(57)【要約】【課題】フィルム加熱方式の定着装置において、フィルムが斜行せず、またシワも発生せず、画像形成速度の高速化に対応でき、しかも従来と同等以上の熱効率を維持できるようにする。【解決手段】フィルム１１の内周面と摺接する保持部材１２の摺接面１２１に複数の孔１４を形成する。そして、これらの孔１４の形状を、フィルム１１の回転方向上流から下流に向かって先細り形状とする。ここで、フィルム１１の斜行やシワを防止するとともに、孔１４を通してフィルム１１の幅方向に輻射光がムラなく照射されるようにする観点から、複数の孔１４を、保持部材１２の幅方向中央を中心として左右対称で、且つ複数の孔１４の先端が幅方向中央部から見て外側に傾いているようにするのが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在のフィルムと、フィルムの内部に設けられた輻射熱を放射する熱源と、フィルムの内周面と摺接する摺接面を有する保持部材と、前記保持部材の摺接面にフィルムを介して圧接する加圧部材とを備えた定着装置において、
前記保持部材に複数の孔が形成され、この孔の形状が、フィルムの回転方向上流から下流に向かって先細り形状であることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記孔の形状が卵形である請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記複数の孔が、前記保持部材の幅方向中央を中心として左右対称で、且つ前記複数の孔の先端が幅方向中央から見て外側に傾いている請求項１又は２記載の定着装置。
【請求項４】
前記保持部材の長手方向に所定間隔で一列に形成された複数の孔が、前記フィルムの回転方向に複数列形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタやファクシミリ、複写機などの画像形成装置に搭載される定着装置に関し、より詳細にはいわゆるフィルム加熱方式の定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタやファクシミリ、複写機などの画像形成装置では、用紙上のトナー像を用紙に溶融定着させるために熱ローラ方式の定着装置がこれまで広く用いられていた。この熱ローラ方式の定着装置は、線状のハロゲンヒータを内包した加熱ローラと、弾性層を有する加圧ローラとを圧接し、両ローラのニップ部に用紙を通すことによって、トナー像を載置した用紙を加熱・加圧し用紙に定着させるものである。
【０００３】
この熱ローラ方式の定着装置は、低速から高速までの画像形成に対応できるものの、加熱ローラと加圧ローラの熱容量が大きいため、電源ＯＮ又は待機状態から所定温度まで加熱する時間（ウォーミングアップ時間）が長く、省エネルギーの観点から改善が求められていた。
【０００４】
そこで、シームレスフィルムを背面からヒータで加熱する、いわゆるフィルム加熱方式の定着装置が提案され、実用化されている。このフィルム加熱方式の定着装置では、通常はヒータに通電する必要はなく、定着処理時にのみ通電すればよいので、熱ローラ方式に比べてウォーミングアップ時間が短く、省エネルギー化も図れる。
【特許文献１】特開２００４−６２０５３号公報
【特許文献２】特開２００４−９４１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、フィルム加熱方式の定着装置では、用紙がニップ部を通過する間に用紙に付与できる熱量が少なく、画像形成速度が速い場合には定着不良の生じるおそれがあった。かかる問題を解決するには、フィルムの内周面が摺擦する保持部材の、回転方向の長さを長くしてニップ部を長くすればよい。
【０００６】
しかし保持部材を大きくすると、ヒータから放射された輻射光が保持部材によって遮られ熱効率が低下する。また、輻射光の照射領域を確保するために、保持部材に貫通孔や開口部を形成することも考えられるが、保持部材に貫通孔や開口部を単純に形成しただけでは、フィルムの斜行やシワの発生を誘発するおそれがある。
【０００７】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画像形成速度の高速化に対応でき、しかも従来と同等以上の熱効率を維持できる定着装置を提供することにある。
【０００８】
また本発明の目的は、フィルムが斜行せず、またシワも発生しない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】
【０００９】
本発明によれば、回転自在のフィルムと、フィルムの内部に設けられた輻射熱を放射する熱源と、フィルムの内周面と摺接する摺接面を有する保持部材と、前記保持部材の摺接面にフィルムを介して圧接する加圧部材とを備えた定着装置において、
前記保持部材に複数の孔が形成され、この孔の形状が、フィルムの回転方向上流から下流に向かって先細り形状であることを特徴とする定着装置が提供される。
【００１０】
ここで、フィルムが斜行するあるいはフィルムにシワが生じるのを一層防止する観点から、孔の形状としては卵形が好ましい。
【００１１】
また、フィルムの斜行やシワを防止するとともに、孔を通してフィルムの幅方向に輻射光がムラなく照射されるようにする観点から、前記複数の孔を、保持部材の幅方向中央を中心として左右対称で、且つ複数の孔の先端が幅方向中央部から見て外側に傾いているようにするのが好ましい。
【００１２】
孔を通して照射される輻射光がフィルムの幅方向で一層ムラのないようにする観点から、保持部材の長手方向に所定間隔で一列に形成した複数の孔を、フィルムの回転方向に複数列形成するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の定着装置では、保持部材に複数の孔を形成したので、画像形成速度が速い場合であっても定着不良を起こすことがなく、しかも従来と同等以上の熱効率を維持できる。また保持部材に形成する孔の形状を、フィルムの回転方向上流から下流に向かって先細り形状としたので、フィルムが斜行せずまたシワも発生しない。
【００１４】
ここで、孔の形状を卵形にすると、フィルムが斜行するあるいはフィルムにシワが生じることが一層防止できる。
【００１５】
前記複数の孔を、保持部材の幅方向中央を中心として左右対称に形成し、且つ複数の孔の先端が外側に傾いているようにすると、フィルムの斜行やシワが防止されると同時に、孔を通してフィルムの幅方向に輻射光がムラなく照射されるようになる。
【００１６】
保持部材の長手方向に所定間隔で一列に形成した複数の孔を、フィルムの回転方向に複数列形成すると、孔を通して照射される輻射光がフィルムの幅方向で均一となり、孔に対応した温度ムラを確実に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る定着装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１８】
図１は、本発明に係る定着装置の一実施形態を示す概説図である。図１の定着装置は、円筒状のフィルム１１と、フィルム１１内部の略中心に挿通された線状のハロゲンランプ（熱源）１３と、フィルム１１の内周面と摺接する断面略「Ｕ」字状の保持部材１２と、フィルム１１を介して保持部材１２と圧接する加圧ローラ（加圧部材）２とを備える。加圧ローラ２は金属製の芯金２１の外周にシリコーンゴムなどの弾性層２２が形成され、さらにその外周に必要によりフッ素樹脂などの離型層（不図示）が形成されてなる。そして、一方端が軸３０によって回転自在に支持され、もう一方端がバネ３２によって時計回り方向に付勢された支持部材３１によって、芯金２１が保持部材１２の方向に付勢されている。これによって、加圧ローラ２は保持部材１２にフィルム１１を介して圧接し、ニップ部が形成される。
【００１９】
加圧ローラ２は不図示のモータによって反時計回りに回転し、これによってニップ部で圧接しているフィルム１１は時計回りに従動する。ガイド４によってニップ部に案内された用紙Ｐはニップ部において挟持・搬送されると同時に、加熱・加圧されて用紙Ｐ上にトナー像が溶融定着する。
【００２０】
保持部材１２は、断面略「Ｕ」字状の下面（摺接面）１２１（図２に図示）がフィルム１１の内周面と摺接し、加圧ローラ２と共にニップ部を形成する。図２に、保持部材１２の加圧ローラ側から見た平面図を示す。保持部材１２の摺接面１２１には、幅方向に所定間隔で形成された複数の孔１４が２列にわたって形成されている。そして１列目と２列目とは、孔１４の位置が幅方向にずれている。すなわち、１列目の孔と孔の間に２列目の孔が位置するように、孔１４の位置が幅方向にずれている。これにより、ハロゲンランプ１３からの輻射光が孔１４を通ってフィルム１１の幅方向にムラなく照射されるようになり、フィルム幅方向の温度ムラが無くなる。形成する孔１４の列数に特に限定はなく、孔１４の大きさや形成間隔、摺接面１２１の長さ、保持部材１２の材質・強度などから適宜決定すればよい。
【００２１】
ここで、保持部材１２に形成される孔１４は、フィルム１１の回転方向上流から下流に向かって先細り形状であることが重要である。このような形状の孔とすることによって、フィルム１１の斜行やシワの発生が効果的に防止されるからである。なお、先細り形状としては、図３（ａ）に示すような、三角形の頂点の一つが回転方向を下流側を向いているものを基本として、頂点を丸めたもの（同図（ｂ））や三角形の各辺を凸状曲線としたもの（同図（ｃ））、さらには卵形としたもの（同図（ｄ））が例示される。
【００２２】
さらに、図４に示すように、保持部材１２に形成される孔１４は、保持部材１２の幅方向中央部を対称軸として左右対称で、且つ各孔１４の先端が幅方向中央部から見て外側に傾いているのが好ましい。このような孔１４の構成とすることによって、保持部材１２の摺接面１２１においてフィルム１１が幅方向中央部から見てそれぞれ外方へ引き伸ばされる。これにより、フィルム１１の斜行やシワの発生が効果的に抑えられるようになるからである。孔１４の傾きθとしては、フィルム回転方向に対しておおよそ１０〜５０°程度が好ましい。
【００２３】
ハロゲンランプ１３からの輻射光が当たる保持部材１２の内側面は、白色や金属色などとして輻射光を反射するようにするのが望ましい。輻射光によって保持部材１２を加熱し、加熱した保持部材１２によってフィルム１１を加熱するというように、保持部材１２を介してフィルム１１を間接的に加熱するよりは、保持部材１２で反射した輻射光によってフィルム１１を直接加熱する方が、加熱効率が高く加熱速度が速いからである。
【００２４】
本発明で使用する保持部材１２の材質としては、ステンレス鋼や鉄、アルミニウム、銅、マグネシウムなどの金属を例示でき、保持部材１２に形成する孔１４はプレス加工などによって形成される。また、保持部材１２はフィルム内周面と摺接するので、シリコーングリースなどの潤滑剤を保持部材１２の摺接面１２１に塗布しておくことが推奨される。潤滑剤を塗布することによってフィルム１１の回転トルクを低減でき、摩耗を抑えられる。なお、潤滑剤の代わりにＰＴＦＥやＰＦＡなどのフッ素系樹脂層を設けてもよい。
【００２５】
本発明で使用するフィルム１１としては、例えば図５に示すような基層１１ａと離型層１１ｂを備えた２層構造のものが挙げられる。このフィルム１１では基層側が保持部材１２と摺接し、離型層側が用紙Ｐと接触する。基層１１ａの材料としては耐熱性および耐摺接性に優れたものが望ましく、例えばポリイミドやポリアミドイミド、アラミドなどの耐熱性樹脂；ステンレス鋼やニッケル、アルミニウム、銅などの金属材料などが挙げられる。一方、離型層１１ｂの材料としては、ＰＴＦＥやＰＦＡなどのフッ素系樹脂などが挙げられる。そして離型層１１ｂには赤外線吸収物質が分散混合されている。これによって輻射光（赤外光）を効率的に吸収することができる。赤外線吸収物質としては、カーボンブラックやグラファイト、酸化鉄などが挙げられる。この中でもカーボンブラックを分散混合すると、フィルム１１の表面抵抗が低くなってフィルム１１の摩擦帯電が抑えられ、用紙上のトナーがフィルム１１に付着することが防止できる。なお、基層１１ａと離型層１１ｂの間に、必要により弾性層を設けてももちろん構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る定着装置の一例を示す概説図である。
【図２】図１で使用する保持部材の加圧ローラ側から見た平面図である。
【図３】保持部材に形成する孔形状の各種例を示す図である。
【図４】本発明で使用する保持部材の他の例を示す平面図である。
【図５】本発明で使用するフィルムの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
２    加圧ローラ（加圧部材）
Ｐ    用紙
１１    フィルム
１１ａ    基層
１１ｂ    離型層
１２    保持部材
１３    ハロゲンランプ（熱源）
１４    孔
２１    芯金
２２    弾性層
３１    支持部材
３２    バネ
１２１    摺接面
【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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