JPH09237012A - 加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱体２と、該加熱体の温度を制御する手段
１９・２０と、加熱体と摺動するフィルム３と、該フィ
ルムを介して加熱体と相互圧接して加熱ニップ部Ｎを形
成する加圧部材４を有し、加熱ニップ部のフィルムと加
圧部材の間で被加熱材Ｐを挟持搬送してフィルムを介し
た加熱体からの熱により被加熱材を加熱する加熱装置に
ついて、無駄な電力の消費の防止と、加熱不良の発生の
防止が両立できるようにする。 【解決手段】 加熱ニップ部Ｎに被加熱材Ｐが挟持され
ていない場合の加熱体２の温度を、加熱ニップ部に被加
熱材が挟持されている場合の加熱体の温度よりも低く設
定し、かつ加熱ニップ部に被加熱材が挟持されていない
場合の加熱体の温度から加熱ニップ部に被加熱材が挟持
されている場合の加熱体の温度への切り替えのタイミン
グを装置のあたたまり具合に応じて変えること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性フィルムの
一方面側を加熱し、他方面側に被加熱材を密着させて、
該耐熱性フィルムを介して被加熱材に熱エネルギーを付
与する構成のフィルム加熱方式の加熱装置、及び該加熱
装置を画像加熱装置として具備した画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、複写機・プリンター・フ
ァクシミリ・マイクロフィルムリーダプリンター等の画
像形成装置において、電子写真・静電記録・磁気記録等
の適宜の画像形成プロセス手段により加熱溶融性の樹脂
等よりなるトナーを用いて記録材（転写材・感光紙・静
電記録紙等）の面に転写方式あるいは直接方式で形成担
持させた未定着トナー画像を記録材面に加熱定着等する
ための記録材の加熱装置（画像加熱装置、定着装置）と
しては、所定の温度に維持された加熱ローラーと、弾性
層を有して前記加熱ローラーに圧接する加圧ローラーに
よって記録材を挟持搬送しつつ加熱する熱ローラー方式
が多用されている。

【０００３】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、また実用されている。

【０００４】最近では、固定支持された加熱体と、該加
熱体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加熱体と相互圧接し
て加熱ニップ部（定着ニップ部）を形成する加圧部材を
有し、加熱ニップ部の耐熱性フィルムと加圧部材の間で
被加熱材としての記録材を挟持搬送させて耐熱性フィル
ムを介した加熱体からの熱により記録面材に形成担持さ
れている未定着画像（トナー像）を記録面材に加熱定着
させるフィルム加熱方式の加熱装置が考案・実用されて
いる。

【０００５】このようなフィルム加熱方式の加熱装置に
おいては、加熱体として低熱容量加熱体を用いることが
できる。このため、従来の熱ローラー方式等の加熱装置
に比べて省電力化及びウェイトタイム短縮化（クイック
スタート）が可能になる。またフィルム加熱方式の加熱
装置は、加熱体として低熱容量加熱体を用いることがで
きるため、加熱体の温度を変えると加熱体が消費する電
力も応答性良く変化する。

【０００６】従って、加熱ニップ部をトナー像を担持し
た記録材が通過していない時（紙間）には、加熱ニップ
部を記録材が通過している時（通紙時）よりも加熱体の
温度を低くすることにより、その特長である省電力性を
より生かすことができる。

【０００７】しかし、加熱体の温度を紙間温度から通紙
時温度に上げるとき、瞬時には上がらない。そこで、加
熱体の温度を紙間温度から通紙時温度に上げるまでに必
要な最大の時間を測定等により予め設定しておき、記録
材の先端が加熱ニップ部に突入する時には加熱体の温度
が紙間温度から通紙時温度に上がっているようなタイミ
ングで、加熱体の温度を紙間温度から通紙時温度に切り
替えている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、加熱体
の温度を紙間温度から通紙時温度に上げるのに必要な時
間は一定ではない。例えば加熱装置のあたたまり具合
や、加熱体の最大発熱量（加熱体に印加される電源電
圧）等により変化する。

【０００９】加熱体の温度を紙間温度から通紙時温度に
上げるのに一番時間がかかるのは、装置が冷えていてか
つ電源電圧が低い場合であるが、このときの時間を設定
値にすると、装置があたたまっている場合や電源電圧が
高い場合、あるいは装置があたたまっていてかつ電源電
圧が高い場合に、記録材が加熱ニップ部を通過していな
いときに加熱体の温度が通紙時温度になっている割合が
増えるため、無駄な電力を消費してしまう。

【００１０】また逆に、加熱体の温度を紙間温度から通
紙時温度に最も短時間で上げることができるのは、装置
があたたまっていてかつ電源電圧が高い場合であるが、
このときの時間を設定値にすると、装置が冷えている場
合や電源電圧が低い場合、あるいは装置が冷えていてか
つ電源電圧が低い場合に、記録材の先端が加熱ニップ部
に突入した時に、加熱体の温度が紙間温度から通紙時温
度まで上がっておらず、定着不良を生じてしまう。

【００１１】本発明は、フィルム加熱方式の加熱装置、
及び該加熱装置を画像加熱装置として備える画像形成装
置において、加熱装置について無駄な電力の消費の防止
と、加熱不良（定着不良）の発生の防止が両立できるよ
うにすること等を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする加熱装置及び画像形成装置である。

【００１３】（１）少なくとも、加熱体と、該加熱体の
温度を制御する手段と、前記加熱体と摺動する耐熱性フ
ィルムと、該耐熱性フィルムを介して前記加熱体と相互
圧接して加熱ニップ部を形成する加圧部材を有し、加熱
ニップ部の耐熱性フィルムと加圧部材の間で被加熱材を
挟持搬送して耐熱性フィルムを介した加熱体からの熱に
より被加熱材を加熱する加熱装置において、加熱ニップ
部に被加熱材が挟持されていない場合の加熱体の温度
を、加熱ニップ部に被加熱材が挟持されている場合の加
熱体の温度よりも低く設定し、かつ加熱ニップ部に被加
熱材が挟持されていない場合の加熱体の温度から加熱ニ
ップ部に被加熱材が挟持されている場合の加熱体の温度
への切り替えのタイミングを装置のあたたまり具合に応
じて変えることを特徴とする加熱装置。

【００１４】（２）少なくとも、加熱体と、該加熱体の
温度を制御する手段と、前記加熱体と摺動する耐熱性フ
ィルムと、該耐熱性フィルムを介して前記加熱体と相互
圧接して加熱ニップ部を形成する加圧部材を有し、加熱
ニップ部の耐熱性フィルムと加圧部材の間で被加熱材を
挟持搬送して耐熱性フィルムを介した加熱体からの熱に
より被加熱材を加熱する加熱装置において、加熱ニップ
部に被加熱材が挟持されていない場合の加熱体の温度
を、加熱ニップ部に被加熱材が挟持されている場合の加
熱体の温度よりも低く設定し、かつ加熱ニップ部に被加
熱材が挟持されていない場合の加熱体の温度から加熱ニ
ップ部に被加熱材が挟持されている場合の加熱体の温度
へ切り替えるタイミングと、加熱ニップ部に被加熱材の
先端が突入するタイミングとの時間差を、装置があたた
まるにつれて短くすることを特徴とする加熱装置。

【００１５】（３）少なくとも、加熱体と、該加熱体の
温度を制御する手段と、前記加熱体と摺動する耐熱性フ
ィルムと、該耐熱性フィルムを介して前記加熱体と相互
圧接して加熱ニップ部を形成する加圧部材を有し、加熱
ニップ部の耐熱性フィルムと加圧部材の間で被加熱材を
挟持搬送して耐熱性フィルムを介した加熱体からの熱に
より被加熱材を加熱する加熱装置において、加熱ニップ
部に被加熱材が挟持されていない場合の加熱体の温度
を、加熱ニップ部に被加熱材が挟持されている場合の加
熱体の温度よりも低く設定し、かつ加熱ニップ部に被加
熱材が挟持されていない場合の加熱体の温度から加熱ニ
ップ部に被加熱材が挟持されている場合の加熱体の温度
への切り替えのタイミングを、前記加熱体に印加される
電源電圧に応じて変えることを特徴とする加熱装置。

【００１６】（４）少なくとも、加熱体と、該加熱体の
温度を制御する手段と、前記加熱体と摺動する耐熱性フ
ィルムと、該耐熱性フィルムを介して前記加熱体と相互
圧接して加熱ニップ部を形成する加圧部材を有し、加熱
ニップ部の耐熱性フィルムと加圧部材の間で被加熱材を
挟持搬送して耐熱性フィルムを介した加熱体からの熱に
より被加熱材を加熱する加熱装置において、加熱ニップ
部に被加熱材が挟持されていない場合の加熱体の温度
を、加熱ニップ部に被加熱材が挟持されている場合の加
熱体の温度よりも低く設定し、かつ加熱ニップ部に被加
熱材が挟持されていない場合の加熱体の温度から加熱ニ
ップ部に被加熱材が挟持されている場合の加熱体の温度
へ切り替えるタイミングと、加熱ニップ部に被加熱材の
先端が突入するタイミングとの時間差を、前記加熱体に
印加される電源電圧が高いほど短くすることを特徴とす
る加熱装置。

【００１７】（５）耐熱性フィルムが回転移動するエン
ドレスフィルムもしくは走行移動する有端フィルムであ
ることを特徴とする（１）ないし（４）の何れか１つに
記載の加熱装置。

【００１８】（６）加圧部材が回転体であることを特徴
とする（１）ないし（５）の何れか１つに記載の加熱装
置。

【００１９】（７）加圧部材が回転体であり、該回転体
が回転駆動され、該回転体の回転力により耐熱性フィル
ムが加熱体に密着摺動しつつ回転移動もしくは走行移動
されることを特徴とする（１）ないし（５）の何れか１
つに記載の加熱装置。

【００２０】（８）耐熱性フィルムがエンドレスフィル
ムであり、該フィルムの周長の一部は常にテンションフ
リーで加圧部材としての加圧回転体の回転駆動力で回転
移動されることを特徴とする（１）ないし（５）の何れ
か１つに記載の加熱装置。

【００２１】（９）加圧回転体がローラーであることを
特徴とする（６）ないし（８）の何れか１つに記載の加
熱装置。

【００２２】（１０）被加熱材が未定着画像を形成担持
させた記録材であり、該記録材面に未定着画像を加熱定
着させる画像加熱装置であることを特徴とする（１）な
いし（９）の何れか１つに記載の加熱装置。

【００２３】（１１）前記（１）ないし（１０）の何れ
か１つに記載の加熱装置を、記録材に未定着画像を加熱
定着させる画像加熱装置として備えることを特徴とする
画像形成装置。

【００２４】〈作 用〉即ち、加熱ニップ部に被加熱材
が挟持されていない場合の加熱体の温度（紙間温度）
を、加熱ニップ部に被加熱材が挟持されている場合の加
熱体の温度（通紙時温度）よりも低く設定し、かつ紙間
温度から通紙時温度への切り替えのタイミングを装置の
あたたまり具合に応じて変えることで、加熱体の温度が
紙間温度から通紙時温度まで上昇し終わってから、次の
被加熱材の先端が加熱ニップ部に突入するまでの時間を
必要最小限とすることができて、無駄な電力の消費の防
止と、加熱不良（定着不良）の発生の防止が両立でき
る。そして余分な発熱が抑えられることで、被加熱材の
加熱に不必要な部分の昇温や熱による劣化をも抑制でき
る。

【００２５】また、紙間温度から通紙時温度への切り替
えのタイミングと、加熱ニップ部に被加熱材の先端が突
入するタイミングとの時間差を装置があたたまるにつれ
て短くする制御構成、紙間温度から通紙時温度への切り
替えのタイミングを、加熱体に印加される電源電圧に応
じて変える制御構成、紙間温度から通紙時温度への切り
替えのタイミングと、加熱ニップ部に被加熱材の先端が
突入するタイミングとの時間差を、加熱体に印加される
電源電圧が高いほど短くする制御構成、とすることによ
っても、加熱体温度を紙間温度から通紙時温度に切り替
えるタイミングをより正確に制御することができ、また
電源電圧の変動にかかわらず、加熱体の温度が紙間温度
から通紙時温度まで上昇し終わってから、次の被加熱材
の先端が加熱ニップ部に突入するまでの時間を必要最小
限とすることができて、前記と同じく無駄な電力の消費
の防止と、加熱不良（定着不良）の発生の防止が両立で
きる。そして余分な発熱が抑えられることで、被加熱材
の加熱に不必要な部分の昇温や熱による劣化をも抑制で
きる。

【００２６】

【発明の実施の形態】

〈第１の実施形態〉（図１〜図３） （１）加熱装置例の機構構成 図１は本発明に従う加熱装置としての画像加熱装置Ａの
一例の横断面模型図である。本例の装置は特開平４−４
４０７５〜４４０８３号公報、同４−２０４９８０〜２
０４９８４号公報等に開示の所謂テンションレスタイプ
のフィルム加熱方式の装置である。

【００２７】即ち、耐熱性フィルム３として円筒状（エ
ンドレス）のものを用い、該フィルムの周長の少なくと
も一部はテンションフリー（テンションが加わらない状
態）とし、該フィルム１を加圧回転体としての加圧ロー
ラー４の回転駆動力で回転駆動するようにしたものであ
る。

【００２８】１は横断面略半円弧状樋型の剛性・断熱性
を有するフィルム内面ガイドステーであり、このステー
の外側下面に長手に沿って形成した溝内に低熱容量の加
熱体２（以下、ヒーターと記す）を嵌入して固定支持さ
せてある。

【００２９】円筒状フィルム３はこのヒーター２を含む
ステー１に外嵌させてある。この円筒状フィルム３の内
周長と、ヒーター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１はヒーター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。

【００３０】加圧回転体としての加圧ローラー４は、芯
金５と、シリコーンゴム等の離型性の良い耐熱ゴム層６
からなり、不図示の軸受手段・付勢手段により所定の押
圧力をもってフィルム３を挟ませてヒーター２と相互圧
接させて配設してある。Ｎはその圧接ニップ部（加熱ニ
ップ部・定着ニップ部）である。そして該加圧ローラー
４は駆動手段Ｍにより不図示の動力伝達系を介して回転
駆動力が伝達されて矢示の反時計方向に回転駆動され
る。

【００３１】この加圧ローラー４の回転駆動による該ロ
ーラー４とフィルム外面との摩擦力でフィルム３に直接
的に回転力が作用し（記録材Ｐが加熱ニップ部Ｎに導入
されたときは該記録材Ｐを介してフィルム３に回転力が
間接的に作用）、該フィルム３がヒーター２の面に圧接
摺動しつつ矢示の時計方向ａに回転駆動される。フィル
ム内面ガイドステー１はフィルム３の回転を容易にする
ものである。またフィルム３の内面とヒーター２の面と
の摺動抵抗を低減するために両者の間に耐熱性グリス等
の潤滑剤を少量介在させるのがよい。

【００３２】而して、加圧ローラー４の回転駆動により
円筒状フィルム３が回転し、ヒーター２が所定の通紙時
温度に立ち上がった状態において、加熱ニップ部Ｎのフ
ィルム３と加圧ローラー４との間に、被加熱材として
の、未定着トナー画像Ｔを形成担持させた記録材Ｐが導
入されてフィルム３と一緒に加熱ニップ部Ｎを挟持搬送
されることにより、加熱ニップ部Ｎにおいてヒーター２
の熱がフィルム３を介して記録材Ｐに付与され、記録材
Ｐ上の未定着トナー画像Ｔが記録材Ｐ面に加熱定着され
るものである。加熱ニップ部Ｎを通った記録材Ｐはフィ
ルム３の面から分離されて排出搬送される。

【００３３】本例のテンションレスタイプのフィルム加
熱方式の装置は、フィルム回転駆動状態時に加熱ニップ
部Ｎとこの加熱ニップ部Ｎよりもフィルム回転方向上流
側のフィルム内面ガイドステー外面部分とフィルムとの
接触部領域のフィルム部分のみにテンションが作用し、
残余の大部分のフィルム部分にはテンションが作用しな
い。

【００３４】そのため、フィルム回転駆動状態時におけ
るフィルム３のステー長手に沿う寄り移動力が小さく、
フィルムの寄り移動規制手段ないしはフィルム寄り制御
手段を簡単化することができる。例えばフィルムの寄り
移動規制手段としてはフィルム端部を受け止めるフラン
ジ部材のような簡単なものにすることができ、フィルム
寄り制御手段は省略して装置のコストダウンや小型化を
図ることができる。

【００３５】（２）フィルム３ 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１００μｍ以下、好ま
しくは５０μｍ以下２０μｍ以上に形成し、材質として
はＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰの単層、あるいはポリイミ
ド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、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。本実施
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。

【００３６】（３）加熱体２ 本実施例における加熱体２は所謂セラミックヒーターで
ある。図２の（ａ）はその拡大横断面模型図、（ｂ）は
途中部省略・一部切欠き平面模型図である。

【００３７】該ヒーター２は、加熱ニップ部Ｎにおける
耐熱性フィルム１もしくは被加熱材としての記録材Ｐの
搬送方向ａに対して直角方向を長手とする、例えば幅１
０ｍｍ・厚さ１ｍｍの細長の耐熱性・絶縁性・良熱伝導
性のアルミナ等のヒーター基板７、該基板７の表面側の
短手方向中央部に基板長手に沿って、例えば、Ａｇ／Ｐ
ｄ（銀パラジウム）等の電気抵抗材料を厚み約１０μｍ
・幅１〜３ｍｍにスクリーン印刷等により塗工して形成
具備させた抵抗発熱体８、該抵抗発熱体８の長手両端部
の給電電極８ａ・８ａ、抵抗発熱体８を形成したヒータ
ー表面を被覆させたガラスやフッ素樹脂等の保護層９、
ヒーター基板裏面側に具備させた温度検知手段としての
サーミスター１９等からなる、全体に低熱容量の線状加
熱体である。

【００３８】このヒーター２を、抵抗発熱体７を形成具
備させた表面側を下向きにして、フィルム内面ガイドス
テー１の外側下面に長手に沿って形成した溝内に嵌入
し、必要に応じて耐熱性接着剤を用いて固定支持させて
ある。

【００３９】ヒーター２は、抵抗発熱体８の両端部電極
８ａ・８ａに対する給電により該抵抗発熱体８が長手全
長にわたって発熱することで迅速昇温する。そのヒータ
ー温度が温度検知手段たるサーミスター１９で検知さ
れ、該サーミスター１９の出力をＡ／Ｄ変換して温度制
御手段たる制御回路（ＣＰＵ）２０に取り込み、その情
報をもとにトライアック（図示せず）によりヒーター２
の抵抗発熱体８に通電するＡＣ電圧を、位相、波数制御
等により所望の値とすることで、ヒーター２の温度が所
定の温度に維持されるように温度制御される。

【００４０】即ち、サーミスター１９の検知温度が所定
の設定温度より低いとヒーター２が昇温するように、ま
た高い場合はヒーター２が降温するようにヒーター２の
抵抗発熱体８への通電を制御することでヒーター２の温
度を定着時に一定に保つように温調する。

【００４１】このように、本実施例における加熱装置Ａ
は、複写機、プリンター等の画像形成装置の定着装置と
して用いることができ、画像形成装置のメインスイッチ
がオンされた後に、プリント指令を持ってヒーター２の
通電発熱体８への通電を開始し、プリント指令を待つス
タンバイ時は通電を停止するようになっている。

【００４２】（４）紙間温度から通紙時温度への切り替
えタイミング制御 ところで、本実施例のようなフィルム加熱方式の加熱装
置では、その特徴である省電力性を最大限に生かすため
に記録材Ｐが加熱ニップ部Ｎを通過している時のみヒー
ター２を所定温度（通紙時温度）に温調することが好ま
しい。

【００４３】一方、記録材Ｐが加熱ニップ部Ｎを通過し
ていない時にはヒーター２の抵抗発熱体８への通電（以
下、ヒーター２への通電と記す）を止めることが望まし
いが、ヒーター２への通電を止めると、装置の温度が急
激に下がってしまい、次の記録材Ｐが加熱ニップ部Ｎに
突入するまでにヒーター２の温度を通紙時温度に戻すこ
とが困難になるおそれがある。

【００４４】そのため、本実施例では連続プリント時、
記録材Ｐが加熱ニップ部Ｎを通過していない時には、ヒ
ーター２を通紙時温度より低く、かつ短時間で通紙時温
度まで上げられる状態（紙間温度で温調する）にしてお
く方法を用いた。尚、本例では連続プリント時、装置か
らの記録材排出間隔（ニップへの通紙間隔）は一定であ
る。

【００４５】この方法は特開平５−２８１８６６号公報
に開示されている。しかしながら、ヒーター２の温度を
紙間温度から通紙時温度に戻すのに必要な時間は一定で
はない。ヒーター２の温度を紙間温度から通紙時温度に
戻すタイミングが早すぎると、フィルム加熱方式の特徴
である省電力性を損なうし、遅すぎるとヒーター２の温
度が通紙時温度まで上がる前に記録材Ｐが加熱ニップ部
Ｎに突入してしまい、記録材Ｐ上に担持された未定着ト
ナー画像Ｔを記録材Ｐ上に定着するのに必要な熱エネル
ギーが不足し、定着不良を起こしてしまう。

【００４６】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、装置のあたたまり具合が異なることにより、ヒータ
ー２の温度が紙間温度から通紙時温度へ上昇するのに要
する時間が異なる場合において、定着不良が発生せず、
かつ無駄な電力を消費しない加熱装置を提供するもので
ある。

【００４７】表１は本実施例で、ヒーター２の温度を紙
間温度（１４５℃）から通紙時温度（１７０℃）に上げ
るのに要する時間を、プリント開始時からの記録材の通
紙枚数別にまとめたものである。というのは、フィルム
加熱方式の加熱装置では、スタンバイ時においては装置
が冷えた状態にあり、プリント枚数を重ねてゆくに従
い、装置があたたまってゆくと考えられるからである。
装置があたたまっている時よりも冷えている時の方がヒ
ーター２を紙間温度から通紙時温度に上昇するのにかか
る時間が長い。この様子を図３に示す。

【００４８】

【表１】 さて、表１に示した如く、ヒーター２の温度を紙間温度
から通紙時温度に上げるために必要な時間は、プリント
開始からの記録材Ｐの枚数によって大きく変化する。例
えば、１枚目の後の紙間でヒーター２を紙間温度で温調
している時に、２枚目の記録材Ｐを定着させるために、
ヒーター２の温度を通紙時温度まで上げるのには４．５
ｓｅｃを要するのに対し、装置が十分あたたまっている
２５枚目以降では、ヒーター２の温度を紙間温度から通
紙時温度まで上げるのに要する時間は１ｓｅｃ以下であ
る。通紙枚数を考慮しない場合、ヒーター２の温度を紙
間温度から通紙時温度に切り替えるタイミングは、次の
記録材Ｐの先端が加熱ニップ部の突入する４．５秒以上
前に設定しなければ定着不良を生じるおそれがある。

【００４９】しかし、この設定は装置が冷えている時に
はヒーター２の温度が紙間温度から通紙時温度に上昇し
終わった直後に次の記録材Ｐの先端が加熱ニップ部Ｎに
突入することになるために適切であるが、装置があたた
まっている時には、ヒーター２の温度が紙間温度から通
紙時温度に上昇し終わったのち３秒以上たってから次の
記録材Ｐの先端が加熱ニップ部Ｎに突入することとな
り、無駄な電力を消費してしまう。

【００５０】本実施例では、表１のようなテーブルを制
御回路２０に設定し、このテーブルに基づいて、プリン
ト開始時からの記録材Ｐの枚数を考慮してヒーター２の
温度を紙環温度から通紙次温度に切り替えるタイミン
グ、即ち、通電パワーを大きくするタイミングを変化さ
せており、これにより本実施例の場合には、ヒーター２
の温度が紙間温度から通紙時温度まで上昇し終わってか
ら、次の記録材Ｐの先端が加熱ニップ部Ｎに突入するま
での時間を必要最小限とすることができる。つまり、ヒ
ーターへの余分な通電を削除できる。

【００５１】〈第２の実施形態例〉ヒーター２の温度を
紙間温度から通紙時温度まで上げるのに要する時間は、
連続プリント時の１枚目のプリント開始時の装置のあた
たまり具合（初期温度）にも依存する。従って、初期温
度を考慮してヒーター２の温度を紙間温度から通紙時温
度に切り替えるタイミングを設定することにより、ヒー
ター２の温度制御をより精度良く行うことができる。

【００５２】表２は、初期温度及びプリント開始時から
の記録材Ｐの通紙枚数に対して、ヒーター２の温度を、
記録材Ｐの加熱ニップ部Ｎへの突入の何秒前に紙間温度
から通紙時温度に切り替えれば良いかを示している。

【００５３】

【表２】 ヒーター２の初期温度が６〜１０℃で、かつ連続プリン
ト開始後１枚目の後に紙間温度から通紙時温度に上昇す
るまでにかかる時間は９ｓｅｃであり、一方、初期温度
が３６℃以上の場合には同じ１枚目の後に紙間温度から
通紙時温度に上昇するまでにかかる時間は２．５ｓｅｃ
であり、６．５ｓｅｃの開きがある。

【００５４】しかし、初期温度を考慮してヒーター２の
温度を紙間温度から通紙温度に切り替えるタイミングを
設定することにより、装置のあたたまり具合にかかわら
ず、ヒーター２の温度が通紙時温度に達してから、次の
記録材Ｐが加熱ニップ部Ｎに突入するまでの時間をより
短時間にすることが可能となる。

【００５５】〈第３の実施形態例〉（図４） 装置のあたたまり具合を検知する手段として、ヒーター
２の特性（低熱容量なので通電ＯＦＦすると急激に温度
が下がる）を利用して、ヒータ−２を紙間温度で温調し
ている時に、短時間ヒーター２への通電を止め、その間
の温度降下量を用いることにより、装置のあたたまり具
合を正確に検出できる。

【００５６】図４はヒーター２を紙間温度で温調してい
る時に、ヒーター２への通電を０．５ｓｅｃ止めた場合
のヒーター２の温度変化を示している。装置があたたま
っている時よりも装置が冷えている時の方がヒーター２
への通電を止めている０．５ｓｅｃ間の温度降下量が大
きい。

【００５７】本実施例における温度降下量とヒーター２
の温度を紙間温度から通紙時温度に上げるのに必要な時
間の対応表を表３に示す。

【００５８】

【表３】 この方法によれば装置のあたたまり具合をより正確に検
出できるため、第１及び第２の実施形態例においてヒー
ター２の温度を紙間温度から通紙時温度に切り替えるタ
イミングをより正確に制御することができ、無駄な電力
の消費や定着不良も起こりにくい。

【００５９】〈第４の実施形態例〉ヒーター２の温度を
紙間温度から通紙時温度に上昇させるのに要する時間
は、ヒーター２に印加する電源電圧の変動によっても異
なる。何故ならば、ヒーター２の発熱量は、電圧を印加
して発熱させる抵抗発熱体８の抵抗値が一定のとき、電
源電圧の自乗に比例するためである。

【００６０】表３は、雰囲気温度２３℃における、連続
プリント開始後の記録材Ｐの通紙枚数と、ヒーター２の
温度を紙間温度から通紙時温度に上昇させるのに必要な
時間を、ヒーター２（＝ヒーター２の抵抗発熱体８）に
印加する電源電圧によって整理し、表にしたものであ
る。

【００６１】

【表４】 表４からわかるように、ヒーター２に印加する電源電圧
により、ヒーター２の温度を紙間温度から通紙時温度に
上げるのに必要な時間は大きく異なる。従って、本実施
例の如く、ヒーター２に印加する電源電圧によってヒー
ター２の温度を紙間温度から通紙時温度に切り替えるタ
イミングを変えることにより、無駄な電力の消費や定着
不良も起こりにくい制御方法を提供できる。

【００６２】尚、電源電圧の検知方法としては、電源電
圧の検知回路を別途設ける方法、あるいはヒーター２に
通電した時のヒーター２の温度変化の割合を観測して電
源電圧を推定する方法等がある。後者の場合、ヒーター
２に通電した時の温度上昇が急激であるほどヒーター２
に印加された電源電圧が高いと推定できる。

【００６３】図５は例えば前述した第１の実施形態例に
示したような本発明に従うフィルム加熱方式の加熱装置
を画像加熱装置（定着装置）Ａとして組み込んだ画像形
成装置の一例の概略構成を示している。

【００６４】本実施例の画像形成装置は、原稿台往復動
型・回転ドラム型・転写式・プロセスカートリッジ脱着
方式の電子写真複写装置である。

【００６５】１００は装置本体、１０１はその装置本体
の上面板１０２上に配設したガラス板等の透明板部材よ
りなる往復動型の原稿載置台であり、本体上面板１０２
上を図面上右方ｘ、左方ｙに夫々所定の速度で往復移動
駆動される。

【００６６】Ｇは原稿であり、複写すべき画像面側を下
向きにして原稿載置台１０１の上面に所定の載置基準に
従って載置し、その上に原稿圧着板１０３をかぶせて押
さえ込むことによりセットされる。

【００６７】１０４は本体上面板１０２面に原稿載置台
１０１の往復移動方向とは直角の方向（紙面に垂直の方
向）を長手として開口された原稿照明部としてのスリッ
ト開口部である。

【００６８】原稿載置台１０１上に載置セットした原稿
Ｇの下向き画像面は原稿載置台１０１の右方ｘへの往動
移動過程で右辺側から左辺側にかけて順次にスリット開
口部１０４の位置を通過していき、その通過過程でラン
プ１０５の光Ｌをスリット開口部１０４、透明な原稿載
置台１０１を通して受けて照明走査され、その照明捜査
光の原稿面反射光が結像素子アレイ１０６によって感光
ドラム１０７面に結像露光される。

【００６９】感光ドラム１０７は例えば酸化亜鉛感光層
・有機半導体感光層等の感光層が被覆処理され、中心支
軸１０８を中心に所定の周速度で矢示ｂの時計方向に回
転駆動され、その回転過程で帯電器１０９により正極性
又は負極性の一様な帯電処理を受け、その一様帯電面に
前記の原稿画像の結像露光（スリット露光）を受けるこ
とにより感光ドラム１０７面には結像露光した原稿画像
に対応した静電潜像が順次に形成されてゆく。

【００７０】この静電潜像は現像器１１０により加熱で
軟化溶融する樹脂等よりなるトナーにて順次に顕像化さ
れ、該顕像たるトナー画像が転写部としての転写放電器
１１１の配設部位へ移行していく。

【００７１】Ｓは記録材としての転写シートＰを積載収
納したカセットであり、該カセット内のシートが給送ロ
ーラ１１２の回転により１枚宛繰り出し給送され、次い
でレジストローラ１１３により、ドラム１０７上のトナ
ー画像形成部の先端が転写放電器１１１の部位に到達し
たとき転写材シートＰの先端も転写放電器１１１と感光
ドラム１０７との間位置にちょうど到達して両者一致す
るようにタイミング取りされて同期給送される。

【００７２】そしてその給送シートの面に対して転写放
電器１１１により感光ドラム１０７側のトナー画像が順
次転写されていく。

【００７３】転写部でトナー画像転写を受けたシートは
不図示の分離手段で感光ドラム１０７面から順次に分離
されて搬送装置１１４によって前述の定着装置Ａに導か
れて担持している未定着トナー画像の加熱定着を受け、
画像形成物（コピー）として排出ローラ１１６を通って
機外の排紙トレイ１１７上に排出される。

【００７４】画像転写後の感光ドラム１０７の面はクリ
ーニング装置１１８により転写残りトナー等の付着汚染
物の除去を受けて繰り返して画像形成に使用される。

【００７５】ＰＣは装置本体１００内のカートリッジ脱
着部１２０に脱着されるプロセスカートリッジであり、
本例の場合は、像担持体としての感光ドラム１０７、帯
電器１０９、現像器１１０、クリーニング装置１１８の
４つのプロセス機器を包含させて一括して装置本体１０
０に対して脱着交換自在としてある。

【００７６】なお、第１〜第４の実施形態例のいずれ
か、またはそれらの任意の組み合わせによる加熱装置を
画像形成装置の画像加熱装置Ａに適用しても同様の効果
が得られることは言うまでもない。

【００７７】図６の（ａ）・（ｂ）・（ｃ）はフィルム
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。

【００７８】（ａ）のものは、第１のフィルム懸回ロー
ラー３１と、第２のフィルム懸回ローラー３２と、ヒー
ター２との互いに並行の３部材３１・３２・２間に、エ
ンドレスベルト状の耐熱性フィルム３を懸回張設し、フ
ィルム３を挟んでヒーター２に圧接させて加圧ローラー
４を配設し、耐熱性フィルム３を第１のフィルム懸回ロ
ーラー３１或いは加圧ローラー４をフィルム駆動ローラ
ーとして回転搬送ａする構成のものである。第１のフィ
ルム懸回ローラー３１を駆動ローラーとしたときは加圧
ローラー４は従動回転する。

【００７９】（ｂ）のものは、ヒーター２と１本のフィ
ルム懸回ローラー３３の２部材２・３３間にエンドレス
ベルト状の耐熱性フィルム３を懸回張設し、フィルム３
を挟んで加圧ローラー４をヒーター２に圧接させて配設
し、耐熱性フィルム３をフィルム懸回ローラー３３或い
は加圧ローラー４をフィルム駆動ローラーとして回転搬
送ａする構成のものである。フィルム懸回ローラー３３
を駆動ローラーとしたときは加圧ローラー４は従動回転
する。

【００８０】（ｃ）のものは、耐熱性フィルム３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
側からヒーター２を経由させて巻き取り軸３５側へ掛け
渡し、フィルム３を挟んでヒーター２に加圧ローラー４
を圧接させ、フィルム３を巻き取り軸３５側へ走行搬送
する構成のものである。加圧ローラー４をフィルム駆動
ローラーとすることもできる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、フ
ィルム加熱方式の加熱装置、及び該加熱装置を画像加熱
装置として備える画像形成装置において、加熱装置につ
いて無駄な電力の消費の防止と、加熱不良（定着不良）
の発生の防止が両立できる。さらに該加熱装置からの発
熱量の減少により、機筐内昇温の減少及びそれに伴う熱
劣化を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う加熱装置としての画像加熱装置の
一例の横断面模型図

【図２】（ａ）は加熱体（ヒーター）の拡大横断面模型
図、（ｂ）は途中部省略・一部切欠き平面模型図

【図３】ヒーターの温度を紙間温度から通紙時温度に上
げる際の温度変化の、装置のあたたまり具合への依存性
を示す図

【図４】紙間でヒーターへの通電を止めたときのヒータ
ーの温度の降下量の、装置のあたたまり具合への依存性
を示す図

【図５】フィルム加熱方式の加熱装置を画像加熱装置と
して組み込んだ画像形成装置の一例の概略構成図

【図６】（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の略図

【符号の説明】

１ フィルムガイド部材としてのステー ２ 加熱体（ヒーター） ３ 耐熱性フィルム ４ 加圧ローラー ５ 加圧ローラー芯金 ６ 加圧ローラーゴム層 ８ 抵抗発熱体 ９ 保護層 １９ サーミスター ２０ ＣＰＵ Ｔ トナー画像 Ｐ 記録材 Ｎ 加熱ニップ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴見 雅彦 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 (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、加熱体と、該加熱体の温度
   を制御する手段と、前記加熱体と摺動する耐熱性フィル
   ムと、該耐熱性フィルムを介して前記加熱体と相互圧接
   して加熱ニップ部を形成する加圧部材を有し、加熱ニッ
   プ部の耐熱性フィルムと加圧部材の間で被加熱材を挟持
   搬送して耐熱性フィルムを介した加熱体からの熱により
   被加熱材を加熱する加熱装置において、 加熱ニップ部に被加熱材が挟持されていない場合の加熱
   体の温度を、加熱ニップ部に被加熱材が挟持されている
   場合の加熱体の温度よりも低く設定し、かつ加熱ニップ
   部に被加熱材が挟持されていない場合の加熱体の温度か
   ら加熱ニップ部に被加熱材が挟持されている場合の加熱
   体の温度への切り替えのタイミングを装置のあたたまり
   具合に応じて変えることを特徴とする加熱装置。
2. 【請求項２】 少なくとも、加熱体と、該加熱体の温度
   を制御する手段と、前記加熱体と摺動する耐熱性フィル
   ムと、該耐熱性フィルムを介して前記加熱体と相互圧接
   して加熱ニップ部を形成する加圧部材を有し、加熱ニッ
   プ部の耐熱性フィルムと加圧部材の間で被加熱材を挟持
   搬送して耐熱性フィルムを介した加熱体からの熱により
   被加熱材を加熱する加熱装置において、 加熱ニップ部に被加熱材が挟持されていない場合の加熱
   体の温度を、加熱ニップ部に被加熱材が挟持されている
   場合の加熱体の温度よりも低く設定し、かつ加熱ニップ
   部に被加熱材が挟持されていない場合の加熱体の温度か
   ら加熱ニップ部に被加熱材が挟持されている場合の加熱
   体の温度へ切り替えるタイミングと、加熱ニップ部に被
   加熱材の先端が突入するタイミングとの時間差を、装置
   があたたまるにつれて短くすることを特徴とする加熱装
   置。
3. 【請求項３】 少なくとも、加熱体と、該加熱体の温度
   を制御する手段と、前記加熱体と摺動する耐熱性フィル
   ムと、該耐熱性フィルムを介して前記加熱体と相互圧接
   して加熱ニップ部を形成する加圧部材を有し、加熱ニッ
   プ部の耐熱性フィルムと加圧部材の間で被加熱材を挟持
   搬送して耐熱性フィルムを介した加熱体からの熱により
   被加熱材を加熱する加熱装置において、 加熱ニップ部に被加熱材が挟持されていない場合の加熱
   体の温度を、加熱ニップ部に被加熱材が挟持されている
   場合の加熱体の温度よりも低く設定し、かつ加熱ニップ
   部に被加熱材が挟持されていない場合の加熱体の温度か
   ら加熱ニップ部に被加熱材が挟持されている場合の加熱
   体の温度への切り替えのタイミングを、前記加熱体に印
   加される電源電圧に応じて変えることを特徴とする加熱
   装置。
4. 【請求項４】 少なくとも、加熱体と、該加熱体の温度
   を制御する手段と、前記加熱体と摺動する耐熱性フィル
   ムと、該耐熱性フィルムを介して前記加熱体と相互圧接
   して加熱ニップ部を形成する加圧部材を有し、加熱ニッ
   プ部の耐熱性フィルムと加圧部材の間で被加熱材を挟持
   搬送して耐熱性フィルムを介した加熱体からの熱により
   被加熱材を加熱する加熱装置において、 加熱ニップ部に被加熱材が挟持されていない場合の加熱
   体の温度を、加熱ニップ部に被加熱材が挟持されている
   場合の加熱体の温度よりも低く設定し、かつ加熱ニップ
   部に被加熱材が挟持されていない場合の加熱体の温度か
   ら加熱ニップ部に被加熱材が挟持されている場合の加熱
   体の温度へ切り替えるタイミングと、加熱ニップ部に被
   加熱材の先端が突入するタイミングとの時間差を、前記
   加熱体に印加される電源電圧が高いほど短くすることを
   特徴とする加熱装置。
5. 【請求項５】 耐熱性フィルムが回転移動するエンドレ
   スフィルムもしくは走行移動する有端フィルムであるこ
   とを特徴とする請求項１ないし４の何れか１つに記載の
   加熱装置。
6. 【請求項６】 加圧部材が回転体であることを特徴とす
   る請求項１ないし５の何れか１つに記載の加熱装置。
7. 【請求項７】 加圧部材が回転体であり、該回転体が回
   転駆動され、該回転体の回転力により耐熱性フィルムが
   加熱体に密着摺動しつつ回転移動もしくは走行移動され
   ることを特徴とする請求項１ないし５の何れか１つに記
   載の加熱装置。
8. 【請求項８】 耐熱性フィルムがエンドレスフィルムで
   あり、該フィルムの周長の一部は常にテンションフリー
   で加圧部材としての加圧回転体の回転駆動力で回転移動
   されることを特徴とする請求項１ないし５の何れか１つ
   に記載の加熱装置。
9. 【請求項９】 加圧回転体がローラーであることを特徴
   とする請求項６ないし８の何れか１つに記載の加熱装
   置。
10. 【請求項１０】 被加熱材が未定着画像を形成担持させ
    た記録材であり、該記録材面に未定着画像を加熱定着さ
    せる画像加熱装置であることを特徴とする請求項１ない
    し９の何れか１つに記載の加熱装置。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし１０の何れか１つに記
    載の加熱装置を、記録材に未定着画像を加熱定着させる
    画像加熱装置として備えることを特徴とする画像形成装
    置。