(57)【要約】      （修正有）【課題】ウォームアップ時の定着部材とバックアップ部材との接触が回避され、温度ムラが解消され、良好な画像を出力可能な定着装置を提供する。【解決手段】中間層が発熱する定着フィルムと、その定着フィルムを加圧時にバックアップするバックアップ部材４１とを備えた定着装置において、前記バックアップ部材４１は長手形状が上に凸の形状をしている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間層が発熱する定着フィルムと、その定着フィルムを加圧時にバックアップするバックアップ部材とを備えた定着装置において、前記バックアップ部材は長手形状が上に凸の形状をしていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着装置は加圧時にバックアップ部材がフラットないし下に凸の形状になることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着装置が無加圧時に定着フィルムとバックアップ部材が接触しないことを特徴とする請求項１又は請求項２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、複合機、複写機、プリンタ、ファックス等の記録材上に画像形成可能な電子写真方式の定着装置、および定着回転体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機等の電子写真方式を利用した画像形成装置内の定着装置においては、トナー像を記録材に定着させるために、熱ローラ定着装置を用いる例が多い。熱ローラ方式の定着装置は、ハロゲンヒータ等の内蔵熱源により加熱されて所定の温度に維持させた定着ローラと、これに圧接させた弾性を有する加圧ローラとの圧接ニップ部（定着ニップ部）に記録材を導入して挟持搬送することによって記録材表面の未定着トナー像を熱定着させるものである。
【０００３】
ところで、近年では省エネルギー推進の観点から、熱伝達効率が高く、装置の立ち上がりが速いオンデマンド方式として、熱容量の小さい定着フィルムを介して加熱するフィルム加熱方式の定着装置、すなわちフィルム定着装置が提案されている。また、このフィルムに発熱層を配することで更なる省エネルギー化を達成する技術も提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
これらの発明によると、定着部材の基層、抵抗体発熱層、弾性層、表層からなる構成をもち、定着部材自体が全周で発熱するため、従来のセラミックヒータを用いるオンデマンド方式の定着装置に比べてウォームアップタイムが短く、省エネルギー性に優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２８１１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に書いたような定着部材を定着装置に使う場合、定着部材とそれを押圧するバックアップ部材を介して加圧部材とニップを形成する。この時、立上動作前の静止状況において定着部材とバックアップ部材が接触している。
【０００７】
この状態で定着フィルムのウォームアップ動作を行うと、定着部材とバックアップ部材と接している部分のみ定着部材の温度低下が起こり、このまま定着動作を行うと、記録材に温度ムラが生じ、画像不良が生じるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る定着装置は、中間層が発熱する定着フィルムと、その定着フィルムを加圧時にバックアップするバックアップ部材とを備えた定着装置において、前記バックアップ部材は長手形状が上に凸の形状をしていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ウォームアップ時の定着部材とバックアップ部材との接触が回避され、温度ムラが解消され、良好な画像を出力可能な定着装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一の実施例における画像形成装置の模式図である。
【図２】第一の実施例における定着装置の模式図である。
【図３】第一の実施例で用いた定着フィルムの模式図である。
【図４】第一の実施例における非加圧時の加圧パッドと加圧パッド保持部材の形状の模式図である。
【図５】第一の実施例における加圧時の加圧パッドと加圧パッド保持部材の形状の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施例１］
図１は本実施形態の画像形成装置の一例であるカラー電子写真プリンタの断面図であり、シートの搬送方向に沿った断面図である。
【００１２】
本実施形態では、カラー電子写真プリンタを単に「プリンタ」という。シートは、トナー像が形成されるものである。シートの具体例として、普通紙、普通紙の代用品である樹脂製のシート状のもの、厚紙、オーバーヘッドプロジェクター用などがある。
【００１３】
図１に示すプリンタは、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色の画像形成部１０を備えている。感光ドラム１１は、帯電器１２によってあらかじめ帯電される。その後、感光ドラム１１は、レーザスキャナ１３によって、潜像を形成されている。潜像は、現像器１４によってトナー像になる。感光ドラム１１のトナー像は、一次転写ブレード１７によって、像担持体である例えば中間転写フィルム３１に順次転写される。転写後、感光ドラム１１に残ったトナーは、クリーナ１５によって除去される。この結果、感光ドラム１１の表面は、清浄になり、次の画像形成に備える。
【００１４】
一方、シートＰは、給紙カセット２０、又はマルチ給紙トレイ２５から、１枚ずつ送り出されてレジストローラ対２３に送り込まれる。レジストローラ対２３は、シートＰを一旦受け止めて、シートが斜行している場合、真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対２３は、中間転写フィルム３１上のトナー像と同期を取って、シートを中間転写フィルム３１と二次転写ローラ３５との間に送り込む。中間転写フィルム上のカラーのトナー像は、転写体である例えば二次転写ローラ３５によってシートＰに転写される。その後、シートのトナー像は、シートが定着器４０によって、加熱加圧されることでシートに定着される。
【００１５】
次に、本実施例における定着装置について説明する。図２は定着装置４０の概略構成図である。本実施例では、加圧回転体駆動方式（テンションレスタイプ）のフィルム加熱方式の加熱装置を用いた。
【００１６】
４１は加圧パッド部材（以下、加圧パッド）である。この加圧パッド４１はポリイミド等の耐熱性樹脂やセラミックス、金属などの材料からなり、定着フィルム４２を介して加圧ローラ４５へ圧接することで定着ニップを形成する。本実施例では、樹脂を材料として用いた。
【００１７】
４２は定着フィルム部材である。図３に定着フィルム４２の模式図を示す。本実施例における定着フィルム４２は、表層４２ａ、弾性層４２ｂ、発熱層４２ｃ、基層４２ｄの４層複合構造を有した定着フィルムである。離型層４２ａは厚さ１００μｍ以下、好ましくは２０〜７０μｍのフッ素樹脂材料を使用できる。たとえば、本実施例では、厚さ２０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを用いた。
【００１８】
弾性層４２ｂは、熱容量を小さくしてクイックスタート製を向上させるために、厚さとしては１０００μｍ以下、好ましくは５００μｍ以下のゴム材料を使用できる。例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。本実施例ではゴム硬度１０度（ＪＩＳ−Ａ）、熱伝導率１．３Ｗ／ｍ・Ｋ、厚さ２００μｍのシリコーンゴムを用いた。
【００１９】
発熱層４２ｃは抵抗発熱体からなり、定着フィルムの表面全周に亘って１０〜１００μｍの厚みで形成されている。材料としては、耐熱性樹脂に導電性カーボンや金属粉体を分散した材料などが挙げられる。本実施例では、カーボンを分散させた材料からなる厚み２５μｍの抵抗発熱体のコート層を用いた。また、定着フィルムの端部には発熱層４２ｃに対して通電をするための不図示の電極層があり、その電極層に電圧を印加するための不図示の電源装置が設置されている。
【００２０】
基材４２ｄも弾性層４２ｂと同様にクイックスタート性を向上させるために、厚さとして１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性材料を使用できる。例えば、ポリイミドなどの耐熱性樹脂を使用できる。本実施例では、厚さが５０μｍ、直径が３０ｍｍの円筒状ポリイミドフィルムを用いた。
【００２１】
４３は加圧パッド保持部材であり、加圧パッド４１を支持している。金属など剛性の高い材料が用いられており、本実施例ではＳＵＳを用いた。４５は加圧ローラであり、金属材料からなる芯金と、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴム、あるいはシリコーンゴムの発泡体からなる弾性層からなり、芯金の両端部を回転自由に軸受け支持させて配設してある。
【００２２】
この加圧ローラ４５の上側に上記の加圧パッド４１・加圧パッド保持部材４３・定着フィルム４２を、加圧ローラに並行に配置し、不図示の付勢部材で下方に押圧させることで加熱部としての所定幅の定着ニップ部Ｔを形成させてある。定着装置４０には、上記の部材や機構の他に、定着フィルムと加圧ローラが圧接された状態の時に加圧ローラを回転させる不図示の加圧ローラ駆動機構、および定着フィルムの内面に設置され、フィルム内面の温度を検知するためのサーミスタ、ヒーターに当接された安全装置を有している。
【００２３】
［定着装置の動作］
次に本実施例における定着装置の駆動について説明する。本実施例でのウォームアップについて説明する。本定着器では、ウォームアップ時に定着フィルムに何も当接せず、抵抗発熱層へ１０００Ｗの電力を印加して定着フィルムの内面が１７０℃となるように加熱する。
【００２４】
次に、本発明を実施した際と発明を実施しない場合について、差異を説明する。
本発明を実施した場合、定着フィルムのウォームアップ時に定着フィルムと加圧パッドは接していない（図４）。これは、図４のように、本発明の加圧パッドが上に凸の形状をしているためである。本実施例では、下面部のクラウンを３００μｍの逆クラウンとした。
【００２５】
（加圧時の加圧パッド形状について）
本発明では、加圧パッド下面の長手形状を上に凸の形状にすることを特徴とした。この時、加圧時のパッド状態について述べる。本実施例では、加圧力を３２０Ｎとし、長手両端部のフランジを介して加圧した。その結果、図５のように加圧パッドと加圧パッド保持部材が変形する。この時、加圧パッドは長手方向に対し略水平となることが望ましい。これは、加圧時の紙搬送性からの要請である。加圧時の加圧パッドの形状は、加圧力、加圧パッドのクラウン量で決まる。また、加圧パッド保持部材の状面が上に凸の形状になり、下面が略水平になっているのは、たわみの影響である。
【００２６】
（画像性について）
本発明を実施した場合と、しない場合の２通りの加圧パッド形状に対してウォームアップ動作を行い、定着ベルト表面の温度ムラを見た。定着フィルムを加熱して立ち上げ、定着フィルムの内面が１７０℃となった時点で加圧ローラを加圧し回転させ、定着ベルト表面をサーモビューアを用いて周方向の温度分布を計測した。本発明を実施しない系では、最大温度が１７０℃、最小温度が１６０℃となっていた。これは、立上時に定着フィルムと加圧パッドの接触し、その部分の定着フィルムの温度低下が生じるためである。
【００２７】
次に、本発明を実施した場合、加圧パッド下面は非加圧時に上に凸の形状をしているため、定着フィルムと加圧パッドは接触していない。この場合、表面の温度は全周にわたって１６９℃〜１７１℃の範囲に収まった。
【００２８】
次に、本発明を実施した場合と本発明を実施しない場合おいて、成果物の画像がどうなるか実験した。条件は以下のとおりである。紙種としてＣＳ８１４使い、未定着のトナーが１．２ｍｇ／ｃｍ２となるように紙上にトナー層を形成させ、未定着画像を作成した。その後、定着フィルム内面温度が１７０℃となるように加熱したのち、２００ｍｍ／ｓで加圧ローラを回転させつつ定着処理を行った。
【００２９】
評価方法は、一枚の用紙の面内において色々な部分に関して、定着処理後のグロスを評価した。グロス評価は、定着後の画像グロスをグロスメーター（日本電色（株）社製）を用いて６０ｏの反射におけるグロスを計測した。
【００３０】
【表１】
2017009935.tif 000003
【００３１】
このように、本発明を実施することでウォームアップ時の定着フィルム温度周ムラをなくすことができ、良好な画質の青果物を出力することができた。
【符号の説明】
【００３２】
１０  画像形成部、１１  感光ドラム、１２  帯電器、１３  レーザスキャナ、
１４  現像器、１７  一次転写ブレード、１５  クリーナ、２０  給紙カセット、
２３  レジストローラ対、２５  マルチ給紙トレイ、３１  中間転写フィルム、
３５  二次転写ローラ、４０  定着器、４１  加圧パッド、４２  定着フィルム、
４３  加圧パッド保持部材、４５  加圧ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2017009935.tif 000007
【図５】
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