JPH05100589A - 加熱装置 - Google Patents

加熱装置

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JPH05100589A
JPH05100589A JP28557391A JP28557391A JPH05100589A JP H05100589 A JPH05100589 A JP H05100589A JP 28557391 A JP28557391 A JP 28557391A JP 28557391 A JP28557391 A JP 28557391A JP H05100589 A JPH05100589 A JP H05100589A
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大三 福沢
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幸一 奥田
Junji Araya
順治 荒矢
Toshiharu Nakamura
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性フィルム24の一面側に加熱体20
を、他面側に被加熱材Pを密着させ、前記耐熱性フィル
ム24を介して加熱体20の熱エネルギーを被加熱材P
に付与する加熱装置において、温度検出素子23a・2
3bを当接させた加熱体20の該当接素子23a・23
bの奪熱に起因する加熱体20の局部的な温度低下部の
発生を防止して加熱体20の全長部にわたる温度分布を
所定の温度に均一化させ、画像加熱定着装置にあっては
加熱体20の局部的温度低下による定着性の劣化を防止
すること。 【構成】 加熱体20に当接させた加熱体温度検出素子
23a・23bを有し、該検出素子23a・23bが当
接している加熱体部分の発熱量を他の加熱体部分よりも
大きくしたこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性フィルムの一面
側に加熱体を、他面側に被加熱材を密着させ、前記耐熱
性フィルムを介して加熱体の熱エネルギーを被加熱材に
付与する方式(フィルム加熱方式)の加熱装置に関す
る。
【0002】この装置は、電子写真複写機・プリンタ・
ファックス等の画像形成装置における画像加熱定着装
置、即ち電子写真・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により成る
トナーを用いて記録材(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
装置として活用できる。
【0003】また、例えば、画像を担持した記録材を加
熱して表面性(艶など)を改質する装置、仮定着処置す
る装置等、広く被加熱材を加熱処理する手段・装置とし
て使用できる。
【0004】
【従来の技術】従来、例えば画像の加熱定着等のための
記録材の加熱装置としては、所定の温度に維持された加
熱ローラと、弾性層を有して前記加熱ローラに圧接する
加圧ローラによって記録材を挟持搬送しつつ加熱する熱
ローラ方式が多用されている。またフラッシュ加熱方
式、オーブン加熱方式、熱板加熱方式など種々の方式・
構成のものが知られており、また実用されている。
【0005】また、米国特許第3,578,797号明
細書に開示のように、ベルト加熱方式のものも知られて
いる。これは、 .トナー像を加熱体ウェブに接触させてその融点へ加
熱して融解し、 .融解後、そのトナーを冷却して比較的高い粘性と
し、 .トナーの加熱体ウェブへ付着する傾向を弱めた状態
で加熱体ウェブから剥がすという過程で、オフセットを
生じさせずに定着処理する方式である。
【0006】最近では、金属や樹脂製のホルダに固定支
持された加熱体(サーマルヒータ、以下ヒータと記す)
と、該ヒータに対向圧接しつつ搬送される耐熱性フィル
ム(定着フィルム)と、該フィルムを介して記録材をヒ
ータに密着させる加圧部材を有し、ヒータの熱をフィル
ムを介して記録材へ付与することで記録材面に形成担持
されている未定着画像を記録材面に加熱定着させる方式
・構成の定着装置(フィルム加熱方式)が考案されてい
る。
【0007】本出願人の先の提案に係る例えば特開昭6
3−313182号公報に開示の方式・装置等がこれに
属し、薄肉の無端或は有端の耐熱性フィルム(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されたヒータと、他方
面側に該ヒータに対向して配置され該ヒータに対して該
フィルムを介して画像定着するべき記録材の顕画像担持
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ヒータと加圧部
材との圧接で形成される定着部としての定着ニップ部を
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
ルムを介して該ヒータで加熱して顕画像(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、次い
で定着部通過後のフィルムと記録材を分離点で離間させ
ることを基本とする加熱手段・装置である。
【0008】このようなフィルム加熱方式においては、
ヒータとして低熱容量加熱体を用いることができる。こ
のため、従来の接触加熱方式である熱ローラ方式、ベル
ト加熱方式などに比べ省電力化及びウェイトタイム短縮
化(クイックスタート)が可能となる。その他、従来の
加熱方式の欠点を解決できる利点を有し、効果的なもの
である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなフィルム
加熱方式の加熱装置は上述のようにヒータとして低熱容
量加熱体を用いた場合、省電力化、ウェイトタイムの短
縮化ができる反面、加熱体の熱容量が小さいため、該加
熱体に温度検出素子、例えば加熱体温調用のサーミスタ
や、安全対策用のサーモスイッチ、サーモヒューズ等を
当接させて配設した場合、加熱体の該素子を当接した部
分の熱が該素子に奪われることで該加熱体部分の温度が
局部的に下がってしまい、該加熱体部分に対応する被加
熱材部分の加熱が不充分となり、画像加熱定着装置であ
ればその部分だけ画像の定着性が劣化してしまうという
ような問題が起こる。
【0010】本発明はフィルム加熱方式の加熱装置にお
ける上記のような問題を解消することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、耐熱性フィル
ムの一面側に加熱体を、他面側に被加熱材を密着させ、
前記耐熱性フィルムを介して加熱体の熱エネルギーを被
加熱材に付与する加熱装置において、加熱体に当接させ
た加熱体温度検出素子を有し、該検出素子が当接してい
る加熱体部分の発熱量を他の加熱体部分よりも大きくし
たことを特徴とする加熱装置、である。
【0012】
【作用】温度検出素子を当接させた加熱体部分の該当接
素子による奪熱・温度低下を見越して該素子が当接して
いる加熱体部分の発熱量を他の加熱体部分よりも大きく
しておくことで、加熱体の全長部にわたる温度分布を素
子が当接している加熱体部分も含めて局部的温度低下な
く所定の温度に均一化させることができ、また加熱体の
低熱容量性も維持されて省電力化・クイックスタート性
等の利点も損なわれない。
【0013】
【実施例】
<実施例1>(図1・図2)本実施例は不図示の画像形
成装置における画像加熱定着装置としての加熱装置であ
る。図1において24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25と、右側の従動ロー
ラ26と、該駆動ローラ25と従動ローラ26の下方に
配置した加熱体としての低熱容量線状加熱体20、の互
いに平行な該3部材20・25・26に懸回張設してあ
る。
【0014】従動ローラ26はエンドレスベルト状の定
着フィルム24のテンションローラを兼ねさせており、
該定着フィルム24は駆動ローラ25の時計方向回転駆
動に伴い時計方向に所定の周速度、即ち不図示の画像形
成部(A)側から搬送されてくる未定着トナー画像Ta
を上面に担持した転写材シート(記録材)Pの搬送速度
と同じ周速度を持ってシワや蛇行、速度遅れなく回転駆
動される。
【0015】28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スト状定着フィルム24の下行側フ
ィルム部分を挟ませて前記低熱容量線状加熱体20の下
面に対して不図示の付勢手段により例えば総圧4〜12
kgの圧接力を持って対向圧接させてあり、転写材シー
トPの搬送方向に順方向の反時計方向に回転する。
【0016】回動駆動されるエンドレスベルト状の定着
フィルム24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・離型性・耐久性に優れたもので、一
般的には100μm以下、好ましくは40μm以下の薄
肉のものを使用する。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、或いは複合層フィルム例えば20
μm厚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)・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厚に施したも
のなどである。
【0017】加熱体(ヒータ)としての低熱容量線状加
熱体20は本例のものは、定着フィルム横断方向(定着
フィルム24の走行方向に直角方向)を長手とする、通
電発熱体22・温度検出素子23a(23b)・表面層
30等を具備させたヒータ基板21からなる。この加熱
体20を横長の剛性・高耐熱性・断熱性を有するヒータ
支持体27で固定支持させてある。
【0018】ヒータ支持体27は線状加熱体20を機械
全体に対し断熱するもので、例えばPPS(ポリフェニ
レンサルファイド)、PAI(ポリアミドイミド)、P
I(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料などで
構成できる。
【0019】ヒータ基板21は耐熱性・絶縁性・低熱容
量・高熱伝導性の部材であり、一例として厚み1mm・
幅16mm・長さ340mmのアルミナ基板である。
【0020】発熱体22は、基板21の下面の略中央部
に沿って、例えばAg/Pd(銀パラジウム)・Ta2
N等の電気抵抗材料を厚み約10μm、幅1〜3mmに
スクリーン印刷等により細帯状に塗工したものである。
【0021】その上に絶縁・保護を目的とした表面層3
0としてのガラス層を備える。またさらにこの上に定着
フィルム24との摺擦摩擦を低減するためにPFA・P
TFE等の滑性表面層をコートしても良い。
【0022】検出素子23a・23bはヒータ基板21
の上面側、即ち発熱体22を形成した側とは反対側の面
にヒータ基板22の長手に沿って図2のように間隔をお
いて当接配置した、温調用のサーミスタ23aと 安全
対策用サーモヒューズ(或いはサーモスイッチ等)23
bである。
【0023】本例の加熱体20は、細帯状をなす発熱体
22に対し、その長手方向両端部の通電用電極31・3
1より通電し、発熱体22を全長にわたって発熱させ
る。通電はAC100Vであり、温調用検温素子23a
の検知温度に応じてトライアックを含む通電制御回路3
2により電源部33の通電する位相角を制御することに
より通電電力を制御している。
【0024】画像形成スタート信号により画像形成部
(A)が動作して該画像形成部から定着装置へ搬送され
た、未定着のトナー画像Taを上面に担持した記録材P
はガイドに案内されて加熱体20と加圧ローラ28との
圧接部(定着部)Nの定着フィルム24と加圧ローラ2
8との間に進入して、未定着トナー画像面が記録材シー
トPの搬送速度と同一速度で同方向に回動状態の定着フ
ィルム24の下面に密着して面ズレやしわ寄りを生じる
ことなく定着フィルム24と一緒の重なり状態で加熱体
20と加圧ローラ28との相互圧接部N間を挟圧力を受
けつつ通過していく。加熱体20は画像形成スタート信
号により所定のタイミングで通電加熱されるので、トナ
ー画像Taは圧接部Nにおいて加熱を受けて軟化・溶融
像Tbとなる。
【0025】定着フィルム24は、ヒータ支持体27の
曲率の大きいエッジ部S(曲率半径が約2mm)におい
て、急角度は(屈曲角度θが略45゜)で走行方向が転
向する。従って、定着フィルム24と重なった状態で圧
接部Nを通過して搬送されたシートPは、エッジ部Sに
おいて定着フィルム24から曲率分離し排紙されてゆ
く。排紙される時までにはトナーは十分冷却固化しシー
トPに完全に定着した状態(トナー画像Tc)となって
いる。
【0026】加熱体20は発熱体22及びヒータ基板2
1の熱容量が小さく、かつ、これらが支持体27により
断熱支持されているので、圧接部Nにおける加熱体の表
面温度は短時間にトナーの融点(又はシートPへの定着
可能温度)に対して十分な高温に昇温するので、加熱体
20をあらかじめ昇温させておく(いわゆるスタンバイ
温調)必要がなく省エネルギーが実現でき、しかも機内
昇温も防止できる。
【0027】本実施例では、図2に示すように、加熱体
20ヒータ基板21に当接させた温度検出素子としての
温調用サーミスタ23a及び安全対策用サーモヒューズ
23bの配置位置に対応する発熱体部分22a・22b
の幅W2 を他の発熱体部分の幅W1 よりも0.5〜5%
の割合で細くして該部分22a・22bの電気抵抗を大
きくする、即ち該加熱体部分の発熱量が他の加熱体部分
よりも大きくなるようにしてある。
【0028】即ち温度検出素子23a・23bを当接さ
せた加熱体部分の該当接素子による奪熱・温度低下を見
越して該素子23a・23bが当接している加熱体部分
の発熱量を他の加熱体部分よりも大きくしておくこと
で、加熱体の全長部にわたる温度分布を素子23a・2
3bが当接している加熱体部分も含めて局部的温度低下
なく所定の温度に均一化させることができる。
【0029】またこのような構成をとる事により安全対
策として備えたサーモヒューズ23bを当接配置した加
熱体部分の温度が高くなるため装置暴走時におけるサー
モヒューズ23bの反応が速くなり、急速に温度が上昇
する低熱容量加熱体においては有利な方向に働く。
【0030】<実施例2>(図3)本実施例は温度検出
素子23a・23bを当接させた加熱体部分の発熱量を
他の加熱体部分よりも大きくするために、素子23a・
23bの位置に対応する発熱体部分22a・22bの体
積抵抗率を他の発熱体部分のそれよりも上げたものであ
る。
【0031】例えば発熱体22としてAg/Pdを使っ
た場合は素子23a・23bの位置に対応するAg/P
d発熱体部分22a・22bのPdの割合を他の発熱体
部分よりも増やしたり、他の体積抵抗率の高い物質、例
えばCr等を混合する事により、発熱体幅W1 を図2の
例のようにW2 に変えることなく発熱体部分22a・2
2bの体積抵抗率を上げることができる。
【0032】本実施例の場合も実施例1と同等の作用効
果が得られる。
【0033】
【発明の効果】以上のように本発明に依ればフィルム加
熱方式の加熱装置において、温度検出素子を当接させた
低熱容量加熱体の該当接素子の奪熱に起因する加熱体の
局部的な温度低下部の発生を防止して加熱体の全長部に
わたる温度分布を所定の温度に均一化させることがで
き、画像加熱定着装置にあっては加熱体の局部的温度低
下による定着性の劣化が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の加熱装置の一実施例としての画像加
熱定着装置の概略構成図
【図2】 加熱体の一部切欠き平面図
【図3】 第2の実施例の加熱体の一部切欠き平面図
【符号の説明図】
24 耐熱性フィルム(定着フィルム) 20 加熱体 21 ヒータ基板 22 発熱体 23a 温度検出素子(温調用のサーミスタ等) 23b 温度検出素子(安全対策用サーモヒューズ等) P 被加熱材(記録材シート)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥田 幸一 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 荒矢 順治 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 中村 俊治 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

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐熱性フィルムの一面側に加熱体を、他
    面側に被加熱材を密着させ、前記耐熱性フィルムを介し
    て加熱体の熱エネルギーを被加熱材に付与する加熱装置
    において、加熱体に当接させた加熱体温度検出素子を有
    し、該検出素子が当接している加熱体部分の発熱量を他
    の加熱体部分よりも大きくしたことを特徴とする加熱装
    置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017003924A (ja) * 2015-06-15 2017-01-05 キヤノン株式会社 像加熱装置
JP2020034940A (ja) * 2019-11-06 2020-03-05 キヤノン株式会社 像加熱装置
US10802431B2 (en) 2018-09-28 2020-10-13 Ricoh Company, Ltd. Heating device, fixing device, and image forming apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017003924A (ja) * 2015-06-15 2017-01-05 キヤノン株式会社 像加熱装置
US10802431B2 (en) 2018-09-28 2020-10-13 Ricoh Company, Ltd. Heating device, fixing device, and image forming apparatus
JP2020034940A (ja) * 2019-11-06 2020-03-05 キヤノン株式会社 像加熱装置

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