JPH06250565A

JPH06250565A - 加熱装置

Info

Publication number: JPH06250565A
Application number: JP5806893A
Authority: JP
Inventors: Akira Hayakawa; 亮早川; Manabu Takano; 学高野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-02-24
Filing date: 1993-02-24
Publication date: 1994-09-09

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的の一つは、サーモスイッチある
いはサーモヒューズ等の素子の応答性を損なうことな
く、該素子に熱を奪われることのない加熱装置を提供す
ることにある。【構成】アルミナ等の基板６の下面にＡｇ／Ｐｄ等の
電気抵抗材料をスクリーン印刷等により塗工してヒータ
３を構成し、サーモヒューズ１１を該ヒータ３の上面の
記録材加熱領域Ｂの外側に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性のフィルムの一
面側に加熱体を、多面側に被加熱体を密着させ、上記耐
熱性フィルムを介して被加熱体に熱エネルギーを付与す
る方式の加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】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・記録材シート・印刷紙など）の面に直接に直
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坦持
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
る装置であり、例えば画像を坦持した記録材を加熱して
表面性（艶など）を改質する装置、仮定着処理する装置
等、広く像坦持体を加熱処理する手段・装置として使用
できる。

【０００３】以下、複写機等に用いられる加熱装置の従
来例について説明する。該装置としては、所定の温度に
維持された加熱ローラと、弾性層を有して該加熱ローラ
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おり、他にもフラッ
シュ加熱方式、オーブン加熱方式、熱板加熱方式等種々
の方式のものが知られており、また実用化されている。

【０００４】最近では、金属や樹脂製のホルダーに直接
固定された加熱体（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
坦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（フィルム加熱方式）の加熱装置が提案されてい
る。

【０００５】本出願人の先の提案に係る例えば特開昭６
３−３１３１８２号公報等に開示の加熱装置がこれに属
し、この装置は薄肉の耐熱性フィルム（シート）と、該
フィルムの移動駆動手段と、該フィルムを中心にしてそ
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
ィルムを介して被加熱材としての画像定着するべき記録
材の顕画像坦持面を密着させる加圧部材とを有してい
る。そして、上記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するようにな
っており、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点としての定着ニップ部に
上記記録材を通過せしめる。これにより、該記録材の顕
画像坦持体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、次いで定着点通過後のフィルムと
記録材を分離点で離間させることにより定着を行ってい
る。

【０００６】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やベル
ト加熱方式などの加熱装置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）が可能となり、他に
も従来の加熱方式の種々の欠点を解決できる利点を有
し、効果的なものである。

【０００７】次に、別の従来例を図２２に基づいて説明
する。図２２は従来のフィルム加熱方式の定着装置の概
略構成を示す断面図である。図２２において、２はエン
ドレスの耐熱性フィルムであり、加熱体であるヒータ３
を含むガイド部材としてのステー１に外嵌させてある。
このエンドレスの耐熱性フィルム２の内周長とヒータ３
を含むステー１の外周長はフィルム２の方を例えば３ｍ
ｍ程大きくしてあり、従ってフィルム２は、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。

【０００８】フィルム２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、その膜厚は１００μｍ
以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性の
あるるＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰの単層、あるいはポリ
イミド，ポリアミドイミド，ＰＥＥＫ，ＰＥＳ，ＰＰＳ
等の外周表面にＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰ等をコーティ
ングした複合層フィルムを使用できる。図２２の従来例
ではポリイミドフィルムの外周表面にＰＴＦＥをコーテ
ィングしたものを用いた。

【０００９】３はヒータであり、アルミナ等でできた基
板表面に、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等の電気
抵抗材料を厚み１０μｍ、幅１〜３ｍｍにスクリーン印
刷等により塗工し、その上に保護層としてガラスやフッ
素樹脂等をコートしている。

【００１０】８はヒータ３との間でフィルム２を挟んで
ニップを形成し、フィルム２を駆動する回転体としての
フィルム加圧ローラであり、芯金９とこの軸に外装した
シリコーンゴム等の離型性の良い耐熱ゴム１０から成
り、芯金９の端部より駆動手段（図示せず）により駆動
する。

【００１１】温度制御はヒータ３上に設けられたサーミ
スタ７の出力をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ１１０に取り込
み、その情報に基づいてトライアック１１１をパルス幅
変調することによりヒータ通電電力を制御し、フィルム
表面が記録材上の未定着画像の定着に足る温度になるよ
うにヒータ３を一定の温度に制御している。

【００１２】

【解決しようとしている課題】しかし上記従来例によれ
ば、以下のような問題点があった。先ず、フィルム加熱
方式の加熱装置においては、ヒータとして低熱容量加熱
体を用いた場合、省電力化及びウェイトタイムの短縮化
ができる反面、ヒータの熱容量が小さいために熱容量の
安全対策用のサーモスイッチ、サーモヒューズ等を当接
した場合、これらの素子に熱を奪われ、その部分の温度
が下がってしまい、その部分だけ画像の定着性が劣化し
てしまうという問題が起こる。また、サーモスイッチ、
サーモヒューズ等に熱を奪われることを防ぐため、これ
らの素子をヒータより離して設置するとヒータの暴走時
に応答遅れ、場合によっては発煙に至ることもある。

【００１３】次に、図２２に示す従来例においては、ヒ
ータの温度はいかなる条件下でも一定の制御温度に保つ
ことが可能であるが、フィルム表面の温度は記録材の各
種通紙モードにより変化するという問題点があった。

【００１４】また、ステー、加圧ローラの熱容量が定着
フィルムに比べてはるかに大きいため、ステー、加圧ロ
ーラの温度によって定着フィルムの温度が大きく影響さ
れる。特にフィルムはステーの周囲を摺擦して回転する
ため、ステーに接触する面積が大きく、ステーの温度が
低くなる低温環境下や朝一番の立ち上げ直後のプリント
時ではフィルムの温度が低く定着性が不安定となり易
い。

【００１５】これは、ヒータから供給される熱量がフィ
ルムを介して記録材に与えられるばかりでなく、ステ
ー、加圧ローラ等の温度上昇分としても使用されるため
である。

【００１６】図２３はプリント時のヒータ温度、フィル
ム温度、ステー温度、加圧ローラの時間変化を示す模式
図である。ヒータはプリント開始と共に１８０℃に一定
温調される。一方、ステー、加圧ローラは熱容量が大き
いため、徐々に表面温度が上昇する。このとき、フィル
ム温度は上述したようにステー及び加圧ローラ等の影響
によりヒータ温度とステー温度の中間値を取りながら徐
々に上昇する。

【００１７】従って、１枚目の定着においてはフィルム
の温度がβ°以下になり、定着不良を起こすという問題
点があった。

【００１８】また、この定着不良を防止するため１枚目
でβ℃以上となるようにヒータ温度を設定すると、装置
が暖まってきて７枚目以降でフィルム温度がα℃以上と
なり、高温オフセットを発生し、さらに７枚目以降の高
温オフセットを防止するためヒータ温度をα℃以下に下
げると、１枚目で定着不良を起こすという問題点があっ
た。

【００１９】この問題に対して従来より連続プリント時
にプリント枚数に応じてヒータ温度を下げる等の提案が
なされているが、この場合でも、装置がどの程度暖まっ
ているかによって、フィルム温度を一定とするための１
枚目のヒータ温度やヒータ温度を下げる枚数の適正値が
異なるため、各場合に応じて制御を変更する必要があ
り、制御が複雑になっている。

【００２０】例えば、２分間で連続１０枚通紙した場
合、あるいは３分間隔、１０分間隔、さらには連続５
枚、５０枚と、その場合の組み合わせは無限にあり、す
べての場合を考えてヒータ温度の制御を行うことは不可
能に近い。

【００２１】また、記録材に与えた熱量分がトナーを定
着するために充分であるかどうかを知るために、記録材
と分離した直後のフィルムの温度を測定することによっ
て温度制御を行う手法が提案されている。

【００２２】しかし、フィルムの表面温度を検知するこ
とのみで温調制御を行うと、ヒータからフィルムの表面
に熱が移動する時間分、温調制御に応答の遅れが生じ、
朝一番の立ち上げ時におけるオーバーシュートが高くな
ったり、温調のリップルが大きくなったりする可能性が
ある。

【００２３】本発明の第一の目的は、上記問題点を解決
し、サーモスイッチあるいはサーモヒューズ等の素子の
応答性を損なうことなく、該素子に熱を奪われることの
ない加熱装置を提供することにある。

【００２４】本発明の第二の目的は、制御を複雑にする
ことなく、フィルムの温度を適正化することのできる加
熱装置を提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本願第一発明によれば、
上記第一の目的は、耐熱性フィルムの一面側に加熱体
を、他面側に被加熱体を密着させ、上記耐熱性フィルム
を介して加熱体の熱エネルギーを被加熱体に付与する加
熱装置において、安全対策用温度検知素子を、上記加熱
体の被加熱体を加熱する領域外に備えることにより達成
される。

【００２６】また、本願第二発明によれば、上記第二の
目的は、加熱体を支持する支持体と、該加熱体及び支持
体に接するように張設された無端移動自在なフィルム
と、該フィルムを介して上記加熱体に圧接するように配
設された加圧部材と、上記加熱体の温度を検出する温度
検出手段と、該温度検出手段の検出温度に基づいて該温
度を所定の設定温度に維持せしめる温度制御手段とを備
え、該圧接部にて記録材を挟持搬送することにより上記
加熱体の熱エネルギーを該記録材に付与せしめる加熱装
置において、上記支持体の温度を検出する支持体用温度
検出手段を設け、上記温度制御手段は、該支持体用温度
検出手段の検出温度に基づいて上記設定温度を修正する
ように設定されていることにより達成される。

【００２７】さらに、本願第三発明によれば、上記第二
の目的は、加熱体を支持する支持体と、該加熱体及び支
持体に接するように張設された無端移動自在なフィルム
と、該フィルムを介して上記加熱体に圧接するように配
設された加圧部材と、上記加熱体の温度を検出する温度
検出手段と、該温度検出手段の検出温度に基づいて該温
度を所定の設定温度に維持せしめる温度制御手段とを備
え、該圧接部にて記録材を挟持搬送することにより上記
加熱体の熱エネルギーを該記録材に付与せしめる加熱装
置において、上記フィルムの温度を検出するフィルム用
温度検出手段を設け、上記温度制御手段は、該フィルム
用温度検出手段の検出温度に基づいて上記設定温度を修
正するように設定されていることにより達成される。

【００２８】

【作用】本願第一発明によれば、加熱体の異常昇温によ
る事故を防ぐために安全対策用温度検知素子が設けられ
ているが、該安全対策用温度検知素子は加熱体の被加熱
体を加熱する領域外に設置されているので、被加熱体へ
付与される熱エネルギーを奪うことなく所期の応答性を
維持する。

【００２９】また、本願第二及び第三発明によれば、加
熱体の温度は温度検出手段の検出温度に基づいて所定温
度となるように制御されるが、該加熱体によって加熱さ
れるフィルムの温度は該フィルムが低熱容量であるため
にフィルムの支持体あるいは加圧部材の温度によって左
右される。そこで、上記温度検出手段とは別の温度検出
手段により該フィルムの支持体あるいはフィルム自体の
温度を検出し、該検出温度に基づいて上記制御温度を適
宜変更することにより、フィルムの温度は常に適切な値
に維持される。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００３１】〈実施例１〉先ず、本発明の実施例１を図
１及び図２に基づいて説明する。図１は本発明の一実施
例としてのテンションレスフィルム加熱方式の定着装置
の概略構成を示す断面図である。

【００３２】図１において、１は耐熱性樹脂製の横長ス
テーであり、後述するフィルム２の内面ガイド部材とな
る。

【００３３】３はヒータであり、該ヒータ３は、アルミ
ナ等でできた基板６の略中央部に沿って、発熱体４とし
て例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等の電気抵抗材料
を厚み１０μｍ、幅１〜３ｍｍにスクリーン印刷等によ
り塗工し、その上に保護層５としてガラスやフッ素樹脂
等をコートしている。

【００３４】２はエンドレスの耐熱性フィルムであり、
ヒータ３を含む上記ステー１に外嵌させてある。このエ
ンドレスの耐熱性フィルム２の内周長とヒータ３を含む
ステー１の外周長はフィルム２の方を例えば３ｍｍ程大
きくしてあり、従ってフィルム２は、ヒータ３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。

【００３５】フィルム２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、その膜厚は、総厚１０
０μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下２０μｍ以上の耐
熱性・離型性・強度・耐久性等のある単層、あるいは複
合層のフィルムを使用できる。

【００３６】８はヒータ３との間でフィルム２を挟んで
定着ニップ部を形成し、フィルム２を駆動する回転体と
してのフィルム加圧ローラであり、中心軸９とこの軸に
外装したシリコーンゴム等の離型性のよい耐熱ゴム弾性
体から成るローラ部１０とから成り、中心軸７の端部が
駆動手段（図示せず）により駆動される。

【００３７】本実施例は、上記のような定着装置にサー
モヒューズ１１を図２に示す位置に設置している。図２
においてサーモヒューズ１１は、ヒータ３上の発熱体が
形成されている面の反対側の面に設置されている。ヒー
タのＢの部分は、加熱領域でありＣの位置を基準にし全
てのサイズの記録材が矢印Ａの方向に通紙される。サー
モヒューズ１１をこのように設置することにより、加熱
領域Ｂ内でサーモヒューズ１１が熱を奪うことによる部
分的なヒータの温度低下がなくなり、サーモヒューズ設
置部分にだけ起こる定着不良を防ぐことができる。ま
た、発明者等の実験によると、加熱領域Ｂ内に非接触で
設置する場合と比較しても本実施例のように非画像域に
接触させて設置する場合の方が暴走に対する応答が速い
ことが判かった。

【００３８】本発明のようなフィルム加熱方式の加熱装
置の場合、従来の例えば熱ローラ方式のものに比較する
と、立ち上がり時間が速いという利点は逆にヒータの暴
走時にも昇温速度が速く、そのためサーモプロテクター
も熱ローラ方式等のものより応答を速くする必要があ
る。従って、このような問題についても本実施例は有効
な手段である。

【００３９】〈実施例２〉次に、本発明の実施例２を図
３に基づいて説明する。なお、実施例１との共通箇所に
は同一符号を付して説明を省略する。

【００４０】本実施例は実施例１と同様な定着装置に図
３に示すようなヒータ３を用いる。このヒータ３は、ヒ
ータ３上の非加熱領域つまりサーモヒューズ設置位置に
おける発熱体４ａの発熱量を加熱領域Ｂに対し４０％下
げている。具体的な方法としては、発熱体４ａの幅を広
げて発熱体４ａの抵抗を下げることにより行っている。
このようにすることにより、加熱領域Ｂにおいて温調温
度が１８０℃に保たれているときサーモヒューズ設置部
におけるヒータ３の温度は約１４０℃程度にまで下が
る。このように加熱領域Ｂの発熱体４ｂとサーモヒュー
ズ設置部の発熱体４ａの発熱量の比を変えることにより
定着温度を何度に設定してもサーモヒューズ設置部の温
度を自由に設定することができる。従って、例えばサー
モヒューズの使用温度を下げサーモヒューズの熱による
劣化が緩和し、サーモヒューズの信頼性を上げると共に
耐久性も大幅に向上させることができる。

【００４１】〈実施例３〉次に、本発明の実施例３を図
４及び図５に基づいて説明する。なお、実施例１との共
通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００４２】本実施例は、実施例１と同様な定着装置に
図４に示すようなヒータ３を用いる。このヒータ３はサ
ーモヒューズ設置部の発熱体４ａ’が図５に示すような
抵抗の温度特性を持つ。つまり、低温度では加熱領域Ｂ
に用いている発熱体４ｂ’よりも低効率が大きいのに対
し、温度が上昇してくると加熱領域Ｂに用いている発熱
体４ｂ’よりも抵抗効率が下がる。このような特性を得
るために本実施例では、発熱体の材料をＰＩやフェノー
ル樹脂等にカーボンブラック等を配合し、その特性はカ
ーボンブラック等の配合量によりコントロールした。ま
た加熱時の温度は実施例２と同様の考えに基づき、加熱
領域Ｂは１８０℃でサーモヒューズ設置部は約１４０℃
にしてある。本実施例を用いることにより、立ち上げ時
はサーモヒューズ設置部の抵抗率が加熱領域Ｂよりも大
きく、さらに直列につないでいるため発熱量が多く、従
って昇温速度も早くなる。これによりサーモヒューズが
冷えているために不利な状況にある立ち上げ時のサーモ
ヒューズの応答を速めることができる。また、本実施例
で使用した発熱体は、１４０℃を境にしてサーモヒュー
ズ設置部の発熱体４ａ’と加熱部の発熱体４ｂ’の低効
率が逆転するためサーモヒューズ設置部のオーバーシュ
ートは小さくなり、加熱時のサーモヒューズ設置部の温
度と暴走による異常昇温を検知してサーモヒューズが作
動する温度を比較的接近させて設定できるため、通常使
用時からの暴走に対しても素早くサーモヒューズを作動
させるができる。

【００４３】本実施例は、実施例２と併用することがで
き、さらに立ち上げ時の性能向上を図ることができる。

【００４４】〈実施例４〉次に、本発明の実施例４を図
６ないし図９に基づいて説明する。図６は本実施例を示
す定着装置の概略構成を示す断面図である。図６におい
て１１２は温度検知素子としてのサーミスタであり、ス
テー１の内壁に接着され、ステー１の温度を検出するも
のである。その出力はＡ／Ｄ変換され、ＣＰＵ１１０に
取り込まれるようになっている。また、サーミスタ１１
２はステーの長手方向の位置で図７に示す通り、図の左
端基準で通紙される場合には、装置に通紙される最小サ
イズの記録材の通紙領域のほぼ中央部に取り付けてあ
る。これは、すべての通紙可能な紙サイズに対して常に
その通紙域にサーミスタを置き、紙種の影響を検知する
ためである。

【００４５】本実施例の上記以外の部分は図２２に示し
た従来例とほぼ同様であるため説明は省略する。

【００４６】本実施例においては、ステー１の温度に応
じてヒータ３の制御温度を変えている。すなわち、ステ
ー１の温度が低く、定着フィルム２の温度を定着最適温
度に保つためにより多くの熱エネルギーが必要とされる
場合には、ヒータ３の制御温度を高く設定する。また、
ステー１の温度が高く、少ない熱エネルギーでもフィル
ム２の温度を定着温度に維持できる場合は、ヒータ３の
制御温度を低くする。

【００４７】具体的には図８に示すようなステー温度に
対応したヒータ制御温度のテーブルをデータとしてＣＰ
Ｕ１１０内あるいはＣＰＵ１１０に接続されたメモリに
予め持たせておく。そして、ステー温度を検出するサー
ミスタ１１２の出力をＡ／Ｄ変換することによりＣＰＵ
１１０によって一定周期あるいは不定周期で読み取り、
その都度上記メモリ内のテーブルを参照してそのテーブ
ルと出力値を比較してヒータ３の制御温度を随時決定す
る。

【００４８】図９は本実施例を適用した定着装置での連
続プリント時のヒータ温度、フィルム温度、ステー温度
の時間変化を示している。先ず、ヒータ立ち上げ時Ａに
おいて上記の手順によりヒータ温度が設定される。次
に、連続通紙を続けると、次第にステーが暖まり、Ｂに
おいて図８のテーブルに従ってヒータの制御温度の変更
が行われ、Ｃにおいても同様の制御を繰り返す。

【００４９】このように、ステーの温度に応じて随時加
熱体の制御温度を変えることにより、定着装置が充分冷
えている状態から連続５０枚通紙でも、常に適切なタイ
ミングでヒータ温度が切り換わり、定着フィルムの温度
をほぼ一定に保つことができる。

【００５０】〈実施例５〉次に、本発明の実施例５を図
１０及び図１１に基づいて説明する。なお、実施例４と
の共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００５１】本実施例では、図１０に示すように、ステ
ー１に取り付けるサーミスタを搬送の基準端付近で通紙
域と非通紙域の二カ所に配置した。これは、ヒータの温
度を制御するサーミスタ７の近傍であり、ステー１の長
手方向で最も制御温度の安定する領域である。

【００５２】通紙中のステー１の温度は、通紙域と非通
紙域で異なっており、一般には非通紙域の方が高くな
る。また、通紙域と非通紙域の温度差は通紙される記録
材の種類、厚さによって違っており、厚い方が温度差は
大きくなる。

【００５３】本実施例では、この通紙域と非通紙域の二
カ所のステー温度から通紙されている記録材の厚さを推
測し、ヒータ３の制御温度を変えている。すなわち、一
般に薄紙と比べ、厚紙の画像定着はより多くの熱を必要
とするため、薄紙通紙で温度差が小さい場合には、ヒー
タ３の温度を低めに設定し、厚紙が通紙され温度差が大
きい場合には、ヒータ３の制御温度を高くする。

【００５４】具体的には、図１１に示すようなテーブル
を予め用意しておき、二つのサーミスタの出力値とテー
ブルを参照することにより制御温度を切り換える。この
ことにより環境、通紙モードに依らず最適な温度にヒー
タを制御することができる。

【００５５】〈実施例６〉次に、本発明の実施例６を図
１２及び図１３に基づいて説明する。なお、実施例４と
の共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００５６】本実施例では、小サイズ紙を連続通紙した
場合の非通紙部昇温温度に応じて搬送間隔を制御するた
めに、図１２に示すようにステー１の二カ所にサーミス
タを取り付ける。図中サーミスタ１１２ａは図の左端基
準で通紙される場合には装置に通紙される最小サイズの
記録材の通紙領域のほぼ中央部とし、サーミスタ１１２
ｂは搬送基準端と逆側の非通紙域に配置した。サーミス
タ１１２ａは実施例４と同様にステー１の温度に応じて
加熱体の制御温度を変えるためのセンサであり、サーミ
スタ１１２ｂはＢ５、封筒、葉書のような小サイズ紙を
連続通紙した場合に非通紙部昇温温度に応じて搬送間隔
である紙間を制御するためのセンサである。

【００５７】図１３は実施例４の温度制御を用いて非通
紙部昇温の厳しい封筒（幅１０５×長さ２４１ｍｍ）を
紙間５０ｍｍで連続通紙した場合のサーミスタ１１２
ａ、サーミスタ１１２ｂ部のステー温度である。この図
からも判かるように、サーミスタ１１２ａ，１１２ｂ部
の温度は連続３０枚以上の通紙でおよそ１２０℃の差が
つき、このとき非通紙域（サーミスタ１１２ｂ部）の温
度はおよそ２５０℃となる。この温度は、フェノール系
の樹脂であるステーの耐熱温度（およそ２４０℃〜２５
０℃）に達してしまい、ステーの熱劣化、変形等を生じ
てしまう。

【００５８】そこで、本実施例では、小サイズ紙が連続
通紙され非通紙部のステー１の温度であるサーミスタ１
１２ｂ部の温度が２００℃を超えた場合、それまで５０
ｍｍだった紙間を１００ｍｍまで広げ、スループットを
低下させ、通紙部と非通紙部の温度差を緩和させること
により、ステーの熱劣化、変形を防いだ。

【００５９】本実施例の制御を行うことで、通紙部と非
通紙部の温度差が緩和され、小サイズ紙を連続１００枚
通紙を行っても、ステーの熱劣化、変形はなく、非通紙
域（サーミスタ１１２ｂ）の温度はおよそ２２０℃であ
った。

【００６０】また、小サイズ紙を連続通紙した場合の非
通紙部昇温によるフィルム２のねじれ等を防止すること
もできた。さらに、実施例４の場合と同様に適切なタイ
ミングで非温度が切り換わり、定着フィルムの温度をほ
ぼ一定に保つことができる。

【００６１】〈実施例７〉次に、本発明の実施例７を図
１４ないし図１７に基づいて説明する。図１４は本実施
例を示す定着装置の概略構成を示す断面図である。図１
４において２１２はフィルムの表面温度を検知する非接
触の赤外線温度計測器であり、ニップ直後のフィルム２
の表面温度を検出し、その出力はＡ／Ｄ変換され、ＣＰ
Ｕ１１０に取り込まれるようになっている。フィルム表
面の温度を測定する位置は、フィルム周長でニップ出口
より５ｍｍの箇所とした。

【００６２】非接触赤外線温度計測器２１２はステーの
長手方向の位置で図１５に示す通り、図の左端基準で通
紙される場合には、装置に通紙される最小サイズの記録
材の通紙領域のほぼ中央部に配置してある。これは、す
べての通紙可能な紙サイズに対して常にその通紙域に非
接触赤外線温度計測器を置き、紙種の影響を検知するた
めである。

【００６３】本実施例の上記以外の部分は図２２に示し
た従来例とほぼ同様であるため説明は省略する。

【００６４】本実施例において、ニップ直後のフィルム
２の表面温度に応じてヒータの制御温度を変えている。
すなわち、ニップ直後のフィルム２の表面温度が低く、
フィルム２の温度を定着最適温度に保つために、より多
くの熱エネルギーが必要とされる場合には、ヒータの制
御温度を高く設定する。また、フィルム２の表面温度が
高く、少ない熱エネルギーでもフィルム２の温度を定着
温度に維持できる場合は、ヒータの制御温度を低くす
る。

【００６５】具体的には図１６に示すようなフィルムの
表面温度に対応したヒータ制御温度のテーブルをデータ
としてＣＰＵ１１０内あるいはＣＰＵ１１０に接続され
たメモリに予め持たせておく。そして、フィルム表面温
度を検出した非接触赤外線温度計測器２１２のＡ／Ｄ変
換されたのテーブルをデータとしてＣＰＵ１１０内ある
いはＣＰＵ１１０に接続されたメモリに予め持たせてお
く。そして、フィルム表面温度を検出する非接触赤外線
温度計測器２１２の出力をＡ／Ｄ変換することによりＣ
ＰＵ１１０によって一定周期あるいは不定周期で読み取
り、その都度上記メモリ内のテーブルを参照してそのテ
ーブルと出力値を比較してヒータ３の制御温度を随時決
定する。

【００６６】図１７は本実施例を適用した定着装置での
連続プリント時のヒータ温度、フィルム表面温度、ステ
ー温度、加圧ローラ温度の時間変化を示している。先
ず、ヒータ立ち上げ時Ａにおいて上記の手順によりヒー
タ温度が設定される。次に、連続通紙を続けると、次第
にステー、加圧ローラ等が暖まるため、フィルムの表面
温度が安定し、Ｂにおいて図１６のテーブルに従ってヒ
ータの制御温度の変更が行われ、Ｃにおいても同様の制
御を繰り返す。

【００６７】このように、フィルム表面温度に応じて随
時ヒータの制御温度を変えることにより、定着装置が充
分冷えている状態から連続５０枚通紙でも、常に適切な
タイミングでヒータ温度が切り換わり、定着フィルムの
温度をほぼ一定に保つことができる。

【００６８】〈実施例８〉次に、本発明の実施例８を図
１８及び図１９に基づいて説明する。なお、実施例７と
の共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００６９】本実施例では、図１８に示すように、フィ
ルム表面の温度を検知する非接触赤外線温度計測器を搬
送の基準端付近で通紙域と非通紙域の二カ所に配置し
た。これは、ヒータの温度を制御するサーミスタ７の近
傍であり、フィルム２の長手方向で最も制御温度の安定
する領域である。

【００７０】通紙中のフィルム表面の温度は、通紙域と
非通紙域で異なっており、一般には非通紙域の方が高く
なる。また、通紙域と非通紙域の温度差は通紙される記
録材の種類、厚さによって違っており、厚い方が温度差
は大きくなる。

【００７１】本実施例では、この通紙域と非通紙域の二
カ所のフィルム表面温度から通紙されている記録材の厚
さを推測し、ヒータ３の制御温度を変えている。すなわ
ち、一般に薄紙と比べ、厚紙の画像定着はより多くの熱
を必要とするため、薄紙通紙で温度差が小さい場合に
は、ヒータ３の温度を低めに設定し、厚紙が通紙され温
度差が大きい場合には、ヒータの制御温度を高くする。

【００７２】具体的には、図１９に示すようなテーブル
を予め用意しておき、二つの非接触赤外線温度計測器の
出力値とテーブルを参照することにより制御温度を切り
換える。このことにより環境、通紙モードに依らず最適
な温度にヒータを制御することができる。

【００７３】〈実施例９〉次に、本発明の実施例９を図
２０及び図２１に基づいて説明する。なお、実施例７と
の共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００７４】本実施例では、小サイズ紙を連続通紙した
場合の非通紙部昇温温度に応じて搬送間隔を制御するた
めに、図２０に示すようにステー１の二カ所に非接触赤
外線温度計測器を取り付ける。図中非接触赤外線温度計
測器２１２ａは図の左端基準で通紙される場合には装置
に通紙される最小サイズの記録材の通紙領域のほぼ中央
部とし、非接触赤外線温度計測器２１２ｂは搬送基準端
と逆側の非通紙域に配置した。非接触赤外線温度計測器
２１２ａは実施例７と同様にフィルム表面温度に応じて
加熱体の制御温度を変えるためのセンサであり、非接触
赤外線温度計測器１１２ｂはＢ５、封筒、葉書のような
小サイズ紙を連続通紙した場合に非通紙部昇温温度に応
じて搬送間隔である紙間を制御するためのセンサであ
る。

【００７５】図２１は実施例７の温度制御を用いて非通
紙部昇温の厳しい封筒（幅１０５×長さ２４１ｍｍ）を
紙間５０ｍｍで連続通紙した場合の非接触赤外線温度計
測器２１２ａ、２１２ｂ部のフィルム表面温度である。
この図からも判かるように、非接触赤外線温度計測器２
１２ａ，２１２ｂ部の温度は連続３０枚以上の通紙でお
よそ１１０℃の差がつき、このとき非通紙域（非接触赤
外線温度計測器２１２ｂ部）の温度はおよそ２７０℃と
なる。また、このとき、非通紙域のステー１の温度はお
よそ２５０℃となる。この温度は、フェノール系の樹脂
であるステー１の耐熱温度（およそ２４０℃〜２５０
℃）に達してしまい、ステー１の熱劣化、変形等を生じ
てしまう。

【００７６】そこで、本実施例では、小サイズ紙が連続
通紙され非通紙部のフィルム２の表面温度である非接触
赤外線温度計測器２１２ｂ部の温度が２１０℃を超えた
場合、それまで５０ｍｍだった紙間を１００ｍｍまで広
げ、スループットを低下させ、通紙部と非通紙部の温度
差を緩和させることにより、ステー１の熱劣化、変形を
防いだ。

【００７７】本実施例の制御を行うことで、通紙部と非
通紙部の温度差が緩和され、小サイズ紙を連続１００枚
通紙を行っても、ステー１の熱劣化、変形はなく、非通
紙域のステー温度はおよそ２２０℃であった。また、
小サイズ紙を連続通紙した場合の非通紙部昇温によるフ
ィルム２のねじれ等を防止することもできた。さらに、
実施例７の場合と同様に適切なタイミングで非温度が切
り換わり、定着フィルム２の温度をほぼ一定に保つこと
ができる。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本願第一発明によ
れば、安全対策用温度検出素子を加熱体の被加熱体を加
熱する領域外に取り付けることにより、該取り付け位置
における加熱体の局部的な温度低下を防止し、その部分
での加熱不足を防止すると共に暴走時における安全対策
用温度検出素子の応答を速くすることができる。

【００７９】また、本願第二及び第三発明によれば、フ
ィルムの支持体あるいはフィルム自体の温度を検出する
温度検出手段を設け、その温度に応じて加熱体の制御温
度を変えることにより、いかなる通紙モードにおいて
も、装置に通紙される記録材に付与される熱エネルギー
を一定のものとし、定着不良、オフセットなどを防止す
ることができる。また、支持体あるいはフィルム表面の
温度検出手段により、その温度に応じて搬送間隔を制御
できるため、小サイズ紙を連続通紙した場合の非通紙部
昇温によるステーの熱劣化、変形等を防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における定着装置の概略構成
を示す断面図である。

【図２】図１装置におけるヒータの概略構成を示す斜視
図である。

【図３】本発明の実施例２のヒータの概略構成を示す斜
視図である。

【図４】本発明の実施例３のヒータの概略構成を示す斜
視図である。

【図５】実施例３における発熱体の抵抗特性を示す図で
ある。

【図６】本発明の実施例４における定着装置の概略構成
を示す断面図である。

【図７】図６装置における支持体用温度検出手段の取り
付け位置を示す図である。

【図８】本発明の実施例４における温度制御用のテーブ
ルを示す図である。

【図９】本発明の実施例４における加熱体及びフィルム
並びに支持体の表面温度変化を示す図である。

【図１０】本発明の実施例５における支持体用温度検出
手段の取り付け位置を示す図である。

【図１１】本発明の実施例５における温度制御用のテー
ブルを示す図である。

【図１２】本発明の実施例６における支持体用温度検出
手段の取り付け位置を示す図である。

【図１３】本発明の実施例６における通紙域と非通紙域
における支持体の表面温度変化を示す図である。

【図１４】本発明の実施例７における定着装置の概略構
成を示す断面図である。

【図１５】図１４装置における支持体用温度検出手段の
取り付け位置を示す図である。

【図１６】本発明の実施例７における温度制御用のテー
ブルを示す図である。

【図１７】本発明の実施例７における加熱体及びフィル
ム並びに支持体の表面温度変化を示す図である。

【図１８】本発明の実施例８における支持体用温度検出
手段の取り付け位置を示す図である。

【図１９】本発明の実施例８における温度制御用のテー
ブルを示す図である。

【図２０】本発明の実施例９における支持体用温度検出
手段の取り付け位置を示す図である。

【図２１】本発明の実施例９における通紙域と非通紙域
における支持体の表面温度変化を示す図である。

【図２２】従来例装置の概略構成を示す断面図である。

【図２３】図２２装置における加熱体、支持体、フィル
ム、加圧部材の温度変化を示す図である。

【符号の説明】

１ステー（支持体）２フィルム３ヒータ（加熱体）８加圧ローラ（加圧部材）１１サーモヒューズ（安全対策用温度検知素子）Ｂ加熱体が被加熱体を加熱する領域Ｐ記録材（被加熱体）１１０ＣＰＵ（温度制御手段）１１２，１１２’，１１２ａ，１１２ｂサーミスタ
（支持体用温度検出手段）２１２，２１２’，２１２ａ，２１２ｂサーミスタ
（フィルム用温度検出手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐熱性フィルムの一面側に加熱体を、他
面側に被加熱体を密着させ、上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体に付与する加熱装置
において、安全対策用温度検知素子を、上記加熱体の被
加熱体を加熱する領域外に備えることを特徴とする加熱
装置。
【請求項２】安全対策用温度検知素子が設置された領
域における加熱体の発熱量は、該加熱体の被加熱体を加
熱する領域の発熱量と異なるように設定されていること
とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】安全対策用温度検知素子が設置された領
域における加熱体の温度に対する抵抗特性は、該加熱体
の被加熱体を加熱する領域の抵抗特性と異なるように設
定されていることとする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項４】加熱体を支持する支持体と、該加熱体及
び支持体に接するように張設された無端移動自在なフィ
ルムと、該フィルムを介して上記加熱体に圧接するよう
に配設された加圧部材と、上記加熱体の温度を検出する
温度検出手段と、該温度検出手段の検出温度に基づいて
該温度を所定の設定温度に維持せしめる温度制御手段と
を備え、該圧接部にて記録材を挟持搬送することにより
上記加熱体の熱エネルギーを該記録材に付与せしめる加
熱装置において、上記支持体の温度を検出する支持体用
温度検出手段を設け、上記温度制御手段は、該支持体用
温度検出手段の検出温度に基づいて上記設定温度を修正
するように設定されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項５】支持体用温度検出手段は、支持体の複数
箇所に設けられていることとする請求項４に記載の加熱
装置。
【請求項６】支持体用温度検出手段の検出温度に基づ
いて、記録材の搬送間隔を適宜調節するように設定され
た制御手段を備えていることとする請求項４に記載の加
熱装置。
【請求項７】加熱体を支持する支持体と、該加熱体及
び支持体に接するように張設された無端移動自在なフィ
ルムと、該フィルムを介して上記加熱体に圧接するよう
に配設された加圧部材と、上記加熱体の温度を検出する
温度検出手段と、該温度検出手段の検出温度に基づいて
該温度を所定の設定温度に維持せしめる温度制御手段と
を備え、該圧接部にて記録材を挟持搬送することにより
上記加熱体の熱エネルギーを該記録材に付与せしめる加
熱装置において、上記フィルムの温度を検出するフィル
ム用温度検出手段を設け、上記温度制御手段は、該フィ
ルム用温度検出手段の検出温度に基づいて上記設定温度
を修正するように設定されていることを特徴とする加熱
装置。
【請求項８】フィルム用温度検出手段は、フィルム近
傍の複数箇所に設けられていることとする請求項７に記
載の加熱装置。
【請求項９】フィルム用温度検出手段の検出温度に基
づいて、記録材の搬送間隔を適宜調節するように設定さ
れた制御手段を備えていることとする請求項７に記載の
加熱装置。