JPH0619343A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィルム式定着装置において、定着フィルム
や記録材により、低熱容量の加熱体のエネルギーが奪わ
れて、該加熱体の温度が急激に変化し、定着条件が悪化
することを防止する。 【構成】 加熱体から該フィルムを介して記録材に熱エ
ネルギーを与える定着装置において、該加熱体の温度を
検知する温度検知手段を有し、かつ、温調温度Ｔに対し
て、定着可能下限温度Ｔ−ａ、上限温度Ｔ＋ｄ等の一定
温度以上の差を検知した際に、該加熱体への印加エネル
ギー設定を切り換える手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録材を加熱体に対し
てフィルムを介して圧接させて加熱体からフィルムを介
して記録材に熱エネルギーを与える方式（フィルム加熱
方式）の定着装置に関する。

【０００２】この装置は、複写機・レーザービームプリ
ンター・ファクシミリ・マイクロフィルムリーダプリン
ター・画像表示（ディスプレイ）装置・記録機等の画像
形成装置において、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。

【０００３】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。

【０００４】

【従来の技術】フィルム加熱方式の定着装置は、他に知
られている熱ローラ方式・熱板方式・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熱定着式装
置との対比において、第１に、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、第２に、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。

【０００５】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、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・装置であ
る。

【０００６】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
ター及び加熱体駆動（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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、該定着
装置における問題点の１つとして、加熱体として低熱容
量の固定加熱体を用いるために、定着フィルムや記録紙
に奪われていくエネルギーにより加熱体の温度が急激に
変化してしまう。このため、従来の熱ローラ定着で用い
られるような検温素子の出力に応じてある一定温度未満
なら加熱体に通電、ある一定温度以上なら非通電状態と
するいわゆるＯＮ−ＯＦＦ制御では温度リップルが大き
くなり、定着不良や光沢むら（フィルムと記録紙の分離
点の温度がガラス転移点をはさんでリップルにより上下
するときに発生する）が発生する不都合が生じる。

【０００８】そこで、本発明者等は温調温度領域をいく
つかの部分に分割し、その温度領域に従って印加エネル
ギーを変更していく印加電力制御を先に提案した。

【０００９】これを図３で説明すると、温調目標温度Ｔ
（例えば２００℃）に対して定着可能下限温度Ｔ−ａ
（例えば１９７℃）まで急速に温度を上げる領域での印
加エネルギーＷ₀ が一例として４７０Ｗ、温度Ｔ−ａか
らＡＴの間でいかなる種類の記録材がきても加熱体の温
度を上昇させるエネルギーＷ₁ が一例として４００Ｗ₁
温度ＴからＴ＋ｂ（２０４℃）の間では平均的な消費エ
ネルギーＷ₂ が一例として３３０Ｗ、温度Ｔ＋ｂ（２０
４℃）からＴ＋ｃ（２０８℃）の間では最小消費エネル
ギーＷ₃ が一例として１５０Ｗ、温度Ｔ＋ｃ（２０８
℃）以上では加熱体の温度を低下させるためにそのエネ
ルギーＷ₄ が０というように、検温素子の検知温度に応
じて印加エネルギーを変化させるものである。

【００１０】これにより、定着動作中は常にエネルギー
が印加され、定着性不良を発生するような温度リップル
は防止できた。

【００１１】しかし、光沢むらを防止するためには、さ
らに細かいエネルギーレベルを設定する必要があること
と、またエネルギーレベル数を増加した場合には、温調
温度領域が必然的に拡大し、温調の精度が低下するこ
と、朝一番などの定着器全体が冷えた状態では低い温度
領域におり、充分に定着器全体が温まった状態では高い
温度領域にいることになり、朝一番の加圧ローラ等から
の加熱が期待できない状態で本来は加熱体の温度を上昇
させて加熱体からのエネルギー付与を増加したい状況で
温度が低く、加圧ローラ等も充分に昇温し、加熱体から
のエネルギー付与を抑えてよい状況で温度が高いという
不合理が生じる。

【００１２】このため、小サイズ紙を連続して通した場
合の非通紙部昇温Ｔ＋ｘ（ｘは昇温分）でなく、Ｔ＋ｂ
＋ｘまたはＴ＋ｃ＋ｘとなり、不利となるという第１番
の問題点が発生する。

【００１３】また従来のフィルム式定着装置では、トナ
ー画像を有する記録材を加圧部材により定着フィルムを
介して加熱体に圧接しながら定着フィルムを駆動させる
ことで、定着画像を得るのであるが、このとき、該フィ
ルムが回転軸長手方向にも移動してしまう（フィルムが
寄る）という現像が発生する欠点があった。とくに、転
写紙がフィルム中央部からずれて通過する場合、ヒータ
面および駆動ローラ部の温度分布が不均一になり、高温
側へフィルムが移動する。この移動の量が拡大すると、
フィルムは定着器端部につき当り、薄膜フィルムでは、
フィルムに皺が生じたり、フィルムが破損する等の不都
合が生じる。

【００１４】そこで、本発明者等は、先に、定着装置の
フィルムの相対的位置を検知することにより、フィルム
位置が適正領域をはずれた場合に、フィルムの駆動を停
止させ、フィルムにダメージを与えないような画像形成
装置を提案し、特願平１−８８６９４号として出願をし
ている。

【００１５】しかし、上記定着装置は、定着装置自体の
破損は防がれるが、市場においては、フィルムの位置を
容易には正常範囲にもどせずにユーザークレームとなっ
てしまうという第２番目の問題点があった。

【００１６】また、従来、固定支持された加熱体を用い
る加熱定着装置の温度検知装置は図２８等に記載されて
いるように耐熱弾性体Ｄの中央部に温度検知素子２２３
ｂを備え、リード線２２３ａを該耐熱支持部材２２７の
貫通孔Ｋに通した温度検知素子配設部材により、加熱体
に温度検知素子を当接するように構成されていた。

【００１７】しかしながら上記従来例では、固定支持さ
れた加熱体が、固定部材等の熱膨張や、定着装置が受け
る振動等により移動すると、温度検知素子２２３ｂと該
加熱体２２１が離れたり、当接圧が変化する為、温度検
知の応答性や精度がバラツクことがあり、また、温度検
知素子が加熱体から離れないように、該検知素子を加熱
体に接着剤等で固定した場合、加熱体が移動すると、該
素子のリード線にストレスがかかり、耐久性、信頼性を
低下させるという第３の問題点があった。

【００１８】また、従来、低熱容量加熱体を用いたフィ
ルム定着装置は、加熱体通電回路中に、該加熱体と直列
に接続した安全素子（温度ヒューズやサーモスイッチ
等）を加熱体近傍に配置させることにより、加熱体が異
常昇温したときには該安全素子が通電回路を遮断するよ
うになっていた。

【００１９】しかしながら、一般に、トナー像を定着さ
せる装置において、動作開始時には、少なくとも３Ａ以
上の大電流を加熱体に供給する必要があり、従って、該
加熱体と直列に接続する安全素子は、耐電流値が大き
い。一般に大型の安全素子（熱容量の大きい）を用いな
ければならなかった。

【００２０】しかしながら加熱体に比べて、安全素子の
熱容量が大きいと以下のような問題が生じる。

【００２１】１．安全素子を加熱体に当接させた場合に
は、加熱体の安全素子当接部分だけが安全素子に熱を奪
われて、温度が低くなる。この対策として、加熱体の発
熱量を安全素子当接部分が他の部分に比べ大きくする等
の方法がとられるが、安全素子が低温のときと、高温の
ときで、加熱体から奪う熱量が異なるため、この発熱量
の設定は難しい。例えば該当接部分の発熱量が大きすぎ
ると、高温オフセットを生じたり、発熱量が足りときに
は、低温オフセットや定着不良等の問題が生じることが
ある。

【００２２】２．上記１の問題を防ぐために、安全素子
を加熱体から、微少ギャップを介して配置させる方法が
あるが、該ギャップが大きすぎると、加熱体が急速に異
常昇温したときに、安全素子の温度検知が遅れてしまう
という第４の問題があった。

【００２３】本発明は、上記第１乃至第４の問題点を解
決しようとするものである。

【００２４】すなわち、本発明は、エネルギーレベルを
多段階用意できて、エネルギー段差を小さくすることが
可能であり、光沢むらを防止することができる定着装置
を提供することを第１番の目的とするものである。また
定着フィルムが異常な位置になって駆動が停止されたの
ちに、その異常な位置から容易に回復することができる
ようにした定着装置を提供することを第２番の目的とす
るものである。また温度検知素子が加熱体から離れたり
リード線部にストレスがかかるのを防止した定着装置を
提供することを第３の目的とし、また小形の感熱素子の
採用により、異常昇温時の通電遮断動作応答性が安定
し、組立工程が安定となる定着装置を提供することを第
４の目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明による課
題を解決するための手段は、特許請求項１乃至１０に記
載のとおりであり、その作用について説明すると次のと
おりである。請求項１乃至３によれば、加熱体の温度を
検知する温度検知手段を有し、かつ、温調温度Ｔに対し
て、一定温度以上の差を検知した際に、該加熱体への印
加エネルギー設定を切り換える手段を有しているので、
エネルギーレベルを多段用意できて、エネルギー段差を
小さくすることが可能であり、光沢むらを防止すること
ができる。また請求項４によれば、定着フィルムの回転
軸方向の位置が所定の範囲外として検出された場合に
は、前記フィルムの駆動を停止し、前記温度を検出する
手段によって検出される該加熱体の温度が所定の値より
も低い場合に該フィルムが再び駆動されるようにする制
御手段を有するので、定着フィルムが異常な位置になっ
て駆動が停止されたのちに、その異常位置から容易に回
復することができる。また請求項５乃至９によれば、温
度検知素子のリード線を、加熱体と一体に形成され、外
部回路と接続されている電路に固定することで、加熱体
が移動しても温度検知素子が加熱体から離れたり、リー
ド線部にストレスがかかったりするのを防止し、これに
より温度検知の応答性や精度が変化するのを防止でき、
また耐久性、信頼性が向上する。また請求項１０によれ
ば、加熱体通電回路中に、加熱体への通電を遮断する装
置を有し、該遮断装置は、加熱体に接触させた小型な熱
溶断性感熱素子が、加熱体の異常昇温により溶断したと
きに、加熱体への通電を遮断するような構成にすること
で、加熱体への通電電流値によらず、耐電流値の小さ
い、小型で低熱容量感熱素子を用いることが出来、小型
な該感温素子は、低熱容量加熱体に接触させても、加熱
体の温度にあまり影響を与えないため、加熱体に温度ム
ラができて定着不良やオフセットを生じるという問題は
なく、加熱体に感温素子を接触できるため、組み立て工
程が容易になり、また異常昇温時の通電遮断動作応答性
が安定し、装置の信頼性が向上できる。

【００２６】

【実施例】図１は本発明に従うフィルム加熱方式の定着
装置１１の一例の概略構成を示している。

【００２７】２５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２６と、右側の従動ローラ２
７と、この両ローラ２６・２７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２０と、
駆動ローラ２６の下方に配設したガイドローラ２６ａと
の、互いに並行な該４部材２６・２７・２０・２６ａ間
に懸回張設してある。

【００２８】従動ローラ２７はエンドレスベルト状の定
着フィルム２５のテンションローラを兼ねさせてあり、
定着フィルム２５は駆動ローラ２６の時計方向回転駆動
に伴ない時計方向に所定の周速度、即ち画像形成部
（９）側から搬送されてくる未定着トナー画像Ｔａを上
面に担持した記録材としての転写材シートＰの搬送速度
と同じ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。

【００２９】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ルト状定着フィルム２５の下行側フ
ィルム部分を挟ませて前記加熱体２０の下面に対して付
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Ｐの搬送方向に順方向
の反時計方向に回転する。

【００３０】回動駆動されるエンドレスベルト状の定着
フィルム２５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、一般的には
総厚１００μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下の薄肉の
ものを使用する。

【００３１】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、或は複合層フィルム例えば２０μｍ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厚に施こしたものなどであ
る。

【００３２】加熱体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２
５の走行方向に直角な方向）を長手とする横長の剛性・
高耐熱性・断熱性を有するヒータ支持体２１と、この支
持体の下面側に下面長手に沿って一体に取付け保持させ
た、発熱体２３、加熱体２０の温度を検知する手段とし
ての検温素子２４等を具備させたヒータ基板２２を有し
てなる。

【００３３】ヒータ支持体２１は加熱体２０の全体の強
度を確保するもので、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）、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料などで構成
できる。

【００３４】ヒータ基板２２は一例として厚み１．０ｍ
ｍ・巾１０ｍｍ・長さ２４０ｍｍのアルミナ基板であ
る。

【００３５】発熱体２３は一例として基板２２の下面の
略中央部分に長手に沿って例えばＡｇ／Ｐｄ，ＲｕＯ
₂ ，Ｔａ₂ Ｎの等の電気抵抗材料を巾１．０ｍｍに塗工
（スクリーン印刷等）して具備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。

【００３６】検温素子２４は一例として基板２２の上面
（発熱体２３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・サーミスタ等の低熱容量の測温抵抗体であ
る。本例では基板２２の温度を加熱体２０の温度として
該検温素子２４で検知させている。

【００３７】本例の場合は上記の線状もしくは帯状の発
熱体２３に対してその長手両端部より通電して発熱体２
３を全長にわたって発熱させる。通電は検温素子２４に
より、所望の温度、エネルギー放出量に応じた電力を与
える。

【００３８】定着フィルム２５はエンドレスベルト状に
限らず、図２の例のように送り出し軸４１にロール巻き
に巻回した有端の定着フィルム２５を加熱体２０と加圧
ローラ２８との間、ガイドローラ２６ａの下を経由させ
て巻取り軸４２に係止させて、送り出し軸４１側から巻
取り軸４２側へ転写材シートＰの搬送測度と同一速度を
もって走行させる構成であってもよい。

【００３９】加熱体２０は定着フィルム２５との摺動面
である表面に例えばＴａ₂ Ｏ₅ 等の摺動保護層を形成し
て面保護することが好ましい。

【００４０】上記構成における定着実行動作について述
べると、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（９）側から定着装置１１へ搬送さ
れた転写材シートＰはガイド２９に案内されて温度制御
された加熱体２０と加圧ローラ２８との圧接部Ｎ（定着
ニップ部）の定着シート２５と加圧ローラ２８との間に
進入して、未定着トナー画像面がシートＰの搬送測度と
同一速度で同方向に面移動状態の定着フィルム２５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との定着ニップ部Ｎを挟圧力を受けつつ通過して
いく。

【００４１】ｗは加熱体下面部に設けてある発熱体２３
の巾寸法であり、発熱体２３は加熱体２０の下面と加圧
ローラ２８の上面との相互圧接巾領域内、即ち定着ニッ
プ部Ｎの巾領域内に存在している。

【００４２】シートＰのトナー画像担持面は定着フィル
ム面に押圧密着状態で定着ニップ部Ｎを通過していく過
程で発熱体２３の熱を定着フィルム２５を介して受け、
トナー画像が高温溶融してシートＰ面に軟化接着化Ｔｂ
する。

【００４３】本例装置の場合は記録材たるシートＰと定
着フィルム２５との分離はシートＰ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。

【００４４】この分離時点においてトナーＴｂ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トＰと定着フィルム２５との結
合力（接着力）は小さいのでシートＰは定着フィルム２
５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２５面にシートＰ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。

【００４５】そしてガラス転移点より高温の状態にある
トナーＴｂ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。

【００４６】定着フィルム２５と分離されたシートＰは
ガイド４３で案内されて排紙ローラ対（４４）へ至る間
にガラス転移点より高温のトナーＴｂ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
Ｔｃするに至り、画像定着済みのシートＰがトレイ上へ
出力される。

【００４７】次に、加熱体印加エネルギー制御例につい
て述べる。

【００４８】本実施例の定着装置をプロセススピード７
５ｍｍ／ｓｅｃで、Ａ４紙を１２枚／分で通紙し、１枚
目の紙突入時間を６秒として、２２０℃に温調した時に
消費されるエネルギーは、５℃の環境で装置全体及び記
録材（厚紙）が充分に冷えている状態から、本体スイッ
チオンされて画像形成動作を連続して行なった場合を図
４の（ａ）に示す。又２３℃環境で画像形成動作をおよ
そ１時間連続して行なった時に消費されるエネルギーを
図４の（ｂ）で示す。

【００４９】図４の（ａ）において横軸は、画像形成動
作を開始してからの時間（秒）縦軸は定着装置が消費す
るエネルギー（Ｗ）を印加される電力で表わしたもので
ある。画像形成動作が開始した途端に立上げ電力（本実
施例の場合６００Ｗ）が印加され紙突入時刻までに加熱
体２０を温調温度に引き上げる（図中ａ部）。

【００５０】紙が定着装置に入っている場合は、１枚目
は５００Ｗ、２枚目は４９０Ｗ……（図中ｂ部）という
ようにエネルギーが必要である。

【００５１】又紙間では図中ｃ部で示されるエネルギー
が消費される。画像形成動作を続けることにより、定着
フィルム及び加圧ローラを温まるので消費エネルギーは
徐々に低下していく。

【００５２】充分に定着器が温まった状態では図４の
（ｂ）に示される様な消費エネルギーとなる。

【００５３】すなわち、低温時での１枚目は、５００Ｗ
のエネルギーが必要であり充分に温まった状態での空回
転中は１００Ｗ程度のエネルギーで温調温度を維持する
ことが可能である。従って印加電力を１００〜５００Ｗ
まで段階を追って変更していく必要がある。

【００５４】本実施例では図５に示す様な温調温度領
域、印加エネルギーレベルを設けている。本実施例では
各温度は、Ｔ＋ｄ＝２２８℃，Ｔ＋ｃ＝２２４℃，Ｔ＝
２２０℃，Ｔ−ｂ＝２１６℃，Ｔ−ａ＝２１０℃に設定
している。

【００５５】Ｔ−ａ（２１０℃）以下の温度領域では、
常に立上り電力が印加される様になっている。又Ｔ＋ｅ
２３５℃以上では、常にＷ_n ＝０Ｗでエネルギーを印加
せずに異常昇温を防止するようになっている。

【００５６】さて本実施例の定着装置の印加エネルギー
制御を詳しく説明すると、画像形成動作が開始された時
Ｗ_i ＝Ｗ₁ となっており、Ｔ−ｂ２１６℃になるまでＷ
_i-1＝Ｗ₀ ＝６００Ｗの立上りエネルギーが印加され
る。図４の（ａ）に示されるようなエネルギーを消費す
るケースにおいては、一枚目の画像定着動作中はＷ₁ ＝
５００Ｗと消費エネルギーが釣り合うのでＴ−ｂ（２１
６℃）〜Ｔ（２２０℃）の間で推移する最初の紙間で
は、消費されるエネルギーが４００Ｗなので加熱体２０
は昇温し加熱体温度はＴを越え印加されるエネルギーは
Ｗ₂ ＝４５０Ｗとなるのでなお昇温を続ける。この紙間
の最中でＴ＋ｃ（２２４℃）を越えた場合印加エネルギ
ー設定を次の様に変化させる。

【００５７】

【表１】

【００５８】即ち、各温度域でエネルギーをＷ_j →Ｗ
_j+1 とする。Ｔ＋ｃ〜Ｔ＋ｄの温度領域では、印加電力
はＷ₄ ＝３５０Ｗとなり降温を始め、Ｔ＋ｃ以下になる
と、印加エネルギーはＷ₃ ＝４００Ｗとなりほぼ釣り合
う。２枚目の記録材が定着装置のニップ内に突入する
と、消費電力は４９０Ｗ程度に増加するので加熱体２０
は降温し、Ｔ（２２０℃）以下まで下り印加電力が４５
０Ｗになるが降温速度は遅くなるが降温し続けＴ−ｂ
（２１６℃）に到達する。Ｔ−ｂ（２１６℃）に達する
と印加レベルは次の様に変化させる。

【００５９】

【表２】

【００６０】すなわち各温度領域での印加エネルギーを
Ｗ_j →Ｗ_j-1 とする。Ｔ−ａ２１０℃〜Ｔ−ｂ２１６℃
の温度領域ではＷ₀ ＝６００Ｗが印加されるので直ちに
Ｔ−ｂ（２１６℃）を越えてＴ−ｂ（２１６℃）〜Ｔ
（２２０℃）の領域に入る。この温度領域ではＷ₁ ＝５
００Ｗの電力が印加されるので、徐々に加熱体２０の温
度が上昇していく。温度Ｔ以上になると印加エネルギー
はＷ₂ ＝４５０Ｗなので降温し、温度Ｔを挟んで加熱体
の温度は上下する。

【００６１】さらに画像形成動作を続けて定着装置が温
まるにつれて消費エネルギーは徐々に減小していく。し
かしながら、温調温度Ｔに対して、所定の温度差Ｔ＋ｃ
あるいはＴ−ｂ以上になった場合にエネルギーレベルを
切り換えていくので、常に温度Ｔを中心にＴ−ｂ〜Ｔ＋
ｃの間で温調し続けることが可能である。

【００６２】すなわち図４の（ｂ）の様に充分に温まっ
た状態の通紙中は次の様なエネルギー設定になる。

【００６３】

【表３】

【００６４】すなわち消費エネルギーがＷ_s ＝２１０Ｗ
程度なので、温調温度Ｔを挟んでいるエネルギーを下側
をＷ_k 上側をＷ_k+1 とするとＷ_k ＜Ｗ_s ＜Ｗ_k+1 の関係
で安定する。

【００６５】従って立上り直後であっても、充分に温ま
った状態であっても常に一定温度Ｔを中心に温調され、
精度の良い安定した温調が可能である。

【００６６】またエネルギーレベルを多数準備すること
により、エネルギーの段差を小さくすることができるの
で温度リップルを小さく抑えることが可能であり、定着
ムラ、光沢ムラのない良好な画像が供給できる。

【００６７】多数のエネルギーレベルを実現するために
はＡＣ波数制御、ＡＣ位相制御、電圧変換等の公知の制
御手段が用いられる。

【００６８】図７は前述した図１の定着装置１１を組み
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
写式の電子写真複写装置である。

【００６９】７０は装置機筺、１はその装置機筺の上面
板７１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７１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。

【００７０】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１の上面に所定の載置基準に従っ
て載置し、その上に原稿圧着板１ａをかぶせて押え込む
ことによりセットされる。

【００７１】７２は機筺上面板７１面に原稿載置台１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。

【００７２】原稿載置台１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１の右方ａへの往動移動過程
で右辺側から左辺側にかけて順次にスリット開口部７２
ｂの位置を通過していき、その通過過程でランプ３の光
Ｌをスリット開口部７２、透明な原稿載置台１を通して
受けて照明走査される。その照明走査光の原稿面反射光
が短焦点小径結像素子アレイ２によって感光ドラム４面
に結像露光される。

【００７３】感光ドラム４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４
ａを中心に所定の周速度で矢示ｂの時計方向に回転駆動
され、その回転過程で帯電器５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４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。

【００７４】この静電潜像は現像器６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９の
配設部位へ移行していく。

【００７５】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７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８により、ドラム４上のトナー画像形成部
の先端が転写放電器９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９と感光ドラム４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。そしてその給送シートの面に対して転
写放電器９により感光ドラム４側のトナー画像が順次に
転写されていく。

【００７６】転写部でトナー画像転写を受けたシートは
不図示の分離手段で感光ドラム４面から順次に分離され
て搬送装置１０によって前述した定着装置１１に導かれ
て担持している未定着トナー画像Ｔａの加熱定着処理を
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１２上に排出され
る。

【００７７】画像転写後の感光ドラム４の面はクリーニ
ング装置１３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。

【００７８】前記実施例では、印加エネルギー設定の切
り換えを温調温度Ｔに対して上下に各１段設けていた
が、多段にしてもよい。そのような場合の温度設定とエ
ネルギーレベルの他の実施例として図６に示す様な例を
説明する。

【００７９】図６において立上げエネルギーは１０００
Ｗに設定されており、以下Ｗ₁ 〜Ｗ₁₁のエネルギーレベ
ルを準備している。温調温度Ｔを２００℃とすると各温
度は１例としてＴ−ａ＝１９３℃，Ｔ−ｂ＝１９７℃，
Ｔ＝２２０℃，Ｔ＋ｃ＝２０３℃，Ｔ＋ｄ＝２０５℃，
Ｔ＋ｅ＝２１０℃，Ｔ＋ｆ＝２２０℃のように設定され
ている。

【００８０】Ｔ−ａ（１９３℃）以下の場合は常時立上
げエネルギーＷ₀ ＝１０００Ｗが印加されており、Ｔ＋
ｅ（２１０℃）〜Ｔ＋ｆ（２２０℃）の間は、充分に温
まった状態での空回転での消費エネルギー約９０Ｗより
も小さいＷ₁₁＝５０Ｗに固定されており、降温領域とな
っている。さらにＴ＋ｆ（２２０℃）以上では、印加エ
ネルギーをゼロとしており、異常事態が発生した際に通
電をストップし発煙・発火の事故を防止している。

【００８１】本実施例の印加エネルギー設定の切り換え
動作の基本は、前記実施例と同様であり、温度検知手段
２４がＴ−ｂ（１９７℃）を検知した場合にはエネルギ
ーレベルをＷ_k →Ｗ_k-1 に変更し、温度検知手段２３が
Ｔ＋ｃ（２０３℃）を越えた場合にはＷ_k →Ｗ_k+1 に変
更する。更にＴ＋ｃ（２０３℃）でエネルギー設定切り
換えを行なっても昇温を続け、Ｔ＋ｄ（２０５℃）を越
えた場合には、印加エネルギーレベルをＷ_k →Ｗ_k+1 又
はＷ_ke→Ｗ_k+2 に切り換えるものである。更に昇温を続
けた場合には、Ｔ＋ｅ（２１０℃）で強制降温領域Ｗ₁₁
＝５０Ｗが印加されるようになり降温させる。この時Ｔ
＋ｃ〜Ｔ＋ｅ（２０３℃〜２０６℃）の領域でもエネル
ギーレベルをＷ₁₁＝５０Ｗにし、Ｔ〜Ｔ＋ｃ（２００℃
〜２０３℃）の領域では、Ｗ₁₀＝１００Ｗとし、１度加
熱体の温度をＴ＋ｃ＝２０３℃以下に落すように設定す
る。

【００８２】このように温調温度Ｔ＝２００℃に対して
上段側に多段にエネルギー設定切り換えポイントを保持
することにより次の様な効果がある。

【００８３】例えば定着装置が連続動作を終了した後ま
だ充分に温まった状態で、定着動作が再開された場合等
に、温調温度Ｔ付近で消費されるエネルギーＷ_A は、低
温時より立上げた時に温調温度Ｔ付近で消費されるエネ
ルギーＷ_B と比較すると小さく、１例としてＷ_B ＝５０
０Ｗの時Ｗ_A ＝２９０Ｗ程度となる。

【００８４】充分に温まった定着装置が動作を再開した
場合、充分に温まった状態でも通常はＴ−ａ（１９３
℃）以下に降下しているのが普通であるのでＴ−ｂ（１
９７℃）までＷ₀ ＝１０００Ｗの立上げエネルギーが印
加され、Ｔ−ｂ〜Ｔ（１９７℃〜２００℃）の領域では
Ｗ₁ ＝５５０Ｗ、Ｔ〜Ｔ＋ｃ（２００〜２０３℃）では
Ｗ₂ ＝５００Ｗを印加されるが昇温を続け、Ｔ＋ｃを越
えるので、エネルギー設定はＷ_k →Ｗ_k+1 と１段づつシ
フトされる。Ｔ＋ｃ〜Ｔ＋ｄ（２０３°〜２０６℃）の
温度領域では印加される電力はＷ₄ ＝４００Ｗになるが
なお昇温を続けるのでＴ＋ｄ（２０６℃）を越える。Ｔ
＋ｄを越えた場合には、エネルギー設定をＷ_k →Ｗ_k+2
と２段づつシフトされる。するとＴ＋ｄ〜Ｔ＋ｅ（２０
６〜２１０℃）の領域ではエネルギーレベルはＷ₇ ＝２
５０Ｗとなるので、加熱体２０は降温をはじめＴ＋ｃ〜
Ｔ＋ｄの領域に入りＷ₆ ＝３００Ｗ印加される。

【００８５】３００Ｗのエネルギーが印加されるので再
び温度が上昇しＴ＋ｄを再度起え再びＷ_k →Ｗ_k+2 のエ
ネルギー設定、変更が行なわれ、Ｔ＋ｄ〜Ｔ＋ｅではＷ
₉ ＝１５０Ｗ、Ｔ＋ｃ〜Ｔ＋ｄではＷ₈ ＝２００ＷＴ〜
Ｔ＋ｃではＷ₇ ＝２５０Ｗ、Ｔ−ｂ〜ＴではＷ₆ ＝３０
０Ｗになり、加熱体２０は徐々に降温して、温調温度Ｔ
を挟んで温度が上下するように温度制御されるようにな
る。

【００８６】本実施例のようにエネルギー設定切り換え
ポイントを多段設けることにより現在の印加エネルギー
と消費エネルギーが大きく異なった場合にも速やかに温
調温度Ｔ付近に加熱体２０の温度を制御することが可能
であり好ましい。

【００８７】前記実施例ではエネルギーレベル切り換え
ポイントを多段にして速やかに温調温度Ｔに加熱体２０
温度を制御する方法を述べたが、更に他の実施例におい
ては、切り換えポイントを過ぎて所定の時間を経過して
も切り換えポイントを通らない場合に、さらにエネルギ
ーレベルを切り換えるようにする。そうすることによ
り、例えば図５の様なエネルギー切り換えレベルを設定
した場合、Ｔ＋ｃの温度を越えて、Ｔ＋ｃ〜Ｔ＋ｄの温
度領域で消費エネルギーと印加エネルギーが釣り合い、
温度が変動しなくなった場合にも所定の時間経過後（例
えば０．５秒）エネルギーレベルが切り換えられるので
消費エネルギーと印加エネルギーのバランスが崩れるの
で、加熱体２０の温度が降下し、Ｔ＋ｃ以下の領域に温
度をもってくることが可能になり温度をＴ−ｂ〜Ｔ＋ｃ
の範囲で制御できる。

【００８８】なおエネルギーレベル切り換えポイントが
多段であっても本実施例の様な時間切り換えを併用する
ことが効果的であることは明白である。

【００８９】今までの実施例では、定着動作開始時はエ
ネルギーレベルの設定がＴ−ｂ〜Ｔの温度領域でＷ_i ＝
Ｗ₁ となる様に設定していたが、もちろん他の所望の値
を入れておくことも可能である。

【００９０】また通電開始直後の加熱体２０の昇温速度
を検知して、定着装置の温まり具合を判断し、所定のエ
ネルギーレベル設定にしても良い。そうすることにより
定着動作開始時においても適切なエネルギーが印加され
るので、オーバーシュート等のない良好な温度制御が実
現できて好ましい。

【００９１】次に、図８乃至１７に基づいて請求項４の
発明の実施例を説明する。

【００９２】まず、本発明の実施例の定着装置を適用し
た画像形成装置の概略構造を図９に基づいて説明する。
図９において、１０１はガラス等の透明部材よりなる原
稿載置台で、矢印ａ方向に往復運動して原稿を操作す
る。原稿載置台の直下には短焦点小経結像素子アレイ１
０２が配置されていて、原稿載置台上におかれた原稿は
照明ランプ１０３によって照射され、その反射光像は上
記アレイ１０２によって感光ドラム４上にスリット露光
される。なおこの感光ドラムは矢印ｂ方向に回転する。
また１０５は帯電器であり、例えば酸化亜鉛感光層ある
いは有機半導体感光層等を被覆された感光ドラム１０４
上に一様に帯電を行う。この帯電器１０５により一様に
帯電されたドラム１０４は、素子アレイ１０２によって
画像露光が行われ静電潜像が形成される。この静電潜像
は、現像器１０６により加熱で軟化溶融する樹脂等より
なるトナーを用いて現像化される。一方、カセットＳ内
に収納されている転写材Ｐは、搬送ローラー１０７と感
光ドラム１０４上の画像と同期するようタイミングをと
って上下方向で圧接して回転される対の搬送ローラー１
０８によってドラム１０４上に送り込まれる。そして、
転写帯電器１０９によって、感光ドラム１０４上に形成
されているトナー像は、転写材Ｐ上に転写される。その
後、公知の分離手段によってドラム１０４から分離され
た転写材Ｐは、搬送ガイド１１０によって定着装置１１
１に導かれ加熱定着処理された後にトレイ１１２に排出
される。なお、トナー像を転写後、ドラム１０４上の残
留トナーはクリーナー１１３によって除去される。

【００９３】次に、図１０に本実施例の定着装置１１１
の拡大図を示す。図１０において、１１４は装置に固定
支持された低熱容量線状加熱体であって、１例として厚
み１．０ｍｍ、幅６．０ｍｍ、長手長２４０ｍｍのアル
ミナ基板１１５に発熱層である抵抗材料１１６を幅１ｍ
ｍに塗工したもので、長手方向両端より通電される。こ
の加熱体のフィルム側表面には潤滑剤が塗布されてい
る。

【００９４】加熱体に供給される電力は、検温素子１１
７の出力によって制御されており、所定の温度に制御さ
れている。このように温度制御された加熱体１１４に当
接して図中矢印方向に定着フィルム１１８は移動する。
この定着フィルムの１例として厚み２０μｍの耐熱フィ
ルム、例えばポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥ
Ｓ、ＰＦＡに少なくとも画像当接面側にＰＴＦＥ、ＰＡ
Ｆ等のフッ素樹脂に導電材を添加した離型層を約１０μ
ｍコートしたエンドレスフィルムである。一般には、層
厚１００μｍ、より好ましくは４０μｍ未満、フィルム
駆動は駆動ローラ１１９と従動ローラ１２０による駆動
とテンションにより矢印方向にシワなく移動する。

【００９５】１２３はベルト非コート部に設けられた補
強部材であるリブであり、フィルム１１８とは別材質の
例えばゴムでできており、フィルム１１８に接着されて
いる。１２４はリブ１２３を規制するための規制部材で
あり、駆動ローラ１１９の外周に沿ってリブ１２３より
フィルム中央側に設置されている。駆動ローラ１１９が
回転し、フィルム１１８が搬送されると、寄り力が働く
が、リブ１２３が規制部材１２４とぶつかり規制されて
フィルムの寄りとともに規制部材が移動する。

【００９６】１２１は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ーで総圧４〜７ｋｇで、フ
ィルムを介して加熱体を加圧しフィルムと圧接回転する
転写材（Ｐ）上の未定着トナー（Ｔ）は、入り口ガイド
１２２により定着部に導かれ上述の加熱により定着像を
得るものである。

【００９７】また、本発明の定着装置が用いられる画像
形成装置としては、電子写真装置、静電記録装置で加熱
溶融性のトナーを用いて画像を形成する装置すべてに適
応するものである。

【００９８】次に図８および図１１〜図１２を用いて本
実施例について説明する。

【００９９】図８は本実施例を用いた定着器の動作図で
ある。コピー動作中、フィルムの長手方向の移動が発生
し、異常な位置であることが検知されると、ヒーターへ
の給電が停止された後フィルムの回転が停止する。

【０１００】次に定着器が自然冷却され、検温素子１１
７で検知された加熱体の温度Ｔ℃が所定の温度以下にな
ると、再びＴＦ℃温度制御を行いながら定着器の運転
（以後空回転）が開始される。その結果、フィルムは正
常な位置に復帰する。

【０１０１】図１１は定着装置を１８０℃温度制御にて
稼動してフィルムが異常位置になり、異常検知され定着
器が停止し、Ｔ℃まで冷却した後の、空回転を行ったと
きのフィルムの位置を表わしている。冷却せずに空回転
を行った場合、フィルムはさらに大きく移動し、復帰す
るまでの時間が長くかかる。これに対し所定の温度まで
の冷却を行うことで、フィルムは速やかに正常域へ復帰
し、Ｔが低くなるにつれ、空回転に要する時間も少なく
てすむ。

【０１０２】フィルム位置の異常の検知の１例を図１２
に示す。フィルム１１８が矢印Ｒの方向に移動すると、
規制部材１２４はリブ１２３を介して荷重を受け、やは
りＲの方向に移動する。

【０１０３】移動前、光センサー１２５をさえぎってい
た規制部材１２４の旗部１２６が移動し、光スイッチが
ＯＮ−ＯＦＦとなる。

【０１０４】この信号が制御回路に送られる。本実施例
では旗部１２６の幅を８ｍｍとしておりその中央を光セ
ンサー中央部にあわせて初期設定してあるため、片側４
ｍｍ移動すると信号が発生し、制御回路に送られる。こ
うして異常域（４ｍｍ）へのフィルムの移動が検知され
る。以上のように異常域を検知し、フィルムの駆動を停
止させ、所定の温度Ｔまで停止し続け、その後空回転を
行うことでフィルムを正常域に復帰させることができ
る。

【０１０５】しかしながらフィルムの位置の検知は本実
施例に限らず、図１３のようにレバーで検知しても良い
し、図１４のように端部を斜めにカットしたフィルムの
カット部分を光学的に検知してこのＯＮ−ＯＦＦ時間の
比からフィルムの位置を検知する等、種々の方法を採用
することができる。またフィルム中央から異常までの距
離も本実施例では４ｍｍとしたが、これも装置構成が許
されるならば、もっと大きくすることも可能であるし、
中央から左右の許容巾を変えてもよい。

【０１０６】また冷却後の温度Ｔ℃の設定も、定着動作
時の制御温度Ｔ₀ ℃から室温Ｔ_R までの範囲をとること
が可能であるが、本発明者らの検討では１４０≦Ｔ₀ ≦
２２０の場合はＴ_R ＋２０≦Ｔ≦Ｔ₀ −２０望ましくは
Ｔ_R ＋２０≦Ｔ≦Ｔ₀ −４０であった。

【０１０７】復帰時の制御温度Ｔ_F ℃は、５０≦Ｔ_F ≦
Ｔ₀ ＋２０の範囲であれば差しつかえない。

【０１０８】図１５は他の実施例の作動のフローチャー
ト図である。ステップＳ１で電源キーがＯＮされると、
Ｓ２でフィルム位置の異常の有無を検知する。

【０１０９】異常である場合、加熱体の温度がＴ₁ 以下
であれば空回転状態に入る。その後、フィルムの位置が
正常な位置に復帰していれば通常のコピーシーケンス
に、異常な位置にある場合は回転を続行するが、Ｓ６で
その時間をカウントし、ある時間以上連続するとエラー
が表示される。

【０１１０】コピー動作中（Ｓ７，Ｓ８）は位置異常を
検出するとコピーシーケンスが中断されエラーが表示さ
れる。エラーが表示されるとメインスイッチのＯＮをす
ることが必要となりＳ１に戻ることになる。

【０１１１】本実施例を用いることで空回転の時間が制
限され、エラー表示をする機能をもつことから、検知素
子等の異常により位置異常であると該検知がなされた場
合でも空回転を長時間行なわずにすみ、また操作者に異
常を知らせることができる。空回転の時間ｔは前記実施
例を説明した図１１よりＴ₀ ＝１８０、かつ１００≦Ｔ
≦１５０の場合は３０（Ｓ）から５分ぐらいまでが適当
であった。

【０１１２】次に本発明の更に他の実施例について説明
する。図１６に示す本実施例では、加熱体の温度を検出
する手段として２つ以上のサーミスタを長手方向に配し
たものである。

【０１１３】例えば長手方向に２つのサーミスタを配
し、それぞれの検知温度をＴ_A ，Ｔ_Ｂとする。これらの
温度差の絶対値｜Ｔ_Ａ −Ｔ_B ｜が所定の値以下になる
か、またはＴが、Ｔ₁ 以下になったときに空回転が行わ
れる。図１６は本実施例のフローチャートである。ステ
ップＳ１５において温度差の検知が行なわれる。通紙位
置が中央からずれたために温度分布のばらつきが生じ、
そのために寄りが生じた際には有効であり、前述の実施
例よりも早く空回転に入ることができる。実験では｜Ｔ
_A −Ｔ_B ｜は１０℃以下が望ましいという結果であっ
た。

【０１１４】次に本発明の更に他の実施例について説明
する。図１７は当該実施例における画像形成装置の動作
のフローチャートである。

【０１１５】図１７において、ステップＳ５の位置セン
サーでＯＫの判断がでるとＳ１７に行く。これがｔ₂ 以
上ならば、Ｓ７に行きコピースタンバイ状態になる。Ｓ
１７でＮＯのときは再びＳ５の位置センサーの判断とな
る。これにより一定時間（ｔ₂ ）位置センサーがＯＫに
なっていないと、スタンバイ状態には入れない。このた
め、リブの振れなどにより光センサーがＯＮ−ＯＦＦ状
態のくりかえしとなることを防ぎ、誤動作がなくなる。

【０１１６】Ｓ１６もＳ７に対し、同様の働きをする。

【０１１７】次に図１８乃至２５に基づいて請求項５乃
至９の実施例について説明する。

【０１１８】図１８において、２９５は装置機筺、２０
１は該機筺の上面板２９６ａ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２９６ａ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。

【０１１９】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２０１の上面に所定の載置基準に
従って載置し、その上に原稿圧着板２０１ａをかぶせて
押え込むことによりセットされる。

【０１２０】２９７ｂは機筺上面板２９６ａ面に原稿載
置台２０１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。原稿載置台２０１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２０１の右方ａ
への往復移動過程で右辺側から左辺側にかけて順次にス
リット開口部２９７ｂの位置を通過していき、その通過
過程でランプ２０７の光Ｌをスリット開口部２９７ｂ、
透明な原稿載置台２０１を通して受けて照明走査され
る。その照明走査光の原稿面反射光が短焦点小径結像素
子アレイ２０２によって感光ドラム２０３面に結像露光
される。

【０１２１】感光ドラム２０３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２０３ａを中心に所定の周速度で矢示ｂの時計方向に
回転駆動され、その回転過程で帯電器２０４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２０３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。

【０１２２】この静電潜像は現像器２０５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
２０８の配設部位へ移行していく。

【０１２３】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２０６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２０８により、ドラム２０３上のトナ
ー画像形成部の先端が転写放電器２０８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２０８と感光
ドラム２０３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。そしてその
給送シートの面に対して転写放電器２０８により感光ド
ラム２０３側のトナー画像が順次に転写されていく。

【０１２４】転写部でトナー画像転写を受けたシートは
不図示の分離手段で感光ドラム２０３面から順次に分離
されて搬送ガイド２１０によって後述する定着装置２１
１に導かれて担持している未定着トナー画像の加熱定着
処理を受け、画像形成物（コピー）として機外の排紙ト
レイ２１２上に排出される。

【０１２５】一方、トナー画像転写後の感光ドラム２０
３の面はクリーニング装置２１３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。

【０１２６】次に本発明の実施例の定着装置について詳
細に説明する。図１９は定着装置の拡大図である。

【０１２７】２２４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２２５と、右側の従動ロー
ラ２２６と、駆動ローラ２２５と従動ローラ２２６間の
下方に配置した加熱体としての低熱容量線状加熱体２２
０の互いに並行な該４部材２２５・２２６・２２７・２
３０間に顕回張設してある。

【０１２８】従動ローラ２２６はエンドレスベルト状の
定着フィルム２２４のテンションローラを兼ねさせてお
り、該定着フィルム２２４は駆動ローラ２２５の時計方
向回転駆動に伴ない時計方向に所定に周速度、即ち画像
形成部２０８側から搬送されてくる未定着トナー画像Ｔ
ａを上面に担持した転写材シートＰの搬送速度と同じ周
速度をもってシワや蛇行、速度送れなく回動駆動され
る。

【０１２９】２２８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２２４の下
行側フィルム部分を挟ませて前記加熱体２２０の下面に
対して不図示の付勢手段により例えば総圧４〜７ｋｇの
当圧接をも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。

【０１３０】加熱体としての低熱容量線状加熱体２２０
は、定着フィルム横断方向（定着フィルム２２５の走行
方向に直角な方向）を長手とする横長の剛性を有するヒ
ータ支持体２３０に、取付けられた断熱ホルダー２２７
の下面側に下面長手に沿って一体に取付け保持されてお
り、ヒータ基板２１、発熱体２２、保護層３１から成
る。

【０１３１】断熱ホルダー２２７は加熱体２２０を定着
装置２１１及び複写装置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）、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
ラス等との複合材料などで構成できる。

【０１３２】ヒータ基板２２１は一例として厚み１．０
ｍｍ、巾１０ｍｍ、長さ２４０ｍｍのアルミナ基板であ
る。発熱体２２２は例えば基板２２１の下面の略中央部
に長手に沿って、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀、パラジウム）
等の電気抵抗材料を厚み約１０μｍ、巾１〜３ｍｍにス
クリーン印刷等により塗工してあり、その上には保護層
２３１として耐熱ガラスを約１０μｍコートしてある。

【０１３３】温度検知素子２２３としては低熱容量のサ
ーミスタが、基板２２１に当接配置しており、この配設
構成については、後で詳細に述べる。

【０１３４】本例の場合は、線状又は帯状をなす発熱体
２２２に対し、その長手方向両端部より通電し、発熱体
２２２を略全長にわたって発熱させる。通電はＡＣ１０
０Ｖであり、検温素子２２３の検知温度に応じてトライ
アックを含む不図示の通電制御回路により通電する位相
角を制御することにより、通電電力を制御している。

【０１３５】定着フィルム２２４はエンドレスベルト状
に限らず、図２０のように送り出し軸２３０にロール巻
に巻回した有端の定着フィルム２２４を加熱体２２０と
加圧ローラ２２８との間、巻取り軸２３１に係止させ
て、送り出し軸２３０側から巻取り軸２３１側へ転写材
シートＰの搬送速度と同一速度をもって走行させる構成
であってもよい。

【０１３６】次に、本実施例の定着装置の動作について
説明する。

【０１３７】画像形成スタート信号により装置が画像形
成動作して転写部２０８から定着装置２１１へ搬送され
た、未定着のトナー画像Ｔａを上面に担持した転写材シ
ートＰはガイド２２９に案内されて加熱体２２０と加圧
ローラ２２８との圧接部Ｎの定着フィルム２２４と加圧
ローラ２２８との間に進入して、未定着トナー画像面が
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２２４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２２４と一緒の重なり状態
で加熱体２２０と加圧ローラ２２８との相互圧接部Ｎ間
を挟圧力を受けつつ通過していく。

【０１３８】加熱体２２０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。

【０１３９】定着フィルム２２４は、支持体２２７の曲
率の大きい（曲率半径が約２ｍｍ）エッジ部Ｓにおい
て、急角度（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２２４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２２４から曲率分離し、排紙トレイ
２１２へ排紙されてゆく。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。

【０１４０】本実施例で用いたトナーは加熱溶融時の粘
度が十分高いので、定着フィルム２２４と分離する際の
トナー温度がトナーの融点以上であっても、トナー同志
の固着力が定着フィルムに対するトナーの粘着力より極
めて大きい。従って、定着フィルム２２４とシートＰの
離反に際し、定着フィルム２２４に対するトナーオフセ
ットは実質的に発生することはない。

【０１４１】またトナーの溶融中にフィルムを分離して
いるため、トナー像に光たくを生じることがない。この
トナーの溶融中というのはトナーの粘度がガラス転移点
より大である状態である。

【０１４２】また、本実施例において、加熱体２２０の
うち発熱体２２２及び基板２２１の熱容量が小さく、か
つこれらが断熱ホルダー２２７により断熱されているの
で、圧接部Ｎにおける加熱体２２０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。

【０１４３】なお、本実施例では加熱体への通電とし
て、ＡＣを用いたが、ＤＣのパルス状通電を用いてもよ
い。

【０１４４】ここで本発明の温度検知素子２２３の配設
について詳細に述べる。

【０１４５】図２１に示すように、本実施例の加熱体基
板２２１の裏面（発熱体と対向する側）には、スクリー
ン印刷法やスパッタリング法により、ＡｇまたはＡｕ等
の導電材料から成る電路２５１が形成されており、加熱
体基板２２１の長手方向略中央部において、温度検知素
子２２３のリード線２２３ａが半田付けしてあり、温度
検知素子のビード部２２３ｂは加熱体基板２２１に接触
している。

【０１４６】また、電路２５１の加熱体端部は外部電線
２５２と接続されており、外部回路により、温度検知素
子の抵抗値を測定することにより、加熱体２２０の温度
を検知している。

【０１４７】このような構成にすることで、加熱体２２
０や、その周辺部材が熱膨張するために加熱体２２０が
断熱ホルダー２２７から離れても、温度検知素子２２３
は、加熱体基板２２１の裏面から、離れることはなく、
また定着装置が受ける振動により、加熱体２２０が長手
方向に移動しても温度検知素子２２３が加熱体から離れ
たり、リード線部２２３ａが引っぱられたり、ストレス
を受けることはない。

【０１４８】従って上記実施例により、温度検知の応答
性や、精度が変化することや、リード線２２３ａがスト
レスを受けるために耐久性、信頼性が低下するのを防止
できる。

【０１４９】なお、リード線を半田付け等により固定す
る作業時におけるリード線のストレスを防止する為に
は、図２２に示すように、リード線を迂回又は予裕を持
たせるのが良い。

【０１５０】また、温度検知素子は本実施例のようなビ
ード型サーミスタに限らず、薄膜型サーミスタや他の抵
抗測温体でも良い。

【０１５１】またビード型の素子を用いる場合には、加
熱体との接触面積が小さくなるので、該素子と、加熱体
の間に、熱伝導性グリースを介在させた方が、応答性良
く、精度良く、温度が検知できるので好ましい。

【０１５２】本発明の他の実施例は、確実に温度検知素
子のビート部２２３ｂが加熱体基板２２１に接触するよ
うに熱伝導性の耐熱接着剤２７１により、図２３に示す
ように加熱体基板上に固定させたものである。このよう
にすることで、振動等により加熱体と、温度検知素子の
間に微小な空間が生じ温度検知の応答性が低下するのを
防止できる。

【０１５３】なお、ここで温度検知素子２２３ｂに、熱
膨張差によりストレスがかかるのを防ぐためには、シリ
コーンゴム等から成る弾性を有する接着剤が好ましい。

【０１５４】また、ここでもリード線にストレスがかか
るのを防ぐためには、リード線を迂回又は余裕を持たせ
る構成にするのが好ましい。

【０１５５】また、より応答性良く加熱体の温度を検知
する為には図２４に示すように、加熱体基板２２１の一
部に、くぼみ２８１を形成し、該くぼみに温度検知素子
２２３ｂを配置し、さらには、熱伝導性接着剤２７１
で、そのすき間を埋めるようにするのが良い。

【０１５６】本発明の更に他実施例の加熱体基板には、
金属から成るピン２９１が取付けられており、該ピン２
９１には、温度検知素子２２３のリード線及び、外部回
路に接続されて十分な強度を用する導線２９２が、溶接
法により固定されている。すなわち本実施例は、加熱体
と一体に形成された電路としてインサートピンを用いた
ものであり、このような構成にすることで、加熱体基板
２２１の裏面に長い電路パターンを形成する必要がなく
なり、加熱体基板２２１裏面に、複数個の温度検知素子
を形成したり、安全素子を取り付けたりするのが容易に
なる。

【０１５７】次に図２６，２７に基づいて請求項１０の
発明の実施例について説明する。本実施例も、前記実施
例同様に、図１８乃至２０の画像形成装置並びに定着装
置に好適に適用される。

【０１５８】そこで当該実施例について説明すると、図
２６の（ａ）に示すように、定着装置の加熱体３２０の
裏面（発熱体３２２の逆側）には、小型の温度ヒューズ
３４１例えばＮＥＣ製ＳＭ１４５ＢＯ（定格電流１Ａ）
が当接されている。また図２６の（ｂ）に回路図の概略
図を示すように、該温度ヒューズ３４１は、加熱体への
通電回路ＯＮ／ＯＦＦ可能なリレーに接続されており、
Ｖ_CC＝２４Ｖが印加されている。

【０１５９】通常定着動作時には、加熱体は１４０℃に
温調されているので、該温度ヒューズ３４１は切れるこ
となく、リレーには、Ｖ_CCが印加され加熱体への通電回
路はＯＮ状態であり加熱体への通電は続けられる。

【０１６０】一方、加熱体がマイコンの誤動作や、
トライアックの故障サーミスタの故障等の理由によ
り、異常高温（１４５℃以上）になると、該温度ヒュー
ズ３４１は切れ、リレーは、加熱体通電回路をＯＦＦ状
態とし、加熱体への通電が遮断される。

【０１６１】上記のような構成にすることで、従来方式
では、耐電流不足のために使用できなかった小型な安全
素子を使用することが出来るので、加熱体に当接して
も加熱体温度に大きな影響を与えない。安全素子の熱
容量が小さいため応答性が速い、装置が小型かつ組み
立てやすくなる、などのメリットがある。

【０１６２】特に、当接物により加熱体温度が影響を受
けやすく、加熱体の昇温速度が速い低熱容量加熱体を用
いるフィルム定着装置においては、効果が大きい。

【０１６３】なお、ここで通電回路遮断装置としてリレ
ーを用いたがトライアック等、他の遮断装置でもよい。

【０１６４】他の実施例として、小型温度ヒューズの代
りに、図２７に示すように、加熱体裏面、略中央部にＰ
ｂやＳｎ等の熱溶融性金属から成る、膜状の熱溶断素子
３５１を加熱体と一体に形成したものを用いることで、
より応答性よく動作する安全装置を可能としたものであ
る。

【０１６５】一般に、このような膜状素子は、抵抗値を
あまり小さく出来ず、大電流を通電すると、わずかなが
ら発熱し、自己昇温してしまう。また形成時に膜の厚み
にムラが生じると、この自己昇温が大きくなり、そのた
めに溶断してしまうことがある。

【０１６６】このように自己昇温による安全素子の動作
温度が不安定になること、また、通常時に溶断してしま
うことを防ぐためにも、安全素子に大電流を通さない本
発明は有効である。

【０１６７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１乃至３の
発明は、フィルム加熱方式の定着装置において、加熱体
２０の温度を検知する手段を有し、温調温度Ｔに対して
一定温度以上の差を検知した際に、加熱体への熱エネル
ギー設定を切り換えるようにしたことにより、常に目標
温調温度Ｔ付近に温度を制御することが可能になり、定
着動作開始時と充分に温まった状態でも同一温度に制御
され安定した定着動作が得られると共に、加熱体２０へ
印加するエネルギーレベルを多段に準備できるので、エ
ネルギーレベル間の段差を小さくすることが可能にな
り、温度リップルを小さく抑えることができるので、温
度リップルによる定着画像の定着ムラ、光沢ムラが防止
される効果がある。

【０１６８】また請求項４の発明によれば、フィルムの
位置を検知し、異常な場合フィルムの駆動を停止し、加
熱体が所定の温度になったのち、温度制御を行いながら
空回転をすることで、フィルムが異常な位置から容易に
復帰させることができるこのため操作者はフィルムにダ
メージを与えることなく、短時間で簡易にコピーを続け
ることができる。

【０１６９】また請求項５乃至９の発明によれば、温度
検知素子のリード線を、加熱体と一体に形成され、外部
回路と接続されている電路に固定することで、加熱体が
移動しても温度検知素子が加熱体から離れたり、リ
ード線にストレスがかかるのを防止できる。従って、温
度検知の応答性の劣化、精度の低下、が防止でき、ま
た、耐久性、信頼性が向上する。

【０１７０】また請求項１０の発明によれば、加熱体通
電回路中に加熱体への通電を遮断する装置を有し、該遮
断装置は加熱体に接触させた小型な感温素子、加熱体の
異常昇温により、溶断したときに、加熱体への通電を遮
断する構成にすることで、加熱体への通電電流値によら
ず小型な感熱素子を用いることが出来感温素子を当接
するために加熱体の温度が極端に低くなったり、異常
昇温時に、通電遮断動作が遅れたり、装置が大型にな
る、安全素子の自己昇温により、動作温度が不安定に
なる、等の問題が解決できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例定着装置の概略構成図

【図２】本発明の他の実施例の概略構成図

【図３】本発明の加熱制御を説明するための図

【図４】定着動作時間とエネルギー消費量の相関図

【図５】本発明の加熱制御の一例を表わす図

【図６】本発明の加熱制御の他の例を表わす図

【図７】本発明の定着装置を搭載した画像形成装置の概
略構成図

【図８】本発明を実施した定着装置の動作フローチャー
ト図

【図９】本発明の定着装置を搭載した画像形成装置の一
例を示す図

【図１０】図９の定着装置の構造の一例を示す図

【図１１】温度変化とフィルム位置の時間的推移の関係
を示す図

【図１２】本発明を実施した定着装置の主要部の概略図

【図１３】図１２の定着装置の変形例を示す図

【図１４】図１２の定着装置の他の変形例を示す図

【図１５】本発明の他の実施例を実施した定着装置の動
作フローチャート図

【図１６】本発明の更に他の実施例を実施した定着装置
の動作フローチャート図

【図１７】本発明の別の実施例を実施した定着装置の動
作フローチャート図

【図１８】本発明の定着装置を搭載した画像形成装置の
一例を示す図

【図１９】本発明の一実施例の定着装置を示す図

【図２０】本発明の定着装置の他の例を示す図

【図２１】本発明の一実施例による温度検知素子の配設
構成を示す図

【図２２】図２１の温度検知素子の配設構成の変形例を
示す図

【図２３】本発明の他の実施例による温度検知素子の配
設構成を示す図

【図２４】図２３の温度検知素子の配設構成の変形例を
示す図

【図２５】本発明の更に他の実施例による温度検知素子
の配設構成を示す図

【図２６】（ａ）は本発明の一実施例の安全装置を有す
る定着装置の主要部を示す図 （ｂ）は該安全装置の回路図

【図２７】他の実施例の安全装置を有する定着装置の主
要部を示す図

【図２８】従来の定着装置の温度検知素子の配設構成を
示す図

【符号の説明】

１１…定着装置の総括符号 ２５…定着フィルム ２０…加熱体 ２２…基板 ２３…通電発熱抵抗体 ２４…加熱体温度検
知素子 １１６…発熱層 １１７…サーミスタ １１８…定着フィルム １２３…リブ １２４…規制部材 １２５…光センサー １２６…旗 ２２１…ヒータ基板 ２２３…温度検知素子 ２２３ａ…リード線 ２２３ｂ…ビード部 ２５１…電路 ２７１…耐熱性接着剤 ３２０…加熱体 ３２２…発熱体 ３４１…温度ヒュー
ズ ３５１…熱溶断素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村茂雄 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 (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録材を加熱体に対して定着フィルムを
   介して圧接させて前記加熱体から該フィルムを介して記
   録材に熱エネルギーを与える定着装置において、該加熱
   体の温度を検知する温度検知手段を有し、かつ、温調温
   度Ｔに対して、一定温度以上の差を検知した際に、該加
   熱体への印加エネルギー設定を切り換える手段を有して
   いることを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 印加エネルギーを切り換える温度ポイン
   トを複数個有する請求項１記載の定着装置。
3. 【請求項３】 温調温度Ｔに対して、一定温度以上の差
   を所定の時間以上検知し続けた場合に、加熱体への印加
   エネルギーを切り換えるようにしている請求項１または
   ２記載の定着装置。
4. 【請求項４】 定着時に、固定状態で使用される低熱容
   量の加熱体と、この加熱体に接触摺動して回転する薄膜
   耐熱性の定着フィルムとを有し、この定着フィルムを介
   して前記加熱体からの熱でトナー像を加熱定着する定着
   装置において、前記フィルム回転軸方向の位置および前
   記加熱体の温度を検出する手段を有し、かつ、該フィル
   ムの回転軸方向の位置が所定の範囲外として検出された
   場合には、前記フィルムの駆動を停止し、前記温度を検
   出する手段によって検出される該加熱体の温度が所定の
   値よりも低い場合に該フィルムが再び駆動されるように
   する制御手段を有することを特徴とする定着装置。
5. 【請求項５】 定着フィルムと、該定着フィルムの走行
   駆動手段と、該定着フィルムを中にして、その一方面側
   に固定支持されて配置された加熱体と、他方面側に配置
   され前記加熱体に対して定着フィルムを介して記録材を
   密着させる加圧部材を備えた定着装置において、前記加
   熱体は、該加熱体と一体に形成され、外部回路と接続さ
   れている電路を有し、該加熱体に、当接または近傍に配
   置された温度検知素子のリード線が、該電路に接続され
   ていることを特徴とする加熱定着装置。
6. 【請求項６】 前記リード線が迂回部分を有する、こと
   を特徴とする請求項５記載の定着装置。
7. 【請求項７】 該温度検知素子と該加熱体の間に、熱伝
   導性物質を介在することを特徴とする請求項５又は６記
   載の定着装置。
8. 【請求項８】 前記熱伝導性物質が接着剤であることを
   特徴とする請求項７記載の定着装置。
9. 【請求項９】 該加熱体は、温度検知素子が当接する部
   分にくぼみを有することを特徴とする、請求項５乃至８
   記載の定着装置。
10. 【請求項１０】 低熱容量加熱体及び耐熱フィルムを用
    いる定着装置において、加熱体への通電を遮断する遮断
    手段と、該加熱体に接触して配置された熱溶断性感熱素
    子を有し、該遮断手段は、該感熱素子の溶断により、該
    加熱体への通電を遮断する構成としたことを特徴とする
    定着装置。