JP2000321895A - 像加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】加熱処理すべき画像を担持させた被記録材へ供
給する熱量を適宜すばやく変更し、かつ過不足なく供給
することができて、画像のグロスを変えたり、ＯＨＰ透
過性を向上させることが可能な像加熱装置、および該像
加熱装置を備えた画像形成装置を提供する。 【解決手段】磁場を発生する磁場発生手段１８と、この
磁場の作用を受けて発生する渦電流で発熱する発熱層を
有する加熱部材１０と、該加熱部材と形成するニップ部
Ｎで被記録材Ｐを狭持搬送させる加圧部材３０とを備
え、前記加熱部材１０からの熱により被記録材Ｐ上の画
像ｔが加熱される像加熱装置１００において、前記加熱
部材１０の制御温度を被記録材Ｐの搬送速度に応じて変
える手段を有すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は像加熱装置及び画像
形成装置に関する。

【０００２】本発明において像加熱装置には、被記録材
に形成担持させた未定着画像を被記録材に永久固着画像
として加熱定着する定着装置の他にも、未定着画像を加
熱して仮定着する装置、画像を担持した被記録材を加熱
して艶等の表面性を改質する装置など画像を加熱処理す
る装置を含む。

【０００３】

【従来の技術】ａ）熱ローラ方式の定着装置 従来、電子写真プロセス・静電記録プロセス等を用いた
複写機、ファックス、レーザプリンタ等の画像形成装置
において、適宜の画像形成プロセス手段で被記録材（転
写材・感光紙・静電記録紙・印字用紙・ＯＨＰ（ＯＨ
Ｔ）フィルム等）の面に形成担持させた未定着トナー像
を永久固着画像として加熱定着させる定着装置の一つに
熱ローラ方式の定着装置がある。

【０００４】図１４に、この熱ローラ方式の定着装置の
一例の横断面模型図を示した。

【０００５】この定着装置は、どちらか一方もしくは両
方にハロゲンランプ等の熱源２０１ａ・２０２ａを内包
した定着・加圧ローラ対２０１・２０２から構成され、
このローラ対２０１・２０２の圧接によって形成される
ニップ部Ｎにおいて被記録材Ｐを挟持搬送させながら熱
と圧を加えて未定着トナー像ｔを被記録材Ｐに固着させ
る。

【０００６】定着ローラ２０１と加圧ローラ２０２の各
ローラにおいて、２０１ｂ・２０２ｂはアルミニウム等
の中空芯軸、２０１ｃ・２０２ｃはこの芯軸の外周面に
設けたシリコンゴム等の弾性層、２０１ｄ・２０２ｄは
さらにその外周面に設けたフッ素樹脂等の離型層であ
る。

【０００７】一般に、未定着トナー像ｔに接触するロー
ラを定着ローラ、接触しないローラを加圧ローラと呼
ぶ。定着・加圧ローラ２０１・２０２の温度は、ローラ
表面に当接されたサーミスタ等の温度検知手段２６によ
り検知され、その検知結果を熱源２０１ａ・２０２ａの
オン／オフ制御回路（不図示）にフィードバックするこ
とにより所定の温度に温調維持される。

【０００８】単位時間当たりに被記録材Ｐに与える熱量
は、主に、ニップ幅、ローラ温度、被記録材搬送速度に
よって決まる。このうち、ローラ温度と被記録材搬送速
度は、適切な熱量が供給されるように、所望の定着処理
や被記録材に応じて切り替えることが比較的容易であ
る。

【０００９】例えば、定着された画像の光沢度（以下、
グロスと称する）は、定着装置の被記録材搬送速度やロ
ーラ制御温度に大きく左右される。ある領域までは、被
記録材搬送速度が遅いほど、またローラ制御温度が高い
ほど、グロスは高くなる傾向がある。すなわち熱量を与
えるほどグロスは高くなる。

【００１０】これらのパラメーターを調整することによ
り、画像のグロスをコントロールすることが可能であ
る。例えば、低グロス画像を出力する画像形成装置にお
いても、このような定着条件を変化させることにより、
より高グロスな画像を提供することもできる。

【００１１】また、画像形成装置に通紙される被記録材
には、紙以外にも、ＯＨＰ（Over Head Projecter ）フ
ィルムやグロスフィルム等がある。前者はプロジェクタ
ーにより光を透過させて使用する透明な樹脂フィルム
で、後者は光沢のある白い樹脂フィルムである。これら
は、厚さ４〜５mil 程度のＰＥＴ等の合成樹脂のフィル
ムで構成されているため、普通紙に比べメディアの熱容
量が非常に大きい。そのため、未定着トナー像を定着さ
せるためには通常よりも多くの熱供給を必要とする。さ
らに、ＯＨＰフィルムの場合は良好な透過性、グロスフ
ィルムの場合はより高いグロスが求められる。これらを
実現するには、トナーを十分に溶融変形させ、トナー像
表面を平滑化する必要がある。そのため、このようなメ
ディアの種類に応じて、被記録材搬送速度を低下させた
り、ローラ制御温度を上げたりして、熱供給量を増やす
必要がある。

【００１２】以上のように、画像のグロスをコントロー
ルしたり、フィルム上の画像の透過性やグロスを向上さ
せるためには、所望の処理や被記録材に応じて、被記録
材搬送速度やローラ制御温度を瞬時に切り替え、最適な
熱供給量を供給する必要がある。この時、被記録材搬送
速度を変える際に、ローラ制御温度が被記録材搬送速度
によらず一定であると、供給する熱量の過不足が生じや
すいため、定着不良が発生したり、所望の画質が得られ
ない場合がある。よって被記録材搬送速度に応じてロー
ラ制御温度を変えた方が好ましい。

【００１３】しかしながら、熱ローラ方式の定着装置に
おいては、実際にローラ制御温度を切り替えても、加熱
部材としての定着ローラ２０１の表面温度は瞬時には設
定された制御温度にならない。この熱応答性の悪い原因
は、主に、以下の２つの要因によるものと考えられる。

【００１４】この第１の原因は、定着ローラ２０１で
は、熱源２０１ａがローラ表面から離れていることであ
る。例えば、定着ローラ２０１における熱源２０１ａか
らの熱は、熱源２０１ａ（ハロゲンランプ等）→空気層
→芯軸２０１ｂ（Ａｌ等）→弾性層２０１ｃ（シリコン
ゴム等）→離型層２０１ｄ（フッ素樹脂等）を経由して
ローラ表面に到達する。このため、熱がローラ表面まで
到達するのに時間を要する。特に、厚い弾性層２０１ｃ
を有するローラでは、その弾性層２０１ｃにおいて熱抵
抗が大きいため、熱応答性が悪化する。

【００１５】第２の原因は、定着ローラ１０ｌ全体の熱
容量が比較的大きいことである。そのため、ローラを昇
温させるのに必要な熱量が多く、熱応答性が悪化する。
また、ローラ温度が冷め難いことも同様な理由による。

【００１６】以上の要因により、ローラ表面は制御温度
の切り替えにリニアに追随できない。

【００１７】このような定着装置では、通常の被記録材
搬送速度から通常よりも遅い被記録材搬送速度に切り替
えてプリントした場合、熱量の過剰供給が生じ、ホット
オフセットや、ＯＨＰ透過性低下といった問題が発生し
やすい。また、高グロス定着条件でも高グロスにならな
いといった問題が発生することがある。

【００１８】また、上述の画像不良を抑制するために、
加熱部材としての定着ローラ２０１の表面温度が制御温
度に到達するまで、次のプリントを待機させる必要があ
った。

【００１９】ｂ）セラミックヒータを用いたフィルム加
熱方式の定着装置 そこで本発明者らは、セラミックヒータを用いたフィル
ム加熱方式の定着装置を用いて、定着装置の熱応答性を
向上させる検討を行った。

【００２０】この定着装置は、例えば特開昭６３−３１
３１８２号公報・特開平２−１５７８７８号公報・特開
平４−４４０７５号公報・特開平４−２０４９８０号公
報等に提案されている。

【００２１】図１５に、この定着装置の一例の概略構成
模型図を示した。

【００２２】即ち、ニップＮを形成する回転体１０は円
筒状の定着フィルムである。この定着フィルム１０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、膜厚は１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２
０μｍ以上の耐熱性のＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰの単
層、あるいはＰＩ、ＰＡＩ、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ
等の外周面に導電プライマー層を介してＰＴＦＥ、ＰＦ
Ａ、ＦＥＰ等をコーティングした複合層フィルムを使用
すると良い。

【００２３】１６は横断面が半円弧状樋型のフィルムガ
イドである。

【００２４】５はフィルムガイドニップ部の長手方向に
沿って伸びたセラミックヒータである。セラミックヒー
タ５は、アルミナ等でできた基板５ａの表面に、例えば
Ａｇ／Ｐｄ等の電気抵抗材料を約１０μｍ、幅１〜５ｍ
ｍにスクリーン印刷等により塗工した発熱層５ｂを設け
て、この上を保護層５ｃとしてガラスやフッ素樹脂等で
コートしてある。

【００２５】３０は加圧回転体としての加圧ローラであ
る。

【００２６】２６はサーミスタを用いた温度検知素子
で、セラミックヒータ５の裏面に設置されている。

【００２７】温度制御は、温度検知素子２６からの情報
を基にトライアック６によりセラミックヒータ５に通電
するＡＣ電圧を位相制御・波数制御等してセラミックヒ
ータ５に通電する電力を制御することで行う。

【００２８】加熱体としてのセラミックヒータ５と、加
圧部材としての加圧ローラ３０との間に定着フィルム１
０を挟ませてニップ部Ｎを形成させ、該ニップ部Ｎの定
着フィルム１０と加圧ローラ３０との間に未定着トナー
像ｔを形成担持させた被記録材Ｐを導入して定着フィル
ム１０と一緒に挟持搬送させることで、フィルム１０を
介してセラミックヒータ５の熱を与えながらニップ部Ｎ
の加圧力で未定着トナー像ｔを被記録材Ｐ面に定着させ
るものである。

【００２９】この定着装置は、セラミックヒータ５及び
定着フィルム１０に低熱容量の部材を用いてオンデマン
ドタイプの装置を構成することができ、画像形成実行時
のみ熱源からセラミックヒータ５に通電して所定の定着
温度に発熱させればよく、画像形成装置の電源オンから
画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイック
スタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さく
（省電力）、熱応答性は熱ローラ方式に比べ格段に良い
等の利点がある。

【００３０】上述の定着装置は、定着部材のフィルム１
０の熱容量が小さく、また熱源であるセラミックヒータ
５が定着フィルム１０の内面に近接しているため、熱ロ
ーラ方式に比べ、非常に熱応答性が良い。よって、被記
録材搬送速度の切り替えに応じて、加熱部材（ここでは
定着フィルム１０）の表面温度を制御温度の切り替えに
リニアに追随させることが可能となった。

【００３１】しかしながら、熱ローラ方式と比較して熱
応答性が非常に良いセラミックヒータを用いたフィルム
加熱方式の定着装置においても、以下に述べる問題があ
った。

【００３２】上述の定着装置では、定着フィルム１０
が、トナー載り量の差や被記録材自身の表面の凹凸によ
るトナー像ｔの凹凸に追従できず、その結果、定着画像
にグロスむらが発生する問題があった。

【００３３】この問題の解決手段として、定着フィルム
１０の表面をソフトするために定着フィルム１０にシリ
コンゴム等の弾性層を約３００μｍの厚さで具備させる
必要があった。しかし、上述の定着装置をフルカラー画
像形成装置の定着装置として用いる場合、定着フィルム
１０の全体的な熱容量及び熱抵抗が大きくなり、定着装
置の熱応答性は低下してしまった。

【００３４】また、セラミックヒータ５を用いたフィル
ム加熱方式では、ニップ部Ｎにおいて、熱源であるセラ
ミックヒータ５に加圧ローラ３０が定着フィルム１０を
介して圧接されている。セラミックヒータ５の発熱はヒ
ータ自身の熱膨張を伴う。そのため、ニップ部Ｎにかけ
る加圧力が高い程、セラミックヒータ５自身に熱膨張に
よる応力がかかりやすく、ヒータ５が割れる傾向にあ
る。

【００３５】そのため、この方式の定着装置では加圧力
をあまり高く設定できない。例えば、熱ローラ方式が４
０ｋｇｆ程度まで加圧できるのに対し、セラミックヒー
タを用いたフィルム加熱方式の定着装置では１０〜１５
ｋｇｆ程度しか加圧できない。そのため、ＯＨＰフィル
ムに対するトナー像定着の場合に、通常よりも低速な搬
送速度でＯＨＰフィルムを搬送させてトナー像定着させ
ても、加圧不足により定着トナー像表面が十分に平滑に
ならず、ＯＨＰフィルム上のフルカラー画像の透過性が
悪いといった問題があった。

【００３６】また、同様な理由で、画像のグロス向上が
難しいという問題があった。

【００３７】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、加熱処理すべき画像を担持させた被記録材へ供給す
る熱量を適宜すばやく変更し、かつ過不足なく供給する
ことができて、画像のグロスを変えたり、ＯＨＰ透過性
を向上させることが可能な像加熱装置、および該像加熱
装置を備えた画像形成装置を提供することにある。

【００３８】

【課題を解決するための手段】本発明は下記のような構
成を特徴とする像加熱装置及び画像形成装置である。

【００３９】（１）磁場を発生する磁場発生手段と、こ
の磁場の作用を受けて発生する渦電流で発熱する発熱層
を有する加熱部材と、該加熱部材と形成するニップ部で
被記録材を挟持搬送させる加圧部材とを備え、前記加熱
部材からの熱により被記録材上の画像が加熱される像加
熱装置において、前記加熱部材の制御温度を被記録材の
搬送速度に応じて変える手段を有することを特徴とする
像加熱装置。

【００４０】（２）被記録材の複数の搬送速度のうちの
いずれか２つの搬送速度を比較した場合に、搬送速度が
遅い時の前記加熱部材の制御温度が、搬送速度が速い時
の制御温度よりも低く設定されている像加熱モードを有
することを特徴とする（１）に記載の像加熱装置。

【００４１】（３）被記録材の複数の搬送速度のうちの
いずれか２つの搬送速度を比較した場合に、搬送速度が
遅い時の前記加熱部材の制御温度が、搬送速度が速い時
の制御温度よりも高く設定されている像加熱モードを有
することを特徴とする（１）に記載の像加熱装置。

【００４２】（４）被記録材の複数の搬送速度のうちの
いずれか２つの搬送速度を比較した場合に、搬送速度が
遅い時の前記加熱部材の制御温度が、搬送速度が速い時
の制御温度よりも低く設定されている像加熱モードと、
搬送速度が速い時の制御温度よりも高く設定されている
像加熱モードの両方を有し、被記録材の種類に応じてこ
の両像加熱モードのどちらか一方を選択可能であること
を特徴とする（１）に記載の像加熱装置。

【００４３】（５）前記加熱部材及び加圧部材が回転体
であることを特徴とする（１）ないし（４）の何れかに
記載の像加熱装置。

【００４４】（６）被記録材上のトナー像を加熱定着す
るための定着装置を備え、複数の搬送速度で被記録材上
に画像形成可能な画像形成装置において、前記定着装置
は、磁場を発生する磁場発生手段と、この磁場の作用を
受けて発生する渦電流で発熱する発熱層を有する加熱部
材と、前記加熱部材と形成するニップ部で被記録材を挟
持搬送させる加圧部材とを備え、前記加熱部材の制御温
度を被記録材の搬送速度に応じて変える手段を有するこ
とを特徴とする画像形成装置。

【００４５】（７）画像形成装置が有する被記録材の複
数の搬送速度のうちのいずれか２つの搬送速度を比較し
た場合に、搬送速度が遅い時の定着装置の前記加熱部材
の制御温度が、搬送速度が速い時の制御温度よりも低く
設定されている定着モードを有することを特徴とする
（６）に記載の画像形成装置。

【００４６】（８）画像形成装置が有する被記録材の複
数の搬送速度のうちのいずれか２つの搬送速度を比較し
た場合に、搬送速度が遅い時の定着装置の前記加熱部材
の制御温度が、搬送速度が速い時の制御温度よりも高く
設定されている定着モードを有することを特徴とする
（６）に記載の画像形成装置。

【００４７】（９）画像形成装置が有する被記録材の複
数の搬送速度のうちのいずれか２つの搬送速度を比較し
た場合に、搬送速度が遅い時の定着装置の前記加熱部材
の制御温度が、搬送速度が速い時の制御温度よりも低く
設定されている定着モードと、搬送速度が速い時の制御
温度よりも高く設定されている定着モードの両方を有
し、被記録材の種類に応じてこの定着モードのどちらか
一方を選択可能であることを特徴とする（６）に記載の
画像形成装置。

【００４８】（１０）前記加熱部材及び加圧部材が回転
体であることを特徴とする（６）ないし（９）の何れか
に記載の画像形成装置。

【００４９】〈作 用〉即ち、上記構成の電磁誘導加熱
方式の像加熱装置、及び該像加熱装置を定着装置として
具備した画像形成装置によれば、電磁誘導発熱性の加熱
部材に十分な熱量を発生させることができ、また該電磁
誘導発熱性加熱部材の温度を制御温度の変化にすばやく
追従させることができるので、制御温度が変化しても過
不足なく熱量を被記録材へ供給できる。また該電磁誘導
発熱性加熱部材の制御温度を被記録材の搬送速度に応じ
て変えることにより、画像のグロスを変えたり、ＯＨＰ
上の定着画像の透過性を向上させることができる。

【００５０】また、被記録材の複数の搬送速度のうちの
いずれか２つの搬送速度を比較した場合に、搬送速度が
遅い時の電磁誘導発熱性加熱部材の制御温度が、搬送速
度が速い時の制御温度よりも低く設定されている像加熱
モード（定着モード）により、定着不良が発生すること
なく定着画像のグロスを向上させることができる。

【００５１】また、被記録材の複数の搬送速度のうちの
いずれか２つの搬送速度を比較した場合に、搬送速度が
遅い時の電磁誘導発熱性加熱部材の制御温度が、搬送速
度が速い時の制御温度よりも高く設定されている像加熱
モード（定着モード）により、ＯＨＰフィルム上の定着
画像の透過性や熱容量の大きいメディア上の定着画像の
グロスを向上させることができる。

【００５２】また、被記録材の複数の搬送速度のうちの
いずれか２つの搬送速度を比較した場合に、搬送速度が
遅い時の電磁誘導発熱性加熱部材の制御温度が、搬送速
度が速い時の制御温度よりも低く設定されている像加熱
モード（定着モード）と、搬送速度が速い時の制御温度
よりも高く設定されている像加熱モード（定着モード）
の両方のモードを有し、被記録材の種類に応じてどちら
か一方のモードを選択することで、定着不良が発生する
ことなく定着画像のグロスを向上させたり、ＯＨＰフィ
ルム上の定着画像の透過性を向上させることができる。

【００５３】

【発明の実施の形態】〈第１の実施例〉 （１）画像形成装置 図１は画像形成装置の一例の構成略図である。本例の画
像形成装置はカラーレーザプリンタである。

【００５４】１０１は有機感光体やアモルファスシリコ
ン感光体でできた感光ドラム（像担持体）であり、矢示
の反時計方向に所定のプロセス速度く周速度）で回転駆
動される。

【００５５】感光ドラム１０１はその回転過程で帯電ロ
ーラ等の帯電装置１０２で所定の極性・電位の一様な帯
電処理を受ける。

【００５６】次いでその帯電処理面にレーザ光学箱（レ
ーザスキャナー）１１０から出力されるレーザ光１０３
により、画像情報の走査露光処理を受ける。レーザ光学
箱１１０は不図示の画像読み取り装置等の画像信号発生
装置からの画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対
応して変調（オン／オフ）したレーザ光１０３を出力
し、感光ドラム１０１面に走査露光した画像情報に対応
した静電潜像が形成される。１０９はレーザ光学箱１１
０からの出力レーザ光を感光ドラム１０１の露光位置に
偏向させるミラーである。

【００５７】フルカラー画像形成の場合は、目的のフル
カラー画像の第１の色分解成分画像、例えばイエロー成
分画像についての走査露光・潜像形成がなされ、その潜
像が４色カラー現像装置１０４のうちのイエロー現像器
１０４Ｙの作動でイエロートナ一画像として現像され
る。そのイエロートナー画像は感光ドラム１０１と中間
転写ドラム１０５との接触部（或いは近接部）である一
次転写部Ｔｌにおいて中間転写ドラム１０５面に転写さ
れる。中間転写ドラム１０５面に対するトナー画像転写
後の感光ドラム１０１面はクリーナ１０７により転写残
トナー等の付着残留物の除去を受けて清掃される。

【００５８】上記のような帯電・走査露光・現像・一次
転写・清掃のプロセスサイクルが、目的のフルカラー画
像の第２の色分解成分画像（例えばマゼンタ成分画像、
マゼンタ現像器１０４Ｍが作動）、第３の色分解成分画
像（例えばシアン成分画像、シアン現像器１０４Ｃが作
動）、第４の色分解成分画像（例えば黒成分画像、黒現
像器１０４ＢＫが作動）の各色分解成分画像について順
次実行され、中間転写ドラム１０５面にイエロートナー
画像・マゼンタトナー画像・シアントナー画像・黒トナ
一画像の４色のトナー画像が順次重ねて転写されて、目
的のフルカラー画像に対応したカラートナー画像が形成
される。

【００５９】中間転写ドラム１０５は、金属ドラム上に
中抵抗の弾性層と高抵抗の表層を設けたもので、感光ド
ラム１０１に接触して或いは近接して感光ドラム１０１
とほぼ同じ周速度で矢示の時計方向に回転駆動され、中
間転写ドラム１０５の金属ドラムにバイアス電位を与え
て感光ドラム１０１との電位差で感光ドラム１０１側の
トナー画像を前記中間転写ドラム１０５面側に転写させ
る。

【００６０】上記の中間転写ドラム１０５面に形成され
たカラートナ一画像は、前記中間転写ドラム１０５と転
写ローラ１０６との接触ニップ部である二次転写部Ｔ２
において、前記二次転写部Ｔ２に不図示の給紙部から所
定のタイミングで送り込まれた被記録材Ｐの面に転写さ
れていく。転写ローラ１０６は被記録材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ドラム１
０５面側から被記録材Ｐ側へ合成カラートナー画像を順
次に一括転写する。

【００６１】二次転写部Ｔ２を通過した被記録材Ｐは中
間転写ドラム１０５面から分離されて定着装置（像加熱
装置）１００へ導入され、未定着トナー画像の加熱定着
処理を受けて、機外の不図示の排紙トレーに排出され
る。

【００６２】被記録材Ｐに対するカラートナー画像転写
後の中間転写ドラム１０５はクリーナ１０８により転写
残トナー・紙粉等の付着残留物の除去を受けて清掃され
る。このクリーナ１０８は常時は中間転写ドラム１０５
に非接触状態に保持されており、中間転写ドラム１０５
から被記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実
行過程において中間転写ドラム１０５に接触状態に保持
される。

【００６３】また転写ローラ１０６も常時中間転写ドラ
ム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写ドラ
ム１０５から被記録材Ｐに対するカラートナー画像の二
次転写実行過程において中間転写ドラム１０５に被記録
材Ｐを介して接触状態に保持される。

【００６４】本例装置は、白黒画像などモノカラー画像
のプリントモードも実行できる。また両面画像プリント
モードも実行できる。

【００６５】両面画像プリントモードの場合は、定着装
置１００を出た１面目画像プリント済みの被記録材Ｐは
不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されて再び二
次転写部Ｔ２へ送り込まれて２面に対するトナー画像転
写を受け、再度、定着装置１００に導入されて２面に対
するトナー画像の定着処理を受けることで両面画像プリ
ントが出力される。

【００６６】本実施例の画像形成装置は、被記録材の搬
送速度として、通常使用する１００ｍｍ／ｓｅｃ以外に
も、５０ｍｍ／ｓｅｃ、４０ｍｍ／ｓｅｃ、３０ｍｍ／
ｓｅｃ、２０ｍｍ／ｓｅｃの合計５つの搬送速度を有し
ており、不図示のコントロール部に設けた選択手段によ
りマニュアルで、あるいは使用される被記録材指定に伴
ってもしくは使用される被記録材の種類検知手段の検知
情報により自動的に適切な搬送速度が選択指定される。

【００６７】本実施例では、中間転写体１０５を用いる
ため、感光ドラム１０１上のトナー像を中間転写ドラム
１０５に転写する一次転写工程までは、各要素（現像装
置、転写装置）は、搬送速度１００ｍｍ／ｓｅｃに相当
する周速度で回転駆動されるが、その後、被記録材Ｐを
給紙してからニ次転写工程及び定着工程まで、選択指定
された所定の搬送速度に切り替わる。

【００６８】（２）定着装置１００ Ａ）装置の全体的構成 本例において像加熱装置としての定着装置１００は電磁
誘導加熱方式の装置である。図２は本例の定着装置１０
０の要部の横断側面模型図、図３は要部の正面模型図、
図４は要部の縦断正面模型図である。

【００６９】本例の定着装置１００は、加熱部材として
円筒状の電磁誘導発熱性フィルムを用いた、加圧ローラ
駆動方式で、電磁誘導加熱方式の装置である。

【００７０】磁場発生手投は磁性コア１７ａ・１７ｂ・
１７ｃ及び励磁コイル１８からなる。

【００７１】磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃは高透磁
率の部材であり、フェライトやパーマロイ等といったト
ランスのコアに用いられる材料がよく、より好ましくは
１００ｋＨｚ以上でも損失の少ないフェライトを用いる
のがよい。

【００７２】励磁コイル１８には給電部１８ａ・１８ｂ
（図５）に励磁回路２７を接続してある。この励磁回路
２７は２０ｋＨｚから５００ｋＨｚの高周波をスイッチ
ング電源で発生できるようになっている。

【００７３】励磁コイル１８は励磁回路２７から供給さ
れる交番電流（高周波電流）によって交番磁束を発生す
る。交番磁束は後述するように加熱部材としての定着フ
ィルム１０の電磁誘導発熱層１に渦電流を発生させる。
この渦電流は電磁誘導発熱層の固有抵抗によってジュー
ル熱を発生させる。

【００７４】１６ａ・１６ｂは横断面略半円弧状樋型の
フィルムガイド部材であり、開口側を互いに向かい合わ
せて略円柱体を構成し、外側に円筒状の電磁誘導発熱性
加熱部材である定着フィルム１０をルーズに外嵌させて
ある。

【００７５】前記フィルムガイド部材１６ａは、磁場発
生手段としての磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃと励磁
コイル１８を内側に保持している。フィルムガイド部材
１６ａ・１６ｂは、定着ニップ部への加圧、磁場発生手
段としての励磁コイル１８と磁性コア１７ａ・１７ｂ・
１７ｃの支持、定着フィルム１０の支持、該フィルム１
０の回転時の搬送安定性を図る役目をする。このフィル
ムガイド部材１６ａ・１６ｂは磁束の通過を妨げない絶
縁性の部材であり、高い荷重に耐えられる材料が用いら
れる。

【００７６】また、フィルムガイド部材１６ａには良熱
伝導性部材４０がニップ部Ｎの加圧ローラ３０との対向
面側で、定着フィルム１０の内側に配設してある。

【００７７】本例においては、良熱伝導性部材４０にア
ルミニウムを用いている。前記良熱伝導性部材４０は熱
伝導率ｋがｋ＝２４０［ｗ・ｍ^-1・Ｋ^-1］であり、厚さ
１［ｍｍ］である。

【００７８】また、良熱伝導性部材４０は磁場発生手段
である励磁コイル１８と磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７
ｃから発生する磁場の影響を受けないように、この磁場
の外に配設してある。

【００７９】具体的には、良熱伝導性部材４０を励磁コ
イル１８に対して磁性コア１７ｃを隔てた位置に配設
し、励磁コイル１８による磁路の外側に位置させて良熱
伝導性部材４０に影響を与えないようにしている。

【００８０】２２は良熱伝導性部材４０のニップ部Ｎに
対応する部分の裏面側とフィルムガイド部材１６ｂの内
面平面部とに当接させて配設した横長の加圧用剛性ステ
イである。

【００８１】１９は磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃ及
び励磁コイル１８と加圧用剛性ステイ２２の間を絶縁す
るための絶縁部材である。

【００８２】フランジ部材２３ａ・２３ｂはフィルムガ
イド部材１６ａ・１６ｂのアセンブリの左右両端部に外
嵌して取り付けてあり、定着フィルム１０の回転時に前
記定着フィルム１０の端部を受けて定着フィルムのフィ
ルムガイド部材長手に沿う寄り移動を規制する役目をす
る。

【００８３】加圧部材としての加圧ローラ３０は、芯金
３０ａと、前記芯金周りに同心一体にローラ状に成形被
覆させた、シリコーンゴム・フッ素ゴム・フッ素樹脂な
どの耐熱性・弾性材層３０ｂとで構成されており、芯金
３０ａの両端部を装置の不図示のシャーシ側板間に回転
自由に軸受け保持させて配設してある。

【００８４】加圧用剛性ステイ２２の両端部と装置シャ
ーシ側のバネ受け部材２９ａ・２９ｂとの間にそれぞれ
加圧バネ２５ａ・２５ｂを縮設することで加圧用剛性ス
テイ２２に押し下げ力を作用させている。これによリ良
熱伝導性部材４０のニップ部Ｎに対応する部分の下面と
加圧ローラ３０の上面とが定着フィルム１０を挟んで圧
接して所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。

【００８５】加圧ローラ３０は駆動手段Ｍにより矢示の
反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ３０の回
転駆動により、前記加圧ローラ３０と定着フィルム１０
の外面との摩擦力で定着フィルム１０に回転力が作用
し、前記定着フィルム１０がその内面が定着ニップＮに
おいて良熱伝導性部材４０の下面に密着して摺動しなが
ら矢示の時計方向に加圧ローラ３０の周速度にほぼ対応
した周速度をもってフィルムガイド部材１６ａ・１６ｂ
の外周を回転する。従って加圧ローラ３０の回転速度が
制御されることで定着ニップ部Ｎによる被記録材の挟持
搬送速度が変更される。

【００８６】この場合、定着ニップ部Ｎにおける良熱伝
導性部材４０の下面と定着フィルム１０の内面との相互
摺動摩擦力を低減化させるために定着ニップ部Ｎの良熱
伝導性部材４０の下面と定着フィルム１０の内面との間
に耐熱性グリースなどの潤滑剤を介在させる、あるいは
良熱伝導性部材４０の下面を潤滑部材４１で被覆するこ
ともできる。これは、良熱伝導性部材４０としてアルミ
ニウムを用いた場合のように表面滑り性が材質的によく
ない或いは仕上げ加工を簡素化した場合に、摺動する定
着フィルム１０に傷をつけて定着フィルム１０の耐久性
が悪化してしまうことを防ぐものである。

【００８７】良熱伝導性部材４０は長手方向の温度分布
を均一にする効果があり、例えば、小サイズ紙を通紙し
た場合、定着フィルム１０での非通紙部の熱量が、良熱
伝導性部材４０へ伝熱し、良熱伝導性部材４０における
長手方向の熱伝導により、非通紙部の熱量が小サイズ紙
通紙部へ伝熱される。これにより、小サイズ紙通紙時の
消費電力を低減させる効果も得られる。

【００８８】また、図５に示すように、フィルムガイド
部材１６ａの周面に、その長手に沿い所定の間隔を置い
て凸リブ部１６ｅを形成具備させ、フィルムガイド部材
１６ａの周面と定着フィルム１０の内面との接触摺動抵
抗を低減させて定着フィルム１０の回転負荷を少なくし
ている。このような凸リブ部１６ｅはフィルムガイド部
材１６ｂにも同様に形成具備することができる。

【００８９】図６は交番磁束の発生の様子を模式的に表
したものである。磁束Ｃは発生した交番磁束の一部を表
す。

【００９０】磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃに導かれ
た交番磁束Ｃは、磁性コア１７ａと磁性コア１７ｂとの
間、そして磁性コア１７ａと磁性コア１７ｃとの間にお
いて定着フィルム１０の電磁誘導発熱層１に渦電流を発
生させる。この渦電流は電磁誘導発熱層１の固有抵抗に
よって電磁誘導発熱層１にジュール熱（渦電流損）を発
生させる。

【００９１】ここでの発熱量Ｑは電磁誘導発熱層１を通
る磁束の密度によって決まり図６のグラフような分布を
示す。図６のグラフは、縦軸が磁性コア１７ａの中心を
０とした角度θで表した定着フィルム１０における円周
方向の位置を示し、横軸が定着フィルム１０の電磁誘導
発熱層１での発熱量Ｑを示す。ここで、発熱域Ｈは最大
発熱量をＱとした場合、発熱量がＱ／ｅ以上の領域と定
義する。これは、定着に必要な発熱量が得られる領域で
ある。

【００９２】定着ニップ部Ｎの温度は、温度検知手段２
６（図２）を含む温調系により励磁コイル１８に対する
電流供給が制御されることで所定の温度が維持されるよ
うに温調される。

【００９３】温度検知手段２６は定着フィルム１０の温
度を検知するサーミスタなどの温度センサであり、本例
においてはこの温度センサ２６で測定した定着フィルム
１０の温度情報をもとに定着ニップ部Ｎの温度を制御す
るようにしている。

【００９４】本実施例では、画像形成装置本体の不図示
の制御回路（ＣＰＵ）により、この制御温度を被記録材
搬送速度に対応して切り替えることができる。

【００９５】而して、定着フィルム１０が回転し、励磁
回路２７から励磁コイル１８への給電により上記のよう
に定着フィルム１０の電磁誘導発熱がなされて定着ニッ
プ部Ｎが所定の温度に立ち上がって温調された状態にお
いて、画像形成手段部から搬送された未定着トナー画像
ｔが形成された被記録材Ｐが定着ニップ部Ｎの定着フィ
ルム１０と加圧ローラ３０との間に画像面が上向き、即
ち定着フィルム面に対向して導入され、定着ニップ部Ｎ
において画像面が定着フィルム１０の外面に密着して定
着フィルム１０と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送され
ていく。

【００９６】この定着ニップ部Ｎを定着フィルム１０と
一緒に被記録材Ｐが挟持搬送されていく過程において定
着フィルム１０の電磁誘導発熱で加熱されて被記録材Ｐ
上の未定着トナー画像ｔが加熱定着される。

【００９７】被記録材Ｐは定着ニップ部Ｎを通過すると
定着フィルム１０の外面から分離して排出搬送されてい
く。

【００９８】被記録材Ｐ上の加熱定着トナー画像は定着
ニップ部通過後、冷却して永久固着像となる。

【００９９】本例においては、図２に示すように、定着
フィルム１０の発熱域Ｈ（図６）の対向位置に暴走時の
励磁コイル１８への給電を遮断するため温度検知素子で
あるサーモスイッチ５０を配設している。

【０１００】図７は本例で使用した安全回路の回路図で
ある。温度検知素子であるサーモスイッチ５０は２４Ｖ
のＤＣ電源とリレースイッチ５１と直列に接続されてお
り、サーモスイッチ５０が切れると、リレースイッチ５
１への給電が遮断され、リレースイッチ５１が動作し、
励磁回路２７への給電が遮断されることにより励磁コイ
ル１８への給電を遮断する構成をとっている。サーモス
イッチ５０はＯＦＦ動作温度を２２０℃に設定した。

【０１０１】また、サーモスイッチ５０は定着フィルム
１０の発熱域Ｈに対向して定着フィルム１０の外面に非
接触に配設した。サーモスイッチ５０と定着フィルム１
０との間の距離は約２ｍｍとした。これにより、定着フ
ィルム１０にサーモスイッチ５０の接触による傷が付く
ことがなく、耐久による定着画像の劣化を防止すること
ができる。

【０１０２】本例によれば、装置故障による定着装置暴
走時、ニップ部Ｎで発熱する構成とは違い、定着ニップ
Ｎに紙（被記録材）が挟まった状態で定着装置が停止
し、励磁コイル１８に給電が続けられ定着フィルム１０
が発熱し続けた場合でも、紙が挟まっているニップ部Ｎ
では発熱していないために紙が直接加熱されることがな
い。また、発熱量が多い発熱域Ｈには、サーモスイッチ
５０が配設してあるため、サーモスイッチ５０が２２０
℃を感知して、サーモスイッチ５０が切れた時点で、リ
レースイッチ５１により励磁コイル１８への給電が遮断
される。

【０１０３】本例によれば、紙の発火温度は約４００℃
近辺であるため紙が発火することなく、定着フィルム１
０の発熱を停止することができる。

【０１０４】温度検知素子としてサーモスイッチ５０の
ほかに温度ヒューズを用いることもできる。

【０１０５】本例ではトナーｔに低軟化物質を含有させ
たトナーを使用したため、定着装置にオフセット防止の
ためのオイル塗布機構を設けていないが、低軟化物質を
含有させていないトナーを使用した場合にはオイル塗布
機構を設けてもよい。また、低軟化物質を含有させたト
ナーを使用した場合にもオイル塗布や冷却分離を行って
もよい。

【０１０６】Ｂ）励磁コイル１８ 励磁コイル１８はコイル（線輪）を構成させる導線（電
線）として、一本ずつがそれぞれ絶縁被覆された銅製の
細線を複数本束ねたもの（束線）を用い、これを複数回
巻いて励磁コイルを形成している。本例では１０夕一ン
巻いて励磁コイル１８を形成している。

【０１０７】絶縁被覆は定着フィルム１０の発熱による
熱伝導を考慮して耐熱性を有する被覆を用いるのがよ
い。たとえば、アミドイミドやポリイミドなどの被覆を
用いるとよい。

【０１０８】励磁コイル１８は外部から圧力を加えて密
集度を向上させてもよい。

【０１０９】励磁コイル１８の形状は、図２のように定
着フィルム１０の発熱層の曲面に沿うようにしている。
本例では定着フィルム１０の発熱層１と励磁コイル１８
との間の距離は約２ｍｍになるように設定した。

【０１１０】フィルムガイド部材（励磁コイル保持部
材）１６ａ・１６ｂの材質としては絶縁性に優れ、耐熱
性がよいものがよい。例えば、フェノール樹脂、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、Ｐ
ＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂、ＬＣＰ樹脂など
を選択するとよい。

【０１１１】磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃ及び励磁
コイル１８と、定着フィルム１０の発熱層１との間の距
離はできる限り近づけた方が磁束の吸収効率が高いので
あるが、この距離が５ｍｍを越えるとこの効率が著しく
低下するため５ｍｍ以内にするのがよい。また、５ｍｍ
以内であれば定着フィルム１０の発熱層１と励磁コイル
１８の距離が一定である必要はない。

【０１１２】励磁コイル１８のフィルムガイド部材１６
ａからの引出線すなわち給電部１８ａ・１８ｂ（図５）
については、フィルムガイド部材１６ａから外の部分に
ついて束線の外側に絶縁被覆を施している。

【０１１３】Ｃ）定着フィルム１０ 図８は本例における加熱部材としての定着フィルム１０
の層構成模型図である。本例の定着フィルム１０は、基
層となる電磁誘導発熱性の金属フィルム等でできた発熱
層１と、その外面に積層した弾性層２と、その外面に積
層した離型層３の複合構造のものである。

【０１１４】発熱層１と弾性層２との間の接着、弾性層
２と離型層３との間の接着のため、各層間にプライマー
層（不図示）を設けてもよい。

【０１１５】略円筒形状である定着フィルム１０におい
て発熱層１が内面側であり、離型層３が外面側である。

【０１１６】前述したように、発熱層１に交番磁束が作
用することで前記発熱層１に渦電流が発生して前記発熱
層１が発熱する。その熱が弾性層２・離型層３を介して
定着フィルム１０を加熱し、前記定着ニップＮに通紙さ
れる被加熱材としての被記録材Ｐを加熱してトナー画像
の加熱定着がなされる。

【０１１７】ａ．発熱層１ 発熱層１はニッケル、鉄、強磁性ＳＵＳ、ニッケルーコ
バルト合金といった強磁性体の金属を用いるとよい。

【０１１８】非磁性の金属でも良いが、より好ましくは
磁束の吸収の良いニッケル、鉄、磁性ステンレス、コバ
ルトーニッケル合金等の金属が良い。

【０１１９】その厚みは次の式で表される表皮深さより
厚くかつ２００μｍ以下にすることが好ましい。表皮深
さはσ［ｍｍ］は、励磁回路２７の周波数ｆ［Ｈｚ］と
透磁率μと固有抵抗ρ［Ωｍ］で σ＝５０３×（ρ／ｆμ）^1/2 と表される。

【０１２０】これは電磁誘導で使われる電磁波の吸収の
深さを示しており、これより深いところでは電磁波の強
度は１／ｅ以下になっており、逆にいうと殆どのエネル
ギーはこの深さまでで吸収されている（図９）。

【０１２１】発熱層１の厚さは好ましくは１〜１００μ
ｍがよい。発熱層１の厚みが１μｍよりも小さいとほと
んどの電磁エネルギーを吸収しきれないため効率が悪く
なる。また、発熱層１が１００μｍを超えると剛性が高
くなりすぎ、また屈曲性が悪くなり回転体として使用す
るには現実的ではない。従って、発熱層１の厚みは１〜
１００μｍが好ましい。

【０１２２】ｂ．弾性層２ 弾性層２は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシ
リコーンゴム等で耐熱性がよく、熱伝導率がよい材質で
ある。

【０１２３】弾性層２の厚さは１０〜５００μｍが好ま
しい。この弾性層２は定着画像品質を保証するために必
要な厚さである。

【０１２４】カラー画像を印刷する場合、特に写真画像
などでは被記録材Ｐ上で大きな面積に渡ってベタ画像が
形成される。この場合、被記録材の凹凸あるいはトナー
層の凹凸に加熱面（離型層３）が追従できないと加熱ム
ラが発生し、伝熱量が多い部分と少ない部分で画像に光
沢ムラが発生する。伝熱量が多い部分は光沢度が高く、
伝熱量が少ない部分では光沢度が低い。

【０１２５】弾性層２の厚さとしては、１０μｍ以下で
は被記録材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。また、弾性層２が１０００
μｍ以上の場合には弾性層の熱抵抗が大きくなりクイッ
クスタートを実現するのが難しくなる。より好ましくは
弾性層２の厚みは５０〜５００μｍがよい。

【０１２６】弾性層２の硬度は、硬度が高すぎると被記
録材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２の硬度としては
６０°（ＪＩＳ−Ａ、すなわちＪＩＳ−Ｋ６３０１のＡ
型硬度計により規定される硬度）以下、より好ましくは
４５°以下がよい。

【０１２７】弾性層２の熱伝導率λに関しては、 ６×１０^-4〜２×１０^-3［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅ
ｇ．］ がよい。

【０１２８】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、定着フィルムの表層（離型層３）における温度上
昇が遅くなる。

【０１２９】熱伝導率λが２×１０^-3［ｃａｌ／ｃｍ・
ｓｅｃ・ｄｅｇ．］よりも大きい場合には、硬度が高く
なりすぎたり、圧縮永久歪みが悪化する。

【０１３０】よって熱伝導率λは６×１０^-4〜２×１０
^-3［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ．］がよい。より好
ましくは８×１０^-4〜１．５×１０^-3［ｃａｌ／ｃｍ・
ｓｅｃ・ｄｅｇ．］がよい。

【０１３１】ｃ．離型層３ 離型層３はフッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリ
コーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ＰＦＡ、Ｐ
ＴＦＥ、ＦＥＰ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。

【０１３２】離型層３の厚さは１〜１００μｍが好まし
い。離型層３の厚さが１μｍ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３が１００μｍを
超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２の
効果がなくなってしまう。

【０１３３】また図１０に示すように、定着フィルム１
０の構成において、発熱層１のフィルムガイド部材面側
（発熱層１の弾性層２側とは反対面側）に断熱層４を設
けてもよい。

【０１３４】断熱層４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、ＰＥ
ＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴ
ＦＥ樹脂、ＦＥＰ樹脂などの耐熱樹脂がよい。

【０１３５】また、断熱層４の厚さとしては１０〜１０
００μｍが好ましい。断熱層４の厚さが１０μｍよりも
小さい場合には断熱効果が得られず、また、耐久性も不
足する。一方、１０００μｍを超えると磁性コア１７ａ
・１７ｂ・１７ｃ及び励磁コイル１８から発熱層１まで
の距離が大きくなり、磁束が十分に発熱層１に吸収され
なくなる。

【０１３６】断熱層４は、発熱層１に発生した熱が定着
フィルム１０の内側に向かわないように断熱できるの
で、断熱層４がない場合と比較して被記録材Ｐ側への熱
供給効率が良くなる。よって、消費電力を抑えることが
できる。

【０１３７】フルカラー画像形成装置の定着装置のニッ
プ幅は、トナー載り量の多いフルカラー画像の定着性を
十分に確保するために、最短でも７．０ｍｍ以上が好ま
しい。これ以下であると、未定着トナーと被記録材に定
着に十分な熱量を与えることができないため、定着不良
が発生してしまう。

【０１３８】また、ＯＨＰフィルムのフルカラー画像の
透過性を十分に確保するために、さらにニップ部の面圧
は０．８kgf/cm² 以上が好ましい。これ以下であると、
定着されたトナー層表面を十分に平滑にすることができ
ないため、乱反射光が多くなり、ＯＨＰ画像部の透過光
量が少なくなってしまう。

【０１３９】以上の観点から、本実施例の定着装置で
は、加圧ローラ３０と定着フィルム１０を２１ｋｇｆで
加圧させ、ニップ幅を約８．０ｍｍ、ニップ部の面圧を
１．２kgf/cm² とした（ニップ部の長手方向の長さは２
２０ｍｍ）。

【０１４０】Ｄ）熱応答性 以上に述べた定着装置は、誘導電流の発生を利用するこ
とで直接定着フィルムを発熱させることができるので、
ハロゲンランプを熱源とする熱ローラ方式の定着装置よ
りも高効率の定着プロセスを達成し、熱応答性も向上し
ている。

【０１４１】また、本定着装置は、その構造上、セラミ
ックヒータを用いたフィルム加熱方式の定着装置よりも
加圧力を高く設定することができる。

【０１４２】定着装置の熱応答性という点において、各
定着方式における熱源と被記録材との位置関係を、熱ロ
ーラ方式、セラミックヒータを用いたフィルム加熱方
式、電磁誘導発熱を用いたフィルム加熱方式とで比較し
た。これを図１１に示す。（ａ）は前述した図１４のよ
うな熱ローラ方式の定着装置の場合、（ｂ）は前述した
図１５のようなセラミックヒータ５を用いたフィルム加
熱方式の定着装置の場合、（ｃ）は本実施例のような電
磁誘導発熱を用いたフィルム加熱方式の定着装置の場合
である。

【０１４３】（ａ）の熱ローラ方式の定着装置では、加
熱部材である定着ローラ２０１は、Ａｌ等の芯軸２０１
ｂと、シリコンゴム等の弾性層２０１ｃと、フッ素樹脂
等の離型層２０１ｄからなる。芯軸２０１ｂの強度を稼
ぐため、芯軸の層厚は数ｍｍに設定されることが多い。
またニップ幅を稼ぐため、弾性層２０１ｃの層厚も数ｍ
ｍに設定されることが多い。このため、定着ローラ２０
１の熱容量および熱抵抗が、他の方式と比較して大き
い。

【０１４４】よって、一度所定の温度に昇温（降温）し
てしまうと、熱源２０１ａ（ハロゲンランプ）をオフ
（オン）しても、なかなか温度が低下（上昇）しない。
また、熱源２０１ａが加熱部材（定着ローラ２０１）表
面から遠いことも加わって、熱ローラの制御温度変化に
対する熱応答性は非常に悪い。よって制御温度を変化さ
せる場合、ローラ表面の温度が制御温度に到達するまで
次のプリントを待たせる必要がある。

【０１４５】（ｂ）のセラミックヒータ５を用いたフィ
ルム加熱方式では、加熱部材の定着フィルム１０は、厚
さ約６０μｍ程度の導電層を含む樹脂フィルム３０１ａ
上に、弾性層としてシリコンゴム層３０１ｂを厚さ約３
００μｍ程度設け、さらにその表層に離型層としてフッ
素樹脂層３０１ｃを厚さ約３０μｍを設けている。樹脂
フィルム３０１ａ上にシリコンゴム層３０１ｂを設ける
のは、前述したように、定着画像のグロスむらを無くす
ためである。

【０１４６】このように、定着フィルム１０の熱容量は
定着ローラ２０１に比べて非常に小さい。また、熱源５
と被記録材Ｐは、熱ローラ２０１に比べて非常に近接し
てるため、加熱部材（定着フィルム）の制御温度の変化
に対する熱応答性は良い。

【０１４７】しかしながら、それでもセラミックヒータ
５の熱がトナー像ｔもしくは被記録材Ｐに到達するまで
に、全体層厚約４００μｍ程度の定着フィルムの各層３
０１ａ・３０１ｂ・３０１ｃを通過せねばならず、制御
温度上昇には少々時間を要する。

【０１４８】さらに、発熱部がニップ部Ｎのみであるた
め、発熱量が比較的少ない。そのため、フルカラー画像
のようなトナー載り量の多い場合、被記録材後端におい
て熱供給量が不足することがあった。

【０１４９】（ｃ）の電磁誘導加熱を用いたフィルム加
熱方式では、加熱部材の定着フィルム１０は、発熱層で
ある厚さ約５０μｍ程度のＮｉ電鋳層１上に、弾性層と
してシリコンゴム層２を厚さ約３００μｍ程度設け、さ
らにその表層に離型層として厚さ約３０μｍのフッ素樹
脂層３が設けられている。

【０１５０】この定着フィルム１０も（ｂ）のセラミッ
クヒータ５によるフィルム加熱方式と同じくらい熱容量
が小さい。また、本方式での熱源は、誘導電流によるジ
ュール熱により発熱するＮｉ電鋳層１であり、この熱源
１と被記録材Ｐは、（ａ）や（ｂ）の定着装置の中で最
も近接している。さらに、誘導電流によるＮｉ電鋳層１
自身が発熱するため、発熱域が広い。そのため、（ｂ）
のセラミックヒータ５を用いたフィルム加熱方式よりも
熱応答性が良く、十分な熱量を供給し続けることができ
る。

【０１５１】以上より、電磁誘導加熱を用いたフィルム
加熱方式ならば、制御温度温度の低下に即座に追従で
き、定着に十分な熱量を過不足なく供給できる。

【０１５２】Ｅ）被記録材搬送速度と定着温度とグロス
の関係 先ず本実施例で用いられるグロスの定義について説明す
る。本発明におけるグロスの値は、主として紙の鏡面光
沢度（グロス）を測定する時に適用されるＪＩＳＺ８８
７４１の方法２によるものである。

【０１５３】図１２は、この光沢度を測定する装置の概
念図である。光沢度を測定するには、まず光源７０から
光学系７１を介して光を試料７２に照射すると共に、こ
の試料７２の反射光を光学系７３を介して受光器７４で
受光させる。Ｓ１、Ｓ１′、Ｓ２、Ｓ２′はスリット、
α１は光画像の開き角、β１は垂直面内の開き角、α２
は受光器の開き角、β２は垂直面内の開き角である。

【０１５４】そして、同図に示す指定された入射角θに
対して試料７２の面からの鏡面反射光束をφ、標準面か
らの反射光束をφｓとすると、光沢度Ｇは次式で表され
る。

【０１５５】 Ｇ＝（φ／φｓ）×（使用した標準面の光沢度） この値Ｇ（％）を本実施例で用いるグロスの値とした。

【０１５６】なお、本発明において使用した光沢度測定
器は日本電色工業製のＰＧ−３Ｄ（入射角θ＝７５°）
を使用し、標準面は光沢度９６．９（％）の黒色ガラス
を使用した。

【０１５７】次に、本画像形成装置における被記録材搬
送速度と定着温度とグロスの関係について説明する。

【０１５８】図１３は、本定着装置の各被記録材搬送速
度（２０ｍｍ／ｓｅｃ、３０ｍｍ／ｓｅｃ、５０ｍｍ／
ｓｅｃ、１００ｍｍ／ｓｅｃ、）における定着温度とグ
ロスの関係を示した概略図である。

【０１５９】定着温度とは、本実施例の定着装置の定着
フィルム１０の表面温度である。この時の紙種は７５ｇ
／ｍ² 紙で、トナーはシアン色を用いた。トナー載り量
は、本画像形成装置における二次色に相当する載り量で
ある１．２ｍｇ／ｃｍ² とした。ここでは、定着温度と
グロスの関係を示す曲線をグロスカーブと称することに
する。

【０１６０】図１３より、それぞれの被記録材搬送速度
において、定着温度を上げていくと、グロスはあるピー
ク値を持つことが分かる。ある温度までは、温度が高い
程、トナー像が溶融して表面がより平滑に変形しやすく
なるため、グロスは上昇していく。しかし、ある温度を
越えると供給熱量が過剰となり、トナーが溶融し過ぎて
表面がホットオフセット気味となり、これによりトナー
像表面が荒れ始めるため、グロスが低下していく。

【０１６１】また、搬送速度が遅いほど、グロスカーブ
の最高グロス値は高く、また最高グロス値を示す温度は
低下することが分かる。これは、搬送速度が遅いほど低
い温度で十分な熱を供給できるため、トナー像表層の離
型性が向上し、表面の平滑性がより向上するためと考え
られる。

【０１６２】以上をまとめると、各搬送速度においてグ
ロスが最大となる温度があり、その温度は搬送速度に応
じて変化する。よって、高グロス画像をねらう定着モー
ドを設定する場合、搬送速度に応じて制御温度を変える
必要がある。制御温度は、各搬送速度のグロスカーブの
ピーク付近の温度もしくはそれ以下の温度に設定すると
良い。この温度を越えてしまうと、グロスが低下するだ
けでなく、ホットオフセットによるグロスむらが発生
し、画像品質が低下するからである。

【０１６３】本実施例においては、高グロス用の定着条
件として、搬送速度を通常時よりも低速にし、かつ制御
温度を低下させる定着シーケンスを設けた。

【０１６４】画像形成装置に接続されているコンピュー
タ等からの信号によりユーザーが求める定着処理を判断
し、高グロス画像を望む場合は、画像形成装置本体の設
けられているＣＰＵ（不図示）により定着条件が高グロ
ス用に変更される。

【０１６５】次に、本発明の本実施例における効果を述
べる。本実施例において、本発明による効果を検証する
ために、通常よりも遅い被記録材搬送速度において、制
御温度を振って、画像のグロスを比較した。この検討内
容および結果を以下に述べる。

【０１６６】本実施例では、十分な熱量を供給可能な搬
送速度として、３０ｍｍ／ｓｅｃ、２０ｍｍ／ｓｅｃを
設定した。制御温度は、５℃刻みで設定した。また被記
録材として、７５ｇ／ｍ² 紙を用いた。トナーの載り量
は、本実施例の画像形成装置における二次色部に相当す
る１．２ｍｇ／ｃｍ² とした。

【０１６７】表１は、上述の検討結果である。

【０１６８】

【表１】

【０１６９】本実施例の画像形成装置における通常時の
搬送速度は１００ｍｍ／ｓｅｃ、制御温度は１９０℃で
ある。この時（通常時）のグロスは１４％であった。

【０１７０】次に、搬送速度を３０ｍｍ／ｓｅｃに低下
させた場合、制御温度が１９０℃のままであると（比較
例１）、グロスは１８％であった。この値は通常時に比
ベ４％高いが、画像がややホットオフセット気味であっ
た。

【０１７１】これに対し、制御温度を１８０℃まで１０
℃低下させることで（実施例１）、グロスを２３％にま
で向上させることができた。この値は、通常時に比ベ９
％も高く高品位な高グロス画像を得ることができた。さ
らに制御温度を低下させると、グロスが低下したため、
搬送速度３０ｍｍ／ｓｅｃにおいては、通常時よりも１
０℃低い１８０℃が最適な制御温度であることが分かっ
た。

【０１７２】次に、搬送速度を２０ｍｍ／ｓｅｃに低下
させた場合、制御温度が１９０℃ままであると（比較例
２−１）、熱量過剰によりホットオフセットが発生して
しまい、グロスの測定を行うことができなかった。しか
しながら、制御温度を１８０℃にまで１０℃低下させる
と（比較例２−２）、グロスを２６％まで向上させるこ
とができた。この値は通常時にくらベ１２％も高いが、
画像がホットオフセット気味であった。

【０１７３】さらに制御温度を１７０℃まで２０℃低下
させたところ（実施例２）、グロスは２９％となった。
この値は、通常速度時に比べ、約１５％も高く、高品位
な高グロス画像を得ることができた。さらに制御温度を
低下させると、グロスが低下したため、搬送速度２０ｍ
ｍ／ｓｅｃにおいては、通常時よりも２０℃低い１７０
℃が最適な制御温度であることが分かった。

【０１７４】以上述べたように、電磁誘導加熱方式の定
着装置を用いて、被記録材搬送速度を低下させてかつ制
御温度を低下させることにより、定着不良なく被記録材
上の画像のグロスをより向上させることができる。

【０１７５】〈第２の実施例〉本発明の第２の実施例で
ある画像形成装置について述べる。本実施例における画
像形成装置は、第１の実施例の図１に示す画像形成装置
と同様であり、また定着装置は、第１の実施例の図２〜
１０に示す定着装置と同様であるため、それらについて
の説明は省略する。

【０１７６】本実施例では、被記録材搬送速度を通常時
よりも低下させた場合に、制御温度を上昇させる場合に
ついて述べる。この場合とは、通常時の搬送速度では定
着不可能な被記録材を通紙する場合である。前述の被記
録材としては、秤量（坪量）の大きい厚紙（例えば秤量
１５０ｇ／ｍ² 以上の紙）や、ＯＨＰフィルムやグロス
フィルム等といった合成樹脂フィルムからなる熱容量の
大きいメディアがある。特に、ＯＨＰフィルムやグロス
フィルムでは、フィルムヘの良好な定着性だけでなく、
定着トナー像の透過性向上や高グロス化、すなわち定着
トナー像表面の平滑化が求められる。それゆえに、その
ようなメディアにおける定着トナー像の透過性向上や高
グロス化は定着工程において、多大な熱量を必要とす
る。

【０１７７】本発明の定着装置ならば、第１の実施例で
述べたとおり、制御温度温度の上昇に即座に反応でき、
定着に十分な熱量を過不足なく供給できる。

【０１７８】本実施例においては、ＯＨＰフィルム用の
定着条件として、搬送速度を通常時よりも低速にして、
かつ制御温度を上昇させる定着シーケンスを設けた。画
像形成装置に接続されているコンピュータや画像形成装
置に設けられているＯＨＰフィルムセンサからの信号に
より被記録材の種類を判別し、被記録材がＯＨＰフィル
ムである場合は、画像形成装置本体に設けられているＣ
ＰＵ（不図示）により定着シーケンスがＯＨＰフィルム
用の定着条件に変更される。

【０１７９】本発明による効果を検証するために、搬送
速度及び制御温度を振って、ＯＨＰ透過性を比較し評価
した。この検討内容および検討結果を以下に述べる。

【０１８０】本実施例では、ＯＨＰフィルムに十分な熱
量を供給可能な搬送速度として、通常の搬送速度よりも
遅い５０ｍｍ／ｓｅｃ、４０ｍｍ／ｓｅｃ、３０ｍｍ／
ｓｅｃを設定した。制御温度は、５℃刻みで設定し、こ
の時のＯＨＰの透過性を比較した。

【０１８１】ＯＨＰの透過性評価画像として、一次色
（イエロー・マゼンダ・シアン）及び二次色（レッド・
グリーン・ブルー）のパッチで、それぞれのパッチ濃度
に１０％から１００％まで１０％づつ階調を持たせた画
像を用意した。評価方法については、暗室においてＯＨ
Ｐフィルムをオーバーヘッドプロジェクターにより投影
し、その透過画像を比較して行った。透過性が悪いほど
透過光量が少ないため、透過画像が黒ずんだ色となり、
色を再現できない。画像の透過レベルを目視により比較
し、相対評価で表した。本検討の結果を表２に示す。

【０１８２】

【表２】

【０１８３】本画像形成装置の最速搬送速度１００ｍｍ
／ｓｅｃ・制御温度１９０℃（通常時）では、熱量が足
りないため、ＯＨＰフィルム上のトナーを定着すること
ができず、定着不良が発生してしまう。

【０１８４】次に、制御温度を１９０℃のままで搬送速
度を５０ｍｍ／ｓｅｃに低下させた場合（比較例１）、
定着は可能となったがＯＨＰ透過性は悪く、実用不可レ
ベルであった。特に、トナー載り量の多い二次色部分の
透過性が悪い。

【０１８５】次に、制御温度を１９０℃から１５℃まで
アップして２０５℃にすることで（実施例１）、透過性
を良好なレベルにまで向上させることができた。さらな
る制御温度アップは、トナー層表面がホットオフセット
気味になり、表面が荒れて逆に透過性が低下するので、
好ましくない。

【０１８６】次に、制御温度を１９０℃のままで搬送速
度をさらに４０ｍｍ／ｓｅｃにまで低下させた場合（比
較例２）、５０ｍｍ／ｓｅｃ時（比較例１）よりも搬送
速度が遅い分、実用上問題ないレベルにまでは達するこ
とができた。

【０１８７】さらに、制御温度を１９０℃から１０℃ア
ップさせ２００℃（実施例２）にすることで、透過性を
良好なレベルにまで向上させることができた。このレベ
ルは、実施例１と同レベルであるが、定着速度が遅い
分、制御温度は低くて済む。さらなる制御温度アップ
は、表面が荒れて逆に透過性が低下するので、好ましく
ない。

【０１８８】次に、制御温度を１９０℃のままで搬送速
度をさらに３０ｍｍ／ｓｅｃにまで低下させた場合（比
較例３）、５０ｍｍ／ｓｅｃ時（比較例１）よりも搬送
速度が遅い分、透過性は良好なレベルにまで達してい
た。

【０１８９】さらに、制御温度を１９０℃から５℃アッ
プさせ１９５℃（実施例３）にすることで、透過性は非
常に良好になり、透過性をさらに向上させることができ
た。さらなる制御温度アップは、表面が荒れて逆に透過
性が低下するので、好ましくない。

【０１９０】以上述べたように、誘導磁気加熱方式の定
着装置を用いて、搬送速度の低下させて制御温度を上昇
させることにより、ＯＨＰフィルム上の画像の透過性を
より向上させることができる。

【０１９１】〈その他〉 １）本発明は、制御温度をプリント枚数に応じて段階的
に変化させる多段階温調制御を行っている場合にも適用
できる。この場合、本発明の実施に際しては、多段階に
設定されている制御温度を一律もしくはプリント枚数に
応じて、上昇もしくは低下させるとよい。

【０１９２】２）また、各実施形態における電磁誘導に
よるフィルム加熱方式の定着装置は、加熱部材としての
エンドレスベルト状の電磁誘導発熱性フィルム１０を複
数の部材間に懸回張設して駆動手段で回転させる構成、
ロール巻きにした有端の長尺の電磁誘導発熱性フィルム
１０を繰り出して走行させる構成などにすることもでき
る。

【０１９３】３）電磁誘導発熱性フィルム１０は、モノ
クロあるいは１パスマルチカラー画像などの加熱定着用
の場合は弾性層２を省略した形態のものとすることもで
きる。電磁誘導発熱性層１は樹脂に金属フイラーを混入
して構成したものとすることもできる。電磁誘導発熱性
層単層の部材とすることもできる。

【０１９４】４）加圧部材３０はローラに限らず、回動
ベルト型など他の形態の部材にすることもできる。

【０１９５】また加圧部材３０側からも被記録材に熱エ
ネルギーを供給するために、加圧部材３０側にも電磁誘
導加熱などの発熱手段を設けて所定の温度に加熱・温調
する装置構成にすることもできる。

【０１９６】５）本発明の像加熱装置は実施例の画像加
熱定着装置としてに限らず、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
する像加熱装置等としても使用できる。

【０１９７】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
加熱処理すべき画像を担持させた被記録材へ供給する熱
量を適宜すばやく変更し、かつ過不足なく供給すること
ができて、画像のグロスを変えたり、ＯＨＰ透過性を向
上させることが可能な像加熱装置、および該像加熱装置
を備えた画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施例における画像形成装置の概略構
成図

【図２】 定着装置の要部の横断側面模型図

【図３】 同じく要部の正面模型図

【図４】 同じく要部の横断正面模型図

【図５】 内部に励磁コイルと磁性コアを配設した右側
のフィルムガイド部材の斜視模型図

【図６】 磁場発生手段と発熱量の関係を示した図

【図７】 安全回路図

【図８】 電磁誘導発熱性の定着フィルムの層構成模型
図（その１）

【図９】 発熱層深さと電磁波強度の関係を示したグラ
フ

【図１０】 電磁誘導発熱性の定着フィルムの層構成模
型図（その２）

【図１１】 各種定着装置の熱源と被記録材との位置関
係を示した図

【図１２】 光沢度測定装置の構成略図

【図１３】 定着温度とグロスの関係を示した図

【図１４】 熱ローラ方式の定着装置の一例の横断面模
型図

【図１５】 セラミックヒータを用いたフィルム加熱方
式の定着装置の一例の横断面模型図

【符号の説明】

１…発熱層、２…弾性層、３‥・離型層、４…断熱層、
１０…定着フィルム、１６ａ・１６ｂ…フィルムガイド
部材、１７ａ・１７ｂ・１７ｃ…励磁コア、１８…励磁
コイル、２２…加圧用剛性ステイ、２３ａ・２３ｂ…フ
ランジ部材、２５ａ・２５ｂ…加圧バネ、２６…温度セ
ンサ、２７…励磁回路、３０…加圧ローラ、５０…サー
モスイッチ、５１…リレースイッチ、１００…定着装
置、１０１…感光ドラム、１０２…帯電装置、１０３…
レーザ光、１０４…現像器、１０５…中間転写ドラム、
１０６…転写ローラ、１０７…クリーナ、Ｃ・‥交番磁
束、Ｈ…発熱位置、Ｍ…駆動手段、Ｎ…ニップ部、Ｐ…
被記録材、ｔ…トナー、Ｔ１…一次転写部、Ｔ２…二次
転写部

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁場を発生する磁場発生手段と、この磁場
   の作用を受けて発生する渦電流で発熱する発熱層を有す
   る加熱部材と、該加熱部材と形成するニップ部で被記録
   材を挟持搬送させる加圧部材とを備え、前記加熱部材か
   らの熱により被記録材上の画像が加熱される像加熱装置
   において、前記加熱部材の制御温度を被記録材の搬送速
   度に応じて変える手段を有することを特徴とする像加熱
   装置。
2. 【請求項２】被記録材の複数の搬送速度のうちのいずれ
   か２つの搬送速度を比較した場合に、搬送速度が遅い時
   の前記加熱部材の制御温度が、搬送速度が速い時の制御
   温度よりも低く設定されている像加熱モードを有するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
3. 【請求項３】被記録材の複数の搬送速度のうちのいずれ
   か２つの搬送速度を比較した場合に、搬送速度が遅い時
   の前記加熱部材の制御温度が、搬送速度が速い時の制御
   温度よりも高く設定されている像加熱モードを有するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
4. 【請求項４】被記録材の複数の搬送速度のうちのいずれ
   か２つの搬送速度を比較した場合に、搬送速度が遅い時
   の前記加熱部材の制御温度が、搬送速度が速い時の制御
   温度よりも低く設定されている像加熱モードと、搬送速
   度が速い時の制御温度よりも高く設定されている像加熱
   モードの両方を有し、被記録材の種類に応じてこの両像
   加熱モードのどちらか一方を選択可能であることを特徴
   とする請求項１に記載の像加熱装置。
5. 【請求項５】前記加熱部材及び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４の何れかに記載の像
   加熱装置。
6. 【請求項６】被記録材上のトナー像を加熱定着するため
   の定着装置を備え、複数の搬送速度で被記録材上に画像
   形成可能な画像形成装置において、前記定着装置は、磁
   場を発生する磁場発生手段と、この磁場の作用を受けて
   発生する渦電流で発熱する発熱層を有する加熱部材と、
   前記加熱部材と形成するニップ部で被記録材を挟持搬送
   させる加圧部材とを備え、前記加熱部材の制御温度を被
   記録材の搬送速度に応じて変える手段を有することを特
   徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】画像形成装置が有する被記録材の複数の搬
   送速度のうちのいずれか２つの搬送速度を比較した場合
   に、搬送速度が遅い時の定着装置の前記加熱部材の制御
   温度が、搬送速度が速い時の制御温度よりも低く設定さ
   れている定着モードを有することを特徴とする請求項６
   に記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】画像形成装置が有する被記録材の複数の搬
   送速度のうちのいずれか２つの搬送速度を比較した場合
   に、搬送速度が遅い時の定着装置の前記加熱部材の制御
   温度が、搬送速度が速い時の制御温度よりも高く設定さ
   れている定着モードを有することを特徴とする請求項６
   に記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】画像形成装置が有する被記録材の複数の搬
   送速度のうちのいずれか２つの搬送速度を比較した場合
   に、搬送速度が遅い時の定着装置の前記加熱部材の制御
   温度が、搬送速度が速い時の制御温度よりも低く設定さ
   れている定着モードと、搬送速度が速い時の制御温度よ
   りも高く設定されている定着モードの両方を有し、被記
   録材の種類に応じてこの定着モードのどちらか一方を選
   択可能であることを特徴とする請求項６に記載の画像形
   成装置。
10. 【請求項１０】前記加熱部材及び加圧部材が回転体であ
    ることを特徴とする請求項６ないし９の何れかに記載の
    画像形成装置。