JPH05217660A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィルム加熱方式の加熱装置において、より
正確・精密で簡易な温調制御ができるようにすること。 【構成】 固定支持させた加熱体５にフィルム７を接触
摺動させ、該フィルム７の加熱体５側とは反対側の面に
被加熱材Ｐを密着させてフィルム７と共に加熱体５位置
を移動通過させて加熱体５からフィルム７を介して被加
熱材Ｐに熱エネルギーを付与する加熱装置において、加
熱体５とフィルム７との密着部Ｎのフィルム摺動移動方
向下流側にフィルム７に接触させて温度検知素子２を配
置したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固定支持させた加熱体
に耐熱性のフィルムを接触摺動させ、該フィルムの加熱
体側とは反対側の面に被加熱材を密着させて加熱体から
フィルムを介して被加熱材に熱エネルギーを付与するフ
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・
ファックスなどの画像形成装置における画像加熱定着装
置、すなわち電子写真・静電記録・磁気記録等の画像形
成プロセス手段により加熱溶融性の樹脂等によりなるト
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・記録材シート・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
して表面性を改善する装置、仮定着処理する装置等、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、例えば画像形成装置において、画
像の加熱定着等のため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、オープン加熱方式、熱板加熱方式など種
々の方式・構成のものも知られており、また実用されて
いる。

【０００５】米国特許第３，５７８，７９７号明細書に
開示のように、ウェブ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、 という過程を経ることによってオフセットを生じさせず
に定着する方式である。

【０００６】最近では、金属や樹脂性のホルダーに直接
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被加
熱材としての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、いわゆるフィルム加熱方式の定着
装置が考案されている。

【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、図４にその要部の模型図を示したように、薄肉の
耐熱性フィルム（シート）２７と、該フィルム２７の移
動駆動手段（不図示）と、該フィルム２７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２５と、他方
面側に該ヒータ２５に対向して配置され該ヒータ２５に
対して該フィルム２７を介して画像定着するべき記録材
Ｐの顕画像担持面を密着させる加圧部材２８を有し、該
フィルム２７は少なくとも画像定着時は該フィルム２７
と加圧部材２８との間に搬送導入される画像定着すべき
記録材Ｐ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２７を挟んでヒータ２５と加圧部材２８との
圧接で形成される定着部としての定着ニップ部Ｎを通過
させることにより該記録材Ｐの顕画像担持体面を該フィ
ルム２７を介して該ヒータ２５で加熱して顕画像ｔ（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２７と記録材Ｐを
分離点で離間させることを基本とする加熱定着装置であ
る。

【０００８】ヒータ２５は断熱性のヒータ支持部材２６
を介して不動部材２４に固定支持させてある。加圧部材
２８は耐熱弾性材製の回転ローラである。

【０００９】ヒータ２５は、フィルム２７の幅方向（フ
ィルムの走行方向と直交する方向）を長手とする、耐熱
性・電気絶縁性・低熱容量のヒータ基板２５ａと、該ヒ
ータ基板２５ａのフィルム接触摺動面側である基板下面
側に基板長手に沿って線状もしくは細帯線状に形成具備
させた通電発熱体層２５ｂと、該通電発熱体層２５ｂを
含む基板下面に設けた表面保護層２５ｃと、ヒータ基板
２５ａのフィルム接触摺動面側とは反対側である基板上
面側に設けた温度検知素子２５ｄからなる。

【００１０】ヒータ２５は通電発熱体層２５ｂの両端間
に通電回路３１で電圧印加がなされることにより給電さ
れて該通電発熱体層２５ｂが発熱することで加熱状態に
なる。温度検知素子２５ｄはヒータ２５の温度情報を制
御回路にフィードバックし、制御回路３２はその入力温
度情報に基づいてヒータ２５の温度が所定の略一定に維
持されるように通電回路３１を制御して通電発熱体層２
５ｂに対する通電を適切に変化させて温調管理してい
る。

【００１１】このようなフィルム加熱方式の加熱装置な
いしは定着装置においては、ヒータ２５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。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来、このようなフィ
ルム加熱方式の装置においては、前述装置例のように温
度検知素子２５ｄをヒータ基板５ａのフィルム接触摺動
面側とは反対の面に設置していたが、これではヒータ２
５の温度を測定してしまい実際の定着部分であるフィル
ムの温度測定が行えないという欠点があり、電源を入れ
た直後の装置全体が冷えている状態と、連続通紙を行い
装置全体が暖められた状態においてヒータ背面の温度が
同じでも定着面の温度が違うという状態を検知できず実
際の定着温度がばらつく現象がおきる。そこで従来は実
験値に基づいた温度制御によりこの問題を補ってきた。

【００１３】即ち、画像形成装置の電源をいれた直後の
初期の数枚分の温調を、連続プリント後の、装置が全体
に暖まった状態の時の温調に比べ一般に約１０度高く設
定して実行させ、その後は約１０度低い温調に切換えさ
せるものであるが、正確性・信頼度は高いとはいえな
い。

【００１４】そこで本発明はこの種の加熱装置において
より正確・精密で簡易な温調制御ができるようにするこ
とを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とするフィルム加熱方式の加熱装置である。

【００１６】（１）固定支持させた加熱体にフィルムを
接触摺動させ、該フィルムの加熱体側とは反対側の面に
被加熱材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被加熱材に熱エ
ネルギーを付与する加熱装置において、加熱体とフィル
ムとの密着部のフィルム摺動移動方向下流側にフィルム
に接触させて温度検知素子を配置したことを特徴とする
加熱装置。

【００１７】（２）前記温度検知素子を、加熱体とフィ
ルムとの密着部のフィルム摺動移動方向下流側であって
かつ被加熱材の通過域幅内においてフィルムに接触させ
て配置したことを特徴とする（１）記載の加熱装置。

【００１８】（３）加熱装置は、定着フィルムと、該定
着フィルムの走行駆動手段と、該定着フィルムの一方面
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定着フィル
ムを介して画像定着す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、該定着フィルムは少なくとも画
像定着実行時は該定着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走行させて
該走行定着フィルムと該導入記録材とを互いに一体密着
状態で該加熱体と該加圧部材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
を該定着フィルムを介して該加熱体で加熱して顕画像の
加熱定着を行わせる画像加熱定着装置であることを特徴
とする（１）又は（２）記載の加熱装置。

【００１９】

【作用】加熱体とフィルムとの密着部のフィルム摺動移
動方向下流側にフィルムに接触させて温度検知素子を配
置することにより、加熱部通過直後のフィルムの温度を
測定でき、画像加熱定着装置にあっては実際の定着温度
に近い位置で測定を行うことによりより正確・精密で簡
単な制御を行うことができて高低温オフセット、定着不
良等を防止できる。

【００２０】

【実施例】

〈実施例１〉（図１・図２） 図１は本発明加熱装置の一実施例としてのテンションレ
スフィルム加熱方式の画像加熱定着装置の概略構成図、
図２は要部の拡大図である。

【００２１】図１において、１は板金性の横長ステーで
あり、後述するエンドレスベルト型のフィルム７の内面
ガイド部材と後述する加熱体としてのヒータ５及びヒー
タ支持体６の支持・補強部材を兼ねる。

【００２２】このステー１は横長の平らな底面部１ａと
該底面部１ａの長手両辺からそれぞれ一連に立ち上がら
せて具備させた横断面外向きの円弧カーブの前壁板１ｂ
と後壁板１ｃと、底面部１ａの左右両端部からそれぞれ
外方へ突き出させた不図示の左右一対の水平張り出しラ
グ部を有している。

【００２３】加熱体としてのヒータ５は、フィルム７の
幅方向（フィルムの走行方向と直交する方向）を長手と
するヒータ基板５ａと、該ヒータ基板５ａのフィルム接
触摺動面側である基板下面側に基板長手に沿って線状も
しくは細帯線状に形成具備させた通電発熱体層５ｂと、
該通電発熱体層５ｂを含む基板下面に設けた表面保護層
５ｃからなる。

【００２４】ヒータ基板５ａは、耐熱性・電気絶縁性・
低熱容量のセラミック基板、例えば厚み１ｍｍ・幅１０
ｍｍ、長さ３１０ｍｍのアルミナ基板である。

【００２５】通電発熱体層５ｂは例えばＴａ₂ ＮやＡｇ
／Ｐｄ（銀パラジウム）等の電気抵抗材料の厚さ約１０
μｍ・幅１〜３ｍｍのスクリーン印刷パターン層等であ
る。

【００２６】表面保護層５ｃは例えばガラス層であり、
更にその外面にＰＦＡやＰＴＦＥ等の滑性層をコートし
てもよい。

【００２７】ヒータ５はステー１の底面部１ａの下面に
対して表面保護層５ｃ側を下向きにして剛性・高耐熱性
・断熱性を有するヒータ支持体６を介して一体に取り付
け支持させてある。ヒータ支持体６は例えばＰＰＳ（ポ
リフェニレンサルファイド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミ
ド）、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、ガラス等のとの複合
材料などで構成できる。

【００２８】７はエンドレスベルト製の耐熱性フィルム
であり、ヒータ５・ヒータ支持体６を含むステー１に外
嵌させてある。この耐熱性フィルム７の内周長とヒータ
５・ヒータ支持体６を含むステー１の外周長はフィルム
７の方を例えば３ｍｍ程大きくしてあり、従ってフィル
ム７はヒータ５・ヒータ支持体６を含むステー１に対し
て周長が余裕をもってルーズに外嵌している。フィルム
７は熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させ
るために、膜厚は総厚１００μｍ以下好ましくは４０μ
ｍ以下２０μｍ以上のもので、耐熱性・離型性・強度・
耐久性等のある単層、あるいは復合層フィルムを使用で
きる。

【００２９】８はヒータ５との間でフィルム７を挟んで
ニップ部Ｎを形成し、フィルム７を駆動する回転体とし
てのフィルム加圧ローラ（圧接ローラ、バックアップロ
ーラ）であり、中心軸８ａと該軸に外装したシリコンゴ
ム等の離型性の良いゴム弾性体からなるローラ部８ｂと
からなり、中心軸８ａの左右端部をそれぞれ左右不図示
の軸受け部材に回転自由に軸受け支持させてある。

【００３０】フィルム加圧ローラ８が矢示ｂの反時計方
向に回転駆動されることでエンドレスベルト型のフィル
ム７がその内面がヒータ５の下面に密着摺動しながら時
計方向ａに回転駆動される。

【００３１】ヒータ５は通電発熱体層５ｂの両端間に通
電回路１１で電圧が印加されることにより給電されて該
通電発熱体層５ｂが発熱することで加熱状態になる。

【００３２】記録材Ｐはフィルム７を挟んで圧接してい
るヒータ５と回転ローラ８とのニップ部Ｎを通過する過
程でヒータ５によりフィルム７を介して加熱されて顕画
像ｔの加熱定着が実行される。

【００３３】２は温度検知素子（例えばサーミスタ）で
あり、本実施例では加熱定着部であるニップ部Ｎのヒー
タ５とフィルム７との密着部のフィルム摺動移動方向下
流側のヒータ基板部分で、且つ該基板部分の長手方向中
央部分位置の基板部分を掘削して凹部５ｅを形成し、こ
の凹部５ｅに柔らかい弾性い（例えばスポンジ）３を嵌
め入れ、この弾性体３とフィルム７の内面との間に温度
検知素子２を介在させて素子２を弾性体３のクッション
力でフィルム７の内面に常時接触させた状態に保持させ
てある。

【００３４】この温度検知素子２は加熱定着部としての
ニップ部Ｎ通過直後のフィルム７の温度を検知して制御
回路１２に制御温度情報をフィードバックし、制御回路
１２はその入力温度情報に基づいて通電回路１１を制御
して所定の定着温度が維持されるようにヒータ５の通電
発熱体層５ｂに対する通電を適切に変化させて温調管理
する。なお、図には省略したがヒータ基板５ａの上面
（フィルム接触摺動面側とは反対側の面）には温度ヒュ
ーズ等の安全素子を接触させて配設してあり、ヒータの
異常昇温時には該安全素子により通電発熱体層５ｂに対
する通電を遮断させるようにしてある。

【００３５】このようにフィルム７の温度を検知する構
成により、従来のようにヒータ基板の上面に温度検知素
子を設けてヒータ基板の温度を検知して温調する構成の
場合には画像形成装置に電源をいれた直後の初期の数枚
の温調を連続プリント後の装置全体が暖まった状態の時
の温調に比べ約１０度高くしていたのに対し、かかるよ
うな温調の切き替えが不要になった。また記録材の種類
により多くの熱量を奪っていくものと少量の熱量しか奪
っていかないものがあるが、本実施例の構成では、定着
直後のフィルム７の温度を測定しているためその奪われ
た熱量による温度降下の測定が早く、迅速かつ的確な温
調が行える。

【００３６】〈実施例２〉（図４） 本実施例は、ヒータ５とフィルム７とのニップ部Ｎのフ
ィルム摺動移動方向下流側のヒータ基板部分直後におい
てヒータ支持部材６の下面部に弾性体３を設け、この弾
性体３の下面とフィルム７の内面との間に温度検知素子
２を介在させて該素子２を弾性体３のクッション力でフ
ィルム７の内面に常時接触させた状態に保持させ、該素
子２により加熱定着部としてのニップ部Ｎ通過直後のフ
ィルム７の温度を検知させ制御回路１２へ検知温度情報
をフィードバックさせている。

【００３７】この実施例の場合も前記実施例１の場合と
同様の効果が得られる。また本実施例の場合はヒータ基
板５ａに凹部５ｅを掘削加工処置する必要がなく、構成
が簡単になるという利点を有する。

【００３８】〈実施例３〉前記実施例１や同２のような
定着装置において、通紙基準が中央の場合、温度検知素
子２をヒータ基板５ａの長手方向中央ぶの最小通紙サイ
ズ内に具備することにより、あらゆるサイズの記録材に
対し定着直後のフィルム７の温度が測定でき、本発明の
利点を有効に使うことができる。

【００３９】またフィルム７の温度測定面がフィルム定
着面と異なるため従来の熱ローラ方式のようなオフセッ
トトナー、紙粉等によるサーミスタの汚れという様な問
題がないため画像領域内において接触による正確な温度
測定が可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、フ
ィルム加熱方式の加熱装置について、より正確・精密で
簡易な温調制御が可能であり、画像加熱定着装置にあっ
ては実際の定着温度に近い位置で測定を行うことにより
より正確・精密で簡単な温調制御を行うことができて高
低温オフセット、定着不良等を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施例装置としてのテンションレスフィル
ム加熱方式の画像加熱定着装置の概略構成図

【図２】 その要部の拡大図

【図３】 第２の実施例装置の要部図

【図４】 フィルム加熱方式の加熱装置の要部の模型図

【符号の説明】

２ 温度検知素子 ５ 加熱体（ヒータ） ５ａ フィルム基板 ５ｂ 通電発熱体層 ７ フィルム Ｐ 被加熱材としての記録材 Ｎ 定着ニップ部 １１ 通電回路 １２ 制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福沢 大三 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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定支持させた加熱体にフィルムを接触
   摺動させ、該フィルムの加熱体側とは反対側の面に被加
   熱材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被加熱材に熱エネル
   ギーを付与する加熱装置において、 加熱体とフィルムとの密着部のフィルム摺動移動方向下
   流側にフィルムに接触させて温度検知素子を配置したこ
   とを特徴とする加熱装置。
2. 【請求項２】 前記温度検知素子を、加熱体とフィルム
   との密着部のフィルム摺動移動方向下流側であってかつ
   被加熱材の通過域幅内においてフィルムに接触させて配
   置したことを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
3. 【請求項３】 加熱装置は、定着フィルムと、該定着フ
   ィルムの走行駆動手段と、該定着フィルムの一方面側に
   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定着フィルムを
   介して画像定着す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、該定着フィルムは少なくとも画像定
   着実行時は該定着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走行させて該走
   行定着フィルムと該導入記録材とを互いに一体密着状態
   で該加熱体と該加圧部材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
   定着フィルムを介して該加熱体で加熱して顕画像の加熱
   定着を行わせる画像加熱定着装置であることを特徴とす
   る請求項１又は同２記載の加熱装置。