JPH11260533A

JPH11260533A - 加熱体アセンブリ、加熱装置、及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH11260533A
Application number: JP7358998A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Ogawa; 賢一小川; Yasumasa Otsuka; 康正大塚
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-03-06
Filing date: 1998-03-06
Publication date: 1999-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】電気的に絶縁性の基板と該基板に設けた通電
により発熱する抵抗発熱体を基本構成体とする加熱体、
該加熱体を用いた加熱装置、及び該加熱装置を画像加熱
定着装置として具備させた画像形成装置について、非通
紙部昇温現象を可及的に緩和させて非通紙部昇温現象に
起因する不具合を解消すること。【解決手段】被加熱材Ｐに熱エネルギーを付与する加
熱体アセンブリ１であり、電気的に絶縁性の基板２ａと
該基板に設けた通電により発熱する抵抗発熱体２ｂ・２
ｃを基本構成体とする加熱体２と、該加熱体２をサンド
イッチに挟ませて配設した、加熱体２の基板２ａよりも
熱伝導率のよい第１と第２の伝熱部材３・４からなる加
熱体アセンブリ、該加熱体アセンブリを用いた加熱装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加熱材に熱エネ
ルギーを付与する加熱体アセンブリ（加熱構造体）、該
加熱体アセンブリを用いた加熱装置、及び該加熱装置を
画像加熱定着装置として具備させた画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電子写真複写機、プリンタ、フ
ァクシミリ等の画像形成装置の画像加熱定着装置、すな
わち電子写真、静電記録、磁気記録等の適宜の画像形成
プロセス手段により加熱定着性の顕画剤（トナー）を用
いて被記録紙（被記録材、転写材シート、印刷用紙、エ
レクトロファックスシート、静電記録シートなど）の面
に間接（転写）方式もしくは直接方式で形成担持させ
た、目的の画像情報に対応した未定着顕画剤像を被記録
紙面に加熱定着させるための加熱装置としては、従来一
般に、熱ローラー方式の装置が多用されていた。

【０００３】この熱ローラー方式の加熱装置は、ハロゲ
ンヒータ等の内蔵熱源により所定の加熱温度に維持させ
た加熱ローラー（定着ローラー）と、これに圧接させた
弾性加圧ローラーとの圧接ニップ部（定着ニップ部）に
被記録紙を導入して挟持搬送させることで加熱ローラー
の熱で被記録紙面の未定着顕画剤像を加熱定着させるも
のである。

【０００４】しかしこの熱ローラー方式の画像加熱定着
装置としての加熱装置は、いつでもすぐに画像出力がな
されるようにするために加熱ローラーの温度を常時高温
に維持しておかなければならず、そのために消費エネル
ギーが大きく、また待機中も機内に熱を放出するため機
内昇温の問題も発生していた。また電源を投入してから
加熱ローラーが被加熱材としての被記録材を加熱するの
に適した所定温度に昇温するまでにかなりの待ち時間を
要する。

【０００５】最近では、フィルム加熱方式の加熱装置が
提案され、実用化されている（特開昭６３−３１３１８
２号公報、特開平１−２６３６７９号公報、同２−１５
７８７８号公報、同４−４４０７５〜４４０８３号公
報、同４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等）。

【０００６】この加熱装置は、被加熱材を加熱体に耐熱
フィルムを介して密着させ、加熱体と耐熱フィルムとを
相対移動させて加熱体の熱を耐熱フィルムを介して被加
熱材へ与える方式および構成のものであり、未定着トナ
ー画像を該画像を担持している被記録紙面に永久固着画
像として加熱定着処理する手段として活用できる。

【０００７】また、例えば、画像を担持した被記録紙を
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手
段として広く使用できる。

【０００８】このようなフィルム加熱方式の加熱装置
は、昇温の速い低熱容量の加熱体や薄膜のフィルムを用
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、待機中に加熱体の通電加熱を行なう必要がなくな
り、被加熱材としての被記録紙をすぐに通紙しても該被
記録紙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、省電力化やウエイトタ
イムの短縮化（クイックスタート性）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。

【０００９】図１４にフィルム加熱方式の加熱装置（像
加熱装置、画像加熱定着装置）の要部の横断面模型図を
示した。

【００１０】５１は加熱体としてのセラミックヒーター
であり、加熱体支持部材（ヒーターホルダー）５２に下
向きに固定支持させてある。５３は耐熱性のフィルム
（定着フィルム）、５４はこのフィルム５３を挟んで加
熱体５１の下向き面とニップ部Ｎ（加熱ニップ部、定着
ニップ部）を形成する加圧部材としての弾性ローラーで
ある。

【００１１】而して、加熱体５１の下向き面にフィルム
５３を加圧ローラー５４で密着させて矢印方向ａに摺動
搬送させ、ニップ部Ｎのフィルム５３と加圧ローラー５
４との間に被加熱材としての画像定着すべき紙等の被記
録紙Ｐを導入してフィルム５３と一緒にニップ部Ｎを挟
持搬送させることにより加熱体５１の熱をフィルム５３
を介して被記録紙に付与して被記録紙上の未定着顕画像
（トナー画像）ｔを被記録材面に加熱定着させるもので
ある。ニップ部Ｎを通った被記録紙部分はフィルム５３
の面から順次に曲率分離して搬送される。

【００１２】加熱体としてのセラミックヒーター５１
は、ａ．フィルム５３若しくは被加熱材としての被記録紙Ｐ
のニップ部Ｎにおける搬送方向ａに対して直交する方向
（図面に垂直方向）を長手とする細長の耐熱性・電気絶
縁性・良熱伝導性の加熱体基板、一般にアルミナ（酸化
アルミニウム、Ａｌ₂ Ｏ₃ ）のセラミック材基板５１ａｂ．該基板５１の表面側に基板長手に沿って細帯状に形
成具備させた、通電により発熱する抵抗発熱体５１ｂｃ．この抵抗発熱体５２を形成具備させた基板表面側を
オーバーコートさせた耐熱性・絶縁性の表面保護層５１
ｃｄ．加熱体基板５１の裏面側に設けた温度検知素子５１
ｄ等からなる、全体に低熱容量の線状加熱体である。

【００１３】この加熱体５１を、抵抗発熱体５１ｂを形
成具備させた基板表面側を下向きに露呈させて断熱性・
剛性のある支持部材５２に固定支持させて配設してあ
る。加熱体５１の抵抗発熱体５１ｂはニップ部Ｎ内に対
応位置している。

【００１４】加熱体５１は、抵抗発熱体５１ｂに対する
給電により該抵抗発熱体が長手全長にわたって発熱する
ことで迅速に昇温し、その昇温が温度検知素子５１ｄで
検知され、その検知温度情報が温度制御回路（不図示）
に入力して、加熱体の温度が所定の温度に維持されるよ
うに抵抗発熱体５１ｂへの通電が制御される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な加熱装置において、加熱体としてのセラミックヒータ
ー５１は従来一般にアルミナを加熱体基板として用いた
もの（以下、アルミナヒーターと記す）が利用されてい
る。

【００１６】しかしアルミナヒーターを用いた加熱装置
にはいわゆる「非通紙部昇温」現象が比較的顕著に発生
する。非通紙部昇温は小サイズ被記録紙（ショートメデ
ィア）を連続通紙して加熱定着処理を実行させたとき、
小サイズ通紙部領域に対応する加熱ニップ部分の温度に
対して非通紙部領域に対応する加熱ニップ部分の温度が
上昇していく現象であり、加熱ニップ部において通紙部
領域では通紙している被記録紙によって加熱体自体の温
度が一定に保たれている一方、非通紙部領域においては
被記録紙に加熱体の熱量が奪われないため一方的に加圧
ローラーを暖めてしまい温度が必要以上に上昇するため
である。

【００１７】これは、加熱体基板としてのアルミナや、
加圧ローラー表面を覆っているゴム層の熱伝導性等の関
係により、局部的温度上昇部である非通紙部領域の熱量
が通紙部側に発散しにくいためである。

【００１８】このため、小サイズ被記録紙を通紙し、非
通紙部昇温のひどくなった状態の直後に普通サイズの被
記録紙を通紙した場合には非通紙部領域に対応する被被
記録紙部分のトナーが異常に溶融してしまい、ホットオ
フセットや加熱体ホルダーの熔けなど、画像に不都合な
状態が発生してしまう。ホットオフセットでフィルムに
トナーが付着すると、被記録紙の後端や、次の被記録紙
の表や裏にそのトナーが再付着してしまう。

【００１９】また、加熱体基板の局部的温度差による熱
膨張応力（熱ストレス）により加熱体基板に割れが生じ
ることもある。

【００２０】そして、高速化を実現させるためには通過
時間の短くなった被記録紙に十分な熱エネルギーを供給
するために定着温度をさらに高く設定する必要があり、
それに伴って小サイズ紙被記録紙を通紙する際、通紙部
と非通紙部の温度差が拡大されて非通紙部の過剰昇温に
よる周辺部材への耐熱性の改善、加熱体基板にかかる熱
ストレスの増大に伴う基板強化の改善等の対策も必要と
なってくる。

【００２１】非通紙部昇温現象は加熱体基板として熱伝
導がより高い材質部材を用いることで緩和される。そこ
で、近年、加熱体基板として従来用いられていたアルミ
ナ基板よりも優れた熱伝導性を有する窒化アルミニウム
（ＡｌＮ）の基板が注目され、その利用が検討されてい
る。また、炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板も熱伝導性等に優
れる。表１にそれらの部材の特性（熱伝導率、熱膨張
率）を示した。

【００２２】

【表１】しかし、加熱体基板として窒化アルミニウムのような熱
伝導性の良い材質部材を用いた加熱体の場合でも非通紙
部昇温は全く無くなるわけでなく、この場合においても
非通紙部昇温をより緩和させることが要望されている。

【００２３】そこで本発明は、電気的に絶縁性の基板と
該基板に設けた通電により発熱する抵抗発熱体を基本構
成体とする加熱体、該加熱体を用いた加熱装置、及び該
加熱装置を画像加熱定着装置として具備させた画像形成
装置について、非通紙部昇温現象を可及的に緩和させて
非通紙部昇温現象に起因する不具合を解消すること、よ
り具体的には、画像加熱定着装置にあっては画像のオフ
セット、定着溶融ムラ、加熱体支持部材の溶け等の問題
を解決すること、さらには異常な熱応力の発生による加
熱体割れを生じさせることなく、しかも定着性を良好に
保持することができるようにすること等を目的とする。

【００２４】

【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、加熱体アセンブリ、加熱装置、及び画像形成
装置加熱装置及び画像形成装置である。

【００２５】（１）被加熱材に熱エネルギーを付与する
加熱体アセンブリであり、電気的に絶縁性の基板と該基
板に設けた通電により発熱する抵抗発熱体を基本構成体
とする加熱体と、該加熱体をサンドイッチに挟ませて配
設した、加熱体の基板よりも熱伝導率のよい第１と第２
の伝熱部材からなることを特徴とする加熱体アセンブ
リ。

【００２６】（２）加熱体の基板の熱伝導率は、０℃環
境において９０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする
（１）に記載の加熱体アセンブリ。

【００２７】（３）加熱体の基板は、窒化アルミニウム
または酸化アルミニウムまたは炭化ケイ素のセラミック
材からなることを特徴とする（１）または（２）に記載
の加熱体アセンブリ。

【００２８】（４）第１及び第２の伝熱部材の熱伝導率
は、０℃環境において２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であること
を特徴とする（１）から（３）の何れか１つに記載の加
熱体アセンブリ。

【００２９】（５）第１と第２の伝熱部材の厚みは、
０．５ｍｍ以上であることを特徴とする（１）から
（４）の何れか１つに記載の加熱体アセンブリ。

【００３０】（６）第１と第２の伝熱部材の長手寸法
は、加熱体の抵抗発熱体の長さ以上であることを特徴と
する（１）から（５）の何れか１つに記載の加熱体アセ
ンブリ。

【００３１】（７）第１の伝熱部材の自由面側を被加熱
材に熱エネルギーを付与する被加熱材加熱面としたと
き、該被加熱材加熱面の粗さＲｚは０．５μｍ以上５０
μｍ以下であり、該被加熱材加熱面とは反対側の加熱体
と対面する第１の伝熱部材の裏面は凹凸形状をしてお
り、その粗さＲｚは５０μｍ以上であることを特徴とす
る（１）から（６）の何れか１つに記載の加熱体アセン
ブリ。

【００３２】（８）第２の伝熱部材側を加熱体アセンブ
リを支持する支持部材に対向する側としたとき、該第２
の伝熱部材の加熱体アセンブリ支持部材に対面する表面
もしくは加熱体と対面する裏面もしくはその両面は凹凸
形状をしており、その粗さＲｚは５０μｍ以上であるこ
とを特徴とする（１）から（７）の何れか１つに記載の
加熱体アセンブリ。

【００３３】（９）加熱体と伝熱部材間に充填材を入れ
たことを特徴とする（１）から（８）の何れか１つに記
載の加熱装置。

【００３４】（１０）前記（１）から（９）の何れか１
つに記載の加熱体アセンブリを被加熱材に熱エネルギー
を付与する熱源部材として備えたことを特徴とする加熱
装置。

【００３５】（１１）支持部材に固定支持させた熱源部
材と、この熱源部材と摺動するフィルムと、このフィル
ムを介して熱源部材とニップを形成する加圧部材を有
し、ニップのフィルムと加圧部材の間で被加熱材を挟持
搬送させて、フィルムを介して熱源部材の熱エネルギー
を被加熱材に付与する加熱装置において、前記熱源部材
は、電気的に絶縁性の基板と該基板に設けた通電により
発熱する抵抗発熱体を基本構成体とする加熱体と、該加
熱体をサンドイッチに挟ませて配設した、加熱体の基板
よりも熱伝導率のよい第１と第２の伝熱部材からなる加
熱体アセンブリであり、第１の伝熱部材はニップ内に対
応位置して該第１の伝熱部材の自由面にフィルムが摺動
し、第２の伝熱部材は加熱体を中にして第１の伝熱部材
側とは反対側において加熱体アセンブリ支持部材に対面
して位置していることを特徴とする加熱装置。

【００３６】（１２）ニップ内に対応する加熱体アセン
ブリ部分位置に温度検知素子を設け、この温度検知素子
の検知温度情報に基づいて加熱体の発熱量を可変にする
ことが可能であることを特徴とする（１１）に記載の加
熱装置。

【００３７】（１３）加熱体アセンブリの第１及び第２
の伝熱部材の熱伝導率は、０℃環境において２００Ｗ／
ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする（１１）または（１
２）に記載の加熱装置。

【００３８】（１４）加熱体アセンブリの第１と第２の
伝熱部材の厚みは、０．５ｍｍ以上であることを特徴と
する（１１）から（１３）の何れか１つに記載の加熱装
置。

【００３９】（１５）加熱体アセンブリの第１と第２の
伝熱部材の長手寸法は、加熱体の抵抗発熱体の長さ以上
であることを特徴とする（請求項１１）から（１４）の
何れか１つに記載の加熱装置。

【００４０】（１６）加熱体アセンブリの第１と第２の
伝熱部材の短手（幅）寸法はニップの幅よりも大きいこ
とを特徴とする（１１）から（１５）の何れか１つに記
載の加熱装置。

【００４１】（１７）加熱体アセンブリの第２の伝熱部
材と、これが対面する加熱体アセンブリ支持部材部分の
間に断熱層を設けていることを特徴とする（１１）から
（１６）の何れか１つに記載の加熱装置。

【００４２】（１８）断熱層の熱伝導率は、０℃環境に
おいて１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることを特徴とする
（１７）に記載の加熱装置。

【００４３】（１９）第１の伝熱部材の加熱体に対面す
る側である裏面は凹凸形状をしており、その粗さＲｚは
５０μｍ以上であり、フィルムが摺動する側である表面
の粗さＲｚは０．５μｍ以上５０μｍ以下であることを
特徴とする（１１）から（１８）の何れか１つに記載の
加熱装置。

【００４４】（２０）第２の伝熱部材の加熱体に対面す
る側である裏面もしくは加熱体アセンブリ支持部材に対
面する側である表面もしくはその両面は凹凸形状をして
おり、その粗さＲｚは５０μｍ以上であることを特徴と
する（１１）から（１９）の何れか１つに記載の加熱装
置。

【００４５】（２１）加熱体アセンブリの第２の伝熱部
材が対面する加熱体アセンブリ支持部材部分の面は凹凸
形状をしており、その粗さＲｚは５０μｍ以上であるこ
とを特徴とする（１１）から（２０）の何れか１つに記
載の加熱装置。

【００４６】（２２）加熱体の基板の熱伝導率は、０℃
環境において９０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とす
る（１１）から（２１）の何れか１つに記載の加熱装
置。

【００４７】（２３）加熱体の基板は、窒化アルミニウ
ムまたは酸化アルミニウムまたは炭化ケイ素のセラミッ
ク材からなることを特徴とする（１１）から（２２）の
何れか１つに記載の加熱装置。

【００４８】（２４）加熱体アセンブリの加熱体と伝熱
部材間に充填材を入れたことを特徴とする（１１）から
（２３）の何れか１つに記載の加熱装置。

【００４９】（２５）加圧部材が加圧ローラーであるこ
とを特徴とする（１１）から（２４）の何れか１つに記
載の加熱装置。

【００５０】（２６）被記録材上の画像を加熱する像加
熱装置であることを特徴とする（１１）から（２５）の
何れか１つに記載の加熱装置。

【００５１】（２７）被記録材上に未定着画像を形成担
持させる作像手段と、被記録材上の未定着画像を加熱定
着させる定着手段を有する画像形成装置であり、被記録
材上の未定着画像を加熱定着させる定着手段が（１０）
から（２５）の何れか１つ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。

【００５２】〈作用〉加熱体を第１と第２の伝熱部材
でサンドイッチに挟ませてなる加熱体アセンブリは、加
熱体自体が局部的温度差を生じる、あるいは生じ易いも
のであっても、該加熱体の表裏に当接させて配設した、
加熱体の加熱体基板よりも熱伝導率のよい材質の部材で
ある第１と第２の伝熱部材により、厚み方向・横方向・
長さ方向の熱の移動が高められて、加熱体アセンブリ全
体としては局部的温度差が大幅に緩和されたものとな
る。

【００５３】加熱体アセンブリの加熱体とニップ側に配
置させた第１の伝熱部材は、非通紙部昇温の際の加圧部
材の温度を下げることができる。そうすることにより、
ホットオフセットの防止・画像の高画質化・加圧部材コ
ートの安価化・搬送性の安定・加熱体の割れやグリース
の固化防止等に有効な効果を生む。

【００５４】さらに、加熱体と支持部材側に配置させた
第２の伝熱部材は、非通紙部昇温の際の加熱体の温度を
下げることが出来る。そうすると、加熱体の非通紙部温
度を下げることが出来て、ホットオフセットの防止・画
像の高画質化・加熱体割れの防止・支持部材の溶融防止
・材料の安価化・搬送性の安定・加熱体の割れやグリー
スの固化防止等に有効な効果を生む。

【００５５】さらにその第２の伝熱部材と支持部材の間
に配置させた断熱層は定着性の向上を促す効果がある。
そうすると、支持部材への熱の逃げを少なくすることが
可能になり、定着性の向上。定着温調温度を下げれられ
る・画像の高画質化・支持部材の溶融防止・材料の安価
化・加熱体の割れやグリースの固化防止等に有効な効果
を生む。

【００５６】かくして、本発明によれば、電気的に絶縁
性の基板と該基板に設けた通電により発熱する抵抗発熱
体を基本構成体とする加熱体、該加熱体を用いた加熱装
置、及び該加熱装置を画像加熱定着装置として具備させ
た画像形成装置について、非通紙部昇温現象を可及的に
緩和させて非通紙部昇温現象に起因する不具合を解消す
ること、より具体的には、画像加熱定着装置にあっては
画像のオフセット、定着溶融ムラ、加熱体支持部材の溶
け等の問題を解決すること、さらには異常な熱応力の発
生による加熱体割れを生じさせることなく、しかも定着
性を良好に保持することができる。

【００５７】

【発明の実施の形態】〈実施例１〉（図１〜図８）図１は本発明に従うフィルム加熱方式の加熱装置の一例
の概略構成図、図２は要部の拡大横断面模型図、図３は
加熱体アセンブリの分解斜視図、図４の（ａ）は加熱体
の一部切欠きの表面側模型図、（ｂ）は裏面側模型図、
（ｃ）は横断面模型図である。

【００５８】本実施例の加熱装置は加圧ローラー駆動タ
イプの画像加熱定着装置である。

【００５９】（１）装置の全体的な概略構成図１において、１は加熱体アセンブリであり、加熱体２
と、該加熱体２をサンドイッチに挟ませて配設した第１
と第２の伝熱部材３・４からなる。この加熱体アセンブ
リ１については後記（２）項で詳述する。

【００６０】５は横断面略半円弧状樋型の加熱体アセン
ブリ支持部材（ヒーターホルダー、ステー）、６は円筒
状の耐熱性フィルム（定着フィルム）、７は加圧部材と
しての弾性加圧ローラーである。

【００６１】支持部材２は、耐熱性、電気絶縁性で、高
い加重に耐えられる剛性材料、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）等で構成され、加熱体アセンブリ１はこの支持
部材５の下面の略中央部に支持部材長手に沿って設けた
溝部５ａ内に第１の伝熱部材３の表面（自由面）を下向
きに露呈させて嵌入して固定支持させてある。

【００６２】円筒状のフィルム６は、例えば、厚さ４０
μｍ〜１００μｍ程度の耐熱性のフィルムである。例え
ば、ポリイミドなどの基材フィルム上にＰＦＡやＰＴＦ
Ｅ等の離型性の耐熱樹脂を被覆したフィルムであり、上
記のように加熱体アセンブリ１を支持させた支持部材５
にルーズに外嵌させてある。

【００６３】弾性加圧ローラー７は、芯金７ａと、該芯
金に同心一体に設けた、シリコーンゴム等の弾性・耐熱
性材料のローラー層７ｂからなり、芯金７ａの両端部を
それぞれ加熱装置の手前側と奥側のシャーシ側板間に軸
受を介して回転自由に支持させてある。

【００６４】そして加熱体アセンブリ１を固定支持さ
せ、円筒状フィルム６を外嵌させた支持部材５を加圧ロ
ーラー７の上側に加熱体アセンブリ１の部分を加圧ロー
ラー７の上面に対向させて位置させ、支持部材５を不図
示の加圧手段にて加圧ローラー７の上面に対して所定の
押圧力をもって圧接させた状態に保持させる。これによ
り加熱体アセンブリ１の第１の伝熱部材３の下向き表面
と加圧ローラー７の上面との間にフィルム６を挟んで所
定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。

【００６５】加圧ローラー７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。この加圧ローラー７の回
転駆動による該ローラー７の外面とフィルム６の外面と
の、ニップ部Ｎにおける圧接摩擦力で円筒状フィルム６
に回転力が作用して、該フィルム６がその内面がニップ
部Ｎにおいて加熱体アセンブリ１の第１の伝熱部材３の
下向き表面に密着して摺動しながら矢印の時計方向ａに
加圧ローラー７の回転周速度に略対応した周速度をもっ
て支持部材５の外回りを回転状態になる（加圧ローラー
駆動方式）。

【００６６】支持部材５は加熱体アセンブリ１を保持す
るとともにフィルム６の回転時の搬送安定性を図るフィ
ルムガイドの役目もしている。

【００６７】また、相互摺擦するフィルム６の内面と加
熱体アセンブリ１の第１の伝熱部材３の下向き表面との
摺動抵抗を低減するために両者の間に耐熱性グリース等
の潤滑剤を少量介在させることもできる。

【００６８】而して、加圧ローラー７が回転駆動され、
それに伴って円筒状フィルム６が支持部材５の外回りを
回転し、加熱体アセンブリ１の加熱体２に通電がなされ
て該加熱体２即ち加熱体アセンブリ１の発熱でニップ部
Ｎの温度が所定に立ち上って温調された状態において、
ニップ部Ｎに未定着トナー像ｔを担持した被加熱材とし
ての被記録紙Ｐが導入され、ニップ部Ｎにおいて被記録
紙Ｐのトナー像担持面側がフィルム６の外面に密着して
フィルム６と一緒にニップ部Ｎを挟持搬送されていく。

【００６９】この挟持搬送過程において、加熱体アセン
ブリ１の熱がフィルム６を介して被記録紙Ｐに付与さ
れ、被記録紙Ｐ上の未定着トナー像ｔが加熱加圧定着さ
れる。

【００７０】被記録紙Ｐはニップ部Ｎを通過するとフィ
ルム６の外面から曲率分離して搬送される。

【００７１】（２）加熱体アセンブリ１の構成加熱体アセンブリ１は、加熱体２と、該加熱体２をサン
ドイッチに挟ませて配設した第１と第２の伝熱部材３・
４からなる。

【００７２】加熱体２は電気的に絶縁性の基板と、該基
板に設けた通電により発熱する抵抗発熱体を基本構成体
とするものである。

【００７３】第１と第２の伝熱部材３・４は加熱体２の
基板よりも熱伝導率のよい材質の部材である。

【００７４】ａ）加熱体２（主として図４）加熱体２は本例は加熱体基板２ａとしてセラミック材を
用いたセラミックヒーターであり、は全体に低熱容量で
昇温の速いものである。

【００７５】２ａは横長の加熱体基板である。２ｂ・２
ｃはこの基板の表面側に基板長手に沿って具備させた折
り返しパターン（往路と復路）の並行２条の第１と第２
の抵抗発熱体である。２ｄ・２ｅはそれぞれ基板表面の
長手一端部側に並設した第１と第２の電極パターンであ
る。第１の電極パターン２ｄと第１の抵抗発熱体２ｂの
一端部は導体パターン２ｆで導通させてあり、第２の電
極パターン２ｅと第２の抵抗発熱体２ｃの一端部は導体
パターン２ｇで導通させてある。また、第１と第２の抵
抗発熱体２ｂと２ｃの他端部相互は導体パターン２ｈで
導通させてある。

【００７６】これにより、第１の電極パターン２ｄ→導
体パターン２ｆ→第１の抵抗発熱体２ｂ→導体パターン
２ｈ→第２の抵抗発熱体２ｃ→導体パターン２ｇ→第２
の電極パターン２ｅの直列電路（ＡＣライン）が構成さ
れる。

【００７７】加熱体基板２ａは、ニップ部Ｎにおけるフ
ィルム・被記録紙搬送方向ａに対して直交する方向（フ
ィルム幅方向）を長手とする横長・薄肉のものであり、
本実施例では、長さ２４０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ０．
７ｍｍの窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を使用した。

【００７８】第１と第２の抵抗発熱体２ｂ・２ｃは、本
実施例では銀パラジウムペーストをそれぞれ厚み１０μ
ｍ・幅１ｍｍの並行２条の細帯状パターンにスクリーン
印刷により塗工し、焼成して形成したものである。長さ
はどちらも２１６ｍｍである。

【００７９】２ｐ・２ｑはそれぞれ基板表面の長手他端
部側に並設した第３と第４の電極パターンである。この
第３と第４の電極パターンはそれぞれスルーホール２ｒ
・２ｓを介して基板裏面側に基板長手の略中央部に至ら
せて形成した並行２条の導体パターン２ｔ・２ｕと導通
させてある。またこの並行２条の導体パターンの先端部
間には温度検知素子（検温素子）としてのサーミスター
２ｖを具備させてある。

【００８０】これにより、第３の電極パターン２ｐ→ス
ルーホール２ｒ→導体パターン２ｔ→サーミスター２ｖ
→導体パターン２ｕ→スルーホール２ｓ→第４の電極パ
ターン２ｑの直列電路（ＤＣライン）が構成される。

【００８１】サーミスター２ｖは、本実施例では、コバ
ルト、マンガン、ニッケル、ルテニウムといったものの
合金や酸化物、白金あるいはチタン酸バリウム等のセラ
ミックといったものの粒子をガラスペースト材と混合
し、基板裏面上にスクリーン印刷して形成した薄層タイ
プのものとした。チップ型サーミスターにすることもで
きる。

【００８２】上記の第１〜第４の電極パターン２ｄ・２
ｅ・２ｐ・２ｑ、導体パターン２ｆ・２ｇ・２ｈ・２ｔ
・２ｕは、銀（Ａｇ）ペーストを基板の表面側と裏面側
の所定の位置に所定のパターンでスクリーン印刷により
塗工し、焼成することで形成してある。

【００８３】また、２ｉは基板表面側の絶縁コート層で
あり、第１〜第４の電極パターン２ｄ・２ｅ・２ｐ・２
ｑ部分を除いて基板表面を被覆させてある。２ｗは基板
裏面側の絶縁コート層であり、スルーホール２ｒ・２
ｓ、導体パターン２ｔ・２ｕ、サーミスター２ｖ部分も
含めて基板裏面を全面的に被覆させてある。

【００８４】この基板表面側と基板裏面側の絶縁コート
層２ｉ・２ｗは例えば厚さ１０μｍ程度の耐熱性ガラス
層であり、ガラスペーストを基板表面側に所定のパター
ンでスクリーン印刷により塗工し、焼成することで形成
できる。

【００８５】第１及び第２の抵抗発熱体２ｂ・２ｃと温
度検知素子２ｖはニップ部Ｎ内に位置させてある。

【００８６】而して、ＡＣラインの第１と第２の電極パ
ターン２ｄ・２ｅを有する加熱体一端部には給電用コネ
クタ（不図示）が嵌着されて、商用電源２１・トライア
ック２２等からなる給電回路からＡＣラインの第１と第
２の電極パターン２ｄ・２ｅ間に給電されることで、第
１と第２の抵抗発熱体２ｂと２ｃが発熱して加熱体２の
所定の有効長さ領域が昇温する。

【００８７】またＤＣラインの第３と第４の電極パター
ン２ｐ・２ｑを有する加熱体他端部には信号取り出しコ
ネクタ（不図示）が嵌着されて、ＤＣラインの第３と第
４の電極パターン２ｐ・２ｑと制御系のＡ／Ｄコンバー
タ２４とが接続され、加熱体の温度情報としてのサーミ
スター電圧が取り出されてＡ／Ｄコンバータ２４へ入力
され、デジタルデータとしてＣＰＵ２３へ取り込まれ
る。

【００８８】ＣＰＵ２３はその入力デジタルデータを基
に加熱体温度を所定の一定温度に制御すべくトライアッ
ク２２を制御する。即ちＡＣラインへの給電を制御す
る。

【００８９】ｂ）第１と第２の伝熱部材３・４上記の加熱体２をサンドイッチに挟ませて配設した第１
と第２の伝熱部材３・４は、加熱体２の加熱体基板２ａ
よりも熱伝導率のよい材質の部材である。例えば、アル
ミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等である。
第１と第２の伝熱部材３・４の熱伝導率は０℃において
２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが望ましい。純粋な窒
化アルミニウムでも熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋであ
る。しかしこの材料を用いても非通紙部昇温の防止等に
効果は少ない。

【００９０】参考までに、アルミニウム、銅、銀の熱伝
導率を表２に示した。アルミニウムは加熱体基板材料で
あるアルミナや窒化アルミニウムよりも熱伝導率が高
い。また銅と銀はアルミナ・窒化アルミニウム・炭化ケ
イ素よりも熱伝導率が格段に高い。

【００９１】

【表２】本実施例では第１と第２の伝熱部材３・４は共にアルミ
ニウム材にした。第１の伝熱部材３の寸法は、加熱体基
板２ａの長さ２４０ｍｍ・幅１０ｍｍ・厚さ０．７ｍｍ
に対して、長さ２３０ｍｍ・幅１０ｍｍ・厚さ１．０ｍ
ｍとした。また第２の伝熱部材４の寸法は、長さ２４０
ｍｍ・幅１０ｍｍ・厚さ１．０ｍｍとした。

【００９２】そして、加熱体２を第１と第２の伝熱部材
３・４でサンドイッチに挟ませて三者を当接させて加熱
体アセンブリ１とした。第１の伝熱部材３は加熱体２の
表面側（抵抗発熱体２ｂ・２ｃを具備させた基板表面
側）とし、第２の伝熱部材４は加熱体２の裏面側（検温
素子２ｖを具備させた基板裏面側）とした。加熱体２と
第１及び第２の伝熱部材３・４との電気的絶縁は本実施
例では加熱体２の表裏面側の絶縁コート層２ｉ・２ｗで
なされる。

【００９３】第２の伝熱部材４と加熱体２の間は充填材
としてシリコーン系のグリースを５０ｍｇ程度薄く塗布
して両者４・２の接触性及び熱伝達を行いやすくした。
このシリコーングリースは東レダウコーニング・シリコ
ーン株式会社の製品で商品名ＳＲＸ−３３３という。充
填材は上記グリース以外のものでも良いが、条件として
耐熱性に優れ、熱伝導性の良いものが好ましい。第１の
伝熱部材３と加熱体２の間にも耐熱性・熱伝導性グリー
ス等の充填材を介在させてもよいことはもちろんであ
る。また上記加熱体２、第１と第２の伝熱部材３・４の
表面性（表面粗さＲｚ、ＪＩＳに規定）は１０μｍ程度
である。

【００９４】第１と第２の伝熱部材３・４の長さは少な
くとも加熱体２の抵抗発熱体２ｂ・２ｃの長さ以上にす
ることが好ましい。

【００９５】第１と第２の伝熱部材３・４の幅は少なく
ともニップ部Ｎの幅よりも大きいことが好ましい。

【００９６】而して、上記のように加熱体２を第１と第
２の伝熱部材３・４でサンドイッチに挟ませてなる加熱
体アセンブリ１は、加熱体２自体が局部的温度差を生じ
る、あるいは生じ易いものであっても、該加熱体２の表
裏に当接させて配設されている、加熱体２の加熱体基板
２ａよりも熱伝導率のよい材質の部材である第１と第２
の伝熱部材３・４により、厚み方向・横方向・長さ方向
の熱の移動が高められて、加熱体アセンブリ１全体とし
ては局部的温度差が大幅に緩和されたものとなる。

【００９７】アルミナによるセラミック基板を使用した
加熱体では、抵抗発熱体が完全にニップ部内に収まって
いないとセラミック基板が割れる恐れがある。というの
は、もし抵抗発熱体がニップ部外にはみ出していると、
はみ出した部分は、被記録紙やや加圧ローラーに熱を奪
われることが無いために急激に高温となり、セラミック
基板がその一部分だ膨張して応力が加わるためである。
これを防止するには、抵抗発熱体はニップ部幅より細く
する必要がある。一方、抵抗発熱体を細くすることは、
定着性は劣化する方向であるため、抵抗発熱体には充分
な電力を供給して加熱し、定着性を良好に保持する必要
がある。このような場合小さいサイズの紙を通紙した場
合に、通紙した位置以外の加圧ローラーの非通紙部領域
では温度が異常に上昇してしまい、その後に通紙した紙
へ異常画像を出力する恐れがある。この画像の乱れが生
じる原因として、非通紙昇温が発生した位置では、被記
録紙上にのったトナーが定着ニップ部を通過した際に異
常に溶融してしまい、被記録紙上のトナーがフィルムに
溶けて付着し、その紙の後端や、次の紙の表や裏にその
トナーが定着してしまうのである。

【００９８】そして高速化を実現させるためには通過時
間の短くなった紙（記録紙）に十分な熱エネルギーを供
給するために定着温度をさらに高く設定する必要があ
り、それに伴って小サイズ紙を通紙する際、通紙部と非
通紙部の温度差が拡大されて非通紙部の過剰昇温による
周辺部材への耐熱性の改善、加熱体基板にかかる熱スト
レスの増大に伴う基板強化の改善等の対策も必要となっ
てくる。

【００９９】上記のように加熱体２を第１と第２の伝熱
部材３・４でサンドイッチに挟ませてなる加熱体アセン
ブリ１は以上の課題を同時に満たし、加圧ローラー７や
加熱体２の異常昇温を軽減させるとともに、画像のオフ
セット、定着溶融ムラ、加熱体支持部材５の溶け等の問
題を解決し、さらに加熱体１が割れることなく、しかも
定着性を良好に保持することができる。

【０１００】（３）性能試験本実施例の装置を下記の条件下で使用して非通紙部昇温
現象の程度を、非通紙部の加圧ローラー部分の温度を測
定することで試験した。

【０１０１】・プロセススピード：５０ｍｍ／ｓｅｃ・Ａ４紙専用・動作環境：２３℃／５０％・加圧ローラー硬度：５０° ・装置に加わっている総加圧力：１０ｋｇｆ・入力電圧：１２０Ｖ・本体を朝一状態にしてＣＯＭ１０封筒を５枚連続通紙
（スループットにして約６枚／分相当）また、本装置の定着温度設定は朝一状態から連続プリン
トでは、加熱体２の温度を２００℃に維持して５枚続
き、６枚目から１９０℃に加熱体の温度を下げて定着工
程を経過する。

【０１０２】本装置を使用した場合ではホットオフセッ
トが発生しやすい条件として朝一から３枚目から５枚目
に現れてくる事が多い。また、このオフセットという現
象は各装置によって出やすい場所がある。これは、各装
置でのそれぞれの温度設定および通紙基準等の条件が違
う為である。

【０１０３】図５の実線グラフが本実施例の装置の場
合の測定結果である。

【０１０４】一方、比較例１として、本実施例装置にお
いて加熱体アセンブリ１を、第２の伝熱部材４を省き、
加熱体２と第１の伝熱部材３の２部材のものにした装置
について非通紙部昇温現象の程度を、非通紙部の加圧ロ
ーラー部分の温度を測定することで試験した。図５の破
線グラフがその結果である。通紙部の加圧ローラー温
度は１２０℃を常に維持する。

【０１０５】また比較例２として、本実施例装置におい
て加熱体アセンブリ１を、第１と第２の伝熱部材３・４
のどちらも省き、加熱体２だけのものにした装置につい
て非通紙部昇温現象の程度を、非通紙部の加圧ローラー
部分の温度を測定することで試験した。図５の一点鎖グ
ラフがその結果である。

【０１０６】図５のグラフ・・の比較から明らか
なように、本実施例のように加熱体２を第１と第２の２
枚の伝熱部材３・４でサンドイッチにした加熱体アセン
ブリ１を用いた装置は、伝熱部材のない加熱体２だけの
比較例２の装置の場合よりはもちろん、加熱体２に伝熱
部材を１枚具備させた比較例１の装置よりも非通紙部昇
温が緩和されていることがわかる。

【０１０７】比較例１のグラフにおいて、ａ′・ｂ′
・ｃ′はそれぞれ２枚目目突入直前、４枚目突入直前、
５枚目を排出し後回転（最終の被記録材の定着プロセス
を終了してから本体のモータが止まるまでに行なわれる
回転）が終了する直前の温度である。それぞれの実温度
は９０℃、１２０℃、１５０℃であった。

【０１０８】このような温度状態の下、ＣＯＭ１０を通
紙した直後に普通紙サイズの紙をプリントした。する
と、ホットオフセットが発生し画像に乱れが生じてい
た。これは、加圧ローラー７の非通紙部分の温度が異常
に温度上昇しているために発生する。温度が上昇する理
由として、通紙部では加圧ローラー７の温度が通紙した
紙に吸収され持っていかれ、一方通紙域外（非通紙部）
においては加圧ローラー７の温度は逃げることが出来な
く、温度が上昇してしまう為である。

【０１０９】ａ・ｂ・ｃは本実施例における加圧ローラ
ーの非通紙部分の温度であり、それぞれ２枚目目突入直
前、４枚目突入直前、５枚目を排出し後回転が終了する
直前の温度である。それぞれの実温度は９０℃、１１０
℃、１３０℃であった。

【０１１０】比較例１に比べて、加圧ローラー７の非通
紙部昇温が約１０ｄｅｇ．〜２０ｄｅｇ．軽減できたの
である。さらにこの温度状態の下、普通紙サイズの紙を
プリントした。するとホットオフセットは比較例に比べ
て良くなっており、問題の無いレベルに達している。

【０１１１】このように本実施例の装置を使用した時に
非通紙部の温度が低くなる理由として、加熱体自体の非
通紙部昇温が緩和されたことが挙げられる。本実施例の
形態では、加熱体表面側と、加熱体２とホルダ５の間で
ある加熱体裏面側とに、第１および第２の伝熱部材３・
４が存在することで、加熱体自体の熱伝導に加えて、第
１および第２の伝熱部材３・４によってさらに多くの熱
の移動が行なわれたのである。さらに、加圧ローラー７
自体も、加熱体の過昇温部分からの温度が流れて来なく
なったために、比較例１に比べて若干ながら低くなった
のである。

【０１１２】また本実施例では、伝熱部材３・４にアル
ミニウムの板を使用したが、この材料は他の材料でも良
く、銅・銀等の様に熱伝導率が０℃において２００Ｗ／
ｍ・Ｋ以上のものが好ましい。

【０１１３】さらに伝熱部材３・４のサイズも各装置に
合わせて大きくしたり、小さくしたり、厚みを厚くした
り、薄くしたり変更してもよい。厚みに関しては、実験
データから、少なくとも０．５ｍｍ以上であることが好
ましい。それよりも薄いものでは非通紙部昇温の緩和は
約５ｄｅｇ程度しか下がらず、効果が少なかった。

【０１１４】また、さらに効果を上げる手段として、加
熱体と伝熱部材の熱移動を多くさせるために、相互当接
する加熱体面と伝熱部材面に凹凸形状を持たせるのもよ
い。

【０１１５】より具体的には、第１の伝熱部材３の加熱
体２に対面する側である裏面は凹凸形状をしており、そ
の粗さＲｚは５０μｍ以上であり、フィルム６が摺動す
る側である表面の粗さＲｚは０．５μｍ以上５０μｍ以
下である。０．５μｍより小さくするのは精度的（加工
的）に不可能である。

【０１１６】第２の伝熱部材４の加熱体２に対面する側
である裏面もしくは加熱体アセンブリ支持部材５に対面
する側である表面もしくはその両面は凹凸形状をしてお
り、その粗さＲｚは５０μｍ以上である。

【０１１７】加熱体アセンブリの第２の伝熱部材４が対
面する加熱体アセンブリ支持部材部分の面は凹凸形状を
しており、その粗さＲｚは５０μｍ以上である。

【０１１８】図６は加熱体２と第２の伝熱部材４の相互
当接面に凹凸の形状を持たせるた場合の断面模型図であ
る。図のように、加熱体２面に刻んだ溝と溝の間隔を
１．０ｍｍ、溝自体の広さを１．０ｍｍ、溝の深さを
０．１ｍｍとし、その溝にはまるように第２の伝熱部材
４面にも同様の形状（溝と溝の間隔を１．０ｍｍ、溝自
体の広さを１．０ｍｍ、溝の深さを０．１ｍｍ）を刻み
込む。そして、その接触面には上記実施例で使用したよ
うな特性を持つグリースを介在させる。そうすることに
よって、加熱体２と伝熱部材４の接触面接が増加してよ
り高効率で熱の移動が行えるのである。

【０１１９】いま、凹凸の形状（Ｒｚ）と熱交換を示し
たグラフを図７に示す。これは、本実施例の形状をモデ
ルにした治具を使用して測定を行なった。図８には、そ
の測定要領を示す。加熱体２と伝熱部材４（３）の間に
温度測定を行なう熱電対９を配置する。この伝熱部材の
下面である熱電対側の形状はＲｚが約２μｍの形状をし
た比較的フラットな面を形成して熱電対への熱移動を可
能にした。また一方、上面の形状（Ｒｚ）はそれぞれ２
・５・１０・２０・３０・４０・５０・６０・７０・１
００μｍで、合計１０本の部材を用意した。この伝熱部
材の材料はアルミの板を使用した。厚みが１．０ｍｍ、
幅が１０ｍｍ、長さが２３０ｍｍである。そして、この
伝熱部材の上部には、温度が１９０°Ｃ一様に保たれて
いる加熱体を接触させた。それぞれ接触している部分に
は熱移動をさらに向上させるために伝熱グリースを塗布
した。この伝熱グリースは本実施例でも使用したＳＲＸ
ー３３３である。こうすることで、上部の加熱体からの
熱が伝熱部材を通過し、そして最下面にある熱電対へと
熱が伝わる。このような治具を使用して、Ｒｚの変化に
よって熱電対が１００°Ｃに上昇するまでの時間を測定
した。図７のグラフを見てわかるようにＲｚが１０〜４
０μｍでは、熱電対が１００°Ｃになるのに約４０ｓｅ
ｃ必要である。Ｒｚが約５０μｍ位から変極点を持ち、
Ｒｚが増加するに従って時間が短縮させているのがわか
る。

【０１２０】このように、この凹凸形状（Ｒｚ）が５０
μｍ以上であれば上記構成のように熱のやり取りが可能
になり、さらに高効率に熱交換が可能となる。

【０１２１】〈実施例２〉（図９〜図１１）本実施例は、上記実施例１の装置においてさらに、図９
のように、加熱体アセンブリ１の第２の伝熱部材４と、
これが対面する加熱体アセンブリ支持部材の間に断熱層
（断熱材）８を設けたものである。その他の装置構成は
実施例１の装置と同様であるので再度の説明は省略す
る。

【０１２２】本実施例の場合も加熱体２の異常昇温に関
しては第１と第２の伝熱部材３・４によって緩和させて
非通紙部昇温に伴う諸々の弊害を緩和させる効果をもっ
ている。さらに、断熱層８を配置させることで加熱体２
から発熱した熱を効率よく非記録紙Ｐ側（加圧ローラー
７側）に持っていってくれる。本実施例で使用した断熱
材は、ｄｕｐｏｎｔ社製のポリイミドをベースとしたＫ
ａｐｔｏｎという製品を使用した。また、このＫａｐｔ
ｏｎの熱伝導率は０．１５Ｗ／ｍ・Ｋであり、非常に熱
伝導が悪く、さらに耐熱性に優れている（２５０°Ｃ）
ものである。この断熱材として使用する材料の特性とし
ては、熱伝導率は１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり、耐熱性
（２００°Ｃ以上）に優れていることが望まれる。この
ような断熱材を使用することで、加熱体アセンブリ支持
部材５へ加熱体２の熱が逃げることなく定着性の向上に
つながり、定着温度も下げられる可能性が出てくる。

【０１２３】この構成をした時の加圧ローラー７の温度
を図１０に記し、支持部材５の温度を図１１に記す。支
持部材５の温度は、支持部材５と断熱層８の間に熱電対
を挿入して測定した。

【０１２４】図１０中のグラフｂは実施例１に行った状
態での加圧ローラー７の温度を示し、グラフａで示した
ものは本実施例の状態での加圧ローラー７の温度であ
る。この図１０から見てわかる通り、全体的に加圧ロー
ラー７の温度が５ｄｅｇ．程度上昇しているのがわか
る。

【０１２５】また図１１中のグラフｄは実施例１に行っ
た状態での支持部材５の温度を示し、グラフｃで示した
ものは本実施例の状態での支持部材５の温度である。図
１１からも見てわかるとおり、支持部材５へ伝わる第２
の伝熱部材４の温度は断熱層８によって断熱され、実施
例１で測定した支持部材５の温度よりも低く抑えられて
いるのである。

【０１２６】よって、この実施例２の構成をとることに
よって実施例１よりもまして定着性は加圧ローラー７が
温度上昇した分向上した。そして、支持部材５に至って
は温度の低下に伴って材料自体の熱によるマージンは大
きくなった。つまり温度によるマージンが増えるという
ことは、材料の耐熱グレードを下げることが出来るため
安価な材料を使用することができるようになる。

【０１２７】さらに、支持部材５の温度を下げる必要が
ある場合には、第２の伝熱部材４の形状を変更してもよ
い。例えば、断熱層８に接触している第２の伝熱部材４
の形状に凹凸を設けて断熱層８に接触させることで、断
熱層８側へ熱の移動が少なくなり、より高効率か定着状
態を得ることが出来る。一方、この凹凸形状はＲｚが５
０μｍ以上であれば上記構成のように熱のやり取りが可
能になり、同様の結果を得ることができる。

【０１２８】〈実施例３〉（図１２）図１２の（ａ）・（ｂ）・（ｃ）はそれぞれフィルム加
熱方式の加熱装置の他の構成形態例を示したものであ
る。

【０１２９】（ａ）のものは、支持部材５に保持させた
加熱体アセンブリ１（２・３・４）と、駆動ローラー１
１と、従動ローラー（テンションローラー）１２との３
部材間にエンドレスベルト状の耐熱性フィルム６を懸回
張設して駆動ローラー１１によりフィルム６を回転駆動
する構成のものである。Ｍは駆動ローラー１１の駆動手
段である。加圧ローラー７はフィルム６の回転移動に伴
い従動回転する。

【０１３０】（ｂ）のものは、支持部材５に保持させた
加熱体アセンブリ１（２・３・４）と、駆動ローラー１
１の２部材間にエンドレスベルト状の耐熱性フィルム６
を懸回張設して駆動ローラー１１により回転駆動する構
成のものである。加圧ローラー７はフィルム６の回転移
動に伴い従動回転する。

【０１３１】（ｃ）のものは、耐熱性フィルム６として
ロール巻きにした長尺の有端フィルムを用い、これに繰
り出し軸１３側から支持部材５に保持させた加熱体アセ
ンブリ１（２・３・４）を経由させて巻き取り軸１４側
へ所定の速度で走行させる構成にしたものである。Ｍは
巻き取り軸１４の駆動手段である。

【０１３２】〈実施例４〉（図１３）図１３は、例えば実施例１の加熱装置を画像加熱定着装
置として具備させた画像形成装置の一例の概略構成図で
ある。本実施例の画像形成装置は転写式電子写真プロセ
ス利用のレーザービームプリンターである。

【０１３３】３１は像担持体としての回転ドラム型の電
子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）であり、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
て回転駆動される。

【０１３４】感光ドラム３１はその回転過程において１
次帯電器３２による所定の極性・電位Ｖ_D （暗部電位）
の一様帯電処理を受け、その帯電処理面にレーザースキ
ャナー３３による目的の画像情報に対応したレーザービ
ーム走査露光Ｌを受ける。これにより回転感光ドラム３
１面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成され
る。

【０１３５】レーザースキャナー３３は不図示のホスト
コンピューター等の外部装置から送られた目的の画像情
報信号（時系列電気デジタル画素信号）に対応して強度
変調したレーザー光を出力し、このレーザー光で回転感
光ドラム３１の一様帯電処理面を走査露光（ラスタ走
査）Ｌする。レーザー光の強度及び照射スポット径はプ
リンターの解像度及び所望の画像濃度によって適正に設
定されている。

【０１３６】回転感光ドラム３１の一様帯電処理面のレ
ーザー光で照射された部分は電位減衰して明部電位Ｖ_L
になり、そうでない部分は１次帯電器３２で帯電された
暗部電位Ｖ_D に保持されることによって静電潜像の形成
がなされる。

【０１３７】回転感光ドラム３１面に形成された静電潜
像は現像器３４によって順次現像される。現像器３４内
のトナーｔはトナー供給回転体である現像スリーブ３４
ａと現像ブレード３４ｂとによって、トナー層厚さ、ト
リボを制御され、現像スリーブ３４ａ上に均一なトナー
層を形成する。現像ブレード３４ｂとしては通常金属製
若しくは樹脂製のものが用いられ、樹脂系のものは現像
スリーブ３４ａに対して適正な当接圧をもって接してい
る。現像スリーブ３４ａ上に形成されたトナー層は現像
スリーブ３４ａ自身の回転にともない感光ドラム３１に
対向し、現像スリーブ３４ａに印加されている電圧Ｖ_dc
と感光ドラム３１の表面電位が形成する電界により明部
電位Ｖ_L の部分だけ選択的に顕像化する（反転現像）。

【０１３８】回転感光ドラム３１面に形成されたトナー
像は、感光ドラム３１と転写装置３５との対向部である
転写部位において、該転写部位に対して所定の制御タイ
ミングにて給送された被記録紙（転写材）Ｐに対して順
次に転写される。転写装置３５としては図に示したコロ
ナ帯電器以外に、導電弾性回転体に電源から電流を供給
して被記録紙に転写電荷を付与しながら搬送する転写ロ
ーラー方式等がある。

【０１３９】３７はプリンター内の下部に装着した給紙
カセットであり、被記録紙Ｐを積載収納させてある。こ
の給紙カセット３７内の被記録紙Ｐが給紙ローラー３８
と分離爪部材３９により１枚分離給送され、シートパス
４０、レジストローラー対４１、シートパス４２の経路
で転写部位へ所定の制御タイミングにて給送される。

【０１４０】転写部位にてトナー像の転写を受けた被記
録紙Ｐは回転感光ドラム３１面から順次に分離されて、
像加熱装置としての定着装置１０へ導入されてトナー像
の定着処理（加熱加圧による永久固定画像化）を受け、
シートパス４３、排紙ローラー４４を経由して排紙トレ
イ４５に送り出される。

【０１４１】一方、被記録紙分離後の回転感光ドラム３
１面はクリーニング装置３６により転写残りトナー等の
付着残留物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に
供される。

【０１４２】〈その他〉ａ）抵抗発熱体２ｂ・２ｃは、１本構成であっても、３
本以上の多数本構成のものとすることもできる。加熱体
２の抵抗発熱体はニップ部外に位置させることもでき
る。

【０１４３】ｂ）加熱体２としてのセラミックヒーター
の基板２ａは、窒化アルミニウムに限らず、酸化アルミ
ニウム（アルミナ）や炭化ケイ素、その他のセラミック
からなるものであってもよい。基板２ａはホーター割れ
防止の観点からその熱伝導率が０℃環境で９０Ｗ／ｍ・
Ｋ以上であることが望ましい。

【０１４４】ｃ）加熱体２の過熱保護手段として安全素
子、例えば温度ヒューズやサーモスイッチを加熱体２の
ＡＣラインに対する給電路に直列に介入させ、これを加
熱体２、あるいは伝熱部材４（３）に当接させてあるい
は近接させて配設してもよい。

【０１４５】ｄ）加圧部材はローラーでなくともよい。
例えばベルト部材にすることもできる。

【０１４６】ｇ）被加熱紙Ｐの搬送基準は片側搬送基準
でも両側搬送基準でもよい。

【０１４７】ｆ）本発明において、加熱装置はフィルム
加熱方式のものに限られるものではない。また、実施例
の加熱定着装置だけに限られず、画像を担持した被記録
材を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、仮
定着する像加熱装置、その他、被加熱材の加熱乾燥装
置、加熱ラミネート装置など、広く被加熱材を加熱処理
する手段・装置が含まれる。

【０１４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電気的に絶縁性の基板と該基板に設けた通電により発熱
する抵抗発熱体を基本構成体とする加熱体、該加熱体を
用いた加熱装置、及び該加熱装置を画像加熱定着装置と
して具備させた画像形成装置について、非通紙部昇温現
象を可及的に緩和させて非通紙部昇温現象に起因する不
具合を解消すること、より具体的には、画像加熱定着装
置にあっては画像のオフセット、定着溶融ムラ、加熱体
支持部材の溶け等の問題を解決すること、さらには異常
な熱応力の発生による加熱体割れを生じさせることな
く、しかも定着性を良好に保持することができる。

【０１４９】本発明の加熱装置の様に加熱体と定着ニッ
プ側に配置させた第１の伝熱部材は、非通紙部昇温の際
の加圧部材の温度を下げることができる。そうすること
により、ホットオフセットの防止・画像の高画質化・加
圧部材コートの安価化・搬送性の安定・加熱体の割れや
グリースの固化防止等に有効な効果を生む。

【０１５０】さらに、加熱体と支持部材側に配置させた
第２の伝熱部材は、非通紙部昇温の際の加熱体の温度を
下げることが出来る。そうすると、加熱体の非通紙部温
度を下げることが出来て、ホットオフセットの防止・画
像の高画質化・加熱体割れの防止・支持部材の溶融防止
・材料の安価化・搬送性の安定・加熱体の割れやグリー
スの固化防止等に有効な効果を生む。

【０１５１】さらにその第２の伝熱部材と支持部材の間
に配置させた断熱層は定着性の向上を促す効果がある。
そうすると、支持部材への熱の逃げを少なくすることが
可能になり、定着性の向上。定着温調温度を下げれられ
る・画像の高画質化・支持部材の溶融防止・材料の安価
化・加熱体の割れやグリースの固化防止等に有効な効果
を生む。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１におけるフィルム加熱方式加熱装置の
概略構成図

【図２】要部の拡大横断面模型図

【図３】加熱体アセンブリの分解斜視図

【図４】（ａ）は加熱体の表面側の一部切欠き模型図、
（ｂ）は裏面側の模型一部切欠き図、（ｃ）は（ｂ）図
における（ｃ）−（ｃ）線に沿う加熱体の横断面模型図

【図５】実施例１、比較例１、比較例２の各装置の非通
紙部昇温の試験結果のグラフ図

【図６】加熱体と第２の伝熱部材の相互当接面に凹凸の
形状を持たせるた場合の断面模型図

【図７】凹凸の形状（Ｒｚ）と熱交換を示したグラフ図

【図８】その測定要領図

【図９】実施例２の装置の要部の拡大横断面模型図

【図１０】加圧ローラーの非通紙部の温度推移グラフ

【図１１】支持部材の温度推移グラフ

【図１２】（ａ）・（ｂ）・（ｃ）はそれぞれフィルム
加熱方式加熱装置の他の構成形態例の模型図

【図１３】画像形成装置の一例の概略構成図

【図１４】フィルム加熱方式加熱装置の要部の横断面模
型図

【符号の説明】

１加熱体アセンブリ２加熱体２ａ加熱体基板２ｂ・２ｃ抵抗発熱体２ｖ温度検知素子３第１の伝熱部材４第２の伝熱部材５加熱体支持部材６フィルム７加圧ローラーＰ被記録紙（被加熱材）Ｎニップ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加熱材に熱エネルギーを付与する加熱
体アセンブリであり、電気的に絶縁性の基板と該基板に
設けた通電により発熱する抵抗発熱体を基本構成体とす
る加熱体と、該加熱体をサンドイッチに挟ませて配設し
た、加熱体の基板よりも熱伝導率のよい第１と第２の伝
熱部材からなることを特徴とする加熱体アセンブリ。
【請求項２】加熱体の基板の熱伝導率は、０℃環境に
おいて９０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする請求
項１に記載の加熱体アセンブリ。
【請求項３】加熱体の基板は、窒化アルミニウムまた
は酸化アルミニウムまたは炭化ケイ素のセラミック材か
らなることを特徴とする請求項１または２に記載の加熱
体アセンブリ。
【請求項４】第１及び第２の伝熱部材の熱伝導率は、
０℃環境において２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特
徴とする請求項１から３の何れか１つに記載の加熱体ア
センブリ。
【請求項５】第１と第２の伝熱部材の厚みは、０．５
ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１から４の何れ
か１つに記載の加熱体アセンブリ。
【請求項６】第１と第２の伝熱部材の長手寸法は、加
熱体の抵抗発熱体の長さ以上であることを特徴とする請
求項１から５の何れか１つに記載の加熱体アセンブリ。
【請求項７】第１の伝熱部材の自由面側を被加熱材に
熱エネルギーを付与する被加熱材加熱面としたとき、該
被加熱材加熱面の粗さＲｚは０．５μｍ以上５０μｍ以
下であり、該被加熱材加熱面とは反対側の加熱体と対面
する第１の伝熱部材の裏面は凹凸形状をしており、その
粗さＲｚは５０μｍ以上であることを特徴とする請求項
１から６の何れか１つに記載の加熱体アセンブリ。
【請求項８】第２の伝熱部材側を加熱体アセンブリを
支持する支持部材に対向する側としたとき、該第２の伝
熱部材の加熱体アセンブリ支持部材に対面する表面もし
くは加熱体と対面する裏面もしくはその両面は凹凸形状
をしており、その粗さＲｚは５０μｍ以上であることを
特徴とする請求項１から７の何れか１つに記載の加熱体
アセンブリ。
【請求項９】加熱体と伝熱部材間に充填材を入れたこ
とを特徴とする請求項１から８の何れか１つに記載の加
熱装置。
【請求項１０】請求項１から９の何れか１つに記載の
加熱体アセンブリを被加熱材に熱エネルギーを付与する
熱源部材として備えたことを特徴とする加熱装置。
【請求項１１】支持部材に固定支持させた熱源部材
と、この熱源部材と摺動するフィルムと、このフィルム
を介して熱源部材とニップを形成する加圧部材を有し、
ニップのフィルムと加圧部材の間で被加熱材を挟持搬送
させて、フィルムを介して熱源部材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、前記熱源部材は、電気的に絶縁性の基板と該基板に設け
た通電により発熱する抵抗発熱体を基本構成体とする加
熱体と、該加熱体をサンドイッチに挟ませて配設した、
加熱体の基板よりも熱伝導率のよい第１と第２の伝熱部
材からなる加熱体アセンブリであり、第１の伝熱部材は
ニップ内に対応位置して該第１の伝熱部材の自由面にフ
ィルムが摺動し、第２の伝熱部材は加熱体を中にして第
１の伝熱部材側とは反対側において加熱体アセンブリ支
持部材に対面して位置していることを特徴とする加熱装
置。
【請求項１２】ニップ内に対応する加熱体アセンブリ
部分位置に温度検知素子を設け、この温度検知素子の検
知温度情報に基づいて加熱体の発熱量を可変にすること
が可能であることを特徴とする請求項１１に記載の加熱
装置。
【請求項１３】加熱体アセンブリの第１及び第２の伝
熱部材の熱伝導率は、０℃環境において２００Ｗ／ｍ・
Ｋ以上であることを特徴とする請求項１１または１２に
記載の加熱装置。
【請求項１４】加熱体アセンブリの第１と第２の伝熱
部材の厚みは、０．５ｍｍ以上であることを特徴とする
請求項１１から１３の何れか１つに記載の加熱装置。
【請求項１５】加熱体アセンブリの第１と第２の伝熱
部材の長手寸法は、加熱体の抵抗発熱体の長さ以上であ
ることを特徴とする請求項１１から１４の何れか１つに
記載の加熱装置。
【請求項１６】加熱体アセンブリの第１と第２の伝熱
部材の短手（幅）寸法はニップの幅よりも大きいことを
特徴とする請求項１１から１５の何れか１つに記載の加
熱装置。
【請求項１７】加熱体アセンブリの第２の伝熱部材
と、これが対面する加熱体アセンブリ支持部材部分の間
に断熱層を設けていることを特徴とする請求項１１から
１６の何れか１つに記載の加熱装置。
【請求項１８】断熱層の熱伝導率は、０℃環境におい
て１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることを特徴とする請求項
１７に記載の加熱装置。
【請求項１９】第１の伝熱部材の加熱体に対面する側
である裏面は凹凸形状をしており、その粗さＲｚは５０
μｍ以上であり、フィルムが摺動する側である表面の粗
さＲｚは０．５μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴
とする請求項１１から１８の何れか１つに記載の加熱装
置。
【請求項２０】第２の伝熱部材の加熱体に対面する側
である裏面もしくは加熱体アセンブリ支持部材に対面す
る側である表面もしくはその両面は凹凸形状をしてお
り、その粗さＲｚは５０μｍ以上であることを特徴とす
る請求項１１から１９の何れか１つに記載の加熱装置。
【請求項２１】加熱体アセンブリの第２の伝熱部材が
対面する加熱体アセンブリ支持部材部分の面は凹凸形状
をしており、その粗さＲｚは５０μｍ以上であることを
特徴とする請求項１１から２０の何れか１つに記載の加
熱装置。
【請求項２２】加熱体の基板の熱伝導率は、０℃環境
において９０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする請
求項１１から２１の何れか１つに記載の加熱装置。
【請求項２３】加熱体の基板は、窒化アルミニウムま
たは酸化アルミニウムまたは炭化ケイ素のセラミック材
からなることを特徴とする請求項１１から２２の何れか
１つに記載の加熱装置。
【請求項２４】加熱体アセンブリの加熱体と伝熱部材
間に充填材を入れたことを特徴とする請求項１１から２
３の何れか１つに記載の加熱装置。
【請求項２５】加圧部材が加圧ローラーであることを
特徴とする請求項１１から２４の何れか１つに記載の加
熱装置。
【請求項２６】被記録材上の画像を加熱する像加熱装
置であることを特徴とする請求項１１から２５の何れか
１つに記載の加熱装置。
【請求項２７】被記録材上に未定着画像を形成担持さ
せる作像手段と、被記録材上の未定着画像を加熱定着さ
せる定着手段を有する画像形成装置であり、被記録材上
の未定着画像を加熱定着させる定着手段が請求項１０か
ら２５の何れか１つ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。