(57)【要約】【課題】加熱用回転体外部加熱構成の加熱装置について、温度検知手段の汚染による温度検知精度の劣化の問題なしに、加熱用回転体表面温度状態を温度検知手段にて直接的に検知できるようにして高精度の加熱用回転体温調制御を行わせる。【解決手段】加熱用回転体１０と、該加熱用回転体とでニップ部Ｎ１を形成する加圧回転体２０とからなる回転体対と、前記加熱用回転体１０の外側に配設され、前記ニップ部以外の加熱用回転体表面部位Ｎ２において加熱用回転体表面を加熱する熱供給手段３０を有し、前記ニップ部Ｎ１で被加熱材Ｐを挟持搬送させて前記熱供給手段３０で加熱された加熱用回転体１０の熱で該被加熱材を加熱する加熱装置において、前記加圧回転体２０を中空部材となし、該加圧回転体２０の中空部内に温度検知手段２３を配して前記ニップ部Ｎ１に対応する部位の温度を検知させ、その検知温度情報に基づいて前記熱供給手段３０の温調制御を行わせる。【選択図】図１
2004179041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱用回転体と、該加熱用回転体とでニップ部を形成する加圧回転体とからなる回転体対と、前記加熱用回転体の外側に配設され、前記ニップ部以外の加熱用回転体表面部位において加熱用回転体表面を加熱する熱供給手段を有し、前記ニップ部で被加熱材を挟持搬送させて前記熱供給手段で加熱された加熱用回転体の熱で該被加熱材を加熱する加熱装置において、
前記加圧回転体を中空部材となし、該加圧回転体の中空部内に温度検知手段を配して前記ニップ部に対応する部位の温度を検知させ、その検知温度情報に基づいて前記熱供給手段の温調制御を行わせることを特徴とする加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、複写機・プリンタ等の画像形成装置において被記録材上に形成担持させた未定着トナー画像を被記録材に永久画像として加熱定着させる定着装置として用いて好適な加熱装置に関するものである。
【０００２】
より詳しくは、加熱用回転体と、該加熱用回転体とでニップ部を形成する加圧回転体とからなる回転体対と、前記加熱用回転体の外側に配設され、前記ニップ部以外の加熱用回転体表面部位において加熱用回転体表面を加熱する熱供給手段を有し、前記ニップ部で被加熱材を挟持搬送させて前記熱供給手段で加熱された加熱用回転体の熱で該被加熱材を加熱する、加熱用回転体外部加熱構成の加熱装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
例えば、電子写真プロセス・静電記録プロセス等の画像形装置において、転写方式あるいは直接方式で被記録材（転写紙、印字用紙、感光紙、静電記録紙など）に形成担持させた未定着のトナー画像を加熱定着させる加熱装置としての定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式など各種の方式・構成の装置が知られている。
【０００４】
被記録材上に複数色のトナー画像を形成するカラー画像形成装置、あるいは被記録材上に複数色のトナー画像を形成するカラー画像形成機能を有する画像形成装置において、フルカラーモードの場合は被記録材上に形成される未定着のトナー画像のトナー量がモノクロモードの場合より数倍多い。
【０００５】
そのようなトナー量の多い未定着トナー画像についても良好に加熱定着させることが可能な定着装置として、被記録材上のトナー画像を加熱定着させる定着部材としての定着ローラ（加熱用回転体）に弾性層を具備させた弾性表面ローラを用いるものがある。
【０００６】
定着ローラを弾性表面ローラにすることで定着ローラの表面が、被記録材面の未定着トナー画像に対して該トナー画像の凹凸に対応して弾性変形してトナー画像面を覆い包むように接触するため、トナー量の多い未定着トナー画像についても良好に加熱定着することが可能になる。
【０００７】
しかし、弾性層を具備させた定着ローラは弾性層自体が断熱層となり、定着ローラ内部に熱源を具備させたのでは定着ローラの熱効率が低下してしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、本出願人は、加熱用回転体としての定着部材の加熱を定着部材外面側から行う外部加熱構成にして、定着部材が弾性表面を有するものであっても該定着部材の加熱効率を高めて装置のクイックスタート性、定着性等を確保した定着装置を先に提案している（特許文献１参照）。
【０００９】
図８にその定着部材外部加熱構成の定着装置の一実施形態を示した。
【００１０】
２０１は被記録材Ｐの画像面に接して未定着トナー画像Ｔを加熱定着させる定着部材としての定着ローラである。この定着ローラ２０１は、内側から外側に順に、芯金２１１と、弾性層２１２と、離型層２１３の３層構造を有する弾性表面ローラである。
【００１１】
２０２は定着ローラ２０１と相互圧接して被記録材Ｐを挟持搬送する定着ニップ部Ｎ１を形成する加圧装置である。この加圧装置２０２は定着ローラ２０１を加熱する加熱装置をも兼ねており、回転可能な円筒状のフィルム２２１と、該フィルムを内側から支持しかつ板状加熱ヒータ２２２を介して定着ローラ２０１に圧接させて定着ニップ部Ｎ１を形成するフィルム・ヒータ支持ホルダー２２４等を有する。
【００１２】
２０３は上記の加圧兼加熱装置２０２とは別に、定着ローラ２０１の表面を定着ローラ外側から加熱する外部加熱装置である。この外部加熱装置２０３は、板状加熱ヒータ２３２と、該ヒータを支持し、定着ローラ２０１の表面に圧接させて定着ローラ加熱ニップ部Ｎ２を形成するヒータ支持ホルダー２３４等を有する。
【００１３】
定着ローラ２０１は不図示の駆動機構により矢印の時計方向に回転駆動される。この定着ローラ２０１の回転駆動に伴い、加圧兼加熱装置２０２の円筒状のフィルム２２１が、定着ニップ部Ｎ１においてその内面側が板状加熱ヒータ２２２の表面に密着摺動しながらホルダー２２４の外回りを矢印の反時計方向に従動回転状態になる。
【００１４】
また加圧兼加熱装置２０２における板状加熱ヒータ２２２と、外部加熱装置２０３における板状加熱ヒータ２３２は所謂セラミックヒータであり、それぞれ給電回路２０５・２０６から通電発熱抵抗層（不図示）に対して通電がなされることで迅速に昇温する。その各ヒータ２２２・２３２のヒータ温度が各ヒータの裏面に配設した温度検知手段としてのサーミスタ２２３・２３３により検知され、その各検知温度情報が制御回路（ＣＰＵ）２０４に入力する。
【００１５】
制御回路２０４はサーミスタ２２３の検知温度が所定のヒータ温度に維持されるように給電回路２０５から加圧兼加熱装置２０２における板状加熱ヒータ２２２への通電を制御してヒータ２２２を温調制御する。またサーミスタ２３２の検知温度が所定のヒータ温度に維持されるように給電回路２０６から外部加熱装置２０３における板状加熱ヒータ２３２への通電を制御してヒータ２３２を温調制御する。
【００１６】
これにより、定着ローラ２０１の表面温度をトナー画像加熱定着に必要な所定の表面温度（定着温度）に維持管理している。
【００１７】
定着ローラ２０１が回転駆動され、これに伴い加圧兼加熱装置２０２のフィルム２２１が従動回転状態になり、また加圧兼加熱装置２０２における板状加熱ヒータ２２２と、外部加熱装置２０３における板状加熱ヒータ２３２に通電がなされて、各ヒータ２２２・２３２が所定のヒータ温度に温調制御されることで、定着ローラ２０１の表面が、定着ニップ部Ｎ１おいて加圧兼加熱装置２０２の板状加熱ヒータ２２２の発熱によりフィルム２２１を介して加熱されると共に、外部加熱装置２０３の板状加熱ヒータ２３２の発熱により加熱ニップ部Ｎ２において加熱されることで、定着ローラ２０１の表面温度がトナー画像加熱定着に必要な所定の表面温度（定着温度）に加熱される。
【００１８】
この状態において、定着ニップ部Ｎ１に、未定着トナー画像Ｔを形成担持させた被記録材Ｐをトナー画像面側を定着ローラ２０１側にして導入することで、該被記録材Ｐが定着ニップ部Ｎ１を挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において、定着ローラ２０１の熱により未定着トナー画像Ｔが被記録材Ｐの面に永久画像として加熱加圧定着される。定着ニップ部Ｎ１を出た被記録材Ｐは定着ローラ２０１の面から分離されて排出搬送されていく。
【００１９】
このような装置では、定着ローラ等の定着部材の表面を定着部材の外側から加熱する加熱手段を外部に有しているため、定着に必要な定着部材表面だけを急速に加熱し温度を上げることができ、定着部材が弾性層を具備させた弾性表面ローラ等であっても、定着装置のクイックスタートならびに、熱効率を高めることが可能である。
【特許文献１】
特開２００２−２３６４２６号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上述例のような定着部材外部加熱構成の定着装置において、外部加熱手段で加熱される定着ローラの表面温度をトナー画像加熱定着に必要な所定の表面温度に出来るだけ正確に温調制御する構成としては、定着ニップ部近傍の通紙部領域における定着ローラ表面の温度変化を、該定着ローラ表面に接触型の温度検知手段（サーミスタ等）を当接させるか、あるいは非接触型の温度検知手段（赤外温度素子等）にて直接的に検知し、その検知温度が所定の定着ローラ表面温度（定着温度）に維持されるように外部加熱手段の加熱ヒータに対する供給電力量を制御することが好ましい。
【００２１】
しかし、実際には、定着ローラの表面に直接に接触型の温度検知手段を当接させた場合には、定着ローラ表面の汚れ、あるいは、定着ローラ表面の汚れにより温度検知手段の当接面が汚れることで、定着ローラ表面の温度検知精度が下がるか、最悪の場合温度検知ができなくなり、外部加熱手段の加熱ヒータの暴走を招くことも考えられる。また非接触型の温度検知手段の場合も同じで、この場合には温度検知手段の検知部の前に光学系が介在するが、入射部表面がトナー等の飛散により汚れて遮られると接触型の温度検知手段と同様に定着ローラ表面の正確な温度検知ができなくなることも考えられる。
【００２２】
一方で、定着ローラ表面温度を定着ニップ部近傍の非通紙部領域（定着ローラ端部）において接触型の温度検知手段（サーミスタ等）を当接させるか、あるいは非接触型の温度検知手段（赤外温度素子等）にて直接的に検知し、その検知温度が所定の定着ローラ表面温度（定着温度）に維持されるように外部加熱手段の加熱ヒータに対する供給電力量を制御することも可能である。
【００２３】
この場合前述のように通紙部領域で接触型の温度検知手段を当接させるか、あるいは非接触型の温度検知手段を用いるよりは、汚れによる検知精度の悪化に対しては多少は有利であるが完全とは言えず、かつ、定着ローラ端部での検知なので紙の通過に伴う定着ローラ表面の温度低下をリアルタイムに検知するのは困難でありタイムラグが生じ、実際の定着に必要な通紙部領域の定着ローラ表面の温度を検知し制御するには不利であり、温調制御方法も予測制御に頼る部分が大きくなる。
【００２４】
また、上述例の定着部材外部加熱構成の定着装置においては、定着ローラ２０１を外部加熱する手段の熱源である加熱ヒータ２２２・２３２自身の温度を該加熱ヒータの裏面に設けた温度検知手段としてのサーミスタ２２３・２３３で検出して、該加熱ヒータ２２２・２３２のヒータ温度を所定の温度に温調制御することで、定着ローラ２０１の表面温度をトナー画像加熱定着に必要な所定の表面温度（定着温度）に加熱維持させて、定着ローラ２０１の温度をサーミスタで直接的に検知して定着ローラ２０１の温度を温調制御する場合の上記のような問題を回避している。
【００２５】
しかし定着ローラ２０１の表面温度の直接的検知による温調制御ではなく、加熱ヒータ２２２・２３２のヒータ温度を所定の一定に維持することによる間接的な温調制御であるから、装置の使用環境等の影響を受けて定着ローラ２０１の所定の設定表面温度（定着温度）と実際の表面温度状態との間にズレを生じことも考えられる。
【００２６】
そこで本発明は、加熱用回転体外部加熱構成の加熱装置について、温度検知手段の汚染による温度検知精度の劣化の問題なしに、加熱用回転体の表面温度状態を温度検知手段にて直接的に検知できるように工夫してより精度の高い加熱用回転体温調制御を行わせることを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、加熱用回転体と、該加熱用回転体とニップ部を形成する加圧回転体とからなる回転体対と、前記加熱用回転体の外側に配設され、前記ニップ部以外の加熱用回転体表面部位において加熱用回転体表面を加熱する熱供給手段を有し、前記ニップ部で被加熱材を挟持搬送させて前記熱供給手段で加熱された加熱用回転体の熱で該被加熱材を加熱する加熱装置において、前記加圧回転体を中空部材となし、該加圧回転体の中空部内に温度検知手段を配して前記ニップ部に対応する部位の温度を検知させ、その検知温度情報に基づいて前記熱供給手段の温調制御を行わせることを特徴とする加熱装置、である。
【００２８】
上記構成において、加熱用回転体との間に被加熱材を加熱するニップ部を形成する加圧回転体内の中空部に温度検知手段を配してニップ部に対応する部位の温度を検知させ、その検知温度情報により外部加熱手段である熱供給手段の温調制御をかけることで、温度検知手段は加圧回転体内の中空部でかつ加圧回転体を介して加熱用回転体に対向しており、直接に加熱用回転体に接触したり、対面したりしていないから、該温度検知手段の汚れによる検知精度劣化を防ぐことを可能とし、更に、熱供給手段から加熱用回転体への熱供給をつかさどる加熱用回転体加熱部分と、被加熱材への加圧とニップ部内の加熱用回転体表面の温度検知をつかさどるニップ部を分離して設けたことで、温度検知手段近傍に加熱源が無いため、加熱用回転体表面のより精度の高い温度検知を可能とし、温調制御の向上ならびに、被加熱材加熱性の向上が可能とる。
【００２９】
更に、通紙状態においても定着ニップ部内で通紙する被記録材の裏面温度を検知することにより、紙の通過タイミングをリアルタイムに検知することが出来、その上で定着中は、定着ローラ表面の温度も加味されつつ紙厚の違いも温度検知手段で検知されるので、定着ニップ部とヒータの熱供給部の位相差を加味したタイミングで熱供給手段から必要な熱量を供給する制御が可能となり、これにより通紙中でも熱供給部の制御を、予測制御ではなくフィードバック制御で制御することが可能とし、温調制御の向上を可能としている。
【００３０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
（１）画像形成装置例
図７は画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は転写方式電子写真プロセスを用いた、中間転写ベルト方式のカラーレーザビームプリンタである。
【００３１】
ａ）フルカラーモードの場合
像担持体である感光ドラム１０１は、不図示の駆動手段によって矢印の反時計方向に回転駆動され、一次帯電器１０２により所定の極性・電位に一様に帯電される。
【００３２】
次いで、露光装置（レーザスキャナ）１０３によるレーザ走査露光Ｌを受けて、フルカラー画像のイエロー成分色画像模様に従った静電潜像が形成される。
【００３３】
更に感光ドラム１０１の回転が進むと、回転支持体１１１により支持された現像装置１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄのうち、イエロートナーが入った現像装置１０４ａが感光ドラム１０１に対向するよう回転し、上記の静電潜像が該現像装置１０４ａによって可視化される。現像装置１０４ｂ・１０４ｃ・１０４ｄはそれぞれマゼンタトナー、シアントナー、黒トナーが入った現像装置である。
【００３４】
中間転写ベルト１０５は感光ドラム１０１と略同速で矢印の時計方向に回転しており、感光ドラム１０１上に形成担持されたトナー画像を一次転写ローラ１０８ａに印加される一次転写バイアスによって中間転写ベルト１０５の外周面に一次転写する。一方、感光ドラム１０１上の転写残トナーはブレード手段のクリーニング装置１０７によって清掃される。
【００３５】
以上と同様の、感光ドラム１０１に対するトナー画像形成行程、中間転写ベルト１０５に対する一次転写行程を、フルカラー画像のマゼンタ成分色画像模様、シアン成分色画像模様、黒成分色画像模様について行うことによって、中間転写ベルト１０５上には複数色（イエロー・マゼンタ・シアン・黒）のトナー画像の重畳による合成カラートナー画像が形成される。
【００３６】
次に、所定のタイミングで被記録材カセット１１２内からピックアップローラ１１３によって被記録材Ｐが給紙され、シートパス１１６を通って二次転写ローラ１０８ｂと中間転写ベルト１０５との圧接部である二次転写ニップ部に導入され、同時に二次転写ローラ１０８ｂに二次転写バイアスが印加され、中間転写ベルト１０５から被記録材Ｐへ上記の合成カラートナー画像が一括して転写される。
【００３７】
更に被記録材Ｐは搬送ベルト１１４によって加熱定着装置１０６まで搬送され溶融固着され、シートパス１１７を通って機外の排紙部１１８にカラープリント（カラーコピー）として排紙される。
【００３８】
定着装置１０６は本発明に従う加熱用回転体外部加熱構成の加熱装置である。これについては次の（２）項で詳述する。
【００３９】
中間転写ベルト１０５上の転写残トナーは中間転写クリーニングローラ１１５により電荷が付与され、次回の一次転写時に感光ドラム１０１上に逆転写され、クリーニング装置１０７によって感光ドラム１０１上から清掃除去される。
【００４０】
ｂ）モノカラーモード（白黒コピー）の場合
カラー画像形成時と同様に感光ドラム１０１上に潜像が形成され、黒色トナーが入った現像装置１０４ｄによって感光ドラム１０１にトナー画像が担持され、中間転写ベルト１０５上に一次転写が行われる。そして、ここで形成された単色のトナー画像のみを被記録材Ｐに二次転写し、同様に定着装置１０６にて定着されることにより、黒色の単色画像が得られる。つまり、中間転写ベルト１０５上に全ての画像が形成されるまでの時間がカラー画像のそれに比べて約４分の１に短縮されることになる。
【００４１】
（２）定着装置１０６
図１は本実施例における定着装置１０６の概略構成図である。本実施例の定着装置１０６は大別して、加熱用回転体としての、弾性層を有する定着ローラ１０と、定着ローラ１０に圧接し定着ニップ部Ｎ１を形成する加圧回転体２０と、定着ニップ部以外で定着ローラ１０に当接し定着ローラ１０の表面を加熱する加熱ニップ部Ｎ２を形成する、定着ローラ外部加熱手段としての熱供給手段３０の３つの部分から構成される。
【００４２】
ａ）定着ローラ１０
加熱用回転体としての定着ローラ１０は、アルミあるいは鉄製の芯金１１、その外側に設けた弾性層１２、弾性層１２の表面を被覆させた離型性層１３から形成される。
【００４３】
弾性層１２はシリコンゴム等で形成されたソリッドゴム層、あるいは断熱効果を持たせるためシリコンゴムを発泡させ形成されたスポンジゴム層、あるいはシリコンゴム層内に中空のフィラーを分散させ、硬化物内に気泡部分を持たせ、断熱作用を高めた気泡ゴム層などがある。
【００４４】
離型性層１３は、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂（ＦＥＰ）等のフッ素系樹脂、あるいはＧＬＳラテックスコーティングを施したものであってもよく、また離型性層１３はチューブを被覆させたものでも、表面を塗料でコートしたものであってもよい。
【００４５】
ｂ）加圧回転体２０
加圧回転体２０は、中空部材としての回転可能な円筒状（エンドレスベルト状）の加圧用フィルム２１と、該フィルムを内側から支持して定着ローラ１０に圧接させて定着ニップ部Ｎ１を形成するフィルム支持ホルダー２２（以下、支持ホルダー２２と記す）と、温度検知手段２３としての接触型サーミスタ或は非接触の赤外温度素子等を有する。
【００４６】
円筒状の加圧用フィルム２１は、支持ホルダー２２の外周に緩やかに嵌合されており、支持ホルダー２２は不図示の加圧手段により定着ローラ１０に加圧保持され加圧用フィルム２１を介して定着ローラ１０と定着ニップ部Ｎ１を形成している。
【００４７】
２２ａは支持ホルダー２２のフィルム内面摺動面の定着ニップ部Ｎ１の対応する部位の一部に設けた温度検知手段配設用凹部である。この凹部２２ａ内に温度検知手段２３を、接触型サーミスタの場合は温度検知面をフィルム内面に当接（接触）させて、非接触型の赤外温度素子の場合はフィルム内面に非接触に対面させて配設してある。
【００４８】
フィルム２１は、耐熱性、断熱性を有するポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ，ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等を基層とした樹脂製フィルムである。表層にはＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、シリコーン樹脂等の離型性の良い耐熱樹脂を混合または単独で被覆してある。金属製フィルムにすることもできる。
【００４９】
支持ホルダー２２は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ，ＰＥＥＫ等の耐熱性と、摺動性を具備した耐熱性樹脂により形成されている。
【００５０】
ｃ）熱供給手段３０
定着ローラ外部加熱手段としての熱供給手段３０は、回転可能な円筒状（エンドレスベルト状）の加熱用フィルム３１と、該フィルムを内側から支持しかつ熱源としての板状加熱ヒータ３３を介して定着ローラ１０に圧接させて定着ローラ加熱ニップ部Ｎ２を形成するフィルム・ヒータ支持ホルダー３２（以下、支持ホルダー３３と記す）等を有する。
【００５１】
円筒状の加熱用フィルム３１は支持ホルダー３２の外周に緩やかに嵌合されている。板状の加熱ヒータ３３は所謂セラミックヒータであり、支持ホルダー３２に具備させた嵌合溝部に嵌め込んで固定保持されており、支持ホルダー３２は不図示の加圧手段により定着ローラ１０に加圧保持されることで、加熱ヒータ３３は加熱用フィルム３１を介して定着ローラ１０と加熱ニップ部Ｎ２を形成している。
【００５２】
熱源としての板状加熱ヒータ３３はセラミックヒータに限られず、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータ、電磁誘導発熱性部材、ニクロム線ヒータ等の各種のものを使用することが出来る。
【００５３】
加熱用フィルム３１は、耐熱性、断熱性を有するポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ，ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等を基層とした樹脂製フィルムである。表層にはＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、シリコーン樹脂等の離型性の良い耐熱樹脂を混合または単独で被覆してある。金属製フィルムにすることもできる。
【００５４】
支持ホルダー３２は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ，ＰＥＥＫ等の耐熱性と、摺動性を具備した耐熱性樹脂により形成されている。
【００５５】
加熱ヒータとしてのセラミックヒータ３３は、アルミナや窒化アルミ等の絶縁性のセラミックス基板、ポリイミド、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂基板よりなり、その表面にＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の通電発熱抵抗層をスクリーン印刷等の手段により、厚み１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度の線状もしくは細帯状に塗工し焼成されている。加熱ヒータ３３の表面端部には給電電極部が設けられており、給電電極部は通電発熱抵抗層と電気的に導通されており、不図示の給電コネクタを介して給電回路４１から電圧を印加される。
【００５６】
定着ローラ１０は不図示の駆動機構により矢印の時計方向に回転駆動される。この定着ローラ１０の回転駆動に伴い、加圧回転体２０の円筒状の加圧用フィルム２１が定着ニップ部Ｎ１においてその内面側が支持ホルダー２２の定着ニップ部対向面部分に密着摺動しながらホルダー２２の外回りを矢印の反時計方向に従動回転状態になる。
【００５７】
また熱供給手段３０の円筒状の加熱用フィルム３１が、加熱ニップ部Ｎ２においてその内面側が板状加熱ヒータ３３の表面に密着摺動しながら支持ホルダー３２の外回りを矢印の反時計方向に従動回転状態になる。
【００５８】
熱供給手段３０の加熱ヒータ３３は給電回路４１から通電発熱抵抗層に対して通電がなされることで迅速に昇温する。この加熱ヒータ３３の発熱により加熱ニップ部Ｎ２において回転定着ローラ１０の表面が加熱用フィルム３１を介して加熱される。その回転定着ローラ１０の表面温度が定着ニップ部Ｎ１において加圧用フィルム２１を介して接触型または非接触型の温度検知手段２３により直接的に検知される。その温度検知手段２３で検知される定着ローラ表面温度情報が制御回路（ＣＰＵ）４０に入力する。制御回路４０は温度検知手段２３の検知温度が所定の定着ローラ表面温度（定着温度）に維持されるように給電回路４１から熱供給手段３０における加熱ヒータ３３への通電を制御する。
【００５９】
すなわち、熱供給手段３０の加熱ヒータ３３は、加圧回転体２０の円筒状の加圧用フィルム２１の中空部内で、定着ニップ部Ｎ１に対応する部位に配された温度検知手段２３により検知される定着ニップ部Ｎ１内における加圧用フィルム２１を介した定着ローラ１０の表面温度情報を元に、定着ニップ部Ｎ１において被記録材Ｐ上のトナー像Ｔを定着するのに必要とされる定着ローラ１０の表面温度を目標設定温度とし、定着ローラ１０の表面温度が目標設定温度に維持されるように制御回路（ＣＰＵ）４０により給電回路４１から熱供給手段３０の加熱ヒータ３３への通電量が制御される。
【００６０】
上記のように、定着ニップ部Ｎ１を形成する加圧回転体２０内の加圧用フィルム２１を介して温度検知手段２３を配し、定着ローラ１０の表面の温度を検知し、定着ローラ１０の表面が目標設定温度を維持できるように、加熱ヒータ３３への通電量を制御することで、温度検知手段２３の汚れによる検知精度劣化を防ぐことが可能となった。
【００６１】
更に、定着ローラ１０への熱供給をつかさどる加熱ニップ部Ｎ２と、被記録材Ｐへの加圧と定着ニップ部内の定着ローラ表面の温度検知をつかさどる定着ニップ部Ｎ１を分離して設けたことで、温度検知手段２３近傍に加熱源が無いため、定着ローラ表面のより精度の高い温度検知を可能とし、温調制御の向上ならびに、定着性の向上が可能となった。
【００６２】
加圧回転体２０の中空部材としての円筒状フィルム２１、および熱供給手段３０における円筒状フィルム３１は、定着ローラ１０の回転駆動に従動させて回転する構成ではなく、例えば、エンドレスフィルムの内部に駆動ローラを設け、この駆動ローラを回転駆動することによりのフィルムを回転させる装置構成にすることもできる。
【００６３】
（第２の実施例）
第２の実施の形態を図２に示す。本実施例の加熱定着装置を含む画像形成装置の構成は第１の実施例の図７で説明したものと同じなので省略する。本実施例は図７中の加熱定着装置１０６に相当するもので、その詳細を図２で説明する。以後図１と同一部材で機能が同じものについては、同じ番号を用いて説明を省略する。
【００６４】
本実施例の定着装置１０６においては、加圧回転体２０の構成を、回転可能な円筒状の耐熱性フィルム２１と、該フィルムを内側から支持しかつフィルム摺動板２４を介して定着ローラ１０に圧接させて定着ニップ部Ｎ１を形成させるフィルム・摺動板支持ホルダー（以下、支持ホルダー）２２を有し、温度検知手段２３は定着ニップ部Ｎ１に対応する部位においてフィルム摺動板２４のフィルム摺動面側とは反対面側であるフィルム摺動板裏面に当接させて或は非接触に対向させて配されていることを特徴とするものにした。定着ローラ１０ならびに熱供給手段３０の構成は第１の実施例の定着装置と同一である。
【００６５】
加圧回転体２０を構成する耐熱性を有する円筒状の加圧用フィルム２１は支持ホルダー２２の外周に緩やかに嵌合されている。支持ホルダー２２の外周の加圧用フィルム２１の内面との摺動面上にはフィルム摺動板２４を具備させてあり、支持ホルダー２２は不図示の加圧手段により定着ローラ１０に加圧保持され摺動板２４と加圧用フィルム２１を介して定着ローラ１０と定着ニップ部Ｎ１を形成している。定着ローラ１０と摺動板２４ならびに支持ホルダー２２に挟持された加圧用フィルム２１は、回転駆動される定着ローラ１０に対して支持ホルダー２６の周りを従動回転する。
【００６６】
定着ニップ部Ｎ１内にあって、定着ニップＮ１側から見て摺動板２４の裏面に当接あるいは非接触に配された接触型サーミスタまたは非接触型赤外温度素子等の温度検知手段２３は、定着ニップ部Ｎ１内での定着ローラ１０表面の温度を、加圧用フィルム２１と摺動板２４を介して定着ニップ部Ｎ１から見て摺動板２４の裏面で検知する。
【００６７】
摺動板２４は、定着ニップ部Ｎ１と同程度またはそれより広い面積を有し、材質は、耐熱性と、支持ホルダー２２よりも高い熱伝導率、また定着ニップ部Ｎ１に加えられる加圧力に耐え得る強度と、ある程度の摺動性を兼ね備えた材質が適している。例えばアルミ製の摺動板などがあげられる。
【００６８】
加圧用フィルム２１は、耐熱性、断熱性を有するポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ，ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等を基層とした樹脂製フィルムである。表層にはＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、シリコーン樹脂等の離型性の良い耐熱樹脂を混合または単独で被覆してある。金属製フィルムにすることもできる。
【００６９】
支持ホルダー２２は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ，ＰＥＥＫ等の耐熱性と、摺動性を具備した耐熱性樹脂により形成されている。
【００７０】
熱供給手段３０の加熱ヒータ３３は、加圧回転体２０の摺動板２４の裏面に配された温度検知手段２３により検知される定着ニップ部Ｎ１内における加圧用フィルム２１を介した定着ローラ１０の表面温度情報を元に、定着ニップ部Ｎ１において被記録材Ｐ上のトナー像Ｔを定着するのに必要とされる定着ローラ１０の表面温度を目標設定温度とし、定着ローラ１０の表面温度が目標設定温度に維持されるように制御回路（ＣＰＵ）４０により給電回路４１から熱供給手段３０の加熱ヒータ３３への通電量が制御される。
【００７１】
上記のように、定着ニップ部Ｎ１を形成する加圧回転体２０内に加圧用フィルム２１を介して摺動板２４を配し、定着ニップ部Ｎ１から見て摺動板２４の裏面に温度検知手段２３を設け、定着ローラ１０の表面の温度を検知し、定着ローラ１０の表面が目標設定温度を維持できるように、加熱ヒータ３３への通電量を制御することで、第１の実施例に示す効果に加え更に、摺動板２４により安定して均一な定着ニップ圧ならびに定着ニップ幅を維持しながら、摺動板２４を熱伝導率の高い材質で構成し、定着ニップ部Ｎ１から見た摺動板裏面に温度検知手段２３を配すことで、定着ニップ部Ｎ１内での温度勾配を軽減することを可能とし、定着ニップ内の温度ムラが平滑化されることで、定着ムラを軽減し定着性を向上させることが可能となった。
【００７２】
（第３の実施例）
第３の実施の形態を図３に示す。本実施例の加熱装置を含む画像形成装置の構成は第１の実施例の図７で説明したものと同じなので省略する。本実施例は図７中の加熱定着装置１０６に相当するもので、その詳細を図３で説明する。以後図１と同一部材で機能が同じものについては、同じ番号を用いて説明を省略する。
【００７３】
本実施例の定着装置１０６においては、熱供給手段３０を熱ローラにしたことを特徴としている。定着ローラ１０ならびに加圧回転体２０の構成は第１または第２の実施例と同一である。
【００７４】
熱供給手段としての熱ローラ３０は、アルミニウムやステンレス製の中空芯金３４の中にハロゲンランプ等の加熱体３５を配し、外表面にはトナーのオフセットを防止するためのフッ素樹脂等の離型性層３６を設けている。
【００７５】
熱供給手段３０は不図示の加圧手段により定着ローラ１０に加圧保持されることで、加熱体３５を内部に配した中空芯金３４が定着ローラ１０と加熱ニップ部Ｎ２を形成している。
【００７６】
熱供給手段３０の加熱体３５は加圧回転体２０内の温度検知手段２３により検知される定着ニップ部Ｎ１内における定着ローラ１０の表面温度情報を元に、定着ニップ部Ｎ１において被記録材Ｐ上のトナー像Ｔを定着するのに必要とされる定着ローラ１０の表面温度を目標設定温度とし、定着ローラ１０の表面温度が目標設定温度に維持されるように制御回路（ＣＰＵ）４０により給電回路４１から熱供給手段３０の加熱体３５への通電量が制御される。
【００７７】
加圧回転体２０は第２の実施例の定着装置のようにフィルム摺動板２３を具備させた加圧回転体２０にしてもよい。
【００７８】
これにより、第１の実施例、ならびに第２の実施例に示す効果に加えて、上記のように熱供給手段として金属性中空芯金の内部に加熱体を有する熱ローラ方式を用いることで、定着ローラに対する加熱ニップ部の圧を上げることが可能となり、より効率的に定着ローラへ熱を供給することを可能とする。
【００７９】
（第４の実施例）
第４の実施の形態を図４に示す。本実施例の加熱装置を含む画像形成装置の構成は第１の実施例の図７で説明したものと同じなので省略する。本実施例は図７中の加熱定着装置１０６に相当するもので、その詳細を図４で説明する。以後図１と同一部材で機能が同じものについては、同じ番号を用いて説明を省略する。
【００８０】
本実施例の定着装置１０６は、熱供給手段３０を電磁誘導加熱式としたものである。この熱供給手段３０は、第１の実施例の定着装置において、熱供給手段３０の加熱ヒータ３３としてのセラミックヒータを鉄板等の電磁誘導発熱性部材３３ａに変更し、この部材３３ａを誘導発熱させる磁場発生手段としての励磁コイル３７と磁性コア３８を具備させたものである。定着ローラ１０ならびに加圧回転体２０の構成は第１または第２の実施例と同一である。
【００８１】
励磁回路４１から励磁コイル３７に高周波電流が流されることにより生じる高周波磁界の作用で部材３３ａが電磁誘導発熱し、その発熱により回転定着ローラ１０の外周面が加熱ニップ部Ｎ２においてフィルム３１を介して加熱される。
【００８２】
そして、加圧回転体２０内の温度検知手段２３により検知される定着ニップ部Ｎ１内における定着ローラ１０の表面温度情報を元に、定着ニップ部Ｎ１において被記録材Ｐ上のトナー像Ｔを定着するのに必要とされる定着ローラ１０の表面温度を目標設定温度とし、定着ローラ１０の表面温度が目標設定温度に維持されるように制御回路（ＣＰＵ）４０により励磁回路４１から熱供給手段３０の励磁コイル３７への通電量が制御される。
【００８３】
フィルム３１を電磁誘導発熱性のものにする装置構成にすることもできる。
【００８４】
（第５の実施例）
第５の実施の形態を図５に示す。本実施例の加熱装置を含む画像形成装置の構成は第１の実施例の図７で説明したものと同じなので省略する。本実施例は図７中の加熱定着装置１０６に相当するもので、その詳細を図５で説明する。以後図１と同一部材で機能が同じものについては、同じ番号を用いて説明を省略する。
【００８５】
本実施例の定着装置１０６は熱供給手段３０を、支持ホルダー３２に固定保持させた加熱ヒータ３３としてのセラミックヒータを定着ローラ１０の表面に直接に圧接させて配設して定着ローラ加熱ニップ部Ｎ２を形成させ、回転する定着ローラ１０の外周面を加熱する構成にしたものである。定着ローラ１０ならびに加圧回転体２０の構成は第１または第２の実施例と同一である。
【００８６】
そして、加圧回転体２０内の温度検知手段２３により検知される定着ニップ部Ｎ１内における定着ローラ１０の表面温度情報を元に、定着ニップ部Ｎ１において被記録材Ｐ上のトナー像Ｔを定着するのに必要とされる定着ローラ１０の表面温度を目標設定温度とし、定着ローラ１０の表面温度が目標設定温度に維持されるように制御回路（ＣＰＵ）４０により給電回路４１から熱供給手段３０の加熱ヒータ３３への通電量が制御される。
【００８７】
加熱ヒータ３３としてのセラミックヒータを、図４の装置のように、鉄板等の電磁誘導発熱性部材に変更し、この部材を誘導発熱させる磁場発生手段としての励磁コイルと磁性コアを具備させたものにすることもできる。
【００８８】
（第６の実施例）
第６の実施の形態を図６に示す。本実施例の加熱装置を含む画像形成装置の構成は第１の実施例の図７で説明したものと同じなので省略する。本実施例は図７中の加熱定着装置１０６に相当するもので、その詳細を図６で説明する。以後図１と同一部材で機能が同じものについては、同じ番号を用いて説明を省略する。
【００８９】
本実施例の定着装置は熱供給手段３０を、赤外線ランプ３９を熱源として用いた、定着ローラ１０の表面に非接触型の熱供給手段にしたものである。回転する定着ローラの外周面はランプ３９から放射される熱線により照射領域Ｎ２において加熱される。
【００９０】
そして、加圧回転体２０内の温度検知手段２３により検知される定着ニップ部Ｎ１内における定着ローラ１０の表面温度情報を元に、定着ニップ部Ｎ１において被記録材Ｐ上のトナー像Ｔを定着するのに必要とされる定着ローラ１０の表面温度を目標設定温度とし、定着ローラ１０の表面温度が目標設定温度に維持されるように制御回路（ＣＰＵ）４０により給電回路４１から熱供給手段３０の赤外線ランプ３９への通電量が制御される。
【００９１】
上記の第４〜第６の各実施例の定着装置において、加圧回転体２０は第２の実施例の定着装置のようにフィルム摺動板２３を具備させた加圧回転体２０にしてもよい。
【００９２】
（その他）
１）加熱用回転体１０はローラ体に限られず、回動ベルト体にすることもできる。
【００９３】
２）本発明の加熱装置は実施形態例の画像加熱定着装置としてに限らず、画像を担持した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、その他、被加熱材の加熱乾燥装置、加熱ラミネート装置など、広く被加熱材を加熱処理する手段・装置として使用できる。
【００９４】
以上、本発明の様々な例と実施例が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。
【００９５】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【００９６】
〔実施態様１〕  加熱用回転体と、該加熱用回転体と相互圧接してニップ部を形成する加圧回転体とからなる回転体対と、前記加熱用回転体の外側に配設され、前記ニップ部以外の加熱用回転体表面部位において加熱用回転体表面を加熱する熱供給手段を有し、前記ニップ部で被加熱材を挟持搬送させて前記熱供給手段で加熱された加熱用回転体の熱で該被加熱材を加熱する加熱装置において、
前記加圧回転体を中空部材となし、該加圧回転体の中空部内に温度検知手段を配して前記ニップ部に対応する部位の温度を検知させ、その検知温度情報に基づいて前記熱供給手段の温調制御を行わせることを特徴とする加熱装置。
【００９７】
上記構成において、ニップ部を形成する加圧回転体内の中空部に温度検知手段を配し熱供給手段の温調制御をかけることで、温度検知手段の汚れによる検知精度劣化を防ぐことを可能とし、更に、加熱用回転体への熱供給をつかさどる部位と、被加熱材への加圧とニップ部内の加熱用回転体表面の温度検知をつかさどるニップ部を分離して設けたことで、温度検知手段近傍に加熱源が無いため、加熱用回転体表面のより精度の高い温度検知を可能とし、温調制御の向上ならびに、被加熱材加熱性の向上が可能となる。
【００９８】
〔実施態様２〕  前記加熱用回転体は弾性層を有することを特徴とする実施態様１に記載の加熱装置。
【００９９】
〔実施態様３〕  前記熱供給手段は加熱用回転体表面に当接していることを特徴とする実施態様１または２に記載の加熱装置。
【０１００】
〔実施態様４〕  前記加圧回転体は、回転可能なエンドレスベルト状のフィルムと、該フィルムを内側から支持しかつ前記加熱用回転体に圧接させて前記ニップ部を形成させるフィルム支持ホルダーを有し、前記温度検知手段は前記ニップ部に対応する部位においてフィルムの内面に当接させて或は非接触に配されていることを特徴とする実施態様１から３のいずれか１つに記載の加熱装置。
【０１０１】
実施態様１から３の構成による効果に加え、上記構成において、ニップ部を形成する加圧回転体内に加圧用フィルムだけを介し温度検知手段を配し、加熱用回転体表面の温度を検知することで、加熱用回転体表面のより精度の高い温度検知と、温度検知手段の汚れによる検知精度劣化を防ぐことが可能となり、温調制御の向上ならびに、被加熱材加熱性の向上が可能となる。
【０１０２】
〔実施態様５〕  前記加圧回転体は、回転可能なエンドレスベルト状のフィルムと、該フィルムを内側から支持しかつフィルム摺動板を介して前記加熱用回転体に圧接させて前記ニップ部を形成させるフィルム・摺動板支持ホルダーを有し、前記温度検知手段は前記ニップ部に対応する部位において前記フィルム摺動板のフィルム摺動面側とは反対面側であるフィルム摺動板裏面に当接させて或は非接触に対向させて配されていることを特徴とする実施態様１から３のいずれか１つに記載の加熱装置。
【０１０３】
実施態様１から３の構成による効果に加え、上記構成において、ニップ部を形成する加圧回転体内の摺動板裏面に温度検知手段を配し、加圧用フィルムを介しニップ内の温度を検知することで、より安定して均一なニップ圧ならびにニップ幅を維持しながら、ニップ温度検知手段の汚れによる検知精度劣化を防ぎ、ニップ内のより精度の高い温度検知を可能とし、温調制御の向上ならびに、被加熱材加熱性の向上を可能とする。
【０１０４】
〔実施態様６〕  前記フィルム摺動板がフィルム・摺動板支持ホルダーよりも熱伝導率の高い部材であることを特徴とする実施態様５に記載の加熱装置。
【０１０５】
〔実施態様７〕  前記フィルム摺動板が金属であることを特徴とする実施態様６に記載の加熱装置。
【０１０６】
実施態様１から６の構成による効果に加え、上記構成において、ニップ部を形成する加圧回転体内の摺動板を熱伝導率の高い金属で構成しその裏面に温度検知手段を配し、加圧用フィルムを介しニップ内の温度を検知することで、安定して均一なニップ圧ならびにニップ幅を維持しながら、温度検知手段の汚れによる検知精度劣化を防ぎ、ニップ内のより精度の高い温度検知を可能とすると同時に、ニップ内での温度勾配を軽減（ニップ内の温度ムラの平滑化）することを可能とし、温調制御の向上と同時に、被加熱材加熱性の向上を可能とする。
【０１０７】
〔実施態様８〕  前記熱供給手段は、回転可能なエンドレスベルト状のフィルムと、該フィルムを内側から支持しかつ板状加熱ヒータを介して前記加熱用回転体に圧接させて加熱用回転体加熱ニップ部を形成するフィルム・加熱ヒータ支持ホルダーを有することを特徴とする実施態様１から７のいずれか１つに記載の加熱装置。
【０１０８】
上記構成において、熱供給手段として加熱用フィルム、板状加熱ヒータからなるフィルム加熱方式を用いることで、より早く目標温度までヒータを立ち上げることを可能とし、かつ熱容量の小さい加熱用フィルムを用いることでより効率的に加熱用回転体へ熱を供給することを可能とする。
【０１０９】
〔実施態様９〕  前記熱供給手段は、金属性中空芯金の内部に加熱体を有する熱ローラであることを特徴とする実施態様１から７のいずれか１つに記載の加熱装置。
【０１１０】
上記構成において、熱供給手段として金属製中空芯金の内部に加熱体を有する熱ローラ方式を用いることで、加熱用回転体に対する加熱ニップ部の圧を上げることが可能となり、より効率的に加熱用回転体へ熱を供給することを可能とする。
【０１１１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、加熱用回転体外部加熱構成の加熱装置について、温度検知手段の汚染による温度検知精度の劣化の問題なしに、加熱用回転体の表面温度状態を温度検知手段にて直接的に検知してより精度の高い加熱用回転体温調制御を行わせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す加熱定着装置の構成断面図。
【図２】本発明の第２の実施例を示す加熱定着装置の構成断面図。
【図３】本発明の第３の実施例を示す加熱定着装置の構成断面図。
【図４】本発明の第４の実施例を示す加熱定着装置の構成断面図。
【図５】本発明の第５の実施例を示す加熱定着装置の構成断面図。
【図６】本発明の第６の実施例を示す加熱定着装置の構成断面図。
【図７】画像形成装置例の全体構成を示す断面構成図。
【図８】従来例の加熱定着装置を示す断面構成図。
【符号の説明】
１０・・・・定着ローラ、１１・・・・芯金、１２・・・・弾性層、１３・・・・離型性層、２０・・・・加圧回転体、２１・・・・加圧用フィルム、２２・・・・加圧用フィルム支持ホルダー、２３・・・・温度検知手段、２４・・・・摺動板、２６・・・・摺動板支持ホルダー、３０・・・・熱供給手段、３１・・・・加熱用フィルム、３２・・・・加熱用フィルム支持ホルダー、３３・・・・加熱ヒータ、３４・・・・中空芯金、３５・・・・加熱体、３６・・・・離型性層、Ｐ・・・・被記録材、Ｔ・・・・トナー画像
【図１】
2004179041.tif 000003
【図２】
2004179041.tif 000004
【図３】
2004179041.tif 000005
【図４】
2004179041.tif 000006
【図５】
2004179041.tif 000007
【図６】
2004179041.tif 000008
【図７】
2004179041.tif 000009
【図８】
2004179041.tif 000010