JP3167086B2 - 像加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、プリンタ、ＦＡ
Ｘ等の画像形成装置に用いられ、特にトナー画像を加熱
する像加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機等の電子写真装置におい
て、転写材上のトナーを定着させる方法としては熱ロー
ラー方式が広く用いられているが、特開昭６３−３１３
１８２号公報に記載されているように、薄膜フィルムを
介して固定加熱部材より発熱された熱によってトナーを
溶融定着される方式が、本出願人により提案されてい
る。

【０００３】本方式において加熱部材の温度を検知制御
する方法としては加熱部材の裏側にサーミスタ等の温度
検知手段を接着し、制御する方法が提案されている。

【０００４】さらに、加熱部材の一面に線状発熱体パタ
ーンを印刷等の手段により形成し、一方他面にサーミス
タを接着し、サーミスタからの検知電流をプリント印刷
により形成した、伝達パターンを介して制御装置に伝達
する方式も提案され、省スペース、低コスト化が図られ
ている。

【０００５】しかし、サーミスタによる制御を行う場
合、制御装置に何らかの支障をきたし、加熱装置に正常
な電力の供給がなされなくなり、特には、線状発熱体に
電力が連続供給される場合には、加熱体は異常昇温をし
最悪の場合には発煙発火等に至る可能性がある。このた
め、異常昇温をした際には、加熱体を熱膨張させて割れ
るようにした構成をとることが望まれるが、上述のよう
に、一面に線状発熱体、他面に伝達パターンが印刷され
ている加熱部材においては、加熱体をわった場合両者が
近接し、最悪の場合はショートしてしまうことがある。

【０００６】そこで本出願人は、加熱体上に穴、溝等を
設けて、その特定部分で加熱体を割れやすくする構成を
提案している（特開平５−２０５８５１号公報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、穴、溝等を設けることで、温度上昇時の加熱
体の歪みにより、穴、溝等を起点として加熱体に亀裂を
生じさせ、割るようにしているため、例えば少量の電力
が長時間供給されるようなモードで制御装置が暴走した
場合には加熱体には急激な温度上昇がおこらず加熱体は
大きく、歪まないために一定の場所ですみやかに割れる
ことが困難になり、発煙、発火等が起こる可能性があ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、長く伸びた基板の一面に通電により発熱する
線状発熱体、他面に通電により温度を検知する温度検知
手段が設けられた加熱部材と、前記加熱部材の温度検知
手段側で加熱部材を支持する支持部材と、を有し、前記
加熱部材からの熱により像を加熱する像加熱装置におい
て、前記加熱部材の長手方向に関して、前記支持部材は
前記温度検知手段と対向する第１の部分と、前記基板を
介して前記線状発熱体と対向し且つ前記温度検知手段と
対向しない第２の部分を有し、前記第２の部分は前記第
１の部分より熱容量が大きい空孔部を有することを特徴
とするものである。

【０００９】

【実施例】以下、図面に従って本発明の実施例について
説明する。

【００１０】図１は本発明を適用した実施例である像加
熱装置を示すもので、（ａ）は表面図、（ｂ）は裏面
図、（ｃ）は長手方向側断面図である。

【００１１】図２は図１の像加熱装置を適用した画像加
熱定着装置の断面図である。

【００１２】図２において耐熱性フィルム４はエンドレ
スベルト状フィルムであり、加熱体２を固定支持する支
持体５にルーズに外嵌され、フィルム４は支持体５の外
周面に沿って回転自在となっている。

【００１３】加圧ローラ７はシリコーンゴム等の離型性
の良いゴム弾性層を有するローラであり、前記フィルム
４の下行側フィルム部分を挟ませて、加熱体２の下面に
対して付勢手段により、例えば総圧４〜１０ｋｇの当接
圧を、もって対向圧接させてあり、フィルム４は加圧ロ
ーラ７の矢印Ｌ方向回転駆動に伴い矢印Ｊ方向に所定の
周速度、すなわち不図示の画像形成部側から搬送されて
くる未定着トナー画像Ｔを上面に担持した被加熱材とし
ての記録材Ｐの搬送速度と同じ周速度をもって蛇行、速
度遅れなく回転駆動される。

【００１４】回転駆動されるエンドレスベルト状のフィ
ルム４はくり返してトナー画像の加熱定着に供されるか
ら、耐熱性離型性、耐久性等にすぐれ、一般的には総厚
１００μｍ以下の薄肉のものを使用する。

【００１５】例えば、ポリイミド、ポリエーテルイミ
ド、ＰＥＳ、ＰＦＡ（４フッ化エチレン−パーフルオロ
アルキルビニルエーテル共重合体樹脂）などの耐熱樹脂
の単層フィルム、あるいは複合層フィルムの少なくとも
画像当接面側にＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）、Ｐ
ＡＦ等のフッ素樹脂に導電材を添加した離型性コート層
を１０μｍ厚に施したものなどである。

【００１６】図１において加熱体２の平面基板９は、ア
ルミナ等の高熱伝導度かつ高電気抵抗率の物質から成っ
ており、厚み０．６ｍｍ、幅１０ｍｍ長さ２４０ｍｍで
あり、フィルム４と接触する表面には長手方向に抵抗発
熱体１を具備させてある。

【００１７】それは例えば、Ａｇ／Ｐｄ、ＰｕＯ₂、Ｔ
ａ₂Ｎ等の電気抵抗材料を、スクリーン印刷等により、
線状もしくは帯状に塗工したものである。また、上記抵
抗発熱体１の両端部には、不図示の給電用電極が形成さ
れ、電極間に通電することで、抵抗発熱体が全長にわた
って発熱する。基板９の抵抗発熱体１が具備させてある
面と逆の面には温度検知素子であるサーミスタ６が具備
されてある。

【００１８】サーミスタ６はチップ形状をしており、基
板９上にエポキシ系接着剤あるいは、ポリイミド系接着
剤等の熱伝導度の高い、絶縁性接着剤で基板９上に接着
固定されている。

【００１９】１１はサーミスタ６から検知出力を伝達す
る伝達部であり、Ａｇ／Ｐｄ等のペーストを基板９上に
スクリーン印刷等の方法で形成した通電パターンであ
る。つまり基板上にはサーミスタと伝達部から構成され
る温度検知手段が設けられている。伝達部１１とサーミ
スタ６の導通は導電性接着剤で確保されている。サーミ
スタ６によって検知された基板９の温度情報は伝達部１
１を介して、不図示の制御装置におくられ、発熱体１に
供給される電力量が制御され、加熱体２は所定の温度に
保たれる。

【００２０】１０は被覆層であり（図２参照）、発熱体
１を保護するとともにフィルム４の回転を円滑に行うた
めの摺動性の高いガラス等で形成されている。

【００２１】支持体５は例えばフェノール樹脂、ＰＰ
Ｓ、ＰＡＩ、ＰＥＥＫ、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂
などで構成されいる。

【００２２】加熱体６は接着剤１２によって、支持体５
に固定支持されている。１３は支持体５の加熱体２の側
に形成された幅３ｍｍ、長さ５ｍｍ、深さ１ｍｍの（溝
状の空孔部）である。

【００２３】つまり本実施例では、支持部材に温度検知
手段（サーミスタ、伝達部）と対向する第１の部分Ｎと
対向しない第２の部分Ｍが存在し、第２の部分Ｍに第１
の部分Ｎより熱容量が大きい空孔部が存在している。

【００２４】この空孔部１３は基板９を介して発熱体１
と対向する部分に設けられている。

【００２５】第１の部分Ｎは接着剤１２により支持部材
と基板が全面接触状態にされる。

【００２６】上記のような溝を、設けることで図１
（ａ）のＭ部分の加熱体２と支持体５の間には空孔部の
空気層が存在することになる。これにより制御回路に異
常が発生し、加熱体２が常に通電状態になったとき、Ｍ
の部分には高熱容量の空気層があるため支持体５に熱を
奪われず、他の部分よりも高温になる。このためＭの部
分には大きな歪みが生じわれが生じる。さらに一面に発
熱体、他面に伝達部及びサーミスタを有する領域がわれ
ないため発熱体と伝達部が短絡して生じる発火、発煙を
防ぐことができる。

【００２７】尚、空孔部に対向する平面基板上に穴もし
くは溝を設けることで、加熱体のわれるきっかけを更に
容易に与えることができ、割れる位置を設定することが
容易になる。

【００２８】また、上記Ｎの部分では、支持部材と平面
基板を全面接触させてあるので、上記Ｎの部分でわれる
ことをより避けることができる。

【００２９】このように本実施例によれば、加熱装置の
制御回路の暴走が発生し、加熱体が異常昇温をした場
合、加熱体が割れ電力供給が止まるため、発煙、発火が
防止できる。

【００３０】特に本実施例によれば小電力の暴走時でも
所定の位置で確実にわれることができるため、温度検知
手段と発熱体とが短絡することがなく、安全な優加熱装
置を提供することができる。

【００３１】さらに温度ヒューズ等の設置も不要となる
ことからコストダウンも行える。

【００３２】図３は前述した実施例に示したように本発
明に従うフィルム加熱方式の加熱装置を画像加熱定着装
置２１として組み込んだ画像形成装置の一例の概略構成
を示している。本例の画像形成装置は原稿台往復動型・
回転ドラム型・転写式・プロセスカートリッジ着脱方式
の電子写真複写装置である。

【００３３】１００は装置機筺、３１はその装置機筺の
上面板１００ａ上に配設したガラス板等の透明板部材よ
りなる往復動型の原稿載置台であり、機筺上面板１００
ａ上を図面上右方ａ、左方ａ′に夫々所定の速度で往復
移動駆動される。

【００３４】Ｇは原稿であり、複写すべき画像面側を下
向きにして原稿載置台の上面所定の載置基準に従って載
置し、その上に原稿圧着板３１ａをかぶせて押さえ込む
ことによりセットされる。

【００３５】１００ｂは機筺上面板１００ａ面に原稿載
置台の往復移動方向とは直角の方向（紙面に垂直の方
向）を長手として開口された原稿照明部としてのスリッ
ト開口部である。

【００３６】原稿載置台３１上に載置セットした原稿Ｇ
の下向き画像面は原稿載置台３１の右方ａへ往動移動過
程で右辺側から左辺側にかけて順次スリット開口部１０
０ｂの位置を通過していき、その通過過程でランプ１３
の光Ｒをスリット開口部１００ｂ、透明な原稿載置台３
１を通して受けて照明走査され、その照明走査光の原稿
面反射光が像素子アレイ３２によって感光ドラム面に結
像露光される。

【００３７】感光ドラム３４は例えば酸化亜鉛感光層・
有機半導体感光層等の感光層が被覆処理され、中心支軸
３４ａを中心に所定の周速度で矢印ｂの時計方向に回転
駆動され、その回転過程で帯電器１５により正極性又は
負極性の一様な帯電処理を受け、その一様帯電面に前記
の原稿画像の結像露光（スリット露光）を受けることに
より感光ドラム３４面には結像露光した原稿画像に対応
した静電潜像が順次に形成されていく。

【００３８】この静電潜像は現像器１６により加熱で軟
化溶融する樹脂等より成るトナーにて順次に顕像化さ
れ、該顕像たるトナー画像が転写部としての転写放電器
１９の配設部位へ移行していく。

【００３９】Ｓは記録材としての転写材シートＰを積載
収納したカセットであり、該カセット内のシートが給送
ローラ１７の回転により１枚宛繰出し給送され、次いで
レジストローラ１８により、ドラム３４上のトナー画像
形成部の先端が転写放電器１９の部位に到達したとき転
写材シートＰの先端も転写放電器１９と感光ドラム３４
との間位置に丁度到達して両者一致するようにタイミン
グどりされて同期給送される。

【００４０】そしてその給送シートの面に対して転写放
電器１９により感光ドラム３４側のトナー画像が順次に
転写されていく。

【００４１】転写部でトナー画像転写を受けシートは不
図示の分離手段で感光ドラム３４面から順次に分離され
て搬送位置２０によって前述の定着装置２１に導かれて
担持している未定着トナー画像Ｔの加熱定着を受け、画
像形成物（コピー）としてガイド４３・排出ローラ４４
を通って機外の排紙トレイ２２上に排出される。

【００４２】画像転写後の感光ドラム３４の面はクリー
ニング装置２３により転写残りトナー等の付着汚染物の
除去を受けて繰り返して画像形成に使用される。

【００４３】ＰＣは装置本体１００内のカートリッジ着
脱部５０に着脱されるプロセスカートリッジであり、本
例の場合は、像担持体としての感光ドラム３４、帯電器
１５、現像器１６、クリーニング装置２３の４つのプロ
セス機器を包含させて一括して装置本体１００に対して
着脱交換自在としてある。

【００４４】図４の（ａ）・（ｂ）・（ｃ）はそれぞれ
フィルム加熱方式の加熱定着装置の他の構成形態例を示
したものである。

【００４５】（ａ）のものは、加熱体２と駆動ローラ２
６の２部材間にエンドレスベルト状の耐熱性フィルム４
を懸回張設して駆動ローラ２６により回転駆動する構成
のものである。

【００４６】（ｂ）のものは、駆動ローラ２６と従動ロ
ーラ２７と、この両ローラ２６、２７間の下方にヒータ
支持体５を保持させて固定支持させて配設した加熱体２
との互いに平行な該３部材２６、２７、５間に耐熱性フ
ィルム４を懸回張設したものである。

【００４７】（ｃ）のものは、耐熱性フィルム４とし
て、エンドレスベルト状のものではなく、ロール巻きに
した長尺の有端フィルムを用い、これを繰出し軸５２側
から加熱体２を経由させて取り巻き軸５３側へ所定の速
度で走行させるように構成したものである。

【００４８】これらの定着装置においても前述した本発
明の像加熱装置が適用可能である。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加熱装置の制御回路の暴走が発生し、加熱体が異常昇温
をした場合、加熱体が割れ電力供給が止まるため、発
煙、発火が防止できる。

【００５０】特に本発明によれば小電力の暴走時でも所
定の位置で確実にわることができるため温度検知手段と
発熱体とが短絡することがなく、安全な像加熱装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した像加熱装置を示す図。

【図２】図１の像加熱装置を適用した定着装置を示す
図。

【図３】図２の定着装置を適用した画像形成装置を示す
図。

【図４】本発明を適用可能な他の定着装置を示す図。

【符号の説明】

１ 発熱体 ２ 加熱体 ４ フィルム ５ 支持体 ６ サーミスタ ７ 加圧ローラ ９ 基板 １０ 保護層 １１ 伝達部 １２ 接着剤 １３ 空孔部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/20

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長く伸びた基板の一面に通電により発熱
   する線状発熱体、他面に通電により温度を検知する温度
   検知手段が設けられた加熱部材と、前記加熱部材の温度
   検知手段側で加熱部材を支持する支持部材と、を有し、
   前記加熱部材からの熱により像を加熱する像加熱装置に
   おいて、 前記加熱部材の長手方向に関して、前記支持部材は前記
   温度検知手段と対向する第１の部分と、前記基板を介し
   て前記線状発熱体と対向し且つ前記温度検知手段と対向
   しない第２の部分を有し、前記第２の部分は前記第１の
   部分より熱容量が大きい空孔部を有することを特徴とす
   る像加熱装置。
2. 【請求項２】 前記支持部材の空孔部は溝状であること
   を特徴とする請求項１記載の像加熱装置。
3. 【請求項３】 前記温度検知手段は温度検知素子と、前
   記温度検知素子からの出力を伝達する伝達部と、を有す
   ることを特徴とする請求項１記載の像加熱装置。
4. 【請求項４】 前記支持部材の空孔部に対向する前記基
   板には穴または溝が設けられていることを特徴とする請
   求項１記載の像加熱装置。
5. 【請求項５】 前記支持部材の第１の部分は前記基板と
   接触していることを特徴とする請求項１の像加熱装置。