JPH07199697A - 加熱装置 - Google Patents
加熱装置Info
- Publication number
- JPH07199697A JPH07199697A JP35298293A JP35298293A JPH07199697A JP H07199697 A JPH07199697 A JP H07199697A JP 35298293 A JP35298293 A JP 35298293A JP 35298293 A JP35298293 A JP 35298293A JP H07199697 A JPH07199697 A JP H07199697A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating
- resistance
- heating device
- heating element
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 加熱体の発熱体としてPTC特性を有するも
のを利用したフィルム加熱方式の加熱装置について、温
度制御を簡便にできるようにすると共に、どのような条
件下でも被加熱材に最適な熱量を与えることができ、従
って画像加熱定着装置にあっては定着不良や高温オフセ
ットの問題を解消できるようにしたものを提供するこ
と。 【構成】 耐熱性フィルムの一面側に加熱体2を、他面
側に被加熱材を密着させ、前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材に付与する加熱装置に
おいて、該加熱体2上に抵抗の温度特性が正であり、か
つ抵抗の温度特性の異なった発熱体8を少なくとも2種
類以上8a・8b・8c形成してあること。
のを利用したフィルム加熱方式の加熱装置について、温
度制御を簡便にできるようにすると共に、どのような条
件下でも被加熱材に最適な熱量を与えることができ、従
って画像加熱定着装置にあっては定着不良や高温オフセ
ットの問題を解消できるようにしたものを提供するこ
と。 【構成】 耐熱性フィルムの一面側に加熱体2を、他面
側に被加熱材を密着させ、前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材に付与する加熱装置に
おいて、該加熱体2上に抵抗の温度特性が正であり、か
つ抵抗の温度特性の異なった発熱体8を少なくとも2種
類以上8a・8b・8c形成してあること。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性フィルムを介し
て被加熱材に熱エネルギーを付与する方式(フィルム加
熱方式)の加熱装置に関する。
て被加熱材に熱エネルギーを付与する方式(フィルム加
熱方式)の加熱装置に関する。
【0002】この装置は、電子写真複写機・プリンタ・
ファックス等の画像形成装置における画像加熱装置、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・転写材シート・印刷紙など)の面に直接もしくは間
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
永久固着像として加熱定着処理する定着装置として活用
できる。
ファックス等の画像形成装置における画像加熱装置、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・転写材シート・印刷紙など)の面に直接もしくは間
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
永久固着像として加熱定着処理する定着装置として活用
できる。
【0003】また、画像加熱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。
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】従来、例えば画像の加熱定着等のため記
録材の加熱装置とは、所定の温度に維持された加熱ロー
ラと、弾性層を有して前記加熱ローラに圧接する加圧ロ
ーラによって記録材を挟持搬送しつつ加熱する熱ローラ
方式が多用されている。またフラッシュ加熱方式、オー
ブン加熱方式、熱板加熱方式など種々の方式・構成のも
のが知られており、また実用化されている。また、米国
特許第3578797号明細書に開示のように、ベルト
加熱方式のものも知られている。
録材の加熱装置とは、所定の温度に維持された加熱ロー
ラと、弾性層を有して前記加熱ローラに圧接する加圧ロ
ーラによって記録材を挟持搬送しつつ加熱する熱ローラ
方式が多用されている。またフラッシュ加熱方式、オー
ブン加熱方式、熱板加熱方式など種々の方式・構成のも
のが知られており、また実用化されている。また、米国
特許第3578797号明細書に開示のように、ベルト
加熱方式のものも知られている。
【0005】最近では、金属や樹脂性のホルダーに直接
固定支持された加熱体(サーマルヒータ、以下ヒータと
記す)と、該ヒータに対向圧接しつつ搬送される耐熱性
フィルム(定着フィルム)と、該フィルムを介して記録
材をヒータに密着させる加圧部材を有し、ヒータの熱を
フィルムを介して記録材へ付与することで記録材面に形
成担持されている未定着画像を記録材面に加熱定着させ
るフィルム加熱方式・構成の定着装置が考案されてい
る。
固定支持された加熱体(サーマルヒータ、以下ヒータと
記す)と、該ヒータに対向圧接しつつ搬送される耐熱性
フィルム(定着フィルム)と、該フィルムを介して記録
材をヒータに密着させる加圧部材を有し、ヒータの熱を
フィルムを介して記録材へ付与することで記録材面に形
成担持されている未定着画像を記録材面に加熱定着させ
るフィルム加熱方式・構成の定着装置が考案されてい
る。
【0006】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、薄肉の耐熱性フィルムと、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
して配されたヒータと、他方面側に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画像定着す
る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を基本とする加熱手
段・装置である。
3−313182号公報に開示の方式・装置等がこれに
属し、薄肉の耐熱性フィルムと、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
して配されたヒータと、他方面側に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画像定着す
る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を基本とする加熱手
段・装置である。
【0007】このような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ることが
できる。このため、従来の接触加熱方式である熱ローラ
方式、ベルト加熱方式等の加熱装置に比べ小電力化及び
ウェイトタイム短縮化(クイックスタート)が可能とな
る。その他、従来の加熱方式の装置の欠点を解決できる
利点を有し、効果的なものである。
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、ベルト加熱方式等の加熱装置に比べ小電力化及び
ウェイトタイム短縮化(クイックスタート)が可能とな
る。その他、従来の加熱方式の装置の欠点を解決できる
利点を有し、効果的なものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来、このよう
なフィルム加熱方式の加熱装置は、低熱容量の加熱体を
使用するため、少しの電力供給においても急激な温度上
昇が起こり、短時間でも電力供給をやめると急激に温度
降下が起こるという非常に温調制御の難しいものであ
る。このため熱ローラ方式の装置の温調制御のように通
電ON−OFFのみの制御では制御しきれず、波数制
御、位相制御等の方法が多数提案されている。
なフィルム加熱方式の加熱装置は、低熱容量の加熱体を
使用するため、少しの電力供給においても急激な温度上
昇が起こり、短時間でも電力供給をやめると急激に温度
降下が起こるという非常に温調制御の難しいものであ
る。このため熱ローラ方式の装置の温調制御のように通
電ON−OFFのみの制御では制御しきれず、波数制
御、位相制御等の方法が多数提案されている。
【0009】一方こういった複雑な制御を用いずに加熱
体の発熱体自身に温調機能を持たせるという方法も提案
されている。例えば発熱体にPTC特性を持つものを用
い所定の温度(以後、相転移点Tcと記す)で急激に抵
抗が上昇し、電力供給が止まる。その後、温度が下がる
と抵抗が下がり、再び電力の供給が始まり、外部からは
ただ電圧を印加していればある一定の温度に温調される
ものである。
体の発熱体自身に温調機能を持たせるという方法も提案
されている。例えば発熱体にPTC特性を持つものを用
い所定の温度(以後、相転移点Tcと記す)で急激に抵
抗が上昇し、電力供給が止まる。その後、温度が下がる
と抵抗が下がり、再び電力の供給が始まり、外部からは
ただ電圧を印加していればある一定の温度に温調される
ものである。
【0010】しかしながらフィルム加熱方式の装置の場
合、立上り時間が非常に短時間であるため、加熱装置全
体の温度が低い状態で加熱処理が行なわれる場合と、連
続処理を行なって装置全体が暖まった状態で加熱処理が
行なわれる場合とがあり、これらの場合には被加熱材が
加熱体以外の部分からも熱を与えられるため自ずと加熱
体から被加熱材へ与える最適な熱量も変化する。
合、立上り時間が非常に短時間であるため、加熱装置全
体の温度が低い状態で加熱処理が行なわれる場合と、連
続処理を行なって装置全体が暖まった状態で加熱処理が
行なわれる場合とがあり、これらの場合には被加熱材が
加熱体以外の部分からも熱を与えられるため自ずと加熱
体から被加熱材へ与える最適な熱量も変化する。
【0011】例えば、フィルム加熱方式の加熱装置を画
像形成装置の画像加熱定着装置として使用した場合、加
熱体の温度を一定にすると加熱装置全体の温度が低い場
合、加熱体以外からもらう熱量が少なく定着不良を生じ
やすいという問題が発生し、また連続加熱処理を行なっ
た後の装置全体が暖まり加熱体以外からもらう熱量が多
過ぎた場合には、高温オフセットを生じやすいというよ
うな問題が発生する。PTC特性の発熱体等を用いた自
己温調タイプの加熱体を用いた場合、従来温調する設定
温度を変化させることは非常に困難であった。
像形成装置の画像加熱定着装置として使用した場合、加
熱体の温度を一定にすると加熱装置全体の温度が低い場
合、加熱体以外からもらう熱量が少なく定着不良を生じ
やすいという問題が発生し、また連続加熱処理を行なっ
た後の装置全体が暖まり加熱体以外からもらう熱量が多
過ぎた場合には、高温オフセットを生じやすいというよ
うな問題が発生する。PTC特性の発熱体等を用いた自
己温調タイプの加熱体を用いた場合、従来温調する設定
温度を変化させることは非常に困難であった。
【0012】本発明は上記に鑑みて提案されたもので、
低熱容量の加熱体の発熱体としてPTC特性を有するも
のを利用したフィルム加熱方式の加熱装置について、温
度制御を簡便にできる上、どのような条件下でも被加熱
材に最適な熱量を与えることができ、従って画像加熱定
着装置にあっては定着不良や高温オフセットの問題を解
消できるようにした装置を提供することを目的とする。
低熱容量の加熱体の発熱体としてPTC特性を有するも
のを利用したフィルム加熱方式の加熱装置について、温
度制御を簡便にできる上、どのような条件下でも被加熱
材に最適な熱量を与えることができ、従って画像加熱定
着装置にあっては定着不良や高温オフセットの問題を解
消できるようにした装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする加熱装置である。
徴とする加熱装置である。
【0014】(1)耐熱性フィルムの一面側に加熱体
を、他面側に被加熱材を密着させ、前記耐熱性フィルム
を介して加熱体の熱エネルギーを被加熱材に付与する加
熱装置において、該加熱体上に抵抗の温度特性が正であ
り、かつ抵抗の温度特性の異なった抵抗発熱体を少なく
とも2種類以上形成してあることを特徴とする加熱装
置。
を、他面側に被加熱材を密着させ、前記耐熱性フィルム
を介して加熱体の熱エネルギーを被加熱材に付与する加
熱装置において、該加熱体上に抵抗の温度特性が正であ
り、かつ抵抗の温度特性の異なった抵抗発熱体を少なく
とも2種類以上形成してあることを特徴とする加熱装
置。
【0015】(2)上記(1)の加熱装置において、該
加熱体上の抵抗の温度特性が正であり、かつ抵抗の温度
特性の異なった複数の抵抗発熱体への電力供給を切り換
えることを特徴とする加熱装置。
加熱体上の抵抗の温度特性が正であり、かつ抵抗の温度
特性の異なった複数の抵抗発熱体への電力供給を切り換
えることを特徴とする加熱装置。
【0016】(3)上記(1)の加熱装置において、該
加熱体上の抵抗の温度特性の異なった複数の抵抗の温度
特性が正の抵抗発熱体が積層構造をなしていることを特
徴とする加熱装置。
加熱体上の抵抗の温度特性の異なった複数の抵抗の温度
特性が正の抵抗発熱体が積層構造をなしていることを特
徴とする加熱装置。
【0017】(4)上記(1)の加熱装置において、該
加熱体上の抵抗の温度特性の異なった複数の抵抗の温度
特性が正の抵抗発熱体が被加熱材進行方向に対して隣り
合った構造をしていることを特徴とする加熱装置。
加熱体上の抵抗の温度特性の異なった複数の抵抗の温度
特性が正の抵抗発熱体が被加熱材進行方向に対して隣り
合った構造をしていることを特徴とする加熱装置。
【0018】(5)上記(1)の加熱装置において、該
加熱体上の抵抗の温度特性の異なった複数の抵抗の温度
特性が正の抵抗発熱体への給電の切り換えを加熱装置内
の該加熱体以外の部材の温度を検知して行なうことを特
徴とする加熱装置。
加熱体上の抵抗の温度特性の異なった複数の抵抗の温度
特性が正の抵抗発熱体への給電の切り換えを加熱装置内
の該加熱体以外の部材の温度を検知して行なうことを特
徴とする加熱装置。
【0019】(6)上記(1)の加熱装置において、該
加熱体上の抵抗の温度特性の異なった複数の抵抗の温度
特性が正の発熱体への給電の切り換えを加熱装置内の該
加熱体以外の部材に設置した、温度上昇により絶縁もし
くは抵抗が上昇する特性を持つ部材により行なうことを
特徴とする加熱装置。
加熱体上の抵抗の温度特性の異なった複数の抵抗の温度
特性が正の発熱体への給電の切り換えを加熱装置内の該
加熱体以外の部材に設置した、温度上昇により絶縁もし
くは抵抗が上昇する特性を持つ部材により行なうことを
特徴とする加熱装置。
【0020】(7)加熱装置が、トナー像を支持した記
録材を加熱する画像加熱装置であることを特徴とする
(1)乃至(6)の何れかに記載の加熱装置。
録材を加熱する画像加熱装置であることを特徴とする
(1)乃至(6)の何れかに記載の加熱装置。
【0021】
【作用】即ち本発明は、フィルム加熱方式の加熱装置に
おいて、加熱体上の発熱体をPTC特性を持つ発熱体と
することにより、温調制御を簡便にすると共に、温度特
性の異なったPTC発熱体を加熱体上に複数設けること
により多段階温調を可能とするものである。つまり本発
明は自己温調タイプの発熱体の利点である制御の簡便さ
と、電力制御によるきめ細かい温調の両方の利点を有す
ることができる。
おいて、加熱体上の発熱体をPTC特性を持つ発熱体と
することにより、温調制御を簡便にすると共に、温度特
性の異なったPTC発熱体を加熱体上に複数設けること
により多段階温調を可能とするものである。つまり本発
明は自己温調タイプの発熱体の利点である制御の簡便さ
と、電力制御によるきめ細かい温調の両方の利点を有す
ることができる。
【0022】
〈実施例1〉(図1・図2) 図1は本発明の第1の実施例の加熱装置の概略構成を示
したものである。本例の加熱装置は特開平4−4407
5号公報等に開示のテンションレスタイプのフィルム加
熱方式の画像加熱定着装置である。
したものである。本例の加熱装置は特開平4−4407
5号公報等に開示のテンションレスタイプのフィルム加
熱方式の画像加熱定着装置である。
【0023】(1)装置の概略構成 1は樹脂製の横長ステーであり、後述するフィルム3の
内面ガイド部材と後述の加熱体としてのヒータ2の支持
体をかねる。
内面ガイド部材と後述の加熱体としてのヒータ2の支持
体をかねる。
【0024】3はエンドレスの耐熱性フィルムであり、
ヒータ2を含むステー1に外嵌させてある。このエンド
レスの耐熱性フィルム3の内周長と、ヒータ2を含むス
テー1の外周長はフィルム3の方を例えば3mm程度大
きくしてあり、従ってフィルム3はヒータ2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。
ヒータ2を含むステー1に外嵌させてある。このエンド
レスの耐熱性フィルム3の内周長と、ヒータ2を含むス
テー1の外周長はフィルム3の方を例えば3mm程度大
きくしてあり、従ってフィルム3はヒータ2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。
【0025】フィルム3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、その膜厚を総厚100
μm以下、好ましくは60μm以下20μm以上に設定
した、耐熱性・離型性・強度・耐久性等のある単層ある
いは複合層フィルムを使用できる。
スタート性を向上させるために、その膜厚を総厚100
μm以下、好ましくは60μm以下20μm以上に設定
した、耐熱性・離型性・強度・耐久性等のある単層ある
いは複合層フィルムを使用できる。
【0026】4はヒータ2との間でフィルム3を挟んで
定着ニップ部Nを形成し、フィルムを駆動する回転体と
しての加圧ローラ(圧接ローラ、バックアップローラ)
であり、中心軸5と、この中心軸5に外装したシリコン
ゴム等の離型性の良いゴム弾性体からなるローラ部6と
からなり、中心軸5の左右端部をそれぞれ不図示の左の
右軸受け部材に回転自由に軸受け支持させてある。
定着ニップ部Nを形成し、フィルムを駆動する回転体と
しての加圧ローラ(圧接ローラ、バックアップローラ)
であり、中心軸5と、この中心軸5に外装したシリコン
ゴム等の離型性の良いゴム弾性体からなるローラ部6と
からなり、中心軸5の左右端部をそれぞれ不図示の左の
右軸受け部材に回転自由に軸受け支持させてある。
【0027】加圧ローラ4の回転によりフィルム3がス
テー1の回りをヒータ2にその内周面が密着摺動しなが
ら回転する。ヒータ2は所定のタイミングで発熱体8に
対する通電がなされて所定の温度に発熱状態になる。
テー1の回りをヒータ2にその内周面が密着摺動しなが
ら回転する。ヒータ2は所定のタイミングで発熱体8に
対する通電がなされて所定の温度に発熱状態になる。
【0028】不図示の作像機構部から搬送されてきた未
定着のトナー画像Tを上面に担持した被加熱材としての
記録材Pはヒータ2と加圧ローラ4の定着ニップ部N
の、フィルム3と加圧ローラ4との間に進入してトナー
画像面がフィルム3の外面に密着してフィルム3と一緒
の重なり状態で定着ニップ部Nを通過していき、その通
過過程でヒータ2の熱をフィルム3を介して受けてトナ
ー画像Tの加熱定着処理がなされる。Aは被加熱材とし
ての記録材Pの進行方向である。
定着のトナー画像Tを上面に担持した被加熱材としての
記録材Pはヒータ2と加圧ローラ4の定着ニップ部N
の、フィルム3と加圧ローラ4との間に進入してトナー
画像面がフィルム3の外面に密着してフィルム3と一緒
の重なり状態で定着ニップ部Nを通過していき、その通
過過程でヒータ2の熱をフィルム3を介して受けてトナ
ー画像Tの加熱定着処理がなされる。Aは被加熱材とし
ての記録材Pの進行方向である。
【0029】(2)ヒータ2の構成 本実施例のヒータ2は、図2の(a)の拡大横断面模型
図、(b)の表面側の切欠き平面模型図に示すように、 a.フィルム3の移動方向に略直交する方向を長手とす
る、Al2O3 (アルミナ),AlN,SiC等の電気絶縁
性・耐熱性・低熱容量の細長の基板(セラミック基板)
7と、 b.この基板7の一方面側(表面側)の基板幅方向の略
中央部に基板長手に沿って帯状に基板7から相転移点温
度Tcの低い順に3層に積層形成した発熱源としての第
1・第2・第3のPTC発熱体8a・8b・8c(その
各PTC発熱体8a・8b・8cの相転移点Tcは夫々
160℃・170℃・180℃)と、 c.上記第1・第2・第3のPTC発熱体8a・8b・
8c間を絶縁するための絶縁層10と、 d.上記第1・第2・第3のPTC発熱体8a・8b・
8cに被加熱材Pの進行方向Aと同じ方向に給電するた
め各発熱体8a・8b・8cの長手に沿って形成され
た、共通電極9、及び第1・第2・第3の個別電極9a
・9b・9cと、 e.上記積層PTC発熱体の上に絶縁と発熱体の保護を
兼ねて形成した保護層としての約20〜60μmのガラ
ス層11からなる。
図、(b)の表面側の切欠き平面模型図に示すように、 a.フィルム3の移動方向に略直交する方向を長手とす
る、Al2O3 (アルミナ),AlN,SiC等の電気絶縁
性・耐熱性・低熱容量の細長の基板(セラミック基板)
7と、 b.この基板7の一方面側(表面側)の基板幅方向の略
中央部に基板長手に沿って帯状に基板7から相転移点温
度Tcの低い順に3層に積層形成した発熱源としての第
1・第2・第3のPTC発熱体8a・8b・8c(その
各PTC発熱体8a・8b・8cの相転移点Tcは夫々
160℃・170℃・180℃)と、 c.上記第1・第2・第3のPTC発熱体8a・8b・
8c間を絶縁するための絶縁層10と、 d.上記第1・第2・第3のPTC発熱体8a・8b・
8cに被加熱材Pの進行方向Aと同じ方向に給電するた
め各発熱体8a・8b・8cの長手に沿って形成され
た、共通電極9、及び第1・第2・第3の個別電極9a
・9b・9cと、 e.上記積層PTC発熱体の上に絶縁と発熱体の保護を
兼ねて形成した保護層としての約20〜60μmのガラ
ス層11からなる。
【0030】このヒータ2は、アルミナ製の基板7上
に、まず相転移温度Tcが160℃の第1のPTC発熱
体8aをスクリーン印刷等により形成した上に、厚さ5
〜20μmのガラスの絶縁層10を分割する側の個別電
極間を絶縁し、共通側の電極9を絶縁しないようにコー
ティングしてある。その上に相転移点Tc温度がそれぞ
れ170℃,180℃の第2と第3の2層のPTC発熱
体8b・8cを間に挟むように順次形成してある。さら
にその上に保護層のガラス層11をコーティングしてい
る。第1〜第3のそれぞれの発熱体8a・8b・8cの
電極は、この場合ヒータ2の一方(被加熱材進行方向上
流側)で共通化(共通電極9)してあり、他方において
それぞれ分割(個別電極9a・9b・9c)してある。
これらの電極9・9a・9b・9cを、共通電極9をヒ
ータ2の一方の端部まで伸ばし、他の分割された個別電
極9a・9b・9cは反対側の端部に伸ばし、ヒータ両
端部より給電する構成としてある。Sは電源、15はス
イッチング回路である。
に、まず相転移温度Tcが160℃の第1のPTC発熱
体8aをスクリーン印刷等により形成した上に、厚さ5
〜20μmのガラスの絶縁層10を分割する側の個別電
極間を絶縁し、共通側の電極9を絶縁しないようにコー
ティングしてある。その上に相転移点Tc温度がそれぞ
れ170℃,180℃の第2と第3の2層のPTC発熱
体8b・8cを間に挟むように順次形成してある。さら
にその上に保護層のガラス層11をコーティングしてい
る。第1〜第3のそれぞれの発熱体8a・8b・8cの
電極は、この場合ヒータ2の一方(被加熱材進行方向上
流側)で共通化(共通電極9)してあり、他方において
それぞれ分割(個別電極9a・9b・9c)してある。
これらの電極9・9a・9b・9cを、共通電極9をヒ
ータ2の一方の端部まで伸ばし、他の分割された個別電
極9a・9b・9cは反対側の端部に伸ばし、ヒータ両
端部より給電する構成としてある。Sは電源、15はス
イッチング回路である。
【0031】.このようなヒータ2を用いたフィルム
加熱方式の定着装置の場合、まず機械がしばらく使われ
ておらず装置全体が冷えている場合では、共通電極9と
相転移点Tcが180℃の第3のPTC発熱体8cの第
3の個別電極9cに給電し、第3のPTC発熱体8cを
発熱させて温調温度を180℃にする。
加熱方式の定着装置の場合、まず機械がしばらく使われ
ておらず装置全体が冷えている場合では、共通電極9と
相転移点Tcが180℃の第3のPTC発熱体8cの第
3の個別電極9cに給電し、第3のPTC発熱体8cを
発熱させて温調温度を180℃にする。
【0032】.次に連続加熱処理され、装置全体の特
に加圧ローラ4の温度が上昇して、加圧ローラ4側から
も被加熱材Pに熱が与えられるようになってくると、個
別電極を第3の個別電極9cから第2の個別電極9bに
切り換えて給電して第2のPTC発熱体8bを発熱させ
て温調温度を170℃に下げる。
に加圧ローラ4の温度が上昇して、加圧ローラ4側から
も被加熱材Pに熱が与えられるようになってくると、個
別電極を第3の個別電極9cから第2の個別電極9bに
切り換えて給電して第2のPTC発熱体8bを発熱させ
て温調温度を170℃に下げる。
【0033】.さらに加熱処理が続いて加圧ローラ4
側からの被加熱材Pに与える熱量が多くなると、個別電
極を第2の個別電極9bから第1の個別電極9aに切り
換えて給電して第1のPTC発熱体8bを発熱させて温
調温度を160℃まで下げる。
側からの被加熱材Pに与える熱量が多くなると、個別電
極を第2の個別電極9bから第1の個別電極9aに切り
換えて給電して第1のPTC発熱体8bを発熱させて温
調温度を160℃まで下げる。
【0034】このように装置の温度、特に加圧ローラ4
の温度により温調温度を順次変えていくことで、熱を足
りないときの定着不良と、過剰な熱が与えられた場合に
起こる高温オフセットの両方を解決できた。
の温度により温調温度を順次変えていくことで、熱を足
りないときの定着不良と、過剰な熱が与えられた場合に
起こる高温オフセットの両方を解決できた。
【0035】このとき温調温度を切り換えるタイミング
は加圧ローラ4に温度検知素子を設けその温度により切
り換えることが好ましいが、装置の簡略化・小型化等の
ために加熱処理した枚数・時間等により、加圧ローラ温
度を推定し切り換えることもできる。
は加圧ローラ4に温度検知素子を設けその温度により切
り換えることが好ましいが、装置の簡略化・小型化等の
ために加熱処理した枚数・時間等により、加圧ローラ温
度を推定し切り換えることもできる。
【0036】また立上り時の時間をさらに短縮するため
に、第1〜第3の3つの発熱体8a・8b・8cの全て
に同時に給電し立ち上げ時間の短縮化を図ることができ
る。
に、第1〜第3の3つの発熱体8a・8b・8cの全て
に同時に給電し立ち上げ時間の短縮化を図ることができ
る。
【0037】また本実施例のようにPTC特性の発熱体
に被加熱材Pの進行方向Aにて電流を流すことは小サイ
ズの被加熱材を連続処理したときに起こる非通紙部での
異常な昇温、いわゆる非通紙部昇温を防ぐことができ
る。
に被加熱材Pの進行方向Aにて電流を流すことは小サイ
ズの被加熱材を連続処理したときに起こる非通紙部での
異常な昇温、いわゆる非通紙部昇温を防ぐことができ
る。
【0038】〈実施例2〉(図3・図4) 本実施例のヒータ2は図3の拡大横断面模型図に示すよ
うに、 a.フィルム3の移動方向に略直交する方向を長手とす
る、Al2O3 (アルミナ),AlN,SiC等の電気絶縁
性・耐熱性・低熱容量の細長の基板(セラミック基板)
7と、 b.この基板7の一方面側(表面側)に基板長手に沿っ
て帯状にフィルム進行方向上流側から相転移点Tc温度
の低い順に3列に形成した発熱源としての第1・第2・
第3のPTC発熱体8d・8e・8f(その各PTC発
熱体8d・8e・8fの相転移点Tcは夫々155℃・
165℃・180℃)と、 c.上記第1・第2・第3のPTC発熱体8d・8e・
8fに被加熱材Pの進行方向Aと同じ方向に給電するた
め発熱体の長手に沿って形成された電極9・9d・9e
・9fと、 d.上記積層PTC発熱体の上に絶縁と発熱体の保護を
兼ねた保護層としての約20〜60μmのガラス層11
からなる。
うに、 a.フィルム3の移動方向に略直交する方向を長手とす
る、Al2O3 (アルミナ),AlN,SiC等の電気絶縁
性・耐熱性・低熱容量の細長の基板(セラミック基板)
7と、 b.この基板7の一方面側(表面側)に基板長手に沿っ
て帯状にフィルム進行方向上流側から相転移点Tc温度
の低い順に3列に形成した発熱源としての第1・第2・
第3のPTC発熱体8d・8e・8f(その各PTC発
熱体8d・8e・8fの相転移点Tcは夫々155℃・
165℃・180℃)と、 c.上記第1・第2・第3のPTC発熱体8d・8e・
8fに被加熱材Pの進行方向Aと同じ方向に給電するた
め発熱体の長手に沿って形成された電極9・9d・9e
・9fと、 d.上記積層PTC発熱体の上に絶縁と発熱体の保護を
兼ねた保護層としての約20〜60μmのガラス層11
からなる。
【0039】このヒータ2は、アルミナ製の基板7上の
加圧ローラ4との圧接により形成される定着ニップ部N
内に、記録材進行方向上流側から電極9、第1の発熱体
8d、電極9f、第2の発熱体8e、電極9e、第3の
発熱体8f、電極9fという順に並べて形成してある。
このとき各電極は、特に電極9d・9e・9fは発熱し
ない部分を小さくするため非常に狭く形成してある。
加圧ローラ4との圧接により形成される定着ニップ部N
内に、記録材進行方向上流側から電極9、第1の発熱体
8d、電極9f、第2の発熱体8e、電極9e、第3の
発熱体8f、電極9fという順に並べて形成してある。
このとき各電極は、特に電極9d・9e・9fは発熱し
ない部分を小さくするため非常に狭く形成してある。
【0040】.本実施例のヒータ2を用いたフィルム
加熱方式の定着装置の場合、まず機械がしばらく使われ
ておらず装置全体が冷えている場合では、電極9eと相
転移点Tcが180℃の第3のPTC発熱体8fに給電
する電極9fに給電して第3のPTC発熱体8fを発熱
させて温調温度を180℃にする。
加熱方式の定着装置の場合、まず機械がしばらく使われ
ておらず装置全体が冷えている場合では、電極9eと相
転移点Tcが180℃の第3のPTC発熱体8fに給電
する電極9fに給電して第3のPTC発熱体8fを発熱
させて温調温度を180℃にする。
【0041】.次に連続加熱処理され、装置全体の特
に加圧ローラ4の温度が上昇して、加圧ローラ4側から
も被加熱材Pに熱が与えられるようになってくると、電
極9eから電極9dに切り換える。電極9dは電極9f
との間で相転移点Tcが180℃の第3の発熱体8fと
相転移点Tcが165℃の第2の発熱体8eとを直列に
つなぐ電極であるが、このようにした場合、ヒータ2の
温度が165℃に達すると第2の発熱体8eの作用で電
極9と電極9e間にはほとんど電流が流れなくなり、第
3の発熱体8fではほとんど発熱しなくなり、ヒータ2
は結局低い方の第2の発熱体8eの相転移点Tcである
165℃で温調される。
に加圧ローラ4の温度が上昇して、加圧ローラ4側から
も被加熱材Pに熱が与えられるようになってくると、電
極9eから電極9dに切り換える。電極9dは電極9f
との間で相転移点Tcが180℃の第3の発熱体8fと
相転移点Tcが165℃の第2の発熱体8eとを直列に
つなぐ電極であるが、このようにした場合、ヒータ2の
温度が165℃に達すると第2の発熱体8eの作用で電
極9と電極9e間にはほとんど電流が流れなくなり、第
3の発熱体8fではほとんど発熱しなくなり、ヒータ2
は結局低い方の第2の発熱体8eの相転移点Tcである
165℃で温調される。
【0042】.さらに加熱処理が続いて加圧ローラ4
側からの被加熱材Pに与える熱量が多くなると、電極9
dから電極9に切り換えて温調温度を、第1のPTC発
熱体8dの相転移点Tcである155℃まで下げる。電
極9と電極9f間の通電により155℃に温調されるの
は、上記理由と同様である。
側からの被加熱材Pに与える熱量が多くなると、電極9
dから電極9に切り換えて温調温度を、第1のPTC発
熱体8dの相転移点Tcである155℃まで下げる。電
極9と電極9f間の通電により155℃に温調されるの
は、上記理由と同様である。
【0043】本実施例2のヒータ2を前記実施例1と同
様のフィルム加熱方式の定着装置に用いることにより、
実施例1と同様の効果を得ることができる上、第1〜第
3のそれぞれのPTC発熱体8d・8e・8fがフィル
ム3に近い位置つまり被加熱材に近い位置にあるため熱
伝導が早く、実施例1と比べて他の条件が等しい場合に
は温調温度を低く抑えることができる。
様のフィルム加熱方式の定着装置に用いることにより、
実施例1と同様の効果を得ることができる上、第1〜第
3のそれぞれのPTC発熱体8d・8e・8fがフィル
ム3に近い位置つまり被加熱材に近い位置にあるため熱
伝導が早く、実施例1と比べて他の条件が等しい場合に
は温調温度を低く抑えることができる。
【0044】ただし、本実施例では定着ニップN部を大
きくしないと複数の発熱体8d・8e・8fが並ばない
が、そういう場合には図4の(a)に示すように電極9
d・9eを斜めにすることで発熱体8d・8e・8f同
士を少しオーバーラップさせたり、図4の(b)に示す
ように熱伝導部材12を各発熱体8d・8e・8fと保
護層11の間に設けてやることで解決できる。
きくしないと複数の発熱体8d・8e・8fが並ばない
が、そういう場合には図4の(a)に示すように電極9
d・9eを斜めにすることで発熱体8d・8e・8f同
士を少しオーバーラップさせたり、図4の(b)に示す
ように熱伝導部材12を各発熱体8d・8e・8fと保
護層11の間に設けてやることで解決できる。
【0045】〈実施例3〉(図5) 本実施例では、前記実施例1と同様のヒータ2と、該ヒ
ータ2を用いた加熱装置について、第2と第3の発熱体
8b・8cの個別電極9bn・9cを図5に示すように
加圧ローラ4に当接させた2つの異なった作動温度を持
つサーモスタット13b・13cと接続させる。この2
つのサーモスタット13b・13cの作動温度はそれぞ
れ70℃と50℃であり、加圧ローラ4の略同じ位置で
加圧ローラ4に当接させてある。
ータ2を用いた加熱装置について、第2と第3の発熱体
8b・8cの個別電極9bn・9cを図5に示すように
加圧ローラ4に当接させた2つの異なった作動温度を持
つサーモスタット13b・13cと接続させる。この2
つのサーモスタット13b・13cの作動温度はそれぞ
れ70℃と50℃であり、加圧ローラ4の略同じ位置で
加圧ローラ4に当接させてある。
【0046】このようにそれぞれの発熱体8a・8b・
8cを電源Sに対して並列に、第2と第3の発熱体8b
・8cに対してはそれぞれサーモスタット13b・13
cを直列に接続する。
8cを電源Sに対して並列に、第2と第3の発熱体8b
・8cに対してはそれぞれサーモスタット13b・13
cを直列に接続する。
【0047】.まず機械がしばらく使われておらず装
置全体が冷えている場合では、共通電極9と第1〜第3
の全てのPTC発熱体8a・8b・8cの第1〜第3の
個別電極9a・9b・9cに給電され、結局その中で一
番温度の高い第3のPTC発熱体8cの温度180℃が
ヒータ2の見た目の温調温度になる。
置全体が冷えている場合では、共通電極9と第1〜第3
の全てのPTC発熱体8a・8b・8cの第1〜第3の
個別電極9a・9b・9cに給電され、結局その中で一
番温度の高い第3のPTC発熱体8cの温度180℃が
ヒータ2の見た目の温調温度になる。
【0048】.次に連続加熱処理され、装置全体の特
に加圧ローラ4の温度が上昇して50℃に達すると、サ
ーモスタット13cがオープン状態になり、第1と第2
の個別電極9a・9bに電力が供給される。この結果、
ここでも温度が高い第2のPTC発熱体8bの温度17
0℃がヒータ2の見た目の温調温度になる。
に加圧ローラ4の温度が上昇して50℃に達すると、サ
ーモスタット13cがオープン状態になり、第1と第2
の個別電極9a・9bに電力が供給される。この結果、
ここでも温度が高い第2のPTC発熱体8bの温度17
0℃がヒータ2の見た目の温調温度になる。
【0049】.さらに加熱処理が続いて加圧ローラ4
の温度が70℃に達するとサーモスタット13bがオー
プン状態になり、第1の個別電極9aにのみ給電され第
1のPTC発熱体8aの発熱でヒータ2の温調温度を1
60℃まで下げる。
の温度が70℃に達するとサーモスタット13bがオー
プン状態になり、第1の個別電極9aにのみ給電され第
1のPTC発熱体8aの発熱でヒータ2の温調温度を1
60℃まで下げる。
【0050】このように本実施例を用いると実施例1と
同様の効果が得られるうえ、装置の温度をサーモスタッ
ト13b・13cが検出し、各発熱体8a・8b・8c
の電極9a・9b・9cを切り換えるための切り換えの
制御が必要なくなり、装置としては加熱処理中かどうか
だけを判断し、給電か給電の停止かだけを行なえば良く
なる。
同様の効果が得られるうえ、装置の温度をサーモスタッ
ト13b・13cが検出し、各発熱体8a・8b・8c
の電極9a・9b・9cを切り換えるための切り換えの
制御が必要なくなり、装置としては加熱処理中かどうか
だけを判断し、給電か給電の停止かだけを行なえば良く
なる。
【0051】また上記サーモスタット13b・13cの
代わりにPTC特性の抵抗体を使用できることは言うま
でもない。
代わりにPTC特性の抵抗体を使用できることは言うま
でもない。
【0052】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、加熱体の発熱体としてPTC特性を有するものを利
用したフィルム加熱方式の加熱装置について、複数の相
転移温度の異なったPTC発熱体を加熱体に備えること
により、今まで難しいとされてきた低熱容量の加熱体を
用いた加熱装置の温度制御を簡便にできるうえ、装置の
温度による温調温度の切り換えも行なえるようになり、
どのような条件下でも被加熱材に最適な熱量を与えるこ
とができるようになった。
ば、加熱体の発熱体としてPTC特性を有するものを利
用したフィルム加熱方式の加熱装置について、複数の相
転移温度の異なったPTC発熱体を加熱体に備えること
により、今まで難しいとされてきた低熱容量の加熱体を
用いた加熱装置の温度制御を簡便にできるうえ、装置の
温度による温調温度の切り換えも行なえるようになり、
どのような条件下でも被加熱材に最適な熱量を与えるこ
とができるようになった。
【図1】 フィルム加熱方式の加熱装置の一例の概略構
成図
成図
【図2】 (a)は実施例1の加熱体(ヒータ)の拡大
横断面模型図(b)は切欠き平面模型図
横断面模型図(b)は切欠き平面模型図
【図3】 実施例2の装置の加熱体の拡大横断面模型図
【図4】 (a)・(b)は夫々加熱体の変形例の横断
面模型図
面模型図
【図5】 実施例3の装置の通電回路図
1 ステー 2 ヒータ 3 耐熱性フィルム 4 加圧ローラ 5 加圧ローラ中心軸 6 加圧ローラローラ部 7 ヒータ基板 8(a〜f) PTC発熱体 9(a〜f) 電極 10 絶縁層 11 ガラス層 12 熱伝導部材 13(b,c) サーモスタット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石山 竜典 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 (7)
- 【請求項1】 耐熱性フィルムの一面側に加熱体を、他
面側に被加熱材を密着させ、前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材に付与する加熱装置
において、該加熱体上に抵抗の温度特性が正であり、か
つ抵抗の温度特性の異なった抵抗発熱体を少なくとも2
種類以上形成してあることを特徴とする加熱装置。 - 【請求項2】 請求項1の加熱装置において、該加熱体
上の抵抗の温度特性が正であり、かつ抵抗の温度特性の
異なった複数の抵抗発熱体への電力供給を切り換えるこ
とを特徴とする加熱装置。 - 【請求項3】 請求項1の加熱装置において、該加熱体
上の抵抗の温度特性の異なった複数の抵抗の温度特性が
正の抵抗発熱体が積層構造をなしていることを特徴とす
る加熱装置。 - 【請求項4】 請求項1の加熱装置において、該加熱体
上の抵抗の温度特性の異なった複数の抵抗の温度特性が
正の抵抗発熱体が被加熱材進行方向に対して隣り合った
構造をしていることを特徴とする加熱装置。 - 【請求項5】 請求項1の加熱装置において、該加熱体
上の抵抗の温度特性の異なった複数の抵抗の温度特性が
正の抵抗発熱体への給電の切り換えを加熱装置内の該加
熱体以外の部材の温度を検知して行なうことを特徴とす
る加熱装置。 - 【請求項6】 請求項1の加熱装置において、該加熱体
上の抵抗の温度特性の異なった複数の抵抗の温度特性が
正の発熱体への給電の切り換えを加熱装置内の該加熱体
以外の部材に設置した、温度上昇により絶縁もしくは抵
抗が上昇する特性を持つ部材により行なうことを特徴と
する加熱装置。 - 【請求項7】 加熱装置が、トナー像を支持した記録材
を加熱する画像加熱装置であることを特徴とする請求項
1乃至同6の何れかに記載の加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35298293A JPH07199697A (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | 加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35298293A JPH07199697A (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | 加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07199697A true JPH07199697A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=18427773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35298293A Pending JPH07199697A (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | 加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07199697A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120155937A1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-06-21 | Douglas Campbell Hamilton | Fuser Heating Element for an Electrophotographic Imaging Device |
| US9551962B2 (en) | 2010-12-17 | 2017-01-24 | Lexmark International, Inc. | Hybrid heater with dual function heating capability |
-
1993
- 1993-12-29 JP JP35298293A patent/JPH07199697A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120155937A1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-06-21 | Douglas Campbell Hamilton | Fuser Heating Element for an Electrophotographic Imaging Device |
| EP2652557A4 (en) * | 2010-12-17 | 2014-05-21 | Lexmark Int Inc | HOT FUSED FIXING ELEMENT FOR AN ELECTROPHOTOGRAPHIC IMAGING APPARATUS |
| US9417572B2 (en) * | 2010-12-17 | 2016-08-16 | Lexmark International, Inc. | Fuser heating element for an electrophotographic imaging device |
| US9551962B2 (en) | 2010-12-17 | 2017-01-24 | Lexmark International, Inc. | Hybrid heater with dual function heating capability |
| US10025244B2 (en) | 2010-12-17 | 2018-07-17 | Lexmark International, Inc. | Circuit and method for a hybrid heater with dual function heating capability |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2000162909A (ja) | 像加熱装置及び画像形成装置 | |
| JPH04171473A (ja) | 定着装置 | |
| JP3275408B2 (ja) | 加熱体及び像加熱装置 | |
| JP2776101B2 (ja) | 加熱装置 | |
| JP2002246150A (ja) | 加熱体、加熱装置、及び画像形成装置 | |
| JP2019101251A (ja) | 像加熱装置 | |
| JPH06308854A (ja) | 加熱装置 | |
| JPH07199697A (ja) | 加熱装置 | |
| JPH07160132A (ja) | 加熱装置 | |
| JPH07199694A (ja) | 画像形成装置 | |
| JP3970044B2 (ja) | 加熱装置 | |
| JP3599353B2 (ja) | 加熱定着装置 | |
| JP3450637B2 (ja) | 加熱体及び加熱装置 | |
| JPH11194633A (ja) | 画像形成装置 | |
| JPH07199701A (ja) | 加熱装置 | |
| JPH0836323A (ja) | 画像形成装置 | |
| JP2751529B2 (ja) | 加熱装置 | |
| JP2003084592A (ja) | 加熱定着装置 | |
| JPH0582240A (ja) | 加熱装置 | |
| JP3624991B2 (ja) | 定着装置及び画像形成装置 | |
| JPH05100589A (ja) | 加熱装置 | |
| JPH06202507A (ja) | 加熱装置 | |
| JPH11305578A (ja) | 定着装置 | |
| JPH10142977A (ja) | 加熱装置及び画像形成装置 | |
| JPH07199693A (ja) | 加熱装置 |