(57)【要約】【課題】低コストで長寿命化を実現することができる像加熱装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】ヒータ１９は、セラミック基板１９ａと、セラミック基板１９ａ上に設けられた発熱体１９ｂと、セラミック基板１９ａのうち発熱体１９ｂが設けられた面とは反対側の面であって定着フィルム１１に対向する面に設けられ、定着フィルム１１と摺動する摺動層１９ｄと、を有し、かつ、ヒータ複数個分の大きさの基板を用いて複数個のヒータが形成された後、前記基板に設けられた割線部で前記基板が破断されて個々のヒータ１９として分割されたものであり、前記割線部は、セラミック基板１９ａのうち摺動層１９ｄ側に設けられており、ヒータホルダ２０は、定着フィルム１１が割線部に接触することを防止する突出部２０ａを備える。【選択図】図１
2009294391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータと、
前記ヒータに摺動する可撓性スリーブと、
前記ヒータ及び前記可撓性スリーブを保持するホルダと、
前記可撓性スリーブを介して前記ヒータとニップ部を形成する加圧ローラと、
を有し、
前記ニップ部の前記可撓性スリーブと前記加圧ローラとの間で、現像剤像を担持した記録材を挟持搬送して加熱する像加熱装置において、
前記ヒータは、
基板と、
前記基板上に設けられた抵抗発熱体と、
前記基板のうち前記抵抗発熱体が設けられた面とは反対側の面であって前記可撓性スリーブに対向する面に設けられ、前記可撓性スリーブと摺動する摺動層と、
を有し、かつ、
前記ヒータ複数個分の大きさの基板を用いて複数個のヒータが形成された後、前記基板に設けられた割線部で前記基板が破断されて個々のヒータとして分割されたものであり、
前記割線部は、前記基板のうち前記摺動層側に設けられており、
前記ホルダは、前記可撓性スリーブが前記割線部に接触することを防止する突出部を備える
ことを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
ヒータと、
前記ヒータに摺動する可撓性スリーブと、
前記ヒータ及び前記可撓性スリーブを保持するホルダと、
前記可撓性スリーブを介して前記ヒータとニップ部を形成する加圧ローラと、
を有し、
前記ニップ部の前記可撓性スリーブと前記加圧ローラとの間で、現像剤像を担持した記録材を挟持搬送して加熱する像加熱装置において、
前記ヒータは、
基板と、
前記基板上に設けられた抵抗発熱体と、
前記基板のうち前記抵抗発熱体が設けられた面とは反対側の面であって前記可撓性スリーブに対向する面に設けられ、前記可撓性スリーブと摺動する摺動層と、
を有し、かつ、
前記ヒータ複数個分の大きさの基板を用いて複数個のヒータが形成された後、前記基板に設けられた割線部で前記基板が破断されて個々のヒータとして分割されたものであり、
前記割線部は、前記基板のうち前記摺動層側に設けられており、
前記ヒータの記録材搬送方向の幅をＷ（ｍｍ）、前記可撓性スリーブと前記ヒータとが摺動する摺動部分の記録材搬送方向の幅をｄ（ｍｍ）とした場合に、
０．３≦ｄ／Ｗ≦０．７
を満たすことを特徴とする像加熱装置。
【請求項３】
前記基板は、アルミナを含む材料で形成さ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】
前記割線部は、レーザスクライブ法によって形成された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】
前記可撓性スリーブは、金属製又は樹脂製の無端状の基層を備え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】
前記突出部は、前記基板のうち前記摺動層が設けられた面に対して、前記加圧ローラ側に突出して設けられ、
前記摺動層が設けられた面に対する前記突出部の突出量が、
０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下
であ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７】
記録材上に現像剤像を形成する画像形成手段と、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の像加熱装置と、
を備え、
前記画像形成手段により記録材上に形成された現像剤像を前記像加熱装置により加熱する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、シート等の記録材上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関し、特に、これらの装置に備えられる像加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境への影響から省エネが強く求められており、省エネでウォームアップタイムの短い像加熱装置として、フィルム定着装置が知られている。
【０００３】
フィルム加熱方式の定着装置は、板状発熱体（ヒータ）と、可撓性スリーブ（以下、定着フィルムと記す）と、定着フィルムを介して板状発熱体とニップ部を形成する弾性ローラと、を有し、ニップ部で像を担持した記録材を挟持搬送して加熱するものである。ここで、板状発熱体は、セラミックスヒータを一般的とするもので、支持部に固定支持されている。また、可撓性スリーブは、板状発熱体と接触しつつ移動するもので、耐熱樹脂製フィルムや金属製フィルム等で構成されている。また、ニップ部において、像を担持した記録材は、定着フィルムと弾性ローラとの間で挟持搬送されることとなる。
【０００４】
このような構成のフィルム定着装置では、定着フィルムの熱容量が非常に小さくなっているので、板状発熱体に電力を投入した後、短時間でニップ部を所定の定着可能温度まで昇温させることが可能である。
【０００５】
このような従来のフィルム加熱方式の定着装置として、特許文献１及び特許文献２に示す定着装置が知られている。
【特許文献１】特開２０００−２０８２３９号公報
【特許文献２】特開２００６−９２７８５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、上記のような従来技術の場合には、以下のような問題が生じることが懸念されていた。
【０００７】
特許文献１に示されるフィルム定着装置では、定着フィルムにポリイミド等の樹脂製フィルムを使用し、ヒータとして窒化アルミ基板を使用したヒータを使用している。この従来のヒータは、多数個取り用窒化アルミ基板シートにダイヤモンドカッター等によるメカニカルスクライブ線を表面に形成している。そして、スクライブ線に沿ってへき開することで細長い窒化アルミ基板を取り出し、スクライブ線形成面側に抵抗発熱体を形成しているものである。
【０００８】
このようなセラミックヒータの基板として、窒化アルミ基板を使用する従来のヒータは、価格が高く、このため低コストなフィルム定着装置を提供することができないことが懸念されていた。
【０００９】
また、セラミックヒータ基板として、より低コストなアルミナ基板を使用すると、急激な温度上昇時のヒータ割れに弱くなってしまうことが懸念されていた。
【００１０】
アルミナ基板を使用し、抵抗発熱体形成面と同じ面にレーザスクライブ線等のスクライブ線を形成した場合、次のようなことが懸念されていた。すなわち、アルミナ基板は窒化
アルミ基板に比べ熱伝導率が小さいため、ヒータにかかる熱応力が窒化アルミ基板時に比べ大きく、スクライブ線部の凹凸、マイクロクラック等をきっかけとしてヒータ割れが短時間で発生してしまうことが懸念されていた。
【００１１】
特許文献２に示される従来の定着装置の一例では、定着フィルムにステンレス等の薄肉金属フィルムをベースとした定着フィルムを使用している。また、ヒータとしては、アルミナ基板を使用し、抵抗発熱体形成面を定着フィルムと摺動しない面（裏面）側に形成し、スクライブ線形成面を摺動面側（表面）に形成し、摺動面及びスクライブ線稜線を保護層で被覆したものを使用している。この様子を図７に示す。
【００１２】
このようなヒータは、スクライブ線稜線を保護層１９ｆで被覆するため、基板を分割後に間隔を開けて保護層を印刷しチクソトロピー性を用いて製造するため、通常のヒータ製造工程より工程が増えるため、コストが高くなってしまうことが懸念されていた。
【００１３】
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、低コストで長寿命化を実現することができる像加熱装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
ヒータと、
前記ヒータに摺動する可撓性スリーブと、
前記ヒータ及び前記可撓性スリーブを保持するホルダと、
前記可撓性スリーブを介して前記ヒータとニップ部を形成する加圧ローラと、
を有し、
前記ニップ部の前記可撓性スリーブと前記加圧ローラとの間で、現像剤像を担持した記録材を挟持搬送して加熱する像加熱装置において、
前記ヒータは、
基板と、
前記基板上に設けられた抵抗発熱体と、
前記基板のうち前記抵抗発熱体が設けられた面とは反対側の面であって前記可撓性スリーブに対向する面に設けられ、前記可撓性スリーブと摺動する摺動層と、
を有し、かつ、
前記ヒータ複数個分の大きさの基板を用いて複数個のヒータが形成された後、前記基板に設けられた割線部で前記基板が破断されて個々のヒータとして分割されたものであり、
前記割線部は、前記基板のうち前記摺動層側に設けられており、
前記ホルダは、前記可撓性スリーブが前記割線部に接触することを防止する突出部を備える
ことを特徴とする。
【００１５】
また、ヒータと、
前記ヒータに摺動する可撓性スリーブと、
前記ヒータ及び前記可撓性スリーブを保持するホルダと、
前記可撓性スリーブを介して前記ヒータとニップ部を形成する加圧ローラと、
を有し、
前記ニップ部の前記可撓性スリーブと前記加圧ローラとの間で、現像剤像を担持した記録材を挟持搬送して加熱する像加熱装置において、
前記ヒータは、
基板と、
前記基板上に設けられた抵抗発熱体と、
前記基板のうち前記抵抗発熱体が設けられた面とは反対側の面であって前記可撓性スリー
ブに対向する面に設けられ、前記可撓性スリーブと摺動する摺動層と、
を有し、かつ、
前記ヒータ複数個分の大きさの基板を用いて複数個のヒータが形成された後、前記基板に設けられた割線部で前記基板が破断されて個々のヒータとして分割されたものであり、
前記割線部は、前記基板のうち前記摺動層側に設けられており、
前記ヒータの記録材搬送方向の幅をＷ（ｍｍ）、前記可撓性スリーブと前記ヒータとが摺動する摺動部分の記録材搬送方向の幅をｄ（ｍｍ）とした場合に、
０．３≦ｄ／Ｗ≦０．７
を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、低コストで長寿命化を実現することができる像加熱装置及び画像形成装置を提供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】
本発明は、複写機、レーザビームプリンタ（ＬＢＰと称す）、プリンタ、ファクシミリ、マイクロフィルムリーダプリンタ、記録機等の画像形成装置に関するものである。
【００１９】
さらに詳しくは、次のような方式の像加熱装置としての定着装置を使用する画像形成装置に関するものである。
【００２０】
それは、まず、電子写真、静電記録、磁気記録等の適時の画像形成プロセス手段により加熱溶融性の樹脂等よりなる現像剤としてのトナーを用いて、記録材の面に直接転写方式もしくは間接転写方式で目的の画像情報に対応した未定着トナー画像を形成担持させる。そして、該未定着トナー画像を、該画像を担持している記録材面上に永久固着画像として加熱定着処理する方式である。
【００２１】
像加熱装置としては、特に、アルミナ基板を用いたセラミックヒータを使用するフィルム定着装置に関するものである。
【００２２】
ここで、記録材としては、紙、印刷紙、記録材シート、エレクトロファックスシート、静電記録シート、ＯＨＴシート、光沢紙、光沢フィルムなどを例示することができる。
【実施例１】
【００２３】
図２は、本発明の実施例１に係る画像形成装置の一例の概略断面図である。本実施例に示す画像形成装置は、電子写真画像形成プロセス利用のレーザプリンタである。
【００２４】
本実施例の画像形成装置は、４つの画像形成部（画像形成ユニット、画像形成手段）を備えている。それは、イエロー色の画像を形成する画像形成部１ａと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１ｂと、シアン色の画像を形成する画像形成部１ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１ｄである。そして、これらの４つの画像形成部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは一定の間隔をおいて一列に配置されている。
【００２５】
各画像形成部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄには、それぞれ像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが設置されている。各感
光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの周囲には、帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、ドラムクリーニング装置５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄがそれぞれ設置されている。帯電器３と現像装置４間の上方には露光装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ設置されている。各現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄには、それぞれイエロートナー，マゼンタトナー，シアントナー，ブラックトナーが収納されている。
【００２６】
各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、負帯電のＯＰＣ感光体でアルミニウム製のドラム基体上に光導電層を有しており、駆動装置（不図示）によって図２に示す矢印方向（時計回り）に所定のプロセススピードで回転駆動される。帯電手段としての帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。
【００２７】
現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、それぞれ感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ上に形成される各静電潜像に各色のトナーを付着させてトナー像（現像剤像）として現像（可視像化）する。現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄによる現像方法としては、例えばトナー粒子に対して磁性キャリアを混合したものを現像剤として用いて磁気力によって搬送し、各感光ドラムに対して接触状態で現像する２成分接触現像法を用いることができる。
【００２８】
転写手段としての転写ローラ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは弾性部材で構成されており、各転写のニップ部にて無端ベルト状の記録材搬送ベルト（以下、転写ベルトという）８を介して各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに当接している。尚、ここでは転写手段として、転写ローラ７を使用したが、トナー像を記録材に転写する際に高圧が印加され、かつ転写ベルト８に対して当接する転写ブレードとしてもよい。
【００２９】
ドラムクリーニング装置５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ表面にそれぞれ残った転写残トナーを除去して回収する。
【００３０】
露光装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、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されたレーザ光をレーザ出力部（不図示）から出力し、高速回転するポリゴンミラー（不図示）等を介して各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ表面を露光する。このことにより、露光装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、各帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで帯電された各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ表面に画像情報に応じた各色の静電潜像を形成する。
【００３１】
転写ベルト８は、駆動ローラ９、テンションローラ１０間に張架されており、駆動ローラ９の駆動によって図２に示す矢印方向（反時計回り）に回転（移動）される。転写ベルト８は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等のような誘電体樹脂によって構成されている。
【００３２】
また、転写ベルト８の記録材搬送方向の下流側には、ヒータ（加熱源）１９を内包する可撓性スリーブ（可撓性部材）としての定着フィルム１１と、駆動部材としての加圧ローラ１２とを有する定着装置１３が設置されている。
【００３３】
次に、本実施例の画像形成装置による画像形成動作について説明する。
【００３４】
画像形成開始信号が発せられると、所定のプロセススピードで回転駆動される各画像形成部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、それぞれ帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによって一様に負極性に帯電される。そして、露光装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、出力画像の画像信号をレーザ出力部（不図示）にて光信号にそれぞれ変換し、変換された光信号であるレーザ光は帯電された各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，
２ｄ上をそれぞれ走査露光して静電潜像を形成する。
【００３５】
そして、先ず感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、感光ドラム２ａの帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによりイエローのトナーを付着させて、トナー像として可視像化する。
【００３６】
そして、感光ドラム２ａ上のトナー像先端が感光ドラム２ａと転写ローラ７ａ間の転写部に移動されるタイミングに合わせて、給送カセット１４から記録材搬送ガイド１５を通して給送される記録材Ｐが、レジストローラ１６により転写部に搬送される。そして、転写部に搬送された記録材Ｐに、転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加された転写ローラ７ａによりイエローのトナー像が記録材上に転写される。
【００３７】
イエローのトナー像が転写された記録材Ｐは、記録材搬送ベルト８によって画像形成部１ｂに移動される。そして、画像形成部１ｂと転写ローラ７ｂによって構成された転写部においても、感光ドラム２ａと転写ローラ７ａ間の転写部と同様にして感光ドラム２ｂに形成されたマゼンタのトナー像が、記録材Ｐ上のイエローのトナー像上に重ね合わせて、転写される。
【００３８】
以下、同様にして記録材Ｐ上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に、画像形成部１ｃ，１ｄの感光ドラム２ｃ，２ｄで形成されたシアン、ブラックのトナー像を各転写部にて順次重ね合わせて、フルカラーのトナー像を記録材Ｐ上に形成する。
【００３９】
フルカラーのトナー像が形成された記録材Ｐは定着装置１３に搬送される。ここで、定着装置１３では、定着フィルム１１を介してヒータ１９と加圧ローラ１２との間でニップ部（定着ニップ部）が形成されている。そして、定着ニップ部において定着フィルム１１と加圧ローラ１２とにより記録材が挟持搬送されることで、フルカラーのトナー像が加熱、加圧されて記録材Ｐ表面に熱定着される。その後、フルカラーのトナー像が定着された記録材Ｐは、排出ローラ１７によって排出トレイ１８上に排出されて、一連の画像形成動作が終了する。
【００４０】
上記した画像を感光ドラムから記録材に転写した際において、各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ上に残留している転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄによってそれぞれ除去されて回収される。
【００４１】
モノクロ画像出力時は、上記の画像形成プロセスをブラック色の画像を形成する画像形成部１ｄにおいてのみ行う。
【００４２】
次に、図３を用いて、本実施例における定着装置について説明する。
【００４３】
図３は、本実施例における定着装置１３の概略断面図である。
【００４４】
本実施例における定着装置は、ヒータ１９、ヒータホルダ２０、メインサーミスタ２１、サブサーミスタ２２、定着フィルム１１、加圧ローラ１２、入り口ガイド２３により構成される。
【００４５】
ヒータホルダ２０は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成し、ヒータ１９及び定着フィルム１１を保持するとともに、定着フィルム１１をガイドする役割を果たす。
【００４６】
本実施例においては、ヒータホルダの材質に用いる液晶ポリマーとして、住友化学株式会社製の型番  Ｅ４２０５Ｌ  Ｂを使用した。この液晶ポリマーの最大使用可能温度（荷
重撓み温度）は、約３０５℃である。
【００４７】
メインサーミスタ２１は、定着フィルム１１内面の温度を検知するもので、定着装置１３の温度制御を行うために配設されている。
【００４８】
メインサーミスタ２１は、ステンレス（ＳＵＳ）製のアーム先端にサーミスタ素子が取り付けられ、アームが揺動することにより定着フィルム１１内面の動きが不安定になった状態においても、サーミスタ素子が定着フィルム１１内面に常に接する状態に保たれる。
【００４９】
メインサーミスタ２１は、制御手段としての不図示のＣＰＵに接続され、ＣＰＵは、メインサーミスタ２１の出力をもとに、ヒータ１９の温度制御内容を決定し、ヒータ１９への通電を制御する。
【００５０】
サブサーミスタ２２は、ヒータ１９裏面に配置され、ヒータ１９が何らかの理由により、過昇温した際にリミッタ制御を行う役割を果たす。本実施例において、サブサーミスタ２２は、ヒータ１９の長手方向端部に配置され、小サイズの記録材を通紙した際等の定着装置１３端部の昇温を検知する。ここで、長手方向とは、記録材搬送方向に直交する方向であり、加圧ローラ１２の軸方向であり、定着フィルム１１と加圧ローラ１２とにより形成された定着ニップ部の長手方向である。ＣＰＵは、サブサーミスタ２２の検知結果から、定着装置１３端部が昇温していると判断した場合は、定着温度を下げる制御を行うことにより、定着装置の過昇温を防いでいる。
【００５１】
加圧ローラ１２は、芯金上に、厚み約２ｍｍの導電シリコーンゴム層を形成し、その上に厚み約５０μｍの導電ＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。長手サイズとしてはＳＲＡ３サイズの記録材に対応するように長手方向の長さを約３３０ｍｍとしている。ここで、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る。
【００５２】
入り口ガイド２３は、二次転写ニップを抜けた記録材Ｐが、定着ニップ部に正確にガイドされるよう、記録材を導く役割を果たす。
【００５３】
加圧ローラ１２、入り口ガイド２３は、それぞれフレーム２４に組み付けられる。
【００５４】
その下に、ヒータホルダ２０に装着されたヒータ１９、メインサーミスタ２１、サブサーミスタ２２を内蔵した定着フィルムユニット２５が置かれる。定着フィルムユニット２５は、ヒータホルダ２０に沿って配置されるＴステー２６を介して、不図示の加圧機構により、約３０ｋｇｆ（２９４Ｎ）（片側約１５ｋｇｆ）程度の力で加圧されている。
【００５５】
本実施例の定着装置においては、加圧ローラ１２が回転し、定着フィルム１１を駆動することによって、定着フィルム１１が従動回転する。その際、定着フィルム１１内面とヒータ１９とが摺動し（定着フィルム１１がヒータ１９と接触しつつ移動する）、また、定着フィルム１１内面とヒータホルダ２０とが摺動する構成となっている。定着フィルム１１内面にはグリスが塗布され、ヒータホルダ２０と定着フィルム１１内面との摺動性を確保している。
【００５６】
通常使用においては、定着装置の回転開始とともに、定着フィルム１１の従動回転が開始し、ヒータ１９温度の上昇とともに、定着フィルム１１内面温度も上昇し、それに伴い定着フィルム１１の表面温度も上昇していく。
【００５７】
定着部材としての定着フィルム１１は、基層として、厚さ約３０μｍの厚みのエンドレ
スベルト状（無端状）に形成されたステンレス製（本実施例では一例としてＳＵＳ３０４を使用している。）フィルムを使用している。そして、基層上に弾性層として、シリコーンゴム層を形成した上に、離型層として、厚み約２０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。
【００５８】
定着フィルム１１の内外面の温度差をできるだけ小さくするため、弾性層であるシリコーンゴム層の厚みは薄いことが好ましく、また、ゴムの熱伝導率は、高い材質を用いることが好ましい。
【００５９】
熱伝導率を高めるためには、ゴム層に含まれるフィラーの量を増やすことが従来良く行われるものの、単純にフィラー量を増やした場合には、様々な不具合の発生が懸念されるる。
【００６０】
フィラー量を増やすことで、熱伝導率を高くすることができる。しかし、シリコンゴムポリマーに比べ比重の重いアルミナなどのフィラー量を増やすことは、ゴム層自体の比重が重くなり、ゴム層の熱容量が大きくなってしまい、定着部材の温度立上時間的には不利になってしまうことが懸念される。また、フィラー量を単純に増やすことで、ゴム層の硬度が大きくなったり、ゴムのＣセット（永久変形ひずみ）が悪化するなどの不具合が発生してしまうことが懸念される。ゴム層の熱伝導率としては、約１Ｗ／ｍＫ以上が望ましい。本実施例では、約１．３Ｗ／ｍＫのものを使用している。
【００６１】
定着フィルム１１の弾性層の厚みとしては、ＯＨＴ透過性や、画像上の「す」（微小な光沢ムラ）といった、画質の観点から、定着フィルム１１のシリコーンゴム層を極力厚くすることが望ましい。本発明者らの検討によれば、満足のいくレベルの画質を得るためには、２００μｍ以上のゴム厚みが必要であることが分かっている。
【００６２】
一方、ゴム層の厚みを必要以上に厚くすることは、定着部材自体の熱容量が大きくなってしまうため、定着部材の温度立上時間的に不利になってしまうことが懸念される。このため、本実施例におけるシリコーンゴム層は、厚みは約２００〜３００μｍとした。
【００６３】
定着装置の温度立上げの観点からは、定着部材としての定着フィルム１１自体の熱容量を小さくすることが望ましい。
【００６４】
定着フィルム自体の熱容量を小さくするために、定着フィルムを小径化することが考えられる。しかし、定着フィルムを必要以上に小径化すると、内部に配置する加熱源としてのセラミックヒータをスペース的に配置できなくなったり、定着性に必要なニップ幅が確保できなくなるため、自ずと限界が有る。
【００６５】
このため、本実施例における定着フィルム１１の内径は約２４ｍｍとした。
【００６６】
定着フィルム１１の長手サイズとしては、Ａ３ノビ用紙であるＳＲＡ３サイズ（用紙幅３２０ｍｍ）に対応するため、約３４０ｍｍとしている。
【００６７】
さらに、定着フィルム１１表面にフッ素樹脂層を設けることで、表面の離型性を向上し、定着フィルム１１表面にトナーが一旦付着し、再度記録材Ｐに移動することで発生するオフセット現象を防止することができる。
【００６８】
また、定着フィルム１１表面の離型層を、ＰＦＡチューブとすることで、より簡便に、均一な離型性層を形成することが可能となる。本実施例では、厚み約２０〜３０μｍのＰＦＡチューブを使用している。
【００６９】
加熱源としてのヒータ１９は、いわゆるセラミックヒータを用いている。
【００７０】
図４は、本実施例のヒータ１９を示す概略断面図である。
【００７１】
本実施例のヒータ１９は、セラミックヒータの一例として図４に示すようなものが用いられている。これは、セラミック基板１９ａ上（セラミック製基板上）に、通電により発熱する抵抗発熱体として抵抗を調整したＡｇＰｄ（銀パラジウム合金）の発熱ペーストをスクリーン印刷で塗工した発熱体１９ｂを印刷したものである。セラミック基板１９ａとしては、アルミナを含み材料により形成されるものであるとよい。本実施例では、長手方向の長さ（幅）約３８０ｍｍ、記録材搬送方向の長さ約８ｍｍ、厚さ約１ｍｍのアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を使用した。さらに、この発熱体１９ｂを保護するためにガラス保護膜（表面保護層）１９ｃでコーティングしている。また、セラミック基板１９ａのうち発熱体１９ｂが設けられた面とは反対側の面であって定着フィルム１１に対向する面には、定着フィルム１１と摺動する摺動層１９ｄが設けられている。
【００７２】
本実施例のヒータ１９は、発熱体１９ｂが３本有り、中央部の発熱体と両サイドの発熱体とで、長手方向の発熱分布を異ならせている。
【００７３】
ヒータ１９の駆動制御としては、中央部発熱体（以下、サブ発熱体と称す）への通電と、両サイドの発熱体（以下、メイン発熱体と称す）への通電の比率を通紙記録材サイズにより適宜変えている。これにより、長手方向の発熱分布を記録材サイズに合わせて最適化している。
【００７４】
ここで、ヒータ１９は、ヒータ複数個分の大きさのセラミック基板を用いて複数個のヒータが形成された後、前記セラミック基板に設けられた割線部で前記セラミック基板が破断されて個々のヒータ１９として分割されたものである。すなわち、多数個取り用アルミナ基板に、割線としてレーザスクライブを施し（レーザスクライブ法により割線部を形成し）、レーザスクライブ線（割線部）で割ることで個々のヒータ１９を取り出している。
【００７５】
そして、本実施例では、レーザスクライブ線を、発熱体１９ｂを設けた面とは反対の摺動層１９ｄ側に設けている。この様子を図４に示している。
【００７６】
図５は、レーザスクライブにより割線を入れたヒータ１９に残ったレーザスクライブ跡Ｂの稜線凹凸（半円状）を示す概略図である。
【００７７】
レーザスクライブにより割線を入れた場合、図５に示すようにレーザスクライブ跡Ｂの稜線凹凸（半円状）、マイクロクラック等が残ってしまう。
【００７８】
このようなレーザスクライブが発熱体１９ｂと同じ面側にある従来の場合と、本実施例のようにレーザスクライブが発熱体１９ｂと反対の面側（定着フィルムと摺動する摺動層側）にある場合での、暴走時のヒータが割れるまでの時間を比較した。この比較結果を表１に示す。表１では、室温状態から定着器に暴走時相当の約１９００Ｗを投入した時にヒータが割れるまでの時間を示している。
【００７９】
【表１】
2009294391.tif 000003
【００８０】
従来例のように、抵抗発熱体と同じ面にレーザスクライブ面が有り、割線稜線部に凹凸、マイクロクラック等がある場合には、ヒータに大電力が投入され抵抗発熱体面側での熱膨張によるセラミック基板の反り、熱応力が発生する場合がある。このため、このような熱膨張側に凹凸、マイクロクラック等が有ると、ヒータ割れに弱く、約１．７〜２．３秒と短時間でヒータ割れが発生してしまった。
【００８１】
このように短時間でヒータ割れが発生してしまうと、安全回路が動作しヒータへの通電が停止する時間よりも早くヒータ割れが発生してしまうことになってしまう。ここで、安全回路としては、ヒータに当接されたサーミスタでヒータ温度を検出し、暴走時の異常高温を検出しヒータへの通電を停止するような回路を例示することができる。
【００８２】
これに対し、本実施例のように抵抗発熱体が形成された面と反対の面側にレーザスクライブを設けることにより、レーザスクライブによる凹凸、マイクロクラック等は熱膨張側には存在しないため、ヒータ割れは約３〜３．６秒と従来例より長くすることが出来た。このため、暴走時に、ヒータ割れが発生する前に十分なマージン時間を確保して（本例では、約１秒）、安全回路でヒータへの通電を停止できるため、暴走時のヒータ割れを防止することが可能となった。
【００８３】
レーザスクライブ穴の近傍には、レーザスクライブ時の基板の変形、盛り上がり、割り時のバリ等がある。このため、このような部分が定着フィルムとの摺動面側にある場合、定着フィルムとの摺擦の不具合が懸念される。
【００８４】
従来例では、このようなレーザスクライブ部の稜線部も図７で示すような保護層１９ｆで保護することで、定着フィルムとの摺擦の不具合を防止しているものの、このような対策ではコストアップとなってしまっている。なお、図７において、本実施例と同様の構成部材については、説明の便宜上、同一の符号を付している。
【００８５】
これに対し、本実施例では、図１に示すように、レーザスクライブ部の割線稜線部（割線部、レーザスクライブ跡Ｂ）に従来のような保護層を設けるのではなく、ヒータ割線稜線部に対して突出する突出部２０ａをヒータホルダ２０に設けている。そして、本実施例では、突出部２０ａは、セラミック基板１９ａのうち摺動層１９ｄが設けられた面１９ｅに対して、加圧ローラ側に突出して設けられている。
【００８６】
これにより、定着フィルム１１とヒータ割線稜線部とが摺擦（接触）してしまうことを防止することができる。したがって、ヒータ割線稜線部での定着フィルムの磨耗、削れ等を防止することができ、長寿命化を実現させた定着装置を提供することができる。また、ヒータ割線稜線部に保護層を設ける必要が無いため、低コストな定着装置を提供することができる。
【００８７】
摺動層１９ｄが設けられた面１９ｅに対する突出部２０ａの突出量Ａとしては、約０．０５ｍｍ以上約０．５ｍｍ以下が望ましい。薄肉金属層をベースとした定着フィルムを使用する場合、突出量が大き過ぎると定着フィルムの変形量が大きくなり定着フィルムクラック等が発生し定着器寿命を短くしてしまうため、ヒータホルダの突出量Ａは約０．５ｍｍ以下が望ましい。また、突出量が小さ過ぎるとヒータ割線稜線部の突起、バリ等と定着フィルムが摺動してしまうため、ヒータホルダの突出量Ａは約０．０５ｍｍ以上が望ましい。
【００８８】
本実施例では、ヒータホルダの突出量Ａを約０．４〜０．５ｍｍに設定した定着装置にて、Ａ４サイズ紙を横送り通紙耐久実験を行った結果、約２０万枚程度まで定着フィルムクラックや、ヒータ割れ等の不具合は発生せず、長寿命を達成することができた。
【００８９】
なお、本実施例においては、画像形成装置としてカラー画像形成装置について説明したが、これに限るものではなく、モノクロ画像形成装置に対して本発明を適用することも可能である。
【００９０】
さらに、本実施例では、定着フィルムとして、金属製の基層に弾性層及び離型性層を設けたタイプを使用したが、金属製の基層ではなく樹脂製の基層を使用した定着フィルムを使用しても良い。
【実施例２】
【００９１】
次に、本発明の実施例２について以下に説明する。
【００９２】
図６は、本実施例の定着装置において、ヒータ周辺の要部を示す概略断面図である。なお、本実施例においては、実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。
【００９３】
本実施例では、実施例１のようにヒータホルダ２０の一部を突出させるのではなく、定着フィルム１１とヒータ１９との摺動幅を適正な関係とすることで、定着フィルム１１とヒータ１９の割線稜線部の摺擦を防止することを特徴とする。
【００９４】
ヒータ１９の記録材搬送方向の幅をＷｍｍ、ヒータ１９と定着フィルム１１の摺動部分の記録材搬送方向の幅をｄｍｍとした場合、Ｗ及びｄの値を色々と変えて、ｄ／Ｗを変化させた場合の、結果をまとめた表を表２に示す。
【００９５】
【表２】
2009294391.tif 000004
【００９６】
ヒータ１９と定着フィルム１１の摺動部分の幅ｄｍｍは、定着フィルム１１の剛性及び加圧力を変えることで変化させた。ここで、定着フィルム１１の基層の厚み、材質、径等を変えることにより定着フィルムの剛性を変えた。
【００９７】
ｄ／Ｗが１に近い場合は、定着フィルム１１の回転軌跡がヒータ割線稜線部に近いため、定着フィルム１１とヒータ１９のレーザスクライブ近傍の盛り上がり部等との摺動による不具合が発生しやすくなることが懸念される。ここで、発生することが懸念される不具合は、定着フィルムの削れや定着フィルムの削れ粉によりトルクアップなどである。
【００９８】
逆に、ｄ／Ｗが小さい場合には、ヒータ１９から定着フィルム１１への熱伝導の効率が悪くなったり、ヒータ１９と定着フィルム１１との接触面積が狭くなる。このため、接触部での圧が高くなり、ヒータ表面の摺動層の削れが発生するなどの不具合が発生しやすくなることが懸念される。
【００９９】
本発明者らが検討した結果、
０．３≦ｄ／Ｗ≦０．７
を満たす場合に、良好な結果が得られた。ｄ／Ｗは、
０．４≦ｄ／Ｗ≦０．６
を満たすことがより望ましい。
【０１００】
本実施例によれば、上述した実施例１同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
さらに、本実施例においては、定着フィルム１１とヒータホルダ２０との摺動が無いため、定着フィルム削れを、より小さくできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施例１の定着装置において、ヒータ周辺の要部を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施例１の画像形成装置の一例の概略断面図である。
【図３】本発明の実施例１の定着装置の概略断面図である。
【図４】本発明の実施例１のヒータを示す概略断面図である。
【図５】レーザスクライブにより割線を入れたヒータに残ったレーザスクライブ跡の稜線凹凸（半円状）を示す概略図である。
【図６】本発明の実施例２の定着装置において、ヒータ周辺の要部を示す概略断面図である。
【図７】従来の定着装置において、ヒータ周辺の要部を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１１  定着フィルム
１２  加圧ローラ
１３  定着装置
１９  ヒータ
１９ａ  セラミック基板
１９ｂ  発熱体
１９ｄ  摺動層
２０  ヒータホルダ
２０ａ  突出部
Ｂ  レーザスクライブ跡
【図１】
2009294391.tif 000005
【図２】
2009294391.tif 000006
【図３】
2009294391.tif 000007
【図４】
2009294391.tif 000008
【図５】
2009294391.tif 000009
【図６】
2009294391.tif 000010
【図７】
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