(57)【要約】【課題】立上げ時の熱損失を少なくし、低温環境におけるコールド状態においても、より短い立上げ時間を可能とし、装置の高速化、高機能化を達成する。【解決手段】フィルム１６の内部に配設され、フィルムガイド１８を補強する加圧用剛性ステイ２０において、少なくともフィルム１６と対向する部分の表面２０ａは、鏡面状態に形成されている。【選択図】図４
2009237089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する回転体と、
前記回転体の内周面と摺動する摺動面を有し、前記回転体の内部に設けられて前記回転体を支持する支持部材と、
前記回転体の内部に設けられ、前記支持部材を補強する補強部材と、
前記回転体を介して前記支持部材の前記摺動面との間でニップ部を形成する加圧部材と、
を有し、
現像剤像が形成された記録材を前記ニップ部で挟持搬送して前記記録材を加熱する像加熱装置において、
前記補強部材のうち少なくとも前記回転体の内周面に対向する部分の表面は、鏡面状態に形成されていることを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記回転体の外周側に前記回転体を被覆するカバー部材を有し、
前記カバー部材のうち少なくとも前記回転体に対向する部分の表面は、鏡面状態に形成され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】
前記支持部材の前記摺動面のうち前記ニップ部を形成している部分にヒータが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記ヒータがセラミックヒータであることを特徴とする請求項３に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記補強部材のうち、鏡面状態に形成された前記表面の放射率は、０．２以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項６】
前記補強部材は、前記支持部材と前記補強部材とが組み立てられた場合に、前記支持部材に接触する接触部を有し、
前記接触部は、記録材の搬送方向において前記ニップ部を挟むように前記ニップ部の上流と下流にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項７】
前記補強部材は、板状部材が曲げられた形状をなしており、前記ニップ部の上流と下流にそれぞれ設けられた前記接触部をつなぐ曲部を備えることを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加熱材を加熱する像加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機、レーザビームプリンタ等においては、電子写真方式の画像形成装置が広く採用されている。電子写真方式では、静電的な力を利用し、トナー粒子による画像を記録用紙等の記録材上に転写方式あるいは直接方式で形成し、像加熱装置としての定着装置でそのトナー像を記録材上に溶融固着させて安定した画像を形成する。
【０００３】
定着装置としては、熱ローラ方式が広く用いられているが、近時、フィルム加熱方式の装置が実用化されている。
【０００４】
熱ローラ方式としては、定着ローラ（加熱ローラ）と加圧ローラとの圧接ローラ対を基本構成とし、次のようにして未定着トナー画像を記録材面に熱圧定着させるものが一般的である。まず、圧接ローラ対の回転とともに、定着ローラを内部からハロゲンヒータ等により加熱し、表面温度を所定の定着温度に保つ。そして、圧接ローラ対の相互圧接部である定着ニップ部（加熱ニップ部）に画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた記録材を導入して挟持搬送させて、定着ローラの熱と、定着ニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を記録材面に熱圧定着させる。
【０００５】
フィルム加熱方式の定着装置（加熱装置）においては、次のようにして未定着トナー画像を記録材面に熱圧定着させる。
【０００６】
まず、加熱体としてのセラミックヒータと、加圧部材としての弾性加圧ローラとの間に可撓性移動部材としての耐熱性フィルム（定着フィルム）を挟ませてニップ部（定着ニップ部、接触部）を形成させる。そして、ニップ部のフィルムと加圧ローラとの間に被加熱材としての画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた記録材を導入してフィルムといっしょに挟持搬送させることで、ニップ部において加熱・加圧して未定着トナー画像を記録材面に熱圧定着させる。
【０００７】
このフィルム加熱方式の定着装置では、セラミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができる。すなわち、フィルム加熱方式の定着装置では、画像形成装置の画像形成実行時のみ、熱源としてのセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよく、次のような利点がある。それは、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい（省電力）等である。
【０００８】
また近年、画像形成装置の高速化、カラー化に伴い、フィルム加熱方式の加熱定着装置において、フィルム部材の基層として、ステンレスやニッケル等の金属を用いたり、更に、金属の基層上に弾性層を設けたフィルム部材を用いた加熱定着装置が提案されている。（特許文献１乃至４参照）。
【０００９】
フィルム部材の基層として、従来から用いられてきた耐熱性樹脂の代わりに、樹脂よりも熱伝導率の高い金属を用いることは、フィルム部材の熱伝導率を高くし、定着ヒータの熱をより効率的に記録材に伝え、画像形成装置の高速化に適応させるというものである。
【００１０】
また、カラー画像の多重に転写されたトナー像に対して、フィルム部材の基層上に弾性
層を設けることにより、均一な定着を達成している。これは、弾性層がトナー層に沿って変形することで、画像上不均一に載っているトナーが弾性層によって包み込まれ、均一に熱を与えることによるものである。
【００１１】
このようなフィルム加熱定着方式の加熱定着装置においては、トナーがフィルム部材に付着し、再度記録材に転写してしまうオフセット現象が発生することが懸念される。このオフセット現象を防止するために、フィルム部材の基層上または弾性層上に、ＰＦＡ樹脂などのフッ素樹脂を有する表面離型層を設けることが提案されている（特許文献５等参照）。
【特許文献１】特開２００３−０４５６１５号公報
【特許文献２】特開２００３−１５６９５４号公報
【特許文献３】特開平１０−１０８９３号公報
【特許文献４】特開平１１−１５３０３号公報
【特許文献５】特開平９−０１１３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述したフィルム加熱方式の定着装置においては、装置の高速化、高機能化等にともない、より短い立上げ時間が要求されるため、更なる熱効率の向上が課題であった。
【００１３】
すなわち、記録材に熱を伝えるという熱効率の観点では、上記従来例は、補強部材など直接的に記録材の加熱に必要な部分以外にも、少なからず熱を奪われており、熱損失（ロス）が懸念されていた。特に、各部材の温度の低い低温環境のコールド状態からの立ち上げ時には、この影響が大きいと考えられる。
【００１４】
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、立上げ時の熱損失を少なくし、低温環境におけるコールド状態においても、より短い立上げ時間を可能とし、装置の高速化、高機能化を達成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
可撓性を有する回転体と、
前記回転体の内周面と摺動する摺動面を有し、前記回転体の内部に設けられて前記回転体を支持する支持部材と、
前記回転体の内部に設けられ、前記支持部材を補強する補強部材と、
前記回転体を介して前記支持部材の前記摺動面との間でニップ部を形成する加圧部材と、
を有し、
現像剤像が形成された記録材を前記ニップ部で挟持搬送して前記記録材を加熱する像加熱装置において、
前記補強部材のうち少なくとも前記回転体の内周面に対向する部分の表面は、鏡面状態に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、立上げ時の熱損失を少なくし、低温環境におけるコールド状態においても、より短い立上げ時間を可能とし、装置の高速化、高機能化を達成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】
【００１７】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の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、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り、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１８】
[実施の形態１]
（１）画像形成装置
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、電子写真プロセス利用のフルカラー画像プリンタである。
【００１９】
図１において、１０１は有機感光体やアモルファスシリコン感光体で構成される電子写真感光ドラム（像担持体）であり、矢示の反時計方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００２０】
感光ドラム１０１は、その回転過程で帯電ローラ等により構成される帯電装置１０２で所定の極性・電位の一様な帯電処理を受ける。
【００２１】
次いで、その帯電処理面にレーザ光学箱（レーザスキャナ）１１０から出力されるレーザ光１０３による、目的の画像情報の走査露光処理を受ける。
【００２２】
レーザ光学箱１１０は、不図示の画像読取装置等の画像信号発生装置からの目的画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調（オン／オフ）したレーザ光１０３を出力して感光ドラム面を走査露光するものである。この走査露光により感光ドラム１０１面に走査露光した目的画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００２３】
１０９は、レーザ光学箱１１０からの出力レーザ光を感光ドラム１０１の露光位置に偏向させるミラーである。
【００２４】
フルカラー画像形成の場合は、目的のフルカラー画像の第１の色分解成分画像、例えばイエロー成分画像についての走査露光・潜像形成がなされる。そして、その潜像が４色カラー現像装置１０４のうちイエロー現像器１０４Ｙの作動でイエロートナー画像（現像剤像）として現像される。そのイエロートナー画像は、感光ドラム１０１と中間転写体ドラム１０５との接触部（あるいは近接部）である一次転写部Ｔ１において中間転写ドラム１０５の面に転写される。中間転写ドラム１０５面に対するトナー画像転写後の感光ドラム１０１面はクリーナ１０７により転写残りトナー等の付着残留物の除去を受けて清掃される。
【００２５】
上記のような帯電・走査露光・現像・一次転写・清掃のプロセスサイクルが、目的のフルカラー画像の各色分解成分画像（第２〜第４の色分解成分画像）について順次に実行される。ここで、本実施の形態では、第２の色分解成分画像としてマゼンタ成分画像がマゼンタ現像器１０４Ｍの作動でマゼンタトナー画像として現像され、第３の色成分画像としてシアン成分画像がシアン現像器１０４Ｃの作動でシアントナー画像として現像される。また、第４の色成分画像として黒成分画像が黒現像器１０４ＢＫの作動で黒トナー画像として現像される。
【００２６】
このようにして、中間転写体ドラム１０５面にイエロートナー画像・マゼンタトナー画像・シアントナー画像・黒トナー画像の４色のトナー画像が順次重ねて転写されて、目的のフルカラー画像に対応したカラートナー画像が合成形成される。
【００２７】
中間転写体ドラム１０５は、金属ドラム上に中抵抗の弾性層と高抵抗の表層を有するも
ので、感光ドラム１０１に接触してあるいは近接して感光ドラム１０１と略同じ周速度で矢示の時計方向に回転駆動される。そして、中間転写体ドラム１０５の金属ドラムにバイアス電位が与えられることで、感光ドラム１０１との電位差で感光ドラム１０１側のトナー画像が中間転写体ドラム１０５面側に転写される。
【００２８】
中間転写体１０５面に合成形成されたカラートナー画像は、回転中間転写体ドラム１０５と転写ローラ１０６との接触ニップ部である二次転写部Ｔ２において、二次転写部Ｔ２に給送部から所定の制御タイミングで送り込まれた記録材Ｐの面に転写されていく。転写ローラ１０６は、記録材Ｐの背面からトナーと逆極性の電荷を供給することで、中間転写体ドラム１０５面側から記録材Ｐ側へ合成カラートナー画像を順次に一括転写する。
【００２９】
二次転写部Ｔ２を通過した記録材Ｐは、中間転写体ドラム１０５の面から分離されて像加熱装置としての定着装置１００へ導入される。定着１００に導入された記録材Ｐは、後述する定着ニップ部で挟持搬送されることにより、未定着トナー画像が加熱定着処理を受けて記録材Ｐにカラー画像が形成される。その後、記録材Ｐは、画像形成物として機外の不図示の排出トレーに排出される。
【００３０】
記録材Ｐに対するカラートナー画像転写後の中間転写体ドラム１０５はクリーナ１０８により転写残りトナー・紙粉等の付着残留物の除去を受けて清掃される。このクリーナ１０８は常時は中間転写体ドラム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写体ドラム１０５から記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム１０５に接触状態に保持される。
【００３１】
また、転写ローラ１０６も常時は中間転写体ドラム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写体ドラム１０５から記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム１０５に記録材Ｐを介して接触状態に保持される。
【００３２】
白黒画像などモノカラー画像のプリントモードも実行できる。また両面画像プリントモード、或は多重画像プリントモードも実行できる。
【００３３】
両面画像プリントモードの場合は、定着装置１００を出た１面目画像プリント済みの記録材Ｐは不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されて再び二次転写部Ｔ２へ送り込まれる。そして、２面目に対するトナー画像の転写を受け、再度、定着装置１００に導入されて２面に対するトナー画像の定着処理を受けることで両面画像プリントが出力される。
【００３４】
多重画像プリントモードの場合は、定着装置１００を出た１回目画像プリント済みの記録材Ｐは不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されずに再び二次転写部Ｔ２へ送り込まれる。そして、１回目画像プリント済みの面に２回目のトナー画像の転写を受け、再度、定着装置１００に導入されて２回目のトナー画像の定着処理を受けることで多重画像プリントが出力される。
【００３５】
（２）定着装置１００
本実施の形態における定着装置１００は基本的には特開平４−４４０７５〜４４０８３、特開平４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等に開示のフィルム加熱方式、加圧ローラ駆動方式（テンションレスタイプ）の加熱装置である。このような加熱装置には、可撓性部材として円筒状の耐熱性フィルム（定着フィルム）が用いられている。
【００３６】
図２は、本実施の形態の定着装置１００を示す概略正面図である。図３は、本実施の形態の定着装置１００を示す概略縦断面図である。ここで、図２，３においては、装置本体の中間部分は省略している。また、図４は、本実施の形態の定着装置１００を示す概略横
断面図である。
【００３７】
１５は加熱アセンブリ（フィルムユニット）、１９は加圧部材としての弾性加圧ローラであり、この加熱アセンブリ１５と弾性加圧ローラ１９との圧接により接触部としてのニップ部（定着ニップ部）Ｎを形成させている。
【００３８】
（ａ）加熱アセンブリ１５
加熱アセンブリ１５は、円筒状の耐熱性の定着フィルム（以下、フィルムと記す）１６、ヒータ（加熱体）１７、フィルムガイド１８、加圧用剛性ステイ２０、環状フランジ部材２５等の組立体である。ここで、フィルム１６は、可撓性を有する回転体（可撓性移動部材、可撓性スリーブ）を構成している。また、フィルムガイド１８は、フィルム１６の内周面と摺動する摺動面を有し、フィルム１６の内部に設けられてフィルム１６を支持する支持部材を構成している。また、加圧用剛性ステイ２０は、フィルム１６の内部に設けられてフィルムガイド１８を補強する補強部材を構成している。環状フランジ部材２５は、フィルム寄り移動規制手段を構成している。ここで、ニップ部Ｎは、フィルム１６を介して、フィルムガイド１８のうちフィルム１６の内周面と摺動する摺動面と、弾性加圧ローラ１９との間で形成されているということができる。
【００３９】
フィルム１６は、耐熱性の樹脂を基本とする材料あるいは金属材料からなる基層と、中間層としての耐熱性弾性層と、その外周面にフッ素樹脂を被覆して離型層とした複合層フィルムを使用できる。
【００４０】
ここで、基層を構成する耐熱性の樹脂としては、厚さ２０〜１００μｍのポリイミド、ポリイミドアミド、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等を例示できる。また、基層を構成する金属材料としては、厚さ１５〜５０μｍのＳＵＳ（ステンレス鋼）や、Ｎｉ等を例示できる。また、耐熱性弾性層としては、厚さ５０〜５００μｍのシリコンゴム、フッ素ゴム等を例示できる。また、離型層を構成するフッ素樹脂としては、５〜４０μｍの、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等を例示できる。ここで、ＰＴＦＥはポリテトラフルオロエチレンであり、ＰＦＡは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であり、ＦＥＰはテトラフルオロエチレン  ヘキサフルオロプロピレン共重合体である。
【００４１】
本実施の形態では、ＳＵＳフィルムの外周面にシリコンゴムを形成し、ＰＴＦＥをコーティングした直径２０ｍｍのものを用いた。
【００４２】
ヒータ１７は、記録材搬送方向（記録材通紙方向、矢印Ｒ方向）に交差（略直交）する方向を長手方向とする、低熱容量で、通電により急速に昇温する部材である。本実施例においては、ヒータ１７として、セラミックヒータを適用している。ここで、記録材搬送方向に交差する方向は、フィルム１６の回転軸方向（母線方向）と同一方向であって、加熱アセンブリ１５の長手方向である。
【００４３】
ヒータ１７は、基本的には、基板と、基板面に形成された通電発熱抵抗層と、通電発熱抵抗層が形成された基板面を被覆させた絶縁層と、通電発熱抵抗層と電気的に導通され基板面に形成された給電電極部と、を有する全体的に低熱容量の表面加熱型ヒータである。
【００４４】
ここで、基板は、アルミナや窒化アルミ等の絶縁性のセラミックスや、ポリイミド、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂等により構成されるとよい。また、通電発熱抵抗層は、基板面に、スクリーン印刷等の手段により、厚み１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度の線状もしくは細帯状に塗工し焼成されて形成された、Ａｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等により構成されるとよい。また、絶縁層としては、ガラスコート等により
構成されるとよい。また、給電電極部は、通電発熱抵抗層と電気的に導通されて基板面に形成されており、給電コネクタを介して給電回路から電圧が印加されるように構成されている。
【００４５】
そして、このヒータ１７を、ヒータ表面側をフィルム密着摺動面にして、フィルムガイド１８の外面側中央部にフィルムガイド１８の長手方向に沿って形成具備させたヒータ嵌め込み溝１８ａ内にヒータ表面側を外側に露呈させて嵌め入れて固定保持させてある。ここで、ヒータ表面側とは、ヒータ１７において通電発熱抵抗層や絶縁層（ガラスコート）が形成具備された基板面側をいう。また、フィルムガイド１８のヒータ嵌め込み溝１８ａは、ヒータ１７がニップ部Ｎを形成（構成）するように、フィルムガイド１８がフィルム１６と摺動する摺動面のうち、ニップ部Ｎを形成（構成）する部分に設けられている。ここで、ヒータ１７及びヒータ嵌め込み溝１８ａは、ニップ部Ｎの少なくとも一部を構成するように設けられるものであればよい。
【００４６】
ヒータ１７は、不図示のＡＣ電源から通電発熱抵抗層に給電されて通電発熱抵抗層が全長にわたって発熱することで迅速急峻に昇温する。そのヒータ１７の昇温は、ヒータ裏面側に配置された不図示の温度検知素子により検知される。不図示の制御回路部は、ヒータ裏面側に配置された温度検知素子の検知結果に基づいて、ＡＣ電源からヒータ１７の通電発熱抵抗層に通電する電力を位相、波数制御等により制御して、ヒータ１７の温度を所定の定着温度に温調制御する。
【００４７】
ヒータ１７の温調構成は上記の構成に限られるものではない。例えば、弾性加圧ローラ１９の表面温度もしくは、ニップ部Ｎのフィルム１６の内面任意の位置に配されたサーミスタ等の温度検知手段により検知される温度情報に基づくものであってもよい。この温度情報を元に、ニップ部Ｎにおいて被加熱材としての記録材Ｐ上のトナー画像Ｔを定着するのに必要とされるフィルム１６の表面温度を目標設定温度とし、それが維持されるようヒータ１７の通電発熱抵抗層への通電量を制御することもできる。
【００４８】
フィルムガイド１８は記録材搬送方向に交差する方向を長手方向とする横断面略半円弧状樋型の耐熱性・断熱性の部材であり、フィルム１６のバックアップ、ニップ部Ｎの加圧、ヒータ１７の支持、フィルム１６の回転時の搬送安定性を図る役目をする。
【００４９】
フィルムガイド１８には、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、フッ素樹脂、ＬＣＰ樹脂、これらの混合樹脂等の絶縁性及び耐熱性の良い材料が用いられる。ここで、フッ素樹脂としては、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等を例示できる。また、ＬＣＰ樹脂は、液晶ポリマー（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｐｏｌｙｍｅｒ）である。
【００５０】
円筒状のフィルム１６はヒータ１７を固定支持させたフィルムガイド１８にルーズに外嵌させてある。
【００５１】
環状フランジ部材２５はフィルムガイド１８の端部側に嵌着させてフィルム１６の端部を規制する。
【００５２】
加圧用剛性ステイ２０はフィルム１６の内面側で、フィルムガイド１８の挿通部１８ｂ（記録材搬送方向の内側部分）に挿通され、長手方向において、その両端部がそれぞれフィルムガイド１８の両端部から外方に突出する。なお、この加圧用剛性ステイ２０については後記の（ｄ）項で詳述する。
【００５３】
（ｂ）弾性加圧ローラ１９
加圧部材としての弾性加圧ローラ（以下、加圧ローラと記す）１９は、芯金１９ａにシリコーンゴム等の弾性層１９ｂを設けて硬度を下げたもので、芯金１９ａの両端部を装置の不図示の手前側と奥側のシャーシ側板間に回転自在に軸受け保持され配設されている。加圧ローラ１９においては、表面性の向上のために、さらに外周に、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂層を設けても良い。
【００５４】
本実施の形態では、この加圧ローラ１９の上側に、上記の加熱アセンブリ１５をフィルムガイド１８の下面側を下向きにして配設している。そして、加圧用剛性ステイ２０の両端部に付加したバネ受け部材２３，２３と装置シャーシ側板側のばね受け部材２１，２１との間に、それぞれ加圧ばね２２，２２を縮設することで、加圧用剛性ステイ２０に押し下げ力を作用させている。
【００５５】
これにより、ヒータ１７を配設したフィルムガイド下面部分と加圧ローラ１９とが加圧ローラ１９の弾性層１９ｂの弾性に抗してフィルム１６を挟んで圧接して接触部としての所定幅のニップ部Ｎが形成される。このニップ部Ｎ内にヒータ１７は存在している。フィルム１６はニップ部Ｎにおいて、フィルムガイド１８、ヒータ１７でバックアップされる。
【００５６】
本例においては、上記の加熱体としてのセラミックヒータ１７とこれを支持させたフィルムガイド１８とが移動部材としての定着フィルム１６と摺動する摺動面を有して定着フィルム１６を支持するバックアップ部材である。
【００５７】
（ｃ）装置動作
図４において、加圧ローラ１９は駆動手段Ｍにより矢示の反時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ１９の回転駆動による加圧ローラ１９とフィルム１６の外面との摩擦力でフィルム１６に回転力が作用する。その結果、フィルム１６が内面をニップ部Ｎにおいてヒータ１７の下面に密着して摺動しながら矢示の時計方向にフィルムガイド１８の外回りを回転する（加圧ローラ駆動方式）。フィルム１６は、加圧ローラ１９の回転周速度にほぼ対応した周速度をもった回転状態となる。
【００５８】
ニップ部Ｎにおけるヒータ１７の下面とフィルム１６の内面との相互摺動摩擦力を低減化させるために、ニップ部Ｎのヒータ１７の下面とフィルム１６の内面との間に耐熱性グリスなどの潤滑材を介在させる。
【００５９】
プリントスタート信号に基づいて加圧ローラ１９の回転が開始され、またヒータ１７のヒートアップが開始される。
【００６０】
加圧ローラ１９の回転によるフィルム１６の回転周速度が定常化し、ヒータ１７の温度が所定温度に立上がった状態で、ニップ部Ｎのフィルム１６と加圧ローラ１９との間に、トナーｔが担持された記録材Ｐがトナー画像担持面側をフィルム１６側にして導入される。このことで、記録材Ｐはニップ部Ｎにおいてフィルム１６を介してヒータ１７の下面に密着してニップ部Ｎをフィルム１６と一緒に移動通過していく。
【００６１】
その移動通過過程においてヒータ１７の熱がフィルム１６を介して記録材Ｐに付与されてトナー画像ｔが記録材Ｐ面に加熱定着される。ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐはフィルム１６の面から分離されて搬送される。
【００６２】
（ｄ）加圧用剛性ステイ２０
図５は、加圧用剛性ステイ２０の概略横断面図である。
【００６３】
加圧用剛性ステイ２０は、安価で加工性が高く、強度に優れた金属として、鉄、ＳＵＳ、アルミニウム等が用いられるのが一般的である。図５に示すように、その形状は、強度に優れ、熱容量を小さくするため、さらに、内部に温度検知素子や安全素子を内包させるため、「コの字型」、「Ｕの字型」、などのアーチ型の断面形状をとっている。ここで、加圧用剛性ステイ２０においては、アーチ型の断面形状のうち両端部２０ｂが、フィルムガイド１８に挿通された場合にフィルムガイド１８に接触する接触部を構成する。そして、曲部２０ｃが両端部２０ｂをつなぐことにより、アーチ型の断面形状を有する加圧用剛性ステイ２０が形成される。加熱アセンブリ１５が構成された場合、両端部２０ｂは、図４に示すように、記録材搬送方向においてニップ部Ｎを挟むようにニップ部Ｎの上流と下流にそれぞれ設けられることとなる。
【００６４】
加圧用剛性ステイ２０の板厚は、加圧力に対するたわみ防止と、低熱容量化を両立できる厚さが好ましい。また、大きさ、形状に関しては、必要に応じて温度検知部材などの部材を内包でき、フィルム内面と接触しない程度の大きさであれば特に規定されない。
【００６５】
一方、加圧用剛性ステイ２０のフィルム１６側に対向する部分の表面２０ａ（図５に示す斜線部分）は、化学研磨や、物理研磨、光沢メッキ処理、蒸着、コーティングなどの鏡面化処理により鏡面（鏡面状態）となっている。ここで、加圧用剛性ステイ２０のうち少なくともフィルム１６側（フィルム１６内周面側）に対向する部分（領域）の表面が鏡面状態に形成されるものであればよい。
【００６６】
鏡面の光沢具合は、一般に、放射熱の吸収、反射の観点から、表面の高温酸化及び脱炭を防止し、表面光沢状態を保持する熱処理である光輝焼鈍等による光輝アルミニウムなどの光輝処理鋼の光沢具合よりも高い光沢度が好ましい。鏡面のような光沢度を得ることで、極めて高い放射熱の反射を実現することができる。ここで、鏡面の光沢具合を放射率で言えば、０．２以下、好ましくは０．０５以下がよい。放射率が大きい場合、放射熱による吸収量が大きくなり、熱損失の抑制効果は弱くなり、結果として熱効率は悪くなる。
【００６７】
本実施の形態の加圧用剛性ステイ２０は、例えば以下のようにして製造することができる。
【００６８】
例えば板状部材として厚さ１．６ｍｍの鋼板を、プレス機等で、変形（曲げ等）、カッティングすることにより、所望の大きさ、形状の成形体を得る。なお、精度の要求されるフィルムガイドとの当接部である部分を個別にカッティング処理する場合もある。
【００６９】
こうして得られた成形体に対し、少なくともフィルムとの対向面となる部分を、鏡面化処理する。それによって、本実施の形態の加圧用剛性ステイが得られる。
【００７０】
鏡面化処理としては、「光沢ニッケル−クロムメッキ」などの光沢メッキや、化学研磨／物理研磨による鏡面研磨、湿式（光輝）研磨、あるいは、金などの蒸着によるコーティング、これらを組み合わせたもの等が好適である。また、あらかじめ「ミラー仕上げ」、「チタン鏡面仕上げ」などにより部材自身の表面粗さを小さくして平滑性を上げておき、その上にガラスなどの膜をコーティングさせて鏡面を得る構成としてもよい。一方、あらかじめ鏡面化処理した板金上の部材を加工することによって、所望の形状を得るようにしてもよい。
【００７１】
（実施例）
厚さｘ：１．６ｍｍの鋼板を、プレス機で、変形、カッティングすることにより、高さｈ１：９ｍｍ、高さｈ２：１４ｍｍ、幅ｗ：１５ｍｍの形状を得た。その後、フィルムとの対向面を「光沢ニッケル−クロムメッキ」による光沢メッキと「＃１０００バフ研磨」
、および「湿式研磨」による物理研磨によって鏡面化処理を行い、本実施例の加圧用剛性ステイを得た。
【００７２】
なお、上記形状とすることで、フィルムと加圧用剛性ステイの最も近接する距離（図４中のＡ）は、２．５ｍｍであった。また、本実施例の加圧用剛性ステイの鏡面部分の表面放射率εは、０．０１と、きわめて低く、きわめて光沢性のよい鏡面が得られた。
【００７３】
このようにして製造された加圧用剛性ステイを、図１，２に示される画像形成装置の定着装置の加圧用剛性ステイ２０として適用して、画像を出力した。
【００７４】
表１は、低温環境において、コールド状態から所定の立上げ時間後に画像を出力したときの、評価結果を示すものである。また、装置をより高速化した場合の結果も示してある。ただし装置を高速化した場合は、定着性を確保するため、制御温度を高く設定した。
【００７５】
比較例としては、比較例１〜３として以下に示す鋼板を、いずれも鏡面化処理を施さないで加圧用剛性ステイを形成したものを用いた。
・比較例１：一般に用いられる、電気亜鉛メッキ鋼板。
・比較例２：放射熱の吸収を良くするために表面をマッド化し、カーボンコートを施して黒色化処理した鋼板。
・比較例３：光輝アルミニウムや光輝ステンレススチール等の一般的な光沢性を持った板としての光輝ステンレススチール鋼板。
【００７６】
【表１】
2009237089.tif 000003
【００７７】
表１からわかるように、比較例１では、立上げ時間１５秒では、画像不良等問題のないのに対し、立上げ時間を８秒と短縮した場合は、定着不良が発生し、画像不良となった。さらに高速化した場合も同様に画像不良が発生した。
【００７８】
比較例２は、立上げ時間１５秒の場合においても、軽微な定着不良が発生し、画像不良△レベルであった。さらに立上げ時間を８秒に短縮した場合や、高速化した場合には、画像不良が発生した。
【００７９】
比較例３では、立上げ時間１５秒の場合、問題のないのに対し、立上げを８秒と短縮すると軽微な定着不良が発生し、画像不良△となる。さらに高速化した場合には、定着不良が発生し、×レベルの画像不良が発生した。
【００８０】
一方、本実施例の場合は、立上げ時間を８秒に短縮した場合や、さらに高速化した場合においても、定着不良による画像不良のない、良好な画像を得ることができた。
【００８１】
図６は、本実施例に対し、効果の確認として、低温環境（１０℃）におけるコールド状態からの立上げ時における各部の温度計測を行ったときの温度変化を確認した結果である。図６は、差異を明確にするため、実際に画像評価を行った立上げ時間（８秒〜１５秒）
に対し、１２０秒と、比較的長い時間、ヒータ裏面を２００℃に設定して回転させた場合での比較を行ったものである。なお、温度計測点は、フィルムのニップ部上流側表面と、加圧用剛性ステイのフィルム側におけるフィルムとの最近接点（図４中のＢ）である。
【００８２】
温度測定に対しては、赤外線放射温度計及び、熱電対の貼り付けによる測定を行った。熱電対の貼り付けによる測定は、応答性の影響等が考えられるため、個々にその影響を測定し、それぞれ補正を行った上で、実際の部材温度を確認した。
【００８３】
図６から分かるように、直接的にヒータから加熱されるフィルムは、低熱容量であることもあり、立上げとともに急速に温調温度付近まで昇温する。これに対し、熱容量の大きく、かつ間接的に加熱される加圧用剛性ステイは、基本的に昇温しにくいのが分かる。
【００８４】
また、本実施例と比較例では、フィルムの昇温、及び加圧用剛性ステイの昇温ともに差異が生じているのを確認できる。その傾向としては、加圧用剛性ステイの温度上昇の大きいものほどフィルムの温度が低い傾向にあることがわかる。これらの傾向は、加圧用剛性ステイの昇温に使われる熱量分が、損失となって、フィルムの昇温速度が遅くなっていると考えられる。
【００８５】
一般に、加圧用剛性ステイの昇温する要因としては、以下に示すようなものが考えられる。
・フィルムガイドを介してヒータ側と接触している接触部の昇温による伝熱。
・フィルムの昇温に伴うフィルムと加圧用剛性ステイ間の空間に介在する空気層の昇温による対流伝熱。
・昇温したフィルムと近接することによるフィルムからの放射熱による昇温。
【００８６】
このうち、立上げ時のような短い時間範囲においては、接触部の伝熱による昇温や、空気層の昇温による対流伝熱の影響よりも、直接的に放射して熱をやり取りする放射熱の影響が大きい。また、一般に、放射熱による熱の授受は、対象となる部材間の温度差の大きい方が、その影響は大きいとされる。したがって、図６からも分かるように、コールド状態からの立上げ時は、フィルムと加圧用剛性ステイ間の温度差が大きく、この放射熱の影響が顕著となることが分かる。このことは、真空チャンバ内での昇温実験からも確認できる。
【００８７】
したがって、上記したように、フィルムの昇温に伴う熱の一部は、放射熱として加圧用剛性ステイの昇温に使われ、その熱量分だけ、フィルム側としては熱損失となって、フィルム自身の昇温速度が遅くなると思われる。
【００８８】
また、フィルム温度は温調制御により比較的速やかにある設定温度に平衡状態となるのに対し、加圧用剛性ステイの温度は、短時間では平衡状態とはならない。すなわち、コールド状態からの画出しと、間欠プリント時などのようにホット状態での画出しの場合、加圧用剛性ステイの温度はかなり異なる。しかしながら、定着性は、フィルム温度に対しては顕著に影響するのに対し、加圧用剛性ステイの温度には、ほとんど影響しない。このため、加圧用剛性ステイの温度が異なっていても、フィルム温度を制御することによって、ある一定の定着性を確保することができる。
【００８９】
ここで、画像評価を行った立上げ時間８〜１５秒付近に着目すると、特に８秒付近では、比較例のフィルム温度は、まだ昇温過程であることがわかる。
【００９０】
すなわち、低温環境におけるコールド状態からの立上げ時のような場合には、比較例では定着に必要な熱量を確保するのに十分な温度を維持できないため、８秒まで立上げ時間
を短縮すると、定着不良となって画像不良が発生する。よって、装置を高速化した場合には、より多くの熱量が必要となるため、画像不良が顕著に発生したものと考えられる。
【００９１】
一方、本実施例では、加圧用剛性ステイのフィルム対向部分を鏡面としているため、フィルムの放射熱を反射することで加圧用剛性ステイの昇温を抑制し、フィルムの熱損失を少なくできる。このため、フィルム温度は急速に昇温している。
【００９２】
したがって、本実施例のように、８秒まで立上げ時間を短縮した場合においても、十分にフィルム温度を昇温でき、定着に必要な熱量を十分確保することができる。そのため、装置の高速化に対しても、定着不良による画像不良のない良好な画像を得ることができる。
【００９３】
このように、本実施の形態では、フィルム１６と対向する面を鏡面化した加圧用剛性ステイを用いることを特徴としている。このことで、フィルムからの放射熱による、定着性に直接的には寄与しない加圧用剛性ステイの昇温を抑えることができ、立上げ時の熱損失を抑制して、熱効率を向上させることができる。その結果、立上げ時のフィルム昇温を速やかに行うことができ、通紙前までに定着に必要な熱量を十分に確保することが可能となる。
【００９４】
したがって、立上げ時間の短縮や、装置を高速化した場合においても、低温環境におけるコールド状態から画像出力時に、定着不良との画像不良の発生のない、良好な画像を得ることが可能となる。
【００９５】
特に、鏡面とすることで、放射による熱のやり取りを抑制することができるため、特に温度差の大きくなる、コールド状態からの立上げ時の熱損失の抑制に効果的である。
【００９６】
また、フィルムと加圧用剛性ステイの間に断熱部材を設けるなど、効率化を実現するために新たな部材を必要としないため、構成を簡略化することが可能となる。
【００９７】
（変形例）
本変形例は、装置を小型化し、低熱量化により、更なる立ち上げ時間の短縮を図ったものである。
【００９８】
すなわち、上記実施例に対して、フィルム及び加圧ローラを小径化し、さらに、加圧用剛性ステイを、高さｈ１：８ｍｍ、高さｈ２：１２ｍｍ、幅ｗ：１５ｍｍの形状とし、加圧用剛性ステイとフィルムとの距離を１．０ｍｍとした。
【００９９】
本変形例においても、図１，２に示される画像形成装置の定着装置の加圧用剛性ステイとして適用して、画像を出力した。
【０１００】
比較例としては、電気亜鉛メッキ鋼板用いて、鏡面化処理なしで変形例と同様の形状に成形したもの（比較例４）を用いた。
【０１０１】
表２は、本変形例の加熱装置を用いて、低温環境において、コールド状態から所定の立ち上げ時間後に画像を出力したときの評価結果を示すものである。また、装置をより高速化した場合の結果も示してある。ただし装置を高速化した場合は、定着性を確保するため、制御温度を高く設定した。
【０１０２】
【表２】
2009237089.tif 000004
【０１０３】
表２からわかるように、比較例４では、立上げ時間１０秒では、画像不良等問題のないのに対し、立上げ時間を５秒と短縮した場合は、定着不良が発生し、画像不良となった。さらに高速化した場合も同様に画像不良が発生した。
【０１０４】
一方、本変形例の場合は、立上げ時間を５秒に短縮した場合や、さらに高速化した場合においても、定着不良による画像不良のない、良好な画像を得ることができた。
【０１０５】
本変形例においても、フィルム表面温度と、加圧用剛性ステイの温度を確認したところ、比較例４の方が、加圧用剛性ステイの温度上昇が大きく、また、フィルムの温度は低い傾向にあった。
【０１０６】
したがって、加圧用剛性ステイのフィルム対向面部分を鏡面化することで、立上げ時の加圧用剛性ステイの昇温を抑制でき、フィルムの昇温に対する熱効率を向上させることが可能となる。その結果、低温環境下でのコールド状態からの立上げ時においても、定着不良などの画像不良の発生を防止でき、装置の高速化も可能となる。
【０１０７】
また、フィルムと、加圧用剛性ステイの最近接距離を小さくできるため、小径化などの小型化を可能とし、より低熱容量化を実現できる。
【０１０８】
したがって、さらなる立上げ時間の短縮化を達成することが可能となる。
【０１０９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、フィルム加熱方式の像加熱装置を上記のように構成することで、特に、低温環境でのコード状態からの立上げ時においても、記録材の加熱に直接的に関係しない部分の昇温を抑えて熱損失を抑制することが可能となる。その結果、より短い立上げ時間を達成できる。
【０１１０】
したがって、装置を高速化した場合においても、定着不良などの画像不良の発生のない良好な画像を得ることができる。また、熱損失を抑制できることから、省電力化も可能となる。
【０１１１】
一方、回転体（フィルム）と、補強部材（加圧用剛性ステイ）との近接距離を短くできるため、小型化も可能となる。
【０１１２】
さらに、回転体（フィルム）内部に断熱部材を配置する構成等に比べ、簡易な構成で熱効率の向上を達成できる。したがって低コスト化や、組立工程の簡略化が可能となる。
【０１１３】
[実施の形態２]
図７は、本発明の実施の形態２の定着装置の主要部の概略横断面図である。
【０１１４】
本実施の形態の定着装置は、実施の形態１の定着装置に加えて、フィルム１６の外面（外周）側に、フィルム１６を被覆するカバー部材としてのカバー体３０を備えることを特徴としている。本実施の形態において、カバー体３０は、フィルム１６に略対向する形状を有し、フィルム１６に近接配置するように設けられている。
【０１１５】
カバー体３０のフィルム１６に対向する部分の表面３０ａは、上述した加圧用剛性ステイ２０の表面２０ａのように、鏡面（鏡面状態）となっている。
【０１１６】
本実施の形態では、板厚０．５ｍｍの光沢メッキした鋼板を、プレス機で加工し、鏡面化処理によって、所望の形状、表面性を有する成形体としてカバー体３０を得た。
【０１１７】
なお、カバー体３０としては、少なくともフィルム１６に対向する部分（領域）の表面が鏡面状態に形成された部材であればよく、鋼板などの金属や、耐熱性の樹脂等、材質は特に限定されない。また、熱伝導性の悪い断熱部材等は、カバー体３０を介してフィルム面側とは反対方向である外面側への熱の拡散を防ぐことができるため好適である。
【０１１８】
カバー体３０の形状としては、ニップの出入り口等の解放部から反射熱の逃げを少なくする形状が好ましく、本実施の形態では、フィルム１６からの放射熱をフィルム側に反射するようフィルム面に略対向する形状とした。
【０１１９】
このような構成とすることにより、フィルム１６の放射熱による外周側への熱の拡散を抑制できる。したがって、実施の形態１による効果に加えて、実施の形態１の場合よりも、さらに急速にフィルム温度を立上げることができるという効果が得られる。
【０１２０】
すなわち、フィルム１６の外側に向かう放射熱は、鏡面を有するカバー体３０で反射され、フィルム側へ戻す形となっているため、解放系に比べ、熱損失を軽減でき、フィルム自身をより早く昇温させることができる。その結果、立上げ時間を短縮することが可能となり、装置を高速化した場合においても、画像不良の発生のない良好な画像を得ることができる。
【０１２１】
また、カバー体３０として断熱部材を用いた場合には、カバー体（筐体）自身の昇温を低く抑えることが可能となるため、耐熱保護用の保護部材を設ける必要がなくなり、構成を簡略化できる。したがって、低コスト化や、組立工程の簡略化が可能となる。
【０１２２】
本実施の形態においても実施の形態１同様に画像評価を行ったところ、高速化した場合においても画像不良の発生はなく、良好な定着画像が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１の定着装置の概略正面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る定着装置の概略縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る定着装置の概略横断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１の加圧用剛性ステイの概略横断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１の実施例において各部の温度変化を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２の定着装置の概略横断面図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１６  フィルム
１８  フィルムガイド
１９  弾性加圧ローラ
２０  加圧用剛性ステイ
２０ａ  表面
１００  定着装置
Ｎ  ニップ部
【図１】
2009237089.tif 000005
【図２】
2009237089.tif 000006
【図３】
2009237089.tif 000007
【図４】
2009237089.tif 000008
【図５】
2009237089.tif 000009
【図６】
2009237089.tif 000010
【図７】
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