JP2727899B2 - 像加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

像加熱装置及び画像形成装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はフィルム加熱方式の像加
熱装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】フィルム加熱方式の加熱装置は、本出願
人の先の提案に係る特開昭６３−３１３１８２号公報・
特開平２−１５７８７８号公報・特開平４−４４０７５
〜４４０８３号公報等に開示のように、耐熱性のフィル
ムの一面側に加熱体を、他面側に被加熱材を密着させて
被加熱材をフィルムと共に加熱***置を走行移動させて
加熱体の熱エネルギーをフィルムを介して被加熱材に付
与する方式の加熱装置である。
【０００３】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
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担持して
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
置として活用できる。
【０００４】また、例えば、画像を担持した記録材を加
熱して表面性（艶など）を改質する装置、仮定着処理す
る装置など、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。
【０００５】このようなフィルム加熱方式の像加熱装置
は例えば画像加熱定着装置についていえば、他に知られ
ている熱ローラ方式・熱板方式・ヒートチャンバー方式
等の画像加熱定着装置との対比において、昇温の速い低
熱容量の加熱体や薄膜のフィルムを用いることができる
ため、省電力化やウェイトタイム短縮化（クイックスタ
ート性）が可能となる。その他、従来の他の加熱装置の
もつ種々の欠点を解消できる利点を有し、効果的なもの
である。
【０００６】図２３にフィルム加熱方式の画像加熱定着
装置の一例の概略構成を示した。
【０００７】１はエンドレスベルト状の耐熱性の定着フ
ィルムであり、左側の駆動ローラー１１と、右側の従動
ローラー１２と、この両ローラー１１・１２間の下方に
固定支持させて配設した低熱容量線状加熱体としてのヒ
ーター６との、互いに並行な該３部材１１・１２・６間
に懸回張設してある。
【０００８】従動ローラー１２はエンドレスベルト状の
定着フィルム１のテンションローラーを兼ねており、定
着フィルム１は駆動ローラー１１の時計方向回転駆動に
伴い時計方向に所定の周速度、即ち不図示の画像形成部
側から搬送されてくる未定着トナー画像Ｔａを上面に担
持した被加熱材としての記録材Ｐの搬送速度と同じ周速
度をもってシワや蛇行、速度遅れなく回動駆動される。
【０００９】２は加圧部材としての、シリコーンゴム等
の離型性の良いゴム弾性層を有する加圧ローラーであ
り、前記のエンドレスベルト状定着フィルム１の下行側
フィルム部分を挟ませて前記ヒーター６の下面に対して
付勢手段により例えば総圧４〜７ｋｇの当接圧を持って
対向圧接させてあり、記録材Ｐの搬送方向に順方向の反
時計方向に回転する。
【００１０】回動駆動されるエンドレスベルト状の定着
フィルム１は繰り返してトナー像の加熱定着に供される
から、耐熱性・離型性・耐久性に優れ、一般的には総厚
１００μｍ以下、好ましくは４０μｍ未満の薄肉の単層
或は複合層フィルムを使用する。
【００１１】加熱体としてのヒーター６は、本例のもの
は記録材Ｐの搬送方向に直交する方向を長手とする絶縁
性・高耐熱性・低熱容量のヒーター基板３と、該基板面
に長手に沿って印刷して形成された通電発熱体層５と、
該基板３の通電発熱体層形成面側とは反対側の面に接触
させて設けたヒーター検温素子４（例えばサーミスタ）
を基本構成とする全体に低熱容量のものであり、該ヒー
ター６をヒーターホルダー７に通電発熱体層形成面側を
露呈させて断熱して固定保持させてある。
【００１２】ヒーター基板３は一例として厚み１ｍｍ・
巾６ｍｍ・長さ２４０ｍｍのアルミナ基板である。また
これを含む複合材基板等である。
【００１３】通電発熱体層５はヒーター基板３の下面の
略中央部分に長手に沿って、例えばＡｇ／Ｐｄ、ＲｕＯ
2 、Ｔａ2 Ｎ等の電気抵抗材料を巾１ｍｍに塗工（印刷
など）して具備させたもので、その両端部に導通させて
設けた給電電極間に電圧が印加されて通電される。
【００１４】ヒーター６の温度制御はサーミスタ４によ
るヒーター６の検知温度が一定となるように通電発熱体
層５への通電が制御されることでなされる。
【００１５】サーミスタ４はどのような紙サイズ（記録
材サイズ）が通紙されても通紙部は一定温度となるよう
に常に通紙領域にあたる位置に配設されている。
【００１６】ヒーター６の通電発熱体層５を形成した面
はフィルム１の摺動搬送による摩損を防止するために薄
い耐熱ガラス等の表面保護層で被覆してもよい。またヒ
ーター６の定着フィルム摺接面には潤滑剤を塗布しても
よい。
【００１７】画像形成スタート信号により不図示の画像
形成部で画像形成プロセスが実行されて定着装置へ搬送
された記録材Ｐは入口ガイド８に案内されて、温度制御
されたヒーター６と加圧ローラー２との圧接部Ｎ（定着
ニップ部）の定着フィルム１と加圧ローラー２との間に
進入して、未定着トナー像面が記録材Ｐの搬送速度と同
一速度で同方向に面移動状態のフィルム１の下面に密着
してフィルム１と一緒の重なり状態でヒーター６と加圧
ローラー２との定着ニップ部Ｎを挟圧力を受けつつ通過
していく。
【００１８】記録材Ｐのトナー画像担持面はフィルム面
に押圧密着状態で定着ニップ部Ｎを通過していく過程で
ヒーター６の熱をフィルム１を介して受け、トナー像が
高温溶融して記録材Ｐ面に軟化接着化Ｔｂする。記録材
Ｐとフィルム１との分離は記録材Ｐが定着ニップ部Ｎを
通過して出た時点で行なわせている。
【００１９】フィルム１と分離された記録材Ｐはガイド
９で案内されて不図示の排紙ローラー対へ至る間にガラ
ス転移点より高温のトナーＴｂの温度が自然降温（自然
冷却）してガラス転移点以下の温度になって固化Ｔｃす
るに至り、画像定着済みの記録材Ｐが出力される。
【００２０】図２４は他の構成形態の装置例の概略構成
である。これは特開平４−４４０７５〜４４０８３号公
報等に開示のものである。
【００２１】１０は横断面略半円弧樋形のフィルム内面
ガイド部材である。このガイド部材１０の外側下面の略
中央部に部材長手に沿ってヒーター嵌め込み溝を設け、
この溝内にヒーター６を嵌め込んで支持させてある。こ
のヒーター６付のフィルム内面ガイド部材１０に対して
内筒型の定着フィルム１をルーズに外嵌させてあり、ヒ
ーター６との間にフィルム１を挟ませて加圧ローラー２
をヒーター６に対して圧接させてある。加圧ローラー２
が回転駆動されることで円筒型の定着フィルム１がヒー
ター６の下面に密着摺動してフィルム内面ガイド部材１
０の回りを回転する。
【００２２】このフィルム駆動状態においてフィルム１
と加圧ローラー２との間に記録材Ｐが導入されて定着ニ
ップ部Ｎを通過することで前記図２３の装置の場合と同
様に記録材Ｐが定着ニップ部Ｎを通過する過程でヒータ
ー６の熱エネルギーがフィルム１を介して記録材Ｐに与
えられてトナー像の加熱定着がなされる。
【００２３】前述図２３の装置の場合は駆動時にエンド
レスベルト状定着フィルム１に強いテンションが全周に
作用しているが、図２４の装置の場合は定着ニップ部Ｎ
とこの定着ニップ部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部材１０の外面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
（以下、テンションフリータイプの装置という）。
【００２４】このようなテンションフリータイプの装置
ではフィルム駆動時にフィルム１がヒーター６の長手方
向に移動する力（フィルム寄り力）が前述図２３の装置
の場合よりも小さく、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。
【００２５】フィルム１はエンドレスベルト状に限ら
ず、図２５のように送り出し軸１３にロール巻に巻回し
た有端の定着フィルム１をヒーター６と加圧ローラー２
との間を経由させて巻取り軸１４に係止させて送り出し
軸１３側から巻取り軸１４側へ記録材Ｐの搬送速度と同
一速度をもって走行させる構成とすることもできる。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】従来のフィルム加熱方
式の像加熱装置、もしくは該装置を具備した画像形成装
置の問題点として次のような事項が挙げられる。
【００２７】（１）画像加熱定着装置についていえば、
加熱体としてのヒーター６の温度制御、即ちヒーター６
の発熱体層５に対する通電制御はヒーター６の温度検知
素子としてのサーミスタ４をどのような紙サイズでも通
紙部となるヒーター領域部分に配置してヒーター温度を
検知し、その検知温度が所定の一定となるように通電を
制御しているため、Ｂ５・封筒・ハガキのような小サイ
ズの紙を装置に連続通紙すると、ヒーター６の長手に関
して通紙部と非通紙部において温度差が５０ｄｅｇ以上
となる。
【００２８】このため加圧部材２の外径の熱膨張差が、
通紙部と非通紙部とで数百μｍにもなり、そのために、
フィルムの左右両端側部の送り速度に異なりを生じてフ
ィルムにネジレを生じて破損したり、続いて大サイズの
例えばＡ４サイズ紙を通紙すると、紙シワが発生すると
いう問題があった。
【００２９】またこのような状態を長時間続けると、加
圧部材２やフィルム１が熱劣化をおこし、部品の寿命を
短くしたり、最悪のケースでは装置が破損するという問
題があった。
【００３０】このような問題の解決方法として、ヒータ
ーの通電発熱体層５のパターン（発熱パターン）を複数
個設け、通紙紙サイズに合わせてそのフィルム紙サイズ
領域に対応するヒーター長さ領域だけ通電発熱させるよ
うにした構成も提案されている（特開平３−１４４４７
７号公報・特開平４−１７１４７３号公報等）。しかし
これは装置や制御方法が複雑になり、コストアップにつ
ながるという問題点がある。
【００３１】特に前述図２４のようなテンションフリー
タイプの装置のように、フィルム寄り移動規制手段とし
てフィルム端部を受け止めるフランジ部材を配設し、フ
ィルム寄り制御手段は省略してコストダウンと小型化を
図った装置の場合は、加圧ローラー２を駆動してフィル
ム１と紙（記録材）Ｐの搬送を行なわせたとき、小サイ
ズ紙が連続通紙されてヒーター６の非通紙部が通紙部よ
りも昇温して、加圧ローラー２の非通紙部と通紙部の熱
膨張による外径差が０．２ｍｍ以上となると、フィルム
の寄り移動力が大きくなり、そのためにフィルムの端部
が寄り移動規制フランジに強く当接して座屈し破損する
事態も生じる。
【００３２】そこで本発明の第１の目的は、小サイズの
被加熱材を連続して通紙することで加熱体の通紙部と非
通紙部との温度差が大きくなることに起因する上記のよ
うな問題の発生を簡単な手段構成で解消することにあ
る。
【００３３】（２）定着ニップ部Ｎにおけるフィルム１
の表面温度は記録材Ｐ上の未定着トナー画像Ｔａを定着
させるに足る温度になるように加熱体６で加熱される
が、定着ニップ部Ｎにおけるフィルム表面の温度は記録
材Ｐの各種通紙モードにより変化してしまう。
【００３４】また加圧ローラー２の熱容量がフィルム１
に比べてはるかに大きいため、加圧ローラー２の温度に
よってフィルムの表面温度が大きく影響される。
【００３５】図２６はプリント時のヒーター温度、フィ
ルム温度、加圧ローラー表面温度の時間変化を示す模式
図である。ヒーター６はプリント開始とともに２００°
Ｃに一定温調される。一方、加圧ローラー２は熱容量が
大きいため徐々に表面温度が上昇していく。この時フィ
ルム温度もヒーター温度と加圧ローラー表面温度の中間
値をとりながら徐々に上昇し、その変化量は４０°Ｃ程
度にもなる。
【００３６】ところで、このフィルム温度がβ°Ｃ以下
になると定着不良となり、α°Ｃ以上になると高温オフ
セットを発生する。
【００３７】定着不良を防止するためにフィルム温度を
通紙１枚目でβ°Ｃ以上となる様にヒーター温度を設定
すると、装置が暖まってきて７枚目以降で高温オフセッ
トを発生し、逆に７枚目以降の高温オフセットを防止す
るため、ヒーター温度をα°Ｃ以下に下げると１枚目で
定着不良を起こしてしまう。
【００３８】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、ヒーター温度を下げる等の考
慮がなされているが、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
枚目のヒーター温度やヒーター温度を下げる枚数の適正
値が異なるため、各場合に応じて操作を変更する必要が
あり、制御が複雑になっいる。
【００３９】例えば２分間隔で連続１０枚通した場合、
あるいは３分間隔、１６分間隔、さらには連続５枚、５
０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ー温度の操作を行なう事は不可能に
近い。
【００４０】またフィルムに直接サーミスタを当接させ
て温度検知するとしても、フィルムにテンションが加わ
らない系では当接状態が不安定となり、正確に検知でき
ないばかりか、フィルムに対して制動力を生じる場合に
はフィルムが記録材とスリップして画像が乱れるといっ
た問題も生じる。
【００４１】そこで本発明の第２の目的は、どのような
タイミング或いは環境で装置を使用しても被加熱材に加
熱体の熱エネルギーがフィルムを介して適切に付与され
て定着不良や高温オフセットの発生がないようにするこ
とにある。
【００４２】
【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする像加熱装置及び画像形成装置である。
【００４３】（１）加熱体と、加熱体の温度を検知する
温度検知素子と、温度検知素子の検知温度が所定の温度
を維持するように加熱体への通電を制御する通電制御手
段と、加熱体と摺擦しつつ移動するフィルムと、フィル
ムを介して加熱体とニップを形成する加圧部材と、を有
し、ニップで記録材を挟持搬送しつつフィルムを介して
記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、ニップ
に複数枚の記録材を連続して通紙する時、連続通紙枚数
が所定枚数に達する度に通紙間隔を広げ、上記加圧部材
の非通紙領域の過昇温を抑えることを特徴とする像加熱
装置。
【００４４】（２）加熱体と、加熱体の温度を検知する
温度検知素子と、温度検知素子の検知温度が所定の温度
を維持するように加熱体への通電を制御する通電制御手
段と、加熱体と摺擦しつつ移動するフィルムと、フィル
ムを介して加熱体とニップを形成する加圧部材と、を有
し、ニップで記録材を挟持搬送しつつフィルムを介して
記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、ニップ
に複数枚の記録材を連続して通紙する時、連続通紙枚数
が所定枚数に達する度に上記加熱体への通電電力を小さ
くすると共に、この通電電力に応じて通紙間隔を制御
し、上記加圧部材の非通紙領域の過昇温を抑えることを
特徴とする像加熱装置。
【００４５】（３）加熱体と、加熱体の温度を検知する
温度検知素子と、温度検知素子の検知温度が所定の温度
を維持するように加熱体への通電を制御する通電制御手
段と、加熱体と摺擦しつつ移動するフィルムと、フィル
ムを介して加熱体とニップを形成する加圧部材と、を有
し、ニップで記録材を挟持搬送しつつフィルムを介して
記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、複数枚
の記録材を連続して加熱する期間中で且つニップに記録
材が挟持されていない時の上記温度検知素子の検知温度
の変化率に応じて通紙間隔を制御し、上記加圧部材の非
通紙領域の過昇温を抑えることを特徴とする像加熱装
置。
【００４６】（４）上記通電制御手段は、ニップに記録
材が挟持されていない時上記加熱体への通電を停止し、
上記装置はこの時の上記温度検知素子の検知温度の降下
率に応じて通紙間隔を制御することを特徴とする（３）
に記載の像加熱装置。
【００４７】（５）上記通電制御手段は、ニップに記録
材が挟持されていない時上記加熱体への通電を停止する
と共に、この非通電期間中に所定時間上記加熱体へ通電
し、上記装置はこの時の上記温度検知素子の検知温度の
上昇率に応じて通紙間隔を制御することを特徴とする請
求項３に記載の像加熱装置。
【００４８】（６）上記装置は更に、記録材のサイズに
応じて通紙間隔を切換えることを特徴とする（１）に記
載の像加熱装置。
【００４９】（７）画像加熱定着装置が、固定支持され
た加熱体にフィルムを接触摺動させ、該フィルムの加熱
体とは反対側の面に被加熱材としての未定着画像を形成
担持させた記録材を密着させてフィルムと共に加熱***
置を通過させて加熱体からフィルムを介して被加熱材に
熱エネルギーを付与する加熱装置であり、被加熱材のサ
イズを認識する手段を有し、連続プリント時に被加熱材
と被加熱材の間で加熱体の発熱を停止あるいは減少させ
る時間を設けて、その時間内の温度変化率が所定の温度
変化率を超えるとプリントを停止させることを特徴とす
る画像形成装置。
【００５０】（８）画像加熱定着装置が、固定支持され
た加熱体にフィルムを接触摺動させ、該フィルムの加熱
体とは反対側の面に被加熱材としての未定着画像を形成
担持させた記録材を密着させてフィルムと共に加熱***
置を通過させて加熱体からフィルムを介して被加熱材に
熱エネルギーを付与する加熱装置であり、被加熱材のサ
イズを認識する手段を有し、連続プリント時に被加熱材
と被加熱材の間で加熱体の発熱を停止あるいは減少させ
る時間と再度加熱する時間を設けて、その加熱時間内の
温度変化率が所定の温度変化率を超えるとプリントを停
止させることを特徴とする画像形成装置。
【００５１】（９）プリントを停止させるとともに、表
示あるいは信号を出すことを特徴とする（７）又は
（８）に記載の画像形成装置。
【００５２】（１０）プリントを停止させた後に所定の
時間後プリント可能に復帰させることを特徴とする
（７）又は（８）に記載の画像形成装置。
【００５３】（１１）プリント停止後所定の温度迄加熱
体の温度が下降したことを検知してプリント可能に復帰
させることを特徴とする（７）又は（８）に記載の画像
形成装置。
【００５４】（１２）プリント停止後に加熱体の温度変
化率を検出し、その値を基にプリント可能に復帰させる
時間を決定し制御することを特徴とする（７）又は
（８）の何れかに記載の画像形成装置。
【００５５】（１３）加熱体と、加熱体の温度を検知す
る第１温度検知素子と、第１温度検知素子の検知温度が
所定の温度を維持するように加熱体への通電を制御する
通電制御手段と、加熱体と摺擦しつつ移動するフィルム
と、フィルムを介して加熱体とニップを形成する加圧部
材と、を有し、ニップで記録材を挟持搬送しつつフィル
ムを介して記録材上の画像を加熱する像加熱装置におい
て、上記加圧部材の温度を検知する第２温度検知素子
と、ニップに複数枚の記録材を連続して通紙する時、第
２温度検知素子の検知温度に応じて記録材の通紙間隔を
制御して上記加圧部材の非通紙領域の過昇温を抑える通
紙間隔制御手段と、を有することを特徴とする像加熱装
置。
【００５６】（１４）加熱体と、加熱体の温度を検知す
る第１温度検知素子と、第１温度検知素子の検知温度が
所定の第１温度を維持するように加熱体への通電を制御
する通電制御手段と、加熱体と摺擦しつつ移動するフィ
ルムと、フィルムを介して加熱体とニップを形成する加
圧部材と、を有し、ニップで記録材を挟持搬送しつつフ
ィルムを介して記録材上の画像を加熱する像加熱装置に
おいて、上記加圧部材の温度を検知する第２温度検知素
子を有し、上記通電制御手段は、この第２温度検知素子
の検知温度が所定の第２温度に達した時、ニップに複数
枚の記録材を連続して通紙する期間中で且つニップに記
録材が挟持されていない時の上記加熱体への通電を停止
もしくは減少させることを特徴とする像加熱装置。
【００５７】〈作 用〉 (I）装置に対する記録材の連続通紙時（連続プリント
時）の記録材の通紙間隔（紙間）を切り換える構成にす
ることで、小サイズの記録材の連続通紙時は記録材の通
紙間隔を徐々に広げるように制御する、即ち通紙サイク
ルを長くしていくことで、加圧部材やフィルムの軸方向
の熱分布の均一化がなされて、小サイズの記録材を連続
して通紙することで加熱体・加圧部材・フィルム等の通
紙部と非通紙部との温度差が大きくなることに起因する
前述のような問題の発生をなくすることができる。
【００５８】(II)連続プリント時に記録材のサイズに応
じて予め定められた枚数に達するとプリントを停止させ
る構成にすることで、小サイズの記録材が連続して通紙
されて加熱体・加圧部材・フィルム等の通紙部と非通紙
部との温度差が許容以上に大きくなる前にプリントを停
止させ、加熱体・加圧部材・フィルム等の通紙部と非通
紙部との温度差が許容以上に大きくなることに起因する
前述のような問題の発生をなくすることができる。
【００５９】(III)加圧部材に温度検知手段を設け、そ
の温度に応じ装置に対する記録材の通紙間隔を適時切り
換え可能とする構成にすることで通紙部と非通紙部の温
度差が緩和され、(I）の場合と同様に加熱体・加圧部材
・フィルム等の通紙部と非通紙部との温度差が大きくな
ることに起因する前述のような問題の発生をなくするこ
とができる。
【００６０】(IV)加圧部材に温度検知手段を設け、その
検知温度が所定温度に達した時、装置を停止させる構成
とすることで、(II)の場合と同様に小サイズの記録材が
連続して通紙されて通紙部と非通紙部との温度差が許容
以上に大きくなる前に装置を停止させ、通紙部と非通紙
部との温度差が許容以上に大きくなることに起因する前
述のような問題の発生をなくすることができる。
【００６１】(V)加圧部材を軸線方向で非対称に構成す
ることで、小サイズの記録材を連続して通紙した時の加
圧部材の通紙部と非通紙部との温度差による両部の熱膨
張による外径差を小さく押えることができ、両部の熱膨
張による外径差が大きくなることによるフィルムのネジ
レや破損を防止することができる。
【００６２】(VI)加圧部材に温度検知手段を設け、その
温度に応じて加熱体の制御温度の変更を行う構成にする
ことで、いかなる通紙モードにおいても装置に通紙され
る被加熱材（記録材）に付与する熱エネルギーを一定の
ものとし、画像加熱定着装置にあっては定着不良、高温
オフセットなどを防止でき前記第２の目的が達せられ
る。
【００６３】
【実施例】
【００６４】〈実施例１〉（図１・図２） 図１は本実施例装置の概略構成図であり、前述図２４の
装置と同様のテンションフリータイプのフィルム加熱方
式の画像加熱定着装置である。通紙は片側基準搬送であ
る。
【００６５】定着フィルム１： 長さ２２６ｍｍ・内径２４ｍｍ・肉厚４５μｍの円筒状
ポリイミドフィルムの外面にＰＴＦＥを１０μｍ厚コー
ティングしたもの。
【００６６】ヒーター６： 幅６．５ｍｍ、長さ２３６ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍの
アルミナ基板３（ヒーター基板）上に通電発熱体層５と
して銀パラジウムの発熱抵抗体パターンをスクリーン印
刷で塗布した後焼成して２８．３Ωになる様にした。サ
ーミスタ４はヒーター基板３の裏側（通電発熱体層５側
とは反対側の基板面）に基板長手中央より通紙基準側へ
４０ｍｍ寄せた位置に取りつけた。
【００６７】加圧ローラー２： 外径８ｍｍのステンレスシャフト２ａに厚さ４ｍｍのシ
リコーンゴムローラ層２ｂを設け、表層２ｃにフッ素ラ
テックス（ダイキン社製ＧＬＳ２１３にＦＥＰを１０ｗ
ｔ％混合したもの）を３０μｍコーティングして焼成し
たもの。硬度は５０°（Asker Ｃ）。
【００６８】フィルム送り速度（紙送り速度）：２３．
８ｍｍ／ｓｅｃ この加熱定着装置を電子写真複写機・プリンタ等の画像
形成装置に組み込み、レターサイズやＡ４サイズの紙
（記録材）に対しては、紙間Ｄを５０ｍｍ一定で通紙す
る様にした。またＢ５や封筒等の小サイズ紙の通紙の場
合は連続プリントの枚数が増すに従って紙間Ｄを増す制
御を行なうようにした。
【００６９】通紙される紙サイズは給紙カセットからの
信号やホストコンピュータ等からの指定信号、給紙セン
サーやレジストセンサーを用いて検出することが可能で
あり、その紙サイズ信号によって上記の紙間調節を自動
的に実行させる。
【００７０】．実験例 Ｂ５サイズを連続して１００枚通紙し、１０枚毎に表１
のように紙間Ｄを広げる制御を行なわせた。ヒーター６
は１８０°Ｃに制御した。
【００７１】
【表１】 プリントスタートから１００枚通紙終了までの、加圧ロ
ーラー２の非通紙部の温度推移を測定した。その結果を
図２に実線グラフで示した。
【００７２】加圧ローラー２の非通紙部の温度は１３０
°Ｃ以下におさまり、通紙部の温度１２０°Ｃとの差も
少なく、フィルムの破損、紙シワの発生はなかった。
【００７３】．比較例 紙間Ｄを５０ｍｍで一定にしてＢ５サイズを連続１００
枚通紙した。その結果１００枚後の加圧ローラー２の非
通紙部の温度は図２の破線グラフのように１７５°Ｃ以
上となり、通紙部の温度１２０°Ｃに対して５５ｄｅｇ
以上の差が生じて加圧ローラー２に軸方向で外径差がで
きたため、定着フィルム１が片寄り、端が座屈したりあ
るいは直後にプリントしたＡ４の紙にシワを生じた。
【００７４】以上述べたように、本実施例によれば小サ
イズ紙に対して紙間Ｄを徐々に広げることによってすな
わち、通紙サイクルを長くしていくことで加圧ローラー
２、定着フィルム１の軸方向熱分布の均一化が可能とな
り、定着フィルムの破損、記録紙のシワを防止すること
ができる。
【００７５】なお本実施例では紙間Ｄを１０枚毎に変化
させたが、この切り換えの枚数設定は装置に応じて適宜
変えられるものである。
【００７６】〈実施例２〉（図３・図４） 前述実施例１では予め定められた枚数によって一意的に
紙間Ｄを切り換えるものであった。しかし、この方法で
は装置の置かれた環境や通紙開始直前の装置の暖まり具
合、あるいはホストコンピュータからの画像情報の通信
に要する時間といったバラツキ要因によっては必要以上
に紙間Ｄを広げてしまい、スループットを低下させてし
まう場合が有り得る。
【００７７】本実施例においてはヒーター６を一定温度
に制御するために必要とされる電力を検出し、この電力
の値によって紙間Ｄを変えるように制御するものであ
る。
【００７８】この制御ブロック図を図３に示す。ＣＰＵ
１５はサーミスタ４の出力をＡ／Ｄ変換器１６を介して
取り込み、ＡＣドライバー１７によってヒーター６の通
電発熱体層５への通電を制御し、ヒーター６を所定の温
度に保つ。電力検知回路１８はＡＣ入力（ＡＣ電源）１
９の電圧と波数制御によってヒーター出力を制御するも
のであるならば、基準時間内の通電波数を計測し、入力
電力を算出してＣＰＵ１５に伝える。
【００７９】位相制御によってヒーター出力を制御する
ものであれば、位相データと入力電圧から入力電力を算
出してＣＰＵ１５に伝えれば良い。
【００８０】例えば波数制御をして一定温度に制御しよ
うとすると、最初は定着フィルム１、加圧ローラー２と
もに暖まっておらず、周囲の空気も冷えているので必要
な電力は大きい。しかし徐々に定着装置全体、周辺の空
気が暖まってくると一定温度に保つために必要な電力は
減少する。
【００８１】従って連続プリントの場合には系の暖まり
具合によって徐々に波数を減らすように制御する。この
波数の切り換えに合わせて紙間Ｄを変化させる。
【００８２】．実験例 ＡＣ電源１９として１００Ｖ・５０Ｈｚを用い、半波を
１つと数えてサイクル１０サイクル（２０波）毎を１つ
の単位としてその中の波数を切り換えるように制御し
た。そして１５５°Ｃにヒーター温度を維持するために
必要な波数を室温から立ち上げて連続１００枚プリント
した場合に測定した。
【００８３】その結果、最初は２０波中の１４波を通電
しないと１５５°Ｃ以上に保てなかったが、５枚目以降
は１３波、１０枚目以降は１２波、１８枚目以降は１１
波、３２枚目以降は１０波、４５枚目以降は９波、６０
枚目以降は８波、８５枚目以降は７波あれば充分に温度
を１５５°Ｃに保つことができた。
【００８４】この制御では、必要最低の波数より１波多
いＨレベルと、１波低いＬレベルとを切り換えて所定の
温度を保つもので、Ｌレベルが１ｓｅｃ以上続くと必要
最低の波数を１波減じるようにするものである。これに
よって定着装置のおかれたいろいろな条件、例えば加圧
ローラー温度を反映して電力の切り換えを行なっていけ
る。
【００８５】そこで小サイズ紙を通紙した場合にこのよ
うにヒーターの通電電力を下げながらその毎に、表２の
ように紙間Ｄを伸ばすように制御した。
【００８６】
【表２】 そして、このように波数切り換えの判断を紙間Ｄの長さ
切り換えの判断として用いることで、定着装置の暖まり
具合、環境条件を加味しているので、前述の実施例１の
ように通紙枚数で一意的に紙間Ｄを伸ばすよりも合理的
で、実施例１より速いスループットと、破損に対するよ
り高い安全性とを実現することが可能となった。
【００８７】特に実施例１では５０枚目で一旦停止して
すぐに再度通紙を開始すると、枚数のカウンターはリセ
ットされており、非通紙部の昇温がはげしくなる欠点が
ある。しかし、本実施例では定着装置の暖まり具合を必
要電力から推定して紙間Ｄを決めるように制御するた
め、途中で通紙を停止した後再開しても決して昇温がひ
どくなることはない、この比較を図４に示す。
【００８８】以上実施例ではヒーター温調温度を一定に
したが、徐々に下げる制御を組み合わせても良い。
【００８９】〈実施例３〉（図５） 本実施例では紙間Ｄにヒーター６をオフする時間を設け
て、その間の温度低下量を基に紙間Ｄを決めるようにし
たものである。
【００９０】図５の（ａ）は室温より立ち上げて通紙を
始めた際の１枚目と２枚目の紙間Ｄに０．３ｓｅｃヒー
ターをｏｆｆした場合の立ち下りを示し、（ｂ）は連続
通紙５０枚目と５１枚目との紙間Ｄで０．３ｓｅｃヒー
ターをｏｆｆした場合の立ち下りを示している。
【００９１】（ａ）では０．３ｓｅｃのオフの間に８５
°Ｃまで低下しているが、（ｂ）では１３０°Ｃまでし
か低下していない。したがってこのように紙間Ｄにヒー
ター６をオフして、その間の温度の立ち下り量を計測す
れば、定着装置の暖まり具合を検出可能である。
【００９２】そこで下記の表３のように０．３ｓｅｃ間
の温度の立ち下り量Ｔを基に紙間Ｄを決めた。
【００９３】
【表３】 この表３に従って紙間Ｄを変えながら小サイズ紙を通紙
したところ、前述実施例２と同様の効果が得られ、かつ
電力検知といった複雑な方法を用いなくても制御するこ
とが可能となった。
【００９４】またこの例ではヒーターをオフする時間を
一定にしていたが逆に一定の温度間を例えば１５０°Ｃ
から１４０°Ｃまでの温度低下するのに要する時間を計
測しても良い。要するに、温度の立ち下り速度を計測す
れば良い。
【００９５】またオフ後再度温度を上げる際の温度上昇
速度を計測して上昇速度が速くなると定着装置が暖まっ
たと判断して、紙間Ｄを広げるように制御しても良い。
【００９６】以上の実施例では紙間Ｄでヒーターをオフ
していたが、一定時間加熱量を増してその間の温度上昇
量を測定して定着装置の暖まり具合を判断して紙間Ｄを
広げるように制御しても良い。
【００９７】〈実施例４〉 前記実施例３においては制御温度一定で説明したが、定
着装置の暖まり具合によって制御温度を下げる制御を組
み合わせれば紙間Ｄの広げる量を小さくすることがで
き、ユーザーにとっては便利である。また装置の安全
性、耐久性からも好ましい。
【００９８】制御温度を１５５°Ｃから１５０°Ｃ、１
４５°Ｃと順次下げていく制御と組み合わせると、非通
紙昇温も１０ｄｅｇ以上減少して、その分だけ紙間Ｄを
広げずにすむ。
【００９９】前述実施例３と本実施例で加圧ローラー２
の非通紙部の昇温を１３０°Ｃ以下にするための紙間Ｄ
を比較して表４に示す。
【０１００】
【表４】 このように前述実施例よりスループットを上げることが
できる。
【０１０１】〈実施例５〉 前述実施例では紙間Ｄでヒーターを一定時間オフしてい
たが、このオフ時間を定着装置が暖まるに従って長くし
ていっても良い。
【０１０２】これによって加圧ローラー２、定着フィル
ム１の非通紙部への熱供給が紙間Ｄで減り、非通紙部昇
温が減少するので、紙間Ｄを広げる量を前記実施例より
少なくすることができる。
【０１０３】
【表５】 これによってスループットを前述実施例より高く保つこ
とができるのでユーザーにとって便利である。
【０１０４】なおヒーターを完全にオフするのでなく紙
が定着装置の加熱部に有る時に１５５°Ｃで制御するな
ら、紙間では１００°Ｃ程度で制御を行い、次の紙が定
着ニップ部Ｎに進入する時迄に１５５°Ｃまで再度立ち
上げるようにしても良い。これによって温度が下りすぎ
ることも防げる。
【０１０５】以上実施例１〜同５で説明したように小サ
イズ紙を連続通紙しても定着フィルムの破損や記録紙の
シワ、非通紙部昇温による高温オフセットといった問題
が解決された。
【０１０６】なお実施例１〜同５はテンションタイプの
装置であるが、前述図２３のようなテンションコントロ
ールを行なう装置にも適用できることはいうまでもな
い。
【０１０７】〈実施例６〉（図６） 本実施例は前記実施例１の図１の装置と同様の画像加熱
定着装置を組み込んだ画像形成装置について、レターサ
イズやＡ４サイズの紙に対しては紙間Ｄを５０ｍｍ一定
で通紙を行なうようにした。
【０１０８】Ｂ５や封筒等の小サイズ紙については紙サ
イズ信号によって小サイズと判断された場合には連続プ
リントの枚数をカウントして各紙サイズに対して予め定
めた枚数でプリントを停止させるように制御する。
【０１０９】．実験例 各紙サイズに対して連続プリントを停止させる枚数を表
６のように設定した。ヒーター６は１８０°Ｃで制御し
た。
【０１１０】
【表６】 この結果、加圧ローラー２の非通紙部の温度は１３０°
Ｃ以下におさまり、通紙部の温度１００°Ｃとの差も少
なく、フィルムの破損、紙シワの発生はなかった。この
時の加圧ローラー２の非通紙部の温度を測定した結果を
図６に実線グラフで示した。
【０１１１】．比較例 紙間Ｄを５０ｍｍで一定にしてＢ５サイズ紙を連続１０
０枚通紙した。
【０１１２】その結果、図６に破線グラフで示したよう
に、１００枚後の加圧ローラー非通紙部の温度は１６５
°Ｃ以上となり、通紙部の温度１００°Ｃに対して６５
ｄｅｇ以上の差が生じて、加圧ローラー２に軸方向で外
径差ができたため、定着フィルム１が片寄り、端が座屈
したりあるいは直後にプリントしたＡ４の紙にシワを生
じた。
【０１１３】以上述べたように本実施例によれば、小サ
イズ紙に対してそれぞれ定められた枚数で連続プリント
を停止させることによって、加圧ローラー２の非通紙部
昇温を停止させることで、定着フィルムの破損、記録紙
のシワを防止することができる。
【０１１４】〈実施例７〉（図７） 前述実施例６ではヒーター温度を１８０°Ｃで一定とし
ていたが、連続プリントによって定着フィルム１、加圧
ローラー２等が暖まってくるとこの制御温度を徐々に下
げることが可能である。
【０１１５】例えば１８０°Ｃに対して徐々に１６０°
Ｃ、１５５°Ｃと下げていく制御を行なった場合は、１
５５°Ｃに達してからの枚数をカウントして各々の紙サ
イズに対してプリントを停止させる枚数を定める。
【０１１６】各サイズに対して表７のようにプリント停
止枚数を定めた。
【０１１７】
【表７】 制御温度１５ｄｅｇ下げる制御によって、非通紙昇温は
図７に示すように２０ｄｅｇ程度下がる。これによって
前述実施例６に比べて昇温が改善されるで表７のように
プリント停止までの枚数を増してユーザーに対して一層
使い易い装置とすることができた。
【０１１８】〈実施例８〉（図８） 本実施例では紙間にヒーターをオフする時間を設けて、
その後の温度を基にプリントを停止するかを判断するよ
うにしたものである。
【０１１９】図８の（ａ）は室温より立ち上げて通紙を
始めた際の１枚目と２枚目の間に０．３ｓｅｃヒーター
をｏｆｆした場合の立ち下りを示し、（ｂ）は連続通紙
５０枚目と５１枚目との紙間で０．３ｓｅｃヒーターを
ｏｆｆした場合の立ち下りを示している。
【０１２０】（ａ）では０．３ｓｅｃのオフの間に８５
°Ｃまで低下しているが、（ｂ）では１３０°Ｃまでし
か低下していない。従ってこのように所定の時間紙間で
ヒーターをオフしてその後の温度を計測すれば定着装置
の暖まり具合を検出可能である。そこで表８のように
０．３ｓｅｃ後の温度を基にプリント停止を決めた。
【０１２１】
【表８】 このようにサイズが小さい程、非通紙昇温が早いので早
い時点で停止させて非通紙部昇温によるダメージを防ぐ
ことが望ましい。また紙間でヒーターオフでなく発熱量
を減らす制御をしても良い。
【０１２２】〈実施例９〉 本実施例も実施例８と同様に、紙間にヒーターをオフす
る時間を設けて、その間の温度低下率を基にプリントを
停止するか否かを判断するようにしたものである。
【０１２３】即ち紙間をオフしてその間の温度の立ち下
り率を計測すれば定着装置の暖まり具合を検出可能であ
る。
【０１２４】そこで本実施例では表９のように０．３ｓ
ｅｃ間の温度の立ち下り率を基にプリント停止を決め
た。
【０１２５】
【表９】 またこの例ではヒーターをオフする時間を一定にしてい
たが、逆に一定の温度間を例えば１５０°Ｃから１４０
°Ｃまでの温度低下するのに要する時間を計測しても良
い。要するに、温度の立ち下り速度を計測すれば良い。
【０１２６】オフ後再度温度を上げる際の温度上昇速度
を計測して上昇速度が速くなると非通紙部が昇温したと
判断して、プリンタを停止するように制御しても良い。
【０１２７】以上の実施例では紙間でヒーターをオフし
ていたが、一定時間加熱量を増してその間の温度上昇量
を測定して非通紙部の昇温具合を判断してプリンターを
停止するように制御しても良い。
【０１２８】〈実施例１０〉 前述実施例６〜９において、小サイズ紙の連続プリント
時に非通紙部昇温が大きくなったと判定された時にプリ
ントを停止させたが、この時にユーザーに認識できる表
示を出すか、接続されたコンピュータ等に信号を送るこ
とができる。これによってよりユーザーに状態を認識さ
せ混惑させないという利点が有る。
【０１２９】〈実施例１１〉 本実施例は実施例６〜１０でプリント停止状態になって
からの解除方法に関するものである。
【０１３０】ユーザーにとってはプリント停止後に非通
紙部温度が充分に低下すれば自動的にプリント可能にな
ることが好ましい。
【０１３１】従来の１ケのサーミスタをすべてのサイズ
の記録材に対する通紙域内に置く方法では、非通紙部の
温度は検知できないと考えられていた。
【０１３２】しかし実施例６〜１０で述べたように紙サ
イズが判っており、かつ連続プリントと枚数をカウント
したり、紙間でヒーターをオフした場合の温度変化を測
定すれば非通紙部の昇温は代用して測定できた。
【０１３３】逆にこのことは、プリント停止時以降の温
度変化や連続したプリント枚数、時間よって非通紙の温
度低下を推定できるということである。
【０１３４】従ってプリント停止後にこれらの値を基に
非通紙部の温度が例えば８０°Ｃ以下になったと判断さ
れた場合に、プリント可能にするように制御すれば良
い。
【０１３５】以上の実施例６〜同１１で説明したよう
に、小サイズ紙を連続して通紙しても定着フィルムの破
損や、記録紙のシワ、非通紙部昇温に寄る高温オフセッ
トといった問題が解決される。
【０１３６】なお実施例６〜１１の説明はテンションフ
リータイプの定着装置で説明したが、前述図２４に示し
たテンションコントロールを行なうフィルム定着装置に
も適用できることは言うまでもない。
【０１３７】〈実施例１２〉（図９〜図１１） 図９は本実施例装置の概略構成図であり、前記実施例１
の装置と同様の構成のものである。３ａはヒーター表面
保護層としてのガラスやフッ素樹脂等のコート層であ
る。
【０１３８】２０は加圧ローラー２の温度検出手段とし
てのサーミスタである。この加圧ローラー用サーミスタ
２０は、不図示のばね、スポンジ等により加圧ローラー
２に押しあてられ、加圧ローラー２の表面温度を検出
し、その出力は、Ａ／Ｄ変換されＣＰＵ２１に取り込ま
れる。また加圧ローラー用サーミスタ２０が、加圧ロー
ラー２に傷をつけるのを防止するため、加圧ローラー用
サーミスタ２０と加圧ローラー２の間には、表面摩擦抵
抗の小さい、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のテープを介在させて
ある。
【０１３９】加圧ローラー用サーミスタ２０の加圧ロー
ラー長手方向での当接位置は、図１０に示す通り、図の
左基準で通紙される場合には、装置に通紙される最大サ
イズの記録材の少し内側である。
【０１４０】このような加熱定着装置においてヒーター
（加熱体）６の温度を１８０°Ｃに制御し、小サイズ紙
（封筒）を連続通紙した際の、加圧ローラー用サーミス
タ２０の検出温度と通紙域の加圧ローラー２の温度を図
１１に示す。この図からもわかるように加圧ローラー２
の温度は、紙間が５０ｍｍで連続１０枚通紙で４０ｄｅ
ｇ、３０枚通紙で８０ｄｅｇの差がつく。本発明者等が
行なった実験では、加圧ローラー２の通紙部と非通紙部
の温度差が５０ｄｅｇ以上になるとフィルム１にシワが
入り始める。
【０１４１】そこで本実施例では、小サイズ紙が連続通
紙され非通紙部の加圧ローラーの温度が１３０°Ｃを越
えた場合、それまで５０ｍｍだった紙間を９５ｍｍ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、フィルム２にしわが入るこ
とを防いだ。
【０１４２】本実施例を行なうことで加圧ローラー２の
温度は上がってしまうが、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枚通紙を行なっても
フィルム２にシワが寄ることが無かった。また加圧ロー
ラー２の温度が極端に高くなってしまうことは、加圧ロ
ーラー２から紙に熱エネルギーを供給することができる
分、ヒーター６の温度を低くできるので、ヒーター６の
制御温度を下げることで防ぐことができる。
【０１４３】ただし、カセットやセンサー等により小サ
イズということが予めわかっていれば常に通紙域内に加
圧ローラー用サーミスタ２０を設置しても良いし、最大
通紙域外においてもよい、逆に先述の実施例では紙サイ
ズが予めわからなくても構わないという利点がある。
【０１４４】また本実施例では加圧ローラー用サーミス
タ２０を加圧ローラー２に当接させているが非接触にし
ても加圧ローラー２の温度上昇がおだやかなため非接触
にする事による応答の遅れも問題にならずに使用でき
る。
【０１４５】〈実施例１３〉 上記実施例１２と同様の加熱定着装置を用い、小サイズ
の紙が連続プリントされた場合、加圧ローラー用サーミ
スタ２０により、加圧ローラー２の表面温度を常に通紙
域内にあるところで検知し、その検知温度がある値を越
えた場合、紙間においてヒーター６への電力供給を停止
する。
【０１４６】これは、初期の定着装置が暖まっていない
状態から紙間においてヒーター６への電力供給を停止す
ると、次ぎの紙がきたときに電力供給を始めてもヒータ
ー６が定着に十分な温度まで上げることができない。こ
れは、加圧ローラー２が冷えているため加圧ローラー２
に熱を奪われ、急激に温度が低下し、また温度を上げる
のにも時間がかかるためである。しかし連続通紙を行な
うと加圧ローラー２が暖まってきてヒーター６への給電
を紙間において停止してもヒーター６の温度は急激に低
下しないうえ、給電を始めた際の立ち上がり時間も短い
ため紙間において給電を停止できる。
【０１４７】発明者等の実験によれば、この給電を停止
できる時間は、表１０のような関係にあることがわかっ
た。
【０１４８】
【表１０】 この条件はプロセススピード２４ｍｍ／ｓｅｃ、紙間５
０ｍｍの時である。
【０１４９】加圧ローラー２の温度を検知しながら表１
０の条件で紙間においてのヒーター６への給電停止時間
を変化させながら小サイズ紙の連続通紙を行なったとこ
ろ、給電を停止しない場合が、連続１０枚通紙で４０ｄ
ｅｇ、連続３０枚通紙で８０ｄｅｇの差があったのに対
し、連続１０枚通紙で２０ｄｅｇ、連続３０通紙で３０
ｄｅｇになった。また３０枚連続通紙後の加圧ローラー
２の温度は、紙間で給電を停止していない場合に比べ平
均で３０ｄｅｇ下がっていた。
【０１５０】本実施例を用いれば、スループットを落す
事なく非通紙部昇温を防ぐことができるうえ連続通紙を
長く行なえば行なう程、省エネルギーが行なえる。
【０１５１】さらに、本実施例と上記実施例を組み合わ
せ、加圧ローラー２に小サイズ紙を通紙した時の通紙部
と非通紙部の両方にサーミスタを設け、それぞれの検知
温度をもとに、紙間の長さ、給電停止時間、定着温度を
制御して行なえば、非通紙部昇温によるフィルム２の寄
りやシワ、非通紙部昇温後に最大サイズの紙を通紙した
際の高温オフセット、消電力がより効果的に行なえる。
【０１５２】なお紙間で完全に給電を停止せずに減少さ
せるものでも良いことは言うまでもない。
【０１５３】以上の実施例１２・同１３で説明したよう
に、フィルム加熱定着装置において加圧部材に温度検知
素子を設け、その温度により紙間を切り換えることによ
り、小サイズの記録材を連続加熱処理する際の非通紙部
昇温を緩和し、昇温要因によるフィルムの幅方向の変位
及びシワを予防し、小サイズ記録材の連続加熱処理直後
のサイズの大きい記録材通紙時の高温オフセットを低減
する効果がある。
【０１５４】〈実施例１４〉 画像加熱定着装置の構成は前記実施例１２の図９・図１
０と同様である。
【０１５５】本実施例では加圧ローラー２の非通紙部の
温度が所定の温度より高くなると装置を停止させて破損
を防止させる。
【０１５６】具体的には加圧ローラー２の非通紙部の温
度が１５０°Ｃに達すると通紙部との差が４０°Ｃとな
り、加圧ローラー２の外径差で０．１ｍｍを超え始め
る。そこでサーミスタ２０が１５０°Ｃを検知した時点
で停止させて放熱させることでフィルムを破損させるこ
とは無くなった。
【０１５７】なおサーミスタ２０の位置は図１０の２
０′のように通紙基準位置側でも良く、あるいは完全に
最大通紙域外でも良い。カセット信号ないしホストコン
ピューター等の信号によって小サイズ信号と判定された
場合にＣＰＵ２１は非通紙部の温度を推定して、停止さ
せることができる。
【０１５８】またサーミスタ２０は加圧ローラー２に接
触させても非接触でもどちらでもよいが、加圧ローラー
２の温度上昇はきわるてゆるやかであり、非接触式でも
応答性は十分足りる。そして非接触であればサーミスタ
２０が紙粉・トナー等で汚れ出力値がくるう事がない。
【０１５９】〈実施例１５〉 前述実施例１４において、加圧ローラー２の温度が一定
温度以下になったことを検知して定着動作を再開させる
ことが可能である。
【０１６０】あるいは加圧ローラー２が１５０°Ｃに達
した後の温度低下率は高温環境下が最も小さくこの値を
もとに時間によっても定着動作を再開させる判断をして
も良い。
【０１６１】前者の例としては、加圧ローラー温度がサ
ーミスタ位置で１００°Ｃまで下がった時に再開させる
ようにして良い。
【０１６２】また後者の例として、加圧ローラー２の降
温速度が最少で−１０ｄｅｇ／ｍｉｎの場合は（１５０
°Ｃ−１００°Ｃ）／１０（ｄｅｇ／ｍｉｎ）より５分
後に動作再開させれば良い。
【０１６３】あるいは、この降温速度を算出して、定着
動作を再開させる温度自体を決めても良く、また時間を
決めても良い。
【０１６４】以上の実施例１４・同１５で説明したよう
に、フィルム加熱定着装置において加圧部材に温度検知
素子を設けその温度が所定の温度を超えると装置を停止
させることで、定着フィルムの破損を防止することが可
能となった。また非通紙昇温が存在する際に大サイズの
記録材を通すとシワやオフセットが生じるのを防止する
ことができる。
【０１６５】〈実施例１６〉（図１２〜図１４） 画像加熱定着装置の構成は前記実施例１の図１のものと
同様である。
【０１６６】加圧ローラー２は、前記実施例１のものと
同様に、外径８ｍｍのステンレスシャフト２ａに厚さ約
４ｍｍのシリコーンゴム層２ｂを設け、表層２ｃにフッ
素ラテックスコートを３０μｍコーティングして焼成し
た硬度５０°（ Asker-C）のものであるが、本実施例に
おいては図１２の（ａ）の模型図のように、この加圧ロ
ーラー２の通紙基準側のローラー外径Ｄ１を非基準側の
外径Ｄ２より室温で０．１ｍｍだけ大きく設定した。
【０１６７】実験では定着フィルム１が４０μｍ厚のポ
リイミドフィルムであれば加圧ローラーの左右側に０．
１５ｍｍの外径差（この場合、非通紙昇温による膨張
差）が生じても耐えられることが判った。
【０１６８】図１３のように、小サイズ紙の連続通紙
で、非通紙部１８０°Ｃ、通紙部１１０°Ｃになり、こ
れによって加圧ローラー２が図１４の（ａ）のように全
長域で同じ外径のものである場合に図１４の（ｂ）の模
型図のようにローラー２の非通紙部と通紙部とで外径差
Ｄ５−Ｄ３≒０．２ｍｍが生じていた。
【０１６９】これはローラー２のシリコーンゴムの線膨
張率が６×１０-4 〜８×１０4 ／ｄｅｇであり、芯金
材料であるステンレスの線膨張率は１６．４×１０-6／
ｄｅｇである。これらをもとに本実施例の加圧ローラー
の熱膨張率を計算するとこのような結果となる。
【０１７０】このように加圧ローラー２の非通紙部と通
紙部とで外径差が生じると定着フィルム１の送り速度が
左右側で異なりを生じてフィルムにネジレを生じて破損
を生じやすい。
【０１７１】しかし本実施例のようにあらかじめ通紙基
準側の加圧ローラー径を太くしておくと（図１２
（ａ））、図１２の（ｂ）の模型図のように、小サイズ
紙の連続通紙の場合でも非基準側のローラー径Ｄ４が通
紙基準側のローラー径Ｄ３よりも０．１ｍｍ太くなるだ
けですむので、定着フィルムはネジレを生じることがな
くなり、破損しない。
【０１７２】本実施例では加圧ローラー２の左右側の室
温での外径差（Ｄ１−Ｄ２）を０．１ｍｍに設定した
が、この外径差は、フィルムの膜厚、加圧ローラーの外
径、ゴムの膨張率、ゴム厚等によって適宜に決定され
る。
【０１７３】〈実施例１７〉（図１５） 前記実施例１６は加圧ローラー２の左右側の外径差をゴ
ム層２ｂの厚さをローラー左右側で差を付けることで形
成したが、図１５のようにゴム層２ｂの厚さは左右側で
一定にして芯金２ａをテーパーにして加圧ローラー２の
左右側の外径差を形成してもよい。
【０１７４】〈実施例１８〉（図１６） 前記実施例１５・同１６は加圧ローラーの外径に左右側
で差を付けたが、ローラー外径は全長域でほぼ均一にし
て、図１６のようにローラー芯金２ａをテーパー状に
し、ゴム層２ｂも左右側で差を持たせるようにしてもよ
い。
【０１７５】これは加工し易い形状で外径を正確にする
ため研磨する場合でも、液状ゴムで型成形する場合にも
作り易い。
【０１７６】このように基準側のゴム層を大きめにする
ことで膨張を大きくできるので、フルサイズ（Ａ４、レ
ター）を通紙した場合に通紙基準側の方がフィルムのネ
ジレの生じない範囲で大きめとなり、小サイズ通紙時に
は基準側が非基準側と同じ程度の径になるまで熱膨張さ
せることで可能となり、フィルムのネジレを防止でき
る。
【０１７７】以上の実施例１６乃至同１８で説明したよ
うに、加圧ローラー形状を軸方向で非対称とし、小サイ
ズ通紙時の非通紙部昇温に対して外径をフィルムにネジ
レを生じない適正範囲に保つようにしたことで、フィル
ムの破損や画像上のシワといった問題を解決することが
できた。
【０１７８】〈実施例１９〉（図１７〜図１９） 図１７は本実施例装置の概略構成図であり、前述図１も
しくは図９の装置と共通する構成部材・部分には同一の
符号を付して再度の説明を省略する。
【０１７９】加圧ローラー２の温度検出部材としてのサ
ーミスタ２０は不図示のバネ・スポンジ等により加圧ロ
ーラー２に押しあてられていて加圧ローラー２の温度を
検出し、その出力Ａ／Ｄ変換されてＣＰＵ２１に取り込
まれる。２２はトライアックである。
【０１８０】温度検知部材２０が加圧ローラー２に傷を
付けるのを防止するため温度検知部材２０と加圧ローラ
ー２の間には表面摩擦抵抗の小さいＰＦＡやＰＴＦＥの
テープ等がはさんである。
【０１８１】温度検知部材２０の加圧ローラー長手方向
での当接位置は、図１８に示すように図の左端基準で通
紙される場合には装置に通紙される最少サイズの記録材
の通紙領域の長手方向でのほぼ中央部に対応する位置と
した。これは通紙可能なすべての紙サイズに対して常に
通紙域に温度検知部材２０を置き、紙種の影響を検知す
るためである。
【０１８２】本実施例においては加圧ローラー２の温度
に応じて、加熱体６の制御温度を変えている。即ち、加
圧ローラー２の温度が低く、定着フィルム１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、加熱体６の制御温度を高く設定する。また加
圧ローラー２の温度が高く、少ない熱エネルギーでもフ
ィルム１を定着温度に維持できる場合は加熱体６の制御
温度を低くする。
【０１８３】具体的には表１１に示すような加圧ローラ
ー温度に対応した加熱体制御温度のテーブルをデータと
してメモリにあらかじめもたせておき、ＣＰＵ２１が、
加圧ローラー温度を検出した温度検出素子２０のＡＤ変
換された出力値を一定周期あるいは不定周期でうけとる
ごとにメモリ内のテーブルを参照しにいき、そのテーブ
ルと出力値を比較して加熱体６の制御温度を随時決定し
ていく。
【０１８４】
【表１１】 図１９は本実施例の定着装置における、連続プリント時
のヒーター（加熱体）温度、フィルム温度、加圧ローラ
ー温度の時間変化を示している。
【０１８５】まず、ヒーター立ち上げ時Ａにおいて、上
記の手順によりヒーター温度が設定される。次に連続通
紙を続けると次第に加圧ローラーが温まり、Ｂにおいて
表１１のテーブルに従ってヒーターの制御温度の変更が
行なわれ、更にＣ、Ｄ、Ｅにおいても同様のことを繰り
返す。
【０１８６】このように加圧ローラーの温度に応じて随
時、加熱体６の制御温度を変えることにより、定着装置
が十分冷えている時から連続５０枚通紙を行っても定着
装置が温まった状態からの連続５０枚通紙でも常に適切
なタイミングでヒーター温度が切り替わり、定着フィル
ム１の温度をほぼ一定に保つことができる。
【０１８７】〈実施例２０〉（図２０〜図２１） 前記実施例１９においては、加圧ローラー２の温度検知
部材２０は図１８のように装置に導入される最小サイズ
の記録材の通紙領域の長手方向でのほぼ中央部に対応す
る加圧ローラー位置に設けたが、本実施例においては図
２０に示すように、通紙領域の端に取りつけてある。
【０１８８】この位置は通紙される記録材の非画像部に
あたっており、より具体的には非画像領域が紙の端から
４ｍｍのとき加圧ローラー２上の通紙域の通紙位置基準
側の端から、長手方向で内側に４ｍｍ以内の位置であ
る。
【０１８９】前記実施例１９の図１８のように温度検知
部材２０を画像域にあたる位置に取りつけると、記録材
Ｐ上のトナーがフィルム１にオフセットし、さらにフィ
ルム１から加圧ローラー２へ転移した時、そのトナーが
加圧ローラー２に当接する温度検知部材２０の表面を汚
すことがある。
【０１９０】このような汚れは、温度検知部材２０が加
圧ローラー２上のトナーを掃き溜める形で発生するた
め、大きなトナー溜りとなり、これが加圧ローラー２に
傷をつけてしまう。
【０１９１】またこのトナー溜りが温度検知部材２０か
らはげ、加圧ローラー２に付着すると、これが後に通紙
される記録材の背面を汚すことになる。
【０１９２】本実施例のように加圧ローラー２上で記録
材Ｐの非画像域に温度検知部材２０を取り付けることで
上記のような温度検知部材２０の汚れを防止することが
できる。
【０１９３】また図２１のように完全に非通紙領域に温
度検知部材２０を設けて制御を行ってもよい。この場合
通紙による影響を検出できなくなるがこれで十分な場合
もある。
【０１９４】〈実施例２１〉（図２２） 本実施例では図２２に示すように加圧ローラー２の温度
検知部材を２つ２０ａ・２０ｂ用い、それ等を通紙域と
非通紙域の２ケ所に取り付けてある。
【０１９５】通紙中の加圧ローラー２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
材の種類や厚さによって違っており、厚い方が温度差は
大きくなる。
【０１９６】本実施例ではこの通紙域と非通紙域の２つ
の位置の加圧ローラー温度から通紙されている記録材の
厚さを推測し、ヒーター（加熱体）２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
い場合にはヒーター６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ーの制御温度を高
くする。
【０１９７】具体的には、表１２に示すようなテーブル
をあらかじめ用意しておき、２つの温度検知部材２０ａ
・２０ｂの出力値とテーブルを参照することにより、制
御温度を切り替える。これにより、環境や通紙モードに
よらず実施例１９・同２０と比べ更に適切な温度にヒー
ター６を制御することができる。
【０１９８】また、非通紙部の温度検知部材２０ｂは小
サイズ紙の連続プリントを行なった時の非通紙部過昇温
を検知することもできる。非通紙部の過昇温が装置の耐
用限度超えた場合には例えば装置を強制的に停止させ、
温度が下がるまで待機させるなどの措置をとることが可
能である。
【０１９９】
【表１２】 以上の実施例１９乃至同２１に説明したように、加圧ロ
ーラー２の温度検出手段２０（２０ａ・２０ｂ）を設
け、その温度に応じて加熱体６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
る記録材に付与す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効果がある。
【０２００】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、フィルム
加熱方式の像加熱装置及び該加熱装置を具備する画像形
成装置について、小サイズの被加熱材を連続して通紙す
ることで加熱体の通紙部と非通紙部との温度差が大きく
なることに起因する前述のフィルム損傷等の問題を解消
することができ、また、どのようなタイミング或は環境
で装置を使用しても被加熱材に加熱体の熱エネルギーが
フィルムを介して適切に付与されて、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発生を防止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１の装置の概略図
【図２】 小サイズ紙連続通紙における加圧ローラーの
非通紙部温度についての、実施例１の装置と比較例の装
置との比較グラフ
【図３】 実施例２の装置の制御系のブロック図
【図４】 小サイズ紙連続通紙における加圧ローラーの
非通紙部温度についての、実施例１の装置と実施例２の
装置との比較グラフ
【図５】 ヒーターの温度変化グラフ
【図６】 小サイズ紙連続通紙における加圧ローラーの
非通紙部温度についての、実施例６の装置と比較例の装
置との比較グラフ
【図７】 小サイズ紙連続通紙における加圧ローラーの
非通紙部温度についての、実施例７の装置と実施例６の
装置との比較グラフ
【図８】 ヒーターの温度変化グラフ
【図９】 実施例１２の装置の概略図
【図１０】 加圧ローラーに対する温度検知部材の配設
位置を示す図
【図１１】 小サイズ紙連続通紙における加圧ローラー
の通紙部と非通紙部との温度グラフ
【図１２】 実施例１６の装置の加圧ローラー縦断面模
型図であり、（ａ）は室温時の状態模型図、（ｂ）は小
サイズ紙連続通紙後の状態模型図
【図１３】 小サイズ紙連続通紙における加圧ローラー
の通紙部と非通紙部との温度グラフ
【図１４】 従来の装置の加圧ローラー縦断面模型図で
あり、（ａ）は室温時の状態模型図、（ｂ）は小サイズ
紙連続通紙後の状態模型図
【図１５】 実施例１７の装置の加圧ローラー縦断面模
型図であり、（ａ）は室温時の状態模型図、（ｂ）はフ
ルサイズ通紙時の状態模型図、（ｃ）は小サイズ紙連続
通紙後の状態模型図
【図１６】 実施例１８の装置の加圧ローラー縦断面模
型図であり、（ａ）は室温時の状態模型図、（ｂ）はフ
ルサイズ通紙時の状態模型図、（ｃ）は小サイズ紙連続
通紙後の状態模型図
【図１７】 実施例１９の装置の概略図
【図１８】 加圧ローラーに対する温度検知部材の配設
位置を示す図
【図１９】 実施例１９の装置の連続プリント時におけ
るヒーター温度、フィルム温度、加圧ローラー温度の時
間変化グラフ
【図２０】 実施例１９の装置において、加圧ローラー
に対する温度検知部材の配設位置を示す図
【図２１】 他の配設位置を示す図
【図２２】 実施例２１の装置において、加圧ローラー
に対する温度検知部材の配設位置を示す図
【図２３】 フィルム加熱方式の加熱装置（画像加熱定
着装置）の一例の概略図
【図２４】 他の例（テンションフリータイプ）の概略
図
【図２５】 更に他の例の概略図
【図２６】 連続プリント時におけるヒーター温度、フ
ィルム温度、加圧ローラー温度の時間変化グラフ
【符号の説明】
１ 耐熱フィルム（定着フィルム） ２ 加圧部材（加圧ローラー） ３ ヒーター基板 ４ 検温素子 ５ 通電発熱体層 ６ 加熱体（ヒーター） １０ フィルム内面ガイド部材 Ｐ 記録材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥田 幸一 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 (72)発明者 福沢 大三 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 (56)参考文献 特開 平３−208076（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−174457（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−209492（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−8779（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−163464（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−80135（ＪＰ，Ａ)

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加熱体と、加熱体の温度を検知する温度
    検知素子と、温度検知素子の検知温度が所定の温度を維
    持するように加熱体への通電を制御する通電制御手段
    と、加熱体と摺擦しつつ移動するフィルムと、フィルム
    を介して加熱体とニップを形成する加圧部材と、を有
    し、ニップで記録材を挟持搬送しつつフィルムを介して
    記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、 ニップに複数枚の記録材を連続して通紙する時、連続通
    紙枚数が所定枚数に達する度に通紙間隔を広げ、上記加
    圧部材の非通紙領域の過昇温を抑えることを特徴とする
    像加熱装置。
  2. 【請求項２】 加熱体と、加熱体の温度を検知する温度
    検知素子と、温度検知素子の検知温度が所定の温度を維
    持するように加熱体への通電を制御する通電制御手段
    と、加熱体と摺擦しつつ移動するフィルムと、フィルム
    を介して加熱体とニップを形成する加圧部材と、を有
    し、ニップで記録材を挟持搬送しつつフィルムを介して
    記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、 ニップに複数枚の記録材を連続して通紙する時、連続通
    紙枚数が所定枚数に達する度に上記加熱体への通電電力
    を小さくすると共に、この通電電力に応じて通紙間隔を
    制御し、上記加圧部材の非通紙領域の過昇温を抑えるこ
    とを特徴とする像加熱装置。
  3. 【請求項３】 加熱体と、加熱体の温度を検知する温度
    検知素子と、温度検知素子の検知温度が所定の温度を維
    持するように加熱体への通電を制御する通電制御手段
    と、加熱体と摺擦しつつ移動するフィルムと、フィルム
    を介して加熱体とニップを形成する加圧部材と、を有
    し、ニップで記録材を挟持搬送しつつフィルムを介して
    記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、 複数枚の記録材を連続して加熱する期間中で且つニップ
    に記録材が挟持されていない時の上記温度検知素子の検
    知温度の変化率に応じて通紙間隔を制御し、上記加圧部
    材の非通紙領域の過昇温を抑えることを特徴とする像加
    熱装置。
  4. 【請求項４】 上記通電制御手段は、ニップに記録材が
    挟持されていない時上記加熱体への通電を停止し、上記
    装置はこの時の上記温度検知素子の検知温度の降下率に
    応じて通紙間隔を制御することを特徴とする請求項３に
    記載の像加熱装置。
  5. 【請求項５】 上記通電制御手段は、ニップに記録材が
    挟持されていない時上記加熱体への通電を停止すると共
    に、この非通電期間中に所定時間上記加熱体へ通電し、
    上記装置はこの時の上記温度検知素子の検知温度の上昇
    率に応じて通紙間隔を制御することを特徴とする請求項
    ３に記載の像加熱装置。
  6. 【請求項６】 上記装置は更に、記録材のサイズに応じ
    て通紙間隔を切換えることを特徴とする請求項１に記載
    の像加熱装置。
  7. 【請求項７】 画像加熱定着装置が、固定支持された加
    熱体にフィルムを接触摺動させ、該フィルムの加熱体と
    は反対側の面に被加熱材としての未定着画像を形成担持
    させた記録材を密着させてフィルムと共に加熱***置を
    通過させて加熱体からフィルムを介して被加熱材に熱エ
    ネルギーを付与する加熱装置であり、被加熱材のサイズ
    を認識する手段を有し、連続プリント時に被加熱材と被
    加熱材の間で加熱体の発熱を停止あるいは減少させる時
    間を設けて、その時間内の温度変化率が所定の温度変化
    率を超えるとプリントを停止させることを特徴とする画
    像形成装置。
  8. 【請求項８】 画像加熱定着装置が、固定支持された加
    熱体にフィルムを接触摺動させ、該フィルムの加熱体と
    は反対側の面に被加熱材としての未定着画像を形成担持
    させた記録材を密着させてフィルムと共に加熱***置を
    通過させて加熱体からフィルムを介して被加熱材に熱エ
    ネルギーを付与する加熱装置であり、被加熱材のサイズ
    を認識する手段を有し、連続プリント時に被加熱材と被
    加熱材の間で加熱体の発熱を停止あるいは減少させる時
    間と再度加熱する時間を設けて、その加熱時間内の温度
    変化率が所定の温度変化率を超えるとプリントを停止さ
    せることを特徴とする画像形成装置。
  9. 【請求項９】 プリントを停止させるとともに、表示あ
    るいは信号を出すことを特徴とする請求項７又は８に記
    載の画像形成装置。
  10. 【請求項１０】 プリントを停止させた後に所定の時間
    後プリント可能に復帰させることを特徴とする請求項７
    又は８に記載の画像形成装置。
  11. 【請求項１１】 プリント停止後所定の温度迄加熱体の
    温度が下降したことを検知してプリント可能に復帰させ
    ることを特徴とする請求項７又は８に記載の画像形成装
    置。
  12. 【請求項１２】 プリント停止後に加熱体の温度変化率
    を検出し、その値を基にプリント可能に復帰させる時間
    を決定し制御することを特徴とする請求項７又は８の何
    れかに記載の画像形成装置。
  13. 【請求項１３】 加熱体と、加熱体の温度を検知する第
    １温度検知素子と、第１温度検知素子の検知温度が所定
    の温度を維持するように加熱体への通電を制御する通電
    制御手段と、加熱体と摺擦しつつ移動するフィルムと、
    フィルムを介して加熱体とニップを形成する加圧部材
    と、を有し、ニップで記録材を挟持搬送しつつフィルム
    を介して記録材上の画像を加熱する像加熱装置におい
    て、 上記加圧部材の温度を検知する第２温度検知素子と、ニ
    ップに複数枚の記録材を連続して通紙する時、第２温度
    検知素子の検知温度に応じて記録材の通紙間隔を制御し
    て上記加圧部材の非通紙領域の過昇温を抑える通紙間隔
    制御手段と、を有することを特徴とする像加熱装置。
  14. 【請求項１４】 加熱体と、加熱体の温度を検知する第
    １温度検知素子と、第１温度検知素子の検知温度が所定
    の第１温度を維持するように加熱体への通電を制御する
    通電制御手段と、加熱体と摺擦しつつ移動するフィルム
    と、フィルムを介して加熱体とニップを形成する加圧部
    材と、を有し、ニップで記録材を挟持搬送しつつフィル
    ムを介して記録材上の画像を加熱する像加熱装置におい
    て、 上記加圧部材の温度を検知する第２温度検知素子を有
    し、上記通電制御手段は、この第２温度検知素子の検知
    温度が所定の第２温度に達した時、ニップに複数枚の記
    録材を連続して通紙する期間中で且つニップに記録材が
    挟持されていない時の上記加熱体への通電を停止もしく
    は減少させることを特徴とする像加熱装置。
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