(57)【要約】【課題】  フィルムスリップの防止。【解決手段】  回転体と、回転体を加圧する加圧部材、及び回転体を支持する支持部材とを有し、回転体と加圧部材との当接によって形成される接触部で被加熱材を挟持搬送して被加熱材を加圧及び加熱する加熱装置において、前記回転体と加圧部材との当接によって形成される接触部の回転体の内側に回転体と摺動する第一の摺動部材と第一の摺動部材の搬送方向下流に位置する第二の摺動部材を有し、前記接触部内で第二の接触部材の高さが搬送方向上流から下流に向かって高くなる部分を設ける。【選択図】  図４
2006310017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体と、回転体を加圧する加圧部材、及び回転体を支持する支持部材とを有し、回転体と加圧部材との当接によって形成される接触部で被加熱材を挟持搬送して被加熱材を加圧及び加熱する加熱装置において、
前記回転体と加圧部材との当接によって形成される接触部の回転体の内側に回転体と摺動する第一の摺動部材と第一の摺動部材の搬送方向下流に位置する第二の摺動部材を有し、前記接触部内で第二の接触部材の高さが搬送方向上流から下流に向かって高くなる部分を設けることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記第二の摺動部材の搬送方向上流側端部の高さH2と、前記第一の摺動部材の高さH1との関係が、
H2＜H1
であることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記第二の摺動部材の搬送方向上流側端部の高さH2と、前記第一の摺動部材の搬送方向下流側端部高さH11と、前記第一の摺動部材の中央部高さH12との関係が、
H11＜H2＜H12
であることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記第一の摺動部材は発熱体であることを特徴とする請求項１乃至３に記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えば、複写機・レーザービームプリンタ等の画像形成装置において、被加熱材を、加圧・加熱する加熱装置、及び該加熱装置を被記録材に形成担持させた未定着像を加熱定着処理する像加熱装置として具備した電子写真装置・静電記録装置等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機、プリンタ等においては、電子写真方式の画像形成装置が広く採用されている。電子写真方式では、静電的な力を利用し、トナー粒子による画像を記録用紙等の記録材上に転写し、像加熱装置としての定着装置でそのトナー像を記録材上に溶融固着させて安定した画像を形成する。
【０００３】
定着装置としては、熱ローラ方式が広く用いられている。また、近時はフィルム加熱方式の装置が実用化されている。
【０００４】
熱ローラ方式としては、定着ローラ（加熱ローラ）と加圧ローラとの圧接ローラ対を基本構成とし、該ローラ対を回転させ、該ローラ対の相互圧接部である定着ニップ部（加熱ニップ部）に画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を導入して挟持搬送させて、定着ローラの熱と、定着ニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着させるものである。
【０００５】
この熱ローラ方式の定着装置に用いられる定着ローラ及び加圧ローラとしては、たとえばアルミ等の中空ローラの表面に、当接ニップ確保のためシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性弾性層を、トナーや紙粉等が固着するのを防ぐため最表層にＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の樹脂によるコーティング層等の離型層を被覆したものが知られ、定着ローラを内部からハロゲンヒータ等により加熱し、表面温度を所定の定着温度に保ち、加熱定着を行うのが一般的である。
【０００６】
フィルム加熱方式の定着装置は、例えば特開昭６３−３１３１８２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。
【０００７】
すなわち、加熱体としての一般に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（定着フィルム）を挟ませてニップ部を形成させ、該ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を導入してフィルムといっしょに挟持搬送させることで、ニップ部において加熱・加圧して未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着させるものである。
【０００８】
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フィルムとして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、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源として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た状態にすればよく、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い（省電力）等の利点がある。
【０００９】
フィルム方式の加熱装置において、回転体としての円筒状もしくはエンドレスベルト状のフィルムの駆動方法としては、フィルム内周面を案内するフィルムガイドと加圧ローラとで圧接されたフィルムを加圧ローラの回転駆動によって従動回転させる方式（加圧ローラ駆動方式）や、逆に駆動ローラとテンションローラによって張架されたエンドレスベルト状のフィルムの駆動によって加圧ローラを従動回転させるもの等がある。
【００１０】
一方、特開平１０−１９８２００号公報には、回転体と加圧部材との当接によって形成される接触部（ニップ部）に相当する部分の回転体を支持する支持部材に、突起部を設け、ニップ内で局所的に加圧力が高くなるように構成して、ＯＨＴの透過性、高グロス媒体の光沢性、及び厚紙の定着性等の向上を図ったものが提案されている。
【特許文献１】特開平１０−１９８２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述したフィルム加熱方式の加熱装置（定着装置）においては、第二の摺動部材である突起部に局所的に高加圧力を印加されるため、突起部ではフィルムとの摩擦力が増大し、安定したフィルムの摺動ができなくなり、フィルムがスリップするという現象が発生することがあった。
【００１２】
図７を用いて詳しく説明する。図７は、従来の突起形状を用いた加熱装置のニップ部を拡大した横断面模型図である。従来の突起部２９（第二の摺動部材）は、高さが均一で第一の摺動部材１７よりも高い。このため、第一の摺動部材１７と第二の摺動部材である突起部２９の段差部分である突起部上流端部（図中P部）では特に高圧力がかかり、この部分でグリス（潤滑剤）を掻き取ってしまうため突起部２９下流部にグリス供給ができなくなってしまう。このため、突起部２９と定着フィルム１６との摩擦力が高くなり安定したフィルムの摺動ができなくなっていた。ここで、１９は加圧部材である。
【００１３】
本発明は、フィルムスリップの防止を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の課題を解決するための本発明は、回転体と、回転体を加圧する加圧部材、及び回転体を支持する支持部材とを有し、回転体と加圧部材との当接によって形成される接触部で被加熱材を挟持搬送して被加熱材を加圧及び加熱する加熱装置において、前記回転体と加圧部材との当接によって形成される接触部の回転体の内側に回転体と摺動する第一の摺動部材と第一の摺動部材の搬送方向下流に位置する第二の摺動部材を有し、前記接触部内で第二の接触部材の高さが搬送方向上流から下流に向かって高くなる部分を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第二の摺動部材（突起部）にかかる圧力を分散することができ、局所的に高圧力がかかるのを防止できる。これにより、第二の摺動部材上に安定してグリスを供給することができる。また、第二の摺動部材上にグリス溜まりを設けることができるためより安定したグリス供給が可能となる。これにより、フィルムと第二の摺動部材とを安定して摺動させることができ、フィルムのスリップが防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施例１）
本実施例は、加熱体として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例である。
【００１７】
図１は該装置の中間部分省略の正面模型図、図２は中間部分省略の縦断面模型図、図３は横断面模型図、図４はニップ部Ｎを拡大した横断面模型図である。
【００１８】
１８は支持部材としての横断面略半円弧状桶型の耐熱性・断熱性のフィルムガイド、１７は第一の摺動部材であり、加熱体としてのセラミックヒータである。３０は第二の摺動部材であり、局所的に高加圧力を印加するための突起部材である。セラミックヒータ１７及び突起部材３０は、それぞれフィルムガイド１８の下面の略中央部にガイド長手に沿って形成具備させた溝部に嵌入して固定支持させてある。
【００１９】
１６は円筒状もしくはエンドレス状の耐熱性の定着フィルムである。該定着フィルム１６はフィルムガイド１８にルーズに外嵌させてある。
【００２０】
２５はフィルムガイド１８の端部側に嵌着させた、フィルム寄り移動規制手段としての環状フランジ部材である。２０はフィルムガイド１８の内側に挿通した加圧用剛性ステイである。上記のフィルムガイド１８、セラミックヒータ１７、突起部材３０、定着フィルム１６、環状フランジ部材２５、加圧用剛性ステイ２０の組み立て体が第１部材であり、これを便宜上「加熱アセンブリ」と称す。１９は第２部材としての加圧部材である。本例は弾性加圧ローラであり、芯金１９ａにシリコーンゴム等の弾性層１９ｂを設けて硬度を下げたもので、芯金１９ａの両端部を装置の不図示の手前側と奥側のシャーシー側板間に回転自由に軸受け保持させて配設してある。表面性を向上させるために、さらに外周に、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂層を設けても良い。
【００２１】
この加圧ローラ１９の上側に、上記の加熱アセンブリをフィルムガイド１８の下面側を下向きにして配設し、ステイ２０の両端部と装置シャーシー側板側のばね受け部材２１・２１との間にそれぞれ加圧ばね２２・２２を縮設することでステイ２０に押し下げ力を作用させている。これによりフィルムガイド１８が加圧されてフィルムガイド１８の下面、及び、フィルムガイド１８下面に配設したセラミックヒータ１７、突起部材３０の下面と加圧ローラ１９とが定着フィルム１６を挟んで圧接して定着ニップ部Ｎが形成される。
【００２２】
加圧ローラ１９は不図示の駆動手段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１９の回転駆動による該加圧ローラ１９と定着フィルム１６の外面との摩擦力で定着フィルム１６に回転力が作用する。その結果、該定着フィルム１６が内面を定着ニップ部Ｎにおいてセラミックヒータ１７の下面に密着して摺動しながら矢示の時計方向にフィルムガイド１８の外回りを回転する（加圧ローラ駆動方式）。なお、定着フィルム１６は、加圧ローラ１９の回転周速度にほぼ対応した周速度をもった回転状態となる。
【００２３】
定着ニップ部Ｎにおけるセラミックヒータ１７及び突起部材３０の下面と定着フィルム１６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のセラミックヒータ１７の下面と定着フィルム１６の内面との間に耐熱性グリスなどの潤滑剤を介在させる。
【００２４】
プリントスタート信号に基づいて加圧ローラ１９の回転が開始され、またセラミックヒータ１７のヒートアップが開始される。加圧ローラ１９の回転による定着フィルム１６の回転周速度が定常化し、セラミックヒータ１７の温度が所定の温度に立ち上がった状態において、定着ニップ部Ｎの定着フィルム１６と加圧ローラ１９との間に被加熱材としてのトナーｔを担持させた被記録材Ｐがトナー画像担持面側を定着フィルム１６側にして導入されることで、被記録材Ｐは定着ニップ部Ｎにおいて定着フィルム１６を介してセラミックヒータ１７の下面に密着して定着ニップ部Ｎを定着フィルム１６といっしょに移動通過していく。その移動通過過程においてセラミックヒータ１７の熱が定着フィルム１６を介して被記録材Ｐに付与されてトナー画像ｔが被記録材Ｐ面に加熱定着される。定着ニップ部Ｎを通過した被記録材Ｐは定着フィルム１６の面から分離されて搬送される。
【００２５】
定着フィルム１６は、厚さ２０〜１００μｍの耐熱性のＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰの単層、あるいは厚さ２０〜１００μｍのポリイミド、ポリイミドアミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等の外周面に、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等を１０〜３０μｍコーティングした複合層フィルムを使用できる。なお、中間層として、厚さ５０〜３００μｍのシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性弾性層を設けても良い。本例では、ポリイミドフィルムの外周面にシリコンゴム層を設け、その外面にＰＴＦＥをコーティングした直径２０ｍｍのものを用いた。
【００２６】
第一の摺動部材であるセラミックヒータ１７は、定着フィルム１６・被記録材Ｐの移動方向に直行する方向を長手とする低熱容量の横長の線状加熱体である。該セラミックヒータ１７は、アルミナ等でできたヒータ基板１７ａと、このヒータ基板１７ａの表面にその長手に沿って設けた発熱層１７ｂ、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀／パラジウム）等の電気抵抗材料を約１０μｍ、幅１〜５ｍｍにスクリーン印刷等により塗工して設けた発熱層１７ｂと、さらにその上に設けたガラスやフッ素樹脂等の保護層１７ｃを基本構成とするものである。
【００２７】
該セラミックヒータ１７の発熱層１７ｂの両端間に通電されることで発熱層１７ｂは発熱してヒータ１７が急速に昇温する。そのヒータ温度が不図示の温度センサに検知され、ヒータ温度が所定の温度に維持されるように不図示の制御回路で発熱層１７ｂに対する通電が制御されてヒータ１７は温度管理される。
【００２８】
該セラミックヒータ１７は、フィルムガイド１８の下面の略中央部にガイド長手に沿って形成具備させた溝部に保護層１７ｃ側を下向きに露呈させて嵌入して固定支持させてある。したがって定着ニップ部Ｎにおいてこのセラミックヒータ１７の保護層１７ｃの面と定着フィルム１６の内面が相互接触摺動する。
【００２９】
フィルムガイド１８は、フェノール樹脂、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、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＬＣＰ樹脂等の絶縁性及び耐熱性の良い材料が用いられ、圧接部（ニップ部Ｎ）へ加圧、ヒータ及び突起部材の支持、フィルムの回転時の搬送安定性を図る役目をする。
【００３０】
第二の摺動部材である突起部材３０は、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、フッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ｅｔｃ．）、ＬＣＰ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｐｏｌｙｍｅｒ：液晶ポリマー）樹脂、これらの混合樹脂等の耐熱性の良い材料からなる。
【００３１】
ここで、本実施例では、第二の摺動部材である突起部３０に搬送方向上流から下流に向かって高さが高くなるような傾斜部分を設けた。また、突起部３０の幅は１ｍｍ、突起部の高さとしてはヒータ下面（保護層１７ｃ面）より０．０５ｍｍ〜１ｍｍ多く露呈するように高さを規定し、ヒータ１７に併設して支持部材であるフィルムガイド１８に設けられた溝部分に嵌入して固定支持してある。
【００３２】
これにより、突起部の搬送方向上流側端部に局所的な高圧力がかかるのを防止でき、その部分でグリスを掻き取ってしまうことがなくなった。このため、突起部へのグリスの供給を安定して行うことができ、スリップを防止することができた。また、突起部の本来の目的である高圧力部分は突起部の下流側で実現できるため、ＯＨＴの透過性、高グロス媒体の光沢性、及び厚紙の定着性等の向上についても実現できた。
【００３３】
本実施例では、突起部の傾斜を突起部の上流側端部から設けたが、特にその位置に限ったものではない。例えば、上流側端部より０．５ｍｍ下流の位置から傾斜を設けても良い。
【００３４】
（実施例２）
以下に本発明に係わる加熱装置を詳しく説明する。次に説明する実施例２では、加熱装置は図１〜３に示す加熱装置に具現化するものとする。従って、加熱装置の全体的構成、機能についての詳しい説明は省略し、本発明の特徴部分ついてのみ説明する。
【００３５】
本実施例では、図５に示すように第二の摺動部材である突起部３１の搬送方向上流側端部の高さH2と、第一の摺動部材であるセラミックヒータ１７の高さH1との関係が、H2＜H1になるように設定した。また、突起部３１の幅は１ｍｍ、突起部の高さとしてはヒータ下面（保護層１７ｃ面）より０．０５ｍｍ〜１ｍｍ多く露呈するように高さを規定し、ヒータ１７に併設して支持部材であるフィルムガイド１８に設けられた溝部分に嵌入して固定支持した。
【００３６】
これにより、突起部３１の上流部（図中G部）に空間を確保することができ、この突起上流部に常にグリスを溜めておくことができる。このグリス溜まり部を設けることにより、グリス量が多い場合は不要なグリスを溜めておくことができ、耐久後半のグリスが減少して時には、この部分に溜めたグリスが徐々に供給されるため、長期間に渡り、最も高圧力がかかる突起部３１の下流部に常に安定したグリスを供給することができる。
【００３７】
（実施例３）
以下に本発明に係わる加熱装置を詳しく説明する。次に説明する実施例３では、加熱装置は図１〜３に示す加熱装置に具現化するものとする。従って、加熱装置の全体的構成、機能についての詳しい説明は省略し、本発明の特徴部分ついてのみ説明する。
【００３８】
実施例１及び２では、第一の摺動部材とされるセラミックヒータの高さは均一であり、端面まで最表面はガラスやフッ素樹脂等の保護層１７ｃであった。しかしながら、端面まで保護層１７ｃを設けるのは技術的に困難であり、コストも上がってしまう。そのため、一般的には、保護層１７ｃはセラミックヒータ１７の中央部に設け、端部はアルミナ等でできたヒータ基板１７ａが最表層にくる場合が多い。このような場合では、実施例２のようにグリス溜まりを設ける時に、第二の摺動部材とされる突起部の上流側端部の高さが、ヒータ基板１７ａの高さよりも低くなってしまうと、定着フィルム１６がヒータ基板１７ａに接触してしまう場合がある。定着フィルム１６がヒータ基板１７ａに接触してしまうと、定着フィルム１６が削れてしまい、それにより画像不良や摩擦力の増大によるスリップを引き起こしてしまう。
【００３９】
そこで、本実施例では、図６（１）及び（２）に示すように、第二の摺動部材である突起部３２の搬送方向上流側端部の高さH2と、前記第一の摺動部材１７の搬送方向下流側端部高さH11と、前記第一の摺動部材の中央部高さH12との関係が、H11＜H2＜H12となるように設定した。また、突起部３２の幅は１ｍｍ、突起部の高さとしてはヒータ下面（保護層１７ｃ面）より０．０５ｍｍ〜１ｍｍ多く露呈するように高さを規定し、ヒータ１７に併設して支持部材であるフィルムガイド１８に設けられた溝部分に嵌入して固定支持した。
【００４０】
これにより、定着フィルム１６がヒータ基板１７ａに接触してしまうことがなくなり、定着フィルム１６の削れが防止できた上に、突起部３２の上流部に空間を確保することもでき、このグリス溜まりにより突起部３２の下流への安定したグリス供給が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１の実施例の定着装置の中間部分省略の正面模型図。
【図２】同装置の中間部分省略の縦断面模型図。
【図３】同装置の横断面図。
【図４】本発明に係わる実施例１のニップ部Ｎを拡大した横断面模型図。
【図５】本発明に係わる実施例２のニップ部Ｎを拡大した横断面模型図。
【図６】本発明に係わる実施例３のニップ部Ｎを拡大した横断面模型図。（２）はＡ部拡大図。
【図７】従来の加熱装置におけるニップ部Ｎを拡大した横断面模型図。
【符号の説明】
【００４２】
１６  定着フィルム
１７  第一の摺動部材であるヒータ
１８  フィルムガイド
１９  加圧部材
２０  加圧用ステイ
２５  定着フィルム寄り移動規制部材
２９，３０，３１，３２  第二の摺動部材である突起部
Ｎ  定着ニップ部
【図１】
2006310017.tif 000003
【図２】
2006310017.tif 000004
【図３】
2006310017.tif 000005
【図４】
2006310017.tif 000006
【図５】
2006310017.tif 000007
【図６】
2006310017.tif 000008
【図７】
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