(57)【要約】【課題】本発明の目的は、安価かつ簡単な構成で、グリスの横溢を防止することができる像加熱装置及びそれを具備した画像形成装置を提供することである。【解決手段】加熱体２３と、加熱体２３を保持するステー２１と、ステー２１に外嵌される無端形状のフィルム２２と、ステー２１の両端部においてフィルム２２の端部位置を規制するフランジ２６と、フィルム２２を介して加熱体２３に圧接しつつフィルム２２を回動させる加圧ローラ２４と、加熱体２３とフィルム２２の間に介在させるグリスと、を有する像加熱装置１１であって、ステー２１は、加熱体２３よりフィルム２２の回動方向下流側であって、且つフィルム２２の回動方向と直交する方向の両端部に対応する位置に、グリスがフィルム２２の端部から横溢するのを防止するためのグリス溜め凹部２５を有することを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱体と、前記加熱体を保持する支持部材と、前記支持部材に外嵌される無端形状のフィルムと、前記支持部材の両端部において前記フィルムの端部位置を規制する規制部材と、前記フィルムを介して前記加熱体に圧接しつつ前記フィルムを回動させる加圧部材と、前記加熱体と前記フィルムの間に介在させる潤滑剤と、を有する像加熱装置であって、
前記支持部材は、前記加熱体より前記フィルムの回動方向下流側であって、且つ前記フィルムの回動方向と直交する方向の両端部に対応する位置に、前記潤滑剤が前記フィルムの端部から横溢するのを防止するための潤滑剤溜め凹部を有することを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記支持部材は、前記２箇所の潤滑剤溜め凹部をフィルム面側が開口している潤滑剤通路によって連通してい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】
前記潤滑剤溜め凹部及び前記潤滑剤通路は前記フィルムの回動方向下流側に向かって湾曲形状またはＶ字形状であることを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記潤滑剤溜め凹部は、前記フィルムが前記いずれか一方の規制部材に突き当たった位置にあっても前記フィルムの外部に露出しない位置に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項５】
記録材上に画像を形成する像形成手段と、前記記録材上の画像を加熱する像加熱手段とを有する画像形成装置において、前記像加熱手段として請求項１乃至４のいずれか１項に記載の像加熱装置を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、複写機、レーザービームプリンタ等の像加熱装置及びその像加熱装置を具備した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真における未定着画像の加熱定着方法のひとつとして、特許文献１，２などに開示されているフィルム加熱方式が知られている。このフィルム加熱方式は、ヒータに対向圧接しつつ回動する無端定着フィルムと加圧ローラとの間で記録材を挟持搬送することにより、未定着画像を記録材面に加熱定着させる方式である。
【０００３】
フィルム加熱方式の像加熱装置では、ヒータと定着フィルム内面との間にグリスを介在させることにより、ヒータと定着フィルム内面との摺動摩擦抵抗を減少させている。このグリスは、組み立て当初、ヒータに塗布され、定着フィルム内面との間に介在している。そして、定着フィルムを介してヒータに加圧ローラを押圧して定着フィルムを回動させることにより、前記グリスが定着フィルムの内面全体に回り込む。しかしながら、定着フィルムが更に回動を続けると、余剰のグリスが定着フィルムの端部から横溢して定着フィルムの外面に回り込んでしまい、記録材の挟持部（ニップ部）に進入してしまう場合がある。このような状態になると、記録材が搬送できなくなったり、画像不良を生起したりするおそれがある。
【０００４】
この問題を解決する構成として、特許文献３に開示されている構成がある。すなわち、特許文献３には、ローラ、ブレードなどのグリス掻き取り部材を定着フィルムの端部に当接させる構成、フィルム寄り止め用のフランジの壁に凹部又は貫通孔を設けて溢れたグリスを捕捉する構成が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献２】特開平４−２０４９８０号公報
【特許文献３】特許第３１２１７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記グリス掻き取り部材を定着フィルムの端部に当接させる構成では、従来の像加熱装置の構成に加えて前記グリス掻き取り部材を新規に追加した構成であるため、その分コストアップしてしまうという問題がある。一方、フィルム寄り止め用のフランジの壁に凹部又は貫通孔を設ける構成では、一般にフィルムとフィルム寄り止め用フランジの間には成型公差および組立公差を考慮して１〜３ｍｍ程度の間隙が設定されている。そのため、フィルム端部から横溢したグリスが、前記間隙を介してフィルム寄り止め用フランジに捕捉されるまでにフィルム外面に回り込んでしまう可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、安価かつ簡単な構成で、フィルム端部からのグリスの横溢を防止することができる像加熱装置及びそれを具備した画像形成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】
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、加熱体と、前記加熱体を保持する支持部材と、前記支持部材に外嵌される無端形状のフィルムと、前記支持部材の両端部において前記フィルムの端部位置を規制する規制部材と、前記フィルムを介して前記加熱体に圧接しつつ前記フィルムを回動させる加圧部材と、前記加熱体と前記フィルムの間に介在させる潤滑剤と、を有する像加熱装置であって、前記支持部材は、前記加熱体より前記フィルムの回動方向下流側であって、且つ前記フィルムの回動方向と直交する方向の両端部に対応する位置に、前記潤滑剤が前記フィルムの端部から横溢するのを防止するための潤滑剤溜め凹部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、安価かつ簡単な構成で、フィルム端部からの潤滑剤の横溢を防止できる。これにより、潤滑剤の横溢に起因する記録材の搬送不良や画像不良を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１１】
〔第１実施形態〕
まず、図４を用いて像加熱装置を具備する画像形成装置について説明する。図４は像加熱装置を具備する画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【００１２】
図４において、１は像担持体としての電子写真感光体ドラムであり、矢示の時計回り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。
【００１３】
２は接触帯電ローラ等の帯電手段であり、この帯電手段により感光体ドラム１の表面が所定の極性・電位に一様に帯電処理（一次帯電）される。
【００１４】
３は画像露光手段としてのレーザービームスキャナである。このスキャナ３は、不図示のイメージスキャナ・コンピュータ等の外部機器から入力する目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応してオン／オフ変調したレーザー光Ｌを出力して、感光体ドラム１の帯電処理面を走査露光（照射）する。この走査露光により感光体ドラム１表面の露光明部の電荷が除電されて感光体ドラム１表面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００１５】
４は現像装置であり、現像スリーブ４ａから感光体ドラム１表面に現像剤（トナー）が供給されて感光体ドラム１表面の静電潜像が可転写像であるトナー像として順次に現像される。レーザービームプリンタの場合、一般的に、静電潜像の露光明部にトナーを付着させて現像する反転現像方式が用いられる。
【００１６】
これら感光体ドラム１、帯電手段２、現像装置４などにより記録材上に画像を形成する像形成手段を構成している。
【００１７】
５は給送カセットであり、記録材Ｐを積載収納させてある。給送スタート信号に基づいて給送ローラ６が駆動されて給送カセット５内の記録材Ｐが一枚ずつ分離給送され、レジストローラ７、シートパス８ａを通って、感光体ドラム１と転写ローラ９との当接ニップ部である転写部位Ｔに所定のタイミングで導入される。すなわち、感光体ドラム１上のトナー像の先端部が転写部位Ｔに到達したとき、記録材Ｐの先端部もちょうど転写部位Ｔに到達するタイミングとなるようにレジストローラ７で記録材Ｐの搬送が制御される。
【００１８】
転写部位Ｔに導入された記録材Ｐはこの転写部位Ｔを挟持搬送され、その間、転写ローラ９には不図示の転写バイアス印加電源から所定に制御された転写電圧（転写バイアス）が印加される。転写ローラ９にはトナーと逆極性の転写バイアスが印加されることで転写部位Ｔにおいて感光体ドラム１表面側のトナー像が記録材Ｐの表面に静電的に転写される。
【００１９】
転写部位Ｔにおいてトナー像の転写を受けた記録材Ｐは感光体ドラム１表面から分離されてシートパス８ｂを通って後述する像加熱装置１１へ搬送導入され、トナー像の加熱・加圧定着処理を受ける。一方、記録材分離後（記録材Ｐに対するトナー像転写後）の感光体ドラム１表面はクリーニング装置１０で転写残トナーや紙粉等の除去を受けて清浄面化され、繰り返して作像に供される。像加熱装置１１を通った記録材Ｐは、シートパス８ｃ側に進路案内されて排出口１３から排出トレイ１４上に排出される。前述の構成によれば記録材を確実に搬送でき画像品質が優れた耐久性の高い画像形成装置を低コストで提供することができる。
【００２０】
次に図１を用いて像加熱装置１１について説明する。像加熱装置１１は、後述する加熱体、支持部材、フィルム、規制部材、加圧部材、潤滑剤、を有している。
【００２１】
２２は耐熱性フィルムであり、無端形状（たとえば円筒状）のものを用いている。このフィルム２２の周長の少なくとも一部は常にテンションが加わらない状態とし、フィルム２２は後述する加圧ローラ２４の回転駆動力で回動するようにしている。
【００２２】
２１は支持部材としてのステーである。ステー２１は加熱体２３を保持する加熱体保持部材とフィルム２２の回動を補助するガイド部材を兼ねる耐熱性・剛性部材である。ステー２１には加熱体収容部２３ａが形成されており、この加熱体収容部２３ａに加熱体２３が収容される。加熱体２３の表面には潤滑剤としてのグリス（不図示）が塗布されている。耐熱性を有する無端形状（円筒状）のフィルム２２は加熱体２３を含むステー２１に外嵌されている。さらにステー２１の長手方向両端部には、フィルム２２の端部位置を規制する規制部材としてのフランジ２６（図２参照）が設けられており、回動時にフィルム２２が回動方向と直交する方向に移動することを抑制する構成になっている。
【００２３】
加圧部材としての加圧ローラ２４は、加熱体２３との間にフィルム２２を挟んでニップ部を形成し、かつフィルム２２を回動させる。この加圧ローラ２４は芯金と弾性体層と最外層の離形層からなり、不図示の軸受手段・付勢手段により所定の押圧力をもってフィルム２２を挟ませて加熱体２３の表面に圧接させて配設してある。この加圧ローラ２４は不図示の駆動系により矢印の方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ２４の回転駆動により、ニップ部における加圧ローラとフィルム外面との摩擦力でフィルム２２に回転力が作用する。そして、フィルム２２はその内面側がニップ部において加熱体２３の表面に密着して摺動しながらステー２１の外回りを矢印の方向に加圧ローラ２４の回転周速度とほぼ同じ周速度で従動回転状態になる。
【００２４】
上述した部材について更に具体的に説明する。なお、以下に説明する部材の寸法、材質、形状は例示であって、これらに限定されるものではない。
【００２５】
ステー２１はポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これらの樹脂とセラミックス、金属、ガラス等との複合材料等で構成できる。本例では液晶ポリマーを用いた。
【００２６】
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、薄膜の単層フィルム或いは複合層フィルムを使用できる。例えば、フィルム膜厚が１００μｍ以下の耐熱性のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等の単層フィルムを使用できる。或いはポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等のフィルムの外周表面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等をコーティングした複合層フィルムを使用できる。本例では膜厚約７０μｍのポリイミドフィルムの外周表面にＰＴＦＥをコーティングしたものを用いた。フィルム２２の外径は１８ｍｍとした。
【００２７】
加熱体２３は細長の耐熱性・絶縁性・良熱伝導性の基板に沿って形成させた抵抗発熱体とそれを被覆する耐熱性オーバーコート層、および抵抗発熱体の長手端部の給電用電極からなる。本例の抵抗発熱体は、銀・パラジウム・ガラス粉末（無機結着剤）・有機結着剤を混練して調合したペーストをスクリーン印刷により、幅７ｍｍ・長さ２７０ｍｍ・厚さ１ｍｍのアルミナ基板に線帯状に形成して得た。抵抗発熱体の抵抗値は常温で２０Ωとした。オーバーコート層として厚さ約５０μｍの耐熱性ガラス層を形成した。加熱体２３の表面に塗布されるグリスはフッ素系グリスを用いた。本例では３２０ｍｇを塗布した。
【００２８】
加圧ローラ２４は、本例では芯金としてアルミニウム、弾性体層としてシリコーンゴム、離形層として厚さ約３０μｍのＰＦＡのチューブを用いた。加圧ローラ２４の外径は２０ｍｍ、弾性体層の厚さは３ｍｍとした。
【００２９】
更に上記像加熱装置１１を構成するステー２１は、グリス溜め凹部２５を有している。以下図２を参照してグリス溜め凹部２５について説明する。
【００３０】
図２はステー２１を加圧ローラ２４側から見た模式図である。この図はフィルム２２を外嵌しない状態での模式図であり、実際にフィルム２２を外嵌すると図中の破線で示す位置にフィルム２２が配置されることになる。図２中の矢印はフィルム２２の回動方向である。
【００３１】
グリス溜め凹部２５は、グリスがフィルム２２の端部から横溢するのを防止するための潤滑剤溜め凹部である。このグリス溜め凹部２５は、ステー２１に設けられており、更に詳しくは加熱体２３よりフィルム２２の回動方向下流側であって、且つフィルム２２の回動方向と直交する方向の両端部に対応する位置に設けられている。
【００３２】
この構成により、フィルム２５の回動に伴ってフィルム２２の端部近傍に押し流されたグリスは、フィルム２２の端部から横溢することなく、グリス溜め凹部２５に捕捉される。本例のグリス溜め凹部２５は深さ０.５ｍｍ、幅約２ｍｍ、面積としては約２.５ｍｍ２に形成した。
【００３３】
本実施形態によれば、フィルム２２の端部からのグリスの横溢を防止でき、記録材が搬送できなくなったり画像不良を生起したりするという問題を防止することができる。また別部材を必要としないのでコストアップを避けることができる。
【００３４】
また従来の横溢グリス掻き取り法では一旦掻き取り・捕捉されたグリスは加熱体とフィルムの摺動面に戻ることがないので長時間の使用では摺動面のグリスが不足してしまう可能性があった。これに対し本実施形態によればフィルム２２の端部で捕捉されたグリスが加熱体とフィルムの間で還流されるのでグリスが不足するという問題を防止できる。
【００３５】
〔第２実施形態〕
図３はグリス溜め凹部の変形例を示す模式図である。この図は図２と同様にフィルム２２を外嵌しない状態での模式図であり、実際にフィルム２２を外嵌すると図中の破線で示す位置にフィルム２２が配置されることになる。図３中の矢印はフィルム２２の回動方向である。なお、図３において、前述した実施形態と同様の機能を有する部材には同一符号を付している。
【００３６】
図３に示すように、本実施形態では、ステー２１の長手方向両端部に設けた２箇所のグリス溜め凹部２５を、潤滑剤通路としてのグリス通路２５ａによって連通している。このグリス通路２５ａは、フィルム２２面側が開口している通路である。本例のグリス通路２５ａは深さ０.５ｍｍ、幅１ｍｍに形成した。グリス通路２５ａの中央部で保持しきれなくなったグリスは再度フィルム２２の内面に付着して加熱体２３とフィルム２２の摺動部に輸送される。この構成によれば、グリス溜め凹部２５によってフィルム２２の端部で捕捉されたグリスがグリス通路２５ａを通してフィルム２２の中央部により還流されやすくなる。このため、加熱体２３とフィルム２２の間の長手方向ほぼ全域にわたって、グリスが不足するという問題を防止できる。
【００３７】
更に、グリス溜め凹部２５及びグリス通路２５ａは、フィルム２２の回動方向下流に向かって全体としてＶ字形状あるいは湾曲形状に形成することが好ましい。この構成によればフィルム２２の回動によってグリスがフィルム２２の端部から中央部に導かれ環流することをさらに容易にする。
【００３８】
また、一般にフィルム２２とフィルム寄り止め用のフランジ２６との間には部品の成型公差および組立公差を考慮して数ｍｍの間隙Ｓが設定されている。そのため、フィルム２２の回動に伴ってフランジ２６に突き当たるまでの距離Ｓだけフィルム２２が回動方向と直交する方向に移動することがある。そこで、前記グリス溜め凹部２５は、前記フィルム２２の長手方向端部がいずれか一方のフランジ２６に突き当たった位置にあっても、前記フィルム２２の外部に露出しない位置に設けている。この構成によれば、グリスがフィルム２２の外部に露出することがないので、砂塵などの微小異物がグリスに混入することを防止できる。
【００３９】
なお、前述した実施の形態では、像加熱装置として、画像形成装置の画像加熱定着装置を例示したが、これに限定されるものではなく、画像面加熱つや出し装置、仮定着装置などの他の像加熱装置としても効果的に活用することができる。
【００４０】
また、前述した実施の形態では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に用いられる像加熱装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】像加熱装置の模式的な断面図
【図２】像加熱装置を構成するステーの模式図
【図３】像加熱装置を構成するステーの模式図
【図４】像加熱装置を具備した画像形成装置の概略構成図
【符号の説明】
【００４２】
Ｓ    …間隙
１１  …像加熱装置
２１  …ステー（支持部材）
２２  …フィルム
２３  …加熱体
２３ａ …加熱体収容部
２４  …加圧ローラ（加圧部材）
２５  …グリス溜め凹部（潤滑剤溜め凹部）
２５ａ …グリス通路（潤滑剤通路）
２６  …フランジ（規制部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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