JPH10133502A - 加熱体、加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 絶縁基材１１ａと、該基材の一方面側に具備
させた、通電により発熱する抵抗発熱層１１ｂを基本構
成体とし、固定支持され、被加熱材を加熱する加熱体１
１、該加熱体を備えた加熱装置、及び該加熱装置を加熱
定着装置として備えた画像形成装置について、加熱体背
面側へのヒートリークを防止して効率の良い被加熱材加
熱を可能にすること、加熱体の被加熱材加熱部全幅での
被加熱材加熱を可能にすること、温度リップルの少ない
温度制御を可能にすること等。 【解決手段】 抵抗発熱層１１ｂを具備させた側と同じ
側の絶縁基材１１ａ面に温度検出部材１１ｅを具備し、
絶縁基材１１ａの、抵抗発熱層１１ｂ・温度検出部材１
１ｅを具備する面とは反対側の面を被加熱材１３・Ｐに
熱エネルギーを付与する面としたこと、絶縁基材が窒化
アルミニウムであること等。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁基材と、該基
材の一方面側に具備させた、通電により発熱する抵抗発
熱層を基本構成体とし、固定支持され、被加熱材を加熱
する加熱体、該加熱体を備えた加熱装置、及び該加熱装
置を加熱定着装置として備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電子写真方式・静電記録方式等
の作像プロセスを採用した画像形成装置において、転写
紙・感光紙・静電記録紙等の被記録材上に間接方式（転
写方式）または直接方式にて形成担持させた加熱定着性
顕画剤像（未定着トナー画像）を加熱して被記録材上に
永久固着画像として定着させる加熱装置（加熱定着装
置）としては、従来一般に、熱ローラ方式の装置が多用
されている。

【０００３】これは、ハロゲンヒータ等の内蔵熱源によ
り所定の加熱温度に加熱維持させた加熱ローラ（定着ロ
ーラ）と、これに圧接させた弾性加圧ローラとの圧接ニ
ップ部（定着ニップ部）に被記録材を導入して挟持搬送
させることで加熱ローラの熱で被記録材面の未定着画像
を加熱定着させるものである。

【０００４】しかし熱ローラ方式の加熱装置は、加熱ロ
ーラの熱容量が大きいので内蔵熱源に電力を供給して加
熱ローラを冷えた状態から所定の加熱温度に立ち上がら
せるまでにかなりの待ち時間を要しクイックスタート性
に欠ける、加熱ローラの温度を所定に立ち上げた後は装
置をいつでもすぐに使用可能状態にしておくために装置
スタンバイ時も内蔵熱源に電力を供給して加熱ローラの
温度を所定温度に維持させる制御（予熱制御）を必要と
しそのために消費電力が大きい、等の問題があった。

【０００５】近時は、フィルム加熱方式の加熱装置が提
案され、また実用化されている（特開昭６３−３１３１
８２号公報・特開平１−２６３６７９号公報・特開平２
−１５７８７８号公報・特開平４−４４０７５〜４４０
８３号公報・特開平４−２０４９８０〜２０４９８４号
公報等）。

【０００６】このフィルム加熱方式の加熱装置は、固定
支持させた加熱体に被加熱材を耐熱性・薄肉のフィルム
材を介して密着させ、フィルム材を加熱体に摺動移動さ
せて加熱体の熱をフィルム材を介して被加熱材へ与える
方式・構成のものであり、未定着トナー画像を該画像を
担持している被記録材面に永久固着像として加熱定着処
理する装置として活用できる。また、例えば、画像を担
持した被記録材を加熱して艶などの表面性を改質する装
置、仮定着処理する装置、その他、シート状の被加熱材
を加熱処理する装置として広く使用できる。

【０００７】このようなフィルム加熱方式の加熱装置
は、加熱体として昇温の速い低熱容量のもの、例えば、
絶縁基材と、該基材の一方面側に具備させた、通電によ
り発熱する抵抗発熱層を基本構成体とする所謂セラミッ
クヒータを、フィルム材として薄膜フィルムを用いるこ
とができるために短時間に加熱体の温度が上昇し、スタ
ンバイ時に加熱体に電力供給をする必要がなく、被加熱
材としての被記録材をすぐに通紙しても該被記録材が定
着部位に到達するまでに加熱体を所定温度まで十分に昇
温させることができ、ウェイトタイムの短縮化（クイッ
クスタート性：オンデマンドで作動）や省電力化が可能
となる、画像形成装置等の本機の機内昇温を低めること
ができる等の利点を有し、効果的なものである。

【０００８】図１４はフィルム加熱方式の加熱装置（加
熱定着装置）の要部の横断面模型図、図１５の（ａ）は
加熱体の途中部省略・一部切欠き表面模型図、（ｂ）は
該加熱体の途中部省略・一部切欠き背面模型図である。

【０００９】４１は加熱部材としての加熱体（以下、ヒ
ータと記す）、４２は該ヒータ４１を下面に固定支持さ
せたステイホルダー（ヒータ支持体）、４３は耐熱性・
薄肉のフィルム材（以下、定着フィルムと記す）、５０
は弾性加圧ローラである。

【００１０】ステイホルダー４２の下面に固定支持させ
たヒータ４１と弾性加圧ローラ５０とを定着フィルム４
３を挟ませて弾性加圧ローラ５０の弾性に抗して所定の
押圧力をもって圧接させて所定幅のニップ部（以下、定
着ニップ部と記す）Ｎを形成させてある。

【００１１】ヒータ４１には一般にセラミックヒータが
使用され、通電により所定の温度に加熱・温調される。
このヒータ４１の構造は後述する。

【００１２】定着フィルム４３は円筒状あるいはエンド
レスベルト状、もしくはロール巻きの有端ウエブ状部材
であり、不図示の駆動手段あるいは弾性加圧ローラ５０
の回転力により定着ニップ部Ｎにおいてフィルム内面が
ヒータ４１の下面に密着摺動しつつ矢印の方向に搬送移
動される。ステイホルダー４２は例えば耐熱性プラスチ
ック製部材であり、前述のようにヒータ４１を保持する
とともに、定着フィルム４３の搬送ガイドも兼ねてい
る。

【００１３】定着フィルム４３を搬送移動させ、またヒ
ータ４１を所定の温度に加熱・温調させた状態におい
て、定着ニップ部Ｎの定着フィルム４３と弾性加圧ロー
ラ５０との間に被加熱材としての未定着トナー画像ｔを
形成担持させた被記録材Ｐを画像担持面側を定着フィル
ム側にして導入すると、被記録材Ｐは定着ニップ部Ｎに
おいて定着フィルム４３の外面に密着して該定着フィル
ム４３と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。
この定着ニップ部Ｎにおいて、被記録材Ｐ・トナー画像
ｔがヒータ４１により定着フィルム４３を介して加熱さ
れてトナー画像ｔが被記録材Ｐ面に加熱定着される。定
着ニップ部Ｎを通った被記録材部分は定着フィルム４３
の外面から分離して搬送される。ｔａは加熱定着された
トナー画像を示す。

【００１４】定着フィルム４３は、定着ニップ部Ｎにお
いてヒータ４１の熱を効率よく被加熱材としての被記録
材Ｐに与えるため、厚みは２０〜７０μｍとかなり薄く
している。この定着フィルム４３はフィルム基層・プラ
イマー層・離型性層の３層構成で構成されており、フィ
ルム基層側がヒータ４１側であり、離型性層が加圧ロー
ラ５０側である。フィルム基層は後述するヒータ４１の
ガラス保護層４１ｄより絶縁性の高いポリイミド・ポリ
アミドイミド・ＰＥＥＫ等であり、耐熱性、高弾性を有
している。また、フィルム基層により定着フィルム４３
全体の引裂強度等の機械的強度を保っている。プライマ
ー層は厚み２〜６μｍ程度の薄い層で形成されている。
離型性層は定着フィルム４３に対するトナーオフセット
防止層であり、ＰＦＡ・ＰＴＦＥ・ＦＥＰ等のフッ素樹
脂を厚み１０μｍ程度に被覆して形成してある。

【００１５】ヒータ４１には一般にセラミックヒータが
使用される。例えば、アルミナ等の電気絶縁性・良熱伝
導性・低熱容量のセラミック基板（絶縁基材、ヒータ基
板）４１ａの表面側（定着フィルム４３と対面する側の
面、ヒータ表面側）に基板長手に沿って銀パラジューム
（Ａｇ／Ｐｂ）・Ｔａ₂ Ｎ等の抵抗発熱層（通電発熱抵
抗層）４１ｂをスクリーン印刷等で形成具備させてあ
る。４１ｃ・４１ｃはその抵抗発熱層４１ｂの両端部に
それぞれ導通させた給電用電極部であり、銀ペースト等
の導電材を用いてスクリーン印刷等で基板表面側に形成
具備させたものである。セラミック基板４１ａの抵抗発
熱層形成面はガラス保護層４１ｄで覆わせて抵抗発熱層
４１ｂの定着フィルム４３の密着摺動による摩滅・損傷
を防止させている。セラミック基板４１ａの背面側（定
着フィルム４３と対面する側の面とは反対側の面、ヒー
タ背面側）には温度検出部材（温度検知手段）４１ｅ例
えばサーミスタを配置してある。４１ｆ・４１ｆ、４１
ｇ・４１ｇは該サーミスタ４１ｅについての配線部（Ｄ
Ｃ通電部）と電極部（ＤＣ電極部）であり、セラミック
基板４１ａの背面側に銀ペースト等の導電材を用いてス
クリーン印刷等で形成具備させたものである。

【００１６】このセラミックヒータ４１は抵抗発熱層４
１ｂに対して不図示の給電部から給電用電極部４１ｃ・
４１ｃを介して通電がなされることにより該抵抗発熱層
４１ｂが発熱してセラミック基板４１ａ・ガラス保護層
４１ｄを含むヒータ全体が急速昇温する。このヒータ４
１の昇温がヒータ背面に設置された温度検出部材４１ｅ
により検知されその検知温度情報が配線部（ＤＣ通電
部）４１ｆ・４１ｆ、電極部（ＤＣ電極部）４１ｇ・４
１ｇを介して不図示の通電制御部（温度制御部）へフィ
ードバックされる。通電制御部は温度検出部材４１ｅで
検知されるヒータ温度が所定のほぼ一定温度（定着温
度）に維持されるように抵抗発熱層４１ｂに対する給電
部からの給電を制御する。すなわちヒータ４１は所定の
定着温度に加熱・温調される。

【００１７】このようなフィルム加熱方式の加熱装置
は、加熱体として昇温の速い低熱容量の所謂セラミック
ヒータ４１を、フィルム材４３としてこれも低熱容量の
薄膜フィルムを用いることができ、またセラミックヒー
タ４１の高い剛性のために弾性層を有している加圧ロー
ラ５０がこれを圧接させたヒータ４１の扁平下面になら
って圧接部で扁平になって所定幅の定着ニップ部Ｎを形
成し、該定着ニップ部Ｎのみを加熱することで、熱ロー
ラ方式等の他の加熱装置よりもクイックスタート・省電
力の加熱定着を実現している。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のフィルム加熱方式の加熱装置にあっては、 ．定着ニップ部Ｎにおけるヒータ４１の抵抗発熱層４
１ｂと定着フィルム４３の間には熱抵抗の大きなガラス
保護層４１ｄがあり、高熱伝導セラミック基板４１ａ背
面の温度検出部材としてのサーミスタ４１ｅで温調制御
を行なっているため、ヒータ背面側へのヒートリーク分
が大きく、そのヒートリークが定着ニップ部Ｎ側の加熱
効率すなわち被加熱材Ｐの加熱効率を低下させている。
．また熱伝導の悪いガラス保護層４１ｄを介して定着
フィルム４３・被加熱材Ｐを加熱するため、定着ニップ
部Ｎにおいて実質的に抵抗発熱層４１ｂの幅のみで加熱
され、加熱定着に不利であるという問題があった。．
またヒータ４１の構成として、ヒータ基板であるセラミ
ック基板４１ａの表面側には抵抗発熱層４１ｂ・給電用
電極４１ｃ・ガラス保護層４１ｄ等を、背面側にはサー
ミスタ４１ｅ・配線部４１ｆ・電極部４１ｇ等をそれぞ
れ印刷等で形成具備させる必要があり、製造工程が複雑
であるという問題があった。

【００１９】そこで本発明は、絶縁基材と、該基材の一
方面側に具備させた、通電により発熱する抵抗発熱層を
基本構成体とし、固定支持され、被加熱材を加熱する加
熱体（ヒータ）、該加熱体を備えた加熱装置、及び該加
熱装置を加熱定着装置として備えた画像形成装置につい
て、上記の〜のような問題を解消すること、即ち加
熱体背面側へのヒートリークを防止して効率の良い被加
熱材加熱を可能にすること、加熱体の被加熱材加熱部全
幅での被加熱材加熱を可能にすること、温度リップルの
少ない温度制御を可能にすること、フィルム加熱方式の
加熱装置にあってはフィルム内面削れを防止すること、
加熱体構成の単純化、製造工程の簡略化等を目的とす
る。

【００２０】

【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、加熱体、加熱装置、及び画像形成装置であ
る。

【００２１】（１）固定支持され、被加熱材を加熱する
加熱体であり、絶縁基材と、該基材の一方面側に具備さ
せた、通電により発熱する抵抗発熱層を基本構成体と
し、抵抗発熱層を具備させた側と同じ側の絶縁基材面に
温度検出部材を具備し、絶縁基材の、抵抗発熱層・温度
検出部材を具備する面とは反対側の面を被加熱材に熱エ
ネルギーを付与する面としたことを特徴とする加熱体。

【００２２】（２）固定支持され、被加熱材を加熱する
加熱体であり、絶縁基材と、該基材の一方面側に具備さ
せた、通電により発熱する抵抗発熱層を基本構成体と
し、絶縁基材が窒化アルミニウムであり、抵抗発熱層を
具備させた側と同じ側の絶縁基材面に温度検出部材を具
備し、絶縁基材の、抵抗発熱層・温度検出部材を具備す
る面とは反対側の面を被加熱材に熱エネルギーを付与す
る面としたことを特徴とする加熱体。

【００２３】（３）温度検出部材が、加熱体の被加熱材
加熱部の被加熱材通紙方向中心よりも被加熱材通紙方向
上流側の位置にあることを特徴とする（１）又は（２）
に記載の加熱体。

【００２４】（４）抵抗発熱層上に断熱層を有すること
を特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載の加熱
体。

【００２５】（５）抵抗発熱層上に高熱伝導部材を介し
て温度検出部材が当接配置されていることを特徴とする
（１）から（４）のいずれかに記載の加熱体。

【００２６】（６）抵抗発熱層と高熱伝導部材間に高熱
伝導流体を有する（５）に記載の加熱体。

【００２７】（７）絶縁基材の、抵抗発熱層・温度検出
部材を具備する面とは反対側の面である被加熱材に熱エ
ネルギーを付与する面に高熱伝導潤滑層を有することを
特徴とする（１）から（６）のいずれかに記載の加熱
体。

【００２８】（８）高熱伝導潤滑層が導電性であり、該
層が接地又はダイオードを介して接地されていることを
特徴とする（７）に記載の加熱体。

【００２９】（９）絶縁基材の、抵抗発熱層・温度検出
部材を具備する面とは反対側の面である被加熱材に熱エ
ネルギーを付与する面の被加熱材通紙方向下流側に断熱
潤滑層を有することを特徴とする（１）から（８）のい
ずれかに記載の加熱体。

【００３０】（１０）被加熱材を加熱する加熱体として
（１）から（９）のいずれかに記載の加熱体を備えたこ
とを特徴とする加熱装置。

【００３１】（１１）固定支持された加熱体と、この加
熱体に接触摺動するフィルムを有し、該フィルムを介し
た加熱体からの熱により被加熱材に熱エネルギーを付与
する加熱装置であり、加熱体は、絶縁基材と、該基材の
一方面側に具備させた、通電により発熱する抵抗発熱層
を基本構成体とし、抵抗発熱層を具備させた側と同じ側
の絶縁基材面に温度検出部材を具備し、絶縁基材の、抵
抗発熱層・温度検出部材を具備する面とは反対側の面を
被加熱材に熱エネルギーを付与する面として該絶縁基材
面にフィルムを接触摺動させたことを特徴とする加熱装
置。

【００３２】（１２）固定支持された加熱体と、この加
熱体に接触摺動するフィルムを有し、該フィルムを介し
た加熱体からの熱により被加熱材に熱エネルギーを付与
する加熱装置であり、加熱体は、絶縁基材と、該基材の
一方面側に具備させた、通電により発熱する抵抗発熱層
を基本構成体とし、絶縁基材は窒化アルミニウムであ
り、抵抗発熱層を具備させた側と同じ側の絶縁基材面に
温度検出部材を具備し、絶縁基材の、抵抗発熱層・温度
検出部材を具備する面とは反対側の面を被加熱材に熱エ
ネルギーを付与する面として該絶縁基材面にフィルムを
接触摺動させたことを特徴とする加熱装置。

【００３３】（１３）フィルムを挟んで加熱体に圧接し
て被加熱材加熱部としてのニップ部を形成する加圧部材
を有する（１１）又は（１２）に記載の加熱装置。

【００３４】（１４）温度検出部材が、加熱体の被加熱
材加熱部の被加熱材通紙方向中心よりも被加熱材通紙方
向上流側の位置にあることを特徴とする（１１）から
（１３）のいずれかに記載の加熱装置。

【００３５】（１５）抵抗発熱層上に断熱層を有するこ
とを特徴とする（１１）から（１４）のいずれかに記載
の加熱装置。

【００３６】（１６）抵抗発熱層上に高熱伝導部材を介
して温度検出部材が当接配置されていることを特徴とす
る（１１）から（１５）のいずれかに記載の加熱装置。

【００３７】（１７）抵抗発熱層と高熱伝導部材間に高
熱伝導流体を有する（１６）に記載の加熱装置。

【００３８】（１８）絶縁基材の、抵抗発熱層・温度検
出部材を具備する面とは反対側の面である被加熱材に熱
エネルギーを付与する面に高熱伝導潤滑層を有すること
を特徴とする（１１）から（１７）のいずれかに記載の
加熱装置。

【００３９】（１９）高熱伝導潤滑層が導電性であり、
該層が接地又はダイオードを介して接地されていること
を特徴とする（１８）に記載の加熱装置。

【００４０】（２０）絶縁基材の、抵抗発熱層・温度検
出部材を具備する面とは反対側の面である被加熱材に熱
エネルギーを付与する面の被加熱材通紙方向下流側に断
熱潤滑層を有することを特徴とする（１１）から（１
９）のいずれかに記載の加熱装置。

【００４１】（２１）被加熱材が未定着画像を担持した
被記録材であり、装置が未定着画像を被記録材に熱定着
させる加熱定着装置であることを特徴とする（１０）か
ら（２１）のいずれかに記載の加熱装置。

【００４２】（２２）被記録材に未定着画像を形成する
画像形成手段と、その未定着画像を被記録材に熱定着さ
せる加熱定着手段を有し、該加熱定着手段が（１０）か
ら（２１）のいずれかに記載の加熱装置であることを特
徴とする画像形成装置。

【００４３】〈作 用〉 ａ．本発明において、加熱体は、絶縁基材と、該基材の
一方面側に具備させた、通電により発熱する抵抗発熱層
を基本構成体とし、抵抗発熱層を具備させた側と同じ側
の絶縁基材面に温度検出部材を具備し、絶縁基材の、抵
抗発熱層・温度検出部材を具備する面（加熱体背面側）
とは反対側の面（加熱体表面側）を被加熱材に熱エネル
ギーを付与する面とした背面加熱タイプの加熱体である
ので、被加熱材は加熱体の表面側である加熱体絶縁基材
の単一面に対して、熱抵抗となるような他の部材層を介
すことなく、直接接触してもしくはフィルム加熱方式の
加熱装置にあっては低熱容量の耐熱性・薄肉フィルムを
介して接触して加熱される。そのため加熱体背面側への
ヒートリーク分が少なくて効率の良い被加熱材加熱が可
能となる。

【００４４】ｂ．加熱体の絶縁基材は高熱伝導率部材で
ある窒化アルミニウム基板とすることで、抵抗発熱層の
発熱で該窒化アルミニウム基板の全体が迅速に実質的に
温度ムラなく加熱・昇温する。これにより、加熱体の被
加熱材加熱部全幅での被加熱材加熱が可能となる、加熱
体背面側へのヒートリークが少なく温度リップルの小さ
い効率の良い被加熱材加熱ができ、且つ基板幅を小さく
でき小スペースで被加熱材加熱定着が可能となる。

【００４５】ｃ．加熱体の絶縁基材背面側（加熱体背面
側）に抵抗発熱層・温度検出部材等は加熱体の絶縁基材
背面側（加熱体背面側）に具備させることで加熱体構成
が単純となり、製造工程を簡略化できる。

【００４６】ｄ．温度検出部材が加熱体の被加熱材加熱
部（加熱ニップ部）の被加熱材通紙方向中心よりも被加
熱材通紙方向上流側の位置にあることにより、簡略な加
熱体構成で効率の良い被加熱材加熱が可能となるだけで
なく、加熱体の被加熱材加熱部の通紙による温度変化を
素早く検知でき、通紙時の温度リップルの小さい温度制
御が可能となる。

【００４７】ｅ．抵抗発熱層上に断熱層を有することに
より、加熱体背面側へのヒートリークを更に減少させ効
率の良い被加熱材加熱が可能となる。

【００４８】ｆ．抵抗発熱層上に高熱伝導部材を介して
温度検出部材が当接配置されていること、またその抵抗
発熱層と高熱伝導部材間に高熱伝導流体を有することに
より、効率よく温度リップルの小さい被加熱材加熱が可
能となるだけでなく、高熱伝導部材の当接不良を防ぎ、
安定した温調制御が可能となる。

【００４９】ｇ．絶縁基材の、抵抗発熱層・温度検出部
材を具備する面とは反対側の面である被加熱材に熱エネ
ルギーを付与する面に高熱伝導潤滑層を有することによ
って、熱効率の低下なく、加熱体と被加熱材、もしくは
フィルム加熱方式の加熱装置にあっては加熱体とフィル
ムとの摺動性が向上し、フィルム削れを防ぐことができ
る。

【００５０】ｈ．更に、上記の高熱伝導潤滑層を導電性
にして、該層を接地又はダイオードを介して接地するこ
とによって、熱効率の低下なく加熱体と被加熱材もしく
はフィルムとの摺動性が向上し、フィルム削れが改善さ
れるだけでなく、フィルムと加熱体の摺擦による過度の
フィルムの帯電を防ぐことができ、静電オフセットを防
ぐことができる。

【００５１】ｉ．絶縁基材の、抵抗発熱層・温度検出部
材を具備する面とは反対側の面である被加熱材に熱エネ
ルギーを付与する面の被加熱材通紙方向下流側に断熱潤
滑層を有することによって、熱効率の低下なく加熱体と
被加熱材もしくはフィルムとの摺動性が向上し、フィル
ム削れが改善されるだけでなく、加熱ニップ部通過後の
被加熱材の加熱が緩和され、被加熱材の熱分離が可能と
なる。

【００５２】

【発明の実施の形態】

〈第１の実施形態例〉（図１〜図５） （１）画像形成装置例 図１は画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の
画像形成装置は転写方式電子写真プロセス利用のレーザ
ビームプリンタである。

【００５３】１は像担持体としての感光ドラムであり、
ＯＰＣ（有機光導電体）・アモルファスＳｅ・アモルフ
ァスＳｉ等の感光材料をアルミニウムやニッケルなどの
シリンダ状の基体上に形成してある。

【００５４】感光ドラム１は矢印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、その
回転過程で帯電手段としての帯電ローラ２によって所定
の極性・電位に一様に帯電処理される。

【００５５】次いでその回転感光ドラム１の帯電処理面
に対して、レーザ走査露光装置（レーザビームスキャ
ナ）３より出力される、目的の画像情報の時系列電気デ
ジタル画素信号に対応して変調制御（ＯＮ／ＯＦＦ制
御）されたレーザビームＬによる走査露光がなされて、
回転感光ドラム面に目的の画像情報に対応した静電潜像
が形成される。

【００５６】回転感光ドラム面に形成された静電潜像は
現像装置４でトナー画像として現像（可視化）される。
現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像
法、ＦＥＥＤ現像法などが用いられ、イメージ露光と反
転現像とを組み合わせて用いられることが多い。

【００５７】一方、不図示の給紙機構部から、回転感光
ドラム１とこれに当接させた転写手段としての転写ロー
ラ５とのニップ部（転写ニップ部）ｎに対して被記録材
としての転写材Ｐが所定の制御タイミングで給送され、
転写ニップ部ｎ即ち感光ドラム１と転写ローラ５の間を
一定の加圧力で挟持搬送されて回転感光ドラム１面側の
トナー画像が転写材Ｐの面に順次に転写されていく。

【００５８】転写ニップ部ｎでトナー画像の転写を受け
た転写材Ｐは感光ドラム１面から分離され、加熱装置と
しての加熱定着装置６へ搬送されてトナー画像の加熱定
着を受け、排出搬送される。この加熱定着装置６につい
ては次の（２）項で詳述する。

【００５９】転写材Ｐに対するトナー画像転写後の感光
ドラム１面はクリーニング装置７により転写残りの残留
トナーやその他の付着汚染物の除去を受けて清掃され、
繰り返して作像に供される。

【００６０】（２）加熱定着装置６ ａ）装置の全体的概略構成 図２は本例の加熱定着装置６の概略構成模型図である。
本例の加熱定着装置６は特開平４−４４０７５〜４４０
８３号公報等に開示の加圧ローラ駆動式・テンションレ
スタイプのフィルム加熱方式の加熱装置である。

【００６１】１０は定着部材としての加熱体・定着フィ
ルムアセンブリ、２０は加圧部材としての弾性加圧ロー
ラである。

【００６２】定着部材としての加熱体・定着フィルムア
センブリ１０は、横断面略半円形樋型のステイホルダー
（ヒータ支持体）１２、このステイホルダー１２の下面
にホルダー長手に沿って固定支持させた加熱体（以下、
ヒータと記す）１１、このヒータ１１を固定支持させた
ステイホルダー１２に対してルーズに外嵌させた円筒状
の定着フィルム１３などから構成されている。ヒータ１
１の構造は次のｂ）項で詳述する。

【００６３】そして定着部材としての加熱体・定着フィ
ルムアセンブリ１０のヒータ１１と加圧部材としての弾
性加圧ローラ２０とを定着フィルム１３を挟ませて弾性
加圧ローラ２０の弾性に抗して所定の押圧力をもって圧
接させて所定幅のニップ部（以下、定着ニップ部と記
す）Ｎを形成させてある。

【００６４】加圧部材としての弾性加圧ローラ２０は、
芯金２１と、その外側にシリコーンゴムやフッ素ゴム等
の耐熱ゴムあるいはシリコンゴムを発泡して形成した弾
性層２２からなる。弾性層２２の外側にＰＦＡ・ＰＴＦ
Ｅ・ＦＥＰ等の離型性層２３を形成してあってもよい。
本例ではこの弾性加圧ローラ２０の両端部を不図示の加
圧手段により定着部材としての加熱体・定着フィルムア
センブリ１０の方向に十分に加圧付勢して定着フィルム
１３を挟ませてヒータ１１に圧接させることで加熱定着
に必要な定着ニップ部Ｎを形成させてある。

【００６５】弾性加圧ローラ２０は駆動手段Ｍにより矢
印の反時計方向に回転駆動される（加圧ローラ駆動
式）。そしてこの弾性加圧ローラ２０の回転駆動による
該ローラ２０と定着フィルム１３の外面との定着ニップ
部Ｎにおける接触摩擦力で円筒状の定着フィルム１３に
回転力が作用し、該定着フィルム１３がステイホルダー
１２の外回りを定着ニップ部Ｎにおいてフィルム内面が
ヒータ１１の下向き面に密着して摺動しながら矢印の時
計方向に回転する。

【００６６】そして、弾性加圧ローラ２０の回転駆動に
よる定着フィルム１３の回転がなされ、ヒータ１１に対
する通電により該ヒータ１１が所定に昇温した状態にお
いて、定着ニップ部Ｎの定着フィルム１３と弾性加圧ロ
ーラ２０との間に未定着トナー画像ｔを担持した被記録
材としての転写材Ｐが導入されトナー画像担持面が定着
フィルム１３の外面に密着して定着フィルム１３と一緒
に定着ニップ部Ｎを通過することで、ヒータ１１の熱が
定着フィルム１３を介して転写材Ｐに付与され未定着ト
ナー画像ｔが転写材Ｐ面に加熱定着される。定着ニップ
部Ｎを通った転写材Ｐは定着フィルム１３の面から曲率
分離されて排出搬送される。ｔａは加熱定着されたトナ
ー画像を示す。

【００６７】ステイホルダー１２はヒータ１１の支持体
として機能するとともに、定着ニップ部Ｎへの加圧、円
筒状定着フィルム１３の回転搬送安定性を図る役目もす
る。また、ステイホルダー１２はヒータ１１の熱の定着
ニップ部Ｎ側とは反対側への放熱（ヒータ背面側へのヒ
ートリーク）を防ぐために断熱性部材としてあり、液晶
ポリマー・フェノール樹脂・ＰＰＳ・ＰＥＥＫ等により
形成してある。

【００６８】また、定着フィルム１３はその内面が定着
ニップ部Ｎにおいてヒータ１１の下面に、また定着ニッ
プ部Ｎの近傍においてステイホルダー１２の外面に摺動
しながら回転する。定着フィルム１３を低トルクでかつ
スムーズに回転させるためにはヒータ１１及びステイホ
ルダー１２と定着フィルム１３の間の摩擦抵抗を小さく
抑える必要がある。このためヒータ１１及びステイホル
ダー１２と定着フィルム１３の間には耐熱性グリース等
の潤滑剤を少量介在させてある。これにより定着フィル
ムはスムーズに回転することが可能となる。

【００６９】定着フィルム１３は熱容量の小さい部材で
あり、クイックスタートを可能にするために１００μｍ
以下の厚みで耐熱性・熱可塑性を有するポリイミド・ポ
リアミドイミド・ＰＥＥＫ・ＰＥＳ・ＰＰＳ・ＰＦＡ・
ＰＴＦＥ・ＦＥＰ等のフィルムである。また、長寿命の
加熱定着装置を構成するために充分な強度を持ち、耐久
性に優れたフィルムとして、２０μｍ以上の厚みが必要
である。よって定着フィルム１３の厚みとしては２０μ
ｍ以上１００μｍ以下が最適である。さらにオフセット
防止や被記録材の分離性を確保するために、定着フィル
ムの表層にはＰＦＡ・ＰＴＦＥ・ＦＥＰ・シリコーン樹
脂等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合ないし単独で被覆
したものである。

【００７０】ｂ）ヒータ１１ 図３は加熱定着装置６の要部の拡大横断面模型図、図４
の（ａ）はヒータ１１の途中部省略の表面模型図、
（ｂ）は同じく途中部省略の背面模型図、（ｃ）は同じ
く途中部省略の側面模型図である。

【００７１】本例におけるヒータ１１はセラミックヒー
タであり、 １）該ヒータ１１の絶縁基材（ヒータ基板）１１ａを窒
化アルミニウム（ＡｌＮ）基板にしたこと ２）その窒化アルミニウム基板１１ａの定着フィルム１
３と対面する側の面を表面側、それとは反対側の面を背
面側としたとき、該基板１１ａの背面側に抵抗発熱層１
１ｂと温度検出部材１１ｅを配置して背面発熱タイプの
ヒータにしたことに構成上の特徴がある。

【００７２】本例で用いたヒータ１１のヒータ基板とし
ての窒化アルミニウム基板１１ａは厚さ０．５ｍｍ、長
さ２７０ｍｍ、幅１１ｍｍ、熱伝導率２２０Ｗ／ｍ・°
Ｋの高熱伝導部材である。

【００７３】本例ではこの窒化アルミニウム基板１１ａ
の背面側に図４の（ｂ）のように基板長手に沿って間隔
をあけて並行２条の抵抗発熱層１１ｂ・１１ｂを形成具
備させてある。この抵抗発熱層１１ｂ・１１ｂは例えば
Ａｇ／Ｐｄ（銀−パラジウム）、ＲｕＯ₂ 、Ｔａ₂ Ｎ等
の通電発熱抵抗材料をスクリーン印刷等により、厚み１
０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度の細帯状パターンに塗工
して形成される。この並行２条の抵抗発熱層１１ｂ・１
１ｂの一端側は互いに導電パターン部１１ｄで電気的に
導通させて連結させてある。また他端側にはそれぞれ給
電用電極部１１ｃ・１１ｃを導通させて具備させてあ
る。上記の導電パターン部１１ｄ、給電用電極部１１ｃ
・１１ｃはＡｇペースト・Ａｇ／Ｐｔ（銀・白金）等の
導電材を用いてスクリーン印刷等で基板面に形成具備さ
せることができる。

【００７４】温度検出部材１１ｅは例えばサーミスタで
あり、これも基板１１ａの背面側に上記の並行２条の抵
抗発熱層１１ｂ・１１ｂの間において抵抗発熱層１１ｂ
と絶縁距離を隔てて配設してある。１１ｆ・１１ｆ、１
１ｇ・１１ｇは該サーミスタ１１ｅについての配線部
（ＤＣ通電部）と電極部（ＤＣ電極部）であり、基板１
１ａの背面側にＡｇペースト・Ａｇ／Ｐｔ等の導電材を
用いてスクリーン印刷等で形成具備させたものである。

【００７５】このヒータ１１は不図示の給電部から給電
用電極部１１ｃ・１１ｃを介して抵抗発熱層１１ｂ・１
１ｂに対して通電がなされることにより該抵抗発熱層１
１ｂ１１ｂが発熱してヒータ基板１１ａが急速昇温す
る。このヒータ基板１１ａの昇温が温度検出部材１１ｅ
により検知されその検知温度情報が配線部（ＤＣ通電
部）１１ｆ・１１ｆ、電極部（ＤＣ電極部）１１ｇ・１
１ｇを介して不図示の通電制御部（温度制御部）へフィ
ードバックされる。通電制御部は温度検出部材４１ｅで
検知されるヒータ温度が所定のほぼ一定温度（定着温
度）に維持されるように抵抗発熱層４１ｂに対する給電
部からの給電を制御、例えば、抵抗発熱層１１ｂに印加
する電圧のデューティー比や波数等を適切に制御する。
すなわちヒータ１１は所定の定着温度に加熱・温調され
る。

【００７６】ヒータ１１の表面側はヒータ基板１１ａの
単一面であり、ヒータ１１はその表面側を下向きに露呈
させてステイホルダー１２の下面に固定支持させてあ
る。定着フィルム１３は定着ニップ部Ｎにおいてヒータ
表面即ちヒータ基板１１ａの単一面に密着して摺動移動
する。

【００７７】この構成の場合は、定着フィルム１３は定
着ニップ部Ｎにおいてヒータ表面即ちヒータ基板１１ａ
の単一面に対して、熱抵抗となるような他の部材層を介
すことなく直接に接触密着して摺動移動して加熱され
る。そのためヒータ背面側へのヒートリーク分が少なく
定着ニップ部Ｎ側の加熱効率すなわち被加熱材Ｐの加熱
効率が向上し、定着性が向上する。

【００７８】またヒータ基板１１ａとして窒化アルミニ
ウム基板即ち高熱伝導率基板を用いているため、抵抗発
熱層１１ｂが発熱すると該ヒータ基板１１ａの全体が迅
速に実質的に温度ムラなく加熱・昇温する。これにより
定着ニップ部Ｎの全幅領域において加熱定着が可能とな
り、定着性が向上する。

【００７９】またヒータ１１の抵抗発熱層１１ｂ・給電
用電極１１ｃ・サーミスタ１１ｅ・配線部１１ｆ・電極
部１１ｇ等は全てヒータ基板１１ａの背面側にあるた
め、ヒータ構成が単純となり、製造工程を簡略化でき
る。

【００８０】比較のために、上記ヒータ１１を、図５の
ように、ヒータ基板１１ａの表面側に抵抗発熱層１１ｂ
を形成具備させ、このヒータ基板１１ａの抵抗発熱層形
成面は厚さ５０μｍのガラス保護層１６で覆わせ、ヒー
タ基板１１ａの背面側に温度検出部材としてのサーミス
タ１１ｅを配置した従来タイプのヒータ１１Ａにした。

【００８１】この従来タイプのヒータ１１Ａでは、ヒー
タ表面側である抵抗発熱層１１ｂと定着フィルム１３間
に熱抵抗の大きなガラス保護層１６があるため、ヒータ
背面側へのヒートリークが大きく、温調制御を行なった
場合、定着ニップ部Ｎ側の加熱効率すなわち被加熱材Ｐ
の加熱効率を低下させている。また、熱伝導の悪いガラ
ス保護層１６を介して定着ニップ部Ｎを加熱するため、
定着ニップ部Ｎは実質的に抵抗発熱層１１ｂの幅のみで
加熱され、加熱定着に不利であった。またヒータ基板１
１ｂの表面側・背面側の両面に抵抗発熱層１１ｂ・給電
用電極４１ｃ・ガラス保護層１６・サーミスタ１１ｅ・
配線部１１ｆ・電極部１１ｇ等を印刷等で形成具備させ
る必要があり、製造工程が煩雑である。

【００８２】これに対して、前述の図３・図４のように
高熱伝導窒化アルミニウム基板１１ａの背面側に抵抗発
熱層１１ｂとサーミスタ１１ｅを配置した背面発熱タイ
プのヒータ１１の場合は、前述のように熱抵抗の高いガ
ラス保護層１６等を介さずに定着ニップ部Ｎを加熱する
ため、被加熱材Ｐに効率よく熱を伝えることができる。
本例ではヒータ基板１１ａとして、厚さ０．５ｍｍ、熱
伝導率２２０Ｗ／ｍ・°Ｋの窒化アルミニウムを使用し
ているため、厚さ５０μｍ、熱伝導率１Ｗ／ｍ・°Ｋの
ガラス保護層１６に対して１／２０以下の熱抵抗とな
る。更に、ヒータ基板１１ａとして窒化アルミニウム基
板即ち高熱伝導率基板を用いているため、該ヒータ基板
１１ａの全体が迅速に実質的に温度ムラなく加熱・昇温
して定着ニップ部Ｎの全幅領域において加熱定着が可能
となり、定着性が向上する。またヒータ１１の抵抗発熱
層１１ｂ・給電用電極１１ｃ・サーミスタ１１ｅ・配線
部１１ｆ・電極部１１ｇ等は全てヒータ基板１１ａの背
面側にあるため、ヒータ構成が単純となり、製造工程を
簡略化できる。

【００８３】図５の従来タイプのヒータ１１Ａを用いた
加熱定着装置と、図３・図４の本例の背面発熱タイプの
ヒータ１１を用いた加熱定着装置の朝一の定着性の比較
を行なった。その結果を表１に示す。

【００８４】

【表１】 表１からわかるように、従来タイプのヒータ１１Ａに比
べて、背面発熱タイプのヒータ１１の方が朝一の定着性
が良いことがわかる。尚、定着時には、サーミスタ一等
による検知温度の違いをなくすために温調制御を行なわ
ず６００Ｗフル加熱し、加熱開始後６秒後に通紙した。

【００８５】以上の結果より、セラミック基板１１ａの
背面に抵抗発熱層１１ｂと温度検出部材であるサーミス
タ１１ｅを配置することにより、簡略なヒータ構成で、
効率の良い加熱定着が可能となった。

【００８６】〈第２の実施形態例〉（図６） 本例のヒータ１１は、図６のように、ヒータ基板１１ａ
の背面側に抵抗発熱層１１ｂを前述した図１４・図１５
の従来ヒータ４１と同様に１本構成で形成具備させ、ま
た同じくヒータ基板１１ａの背面側に温度検出部材とし
てのサーミスタ１１ｅを定着ニップ部Ｎの幅方向中心Ｏ
よりも定着ニップ部Ｎの通紙方向ａの上流側に配置した
構成の背面発熱タイプ・上流サーミスタヒータである。
ヒータ基板１１ａは窒化アルミニウム基板としてある。

【００８７】定着フィルム１３は定着ニップ部Ｎにおい
てヒータ表面即ちヒータ基板１１ａの単一面に密着して
摺動移動する。

【００８８】本例のように温度検出部材としてのサーミ
スタ１１ｅを定着ニップ部Ｎの幅方向中心Ｏよりも定着
ニップ部Ｎの通紙方向ａの上流側に配置することによ
り、定着ニップ部Ｎに対する通紙によるヒータ１１の温
度変化を素早く検知することができ、通紙による温度リ
ップルを減少させることができると考えられる。

【００８９】従来ヒータ４１（図１４・図１５）と本例
の上流サーミスタヒータ１１で通紙時の温度リップルの
比較を行なった。その結果を表２に示す

【００９０】

【表２】 表２からわかるように上流サーミスタヒータ１１の方が
通紙中の温度リップルが小さく良好な温度制御が可能と
なった。

【００９１】以上の結果より背面発熱ヒータで温度検出
部材としてのサーミスタ１１ｅを定着ニップ部Ｎの幅方
向中心Ｏよりも定着ニップ部Ｎの通紙方向ａの上流側に
配置することによって通紙中の温度リップルを軽減する
ことができた。

【００９２】〈第３の実施形態例〉（図７） 本例のヒータは、第１の実施形態例の背面発熱タイプの
ヒータ１１（図３・図４）について、更にそのヒータ背
面に図７のように該ヒータ背面の抵抗発熱層１１ｂ及び
サーミスタ１１ｅを覆わせて断熱層１７、本例では厚さ
５０μｍのガラス層を形成したものである。

【００９３】上記の断熱層１７により、第１の実施形態
例の背面発熱タイプのヒータ１１について、更にヒータ
背面側へのヒートリークを低下させ、定着ニップ部Ｎ側
の熱効率を向上させることができる。

【００９４】断熱層１７を有する構成の背面発熱タイプ
のヒータと、断熱層１７を有さない構成の背面発熱タイ
プのヒータで、定着性の入力電力依存性を比較した。そ
の結果を表３に示す。

【００９５】

【表３】 表３からわかるように、背面発熱タイプのヒータについ
て抵抗発熱層を配設したヒータ基板背面側に断熱層１７
を設けることによりヒータ背面側へのヒートリークが更
に減少し、効率の良い加熱定着が可能となった。

【００９６】尚、本例では断熱層１７として厚さ５０μ
ｍのガラス層を用いたが、厚さ１０μｍ以上のＰＩ・Ｐ
ＦＡ・ＰＴＦＥ等での同様の断熱効果が得られた。

【００９７】以上の結果から、背面発熱タイプのヒータ
について抵抗発熱層１１ｂ及びサーミスタ１１ｅを配設
したヒータ基板背面側に断熱層１７を設けることにより
ヒータ背面側へのヒートリークが更に減少し、効率の良
い加熱定着が可能となった。

【００９８】〈第４の実施形態例〉（図８） 本例のヒータ１１は、図８のように、ヒータ基板１１ａ
の背面側に抵抗発熱層１１ｂを前述した図１４・図１５
の従来ヒータ４１と同様に１本構成で形成具備させ、そ
の抵抗発熱層１１ｂの上に高熱伝導絶縁性部材１８、本
例は厚さ０．５ｍｍの窒化アルミニウム板を介してサー
ミスタ等の温度検出部材１１ｅを当接させて配置してヒ
ータ１１の温調制御を行う構成とした。ヒータ基板１１
ａは窒化アルミニウム基板としてある。

【００９９】定着フィルム１３は定着ニップ部Ｎにおい
てヒータ表面即ちヒータ基板１１ａの単一面に密着して
摺動移動する。

【０１００】本構成では、高熱伝導部材１８を介して抵
抗発熱層１１ｂにサーミスタ１１ｅを当接するため、温
度変化の検知速度が速くなり、温度リップルの少ない温
調制御が可能となる。

【０１０１】また、絶縁性部材１８を介して抵抗発熱層
１１ｂにサーミスタ１１ｅを当接させるため、１次（抵
抗発熱層１１ｂ側）−２次（サーミスタ１１ｅ側）間の
絶縁距離を保つことができる。したがって、基板１１ａ
の幅を小さくでき、低コスト・小スペースで加熱定着が
可能である。

【０１０２】従来ヒータ４１（図１４・図１５）と本例
の構成の背面発熱ヒータ１１で低温環境下（１５℃）で
の定着性むら及び通紙時の温度リップルについて比較を
行った。その結果を表４に示す。

【０１０３】

【表４】 表４からわかるように本例の構成の背面発熱ヒータ１１
は通紙による温度リップルが小さく、紙全面にわたって
均一な加熱定着可能なことがわかる。また、抵抗発熱層
１１ｂに当接させた高熱伝導絶縁性部材１８としての窒
化アルミニウム板の厚さは、０．５〜１ｍｍで同様の効
果が得られた。

【０１０４】以上の結果からわかるように、背面発熱ヒ
ータ１１の背面側の発熱抵抗層１１ｂ上に高熱伝導絶縁
性部材１８を介して温度検出部材１１ｅを当接配置する
ことによって、小スペースで効率よく温度リップルの小
さい加熱定着が可能となった。

【０１０５】〈第５の実施形態例〉（図９） 本例は上記の第４の実施形態例の背面発熱ヒータ１１に
ついて、図９のように、ヒータ背面側の発熱抵抗層１１
ｂに対して高熱伝導絶縁性部材１８（窒化アルミニウム
板）を、高熱伝導流体としての高熱伝導絶縁性グリース
１９を介して当接した。その他の構成は第４の実施形態
例のヒータ１１と同じである。

【０１０６】本構成では、上記高熱伝導絶縁性部材１８
の抵抗発熱層１１ｂへの当接不良による、ヒータ温度誤
検知及び応答遅延を防ぎ、ユニット間でばらつきなく温
度リップルの小さい温調制御が可能である。

【０１０７】ヒータ背面側の発熱抵抗層１１ｂに対して
高熱伝導絶縁性部材１８（窒化アルミニウム板）を高熱
伝導絶縁性グリース１９を介して当接させた場合と、そ
うでない場合の温度リップルのユニット差を比較した。
その結果を表５に示す。

【０１０８】

【表５】 表５からわかるように、ヒータ背面側の発熱抵抗層１１
ｂに対して高熱伝導絶縁性部材１８を高熱伝導絶縁性グ
リース１９を介して当接させ、この高熱伝導絶縁性部材
１８に温度検出部材１１ｅを当接配置することにより、
ユニット間のばらつきが減少し、安定して温度リップル
の小さい温調制御が可能となった。

【０１０９】また、高熱伝導絶縁性接着剤を用いて高熱
伝導絶縁性部材１８を抵抗発熱層１１ｂ上に接着固定し
た場合でも同様の効果が得られた。

【０１１０】以上の結果からわかるように、ヒータ背面
側の発熱抵抗層１１ｂに対して高熱伝導絶縁性部材１８
を高熱伝導絶縁性グリース１９を介して当接させ、この
高熱伝導絶縁性部材１８に温度検出部材１１ｅを当接配
置することによって、安定して温度リップルの小さい温
調制御が可能となった。

【０１１１】〈第６の実施形態例〉（図１０） 本例は前記第２の実施形態例の背面発熱ヒータ１１（図
６）について、図１０のように、定着フィルム接触摺擦
面であるヒータ基板表面側に高熱伝導潤滑層（高熱伝導
硬質層）として非晶質構造のダイヤモンド状薄膜３０を
形成した。その他の構成は第２の実施形態例のヒータ１
１と同じである。

【０１１２】この非晶質構造のダイヤモンド状薄膜３０
は、メタン（ＣＨ₄ ）ガスをグロー放電分解するプラズ
マＣＶＤ法によって成膜されるものであり、グラファイ
トとダイヤモンドの中間状態のアモルファスになってい
るものである。その特徴としては、その色が黒色である
こと、硬度がビッカース硬度で３０００Ｋｇ／ｍｍ²と
高硬度であること、耐熱性が４００℃程度と高いこと、
熱伝導率が５．０×１０^-3（ｃａｌ／ｃｍ・ｓ・ｄｅ
ｇ）と高いこと、材料費がＣＨ₄ を用いたため非常に低
いという点があげられる。

【０１１３】本構成では、ヒータ１１と定着フィルム１
３の摺動性が向上するため、フィルム面内の削れを防ぐ
ことができる。また、高熱伝導膜であるダイヤモンド状
薄膜３０を用いるため熱伝達効率を低下させることなく
効率の良い加熱定着が可能である。

【０１１４】ヒータ１１のフィルム摺擦面（ヒータ基板
表面側）にダイヤモンド状薄膜層３０があるものと、な
いもので、フィルム内面削れのレベル比較を行うため
に、通紙耐久を行った。その結果を表６に示す。

【０１１５】

【表６】 表６からわかるようにダイヤモンド状薄膜３０がないも
のでは、２０万枚でフィルム削れが発生したのに比べ、
ダイヤモンド状薄膜３０があるものでは２５万枚通紙し
てもフィルム削れは発生しなかった。

【０１１６】次に、ダイヤモンド状薄膜３０がある場合
と、ない場合で、定着性の確認を行った。その結果を表
７に示す。

【０１１７】

【表７】 表７からわかるようにダイヤモンド状薄膜３０を形成し
ても、熱効率が低下することなく、良好な定着性が得ら
れることがわかった。尚、ダイヤモンド状薄膜３０の厚
みとしては５〜５０μｍで同様の効果が確認された。

【０１１８】以上の結果からわかるように、背面発熱ヒ
ータ１１のフィルム摺擦面であるヒータ基板表面側に高
熱伝導硬質層３０を設けることにより、熱効率を低下さ
せることなくフィルム面内削れを防ぐことができた。

【０１１９】〈第７の実施形態例〉（図１１） 本例は前記第２の実施形態例の背面発熱ヒータ１１（図
６）について、図１１のように、定着フィルム接触摺擦
面であるヒータ基板表面側に導電性・高熱伝導潤滑層
（硬質導電層）として硬質クロム層３０ａを設け、該硬
質クロム層３０ａを接地又はダイオードを介して接地す
る構成とした。この硬質クロム層の替わりに、Ｚｎ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ等の金属薄膜でも使用可能である。その他の構
成は第２の実施形態例のヒータ１１と同じである。

【０１２０】本構成では、硬質クロム層３０ａにより定
着性を劣化させることなく定着フィルム内面削れを防ぐ
だけでなく、硬質クロム層３０ａを接地又はダイオード
を介して接地することにより定着フィルム１３の過度の
帯電を防ぐことができ、トナーオフセットを防ぐことが
できると考えられる。

【０１２１】クロム層３０ａの有無による定着性と耐久
性の差を比較した。その結果を表８に示す。

【０１２２】

【表８】 表８からわかるように背面発熱ヒータ１１のフィルム摺
擦面であるヒータ基板表面側にクロム層３０ａを設ける
ことにより、定着性を劣化させることなく定着フィルム
内面削れを防ぐことができた。

【０１２３】次に低温低湿環境下での静電オフセットの
評価を行った。その結果を表９に示す。

【０１２４】

【表９】 表９からわかるように背面発熱ヒータ１１のフィルム摺
擦面であるヒータ基板表面側に硬質クロム層３０ａを形
成し、接地又はダイオードを介して接地することによっ
て、低温低湿環境下の静電オフセットが改善された。

【０１２５】以上の結果からわかるように、背面発熱ヒ
ータ１１のフィルム摺擦面であるヒータ基板表面側に硬
質クロム層等の高熱伝導硬質導電層３０ａを設け、該導
電層３０ａを接地又はダイオードを介して接地すること
によって、熱効率を低下させることなくフィルム内面削
れを防ぐ事ができ、且つ静電オフセットを防ぐことがで
きる。

【０１２６】〈第８の実施形態例〉（図１２） 本例は前述第６の実施形態例の背面発熱ヒータ１１（図
１０）において、該ヒータ１１のフィルム摺擦面である
ヒータ基板表面側の定着ニップ部外通紙方向下流側に断
熱性潤滑膜３０ｂ（断熱潤滑層）、具体的には従来ガラ
ス保護層として用いられるガラスの膜層を形成した。そ
の他の構成は第６の実施形態例のヒータ１１と同じであ
る。

【０１２７】本構成では、定着ニップ部外通紙方向下流
側に断熱層３０ｂを設けることにより、定着ニップ部Ｎ
の通紙方向下流側での加熱が緩和され、紙（被記録材
Ｐ）の定着フィルム１３面からの冷却分離が可能となる
と考えられる。

【０１２８】定着ニップ部外下流側に上記の断熱層３０
ｂがある場合と、ない場合で、紙の分離性の比較を行っ
た。その結果を表１０に示す。

【０１２９】

【表１０】 表１０からわかるように背面発熱ヒータ１１のフィルム
摺擦面であるヒータ基板表面側の定着ニップ部外通紙方
向下流側に断熱層３０ｂを設けることにより紙の巻付き
を防ぐことができることがわかった。

【０１３０】以上の結果からわかるように、背面発熱ヒ
ータ１１のフィルム摺擦面であるヒータ基板表面側の定
着ニップ部外通紙方向下流側に断熱層３０ｂを形成する
ことによって、効率の低下させずにフィルムを防ぐこと
ができるだけでなく、紙のフィルムへの巻き付きを防ぐ
ことができることがわかった。

【０１３１】〈第９の実施形態例〉（図１３） 図１３の（ａ）・（ｂ）・（ｃ）はそれぞれフィルム加
熱方式の加熱装置（加熱定着装置）の他の構成例の略図
である。

【０１３２】（ａ）のものは、第１のフィルム懸回ロー
ラ３１と、第２のフィルム懸回ローラ３２と、ステイホ
ルダー１２に固定支持させたヒータ（加熱体）１１との
互いに並行の３部材３１・３２・１１間に、エンドレス
ベルト状の定着フィルム（耐熱性フィルム材）１３を懸
回張設し、該定着フィルム１３を挟んでヒータ１１に圧
接させて加圧ローラ２０を配設し、定着フィルム１３を
第１のフィルム懸回ローラ３１、或は加圧ローラ２０を
フィルム駆動ローラとして回転搬送する構成のものであ
る。第１のフィルム懸回ローラ３１を駆動ローラとした
ときは加圧ローラ２０は従動回転する。

【０１３３】（ｂ）のものは、ステイホルダー１２に固
定支持させたヒータ１１と１本のフィルム懸回ローラ３
３の２部材１１・３３間に、エンドレスベルト状の定着
フィルム１３を懸回張設し、該定着フィルム１３を挟ん
で加圧ローラ２０をヒータ１１に圧接させて配設し、定
着フィルム１３をフィルム懸回ローラ３３、或は加圧ロ
ーラ２０をフィルム駆動ローラとして回転搬送する構成
のものである。第１のフィルム懸回ローラ３３を駆動ロ
ーラとしたときは加圧ローラ２０は従動回転する。

【０１３４】（ｃ）のものは、定着フィルム１３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、これを繰り出し軸３４
側からステイホルダー１２に固定支持させたヒータ１１
を経由させて巻き取り軸３５へ掛け渡し、定着フィルム
１３を挟んでヒータ１１に加圧ローラ２０を圧接させ、
定着フィルム１３を巻き取り軸３５側へ走行搬送する構
成のものである。加圧ローラ２０をフィルム駆動ローラ
とすることもできる。

【０１３５】上記の各種装置において、ヒータ１１は第
１〜第８の実施形態例の構成のヒータ、あるいはそれら
を適宜に複合した構成のヒータである。

【０１３６】〈その他〉 １）第１〜第８の実施形態例のヒータ構成を適宜に複合
したヒータ構成にすることができることは勿論である。

【０１３７】２）ヒータ１１の抵抗発熱体１１ｂの形成
本数や形成パターンは実施形態例のものに限られるもの
ではなく、任意である。

【０１３８】３）抵抗発熱体１１ｂを複数本とする場合
の個々の抵抗発熱体は単位長さ当たりの抵抗値、材質、
幅、厚み等を異ならせることもできる。

【０１３９】４）本発明に従うヒータ（加熱体）は実施
形態例のフィルム加熱方式の加熱装置（定着装置）に限
らず、他の構成形態の加熱装置の加熱体としても活用で
きる。

【０１４０】５）本発明の加熱装置は実施形態例の定着
装置としてばかりでなく、画像を担持した被記録材を加
熱して表面性（つや等）を改質する装置、仮定着する装
置、乾燥処理や熱ラミネート処理する装置等の加熱装置
として広く使用できる。

【０１４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、絶
縁基材と、該基材の一方面側に具備させた、通電により
発熱する抵抗発熱層を基本構成体とし、固定支持され、
被加熱材を加熱する加熱体、該加熱体を備えた加熱装
置、及び該加熱装置を加熱定着装置として備えた画像形
成装置について、加熱体背面側へのヒートリークを防止
して効率の良い被加熱材加熱を可能にする、加熱体の被
加熱材加熱部全幅での被加熱材加熱を可能にする、温度
リップルの少ない温度制御を可能にする、フィルム加熱
方式の加熱装置にあってはフィルム内面削れを防止す
る、加熱体構成の単純化、製造工程の簡略化ができる等
の効果が得られ、所期の目的がよく達せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の一例の概略構成図

【図２】第１の実施形態例における加熱定着装置の概略
構成模型図

【図３】加熱定着装置の要部の拡大横断面模型図

【図４】（ａ）はヒータ（加熱体）の途中部省略の表面
模型図、（ｂ）は同じく途中部省略の背面模型図、
（ｃ）は同じく途中部省略の側面模型図

【図５】従来タイプのヒータ、または該ヒータを含む加
熱定着装置の要部の拡大横断面模型図

【図６】第２の実施形態例におけるヒータ、または該ヒ
ータを含む加熱定着装置の要部の拡大横断面模型図

【図７】第３の実施形態例におけるヒータ、または該ヒ
ータを含む加熱定着装置の要部の拡大横断面模型図

【図８】第４の実施形態例におけるヒータ、または該ヒ
ータを含む加熱定着装置の要部の拡大横断面模型図

【図９】第５の実施形態例におけるヒータ、または該ヒ
ータを含む加熱定着装置の要部の拡大横断面模型図

【図１０】第６の実施形態例におけるヒータ、または該
ヒータを含む加熱定着装置の要部の拡大横断面模型図

【図１１】第７の実施形態例におけるヒータ、または該
ヒータを含む加熱定着装置の要部の拡大横断面模型図

【図１２】第８の実施形態例におけるヒータ、または該
ヒータを含む加熱定着装置の要部の拡大横断面模型図

【図１３】（ａ）・（ｂ）・（ｃ）はそれぞれフィルム
加熱方式の加熱装置（加熱定着装置）の他の構成例の略
図

【図１４】フィルム加熱方式の加熱装置（加熱定着装
置）の要部の横断面模型図

【図１５】（ａ）はヒータ（加熱体）の途中部省略・一
部切欠き表面模型図、（ｂ）は途中部省略の背面模型図

【符号の説明】

１ 感光ドラム（像担持体） ２ 帯電ローラ ３ レーザビームスキャナ ４ 現像装置 ５ 転写ローラ ６ 加熱定着装置 １０ 定着部材（加熱体・定着フィルムアセンブリ） ２０ 加圧部材（加圧ローラ） １１ 加熱体（ヒータ） １２ ステイホルダー（ヒータ支持体） １３ 定着フィルム（耐熱性・薄肉フィルム材） １１ａ 抵抗発熱層 １１ｅ 温度検出部材（サーミスタ） Ｎ 定着ニップ部 Ｐ 被加熱材（被記録材、転写材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹田 正美 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 後藤 正弘 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 (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定支持され、被加熱材を加熱する加熱
   体であり、 絶縁基材と、該基材の一方面側に具備させた、通電によ
   り発熱する抵抗発熱層を基本構成体とし、 抵抗発熱層を具備させた側と同じ側の絶縁基材面に温度
   検出部材を具備し、 絶縁基材の、抵抗発熱層・温度検出部材を具備する面と
   は反対側の面を被加熱材に熱エネルギーを付与する面と
   したことを特徴とする加熱体。
2. 【請求項２】 固定支持され、被加熱材を加熱する加熱
   体であり、 絶縁基材と、該基材の一方面側に具備させた、通電によ
   り発熱する抵抗発熱層を基本構成体とし、 絶縁基材が窒化アルミニウムであり、 抵抗発熱層を具備させた側と同じ側の絶縁基材面に温度
   検出部材を具備し、 絶縁基材の、抵抗発熱層・温度検出部材を具備する面と
   は反対側の面を被加熱材に熱エネルギーを付与する面と
   したことを特徴とする加熱体。
3. 【請求項３】 温度検出部材が、加熱体の被加熱材加熱
   部の被加熱材通紙方向中心よりも被加熱材通紙方向上流
   側の位置にあることを特徴とする請求項１又は２に記載
   の加熱体。
4. 【請求項４】 抵抗発熱層上に断熱層を有することを特
   徴とする請求項１から３のいずれかに記載の加熱体。
5. 【請求項５】 抵抗発熱層上に高熱伝導部材を介して温
   度検出部材が当接配置されていることを特徴とする請求
   項１から４のいずれかに記載の加熱体。
6. 【請求項６】 抵抗発熱層と高熱伝導部材間に高熱伝導
   流体を有する請求項５に記載の加熱体。
7. 【請求項７】 絶縁基材の、抵抗発熱層・温度検出部材
   を具備する面とは反対側の面である被加熱材に熱エネル
   ギーを付与する面に高熱伝導潤滑層を有することを特徴
   とする請求項１から６のいずれかに記載の加熱体。
8. 【請求項８】 高熱伝導潤滑層が導電性であり、該層が
   接地又はダイオードを介して接地されていることを特徴
   とする請求項７に記載の加熱体。
9. 【請求項９】 絶縁基材の、抵抗発熱層・温度検出部材
   を具備する面とは反対側の面である被加熱材に熱エネル
   ギーを付与する面の被加熱材通紙方向下流側に断熱潤滑
   層を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか
   に記載の加熱体。
10. 【請求項１０】 被加熱材を加熱する加熱体として請求
    項１から９のいずれかに記載の加熱体を備えたことを特
    徴とする加熱装置。
11. 【請求項１１】 固定支持された加熱体と、この加熱体
    に接触摺動するフィルムを有し、該フィルムを介した加
    熱体からの熱により被加熱材に熱エネルギーを付与する
    加熱装置であり、 加熱体は、絶縁基材と、該基材の一方面側に具備させ
    た、通電により発熱する抵抗発熱層を基本構成体とし、 抵抗発熱層を具備させた側と同じ側の絶縁基材面に温度
    検出部材を具備し、 絶縁基材の、抵抗発熱層・温度検出部材を具備する面と
    は反対側の面を被加熱材に熱エネルギーを付与する面と
    して該絶縁基材面にフィルムを接触摺動させたことを特
    徴とする加熱装置。
12. 【請求項１２】 固定支持された加熱体と、この加熱体
    に接触摺動するフィルムを有し、該フィルムを介した加
    熱体からの熱により被加熱材に熱エネルギーを付与する
    加熱装置であり、 加熱体は、絶縁基材と、該基材の一方面側に具備させ
    た、通電により発熱する抵抗発熱層を基本構成体とし、 絶縁基材は窒化アルミニウムであり、 抵抗発熱層を具備させた側と同じ側の絶縁基材面に温度
    検出部材を具備し、 絶縁基材の、抵抗発熱層・温度検出部材を具備する面と
    は反対側の面を被加熱材に熱エネルギーを付与する面と
    して該絶縁基材面にフィルムを接触摺動させたことを特
    徴とする加熱装置。
13. 【請求項１３】 フィルムを挟んで加熱体に圧接して被
    加熱材加熱部としてのニップ部を形成する加圧部材を有
    する請求項１１又は１２に記載の加熱装置。
14. 【請求項１４】 温度検出部材が、加熱体の被加熱材加
    熱部の被加熱材通紙方向中心よりも被加熱材通紙方向上
    流側の位置にあることを特徴とする請求項１１から１３
    のいずれかに記載の加熱装置。
15. 【請求項１５】 抵抗発熱層上に断熱層を有することを
    特徴とする請求項１１から１４のいずれかに記載の加熱
    装置。
16. 【請求項１６】 抵抗発熱層上に高熱伝導部材を介して
    温度検出部材が当接配置されていることを特徴とする請
    求項１１から１５のいずれかに記載の加熱装置。
17. 【請求項１７】 抵抗発熱層と高熱伝導部材間に高熱伝
    導流体を有する請求項１６に記載の加熱装置。
18. 【請求項１８】 絶縁基材の、抵抗発熱層・温度検出部
    材を具備する面とは反対側の面である被加熱材に熱エネ
    ルギーを付与する面に高熱伝導潤滑層を有することを特
    徴とする請求項１１から１７のいずれかに記載の加熱装
    置。
19. 【請求項１９】 高熱伝導潤滑層が導電性であり、該層
    が接地又はダイオードを介して接地されていることを特
    徴とする請求項１８に記載の加熱装置。
20. 【請求項２０】 絶縁基材の、抵抗発熱層・温度検出部
    材を具備する面とは反対側の面である被加熱材に熱エネ
    ルギーを付与する面の被加熱材通紙方向下流側に断熱潤
    滑層を有することを特徴とする請求項１１から１９のい
    ずれかに記載の加熱装置。
21. 【請求項２１】 被加熱材が未定着画像を担持した被記
    録材であり、装置が未定着画像を被記録材に熱定着させ
    る加熱定着装置であることを特徴とする請求項１０から
    ２１のいずれかに記載の加熱装置。
22. 【請求項２２】 被記録材に未定着画像を形成する画像
    形成手段と、その未定着画像を被記録材に熱定着させる
    加熱定着手段を有し、該加熱定着手段が請求項１０から
    ２１のいずれかに記載の加熱装置であることを特徴とす
    る画像形成装置。