(57)【要約】【課題】  フィルム加熱方式の加熱装置において、高速化を達成する際に発生してしまう、定着フィルムが定着フィルム支持部材と摺擦しながら回転することに起因して発生する定着フィルム端部の磨耗や破損を単純な構成で防止する。【解決手段】  定着フィルム支持部材の定着フィルム端部が突き当たる面が弾性部材と耐熱性樹脂で構成され、定着フィルムと接触する面側を耐熱性樹脂部材で形成する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓弾性を有するスリーブ状の回転体と、前記回転体の内側に配置され前記回転体の回転を支持する回転体支持部材とを有し、前記回転体はその端部が内周面側から回転体支持部材により支持された像加熱装置において、前記回転体支持部材の前記回転体端部が突き当たる面が弾性部材と耐熱性樹脂部材で構成され、前記回転体と接触する面側が前記耐熱性樹脂部材で形成されることを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記耐熱性樹脂は、ポリフェニレンサルファイド、リィキッドクリスタルポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、またはこれらの混合樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記弾性部材はシリコーンゴム、フッ素ゴムのゴム材質であることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記弾性部材はコイルバネ、板バネ金属バネであることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項５】
可撓弾性を有するスリーブ状の回転体と、前記回転体の内側に配置され前記回転体の回転を支持する回転体支持部材と、前記回転体支持部材に対し前記回転体を介して圧接ニップを形成する加圧部材と、前記回転体を昇温せしめ、前記回転体の回転とともに前記圧接ニップ内を搬送される画像を担持した記録材を加熱する加熱手段とを有し、前記回転体は、その端部が内周面側から回転体支持部材により支持された像加熱装置において、
前記回転体支持部材の前記回転体端部が突き当たる面が弾性部材と耐熱性樹脂部材で構成され、前記回転体と接触する面側が前記耐熱性樹脂部材で形成されることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱部材と加圧部材の圧接ニップ部に記録材を通紙して挟持搬送させて記録材に担持された画像を加熱する像加熱装置に関し、特に、複写機やプリンター等の画像形成装置に画像加熱定着装置として搭載するのに好適な像加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真複写機やプリンター等の画像形成装置において、電子写真プロセス等の適宜の画像形成プロセス手段で記録材（用紙）に間接（転写）あるいは直接に形成担持させた未定着トナー画像を記録材面に永久固着画像として加熱定着させる定着装置としては、従来より熱ローラ方式の加熱定着装置が広く用いられている。
【０００３】
近年では、クイックスタートや省エネルギーの観点からフィルム加熱方式の定着装置が実用化されている。また、金属からなるフィルム自身を発熱させる電磁誘導加熱方式の加熱装置も提案されている。
【０００４】
フィルム加熱方式の定着装置は特許文献１〜４に提案されている。すなわち、加熱体としてのセラミックヒータと、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルム（以下、定着フィルム）を挟ませて圧接ニップ（以下、定着ニップ部）を形成させ、前記定着ニップ部の定着フィルムと加圧ローラとの間に未定着トナー画像を形成担持させた転写材を導入して定着フィルムと一緒に狭持搬送させることで、定着フィルムを介してセラミックヒータの熱を与えながら定着ニップ部の加圧力で未定着トナー画像を転写材面に定着させるものである。
【０００５】
このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒータ及び定着フィルム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のセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させれば良く、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、スタンバイ時の消費電力も大幅に削減できる等の利点がある。
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献３】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献４】特開平４−２０４９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
フィルム加熱方式の加熱装置においては、定着フィルムの移動中における寄り運動、即ち定着フィルム移動方向と直交する方向への定着フィルムの寄り移動を規制する必要があり、その規制手段の一つとして定着フィルム移動方向と直交する方向の定着フィルム両端側または一方端側にその側の定着フィルム端部を受止めて移動規制する定着フィルム支持部材（以下、定着フランジと記す）が配設される。即ち、実際の使用中においては、移動中の定着フィルムは寄り移動してその寄り移動側の定着フランジの側壁に定着フィルム端部が衝突して受止められて安定状態となり、その定着フランジ側壁に定着フィルム端部が摺擦しながら定着フィルムは移動することになる。このような状態で使用し続けると、定着フランジと常に摺擦し続ける定着フィルム端部は、磨耗や劣化が進行することになり、最終的には定着フィルム端部が裂けて使用不可能となる。このような現象は、画像形成装置の高速化に伴い、定着フィルムがより高速回転をするに従い、磨耗や劣化の進行速度も速くなり、耐久寿命が短くなってしまうために、フィルム加熱方式の加熱装置において定着フィルム端部の磨耗や劣化は、高速化を図る上でネックとなっていた。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、フィルム加熱方式の加熱装置において、高速化を達成する際に発生してしまう、定着フィルムが定着フィルム支持部材と摺擦しながら移動（回転）することに起因して発生する定着フィルム端部の磨耗や破損を単純な構成で防止することであり、装置の高速化の達成と耐久寿命を満足する加熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、本発明に係る像加熱装置にて達成される。
【０００９】
可撓弾性を有するスリーブ状の回転体と、前記回転体の内側に配置され前記回転体の回転を支持する回転体支持部材と、前記回転体支持部材に対し前記回転体を介して圧接ニップを形成する加圧部材と、前記回転体を昇温せしめ、前記回転体の回転とともに前記圧接ニップ内を搬送される画像を担持した記録材を加熱する加熱手段とを有し、前記回転体は、その端部が内周面側から回転体支持部材により支持された像加熱装置において、
前記回転体支持部材の前記回転体端部が突き当たる面が弾性部材と耐熱性樹脂で構成され、前記回転体と接触する面側が前記耐熱性樹脂部材で形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、定着フランジの定着フィルム端部との接触面に弾性部材を形成することによって、定着フィルムが回転中に寄り移動してその寄り移動側の定着フランジの側壁に定着フィルム端部が衝突して生じる定着フィルムの歪みを弾性部材で吸収し、応力緩和することができる。さらに、その弾性部材の摺動性の低さを解消するために、弾性部材表面の実際に定着フィルム端部が突き当たる部分に耐熱性が高く、かつ摩擦係数の低い樹脂部材で摺動層を形成し、定着フィルムの回転トルクを軽減するとともに摩擦による劣化も防止することができる。上記のことから、定着フィルム裂けや破れの発生がなくなり、装置の耐久性と信頼性の向上がなされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００１２】
以下に本発明を実施するための形態を説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施例の画像形成装置としてのレーザビームプリンタ１の構成を示す概略図である。図１において、１１は像担持体として有機感光ドラム、１２は帯電部材としての帯電ローラ、１３はレーザー露光装置、１４は現像スリーブ及び現像ブレードならびに１成分磁性トナー等からなる現像装置、１５は転写ローラ、１６は加熱定着装置である。有機感光ドラム１１は帯電ローラ１２によって一様に負の電荷に帯電し、レーザー露光装置１３からのレーザービームによって有機感光ドラム１１に静電潜像が形成される。次に、現像装置１４の中で帯電したトナーが有機感光ドラム１１上の静電潜像に付着し可視像となり、転写ローラ１５上で紙に転写され、加熱定着装置１６で定着される。以上の各ユニットの働きにより、画像が形成される。
【００１４】
図２は加熱定着装置１６のテンションレスフィルム加熱方式の加熱定着装置の概略構成断面図である。
【００１５】
２１は樹脂製の横長ステーであり、後述する定着フィルム２２の内面支持部材となる。２２はエンドレスの耐熱性定着フィルムであり、加熱体２３を含むステー２１を外接させてある。このエンドレスの耐熱性定着フィルム２２の内周長と加熱体２３を含むステー２１の外周長は定着フィルム２２の方を例えば３ｍｍ程度大きくしてあり、従って定着フィルム２２は加熱体２３を含むステー２１に対して周長が余裕をもってルーズに外接している。
【００１６】
定着フィルム２２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、総厚１００μｍ以下程度とし、耐熱性、離型性、強度、耐久性等のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰの単層、あるいは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等の外周表面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等をコーティングしたフィルムを使用できる。本実施例では耐熱性定着フィルム２２としてポリイミドフィルム５０μｍ、ＰＴＦＥ１０μｍ、層厚６０μｍにコートしたものを使用した。
【００１７】
２３は加熱体であり、アルミナ等でできた基盤の略中央部にそって、発熱体として例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等の電気抵抗材料を厚み約１０μｍ、幅１〜３ｍｍにスクリーン印刷等により塗工形成し、その上に保護層としてガラスやフッ素樹脂等をコートしている。この加熱体の定着フィルムと反対面側に加熱体用サーミスタ２４を設けこのサーミスタの検知温度により加熱体２３の温度を制御する。
【００１８】
加圧ローラ２５は加熱体２３との間で定着フィルム２２を挟んで定着ニップ部を形成し、定着フィルム２２を駆動する回転体であり、駆動装置に鉄、ステンレス、アルミ等の芯金で連結されている。前記加圧ローラ２５は駆動装置の駆動モータからの駆動力を伝達して回転するようにされている。
【００１９】
被加熱体としての記録材Pは加圧ローラと加熱体との間で定着フィルム２２を挟んで形成された定着ニップ部を搬送通過することにより、トナー像Tを加熱、加圧して記録材P上に定着させるようになっている。
【００２０】
図３はテンションレスフィルム加熱方式の加熱定着装置の概略長手図である。３１は定着フランジであり、定着フィルム２２の端部内周面を支持し、かつ長手方向への動きを規制している。
【００２１】
図４は本実施形態における定着フランジの概略図である。
【００２２】
定着フランジ４１のうち、４２は定着フィルム２２の内周面を支持する部分である。４３は定着フランジに形成される弾性層であり、また、４４は定着フィルム端部が突き当たる部分に形成された摺動層で、定着フィルム２２の長手方向への寄りを規制している。
【００２３】
弾性層４３としては、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性の良い材料からなるのものが好ましく、本実施例ではシリコーンゴムを用いた。また摺動層としては、摺動性が高く熱変形温度が２００℃を超える樹脂であるフッ素樹脂、ポリイミド、またはポリアミドイミド等から形成されるものが好ましく、本実施例ではポリイミドを用いている。
【００２４】
上記構成では、定着フランジ４１に弾性層４３が介在することによって定着フィルム２２が回転中に寄り移動して、その寄り移動側の定着フランジ側の壁に定着フィルム２２の端部が衝突して生じる定着フィルム２２の歪みを弾性層４３で吸収し、応力緩和することができる。しかしながら、耐熱性の良い弾性材料であるシリコーンゴム、フッ素ゴム等の摩擦係数は低くなく、定着フランジ側壁に定着フィルム端部が摺擦しながら回転し続けると、その摩擦係数の大きさが原因で磨耗や劣化が進行することになり、最終的には定着フィルム端部が裂けて使用不可能となる。そこで、その弾性層４３表面の定着フィルム端部が突き当たる部分に摺動性が高く、耐熱性の高い樹脂である摺動層４４を形成し、定着フィルム２２が摺動層４４と回転摺擦しても回転トルクを軽減することによって、定着フィルム２２の端部の摩擦による劣化を防止することができる。
【００２５】
実際にこの定着器を用いて定着フィルム端部が定着フランジと摺擦してフィルム裂けや破れが発生しないか確認実験を行った。
【００２６】
表１は本実施例定着器を、HP製ＬＡＳＥＲＪＥＴ（登録商標）１０２０を２５ppmに速回しした本体に組み込み、３０万枚の連続通紙を行った結果である。比較例として、２５ppmに速回しした本体に図５に示す従来型の定着フランジ５１を組み込んだ場合を比較例１として、図６に示す定着フランジ６１を組み込んだ場合を比較例２として、同様の確認を行った。図５に示す従来型の定着フランジはPETのみで構成されたもので、定着フィルム規制部５２で定着フィルムの長手方向への寄りを規制している。図６に示す定着フランジ６１は本実施例における定着フランジ４１から摺動層４４を取り除いた構成となっており、弾性層６２によってフィルムの長手方向への寄りを規制している。ただし、本実施例における弾性層４４と比較例２における弾性層６２は同一のものである。
【００２７】
【表１】
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２５ppmに速回しした本体で従来型の定着フランジ５１を用いた比較例１の場合、１０万枚相当の通紙で定着フィルム端部は損傷した。これは、定着フィルムが高速回転をするに従い、定着フランジ５１にかかる定着フィルムの寄り力が大きくなったために定着フィルムの端部が座屈してしまったからである。また、本実施例の定着フランジから摺動層を取り除いた構成である比較例２でも同様に、１０万枚相当の通紙で定着フィルム端部は損傷した。これは、定着フランジ６１の定着フィルムが接触する弾性層の摩擦係数が大きかったため、定着フランジと定着フィルム端部との摩擦が大きくなり、磨耗や劣化の進行がより進んだことが原因である。この場合、定着フランジの摩擦係数が大きすぎると定着フィルム端部が定着フランジにひっかかり、一気に破断することもある。
【００２８】
しかしながら、本実施例の場合は２５ppmに速回しした本体でも定着フィルム端部の損傷なく３０万枚の通紙することができた。これは、回転する定着フィルムが片側に寄り、端部が定着フランジに衝突して生じる定着フィルムの歪みを定着フランジ４１の弾性層４３で吸収し、応力緩和することができるからであり、さらに、摺動性の高い摺動層４４によって、定着フィルム２２が摺動層４４と回転摺擦しても摩擦係数が小さいために回転トルクが軽減し、摩擦による劣化を同時に防止できたからである。
【００２９】
このようにして、定着フランジに弾性層と摺動層の両層を形成することによって定着フィルムの裂けや破れの発生がなくなり、装置の耐久性と信頼性の向上が可能となる。また、上記構成では定着フランジに弾性層４３と摺動層４４を形成するだけであるので、部品点数を増加させることなく定着フィルム破れを解決することができる。
【実施例２】
【００３０】
実施例２は、実施例１の定着フランジの弾性層形状が異なるのみで、それ以外の構成は全て同じであるため詳細な構成の説明は省略する。
【００３１】
図７は本実施形態における定着フランジの概略図である。
【００３２】
本実施例においての定着フランジ７１は、図７のように弾性層の部材に板バネ７２を用いている。摺動層７３は板バネ７２で支持されており、定着フィルム端部から応力がかかることにより定着フィルムの長手方向に移動し応力緩和することができる。
【００３３】
上記の構成で、実施例１と同様の実験を行ったところ本実施例の構成でも定着フィルム端部の損傷なく３０万枚の通紙することができた。
【００３４】
このように、定着フランジの弾性層に板バネを用い、かつ摺動層で定着フィルムの長手方向への寄りを規制ことによって定着フィルムの裂けや破れの発生がなくなり、装置の耐久性と信頼性の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】画像形成装置例の概略構成図。
【図２】加熱定着装置の概略断面図。
【図３】実施例１に係る加熱定着装置の概略長手図。
【図４】実施例１に係る定着フランジの横、正面から見た図。
【図５】実施例１に係る比較例１としての従来型定着フランジの横、正面から見た図。
【図６】実施例１に係る比較例２としての定着フランジの横、正面から見た図。
【図７】実施例２に係る定着フランジの横、正面から見た図。
【符号の説明】
【００３６】
１  レーザビームプリンタ
１１  有機感光ドラム
１２  帯電ローラ
１３  レーザー露光装置
１４  現像装置
１５  転写ローラ
１６  加熱定着装置
２１  定着フィルム内面ガイド部材
２２  定着フィルム
２３  ヒータ
２４  サーミスタ
２５  加圧ローラ
３１  定着フランジ
４１  実施例１における定着フランジ
４２  実施例１における定着フランジの定着フィルム支持部
４３  実施例１における定着フランジの弾性層
４４  実施例１における定着フランジの摺動層
５１  比較例１における定着フランジ
５２  比較例１における定着フランジの定着フィルム規制部
６１  比較例２における定着フランジ
６２  比較例２における定着フランジの弾性層
７１  実施例２における定着フランジ
７２  実施例２における定着フランジの弾性層
７３  実施例２における定着フランジの摺動層
L  レーザー光
P  記録材
T  トナー像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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