JP3123339B2 - 加熱装置 - Google Patents

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加
熱装置、すなわち通電により発熱する加熱体と、該加熱
体に密着して摺動移動するフィルム部材を有し、このフ
ィルム部材を介して被加熱材を加熱体に密着させてフィ
ルム部材と一緒に加熱部である加熱***置を移動させて
加熱体の熱エネルギーをフィルム部材を介して被加熱材
に付与する加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、複写機・レーザービームプリン
タ・ファクシミリ・マイクロフィルムリーダプリンタ・
画像表示（ディスプレイ）装置・記録機等の画像形成装
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樹脂等より成る顕
画剤（トナー）を用いて被記録材（転写材シート・エレ
クトロファックスシート・静電記録シート・印刷紙等）
の面に間接（転写）方式もしくは直接方式で形成担持さ
せた目的の画像情報に対応した未定着トナー画像を被記
録材面に永久固着画像として加熱定着処理する像加熱装
置（画像加熱定着装置）としては、所定の温度に維持さ
れた加熱ローラと、弾性層を有して前記加熱ローラに圧
接する加圧ローラによって被加熱材としての被記録材を
挟持搬送しつつ加熱処理する熱ローラ方式が多用されて
いる。

【０００３】しかし熱ローラ方式では、加熱ローラの熱
容量が大きいため、加熱ローラを所定の定着温度まで加
熱するのに要する時間（いわゆるウォームアップ時間）
が長くかかるという問題があった。

【０００４】そこで最近では前記のようなフィルム加熱
方式の加熱装置が提案され、画像形成装置における像加
熱装置として実用化もされている（特開昭６３−３１３
１８２号公報・特開平１−２６３６７９号公報・特開平
２−１５７８７８号公報・特開平４−４４０７５〜４４
０８３号公報・特開平４−２０４９８０〜２０４９８４
号公報等）。

【０００５】定着装置としてだけでなく、画像を担持し
た被記録材を加熱して表面性（艶等）の改質を行なう装
置、仮定着処理するなど、その他、被加熱材を加熱処理
する手段として広く使用できる。

【０００６】このようなフィルム加熱方式の加熱装置
は、昇温の速い低熱容量のサーマルヘッド状の加熱体や
薄膜のフィルム部材を用いることができるため、省電力
化やウォームアップ時間の短縮化（クイックスタート
性）が可能となる、画像形成装置等の本機の機内昇温を
低めることができる等の利点を有し、効果的なものであ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フィルム加熱方式の加熱装置では、加熱体への電力供給
が開始されてから、被加熱材が装置の加熱部へ案内され
て突入するまでの時間が調節できなかったため、以下の
ような問題点があった。

【０００８】１）加熱体へ供給される電力が不足の場
合、被加熱材の加熱が十分に行なえない場合がある。そ
のため画像形成装置の被記録材の定着処理の場合は加熱
不足による定着不足を生じる。

【０００９】これを防ぐために、加熱体へ常に所定値以
上の電力を供給するような構成の場合、加熱体の耐久性
が損なわれるおそれがある。

【００１０】２）加熱体へ通電が開始される前の加熱体
または加熱体周辺のフィルム部材・加圧部材等の装置構
成部材の温度（初期温度）が過度に低い場合、加熱体へ
の通電がなされてから被加熱材が装置の加熱部（加熱体
位置）へ案内されて突入するまでに加熱体の所定の加熱
温度への昇温が間に合わず、被加熱材の加熱不足となる
場合がある。

【００１１】このような問題を防ぎ、加熱体または加熱
体周辺の装置構成部材の初期温度によらず加熱体の十分
な昇温が得られるようにするには、加熱体への供給電力
を増す必要があるが、そうすると上記１）と同様の問題
が生じる。

【００１２】３）室温が過度に低い場合、被加熱材の温
度も下がっているため、加熱体への供給電力が少ない場
合や、加熱体または加熱体周辺の装置構成部材の初期温
度が低い場合には、前記１）や２）の場合の被加熱材の
加熱不足は更にレベルダウンする。

【００１３】これを防ぐために、被加熱材等を予熱する
ためのヒータ手段を設けると、装置の平均消費電力が増
大するという問題がある。

【００１４】そこで本発明の目的は、この種のフィルム
加熱方式の加熱装置や、該加熱装置を像加熱装置として
備える画像形成装置について、加熱体への供給電力にか
かわらず、加熱体の耐久性を損なうことなく、被加熱材
に対して十分な加熱を行なうことができるようにするこ
とにある。

【００１５】また、加熱体へ通電を開始する前の加熱体
の温度にかかわらず、加熱体の耐久性を損なうことな
く、被加熱材に対して十分な加熱を行なうことができる
ようにすることにある。

【００１６】更には、加熱体へ通電を開始する前の加熱
体周辺の装置構成部材の温度にかかわらず、加熱体の耐
久性を損なうことなく、被加熱材に対して十分な加熱を
行なうことができるようにすることにある。

【００１７】また更に、室温が過度に低く、しかも加熱
体への供給電力が少ない、または加熱体もしくは加熱体
周辺の装置構成部材の初期温度が過度に低い場合でも、
加熱体の耐久性を損なうことなく、また装置の平均消費
電力を増大させることなく、被加熱材に対して十分な加
熱を行なうことができるようにすることにある。

【００１８】そして像加熱装置もしくは該像加熱装置を
具備した画像形成装置にあっては特に朝一の画像定着性
を向上させるものである。

【００１９】

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

【００２０】（１）通電により発熱する発熱体を備えた
加熱体と、前記加熱体に密着して摺動移動するフィルム
部材と、を有し、前記フィルム部材を介して被加熱材を
前記加熱体に密着させ、被加熱材を前記フィルム部材と
一緒に前記加熱体の位置を移動させて前記加熱体の熱エ
ネルギーを前記フィルム部材を介して被加熱材に付与す
る加熱装置において、前記加熱体へ通電される電力を検
知するための電力検知手段と、室温を検知する室温検知
手段と、を有し、前記電力検知手段の検知電力と前記室
温検知手段の検知温度に応じて、前記加熱体への通電開
始から被加熱材が前記加熱体へ到達するまでの搬送時間
を制御することを特徴とする加熱装置。

【００２１】（２）通電を開始する前の前記加熱体の温
度を検知する加熱体温度検知手段を有し、更に前記加熱
体温度検知手段の検知温度に応じて前記搬送時間を制御
することを特徴とする（１）記載の加熱装置。

【００２２】（３）前記加熱体周辺の温度を検知する周
辺温度検知手段を有し、更に前記周辺温度検知手段の検
知温度に応じて前記搬送時間を制御することを特徴とす
る（１）記載の加熱装置。

【００２３】（４）通電により発熱する発熱体を備えた
加熱体と、前記加熱体に密着して摺動移動するフィルム
部材と、を有し、前記フィルム部材を介して被加熱材を
前記加熱体に密着させ、被加熱材を前記フィルム部材と
一緒に前記加熱体の位置を移動させて前記加熱体の熱エ
ネルギーを前記フィルム部材を介して被加熱材に付与す
る加熱装置において、前記加熱体へ通電される電力を検
知するための電力検知手段と、通電を開始する前の前記
加熱体の温度を検知する加熱体温度検知手段と、を有
し、前記電力検知手段の検知電力と前記加熱体温度検知
手段の検知温度に応じて、前記加熱体への通電開始から
被加熱材が前記加熱体へ到達するまでの搬送時間を制御
することを特徴とする加熱装置。

【００２４】（５）前記加熱体周辺の温度を検知する周
辺温度検知手段を有し、更に前記周辺温度検知手段の検
知温度に応じて前記搬送時間を制御することを特徴とす
る（４）記載の加熱装置。

【００２５】（６）通電により発熱する発熱体を備えた
加熱体と、前記加熱体に密着して摺動移動するフィルム
部材と、を有し、前記フィルム部材を介して被加熱材を
前記加熱体に密着させ、被加熱材を前記フィルム部材と
一緒に前記加熱体の位置を移動させて前記加熱体の熱エ
ネルギーを前記フィルム部材を介して被加熱材に付与す
る加熱装置において、 前記加熱体へ通電される電力を検
知するための電力検知手段と、前記加熱体周辺の温度を
検知する周辺温度検知手段と、を有し、前記電力検知手
段の検知電力と前記周辺温度検知手段の検知温度に応じ
て、前記加熱体への通電開始から被加熱材が前記加熱体
へ到達するまでの搬送時間を制御することを特徴とする
加熱装置。

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【００３８】

【００３９】

【００４０】〈作 用〉 このように電力と室温（または加熱体温度、または加熱
体周辺温度）の組み合わせ複合により加熱体への通電開
始から被加熱材が加熱体へ到達するまでの搬送時間を制
御するので、例えば室温（または加熱体温度、または加
熱体周辺温度）低くても電力が大きい場合、早めに被加
熱材を移動して加熱体への通電開始から被加熱材が加熱
体へ到達するまでの搬送時間を短くすることができ、ウ
エイトタイムが長くかかる場合を減らすことができる。

【００４１】

【００４２】

【００４３】

【００４４】

【００４５】像加熱装置あるいは該像加熱装置を備える
画像形成装置にあっては、常に良好な定着性、特に良好
な朝一定着性が得られる。

【００４６】

【実施例】（１）画像形成装置例（図１） 図１に画像形成装置の一例の概略構成を示した。本例の
画像形成装置は、像加熱装置（画像加熱定着装置）とし
てフィルム加熱方式の加熱装置５０を採用した、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
ジ着脱方式の電子写真複写装置である。

【００４７】１００は装置機筺、１０１はその装置機筺
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、機筺上面板１０１
上を図面上右方ａ、左方ａ´に夫々所定の速度で往復移
動駆動される。

【００４８】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
え込むことによりセットされる。

【００４９】１０４は機筺上面板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。

【００５０】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ａ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、その照明走査
光の原稿面反射光が像素子アレイ１０６によって感光ド
ラム１０７面に結像露光される。

【００５１】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いく。

【００５２】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成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。

【００５３】１２１は被記録材としての転写材シートＰ
を積載収納したカセットであり、該カセット内の転写材
シートＰが給送ローラ１１２の回転により１枚宛繰出し
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との間位置に丁度到達して
両者一致するようにタイミングどりされて同期給送され
る。

【００５４】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
次に転写されていく。

【００５５】転写部１１１でトナー画像転写を受けた転
写材シートＰ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、搬送装置１１４によって像加熱装
置５０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１
１６を通って排紙トレイ１１７上に排出される。

【００５６】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。

【００５７】ＰＣは装置本体１００内のカートリッジ着
脱部１２０に着脱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に対して着脱交換自在としてある。

【００５８】（２）像加熱装置５０（図２） 図２は像加熱装置５０の概略構成を示す側面模型図であ
る。

【００５９】１はエンドレスベルト状の耐熱性フィルム
（定着フィルム）であり、互いに略並行に配設した駆動
ローラ１１と、テンションローラを兼ねる従動ローラ１
２と、加熱体（低熱容量線状ヒータ）２の３部材間に懸
回張設させてある。

【００６０】フィルム１は、テンションローラを兼ねる
従動ローラ１２によって外側に張る方向にテンションを
印加され、さらに、表面にシリコーンゴム等を被覆して
摩擦係数を高めた駆動ローラ１１と接触することによ
り、該駆動ローラ１１の時計方向の回転駆動に伴って時
計方向に所定の周速度をもって、皺や蛇行、速度遅れな
く回転駆動される。

【００６１】フィルム１は、繰り返してトナー画像の加
熱定着に供され、また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、フィルムの膜厚は総厚１０
０μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下の耐熱性・離型性
・強度・耐久性等のあるＰＴＦＥ，ＰＦＡの単層フィル
ム、あるいはポリイミド，ポリアミドイミド，ＰＥＥ
Ｋ，ＰＥＳ，ＰＰＳ等のフィルムの表面にＰＴＦＥ，Ｐ
ＦＡ，ＦＥＰ等を離型層としてコーティングした複合層
フィルム等である。

【００６２】本実施例では、厚さ２０μｍのポリイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルホン、ポリ
エーテルエーテルケトン等の高耐熱樹脂や、ニッケル、
ＳＵＳ等の金属製の薄肉エンドレスベルトの外周面に、
ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）、ＰＦＡ（四フッ化
エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合
体樹脂）等の低表面エネルギーの樹脂、またはこれらの
樹脂にカーボンブラック等の導電材を添加した離型性コ
ート層を１０μｍ厚に施した総厚３０μｍのエンドレス
ベルトを用いている。

【００６３】１３は加熱体２を断熱支持させたヒータ支
持体、１０は加熱体２との間にフィルム１を挟んでフィ
ルムを加熱体２の面に、バネ等の付勢手段により総圧例
えば５〜１０ｋｇの当接圧をもって圧接する加圧手段と
しての加圧ローラである。この加圧ローラ１０はフッ素
コーティング等の離型性の良い表層と、ゴム弾性層とを
有するものであり、フィルム１の回転駆動に伴い被記録
材Ｐの搬送方向に順方向の反時計方向に従動回転する。

【００６４】フィルム１は前記のように駆動ローラ１１
の回転により、少なくとも画像定着実行時は矢示の時計
方向に加熱体２面に密着して該加熱体面を摺動しながら
所定の周速度、即ち画像形成部（転写部）側から搬送さ
れてくる未定着トナー画像Ｔを担持した被記録材Ｐの搬
送速度と略同じ周速度でシワなく回転駆動される。

【００６５】加熱体２は、後述するように通電により発
熱する発熱源としての発熱層（通電発熱抵抗体）４を含
み、該発熱層４の発熱により昇温する。

【００６６】画像形成スタート信号により画像形成装置
が像形成動作を開始すると、所定のタイミングで像加熱
装置５０のフィルム１の回転及び加熱体２への通電が開
始される。

【００６７】そして、所定のタイミングで未定着のトナ
ー画像Ｔを上面に担持した被記録材Ｐは転写部１１１か
ら搬送装置１１４で像加熱装置５０へ搬送され、入口ガ
イド２０に案内されて、急速に所定の温度まで昇温した
加熱体２と加圧ローラ１０との圧接ニップ部である定着
ニップ部Ｎ（加熱部）のフィルム１と加圧ローラ１０と
の間に導入される。

【００６８】すると、被記録材Ｐの未定着トナー画像面
は面移動状態のフィルム１の下面に密着して面ずれや皺
寄りを生じることなくフィルム１と一緒の重なり状態で
上記定着ニップ部Ｎを狭圧を受けつつ通過していく。

【００６９】その結果、被記録材Ｐのトナー画像担持面
は加熱体２の熱をフィルム１を介して受け、トナーは高
温融解して被記録材Ｐ面に軟化接着化された溶融トナー
Ｔａとなる。

【００７０】本装置の場合は被記録材Ｐとフィルム１と
の分離は被記録材Ｐが定着ニップ部Ｎを通過して出た時
点で行わせており、この分離時点において溶融トナーＴ
ａの温度は未だトナーのガラス転移点より高温の状態に
ある。従ってこの分離時点での被記録材Ｐとフィルム１
との結合力（接着力）は小さいので被記録材Ｐはフィル
ム１面へのトナーオフセットをほとんど発生することな
く、また、分離不良でフィルム１面に被記録材Ｐが接着
したまま巻き付いてジャムしてしまうことなく、常にス
ムーズに分離していく。

【００７１】そしてガラス転移点より高温の状態にある
トナーＴａは適度なゴム特性を有するので、分離時のト
ナー画像面はフィルム表面にならうことなく適度な凹凸
表面性を有したものとなり、この表面性が保たれて冷却
固化するに至るので、定着済みのトナー画像面には過度
の画像光沢が発生せず高品位な画質となる。

【００７２】このようにフィルム１と分離された被記録
材Ｐは、排紙ガイド２１で案内されて排紙ローラ対１１
６へ至るが、その間にガラス転移点より高温のトナーＴ
ａの温度は自然降温（自然冷却）してガラス転移点以下
の温度になっており、被記録材Ｐ上に固化した像Ｔｂが
形成され、画像定着済みの被記録材として出力される。

【００７３】（３）加熱体２（図３・図４） 図３は加熱体２の途中部省略の一部切欠き平面図、図４
は途中部省略の縦断側面図と通電回路図である。

【００７４】加熱体２は、フィルム１もしくは被加熱材
としての被記録材Ｐの搬送方向に対して直角方向（被加
熱材の幅方向）を長手とする細長の耐熱性・絶縁性・良
熱伝導性の基板３、該基板の表面側の短手方向中央部に
基板長手に沿って形成具備させた通電発熱層４、この通
電発熱層４の長手両端部の通電用電極５・６、通電発熱
層を形成した加熱体表面を保護させた耐熱性オーバーコ
ート層（保護層）７、基板裏面側に具備させた、加熱体
温度を検知するＮＴＣサーミスタ等の検温素子８等から
なる全体に低熱容量の線状加熱体（セラミックヒータ）
である。

【００７５】この加熱体２を通電発熱層４を形成具備さ
せた表面側を下向きに露呈させて耐熱性・断熱性のヒー
タ支持体１３を介して装置フレームに固定配設してあ
る。

【００７６】加熱体基板３は、例えば、アルミナや窒化
アルミニウム等の厚み１ｍｍ・幅１０ｍｍ・長さ３４０
ｍｍのセラミック等である。

【００７７】通電発熱層４は、例えば、Ａｇ／Ｐｄ（銀
パラジウム）、ＲｕＯ₂ 、Ｔａ₂ Ｎ等の電気抵抗材料を
スクリーン印刷等により、厚み約１０μｍ、幅１〜３ｍ
ｍの線状もしくは細帯状に塗工して形成したものであ
る。

【００７８】給電用電極５・６はＡｇ等の良導電材のス
クリーン印刷パターン層等である。

【００７９】オーバーコート層７はフィルム１との摺動
を考慮した、例えば約１０μｍ厚の耐熱性ガラス層であ
る。

【００８０】ヒータ支持体１３は加熱体２を像加熱装置
５０及び画像形成装置に対し断熱支持する、断熱性、高
耐熱性、剛性を有するもので、例えばＰＰＳ（ポリフェ
ニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテ
ルケトン）、液晶ポリマ等の高耐熱性樹脂や、これらの
樹脂とセラミックス、金属等との複合材料等で構成され
る。

【００８１】加熱体２の発熱層４には、電源Ｓから交流
電圧が印加されるようになっており、加熱体２の温度
は、基板３上に熱伝導性シリコーン接着剤等で接着また
は圧接することにより、あるいは一体的に形成された、
ＮＴＣサーミスタ等の検温素子８により検知され、該検
知温度に応じてマイクロコンピュータ（ＭＰＵ）２２に
より通電制御手段としての加熱体駆動回路２３が制御さ
れて加熱体２の発熱層４への通電制御されている。

【００８２】即ち、ＭＰＵ２２は、温度検知手段として
の検温素子８による加熱体検知温度が所定の加熱体制御
温度値となるように、加熱体２の発熱層４への通電を制
御する通電制御手段としての加熱体駆動回路２３を制御
して、加熱体２の温度を所定の加熱温度に温調する。

【００８３】加熱体２の発熱層４に印加されるＡＣ電圧
Ｖは、公知の電圧検知回路２４により検知され、ＭＰＵ
２２に入力される。加熱体２の発熱層４の抵抗値、すな
わち通電用電極５・６間の抵抗値Ｒは５Ωから１０Ωの
間の値であり、０．１ΩステップでＭＰＵ２２に記録さ
れている。

【００８４】（４）ウエイト時間制御−参考例１本参考例 は、加熱体２（より正確には発熱層４、以下同
じ）へ通電される電力Ｗに応じて、加熱体２への通電開
始から被加熱材である被記録材Ｐが像加熱装置５０の加
熱部である定着ニップ部Ｎへ突入するまでの時間（搬送
時間）ｔを調節するように設定することで、加熱体２の
耐久性を損なうことなく、被記録材Ｐに対して十分な加
熱を行ない、画像定着不足の発生を防止するようにした
ものである。

【００８５】即ち、本参考例では、加熱体２への通電開
始時刻と被記録材Ｐの搬送開始時刻の差ｔ_w 、つまり加
熱体２への通電が開始されてから被加熱材である被記録
材Ｐが像加熱装置５０の加熱部である定着ニップ部Ｎへ
突入するまでの搬送時間（ウェイト時間、待ち時間）に
ついて、図５を用いて説明する。図５は加熱体２への通
電と、被記録材Ｐの搬送動作のタイミングを示す図であ
る。

【００８６】時刻ｔ₀ で画像形成スタート信号が発せら
れると、ＭＰＵ２２に、電圧検知回路２４から入力され
た加熱体２への印加電圧Ｖと、ＭＰＵ２２に記録されて
いる加熱体２の抵抗値Ｒから、加熱体２へ印加する電力
Ｗが決定される。

【００８７】電圧Ｖが十分高い場合、Ｗ＝９００Ｗとな
るように、加熱体駆動回路２３により公知の位相制御方
式を用いて加熱体２への通電が行なわれる。

【００８８】一方、電圧Ｖが過度に低い、あるいは抵抗
Ｒが過度に大きい場合、加熱体２へ供給できる電力はＶ
² ／Ｒに制限される。また、加熱体２の抵抗値Ｒが過度
に小さい場合、装置へ供給できる最大電流をＩ₀ とする
と、加熱体２へ供給できる電力はＲＩ₀ に制限される。

【００８９】上記のようにして決められた電力が、時刻
ｔ₁ に加熱体２へ供給される。その後、表１に示すよう
に、電力Ｗの値に応じた所定の時間ｔ_w を経た時刻ｔ₂
に被記録材Ｐの搬送が開始され（給紙カセット１２１か
らの被記録材Ｐの給紙開始）、時刻ｔ₃ に加熱部である
定着ニップ部Ｎに進入する。その後加熱工程を経て時刻
ｔ₄ に定着ニップ部Ｎを通過する。

【００９０】

【表１】 なお、時間ｔ（ｔ_w ）を調節する設定は、本参考例のよ
うに画像形成装置のプロセススピードは変えないで、図
５の時刻ｔ₀ に対して、画像形成装置の給紙カセット１
２１からの転写材Ｐの給紙開始タイミングを早めたり、
遅くしたりする制御や、逆に、画像形成装置の給紙カセ
ット１２１からの転写材Ｐの所定の給紙開始タイミング
に対して、図５の時刻ｔ₀ を早めたり、遅くしたりする
制御や、搬送装置１１４の速度を早めたり、遅くしたり
する制御等で行なうことができる。

【００９１】（比較例） ．電力Ｗの値によらず、ｔ_w を一律０秒にしたとこ
ろ、Ｗ＝５００Ｗのとき、著しい定着不良が発生した。

【００９２】一方、ｔ_w を一律１０秒としたところ、常
に待ち時間が生ずることになり、使い勝手が悪くなっ
た。

【００９３】．電力Ｗが常に９００Ｗ以上となるよう
な構成にしたところ、装置の電源が大型化し、かつ高価
になった。

【００９４】（５）ウエイト時間制御−参考例２ 本参考例 は、加熱体２への通電電力Ｗに応じて、被記録
材Ｐの搬送速度を変える、即ち画像形成装置のプロセス
スピードを変えることにより、加熱体２の耐久性を損な
うことなく、被加熱材である被記録材Ｐに対して十分な
加熱を行ない、画像定着不足の発生を防止するようにし
たものである。

【００９５】すなわち、電力Ｗが小さい場合、被記録材
の搬送速度を遅くしてもよい。つまり電力Ｗに応じ、画
像形成スタートから被記録材Ｐが実際に加熱処理される
までの時間が変わればよい。

【００９６】本参考例の場合の特有の効果としては、加
熱部である定着ニップ部Ｎを被記録材Ｐが通過する際の
速度も電力Ｗに応じて変わることになるので、その結
果、電力Ｗが小さくなると、．被記録材Ｐが定着ニッ
プ部Ｎに進入するまでの時間が長くなるので、電力Ｗが
低くしても加熱体２が十分昇温する。

【００９７】．被記録材Ｐが定着ニップ部Ｎを通過す
る時間が長くなるので、被記録材Ｐが十分加熱される。

【００９８】そして上記のとの結果、電力Ｗが低い
場合の被記録材の定着性がさらに向上する。

【００９９】（６）ウエイト時間制御−参考例３ 本参考例 は、加熱体２へ通電を開始する前の、検温素子
８で検知される加熱体２の温度Ｔ_H に応じて、加熱体２
への通電開始から被加熱材である被記録材Ｐが像加熱装
置５０の加熱部である定着ニップ部Ｎへ突入するまでの
搬送時間ｔ_w を調節するように設定することで、加熱体
２の耐久性を損なうことなく、被記録材Ｐに対して十分
な加熱を行ない、画像定着不足の発生を防止するように
したものである。

【０１００】即ち、前述（４）項の参考例１の場合のよ
うに加熱体２への供給電力Ｗに応じて所定の時間ｔを求
めるのではなく、図５において時刻ｔ₀ における加熱体
検温素子８の検知温度Ｔ_H （℃）、即ち加熱体２の通電
前の温度（初期温度）に応じて、表２のように時間ｔ_w
を変えるのである。

【０１０１】これにより、加熱体２の初期温度が低温時
の定着不良が防止できる。通常の環境であれば、加熱体
予熱のための待ち時間は十分短いので、使い勝手は損な
われない。

【０１０２】

【表２】 （７）ウエイト時間制御−参考例４ 本参考例 は、加熱体２の周辺の装置構成部材の温度を検
知する温度検知手段を具備させ、この温度検知手段の検
知温度Ｔ_F に応じて、加熱体２への通電開始から被加熱
材である被記録材Ｐが装置５０の加熱部である定着ニッ
プ部Ｎへ突入するまでの搬送時間ｔを調節することで、
加熱体２の耐久性を損なうことなく、被記録材Ｐに対し
て十分な加熱を行ない、画像定着不足の発生を防止する
ようにしたものである。

【０１０３】即ち、前述（４）項の参考例１の場合のよ
うに加熱体２への供給電力Ｗによらずに、図２のよう
に、加熱体２の周辺部材である加圧ローラ１０の温度を
検知する加圧ローラ検温素子２５を具備させ、その検温
素子２５の検知温度情報をＭＰＵ２２へ入力させ、図５
における時刻ｔ₀ の該検温素子２５の検知温度Ｔ_F 、即
ち加圧ローラ１０の初期温度に応じて、表３のように時
間ｔ_w を変えるものである。

【０１０４】これにより、前記（６）項の参考例３と同
じく効果を得ることができる。

【０１０５】フィルム１やその他の加熱体周辺の装置構
成部材の温度を検知して上記と同様の制御をするように
することもできる。

【０１０６】

【表３】 （８）ウエイト時間制御−実施例１ 本実施例は、前記（４）項の参考例１と同様に加熱体２
に対する供給電力Ｗをパラメータとすると共に、像加熱
装置５０もしくは画像形成装置に室温を検知する室温検
知手段２６（室温センサ、図４）を具備させ、この室温
センサ２６の検知室温Ｔ_R もパラメータとして、供給
電力Ｗと検知室温Ｔ_R に応じて、加熱体２への通電開始
から被加熱材である被記録材Ｐが装置５０の加熱部であ
る定着ニップ部Ｎへ突入するまで搬送時間ｔを調節する
ことで、加熱体２の耐久性を損なうことなく、被記録材
Ｐに対して十分な加熱を行ない、画像定着不足の発生を
防止するようにしたものである。

【０１０７】即ち、加熱体２への供給電力Ｗと室温セン
サ２６の検知温度Ｔ_R に応じて、表４のように時間ｔ_w
を変えるものである。

【０１０８】これにより、第１の実施例のように供給電
力Ｗだけで時間ｔ_w をかえる場合に比べ、ｔ_w ＝０
（秒）となる場合が多くなり、その結果、定着性能を損
なうことなく使い勝手が向上する。

【０１０９】

【表４】 （９）ウエイト時間制御−実施例２ 本実施例は、上記（８）項の実施例１において、加熱体
２に対する供給電力Ｗと、検知室温Ｔ_R の他に、更に前
記（６）項の参考例３のように加熱体２へ通電を開始す
る前の、検温素子８で検知される加熱体２の温度Ｔ_H
の、この３者Ｗ，Ｔ_R ，Ｔ_H をパラメータとして、これ
等に応じて、加熱体２への通電開始から被加熱材である
被記録材Ｐが装置５０の加熱部である定着ニップ部Ｎへ
突入するまでの搬送時間ｔを調節することで、加熱体２
の耐久性を損なうことなく、被記録材Ｐに対して十分な
加熱を行ない、画像定着不足の発生を防止するようにし
たものである。

【０１１０】すなわち上記３者Ｗ，Ｔ_R ，Ｔ_H に応じて
表５のように時間ｔ_w を変えるものである。

【０１１１】これにより、更に制御精度が良くなり、装
置がどのような使用状態にあっても使い勝手を損なうこ
となく常に良好な定着性が得られる。

【０１１２】

【表５】 （１０）ウエイト時間制御−実施例３ ａ．加熱体２に対する供給電力Ｗ ｂ．検温素子８で検知される、加熱体２へ通電を開始す
る前の加熱体２の温度Ｔ_H ｃ．検温素子２５で検知される、加熱体２の周辺の装置
構成部材の温度Ｔ_F ｄ．室温センサ２６の検知室温Ｔ_R の各パラメータＷ，Ｔ_H ，Ｔ_F ，Ｔ_R を下記のように複
合させて、それ等に応じて、加熱体２への通電開始時刻
と被記録材Ｐの搬送開始時刻の差ｔ_w 、つまり加熱体２
への通電が開始されてから被加熱材である被記録材Ｐが
像加熱装置５０の加熱部である定着ニップ部Ｎへ突入す
るまでの、最適なウェイト時間（待ち時間）を定めるこ
ともできる。

【０１１３】 ．Ｗ＋Ｔ_H ．Ｗ＋Ｔ_F ．Ｗ＋Ｔ_H ＋Ｔ_F ．Ｗ＋Ｔ_R ＋Ｔ_F （１１）加熱装置の他の構成形態例 図６の（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を示したものである。

【０１１４】（ａ）のものは、加熱体２と駆動ローラ１
１の２部材間にエンドレスベルト状の耐熱性フィルム１
を懸回張設して駆動ローラ１１により回転駆動する構成
ものである。

【０１１５】（ｂ）のものは、加熱体２と、該加熱体２
を保持させたフィルムガイド部材３５の外側に円筒状の
耐熱性フィルム１をルーズに外嵌し、加熱体２に対して
フィルム１を加圧ローラ１０で圧接させ、該加圧ローラ
１０を回転駆動させることによりフィルム１の内面を加
熱体２面に密着摺動させながら回転駆動する構成（加圧
ローラ駆動式）のものである。

【０１１６】（ｃ）のものは、耐熱性フィルム１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３６
側から加熱体２を経由させて巻き取り軸３７側へ所定の
速度で走行させるように構成したものである。

【０１１７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、フィルム
加熱方式の加熱装置や、該加熱装置を像加熱装置として
備える画像形成装置について、加熱体への供給電力、加
熱体へ通電を開始する前の加熱体の温度、加熱体へ通電
を開始する前の加熱体周辺の装置構成部材の温度、室温
のどのような状態にもかかわらず、加熱体の耐久性を損
なうことなく、装置の平均消費電力を増大させることな
く、勝手を損なうことなく、被加熱材に対して十分な加
熱を行なうことができ、像加熱装置あるいは該像加熱装
置を備える画像形成装置にあっては、常に良好な定着
性、特に良好な朝一定着性が得られる。例えば室温（ま
たは加熱体温度、または加熱体周辺温度）が低くても電
力が大 きい場合、早めに被加熱材を移動して加熱体への
通電開始から被加熱材が加熱体へ到達するまでの搬送時
間を短くすることができ、ウエイトタイムが長くかかる
場合を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 画像形成装置の一例の概略構成図

【図２】 像加熱装置の概略構成を示す側面模型図

【図３】 加熱体の途中部省略の一部切欠き平面図

【図４】 加熱体の途中部省略の縦断側面図と通電回路
図

【図５】 加熱体への通電と、被記録材の搬送動作のタ
イミング図

【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概略模型図

【符号の説明】

５０ 像加熱装置（画像加熱定着装置） １ 耐熱性フィルム部材（定着フィルム） ２ 加熱体（ヒータ） ３ ヒータ基板 ４ 発熱層 ５・６ 給電用電極 ７ 保護層 ８ 加熱体検温素子 １０ 加圧手段（加圧ローラ） ２２ ＭＰＵ ２３ 加熱体駆動回路 Ｓ 電源 ２４ 電圧検知回路 ２５ 加圧ローラ検温素子 ２６ 室温センサ Ｎ 加熱部（定着ニップ部） Ｐ 被加熱材（被記録材）

フロントページの続き (72)発明者 桝田 恒司 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 昭63−293577（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−66696（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−208076（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−333655（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−121480（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/20 G03G 15/20

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通電により発熱する発熱体を備えた加熱
   体と、前記加熱体に密着して摺動移動するフィルム部材
   と、を有し、前記フィルム部材を介して被加熱材を前記
   加熱体に密着させ、被加熱材を前記フィルム部材と一緒
   に前記加熱体の位置を移動させて前記加熱体の熱エネル
   ギーを前記フィルム部材を介して被加熱材に付与する加
   熱装置において、前記加熱体へ通電される電力を検知するための電力検知
   手段と、室温を検知する室温検知手段と、を有し、前記
   電力検知手段の検知電力と前記室温検知手段の検知温度
   に応じて、前記加熱体への通電開始から被加熱材が前記
   加熱体へ到達するまでの搬送時間を制御することを特徴
   とする加熱装置。
2. 【請求項２】 通電を開始する前の前記加熱体の温度を
   検知する加熱体温度検知手段を有し、更に前記加熱体温
   度検知手段の検知温度に応じて前記搬送時間を制御する
   ことを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
3. 【請求項３】 前記加熱体周辺の温度を検知する周辺温
   度検知手段を有し、更に前記周辺温度検知手段の検知温
   度に応じて前記搬送時間を制御することを特徴とする請
   求項１記載の加熱装置。
4. 【請求項４】 通電により発熱する発熱体を備えた加熱
   体と、前記加熱体に密着して摺動移動するフィルム部材
   と、を有し、前記フィルム部材を介して被加熱材を前記
   加熱体に密着させ、被加熱材を前記フィルム部材と一緒
   に前記加熱体の位置を移動させて前記加熱体の熱エネル
   ギーを前記フィルム部材を介して被加熱材に付与する加
   熱装置において、前記加熱体へ通電される電力を検知するための電力検知
   手段と、通電を開始する前の前記加熱体の温度を検知す
   る加熱体温度検知手段と、を有し、前記電力検知手段の
   検知電力と前記加熱体温度検知手段の検知温度 に応じ
   て、前記加熱体への通電開始から被加熱材が前記加熱体
   へ到達するまでの搬送時間を制御することを特徴とする
   加熱装置。
5. 【請求項５】 前記加熱体周辺の温度を検知する周辺温
   度検知手段を有し、 更に前記周辺温度検知手段の検知温
   度に応じて前記搬送時間を制御することを特徴とする請
   求項４記載の加熱装置。
6. 【請求項６】 通電により発熱する発熱体を備えた加熱
   体と、前記加熱体に密着して摺動移動するフィルム部材
   と、を有し、前記フィルム部材を介して被加熱材を前記
   加熱体に密着させ、被加熱材を前記フィルム部材と一緒
   に前記加熱体の位置を移動させて前記加熱体の熱エネル
   ギーを前記フィルム部材を介して被加熱材に付与する加
   熱装置において、 前記加熱体へ通電される電力を検知するための電力検知
   手段と、前記加熱体周辺の温度を検知する周辺温度検知
   手段と、を有し、前記電力検知手段の検知電力と前記周
   辺温度検知手段の検知温度に応じて、前記加熱体への通
   電開始から被加熱材が前記加熱体へ到達するまでの搬送
   時間を制御することを特徴とする 加熱装置。