JPH03200275A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、フィルムを介して画像担持体（記録材）に熱
エネルギーを付与する方式の定着装置に関する。

更に詳しくは、加熱体にフィルムを接触させて移動駆動
させ、該フィルムの加熱体側とは反対側の面に画像担持
体を密着させてフィルムと共に加熱体位置を移動通過さ
せて加熱体からフィルムを介して画像担持体に熱エネル
ギーを与える方式（フィルム加熱方式）の定着部とに関
する。

この装置は、複写機・レーザービームプリンター拳ファ
クシミリｅマイクロフィルムリーグプリンター・画像表
示（デイスプレィ）装置・記録機等の画像形成装こにお
いて、電子写真・静電記録・磁気記録等の適宜の画像形
成プロセス手段により加熱溶融性の樹脂等より成るトナ
ーを用いて画像担持体としての記録材（エレクトロファ
ックスシート−静電記録シート・転写材シート・印刷紙
など）の面に直接方式もしくは間接（転写）方式で形成
した目的の画像情報に対応した未定着のトナー画像を該
画像を担持している記録材面に永久固着画像として加熱
定着処理する画像定着装置として活用できる。

また、画像定着装置に限定されず、例えば画像を担持し
た記録材を加熱して表面性を改質する装置等、広く像担
持体を加熱処理する手段・装置として使用できる。

（従来の技術） フィルム加熱方式の定着装置は、熱ローラ方式・ベルト
定着方式・フラッシュ定着方式・オーブン定着方式等の
他の熱定着式装置との対比において、■低熱容量線状加
熱体を用いることができるため、省電力化・ウェイトタ
イム短縮化（クイックスタート性）になり、■定着点と
分離点が別に設定できるため、オフセットも防止される
、その他、他の方式装置の種々の欠点を解決できるなど
の利点を有し、効果的なものである。

本出願人の先の提案に係る例えば特開昭６３−３１３１
８２号公報に開示の方式・装置等がこれに属し、−）肉
の耐熱フィルム（シート）と。

該フィルムの移動駆動手段と、該フィルムを中にしてそ
の一方面側に固定支持して配置された加熱体と、他方面
側に該加熱体に対向して配置され該加熱体に対して該フ
ィルムを介して画像定着すべき記録材（両ｆｔｌ担持体
）の顕画像担持面を密着させる加圧部材を有し、該フィ
ルムは少なくとも画像定着実行時は該フィルムと加圧部
材との間に搬送導入される画像定着すべき記録材と順方
向に同一速度で走行移動させて該走行移動フィルムを挟
んで加熱体と加圧部材との圧接で形成される定着ニップ
部を通過させることにより該記録材の顕画像担持面を該
フィルムを介して該加熱体で加熱して顕画像（未定着ト
ナー像）に熱エネルギーを付与して軟化・溶融せしめ１
次いでフィルムと記録材を離間させる、或はトナーが冷
却・固化した後にフィルムと記録材を離間させることを
基本とする加熱手段・装２２　（ＳＵＲＦ　（サーフ）
方式）である。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のようなフィルム加熱方式の定着装置において、加
熱体の温度制御は、加熱体に設けられた温度センサーと
、画像形成装置本体のマイクロコンピュータ−及び加熱
体駆動（通電発熱）回路により行われている。また加熱
体は高温となっているが、フィルムが一定速度で加熱体
上を移動しているため、フィルムの局部的な熱変形は起
きずに、安定した画像定着が実行される。

しかしながら、下記のようなトラブルを発生することが
ある。

■加熱体の駆動立上り時においては、加熱体に接してい
るフィルム、フィルムを移動するための部材、加熱体へ
のフィルム加圧部材等の温度が低いために、加熱体の熱
が十分に定着部分に供給されず画像の定着性が悪くなる
。

■また加熱体の駆動立上りから十分な時間が経過し安定
した状態において、何等かの原因によりフィルム移動駆
動系に速度低下など異常が起こり、加熱体の熱がフィル
ムにより十分に発散されず加熱体の発熱部に集中するこ
とで、フィルムの過熱による熱変形や加熱体の過熱によ
る破損（熱損）を生じることがある。

本発明はフィルム加熱方式の定着装置について上記のよ
うな事態を生じることを厳に防止して装置の信頼性拳耐
久性を向上させることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、 加熱体にフィルムを接触させて移動駆動させ、該フィル
ムの加熱体側とは反対側の面に画像担持体を密着させて
フィルムと共に加熱体位ｔを移動通過させて加熱体から
フィルムを介して画像担持体に熱エネルギーを与える定
着装置であり、加熱体の温度を検知する第１の温度検知
手段と。

フィルムを含むフィルム移動駆動系の部材の温度を検知
する第２の温度検知手段と、該第１と第２の温度検知手
段により夫々検知された温度の差を計数し所定の温度差
値と比較する比較手段と、 加熱体の駆動開始からの時間を計時する計時手段と、 前記比較手段による温度差比較情報と、前記計時手段に
よる計時時間にもとづいて加熱体の駆動回路を制御する
制御手段 を有することを特徴とする定着装置 である。

また本発明は上記のような定着装置において。

第１と第２の温度検知手段により検知された温度の差を
計数し、加熱体の駆動開始から所定の時間内においては
、前記計数された温度差が所定の温度差値以下になるま
で加熱体の温度を通常の設定温度値よりも高くなるよう
に加熱体を駆動させるようにしたこと、第１と第２の温
度検知手段により検知された温度の差を計数し、加熱体
の駆動開始から所定時間経過後は前記計数された温度差
が所定の温度差値よりも大きくなった場合に加熱体の駆
動回路を非動作とするようにしたこと、などを特徴とす
る定着装置である。

（作　用） 即ち、加熱体駆動の立上り時は、加熱体とフィルム移動
駆動系の部材の温度差が所定値以下になるまで、つまり
フィルム移動系の部材がある程度以上に昇温するまで加
熱体の設定温度を通常の設定値よりも高くするように加
熱体を駆動制御することで、加熱体駆動立上り時の画像
の定着性が改善される。

そして加熱体駆動の立上り後は、加熱体とフィルム移動
駆動系の部材との温度差がある所定値以上になった場合
には加熱体の駆動回路を非動作に制御することで何等か
の原因でフィルムの移動駆動系に異常が生じてもフィル
ム過熱による熱変形や加熱体の熱損のトラブルの発生が
厳に防止される。

（実施例） （１）画像形成装置例（第３図） 第３図は本発明に従う定着装Ｍ７をＡ１１ｉｌさせた画
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固定−光学系移動型１回転
ドラム型感光体使用、両面愉多重複写可簡な、転写式電
子写真複写装置である０本例の複写装置の作像原理・プ
ロセスΦ機構構成自体は公知に属するのでその説明は簡
単にとどめる。

２は固定の原稿台ガラスであり、その上面に原稿０を複
写すべき画像面を下向きにして所定の載置基準に従って
載置し、その上に原稿台カバー３をかぶせることでセッ
トする。複写スタート信号により回転ドラム型感光体６
が矢示の時計方向に所定の周速度（プロセススピード）
をもって回転駆動され、帯電器３０により感光体周面が
所定の電位に均一帯電処理される。また結像光学系の移
動照明ランプｌ・移動第１ミラー１ａが所定の速度Ｖに
て、また移動第２ミラー１ｂ・同第３ミラー１ｃが速度
Ｖ／２にて、原稿台ガラス２の左辺側から右辺側へ往動
駆動されてセット原稿０の下向き画像面が左辺側から右
辺側に順次に光学走査され、その走査原稿画像が結像レ
ンズ１ｄ・固定第４ミラー１ｅ・同第５ミラーｉｆ・同
第６ミラーｔｇを介して、前記帯電器３０でり１？電処
理された回転感光体６而に結像露光しされることで、感
光体６の周面に原稿画像に対応した静電潜像が順次に形
成されていく。

その潜像は次いで現像器４により、加熱で軟化溶融する
樹脂簿よりなるトナー（現像剤）により順次に顕画化さ
れる。そしてその顕画トナー像は、第１の給紙カセット
部３１又は第２の給紙カセット部３２から、もしくは手
差し給紙手段３３の使用により装置内へ１枚宛給送され
、レジストローラ対３４により所定のタイミングで感光
体６と転写・分離帯電器５との間の転写部へ給送された
転写材シート（画像担持体）の面に順次に転写されてい
く。

像転写を受けた転写材シートは搬送装ｇ７！１３６で定
着装と７へ導入されることで像定着処理を受けて画像形
成物（コピー）として排紙ローラ３７で機外へ排出され
る（片面複写モードの場合）。

両面又は多重複写モードの場合は定石装置７を出た片面
複写済みもしくは第１回複写済みの転写材シートが再搬
送シートパス機構部３８に導入されて、転写部５へ表裏
反転されてもしくは表裏反転されずに再給送されること
により両面又は多重複写が実行される。

像転写後の感光体６はクリーニング装置３５でクリーニ
ングを受けて清浄面化され、繰り返して画像形成に供さ
れる。

（２）定着装置 第１図は定着装置７の拡大構造図である。

９はエンドレスベルト状の定着フィルムであり、左側の
駆動ローラ８と、右側の従動ローラｌｌと、この両ロー
ラ８・１１間の下方に固定支持させて配設した加熱体と
しての低熱容量線状加熱体１２と、駆動ローラ８の下方
に配設したガイドローラ８ａとの、互いに並行な該４部
材８・１１−１２・８ａ間に懸回張設しである。

従０ローラ１１はエンドレスベルト状の定着フィルム９
のテンションローラを兼ねており。

定着フィルム９は駆動ローラ８の時計方向回転駆動に伴
ない時計方向に所定の周速度をもってシワや蛇行、速度
遅れなく回動駆動される。

１７は加圧部材としての、シリコンゴム等の離型性の良
いゴム弾性層を有する加圧ローラであり、前記のエンド
レスベルト状定着フィルム９の１行側フィルム部分を挟
ませて前記加熱体１２のｔ゛面に対して付勢手段により
例えば総圧４〜７ｋｇの当接圧をもって対向圧接させて
あり、転写材シート１６の搬送方向に順方向の反時計方
向に回転する。

回動駆動されるエンドレスベルト状の定着フィルム９は
繰り返してトナー画像の加熱定着に供されるから、耐熱
性φ離型性・耐久性に優れ、一般的には１００ｇｍ以下
、好ましくは５０ｐｍ以下のｉ肉のものを使用する０例
えばポリイミド・ポリエーテルイミド・ＰＥＳ　＠ＰＦ
Ａ　（４フー、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、或いｔ＊　複合ｓフィルム例えば２０ｐｍ厚フィル
ムの少なくとも画像当接面側にＰＴＦＥ　（４フツ化エ
チレン樹脂）・ＰＡＦ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厚に施こしたものなどであ
る。

加熱体としての低熱容量線状加熱体１２は本例のものは
、定着フィルム横断方向（定着フィルム９の走行方向に
直角な方向）を長手とする横長の剛性Φ高耐熱性・断熱
性を有するヒータ支持体１２ａと、この支持体の下面側
に下面長手に沿って一体に取付は保持させた、発熱体１
４−温度センサー１０（第１の温度検知手段）等を具備
させたヒータ基板１３を有してなる。

ヒータ支持体１２ａは加熱体１２の全体の強度を確保す
る役目をするものであり１例えばＰＰ５（ポリフェニレ
ンサルファイド）、ＦＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＩ
（ポリイミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケト
ン）、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これらの樹脂
とセラミックス・金属・ガラス等との複合材等で構成で
きる。

ヒータ基板１３は、−例として、厚み１．０ｍｍ拳巾１
Ｏｍｍ５長さ２４０ｍｍのアルミナ基板である。

発熱体１４は、−例として、基板１３の下面の略中央部
分に長手に沿ってＴａ２Ｎ等の電気抵抗材料を巾１．０
ｍｍに塗工（スクリーン印刷等）してＡｍさせた線状も
しくは帯状の低熱容量の通電発熱体である。

第１の温度検知手段としての温度センサー１０は、−例
として、ノ＾板１３の上面（発熱体１４を設けた側とは
反対側の面）の略中央部分に長手に沿って塗工（スクリ
ーン印刷等）して具備させたＰｔ膜等の低熱容量の測温
抵抗体である。本例では基板１３の温度を加熱体１２の
温度として該温度センサーｌＯで検知させている。

本例の場合は上記の線状もしくは帯状の発熱体１４に対
してその長子両端部より通電して発熱体を全長にわたっ
て発熱させる０通電はＤＣ電圧のパルス状波形で、温度
センサーｌＯとマイクロコンピュータ−ＭＰＵ１９（第
４図）によりコントロールされた所望の温度、エネルギ
ー放出量に応じたパルス（駆動パルス）をそのパルスＩ
ｌｌを変化させて与える通電制御回路構成にしである。

又本例では定着装置７よりも転写材シート搬送方向上流
側の定着装置寄りにシートの先端・後端検知センサー（
不図示）を設けてあり、該センサーのシート検知信号に
より発熱体１４に対する通電期間をシート１６が定着装
置７を通過している必要期間だけに制御している。

１８はガイドローラ８ａ部においてフィルム９に接触さ
せた第２の温度検知手段としての温度センサーである。

この第２の温度検知手段としての温度センサー１８は駆
動ローラ８や従動ローラ１１等の部材に設けてもよい。

定着フィルム９はエンドレスベルト状に限らず、第２図
例のように送り出し軸４０にロール巻に巻回した右端の
定着フィルム９を加熱体１２と加圧ローラ１７との間、
ガイドローラ８ａの下を経由させて巻取り軸４１に係止
させて、送り出し軸４０側から巻取り軸４１側へ所定の
速度をもって走行させる構成であってもよい。

（２）定着実行動作 画像形成スタート信号により画像形成装置が像形成動作
して転写部（５）側から定着型Ｗｉ７へ搬送された。未
定着のトナー画像１５を上面に担持した転写材シート１
６の先端が定着装置寄りに配設した前述のセンサー（不
図示）により検知されると定着フィルム９の回動（又は
走行）が開始さり、転写材シート１６はガイド４２に案
内されて加熱体１２と加圧ローラ１７との圧接部Ｎ（定
着ニップ部）の定着フィルム９と加圧ローラ１７との間
に進入して、未定着トナー画像面が面移動状態の定着フ
ィルム９の下面に密着して面ズレやしわ寄りを生じるこ
となく移動定着フィルム９と一緒の重なり状態で加熱体
１２と加圧ローラ１７との定着ニップ部Ｎを挟圧力を受
けつつ通過していく。

Ｗは加熱体下面部に設けである発熱体１４の巾寸法であ
り、発熱体１４は加熱体１２の下面と加圧ローラ１７の
上面との相互圧接中領域内。

即ち定着ニップ部Ｎの巾領域内に存在している。

シート１６のトナー画像相持面は定着フィルム面に抑圧
密着状態で定着ニップｆｉＮを通過していく過程で発熱
体１４の熱を定着フィルム９を介して受け、トナー画像
が高温溶融してシート１６面に軟化接着化１５ａする。

本例装置の場合は記録材たるシー）１６と定着フィルム
９との分離はシート１６が定着ニップ部Ｎを通過して出
た時点で行なわせている。

この分離時点において溶融トナー１５ａの温度は未だト
ナーのガラス転移点より高温の状態にあり、従ってこの
分離時点でのシー）１６と定着フィルム９との結合力（
接着力）は小さいのでシー）１６は定着フィルム９面へ
のトナーオフセットをほとんど発生することなく、又分
離不良で定着フィルム９面にシー）１６が接着したまま
巻き付いてジャムしてしまうことなく、常にスムーズに
分離していく。

そしてガラス転移点より高温の状態にあるトナー１５ａ
は適度なゴム特性を有するので。

分離時のトナー画像面は定着フィルム表面にならうこと
なく適度な凹凸表面性を有したものとなり、この表面性
が保たれて冷却固化するに至るので、定着済みのトナー
画像面には過度の画像光沢が発生せず高品位な画質とな
る。

定着フィルム９と分離されたシート１６はガイド４３で
案内されて排紙ローラ対（３７）へ至る間にガラス転移
点より高温のトナー・１５ａの温度が自然降温（自然冷
却）してガラス転移点以下の温度になって固化１５ｂす
るに至り、画像定着済みのシート１６が出力される。

（３）フィルム移動制御 第４図は制御回路ブロック図である １９はマイクロコンピュータ−（Ｍ　Ｐ　Ｕ）、１０は
加熱体１２の前述の第１の温度検知手段としての温度セ
ンサー、１８は第２の温度検知−１段としてのセンサー
５２０はメモリーである。

該メモリー２０には所定の温度差値を設定記憶させであ
る。２１は加熱体駆動回路、２３はフィルム移動系の駆
動源（モーター）、２・２はその駆動源の駆動制御回路
である。

第５図は加熱体駆動制御のフローチャートを示している
。

０画像形成の動作が開始されて加熱体１２の駆動、フィ
ルム９の移動駆動が開始されると、加熱体駆動開始タイ
ミングからある所定時間Ｔｃ（加熱体の駆動が立上り安
定するまでの必要な時間）がＭＰＵ１９により計数され
る。

■その所定時間Ｔｃ内に第１と第２の温度センサーｌＯ
・１８とにより検知した温度をＭＰＵ　１９が計数し、
その両検知温度の差Ｃｘとメモリー２０に設定記憶され
ている所定の温度差値ＣｃとがＭＰＵ　１９の比較機能
部で比較される。

■検知温度差Ｃｘが所定の温度差値Ｃｃより大きい場合
は加熱体１２の熱がフィルム移動駆動系の部材に必要以
上に拡散されていると判断されて、加熱体１２が通常の
所定温度値（加熱体駆動後十分に時間が経過し安定した
状態時の定着可能な温度）よりも高い設定温度で加熱体
が駆動されるようにＭＰＵ１９・回路２１で加熱体１２
が駆動制御される。

これにより加熱体の駆動立上り時においても定着性のよ
い画像定着が実行される。

■ＭＰＵ１９が所定時間Ｔｃの計数を終了し、その計数
時間経過後においては、第１と第２の温度センサーｔｏ
−１８の検知温度の差Ｃｘがメモリー２０に設定記憶の
所定温度差値Ｃｃ以上の値になっている場合は、フィル
ム９の移動駆動系に何らかの異常があると判断し、加熱
体１２の駆動が停止される。

これによりフィルムの過熱による熱変形や加熱体の熱損
のトラブルが防止される。

（発明の効果） 以上説明したように、加熱体の温度を検知する第１の検
知手段、前記フィルムを含むフィルムを移動させる為の
駆動系部材の温度を検知する第２の検知手段、前記第１
と第２の検知手段により検知された温度の差を計数し、
あらかじめ記憶されている所定値と比較する手段、加熱
体の駆動開始からの時間を計時する手段を設けることに
より、１、加熱体の駆動開始からある所定時間内におい
ては、第１と第２の検知した温度の差が所定値以上の場
合は、所定値以下になるまで加熱体の設定温度を通常の
設定値よりも高くするように制御することで、装置の立
上り時加熱体の駆動開始された直後に熱の必要以上の拡
散を償うことができるため、トナー画像の定着性を通常
時と同じように改善することができ、良好な定着画像を
安定に出力させることができる。特に画像濃度の高い画
像の定着性の向上に効果がある。

２、加熱体の駆動開始からある所定時間経過後において
は、第１と第２の検知した温度の差が所定値以上のにな
った場合、フィルムの駆動系に何らかの異常があると判
断し、加熱体の駆動を停止することにより、加熱体の熱
の滞留によるフィルムの局部的な変形及び加熱体の破損
を防止することができ、装置の耐久性−信頼性を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図゛は一実施例定着装置の構成略図。 第２図は他の例の定着装置の構成略図。 第３図は画像形成装置例の構成略図。 第４図は制御回路ブロック図。 第５図はフィルム移動制御フローチャート・ｌ・・原稿
照り１ランプ　２・・原稿台ガラス３ｅ・原稿台カバー
　　４・・現像器 ５・・転写φ分離帯電器　６・・回転ドラム型感光体　
７φ・定着装置　８・・駆動ローラ９・・フィルム　ｌ
Ｏ・・第１の温度検知手段としての温度センサー　１１
・・従動ローラ１２−φ加熱体　１３・・アルミナ基板
１４・・通電発熱抵抗体　１５・−トナー画像１６・・
転写材シー）　　１８・・第２の温度検知手段としての
温度センサー　１９・・ＭＰＵ第 ５ 図 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱体にフィルムを接触させて移動駆動させ、該
   フィルムの加熱体側とは反対側の面に画像担持体を密着
   させてフィルムと共に加熱体位置を移動通過させて加熱
   体からフィルムを介して画像担持体に熱エネルギーを与
   える定着装置であり、 加熱体の温度を検知する第１の温度検知手段と、 フィルムを含むフィルム移動駆動系の部材の温度を検知
   する第２の温度検知手段と、 該第１と第２の温度検知手段により夫々検知された温度
   の差を計数し、所定の温度差値と比較する比較手段と、 加熱体の駆動開始からの時間を計時する計時手段と、 前記比較手段による温度差比較情報と、前記計時手段に
   よる計時時間にもとづいて加熱体の駆動回路を制御する
   制御手段 を有することを特徴とする定着装置。
2. （２）第１と第２の温度検知手段により検知された温度
   の差を計数し、加熱体の駆動開始から所定の時間内にお
   いては前記計数された温度差が所定の温度差値以下にな
   るまで加熱体の温度を通常の設定温度値よりも高くなる
   ように加熱体を駆動させるようにしたことを特徴とする
   請求項１記載の定着装置。
3. （３）第１と第２の温度検知手段により検知された温度
   の差を計数し、加熱体の駆動開始から所定時間経過後は
   前記計数された温度差が所定の温度差値よりも大きくな
   った場合に加熱体の駆動回路を非動作とするようにした
   ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。