の温度に制御する駆動回路の他の例を示す図である。 従来の転写装置の一例を説明する図である。 従来の転写装置の他の例を説明する図である。

次に、図面を参照しながら本発明の定着装置および定着方法が説明される。図１Ａに、本発明の一実施形態による定着装置の概要図が示されるように、本発明の定着装置は、感光体３１に形成された静電潜像を現像して付着したトナー４２ａを記録媒体４１に転写する転写部３と、記録媒体４１の転写部３より下流側に設けられ、転写部３で転写されたトナー４２を加熱する加熱部１と、記録媒体４１の加熱部１より下流側に設けられ、記録媒体４１のトナー４２が設けられた面側を加圧ローラ２１により加圧しながら記録媒体４１を搬送する加圧搬送部２と、記録媒体４１のトナー４２が転写される面と反対面に接触するように、転写部３と、加熱部１と、加圧搬送部２との全体に亘って連続して設けられる絶縁基板５と、を具備している。そして、絶縁基板５の記録媒体４１と対向する面であって、転写部３に対応する部分に転写用電極３９が設けられ、加熱部１に対応する部分に加熱用の発熱抵抗体１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）が設けられ、加圧搬送部２に対応する部分は加圧ローラ２１の圧力を受け止め得る受け台２２として形成されている。

すなわち、本発明は、加熱部１と加圧搬送部２とが分離されて加熱は加熱部１で、加圧は加圧搬送部２で行うと共に、転写部３が、従来の感光体と分離チャージャまたは転写ローラなどとを有する転写装置として独立しているのではなく、加熱部１で加熱する発熱抵抗体が形成される絶縁基板５（この部分は加熱基板ともいえる）を転写部３まで連続して形成され、その絶縁基板５の表面に転写用電極３９が設けられることにより転写部３が形成されている。そして、その転写用電極３９に印加された高電界により感光体３１に現像されたトナー４２ａが記録媒体４１側に引き付けられて記録媒体４１に転写される。換言すると、転写装置が独立して設けられるのではなく、加熱基板とする絶縁基板５の延長部の表面に転写用電極３９が形成されていることを特徴としている。この絶縁基板５は、加熱部１の加熱基板とされる部分と、加圧搬送部２の受け台とされる部分と、転写部３の転写電極３９が形成される部分とが別々に形成されていても、熱伝導が可能なように接続されていればよい。

換言すると、加熱部１の加熱用として用いられる加熱基板の絶縁基板５を転写部３まで延長してその絶縁基板５の表面に転写用電極３９が形成されている。そして、その絶縁基板５の他端部が加圧搬送部２まで連続して（接続される場合も含む）形成され、加圧ローラ２１の受け部２２にされている。この絶縁基板５が加熱部１から転写部３および加圧搬送部２の両方に連続して形成されていることにより、加熱部１で加熱されて発生する熱が絶縁基板５を伝導して転写部３および加圧搬送部２にも伝わり、転写用電極３９上の記録媒体４１および加圧搬送部２の受け部２２上の記録媒体４２をも加熱されることになる。その結果、転写されたトナー４２は、直ちに加熱のための予熱がされ、加圧搬送部２では、加熱されて流動状態になったトナー４２の温度を急激に低下させることなく、加圧して記録媒体４２に粘着させることができる。すなわち、加熱部１で加熱される前から加熱されることになり、たとえ加熱部１の前で軟化状態に至らなくても、充分に予熱されることになり、加熱部１で加熱されることにより、直ちに軟化状態または流動状態になる。さらに加圧搬送部２では、急激にトナー４２の温度が下がることなく、軟化状態で加圧され、加圧ローラ２１などにトナー４２の一部が付着することなく、すなわちトナー４２を損傷させることなく、記録媒体４２に粘着される。

絶縁基板５は、このように、加熱部１から連続して形成されていることが必要である。「連続して」とは、前述のように、必ずしも一体である必要はなく、加熱部１および転写部３や加圧搬送部２で別々に形成されて、その後に接着剤などにより連結されるか、密着されていてもよい。すなわち、熱伝導が充分得られるように連結していればよい。また、絶縁基板５は、基板の全体が絶縁体でできている必要はなく、少なくとも発熱抵抗体１２や転写用電極３９が設けられる表面が絶縁体になっていればよい。従って、金属板の表面に絶縁膜が形成されているものでもよい。そのような構成であれば、絶縁基板５は熱伝導に優れる。

しかし、この絶縁基板５は、加熱部１で用いられる加熱基板の絶縁基板として用いられるものでよい。すなわち例えば、アルミナなどからなる熱伝導率の優れた絶縁性の基板が用いられ得る。しかし、これには限定されない。形状は矩形状が好ましいが、これに限定されるものではない。幅Ｗ（図１Ｂ参照；図１Ａの紙面と垂直方向の長さ）は、記録媒体４１の幅と等しいことが好ましいが、それより小さくても、複数個の絶縁基板５が幅Ｗの方向に並べられることにより支障はない。絶縁基板５の長さＬ（図１Ｂ参照；図１Ａの記録媒体の進行方向の長さ）は、例えば５ｃｍ程度の大きさに形成される。図では、幅Ｗの寸法と長さＬの寸法との大小関係が逆になっているが、幅方向は一定であるのに対して、長さ方向に表面の変化があるためその変化を強調するため長さＬの方向が拡大されている。厚さは、例えば０.６ｍｍ程度のアルミナ基板が用いられ得る。この絶縁基板５は、加熱部１から転写部３および加圧搬送部２まで延びるように形成されると共に、記録媒体４１の裏面側に設けられている。しかし、前述のように、完全に一体である必要はなく、例えば加熱部１と転写部３と加圧搬送部２とで別々に形成され、それぞれが接着剤などにより接続された構造でもよい。要は連続していて、熱伝導が充分になされればよい。

この絶縁基板５の表面には、後述されるように、発熱抵抗体１２などが形成され、その表面にカバー基板などの保護膜１７が形成されるが、その表面に凹凸が形成され、さらに、絶縁基板５およびその表面の保護膜１７に吸引貫通孔１９ａや吸引用の溝１９ｂが形成されて、記録媒体４２が吸引されることにより、凸部のところでの接触圧力が強まり、より一層発熱抵抗体１２からの熱の伝導を良くすることができる。このような図示しない凹凸の形成は、例えば後述される図１Ｄに示されるように、絶縁基板５の長さ（Ｌ）５０ｍｍ当たり０.２ｍｍ〜０.３ｍｍ程度の発熱抵抗体の部分の高さの盛り上がり（蒲鉾型）に形成される。このような凹凸の形成法としては、絶縁基板５自体の表面が蒲鉾状の円弧に形成されたり、または長さＬの短い基板で蒲鉾状の複数個の基板を接続して形成したり、絶縁基板５上で発熱抵抗体１２の形成前の図示しないグレーズ層（断熱層）の形成の際に中央部を厚くしたり、発熱抵抗体１２の厚さや保護膜１７の表面を盛り上がらせることなどにより形成され得る。また、吸着法としては、吸引法でなくても、電極を形成して帯電吸着させる静電チャック方式を用いることもできる。いずれにしても、発熱抵抗体１２の部分を盛り上がらせる凹凸が形成されることが好ましい。

転写部３では、この絶縁基板５の表面に転写用電極３９が形成されている。この転写用電極３９は、例えばステンレス合金を弾性接着剤により接着したものからなり、３０〜５０μｍ程度の厚さで、８ｍｍ程度の幅の金属膜で表面およびコーナ部が滑らかに仕上げされた部品で形成され、図示しない電極を介して、帯電トナー４２ａとは逆の電圧、例えば５００〜１０００Ｖ程度の電圧が印加して、記録媒体４１を帯電させて感光体３１の表面から帯電トナー４２ａを転写させる。この転写用電極３９の電位があまり高いと、転写されたトナー４２が逆の電位に帯電して、転写部３を離れる際に感光体３１の電位に引き付けられ、記録媒体４１がＡ４やＢ５などの切断紙で、連続紙でない場合には、感光体３１に記録媒体４１が巻きつけられてしまうので、感光体３１からトナー４２を引き離しながら、記録媒体４１が感光体に巻きつけられないような電位に設定する必要がある。この転写用電極３９は、幅を広げて転写部３の上流側に延出して、または接続して絶縁基板５の表面に固定することもできる。後述される第５発熱抵抗体１２ｅが設けられている場合には、その表面に絶縁層を介して設けることができる。

本発明では、この転写部３の転写用電極３９が形成される基板が加熱部１の発熱抵抗体１２が形成される絶縁基板５を延出して、または加熱部１の絶縁基板と接続して形成されている。そのため、転写部３でも絶縁基板５の温度は上昇しており、記録媒体４１も加熱される。その結果、転写されたトナー４１が直ちに加熱されるので、トナー４２は記録媒体４１に付着しやすくトナー４２の微粉末の飛散、画像劣化、および感光体３１への巻き付きが抑制されると共に、トナー４２の軟化状態または流動状態にする時間が短縮される。この転写部３の転写電極３９は、後述される図１Ｃに示されるように、２本に形成されてもよい。この場合、２本で電圧を変えれば、下流側の電極２９ｂを記録媒体４１の感光体３１への巻き付き防止、すなわち分離チャージ電極として使用することもできる。その表面に弾性体が設けられることが好ましい。または絶縁基板５の上流側端部をバネで釣り上げ、加圧搬送部２側を支点として回転できるようにすることにより、感光体３１に軽く接触し得るようにすることもできる。転写部３の感光体３１側の構造は、前述の通りである。

転写部３の感光体３１側の構造は、通常の電子写真方式プリンタの場合と同様であるが、清掃部３２、除電部３３、帯電部３４、露光（光書込み）部３５、現像部３６を通るように感光体の一例である感光ドラム３１を回転させながら露光部３５でレーザ光またはＬＥＤ光を用いて光書込みをして感光ドラム３１上に静電潜像を形成し、これに現像部３６でトナー４３ａを感光ドラム３１に付着させて現像し、可視像化する。そして、転写電極３９で電気力によりトナー４２ａを感光ドラム３１から記録媒体４１に転写することにより、記録媒体４１に写真画像が形成される。トナー４２ａは、樹脂に種々の顔料を混合したものである。この記録媒体４１が順次搬送されて加熱部１、加圧搬送部２を経由することにより、転写されたトナー４２の画像が定着される。なお、カラープリントの場合は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のある色のトナー４２が順次転写され、複数色のトナーが転写されているが、転写工程も長く、飛散や画像劣化の可能性もあり、各々の転写直後に仮定着をすることも考えられている。

本発明の加熱部１は、図１Ａ〜１Ｂに示されるように、絶縁基板５の記録媒体４１と対向する表面に発熱抵抗体１２が設けられることにより形成されている。すなわち、記録媒体４１の裏面側から加熱されるように発熱抵抗体１２が形成されている。しかし、記録媒体４１の裏面側から加熱される場合のみに限定されず、図示されていないが、記録媒体４１のトナー４２が転写された面（表面）側からの加熱を併用することもできる。この場合、記録媒体４１のトナー４２が転写された面と数ｍｍ程度離間して設けられる。しかし、加熱部１は、絶縁基板５の表面に形成される発熱抵抗体１２により記録媒体４１を加熱する。図１Ａ〜１Ｂに示される例では、第１〜第３の発熱抵抗体１２ａ〜１２ｃが加熱部１に形成され、加圧搬送部２に第４の発熱抵抗体１２ｄが、転写部３の上流側に第５の発熱抵抗体１２ｅが設けられている。しかし、発熱抵抗体１２（共通の発熱抵抗体として説明をする場合は１２の符号を付す）の数は限定されない。この発熱抵抗体１２の近傍には、その発熱抵抗体１２により絶縁基板５の温度がどの程度上昇しているかを確認するための温度測定用抵抗体１３が設けられている。本発明の加熱部１は、従来の加熱基板より時間を長くして加熱をすることができるので、温度制御時の電流を少なくすることができ、ノイズの影響も従来の加熱基板より少なくすることができる。しかし、商用交流電源を使用する場合は、ゼロクロススイッチ回路などの外部回路へのノイズの影響を少なくすることができる。

記録媒体４１の表面側（トナー４２側）に設けられる加熱基板は、加熱部１の記録媒体４１のトナー４２が設けられた面側に、記録媒体４１と離間して設けられている。すなわち、記録媒体４１に転写されたトナー４２には接触しないでトナー４２を加熱できるようになっている。すなわち、この図示しない第２加熱基板は、記録媒体４１と接触させて加熱するのではなく、第２加熱基板からの放射熱（輻射熱）により加熱するようになっている。従って、第２加熱基板により記録媒体４１のトナー４２が転写された面が擦られることはなく、未定着のトナー４２の一部が剥がれることはない。この観点から、第２加熱基板は、その表面から熱を放射しやすい構造のものが好ましい。例えば、表面に熱放射に優れた材料、例えば黒色アルマイト、ガラスなどの熱放射層が形成されたり、その表面に、１０〜５０μｍ程度の幅で、１０〜５０μｍ程度の深さの凹凸が形成されたりすることにより、表面積が大きくなり、熱放射量を増やしやすい構造であることが好ましい。

図１Ｂに示される例では、発熱抵抗体１２などに接続される電極などが省略して図示されていないが、電極と発熱抵抗体１２や温度測定用抵抗体１３との関係が、１個の発熱抵抗体が絶縁基板１１上に形成された加熱基板１０として形成された例で、図２Ａ〜２Ｃを参照して後述される。絶縁基板５は、この加熱基板１０の絶縁基板１１を大きくしたものでもよい。

図１Ｃ〜１Ｄは、絶縁基板５の表面の他の形状例を示すと共に、絶縁基板５の表面が蒲鉾状に形成された例を示している。すなわち、発熱抵抗体１２の幅や個数、吸引装置用の吸引用の貫通孔１９ａや吸引用の溝１９ｂの個数や場所などは自由に設定することができる。さらに、この例では、転写用電極３９が２本で形成され、下流側の電極３９ｂが分離チャージ用電極として形成され、記録媒体４１の感光体３１への巻き付き防止を図る構造になっている。さらに、この例では、前述のように、中心部の近傍で５０ｍｍ位の長さに対して、０.２〜０.３ｍｍ程度の高さの凸部が形成され、蒲鉾状に形成されている（図１Ｄ参照）。このような形状にされることにより、記録媒体４１と発熱抵抗体との密着性が向上する。この発想は、絶縁基板５が１個で形成されないで、複数個が接続して形成される場合でも、各々の基板が蒲鉾状で凹凸が繰り返される構造でもよい。吸引装置の吸引用の貫通孔１９ａなどが凹んだ部分に形成されることにより、より一層記録媒体４１との密着性は向上するが、吸引装置がなくても、凹凸が形成されることにより、密着性が向上する。また、この蒲鉾状の形状は、絶縁基板５に限らず、後述される加熱基板１０などをこのような蒲鉾状に形成され、複数個が並べられてもよい。なお、図１Ｃ〜１Ｄで、図１Ｂと同じ部分には同じ符号を付してその説明は省略されている。

この加熱基板１０は、カードなどに記録や消去などをするのに用いられる従来の加熱ヘッドと同様の構造になっている。例えば図２Ａに保護膜（カバー基板）１７を除去した基本的な絶縁基板１１上の発熱抵抗体１２および温度測定用抵抗体１３とその電極１４〜１６の一例の平面説明図が、図２Ｂに、図２ＡのＢ-Ｂ断面図で、保護膜１７が形成された状態がそれぞれ示さている。すなわち、絶縁基板１１上に形成される発熱抵抗体１２や温度測定用抵抗体１３（１３ａ、１３ｂ）、電極１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）、温度測定端子１５（１５ａ〜１５ｅ）などが形成され、その上に保護膜１７が形成されている。なお、発熱抵抗体１２や温度測定用抵抗体１３と電極１４や測定用端子１５との間は、それぞれ導電体１６により接続されている。この電極１４や測定用端子１５には図示しないリードが接続される。

さらに具体的には、図２Ａに示されるように、例えばアルミナなどのセラミックスからなる絶縁基板１１の一面に発熱抵抗体１２と温度測定用抵抗体１３（１３ａ、１３ｂ）とが設けられた構造になっている（この例では、温度測定用抵抗体１３が１個の発熱抵抗体１２に対して２個形成されているが、この数は多いほど絶縁基板１１の温度を正確に把握できて好ましいが、その数は制限されない）。なお、これらの形状および配置等は任意に形成され得る。図２Ａに示される例では、例えば直線状で、帯状の発熱抵抗体１２が矩形状の絶縁基板１１の長手方向の一辺に沿って設けられることにより形成されている。この絶縁基板１１の長手方向の長さ（幅）Ｗは、５０ｍｍ以上に形成され、例えば記録媒体４１の幅（図１の記録媒体４１の紙面と垂直方向の寸法）に応じて形成される。記録媒体４１が大きい場合には、この絶縁基板１１の幅Ｗを大きくするか、または加熱基板１０をその長手方向に複数個並べて配置することにより記録媒体４１の幅に合せられる。また、１個で長い絶縁基板１１で加熱基板が形成される場合には、発熱抵抗体１２や温度測定用抵抗体１３の途中に電極１４や測定用端子１５を複数個形成しておき、分割して電圧を印加できるようにしたり、絶縁基板１１の領域ごとに温度を定めることができるようにしたりして、常に絶縁基板１１の全体で均一な温度になるように制御される。

図２Ａに示される例では、温度測定用抵抗体１３ａ、１３ｂが２本形成されているが、この構造に限定されない。この絶縁基板１１の温度は、低すぎると記録媒体４１上に転写されたトナー４２が軟化状態や流動状態にならず、充分に定着されなくなるし、高過ぎてもトナー４２が流動状態になり過ぎて加圧ローラ２１にトナーが付着してトナーオフセットの現象が生じるので、絶縁基板１１の温度が、その各領域に応じて正確に制御される必要がある。そのため、温度測定用抵抗体１３の数や、測定用端子１５の数はできるだけ多く形成されることが好ましい。

発熱抵抗体１２は、例えばＡｇ、Ｐｄ、ＲｕＯ₂、Ｐｔ、金属酸化物、ガラス粉末などを選択して混合することにより温度係数、抵抗値などが最適になるようにし、ペースト状にして印刷し、焼成することにより形成されている。焼成により形成される抵抗膜のシート抵抗値は固形絶縁粉末の量によって変えられる。両者の比率により抵抗値や温度係数を変えることができる。また、導体（電極１４、測定端子１５、接続導体１６として使用する材料としては、Ａｇの割合を多くし、Ｐｄを少なくした同様のペースト状にしたものが用いられる。そうすることにより、発熱抵抗体１２と同様に、印刷により形成することができる。端子接続の関係で使用温度により変る必要がある場合もある。Ａｇが多い程抵抗値を低くすることができる。この発熱抵抗体１２の抵抗温度係数は正に高い方が好ましく、とくに１０００〜３５００ｐｐｍ／℃の材料を用いることが好ましい。また、図示されていないが、発熱抵抗体１２の電流の流れる方向に沿って適当な位置に電極が設けられることにより、部分的に電圧を印加することができ、場所によって温度を変えることができる。

抵抗温度係数が正に大きいということは、温度が上昇すると抵抗値の増加が大きいことであるから、発熱させた状態における抵抗値測定により基準抵抗値からのずれにより実際の発熱温度の検出を容易に精度よく行え、実効印加電力を調整することにより所望の発熱温度からのずれを修正しやすくなる。定着装置の場合、発熱抵抗体１２用の電源に商用交流電源が使用されることが多く、交流のまま、例えば半波整流、全パ精留のままで直流変換せずに使用される場合が多い。この場合、脈流のまま実効値を制御することになる。但し、制御には双方向サイリスタ（商品名トライアック）が用いられ、実効値で制御される。温度測定も実効値で行われ、トライアックで温度制御される。また、抵抗温度係数が正であることにより、温度が上昇し過ぎた場合に抵抗値が増大して電流値が下がり、抵抗による発熱量が下がるため、より早く温度が飽和状態となり、高温時の温度安定性に優れているからであり、熱暴走などによる過熱を防止できる。なお、発熱抵抗体１２の標準的な部分の幅も、用途に応じて所定の温度になるように設定されるし、複数本の発熱抵抗体１２が並列に並べられてもよい。

また、発熱抵抗体１２の両端部には、例えばパラジウムの比率を小さくした銀・パラジウム合金やＡｇ-Ｐｔ合金などの良導電体からなる電極１４が印刷などにより形成されている。この電極１４は、図示しないリードが接続され、電源が接続されて発熱抵抗体１２に通電される構造になっている。この電源は、直流でも、交流でもよく、また、パルス電圧でもよい。パルス電圧であれば、そのデューティを変えることにより、印加電力を制御することができる。また、図２Ａには、４ｍｍ程度の幅広の発熱抵抗体１２が１本で形成されているが、発熱抵抗体の幅や本数はこの例に限定されず、目的に応じて、所望の温度になるように形成される。

発熱抵抗体１２の近傍には、発熱抵抗体１２と同様に絶縁基板１１の表面に温度測定用抵抗体１３が形成されている。この温度測定用抵抗体１３は、例えば図２Ａに示されるように、発熱抵抗体１２に沿って形成されるのが好ましい。図２Ａに示される例では、間隔をあけて若干長さの異なる２個が形成されている。そして、それぞれの両端が一対の測定用端子１５ａ、１５ｂに接続されている。この測定用端子１５ａ、１５ｂも前述の電極１４と同様に、良導電性の材料により形成されている。この温度測定用抵抗体１３には、両端の一対の測定用端子１５ａ、１５ｂのみならず、その中心部にも測定用端子１５ｅが形成されている。また、第２の温度測定用抵抗体１３ｂの両端部にも一対の測定用端子１５ｃ、１５ｄがそれぞれ形成され、中心部の測定用端子１５ｅにも接続されている。

温度測定用抵抗体１３は、発熱抵抗体１２と同じ材料で形成されてもよいが、好ましくはできるだけ温度係数の絶対値（％）が大きい方が好ましい。この温度測定用抵抗体１３は、発熱させるものではなく、絶縁基板２１の温度を検出して、造形材料の融解温度に達するようにするもので、例えば０.５ｍｍ幅で、発熱抵抗体１２より若干短い長さで形成される。また、温度測定用抵抗体１３自身は発熱しないよう印加電圧が低く抑えられて、例えば５Ｖ程度が印加される。すなわち、この温度測定用抵抗体１３は絶縁基板１１上に直接設けられているため、両者の温度は殆ど同じで、温度測定用抵抗体１３の抵抗値を測定することにより、絶縁基板１１表面の温度、ひいては記録媒体４１を加熱する絶縁基板１１の温度を知り、その温度をその軟化状態または流動状態にする温度にするためである。すなわち、抵抗体材料は、一般的にその温度が変化するとその抵抗値が変化するので、その抵抗値の変化を測定することにより、温度を測定するのである。温度検出手段については後述するが、この温度測定用抵抗体１３の両端の電圧変化を検出することにより温度測定用抵抗体１３の抵抗値を検出し、その抵抗値と温度測定用抵抗体１３の温度係数（材料により分っている）から、その温度を検出するものであり、温度係数が大きい方が測定誤差を小さくすることができる。なお、この場合は、温度係数は正でも負でもよい。

温度測定用抵抗体１３は、発熱抵抗体１２と同じ材料とは限らず用途に応じて印刷などにより形成される。すなわち、微小の温度差を必要とする場合には、ＡｇとＰｄの混合比率を変えたものや、全く別の材料で温度係数の大きいものを用いることもできる。この温度測定用抵抗体１３の測定端子１５ａ、１５ｂも、発熱抵抗体１２の電極１４などと同様に、Ａｇを多くしてＰｄを少なくした良導電性の材料により形成される。この温度測定用端子１５ａ、１５ｂの形成は、温度測定用抵抗体１３の端部に設けられるとは限らない。例えば図３Ａに示されるように、中央部に測定端子１５ｅが設けられてもよいし、さらに二分されたそれぞれの中点に形成されてもよい。なお、温度測定用抵抗体１３は、絶縁基板１１の大きさ、または目的に応じて、形成される位置や測定端子１５の位置が設定される。

図２Ａには省略して二点鎖線で外周部分のみが示されているが、図２Ｂに断面図が示されているように、この発熱抵抗体１２、温度測定用抵抗体１３、および接続導体１６は、保護膜１７により被覆されている。この保護膜１７は熱伝導率の大きいことが好ましく、例えば表面が平滑な硬質ガラス膜などにより形成される。しかし、後述される図１Ａに示されるような絶縁基板１１と反対側の面が加圧ローラ２１などにより加圧される受け部２２の部分は、その圧力に耐えられるように、絶縁基板１１の半分ぐらいの厚さの薄いセラミック板などからなるカバー基板１７ａ（図１Ａ参照）がガラス材１７ｂなどにより接着されてもよい。耐久性が向上する。この場合も含めて保護膜１７という。しかし、このようなカバー基板１７ａが設けられなくても、また、耐摩耗層が無くても、絶縁基板５の面のままでもよい。表面にガラスコートがなされることが好ましい。この保護膜１７がガラス材などにより形成され、その表面に、記録媒体４１の進行方向に沿って、０.２ｍｍ以上の凹凸（蒲鉾状の盛上りや湾曲形状の形状）が形成されていることがこの絶縁基板５と記録媒体４１との接触圧力を高めることができるので好ましい。特に、発熱抵抗体１２の上側が凸になっていると、温度の高い部分が記録媒体４１に接触しやすくなる。なお、電極１４や測定用端子１５は保護膜１７により被覆されないで、露出しており、図示しないリードが接続される。また、省電力の観点からは、図示されていないが、発熱抵抗体１２と絶縁基板１１との間に、グレーズ層などの熱伝導率の小さい断熱層が挿入されることが好ましい。

図２Ａに示される例は、それぞれの端部に電極や測定端子が設けられていたが、これらの一方を共通にして電極や測定端子を狭い方の側縁に集約させることもできる。その一例が図２Ｃに示されている。すなわち、図２Ｃに示される例は、発熱抵抗体１２と温度測定用抵抗体１３が１本ずつ並行して形成されると共に、さらに共通導体１８が形成されている。この共通導体１８は、発熱抵抗体１２の他端部、および温度測定用抵抗体１３の他端部に接続して形成され、その一端部が発熱抵抗体の一端部に接続される電極１４、および温度測定用抵抗体１３の一端部に接続される測定用端子１５と並んで形成されている。その他の構造は図２Ａと同じで、同じ部分には同じ符号を付してその説明は省略される。

図１Ａ〜１Ｂに示される加熱部１は、絶縁基板５上にこの発熱抵抗体１２ａ〜１２ｃが形成されている。この発熱抵抗体１２の数はこれに限定されず、これより多くても少なくてもよい。また、各発熱抵抗体１２は同じ発熱量ではなく、それぞれの温度が異なるように発熱抵抗体１２が形成されたり、発熱抵抗体１２に印加される電圧が調整されたりしてもよい。前述のように、転写直後から直ちに軟化状態または流動状態に加熱されることが好ましい。その観点からは、転写部３に近い側の第１発熱抵抗体１２ａの温度が上昇しやすく、加圧搬送部２側の第３発熱抵抗体１２ｃ側の温度が低くなるように形成されることが好ましい。しかし、温度設定は、この例に限定されない。

加熱部１では、トナー４２が軟化状態または流動状態になるまで加熱される。トナーは、種々の成分を混合して構成されている。例えば、主成分はアクリル-スチレン共重合体であるが、その混合比率は種々設定され得るし、その他にプラスチック、顔料、染料、可塑剤（硬さ調節）、ワックス（軟化状態、流動状態の開始に関係）などが混合されている。また、外添剤（トナーの粒子同士が付着しないようにトナー粒子の外部に付着させる１μｍ以下の酸化チタン、シリカなどからなる小粒子）も混合されている。そのため、トナーの性状を一概に示すことは難しいが、一般に温度を上昇させるとその粘弾性が低下することが知られている。例えば、トナーとして使用されるプラスチックの一例であるＰＥＴのガラス転移点は６８〜８０℃程度、アクリル-スチレン共重合体のガラス転移点は１０５℃程度で、固体領域からゴム領域に変化し、軟化状態になる。このガラス転移点では、固体領域からゴム領域に変化する温度であるが、それ程粘弾性が固体領域から急激に下がる訳ではないので、紙などの記録媒体に浸み込ませるには十分ではない。実際には、この温度（ガラス転移点）よりも２０〜５０℃程度高い温度で十分に軟化状態になる。さらに、温度を上昇させると、粘弾性が急激に低下する流動状態（融解状態）になる（前述のＰＥＴで２１２〜２６５℃程度、アクリル-スチレン共重合体で、２００℃程度）。しかし、これらの温度の絶対値は組成等により一定しない。

カラー印刷の場合には、色の異なるトナーが充分に混ぜ合わさる必要がある。そのため、ただ軟化状態になっただけでは、通常のトナーの粒度ではきれいな印刷物を得ることはできない場合がある。しかし、流動状態の温度になればトナー同士が十分に混ざり合い、カラー印刷でも、きれいな印刷が得られやすい。しかし、カラー印刷の場合でも、流動状態になっている必要はなく、トナーの粒子が小さければ問題はない。また、モノクロ印刷の場合でも、この流動状態にして行うこともできる。そこで、加熱部１では、印刷の種類により、軟化状態か流動状態になるまで加熱される。

図１Ａ〜１Ｃに示される例では、この絶縁基板５に貫通孔１９ａおよび細い溝１９ｂが形成されている。この貫通孔１９ａは、絶縁基板５の裏面（記録媒体４１と反対面）から吸引する図示しない吸引具に接続されている。また、貫通孔がなく、溝１９ｂの両端部を絶縁基板５の両端部まで延ばして、図示しない吸引具に接続されるようにしてもよい。この貫通孔１９ａおよび／または細い溝１９ｂと吸引具とにより吸引装置が形成されることにより、その表面にある記録媒体４１が吸引され、絶縁基板５の表面と記録媒体４１との接触が良くなり、絶縁基板５の表面に形成される発熱抵抗体１２で発生する熱を記録媒体４１に効率的に伝熱しやすい。この場合、絶縁基板５の表面が平坦面であるよりも、搬送方向に沿って多少の蒲鉾状の凹凸（湾曲部）がある方が、凸部と記録媒体４１との接触圧力が高くなるので、より一層熱伝導が向上する。この場合、発熱抵抗体１２が形成された部分が凸部になっていることにより、より一層熱伝導が向上する。なお、この吸引装置は、減圧状態になればよい程度の吸引であり、記録媒体４１の搬送の妨げになるほどの強い吸引は行われない。

この貫通孔１９ａの大きさは、０.３〜０.５ｍｍ程度で、溝１９ｂの幅は０.３〜０.５ｍｍ程度であり、溝１９ｂの深さは、０.２〜０.３ｍｍ程度である。吸引具としては、小型ブロワーや小型源圧ポンプ（半導体ウェハ用真空チャック）などが用いられ得る。この吸引された加熱空気は予熱部（転写前後の記録媒体の予熱）で熱の再利用も考えられる。また、図示されていないが、この加熱１の表面側に１〜３ｍｍ程度の間隔をあけてカバーが形成されることにより、断熱およびトナー４２の粉末の飛散防止の観点から好ましい。

加圧搬送部２では、軟化状態になり紙などの繊維間にも浸み込みやすくなるトナーの温度、または流動状態になったトナーの温度を低下させながら加圧することで記録媒体４１に粘着させることに特徴がある。また、加圧搬送部２の加圧ローラ２１に対向する部分には、絶縁基板５が延出して受け部２２が形成されている。加圧搬送部２では、この絶縁基板５の受け部２２と加圧ローラ２１とで、記録媒体４１が圧接されながら搬送される。この観点から、加圧ローラ２１の外周面は、多少の弾力性を有することが好ましい。加圧搬送部２では、この絶縁基板５を伝導する熱により加熱される。この加圧搬送部２では、トナー４２を流動状態（融解状態）にはしないが、加熱部１で流動状態になったトナー４２が急速に冷却されると、加圧されても充分に記録媒体に粘着させることができない場合があるので、ある程度の軟化状態を維持する必要があるから、ある程度加熱されることが好ましい。必要に応じて、この受け部２２にも第４の発熱抵抗体１２ｄが形成されてもよい。その場合でも、加熱部１における発熱抵抗体１２ａ〜１２ｃ程、温度を上昇させる必要はないので、第４の発熱抵抗体１２ｄまたは印加される電圧などにより温度が低めになるように調整される。このような構造になっている結果、加熱部１で発熱する熱量を転写部３から加圧搬送部２まで有効に利用することができるのみならず、トナー４２が転写と同時に加熱されるため、トナー４２などの微粉末の飛散が防止される。

さらに、記録媒体４１の搬送スピードを速くすることができ、１分当たりの処理枚数を大きくすることができる。すなわち、加圧ローラ２１による圧接は、加圧だけで良いため、非常に短時間で通過させることができるので、記録媒体４２の進行速度が律速されることがない。さらに、記録媒体の裏面側から加熱されるため、トナー４２と記録媒体４１との密着性が非常に向上すると共に、記録媒体に含まれる水分を蒸発させやすく、トナー画像の印刷表面が非常に鮮明できれいな印刷画像が得られる。

なお、加圧搬送部２では、絶縁基板５上に第４発熱抵抗体１２ｄが形成されないで、または第４発熱抵抗体１２ｄと共に、加圧ローラ２１の周面に他の加熱基板を接触させて加熱することもできる。従って、加圧搬送部２の加圧ローラ２１の温度は、加熱部１での軟化状態または流動状態の温度以下の温度で行われ、流動状態よりも低い温度で行われることになる。換言すると、加熱部１で加熱された温度よりも低い温度で加圧される。従って、連続して印刷されることにより、軟化状態または流動状態になったトナー４２からの熱により加圧ローラ２１の温度が上がり過ぎる場合には、加熱しないで冷却（空冷）する場合もあり得る。

この加圧搬送部２では、図示されていないが、例えば保護膜１７の表面に平滑な硬質ガラスなどからなる耐摩耗層が形成されることが好ましい。すなわち、前述の加圧ローラ２１と対向する受け部２２は回転ローラと異なり、加圧ローラ２１により押しつけられた記録媒体４１を反発しながら搬送するため、記録媒体４１とこの受け部２２とは摺動することになる。そのため、記録媒体４１がスムースに動くように、かつ、絶縁基板５の表面が消耗しないように、滑らかで摩耗しにくい耐摩耗層が形成されていることが好ましい。この受け部２２は、耐摩耗層がなく、金属層または絶縁層でもよい。

図１に示される例では、転写部３より上流側に、第５発熱抵抗体１２ｅが設けられている。この第５発熱抵抗体１２ｅは、薄い記録媒体４１を裏面側から直ちに加熱する。その結果、記録媒体４１が紙などの場合、水分を吸収しやすく、水分を内部に含んでいても、トナー４２が転写される前に乾燥しやすく、定着後に水分が蒸発してトナー４３の表面に凹凸が形成される問題を防止しやすい。なお、図１で５５は記録媒体４１の送り用ローラである。また、この第５発熱抵抗体１２ｅが設けられる場合でも、前述のように、感光体３１の温度を余り上昇させないように、第５発熱抵抗体１２ｅにより発生する温度は低く設定される。

この記録媒体４１を加熱して水分を蒸発させること、および各加熱部を有効加熱すること、という観点から、図示されていないが、例えば、この第５発熱抵抗体１２ｅ、トナー４２を加熱する加熱部１、加圧搬送部２および排紙された記録媒体４１を集積する排紙集積部（図示せず）を転写部３の記録媒体４１の裏面側を介して一体的に最小限の空間で囲むカバーケース（図示せず）が形成され、さらに、転写部３側が加圧搬送部２よりも高くなるように、記録媒体４１の搬送路が傾けて設置されることが好ましい。

この定着装置の傾斜は、熱の有効利用という観点からは水平面に対する角度が大きいほど好ましい。しかし、転写したトナー４２は紙などの記録媒体４１の表面に付着しているだけであるので、余り傾けるとトナー４２がずれる可能性がある。これは加熱部１で流動状態になるまで加熱された場合にも同様の危険性がある。その観点からは傾斜は小さいほど好ましい。この両者の関係を考慮すると、２０°〜６０°、さらに好ましくは３０°〜４５°程度が好ましい。このようにカバーケース７で囲まれ、傾斜されることにより、記録媒体加熱部５などで弱い加熱によっても記録媒体４１を乾燥させ、また、加熱部１での軟化状態または流動状態にトナー４２を加熱することができる。従って、全体的にエネルギー消費を少なくすることができ、地球温暖化への対策にもなる。

前述のように、トナー４２を加熱する温度が低すぎると、軟化状態または流動状態にすることができず、十分な定着をすることができない。また、高すぎても、加圧搬送部２でトナー４２の一部が加圧ローラ２１に付着して好ましくない。そのため、絶縁基板５の温度制御を正確に行うことが必要となる。図１などに示される定着装置の温度制御手段（駆動回路）が図３に示されている。すなわち、この駆動回路は直流または交流の電源３９０で駆動する例であるが、電源３９０としては、電池または商用電源３９０をパルス駆動、トランスなどにより電圧や印加時間を調整して、印加電力を調整する調整部３７０を介して発熱抵抗体１２に接続される電極１４（図２Ａ参照）に駆動電力が供給されるようになっている。その結果、交流電源をそのまま使用することもでき、商用の交流電源３９０により供給される電圧は、電力の調整部３７０により調整され、所望の温度になるように調整される。商用電源が用いられることにより、直流電源が不要で、電源冷却ファンも不要になる。しかし、電池による直流電源を用いることもできる。また、図示されていないが、パルスを印加するパルス駆動により加熱することもできる。その場合、電圧を変える以外にもデューティサイクルを変えることにより印加電力を調整することができる。さらに、パルス印加する場合には、その位相制御をする（ＰＤＭ）ことにより出力を変えることもできる。

その温度は、温度測定用抵抗体１３を利用して、定電流回路３５０により測定用電源３１０の電流を一定にして供給される電流と、温度測定用抵抗体１３の両端の電圧Ｖの測定により、その時点の温度測定用抵抗体１３の抵抗値を知り、その抵抗値の変化により温度測定用抵抗体１３、すなわち絶縁基板１１（図２Ａ参照）の温度を測定して、その温度により電力の調整部３７０で印加電圧などを調整できるようになっている。調整部３７０は、特に複数の発熱抵抗体１２を並べて加熱する場合に、各発熱抵抗体１２の温度を均一にする、または温度を異ならせる場合に有効である。そのため、複数の温度測定用抵抗体１３が設けられている場合には、それぞれ別々にその近傍の温度を測定し、各発熱抵抗体１２で印加電圧などが調整されることが好ましい。ここでは直流電源の例で示されているが、交流でも実効値制御により温度検出をすることができる。

この温度測定の原理を、もう少し詳しく説明する。例えば直流電源からなる測定用電源３１０の両端に定電流回路ＣＣＲ（current controlled regulator）３５０を温度測定用抵抗体１３と直列に接続しておき、温度測定用抵抗体１３の両端の電圧ＶをＶ検出器３４０で測定すれば、温度検出手段３３０により、その電圧を定電流で割り算することにより、温度測定用抵抗体１３のその時点での抵抗値を知ることができ、予め分っている温度測定用抵抗体１３の温度係数（材料により定まる）とから温度を算出することができる。なお、交流の場合は、内部で半波整流し、トリガー作用により行われる。その検出温度に応じて、制御手段３６０から調整部３７０により発熱抵抗体１２の両端に印加する電力を制御することにより、絶縁基板１１の温度を所定の温度に維持することができる。この制御手段３６０による発熱用抵抗体１２の温度制御は、前述のように、印加電圧をパルスにして、そのパルスのデューティサイクルを変えてもよいし、電圧そのものを変化させてもよい。図３に示される例では、定電流回路３５０を設けたが、それに代えて、温度が変化しない場所に基準抵抗を設けて、その基準抵抗の電圧を測定することにより、電流を求めて、温度測定用抵抗体１３の両端の電圧をＶ検出器３４０で測定してもよい。また、温度測定用電源３１０は、直流電源とは限らない。交流でもパルス的に定電流を得ることができる。

１ 加熱部
２ 加圧搬送部
３ 転写部
５ 絶縁基板
１０ 加熱基板
１１ 絶縁基板
１２ 発熱抵抗体
１２ａ〜１２ｅ 第１発熱抵抗体〜第５発熱抵抗体
１３ 温度測定用抵抗体
１４ 電極
１５ 測定用端子
１６ 接続導体
１７ 保護膜
１７ａ サブ基板
１７ｂ ガラス材
１９ａ 貫通孔
１９ｂ 溝
２１ 加圧ローラ
２２ 受け部
３１ 感光ドラム
３４ 帯電部
３５ 露光部
３６ 現像部
３９ 転写用電極
４１ 記録媒体
４２ａ 現像したトナー
４２ 未定着のトナー
４３ 定着後のトナー

本発明の定着方法の他の形態は、転写部、加熱部、および加圧搬送部に沿って、記録媒体を順次搬送させながら、転写部で転写したトナーを前記記録媒体に定着させる方法であって、前記加熱部に、前記記録媒体の進行方向に沿って複数個の発熱抵抗体を設け、前記転写部側が高く、前記加圧搬送部側が低くなるように温度勾配を形成して前記加熱部での加熱を行うことを特徴とする。

前記加熱部に、前記記録媒体の進行方向に沿って複数個の発熱抵抗体を設け、前記転写部側が高く、前記加圧搬送部側が低くなるように温度勾配を形成して前記加熱部での加熱を行うことが好ましい。

Claims (13)

1. 感光体に形成された静電潜像を現像して付着したトナーを記録媒体に転写する転写部と、
   前記記録媒体の前記転写部より下流側に設けられ、前記転写部で転写されたトナーを加熱する加熱部と、
   前記記録媒体の前記加熱部より下流側に設けられ、前記記録媒体の前記トナーが設けられた面側を加圧ローラにより加圧しながら前記記録媒体を搬送する加圧搬送部と、
   前記転写部、前記加熱部、および前記加圧搬送部の全体に亘って、前記記録媒体の前記トナーが転写される面と反対面に接触するように連続して設けられる絶縁基板と、
   を具備し、前記絶縁基板の前記記録媒体と対向する面であって、前記転写部に対応する部分に転写用電極が設けられ、前記加熱部に対応する部分に加熱用の発熱抵抗体が設けられ、前記加圧搬送部に対応する部分は前記加圧ローラの圧力を受け止め得る受け台として形成され、前記トナーが前記記録媒体に転写された直後から前記トナーが加熱されるように形成されてなる定着装置。
2. 前記絶縁基板が前記転写部よりも上流側に延出して設けられ、該延出部の前記記録媒体と対向する面に前記記録媒体を加熱する発熱抵抗体が設けられてなる請求項１記載の定着装置。
3. 前記転写用電極が２本で形成され、下流側の電極が分離チャージ用として用いられる請求項１または２記載の定着装置。
4. 前記加熱部に設けられる発熱抵抗体が、前記記録媒体の進行方向に沿って複数個並列して設けられてなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記絶縁基板の前記発熱抵抗体が形成される部分が凸型に形成されてなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記絶縁基板が複数個の絶縁基板が連続して形成され、前記複数個の絶縁基板の少なくとも２以上が前記記録媒体の進行方向に沿った断面形状で蒲鉾型に形成されてなる請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記絶縁基板の前記加圧搬送部に対応する部分に耐摩耗層および／または発熱抵抗体が形成されてなる請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 前記加熱部における前記絶縁基板上の表面に前記記録媒体の進行方向に沿って凹凸部が形成され、前記発熱抵抗体の部分の表面が凸部に形成されてなる請求項１〜７のいずれか１項に記載の定着装置。
9. 前記絶縁基板およびその表面に連通して吸引用貫通孔または吸引用溝が形成され、前記記録媒体が前記絶縁基板側に吸引され得る構造に形成されてなる請求項１〜８のいずれか１項に記載の定着装置。
10. 電子写真プロセスにより画像に合せたトナーを記録媒体の一面に転写する転写部を設け、
    前記記録媒体を搬送しながら前記記録媒体の一面と反対面である他面側から前記転写されたトナーを加熱する加熱部を設け、
    前記記録媒体の前記一面側からの加圧ローラと、前記他面側の受け台とにより前記記録媒体を加圧しながら搬送する加圧搬送部を設け、
    前記転写部、前記加熱部、および前記加圧搬送部の全体に亘って、前記記録媒体の前記トナーが転写される面と反対面に接触するように連続して絶縁基板を設け、該絶縁基板の表面に、前記転写部で転写するための転写用電極と、前記加熱部で加熱をするための発熱抵抗体とをそれぞれ設け、前記加圧搬送部の受け台を前記絶縁基板の延長部分で形成する
    ことを特徴とする定着方法。
11. 転写部、加熱部、および加圧搬送部に沿って、記録媒体を順次搬送させながら、転写部で転写したトナーを前記記録媒体に定着させる方法であって、前記転写部でのトナーの転写直後から転写されたトナーを加熱することにより、前記トナーの微粉末の飛散を防止することを特徴とする定着方法。
12. 前記加熱部に、前記記録媒体の進行方向に沿って複数個の発熱抵抗体を設け、前記転写部側が高く、前記加圧搬送部側が低くなるように温度勾配を形成して前記加熱部での加熱を行う請求項１０または１１記載の定着方法。
13. 前記加圧搬送部の前記記録媒体と対向する面に耐摩耗層を設けることにより前記記録媒体をスムースに移動させる請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の定着方法。

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