(57)【要約】【課題】フィルムの発熱層の摩耗を軽減してフィルムの発熱ムラを抑制可能な定着装置を提供すること。【解決手段】記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、フィルム１の発熱層１２の両端部の外周面には前記発熱層の周方向に亘って導電層４Ａ，４Ｂが設けられ、前記発熱層の内周面に摺動する摺動部材２は前記導電層とオーバーラップする両端部２Ａ，２Ｂを有し、前記摺動部材の両端部は前記導電層の内側端面４Ａｉ，４Ｂｉよりも外側に配置されている。【選択図】図３
2018105900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電によって発熱する筒状の発熱層を有するフィルムと、
前記発熱層に給電するための給電部材と、
前記発熱層の内周面に摺動する摺動部材と、
前記フィルムを介して前記摺動部材と共にニップ部を形成する加圧部材と、
を有し、前記ニップ部によって画像を担持する記録材を搬送しつつ前記画像を前記記録材に定着する定着装置において、
前記記録材の搬送方向に直交する長手方向において、前記発熱層の両端部の外周面には前記発熱層の周方向に亘って導電層が設けられ、前記摺動部材は前記導電層とオーバーラップする両端部を有し、前記摺動部材の両端部は前記導電層の内側端面よりも外側に配置されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
通電によって発熱する筒状の発熱層を有するフィルムと、
前記発熱層に給電するための給電部材と、
前記発熱層の内周面に摺動する摺動部材と、
前記フィルムを介して前記摺動部材と共にニップ部を形成する加圧部材と、
を有し、前記ニップ部によって画像を担持する記録材を搬送しつつ前記画像を前記記録材に定着する定着装置において、
前記記録材の搬送方向に直交する長手方向において、前記発熱層の両端部の内周面又は外周面には前記発熱層の周方向に亘って導電層が設けられ、前記摺動部材は前記発熱層の外側に両端部を有し、前記摺動部材の両端部は前記導電層の内側端面よりも外側に配置されていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
前記記録材の搬送方向に直交する長手方向において、前記ニップ部の内側に前記摺動部材の両端部と導電層の一部が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記記録材の搬送方向に直交する長手方向において、前記ニップ部の外側に前記摺動部材の両端部と導電層の一部が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項５】
前記摺動部材の熱伝導率が前記発熱層の熱伝導率よりも高いことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記摺動部材の体積抵抗率が前記発熱層の体積抵抗率よりも高いことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記摺動部材は前記発熱層の体積抵抗率よりも高い面を有し、前記面が前記発熱層と接触していることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機や電子写真プリンタなどの画像形成装置に搭載する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機やプリンタに搭載する定着装置として、給電によって発熱するフィルムを用いたフィルム発熱方式の装置が知られている。このタイプの定着装置は、通電によって発熱する発熱層を有する筒状のフィルムと、発熱層に給電するための給電部材と、フィルムの内周面に摺動する摺動部材と、フィルムを介して摺動部材とニップ部を形成する加圧ローラと、を有する。未定着のトナー画像を担持する記録材はニップ部で搬送されつつ加熱され、これによってトナー画像は記録材上に定着される。
【０００３】
特許文献１には、フィルムの内周面に摺動部材が摺動し、フィルムの発熱層の両端部の外周面又は内周面の何れか一方に給電部材を接触させ、発熱層の給電部材がある面と反対側の面の側にベルトの回転方向に亘って導電層を設けた定着装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−９７３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の定着装置では、記録材の搬送方向に直交する長手方向において、摺動部材の幅がフィルムの発熱層に対して短い場合に、摺動部材の両端部の摺動により発熱層が摩耗することによって発生するフィルムの発熱ムラを抑制することが求められている。
【０００６】
本発明の目的は、フィルムの発熱層の摩耗を軽減してフィルムの発熱ムラを抑制可能な定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明に係る定着装置は、
通電によって発熱する筒状の発熱層を有するフィルムと、
前記発熱層に給電するための給電部材と、
前記発熱層の内周面に摺動する摺動部材と、
前記フィルムを介して前記摺動部材と共にニップ部を形成する加圧部材と、
を有し、前記ニップ部によって画像を担持する記録材を搬送しつつ前記画像を前記記録材に定着する定着装置において、
前記記録材の搬送方向に直交する長手方向において、前記発熱層の両端部の外周面には前記発熱層の周方向に亘って導電層が設けられ、前記摺動部材は前記導電層とオーバーラップする両端部を有し、前記摺動部材の両端部は前記導電層の内側端面よりも外側に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る定着装置は、
通電によって発熱する筒状の発熱層を有するフィルムと、
前記発熱層に給電するための給電部材と、
前記発熱層の内周面に摺動する摺動部材と、
前記フィルムを介して前記摺動部材と共にニップ部を形成する加圧部材と、
を有し、前記ニップ部によって画像を担持する記録材を搬送しつつ前記画像を前記記録材に定着する定着装置において、
前記記録材の搬送方向に直交する長手方向において、前記発熱層の両端部の内周面又は外周面には前記発熱層の周方向に亘って導電層が設けられ、前記摺動部材は前記発熱層の外側に両端部を有し、前記摺動部材の両端部は前記導電層の内側端面よりも外側に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フィルムの発熱層の摩耗を軽減してフィルムの発熱ムラを抑制可能な定着装置の提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る実施例１の定着装置の概略構成を示す図
【図２】実施例１の定着装置のフィルムの断面図
【図３】実施例１の定着装置のフィルムの発熱層と摺動部材とガイド部材と給電部材の位置関係を示す断面図
【図４】実施例１の定着装置の変形例を示す断面図
【図５】本発明に係る実施例２の定着装置の概略構成を示す図
【図６】実施例２の定着装置のフィルムの断面図
【図７】実施例２の定着装置のフィルムの発熱層と摺動部材とガイド部材の位置関係を示す断面図
【図８】比較例の定着装置の断面図
【図９】本発明に係る実施例３の定着装置の概略構成を示す図
【図１０】実施例３の定着装置のフィルムの断面図
【図１１】実施例３の定着装置のフィルムの発熱層と摺動部材とガイド部材の位置関係を示す断面図
【図１２】画像形成装置の概略構成を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明の好適な実施形態は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は以下の実施例により限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において他の種々の構成に置き換えることは可能である。
【００１２】
［実施例１］
＜画像形成装置１１１＞
図１２を参照して、本発明に係る定着装置を搭載する画像形成装置を説明する。図１２は電子写真記録技術を用いた画像形成装置（本実施例ではモノクロプリンタ）１１１の一例の概略構成を示す断面図である。
【００１３】
画像形成装置１１１において、記録材Ｐに画像を形成する画像形成部ＩＦは、像担持体としての感光ドラム１００と、帯電部材１０２と、レーザスキャナ１０３と、を有する。更に画像形成部ＩＦは、現像器１０４と、感光ドラムの外周面をクリーニングするクリーナ１０１と、転写部材１０６と、を有する。以上の画像形成部ＩＦの動作は周知であるので詳細な説明は割愛する。なお、感光ドラム１００と、帯電部材１０２と、現像器１０４と、クリーナ１０１は、装置本体１１１Ａに取り外し可能に装着されるカートリッジＣａとして一体化されている。
【００１４】
装置本体１１１Ａ内のカセット１０５に収納された記録材Ｐは、ローラ１０８の回転によって１枚ずつ繰り出された後に、ローラ１０９の回転によって感光ドラム１００と転写部材１０６とによって形成された転写部に搬送される。転写部でトナー画像が転写された記録材Ｐは定着装置（定着部）Ｆに送られ、トナー画像は定着装置Ｆによって記録材に加熱定着される。定着装置Ｆを出た記録材Ｐはローラ１１０の回転によってトレイ１０７に排出される。
【００１５】
＜定着装置Ｆ＞
本実施例の定着装置Ｆはフィルム発熱方式の装置である。
【００１６】
図１（ａ）は定着装置Ｆの概略構成を示す断面図である。図１（ｂ）は定着装置Ｆの概略構成を示す斜視図である。図２は図１（ｂ）に示す長方形の破線部分におけるフィルム１の断面図である。図３はフィルム１の発熱層１２と摺動部材２とガイド部材９と給電部材５Ａ，５Ｂの位置関係を示す断面図である。
【００１７】
定着装置Ｆは、筒状の発熱層１２を有するフィルム１と、発熱層１２に給電するための給電部材５Ａ，５Ｂと、発熱層１２の内周面１２ａに摺動する摺動部材２と、を有する。更に、定着装置Ｆは、発熱層１２の中空部に挿通されたガイド部材９、及び補強ステー７と、フィルム１を介して摺動部材２と共にニップ部Ｎを形成する加圧部材としての加圧ローラ３と、を有する。ガイド部材９は、摺動部材２を支持し、かつフィルム１の回転をガイドする部材である。補強ステー７は、ガイド部材９の摺動部材２とは反対側の平坦面上に載置されている。
【００１８】
フィルム１は、筒状の発熱層１２と、発熱層１２の外周面１２ｂ上に設けられた不図示の中間層と、中間層及び後述する導電層４Ａ，４Ｂの外周面上に被覆させた被覆層１１と、を有する３層構造になっている。発熱層１２は通電によって発熱する層である。また発熱層１２はフィルム１自体のねじれ強度及び平滑性などの機械的特性を担う層でもある。
【００１９】
発熱層１２は、ポリイミドなどの樹脂にカーボンなどの導電性フィラーを分散させて形成される。また発熱層１２は、交流電源Ｖから電力が印加されることによって発熱するように電気抵抗が調整されている。中間層は、被覆層１１と発熱層１２の接合を行う接着剤の役目を担っている。フィルム１の最表層である被覆層１１は、離型性に優れた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）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を用いて形成されている。
【００２０】
加圧ローラ３は、鉄やアルミニウムなどからなる芯金３１と、芯金３１の外周面上に設けられたシリコーンゴムなどからなる弾性層３２と、弾性層３２の外周面上に設けられたＰＦＡなどからなる離型層３３と、を有する。加圧ローラ３の弾性層３２及び離型層３３からなるローラ部の硬度は、定着性を満足するニップ部Ｎの幅と耐久性を満足できるようにアスカーＣ型硬度計９．８Ｎ（１ｋｇｆ荷重）において、４０度から７０度が好ましい。ここで、ニップ部Ｎの幅とは、記録材Ｐの搬送方向の寸法をいう。
【００２１】
加圧ローラ３について、本実施例では、φ１１の鉄の芯金３１の外周面上に弾性層３２としてシリコーンゴム層を３．５ｍｍの厚みで形成し、その弾性層３２の外周面上に被覆層１１として４０μｍの厚みの絶縁ＰＦＡチューブを被覆している。加圧ローラ３のローラ部の硬度は５６度であり、外径はφ１８ｍｍである。記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、弾性層３２及び被覆層３３の幅は２３６ｍｍである。芯金３１の両端部は定着装置Ｆのフレーム（不図示）に回転可能に支持されている。
【００２２】
図１（ｂ）に示すように、給電部材５Ａ，５Ｂには交流電源Ｖに繋がるＡＣケーブル８が接続されている。給電部材５Ａ，５Ｂは、発熱層１２の内周面１２ａに電気的に接触している（図２参照）。給電部材５Ａ，５Ｂとして、金などの細い線束で形成したブラシや、板状のバネ又はパッドなどが用いられる。
【００２３】
＜フィルム１の発熱層１２、及び導電層４Ａ，４Ｂの説明＞
発熱層１２は、ポリイミド樹脂によって筒状に形成されている。発熱層１２の厚みは５０μｍ、発熱層１２の外径はφ１８ｍｍである。記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、発熱層１２の幅は２４０ｍｍである。
【００２４】
発熱層１２のポリイミド樹脂には、導電性フィラーとしてカーボンブラックが分散されている。発熱層１２のポリイミド樹脂の熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫである。被覆層１１の厚みは１５μｍのＰＦＡを用いている。
【００２５】
記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、発熱層１２の両端部には、発熱層１２の外周面１２ｂに発熱層１２ａの周方向に亘って導電層４Ａ，４Ｂが設けられている。導電層４Ａ，４Ｂは、発熱層１２の両端部の外周面に銀ペーストをコーティングすることによって形成してある。記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、導電層４Ａ，４Ｂの幅ｃは１２ｍｍである。
【００２６】
導電層４Ａ，４Ｂの体積抵抗率は発熱層１２よりも十分小さい。そのため、発熱層１２の導電層４Ａ，４Ｂ間に電圧をかけると電流は発熱層１２を介して導電層４Ａ，４Ｂ間を流れ、導電層４Ａ，４Ｂ直下の発熱層１２の厚み方向に流れる電流は少なくなる。したがって、記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、発熱層１２は、導電層４Ａ，４Ｂ間の領域が発熱し、導電層４Ａ，４Ｂ直下の領域は発熱量が少なくなる。すなわち、発熱層１２は、導電層４Ａ，４Ｂ直下の幅１２ｍｍ（＝ｃ）の非発熱領域１５Ａ,１５Ｂと、幅２１６ｍｍの発熱領域１４と、に分けることができる。
【００２７】
記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、フィルム１の給電部材５Ａ，５Ｂ間（２４０ｍｍ）の実抵抗値は２０Ωである。フィルム１の厚み方向において、給電部材５Ａ，５Ｂから導電層４Ａ，４Ｂまでの間の実抵抗値は１．８Ωである。中間層は導電性を有していても良い。
【００２８】
＜給電部材５Ａ，５Ｂの説明＞
給電部材５Ａ，５Ｂとしてステンレスの板金を用いている。厚み１ｍｍのステンレスの板金にＡＣケーブル８を接続し、交流電源Ｖから交流電圧を印加することによって発熱層１２への給電を行う。給電部材５Ａ，５Ｂは、ガイド部材９が後述する加圧バネにより加圧されることによってフィルム１を介して加圧ローラ３に押圧されている。
【００２９】
記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、給電部材５Ａ，５Ｂのうち発熱層１２と接触する部分（ステンレス板金）の少なくとも一部は、導電層４Ａ，４Ｂとオーバーラップするように発熱層１２に接触している（図２参照）。本実施例では、記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、給電部材５Ａ，５Ｂの一部をニップ部Ｎ側に５ｍｍ侵入させて発熱層１２に接触させている。
【００３０】
給電部材５Ａ，５Ｂと導電層４Ａ，４Ｂとの接触面積から発熱層１２の体積抵抗率（発熱層１２の電気抵抗率）は、
＝１．８［Ω］×２５×１０−６［ｍ２］／５０［μｍ］＝０．９［Ω・ｍ］
となる。このとき、導電層４Ａ，４Ｂの銀ペースト、及び給電部材５Ａ，５Ｂのステンレス板金の電気抵抗率は十分小さいので無視している。上記で説明した体積抵抗率は交流電源Ｖの電圧が１００Ｖである場合を想定した設定である。
【００３１】
＜摺動部材２、及び補強ステー７の説明＞
図１（ａ）において、摺動部材２は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）、ＡｌＮ（窒化アルミ）、ＭｇＯ（マグネシア）、ＳｉＣ（炭化珪素）などの耐熱性を有するセラミックによって形成されている。或いはＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などの耐熱性樹脂によって形成されている。
【００３２】
摺動部材２を支持するガイド部材９は、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などの耐熱性樹脂によって形成されている。
【００３３】
記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、補強ステー７の両端部は定着装置Ｆの一対のフレーム（不図示）に支持されている。そしてガイド部材９の両端部を補強ステー７に係合させている。補強ステー７の両端部は加圧バネ（不図示）によってフィルム１の母線方向に直交する垂直方向に加圧されている。
【００３４】
補強ステー７は加圧バネの加圧力によりガイド部材９を介して摺動部材２をフィルム１の内周面（発熱層１２の内周面１２ａ）に加圧しフィルム１の外周面（表面）を加圧ローラ３の外周面（表面）に圧接させる。これにより加圧ローラ３の弾性層３２が潰れて弾性変形し加圧ローラ３表面とフィルム１表面とによってニップ部Ｎが形成される。
【００３５】
記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、補強ステー７は、補強ステー７の両端部に受けた加圧力をガイド部材９と摺動部材２に均一に伝えられるように、鉄、ステンレス、ジンコート鋼版などの剛性のある材料を使用して作製されている。更に、補強ステー７は、補強ステー７自身の断面二次モーメントが大きくなるように記録材Ｐの搬送方向の断面形状をコの字形状にして曲げ剛性が高められている。
【００３６】
このように剛性を有する補強ステー７を用いることによってガイド部材９と摺動部材２の撓みを抑えられ、ニップ部Ｎの記録材Ｐの搬送方向の幅（図１（ａ）に示すａ‐ｂ間の距離）は記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向においてほぼ均一になる。
【００３７】
本実施例では、摺動部材２として、記録材Ｐの搬送方向の幅８ｍｍ、記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向の幅２２４ｍｍ、厚み１ｍｍのアルミナ（熱伝導率４０  Ｗ／ｍＫ、体積抵抗率１２ＬｏｇΩ・ｍ）を用いている。つまり、摺動部材２の体積抵抗率は発熱層１２よりも高くなっている。補強ステー７の材質として、ジンコート鋼板を用いている。加圧ローラ３への加圧力は１６０Ｎである。この加圧力のときニップ部Ｎの記録材Ｐの搬送方向の幅は６ｍｍである。
【００３８】
＜加熱定着処理動作＞
モータ（不図示）の駆動力が加圧ローラ３の芯金３１に伝達され、これによって加圧ローラは図１（ａ）に示す矢印方向へ回転する。フィルム１は発熱層１２の内周面１２ａが摺動部材２に摺動しながら加圧ローラ３の回転に追従して矢印方向へ回転する。
【００３９】
フィルム１の発熱層１２に交流電源Ｖから給電部材５Ａ，５Ｂを介して給電されると、発熱層１２の発熱領域１４が発熱してフィルム１は急速に昇温する。温調制御部（不図示）は、フィルム１の発熱層１２の内周面１２ａに接触させた温度検知素子６（図１（ａ）参照）が検知する検知温度を取り込み、その検知温度を所定の定着温度（目標温度）に維持するように発熱層１２への給電量を制御する。
【００４０】
未定着のトナー画像Ｔを担持する記録材Ｐはニップ部Ｎによって挟持搬送されつつ加熱され、これによってトナー画像は記録材上に定着される。
【００４１】
＜発熱層１２と摺動部材２とガイド部材９と給電部材５Ａ，５Ｂの位置関係の説明＞
図３に示すように、本実施例の定着装置Ｆは、記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、摺動部材２はフィルム１の両端部の導電層４Ａ，４Ｂとオーバーラップする両端部２Ａ，２Ｂを有する。この摺動部材２の両端部２Ａ，２Ｂは導電層４Ａ，４Ｂの内側端面４Ａｉ，４Ｂｉよりも外側に配置されている。つまり、記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、ニップ部Ｎの内側（加圧ローラ３の押圧領域の内側）に摺動部材２の端部２Ａ，２Ｂと導電層４Ａ，４Ｂの一部をオーバーラップさせて配置している。
【００４２】
本実施例では、摺動部材２の両端部２Ａ，２Ｂと導電層４Ａ，４Ｂとのオーバーラップ領域ｅの幅が４ｍｍになっており、給電部材５Ａ，５Ｂと導電層４Ａ，４Ｂとのオーバーラップ領域ｄの幅が５ｍｍになっている。
【００４３】
＜作用＞
本実施例の定着装置Ｆは、フィルム１の発熱ムラを抑えることができる。これは、フィルム１の両端部において、発熱層１２と摺動部材２の二つの部材の切り替わり部（＝摺動部材２の端部２Ａ，２Ｂ）を発熱層１２の発熱領域１４とオーバーラップしないように配置している。そのため、発熱領域１４において発熱層１２と摺動部材２の二つの部材の段差（変曲点）が生じない。その結果、発熱層１２と摺動部材２の二つの部材の切り替わり部である摺動部材２の端部２Ａ，２Ｂによる発熱領域１４の摩耗が軽減されフィルム１の発熱ムラが抑制される。以上の作用によりフィルム１は耐久を通じて安定した発熱が可能になる。
【００４４】
本実施例の定着装置Ｆを搭載したレーザープリンタを使用して、Ｎ／Ｎ環境（温度２３℃、湿度５０％）、Ｌ／Ｌ環境（温度１５℃、湿度１０％）、Ｈ／Ｈ環境（温度３０℃、湿度８０％）環境において、それぞれ、５万枚の記録材Ｐをニップ部Ｎに通過させた。入力電圧は１００Ｖとし、投入電力が５００Ｗとなるようにした。記録材ＰはＸｅｒｏｘ４２００、坪量７５ｇ／ｍ２を用い、記録材Ｐの搬送スピードは１２０ｍｍ／ｓｅｃ、温調温度は２００℃である。
【００４５】
記録材Ｐを５万枚通過させた後、記録材Ｐをニップ部Ｎによって搬送する際にフィルム１表面をサーモトレーサによって温度測定を行った。その結果、発熱ムラによるフィルム１表面の温度ムラは１９５±５℃以内に抑えられており、定着不良、画像不良のない良好な定着画像を得ることができた。
【００４６】
以上説明したように、本実施例の定着装置Ｆは、フィルム１の発熱層１２の摩耗を軽減できるため、フィルム１の発熱ムラを抑制できる。
【００４７】
＜変形例＞
本実施例のように、摺動部材２は熱伝導率の高い材質を用いることが好ましい。これにより、摺動部材２において、大サイズ記録材が通過し小サイズ記録材が通過しない非通過領域が高温になった場合、非通過領域の熱が相対的に温度の低い通過領域に伝わりフィルム１回転方向の温度ムラを均一化する効果が得られる。
【００４８】
小サイズ記録材の非通過領域に供給された熱も摺動部材２を介して小サイズ記録材に伝達されるため、非通過領域の過昇温を抑制でき、小サイズ記録材であっても大サイズ記録材の場合と同等あるいはやや遅い程度の出力速度での定着を可能とする。
【００４９】
本実施例のように、摺動部材２の熱伝導率が発熱層１２の材質であるポリイミド樹脂の熱伝導率よりも高ければ、前述の効果が得られる。
【００５０】
また、本実施例のように、摺動部材２は体積抵抗率の高い材質を用いることが好ましく、フィルム１の発熱層１２の導電層４Ａ，４Ｂ間の発熱領域１４に電流が流れる際に摺動部材２への電流漏れを防止できる。仮に摺動部材２の体積抵抗率がフィルム１の発熱層１２と同程度の体積抵抗率のものを用いた場合、摺動部材２に電流漏れが発生する恐れがある。さらにフィルム１の発熱層１２の摩耗などによって発熱層１２との間に微小な空隙が生じると当該箇所で放電が発生する恐れも生じる。
【００５１】
本実施例のように、摺動部材２の体積抵抗率が発熱層１２の電気抵抗率よりも高ければ摺動部材２への電流漏れは抑制される。
【００５２】
さらに、摺動部材２として、摺動部材２の基材に熱伝導率の高い部材（例えば、アルミニウム（Ａ１０５０））を用い、その基材の発熱層１２と接触する側の面に絶縁処理を行うことによっても発熱層１２の温度ムラの均一化と電流漏れ防止の両方の効果が得られる。ここで、絶縁処理とは、基材の発熱層１２と接触する側の面が発熱層１２の体積抵抗率よりも高くなるような処理のことである。絶縁処理として、例えば、アルミニウムの陽極酸化処理であるアルマイト処理による酸化被膜形成を行う。
【００５３】
図４に、本実施例１の定着装置Ｆの変形例を示す。図４はフィルム１の発熱層１２と摺動部材２とガイド部材９と給電部材５Ａ，５Ｂの位置関係を示す断面図である。
【００５４】
変形例の定着装置Ｆは、記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、摺動部材２と給電部材５Ａ，５Ｂとの間にガイド部材９を介在させない構成としてある。実施例１では発熱層１２の非発熱領域１５Ａ，１５Ｂに摺動部材２とガイド部材９の二つの部材の段差（変曲点）が生じるが、本変形例では非発熱領域１５Ａ，１５Ｂに摺動部材２のみの段差（変曲点）が生じるだけになる。そのため、非発熱領域１５Ａ，１５Ｂへの物理的負荷がより軽減される構成になっている。
【００５５】
［実施例２］
定着装置Ｆの他の例を説明する。本実施例では実施例１と異なる構成のみを説明する。
【００５６】
図５は定着装置Ｆの概略構成を示す斜視図である。図６は図５に示す長方形の破線部分におけるフィルム１の断面図である。図７はフィルム１の発熱層１２と摺動部材２とガイド部材９の位置関係を示す断面図である。
【００５７】
＜フィルム１の説明＞
フィルム１は、記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、フィルム１の両端部の外周面１２ｂに形成した導電層４Ａ，４Ｂが剥き出しになっている。これによりフィルム１の外周面から給電部材５Ａ，５Ｂによって導電層４Ａ，４Ｂを介して発熱層１２に給電することができる。
【００５８】
本実施例では、記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、発熱層１２の両端部に、フィルム１の周方向全域に亘って銀ペーストをコーティングすることによって導電層４Ａ，４Ｂを形成している。導電層４Ａ，４Ｂの幅ｃは、それぞれ、１２ｍｍである。
【００５９】
導電層４Ａ，４Ｂの体積抵抗率は発熱層１２よりも小さい。したがって、実施例１と同様の理由により、発熱層１２は、導電層４Ａ，４Ｂ直下の幅１２ｍｍ（＝ｃ）の通電による抵抗発熱のない非発熱領域１５Ａ，１５Ｂと、抵抗によって発熱する内側２１６ｍｍの発熱領域１４と、に分けられる。
【００６０】
＜給電部材５Ａ，５Ｂの説明＞
給電部材５Ａ，５Ｂは、カーボンチップ１６Ａ，１６Ｂと、ステンレスの板状のバネ１７Ａ，１７Ｂと、を有する。バネ１７Ａ，１７Ｂの加圧力によってカーボンチップ１６Ａ，１６Ｂを導電層４Ａ，４Ｂに押し当てている。カーボンチップ１６Ａ，１６Ｂとして、記録材Ｐの搬送方向、及び記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向の幅が５ｍｍのものを用いている。
【００６１】
また、給電部材５Ａ，５Ｂと導電層４Ａ，４Ｂとの接触面積から発熱層１２の体積抵抗率（発熱層１２の電気抵抗率）は、
＝１．８［Ω］×２５×１０−６［ｍ２］／５０［μｍ］＝０．９［Ω・ｍ］
となる。このとき、導電層４Ａ，４Ｂの銀ペースト、及び給電部材５Ａ，５Ｂのカーボンチップ１６Ａ，１６Ｂ、ステンレスの板状のバネ１７Ａ，１７Ｂの電気抵抗率は十分小さいので無視している。
【００６２】
＜発熱層１２と摺動部材２とガイド部材９の位置関係の説明＞
図７に示すように、記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、摺動部材２はフィルム１の発熱層１２の外側に発熱層１２に接触しない両端部２Ａ，２Ｂを有する。この摺動部材２の両端部２Ａ，２Ｂはフィルム１の両端部の導電層４Ａ，４Ｂの内側端面４Ａｉ，４Ｂｉよりも外側に配置されている。つまり、記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、ニップ部Ｎの外側（加圧ローラ３の押圧領域の外側）に、摺動部材２の両端部２Ａ，２Ｂと発熱層１２の一部（非発熱領域１５Ａ，１５Ｂの一部）が配置されている。
【００６３】
本実施例では、摺動部材２の両端部２Ａ，２Ｂのフィルム１の発熱層１２と接触しない領域ｆの幅が２ｍｍになっている。
【００６４】
＜作用＞
本実施例の定着装置Ｆは、発熱層１２の発熱ムラを抑えることができる。その理由は以下の通りである。記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、摺動部材２の両端部２Ａ，２Ｂをニップ部Ｎの外側に配置しているため、ニップ部Ｎに発熱層１２と摺動部材２の二つの部材の段差（変曲点）が生じない。その結果、発熱層１２と摺動部材２の二つの部材の切り替わり部である摺動部材２の両端部２Ａ，２Ｂによる発熱領域１４の摩耗が軽減されフィルム１の発熱ムラが抑制される。以上の作用によりフィルム１は耐久を通じて安定した発熱が可能になる。
【００６５】
また、本実施例では、摺動部材２と発熱層１２の非発熱領域１５との間にも段差（変曲点）が生じないため、摺動部材２の両端部２Ａ，２Ｂによる非発熱領域１５の摩耗も抑制でき、定着装置Ｆそのものの耐久性を向上させるという効果も奏する。
【００６６】
本実施例の定着装置Ｆを搭載したレーザープリンタを使用し、Ｎ／Ｎ環境（温度２３℃、湿度５０％）、Ｌ／Ｌ環境（温度１５℃、湿度１０％）、Ｈ／Ｈ環境（温度３０℃、湿度８０％）の環境において、それぞれ、１０万枚の記録材Ｐをニップ部Ｎに通過させた。入力電圧は１００Ｖとし、投入電力が５００Ｗとなるようにした。記録材ＰはＸｅｒｏｘ４２００、坪量７５ｇ／ｍ２を用い、記録材Ｐの搬送スピードは１２０ｍｍ／ｓｅｃ、温調温度は２００℃である。
【００６７】
記録材Ｐを１０万枚通過させた後、記録材Ｐをニップ部Ｎによって搬送する際にフィルム１表面をサーモトレーサによって温度測定を行った。その結果、発熱ムラによるフィルム１表面の温度ムラは１９５±５℃以内に抑えられており、定着不良、画像不良のない良好な定着画像を得ることができた。
【００６８】
＜本実施例の定着装置Ｆの効果確認＞
本実施例の定着装置Ｆの効果を比較例の定着装置と比較した。
【００６９】
比較例の定着装置について、図８を参照しながら説明する。
【００７０】
図８はフィルム１の発熱層１２と摺動部材２とガイド部材９の位置関係を示す断面図である。
【００７１】
摺動部材２は実施例１と同様に、記録材Ｐの搬送方向の幅８ｍｍ、記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向の幅２１６ｍｍ、厚み１ｍｍのアルミナ（熱伝導率４０  Ｗ／ｍＫ、表面抵抗１２ＬｏｇΩ・ｍ）のものを用いている。比較例では、実施例１の構成において、摺動部材２の記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向の幅が発熱領域１４の幅よりも短い構成になっている。そのため、記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、摺動部材２の端部２Ａ,２Ｂが発熱層１２の発熱領域１４に摺擦する構成になっている。
【００７２】
また、記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、摺動部材２の両端部２Ａ,２Ｂから発熱領域１４の端部までの領域ｇは４ｍｍになっている。給電部材５Ａ，５Ｂと導電層４Ａ，４Ｂとのオーバーラップ領域ｄは５ｍｍである。比較例では、記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、給電部材５Ａ，５Ｂの一部をニップ部Ｎ側（加圧ローラ３の押圧領域側）に５ｍｍ侵入させて発熱層１２に接触させている。
【００７３】
本実施例の定着装置Ｆを搭載したレーザープリンタ、比較例の定着装置を搭載したレーザープリンタを使用し、Ｌ／Ｌ環境（温度１５℃、湿度１０％）の環境において、１０万枚の記録材Ｐをニップ部Ｎに通過させた。入力電圧は１００Ｖとし、投入電力が５００Ｗとなるようにした。記録材ＰはＸｅｒｏｘ４２００、坪量７５ｇ／ｍ２を用い、記録材Ｐの搬送スピードは１２０ｍｍ／ｓｅｃ、温調温度は２００℃である。
【００７４】
記録材Ｐを１０万枚通過させた後、記録材Ｐをニップ部Ｎによって搬送する際にフィルム１表面をサーモトレーサにより温度測定を行った。
【００７５】
１０万枚通過後の本実施例（実施例２）、比較例の発熱ムラおよび、画像評価結果を表１に示す。表中の○は画像不良発生なしを示しており、×は発熱ムラによる画像不良（定着不良）が発生したことを示している。
【００７６】
【表１】
2018105900.tif 000003
【００７７】
表１に示した通り、比較例では、摺動部材２の両端部２Ａ，２Ｂが発熱層１２の発熱領域１４に摺動することによって発熱領域１４が摩耗し発熱層１２の温度ムラが±１２℃と大きくなり、その結果、画像評価においても定着不良が発生した。
【００７８】
一方、実施例２は発熱層１２の発熱ムラはあるものの±５℃と比較例に対して発熱ムラは少なく、良好な画像を得ることができた。
【００７９】
以上説明したように、本実施例の定着装置Ｆも、フィルム１の発熱層１２の摩耗を軽減できるため、フィルム１の発熱ムラを抑制できる。
【００８０】
［実施例３］
定着装置Ｆの他の例を説明する。本実施例では実施例１と異なる構成のみを説明する。
【００８１】
図９は定着装置Ｆの概略構成を示す斜視図である。図１０は図９に示す長方形の破線部分におけるフィルム１の断面図である。図１１はフィルムの発熱層１２と摺動部材２とガイド部材９の位置関係を示す断面図である。
【００８２】
本実施例に示す定着装置Ｆは、実施例２におけるフィルム１の導電層４Ａ，４Ｂの形成箇所を変更した構成になっている。つまり、記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、フィルム１の発熱層１２の両端部の内周面に導電層４Ａ，４Ｂを形成している。フィルム１の発熱層１２の両端部の外周面には中間層（不図示）、及び被覆層１１はなく、給電部材５Ａ，５Ｂによって発熱層１２を介して導電層４Ａ，４Ｂに給電できるようになっている。
【００８３】
本実施例では、記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、発熱層１２の両端部の内周面に、フィルム１の周方向全域に亘って銀ペーストをコーティングすることによって導電層４Ａ，４Ｂを形成している。導電層４Ａ，４Ｂの幅ｃは、それぞれ、１２ｍｍである。導電層４の体積抵抗値は、発熱層１２の体積抵抗率よりも小さい。したがって、実施例１と同様の理由により、発熱層１２は、導電層４Ａ，４Ｂの直上の幅１２ｍｍ（＝ｃ）の通電による抵抗発熱のない非発熱領域１５Ａ，１５Ｂと、抵抗によって発熱する内側２１６ｍｍの発熱領域１４と、に分けられる。
【００８４】
記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、フィルム１の給電部材５Ａ，５Ｂ間（２４０ｍｍ）の実抵抗値は２０Ωである。フィルム１の厚み方向において、給電部材５Ａ，５Ｂから導電層４Ａ，４Ｂまでの間の実抵抗値は１．８Ωである。中間層は導電性を有していても良い。
【００８５】
＜発熱層１２と摺動部材２とガイド部材９の位置関係の説明＞
図１１に示すように、記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、摺動部材２はフィルム１の発熱層１２の外側に発熱層１２に接触しない両端部２Ａ，２Ｂを有する。この摺動部材２の両端部２Ａ，２Ｂはフィルム１の両端部の導電層４Ａ，４Ｂの内側端面４Ａｉ，４Ｂｉよりも外側に配置されている。つまり、記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、ニップ部Ｎの外側（加圧ローラ３の押圧領域の外側）に、摺動部材２の両端部２Ａ，２Ｂと発熱層１２の一部（非発熱領域１５Ａ，１５Ｂの一部）が配置されている。
【００８６】
本実施例では、摺動部材２の両端部２Ａ，２Ｂのフィルム１の導電層４Ａ，４Ｂと接触しない領域ｆの幅が２ｍｍになっている。
【００８７】
＜作用＞
本実施例の定着装置Ｆも、発熱層１２の発熱ムラを抑えることができる。その理由は以下の通りである。記録材Ｐの搬送方向に直交する長手方向において、摺動部材２の両端部２Ａ，２Ｂをニップ部Ｎの外側に配置しているため、ニップ部Ｎに発熱層１２と摺動部材２の二つ部材の段差（変曲点）が生じない。その結果、発熱層１２と摺動部材２の二つ部材の切り替わり部である摺動部材２の両端部２Ａ，２Ｂによる発熱領域１４の摩耗が軽減されフィルム１の発熱ムラが抑制される。以上の作用によりフィルム１は耐久を通じて安定した発熱が可能になる。
【００８８】
また、本実施例においても、摺動部材２と発熱層１２の非発熱領域１５との間にも段差は生じないため、摺動部材２の両端部による非発熱領域１５の摩耗も抑制できるため、定着装置Ｆそのものの耐久性を向上させる効果も発生する。
【００８９】
さらに、本実施例では、給電部材５Ａ，５Ｂを導電層４Ａ，４Ｂに接触させない構成であるため、導電層４自体の摩耗も軽減され、定着装置Ｆのさらなる長寿命化につながる。
【００９０】
本実施例の定着装置を搭載したレーザープリンタを使用し、Ｎ／Ｎ環境（温度２３℃、湿度５０％）、Ｌ／Ｌ環境（温度１５℃、湿度１０％）、Ｈ／Ｈ環境（温度３０℃、湿度８０％）の環境において、それぞれ、１０万枚の記録材Ｐをニップ部Ｎに通過させた。入力電圧は１００Ｖとし、投入電力が５００Ｗとなるようにした。記録材ＰはＸｅｒｏｘ４２００、坪量７５ｇ／ｍ２を用い、記録材Ｐの搬送スピードは１２０ｍｍ／ｓｅｃ、温調温度は２００℃である。
【００９１】
記録材Ｐを１０万枚通過させた後、記録材Ｐをニップ部Ｎによって搬送する際にフィルム１表面をサーモトレーサによって温度測定を行った。その結果、発熱ムラによるフィルム１表面の温度ムラは１９５±５℃以内に抑えられており、定着不良、画像不良のない良好な定着画像を得ることができた。また、記録材Ｐを１０万枚通過させた後においても、温度ムラ、画像ともに初期性能と変わりないことが確認できた。
【００９２】
以上説明したように、本実施例の定着装置Ｆも、フィルム１の発熱層１２の発熱ムラを軽減できるため、フィルム１の発熱ムラを抑制できる。
【符号の説明】
【００９３】
１  フィルム、２  摺動部材、２Ａ，２Ｂ  摺動部材の両端部、
３  加圧ローラ、４Ａ，４Ｂ  導電層、４Ａｉ，４Ｂｉ  導電層の内側端面、
５Ａ，５Ｂ  給電部材、１２  発熱層、Ｎ  ニップ部、Ｐ  記録材、
Ｔ  未定着のトナー画像
【図１】
2018105900.tif 000004
【図２】
2018105900.tif 000005
【図３】
2018105900.tif 000006
【図４】
2018105900.tif 000007
【図５】
2018105900.tif 000008
【図６】
2018105900.tif 000009
【図７】
2018105900.tif 000010
【図８】
2018105900.tif 000011
【図９】
2018105900.tif 000012
【図１０】
2018105900.tif 000013
【図１１】
2018105900.tif 000014
【図１２】
2018105900.tif 000015