(57)【要約】【課題】  フィルム加熱方式の加熱装置において、フィルムを高速に、かつ長時間回転させてもフィルムが破損することなく、高品質の画像を形成することができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】  フィルムを内面から支えるフィルムガイドの上流側のリブに関して、フィルムの回転方向に沿ってリブを複数に分割し、分割したリブが長手位置で重ならないことを特徴とする。【選択図】  図２
2008140701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定支持された加熱体と、内面がこの加熱体と摺動し、外面が被加熱部材と接し共に移動するフィルムと、を有し、該フィルムを介した加熱体からの熱により被加熱部材を加熱する加熱装置において、フィルムの内面を支えるフィルムガイドの上流側にフィルムの回転方向に沿って2つのリブが存在し、該2つのリブは長手方向の位置で重ならないことを特徴とする、加熱装置。
【請求項２】
請求項1に記載の加熱装置に関して、フィルムの回転方向に沿って存在する2つのリブのうち、フィルムを挟んで加熱体と相互圧接される加熱ニップ側のリブは、該リブの長手中央部にフィルムの回転方向に対して棒状の窪みを有することを特徴とする、加熱装置。
【請求項３】
請求項1、2に記載の加熱装置に関して、フィルムの回転方向に沿って存在する2つのリブのうち、前記加熱ニップ側のリブはフィルムの回転方向に対して棒状の窪みを有し、他方のリブは該窪みに対してフィルムの回転方向延長線上にあることを特徴とする、加熱装置。
【請求項４】
請求項1、2、3に記載の加熱装置に関して、加圧部材が回転駆動され、この加圧部材の回転によりフィルムが移動することを特徴とする、加熱装置。
【請求項５】
請求項1、2、3に記載の加熱定着装置に関して、被加熱材が加熱処理あるいは熱定着すべき画像を担持した被記録材であることを特徴とする、加熱装置。
【請求項６】
請求項1、2、3に記載の加熱装置に関して、被記録材に担持させた画像を加熱処理あるいは熱定着する像加熱装置若しくは加熱定着装置として備えたことを特徴とする、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム加熱方式の加熱装置、及び該加熱装置を像加熱装置もしくは加熱定着装置として具備した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の複写機やプリンター、静電記録装置等の画像形成装置において、被記録材（転写材シート・静電記録紙・エレクトロファックス紙・印字用紙等）の面に適宜の作像プロセス手段にて形成担持させた未定着画像（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させる定着装置（定着器）としては、熱ローラ方式の装置が多用されている。
【０００３】
これは、加熱用回転体としての加熱ローラ（定着ローラ）と、これに圧接させた加圧用回転体としての弾性加圧ローラを基本構成とし、この一対のローラを回転させて該両ローラの圧接ニップ部である定着ニップ部（加熱ニップ部）に、未定着画像を形成担持させた被記録材を導入して定着ニップ部を挟持搬送通過させることで、加熱ローラからの熱と定着ニップ部の加圧力にて未定着画像を被記録材面に永久固着画像として熱圧定着させるものである。近時は、フィルム加熱方式の加熱装置が画像形成装置における加熱定着装置等として実用されている。
【０００４】
これは、例えば特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７８７２号公報、同４−４４０７５〜４４０８３号公報、同４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等に提案されており、固定支持させた加熱体と、この加熱体と摺動する耐熱性フィルムと、このフィルムを挟んで加熱体と圧接ニップ部である定着ニップ部（加熱ニップ部）を形成する加圧部材と、を有し、定着ニップ部のフィルムと加圧部材との間に被加熱材としての未定着画像を形成担持させた被記録材を導入してフィルムと一緒に定着ニップ部を挟持搬送通過させることで、フィルムを介した加熱体からの熱と定着ニップ部の加圧力にて未定着画像を被記録材面に永久固着画像として熱圧定着させるものである。また、例えば、画像を担持した被記録材を加熱して艶などの表面性を改質する像加熱装置、仮定着処理する像加熱装置、その他、シート状の被加熱材を加熱処理する装置として広く使用できる。
【０００５】
このようなフィルム加熱方式の加熱装置は、加熱体として所謂セラミックヒータ等の低熱容量線状加熱体を、フィルムとして薄膜の低熱容量のものを用いることができるために短時間に加熱体の温度が昇温して定着ニップ部の所定温度への立ち上がりを迅速にすることができるので、待機中に加熱体の通電加熱を行なう必要がなくなり、被加熱材としての被記録材をすぐに通紙しても被記録材が定着部位である定着ニップ部に到達するまでには加熱体を所定温度まで昇温させることができ、熱ローラ方式などの他の接触加熱方式の装置に比べて、省電力化やウエイトタイムの短縮化（クイックスタート性）が可能であり、オンデマンドな定着装置（フィルム型オンデマンド定着器）を構成することができる。
【０００６】
また、フィルム加熱方式の加熱装置は、フィルムの駆動方式として、フィルムにエンドレスベルト状あるいは円筒状のものを用い、該フィルムの内周面側に駆動ローラを配設し、この駆動ローラを含む複数本の部材間にフィルムをテンションを加えて懸回張設して駆動ローラによりフィルムを回転駆動する駆動方式と、フィルムをフィルムガイドにルーズに外嵌させ（テンションレス）、フィルムを挟んで加熱体と圧接ニップ部を形成する加圧部材としての加圧用回転体を駆動することで、フィルムを加圧用回転体に対して従動回転させる加圧用回転体駆動方式がある。
【０００７】
上記後者の加圧用回転体駆動方式の装置は前者の装置よりも部品点数が少なくて済む等のことから、近年は該後者の加圧用回転体駆動方式の装置が採用されることが多い。
【０００８】
図4に、フィルム加熱方式・加圧用回転体駆動方式・テンションレスタイプの加熱定着装置の従来例の概略構成を示した。（ａ）は該装置の横断面模型図、（ｂ）はフィルムガイドの上流側の正面図、（c）はフィルムガイドの下流側の正面図である。
【０００９】
１は横断面略半円弧状樋型の横長のフィルムガイド（フィルムガイド部材、ステイ）であり、耐熱性、電気絶縁性で、高い加重に耐えられる剛性部材である。
【００１０】
２は加熱体として所謂セラミックヒータ（以下、ヒータと略記する）であり、フィルムガイド１の下面のほぼ中央部に部材長手に沿って設けた溝部１ｂに表面側を下向きに露呈させて嵌入して固定支持させた薄肉・横長の部材である。
【００１１】
３は加熱用回転体としての円筒状の耐熱性フィルム（以下、定着フィルムと記す）であり、ヒータ２を含むフィルムガイド１に対して周長に余裕を持たせた形でルーズに外嵌させてあり、フィルムガイド１は定着フィルム３を内面から支える。
【００１２】
４は加圧用回転体（加圧部材）としての加圧ローラであり、芯金４ａと、弾性層４ｂと、最外層の離型層４ｃからなり、不図示の軸受部材・加圧バネにより所定の押圧力をもってフィルムガイド１の下面側に固定支持させたヒータ２の下向き表面に対して定着フィルム３を挟ませて圧接させて圧接ニップ部である定着ニップ部（加熱ニップ部）Ｎを形成させている。
【００１３】
加圧ローラ４は駆動手段Ｍにより矢印の反時計方向に回転駆動される（加圧用回転体駆動方式）。この加圧ローラ４の回転駆動による該ローラ４の外面と定着フィルム３の外面との、定着ニップ部Ｎにおける圧接摩擦力で定着フィルム３に回転力が作用して、該定着フィルムはその内面が定着ニップ部Ｎにおいてヒータ２の下向き表面に密着して摺動しながら矢印の時計方向ａに加圧ローラ４の回転周速度にほぼ対応した周速度をもってフィルムガイド１の外回りを従動回転状態になる。
【００１４】
この場合、フィルムガイド１の外回りを従動回転する円筒状の定着フィルム３はその周長の定着ニップ部Ｎとその近傍部の定着フィルム部分以外の定着フィルム部分はテンションフリー（テンションが加わらない状態）の状態にある。
【００１５】
而して、加圧ローラ４が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム３がフィルムガイド１の外回りを従動回転状態になり、ヒータ２に通電がなされて該ヒータ２の発熱で定着ニップ部Ｎの温度が所定に立ち上がって温調された状態において、定着ニップ部Ｎに未定着画像（トナー画像）Tを形成担持させた被記録材Ｐが導入され、定着ニップ部Ｎにおいて被記録材Ｐの未定着画像担持面側が定着フィルム３の外面に密着して定着フィルム３と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。
【００１６】
この被記録材の挟持搬送過程において、ヒータ２の熱が定着フィルム３を介して被記録材に付与され、被記録材Ｐ上の未定着画像Tが加熱加圧定着される。
【００１７】
被記録材Ｐは定着ニップ部Ｎを通過すると定着フィルム３の外面から曲率分離して搬送される。
【００１８】
フィルムガイド１は、横断面において、下面のほぼ中央部に該部材の長手に沿ってヒータ嵌入溝部１ｂを設けたフィルムガイド本体部分１ａと、該本体部分１ａを中にしてフィルム回転方向上流側と同下流側の両側にそれぞれ本体部分１ａに一連に設けた上流側フィルムガイド部分１ｃ及び下流側フィルムガイド部分１ｄと、上流側フィルムガイド部分１ｃと下流側フィルムガイド部分１ｄにそれぞれ該各部分１ｃ・１ｄの長手に沿って所定の間隔をあけて複数本具備させた骨状（棒状）のリブ１ｅ等からなる。
【００１９】
リブ１ｅは円筒状定着フィルムの内周方向に沿う円弧状としてあり、定着フィルム内面を支える。フィルムガイド１を構成している上記のフィルムガイド本体部分１ａ、上流側フィルムガイド部分１ｃ、下流側フィルムガイド部分１ｄ、リブ１ｅ等は全体に同一材料の一体成形品である。
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開平２−１５７８７２号公報
【特許文献３】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献４】特開平４−４４０７６号公報
【特許文献５】特開平４−４４０７７号公報
【特許文献６】特開平４−４４０７８号公報
【特許文献７】特開平４−４４０７９号公報
【特許文献８】特開平４−４４０８０号公報
【特許文献９】特開平４−４４０８１号公報
【特許文献１０】特開平４−４４０８２号公報
【特許文献１１】特開平４−４４０８３号公報
【特許文献１２】特開平４−２０４９８０号公報
【特許文献１３】特開平４−２０４９８１号公報
【特許文献１４】特開平４−２０４９８２号公報
【特許文献１５】特開平４−２０４９８３号公報
【特許文献１６】特開平４−２０４９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
ところで、これまでのフィルム加熱方式の定着装置では、オンデマンド性を持たせるため熱容量を小さくする必要があり、そのために以下のような問題点があった。
【００２１】
即ち、フィルム加熱方式の定着装置を用いた画像形成装置においては、定着ニップ部Ｎにおいて、定着フィルム３を介してヒータ２から直接に紙等の被記録材Ｐ上の未定着画像（トナー画像）に熱を与えるが、定着フィルム３を内面から支えるフィルムガイド１によって定着フィルム３の熱が部分的に奪われる。定着フィルム３は熱ローラ方式の装置における定着ローラと異なり熱容量が小さいので、熱を奪われた部分は温度が低下して定着ニップ部Ｎに再び進入するが、この温度バラツキによって、定着ニップ部Ｎ内で部分的に熱量不足、熱量過多となって、定着の度合いが変わり、定着ムラが発生して画像上にムラができるおそれがある。
【００２２】
この問題はフィルム加熱方式でオンデマンドの定着装置をプロセススピードの速い定着装置に展開させることで目立ってきており、特に定着装置が室温状態の時に顕著である。
【００２３】
より具体的に、フィルムガイド１の各リブ１ｅ上に位置対応する定着フィルム部分の温度と、各リブ１ｅ・１ｅ間に位置対応する定着フィルム部分の温度を比較すると、前者の温度は後者の温度よりも低い状態になる。これは、フィルムガイド１の各リブ１ｅ上に位置対応する定着フィルム部分はリブ１ｅとの接触あるいはリブ１ｅに接近することでリブ１ｅに熱を奪われるのに対して、各リブ１ｅ・１ｅ間に位置対応する定着フィルム部分はリブ１ｅ・１ｅ間でフィルムが何も接触しない空間になっていてリブ１ｅとの接触あるいはリブ１ｅに接近することによる奪熱がないためである。このような現象はとくにフィルムガイド上流側のリブで起こりやすい。これは、フィルムが加圧ローラの回転駆動力により上流側から下流側へ力を受けることで、上流側のリブに接近、接触しやすくなるからである。
【００２４】
そして、フィルムガイド１のとくに上流側において、各リブ１ｅ上に位置対応する定着フィルム部分の温度と、各リブ１ｅ・１ｅ間に位置対応する定着フィルム部分の温度との温度差が比較的大きくなると、その定着フィルム表面の温度バラツキによって、定着ニップ部Ｎ内で部分的に熱量不足、熱量過多となり、定着の度合いが変わり、定着ムラが発生して画像上にムラができるおそれがある。
【００２５】
図7にそのような現象の一つである「リブ跡」が生じた画像を模式的に示した。リブ跡とはベタ黒画像をプリントした場合に、定着装置のフィルムガイド１のリブ１ｅに位置対応する画像部分に定着フィルムの温度差による定着ムラがスジ状の濃度ムラとなって生じるものである。図７において、ｔａがリブ跡部分であり、ベタ黒画像がフィルムガイド１のリブ１ｅに位置対応する画像部分だけテカリ（黒光り状になる）が生じ、各リブ１ｅ・１ｅ間に位置対応する画像部分に比べて黒が濃くなる。
【００２６】
図５（ａ）は、本発明の従来例2におけるフィルム加熱定着装置の概略構成を示した横断面模型図、図５（ｂ）は、本発明の従来例2におけるフィルムガイド上流側の断面図、図５（ｃ）は、本発明の従来例2におけるフィルムガイド下流側の断面図である。
【００２７】
上記図７の対策として、図5（b） のように、上流側のリブ1eの長手方向の幅bを短くする構成が提案されている。この構成によると、リブの幅bを短くすることで上流側のリブ1eとフィルム3との接触面積Sが小さくなるため、フィルムの同じ位置から多量に熱が奪われるのを防ぐことができ、リブとリブ間とでフィルム部分からフィルムガイドに奪われる熱量の差を小さくすることができる。
【００２８】
しかし、この構成はフィルムの内面が削れ易くなるという弊害がある。これは、リブが細くなるとフィルムと接触している部分の摺擦する角度が鋭くなることに加え、接触面積が小さくなることで接触している部分における単位面積あたりの摺擦力が局部的に高まることによる。しかもこの現象は、プロセススピードが速く、製品寿命が長いほど顕著となり、条件が厳しいと最終的にフィルムが破損する可能性もある。
【００２９】
このように、フィルムガイドの上流側に具備されるリブの表面積や曲率に応じて、例えば表面積が大きく、なめらかな形状の場合はフィルムに温度ムラが生じ、逆の場合はフィルムの内面の削れが悪化するように、これら2つの問題がトレードオフの関係になってしまう。
【００３０】
そこで、これらが両立するための条件を、表面積、曲率に関して、従来例1、2から換算してみた。
【００３１】
（１）表面積：
（２）曲率：回転方向、
（３）曲率：長手方向
このような条件を満たす形状として、例えば長さmm、横幅mmがある。さらには、図に示すような円形でも良い。ただし、リブの本来の目的はフィルムと適度に接触させることでフィルムの回転軌道を安定させることでもある。そのためには、4つ目の条件として、リブがフィルムガイドの根元部分1aから付け根部分1zにいたるできるだけ長い範囲内にわたり存在することが望ましい。
【００３２】
しかし、従来のように、縦に長い形状のリブを長手方向に等間隔に並べるような構成では、前記4つの条件を同時に満たすことは不可能である。
【００３３】
そこで本発明は、フィルム加熱方式の加熱装置において、前述の条件を満たすリブの形状、配置を考案することにより、フィルムを高速に、かつ、長時間回転させてもフィルムが破損することなく、高品質な画像を形成することができる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
本発明は、下記の構成を特徴とするフィルム加熱方式の加熱装置、及び該加熱装置を像加熱装置もしくは加熱定着装置として具備した画像形成装置である。
【００３５】
（1）固定支持された加熱体と、内面がこの加熱体と摺動し、外面が被加熱部材と接し共に移動するフィルムと、を有し、該フィルムを介した加熱体からの熱により被加熱部材を加熱する加熱装置において、フィルムを内面から支えるフィルムガイドの上流側にフィルムの回転方向に沿ってリブが複数存在し、該複数あるリブの長手方向の位置が各々のリブで重ならないことを特徴とする加熱装置。
【００３６】
（2）フィルムガイドの上流側にフィルムの回転方向に沿ってリブが複数存在し、該複数あるリブの形状がフィルムの回転方向の位置に応じて異なることを特徴とする請求項1に記載の加熱装置。
【００３７】
（3）フィルムガイドの上流側に複数存在するリブのうち、フィルムを挟んで加熱体と被加熱体が相互圧接される加熱ニップ部に近いリブほど、該リブの長手方向の幅が広く、長手方向及びフィルム回転方向の凸面の曲率が大きいことを特徴とする請求項1、2に記載の加熱装置。
【００３８】
（4）フィルムを挟んで加熱体と相互圧接して被加熱材の加熱ニップ部を形成する加圧部材を有することを特徴とする請求項１または2に記載の加熱装置。
【００３９】
（5）フィルムが円筒状部材若しくはエンドレスベルト状部材であることを特徴とする請求項１または2に記載の加熱装置。
【００４０】
（6）加圧部材が回転駆動され、この加圧部材の回転によりフィルムが移動することを特徴とする請求項4または5に記載の加熱装置。
【００４１】
（7）被加熱材が加熱処理あるいは熱定着すべき画像を担持した被記録材であることを特徴とする請求項1、2に記載の加熱装置。
【００４２】
（8）被記録材に担持させた画像を加熱処理あるいは熱定着する像加熱装置若しくは加熱定着装置として備えたことを特徴とする請求項1ないし7の何れかに記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００４３】
以上説明したように本発明によれば、フィルム加熱方式の加熱装置について、フィルムガイドの上流側にフィルムの回転方向に沿って2つのリブを設け、各々のリブが長手方向の位置で重ならないようにすると、フィルムの同じ位置から多量の熱が奪われるのを防ぐことができ、リブとリブ間でフィルム部分からフィルムガイドに奪われる熱量の差を小さくすることができる。
【００４４】
更には、リブの形状について、ニップに近い側のリブのみを太く滑らかな形状とすることで、従来ほどフィルムの温度ばらつきを悪化させることなく、フィルム内面の削れを緩和させることもできる。
【００４５】
以上により、フィルム加熱方式の加熱装置について、フィルム表面の温度ばらつきを減少させて、フィルム表面の温度ばらつきによる被加熱材の加熱ムラを防止すること、加熱装置にあってはフィルム表面の温度ばらつきによって、定着ニップ部内で部分的に熱量不足、熱量過多となって、定着ムラが発生して、画像上にリブ跡などのムラができるのを防止できる。更には、フィルム加熱方式の加熱装置について、フィルム内面の削れを緩和することで、フィルムが局部的に薄くなり、最悪の場合フィルムが破損するような事態を防止すること、加熱定着装置にあってはフィルムが局部的に薄くなることによる画像の乱れや、フィルムが破損することによる定着装置の故障を防止でき、安全かつ高品質の状態で長時間使用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
（実施例1）（図１・図２）
（１）画像形成装置例
図１は本発明に従うフィルム加熱方式の加熱装置を定着装置として具備した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式電子写真プロセス利用のレーザービームプリンターである。
【００４７】
１１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）である。ＯＰＣ、アモルファスシリコン等の感光材料の層をアルミニウムやニッケル等のシリンダ状の基体上に形成して構成されている。そして、矢印の時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。
【００４８】
感光ドラム１１は回転過程において、まず、帯電装置としての帯電ローラ１２によって所定の極性・電位に一様に帯電される。
【００４９】
次に、露光装置としてのレーザースキャナ１３による、目的の画像情報パターンに対応したレーザービーム走査露光Ｌを受ける。これにより回転感光ドラム１１面に目的の画像情報パターンに対応した静電潜像が形成される。
【００５０】
レーザースキャナ１３は不図示のホストコンピュータ等の外部装置から送られた目的の画像情報パターンの時系列電気デジタル画素信号に対応してＯＮ／ＯＦＦ制御（強度変調）したレーザー光Ｌを出力し、このレーザー光で回転感光ドラム１１の一様帯電処理面を走査露光する。
【００５１】
回転感光ドラム１１面に形成された静電潜像は現像装置１４でトナー現像されて可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法等が用いられ、イメージ露光と反転現像との組み合わせで用いられることが多い。
【００５２】
回転感光ドラム１１面に形成されたトナー像は、感光ドラム１１と転写ローラ１５とで形成される転写ニップ部において、該転写ニップ部に所定の制御タイミングにて給送された被記録材（転写材）Ｐに対して順次に転写される。転写ローラ１５には不図示の電源から所定の転写バイアスが所定の制御タイミングにて印加され、感光ドラム１１上のトナー像は転写バイアスの作用で被記録材Ｐに転写される。
【００５３】
本例の画像形成装置においては、給紙カセット２１からのカセット給紙モードと、手差しトレイ２７からの手差し給紙モードを選択して被記録材を給紙することができる。
【００５４】
カセット給紙モードの場合は、給紙カセット２１内に積載収納させた被記録材Ｐが給紙ローラ２２と不図示１枚分離部材とによって１枚分離給送され、シートパス２３→第１センサ（後端検知センサ）２４→レジストローラ２５→第２センサ（レジストセンサ）２６の経路を通って転写ニップ部に所定の制御タイミングにて給送される。
【００５５】
手差し給紙モードの場合は、手差しトレイ２７から装置に差し入れた被記録材Ｐが給紙ローラ２８で装置内に引き込まれ、シートパス２９→第１センサ（後端検知センサ）２４→レジストローラ２５→第２センサ（レジストセンサ）２６の経路を通って転写ニップ部に所定の制御タイミングにて給送される。
【００５６】
第１センサ２４で被記録材サイズ検知がなされる。被記録材サイズ検知は第２センサ２６で行っても良い。被記録材Ｐはレジストローラ２５によって、感光ドラム１１表面に形成されたトナー像と同期を取り転写ニップ部に供給される。
【００５７】
転写ニップ部にてトナー像の転写を受けてトナー像を保持した被記録材Ｐは回転感光ドラム１１面から順次に分離されてシートパス１７を通って加熱定着装置１８へ搬送され、定着装置の定着ニップ部で加熱・加圧されて、トナー像が被記録材Ｐ上に定着され永久画像となり、排紙ローラ１９で機外の排紙トレイ２０へ排出される。
【００５８】
一方、被記録材Ｐに対するトナー像転写後（被記録材分離後）に感光ドラム１１上に残留する転写残留トナーはクリーニング装置１６により感光ドラム１１表面より除去され、清掃された感光ドラム１１表面は繰り返して作像に供される。
【００５９】
（２）加熱定着装置１８
図２の（ａ）は加熱定着装置１８の概略構成を示した横断面模型図、（ｂ）はフィルムガイドの上流側の正面図、（c）フィルムガイドの下流側の正面図、（d）は加熱体としてのセラミックヒータの横断面模型図である。
【００６０】
本例の加熱定着装置１８は、前述した図4の加熱定着装置と同様に、フィルム加熱方式・加圧用回転体駆動方式・テンションレスタイプの加熱定着装置である。図4の加熱定着装置と共通する構成部材・部分には同一の符号を付して再度の説明を省略する。またこの装置１８の加熱定着動作・原理は図4の装置と同様であるのでその再度の説明は省略する。
【００６１】
ａ．フィルムガイド１
フィルムガイド１は、耐熱性、電気絶縁性で、高い加重に耐えられる剛性材料、例えば、液晶ポイマー、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等で構成される。
【００６２】
このフィルムガイド１の上流側には本発明に従って2つのリブが設けられている。これについては後述する。
【００６３】
ｂ．セラミックヒータ２
加熱体としてのセラミックヒータ２は、本例のものは、（ｄ）の横断面模型図のように、
・アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）等の電気絶縁性・耐熱性・良熱伝導性の横長・薄肉のセラミック基板（ヒータ基板）２ａ
・このセラミック基板２ａの表面側に基板長手に沿って細帯状パターンに銀−パラジウム等の通電発熱材料のペーストを印刷等して形成具備させた通電発熱体層２ｂ
・通電発熱体層２ｂの保護と絶縁性を確保するために、通電発熱体層２ｂを具備させたセラミック基板表面を被覆させたガラスコーティング層２ｃ
・セラミック基板２ａの裏面側に接着して具備させた検温素子としてのチップサーミスタ２ｄ
等からなる。
【００６４】
電源Vから通電発熱体層２ｂに電力制御されたＡＣ電流を流すことにより発熱させる。検温素子としてのチップサーミスタ２ｄの温度検知情報が制御回路３０に入力し、制御回路３０はその入力情報に基づいてヒータ駆動手段３１をして電源Ｓから通電発熱体層２ｂに対する電力を適切に制御させる。より具体的には、非通紙時の一定時間ヒータ２への通電をＯＦＦ又はＯＮした時間内の温度変化をチップサーミスタ２ｄにより検知し、この検知結果を基にヒータ２の目標温度を決定して、ヒータ駆動手段３１を制御してヒータ２への電力制御を行いヒータ温度を目標温度（プリント温度）に保つ構成となっている。
【００６５】
ｃ．定着フィルム３
定着フィルム３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、膜厚を総厚１００μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下２０μｍ以上とした、耐熱性・離型性・強度・耐久性等のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＰＳ等の単層フィルム、或いはポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ等のフィルム表面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等を離型総としてコーティングした複合層フィルムである。
【００６６】
ｄ．加圧ローラ４
加圧部材としての加圧ローラ４は、芯金４ａ上に、シリコーンゴム等の耐熱性ゴムを形成した弾性層４ｂ、或いはシリコーンゴムを発泡して成るスポンジ弾性層４ｂを構成した回転体で、弾性層４ｂ上にはＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂から成る耐熱離型チューブ層４ｃを形成したものである。
【００６７】
本例における加圧ローラ４はその外径は２０．０ｍｍであり、芯金４ａの外径は１３ｍｍである。
【００６８】
加圧ローラ４は不図示のバネにより、フィルムガイド１の下面の溝部１ｂに嵌入して保持させた加熱体としてのセラミックヒータ１の下面に定着フィルム３を介して圧接して所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させて配されており、図５の装置と同様に駆動系Ｍにより回転駆動され、この加圧ローラ４の回転駆動による該ローラ４の外面と定着フィルム３の外面との、定着ニップ部Ｎにおける圧接摩擦力で定着フィルム３に回転力が作用して、該定着フィルムはその内面が定着ニップ部Ｎにおいてヒータ２の下向き表面に密着して摺動しながら矢印の時計方向ａに加圧ローラ４の回転周速度にほぼ対応した周速度をもってフィルムガイド１の外回りを従動回転状態になる。
【００６９】
（3）フィルムガイド1
フィルムガイド１はヒータ２をじかに貼ってその高温に耐える必要がある。小サイズ紙をプリントして非通紙部分ができた場合、フィルムガイド１の温度は部分的に３００度近くになるため、フィルムガイド１は耐熱性の高い液晶ポリマー（ＬＣＰ）（熱変形温度３３５度品、商品名エコノールＥ、Ｅ５００８グレード、住友化学）を使用している。
【００７０】
（4）フィルムガイド1のリブ1h、1i
本実施例におけるフィルムガイド上のリブを図２の（ａ）と（ｂ）に図示する。
【００７１】
本実施例におけるリブはフィルム内面の削れとフィルムの局部的な温度ムラを同時に改善する目的で設けられ、その形状、及び、配置に関して、以下2点の特徴を持つ。
【００７２】
1つ目の特徴は、フィルムの回転方向に対して上側と下側に分割して2つのリブ、リブ1hとリブ1iを設けた点である。上側のリブ1hと下側のリブ1iの形状は、両者ともに長さaが4mm、長手方向の横幅bが3mm、高さcが1.5mmであり、各々、長手方向に沿って10mm間隔に規則的に並び、リブの本数は各22本ある。
【００７３】
二つ目の特徴は、前記上側のリブ1hと下側のリブ1iが長手位置で重ならないことである。各々のリブの位置は長手方向で5mmずつ互い違いに設けられている。
【００７４】
なお、これら上流側のリブ1h、1iは、フィルムガイド本体1a、下流側のリブ1eと同一材料の一体成型品からなる。
【００７５】
（１）定着フィルムの温度測定
ここで、図1、2に示す新規リブ1h、1iを具備する定着装置（本実施例）と、図4に示す従来例1の定着装置（比較例1）について、各々の定着フィルム温度を定着ニップ部Nのフィルム回転方向上流側近傍で測定した。測定方法は熱電対を定着フィルム表面に接触させて、プリントしながら温度測定を行った。その結果を表１に示す。
【００７６】
【表１】
2008140701.tif 000003
表１は、定着装置が室温状態から1枚目、10枚目をプリントするときの紙先端が定着装置に突入する直前の定着フィルムの温度である。温度はフィルムガイド１のリブ位置（リブ上）にある定着フィルム部分と、リブ間にある定着フィルム部分について測定した。ここでリブ間とは上流側のリブの間という意味である。
【００７７】
表1から明らかなように、1枚目ではリブ上とリブ間の定着フィルムの温度差が、比較例1が25℃であるのに対して、本実施例では8℃であった。プリントを続けて10枚目では、リブとリブ間の定着フィルムの温度差が、従来例1が15℃、本実施例では5℃であった。
【００７８】
比較例1は、上流側のリブ1eの長さaが14mm、横幅bが3mm、高さcが2mmであり、比較的表面積が広く、リブとも接近、接触しやすい形状であるのに対して、比較例2では、上流側のリブ1eの長さaが14mm、横幅bが1mm、高さcが1mmであり、比較的表面積が小さく、リブとも接近、接触しにくい形状であるため、フィルムの同じ位置から多量の熱が奪われるのを防ぐことができる。一方で、本実施例では、リブの横幅bが3mmで比較例1と同じ幅広ではあるが、上下でリブを1hと1iに分割して、リブの長さをわずか4mmまで短くすることでフィルムとの接触面積を減らしており、しかも、各々のリブが長手方向の位置で重ならないようにすることで、フィルムの同じ位置から多量の熱が奪われるのを防ぐことができる。そのため、本実施例はのほうがリブ、リブ間とのフィルム部分からフィルムガイドに奪われる熱量の差を小さくすることができる。
【００７９】
（２）画像チェック
次に、図1、2に示す本実施例の装置と図4に示す従来例1の定着装置（比較例1）について、室温状態から、普通紙（厚さ64g/m2）をべた黒で連続プリントしてリブ跡の発生具合を見た。
【００８０】
その結果を表2に示す。
【００８１】
【表２】
2008140701.tif 000004
比較例1は1枚目からリブ跡が目立ち、10枚目でもまだわかる。ここで、リブ跡はフィルムガイド1が全体にあったまってくると次第に程度が良くなってくる。一方、本実施例では1枚目でもかすかにわかる程度、数枚で全く消えるレベルで、非常に改善効果があることがわかった。
【００８２】
（３）フィルム内面の削れ量測定
図6（a）に本発明の従来例1におけるフィルム加熱定着装置の概略構成を示した横断面模型図、（b）に本発明の従来例1におけるフィルムガイド上流側の断面図、（c）に本発明の従来例1におけるフィルムガイド下流側の断面図を示す。
【００８３】
フィルム内面の削れ量を確認するため、図1、2に示す本実施例と図6に示す従来例3の定着装置（比較例）について、それぞれの定着フィルムの膜厚を上流側リブ（本実施例：リブ1i  、比較例：リブ1g ）に相当する長手位置で測定した。その結果を表3に示す。
【００８４】
【表３】
2008140701.tif 000005
表3は各々の定着装置を加圧力15kgf、温調温度210℃、回転速度200mm/secの条件で回転させた場合の、回転前と300時間回転後のフィルムの膜厚である。
【００８５】
表中の値はリブ位置に相当するフィルムの膜厚を5個所測定し、平均化したものである。
【００８６】
回転前のフィルムの膜厚は、本実施例、比較例ともに71〜72μmでほぼ同じだが、回転後の膜厚は、本実施例で66μm、比較例で55μmある。300時間回転後のフィルムの削れ量で比較すると、本実施例で5μm、比較例で17μmと大きく異なる。
【００８７】
比較例（従来例3）は、形状の同じ2つのリブ1f、1gが長手方向の位置で重なるように配置されており、その形状は長さaが8mm、横幅ｂが1mm、高さcが1mmの細長く鋭利なものである。それに対して、本実施例は、形状の異なる2つのリブ1h、1iが長手位置で重ならないように配置されており、とくに、ニップ面に近い下側のリブ1iは長手方向の幅を広くとり、滑らかな形状としている。
【００８８】
これは、ニップ面に近づくほどフィルムはリブと接近しやすくなり、また、リブと摺擦する頻度も高くなるため、この部分のリブの形状を幅広の滑らかな形状にすることで激的にフィルム内面の削れを緩和できるからである。更には、本実施例では、2つのリブが長手位置で重ならないように配置されているため、フィルムが同じ長手位置で繰り返し摺擦される頻度、時間を減らすことができ、リブ位置におけるフィルムの削れ量を大幅に緩和できる。
【００８９】
以上、表4にこれまでの本実施例、従来例1、従来例2の結果をまとめた。
【００９０】
【表４】
2008140701.tif 000006
従来、フィルムガイド1の上流側のリブの形状を変えることで、フィルムの温度ムラとフィルムの内面削れがトレードオフの関係になっていたが、本実施例のように、フィルムの回転方向に2種類のリブを設け、各々のリブが長手方向の位置で重ならないようにすることで、フィルムの温度ムラを改善することができる。更には、リブの形状について、ニップに近い側のリブのみを太く滑らかな形状にすることで、フィルム内面の削れを緩和することもできる。
【００９１】
（実施例2）（図１・図3）
図３（a）は本発明の実施例2におけるフィルム加熱定着装置の概略構成を示す横断面模型図、（b）は本発明の実施例2におけるフィルムガイド上流側の断面図、（c）は本発明の実施例2における上流側リブの正面図及び断面図である。
【００９２】
本実施例は、上述の第一の実施例のフィルムガイド上流側のリブ1iの形状において、図3（b）に示すように、中央部分に窪みWを設けた形状に変更したものである。
【００９３】
図3（c）に窪みWを設けたリブ1kの外観を示す。窪みWの寸法は、フィルムの回転方向の長さaが4mm、長手方向の幅dが1mmの細長い形状をしており、高さcは1mmである。リブ頂点の曲率は、フィルム内面の削れに問題のある、従来例2、3と比較しても、滑らかで丸い形状をしている。その他の装置構成、材料などは第一の実施例と同様である。
【００９４】
本実施例においても実施例1と比較しながらリブ跡の発生具合とフィルム内面の削れ量を測定した。
【００９５】
その結果を表5、6に示す。
【００９６】
【表５】
2008140701.tif 000007
【００９７】
【表６】
2008140701.tif 000008
本実施例の装置において、フィルム内面の削れ量は、実施例1とほぼ同じだったものの、リブ跡の防止効果に関しては更に強まり、室温から立ち上げ1枚目でもリブ跡は発生しなかった。
【００９８】
これは、リブ1kに角の丸い窪みを設けたことで、リブとフィルムとの接触面が滑らかなまま、リブとフィルムとの接触面積を少なくすることができたからである。これより本実施例は、実施例1よりもフィルム内面の削れを悪化させることなく、更に、リブ跡を改善することができる。
【００９９】
（実施例3）（図１・図3）
本実施例は、上述の第二の実施例のフィルムガイド1の上流側のリブにおいて、窪みWを設けたリブ1kと他方のリブ1jの長手方向における各々のリブの配置を、図3（d）に示すように回転方向に対して重なるように変更したものである。なお、リブ1ｊ、1kの寸法、及び、装置構成、材料などは第2の実施例と同様である。
【０１００】
そこで、本実施例の装置についても、フィルム内面の削れ、リブ跡の発生具合を確認するため、第2の実施例と同様の実験を行ったところ、ともに、実施例2と同じレベルであることがわかった。
【０１０１】
その結果を表7、8に示す。
【０１０２】
【表７】
2008140701.tif 000009
【０１０３】
【表８】
2008140701.tif 000010
本実施例の目的は、フィルムの温度ムラ、内面の削れを両立させつつ、更に、実施例2よりもフィルムの回転軌道を安定させることである。
【０１０４】
本実施例の特徴は2つあり、リブ1jと1kの長手位置がフィルムの回転方向に対して重なるように配置したこと、及び、リブ1kの中央部に位置する窪みWの長手位置がリブ1jの長手位置に重なるように配置したことである。前者は、定着フィルムの回転軌道を安定させるためであり、後者は、フィルムの回転軌道を安定させたまま、フィルムの温度ムラ、内面の削れを緩和させるためである。
【０１０５】
定着フィルムはPI（ポリイミド）からなり、厚さがわずか数10μmのため剛性が弱い。そのため、少しでも回転軌道が安定しないと回転中に局所的なねじれや撓みを生じ、異音を発することがある。このような現象はフィルム内面と接触するフィルムガイドのリブの形状や配置に影響を受けることが多い。例えば、極端に高いリブが局部的に存在するとき、高さ、形状の違うリブが不規則に並んでいるとき、などで上記現象が起こりやすい。
【０１０６】
そこで、本実施例では、フィルムの回転軌道を安定させるために、リブ1jとリブ1kの長手位置をそろえて、上下のリブが規則的に並ぶようにした。一方で、リブ1ｊを窪みWのある長手位置に重ねることで、フィルムとリブとの接触距離が局部的に長くなることを防止した。
【０１０７】
以上より、本実施例の構成によれば、フィルムの温度ムラ、フィルム内面の削れ、両対策を施したまま、実施例1、2に対して、フィルムの回転軌道をより安定化させることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施例1における画像形成装置の概略構成を示す断面図。
【図２】（a）本発明の実施例1におけるフィルム加熱定着装置の概略構成を示した横断面模型図、（b）本発明の実施例1におけるフィルムガイド上流側の断面図、（c）本発明の実施例1におけるフィルムガイド下流側の断面図、（d）本発明の実施例1における加熱体としてのセラミックヒータの横断面模型図。
【図３】（a）本発明の実施例2におけるフィルム加熱定着装置の概略構成を示す横断面模型図、（b）本発明の実施例2におけるフィルムガイド上流側の断面図、（c）本発明の実施例2における上流側リブの正面図及び断面図、（d）本発明の実施例3におけるフィルムガイド上流側の断面図。
【図４】（a）本発明の従来例1におけるフィルム加熱定着装置の概略構成を示した横断面模型図、（b）本発明の従来例1におけるフィルムガイド上流側の断面図、（c）本発明の従来例1におけるフィルムガイド下流側の断面図。
【図５】（a）本発明の従来例2におけるフィルム加熱定着装置の概略構成を示した横断面模型図、（b）本発明の従来例2におけるフィルムガイド上流側の断面図、（c）本発明の従来例2におけるフィルムガイド下流側の断面図。
【図６】（a）本発明の従来例1におけるフィルム加熱定着装置の概略構成を示した横断面模型図、（b）本発明の従来例1におけるフィルムガイド上流側の断面図、（c）本発明の従来例1におけるフィルムガイド下流側の断面図。
【図７】「リブ跡」が生じた画像を模式的に示した図。
【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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