JP2002299007A - 加熱装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】第１部材２０に対して摺動して移動する第２部
材２５と、該第２部材２５を挟んで第１部材２０に当接
する第３部材２６とを有し、第２部材２５と第３部材２
６との当接によって形成される接触部Ｎで被加熱材Ｐを
挟持搬送して被加熱材Ｐを加圧及び加熱する加熱装置に
おいて、耐久による回転起動時トルクの増加を抑え、安
定した被加熱材Ｐの搬送を確保し製品のコスト低減につ
なげる。 【解決手段】第２部材２５と第３部材２６との当接によ
って形成される接触部Ｎに相当する第１部材摺動部に凹
凸部を設けること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加熱材を加圧・
加熱する加熱装置、及び前記加熱装置を、被記録材に形
成担持させた未定着像を加熱定着処理する像加熱装置と
して具備した電子写真装置・静電記録装置などの画像形
成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】便宜上、複写機・プリンタ等の画像形成
装置に具備させる、トナー画像を被記録材に加熱定着さ
せる像加熱装置（定着装置）を例にして説明する。

【０００３】画像形成装置において、電子写真プロセス
・静電記録プロセス・磁気記録プロセスなどの適宜の画
像形成プロセス手段部で被記録材（転写材シート・エレ
クトロファックスシート・静電記録紙・ＯＨＰシート・
印刷用紙・フォーマット紙など）に転写方式あるいは直
接方式にて形成担持させた画像情報の未定着画像（トナ
ー画像）を被記録材面に永久固着画像として加熱定着さ
せる定着装置としては熱ローラ方式の装置が広く用いら
れていた。

【０００４】近時は、クイックスタートや省エネルギー
の観点からフィルム加熱方式の装置が実用化されてい
る。

【０００５】フィルム加熱方式の定着装置は、例えば特
開昭６３−３１３１８２号公報・特開平２−１５７８７
８号公報・特開平４−４４０７５号公報・特開平４−２
０４９８０号公報などに提案されている。

【０００６】即ち、加熱体として一般にセラミックヒー
タと、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィ
ルム（定着フィルム・定着ベルト）を挟ませて定着ニッ
プ部を形成させ、前記定着ニップ部の定着フィルムと加
圧ローラとの間に画像定着すべき未定着トナー画像を形
成担持させた被記録材を導入して定着フィルムと一緒に
挟持搬送させることで、定着ニップ部においてセラミッ
クヒータの熱を、定着フィルムを介して被記録材に与
え、また定着ニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を
被記録材面に熱圧定着させるものである。

【０００７】このフィルム加熱方式の定着装置は、セラ
ミックヒータ及び定着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、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、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くなる
（省電力）などの利点がある。

【０００８】フィルム加熱方式の加熱定着装置におい
て、回転体としての円筒状もしくはエンドレスフィルム
状の定着フィルムの駆動方法としては、定着フィルム内
周面を案内するフィルムガイド部材（フィルム支持部
材）と加圧ローラとで圧接された定着フィルムを加圧ロ
ーラの回転駆動によって従動回転させる方法（加圧ロー
ラ駆動方式）や、逆に駆動ローラとテンションローラに
よって張架されたエンドレスフィルム状の定着フィルム
の駆動によって加圧ローラを従動回転させるもの等があ
る。

【０００９】定着フィルム内面とフィルムガイド部材・
摺動部面には、定着フィルムとフィルムガイド部材・摺
動部面との摩擦による回転トルクの影響を軽減するため
に、耐熱性グリースなどの潤滑剤を介在させる等してい
る。

【００１０】フィルム加熱方式の装置においては、特開
平５−２７６１９号公報に提案されているように、定着
フィルムとフィルムガイド部材との間に潤滑剤（グリー
ス）を介在させることにより定着フィルムとフィルムガ
イド部材との間の摺動性を確保していた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述したようにフィル
ム加熱方式の加熱定着装置においては、定着ニップ部で
定着フィルム内面とフィルムガイド部材が摺動するため
に、摺動部面に耐熱グリースを塗布していたが、定着フ
ィルムが回転すると、定着ニップ部形成のための加圧力
により潤滑剤が定着フィルムと摺動部面との間から掃き
出されてしまい、定着ニップ部に対応する摺動部面には
ほとんど残らない。

【００１２】そのため、耐久により低温時に定着フィル
ムと摺動部面の密接力が増し、摩擦力（トルク）が上昇
するため駆動ローラ（駆動モータ）の脱調や、定着フィ
ルムスリップによる画像のズレや定着器ジャムなどの不
具合が発生することがあった。

【００１３】そこで本発明は、フィルム加熱方式、又は
電磁誘導加熱方式などの加熱装置において、フィルムと
摺動部面との密着力増大の問題点を解決し、室温などの
低温時からの回転起動時トルクを低く抑えることを目的
とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする加熱装置および画像形成装置である。

【００１５】（１）第１部材に対して摺動して移動する
第２部材と、該第２部材を挟んで前記第１部材に当接す
る第３部材とを有し、前記第２部材と前記第３部材との
当接によって形成される接触部で被加熱材を挟持搬送し
て被加熱材を加圧及び加熱する加熱装置において、前記
第２部材と前記第３部材との当接によって形成される接
触部に相当する第１部材摺動部に、凹凸部を設けること
を特徴とする加熱装置。

【００１６】（２）前記凹凸部は複数の溝状で、幅５〜
５０μｍ・深さ１〜２０μｍであることを特徴とする
（１）に記載の加熱装置。

【００１７】（３）前記凹凸部は複数の穴状で、大きさ
５〜５０μｍ・深さ１〜２０μｍであることを特徴とす
る（１）に記載の加熱装置。

【００１８】（４）前記摺動部の表面粗さがＲｚ＝１〜
２０μｍであることを特徴とする（１）に記載の加熱装
置。

【００１９】（５）前記第１部材は厚膜印刷法によって
凹凸部を設けることを特徴とする（１）乃至（４）のい
ずれかに記載の加熱装置。

【００２０】（６）前記凹凸部はマスク形状と印刷回数
・焼成温度によって形・大きさ・深さを調整することを
特徴とする（５）に記載の加熱装置。

【００２１】（７）前記凹凸部はガラスコートからなる
ことを特徴とする（１）乃至（６）に記載の加熱装置。

【００２２】（８）前記第１部材の前記第２部材摺動部
と第２部材の間に潤滑剤を介在させる構成において、前
記第１部材摺動部の前記凹凸部は潤滑剤を保持すること
を特徴とする（１）乃至（７）のいずれかに記載の加熱
装置。

【００２３】（９）前記第２部材はエンドレスフィルム
・前記第３部材は加圧回転体であることを特徴とする
（１）乃至（８）のいずれかに記載の加熱装置。

【００２４】（１０）前記第１部材が加熱体であり、前
記第２部材と前記第３部材との当接によって形成される
接触部で被加熱材を挟持搬送して被加熱材を前記第１部
材からの熱により加熱することを特徴とする（１）乃至
（９）のいずれかに記載の加熱装置。

【００２５】（１１）被加熱材が未定着像を形成担持さ
せた被記録材であり、装置が未定着像を被記録材に加熱
定着させる加熱定着装置であることを特徴とする（１）
乃至（１０）のいずれかに記載の加熱装置。

【００２６】（１２）被記録材に未定着像を形成担持さ
せる作像手段と、被記録材に形成担持させた未定着像を
定着させる定着手段を有し、前記定着手段が（１）乃至
（１１）のいずれかに記載の加熱装置であることを特徴
とする画像形成装置。

【００２７】〈作 用〉即ち、第１部材の、第２部材と
第３部材との当接によって形成される接触部に相当する
第１部材摺動部に、独立した凹部を複数個設けたことに
より、第１部材と第２部材との摺動部における接触面積
が少なくなって摺動摩擦抵抗を低減し、さらに通紙耐久
による摺動摩擦抵抗の増加を抑制することで装置の長寿
命化を図ることができる。

【００２８】さらに、被加熱材のスリップを防止できる
ので、安定した被加熱材の搬送を確保することができ、
画像加熱定着装置にあっては、高品位な画像と安定した
被記録材の搬送を確保することが可能となる。

【００２９】そして、加熱装置の駆動モータとして、駆
動トルクのより小さなものを使用することができるの
で、製品コストの低減にもつながる。

【００３０】また、第１部材の第２部材摺動部と第２部
材の間に潤滑剤を介在させた場合には、その潤滑剤が第
１部材摺動部に設けた複数個の独立した凹凸部内に安定
に保持されて、潤滑剤が摺動部における第１部材と第２
部材との間から掃き出されてしまいほとんど残らないよ
うな事態が防止され、潤滑剤による第１部材と第２部材
との摺動摩擦抵抗の低減効果も長期に渡って維持するこ
とが可能となる。

【００３１】

【発明の実施の形態】〈実施例１〉 （１）画像形成装置例 図１は本発明に係る画像形成装置の一例としてのレーザ
ービームプリンタの概略構成を示す縦断面図である。

【００３２】本実施例のレーザービームプリンタは、像
担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下「感光ド
ラム」という）１を備えている。感光ドラム１は、装置
本体Ｍによって回転自在に支持されており、駆動手段
（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピ
ードで回転駆動される。

【００３３】感光ドラム１の周囲には、その回転方向に
沿ってほぼ順に、帯電ローラ（帯電装置）２、露光手段
３、現像装置４、転写ローラ（転写装置）５、クリーニ
ング装置６が配設されている。

【００３４】また、装置本体Ｍの下部には、紙等のシー
ト状の記録材Ｐを収納した給紙カセット７が配置されて
おり、記録材Ｐの搬送経路に沿って上流側から順に、給
紙ローラ１５、搬送ローラ８、トップセンサー９、搬送
ガイド１０、定着装置１１、搬送ローラ１２、排紙ロー
ラ１３、排紙トレイ１４が配置されている。

【００３５】駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向
に回転駆動された感光ドラム１は、帯電ローラ２によっ
て所定の極性、所定の電位に一様に帯電される。

【００３６】帯電後の感光ドラム１は、その表面に対し
レーザー光学系等の露光手段３によって画像情報に基づ
いた画像露光Ｌがなされ、露光部分の電荷が除去されて
静電潜像が形成される。

【００３７】静電潜像は、現像装置４によって現像され
る。現像装置４は、現像ローラ４ａを有しており、この
現像ローラ４ａに現像バイアスを印加し、感光ドラム１
上の静電潜像にトナーを付着させることで、トナー像と
しての現像（顕像化）を行う。

【００３８】トナー像は、転写ローラ５によって紙等の
記録材Ｐに転写される。記録材Ｐは、給紙カセット７に
収納されており、給紙ローラ１５・搬送ローラ８によっ
て給紙・搬送され、トップセンサー９を介して、感光ド
ラム１と転写ローラ５との間の転写ニップ部に搬送され
る。このとき記録材Ｐは、トップセンサー９によって先
端が検知され、感光ドラム１上のトナー像と同期がとら
れる。転写ローラ５には、転写バイアスが印加され、こ
れにより感光ドラム１上のトナー像が記録材Ｐ上の所定
の位置に転写される。

【００３９】転写によって表面に未定着トナー像を担持
した記録材Ｐは、搬送ガイド１０に沿って定着装置１１
に搬送され、ここで未定着トナー像が加熱・加圧されて
記録材Ｐ表面に定着される。

【００４０】トナー像定着後の記録材Ｐは、搬送ローラ
１２・排出ローラ１３によって装置本体Ｍ上面の排紙ト
レイ１４上に搬送・排出される。

【００４１】一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、
記録材Ｐに転写されないで表面に残ったトナー（転写残
トナー）がクリーニング装置６のクリーニングブレード
６ａによって除去され、次の画像形成に備える。

【００４２】以上の動作を繰り返すことで、次々と画像
形成を行うことができる。

【００４３】（２）定着装置１１ 本実施例における加熱装置としての定着装置１１は、加
熱部材として定着フィルム（定着ベルト）を用いた、加
圧ローラ駆動方式、フィルム加熱方式の画像加熱定着装
置である。

【００４４】図２は定着装置１１の構成模型図であり、
記録材Ｐの搬送方向（矢印Ｋ方向）に沿った横断面模型
図である。

【００４５】トナーを加熱する加熱体としてのセラミッ
クヒータ（以下「ヒータ」という）２０と、このヒータ
２０を内包する定着フィルム（定着回転体）２５と、定
着フィルム２５に当接された別の定着回転体としての加
圧ローラ２６と、そしてヒータ２０の温度を制御する温
度制御手段２７と、記録材Ｐの搬送を制御する回転制御
手段２８とを主要構成部材として構成されている。

【００４６】ヒータ２０は、アルミナ等の耐熱性の基材
２０ａ上に例えば厚膜印刷によって抵抗体パターン２０
ｂを形成し、その表面を厚膜印刷にてガラス層２０ｃで
被覆したものであり、記録材Ｐの搬送方向（矢印Ｋ方
向）に直角な左右方向に長く、すなわち、記録材Ｐの幅
よりも長く形成されている。ヒータ２０は、装置本体Ｍ
に取り付けられたヒータホルダ２２によって支持されて
いる。ヒータホルダ２２は、耐熱樹脂によって半円状に
形成された部材であり、定着フィルム２５の回転をガイ
ドするガイド部材としても作用する。

【００４７】定着フィルム２５は、ポリイミド等の耐熱
樹脂を円筒状に形成したものであり、上述のヒータ２０
及びヒータホルダ２２を包んでいる。定着フィルム２５
は、後述の加圧ローラ２６によってヒータ２０に押し付
けられており、これにより定着フィルム２５の裏面がヒ
ータ２０の下面に当接されるようになっている。定着フ
ィルム２５は、加圧ローラ２６の矢印Ｒ２６方向の回転
により記録材Ｐが矢印Ｋ方向に搬送されるのに伴って矢
印Ｒ２５方向に回転されるように構成されている。

【００４８】定着フィルム２５の左右の両端部は、ヒー
タホルダ２２のガイド部（不図示）によって規制されて
おり、ヒータ２０の長手方向にはずれないようになって
いる。

【００４９】また、定着フィルム２５の内面には、ヒー
タ２０やヒータホルダ２２との間の摺動抵抗を低減させ
るために潤滑剤としてのグリースＧが塗布されている。

【００５０】加圧ローラ２６は、金属製の芯金２６ａの
外周面に、シリコーンゴム等の弾性を有する耐熱性の離
型層２６ｂを設けたものであり、離型層２６ｂの外周面
により下方から定着フィルム２５をヒータ２０に押し付
けて、定着フィルム２５との間に定着ニップ部Ｎを構成
している。この定着ニップ部Ｎにおける加圧ローラ２６
の回転方向についての幅（ニップ幅）をａとすると、こ
のニップ幅ａは、記録材Ｐ上のトナーを好適に加熱・加
圧することができる程度に設定されている。

【００５１】回転制御手段２８は、加圧ローラ２６を回
転駆動するモータ２９と、モータ２９の回転を制御する
ＣＰＵ３０とを有する。モータ２９としては、例えばス
テッピングモータ等を使用することができ、加圧ローラ
２６の回転を矢印Ｒ２６方向に連続的に行うほか、所定
の角度ずつ断続的に行うことも可能である。つまり、加
圧ローラ２６の回転と停止とを繰り返しながら、記録材
Ｐをステップ送りすることもできる。

【００５２】温度制御手段２７は、ヒータ２０の裏面に
取り付けられたサーミスタ（温度検知素子）２１と、サ
ーミスタ２１が検出する温度に基づいてトライアック２
４を制御し、ヒータ２０に対する通電を制御するＣＰＵ
２３とを有する。

【００５３】上述のように、定着装置１１は、加圧ロー
ラ２６の矢印Ｒ２６方向の回転により記録材Ｐを定着ニ
ップ部Ｎにて狭持搬送しつつ、ヒータ２０によって記録
材Ｐ上のトナーを加熱する。この際、回転制御手段２８
によって加圧ローラ２６の回転を制御することにより、
記録材Ｐの送りを適宜に制御することができ、また、温
度制御手段２７によってヒータ２０の温度を適宜に制御
することができるものである。

【００５４】本実施例においては、ヒータ２０が第１部
材であり、定着フィルム２５が第２部材であり、加圧ロ
ーラ２６が第３部材である。

【００５５】図２に示すヒータ２０は、アルミナ等のセ
ラミック基板上２０ａに厚膜印刷法（スクリーン印刷
法）を用いて、Ａｇ／Ｐｄ等の導電厚膜ペーストによ
り、厚さ５μｍ程の通電発熱体２０ｂを印刷・焼成して
形成する。

【００５６】その上を絶縁ガラス厚膜ペーストにより、
厚み１０μｍ程のガラスコート層２０ｃを印刷・焼成し
て形成する。このプロセスをさらに４回おこない、ガラ
スコート層２０ｃの厚みを約５０μｍとする。この時、
ガラスコート表面は平面である。

【００５７】このように定着ニップ部Ｎにおけるヒータ
面と定着フィルム２５の内面との相互摺動摩擦力を低減
化させるためヒータ面の定着ニップ部Ｎに対応するヒー
タ摺動部面には、上記のようなガラスコートなど、耐熱
性・低摩擦性の摺動部材を配設してある。この摺動部材
２０ｃは少なくとも定着ニップ部Ｎの長さと幅に対応す
る長さと幅を有している。

【００５８】（３）ヒータ摺動部に対する凹凸部 本実施例では、ヒータ２０の定着ニップ部Ｎにおける定
着フィルム摺動部面である前記摺動部材２０ｃの自由面
（下面）は定着フィルム２５の内面との摺動摩擦抵抗の
さらなる低減のために、図３の模型図のように、摺動部
材２０ｃに溝部４０を設けることを特徴とする。図３の
（ａ）は溝部４０を形成した摺動部材２０ｃの拡大横断
面模型図、（ｂ）は平面正面模型図である。

【００５９】本実施例において個々の溝部４０は、幅約
１０μｍ・深さ約５μｍの溝形状である。溝部４０は幅
５〜５０μｍ、深さ１〜２０μｍで、溝部４０の中心間
のピッチは任意で良いが、定着フィルム２５の進行方向
に対して垂直方向に配置する。溝部４０が進行方向ある
いは幅が５μｍ以下では、潤滑剤を保持することができ
ないため耐久により、定着フィルム２５と摺動部材２０
ｃの相互摺動摩擦力が急激に上昇する。さらに５０μｍ
以上では、ヒータ２０から定着フィルム２５、そして被
加熱材Ｐへの熱伝導率が低下し、トナー定着性がＮＧと
なってしまう。

【００６０】本実施例では絶縁ガラス厚膜ペーストによ
り、厚み１０μｍ程のガラスコート層２０ｃを印刷・焼
成して形成するプロセスを３回おこない、ガラスコート
層２０ｃの厚みを３０μｍとした後、図４に示すように
筋状のマスク（スクリーンメッシュ）の上から絶縁ガラ
ス厚膜ペーストにより、厚み１０μｍ程のガラスコート
層を２回印刷する。

【００６１】本実施例では、深さ約５μｍ・幅約１０μ
ｍとしているため、５μｍ間隔のスクリーンメッシュを
１列間隔で利用し、２回印刷している。深さと幅はメッ
シュ間隔と印刷回数を変更することによって調整するこ
とができる。

【００６２】この後、焼成温度により図４のようにガラ
スコートの形状が変化していくため、前記溝幅・深さを
微調整することが可能となる。

【００６３】図４では下記の温度にて焼成をおこなった
時のガラスコートの形状を示す。（ａ）約６００℃、
（ｂ）約６５０℃、（ｃ）約７００℃、（ｄ）約７５０
℃である。もちろんガラスコートの材質によって上記温
度は異なる。

【００６４】この溝部４０によって定着フィルム２５と
摺動部材２０ｃの接触面積を減少させることができ、定
着フィルム２５と摺動部材２０ｃの密着力を減少させる
ことができる。

【００６５】このため、溝部４０がない構成と比較して
室温などの低温時から回転起動時トルクを低く抑えるこ
とができる。

【００６６】溝部４０の形状や、定着ニップ部Ｎに対す
る溝部４０の総面積比率などは、加圧力や定着フィルム
２５・摺動部材２０ｃの材質などによって適宜決定され
るものである。

【００６７】効果の確認として、本実施例１の定着装置
１１を用いて、Ａ４用紙５０００枚毎に加熱時の回転起
動トルクの測定を行った。定着ニップ部Ｎは１１７.６
Ｎで加圧し、ニップ幅は約７ｍｍを確保した。

【００６８】比較例（従来例）として、定着ニップ部対
応面部分・摺動部材２０ｃに溝部４０を設けていない図
１０に示すものを用いた場合の回転トルクを測定した。

【００６９】図９に示すように従来の溝部４０を設けて
いない摺動部材２０ｃでは、初期の回転起動トルク（駆
動ローラとしての加圧ローラ２６の軸におけるトルク）
が０.０７８４Ｎ・ｍであったものが、５万枚通紙あたり
から回転起動トルクの上昇率が大きくなり、２０万枚を
越えると０.３９２Ｎ・ｍになり、駆動ローラ（駆動モー
タ）の脱調が発生するようになった。

【００７０】これに対して、本実施例１のように摺動部
材２０ｃの定着ニップ部対応面部分に溝部４０を設けた
場合、初期の回転起動トルクは０.０６８６Ｎ・ｍで、従
来よりもトルクが低い結果が得られ、５万枚通紙時点で
０.０９８Ｎ・ｍ以下を維持し、２０万枚通紙した時点で
も０.２２５４Ｎ・ｍ以下を維持することができた。

【００７１】これにより駆動ローラ（駆動モータ）の脱
調を防止することができる。

【００７２】もちろん、本発明はヒータ表面に限定され
るものではなく、発熱体上・ヒータ裏面、他部材など、
あらゆる摺動面に用いることが可能であり、これらの凹
凸部は本実施例のように厚膜印刷法を用いたガラスコー
トでなくとも、レーザー加工・研磨・エッヂングなどに
よって形成された摺動部材であっても同様の効果が得ら
れる。

【００７３】〈実施例２〉本実施例ではヒータ２０の定
着ニップ部Ｎにおける定着フィルム摺動部面である前記
摺動部材２０ｃの自由面（下面）は定着フィルム２５の
内面との摺動摩擦抵抗のさらなる低減のために、図５の
模型図のように、摺動部材２０ｃに独立した凹部４１を
複数個設けたことを特徴とする。図５の（ａ）は凹部４
１を形成した摺動部材２０ｃの拡大横断面模型図、
（ｂ）は平面正面模型図である。

【００７４】本実施例において個々の凹部４１は、大き
さ約１０μｍ・深さ約５μｍの凹形状である。凹部４１
は大きさ５〜５０μｍ、深さ１〜２０μｍで、凹部４１
の中心間のピッチは任意で良いが、定着フィルム２５の
進行方向に対して、必ず凹部４１が存在するように配設
することが好ましい。例えば図５の（ｂ）例のように格
子状に配置することができる。凹部４１の大きさが５μ
ｍ以下では、潤滑剤を保持することができないため、耐
久により定着フィルムと摺動部材２０ｃの相互摺動摩擦
が急激に上昇する。さらに５０μｍ以上ではヒータ２０
から定着フィルム２５、そして被加熱材Ｐへの熱伝導率
が低下し、トナー定着性がＮＧとなってしまう。

【００７５】本実施例では凹部４１を配置するために、
図６に示すスクリーンメッシュ上に格子状の穴を設け、
これを用いてスクリーン印刷をおこなう。まず図６の格
子状メッシュをヒータ面にのせてガラスのコーティング
をおこない、穴部を等間隔につくる。

【００７６】さらに約６５０℃の温度で焼成することで
ガラスコートが滑らかになり、隣同士に位置する凸部は
互いにつながることで図６に示すような凹部４１を作る
ことができる。

【００７７】この凹部４１によって定着フィルム２５と
摺動部材２０ｃの接触面積を減少させることができ、定
着フィルム２５と摺動部材２０ｃの密着力を減少させる
ことができる。このため、凹部４１がない構成と比較し
て室温などの低温時から回転起動時トルクを低く抑える
ことができる。

【００７８】また、凹部４１には潤滑剤Ｇを保持する効
果がある。従来のように摺動部材２０ｃはあっても凹部
４１がない場合には、定着フィルム２５が回転すると、
定着ニップ部形成のための加圧力により、潤滑剤Ｇが定
着フィルム２５と摺動部材２０ｃとの間から掃き出され
てしまい、定着ニップ部Ｎに対応する摺動部面にはほと
んど残らなかった。しかし、凹部４１があることで潤滑
剤Ｇがこの凹部４１に保たれ、定着ニップ部Ｎ内に保持
されるので、定着ニップ部Ｎに対応する摺動部材２０ｃ
と定着フィルム２５との摺動部面の相互摺動摩擦力のさ
らなる低減を図ることができる。したがって、耐久によ
るトルクアップを防止することができ、駆動ローラ（駆
動モータ）の脱調や、定着ジャムなどの不具合が発生す
ることなく、装置を高寿命化することが可能となる。

【００７９】凹部４１の形状や、定着ニップ部Ｎに対す
る凹部４１の総面積比率などは、加圧力や定着フィルム
２５・摺動部材２０ｃの材質などによって適宜決定され
るものである。

【００８０】効果の確認として、本実施例２の定着装置
１１を用いて、Ａ４用紙５０００枚毎に加熱時の回転起
動トルクの測定を行った。定着ニップ部Ｎには１１７.
６Ｎで加圧し、ニップ幅は約７ｍｍを確保した。

【００８１】比較例（従来例）として、定着ニップ部対
応面部分・摺動部材２０ｃに凹部４１を設けていない図
１０に示すものを用いた場合の回転トルクを測定した。

【００８２】図９に示すように従来の凹部４１を設けて
いない摺動部材２０ｃでは、初期の回転起動トルク（駆
動ローラとしての加圧ローラ２６の軸におけるトルク）
が０.０７８４Ｎ・ｍであったものが、５万枚通紙あたり
から回転起動トルクの上昇率が大きくなり、２０万枚を
越えると０.３９２Ｎ・ｍ以上になり、駆動ローラ（駆動
モータ）の脱調や定着ジャムが発生するようになった。

【００８３】これに対して、本実施例２のように摺動部
材２０ｃの定着ニップ部対応面部分に凹部４１を設けた
場合、初期の回転起動トルクは０.０６８６Ｎ・ｍで、従
来よりもトルクが低い結果が得られ、５万枚通紙時点で
０.０７８４Ｎ・ｍを維持し、２０万枚通紙した時点でも
０.１９６Ｎ・ｍ以下を維持することができた。

【００８４】これにより駆動ローラ（駆動モータ）の脱
調や定着ジャムを防止することができる。

【００８５】もちろん、本発明はヒータ表面に限定され
るものではなく、発熱体上・ヒータ裏面、他部材など、
あらゆる摺動面に用いることが可能であり、これらの凹
凸部は本実施例のように厚膜印刷法を用いたガラスコー
トでなくとも、レーザー加工・研磨・エッヂングなどに
よって形成された摺動部材であっても同様の効果が得ら
れる。

【００８６】〈実施例３〉本実施例では、さらに接触面
積を小さくするために、図７に示すスクリーンメッシュ
上に等間隔に穴を設け、これを用いてスクリーン印刷を
おこなうことを特徴とする。まず図７のメッシュをヒー
タ面にのせてガラスのコーティングをおこなう。

【００８７】本実施例において個々の凹凸部４２は、幅
約１０μｍ・深さ約５μｍの凹凸形状である。凹凸部４
２は幅５〜５０μｍ、深さ１〜２０μｍで、設定され
る。凹凸部の大きさが５μｍ以下では、潤滑剤を保持す
ることができないため耐久により、定着フィルム２５と
摺動部材２０ｃの相互摺動摩擦力が急激に上昇する。さ
らに５０μｍ以上では、ヒータ２０から定着フィルム２
５、そして被加熱材Ｐへの熱伝導率が低下し、トナー定
着性がＮＧとなってしまう。

【００８８】本実施例では絶縁ガラス厚膜ペーストによ
り、厚み１０μｍ程のガラスコート層２０ｃを印刷・焼
成して形成するプロセスを３回おこない、ガラスコート
層２０ｃの厚みを３０μｍとした後、図７に示すように
メッシュ状のマスクの上から絶縁ガラス厚膜ペーストに
より、厚み１０μｍ程のガラスコート層を２回印刷す
る。

【００８９】本実施例では、深さ約５μｍ・大きさ約１
０μｍとしているため、５μｍ間隔のスクリーンメッシ
ュを等間隔で利用し、２回印刷している。深さと大きさ
はメッシュ間隔と印刷回数を変更することによって調整
することができる。

【００９０】この後、焼成温度により図７の（ａ）〜
（ｂ）ようにガラスコートの形状が変化していくため、
前記凹凸部の大きさ・深さを微調整することが可能とな
る。図７では下記の温度にて焼成をおこなった時のガラ
スコートの形状を示す。（ａ）約６００℃、（ｂ）約６
５０℃、（ｃ）約７００℃、（ｄ）約７５０℃である。
もちろんガラスコートの材質によって上記温度は異な
る。

【００９１】この凹凸部４２によって定着フィルム２５
と摺動部材２０ｃの接触面積をさらに減少させることが
でき、定着フィルム２５と摺動部材２０ｃの密着力をさ
らに減少させることができる。このため、凹凸部４２が
ない構成と比較して室温などの低温時から回転起動時ト
ルクを低く抑えることができる。

【００９２】凹凸部４２の形状や、定着ニップ部Ｎに対
する凹凸部４２の総面積比率などは、加圧力や定着フィ
ルム２５・摺動部材２０ｃの材質などによって適宜決定
されるものである。

【００９３】効果の確認として、本実施例３の定着装置
１１を用いて、Ａ４用紙５０００枚毎に加熱時の回転起
動トルクの測定を行った。定着ニップ部Ｎには１１７.
６Ｎで加圧し、ニップ幅は約７ｍｍを確保した。

【００９４】比較例（従来例）として、摺動部材２０ｃ
として定着ニップ部対応面部分に凹凸部４２を設けてい
ない図１０に示すものを用いた場合の回転トルクを測定
した。

【００９５】図９に示すように従来の凹凸部４２を設け
ていない摺動部材２０ｃでは、初期の回転起動トルク
（駆動ローラとしての加圧ローラ２６の軸におけるトル
ク）が０.０７８４Ｎ・ｍであったものが、５万枚通紙あ
たりから回転起動トルクの上昇率が大きくなり、２０万
枚を越えると０.３９２Ｎ・ｍ以上となって、駆動ローラ
（駆動ローラ）の脱調が発生するようになった。

【００９６】これに対して、本実施例３のように摺動部
材２０ｃの定着ニップ部対応面部分に凹凸部４２を設け
た場合、２０万枚通紙した時点でも０.１４７Ｎ・ｍ以下
を維持することができ、脱調はもちろん、定着ジャムス
リップによる画像不良も防止することができる。

【００９７】もちろん、本発明はヒータ表面に限定され
るものではなく、発熱体上・ヒータ裏面、他部材など、
あらゆる摺動面に用いることが可能であり、これらの凹
凸部は本実施例のように厚膜印刷法を用いたガラスコー
トでなくとも、レーザー加工・研磨・エッヂングなどに
よって形成された摺動部材であっても同様の効果が得ら
れる。

【００９８】〈実施例４〉本実施例では、メッシュ数と
線径（オープニング（糸と糸の間の距離）・厚みなど）
によって簡易的に摺動部材２０ｃの接触面積をコントロ
ールすることを特徴とする。

【００９９】実施例１〜３では、スクリーンメッシュの
形状を変えることで摺動部材２０ｃ表面の形状をコント
ロールしてきたが、このようなスクリーンメッシュ形状
を作るには非常にコストがかかる。

【０１００】本実施例では、スクリーンメッシュのメッ
シュ数と線径を図８に示すような線径が大きいスクリー
ンメッシュを用いる。このように厚膜印刷法を用いる事
で、材料を無駄にすることがなく、バラツキのない安定
した微細パターンを大面積に形成することが容易にでき
る。

【０１０１】本実施例のように摺動部材２０ｃの定着ニ
ップ部対応面部分にオープニング・線径ともに約１０μ
ｍのスクリーンメッシュで凹凸部４２を設けた場合、第
３の実施例と同じく２０万枚通紙した時点でも０.１４
７Ｎ・ｍ以下を維持することができる。

【０１０２】これにより低コストで容易に脱調・定着ジ
ャム・画像不良を防止することができる。

【０１０３】もちろん、本発明はヒータ表面に限定され
るものではなく、発熱体上・ヒータ裏面、他部材など、
あらゆる摺動面に用いることが可能である。

【０１０４】〈その他〉 〈その他〉 ．本発明に係る加熱装置は実施例の加熱定着装置に限
られるものではないことは勿論である。その他、例え
ば、画像を担持した記録材を加熱してつや等の表面性を
改質する像加熱装置、仮定着処理する像加熱装置、シー
ト状物を給送して乾燥処理・ラミネート処理・しわ取り
熱プレス処理する等の加熱装置、インクジェットプリン
タ等に用いられる乾燥用の加熱装置等として広く使用出
来ることは勿論である。

【０１０５】．また本発明に係る加熱体を適用する加
熱装置自体の構成も実施例のフィルム加熱方式の装置に
限られるものではないことは勿論である。加熱体は実施
例のセラミックヒータ以外にも、例えば電磁誘導発熱体
であってもよいし、フィルム自体が電磁誘導発熱体で構
成されている、或は電磁誘導発熱体層を含む複合層構造
体であってもよい。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えばフィルム加熱方式などの加熱装置のように、第１
部材に対して摺動して移動する第２部材と、該第２部材
を挟んで第１部材に当接する第３部材とを有し、第２部
材と第３部材との当接によって形成される接触部で被加
熱材を挟持搬送して被加熱材を加圧及び加熱する加熱装
置、および該加熱装置を画像加熱定着装置として具備す
る画像形成装置において、第１部材の、第２部材と第３
部材との当接によって形成される接触部に相当する第１
部材摺動部に、独立した溝部・凹部・凹凸部を複数個設
けたことにより、第１部材と第２部材との摺動部におけ
る接触面積が少なくなって摺動摩擦抵抗を低減し、さら
に通紙耐久による摺動摩擦抵抗の増加を抑制すること
で、装置の長寿命化を図ることができる。

【０１０７】また、ニップ部における第１部材と第２部
材との間に潤滑剤を介在させてもよく、この場合にはそ
の潤滑剤が第２部材のニップ部における第１部材摺動部
面に設けた複数個の独立した溝部・凹部・凹凸部内に保
持されるので、潤滑剤がニップ部における第１部材と第
２部材との間から掃き出されてしまいほとんど残らない
ような事態が防止され、潤滑剤による第１部材と第２部
材との摺動摩擦抵抗の低減効果が長期に渡って維持させ
ることが可能となる。

【０１０８】これにより長期に渡り、被加熱材のスリッ
プを防止できるので、安定した被加熱材の搬送を確保す
ることができ、画像加熱定着装置にあっては、高品位な
画像と安定した被記録材の搬送を確保することが可能と
なる。

【０１０９】さらに厚膜印刷法を用いる事で、材料を無
駄にすることがなく、バラツキのない安定した微細パタ
ーンを大面積に形成することが容易にできる。そして、
加熱装置の駆動モータとして、駆動トルクのより小さな
ものを使用することができるなど、製品コストの低減に
もつながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例における画像形成装置の概略
構成模型図

【図２】 加熱装置である定着装置の概略構成模型図

【図３】 複数の溝部を進行方向垂直に形成具備させた
摺動部材の説明図

【図４】 焼成によるガラスコーティングの変化（溝状
マスク時）

【図５】 複数の凹部・凹凸部を形成具備させた摺動部
材の説明図

【図６】 焼成によるガラスコーティング（格子状穴あ
け時）

【図７】 焼成によるガラスコーティングの変化（等間
隔穴あけ時）

【図８】 焼成によるガラスコーティングの変化（メッ
シュ間隔大時）

【図９】 耐久によるトルク上昇の説明図

【図１０】 従来の摺動部材の説明図

【符号の説明】

１・・・・像担持体（感光ドラム） ２・・・・帯電装置（帯電ローラ） ３・・・・露光手段 ４・・・・現像装置 ５・・・・転写装置（転写ローラ） ６・・・・クリーニング装置 ７・・・・給紙カセット ８・・・・搬送ローラ ９・・・・トップセンサー １０・・・・搬送ガイド １１・・・・定着装置 １２・・・・搬送ローラ １３・・・・排紙ローラ １４・・・・排紙トレイ １５・・・・給紙ローラ ２０・・・・加熱体（セラミックヒータ、第１部材） ２１・・・・温度検知素子（サーミスタ） ２２・・・・ヒータホルダ ２３・・・・ＣＰＵ ２４・・・・トライアック ２５・・・・定着回転体（定着フィルム、第２部材） ２６・・・・定着回転体（加圧ローラ、第３部材） ２７・・・・温度制御手段 ２８・・・・回転制御手段 ２９・・・・モータ ３０・・・・ＣＰＵ ４０・・・・溝部 ４１・・・・凹部 ４２・・・・凹凸部 Ｎ・・・・定着ニップ部 Ｐ・・・・記録材

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H033 AA23 BA11 BA12 BA25 BE03 3K034 AA02 AA08 AA10 AA16 AA27 BA05 BA11 BB06 BB14 BC04 BC12 JA06 3K058 AA45 AA95 BA18 CE04 CE13 CE19 DA01 3K092 PP08 PP18 QA05 QB18 QB30 QB36 QB60 QB74 QB76 RF03 RF11 RF17 RF22 VV04

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１部材に対して摺動して移動する第２部
   材と、該第２部材を挟んで前記第１部材に当接する第３
   部材とを有し、前記第２部材と前記第３部材との当接に
   よって形成される接触部で被加熱材を挟持搬送して被加
   熱材を加圧及び加熱する加熱装置において、 前記第２部材と前記第３部材との当接によって形成され
   る接触部に相当する第１部材摺動部に、凹凸部を設ける
   ことを特徴とする加熱装置。
2. 【請求項２】前記凹凸部は複数の溝状で、幅５〜５０μ
   ｍ・深さ１〜２０μｍであることを特徴とする請求項１
   に記載の加熱装置。
3. 【請求項３】前記凹凸部は複数の穴状で、大きさ５〜５
   ０μｍ・深さ１〜２０μｍであることを特徴とする請求
   項１に記載の加熱装置。
4. 【請求項４】前記摺動部の表面粗さがＲｚ＝１〜２０μ
   ｍであることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
5. 【請求項５】前記第１部材は厚膜印刷法によって凹凸部
   を設けることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに
   記載の加熱装置。
6. 【請求項６】前記凹凸部はマスク形状と印刷回数・焼成
   温度によって形・大きさ・深さを調整することを特徴と
   する請求項５に記載の加熱装置。
7. 【請求項７】前記凹凸部はガラスコートからなることを
   特徴とする請求項１乃至６に記載の加熱装置。
8. 【請求項８】前記第１部材の前記第２部材摺動部と第２
   部材の間に潤滑剤を介在させる構成において、前記第１
   部材摺動部の前記凹凸部は潤滑剤を保持することを特徴
   とする請求項１乃至７のいずれかに記載の加熱装置。
9. 【請求項９】前記第２部材はエンドレスフィルム、前記
   第３部材は加圧回転体であることを特徴とする請求項１
   乃至８のいずれかに記載の加熱装置。
10. 【請求項１０】前記第１部材が加熱体であり、前記第２
    部材と前記第３部材との当接によって形成される接触部
    で被加熱材を挟持搬送して被加熱材を前記第１部材から
    の熱により加熱することを特徴とする請求項１乃至９の
    いずれかに記載の加熱装置。
11. 【請求項１１】被加熱材が未定着像を形成担持させた被
    記録材であり、装置が未定着像を被記録材に加熱定着さ
    せる加熱定着装置であることを特徴とする請求項１乃至
    １０のいずれかに記載の加熱装置。
12. 【請求項１２】被記録材に未定着像を形成担持させる作
    像手段と、被記録材に形成担持させた未定着像を定着さ
    せる定着手段を有し、前記定着手段が請求項１乃至１１
    のいずれかに記載の加熱装置であることを特徴とする画
    像形成装置。