JPH10254271A - 加熱装置、像加熱装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小熱容量の加熱部材（回転加熱部材及び固定
加熱部材）を利用して低エネルギー化を図りつつ安定し
た加熱処理を実現した加熱装置、像加熱装置及び画像形
成装置を提供すること。 【解決手段】 電磁誘導発熱性の回転加熱部材１と、該
回転加熱部材の内側に位置させた該回転加熱部材のガイ
ド部材１０５と、該ガイド部材１０５の一部に設けた電
磁誘導発熱性の固定加熱部材１０６と、前記回転加熱部
材１と加熱ニップＮを形成する回転加圧部材３と、前記
回転加熱部材１と前記固定加熱部材１０６に磁界を作用
させる磁界発生手段とを有すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁誘導を利用し
て渦電流を発生させ、該渦電流により発熱する加熱部材
からの熱で被加熱材を加熱する加熱装置、像加熱装置及
び画像形成装置に関する。

【０００２】特に電子写真複写機・プリンタ・ファック
ス等の画像形成装置における定着装置、即ち電子写真・
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、加熱溶融性の樹脂等によりなるトナーを用いて記
録材の面に直接若しくは間接方式で形成した未定着のト
ナー画像を記録材面に永久固着画像として加熱定着処理
する装置に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】図１５は従来の技術を説明する図であ
り、電子写真技術をプリンタに応用したレーザービーム
プリンタの概略断面図である。この装置の動作を以下に
説明する。

【０００４】スキャナー１３により、ホストコンピュー
タより送られた画像情報信号に応じて変調されたレーザ
ー光Ｌを感光ドラム１１上に照射し、該ドラム上に静電
潜像を作成する。該レーザー光Ｌの強度及び照射スポッ
ト径は画像形成装置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おり、感光ドラム１１上の静電潜像
はレーザー光Ｌが照射された部分は明部電位Ｖ_L に、そ
うでない部分は一次帯電器１２で帯電された暗部電位Ｖ
_D に保持されることによって形成する。

【０００５】そして感光ドラム１１の矢印の方向への回
転に伴って該静電潜像が現像器１４により順次現像され
る。現像器１４内のトナーはトナー供給回転体である現
像スリーブ１４０２と現像ブレード１４０１とによっ
て、トナー高さ、トリボを制御され、現像スリーブ１４
０２上に均一なトナー層を形成する。現像ブレード１４
０１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１４０２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１４０２上
に形成されたトナー層は現像スリーブ１４０２自身の回
転にともない感光ドラム１１に対向し、現像スリーブ１
４０２に印加されている電圧Ｖ_dcと感光ドラム１１の表
面電位が形成する電界によりＶ_L の部分だけ選択的にト
ナーを付与して顕像化（トナー像化）する。

【０００６】一方、給紙装置１５は給紙カセット１５ａ
に積載収納された記録材（紙）Ｐを給紙ローラ１５ｂで
一枚づつ分離給紙してレジストローラ１５ｃにより上記
トナー像の形成と同期したタイミングで感光ドラム１１
下側の転写位置へ給送している。

【０００７】該紙Ｐが転写位置に達すると、該紙Ｐの裏
面側の帯電手段１６に印加されたトナーと逆極性の転写
バイアスにより感光体ドラム１１上のトナー像が該紙Ｐ
上に順次転写される。該転写装置１６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
を供給して紙に転写電荷を付与しながら搬送する転写ロ
ーラ方式のものがある。

【０００８】該トナー像を転写された紙Ｐは、感光ドラ
ム１１の回転と共に定着装置１０へと送り出され、該ト
ナー画像が加熱及び加圧されて永久固定画像とされたの
ち、装置外へ排紙される。

【０００９】加熱定着装置に代表される像加熱装置とし
ては、従来から図１５に示した熱ローラ方式以外に、フ
ィルム加熱方式等の接触加熱方式が広く用いられてい
る。

【００１０】その中でも、最大４層のトナー層を十分加
熱溶融させる能力を要求されるフルカラーの画像形成を
行う装置の定着装置としては、高い熱容量を有する定着
ローラの芯金、トナー像を包み込んで均一に溶融するた
めのゴム弾性層を介してトナー像の加熱を行なってい
る。

【００１１】一方、実開昭５１−１０９７３７号公報で
は、磁束により定着ローラに電流を誘導させてジュール
熱によって発熱させる誘導加熱定着装置が開示されてい
る。これは、誘導電流の発生を利用することで直接定着
ローラを発熱させることができて、ハロゲンランプを用
いた熱ローラよりも高効率の定着プロセスを達成してい
る。

【００１２】また、米国特許５２７８６１８号では定着
ローラを小熱容量化した定着フィルムを用いて、ニップ
近傍に励磁部材により加熱する例が開示されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記熱ロ
ーラ方式の定着装置では、熱ローラ（定着ローラ）の熱
容量が大きく、加熱に要する電力が大きくなるばかり
か、ウェイトタイムが長くなるという問題があった。

【００１４】特に、フルカラーの画像記録装置のような
熱容量の大きな定着ローラを用いる場合、温調と定着ロ
ーラ表面の昇温とに遅延が発生するため、定着不良や光
沢ムラやオフセット等の問題が発生していた。

【００１５】また、実開昭５１−１０９７３７号公報や
米国特許５２７８６１８号で開示されている誘導加熱方
式の定着装置では、上記問題点を改善できたが、プリン
トスピードが早くなると熱容量が小さいため記録材への
熱供給が不足してしまい、トナー画像が熱で溶融せず記
録材と付着しない所謂定着不良が発生する場合があっ
た。

【００１６】特に、記録材の紙厚が厚かったり、搬送方
向に記録材が長かったりすると、熱容量が小さいため記
録材の先端部分で熱が奪われ、記録材の後端部分で熱供
給が不足して定着不良が発生する場合があった。

【００１７】そこで、本出願に係る発明の目的は、小熱
容量の加熱部材（回転加熱部材及び固定加熱部材）を利
用して低エネルギー化を図りつつ安定した加熱処理を実
現した加熱装置、像加熱装置及び画像形成装置を提供す
ることにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】

〔１〕：電磁誘導発熱性の回転加熱部材と、該回転加熱
部材の内側に位置させた該回転加熱部材のガイド部材
と、該ガイド部材の一部に設けた電磁誘導発熱性の固定
加熱部材と、前記回転加熱部材と加熱ニップを形成する
回転加圧部材と、前記回転加熱部材と前記固定加熱部材
に磁界を作用させる磁界発生手段とを有することを特徴
とする加熱装置。

【００１９】〔２〕：固定加熱部材を加熱ニップよりも
回転加熱部材の回転方向上流側に配設したことを特徴と
する〔１〕項記載の加熱装置。

【００２０】〔３〕：回転加熱部材の回転方向における
固定加熱部材の幅が該回転方向と直交する方向において
異なっていることを特徴とする〔１〕又は〔２〕記載の
加熱装置。

【００２１】〔４〕：温度検知部材を加熱ニップよりも
回転加熱部材の回転方向上流側に配設したことを特徴と
する〔１〕，〔２〕又は〔３〕記載の加熱装置。

【００２２】〔５〕：温度検知部材を加熱ニップよりも
回転加熱部材の回転方向下流側に配設したことを特徴と
する〔１〕，〔２〕又は〔３〕記載の加熱装置。

【００２３】〔６〕：温度検知部材を固定加熱部材の加
熱ニップ側の面に配設したことを特徴とする〔１〕乃至
〔５〕の何れか１項に記載の加熱装置。

【００２４】〔７〕：温度検知部材を２ケ以上配設した
ことを特徴とする〔１〕乃至〔６〕記載の加熱装置。

【００２５】〔８〕：回転加熱部材の回転方向における
固定加熱部材の幅が、該回転方向と直交する方向の中央
部からその両端部にかけて広くなっていることを特徴と
する〔１〕乃至〔７〕の何れか１項に記載の加熱装置。

【００２６】

〔９〕：回転加熱部材の回転方向における
固定加熱部材の幅が、該回転方向と直交する方向の中央
部からその両端部にかけて狭くなっていることを特徴と
する〔１〕乃至〔７〕の何れか１項に記載の加熱装置。

【００２７】〔１０〕：回転加熱部材の回転方向におけ
る固定加熱部材の幅が、該回転方向と直交する方向の中
央部よりもその両端部で狭くなっていることを特徴とす
る〔１〕乃至〔７〕の何れか１項に記載の加熱装置。

【００２８】〔１１〕：回転加熱部材の回転方向におけ
る固定加熱部材の幅が、該回転方向と直交する方向の一
端部と他端部とで異なっていることを特徴とする〔１〕
乃至７〕の何れか１項に記載の加熱装置。

【００２９】〔１２〕：回転加熱部材の回転方向におけ
る固定加熱部材の幅が、温度検知部材と対応した位置で
広くなっていることを特徴とする〔４〕乃至〔７〕の何
れか１項に記載の加熱装置。

【００３０】〔１３〕：記録材上に担持させた顕画剤像
を加熱処理する手段として前記〔１〕乃至〔１２〕の何
れか１項に記載の加熱装置を備えたことを特徴とする像
加熱装置。

【００３１】〔１４〕：記録材上に顕画剤像を担持させ
る像形成手段と、該記録材上の顕画剤像を加熱処理する
像加熱手段とを備える画像形成装置において、該像加熱
手段として前記〔１〕乃至〔１２〕の何れか１項に記載
の加熱装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

【００３２】〈作用〉即ち、磁界発生手段による磁界の
作用により、電磁誘導発熱性の回転加熱部材と電磁誘導
発熱性の固定加熱部材とに誘導電流を生じさせ、該誘導
電流と各々の固有抵抗とにより該回転加熱部材と固定加
熱部材とを発熱させており、該被加熱材の搬送速度（回
転加熱材の回転速度）の高速化を図った場合や、厚紙な
ど熱容量の大きい被加熱材の加熱を行なう場合など、被
加熱材に奪われる熱量が多い場合であっても、固定加熱
部材の熱が回転加熱部材に補われるので、被加熱材への
熱供給が適切に維持される。これにより小熱容量の加熱
部材を用いても被加熱部材への熱供給の不足を招くこと
がなく、低エネルギー化と安定した加熱処理の両立を実
現している。

【００３３】

【発明の実施の形態】

〔第１の実施形態例〕 １．加熱体装置の全体構成 図１は本実施形態例の概略構成図、図２は図１の部分詳
細図、図３は要部斜視図及び制御回路のブロック図であ
る。本例の装置は、記録材上に担持させたトナー画像を
加熱定着処理する定着装置（像加熱手段）として画像形
成装置（本例では特に４色カラー画像形成装置）に備え
られるものである。

【００３４】同図において１は回転加熱部材であるとこ
ろの定着フィルム、１０５は磁束の通過を妨げない絶縁
性のフィルムガイドで、該定着フィルム１がフィルムガ
イド１０５に余裕をもって外嵌し回転自在に保持されて
いる。該フィルムガイド１０５は、フィルム１の回転時
にその内面をガイドして搬送安定性を図っている。

【００３５】２０１は交番磁束を発生するための励磁コ
イルであり、フィルムガイド１０５によって支持されて
いる。１０６は固定加熱部材であり、平板状で図２の如
くフィルムガイド１０５の最外周にはめ込まれている。
２０２は励磁コイル２０１で発生する磁束を効率よく定
着フィルム１と固定加熱部材１０６に導くための高透磁
率磁性部材であるところのフェライトコアである。

【００３６】励磁コイル２０１には図３のごとく励磁回
路６０１が接続されており、この励磁回路６０１は８０
ＫＨｚの交番電流を励磁コイル２０１へ供給できるよう
になっている。

【００３７】３は加圧部材であるところの加圧ローラで
芯金３０１上にシリコーンゴム層３０２を２０ｍｍ被覆
させて弾性をもたせ、不図示の加圧手段によりフィルム
ガイド１０５に対してフィルム１を挟んで圧接し、ニッ
プＮを形成している。また、加圧ローラ３は定着フィル
ム１を記録材Ｐの搬送方向に回転駆動させる駆動ローラ
の役割も兼ねている。

【００３８】フィルムガイド１０５は耐熱性のあるＰＰ
Ｓや液晶ポリマー材で円筒状に成形されている。該フィ
ルムガイド１０５の一部には、固定加熱部材１０６が嵌
め込み、または、熱硬化性のシリコーンゴム接着剤での
接着により設けられている。

【００３９】５は温度検知素子としてのＮＴＣ素子であ
る。該ＮＴＣ素子は、固定加熱部材１０６の表面（ニッ
プ側の面）上に定着フィルム１の裏面と接触するように
設けてあり、マイコン６０３に定着フィルム１と固定加
熱部材１０６の表面の温度を電圧に変換して伝えてい
る。

【００４０】６０２は矩形波発生回路で、マイコン６０
３からの情報によって矩形波のデューティー比を変化さ
せて励磁回路６０１内のスイッチング素子を制御する。

【００４１】而して該加圧ローラ３が回転駆動され、定
着ニップＮにおける該加圧ローラ３と定着フィルム１の
外面との圧接摩擦力で定着フィルム１に回転力が作用
し、該定着フィルム１はその内面がフィルムガイド１０
５にガイドされつつ矢示ａの時計方向に従動回転する。
また、励磁コイル２０１に高周波バイアスを印加し、こ
れによる磁力の作用により定着フィルム１０の発熱層１
０１及び固定加熱部材に誘導電流を生じさせ、電磁誘導
発熱状態とする。

【００４２】そしてニップＮに未定着トナー画像Ｔを担
持した被記録材Ｐを搬送導入し、該記録材Ｐを定着フィ
ルム１０の外面に密着させて該定着フィルム１０と一緒
に定着ニップ部Ｎを挟持搬送させ、その通過過程で上記
の如く電磁誘導発熱した定着フィルムからの熱により該
記録材上の未定着トナー画像Ｔを軟化・溶融させ、ニッ
プ通過後、自然冷却させて永久固着像とする。

【００４３】２．定着フィルム（回転加熱部材） 定着フィルム１について図４を用いて詳しく説明する。
定着フィルム１は抵抗体であるニッケルからなる厚み５
０μｍの発熱層１０１の表面をシリコーンゴムからなる
弾性層１０２で被覆し、さらにフッ素樹脂の離型層１０
３で被覆してある。抵抗体としてはニッケル以外でも、
１０^-5〜１０^-10 Ω・ｍの電気良導体である金属、金属
化合物、有機導電体であればよく、より好ましくは透磁
率が高い強磁性を示す鉄、コバルト等の純金属若しくは
それらの化合物を用いるのが良い。

【００４４】発熱層１０１の厚みを薄くすると十分な磁
路が確保できなくなり、外部へ磁束が洩れて発熱層自身
の発熱エネルギーは小さくなる場合があり、また厚くす
ると熱容量が大きくなり昇温に要する時間が長くなる傾
向がある。従って厚みは発熱体に用いた材料の比熱、密
度、透磁率、抵抗率の値によって適正値があり、本形態
例では１０〜１００μｍの厚みの範囲で、３℃／ｓｅｃ
以上の昇温速度を得ることができた。また、弾性層１０
２の硬度は、硬度が高すぎると記録材Ｐあるいはトナー
層の凹凸に追従しきれず画像光沢ムラが発生してしま
う。そこで、弾性層１０２の硬度としては６０°（ＪＩ
Ｓ−Ａ）以下、より好ましくは４５°（ＪＩＳ−Ａ）以
下がよい。弾性層１０２の熱伝導率に関しては６×１０
^-4〜２×１０^-3［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ．］が
よい。熱伝導率λが６×１０^-4［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ
・ｄｅｇ．］よりも小さい場合には、熱抵抗が大きく、
定着フィルム１の表層における温度上昇が遅くなる。

【００４５】離型層１０３としてはＰＦＡ、ＰＴＦＥ、
ＦＥＰ等のフッ素樹脂以外に、シリコーン樹脂、シリコ
ーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の離型性かつ
耐熱性のよい材料を選択することができる。離型層１０
３の厚さは２０〜１００μｍが好ましく、離型層１０３
の厚さが２０μｍよりも小さいと塗膜の塗ムラで離型性
の悪い部分ができたり、耐久性が不足するといった問題
が発生する。また、離型層が１００μｍを越えると熱伝
導が悪化するという問題が発生し、特に樹脂系の離型層
の場合は硬度が高くなりすぎ、弾性層１０２の効果がな
くなってしまう。

【００４６】また図５に示すように、定着フィルム１の
層構成において断熱層１０４を設けてもよい。断熱層１
０４としてはフッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド
樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹
脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹
脂などの耐熱樹脂がよい。また、断熱層１０４の厚さと
しては１０〜１０００μｍが好ましい。断熱層１０４の
厚さが１０μｍよりも小さい場合には断熱効果が得られ
難くなり、また、耐久性も不足してくる。一方、１００
０μｍを越えると高透磁率コア２０２から発熱層１０１
の距離が大きくなり、磁束が十分に発熱層１０１に到達
し難くなってくる。断熱層１０４を設けた場合、発熱層
１０１に発生した熱による励磁コイル２０１の昇温を防
止できるため、安定した加熱をすることができる。

【００４７】固定加熱部材１０６は定着フィルムの発熱
層と同様に抵抗体であるニッケル等からなる厚み５０μ
ｍの発熱層で図６（ａ）の平板形状である。該抵抗体と
してはニッケル以外であっても１０^-5〜１０^-10 Ω・ｍ
の電気良導体である金属、金属化合物、有機導電体であ
ればよく、より好ましくは透磁率が高い強磁性を示す
鉄、コバルト等の金属、若しくはそれらの化合物を用い
るのが良い。

【００４８】励磁コイル２０１としては加熱に十分な交
番磁束を発生するものでなければならないが、そのため
には抵抗成分を低く、インダクタンス成分を高くとる必
要がある。本形態例では励磁コイル２０１の芯線として
線径φ₁ が０．２ｍｍの銅線に耐熱絶縁被覆を施した細
線を束ねて束線径φ₂ を３ｍｍにした高周波用のものを
用いて、定着フィルム１の内側においてニップＮを周回
するように１０回巻いてある。フェライトコア２０２
は、Ｍ_xＺｎ_1-xＦｅ₂Ｏ₄の組成からなる金属酸化物に微
量の添加物を加えたものであり、他の高透磁率材料に比
較して極めて高い比抵抗を示し、渦電流による損失が小
さいという特徴がある。また金属元素Ｍや組成ｘや添加
物が異なると、フェライトの性能を代表する透磁率やキ
ュリー温度や保持力等が異なるのが一般的であるが、一
長一短があって全ての特性について優れているものを得
るのは難しい。本発明で用いるフェライトコア２０２と
しては透磁率やキュリー温度は高い方が好ましく、本例
では比透磁率２５００、キュリー温度２０５℃の２５０
０Ｂ２（トーキン製品名）を用いている。

【００４９】励磁コイル２０１は励磁回路６０１から供
給される交番電流によって交番磁束を発生させ、該交番
磁束により定着フィルム１の発熱層１０１及び固定加熱
部材１０６に渦電流を発生させ、該発熱層１０１・固定
加熱部材１０６の固有抵抗によってジュール熱を発生さ
せる。

【００５０】固定加熱部材１０６で生じた熱は、フィル
ム１に付与され、該フィルム１を昇温させる。これと共
に発熱層１で生じた熱によりフィルム１が昇温し、該昇
温したフィルム１と密着した状態でニップＮに搬送され
る記録材Ｐと該記録材Ｐ上のトナーＴを加熱する。

【００５１】発熱層１０１及び固定加熱部材１０６で発
生する熱エネルギーは渦電流の大きさの二乗に比例し、
渦電流の大きさは交番磁束のエネルギーに比例するの
で、定着フィルム１の温度を上昇させる時は励磁コイル
２０１への磁界エネルギーを増加させ、逆に温度を下げ
る場合には磁界エネルギーを減少させればよい。この磁
界エネルギーの加減は励磁コイル２０１に印加する電圧
を加減しても良いし、電流を加減しても良い。通常の電
灯線を利用する場合には定電圧源と考えられるので、安
価に回路を構成するには励磁コイル２０１に流す電流を
加減するのが好ましい。これらの電磁回路が共振条件を
満たす範囲で考える場合、上記の電流の加減は励磁コイ
ル２０１に与える電圧の印加時間の長短で制御可能であ
る。即ち、電磁回路における磁界の振動周期に同期して
スイッチングし、図８に示す電圧印加時間ａや解放時間
ｂを変化させることによって、定着フィルム１と固定加
熱部材１０６の温度を変えることができる。本例では解
放時間ｂを固定して６μｓとし、電圧印加時間ａを１〜
１５μｓの間で制御可能としている。

【００５２】マイコン６０３はＮＴＣ素子５から得た定
着フィルム１と固定加熱部材１０６のあわせた温度を一
定の周期でサンプリングして、この情報に対して上記電
圧印加時間ａを算出し、矩形波発生回路から出力する。
電圧印加時間ａの算出方法としては像加熱を可能にする
適正温度とサンプリングされた温度との差を時間順に、
Δ_K-2 、Δ_K-1 、Δ_K とした場合に、前回の電圧印加時
間ａ_K に対して βΔ_K ・・・・・・・・・・・比例制御量 γ（Δ_K-1 −Δ_K ）・・・・・・・微分制御量 δ（Δ_K-2 ＋Δ_K-1 ＋Δ_K ）・・・・積分制御量 を加減算して今回の印加時間ａを決定する所謂ＰＩＤ制
御を採用している。

【００５３】以上のように本例の加熱装置は、被加熱材
を加熱する際の熱抵抗がハロゲンヒータを内包する熱ロ
ーラ方式の定着装置に比して小さく、加熱部材の熱を直
接被加熱材の加熱に消費するものであって、トナー量の
多いフルカラー画像を定着する場合にも、トナー像を十
分溶融することができて、高画質の画像形成物を得るこ
とができ、また、定着装置の熱容量が小さいためオンデ
マンド定着が可能で、待機中の消費電力を著しく低減さ
せることができる。これと共に本例では、固定加熱部材
１０６により回転加熱部材を加熱しているので、熱容量
の小さい回転加熱部材を用いても早いスピードでのプリ
ントや厚紙のプリント時等に熱供給が不足してしまうこ
とがなく、安定した加熱処理を行なうことができた。

【００５４】尚、本例では４色カラー画像形成装置に備
えられる加熱装置について説明してきたが、モノクロ或
いは１パスマルチカラー画像形成装置に利用してもよ
い。この場合は定着フィルム１において弾性層１０２を
省略することができる。

【００５５】〔第２の実施形態例〕次に、本発明の他の
実施形態例について図６，図７を用いて説明する。前述
の形態例では固定加熱部材１０６が図６（ａ）の如く、
幅が均一であったのと比べ、本形態例は該固定加熱部材
１０６の幅を変えた点が異なり、その他の構成は同じで
ある。

【００５６】．本例では、図６（ｂ）の如く、固定加
熱部材１０６の中央部の幅が該端部の幅より細い形状に
なっている。

【００５７】固定加熱部材１０６は固定されているの
で、回転加熱部材である定着フィルム１より温度が高く
なり、該フィルム１に熱を供給している。さらに本例で
は固定加熱部材１０６の幅の広い両端部の方が発熱量が
多くなっているので、定着フィルム１に供給される熱量
が中央部から両端部にかけて多くなっている。すなわ
ち、中央部よりも、両端部のフィルム温度の方が高くな
る。

【００５８】一方、加圧ローラの両端の軸から放熱する
熱量が多い構成の加熱定着器では、両端の熱量が不足し
て定着性が悪くなる場合があった。

【００５９】そこで該構成の装置において、本例の固定
加熱部材１０６を適用することで上記不具合を解消する
ことができた。

【００６０】．本例は図６（ｃ）の如く、加熱部材中
央部の幅が該端部の幅より広い形状としたものである。

【００６１】カラープリンタでＯＨＴ（オーバーヘッド
トランスペアレンシー）にプリントする場合にあって
は、各トナーを完全に混色しなければＯＨＰ（オーバー
ヘッドプロジェクター）で見たときに透過性が落ち、鮮
やかな色がでないので定着の加圧力をあげなければなら
ない。このため、加圧ローラがたわみ、定着ニップ幅が
中央部で細くなり、定着性が中央部で落ちる場合があっ
た。

【００６２】そこで、図６（ｃ）に示したように中央部
の幅が広い固定加熱部材１０６を用いることにより、中
央部での発熱量を多くし、該中央部においても良好な定
着性を得ることができた。

【００６３】．図７（ａ）の固定加熱部材１０６は中
央部の幅を広く、両端部の幅を狭く構成し、フィルム１
の中央部に与える熱量がその両端部に与える熱量と比べ
て多くなるようにしている。また図７（ｂ）の固定加熱
部材１０６は片側端部の幅を広く、他方の幅を狭くし、
フィルム１の片側に与える熱量ともう一方の側に与える
熱量とを異ならせている。

【００６４】このように固定加熱部材１０６をクラウン
形状に限らず、記録紙Ｐの搬送基準位置など装置構成に
対応した形状とすることで、フィルム幅方向の温度分布
を適切に設定できる。

【００６５】．本例は固定加熱部材１０６が図７の如
く長手方向の一部で幅を広くした構成である。

【００６６】安全装置としてフィルムガイドの１箇所に
温度ヒューズを配置した装置においては、該温度ヒュー
ズに熱が奪われて温度が部分的に低下してしまうことが
あった。そこで図７（ｃ）に示す固定加熱部材１０６で
は温度ヒューズに対応する位置の固定加熱部材幅を拡
げ、その部分での定着フィルムへの熱供給を増やした構
成である。

【００６７】このような構成にすることにより、温度ヒ
ューズ部の定着不良がなくなる。

【００６８】〔第３の実施形態例〕次に、本発明の第３
の実施形態例について説明する。本形態例は、図１０の
ように温度検知部材５をニップＮよりもフィルム回転方
向下流側に配置した構成である。

【００６９】温度検知部材５をニップ下流側に配設する
と、記録材Ｐが定着フィルム１から奪った熱量を測定す
ることになり、定着温度を維持するのに必要とされる熱
量を直接的に求めることができるので、より正確な温度
制御が可能となる。

【００７０】本形態例によれば、長時間の連続通紙にお
いても良好な定着性確保し且つ、動作の安定した定着装
置を実現し、省エネルギーの画像形成装置を提供でき
る。

【００７１】〔第４の実施形態例〕次に、本発明の第４
の実施形態例について説明する。本形態例は、図１１の
ように温度検知部材５をニップＮの上流側であって固定
加熱部材表面から離した位置に配設し、定着フィルム１
の裏面と接触させてフィルム温度を測定する構成であ
る。

【００７２】図１に示したように、温度検知部材５を固
定加熱部材１０６の表面に設けると、定着フィルム１と
固定加熱部材１０６との接触を妨げるので、本例では固
定加熱部材表面から離して形成している。これにより固
定加熱部材１０６が該接触を妨げることがなく、熱の伝
導も良くなるので長時間の連続通紙においても良好な定
着性を確保し且つ、動作の安定した定着装置を実現し、
省エネルギーの画像形成装置を提供できる。

【００７３】〔第５の実施形態例〕次に、本発明の第５
の実施形態例について説明する。図１２のように本形態
例では、形態例１の構成に加えて、温度検知部材５ａを
配置し、２つの温度から制御温度を決める方法であり、
より適正な温度制御が可能となる。

【００７４】本形態例によれば、長時間の連続通紙にお
いても良好な定着性を確保し且つ、動作の安定した定着
装置を実現し、省エネルギーの画像形成装置を提供でき
る。

【００７５】〔第６の実施形態例〕次に、本発明の第６
の実施形態例について説明する。本形態例では図１３の
ようにニップ近傍に、固定加圧部材１０６を配置してい
る。

【００７６】定着装置において、記録材Ｐ上に担持され
たトナー像を加熱定着処理する際に、該トナー像が下流
側に尾を引く現象、所謂「尾引き現象」が発生すること
があった。特に横線を定着する際にこの現象が顕著に発
生する。この尾引き現象を図１４で説明する。ミクロ的
に見ると今までの構成では、定着ニップＮで加熱された
記録材Ｐより発生する水蒸気がトナーＴと定着フィルム
の間に出来た閉空間から、勢い良く記録材の後端エッジ
方向に弾けるとき、記録材上に静電的に担持されている
だけのトナーＴ１が矢印ｂ方向に飛ばされてしまい、さ
きの尾引き現象が生じるのと思われる。

【００７７】そこで本例では、定着ニップ直前に固定加
熱部材１０６を配置し、トナーＴ１が定着ニップで飛ぶ
前に予備加熱し、トナーＴ１を記録材Ｐにわずかに付着
させることにより、尾引き現象を防止するものである。

【００７８】本形態例によれば、長時間の連続通紙にお
いても良好な定着性確保し且つ、動作の安定した定着装
置を実現し、省エネルギーの尾引きのない良好な画像が
得られる画像形成装置を提供できる。

【００７９】〔画像形成装置例〕次に本発明に係る画像
形成装置について説明する。本例装置は最大通紙幅がＡ
４サイズ紙、印字速度が毎分３枚の４色カラー画像形成
装置であり、定着装置として前記第１〜第６の形態例の
何れかで示した加熱装置を用いている。

【００８０】図９は本発明を用いた電子写真カラープリ
ンタの断面図である。１１は有機感光体でできた感光体
ドラム、１２はこの感光体ドラム１１に一様な帯電を行
なうための帯電装置、１３は不図示の画像信号発生装置
からの信号をレーザ光のオン／オフに変換し、感光体ド
ラム１１に静電潜像を形成するレーザ光学箱である。１
１０１はレーザ光、１１０２はミラーである。感光体ド
ラム１１の静電潜像は現像器１４によってトナーを選択
的に付着させることで顕像化される。現像器１４は、イ
エローＹ、マゼンタＭ、シアンＣのカラー現像器と黒用
の現像器Ｂｋから構成され、一色ずつ感光体ドラム１１
上の潜像を現像しこのトナー像を中間転写体ドラム１６
上に順次重ねてカラー画像を得る。中間転写体ドラム１
６は金属ドラム上に中抵抗の弾性層と高抵抗の表層を有
するもので、金属ドラムにバイアス電位を与えて感光体
ドラム１１との電位差でトナー像の転写を行なうもので
ある。一方、給紙カセットから給紙ローラによって送り
出された記録材Ｐは、該トナー像の形成と同期するよう
に転写ローラ１５と中間転写体ドラム１６との間に送り
込まれる。転写ローラ１５は記録材Ｐの背面からトナー
と逆極性の電荷を供給することで、中間転写体ドラム１
６上のトナー像を記録材Ｐ上に転写する。こうして、未
定着のトナー像を転写された記録材Ｐは、次いで加熱定
着装置（像加熱手段）１０へ導入され、熱と圧を加えら
れてトナー像が記録材Ｐ上に永久固着させられ、排紙ト
レー（不図示）へと排出される。

【００８１】感光体ドラム１１上に残ったトナーや紙粉
はクリーナ１７によって除去され、また、中間転写体ド
ラム１６上に残ったトナーや紙粉はクリーナ１８によっ
て除去され、感光体ドラム１１は帯電以降の工程を繰り
返す。

【００８２】定着装置１０には上述の加熱装置を用いて
おり、記録材Ｐはニップで加熱されてトナー像が定着さ
れてニップ出口で分離される。

【００８３】以上のように本例の画像形成装置によれ
ば、被加熱材を加熱する際の熱抵抗がハロゲンヒータを
内包する熱ローラ方式の定着装置に比して小さく、加熱
部材の熱を直接被加熱材の加熱に消費するものであっ
て、トナー量の多いフルカラー画像を定着する場合に
も、トナー像を十分溶融することができて、高画質の画
像形成物を得ることができた。また、定着装置１０の熱
容量が小さいためオンデマンド定着が可能で、待機中の
消費電力を著しく低減させることができる。更に本例の
定着装置１０では、固定加熱部材１０６により回転加熱
部材を加熱しているので、熱容量の小さい回転加熱部材
を用いても早いスピードでのプリントや厚紙のプリント
時等に熱供給が不足してしまうことがなく、安定した加
熱処理を行なうことができた。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、小
熱容量の加熱部材（回転加熱部材及び固定加熱部材）を
利用して低エネルギー化を図りつつ安定した加熱処理を
実現した加熱装置、像加熱装置及び画像形成装置を提供
することにある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態例を説明する概略断
面図

【図２】 本発明の第１の実施形態例を説明する部分拡
大断面図

【図３】 本発明の第１の実施形態例の説明する概略斜
視図及び回路接続図

【図４】 本発明の第１の実施形態例の定着フィルムの
一部断面図

【図５】 本発明の第１の実施形態例の定着フィルムの
一部断面図

【図６】 固定加熱部材の形状図

【図７】 固定加熱部材の形状図

【図８】 本発明の第１の実施形態例の原理を説明する
図

【図９】 本発明の加熱装置を用いたカラー画像形成装
置を説明する概略断面図

【図１０】 本発明の第３の実施形態例を説明する概略
断面図

【図１１】 本発明の第４の実施形態例を説明する概略
断面図

【図１２】 本発明の第５の実施形態例を説明する概略
断面図

【図１３】 本発明の第６の実施形態例を説明する概略
断面図

【図１４】 本発明の第６の実施形態例を説明する概略
断面図

【図１５】 本発明の従来例の利用例を示す図

【符号の説明】

１ 定着フィルム １０６ 固定加熱部材 ２０１ 励磁コイル ２０２ コア ３ 加圧ローラ ５ ＮＴＣ素子

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁誘導発熱性の回転加熱部材と、該回
   転加熱部材の内側に位置させた該回転加熱部材のガイド
   部材と、該ガイド部材の一部に設けた電磁誘導発熱性の
   固定加熱部材と、前記回転加熱部材と加熱ニップを形成
   する回転加圧部材と、前記回転加熱部材と前記固定加熱
   部材に磁界を作用させる磁界発生手段とを有することを
   特徴とする加熱装置。
2. 【請求項２】 固定加熱部材を加熱ニップよりも回転加
   熱部材の回転方向上流側に配設したことを特徴とする請
   求項１項記載の加熱装置。
3. 【請求項３】 回転加熱部材の回転方向における固定加
   熱部材の幅が該回転方向と直交する方向において異なっ
   ていることを特徴とする請求項１又は２記載の加熱装
   置。
4. 【請求項４】 温度検知部材を加熱ニップよりも回転加
   熱部材の回転方向上流側に配設したことを特徴とする請
   求項１，２又は３記載の加熱装置。
5. 【請求項５】 温度検知部材を加熱ニップよりも回転加
   熱部材の回転方向下流側に配設したことを特徴とする請
   求項１，２又は３記載の加熱装置。
6. 【請求項６】 温度検知部材を固定加熱部材の加熱ニッ
   プ側の面に配設したことを特徴とする請求項１乃至５の
   何れか１項に記載の加熱装置。
7. 【請求項７】 温度検知部材を２ケ以上配設したことを
   特徴とする請求項１乃至６記載の加熱装置。
8. 【請求項８】 回転加熱部材の回転方向における固定加
   熱部材の幅が、該回転方向と直交する方向の中央部から
   その両端部にかけて広くなっていることを特徴とする請
   求項１乃至７の何れか１項に記載の加熱装置。
9. 【請求項９】 回転加熱部材の回転方向における固定加
   熱部材の幅が、該回転方向と直交する方向の中央部から
   その両端部にかけて狭くなっていることを特徴とする請
   求項１乃至７の何れか１項に記載の加熱装置。
10. 【請求項１０】 回転加熱部材の回転方向における固定
    加熱部材の幅が、該回転方向と直交する方向の中央部よ
    りもその両端部で狭くなっていることを特徴とする請求
    項１乃至７の何れか１項に記載の加熱装置。
11. 【請求項１１】 回転加熱部材の回転方向における固定
    加熱部材の幅が、該回転方向と直交する方向の一端部と
    他端部とで異なっていることを特徴とする請求項１乃至
    ７の何れか１項に記載の加熱装置。
12. 【請求項１２】 回転加熱部材の回転方向における固定
    加熱部材の幅が、温度検知部材と対応した位置で広くな
    っていることを特徴とする請求項４乃至７の何れか１項
    に記載の加熱装置。
13. 【請求項１３】 記録材上に担持させた顕画剤像を加熱
    処理する手段として前記請求項１乃至１２の何れか１項
    に記載の加熱装置を備えたことを特徴とする像加熱装
    置。
14. 【請求項１４】 記録材上に顕画剤像を担持させる像形
    成手段と、該記録材上の顕画剤像を加熱処理する像加熱
    手段とを備える画像形成装置において、該像加熱手段と
    して前記請求項１乃至１２の何れか１項に記載の加熱装
    置を備えたことを特徴とする画像形成装置。